一种体声波谐振器及其制备方法、体声波滤波器与流程

本申请涉及半导体，尤其涉及一种体声波谐振器及其制备方法、体声波滤波器。

背景技术：

1、薄膜体声波谐振器(film bulk acoustic resonator，简称fbar，又称为体声波谐振器，也称baw)作为压电器件的重要成员正在通信领域发挥着重要作用，特别是fbar滤波器在射频滤波器领域市场占有份额越来越大，fbar具有尺寸小、谐振频率高、品质因数高、功率容量大、滚降效应好等优良特性，其滤波器正在逐步取代传统的声表面波(saw)滤波器和陶瓷滤波器，在无线通信射频领域发挥巨大作用，其高灵敏度的优势也能应用到生物、物理、医学等传感领域。

2、然而，目前的体声波谐振器中缺少散热和电磁屏蔽结构，导致体声波谐振器的使用稳定性差。

技术实现思路

1、本申请实施例提供一种体声波谐振器及其制备方法、体声波滤波器，用于解决体声波谐振器的稳定性差的问题。

2、为了解决上述技术问题，本申请实施例提供一种体声波谐振器，采用了如下所述的技术方案：

3、一种体声波谐振器，包括：

4、衬底，所述衬底形成有空腔；

5、谐振功能层，所述谐振功能层设于所述衬底靠近所述空腔的一端；

6、散热屏蔽墙，所述散热屏蔽墙贯穿所述衬底，且所述散热屏蔽墙靠近所述谐振功能层的一端与所述谐振功能层连接；所述散热屏蔽墙环绕所述空腔设置。

7、进一步地，所述谐振功能层包括依序层叠设置的第一电极、压电层以及第二电极，所述第一电极设于所述衬底靠近所述空腔的一端；

8、所述散热屏蔽墙包括多个非供电件和多个供电件，所述非供电件与所述压电层连接，所述供电件与所述第一电极或所述第二电极连接；所述非供电件用于接地；所述供电件用于连接信号源或接地。

9、进一步地，所述供电件和所述非供电件的材料分别独立地选自金属、碳纤维、石墨、石墨烯、碳纳米管、导电胶中的至少一种。

10、进一步地，所述体声波谐振器还包括设于所述衬底远离所述空腔的一端的封装基板；

11、所述封装基板靠近所述衬底的一端设有多个连接部，至少一个所述连接部与所述非供电件远离所述谐振功能层的一端连接，且至少一个所述连接部与所述供电件远离所述谐振功能层的一端连接。

12、进一步地，所述体声波谐振器还包括设于所述衬底靠近所述谐振功能层一端的封盖层；

13、所述封盖层与所述衬底靠近所述谐振功能层一面围合形成密封腔；

14、所述第一电极、所述压电层和所述第二电极均设于所述密封腔内。

15、进一步地，所述封装基板与所述衬底之间的间隙为1至15um。

16、为了解决上述技术问题，本申请实施例还提供一种体声波谐振器的制备方法，采用了如下所述的技术方案：

17、一种体声波谐振器的制备方法，包括：

18、提供衬底，所述衬底形成有空腔和环绕所述空腔设置的凹槽组；

19、分别在所述空腔和各所述凹槽内设置牺牲材料，形成牺牲层；

20、在所述衬底靠近所述空腔的一端上形成覆盖所述牺牲层的谐振功能层；

21、分别对所述凹槽组和所述空腔内的所述牺牲层进行释放处理；

22、对所述衬底远离所述空腔的一端进行减薄处理，以暴露所述凹槽组远离所述空腔的一端；

23、从所述凹槽组远离所述空腔的一端，在所述凹槽组内设置散热屏蔽材料，形成散热屏蔽墙，得到体声波谐振器。

24、进一步地，所述凹槽的深度大于所述空腔的深度。

25、进一步地，所述在所述衬底上形成覆盖所述牺牲层的谐振功能层的步骤包括：

26、在所述衬底上依次形成第一电极、压电层和第二电极；

27、所述散热屏蔽材料包括非供电材料和供电材料，所述凹槽组包括用于设置非供电材料的多个第一凹槽以及用于设置供电材料的多个第二凹槽，所述第一凹槽靠近所述谐振功能层的一端延伸至所述压电层，所述第二凹槽靠近所述谐振功能层的一端延伸至所述第一电极或所述第二电极；所述在所述凹槽组内设置散热屏蔽材料，形成散热屏蔽墙的步骤包括：

