体声波谐振器的制作方法与流程

本发明属于微电子器件，涉及体声波谐振器的制作方法。

背景技术：

1、目前，无线数据传输需要射频滤波器拥有5ghz或者更高的工作频率，应用于5g通信中的滤波器主要是体声波滤波器(bulk acoustic wave，简称baw)和声表面波滤波器(surface acoustic wave，简称saw)。baw器件具有极高的品质因数q值(4000以上)，工作频段从100mhz-20 ghz，具有高工作频率、低插入损耗、高频率选择特性、高功率容量和强抗静电能力等优点，是未来射频前端的最佳解决方案。

2、在传统单一金属电极谐振器结构中，器件性能依赖单一金属材料的声学与电学特性，由于理想电极材料应具有高声阻抗、低电阻率、低密度等特性，以上特性最优值不同时属于某一种金属材料，目前作为电极使用最多的金属材料mo，也只是具有相对适中的声阻抗、电阻率和密度，其有效机电耦合系数相对减小，限制了其在5g高频宽带滤波器上的应用。现有技术中主要是于压电薄膜层aln中进行sc掺杂获得scxal(1-x)n(x>0)，使得压电薄膜层的压电系数e33和相对介电常数εr提高，刚度系数c33降低，从而提高压电薄膜层的压电应变常数d33和压电耦合系数kt2，进而提高器件有效机电耦合系数，但是元素掺杂降低了压电薄膜的杨氏模量，降低了压电薄膜的纵向声速和温度稳定性，增加了介电损耗，并且由于掺杂元素例如sc等属于昂贵的稀土元素，增加制作成本，且元素的偏析还会降低压电薄膜的均匀性。

3、因此，提供新的体声波谐振器制作方法是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供体声波谐振器制作方法，用于解决现有技术中体声波谐振器的制作工艺复杂、成本较高的问题。

2、为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种体声波谐振器的制作方法，包括以下步骤：

3、提供第一衬底，于所述第一衬底上形成压电薄膜层；

4、于所述压电薄膜层上形成第一电极，所述第一电极包括层叠的多层金属层，所述第一电极中与所述压电薄膜层相接触的金属层的声阻抗大于未与所述压电薄膜层相接触的金属层的声阻抗；

5、于所述压电薄膜层和所述第一电极上形成覆盖所述第一电极的支撑层，并图形化所述支撑层形成显露所述第一电极的开口；

6、提供第二衬底，将所述支撑层远离所述压电薄膜层的一侧与所述第二衬底键合，并去除所述第一衬底；

7、于所述压电薄膜层远离所述第二衬底的一侧形成第二电极，所述第二电极包括层叠的多层金属层，其中，所述第二电极与所述第一电极的层数相同，且所述第二电极与所述第一电极的材料层叠顺序镜像对称设置；

8、于所述压电薄膜层远离所述第二衬底的一侧形成第一电极焊盘和第二电极焊盘，所述第一电极焊盘贯穿所述压电薄膜层与所述第一电极电连接，所述第二电极焊盘与所述第二电极电连接。

9、可选地，所述第一电极的材质包括au、ag、ru、w、mo、ir、al、pt、nb、hf中的至少两种。

10、可选地，所述第一电极包括层叠的钨金属层和钼金属层，所述钨金属层与所述压电薄膜层相接触。

11、可选地，所述第一电极的厚度不超过0.3um。

12、可选地，所述压电薄膜层的材质包括alxga(1-x)n(0<x<1)、scxal(1-x)n(0<x<1)、aln、pzt、linbo3、zno、pbtio3中的至少一种。

13、本发明还提供一种体声波谐振器的制作方法，包括以下步骤：

14、提供第一衬底，于所述第一衬底上形成压电薄膜层；

15、于所述压电薄膜层上形成第一电极，所述第一电极包括层叠的多层金属层，所述第一电极中与所述压电薄膜层相接触的金属层的声阻抗大于未与所述压电薄膜层相接触的金属层的声阻抗；

