CN1917366A - 悬浮装置及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种基底，其限定包括提供宽浅的第一部分和窄深的第二部分的空腔。空腔的第一部分从基底的前侧延伸到基底中，并且填充牺牲材料。第二部分从第一部分较深的延伸到基底中。在牺牲材料上制造该装置结构。通过空腔的第二部分从基底的背侧引入释放蚀刻剂，从而从空腔的第一部分除去位于装置结构的下方的牺牲材料。通过空腔的第二部分从基底的背侧引入释放蚀刻剂来从空腔的第一部分除去位于装置结构的下方的牺牲材料，可以不用暴露该制造结构到释放蚀刻剂而进行释放蚀刻。这使得该装置结构包含相对于牺牲材料具有较低的蚀刻选择性的材料。

Description

悬浮装置及其制造方法
背景技术
包含一个以上的薄膜体声波谐振器(FBARs)的FBAR装置形成日益增多种类的电子产品的部件，尤其是无线产品。例如，现代移动电话包含双工器，其中每个带通滤波器都包括梯形电路，在梯形电路中的每个元件都是FBAR。一种包含FBARs的双工器公开在由Bradley等人的标题为Duplexer IncorporatingThin-film Bulk Acoustic Resonators(FBARs)的美国专利no.6,262,637中公开，该发明的受让人也是本公开发明的受让人，并且被结合用作参考。这种双工器由发送器带通滤波器和接收器带通滤波器组成。发送器带通滤波器连接在发送器的输出端和天线之间。接收器带通滤波器串联连接到天线和接收器的输入端之间的90°移相器。发送器带通滤波器和接收器带通滤波器的带通的中心频率相互补偿。也可以在其它的应用场合使用基于FBARs的梯形滤波器。
FBAR由相对的平面电极和电极之间的压电元件组成。FBAR悬浮在基底中限定的空腔上方，该基底使得FBAR响应于电极之间施加的电信号而机械谐振。
受让人为本申请的受让人并且被结合用作参考的Larson III等人的美国专利申请序号no.10/699,289的申请公开了一种包含解耦堆叠的体声波谐振器(DSBAR)的带通滤波器。该DSBAR由下部FBAR、堆叠在下部FBAR上方的上部FBAR，以及位于FBARs之间的声波解耦器组成。根据上述内容构造每个FBAR。电输入信号施加在FBARs之一的电极之间，并且其它的FBARs在它的电极之间提供带通滤波的电输出信号。
受让人为本申请的受让人并且被结合用作参考的Larson III等人的美国专利申请序号no.10/699,481的申请公开了一种由两个解耦堆叠的体声波谐振器(DSBARs)组成的薄膜声耦合变换器(FACT)。第一电路以串联或并联的方式互连DSBARs的下部FBARs。第二电路以串联或并联的方式互连DSBARs的上部FBARs。根据电路的结构，可以得到阻抗变换比例为1∶1或者1∶4的平衡或不平衡的FACT的实施例。这种FACTs还在第一电路和第二电路之间提供电流的隔离。
在本发明公开中，一般将FBARs和包含一个或多个FBARs的装置例如梯形滤波器、DSBARs、FACTs以及带通滤波器称为FBAR装置。
大多数的FBAR装置的频率响应具有以中心频率为特征的带通特性。组分FBARs具有以谐振频率为特征的频率响应特性。在电流FBAR装置的应用实施例中，每个FBAR的谐振频率都具有从大约-20ppm/℃到大约-35ppm/℃范围的温度系数，其中在电流FBAR装置中，压电元件的材料是氮化铝(ALN)，并且电极的材料是钼(Mo)。谐振频率的温度系数减小温度范围，在该温度范围上，包含FBAR的FBAR装置可以符合它的带通宽度规格。此外，谐振频率的温度系数此外还减小生产产量，是因为FBAR被测试的带通宽度极限必须由带通宽度规格插入，以确保FBAR装置在它的整个操作温度范围上符合带通宽度规格。
受让人为本申请的受让人并且被结合用作参考的Larson III等人的美国专利申请序号no.10/977,398的申请公开了一种FBAR装置，该FBAR装置包含有效地减少FBAR装置的带通宽度的温度系数的温度补偿元件。但是，该申请中公开的温度补偿元件由不经常在基于半导体制造的过程中使用的材料组成，该基于半导体制造的过程通常用来制造FBAR装置。需要使用一种特别的方法来形成温度补偿元件在经济上是不利的。
在2000IEE ULTRSONICS SYMPOSIUM第855-858页的Lakin等人发表的TemperatureCompensated Bulk Acoustic Thin Film Resonator公开了，二氧化硅(SiO2)在温度范围20℃-80℃内具有正温度系数。SiO2的正温度系数与氮化铝和钼的温度系数相反，其中氮化铝和钼是FBARs中经常使用的材料。SiO2温度补偿元件将FBAR的谐振频率的温度系数减小为未补偿的FBAR的温度系数的大约一半。使用SiO2作为补偿元件材料是因为其它原因，即SiO2沉积和图案化是较好构建的、标准的半导体制造过程。
Lakin等人在牢固安装的谐振器的文章中公开了SiO2的使用。但是，悬浮FBAR装置的性能通常比牢固安装的谐振器的性能要好，在悬浮FBAR装置中，包括FBAR(s)的悬浮FBAR堆悬浮在基底中限定的浅空腔上方。悬浮FBAR堆通常制造于牺牲材料的支撑层的表面上，牺牲材料通常是填充空腔的磷硅玻璃(PSG)。在制造出FBAR堆(stack)之后，进行释放蚀刻来从FBAR堆下方除去牺牲材料。这使得FBAR悬浮在空腔上方。释放蚀刻通常使用稀释的氢氟酸(HF)。但是，HF会很严重的腐蚀SiO2。因此，由SiO2层组成的温度补偿元件与制造出FBAR堆之后进行的释放蚀刻不相容。因此，所需要的是制造一种悬浮FBAR装置的方法，其中FBAR堆包括例如SiO2的材料，该材料与制造出悬浮FBAR堆之后进行的释放蚀刻不相容。
在支撑层上构建许多种其它类型的悬浮装置，其中悬浮装置结构悬浮在浅空腔上方，在制造出该装置结构之后进行的释放蚀刻过程中，从该装置结构下方除去该支撑层。在制造出该装置结构之后进行释放蚀刻将可以将用在该装置结构中的材料限制为与释放蚀刻剂相容的那些材料。该限制会带来问题。因此，还需要的是一种制造悬浮装置的方法，其中该装置结构包括与释放蚀刻剂不相容的材料。
发明内容
在第一方面中，本发明提供了一种薄膜体声波谐振器(FBAR)装置，该装置包括基底以及限定在基底中并从基底的前侧延伸到基底中的空腔。该FBAR装置还包括悬浮在空腔上方的FBAR堆，以及限定在基底中并通过基底从基底的背侧延伸到空腔的孔。
在第二方面中，本发明提供了一种装置，该装置包括基底、限定在基底中的空腔，以及悬浮在空腔上方的装置结构。该空腔包括宽浅的第一部分和窄深的第二部分。第一部分从基底的前侧延伸到基底中。第二部分通过基底从基底的背侧延伸到第一部分。
在第三方面中，本发明提供了一种制造悬浮装置的方法。在该方法中，提供了限定空腔的基底，该空腔包括宽浅的第一部分以及窄深的第二部分。空腔的第一部分从基底的前侧延伸到基底中，并填充有牺牲材料。第二部分从第一部分更深的延伸到基底中。该装置被制造在牺牲材料上方。释放蚀刻剂通过空腔的第二部分从基底的背侧引入，从而从空腔的第一部分除去位于该装置结构下方的牺牲材料。
通过经空腔的第二部分从基底的背侧引入释放蚀刻剂，从而从空腔的第一部分除去装置结构下方的牺牲材料，这使得可以不用使装置结构暴露于释放蚀刻剂而进行释放蚀刻。这使得该装置结构可以包括与释放蚀刻剂不相容的材料。例如，这使得可以制造出牺牲材料为PSG的悬浮FBAR装置，并且悬浮FBAR堆包含二氧化硅温度补偿元件。
附图说明
图1A-1I是说明用于制造根据本发明的悬浮装置的第一实施例的根据本发明的一个制造过程的例子的平面图。
图1J-1R是分别沿图1A-1I中的截面线1J-1J，1K-1K，1L-1L，1M-1M，1N-1N，1O-1O，1P-1P，1Q-1Q以及1R-1R的截面图。
图2是示出保护装置结构免受释放蚀刻剂影响的一种可选方法的侧视图。
图3A是根据本发明的悬浮装置的第二实施例的平面图。
图3B和3C是分别沿图3A中的截面线3B-3B，3C-3C的截面图。
图3D是图3A中所示的悬浮装置的实施例中的电连接的示意图。
图4A是根据本发明的悬浮装置的第三实施例的平面图。
图4B是沿图4A的截面线4B-4B的截面图。
图5A是根据本发明的悬浮装置的第四实施例的平面图。
图5B和5C是分别沿图5A的截面线5B-5B，5C-5C的截面图。
图5D是示出图5A所示的悬浮装置的实施例中的电连接的示意图。
图6是示出根据本发明的悬浮装置的第五实施例中的电连接的示意图。
图7A-7J是示出用于制造根据本发明的悬浮装置的图4A和4B所示的实施例的过程的例子的平面图。
图7K-7T是分别沿图7A-7J中的截面线7K-7K，7L-7L，7M-7M，7N-7N，7O-7O，7P-7P，7Q-7Q，7R-7R，7S-7S以及7T-7T截面的截面图。
具体实施方式
将参考悬浮FBAR装置的实施例作为悬浮装置的例子来描述本发明的实施例。根据本发明的悬浮装置的其它例子的装置结构不同于悬浮在空腔上方的FBAR堆。
