声学谐振器封装结构

文档序号:1407289 发布日期:2020-03-06 浏览:21次 >En<

阅读说明:本技术 声学谐振器封装结构 (Acoustic resonator packaging structure ) 是由 李亮 商庆杰 梁东升 赵洋 王利芹 丁现朋 刘青林 冯利东 张丹青 崔玉兴 张力 于 2019-10-11 设计创作,主要内容包括:本发明涉及半导体技术领域,具体公开一种声学谐振器封装结构。该谐振器包括基板;声学谐振器,设置在所述基板上,所述声学谐振器包括衬底;多层结构,形成于所述衬底上,其中,在所述衬底和所述多层结构之间形成有腔体;盖帽,所述盖帽与所述基板之间形成一个密封空间;材料层区域;以及电子电路,形成于所述材料层区域上,从而形成一种新型的声学谐振器封装结构,且具有较好的性能。(The invention relates to the technical field of semiconductors, and particularly discloses an acoustic resonator packaging structure. The resonator includes a substrate; an acoustic resonator disposed on the substrate, the acoustic resonator comprising a substrate; a multilayer structure formed on the substrate, wherein a cavity is formed between the substrate and the multilayer structure; the cap forms a sealed space with the substrate; a material layer region; and the electronic circuit is formed on the material layer area, so that a novel acoustic resonator packaging structure is formed, and the acoustic resonator packaging structure has better performance.)

声学谐振器封装结构

技术领域

本发明涉及半导体技术领域,尤其涉及声学谐振器封装结构。

背景技术

谐振器可以用于各种电子应用中实施信号处理功能,例如,一些蜂窝式电话及其它通信装置使用谐振器来实施用于所发射和/或所接收信号的滤波器。可根据不同应用而使用数种不同类型的谐振器,例如薄膜体声谐振器(FBAR)、耦合式谐振器滤波器(SBAR)、堆叠式体声谐振器(SBAR)、双重体声谐振器(DBAR)及固态安装式谐振器(SMR)。

典型的声学谐振器包括上电极、下电极、位于上下电极之间的压电材料、位于下电极下面的声反射结构以及位于声反射结构下面的衬底。通常将上电极、压电层、下电极三层材料在厚度方向上重叠的区域定义为谐振器的有效区域。当在电极之间施加一定频率的电压信号时,由于压电材料所具有的逆压电效应,有效区域内的上下电极之间会产生垂直方向传播的声波,声波在上电极与空气的交界面和下电极下的声反射结构之间来回反射并在一定频率下产生谐振。

目前,传统的谐振器制作方法,对于谐振器工作区域的表面粗糙度不容易控制,影响谐振器性能。此外,在过去的声学谐振器封装结构中,由于引线的互连长度,使得封装的声学元件与外部电子线路之间的引线或导线传输的电信号容易产生损耗、噪声和/或干扰,进而降低设备的性能。因此,需要对谐振器及谐振器封装结构进行改进和优化。

发明内容

针对现有谐振器制作方法中存在的对于谐振器工作区域的表面粗糙度不容易控制,影响谐振器性能,以及谐振器封装结构影响电信号稳定的问题,本发明提供一种声学谐振器封装结构。

为达到上述发明目的,本发明实施例采用了如下的技术方案:

一种声学谐振器封装结构,包括:

基板,设置有***焊盘;

声学谐振器,设置在所述基板上,所述声学谐振器包括衬底和多层结构;所述多层结构形成于所述衬底上,所述多层结构由下至上依次包括下电极层、压电层和上电极层;其中,在所述衬底和所述多层结构之间形成有腔体,所述腔体包括位于所述衬底上表面之下的下半腔体和超出所述衬底上表面并向所述多层结构突出的上半腔体;

盖帽,设有***焊盘密封件,所述***焊盘密封件与所述***焊盘连接,使所述盖帽与所述基板之间形成一个密封空间;

