諧振器以及諧振器的諧振頻率調(diào)控方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種諧振器以及一種諧振器的諧振頻率調(diào)控方法，該諧振頻率調(diào)控方法包括：提供一諧振器，其中，諧振器包括壓電層和多個(gè)電極層；根據(jù)預(yù)期的諧振頻率要求，在諧振器表面形成多層分子薄膜，其中，多層分子薄膜用于對(duì)諧振器的諧振頻率進(jìn)行調(diào)整。本發(fā)明通過在諧振器表面形成多層分子薄膜，并能夠通過形成的多層分子薄膜簡(jiǎn)單有效的實(shí)現(xiàn)對(duì)諧振器諧振頻率的調(diào)控，同時(shí)又能夠節(jié)省成本，并提高頻率調(diào)控的精度；此外，本發(fā)明通過對(duì)諧振器表面進(jìn)行等離子處理，使多層分子薄膜在諧振器表面得到了選擇性的沉積，避免了加工后的諧振器對(duì)鍵合線連接的影響。
【專利說明】諧振器以及諧振器的諧振頻率調(diào)控方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，具體來說，涉及一種諧振器，以及一種諧振器的諧振頻率 調(diào)控方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著通訊技術(shù)的快速發(fā)展，通訊設(shè)備的中心頻率有了大幅提升，因此，通訊系統(tǒng)對(duì) 選頻器件--濾波器的性能、尺寸等諸多方面也有了更高的要求，并且，通訊系統(tǒng)的小型化 以及集成化也已經(jīng)成為了系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢(shì)。
[0003] 然而，對(duì)于現(xiàn)有的傳統(tǒng)濾波器來說，當(dāng)通訊系統(tǒng)的中心頻率提升到足夠高時(shí)，例如 中心頻率達(dá)到千兆赫茲以上，那么由于其自身性能等原因的限制，現(xiàn)有的傳統(tǒng)濾波器顯然 并不能夠滿足通訊系統(tǒng)集成化和小型化的需求。
[0004] 因此，為了克服傳統(tǒng)濾波器的上述缺陷，市場(chǎng)上開發(fā)出了多種新型的濾波器，例如 薄膜體聲波諧振器濾波器，而由于新型濾波器具有體積小、品質(zhì)因數(shù)高、工作頻率高以及與 半導(dǎo)體工藝兼容性高的諸多優(yōu)點(diǎn)，使其在通訊領(lǐng)域有著更加廣闊的市場(chǎng)前景。
[0005] 那么，就薄膜體聲波諧振器濾波器而言，它是通過對(duì)多個(gè)薄膜體聲波諧振器進(jìn)行 串聯(lián)和并聯(lián)所形成的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的濾波的，因此，濾波器中諧振器的諧振頻率 直接影響著濾波器的通帶位置，也就是說，諧振器的諧振頻率對(duì)濾波器的濾波效果有著直 接的影響。
[0006] 因此，為了使新型濾波器的濾波效果更好，在傳統(tǒng)的諧振器工藝中，主要是通過改 變諧振器表面的質(zhì)量負(fù)載的厚度來實(shí)現(xiàn)對(duì)諧振器諧振頻率的調(diào)控的，也就是說，現(xiàn)有技術(shù) 是通過采用半導(dǎo)體工藝中傳統(tǒng)的沉積、光刻以及刻蝕等方法來實(shí)現(xiàn)對(duì)諧振器諧振頻率的調(diào) 控。
[0007] 但是，對(duì)于上述傳統(tǒng)的諧振器諧振頻率的調(diào)控方法，普遍是存在著調(diào)控成本高、時(shí) 間長(zhǎng)，以及操作復(fù)雜和調(diào)控精度低的問題，此外，由于在上述傳統(tǒng)調(diào)控過程中需要用到光刻 膠、刻蝕液等化學(xué)制劑，因此，其也會(huì)對(duì)操作人員和環(huán)境帶來一定的危害。
[0008] 而針對(duì)相關(guān)技術(shù)中在對(duì)諧振器的諧振頻率進(jìn)行調(diào)控時(shí)，所存在的調(diào)控時(shí)間長(zhǎng)、成 本1?、操作復(fù)雜和調(diào)控精度低等問題，目如尚未提出有效的解決方案。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 針對(duì)相關(guān)技術(shù)中在對(duì)諧振器的諧振頻率進(jìn)行調(diào)控時(shí)，所存在的調(diào)控時(shí)間長(zhǎng)、成本 高、操作復(fù)雜和調(diào)控精度低的問題，本發(fā)明提出一種諧振器以及一種諧振器的諧振頻率調(diào) 控方法，能夠在諧振器表面通過形成多層分子薄膜的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)諧振器諧振頻率的調(diào)控， 同時(shí)又能夠節(jié)省成本，并提高頻率調(diào)控的精度。
[0010] 本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：
[0011] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種諧振器的諧振頻率調(diào)控方法。
