CN105743459A - 声波元件改良结构、整合结构及其制造方法 - Google Patents

声波元件改良结构、整合结构及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种声波元件改良结构、整合结构以及制造方法。本发明的整合结构，包括：化合物半导体磊晶基板、形成于该化合物半导体磊晶基板的第一侧之上的功率放大器上层结构以及形成于该化合物半导体磊晶基板之第二侧之上的薄膜体声波共振器，其中化合物半导体基板及形成于该化合物半导体基板之上的磊晶结构构成该化合物半导体磊晶基板；其中该化合物半导体磊晶基板的第一侧以及该功率放大器上层结构构成功率放大器；该化合物半导体磊晶基板的第二侧以及该薄膜体声波共振器构成声波元件。本发明可缩小元件体积、最佳化该功率放大器及该声波元件的阻抗匹配以及减少信号的损耗。

Description

声波元件改良结构、整合结构及其制造方法
技术领域
本发明有关一种声波元件改良结构、整合结构以及制造方法，通过将一功率放大器及一声波元件的整合结构整合于同一化合物半导体磊晶基板之上，以缩小元件体积、最佳化功率放大器及声波元件的阻抗匹配以及减少信号的损耗。
背景技术
图7～图7D为现有技术制作声波元件的示意图。如图7～图7D所示，先于一硅基板701上形成一凹槽702；然后形成一保护层703于硅基板701及凹槽702之上；再于保护层703之上形成一磷硅酸盐玻璃(PSG)705，使得磷硅酸盐玻璃(PSG)705至少填满凹槽702；之后再以化学机械研磨(CMP)的技术，将凹槽702之外的磷硅酸盐玻璃(PSG)705移除。接着将金属711-绝缘体712-金属713结构的声波元件710形成于凹槽702之上，使得金属711-绝缘体712-金属713结构的声波元件710的两端跨在凹槽702之外；最后将凹槽702之内的剩余的磷硅酸盐玻璃(PSG)705移除，使得凹槽702形成一空腔。
现有技术在制作声波元件时，需用到化学机械研磨(CMP)的技术，除了必须将凹槽702之外的磷硅酸盐玻璃(PSG)705移除之外，也必须将研磨面抛光，使得研磨面的粗糙度非常光滑，否则会影响到之后的金属711-绝缘体712-金属713结构的声波元件710各层薄膜的成长。而对研磨面的要求，使得化学机械研磨(CMP)的制造不仅本身设备成本非常昂贵，且既耗时又耗费其它材料成本，因此制作的成本过于高昂。
此外，单一凹槽702的设计，由于必须考虑到声波元件710的底部与凹槽702的底部间的间隙无法有效提高的问题，因此当声波元件710受应力的影响向下弯曲时，声波元件710的底部容易接触到凹槽702的底部而影响声波元件710的特性。
另一方面，声波元件710在应用时，常被用来作为射频信号的滤波器。与功率放大器搭配应用时，将信号做滤波处理后，再将滤波后的信号传输至功率放大器；也或是由功率放大器先将信号放大之后，再将信号传出至声波元件将放大后的信号做滤波处理。然而，现有的声波元件通常制作在硅基板之上，却从未有人将声波元件与化合物半导体的功率放大器整合于同一化合物半导体磊晶基板之上。而将声波元件与化合物半导体的功率放大器整合于同一化合物半导体磊晶基板之上，不仅节省元件体积大小，还能最佳化功率放大器及声波元件的阻抗匹配，且能减少彼此之间信号传递的耗损。
有鉴于此，发明人开发出有效地增加声波元件的底部与凹槽之底部间的间隙，同时又能与功率放大器整合于同一化合物半导体磊晶基板之上，能够避免上述的缺点，又具有成本低廉的优点，且能缩小元件体积、最佳化功率放大器及声波元件的阻抗匹配以及减少信号的损耗，因此遂有本发明的产生。
发明内容
本发明提供一种声波元件改良结构、整合结构以及制造方法，以缩小元件体积、最佳化功率放大器及声波元件的阻抗匹配以及减少信号的损耗。
本发明提供一种功率放大器及声波元件的整合结构，包括：一化合物半导体磊晶基板、一功率放大器上层结构以及一薄膜体声波共振器。其中该化合物半导体磊晶基板包括一化合物半导体基板以及形成于该化合物半导体基板之上的一磊晶结构。该功率放大器上层结构形成于该化合物半导体磊晶基板的一第一侧之上，其中该化合物半导体磊晶基板的该第一侧以及该功率放大器上层结构构成一功率放大器。该薄膜体声波共振器形成于该化合物半导体磊晶基板的一第二侧之上，其中该化合物半导体磊晶基板的该第二侧以及该薄膜体声波共振器构成一声波元件。通过将该功率放大器及该声波元件的整合结构整合于同一该化合物半导体磊晶基板之上，以缩小元件体积、最佳化该功率放大器及该声波元件的阻抗匹配以及减少信号的损耗。
在一实施例中，前述的功率放大器及声波元件的整合结构，其中该化合物半导体基板由砷化镓(GaAs)、碳化硅(SiC)、磷化铟(InP)、氮化镓(GaN)、氮化铝(AlN)或蓝宝石(Sapphire)所构成。
在一实施例中，前述的功率放大器及声波元件的整合结构，其中该薄膜体声波共振器包括：一支撑层以及一体声波共振器结构。其中该支撑层系形成于该化合物半导体磊晶基板之上，其中该支撑层的底部具有一支撑层凹槽，该支撑层凹槽的正上方具有向上凸出的一支撑层台面，且其中该化合物半导体磊晶基板的顶部具有一基板凹槽，该基板凹槽位于该支撑层凹槽的正下方，该支撑层凹槽与该基板凹槽相连通，且该支撑层凹槽与该基板凹槽以该化合物半导体磊晶基板的上表面的延伸平面为界。其中该体声波共振器结构形成于该支撑层之上，该体声波共振器结构包括：一底电极、一压电层以及一顶电极。其中该底电极形成于该支撑层的一端之上，且该底电极至少延伸形成在该支撑层台面之上。其中该压电层至少形成在该支撑层台面上的该底电极之上。其中该顶电极形成于相对于该底电极的另一端，且形成于该压电层之上或同时形成于该压电层之上及该支撑层之上，且该顶电极至少延伸形成在该支撑层台面上的该压电层之上。通过相连通的该支撑层凹槽与该基板凹槽的结构，可增加该支撑层台面至该基板凹槽的底部间的间隙，因此当该薄膜体声波共振器受应力的影响使得该支撑层台面向下弯曲时，可避免该支撑层台面与该基板凹槽的底部接触而影响该声波元件的特性。
在一实施例中，前述的功率放大器及声波元件的整合结构，其中该支撑层凹槽的深度介于10nm至3500nm之间。
在一实施例中，前述的功率放大器及声波元件的整合结构，其中该支撑层凹槽的最佳深度介于10nm至1500nm之间。
在一实施例中，前述的功率放大器及声波元件的整合结构，其中该支撑层凹槽的开口大小小于或等于该基板凹槽的开口大小。
在一实施例中，前述的功率放大器及声波元件的整合结构，其中该薄膜体声波共振器还包括至少一蚀刻凹槽，该至少一蚀刻凹槽的一端与该支撑层凹槽相连通，该至少一蚀刻凹槽的另一端穿透该支撑层或同时穿透该支撑层及该体声波共振器结构从而使得该至少一蚀刻凹槽与外部相连通，并使得该支撑层凹槽与外部相连通。
在一实施例中，前述的功率放大器及声波元件的整合结构，其中该功率放大器为一异质接面双极性晶体管(HBT)。
在一实施例中，前述的功率放大器及声波元件的整合结构，其中该磊晶结构包括：一次集极层以及一集极层。其中该集极层形成于该化合物半导体基板之上；该集极层形成于该次集极层之上。
在一实施例中，前述的功率放大器及声波元件的整合结构，其中该基板凹槽的四周由该集极层所包覆，该基板凹槽的底部为该次集极层。
在一实施例中，前述的功率放大器及声波元件的整合结构，其中该集极层由砷化镓(GaAs)所构成。
在一实施例中，前述的功率放大器及声波元件的整合结构，其中该集极层的厚度介于500nm至3000nm之间。
在一实施例中，前述的功率放大器及声波元件的整合结构，其中该化合物半导体磊晶基板的该第一侧还包括一集极凹槽，该集极凹槽的底部为该次集极层。且其中该功率放大器上层结构：一基极层、一射极突出平台层、一射极层、一基极电极、一射极电极以及一集极电极。其中该基极层形成于该集极层之上；该射极突出平台层形成于该基极层之上；该射极层形成于该射极突出平台层之上；该基极电极形成于该基极层和/或该射极突出平台层之上；该射极电极形成于该射极层之上；该集极电极形成于该集极凹槽内的该次集极层之上。其中该化合物半导体磊晶基板的该第一侧包括以下结构：该化合物半导体基板、该次集极层、该集极层以及该集极凹槽。其中该化合物半导体磊晶基板的该第一侧以及该功率放大器上层结构构成该异质接面双极晶体管。
在一实施例中，前述的功率放大器及声波元件的整合结构，其中该基极层由砷化镓(GaAs)所构成。
在一实施例中，前述的功率放大器及声波元件的整合结构，其中该基极层的厚度介于60nm至100nm之间。
在一实施例中，前述的功率放大器及声波元件的整合结构，其中该磊晶结构还包括一蚀刻终止层，其中该蚀刻终止层形成于该次集极层之上，且该集极层形成于该蚀刻终止层之上，其中该集极凹槽的底部为该次集极层，该集极电极形成于该集极凹槽内的该次集极层之上。
在一实施例中，前述的功率放大器及声波元件的整合结构，其中该基板凹槽的四周由该集极层及该蚀刻终止层所包覆，该基板凹槽的底部为该次集极层。
在一实施例中，前述的功率放大器及声波元件的整合结构，其中该蚀刻终止层由磷化铟镓(InGaP)所构成。
在一实施例中，前述的功率放大器及声波元件的整合结构，其中该蚀刻终止层的厚度介于5nm至1000nm之间。
在一实施例中，前述的功率放大器及声波元件的整合结构，其中该蚀刻终止层的最佳厚度为20nm。
在一实施例中，前述的功率放大器及声波元件的整合结构，其中该功率放大器为一场效晶体管(FET)、一高电子迁移率晶体管(HEMT)或一伪形态电子迁移晶体管(pHEMT)。
在一实施例中，前述的功率放大器及声波元件的整合结构，其中该磊晶结构包括：一缓冲层、一通道层、一萧基层以及一覆盖层。其中该缓冲层形成于该化合物半导体基板之上；该通道层形成于该缓冲层之上；该萧基层形成于该通道层之上；该覆盖层形成于该萧基层之上。
在一实施例中，前述的功率放大器及声波元件的整合结构，其中该基板凹槽的底部为该缓冲层，而该基板凹槽的四周由该通道层、该萧基层及该覆盖层所包覆或由该缓冲层、该通道层、该萧基层及该覆盖层所包覆。
在一实施例中，前述的功率放大器及声波元件的整合结构，其中该化合物半导体磊晶基板的该第一侧还包括一栅极凹槽，该栅极凹槽的底部为该萧基层。且其中该功率放大器上层结构包括：一漏极电极、一源极电极以及一栅极电极。其中该漏极电极形成于该覆盖层的一端之上；该源极电极形成于该覆盖层的另一端之上，其中该栅极凹槽介于该漏极电极及该源极电极之间；该栅极电极形成于该栅极凹槽内的该萧基层之上。其中该化合物半导体磊晶基板的该第一侧包括以下结构：该化合物半导体基板、该缓冲层、该通道层、该萧基层、该覆盖层以及该栅极凹槽。其中该化合物半导体磊晶基板的该第一侧以及该功率放大器上层结构构成该伪形态电子迁移晶体管。
本发明还提供一种功率放大器及声波元件整合结构的制造方法，包括以下步骤：形成一磊晶结构于一化合物半导体基板之上以形成一化合物半导体磊晶基板，其中该化合物半导体磊晶基板包含该磊晶结构以及该化合物半导体基板；形成一功率放大器上层结构于该化合物半导体磊晶基板的一第一侧之上以形成一功率放大器，其中该功率放大器由该化合物半导体磊晶基板的该第一侧以及该功率放大器上层结构所组成；以及形成一薄膜体声波共振器于该化合物半导体磊晶基板的一第二侧之上以形成一声波元件，其中该声波元件由该化合物半导体磊晶基板的该第二侧以及该薄膜体声波共振器所组成；通过将该功率放大器及该声波元件的整合结构整合于同一该化合物半导体磊晶基板之上，以缩小元件体积、最佳化该功率放大器及该声波元件的阻抗匹配以及减少信号的损耗。
在一实施例中，前述的功率放大器及声波元件整合结构的制造方法，其中该化合物半导体基板由砷化镓(GaAs)、碳化硅(SiC)、磷化铟(InP)、氮化镓(GaN)、氮化铝(AlN)或蓝宝石(Sapphire)所构成。
在一实施例中，前述的功率放大器及声波元件整合结构的制造方法，其中形成该薄膜体声波共振器于该化合物半导体磊晶基板的该第二侧之上，包括以下步骤：形成一上牺牲层于该化合物半导体磊晶基板之上；划定一上牺牲层蚀刻区，并蚀刻移除该上牺牲层蚀刻区内的该上牺牲层以形成一上牺牲层台面，且使得该上牺牲层蚀刻区内的该化合物半导体磊晶基板露出；形成一支撑层于该上牺牲层及该化合物半导体磊晶基板之上，其中该支撑层于该上牺牲层台面之上形成一支撑层台面；形成一体声波共振器结构于该支撑层之上，包括以下步骤：形成一底电极于该支撑层的一端之上，且该底电极系至少延伸形成在该支撑层台面之上；形成一压电层，其中该压电层至少形成在该支撑层台面上的该底电极之上；以及形成一顶电极，其中该顶电极形成于相对于该底电极的另一端，且形成于该压电层之上或同时形成于该压电层之上及该支撑层之上，且该顶电极至少延伸形成在该支撑层台面上的该压电层之上；划定至少一凹槽蚀刻区，蚀刻移除该至少一凹槽蚀刻区内的该支撑层或蚀刻该至少一凹槽蚀刻区内的该支撑层及该体声波共振器结构，使蚀刻终止于该上牺牲层台面和/或该化合物半导体磊晶基板而形成至少一蚀刻凹槽，以使得该上牺牲层台面局部露出；蚀刻移除该上牺牲层台面以形成一支撑层凹槽，其中至少一上牺牲层蚀刻溶液通过该至少一蚀刻凹槽与该上牺牲层台面相接触而将该上牺牲层台面蚀刻移除，使得该支撑层凹槽的上下分别为该支撑层及该化合物半导体磊晶基板；以及蚀刻移除该支撑层凹槽之下的该化合物半导体磊晶基板的一部分以形成一基板凹槽，其中该基板凹槽的底部为该化合物半导体磊晶基板，其中至少一基板凹槽蚀刻溶液通过该至少一蚀刻凹槽及该支撑层凹槽而与该化合物半导体磊晶基板的上表面相接触，通过该支撑层凹槽使得该至少一基板凹槽蚀刻溶液均匀分布在该化合物半导体磊晶基板的上表面之上，从而均匀蚀刻该支撑层凹槽之下的该化合物半导体磊晶基板的一部分以形成该基板凹槽，可避免蚀刻过程中的侧蚀现象，其中该支撑层凹槽与该基板凹槽相连通，且该支撑层凹槽与该基板凹槽以该化合物半导体磊晶基板的上表面的延伸平面为界，因而可增加该支撑层台面至该基板凹槽的底部间的间隙，当该薄膜体声波共振器受应力的影响使得该支撑层台面向下弯曲时，可避免该支撑层台面与该基板凹槽的底部接触而影响该声波元件的特性。