悬浮FBAR装置包括悬浮FBAR堆。与本发明所使用的一样，术语FBAR堆是指多种材料的堆叠层，其中限定了一个或多个薄膜体声波谐振器(FBARs)。在FBAR堆中限定了一个以上的FBAR的实施例中，FBARs可以在FBAR堆中处于相同的水平面，也可以在FBAR堆中处于不同的水平面，或者其中一些FBARs可以在FBAR堆中处于相同的水平面，并且其中一些FBARs可以在FBAR堆中处于不同的水平面。例如，在FBAR梯形滤波器中，FBARs通常在FBAR堆中处于相同的水平面，这将参考图3A-3C在下面被描述。在解耦堆叠的体声波谐振器(DSBAR)中，FBARs在FBAR堆中处于不同的水平面，这将参考图4A和4B在下面被描述。在薄膜声耦合变换器(FACT)中，一些FBARs在FBAR堆中处于相同的水平面，并且一些FBARs在FBAR堆中处于不同的水平面，这将参考图5A-5C在下面被描述。
FBAR的谐振频率直接取决于FBAR中的声传播的速度，并且反向取决于组成FBAR的层的厚度。在多数目前用来制造FBAR的材料中的传播速度之所以显示出负温度系数，是因为原子间的力随着温度升高而削弱。这些力的减小导致了材料的弹性常数的减小，并且传播速度随之减小。温度的增加使得传播的速度减小，还使得层的厚度增加。所有这些影响都趋于减小FBAR的谐振频率，从而产生上述的负温度系数。例如，目前用来制造FBARs的氮化铝(ALN)和钼(Mo)的温度系数分别大约为-25ppm/℃到-60ppm/℃。
FBAR的谐振频率的温度系数与FBAR的电极和压电元件的温度系数之间的关系由电极和压电元件的相对厚度决定。基于FBAR的双工器具有接收器梯形滤波器，在该滤波器中，FBARs通常具有相对薄的电极以及相对厚的压电元件。这种FBARs的谐振频率的温度系数类似于ALN，也就是大约为-25ppm/℃。基于FBAR的双工器的发送器梯形滤波器通常所具有的FBARs具有相对厚的电极以及相对薄的压电元件。电极的钼的温度系数对FBAR的谐振频率的温度系数所起的作用比在接收器梯形滤波器中要大。因此，发送器梯形滤波器的FBARs的谐振频率的温度系数的范围从大约-35ppm/℃到大约-40ppm/℃。
根据本发明，悬浮FBAR堆悬浮在基底中限定的空腔上方，并且还包含一种蚀刻不相容材料，该材料与用来在制造出FBAR堆之后从FBAR堆下方除去牺牲材料的释放蚀刻剂不相容。在一些实施例中，蚀刻不相容材料层组成温度补偿元件，该温度补偿元件减少在FBAR堆中限定的FBARs的谐振频率的温度系数。温度补偿元件的温度系数与作为FBAR堆的一部分的压电元件上的符号相反，也就是，温度补偿元件在上述的例子中具有正温度系数，其中压电元件具有负温度系数。利用温度补偿元件，每个FBAR的有效温度系数TCeff成为第一个近似值：
TCeff＝{(TCE*tE)+(TCP*tP)+(TCC*tC)}/(tE+tP+tC)       (1)
其中，TCE是电极材料的温度系数，TCP是压电元件的材料的温度系数，TCC是温度补偿元件的温度系数，tE是电极的总厚度，tP是压电元件的厚度，并且tC是温度补偿元件的总厚度。沿操作FBAR装置期间声音通过元件传播的方向测量厚度。等式(1)应用于传播的纵模和剪切振模。等式(1)忽略电极的声波阻抗、温度补偿元件的温度补偿效果上的压电元件和温度补偿元件的第二级效果。
如上所述，位于或邻近FBAR堆的二氧化硅(SiO2)层形成有效的温度补偿元件。但是，相对于PSG这种通常使用的、非常熟悉的牺牲材料，SiO2的蚀刻选择性较小。
根据本发明的方法的实施例形成悬浮FBAR装置，其中悬浮FBAR堆包含SiO2温度补偿元件，并且被制造在PSG牺牲材料上。在已经制造出FBAR堆之后，利用稀释的HF进行释放蚀刻。根据本发明的其它实施例的方法的实施例在牺牲材料上形成装置结构。在已经制造出装置结构之后，利用与装置结构的一种或多种材料不相容的释放蚀刻剂进行释放蚀刻。
这种实施例应用于用来同时制造数千个温度补偿的悬浮FBAR装置的晶片级制造过程。这种晶片级制造过程使温度补偿的悬浮FBAR装置的制造更为便宜。为了简要的说明，将参考图1A-1I中所示的平面图和图1J-1R中所示的截面图来描述用来制造悬浮温度补偿FBAR装置的实施例的方法的示例性实施例，其中，在悬浮温度补偿的FBAR装置中，在FBAR堆中限定单个的温度补偿的FBAR。
该方法包括装置制造过程，其中在该实施例中，制造其中限定单个FBAR的FBAR堆。其它类型的悬浮FBAR装置可以仅利用合适的FBAR堆制造过程在装置制造过程中制造，其中FBAR堆包括与释放蚀刻剂不相容的材料。同样的，其它的悬浮装置可以仅利用合适的装置结构制造过程制造，其中该装置结构包括与释放蚀刻剂不相容的材料。
在该方法中，提供晶片(附图中都没有示出其整体)。对于制造每个FBAR装置，晶片的一部分组成对应FBAR装置的基底102的基底，该FBAR装置的制造在附图中示出。图1A-1I和图1J-1R示出，以及以下的说明描述了在组成基底102的晶片的一部分内或一部分上的FBAR装置的制造。随着FBAR装置被制造，晶片上的剩余的FBAR装置类似的被制造。
在一个例子中，晶片是市售单晶硅晶片，该单晶硅晶片的直径大约为150毫米，厚度大约为600微米。可以选择使用其它的晶片材料。
在晶片上的每个FBAR装置的位置，从晶片的前侧延伸到晶片内形成宽浅的空腔。图1A和1J示出了从基底的前侧111延伸到基底102内的宽浅的空腔104。
在FBAR装置被构造成在大约2GHz的频率操作的例子中，空腔104的水平尺寸大约为100平方微米，深度大约为4微米，也就是，每个水平尺寸比深度大至少一个数量级。在晶片的材料是硅的例子中，通过利用六氟化硫(SH6)、氢气(H2)和氧气(O2)的混合物作为蚀刻剂进行选择性的干蚀刻来形成空腔。
然后，深窄的蚀刻剂入口孔通过从每个空腔延伸到晶片的更深处来形成在晶片中。分别与空腔104的深度和宽度相比，蚀刻剂入口孔是深的并且窄的。图1B和1K示出了从空腔104更深地延伸到基底102中的蚀刻剂入口孔。由103示出蚀刻剂入口孔的一个示例性例子。参考标记103另外将用来共同指代蚀刻剂入口孔。
蚀刻剂入口孔103可以以任何方式通过基底102从空腔104延伸到基底102的背侧101。但是，由于基底102形成其一部分的晶片在被单分为单个的FBAR装置之前，更晚的对其进行厚度减小的操作，这将在下面参考图1F和1O来描述，所以蚀刻剂入口孔103延伸到基底102中的距离不能超过晶片的最终厚度。
蚀刻剂入口孔103的水平尺寸通常的范围是从大约5微米到大约20微米。下面将参考图1C和1L来更多的描述蚀刻剂入口孔103的水平尺寸。蚀刻剂入口孔103的水平尺寸基本上小于空腔104的水平尺寸。圆形的蚀刻剂入口孔103被示出，但是蚀刻剂入口孔可以是任意其它的低纵横比形状。五个蚀刻剂入口孔103被示出，但是蚀刻剂入口孔的数量可以大于或小于五。
可以认为空腔104组成了宽浅的第一部分，可以认为蚀刻剂入口孔103共同组成了基底102中限定的空腔107的窄深第二部分。
在一个例子中，基底102形成其一部分的晶片的厚度减小到的最终的厚度大约为150微米。在这个例子中，蚀刻剂入口孔103至少延伸到基底102中150微米，并且直径大约为12微米。通过公知的深硅蚀刻法的各向同性蚀刻过程来形成蚀刻剂入口孔103。深硅蚀刻是本领域所公知的技术，并且从许多厂商的市售产品中获得。因此，这里将不再描述这个过程。
空腔104和蚀刻剂入口孔103形成的顺序与刚刚描述的相反。
牺牲材料沉积在晶片的表面上。图1C和1L示出了沉积在基底102的前侧111上的牺牲材料105。由于沉积的原因，牺牲材料105大致沿着基底102和空腔104的基面(underlying surface)的周线设置，并且还在中途延伸到蚀刻剂入口孔103中。延伸到蚀刻剂入口孔103的牺牲材料在牺牲材料的表面形成相应的缺口(indentation)。由延伸到蚀刻剂入口孔103中的牺牲材料105形成的缺口由118示出。参考标记118还用来共同表示缺口。牺牲材料105以一定的厚度沉积，以致于最深的一个缺口118的底部到基底102的背侧101的距离大于基底102的前侧111到背侧的距离。
在一个例子中，牺牲材料105是使用传统的低压化学蒸汽沉积(LPCVD)的磷硅玻璃(PSG)。也可以使用其它的牺牲材料。牺牲材料可选择由溅射、旋涂或者其它合适的方法沉积。
然后，晶片的表面被平面化，使得每个空腔都填充有牺牲材料。图1D和1M示出了平面化过程的结果：基底102中的空腔104填充有牺牲材料105，并且该牺牲材料105具有平滑的、平的表面。牺牲材料105的表面的质量对之后构造在这个表面上的FBAR堆的质量有重要的影响。如上所述沉积牺牲材料以致于缺口118(图1L)的底部到基底102的背侧101的距离大于基底102的前侧111到背侧的距离，从而确保在牺牲材料已经由基底102的顶侧111平面化之后，没有缺口118的痕迹留在牺牲材料105中。
牺牲材料105的表面中的缺口118(图1L)的深度，以及之后通过蚀刻剂入口孔103引入的释放蚀刻剂从制造好的FBAR堆(未示出)下方除去牺牲材料105的速率由蚀刻剂入口孔103的水平尺寸决定。蚀刻剂入口孔的水平尺寸越大，则蚀刻剂除去牺牲材料越快。但是，蚀刻剂入口孔的水平尺寸越大，缺口就越深，因此牺牲材料的厚度越大，其中该牺牲材料需要被沉积来确保缺口的底部到基底102的背侧101的距离大于前侧111到背侧的距离。沉积的牺牲材料的厚度越大，则需要使晶片的表面平面化的时间就越长。因此，蚀刻剂入口孔的水平尺寸是：需要通过蚀刻剂入口孔103引入的蚀刻剂来除去牺牲材料105的时间与需要使晶片的表面平面化的时间的折中。上述公开的范围中的水平尺寸给出了在蚀刻时间和平面化时间之间的合理的折中。
