CN108288960A - 调谐共振器的方法、形成共振器的空腔的方法及滤波器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种调谐共振器的方法、形成共振器的空腔的方法及滤波器,形成体声波共振器的空腔的方法,包括以下步骤:形成一牺牲磊晶结构台面于一化合物半导体基板之上;形成一绝缘层于牺牲磊晶结构台面以及化合物半导体基板之上;以一化学机械平坦化制程研磨绝缘层以形成一抛光表面;形成一体声波共振结构于抛光表面之上,其中体声波共振结构位于牺牲磊晶结构台面之上,其中包括以下步骤:形成一底电极层于抛光表面之上;形成一压电层于底电极层之上;以及形成一顶电极层于压电层之上;以及蚀刻牺牲磊晶结构台面以形成一空腔,其中空腔位于体声波共振结构之下。

Description

调谐共振器的方法、形成共振器的空腔的方法及滤波器
技术领域
本发明涉及一种体声波滤波器及调谐体声波滤波器的体声波共振器的方法,尤其涉及一种具有能精准调谐体声波滤波器的体声波共振器的方法、形成体声波共振器的空腔的方法和体声波滤波器。
背景技术
请参阅图7A~图7D,其为现有技术的形成体声波滤波器的方法的制程步骤的剖面示意图。在图7A中,于一硅(Silicon)基板75的一上表面蚀刻出一凹槽74以及一凹槽74’。于硅基板75之上形成一牺牲层77,再以一化学机械平坦化制程(Chemical MechnicalPlanarization,CMP)研磨牺牲层77,使得位于硅基板75的上表面之上的牺牲层77皆被研磨去除,形成如图7B的结构。其中凹槽74以及凹槽74’被牺牲层77所填满。在图7C中,于硅基板75的上表面之上形成一第一体声波共振结构70以及一第二体声波共振结构70’,其中第一体声波共振结构70以及第二体声波共振结构70’分别具有相同厚度的一底电极71以及一压电层72,且其中第一体声波共振结构70以及第二体声波共振结构70’分别具有厚度不相同的一顶电极73以及一顶电极73’。其中顶电极73以及顶电极73’具有一厚度差76。在图7D中,蚀刻填满于凹槽74以及凹槽74’的牺牲层77,使得凹槽74以及凹槽74’分别成为第一体声波共振结构70以及第二体声波共振结构70’的两空腔。由于顶电极73’比较厚,因此使得第二体声波共振结构70’的共振频率比第一体声波共振结构70的共振频率低,第一体声波共振结构70以及第二体声波共振结构70’之间具有一共振频率差,该共振频率差与厚度差76相关连。
然而,以顶电极73以及顶电极73’的厚度差76来调谐第一体声波共振结构70以及第二体声波共振结构70’的共振频率差,以第一体声波共振结构70以及第二体声波共振结构70’本身的结构差异来达成调谐共振频率差。如此除了会造成制作第一体声波共振结构70以及第二体声波共振结构70’的复杂度,也有可能会影响到第一体声波共振结构70以及第二体声波共振结构70’的特性表现。
有鉴于此,发明人开发出简便的设计,能够避免上述的缺点,又具有成本低廉的优点,以兼顾使用弹性与经济性等考量,因此遂有本发明的产生。
发明内容
为解决现有技术的问题,以达到所预期的功效,本发明提供一种形成体声波共振器的空腔的方法,包括以下步骤:步骤A1:形成一牺牲磊晶结构台面于一化合物半导体基板之上;步骤A2:形成一绝缘层于牺牲磊晶结构台面以及化合物半导体基板之上;步骤A3:以一化学机械平坦化制程研磨绝缘层以形成一抛光表面;步骤A4:形成一体声波共振结构于抛光表面之上,其中体声波共振结构位于牺牲磊晶结构台面之上,其中步骤A4包括以下步骤:步骤A41:形成一底电极层于抛光表面之上;步骤A42:形成一压电层于底电极层之上;以及步骤A43:形成一顶电极层于压电层之上;以及步骤A5:蚀刻牺牲磊晶结构台面以形成一空腔,其中空腔位于体声波共振结构之下。
于实施例时,其中于步骤A3当中,绝缘层被研磨至使得牺牲磊晶结构台面未露出,其中介于底电极层以及牺牲磊晶结构台面之间的绝缘层形成一频率调谐结构,其中频率调谐结构具有一厚度,体声波共振结构具有一共振频率,从而通过调整频率调谐结构的厚度,可调谐体声波共振结构的共振频率。
于实施例时,还包括一形成一底蚀刻终止层于化合物半导体基板之上的步骤,其中牺牲磊晶结构台面形成于底蚀刻终止层之上;其中牺牲磊晶结构台面包括一牺牲磊晶层。
于实施例时,其中(1)化合物半导体基板由砷化镓所构成;牺牲磊晶层由砷化镓所构成;底蚀刻终止层由磷化铟镓所构成;或(2)化合物半导体基板由磷化铟所构成;牺牲磊晶层由砷化铟镓所构成;底蚀刻终止层由磷化铟所构成。
于实施例时,其中牺牲磊晶层具有一厚度,牺牲磊晶层的厚度介于50nm以及5000nm之间;其中底蚀刻终止层具有一厚度,底蚀刻终止层的厚度介于20nm以及500nm之间。
此外,本发明还提供一种用于调谐体声波滤波器的体声波共振器的方法,包括以下步骤:步骤B1:形成复数个牺牲结构台面于一基板之上,其中复数个牺牲结构台面包括至少一第一牺牲结构台面以及至少一第二牺牲结构台面,其中至少一第一牺牲结构台面之一高度大于至少一第二牺牲结构台面的一高度,其中至少一第一牺牲结构台面以及至少一第二牺牲结构台面具有一第一高度差;步骤B2:形成一绝缘层于复数个牺牲结构台面以及基板之上;步骤B3:以一化学机械平坦化制程研磨绝缘层以形成一抛光表面;步骤B4:形成复数个体声波共振结构于抛光表面之上,其中复数个体声波共振结构包括至少一第一体声波共振结构以及至少一第二体声波共振结构,至少一第一体声波共振结构以及至少一第二体声波共振结构分别位于至少一第一牺牲结构台面之上以及至少一第二牺牲结构台面之上,其中步骤B4包括以下步骤:步骤B41:形成一底电极层于抛光表面之上;步骤B42:形成一压电层于底电极层之上;以及步骤B43:形成一顶电极层于压电层之上;以及步骤B5:蚀刻复数个牺牲结构台面以形成复数个空腔,其中复数个空腔分别位于复数个体声波共振结构之下;其中于步骤B3当中,绝缘层被研磨至使得(1)至少一第一牺牲结构台面露出且至少一第二牺牲结构台面未露出,借此位于抛光表面之下且位于至少一第二体声波共振结构之下的绝缘层形成至少一第二体声波共振结构的一第二频率调谐结构,其中第二频率调谐结构具有一厚度,第二频率调谐结构的厚度等于第一高度差;或(2)至少一第一牺牲结构台面以及至少一第二牺牲结构台面未露出,借此位于抛光表面之下且位于至少一第一体声波共振结构之下以及至少一第二体声波共振结构之下的绝缘层分别形成至少一第一体声波共振结构的一第一频率调谐结构以及至少一第二体声波共振结构的一第二频率调谐结构,其中第一频率调谐结构以及第二频率调谐结构具有一第一厚度差,第一厚度差等于第一高度差;其中至少一第一体声波共振结构以及至少一第二体声波共振结构具有一第一共振频率差,第一共振频率差与第一高度差相关连,从而通过调整第一高度差,可调谐至少一第一体声波共振结构以及至少一第二体声波共振结构之第一共振频率差。
于实施例时,其中基板为一半导体基板;其中构成复数个牺牲结构台面的材料包括选自以下群组的至少一者:金属、合金以及磊晶结构。
于实施例时,其中基板为一化合物半导体基板,其中步骤B1包括以下步骤:步骤B11:形成一牺牲结构于基板之上,其中牺牲结构包括一牺牲磊晶层;步骤B12:蚀刻牺牲结构以形成复数个牺牲结构台面,使得复数个牺牲结构台面具有相同的高度;以及步骤B13:蚀刻至少一第一牺牲结构台面以及至少一第二牺牲结构台面或蚀刻至少一第二牺牲结构台面,使得至少一第一牺牲结构台面以及至少一第二牺牲结构台面具有第一高度差。
于实施例时,其中牺牲结构还包括一第一蚀刻终止层以及一第一精细调谐层,其中牺牲磊晶层形成于基板之上,第一蚀刻终止层形成于牺牲磊晶层之上,第一精细调谐层形成于第一蚀刻终止层之上,其中第一精细调谐层具有一厚度;其中于步骤B13当中,至少一第二牺牲结构台面的第一精细调谐层被蚀刻,使得至少一第一牺牲结构台面以及至少一第二牺牲结构台面具有第一高度差,从而第一高度差由第一精细调谐层的厚度所决定。
于实施例时,其中(1)基板由砷化镓所构成;牺牲磊晶层由砷化镓所构成;第一蚀刻终止层由砷化铝或磷化铟镓所构成;第一精细调谐层由砷化镓所构成;或(2)基板由磷化铟所构成;牺牲磊晶层由砷化铟镓所构成;第一蚀刻终止层由磷化铟所构成;第一精细调谐层由砷化铟镓所构成。
于实施例时,其中第一精细调谐层的厚度介于1nm以及300nm之间;其中第一蚀刻终止层具有一厚度,第一蚀刻终止层的厚度介于1nm以及50nm之间。
于实施例时,还包括一形成一底蚀刻终止层于基板之上的步骤,其中牺牲结构形成于底蚀刻终止层之上;其中牺牲磊晶层具有一厚度,牺牲磊晶层的厚度介于50nm以及5000nm之间;其中底蚀刻终止层具有一厚度,底蚀刻终止层的厚度介于20nm以及500nm之间;其中(1)基板由砷化镓所构成;牺牲磊晶层由砷化镓所构成;底蚀刻终止层由磷化铟镓所构成;或(2)基板由磷化铟所构成;牺牲磊晶层由砷化铟镓所构成;底蚀刻终止层由磷化铟所构成。
此外,本发明还提供一种用于调谐体声波滤波器的体声波共振器的方法,包括以下步骤:步骤C1:形成复数个牺牲结构台面于一基板之上,其中复数个牺牲结构台面具有相同的高度,其中复数个牺牲结构台面包括至少一第一牺牲结构台面以及至少一第二牺牲结构台面;步骤C2:形成一绝缘层于复数个牺牲结构台面以及基板之上;步骤C3:以一预先化学机械平坦化制程研磨绝缘层以形成一预先抛光表面,使得复数个牺牲结构台面露出;步骤C4:蚀刻至少一第一牺牲结构台面以及至少一第二牺牲结构台面或蚀刻至少一第二牺牲结构台面,使得至少一第一牺牲结构台面以及至少一第二牺牲结构台面具有一第一高度差,其中至少一第一牺牲结构台面的一高度大于至少一第二牺牲结构台面的一高度;步骤C5:形成复数个体声波共振结构,其中复数个体声波共振结构包括至少一第一体声波共振结构以及至少一第二体声波共振结构,至少一第一体声波共振结构以及至少一第二体声波共振结构分别位于至少一第一牺牲结构台面之上以及至少一第二牺牲结构台面之上,其中(a)步骤C5包括以下步骤:步骤C51:形成一第二次研磨层于复数个牺牲结构台面以及绝缘层之上,其中构成第二次研磨层的材料为绝缘体;步骤C52:以一化学机械平坦化制程研磨第二次研磨层以形成一抛光表面,使得(1)至少一第一牺牲结构台面露出且至少一第二牺牲结构台面未露出,借此位于抛光表面之下且位于至少一第二体声波共振结构之下的第二次研磨层形成至少一第二体声波共振结构的一第二频率调谐结构,其中第二频率调谐结构具有一厚度,第二频率调谐结构的厚度等于第一高度差;或(2)至少一第一牺牲结构台面以及至少一第二牺牲结构台面未露出,借此位于抛光表面之下且分别位于至少一第一体声波共振结构之下以及至少一第二体声波共振结构之下的第二次研磨层分别形成至少一第一体声波共振结构的一第一频率调谐结构以及至少一第二体声波共振结构的一第二频率调谐结构,其中第一频率调谐结构以及第二频率调谐结构具有一第一厚度差,第一厚度差等于第一高度差;步骤C53:形成一底电极层于抛光表面之上;步骤C54:形成一压电层于底电极层之上;以及步骤C55:形成一顶电极层于压电层之上;或(b)一延伸平面与预先抛光表面相重合,其中步骤C5包括以下步骤:步骤C51’:形成一第二次研磨层于复数个牺牲结构台面以及绝缘层之上,其中构成第二次研磨层的材料包括选自以下群组的至少一者:金属以及合金;步骤C52’:以一化学机械平坦化制程研磨第二次研磨层以形成一抛光表面,使得复数个牺牲结构台面未露出;步骤C53’:图形化第二次研磨层,其中(1)于步骤C4当中,至少一第二牺牲结构台面被蚀刻;其中位于延伸平面之上、抛光表面之下、且位于至少一第一体声波共振结构之下的第二次研磨层形成至少一第一体声波共振结构的一底电极层;其中位于延伸平面之上、抛光表面之下、且位于至少一第二体声波共振结构之下的第二次研磨层形成至少一第二体声波共振结构的一底电极层;其中位于延伸平面之下且位于至少一第二体声波共振结构之下的第二次研磨层形成至少一第二体声波共振结构之一第二频率调谐结构,其中第二频率调谐结构具有一厚度,第二频率调谐结构的厚度等于第一高度差;或(2)于步骤C4当中,至少一第一牺牲结构台面以及至少一第二牺牲结构台面被蚀刻;其中位于延伸平面之上、抛光表面之下、且位于至少一第一体声波共振结构之下的第二次研磨层形成至少一第一体声波共振结构的一底电极层;其中位于延伸平面之下且位于至少一第一体声波共振结构之下的第二次研磨层形成至少一第一体声波共振结构的一第一频率调谐结构;其中位于延伸平面之上、抛光表面之下、且位于至少一第二体声波共振结构之下的第二次研磨层形成至少一第二体声波共振结构的一底电极层;其中位于延伸平面之下且位于至少一第二体声波共振结构之下的第二次研磨层形成至少一第二体声波共振结构的一第二频率调谐结构;其中第一频率调谐结构以及第二频率调谐结构具有一第一厚度差,第一厚度差等于第一高度差;步骤C54’:形成一压电层于抛光表面之上;以及步骤C55’:形成一顶电极层于压电层之上;或(c)步骤C5包括以下步骤:步骤C51”:形成一第二次研磨层于复数个牺牲结构台面以及绝缘层之上,其中构成第二次研磨层的材料包括选自以下群组的至少一者:金属、合金以及绝缘体;步骤C52”:以一化学机械平坦化制程研磨第二次研磨层以形成一抛光表面,使得(1)至少一第一牺牲结构台面露出且至少一第二牺牲结构台面未露出,借此位于抛光表面之下且位于至少一第二体声波共振结构之下的第二次研磨层形成至少一第二体声波共振结构的一第二频率调谐结构,其中第二频率调谐结构具有一厚度,第二频率调谐结构的厚度等于第一高度差;或(2)至少一第一牺牲结构台面以及至少一第二牺牲结构台面未露出,借此位于抛光表面之下且分别位于至少一第一体声波共振结构之下以及至少一第二体声波共振结构之下的第二次研磨层分别形成至少一第一体声波共振结构之一第一频率调谐结构以及至少一第二体声波共振结构的一第二频率调谐结构,其中第一频率调谐结构以及第二频率调谐结构具有一第一厚度差,第一厚度差等于第一高度差;步骤C53”:图形化第二次研磨层;步骤C54”:形成一底电极层于抛光表面之上;步骤C55”:形成一压电层于底电极层之上;以及步骤C56”:形成一顶电极层于压电层之上;以及步骤C6:蚀刻复数个牺牲结构台面以形成复数个空腔,其中复数个空腔分别位于复数个体声波共振结构之下;其中至少一第一体声波共振结构以及至少一第二体声波共振结构具有一第一共振频率差,第一共振频率差与第一高度差相关连;从而通过调整第一高度差,可调谐至少一第一体声波共振结构以及至少一第二体声波共振结构的第一共振频率差。
于实施例时,其中基板为一半导体基板;其中构成复数个牺牲结构台面的材料包括选自以下群组的至少一者:金属、合金以及磊晶结构。
于实施例时,其中基板为一化合物半导体基板;其中步骤C1包括以下步骤:步骤C11:形成一牺牲结构于基板之上,其中牺牲结构包括一牺牲磊晶层;以及步骤C12:蚀刻牺牲结构以形成复数个牺牲结构台面,其中复数个牺牲结构台面具有相同的高度。
