薄膜體聲波諧振器、半導體器件及其制造方法與流程

本發明涉及半導體技術領域，具體而言涉及一種薄膜體聲波諧振器、半導體器件及其制造方法。

背景技術：

薄膜體聲波諧振器(filmbulkacousticresonator，簡稱fbar)是一種新穎的基于壓電效應的射頻mems器件，因其具有諧振頻率、功率和質量靈敏度高，尺寸小以及與cmos工藝兼容等特點，在無線通信領域得到廣泛應用。

現有的薄膜體聲波諧振器的制備工藝是典型的表面微機械加工工藝，如圖1所示，在基底100中形成空腔101，并在空腔101中填充滿犧牲材料層(未示出)，在犧牲材料層上依次形成的下電極層102、聲波諧振復合薄膜103以及上電極層104，聲波諧振復合薄膜103包括壓電薄膜、粘結層和介電層；接著，形成貫穿上電極層104，聲波諧振復合薄膜103以及下電極層102的釋放孔105，以暴露犧牲材料層；之后采用濕法刻蝕去除犧牲材料層，以釋放結構。而釋放孔105的存在，使得上電極層104、聲波諧振復合薄膜103以及下電極層102不連續，對聲波諧振復合薄膜103的整體諧振性能不利。

因此，有必要提出一種新的薄膜體聲波諧振器結構，以改善薄膜體聲波諧振器的性能。

技術實現要素：

在發明內容部分中引入了一系列簡化形式的概念，這將在具體實施方式部分中進一步詳細說明。本發明的發明內容部分并不意味著要試圖限定出所要求保護的技術方案的關鍵特征和必要技術特征，更不意味著試圖確定所要求保護的技術方案的保護范圍。

為了克服目前存在的問題，本發明一方面提供一種薄膜體聲波諧振器，包括：

下部介電層，第一空腔結構設置于所述下部介電層中；

上部介電層，所述上部介電層位于所述下部介電層的上方，第二空腔結構設置于所述上部介電層中；

聲波諧振復合薄膜，設置于所述第一空腔結構和所述第二空腔結構之間，連續地隔離所述第一空腔結構和所述第二空腔結構，所述聲波諧振復合薄膜包括底部電極層、壓電薄膜以及頂部電極層，所述壓電薄膜設置于所述底部電極層和所述頂部電極層之間，其中，所述第一空腔結構與所述第二空腔結構上下重疊部分形成一個共同內周，該共同內周在所述聲波諧振復合薄膜所在的平面上的投影為多邊形，該多邊形不包含任何一對相對而平行的直線段。

進一步，所述第一空腔結構的橫截面形狀為多邊形，且該多邊形至少有一對邊互相平行。

進一步，所述第二空腔結構的橫截面形狀為多邊形，且該多邊形至少有一對邊互相平行。

進一步，所述聲波諧振復合薄膜還包括粘結層以及隔離層，所述粘結層設置于所述壓電薄膜和所述底部電極層之間，所述隔離層設置在所述底部電極層與所述粘結層之間，和/或，在所述頂部電極層與所述壓電薄膜之間。

本發明的另一方面提供一種半導體器件，包括：

淺溝槽隔離結構，在所述淺溝槽隔離結構的正面形成有第一介電層；

在所述第一介電層的部分表面上形成有底部電極層，且所述底部電極層對應位于所述淺溝槽隔離結構的上方；

在部分所述底部電極層的表面上依次設置壓電薄膜和頂部電極層；

設置保護層覆蓋所述頂部電極層和所述底部電極層的部分表面，以及頂部電極層和壓電薄膜的側壁；

在所述第一介電層上以及所述保護層上形成有第二介電層；

在所述第二介電層上設置有第三介電層；

在所述淺溝槽隔離結構的正面，形成有依次貫穿所述第三介電層、所述第二介電層和所述保護層的密封的第一空腔結構，所述第一空腔結構暴露部分所述頂部電極層，所述第一空腔結構的橫截面形狀為多 邊形；

在所述淺溝槽隔離結構的背面上形成有第四介電層；

在所述淺溝槽隔離結構的背面，形成有依次貫穿所述第四介電層、所述淺溝槽隔離結構和所述第一介電層的密封的第二空腔結構，所述第二空腔結構暴露部分所述底部電極層，其中，所述第二空腔結構與所述第一空腔結構相對，所述第二空腔結構的橫截面形狀為多邊形；

其中，聲波諧振復合薄膜包括所述底部電極層、所述壓電薄膜以及所述頂部電極層，所述第一空腔結構與所述第二空腔結構上下重疊部分形成一個共同內周，該共同內周在所述聲波諧振復合薄膜所在的平面上的投影為多邊形，該多邊形不包含任何一對相對而平行的直線段。

進一步，設置第一鍵合層與所述第三介電層相鍵合，使所述第一空腔結構密封。

進一步，在所述第一鍵合層和所述第三介電層之間設置第一覆蓋層，所述第一覆蓋層密封所述第一空腔結構，在所述第一覆蓋層中形成有至少一第一釋放孔，所述第一釋放孔貫穿與所述第一空腔結構對應的部分所述第一覆蓋層，通過第一密封材料密封所述第一釋放孔。

進一步，在第一操作襯底的正面設置所述第一鍵合層，所述第一鍵合層與所述第三介電層相鍵合，使所述第一空腔結構密封。

進一步，在第二操作襯底的正面設置第二鍵合層，所述第二鍵合層與所述第四介電層相鍵合，使所述第二空腔結構密封。

進一步，在所述第四介電層的表面上設置第二覆蓋層，所述第二覆蓋層密封所述第二空腔結構，在所述第二覆蓋層的表面上設置在第五介電層，在與所述第二空腔結構對應的所述第二覆蓋層和所述地五介電層中設置有至少一第二釋放孔，通過第二密封材料密封所述第二釋放孔。

進一步，在所述淺溝槽隔離結構的外側形成有前端器件，所述第一介電層覆蓋所述前端器件的正面，在所述第一介電層還形成有圖案化的第一互連金屬層，部分所述第一互連金屬層電連接所述前端器件，所述底部電極層為對應位于所述淺溝槽隔離結構上方的所述第一互連金屬層的部分，該部分不與所述前端器件連接。

進一步，聲波諧振復合薄膜還包括粘結層以及隔離層，所述粘結層設置于所述壓電薄膜和所述底部電極層之間，所述隔離層設置在所述底部電極層與所述粘結層之間，和/或，在所述頂部電極層與所述壓電薄膜之間。

本發明的再一方面提供一種半導體器件的制造方法，包括：

提供基底，在所述基底的正面形成有淺溝槽隔離結構，在所述基底的正面上形成有覆蓋所述淺溝槽隔離結構的第一介電層，在所述第一介電層的表面上形成有第一互連金屬層；

在所述第一互連金屬層的表面上依次形成壓電薄膜和頂部電極層；

圖案化所述壓電薄膜和所述頂部電極層，保留對應位于部分淺溝槽隔離結構上方的部分；

在所述第一互連金屬層上、所述頂部電極層的表面上和側壁上，以及所述壓電薄膜暴露的側壁上形成保護層；

圖案化所述第一互連金屬層，以形成底部電極層，所述底部電極層包括位于所述壓電薄膜的下方，與部分所述淺溝槽結構對應的部分所述第一互連金屬層；

形成第二介電層覆蓋所述基底的正面，在所述第二介電層的表面上形成第三介電層；

依次刻蝕所述第三介電層、所述第二介電層和所述保護層，直到暴露部分所述頂部電極層，以形成第一空腔結構，其中，所述第一空腔結構的橫截面形狀為多邊形；

對所述第一空腔結構進行密封，以形成密封的第一空腔結構；

從所述基底的背面開始，去除部分所述基底，直到暴露所述淺溝槽隔離結構，并在所述基底的背面形成第四介電層；

從所述基底的背面開始，依次刻蝕所述第四介電層、所述淺溝隔離結構和所述第一介電層，直到暴露部分所述底部電極層，以形成第二空腔結構，其中，所述第二空腔結構與所述第一空腔結構相對，所述第二空腔結構的橫截面形狀為多邊形；

對所述第二空腔結構進行密封，以形成密封的第二空腔結構，

其中，聲波諧振復合薄膜包括所述底部電極層、所述壓電薄膜以 及所述頂部電極層，所述第一空腔結構與所述第二空腔結構上下重疊部分形成一個共同內周，該共同內周在所述聲波諧振復合薄膜所在的平面上的投影為多邊形，該多邊形不包含任何一對相對而平行的直線段。