在一实施例中，前述的功率放大器及声波元件整合结构的制造方法，其中该上牺牲层由砷化铝(AlAs)或钨化钛(TiW)所构成。
在一实施例中，前述的功率放大器及声波元件整合结构的制造方法，其中该上牺牲层的厚度介于10nm至3500nm之间。
在一实施例中，前述的功率放大器及声波元件整合结构的制造方法，其中该上牺牲层的最佳厚度介于10nm至1500nm之间。
在一实施例中，前述的功率放大器及声波元件整合结构的制造方法，其中该支撑层凹槽的开口大小，小于或等于，该基板凹槽的开口大小。
在一实施例中，前述的功率放大器及声波元件整合结构的制造方法，其中该功率放大器为一异质接面双极晶体管(HBT)。
在一实施例中，前述的功率放大器及声波元件整合结构的制造方法，其中形成该磊晶结构于该化合物半导体基板之上，包括以下步骤：形成一次集极层于该化合物半导体基板之上；以及形成一集极层于该次集极层之上。
在一实施例中，前述的功率放大器及声波元件整合结构的制造方法，其中该基板凹槽的四周由该集极层所包覆，该基板凹槽的底部为该次集极层。
在一实施例中，前述的功率放大器及声波元件整合结构的制造方法，其中该集极层由砷化镓(GaAs)所构成。
在一实施例中，前述的功率放大器及声波元件整合结构的制造方法，其中该集极层的厚度介于500nm至3000nm之间。
在一实施例中，前述的功率放大器及声波元件整合结构的制造方法，其中形成该功率放大器上层结构于该化合物半导体磊晶基板的该第一侧之上，包括以下步骤：形成一基极层于该集极层之上；形成一射极突出平台层于该基极层之上；形成一射极层于该射极突出平台层之上；划定一射极层蚀刻区，并蚀刻移除该射极层蚀刻区之内的该射极层；划定一射极突出平台层蚀刻区，并蚀刻移除该射极突出平台层蚀刻区之内的该射极突出平台层；形成一基极电极于该基极层和/或该射极突出平台层之上；划定一基极层蚀刻区，并蚀刻移除该基极层蚀刻区之内的该基极层；形成一射极电极于该射极层之上；划定一集极电极蚀刻区，并蚀刻移除该集极电极蚀刻区之内的该集极层，使蚀刻终止于该次集极层而形成一集极凹槽，使得该集极凹槽内的该次集极层露出；以及形成一集极电极于该集极凹槽内的该次集极层之上。其中该化合物半导体磊晶基板的该第一侧包括以下结构：该化合物半导体基板、该次集极层、该集极层以及该集极凹槽。该功率放大器上层结构包括：该基极层、该射极突出平台层、该射极层、该基极电极、该射极电极以及该集极电极。其中该化合物半导体磊晶基板的该第一侧以及该功率放大器上层结构构成该异质接面双极晶体管。
在一实施例中，前述的功率放大器及声波元件整合结构的制造方法，其中该基极层由砷化镓(GaAs)所构成。
在一实施例中，前述的功率放大器及声波元件整合结构的制造方法，其中该基极层的厚度介于60nm至100nm之间。
在一实施例中，前述的功率放大器及声波元件整合结构的制造方法，其中还包括一形成一蚀刻终止层于该次集极层之上的步骤、以及一蚀刻移除该集极电极蚀刻区之内的该蚀刻终止层的步骤；通过先形成该蚀刻终止层于该次集极层之上，再形成该集极层于该蚀刻终止层之上，使得该磊晶结构包括：该次集极层、该蚀刻终止层以及该集极层；以及通过蚀刻移除该集极电极蚀刻区之内的该蚀刻终止层，使蚀刻终止于该次集极层而形成该集极凹槽，并使得该集极凹槽内的该次集极层露出，而该集极电极形成于该集极凹槽内的该次集极层之上；其中该基板凹槽的底部为该蚀刻终止层；且其中该化合物半导体磊晶基板的该第一侧包括以下结构：该化合物半导体基板、该次集极层、该蚀刻终止层、该集极层以及该集极凹槽；该功率放大器上层结构包括：该基极层、该射极突出平台层、该射极层、该基极电极、该射极电极以及该集极电极；其中该化合物半导体磊晶基板的该第一侧以及该功率放大器上层结构构成该异质接面双极晶体管。
在一实施例中，前述的功率放大器及声波元件整合结构的制造方法，其中该蚀刻移除该集极电极蚀刻区之内的该蚀刻终止层的步骤同时还蚀刻移除该基板凹槽底部的该蚀刻终止层，使得该基板凹槽的四周由该集极层及该蚀刻终止层所包覆，该基板凹槽的底部为该次集极层。
在一实施例中，前述的功率放大器及声波元件整合结构的制造方法，其中该蚀刻终止层由磷化铟镓(InGaP)所构成。
在一实施例中，前述的功率放大器及声波元件整合结构的制造方法，其中该蚀刻终止层的厚度介于5nm至1000nm之间。
在一实施例中，前述的功率放大器及声波元件整合结构的制造方法，其中该蚀刻终止层的最佳厚度为20nm。
在一实施例中，前述的功率放大器及声波元件整合结构的制造方法，其中该功率放大器为一场效晶体管(FET)、一高电子迁移率晶体管(HEMT)或一伪形态电子迁移晶体管(pHEMT)。
在一实施例中，前述的功率放大器及声波元件整合结构的制造方法，其中形成该磊晶结构于该化合物半导体基板之上，包括以下步骤：形成一缓冲层于该化合物半导体基板之上；形成一通道层于该缓冲层之上；形成一萧基层于该通道层之上；以及形成一覆盖层于该萧基层之上。
在一实施例中，前述的功率放大器及声波元件整合结构的制造方法，其中该基板凹槽的底部为该缓冲层，而该基板凹槽的四周由该通道层、该萧基层及该覆盖层所包覆或由该缓冲层、该通道层、该萧基层及该覆盖层所包覆。
在一实施例中，前述的功率放大器及声波元件整合结构的制造方法，其中形成该功率放大器上层结构于该化合物半导体磊晶基板的该第一侧之上，包括以下步骤：划定一栅极电极蚀刻区，并蚀刻移除该栅极电极蚀刻区内的该覆盖层，使蚀刻终止于该萧基层而形成一栅极凹槽，使得该栅极凹槽内的该萧基层露出；形成一漏极电极于该覆盖层的一端之上；形成一源极电极于该覆盖层的另一端之上，其中该栅极凹槽介于该漏极电极及该源极电极之间；以及形成一栅极电极于该栅极凹槽内的该萧基层上。其中该化合物半导体磊晶基板的该第一侧包括以下结构：该化合物半导体基板、该缓冲层、该通道层、该萧基层、该覆盖层以及该栅极凹槽；该功率放大器上层结构包括：该漏极电极、该源极电极以及该栅极电极；其中该化合物半导体磊晶基板的该第一侧以及该功率放大器上层结构构成该伪形态电子迁移晶体管。
此外，本发明还提供一种声波元件改良结构，包括：一基板以及一薄膜体声波共振器。其中该基板的顶部具有一基板凹槽；该薄膜体声波共振器形成于该基板之上，其中该薄膜体声波共振器包括：一支撑层以及一体声波共振器结构。其中该支撑层形成于该基板之上，其中该支撑层的底部具有一支撑层凹槽，该支撑层凹槽的正上方具有向上凸出的一支撑层台面，且该支撑层凹槽位于该基板凹槽的正上方，该支撑层凹槽与该基板凹槽相连通，且该支撑层凹槽与该基板凹槽以该基板的上表面的延伸平面为界；该体声波共振器结构形成于该支撑层之上，该体声波共振器结构包括：一底电极、一压电层以及一顶电极。其中该底电极形成于该支撑层的一端之上，且该底电极至少延伸形成在该支撑层台面之上；该压电层至少形成在该支撑层台面上的该底电极之上；该顶电极形成于相对于该底电极的另一端，且形成于该压电层之上或同时形成于该压电层之上及该支撑层之上，且该顶电极至少延伸形成在该支撑层台面上的该压电层之上。通过相连通的该支撑层凹槽与该基板凹槽的结构，可增加该支撑层台面至该基板凹槽的底部间的间隙，因此当该薄膜体声波共振器受应力的影响使得该支撑层台面向下弯曲时，可避免该支撑层台面与该基板凹槽的底部接触而影响该声波元件的特性。
在一实施例中，前述的声波元件改良结构，其中该薄膜体声波共振器还包括至少一蚀刻凹槽，该至少一蚀刻凹槽的一端与该支撑层凹槽相连通，该至少一蚀刻凹槽的另一端穿透该支撑层或同时穿透该支撑层及该体声波共振器结构从而使得该至少一蚀刻凹槽与外部相连通，并使得该支撑层凹槽与外部相连通。
在一实施例中，前述的声波元件改良结构，其中该支撑层凹槽的开口大小，小于或等于，该基板凹槽的开口大小。
在一实施例中，前述的声波元件改良结构，其中该基板包括一基底基板以及形成于该基底基板之上的一磊晶结构。
在一实施例中，前述的声波元件改良结构，其中该基底基板由砷化镓(GaAs)、碳化硅(SiC)、磷化铟(InP)、氮化镓(GaN)、氮化铝(AlN)、蓝宝石(Sapphire)、硅(Si)或玻璃所构成。
在一实施例中，前述的声波元件改良结构，其中该磊晶结构包括：一缓冲层、一蚀刻终止层以及一下牺牲层。其中该缓冲层形成于该基底基板之上；该蚀刻终止层形成于该缓冲层之上；该下牺牲层形成于该蚀刻终止层之上。其中该基板凹槽的四周由该下牺牲层所包覆，该基板凹槽的底部为该蚀刻终止层。
在一实施例中，前述的声波元件改良结构，其中该下牺牲层由砷化镓(GaAs)所构成。
在一实施例中，前述的声波元件改良结构，其中该下牺牲层的厚度介于500nm至3000nm之间。
在一实施例中，前述的声波元件改良结构，其中该蚀刻终止层由磷化铟镓(InGaP)所构成。
在一实施例中，前述的声波元件改良结构，其中该蚀刻终止层的厚度介于5nm至1000nm之间。
在一实施例中，前述的声波元件改良结构，其中该蚀刻终止层的最佳厚度为20nm。
在一实施例中，前述的声波元件改良结构，其中该基板为一硅(Si)基板。
在一实施例中，前述的声波元件改良结构，其中该支撑层凹槽的深度介于10nm至2500nm之间。
在一实施例中，前述的声波元件改良结构，其中该支撑层凹槽的最佳深度介于10nm至50nm之间。
此外，本发明还提供一种声波元件改良结构的制造方法，包括以下步骤：形成一薄膜体声波共振器于一基板之上，包括以下步骤：形成一上牺牲层于该基板之上；划定一上牺牲层蚀刻区，并蚀刻移除该上牺牲层蚀刻区内的该上牺牲层以形成一上牺牲层台面，且使得该上牺牲层蚀刻区内的该基板露出；形成一支撑层于该上牺牲层及该基板之上，其中该支撑层于该上牺牲层台面之上形成一支撑层台面；形成一体声波共振器结构于该支撑层之上，包括以下步骤：形成一底电极于该支撑层的一端之上，且该底电极至少延伸形成在该支撑层台面之上；形成一压电层，其中该压电层至少形成在该支撑层台面上的该底电极之上；以及形成一顶电极，其中该顶电极形成于相对于该底电极的另一端，且形成于该压电层之上或同时形成于该压电层之上及该支撑层之上，且该顶电极至少延伸形成在该支撑层台面上的该压电层之上；划定至少一凹槽蚀刻区，蚀刻移除该至少一凹槽蚀刻区内的该支撑层或蚀刻该至少一凹槽蚀刻区内的该支撑层及该体声波共振器结构，使蚀刻终止于该上牺牲层台面和/或该基板而形成至少一蚀刻凹槽，以使得该上牺牲层台面局部露出；蚀刻移除该上牺牲层台面以形成一支撑层凹槽，其中至少一上牺牲层蚀刻溶液通过该至少一蚀刻凹槽与该上牺牲层台面相接触而将该上牺牲层台面蚀刻移除，使得该支撑层凹槽的上下分别为该支撑层及该基板；以及蚀刻移除该支撑层凹槽之下的该基板的一部分以形成一基板凹槽，其中该基板凹槽的底部为该基板，其中至少一基板凹槽蚀刻溶液通过该至少一蚀刻凹槽及该支撑层凹槽与该基板的上表面相接触，通过该支撑层凹槽使得该至少一基板凹槽蚀刻溶液均匀分布在该基板的上表面之上，从而均匀蚀刻该支撑层凹槽之下的该基板之一部分以形成该基板凹槽，并因此可避免蚀刻过程中的侧蚀现象，其中该支撑层凹槽与该基板凹槽相连通，且该支撑层凹槽与该基板凹槽以该基板的上表面的延伸平面为界，可增加该支撑层台面至该基板凹槽的底部间的间隙，当该薄膜体声波共振器受应力的影响使得该支撑层台面向下弯曲时，可避免该支撑层台面与该基板凹槽的底部接触而影响该声波元件的特性。
在一实施例中，前述的声波元件改良结构的制造方法，其中该上牺牲层由砷化铝(AlAs)或钨化钛(TiW)所构成。
在一实施例中，前述的声波元件改良结构的制造方法，其中该上牺牲层的厚度介于10nm至3500nm之间。
在一实施例中，前述的声波元件改良结构的制造方法，其中该上牺牲层的最佳厚度介于10nm至1500nm之间。
在一实施例中，前述的声波元件改良结构的制造方法，其中该支撑层凹槽的开口大小，小于或等于，该基板凹槽的开口大小。
在一实施例中，前述的声波元件改良结构的制造方法，其中该基板包括一基底基板以及形成于该基底基板之上的一磊晶结构。
在一实施例中，前述的声波元件改良结构的制造方法，其中该基底基板由砷化镓(GaAs)、碳化硅(SiC)、磷化铟(InP)、氮化镓(GaN)、氮化铝(AlN)、蓝宝石(Sapphire)、硅(Si)或玻璃所构成。
在一实施例中，前述的声波元件改良结构的制造方法，其中形成该磊晶结构于该基底基板之上，包括以下步骤：形成一缓冲层于该基底基板之上；形成一蚀刻终止层于该缓冲层之上；以及形成一下牺牲层于该蚀刻终止层之上。其中该基板凹槽的四周由该下牺牲层所包覆，该基板凹槽的底部为该蚀刻终止层。
在一实施例中，前述的声波元件改良结构的制造方法，其中该下牺牲层由砷化镓(GaAs)所构成。
在一实施例中，前述的声波元件改良结构的制造方法，其中该下牺牲层的厚度介于500nm至3000nm之间。
在一实施例中，前述的声波元件改良结构的制造方法，其中该蚀刻终止层由磷化铟镓(InGaP)所构成。
在一实施例中，前述的声波元件改良结构的制造方法，其中该蚀刻终止层的厚度介于5nm至1000nm之间。
在一实施例中，前述的声波元件改良结构的制造方法，其中该蚀刻终止层的最佳厚度为20nm。
在一实施例中，前述的声波元件改良结构的制造方法，其中该基板为一硅(Si)基板。
在一实施例中，前述的声波元件改良结构的制造方法，其中该上牺牲层由钨化钛(TiW)所构成。
本发明提供的声波元件改良结构、整合结构以及制造方法，可通过将声波元件与功率放大器整合于同一化合物半导体磊晶基板之上，使元件缩小体积、最佳化功率放大器及声波元件的阻抗匹配以及减少信号的损耗。
为进一步了解本发明，以下举最佳的实施例，配合附图、附图标记，将本发明的具体构成内容及其所达成的功效详细说明如下。
附图说明
图1～图1B为本发明一种功率放大器及声波元件的整合结构的具体实施例的剖面图；
图1C～图1H为本发明一种功率放大器及声波元件的整合结构的具体实施例的制造方法步骤的剖面示意图；
图1I、图1J为本发明一种功率放大器及声波元件的整合结构的具体实施例的局部放大剖面图；
图1K～图1N为本发明一种功率放大器及声波元件的整合结构的具体实施例的蚀刻凹槽与支撑层台面的相对位置的俯视图；
图2～图2E为本发明一种功率放大器及声波元件的整合结构的具体实施例的剖面图；