[0012] 該諧振頻率調(diào)控方法包括：
[0013] 提供一諧振器，其中，諧振器包括壓電層和多個(gè)電極層；
[0014] 根據(jù)預(yù)期的諧振頻率要求，在諧振器表面形成多層分子薄膜，其中，多層分子薄膜 用于對(duì)諧振器的諧振頻率進(jìn)行調(diào)整。
[0015] 其中，在諧振器表面形成多層分子薄膜時(shí)，可通過分子自組裝技術(shù)，在諧振器表面 形成多層分子薄膜。
[0016] 其中，實(shí)現(xiàn)分子自組裝的方式可包括以下至少之一：
[0017] 將聚丙烯胺鹽酸鹽或丙烯胺鹽酸鹽，與聚丙烯酸進(jìn)行組裝；
[0018] 將聚乙烯亞胺與聚丙烯酸進(jìn)行組裝；
[0019] 將多聚賴氨酸與透明質(zhì)酸進(jìn)行組裝；
[0020] 將聚苯乙烯磺酸鹽或苯乙烯磺酸鹽，與聚丙烯胺鹽酸鹽或丙烯胺鹽酸鹽進(jìn)行組 裝；
[0021] 將聚二烯丙基二甲基氯化銨或二烯丙基二甲基氯化銨，與聚苯乙烯磺酸鹽或苯乙 烯磺酸鹽進(jìn)行組裝；
[0022] 將丹寧酸與聚乙烯吡咯烷酮進(jìn)行組裝；
[0023] 將丹寧酸與聚N-乙烯基己內(nèi)酰胺進(jìn)行組裝；
[0024] 將丹寧酸和聚N-異丙基丙烯酰胺進(jìn)行組裝；
[0025] 將聚4-乙烯吡啶或4-乙烯吡陡，與聚丙烯酸進(jìn)行組裝。
[0026] 此外，在諧振器表面形成多層分子薄膜時(shí)，可通過不同的多種溶液對(duì)諧振器分別 進(jìn)行沉積處理的方式，使不同的多種溶液在沒有外力的作用下，通過多種溶液之間分子的 相互作用力在諧振器表面形成多層分子薄膜。
[0027] 其中，沉積處理的方式包括以下至少之一：
[0028] 通過溶液浸泡的方式；
[0029] 通過旋轉(zhuǎn)涂抹的方式。
[0030] 此外，在對(duì)諧振器的諧振頻率進(jìn)行調(diào)整時(shí)，調(diào)整的對(duì)象可包括以下至少之一：
[0031] 每種溶液的濃度；
[0032] 每種溶液的氫離子活度指數(shù)（PH)值；
[0033] 每種溶液在諧振器表面沉積的時(shí)間；
[0034] 對(duì)諧振器進(jìn)行溶液的沉積處理的次數(shù)。
[0035] 其中，溶液可以是由有機(jī)物溶液組成，也可以是由無機(jī)物溶液組成，并且，不同的 多種溶液可以由兩種或兩種以上的有機(jī)物溶液組成，也可以由兩種或兩種以上的無機(jī)物溶 液組成。
[0036] 并且，多種溶液之間分子的相互作用力可以包括以下至少之一：
[0037] 有機(jī)物分子之間的靜電作用；
[0038] 有機(jī)物分子之間的氫鍵作用；
[0039] 有機(jī)物分子之間的配位鍵作用；
[0040] 無機(jī)物分子之間的相互作用；
[0041] 無機(jī)物之間修飾的官能團(tuán)的相互作用，其中，對(duì)無機(jī)物預(yù)先完成官能團(tuán)修飾。
[0042] 此外，在諧振器表面形成多層分子薄膜之前，該諧振頻率調(diào)控方法進(jìn)一步包括：
[0043] 通過對(duì)諧振器進(jìn)行官能團(tuán)修飾，使諧振器的表面形成化學(xué)官能團(tuán)；
[0044] 并且，與之相對(duì)應(yīng)的，在諧振器表面形成多層分子薄膜時(shí)，可在已形成有化學(xué)官能 團(tuán)的諧振器的表面形成多層分子薄膜，其中，可以使化學(xué)官能團(tuán)與多層分子薄膜實(shí)現(xiàn)分子 自組裝。
[0045] 其中，在對(duì)諧振器進(jìn)行官能團(tuán)修飾之前，該諧振頻率調(diào)控方法進(jìn)一步包括：
[0046] 通過對(duì)諧振器進(jìn)行等離子處理，使諧振器表面形成羥基；
[0047] 并且，與之相對(duì)應(yīng)的，在對(duì)諧振器進(jìn)行官能團(tuán)修飾時(shí)，可在已形成有羥基的諧振器 的表面進(jìn)行官能團(tuán)修飾。
[0048] 其中，官能團(tuán)修飾的方式可包括以下至少之一：
[0049] 化學(xué)氣相沉積；濕法化學(xué)的方式。
[0050] 此外，在諧振器表面形成多層分子薄膜之前，該諧振頻率調(diào)控方法進(jìn)一步包括：
[0051] 通過對(duì)諧振器進(jìn)行等離子處理，使諧振器表面形成羥基；
[0052] 并且，與之相對(duì)應(yīng)的，在諧振器表面形成多層分子薄膜時(shí)，可在已形成有羥基的諧 振器的表面形成多層分子薄膜，使羥基與多層分子薄膜實(shí)現(xiàn)分子自組裝。
[0053] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了 一種諧振器。
[0054] 該諧振器包括：
[0055] 第一電極；
[0056] 壓電層，其中，壓電層的至少一部分安置在第一電極上方；
[0057] 第二電極，其中，第二電極的至少一部分安置在壓電層上方；
[0058] -表面，第一電極、壓電層和第二電極均位于表面的下方；
[0059] 多層分子薄膜，位于表面的上方，其中，多層分子薄膜用于對(duì)諧振器的諧振頻率進(jìn) 行調(diào)整。
