CN111566932B - 具有减小的寄生电容的体声波谐振器的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于可调节的体声波谐振器的制造方法，可调节的体声波谐振器包括换能器叠层(E1)和调谐叠层(E2)。根据本发明，换能器叠层(E1)包括两个限定的电极(4、6)和压电材料(2)，并且叠层(E2)包括压电材料层(8)和两个限定的电极(10、12)。该方法包括：a)制造换能器叠层；b)在换能器叠层的电极(6)上形成电绝缘层；c)在电绝缘层上形成调谐叠层的限定的电极(10)，使得其与换能器叠层的电极对准；d)在电极(10)上组装压电材料衬底；e)使压电材料衬底断裂；f)形成调谐叠层的与限定的电极(10)对准的另一限定的电极(12)。

Description

具有减小的寄生电容的体声波谐振器的制造方法
技术领域
本发明涉及一种用于具有减小的寄生电容的谐振器，例如体声波谐振器的制造方法。
背景技术
例如，期望制造例如用于移动电话的可调节的射频（RF）滤波器，使得能够通过使用相同的滤波器来寻址多个频带，从而减少在蜂窝电话中使用的滤波器的数量。
这样的RF滤波器已经存在，例如是体声波（BAW）滤波器，但是它们是不可调节的。
体声波滤波器包括压电材料层、在压电层的一个面上的电极和在另一面上的电极。为了控制谐振器的特性，例如通过蚀刻来界定电极；因此，这些电极没有覆盖它们形成在其上的压电层的整个表面。
为了获得可调节的体声波滤波器，包括压电材料层和在压电层的任一侧上的电极的另一叠层被设置在已制成的叠层上，并且其通过电绝缘材料与该已制成的叠层绝缘。
第一叠层会产生共振，其被称为换能层，而第二叠层使第一叠层生成的波的传播条件得以修改，该第二叠层被称为调谐层。
额外地，对于换能层和调谐层，试图利用具有强机电耦合的波例如一方面使得能够合成满足移动电话要求的带通滤波器，另一方面使得能够实现显著的频率捷变。这种强耦合可以通过使用具有强压电特性的材料来实现。例如，X切割的铌酸锂或者LiNbO3（也称为LNO），即，具有垂直于衬底平面的晶体方向X，其可使目标模式的理论机电耦合达到45％。另一种令人关注的晶体取向是所谓的Y + 163°切割，其中晶体X轴在平面中，而Y轴相对于衬底的法线倾斜了163°的角度。这种取向使得具有小于X切割（大约35％）的机电耦合系数的波被激发，但是每次仅使单个波被激发，这导致寄生共振的数量减少。
在移动电话的应用中，目标频率为几百MHz至几GHz。为此，压电层必须非常薄，例如几百纳米，其厚度取决于所期望的频率。
具有这样的厚度并且具有给定的晶体取向的LNO层不能通过沉积制成。因此，两个叠层的制造要么通过经由注入、直接结合和断裂以进行转移来实现，要么通过经由直接结合和变薄以进行转移来实现。
为了使滤波器正常操作，两个叠层的厚度应保持在一个比率，该比率是根据谐振器的期望参数计算得出的。但是，鉴于期望的厚度仅为几百纳米，因此无法考虑对具有垂直于叠层平面的结晶轴的LNO进行沉积。具有这种取向的几百nm的LNO层是通过注入、直接结合和断裂来获得的。
目前，这种可调节的滤波器是由第一衬底、第二衬底和第三衬底制成的。
然后，进行在该衬底上制造电极、对衬底进行结合并且断裂的步骤。
该叠层包括四个叠置的电极。限定了谐振器的活动区域，即四个电极相互覆盖的区域。在此区域内，波具有预期的行为。寻求电极的良好对准以便控制叠层的电特性。
出于制造方法的缘故，电极之间的未对准会积累。为了在制造方法结束时获得一个具有期望表面积的有源区，在电极处设置有防护件。电极的尺寸与有源区的尺寸不同。通常，最后制成的电极具有有源区的尺寸。其他电极设置有足够的防护件以考虑未对准的情况。
一方面，这些防护件不利于谐振器的紧凑性。另一方面，已经注意到，在有源区外部的调谐层的电极部分和压电材料部分等效于寄生电容，其被认为与用于调谐该谐振器的谐振频率的外部电容并联连接。因此，它的存在会抵消频率调谐设定点。由此限制了谐振器的频率捷变范围。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种用于包括两个叠层的结构的新制造方法，每个叠层包括至少一个元件，两个元件彼此对准。