图2F～图2W为本发明一种功率放大器及声波元件的整合结构的具体实施例的制造方法步骤的剖面示意图；
图3～图3C为本发明一种功率放大器及声波元件的整合结构的具体实施例的剖面图；
图3D～图3O为本发明一种功率放大器及声波元件的整合结构的具体实施例的制造方法步骤的剖面示意图；
图4～图4B为本发明一种声波元件的改良结构的具体实施例的剖面图；
图4C、图4D为本发明一种声波元件的改良结构的具体实施例的局部放大剖面图；
图4E～图4H为本发明一种声波元件的改良结构的具体实施例的蚀刻凹槽与支撑层台面的相对位置的俯视图；
图5～图5C为本发明一种声波元件的改良结构的具体实施例的剖面图；
图5D～图5M为本发明一种声波元件的改良结构的具体实施例的制造方法步骤的剖面示意图；
图6、图6A为本发明一种声波元件的改良结构的一具体实施例的剖面图；
图6B～图6L为本发明一种声波元件的改良结构的具体实施例的制造方法步骤的剖面示意图；
图6M、图6N为本发明一种声波元件的改良结构的一具体实施例的剖面图；
图7～图7D图为现有技术制作声波元件的示意图。
附图标记说明：
1：功率放大器及声波元件的整合结构；10：化合物半导体磊晶基板；
101：化合物半导体磊晶基板的第一侧；102：化合物半导体磊晶基板的第二侧；
103：化合物半导体磊晶基板的上表面的延伸平面；11：基板；
113：基板的上表面的延伸平面；12：化合物半导体基板；
13：磊晶结构；14：硅基板；
15：基板凹槽；16：基底基板；
20：功率放大器；21：功率放大器上层结构；
30：异质接面双极性晶体管；31：次集极层；
32：蚀刻终止层；33：集极层；
331：集极凹槽；34：基极层；
35：射极突出平台层；36：射极层；
37：集极电极；38：基极电极；
39：射极电极；40：伪形态电子迁移晶体管；
41：缓冲层；42：通道层；
43：萧基层；44：覆盖层；
45：栅极电极；451：栅极凹槽；
46：源极电极；47：漏极电极；
50：声波元件；51：薄膜体声波共振器；
60：体声波共振器结构；601：底电极；
602：压电层；603：顶电极；
61：支撑层；611：支撑层台面；
612：支撑层凹槽；62：蚀刻凹槽；
63：上牺牲层；632：上牺牲层台面；
65：下牺牲层；701：硅基板；
702：凹槽；703：保护层；
705：磷硅酸盐玻璃(PSG)；710：声波元件；
711：金属；712：绝缘体；
713：金属。
具体实施方式
图1～图1B为本发明一种功率放大器及声波元件的整合结构的具体实施例的剖面图。请参阅图1，本发明一种功率放大器及声波元件的整合结构的一具体实施例的剖面图，其整合结构包括：一化合物半导体磊晶基板10、一功率放大器上层结构21以及一薄膜体声波共振器51。化合物半导体磊晶基板10包括一化合物半导体基板12以及形成于化合物半导体基板12之上的一磊晶结构13。功率放大器上层结构21形成于化合物半导体磊晶基板10的第一侧101之上，而由化合物半导体磊晶基板10的第一侧101以及功率放大器上层结构21构成一功率放大器20。薄膜体声波共振器51形成于化合物半导体磊晶基板10的第二侧102之上，而由化合物半导体磊晶基板10的第二侧102以及薄膜体声波共振器51构成一声波元件50。通过将功率放大器20及声波元件50的整合结构1整合于同一化合物半导体磊晶基板10之上，以缩小元件体积、最佳化功率放大器20及声波元件50的阻抗匹配以及减少信号的损耗。
薄膜体声波共振器51，包括：一支撑层61以及一体声波共振器结构60。支撑层61形成于化合物半导体磊晶基板10之上，其中支撑层61的底部具有一支撑层凹槽612，支撑层凹槽612的正上方具有向上凸出的一支撑层台面611。化合物半导体磊晶基板10的顶部具有一基板凹槽15，基板凹槽15位于支撑层凹槽612的正下方。支撑层凹槽612与基板凹槽15相连通，且支撑层凹槽612与基板凹槽15以化合物半导体磊晶基板10的上表面的延伸平面103为界。体声波共振器结构60形成于支撑层61之上，其中体声波共振器结构60包括：一底电极601、一压电层602以及一顶电极603。底电极601形成于支撑层61的一端之上，且底电极601至少延伸形成在支撑层台面611之上。压电层602至少形成在支撑层台面611上的底电极601之上。在图1的实施例中，压电层602同时形成于底电极601之上及支撑层61之上，且其中包括了压电层602形成在支撑层台面611上的底电极601之上。请同时参阅图1A，其为本发明一种功率放大器及声波元件的整合结构的另一具体实施例的剖面图，此结构与图1的实施例的结构大致相同，只是，其中压电层602形成在支撑层台面611上的底电极601之上以及支撑层台面611上的支撑层61之上的一小部分。顶电极603形成于相对于底电极601的另一端，且形成于压电层602之上或同时形成于压电层602之上及支撑层61之上，且顶电极603至少延伸形成在支撑层台面611上的压电层602之上。在图1的实施例中，顶电极603形成于压电层602之上。而在图1A的实施例中，顶电极603同时形成于压电层602之上及支撑层61之上。其中顶电极603与底电极601之间并无电性连接。通过相连通的支撑层凹槽612与基板凹槽15的结构，可增加支撑层台面611至基板凹槽15的底部间的间隙，因此当薄膜体声波共振器51受应力的影响使得支撑层台面611向下弯曲时，可避免支撑层台面611与基板凹槽15的底部接触而影响声波元件50的特性。
在一实施例中，功率放大器20及声波元件50的整合结构1并不限于整合单一功率放大器20以及单一声波元件50。在另一实施例中，功率放大器20及声波元件50的整合结构1可为整合一个功率放大器20以及复数个声波元件50、或整合复数个功率放大器20以及一个声波元件50、或整合复数个功率放大器20以及复数个声波元件50。
在一实施例中，功率放大器20及声波元件50的整合结构1可同时与其它元件，例如金属-绝缘体-金属电容器、电阻、电感或是二极管等元件整合于同一化合物半导体磊晶基板10之上，而各元件之间可直接或间接电性连接。在另一实施例中，功率放大器20及声波元件50之间可直接电性连接。在又一实施例中，功率放大器20可通过与其它元件的整合结构，而与声波元件50间接电性连接。
在一实施例中，声波元件50的功能可做为滤波器的应用，通常将复数个声波元件50以串联和/或并联的电路组合而形成一滤波器，可将信号做滤波处理。在另一实施例中，信号可先进入声波元件50所组成的滤波器将信号滤波之后，再进入功率放大器20将信号放大。在又一实施例中，信号可先进入功率放大器20将信号放大之后，再进入声波元件50所组成的滤波器将信号滤波。在又一实施例中，也可为一个功率放大器20以及两个声波元件50所组成的滤波器的整合结构，信号先进入第一个声波元件50所组成的滤波器进行信号滤波，再进入功率放大器20将信号放大，之后再将放大的信号进入第二个声波元件50所组成的滤波器中进行滤波。
在一实施例中，声波元件50可做为质量感测元件、生医感测元件、紫外光感测元件、压力感测元件或是温度感测元件等功用。
在一实施例中，化合物半导体基板12可由砷化镓(GaAs)、碳化硅(SiC)、磷化铟(InP)、氮化镓(GaN)、氮化铝(AlN)或蓝宝石(Sapphire)所构成。
在一实施例中，支撑层61除了做为支撑作用避免薄膜体声波共振器51的坍塌状况之外，也可作为底电极601以及压电层602的成长晶种层，让此两层的材料结晶特性更好。在一实施例中，支撑层61由氮化硅(SiNx)或氮化铝(AlN)所构成，可以分子束磊晶(MBE)、溅镀或化学气相沉积(CVD)的方式成长在磊晶结构13之上。
在一实施例中，底电极601需要有较低的粗糙度以及电阻率，以利于压电层602成长的晶轴优选。在一实施例中，底电极601由钼(Mo)、铂(Pt)、铝(Al)、金(Au)、钨(W)或钌(Ru)所构成，以蒸镀或溅镀的方式成长在支撑层61之上。
在一实施例中，压电层602由氮化铝(AlN)、单晶二氧化硅(SiO2)、氧化锌(ZnO)、二氧化铪(HfO2)、钛酸锶钡(BST)或锆钛酸铅(PZT)所构成，以磊晶或溅镀的方式成长在底电极601之上或同时形成在底电极601及支撑层61之上。压电层602的材料选用与其应用相关。氮化铝(AlN)具有高的波速(12000m/s)，适用在高频的应用上，且其材料的微结构形成之后，其物理及化学的稳定性良好，不易受外界的环境影响而改变其特性。氧化锌(ZnO)可在低温下成长，波速约为(6000m/s)，机电耦合系数较高(8.5％)，适合用来制作宽带的滤波器，但氧化锌(ZnO)的氧空缺间隙浓度控制不易，较易受到环境的水气以及氧气的影响。钛酸锶钡(BST)与锆钛酸铅(PZT)兼具铁电特性，在外加电场的状况下可以改变自身的介电常数，适合用来制作可调频式的声波元件，其调频范围约为十几个MHz。且钛酸锶钡(BST)或锆钛酸铅(PZT)都需经过高压电场来极化，才可以得到其压电的特性。而锆钛酸铅(PZT)的机电耦合系数较高，但是有含铅的问题。
在一实施例中，顶电极603需要有较低的电阻率，以减少功率的损耗，以降低插入损失。在一实施例中，顶电极603由钼(Mo)、铂(Pt)、铝(Al)、金(Au)、钨(W)或钌(Ru)所构成，以蒸镀或溅镀的方式成长在压电层602之上或同时形成在压电层602及支撑层61之上。
在一实施例中，底电极601由钼(Mo)或铂(Pt)所构成；压电层602由氮化铝(AlN)所构成，可使用微影及掀离制造(LithographyandLift-offprocess)来蚀刻底电极601的钼(Mo)。而使用感应耦合电浆离子蚀刻(ICP)制造，以四氟化碳(CF4)电浆离子来蚀刻压电层602的氮化铝(AlN)。
在一实施例中，基板凹槽15的深度介于50nm至10000nm之间。
在一实施例中，支撑层凹槽612的深度介于10nm至3500nm之间；在另一实施例中，支撑层凹槽612的最佳深度介于10nm至1500nm之间。
请参阅图1B，其为本发明一种功率放大器及声波元件的整合结构的另一具体实施例的剖面图，此结构与图1的实施例的结构大致相同，只是，其中薄膜体声波共振器51还包括至少一蚀刻凹槽62，且图1B的剖面方向与图1的剖面方向呈正交，且图1B的剖面位置的方向上只有声波元件50的结构，因此在图1B上无法显示出功率放大器20的结构。其中至少一蚀刻凹槽62的一端与支撑层凹槽612相连通，而至少一蚀刻凹槽62的另一端穿透支撑层61或同时穿透支撑层61及体声波共振器结构60从而使得至少一蚀刻凹槽62与外部相连通，并因此使得支撑层凹槽612与外部相连通。
图1C～图1H为本发明一种功率放大器及声波元件的整合结构的具体实施例的制造方法步骤的剖面示意图。请参阅图1、图1B的实施例，本发明提供一种功率放大器及声波元件整合结构的制造方法，制作图1、图1B的实施例的制造流程，包括以下步骤：步骤A1：形成一磊晶结构13于一化合物半导体基板12之上以形成一化合物半导体磊晶基板10；步骤A2：形成一功率放大器上层结构21于化合物半导体磊晶基板10的第一侧101之上以形成一功率放大器20；以及步骤A3：形成一薄膜体声波共振器51于化合物半导体磊晶基板10的第二侧102之上以形成一声波元件50。通过将功率放大器20及声波元件50的整合结构1整合于同一化合物半导体磊晶基板10之上，以缩小元件体积、最佳化功率放大器20及声波元件50的阻抗匹配以及减少信号的损耗。其中步骤A3包括以下步骤：步骤A31：(请参阅图1C)形成一上牺牲层63于化合物半导体磊晶基板10之上；步骤A32：划定一上牺牲层蚀刻区，并蚀刻移除上牺牲层蚀刻区内的上牺牲层63以形成一上牺牲层台面632，且使得上牺牲层蚀刻区内的化合物半导体磊晶基板10露出；步骤A33：(请参阅图1D)形成一支撑层61于上牺牲层63及化合物半导体磊晶基板10之上，其中支撑层61于上牺牲层台面632之上形成一支撑层台面611；步骤A34：(请参阅图1E、图1F，其中图1F的剖面方向与图1E的剖面方向呈正交，且图1F的剖面位置的方向上只有声波元件50的结构，因此在图1F上无法显示出功率放大器20的结构)形成一体声波共振器结构60于支撑层61之上，包括以下步骤：步骤A341：形成一底电极601于支撑层61的一端之上，且底电极601至少延伸形成在支撑层台面611之上；步骤A342：形成一压电层602，其中压电层602至少形成在支撑层台面611上的底电极601之上；以及步骤A343：形成一顶电极603，其中顶电极603形成于相对于底电极601的另一端，且形成于压电层602之上或同时形成于压电层602之上及支撑层61之上，且顶电极603至少延伸形成在支撑层台面611上的压电层602之上；步骤A35：(请参阅图1G)划定至少一凹槽蚀刻区，蚀刻移除至少一凹槽蚀刻区内的支撑层61或蚀刻至少一凹槽蚀刻区内的支撑层61及体声波共振器结构60，使蚀刻终止于上牺牲层台面632和/或化合物半导体磊晶基板10而形成至少一蚀刻凹槽62，以使得上牺牲层台面632局部露出；步骤A36：(请参阅图1H)蚀刻移除上牺牲层台面632以形成一支撑层凹槽612，其中至少一上牺牲层蚀刻溶液通过至少一蚀刻凹槽62与上牺牲层台面632相接触而将上牺牲层台面632蚀刻移除，使得支撑层凹槽612的上下分别为支撑层61及化合物半导体磊晶基板10；以及步骤A37：(请参阅图1、图1B，其中图1B的剖面方向与图1的剖面方向呈正交，且图1B的剖面位置的方向上只有声波元件50的结构，因此在图1B上无法显示出功率放大器20的结构)蚀刻移除支撑层凹槽612之下的化合物半导体磊晶基板10之一部分以形成一基板凹槽15，其中基板凹槽15的底部为化合物半导体磊晶基板10，其中至少一基板凹槽蚀刻溶液通过至少一蚀刻凹槽62及支撑层凹槽612而与化合物半导体磊晶基板10的上表面相接触，通过支撑层凹槽612使得至少一基板凹槽蚀刻溶液均匀分布在化合物半导体磊晶基板10的上表面之上，从而均匀蚀刻支撑层凹槽612之下的化合物半导体磊晶基板10之一部分以形成基板凹槽15，并因此可避免蚀刻过程中的侧蚀现象，其中支撑层凹槽612与基板凹槽15相连通，且支撑层凹槽612与基板凹槽15以化合物半导体磊晶基板10的上表面的延伸平面103为界，因此可增加支撑层台面611至基板凹槽15的底部间的间隙，当薄膜体声波共振器51受应力的影响使得支撑层台面611向下弯曲时，可避免支撑层台面611与基板凹槽15的底部接触而影响声波元件50的特性。
