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一种体声波谐振器及其制作方法

文献发布时间:2023-06-19 12:24:27


一种体声波谐振器及其制作方法

技术领域

本发明实施例涉及半导体技术领域,具体涉及一种体声波谐振器及其制作方法。

背景技术

薄膜体声波谐振器(Film Bulk Acoustic Resonator,简称FBAR,又称为体声波谐振器或BAW)因具有尺寸小、工作频率高、功耗低、品质因数(Q值)高、直接输出频率信号、与CMOS工艺兼容等特点,而被广泛应用于无线通信射频、生物以及医学等重要领域。

体声波谐振器包括制作在衬底上的具有下电极-压电层-上电极的三明治结构。体声波谐振器利用压电层的逆压电效应,将电极输入的电信号转换为机械谐振。由于体声波谐振器的工作频率会随着温度变化而变化,因此,需要在体声波谐振器中添加温度补偿层,以减小其工作频率的漂移。但是,添加温度补偿层会导致压电层的机电耦合系数(Kt

发明内容

有鉴于此,本发明实施例提供一种体声波谐振器及其制作方法,以解决添加温度补偿层导致压电层机电耦合系数较差的问题。

为解决上述问题,本发明实施例提供如下技术方案:

一种体声波谐振器的制作方法,包括:

提供衬底,在所述衬底的内部或者表面形成声反射结构;

在所述衬底的一侧形成第一电极,所述第一电极至少部分覆盖所述声反射结构;

在所述第一电极背离所述衬底的一侧形成压电层,所述压电层内部或表面具有温度补偿层和至少一层第一晶格诱导层,所述至少一层第一晶格诱导层设置于所述温度补偿层背离所述衬底的一侧,并且,任一所述第一晶格诱导层与所述压电层的晶格失配度小于所述温度补偿层与所述压电层的晶格失配度;

在所述压电层背离所述衬底的一侧形成第二电极。

可选的,在所述第一电极背离所述衬底的一侧形成压电层,所述压电层内部具有温度补偿层和至少一层第一晶格诱导层,包括:

在所述第一电极背离所述衬底的一侧形成第一子压电层;

在所述第一子压电层背离所述衬底的一侧形成温度补偿层;

在所述温度补偿层背离所述衬底的一侧形成至少一层第一晶格诱导层;

在所述至少一层第一晶格诱导层背离所述衬底的一侧形成第二子压电层,所述第一子压电层和所述第二子压电层形成所述压电层。

可选的,在所述第一子压电层背离所述衬底的一侧形成温度补偿层之前,还包括:

在所述第一子压电层背离所述衬底的一侧形成第二晶格诱导层,所述第二晶格诱导层和所述第一晶格诱导层包裹所述温度补偿层,且所述第二晶格诱导层与所述压电层的晶格失配度小于所述温度补偿层与所述压电层的晶格失配度。

可选的,在所述第一电极背离所述衬底的一侧形成压电层,所述压电层表面具有温度补偿层和至少一层第一晶格诱导层,包括:

在所述第一电极背离所述衬底的一侧形成温度补偿层;

在所述温度补偿层背离所述衬底的一侧形成至少一层第一晶格诱导层;

在所述至少一层第一晶格诱导层背离所述衬底的一侧形成压电层,所述压电层至少部分覆盖所述温度补偿层和所述至少一层第一晶格诱导层。

可选的,所述至少一层第一晶格诱导层包括第1层第一晶格诱导层至第N层第一晶格诱导层,则形成至少一层第一晶格诱导层包括:

在所述衬底指向所述温度补偿层的方向上,依次形成第1层第一晶格诱导层至第N层第一晶格诱导层;

其中,第i层第一晶格诱导层与所述压电层的晶格失配度小于第i-1层第一晶格诱导层与所述压电层的晶格失配度;其中,N为大于1的自然数,i为1和N之间的任一自然数。

可选的,形成温度补偿层,包括:

形成具有多个网孔的网格状结构的温度补偿层;

或者,形成包括多个子补偿层的温度补偿层,所述多个子补偿层阵列排布;

