體聲波諧振結構及其制造方法與流程

體聲波諧振結構及其制造方法與流程

1.本技術實施例涉及半導體領域，特別涉及一種體聲波諧振結構及其制造方 法。


背景技術：

2.體聲波(bulk acoustic wave，baw)諧振器(或稱為“體聲波諧振結構”) 具有體積小、品質因數(quality factor，q值)高等優點，因此，被廣泛應用 在移動通訊技術中，如移動終端中的濾波器或雙工器。而在移動終端中，存在 多個頻段同時使用的情況，這要求濾波器或雙工器具有更加陡峭的裙邊和更小 的插入損耗。濾波器的性能由構成它的諧振器決定，提高諧振器的q值可以實 現陡峭的裙邊和小的插入損耗。同時，寄生諧振過大也會造成濾波器或雙工器 抑制變差，通帶內存在寄生擾動，增大插入損耗，影響良率等不好的影響。如 何減小寄生諧振同時提高體聲波諧振器的q值成為亟待解決的問題。


技術實現要素：

3.有鑒于此，本技術實施例提供一種體聲波諧振結構及其制造方法。
4.本技術實施例一方面提供了一種體聲波諧振結構，包括：
5.襯底；
6.依次層疊于所述襯底上的反射結構、第一電極層、壓電層和第二電極層；
7.其中，所述壓電層中設置有環狀的凹槽，所述凹槽處于有源區內，且靠近 所述有源區的邊緣；所述凹槽中至少部分填充有與所述第二電極層相同的材料。
8.上述方案中，所述凹槽中全部填充有與所述第二電極層相同的材料。
9.上述方案中，所述凹槽包括由所述壓電層的頂面延伸至所述壓電層中的第 一凹槽；所述第一凹槽的數量包括多個，多個第一凹槽沿第一方向依次排布， 所述第一方向包括由所述有源區的邊緣指向所述有源區的中部的方向；所述多 個第一凹槽的深度沿所述第一方向依次遞減。
10.上述方案中，所述第一凹槽的數量包括三個。
11.上述方案中，每一所述第一凹槽的開口寬度范圍為：0.6μm～1.6μm。
12.上述方案中，所述第一凹槽的開口寬度為：1.4μm。
13.上述方案中，相鄰兩個所述第一凹槽之間的間距范圍為：0.8μm～2.4μm。
14.上述方案中，相鄰兩個所述第一凹槽之間的間距為：1
±
0.05μm。
15.上述方案中，所述體聲波諧振結構還包括位于所述第二電極層和所述第一 凹槽之間的環狀橋結構；所述橋結構覆蓋所述多個第一凹槽。
16.上述方案中，所述凹槽還包括由所述壓電層的底面延伸至所述壓電層中的 第二凹槽；所述第二凹槽的數量包括多個，多個第二凹槽沿第一方向依次排布； 所述多個第二凹槽的深度沿所述第一方向依次遞增。
17.上述方案中，所述第一凹槽和所述第二凹槽在第二方向上相對設置，且所 述第一凹槽和所述第二凹槽在所述第二方向上的厚度之和小于所述壓電層在所 述第二方向上的
厚度；所述第二方向與所述襯底的表面垂直。
18.上述方案中，所述凹槽中填充有與所述第二電極層相同的材料的第一部分 及填充有空氣的第二部分。
19.上述方案中，所述第一部分和所述第二部分均由所述壓電層的頂面延伸所 述壓電層中；所述第一部分位于所述凹槽中靠近所述有源區的邊緣的一側，所 述第二部分位于所述凹槽中遠離所述有源區的邊緣的一側，或者，所述第一部 分位于所述凹槽中遠離所述有源區的邊緣的一側，所述第二部分位于所述凹槽 中靠近所述有源區的邊緣的一側。
20.上述方案中，所述第一部分和所述第二部分各占所述凹槽開口寬度的一半。
21.上述方案中，所述凹槽的數量包括一個或多個，多個凹槽沿第一方向依次 排布，所述多個凹槽中每個凹槽的深度相等或者沿所述第一方向依次遞減，所 述第一方向包括由所述有源區的邊緣指向所述有源區的中部的方向。
22.上述方案中，所述凹槽的開口深度范圍均為：0.01μm～3h/4；其中，所述h為壓電層的厚度。
23.上述方案中，所述第一部分和所述第二部分均由所述壓電層中延伸至所述 第二電極層中。
24.上述方案中，所述第一部分和所述第二部分延伸至所述第二電極層中的高 度為0.05μm。
25.上述方案中，所述第二電極層具有傾斜的側面或者垂直的側面。
26.本技術實施例提供一種體聲波諧振結構的制造方法，包括：
27.在襯底上形成反射結構；
28.在所述反射結構上形成第一電極；
29.在所述第一電極上形成壓電層；
30.在所述壓電層中形成環狀的凹槽，其中，所述凹槽處于有源區內，且靠近 所述有源區的邊緣；
31.在所述凹槽中至少部分填充與第二電極層相同的材料；
32.在所述壓電層上形成所述第二電極層。
33.上述方案中，所述凹槽包括由所述壓電層的頂面延伸至所述壓電層中的第 一凹槽；在所述壓電層中形成第一凹槽，包括：
34.在形成所述壓電層之后，從所述壓電層的頂面對所述壓電層進行刻蝕，去 除部分壓電層，以形成第一凹槽；
35.所述在所述凹槽中至少部分填充與第二電極層相同的材料，包括：
36.在所述第一凹槽中全部填充與所述第二電極層相同的材料。
37.上述方案中，所述凹槽還包括由所述壓電層的底面延伸至所述壓電層中的 第二凹槽；在所述壓電層中形成第二凹槽，在至少部分所述第二凹槽中填充與 第二電極層相同的材料，包括：
38.在形成所述壓電層之前，在所述第一電極層的頂面形成筒狀結構，所述筒 狀結構的材料與所述第二電極層的材料相同；
39.所述在所述第一電極上形成壓電層，包括：
40.在所述第一電極層及所述筒狀結構上形成所述壓電層。
41.上述方案中，所述方法還包括：
42.在所述第一凹槽中全部填充與所述第二電極層相同的材料之后，形成覆蓋 所述第一凹槽的環狀橋結構；所述橋結構的材料與所述第二電極層相同或者不 同；
43.所述在所述壓電層上形成所述第二電極層，包括：
44.在所述橋結構上形成所述第二電極層。
45.上述方案中，所述凹槽中填充有與所述第二電極層相同的材料的第一部分 及填充有空氣的第二部分；
46.在所述壓電層中形成凹槽，包括：
47.在形成所述壓電層之后，從所述壓電層的頂面對所述壓電層進行刻蝕，去 除部分壓電層，以形成凹槽；
48.所述在所述凹槽中至少部分填充與第二電極層相同的材料，包括：
49.在所述凹槽中全部填充第一材料，去除位于所述凹槽中遠離或者靠近所述 有源區的邊緣的一側的部分第一材料，形成所述第一部分，所述第一材料與所 述第二電極層的材料相同；
50.在去除所述第一材料的位置處，填充第二材料，第二材料包括犧牲材料；
51.在形成所述第二電極層之后，去除所述犧牲材料，形成所述第二部分。
52.上述方案中，在所述凹槽中填充第一材料和第二材料時，所述第一材料和 所述第二材料的頂面均高于所述壓電層的頂面。
53.本技術實施例提供一種體聲波諧振結構及其制造方法，其中，體聲波諧振 結構，包括：襯底；依次層疊于所述襯底上的反射結構、第一電極層、壓電層 和第二電極層；其中，所述壓電層中設置有環狀的凹槽，所述凹槽處于有源區 內，且靠近所述有源區的邊緣；所述凹槽中至少部分填充有與所述第二電極層 相同的材料。本技術各實施例中，壓電層中靠近所述有源區的邊緣設置有凹槽， 且凹槽中填充有與所述第二電極層相同的材料，可以理解的是，在壓電層中增 加位于體聲波諧振器有源區的邊緣的凹槽的設計能夠衰減側向波，使得能量集 中在有源區內的縱波上，達到抑制橫向寄生模態(即抑制寄生諧振)和增加q 值的作用；同時，凹槽中的填充材料與所述第二電極層的材料相同時，可以保 證填充材料的聲阻抗與壓電層的聲阻抗差異較大，達到衰減側向波的目的，并 且該填充材料可以縮減工藝制程、增強散熱性以及增加結構穩定性。
附圖說明
54.圖1a和圖1b分別為本技術實施例提供的一種體聲波諧振結構的俯視示意 圖和剖面示意圖；
55.圖2是本技術實施例提供的一種體聲波諧振結構的剖面示意圖；
56.圖3a是本技術實施例提供的一種體聲波諧振結構中凹槽具有一定開口寬 度的剖面示意圖；圖3b至圖3i為凹槽設置相同開口寬度的試驗結果示意圖；
57.圖4a是本技術實施例提供的一種體聲波諧振結構中相鄰凹槽具有相同間 距的剖面示意圖；圖4b至圖4g為凹槽設置相同間距的試驗結果示意圖；