在一个实施例中，利用化学-机械抛光(CMP)平面化该晶片，这是本领域所公知的技术。已知并且可以使用其它合适的平面化方法。
然后，在晶片的表面上制造包括材料的FBAR堆，其中该材料相对于牺牲材料，也就是与释放蚀刻剂不相容的材料，具有较低的蚀刻选择性。尤其是，包括这种不相容的材料的FBAR堆制造在填充限定在晶片中的每个空腔的牺牲材料的表面上。图1E和1N示出了制造在填充基底102中的空腔104的牺牲材料105的表面上的FBAR堆121。在所示出的例子中，单个的温度补偿FBAR110限定在FBAR堆121中。
FBAR110由相对的平面电极112和114以及位于电极之间的压电元件116组成。电极112和压电元件116的一部分位于牺牲材料105的表面上。还位于电极112和114之间的是温度补偿元件109。温度补偿元件109由温度补偿材料层115组成，该温度补偿材料的厚度明显减小FBAR110的谐振频率的温度系数。在所示出的例子中，温度补偿元件109位于压电元件116和电极114之间，并且温度补偿材料层115是二氧化硅SiO2。相对于牺牲材料105，SiO2具有较低的蚀刻选择性。下面将参考图7A-7J以及7K-7T来进一步详细描述示例性FBAR堆的制造过程。
在已经制造出FBAR堆121之后，对基底102形成其一部分的晶片实施厚度减小过程，从而将它的厚度减小到适合于划分的厚度。厚度减小过程还将在蚀刻浸蚀剂入口孔的末端暴露在晶片的背侧。图1F和1O示出了在对基底102进行厚度减小过程之后的基底102，该厚度减小过程从基底102的背侧101除去材料。厚度减小过程从基底102的背侧101除去足够的材料，使得远离空腔104的蚀刻剂入口孔103的末端暴露在基底102的背侧101。
在一个例子中，使用研磨或者抛光作为厚度减小过程，从而将基底102形成其一部分的晶片的整体厚度从大约600微米减小到大约150微米。厚度减小过程还将蚀刻剂入口孔103的末端暴露在基底102的背侧101上。
FBAR已经制造在其上的晶片的前侧然后被保护不受到释放蚀刻剂的影响，该释放蚀刻剂将用在从FBAR堆下方除去牺牲材料的释放蚀刻过程中。晶片的背侧仍然保持暴露。图1G和1P示出了FBAR堆121和覆盖有保护层119的基底102的前侧的暴露部分，该保护层的材料与FBAR堆121的组成材料相容并且还与释放蚀刻剂相容。在施加了保护层119的材料之后烘烤晶片。
在一个例子中，保护层119的材料是在晶片上自旋的光致抗蚀剂，其中晶片的基底102形成该晶片的一部分。在另一个例子中，保护层119的材料由包含低聚物的原始溶液制成，该低聚物聚合以形成各自交联的聚亚苯基聚合物，并由The Dow Chemical Company，Midland，MI出售，其商标为SiLK。通过旋涂施加低聚物溶液。在施加保护层119的材料之后烘烤晶片。
下面将参考图2来描述保护制造在晶片的前侧上的FBAR堆的另一种方法。
晶片然后暴露到释放蚀刻剂。释放蚀刻剂被施加到晶片的背侧并且通过释放蚀刻剂入口孔与空腔中的牺牲材料接触。释放蚀刻剂溶解牺牲材料，留下FBAR堆悬浮在它们各自的空腔上方。图1H和1Q示出了悬浮在空腔104上方的FBAR堆121，已经由施加到基底102的背侧101并且通过蚀刻剂入口孔103进入空腔104的释放蚀刻剂(由箭头表示)从空腔104除去了牺牲材料105(图1P)。
在一个例子中，释放蚀刻剂是氢氟酸(HF)。HF蚀刻PSG牺牲材料105，并且还将有力的蚀刻温度补偿元件109的二氧化硅。但是，温度补偿元件109通过保护层119、电极112以及压电元件116与释放蚀刻剂隔离。因此，释放蚀刻剂除去牺牲材料105，但是温度补偿元件109仍然保持在原地。
保护层然后从晶片剥离，以暴露悬浮在它们各自的空腔上方的FBAR堆。晶片然后被划分成单个的FBAR装置。图1I和1R示出了在除去保护层119(图1Q)之后的FBAR装置100以及被划分成单个的FBAR装置的晶片。在FBAR装置100中，FBAR堆121悬浮在基底102的空腔104上方。可选的是，可以在封装FBAR装置100之前通过合适的材料(未示出)堵住蚀刻剂入口孔103。此外，封装FBAR装置100可以有效地将空腔104以及电极112和压电层116的下侧与环境隔离。
除去这种例如是光致抗蚀剂以及交联聚亚苯基聚合物的保护材料的溶剂是本领域所公知的，并且可以用来除去保护层119。划分硅以及其它基底材料的晶片的方法是本领域所公知的，并且可以使用。
图2示出了参考图1H和1Q的在上述释放蚀刻过程期间保护FBAR堆121(图1R)的另一种方法。在执行参考图1F和1N的上述厚度减小过程之后，晶片202的前侧211由保护元件204保护不受释放蚀刻剂的影响，其中基底102(图1R)形成晶片202的一部分。在所示出的例子中，保护元件204实现为与晶片202直径相同的硅晶片206，并且具有传统的厚度。位于晶片206和晶片202的前侧211之间的是O形环208。O形环208用于两个目的，其一是它将晶片202的前侧与晶片206隔开，从而防止制造在晶片202的前侧211上的FBAR堆(未示出)因为与晶片206接触而被损坏。其二是，O形环208在晶片202和206之间提供了流体密封部分，从而防止施加给晶片202的背侧201的释放蚀刻剂除了通过蚀刻剂入口孔103(图1Q)以外与FBAR堆接触。由210表示其一个示例的夹子(clamp)将由晶片202、O形环208以及晶片206组成的堆固定在一起，并且施加力给晶片202和206，从而使O形环208轻微的变形，以使O形环紧密接触晶片的相对表面，并因此提供流体密封部分。为了在释放蚀刻过程中额外保护FBAR堆，上述参考图1G和1P的保护层119可以额外的用在图2所示的保护装置上。
图3A、3B和3C分别是根据本发明的悬浮装置的第二实施例的平面图、第一截面图和第二截面图。悬浮装置的这个实施例被作为悬浮FBAR装置300的例子，其中在悬浮FBAR堆321中限定了被互连形成FBAR梯形滤波器的三个温度补偿FBARs 110、150和170。FBAR堆321悬浮在基底102中限定的空腔104上方。蚀刻剂入口孔103从基底102的背侧101延伸到空腔104。可以认为空腔104和蚀刻剂入口孔103分别是空腔107的第一部分和第二部分。图3D是FBAR装置300的示意性视图。FBAR装置300的其它实施例组成了所示的超过三个的FBARs。
在悬浮FBAR装置300中，悬浮的FBAR堆321包括FBARs 110、150和170以及温度补偿元件109。FBAR 110具有相对的平面电极112和114，以及位于电极之间的压电元件116。压电元件116具有一个温度系数，其中FBAR 110的谐振频率的温度系数至少部分取决于该温度系数。FBAR 110的谐振频率的温度系数通常还取决于电极112和114的温度系数。温度补偿元件109的温度系数与压电元件116的温度系数符号相反。温度补偿元件的温度系数异号的结果是，温度补偿元件109减少了压电元件116的温度系数对FBAR 110的谐振频率的温度系数的影响。
FBAR 150具有相对的平面电极152和154以及在电极之间的压电元件156。压电元件156具有一个温度系数，其中FBAR 150的谐振频率的温度系数至少部分取决于该温度系数。FBAR 150的谐振频率的温度系数通常还取决于电极152和154的温度系数。温度补偿元件109以类似于上述方法的方式减少压电元件156的温度系数对FBAR 150的谐振频率的温度系数的影响。
此外，还参考图3C，FBAR 170具有相对的平面电极172和174以及位于电极之间的压电元件176。压电元件176具有一个温度系数，FBAR 170的谐振频率的温度系数至少部分取决于该温度系数。FBAR 170的谐振频率的温度系数通常还取决于电极172和174的温度系数。温度补偿元件109以类似于上述方法的方式减少压电元件176的温度系数对FBAR 170的谐振频率的温度系数的影响。
温度补偿元件109减小FBARs 110、150和170的谐振频率的温度系数的结果是，悬浮的FBAR装置300的带通宽度的温度系数小于类似的没有温度补偿元件109的FBAR装置。
FBAR 110的电极112通过轨迹133电连接到输入端子衬垫132，该轨迹133一部分在压电元件116下方延伸并且一部分在基底102上方延伸。FBAR 150的电极152通过轨迹135电连接到输出端子衬垫134，该轨迹135一部分在压电元件156下方延伸并且一部分在基底102上方延伸。FBAR 170的电极172通过轨迹137电连接到共用端子衬垫136，该轨迹137一部分在压电元件176下方延伸并且一部分在基底102上方延伸。FBARs 110、150和170的电极114、154和174都由轨迹138电互连。
在图3B所示的例子中，在FBAR 110中，温度补偿元件109由位于电极112和压电元件116之间的温度补偿层113以及位于电极114和压电元件116之间的温度补偿层115组成。另外，在FBAR 150中，温度补偿元件109由位于电极152和压电元件156之间的温度补偿层153以及位于电极154和压电元件156之间的温度补偿层155组成。最后，在FBAR 170(图3C)中，温度补偿元件109由位于电极172和压电元件176之间的温度补偿层173以及位于电极174和压电元件176之间的温度补偿层175组成。
