[发明专利]一种体声波谐振器的制造方法及其应用

说明书

本公开提供一种体声波谐振器的制造方法，包括：提供载体；在载体中刻蚀形成第一刻蚀部；在第一刻蚀部中依次共形沉积填充材料和下电极材料层，填充材料的厚度大于或等于体声波谐振器正常工作所需要的高度；通过平坦化工艺去除载体上表面的下电极材料层和填充材料，在第一刻蚀部空腔内形成填充层和下电极，下电极的上表面、填充层的上表面与载体的上表面处于相同的平面；在载体上形成压电层，压电层的下表面、载体的上表面、填充层的上表面以及下电极的上表面处于相同的平面；其中第一刻蚀部的高度至少大于平坦化工艺中设定的载体的过研磨量、平坦化工艺的平坦度的范围值、下电极的厚度、以及满足体声波谐振器正常工作所需要的高度的总和。

技术领域

本公开涉及电子领域，具体而言，涉及一种体声波谐振器的制造方法及其应用。

背景技术

参阅图1，图1为现有薄膜体声波谐振器(film bulk acousticresonator，FBAR)的结构示意图。如图1中所示，薄膜体声波谐振器包括载体101、形成在载体101中的空腔102、下电极103、上电极105以及夹在上下电极(即下电极103与上电极105)之间的压电层104，其中上下电极和压电层形成“三明治”结构，以及在上电极105上进一步形成保护层106。

在制备薄膜体声波谐振器的过程中，通常先在载体101中形成空腔102，然后再在空腔102中填充牺牲材料，在填充牺牲材料时，需将牺牲材料覆盖了载体101的全部上表面，填充后再进行诸如化学机械抛光(chemical-mechanical polishing，CMP)的平坦化工序，以去除空腔102以外的载体101上表面上的牺牲材料，进而为下电极103的形成提供平坦化的表面。

然后下电极103形成在载体101的上表面上，至少覆盖填充了牺牲材料的空腔102的上表面。压电层104再进一步形成在下电极103上。压电层104和下电极103之间的由于接触区域存在突变拐点导致应力集中，容易使得压电层104在该区域由于应力而产生裂痕，进而影响薄膜体声波谐振器的可靠性。

为解决上述技术问题，现有技术中，通常在制备下电极103时，在其边缘处刻蚀出具有很小倾斜角度的倾斜结构，然而在下电极103边缘处的倾斜结构通常采用光刻和刻蚀的方式形成，一方面很小的倾斜角度对光刻工艺和刻蚀工艺的要求很高；另一方面倾斜结构的上表面由于刻蚀工艺中等离子体的轰击使得倾斜结构的质量比较差，从而在倾斜结构的上表面上生长的压电层104的薄膜质量也较差，且在倾斜结构上不可避免的仍然存在突变拐点，进而在压电层104和下电极103的交界处仍有应力集中的问题，导致薄膜体声波谐振器的寄生模式增多，和薄膜体声波谐振器的机电耦合系数降低。

发明内容

本公开针对上述技术问题，设计出了一种薄膜体声波谐振器的制备工艺流程，其能缓解或解决上述技术问题中的至少一个方面。

在下文中将给出关于本公开的简要概述，以便提供关于本公开某些方面的基本理解。应当理解，此概述并不是关于本公开的穷举性概述。它并不是意图确定本公开的关键或重要部分，也不是意图限定本公开的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

根据本公开的一方面提供一种体声波谐振器的制造方法，包括：提供载体；在所述载体中刻蚀形成第一刻蚀部；在第一刻蚀部中依次共形沉积填充材料和下电极材料层，所述填充材料的厚度大于或等于所述体声波谐振器正常工作所需要的高度；通过平坦化工艺去除所述载体上表面的所述下电极材料层和所述填充材料，在所述第一刻蚀部空腔内形成填充层和下电极，所述下电极的上表面、所述填充层的上表面与所述载体的上表面处于相同的平面；在所述载体上形成压电层，所述压电层的下表面、所述载体的上表面、所述填充层的上表面以及所述下电极的上表面处于相同的平面；其中所述第一刻蚀部的高度至少大于所述平坦化工艺中设定的所述载体的过研磨量、平坦化工艺的平坦度的范围值、下电极的厚度、以及满足所述体声波谐振器正常工作所需要的高度的总和。

进一步的，在形成下电极之前，在所述第一刻蚀部内形成籽晶层。