58.圖5a和圖5b分別為本技術實施例提供的一種體聲波諧振結構的俯視示意 圖和剖面示意圖；
59.圖6a是本技術實施例提供的一種體聲波諧振結構中壓電層上下兩個表面 均具有凹槽的情況下的剖面示意圖；圖6b至圖6d為壓電層上下兩個表面均具 有凹槽的情況下的試驗結果示意圖；
60.圖7a是本技術實施例提供的一種體聲波諧振結構中凹槽被部分填充材料、 部分是空腔的情況下的剖面示意圖；圖7b至圖7d為凹槽被部分填充材料、部 分是空腔的情況下的試驗結果示意圖；圖7e是本技術實施例提供的另一種體聲 波諧振結構中凹槽被部分填充材料、部分是空腔的情況下的剖面示意圖；
61.圖8a是本技術實施例提供的一種體聲波諧振結構凹槽中空腔部分延伸至 電極中的剖面示意圖；圖8b至圖8e為凹槽中空腔部分延伸至電極中的情況下 的試驗結果示意圖；
62.圖9a是本技術實施例提供的一種體聲波諧振結構中一個凹槽具有一定開 口深度的剖面示意圖；圖9b至圖9f為一個凹槽具有一定開口深度的情況下的 試驗結果示意圖；
63.圖10a是本技術實施例提供的一種體聲波諧振結構中兩個凹槽具有不同開 口深度的剖面示意圖；圖10b至圖10c為兩個凹槽具有不同開口深度的情況下 的試驗結果示意圖；
64.圖11a是本技術實施例提供的一種體聲波諧振結構中兩個凹槽具有相同開 口深度的剖面示意圖；圖11b至圖11e為兩個凹槽具有相同開口深度的情況下 的試驗結果示意圖；
65.圖12a是本技術實施例提供的一種體聲波諧振結構中兩個凹槽具有不同開 口深度的剖面示意圖；圖12b至圖12e為兩個凹槽具有不同開口深度的情況下 的試驗結果示意圖；
66.圖13a是本技術實施例提供的一種體聲波諧振結構中三個凹槽具有相同開 口深度的剖面示意圖；圖13b至圖13c為三個凹槽具有相同開口深度的情況下 的試驗結果示意圖；
67.圖14a是本技術實施例提供的一種體聲波諧振結構中凹槽被部分填充材 料、部分是空腔的情況下的剖面示意圖；圖14b至圖14e為凹槽被部分填充材 料、部分是空腔的情況下的試驗結果示意圖；
68.圖15a是本技術實施例提供的一種體聲波諧振結構中相鄰凹槽具有不同間 距的剖面示意圖；圖15b至圖15d為凹槽設置不同間距的試驗結果示意圖；
69.圖16和圖17分別為本技術實施例提供的一種體聲波諧振結構凹槽中空腔 部分延伸至電極中不同情況的剖面示意圖；
70.圖18a～圖19b為本技術實施例提供另一些體聲波諧振結構的剖面示意圖；
71.圖20為本技術實施例提供的一種體聲波諧振結構的制造方法的實現流程 示意圖；
72.圖21～圖29c為本技術實施例提供的一些體聲波諧振結構的制造方法的過 程剖面示意圖；
73.圖30a～圖30g為本技術實施例提供的另一種體聲波諧振結構的制造方法的 過程剖面示意圖。
具體實施方式
74.下面將結合附圖和實施例對本技術的技術方案進一步詳細闡述。雖然附圖 中顯示了本技術的示例性實施方法，然而應當理解，可以以各種形式實現本申 請而不應被這里闡述的實施方式所限制。相反，提供這些實施方式是為了能夠 更透徹的理解本技術，并且能夠將本技術的范圍完整的傳達給本領域技術人員。
75.在下列段落中參照附圖以舉例方式更具體的描述本技術。根據下面說明和 權利要求書，本技術的優點和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡 化的形式且均使用非精準的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本技術實施例 的目的。
76.在本技術實施例中，術語“第一”、“第二”等是用于區別類似的對象，而不 必用于描述特定的順序或先后次序。
77.需要說明的是，本技術實施例所記載的技術方案之間，在不沖突的情況下， 可以任意組合。
78.體聲波諧振器的主要參數還包括機電耦合系數(kt2)，品質因數(qualityfactor，q值)等。選擇適合的kt2，在濾波器設計中至關重要。對于小帶寬的 濾波器，需要使用具有小kt2的諧振器，對于大帶寬的濾波器，則需要使用大 kt2的諧振器。體聲波諧振器品質因數q值更高代表器件的能量損耗更少，器 件性能更優。
79.相關技術中，當電能施加到體聲波諧振器的上下電極上時，位于上下電極 中的壓電層因壓電效應而產生聲波。在壓電層內除了會產生縱波，還會產生橫 向剪切波(橫向剪切波也可以稱為側向波或剪波)。橫向剪切波的存在會影響主 要的縱波的能量，橫向剪切波會導致能量的損耗并且使得體聲波諧振器的q值 惡化。
80.因此，一種提升體聲波諧振器的q值的方法就是抑制橫向剪切波，以阻止 橫向剪切波從有源區傳播到外部區域，從而減少能量的泄露。
81.研究表明，在體聲波諧振器的壓電層的有源區邊緣設置凹槽可以抑制橫向 剪切波向外部區域傳播，將能量限制在有源區內，減小寄生諧振并提升q值。
82.進一步地，在所述凹槽中至少部分填充與所述第二電極層相同的材料，可 以保證填充材料的聲阻抗與壓電層的聲阻抗差異較大，達到衰減側向波的目的， 并且該填充材料可以縮減工藝制程以及增加結構穩定性。
83.基于此，在本發明的各實施例中，在所述壓電層中的有源區內，且靠近所 述有源區的邊緣設置環狀的凹槽；邊在所述凹槽中至少部分填充有與所述第二 電極層相同的材料。
84.圖1a是本技術實施例提供的一種體聲波諧振結構的俯視示意圖；圖1b為 圖1a中體聲波諧振結構沿a-a方向的剖面示意圖。參照圖1a和圖1b所示， 體聲波諧振結構包括：
85.襯底101；
86.依次層疊于所述襯底上的反射結構102、第一電極層103、壓電層104和第 二電極層105；其中，所述壓電層104中設置有環狀的凹槽106，所述凹槽106 處于有源區內，且靠近所述有源區的邊緣；至少部分所述凹槽106中填充有與 所述第二電極層105相同的材料。
87.在一些實施例中，所述反射結構102與所述第一電極層103之間還包括種 子層110。所述種子層110用于提高下電極材料的晶軸取向，使得晶格更接近 壓電層，減少后續沉積的壓電層中的晶格缺陷；同時，也可作為下電極的蝕刻 阻擋層；在一些具體地實施例
中，種子層110的材料與壓電層104的材料相同。
88.需要說明的是，這里及以下實施例中，關于所述種子層110的描述僅用于 說明本技術，并不用來限制本技術的范圍。
89.需要說明的是，為了便于直觀地描述所述凹槽106，所述俯視示意圖(圖1 a)為體聲波諧振結構(圖1b)省去第二電極層105后的俯視圖。另外，圖1a 和圖1b所示的體聲波諧振結構僅是本技術實施例的一種示例，不用于限制本申 請實施例中體聲波諧振結構的特征，在后面的實施例中還示出了本技術實施例 的體聲波諧振結構其他示例。
90.實際應用中，襯底101的組成材料可以包含硅(si)、鍺(ge)等。
91.第一電極層103可以稱為下電極，相應地，第二電極層105可以稱為上電 極，電能可以通過該上電極和下電極施加到體聲波諧振器上。第一電極層103 和第二電極層105的組成材料可以相同，具體可以包括：鋁(al)、鉬(mo)、 釕(ru)、銥(ir)或者鉑(pt)等。
92.壓電層104可以根據逆壓電特性產生振動，將加載在第一電極層103和第 二電極層105上的電信號轉換為聲波信號，實現電能到機械能的轉化。實際應 用中，壓電層104的組成材料可以包括：具有壓電特性的材料如，氮化鋁、氧 化鋅、鉭酸鋰等；還可以為摻雜壓電特性材料如摻鈧。
93.反射結構102用于反射聲波信號。當壓電層104產生的聲波信號向反射結 構102傳播時，聲波信號可在第一電極層103和反射結構102接觸的界面處發 生全反射，使得聲波信號反射回壓電層104中。