材料层区域,设置在所述密封空间内所述盖帽的第一盖帽表面上;以及

电子电路,形成于所述材料层区域上。

可选地,所述下半腔体由底壁和第一侧壁围成,所述底壁整体与所述衬底表面平行,所述第一侧壁为由所述底壁边缘延伸至所述衬底上表面的第一圆滑曲面。

可选地,所述第一圆滑曲面包括圆滑过渡连接的第一曲面和第二曲面,所述第一曲面的竖截面呈倒抛物线状,且位于所述底壁所在的平面之上;所述第二曲面的竖截面呈抛物线状,且位于所述衬底上表面所在的平面之下。

可选地,所述上半腔体由所述多层结构的下侧面围成,所述多层结构与所述上半腔体对应的部分包括顶壁和第二侧壁围成,所述第二侧壁为由所述顶壁边缘延伸至所述衬底上表面的第二圆滑曲面。

可选地,所述第二圆滑曲面包括圆滑过渡连接的第三曲面和第四曲面,所述第三曲面的竖截面呈抛物线状,且位于所述顶壁所在的平面之下;所述第四曲面的竖截面呈倒抛物线状,且位于所述衬底上表面所在的平面之上。

可选地,所述电子电路与所述声学谐振器电连接。

可选地,所述基板还设置有第一焊盘,且所述***焊盘围绕所述第一焊盘。

可选地,所述盖帽还设有焊盘密封件,所述焊盘密封件键合在所述第一焊盘周边。

可选地,所述盖帽上设有通孔,所述通孔位于所述第一焊盘上方,为连接到第一焊盘的电气连接提供通路。

可选地,所述基板上设有通孔,所述通孔位于所述第一焊盘下方,为连接到第一焊盘的电气连接提供通路。

可选地,所述基板上设有第二焊盘,所述盖帽上设有与所述第二焊盘连接的下拉接触柱。

可选地,所述材料层区域与所述焊盘密封件电隔离。

可选地,所述材料层区域由比所述盖帽电阻率低的材料组成。

可选地,所述基板包括与所述盖帽的第一表面相对设置的第一基板表面,所述第一基板表面至少包括一个与所述声学谐振器相对设置的凹陷区域。

可选地,所述电子电路直接对置于所述声学谐振器的对面。

可选地,所述盖帽为半导体盖帽,所述材料层区域是在所述盖帽衬底上形成的外延层区域。

可选地,所述电子电路与所述声谐振器耦合形成超低相位噪声振荡器。

相对于现有技术,采用上述技术方案所产生的有益效果在于:本发明实施例,通过设置具有下半腔体和上半腔体的腔体,且下半腔体整***于衬底上表面之下,上半腔体整***于衬底上表面之上,从而形成一种新型的谐振器结构,且具有较好的性能,并将该谐振器与电子电路共同用于谐振器封装结构,得到性能稳定的谐振器封装结构。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例声学谐振器封装结构的结构示意图;

图2是本发明实施例声学谐振器封装结构的结构示意图;

图3是本发明实施例中声学谐振器的结构示意图;

图4是图3中A的放大示意图;

图5是本发明实施例中声学谐振器的一种制作方法流程图;

图6是本发明实施例中声学谐振器的又一种制作方法流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参见图1及图3,本发明一实施例提供了一种声学谐振器封装结构100,包括基板110和盖帽120。基板110的第一基板表面(即图中的上表面)上设有第一焊盘111、第二焊盘113和凹陷区域114。基板110还包括设置在第一基板表面上的***焊盘(图中未示出)。此外,在封装结构100的一些实施例中还包括附加焊盘(111和113)。

