体声波谐振器及其制造方法、以及电子器件技术

本发明专利技术提供了一种体声波谐振器，该体声波谐振器包括衬底；下电极、压电层以及上电极，该下电极、压电层以及上电极从下至上依次形成在所述衬底上；声反射结构，该声反射结构形成在所述衬底内、或形成在所述衬底和所述下电极之间，该声反射结构与所述下电极、所述压电层以及所述上电极的水平投影重叠区域构成所述体声波谐振器的谐振区；散热结构，该散热结构包括形成在所述谐振区之外的第一散热部和/或第二散热部，该第一散热部形成在所述压电层的下表面，该第二散热部形成在所述压电层的上表面。相应地，本发明专利技术还提供了一种体声波谐振器的制造方法以及基于该体声波谐振器所形成的电子器件。实施本发明专利技术有利于提升器件的散热能力。力。力。

【技术实现步骤摘要】
体声波谐振器及其制造方法、以及电子器件


[0001]本专利技术涉及半导体
，尤其涉及一种体声波谐振器及其制造方法、以及电子器件。

技术介绍

[0002]请参考图1，图1是现有技术中常见体声波谐振器的剖面示意图。如图所示，该体声波谐振器包括衬底10、叠层结构以及声反射结构。叠层结构从下至上依次包括下电极11、压电层12以及上电极13。声反射结构是刻蚀衬底10表面在叠层结构下方所形成的空腔14。其中，上电极13、压电层12、下电极11以及空腔14的水平投影重叠区域构成体声波谐振器的谐振区，相应地，谐振区之外的区域构成体声波谐振器的非谐振区。
[0003]体声波谐振器工作过程中会产生热量，其中，谐振区内的热量可以通过上电极和下电极向外传递，而非谐振区内的热量只能通过压电层向外传递。由于目前压电层主要采用诸如AlN等导热性欠佳的材料制成，所以导致现有体声波谐振器无法实现高效散热。