于实施例时,其中(1)牺牲结构还包括一第一蚀刻终止层以及一第一精细调谐层,其中牺牲磊晶层形成于基板之上,第一蚀刻终止层形成于牺牲磊晶层之上,第一精细调谐层形成于第一蚀刻终止层之上,其中第一精细调谐层具有一厚度;其中于步骤C4当中,至少一第二牺牲结构台面的第一精细调谐层被蚀刻,使得至少一第一牺牲结构台面以及至少一第二牺牲结构台面具有第一高度差,从而第一高度差由第一精细调谐层的厚度所决定;或(2)牺牲结构还包括一第一蚀刻终止层、一第一精细调谐层以及一顶蚀刻终止层,其中牺牲磊晶层形成于基板之上,第一蚀刻终止层形成于牺牲磊晶层之上,第一精细调谐层形成于第一蚀刻终止层之上,顶蚀刻终止层形成于第一精细调谐层之上,其中第一精细调谐层具有一厚度;其中步骤C4包括以下步骤:步骤C41:蚀刻至少一第一牺牲结构台面以及至少一第二牺牲结构台面的顶蚀刻终止层;以及步骤C42:蚀刻至少一第二牺牲结构台面的第一精细调谐层,使得至少一第一牺牲结构台面以及至少一第二牺牲结构台面具有第一高度差,从而第一高度差由第一精细调谐层的厚度所决定。
于实施例时,其中(1)基板由砷化镓所构成;牺牲磊晶层由砷化镓所构成;第一蚀刻终止层由砷化铝或磷化铟镓所构成;第一精细调谐层由砷化镓所构成;顶蚀刻终止层由磷化铟镓所构成;或(2)基板由磷化铟所构成;牺牲磊晶层由砷化铟镓所构成;第一蚀刻终止层由磷化铟所构成;第一精细调谐层由砷化铟镓所构成;顶蚀刻终止层由磷化铟所构成。
于实施例时,其中第一精细调谐层的厚度介于1nm以及300nm之间;其中第一蚀刻终止层具有一厚度,第一蚀刻终止层的厚度介于1nm以及50nm之间;其中顶蚀刻终止层具有一厚度,顶蚀刻终止层的厚度介于50nm以及300nm之间。
于实施例时,还包括一形成一底蚀刻终止层于基板之上的步骤,其中牺牲结构形成于底蚀刻终止层之上;其中牺牲磊晶层具有一厚度,牺牲磊晶层的厚度介于50nm以及5000nm之间;其中底蚀刻终止层具有一厚度,底蚀刻终止层的厚度介于20nm以及500nm之间;其中(1)基板由砷化镓所构成;牺牲磊晶层由砷化镓所构成;底蚀刻终止层由磷化铟镓所构成;或(2)基板由磷化铟所构成;牺牲磊晶层由砷化铟镓所构成;底蚀刻终止层由磷化铟所构成。
于实施例时,其中于步骤C51’当中,其中构成第二次研磨层的材料包括选自以下群组的至少一者:钌、钛、钼、铂、金、铝以及钨。
此外,本发明还提供一种体声波滤波器,包括:一绝缘层、复数个体声波共振结构以及以下结构A、结构B以及结构C的其中之一;其中绝缘层形成于一基板之上,其中绝缘层具有复数个空腔;其中复数个体声波共振结构分别位于复数个空腔之上,其中复数个体声波共振结构包括一第一体声波共振结构以及一第二体声波共振结构,复数个空腔包括一第一空腔以及一第二空腔,第一体声波共振结构以及第二体声波共振结构分别对应于第一空腔以及第二空腔,其中第一体声波共振结构以及第二体声波共振结构具有一第一共振频率差,其中每一复数个体声波共振结构包括:一底电极层、一压电层以及一顶电极层;其中底电极层形成于一延伸平面之上;压电层形成于底电极层之上;顶电极层形成于压电层之上;其中结构A:绝缘层具有经抛光的一上表面,延伸平面与绝缘层的上表面相重合;其中第二体声波共振结构具有一第二频率调谐结构,第二频率调谐结构形成于延伸平面之下介于第二体声波共振结构的底电极层以及第二空腔之间,其中第二频率调谐结构具有一厚度,厚度与第一体声波共振结构以及第二体声波共振结构的第一共振频率差相关连;结构B:绝缘层具有经抛光的一上表面,延伸平面与绝缘层的上表面相重合;其中第一体声波共振结构以及第二体声波共振结构分别具有一第一频率调谐结构以及一第二频率调谐结构,其中第一频率调谐结构形成于延伸平面之下介于第一体声波共振结构的底电极层以及第一空腔之间,第二频率调谐结构形成于延伸平面之下介于第二体声波共振结构的底电极层以及第二空腔之间,其中第一频率调谐结构以及第二频率调谐结构具有一第一厚度差,第一厚度差与第一体声波共振结构以及第二体声波共振结构的第一共振频率差相关连;结构C:一第二次研磨层形成于绝缘层以及复数个空腔之上,其中第二次研磨层具有经抛光的一上表面,延伸平面与第二次研磨层的上表面相重合;其中于延伸平面之下介于第一体声波共振结构的底电极层以及第一空腔之间的第二次研磨层形成第一体声波共振结构的一第一频率调谐结构,其中于延伸平面之下介于第二体声波共振结构的底电极层以及第二空腔之间的第二次研磨层形成第二体声波共振结构的一第二频率调谐结构,其中第一频率调谐结构以及第二频率调谐结构具有一第一厚度差,第一厚度差与第一体声波共振结构以及第二体声波共振结构的第一共振频率差相关连。
于实施例时,其中基板为一半导体基板。
于实施例时,其中构成第一频率调谐结构的材料包括选自以下群组的至少一者:金属、合金以及绝缘体;其中构成第二频率调谐结构的材料包括选自以下群组的至少一者:金属、合金以及绝缘体。
于实施例时,其中第一频率调谐结构以及第一体声波共振结构的底电极层由相同的材料所构成;其中第二频率调谐结构以及第二体声波共振结构的底电极层由相同的材料所构成。
为进一步了解本发明,以下举较佳的实施例,配合附图、标号,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1A~图1F为本发明一种形成体声波共振器的空腔的方法的一具体实施例的制程步骤的剖面示意图。
图1G、图1H为本发明一种形成体声波共振器的空腔的方法的另一具体实施例的制程步骤的剖面示意图。
图1I为本发明一种形成体声波共振器的空腔的方法的一具体实施例的磊晶结构的剖面示意图。
图1J、图1K为本发明一种形成体声波共振器的空腔的方法的另一具体实施例的制程步骤的剖面示意图。
图1L为本发明一种形成体声波共振器的空腔的方法的又一具体实施例的剖面示意图。
图2A~图2F为本发明一种用于调谐体声波滤波器的体声波共振器的方法的一具体实施例的制程步骤的剖面示意图。
图2G、图2H为本发明一种用于调谐体声波滤波器的体声波共振器的方法的另一具体实施例的制程步骤的剖面示意图。
图2I、图2J为本发明一种用于调谐体声波滤波器的体声波共振器的方法的两个具体实施例的剖面示意图。
图2K~图2N为本发明一种用于调谐体声波滤波器的体声波共振器的方法的又一具体实施例的制程步骤的剖面示意图。
图3A~图3G为本发明一种用于调谐体声波滤波器的体声波共振器的方法的再一具体实施例的制程步骤的剖面示意图。
图3H、图3I为本发明一种用于调谐体声波滤波器的体声波共振器的方法的另一具体实施例的制程步骤的剖面示意图。
图3J、图3K为本发明一种用于调谐体声波滤波器的体声波共振器的方法的又一具体实施例的制程步骤的剖面示意图。
图3L为本发明一种用于调谐体声波滤波器的体声波共振器的方法的再一具体实施例的剖面示意图。
图4A~图4D为本发明一种用于调谐体声波滤波器的体声波共振器的方法的一具体实施例的制程步骤的剖面示意图。
图4E、图4F为本发明一种用于调谐体声波滤波器的体声波共振器的方法的另一具体实施例的制程步骤的剖面示意图。
图4G、图4H为本发明一种用于调谐体声波滤波器的体声波共振器的方法的又一具体实施例的制程步骤的剖面示意图。
图4I为本发明一种用于调谐体声波滤波器的体声波共振器的方法的再一具体实施例的剖面示意图。
图4J~图4M为本发明一种用于调谐体声波滤波器的体声波共振器的方法的另一具体实施例的制程步骤的剖面示意图。
图5A~图5C为本发明一种用于调谐体声波滤波器的体声波共振器的方法的一具体实施例的制程步骤的剖面示意图。
图5D为本发明一种用于调谐体声波滤波器的体声波共振器的方法的另一具体实施例的剖面示意图。
图5E~图5G为本发明一种用于调谐体声波滤波器的体声波共振器的方法的又一具体实施例的制程步骤的剖面示意图。
图5H~图5K为本发明一种用于调谐体声波滤波器的体声波共振器的方法的再一具体实施例的制程步骤的剖面示意图。
图5L、图5M为本发明一种用于调谐体声波滤波器的体声波共振器的方法的一具体实施例的制程步骤的剖面示意图。
图5N、图5O为本发明一种用于调谐体声波滤波器的体声波共振器的方法的另一具体实施例的制程步骤的剖面示意图。
图5P为本发明一种用于调谐体声波滤波器的体声波共振器的方法的又一具体实施例的剖面示意图。
图6A~图6C为本发明一种用于调谐体声波滤波器的体声波共振器的方法的一具体实施例的制程步骤的剖面示意图。
图6D~图6F为本发明一种用于调谐体声波滤波器的体声波共振器的方法的三个具体实施例的剖面示意图。
图6G为本发明一种用于调谐体声波滤波器的体声波共振器的方法的一具体实施例的局部放大剖面示意图。
图6H为本发明一种用于调谐体声波滤波器的体声波共振器的方法的另一具体实施例的局部放大剖面示意图。
图7A~图7D为现有技术的形成体声波滤波器的方法的制程步骤的剖面示意图。
附图标号说明:
1 体声波共振器/第一体声波共振器;
1’ 第二体声波共振器;
1” 第三体声波共振器;
10 基板;
11 绝缘层;
12 蚀刻保护层;
13 化合物半导体基板;
20 底蚀刻终止层;
21 牺牲结构;
22 第一蚀刻终止层;
23 第一精细调谐层;
24 第二蚀刻终止层;
25 第二精细调谐层;
26 顶蚀刻终止层;
27 牺牲磊晶层;
28 牺牲磊晶结构;
3 体声波共振结构/第一体声波共振结构;
3’ 第二体声波共振结构;
3” 第三体声波共振结构;
30 底电极层;
31 压电层;
32 顶电极层;
40 空腔/第一空腔;
40’ 第二空腔;
40” 第三空腔;
41 抛光表面;
42 预先抛光表面;
43 延伸平面;
50 频率调谐结构/第一频率调谐结构;
50’ 第二频率调谐结构;
50” 第三频率调谐结构;
51 第二次研磨层;
6 第一牺牲结构台面;
6’ 第二牺牲结构台面;
6” 第三牺牲结构台面;
60 牺牲磊晶结构台面;
7 第一体声波共振器;
7’ 第二体声波共振器;
70 第一体声波共振结构;
70’ 第二体声波共振结构;
71 底电极;
72 压电层;
73 顶电极;
73’ 顶电极;
74 凹槽;
74’ 凹槽;
75 硅基板;
76 厚度差;
77 牺牲层;
ET1 第一蚀刻终止层的厚度;
FT1 第一精细调谐层的厚度;
FT2 第二精细调谐层的厚度;
HD1 第一高度差;
HD2 第二高度差;
T 厚度;
T2 第二频率调谐结构的厚度;
T3 第三频率调谐结构的厚度;
TD1 第一厚度差;
TD2 第二厚度差。
具体实施方式
请参阅图1A~图1F,其为本发明一种形成体声波共振器的空腔的方法的一具体实施例的制程步骤的剖面示意图。本发明一种形成体声波共振器的空腔的方法包括以下步骤:步骤A1:(如图1B所示)形成一牺牲磊晶结构台面60(28)于一化合物半导体基板13之上,包括:(如图1A所示)形成一牺牲磊晶结构28于化合物半导体基板13之上以及(如图1B所示)蚀刻牺牲磊晶结构28以形成牺牲磊晶结构台面60(28);步骤A2:(如图1C所示)形成一绝缘层11于牺牲磊晶结构台面60以及化合物半导体基板13之上,其中构成绝缘层11的材料包括选自以下群组的至少一者:氮化硅(Silicon Nitride,SiNx)、氧化硅(SiO2)以及聚合物(Polymer);步骤A3:(如图1D所示)以一化学机械平坦化制程研磨绝缘层11以形成一抛光表面41;步骤A4:(如图1E所示)形成一体声波共振结构3于抛光表面41之上,其中体声波共振结构3位于牺牲磊晶结构台面60的上方,其中步骤A4包括以下步骤:步骤A41:形成一底电极层30于抛光表面41之上;步骤A42:形成一压电层31于底电极层30之上;以及步骤A43:形成一顶电极层32于压电层31之上;以及步骤A5:(如图1F所示)蚀刻牺牲磊晶结构台面60以形成一空腔40,其中空腔40位于体声波共振结构3的下方。其中在步骤A3当中,绝缘层11被研磨至使得牺牲磊晶结构台面60未露出,其中介于底电极层30以及牺牲磊晶结构台面60之间的绝缘层11形成一频率调谐结构50,其中频率调谐结构50具有一厚度T,体声波共振结构3具有一共振频率F,从而通过调整频率调谐结构50的厚度T,可调谐体声波共振结构3的共振频率F。当频率调谐结构50的厚度T越大,体声波共振结构3的共振频率F则越小。反之,当频率调谐结构50的厚度T越小,体声波共振结构3的共振频率F则越大。本发明的一种形成体声波共振器的空腔的方法其特点在于使用化合物半导体基板13,以牺牲磊晶结构28来作为牺牲层,再配合上化学机械平坦化制程研磨绝缘层11。其优点在于,有助于精确控制调整频率调谐结构50的厚度T,也即有助于精确调谐体声波共振结构3的共振频率F的大小。其中频率调谐结构50的厚度T若太厚,则会影响到体声波共振结构3的共振膜态,因此频率调谐结构50的厚度T需小于1000nm。在一些较佳的实施例中,频率调谐结构50的厚度T等于或小于300nm。
请参阅图1G、图1H,其为本发明一种形成体声波共振器的空腔的方法的另一具体实施例的制程步骤的剖面示意图。形成图1H所示的实施例的主要制程步骤与形成图1F所示的实施例的制程步骤大致相同,惟,其中在步骤A3当中,绝缘层11被研磨至使得牺牲磊晶结构台面60露出(如图1G所示);再于抛光表面41之上形成体声波共振结构3,并蚀刻牺牲磊晶结构台面60以形成空腔40(如图1H所示)。其中体声波共振结构3并不具有如图1F所示的频率调谐结构50。
请参阅图1I,其为本发明一种形成体声波共振器的空腔的方法之一具体实施例的磊晶结构的剖面示意图。图1I的实施例的磊晶结构的主要结构与图1A所示的实施例的磊晶结构大致相同,惟,其中于化合物半导体基板13的一下表面形成一蚀刻保护层12。蚀刻保护层12的功能在于保护化合物半导体基板13的下表面,以避免制程中的蚀刻(尤其是湿蚀刻的蚀刻剂)伤害到化合物半导体基板13的下表面。其中构成蚀刻保护层12的材料包括选自以下群组的至少一者:氮化硅(SiNx)、氧化硅(SiO2)、氮化铝(AlN)以及光阻(Photoresist)。其中,构成蚀刻保护层12的较佳材料为氮化硅(SiNx)。通常在步骤A5之后,会将蚀刻保护层12去除,以利于进行基板薄化制程。在本发明的其他所有实施例中,不论基板为一半导体基板或一化合物半导体基板,皆可应用形成蚀刻保护层12以保护半导体基板或化合物半导体基板的下表面。
请参阅图1J、图1K,其为本发明一种形成体声波共振器的空腔的方法的另一具体实施例的制程步骤的剖面示意图。图1J的实施例的磊晶结构与图1A所示的实施例的磊晶结构大致相同,惟,其中还包括一底蚀刻终止层20,其中底蚀刻终止层20形成于化合物半导体基板13之上,牺牲磊晶结构28形成于底蚀刻终止层20之上。当蚀刻牺牲磊晶结构28以形成牺牲磊晶结构台面60时,牺牲磊晶结构台面60四周的牺牲磊晶结构28被蚀刻,且蚀刻终止于底蚀刻终止层20。而牺牲磊晶结构台面60之下则为底蚀刻终止层20。图1K的实施例是由图1J的实施例的磊晶结构所制造而成的体声波共振器。图1K的实施例的主要结构与图1F所示的实施例的主要结构大致相同,惟,其中还包括一底蚀刻终止层20,其中底蚀刻终止层20形成于化合物半导体基板13之上。在步骤A2中,形成绝缘层11形成于牺牲磊晶结构台面60以及底蚀刻终止层20之上。故,当牺牲磊晶结构台面60于步骤A5中被蚀刻之后,空腔40也位于底蚀刻终止层20之上。在一些实施例中,化合物半导体基板13由砷化镓(GaAs)所构成;牺牲磊晶结构28由一牺牲磊晶层所构成,牺牲磊晶层由砷化镓(GaAs)所构成,其中牺牲磊晶层具有一厚度,介于50nm以及5000nm之间;底蚀刻终止层20由磷化铟镓(InGaP)所构成,其中底蚀刻终止层20具有一厚度,介于20nm以及500nm之间。在另一些实施例中,化合物半导体基板13由磷化铟(InP)所构成;牺牲磊晶结构28由一牺牲磊晶层所构成,牺牲磊晶层由砷化铟镓(InGaAs)所构成,其中牺牲磊晶层具有一厚度,介于50nm以及5000nm之间;底蚀刻终止层20由磷化铟(InP)所构成,其中底蚀刻终止层20具有一厚度,介于20nm以及500nm之间。
