带冗余结构的半导体结构及制造方法、电子设备

摘要

本发明涉及一种半导体结构及其制造方法以及一种电子设备。该组件包括基底、多个体声波谐振器及至少一个冗余结构。至少两个谐振器在基底的一侧叠置以形成谐振器叠置单元。下谐振器的顶电极与上谐振器的底电极之间设置有声学解耦层，声学解耦层构成上谐振器的声学镜。所述至少一个冗余结构与多个谐振器中的至少一个谐振器在基底的所述一侧叠置以形成冗余叠置单元，冗余叠置单元与谐振器叠置单元在基底的所述一侧在水平方向上并置，冗余结构包括冗余压电层，冗余压电层与谐振器叠置单元中的对应压电层同层，冗余叠置单元中的谐振器的顶电极、压电层和底电极分别与谐振器叠置单元中的同层谐振器的顶电极、压电层和底电极同层设置。

说明书

技术领域

本发明的实施例涉及半导体领域，尤其涉及一种半导体结构及其制造方法，一种具有该谐振器组件的电子设备。

背景技术

随着当今无线通讯技术的飞速发展，小型化便携式终端设备的应用也日益广泛，因而对于高性能、小尺寸的射频前端模块和器件的需求也日益迫切。近年来，以例如为薄膜体声波谐振器(Film Bulk Acoustic Resonator，简称FBAR) 为基础的滤波器、双工器等滤波器件越来越为市场所青睐。一方面是因为其插入损耗低、过渡特性陡峭、选择性高、功率容量高、抗静电放电(ESD)能力强等优异的电学性能，另一方面也是因为其体积小、易于集成的特点所致。

不过，现实中对于滤波器件的尺寸存在进一步减小的需要。

另外，在现有设计中，体声波谐振器通过串并联组合形成滤波器，需要在一个基底上形成多个谐振器，各个谐振器分立在基底不同水平位置，通过水平金属引线相连，如图1所示，其中虚框内为谐振器100的顶电极104通过导电通孔10连接到谐振器200的底电极102，为了保证电信号传输和制作工艺限制，导电通孔10与谐振器100的顶电极104的连接宽度，导电通孔10的宽度，谐振器100的顶电极104的宽度以及谐振器200的底电极102的宽度均有一定要求，一般总长度>5μm，这导致连接线会引入较大的电学损耗，尤其是对于高频谐振器，在电极厚度<1000A时，会使得插入损耗恶化0.1dB以上。

发明内容

为缓解或解决现有技术中的上述问题的至少一个方面，提出本发明。

根据本发明的实施例的一个方面，提出了一种半导体结构，包括：

基底；

多个谐振器，所述多个谐振器均为体声波谐振器，所述多个谐振器包括至少一个谐振器叠置单元，所述谐振器叠置单元至少包括在基底的厚度方向上在基底的一侧叠置的第一谐振器和第二谐振器，第二谐振器在第一谐振器的上方，第一谐振器包括第一顶电极、第一压电层、第一底电极和第一声学镜，第二谐振器包括第二顶电极、第二压电层、第二底电极和第二声学镜，

其中：

所述半导体结构还包括至少一个冗余结构，所述至少一个冗余结构与所述多个谐振器中的至少一个谐振器在基底的厚度方向上在基底的所述一侧叠置以形成冗余叠置单元，所述冗余叠置单元与所述谐振器叠置单元在基底的所述一侧在水平方向上并置，所述冗余结构包括冗余压电层，所述冗余压电层与所述谐振器叠置单元中的对应压电层同层，所述冗余叠置单元中的谐振器的顶电极、压电层和底电极分别与谐振器叠置单元中的同层谐振器的顶电极、压电层和底电极同层设置。

本发明的实施例也涉及一种半导体结构的制造方法，包括：

步骤1：在基底的表面上形成在水平方向上并置的至少两个第一结构，所述至少两个第一结构包括第一谐振器结构，每个第一谐振器结构包括第一底电极、第一压电层、第一顶电极；

步骤2：在步骤1形成的所述至少两个第一结构上分别设置图形化的牺牲材料层；

步骤3：在步骤2的所述至少两个第一结构上分别形成第二结构，所述第二结构包括第二谐振器结构，所述第二谐振器结构包括第二底电极、第二压电层以及第二顶电极；

步骤4：释放所述牺牲材料层以形成空腔，

其中：

在步骤3中，第一谐振器结构与对应的第二谐振器结构在厚度方向上叠置以形成谐振器叠置单元，每一个谐振器叠置单元中，所述牺牲材料层在基底的厚度方向上位于第一顶电极与第二底电极之间；且

第一结构与第二结构中的一个结构包括冗余结构，所述冗余结构至少包括冗余压电层，且在步骤3中，所述第一结构与第二结构中的另一个结构的一个谐振器结构与所述冗余结构在厚度方向上叠置以形成冗余叠置单元，所述冗余叠置单元的冗余压电层与谐振器叠置单元中的压电层同层布置，所述冗余叠置单元中的谐振器的顶电极、压电层和底电极分别与谐振器叠置单元中的同层谐振器的顶电极、压电层和底电极同层设置。