[0060] 其中，多層分子薄膜可通過分子自組裝技術(shù)來形成，并且，分子自組裝的方式可包 括以下至少之一：
[0061] 將聚丙烯胺鹽酸鹽或丙烯胺鹽酸鹽，與聚丙烯酸進(jìn)行組裝；
[0062] 將聚乙烯亞胺與聚丙烯酸進(jìn)行組裝；
[0063] 將多聚賴氨酸與透明質(zhì)酸進(jìn)行組裝；
[0064] 將聚苯乙烯磺酸鹽或苯乙烯磺酸鹽，與聚丙烯胺鹽酸鹽或丙烯胺鹽酸鹽進(jìn)行組 裝；
[0065] 將聚二烯丙基二甲基氯化銨或二烯丙基二甲基氯化銨，與聚苯乙烯磺酸鹽或苯乙 烯磺酸鹽進(jìn)行組裝；
[0066] 將丹寧酸與聚乙烯吡咯烷酮進(jìn)行組裝；
[0067] 將丹寧酸與聚N-乙烯基己內(nèi)酰胺進(jìn)行組裝；
[0068] 將丹寧酸和聚N-異丙基丙烯酰胺進(jìn)行組裝；
[0069] 將聚4-乙烯吡啶或4-乙烯吡陡，與聚丙烯酸進(jìn)行組裝。
[0070] 此外，該諧振器可以是薄膜體聲波諧振器，也可以是聲表面波諧振器，還可以是輪 廓模式諧振器。
[0071] 另外，壓電層的組成材料可選自包括以下材料的組：氧化鋅、氮化鋁。
[0072] 可選的，該諧振器進(jìn)一步包括：
[0073] 界定空腔的襯底；
[0074] 種子層，安置在襯底上方，并且種子層的至少一部分安置在襯底中的空腔上方；
[0075] 并且，第一電極安置在種子層上方。
[0076] 其中，襯底為硅襯底。
[0077] 并且，種子層的組成材料可選自包括以下材料的組：氮化鋁材料。
[0078] 另外，該諧振器還可包括：
[0079] 鈍化層，用于實(shí)現(xiàn)諧振器的電學(xué)絕緣，并防止諧振器被氧化；
[0080] 金薄膜，用于實(shí)現(xiàn)諧振器與外圍印制電路板（PCB)金線的鍵合；
[0081] 其中，鈍化層和金薄膜均位于第一電極、壓電層和第二電極以外，并且，多層分子 薄膜形成于鈍化層的外表面。
[0082] 并且，鈍化層的組成材料可選自包括以下材料的組：氮化鋁材料、硅材料、二氧化 硅材料、石英材料。
[0083] 本發(fā)明根據(jù)預(yù)期的諧振頻率要求，通過在諧振器表面形成多層分子薄膜，并通過 多層分子薄膜實(shí)現(xiàn)了對(duì)諧振器的諧振頻率的調(diào)整。在完成對(duì)諧振器諧振頻率的調(diào)控的同時(shí) 又能夠節(jié)省成本，并提高了頻率調(diào)控的精度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0084] 為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所 需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施 例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲 得其他的附圖。
[0085] 圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的諧振器的諧振頻率調(diào)控方法的流程圖；
[0086] 圖2是根據(jù)本發(fā)明一具體實(shí)施例的一種薄膜體聲波諧振器的剖視圖；
[0087] 圖3是根據(jù)本發(fā)明一具體實(shí)施例的對(duì)器件進(jìn)行分子自組裝多層膜沉積來調(diào)節(jié)頻 率的流程圖；
[0088] 圖4是根據(jù)本發(fā)明一具體實(shí)施例的分子自組裝多層膜沉積的化學(xué)反應(yīng)示意圖；
[0089] 圖5是根據(jù)本發(fā)明一具體實(shí)施例的在薄膜體聲波諧振器表面形成多層分子薄膜 后的剖視圖，也是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的諧振器剖視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0090] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；?本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的 范圍。
[0091] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了 一種諧振器的諧振頻率調(diào)控方法。
[0092] 如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的諧振器調(diào)控方法包括：
[0093] 步驟S101，提供一諧振器，其中，諧振器包括壓電層和多個(gè)電極層；
[0094] 步驟S103,根據(jù)預(yù)期的諧振頻率要求，在諧振器表面形成多層分子薄膜，其中，多 層分子薄膜用于對(duì)諧振器的諧振頻率進(jìn)行調(diào)整。
[0095] 通過本發(fā)明的上述方案，能夠在諧振器表面通過形成多層分子薄膜的方式實(shí)現(xiàn)對(duì) 諧振器諧振頻率的調(diào)控，同時(shí)又能夠節(jié)省成本，并提高頻率調(diào)控的精度。
