一种固态装配型谐振器制作方法及固态装配型谐振器与流程

本技术涉及固态装配型谐振器，具体而言，涉及一种固态装配型谐振器制作方法及固态装配型谐振器。

背景技术：

1、现有技术利用固态装配型谐振器制作方法制作固态装配型谐振器（solidlymounted resonator），现有的固态装配型谐振器如图1所示。现有的固态装配型谐振器制作方法的工作流程为：1、在衬底（图1中的a）上形成多层布拉格反射层（图1中的b）；2、在布拉格反射层外露顶面形成平坦的低声阻抗层（图1中的c）；3、在平坦的低声阻抗层上依次形成底电极（图1中的d）、压电层（图1中的e）和顶电极（图1中的f），以形成固态装配型谐振器，该固态装配型谐振器包括有源区域（参考图1中的ⅱ）和功能区域（参考图1中的ⅰ）。由于布拉格反射层外露顶面平整且粗糙度小，因此形成在布拉格反射层外露顶面的低声阻抗层具有良好的晶相（晶粒取向），而由于在布拉格反射层外露顶面上的低声阻抗层和布拉格反射层中的低声阻抗层均具有良好的晶粒取向（即位于功能区域内的低声阻抗层均具有良好的晶粒取向），电子在位于功能区域内的低声阻抗层内的移动路径接近于直线，即电子在位于功能区域内的低声阻抗层内的移动路径短，因此在高功率环境下，电子很容易通过位于功能区域内的低声阻抗层，从而导致位于功能区域内的低声阻抗层被电击穿，即现有的固态装配型谐振器存在由于在高功率环境下，位于功能区域内的低声阻抗层被电击穿而导致泄漏电能至硅衬底以及固态装配型谐振器的性能下降的问题。

2、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

1、本技术的目的在于提供一种固态装配型谐振器制作方法及固态装配型谐振器，能够有效地解决由于在高功率环境下，位于功能区域内的低声阻抗层被电击穿而导致泄漏电能至硅衬底以及固态装配型谐振器的性能下降的问题。

2、第一方面，本技术提供了一种固态装配型谐振器制作方法，其包括以下步骤：

3、在衬底上形成至少两层布拉格反射层；

4、利用等离子体对布拉格反射层外露顶面进行轰击，以在布拉格反射层外露顶面边缘形成粗糙表面；

5、在布拉格反射层外露顶面形成一层低声阻抗材料，以在布拉格反射层外露顶面形成功能层，功能层包括覆盖粗糙表面的晶格紊乱层和覆盖粗糙表面以外的布拉格反射层外露顶面的晶格有序层；

6、在功能层上依次形成底电极、压电层和顶电极，以形成固态装配型谐振器。

7、本技术提供的一种固态装配型谐振器制作方法，先利用等离子体对布拉格反射层外露顶面进行轰击，再在经过等离子体轰击的布拉格反射层外露顶面上依次形成功能层、底电极、压电层和顶电极，由于晶格紊乱层的晶相紊乱且晶粒之间存在晶界界面，晶格紊乱层的晶相紊乱能够延长电子在晶格紊乱层内的移动路径，晶粒之间的晶粒界面能够阻碍电子的移动，因此即使在高功率环境下，电子也无法通过晶格紊乱层，从而有效地解决由于在高功率环境下，位于功能区域内的低声阻抗层被电击穿而导致泄漏电能至硅衬底以及固态装配型谐振器的性能下降的问题。

8、可选地，布拉格反射层的层数为两层，在衬底上形成至少两层布拉格反射层的步骤包括：

9、基于磁控溅射工艺或化学气相沉积工艺在衬底上形成第一低声阻抗层；

10、基于磁控溅射镀膜工艺在第一低声阻抗层上形成第一高声阻抗层，并在第一高声阻抗层上形成第一图形化光刻胶掩膜；

11、基于第一图形化光刻胶掩膜对第一高声阻抗层进行刻蚀，并去除第一图形化光刻胶掩膜，以形成第一图形化高声阻抗层；

12、基于磁控溅射工艺或化学气相沉积工艺在第一图形化高声阻抗层上形成第二低声阻抗层，并对第二低声阻抗层进行化学机械抛光，以形成平坦的第二低声阻抗层；

13、基于磁控溅射镀膜工艺在第二低声阻抗层上形成第二高声阻抗层，并在第二高声阻抗层上形成第二图形化光刻胶掩膜；

14、基于第二图形化光刻胶掩膜对第二高声阻抗层进行刻蚀，并去除第二图形化光刻胶掩膜，以形成第二图形化高声阻抗层。

15、可选地，利用等离子体对布拉格反射层外露顶面进行轰击，以在布拉格反射层外露顶面边缘形成粗糙表面的步骤包括：

16、在第二图形化高声阻抗层上形成图形化掩膜；

17、利用等离子体对布拉格反射层外露顶面进行轰击，以在布拉格反射层外露顶面边缘形成粗糙表面；

18、利用等离子体对布拉格反射层外露顶面进行轰击，以在布拉格反射层外露顶面边缘形成粗糙表面和在布拉格反射层外露顶面形成一层低声阻抗材料，以在布拉格反射层外露顶面形成功能层之间还包括步骤：