94.這里，有源區包括反射結構102、第一電極層103、壓電層104以及第二電 極層105沿第二方向重疊的區域(如圖1b中示出的有源區)；第二方向是與襯 底101的表面垂直的方向。可以理解的是，第二方向也可以理解為襯底101上 第一電極層103、反射結構102、壓電層104以及第二電極層105堆疊的方向。
95.凹槽106設置在壓電層104中，且沿著有源區的邊緣設置，即凹槽106的 外輪廓與上電極或下電極的形狀類似。需要說明的是，實際應用中，體聲波諧 振結構的俯視圖并不能直接觀察到位于壓電層中的凹槽106，這里，為了更明 顯展示凹槽106，如圖1a所示，即略去體聲波諧振結構的上電極105后的俯視 圖所示，將凹槽106透過第二電極105進行了展示。
96.在本實施例中，凹槽106的位置不超出有源區的邊緣。為了同時達到減少 串并聯諧振區內的寄生諧振，并提升q值的效果，凹槽106的位置需要位于有 源區內。實際應用中，所述凹槽106的外邊緣距離有源區的邊緣的距離可以為： 0～1/2l，所述l為有源區長度的一半。在一些具體實施例中所述凹槽106的外 邊緣距離有源區的邊緣的距離可以為：0～10μm。當所述凹槽106存在多個時， 最靠近有源區的凹槽與有源區的邊緣的距離優選為0μm。
97.在一些實施例中，凹槽106的外輪廓包括封閉的形狀，封閉的形狀包括一 條弧線及兩條或兩條以上的直線。
98.實際應用中，如圖1a所示，凹槽106的外輪廓可以比上電極略小，以保證 將能量限制在有源區內。這里，外輪廓可以參照圖1a進行理解，外輪廓即為凹 槽106從俯視的角度觀察到的外邊緣形狀。可以理解的是，當凹槽106的外輪 廓為封閉、且寬度均勻的線段時，起到限制作用的效果更佳，能夠將能量更好 的限制在有源區內。
99.需要說明的是，圖1a、1b所示的體聲波諧振結構僅為本發明提供一種示例， 實際
應用中，體聲波諧振結構根據反射結構102形態的不同，具體可以分為： 第一類空腔型薄膜體聲波諧振結構(film bulk acoustic wave resonator，fbar)、第二類空腔型fbar、固態裝配(solid mounted resonator，smr)型 諧振結構等。而本技術實施提供的方案可以適用于上述不同類型的體聲波諧振 結構。
100.在一些實施例中，當體聲波諧振結構包括第一類空腔型fbar時，反射結 構102包括第一電極層103向上凸起與襯底101表面之間形成第一空腔。
101.在一些實施例中，當體聲波諧振結構包括第二類空腔型fbar時，反射結 構102包括襯底的表面向下凹陷與第一電極層103之間形成的第二空腔。
102.在一些實施例中，當體聲波諧振結構包括smr諧振結構時，反射結構10 2包括聲阻抗不同且交替層疊設置的第一介質層和第二介質層。
103.本技術各實施例中，在壓電層中增加位于體聲波諧振器有源區的邊源的凹 槽的設計能夠阻止側向波泄露出有源區，將側向波抑制在有源區內，減少能量 的消耗。當側向波傳播到有源區邊緣，遇到凹槽時，一部分會反射，另一部分 會折射，多個凹槽能夠使得大部分的側向波反射回有源區內，增強抑制效果。 圖2是本技術實施例提供的一種體聲波諧振結構的剖面示意圖。
104.在一些實施例中，所述凹槽中全部填充有與所述第二電極層相同的材料。 實際應用中，所述凹槽中填充的材料具體可以包括：鋁(al)、鉬(mo)、釕(r u)、銥(ir)或者鉑(pt)等。在一些具體示例中，所述凹槽中全部填充有mo， 該種情況可以參照圖2所示。
105.參照圖2所示，在一些實施例中，所述凹槽包括由所述壓電層的頂面延伸 所述壓電層104中的第一凹槽1061；所述第一凹槽1061的數量包括多個，多 個第一凹槽1061沿第一方向依次排布，所述第一方向包括由所述有源區的邊緣 指向所述有源區的中部的方向；所述多個第一凹槽1061的深度沿所述第一方向 依次遞減。
106.可以理解的是，這里及下文中所述第一凹槽1061可以理解為圖1b中所述 凹槽106。實際應用中，當側向波沿薄膜橫向傳播到有源區邊緣時，遇到凹槽 后側向波大部分會發生反射，小部分會折射和透射穿過凹槽。在側向波連續遇 到多個凹槽后，絕大部分的側向波都被反射。
107.可以理解的是，壓電層中產生的側向波沿薄膜橫向傳播到有源區邊緣時(該 傳播方向與第一方向相反)，先后遇到多個凹槽，當碰到的多個凹槽的開口深度 逐漸遞增(多個凹槽中每個凹槽的開口深度沿第一方向依次遞減)時，側向波 逐步由側向波的傳播方向向縱向傳播方向的轉變，基于此，絕大部分的側向波 都被反射，轉化為縱波，表現為減少串并聯諧振區內的寄生諧振，并提升q值 的效果最佳。實際應用中，當多個凹槽開口深度滿足沿第一方向依次遞減時， 可以達到最佳的減少串并聯諧振區內的寄生諧振，并提升q值的效果。
108.參照圖2所示，在一些實施例中，所述第一凹槽1061的數量包括三個。
109.這里，多個第一凹槽1061均為環狀，且沿第一方向依次排布。實際應用中， 結合參考如圖1a，三個第一凹槽1061所在的環的周長沿第一方向依次縮小。
110.實際應用中，本技術實施例中，分別設置不同數量的第一凹槽1061時，對 消除橫向寄生模態和增加q值的影響。當第一凹槽1061的數量設置為3時， 可以達到最佳的減少串并聯諧振區內的寄生諧振，并提升q值的效果。
111.可以理解的是，在所述第一凹槽1061中全部填充有與所述第二電極層相同 的材料的前提下，還可以對所述第一凹槽1061的設置(第一凹槽1061尺寸及 其排布尺寸情況等)進行進一步的優化。
112.基于此，在本技術的以下各實施例中，在壓電層中的有源區的邊緣設置環 狀的凹槽，對所述凹槽中部分或全部填充有與所述第二電極層相同的材料進行 選擇，對所述凹槽尺寸及其排布情況等做進一步的優化，使得該凹槽能夠抑制 體聲波諧振器在受到電場激勵時產生的橫向剪切波向外部區域傳播，將能量限 制在有源區內的縱波上，減小能量的泄露，從而減小寄生諧振并提高q值。
113.圖3a是本技術實施例提供的一種體聲波諧振結構中凹槽具有一定開口寬 度的剖面示意圖；圖3b至圖3c分別為本技術實施例提供的體聲波諧振結構中 壓電層中無凹槽或凹槽具有一定開口寬度的情況下，體聲波諧振器的阻抗的試 驗結果、史密斯圓圖示意圖；圖3d至圖3f分別為本技術實施例提供的體聲波 諧振結構中壓電層中無凹槽或凹槽具有另一定開口寬度的情況下，體聲波諧振 器的品質因數q值的試驗結果、阻抗的試驗結果、史密斯圓圖示意圖；圖3g 至圖3i分別為本技術實施例提供的體聲波諧振結構中壓電層中無凹槽或凹槽具 有一定開口寬度的情況下，體聲波諧振器的品質因數q值的試驗結果、阻抗的 試驗結果、史密斯圓圖示意圖。
114.在一些實施例中，每一所述第一凹槽1061的開口寬度范圍為： 0.6μm～1.6μm。在一具體的實施例中，所述第一凹槽1061的開口寬度可以是 1.4μm。所述開口寬度可以理解為所述第一凹槽1061沿所述第一方向上的尺寸 (如圖3a中的l8)。
115.在一些實施例中，多個所述凹槽中每個所述第一凹槽1061的開口寬度相 等。
116.當第一凹槽1061的開口寬度l8范圍為0.6μm～1.6μm時，示例性地，參考 圖3b至圖3c，所述開口寬度l8為0.6μm時的試驗結果。
117.當第一凹槽1061的開口寬度l8范圍為0.6μm～1.6μm時，示例性地，參考 圖3d至圖3f，所述開口寬度l8為1.2μm時的試驗結果。
118.當第一凹槽1061的開口寬度l8范圍為0.6μm～1.6μm時，示例性地，參考 圖3g至圖3i，所述開口寬度l8為1.4μm時的試驗結果。從圖3i可以看出：當 所述第一凹槽1061中全部填充有與所述第二電極層相同的材料，且所述開口寬 度l8為1.4μm時，諧振器通帶(fs與fp之間，smith圓的上半部分)內的寄 生諧振最小，此時能量損耗最小。