本发明的实施例也涉及一种电子设备，包括上述的谐振器组件。

附图说明

以下描述与附图可以更好地帮助理解本发明所公布的各种实施例中的这些和其他特点、优点，图中相同的附图标记始终表示相同的部件，其中：

图1为现有设计中的相邻两个体声波谐振器之间电连接的示意性截面图；

图2为根据本发明的一个示例性实施例的半导体结构的示意性俯视图；

图3A为根据本发明的一个示例性实施例的沿图2中的A-A’线截得的体声波谐振器的示意性截面图；

图3B为根据本发明的一个示例性实施例的沿图2中的B-B’线截得的体声波谐振器的示意性截面图；

图3C为根据本发明的一个示例性实施例的沿图2中的C-C’线截得的体声波谐振器的示意性截面图；

图3D为示例性说明图3A的结构相对于图1的结构的插损曲线比较图；

图3E-3G分别为根据本发明的不同示例性实施例的沿图2中的A-A’线、B-B’线和C-C’线截得的体声波谐振器的示意性截面图；

图4A为包括5个体声波谐振器的滤波器的示意图；

图4B为根据本发明的一个示例性实施例的、示例性示出图4A中的滤波器中谐振器的排布的示意性截面图，其中左侧下部设置有冗余结构；

图4C为根据本发明的一个示例性实施例的、示例性示出图4A中的滤波器中谐振器的排布的示意性截面图，其中左侧下部设置有冗余结构；

图4D为根据本发明的另一个示例性实施例的、示例性示出图4A中的滤波器中谐振器的排布的示意性截面图，其中并未设置冗余结构；

图5A为包括5个体声波谐振器的另一种滤波器的示意图；

图5B为根据本发明的一个示例性实施例的、示例性示出图5A中的滤波器中谐振器的排布的示意性截面图，其中右侧上部设置有冗余结构；

图6A和6B为根据本发明的不同示例性实施例的、示出滤波器中的谐振器排布的示意性截面图，其中冗余结构的实现方式不同；

图7为根据本发明的一个示例性实施例的、示出滤波器中的谐振器排布示例的示意性截面图；

图8A-8G为示例性示出根据本发明的一个示例性实施例的谐振器叠置单元的制造过程的结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。在说明书中，相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件。下述参照附图对本发明实施方式的说明旨在对本发明的总体发明构思进行解释，而不应当理解为对本发明的一种限制。发明的一部分实施例，而并不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明中的附图标记说明如下：

11,21：上谐振器的顶电极的电极对外引线。

12,22：上谐振器的底电极的电极对外引线。

13,23：下谐振器的顶电极的电极对外引线。

14,24：下谐振器的底电极的电极对外引线。

401：电极对外引线。以上的电极对外引线与对应的电极相连接。

S：基底，可选材料为单晶硅、氮化镓、砷化镓、蓝宝石、石英、碳化硅、金刚石等。

101，201：声学镜，可为空腔，也可采用布拉格反射层及其他等效形式。图3A所示的实施例中采用的是空腔。

102,202：底电极，材料可选钼、钌、金、铝、镁、钨、铜，钛、铱、锇、铬或以上金属的复合或其合金等。

103,203：压电层，可以为单晶压电材料，可选的，如：单晶氮化铝、单晶氮化镓、单晶铌酸锂、单晶锆钛酸铅(PZT)、单晶铌酸钾、单晶石英薄膜、或者单晶钽酸锂等材料，也可以为多晶压电材料(与单晶相对应，非单晶材料)，可选的，如多晶氮化铝、氧化锌、PZT等，还可是包含上述材料的一定原子比的稀土元素掺杂材料，例如可以是掺杂氮化铝，掺杂氮化铝至少含一种稀土元素，如钪(Sc)、钇(Y)、镁(Mg)、钛(Ti)、镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)等。

104,204：顶电极，其材料可与底电极相同，材料可选钼、钌、金、铝、镁、钨、铜，钛、铱、锇、铬或以上金属的复合或其合金等。顶电极和底电极材料一般相同，但也可以不同。

105,205：钝化层，一般为介质材料，如二氧化硅、氮化铝、氮化硅等。

106，206：断开结构。

图2为根据本发明的一个示例性实施例的半导体结构的示意性俯视图，在图2中，A-A’线对应于通过上下谐振器的顶电极的非电极连接端以及底电极的非电极连接端的截面，B-B’线对应于通过下谐振器的底电极的电极连接端以及下谐振器的顶电极的电极连接端的截面，C-C’线对应于通过上谐振器的底电极的电极连接端以及上谐振器的顶电极的电极连接端的截面。

图3A为根据本发明的一个示例性实施例的沿图2中的A-A’线截得的体声波谐振器的示意性截面图。

虽然没有示出，谐振器的顶电极上还可以设置有工艺层，工艺层可以覆盖顶电极，工艺层的作用可以是质量调节负载或钝化层。钝化层的材料可以为介质材料，如二氧化硅、氮化铝、氮化硅等。