進一步，對所述第一空腔結構進行密封的方法，包括以下步驟：

提供第一操作襯底，在所述第一操作襯底的正面上形成有第一鍵合層；

將所述第一鍵合層和所述基底的正面直接鍵合，以密封所述第一空腔結構。

進一步，對所述第一空腔結構進行密封的方法，包括以下步驟：

在所述第一空腔結構中填充滿第一犧牲材料層，并形成第一覆蓋層覆蓋所述第三介電層以及所述第一犧牲材料層；

在所述第一犧牲材料層之上的所述第一覆蓋層中形成至少一第一釋放孔；

通過所述第一釋放孔，完全去除所述第一犧牲材料層；

使用第一密封材料密封所述第一釋放孔。

進一步，對所述第二空腔結構進行密封的方法，包括以下步驟：

提供第二操作襯底，在所述第二操作襯底的正面上形成有第二鍵合層；

將所述第二鍵合層和所述第四介電層直接鍵合，以密封所述第二空腔結構。

進一步，對所述第二空腔結構進行密封的方法，包括以下步驟：

在所述第二空腔結構中填充滿第二犧牲材料層，并形成第二覆蓋層覆蓋所述第四介電層以及所述第二犧牲材料層；

在所述第二覆蓋層的表面上形成第五介電層；

形成貫穿部分所述第二覆蓋層和所述第五介電層的至少一第二釋放孔，所述第二釋放孔暴露部分所述第二犧牲材料層；

通過所述第二釋放孔，完全去除所述第二犧牲材料層；

使用第二密封材料密封所述第二釋放孔。

進一步，在所述淺溝槽隔離結構的外側形成有前端器件，所述第一介電層覆蓋所述前端器件的正面，在所述第一介電層中設置有第一 接觸孔，部分所述第一互連金屬層通過所述第一接觸孔電連接所述前端器件。

進一步，在形成所述第二介電層之后，形成所述第三介電層之前，包括以下步驟：

形成電連接所述底部電極層的第二接觸孔，形成電連接所述頂部電極層的第三接觸孔以及與所述前端器件電連接的第四接觸孔；

在所述第二介電層的表面上形成圖案化的第二互連金屬層，所述圖案化的第二互連金屬層的不同部分分別連接所述第二接觸孔、第三接觸孔以及第四接觸孔；

沉積所述第三介電層覆蓋所述第二介電層以及所述圖案化的第二互連金屬層。

進一步，在形成所述第二覆蓋層之后，形成所述第五介電層之前，包括以下步驟：

形成依次貫穿所述第二覆蓋層、所述第四介電層、所述淺溝槽隔離結構和所述第一介電層，直到與所述底部電極層電連接的第五接觸孔；

在所述第二覆蓋層的表面上形成與所述第五接觸孔電連接的圖案化的第三互連金屬層。

綜上所述，本發明的薄膜體聲波諧振器包括連續的聲波諧振復合薄膜，其不具有任何孔，該聲波諧振復合薄膜完全地隔離一對上空腔和下空腔，因此，本發明的薄膜體聲波諧振器具有更高的諧振性能，而包括該薄膜體聲波諧振器的半導體器件的整體性能也會更高。

附圖說明

本發明的下列附圖在此作為本發明的一部分用于理解本發明。附圖中示出了本發明的實施例及其描述，用來解釋本發明的原理。

附圖中：

圖1示出了現有的一種薄膜體聲波諧振器的剖面示意圖；

圖2a示出了本發明一具體實施方式的薄膜體聲波諧振器結構的剖面示意圖；

圖2b示出了對應圖2a中第一空腔結構和第二空腔結構的俯視圖；

圖3a至圖3p示出了本發明一具體實施方式的半導體器件的制造方法的實施所獲得結構的剖面示意圖；

圖4示出了本發明一具體實施方式的半導體器件的制造方法的流程圖。

具體實施方式

在下文的描述中，給出了大量具體的細節以便提供對本發明更為徹底的理解。然而，對于本領域技術人員而言顯而易見的是，本發明可以無需一個或多個這些細節而得以實施。在其他的例子中，為了避免與本發明發生混淆，對于本領域公知的一些技術特征未進行描述。

應當理解的是，本發明能夠以不同形式實施，而不應當解釋為局限于這里提出的實施例。相反地，提供這些實施例將使公開徹底和完全，并且將本發明的范圍完全地傳遞給本領域技術人員。在附圖中，為了清楚，層和區的尺寸以及相對尺寸可能被夸大。自始至終相同附圖標記表示相同的元件。

應當明白，當元件或層被稱為“在…上”、“與…相鄰”、“連接到”或“耦合到”其它元件或層時，其可以直接地在其它元件或層上、與之相鄰、連接或耦合到其它元件或層，或者可以存在居間的元件或層。相反，當元件被稱為“直接在…上”、“與…直接相鄰”、“直接連接到”或“直接耦合到”其它元件或層時，則不存在居間的元件或層。應當明白，盡管可使用術語第一、第二、第三等描述各種元件、部件、區、層和/或部分，這些元件、部件、區、層和/或部分不應當被這些術語限制。這些術語僅僅用來區分一個元件、部件、區、層或部分與另一個元件、部件、區、層或部分。因此，在不脫離本發明教導之下，下面討論的第一元件、部件、區、層或部分可表示為第二元件、部件、區、層或部分。

空間關系術語例如“在…下”、“在…下面”、“下面的”、“在…之下”、“在…之上”、“上面的”等，在這里可為了方便描述而被使用從而描述圖中所示的一個元件或特征與其它元件或特征的關系。應當明白，除了圖中所示的取向以外，空間關系術語意圖還包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附圖中的器件翻轉，然后，描述為 “在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征將取向為在其它元件或特征“上”。因此，示例性術語“在…下面”和“在…下”可包括上和下兩個取向。器件可以另外地取向(旋轉90度或其它取向)并且在此使用的空間描述語相應地被解釋。

在此使用的術語的目的僅在于描述具體實施例并且不作為本發明的限制。在此使用時，單數形式的“一”、“一個”和“所述/該”也意圖包括復數形式，除非上下文清楚指出另外的方式。還應明白術語“組成”和/或“包括”，當在該說明書中使用時，確定所述特征、整數、步驟、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一個或更多其它的特征、整數、步驟、操作、元件、部件和/或組的存在或添加。在此使用時，術語“和/或”包括相關所列項目的任何及所有組合。

為了徹底理解本發明，將在下列的描述中提出詳細的步驟以及結構，以便闡釋本發明提出的技術方案。本發明的較佳實施例詳細描述如下，然而除了這些詳細描述外，本發明還可以具有其他實施方式。

實施例一

下面，參考圖2a和圖2b對本發明的薄膜體聲波諧振器進行描述。其中，圖2a示出了本發明一具體實施方式的薄膜體聲波諧振器結構的剖面示意圖；圖2b示出了對應圖2a中第一空腔結構和第二空腔結構的俯視圖。

作為示例，如圖2a所示，本發明的薄膜體聲波諧振器結構包括以下構件：

薄膜體聲波諧振器200包括下部介電層201，第一空腔結構203設置于所述下部介電層201中，其中，所述第一空腔結構203橫截面形狀為多邊形，且該多邊形至少有一對邊互相平行，其目的是為微加工過程中的平面尺度測量與控制提供便利，其中，值得一提的是，所述第一空腔結構203橫截面是指用與后述的聲波諧振復合薄膜205所在的平面平行的面去截第一空腔結構203，所獲得的平面圖形，如圖2b所示。其中，較佳地，該第一空腔結構203的每一個橫截面可具有完全相同的尺寸。

示例性地，下部介電層201可以包括層疊的多層介電層，例如，包括第一介電層2011以及設置于第一介電層2011之上的第二介電層 2012，其中，第一空腔結構203形成于所述第二介電層2012中，使第一空腔結構203的一開口被第一介電層2011密封。

可選地，在所述第一介電層2011對應第一空腔結構203的部分中形成有若干第一釋放孔，以及所述第一釋放孔被密封材料206密封。

值得一提的是，第一釋放孔的數目可根據實際工藝的需要進行合理選擇，例如其數目可以為1、2、3等。

下部介電層201的材料可以包括但不限于硅氧化物或硅氮化物，例如sio2、碳氟化合物(cf)、摻碳氧化硅(sioc)、氮化硅(sin)、或碳氮化硅(sicn)等。或者，也可以使用在碳氟化合物(cf)上形成了sicn薄膜的膜等。碳氟化合物以氟(f)和碳(c)為主要成分。碳氟化合物也可以使用具有非晶體(非結晶性)構造的物質。

密封材料206可以采用本領域技術人員熟知的任何密封材料，例如二氧化硅等，密封材料206也可采用與第一介電層2011或/和第二介電層2012相同的材料。

本發明的薄膜體聲波諧振器還包括上部介電層202，第二空腔結構204設置于所述上部介電層202中，其中，所述第二空腔結構204和所述第一空腔結構203相對。

在一個示例中，所述上部介電層202位于所述下部介電層201的上方。所述上部介電層202也可以由多層介電層的疊層組成，實施例性地，上部介電層202包括第三介電層2021以及位于第三介電層2021上方的第四介電層2022，其中，第二空腔結構204形成于第三介電層2021中，第四介電層2022密封第二空腔結構204的一開口。

上部介電層202可以具有與所述下部介電層201相同的材質，例如同為氧化硅，也可為不同的材質的其他介電材料。

可選地，在上部介電層202對應第二空腔結構204的部分也可設置若干第二釋放孔(未示出)，該第二釋放孔被密封材料密封。

進一步地，第二空腔結構204的橫截面形狀為多邊形，且其至少有一對邊互相平行，其目的是為微加工過程中的平面尺度測量與控制提供便利，其中，值得一提的是，所述第二空腔結構204橫截面是指用與后述的聲波諧振復合薄膜205所在的平面平行的面去截第二空腔結構204，所獲得的平面圖形，如圖2b所示。其中，較佳地，該 第二空腔結構204的每一個橫截面可具有完全相同的尺寸。