图1I、图1J为本发明一种功率放大器及声波元件的整合结构的一具体实施例的局部放大剖面图。在图1I的实施例中，支撑层凹槽612的开口大小，小于，基板凹槽15的开口大小。请参阅图1J，其为本发明一种功率放大器及声波元件的整合结构的另一具体实施例的局部放大剖面图，在图1J的实施例中，支撑层凹槽612的开口大小，几乎等于，基板凹槽15的开口大小。
图1K～图1N为本发明一种功率放大器及声波元件的整合结构的具体实施例的蚀刻凹槽与支撑层台面的相对位置的俯视图。在图1K的实施例中，功率放大器20及声波元件50的整合结构1具有两个开口为长条状的蚀刻凹槽62，分别形成于支撑层台面611的相对面的两侧，且蚀刻凹槽62穿透支撑层61(未显示于图1K中)，并因此使得支撑层凹槽612(未显示于图1K中)与外部相连通。在图1L的实施例中，功率放大器20及声波元件50的整合结构1具有两个开口为长条状的蚀刻凹槽62，分别形成于支撑层台面611的相对面的两侧(部分在支撑层台面611之内的区域，部分在支撑层台面611之外的区域)，且蚀刻凹槽62穿透支撑层61(未显示于图1L中)及压电层602。在图1M的实施例中，功率放大器20及声波元件50的整合结构1具有两个开口为长条状的蚀刻凹槽62，分别形成于支撑层台面611的相对面的两侧且在支撑层台面611之内的区域，且蚀刻凹槽62穿透支撑层61(未显示于图1M中)、底电极601、压电层602及顶电极603。在图1N的实施例中，功率放大器20及声波元件50的整合结构1具有四个开口为四方形的蚀刻凹槽62，分别形成于支撑层台面611的四个角落，且蚀刻凹槽62穿透支撑层61(未显示于图1N中)。蚀刻凹槽62的数量并不限定是一个、两个、三个、四个或是更多个。蚀刻凹槽62也可设置于其它位置，不应受图1K、图1L、图1M、图1N的限制。
在一实施例中，功率放大器20也可为一异质接面双极性晶体管(HBT)。在另一实施例中，功率放大器20也可为一场效晶体管(FET)、一高电子迁移率晶体管(HEMT)或一伪形态电子迁移晶体管(pHEMT)。在又一实施例中，功率放大器20还可为其它任何可形成于化合物半导体基板12之上的放大器。
图2～图2E为本发明一种功率放大器及声波元件的整合结构的具体实施例的剖面图。请参阅图2，其为本发明一种功率放大器及声波元件的整合结构的另一具体实施例的剖面图，此结构与图1的实施例的结构大致相同，只是，其中功率放大器20为一异质接面双极性晶体管30。磊晶结构13包括：一次集极层31以及一集极层33。次集极层31形成于化合物半导体基板12之上；集极层33形成于次集极层31之上。化合物半导体磊晶基板10的第一侧101还包括一集极凹槽331，集极凹槽331的底部为次集极层31。功率放大器上层结构21包括：一基极层34、一射极突出平台层35、一射极层36、一基极电极38、一射极电极39以及一集极电极37。基极层34系形成于集极层33之上；射极突出平台层35系形成于基极层34之上；射极层36形成于射极突出平台层35之上；基极电极38形成于射极突出平台层35之上；射极电极39形成于射极层36之上；集极电极37形成于集极凹槽331内的次集极层31之上。化合物半导体磊晶基板10的第一侧101包括以下结构：化合物半导体基板12、次集极层31、集极层33以及集极凹槽331。化合物半导体磊晶基板10的第一侧101以及功率放大器上层结构21构成异质接面双极性晶体管30。图2中的声波元件50与图1中的声波元件50大致相同。化合物半导体磊晶基板10的第二侧102的基板凹槽15的四周由集极层33所包覆，且基板凹槽15的底部为次集极层31。化合物半导体磊晶基板10的第二侧102以及薄膜体声波共振器51构成声波元件50。
在一实施例中，集极层33由砷化镓(GaAs)所构成。集极层33的厚度介于500nm至3000nm之间。
在另一实施例中，基极层34由砷化镓(GaAs)所构成。基极层34的厚度介于60nm至100nm之间。
在一实施例中，次集极层31由砷化镓(GaAs)所构成，以磊晶的方式成长在化合物半导体基板12之上。
请参阅图2A，其为本发明一种功率放大器及声波元件的整合结构的另一具体实施例的剖面图，此结构与图2的实施例的结构大致相同，只是，其中基极电极38形成于基极层34之上。在又一实施例中，基极电极38也可同时形成于基极层34以及射极突出平台层35之上。在与图2的实施例的结构大致相同的其它实施例中，也可将基极电极38形成于基极层34和/或射极突出平台层35之上。
请参阅图2B，其为本发明一种功率放大器及声波元件的整合结构的又一具体实施例的剖面图，此结构与图2的实施例的结构大致相同，只是，其中异质接面双极性晶体管30还包括支撑层61，在此支撑层61具有保护的功能，可防止异质接面双极性晶体管30氧化或被侵蚀。在与图2的实施例的结构大致相同的其它实施例中，功率放大器20也可包括支撑层61。
请参阅图2C，其为本发明一种功率放大器及声波元件的整合结构的又一具体实施例的剖面图，此结构与图2的实施例的结构大致相同，只是，其中薄膜体声波共振器51还包括至少一蚀刻凹槽62，其中图2C的剖面方向与图2的剖面方向呈正交，且图2C的剖面位置的方向上只有声波元件50的结构，因此在图2C上无法显示出功率放大器20的结构。其中至少一蚀刻凹槽62的一端与支撑层凹槽612相连通，而至少一蚀刻凹槽62的另一端穿透支撑层61或同时穿透支撑层61及体声波共振器结构60从而使得至少一蚀刻凹槽62与外部相连通，并因此使得支撑层凹槽612与外部相连通。其中图2C的实施例中的蚀刻凹槽62的特征与图1B的实施例中的蚀刻凹槽62大致相同。其中功率放大器20也可包括支撑层61；也或可选择不包括支撑层61。
请参阅图2D，其为本发明一种功率放大器及声波元件的整合结构的又一具体实施例的剖面图，此结构与图2B的实施例的结构大致相同，只是，其中磊晶结构13还包括一蚀刻终止层32；其中蚀刻终止层32形成于次集极层31之上；集极层33形成于蚀刻终止层32之上。其中集极凹槽331的底部为次集极层31，集极电极37形成于集极凹槽331内的次集极层31之上。其中基板凹槽15的四周由集极层33及蚀刻终止层32所包覆，基板凹槽15的底部为次集极层31。其中功率放大器20也可包括支撑层61；也或可选择不包括支撑层61。
在一实施例中，蚀刻终止层32由磷化铟镓(InGaP)所构成。在一实施例中，蚀刻终止层32的厚度介于5nm至1000nm之间。在另一实施例中，蚀刻终止层32的最佳厚度为20nm。
请参阅图2E，其为本发明一种功率放大器及声波元件的整合结构的又一具体实施例的剖面图，此结构与图2D图的实施例的结构大致相同，只是，其中薄膜体声波共振器51还包括至少一蚀刻凹槽62，且图2E的剖面方向与图2D的剖面方向呈正交，且图2E的剖面位置的方向上只有声波元件50的结构，因此在图2E上无法显示出功率放大器20的结构。其中至少一蚀刻凹槽62的一端与支撑层凹槽612相连通，而至少一蚀刻凹槽62的另一端穿透支撑层61或同时穿透支撑层61及体声波共振器结构60从而使得至少一蚀刻凹槽62与外部相连通，并因此使得支撑层凹槽612与外部相连通。其中图2E的实施例中的蚀刻凹槽62的特征与图1B的实施例中的蚀刻凹槽62大致相同。其中功率放大器20也可包括支撑层61；也或可选择不包括支撑层61。
请参阅图2B、图2C的实施例，其中图2C的剖面方向与图2B的剖面方向呈正交，且图2C的剖面位置的方向上只有声波元件50的结构，因此在图2C上无法显示出功率放大器20的结构。图2F～图2W为本发明一种功率放大器及声波元件的整合结构的具体实施例的制造方法步骤的剖面示意图。本发明提供一种功率放大器及声波元件整合结构的制造方法，制作图2B、图2C的实施例的制造流程，包括以下步骤：步骤B1：形成一磊晶结构13于一化合物半导体基板12之上以形成一化合物半导体磊晶基板10；步骤B2：形成一功率放大器上层结构21于化合物半导体磊晶基板10的第一侧101之上以形成一功率放大器20，其中功率放大器20为一异质接面双极性晶体管30；以及步骤B3：形成一薄膜体声波共振器51于化合物半导体磊晶基板10的第二侧102之上以形成一声波元件50。通过将功率放大器20及声波元件50的整合结构1整合于同一化合物半导体磊晶基板10之上，以缩小元件体积、最佳化功率放大器20及声波元件50的阻抗匹配以及减少信号的损耗。其中步骤B1，包括以下步骤：步骤B11：(请参阅图2F)形成一次集极层31于化合物半导体基板12之上；以及步骤B12：形成一集极层33于次集极层31之上。其中步骤B2以及步骤B3，包括以下步骤：步骤B41：(请参阅图2H)形成一基极层34于集极层33之上；步骤B42：形成一射极突出平台层35于基极层34之上；步骤B43：形成一射极层36于射极突出平台层35之上；步骤B44：(请参阅图2I)划定一射极层蚀刻区，并蚀刻移除射极层蚀刻区之内的射极层36；步骤B45：形成一基极电极38于射极突出平台层35之上；步骤B46：(请参阅图2J)划定一射极突出平台层蚀刻区，并蚀刻移除射极突出平台层蚀刻区之内的射极突出平台层35；步骤B47：划定一基极层蚀刻区，并蚀刻移除基极层蚀刻区之内的基极层34；步骤B48：(请参阅图2L)形成一上牺牲层63于化合物半导体磊晶基板10(集极层33)之上；步骤B49：划定一上牺牲层蚀刻区，并蚀刻移除上牺牲层蚀刻区内的上牺牲层63以形成一上牺牲层台面632，且使得上牺牲层蚀刻区内的化合物半导体磊晶基板10(集极层33)露出；步骤B50：(请参阅图2M、图2N)形成一支撑层61于上牺牲层63及化合物半导体磊晶基板10(集极层33)之上，其中支撑层61于上牺牲层台面632之上形成一支撑层台面611；其中支撑层61也可同时形成于基极层34、射极突出平台层35、射极层36以及基极电极38之上，具有保护的功能；步骤B51：形成一体声波共振器结构60于支撑层61之上，包括以下步骤：步骤B511：(请参阅图2O)形成一底电极601于支撑层61的一端之上，且底电极601至少延伸形成在支撑层台面611之上；以及形成一射极电极39于射极层36之上(也可选择于其它步骤中形成射极电极39于射极层36之上)；步骤B512：(请参阅图2P)形成一压电层602，其中压电层602至少形成在支撑层台面611上的底电极601之上；以及步骤B513：(请参阅图2Q)形成一顶电极603，其中顶电极603形成于相对于底电极601的另一端，且形成于压电层602之上或同时形成于压电层602之上及支撑层61之上，且顶电极603至少延伸形成在支撑层台面611上的压电层602之上；步骤B52：(请参阅图2R、图2S，其中图2S的剖面方向与图2R的剖面方向呈正交，且图2S的剖面位置的方向上只有声波元件50的结构，因此在图2S上无法显示出功率放大器20的结构)划定至少一凹槽蚀刻区，蚀刻移除至少一凹槽蚀刻区内的支撑层61或蚀刻至少一凹槽蚀刻区内的支撑层61及体声波共振器结构60，使蚀刻终止于上牺牲层台面632和/或化合物半导体磊晶基板10(集极层33)而形成至少一蚀刻凹槽62，以使得上牺牲层台面632局部露出；步骤B53：(请参阅图2T、图2U，其中图2U的剖面方向与图2T的剖面方向呈正交，且图2U的剖面位置的方向上只有声波元件50的结构，因此在图2U上无法显示出功率放大器20的结构)蚀刻移除上牺牲层台面632以形成一支撑层凹槽612，其中至少一上牺牲层蚀刻溶液通过至少一蚀刻凹槽62与上牺牲层台面632相接触而将上牺牲层台面632蚀刻移除，使得支撑层凹槽612的上下分别为支撑层61及化合物半导体磊晶基板10(集极层33)；步骤B54：(请参阅图2V、2W图，其中图2W的剖面方向与图2V的剖面方向呈正交，且图2W的剖面位置的方向上只有声波元件50的结构，因此在图2W上无法显示出功率放大器20的结构)划定一集极电极蚀刻区，并蚀刻移除集极电极蚀刻区的集极层33，使蚀刻终止于次集极层31而形成一集极凹槽331，使得集极凹槽331内的次集极层31露出，同时蚀刻移除支撑层凹槽612之下的化合物半导体磊晶基板10的一部分以形成一基板凹槽15，其中基板凹槽15的底部为化合物半导体磊晶基板10(次集极层31)，其中至少一基板凹槽蚀刻溶液通过至少一蚀刻凹槽62及支撑层凹槽612而与化合物半导体磊晶基板10(集极层33)的上表面相接触，通过支撑层凹槽612使得至少一基板凹槽蚀刻溶液均匀分布在化合物半导体磊晶基板10(集极层33)的上表面之上，从而均匀蚀刻支撑层凹槽612之下的化合物半导体磊晶基板10的一部分以形成基板凹槽15，并因此可避免蚀刻过程中的侧蚀现象，其中支撑层凹槽612与基板凹槽15相连通，且支撑层凹槽612与基板凹槽15以化合物半导体磊晶基板10的上表面的延伸平面103为界，因此可增加支撑层台面611至基板凹槽15的底部间的间隙，当薄膜体声波共振器51受应力的影响使得支撑层台面611向下弯曲时，可避免支撑层台面611与基板凹槽15的底部接触而影响声波元件50的特性；以及步骤B55：(请参阅图2B、图2C，其中图2C的剖面方向与图2B的剖面方向呈正交，且图2C的剖面位置的方向上只有声波元件50的结构，因此在图2C上无法显示出功率放大器20的结构)形成一集极电极37于集极凹槽331内的次集极层31之上。其中化合物半导体磊晶基板10的第一侧101包括以下结构：化合物半导体基板12、次集极层31、集极层33以及集极凹槽331。功率放大器上层结构21包括：基极层34、射极突出平台层35、射极层36、基极电极38、射极电极39以及集极电极37。其中化合物半导体磊晶基板10的第一侧101以及功率放大器上层结构21构成异质接面双极性晶体管30。其中基板凹槽15的四周由集极层33所包覆，基板凹槽15的底部为次集极层31。