请参阅图1L,其为本发明一种形成体声波共振器的空腔的方法的又一具体实施例的剖面示意图。图1L的实施例也是由图1J的实施例的磊晶结构所制造而成的体声波共振器。图1L的实施例的主要结构与图1K所示的实施例的主要结构大致相同,惟,其中于步骤A3当中,绝缘层11被研磨至使得牺牲磊晶结构台面60露出;再于抛光表面41之上形成体声波共振结构3,并蚀刻牺牲磊晶结构台面60以形成空腔40(相似于图1G、图1H),也因此体声波共振结构3并不具有如图1K所示的频率调谐结构50。
此外,请参阅图2A~图2F,其为本发明一种用于调谐体声波滤波器的体声波共振器的方法的一具体实施例的制程步骤的剖面示意图。如图2F所示,此实施例的结构包括形成于一基板10之上的至少一第一体声波共振器1以及至少一第二体声波共振器1’。在此实施例中,至少一第一体声波共振器1可为一串联共振器(Series Resonator);而至少一第二体声波共振器1’可为一分路共振器(Shunt Resonator)。其中至少一第一体声波共振器1包括至少一第一体声波共振结构3、一第一频率调谐结构50以及至少一第一空腔40;至少一第二体声波共振器1’包括至少一第二体声波共振结构3’、一第二频率调谐结构50’以及至少一第二空腔40’。本发明一种用于调谐体声波滤波器的体声波共振器的方法包括以下步骤:步骤B1:(如图2B所示)形成复数个牺牲结构台面于基板10之上,其中复数个牺牲结构台面包括至少一第一牺牲结构台面6以及至少一第二牺牲结构台面6’,其中至少一第一牺牲结构台面6的一高度大于至少一第二牺牲结构台面6’的一高度,其中至少一第一牺牲结构台面6以及至少一第二牺牲结构台面6’具有一第一高度差HD1;在此实施例中,基板10可为一半导体基板;构成复数个牺牲结构台面的材料包括选自以下群组的至少一者:金属、合金以及磊晶结构;步骤B2:(如图2C所示)形成一绝缘层11于复数个牺牲结构台面以及基板10之上,其中构成绝缘层11的材料包括选自以下群组的至少一者:氮化硅(SiNx)、氧化硅(SiO2)以及聚合物(Polymer);步骤B3:(如图2D所示)以一化学机械平坦化制程研磨绝缘层11以形成一抛光表面41;步骤B4:(如图2E所示)形成复数个体声波共振结构于抛光表面41之上(在本发明的所有体声波滤波器的实施例当中,复数个体声波共振结构皆形成于一延伸平面43之上;而在此实施例中,延伸平面43与抛光表面41相重合),其中复数个体声波共振结构包括至少一第一体声波共振结构3以及至少一第二体声波共振结构3’,至少一第一体声波共振结构3以及至少一第二体声波共振结构3’分别位于至少一第一牺牲结构台面6以及至少一第二牺牲结构台面6’的上方,其中步骤B4包括以下步骤:步骤B41:形成一底电极层30于抛光表面41之上;步骤B42:形成一压电层31于底电极层30之上;以及步骤B43:形成一顶电极层32于压电层31之上;以及步骤B5:(如图2F所示)蚀刻复数个牺牲结构台面以形成复数个空腔,其中复数个空腔分别位于复数个体声波共振结构之下,其中复数个空腔包括至少一第一空腔40以及至少一第二空腔40’,至少一第一空腔40以及至少一第二空腔40’分别位于至少一第一体声波共振结构3以及至少一第二体声波共振结构3’的下方。其中于步骤B3当中,绝缘层11被研磨至使得至少一第一牺牲结构台面6以及至少一第二牺牲结构台面6’未露出,借此位于抛光表面41之下且分别位于至少一第一体声波共振结构3之下以及至少一第二体声波共振结构3’之下的绝缘层11分别形成至少一第一体声波共振结构3的一第一频率调谐结构50以及至少一第二体声波共振结构3’的一第二频率调谐结构50’。其中第一频率调谐结构50以及第二频率调谐结构50’具有一第一厚度差TD1,且第一厚度差TD1等于第一高度差HD1。其中由于第一频率调谐结构50会使得至少一第一体声波共振结构3的第一共振频率F1降低,且第二频率调谐结构50’会使得至少一第二体声波共振结构3’的第二共振频率F2降低。但由于第二频率调谐结构50’的厚度比第一频率调谐结构50的厚度更厚,因此使得至少一第二体声波共振结构3’的第二共振频率F2降低得比至少一第一体声波共振结构3的第一共振频率F1更低。因此,至少一第一体声波共振结构3以及至少一第二体声波共振结构3’具有一第一共振频率差FD1,而此第一共振频率差FD1与第一频率调谐结构50以及第二频率调谐结构50’的第一厚度差TD1相关连,也即此第一共振频率差FD1与至少一第一牺牲结构台面6以及至少一第二牺牲结构台面6’的第一高度差HD1相关连,从而通过调整第一高度差HD1,可调谐至少一第一体声波共振结构3以及至少一第二体声波共振结构3’的第一共振频率差FD1。由于基板10的尺寸远大于体声波共振器的尺寸,当进行化学机械平坦化制程研磨绝缘层11时,常会使得位于靠近基板10中心位置的绝缘层11被研磨的量与位于远离基板10中心位置的绝缘层11被研磨的量不一样多。然而邻近的体声波共振器,尤其是同一个体声波滤波器内的复数个体声波共振器,其相对应的绝缘层11被研磨的量是几乎相同的。本发明的特点在于,同一个体声波滤波器内的第一频率调谐结构50以及第二频率调谐结构50’的第一厚度差TD1,不会随所在的位置是靠近基板10的中心或远离基板10的中心而有所差异。换句话说,至少一第一体声波共振结构3以及至少一第二体声波共振结构3’的第一共振频率差FD1,并不会随所在的位置是靠近或远离基板10的中心而有所差异。至少一第一体声波共振结构3以及至少一第二体声波共振结构3’的第一共振频率差FD1,只与第一频率调谐结构50以及第二频率调谐结构50’的第一厚度差TD1相关,也即与至少一第一牺牲结构台面6以及至少一第二牺牲结构台面6’的第一高度差HD1相关,当然也与构成第一频率调谐结构50以及第二频率调谐结构50’的材料种类相关。通过调整第一高度差HD1,或选用不同种类的材料的第一频率调谐结构50以及第二频率调谐结构50’,可调谐至少一第一体声波共振结构3以及至少一第二体声波共振结构3’的第一共振频率差FD1。此外,本发明的至少一第一体声波共振结构3以及至少一第二体声波共振结构3’的第一共振频率差FD1,并不会随所在的位置是靠近或远离基板10的中心而有所差异,是本发明的特色之一,对于稍后的修整(Trimming)制程有很大的帮助。由于一整片晶元(Wafer)上,每个区域的至少一第一体声波共振结构3以及至少一第二体声波共振结构3’的第一共振频率差FD1都能精准控制,且不会随所在的位置而改变,因此可以大幅降低修整制程所需耗费的时间成本。在一些实施例中,前述的基板10可为一化合物半导体基板;构成复数个牺牲结构台面的材料为一磊晶结构;且其中前述步骤B1包括以下步骤:步骤B11:(如图2A所示)形成一牺牲结构21于基板10之上;步骤B12:蚀刻牺牲结构21以形成复数个牺牲结构台面,其中复数个牺牲结构台面包括至少一第一牺牲结构台面6(21)以及至少一第二牺牲结构台面6’(21),并使得复数个牺牲结构台面具有相同的高度;以及步骤B13:(如图2B所示)蚀刻至少一第一牺牲结构台面6以及至少一第二牺牲结构台面6’或蚀刻至少一第二牺牲结构台面6’,使得至少一第一牺牲结构台面6以及至少一第二牺牲结构台面6’具有第一高度差HD1。
请参阅图2G、图2H,其为本发明一种用于调谐体声波滤波器的体声波共振器的方法的另一具体实施例的制程步骤的剖面示意图。在此实施例中,基板10可为一半导体基板;构成复数个牺牲结构台面的材料包括选自以下群组的至少一者:金属、合金以及磊晶结构。形成图2H所示的实施例的主要制程步骤与形成图2F所示的实施例的制程步骤大致相同,惟,其中于步骤B3当中,绝缘层11被研磨至使得至少一第一牺牲结构台面6露出且至少一第二牺牲结构台面6’未露出(如图2G所示),借此位于抛光表面41(延伸平面43)之下且位于至少一第二体声波共振结构3’之下的绝缘层11形成至少一第二体声波共振结构3’的一第二频率调谐结构50’。如图2H所示,其中第二频率调谐结构50’具有一厚度T2,第二频率调谐结构50’的厚度T2等于第一高度差HD1。在此实施例中,并无图2F所示的实施例中的第一频率调谐结构50。因此,至少一第一体声波共振结构3以及至少一第二体声波共振结构3’的第一共振频率差FD1,与第二频率调谐结构50’的厚度T2相关,也即与至少一第一牺牲结构台面6以及至少一第二牺牲结构台面6’的第一高度差HD1相关。通过调整第一高度差HD1,可调谐至少一第一体声波共振结构3以及至少一第二体声波共振结构3’的第一共振频率差FD1。
请参阅图2I,其为本发明一种用于调谐体声波滤波器的体声波共振器的方法的又一具体实施例的剖面示意图。其中图2I的实施例的主要结构与图2F所示的实施例大致相同,惟,其中还包括一底蚀刻终止层20,其中底蚀刻终止层20形成于基板10之上,绝缘层11形成于底蚀刻终止层20之上,至少一第一空腔40以及至少一第二空腔40’也位于底蚀刻终止层20之上。形成图2I所示的实施例的主要制程步骤与形成图2F所示的实施例的制程步骤大致相同,惟,其中于步骤B11之前,还包括一形成一底蚀刻终止层20于基板之上的步骤。其中步骤B11为形成牺牲结构21于底蚀刻终止层之上。其中在步骤B2当中,绝缘层11形成于复数个牺牲结构台面以及底蚀刻终止层20之上。在此实施例中,基板10为一化合物半导体基板;构成复数个牺牲结构台面(牺牲结构21)的材料为一磊晶结构。在一些实施例中,基板10由砷化镓所构成;牺牲结构21由一牺牲磊晶层所构成,牺牲磊晶层由砷化镓所构成,其中牺牲磊晶层具有一厚度,介于50nm以及5000nm之间;底蚀刻终止层20由磷化铟镓所构成,其中底蚀刻终止层20具有一厚度,介于20nm以及500nm之间。在另一些实施例中,基板10由磷化铟所构成;牺牲结构21由一牺牲磊晶层所构成,牺牲磊晶层由砷化铟镓所构成,其中牺牲磊晶层具有一厚度,介于50nm以及5000nm之间;底蚀刻终止层20由磷化铟所构成,其中底蚀刻终止层20具有一厚度,介于20nm以及500nm之间。
请参阅图2J,其为本发明一种用于调谐体声波滤波器的体声波共振器的方法的再一具体实施例的剖面示意图。其中基板10为一化合物半导体基板;构成复数个牺牲结构台面的材料为一磊晶结构。其中图2J的实施例的主要结构与图2I所示的实施例大致相同,惟,其中于步骤B3当中,绝缘层11被研磨至使得至少一第一牺牲结构台面6露出且至少一第二牺牲结构台面6’未露出(相似于图2G),借此位于抛光表面41(延伸平面43)之下且位于至少一第二体声波共振结构3’之下的绝缘层11形成至少一第二体声波共振结构3’的一第二频率调谐结构50’。
请参阅图2K~图2N,其为本发明一种用于调谐体声波滤波器的体声波共振器的方法的又一具体实施例的制程步骤的剖面示意图。其中在图2K所示的实施例中,基板10为一化合物半导体基板;构成牺牲结构21的材料为一磊晶结构。图2K的实施例的磊晶结构与图2A所示的实施例的磊晶结构大致相同,惟,其中牺牲结构21包括一牺牲磊晶层27、一第一蚀刻终止层22以及一第一精细调谐层23。其中牺牲磊晶层27形成于基板10之上,第一蚀刻终止层22形成于牺牲磊晶层27之上,第一精细调谐层23形成于第一蚀刻终止层22之上。如图2L所示,牺牲结构21被蚀刻成复数个牺牲结构台面,其中复数个牺牲结构台面包括至少一第一牺牲结构台面6以及至少一第二牺牲结构台面6’,并使得复数个牺牲结构台面具有相同的高度(步骤B12)。如图2M所示,其中第一精细调谐层23具有一厚度FT1。蚀刻至少一第二牺牲结构台面6’的第一精细调谐层23,使得至少一第一牺牲结构台面6以及至少一第二牺牲结构台面6’具有第一高度差HD1(步骤B13)。图2N,紧接着进行了步骤B2、步骤B3以及步骤B4的示意图。将图2N中的至少一第一牺牲结构台面6以及至少一第二牺牲结构台面6’蚀刻去除(步骤B5),即可得如图2F所示的实施例。其中第一高度差HD1由第一精细调谐层23的厚度FT1所决定,如此有助于精确调整第一高度差HD1,也即有助于精确调整至少一第一体声波共振结构3以及至少一第二体声波共振结构3’的第一共振频率差FD1。在一些实施例中,基板10由砷化镓(GaAs)所构成;牺牲磊晶层27由砷化镓(GaAs)所构成;第一蚀刻终止层22由砷化铝(AlAs)或磷化铟镓(InGaP)所构成,其中第一蚀刻终止层22具有一厚度,介于1nm以及50nm之间;第一精细调谐层23由砷化镓(GaAs)所构成,其中第一精细调谐层23的厚度FT1介于1nm以及300nm之间。在另一些实施例中,基板10由磷化铟(InP)所构成;牺牲磊晶层27由砷化铟镓(InGaAs)所构成;第一蚀刻终止层22由磷化铟(InP)所构成,其中第一蚀刻终止层22具有一厚度,介于1nm以及50nm之间;第一精细调谐层23由砷化铟镓(InGaAs)所构成,其中第一精细调谐层23的厚度FT1介于1nm以及300nm之间。
请参阅图3A~图3G,其为本发明一种用于调谐体声波滤波器的体声波共振器的方法的再一具体实施例的制程步骤的剖面示意图。以本发明一种用于调谐体声波滤波器的体声波共振器的方法,形成至少一第一体声波共振器1以及至少一第二体声波共振器1’(如图3G所示),包括以下步骤:步骤C1:形成复数个牺牲结构台面于一基板10之上,其中复数个牺牲结构台面具有相同的高度,其中复数个牺牲结构台面包括至少一第一牺牲结构台面6以及至少一第二牺牲结构台面6’,在此实施例中,基板10可为一半导体基板;构成复数个牺牲结构台面的材料包括选自以下群组的至少一者:金属、合金以及磊晶结构;步骤C2:(如图3A所示)形成一绝缘层11于复数个牺牲结构台面以及基板10之上;步骤C3:(如图3B所示)以一预先化学机械平坦化制程研磨绝缘层11以形成一预先抛光表面42,使得复数个牺牲结构台面露出;步骤C4:(图3C所示)蚀刻至少一第二牺牲结构台面6’,使得至少一第一牺牲结构台面6以及至少一第二牺牲结构台面6’具有一第一高度差HD1,其中至少一第一牺牲结构台面6的一高度大于至少一第二牺牲结构台面6’的一高度;步骤C5:(如图3D~图3F所示)形成复数个体声波共振结构,其中复数个体声波共振结构包括至少一第一体声波共振结构3以及至少一第二体声波共振结构3’,其中至少一第一体声波共振结构3以及至少一第二体声波共振结构3’分别位于至少一第一牺牲结构台面6以及至少一第二牺牲结构台面6’的上方,其中步骤C5包括以下步骤:步骤C51:形成一第二次研磨层51于复数个牺牲结构台面以及绝缘层11之上,其中构成第二次研磨层51的材料为绝缘体,其中构成第二次研磨层51的绝缘体材料包括选自以下群组的至少一者:氮化硅(SiNx)、氧化硅(SiO2)、氮化铝(AlN)以及氧化锌(ZnO);步骤C52:以一化学机械平坦化制程研磨第二次研磨层51以形成一抛光表面41,使得至少一第一牺牲结构台面6以及至少一第二牺牲结构台面6’未露出,借此位于抛光表面41之下且分别位于至少一第一体声波共振结构3之下以及至少一第二体声波共振结构3’之下的第二次研磨层51分别形成至少一第一体声波共振结构3的一第一频率调谐结构50以及至少一第二体声波共振结构3’的一第二频率调谐结构50’,其中第一频率调谐结构50以及第二频率调谐结构50’具有一第一厚度差TD1,且第一厚度差TD1等于第一高度差HD1;步骤C53:形成一底电极层30于抛光表面41之上(如前述,复数个体声波共振结构形成于一延伸平面43之上,在此实施例中延伸平面43与抛光表面41相重合);步骤C54:形成一压电层31于底电极层30之上;以及步骤C55:形成一顶电极层32于压电层31之上;以及步骤C6:(如图3G所示)蚀刻复数个牺牲结构台面以形成复数个空腔,其中复数个空腔分别位于复数个体声波共振结构之下,其中复数个空腔包括至少一第一空腔40以及至少一第二空腔40’。其中至少一第一体声波共振结构3以及至少一第二体声波共振结构3’具有一第一共振频率差FD1,第一共振频率差FD1与第一频率调谐结构50以及第二频率调谐结构50’的第一厚度差TD1相关连,也即与第一高度差HD1相关连;从而通过调整第一高度差HD1,可调谐至少一第一体声波共振结构3以及至少一第二体声波共振结构3’的第一共振频率差FD1。在一些实施例中,前述的基板10可为一化合物半导体基板;构成复数个牺牲结构台面的材料为一磊晶结构;且其中前述步骤C1包括以下步骤:步骤C11:形成一牺牲结构21于基板10之上;以及步骤C12:蚀刻牺牲结构27以形成复数个牺牲结构台面,其中复数个牺牲结构台面具有相同的高度。
