薄膜体声波谐振器及其制造方法与流程

本申请涉及滤波器，具体涉及一种薄膜体声波谐振器及其制造方法。

背景技术：

1、薄膜体声波谐振器(film bulk acoustic resonator，fbar)需要在压电层的下方形成空气与电极交界面，从而进行工作。现有技术中通过先形成牺牲材料再制备压电层，最后刻蚀掉牺牲材料来制备空腔结构以形成空气与电极交界面。

2、然而，无论采用哪种刻蚀方式，均会不同程度的损害覆盖在牺牲材料上的其他器件材料，影响器件可靠性。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请实施例提供了一种薄膜体声波谐振器及其制造方法，以解决现有技术中刻蚀牺牲材料影响器件可靠性的技术问题。

2、根据本申请的一个方面，本申请一实施例提供的一种薄膜体声波谐振器。该薄膜体声波谐振器包括：依次层叠的衬底、缓冲层、第一电极层、压电层、第二电极层，和设置在衬底和第一电极层之间、并至少部分位于缓冲层的空腔结构；其中，第一电极层包括n型半导体。

3、在一个实施例中，空腔结构包括：在厚度方向上贯穿缓冲层的贯穿槽。

4、在一个实施例中，第一电极层还包括：设置在n型半导体靠近缓冲层一侧的金属协同降阻层。

5、在一个实施例中，n型半导体包括n型碳化硅衬底或重掺杂型n型碳化硅衬底。

6、在一个实施例中，第二电极层包括：依次层叠的金属子层和重掺杂型半导体，金属子层位于重掺杂型半导体远离衬底的一侧。

7、在一个实施例中，重掺杂型半导体包括重掺杂型氮化镓或重掺杂型氮化铝镓。

8、在一个实施例中，缓冲层的材料包括二氧化硅。

9、在一个实施例中，压电层材料包括氮化铝。

10、根据本申请的另一个方面，本申请一实施例提供的一种薄膜体声波谐振器的制造方法。该膜体声波谐振器的制造方法包括：在衬底上形成缓冲层，利用刻蚀工艺形成空腔结构；在缓冲层远离衬底的一侧形成第一电极层、压电层和第二电极层，衬底、缓冲层、第一电极层、压电层和第二电极层依次层叠设置；其中，空腔结构位于衬底和第一电极层之间，至少部分空腔结构位于缓冲层；第一电极层包括n型半导体。

11、在一个实施例中，利用刻蚀工艺形成空腔结构，包括：利用干刻蚀或光刻蚀方式至少刻蚀缓冲层，直至在厚度方向上至少部分贯穿缓冲层，形成空腔结构。

12、在一个实施例中，在缓冲层远离衬底的一侧形成第一电极层，包括：将第一电极层键合于缓冲层。

13、本申请实施例提供的一种薄膜体声波谐振器，包括：依次层叠的衬底、缓冲层、第一电极层、压电层、第二电极层，和设置在衬底和第一电极层之间，并至少部分位于缓冲层的空腔结构；其中，第一电极层包括n型半导体。n型半导体具有一体式结构并且能够做为电极，使得能够先形成至少部分位于缓冲层的空腔结构，再在空腔结构上设置n型半导体，从而无需再刻蚀牺牲材料以形成空腔结构，继而降低由于刻蚀牺牲材料导致器件可靠性变差的概率。

技术特征：

1.一种薄膜体声波谐振器，其特征在于，包括：依次层叠的衬底、缓冲层、第一电极层、压电层、第二电极层，和设置在所述衬底和所述第一电极层之间、并至少部分位于所述缓冲层的空腔结构；

2.根据权利要求1所述的薄膜体声波谐振器，其特征在于，所述空腔结构包括：在厚度方向上贯穿所述缓冲层的贯穿槽。

3.根据权利要求1或2所述的薄膜体声波谐振器，其特征在于，所述第一电极层还包括：设置在所述n型半导体靠近所述缓冲层一侧的金属协同降阻层。

4.根据权利要求1或2所述的薄膜体声波谐振器，其特征在于，所述n型半导体包括n型碳化硅衬底或重掺杂型n型碳化硅衬底。

5.根据权利要求1或2所述的薄膜体声波谐振器，其特征在于，所述第二电极层包括：依次层叠的金属子层和重掺杂型半导体，所述金属子层位于所述重掺杂型半导体远离所述衬底的一侧。

6.根据权利要求5所述的薄膜体声波谐振器，其特征在于，所述重掺杂型半导体包括重掺杂型氮化镓或重掺杂型氮化铝镓。

7.根据权利要求1或2所述的薄膜体声波谐振器，其特征在于，所述缓冲层的材料包括二氧化硅。

8.根据权利要求1或2所述的薄膜体声波谐振器，其特征在于，所述压电层材料包括氮化铝。

9.一种薄膜体声波谐振器的制造方法，其特征在于，包括：

10.根据权利要求9所述的所述的薄膜体声波谐振器的制造方法，其特征在于，所述利用刻蚀工艺形成空腔结构，包括：

11.根据权利要求9所述的所述的薄膜体声波谐振器的制造方法，其特征在于，在所述缓冲层远离衬底的一侧形成所述第一电极层，包括：

技术总结
本申请提供了一种薄膜体声波谐振器。该薄膜体声波谐振器包括：依次层叠的衬底、缓冲层、第一电极层、压电层、第二电极层，和设置在衬底和第一电极层之间、并至少部分位于缓冲层的空腔结构；其中，第一电极层包括N型半导体。N型半导体具有一体式结构并且能够做为电极，使得能够先形成至少部分位于缓冲层的空腔结构，再在空腔结构上设置N型半导体，从而无需再刻蚀牺牲材料以形成空腔结构，继而降低由于刻蚀牺牲材料导致器件可靠性变差的概率。

技术研发人员：程凯
受保护的技术使用者：苏州晶湛半导体有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15