其中步骤B44、步骤B45以及步骤B46可由步骤B441、步骤B451、步骤B461以及步骤B462所取代，其中步骤B441：(请参阅图2K)划定一射极层蚀刻区，并蚀刻移除射极层蚀刻区之内的射极层36；步骤B451：划定一射极突出平台层蚀刻区，并蚀刻移除该射极突出平台层蚀刻区之内的该射极突出平台层35；步骤B461：形成一基极电极38于基极层34之上；步骤B462：划定一基极层蚀刻区，并蚀刻移除该基极层蚀刻区之内的该基极层34。
请参阅图2G、图2D、图2E，本发明提供一种功率放大器及声波元件整合结构的具体实施例的制造方法步骤的剖面示意图，制作图2D、图2E图的实施例的制造流程与制作图2B、图2C的实施例的制造流程大致相同，只是，其中步骤B1还包括步骤B115：形成一蚀刻终止层32于次集极层31之上以及步骤B545：蚀刻移除集极电极蚀刻区之内的蚀刻终止层32，使蚀刻终止于次集极层31而形成集极凹槽331，并使得集极凹槽331内的次集极层31露出。其中步骤B115介于步骤B11及步骤B12之间，先形成次集极层31于化合物半导体基板12之上；再形成蚀刻终止层32于次集极层31之上；然后再形成集极层33于蚀刻终止层32之上；使得磊晶结构13包括：次集极层31、蚀刻终止层32以及集极层33。其中步骤B545介于步骤B54及步骤B55之间。步骤B545也可包括蚀刻移除基板凹槽15底部的蚀刻终止层32的步骤，使得基板凹槽15的四周由集极层33及蚀刻终止层32所包覆，且基板凹槽15的底部为次集极层31。其中集极电极37形成于集极凹槽331内的次集极层31之上。且其中化合物半导体磊晶基板10的第一侧101包括以下结构：化合物半导体基板12、次集极层31、蚀刻终止层32、集极层33以及集极凹槽331。功率放大器上层结构21包括：基极层34、射极突出平台层35、射极层36、基极电极38、射极电极39以及集极电极37。其中化合物半导体磊晶基板10的第一侧101以及功率放大器上层结构21构成异质接面双极性晶体管30。
在一实施例中，上牺牲层63由砷化铝(AlAs)或钨化钛(TiW)所构成。
在一实施例中，上牺牲层63通过溅镀(Sputtering)的方式将钨化钛(TiW)成长于磊晶结构13(集极层33)之上。钨化钛(TiW)可以使用过氧化氢(H2O2)来蚀刻。
在一实施例中，上牺牲层63通过分子束磊晶(MBE)或有机金属化学气相沉积(MOCVD)的制造将砷化铝(AlAs)成长于磊晶结构13(集极层33)之上。
在一实施例中，上牺牲层63的厚度介于10nm至3500nm之间。在另一实施例中，上牺牲层63的最佳厚度介于10nm至1500nm之间。
图3～图3C为本发明一种功率放大器及声波元件的整合结构的具体实施例的剖面图。请参阅图3，其为本发明一种功率放大器及声波元件的整合结构的另一具体实施例的剖面图，此结构与图1的实施例的结构大致相同，只是，其中功率放大器20为一伪形态电子迁移晶体管40。磊晶结构13包括：一缓冲层41、一通道层42、一萧基层43以及一覆盖层44；其中缓冲层41形成于化合物半导体基板12之上；通道层42形成于缓冲层41之上；萧基层43形成于通道层42之上；覆盖层44形成于萧基层43之上。化合物半导体磊晶基板10的第一侧101还包括一栅极凹槽451，栅极凹槽451的底部为萧基层43。其中功率放大器上层结构21包括：一漏极电极47、一源极电极46以及一栅极电极45；其中漏极电极47，形成于覆盖层44的一端之上；源极电极46，形成于覆盖层44的另一端之上，其中栅极凹槽451介于漏极电极47及源极电极46之间；栅极电极45，形成于栅极凹槽451内的萧基层43之上。其中化合物半导体磊晶基板10的第一侧101包括以下结构：化合物半导体基板12、缓冲层41、通道层42、萧基层43、覆盖层44以与栅极凹槽451。其中化合物半导体磊晶基板10的第一侧101以及功率放大器上层结构21构成伪形态电子迁移晶体管40。其中图3中的声波元件50与图1中的声波元件50大致相同。其中化合物半导体磊晶基板10的第二侧102的基板凹槽15的四周由缓冲层41、通道层42、萧基层43及覆盖层44所包覆，且基板凹槽15的底部为缓冲层41。化合物半导体磊晶基板10的第二侧102以及薄膜体声波共振器51构成声波元件50。
在一实施例中，缓冲层41由砷化镓(GaAs)、二氧化硅(SiO2)或氮化镓(GaN)所构成，以磊晶的方式成长在化合物半导体基板12之上。
在一实施例中，化合物半导体基板12由砷化镓(GaAs)所构成时，缓冲层41由砷化镓(GaAs)构成最佳。在另一实施例中，化合物半导体基板12由蓝宝石(Sapphire)所构成时，缓冲层41由氮化镓(GaN)构成最佳。
请参阅图3A，其为本发明一种功率放大器及声波元件的整合结构的另一具体实施例的剖面图，此结构与图3的实施例的结构大致相同，只是，其中伪形态电子迁移晶体管40还包括支撑层61，在此支撑层61可作为保护的功能，防止伪形态电子迁移晶体管40氧化或被侵蚀。在与图3的实施例的结构大致相同的其它实施例中，功率放大器20也可包括支撑层61。
请参阅图3B，其为本发明一种功率放大器及声波元件的整合结构的另一具体实施例的剖面图，此结构与图3的实施例的结构大致相同，只是，其中化合物半导体磊晶基板10的第二侧102的基板凹槽15的四周由通道层42、萧基层43及覆盖层44所包覆，且基板凹槽15的底部为缓冲层41。其中功率放大器20也可包括支撑层61；也或可选择不包括支撑层61。
请参阅图3C，其为本发明一种功率放大器及声波元件的整合结构的另一具体实施例的剖面图，此结构与图3的实施例的结构大致相同，只是，其中薄膜体声波共振器51还包括至少一蚀刻凹槽62，且图3C的剖面方向与图3图的剖面方向呈正交，且图3C的剖面位置的方向上只有声波元件50的结构，因此在图3C上无法显示出功率放大器20的结构。其中至少一蚀刻凹槽62的一端与支撑层凹槽612相连通，而至少一蚀刻凹槽62的另一端穿透支撑层61或同时穿透支撑层61及体声波共振器结构60从而使得至少一蚀刻凹槽62与外部相连通，并因此使得支撑层凹槽612与外部相连通。其中图3C的实施例中的蚀刻凹槽62的特征与图1B的实施例中的蚀刻凹槽62大致相同。其中功率放大器20也可包括支撑层61；也或可选择不包括支撑层61。
请参阅图3A、图3C的实施例，其中图3C的剖面方向与图3A的剖面方向呈正交，且图3C的剖面位置的方向上只有声波元件50的结构，因此在图3C上无法显示出功率放大器20的结构。图3D～图3O为本发明一种功率放大器及声波元件的整合结构的具体实施例的制造方法步骤的剖面示意图。本发明提供一种功率放大器及声波元件整合结构的制造方法，制作图3A、图3C的实施例的制造流程，包括以下步骤：步骤C1：形成一磊晶结构13于一化合物半导体基板12之上以形成一化合物半导体磊晶基板10；步骤C2：形成一功率放大器上层结构21于化合物半导体磊晶基板10的第一侧101之上以形成一功率放大器20，其中功率放大器20为一伪形态电子迁移晶体管40；以及步骤C3：形成一薄膜体声波共振器51于化合物半导体磊晶基板10的第二侧102之上以形成一声波元件50。通过将功率放大器20及声波元件50的整合结构1整合于同一化合物半导体磊晶基板10之上，以缩小元件体积、最佳化功率放大器20及声波元件50的阻抗匹配以及减少信号的损耗。其中步骤C1，包括以下步骤：步骤C11：(请参阅图3D)形成一缓冲层41于化合物半导体基板12之上；步骤C12：形成一通道层42于缓冲层41之上；步骤C13：形成一萧基层43于通道层42之上；以及步骤C14：形成一覆盖层44于萧基层43之上。其中步骤C2，包括以下步骤：步骤C21：(请参阅图3E)划定一栅极电极蚀刻区，并蚀刻移除栅极电极蚀刻区内的覆盖层44，使蚀刻终止于萧基层43而形成一栅极凹槽451，使得栅极凹槽451内的萧基层43露出；步骤C22：(请参阅图3F)形成一漏极电极47于覆盖层44的一端之上；步骤C23：形成一源极电极46于覆盖层44的另一端之上，其中栅极凹槽451介于漏极电极47及源极电极46之间；以及步骤C24：形成一栅极电极45于栅极凹槽451内的萧基层43上。其中步骤C3，包括以下步骤：步骤C31：(请参阅图3G)形成一上牺牲层63于化合物半导体磊晶基板10(覆盖层44)之上；步骤C32：划定一上牺牲层蚀刻区，并蚀刻移除上牺牲层蚀刻区内的上牺牲层63以形成一上牺牲层台面632，且使得上牺牲层蚀刻区内的化合物半导体磊晶基板10(覆盖层44)露出；步骤C33：(请参阅图3H、图3I)形成一支撑层61于上牺牲层63及化合物半导体磊晶基板10(覆盖层44)之上，其中支撑层61于上牺牲层台面632之上形成一支撑层台面611；其中支撑层61也可同时形成于栅极电极45、源极电极46、漏极电极47以与栅极凹槽451之上，具有保护的功能；步骤C34：形成一体声波共振器结构60于支撑层61之上，包括以下步骤：步骤C341：(请参阅图3J)形成一底电极601于支撑层61的一端之上，且底电极601至少延伸形成在支撑层台面611之上；步骤C342：(请参阅图3K)形成一压电层602，其中压电层602至少形成在支撑层台面611上的底电极601之上；以及步骤C343：(请参阅图3L)形成一顶电极603，其中顶电极603形成于相对于底电极601的另一端，且形成于压电层602之上或同时形成于压电层602之上及支撑层61之上，且顶电极603至少延伸形成在支撑层台面611上的压电层602之上；步骤C35：(请参阅图3L、图3M，其中图3M的剖面方向与图3L的剖面方向呈正交，且图3M的剖面位置的方向上只有声波元件50的结构，因此在图3M图上无法显示出功率放大器20的结构)划定至少一凹槽蚀刻区，蚀刻移除至少一凹槽蚀刻区内的支撑层61或蚀刻至少一凹槽蚀刻区内的支撑层61及体声波共振器结构60，使蚀刻终止于上牺牲层台面632和/或化合物半导体磊晶基板10(覆盖层44)以形成至少一蚀刻凹槽62，以使得上牺牲层台面632局部露出；步骤C36：(请参阅图3N、图3O，其中图3O的剖面方向与图3N的剖面方向呈正交，且图3O图的剖面位置的方向上只有声波元件50的结构，因此在图3O上无法显示出功率放大器20的结构)蚀刻移除上牺牲层台面632以形成一支撑层凹槽612，其中至少一上牺牲层蚀刻溶液通过至少一蚀刻凹槽62与上牺牲层台面632相接触而将上牺牲层台面632蚀刻移除，使得支撑层凹槽612的上下分别为支撑层61及化合物半导体磊晶基板10(覆盖层44)；以及步骤C37：(请参阅图3A、图3C，其中图3C的剖面方向与图3A的剖面方向呈正交，且图3C的剖面位置的方向上只有声波元件50的结构，因此在图3C上无法显示出功率放大器20的结构)蚀刻移除支撑层凹槽612之下的化合物半导体磊晶基板10的一部分以形成一基板凹槽15，其中至少一基板凹槽蚀刻溶液通过至少一蚀刻凹槽62及支撑层凹槽612而与化合物半导体磊晶基板10(覆盖层44)的上表面相接触，通过支撑层凹槽612使得至少一基板凹槽蚀刻溶液均匀分布在化合物半导体磊晶基板10(覆盖层44)的上表面之上，从而均匀蚀刻支撑层凹槽612之下的化合物半导体磊晶基板10的一部分以形成基板凹槽15，并因此可避免蚀刻过程中的侧蚀现象，其中支撑层凹槽612与基板凹槽15相连通，且支撑层凹槽612与基板凹槽15以化合物半导体磊晶基板10的上表面的延伸平面103为界，可增加支撑层台面611至基板凹槽15的底部间的间隙，当薄膜体声波共振器51受应力的影响使得支撑层台面611向下弯曲时，可避免支撑层台面611与基板凹槽15的底部接触而影响声波元件50的特性。其中化合物半导体磊晶基板10的第一侧101包括以下结构：化合物半导体基板12、缓冲层41、通道层42、萧基层43、覆盖层44以与栅极凹槽451。功率放大器上层结构21包括：漏极电极47、源极电极46以与栅极电极45。其中化合物半导体磊晶基板10的第一侧101以及功率放大器上层结构21构成伪形态电子迁移晶体管40。其中基板凹槽15的底部为化合物半导体磊晶基板10(缓冲层41)，而基板凹槽15的四周由通道层42、萧基层43及覆盖层44所包覆或由缓冲层41、通道层42、萧基层43及覆盖层44所包覆(请参阅图3B)。
图4～图4B为本发明一种声波元件的改良结构的具体实施例的剖面图。请参阅图4，其为本发明一种声波元件的改良结构的一具体实施例的剖面图，包括：一基板11以及一薄膜体声波共振器51；其中基板11的顶部具有一基板凹槽15；薄膜体声波共振器51形成于基板11之上。其中薄膜体声波共振器51包括：一支撑层61、以及一体声波共振器结构60。其中支撑层61，形成于基板11之上，其中支撑层61的底部具有一支撑层凹槽612，支撑层凹槽612的正上方具有向上凸出的一支撑层台面611，且支撑层凹槽612位于基板凹槽15的正上方，支撑层凹槽612与基板凹槽15相连通，且支撑层凹槽612与基板凹槽15以基板11的上表面的延伸平面113为界。体声波共振器结构60，形成于支撑层61之上。其中体声波共振器结构60包括：一底电极601、一压电层602以及一顶电极603。其中底电极601形成于支撑层61的一端之上，且底电极601至少延伸形成在支撑层台面611之上。压电层602至少形成在支撑层台面611上的底电极601之上。在图4的实施例中，压电层602同时形成于底电极601上及支撑层61之上，且其中包括了压电层602形成在支撑层台面611上的底电极601之上。请同时参阅图4A，其为本发明一种声波元件的改良结构的另一具体实施例的剖面图，此结构与图4的实施例的结构大致相同，只是，其中压电层602形成在支撑层台面611上的底电极601之上以及支撑层台面611上的支撑层61之上的一小部分。顶电极603形成于相对于底电极601的另一端，且形成于压电层602之上或同时形成于压电层602之上及支撑层61之上，且顶电极603至少延伸形成在支撑层台面611上的压电层602之上。在图4的实施例中，顶电极603形成于压电层602之上。而在图4A的实施例中，顶电极603同时形成于压电层602之上及支撑层61之上。其中顶电极603与底电极601之间并无电性连接。通过相连通的支撑层凹槽612与基板凹槽15的结构，可增加支撑层台面611至基板凹槽15的底部间的间隙，因此当薄膜体声波共振器51受应力的影响使得支撑层台面611向下弯曲时，可避免支撑层台面611与基板凹槽15的底部接触而影响声波元件50的特性。