上述的温度补偿层的每一层的温度补偿材料的温度系数都与FBAR 110的压电元件116以及电极112和114、FBAR 150的压电元件156以及电极152和154、FBAR 170的压电元件176以及电极172和174的温度系数异号。在所示出的例子中，温度补偿材料是二氧化硅SiO2。在其它实施例中，温度补偿材料以及制造FBAR堆321的另一种材料之一或者两者都与释放蚀刻剂不相容，该释放蚀刻剂如上描述用于在制造出FBAR堆321之后从空腔104除去牺牲材料105。
如本发明公开中采用的那样，FBAR堆321的元件，例如温度补偿元件109，温度补偿层113、115、153、155、173和175，压电元件116、156、176，以及电极112、114、152、154、172和174的温度系数是元件的参数的温度系数，其中FBARs 110、150和170的谐振频率的温度系数取决于该元件的参数的温度系数。一般来说，该参数是元件中声音的传播速度与元件的热膨胀的系数的组合。该参数还可以考虑元件的声波阻抗。
在所示出的例子中，组成温度补偿元件109的温度补偿层113和115的形状和尺寸基本上与电极相同，其中它们邻近这些电极位于平行于层的主表面的平面上。例如，在FBAR 110中，温度补偿层113与邻近的电极112的形状和尺寸相同。还是在所示出的例子中，在FBAR 110中，例如，温度补偿层113和115分别与电极112和114并列，并且分别位于电极112和压电元件116之间和电极114和压电元件116之间。可选的是，温度补偿层113和115与压电元件116的形状和尺寸基本上相同。FBARs 150和170是类似的。
现在将描述不同于图3A和3B中举例说明的FBAR装置的结构的变化。为了简短的说明，在理解可以将类似的变化施加到FBARs 150和170的结构的基础上，仅将描述FBAR110的结构的变化。下面将描述的变化还可以另外应用于这里描述的其它悬浮的FBAR装置。
在第一种变化中，温度补偿层113和115分别位于电极112和电极114与压电元件116相对的一侧上。在这种结构中，为了获得给定的温度补偿效果，温度补偿层的厚度基本上大于图3B所示的实施例中温度补偿层的厚度。厚度倍增器通常为4个到8个的范围。但是，从电极之间产生的电场除去位于电极与压电元件相对侧上的温度补偿层。由于将绝缘温度补偿层定位在电场中，从而这会削弱对耦合常数的破坏。耦合常数表征电场和压电元件之间的电磁耦合。进一步可选的是，温度补偿层可以位于电极的两侧上。在上述的美国专利申请序号no.10/977,398中所示出了这些变化。
在另一种变化中，温度补偿元件109仅由单个温度补偿层113组成。单个温度补偿层113的厚度等于图3B所示的实施例中温度补偿层113和115的厚度的总和。单个温度补偿层113与电极112并列，并且位于电极112和压电元件116之间。单个温度补偿层113可以选择性位于电极112与压电元件116相对侧上。单个温度补偿元件可以选择性以刚刚描述的任意方式相对于电极112与电极114并列设置。
在使用单个温度补偿层所产生的变化中，没有与温度补偿层并列设置的电极的厚度可以增加以恢复各个FBAR的对称性。但是，增加电极的厚度也增加了需要由温度补偿元件补偿的温度系数。装置的对称性减小了耦合常数，但是这种减小的耦合常数通常是可接受的。
在另一个变化中，温度补偿元件109由嵌入压电元件116中的单个温度补偿层113组成。这将使温度补偿层113在部分路线中例如中途通过压电元件116的厚度，并提供具有单个温度补偿层的对称FBAR。
与温度补偿元件109位于任意位置的实施例相比，在温度补偿元件109位于电极112和114之间的实施例中，温度补偿元件109通常提供更有效的温度补偿。
在上述实施例中，温度补偿元件109减小FBARs 110、150和170的谐振频率的温度系数。温度补偿元件的传播速度的正温度系数至少部分的补偿压电元件和电极的传播速度的负温度系数。在一些实施例中，设置温度补偿元件的厚度，以使每个FBAR的谐振频率的有效温度系数为0。在其它实施例中，设置温度补偿元件的厚度，以使每个FBAR的谐振频率的有效温度系数保持为负，但是基本上小于FBAR堆没有温度补偿元件的传统FBAR装置的谐振频率的有效温度系数。FBARs的谐振频率的温度系数的减小将增加操作温度范围和/或悬浮的FBAR装置300的生产产量。仅通过简单的将每个FBAR的谐振频率的温度系数减小到传统FBAR的谐振频率的温度系数的一半，从而实现生产产量的有效增长。
本发明公开所描述的并列设置的元件通常相互物理接触，如图3B所示。但是，如果这种中间(intervening)元件对并列设置的元件的声波特性的影响可忽略，那么并列设置的元件可以被中间元件隔开。
图4A和4B分别是根据本发明的悬浮装置的第三实施例的平面图和截面图。该悬浮装置的这个实施例作为悬浮的FBAR装置400的例子，其中在FBAR堆421中限定由单个解耦堆叠的体声波谐振器(DSBAR)106组成的带通滤波器。DSBAR 106由两个温度补偿的FBARs 110和120以及位于FBARs之间的声波解耦器130组成。FBAR堆421悬浮在基底102中限定的空腔104上方。蚀刻剂入口孔103从基底102的背侧101延伸到空腔104。可以认为空腔104和蚀刻剂入口孔103分别是空腔107的第一部分和第二部分。
在悬浮的FBAR装置400中，FBAR堆421由DSBAR 106和温度补偿元件109组成。DSBAR 106由作为下部FBAR的上述FBAR 110、堆叠在下部FBAR110上的上部FBAR120、以及位于FBARs之间的声波解耦器130组成。
下部FBAR110具有相对的平面电极112和114，以及位于电极之间的压电元件116。压电元件116具有一个温度系数，其中FBAR 110的谐振频率的温度系数至少部分取决于该温度系数。FBAR 110的谐振频率的温度系数通常还取决于电极112和114的温度系数。上部FBAR 120具有相对的平面电极122和124，以及位于电极之间的压电元件126。压电元件126具有一个温度系数，其中FBAR 120的谐振频率的温度系数至少部分取决于该温度系数。FBAR 120的谐振频率的温度系数通常还取决于电极122和124的温度系数。温度补偿元件109的温度系数与压电元件116和126的温度系数异号。
温度补偿元件的温度系数异号的结果是，温度补偿元件109减少了压电元件116的温度系数对FBAR 110的谐振频率的温度系数的影响，以及通常情况下还减少了电极112和114的温度系数对FBAR 110的谐振频率的温度系数的影响。另外，温度补偿元件109减少了压电元件126的温度系数对FBAR 120的谐振频率的温度系数的影响，以及通常情况下还减小了电极122和124的温度系数对FBAR 120的谐振频率的温度系数的影响。FBARs 110和120的谐振频率的减小的温度系数减少了悬浮的FBAR装置400的带通宽度的温度系数。结果是，悬浮的FBAR装置400的带通宽度的温度系数小于没有温度补偿元件的类似的FBAR装置的带通宽度的温度系数。
在图4B所示出的例子中，温度补偿元件109由温度补偿层115和温度补偿层123组成，其中温度补偿层115位于FBAR 110中、电极114和压电元件116之间，温度补偿层123位于FBAR120中、电极122和压电元件126之间。温度补偿层115和123均是具有上述温度补偿材料的层，其中温度补偿材料的温度系数与压电元件116和126的温度系数异号。在FBAR装置400的一个典型的实施例中，压电元件116和126均具有负的温度系数，并且温度补偿材料具有正的温度系数。在所示出的例子中，温度补偿材料是二氧化硅SiO2。在其它实施例中，温度补偿材料和/或制造FBAR堆421的另一种材料与释放蚀刻不相容，该释放蚀刻如上述那样在制造出FBAR堆421之后从空腔104除去牺牲材料105。
在FBAR装置400中，声波解耦器130位于FBARs 110和120之间，尤其位于FBAR 110的电极114和FBAR 120的电极122之间。声波解耦器控制FBARs 110和120之间的声能的耦合。声波解耦器130在FBARs之间耦合的声能比当它们在传统的堆叠体声波谐振器(SBAR)中时由FBARs之间彼此直接接触时耦合的声能要少。由声波解耦器130限定的声能的耦合确定了FBAR装置400的带通宽度。在图4B所示的例子中，声波解耦器130由声波解耦材料的声波解耦层组成。
在所示出的例子中，FBAR堆411悬浮在基底102中限定的空腔104上方。空腔104将FBAR堆411声波隔离于基底102。在FBAR堆411和基底102之间的声波隔离使得组成DSBAR 106的FBARs 110和120响应于施加在它们之一的电极之间的输入电信号而机械地谐振。在接收输入电信号的FBAR中产生的声能通过声波解耦器130进入到另一个FBAR中。接收声能的FBAR将部分的声能转换成位于它的电极之间的电输出信号。位于接收声能的FBAR的电极之间的电信号输出具有带通频率响应特性，该特性基本上没有由FBAR堆411和基底102之间的不希望的声耦合引起的不希望的假象。