示例性地，第一空腔結構203和第二空腔結構204相對，且橫截面形狀可均為多邊形，第一空腔結構203和第二空腔結構204具有上下重疊的部分，該重疊的部分形成了一個共同內周，該共同內周在所述聲波諧振復合薄膜所在的平面上的投影為多邊形，從俯視圖中看，也即第一空腔結構203在所述聲波諧振復合薄膜所在的平面上的投影與第二空腔結構204在所述聲波諧振復合薄膜所在的平面上的投影具有重疊的部分，該重疊的部分對應為共同內周在所述聲波諧振復合薄膜所在的平面上的投影，其為多邊形，例如四邊形、五邊形、六邊形、七邊形、八邊形等，且該多邊形不應包含任何一對相對而平行直線段，例如圖2b中示出的共同內周。

值得一提的是，第一空腔結構203和第二空腔結構204的橫截面形狀可以為任意的多邊形，例如四邊形、五邊形、六邊形等，而被聲波諧振復合薄膜所隔離的第一空腔結構與第二空腔結構上下重疊部分共同形成一個共同內周，該共同內周在所述聲波諧振復合薄膜所在的平面上的投影為多邊形，為了避免聲波諧振復合薄膜205任何一點產生的水平聲波諧振，水平方向傳播至多邊形共同內周的邊界產生反射并連續傳播、反射產生衍生的水平諧振,該多邊形共同內周不應包含任何一對相對而平行直線段。

作為示例，本發明的薄膜體聲波諧振器還包括聲波諧振復合薄膜205，其設置于所述第一空腔結構203和所述第二空腔結構204之間，連續地隔離所述第一空腔結構203和所述第二空腔結構204，且部分所述聲波諧振復合薄膜緊貼205所述下部介電層201和所述上部介電層202，密封所述第一空腔結構203和所述第二空腔結構204。

其中，聲波諧振復合薄膜205為連續的薄膜，在聲波諧振復合薄膜205中未設置有任何破壞其連續性的孔或填充物等。

進一步地，所述聲波諧振復合薄膜205包括底部電極層2051、壓電薄膜2052以及頂部電極層2053，所述壓電薄膜2052設置于所述底部電極層2051和所述頂部電極層2053之間。

其中，壓電薄膜2052的材料可以使用zno、aln、gan等具有纖鋅礦型結晶結構的壓電材料，本實施中，較佳地使用aln。

對于壓電薄膜2052的厚度，可以根據目標諧振頻率來設定，較佳地設定為波長的1/2左右。

底部電極層2051可以使用導電材料或半導體材料，其中，導電材料可以為具有導電性能的金屬材料，例如，鋁(al)、銅(cu)、鉑金(pt)、金(au)、銥(ir)、鋨(os)、錸(re)、鈀(pd)、銠(rh)及釕(ru)中的一種或幾種，也可為鉬(mo)或鎢(w)等金屬薄膜。底部電極層2051也可以使用任何適合的半導體材料，例如si、ge、sige、sic、sigec等。

對于底部電極層2041的厚度，可以根據目標諧振頻率來設定，例如可以設定為波長的1/10左右。

其中，所述頂部電極層2053的材料可以使用導電材料或半導體材料，其中，導電材料可以為具有導電性能的金屬材料，金屬材料可使用鋁(al)、銅(cu)、金(au)、鉑金(pt)等金屬或與金屬與銅等的合金。半導體材料可使用si、ge、sige、sic、sigec等。所述頂部電極層2053的厚度可根據目標諧振頻率來設定，較佳地設定為波長的1/10左右。

其中，為了提高所述壓電薄膜2052和所述底部電極層2051的緊密粘結性，還可選擇性地在它們之間設置粘結層(未示出)。粘結層的材料較佳地由具有纖鋅礦型結晶結構的晶體構成。本實施例中，粘結層選用鉬(mo)。

示例性地，在底部電極層2051和壓電薄膜2052之間還可選擇性地設置隔離層，例如，該隔離離層進一步地位于底部電極層2051和粘結層之間。

也可在頂部電極層2053和壓電薄膜2052之間選擇性地設置隔離層。

其中，隔離層的材料可以包括硅氧化物或硅氮化物，例如氧化硅層、氮化硅層、或氮氧化硅層的無機材料層，本實施例中，隔離層的材料包括氧化硅。

進一步地，在所述第二空腔結構204兩側的頂部電極層2053的表面上、部分底部電極層2051的表面上、以及頂部電極層2053和壓電薄膜2052的側壁上設置有保護層(未示出)。

其中，所述保護層的材料可以包括但不限于硅氧化物、硅氮化物或者硅氮氧化物，可以使用與前述介電層相同的材料，也可以使用本領域技術人員熟知的任何其他的介電材料。

進一步地，本發明的薄膜體聲波諧振器還包括分別與所述底部電極層2051和所述頂部電極層2053電連接的接觸孔(未示出)，以及與接觸孔電連接的互連金屬層。該互連金屬層之上還可覆蓋有層間介電層，互連金屬層分為多個部分，其可電連接接觸孔，分別實現與底部電極層和頂部電極層的電連接。

并且，進一步地，本發明的薄膜體聲波諧振器還包括分別與所述底部電極層2051和所述頂部電極層2053電連接的接觸孔(未示出)，以及與接觸孔電連接的互連金屬層。該互連金屬層之上還可覆蓋有層間介電層，互連金屬層分為多個部分，其可電連接接觸孔，分別實現與底部電極層和頂部電極層的電連接。還可在下部電極層中和上部電極層中，均設置與底部電極層2051電連接的接觸孔結構。

綜上所述，本發明的薄膜體聲波諧振器包括連續的聲波諧振復合薄膜，其不具有任何孔，該聲波諧振復合薄膜完全地隔離一對上空腔和下空腔，因此，本發明的薄膜體聲波諧振器具有更高的諧振性能。

實施例二

下面，參考圖3n和圖3p對本發明實施例的半導體器件的結構做詳細介紹。

作為示例，如圖3n和圖3p所示，本發明的半導體器件包括淺溝槽隔離結構302。

其中，淺溝槽隔離結構302的填充材料可以包括但不限于硅氧化物、硅氮化物或硅氮氧化物等。

在所述淺溝槽隔離結構302的正面形成有第一介電層303。

第一介電層303的材料可以包括但不限于硅氧化物或硅氮化物，例如sio2、碳氟化合物(cf)、摻碳氧化硅(sioc)、氮化硅(sin)、或碳氮化硅(sicn)等。或者，也可以使用在碳氟化合物(cf)上形成了sicn薄膜的膜等。碳氟化合物以氟(f)和碳(c)為主要成分。碳氟化合物也可以使用具有非晶體(非結晶性)構造的物質。

進一步，在所述第一介電層303的部分表面上形成有底部電極層305，且所述底部電極層305對應位于所述淺溝槽隔離結構302的上方。

其中，底部電極層305可以使用導電材料或半導體材料，其中，導電材料可以為具有導電性能的金屬材料，例如，鋁(al)、銅(cu)、鉑金(pt)、金(au)、銥(ir)、鋨(os)、錸(re)、鈀(pd)、銠(rh)及釕(ru)中的一種或幾種，也可為鉬(mo)或鎢(w)等金屬薄膜。底部電極層305也可以使用任何適合的半導體材料，例如si、ge、sige、sic、sigec等。

對于底部電極層305的厚度，可以根據目標諧振頻率來設定，例如可以設定為波長的1/10左右。

在一個示例中，在所述淺溝槽隔離結構302的外側形成有前端器件301，所述第一介電層303還覆蓋所述前端器件301的正面，還形成有若干貫穿所述第一介電層303的第一接觸孔304，所述第一接觸孔304電連接所述前端器件301，在所述第一介電層303的上還形成有圖案化的第一互連金屬層，部分所述第一互連金屬層電連接所述第一接觸孔304，所述底部電極層305為對應位于所述淺溝槽隔離結構上方的所述第一互連金屬層的部分，該部分不與所述第一接觸孔304電連接。

其中，前端器件301可以為本領域技術人員熟知的任何的半導體器件，例如mos晶體管等，cmos晶體管包括通常包括柵極結構，以及形成于柵極結構兩側的半導體襯底中的源/漏極等。

本實施例中，若干第一接觸孔304分別連接mos晶體管的柵極結構和源/漏極。

進一步地，在部分所述底部電極層305的表面上依次設置壓電薄膜3063和頂部電極層3064。

其中，壓電薄膜3063和頂部電極層3064構成的疊層與底部電極層305之間在水平方向上錯開一定距離，有利于接觸孔的電連接。

在一個示例中，在壓電薄膜3063和底部電極層305之間還設置有粘結層3062，為了提高所述壓電薄膜3063和所述底部電極層305的緊密粘結性。

其中，在粘結層3062和底部電極層305之間，還可選擇性地設置隔離層3061，該隔離層3061還可進一步地覆蓋其他部分圖案化的第一互連金屬層的表面。

還可在頂部電極層3064與壓電薄膜3063之間也選擇性地設置隔離層(未示出)。也可在底部電極層305與所述粘結層3062之間和頂部電極層3064與壓電薄膜3063之間均設置隔離層。