在一实施例中，声波元件50的功能可做为滤波器的应用，通常将复数个声波元件50以串联和/或并联的电路组合而形成一滤波器，可将信号做滤波处理。
在一实施例中，声波元件50可作为质量感测元件、生医感测元件、紫外光感测元件、压力感测元件或是温度感测元件等功用。
在一实施例中，支撑层61除了做为支撑作用避免薄膜体声波共振器51的坍塌状况之外，也可作为底电极601以及压电层602的成长晶种层，让此两层的材料结晶特性更好。在一实施例中，支撑层61由氮化硅(SiNx)或氮化铝(AlN)所构成，可以分子束磊晶(MBE)、化学气相沉积(CVD)或溅镀的方式成长在基板11之上。
在一实施例中，底电极601需要有较低的粗糙度以及电阻率，以利于压电层602成长的晶轴优选。在一实施例中，底电极601由钼(Mo)、铂(Pt)、铝(Al)、金(Au)、钨(W)或钌(Ru)所构成，以蒸镀或溅镀的方式成长在支撑层61之上。
在一实施例中，压电层602由氮化铝(AlN)、单晶二氧化硅(SiO2)、氧化锌(ZnO)、二氧化铪(HfO2)、钛酸锶钡(BST)或锆钛酸铅(PZT)所构成，以磊晶或溅镀的方式成长在底电极601之上或同时形成在底电极601及支撑层61之上。压电层602的材料选用与其应用相关。氮化铝(AlN)具有高的波速(12000m/s)，适用用在高频的应用上，且其材料的微结构形成之后，其物理及化学的稳定性良好，不易受外界的环境影响而改变其特性。氧化锌(ZnO)可在低温下成长，波速约为(6000m/s)，机电耦合系数较高(8.5％)，适合用来制作宽带的滤波器，但氧化锌(ZnO)的氧空缺间隙浓度控制不易，较易受到环境的水气以及氧气的影响。钛酸锶钡(BST)与锆钛酸铅(PZT)兼具铁电特性，在外加电场的状况下可以改变自身的介电常数，适合用来制作可调频式的声波元件，其调频范围约为十几个MHz。且钛酸锶钡(BST)或锆钛酸铅(PZT)都需经过高压电场来极化，才可以得到其压电的特性。而锆钛酸铅(PZT)的机电耦合系数较高，但是有含铅的问题。
在一实施例中，顶电极603需要有较低的电阻率，以减少功率的损耗，以降低插入损失。在一实施例中，顶电极603由钼(Mo)、铂(Pt)、铝(Al)、金(Au)、钨(W)或钌(Ru)所构成，以蒸镀或溅镀的方式成长在压电层602之上或同时形成在压电层602及支撑层61之上。
在一实施例中，底电极601由钼(Mo)或铂(Pt)所构成；压电层602由氮化铝(AlN)所构成。可使用微影及掀离制造(LithographyandLift-offprocess)来蚀刻底电极601的钼(Mo)。而使用感应耦合电浆离子蚀刻(ICP)制造，以四氟化碳(CF4)电浆离子来蚀刻压电层602的氮化铝(AlN)。
在一实施例中，基板凹槽15的深度介于50nm至10000nm之间。
在一实施例中，支撑层凹槽612的深度介于10nm至3500nm之间；在另一实施例中，支撑层凹槽612的最佳深度介于10nm至1500nm之间。
请参阅图4B，其为本发明一种声波元件的改良结构的另一具体实施例的剖面图，此结构与图4的实施例的结构大致相同，只是，其中薄膜体声波共振器51还包括至少一蚀刻凹槽62，且图4B的剖面方向与图4的剖面方向呈正交。其中至少一蚀刻凹槽62的一端与支撑层凹槽612相连通，而至少一蚀刻凹槽62的另一端穿透支撑层61或同时穿透支撑层61及体声波共振器结构60从而使得至少一蚀刻凹槽62与外部相连通，并因此使得支撑层凹槽612与外部相连通。
图4C、图4D为本发明一种声波元件的改良结构的具体实施例的局部放大剖面图。请参阅图4C，其为本发明一种声波元件的改良结构的一具体实施例的局部放大剖面图，在图4C的实施例中，支撑层凹槽612的开口大小，小于，基板凹槽15的开口大小。请参阅图4D，其为本发明一种声波元件的改良结构的另一具体实施例的局部放大剖面图，在图4D的实施例中，支撑层凹槽612的开口大小，几乎等于，基板凹槽15的开口大小。
图4E～图4H为本发明一种声波元件的改良结构的具体实施例的蚀刻凹槽与支撑层台面的相对位置的俯视图。在图4E图的实施例中，声波元件50的改良结构具有两个开口为长条状的蚀刻凹槽62，分别形成于支撑层台面611的相对面的两侧，且蚀刻凹槽62穿透支撑层61(未显示于图4E中)，并因此使得支撑层凹槽612(未显示于图4E中)与外部相连通。在图4F的实施例中，声波元件50的改良结构具有两个开口为长条状的蚀刻凹槽62，分别形成于支撑层台面611的相对面的两侧(部分在支撑层台面611之内的区域，部分在支撑层台面611之外的区域)，且蚀刻凹槽62穿透支撑层61(未显示于图4F中)及压电层602。在图4G的实施例中，声波元件50的改良结构具有两个开口为长条状的蚀刻凹槽62，分别形成于支撑层台面611的相对面的两侧且在支撑层台面611之内的区域，且蚀刻凹槽62穿透支撑层61(未显示于图4G中)、底电极601、压电层602及顶电极603。在图4H的实施例中，声波元件50的改良结构具有四个开口为四方形的蚀刻凹槽62，分别形成于支撑层台面611的四个角落，且蚀刻凹槽62穿透支撑层61(未显示于图4H中)。蚀刻凹槽62的数量并不限定是一个、两个、三个、四个或是更多个。蚀刻凹槽62也可设置于其它位置，不应受图4E、图4F、图4G、图4H的限制。
图5～图5C为本发明一种声波元件的改良结构的具体实施例的剖面图。请参阅图5，其为本发明一种声波元件的改良结构的另一具体实施例的剖面图，此结构与图4图的实施例的结构大致相同，只是，其中基板11包括一基底基板16以及形成于该基底基板16之上的一磊晶结构13。磊晶结构13包括：一缓冲层41、一蚀刻终止层32以及一下牺牲层65。缓冲层41形成于基底基板16之上；蚀刻终止层32形成于缓冲层41之上；下牺牲层65形成于蚀刻终止层32之上。其中基板凹槽15的四周由下牺牲层65所包覆，基板凹槽15的底部为蚀刻终止层32。
在一实施例中，基底基板16可由砷化镓(GaAs)、碳化硅(SiC)、磷化铟(InP)、氮化镓(GaN)、氮化铝(AlN)、蓝宝石(Sapphire)、硅(Si)或玻璃所构成。
在一实施例中，缓冲层41由砷化镓(GaAs)、二氧化硅(SiO2)或氮化镓(GaN)所构成，以磊晶的方式成长在基底基板16之上。
在一实施例中，基底基板16由砷化镓(GaAs)所构成时，缓冲层41由砷化镓(GaAs)构成最佳。在另一实施例中，基底基板16由蓝宝石(Sapphire)所构成时，缓冲层41由氮化镓(GaN)构成最佳。在又一实施例中，基底基板16由硅(Si)所构成时，缓冲层41由二氧化硅(SiO2)构成最佳。
在一实施例中，蚀刻终止层32由磷化铟镓(InGaP)所构成。在一实施例中，蚀刻终止层32的厚度介于5nm至1000nm之间。在另一实施例中，蚀刻终止层32的最佳厚度为20nm。
在一实施例中，下牺牲层65由砷化镓(GaAs)所构成，通过分子束磊晶(MBE)或有机金属化学气相沉积(MOCVD)磊晶的制造形成在蚀刻终止层32之上。在另一实施例中，下牺牲层65的厚度介于500nm至3000nm之间。
在一实施例中，缓冲层41由砷化镓(GaAs)、二氧化硅(SiO2)或氮化镓(GaN)所构成。下牺牲层65由砷化镓(GaAs)、磷硅酸盐玻璃(Phosphosilicateglass)或硼磷硅酸盐玻璃(Borophosphosilicateglass)所构成。蚀刻终止层32由磷化铟镓(InGaP)、(SiNx)、铂(Pt)、铝(Al)或金(Au)所构成。
在一实施例中，下牺牲层65由砷化镓(GaAs)所构成；蚀刻终止层32由磷化铟镓(InGaP)所构成；可使用柠檬酸(Citricacid)作为蚀刻下牺牲层65的砷化镓(GaAs)，且蚀刻终止层32的磷化铟镓(InGaP)可阻挡柠檬酸继续往下蚀刻。在另一实施例中，下牺牲层65由磷硅酸盐玻璃(Phosphosilicateglass)或硼磷硅酸盐玻璃(Borophosphosilicateglass)所构成；蚀刻终止层32由(SiNx)、铂(Pt)、铝(Al)或金(Au)所构成。
请参阅图5A，其为本发明一种声波元件的改良结构的另一具体实施例的剖面图，此结构与图5的实施例的结构大致相同，只是，其中薄膜体声波共振器51还包括至少一蚀刻凹槽62，且图5A的剖面方向与图5的剖面方向呈正交。其中至少一蚀刻凹槽62的一端系与支撑层凹槽612相连通，而至少一蚀刻凹槽62的另一端穿透支撑层61或同时穿透支撑层61及体声波共振器结构60从而使得至少一蚀刻凹槽62与外部相连通，并因此使得支撑层凹槽612与外部相连通。其中图5A的实施例中的蚀刻凹槽62的特征与图4B的实施例中的蚀刻凹槽62大致相同。
请参阅图5B、图5C的实施例，其中图5C的剖面方向与图5B的剖面方向呈正交。图5D～图5M为本发明一种声波元件的改良结构的具体实施例的制造方法步骤的剖面示意图。本发明提供一种声波元件改良结构的制造方法，制作图5B、图5C图的实施例的制造流程，包括以下步骤：步骤D1：形成一磊晶结构13于一基底基板16之上以形成一基板11；以及步骤D2：形成一薄膜体声波共振器51于基板11(磊晶结构13)之上。其中步骤D1，包括以下步骤：步骤D11：(请参阅图5D)形成一缓冲层41于基底基板16之上；步骤D12：形成一蚀刻终止层32于缓冲层41之上；以及步骤D13：形成一下牺牲层65于蚀刻终止层32之上；其中磊晶结构13包括：缓冲层41、蚀刻终止层32以及下牺牲层65。其中步骤D2，包括以下步骤：步骤D21：(请参阅图5D)形成一上牺牲层63于基板11(下牺牲层65)之上；步骤D22：(请参阅图5E)划定一上牺牲层蚀刻区，并蚀刻移除上牺牲层蚀刻区内的上牺牲层63以形成一上牺牲层台面632，且使得上牺牲层蚀刻区内的基板11(下牺牲层65)露出；步骤D23：(请参阅图5F、图5G，其中图5G的剖面方向与图5F的剖面方向呈正交)形成一支撑层61于上牺牲层63及基板11(下牺牲层65)之上，其中支撑层61于上牺牲层台面632之上形成一支撑层台面611；也请同时参阅图5H、图5I图，其中图5I的剖面方向与图5H的剖面方向呈正交；其中也可选择于步骤D23之后，执行以下步骤：划定一支撑层蚀刻区，蚀刻移除支撑层蚀刻区内的支撑层61，使得支撑层蚀刻区内的上牺牲层台面632和/或基板11(下牺牲层65)露出；步骤D24：(请参阅图5J、图5K，其中图5K的剖面方向与图5J的剖面方向呈正交)形成一体声波共振器结构60于支撑层61之上，包括以下步骤：步骤D241：形成一底电极601于支撑层61的一端之上，且底电极601至少延伸形成在支撑层台面611之上；步骤D242：形成一压电层602，其中压电层602至少形成在支撑层台面611上的底电极601之上；以及步骤D243：形成一顶电极603，其中顶电极603形成于相对于底电极601的另一端，且形成于压电层602之上或同时形成于压电层602之上及支撑层61之上，且顶电极603至少延伸形成在支撑层台面611上的压电层602之上；步骤D25：划定至少一凹槽蚀刻区，蚀刻移除至少一凹槽蚀刻区内的支撑层61或蚀刻至少一凹槽蚀刻区内的支撑层61及体声波共振器结构60，使蚀刻终止于上牺牲层台面632和/或基板11(下牺牲层65)而形成至少一蚀刻凹槽62，以使得上牺牲层台面632局部露出；步骤D26：(请参阅图5L、图5M，其中图5M的剖面方向与图5L的剖面方向呈正交)蚀刻移除上牺牲层台面632以形成一支撑层凹槽612，其中至少一上牺牲层蚀刻溶液通过至少一蚀刻凹槽62与上牺牲层台面632相接触而将上牺牲层台面632蚀刻移除，使得支撑层凹槽612的上下分别为支撑层61及基板11(下牺牲层65)；以及步骤D27：(请参阅图5B、图5C，其中图5C的剖面方向与图5B的剖面方向呈正交)蚀刻移除支撑层凹槽612之下的基板11的一部分以形成一基板凹槽15，其中基板凹槽15的四周由下牺牲层65所包覆，基板凹槽15之底部为蚀刻终止层32，其中至少一基板凹槽蚀刻溶液通过至少一蚀刻凹槽62及支撑层凹槽612与基板11的上表面相接触，通过支撑层凹槽612使得至少一基板凹槽蚀刻溶液均匀分布在基板11的上表面之上，从而均匀蚀刻支撑层凹槽612之下的基板11的一部分以形成基板凹槽15，因此可避免蚀刻过程中的侧蚀现象，其中支撑层凹槽612与基板凹槽15相连通，且支撑层凹槽612与基板凹槽15以基板11的上表面的延伸平面113为界，增加支撑层台面611至基板凹槽15的底部间的间隙，当薄膜体声波共振器51受应力的影响使得支撑层台面611向下弯曲时，可避免支撑层台面611与基板凹槽15的底部接触而影响声波元件50的特性。
在一实施例中，上牺牲层63由砷化铝(AlAs)或钨化钛(TiW)所构成。
在一实施例中，上牺牲层63通过溅镀(Sputtering)方式将钨化钛(TiW)成长于磊晶结构13之上。钨化钛(TiW)可以使用过氧化氢(H2O2)来蚀刻。
在一实施例中，上牺牲层63通过分子束磊晶(MBE)或有机金属化学气相沉积(MOCVD)的制造将砷化铝(AlAs)成长于磊晶结构13之上。
在一实施例中，上牺牲层63的厚度介于10nm至3500nm之间。在另一实施例中，上牺牲层63的最佳厚度介于10nm至1500nm之间。
图6、图6A为本发明一种声波元件的改良结构的一具体实施例的剖面图。请参阅图6，其为本发明一种声波元件的改良结构的另一具体实施例的剖面图，此结构与图4的实施例的结构大致相同，只是，其中基板11为一硅(Si)基板14。
在另一实施例中，基板11为一玻璃基板。
