一种声波谐振器的制造方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及MEMS器件制造领域，尤其涉及一种声波谐振器的制造方法。
【背景技术】
[0002]无线通讯技术的快速发展促进了移动通讯产品高频化发展。目前，智能手机等移动终端产品所需射频滤波器的频率范围多处于0.5GHz?1GHz之间，这对射频滤波器的工作频率提出了更高的要求。而射频滤波器的关键在于谐振器的性能。在现有的谐振器中，薄膜体声波谐振器(FBAR，Film Bulk Acoustic Resonator)由于具有高Q值、工作频率高、功率容量大、体积小、抗干扰性好、易于集成等优点，成为3G、4G甚至5G移动通讯的最佳选择。
[0003]薄膜体声波谐振器主要由基底、声反射层、下电极层、压电层和上电极层组成，根据声反射层的不同可以将现有技术中主流的薄膜体声波谐振器分为以下三种类型:硅反面刻蚀型(请参考图1)、空气隙型(请参考图2)和固态装配型(请参考图3)。其中，硅反面刻蚀型采用微机电系统(MEMS，Micro-Electro-Mechanical System)技术从娃基底10反面刻蚀去除大部分基底材料，通过该方法形成的结构的最大缺点在于器件的机械强度差以及器件成品率低。空气隙型采用MEMS技术，通过先填充牺牲层材料最后再去除的方法在基底20形成一个空气隙25，通过该方法形成的结构虽然器件的机械强度得到了大大提高，但是工艺步骤过于复杂，而且对牺牲层材料移除的精确度要求极高，工艺难度大。固态装配型采用布拉格反射原理，通过制造多层高低阻抗的声学层作为布拉格反射层31将声波限制在压电振荡材料内，在形成该结构时由于需要制备多层薄膜作为布拉格反射层31，相较于前两种结构工艺成本最高，而且各层薄膜的材料参数和薄膜应力控制复杂、难度大。
【发明内容】
[0004]为了克服现有技术中的上述缺陷，本发明提供了一种声波谐振器的制造方法，该制造方法包括:
[0005]提供基底；
[0006]在所述基底的表面形成声反射层或者在所述基底上形成声反射层，其中，该声反射层的材料是多孔性材料；
[0007]在所述声反射层上形成下电极层；
[0008]在所述下电极层上形成压电层；
[0009]在所述压电层上形成上电极层。
[0010]根据本发明的一个方面，在该制造方法中，在所述基底的表面形成声反射层包括:利用干法刻蚀或湿法腐蚀的方式对所述基底的表面进行处理，在所述基底的表面生成多孔性材料以形成声反射层。
[0011]根据本发明的另一个方面，在该制造方法中，在所述基底上形成声反射层包括:利用外延生长的方式在所述基底的表面上生长多孔性材料以形成声反射层。
[0012]根据本发明的又一个方面，在该制造方法中，所述多孔性材料是多孔硅或多孔氧化娃。
[0013]根据本发明的又一个方面，在该制造方法中，所述声反射层的厚度范围是1nm至1000 μmD
[0014]根据本发明的又一个方面，在该制造方法中，所述多孔性材料的孔隙度的范围是10%至 90%。
[0015]根据本发明的又一个方面，在该制造方法中，所述基底的材料包括硅、氧化硅、石英、多孔硅、多孔氧化硅中的一种或其任意组合。
[0016]与现有技术相比，本发明提供的声波谐振器的制造方法具有以下优点:通过对基底的表面进行处理或在基底上外延生长以形成由多孔性材料构成的声反射层，一方面可以保证声反射层具有良好的声波反射效果，另一方面可以省去现有技术中例如硅反面刻蚀、填充牺牲层再移除以及布拉格反射层制备等复杂度高、操作难度大的步骤，从而在保证声波谐振器具有良好性能的同时有效地改善了声波谐振器的制造工艺、简化了声波谐振器的结构、降低了声波谐振器的制造成本以及大大地提高了声波谐振器的成品率。
【附图说明】
[0017]通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
