集成能量约束器的氮化铝兰姆波谐振器及其制备方法

本发明属于射频mems器件领域，具体涉及一种集成能量约束器的氮化铝兰姆波谐振器及其制备方法。

背景技术：

1、移动通信技术的迅速发展不断推动组件性能和系统集成方面的创新。为了获得更快的信号处理速度和降低系统的集成复杂度，小型化以及互补金属氧化物半导体(cmos)兼容的微机电系统(mems)压电谐振器有望成为新一代器件(滤波器、振荡器等)的驱动核心。因此，高性能mems谐振器技术作为先进无线通信系统的射频(rf)前端中的基本组件是高度需求的。在众多的微机电谐振器技术中，氮化铝兰姆波谐振器(al n lamb waveresonators，lwr)由于结合了声表面波(saw)和体声波(baw)的优点，具有在单片上实现高频率和多频段集成的能力，因而引起了人们的极大关注。

2、氮化铝lamb谐振器因为其材料特性对温度的敏感性，谐振器的谐振频率会随着温度变化而变化，温度越大，频率越不稳定，在实际应用中对器件的不利影响就越大，控制谐振器工作时的温度成为一个提高谐振器性能的技术方法。

3、此外，在实际的加工过程中，因为复合薄膜中存在较高的应力，在刻蚀牺牲层后，谐振器主体会自然变形，层之间的相对应力会导致谐振器两侧发生翘曲，严重影响谐振器的品质因数(q)和机电耦合系数(k2eff)，对谐振器的整体性能造成不利影响。

4、因此，在保持高q值的情况下降低tcf绝对值和抑制由应力引起的翘曲是一个新的技术问题。

5、综上所述，确有需要提供一种新型的集成能量约束器的氮化铝兰姆波谐振器。

技术实现思路

1、本发明的目的在于至少部分地解决上述的技术问题，旨在提供一种集成能量约束器的氮化铝兰姆波谐振器及其制备方法，通过优化器件的结构达到提高器件性能和可靠性的效果。

2、在本发明的第一方面中，提供了一种集成能量约束器的氮化铝兰姆波谐振器，所述氮化铝兰姆波谐振器包括：

3、衬底，所述衬底的中心处设置有空腔；

4、氮化铝薄膜，位于衬底的上表面上并包括覆盖在所述空腔上方的第一部分和覆盖在衬底上除空腔之外的第二部分；

5、谐振体，所述谐振体包括位于第一部分上表面的顶部叉指电极和位于下表面上的底部叉指电极；

6、声学反射器，所述声学反射器包括位于第二部分的上表面上并且间隔设置的多个金属条。

7、在一个实施例中，所述谐振体和声学反射器均固定在所述氮化铝薄膜上，所述第一部分和第二部分是一体的。

8、在一个实施例中，所述多个金属条中的每个金属条与氮化铝薄膜构成倒t字型对称结构。

9、在一个实施例中，每个金属条的长度大于所述顶部叉指电极或底部叉指电极的长度。

10、在一个实施例中，所述金属条与所述顶部叉指电极和底部叉指电极的材料均选用钼。

11、在一个实施例中，所述金属条的宽度为1μm，厚度为500nm，

12、相邻两个所述金属条的中心间距为2μm；

13、所述氮化铝薄膜的厚度为700nm；

14、所述顶部叉指电极和底部叉指电极的厚度为300nm；

15、相邻的两个所述顶部叉指电极和底部叉指电极的间隔为700nm。

16、在一个实施例中，所述衬底的材料选用高阻硅。

17、在本发明的第二方面中，提供了一种上述的氮化铝兰姆波谐振器的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

18、s1.在衬底上刻蚀释放槽，然后沉积牺牲层，在牺牲层上沉积一层钼并对其依次进行离子体刻蚀图案化处理形成底部叉指电极；

19、s2.溅射氮化铝形成氮化铝薄膜；

20、s3.沉积钼层，对所述钼层依次进行离子体刻蚀图案化处理形成顶部叉指电极和每个所述金属条；

21、s4.对钼/氮化铝/钼三层薄膜进行离子体刻蚀图案化处理形成释放孔，然后置于腐蚀性气体中释放牺牲层形成所述空腔，得到所述集成能量约束器的氮化铝兰姆波谐振器。

22、在一个实施例中，在步骤s1、s2和s3中，所述等离子体刻蚀图案化处理的工艺包括涂胶、曝光、显影和电感耦合。

23、在一个实施例中，所述牺牲层的材料为氧化硅，所述腐蚀性气体包括氢氟酸气体。

24、根据本发明实施例所述的带有能量约束器的氮化铝兰姆波谐振器及其制备方法具有以下优点中的至少一个：

25、本发明的实施例提供了一种集成能量约束器的氮化铝兰姆波谐振器及其制备方法，声学反射器有助于谐振器工作过程中产生的热量更多地流向衬底，提高谐振器的功率容度。同时声学反射器还可以有效的防止因为应力导致的谐振体的过度翘曲；并且通过在谐振体两侧沿常规电极方向配置声学反射器并且合理的设置声学反射器的尺寸和单个反射器的个数有效的抑制了从谐振体两侧泄漏的声波，避免了谐振器边缘因为刻蚀不均匀引起的声能损耗。

1.一种集成能量约束器的氮化铝兰姆波谐振器，其特征在于，所述氮化铝兰姆波谐振器包括：

2.根据权利要求1所述的氮化铝兰姆波谐振器，其特征在于，

3.根据权利要求2所述的氮化铝兰姆波谐振器，其特征在于，

4.根据权利要求1-3中任一项所述的氮化铝兰姆波谐振器，其特征在于，

5.根据权利要求4所述的氮化铝兰姆波谐振器，其特征在于，

6.根据权利要求5所述的氮化铝兰姆波谐振器，其特征在于，

7.根据权利要求6所述的氮化铝兰姆波谐振器，其特征在于，

8.一种根据权利要求1-7中任一项所述的氮化铝兰姆波谐振器的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，

10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，