其中，壓電薄膜3063的材料可以使用zno、aln、gan等具有纖鋅礦型結晶結構的壓電材料，本實施中，較佳地使用aln。

對于壓電薄膜3063的厚度，可以根據目標諧振頻率來設定，較佳地設定為波長的1/2左右。

其中，所述頂部電極層3064的材料可以使用導電材料或半導體材料，其中，導電材料可以為具有導電性能的金屬材料，金屬材料可使用鋁(al)、銅(cu)、金(au)、鉑金(pt)等金屬或與金屬與銅等的合金。半導體材料可使用si、ge、sige、sic、sigec等。所述頂部電極層3064的厚度可根據目標諧振頻率來設定，較佳地設定為波長的1/10左右。

其中，粘結層3062的材料較佳地由具有纖鋅礦型結晶結構的晶體構成。本實施例中，粘結層3062選用鉬(mo)。

其中，隔離層3061的材料可以包括硅氧化物或硅氮化物，例如氧化硅層、氮化硅層、或氮氧化硅層的無機材料層，本實施例中，隔離層3061的材料包括氧化硅。

其中，底部電極層305、隔離層3061、粘結層3062、壓電薄膜3063和頂部電極層3064構成了聲波諧振復合薄膜，該聲波諧振復合薄膜還可以包括上述幾種膜層之外的其他膜層，可根據實際的器件進行合理設置，在此并不做具體限制。

進一步地，設置保護層307覆蓋所述頂部電極層3064和所述底部電極層305的部分表面，以及頂部電極層3064和壓電薄膜3063的側壁。

在一個示例中，在所述底部電極層305和其以外的圖案化的第一互連金屬層上均設置有隔離層3061，而所述保護層307位于所述隔離層的表面上。

所述保護層307對聲波諧振復合薄膜起保護作用，其中，所述保護層307的材料可以包括但不限于硅氧化物、硅氮化物或者硅氮氧化物，可以使用與前述第一介電層303相同的材料，也可以使用本領域技術人員熟知的任何其他的介電材料。

進一步地，在所述第一介電層303上以及所述保護層307上形成有第二介電層308。

其中，所述第二介電層308的頂面高于所述保護層307的頂面。

其中，第二介電層308的材料可以為本領域技術人員熟知的任何適合的介電材料，第二介電層308的材料可以包括但不限于硅氧化物或硅氮化物，例如sio2、碳氟化合物(cf)、摻碳氧化硅(sioc)、氮化硅(sin)、或碳氮化硅(sicn)等。或者，也可以使用在碳氟化合物(cf)上形成了sicn薄膜的膜等。碳氟化合物以氟(f)和碳(c)為主要成分。碳氟化合物也可以使用具有非晶體(非結晶性)構造的物質。

第二介電層308的材料也可使用與前述的第一介電層303相同的材料。

進一步地，還設置有電連接所述底部電極層305的第二接觸孔3091、電連接所述頂部電極層3064的第三接觸孔3092以及與所述前端器件301電連接的第四接觸孔3093。

示例性地，所述第二接觸孔3091依次貫穿所述第二介電層308、所述保護層307和隔離層3061與所述底部電極層305電連接，所述第三接觸孔3092依次貫穿部分所述第二介電層308和所述保護層307與所述頂部電極層3064電連接，而所述第四接觸孔3093依次貫穿所述第二介電層308、所述保護層307和隔離層3061與所述底部電極層305以外的部分圖案化的第一互連金屬層電連接，該部分圖案化的第一互連金屬層對應為與前端器件301電連接的部分。

進一步地，在所述第二介電層308的表面上設置有圖案化的第二互連金屬層310，所述圖案化的第二互連金屬層310的不同部分分別連接所述第二接觸孔3091、第三接觸孔3092以及第四接觸孔3093。

示例性地，在所述第二介電層308以及所述第二互連金屬層310的表面上設置有第三介電層311。

其中，所述第三介電層311的頂面高于所述第二互連金屬層310 的頂面。

其中，第三介電層311的材料可以為本領域技術人員熟知的任何適合的介電材料，第三介電層311的材料可以包括但不限于硅氧化物或硅氮化物，例如sio2、碳氟化合物(cf)、摻碳氧化硅(sioc)、氮化硅(sin)、或碳氮化硅(sicn)等。或者，也可以使用在碳氟化合物(cf)上形成了sicn薄膜的膜等。碳氟化合物以氟(f)和碳(c)為主要成分。碳氟化合物也可以使用具有非晶體(非結晶性)構造的物質。

第三介電層311的材料也可使用與前述的介電層相同的材料。

進一步地，在所述淺溝槽隔離結構302的正面，形成有依次貫穿所述第三介電層311、所述第二介電層308和所述保護層307的密封的第一空腔結構312，所述第一空腔結構312暴露部分所述頂部電極層3064，所述第一空腔結構312的橫截面形狀為多邊形。

值得一提的是，所述第一空腔結構312橫截面是指用與聲波諧振復合薄膜所在的平面平行的面去截第一空腔結構312，所獲得的平面圖形。

其中，該整個第一空腔結構312完全地位于所述頂部電極層3064之上。

進一步地，如圖3n中所示的輪廓圖，所述第一空腔結構312的橫截面形狀為多邊型，且該多邊形還可選擇性地至少有一對邊互相平行。

在一個示例中，在第一操作襯底400的正面設置所述第一鍵合層401，所述第一鍵合層401與所述第三介電層311相鍵合，使所述第一空腔結構312密封。

在另一個示例中，如圖3n所示，在所述第一鍵合層401和所述第三介電層311之間設置第一覆蓋層312a，所述第一覆蓋層312a密封所述第一空腔結構312，在所述第一覆蓋層312a中形成有至少一第一釋放孔，所述第一釋放孔貫穿與所述第一空腔結構對應的部分所述第一覆蓋層312a，通過第一密封材料313密封所述第一釋放孔，且該第一密封材料313進一步覆蓋所述第一覆蓋層312a的表面。

進一步地，如圖3p所示，還可選擇性地設置第一操作襯底400，使第一鍵合層401形成于第一操作襯底400的正面。

較佳地，第一鍵合層401的材料包括硅氧化物，與第三介電層311或第一密封材料313之間通過熔融鍵合而相接合。

其中，第一操作襯底400用于起到支撐作用，其可以使用任何半導體襯底例如硅，也可為氧化鋁等的陶瓷基底、石英或玻璃基底等。

其中，第一覆蓋層312a可以包括數種電介質材料的任何一種，非限制性實例包括氧化物、氮化物和氮氧化物，尤其是，硅的氧化物、氮化物、碳化物和氮氧化物。

其中，第一密封材料313可以采用本領域技術人員熟知的任何密封材料，例如二氧化硅等，第一密封材料313也可采用與介電層相同的材料。

進一步地，在所述淺溝槽隔離結構302的背面上形成有第四介電層314，其中，該第四介電層314還進一步地覆蓋前端器件301的背面。

其中，第四介電層314的材料可以為本領域技術人員熟知的任何適合的介電材料，例如硅氧化物、氮化物等，其也可采用與前述提到的介電層采用相同的材料。

示例性地，在所述淺溝槽隔離結構302的背面，形成有依次貫穿所述第四介電層314、所述淺溝槽隔離結構302和所述第一介電層303的密封的第二空腔結構315，所述第二空腔結構315暴露部分所述底部電極層305，其中，所述第二空腔結構315與所述第一空腔結構312相對，所述第二空腔結構315的橫截面形狀為多邊形，進一步地，該多邊形還可選擇性地至少有一對邊互相平行。

值得一提的是，第二空腔結構315的橫截面是指用與聲波諧振復合薄膜所在的平面平行的面去截第二空腔結構315，所獲得的平面圖形。

在一個示例中，如圖3n所示，可在第二操作襯底500的正面設置第二鍵合層501，所述第二鍵合層501與所述第四介電層314相鍵合，使所述第二空腔結構315密封。

較佳地，第二鍵合層501的材料包括硅氧化物，與第四介電層314之間通過熔融鍵合而相接合。

其中，第二操作襯底500用于起到支撐作用，可根據器件需要選 擇性地使用，其可以使用任何半導體襯底例如硅，也可為氧化鋁等的陶瓷基底、石英或玻璃基底等。

在另一個示例中，還可以在所述第四介電層314的表面上設置第二覆蓋層315a，所述第二覆蓋層315a密封所述第二空腔結構315，在與所述第二空腔結構315對應的所述第二覆蓋層315a中設置有至少一第二釋放孔，通過第二密封材料318密封所述第二釋放孔。

其中，第二覆蓋層315a可以包括數種電介質材料的任何一種，非限制性實例包括氧化物、氮化物和氮氧化物，尤其是，硅的氧化物、氮化物、碳化物和氮氧化物。

進一步地，在第二覆蓋層315a的表面上設置圖案化的第三互連金屬層3162，且在第三互連金屬層3162下方設置有與底部電極層305電連接的第五接觸孔3161，該第五接觸孔3161依次貫穿第二覆蓋層315a、第四介電層314、淺溝槽隔離結構302以及第一介電層303，直到與底部電極層305電連接。

