一种具有空气隙的BAW谐振器的制作方法

一种具有空气隙的baw谐振器
技术领域
1.本实用新型涉及涉及mems器件制造领域，尤其是一种具有空气隙的baw谐振器。


背景技术：

2.baw滤波器具有对温度变化不敏感，插入损耗小，带外衰减大等优点，作为baw滤波器的重要组成部分，baw谐振器是近年来的研究热点。为了获得高性能的baw滤波器，baw谐振器的结构需要将声波限制在电极-压电薄膜-电极组成的压电振荡堆中，振荡结构和外部环境之间必须有足够的隔离才能得到最小的插损和最大的q值。


技术实现要素：

3.本发明人针对上述问题及技术需求，提出了一种具有空气隙的baw谐振器，本实用新型的技术方案如下：
4.一种具有空气隙的baw谐振器，包括：
5.基底；
6.非晶硅层，非晶硅层设置在基底表面；
7.布拉格反射栅，布拉格反射栅设置在非晶硅层表面；
8.下电极层，下电极层设置在布拉格反射栅表面，下电极层边缘与布拉格反射栅之间形成有空气隙；
9.压电层，压电层设置在下电极层表面；
10.上电极层，上电极层设置在压电层表面。
11.进一步的，还包括非金属介质层，非金属介质层设置在形成有下电极层的布拉格反射栅上，并密封空气隙形成封闭空气隙，下电极层外露于非金属介质层。
12.进一步的，下电极层的厚度和非金属介质层的厚度相同。
13.进一步的，下电极层和上电极层为单层金属结构或多层金属复合结构。
14.进一步的，空气隙的高度小于下电极层的厚度。
15.进一步的，空气隙的高度不大于下电极层厚度的1/2。
16.进一步的，非金属介质层的材料包括氧化硅、氮化硅、石英中的至少一种。
17.本实用新型的有益技术效果是：
18.本申请公开了一种具有空气隙的baw谐振器，在下电极层边缘与布拉格反射栅之间形成有空气隙，通过布拉格反射栅和空气隙的组合，在压电振荡堆的下表面形成了声波限制边界，使得振荡结构与外部环境之间保持足够的隔离，从而有效减小了谐振器的插入损耗，提升了谐振器q值。
附图说明
19.图1是本实用新型实施例的具有空气隙的baw谐振器结构示意图。
具体实施方式
20.下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步说明。
21.本申请公开了一种具有空气隙的baw谐振器，如图1所示，该baw谐振器包括由下而上依次设置的基底1、非晶硅层2、布拉格反射栅3、下电极层、压电层7和上电极层，其中，下电极层边缘与布拉格反射栅3之间形成有空气隙。
22.较优的，本实施例的baw谐振器还包括非金属介质层6，非金属介质层6设置在形成有下电极层的布拉格反射栅3上，并密封空气隙形成封闭空气隙10，下电极层外露于非金属介质层6；下电极层的厚度和非金属介质层6的厚度相同；可选的，非金属介质层6的材料包括氧化硅、氮化硅、石英中的至少一种。
23.可选的，下电极层和上电极层均可为单层金属结构或多层金属复合结构；优选的，本实施例中的下电极层由第一金属层4和第二金属层5构成，上电极层由第三金属层8和第四金属层9构成，上电极层和下电极层的材料可以相同或不同。
24.较优的，空气隙的高度小于下电极层的厚度；最优的，空气隙的高度不大于下电极层厚度的1/2。
25.本实施例的具有空气隙的baw谐振器的制备工艺过程，包括以下步骤：
26.步骤1，提供基底1，在基底1的表面溅射形成非晶硅层2；
27.步骤2，在非晶硅层2上形成布拉格反射栅3；
28.步骤3，在布拉格反射栅表面依次溅射第一金属层4和第二金属层5形成下电极层；
29.步骤4，在下电极层的表面进行匀胶、光刻、显影，形成光刻胶阻挡层，然后对下电极层进行干法刻蚀和湿法腐蚀，使得下电极层边缘与布拉格反射栅3之间形成有空气隙；
30.步骤5，去除光刻胶阻挡层，在形成有下电极层的布拉格反射栅3表面溅射非金属介质层6；
31.步骤6，采用cmp工艺对非金属介质层6进行研磨减薄，以露出下电极层；
32.步骤7，在下电极层上形成压电层7；
33.步骤8，在压电层7上依次溅射第三金属层8和第四金属层9形成上电极层。
34.以上所述的仅是本申请的优选实施方式，本实用新型不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本实用新型的保护范围之内。


技术特征：
1.一种具有空气隙的baw谐振器，其特征在于，所述baw谐振器包括：基底；非晶硅层，所述非晶硅层设置在所述基底表面；布拉格反射栅，所述布拉格反射栅设置在所述非晶硅层表面；下电极层，所述下电极层设置在所述布拉格反射栅表面，所述下电极层边缘与所述布拉格反射栅之间形成有空气隙；压电层，所述压电层设置在所述下电极层表面；上电极层，所述上电极层设置在所述压电层表面。2.根据权利要求1所述的baw谐振器，其特征在于，还包括非金属介质层，所述非金属介质层设置在形成有所述下电极层的所述布拉格反射栅上，并密封所述空气隙形成封闭空气隙，所述下电极层外露于所述非金属介质层。3.根据权利要求2所述的baw谐振器，其特征在于，所述下电极层的厚度和所述非金属介质层的厚度相同。4.根据权利要求1所述的baw谐振器，其特征在于，所述下电极层和上电极层为单层金属结构或多层金属复合结构。5.根据权利要求1所述的baw谐振器，其特征在于，所述空气隙的高度小于所述下电极层的厚度。6.根据权利要求5所述的baw谐振器，其特征在于，所述空气隙的高度不大于所述下电极层厚度的1/2。7.根据权利要求1所述的baw谐振器，其特征在于，所述非金属介质层的材料包括氧化硅、氮化硅、石英中的至少一种。

技术总结
本实用新型公开了一种具有空气隙的BAW谐振器，涉及MEMS器件制造领域，该BAW谐振器包括由下而上依次设置的基底、非晶硅、布拉格反射栅、下电极层、压电层和上电极层，下电极层边缘与布拉格反射栅之间形成有空气隙。该BAW谐振器通过在布拉格反射栅上表面的下电极边界处形成空气隙，起到了声波限制边界的作用，从而减小谐振器的插入损耗，提高谐振器Q值。提高谐振器Q值。提高谐振器Q值。


技术研发人员：代丹 王为标 陆增天 杜杰 窦韶旭
受保护的技术使用者：无锡市好达电子股份有限公司
技术研发日：2021.09.23
技术公布日：2022/3/1