[发明专利]一种薄膜体声波谐振器结构及其制造方法、滤波器以及双工器

说明书

本发明提供了一种薄膜体声波谐振器结构的制造方法，包括：确定待形成的薄膜体声波谐振器之间的连接方式；刻蚀基底形成凹槽并在凹槽内填充牺牲层；形成覆盖基底的叠层结构并对叠层结构进行刻蚀，在每一凹槽上方形成叠层单元以及在待形成的以第一连接方式进行连接的薄膜体声波谐振器所对应的叠层单元之间形成第一连接部；对刻蚀叠层结构所形成的区域进行填充以形成填充结构；在叠层单元上形成第一上电极以及在待形成的以第二连接方式进行连接的薄膜体声波谐振器所对应的第一上电极之间形成第二连接部；刻蚀第一连接部；去除填充结构以及牺牲层。本发明还提供了一种薄膜体声波谐振器结构、滤波器和双工器。本发明有效降低了器件的声波损失。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种薄膜体声波谐振器结构及其制造方法、滤波器以及双工器。

背景技术

谐振器是滤波器的核心组成部件，谐振器性能的优劣直接决定了滤波器性能的好坏。在现有的谐振器中，薄膜体声波谐振器(Film Bulk Acoustic Resonator，FBAR)因其体积小、插入损耗低、带外抑制大、品质因数高、工作频率高、功率容量大以及抗静电冲击能力良好等特点，在现代无线通讯技术中具有非常广阔的应用前景。

典型的薄膜体声波谐振器主要包括空气隙型体声波谐振器、反面刻蚀型体声波谐振器以及布拉格反射型体声波谐振器。下面以空气隙型体声波谐振器为例对薄膜体声波谐振器的制造方法进行说明。请参考图1(a)至图1(h)，图1(a)至图1(h)是按照现有技术制造薄膜体声波谐振器的各个阶段的剖面示意图。首先，如图1(a)所示，提供基底10；接着，如图1(b)所示，利用刻蚀的方式在基底10上形成凹槽11；然后，如图1(c)所示，在基底10上沉积牺牲材料，并对该牺牲材料进行平坦化操作，以在凹槽11内形成牺牲层12；接着，如图1(d)所示，在基底10上沉积第一金属材料层13；接着如图1(e)所示，对第一金属层13进行刻蚀以在凹槽11上形成下电极13a。需要说明的是，考虑到薄膜体声波谐振器用于形成滤波器、以及薄膜体声波谐振器通常通过上电极之间的连接以及下电极之间的连接来形成串/并联关系，所以在制造薄膜体声波谐振器时，除了形成薄膜体声波谐振器之外通常还会同时形成薄膜体声波谐振器之间的连接关系，以满足后续制造滤波器的需要。因此，在刻蚀第一金属层13以形成下电极13a时，对于无需形成连接的下电极来说，通过刻蚀断开该下电极与其他下电极之间的连接，对于需要形成连接的下电极来说，下电极之间则不会被刻蚀断开。接着，如图1(f)所示，在图1(e)所示结构上沉积一层压电材料以形成覆盖基底10和下电极13a的压电层14；接着，如图1(g)所示，在压电层14上沉积第二金属材料层15；最后，如图1(h)所示，对第二金属材料层15进行刻蚀以在凹槽11上方形成上电极15a，其中，对于无需形成连接的上电极来说，通过刻蚀断开该上电极与其他上电极之间的连接，对于需要形成连接的上电极来说，上电极之间则不会被刻蚀断开。至此，由下电极、压电层以及上电极所构成的压电振荡堆形成。反面刻蚀型体声波谐振器的制造方法与空气隙型体声波谐振器不同的地方在于：在基底上形成上述压电振荡堆后，从基底背面刻蚀直至暴露出下电极从而在下电极下方形成空腔。布拉格反射层型体声波谐振器的制造方法与空气隙型体声波谐振器不同的地方在于：在基底上形成布拉格反射层，然后在该布拉格反射层上形成上述压电振荡堆。

基于上述制造方法所得到的薄膜体声波谐振器其不足之处在于：由于相邻薄膜体声波谐振器之间的压电层是连通的、且该区域内的压电层直接与基底接触，所以导致在薄膜体声波谐振器工作时，压电振荡堆内的部分声波会通过压电层传播进入基底中，从而造成薄膜体声波谐振器的声波损失，进而导致薄膜体声波谐振器的性能下降。

发明内容

为了克服现有技术中的上述缺陷，本发明提供了一种薄膜体声波谐振器结构的制造方法，该制造方法包括：

预先确定待形成的薄膜体声波谐振器之间的连接方式，该连接方式包括下电极之间的第一连接方式以及上电极之间的第二连接方式；

刻蚀基底形成多个凹槽并在该多个凹槽内填充牺牲层；