在所示出的例子中，FBAR 110的电极112和114分别通过电轨迹133和135分别电连接到端子衬垫132和134。另外，FBAR 120的电极122和124分别通过电轨迹137和139电连接到端子衬垫134和138。在输入和输出之间提供电流隔离的实施例中，电轨迹137连接到另外的端子衬垫(未示出)，而不连接到端子衬垫134。端子衬垫132、134和138用来从FBAR装置400进行电连接到外部电路(未示出)。
在所示出的例子中，声波解耦器130由声波解耦材料的四分之一波长的层组成。声波解耦材料的声波阻抗小于FBARs 110和120的材料的声波阻抗，并且基本上大于空气的声波阻抗。材料的声波阻抗是材料的应力与质点速度的比例，并且由简写为rayl的Rayleighs测量。FBARs的材料的声波阻抗通常大于30Mrayl(氮化铝为35Mrayl，钼为63Mrayl)，并且空气的声波阻抗大约为1krayl。在其中的FBARs 110和120的材料是如上所述的FBAR装置400的实施例中，声波阻抗的范围从大约2Mrayl到大约8Mrayl的声波解耦材料作为声波解耦器130的声耦合材料具有良好的工作性能。
四分之一波长层的额定厚度t等于声波信号的声波解耦材料的波长λn的四分之一的奇数整数倍，也就是t≈(2m+1)λn/4，该声波信号的频率等于FBAR装置400的通带的中心频率，其中t和λn是上面所限定的，m是等于或大于0的整数。在一个实施例中，整数m的值为0，也就是，t≈λn/4。具有其中整数值m为0的声波解耦器的FBAR装置400的实施例的频率响应较之具有其中整数值m大于0的声波解耦器的一个实施例更不可能出现假象。由于较厚的声波解耦器能够支持多路声音模式，所以响应于整数值m大于0的后一个实施例的频率响应更可能出现假象。
可以选择使用与额定的四分之一波长厚度相差大约λn/4的±10％厚度的声波解耦器130的实施例。使用这个范围以外的厚度公差会使性能有一些退化。但是，声波解耦器130的厚度应当与λn/2的整数倍明显不同。
许多塑料材料具有上述的从大约2Mrayl到大约8Mrayl范围的声波阻抗，并且可以以上述的厚度范围施加到厚度相同的层中。因此，这种塑料材料很可能适合于用作声波解耦器130的声波解耦材料。但是，声波解耦材料还必须能够承受制造出声波解耦器130之后的进行的制造过程的温度。下面将进行更详细的描述，在FBAR装置400的实际实施例中，在制造出声波解耦器130之后通过溅射来沉积电极122和124以及压电层126。在这些沉积过程进行期间，温度高达400℃。因此，在这种温度下保持稳定的塑料被用作声波解耦材料。
与FBARs 110和120的其它材料相比，塑料材料的每单位长度通常具有很高的声衰减。但是，由于塑料声波解耦器130的厚度通常小于1微米，例如200纳米，因此有声波解耦器130的该实施例引起的声衰减通常可以忽略。
在一个实施例中，聚酰亚胺被用作声波解耦器130的声波解耦材料。聚酰亚胺由E.I.du Pont de Nemours and Company以商标Kapton出售。在这种实施例中，声波解耦器130由通过旋涂施加到电极114的四分之一波长层的聚酰亚胺组成。聚酰亚胺的声波阻抗大约为4Mrayl。
在另一个实施例中，聚乙烯(对-亚二甲苯基)用作声波解耦器130的声波解耦材料。在这个实施例中，声波解耦器130由四分之一波长层的聚乙烯(对-亚二甲苯基)组成，其中聚乙烯(对-亚二甲苯基)通过真空沉积施加到电极114。聚乙烯(对-亚二甲苯基)在本领域公知为聚对二甲苯基。制造聚对二甲苯基的二聚物先质(dimer precursor)二-对-亚二甲苯基(di-para-xylylene)以及用于执行聚对二甲苯基层的真空沉积操作的装置可以从许多供应商那里获取。聚对二甲苯基具有大约为2.8Mrayl的声波阻抗。
在另一个实施例中，交联的聚亚苯基聚合物用作声波解耦器130的声波解耦材料。在这个实施例中，声波解耦器130是通过旋涂施加的交联的聚亚苯基聚合物的四分之一波长层。交联的聚亚苯基聚合物已经被研制成一种低介电常数的介电材料，其用于集成电路中并因此随后的制造FBAR120过程中，在声波解耦器130受到的高温下保持稳定。发明人已经发现，交联的聚亚苯基聚合物还具有大约为2Mrayl的计算的声波阻抗。该声波阻抗处于给FBAR装置400提供有用的带通宽度的声波阻抗的范围内。
包含多种聚合形成各自的交联聚亚苯基聚合物的低聚物的原始溶液由TheDow Chemical Company，Midland，MI出售，其商标为SiLK。通过旋涂施加原始溶液。由这些被表示为SiLKTMJ并且还包含附着力促进剂的原始溶液之一所获得的交联聚亚苯基聚合物具有2.1Mrayl，也就是大约2Mrayl的预测声波阻抗。
由二环戊二烯并二烯酮(biscyclopentadienone)以及包含单基物的芳族乙炔(aromatic acetylene)制备聚合形成交联联聚亚苯基聚合物的低聚物。利用这种单基物形成可溶的低聚物，而不需要不合适的替代物。原始溶液包含在γ球蛋白素和环己酮溶剂溶解的特定低聚物。当原始溶液自旋时，原始溶液的低聚物的百分比决定层的厚度。在进行应用之后，施加的热量蒸发溶剂，然后固化低聚物以形成交联聚合物。二环戊二烯并二烯酮以4+2环化加成反应与乙炔起反应，其中环化加成反应形成新的芳环。进一步的固化产生交联聚亚苯基聚合物。上述交联聚亚苯基聚合物由Godschalx等人申请的美国专利no.5,965,679公开，该专利在这里被结合用作参考。另外的实际细节由Martin等人发明的，Development of Low-Dielectric Constant Polymer for the Fabrication of IntegratedCircuit Interconnect，12 ADVANCED MMTERIALS，1769(2000)所描述，该内容也在这里被结合用作参考。与聚酰亚胺相比，交联聚亚苯基聚合物的声波阻抗较低，声衰减较低，并且介电常数较低。而且，原始溶液的自旋层能产生交联聚亚苯基聚合物的高质量的薄膜，该薄膜具有200纳米级的厚度，该厚度是当在大约2GHz操作时FBAR装置中的声波解耦器130的一般的厚度。
在一个可选的实施例中，声波解耦器130由声波解耦材料的声波解耦层(未示出)组成，该声波解耦材料的声波阻抗与Larson III等人发明的美国专利申请序号no.10/965,449中描述的声波阻抗不同。声波解耦层的声波阻抗和厚度共同限定声波解耦器130的声波阻抗。反之，声波解耦器130的声波阻抗限定FBAR装置400的带通宽度。由具有不同声波阻抗的声波解耦材料的声波解耦层组成的声波解耦器130的实施例被构造成将π/2弧度的奇数整数倍的额定相位变化施加到声波信号上，该声波信号的频率等于FBAR装置400的通带的中心频率。在一个实施例中，声波解耦器被构造成将π/2弧度的额定相位变化施加到声波信号上，该声波信号的频率等于中心频率。这个相位变化等于由单层声波解耦材料组成的声波解耦器施加的额定相位变化，其中单层声波解耦材料的额定厚度等于声波信号的声波解耦材料中的波长的四分之一，该声波信号的频率等于中心频率。
在一个例子中，声波解耦器130由交联聚亚苯基聚合物的声波解耦层组成，该交联交联聚亚苯基聚合物在聚酰亚胺的声波解耦层顶部的声波阻抗大约为2Mrayl，该聚酰亚胺的声波阻抗大约为4Mrayl。这种声波解耦器给FBAR装置400的实施例提供了在实施例的带通宽度之间的中间的带通宽度，在该实施例中，声波解耦器由聚酰亚胺的单个四分之一层或者交联聚亚苯基聚合物的单个四分之一层组成。
在一个可选实施例中，声波解耦器130的声波解耦材料的声波阻抗基本上大于FBARs 110和120的材料的声波阻抗。到现在为止，还没有具有这种特性的声波解耦材料，但是这种材料在将来能够获取。可选的是，具有较低声波阻抗的FBAR材料在将来能够获取。这种高声波阻抗声波解耦材料的声波解耦器130的厚度如上所述。
在另一个实施例(未示出)中，声波解耦器130被构造成布拉格(Bragg)结构，该结构由夹在高声波阻抗布拉格元件之间的低声波阻抗布拉格元件组成。低声波阻抗布拉格元件是一层低声波阻抗材料，然而每个高声波阻抗布拉格元件都是一层高声波阻抗材料。布拉格元件的声波阻抗相对彼此还相对于压电元件116和126的压电材料的声波阻抗被表征为“低”和“高”。至少一个布拉格元件还具有高的电阻率以及低介电常数从而在FBAR装置400的输入和输出之间提供电绝缘。
组成布拉格元件的每一层名义上都是四分之一波长层。可以选择使用与额定四分之一波长厚度相差接近四分之一波长的±10％的这些层。在这个范围以外的厚度公差会使性能产生一些退化，但是层的厚度应当明显不同于波长一半的整数倍。
在一个实施例中，低声波阻抗布拉格元件是一层二氧化硅(SiO2)，该层二氧化硅具有大约为13Mrayl的声波阻抗，并且每个高声波阻抗布拉格元件都是一层与电极114和122具有相同材料的层，例如钼，该材料的声波阻抗大约为63Mrayl。对高声波阻抗布拉格元件以及FBARs 110和120的电极使用相同的材料使得高声波阻抗布拉格元件还用于作为邻近声耦合元件的FBARs的电极。在这个实施例中，低声波阻抗布拉格元件与释放蚀刻剂不相容。
