预设空腔型SOI基片薄膜体声波滤波器及制作方法

摘要

本发明公开了一种预设空腔型SOI基片薄膜体声波滤波器及制作方法，涉及微电子器件领域，滤波器由制作于预设空腔SOI基片上的多个薄膜体声波谐振器单元电学级联构成，谐振器包括压电薄膜、底电极和顶电极，SOI基片的衬底硅上表面设置沟槽，带沟槽的衬底硅与顶层硅形成封闭的空腔；顶层硅通过键合工艺由另一片无沟槽SOI基片转移而来，厚度均匀可控；滤波器级联方式包括平衡桥型、阶梯型和网格型；滤波器频率可调，通过控制空腔上方顶层硅的刻蚀时间控制厚度来调整滤波器的频率；谐振器电极近似椭圆形，有利于增强能陷行为；滤波器可组成双工器和多工器；本发明综合了SOI材料的优点，无需牺牲层相关工艺，工艺简单，适合批量生产。

主权项

预设空腔型SOI基片薄膜体声波滤波器，其特征在于：包括通过电学级联方式联接的多个薄膜体声波谐振器，各个薄膜体声波谐振器包括预设空腔型(8)的SOI基片(13)和设置在SOI基片(13)上的换能器，所述换能器包括底电极(9)、顶电极(11)和设置在底电极(9)与顶电极(11)之间的压电薄膜(10)，所述底电极(9)与SOI基片(13)相结合，所述底电极(9)、顶电极(11)和压电薄膜(10)的叠加区域与预设空腔(8)相对；所述SOI基片设置有衬底硅(2)和顶层硅(5)，所述衬底硅(2)上设置有与顶层硅(5)形成预设空腔(8)的沟槽(4)；所述衬底硅(2)和顶层硅(5)之间设置第一二氧化硅层(3)，所述第一二氧化硅层(3)上设有沟槽(4)，所述沟槽(4)与顶层硅(5)形成预设空腔(8)；所述预设空腔型SOI基片薄膜体声波滤波器通过以下制作方法形成，具体如下：(a)在衬底硅的上下表面覆盖二氧化硅层，并以二氧化硅层为掩模板在衬底硅的上表面刻蚀出沟槽；(b)通过键合工艺形成一片无沟槽SOI基片； (c)将（ａ）中的衬底硅带沟槽的一侧与（b）中无沟槽SOI基片的顶层硅键合，形成预设空腔；(d)将无沟槽SOI基片进行初步机械减薄，然后通过化学腐蚀将无沟槽绝缘体硅层全部除去，完成顶层硅由无沟槽SOI基片向有沟槽SOI基片的转移；(e)镀上底电极并对底电极进行刻蚀；(f)在底电极上依次镀上压电薄膜和顶电极，并进行刻蚀；(g)在空腔上方的换能器上刻蚀出腐蚀窗口，使腐蚀液或腐蚀气体能进入空腔内；(h)将腐蚀液或腐蚀气体经腐蚀窗口注入空腔中，对空腔上部的顶层硅进行腐蚀，通过控制腐蚀时间控制残留的空腔上部的顶层硅厚度；(i)最后将通过步骤(a)‑(h)形成的薄膜体声波谐振器采用电学级联方式联接。