119.圖4a是本技術實施例提供的一種體聲波諧振結構中相鄰凹槽具有一定間 距的剖面示意圖；圖4b至圖4d分別為本技術實施例提供的體聲波諧振結構中 壓電層中無凹槽或相鄰凹槽具有一定間距的情況下，體聲波諧振器的品質因數 q值的試驗結果、阻抗的試驗結果、史密斯圓圖示意圖；圖4e至圖4g分別為 本技術實施例提供的體聲波諧振結構中壓電層中相鄰凹槽具有另一定間距的情 況下，體聲波諧振器的品質因數q值的試驗結果、阻抗的試驗結果、史密斯圓 圖示意圖。
120.在一些實施例中，相鄰兩個所述第一凹槽1061之間的間距范圍為：0.8μm ～2.4μm。在一具體的些實施例中，相鄰兩個所述第一凹槽1061之間的間距范 圍為：1.0
±
0.05μm。
121.這里，所述間距可以理解為相鄰兩個所述第一凹槽1061邊緣之間的最短距 離(如圖4a中的g8)。
122.在一些實施例中，多個所述凹槽中每相鄰兩個所述第一凹槽1061之間的間 距相
等。
123.當相鄰兩個所述第一凹槽1061之間的間距g8范圍為0.8μm～2.4μm時，示 例性地，參考圖4b至圖4d，所述間距g8為0.8μm時的試驗結果。
124.當相鄰兩個所述第一凹槽1061之間的間距g8范圍為0.8μm～2.4μm時，示 例性地，參考圖4e至圖4g，所述間距g8為1.0μm時的試驗結果。從圖4g可 以看出：當所述第一凹槽1061中全部填充有與所述第二電極層相同的材料，且 相鄰兩個所述第一凹槽1061之間的間距g8為1.0
±
0.05μm時，諧振器通帶(fs 與fp之間，smith圓的上半部分)內的寄生諧振最小，此時能量損耗最小。相 比于圖4d，圖4g中的諧振器通帶(fs與fp之間，smith圓的上半部分)內的 寄生諧振更小，此時能量損耗更小。
125.在一些實施例中，參考下圖5a和圖5b，所述體聲波諧振結構還包括位于 所述第二電極層105和所述第一凹槽1061之間的環狀橋結構107；所述橋結構 107覆蓋所述多個第一凹槽1061。所述橋結構107的材料可以為與所述第二電 極層105相同的導電材料，也可以為空腔或非導電材料(例如sio2)。
126.需要說明的是，所述橋結構可以理解為在第一方向上接觸且覆蓋所述第一 凹槽的結構，通常所述橋結構在所述第一凹槽上形成，且所述第二電極層在位 于所述橋結構之上的部分相對于所述壓電層之上的部分在第二方向上凸起，且 所述凸起的高度基本與橋結構的厚度相當。所述橋結構和所述凹槽結構的組合 可以通過改變邊緣諧振區的聲阻抗，使橫向邊界條件更好地失配，提高主模的 聲波能量，減少寄生模態；同時可以減少聲波橫向泄露，抑制由剪切波所造成 的聲損耗，從而提高q值。
127.圖5a是本技術實施例提供的一種體聲波諧振結構的俯視示意圖；圖5b為 圖5a中體聲波諧振結構沿a方向的剖面示意圖。需要說明的是，為了便于直 觀地描述所述橋結構107，所述俯視示意圖(圖5a)為體聲波諧振結構(圖5b) 省去第二電極層105后的俯視圖；為了便于直觀地描述所述第一凹槽1061與所 述橋結構107的關系，所述俯視示意圖將所述第一凹槽1061虛線顯示。
128.在一些實施例中，參考下圖6a，所述凹槽還包括由所述壓電層的底面延伸 至所述壓電層中的第二凹槽1062；所述第二凹槽1062的數量包括多個，多個 第二凹槽1062沿第一方向依次排布；所述多個第二凹槽1062的深度沿所述第 一方向依次遞增。
129.需要說明的是，所述凹槽包括第一凹槽1061和第二凹槽1062，所述第一 凹槽1061由所述壓電層的頂面開口且延伸至所述壓電層中，所述第二凹槽106 2由所述壓電層的底面開口且延伸至所述壓電層中。在實際應用中，可以根據 工藝實際需要，對第一凹槽和第二凹槽的外邊緣距離有源區的邊緣的距離、數 量、開口深度、開口寬度、相鄰凹槽之間的間距等分別獨立的進行設置。同時， 本實施例中第一凹槽和第二凹槽之間需要相互間隔，不出現接觸貫通、重疊的 情況；可以理解的是，第一凹槽和第二凹槽在垂直于第二方向的平面內投影相 互之間不接觸、不重疊；或者第一凹槽和第二凹槽在垂直于第二方向的平面內 投影相互之間可以接觸、重疊，但第一凹槽和第二凹槽在第二方向上被間隔開， 也就是說必須保證第一凹槽和第二凹槽在第二方向上的厚度之和小于所述壓電 層的厚度；在其他實施例中，第一凹槽和第二凹槽具有間隔設于有源區外邊緣 的外輪廓，第一凹槽和第二凹槽之間可以出現接觸貫通、重疊的情況。
130.具體地，可以將第一凹槽和第二凹槽分別設置為多個，第一凹槽的深度沿 所述第
一方向依次遞減，第二凹槽的深度沿所述第一方向依次遞增；第一凹槽 和第二凹槽在垂直于第二方向的平面內投影相互之間重疊，且第一凹槽和第二 凹槽在第二方向上的厚度之和小于所述壓電層的厚度。
131.圖6a是本技術實施例提供的一種體聲波諧振結構中壓電層上下兩個表面 均具有凹槽的情況下的剖面示意圖；圖6b至圖6d為本技術實施例提供的一種 體聲波諧振結構中壓電層上下兩個表面均具有凹槽的情況下，體聲波諧振器的 品質因數q值的試驗結果、阻抗的試驗結果、史密斯圓圖示意圖。
132.參照圖6a所示，在一些實施例中，所述第一凹槽1061和所述第二凹槽10 62在第二方向上相對設置，且所述第一凹槽1061和所述第二凹槽1062在所述 第二方向上的厚度之和小于所述壓電層在所述第二方向上的厚度；所述第二方 向與所述襯底的表面垂直。
133.從圖6b及圖6d可以看出：所述第一凹槽1061和所述第二凹槽1062中全 部填充有與所述第二電極層相同的材料，壓電層上下兩個表面具有所述第一凹 槽1061和所述第二凹槽1062的情況下，可以減少諧振結構通帶內的寄生諧振， 進而減少能量損耗；并且具有凹槽的體聲波諧振器的q值：qs為2394.4，qp 為1829.7，無凹槽的體聲波諧振器的q值：qs為2394，qp為1820，即壓電層 上下兩個表面均具有凹槽的情況下，體聲波諧振器的q值更高。
134.圖7a是本技術實施例提供的一種體聲波諧振結構的剖面示意圖；圖7b至 圖7d分別為本技術實施例提供的體聲波諧振結構中壓電層中無凹槽或凹槽被 部分填充材料的情況下，體聲波諧振器的品質因數q值的試驗結果、阻抗的試 驗結果、史密斯圓圖示意圖。需要說明的是，圖中“q值_normal”、“z11_normal”、“s11_normal”表示為本技術實施例提供的體聲波諧振結構中壓電層中無 凹槽的情況下的曲線；“q值_3half hole”、“z11_3half hole”、“s11_3half h ole”表示為本技術實施例提供的體聲波諧振結構中壓電層中凹槽被部分填充材 料的情況下的曲線。
135.參照圖7a所示，在一些實施例中，所述第一凹槽1061中填充有與所述第 二電極層相同的材料的第一部分108及填充有空氣的第二部分109。實際應用 中，所述第一部分108的材料具體可以包括：鋁(al)、鉬(mo)、釕(ru)、 銥(ir)或者鉑(pt)等。
136.可以理解的是，相較于在第一凹槽1061中全部填充與第二電極層相同的材 料的方案(如圖3a)，在第一凹槽1061中一部分填充與第二電極層相同的材料， 一部分為空氣的方案，在第一凹槽1061中加入了空氣。在第一凹槽1061中加 入了空氣后，會導致kt2下降，對于小帶寬的濾波器，kt2下降使得濾波器性能 上升。
137.需要說明的是，這里，填充材料的第一部分與填充空氣的第二部分在第一 方向上分別占據不同的位置。
138.在一些實施例中，所述第一部分108和所述第二部分109均由所述壓電層 的頂面延伸所述壓電層104中；所述第一部分108位于所述第一凹槽1061中靠 近所述有源區的邊緣的一側，所述第二部分109位于所述第一凹槽1061中遠離 所述有源區的邊緣的一側(如圖7a)；或者，所述第一部分108位于所述第一 凹槽1061中遠離所述有源區的邊緣的一側，所述第二部分109位于所述第一凹 槽1061中靠近所述有源區的邊緣的一側(如圖7e)。