可以在FBAR堆421的实施例中限定堆叠的体声波谐振器(SBAR)，其中从FBAR堆421省略声波去耦解耦层131。还可以省略电极114和154或者电极122和162。
图5A是鼓舞农具本发明的悬浮装置的第四实施例的平面图。该悬浮装置的这个实施例作为悬浮FBAR装置500的一个例子，其中在FBAR 521中限定薄膜声耦合变换器(FACT)，该薄膜声耦合变换器由两个电互连解耦堆叠的体声波谐振器(DSBARs)106和108组成。图5B和5C是分别沿图5A中的截面线5B-5B和5C-5C的截面图。图5D是图5A所示和下面描述的FACT的例子的电路的示意图。
FBAR堆521悬浮在基底102限定的空腔104上方。蚀刻剂入口孔103从基底102的背侧101延伸到空腔104。可以认为空腔104和蚀刻剂入口孔103分别是空腔107的第一部分和第二部分。可选的是，DSBARs 106和108可以单独悬浮在各自的空腔104上方。在这种情况下，蚀刻剂入口孔103从基底102的背侧101延伸到每个空腔104。
在悬浮FBAR装置500中，FBAR堆521包括上述的DSBAR 106以及温度补偿元件109。DSBAR 106组成FBAR堆521的第一DSBAR，并且包括在DSBAR 106中是下部FBAR的FBAR 110。DSBAR 106还包括堆叠在下部FBAR110上的上部FBAR 120，以及位于FBARs 110和120之间的声波解耦器130。FBAR装置521还包括由下部FBAR 150、堆叠在下部FBAR 150上的上部FBAR160，以及位于FBARs 150和160之间的声波解耦器170组成的第二DSBAR108。
FBAR装置500还由分别互连DSBARs 106和108的下部FBARs 110和150的电路，以及分别互连DSBARs 106和108的上部FBARs 120和160的电路组成。图5D示出了一个例子，其中电路141以反向并联的方式连接DSBAR 106的下部FBAR 110和DSBAR 108的下部FBAR 150，并且电路142串联连接DSBAR 106的上部FBAR 120和DSBAR 108的上部FBAR 160。
在DSBAR 106中，下部FBAR 110由相对的平面电极112和114以及位于电极之间的压电元件116组成。压电元件116具有一个温度系数，其中FBAR 110的谐振频率的温度系数至少部分取决于该温度系数。FBAR 110的谐振频率的温度系数通常还取决于电极112和114的温度系数。上部FBAR 120由相对的平面电极122和124以及位于电极之间的压电元件126组成。上部FBAR 120具有相对的平面电极122和124以及位于电极之间的压电元件126。压电元件126具有一个温度系数，其中FBAR 120的谐振频率的温度系数至少部分取决于该温度系数。FBAR 120的谐振频率的温度系数通常还取决于电极122和124的温度系数。温度补偿元件109的温度系数与压电元件116和126的温度系数异号。
在DSBAR 108中，下部FBAR 150由相对的平面电极152和154以及位于电极之间的压电元件156组成。压电元件156具有一个温度系数，其中FBAR150的谐振频率的温度系数至少部分取决于该温度系数。FBAR 150的谐振频率的温度系数通常还取决于电极152和154的温度系数。上部FBAR 160由相对的平面电极162和164以及位于电极之间的压电元件166组成。压电元件166具有一个温度系数，其中FBAR 160的谐振频率的温度系数至少部分取决于该温度系数。FBAR 160的谐振频率的温度系数通常还取决于电极162和164的温度系数。温度补偿元件109的温度系数与压电元件156和166的温度系数异号。
温度补偿元件109的温度系数异号的结果是，温度补偿元件109减少了压电元件116、126、156和166的温度系数，以及通常情况下电极112、114、122、124、152、154、162和166的温度系数对组成FBAR装置500的FBARs 110、120、150和160的谐振频率的温度系数的影响。FBARs 110、120、150和160的谐振频率的减小的温度系数减少了悬浮的FBAR装置500的带通宽度的温度系数。结果是，悬浮的FBAR装置500的带通宽度的温度系数小于没有温度补偿元件的类似的FBAR装置的带通宽度的温度系数。
在图5B所示的例子中，温度补偿元件109由温度补偿层115、温度补偿层123、温度补偿层155和温度补偿层163组成，其中温度补偿层115位于FBAR110中、电极114和压电元件116之间，温度补偿层123位于FBAR 120中、电极122和压电元件126之间，温度补偿层155位于FBAR 150中、电极154和压电元件156之间，温度补偿层163位于FBAR 160中、电极162和压电元件166之间。温度补偿层115、123、155和163均是具有上述温度补偿材料的层，其中温度补偿材料的温度系数与压电元件116、126、156和166的温度系数异号。在FBAR装置500的一个典型的实施例中，压电元件116、126、156和166均具有负的温度系数，并且温度补偿材料具有正的温度系数。在所示出的例子中，温度补偿材料是二氧化硅SiO2。在其它实施例中，温度补偿材料和/或制造FBAR堆521的另一种材料与释放蚀刻剂不相容，该释放蚀刻剂如上述那样用来在制造出FBAR堆521之后从空腔104除去牺牲材料105。
在FBAR装置500中，DSBAR 106的声波解耦器130位于下部FBAR 110和上部FBAR 120之间；尤其位于下部FBAR 110的电极114和上部FBAR 120的电极122之间。声波解耦器130控制FBARs 110和120之间的声能的耦合。声波解耦器130在FBARs 110和120之间耦合的声能比当它们在传统的堆叠体声波谐振器(SBAR)中时FBARs相互直接接触时耦合的声能要少。此外，DSBAR 108的声波解耦器170位于FBARs 150和160之间；尤其位于下部FBAR150的电极154和上部FBAR 160的电极162之间。声波解耦器170控制FBARs150和160之间的声能的耦合。声波解耦器170在FBARs 150和160之间耦合的声能比FBARs相互直接接触时耦合的声能要少。由声波解耦器130和170限定的声能的耦合确定FBAR装置500的带通宽度。
在图5A-5C所示的例子中，声波解耦器130和170分别是声波解耦层131的各个部分。在其它实施例中，声波解耦器130和170均由声波解耦材料的声波解耦层组成，该声波解耦材料具有不同的声波阻抗，如上所述并且在上述的美国专利申请序号no.10/965,449中更为详细的描述。在其它实施例中，声波解耦器130和170结构上相互独立。
图5D示意性示出了电路的例子，该电路互连DSBARs 106和108，并且连接DSBARs 106和108到悬浮FBAR装置500中的外部电路(未示出)。电路141反向并联连接下部FBARs 110和150到信号端143和接地端144。在图5A-5C所示出的FBAR装置500的实施例中，端子衬垫138提供信号端143，并且端子衬垫132和172提供接地端144。另外，在该实施例中，电路141具有电轨迹133、137、139、177、173和167，其中电轨迹133从端子衬垫132延伸到FBAR 110的电极112，电轨迹137从FBAR 110的电极114延伸到与互连衬垫176电接触的互连衬垫136，电轨迹139从互连衬垫176延伸到信号衬垫138，电轨迹177从互连衬垫176延伸到FBAR 150的电极152，电轨迹173从FBAR 150的电极154延伸到端子衬垫172，以及电轨迹167互连端子衬垫132和172。
在图5D中的示例性电气示意图中，电路142串联连接上部FBARs 120和160到信号端145和146，并连接到可选的中心抽头端子147。在图5A-5C所示的实施例中，端子衬垫134和174提供信号衬垫145和146，并且端子衬垫178提供中心抽头端子147。另外，在该实施例中，电路142具有电轨迹135、171、179和175，其中电轨迹135从端子衬垫134延伸到FBAR 120的电极124，电轨迹171从FBAR 120的电极122延伸到FBAR 160的电极162，电轨迹179从轨迹171延伸到中心抽头137，电轨迹175从FBAR 160的电极164延伸到端子衬垫174。还示出的是，由电轨迹169互连端子衬垫163和168，该电轨迹169为端子衬垫134和174提供本地接地。在示出的例子中，电轨迹169还延伸到端子衬垫178。在其它实施例中，端子衬垫178保持浮动。
图5D中列举的电连接给FACT提供平衡的初级以及4∶1的阻抗变换比例，或者给FACT提供平衡次级以及1∶4的阻抗变换比例。下部FBARs可以选择以并联、串联和反向串联的方式互连，并且上部FBARs可以选择以并联、反向并联和反向串联的方式互连，以实现如以下表格1所示的其它阻抗变换比例。
  并联   串联   反向并联   反向串联
  并联   U1∶1低   X   X   U1∶4
  串联   X   B1∶1高   B4∶1   X
  反向并联   X   B1∶4   B1∶1低   X
