一种体声波谐振器及其制造方法与流程

1.本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种体声波谐振器及其制造方法。


背景技术：

2.空气隙型体声波谐振器是目前应用最为广泛的一种体声波谐振器。请参考图1(a)至图1(d)，图1(a)至图1(d)是按照现有技术制造空气隙型体声波谐振器的各个阶段的剖面示意图。首先，如图1(a)所示，提供衬底10并刻蚀该衬底10以形成凹槽，以及在该凹槽内填充牺牲材料11。接着，如图1(b)所示，在衬底10上形成叠层结构，该叠层结构位于凹槽上方且从下至上依次包括下电极12、压电层13以及上电极14。其中叠层结构的形成过程如下：首先在衬底10上形成覆盖牺牲材料11的下电极12，接着在衬底10上形成覆盖下电极12的压电层13，最后在压电层13上形成上电极14。接着如图1(c)所示，刻蚀叠层结构以形成暴露牺牲材料的释放孔15。最后，如图1(d)所示，利用腐蚀溶液通过释放孔15将凹槽内的牺牲材料11移除，以在下电极12和衬底10之间形成用于声波反射的空腔16。其中，上电极14、压电层13、下电极12以及空腔16在器件厚度方向上存在重叠区域(即图1(d)中两条虚线之间的区域)，该重叠区域即为体声波谐振器的谐振区。相应地，体声波谐振器中位于谐振区之外的区域即为非谐振区。
3.为了避免释放孔15的形成对体声波谐振器谐振区造成影响进而影响器件性能，与此同时还需要确保凹槽内的牺牲材料11得以暴露，基于上述考虑，现有技术中释放孔15通常形成在叠层结构中位于谐振区外侧且位于牺牲材料11上方的位置上。这种方式的不足之处在于：(1)通过释放孔15移除牺牲材料11形成空腔16之后，叠层结构中位于空腔16上方的部分悬空，由于释放孔15形成在叠层结构的悬空部分中，所以会导致器件稳定性和可靠性的下降，进而导致器件容易发生断裂；(2)由于释放孔15形成在谐振区外侧，所以在通过释放孔15释放凹槽内牺牲材料11时，腐蚀溶液只能从牺牲材料11的边缘向内逐步腐蚀，如此一来，导致牺牲材料释放效率低下，进而影响器件的制造产能；(3)由于叠层结构中需要提供用于形成释放孔15的区域，所以在一定程度上会造成器件面积的浪费。


技术实现要素：

4.为了克服现有技术中的上述缺陷，本发明提供了一种体声波谐振器的制造方法，该制造方法包括：
5.提供衬底，该衬底包括第一表面以及与其相对的第二表面；
6.刻蚀所述衬底以在所述第一表面形成凹槽，并利用牺牲材料对该凹槽进行填充；
7.在所述衬底上形成覆盖所述凹槽的叠层结构，该叠层结构从下至上依次包括下电极、压电层以及上电极；
8.刻蚀所述衬底的第二表面以形成与所述凹槽连通的至少一个释放孔；
9.通过所述至少一个释放孔释放所述凹槽内的所述牺牲材料，以在所述叠层结构和所述衬底之间形成空腔，其中，该空腔与所述下电极、所述压电层、以及所述上电极在器件
厚度方向上存在重叠区域。
10.根据本发明的一个方面，该制造方法中，所述释放孔的水平截面形状是圆形、多边形或不规则形状。
11.根据本发明的另一个方面，该制造方法中，所述凹槽的底面呈正n边形形状，其中n大于等于3；所述释放孔的数量等于n+1，其中一个所述释放孔贯穿所述凹槽底面的中心区域，其他n个所述释放孔分别贯穿所述凹槽底面的n个顶点区域。
12.根据本发明的又一个方面，在所述衬底上形成叠层结构之后该制造方法还包括：形成覆盖所述叠层结构的保护层；以及刻蚀所述衬底的第二表面以形成与所述凹槽连通的至少一个释放孔之后该制造方法还包括：去除所述保护层。
13.根据本发明的又一个方面，刻蚀所述衬底的第二表面以形成与所述凹槽连通的至少一个释放孔之前，该制造方法还包括：从所述第二表面对所述衬底进行减薄。
14.根据本发明的又一个方面，通过所述至少一个释放孔释放所述凹槽内的所述牺牲材料以在所述叠层结构和所述衬底之间形成空腔之后，该制造方法还包括：在所述衬底的所述第二表面上形成密封层对所述释放孔进行密封。
15.根据本发明的又一个方面，该制造方法中，所述密封层其材料的温度系数与所述压电层材料的温度系数相反，和/或所述密封层其材料的热导率高于所述衬底的热导率。
16.本发明还提供了一种体声波谐振器的制造方法，该制造方法包括：
17.提供衬底，该衬底包括第一表面以及与其相对的第二表面；
18.刻蚀所述衬底以在所述第一表面形成凹槽、以及在所述凹槽的底面形成向所述第二表面延伸但未贯穿所述第二表面的至少一个释放孔；
19.利用牺牲材料对所述释放孔以及所述凹槽进行填充；
20.在所述衬底上形成叠层结构，该叠层结构从下至上依次包括下电极、压电层以及上电极；
21.从所述第二表面对所述衬底进行减薄直至暴露所述牺牲材料；
22.释放所述牺牲材料以在所述叠层结构和所述衬底之间形成空腔，且该空腔与所述下电极、所述压电层以及所述上电极在器件厚度方向上存在重叠区域。
23.根据本发明的一个方面，该制造方法中，所述释放孔的水平截面形状是圆形、多边形或不规则形状。
24.根据本发明的另一个方面，该制造方法中，所述凹槽的底面呈正n边形形状，其中n大于等于3；所述释放孔的数量等于n+1，其中一个所述释放孔形成在所述凹槽底面的中心区域，其他n个所述释放孔分别形成在所述凹槽底面的n个顶点区域。
25.根据本发明的又一个方面，释放所述牺牲材料以在所述叠层结构和所述衬底之间形成空腔之后，该制造方法还包括：在所述衬底的所述第二表面上形成密封层对所述释放孔进行密封。
26.根据本发明的又一个方面，该制造方法中，所述密封层其材料的温度系数与所述压电层材料的温度系数相反，和/或所述密封层其材料的热导率高于所述衬底的热导率。
27.本发明还提供了一种体声波谐振器，该体声波谐振器包括：
28.衬底，该衬底包括第一表面和与其相对的第二表面；
29.叠层结构，该叠层结构形成在所述衬底上，从下至上依次包括下电极、压电层以及
上电极；
30.空腔，该空腔形成在所述叠层结构和所述衬底之间，且所述下电极、压电层、上电极与所述空腔在器件厚度方向上存在重叠区域；
31.至少一个释放孔，该至少一个释放孔形成在所述衬底的所述第二表面并与所述空腔连通。
32.根据本发明的一个方面，该体声波谐振器中，所述释放孔的水平截面形状是圆形、多边形或不规则形状。
33.根据本发明的另一个方面，该体声波谐振器中，所述空腔的底面呈正n边形形状，其中n大于等于3；所述释放孔的数量等于n+1，其中一个所述释放孔贯穿所述空腔底面的中心区域，其他n个所述释放孔分别贯穿所述空腔底面的n个顶点区域。
34.根据本发明的又一个方面，该体声波谐振器还包括：密封层，该密封层形成在所述衬底的所述第二表面，对所述释放孔形成密封。
35.根据本发明的又一个方面，该体声波谐振器中，所述密封层其材料的温度系数与所述压电层材料的温度系数相反，和/或所述密封层其材料的热导率高于所述衬底的热导率。
36.本发明还提供了一种体声波谐振器的制造方法，该制造方法包括：
37.提供衬底，该衬底包括第一表面以及与其相对的第二表面；
38.刻蚀所述衬底以在所述第一表面形成第一凹槽、以及在所述第一凹槽的底面形成向所述第二表面延伸但未贯穿所述第二表面的至少一个第一释放孔，并利用第一牺牲材料对所述第一释放孔以及所述第一凹槽进行填充；
39.在所述衬底的第一表面上形成覆盖所述第一凹槽的第一叠层结构，该第一叠层结构从下至上依次包括第一下电极、第一压电层以及第一上电极；
40.刻蚀所述衬底的第二表面以形成与所述第一释放孔连通的第二凹槽，并利用第二牺牲材料对所述第二凹槽进行填充；
41.在所述衬底的第二表面上形成覆盖所述第二凹槽的第二叠层结构，该第二叠层结构从下至上依次包括第二下电极、第二压电层以及第二上电极；
42.形成暴露所述第一牺牲材料或第二牺牲材料的至少一个第二释放孔，并通过所述第二释放孔释放所述第一牺牲材料和所述第二牺牲材料，以在所述第一叠层结构与所述衬底之间形成第一空腔、以及在所述第二叠层结构和所述衬底之间形成第二空腔，其中，所述第一空腔与所述第一下电极、所述第一压电层以及所述第一上电极在器件厚度方向上存在第一重叠区域，所述第二空腔与所述第二下电极、所述第二压电层以及所述第二上电极在器件厚度方向上存在第二重叠区域。
43.根据本发明的一个方面，该制造方法中，所述释放孔的水平截面形状是圆形、多边形或不规则形状。