上述所提出的目的是通过一种用于结构的制造方法来实现的，该结构包括第一叠层和第二叠层，第一叠层包括至少一个第一元件，第二叠层包括至少一个第二元件，第一元件和第二元件彼此对准，该方法包括在第一叠层上形成第二元件，使得其与第一元件对准，并且通过将第二叠层的其余部分结合在所形成的结构上来进行转移。
根据本发明，第一元件和第二元件的对准例如通过光刻和蚀刻来实现，而不是通过在转移期间使板相对于另一个板对准来实现。在光刻步骤期间，该对准使得能够通过使用光刻中所使用的掩模对准器或者甚至更好的光中继器来实现精确对准，而无需在结合期间借助于专用的对准站。
本发明的目的还在于提供一种用于体声波谐振器的制造方法，该体声波谐振器提供减小的寄生电容。
上述所提出的目的通过一种用于体声波谐振器的制造方法来实现，该体声波谐振器至少包括第一叠层和第二叠层，第一叠层包括压电材料和两个电极，第二叠层包括在层的任一侧上的两个导电金属层，电极和金属层的对准是通过光刻和蚀刻来实现的，而不是通过在转移过程中使板相对于另一个板对准来实现。在光刻步骤期间，该对准使得能够通过使用光刻中所使用的掩模对准器或者甚至更好的光中继器来实现精确对准，而无需在结合期间借助于专用的对准站。
通过该制造方法，可以显著地减少作为考虑到电极未对准的预防措施而设置的防护件，从而使寄生电容减小。此外，这样制成的谐振器可以更紧凑。
在可调节的体声波滤波器的情况下，第一叠层用于机电换能，第二叠层可以是调谐层，每个叠层包括两个电极。根据本发明的制造方法在制造第一电极之后，在已经包括电极的叠层上制造其他电极，这使得对准得以简化。
有利地，压电材料是X切割或者Y + 163°切割的铌酸锂或者LiNbO3。
在SMR滤波器的情况下，第二叠层可以是声学布拉格反射镜，以确保谐振器与衬底之间的机械去耦。在布拉格反射镜上形成第一电极，然后在结合谐振器的压电层之后，通过光刻和蚀刻经由直接对准第一电极来制造第二电极。
根据本发明的用于声谐振器的制造方法在电极与压电层之间实现介电材料结合层。与关于存在这样的层的偏见相反，可以使滤波器保持相同的压电耦合系数，或者甚至是提高的耦合系数，同时保持相同的频率捷变。
优选地，结合层的厚度在10 nm至50 nm之间。
因此，本发明的一个主题是一种用于结构的制造方法，该结构至少包括第一功能叠层和第二功能叠层，第一功能叠层至少包括第一元件和第一部分，第二功能叠层至少包括第二元件和第二部分，第一元件与第二元件对准，所述方法包括：
a）提供第一功能叠层，
b）在第一功能叠层上形成第二元件，使得其与第一元件对准，
c）提供不包括第二元件的第二叠层，
d）组装第一功能叠层和第二功能叠层。
在一个示例性实施例中，该制造方法在步骤c）之后包括步骤e），即，在第二部分上形成第三元件，使得第三元件与第二元件对准。
该制造方法可以包括在形成第三元件之前，从所述压电材料衬底中去除给定厚度的部分直至给定厚度的步骤c1）。
优选地，步骤d）的组装是直接结合。例如，步骤d）包括在第二元件上形成例如SiO2的第一结合层，并且在不具有第二元件的第二叠层上形成例如SiO2的第二结合层，所述直接结合在所述结合层处进行。第一结合层和第二结合层例如使得它们形成中间层，该中间层的厚度在10 nm至50 nm之间。
步骤c）和e）的对准可以通过在光刻步骤期间仅实施掩模对准器或者光中继器来实现。
有利地，步骤c1）是通过使压电材料衬底断裂来实现的，所述压电材料衬底预先已经进行了离子注入，其深度略高于第一压电材料层的给定厚度。
在一个示例性实施例中，第一叠层包括至少两个限定的导电部分，其在第一压电材料层的任一侧上形成限定的电极，且第二叠层包括第二压电材料层，并且第二元件和第三元件形成在第二压电材料层的任一侧上限定的第一电极和第二电极，其中第一叠层或者第二叠层形成体声波谐振器，并且第二叠层或者第一叠层形成用于调谐所述谐振器的装置，以便于制造可调节的体声波谐振器。
然后，该方法可以包括在第一叠层的限定的导电部分之一上形成电绝缘层的步骤。
例如，在步骤a）期间，第一叠层包括支撑电极和第一压电材料层的支撑衬底。
该制造方法可以包括例如通过蚀刻牺牲层来结构化支撑衬底以在谐振器下方形成空腔的步骤f）。