16、于所述压电薄膜层上形成覆盖所述第一电极的阻挡层，于所述阻挡层上形成牺牲层，在水平方向上，所述牺牲层与所述第一电极交叠；

17、于所述阻挡层上形成支撑层，所述支撑层覆盖所述牺牲层；

18、提供第二衬底，将所述支撑层远离所述压电薄膜层的一侧与所述第二衬底键合，并去除所述第一衬底；

19、于所述压电薄膜层远离所述第二衬底的一侧形成第二电极，所述第二电极包括层叠的多层金属层，其中，所述第二电极与所述第一电极的层数相同，且所述第二电极与所述第一电极的材料层叠顺序镜像对称设置；

20、于所述压电薄膜层远离所述第二衬底的一侧形成第一电极焊盘和第二电极焊盘，所述第一电极焊盘贯穿所述压电薄膜层与所述第一电极电连接，所述第二电极焊盘与所述第二电极电连接；

21、去除所述牺牲层，以形成空腔。

22、可选地，所述第一电极的材质包括au、ag、ru、w、mo、ir、al、pt、nb、hf中的至少两种。

23、可选地，所述第一电极包括层叠的钨金属层和钼金属层，所述钨金属层与所述压电薄膜层相接触。

24、可选地，所述第一电极的厚度不超过0.3um。

25、可选地，所述压电薄膜层的材质包括alxga(1-x)n(0<x<1)、scxal(1-x)n(0<x<1)、aln、pzt、linbo3、zno、pbtio3中的至少一种。

26、本发明还提供一种体声波谐振器的制作方法，包括以下步骤：

27、提供第一衬底，于所述第一衬底上形成压电薄膜层；

28、于所述压电薄膜层上形成第一电极，所述第一电极包括层叠的多层金属层，所述第一电极中与所述压电薄膜层相接触的金属层的声阻抗大于未与所述压电薄膜层相接触的金属层的声阻抗；

29、于所述压电薄膜层和所述第一电极上形成覆盖所述第一电极的布拉格反射层；

30、于所述布拉格反射层上形成介质层，并将所述介质层平坦化；

31、提供第二衬底，将所述介质层远离所述压电薄膜层的一侧与所述第二衬底键合，并去除所述第一衬底；

32、于所述压电薄膜层远离所述第二衬底的一侧形成第二电极，所述第二电极包括层叠的多层金属层，其中，所述第二电极与所述第一电极的层数相同，且所述第二电极与所述第一电极的材料层叠顺序镜像对称设置；

33、于所述压电薄膜层远离所述第二衬底的一侧形成第一电极焊盘和第二电极焊盘，所述第一电极焊盘贯穿所述压电薄膜层与所述第一电极电连接，所述第二电极焊盘与所述第二电极电连接。

34、可选地，所述第一电极的材质包括au、ag、ru、w、mo、ir、al、pt、nb、hf中的至少两种。

35、可选地，所述第一电极包括层叠的钨金属层和钼金属层，所述钨金属层与所述压电薄膜层相接触。

36、可选地，所述第一电极的厚度不超过0.3um。

37、可选地，所述压电薄膜层的材质包括alxga(1-x)n(0<x<1)、scxal(1-x)n(0<x<1)、aln、pzt、linbo3、zno、pbtio3中的至少一种。

38、可选地，所述布拉格反射层包括交替层叠的低声阻抗材料层和高声阻抗材料层，所述低声阻抗材料层的材质包括aln，si3n4或sio2中的一种或多种，所述高声阻抗材料层的材质包括w，mo，pt，au，ni或ir中的一种或多种。

39、如上所述，本发明的体声波谐振器的制作方法通过增加电极金属层沉积次数，在第一电极和第二电极中与压电薄膜层相接触的金属层的声阻抗大于未与压电薄膜层相接触的金属层的声阻抗，即与压电薄膜层声阻抗之比较大，能够降低声强透射系数，迫使更多的声能进入压电薄膜层，从而增大压电材料内的声学能量，提升有效机电耦合系数，提高体声波谐振器性能，具有工艺简单且可靠的优点。