请参阅图6A，其为本发明一种声波元件的改良结构的另一具体实施例的剖面图，此结构与图6图实施例的结构大致相同，只是，其中薄膜体声波共振器51还包括至少一蚀刻凹槽62，且图6A的剖面方向与图6的剖面方向呈正交。其中至少一蚀刻凹槽62的一端与支撑层凹槽612相连通，而至少一蚀刻凹槽62的另一端穿透支撑层61或同时穿透支撑层61及体声波共振器结构60从而使得至少一蚀刻凹槽62与外部相连通，因此使得支撑层凹槽612与外部相连通。其中图6A的实施例中的蚀刻凹槽62的特征与图4B的实施例中的蚀刻凹槽62大致相同。
请参阅图6、图6A的实施例，其中图6A的剖面方向与图6的剖面方向呈正交。图6B～图6L为本发明一种声波元件的改良结构的具体实施例的制造方法步骤的剖面示意图。本发明提供一种声波元件改良结构的制造方法，制作图6、图6A的实施例的制造流程，包括以下步骤：步骤E1：形成一薄膜体声波共振器51于一基板11之上，包括以下步骤：步骤E11：(请参阅图6B)形成一上牺牲层63于基板11之上，其中基板11为一硅(Si)基板14；步骤E12：(请参阅图6C)划定一上牺牲层蚀刻区，并蚀刻移除上牺牲层蚀刻区内的上牺牲层63以形成一上牺牲层台面632，且使得上牺牲层蚀刻区内的基板11露出；步骤E13：(请参阅图6D、图6E，其中图6E的剖面方向与图6D的剖面方向呈正交)形成一支撑层61于上牺牲层63及基板11之上，其中支撑层61于上牺牲层台面632之上形成一支撑层台面611；也请同时参阅图6F、图6G图，其中图6G的剖面方向与图6F的剖面方向呈正交，其中也可选择于步骤E13之后，执行以下步骤：划定一支撑层蚀刻区，蚀刻移除支撑层蚀刻区内的支撑层61，使得支撑层蚀刻区内的上牺牲层台面632和/或基板11露出；步骤E14：(请参阅图6H、图6I，其中图6I的剖面方向与图6H的剖面方向呈正交)形成一体声波共振器结构60于支撑层61之上，包括以下步骤：步骤E141：形成一底电极601于支撑层61的一端之上，且底电极601至少延伸形成在支撑层台面611之上；步骤E142：形成一压电层602，其中压电层602至少形成在支撑层台面611上的底电极601之上；以及步骤E143：形成一顶电极603，其中顶电极603形成于相对于底电极601的另一端，且形成于压电层602之上或同时形成于压电层602之上及支撑层61之上，且顶电极603至少延伸形成在支撑层台面611上的压电层602之上；步骤E15：划定至少一凹槽蚀刻区，蚀刻移除至少一凹槽蚀刻区内的支撑层61或蚀刻至少一凹槽蚀刻区内的支撑层61及体声波共振器结构60，使蚀刻终止于上牺牲层台面632和/或基板11而形成至少一蚀刻凹槽62，以使得上牺牲层台面632局部露出；步骤E16：(请参阅图6J、图6K，其中图6K的剖面方向与图6J的剖面方向呈正交)蚀刻移除上牺牲层台面632以形成一支撑层凹槽612，其中至少一上牺牲层蚀刻溶液通过至少一蚀刻凹槽62与上牺牲层台面632相接触而将上牺牲层台面632蚀刻移除，使得支撑层凹槽612的上下分别为支撑层61及基板11；以及步骤E17：(请参阅图6、图6A，其中图6A的剖面方向与图6的剖面方向呈正交)蚀刻移除支撑层凹槽612之下的基板11的一部分以形成一基板凹槽15，其中基板凹槽15的底部为基板11，其中至少一基板凹槽蚀刻溶液通过至少一蚀刻凹槽62及支撑层凹槽612与基板11的上表面相接触，通过支撑层凹槽612使得至少一基板凹槽蚀刻溶液均匀分布在基板11的上表面之上，从而均匀蚀刻支撑层凹槽612之下的基板11之一部分以形成基板凹槽15，避免蚀刻过程中的侧蚀现象，其中支撑层凹槽612与基板凹槽15相连通，且支撑层凹槽612与基板凹槽15以基板11的上表面的延伸平面113为界，增加支撑层台面611至基板凹槽15的底部间的间隙，当薄膜体声波共振器51受应力的影响使得支撑层台面611向下弯曲时，可避免支撑层台面611与基板凹槽15的底部接触而影响声波元件50的特性。
在另一实施例中，基板11为一硅(Si)基板14，上牺牲层63由钨化钛(TiW)所构成。
在一实施例中，上牺牲层63通过溅镀(Sputtering)方式将钨化钛(TiW)成长于基板11之上。钨化钛(TiW)可以使用过氧化氢(H2O2)来蚀刻。
在一实施例中，上牺牲层63的厚度介于10nm至3500nm之间。在另一实施例中，上牺牲层63的最佳厚度介于10nm至1500nm之间。
图6M、图6N为本发明一种声波元件的改良结构的一具体实施例的剖面图。图6N的剖面方向与图6M的剖面方向呈正交，此结构与图6、图6A的实施例的结构大致相同，只是，其中于步骤E12中(请比较图6C、图6L)仅剩下上牺牲层台面632未被移除，而将上牺牲层63的其它区域皆蚀刻移除。
以上所述乃是本发明的具体实施例及所运用的技术手段，根据本文的揭露或教导可衍生推导出许多的变更与修正，仍可视为本发明的构想所作的等效改变，其所产生的作用仍未超出说明书及图式所涵盖的实质精神，均应视为在本发明的技术范畴之内，合先陈明。
综上所述，依上文所揭示的内容，本发明确可达到发明的预期目的，提供一种声波元件改良结构、功率放大器与声波元件整合结构及其制造方法，有效地增加声波元件的底部与基板凹槽的底部间的间隙，同时又能与功率放大器整合于同一化合物半导体磊晶基板之上，又具有成本低廉的优点，且能缩小元件体积、最佳化功率放大器及声波元件的阻抗匹配以及减少信号的损耗，极具产业上利用的价植，依法提出发明专利申请。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (77)

1.一种整合结构，其特征在于，包括：
一化合物半导体磊晶基板，包括一化合物半导体基板以及形成于所述化合物半导体基板之上的一磊晶结构；
一功率放大器上层结构，形成于所述化合物半导体磊晶基板的一第一侧之上，其中所述化合物半导体磊晶基板的所述第一侧以及所述功率放大器上层结构构成一功率放大器；以及
一薄膜体声波共振器，形成于所述化合物半导体磊晶基板的一第二侧之上，其中所述化合物半导体磊晶基板的所述第二侧以及所述薄膜体声波共振器构成一声波元件；
所述功率放大器及声波元件的整合结构整合于同一所述化合物半导体磊晶基板之上。
2.根据权利要求1所述的整合结构，其特征在于，所述薄膜体声波共振器包括：
一支撑层，形成于所述化合物半导体磊晶基板之上，其中所述支撑层的底部具有一支撑层凹槽，所述支撑层凹槽的正上方具有向上凸出的一支撑层台面，且其中所述化合物半导体磊晶基板的顶部具有一基板凹槽，所述基板凹槽位于所述支撑层凹槽的正下方，所述支撑层凹槽与所述基板凹槽相连通，且所述支撑层凹槽与所述基板凹槽以所述化合物半导体磊晶基板的上表面的延伸平面为界；以及
一体声波共振器结构，形成于所述支撑层之上，所述体声波共振器结构包括：
一底电极，形成于所述支撑层的一端之上，且所述底电极至少延伸形成在所述支撑层台面之上；
一压电层，至少形成在所述支撑层台面上的所述底电极之上；以及
一顶电极，形成于相对于所述底电极的另一端，且形成于所述压电层之上或同时形成于所述压电层之上及所述支撑层之上，且所述顶电极至少延伸形成在所述支撑层台面上的所述压电层之上。
3.根据权利要求2所述的整合结构，其特征在于，所述支撑层凹槽的深度介于10nm至3500nm之间。
4.根据权利要求3所述的整合结构，其特征在于，所述支撑层凹槽的深度介于10nm至1500nm之间。
5.根据权利要求2所述的整合结构，其特征在于，所述支撑层凹槽的开口的大小，小于或等于，所述基板凹槽的开口的大小。
6.根据权利要求2所述的整合结构，其特征在于，所述薄膜体声波共振器还包括至少一蚀刻凹槽，所述至少一蚀刻凹槽的一端与所述支撑层凹槽相连通，所述至少一蚀刻凹槽的另一端穿透所述支撑层或同时穿透所述支撑层及所述体声波共振器结构从而使得所述至少一蚀刻凹槽与外部相连通，并使得所述支撑层凹槽与外部相连通。
7.根据权利要求1所述的整合结构，其特征在于，所述功率放大器为一异质接面双极性晶体管。
8.根据权利要求7所述的整合结构，其特征在于，所述磊晶结构包括：
一次集极层，形成于所述化合物半导体基板之上；以及
一集极层，形成于所述次集极层之上。
9.根据权利要求8所述的整合结构，其特征在于，所述基板凹槽的四周由所述集极层所包覆，所述基板凹槽的底部为所述次集极层。
10.根据权利要求8所述的整合结构，其特征在于，所述集极层由砷化镓所构成。
11.根据权利要求8所述的整合结构，其特征在于，所述集极层的厚度介于500nm至3000nm之间。
12.根据权利要求8所述的整合结构，其特征在于，所述化合物半导体磊晶基板的所述第一侧还包括一集极凹槽，所述集极凹槽的底部为所述次集极层，且其中所述功率放大器上层结构包括：
一基极层，形成于所述集极层之上；
一射极突出平台层，形成于所述基极层之上；
一射极层，形成于所述射极突出平台层之上；
一基极电极，形成于所述基极层和/或所述射极突出平台层之上；
一射极电极，形成于所述射极层之上；以及
一集极电极，形成于所述集极凹槽内的所述次集极层之上；
其中所述化合物半导体磊晶基板的所述第一侧包括以下结构：所述化合物半导体基板、所述次集极层、所述集极层以及所述集极凹槽；其中所述化合物半导体磊晶基板的所述第一侧以及所述功率放大器上层结构构成所述异质接面双极晶体管。
13.根据权利要求12所述的整合结构，其特征在于，所述基极层由砷化镓所构成。
14.根据权利要求12所述的整合结构，其特征在于，所述基极层的厚度介于60nm至100nm之间。
15.根据权利要求12所述的整合结构，其特征在于，所述磊晶结构还包括一蚀刻终止层，其中所述蚀刻终止层形成于所述次集极层之上，且所述集极层形成于所述蚀刻终止层之上，其中所述集极凹槽的底部为所述次集极层，所述集极电极形成于所述集极凹槽内的所述次集极层之上。
16.根据权利要求15所述的整合结构，其特征在于，所述基板凹槽的四周由所述集极层及所述蚀刻终止层所包覆，所述基板凹槽的底部为所述次集极层。
17.根据权利要求15所述的整合结构，其特征在于，所述蚀刻终止层由磷化铟镓所构成。
18.根据权利要求15所述的整合结构，其特征在于，所述蚀刻终止层的厚度介于5nm至1000nm之间。
19.根据权利要求18所述的整合结构，其特征在于，所述蚀刻终止层的厚度为20nm。
20.根据权利要求1所述的整合结构，其特征在于，所述功率放大器为一场效晶体管、一高电子迁移率晶体管或一伪形态电子迁移晶体管。
21.根据权利要求20所述的整合结构，其特征在于，所述磊晶结构包括：
一缓冲层，形成于所述化合物半导体基板之上；
一通道层，形成于所述缓冲层之上；
一萧基层，形成于所述通道层之上；以及
一覆盖层，形成于所述萧基层之上。
22.根据权利要求21所述的整合结构，其特征在于，所述基板凹槽的底部为所述缓冲层，而所述基板凹槽的四周由所述通道层、所述萧基层及所述覆盖层所包覆或由所述缓冲层、所述通道层、所述萧基层及所述覆盖层所包覆。
23.根据权利要求21所述的整合结构，其特征在于，所述化合物半导体磊晶基板的所述第一侧还包括一栅极凹槽，所述栅极凹槽的底部为所述萧基层，且其中所述功率放大器上层结构包括：
一漏极电极，形成于所述覆盖层的一端之上；
一源极电极，形成于所述覆盖层的另一端之上，其中所述栅极凹槽介于所述漏极电极及所述源极电极之间；以及
一栅极电极，形成于所述栅极凹槽内的所述萧基层之上；
其中所述化合物半导体磊晶基板的所述第一侧包括以下结构：所述化合物半导体基板、所述缓冲层、所述通道层、所述萧基层、所述覆盖层以及所述栅极凹槽；其中所述化合物半导体磊晶基板的所述第一侧以及所述功率放大器上层结构构成所述伪形态电子迁移晶体管。
24.根据权利要求1所述的整合结构，其特征在于，所述化合物半导体基板由砷化镓、碳化硅、磷化铟、氮化镓、氮化铝或蓝宝石所构成。
25.一种整合结构的制造方法，其特征在于，包括：
形成一磊晶结构于一化合物半导体基板之上以形成一化合物半导体磊晶基板；
形成一功率放大器上层结构于所述化合物半导体磊晶基板的一第一侧之上以形成一功率放大器；以及
形成一薄膜体声波共振器于所述化合物半导体磊晶基板的一第二侧之上以形成一声波元件；
将所述功率放大器及声波元件整合结构整合于同一所述化合物半导体磊晶基板之上。
26.根据权利要求25所述的整合结构的制造方法，其特征在于，形成所述薄膜体声波共振器于所述化合物半导体磊晶基板之所述第二侧之上，包括：
形成一上牺牲层于所述化合物半导体磊晶基板之上；
划定一上牺牲层蚀刻区，并蚀刻移除所述上牺牲层蚀刻区内的所述上牺牲层以形成一上牺牲层台面，且使得所述上牺牲层蚀刻区内的所述化合物半导体磊晶基板露出；
形成一支撑层于所述上牺牲层及所述化合物半导体磊晶基板之上，其中所述支撑层于所述上牺牲层台面之上形成一支撑层台面；
形成一体声波共振器结构于所述支撑层之上，包括：
形成一底电极于所述支撑层的一端之上，且所述底电极至少延伸形成在所述支撑层台面之上；
形成一压电层，其中所述压电层至少形成在所述支撑层台面上的所述底电极之上；以及
形成一顶电极，其中所述顶电极形成于相对于所述底电极的另一端，且形成于所述压电层之上或同时形成于所述压电层之上及所述支撑层之上，且所述顶电极至少延伸形成在所述支撑层台面上的所述压电层之上；
划定至少一凹槽蚀刻区，蚀刻移除所述至少一凹槽蚀刻区内的所述支撑层或蚀刻所述至少一凹槽蚀刻区内的所述支撑层及所述体声波共振器结构，使蚀刻终止于所述上牺牲层台面和/或所述化合物半导体磊晶基板而形成至少一蚀刻凹槽，以使得所述上牺牲层台面局部露出；
蚀刻移除所述上牺牲层台面以形成一支撑层凹槽，其中至少一上牺牲层蚀刻溶液通过所述至少一蚀刻凹槽与所述上牺牲层台面相接触而将所述上牺牲层台面蚀刻移除，使得所述支撑层凹槽的上下分别为所述支撑层及所述化合物半导体磊晶基板；以及