[0018]图1是现有技术中硅反面刻蚀型薄膜体声波谐振器的结构示意图；
[0019]图2是现有技术中空气隙型薄膜体声波谐振器的结构示意图；
[0020]图3是现有技术中固态装配型薄膜体声波谐振器的结构示意图；
[0021]图4是根据本发明的声波谐振器的制造方法流程图；
[0022]图5至图9是根据本发明一个具体实施例按照图4所示流程制造声波谐振器的各个阶段的剖面示意图；
[0023]图10至图14是根据本发明另一个具体实施例按照图4所示流程制造声波谐振器的各个阶段的剖面示意图；
[0024]图15是根据本发明一个具体实施例的声反射层中多孔娃的结构不意图；
[0025]图16是根据本发明一个具体实施例的声反射层中多孔硅的扫描电镜照片。
[0026]附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。
【具体实施方式】
[0027]为了更好地理解和阐释本发明，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述。
[0028]本发明提供了一种声波谐振器的制造方法，请参考图4，图4是根据本发明的声波谐振器的制造方法流程图。如图所示，该制造方法包括:
[0029]在步骤SlOl中，提供基底；
[0030]在步骤S102中，在所述基底的表面形成声反射层或者在所述基底上形成声反射层，其中，该声反射层的材料是多孔性材料；
[0031]在步骤S103中，在所述声反射层上形成下电极层；
[0032]在步骤S104中，在所述下电极层上形成压电层；
[0033]在步骤S105中，在所述压电层上形成上电极层。
[0034]下面，将结合图5至图9以及图10至图14对上述制造方法进行详细地说明。
[0035]具体地，在步骤SlOl中，请参考图5和图10，如图所示，提供基底100。在一个实施例中，基底100的材料可以是硅、氧化硅、石英等。在另一个实施例中，基底100的材料还可以是多孔性材料，例如多孔硅、多孔氧化硅等。由于多孔硅、多孔氧化硅等多孔性材料的成本通常高于硅、氧化硅、石英等非多孔性材料，因此从成本的角度考虑，基底100的材料优选是硅、氧化硅、石英等非多孔性材料。本领域技术人员可以理解的是，基底100的材料并不仅仅限于上述举例，其他凡是用于形成基底后使得该基底能够具有支撑作用的材料均包括在本发明所保护的范围内，为了简明起见，在此不再一一列举。典型地，基底100的厚度范围是50 μ m至2000 μ m。
[0036]在步骤S102中，在基底100的表面形成由多孔性材料构成的声反射层或者在基底100上形成由多孔性材料构成的声反射层。在本实施例中，多孔性材料是多孔硅或多孔氧化硅。本领域技术人员可以理解的是，多孔性材料并不仅仅限于上述多孔硅和多孔氧化硅，其他凡是可以起到良好声波反射效果的多孔性材料均包括在本发明所保护的范围内。多孔性材料的孔隙度的范围优选在10%至90%之间，其中，多孔性材料的孔隙度的具体取值需要根据声波谐振器的实际设计需求来确定。声反射层110的厚度范围优选是1nm至1000 μ m。下面对如何形成声反射层进行详细说明。
[0037]请参考图6，在基底100的表面形成由多孔性材料构成的声反射层110包括:利用干法刻蚀或湿法腐蚀的方式对基底100的表面进行处理，在基底100的表面生成多孔性材料以形成声反射层110。针对于基底100的材料是硅、氧化硅、石英等非多孔性材料的情况，可以采用干法刻蚀或者湿法腐蚀的方式对基底100的一个表面的部分区域或者全部区域进行处理，基底100表面的材料在干法刻蚀或湿法腐蚀的作用下形成多孔性材料，其中，由该多孔性材料所构成的区域则为声反射层110。举例说明，基底100的材料是硅，那么对硅表面进行干法刻蚀或湿法腐蚀后在基底100的表面形成一层