44.根据本发明的另一个方面，该制造方法中，所述第一凹槽底面的水平投影落入所述第二凹槽底面的水平投影中；所述第一重叠区域的水平投影落入所述第二重叠区域的水平投影中。
45.根据本发明的又一个方面，该制造方法中，所述第一凹槽的底面呈正n边形形状，其中n大于等于3；所述第一释放孔的数量等于n+1，其中一个所述第一释放孔形成在所述第
一凹槽底面的中心区域，其他n个所述第一释放孔分别形成在所述第一凹槽底面的n个顶点区域。
46.根据本发明的又一个方面，该制造方法中，所述第二释放孔形成在所述第一叠层结构中位于所述第一重叠区域外侧的位置上。
47.根据本发明的又一个方面，该制造方法中，至少存在一个所述第二释放孔和一个所述第一释放孔在器件厚度方向上对齐。
48.根据本发明的又一个方面，刻蚀所述衬底的第二表面以形成与所述第一释放孔连通的第二凹槽之前，该制造方法还包括：从所述第二表面对所述衬底进行减薄。
49.根据本发明的又一个方面，在所述衬底的第一表面上形成第一叠层结构之后，该制造方法还包括：形成覆盖所述第一叠层结构的保护层；以及在所述衬底的第二表面上形成第二叠层结构之后，该制造方法还包括：去除所述保护层。
50.本发明还提供了一种体声波谐振器的制造方法，该制造方法包括：
51.提供衬底，该衬底包括第一表面以及与其相对的第二表面；
52.刻蚀所述衬底以在所述第二表面形成第二凹槽，并利用第二牺牲材料对所述第二凹槽进行填充；
53.在所述衬底的第二表面上形成覆盖所述第二凹槽的第二叠层结构，该第二叠层结构从下至上依次包括第二下电极、第二压电层以及第二上电极；
54.刻蚀所述衬底以在所述第一表面形成第一凹槽、以及在第一凹槽的底面形成与所述第二凹槽连通的至少一个第一释放孔，并利用第一牺牲材料对所述第一释放孔以及所述第一凹槽进行填充；
55.在所述衬底的第一表面上形成第一叠层结构，该第一叠层结构从下至上依次包括第一下电极、第一压电层以及第一上电极；
56.形成暴露所述第一牺牲材料或第二牺牲材料的至少一个第二释放孔，并通过所述第二释放孔释放所述第一牺牲材料和所述第二牺牲材料，以在所述第一叠层结构与所述衬底之间形成第一空腔、以及在所述第二叠层结构和所述衬底之间形成第二空腔，其中，所述第一空腔与所述第一下电极、所述第一压电层以及所述第一上电极在器件厚度方向上存在第一重叠区域，所述第二空腔与所述第二下电极、所述第二压电层以及所述第二上电极在器件厚度方向上存在第二重叠区域。
57.根据本发明的一个方面，该制造方法中，所述第一凹槽底面的水平投影落入所述第二凹槽底面的水平投影中；所述第一重叠区域的水平投影落入所述第二重叠区域的水平投影中。
58.根据本发明的另一个方面，该制造方法中，所述第一凹槽的底面呈正n边形形状，其中n大于等于3；所述第一释放孔的数量等于n+1，其中一个所述第一释放孔形成在所述第一凹槽底面的中心区域，其他n个所述第一释放孔分别形成在所述第一凹槽底面的n个顶点区域。
59.根据本发明的又一个方面，该制造方法中，所述第二释放孔形成在所述第一叠层结构中位于所述第一重叠区域外侧的位置上。
60.根据本发明的又一个方面，该制造方法中，至少存在一个所述第二释放孔和一个所述第一释放孔在器件厚度方向上对齐。
61.根据本发明的又一个方面，刻蚀所述衬底以在所述第一表面形成第一凹槽之前，该制造方法还包括：从所述第一表面对所述衬底进行减薄。
62.根据本发明的又一个方面，在所述衬底的第二表面上形成第二叠层结构之后，该制造方法还包括：形成覆盖所述第二叠层结构的保护层；以及在所述衬底的第一表面上形成第一叠层结构之后，该制造方法还包括：去除所述保护层。
63.本发明还提供了一种体声波谐振器，该体声波谐振器包括：
64.衬底，该衬底包括第一表面和与其相对的第二表面；
65.第一叠层结构，该第一叠层结构形成在所述衬底的第一表面上，从下至上依次包括第一下电极、第一压电层以及第一上电极；
66.第二叠层结构，该第二叠层结构形成在所述衬底的第二表面上，从下至上依次包括第二下电极、第二压电层以及第二上电极
67.第一空腔，该第一空腔形成在所述第一叠层结构和所述衬底之间，且所述第一下电极、第一压电层、第一上电极与所述第一空腔在器件厚度方向上存在第一重叠区域；
68.第二空腔，该第二空腔形成在所述第二叠层结构和所述衬底之间，且所述第二下电极、第二压电层、第二上电极与所述第二空腔在器件厚度方向上存在第二重叠区域；
69.至少一个第一释放孔，该至少一个第一释放孔贯穿所述第一空腔的底面和所述第二空腔的底面；
70.至少一个第二释放孔，该至少一个第二释放孔与所述第一空腔或第二空腔连通。
71.根据本发明的一个方面，该体声波谐振器中，所述释放孔的水平截面形状是圆形、多边形或不规则形状。
72.根据本发明的另一个方面，该体声波谐振器中，所述第一空腔底面的水平投影落入所述第二空腔底面的水平投影中；所述第一重叠区域的水平投影落入所述第二重叠区域的水平投影中。
73.根据本发明的又一个方面，该体声波谐振器中，所述第一空腔的底面呈正n边形形状，其中n大于等于3；所述第一释放孔的数量等于n+1，其中一个所述第一释放孔贯穿所述第一空腔底面的中心区域，其他n个所述第一释放孔分别贯穿所述第一空腔底面的n个顶点区域。
74.根据本发明的又一个方面，该体声波谐振器中，所述第二释放孔形成在所述第一叠层结构中位于所述第一重叠区域外侧的位置上。
75.根据本发明的又一个方面，该体声波谐振器中，至少存在一个所述第二释放孔和一个所述第一释放孔在器件厚度方向上对齐。
76.与现有技术相比，本发明所提供的体声波谐振器的制造方法具有以下优势：(1)本发明中释放孔形成在凹槽下方的衬底中，由于避免了像现有技术一样在叠层结构悬空部分中形成释放孔，所以可以有效确保体声波谐振器的可靠性以及稳定性，进而有效降低了器件断裂的风险；(2)为了避免对体声波谐振器谐振区进行刻蚀进而对器件性能造成影响，所以现有技术中释放孔只能形成在叠层结构中靠近谐振区的位置上，而本发明由于释放孔形成在位于凹槽下方的衬底中，不受谐振区的任何限制，所以释放孔可以形成在凹槽底面的任意位置上，通过合理设计释放孔的位置可以极大提高释放孔的释放效率(例如将释放孔设置在凹槽底面的中心以及顶点处可以将释放效率提高一倍以上)，进而提升体声波谐振
器的制造产能；(3)由于释放孔形成在凹槽下方的衬底内而并非形成在叠层结构内，所以叠层结构无需提供用于形成释放孔的区域，也就不会造成器件面积的浪费。相应地，基于本发明所提供的制造方法所形成的体声波谐振器具有可靠性高、稳定性优、产能高的特点且不存在器件面积浪费的问题。
附图说明
77.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：
78.图1(a)至图1(d)是按照现有技术制造空气隙型体声波谐振器的各个阶段的剖面示意图；
79.图2是根据本发明的一个具体实施例的体声波谐振器的制造方法流程图；
80.图3(a)至图3(h)是按照图2所示方法流程制造体声波谐振器的各个阶段的剖面示意图；
81.图3(i)是在图3(h)所示结构上形成密封层后的剖面示意图；
82.图4是根据本发明一个具体实施例的释放孔形成后衬底第二表面侧的俯视示意图；
83.图5是根据本发明的另一个具体实施例的体声波谐振器的制造方法流程图；
84.图6(a)至图6(g)是按照图5所示方法流程制造体声波谐振器的各个阶段的剖面示意图；
85.图7是根据本发明的又一个具体实施例的体声波谐振器的制造方法流程图；
86.图8(a)至图8(k)是按照图7所示方法流程制造体声波谐振器的各个阶段的剖面示意图。
87.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
88.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。
89.本发明提供了一种体声波谐振器的制造方法。请参考图2，图2是根据本发明的一个具体实施例的体声波谐振器的制造方法流程图。如图所示，该制造方法包括：
90.在步骤s101中，提供衬底，该衬底包括第一表面以及与其相对的第二表面；
91.在步骤s102中，刻蚀所述衬底以在所述第一表面形成凹槽，并利用牺牲材料对该凹槽进行填充；
92.在步骤s103中，在所述衬底上形成覆盖所述凹槽的叠层结构，该叠层结构从下至上依次包括下电极、压电层以及上电极；
