[发明专利]压电MEMS硅谐振器及其形成方法、电子设备有效
| 申请号： | 202110475600.3 | 申请日： | 2021-04-29 |
| 公开（公告）号： | CN113472307B | 公开（公告）日： | 2022-11-22 |
| 发明（设计）人： | 张孟伦;杨清瑞;宫少波 | 申请（专利权）人： | 广州乐仪投资有限公司 |
| 主分类号： | H03H9/02 | 分类号： | H03H9/02;H03H3/02 |
| 代理公司： | 北京汉智嘉成知识产权代理有限公司 11682 | 代理人： | 姜劲;谷惠敏 |
| 地址： | 510805 广东省广州市花都区绿港三*** | 国省代码： | 广东;44 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 压电 mems 谐振器 及其 形成 方法 电子设备 | ||
1.一种压电MEMS硅谐振器，其特征在于，包括：
硅基底；
位于所述硅基底之上的下空腔，所述下空腔的顶平面高于或者低于所述硅基底的顶平面；
位于所述下空腔之上的保留硅层，所述保留硅层包括位于谐振工作区域内的第一部分、位于谐振工作区域外的第二部分以及斜面部分，所述第一部分位于所述下空腔的正上方，所述第二部分直接接触所述硅基底，所述第一部分与所述第二部分通过所述斜面部分衔接；
位于所述保留硅层之上的依次堆叠的压电层和上电极。
2.根据权利要求1所述的压电MEMS硅谐振器，其特征在于，所述保留硅层为单晶硅。
3.根据权利要求2所述的压电MEMS硅谐振器，其特征在于，所述硅基底与所述保留硅层二者中之一为普通N型掺杂，二者中另一为第一掺杂浓度P型掺杂；或者，所述硅基底与所述保留硅层二者中之一为普通P型掺杂，二者中另一为第一掺杂浓度N型掺杂，
其中，普通N型掺杂和普通P型掺杂的掺杂浓度低于1019cm-3。
4.根据权利要求3所述的压电MEMS硅谐振器，其特征在于，所述第一掺杂浓度为1019至9×1020cm-3。
5.根据权利要求1所述的压电MEMS硅谐振器，其特征在于，还包括：位于所述保留硅层与所述压电层之间的下电极。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的压电MEMS硅谐振器，其特征在于，所述压电MEMS硅谐振器为如下之一种：悬臂梁式、延伸振动模式、厚度纵向振动模式、兰姆波振动模式、面内弯曲振动模式、声表面波振动模式。
7.一种压电MEMS硅谐振器的形成方法，其特征在于，包括：
提供硅基底；
在所述硅基底之上形成牺牲硅层，所述牺牲硅层的顶平面高于或者低于所述硅基底的顶平面；
在所述牺牲硅层之上形成保留硅层，所述保留硅层包括位于谐振工作区域内的第一部分、位于谐振工作区域外的第二部分以及斜面部分，所述第一部分位于所述牺牲硅层的正上方，所述第二部分直接接触所述硅基底，所述第一部分与所述第二部分通过所述斜面部分衔接；
在所述保留硅层之上依次形成压电层和上电极；
开刻蚀窗，然后选择性地去除所述牺牲硅层以形成下空腔，其中，
所述牺牲硅层为第二掺杂浓度P型掺杂的情况下，所述硅基底与所述保留硅层二者中之一为普通N型掺杂，二者中另一为第一掺杂浓度P型掺杂，或者，
所述牺牲硅层为第二掺杂浓度N型掺杂的情况下，所述硅基底与所述保留硅层二者中之一为普通P型掺杂，二者中另一为第一掺杂浓度N型掺杂，
其中，普通N型掺杂和普通P型掺杂的掺杂浓度低于1019cm-3。
8.根据权利要求7所述的形成方法，其特征在于，所述第一掺杂浓度大于所述第二掺杂浓度。
9.根据权利要求8所述的形成方法，其特征在于，所述第一掺杂浓度为1019至9×1020cm-3，所述第二掺杂浓度为1013至9×1018cm-3。
10.根据权利要求7所述的形成方法，其特征在于，所述在所述硅基底之上形成牺牲硅层的步骤包括：在所述硅基底之上使用外延方式形成所述牺牲硅层。
11.根据权利要求7所述的形成方法，其特征在于，所述在所述牺牲硅层之上形成保留硅层的步骤包括：在所述牺牲硅层之上使用外延方式形成所述保留硅层。
12.根据权利要求7所述的形成方法，其特征在于，还包括：在所述保留硅层与所述压电层之间形成下电极。
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