19、去除图形化掩膜。

20、该技术方案在第二图形化高声阻抗层上形成图形化掩膜，由于在利用等离子体对布拉格反射层外露顶面进行轰击时，图形化掩膜能够对位于其下方的布拉格反射层起保护作用，因此该技术方案能够通过同时对整个布拉格反射层外露顶面进行等离子体轰击的方式在布拉格反射层外露顶面边缘形成粗糙表面，由于上述技术方案在进行等离子体轰击前需要将等离子体设备的目标区域设置为布拉格反射层外露顶面的局部区域，而该技术方案在进行等离子体轰击前无需对等离子体设备的目标区域进行设置，因此该技术方案能够有效地简化等离子体轰击的步骤。

21、可选地，第一图形化高声阻抗层边缘具有第一倾斜面，第二图形化高声阻抗层顶部边缘具有第二倾斜面，第一倾斜面与第一图形化高声阻抗层底面之间的夹角的角度大于第二倾斜面与第二图形化高声阻抗层底面之间的夹角的角度且第二倾斜面与第二图形化高声阻抗层底面之间的夹角的角度小于预设的角度阈值，图形化掩膜完全覆盖第二图形化高声阻抗层的顶面，晶格紊乱层由外露的第二低声阻抗层和第二倾斜面构成。

22、当第二倾斜面与第二图形化高声阻抗层底面之间的夹角的角度小于预设的角度阈值时，晶格紊乱层与晶格有序层平滑过渡且位于功能区域内的压电层与位于有源区域内的压电层平滑过渡，以减少功能层和压电层产生裂纹的风险。

23、可选地，角度阈值为20-40°。

24、可选地，第一图形化高声阻抗层边缘具有第一倾斜面，第二图形化高声阻抗层顶部边缘具有第二倾斜面，图形化掩膜覆盖第二图形化高声阻抗层顶面的局部区域，粗糙表面由外露的第二低声阻抗层、第二倾斜面和第二图形化高声阻抗层顶面边缘构成。

25、可选地，去除图形化掩膜的步骤包括：

26、基于显影工艺或刻蚀工艺去除图形化掩膜。

27、可选地，在功能层上依次形成底电极、压电层和顶电极，以形成固态装配型谐振器的步骤包括：

28、基于磁控溅射镀膜工艺在功能层上形成第一电极层；

29、在第一电极层上形成第三图形化光刻胶掩膜，并基于第三图形化光刻胶掩膜对第一电极层进行刻蚀，以形成底电极；

30、基于磁控溅射镀膜工艺在底电极上形成压电层；

31、基于磁控溅射镀膜工艺在压电层上形成第二电极层；

32、在第二电极层上形成第四图形化光刻胶掩膜，并基于第四图形化光刻胶掩膜对第二电极层进行刻蚀，以形成顶电极和形成固态装配型谐振器。

33、可选地，在第一电极层上形成第三图形化光刻胶掩膜的步骤包括：

34、在第一电极层上形成第三光刻胶层；

35、对第三光刻胶层进行曝光和显影，以形成第三图形化光刻胶掩膜；

36、在第二电极层上形成第四图形化光刻胶掩膜的步骤包括：

37、在第二电极层上形成第四光刻胶层；

38、对第四光刻胶层进行曝光和显影，以形成第四图形化光刻胶掩膜。

39、第二方面，本技术还提供了一种固态装配型谐振器，该固态装配型谐振器包括依次连接的衬底、至少两层布拉格反射层、功能层、底电极、压电层和顶电极，布拉格反射层外露顶面边缘具有基于等离子体轰击形成的粗糙表面，功能层包括覆盖粗糙表面的晶格紊乱层和覆盖粗糙表面以外的布拉格反射层外露顶面的晶格有序层。

40、本技术提供的一种固态装配型谐振器，包括依次连接的衬底、至少两层布拉格反射层、功能层、底电极、压电层和顶电极，布拉格反射层顶面边缘具有基于等离子体轰击形成的粗糙表面，功能层包括覆盖粗糙表面的晶格紊乱层和覆盖粗糙表面以外的布拉格反射层外露顶面的晶格有序层，由于晶格紊乱层的晶相紊乱且晶粒之间存在晶界界面，晶格紊乱层的晶相紊乱能够延长电子在晶格紊乱层内的移动路径，晶粒之间的晶粒界面能够阻碍电子的移动，因此即使在高功率环境下，电子也无法通过晶格紊乱层，从而有效地解决由于在高功率环境下，位于功能区域内的低声阻抗层被电击穿而导致泄漏电能至硅衬底以及固态装配型谐振器的性能下降的问题。

41、由上可知，本技术提供的一种固态装配型谐振器制作方法及固态装配型谐振器，先利用等离子体对布拉格反射层外露顶面进行轰击，再在经过等离子体轰击的布拉格反射层外露顶面上依次形成功能层、底电极、压电层和顶电极，由于晶格紊乱层的晶相紊乱且晶粒之间存在晶界界面，晶格紊乱层的晶相紊乱能够延长电子在晶格紊乱层内的移动路径，晶粒之间的晶粒界面能够阻碍电子的移动，因此即使在高功率环境下，电子也无法通过晶格紊乱层，从而有效地解决由于在高功率环境下，位于功能区域内的低声阻抗层被电击穿而导致泄漏电能至硅衬底以及固态装配型谐振器的性能下降的问题。