有利地，在步骤a）期间，通过离子注入和断裂来制造第一压电材料层。
在另一示例性实施例中，第一叠层包括在第一层的任一侧上的至少两个限定的导电部分，且第二叠层包括第二压电材料层，并且第二元件和第三元件形成在第一压电材料层的任一侧上限定的第一电极和第二电极，所述方法包括在第一叠层的限定的导电部分之一上形成电绝缘层的步骤，以及其中第一叠层包括与另一限定的导电部分接触的给定材料层，在该给定材料层上未形成电绝缘层，给定材料为电绝缘材料，例如SiO2，以便于形成布拉格反射镜，并且使得第一叠层和第二叠层在布拉格反射镜上形成体声波谐振器。
例如，一个或多个压电材料层是X切割的铌酸锂或者LiNbO3，其厚度有利地为100nm至几百nm。作为变型，一个或多个压电材料层是Y + 163°切割的铌酸锂或者LiNbO3，其厚度有利地为100 nm至几百nm。
本发明的另一主题是体声波谐振器，其至少包括第一叠层和第二叠层，第一叠层包括在给定材料部分的任一侧上的至少两个限定的导电部分，并且第二叠层包括：第一压电材料层、在第一压电材料层的任一侧上限定的第一电极和第二电极、和在第一电极与第一压电材料层之间的电绝缘材料中间层。
第二叠层的导电部分有利地是限定的电极，并且给定材料部分是压电材料，叠层之一形成换能器，并且叠层中的另一个形成用于所述换能器的频率调谐装置。
第一叠层可以是布拉格反射镜。
附图说明
基于以下描述和附图，将更好地理解本发明，在附图中：
- 图1是通过根据本发明的示例性方法获得的可调节的体声波滤波器的示例的示意图，
- 图2A至图2O是用于制造图1的滤波器的示例性制造方法的步骤的示意图，
- 图3是根据本发明的方法获得的，作为理想谐振器和谐振器R的频率（以GHz为单位）的函数的电响应（以欧姆为单位的阻抗I）的图形表示，
- 图4是根据现有技术的方法获得的，作为理想谐振器和谐振器R’的频率（以GHz为单位）的函数的电响应（以欧姆为单位的阻抗I）的图形表示，
- 图5A是利用根据本发明的方法获得的图1的滤波器的俯视图，其中仅示出了电极的周边，
- 图5B是现有技术的可调节的体声波滤波器的俯视图，其中仅示出了电极的周边，
- 图6是根据本发明的方法获得的，可调节的声谐振器的机电耦合系数作为中间层的厚度h（以nm为单位）的函数的百分比变化的图形表示，
- 图7是通过根据本发明的方法获得的，可调节的声谐振器的调谐层在开路和短路时的谐振频率和反谐振频率（以GHz为单位）作为中间层的厚度h（以nm为单位）变化的函数的图形表示，
- 图8A至图8J是用于制造SMR滤波器的示例性制造方法的步骤的示意图，
- 图9A至9E是用于制造结构的示例性方法的步骤的示意图，该结构包括至少一个第一元件和包括至少一个第二元件的第二叠层，其中第一元件和第二元件彼此对准。
具体实施方式
以下描述主要涉及声谐振器但不仅仅涉及声谐振器。图9A至图9E的描述涉及更一般的结构的制造，该结构包括：至少一个第一元件和包括至少一个第二元件的第二叠层，其中第一元件和第二元件彼此对准。
在本申请中，“对准部分”可以是电极，这意味着使第二材料部分被限定在与叠层的限定的第一材料部分竖直对准的层中，使得第二部分在第一部分的平面中的投影的外周与第一部分的外周之间的距离小于2 μm，有利地小于500 nm，甚至更有利地小于250 nm。术语“对准元件”与“对准部分”同义。
“限定的部分”或者“限定的电极”是指通过光刻和蚀刻基于层制成并且具有外周的部分或者电极，其与在整个叠层上延伸的全板层或者全板电极相反。
此外，“功能叠层”是例如以非限制性的方式提供功能的叠层，诸如致动器功能、滤波功能、换能功能、调谐功能、谐振器功能、布拉格反射镜功能、传感器功能、读取电路功能。
在图1中，可以看到根据本发明的包括两个叠层E1、E2的可调节体声波谐振器的示例性实施例。
叠层E1被称为换能器，并且包括压电材料层2、在层2的一个面上的电极4以及在层2的另一面上的电极6。电极4、6包括用于换能的有源部件和用于将有源部件连接到外部电路的一个或多个接触部件。
电极4和6被限定在有源区处并且在有源区彼此对准。
叠层E2被称为调谐叠层，它包括压电材料层8，在层8的一个面上的电极10和在层8的另一面上的电极12。电极10和12在有源区彼此竖直对准并且具有基本相同的表面积。