此外，在图3A所示结构中，在基底S的同一水平位置形成两个谐振器，该两个谐振器在竖向方向或者在基底的厚度方向上的空间位置不同。

如本领域技术人员能够理解的，还可以叠置三个谐振器或者更多的谐振器。例如谐振器组件包括在厚度方向上叠置的第一谐振器、第二谐振器和第三谐振器，第一谐振器的顶电极104与第二谐振器的底电极202之间具有声学解耦层 201(本实施例中为空腔)，第二谐振器的顶电极204与第三谐振器的底电极之间具有另外的声学解耦层，该另外的声学解耦层构成第三谐振器的声学镜。

在图3A所示的结构中，示出了上下两个谐振器，其中上谐振器的有效区域为顶电极204、压电层203、底电极202以及空腔201在厚度方向上的重叠区域。下谐振器为空腔201、顶电极104、压电层103、底电极102、声学镜101在厚度方向上的重叠区域。

相应的，在叠置了第一谐振器、第二谐振器和第三谐振器的情况下，最上的第三谐振器的有效区域为其顶电极、压电层、底电极以及所述另外的声学解耦层在厚度方向上的重叠区域，中间的第二谐振器的有效区域为所述另外的声学解耦层、顶电极204、压电层203、底电极202以及空腔201在厚度方向上的重叠区域，最下的第一谐振器的有效区域为空腔201、顶电极104、压电层103、底电极102以及空腔101在厚度方向上的重叠区域。

在图3A所示的结构中，上谐振器与下谐振器通过空腔201在声学上分开，即该空腔201构成了上下谐振器之间的声学解耦层，从而也避免了因为上下两个谐振器相邻叠置可能导致的声学耦合问题。

在图3A所示的结构中，因为在基底S的同一水平位置形成多个谐振器，多个谐振器在竖向方向或者在基底的厚度方向上的空间位置不同，因此，可以极大降低滤波器的面积，例如，在同样设置两个谐振器的情况下，可以从图1中所示的面积P1减小为图3A中所示的面积P2。

如图3A所示，上谐振器的底电极202与下谐振器的顶电极104在非电极连接端彼此电连接。在上谐振器的底电极直接与下谐振器的顶电极相连的情况下，上谐振器的底电极与下谐振器的顶电极直接电学相连，连接部长度相较于图1 中变短，即缩短了传输路径，降低传输损耗；另外，电学信号输出通过金属厚度为下谐振器的顶电极与上谐振器的底电极厚度之和，传输损耗也会进一步降低。通过降低电学损耗，最终滤波器的插入损耗得以优化。如图3A所示，上谐振器的底电极与下谐振器的顶电极形成的传输路径的长度为d，其可以小于5μ m。

采用图例如3A-3C的结构，因为到下谐振器的电流传输路径变短，例如可以小于5μm，降低了传输损耗，下谐振器的顶电极104的厚度以及上谐振器的底电极202的厚度可以变薄，有利于谐振器的进一步小型化。在上谐振器的底电极与下谐振器的顶电极彼此电连接的情况下，可以在降低到上谐振器的底电极的电路传输路径损耗以及到下谐振器的顶电极的电流传输路径损耗的同时，可以进一步同时减小上谐振器的底电极以及上谐振器的顶电极的电极膜层厚度。相应的，在下谐振器的谐振频率大于0.5GHz的情况下，顶电极104的厚度小于

图3D为示例性说明图3A的结构相对于图1的结构的插损曲线比较图。图 3D为3.5G频段采用本发明图3A的结构后的插损曲线图(实线)与采用图1的传统结构的插损曲线(虚线)的比对，可以看到，采用本发明图3A的结构后，插损因电极损耗降低而提升大约0.1dB。

图3B为根据本发明的一个示例性实施例的沿图2中的B-B’线截得的体声波谐振器的示意性截面图,图3C为根据本发明的一个示例性实施例的沿图2中的C-C’线截得的体声波谐振器的示意性截面图。可以看到，在图3B和3C中，下谐振器的顶电极与上谐振器的底电极围绕整个空腔201在周向方向上电连接。

对于上谐振器的底电极与下谐振器的顶电极彼此电连接的情况，在图3A-3C 所示的结构中，上谐振器的底电极与下谐振器的顶电极的非电极连接端以及电极连接端均彼此连接，即围绕空腔201的整个周向形成电连接。但是，除了如图3A-3C所示的连接方式之外，还可以有其他的连接方式。例如上谐振器的底电极与下谐振器的顶电极可以仅在部分非电极连接端彼此电连接；或者，上谐振器的底电极与下谐振器的顶电极可以仅在电极连接端彼此电连接；或者上谐振器的底电极与下谐振器的顶电极可以仅在全部或部分的非电极连接端彼此电连接。这些均在本发明的保护范围之内。