盖帽120的第一盖帽表面(图中的下表面)上包括焊盘密封件121、与焊盘121相对应的通孔122、下拉接触柱123、低电阻率材料层(如外延层)区域125以及形成在低电阻率材料层区域125上的电子电路126。焊盘密封件121设置在支座151上,且焊盘密封件121及支座151外设有导电层,下拉接触柱123设置在支座153上,且下拉接触柱123及支座153外设有导电层。盖帽120还包括设置在第一盖帽表面上的***焊盘密封件(未示出)。此外,在一些实施例中,盖帽120还包括附加焊盘密封件121及相对应的通孔122,和/或附加下拉接触柱123。在一些实施例中,盖帽120上的一个或多个通孔122镀有或填充有导电材料(如金属),为焊盘密封件121相应的金属层与盖帽520的第二盖帽表面(图中的上表面)提供电连接。

上述声学谐振器封装结构100还包括设置在基板110凹陷区域114上的声学谐振器115。在一些实施例中,声学谐振器115电连接到电子电路126,例如通过第二焊盘113和位于下拉接触柱123上的导电层(例如金属)进行电连接。在一些实施例中,声学谐振器115包括薄膜体声谐振器(FBAR),在其他实施例中,可以使用牢固安装的谐振器(SMR)。

在一些实施例中,基板110和/或盖帽120由半导体衬底组成。而在一些实施例中,盖帽120可以由电子非导电材料或高电阻率半导体材料(如单晶硅)制成。在可选实施例中,盖帽120可以由其他高电阻率材料,例如绝缘硅片(SOI)衬底组成,并通过控制SOI衬底掺杂形成低电阻率材料层区域125。

在一些实施例中,基板110和盖帽120由彼此具有相同或近似相同的热膨胀系数(CTE)的材料制成,以避免热膨胀失配问题。在一些实施例中,基板110和盖帽120彼此由相同的半导体材料制成。

盖帽120的第一盖帽表面上设置的支座151和153,由与所述盖帽120的半导体材料不同的材料形成。而在一些实施例中,支座151和153由电绝缘材料构成,该电绝缘材料可以覆盖一层或多层导电层(例如,金属层)。在其他实施例中,支座151和153也可以由固体导电材料构成,例如铜或金。通过采用支座151和153,可以增加盖帽120的第一盖帽表面与基板110之间的距离。使得封装结构100中,电子电路126可以直接与谐振器115上下相对设置。所以,在其他因素相同的情况下,封装结构100可能具有较短的长度或横向尺寸。

在本发明的一些实施例中,在位于焊盘密封件121、下拉接触柱123和***焊盘密封件之间的低电阻率材料层的一个或多个部分被移除,从而消除通过任何焊盘密封件121、下拉接触柱123和***焊盘密封件之间的低电阻率材料层的电流路径。此外,在一些实施例中,低电阻率材料层的一个或多个部分被移除,从而消除低电阻率材料层区域125与部分或全部焊盘密封件121、下拉接触柱123和***焊盘密封件的导电层之间的电流路径。

作为本发明实施例的一种可实施方式,参照图5,封装结构100的低电阻率材料层(如外延层)被消除,除了以下情况外:(1)低电阻率材料层(如外延层)区域125,与部分或全部的焊盘密封件121和/或下拉接触柱123和/或***焊盘密封件隔离;(2)低电阻率材料层(如外延层)区域位于一个或多个焊盘密封件121、下拉接触柱123和***焊盘密封件的踏面上。此外,盖帽120包括一个电绝缘材料527(例如氧化物氧化硅)电隔离低电阻率材料层(如外延层)区域125与一个或多个导电层或焊盘密封件121和下拉接触柱123之间的电流路径。在某些实施例中,电绝缘材料127部分或全部包含或包围低电阻率材料层(例如外延层)区域125。

作为本发明实施例的一种可实施方式,封装结构100的支座151由固体导电材料构成,例如铜或金,而通孔122未贯穿支座151到达第一焊盘111。这种情况下,支座151可以被认为是盖帽120第一盖帽表面上的衬垫。

作为本发明实施例的一种可实施方式,参照图2,一种声学谐振器封装结构200,包括基板210和盖帽220。基板210的第一基板表面(即图中的上表面)上设有第一焊盘211、与第一焊盘211相对应的并形成于基板210上的通孔212、第二焊盘213和凹陷区域214。基板610还包括设置在第一基板表面上的***焊盘(图中未示出)。此外,在封装结构200的一些实施例中还包括附加第一焊盘211及对应的通孔212,和附加第二焊盘焊盘213。

