一种谐振器和滤波器的制作方法

1.本实用新型涉及半导体技术领域，尤其涉及一种谐振器和滤波器。


背景技术：

2.谐振器就是指产生谐振频率的电子元件，具有稳定，抗干扰性能良好的特点，广泛应用于各种电子产品中，如滤波器中。在制造谐振器或滤波器时，由于薄膜或刻蚀机台工艺均匀性的原因，单片晶圆内不同区域的厚度无法做到完全一致，即单片晶圆上不同区域的谐振器或滤波器频率会不一致。为了解决多个谐振器或滤波器频率不一致的问题，让谐振器或滤波器产品工作在设定的频率范围，从而提高产线良品率，现有技术通常通过离子束刻蚀的方式对钝化层进行表面刻蚀(trim)处理，即对工作频率偏低的谐振器多刻蚀一些，对工作频率偏高的谐振器少刻蚀一些，从而实现最终所有的谐振器工作在相同的频率范围。
3.然而，现有的谐振器中的钝化层多采用氮化铝材材料，这种材料遇水后厚度会发生变化从而改变谐振器的工作频率，因此，在对钝化层进行表面刻蚀处理后，无法再进行水洗或表面等离子处理等操作；另外，现有的谐振器在生产制造过程中由于工艺控制的原因，会发生钝化层被过多刻蚀后造成谐振器的工作频率超出设定的频率范围的问题，从而导致谐振器的报废。