93.在步骤s104中，刻蚀所述衬底的第二表面以形成与所述凹槽连通的至少一个释放孔；
94.在步骤s105中，通过所述至少一个释放孔释放所述凹槽内的所述牺牲材料，以在所述叠层结构和所述衬底之间形成空腔，其中，该空腔与所述下电极、所述压电层、以及所述上电极在器件厚度方向上存在重叠区域。
95.下面，将结合图3(a)至图3(h)对上述步骤s101至步骤s106进行详细说明。
96.具体地，在步骤s101中，如图3(a)所示，提供衬底100，该衬底100包括相对的两个表面，该两个表面在下文中将以第一表面100a和第二表面100b表示。衬底100的材料包括但不限于硅、锗、锗硅等半导体材料。凡是现有适用于体声波谐振器衬底的材料均适用于本发明，为了简明起见，在此不再对衬底100所有可能的材料进行一一列举。此外，本发明对于衬底100的厚度也不做任何限定，可以根据实际设计需求相应制定。
97.在步骤s102中，首先，如图3(b)所示，刻蚀衬底100的第一表面100a以形成凹槽101，其中凹槽101的底面在图中以附图标记101a表示。在本实施例中，凹槽101的形成过程如下：首先在衬底100的第一表面100a上沉积光刻胶层(未示出)，接着对该光刻胶层进行图形化以暴露衬底100第一表面100a待形成凹槽的区域，接着利用诸如干法刻蚀等方式对衬底100的第一表面100a进行刻蚀以形成凹槽101，最后去除光刻胶层。
98.接着，如图3(c)所示，利用牺牲材料103对凹槽101进行填充。在本实施例中，对凹槽101的填充步骤如下：首先在衬底100的第一表面100a沉积牺牲材料103，直至凹槽101内被牺牲材料103完全填充且牺牲材料103的上表面高于衬底100的第一表面100a；然后对牺牲材料103进行平坦化操作直至其上表面与衬底100的第一表面100a齐平。此处的术语“齐平”意是指两者之间的高度差在工艺误差允许的范围内。本发明对牺牲材料103不做任何限定，现有常规牺牲材料例如磷硅玻璃(psg)、硼磷硅玻璃(bpsg)、本征二氧化硅(usg)等均适用于本发明。
99.在步骤s103中，如图3(d)所示，在衬底100的第一表面100a上形成叠层结构，该叠层结构从下至上依次包括下电极104、压电层105以及上电极106。在本实施例中，叠层结构的形成过程如下：首先，在衬底100的第一表面100a上沉积下电极金属层，并对该下电极金属层进行图形化以形成覆盖牺牲材料103的下电极104；接着沉积压电材料以形成覆盖衬底100第一表面100a以及下电极104的压电层105；最后，在压电层105上沉积上电极金属层，并对该上电极金属层进行图形化以形成上电极106。其中，上电极106、压电层105、下电极104以及凹槽在器件厚度方向上存在重叠区域。
100.需要说明的是，(1)本发明对下电极104、压电层105以及上电极106的材料不做任何限定，下电极104和上电极106的材料可以采用例如钼(mo)等常规电极金属实现，压电层105的材料可以采用氮化铝(aln)等常规压电材料实现。此外，下电极104、压电层105和上电极106的厚度可以根据实际设计需求来确定，在此不做任何限定。(2)在本实施例中，下电极104对牺牲材料103形成完全覆盖(亦即对凹槽102形成完全覆盖)。在其他实施例中，下电极104也可以仅覆盖部分牺牲材料103。(3)在其他实施例中，根据实际设计需求还可以在衬底100和下电极104之间形成种子层(未示出)、以及在上电极106上形成钝化层(未示出)等，本文对此不做任何限定。
101.优选地，在形成叠层结构之后，如图3(e)所示，本发明所提供的体声波谐振器的制造方法还包括：形成覆盖叠层结构的保护层107。保护层107的作用主要在于，后续在刻蚀衬底100第二表面100b以形成释放孔的过程中对叠层结构进行保护。考虑到保护层107最终需要被移除，因此保护层107优选采用牺牲材料实现。更为优选地，保护层107的材料与牺牲材料103相同，便于后续在释放牺牲材料103的同时移除保护层107。下面基于图3(e)所示结构继续对后续步骤进行说明。
102.优选地，在形成保护层之后，如图3(f)所示，本发明所提供的体声波谐振器的制造
方法还包括：从衬底100的第二表面100b对衬底100进行减薄。对衬底100进行减薄的目的在于，一方面使衬底100的厚度符合体声波谐振器的设计要求，另一方面也为了使后续在衬底100第二表面100b所形成的释放孔具有合适的深宽比，以利于释放孔的形成。本领域技术人员可以理解的是，在其他实施例中，也可以先对衬底第二表面进行减薄、再形成覆盖叠层结构的保护层。
103.在步骤s104中，如图3(g)所示，对衬底100的第二表面100b进行刻蚀，以形成向衬底100内部延伸并贯穿凹槽101底面101a的至少一个释放孔102，即该至少一个释放孔102与凹槽之间形成连通。在本实施例中，释放孔102的形成过程如下：首先在衬底100上沉积光刻胶层(未示出)覆盖衬底100第二表面100b，接着对该光刻胶层进行图形化以暴露待形成释放孔的区域，接着利用诸如干法刻蚀等方式对衬底100第二表面100b进行刻蚀以形成释放孔，最后去除光刻胶层。
104.需要说明的是，本发明对于释放孔102的具体个数以及形成位置不做任何限定，可以根据实际设计需求相应制定。本领域技术人员可以理解的是，图3(f)所示的体声波谐振器的剖面示意图中的释放孔102的数量以及位置仅为示意性举例，其不应成为对本发明的限制。优选地，释放孔通过贯穿凹槽底面的中部区域以及边缘区域以实现与凹槽的连通，这种情况下，后续通过释放孔释放凹槽内牺牲材料时，腐蚀溶液进入释放孔后从牺牲材料中部向外腐蚀的同时也从牺牲材料的边缘向内腐蚀，如此一来，可以有效提高释放效率，进而提升器件的制造产能。针对于凹槽101底面101a呈正n边形形状(n≥3)的情况，在一个优选实施例中，释放孔的数量等于n+1，其中一个释放孔其水平投影位于凹槽101底面101a水平投影的中心区域处，另外n个释放孔其水平投影分别位于凹槽101底面101a水平投影的n个顶点区域处，即其中一个释放孔通过贯穿凹槽101底面101a的中心区域实现与凹槽101的连通、另外n个释放孔分别通过贯通凹槽101底面101a的n个顶点区域以实现与凹槽101的连通。以一个具体实施例进行说明。请参考图4，图4是根据本发明一个具体实施例的释放孔形成后衬底第二表面侧的俯视示意图。如图所示，凹槽底面101a(由于从衬底100第二表面100b侧俯视无法看到凹槽底面101a，所以在图中以虚线的方式绘制出凹槽底面101a的边缘)呈正五边形形状(即n＝5)，释放孔102的数量等于六个，其中一个该正五边形的中心区域连通，另外五个分别与正五边形的五个顶点区域连通。本领域技术人员可以理解的是，上述释放孔与凹槽底面的中心区域以及顶点区域连通仅为优选实施方式，在其他实施例中释放孔与凹槽底面的具体连通位置还可以根据实际设计需求相应制定，为了简明起见，在此不再对凹槽底面是正n边形时释放孔与凹槽底面连通位置的所有可能进行一一列举。针对于凹槽101底面101a呈现为非正多边形的其他规则图形(例如圆形等)、或不规则形状时，可以根据凹槽101底面101a的具体形状对释放孔与凹槽底面的连通位置进行合理设计，为了简明起见，在此不再对释放孔与凹槽底面连通位置的所有可能进行一一列举。
105.还需要说明的是，本发明对于释放孔102的形状不做任何限定，可以如图4所示释放孔102的水平截面呈圆形形状，还可以呈矩形、三角形、椭圆形、正多边形、甚至是不规则形状，为了简明起见，在此不再对释放孔102所有可能的水平截面形状进行一一列举。此外，本发明对于释放孔102的具体尺寸(包括释放孔的孔径、深度等)也不做任何限定。优选地，释放孔102的孔径范围是1μm至30μm，更为优选地在10μm至20μm之间。
106.在步骤s105中，如图3(h)所示，利用腐蚀溶液通过释放孔102释放凹槽101内的牺
