一种体声波谐振器及其制备方法与流程

本发明涉及谐振器，尤其涉及一种体声波谐振器及其制备方法。

背景技术：

1、体声波谐振器包括一个声反射结构和两个电极，以及位于两个电极之间的被称作压电激励的压电层。有时也将两个电极称为激励电极，其作用是引起谐振器各层的机械振荡。

2、现有的体声波谐振器多采用硅衬底预埋牺牲层的方法形成声反射结构，但这种方法使得工作区的压电层生长在牺牲层，如二氧化硅层上面，由于牺牲层与压电层晶格的不匹配，很难获得较好的薄膜质量。

3、进一步地，为了提高薄膜的沉积质量，可以将压电层和激励电极中的底电极直接沉积在衬底上，一般采用腐蚀气体释放硅衬底的形式来形成空腔，但腐蚀气体在腐蚀硅衬底时由于没有腐蚀范围的限制，易在硅衬底内部产生过释放的问题，同时由于底电极沉积在衬底上且为金属材料，故底电极易被对金属材料有腐蚀的腐蚀气体腐蚀，影响体声波谐振器的正常工作。

技术实现思路

1、本发明提供了一种体声波谐振器及其制备方法，以解决现有技术中腐蚀气体释放硅衬底时存在易腐蚀换能器堆叠结构和空腔范围的过释放问题。

2、根据本发明的一方面，提供了一种体声波谐振器，其中包括衬底、换能器堆叠结构和保护层，换能器堆叠结构位于衬底一侧；

3、衬底中设置有空腔，空腔贯穿部分衬底；换能器堆叠结构中设置有释放通道，释放通道贯穿换能器堆叠结构；释放通道与空腔连通，且释放通道的开口面积小于空腔的开口面积；

4、换能器堆叠结构靠近衬底一侧的表面包括释放区域和非释放区域；释放区域与释放通道对应；保护层覆盖非释放区域，且覆盖空腔的侧壁。

5、可选的，体声波谐振器还包括保护墙；

6、保护墙设置在空腔的侧壁，保护层包括位于保护墙靠近空腔一侧的部分保护层以及位于保护墙远离空腔一侧的部分保护层。

7、可选的，体声波谐振器还包括种子层；

8、种子层位于保护层和换能器堆叠结构之间，保护层覆盖种子层。

9、可选的，种子层的晶格与保护层的晶格匹配。

10、可选的，换能器堆叠结构包括叠层设置的底电极层、压电层、上电极层和钝化层。

11、可选的，衬底包括底层衬底、中部绝缘层和顶层衬底，顶层衬底位于靠近保护层一侧；

12、空腔贯穿顶层衬底。

13、根据本发明的另一方面，提供了一种体声波谐振器的制备方法，其中包括：

14、提供衬底并刻蚀衬底，在衬底内形成定位凹槽；

15、在衬底表面以及定位凹槽中生长保护层；

16、在保护层远离衬底一侧生长换能器堆叠结构，刻蚀换能器堆叠结构和保护层，以形成释放通道；

17、向释放通道中通入腐蚀气体以腐蚀衬底并在衬底中形成空腔。

18、可选的，在保护层远离衬底一侧生长换能器堆叠结构，之前还包括：

19、在保护层远离衬底一侧生长种子层。

20、可选的，在衬底表面以及定位凹槽中生长保护层之后，还包括：

21、在定位凹槽内生长保护墙。

22、可选的，在保护层远离衬底一侧生长换能器堆叠结构，包括：

23、在保护层远离衬底一侧依次生长底电极层、压电层、上电极层和钝化层。

24、本发明实施例中的技术方案，在体声波谐振器中设置保护层，保护层设置在换能器堆叠结构靠近衬底一侧的表面的非释放区域和衬底中空腔的侧壁，当腐蚀气体通过换能器堆叠结构中的释放通道进入衬底时，保护层一方面可以隔离腐蚀气体与换能器堆叠结构，保护换能器堆叠结构不被腐蚀气体腐蚀；另一方面可以起到对空腔范围限位的作用，避免腐蚀气体在衬底中过释放的问题。另外，通过增加保护层，可扩大换能器堆叠结构中激励电极材料的选择范围。

25、应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

技术特征：

1.一种体声波谐振器，其特征在于，包括衬底、换能器堆叠结构和保护层，所述换能器堆叠结构位于所述衬底一侧；

2.根据权利要求1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保护墙；

3.根据权利要求1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种子层；

4.根据权利要求3所述的体声波谐振器，其特征在于，所述种子层的晶格与所述保护层的晶格匹配。

5.根据权利要求1所述的体声波谐振器，其特征在于，所述换能器堆叠结构包括叠层设置的底电极层、压电层、上电极层和钝化层。

6.根据权利要求1所述的体声波谐振器，其特征在于，所述衬底包括底层衬底、中部绝缘层和顶层衬底，所述顶层衬底位于靠近所述保护层一侧；

7.一种体声波谐振器的制备方法，其特征在于，包括：

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，在所述保护层远离所述衬底一侧生长换能器堆叠结构，之前还包括：

9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，在所述衬底表面以及所述定位凹槽中生长保护层之后，还包括：

10.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，在所述保护层远离所述衬底一侧生长换能器堆叠结构，包括：

技术总结
本发明公开了一种体声波谐振器及其制备方法。其中，体声波谐振器包括：衬底、换能器堆叠结构和保护层，换能器堆叠结构位于衬底一侧；衬底中设置有空腔，空腔贯穿部分衬底；换能器堆叠结构中设置有释放通道，释放通道贯穿换能器堆叠结构；释放通道与空腔连通，且释放通道的开口面积小于空腔的开口面积；换能器堆叠结构靠近衬底一侧的表面包括释放区域和非释放区域；释放区域与释放通道对应；保护层覆盖非释放区域，且覆盖空腔的侧壁。本发明的技术方案，在体声波谐振器中设置保护层，一方面可以隔离腐蚀气体与换能器堆叠结构，保护换能器堆叠结构不被腐蚀气体腐蚀；另一方面可以起到对空腔范围限位的作用，避免腐蚀气体在衬底中过释放的问题。

技术研发人员：谢英,孙成亮,孙博文,丁志鹏,蔡耀,刘炎,邹杨,陈祥
受保护的技术使用者：武汉敏声新技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/25