叠层E2还包括插入在电极10与压电层8之间的中间层13。该层是由根据本发明的制造方法得到的，并且其确保了结合功能。如将在下文中看到的，该层13可以插入在电极4与叠层E1的压电层2之间。
电极10、12包括用于调谐的有源部件和用于将有源部件连接到外部电路的一个或多个接触部件。
优选地，压电材料具有强的压电特性，通过“机电耦合系数”k2来量化，该k2被定义为相对于结构中可用的总（电和弹性）能，从电场转换为机械场或者从机械场转换为电场的能量分数。压电材料例如优选选自LiNbO3，（其优选地是X或者Y + 163°切割的LiNbO3，被称为LNO）、三氧化二锂（LiTaO3）或者铌酸钾（KNbO3）。优选地，层2和层8由相同的压电材料制成。作为变型，层2和层8两者都可以由两种不同的压电材料或者甚至不同的晶体取向制成。
电极例如是钨或者铝。电极可以由不同的导电材料制成。
在所示的示例中，叠层包括电绝缘体14，例如SiO2，该电绝缘体14插在两个叠层E1与E2之间，更特别地，插在电极6与10之间。但是根据其他替代方案，电极6和10可以相同并且仅形成单个金属层。
电极的表面积小于电极形成在其上的压电层的表面的表面积。电极例如通过全板沉积和蚀刻制成。
通过根据本发明的方法，相对于现有技术的谐振器，本发明的谐振器的有源区外部的电极部分的表面积显著地减小，从而减小了寄生电容。因此，改善了滤波器的操作。
现在将描述根据本发明的用于制造图1的谐振器的示例性制造方法。
步骤在图2A至图2O中示出。
该方法使得能够实现与压电材料层一样薄的LNO层。在下面的描述中，所实现的压电材料是LNO，但是该方法可以实现其他压电材料。
LNO薄层具有例如在约一百纳米至几百纳米的厚度。LNO厚度根据目标频率范围来选择。此外，优选地，LNO具有给定的晶体取向：优选地，期望具有可用的X切割的LNO层。
然而，与AlN不同，通常不考虑通过沉积来制造LNO薄层，其中AlN是体波滤波器工业中常规使用的材料，但其压电特性不足以用于频率捷变滤波器。
在第一阶段，制造用于形成换能器的叠层。作为变型，该方法可以从形成用于调谐的叠层开始。为此，使用衬底100，例如硅衬底，并且使用衬底101，例如LNO衬底。
在第一步骤中，在衬底101中进行离子注入，以便在预定深度处形成脆化区102。脆化区用虚线描绘。形成脆化区102的深度略高于叠层中的LNO层的期望厚度，例如，比目标最终厚度高约50至200 nm。衬底101的最接近脆化区的面被称为正面。脆化区102将衬底界定为两个部分102.1和102.2，其中该部分102.2用于形成LNO薄层。
这样获得的元件在图2A中示出。
在下一步骤中，例如通过溅射沉积在衬底101的正面上形成金属层，例如铝、钨、铂或者钼层，以制造电极。然后，例如通过光刻法对金属层进行结构化以制造限定的电极4。
这样获得的元件在图2B中示出。
在下一步骤中，例如通过溅射使非晶硅沉积，从而在电极4和正面上形成牺牲层105。
这样获得的元件在图2C中示出。
在下一步骤中，例如通过利用氟化气体，例如，六氟化硫（SF6）和/或二氟甲烷（CH2F2）进行反应性离子蚀刻来结构化非晶硅的牺牲层105。这形成盒部（box），其对应于将来的悬浮膜的位置。
这样获得的元件在图2D中示出。
在下一步骤中，在正面和牺牲层105上形成结合层106，例如SiO2层。
在衬底100上，还形成结合层107，例如SiO2层。
然后，可以例如通过化学机械抛光来进行使结合层106和107平坦化的步骤。
这样获得的元件在图2E中示出。
在下一步骤中，通过使结合层106和107接触来执行两个衬底的组装，例如通过直接结合来实现组装。作为变型，可以通过聚合物结合来实现组装：在形成牺牲层的盒部之后，进行树脂（例如双苯并环丁烯（BCB））的旋涂。然后，在板对板对准设备中使两个衬底接触，并且最后执行使树脂聚合和固化的退火。
这样获得的元件在图2F中示出。
在下一步骤中，LNO层在注入区102处断裂，以便去除该部分102.1。
然后，获得具有LNO薄层102.2和在其表面之一上的电极4的元件。
之后，有利地，可以进行抛光，以使该层的厚度达到目标值。
