[发明专利]薄膜体声波谐振器及其制作方法、以及滤波器

说明书

本申请涉及一种薄膜体声波谐振器及其制作方法、以及滤波器，该薄膜体声波谐振器包括依次层叠设置的衬底、第一电极、压电层和第二电极；衬底、压电层和第一电极之间形成有空腔，第一电极和压电层分别形成空腔相对两侧的第一侧壁和第二侧壁，第一侧壁表面和第二侧壁表面中的其中一个为平面，另一个为曲面，从而能有效改善空腔侧壁附近的裂纹现象，提高现有薄膜体声波谐振器的Q值，改善滤波器的带内插损性能。

【技术领域】

本发明涉及谐振器领域，具体涉及一种薄膜体声波谐振器及其制作方法、以及滤波器。

【背景技术】

随着无线通信的迅猛发展，无线信号变得越来越拥挤，对工作在射频频段的滤波器提出了集成化、微型化、低功耗、高性能、低成本等新的要求。

薄膜体声波谐振器(film bulk acoustic resonator,FBAR)由于具有互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor,CMOS)工艺兼容、高品质因数(Q值)、低损耗、低温度系数、高功率承载能力等优点，广泛应用于滤波器中。考虑到FBAR的Q值越高，滤波器的带内插损性能就越好，故如何提高现有FBAR的Q值是滤波器研究的重点内容。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种薄膜体声波谐振器及其制作方法、以及滤波器，能有效提高现有薄膜体声波谐振器的Q值，改善滤波器的带内插损性能。

根据本发明的第一方面，提供了一种薄膜体声波谐振器，包括依次层叠设置的衬底、第一电极、压电层和第二电极；所述衬底、所述压电层和所述第一电极之间形成有空腔，所述第一电极和所述压电层分别形成所述空腔相对两侧的第一侧壁和第二侧壁，所述第一侧壁表面和所述第二侧壁表面中的其中一个为平面，另一个为曲面。

其中，所述平面与所述衬底表面之间的第一夹角、以及所述曲面上最大弧度对应点处的切线与所述衬底表面之间的第二夹角均为20°～40°。

其中，所述第一夹角和/或所述第二夹角为30°。

其中，所述曲面在垂直于所述衬底的截面上包括至少两条弧线段，所述至少两条弧线段具有不同的曲率半径。

其中，所述第一电极和/或所述第二电极呈扇形、半圆形或不规则多边形。

根据本发明的另一方面，提供了一种薄膜体声波谐振器的制作方法，包括：

提供一衬底；

在所述衬底上形成牺牲层；

在所述牺牲层上形成第一电极；

在所述第一电极上形成压电层；

在所述压电层上形成第二电极；

对形成有所述第二电极的所述牺牲层进行刻蚀，以在所述衬底、所述压电层和所述第一电极之间形成空腔，得到薄膜体声波谐振器；

其中，所述第一电极和所述压电层分别形成所述空腔相对两侧的第一侧壁和第二侧壁，所述第一侧壁表面和所述第二侧壁表面中的其中一个为平面，另一个为曲面。

其中，所述平面与所述衬底表面之间的第一夹角、以及所述曲面上最大弧度对应点处的切线与所述衬底表面之间的第二夹角均为20°～40°。

其中，所述对形成有所述第二电极的所述牺牲层进行刻蚀的步骤具体包括：

利用干法刻蚀法对形成有所述第二电极的所述牺牲层进行刻蚀，其中，所述干法刻蚀法中使用的气体包括三氟甲烷和氧气，所述三氟甲烷和氧气之间的含量比例范围为2.5～4.5。

其中，所述对形成有所述第二电极的所述牺牲层进行刻蚀的步骤具体包括：