牲材料103，以在叠层结构和衬底100之间形成空腔103a。其中，由于空腔103a由凹槽101的表面和叠层结构的下表面围成，所以凹槽101、下电极104、压电层105以及上电极106在器件厚度方向上的重叠区域亦即空腔103a、下电极104、压电层105以及上电极106在器件厚度方向上的重叠区域，该重叠区域构成体声波谐振器的谐振区。本发明对腐蚀溶液不做任何限定，可以根据牺牲材料103的具体类型相应选择常规腐蚀溶液即可。此外在本实施例中，由于保护层107的材料与牺牲材料103相同，所以在释放牺牲材料103的同时，保护层107也被移除。至此体声波谐振器制造完成。需要说明的是，当保护层107的材料与牺牲材料103材料不同时，可以先释放牺牲材料103再移除保护层107，也可以先移除保护层107再释放牺牲材料103，本文对此不做任何限定。
107.与现有技术相比，本发明所提供的体声波谐振器的制造方法具有以下优势：(1)本发明中释放孔形成在凹槽下方的衬底中，由于避免了像现有技术一样在叠层结构悬空部分中形成释放孔，所以可以有效确保体声波谐振器的可靠性以及稳定性，进而有效降低了器件断裂的风险；(2)为了避免对体声波谐振器谐振区进行刻蚀进而对器件性能造成影响，所以现有技术中释放孔只能形成在叠层结构中靠近谐振区的位置上，而本发明由于释放孔形成在位于凹槽下方的衬底中，不受谐振区的任何限制，所以释放孔可以形成在凹槽底面的任意位置上，通过合理设计释放孔的位置可以极大提高释放孔的释放效率(例如将释放孔设置在凹槽底面的中心以及顶点处可以将释放效率提高一倍以上)，进而提升体声波谐振器的制造产能；(3)由于释放孔形成在凹槽下方的衬底内而并非形成在叠层结构内，所以叠层结构无需提供用于形成释放孔的区域，从而不会造成器件面积的浪费。
108.在一个优选实施例中，在执行步骤s105释放牺牲材料103以形成空腔103a之后，如图3(i)所示，本发明所提供的制造方法还包括：在衬底100的第二表面100b上形成密封层107对释放孔102进行密封。其中，密封层107的形成可以有效地提高体声波谐振器的气密性。本发明对于密封层的材料不做任何限定，凡是具有一定黏度在形成过程中不会通过释放孔流到下电极表面对器件性能造成影响的材料均适用于本发明的密封层，为了简明起见，在此不再对密封层所有可能的材料进行一一列举。除了具有一定黏度以外，密封层107材料还可以具有其他特性。在一个优选实施例中，密封层107材料的热导率高于衬底100材料的热导率(即密封层107材料的导热性优于衬底100材料的导热性)，例如环氧树脂等，如此一来，有利于提升体声波谐振器衬底侧的散热效率。在另一个优选实施中，密封层107材料的温度系数与压电层材料的温度系数相反(例如密封层107的材料是二氧化硅，压电层的材料是氮化铝)，如此一来，可以有效起到温度补偿的作用。在又一个实施例中，密封层107其材料的热导率高于衬底100材料的热导率，与此同时密封层107材料的温度系数与压电层材料的温度系数相反，如此一来，既有利于提升体声波谐振器衬底侧的散热效率，又可以有效起到温度补偿的作用。
109.本发明还提供了一种体声波谐振器的制造方法。请参考图5，图5是根据本发明的另一个具体实施例的体声波谐振器的制造方法流程图。如图所示，该制造方法包括：
110.在步骤s201中，提供衬底，该衬底包括第一表面以及与其相对的第二表面；
111.在步骤s202中，刻蚀所述衬底以在所述第一表面形成凹槽、以及在所述凹槽的底面形成向所述第二表面延伸但未贯穿所述第二表面的至少一个释放孔；
112.在步骤s203中，利用牺牲材料对所述释放孔以及所述凹槽进行填充；
113.在步骤s204中，在所述衬底上形成叠层结构，该叠层结构从下至上依次包括下电极、压电层以及上电极；
114.在步骤s205中，从所述第二表面对所述衬底进行减薄直至暴露所述牺牲材料；
115.在步骤s206中，释放所述牺牲材料以在所述叠层结构和所述衬底之间形成空腔，且该空腔与所述下电极、所述压电层以及所述上电极在器件厚度方向上存在重叠区域。
116.下面，将结合图6(a)至图6(g)对上述步骤s201至步骤s206进行详细说明。
117.具体地，在步骤s201中，如图6(a)所示，提供衬底100，该衬底100包括相对第一表面100a和第二表面100b表示。
118.在步骤s202中，首先，如图6(b)所示，刻蚀衬底100的第一表面100a以形成凹槽101，其中凹槽101的底面在图中以附图标记101a表示。
119.接着，如图6(c)所示，对凹槽101的底面101a(即对衬底100中用于构成凹槽101底面101a的表面)继续进行刻蚀，以形成向衬底100第二表面100b延伸的至少一个释放孔102。在本实施例中，释放孔102是未贯穿衬底100第二表面100b的盲孔，即释放孔102的深度(图中以h1表示)小于凹槽101底面101a和衬底100第二表面100b之间的垂直距离(图中以h2表示)。在本实施例中，释放孔102的形成过程如下：首先在衬底100上沉积光刻胶层(未示出)覆盖衬底100第一表面100a以及凹槽101表面(包括凹槽101侧壁和底面101a)，接着对该光刻胶层进行图形化以暴露凹槽101底面101a待形成释放孔的区域，接着利用诸如干法刻蚀等方式对凹槽101底面101a进行刻蚀以形成释放孔，最后去除光刻胶层。
120.优选地，释放孔分布在凹槽底面的中部区域以及边缘区域，这种情况下，后续通过释放孔释放凹槽内牺牲材料时，腐蚀溶液进入释放孔后从牺牲材料中部向外腐蚀的同时也从牺牲材料的边缘向内腐蚀，如此一来，可以有效提高释放效率，进而提升器件的制造产能。针对于凹槽101底面101a呈正n边形形状(n≥3)的情况，在一个优选实施例中，释放孔的数量等于n+1，其中一个释放孔形成在凹槽101底面101a的中心区域处，另外n个释放孔分别形成在凹槽101底面101a的n个顶点区域处。此外，本发明对于释放孔102的形状不做任何限定，其水平截面可以呈圆形、矩形、三角形、椭圆形、正多边形、甚至是不规则形状，为了简明起见，在此不再对释放孔102所有可能的水平截面形状进行一一列举。本发明对于释放孔102的具体尺寸(包括释放孔的孔径、深度等)也不做任何限定。考虑到后续对释放孔102的填充便利性，优选地，释放孔102的孔径范围是1μm至30μm，更为优选地在10μm至20μm之间。
121.在步骤s203中，如图6(d)所示，利用牺牲材料103对释放孔102以及凹槽101进行填充。在本实施例中，对释放孔102以及凹槽101的填充步骤如下：首先在衬底100的第一表面100a沉积牺牲材料103，直至释放孔102以及凹槽101内被牺牲材料103完全填充且牺牲材料103的上表面高于衬底100的第一表面100a；然后对牺牲材料103进行平坦化操作直至其上表面与衬底100的第一表面100a齐平。
122.在步骤s204中，如图6(e)，在衬底100的第一表面100a上形成叠层结构，该叠层结构从下至上依次包括下电极104、压电层105以及上电极106。
123.在步骤s205中，如图6(f)所示，从衬底100的第二表面100b对衬底100进行减薄，直至衬底100的厚度符合设计要求且暴露释放孔中的牺牲材料103。此时释放孔从凹槽101的底面101a贯穿至衬底100的第二表面100b。
124.在步骤s206中，利用腐蚀溶液去除释放孔102以及凹槽101内的牺牲材料103。由于
衬底100减薄后释放孔102中的牺牲材料103被暴露，所以腐蚀溶液首先腐蚀释放孔102中的牺牲材料103、然后通过释放孔102进一步对凹槽101内的牺牲材料103腐蚀。凹槽101内的牺牲材料103被完全释放后，如图6(g)所示，在叠层结构和衬底100之间形成空腔103a。在本实施例中，空腔103a、下电极104、压电层105以及上电极106在器件厚度方向上存在重叠区域，该重叠区域构成体声波谐振器的谐振区。至此体声波谐振器制造完成。
125.图2所示方法流程与图5所示方法流程的不同之处主要在于释放孔的形成步骤上。前者释放孔是通过刻蚀衬底第二表面直接形成，后者释放孔是通过先刻蚀凹槽底面、后续再对衬底第二表面减薄所形成。虽然两种方法均可以形成贯穿衬底第二表面的释放孔，但前者相较于后者来说，由于无需对衬底第二表面进行减薄所以相对工艺更为简单。
126.优选地，在执行步骤s206释放牺牲材料以形成空腔之后，还可以在衬底的第二表面上形成密封层对释放孔进行密封，以提高体声波谐振器的气密性。除了具有一定黏度以确保在形成过程中不会通过释放孔流到下电极表面对器件性能造成影响以外，优选地，密封层材料的热导率高于衬底材料的热导率，和/或密封层材料的温度系数与压电层材料的温度系数相反。