图7的右侧视图示出了上谐振器的底电极与下谐振器的顶电极彼此电连接的具体示例。如图7的左侧截面图所示，顶电极104覆盖压电层103，底电极 202在电极连接端以及非电极连接端均与顶电极104相连接。在图7的右侧视图中，底电极202的电极连接端覆盖顶电极104的电极连接端，底电极202的非电极连接端覆盖顶电极104的非电极连接端。

对于谐振器有效区域最大宽度与空腔高度的比较大时可能发生上下谐振器在空腔内因弯曲等原因接触的情况，如空腔高度为

前面提到可以控制应力以降低上下谐振器相互接触的几率，但当谐振器面积较大时，虽然没有示出，可增加支撑件，此支撑件可与下谐振器的顶部或顶电极接触，且支撑件的高度要小于等于空腔高度，等于意味着支撑件顶端与上谐振器的底部或底电极接触，支撑件的高度小于空腔高度意味着支撑件顶端与上谐振器不接触，当因谐振器弯曲导致空腔局部厚度减小时，支撑件顶端才上谐振器接触，起支撑作用。

与后面提及的采用布拉格反射层作为声学解耦层的方案相比，采用空腔201 作为声学解耦层，能够做到上下谐振器的完全声学解耦，所以谐振器的性能更优。进一步的，在空腔201直接由下谐振器的顶电极104和上谐振器的底电极 202包围而成(其他实施例中定义空腔位置的结构还包括上谐振器和/或下谐振器的压电层)，例如图3A-3C、4B-4D和7所示的结构，的情况下，整体结构稳定可靠且加工工艺简单。

也可以使用布拉格反射层代替上述附图3A-3C、4B-4D和7中所示的空腔201。使用布拉格反射层代替中间空腔，虽然造成了上下谐振器之间的声学耦合增强，增加了滤波器设计的复杂度，但也增加了滤波器设计的自由度，同时提高了整体结构的机械稳定性。

如本领域的技术人员能够理解的，空腔201在谐振器的厚度方向上设置在上谐振器的底电极与下谐振器的顶电极之间，不仅包括了空腔的上下边界的至少一部分由上谐振器的底电极的下表面与下谐振器的顶电极的上表面限定的情形，也包括了下谐振器的顶电极的上表面设置了工艺层(例如钝化层)从而该工艺层限定空腔201的下边界的至少一部分的情形。这些均在本发明的保护范围之内。

在图3A-3C、4B-4D等附图中，上谐振器的底电极与下谐振器的顶电极彼此电连接，但是本发明不限于此。在上下叠置的两个体声波谐振器中，上谐振器的底电极与下谐振器的顶电极也可以彼此电学隔离，例如参见图7的左侧视图。

图3E为根据本发明的一个示例性实施例的沿图2中的A-A’线截得的体声波谐振器的示意性截面图，在图3E中，上谐振器的底电极202与下谐振器的顶电极104并未电连接，上谐振器的底电极202的非电极连接端的端部处于下谐振器的顶电极104的外侧且均设置于下谐振器的压电层103的上表面。

图3F为根据本发明的一个示例性实施例的沿图2中的B-B’线截得的体声波谐振器的示意性截面图，其中，上谐振器的底电极202的非电极连接端与下谐振器的顶电极104的非电极连接端并未电连接，上谐振器的底电极的非电极连接端的一部分的端部设置于下谐振器的压电层103的上表面(参见图3F中的左侧)而另一部分的端部则在横向方向上位于共用空腔的边界的内侧(参见图 3F中的右侧)。

图3G为根据本发明的一个示例性实施例的沿图2中的C-C’线截得的体声波谐振器的示意性截面图，其中，上谐振器的底电极202的非电极连接端与下谐振器的顶电极104的非电极连接端并未电连接，上谐振器的底电极202的电极连接端与下谐振器的顶电极104的电极连接端并未电连接。更具体的，例如，参照图7的左侧截面图。顶电极104处于第一电极层中，在图7的左侧视图中，第一电极层包括顶电极104以及与顶电极104的非电极连接端经由断开结构106 电学隔离而处于顶电极104的非电极连接端的外侧的非顶电极层(即图7中断开结构106左侧的部分)。在图7中，底电极202处于第二电极层，如图7的左侧视图所示，第二电极层包括底电极202以及与底电极202的非电极连接端经由断开结构206电学隔离而处于底电极202的非电极连接端的外侧的非底电极层(即图7中断开结构206的右侧部分)。在图7的左侧视图中，底电极202的电极连接端覆盖所述非顶电极层，所述非底电极层覆盖顶电极104的电极连接端。

图4A为包括5个体声波谐振器的滤波器的示意图，其中示出了三个串联谐振器Se1-Se3，和两个并联谐振器Sh1-Sh2，串联谐振器与并联谐振器具有不同的谐振频率，从而形成带通滤波器。图4B为根据本发明的一个示例性实施例的、示例性示出图4A中的滤波器中谐振器的排布的示意性截面图，其中左侧下部设置有冗余结构。