这样获得的元件在图2G中示出。
作为变型，可以通过抛光而无需借助于注入步骤将衬底100变薄至期望的厚度来获得LNO薄层。
在下一步骤中，在LNO薄层102.2上形成导电材料层，并且对该层进行结构化以便于形成与电极4对准的限定的电极6。例如，在光刻和掩模对准器的步骤中，界定电极6，使得其与电极4对准。然后，通过蚀刻来限定电极6。由于衬底具有透明特性并且氧化物层使衬底与电极分离，因此使得这种对准成为可能。
这样获得的元件在图2H中示出。
在下一步骤中，在电极6上形成电绝缘材料层110，例如SiO2层，以用于制成调谐叠层。该层形成在元件的整个正面上。该层将换能叠层E1和调谐叠层E2电绝缘。
这样获得的元件在图2I中示出。
在下一步骤中，将导电材料层沉积到层110上，并且构造电极10，使其与电极4、6对准。
如上文中已经描述的用于制造电极6的那样，有利地，可以例如通过光刻和掩模对准器实现这种对准。然后，对该层进行蚀刻以限定电极10。
然后，可以进行树脂去除或者剥离的步骤。
这样形成的元件在图2J中示出。
此外，在第三LNO衬底114中进行离子注入，以便在预定深度处形成脆化区116。脆化区用虚线来描绘。脆化区的深度将限定调谐叠层中的LNO层的厚度。最接近脆化区的衬底表面被称为正面。脆化区将衬底界定为两个部分114.1和114.2，其中该部分114.2用于形成LNO薄层。这样获得的元件在图2K中示出。
根据另一示例，衬底114可以由不同于LNO的压电材料制成。
然后在电极10上形成电绝缘材料层118，例如SiO2层。有利地，例如通过化学机械抛光进行平坦化的步骤。
这样获得的元件D2在图2L中示出。
在下一步骤中，在衬底114的正面上形成电绝缘材料层117，例如SiO2层。例如通过化学机械抛光有利地进行平坦化步骤，以用于结合在元件D2上。
由此形成元件D1。
元件D1和D2在图2L中示出。
在下一步骤中，例如通过直接结合由层118和117来组装元件D1和D2。该组装步骤不需要对准，这是因为元件D1不包括电极。选择层117和118的厚度，使得在组装时，总厚度对应于两个叠层之间的电绝缘材料的期望厚度。这样获得的元件在图2M中示出。
在下一步骤中，通过断裂来去除LNO部分114.1。
作为变型，为了形成LNO薄层，通过抛光而无需借助于注入步骤使衬底114变薄。
这样获得的元件在图2N中示出。
在下一步骤中，例如通过在LNO薄层114.2上进行沉积来形成导电材料层。
例如，通过光刻法和借助于掩模对准器来界定限定的电极12，使得其与电极10对准，然后通过蚀刻步骤形成电极12。
在所示出的示例中并且以非限制性方式，进一步进行连续的蚀刻步骤，即蚀刻压电层114.2，蚀刻绝缘层110以及最后蚀刻压电层114.2、绝缘层110和压电层102.2，所有这三个步骤例如通过离子加工来进行，以便分别在电极10、电极6和电极4上重新建立电接触。最后，仍然例如通过离子加工来蚀刻整个叠层并且在牺牲层105中停止蚀刻，接着通过气相蚀刻牺牲层104（例如通过XeF2蚀刻非晶硅盒），使得可以释放悬浮在气膜上方的谐振器。
这样获得的元件在图2O中示出。
可以实施该方法以制成SMR谐振器。
通过这种方法，避免了在结合时必须在两个板之间进行对准以使不同的电极水平彼此对准，该对准是在光刻期间通过掩模对准器或者光电中继器来实现的，这更简单并且最重要的是更加精确。这种方法使制造成本得以降低，因为它不需要在结合期间借助于专用的对准台。
根据本发明的制造方法使得能够实现电极的精确对准，这使得在设计结构时通常采用的用来克服可能的未对准的余量得以减小。
通过本发明，通过假设使用光中继器进行对准，可以考虑用防护件来填充每个金属层之间大约1 μm的未对准，这包括层之间的对准不确定性以及与光刻和与蚀刻步骤有关的尺寸损失。在图5A中，可以看到用根据本发明的方法获得的谐振器的俯视图，其中仅示出了电极的周边，谐振器的有源区标记为AZ，其对应于四个电极的公共区。极大地减少了防护件。在图5B中，可以看到现有技术的可调节的体声波滤波器的俯视图，其中仅示出了电极的周边。四个电极的公共区标记为AZ'。