其中，還設置有覆蓋第二覆蓋層315a和第三互連金屬層3162的第五介電層317，且前述第二釋放孔進一步貫穿該第五介電層317，第二密封材料318密封該第二釋放孔，并進一步地覆蓋第五介電層317的表面。

第五介電層317的材料可以為本領域技術人員熟知的任何適合的介電材料，例如硅氧化物、氮化物等，其也可采用與前述介電層相同的材料。

對于前述內容中提及的第一操作襯底400和第二操作襯底500可選擇性的設置，其具體可根據實際器件的尺寸及具體的工藝需求進行合理選擇。

示例性地，如圖3n中第一空腔結構312和第二空腔結構315的俯視圖(即圖3n中的輪廓圖)，第一空腔結構312和第二空腔結構315相對，且橫截面形狀可均為多邊形，第一空腔結構312和第二空腔結構315具有上下重疊的部分，該重疊的部分形成了一個共同內周，該共同內周在所述聲波諧振復合薄膜所在的平面上的投影為多邊形，其中，也即在主體聲波諧振復合薄膜所在的平面上的投影為多邊形，該主體聲波諧振復合薄膜是指第一空腔結構和第二空腔結構所對應 的部分，從俯視方向看，也即第一空腔結構312在所述聲波諧振復合薄膜所在的平面上的投影與第二空腔結構315在所述聲波諧振復合薄膜所在的平面上的投影具有重疊的部分，該重疊的部分對應為共同內周在所述聲波諧振復合薄膜所在的平面上的投影，其為多邊形，例如四邊形、五邊形、六邊形、七邊形、八邊形等，且該多邊形不應包含任何一對相對而平行直線段。

值得一提的是，第一空腔結構312和第二空腔結構315的橫截面形狀可以為任意的多邊形，例如四邊形、五邊形、六邊形等，而被聲波諧振復合薄膜所隔離的第一空腔結構與第二空腔結構上下重疊部分共同形成一個共同內周，該共同內周在所述聲波諧振復合薄膜所在的平面上的投影為多邊形，為了避免聲波諧振復合薄膜任何一點產生的水平聲波諧振，水平方向傳播至多邊形共同內周的邊界產生反射并連續傳播、反射產生衍生的水平諧振,該多邊形共同內周不應包含任何一對相對而平行直線段。

前述結構中的介電層、底部電極層、壓電薄膜、粘結層、第一空腔結構和第二空腔結構等構件組成了薄膜體聲波諧振器的關鍵部件。

綜上所述，本發明的半導體器件包括薄膜體聲波諧振器，該薄膜體聲波諧振器包括連續的聲波諧振復合薄膜，其不具有任何孔，該聲波諧振復合薄膜完全地隔離一對上空腔和下空腔，因此，本發明的薄膜體聲波諧振器具有更高的諧振性能，而包括該薄膜體聲波諧振器的半導體器件的整體性能也會更高。

鑒于前述半導體器件的優異性能，本發明還提供一種前述半導體器件的制造方法，如圖4所示，包括以下主要步驟：

在步驟s401中，提供基底，在所述基底的正面形成有淺溝槽隔離結構，在所述基底的正面上形成有覆蓋所述淺溝槽隔離結構的第一介電層，在所述第一介電層的表面上形成有第一互連金屬層；

在步驟s402中，在所述第一互連金屬層的表面上依次形成壓電薄膜和頂部電極層；

在步驟s403中，圖案化所述壓電薄膜和所述頂部電極層，保留 對應位于部分淺溝槽隔離結構上方的部分；

在步驟s404中，在所述第一互連金屬層上、所述頂部電極層的表面上和側壁上，以及所述壓電薄膜暴露的側壁上形成保護層；

在步驟s405中，圖案化所述第一互連金屬層，以形成底部電極層，所述底部電極層包括位于所述壓電薄膜的下方，與部分所述淺溝槽結構對應的部分所述第一互連金屬層；

在步驟s406中，形成第二介電層覆蓋所述基底的正面，在所述第二介電層的表面上形成第三介電層；

在步驟s407中，依次刻蝕所述第三介電層、所述第二介電層和所述保護層，直到暴露部分所述頂部電極層，以形成第一空腔結構，其中，所述第一空腔結構的橫截面形狀為多邊形；

在步驟s408中，對所述第一空腔結構進行密封，以形成密封的第一空腔結構；

在步驟s409中，從所述基底的背面開始，去除部分所述基底，直到暴露所述淺溝槽隔離結構，并在所述基底的背面形成第四介電層；

在步驟s410中，從所述基底的背面開始，依次刻蝕所述第四介電層、所述淺溝隔離結構和所述第一介電層，直到暴露部分所述底部電極層，以形成第二空腔結構，其中，所述第二空腔結構與所述第一空腔結構相對，所述第二空腔結構的橫截面形狀為多邊形；

在步驟s411中，對所述第二空腔結構進行密封，以形成密封的第二空腔結構，

其中，聲波諧振復合薄膜包括所述底部電極層、所述壓電薄膜以及所述頂部電極層，所述第一空腔結構與所述第二空腔結構上下重疊部分形成一個共同內周，該共同內周在所述聲波諧振復合薄膜所在的平面上的投影為多邊形，該多邊形不包含任何一對相對而平行的直線段。

通過上述方法制作形成的半導體器件包括薄膜體聲波諧振器，該薄膜體聲波諧振器與cmos器件具有良好的工藝兼容性和系統集成性，且該薄膜體聲波諧振器包括連續的聲波諧振復合薄膜，其不具有任何孔，該聲波諧振復合薄膜完全地隔離一對上空腔和下空腔，因此，提高了薄膜體聲波諧振器具有更高的諧振性能，以及包括該薄膜體聲 波諧振器的半導體器件的整體性能。

實施例三

下面，參考圖3a至3p對本發明的一具體實施例中的半導體器件的制造方法做詳細介紹，其中，圖3a至圖3p示出了本發明一具體實施方式的半導體器件的制造方法的實施所獲得結構的剖面示意圖。

首先，如圖3a所示，提供基底300，在所述基底300的正面形成有淺溝槽隔離結構302，在所述基底300的正面上形成有覆蓋所述淺溝槽隔離結構的第一介電層303，在所述第一介電層303的表面上形成有第一互連金屬層3051。

其中，所述基底300可以為體硅襯底，其可以是以下所提到的材料中的至少一種：si、ge、sige、sic、sigec、inas、gaas、inp或者其它iii/v化合物半導體，還包括這些半導體構成的多層結構等，或者為絕緣體上硅(soi)、絕緣體上層疊硅(ssoi)、絕緣體上層疊鍺化硅(s-sigeoi)、絕緣體上鍺化硅(sigeoi)以及絕緣體上鍺(geoi)等。所述基底300可以為起到支撐作用的其他材料，例如，也可以為氧化鋁等的陶瓷基底、石英或玻璃基底等。

其中，淺溝槽隔離結構302的形成方法可以采用本領域技術人員熟知的任何工藝方法，包括光刻工藝，刻蝕工藝和沉積工藝沉積填充材料等步驟，其中淺溝槽隔離結構302中的填充材料包括但不限于硅氧化物或硅氮化物等。

第一介電層303的材料可以包括但不限于硅氧化物或硅氮化物，例如sio2、碳氟化合物(cf)、摻碳氧化硅(sioc)、氮化硅(sin)、或碳氮化硅(sicn)等。或者，也可以使用在碳氟化合物(cf)上形成了sicn薄膜的膜等。碳氟化合物以氟(f)和碳(c)為主要成分。碳氟化合物也可以使用具有非晶體(非結晶性)構造的物質。

可采用本領域技術人員熟知的任何沉積工藝形成該第一介電層303，例如，化學氣相沉積工藝、物理氣相沉積工藝等，其中化學氣相沉積工藝可以選用熱化學氣相沉積(thermalcvd)制造工藝或高密度等離子體(hdp)制造工藝。

可根據預定形成的半導體器件的尺寸選擇合適的沉積厚度，在此 不作具體限定。

示例性地，在形成所述第一介電層303之前，在所述基底300的正面上所述淺溝槽隔離結構302的外側還形成有前端器件301，在所述基底300的正面上還形成有貫穿所述第一介電層303的若干第一接觸孔304，所述第一接觸孔304電連接所述前端器件301，部分所述第一互連金屬層電連接所述第一接觸孔304。

其中，前端器件301可以為本領域技術人員熟知的任何的半導體器件，例如mos晶體管等。對于mos晶體管，第一接觸孔304可分別連接mos晶體管的源極/漏極和柵極。

其中，第一互連金屬層3051可以使用導電材料，導電材料可以為具有導電性能的金屬材料，例如，銅(cu)、鋁(al)、鉑金(pt)、金(au)、銥(ir)、鋨(os)、錸(re)、鈀(pd)、銠(rh)及釕(ru)中的一種或幾種，也可為鉬(mo)或鎢(w)等金屬薄膜。金屬材料可通過低壓化學氣相沉積(lpcvd)、等離子體輔助化學氣相沉積(pecvd)、金屬有機化學氣相沉積(mocvd)及原子層沉積(ald)或其它先進的沉積技術形成。