  反向串联   U4∶1   X   X   U1∶1高
                表格1
在表格1中，行的标题表示电路141的结构，列的标题表示电路142的结构，B表示FACT被电平衡，U表示FACT不平衡，X表示无功能FACT。所示出的阻抗变换比例是从由行的标题表示的电路141的结构到由列的标题表示的电路142的结构的阻抗变换。对于具有1∶1的阻抗变换比例的结构，低表示FACT具有低阻抗，等于并联的两个FBARs的阻抗，高表示FACT具有高阻抗，等于串联的两个FBARs的阻抗。
图6是示出根据本发明的悬浮装置的第五个实施例600的电连接的示意图。该悬浮装置的实施例由悬浮FBAR装置600举例说明，在FBAR堆621中限定串联电连接的两个DSBARs 106和108组成的带通滤波器。上面参考图5A-5C描述了DSBARs 106和108，但是被不同的互连。在图6中示出的基于双DSBAR的带通滤波器的阻带衰减大于上面参考图4A和4B描述的单个DSBAR带通滤波器。
悬浮的FBAR装置600包括FBAR堆621、温度补偿元件(未示出)、第一端132和134，第二端172和174，以及电路140。FBAR堆621的结构类似于上面参考图5A-5C描述的FBAR堆521的结构。但是，在DSBAR 108中，参考标记150表示上部FBAR，并且参考标记160表示下部FBAR。
FBAR堆621以类似于FBAR堆521的方式悬浮在基底(未示出)中限定的空腔(未示出)上方。蚀刻剂入口孔以类似于上述方法的方式从基底的背侧延伸到空腔。可选的是，如上所述，组成FBAR堆621的DSBAR 106和108可以单独悬浮在各自的空腔上方。
与FBAR堆521类似，FBAR堆621包括共同组成温度补偿元件的温度补偿材料层(未示出)。在一个例子中，温度补偿材料是二氧化硅SiO2。在其它例子中，温度补偿材料和制造FBAR堆621的其它材料之一或两者与释放蚀刻剂不相容，如上述那样，在制造出FBAR堆621之后释放蚀刻剂从空腔104除去牺牲材料105。下面将不再进一步描述FBAR堆621。
在悬浮的FBAR装置600中，电路140在第一端132、134和第二端172、174之间串联连接第一DSBAR 106和第二DSBAR 108。图6所示的FBAR装置600的实施例中，第一端132、134之间的阻抗与第二端172、174之间的阻抗的比值为1∶1。
现在，将参考图6中示出的例子来进一步详细描述电路140，在图6中，第一端132、134被指定为输入端，第二端172、174被指定为输出端。可选的是，第一端132、134可以被指定为输出端，在该情况中，第二端172、174被指定为输入端。电路140由导体136、138、176、178、182和184组成。导体136和138分别电连接第一端132和134到第一DSBAR 106的第一FBAR 110的各个电极112和114。导体182和184通过分别连接第二FBAR 120的电极122到第一FBAR 150的电极152以及连接第二FBAR 120的电极124到第一FBAR150的电极154来串联连接DSBARs 106和108。导体176和178分别电连接第二DSBAR 108的第二FBAR 160的各自的电极162和164到输出端172和174。
组成悬浮的装置600的悬浮的FBAR堆621的进一步的细节由Larson III等人申请的美国专利序号no.11/069,409公开，该申请与本申请的受让人相同，并且在这里被结合用作参考。由多于两个的DSBARs组成带通滤波器还被美国专利申请序号no.11/069,409公开。包含与释放蚀刻剂不相容的材料的这种带通滤波器的实施例利用参考图1A-1R描述的过程制造，并且具有参考图3A和3B所描述的结构特征。
如上所述，晶片级制造用来以类似于上述的悬浮装置100、300、400、500或600的方式同时制造上千的悬浮装置。这种晶片级制造过程使悬浮装置的制造更为便宜。现在将参考图1A-1I和1J-1R、图7A-7J的平面图以及图7K-7T的截面图来描述使用上述参考图1A-1I和1J-1R描述的方法来制造参考图4A和4B所述的悬浮FBAR装置400的一个实施例的例子。由于存在不同的掩模和/或省略了一些步骤，因此以下参考图7A-7J和图7K-7T的装置制造过程也可以用来制造上述FBAR装置100、300、500和600的实施例。该装置制造过程也可以适用于制造其它的悬浮装置。
其制造过程将被描述的FBAR装置400的实施例的通带的额定中心频率大约为1.9GHz。在其它频率上操作的实施例的结构和制造过程是类似的，但是厚度和水平尺寸与下面的例子不同。其制造过程将被描述的FBAR装置400具有与参考图4A和4B的上述温度补偿元件109的结构类似的温度补偿元件。可以改变该制造过程来制造具有参考图3B所述的其它构造的温度补偿元件109。
如上所述，悬浮的FBAR装置制造在晶片上，通常设置在单晶硅上。对于制造好的每个悬浮FBAR装置，晶片的一部分组成对应于FBAR装置400(图4A和4B)的基底102的基底。图7A-7J和图7K-7T示出了，并且以下的说明描述了位于组成基底102的晶片的一部分内或一部分上的FBAR装置400的制造过程。由于FBAR装置400被制造，因此在晶片上的余下的FBAR装置同样被制造。
进行参考图1A-1D和1J-1M的上述过程，使得空腔104填充牺牲材料105，该牺牲材料具有与基底102的前侧111齐平的平滑的、平的表面，如图7A和7K所示。
第一金属层沉积在基底102的前侧111和牺牲材料105上。第一金属层如图7B和7L所示被图案化以限定电极112、端子衬垫132、在电极112和端子衬垫132之间延伸的电轨迹133。电极112位于牺牲材料105上。端子衬垫132位于基底102上。
电极112在平行于晶片的主表面的平面上通常具有不对称的形状。该不对称形状使FBAR 110(图4B)的侧向模式最小，其中电极112形成FBAR 110的一部分。这在Larson III等人申请的美国专利no.6,215,375中被描述，该专利的受让人与本申请的受让人相同，并且被结合用作参考。
还参考图4B，电极114限定在第二金属层中，电极122限定在第三金属层中，电极124限定在第四金属层中，这将在下面被详细描述。电极限定在其中的金属层被图案化，以致于在平行于晶片的主表面的各个平面中，FBAR 110的电极112和114具有相同的形状、尺寸、方向和位置，并且FBAR 120的电极122和124具有相同的形状、尺寸、方向和位置。通常，电极114和122还具有相同的形状、尺寸、方向和位置。
在一个实施例中，每一层金属层的材料都是通过溅射沉积到大约300纳米厚度的钼。通过干蚀刻来图案化每个金属层。限定在金属层中的电极是五边形的，并且每个具有大约12,000平方微米的区域。其它的电极区域限定了其它的特性阻抗。例如钨、铌和钛的其它难熔金属可选用作金属层的材料。每个金属层都可以包括多于一种材料的层。
在选择FBAR装置400的电极材料中需要考虑的一个因素是电极材料的声特性：FBAR装置的余下的金属部分的材料的声特性不如例如电导率的其它特性重要。因此，FBAR装置400的余下的金属部分的材料可以与电极的材料不同。
压电材料层如图7C和7M所示被沉积并且被图案化，从而限定压电元件116。压电层被图案化以覆盖电极112、完全覆盖牺牲材料105，并且延伸超出牺牲材料105的周边，直到基底102的前侧111上。这种结构使得压电层隔离空腔104(以及之后位于这里的释放蚀刻剂)和FBAR堆的剩余部分。压电层还被图案化以暴露端子衬垫132。
在一个实施例中，被沉积以形成压电元件116以及下面描述的压电元件126的压电材料是氮化铝并且通过溅射沉积大约1.4微米的厚度。通过在氢氧化钾中进行湿蚀刻或者通过基于氯的干蚀刻来图案化压电材料。用于压电元件116和126的可选的材料包括氧化锌、硫化镉以及例如包括铅锆钛酸盐(leadzirconium titanate)，铅偏铌酸盐(lead meta noibate)和钛酸钡的钙钛矿铁电体材料的连接的铁电体材料。
温度补偿材料的第一层如图7D和7N被沉积和图案化，从而限定温度补偿层115，该温度补偿层组成温度补偿元件109的一部分。在所示的例子中，被沉积以形成温度补偿层115并且之后沉积以形成下述的温度补偿层123的温度补偿材料被图案化，从而具有与电极112相同的形状、尺寸、方向和位置。可选的是，温度补偿材料可以被图案化，从而具有与压电元件116相同的形状、尺寸和位置。在进一步的可选实施例中，温度补偿材料被图案化，从而在电极112和压电元件116的范围之间具有外延的中间层。
在一个实施例中，温度补偿材料的第一层和温度补偿材料的第二层的材料是二氧化硅SiO2，其中下面将描述上述温度补偿材料的沉积。通过化学汽相淀积(CVD)沉积温度补偿材料。可选的沉积方法包括溅射和热蒸发。通过干蚀刻、通常是通过利用六氟化硫(SH6)、氢气(H2)和氧气(O2)的混合物作为蚀刻剂的活性离子蚀刻方法(RIE)来图案化温度补偿材料。层的厚度取决于FBAR装置400(图4A)的希望的温度系数。在一个实施例中，温度补偿层115和123的厚度大约为100纳米。