在图3中，可以看到电响应（以欧姆为单位的阻抗Z）被表示为理想谐振器Rid和根据本发明获得的包括厚度为60 nm的中间层13的谐振器R的频率的函数。曲线Rido是当调谐压电层处于开路时的电响应，而RIdc是当调谐压电层处于短路时的电响应。
曲线Ro是当调谐压电层开路时的电响应，而Rc是当调谐压电层短路时的电响应。
在图4中，通过比较可以看到现有技术的谐振器R’的电响应，‘其电极在有源区之外的延伸对应于1.5倍的有源区表面积。因此，它具有很强的寄生电容。
曲线R’o是当调谐压电层处于开路时的电响应，而R’c是当调谐压电层处于短路时的电响应。
虚线曲线Ridos和Ridcs对应于理论叠层，其具有通过本发明实现的对准，但是没有实现结合层。应当注意，结合层的存在对谐振器的操作没有太大的影响。
开路和短路条件表示频率捷变谐振器可到达的两个终端位置。
应当注意，通过根据本发明的方法实现的谐振器的频率捷变相对于理想谐振器的频率是降低的，但是这种降低远低于现有技术的谐振器R’的频率捷变的降低。因此，通过本发明，可以制造相对于现有技术的可调节的体声波滤波器而言，具有扩展的频率捷变的可调节的体声波滤波器。
此外，由于根据本发明的方法，通过以上描述的方法获得的叠层包括在压电材料之一与电极之间的结合层。但是该层（通常是SiO2层）是电绝缘的。
现有技术的滤波器不包括这样的层。通常期望使电极直接与压电层接触。但是，发明人发现这种层的存在对于可调节的谐振器的操作是可以接受的。
为了评估此中间层的存在对滤波器操作的影响，已进行了测量，考虑了如何滤波器：
电极4、电极6、电极10、电极12由Al制成，每个具有100 nm的厚度。
调谐压电层由LNO制成，具有650 nm的厚度。
换能器层由LNO制成，具有625nm的厚度。
两个叠层之间的电绝缘层由SiO2制成，具有200 nm的厚度，并且结合层由SiO2制成，具有厚度h。
当调谐叠层处于开路状态时，frO和faO表示谐振频率和反谐振频率，而当调谐叠层处于闭路状态时，frF和faF表示谐振频率和反谐振频率。
图6表示机电耦合系数cc（以％为单位）作为厚度h（以nm为单位）的函数的变型。cco表示开路时的机电耦合系数，而ccc表示短路时的机电耦合系数。
机电耦合系数表示压电材料将电能转换为机械能或者将机械能转换为电能的能力。对于滤波应用，该系数与谐振器的谐振频率与反谐振频率之间的相对偏差成正比，因此，可以告知可能达到的相对通带。
应当注意，当中间层的厚度增加时，系数cc迅速减小。优选地，选择至多60 nm的厚度h，其足以确保结合。但是在某些情况下，这样的厚度可以使结合之前的平坦化变得复杂。
作为第一近似，系数cc与压电层之间的厚度与总厚度之比成比例。
在图7中，调谐层的开路fro和faro中的以及调谐层的短路frc和farc中的谐振频率fr和反谐振频率far（以GHz为单位）的变化可以被表示为中间层13的厚度（以nm为单位）的函数。应当注意，用于图7的测量的叠层不同于用于图3的测量的叠层。
应当注意，随着中间层厚度的增加，开路中的谐振频率之间的频率差和短路中的反谐振频率之间的频率差增大。因此，滤波器的敏捷性随着厚度的增加而增加。因此，在保持滤波器的初始敏捷性的同时，可以通过修改调谐层与换能层之间的厚度比使耦合系数cc的减小被补偿，或者甚至可以增加。
相反地，如果中间层位于抵靠换能层，则类似的效果导致谐振器的机电耦合系数增加。
通过根据本发明的方法在电极与压电层之间实现结合层，减少了寄生电容，同时几乎不改变在调谐层与换能层之间的耦合。
此外，结合层可以有利地改善谐振器的温度特性。实际上，LNO是具有高温漂移的材料。因此，采用LNO的谐振器对温度非常敏感。在电极与LNO之间存在例如SiO2层的结合层确保了至少部分温度补偿，并且使谐振器对温度的敏感性降低。
根据另一示例性实施例，根据本发明的方法实现了在布拉格反射镜上的体声波谐振器，被称为固体安装谐振器（SMR），其使用声学布拉格反射镜来确保待制造的谐振器与衬底之间的机械去耦。
存在于图2O的可调节的谐振器中的空气腔被交替的高阻抗和低阻抗声学层的叠层所代替。
常规地，这些反射镜通常是通过使用SiO2层作为低阻抗声波材料，并且使用致密金属（例如W、Mo等）作为高阻抗声波材料制成的。但是，当金属层在电走线下操作时，它们会形成寄生电容。通过根据本发明的方法，可以限定它们，以便使未与谐振器竖直对准的金属层的区域减小。