请参阅图3H、图3I,其为本发明一种用于调谐体声波滤波器的体声波共振器的方法的另一具体实施例的制程步骤的剖面示意图。在此实施例中,基板10可为一半导体基板;构成复数个牺牲结构台面的材料包括选自以下群组的至少一者:金属、合金以及磊晶结构。形成图3I所示的实施例的主要制程步骤与形成图3G所示的实施例的制程步骤大致相同,惟,其中在步骤C52当中,第二次研磨层51被研磨至使得至少一第一牺牲结构台面6露出且至少一第二牺牲结构台面6’未露出(如图3H所示),借此位于抛光表面41(延伸平面43)之下且位于至少一第二体声波共振结构3’之下的第二次研磨层51形成至少一第二体声波共振结构3’的一第二频率调谐结构50’(如图3I所示)。其中第二频率调谐结构50’具有一厚度T2,第二频率调谐结构50’的厚度T2等于第一高度差HD1。在此实施例中,并无图3G所示的实施例中的第一频率调谐结构50。因此,至少一第一体声波共振结构3以及至少一第二体声波共振结构3’的第一共振频率差FD1,与第二频率调谐结构50’的厚度T2相关,也即与至少一第一牺牲结构台面6以及至少一第二牺牲结构台面6’的第一高度差HD1相关。通过调整第一高度差HD1,可调谐至少一第一体声波共振结构3以及至少一第二体声波共振结构3’的第一共振频率差FD1。在此实施例中,构成第二次研磨层51的材料可包括选自以下群组的至少一者:金属、合金以及绝缘体。
请参阅图3J、图3K,其为本发明一种用于调谐体声波滤波器的体声波共振器的方法的又一具体实施例的制程步骤的剖面示意图。在此实施例中,基板10可为一半导体基板;构成复数个牺牲结构台面的材料包括选自以下群组的至少一者:金属、合金以及磊晶结构。形成图3K所示的实施例的主要制程步骤与形成图3G所示的实施例的制程步骤大致相同,惟,其中于步骤C5当中,复数个体声波共振结构形成于一延伸平面43之上,其中延伸平面43与预先抛光表面42相重合,其中步骤C5包括以下步骤:步骤C51’:(如图3D所示)形成一第二次研磨层51于复数个牺牲结构台面以及绝缘层11之上,其中构成第二次研磨层51的材料包括选自以下群组的至少一者:金属以及合金;在一较佳的实施例中,构成第二次研磨层51的材料包括选自以下群组的至少一者:钌、钛、钼、铂、金、铝以及钨;步骤C52’:(如图3E所示)以一化学机械平坦化制程研磨第二次研磨层51以形成一抛光表面41,使得复数个牺牲结构台面未露出;步骤C53’:(如图3J所示)图形化第二次研磨层51;步骤C54’:形成一压电层31于抛光表面41之上;以及步骤C55’:形成一顶电极层32于压电层31之上。再进行步骤C6蚀刻去除复数个牺牲结构台面之后,即形成如图3K所示的实施例。其中于步骤C4当中,至少一第二牺牲结构台面6’被蚀刻。其中位于预先抛光表面42(延伸平面43)之上、抛光表面41之下、且位于至少一第一体声波共振结构3之下的第二次研磨层51形成至少一第一体声波共振结构3的一底电极层30;其中位于预先抛光表面42(延伸平面43)之上、抛光表面41之下、且位于至少一第二体声波共振结构3’之下的第二次研磨层51形成至少一第二体声波共振结构3’的一底电极层30;其中位于预先抛光表面42(延伸平面43)之下且位于至少一第二体声波共振结构3’之下的第二次研磨层51形成至少一第二体声波共振结构3’的一第二频率调谐结构50’。其中第二频率调谐结构50’具有一厚度T2,第二频率调谐结构50’的厚度T2等于第一高度差HD1。通过调整第一高度差HD1,可调谐至少一第一体声波共振结构3以及至少一第二体声波共振结构3’的第一共振频率差FD1。
请参阅图3L,其为本发明一种用于调谐体声波滤波器的体声波共振器的方法的再一具体实施例的剖面示意图。在此实施例中,基板10可为一半导体基板;构成复数个牺牲结构台面的材料包括选自以下群组的至少一者:金属、合金以及磊晶结构。形成图3L所示的实施例的主要制程步骤与形成图3G所示的实施例的制程步骤大致相同,惟,其中步骤C5包括以下步骤:步骤C51”:(如图3D所示)形成一第二次研磨层51于复数个牺牲结构台面以及绝缘层11之上,其中构成第二次研磨层51的材料包括选自以下群组之至少一者:金属、合金以及绝缘体;步骤C52”:(如图3E所示)以一化学机械平坦化制程研磨第二次研磨层51以形成一抛光表面41,使得至少一第一牺牲结构台面6以及至少一第二牺牲结构台面6’未露出;步骤C53”:(如图3J所示)图形化第二次研磨层51;步骤C54”:形成一底电极层30于抛光表面41(延伸平面43)之上;步骤C55”:形成一压电层31于底电极层30之上;以及步骤C56”:形成一顶电极层32于压电层31之上。经步骤C6而形成如图3L所示的实施例,借此位于抛光表面41之下且分别位于至少一第一体声波共振结构3之下以及至少一第二体声波共振结构3’之下的第二次研磨层51分别形成至少一第一体声波共振结构3的一第一频率调谐结构50以及至少一第二体声波共振结构3’的一第二频率调谐结构50’,其中第一频率调谐结构50以及第二频率调谐结构50’具有一第一厚度差TD1,第一厚度差TD1等于第一高度差HD1。通过调整第一高度差HD1,可调谐至少一第一体声波共振结构3以及至少一第二体声波共振结构3’的第一共振频率差FD1。
在图3G以及图3I的实施例中,于步骤C2当中(如图3A所示),先形成很厚的一层绝缘层11,其中绝缘层11的厚度必须要高过复数个牺牲结构台面的高度。于步骤C3当中(如图3B所示),一预先化学机械平坦化制程必须要研磨绝缘层11的厚度至少大于或等于复数个牺牲结构台面的高度。然而化学机械平坦化制程存在一个缺点,就是当所需研磨的厚度过厚,则研磨出来的抛光表面的均匀度会变差。在此实施例中,由于所需研磨绝缘层11的厚度很厚,会使得经研磨后的预先抛光表面42的均匀度变差。然而之后于步骤C51所形成的第二次研磨层51,其厚度则非常薄(相对于绝缘层11的厚度而言),仅需高过第一高度差HD1。因此,于步骤C52当中的化学机械平坦化制程研磨第二次研磨层51之后所形成的抛光表面41,其均匀度不会变差。因此,于抛光表面41上形成至少一第一体声波共振器1以及至少一第二体声波共振器1’的底电极层30,将有助于提升至少一第一体声波共振器1以及至少一第二体声波共振器1’的共振特性。类似地,图3L的实施例中,也是如此。而于图3K的实施例中,则是于抛光表面41上形成至少一第一体声波共振器1以及至少一第二体声波共振器1’的压电层31,同样地有助于提升至少一第一体声波共振器1以及至少一第二体声波共振器1’的共振特性。
前述图3G、图3I、图3K以及图3L的实施例,也可以由如类似图2K的磊晶结构来形成,其中基板10为一化合物半导体基板,其中牺牲结构21包括一牺牲磊晶层27、一第一蚀刻终止层22以及一第一精细调谐层23,其中牺牲磊晶层27形成于基板10之上,第一蚀刻终止层22形成于牺牲磊晶层27之上,第一精细调谐层23形成于第一蚀刻终止层22之上,其中第一精细调谐层23具有一厚度FT1;其中于步骤C4当中,至少一第二牺牲结构台面6’的第一精细调谐层23被蚀刻,使得至少一第一牺牲结构台面6以及至少一第二牺牲结构台面6’具有第一高度差HD1,从而第一高度差HD1由第一精细调谐层23的厚度FT1所决定,如此有助于精确调整第一高度差HD1,也即有助于精确调整至少一第一体声波共振结构3以及至少一第二体声波共振结构3’的第一共振频率差FD1。
请参阅图4A~图4D,其为本发明一种用于调谐体声波滤波器的体声波共振器的方法的一具体实施例的制程步骤的剖面示意图。形成图4D所示的实施例的主要制程步骤与形成图3G所示的实施例的制程步骤大致相同,惟,其中步骤C4为:(如图4A所示)蚀刻至少一第一牺牲结构台面6以及至少一第二牺牲结构台面6’,使得至少一第一牺牲结构台面6以及至少一第二牺牲结构台面6’具有一第一高度差,其中至少一第一牺牲结构台面6的一高度大于至少一第二牺牲结构台面6’的一高度。经步骤C51(如图4B所示)、步骤C52(如图4C所示)、步骤C53~步骤C55以及步骤C6,而形成如图4D所示的实施例,其中构成第二次研磨层51的材料为绝缘体。在此实施例中,基板10可为一半导体基板;构成复数个牺牲结构台面的材料包括选自以下群组的至少一者:金属、合金以及磊晶结构。
请参阅图4E、图4F,其为本发明一种用于调谐体声波滤波器的体声波共振器的方法的另一具体实施例的制程步骤的剖面示意图。在此实施例中,基板10可为一半导体基板;构成复数个牺牲结构台面的材料包括选自以下群组的至少一者:金属、合金以及磊晶结构。形成图4F所示的实施例的主要制程步骤与形成图4D所示的实施例的制程步骤大致相同,惟,其中于步骤C52当中,(如图4E所示)其中第二次研磨层51被研磨至至少使得抛光表面41(延伸平面43)与预先抛光表面42重合或使得抛光表面41低于预先抛光表面42,且其中至少一第一牺牲结构台面6以及至少一第二牺牲结构台面6’未露出。在图4F的实施例中,构成第二次研磨层51的材料可包括选自以下群组的至少一者:金属、合金以及绝缘体。
请参阅图4G、图4H,其为本发明一种用于调谐体声波滤波器的体声波共振器的方法的又一具体实施例的制程步骤的剖面示意图。在此实施例中,基板10可为一半导体基板;构成复数个牺牲结构台面的材料包括选自以下群组的至少一者:金属、合金以及磊晶结构。形成图4H所示的实施例的主要制程步骤与形成图3K所示的实施例的制程步骤大致相同,惟,其中步骤C4为:(如图4A所示)蚀刻至少一第一牺牲结构台面6以及至少一第二牺牲结构台面6’,使得至少一第一牺牲结构台面6以及至少一第二牺牲结构台面6’具有一第一高度差,其中至少一第一牺牲结构台面6的一高度大于至少一第二牺牲结构台面6’的一高度;于步骤C5当中,复数个体声波共振结构形成于一延伸平面43之上,其中延伸平面43与预先抛光表面42相重合;经步骤C53’:(如图4G所示)图形化第二次研磨层51,以及步骤C54’、步骤C55’以及步骤C6之后(如图4H所示),其中位于预先抛光表面42(延伸平面43)之上、抛光表面41之下、且位于至少一第一体声波共振结构3之下的第二次研磨层51形成至少一第一体声波共振结构3的一底电极层30;其中位于预先抛光表面42(延伸平面43)之下且位于至少一第一体声波共振结构3之下的第二次研磨层51形成至少一第一体声波共振结构3的一第一频率调谐结构50;其中位于预先抛光表面42(延伸平面43)之上、抛光表面41之下、且位于至少一第二体声波共振结构3’之下的第二次研磨层51形成至少一第二体声波共振结构3’的一底电极层30;其中位于预先抛光表面42(延伸平面43)之下且位于至少一第二体声波共振结构3’之下的第二次研磨层51形成至少一第二体声波共振结构3’的一第二频率调谐结构50’;其中第一频率调谐结构50以及第二频率调谐结构50’具有一第一厚度差TD1,第一厚度差TD1等于第一高度差HD1。通过调整第一高度差HD1,可调谐至少一第一体声波共振结构3以及至少一第二体声波共振结构3’的第一共振频率差FD1。其中构成第二次研磨层51的材料包括选自以下群组的至少一者:金属以及合金;在一较佳的实施例中,构成第二次研磨层51的材料包括选自以下群组的至少一者:钌、钛、钼、铂、金、铝以及钨。
请参阅图4I,其为本发明一种用于调谐体声波滤波器的体声波共振器的方法的再一具体实施例的剖面示意图。在此实施例中,基板10可为一半导体基板;构成复数个牺牲结构台面的材料包括选自以下群组的至少一者:金属、合金以及磊晶结构。形成图4I所示的实施例的主要制程步骤与形成图3L所示的实施例的制程步骤大致相同,惟,其中步骤C4为:(如图4A所示)蚀刻至少一第一牺牲结构台面6以及至少一第二牺牲结构台面6’,使得至少一第一牺牲结构台面6以及至少一第二牺牲结构台面6’具有一第一高度差,其中至少一第一牺牲结构台面6的一高度大于至少一第二牺牲结构台面6’的一高度;且其中于步骤C52”当中,第二次研磨层51被研磨至使得至少一第一牺牲结构台面6以及至少一第二牺牲结构台面6’未露出,再经步骤C53”(如图4G所示)图形化第二次研磨层51,以及步骤C54”~步骤C56”以及步骤C6之后(如图4I所示),借此位于抛光表面41(延伸平面43)之下且分别位于至少一第一体声波共振结构3之下以及至少一第二体声波共振结构3’之下的第二次研磨层51分别形成至少一第一体声波共振结构3的一第一频率调谐结构50以及至少一第二体声波共振结构3’的一第二频率调谐结构50’,其中第一频率调谐结构50以及第二频率调谐结构50’具有一第一厚度差TD1,第一厚度差TD1等于第一高度差HD1。通过调整第一高度差HD1,可调谐至少一第一体声波共振结构3以及至少一第二体声波共振结构3’的第一共振频率差FD1。在此实施例中,构成第二次研磨层51的材料可包括选自以下群组的至少一者:金属、合金以及绝缘体。