盖帽220的第一盖帽表面(图中的下表面)上设有下拉接触柱223、低电阻率材料层(如外延层)区域225以及形成在低电阻率材料层区域225上的电子电路226。下拉接触柱223设置在支座253上,且下拉接触柱223及支座253外设有一层或多层导电层。盖帽220还包括设置在第一盖帽表面上的***焊盘密封件(未示出)。此外,在一些实施例中,盖帽220还包括附加下拉接触柱223。

在一些实施例中,基板210上的一个或多个通孔212镀有或填充有导电材料(如金属),为对应的第一焊盘211与基板210的第二基板表面(图2中的下表面)提供电连接。

上述声学谐振器封装结构200还包括设置在基板210凹陷区域214上的声学谐振器215。在一些实施例中,声学谐振器215电连接到电子电路226,例如通过下拉接触柱223进行电连接。在一些实施例中,声学谐振器215包括薄膜体声谐振器(FBAR),在其他实施例中,可以使用牢固安装的谐振器(SMR)。

在一些实施例中,基板210和/或盖帽220由半导体衬底组成。而在一些实施例中,盖帽220可以由电子非导电材料或高电阻率半导体材料(如单晶硅)制成。在一些实施例中,基板610和盖帽620由彼此具有相同或近似相同的热膨胀系数(CTE)的材料制成,以避免热膨胀失配问题。在一些实施例中,基板210和盖帽220彼此由相同的半导体材料制成。

作为本发明实施例的一种可实施方式,位于封装结构200的盖帽220中的低电阻率材料层225,与部分或全部下拉接触柱223和/或***焊盘密封件的导电层(如金属层)电隔离。

盖帽220的第一盖帽表面上设置的支座253,由与所述盖帽220的半导体材料不同的材料形成。而在一些实施例中,支座253由电绝缘材料构成,该电绝缘材料可以覆盖一层或多层导电层(例如,金属层)。通过采用支座253,可以增加盖帽220的第一盖帽表面与基板210之间的距离。使得封装结构200中,电子电路226可以直接与谐振器215上下相对设置。所以,在其他因素相同的情况下,封装结构200可能具有较短的长度或横向尺寸。

作为本发明实施例的一种可实施方式,在封装结构200中,与上述的封装结构100相比,通孔212设置在基板210中而不是盖帽220中,这样在盖帽220的第一盖帽表面的外延层可以保持完整,并通过支座253来实现电隔离。

作为本发明实施例的一种可实施方式,参照图3,在声学谐振器中,下半腔体5310由底壁5101和第一侧壁5102围成,底壁5101整体与衬底5100的表面平行,第一侧壁5102为由底壁5101的边缘延伸至衬底5100上表面的第一圆滑曲面。

其中,底壁5101和第一侧壁5102均为衬底5100的表面壁。而第一侧壁5102为第一圆滑曲面能够保证谐振器腔体的性能,不发生突变。

作为本发明实施例的一种可实施方式,参见图3和4,所述第一圆滑曲面可以包括圆滑过渡连接的第一曲面1021和第二曲面1022。其中,圆滑过渡连接的第一曲面1021和第二曲面1022是指第一曲面1021和第二曲面1022之间连接处无突变,且第一曲面1021和第二曲面1022两者也为无突变的曲面,从而能够保证谐振器腔体的性能。其中,衬底5100是由很多个晶体(例如硅晶体)组成的,无突变是指第一圆滑曲面处的各个晶体之间的间隙不应过大以影响谐振器的性能。