技术实现要素：

4.本实用新型实施例提供了一种谐振器和滤波器，可以提高谐振器的防水性，也可以降低谐振器的报废率。
5.根据本实用新型的一方面，提供了一种谐振器，该谐振器包括：
6.衬底，所述衬底的第一表面设置有声反射结构；
7.底电极，位于所述声反射结构远离所述衬底的一侧；
8.压电层，位于所述底电极远离所述衬底的一侧；
9.顶电极，位于所述压电层远离所述底电极的一侧；
10.钝化层，位于所述顶电极远离所述压电层的一侧；
11.保护层，位于所述钝化层远离所述顶电极的一侧，所述保护层覆盖所述钝化层。
12.可选的，所述顶电极包括引脚；
13.所述钝化层包括第一通孔，所述第一通孔裸露所述引脚；
14.所述保护层包括第二通孔，所述第二通孔裸露所述引脚。
15.可选的，所述保护层的厚度小于或等于100埃。
16.可选的，所述钝化层的材料包括氮化铝；
17.所述保护层的材料包括氧化硅、氮化硅或氮氧化硅。
18.可选的，本实施例提供的谐振器还包括温度补偿层；
19.所述温度补偿层位于所述衬底和所述底电极之间。
20.可选的，本实施例提供的谐振器还包括温度补偿层；
21.所述温度补偿层位于所述底电极远离所述衬底的一侧。
22.可选的，所述温度补偿层位于所述底电极与所述压电层之间。
23.可选的，所述温度补偿层位于所述顶电极与所述钝化层之间。
24.可选的，所述温度补偿层位于所述顶电极与所述压电层之间。
25.可选的，所述衬底包括凹槽；
26.所述底电极位于所述衬底设置有所述凹槽的一侧；
27.所述底电极与所述凹槽之间形成所述声反射结构。
28.可选的，本实施例提供的谐振器还包括支撑层；
29.所述支撑层设置在所述衬底与所述底电极之间；
30.所述支撑层与所述衬底之间形成所述声反射结构。
31.根据本实用新型的另一方面，提供了一种滤波器，该滤波器包括本实用新型任意实施例提供的谐振器。
32.本实施例提供的谐振器在钝化层远离顶电极的一侧设置有保护层，保护层可以防止钝化层被水腐蚀而影响谐振器的工作频率，其次，保护层具有一定的厚度，当钝化层被过多刻蚀而造成谐振器报废时，保护层可以补偿多刻蚀的部分，最终使谐振器的不同区域工作在相同的频率范围内。本实用新型实施例提供的谐振器，可以提高谐振器的防水性，也可以降低谐振器的报废率。
33.应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本实用新型的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本实用新型的范围。本实用新型的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
34.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述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实用新型的一些实施例，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。
35.图1是根据本实用新型实施例提供的一种谐振器的结构示意图；
36.图2是根据本实用新型实施例提供的又一种谐振器的结构示意图；
37.图3是根据本实用新型实施例提供的又一种谐振器的结构示意图；
38.图4是根据本实用新型实施例提供的又一种谐振器的结构示意图；
39.图5是根据本实用新型实施例提供的又一种谐振器的结构示意图；
40.图6是根据本实用新型实施例提供的又一种谐振器的结构示意图；
41.图7是根据本实用新型实施例提供的又一种谐振器的结构示意图；
42.图8是根据本实用新型实施例提供的又一种谐振器的结构示意图；
43.图9是根据本实用新型实施例提供的又一种谐振器的结构示意图。
具体实施方式
44.为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实
施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
45.需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
46.图1是根据本实用新型实施例提供的一种谐振器的结构示意图，图2是根据本实用新型实施例提供的又一种谐振器的结构示意图，参考图1和图2，该谐振器包括：衬底110，衬底110的第一表面设置有声反射结构111；底电极120，位于声反射结构111远离衬底110的一侧；压电层130，位于底电极120远离衬底110的一侧；顶电极140，位于压电层130远离底电极120的一侧；钝化层150，位于顶电极140远离压电层130的一侧；保护层160，位于钝化层150远离顶电极140的一侧，保护层160覆盖钝化层150。
47.具体的，声反射结构111可以为空腔结构或者布拉格结构。可以通过在衬底110内形成一凹槽，底电极120与凹槽之间形成声反射结构111(参考图1)，也可以在衬底110与底电极120之间设置一支撑层190，支撑层190与衬底110之间形成声反射结构111(参考图2)。保护层160具有防水的功能，将保护层160设置在钝化层150远离顶电极140的一侧，可以防止钝化层150被水腐蚀，从而有利于谐振器长时间存放，也有利于清洗谐振器的表面。