和/或,形成侧面为倾斜的表面的温度补偿层。

一种体声波谐振器,包括:

衬底,所述衬底的内部或者表面设置有声反射结构;

第一电极,所述第一电极设置于所述衬底的一侧,所述第一电极至少部分覆盖所述声反射结构;

压电层,所述压电层设置于所述第一电极背离所述衬底的一侧,所述压电层内部或表面具有温度补偿层和至少一层第一晶格诱导层,所述至少一层第一晶格诱导层设置于所述温度补偿层背离所述衬底的一侧,并且,任一所述第一晶格诱导层与所述压电层的晶格失配度小于所述温度补偿层与所述压电层的晶格失配度;

第二电极,所述第二电极设置于所述压电层背离所述衬底的一侧。

可选的,还包括第二晶格诱导层,所述第二晶格诱导层位于所述温度补偿层靠近所述衬底的一侧,所述第二晶格诱导层和所述第一晶格诱导层包裹所述温度补偿层,且所述第二晶格诱导层与所述压电层的晶格失配度小于所述温度补偿层与所述压电层的晶格失配度。

可选的,所述至少一层第一晶格诱导层包括第1层第一晶格诱导层至第N层第一晶格诱导层;

所述第1层第一晶格诱导层至所述第N层第一晶格诱导层在所述衬底指向所述温度补偿层的方向上依次排列;第i层第一晶格诱导层与所述压电层的晶格失配度小于第i-1层第一晶格诱导层与所述压电层的晶格失配度;其中,N为大于1的自然数,i为1和N之间的任一自然数。

可选的,所述晶格诱导层的材料包括金属;所述金属包括Mo、W、Au、Sc、Al、Pt和Ti;所述温度补偿层的材料包括多晶硅、硼磷酸盐玻璃、二氧化硅、铬和碲氧化物。

可选的,所述温度补偿层为具有多个网孔的网格状结构;

或者,所述温度补偿层包括多个子补偿层,所述多个子补偿层阵列排布;

和/或,所述温度补偿层的侧面为倾斜的表面。

本发明实施例提供的体声波谐振器及其制作方法,由于压电层内部或表面具有温度补偿层和至少一层第一晶格诱导层,该第一晶格诱导层设置于温度补偿层背离衬底的一侧,并且,第一晶格诱导层与压电层的晶格失配度小于温度补偿层与压电层的晶格失配度,因此,与温度补偿层相比,第一晶格诱导层与压电层的晶格更匹配,从而可以改善压电层与温度补偿层之间的晶格失配,进而可以提高压电层的机电耦合系数,提高体声波谐振器的性能。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术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申请的实施例,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,还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的体声波谐振器的制作方法的流程图;

图2至图12为本发明实施例提供的体声波谐振器的制作流程的剖面结构示意图;

图13为本发明一个实施例提供的第一晶格诱导层的剖面结构示意图;

图14为本发明另一个实施例提供的第一晶格诱导层的剖面结构示意图;

图15为本发明一个实施例提供的温度补偿层的俯视结构示意图;

图16为本发明另一个实施例提供的体声波谐振器的剖面结构示意图;

图17为本发明另一个实施例提供的温度补偿层的俯视结构示意图;

图18为本发明另一个实施例提供的温度补偿层的俯视结构示意图;

图19为本发明另一个实施例提供的体声波谐振器的剖面结构示意图;

图20为本发明一个实施例提供的体声波谐振器的俯视结构示意图;

图21为本发明一个实施例提供的体声波谐振器的剖面结构示意图。

具体实施方式

正如背景技术所述,在体声波谐振器中添加温度补偿层后,会导致压电层的机电耦合系数变差,影响体声波谐振器的性能。发明人研究发现,造成这种问题的原因主要是,压电层和温度补偿层的晶格失配严重,导致压电层晶向变差。

基于此,本发明提供了一种体声波谐振器及其制作方法,以克服现有技术存在的上述问题,该制作方法包括:

提供衬底,在所述衬底的内部或者表面形成声反射结构;

在所述衬底的一侧形成第一电极,所述第一电极至少部分覆盖所述声反射结构;