例如,第一曲面1021的竖截面可以呈倒抛物线状,且位于底壁5101所在的平面之上,即抛物线顶点与平面相切;第二曲面1022的竖截面可以呈抛物线状,且位于衬底5100上表面所在的平面之下,即抛物线顶点与平面相切。第一曲面1021和第二曲面1022圆滑连接。当然,第一曲面1021和第二曲面1022还可以为其他形状的曲面,能够达到第一圆滑曲面处的各个晶体之间的间隙不影响谐振器的性能即可。

作为本发明实施例的一种可实施方式,参见图3,上半腔体5320可以由多层结构5200的下侧面围成,所述多层结构5200的下侧面与上半腔体5320对应的部分包括顶壁5201和第二侧壁5202,第二侧壁5202为由顶壁5201边缘延伸至衬底5100上表面的第二圆滑曲面。

其中,顶壁5201和第二侧壁5202均为多层结构5200的下侧面壁。而第二侧壁5202为第二圆滑曲面能够保证谐振器腔体的性能,不发生突变。

作为本发明实施例的一种可实施方式,参见图3和图4,第二圆滑曲面可以包括圆滑过渡连接的第三曲面2021和第四曲面2022。其中,圆滑过渡连接的第三曲面2021和第四曲面2022是指第三曲面2021和第四曲面2022之间连接处无突变,且第三曲面2021和第四曲面2022两者也为无突变的曲面,从而能够保证谐振器腔体的性能。其中,从晶体的角度讲,衬底5100是由很多个晶体(例如硅晶体)组成的,无突变是指第二圆滑曲面处的各个晶体之间的间隙不应过大以影响谐振器的性能。

例如,第三曲面2021的竖截面可以呈抛物线状,且位于顶壁5201所在的平面之下,即抛物线顶点与平面相切;第四曲面2022的竖截面呈倒抛物线状,且位于衬底5100上表面所在的平面之上,即抛物线顶点与平面相切。当然,第三曲面2021和第四曲面2022还可以为其他形状,能够达到第一圆滑曲面处的各个晶体之间的间隙不影响谐振器的性能即可。

进一步的,参阅图3,顶壁5201也无突变部分。此处所述的突变与前述突变一致,从晶体的角度讲,多层结构5200也是由很多个晶体组成的,无突变是指顶壁5201处的各个晶体之间的间隙不应过大以影响谐振器的性能。

以上实施例中,衬底5100可以为硅衬底或其他材质的衬底,对此不予限制。

上述谐振器,通过设置具有下半腔体5310和上半腔体5320的腔体5300,且下半腔体5310整***于衬底5100上表面之下,上半腔体5320整***于衬底5100上表面之上,从而形成一种新型的谐振器结构,且具有较好的性能。

参见图5,本发明一实施例中公开一种谐振器的制作方法,包括以下步骤:

步骤301,对衬底进行预处理,改变衬底预设区域部分的预设反应速率,使得预设区域部分对应的预设反应速率大于非预设区域部分对应的预设反应速率。

本步骤中,通过对衬底预设区域部分进行预处理,使得衬底预设区域部分的预设反应速率,达到预设区域部分对应的预设反应速率大于非预设区域部分对应的预设反应速率的效果,从而在后续步骤302中对衬底进行预设反应时,能够使得预设区域部分的反应速率和非预设区域部分的反应速率不同,以生成预设形状的牺牲材料部分。

步骤302,对所述衬底进行所述预设反应,生成牺牲材料部分;所述牺牲材料部分包括位于所述衬底上表面之上的上半部分和位于所述衬底下表面之下的下半部分。

其中,所述下半部分由底面和第一侧面围成;所述底面整体与所述衬底表面平行,所述第一侧面为由所述底壁边缘延伸至所述衬底上表面的第一圆滑曲面。所述上半部分由所述多层结构的下侧面围成,所述多层结构与所述上半部分对应的部分包括顶面和第二侧面,所述第二侧面为由所述顶面边缘延伸至所述衬底上表面的第二圆滑曲面。

可选的,所述第一圆滑曲面包括圆滑过渡连接的第一曲面和第二曲面;所述第一曲面的竖截面呈倒抛物线状,且位于所述底面所在的平面之上;所述第二曲面的竖截面呈抛物线状,且位于所述衬底上表面所在的平面之下。