139.示例性地，以所述第一部分108位于所述第一凹槽1061中靠近所述有源區 的邊緣的一側、所述第二部分109位于所述第一凹槽1061中遠離所述有源區的 邊緣的一側為例，在圖7b至圖7d中分別示出了體聲波諧振器的品質因數q值 的試驗結果、阻抗的試驗結果、
史密斯圓圖。
140.在一些實施例中，所述第一部分108和所述第二部分109各占所述第一凹 槽1061開口寬度的一半。
141.在一些實施例中，所述第一凹槽1061的數量包括一個或多個，多個第一凹 槽1061沿第一方向依次排布，所述多個第一凹槽1061中每個第一凹槽1061 的深度相等或者沿所述第一方向依次遞減，所述第一方向包括由所述有源區的 邊緣指向所述有源區的中部的方向。
142.在一些實施例中，所述第一凹槽1061的開口深度范圍均為：0.01μm～3h/4； 其中，所述h為壓電層的厚度。
143.這里，所述h大于0。在一些具體實施例中，所述第一凹槽1061的深度范 圍為：0.01μm～0.6μm。優選地，所述第一凹槽1061的深度為0.1μm。
144.從圖7b可以看出：所述第一凹槽1061中填充有與所述第二電極層相同的 材料的第一部分108及填充有空氣的第二部分109，這樣的結構可以減少諧振 結構通帶內的寄生諧振，并且具有第一凹槽1061且第一凹槽1061包含第一部 分及第二部分的體聲波諧振器的q值：qs為2482.5，qp為1115，無第一凹槽 1061的體聲波諧振器的q值：qs為2394，qp為1820，即具有第一凹槽1061 且第一凹槽1061包含第一部分及第二部分的體聲波諧振器的qs更高。從7c 可以看出，所述第一凹槽1061中填充有與所述第二電極層相同的材料的第一部 分108及填充有空氣的第二部分109，這樣的結構的kt2為5.84％，相比于無第 一凹槽1061的體聲波諧振器的kt2為7.04％有所減小，從圖7dsmith圓的上半 部分來看，諧振器通帶內的寄生諧振略微減小了。
145.圖8a是本技術實施例提供的一種體聲波諧振結構凹槽中空腔部分延伸至 電極中的剖面示意圖；圖8b至圖8c分別為本技術實施例提供的體聲波諧振結 構中壓電層中無凹槽或凹槽中空腔部分延伸至電極中的情況下，體聲波諧振器 的阻抗的試驗結果、史密斯圓圖示意圖；圖8d至圖8e分別為本技術實施例提 供的體聲波諧振結構中壓電層中無凹槽或凹槽中空腔部分延伸至電極中的最優 情況下，體聲波諧振器的阻抗的試驗結果、史密斯圓圖示意圖。需要說明的是， 圖中“z11_normal”、“s11_normal”表示為本技術實施例提供的體聲波諧振結構 中壓電層中無凹槽的情況下的曲線；“h9＝0微米”、“h9＝0.05微米”、“h9＝0.1 微米”、“h9＝0.15微米”表示為本技術實施例提供的體聲波諧振結構中壓電層 中空腔部分延伸至電極中不同深度的情況下的曲線。
146.在一些實施例中，所述第一部分和所述第二部分均由所述壓電層中延伸至 所述第二電極層中。在一具體的實施例中，所述第一部分和所述第二部分延伸 至所述第二電極層中的高度為0.05μm。
147.如圖8a所示，圖8a可以理解為在上述圖7a結構的基礎上，進一步將第一 凹槽1061的上表面延伸至第二電極105內，第一凹槽1061中第二部分109延 伸至第二電極105中形成空腔延伸部1091，所述空腔延伸部1091在第二方向 上的尺寸可以理解為第一凹槽1061中第二部分109延伸至第二電極105中而高 出壓電層上表面的高度h9；所述空腔延伸部1091在第一方向上的尺寸可以理 解為第一凹槽1061中第二部分109沿第一方向的尺寸。當空腔凸出壓電層上表 面時，kt2會減小。如圖8b至圖8e所示，空腔凸出的高度h9＝0微米、0.05微 米、0.1微米、0.15微米的試驗結果；當h9＝0.05μm時，諧振器通帶內的寄生 諧振最小，損耗
無凹槽239418207.04％h8_1＝0.2μm237919876.22％h8_1＝0.4μm238415636.03％h8_1＝0.6μm239016475.84％
[0161] 圖11a是本技術實施例提供的一種體聲波諧振結構中兩個第一凹槽1061具 有相同深度的剖面示意圖；圖11b至圖11c分別為本技術實施例提供的體聲波 諧振結構中壓電層中無第一凹槽1061或兩個第一凹槽1061具有相同深度且深 度變化的情況下，體聲波諧振器的阻抗的試驗結果、史密斯圓圖示意圖；圖11 d至圖11e分別為本技術實施例提供的體聲波諧振結構中壓電層中無第一凹槽1 061或兩個第一凹槽1061具有同一相同深度且深度最優的情況下，體聲波諧振 器的阻抗的試驗結果、史密斯圓圖示意圖。
[0162]
當設置2個第一凹槽1061且第一凹槽1061深度相同時，第一凹槽1061 深度h8在0.2～0.6μm之間變化對kt2值影響為第一凹槽1061深度越深，kt2越 小。其試驗結果如圖11b所示及表3中所示；同時諧振器通帶內的寄生諧振有 一些減小，其試驗結果如圖11c所示。
[0163]
如圖11e所示，當設置2個深度相同的第一凹槽1061時，第一凹槽1061 深度h8＝0.2μm時，諧振器通帶內的寄生諧振有明顯減小，損耗最小；性能提 升最明顯。
[0164]
表3
[0165] qsqpkt2無凹槽239418207.04％h8＝0.2μm237215056.58％h8＝0.4μm238315556.03％h8＝0.6μm239016485.84％
[0166]
圖12a是本技術實施例提供的一種體聲波諧振結構中兩個第一凹槽1061具 有不同深度的剖面示意圖；圖12b至圖12c分別為本技術實施例提供的體聲波 諧振結構中壓電層中無第一凹槽1061或兩個第一凹槽1061具有不同深度的情 況下，體聲波諧振器的阻抗的試驗結果、史密斯圓圖示意圖；圖12d至圖12e分 別為本技術實施例提供的體聲波諧振結構中壓電層中無第一凹槽1061或兩個 第一凹槽1061具有最優的不同深度的情況下，體聲波諧振器的阻抗的試驗結 果、史密斯圓圖示意圖。
[0167]
當設置2個第一凹槽1061且第一凹槽1061深度不同時，第一凹槽1061 深度h8在0.2～0.6μm之間變化對kt2值影響為第一凹槽1061深度越深，kt2越 小。隨著第一凹槽1061深度增加，kt2值隨之減小，但kt2變化幅度小于h8＝ h8_1的情況。其試驗結果如圖12b及表4中所示；同時諧振器通帶內的寄生諧 振有一些減小，其試驗結果如圖12c所示。
[0168]
如圖12e所示，從圖12e的smith圓看，h8＝0.2μm，h8_1＝0.1μm時，kt2值最小，同時通帶內的寄生諧振減小地最明顯，損耗最小；性能提升最明顯。
[0169]
表4
[0170] qsqpkt2無凹槽239418207.04％h8＝0.2μm；h8_1＝0.1μm；238611596.58％h8＝0.4μm；h8_1＝0.2μm；236915136.40％h8＝0.6μm；h8_1＝0.4μm；238415686.03％
[0171]
圖13a是本技術實施例提供的一種體聲波諧振結構中三個第一凹槽1061具 有相同深度的剖面示意圖；圖13b至圖13c分別為本技術實施例提供的體聲波 諧振結構中壓電層中無第一凹槽1061或三個第一凹槽1061具有相同深度的情 況下，體聲波諧振器的阻抗的試驗結果、史密斯圓圖示意圖。
[0172]
當設置3個深度相同的第一凹槽1061時，kt2值有明顯降低，明顯小于1 個或2個第一凹槽1061。其試驗結果如圖13b及表5中所示；同時諧振器通帶 內的寄生諧振有一些減小，其試驗結果如圖13c所示。
[0173]
表5
[0174] qsqpkt2無凹槽239418207.04％1個孔23809916.12％2個孔239016475.84％3個孔239314655.33％