为了提升工艺的稳定度，在图4B中，将串联谐振器Se1位于一个无功能但具有并联谐振器高度的结构上方，保证串联谐振器Se1与其他串联谐振器Se2、 Se3位于同一平面。这里的“无功能但具有并联谐振器高度的结构”对应于冗余结构(dummy)。如图4B所示，左侧部分在串联谐振器Se1的下部设置有冗余结构，该冗余结构也具有冗余顶电极、冗余压电层和冗余底电极，所述冗余结构层的冗余顶电极、冗余压电层和冗余底电极分别与顶电极104、压电层103和底电极102同层布置。但是，作为冗余结构，其并不具有谐振器的功能，例如在图4B所示的图中，冗余结构的下方不具有声学镜空腔。也可以通过使得冗余顶电极或冗余底电极不通电或者使得冗余顶电极与冗余底电极彼此连接而实现冗余结构不具有谐振器的功能。

图4B中，串联谐振器Se2位于并联谐振器Sh1上方，串联谐振器Se3位于并联谐振器Sh2上方，串联谐振器Se2与并联谐振器Sh1构成一个谐振器叠置单元，串联谐振器Se3与并联谐振器Sh2构成一个谐振器叠置单元。

此外，在图4B中，串联谐振器Se1的下方设置的冗余谐振器或冗余结构。另外，由于冗余谐振器不参与滤波器工作，因此其可以不包括声学镜。如图4B 所示，该冗余结构的下方并未设置声学镜空腔101，因此，该冗余结构并不具备谐振器的功能。冗余结构与串联谐振器Se1叠置而形成一个冗余叠置单元。

若没有冗余谐振器，则会出现图4D所示的结构。图4D为根据本发明的另一个示例性实施例的、示例性示出图4A中的滤波器中谐振器的排布的示意性截面图。图4D与图4B的区别在于，在图4D中，串联谐振器Se1直接设置在基底上，而没有设置冗余结构。此时，因为串联谐振器Se1与其他串联谐振器不在一个高度，在薄膜生长时会产生厚度差，串联谐振器Se1的各层厚度将与其他串联谐振器的厚度差别较大，这会导致串联谐振器Se1的频率不可控，与其他串联谐振器的频率不一致，最终导致滤波器性能下降。

如图4B所示，利用冗余谐振器将串联谐振器Se1推高到和其他串联谐振器近似的高度后，可以保证其谐振频率的可控性。冗余谐振器可以和其他的下层谐振器，如并联谐振器Sh1和Sh2，一同制作出。

为了保证冗余谐振器不影响串联谐振器Se1以及其他谐振器的工作，需要冗余谐振器与其他谐振器保持电学隔离和声学隔离。声学隔离通过冗余谐振器和串联谐振器Se1之间的空腔实现。

在图4B所示的单滤波器的谐振器排布中，充分利用叠层谐振器的特点，将上谐振器的底电极与下谐振器的顶电极互联。

在图4B中，401为电极对外引线，例如在图4B的右侧，对外引线401同时与中间的叠置单元的上谐振器的顶电极以及右侧叠置单元的下谐振器的顶电极电连接。需要指出的是，电极引线401的布置仅仅是示例性的，也可以采用其他方式实现谐振器的电极的电连接。

图7为根据本发明的一个示例性实施例的、示例性示出滤波器的谐振器排布的截面图，其中，上下谐振器有效区域通过空腔声学隔离。

在图7中，左侧视图的上下谐振器构成谐振器叠置单元，而右侧视图中，下谐振器由于不具有空腔101而为冗余谐振器或冗余结构，冗余结构与上谐振器构成冗余叠置单元。为描述方便，在针对图7的实施例的描述中，冗余谐振器也以下谐振器表示。

在图7中，上谐振器的底电极202与下谐振器的顶电极104在有效区域外可以直接电连接，如图7右侧所示；另外，上谐振器的底电极202与下谐振器的顶电极104在有效区域外也可以电学隔离，如图7左侧视图所示。前面已经说明了图7中左侧的谐振器叠置单元中的上下谐振器的电极连接情况，以及图7 中右侧的冗余叠置单元中的上下谐振器的电极连接情况，这里不再赘述。

在上述的实施例中，对于叠置单元而言，存在两种类型，一种是上谐振器的底电极与下谐振器的顶电极彼此电连接，另一种是上谐振器的底电极与下谐振器的顶电极彼此电学隔离。以下参照图8A-8G为示例性说明图7所示的结构的制造过程的示意图，其中每幅图的左侧部分对应于谐振器叠置单元中的上谐振器的底电极与下谐振器的顶电极彼此电学隔离，而右侧部分则对应于冗余叠置单元中的上谐振器的底电极与下谐振器的顶电极彼此电连接。