127.相应地，本发明还提供了一种体声波谐振器，该体声波谐振器包括：
128.衬底，该衬底包括第一表面和与其相对的第二表面；
129.叠层结构，该叠层结构形成在所述衬底上，从下至上依次包括下电极、压电层以及上电极；
130.空腔，该空腔形成在所述叠层结构和所述衬底之间，且所述下电极、压电层、上电极与所述空腔在器件厚度方向上存在重叠区域；
131.至少一个释放孔，该至少一个释放孔形成在所述衬底的所述第二表面并与所述空腔连通。
132.下面将结合图3(h)对上述结构的各个组成部分进行详细说明。
133.具体地，如图3(h)所示，本发明所提供的体声波谐振器包括衬底100、叠层结构以及空腔103a。在本实施例中，衬底100包括相对的第一表面100a和第二表面100b，其中，衬底100的第一表面100a形成有凹槽。叠层结构形成在衬底100的第一表面100a上且对凹槽形成覆盖，叠层结构从下至上依次包括下电极104、压电层105以及上电极106。空腔103a形成在叠层结构和衬底100之间，其由叠层结构的下表面以及凹槽的表面(包括凹槽额侧壁和底面)围成。其中，上电极106、压电层105、下电极104以及空腔103a在器件厚度的方向上存在重叠区域。需要说明的是，(1)衬底100、下电极104、压电层105以及上电极106的材料以及尺寸等可以参考前文制造方法中相应部分的内容，为了简明起见，在此不再赘述。(2)在本实施例中，下电极104对空腔103a形成完全覆盖，即下电极104的边缘全部形成在衬底100上，这种方式在可以保证器件q值的同时提高器件的可靠性。本领域技术人员可以理解接的是，在其他实施例中，下电极104也可以仅覆盖部分空腔103a。(3)在其他实施例中，根据实际设计需求衬底100和下电极104之间还可以形成有种子层(未示出)、以及在上电极106上还可以形成钝化层(未示出)等，本文对此不做任何限定。
134.如图3(h)所示，本发明所提供的体声波谐振器还包括至少一个释放孔102，该至少一个释放孔102形成在衬底100的第二表面100b并与空腔103a连通。释放孔102主要用于在体声波谐振器的制造过程中释放填充在凹槽内的牺牲材料以形成空腔103a。
135.需要说明的是，本发明对于释放孔102的具体个数以及位置不做任何限定，可以根据实际设计需求相应制定。本领域技术人员可以理解的是，图3(h)所示的体声波谐振器的剖面示意图中的释放孔102的数量以及位置仅为示意性举例，其不应成为对本发明的限制。优选地，释放孔通过贯穿空腔底面的中部区域以及边缘区域以实现与空腔的连通，这种情况下，在体声波谐振器的制造过程中通过释放孔释放凹槽内牺牲材料时，腐蚀溶液进入释放孔后从牺牲材料中部向外腐蚀的同时也从牺牲材料的边缘向内腐蚀，如此一来，可以有效提高释放效率，进而提升器件的制造产能。针对于空腔103a底面呈正n边形形状(n≥3)的情况，在一个优选实施例中，释放孔的数量等于n+1，其中一个释放孔其水平投影位于空腔103a底面水平投影的中心区域处，另外n个释放孔其水平投影分别位于空腔103a底面水平投影的n个顶点区域处，即其中一个释放孔通过贯穿空腔103a底面的中心区域实现与空腔103a的连通、另外n个释放孔分别通过贯穿空腔103a底面的n个顶点区域实现与空腔103a的连通。本领域技术人员可以理解的是，上述释放孔与空腔底面的中心区域以及顶点区域连通仅为优选实施方式，在其他实施例中释放孔与空腔底面的具体连通位置还可以根据实际设计需求相应制定，为了简明起见，在此不再对空腔底面是正n边形时释放孔与空腔底面连通位置的所有可能进行一一列举。针对于空腔103a底面呈现为非正多边形的其他规则图形(例如圆形等)、或不规则形状时，可以根据空腔103a底面的具体形状对释放孔与空腔底面的连通位置进行合理设计，为了简明起见，在此不再对释放孔与空腔底面连通位置的所有可能进行一一列举。
136.还需要说明的是，本发明对于释放孔102的形状不做任何限定，其水平截面可以呈圆形、矩形、三角形、椭圆形、正多边形、甚至是不规则形状，为了简明起见，在此不再对释放孔102所有可能的水平截面形状进行一一列举。此外，本发明对于释放孔102的具体尺寸(包括释放孔的孔径、深度等)也不做任何限定。优选地，释放孔102的孔径范围是1μm至30μm，更为优选地在10μm至20μm之间。
137.本发明所提供的体声波谐振器具有可靠性高、稳定性优、产能高的特点，且不存在器件面积浪费的问题。
138.在一个优选实施例中，如图3(i)所示，本发明所提供的体声波谐振器还包括密封层107，该密封层107形成在衬底100的第二表面100b，用于对释放孔102形成密封。其中，密封层107的设置可以有效地提高体声波谐振器的气密性。本发明对于密封层的材料不做任何限定，凡是具有一定黏度在形成过程中不会通过释放孔流到下电极表面对器件性能造成影响的材料均适用于本发明的密封层，为了简明起见，在此不再对密封层所有可能的材料进行一一列举。除了具有一定黏度以外，密封层107材料还可以具有其他特性。在一个优选实施例中，，密封层107材料的热导率高于衬底100材料的热导率(即密封层107材料的导热性优于衬底100材料的导热性)，例如环氧树脂等，如此一来，有利于提升体声波谐振器衬底侧的散热效率。在另一个优选实施中，密封层107材料的温度系数与压电层材料的温度系数相反(例如密封层107的材料是二氧化硅，压电层的材料是氮化铝)，如此一来，可以有效起到温度补偿的作用。在又一个实施例中，密封层107其材料的热导率高于衬底100材料的热导率，与此同时密封层107材料的温度系数与压电层材料的温度系数相反，如此一来，既有利于提升体声波谐振器衬底侧的散热效率，又可以有效起到温度补偿的作用。
139.本发明还提供了一种体声波谐振器的制造方法。请参考图7，图7是根据本发明的
又一个具体实施例的体声波谐振器的制造方法流程图。如图所示，该制造方法包括：
140.在步骤s301中，提供衬底，该衬底包括第一表面以及与其相对的第二表面；
141.在步骤s302中，刻蚀所述衬底以在所述第一表面形成第一凹槽、以及在所述第一凹槽的底面形成向所述第二表面延伸但未贯穿所述第二表面的至少一个第一释放孔，并利用第一牺牲材料对所述第一释放孔以及所述第一凹槽进行填充；
142.在步骤s303中，在所述衬底的第一表面上形成覆盖所述第一凹槽的第一叠层结构，该第一叠层结构从下至上依次包括第一下电极、第一压电层以及第一上电极；
143.在步骤s304中，刻蚀所述衬底的第二表面以形成与所述第一释放孔连通的第二凹槽，并利用第二牺牲材料对所述第二凹槽进行填充；
144.在步骤s305中，在所述衬底的第二表面上形成覆盖所述第二凹槽的第二叠层结构，该第二叠层结构从下至上依次包括第二下电极、第二压电层以及第二上电极；
145.在步骤s306中，形成暴露所述第一牺牲材料或第二牺牲材料的至少一个第二释放孔，并通过所述第二释放孔释放所述第一牺牲材料和所述第二牺牲材料，以在所述第一叠层结构与所述衬底之间形成第一空腔、以及在所述第二叠层结构和所述衬底之间形成第二空腔，其中，所述第一空腔与所述第一下电极、所述第一压电层以及所述第一上电极在器件厚度方向上存在第一重叠区域，所述第二空腔与所述第二下电极、所述第二压电层以及所述第二上电极在器件厚度方向上存在第二重叠区域。
146.下面，将结合图8(a)至图8(k)对上述步骤s201至步骤s206进行详细说明。
147.具体地，在步骤s201中，如图8(a)所示，提供衬底200，该衬底200包括第一表面200a以及与该第一表面200a相对的第二表面200b。
148.在步骤s202中，首先，如图8(b)所示，刻蚀衬底200的第一表面200a以形成凹槽201(下文以第一凹槽201表示)。
149.接着，如图8(c)所示，对第一凹槽201的底面(即对衬底200中用于构成第一凹槽201底面的表面)继续进行刻蚀，以形成向衬底200第二表面200b延伸的至少一个释放孔202(下文以第一释放孔202表示)。在本实施例中，第一释放孔202是未贯穿衬底200第二表面200b的盲孔，即第一释放孔202的深度小于第一凹槽201底面和衬底200第二表面200b之间的垂直距离。此处需要说明的是，本发明对于第一释放孔202的形状不做任何限定，其水平截面可以呈圆形、矩形、三角形、椭圆形、正多边形、甚至是不规则形状，为了简明起见，在此不再对第一释放孔202所有可能的水平截面形状进行一一列举。此外，本发明对于第一释放孔202的具体尺寸(包括释放孔的孔径、深度等)也不做任何限定。考虑到后续对第一释放孔202的填充便利性，优选地，第一释放孔202的孔径范围是1μm至30μm，更为优选地在10μm至20μm之间。