[0175] 圖14a是本技術實施例提供的一種體聲波諧振結構中第一凹槽1061被部分 填充材料、部分是空腔的情況下的剖面示意圖；圖14b至圖14c為本技術實施 例提供的一種體聲波諧振結構中第一凹槽1061被部分填充材料、部分是空腔的 情況下，體聲波諧振器的阻抗的試驗結果、史密斯圓圖示意圖；圖14d至圖14e 為本技術實施例提供的一種體聲波諧振結構中第一凹槽1061被部分填充材料、 部分是空腔的最優的情況下，體聲波諧振器的阻抗的試驗結果、史密斯圓圖示 意圖。需要說明的是，與圖7a中部分填充材料、部分空腔所處的相對位置(所 述部分填充材料、所述部分空腔在第一方向上分別占據不同的位置)不同的是， 這里的所述部分填充材料、所述部分空腔在第二方向上分別占據不同的位置。
[0176]
如圖14a所示，在壓電層中設置三個第一凹槽1061，第一凹槽1061從諧 振區中心向諧振區邊緣深度逐漸增大，第一凹槽1061中上部分填充空氣，下部 分填充上電極材料。
[0177]
當三個第一凹槽1061中，上部分的空氣占第一凹槽1061深度的一半時， 該結構會略微減小kt2，如圖14b所示；同時略微減少諧振器通帶內寄生諧振的 干擾，如圖14c所示，。
[0178]
當三個第一凹槽1061的上部分深度均為0.1um時，該結構會略微減小kt2， 如圖14d所示；同時略微減少諧振器通帶內寄生諧振的干擾，如圖14e所示。
[0179]
圖15a是本技術實施例提供的一種體聲波諧振結構中相鄰第一凹槽1061具 有一定間距的剖面示意圖；圖15b至圖15d分別為本技術實施例提供的體聲波 諧振結構中壓電層中無第一凹槽1061或相鄰第一凹槽1061具有一定間距的情 況下，體聲波諧振器的品質因數q值的試驗結果、阻抗的試驗結果、史密斯圓 圖示意圖。
[0180]
當相鄰兩個所述第一第一凹槽1061之間的間距g8范圍為0.8～2.4μm時， 示例性地，所述間距g8可以不同，當其中一個間距(圖15a中的2x)為另外 一個間距(圖15a中的x)的兩倍的時候的試驗結果。具體地，其中一個間距 為x＝0.8μm，另外一個間距為2x＝1.6μm。
[0181]
如圖16所示，圖16可以理解為在上述圖8a結構的基礎上，進一步將第一 凹槽1061的上表面延伸至第二電極105內，第一凹槽1061中第二部分109延 伸至第二電極105中形成空腔延伸部1092，所述空腔延伸部1092在第二方向 上的尺寸可以理解為第一凹槽1061中第二部分109延伸至第二電極105中而高 出壓電層上表面的高度h9；所述空腔延伸部1092
在第一方向上的尺寸可以理 解為第一凹槽1061沿第一方向的尺寸。該結構對性能沒有提升，隨著h9厚度 的增加，性能隨之變差。
[0182]
如圖17所示，圖17可以理解為在上述圖8a結構的基礎上，進一步將第一 凹槽1061的上表面延伸至第二電極105內，第一凹槽1061中第二部分109延 伸至第二電極105中形成空腔延伸部1093，所述空腔延伸部1093在第二方向 上的尺寸可以理解為第一凹槽1061中第二部分109延伸至第二電極105中而高 出壓電層上表面的高度h9；所述空腔延伸部1093在第一方向上連續延伸，且 其尺寸可以理解為能滿足所述空腔延伸部1093沿第二方向上的投影能夠覆蓋 所述第一凹槽1061的尺寸。
[0183]
為了更加清楚的體現本技術各實施的效果，下面就前述的一些體聲波諧振 結構的效果進行更加細致的描述。需要說明的是，在以下的描述中涉及的性能 提升的程度的詞之間的大小關系為：性能有極大提升》性能有很大提升》性能有 明顯提升》性能有一些提升》性能有略微提升》性能沒有提升。
[0184]
本技術實施例提供的一種體聲波諧振結構，參考圖3a，相鄰第一凹槽106 1之間的間距為0.8um，第一凹槽1061寬度為l8，當l8＝1.4um時較佳，性能 有明顯提升。
[0185]
本技術實施例提供的一種體聲波諧振結構，參考圖3b，第一凹槽1061寬 度設置為1.4um，相鄰第一凹槽1061之間的間距相等g8＝1.0um時最佳，性能 有很大提升。
[0186]
本技術實施例提供的一種體聲波諧振結構，參考圖15a，外圍第一凹槽10 61與中間第一凹槽1061的間距為2*g8，中間第一凹槽1061與內圈第一凹槽1 061的間距為g8，g8＝0.8～2.4um，性能均沒有提升。
[0187]
本技術實施例提供的一種體聲波諧振結構，參考圖7a，第一凹槽1061寬 度＝1.4um，相鄰第一凹槽1061之間間距為1um，在第一凹槽1061中一半填充 金屬mo，一半為空氣，該結構會減小kt2，性能有略微提升。
[0188]
本技術實施例提供的一種體聲波諧振結構，參考圖8a，第一凹槽1061寬 度＝1.4um，相鄰第一凹槽1061之間間距為1um，在第一凹槽1061中一半填充 金屬mo，一半為空腔，空腔高出壓電層的上表面，空腔突出高度h9＝0.05um 時最佳，性能有一些提升。
[0189]
本技術實施例提供的一種體聲波諧振結構，參考圖7a，該結構會減小kt2， 性能有略微提升。
[0190]
本技術實施例提供的一種體聲波諧振結構，參考圖9a，第一凹槽1061數 量為1，第一凹槽1061深度為h8，隨著深度增加，kt2隨之減小，當h8＝0.6u m時最佳，對性能有一些提升。
[0191]
本技術實施例提供的一種體聲波諧振結構，參考圖11a，第一凹槽1061數 量為2，且第一凹槽1061深度相同，隨著第一凹槽1061深度增加，kt2隨之減 小，變化幅度大于第一凹槽1061數量為1的結構，當第一凹槽1061深度為0. 2um時最佳，對性能有明顯提升。
[0192]
本技術實施例提供的一種體聲波諧振結構，參考圖12a，第一凹槽1061數 量為2，且第一凹槽1061深度不相同，隨著第一凹槽1061的深度增加，kt2隨 之減小，變化幅度與第一凹槽1061數量為1的結構一致；靠近有源區的第一凹 槽1061深度h8＝0.2um，遠離有源區的第一凹槽1061深度h8_1＝0.1um時最佳， 性能有明顯提升，略優于第一凹槽1061數量為2且第一凹槽1061深度相同的 結構。
[0193]
本技術實施例提供的一種體聲波諧振結構，參考圖13a，隨著第一凹槽10 61的數
量增多，kt2隨之減小，變化幅度略大于第一凹槽1061數量為2且第一 凹槽1061深度相同的結構，第一凹槽1061數量為1時最佳，與第一凹槽1061 數量為1的結構一致，對性能有一些提升。
[0194]
本技術實施例還提供另一些體聲波諧振結構，如圖18a至圖19c所示，其 結構主要包括：襯底101；依次層疊于所述襯底上的反射結構102、第一電極層103、壓電層104和第二電極層105；其中，所述壓電層104中或者所述壓電層 104及所述第二電極層105中設置有環狀的凹槽106，所述凹槽106處于有源區 內，且靠近所述有源區的邊緣。
[0195]
在一些實施例中，凹槽106位于壓電層104中且靠近第二電極層105處， 凹槽106中填充空氣(如圖18a所示)或填充固體材料，如二氧化硅(如圖18 b所示)。
[0196]
在一些實施例中，凹槽106位于壓電層104中且靠近第一電極103處，凹 槽106中填充材料固體材料，如二氧化硅(如圖18c所示)，或填充空氣。
[0197]
在一些實施例中，凹槽106位于壓電層104及第二電極層105中，凹槽10 6中全部填充空氣；或者全部填充固體材料，如二氧化硅(如圖19a所示)；或 者部分填充空氣部分填充固體材料(如圖19b所示)。
[0198]
實際應用中，襯底101的材料包括鉭酸鋰、鈮酸鋰、氮化鋁、氧化鋅、硅 (si)、鍺(ge)、ingap、soi、gaas中的一種。凹槽106中填充的固體材料 還可以是：非金屬如單晶硅，多晶硅，二氧化硅，氮化硅，碳化硅，摻雜氮化 鋁及金屬氧化物等中的至少之一，或金屬如鈦、鉬、鎂、鋁等中的至少之一。