第一互連金屬層3051也可以使用任何適合的半導體材料，例如si、ge、sige、sic、sigec等。半導體材料可以采用低壓化學氣相沉積(lpcvd)、等離子體增強化學氣相沉積(pecvd)、超高真空化學氣相沉積(uhvcvd)、快速熱化學氣相沉積(rtcvd)和分子束外延(mbe)中的一種形成。

第一互連金屬層3051可以用于與前端器件301的電連接外，還用于之后底部電極層，由于底部電極層的厚度，可以根據目標諧振頻率來設定，例如可以設定為波長的1/10左右，因此，第一互連金屬層3051的厚度也可以根據目標諧振頻率來設定，例如可以設定為波長的1/10左右。

接著，如圖3b所示，在所述第一互連金屬層3051的表面上依次形成壓電薄膜3063和頂部電極層3064。

在一個示例中，在形成壓電薄膜3063之前，還可首先選擇性地在所述第一互連金屬層3051的表面上沉積隔離層3061。

其中，隔離層3061的材料可以包括硅氧化物或硅氮化物，例如氧化硅層、氮化硅層、或氮氧化硅層的無機材料層，本實施例中，隔離層3061的材料包括氧化硅。可通過本領域技術人員熟知的任何沉積方法沉積形成該隔離層3061，例如化學氣相沉積和物理氣相沉積等。

在一個示例中，在形成隔離層3061之后，沉積壓電薄膜3063之前，還可在隔離層3061的表面上沉積粘結層3062。

粘結層3062的材料較佳地由具有纖鋅礦型結晶結構的晶體構成。本實施例中，粘結層選用鉬(mo)。粘結層3062可通過低壓化學氣相沉積(lpcvd)、等離子體輔助化學氣相沉積(pecvd)、金屬有機化學氣相沉積(mocvd)及原子層沉積(ald)或其它先進的沉積技術形成。

壓電薄膜3063的材料可以使用zno、aln、gan等具有纖鋅礦型結晶結構的壓電材料，本實施中，較佳地使用aln。可利用包括但不限于真空蒸鍍法、濺射法、化學氣相沉積(cvd)法或mbe(分子束外延)法等方法進行壓電薄膜3063的沉積。

示例性地，在使用aln作為壓電薄膜3063的情況下，可使用反應性rf磁控濺射法，通過在陰極使用鋁金屬，再通入氬氣和氮氣，在基底溫度為200℃左右下進行反應性rf磁控濺射，進而形成aln薄膜。

對于壓電薄膜3063的厚度，可以根據目標諧振頻率來設定，較佳地設定為波長的1/2左右。

其中，所述頂部電極層3064的材料可以使用導電材料或半導體材料，其中，導電材料可以為具有導電性能的金屬材料，金屬材料可使用鋁(al)、銅(cu)、金(au)、鉑金(pt)等金屬或與金屬與銅等的合金。半導體材料可使用si、ge、sige、sic、sigec等。所述頂部電極層3064的厚度可根據目標諧振頻率來設定，較佳地設定為波長的1/10左右。

頂部電極層3064可通過低壓化學氣相沉積(lpcvd)、等離子體輔助化學氣相沉積(pecvd)、金屬有機化學氣相沉積(mocvd)及原子層沉積(ald)或其它先進的沉積技術形成。

所述頂部電極層3064的厚度可根據目標諧振頻率來設定，較佳地設定為波長的1/10左右。

在所述頂部電極層3064和所述壓電薄膜3063之間也可選擇性地設置隔離層(未示出)。隔離層的材料可以包括硅氧化物或硅氮化物，例如可以是氧化硅層、氮化硅層、或氮氧化硅層的無機材料層。

接著，如圖3c所示，圖案化所述壓電薄膜3063和所述頂部電極層3064，保留對應位于部分淺溝槽隔離結構302上方的部分。

可在頂部電極層3064上通過旋涂、曝光、顯影等步驟形成光刻膠層，該光刻膠層覆蓋預定保留的部分所述壓電薄膜3063和頂部電極層3064，再以光刻膠層為掩膜刻蝕光刻膠層以外暴露的壓電薄膜3063和頂部電極層3064，進而實現對壓電薄膜3063和頂部電極層3064的圖案化。

經過圖案化之后，保留對應位于部分淺溝槽隔離結構302上方的部分。

可以采用干法刻蝕或者濕法刻蝕執行本步驟的刻蝕工藝，干法蝕刻工藝包括但不限于：反應離子蝕刻(rie)、離子束蝕刻、等離子體蝕刻或者激光切割。根據膜層的材料選擇合適的刻蝕方法，例如對于金屬的刻蝕可以采用以下氣體：cl2、bcl3、ar、n2、chf3和c2h4等，cl2作為主要的刻蝕氣體。

示例性地，在形成有隔離層3061時，本步驟中的圖案化的步驟停止于隔離層3061的表面上，也即在本步驟中還可以同時對粘結層3062進行圖案化。

接著，繼續參考圖3c，在所述第一互連金屬層3051上、所述頂部電極層3064的表面上和側壁上，以及所述壓電薄膜3063暴露的側壁上形成保護層307。

進一步，在第一互連金屬層3051上形成有隔離層3061，且在壓電薄膜3063和頂部電極層3064之間設置粘結層3063時，該保護層307覆蓋暴露的隔離層3061以及頂部電極層3064的表面，和頂部電極層3064、壓電薄膜3063和粘結層3062的側壁。

所述保護層307對其覆蓋的頂部電極層3064和壓電薄膜3063等膜層起保護作用，使該些膜層在之后的刻蝕等步驟中免于受到腐蝕損傷。

其中，所述保護層307的材料可以包括但不限于硅氧化物、硅氮化物或者硅氮氧化物，可以使用與前述第一介電層303相同的材料，也可以使用本領域技術人員熟知的任何其他的介電材料。

可采用本領域技術人員熟知的任何沉積方法形成該保護層307，包括但不限于化學氣相沉積或物理氣相沉積等方法。

接著，如圖3d所示，圖案化所述第一互連金屬層3051，以形成底部電極層305，所述底部電極層305包括位于所述壓電薄膜3063的下方，與部分所述淺溝槽結構302對應的部分所述第一互連金屬層。

示例性地，可在保護層307上通過旋涂、曝光、顯影等步驟形成圖案化的光刻膠層，再以圖案化的光刻膠層為掩膜刻蝕部分保護層307、隔離層3061以及第一互連金屬層3051，進而實現對第一互連金屬層3051的圖案化，并形成底部電極層305。

其中，該圖案化的過程中，完全保留圖案化后的頂部電極層3064和壓電薄膜3063，且所述底部電極層305包括位于所述壓電薄膜3063的下方，與部分所述淺溝槽結構302對應的部分所述第一互連金屬層。

其中，底部電極層305在所述第一介電層303表面上的面積大于所述頂部電極層3064以及所述壓電薄膜3063的面積。

其中，圖案化后的第一互連金屬層除了作為底部電極層305外，其他位于前端器件301上方的部分與分別與不同的第一接觸孔304電連接。

可以采用干法刻蝕或者濕法刻蝕執行本步驟的刻蝕工藝，干法蝕刻工藝包括但不限于：反應離子蝕刻(rie)、離子束蝕刻、等離子體蝕刻或者激光切割。根據膜層的材料選擇合適的刻蝕方法，例如對于金屬的刻蝕可以采用以下氣體：cl2、bcl3、ar、n2、chf3和c2h4等，cl2作為主要的刻蝕氣體。

其中，底部電極層305、隔離層3061、粘結層3062、壓電薄膜3063和頂部電極層3064構成了聲波諧振復合薄膜，該聲波諧振復合 薄膜還可以包括上述幾種膜層之外的其他膜層，可根據實際的器件進行合理設置，在此并不做具體限制。

接著，繼續參考圖3d，形成第二介電層308覆蓋所述基底300的正面。

進一步地，在所述第一介電層303上以及所述保護層307上形成第二介電層308。

其中，沉積第二介電層308覆蓋所述基底300的正面，并進行平坦化，平坦化的方法包括但不限于化學機械研磨(cmp)等方法，其中，還需使得所述第二介電層308的頂面高于所述保護層307的頂面。

其中，第二介電層308的材料可以為本領域技術人員熟知的任何適合的介電材料，第二介電層308的材料可以包括但不限于硅氧化物或硅氮化物，例如sio2、碳氟化合物(cf)、摻碳氧化硅(sioc)、氮化硅(sin)、或碳氮化硅(sicn)等。或者，也可以使用在碳氟化合物(cf)上形成了sicn薄膜的膜等。碳氟化合物以氟(f)和碳(c)為主要成分。碳氟化合物也可以使用具有非晶體(非結晶性)構造的物質。

第二介電層308的材料也可使用與前述的第一介電層303相同的材料。

可采用本領域技術人員熟知的任何沉積工藝形成該第一介電層303，例如，化學氣相沉積工藝、物理氣相沉積工藝等，其中化學氣相沉積工藝可以選用熱化學氣相沉積(thermalcvd)制造工藝或高密度等離子體(hdp)制造工藝。

可根據預定形成的半導體器件的尺寸選擇合適的沉積厚度，在此不作具體限定。

接著，如圖3e所示，在所述第二介電層308的表面上形成第三介電層311。

示例性地，形成所述第三介電層之前，包括以下步驟a1至a3：

步驟a1：形成電連接所述底部電極層305的第二接觸孔3091，形成電連接所述頂部電極層3064的第三接觸孔3092以及與所述前端器件301電連接的第四接觸孔3093；