步骤1：如图8A所示，以常规FBAR工艺制作谐振器叠置单元中的下谐振器，下谐振器包括声学镜空腔101对应的凹陷，凹陷中设置有牺牲材料；底电极102；压电层103；顶电极104；钝化层105。如能够理解的，也可以不设置钝化层105。此外，图8A中的声学镜也可以其他形式。参见图8A，顶电极104覆盖压电层 103。在步骤1中，同时形成冗余叠置单元中的下谐振器或冗余谐振器，其与左侧的体声波谐振器的不同在于，基底中并未设置声学镜空腔101。

步骤2：对于电学不连接的上下谐振器，需要将下谐振器的顶电极104与上谐振器的底电极202的对外引线断开。在冗余叠置单元以及谐振器叠置单元中，如图8B所示，可以通过光刻、刻蚀制作断开结构106，断开结构对应于开口或通孔(如能理解的，通孔为条状通孔)。

步骤3：如图8C所示，在冗余叠置单元以及谐振器叠置单元中，在步骤2 所形成的结构上沉积牺牲层(如PSG(磷硅玻璃)、非晶硅、BSG(硼硅玻璃)、 BPSG(硼磷硅玻璃)、USG(硅酸玻璃)等)，为了后续上谐振器的膜层质量，可以通过CMP(化学机械抛光)法对沉积的牺牲材料层进行表面平坦化处理。在图 8C中，如其左侧所示，牺牲材料填充了断开结构106。

步骤4：如图8D所示，在冗余叠置单元以及谐振器叠置单元中，对牺牲材料层及下谐振器的钝化层执行刻蚀的图形化工艺，露出下谐振器的顶电极的对外引线，以便于与上谐振器的底电极的对外引线进行电连接。图形化的牺牲材料层形成牺牲层，此牺牲层最后将去除，形成将上下谐振器声学隔离的空腔21。可选的，可以沉积声学反射结构(例如布拉格反射层)进行上下谐振器声学隔离。

步骤5：如图8E所示，在冗余叠置单元以及谐振器叠置单元中，在图8D所示结构上，以溅射或蒸镀工艺等沉积用于形成上谐振器的底电极202的电极金属层。对于图8E左侧的上下谐振器不电连接的结构，对底电极202对应的电极金属层以通过光刻及刻蚀工艺执行图形化，以形成图8E所示的结构，在图8E 的左侧图中，上谐振器的底电极202与下谐振器的顶电极104的对外引线由于断开结构206而被断开。断开结构206对应于开口或通孔(如能理解的，通孔为条状通孔)。在图8E中，可以看到，顶电极104为第一电极层的一部分，底电极202为第二电极层的一部分，第二电极层覆盖第一电极层。在顶电极104 的非电极连接端，即如图所示在图8E中的左图的左侧，底电极202的电极连接端覆盖了第一电极层，而在顶电极104的电极连接端，第二电极层覆盖了顶电极104的电极连接端。

步骤6：如图8F所示，在冗余叠置单元以及谐振器叠置单元中，在图8E所示结构上，完成上谐振器的压电层203、顶电极204以及钝化层205的沉积和图形化。

步骤7：如图8G所示，完成对外电极引线的制作，以及释放牺牲材料层，以形成空腔201以及声学镜空腔101。

需要指出的是，对于冗余叠置单元中的冗余谐振器或冗余结构，其至少包括冗余压电层，该冗余压电层与和该冗余叠置单元并置的谐振器叠置单元中的对应谐振器的压电层同层设置。冗余谐振器可以不包括声学镜(例如参见图4B)，可以不具有冗余顶电极(例如图6B)或冗余底电极(例如图6A)，还可以冗余顶电极与冗余底电极彼此电连接(例如图4C)，还可以冗余顶电极或冗余底电极与外部电绝缘(即没有通电)(例如图5B)。

在上述实施例中，冗余叠置单元中仅设置有一个冗余结构和一个谐振器，谐振器叠置单元中也仅设置有两个谐振器，但是本发明不限于此。例如，每个谐振器叠置单元包括三个谐振器，且所述冗余叠置单元包括一个冗余结构和两个谐振器或者一个谐振器和两个冗余结构。

在上述实施例中，半导体结构的谐振器叠置单元或者冗余结构对应的叠置单元中，均在对应的上电极与下电极之间存在声学解耦层。但是本发明也不限于此，也可以采用其他的叠置方式，例如在叠置的上下谐振器之间设置支撑结构，支撑结构由不导电材料制成，以将上下谐振器间隔开。

需要指出的是，在本发明中，各个数值范围，除了明确指出不包含端点值之外，除了可以为端点值，还可以为各个数值范围的中值，这些均在本发明的保护范围之内。

在本发明中，上和下是相对于谐振器的基底的底面而言的，对于一个部件，其靠近该底面的一侧为下侧，远离该底面的一侧为上侧。

在本发明中，内和外是相对于谐振器的有效区域的中心(即有效区域中心) 在横向方向或者径向方向上而言的，一个部件的靠近有效区域中心的一侧或一端为内侧或内端，而该部件的远离有效区域中心的一侧或一端为外侧或外端。对于一个参照位置而言，位于该位置的内侧表示在横向方向或径向方向上处于该位置与有效区域中心之间，位于该位置的外侧表示在横向方向或径向方向上比该位置更远离有效区域中心。