请参阅图4J~图4M,其为本发明一种用于调谐体声波滤波器的体声波共振器的方法的另一具体实施例的制程步骤的剖面示意图。其中在图4J所示的实施例中,基板10为一化合物半导体基板;构成牺牲结构21的材料为一磊晶结构。图4J的实施例的磊晶结构与图2L所示的实施例的磊晶结构大致相同,惟,其中牺牲结构21包括一牺牲磊晶层27、一第一蚀刻终止层22、一第一精细调谐层23以及一顶蚀刻终止层26。其中步骤C1包括以下步骤:步骤C11:形成一牺牲结构21于基板10之上;以及步骤C12:蚀刻牺牲结构27以形成复数个牺牲结构台面,其中复数个牺牲结构台面具有相同的高度,其中复数个牺牲结构台面包括至少一第一牺牲结构台面6以及至少一第二牺牲结构台面6’。其中牺牲磊晶层27形成于基板10之上,第一蚀刻终止层22形成于牺牲磊晶层27之上,第一精细调谐层23形成于第一蚀刻终止层22之上,顶蚀刻终止层26形成于第一精细调谐层23之上。经过步骤C2以及步骤C3之后,形成如图4K所示的结构。其中步骤C4包括以下步骤:步骤C41:(如图4L所示)蚀刻至少一第一牺牲结构台面6以及至少一第二牺牲结构台面6’的顶蚀刻终止层26;以及步骤C42:(如图4M所示)蚀刻至少一第二牺牲结构台面6’的第一精细调谐层23,使得至少一第一牺牲结构台面6以及至少一第二牺牲结构台面6’具有第一高度差HD1。其中第一精细调谐层23具有一厚度FT1,从而第一高度差HD1由第一精细调谐层23的厚度FT1所决定,如此有助于精确调整第一高度差HD1,也即有助于精确调整第一频率调谐结构50以及第二频率调谐结构50’的第一厚度差TD1,也即有助于精确调整至少一第一体声波共振结构3以及至少一第二体声波共振结构3’的第一共振频率差FD1。由图4M可形成如图4D、图4F、图4H或图4I所示的实施例。以图4M的磊晶结构来形成图4D、图4F、图4H或图4I所示的实施例时,其中于步骤C3当中,绝缘层11被研磨至使得复数个牺牲结构台面露出。由于实际研磨时,位于靠近基板10的中心的复数个牺牲结构台面与位于远离基板10的中心的复数个牺牲结构台面常无法同时露出。举例来说,当位于远离基板10的中心的复数个牺牲结构台面先露出时,为了要让位于靠近基板10的中心的复数个牺牲结构台面也露出,则必须继续研磨。因此会造成位于远离基板10的中心的复数个牺牲结构台面被研磨过头了,也因此位于远离基板10的中心的复数个牺牲结构台面的第一精细调谐层23的厚度会被研磨至比位于接近基板10的中心的复数个牺牲结构台面的第一精细调谐层23的厚度薄。为避免位于接近基板10的中心的复数个牺牲结构台面的第一精细调谐层23与位于远离基板10的中心的复数个牺牲结构台面的第一精细调谐层23被研磨成不一样的厚度,可通过顶蚀刻终止层26,使得位于接近基板10的中心的复数个牺牲结构台面的第一精细调谐层23的厚度能维持等于位于远离基板10的中心的复数个牺牲结构台面的第一精细调谐层23的厚度。在一些实施例中,基板10由砷化镓所构成;牺牲磊晶层27由砷化镓所构成;第一蚀刻终止层22由砷化铝或磷化铟镓所构成,其中第一蚀刻终止层22具有一厚度,介于1nm以及50nm之间;第一精细调谐层23由砷化镓所构成,其中第一精细调谐层23的厚度FT1介于1nm以及300nm之间;顶蚀刻终止层26由磷化铟镓所构成,顶蚀刻终止层26具有一厚度,介于50nm以及300nm之间。在另一些实施例中,基板10由磷化铟所构成;牺牲磊晶层27由砷化铟镓所构成;第一蚀刻终止层22由磷化铟所构成,其中第一蚀刻终止层22具有一厚度,介于1nm以及50nm之间;第一精细调谐层23由砷化铟镓所构成,其中第一精细调谐层23的厚度FT1介于1nm以及300nm之间;顶蚀刻终止层26由磷化铟所构成,顶蚀刻终止层26具有一厚度,介于50nm以及300nm之间。
前述以本发明一种用于调谐体声波滤波器的体声波共振器的方法所形成的至少一第一体声波共振器1以及至少一第二体声波共振器1’的实施例(如图2F、图2H、图2I、图2J、图3G、图3I、图3K、图3L、图4D、图4F、图4H以及图4I的实施例)皆具有一共同的特征,其任一体声波共振结构(3或3’)的底电极层30皆形成于一延伸平面43之上。这些实施例的共同结构包括:一绝缘层11,形成于一基板10之上,其中绝缘层11具有复数个空腔;复数个体声波共振结构,复数个体声波共振结构分别位于复数个空腔之上,其中复数个体声波共振结构包括至少一第一体声波共振结构3以及至少一第二体声波共振结构3’,复数个空腔包括至少一第一空腔40以及至少一第二空腔40’,至少一第一体声波共振结构3以及至少一第二体声波共振结构3’分别对应于至少一第一空腔40以及至少一第二空腔40’,其中至少一第一体声波共振结构3以及至少一第二体声波共振结构3’具有一第一共振频率差FD1,其中复数个体声波共振结构的每一者包括:一底电极层30,形成于一延伸平面43之上;一压电层31,形成于底电极层30之上;以及一顶电极层32,形成于压电层31之上;以及一可调谐频率结构;而这些实施例的不同处在于:(1)在图2H,图2J,图3I以及图3K的实施例中,前述可调谐频率结构包括结构A:绝缘层11具有经抛光的一上表面,延伸平面43与绝缘层11的上表面相重合;其中至少一第二体声波共振结构3’具有一第二频率调谐结构50’,第二频率调谐结构50’形成于延伸平面43之下介于至少一第二体声波共振结构3’的底电极层30以及第二空腔40’之间,其中至少一第二频率调谐结构50’具有一厚度T2,厚度T2与至少一第一体声波共振结构3以及至少一第二体声波共振结构3’的第一共振频率差FD1相关连;(2)在图2F,图2I,图4F以及图4H的实施例中,前述可调谐频率结构包括结构B:绝缘层11具有经抛光的一上表面,延伸平面43与绝缘层11的上表面相重合;其中至少一第一体声波共振结构3以及至少一第二体声波共振结构3’分别具有一第一频率调谐结构50以及一第二频率调谐结构50’,其中第一频率调谐结构50形成于延伸平面43之下介于至少一第一体声波共振结构3的底电极层30以及第一空腔40之间,第二频率调谐结构50’形成于延伸平面43之下介于至少一第二体声波共振结构3’的底电极层30以及第二空腔40’之间,其中第一频率调谐结构50以及第二频率调谐结构50’具有一第一厚度差TD1,第一厚度差TD1与至少一第一体声波共振结构3以及至少一第二体声波共振结构3’的第一共振频率差FD1相关连;(3)在图3G,图3L,图4D以及图4I的实施例中,前述可调谐频率结构包括结构C:一第二次研磨层51形成于绝缘层11以及复数个空腔之上,其中第二次研磨层51具有经抛光的一上表面,延伸平面43与第二次研磨层51的上表面相重合;其中于延伸平面43之下介于至少一第一体声波共振结构3的底电极层30以及第一空腔40之间的第二次研磨层51形成至少一第一体声波共振结构3的一第一频率调谐结构50,其中于延伸平面43之下介于至少一第二体声波共振结构3’的底电极层30以及第二空腔之间40’的第二次研磨层51形成至少一第二体声波共振结构3’的一第二频率调谐结构50’,其中第一频率调谐结构50以及第二频率调谐结构50’具有一第一厚度差TD1,第一厚度差TD1与至少一第一体声波共振结构3以及至少一第二体声波共振结构3’的第一共振频率差FD1相关连。其中,在本发明的图2F、图2I、图3G、图3L、图4D、图4F、图4H以及图4I的实施例中,其共通之处在于:至少一第一体声波共振结构3的底电极层30以及至少一第二体声波共振结构3’的底电极层30皆形成于延伸平面43之上;第一频率调谐结构50以及第二频率调谐结构50’皆形成于延伸平面43之下。其中,在本发明的图2H、图2J、图3I以及图3K的实施例中,其共通之处在于:至少一第一体声波共振结构3的底电极层30以及至少一第二体声波共振结构3’的底电极层30皆形成于延伸平面43之上;第二频率调谐结构50’皆形成于延伸平面43之下。
请参阅图5A~图5C,其为本发明一种用于调谐体声波滤波器的体声波共振器的方法的一具体实施例的制程步骤的剖面示意图。在此实施例中,基板10可为一半导体基板;构成复数个牺牲结构台面的材料包括选自以下群组的至少一者:金属、合金以及磊晶结构。形成图5C所示的实施例的主要制程步骤与形成图2F所示的实施例的制程步骤大致相同,惟,其中形成至少一第一体声波共振器1、至少一第二体声波共振器1’以及至少一第三体声波共振器1”于基板10之上;其中于步骤B1中,(如图5B所示)复数个牺牲结构台面包括至少一第一牺牲结构台面6、至少一第二牺牲结构台面6’以及至少一第三牺牲结构台面6”;其中至少一第一牺牲结构台面6的一高度大于至少一第二牺牲结构台面6’的一高度,其中至少一第一牺牲结构台面6以及至少一第二牺牲结构台面6’具有一第一高度差HD1;其中至少一第一牺牲结构台面6的高度大于至少一第三牺牲结构台面6”的一高度,其中至少一第一牺牲结构台面6以及至少一第三牺牲结构台面6”具有一第二高度差HD2;于步骤B4当中,复数个体声波共振结构形成于抛光表面41(延伸平面43)之上,其中复数个体声波共振结构包括至少一第一体声波共振结构3、至少一第二体声波共振结构3’以及至少一第三体声波共振结构3”,其中至少一第一体声波共振结构3、至少一第二体声波共振结构3’以及至少一第三体声波共振结构3”分别位于至少一第一牺牲结构台面6、至少一第二牺牲结构台面6’以及至少一第三牺牲结构台面6”的上方;于步骤B5当中,蚀刻复数个牺牲结构台面以形成复数个空腔,其中复数个空腔包括至少一第一空腔40、至少一第二空腔40’以及至少一第三空腔40”,其中至少一第一空腔40、至少一第二空腔40’以及至少一第三空腔40”分别位于至少一第一体声波共振结构3、至少一第二体声波共振结构3’以及至少一第三体声波共振结构3”的下方。其中于步骤B3当中,绝缘层11被研磨至使得至少一第一牺牲结构台面6、至少一第二牺牲结构台面6’以及至少一第三牺牲结构台面6”未露出,借此位于抛光表面41之下且分别位于至少一第一体声波共振结构3之下、至少一第二体声波共振结构3’之下以及至少一第三体声波共振结构3”之下的绝缘层11分别形成至少一第一体声波共振结构3的一第一频率调谐结构50、至少一第二体声波共振结构3’的一第二频率调谐结构50’以及至少一第三体声波共振结构3”的一第三频率调谐结构50”。其中第一频率调谐结构50以及第二频率调谐结构50’具有一第一厚度差TD1,且第一厚度差TD1等于第一高度差HD1;且其中第一频率调谐结构50以及第三频率调谐结构50”具有一第二厚度差TD2,且第二厚度差TD2等于第二高度差HD2。通过调整第一高度差HD1,可调谐至少一第一体声波共振结构3以及至少一第二体声波共振结构3’的第一共振频率差FD1。通过调整第二高度差HD2,可调谐至少一第一体声波共振结构3以及至少一第三体声波共振结构3”的一第二共振频率差FD2。在一些实施例中,前述的基板10可为一化合物半导体基板;构成复数个牺牲结构台面的材料为一磊晶结构;且其中前述步骤B1包括以下步骤:步骤B11:(如图5A所示)形成一牺牲结构21于基板10之上;步骤B12:蚀刻牺牲结构21以形成复数个牺牲结构台面,其中复数个牺牲结构台面包括至少一第一牺牲结构台面6(21)、至少一第二牺牲结构台面6’(21)以及至少一第三牺牲结构台面6”(21),并使得复数个牺牲结构台面具有相同的高度;以及步骤B13:(如图5B所示)蚀刻至少一第一牺牲结构台面6、至少一第二牺牲结构台面6’以及至少一第三牺牲结构台面6”或蚀刻至少一第二牺牲结构台面6’以及至少一第三牺牲结构台面6”,使得至少一第一牺牲结构台面6以及至少一第二牺牲结构台面6’具有第一高度差HD1,且使得至少一第一牺牲结构台面6以及至少一第三牺牲结构台面6”具有第二高度差HD2。
请参阅图5D,其为本发明一种用于调谐体声波滤波器的体声波共振器的方法的另一具体实施例的剖面示意图。在此实施例中,基板10可为一半导体基板;构成复数个牺牲结构台面的材料包括选自以下群组的至少一者:金属、合金以及磊晶结构。形成图5D所示的实施例的主要制程步骤与形成图5C所示的实施例的制程步骤大致相同,惟,其中于步骤B3当中,绝缘层11被研磨至使得至少一第一牺牲结构台面6露出,且至少一第二牺牲结构台面6’以及至少一第三牺牲结构台面6”未露出,借此位于抛光表面41(延伸平面43)之下且位于至少一第二体声波共振结构3’之下的绝缘层11形成至少一第二体声波共振结构3’的一第二频率调谐结构50’;且位于抛光表面41之下且位于至少一第三体声波共振结构3”之下的绝缘层11形成至少一第三体声波共振结构3”的一第三频率调谐结构50”。其中第二频率调谐结构50’具有一厚度T2,第二频率调谐结构50’的厚度T2等于第一高度差HD1;其中第三频率调谐结构50”具有一厚度T3,第三频率调谐结构50”的厚度T3等于第二高度差HD2。在此实施例中,并无图5C所示的实施例中的第一频率调谐结构50。因此,至少一第一体声波共振结构3以及至少一第二体声波共振结构3’的第一共振频率差FD1,与第二频率调谐结构50’的厚度T2相关,也即与至少一第一牺牲结构台面6以及至少一第二牺牲结构台面6’的第一高度差HD1相关;至少一第一体声波共振结构3以及至少一第三体声波共振结构3”的第二共振频率差FD2,与第三频率调谐结构50”的厚度T3相关,也即与至少一第一牺牲结构台面6以及至少一第三牺牲结构台面6”的第二高度差HD2相关。通过调整第一高度差HD1,可调谐至少一第一体声波共振结构3以及至少一第二体声波共振结构3’的第一共振频率差FD1;通过调整第二高度差HD2,可调谐至少一第一体声波共振结构3以及至少一第三体声波共振结构3”的第二共振频率差FD2。
请参阅图5E~图5G,其为本发明一种用于调谐体声波滤波器的体声波共振器的方法的又一具体实施例的制程步骤的剖面示意图。其中在图5E所示的实施例中,基板10为一化合物半导体基板;构成牺牲结构21的材料为一磊晶结构。图5E~图5G的实施例的磊晶结构与图5A~图5B所示的实施例的磊晶结构大致相同,惟,其中牺牲结构21包括一牺牲磊晶层27、一第二蚀刻终止层24、一第二精细调谐层25、一第一蚀刻终止层22以及一第一精细调谐层23。其中牺牲磊晶层27形成于基板10之上,第二蚀刻终止层24形成于牺牲磊晶层27之上,第二精细调谐层25形成于第二蚀刻终止层24之上,第一蚀刻终止层22形成于第二精细调谐层25之上,第一精细调谐层23形成于第一蚀刻终止层22之上。如图5F所示,牺牲结构21被蚀刻成复数个牺牲结构台面,其中复数个牺牲结构台面包括至少一第一牺牲结构台面6、至少一第二牺牲结构台面6’以及至少一第三牺牲结构台面6”,并使得复数个牺牲结构台面具有相同的高度。如图5G所示,其中第一精细调谐层23具有一厚度FT1,第一蚀刻终止层22具有一厚度ET1,第二精细调谐层25具有一厚度FT2。蚀刻至少一第二牺牲结构台面6’的第一精细调谐层23,使得至少一第一牺牲结构台面6以及至少一第二牺牲结构台面6’具有第一高度差HD1;蚀刻至少一第三牺牲结构台面6”的第一精细调谐层23、第一蚀刻终止层22以及第二精细调谐层25,使得至少一第一牺牲结构台面6以及至少一第三牺牲结构台面6”具有第二高度差HD2。由图5G的结构,可以形成如图5C的实施例;其中第一高度差HD1由第一精细调谐层23的厚度FT1所决定,如此有助于精确调整第一高度差HD1,也即有助于精确调整第一频率调谐结构50以及第二频率调谐结构50’的第一厚度差TD1,也即有助于精确调整至少一第一体声波共振结构3以及至少一第二体声波共振结构3’的第一共振频率差FD1。其中第二高度差HD2由第一精细调谐层23的厚度FT1、第一蚀刻终止层22的厚度ET1以及第二精细调谐层25的厚度FT2所决定,如此有助于精确调整第二高度差HD2,也即有助于精确调整至少一第一体声波共振结构3以及至少一第三体声波共振结构3”的第二共振频率差FD2。由图5G的结构,也可以形成如图5D的实施例;其中第一高度差HD1由第一精细调谐层23的厚度FT1所决定,如此有助于精确调整第一高度差HD1,也即有助于精确调整第二频率调谐结构50’的厚度T2,也即有助于精确调整至少一第一体声波共振结构3以及至少一第二体声波共振结构3’的第一共振频率差FD1。其中第二高度差HD2由第一精细调谐层23的厚度FT1、第一蚀刻终止层22的厚度ET1以及第二精细调谐层25的厚度FT2所决定,如此有助于精确调整第二高度差HD2,也即有助于精确调整第三频率调谐结构50”的厚度T3,也即有助于精确调整至少一第一体声波共振结构3以及至少一第三体声波共振结构3”的第二共振频率差FD2。在一些实施例中,基板10由砷化镓所构成;牺牲磊晶层27由砷化镓所构成;第一蚀刻终止层22由砷化铝或磷化铟镓所构成,其中第一蚀刻终止层22具有一厚度,介于1nm以及50nm之间;第一精细调谐层23由砷化镓所构成,其中第一精细调谐层23的厚度FT1介于1nm以及300nm之间;第二蚀刻终止层24由砷化铝或磷化铟镓所构成,其中第二蚀刻终止层24具有一厚度,介于1nm以及50nm之间;第二精细调谐层25由砷化镓所构成,其中第二精细调谐层25的厚度FT1介于1nm以及300nm之间。在另一些实施例中,基板10由磷化铟所构成;牺牲磊晶层27由砷化铟镓所构成;第一蚀刻终止层22由磷化铟所构成,其中第一蚀刻终止层22具有一厚度,介于1nm以及50nm之间;第一精细调谐层23由砷化铟镓所构成,其中第一精细调谐层23的厚度FT1介于1nm以及300nm之间;第二蚀刻终止层24由磷化铟所构成,其中第二蚀刻终止层24具有一厚度,介于1nm以及50nm之间;第二精细调谐层25由砷化铟镓所构成,其中第二精细调谐层25的厚度FT1介于1nm以及300nm之间。