可选的,所述第二圆滑曲面包括圆滑过渡连接的第三曲面和第四曲面;所述第三曲面的竖截面呈抛物线状,且位于所述顶面所在的平面之下;所述第四曲面的竖截面呈倒抛物线状,且位于所述衬底上表面所在的平面之上。

作为本发明实施例的一种可实施方式,所述第一圆滑曲面的曲率小于第一预设值;所述第二圆滑曲面的曲率小于第二预设值。

可以理解的,由于预设区域部分对应的预设反应速率大于非预设区域部分对应的预设反应速率,因此在对衬底进行预设反应时,预设区域部分反应快和非预设区域部分的反应慢,从而能够生成预设形状的牺牲材料部分。

作为本发明实施例的一种可实施方式,步骤302具体实现过程可以包括:将所述衬底置于氧化气氛中进行氧化处理,得到牺牲材料部分。对应的,在步骤301中对衬底的预处理为能够提高衬底预设区域部分的氧化反应速率的手段。该手段可以为在预设区域进行离子注入以提高衬底预设区域部分的氧化反应速率,也可以为在衬底上形成一层预设图案的屏蔽层来提高衬底预设区域部分的氧化反应速率。

当然,在其他实施例中,步骤301中的预处理还可以为氧化处理之外的手段,同样该手段可以为在预设区域进行离子注入以提高衬底预设区域部分的氧化反应速率,也可以为在衬底上形成一层预设图案的屏蔽层来提高衬底预设区域部分的氧化反应速率。

步骤303,在所述牺牲材料层上形成多层结构;所述多层结构由下至上依次包括下电极层、压电层和上电极层。

步骤304,去除所述牺牲材料部分,形成谐振器。

本实施例中,衬底可以为硅衬底或其他材质的衬底,对此不予限制。

上述谐振器制作方法,通过对衬底进行预处理来使得衬底预设区域部分的反应速率大于非预设区域部分对应的预设反应速率,从而能够在对衬底进行预设反应时,生成预设形状的牺牲材料部分,再在所述牺牲材料层上形成多层结构,最后去除牺牲材料部分形成具有特殊腔体结构的谐振器,相对于传统的制作方法对谐振器工作区域的表面粗糙度更为容易控制。

参见图6,本发明一实施例公开一种谐振器制作方法,包括以下步骤:

步骤401,在衬底上形成屏蔽层,所述屏蔽层覆盖所述衬底上除预设区域之外的区域。

本步骤中,在衬底上形成屏蔽层的过程可以包括:

在所述衬底上形成屏蔽介质,所述屏蔽层用于屏蔽所述衬底除预设区域之外的区域发生所述预设反应;

去除预设区域对应的屏蔽介质,形成所述屏蔽层。

其中,屏蔽介质的作用为使得衬底上覆盖屏蔽介质部分的反应速率低于未覆盖屏蔽介质部分的反应速率。进一步的,屏蔽层可以用于屏蔽所述衬底除预设区域之外的区域发生所述预设反应。

步骤402,对形成屏蔽层的衬底进行预处理,控制衬底上与所述预设区域对应的部分发生预设反应,得到牺牲材料部分;所述牺牲材料部分包括位于所述衬底上表面之上的上半部分和位于所述衬底下表面之下的下半部分。

其中,所述下半部分由底面和第一侧面围成;所述底面整体与所述衬底表面平行,所述第一侧面为由所述底壁边缘延伸至所述衬底上表面的第一圆滑曲面。所述上半部分由所述多层结构的下侧面围成,所述多层结构与所述上半部分对应的部分包括顶面和第二侧面,所述第二侧面为由所述顶面边缘延伸至所述衬底上表面的第二圆滑曲面。