如本领域技术人员能够理解的，根据本发明的体声波谐振器可以用于形成滤波器或电子设备。这里的电子设备，包括但不限于射频前端、滤波放大模块等中间产品，以及手机、WIFI、无人机等终端产品。

基于以上，本发明提出了如下技术方案：

1、一种半导体结构，包括：

基底；

多个谐振器，所述多个谐振器均为体声波谐振器，所述多个谐振器包括至少一个谐振器叠置单元，所述谐振器叠置单元至少包括在基底的厚度方向上在基底的一侧叠置的第一谐振器和第二谐振器，第二谐振器在第一谐振器的上方，第一谐振器包括第一顶电极、第一压电层、第一底电极和第一声学镜，第二谐振器包括第二顶电极、第二压电层、第二底电极和第二声学镜，

其中：

所述半导体结构还包括至少一个冗余结构，所述至少一个冗余结构与所述多个谐振器中的至少一个谐振器在基底的厚度方向上在基底的所述一侧叠置以形成冗余叠置单元，所述冗余叠置单元与所述谐振器叠置单元在基底的所述一侧在水平方向上并置，所述冗余结构包括冗余压电层，所述冗余压电层与所述谐振器叠置单元中的对应压电层同层，所述冗余叠置单元中的谐振器的顶电极、压电层和底电极分别与谐振器叠置单元中的同层谐振器的顶电极、压电层和底电极同层设置。

2、根据1所述的半导体结构，其中：

所述冗余结构为还包括冗余顶电极和/或冗余底电极，所述冗余顶电极适于设置于冗余压电层的上表面，所述冗余底电极适于设置于冗余压电层的下表面，且所述冗余结构层的冗余电极与谐振器叠置单元中的同层谐振器的对应电极同层布置。

3、根据2所述的半导体结构，其中：

所述冗余结构包括冗余顶电极、冗余压电层和冗余底电极。

4、根据3所述的半导体结构，其中：

在冗余叠置单元中，在厚度方向上彼此相邻且相对的电极之间设置有第二声学解耦结构。

5、根据4所述的半导体结构，其中：

所述冗余叠置单元中的一个冗余结构与所述谐振器叠置单元中的第一谐振器同层布置，所述一个冗余结构的冗余顶电极与所述冗余叠置单元中的相邻叠置的谐振器的底电极之间设置所述第二声学解耦结构。

6、根据5所述的半导体结构，其中：

所述第一底电极设置于所述基底的上表面；

所述与第一谐振器同层布置的冗余结构的下侧没有设置声学镜。

7、根据4所述的半导体结构，其中：

所述冗余叠置单元中的一个冗余结构与所述谐振器叠置单元中的第二谐振器同层布置，所述冗余结构的冗余底电极与所述冗余叠置单元中的相邻叠置的谐振器的顶电极之间设置所述第二声学解耦结构。

8、根据5-7中任一项所述的半导体结构，其中：

每个谐振器叠置单元仅包括两个谐振器，且所述冗余叠置单元包括一个冗余结构和一个谐振器。

9、根据5-7中任一项所述的半导体结构，其中：

每个谐振器叠置单元包括三个谐振器，且所述冗余叠置单元包括一个冗余结构和两个谐振器或者一个谐振器和两个冗余结构。

10、根据4所述的半导体结构，其中：

所述冗余结构的冗余顶电极与冗余底电极彼此相连接。

11、根据4所述的半导体结构，其中：

所述冗余结构的冗余顶电极或冗余底电极与外部电学隔离。

12、根据1-11中任一项所述的半导体结构，其中：

在谐振器叠置单元中，第一顶电极与第二底电极之间设置有第一声学解耦层，所述第二声学镜包括所述第一声学解耦层。

13、根据12所述的半导体结构，其中：

每一个声学解耦层的上下两侧的电极分别为上电极和下电极；

至少一个声学耦合层对应的上电极与下电极电连接。

14、根据13所述的半导体结构，其中：

下电极的非电极连接端的端部与上电极的非电极连接端的端部彼此相接以实现上电极与下电极电连接；或者

下电极的电极连接端与上电极的电极连接端电连接以实现上电极与下电极电连接。

15、根据13所述的半导体结构，其中：

下电极的电极连接端与上电极的电极连接端彼此电连接，且下电极的非电极连接端与上电极的非电极连接端彼此电连接。

16、根据12所述的半导体结构，其中：

每一个声学解耦层的上下两侧的电极分别为上电极和下电极；

至少一个声学解耦结构的上电极与下电极彼此电学隔离。

17、根据16所述的半导体结构，其中：

上电极的非电极连接端的在周向方向上的至少一部分的端部或者上电极的电极连接端的端部设置于上电极下方的压电层的上表面，且所述端部在水平方向上位于下电极的非电极连接端的外侧。