蚀刻移除所述支撑层凹槽之下的所述化合物半导体磊晶基板的一部分以形成一基板凹槽，其中所述基板凹槽的底部为所述化合物半导体磊晶基板，其中至少一基板凹槽蚀刻溶液通过至少一蚀刻凹槽及所述支撑层凹槽而与所述化合物半导体磊晶基板的上表面相接触，通过所述支撑层凹槽使得所述至少一基板凹槽蚀刻溶液均匀分布在所述化合物半导体磊晶基板的上表面之上，从而均匀蚀刻所述支撑层凹槽之下的所述化合物半导体磊晶基板的一部分以形成所述基板凹槽，其中所述支撑层凹槽与所述基板凹槽相连通，且所述支撑层凹槽与所述基板凹槽以所述化合物半导体磊晶基板的上表面的延伸平面为界，增加所述支撑层台面至所述基板凹槽的底部间的间隙。
27.根据权利要求26所述的整合结构的制造方法，其特征在于，所述上牺牲层由砷化铝或钨化钛所构成。
28.根据权利要求26所述的整合结构的制造方法，其特征在于，所述上牺牲层的厚度介于10nm至3500nm之间。
29.根据权利要求28所述的整合结构的制造方法，其特征在于，所述上牺牲层的厚度介于10nm至1500nm之间。
30.根据权利要求26所述的整合结构的制造方法，其特征在于，所述支撑层凹槽的开口大小，小于或等于，所述基板凹槽的开口大小。
31.根据权利要求25所述的整合结构的制造方法，其特征在于，所述功率放大器为一异质接面双极晶体管。
32.根据权利要求31所述的整合结构的制造方法，其特征在于，形成所述磊晶结构于所述化合物半导体基板之上，包括：
形成一次集极层于所述化合物半导体基板之上；以及
形成一集极层于所述次集极层之上。
33.根据权利要求32所述的整合结构的制造方法，其特征在于，所述基板凹槽的四周由所述集极层所包覆，所述基板凹槽的底部为所述次集极层。
34.根据权利要求32项所述的整合结构的制造方法，其特征在于，所述集极层由砷化镓所构成。
35.根据权利要求32所述的整合结构的制造方法，其特征在于，所述集极层的厚度介于500nm至3000nm之间。
36.根据权利要求32所述的整合结构的制造方法，其特征在于，形成所述功率放大器上层结构于所述化合物半导体磊晶基板的所述第一侧之上，包括：
形成一基极层于所述集极层之上；
形成一射极突出平台层于所述基极层之上；
形成一射极层于所述射极突出平台层之上；
划定一射极层蚀刻区，并蚀刻移除所述射极层蚀刻区之内的所述射极层；
划定一射极突出平台层蚀刻区，并蚀刻移除所述射极突出平台层蚀刻区之内的所述射极突出平台层；
形成一基极电极于所述基极层和/或所述射极突出平台层之上；
划定一基极层蚀刻区，并蚀刻移除所述基极层蚀刻区之内的所述基极层；
形成一射极电极于所述射极层之上；
划定一集极电极蚀刻区，并蚀刻移除所述集极电极蚀刻区之内的所述集极层，使蚀刻终止于所述次集极层而形成一集极凹槽，使得所述集极凹槽内的所述次集极层露出；以及
形成一集极电极于所述集极凹槽内的所述次集极层之上；
其中所述化合物半导体磊晶基板的所述第一侧包括以下结构：所述化合物半导体基板、所述次集极层、所述集极层以及所述集极凹槽；所述功率放大器上层结构包括：所述基极层、所述射极突出平台层、所述射极层、所述基极电极、所述射极电极以及所述集极电极；其中所述化合物半导体磊晶基板的所述第一侧以及所述功率放大器上层结构构成所述异质接面双极晶体管。
37.根据权利要求36所述的整合结构的制造方法，其特征在于，所述基极层由砷化镓所构成。
38.根据权利要求36所述的整合结构的制造方法，其特征在于，所述基极层的厚度介于60nm至100nm之间。
39.根据权利要求36所述的整合结构的制造方法，其特征在于，所述方法还包括：
一形成一蚀刻终止层于所述次集极层之上；
以及一蚀刻移除所述集极电极蚀刻区之内的所述蚀刻终止层；
通过先形成所述蚀刻终止层于所述次集极层之上，再形成所述集极层于所述蚀刻终止层之上，使得所述磊晶结构包括：所述次集极层、所述蚀刻终止层以及所述集极层；
以及通过蚀刻移除所述集极电极蚀刻区之内的所述蚀刻终止层，使蚀刻终止于所述次集极层而形成所述集极凹槽，并使得所述集极凹槽内的所述次集极层露出，而所述集极电极形成于所述集极凹槽内的所述次集极层之上；其中所述基板凹槽的底部为所述蚀刻终止层；且其中所述化合物半导体磊晶基板的所述第一侧包括以下结构：所述化合物半导体基板、所述次集极层、所述蚀刻终止层、所述集极层以及所述集极凹槽；所述功率放大器上层结构包括：所述基极层、所述射极突出平台层、所述射极层、所述基极电极、所述射极电极以及所述集极电极；其中所述化合物半导体磊晶基板的所述第一侧以及所述功率放大器上层结构构成所述异质接面双极晶体管。
40.根据权利要求39所述的整合结构的制造方法，其特征在于，所述方法还包括：
一蚀刻移除所述基板凹槽底部的所述蚀刻终止层，使得所述基板凹槽的四周由所述集极层及所述蚀刻终止层所包覆，所述基板凹槽的底部为所述次集极层。
41.根据权利要求39所述的整合结构的制造方法，其特征在于，所述蚀刻终止层由磷化铟镓所构成。
42.根据权利要求39所述的整合结构的制造方法，其特征在于，所述蚀刻终止层的厚度介于5nm至1000nm之间。
43.根据权利要求42所述的整合结构的制造方法，其特征在于，所述蚀刻终止层的厚度为20nm。
44.根据权利要求25所述的整合结构的制造方法，其特征在于，所述功率放大器为一场效晶体管、一高电子迁移率晶体管或一伪形态电子迁移晶体管。
45.根据权利要求44所述的整合结构的制造方法，其特征在于，形成所述磊晶结构于所述化合物半导体基板之上，包括：
形成一缓冲层于所述化合物半导体基板之上；
形成一通道层于所述缓冲层之上；
形成一萧基层于所述通道层之上；以及
形成一覆盖层于所述萧基层之上。
46.根据权利要求45所述的整合结构的制造方法，其特征在于，所述基板凹槽的底部为所述缓冲层，而所述基板凹槽的四周由所述通道层、所述萧基层及所述覆盖层所包覆或由所述缓冲层、所述通道层、所述萧基层及所述覆盖层所包覆。
47.根据权利要求45所述的整合结构的制造方法，其特征在于，形成所述功率放大器上层结构于所述化合物半导体磊晶基板的所述第一侧之上，包括：
划定一栅极电极蚀刻区，并蚀刻移除所述栅极电极蚀刻区内的所述覆盖层，使蚀刻终止于所述萧基层而形成一栅极凹槽，使得所述栅极凹槽内的所述萧基层露出；
形成一漏极电极于所述覆盖层的一端之上；
形成一源极电极于所述覆盖层的另一端之上，其中所述栅极凹槽介于所述漏极电极及所述源极电极之间；以及
形成一漏极电极于所述栅极凹槽内的所述萧基层上；
其中所述化合物半导体磊晶基板的所述第一侧包括以下结构：所述化合物半导体基板、所述缓冲层、所述通道层、所述萧基层、所述覆盖层以及所述栅极凹槽；所述功率放大器上层结构包括：所述漏极电极、所述源极电极以及所述栅极电极；其中所述化合物半导体磊晶基板的所述第一侧以及所述功率放大器上层结构构成所述伪形态电子迁移晶体管。
48.根据权利要求25所述的整合结构的制造方法，其特征在于，所述化合物半导体基板由砷化镓、碳化硅、磷化铟、氮化镓、氮化铝或蓝宝石所构成。
49.一种声波元件改良结构，其特征在于，包括：
一基板，其中所述基板的顶部具有一基板凹槽；以及
一薄膜体声波共振器，形成于所述基板之上，其中所述薄膜体声波共振器包括：
一支撑层，形成于所述基板之上，其中所述支撑层的底部具有一支撑层凹槽，所述支撑层凹槽的正上方具有向上凸出的一支撑层台面，且所述支撑层凹槽位于所述基板凹槽的正上方，所述支撑层凹槽与所述基板凹槽相连通，且所述支撑层凹槽与所述基板凹槽以所述基板的上表面的延伸平面为界；以及
一体声波共振器结构，形成于支撑层之上，所述体声波共振器结构包括：
一底电极，形成于所述支撑层的一端之上，且所述底电极至少延伸形成在所述支撑层台面之上；
一压电层，至少形成在所述支撑层台面上的所述底电极之上；以及
一顶电极，形成于相对于所述底电极的另一端，且形成于所述压电层之上或同时形成于所述压电层之上及所述支撑层之上，且所述顶电极至少延伸形成在所述支撑层台面上的所述压电层之上；
通过相连通的所述支撑层凹槽与所述基板凹槽的结构，增加所述支撑层台面至所述基板凹槽的底部间的间隙。
50.根据权利要求49所述的声波元件改良结构，其特征在于，所述基板包括一基底基板以及形成于所述基底基板之上的一磊晶结构。
51.根据权利要求50所述的声波元件改良结构，其特征在于，所述基底基板由砷化镓、碳化硅、磷化铟、氮化镓、氮化铝、蓝宝石、硅或玻璃所构成。
52.根据权利要求50所述的声波元件改良结构，其特征在于，所述磊晶结构包括：
一缓冲层，形成于所述基底基板之上；
一蚀刻终止层，形成于所述缓冲层之上；以及
一下牺牲层，形成于所述蚀刻终止层之上；
其中所述基板凹槽的四周由所述下牺牲层所包覆，所述基板凹槽的底部为所述蚀刻终止层。
53.根据权利要求52所述的声波元件改良结构，其特征在于，所述下牺牲层由砷化镓所构成。
54.根据权利要求52所述的声波元件改良结构，其特征在于，所述下牺牲层的厚度介于500nm至3000nm之间。
55.根据权利要求52所述的声波元件改良结构，其特征在于，所述蚀刻终止层由磷化铟镓所构成。
56.根据权利要求52所述的声波元件改良结构，其特征在于，所述蚀刻终止层的厚度介于5nm至1000nm之间。
57.根据权利要求56所述的声波元件改良结构，其特征在于，所述蚀刻终止层的厚度为20nm。
58.根据权利要求49所述的声波元件改良结构，其特征在于，所述基板为一硅基板。
59.根据权利要求49所述的声波元件改良结构，其特征在于，所述支撑层凹槽的深度介于10nm至3500nm之间。
60.根据权利要求59所述的声波元件改良结构，其特征在于，所述支撑层凹槽的深度介于10nm至1500nm之间。
61.根据权利要求49所述的声波元件改良结构，其特征在于，所述薄膜体声波共振器还包括至少一蚀刻凹槽，所述至少一蚀刻凹槽的一端与所述支撑层凹槽相连通，所述至少一蚀刻凹槽的另一端穿透所述支撑层或同时穿透所述支撑层及所述体声波共振器结构从而使得所述至少一蚀刻凹槽与外部相连通，并以此使得所述支撑层凹槽与外部相连通。
62.根据权利要求49所述的声波元件改良结构，其特征在于，所述支撑层凹槽的开口大小，小于或等于，所述基板凹槽的开口大小。
63.一种声波元件改良结构的制造方法，其特征在于，包括：
形成一薄膜体声波共振器于一基板之上，包括：
形成一上牺牲层于所述基板之上；
划定一上牺牲层蚀刻区，并蚀刻移除所述上牺牲层蚀刻区内的所述上牺牲层以形成一上牺牲层台面，且使得所述上牺牲层蚀刻区内的所述基板露出；
形成一支撑层于所述上牺牲层及所述基板之上，其中所述支撑层于所述上牺牲层台面之上形成一支撑层台面；
形成一体声波共振器结构于所述支撑层之上，包括：
形成一底电极于所述支撑层的一端之上，且所述底电极至少延伸形成在所述支撑层台面之上；
形成一压电层，其中所述压电层至少形成在所述支撑层台面上的所述底电极之上；以及
形成一顶电极，其中所述顶电极形成于相对于所述底电极的另一端，且形成于所述压电层之上或同时形成于所述压电层之上及所述支撑层之上，且所述顶电极至少延伸形成在所述支撑层台面上的所述压电层之上；
划定至少一凹槽蚀刻区，蚀刻移除所述至少一凹槽蚀刻区内的所述支撑层或蚀刻所述至少一凹槽蚀刻区内的所述支撑层及所述体声波共振器结构，使蚀刻终止于所述上牺牲层台面和/或所述基板而形成至少一蚀刻凹槽，以使得所述上牺牲层台面局部露出；
蚀刻移除所述上牺牲层台面以形成一支撑层凹槽，其中至少一上牺牲层蚀刻溶液通过所述至少一蚀刻凹槽与所述上牺牲层台面相接触而将所述上牺牲层台面蚀刻移除，使得所述支撑层凹槽的上下分别为所述支撑层及所述基板；以及
蚀刻移除所述支撑层凹槽之下的所述基板之一部分以形成一基板凹槽，其中所述基板凹槽的底部为所述基板，其中至少一基板凹槽蚀刻溶液通过所述至少一蚀刻凹槽及所述支撑层凹槽与所述基板的上表面相接触，通过所述支撑层凹槽使得所述至少一基板凹槽蚀刻溶液均匀分布在所述基板的上表面之上，从而均匀蚀刻所述支撑层凹槽之下的所述基板的一部分以形成所述基板凹槽，其中所述支撑层凹槽与所述基板凹槽相连通，且所述支撑层凹槽与所述基板凹槽以所述基板的上表面的延伸平面为界，以此增加所述支撑层台面至所述基板凹槽的底部间的间隙。
64.根据权利要求63所述的声波元件改良结构的制造方法，其特征在于，所述基板包括一基底基板以及形成于所述基底基板之上的一磊晶结构。
65.根据权利要求64所述的声波元件改良结构的制造方法，其特征在于，所述基底基板由砷化镓、碳化硅、磷化铟、氮化镓、氮化铝、蓝宝石、硅或玻璃所构成。
66.根据权利要求64所述的声波元件改良结构的制造方法，其特征在于，形成所述磊晶结构于所述基底基板之上，包括：
形成一缓冲层于所述基底基板之上；
形成一蚀刻终止层于所述缓冲层之上；以及
形成一下牺牲层于所述蚀刻终止层之上；
其中所述基板凹槽的四周由所述下牺牲层所包覆，所述基板凹槽的底部为所述蚀刻终止层。
67.根据权利要求66所述的声波元件改良结构的制造方法，其特征在于，所述下牺牲层由砷化镓所构成。
68.根据权利要求66所述的声波元件改良结构的制造方法，其特征在于，所述下牺牲层的厚度介于500nm至3000nm之间。
69.根据权利要求66所述的声波元件改良结构的制造方法，其特征在于，所述蚀刻终止层由磷化铟镓所构成。
70.根据权利要求66所述的声波元件改良结构的制造方法，其特征在于，所述蚀刻终止层的厚度介于5nm至1000nm之间。
71.根据权利要求70所述的声波元件改良结构的制造方法，其特征在于，所述蚀刻终止层的厚度为20nm。
72.根据权利要求63所述的声波元件改良结构的制造方法，其特征在于，所述基板为一硅基板。
73.根据权利要求72所述的声波元件改良结构的制造方法，其特征在于，所述上牺牲层由钨化钛所构成。
74.根据权利要求63所述的声波元件改良结构的制造方法，其特征在于，所述上牺牲层由砷化铝或钨化钛所构成。
75.根据权利要求63所述的声波元件改良结构的制造方法，其特征在于，所述上牺牲层的厚度介于10nm至3500nm之间。
76.根据权利要求75所述的声波元件改良结构的制造方法，其特征在于，所述上牺牲层的厚度介于10nm至1500nm之间。
77.根据权利要求63所述的声波元件改良结构的制造方法，其特征在于，所述支撑层凹槽的开口大小，小于或等于，所述基板凹槽的开口大小。
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