[0096] 由于自組裝技術(shù)具有簡(jiǎn)便易行，無需特殊裝置的特點(diǎn)，因此，在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng) 在諧振器表面形成多層分子薄膜時(shí)，可通過分子自組裝技術(shù)，在諧振器表面形成多層分子 薄膜。
[0097] 其中，實(shí)現(xiàn)分子自組裝的方式可包括以下至少之一：
[0098] 將聚丙烯胺鹽酸鹽或丙烯胺鹽酸鹽，與聚丙烯酸進(jìn)行組裝；
[0099] 將聚乙烯亞胺與聚丙烯酸進(jìn)行組裝；
[0100] 將多聚賴氨酸與透明質(zhì)酸進(jìn)行組裝；
[0101] 將聚苯乙烯磺酸鹽或苯乙烯磺酸鹽，與聚丙烯胺鹽酸鹽或丙烯胺鹽酸鹽進(jìn)行組 裝；
[0102] 將聚二烯丙基二甲基氯化銨或二烯丙基二甲基氯化銨，與聚苯乙烯磺酸鹽或苯乙 烯磺酸鹽進(jìn)行組裝；
[0103] 將丹寧酸與聚乙烯吡咯烷酮進(jìn)行組裝；
[0104] 將丹寧酸與聚N-乙烯基己內(nèi)酰胺進(jìn)行組裝；
[0105] 將丹寧酸和聚N-異丙基丙烯酰胺進(jìn)行組裝；
[0106] 將聚4-乙烯吡啶或4-乙烯吡啶，與聚丙烯酸進(jìn)行組裝。
[0107] 但是應(yīng)當(dāng)注意的是，在實(shí)際應(yīng)用中，實(shí)現(xiàn)分子自組裝的方式還可以是上述未列舉 的其他有機(jī)物或無機(jī)物之間的組裝，其只要能夠?qū)崿F(xiàn)分子自組裝即可，也就是說，本發(fā)明的 技術(shù)方案并不限定于上述列舉的組裝方式。
[0108] 在另一個(gè)實(shí)施例中，在諧振器表面形成多層分子薄膜時(shí)，可通過不同的多種溶液 對(duì)諧振器分別進(jìn)行沉積處理的方式，使不同的多種溶液在沒有外力的作用下，通過多種溶 液之間分子的相互作用力在諧振器表面形成多層分子薄膜。
[0109] 其中，沉積處理的方式可以是溶液浸泡，也可以是旋轉(zhuǎn)涂抹，當(dāng)然也可以是其他的 沉積處理方式，本發(fā)明對(duì)此并不做限定。
[0110] 此外，在另一個(gè)實(shí)施例中，該溶液可以是有機(jī)物溶液，也可以是無機(jī)物溶液，并且， 不同的多種溶液可以是由兩種或兩種以上的有機(jī)物溶液組成，也可以是由兩種或兩種以上 的無機(jī)物溶液組成，本發(fā)明對(duì)此并不做限定。
[0111] 另外，在一個(gè)實(shí)施例中，多種溶液之間分子的相互作用力可以是有機(jī)物分子之間 的作用，也可以是無機(jī)物分子之間的作用；
[0112] 對(duì)于有機(jī)物分子之間的作用來說，在實(shí)際應(yīng)用中，可以是有機(jī)物分子之間正負(fù)電 荷的靜電力作用，例如：聚（丙烯胺鹽酸鹽）和聚丙烯酸、聚乙烯亞胺和聚丙烯酸、多聚賴氨 酸和透明質(zhì)酸、聚（苯乙烯磺酸鹽）和聚（丙烯胺鹽酸鹽）、聚（二烯丙基二甲基氯化銨） 和聚（苯乙烯磺酸鹽）等；還可以是有機(jī)物分子之間的氫鍵作用，例如：丹寧酸和聚乙烯吡 咯烷酮、丹寧酸和聚N-乙烯基己內(nèi)酰胺、丹寧酸和聚N-異丙基丙烯酰胺、聚（4-乙烯吡啶） 和聚丙烯酸等；還可以是有機(jī)物分子之間的配位鍵作用；當(dāng)然也可以是有機(jī)物分子之間的 其他作用，其只要能夠通過分子之間的作用在諧振器表面形成多層分子薄膜即可，本發(fā)明 對(duì)此并不作限定。
[0113] 對(duì)于無機(jī)物分子之間的作用來說，在實(shí)際應(yīng)用中，可以是無機(jī)物分子之間的相互 作用；也可以是無機(jī)物之間修飾的官能團(tuán)的相互作用，其中，可對(duì)無機(jī)物預(yù)先完成官能團(tuán)修 飾。
[0114] 此外，在另一個(gè)實(shí)施例中，可以通過調(diào)整每種溶液的濃度、每種溶液的PH值、每種 溶液在諧振器表面沉積的時(shí)間，以及對(duì)諧振器進(jìn)行溶液的沉積處理的次數(shù)，來調(diào)整多層分 子薄膜在諧振器表面的形成，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)諧振器的諧振頻率進(jìn)行調(diào)整的目的。
[0115] 但是應(yīng)當(dāng)注意的是，在實(shí)際應(yīng)用中，在對(duì)諧振器的諧振頻率進(jìn)行調(diào)整時(shí)，調(diào)整的對(duì) 象可以是以上列舉的任何一個(gè)，也可以是任意組合，本發(fā)明對(duì)此并不做限定，另外，在實(shí)際 應(yīng)用中，調(diào)整的對(duì)象也可以是未列舉的其他影響多層分子薄膜形成的因素，本發(fā)明對(duì)此并 不做限定。
[0116] 在另一個(gè)實(shí)施例中，在諧振器表面形成多層分子薄膜之前，該諧振頻率調(diào)控方法 還可包括：
[0117] 對(duì)諧振器進(jìn)行官能團(tuán)修飾，使諧振器的表面形成化學(xué)官能團(tuán)，實(shí)現(xiàn)分子薄膜的第 一層沉積；并且，與之相應(yīng)的，在諧振器表面形成多層分子薄膜時(shí)，則是在已形成有化學(xué)官 能團(tuán)的諧振器的表面形成多層分子薄膜，其中，修飾的化學(xué)官能團(tuán)可以是氨基，也可以是羧 基，還可以是其他的化學(xué)官能團(tuán)，其只要可以與多層分子薄膜實(shí)現(xiàn)分子自組裝，從而達(dá)到增 強(qiáng)多層分子薄膜穩(wěn)定性的效果即可，本發(fā)明對(duì)此并不做限定。