18、根据17所述的半导体结构，其中：

上电极的非电极连接端的在周向方向上的一部分的端部或者上电极的电极连接端的端部设置于上电极下方的压电层的上表面，上电极的非电极连接端的在周向方向上的另一部分的端部在水平方向上位于对应声学解耦层的边界的内侧。

19、根据18所述的半导体结构，其中：

所述谐振器叠置单元包括第一电极层和第二电极层；

第一电极层包括下电极以及与下电极的非电极连接端电学隔离而处于下电极的非电极连接端的外侧的非下电极层；

第二电极层包括上电极以及与上电极的非电极连接端电学隔离而处于上电极的非电极连接端的外侧的非上电极层；

上电极的电极连接端覆盖所述非下电极层，所述非上电极层覆盖所述下电极的电极连接端。

20、根据4或12所述的体声波谐振器组件，其中：

每一个声学解耦层包括空腔。

21、一种半导体结构的制造方法，包括：

步骤1：在基底的表面上形成在水平方向上并置的至少两个第一结构，所述至少两个第一结构包括第一谐振器结构，每个第一谐振器结构包括第一底电极、第一压电层、第一顶电极；

步骤2：在步骤1形成的所述至少两个第一结构上分别设置图形化的牺牲材料层；

步骤3：在步骤2的所述至少两个第一结构上分别形成第二结构，所述第二结构包括第二谐振器结构，所述第二谐振器结构包括第二底电极、第二压电层以及第二顶电极；

步骤4：释放所述牺牲材料层以形成空腔，

其中：

在步骤3中，第一谐振器结构与对应的第二谐振器结构在厚度方向上叠置以形成谐振器叠置单元，每一个谐振器叠置单元中，所述牺牲材料层在基底的厚度方向上位于第一顶电极与第二底电极之间；且

第一结构与第二结构中的一个结构包括冗余结构，所述冗余结构至少包括冗余压电层，且在步骤3中，所述第一结构与第二结构中的另一个结构的一个谐振器结构与所述冗余结构在厚度方向上叠置以形成冗余叠置单元，所述冗余叠置单元的冗余压电层与谐振器叠置单元中的压电层同层布置，所述冗余叠置单元中的谐振器的顶电极、压电层和底电极分别与谐振器叠置单元中的同层谐振器的顶电极、压电层和底电极同层设置。

22、根据21所述的方法，其中：

所述冗余结构包括所述冗余压电层，以及冗余顶电极和/或冗余底电极，，所述冗余顶电极适于设置于冗余压电层的上表面，所述冗余底电极适于设置于冗余压电层的下表面，且在步骤3中，所述冗余结构层的冗余电极与谐振器叠置单元中的同层谐振器的对应电极同层布置。

23、根据22所述的方法，其中：

所述冗余结构包括所述冗余压电层、冗余顶电极和冗余底电极；且

在水平方向上相邻并置的两个叠置单元中，每个叠置单元的第一结构的顶电极与第二结构的底电极彼此电连接；或在水平方向上相邻并置的两个叠置单元中，每个叠置单元的第一结构的顶电极与第二结构的底电极彼此电学隔离；或在水平方向上相邻并置的两个叠置单元中，一个叠置单元的第一结构的顶电极与第二结构的底电极彼此电学隔离，另一个叠置单元的第一结构的顶电极与第二结构的底电极彼此电连接。

24、根据23所述的方法，其中：

在水平方向上相邻并置的两个叠置单元中，至少一个叠置单元内的第一结构的顶电极与第二结构的底电极彼此电学隔离；

步骤1中，至少一个叠置单元中的第一结构包括覆盖其压电层的第一电极层，所述步骤1包括步骤：在第一电极层上形成第一断开结构以将第一电极层分为第一结构的顶电极以及与第一结构的顶电极的非电极连接端电学隔离而处于第一结构的顶电极的非电极连接端的外侧的非顶电极层；

步骤2中，牺牲材料层还填充所述第一断开结构；

在步骤3中，第二结构包括覆盖第一电极层的第二电极层，所述步骤3包括步骤：在第二电极层上形成第二断开结构以将第二电极层分为第二结构的底电极以及与第二结构的底电极的非电极连接端电学隔离而处于第二结构的底电极的非电极连接端的外侧的非底电极层；

在步骤4中，所述第一断开结构和第二断开结构中的牺牲材料层被移除。

25、根据23所述的方法，其中：

在水平方向上相邻并置的两个叠置单元中，至少一个叠置单元内的第一结构的顶电极与第二结构的底电极彼此电连接；

步骤1中，至少一个叠置单元中的第一结构包括覆盖第一结构的压电层的第一结构的顶电极；

在步骤3中，至少一个叠置单元中的第二结构包括第二结构的底电极，第二结构的底电极在第二结构的底电极的电极连接端和/或非连接端覆盖和电连接第一结构的顶电极。

26、一种电子设备，包括根据1-20中任一项所述的半导体结构。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行变化，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。