一种复合型谐振器及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种复合型谐振器及其制备方法，涉及谐振器技术领域

【技术实现步骤摘要】
一种复合型谐振器及其制备方法


[0001]本专利技术涉及谐振器
，具体而言，涉及一种复合型谐振器及其制备方法
。

技术介绍

[0002]市面上主流的射频滤波器包括两种：声表面波滤波器和体声波滤波器，其中体声波滤波器中采用空腔型薄膜体声波谐振器（
FBAR
），
FBAR
的结构简单，一般为中间压电层和上下的电极层组成的三明治结构，利用压电材料实现电能
‑
机械能
‑
电能的能量转化过程，依靠特定声波在压电层内来回反射形成驻波振荡达到滤波效果
。
[0003]然而由于现有的空腔型
FBAR
结构中，因为声波在压电层中纵向传播，遇到空气界面（空腔）后发生全反射，进而将声波能量限制在压电层内，而其他无法反射的声波将会泄露，因此只有在空腔上部的压电层才有效，以致压电层中存在部分区域无法被有效利用，导致器件的利用率较低
。
[0004]针对上述问题，目前尚未有有效的技术解决方案
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种复合型谐振器及其制备方法，能够使压电层更多区域被有效利用，由此提高器件的利用率
。
[0006]第一方面，本专利技术提供一种复合型谐振器，包括：衬底，所述衬底的顶面设有相互隔绝的内槽和外槽，所述外槽包围所述内槽且所述外槽填充有声波反射材料；过渡层，所述过渡层为所述衬底的上层并通过覆盖所述内槽以构成空腔；底电极，所述底电极为所述过渡层的上层；压电层，所述压电层为所述底电极的上层；顶电极，所述顶电极为所述压电层的上层
。
[0007]本专利技术提供的复合型谐振器，通过在空腔外侧设置外槽并用声波反射材料进行填充，由此令空腔外侧也形成高低声阻抗交界面，使得压电层更多区域能够被有效利用，大大提高器件的利用率
。
[0008]进一步的，还包括保护层，所述保护层覆盖所述顶电极的顶面且包裹在所述压电层的四周
。
[0009]保护层能够有效保护器件且削减寄生效应对器件性能带来的不良影响，有利于提高器件的
Q
值
。
[0010]进一步的，所述顶电极和所述底电极分别连接有电极上引结构，所述电极上引结构穿过所述保护层并露出在所述保护层外，所述电极上引结构能够导电
。
[0011]基于保护层结构设置分别与底电极和顶电极连接的电极上引结构，能够方便后续的电路设计和器件使用
。
[0012]进一步的，所述保护层的制作材料为
PI。
[0013]进一步的，所述声波反射材料由
PI、PDMS、PMMA、PC、SU8、PVDF、PET
中的任意一种材料制成
。
[0014]进一步的，所述衬底由硅
、
蓝宝石
、
镓酸锂
、
单质金属
、
氮化镓中的任意一种材料制成
。
[0015]进一步的，所述过渡层由单晶态氮化铝
、
多晶态氮化铝
、
氮化镓
、
碳化硅
、
氮化硅的任意一种材料制成
。
[0016]进一步的，所述底电极和所述顶电极均由
Mo、W、Pt、Ti、Au、Ru
中的任意一种材料制成
。
[0017]进一步的，所述压电层由单晶态氮化铝
、
多晶态氮化铝
、
氧化锌
、
锆钛酸铅
、
钛酸锶钡中的任意一种材料制成
。
[0018]第二方面，本专利技术提供了一种制备方法，用于制作上述的复合型谐振器，包括以下步骤：
S1.
在所述衬底的顶面涂覆光刻胶后，进行曝光显影；
S2.
基于反应离子刻蚀方法，在所述衬底的顶面刻蚀出所述内槽和所述外槽；
S3.
基于低压化学气相沉积方法，在所述内槽中沉积出牺牲层；
S4.
在所述外槽中涂覆声波反射材料的前驱液后，通过固化使所述外槽填充声波反射材料；
S5.
对所述牺牲层和填充在所述外槽的声波反射材料进行抛光，以使位于所述内槽和所述外槽之间的衬底部分露出；
S6.
基于磁控溅射方法，在所述内槽的顶面制作所述过渡层；
S7.
基于电子束蒸发系统，在所述过渡层的顶面制作所述底电极；
S8.
基于
MOCVD
方法，在所述底电极的顶面制作所述压电层；
S9.
基于电子束蒸发系统，在所述压电层的顶面制作所述顶电极；
S10.
基于反应离子刻蚀方法，去除所述牺牲层以形成所述空腔，得到所述复合型谐振器
。
[0019]由上可知，本专利技术提供的复合型谐振器，在现有的空腔型
FBAR
结构基础上挖设外槽并用声波反射材料进行填充，配合高声阻抗的电极材料，使得在空腔外侧也能够形成高低声阻抗交界面，从而令空腔外侧的纵向声波也能够有效反射，由此扩大了谐振器中压电层的有效区域，在保证器件机械结构稳定的同时大大提升器件的利用率
。
[0020]本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术实施例了解
。
本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书
、
以及附图中所特别指出的结构来实现和获得
。
附图说明
[0021]图1为本专利技术实施例提供的复合型谐振器的结构示意图
。
[0022]图2为本专利技术实施例提供的制备方法的一种流程图
。
[0023]图3为本专利技术实施例中复合型谐振器的制备过程示意图
。
[0024]标号说明：
100、
衬底；
110、
声波反射材料；
200、
过渡层；
210、
空腔；
300、
底电极；
400、
压电层；
500、
顶电极；
600、
保护层；
700、
电极上引结构
。
具体实施方式
[0025]下面详细描述本专利技术的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件
。
下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制
。
[0026]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种复合型谐振器，其特征在于，包括：衬底（
100
），所述衬底（
100
）的顶面设有相互隔绝的内槽和外槽，所述外槽包围所述内槽且所述外槽填充有声波反射材料（
110
）；过渡层（
200
），所述过渡层（
200
）为所述衬底（
100
）的上层并通过覆盖所述内槽以构成空腔（
210
）；底电极（
300
），所述底电极（
300
）为所述过渡层（
200
）的上层；压电层（
400
），所述压电层（
400
）为所述底电极（
300
）的上层；顶电极（
500
），所述顶电极（
500
）为所述压电层（
400
）的上层
。2.
根据权利要求1所述的复合型谐振器，其特征在于，还包括保护层（
600
），所述保护层覆盖所述顶电极（
500
）的顶面且包裹在所述压电层（
400
）的四周
。3.
根据权利要求2所述的复合型谐振器，其特征在于，所述顶电极（
500
）和所述底电极（
300
）分别连接有电极上引结构（
700
），所述电极上引结构（
700
）穿过所述保护层（
600
）并露出在所述保护层（
600
）外，所述电极上引结构（
700
）能够导电
。4.
根据权利要求2所述的复合型谐振器，其特征在于，所述保护层（
600
）的制作材料为
PI。5.
根据权利要求1所述的复合型谐振器，其特征在于，所述声波反射材料（
110
）由
PI、PDMS、PMMA、PC、SU8、PVDF、PET
中的任意一种材料制成
。6.
根据权利要求1所述的复合型谐振器，其特征在于，所述衬底（
100
）由硅

【专利技术属性】
技术研发人员：李国强，
申请(专利权)人：广州市艾佛光通科技有限公司，
类型：发明
国别省市：