其中，所述第二接觸孔3091依次貫穿所述第二介電層308、所述保護層307和隔離層3061與所述底部電極層305電連接，所述第三接觸孔3092依次貫穿部分所述第二介電層308和所述保護層307與所述頂部電極層3064電連接，而所述第四接觸孔3093依次貫穿所述第二介電層308、所述保護層307和隔離層3061與所述底部電極層305以外的部分圖案化的第一互連金屬層電連接，該部分圖案化的第一互連金屬層對應為與前端器件301電連接的部分。

步驟a2：在所述第二介電層308的表面上形成圖案化的第二互連金屬層310，所述圖案化的第二互連金屬層310的不同部分分別連接所述第二接觸孔3091、第三接觸孔3092以及第四接觸孔3093。

步驟a3：沉積所述第三介電層311覆蓋所述第二介電層308以及所述圖案化的第二互連金屬層310。

其中，沉積第三介電層311覆蓋所述基底300的正面，并進行平坦化，平坦化的方法包括但不限于化學機械研磨(cmp)等方法，其中，還需使得所述第三介電層311的頂面高于第二互連金屬層310的頂面。

其中，第三介電層311的材料可以為本領域技術人員熟知的任何適合的介電材料，第三介電層311的材料可以包括但不限于硅氧化物或硅氮化物，例如sio2、碳氟化合物(cf)、摻碳氧化硅(sioc)、氮化硅(sin)、或碳氮化硅(sicn)等。或者，也可以使用在碳氟化合物(cf)上形成了sicn薄膜的膜等。碳氟化合物以氟(f)和碳(c)為主要成分。碳氟化合物也可以使用具有非晶體(非結晶性)構造的物質。

第三介電層311的材料也可使用與前述的介電層相同的材料。

可采用本領域技術人員熟知的任何沉積工藝形成該第三介電層309，例如，化學氣相沉積工藝、物理氣相沉積工藝等，其中化學氣相沉積工藝可以選用熱化學氣相沉積(thermalcvd)制造工藝或高密度等離子體(hdp)制造工藝。

可根據預定形成的半導體器件的尺寸選擇合適的沉積厚度，在此不作具體限定。

第三介電層311還可以使用與前述第二介電層308和第一介電層303相同的材料。

接著，如圖3f所示，依次刻蝕所述第三介電層311、所述第二介電層308和所述保護層307，直到暴露部分所述頂部電極層3064，以形成第一空腔結構312，其中，所述第一空腔結構312的橫截面形狀為多邊形，進一步地且其可選擇性地至少有一對邊互相平行，如圖3f中的輪廓圖所示。

可在第三介電層311上通過旋涂、曝光、顯影等步驟形成定義有第一空腔結構312圖案及位置的光刻膠層，再以圖案化的光刻膠層為掩膜依次刻蝕所述第三介電層311、所述第二介電層308和所述保護層307，直到暴露部分所述頂部電極層3064，以形成第一空腔結構312。

可以采用干法刻蝕或者濕法刻蝕執行本步驟的刻蝕工藝，干法蝕刻工藝包括但不限于：反應離子蝕刻(rie)、離子束蝕刻、等離子體蝕刻或者激光切割。例如采用等離子體刻蝕，刻蝕氣體可以采用基于氧氣(o2-based)的氣體。

接著，對所述第一空腔結構312進行密封，以形成密封的第一空腔結構312。

其中，對于第一空腔結構312的密封方法可以為任意適合的方法，本實施例中僅示出其中的兩種方法。

在一個示例中，如圖3g所示，對所述第一空腔結構312進行密封的方法，包括以下步驟：

首先，提供第一操作襯底400，在所述第一操作襯底400的正面上形成有第一鍵合層401，將所述第一鍵合層401和所述基底300的正面直接鍵合，以密封所述第一空腔結構312。

其中，第一操作襯底400用于起到支撐作用，可根據器件需要選擇性地使用，其可以使用任何半導體襯底例如硅，也可為氧化鋁等的陶瓷基底、石英或玻璃基底等。

可選地，第一鍵合層401的材料包括硅氧化物，可通過熱氧化的方法，化學氣相沉積方法或者物理氣相沉積等方法沉積形成。

示例性地，第一鍵合層401與所述第三介電層311之間通過熔融 鍵合而相接合。

示例性地，在之后還可以選擇性地對所述基底300的背面進行減薄處理。所述減薄處理的方法可以為化學機械研磨或者刻蝕等方法。

在另一個示例中，如圖3h至圖3j所示，對所述第一空腔結構312進行密封的另一種方法，包括以下步驟：

首先，如圖3h所示，在所述第一空腔結構312中填充滿第一犧牲材料層3121，并形成第一覆蓋層312a覆蓋所述第三介電層311以及所述第一犧牲材料層3121。

第一犧牲材料層3121具有相對第二介電層306、第三介電層311、保護層307、頂部電極層3064和之后形成的第一覆蓋層的高的蝕刻選擇比，例如，當第二介電層306、第三介電層311、保護層307、和第一覆蓋層的材料使用氧化硅時，第一犧牲材料層3121則可使用氮化硅、碳氮化硅等，可以使用包括但不限于：化學氣相沉積方法和物理氣相沉積方法的方法形成第一犧牲材料層3121，之后再進行化學機械平坦化步驟，停止于第三介電層311的表面上。

第一覆蓋層312a可以包括數種電介質材料的任何一種，非限制性實例包括氧化物、氮化物和氮氧化物，尤其是，硅的氧化物、氮化物、碳化物和氮氧化物。可以采用例如化學氣相沉積等沉積方法形成。

接著，如圖3i所示，在所述第一犧牲材料層3121之上的所述第一覆蓋層312a中形成至少一第一釋放孔，通過所述第一釋放孔，完全去除所述第一犧牲材料層3121，使用第一密封材料313密封所述第一釋放孔。

具體地，可在第一覆蓋層312a上通過旋涂、曝光、顯影等步驟形成定義有第一釋放孔圖案的光刻膠層，再以圖案化的光刻膠層為掩膜刻蝕第一覆蓋層312a直到暴露第一犧牲材料層3121。

可以采用干法刻蝕或者濕法刻蝕執行本步驟的刻蝕工藝，干法蝕刻工藝包括但不限于：反應離子蝕刻(rie)、離子束蝕刻、等離子體蝕刻或者激光切割。例如采用等離子體刻蝕，刻蝕氣體可以采用基于氧氣(o2-based)的氣體。

示例性地，采用對于第一犧牲材料層3121具有較高的蝕刻選擇比的濕法刻蝕工藝移除所述第一犧牲材料層3121。例如，當所述第 一犧牲材料層3121為氮化硅時，可采用包括熱磷酸的刻蝕劑去除第一犧牲材料層3121。

第一密封材料313可以采用本領域技術人員熟知的任何密封材料，例如二氧化硅等，第一密封材料313也可采用與前述介電層相同的材料。可采用包括但不限于化學氣相沉積法或者物理氣相沉積法形成該第一密封材料313。

進一步地，第一密封材料313還覆蓋第一覆蓋層312a的表面。

之后，如圖3j所示，再將所述第一操作襯底400的所述第一鍵合層401與所述基底300的正面鍵合，具體地，其可以為第一鍵合層401與第一密封材料313之間通過熔融鍵合相接合。

通過上述示例的兩種方法，可以實現對于第一空腔結構307的密封。

隨后，如圖3g和3j所示，還可以選擇性地對所述基底300的背面進行減薄處理。所述減薄處理的方法可以為化學機械研磨或者刻蝕等方法。

在形成第一空腔結構312之后，再接著對基底的背面進行工藝過程，包括下述的步驟。

接著，如圖3k所示，從所述基底300的背面開始，去除部分所述基底300，直到暴露所述淺溝槽隔離結構302，并在所述基底的背面形成第四介電層314。

根據基底300的材質可選擇不同的去除方式，例如，當基底的材料為硅時，可采用刻蝕或者化學機械研磨(cmp)等方法將基底300去除，以暴露所述淺溝槽隔離結構302的底面。

第四介電層314覆蓋基底300的整個背面，第四介電層314的材料可以包括但不限于硅氧化物或硅氮化物，例如sio2、碳氟化合物(cf)、摻碳氧化硅(sioc)、氮化硅(sin)、或碳氮化硅(sicn)等。或者，也可以使用在碳氟化合物(cf)上形成了sicn薄膜的膜等。碳氟化合物以氟(f)和碳(c)為主要成分。碳氟化合物也可以使用具有非晶體(非結晶性)構造的物質。

可采用本領域技術人員熟知的任何沉積工藝形成該第四介電層 314，例如，化學氣相沉積工藝、物理氣相沉積工藝等，其中化學氣相沉積工藝可以選用熱化學氣相沉積(thermalcvd)制造工藝或高密度等離子體(hdp)制造工藝。