[0118] 其中，在對(duì)諧振器進(jìn)行官能團(tuán)修飾之前，還可以對(duì)諧振器進(jìn)行等離子處理，以使諧 振器表面形成羥基，當(dāng)然也可以是其他的化學(xué)基團(tuán)，本發(fā)明對(duì)此并不做限定；并且，與之相 應(yīng)的，在對(duì)諧振器進(jìn)行官能團(tuán)修飾時(shí)，則是在已形成有羥基的諧振器的表面進(jìn)行官能團(tuán)修 飾。
[0119] 其中，官能團(tuán)修飾的方式可以是化學(xué)氣相沉積，也可以是濕法化學(xué)的方式，還可以 是二者的組合使用，當(dāng)然也可以是其他的官能團(tuán)修飾的方式，本發(fā)明對(duì)此并不做限定。
[0120] 在另一個(gè)實(shí)施例中，在諧振器表面形成多層分子薄膜之前，該諧振頻率調(diào)控方法 還可包括：
[0121] 對(duì)諧振器進(jìn)行等離子處理，使諧振器表面形成羥基；
[0122] 并且，與之相應(yīng)的，在諧振器表面形成多層分子薄膜時(shí)，則是在已形成有羥基的諧 振器的表面形成多層分子薄膜，使羥基與多層分子薄膜實(shí)現(xiàn)分子自組裝。
[0123] 為了更好的理解本發(fā)明的上述技術(shù)方案，下面以聚丙烯酸和聚（4-乙烯吡啶）進(jìn) 行分子自組裝為例，對(duì)在薄膜體聲波諧振器上，通過分子自組裝技術(shù)形成多層分子薄膜，來 實(shí)現(xiàn)對(duì)諧振器頻率的調(diào)節(jié)的實(shí)施方法做進(jìn)一步闡述。
[0124] 圖2是一種具有代表性的薄膜體聲波諧振器的剖視圖。正如200所示，其中201 是硅襯底，當(dāng)沉積一層氮化鋁種子層211后，將會(huì)再次沉積一層底電極212,之后，最重要的 一層壓電層213會(huì)在底電極上形成，這層壓電層通常為氧化鋅或者氮化鋁，現(xiàn)以氮化鋁為 例。再沉積一層頂電極214,這樣就形成了下電極、壓電層和頂電極形成的三明治結(jié)構(gòu)的諧 振器。為了實(shí)現(xiàn)器件的電學(xué)絕緣，同時(shí)防止器件被氧化，通常會(huì)在薄膜體聲波表面再沉積一 層氮化鋁215作為鈍化層。最后，為了實(shí)現(xiàn)芯片與外圍PCB金線鍵合，一層金薄膜216會(huì)通 過光刻沉積在器件上。在本發(fā)明中，我們就是對(duì)通過氮化鋁絕緣層215進(jìn)行氨基修飾實(shí)現(xiàn) 分子自組裝多層膜沉積的。
[0125] 圖3是一種具有代表性的通過對(duì)器件進(jìn)行分子自組裝多層膜沉積來調(diào)節(jié)頻率的 流程圖。正如300所示，其整個(gè)流程如下：首先，薄膜體聲波諧振器通過無水乙醇清洗301 來除去表面的部分雜質(zhì),并用氮?dú)獯蹈?02。隨后，將芯片放入等離子清洗機(jī)中303,用等離 子對(duì)其表面進(jìn)行輕度轟擊，轟擊過程會(huì)在氮化鋁表面形成一層羥基。進(jìn)而，將薄膜體聲波諧 振器放入真空干燥器中進(jìn)行氨基修飾304, 一同放入的是少量液態(tài)的3-氨基丙基三乙氧基 硅烷。經(jīng)過以上步驟，利用真空泵將真空干燥器內(nèi)部抽成真空并維持12小時(shí)，這樣，液態(tài)的 3_氨基丙基三乙氧基硅烷能夠更好的揮發(fā)到含有羥基的氮化鋁薄膜表面，并與之發(fā)生化學(xué) 反應(yīng)，進(jìn)而形成氨基官能團(tuán)。最后為了形成更加均一穩(wěn)定的薄膜，將經(jīng)過以上處理的薄膜體 聲波諧振器在真空烘箱中305熱烘一段時(shí)間。這種方法的特點(diǎn)就在于，由于經(jīng)過等離子處 理后，金表面不會(huì)形成羥基，所以3-氨基丙基三乙氧基硅烷不會(huì)沉積在金焊盤表面，這樣 就選擇性的沉積在非焊盤區(qū)域位置，在后續(xù)的分子自組裝多層膜沉積中也不會(huì)在焊盤區(qū)域 上進(jìn)行，方便了芯片與PCB進(jìn)行金線鍵合。也就是說這種方法避免了使用光刻版進(jìn)行光刻 或者剝離等耗時(shí)耗力的工藝。
[0126] 經(jīng)過如上處理后，將薄膜體聲波諧振器交替的浸泡到含有聚丙烯酸的乙醇溶液 306和含有聚（4-乙烯吡啶）的乙醇溶液308中，這樣的浸泡使聚丙烯酸的羧基與聚（4-乙 烯吡啶）的吡啶通過氫鍵的作用結(jié)合到一起并形成薄膜沉積在氮化鋁鈍化層表面，其中每 次浸泡后都要經(jīng)過無水乙醇307和309的清洗。這樣，兩層分子自組裝的薄膜便形成了，通 過循環(huán)將薄膜體聲波諧振器浸泡在聚丙烯酸和聚（4_乙烯吡啶）中便形成了多層膜結(jié)構(gòu)， 膜數(shù)越多，質(zhì)量負(fù)載越大，薄膜體聲波諧振器的頻率變化就更大。