在所述第一电极背离所述衬底的一侧形成压电层,所述压电层内部或表面具有温度补偿层和至少一层第一晶格诱导层,所述第一晶格诱导层设置于所述温度补偿层背离所述衬底的一侧,并且,任一所述第一晶格诱导层与所述压电层的晶格失配度小于所述温度补偿层与所述压电层的晶格失配度;

在所述压电层背离所述衬底的一侧形成第二电极。

本发明提供的体声波谐振器及其制作方法,由于压电层内部或表面具有温度补偿层和至少一层第一晶格诱导层,该第一晶格诱导层设置于盖温度补偿层背离衬底的一侧,并且,任一第一晶格诱导层与压电层的晶格失配度小于温度补偿层与压电层的晶格失配度,因此,与温度补偿层相比,第一晶格诱导层与压电层的晶格更匹配,从而可以改善压电层与温度补偿层之间的晶格失配,进而可以提高压电层的机电耦合系数,提高体声波谐振器的性能。

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明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发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,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,都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种体声波谐振器的制作方法,如图1所示,包括:

S101:提供衬底,在衬底的内部或者表面形成声反射结构;

本发明一些实施例中,如图2所示,提供衬底10之后,可以先在衬底10内部形成凹槽100,之后,在凹槽100内部形成牺牲层102,并对衬底10表面进行平坦化处理,使得衬底10和牺牲层102的表面为平坦的表面,在该表面形成第一电极、压电层和第二电极之后,再通过去除牺牲层,来形成图10至图12所示的声反射结构101。当然,本发明并不仅限于此,在另一些实施例中,还可以通过其他方式形成声反射结构,在此不再赘述。

其中,凹槽100可以采用湿法刻蚀工艺形成,也可以采用干法刻蚀工艺形成,在此不再赘述。可选地,衬底10的材料为单晶硅、石英、砷化镓以及蓝宝石等。

需要说明的是,图2所示的结构中,仅以在衬底10内部形成凹槽100为例进行说明,但是,本发明并不仅限于此,在另一些实施例中,还可以在衬底10表面形成结构层,并对结构层进行刻蚀,来在衬底10表面形成凹槽100。

S102:在衬底的一侧形成第一电极,第一电极至少部分覆盖声反射结构;

如图3所示,在衬底10的一侧形成第一电极11,第一电极11至少部分覆盖牺牲层102,以使第一电极11至少部分覆盖后续形成的声反射结构101。其中,第一电极11可以覆盖牺牲层102的部分区域,可以覆盖牺牲层102的全部区域,也可以覆盖牺牲层102及其四周的衬底10,在此不再赘述。

需要说明的是,在本发明的一些实施例中,在形成第一电极11之前,还可以在衬底10具有凹槽100的一侧形成种子层,然后再在种子层上形成第一电极11,以通过种子层提高第一电极11的膜层质量。可选地,种子层的材料为氮化铝、掺钪氮化铝和氧化锌材料等。

S103:在第一电极背离衬底的一侧形成压电层,压电层内部或表面具有温度补偿层和至少一层第一晶格诱导层,第一晶格诱导层设置于温度补偿层背离衬底的一侧,并且,第一晶格诱导层与压电层的晶格失配度小于温度补偿层与压电层的晶格失配度;

本发明一些实施例中,在第一电极背离衬底一侧形成压电层,压电层内部具有温度补偿层和至少一层第一晶格诱导层,包括:

在第一电极背离衬底的一侧形成第一子压电层;

在第一子压电层背离衬底的一侧形成温度补偿层;

在温度补偿层背离衬底的一侧形成至少一层第一晶格诱导层;

在至少一层第一晶格诱导层背离衬底的一侧形成第二子压电层,第一子压电层和第二子压电层形成压电层。

如图4所示,在第一电极11背离衬底10一侧形成第一子压电层12A,第一子压电层12A至少覆盖第一电极11,当然,其可以仅覆盖第一电极11,也可以覆盖第一电极11及其四周的衬底10。其中,第一子压电层12A的材料包括氮化铝、掺杂氮化铝以及氧化锌等。

