[发明专利]一种硅背刻蚀FBAR谐振器及其制备方法

权利要求书

1.一种硅背刻蚀FBAR谐振器，其特征在于：按照从下向上的顺序依次包括硅衬底、支撑层和压电层；所述支撑层下方形成有空腔，并且所述支撑层部分暴露在所述空腔中，所述空腔的侧壁由所述硅衬底形成；所述支撑层和所述压电层之间设有下电极层，所述压电层上方设有上电极层；所述谐振器还包括上负载层和下负载层；所述上负载层和所述下负载层分别沿所述上电极层和所述下电极层边沿包围设置，且所述下负载层穿透所述支撑层延伸至所述空腔内；所述上负载层和所述下负载层呈上下对称分布。

2.根据权利要求1所述的一种硅背刻蚀FBAR谐振器，其特征在于：所述硅衬底厚度为575μm，截面呈倒直角梯形结构。

3.根据权利要求1所述的一种硅背刻蚀FBAR谐振器，其特征在于：所述支撑层为二氧化硅材质，厚度为2～3.5μm。

4.根据权利要求1所述的一种硅背刻蚀FBAR谐振器，其特征在于：所述压电层为AlN材质，厚度为500nm～4μm。

5.根据权利要求1所述的一种硅背刻蚀FBAR谐振器，其特征在于：所述上电极层和所述下电极层材质为Mo、Pt、Ti和Au中的任意一种，厚度为50nm～1μm。

6.根据权利要求1所述的一种硅背刻蚀FBAR谐振器，其特征在于：所述上负载层和所述下负载层材质为Mo、Pt、Ti和Au中的任意一种，厚度为50nm～2μm，宽度为50nm～10μm。

7.根据权利要求6所述的一种硅背刻蚀FBAR谐振器，其特征在于：所述上负载层和所述下负载层的数量均为1个或多个，呈多面体框架结构。

8.根据权利要求7所述的一种硅背刻蚀FBAR谐振器，其特征在于：当所述上负载层和所述下负载层的数量为多个时，多个所述多面体框架结构分别以一个包围一个的嵌套方式排布，相邻多面体框架结构间隔一定距离，最外层多面体框架结构分别沿所述上电极层和所述下电极层边沿包围设置，其它层多面体框架结构分别设置在所述上电极层和所述下电极层上。

9.根据权利要求7或8所述的一种硅背刻蚀FBAR谐振器，其特征在于：所述多面体框架结构为正五面体框架结构。

10.权利要求1～9任意一项所述的一种硅背刻蚀FBAR谐振器的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤S1，在硅衬底上沉积支撑层；

步骤S2，在步骤S1基础上于支撑层上生长下电极金属薄膜并进行图形化处理得到下电极层；

步骤S3，在步骤S2基础上，在所述下电极层上外延生长压电薄膜并进行光刻图形化处理得到压电层；

步骤S4，在步骤S3基础上于压电层上继续生长上电极金属薄膜并进行图形化处理得到上电极层；

步骤S5，在步骤S4基础上于压电层上制备上负载层，使上负载层沿上电极层边沿包围设置；

步骤S6，在步骤S5基础上于上电极层及上负载层上方生长二氧化硅保护层；

步骤S7，采用背刻蚀工艺将硅衬底谐振器工作区域内的硅去除，以形成空腔，同时部分露出支撑层；

步骤S8，在步骤S7基础上在支撑层上制备下负载层，使下负载层一端沿下电极层边沿包围设置，另一端则延伸至空腔中；

步骤S9，去除顶部的二氧化硅保护层得到FBAR体声波谐振器。