[0127] 圖4是一種具有代表性的分子自組裝多層膜沉積的化學(xué)反應(yīng)示意圖。正如400所 示，首先在氮化鋁表面通過等離子轟擊產(chǎn)生羥基401，然后通過3-氨基丙基三乙氧基硅烷 與羥基反應(yīng)修飾成氨基402,產(chǎn)生的氨基會(huì)與含有聚丙烯酸的乙醇溶液中403的羧基通過 氫鍵結(jié)合到一起，多余的羧基會(huì)與接下來浸泡的含有聚（4-乙烯吡啶）的乙醇溶液404的 氨基進(jìn)一步通過氫鍵結(jié)合在一起，這樣便形成了兩層分子自組裝薄膜。
[0128] 圖5是一種具有代表性的在薄膜體聲波諧振器表面進(jìn)行分子自組裝多層膜沉積 后的剖視圖。正如500所示，在圖2所示的薄膜體聲波諧振器的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)之上，一層或者多 層分子自組裝薄膜517沉積在表面的氮化鋁材料515上，而不會(huì)沉積在焊盤516上。
[0129] 在本實(shí)施例中，本發(fā)明通過化學(xué)修飾和分子自組裝的方法調(diào)控諧振器的諧振頻 率。此方法通過等離子處理，在氮化鋁材料表面上形成羥基，并利用氣相沉積的方法，實(shí)現(xiàn) 硅烷化試劑與羥基發(fā)生化學(xué)結(jié)合，在器件表面形成一層氨基官能團(tuán)，最終通過兩種有機(jī)物 的分子自組裝在薄膜體聲波諧振器表面沉積一層有機(jī)薄膜作為質(zhì)量負(fù)載來調(diào)控其諧振頻 率。其優(yōu)點(diǎn)在于省時(shí)省力，而且成本低，操作簡(jiǎn)單，頻率調(diào)控精度高，并且，因?yàn)橥ㄟ^等離子 處理不會(huì)在金表面形成羥基，因此不會(huì)在金焊盤上進(jìn)行分子自組裝沉積，省去了使用掩模 版進(jìn)行光刻的流程，避免了對(duì)鍵合線連接等的影響，實(shí)現(xiàn)了選擇性沉積。
[0130] 其中，在實(shí)際應(yīng)用中，在實(shí)現(xiàn)分子自組裝層狀沉積時(shí)，既可以通過人工的方式進(jìn) 行，也可以通過專業(yè)設(shè)計(jì)的全自動(dòng)設(shè)備進(jìn)行，本發(fā)明對(duì)此并不做限定。
[0131] 此外，在實(shí)際應(yīng)用中，本發(fā)明的技術(shù)方案不僅可以適用于諧振器，其也可以應(yīng)用于 其他半導(dǎo)體制造工藝中符合條件的器件制造中，本發(fā)明對(duì)此并不做限定。
[0132] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，還提供了 一種諧振器。
[0133] 如圖5所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的諧振器包括：
[0134] 第一電極 512;
[0135] 壓電層513,其中，壓電層的至少一部分安置在第一電極上方；
[0136] 第二電極514,其中，第二電極的至少一部分安置在壓電層上方；
[0137] -表面（未不出），第一電極、壓電層和第二電極均位于表面的下方；
[0138] 多層分子薄膜517,位于表面的上方，其中，多層分子薄膜用于對(duì)諧振器的諧振頻 率進(jìn)行調(diào)整。
[0139] 其中，在一個(gè)實(shí)施例中，多層分子薄膜517可通過分子自組裝技術(shù)形成，并且，分 子自組裝的方式包括以下至少之一：
[0140] 將聚丙烯胺鹽酸鹽或丙烯胺鹽酸鹽，與聚丙烯酸進(jìn)行組裝；
[0141] 將聚乙烯亞胺與聚丙烯酸進(jìn)行組裝；
[0142] 將多聚賴氨酸與透明質(zhì)酸進(jìn)行組裝；
[0143] 將聚苯乙烯磺酸鹽或苯乙烯磺酸鹽，與聚丙烯胺鹽酸鹽或丙烯胺鹽酸鹽進(jìn)行組 裝；
[0144] 將聚二烯丙基二甲基氯化銨或二烯丙基二甲基氯化銨，與聚苯乙烯磺酸鹽或苯乙 烯磺酸鹽進(jìn)行組裝；
[0145] 將丹寧酸與聚乙烯吡咯烷酮進(jìn)行組裝；
[0146] 將丹寧酸與聚N-乙烯基己內(nèi)酰胺進(jìn)行組裝；
[0147] 將丹寧酸和聚N-異丙基丙烯酰胺進(jìn)行組裝；
[0148] 將聚4-乙烯吡啶或4-乙烯吡啶，與聚丙烯酸進(jìn)行組裝。
[0149] 并且，在一個(gè)實(shí)施例中，諧振器的類型可以是薄膜體聲波諧振器，也可以是聲表面 波諧振器，還可以是輪廓模式諧振器，當(dāng)然也可以是未列舉的其他諧振器，本發(fā)明對(duì)此并不 做限定。
[0150] 此外，在另一個(gè)實(shí)施例中，壓電層513的組成材料選自包括以下材料的組：氧化 鋅、氮化鋁。
[0151] 在一個(gè)實(shí)施例中，該諧振器進(jìn)一步包括：
[0152] 界定空腔的襯底501;
[0153] 種子層511，安置在襯底501上方，并且種子層511的至少一部分安置在襯底501 中的空腔上方；
[0154] 并且，第一電極安置在種子層511上方。
[0155] 其中，襯底501為硅襯底。
[0156] 此外，在另一個(gè)實(shí)施例中，種子層511的組成材料選自包括以下材料的組：氮化鋁 材料。
[0157] 另外，在一個(gè)實(shí)施例中，該諧振器進(jìn)一步包括：
[0158] 鈍化層515,用于實(shí)現(xiàn)諧振器的電學(xué)絕緣，并防止諧振器被氧化；