[0199]
本技術實施例中體聲波諧振結構中其它未提及的部分可以參照前述實施例 中的說明，這里不再贅述。
[0200]
圖20為本技術實施例提供的一種體聲波諧振結構的制造方法的實現流程 示意圖；圖21～圖29c為本技術實施例提供的一些體聲波諧振結構的制造方法 的過程剖面示意圖。其中，圖22b～29b、分別為圖22a～29a中體聲波諧振結構 沿a方向的剖面示意圖。
[0201]
基于上述體聲波諧振結構，本技術實施例提供一種體聲波諧振結構的制造 方法，如圖20所示，包括：
[0202]
步驟s01，在襯底上形成反射結構；
[0203]
步驟s02，在所述反射結構上形成第一電極；
[0204]
步驟s03，在所述第一電極上形成壓電層；
[0205]
步驟s04，在所述壓電層中形成環狀的凹槽，其中，所述凹槽處于有源區 內，且靠近所述有源區的邊緣；
[0206]
步驟s05，在所述凹槽中至少部分填充與第二電極層相同的材料；
[0207]
步驟s06，在所述壓電層上形成所述第二電極層。
[0208]
對于襯底、反射結構、第一電極層、壓電層、第二電極層的制造方式相關 技術中比較成熟，這里僅作簡單說明，重點介紹壓電層中凹槽的形成方式。其 中，襯底101、第一電極103、壓電層104、第二電極層105的組成材料可以參 考上述圖1a和圖1b相描述，此處不再贅述。
[0209]
圖21是本技術實施例提供的一種體聲波諧振結構的剖面示意圖。
[0210]
參考圖21，執行步驟s01～s03，在一些實施例中，在襯底101上依次沉積 第一犧牲層102’、第一電極103、壓電層104；需要說明的是，在沉積第一電極 103之前，可先沉積一層
種子層110，用于提高下電極材料的晶軸取向，使得晶 格更接近壓電層，減少后續沉積的壓電層中的晶格缺陷；同時，也可作為下電 極的蝕刻阻擋層；種子層的材料與壓電材料相同。其中，所述第一犧牲層102
’?
可以在所述襯底101之上形成，所述第一犧牲層102’突出于所述襯底101上表 面，所述第一犧牲層102’可以在后續的工藝過程中被去除而形成第一空腔的反 射結構102(參考下圖26)。
[0211]
在另一些實施例中，所述第一犧牲層102’可以在所述襯底101之中形成， 所述第一犧牲層102’向下凹陷于所述襯底101上表面，所述第一犧牲層102’可 以在后續的工藝過程中被去除而形成第二空腔的反射結構102。實際應用中， 第一犧牲層102’的組成材料包括但不限于氧化硅。
[0212]
在另一些實施例中，所述第一犧牲層102’可以被替換為包括聲阻抗不同且 交替層疊設置的第一介質層和第二介質層(未示出)；形成的所述交替層疊設置 的第一介質層和第二介質層直接作為構成所述反射結構102。需要說明的是， 所述交替層疊設置的第一介質層和第二介質層并不需在后續的工藝中被去除。
[0213]
參考圖22a和圖22b，執行步驟s04，在一些實施例中，所述凹槽包括由所 述壓電層的頂面延伸至所述壓電層中的第一凹槽1061；在所述壓電層中形成第 一凹槽1061，包括：
[0214]
在形成所述壓電層104之后，從所述壓電層的頂面對所述壓電層進行刻蝕， 去除部分壓電層，以形成第一凹槽1061；
[0215]
參考圖23a和圖23b，執行步驟s05，在所述第一凹槽中至少部分填充與第 二電極層相同的材料，包括：
[0216]
在所述第一凹槽1061中全部填充與所述第二電極層相同的材料-第一材料 111。在所述第一凹槽中全部填充與所述第二電極層相同的材料-第一材料111 能達到抑制側向波的作用；在所述第一凹槽中填充電極材料之后再形成覆蓋所 述填充電極材料的第二電極層，使得工藝方便，同時也能增強散熱性、增強結 構穩定性。示例性地，在壓電層104上形成3個深淺不一的第一凹槽1061，第 一凹槽1061沿著有源區邊緣，在所述第一凹槽1061中全部填充與所述第二電 極層相同的材料-第一材料111。
[0217]
實際應用中，所述第二電極層的材料具體可以包括：鋁(al)、鉬(mo)、 釕(ru)、銥(ir)或者鉑(pt)等。
[0218]
在另一些實施例中，在所述第一凹槽1061中全部填充與所述第二電極層不 同的材料，所述材料可以是犧牲材料(參考下圖28b中的第二材料112)，所述 犧牲材料包括sio2，所述犧牲材料可以在后續的工藝中被去除形成具有空腔的 第一凹槽1061(參考下圖29b)。示例性地，參考圖23a和圖23b，在所述第一 凹槽1061中全部填充犧牲材料sio2。
[0219]
在一些實施例中，參考下圖25a和圖25b，所述凹槽還包括由所述壓電層 的底面延伸至所述壓電層中的第二凹槽1062；在所述壓電層104中形成第二凹 槽1062，在至少部分所述第二凹槽1062中填充與第二電極層相同的材料-第一 材料111，包括：
[0220]
參考圖24a和圖24b，在形成所述壓電層104之前，在所述第一電極層103 的頂面形成筒狀結構，所述筒狀結構的材料-第一材料111與所述第二電極層的 材料相同；
[0221]
所述在所述第一電極103上形成壓電層104，包括：
[0222]
在所述第一電極層103及所述筒狀結構上形成所述壓電層104。
[0223]
實際應用中，所述筒狀結構的材料-第一材料111具體可以包括：鋁(al)、 鉬(mo)、
釕(ru)、銥(ir)或者鉑(pt)等。
[0224]
實際應用中，參考圖25a和圖25b，所述凹槽還包括由所述壓電層的頂面 延伸至所述壓電層中的第一凹槽1061，在所述壓電層104中形成第一凹槽106 1，在所述第一凹槽1061中填充與第二電極層相同的材料-第一材料111；這里， 可以參考上述圖22和圖23中的所述第一凹槽1061進行理解，此處不再贅述。
[0225]
在一些實施例中，所述方法還包括：
[0226]
參考圖26a和圖26b，在所述第一凹槽1061中全部填充與所述第二電極層 相同的材料-第一材料111之后，形成覆蓋所述第一凹槽的環狀橋結構材料 107’；所述橋結構材料107’的材料與所述第二電極層相同或者不同。
[0227]
參考圖27a和圖27b，執行步驟s06，所述在所述壓電層104上形成所述第 二電極層105，包括：
[0228]
在所述橋結構材料107’上形成所述第二電極層105。
[0229]
需要說明的是，所述橋結構材料107’覆蓋所述多個第一凹槽1061中的第 一材料111，位于所述第二電極層105和所述第一材料111之間。實際應用中， 所述橋結構材料107’的材料具體可以包括：鋁(al)、鉬(mo)、釕(ru)、 銥(ir)或者鉑(pt)等。在另一些實施例中，所述橋結構材料107’可以是犧 牲材料(參考下圖28b中的第二材料112)，所述犧牲材料包括sio2，所述犧牲 材料可以在后續的工藝中被去除而在所述第一凹槽1061上形成具有空腔的橋 結構107(參考下圖29b)。
[0230]
示例性地，執行步驟s04中，在所述第一凹槽1061中的填充材料可以是所 述第二材料112，以及所述橋結構材料107’可以是犧牲材料，那么需要再執行 步驟s05～s06以形成具有空腔的所述第一凹槽1061和具有空腔的所述橋結構 107，具體步驟如下詳述：
[0231]
參考圖28a和圖28b，在具有第一凹槽1061的壓電層104上形成所述橋結 構材料107’，所述橋結構材料107’將所述第二材料112覆蓋，部分所述橋結 構材料107’可向外突出，便于連接后續形成的蝕刻孔eh。實際應用中，所述 第二材料112和所述橋結構材料107’的組成材料包括sio2。
[0232]
參考圖28a和圖28b，在形成有所述第二材料112和所述橋結構材料107
’?