现在将使用图8A至图8J描述根据本发明的使得能够制造SMR谐振器的示例性方法。
在第一步骤中，通过一系列的等离子增强化学气相沉积（PECVD）制得用于形成布拉格反射镜的SiO2/W/SiO2/W叠层。也可以例如通过喷涂来进行SiO2和Mo的连续沉积。
这样获得的元件在图8A中示出。
在下一个步骤中，例如通过光刻、干法蚀刻三层W/SiO2/W来制作反射镜结构。
这样获得的元件在图8B中示出。
在下一步骤中，形成SiO2层200，然后执行平坦化的步骤。
这样获得的元件在图8C中示出。
在下一步骤中，形成另一SiO2层201。
这样获得的元件在图8D中示出。
在下一步骤中，在层200上形成导电层202，例如，由Mo制成的导电层。然后，例如通过光刻、干法蚀刻和树脂去除来结构化该层以形成限定的第一电极。
这样获得的元件在图8E中示出。
在下一步骤中，在第一电极上形成用于与LNO衬底结合的SiO2层204。可以进行平坦化的步骤。
这样获得的元件在图8F中示出。
此外，对LNO衬底206进行离子注入，以在预定深度处形成脆化区208。脆化区用虚线来描绘。脆化区的深度将限定谐振器的LNO层的厚度。衬底的最接近脆化区的面被称为正面。脆化区将衬底界定为两个部分206.1和206.2，其中，该部分206.2用于形成LNO薄层。
然后，在衬底206的正面上形成SiO2层210，用于与元件结合。可以进行平坦化的步骤，然后，进行表面活化以促进随后的结合步骤。
这样获得的元件在图8G中示出。
在下一步骤中，通过使层204和层210结合（例如通过直接结合）来组装两个元件。然后执行增强退火，之后进行断裂退火。将衬底206.1去除。可以进行平坦化的步骤和/或修复退火，以修复由转移层中的注入和断裂而产生的缺陷。
这样获得的元件在图8H中示出。
在下一步骤中，例如通过喷涂形成导电材料层212，例如Mo层。
例如，通过光刻法和通过掩模对准器来界定限定的第二电极，使得其与第一电极对准，然后通过蚀刻（例如干法蚀刻步骤）形成第二电极。
这样获得的元件在图8I中示出。
在下一步骤中，通过光刻、离子束蚀刻以及然后的去除树脂来结构化LNO层。
这样获得的元件在图8J中示出。
通过根据本发明的方法，使反射镜的不与谐振器的电极竖直对准的导电层的部分最小化。因此减少了电寄生。
在图9A至9E中，可以看到根据本发明的用于制造至少包括第一叠层和第二叠层的结构的示例性方法。
例如，第一叠层和第二叠层分别是致动器。作为变型，叠层之一是致动器，并且另一叠层是待移动的结构。
根据示例，该结构可以实现为热电检测器，然后第一叠层可以是热电传感器，并且第二叠层可以是读取电路。根据另一示例，该结构可以实现为微电子系统，每个叠层可以是电路。
第一叠层301包括彼此协作的第一元件或结构304以及第一部分302，并且第二叠层310包括彼此协作的第二元件或第二结构306以及第二部分311，第一元件304与第二元件306对准。
首先，例如存在第一叠层301（图9A），该第一叠层301包括被称为受体衬底的衬底302以及在该衬底上形成的限定的结构304。
在第一步骤中，在该结构304上形成元件或结构306，使得两个结构304和306彼此对准。这种形成例如通过沉积和光刻法来进行。
这样获得的元件在图9B中示出。
在下一步骤中，在图9B的元件的正面上形成结合层308，例如SiO2层。
这样获得的元件在图9C中示出。
在包括衬底311且不包括结构306的第二叠层310（称为施主衬底）上，还形成结合层312，例如SiO2层。
然后，可以例如通过化学机械抛光来进行使结合层308和312平坦化的步骤。
这样获得的元件在图9D中示出。
在下一步骤中，通过将结合层308和310接触在一起来执行两个衬底的组装，例如通过直接结合来实现组装。作为变型，可以通过聚合物结合、旋涂树脂（例如双苯并环丁烯（BCB））来实现组装。然后，在板对板对准设备中使两个衬底接触，并且最后执行使树脂聚合和固化的退火。
在下一步骤中，可以例如通过在注入区域处断裂来减小衬底311的厚度。
有利地，可以在使该层的厚度达到目标值之前进行抛光步骤。
这样获得的元件在图9E中示出。
