纵向电场激励单晶压电谐振器及其制造方法、电气产品

本申请涉及谐振器，具体涉及一种纵向电场激励单晶压电谐振器及其制造方法、电气产品。

背景技术：

1、谐振器是用于产生谐振频率的基础电子元件，广泛应用于各种电子产品中，如滤波器、振荡器等，其主要起频率控制的作用，并具有稳定、抗干扰性能良好的特点。

2、现有的单晶压电谐振器的信号引出结构位于器件水平方向，增加了器件在水平方向上占据的空间，器件尺寸增大，导致单位晶圆面积上的器件数量缩减，增加成本。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中存在的上述问题的至少之一，本申请实施例提供一种纵向电场激励单晶压电谐振器及其制造方法、电气产品。

2、根据本申请实施例的第一方面，本申请提供一种纵向电场激励单晶压电谐振器，包括：

3、沿第一方向依次设置的第一电极、单晶压电薄膜、第二电极、键合层、第一金属层和衬底；

4、所述第二电极、所述键合层以及所述第一金属层组成一空腔；

5、所述衬底具有至少一个通孔，所述通孔中具有第二金属层，所述第二金属层与所述第一金属层有电学连接。

6、在一实施例中，所述通孔与所述空腔在纵向方向上至少部分重叠。

7、在一实施例中，所述键合层为至少一层键合层。

8、在一实施例中，所述键合层分布于所述第二电极的边缘处。

9、在一实施例中，所述第一金属层的形态为一水平层。

10、在一实施例中，所述第一金属层具有一水平部和一上升部，所述上升部分别与所述水平部和所述键合层连接；

11、所述上升部背离所述空腔的外侧具有介质层或衬底。

12、在一实施例中，所述通孔的数量为一个或多个。

13、在一实施例中，所述单晶压电薄膜的材料为铌酸锂、钽酸锂、氮化铝、掺钪氮化铝、钛酸锶钡中的至少一种。

14、在一实施例中，所述衬底的材料为硅、蓝宝石、砷化镓中的至少一种。

15、根据本申请实施例的第二方面，本申请提供一种纵向电场激励单晶压电谐振器的制造方法，所述方法包括：

16、制备第一衬底；

17、形成单晶压电薄膜，所述单晶压电薄膜设置于所述第一衬底的一侧表面；

18、形成第二电极，所述第二电极设置于所述单晶压电薄膜背向所述第一衬底的一侧表面；

19、形成第一键合层，所述第一键合层设置于所述第二电极背向所述单晶压电薄膜的一侧表面；

20、形成第二衬底；

21、形成第一金属层，所述第一金属层设置于所述第二衬底的一侧表面；

22、形成第二键合层，所述第二键合层设置于所述第一金属层背向所述第二衬底的一侧表面；

23、将所述第一键合层和所述第二键合层进行键合；

24、去除所述第一衬底，并在所述单晶压电薄膜暴露出的一侧表面形成第一电极；

25、形成保护层，所述保护层覆盖所述第一电极以及所述单晶压电薄膜未被所述第一电极覆盖的表面；

26、在所述第二衬底上制作第二通孔，所述第二通孔位于所述衬底与所述第一金属层组成空腔的区域对应的位置；

27、形成第二金属层，所述第二金属层覆盖所述通孔的侧壁以及通过所述通孔暴露的所述第一金属层，并延伸至所述第二衬底背向所述第一金属层的表面；

28、去除所述保护层。

29、根据本申请实施例的第三方面，本申请提供一种电气产品，所述电气产品包括如本申请任一实施例所述的纵向电场激励单晶压电谐振器。

30、本申请的实施例的有益效果之一包括：采用的由第一金属层、通孔以及第二金属层构成的信号引出结构位于器件核心工作部的下方，因此可有效的缩减器件在水平方向占据的空间，从而减小器件尺寸，增加单位晶圆面积上的器件数量，降低成本。另外由于空腔通过键合工艺形成，替代了牺牲层释放工艺，从而消除了释放工艺中的刻蚀剂破坏器件结构的隐患，提高了工艺可靠性和良品率。

技术特征：

1.一种纵向电场激励单晶压电谐振器，其特征在于，包括沿第一方向依次设置的第一电极、单晶压电薄膜、第二电极、键合层、第一金属层和衬底；

2.根据权利要求1所述的纵向电场激励单晶压电谐振器，其特征在于，所述通孔与所述空腔在纵向方向上至少部分重叠。

3.根据权利要求1或2所述的纵向电场激励单晶压电谐振器，其特征在于，所述键合层为至少一层键合层。

4.根据权利要求1或2所述的纵向电场激励单晶压电谐振器，其特征在于，所述键合层分布于所述第二电极的边缘处。

5.根据权利要求1或2所述的纵向电场激励单晶压电谐振器，其特征在于，所述第一金属层的形态为一水平层。

6.根据权利要求1或2所述的纵向电场激励单晶压电谐振器，其特征在于，所述第一金属层具有一水平部和一上升部，所述上升部分别与所述水平部和所述键合层连接；

7.根据权利要求1或2所述的纵向电场激励单晶压电谐振器，其特征在于，所述通孔的数量为一个或多个。

8.根据权利要求1或2所述的纵向电场激励单晶压电谐振器，其特征在于，所述单晶压电薄膜的材料为铌酸锂、钽酸锂、氮化铝、掺钪氮化铝、钛酸锶钡中的至少一种。

9.根据权利要求1或2所述的纵向电场激励单晶压电谐振器，其特征在于，所述衬底的材料为硅、蓝宝石、砷化镓中的至少一种。

10.一种纵向电场激励单晶压电谐振器的制造方法，其特征在于，所述方法包括：

11.一种电气产品，其特征在于，所述电气产品包括如权利要求1至9任一项所述的纵向电场激励单晶压电谐振器。

技术总结本申请公开一种纵向电场激励单晶压电谐振器及其制造方法、电气产品，涉及谐振器技术领域。该谐振器包括沿第一方向依次设置的第一电极、单晶压电薄膜、第二电极、键合层、第一金属层和衬底；第二电极、键合层以及第一金属层组成一空腔；所述衬底具有至少一个通孔，所述通孔中具有第二金属层，所述第二金属层与所述第一金属层有电学连接。本申请将信号引出结构设置于器件核心工作部的下方，有效缩减器件在水平方向占据的空间，减小器件尺寸，增加单位晶圆面积上的器件数量，降低成本。另外通过键合工艺形成空腔，消除了牺牲层释放工艺中刻蚀剂破坏器件结构的隐患，提高工艺可靠性和良品率。技术研发人员：庞慰,张孟伦受保护的技术使用者：天津大学技术研发日：技术公布日：2024/9/12