一种基于玻璃衬底的横向激励体声波谐振器及制备方法

本发明属于横向激励体声波谐振器相关，尤其涉及一种基于玻璃衬底的横向激励体声波谐振器及制备方法。

背景技术：

1、本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

2、xbar谐振器利用压电薄膜中的横向电场激励体声波模态，具有高频、大带宽和高机电耦合潜力，是高频滤波器的重要发展方向。

3、xbar谐振器通常需要在压电薄膜下方形成空腔，使压电薄膜及叉指电极覆盖区域能够自由振动。空腔的深度、横向边界、底面形貌、膜片支撑状态和释放一致性会直接影响谐振器的谐振频率、品质因子、寄生模态、机电耦合系数和晶圆级一致性。因此，如何形成尺寸可控、边界稳定、工艺兼容性好的xbar空腔，是器件制造中的关键问题。

4、现有xbar空腔制备方法通常在空腔周围设置独立刻蚀停止结构。例如，部分方案在衬底或牺牲层附近额外设置侧向刻蚀停止材料，用于限制空腔横向扩展。但该类方案往往需要增加沟槽刻蚀、截止材料填充和平坦化步骤，工艺复杂度增加；同时，额外引入的截止材料可能带来热应力、电学寄生、界面缺陷或声学散射问题。

技术实现思路

1、为克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种基于玻璃衬底的横向激励体声波谐振器及制备方法，玻璃衬底的侧壁和底面作为释放截止层，避免额外设置独立侧向截止层，降低高频xbar谐振器的衬底寄生损耗。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、第一方面，本发明提供一种基于玻璃衬底的横向激励体声波谐振器，包括：

4、玻璃衬底，在所述玻璃衬底上表面开设有凹槽；

5、多晶硅牺牲层，所述多晶硅牺牲层填充在所述凹槽中，释放后形成目标空腔；

6、复合介质适配层，设置在所述玻璃衬底和所述多晶硅牺牲层上方，所述复合介质适配层包括释放保护层、底部覆盖层、应力缓冲层和键合平坦层中至少两种；

7、压电衬底，与所述复合介质适配层键合形成压电薄膜；

8、金属电极，设置于所述压电薄膜上表面；

9、钝化层，覆盖所述压电薄膜和所述金属电极。

10、第二方面，本发明提供一种基于玻璃衬底的横向激励体声波谐振器的制备方法，包括：

11、准备玻璃衬底，在玻璃衬底上表面形成凹槽；

12、在凹槽内沉积多晶硅牺牲层；

13、去除多余多晶硅牺牲层，使多晶硅牺牲层与玻璃衬底上表面基本齐平；

14、在所述玻璃衬底和所述多晶硅牺牲层上方形成复合介质适配层；其中，所述复合介质适配层包括键合平坦层、应力缓冲层和声学隔离层中至少一种；

15、将压电衬底和复合介质适配层键合，形成压电薄膜；

16、在压电薄膜上形成金属电极；

17、在金属电极和压电薄膜上形成钝化层。

18、以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：

19、在本发明中，利用玻璃衬底的凹槽承载多晶硅牺牲层，后续通过释放多晶硅牺牲层形成xbar谐振器的目标空腔，凹槽底面作为垂向释放截止界面，限定目标空腔深度；凹槽侧壁作为横向释放截止界面，限制目标空腔侧向扩展，利用玻璃衬底的高绝缘和低损耗特性，避免额外设置独立侧向截止层，降低高频xbar谐振器的衬底寄生损耗；玻璃衬底上表面作为后续复合介质适配层的平坦化基准面，减少截止槽填充和额外平坦化工艺。

20、本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

1.一种基于玻璃衬底的横向激励体声波谐振器，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的一种基于玻璃衬底的横向激励体声波谐振器，其特征在于，所述凹槽的侧壁为垂直侧壁、倾斜侧壁、圆角过渡侧壁中的一种。

3.如权利要求2所述的一种基于玻璃衬底的横向激励体声波谐振器，其特征在于，所述凹槽的侧壁为垂直侧壁，释放孔位于所述凹槽外侧的非声学孔径区域；

4.如权利要求2所述的一种基于玻璃衬底的横向激励体声波谐振器，其特征在于，所述凹槽的侧壁为圆角过渡侧壁，所述圆角过渡侧壁为凹槽侧壁与凹槽底面之间形成圆角过渡时，圆角半径 r 取值为 0.5 μm—20 μm。

5.如权利要求1所述的一种基于玻璃衬底的横向激励体声波谐振器，其特征在于，还包括：释放均衡结构，所述释放均衡结构设置在释放孔与凹槽侧壁之间，所述释放均衡结构与释放孔连通。

6.如权利要求1所述的一种基于玻璃衬底的横向激励体声波谐振器，其特征在于，所述玻璃衬底上开设有多个相互独立的凹槽，在每个凹槽内填充多晶硅牺牲层，所述多晶硅牺牲层释放后形成多个独立目标空腔。

7.如权利要求1所述的一种基于玻璃衬底的横向激励体声波谐振器，其特征在于，释放孔位于有效声学孔径区域外侧且位移幅值低于最大位移幅值30%的区域。

8.如权利要求1所述的一种基于玻璃衬底的横向激励体声波谐振器，其特征在于，释放孔位于声学能量密度低于有效声学孔径中心区域 30% 的区域。

9.如权利要求1所述的一种基于玻璃衬底的横向激励体声波谐振器，其特征在于，释放孔中心至有效声学孔径边缘的距离d1满足0.2λ≤d1≤3λ；释放孔中心至凹槽侧壁的距离d2满足0.1wc≤d2≤0.4wc；相邻释放孔间距p满足 0.2λ≤p≤5λ；λ 为横向激励体声波谐振器主谐振模态对应的等效声学波长。

10.一种基于玻璃衬底的横向激励体声波谐振器的制备方法，其特征在于，包括：