作为变型，可以通过抛光而无需借助于注入步骤来使衬底311变薄。
仅作为示例，该方法使得可以制造致动器、探测器（例如热电探测器）、微电子系统等。
此外，根据本发明的制造方法不需要执行需要在注入板上进行高热预算的步骤（主要是沉积步骤）。因此，可以使金属或者绝缘层在高温下沉积并且因此具有低的声损耗，这根据现有技术的已知技术是不可能的。此外，它不会在叠层中产生相对较高的累积应力。
本发明还可应用于制造包括叠层的结构，该叠层具有在平面中的多个元件，每个元件与另一叠层的元件对准。

Claims (15)

1.一种声谐振器的制造方法，所述声谐振器至少包括第一功能叠层和第二功能叠层，所述第一功能叠层包括至少一个第一元件，所述第一元件由插入在两个结构化的导电层之间的第一压电材料层或介电材料层构成，所述导电层的覆盖表面限定第一有源区，所述第二功能叠层包括至少一个第二元件，所述第二元件由插入在第一电极与第二电极之间的第二压电材料层构成，所述第一电极和所述第二电极的覆盖表面限定第二有源区，所述方法包括：
- 提供所述第一功能叠层，所述第一功能叠层包括所述第一压电材料层或介电材料层以及彼此相关联的两个结构化的导电层，所述导电层限定所述第一有源区，
- 在所述第一功能叠层上形成所述第二功能叠层的所述第一电极，以使所述第一电极与所述第一有源区对准，并且在所述第一电极上形成电绝缘材料第一结合层，
- 提供所述第二功能叠层的一部分，所述第二功能叠层的所述一部分包括至少一个电绝缘材料第二结合层和所述第二压电材料层，
- 通过使所述第一结合层与所述第二结合层接触来组装所述第一功能叠层和所述第二功能叠层的所述一部分，所述第二功能叠层的所述一部分包括至少一个第二结合层和所述第二压电材料层，
- 形成所述第二功能叠层的所述第二电极，以限定与所述第一有源区对准的所述第二有源区。
2.根据权利要求1所述的制造方法，其中，所述第一功能叠层与所述第二功能叠层的所述一部分之间的组装是直接结合。
3.根据权利要求1或2所述的制造方法，其中，所述第一结合层和所述第二结合层为介电材料结合层。
4. 根据权利要求1或2所述的制造方法，其中，所述第一结合层和所述第二结合层使得形成厚度在10 nm与50 nm之间的中间层。
5.根据权利要求1或2所述的制造方法，其中，使所述第一电极与所述第一有源区对准以及制造所述第二电极以使所述第二有源区与所述第一有源区对准是通过在光刻步骤期间实施掩模对准器或光中继器来实现的。
6.根据权利要求1或2所述的制造方法，其中，所述第二功能叠层是换能器，并且包括所述第一压电材料层的所述第一功能叠层形成用于所述换能器的频率调谐装置。
7.根据权利要求6所述的制造方法，包括：在形成所述第二功能叠层之前，去除所述第二功能叠层的所述第二压电材料层的给定厚度的一部分，直至给定厚度的步骤。
8.根据权利要求7所述的制造方法，其中，去除所述第二压电材料层的给定厚度的一部分的步骤是通过使所述第二功能叠层的所述第二压电材料层断裂来实现的，所述第二压电材料层已经预先进行过离子注入，所述离子注入的深度比所述第一功能叠层的所述第一压电材料层的给定厚度高。
9.根据权利要求6所述的制造方法，其中，所述第一功能叠层包括支撑所述第一电极和所述第二电极以及所述第一压电材料层的支撑衬底。
10.根据权利要求9所述的制造方法，包括结构化所述支撑衬底以在所述声谐振器下方形成空腔的步骤。
11.根据权利要求10所述的制造方法，其中，所述结构化所述支撑衬底以在所述声谐振器下方形成空腔的步骤包括蚀刻牺牲层。
12.根据权利要求6所述的制造方法，其中，所述第一压电材料层通过离子注入和断裂来制造。
13.根据权利要求1或2所述的制造方法，其中，所述第一功能叠层形成布拉格反射镜，并且所述第一功能叠层和所述第二功能叠层形成布拉格反射镜上的体声波谐振器。
14.根据权利要求13所述的制造方法，其中，所述第一压电材料层和/或所述第二压电材料层是X切割的铌酸锂。
15. 根据权利要求13所述的制造方法，其中，所述第一压电材料层和/或所述第二压电材料层是Y + 163°切割的铌酸锂。
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