之后,如图5所示,在第一子压电层12A背离衬底10的一侧形成温度补偿层120,然后,如图6所示,在温度补偿层120背离衬底10的一侧形成第一晶格诱导层121A,第一晶格诱导层121A至少部分覆盖温度补偿层120背离衬底10的一侧表面。本发明附图所示的实施例中,仅以一层第一晶格诱导层121A为例进行说明,当然,本发明并不仅限于此,在另一些实施例中,在温度补偿层120背离衬底10的一侧还可以形成多层第一晶格诱导层121A。

其中,第一晶格诱导层121A可以仅覆盖温度补偿层120背离衬底10的一侧表面,也可以覆盖温度补偿层120背离衬底10的一侧表面及该表面四周的侧面。可选地,温度补偿层120的材料为多晶硅、硼磷酸盐玻璃、二氧化硅、铬或碲氧化物等。第一晶格诱导层121A的材料为金属,该金属为Mo、W、Au、Sc、Al、Pt或Ti等与压电层12的晶格更匹配的材料,当然,本发明并不仅限于此,在另一些实施例中,第一晶格诱导层121A的材料还可以为非金属等,在此不再赘述。

之后,如图7所示,在第一晶格诱导层121A背离衬底10的一侧形成第二子压电层12B。可选地,第二子压电层12B的材料与第一子压电层12A的材料相同,第一子压电层12A和第二子压电层12B形成压电层12。此时,温度补偿层120和第一晶格诱导层121A位于压电层12内部。

由于第一晶格诱导层121A与压电层12的晶格失配度小于温度补偿层120与压电层12的晶格失配度,因此,与温度补偿层120相比,第一晶格诱导层121A与压电层12的晶格更匹配,从而可以改善温度补偿层120背离衬底10的一侧与压电层12之间的晶格失配,进而可以提高温度补偿层120上方的压电层12的机电耦合系数,提高体声波谐振器的性能。

在此基础上,本发明的另一些实施例中,在第一子压电层背离衬底的一侧形成温度补偿层之前,还包括:

在第一子压电层背离衬底的一侧形成第二晶格诱导层,第二晶格诱导层和第一晶格诱导层包裹温度补偿层,且第二晶格诱导层与压电层的晶格失配度小于温度补偿层与压电层的晶格失配度。

如图8所示,先在第一子压电层12A背离衬底10的一侧形成第二晶格诱导层121B,再在第二晶格诱导层121B背离衬底10的一侧形成温度补偿层120,再在温度补偿层120背离衬底10的一侧形成第一晶格诱导层121A,然后在第一晶格诱导层121A背离衬底10的一侧形成第二子压电层12B。

其中,第二晶格诱导层121B与第一晶格诱导层121A的材料可以相同,也可以不同。可选地,第二晶格诱导层121B的材料为金属,该金属为Mo、W、Au、Sc、Al、Pt或Ti等与压电层12的晶格更匹配的材料,当然,本发明并不仅限于此,在另一些实施例中,第二晶格诱导层121B的材料还可以为非金属等,在此不再赘述。

由于第一晶格诱导层121A和第二晶格诱导层121B与压电层12的晶格失配度均小于温度补偿层120与压电层12的晶格失配度,因此,与温度补偿层120相比,第一晶格诱导层121A和第二晶格诱导层121B与压电层12的晶格更匹配,从而可以改善温度补偿层120背离衬底10的一侧和靠近衬底10的一侧与压电层12之间的晶格失配,进而可以提高温度补偿层120上下方的压电层12的机电耦合系数,提高体声波谐振器的性能。

当然,本发明并不仅限于此,在另一些实施例中,在第一电极背离衬底的一侧形成压电层,压电层表面具有温度补偿层和至少一层第一晶格诱导层,包括:

在第一电极背离衬底的一侧形成温度补偿层;

在温度补偿层背离衬底的一侧形成至少一层第一晶格诱导层;