上形成第二電極105。所述第二電極105的材料具體可以包括：鋁(al)、鉬(mo)、 釕(ru)、銥(ir)或者鉑(pt)等。
[0233]
參考圖28a和圖28b，在器件結構的有源區外形成蝕刻孔eh；在一些實施 例中，蝕刻孔eh形成在器件結構的外輪廓處。所述蝕刻孔eh的數量可以為 多個。
[0234]
在一些實施例中，所述蝕刻孔eh可以貫穿連通所述橋結構材料107’以及 所述第一犧牲層102’。
[0235]
參考圖28a和圖28b和圖29a和圖29b，利用蝕刻孔eh釋放蝕刻去除第一 犧牲層102’、所述橋結構材料107’和所述第二材料112。可以理解的是，所述 蝕刻孔eh可以貫穿連通所述橋結構材料107’，因所述第二材料112和所述橋 結構材料107’接觸物理連接，利用蝕刻孔eh釋放蝕刻去除所述橋結構材料 107’的同時也去除了所述第二材料112，從而形成了具有空腔的所述橋結構107 和具有空腔的所述第一凹槽1061，且所述橋結構107將每個具有空腔的所述第 一凹槽1061連通。所述蝕刻孔eh可以貫穿連通第一犧牲層102’，利用蝕刻孔 eh釋放蝕刻去除第一犧牲層102’，從而形成了具有空腔的所述反射結構102， 且所述
橋結構107與所述反射結構102連通。
[0236]
實際應用中，所述蝕刻孔eh與所述橋結構107之間形成有蝕刻通道ec， 所述蝕刻通道ec將所述蝕刻孔eh與所述橋結構107之間貫通，這樣可以利 用蝕刻孔eh釋放蝕刻去除所述橋結構材料107’，得到所述橋結構107。
[0237]
在另一些實施例中，執行步驟s05中，所述第一凹槽1061中的填充材料可 以與所述橋結構材料107’不同。具體地，所述第一凹槽1061中至少部分填充 與第二電極層相同的材料形成所述第一凹槽1061，以及所述橋結構材料107
’?
是犧牲材料。
[0238]
參考圖28a和圖28c和圖29a和圖29c(圖28c、圖29c分別為圖28a、圖 29a中體聲波諧振結構沿a-a方向的剖面示意圖)，利用蝕刻孔eh釋放蝕刻去 除第一犧牲層102’和所述橋結構材料107’。可以理解的是，在所述蝕刻孔eh 可以貫穿連通所述橋結構材料107’，雖然所述第一凹槽1061和所述橋結構材 料107’接觸物理連接，但因所述第一凹槽1061中填充有非犧牲材料(第一材 料111)，利用蝕刻孔eh釋放蝕刻去除所述橋結構材料107’，從而形成了具有 空腔的所述橋結構107，同時所述第一凹槽1061中填充的非犧牲材料(第一材 料111)保留而不被去除；其中，所述橋結構107沿第一方向覆蓋每個所述第 一凹槽1061。在所述蝕刻孔eh可以貫穿連通第一犧牲層102’，利用蝕刻孔eh 釋放蝕刻去除第一犧牲層102’，從而形成了具有空腔的所述反射結構102，且 具有空腔的所述橋結構107與所述反射結構102連通。
[0239]
圖30a～圖30g為本技術實施例提供的另一種體聲波諧振結構的制造方法的 過程剖面示意圖。
[0240]
在一些實施例中，所述凹槽中填充有與所述第二電極層相同的材料的第一 部分及填充有空氣的第二部分；
[0241]
在所述壓電層中形成凹槽(這里所述凹槽包括第一凹槽1061)，包括：
[0242]
參考圖30a，在形成所述壓電層之后，從所述壓電層的頂面對所述壓電層 進行刻蝕，去除部分壓電層，以形成凹槽；
[0243]
所述在所述凹槽中至少部分填充與第二電極層相同的材料，包括：
[0244]
參考圖30b，在所述凹槽中全部填充第一材料111；
[0245]
參考圖30c，去除位于所述凹槽中遠離或者靠近所述有源區的邊緣的一側 的部分第一材料111，形成所述第一部分108以及凹槽108’，所述第一材料111 與所述第二電極層的材料相同；
[0246]
參考圖30d，在去除所述第一材料111的位置處，即凹槽108’(參考上圖 30c)中，填充第二材料112，第二材料112包括犧牲材料；
[0247]
參考圖30e至圖30g(其中，圖30e為圖30f俯視示意圖)，在形成所述第 二電極層105之后，去除所述犧牲材料，形成所述第二部分109。
[0248]
參考圖30f，在形成所述第二電極層105之后，可以通過蝕刻孔eh去除所 述犧牲材料(第二材料112)，實際應用中，蝕刻孔eh與第二材料112建立有 相互連通的蝕刻通道(未示出)，可以便于通過蝕刻孔eh去除第二材料112。 這里，蝕刻孔eh與第二材料112之間建立的相互連通的蝕刻通道可以參考上 圖28b、29b中蝕刻孔eh與所述橋結構107之間建立的相互連通的蝕刻通道 ec進行理解，具體為：通過蝕刻通道ec釋放蝕刻去除所述橋結構材料107
’?
的同時也去除了第二材料112，從而形成了具有空腔的所述橋結構107和具有 空腔的
所述第二部分109。實際應用中，在所述第一凹槽1061中部分填充材料 即第一部分108的材料與所述第二電極層相同的材料。具體地，參考圖30g， 在所述第一凹槽1061中填充有與所述第二電極層相同的材料的第一部分108 及填充有空氣的第二部分109；其中，所述第一部分108及第二部分109可以 是沿第一方向上的兩個部分(參考上述圖7a進行理解，此處不再贅述)。也可 以是沿第二方向上的兩個部分(參考上述圖14a進行理解，此處不再贅述)。示 例性地，所述第一部分108的材料具體可以包括：鋁(al)、鉬(mo)、釕(ru)、 銥(ir)或者鉑(pt)等。所述第二部分109的材料具體可以包括空氣或sio2以及其他非金屬材料。
[0249]
在一些實施例中，在所述凹槽中填充第一材料和第二材料時，所述第一材 料和所述第二材料的頂面均高于所述壓電層的頂面。所述第一材料和所述第二 材料的高于所述壓電層的頂面的部分，可以參考上述圖16和圖17中的所述空 腔延伸部1091～1093進行理解，此處不再贅述。
[0250]
本技術實施例提供的體聲波諧振結構的制造方法制造得到的體聲波諧振結 構與上述實施例中的體聲波諧振結構類似，對于本技術實施例未詳盡披露的技 術特征，請參照上述實施例進行理解，這里，不再贅述。
[0251]
應理解，說明書通篇中提到的“一個實施例”或“一實施例”意味著與實施例 有關的特定特征、結構或特性包括在本技術的至少一個實施例中。因此，在整 個說明書各處出現的“在一個實施例中”或“在一實施例中”未必一定指相同的實 施例。此外，這些特定的特征、結構或特性可以任意適合的方式結合在一個或 多個實施例中。應理解，在本技術的各種實施例中，上述各過程的序號的大小 并不意味著執行順序的先后，各過程的執行順序應以其功能和內在邏輯確定， 而不應對本技術實施例的實施過程構成任何限定。上述本技術實施例序號僅僅 為了描述，不代表實施例的優劣。
[0252]
本技術所提供的幾個方法實施例中所揭露的方法，在不沖突的情況下可 以任意組合，得到新的方法實施例。
[0253]
以上所述，僅為本技術的具體實施方式，但本技術的保護范圍并不局限 于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本技術揭露的技術范圍內，可輕易 想到變化或替換，都應涵蓋在本技術的保護范圍之內。因此，本技術的保護 范圍應以所述權利要求的保護范圍為準。