可根據預定形成的半導體器件的尺寸選擇合適的沉積厚度，在此不作具體限定。

第四介電層314還可以使用與前述提及的介電層相同的材料。

接著，如圖3l所示，從所述基底300的背面開始，依次刻蝕所述第四介電層314、所述淺溝隔離結構302和所述第一介電層303，直到暴露部分所述底部電極層305，以形成第二空腔結構315，其中，所述第二空腔結構315與所述第一空腔結構312相對，所述第二空腔結構315的橫截面形狀為多邊形，且還可選擇性地使該多邊形其至少有一對邊互相平行，如圖3o中的輪廓圖所示。

可在第四介電層314上通過旋涂、曝光、顯影等步驟形成定義有第二空腔結構315圖案及位置的光刻膠層，再以圖案化的光刻膠層為掩膜依次刻蝕所述第四介電層314、所述淺溝隔離結構302和所述第一介電層303，直到暴露部分所述底部電極層305，以形成第二空腔結構315。

可以采用干法刻蝕或者濕法刻蝕執行本步驟的刻蝕工藝，干法蝕刻工藝包括但不限于：反應離子蝕刻(rie)、離子束蝕刻、等離子體蝕刻或者激光切割。例如采用等離子體刻蝕，刻蝕氣體可以采用基于氧氣(o2-based)的氣體。

其中，第二空腔結構315和第一空腔結構312相對，第一空腔結構312和第二空腔結構315橫截面形狀具有上下重疊的區域，也即具有的共同內周。

值得一提的是，第一空腔結構312和第二空腔結構315的平面輪廓可以為任意的多邊形，例如四邊形、五邊形、六邊形等。

接著，對所述第二空腔結構315進行密封，以形成密封的第二空腔結構315。

其中，對于第二空腔結構315的密封方法可以為任意適合的方法， 本實施例中僅示出其中的兩種方法。

在一個示例中，如圖3m至圖3n所示，對所述第二空腔結構進行密封的方法，包括以下步驟：

提供第二操作襯底500，在所述第二操作襯底500的正面上形成有第二鍵合層501；將所述第二鍵合層501和所述第四介電層314直接鍵合，以密封所述第二空腔結構315。

其中，第二操作襯底500用于起到支撐作用，可根據器件需要選擇性地使用，其可以使用任何半導體襯底例如硅，也可為氧化鋁等的陶瓷基底、石英或玻璃基底等。

可選地，第二鍵合層501的材料包括硅氧化物，可通過熱氧化的方法，化學氣相沉積方法或者物理氣相沉積等方法沉積形成。

示例性地，第二鍵合層501與所述第四介電層314之間通過熔融鍵合而相接合。

其中，之后，還可選擇性地對第一操作襯底400進行減薄處理，例如通過化學機械研磨的方法進行，如圖3m所示，并可進一步地將減薄后的第一操作襯底400去除，如圖3n所示，其去除方法可以為本領域技術人員熟知的任何方法，例如刻蝕工藝或者cmp工藝等。

在另一個示例中，如圖3o至圖3p所示，對所述第二空腔結構315進行密封的另一種方法，包括以下步驟：

首先，如圖3o所示，在所述第二空腔結構315中填充滿第二犧牲材料層3151，并形成第二覆蓋層317a覆蓋所述第四介電層314以及所述第二犧牲材料層3151。

第二犧牲材料層3151具有相對之后第四介電層314、底部電極層305和之后形成的第二覆蓋層的高的蝕刻選擇比，例如，當第四介電層314和第二覆蓋層317a的材料使用氧化硅時，第二犧牲材料層3151則可使用氮化硅、碳氮化硅等，可以使用包括但不限于：化學氣相沉積方法和物理氣相沉積方法的方法形成第二犧牲材料層3151，之后再進行化學機械平坦化步驟，停止于第四介電層314的表面上。

第二覆蓋層317a可以包括數種電介質材料的任何一種，非限制性實例包括氧化物、氮化物和氮氧化物，尤其是，硅的氧化物、氮化 物、碳化物和氮氧化物。可以采用例如化學氣相沉積等沉積方法形成。

之后，還可選擇性地，形成與底部電極層305電連接的第五接觸孔3161，以及在第二覆蓋層317a的表面上形成圖案化的第三互連金屬層3162，其中，第五接觸孔3161依次貫穿第二覆蓋層317a、第四介電層314、淺溝槽隔離結構302以及第一介電層303，直到與底部電極層305電連接。

其中，還可形成覆蓋第二覆蓋層317a和圖案化的第三互連金屬層3162的第五介電層317。第五介電層317的材料可以為本領域技術人員熟知的任何適合的介電材料，例如硅氧化物、氮化物等，其也可采用與前述介電層相同的材料。

可采用本領域技術人員熟知的任何適合的沉積方法形成該第五介電層317，包括但不限于化學氣相沉積和物理氣相沉積等方法。

之后，如圖3p所示，在所述第二犧牲材料層3151之上的所述第二覆蓋層317a中形成至少一第二釋放孔，通過所述第二釋放孔，完全去除所述第二犧牲材料層，使用第二密封材料318密封所述第二釋放孔。

具體地，可在第五介電層317上通過旋涂、曝光、顯影等步驟形成定義有第一釋放孔圖案的光刻膠層，再以圖案化的光刻膠層為掩膜依次刻蝕第五介電層317和第二覆蓋層317a直到暴露第二犧牲材料層3151，以形成第二釋放孔。

可以采用干法刻蝕或者濕法刻蝕執行本步驟的刻蝕工藝，干法蝕刻工藝包括但不限于：反應離子蝕刻(rie)、離子束蝕刻、等離子體蝕刻或者激光切割。例如采用等離子體刻蝕，刻蝕氣體可以采用基于氧氣(o2-based)的氣體。

示例性地，采用對于第二犧牲材料層3151具有較高的蝕刻選擇比的濕法刻蝕工藝移除所述第二犧牲材料層3151。例如，當所述第二犧牲材料層3151為氮化硅時，可采用包括熱磷酸的刻蝕劑去除第二犧牲材料層3151。

第二密封材料318可以采用本領域技術人員熟知的任何密封材料，例如二氧化硅等，第二密封材料318也可采用與前述各個介電層相同的材料。可采用包括但不限于化學氣相沉積法或者物理氣相沉積 法形成該第二密封材料318。

至此完成了對本發明的半導體器件的關鍵制造方法的介紹，對于完整的器件的制作還需其他前序步驟、中間步驟或者后續步驟，例如，在之后形成與互連金屬層相連接的多層互連結構的步驟，以及形成接合焊盤開口以及接合焊盤的步驟等，在此均不再贅述。

其中，值得一提的是，如圖3n中第一空腔結構312和第二空腔結構315的俯視圖(圖3n中位于上方的輪廓圖)，第一空腔結構312和第二空腔結構315相對，且橫截面形狀可均為多邊形，第一空腔結構312和第二空腔結構315具有上下重疊的部分，該重疊的部分形成了一個共同內周，該共同內周在所述聲波諧振復合薄膜所在的平面上的投影為多邊形，其中，也即在主體聲波諧振復合薄膜所在的平面上的投影為多邊形，該主體聲波諧振復合薄膜是指第一空腔結構和第二空腔結構所對應的部分，從俯視方向看，也即第一空腔結構312在所述聲波諧振復合薄膜所在的平面上的投影與第二空腔結構315在所述聲波諧振復合薄膜所在的平面上的投影具有重疊的部分，該重疊的部分對應為共同內周在所述聲波諧振復合薄膜所在的平面上的投影，其為多邊形，例如四邊形、五邊形、六邊形、七邊形、八邊形等，且該多邊形不應包含任何一對相對而平行直線段。

其中，第一空腔結構312和第二空腔結構315的橫截面形狀可以為任意的多邊形，例如四邊形、五邊形、六邊形等，而被聲波諧振復合薄膜所隔離的第一空腔結構與第二空腔結構上下重疊部分共同形成一個共同內周，該共同內周在所述聲波諧振復合薄膜所在的平面上的投影為多邊形，為了避免聲波諧振復合薄膜任何一點產生的水平聲波諧振，水平方向傳播至多邊形共同內周的邊界產生反射并連續傳播、反射產生衍生的水平諧振,該多邊形共同內周不應包含任何一對相對而平行直線段。

前述結構中的介電層、底部電極層、壓電薄膜、粘結層、第一空腔結構和第二空腔結構等構件組成了薄膜體聲波諧振器的關鍵部件。

綜上所述，通過上述方法制作形成的半導體器件包括薄膜體聲波諧振器，該薄膜體聲波諧振器與cmos器件具有良好的工藝兼容性 和系統集成性，且該薄膜體聲波諧振器包括連續的聲波諧振復合薄膜，其不具有任何孔，該聲波諧振復合薄膜完全地隔離一對上空腔和下空腔，因此，提高了薄膜體聲波諧振器具有更高的諧振性能，以及包括該薄膜體聲波諧振器的半導體器件的整體性能。

本發明已經通過上述實施例進行了說明，但應當理解的是，上述實施例只是用于舉例和說明的目的，而非意在將本發明限制于所描述的實施例范圍內。此外本領域技術人員可以理解的是，本發明并不局限于上述實施例，根據本發明的教導還可以做出更多種的變型和修改，這些變型和修改均落在本發明所要求保護的范圍以內。本發明的保護范圍由附屬的權利要求書及其等效范圍所界定。