可选的,所述第一圆滑曲面包括圆滑过渡连接的第一曲面和第二曲面。例如,所述第一曲面的竖截面呈倒抛物线状,且位于所述底面所在的平面之上;所述第二曲面的竖截面呈抛物线状,且位于所述衬底上表面所在的平面之下。

可选的,所述第二圆滑曲面包括圆滑过渡连接的第三曲面和第四曲面;所述第三曲面的竖截面呈抛物线状,且位于所述顶面所在的平面之下;所述第四曲面的竖截面呈倒抛物线状,且位于所述衬底上表面所在的平面之上。

作为本发明实施例的一种可实施方式,所述第一圆滑曲面的曲率小于第一预设值;所述第二圆滑曲面的曲率小于第二预设值。

作为一种可实施方式,步骤402的实现过程可以包括:将所述衬底置于氧化气氛中进行氧化处理,控制衬底上与所述预设区域对应的部分发生氧化反应,得到牺牲材料部分。

其中,所述将所述衬底置于氧化气氛中进行氧化处理,可以包括:

在预设范围的工艺温度环境中,向所述衬底通入高纯氧气,以使得所述衬底上与所述预设区域对应的部分生成氧化层;

经过第一预设时间后,停止向所述衬底通入高纯氧气,通过湿氧氧化、氢氧合成氧化和高压水汽氧化中的一种或多种方式,使得衬底上的氧化层厚度达到预设厚度;

停止向所述衬底通入湿氧并向所述衬底通入高纯氧气,经过第二预设时间后完成对所述衬底的氧化处理。

其中,所述预设范围可以为1000℃~1200℃;所述第一预设时间可以为20分钟~140分钟;所述预设厚度可以为0.4μm~4μm;所述第二预设时间可以为20分钟~140分钟;所述高纯氧气的流量可以为3L/分钟~15L/分钟。

需要说明的是,采用纯氧气、湿氧、氢氧合成和高压水汽氧化中的一种手段或几种手段的结合,过渡区形貌会有一定的差别;同时,屏蔽层的种类和结构的选择,对过渡区的形貌有一定的营销,根据多层结构的厚度和压电层对曲率变化的要求,合理选择氧化方式和屏蔽层种类和结构。

步骤403,去除预处理后的衬底屏蔽层。

步骤404,在去除屏蔽层后的衬底上形成多层结构,所述多层结构由下至上依次包括下电极层、压电层和上电极层。

步骤405,移除所述牺牲材料部分。

本实施例中,所述屏蔽层可以为SiN材质层、SiO2材质层、多晶硅材质层,或为由上述两种或三种材质混合组成的多层结构,所述衬底可以为硅衬底或其他材质的衬底,对此不予限制。

一个实施例中,屏蔽层可以采用SiN,也可以采用多层膜结构,SiN作为氧化屏蔽层,其屏蔽效果较好,屏蔽区和非屏蔽区反应速率相差较大。可以通过刻蚀或腐蚀等手段,把需要制作谐振器区域的屏蔽介质去除,将硅片放在氧化气氛中进行氧化,有屏蔽介质部分的反应速率和没有屏蔽介质部分的反应速率相差较大:没有屏蔽介质部分的反应速率较快,衬底Si与氧气反应形成SiO2,生成的SiO2厚度不断增加,其上表面逐渐比有屏蔽介质部分的表面升高,没有屏蔽介质部分的Si表面逐渐下降,相对没有屏蔽介质部分的表面降低,由于屏蔽层的边缘部分氧气会从侧面进入屏蔽层下面,使得屏蔽层边缘的氧化速率较没有屏蔽介质部分的氧化速率慢,比有屏蔽介质部分的氧化速率快,越接近屏蔽介质的边缘,速率越趋于没有屏蔽介质部分的氧化速率。在屏蔽层边缘形成一个没有速率变化的过渡区域,该过渡区域通过优化氧化方式和屏蔽层种类和结构,可以形成圆滑曲面,在该圆滑曲面上生长含AlN等压电薄膜的多层结构,可以确保压电薄膜的晶体质量。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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