具有双阶梯氧化物边界环结构的BAW谐振器的制作方法

本公开涉及一种体声波(baw)谐振器，且具体来说涉及一种具有双阶梯氧化物边界环结构的baw谐振器。

背景技术：

1、声谐振器，尤其是体声波(baw)谐振器，用于许多高频通信应用中。具体来说，baw谐振器通常用于在高于1.5千兆赫(ghz)的频率下操作且需要平坦通带的滤波器网络中，在通带的上端和下端具有异常陡峭的滤波器裙边(filter skirt)和方肩，且在通带外部提供出色的排斥。基于baw的滤波器还具有相对较低的插入损失，大小随着操作频率增加而趋于减小，且在宽温度范围内相对稳定。因此，基于baw的滤波器是许多第3代(3g)和第4代(4g)无线装置的首选滤波器，且旨在主导第5代(5g)无线装置的滤波器应用。这些无线装置中的大多数支持在同一无线装置上的蜂窝、无线保真度(wi-fi)、蓝牙和/或近场通信，且因此提出了极具挑战性的滤波需求。虽然这些需求不断地增加了无线装置的复杂性，但始终需要提高baw谐振器和基于baw的滤波器的性能，以及减小与其相关联的成本和大小。

技术实现思路

1、本公开涉及一种具有双阶梯氧化物边界(bo)环结构的体声波(baw)谐振器。所公开的baw谐振器包含底部电极、底部电极上方的压电层，以及具有顶部电极和所述双阶梯bo环结构的顶部电极结构。本文中，所述双阶梯bo结构形成于所述压电层上方且围绕所述顶部电极结构的周边，使得所述压电层的中心部分不被所述双阶梯bo结构覆盖。所述双阶梯bo结构包含具有第一高度的内部bo环，以及具有大于所述第一高度的第二高度的外部bo环，使得所述双阶梯bo结构的高度朝向所述压电层的所述中心部分减小。所述顶部电极形成于所述压电层的所述中心部分上方且在所述双阶梯bo结构上方延伸。

2、在baw谐振器的一个实施例中，双阶梯bo结构由介电材料形成。

3、在baw谐振器的一个实施例中，双阶梯bo结构由氧化硅形成。

4、在baw谐振器的一个实施例中，内部bo环的第一高度为外部bo环的第二高度的40％-60％。

5、在baw谐振器的一个实施例中，内部bo环的第一高度在100nm到500nm之间，且外部bo环的第二高度在200nm到1000nm之间。

6、在baw谐振器的一个实施例中，内部bo环具有500nm到1.25μm之间的第一宽度，且外部bo环具有1μm到2.25μm之间的第二宽度。

7、在baw谐振器的一个实施例中，双阶梯bo结构进一步包含横向处于内部bo环和外部bo环之间的第一过渡区段。本文中，第一过渡区段的高度从内部bo环的第一高度向外部bo环的第二高度变化以形成锥形壁。

8、在baw谐振器的一个实施例中，形成于第一过渡区段的锥形壁和平行于压电层的顶部表面的水平平面之间的第一角度在30到60度之间。

9、在baw谐振器的一个实施例中，双阶梯bo结构进一步包含围绕双阶梯bo结构的内周边形成的第二过渡区段。本文中，第二过渡区段的高度从零向内部bo环的第一高度变化以形成锥形壁。

10、在baw谐振器的一个实施例中，形成于第二过渡区段的锥形壁和所述水平平面之间的第二角度在30到60度之间。

11、在baw谐振器的一个实施例中，第一角度和第二角度具有不同的角度值。

12、在baw谐振器的一个实施例中，第一角度和第二角度具有相同的角度值。

13、在baw谐振器的一个实施例中，双阶梯bo结构进一步包含围绕双阶梯bo结构的内周边形成的第二过渡区段。本文中，第二过渡区段的高度从零向内部bo环的第一高度变化以形成锥形壁。

14、在baw谐振器的一个实施例中，顶部电极结构进一步包含bo延伸部和顶部电极引线。本文中，bo延伸部与双阶梯bo结构的外部bo环接触并从所述外部bo环朝外延伸。所述顶部电极引线与所述顶部电极接触且在所述bo延伸部上方延伸。

15、在baw谐振器的一个实施例中，bo延伸部由与双阶梯bo结构相同的材料形成。

16、在baw谐振器的一个实施例中，双阶梯bo结构由氧化硅形成。

17、在baw谐振器的一个实施例中，顶部电极包含：第一顶部电极层，其形成于压电层的中心区上方且在双阶梯bo结构上方延伸；电极晶种层，其形成于第一顶部电极层上方；以及第二顶部电极层，其形成于电极晶种层上方。

18、在baw谐振器的一个实施例中，第一顶部电极层由钨(w)、钼(mo)或铂(pt)形成，电极晶种层由钛钨(tiw)或钛(ti)形成，且第二顶部电极层由铝铜形成。

19、根据一个实施例，baw谐振器进一步包含钝化层，所述钝化层覆盖顶部电极结构和压电层的通过顶部电极结构暴露的部分。本文中，钝化层由氮化硅(sin)、sio2或氮氧化硅(sion)形成，具有到之间的厚度。