如图7E和7O所示，沉积并且图案化第二金属层来限定电极114、端子衬垫134和在电极114与端子衬垫134之间延伸的电轨迹135。这完成了FBAR 110的制造。
声波解耦材料层然后被沉积并且图案化以限定声波解耦器130，如图7F和7P所示。声波解耦器130被图案化以至少覆盖电极114，并且还被图案化以暴露端子衬垫132和134。声波解耦器通常是塑料材料的四分之一波长层。
在一个实施例中，声波解耦器130的声波解耦材料是厚度大约为200纳米的聚酰亚胺，也就是聚酰亚胺的中心频率波长的四分之一。聚酰亚胺通过旋涂被沉积，并且通过光刻蚀法被图案化。聚酰亚胺是光敏性的，因此不需要光致抗蚀剂。如上所述，其它的塑料材料可以用作声波解耦材料。可以通过旋涂以外的方法来沉积声波解耦材料。
在声波解耦材料是聚酰亚胺的一个实施例中，在沉积并且图案化聚酰亚胺之后，在进行进一步的处理之前，开始在空气中大约为250℃的温度下烘烤，最后在惰性气氛中(诸如氮气氛中)大约415℃的温度下烘烤。烘烤蒸发聚酰亚胺的挥发性组分，并且在随后的处理过程中防止这种挥发性组分的蒸发使随后沉积的层分离。
沉积并且图案化第三金属层以限定电极122和从电极122延伸到端子衬垫134的电轨迹137，如图7G和7Q所示。端子衬垫134还通过轨迹135电连接到电极114。
如图7H和7R所示沉积并图案化温度补偿材料的第二层以限定温度补偿层123，该温度补偿层组成了这个实施例中的温度补偿元件109的剩余部分。在所示出的例子中，温度补偿材料如上述那样被图案化，从而具有与电极112相同的形状、尺寸、方向和位置。
如图7I和7S所示沉积并图案化压电材料的第二层以限定压电元件126。图案化第二压电层以暴露端子衬垫132和134。
沉积并图案化第四金属层以限定电极124、端子衬垫138以及从电极124延伸到端子衬垫138的电轨迹139，如图7J和7T所示。这完成了FBAR堆421的FBAR 120的制造过程。
金保护层(未示出)沉积在端子衬垫132、134和138的暴露表面上。
然后参考图1F-1I和1O-1R执行上述过程以完成FBAR装置400的制造过程。处理离开FBAR装置400是图4A和4B所示的状态。
FBAR装置400安装在主体电装置中，例如无线电话，并且在FBAR装置的端子衬垫132、134和138以及是主体设备的部分的衬垫之间进行电连接。
如上所述，声波解耦器130的可选声波解耦材料是交联的聚亚苯基聚合物。在第三金属层已经被图案化以限定电极114之后，如上所述参考图7E和7O，交联的聚亚苯基聚合物的原始溶液以类似于参考图7F和7P的上述方式自旋，并且不被图案化。选择原始溶液的配方以及自旋速度使得交联的聚亚苯基聚合物形成厚度大约为187纳米的层。这对应于声波信号的交联的聚亚苯基聚合物的波长λn的四分之一，该声波信号的频率等于FBAR装置400的通带的中心频率。在沉积原始溶液层之后，进行进一步的处理之前，在惰性气氛中从约385℃到约450℃的范围烘烤晶片，例如在真空条件下或者在氮气氛下。烘烤首先从原始溶液除去有机溶剂，然后使得低聚物如上所述进行交联从而形成交联的聚亚苯基聚合物。
在一个实施例中，交联的聚亚苯基聚合物的原始溶液由The Dow ChemicalCompany出售，并且被指定为SiLKTMJ。可选的是，原始溶液可以是现在或将来由商标为SiLK的The Dow Chemical Company出售的任意一种合适的原始溶液。在特定的实施例中，在原始溶液自旋之前沉积附着力促进剂层。现在或者将来可以从其它供应商得到或者也可以使用包含当被硫化时形成交联的聚亚苯基聚合物的低聚物的原始溶液，其中交联的聚亚苯基聚合物具有大约2Mrayl的声波阻抗。
第三金属层然后以类似于参考图7G和7Q的上述方式沉积，但是最初是被类似于图7F中所示的声波解耦器130的图案化方法图案化，从而限定一个硬的掩模，该硬的掩模之后将用来图案化交联的聚亚苯基聚合物层以限定声波解耦器130。初始图案化的第三金属层与声波解耦器130的范围相同，并且暴露端子衬垫132和134。
然后如图7F所示利用初始图案化的第三金属层图案化交联的聚亚苯基聚合物层，该初始图案化的第三金属层被用作硬的蚀刻掩模。图案化交联的聚亚苯基聚合物层限定了声波解耦器130的范围，该声波解耦器暴露端子衬垫132和134以及部分牺牲材料105。通过利用氧气/氮混合物作为蚀刻剂的活性离子蚀刻方法(RIE)来进行图案化处理。
然后如图7G和7Q所示再次图案化第三金属层，以限定电极122以及在电极122和端子衬垫134之间延伸的电轨迹137。
通过执行上述参考图7H-7J和7R-7T的处理过程，实现利用交联的聚亚苯基聚合物层作为它的声波解耦器来制造FBAR装置400的实施例。
可以使用类似于刚刚描述的技术的技术来限定由真空沉积所沉积的聚对二甲苯基层中的声波解耦器103。
上面举例的电极和压电元件的厚度是类似于没有温度补偿元件109的FBAR 400的一个实施例的传统FBAR的厚度。在FBAR装置400的一个实施例中，一个或多个厚度被减小从而保持FBAR装置的中心频率不能承受添加温度补偿元件109到FBAR堆211。厚度被减小的一个或多个元件和各自厚度的减小的一致性取决于温度补偿元件109的厚度和材料以及由温度补偿元件109提供的温度补偿。如上所述，元件和厚度的减小的一致性还取决于将使用FBAR装置的应用场合。减小压电元件的厚度减小了耦合常数：减小一个或多个电极的厚度增加了串联电阻，除非温度补偿材料具有可比于电极的电导率的电导率。
本说明书利用说明性的实施例详细描述了本发明。但是，由附属权利要求限定的本发明并不限于所描述的精确实施例。

Claims (27)

1.一种薄膜体声波谐振器(FBAR)装置，包括：
具有前侧和背侧的基底；
限定在基底中的空腔，该空腔从基底的前侧延伸到基底中；
悬浮在空腔上方的FBAR堆，该FBAR堆包括FBAR；以及
限定在基底中的孔，该孔通过基底从基底的背侧延伸到空腔。
2.如权利要求1所述的FBAR装置，其中FBAR堆还包括温度补偿元件。
3.如权利要求1所述的FBAR装置，其中温度补偿元件包括二氧化硅(SiO2)。
4.如权利要求1所述的FBAR装置，还包括限定在基底中的另外的孔，每个孔都通过基底从基底的背侧延伸到空腔。
5.如权利要求1所述的FBAR装置，其中FBAR堆包括梯形滤波器。
6.如权利要求1所述的FBAR装置，其中FBAR堆包括堆叠的体声波谐振器(SBAR)。
7.如权利要求1所述的FBAR装置，其中FBAR堆包括解耦堆叠的体声波谐振器(DSBAR)。
8.如权利要求1所述的FBAR装置，其中FBAR堆包括薄膜声耦合变换器(FACT)。
9.如权利要求1所述的FBAR装置，其中FBAR堆包括连接为带通滤波器的解耦堆叠的体声波谐振器。
10.一种装置，包括：
具有前侧和背侧的基底；
限定在基底中的空腔，该空腔包括宽浅的第一部分和窄深的第二部分，第一部分从基底的前侧延伸到基底中，第二部分通过基底从基底的背侧延伸到第一部分；以及
悬浮在空腔的第一部分上方的装置结构。
11.如权利要求10所述的装置，其中：
空腔的每个部分都具有各自的水平尺寸和各自的深度；
第一部分的水平尺寸大于其深度至少一个数量级；以及
第二部分的水平尺寸小于第一部分的水平尺寸。
12.如权利要求10所述的装置，其中空腔还包括另外的窄深的第二部分，每个第二部分均通过基底从基底的背侧延伸到空腔的第一部分。
13.如权利要求10所述的装置，其中该装置结构包括薄膜体声波谐振器(FBAR)。
14.如权利要求13所述的装置，其中FBAR包括温度补偿元件。
15.一种用于制造悬浮装置的方法，该方法包括：
提供具有前侧和背侧的基底，该基底限定包括宽浅的第一部分以及窄深的第二部分的空腔，第一部分从基底的前侧延伸到基底中，并且填充有牺牲材料，第二部分从第一部分较深的延伸到基底中；
在牺牲材料上方制造装置结构；以及
从基底的背侧通过空腔的第二部分引入释放蚀刻剂，以从空腔的第一部分除去位于装置结构的下方的牺牲材料。
16.如权利要求15所述的方法，其中空腔的第二部分从基底的背侧延伸到空腔的第一部分。
17.如权利要求15所述的方法，其中引入包括从基底的背侧提供入口给空腔的第二部分。
18.如权利要求17所述的方法，其中提供入口给空腔的第二部分的包括从基底的背侧减小基底厚度以暴露第二部分。
19.如权利要求15所述的方法，还包括在引入之前，保护装置结构不受释放蚀刻剂的影响。
20.如权利要求15所述的方法，其中提供包括：
提供基底；
在基底中形成空腔；以及
沉积牺牲材料。
21.如权利要求20所述的方法，其中空腔的第二部分从基底的背侧延伸到空腔的第一部分。
22.如权利要求15所述的方法，其中制造装置结构包括制造薄膜体声波谐振器(FBAR)堆。
23.如权利要求22所述的方法，其中空腔的第二部分从基底的背侧延伸到空腔的第一部分。
24.如权利要求22所述的方法，其中引入包括从基底的背侧提供入口给空腔的第二部分。
25.如权利要求24所述的方法，其中提供入口给空腔的第二部分包括从基底的背侧减小基底厚度以暴露第二部分。
26.如权利要求22所述的方法，还包括保护FBAR堆不受释放蚀刻剂的影响。
27.如权利要求16所述的方法，其中制造装置结构包括沉积相对于牺牲材料具有较低的蚀刻选择性的材料。
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