150.最后，如图8(d)所示，利用牺牲材料203(下文以第一牺牲材料203表示)对第一释放孔202以及第一凹槽201进行填充。
151.在步骤s203中，如图8(e)所示，在衬底200的第一表面200a上形成覆盖第一凹槽的叠层结构(下文以第一叠层结构表示)，该第一叠层结构从下至上依次包括下电极204(下文以第一下电极204表示)、压电层205(下文以第一压电层205表示)以及上电极206(下文以第一上电极206表示)。其中，第一上电极206、第一压电层205、第一下电极204以及第一凹槽201在器件厚度方向上存在重叠区域。
152.需要说明的是，衬底200的材料以及厚度均可以参考前文中衬底100的相关内容；第一凹槽201以及第一释放孔202的形成过程可以参考前文中凹槽101和释放孔102的相关内容；第一牺牲材料203的填充以及具体实现可以参考前文中牺牲材料103的相关内容；第一下电极204、第一压电层205以及第一上电极206的形成过程以及材料可以参考前文中下电极104、压电层105以及上电极106的相关内容。为了简明起见，在此不再对上述内容进行重复说明。
153.优选地，在形成第一叠层结构之后，如图8(f)所示，本发明所提供的体声波谐振器的制造方法还包括：形成覆盖第一叠层结构的保护层207。保护层207的作用主要在于，后续在衬底200第二表面200b形成器件的过程中对第一叠层结构进行保护。考虑到第二叠层结构形成之后保护层207需要被移除，因此保护层207优选采用牺牲材料实现。更为优选地，保护层207的材料与第一牺牲材料203相同，便于后续在释放第一牺牲材料203的同时移除保护层207。下面基于图8(f)所示结构继续对后续步骤进行说明。
154.优选地，在形成保护层之后，本发明所提供的体声波谐振器的制造方法还包括：从衬底的第二表面对衬底进行减薄。对衬底进行减薄的目的在于使衬底的厚度符合体声波谐振器的设计要求。本领域技术人员可以理解的是，(1)当衬底本身厚度恰好符合器件设计要求，也可以不执行减薄步骤；(2)在其他实施例中，也可以先对衬底第二表面进行减薄、再形成覆盖第一叠层结构的保护层。
155.在步骤s204中，首先，如图8(g)所示，刻蚀衬底200的第二表面200b以形成凹槽208(下文以第二凹槽208表示)，其中，第二凹槽208的形成使第一释放孔202中的第一牺牲材料203得以暴露，即第二凹槽208与第一释放孔202连通。接着，如图8(h)所示，利用牺牲材料209(下文以第二牺牲材料209表示)对第二凹槽208进行填充。第二牺牲材料209优选与第一牺牲材料203相同，以便于后续一次性移除。本领域技术人员可以理解的是，第二牺牲材料209也可以与第一牺牲材料203不同，本发明对此不做任何限定。其中，第二凹槽208的形成及填充可以参考第一凹槽201的形成及填充，为了简明起见，在此不再赘述。
156.在步骤s205中，如图8(i)所示，在衬底200的第二表面200b上形成覆盖第二凹槽的叠层结构(下文以第二叠层结构表示)，该第二叠层结构从下至上依次包括下电极210(下文以第二下电极210表示)、压电层211(下文以第二压电层211表示)以及上电极212(下文以第二上电极212表示)。具体来说，第二下电极210形成在衬底200的第二表面200b上，第二压电层211形成在衬底200的第二表面200b上且对第二下电极210形成覆盖，第二上电极212形成在第二压电层211上，其中，第二上电极212、第二压电层211、第二下电极210以及第二凹槽208在器件厚度方向上存在重叠区域。
157.需要说明的是，(1)本发明对第二上电极212、第二压电层211、第二下电极210的材料不做任何限定，第二上电极212和第二下电极210的材料可以采用例如钼(mo)等常规电极金属实现，第二压电层211的材料可以采用氮化铝(aln)等常规压电材料实现。此外，第二上电极212、第二压电层211、第二下电极210的厚度可以根据实际设计需求来确定，在此不做任何限定。(2)在本实施例中，第二下电极210对第二牺牲材料209形成完全覆盖(亦即对第二凹槽208形成完全覆盖)。在其他实施例中，第二下电极210也可以仅覆盖部分第二牺牲材料209。(3)在其他实施例中，根据实际设计需求还可以在衬底200和第二下电极210之间形成种子层(未示出)、以及在第二上电极212上形成钝化层(未示出)等，本文对此不做任何限
定。
158.在步骤s206中，在本实施例中，首先如图8(j)所示，刻蚀第一叠层结构以形成至少一个释放孔213(下文以第二释放孔213表示)，该第二释放孔213贯穿第一叠层结构以暴露第一凹槽201内的第一牺牲材料203。接着如图8(k)所示，利用腐蚀溶液通过第二释放孔213释放位于第一凹槽201和第一释放孔202中的第一牺牲材料203、以及释放第二凹槽208中的第二牺牲材料209。由于第一凹槽201和第二凹槽208之间通过第一释放孔202连通，加之本实施例中第一牺牲材料203和第二牺牲材料209相同，所以可以一次性将第一牺牲材料203和第二牺牲材料209释放。其中，第一凹槽201中的第一牺牲材料203被释放后在第一叠层结构和衬底200之间形成空腔203a(下文以第一空腔203a表示)，第二凹槽208中的第二牺牲材料209被释放后在第二叠层结构和衬底200之间形成空腔209a(下文以第二空腔203a表示)。本实施例中，保护层207的材料与第一牺牲材料203和第二牺牲材料209相同，所以在释放第一牺牲材料203和第二牺牲材料209的同时，保护层207也被移除。至此体声波谐振器制造完成。
159.需要说明的是，(1)在其他实施例中，第二释放孔213还可以形成在第二叠层结构中，该第二释放孔213贯穿第二叠层结构以暴露第二凹槽208中的第二牺牲材料209。利用腐蚀溶液通过该第二释放孔213即可释放第二凹槽208内的第二牺牲材料209、以及释放第一释放孔202和第一凹槽201中的第一牺牲材料203。(2)针对于保护层207材料不同于第一牺牲材料203和第二牺牲材料209的情况，保护层207可以在第二叠层结构形成之后的任意阶段被移除，例如第二叠层结构形成之后直接移除保护层207、或是形成第二释放孔213之后移除保护层207、或是在形成第一空腔203a和第二空腔209a后移除保护层207，甚至当第一牺牲材料203和第二牺牲材料209不同时，还可以在释放其中一种牺牲材料之后移除保护层207，本发明对此不做任何限定。(3)由于第一空腔203a由第一凹槽201的表面和第一叠层结构的下表面围成，所以第一上电极206、第一压电层205、第一下电极204以及第一凹槽201在器件厚度方向上的重叠区域亦即第一上电极206、第一压电层205、第一下电极204以及第一空腔203a在器件厚度方向上的重叠区域(下文以第一重叠区域表示)，该第一重叠区域构成位于衬底200第一表面200a上体声波谐振器的谐振区(下文以第一谐振区表示)。相应地，第二上电极212、第二压电层211、第二下电极210以及第二凹槽208在器件厚度方向上的重叠区域亦即第二上电极212、第二压电层211、第二下电极210以及第二空腔209a在器件厚度方向上的重叠区域(下文以第二重叠区域表示)，该第二重叠区域构成位于衬底200第二表面200b上体声波谐振器的谐振区(下文以第二谐振区表示)。(4)为了避免第二释放孔213的形成对器件谐振区造成影响，第二释放孔213形成在第一叠层结构中位于第一谐振区外侧且位于第一牺牲材料203上方的位置上，其可以通过刻蚀保护层207、以及第一叠层结构中的第一压电层205和第一下电极204实现；又或者形成在第二叠层结构中位于第二谐振区外侧且位于第二牺牲材料209上方的位置上，其可以通过刻蚀第二叠层结构中的第二压电层211和第二下电极210实现。