技术实现思路

[0004]为了克服现有技术中的上述缺陷，本专利技术提供了一种体声波谐振器，该体声波谐振器包括：
[0005]衬底；
[0006]下电极、压电层以及上电极，该下电极、压电层以及上电极从下至上依次形成在所述衬底上；
[0007]声反射结构，该声反射结构形成在所述衬底内、或形成在所述衬底和所述下电极之间，该声反射结构与所述下电极、所述压电层以及所述上电极的水平投影重叠区域构成所述体声波谐振器的谐振区；
[0008]散热结构，该散热结构包括形成在所述谐振区之外的第一散热部和/或第二散热部，该第一散热部形成在所述压电层的下表面，该第二散热部形成在所述压电层的上表面。
[0009]根据本专利技术的一个方面，该体声波谐振器中，所述第一散热部是与所述下电极之间形成有第一环形间隙的第一金属散热层、或是与所述下电极接触的第一绝缘散热层；所述第二散热部是与所述上电极之间形成有第二环形间隙的第二金属散热层、或是与所述上电极接触的第二绝缘散热层。
[0010]根据本专利技术的另一个方面，该体声波谐振器中，所述第一金属散热层与所述下电极具有不同的材料和/或厚度；所述第二金属散热层与所述上电极具有不同的材料和/或厚度。
[0011]根据本专利技术的又一个方面，该体声波谐振器中，所述散热结构还包括第一导热绝缘结构和/或第二导热绝缘结构；所述第一导热绝缘结构位于所述第一环形间隙内用于连接所述下电极与所述第一金属散热层；所述第二导热绝缘结构位于所述第二环形间隙内用于连接所述上电极与所述第二金属散热层。
[0012]根据本专利技术的又一个方面，该体声波谐振器中，所述第一导热绝缘结构包括在所述第一环形间隙周向方向上间隔设置的多个第一导热绝缘单元，每一所述第一导热绝缘单元均与所述下电极和所述第一金属散热层形成连接；所述第二导热绝缘结构包括在所述第二环形间隙周向方向上间隔设置的多个第二导热绝缘单元，每一所述第二导热绝缘单元均与所述上电极和所述第二金属散热层形成连接。
[0013]根据本专利技术的又一个方面，该体声波谐振器中，所述压电层包括第一压电部和第二压电部，该第一压电部形成在所述上电极和所述下电极之间，所述第二压电部形成在所述谐振区之外且与所述第二压电部之间形成有第三环形间隙。
[0014]本专利技术还提供了一种体声波谐振器的制造方法，该制造方法包括衬底提供步骤、上电极形成步骤、压电层形成步骤、下电极形成步骤、以及声反射结构形成步骤，该上电极、该压电层、该下电极以及该声反射结构的水平投影重叠区域构成体声波谐振器的谐振区，该制造方法还包括：
[0015]在所述谐振区之外形成散热结构，其中，所述散热结构包括第一散热部和/或第二散热部，该第一散热部形成在所述压电层的下表面，该第二散热部形成在所述压电层的上表面。
[0016]根据本专利技术的一个方面，该制造方法中，所述第一散热部是与所述下电极之间形成有第一环形间隙的第一金属散热层、或是与所述下电极接触的第一绝缘散热层；所述第二散热部是与所述上电极之间形成有第二环形间隙的第二金属散热层、或是与所述下电极接触的第二绝缘散热层。
[0017]根据本专利技术的另一个方面，该制造方法中，在所述衬底上形成位于凹槽上方的下电极以及在所述谐振区外形成第一金属散热层的步骤包括：在所述衬底上沉积第一金属散热材料层并对其进行刻蚀以在所述谐振区外形成第一金属散热层；沉积第一金属电极材料层以覆盖所述衬底和所述第一金属散热层，并对该第一金属电极材料层进行刻蚀仅保留位于所述第一金属散热层内侧的部分以形成下电极，其中，所述下电极和所述第一金属散热层之间形成有第一环形间隙；在所述压电层上形成上电极以及在所述谐振区外形成第二金属散热层的步骤包括：在所述压电层上沉积第二金属散热材料层并对其进行刻蚀以在所述谐振区外形成第二金属散热层；沉积第二金属电极材料层以覆盖所述压电层和所述第二金属散热层，并对该第二金属电极材料层进行刻蚀仅保留位于所述第二金属散热层内侧的部分以形成上电极，其中，所述上电极和所述第二金属散热层之间形成有第二环形间隙。
[0018]根据本非专利技术的一个方面，该制造方法中，所述第一金属散热层与所述下电极具有不同的材料和/或厚度；所述第二金属散热层与所述上电极具有不同的材料和/或厚度。
[0019]根据本专利技术的又一个方面，该制造方法中，在所述衬底上形成位于凹槽上方的下电极以及在所述谐振区外形成第一金属散热层的步骤之后，该制造方法还包括：在所述第一环形间隙内形成用于连接所述下电极与所述第一金属散热层的第一导热绝缘结构；和/或在所述压电层上形成上电极以及在所述谐振区外形成第二金属散热层的步骤之后，该制造方法还包括：在所述第二环形间隙内形成用于连接所述上电极与所述第二金属散热层的第二导热绝缘结构。
[0020]根据本专利技术的又一个方面，该制造方法中，所述第一导热绝缘结构包括在所述第一环形间隙周向方向上间隔设置的多个第一导热绝缘单元，每一所述第一导热绝缘单元均
与所述下电极和所述第一金属散热层形成连接；所述第二导热绝缘结构包括在所述第二环形间隙周向方向上间隔设置的多个第二导热绝缘单元，每一所述第二导热绝缘单元均与所述上电极和所述第二金属散热层形成连接。
[0021]根据本专利技术的又一个方面，该制造方法中，所述压电层包括第一压电部和第二压电部；在所述衬底上形成压电层的步骤包括：在所述衬底上沉积压电材料层并对该压电材料层进行刻蚀，以形成位于所述下电极上方的第一压电部、位于所述谐振区之外的第二压电部、以及位于其二者之间的第三环形间隙；形成压电层之后，该制造方法还包括：在所述第三环形间隙内填充第二牺牲层；以及在所述压电层上形成上电极之后，该制造方法还包括：移除所述第二牺牲层。