请参阅图5H~图5K,其为本发明一种用于调谐体声波滤波器的体声波共振器的方法的再一具体实施例的制程步骤的剖面示意图。在此实施例中,基板10为一化合物半导体基板;构成牺牲结构21的材料为一磊晶结构。图5K所示的实施例由图5E所示的磊晶结构所形成。形成图5K所示的实施例的主要制程步骤与形成图3G所示的实施例的制程步骤大致相同,惟,其中形成至少一第一体声波共振器1、至少一第二体声波共振器1’以及至少一第三体声波共振器1”于基板10之上;其中步骤C1包括以下步骤:步骤C11:(如图5E所示)形成一牺牲结构21于基板10之上,其中牺牲结构21包括一牺牲磊晶层27、一第二蚀刻终止层24、一第二精细调谐层25、一第一蚀刻终止层22以及一第一精细调谐层23。其中牺牲磊晶层27形成于基板10之上,第二蚀刻终止层24形成于牺牲磊晶层27之上,第二精细调谐层25形成于第二蚀刻终止层24之上,第一蚀刻终止层22形成于第二精细调谐层25之上,第一精细调谐层23形成于第一蚀刻终止层22之上;以及步骤C12:(如图5F所示)蚀刻牺牲结构27以形成复数个牺牲结构台面,其中复数个牺牲结构台面具有相同的高度,其中复数个牺牲结构台面包括至少一第一牺牲结构台面6、至少一第二牺牲结构台面6’以及至少一第三牺牲结构台面6”。经由步骤C2以及步骤C3,形成如图5H的结构。其中步骤C4:(如图5I所示)蚀刻至少一第二牺牲结构台面6’的第一精细调谐层23,使得至少一第一牺牲结构台面6以及至少一第二牺牲结构台面6’具有第一高度差HD1;蚀刻至少一第三牺牲结构台面6”的第一精细调谐层23、第一蚀刻终止层22以及第二精细调谐层25,使得至少一第一牺牲结构台面6以及至少一第三牺牲结构台面6”具有第二高度差HD2。其中第一精细调谐层23具有一厚度FT1,第一蚀刻终止层22具有一厚度ET1,第二精细调谐层25具有一厚度FT2。其中于步骤C5:形成复数个体声波共振结构,其中复数个体声波共振结构包括至少一第一体声波共振结构3、至少一第二体声波共振结构3’以及至少一第三体声波共振结构3”;其中步骤C5包括以下步骤:步骤C51、步骤C52、步骤C53、步骤C54以及步骤C55。经由步骤C51以及步骤C52,形成如图5J的结构,其中第二次研磨层51被研磨至使得至少一第一牺牲结构台面6、至少一第二牺牲结构台面6’以及至少一第三牺牲结构台面6”未露出,借此位于抛光表面41(延伸平面43)之下且分别位于至少一第一体声波共振结构3之下、至少一第二体声波共振结构3’之下以及至少一第一体声波共振结构3”之下的第二次研磨层51分别形成至少一第一体声波共振结构3的一第一频率调谐结构50、至少一第二体声波共振结构3’的一第二频率调谐结构50’以及至少一第三体声波共振结构3”的一第三频率调谐结构50”。其中第一频率调谐结构50以及第二频率调谐结构50’具有一第一厚度差TD1,且第一厚度差TD1等于第一高度差HD1。其中第一频率调谐结构50以及第三频率调谐结构50”具有一第二厚度差TD2,且第二厚度差TD2等于第二高度差HD2。再经由步骤C53、步骤C54、步骤C55以及步骤C6形成如图5K的结构,其中复数个空腔包括至少一第一空腔40、至少一第二空腔40’以及至少一第三空腔40”。其中至少一第一体声波共振结构3以及至少一第二体声波共振结构3’具有一第一共振频率差FD1,第一共振频率差FD1与第一频率调谐结构50以及第二频率调谐结构50’的第一厚度差TD1相关连,也即与第一高度差HD1相关连;从而通过调整第一高度差HD1,可调谐至少一第一体声波共振结构3以及至少一第二体声波共振结构3’的第一共振频率差FD1。其中至少一第一体声波共振结构3以及至少一第三体声波共振结构3”具有一第二共振频率差FD2,第二共振频率差FD2与第一频率调谐结构50以及第三频率调谐结构50”的第二厚度差TD2相关连,也即与第二高度差HD2相关连;从而通过调整第二高度差HD2,可调谐至少一第一体声波共振结构3以及至少一第三体声波共振结构3”的第二共振频率差FD2。其中构成第二次研磨层51的材料为绝缘体。
请参阅图5L、图5M,其为本发明一种用于调谐体声波滤波器的体声波共振器的方法的一具体实施例的制程步骤的剖面示意图。在此实施例中,基板10为一化合物半导体基板;构成牺牲结构21的材料为一磊晶结构。形成图5M所示的实施例的主要制程步骤与形成图5K所示的实施例的制程步骤大致相同,惟,其中在步骤C52当中,第二次研磨层51被研磨至使得至少一第一牺牲结构台面6露出,且至少一第二牺牲结构台面6’以及至少一第三牺牲结构台面6”未露出(如图5L所示),借此位于抛光表面41(延伸平面43)之下且位于至少一第二体声波共振结构3’之下的第二次研磨层51形成至少一第二体声波共振结构3’的一第二频率调谐结构50’;位于抛光表面41之下且位于至少一第三体声波共振结构3”之下的第二次研磨层51形成至少一第三体声波共振结构3”的一第三频率调谐结构50”。如图5L所示,其中第二频率调谐结构50’具有一厚度T2,第二频率调谐结构50’的厚度T2等于第一高度差HD1;其中第三频率调谐结构50”具有一厚度T3,第三频率调谐结构50”的厚度T3等于第二高度差HD2。在此实施例中,并无图5K所示的实施例中的第一频率调谐结构50。因此,至少一第一体声波共振结构3以及至少一第二体声波共振结构3’的第一共振频率差FD1,与第二频率调谐结构50’的厚度T2相关,也即与至少一第一牺牲结构台面6以及至少一第二牺牲结构台面6’的第一高度差HD1相关。通过调整第一高度差HD1,可调谐至少一第一体声波共振结构3以及至少一第二体声波共振结构3’的第一共振频率差FD1;且至少一第一体声波共振结构3以及至少一第三体声波共振结构3”的第二共振频率差FD2,与第三频率调谐结构50”的厚度T3相关,也即与至少一第一牺牲结构台面6以及至少一第三牺牲结构台面6”的第二高度差HD2相关。通过调整第二高度差HD2,可调谐至少一第一体声波共振结构3以及至少一第三体声波共振结构3”的第二共振频率差FD2。在此实施例中,构成第二次研磨层51的材料可包括选自以下群组的至少一者:金属、合金以及绝缘体。
请参阅图5N、图5O,其为本发明一种用于调谐体声波滤波器的体声波共振器的方法的另一具体实施例的制程步骤的剖面示意图。在此实施例中,基板10为一化合物半导体基板;构成牺牲结构21的材料为一磊晶结构。形成图5O所示的实施例的主要制程步骤与形成图5K所示的实施例的制程步骤大致相同,惟,其中于步骤C5当中,复数个体声波共振结构形成于一延伸平面43之上,其中延伸平面43与预先抛光表面42相重合,其中步骤C5包括以下步骤:步骤C51’:形成一第二次研磨层51于复数个牺牲结构台面以及绝缘层11之上,其中构成第二次研磨层51的材料包括选自以下群组的至少一者:金属以及合金;在一较佳的实施例中,构成第二次研磨层51的材料包括选自以下群组的至少一者:钌、钛、钼、铂、金、铝以及钨;步骤C52’:(如图5J所示)以一化学机械平坦化制程研磨第二次研磨层51以形成一抛光表面41,使得复数个牺牲结构台面未露出;步骤C53’:(如图5N所示)图形化第二次研磨层51;步骤C54’:形成一压电层31于抛光表面41之上;以及步骤C55’:形成一顶电极层32于压电层31之上。于步骤C6蚀刻去除复数个牺牲结构台面之后,即形成如图5O所示的实施例。其中于步骤C4当中,至少一第二牺牲结构台面6’以及至少一第三牺牲结构台面6”被蚀刻;其中位于预先抛光表面42(延伸平面43)之上、抛光表面41之下、且位于至少一第一体声波共振结构3之下的第二次研磨层51形成至少一第一体声波共振结构3的一底电极层30;其中位于预先抛光表面42(延伸平面43)之上、抛光表面41之下、且位于至少一第二体声波共振结构3’之下的第二次研磨层51形成至少一第二体声波共振结构3’的一底电极层30;其中位于预先抛光表面42(延伸平面43)之下且位于至少一第二体声波共振结构3’之下的第二次研磨层51形成至少一第二体声波共振结构3’的一第二频率调谐结构50’,其中第二频率调谐结构50’具有一厚度T2,第二频率调谐结构50’的厚度T2等于第一高度差HD1;其中位于预先抛光表面42(延伸平面43)之上、抛光表面41之下、且位于至少一第三体声波共振结构3”之下的第二次研磨层51形成至少一第三体声波共振结构3”的一底电极层30;其中位于预先抛光表面42(延伸平面43)之下且位于至少一第三体声波共振结构3”之下的第二次研磨层51形成至少一第三体声波共振结构3”的一第三频率调谐结构50”,其中第三频率调谐结构50”具有一厚度T3,第三频率调谐结构50”的厚度T3等于第二高度差HD2。通过调整第一高度差HD1,可调谐至少一第一体声波共振结构3以及至少一第二体声波共振结构3’的第一共振频率差FD1;通过调整第二高度差HD2,可调谐至少一第一体声波共振结构3以及至少一第三体声波共振结构3”的第二共振频率差FD2。
请参阅图5P,其为本发明一种用于调谐体声波滤波器的体声波共振器的方法的又一具体实施例的剖面示意图。形成图5P所示的实施例的主要制程步骤与形成图5K所示的实施例的制程步骤大致相同,惟,其中步骤C5包括以下步骤:步骤C51”:形成一第二次研磨层51于复数个牺牲结构台面以及绝缘层11之上,其中基板10为一化合物半导体基板;构成复数个牺牲结构台面的材料为一磊晶结构;其中构成第二次研磨层51的材料包括选自以下群组的至少一者:金属、合金以及绝缘体;步骤C52”:(如图5J所示)以一化学机械平坦化制程研磨第二次研磨层51以形成一抛光表面41,使得至少一第一牺牲结构台面6、至少一第二牺牲结构台面6’以及至少一第三牺牲结构台面6”未露出;步骤C53”:(如图5N所示)图形化第二次研磨层51;步骤C54”:形成一底电极层30于抛光表面41(延伸平面43)之上;步骤C55”:形成一压电层31于底电极层30之上;以及步骤C56”:形成一顶电极层32于压电层31之上。经步骤C6而形成如图5P所示的实施例,借此位于抛光表面41之下且分别位于至少一第一体声波共振结构3之下、至少一第二体声波共振结构3’之下以及至少一第三体声波共振结构3”之下的第二次研磨层51分别形成至少一第一体声波共振结构3的一第一频率调谐结构50、至少一第二体声波共振结构3’的一第二频率调谐结构50’以及至少一第三体声波共振结构3”的一第三频率调谐结构50”;其中第一频率调谐结构50以及第二频率调谐结构50’具有一第一厚度差TD1,第一厚度差TD1等于第一高度差HD1;其中第一频率调谐结构50以及第三频率调谐结构50”具有一第二厚度差TD2,第二厚度差TD2等于第二高度差HD2。通过调整第一高度差HD1,可调谐至少一第一体声波共振结构3以及至少一第二体声波共振结构3’的第一共振频率差FD1。通过调整第二高度差HD2,可调谐至少一第一体声波共振结构3以及至少一第三体声波共振结构3”的一第二共振频率差FD2。
前述图5K、图5M、图5O以及图5P等实施例,也可由如图5A的结构所形成(其中基板10为一半导体基板;构成复数个牺牲结构台面的材料包括选自以下群组的至少一者:金属、合金以及磊晶结构)。
请参阅图6A~图6C,其为本发明一种用于调谐体声波滤波器的体声波共振器的方法的一具体实施例的制程步骤的剖面示意图。在此实施例中,基板10可为一半导体基板;构成复数个牺牲结构台面的材料包括选自以下群组的至少一者:金属、合金以及磊晶结构。其中图6A的结构与图3B所示的结构大致相同,惟,其中复数个牺牲结构台面包括至少一第一牺牲结构台面6、至少一第二牺牲结构台面6’以及至少一第三牺牲结构台面6”。形成图6C所示的实施例的主要制程步骤与形成图4D所示的实施例的制程步骤大致相同,惟,其中形成至少一第一体声波共振器1、至少一第二体声波共振器1’以及至少一第三体声波共振器1”;其中于步骤C1当中,复数个牺牲结构台面包括至少一第一牺牲结构台面6、至少一第二牺牲结构台面6’以及至少一第三牺牲结构台面6”;其中于步骤C4当中,至少一第一牺牲结构台面6、至少一第二牺牲结构台面6’以及至少一第三牺牲结构台面6”被蚀刻,使得至少一第一牺牲结构台面6以及至少一第二牺牲结构台面6’具有一第一高度差HD1,至少一第一牺牲结构台面6以及至少一第三牺牲结构台面6”具有一第二高度差HD2(如图6B所示);其中于步骤C5当中,复数个体声波共振结构包括至少一第一体声波共振结构3、至少一第二体声波共振结构3’以及至少一第三体声波共振结构3”,至少一第一体声波共振结构3、至少一第二体声波共振结构3’以及至少一第三体声波共振结构3”分别位于至少一第一牺牲结构台面6之上、至少一第二牺牲结构台面6’之上以及至少一第三牺牲结构台面6”之上;于步骤C52当中,第二次研磨层51被研磨至使得至少一第一牺牲结构台面6、至少一第二牺牲结构台面6’以及至少一第三牺牲结构台面6”未露出,借此位于抛光表面41(延伸平面43)之下且分别位于至少一第一体声波共振结构3之下、至少一第二体声波共振结构3’之下以及至少一第一体声波共振结构3”之下的第二次研磨层51分别形成至少一第一体声波共振结构3的一第一频率调谐结构50、至少一第二体声波共振结构3’的一第二频率调谐结构50’以及至少一第三体声波共振结构3”的一第三频率调谐结构50”;其中第一频率调谐结构50以及第二频率调谐结构50’具有一第一厚度差TD1,第一厚度差TD1等于第一高度差HD1;其中第一频率调谐结构50以及第三频率调谐结构50”具有一第二厚度差TD2,第二厚度差TD2等于第二高度差HD2。通过调整第一高度差HD1,可调谐至少一第一体声波共振结构3以及至少一第二体声波共振结构3’的第一共振频率差FD1。通过调整第二高度差HD2,可调谐至少一第一体声波共振结构3以及至少一第三体声波共振结构3”的一第二共振频率差FD2。其中构成第二次研磨层51的材料为绝缘体。