160.本发明所提供的体声波谐振器的制造方法通过在衬底内部形成第一释放孔以连通衬底两个表面上的凹槽，从而使得后续在衬底两个表面上分别形成叠层结构之后，只需要在其中一个叠层结构上形成暴露其下方凹槽内牺牲材料的第二释放孔，即可通过第二释放孔以及第一释放孔将两个凹槽内的牺牲材料移除，从而在衬底的两个表面分别形成体声
波谐振器。一方面，第一释放孔的设置使两个凹槽形成连通，所以无需在两个叠层结构中均形成第二释放孔，如此一来，可以在一定程度上提升器件的可靠性以及稳定性，从而在一定程度上降低器件断裂的风险。另一方面，第一释放孔的设置使得只需要在其中一个叠层结构上形成第二释放孔，如此一来，针对于无需形成第二释放孔的叠层结构来说，由于其无需提供用于形成第二释放孔的区域所以不会造成器件面积的浪费。
161.优选地，第二凹槽在尺寸上大于第一凹槽。具体地，刻蚀第二凹槽时，令第二凹槽的底面面积大于第一凹槽的底面面积，且令第一凹槽底面的水平投影落入第二凹槽底面的水平投影内，如此一来，可以有效确保第一释放孔全部与第二凹槽连通，从而有利于后续第二凹槽内第二牺牲材料的快速释放。在第一凹槽底面的水平投影落入第二凹槽底面的水平投影内的基础上，相应可以使第一重叠区域的水平投影落入第二重叠区域的水平投影，即位于衬底第二表面上的体声波谐振器其第二谐振区的面积大于位于衬底第一表面上体声波谐振器第一谐振区的面积，如此一来，可以在衬底两个表面上形成谐振区面积不同的体声波谐振器，有利于提升器件设计灵活性以及满足不同的设计需求。本领域技术人员可以理解的是，第二凹槽底面的水平投影也可以与第一凹槽底面的水平投影完全重合或部分重合，只要确保第一释放孔和第二凹槽实现连通即可。
162.本发明对于第一释放孔的具体个数以及形成位置不做任何限定，可以根据实际设计需求相应制定。针对于第一凹槽底面的水平投影落入第二凹槽底面水平投影内的情况来说，优选地，第一释放孔分布在第一凹槽底面的中部区域以及边缘区域，这种情况下，后续通过第一释放孔释放凹槽(第一凹槽或第二凹槽)内的牺牲材料时，腐蚀溶液进入第一释放孔后从牺牲材料中部向外腐蚀的同时也从牺牲材料的边缘向内腐蚀，如此一来，可以有效提高释放效率，进而提升器件的制造产能。针对于第一凹槽底面呈正n边形形状(n≥3)的情况，在一个优选实施例中，第一释放孔的数量等于n+1，其中一个第一释放孔形成在第一凹槽底面的中心区域处，另外n个第一释放孔分别形成在第一凹槽底面的n个顶点区域处。本领域技术人员可以理解的是，上述第一释放孔分布在第一凹槽底面的中心区域以及顶点区域处仅为优选实施方式，在其他实施例中第一释放孔的具体形成位置还可以根据实际设计需求相应制定，为了简明起见，在此不再对第一凹槽底面是正n边形时释放孔形成位置的所有可能进行一一列举。针对于第一凹槽底面呈现为非正多边形的其他规则图形(例如圆形等)、或不规则形状时，可以根据第一凹槽底面的具体形状对第一释放孔的形成位置进行合理设计，为了简明起见，在此不再对第一释放孔形成位置的所有可能进行一一列举。
163.为了避免第二释放孔的形成对器件谐振区造成影响，第二释放孔通常形成在第一叠层结构中位于第一谐振区外侧的位置上(或第二叠层结构中位于第二谐振区外侧的位置上)。针对于这种情况，优选地，至少存在一个第二释放孔和一个第一释放孔，其二者在器件厚度方向上对齐。其中，第二释放孔和第一释放孔对齐可以有效缩短第一释放孔和第二释放孔之间的距离，有利于腐蚀溶液快速进入第二释放孔以实现对第二牺牲材料的移除，从而可以进一步提升释放效率，进而提升制造产能。针对于第一凹槽底面的水平投影落入第二凹槽底面水平投影内、以及第一重叠区域的水平投影落入第二重叠区域的水平投影、且第一凹槽底面顶点区域处形成有第一释放孔的情况，刻蚀第一叠层结构中位于第一凹槽底面顶点上方的区域即可形成与第一释放孔对齐的第二释放孔。
164.本发明还提供了一种体声波谐振器的制造方法，该制造方法包括：
165.在步骤s401中，提供衬底，该衬底包括第一表面以及与其相对的第二表面；
166.在步骤s402中，刻蚀所述衬底以在所述第二表面形成第二凹槽，并利用第二牺牲材料对所述第二凹槽进行填充；
167.在步骤s403中，在所述衬底的第二表面上形成覆盖所述第二凹槽的第二叠层结构，该第二叠层结构从下至上依次包括第二下电极、第二压电层以及第二上电极；
168.在步骤s404中，刻蚀所述衬底以在所述第一表面形成第一凹槽、以及在第一凹槽的底面形成与所述第二凹槽连通的至少一个第一释放孔，并利用第一牺牲材料对所述第一释放孔以及所述第一凹槽进行填充；
169.在步骤s405中，在所述衬底的第一表面上形成第一叠层结构，该第一叠层结构从下至上依次包括第一下电极、第一压电层以及第一上电极；
170.在步骤s406中，形成暴露所述第一牺牲材料或第二牺牲材料的至少一个第二释放孔，并通过所述第二释放孔释放所述第一牺牲材料和所述第二牺牲材料，以在所述第一叠层结构与所述衬底之间形成第一空腔、以及在所述第二叠层结构和所述衬底之间形成第二空腔，其中，所述第一空腔与所述第一下电极、所述第一压电层以及所述第一上电极在器件厚度方向上存在第一重叠区域，所述第二空腔与所述第二下电极、所述第二压电层以及所述第二上电极在器件厚度方向上存在第二重叠区域。
171.图7所示制造方法与本实施例的区别在于：图7所示制造方法中先刻蚀衬底第一表面形成第一凹槽和第一释放孔、并填充该第一凹槽和第一释放孔，接着形成第一叠层结构，接着刻蚀衬底第二表面形成第二凹槽，最后形成第二叠层结构。而本实施例中，先刻蚀第二表面形成第二凹槽，接着形成第二叠层结构，然后刻蚀衬底第一表面形成第一凹槽以及连通第一凹槽和第二凹槽的第一释放孔、并填充第一牺牲材料，最后形成第一叠层结构。
172.下面对上述步骤s401至步骤s406分别进行说明。
173.具体地，首先执行步骤s401，该步骤可以参考前述步骤s301，为了简明起见，在此不再赘述。接着执行步骤s402，刻蚀衬底以在第二表面形成第二凹槽，并利用第二牺牲材料对第二凹槽进行填充。接着执行步骤s403，该步骤可以参考前述步骤s305，为了简明起见，在此不再赘述。接着执行步骤s404，刻蚀衬底以在第一表面形成第一凹槽、以及在第一凹槽的底面形成与第二凹槽连通的至少一个第一释放孔，并利用第一牺牲材料对第一释放孔以及第一凹槽进行填充。最后执行步骤s405和步骤s406，该两个步骤可以分别参考前述步骤s303和s306，为了简明起见，在此不再赘述。
174.本发明对于第一释放孔的形状不做任何限定，其水平截面可以呈圆形、矩形、三角形、椭圆形、正多边形、甚至是不规则形状。此外，本发明对于第一释放孔的具体尺寸(包括释放孔的孔径、深度等)也不做任何限定。考虑到后续对第一释放孔的填充便利性，优选地，第一释放孔的孔径范围是1μm至30μm，更为优选地在10μm至20μm之间。
175.在一个优选实施例中，第一凹槽底面的水平投影落入第二凹槽底面的水平投影中，以确保第一释放孔与第二凹槽的连通。更进一步地，第一重叠区域的水平投影落入第二重叠区域的水平投影中，如此一来，可以在衬底两个表面上形成谐振区面积不同的体声波谐振器，有利于提升器件设计灵活性以及满足不同的设计需求。
176.针对于第一凹槽底面的水平投影落入第二凹槽底面水平投影内的情况来说，优选地，第一释放孔分布在第一凹槽底面的中部区域以及边缘区域。针对于第一凹槽底面呈正n
边形形状(n≥3)的情况，在一个优选实施例中，第一释放孔的数量等于n+1，其中一个第一释放孔形成在第一凹槽底面的中心区域处，另外n个第一释放孔分别形成在第一凹槽底面的n个顶点区域处。
177.为了避免第二释放孔的形成对器件谐振区造成影响，第二释放孔通常形成在第一叠层结构中位于第一谐振区外侧的位置上(或第二叠层结构中位于第二谐振区外侧的位置上)。针对于第一凹槽底面的水平投影落入第二凹槽底面的水平投影中、以及第一重叠区域的水平投影落入第二重叠区域的水平投影中的情况，第二释放孔形成在第一叠层结构中位于第一重叠区域外侧的位置上。更进一步地，至少存在一个第二释放孔和一个第一释放孔在器件厚度方向上对齐，有利于腐蚀溶液从第一释放孔快速进入第二释放孔以实现对第二牺牲材料的移除，从而可以进一步提升释放效率，进而提升制造产能。
178.在又一个优选实施例中，在衬底的第二表面上形成第二叠层结构之后，本发明所提供的制造方法还包括：形成覆盖所述第二叠层结构的保护层。以及在衬底的第一表面上形成第一叠层结构之后，本发明所提供的制造方法还包括：去除所述保护层。