[0159] 金薄膜516,用于實(shí)現(xiàn)諧振器與PCB金線的鍵合；
[0160] 其中，鈍化515層和金薄膜516均位于第一電極512、壓電層513和第二電極514 以外，并且，多層分子薄膜517形成于鈍化層515的外表面。
[0161] 其中，在一個(gè)實(shí)施例中，鈍化層515的組成材料選自包括以下材料的組：氮化鋁材 料、硅材料、二氧化硅材料、石英材料。
[0162] 綜上所述，借助于本發(fā)明的上述技術(shù)方案，通過在諧振器表面形成多層分子薄膜， 并通過形成的多層分子薄膜簡(jiǎn)單有效的實(shí)現(xiàn)了對(duì)諧振器諧振頻率的調(diào)控，同時(shí)又能夠節(jié)省 成本，并提高了頻率調(diào)控的精度；此外，本發(fā)明通過對(duì)諧振器表面進(jìn)行等離子處理，使多層 分子薄膜在諧振器表面得到了選擇性的沉積，避免了加工后的諧振器對(duì)鍵合線連接的影 響。
[0163] 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種諧振器的諧振頻率調(diào)控方法，其特征在于，包括： 提供一諧振器，其中，所述諧振器包括壓電層和多個(gè)電極層； 根據(jù)預(yù)期的諧振頻率要求，在所述諧振器表面形成多層分子薄膜，其中，所述多層分子 薄膜用于對(duì)所述諧振器的諧振頻率進(jìn)行調(diào)整。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的諧振頻率調(diào)控方法，其特征在于，在所述諧振器表面形成多 層分子薄膜包括： 通過分子自組裝技術(shù)，在所述諧振器表面形成多層分子薄膜。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的諧振頻率調(diào)控方法，其特征在于，實(shí)現(xiàn)分子自組裝的方式包 括以下至少之一： 將聚丙烯胺鹽酸鹽或丙烯胺鹽酸鹽，與聚丙烯酸進(jìn)行組裝； 將聚乙烯亞胺與聚丙烯酸進(jìn)行組裝； 將多聚賴氨酸與透明質(zhì)酸進(jìn)行組裝； 將聚苯乙烯磺酸鹽或苯乙烯磺酸鹽，與聚丙烯胺鹽酸鹽或丙烯胺鹽酸鹽進(jìn)行組裝； 將聚二烯丙基二甲基氯化銨或二烯丙基二甲基氯化銨，與聚苯乙烯磺酸鹽或苯乙烯磺 酸鹽進(jìn)行組裝； 將丹寧酸與聚乙烯吡咯烷酮進(jìn)行組裝； 將丹寧酸與聚N-乙烯基己內(nèi)酰胺進(jìn)行組裝； 將丹寧酸和聚N-異丙基丙烯酰胺進(jìn)行組裝； 將聚4-乙烯吡啶或4-乙烯吡陡，與聚丙烯酸進(jìn)行組裝。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的諧振頻率調(diào)控方法，其特征在于，在所述諧振器表面形成多 層分子薄膜包括： 通過不同的多種溶液對(duì)所述諧振器分別進(jìn)行沉積處理，使所述不同的多種溶液在沒 有外力的作用下，通過多種溶液之間分子的相互作用力在所述諧振器表面形成多層分子薄 膜。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的諧振頻率調(diào)控方法，其特征在于，所述沉積處理的方式包括 以下至少之一： 通過溶液浸泡的方式； 通過旋轉(zhuǎn)涂抹的方式。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的諧振頻率調(diào)控方法，其特征在于，在對(duì)所述諧振器的諧振頻 率進(jìn)行調(diào)整時(shí)，調(diào)整的對(duì)象包括以下至少之一： 每種溶液的濃度； 每種溶液的氫離子活度指數(shù)PH值； 每種溶液在所述諧振器表面沉積的時(shí)間； 對(duì)所述諧振器進(jìn)行溶液的沉積處理的次數(shù)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的諧振頻率調(diào)控方法，其特征在于，所述溶液包括有機(jī)物溶液 或無機(jī)物溶液，并且，所述不同的多種溶液包括至少兩種有機(jī)物溶液或至少兩種無機(jī)物溶 液。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的諧振頻率調(diào)控方法，其特征在于，所述多種溶液之間分子的 相互作用力包括以下至少之一： 有機(jī)物分子之間的靜電作用； 有機(jī)物分子之間的氫鍵作用； 有機(jī)物分子之間的配位鍵作用； 無機(jī)物分子之間的相互作用； 無機(jī)物之間修飾的官能團(tuán)的相互作用，其中，對(duì)所述無機(jī)物預(yù)先完成官能團(tuán)修飾。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的諧振頻率調(diào)控方法，其特征在于，在所述諧振器表面形成多 層分子薄膜之前，所述諧振頻率調(diào)控方法進(jìn)一步包括： 對(duì)所述諧振器進(jìn)行官能團(tuán)修飾，使所述諧振器的表面形成化學(xué)官能團(tuán)； 并且，在所述諧振器表面形成多層分子薄膜包括： 在已形成有化學(xué)官能團(tuán)的所述諧振器的表面形成多層分子薄膜，其中，使所述化學(xué)官 能團(tuán)與所述多層分子薄膜實(shí)現(xiàn)分子自組裝。