请参阅图6D,其为本发明一种用于调谐体声波滤波器的体声波共振器的方法的另一具体实施例的剖面示意图。在此实施例中,基板10可为一半导体基板;构成复数个牺牲结构台面的材料包括选自以下群组的至少一者:金属、合金以及磊晶结构。形成图6D所示的实施例的主要制程步骤与形成图6C所示的实施例的制程步骤大致相同,惟,其中于步骤C52当中,第二次研磨层51被研磨至至少使得抛光表面41(延伸平面43)与预先抛光表面42重合或使得抛光表面41低于预先抛光表面42,且其中至少一第一牺牲结构台面6、至少一第二牺牲结构台面6’以及至少一第三牺牲结构台面6”未露出。在此实施例中,构成第二次研磨层51的材料可包括选自以下群组的至少一者:金属、合金以及绝缘体。
请参阅图6E,其为本发明一种用于调谐体声波滤波器的体声波共振器的方法的再一具体实施例的剖面示意图。在此实施例中,基板10可为一半导体基板;构成复数个牺牲结构台面的材料包括选自以下群组的至少一者:金属、合金以及磊晶结构。形成图6E所示的实施例的主要制程步骤与形成图6C所示的实施例的制程步骤大致相同,惟,其中于步骤C5当中,复数个体声波共振结构形成于一延伸平面43之上,其中延伸平面43与预先抛光表面42相重合,其中步骤C5包括以下步骤:步骤C51’:形成一第二次研磨层51于复数个牺牲结构台面以及绝缘层11之上,其中构成第二次研磨层51的材料包括选自以下群组的至少一者:金属以及合金;在一较佳的实施例中,构成第二次研磨层51的材料包括选自以下群组的至少一者:钌、钛、钼、铂、金、铝以及钨;步骤C52’:以一化学机械平坦化制程研磨第二次研磨层51以形成一抛光表面41,使得复数个牺牲结构台面未露出;步骤C53’:图形化第二次研磨层51;步骤C54’:形成一压电层31于抛光表面41之上;以及步骤C55’:形成一顶电极层32于压电层31之上。于步骤C6蚀刻去除复数个牺牲结构台面之后,即形成如图6E所示的实施例。其中位于预先抛光表面42(延伸平面43)之上、抛光表面41之下、且位于至少一第一体声波共振结构3之下的第二次研磨层51形成至少一第一体声波共振结构3的一底电极层30;其中位于预先抛光表面42(延伸平面43)之下且位于至少一第一体声波共振结构3之下的第二次研磨层51形成至少一第一体声波共振结构3的一第一频率调谐结构50;其中位于预先抛光表面42(延伸平面43)之上、抛光表面41之下、且位于至少一第二体声波共振结构3’之下的第二次研磨层51形成至少一第二体声波共振结构3’的一底电极层30;其中位于预先抛光表面42(延伸平面43)之下且位于至少一第二体声波共振结构3’之下的第二次研磨层51形成至少一第二体声波共振结构3’的一第二频率调谐结构50’,其中第一频率调谐结构50以及第二频率调谐结构50’具有一第一厚度差TD1,第一厚度差TD1等于第一高度差HD1;其中位于预先抛光表面42(延伸平面43)之上、抛光表面41之下、且位于至少一第三体声波共振结构3”之下的第二次研磨层51形成至少一第三体声波共振结构3”的一底电极层30;其中位于预先抛光表面42(延伸平面43)之下且位于至少一第三体声波共振结构3”之下的第二次研磨层51形成至少一第三体声波共振结构3”的一第三频率调谐结构50”,其中第一频率调谐结构50以及第三频率调谐结构50”具有一第二厚度差TD2,第二厚度差TD2等于第二高度差HD2。通过调整第一高度差HD1,可调谐至少一第一体声波共振结构3以及至少一第二体声波共振结构3’的第一共振频率差FD1。通过调整第二高度差HD2,可调谐至少一第一体声波共振结构3以及至少一第三体声波共振结构3”的一第二共振频率差FD2。
请参阅图6F,其为本发明一种用于调谐体声波滤波器的体声波共振器的方法的又一具体实施例的剖面示意图。形成图6F所示的实施例的主要制程步骤与形成图6C所示的实施例的制程步骤大致相同,惟,其中步骤C5包括以下步骤:步骤C51”:形成一第二次研磨层51于复数个牺牲结构台面以及绝缘层11之上,其中基板10为一化合物半导体基板;构成复数个牺牲结构台面的材料为一磊晶结构;其中构成第二次研磨层51的材料包括选自以下群组的至少一者:金属、合金以及绝缘体;步骤C52”:以一化学机械平坦化制程研磨第二次研磨层51以形成一抛光表面41,使得至少一第一牺牲结构台面6、至少一第二牺牲结构台面6’以及至少一第三牺牲结构台面6”未露出;步骤C53”:图形化第二次研磨层51;步骤C54”:形成一底电极层30于抛光表面41(延伸平面43)之上;步骤C55”:形成一压电层31于底电极层30之上;以及步骤C56”:形成一顶电极层32于压电层31之上。经步骤C6而形成如图6F所示的实施例,借此位于抛光表面41之下且分别位于至少一第一体声波共振结构3之下、至少一第二体声波共振结构3’之下以及至少一第三体声波共振结构3”之下的第二次研磨层51分别形成至少一第一体声波共振结构3的一第一频率调谐结构50、至少一第二体声波共振结构3’的一第二频率调谐结构50’以及至少一第三体声波共振结构3”的一第三频率调谐结构50”;其中第一频率调谐结构50以及第二频率调谐结构50’具有一第一厚度差TD1,第一厚度差TD1等于第一高度差HD1;其中第一频率调谐结构50以及第三频率调谐结构50”具有一第二厚度差TD2,第二厚度差TD2等于第二高度差HD2。通过调整第一高度差HD1,可调谐至少一第一体声波共振结构3以及至少一第二体声波共振结构3’的第一共振频率差FD1。通过调整第二高度差HD2,可调谐至少一第一体声波共振结构3以及至少一第三体声波共振结构3”的一第二共振频率差FD2。
前述图6C、图6D、图6E以及图6F等实施例,也可由如图5E的磊晶结构所形成,其中基板10为一化合物半导体基板;构成牺牲结构21的材料为一磊晶结构。
前述图5E中的牺牲结构21,可还包括一顶蚀刻终止层26形成于第一精细调谐层23之上(图中未显示),借此可形成图6C、图6D、图6E以及图6F等实施例。其中此顶蚀刻终止层26的功能与图4J中的顶蚀刻终止层26的功能相同。为避免位于接近基板10的中心的复数个牺牲结构台面的第一精细调谐层23与位于远离基板10的中心的复数个牺牲结构台面的第一精细调谐层23被研磨成不一样的厚度,可通过顶蚀刻终止层26,使得位于接近基板10的中心的复数个牺牲结构台面的第一精细调谐层23的厚度能维持等于位于远离基板10的中心的复数个牺牲结构台面的第一精细调谐层23的厚度。
在本发明的图5C、图5K、图5P、图6C、图6D、图6E以及图6F的实施例中,其共通之处在于:至少一第一体声波共振结构3的底电极层30、至少一第二体声波共振结构3’的底电极层30以及至少一第一体声波共振结构3”的底电极层30皆形成于延伸平面43之上;第一频率调谐结构50、第二频率调谐结构50’以及第一频率调谐结构50”皆形成于延伸平面43之下。在本发明的图5D、图5M以及图5O的实施例中,其共通之处在于:至少一第一体声波共振结构3的底电极层30、至少一第二体声波共振结构3’的底电极层30以及至少一第一体声波共振结构3”的底电极层30皆形成于延伸平面43之上;第二频率调谐结构50’以及第一频率调谐结构50”皆形成于延伸平面43之下。
前述图3G、图3I、图3K、图3L、图4D、图4F、图4H、图4I、图5C、图5D、图5K、图5M、图5O、图5P、图6C、图6D、图6E以及图6F的实施例,皆可如图2I或图2J的实施例,还包括一底蚀刻终止层20,其中底蚀刻终止层20形成于基板10之上,绝缘层11形成于底蚀刻终止层20之上,至少一第一空腔40以及至少一第二空腔40’也位于底蚀刻终止层20之上。其中基板10为一化合物半导体基板;构成复数个牺牲结构台面(牺牲结构21)的材料为一磊晶结构。
请参阅图6G,其为本发明一种用于调谐体声波滤波器的体声波共振器的方法的一具体实施例的局部放大剖面示意图。图6G的结构为本发明的图1F、图1K、图2F、图2I以及图5C的实施例的局部放大剖面示意图。其中体声波共振结构3的底金属层30在边缘处可以较为平缓的方式缓缓变薄,体声波共振结构3的压电层31在底金属层30的边缘处也会以较为平缓的方式缓缓变薄,如此在底金属层30的边缘处附近的压电层31的结晶能维持较好的状态,不至于产生结晶裂痕或断裂的现象。因此,图6G的结构中,底金属层30在边缘处以较为平缓的方式缓缓变薄,为一较佳的实施例。在本发明的其他实施例中,体声波共振结构3(或体声波共振结构3’、或体声波共振结构3”)的底金属层30的边缘处,也具有类似图6G的结构,底金属层30以较为平缓的方式缓缓变薄。请参阅图6H,其为本发明一种用于调谐体声波滤波器的体声波共振器的方法的另一具体实施例的局部放大剖面示意图。图6H的结构为本发明的图3L以及图5P的实施例的局部放大剖面示意图。其中除了体声波共振结构3的底金属层30在边缘处以较为平缓的方式缓缓变薄之外,第二次研磨层51在边缘处也以较为平缓的方式缓缓变薄。在本发明的图4I以及图6F的实施例中,第二次研磨层51在边缘处也可以较为平缓的方式缓缓变薄。
在本发明的实施例当中,频率调谐结构50(或频率调谐结构50’、或频率调谐结构50”)的厚度若太厚,会影响到体声波共振结构3(或体声波共振结构3’、或体声波共振结构3”)的共振膜态,因此频率调谐结构50(或频率调谐结构50’、或频率调谐结构50”)的厚度需小于1000nm。在一些较佳的实施例中,频率调谐结构50(或频率调谐结构50’、或频率调谐结构50”)的厚度等于或小于300nm。
以上所述乃是本发明的具体实施例及所运用的技术手段,根据本文的揭示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附图所涵盖的实质精神,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,极具产业上利用的价植,依法提出发明专利申请。

Claims (24)

1.一种形成体声波共振器的空腔的方法,包括以下步骤:
步骤A1:形成一牺牲磊晶结构台面于一化合物半导体基板之上;
步骤A2:形成一绝缘层于所述牺牲磊晶结构台面以及所述化合物半导体基板之上;
步骤A3:以一化学机械平坦化制程研磨所述绝缘层以形成一抛光表面;
步骤A4:形成一体声波共振结构于所述抛光表面之上,其中所述体声波共振结构位于所述牺牲磊晶结构台面之上,其中所述步骤A4包括以下步骤:
步骤A41:形成一底电极层于所述抛光表面之上;
步骤A42:形成一压电层于所述底电极层之上;以及
步骤A43:形成一顶电极层于所述压电层之上;以及
步骤A5:蚀刻所述牺牲磊晶结构台面以形成一空腔,其中所述空腔位于所述体声波共振结构之下。
2.根据权利要求1所述的形成体声波共振器的空腔的方法,其中于所述步骤A3当中,所述绝缘层被研磨至使得所述牺牲磊晶结构台面未露出,其中介于所述底电极层以及所述牺牲磊晶结构台面之间的所述绝缘层形成一频率调谐结构,其中所述频率调谐结构具有一厚度,所述体声波共振结构具有一共振频率,从而通过调整所述频率调谐结构的所述厚度,可调谐所述体声波共振结构的所述共振频率。
3.根据权利要求1所述的形成体声波共振器的空腔的方法,还包括一形成一底蚀刻终止层于所述化合物半导体基板之上的步骤,其中所述牺牲磊晶结构台面形成于所述底蚀刻终止层之上;其中所述牺牲磊晶结构台面包括一牺牲磊晶层。
4.根据权利要求3所述的形成体声波共振器的空腔的方法,其中(1)所述化合物半导体基板由砷化镓所构成;所述牺牲磊晶层由砷化镓所构成;所述底蚀刻终止层由磷化铟镓所构成;或(2)所述化合物半导体基板由磷化铟所构成;所述牺牲磊晶层由砷化铟镓所构成;所述底蚀刻终止层由磷化铟所构成。
5.根据权利要求3所述的形成体声波共振器的空腔的方法,其中所述牺牲磊晶层具有一厚度,所述牺牲磊晶层的所述厚度介于50nm以及5000nm之间;其中所述底蚀刻终止层具有一厚度,所述底蚀刻终止层的所述厚度介于20nm以及500nm之间。
6.一种用于调谐体声波滤波器的体声波共振器的方法,包括以下步骤:
步骤B1:形成复数个牺牲结构台面于一基板之上,其中所述复数个牺牲结构台面包括至少一第一牺牲结构台面以及至少一第二牺牲结构台面,其中所述至少一第一牺牲结构台面的一高度大于所述至少一第二牺牲结构台面的一高度,其中所述至少一第一牺牲结构台面以及所述至少一第二牺牲结构台面具有一第一高度差;
步骤B2:形成一绝缘层于所述复数个牺牲结构台面以及所述基板之上;
步骤B3:以一化学机械平坦化制程研磨所述绝缘层以形成一抛光表面;
步骤B4:形成复数个体声波共振结构于所述抛光表面之上,其中所述复数个体声波共振结构包括至少一第一体声波共振结构以及至少一第二体声波共振结构,所述至少一第一体声波共振结构以及所述至少一第二体声波共振结构分别位于所述至少一第一牺牲结构台面之上以及所述至少一第二牺牲结构台面之上,其中所述步骤B4包括以下步骤:
步骤B41:形成一底电极层于所述抛光表面之上;
步骤B42:形成一压电层于所述底电极层之上;以及
步骤B43:形成一顶电极层于所述压电层之上;以及
步骤B5:蚀刻所述复数个牺牲结构台面以形成复数个空腔,其中所述复数个空腔分别位于所述复数个体声波共振结构之下;
其中于所述步骤B3当中,所述绝缘层被研磨至使得(1)所述至少一第一牺牲结构台面露出且所述至少一第二牺牲结构台面未露出,借此位于所述抛光表面之下且位于所述至少一第二体声波共振结构之下的所述绝缘层形成所述至少一第二体声波共振结构的一第二频率调谐结构,其中所述第二频率调谐结构具有一厚度,所述第二频率调谐结构的所述厚度等于所述第一高度差;或(2)所述至少一第一牺牲结构台面以及所述至少一第二牺牲结构台面未露出,借此位于所述抛光表面之下且位于所述至少一第一体声波共振结构之下以及所述至少一第二体声波共振结构之下的所述绝缘层分别形成所述至少一第一体声波共振结构的一第一频率调谐结构以及所述至少一第二体声波共振结构的一第二频率调谐结构,其中所述第一频率调谐结构以及所述第二频率调谐结构具有一第一厚度差,所述第一厚度差等于所述第一高度差;
其中所述至少一第一体声波共振结构以及所述至少一第二体声波共振结构具有一第一共振频率差,所述第一共振频率差与所述第一高度差相关连,从而通过调整所述第一高度差,可调谐所述至少一第一体声波共振结构以及所述至少一第二体声波共振结构的所述第一共振频率差。
7.根据权利要求6所述的用于调谐体声波滤波器的体声波共振器的方法,其中所述基板为一半导体基板;其中构成所述复数个牺牲结构台面的材料包括选自以下群组的至少一者:金属、合金以及磊晶结构。
8.根据权利要求7所述的用于调谐体声波滤波器的体声波共振器的方法,其中所述基板为一化合物半导体基板,其中所述步骤B1包括以下步骤:
步骤B11:形成一牺牲结构于所述基板之上,其中所述牺牲结构包括一牺牲磊晶层;
步骤B12:蚀刻所述牺牲结构以形成所述复数个牺牲结构台面,使得所述复数个牺牲结构台面具有相同的高度;以及
步骤B13:蚀刻所述至少一第一牺牲结构台面以及所述至少一第二牺牲结构台面或蚀刻所述至少一第二牺牲结构台面,使得所述至少一第一牺牲结构台面以及所述至少一第二牺牲结构台面具有所述第一高度差。