在至少一层第一晶格诱导层背离衬底的一侧形成压电层,压电层至少覆盖温度补偿层和至少一层第一晶格诱导层。

如图9所示,还可以先在第一电极11背离衬底10的一侧形成温度补偿层120,再在温度补偿层120背离衬底10的一侧形成第一晶格诱导层121A,然后再在第一晶格诱导层121A背离衬底10的一侧形成压电层12,此时,压电层12靠近衬底10的一侧表面具有温度补偿层120和第一晶格诱导层121A。

S104:在压电层背离衬底一侧形成第二电极。

如图10至图12所示,在压电层12背离衬底10的一侧形成第二电极13。本发明实施例中,第一电极11和第二电极13的材料为导电材料。并且,第一电极11和第二电极13的材料可以相同,也可以不同。

如图10至图12所示,形成第二电极13之后,去除凹槽100处的牺牲层102,在凹槽100处形成声反射结构101,该声反射结构101为空腔。

需要说明的是,晶格失配度即晶格错配度,是描述两个膜层间晶格匹配的参量。晶格失配会影响膜层的生长,导致膜层中产生大量的缺陷,影响器件的性能和寿命。也就是说,晶格失配度越大,生长的膜层的质量越差,器件性能越差,晶格失配度越小,生长的膜层的质量越好,器件性能也越好。

在判断两个膜层是否晶格失配时,可以从三个方面判断:一、判断两个膜层的晶面是否匹配,如(0001)

基于此,本发明一些实施例中,晶格诱导层与压电层的晶格失配度小于25%,如,第一晶格诱导层121A与压电层12的晶格失配度小于25%,第二晶格诱导层121B与压电层12的晶格失配度小于25%。进一步可选地,晶格诱导层与压电层的晶格失配度小于5%,如,第一晶格诱导层121A与压电层12的晶格失配度小于5%,第二晶格诱导层121B与压电层12的晶格失配度小于5%。

在上述任一实施例的基础上,本发明一些实施例中,至少一层第一晶格诱导层包括第1层第一晶格诱导层至第N层第一晶格诱导层,则形成至少一层第一晶格诱导层包括:

在衬底10指向温度补偿层120的方向上,依次形成第1层第一晶格诱导层至第N层第一晶格诱导层,如图13所示,依次形成第1层第一晶格诱导层1211至第3层第一晶格诱导层1213。

其中,第i层第一晶格诱导层与压电层12的晶格失配度小于第i-1层第一晶格诱导层与压电层12的晶格失配度,如图13所示,第3层第一晶格诱导层1213与压电层12的晶格失配度小于第2层第一晶格诱导层1212与压电层12的晶格失配度。即,在靠近压电层12的方向上,第一晶格诱导层121A与压电层12的晶格失配度逐渐减小。其中,N为大于1的自然数,i为1和N之间的任一自然数。

当然,本发明并不仅限于此,在另一些实施例中,还可以包括第1层第二晶格诱导层121B至第N层第二晶格诱导层121B,第i层第二晶格诱导层与压电层12的晶格失配度小于第i+1层第二晶格诱导层与压电层12的晶格失配度,如图14所示,第1层第二晶格诱导层1214与压电层12的晶格失配度小于第2层第二晶格诱导层1215与压电层12的晶格失配度。即,在靠近压电层12的方向上,第二晶格诱导层121B与压电层12的晶格失配度逐渐减小。

并且,任一层第一晶格诱导层121A和任一层第二晶格诱导层121B与压电层12的晶格失配度均小于温度补偿层120与压电层12的晶格失配度,以使整个晶格诱导层与压电层12的晶格失配度小于温度补偿层120与压电层12的晶格失配度。

本发明一些实施例中,如图15所示,形成温度补偿层包括:形成具有多个网孔200的网格状结构的温度补偿层120,当然,本发明并不仅限于此,在另一些实施例中,如图16所示,形成温度补偿层包括:形成包括多个子补偿层1200的温度补偿层,如图17和图18所示,多个子补偿层1200阵列排布。其中,如图17所示,子补偿层1200的形状为方形,或者,如图18所示,子补偿层1200的形状为圆形,当然,其投影的形状还可以为多边形等,在此不再赘述。