48.钝化层150具有频率调节的功能，底电极120、压电层130、顶电极140、钝化层150都是先用气相沉积工艺沉积的薄膜，然后通过光刻、刻蚀等工艺做出设计需要的图形。气相沉积后形成的钝化层150的厚度不均匀，从而造成钝化层150不同区域有不同的工作频率，为了使钝化层150的不同区域的工作频率相同，需要使最终形成的钝化层150的厚度处处相等，因此，对气相沉积后的钝化层150进行刻蚀，对工作频率偏低的区域多刻蚀一些，对工作频率偏高的区域少刻蚀一些，从而实现钝化层150的不同区域的工作频率相同，但是，在刻蚀过程中，容易导致过多刻蚀，使最终形成的谐振器不能在设定频率下工作，造成谐振器不可逆的损坏，本实施例提供的保护层160也具有频率调节的功能，当钝化层150刻蚀过多时，可以通过保护层160进行补偿，从而实现谐振器的不同区域工作在相同的频率范围内。
49.本实施例提供的谐振器在钝化层远离顶电极的一侧设置有保护层，保护层可以防止钝化层被水腐蚀而影响谐振器的工作频率，其次，保护层具有一定的厚度，当钝化层被过多刻蚀而造成谐振器报废时，保护层可以补偿多刻蚀的部分，最终使谐振器的不同区域工作在相同的频率范围内。本实用新型实施例提供的谐振器，可以提高谐振器的防水性，也可以降低谐振器的报废率。
50.图3是根据本实用新型实施例提供的又一种谐振器的结构示意图，图4是根据本实用新型实施例提供的又一种谐振器的结构示意图，参考图3和图4，顶电极140包括引脚；钝化层150包括第一通孔151，第一通孔151裸露引脚；保护层160包括第二通孔161，第二通孔
161裸露引脚。
51.具体的，顶电极140设置有用于和外部电连接的引脚，该引脚可用于谐振器性能测试或与引线连接。在对谐振器进行性能测试时，测试装置可以穿过第一通孔151和第二通孔161与引脚电连接，从而测试谐振器的工作性能。第一通孔151的大小可以和第二通孔161的大小相同。
52.可选的，保护层的厚度小于或等于100埃。
53.具体的，设置保护层的厚度小于或等于100埃，一方面，该厚度范围下的保护层可以防止钝化层被水腐蚀，另一方面，该厚度范围下的保护层不会过多的改变谐振器的频率一致性。
54.可选的，钝化层的材料包括氮化铝；保护层的材料包括氧化硅、氮化硅或氮氧化硅。
55.具体的，氮化铝具有调节频率的功能，设置钝化层的材料包括氮化铝有利于谐振器实现其相应的功能，但由氮化铝制成的钝化层遇水后其厚度会发生变化，而氧化硅、氮化硅和氮氧化硅均具有防水的功能，因此，设置保护层的材料包括氧化硅、氮化硅或氮氧化硅，可以防止钝化层被水腐蚀，其次，相比于氮化铝，氧化硅、氮化硅和氮氧化硅较为稳定，可以使本实施提供的谐振器对键合的要求及封装的要求降低，利于其它优化封装方案的引入。
56.可选的，图5是根据本实用新型实施例提供的又一种谐振器的结构示意图，参考图5，本实施例提供的谐振器还包括温度补偿层170；温度补偿层170位于衬底110和底电极120之间。
57.具体的，温度补偿层170可以使谐振器在不同的温度下具有相同或相近的性能，使谐振器不因工作环境的温度发生变化而影响其工作性能。
58.可选的，本实施例提供的谐振器还包括温度补偿层；温度补偿层位于底电极远离衬底的一侧。
59.具体的，温度补偿层可以设置在压电层的内部，也可以设置在顶电极的内部，还可以设置在钝化层的内部，还可以设置在保护层的内部，还可以设置在底电极与压电层之间，还可以设置在顶电极与钝化层之间，还可以设置在顶电极与压电层之间。
60.可选的，图6是根据本实用新型实施例提供的又一种谐振器的结构示意图，参考图6，温度补偿层170位于底电极120与压电层130之间。
61.可选的，图7是根据本实用新型实施例提供的又一种谐振器的结构示意图，参考图7，温度补偿层170位于顶电极140与钝化层150之间。
62.具体的，位于顶电极140和钝化层150之间的温度补偿层170还包括第三通孔，第三通孔裸露顶电极140上的引脚。
63.可选的，图8是根据本实用新型实施例提供的又一种谐振器的结构示意图，参考图8，温度补偿层170位于顶电极140与压电层130之间。
64.具体的，温度补偿层170的位置可以根据实际需要进行设置。
65.可选的，衬底包括凹槽；底电极位于衬底设置有凹槽的一侧；底电极与凹槽之间形成声反射结构。
66.具体的，底电极与凹槽之间形成的声反射结构为空腔。
67.可选的，本实施例提供的谐振器还包括支撑层；支撑层设置在衬底与底电极之间；支撑层与衬底之间形成声反射结构。
68.具体的，支撑层与衬底之间形成声反射结构为空腔。
69.图9是根据本实用新型实施例提供的又一种谐振器的结构示意图，参考图9，本实施例提供的谐振器还包括微结构180，微结构180位于顶电极140和压电层130之间。
70.具体的，微结构180的设置有利于提高谐振器的工作性能。
71.本实用新型实施例还提供了一种滤波器，该滤波器包括本实用新型任意实施例提供的谐振器。
72.上述具体实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型保护范围之内。