9.根据权利要求8所述的用于调谐体声波滤波器的体声波共振器的方法,其中所述牺牲结构还包括一第一蚀刻终止层以及一第一精细调谐层,其中所述牺牲磊晶层形成于所述基板之上,所述第一蚀刻终止层形成于所述牺牲磊晶层之上,所述第一精细调谐层形成于所述第一蚀刻终止层之上,其中所述第一精细调谐层具有一厚度;其中于所述步骤B13当中,所述至少一第二牺牲结构台面的所述第一精细调谐层被蚀刻,使得所述至少一第一牺牲结构台面以及所述至少一第二牺牲结构台面具有所述第一高度差,从而所述第一高度差由所述第一精细调谐层的所述厚度所决定。
10.根据权利要求9所述的用于调谐体声波滤波器的体声波共振器的方法,其中(1)所述基板由砷化镓所构成;所述牺牲磊晶层由砷化镓所构成;所述第一蚀刻终止层由砷化铝或磷化铟镓所构成;所述第一精细调谐层由砷化镓所构成;或(2)所述基板由磷化铟所构成;所述牺牲磊晶层由砷化铟镓所构成;所述第一蚀刻终止层由磷化铟所构成;所述第一精细调谐层由砷化铟镓所构成。
11.根据权利要求9所述的用于调谐体声波滤波器的体声波共振器的方法,其中所述第一精细调谐层的所述厚度介于1nm以及300nm之间;其中所述第一蚀刻终止层具有一厚度,所述第一蚀刻终止层的所述厚度介于1nm以及50nm之间。
12.根据权利要求8所述的用于调谐体声波滤波器的体声波共振器的方法,还包括一形成一底蚀刻终止层于所述基板之上的步骤,其中所述牺牲结构形成于所述底蚀刻终止层之上;其中所述牺牲磊晶层具有一厚度,所述牺牲磊晶层的所述厚度介于50nm以及5000nm之间;其中所述底蚀刻终止层具有一厚度,所述底蚀刻终止层的所述厚度介于20nm以及500nm之间;其中(1)所述基板由砷化镓所构成;所述牺牲磊晶层由砷化镓所构成;所述底蚀刻终止层由磷化铟镓所构成;或(2)所述基板由磷化铟所构成;所述牺牲磊晶层由砷化铟镓所构成;所述底蚀刻终止层由磷化铟所构成。
13.一种用于调谐体声波滤波器的体声波共振器的方法,包括以下步骤:
步骤C1:形成复数个牺牲结构台面于一基板之上,其中所述复数个牺牲结构台面具有相同的高度,其中所述复数个牺牲结构台面包括至少一第一牺牲结构台面以及至少一第二牺牲结构台面;
步骤C2:形成一绝缘层于所述复数个牺牲结构台面以及所述基板之上;
步骤C3:以一预先化学机械平坦化制程研磨所述绝缘层以形成一预先抛光表面,使得所述复数个牺牲结构台面露出;
步骤C4:蚀刻所述至少一第一牺牲结构台面以及所述至少一第二牺牲结构台面或蚀刻所述至少一第二牺牲结构台面,使得所述至少一第一牺牲结构台面以及所述至少一第二牺牲结构台面具有一第一高度差,其中所述至少一第一牺牲结构台面的一高度大于所述至少一第二牺牲结构台面的一高度;
步骤C5:形成复数个体声波共振结构,其中所述复数个体声波共振结构包括至少一第一体声波共振结构以及至少一第二体声波共振结构,所述至少一第一体声波共振结构以及所述至少一第二体声波共振结构分别位于所述至少一第一牺牲结构台面之上以及所述至少一第二牺牲结构台面之上,其中(a)所述步骤C5包括以下步骤:
步骤C51:形成一第二次研磨层于所述复数个牺牲结构台面以及所述绝缘层之上,其中构成所述第二次研磨层的材料为绝缘体;
步骤C52:以一化学机械平坦化制程研磨所述第二次研磨层以形成一抛光表面,使得(1)所述至少一第一牺牲结构台面露出且所述至少一第二牺牲结构台面未露出,借此位于所述抛光表面之下且位于所述至少一第二体声波共振结构之下的所述第二次研磨层形成所述至少一第二体声波共振结构的一第二频率调谐结构,其中所述第二频率调谐结构具有一厚度,所述第二频率调谐结构的所述厚度等于所述第一高度差;或(2)所述至少一第一牺牲结构台面以及所述至少一第二牺牲结构台面未露出,借此位于所述抛光表面之下且分别位于所述至少一第一体声波共振结构之下以及所述至少一第二体声波共振结构之下的所述第二次研磨层分别形成所述至少一第一体声波共振结构的一第一频率调谐结构以及所述至少一第二体声波共振结构的一第二频率调谐结构,其中所述第一频率调谐结构以及所述第二频率调谐结构具有一第一厚度差,所述第一厚度差等于所述第一高度差;
步骤C53:形成一底电极层于所述抛光表面之上;
步骤C54:形成一压电层于所述底电极层之上;以及
步骤C55:形成一顶电极层于所述压电层之上;
或(b)一延伸平面与所述预先抛光表面相重合,其中所述步骤C5包括以下步骤:
步骤C51’:形成一第二次研磨层于所述复数个牺牲结构台面以及所述绝缘层之上,其中构成所述第二次研磨层的材料包括选自以下群组的至少一者:金属以及合金;
步骤C52’:以一化学机械平坦化制程研磨所述第二次研磨层以形成一抛光表面,使得所述复数个牺牲结构台面未露出;
步骤C53’:图形化所述第二次研磨层,其中(1)于所述步骤C4当中,所述至少一第二牺牲结构台面被蚀刻;其中位于所述延伸平面之上、所述抛光表面之下、且位于所述至少一第一体声波共振结构之下的所述第二次研磨层形成所述至少一第一体声波共振结构的一底电极层;其中位于所述延伸平面之上、所述抛光表面之下、且位于所述至少一第二体声波共振结构之下的所述第二次研磨层形成所述至少一第二体声波共振结构的一底电极层;其中位于所述延伸平面之下且位于所述至少一第二体声波共振结构之下的所述第二次研磨层形成所述至少一第二体声波共振结构的一第二频率调谐结构,其中所述第二频率调谐结构具有一厚度,所述第二频率调谐结构的所述厚度等于所述第一高度差;或(2)于所述步骤C4当中,所述至少一第一牺牲结构台面以及所述至少一第二牺牲结构台面被蚀刻;其中位于所述延伸平面之上、所述抛光表面之下、且位于所述至少一第一体声波共振结构之下的所述第二次研磨层形成所述至少一第一体声波共振结构的一底电极层;其中位于所述延伸平面之下且位于所述至少一第一体声波共振结构之下的所述第二次研磨层形成所述至少一第一体声波共振结构的一第一频率调谐结构;其中位于所述延伸平面之上、所述抛光表面之下、且位于所述至少一第二体声波共振结构之下的所述第二次研磨层形成所述至少一第二体声波共振结构的一底电极层;其中位于所述延伸平面之下且位于所述至少一第二体声波共振结构之下的所述第二次研磨层形成所述至少一第二体声波共振结构的一第二频率调谐结构;其中所述第一频率调谐结构以及所述第二频率调谐结构具有一第一厚度差,所述第一厚度差等于所述第一高度差;
步骤C54’:形成一压电层于所述抛光表面之上;以及
步骤C55’:形成一顶电极层于所述压电层之上;
或(c)所述步骤C5包括以下步骤:
步骤C51”:形成一第二次研磨层于所述复数个牺牲结构台面以及所述绝缘层之上,其中构成所述第二次研磨层的材料包括选自以下群组的至少一者:金属、合金以及绝缘体;
步骤C52”:以一化学机械平坦化制程研磨所述第二次研磨层以形成一抛光表面,使得(1)所述至少一第一牺牲结构台面露出且所述至少一第二牺牲结构台面未露出,借此位于所述抛光表面之下且位于所述至少一第二体声波共振结构之下的所述第二次研磨层形成所述至少一第二体声波共振结构的一第二频率调谐结构,其中所述第二频率调谐结构具有一厚度,所述第二频率调谐结构的所述厚度等于所述第一高度差;或(2)所述至少一第一牺牲结构台面以及所述至少一第二牺牲结构台面未露出,借此位于所述抛光表面之下且分别位于所述至少一第一体声波共振结构之下以及所述至少一第二体声波共振结构之下的所述第二次研磨层分别形成所述至少一第一体声波共振结构的一第一频率调谐结构以及所述至少一第二体声波共振结构的一第二频率调谐结构,其中所述第一频率调谐结构以及所述第二频率调谐结构具有一第一厚度差,所述第一厚度差等于所述第一高度差;
步骤C53”:图形化所述第二次研磨层;
步骤C54”:形成一底电极层于所述抛光表面之上;
步骤C55”:形成一压电层于所述底电极层之上;以及
步骤C56”:形成一顶电极层于所述压电层之上;以及
步骤C6:蚀刻所述复数个牺牲结构台面以形成复数个空腔,其中所述复数个空腔分别位于所述复数个体声波共振结构之下;
其中所述至少一第一体声波共振结构以及所述至少一第二体声波共振结构具有一第一共振频率差,所述第一共振频率差与所述第一高度差相关连;从而通过调整所述第一高度差,可调谐所述至少一第一体声波共振结构以及所述至少一第二体声波共振结构的所述第一共振频率差。
14.根据权利要求13所述的用于调谐体声波滤波器的体声波共振器的方法,其中所述基板为一半导体基板;其中构成所述复数个牺牲结构台面的材料包括选自以下群组的至少一者:金属、合金以及磊晶结构。
15.根据权利要求14所述的用于调谐体声波滤波器的体声波共振器的方法,其中所述基板为一化合物半导体基板;其中所述步骤C1包括以下步骤:
步骤C11:形成一牺牲结构于所述基板之上,其中所述牺牲结构包括一牺牲磊晶层;以及
步骤C12:蚀刻所述牺牲结构以形成所述复数个牺牲结构台面,其中所述复数个牺牲结构台面具有相同的高度。
16.根据权利要求15所述的用于调谐体声波滤波器的体声波共振器的方法,其中(1)所述牺牲结构还包括一第一蚀刻终止层以及一第一精细调谐层,其中所述牺牲磊晶层形成于所述基板之上,所述第一蚀刻终止层形成于所述牺牲磊晶层之上,所述第一精细调谐层形成于所述第一蚀刻终止层之上,其中所述第一精细调谐层具有一厚度;其中于所述步骤C4当中,所述至少一第二牺牲结构台面的所述第一精细调谐层被蚀刻,使得所述至少一第一牺牲结构台面以及所述至少一第二牺牲结构台面具有所述第一高度差,从而所述第一高度差由所述第一精细调谐层的所述厚度所决定;或(2)所述牺牲结构还包括一第一蚀刻终止层、一第一精细调谐层以及一顶蚀刻终止层,其中所述牺牲磊晶层形成于所述基板之上,所述第一蚀刻终止层形成于所述牺牲磊晶层之上,所述第一精细调谐层形成于所述第一蚀刻终止层之上,所述顶蚀刻终止层形成于所述第一精细调谐层之上,其中所述第一精细调谐层具有一厚度;其中所述步骤C4包括以下步骤:
步骤C41:蚀刻所述至少一第一牺牲结构台面以及所述至少一第二牺牲结构台面的所述顶蚀刻终止层;以及
步骤C42:蚀刻所述至少一第二牺牲结构台面的所述第一精细调谐层,使得所述至少一第一牺牲结构台面以及所述至少一第二牺牲结构台面具有所述第一高度差,从而所述第一高度差由所述第一精细调谐层的所述厚度所决定。
17.根据权利要求16所述的用于调谐体声波滤波器的体声波共振器的方法,其中(1)所述基板由砷化镓所构成;所述牺牲磊晶层由砷化镓所构成;所述第一蚀刻终止层由砷化铝或磷化铟镓所构成;所述第一精细调谐层由砷化镓所构成;所述顶蚀刻终止层由磷化铟镓所构成;或(2)所述基板由磷化铟所构成;所述牺牲磊晶层由砷化铟镓所构成;所述第一蚀刻终止层由磷化铟所构成;所述第一精细调谐层由砷化铟镓所构成;所述顶蚀刻终止层由磷化铟所构成。
18.根据权利要求16所述的用于调谐体声波滤波器的体声波共振器的方法,其中所述第一精细调谐层的所述厚度介于1nm以及300nm之间;其中所述第一蚀刻终止层具有一厚度,所述第一蚀刻终止层的所述厚度介于1nm以及50nm之间;其中所述顶蚀刻终止层具有一厚度,所述顶蚀刻终止层的所述厚度介于50nm以及300nm之间。
19.根据权利要求15所述的用于调谐体声波滤波器的体声波共振器的方法,还包括一形成一底蚀刻终止层于所述基板之上的步骤,其中所述牺牲结构形成于所述底蚀刻终止层之上;其中所述牺牲磊晶层具有一厚度,所述牺牲磊晶层的所述厚度介于50nm以及5000nm之间;其中所述底蚀刻终止层具有一厚度,所述底蚀刻终止层的所述厚度介于20nm以及500nm之间;其中(1)所述基板由砷化镓所构成;所述牺牲磊晶层由砷化镓所构成;所述底蚀刻终止层由磷化铟镓所构成;或(2)所述基板由磷化铟所构成;所述牺牲磊晶层由砷化铟镓所构成;所述底蚀刻终止层由磷化铟所构成。
20.根据权利要求13所述的用于调谐体声波滤波器的体声波共振器的方法,其中于所述步骤C51’当中,其中构成所述第二次研磨层的材料包括选自以下群组的至少一者:钌、钛、钼、铂、金、铝以及钨。
21.一种体声波滤波器,包括:
一绝缘层,形成于一基板之上,其中所述绝缘层具有复数个空腔;
复数个体声波共振结构,所述复数个体声波共振结构分别位于所述复数个空腔之上,其中所述复数个体声波共振结构包括一第一体声波共振结构以及一第二体声波共振结构,所述复数个空腔包括一第一空腔以及一第二空腔,所述第一体声波共振结构以及所述第二体声波共振结构分别对应于所述第一空腔以及所述第二空腔,其中所述第一体声波共振结构以及所述第二体声波共振结构具有一第一共振频率差,其中每一所述复数个体声波共振结构包括:
一底电极层,形成于一延伸平面之上;
一压电层,形成于所述底电极层之上;以及
一顶电极层,形成于所述压电层之上;以及
一可调谐频率结构,其中所述可调谐频率结构的构形为以下结构A、结构B以及结构C的其中之一:
结构A:所述绝缘层具有经抛光的一上表面,所述延伸平面与所述绝缘层的所述上表面相重合;其中所述第二体声波共振结构具有一第二频率调谐结构,所述第二频率调谐结构形成于所述延伸平面之下介于所述第二体声波共振结构的所述底电极层以及所述第二空腔之间,其中所述第二频率调谐结构具有一厚度,所述厚度与所述第一体声波共振结构以及所述第二体声波共振结构的所述第一共振频率差相关连;
结构B:所述绝缘层具有经抛光的一上表面,所述延伸平面与所述绝缘层的所述上表面相重合;其中所述第一体声波共振结构以及所述第二体声波共振结构分别具有一第一频率调谐结构以及一第二频率调谐结构,其中所述第一频率调谐结构形成于所述延伸平面之下介于所述第一体声波共振结构的所述底电极层以及所述第一空腔之间,所述第二频率调谐结构形成于所述延伸平面之下介于所述第二体声波共振结构的所述底电极层以及所述第二空腔之间,其中所述第一频率调谐结构以及所述第二频率调谐结构具有一第一厚度差,所述第一厚度差与所述第一体声波共振结构以及所述第二体声波共振结构的所述第一共振频率差相关连;以及
结构C:一第二次研磨层形成于所述绝缘层以及所述复数个空腔之上,其中所述第二次研磨层具有经抛光的一上表面,所述延伸平面与所述第二次研磨层的所述上表面相重合;其中于所述延伸平面之下介于所述第一体声波共振结构的所述底电极层以及所述第一空腔之间的所述第二次研磨层形成所述第一体声波共振结构的一第一频率调谐结构,其中于所述延伸平面之下介于所述第二体声波共振结构的所述底电极层以及所述第二空腔之间的所述第二次研磨层形成所述第二体声波共振结构的一第二频率调谐结构,其中所述第一频率调谐结构以及所述第二频率调谐结构具有一第一厚度差,所述第一厚度差与所述第一体声波共振结构以及所述第二体声波共振结构的所述第一共振频率差相关连。
22.根据权利要求21所述的体声波滤波器,其中所述基板为一半导体基板。
23.根据权利要求21所述的体声波滤波器,其中构成所述第一频率调谐结构的材料包括选自以下群组的至少一者:金属、合金以及绝缘体;其中构成所述第二频率调谐结构的材料包括选自以下群组的至少一者:金属、合金以及绝缘体。
24.根据权利要求21所述的体声波滤波器,其中所述第一频率调谐结构以及所述第一体声波共振结构的所述底电极层由相同的材料所构成;其中所述第二频率调谐结构以及所述第二体声波共振结构的所述底电极层由相同的材料所构成。
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