179.此外根据实际设计需求，在刻蚀衬底以在第一表面形成第一凹槽之前，本发明所提供的制造方法还可以包括：从述第一表面对衬底进行减薄。
180.相应地，本发明还提供了一种体声波谐振器，该体声波谐振器包括：
181.衬底，该衬底包括第一表面和与其相对的第二表面；
182.第一叠层结构，该第一叠层结构形成在所述衬底的第一表面上，从下至上依次包括第一下电极、第一压电层以及第一上电极；
183.第二叠层结构，该第二叠层结构形成在所述衬底的第二表面上，从下至上依次包括第二下电极、第二压电层以及第二上电极
184.第一空腔，该第一空腔形成在所述第一叠层结构和所述衬底之间，且所述第一下电极、第一压电层、第一上电极与所述第一空腔在器件厚度方向上存在第一重叠区域；
185.第二空腔，该第二空腔形成在所述第二叠层结构和所述衬底之间，且所述第二下电极、第二压电层、第二上电极与所述第二空腔在器件厚度方向上存在第二重叠区域；
186.至少一个第一释放孔，该至少一个第一释放孔贯穿所述第一空腔的底面和所述第二空腔的底面；
187.至少一个第二释放孔，该至少一个第二释放孔与所述第一空腔或第二空腔连通。
188.下面将结合图8(k)对上述结构的各个组成部分进行详细说明。
189.具体地，如图8(k)所示，本发明所提供的体声波谐振器包括衬底200，该衬底200包括相对的第一表面200a和第二表面200b，其中，衬底200的第一表面200a形成有第一凹槽，衬底200的第二表面200b形成有第二凹槽。
190.如图8(k)所示，本发明所提供的体声波谐振器还包括第一叠层结构和第一空腔203a。在本实施例中，叠层结构形成在衬底200的第一表面200a上且对第一凹槽形成覆盖，叠层结构从下至上依次包括第一下电极204、第一压电层205以及第一上电极206。空腔203a形成在第一叠层结构和衬底200之间，其由第一叠层结构的下表面以及第一凹槽的表面围成。其中，第一上电极206、第一压电层205、第一下电极204以及第一空腔203a在器件厚度的方向上存在第一重叠区域，该第一重叠区域构成位于衬底200第一表面200a上的体声波谐振器的第一谐振区。
191.如图8(k)所示，本发明所提供的体声波谐振器还包括第二叠层结构和第二空腔209a。在本实施例中，第二叠层结构形成在衬底200的第二表面200b上且对第二凹槽形成覆盖，第二叠层结构从下至上依次包括第二下电极210、第二压电层211以及第二上电极212。空腔209a形成在第二叠层结构和衬底200之间，其由第二叠层结构的下表面以及第二凹槽的表面围成。其中，第二上电极212、第二压电层211、第二下电极210以及第二空腔209a在器件厚度的方向上存在第二重叠区域，该第二重叠区域构成位于衬底200第二表面200b上的体声波谐振器的第二谐振区。
192.需要说明的是，(1)衬底、第一叠层结构和第二叠层结构中各层的材料以及尺寸等可以参考前文制造方法中相应部分的内容，为了简明起见，在此不再赘述。(2)在其他实施例中，根据实际设计需求衬底和第一下电极之间、以及衬底和第二下电极之间还可以形成有种子层(未示出)、以及在第一上电极和第二上电极上还可以形成钝化层(未示出)等，本文对此不做任何限定。
193.如图8(k)所示，本发明所提供的体声波谐振器还包括至少一个第一释放孔202，该至少一个第一释放孔202从第一空腔203a的底面贯穿至第二空腔209a的底面，即第一释放孔202对衬底位于第一空腔203a底面和第二空腔209a底面之间的部分形成贯穿。第一释放孔202的水平截面可以呈圆形、矩形、三角形、椭圆形、正多边形、甚至是不规则形状。此外，本发明对于第一释放孔的具体尺寸(包括释放孔的孔径、深度等)也不做任何限定。考虑到对第一释放孔的填充便利性，优选地，第一释放孔202的孔径范围是1μm至30μm，更为优选地在10μm至20μm之间。
194.本发明所提供的体声波谐振器还包括至少一个第二释放孔，该至少一个第二释放孔与第一空腔或第二空腔连通。在本实施例中，第二释放孔213形成在第一叠层结构中并与第一空腔203a连通。在其他实施例中，第二释放孔也可以形成在第二叠层结构中与第二空腔连接。在体声波谐振器的制造过程中，第二释放孔和第一释放孔配合使用，用于实现第一凹槽和第二凹槽内牺牲材料的释放进而形成第一空腔和第二空腔。需要说明的是，(1)为了避免第二释放孔的形成对体声波谐振器谐振区造成影响，第二释放孔通常形成在叠层结构中位于谐振区外侧的位置上。(2)在本实施例中，第二释放孔形成在第一叠层结构中，这种情况下，优选使第二叠层结构中的第二下电极对第二空腔形成完全覆盖，即第二下电极的边缘全部形成在衬底上，这种方式在可以保证器件q值的同时提高器件的可靠性。反之亦然。
195.本发明所提供的体声波谐振器具有可靠性高、稳定性优的特点，且不存在器件面积浪费的问题。
196.优选地，第二空腔在尺寸上大于第一空腔。具体地，令第二空腔的底面面积大于第一空腔的底面面积，且令第一空腔底面的水平投影落入第二空腔底面的水平投影内，如此一来，针对于体声波谐振器制造过程中先形成第一凹槽和第一释放孔、再形成第二凹槽的情况，可以有效确保第一释放孔与第二凹槽之间的连通。在第一空腔底面的水平投影落入第二空腔底面的水平投影内的基础上，相应可以使第一重叠区域的水平投影落入第二重叠区域的水平投影，即位于衬底第二表面上的体声波谐振器其第二谐振区的面积大于位于衬底第一表面上体声波谐振器第一谐振区的面积，如此一来，可以在衬底两个表面上形成谐振区面积不同的体声波谐振器，有利于提升器件设计灵活性以及满足不同的设计需求。本
领域技术人员可以理解的是，第二空腔底面的水平投影也可以与第一空腔底面的水平投影完全重合或部分重合。
197.本发明对于第一释放孔的具体个数以及形成位置不做任何限定，可以根据实际设计需求相应制定。针对于第一空腔底面的水平投影落入第二空腔底面的水平投影内的情况，优选地，第一释放孔分布在第一空腔底面的中部区域以及边缘区域，这种情况下，在体声波谐振器的制造过程中通过第一释放孔释放凹槽(第一凹槽或第二凹槽)内的牺牲材料时，腐蚀溶液进入第一释放孔后从牺牲材料中部向外腐蚀的同时也从牺牲材料的边缘向内腐蚀，如此一来，可以有效提高释放效率，进而提升器件的制造产能。针对于第一空腔底面呈正n边形形状(n≥3)的情况，在一个优选实施例中，第一释放孔的数量等于n+1，其中一个第一释放孔形成在第一空腔底面的中心区域处，另外n个第一释放孔分别形成在第一空腔底面的n个顶点区域处。本领域技术人员可以理解的是，上述第一释放孔分布在第一空腔底面的中心区域以及顶点区域处仅为优选实施方式，在其他实施例中第一释放孔的具体形成位置还可以根据实际设计需求相应制定，为了简明起见，在此不再对第一空腔底面是正n边形时释放孔形成位置的所有可能进行一一列举。针对于第一空腔底面呈现为非正多边形的其他规则图形(例如圆形等)、或不规则形状时，可以根据第一空腔底面的具体形状对第一释放孔的形成位置进行合理设计，为了简明起见，在此不再对第一释放孔形成位置的所有可能进行一一列举。
198.为了避免第二释放孔的形成对器件谐振区造成影响，第二释放孔通常形成在第一叠层结构中位于第一谐振区外侧的位置上(或第二叠层结构中位于第二谐振区外侧的位置上)。针对于这种情况，优选地，至少存在一个第二释放孔和一个第一释放孔，其二者在器件厚度方向上对齐。其中，第二释放孔和第一释放孔对齐可以有效缩短第一释放孔和第二释放孔之间的距离，在体声波谐振器的制造过程中有利于腐蚀溶液快速进入第二释放孔以实现对凹槽(第一凹槽或第二凹槽)内牺牲材料的移除，从而可以进一步提升释放效率，进而提升制造产能。针对于第一空腔底面的水平投影落入第二空腔底面水平投影内、第一重叠区域的水平投影落入第二重叠区域的水平投影、且第一空腔底面顶点区域处形成有第一释放孔的情况，第二释放孔形成在第一叠层结构中与位于第一空腔底面顶点区域处的第一释放孔对齐的位置上。
199.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他部件、单元或步骤，单数不排除复数。系统权利要求中陈述的多个部件、单元或装置也可以由一个部件、单元或装置通过软件或者硬件来实现。
200.以上所揭露的仅为本发明的一些较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。