[0022]本专利技术还提供了一种体声波谐振器，该体声波谐振器包括：
[0023]衬底；
[0024]下电极、压电层以及上电极，该下电极、压电层以及上电极从下至上依次形成在所述衬底上，其中，所述压电层的水平投影面积小于所述衬底的水平投影面积；
[0025]声反射结构，该声反射结本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种体声波谐振器，该体声波谐振器包括：衬底；下电极、压电层以及上电极，该下电极、压电层以及上电极从下至上依次形成在所述衬底上；声反射结构，该声反射结构形成在所述衬底内、或形成在所述衬底和所述下电极之间，该声反射结构与所述下电极、所述压电层以及所述上电极的水平投影重叠区域构成所述体声波谐振器的谐振区；散热结构，该散热结构包括形成在所述谐振区之外的第一散热部和/或第二散热部，该第一散热部形成在所述压电层的下表面，该第二散热部形成在所述压电层的上表面。2.根据权利要求1所述的体声波谐振器，其中：所述第一散热部是与所述下电极之间形成有第一环形间隙的第一金属散热层、或是与所述下电极接触的第一绝缘散热层；所述第二散热部是与所述上电极之间形成有第二环形间隙的第二金属散热层、或是与所述上电极接触的第二绝缘散热层。3.根据权利要求2所述的体声波谐振器，其中：所述第一金属散热层与所述下电极具有不同的材料和/或厚度；所述第二金属散热层与所述上电极具有不同的材料和/或厚度。4.根据权利要求2所述的体声波谐振器，其中：所述散热结构还包括第一导热绝缘结构和/或第二导热绝缘结构；所述第一导热绝缘结构位于所述第一环形间隙内用于连接所述下电极与所述第一金属散热层；所述第二导热绝缘结构位于所述第二环形间隙内用于连接所述上电极与所述第二金属散热层。5.根据权利要求4所述的体声波谐振器，其中：所述第一导热绝缘结构包括在所述第一环形间隙周向方向上间隔设置的多个第一导热绝缘单元，每一所述第一导热绝缘单元均与所述下电极和所述第一金属散热层形成连接；所述第二导热绝缘结构包括在所述第二环形间隙周向方向上间隔设置的多个第二导热绝缘单元，每一所述第二导热绝缘单元均与所述上电极和所述第二金属散热层形成连接。6.根据权利要求1至5中任一项所述的体声波谐振器，其中：所述压电层包括第一压电部和第二压电部，该第一压电部形成在所述上电极和所述下电极之间，所述第二压电部形成在所述谐振区之外且与所述第二压电部之间形成有第三环形间隙。7.一种体声波谐振器的制造方法，该制造方法包括衬底提供步骤、上电极形成步骤、压电层形成步骤、下电极形成步骤、以及声反射结构形成步骤，该上电极、该压电层、该下电极以及该声反射结构的水平投影重叠区域构成体声波谐振器的谐振区，该制造方法还包括：在所述谐振区之外形成散热结构，其中，所述散热结构包括第一散热部和/或第二散热部，该第一散热部形成在所述压电层的下表面，该第二散热部形成在所述压电层的上表面。
8.根据权利要求7所述的制造方法，其中：所述第一散热部是与所述下电极之间形成有第一环形间隙的第一金属散热层、或是与所述下电极接触的第一绝缘散热层；所述第二散热部是与所述上电极之间形成有第二环形间隙的第二金属散热层、或是与所述上电极接触的第二绝缘散热层。9.根据权利要求8所述的制造方法，其中：在所述衬底上形成位于凹槽上方的下电极以及在所述谐振区外形成第一金属散热层的步骤包括：在所述衬底上沉积第一金属散热材料层并对其进行刻蚀以在所述谐振区外形成第一金属散热层；沉积第一金属电极材料层以覆盖所述衬底和所述第一金属散热层，并对该第一金属电极材料层进行刻蚀仅保留位于所述第一金属散热层内侧的部分以形成下电极，其中，所述下电极和所述第一金属散热层之间形成有第一环形间隙；在所述压电层上形成上电极以及在所述谐振区外形成第二金属散热层的步骤包括：在所述压电层上沉积第二金属散热材料层并对其进行刻蚀以在所述谐振区外形成第二金属散热层；沉积第二金属电极材料层以覆盖所述压电层和所述第二金属散热层，并对该第二金属电极材料层进行刻蚀仅保留位于所述第二金属散热层内侧的部分以形成上电极，其中，所述上电极和所述第二金属散热层之间形成有第二环形间隙。10.根据权利要求9所述的制造方法，其中：所述第一金属散热层与所述下电极具有不同的材料和/或厚度；所述第二金属散热层与所述上电极具有不同的材料和/或厚度。11.根据权利要求9所述的制造方法，其中：在所述衬底上形成位于凹槽上方的下电极以及在所述谐振区外形成第一金属散热层的步骤之后，该制造方法还包括：在所述第一环形间隙内形成用于连接所述下电极与所述第一金属散热层的第一导热绝缘结构；和/或在所述压电层上形成上电极以及在所述谐振区外形成第二金属散热层的步骤之后，该制造方法还包括：在所述第二环形间隙内形成用于连接所述上电极与所述第二金属散热层的第二导热绝缘结构。12.根据权利要求11所述的体声波谐振器，其中：所述第一导热绝缘结构包括在所述第一环形间隙周向方向上间隔设置的多个第一导热绝缘单元，每一所述第一导热绝缘单元均与所述下电极和所述第一金属散热层形成连接；所述第二导热绝缘结构...

【专利技术属性】
技术研发人员：王矿伟，杨清华，
申请(专利权)人：苏州汉天下电子有限公司，
类型：发明
国别省市：