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的諧振頻率調(diào)控方法，其特征在于，在對(duì)所述諧振器進(jìn)行官能 團(tuán)修飾之前，所述諧振頻率調(diào)控方法進(jìn)一步包括： 對(duì)所述諧振器進(jìn)行等離子處理，使所述諧振器表面形成羥基； 并且，對(duì)所述諧振器進(jìn)行官能團(tuán)修飾包括： 在已形成有羥基的所述諧振器的表面進(jìn)行官能團(tuán)修飾。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的諧振頻率調(diào)控方法，其特征在于，所述官能團(tuán)修飾的方式包 括以下至少之一： 化學(xué)氣相沉積；濕法化學(xué)的方式。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的諧振頻率調(diào)控方法，其特征在于，在所述諧振器表面形成多 層分子薄膜之前，所述諧振頻率調(diào)控方法進(jìn)一步包括： 對(duì)所述諧振器進(jìn)行等離子處理，使所述諧振器表面形成羥基； 并且，在所述諧振器表面形成多層分子薄膜包括： 在已形成有羥基的所述諧振器的表面形成多層分子薄膜，使所述羥基與所述多層分子 薄膜實(shí)現(xiàn)分子自組裝。
13. -種諧振器，其特征在于，包括： 第一電極； 壓電層，其中，所述壓電層的至少一部分安置在所述第一電極上方； 第二電極，其中，所述第二電極的至少一部分安置在所述壓電層上方； 一表面，所述第一電極、所述壓電層和所述第二電極均位于所述表面的下方； 多層分子薄膜，位于所述表面的上方，其中，所述多層分子薄膜用于對(duì)所述諧振器的諧 振頻率進(jìn)行調(diào)整。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的諧振器，其特征在于，所述多層分子薄膜通過分子自組裝 技術(shù)形成，分子自組裝的方式包括以下至少之一： 將聚丙烯胺鹽酸鹽或丙烯胺鹽酸鹽，與聚丙烯酸進(jìn)行組裝； 將聚乙烯亞胺與聚丙烯酸進(jìn)行組裝； 將多聚賴氨酸與透明質(zhì)酸進(jìn)行組裝； 將聚苯乙烯磺酸鹽或苯乙烯磺酸鹽，與聚丙烯胺鹽酸鹽或丙烯胺鹽酸鹽進(jìn)行組裝； 將聚二烯丙基二甲基氯化銨或二烯丙基二甲基氯化銨，與聚苯乙烯磺酸鹽或苯乙烯磺 酸鹽進(jìn)行組裝； 將丹寧酸與聚乙烯吡咯烷酮進(jìn)行組裝； 將丹寧酸與聚N-乙烯基己內(nèi)酰胺進(jìn)行組裝； 將丹寧酸和聚N-異丙基丙烯酰胺進(jìn)行組裝； 將聚4-乙烯吡啶或4-乙烯吡陡，與聚丙烯酸進(jìn)行組裝。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的諧振器，其特征在于，所述諧振器的類型包括薄膜體聲波 諧振器、聲表面波諧振器、輪廓模式諧振器。
16. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的諧振器，其特征在于，所述壓電層的組成材料選自包括以 下材料的組：氧化鋅、氮化鋁。
17. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的諧振器，其特征在于，進(jìn)一步包括： 界定空腔的襯底； 種子層，安置在所述襯底上方，并且所述種子層的至少一部分安置在所述襯底中的所 述空腔上方； 并且，所述第一電極安置在所述種子層上方。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的諧振器，其特征在于，所述襯底為硅襯底。
19. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的諧振器，其特征在于，所述種子層的組成材料選自包括以 下材料的組：氮化鋁材料。
20. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的諧振器，其特征在于，進(jìn)一步包括： 鈍化層，用于實(shí)現(xiàn)諧振器的電學(xué)絕緣，并防止所述諧振器被氧化； 金薄膜，用于實(shí)現(xiàn)所述諧振器與外圍印制電路板PCB金線的鍵合； 其中，所述鈍化層和所述金薄膜均位于所述第一電極、所述壓電層和所述第二電極以 夕卜，并且，所述多層分子薄膜形成于所述鈍化層的外表面。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的諧振器，其特征在于，所述鈍化層的組成材料選自包括以 下材料的組：氮化鋁材料、硅材料、二氧化硅材料、石英材料。
【文檔編號(hào)】H03H9/17GK104124938SQ201410346083
【公開日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2014年7月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月18日
【發(fā)明者】段學(xué)欣, 劉文朋, 俞逸飛, 龐慰, 張 浩, 張代化 申請(qǐng)人:天津大學(xué)