在上述任一实施例的基础上,如图19所示,形成温度补偿层包括:形成侧面为倾斜的表面的温度补偿层120。在此基础上,第一晶格诱导层121A的侧面也为倾斜的表面,从而可以改善温度补偿层120与压电层12边界处,压电层12薄膜的沉积效果。

本发明实施例提供了一种体声波谐振器,如图20和图21所示,图20为本发明一个实施例提供的体声波谐振器的俯视结构示意图,图21为图20所示的体声波谐振器沿切割线AA’的剖面结构示意图,该体声波谐振器包括衬底10、第一电极11、压电层12和第二电极13。

其中,衬底10的内部或表面设置有声反射结构101,该声反射结构101包括空腔。如图21所示,该声反射结构101可以位于衬底10的内部,即可以通过在衬底10的内部形成凹槽,来形成声反射结构101,但是,本发明并不仅限于此,在另一些实施例中,也可以在衬底表面形成结构层,然后通过在结构层上形成凹槽,来在衬底表面形成声反射结构。可选地,衬底10的材料为单晶硅、石英、砷化镓以及蓝宝石等。

第一电极11设置于衬底10具有声反射结构101的一侧,第一电极11至少部分覆盖声反射结构101。压电层12设置于第一电极11背离衬底10的一侧,压电层12的内部或表面具有温度补偿层120和至少一层第一晶格诱导层121A。

如图21所示,温度补偿层120和至少一层第一晶格诱导层121A可以位于压电层12的内部,但是,本发明并不仅限于此,在另一些实施例中,如图12所示,温度补偿层120和至少一层第一晶格诱导层121A也可以位于压电层12靠近衬底10一侧的表面。但需要说明的是,无论温度补偿层120和至少一层第一晶格诱导层121A位于压电层12内部还是表面,第一晶格诱导层121A都设置于温度补偿层120背离衬底10的一侧。

并且,第一晶格诱导层121A与压电层12的晶格失配度小于温度补偿层120与压电层12的晶格失配度。基于此,与温度补偿层120相比,第一晶格诱导层121A的晶格更匹配压电层12,从而可以改善压电层12与温度补偿层120之间的晶格失配,进而可以提高压电层12的机电耦合系数,提高体声波谐振器的性能。

由于压电层12具有高度统一的晶向,如氮化铝、掺钪氮化铝和氧化锌材料的压电层12具有高度统一的002晶向,才能使得压电层12具有较好的机电耦合系数,因此,本发明实施例中,通过在温度补偿层120和压电层12之间设置晶格诱导层,来使得压电层12具有高度统一的晶向,进而使得压电层12具有较好的机电耦合系数。

需要说明的是,本发明实施例中,第一电极11和第二电极13的材料为导电材料。并且,第一电极11和第二电极13的材料可以相同,也可以不同。压电层12的材料包括氮化铝、掺杂氮化铝以及氧化锌等。温度补偿层120的频率温度系数需与体声波谐振器其他膜层如压电层12的频率温度系数相反,以便温度补偿层120实现温度补偿效果。可选地,温度补偿层120的材料为多晶硅、硼磷酸盐玻璃、二氧化硅、铬或碲氧化物等。

本发明一些实施例中,第一晶格诱导层121A与压电层12的晶格失配度小于预设阈值,并且,该预设阈值可以尽可能小,以尽可能的减小压电层12与温度补偿层120之间的晶格失配。可选地,预设阈值为25%,进一步可选地,预设阈值为5%。可选地,第一晶格诱导层121A的材料为金属。当压电层12的材料为氮化铝时,第一晶格诱导层121A的材料为Mo、W、Au、Sc、Al、Pt或Ti等与压电层12的晶格更匹配的材料。当然,本发明并不仅限于此,在另一些实施例中,第一晶格诱导层121A的材料还可以为非金属等,在此不再赘述。