28、在所述第一凹槽内设置所述非供电材料，形成非供电件，并在所述第二凹槽内设置所述供电材料，形成供电件，得到由各所述非供电件和各所述供电件组成的散热屏蔽墙。

29、进一步地，所述得到体声波谐振器的步骤之前，还包括：

30、提供封装基板，所述封装基板上设有连接部；

31、将所述封装基板上的所述连接部与所述散热屏蔽墙连接；

32、和/或，所述得到体声波谐振器的步骤之前，还包括：

33、在所述衬底上设置封盖层，以使所述封盖层封装所述谐振功能层。

34、进一步地，所述在所述第一凹槽内设置所述非供电材料的步骤包括：

35、若所述非供电件为金属材料，则在所述第一凹槽内沉积所述非供电材料；

36、若所述非供电件为碳材料，则在所述第一凹槽内填充所述非供电材料；

37、若所述非供电件为导电胶，则通过溶液法向所述第一凹槽内设置所述非供电材料。

38、进一步地，所述并在所述第二凹槽内设置所述供电材料的步骤包括：

39、若所述供电件为金属材料，则在所述第二凹槽内沉积所述供电材料；

40、若所述供电件为碳材料，则在所述第二凹槽内填充所述非供电材料；

41、若所述供电件为导电胶，则通过溶液法向所述第二凹槽内设置所述供电材料。

42、

43、为了解决上述技术问题，本申请实施例还提供一种体声波滤波器，采用了如下所述的技术方案：

44、一种体声波滤波器，包括如上所述的体声波谐振器、或利用如上所述的体声波谐振器的制备方法制得的体声波谐振器。

45、与现有技术相比，本申请实施例主要有以下有益效果：将散热屏蔽墙环绕空腔设置，以对体声波谐振器进行电磁隔离，并为衬底和谐振功能层提供散热路径，从而提升体声波谐振器的性能和稳定性。

技术特征：

1.一种体声波谐振器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的体声波谐振器，其特征在于，所述谐振功能层包括依序层叠设置的第一电极、压电层以及第二电极，所述第一电极设于所述衬底靠近所述空腔的一端；

3.根据权利要求2所述的体声波谐振器，其特征在于，所述供电件和所述非供电件的材料分别独立地选自金属、碳纤维、石墨、石墨烯、碳纳米管、导电胶中的至少一种。

4.根据权利要求2或3所述的体声波谐振器，其特征在于，所述体声波谐振器还包括设于所述衬底远离所述空腔的一端的封装基板；所述封装基板靠近所述衬底的一端设有多个连接部，至少一个所述连接部与所述非供电件远离所述谐振功能层的一端连接，且至少一个所述连接部与所述供电件远离所述谐振功能层的一端连接；

5.根据权利要求4所述的体声波谐振器，其特征在于，所述封装基板与所述衬底之间的间隙为1至15um。

6.一种体声波谐振器的制备方法，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述的体声波谐振器的制备方法，其特征在于，所述凹槽的深度大于所述空腔的深度；

8.根据权利要求6所述的体声波谐振器的制备方法，其特征在于，所述得到体声波谐振器的步骤之前，还包括：

9.根据权利要求6至8中任一项所述的体声波谐振器的制备方法，其特征在于，所述在所述第一凹槽内设置所述非供电材料的步骤包括：

10.一种体声波滤波器，其特征在于，包括如权利要求1至5中任一项所述的体声波谐振器、或利用如权利要求6至9中任一项所述的体声波谐振器的制备方法制得的体声波谐振器。

技术总结
本申请实施例涉及半导体领域，涉及一种体声波谐振器，包括衬底、谐振功能层以及散热屏蔽墙；衬底形成有空腔；谐振功能层设于衬底靠近空腔的一端；散热屏蔽墙嵌设于衬底，且散热屏蔽墙靠近谐振功能层的一端与谐振功能层连接；散热屏蔽墙环绕空腔设置。本申请还涉及一种体声波谐振器的制备方法及体声波滤波器。本申请提供的技术方案将散热屏蔽墙环绕空腔设置，以对谐振器进行电磁隔离，并为衬底和谐振功能层提供散热路径，从而提升体声波谐振器的性能和稳定性。

技术研发人员：李国强,衣新燕,张伟军
受保护的技术使用者：广州市艾佛光通科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16