压电谐振器及其制备方法与流程

本申请涉及谐振器，具体涉及一种压电谐振器及其制备方法。

背景技术：

1、振荡器作为电子系统的重要单元之一，其应用范围非常广泛。目前振荡器包含的种类多种多样，比如，静电谐振器和压电谐振器均是现有比较常见用于组成振荡器的器件。相比于静电谐振器，压电谐振器无可避免需要额外注意压电材料损耗、堆叠层的界面损耗等损耗问题，而，现有的压电谐振器因工作时产生的声波容易流入锚点以加速锚点损耗，导致q值明显较低，更加致使压电谐振器的整体性能较差。

技术实现思路

1、鉴于此，本申请提供一种压电谐振器及其制备方法，通过在锚点区使用至少两种声阻抗差异较大的材料的堆叠方式，阻隔声波使其难以穿过，抑制声波过度流入，有效降低锚点损耗，使谐振器q值大幅提升。

2、本申请的第一方面提供了一种压电谐振器的制备方法，包括：提供硅衬底；去除部分所述硅衬底以形成凹槽；将绝缘体上硅基底与所述硅衬底设置有所述凹槽的一面键合，以形成空腔，其中，所述绝缘体上硅基底包括层叠设置的第一绝缘层、硅层以及第二绝缘层，所述绝缘体上硅基底具有锚点区以及主体区，所述空腔与所述主体区正对设置，所述第一绝缘层以及所述第二绝缘层的声阻抗与所述硅层的声阻抗不同；在所述绝缘体上硅基底上形成驱动功能层；选择性地去除所述绝缘体上硅基底，以在所述主体区形成谐振主体，在所述锚点区配合所述硅衬底形成用于固定所述谐振主体的锚固件。

3、在一些实施例中，所述绝缘体上硅基底的形成步骤：提供一硅基底作为所述硅层，在该硅基底的相对两面沉积形成所述第一绝缘层和所述第二绝缘层。

4、在一些实施例中，所述驱动功能层包括在所述第二绝缘层上层叠设置的底电极、压电层以及顶电极。

5、在一些实施例中，在所述绝缘体上硅基底上形成驱动功能层之后；在所述选择性地去除所述绝缘体上硅基底之前，还包括：在所述驱动功能层上设置绝缘保护层。

6、在一些实施例中，在所述驱动功能层上设置绝缘保护层之后，还包括：选择性地去除所述绝缘保护层以形成若干电连接孔，若干电连接孔分别将所述顶电极或所述底电极暴露出来。

7、在一些实施例中，所述第一绝缘层以及所述第二绝缘层的形成材料选为氧化硅、氮化硅或氮氧化硅。

8、在一些实施例中，在所述选择性地去除所述绝缘体上硅基底以在所述主体区形成谐振主体，在所述锚点区配合所述硅衬底形成用于固定所述谐振主体的锚固件之后，还包括：向所述空腔中通入蚀刻气体，以去除位于所述主体区的至少部分所述第一绝缘层。

9、本申请的第二方面提供了一种压电谐振器，所述压电谐振器具有用于固定的锚固件和用于振动的谐振主体，所述锚固件与所述谐振主体连接，所述压电谐振器形成为半导体结构，所述半导体结构包括键合设置的绝缘体上硅基底以及硅衬底；其中，所述绝缘体上硅基底包括依次层叠设置的第一绝缘层、硅层以及第二绝缘层，所述第二绝缘层、所述第一绝缘层的声阻抗均与所述硅层的声阻抗不同；所述硅衬底朝向所述绝缘体上硅基底的一侧布置有凹槽，所述绝缘体上硅基底具有相连的锚点区和主体区，所述凹槽正对所述主体区设置，且所述主体区于所述硅衬底上的投影与所述凹槽的轮廓重合，所述凹槽配合所述绝缘体上硅基底形成空腔，所述绝缘体上硅基底远离所述硅衬底的一侧上布置有驱动功能层，所述绝缘体上硅基底的主体区经刻蚀后配合所述驱动功能层形成所述谐振主体，所述绝缘体上硅基底的锚点区配合所述硅衬底形成所述锚固件。

10、在一些实施例中，所述第一绝缘层以及所述第二绝缘层的形成材料选为氧化硅、氮化硅或氮氧化硅，所述硅层的形成材料选用单晶硅。

11、在一些实施例中，所述驱动功能层包括在所述第二绝缘层上层叠设置的底电极、压电层以及顶电极；所述驱动功能层上设置绝缘保护层，所述驱动功能层上形成有若干电连接孔，若干电连接孔分别将所述顶电极或所述底电极暴露出来。

12、本申请提供一种压电谐振器及其制备方法，通过在锚点区使用至少两种声阻抗差异较大的材料的堆叠方式，阻隔声波使其难以穿过，抑制声波过度流入，有效降低锚点损耗，使谐振器q值大幅提升。

1.一种压电谐振器的制备方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的压电谐振器的制备方法，其特征在于，所述绝缘体上硅基底的形成步骤：提供一硅基底作为所述硅层，在该硅基底的相对两面沉积形成所述第一绝缘层和所述第二绝缘层。

3.根据权利要求1所述的压电谐振器的制备方法，其特征在于，所述驱动功能层包括在所述第二绝缘层上层叠设置的底电极、压电层以及顶电极。

4.根据权利要求3所述的压电谐振器的制备方法，其特征在于，在所述绝缘体上硅基底上形成驱动功能层之后；在所述选择性地去除所述绝缘体上硅基底之前，还包括：

5.根据权利要求4所述的压电谐振器的制备方法，其特征在于，在所述驱动功能层上设置绝缘保护层之后，还包括：

6.根据权利要求1所述的压电谐振器的制备方法，其特征在于，所述第一绝缘层以及所述第二绝缘层的形成材料选为氧化硅、氮化硅或氮氧化硅。

7.根据权利要求1所述的压电谐振器的制备方法，在所述选择性地去除所述绝缘体上硅基底以在所述主体区形成谐振主体，在所述锚点区配合所述硅衬底形成用于固定所述谐振主体的锚固件之后，还包括：

8.一种压电谐振器，所述压电谐振器具有用于固定的锚固件和用于振动的谐振主体，所述锚固件与所述谐振主体连接，其特征在于，所述压电谐振器形成为半导体结构，所述半导体结构包括键合设置的绝缘体上硅基底以及硅衬底，

9.根据权利要求8所述的压电谐振器，其特征在于，所述第一绝缘层以及所述第二绝缘层的形成材料选为氧化硅、氮化硅或氮氧化硅，所述硅层的形成材料选用单晶硅。

10.根据权利要求8所述的压电谐振器，其特征在于，所述驱动功能层包括在所述第二绝缘层上层叠设置的底电极、压电层以及顶电极；所述驱动功能层上设置绝缘保护层，所述驱动功能层上形成有若干电连接孔，若干电连接孔分别将所述顶电极或所述底电极暴露出来。