为了保证温度补偿层120不影响压电层12的压电效果,本发明一些实施例中,温度补偿层120的厚度范围为50埃~5微米,第一晶格诱导层121A的厚度范围为50埃~1微米,并要求温度补偿层120和第一晶格诱导层121A的均匀性小于8%。进一步可选地,温度补偿层120的厚度范围可以为10埃~10微米,第一晶格诱导层121A的厚度范围可以为10埃~1微米,并要求温度补偿层120和第一晶格诱导层121A的均匀性小于5%。

为了进一步地减小压电层12与温度补偿层120之间的晶格失配,本发明一些实施例中,如图11所示,还包括第二晶格诱导层121B,第一晶格诱导层121A覆盖温度补偿层120背离衬底10的一侧表面及其相邻表面,第二晶格诱导层121B位于温度补偿层120靠近衬底10的一侧表面,以使第一晶格诱导层121A和第二晶格诱导层121B包裹温度补偿层120,并且,由于第二晶格诱导层121B与压电层12的晶格失配度小于温度补偿层120与压电层12的晶格失配度,因此,可以进一步缓解温度补偿层120上下两侧压电层12的晶格失配。

其中,第一晶格诱导层121A和第二晶格诱导层121B的材料可以相同,也可以不同。同样,第一晶格诱导层121A和第二晶格诱导层121B的材料可以是金属,也可以是非金属。当压电层12的材料为氮化铝时,第一晶格诱导层121A和第二晶格诱导层121B的材料可以为Mo、W、Au、Sc、Al、Pt或Ti等与压电层12的晶格常数更接近的材料。

在上述任一实施例的基础上,本发明的一些实施例中,如图13所示,至少一层第一晶格诱导层可以包括第1层第一晶格诱导层至第N层第一晶格诱导层,图13中仅以N等于3为例进行说明。

其中,第i层第一晶格诱导层与压电层12的晶格失配度小于第i-1层第一晶格诱导层与压电层12的晶格失配度,如图13所示,第3层第一晶格诱导层1213与压电层12的晶格失配度小于第2层第一晶格诱导层1212与压电层12的晶格失配度。即,在靠近压电层12的方向上,第一晶格诱导层121A与压电层12的晶格失配度逐渐减小。

当然,本发明并不仅限于此,在另一些实施例中,可以包括第1层第二晶格诱导层121B至第N层第二晶格诱导层121B,第i层第二晶格诱导层与压电层12的晶格失配度小于第i+1层第二晶格诱导层与压电层12的晶格失配度,如图14所示,第1层第二晶格诱导层1214与压电层12的晶格失配度小于第2层第二晶格诱导层1215与压电层12的晶格失配度。即,在靠近压电层12的方向上,第二晶格诱导层121B与压电层12的晶格失配度逐渐减小。

并且,任一层第一晶格诱导层121A和任一层第二晶格诱导层121B与压电层12的晶格失配度小于温度补偿层120与压电层12的晶格失配度,以使整个晶格诱导层与压电层12的晶格失配度小于温度补偿层120与压电层12的晶格失配度。其中,N为大于1的自然数,i为1和N之间的任一自然数。

本发明一些实施例中,第1层第一晶格诱导层至第N层第一晶格诱导层的晶格常数介于温度补偿层120与压电层12之间,并且,在温度补偿层120指向压电层12的方向上,第1层第一晶格诱导层至第N层第一晶格诱导层的晶格常数逐渐增大或减小,以逐渐缩小第一晶格诱导层的晶格常数与压电层12的晶格常数的差值,即逐渐缩小第一晶格诱导层与压电层12的晶格失配度。

本发明一些实施例中,如图20所示,温度补偿层120为连续的一体平面结构,但是,本发明并不仅限于此,在另一些实施例中,如图15所示,温度补偿层120还可以为具有多个网孔200的网格状结构。

在另一些实施例中,如图16或图17或图18所示,温度补偿层120包括多个子补偿层1200,并且,多个子补偿层1200阵列排布。

本发明一些实施例中,如图19所示,温度补偿层120的侧面为倾斜的表面,该倾斜的表面朝向远离衬底10的一侧。在此基础上,第一晶格诱导层121A的侧面也为倾斜的表面,从而可以改善温度补偿层120与压电层12边界处,压电层12薄膜的沉积效果。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言,由于其与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

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