20、在baw谐振器的一个实施例中，第一顶部电极层、电极晶种层、第二顶部电极层和钝化层中的至少一个的某一部分具有厚度变化。本文中，某些部分在内部bo环上方且限制在内部bo环内。

21、在baw谐振器的一个实施例中，第一顶部电极层、电极晶种层、第二顶部电极层和钝化层中的至少一个的某一部分具有厚度变化。本文中，某些部分在外部bo环上方且限制在外部bo环内。

22、在另一方面，可以单独地或一起地组合前述方面中的任一方面，和/或如本文所描述的各种单独方面和特征，以获得额外优点。除非本文相反指示，否则本文所公开的各种特征和元件中的任一个可以与一个或多个其它公开的特征和元件组合。

23、本领域技术人员在阅读以下对于优选实施例的具体说明以及相关的附图后，将会认识到本公开的范围并且了解其另外的方面。

技术特征：

1.一种体声波(baw)谐振器，其包括：

2.根据权利要求1所述的baw谐振器，其中所述双阶梯bo结构由介电材料形成。

3.根据权利要求2所述的baw谐振器，其中所述双阶梯bo结构由氧化硅形成。

4.根据权利要求1所述的baw谐振器，其中所述内部bo环的所述第一高度为所述外部bo环的所述第二高度的40％-60％。

5.根据权利要求1所述的baw谐振器，其中所述内部bo环的所述第一高度在100nm到500nm之间，且所述外部bo环的所述第二高度在200nm到1000nm之间。

6.根据权利要求1所述的baw谐振器，其中所述内部bo环具有500nm到1.25μm之间的第一宽度，且所述外部bo环具有1μm到2.25μm之间的第二宽度。

7.根据权利要求1所述的baw谐振器，其中所述双阶梯bo结构进一步包含横向处于所述内部bo环和所述外部bo环之间的第一过渡区段，其中所述第一过渡区段的高度从所述内部bo环的所述第一高度向所述外部bo环的所述第二高度变化以形成锥形壁。

8.根据权利要求7所述的baw谐振器，其中所述第一过渡区段的锥形壁与平行于所述压电层的顶部表面的水平平面之间形成的第一角度在30到60度之间。

9.根据权利要求7所述的baw谐振器，其中所述双阶梯bo结构进一步包含围绕所述双阶梯bo结构的内周边形成的第二过渡区段，其中所述第二过渡区段的高度从零向所述内部bo环的所述第一高度变化以形成锥形壁。

10.根据权利要求9所述的baw谐振器，其中：

11.根据权利要求10所述的baw谐振器，其中所述第一角度和所述第二角度具有不同的角度值。

12.根据权利要求10所述的baw谐振器，其中所述第一角度和所述第二角度具有相同的角度值。

13.根据权利要求1所述的baw谐振器，其中所述顶部电极结构进一步包含bo延伸部和顶部电极引线，其中：

14.根据权利要求13所述的baw谐振器，其中所述bo延伸部由与所述双阶梯bo结构相同的材料形成。

15.根据权利要求14所述的baw谐振器，其中所述双阶梯bo结构和所述bo延伸部由氧化硅形成。

16.根据权利要求1所述的baw谐振器，其中：

17.根据权利要求16所述的baw谐振器，其中：

18.根据权利要求17所述的baw谐振器，其进一步包括钝化层，所述钝化层覆盖所述顶部电极结构和所述压电层的通过所述顶部电极结构暴露的部分，其中所述钝化层由氮化硅(sin)、sio2或氮氧化硅(sion)形成，具有到之间的厚度。

19.根据权利要求18所述的baw谐振器，其中所述第一顶部电极层、所述电极晶种层、所述第二顶部电极层和所述钝化层中的至少一个的某一部分具有厚度变化，其中所述某一部分在所述内部bo环上方且限制在所述内部bo环内。

20.根据权利要求1所述的baw谐振器，其中所述第一顶部电极层、所述电极晶种层、所述第二顶部电极层和所述钝化层中的至少一个的某一部分具有厚度变化，其中所述某一部分在所述外部bo环上方且限制在所述外部bo环内。

技术总结
本公开涉及具有双阶梯氧化物边界环结构的BAW谐振器。公开了一种体声波(BAW)谐振器，其包含底部电极、所述底部电极上方的压电层，以及具有顶部电极和双阶梯BO环结构的顶部电极结构。本文中，所述双阶梯BO结构形成于所述压电层上方且围绕所述顶部电极结构的周边，使得所述压电层的中心部分不被所述双阶梯BO结构覆盖。所述双阶梯BO结构由氧化物材料形成，且包含具有第一高度的内部BO环以及具有大于所述第一高度的第二高度的外部BO环，使得所述双阶梯BO结构的高度朝向所述压电层的所述中心部分减小。所述顶部电极形成于所述压电层的所述中心部分上方且在所述双阶梯BO结构上方延伸。

技术研发人员：A·塔切克,T·贝尔,I·韦雷斯
受保护的技术使用者：QORVO美国公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/4