DE102010032811A1 - Piezoelectric resonator component i.e. bulk acoustic wave resonator, for construction of radio frequency filter, has growing layer arranged between piezoelectric layer and copper layer, where piezoelectric layer borders on copper layer - Google Patents

Piezoelectric resonator component i.e. bulk acoustic wave resonator, for construction of radio frequency filter, has growing layer arranged between piezoelectric layer and copper layer, where piezoelectric layer borders on copper layer Download PDF

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    • H10N30/01—Manufacture or treatment
    • H10N30/06—Forming electrodes or interconnections, e.g. leads or terminals

Abstract

The component has a piezoelectric layer (3) connected with electrodes (2, 4), where the electrodes are connected to each other. One of the electrodes comprises a layer portion that is made of aluminum. Another electrode is not formed of aluminum. The latter electrode is provided with a growing layer (5) and a copper layer (6). The growing layer is arranged between the piezoelectric layer and the copper layer, where the piezoelectric layer borders on the copper layer. A covering layer (7) is arranged opposite side of the growing layer. The former electrode is provided with a conductive layer (8) and a coupling layer (10). An independent claim is also included for a method for manufacturing a piezoelectric resonator element.

Description

Die Erfindung betrifft piezoelektrische Resonatorbauelemente, insbesondere BAW-Resonatoren, und die Herstellung piezoelektrischer Resonatorbauelemente, insbesondere deren Elektroden.The invention relates to piezoelectric resonator components, in particular BAW resonators, and to the production of piezoelectric resonator components, in particular their electrodes.

Piezoelektrische Resonatorbauelemente, die mit akustischen Volumenwellen arbeiten, insbesondere BAW-Resonatoren (Bulk-Acoustic-Wave-Resonatoren), besitzen einen piezoelektrischen Grundkörper, der an zwei Hauptoberflächen mit je einer Elektrode versehen ist. Solche Resonatoren können beispielsweise zum Aufbau von HF-Filtern verwendet und auch zu einem Filternetzwerk verschaltet werden. Piezoelektrische Resonatorbauelemente werden üblicherweise auf einem Träger, zum Beispiel auf einem hochohmigen Silizium-Wafer, hergestellt, indem die Elektroden und der piezoelektrische Grundkörper nacheinander als Schichten aufgebracht werden.Piezoelectric resonator components which work with bulk acoustic waves, in particular BAW resonators (bulk acoustic wave resonators), have a piezoelectric main body which is provided on two main surfaces with one electrode each. Such resonators can be used for example for the construction of RF filters and also be connected to a filter network. Piezoelectric resonator components are usually produced on a support, for example on a high-resistance silicon wafer, by applying the electrodes and the piezoelectric main body in succession as layers.

In der DE 103 16 716 A1 ist ein Bauelement mit einer piezoelektrischen Schicht beschrieben, deren Qualität dadurch verbessert wird, dass zwischen der ersten Elektrodenschicht und der piezoelektrischen Schicht eine Wachstumsschicht vorgesehen wird.In the DE 103 16 716 A1 a device is described with a piezoelectric layer whose quality is improved by providing a growth layer between the first electrode layer and the piezoelectric layer.

In der WO 02/23720 A1 ist ein symmetrisch aufgebauter akustischer Resonator beschrieben, bei dem Verdichtungsschichten zwischen der piezoelektrischen Schicht und den Elektroden angeordnet sind. Die Verdichtungsschichten ermöglichen es, die Dicke der piezoelektrischen Schicht zu reduzieren. Als Materialien für die Elektroden sind Aluminium, Titan, Silber oder Kupfer, für die Verdichtungsschichten W, Mo, Pt, Ta, TiW, TiN, Ir, WSi, Au, Al2O3, SiN, Ta2O5 und Zirkon-Oxid angegeben.In the WO 02/23720 A1 a symmetrically constructed acoustic resonator is described in which densification layers are arranged between the piezoelectric layer and the electrodes. The densification layers make it possible to reduce the thickness of the piezoelectric layer. As materials for the electrodes are aluminum, titanium, silver or copper, for the compression layers W, Mo, Pt, Ta, TiW, TiN, Ir, WSi, Au, Al 2 O 3 , SiN, Ta 2 O 5 and zirconium oxide specified.

In der US 6 995 497 B2 ist ein BAW-Resonator beschrieben. Als Materialien für die erste Elektrode sind Pt, Au, Ir, Os, Re, Pd, Rh, Ru, Mo, W und SrRuO3 angegeben. Als Materialien für die zweite Elektrode sind Al, Pt, Au sowie Kupferlegierungen dieser Metalle und Zwischenschichten aus Titan angegeben.In the US Pat. No. 6,995,497 B2 a BAW resonator is described. As materials for the first electrode, Pt, Au, Ir, Os, Re, Pd, Rh, Ru, Mo, W and SrRuO 3 are indicated. As materials for the second electrode, Al, Pt, Au and copper alloys of these metals and intermediate layers of titanium are given.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein piezoelektrisches Resonatorbauelement anzugeben, dessen Elektroden bei guter elektrischer Leitfähigkeit und guter akustischer Kopplung mit geringen Fertigungstoleranzen hergestellt werden können. Außerdem soll ein zugehöriges Herstellungsverfahren angegeben werden.The object of the present invention is to specify a piezoelectric resonator component whose electrodes can be produced with good electrical conductivity and good acoustic coupling with low manufacturing tolerances. In addition, an associated manufacturing process should be specified.

Diese Aufgabe wird mit dem piezoelektrischen Resonatorbauelement mit den Merkmalen des Anspruches 1 beziehungsweise mit dem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 8 gelöst. Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.This object is achieved with the piezoelectric resonator component having the features of claim 1 or with the method having the features of claim 8. Embodiments emerge from the dependent claims.

Das piezoelektrische Resonatorbauelement weist eine erste Elektrode, eine mit der ersten Elektrode verbundene piezoelektrische Schicht und eine mit der piezoelektrischen Schicht verbundene zweite Elektrode auf. Die Elektroden sind auf einander gegenüberliegenden Seiten der piezoelektrischen Schicht angeordnet. Die erste Elektrode weist zumindest in einem Schichtanteil Aluminium auf. Die zweite Elektrode enthält kein Aluminium und weist eine Wachstumsschicht und eine Kupferschicht auf. Die Wachstumsschicht befindet sich zwischen der piezoelektrischen Schicht und der Kupferschicht, und zwar angrenzend an die Kupferschicht. Die Wachstumsschicht ist nicht aus Kupfer gebildet und enthält daher vorzugsweise kein Kupfer oder allenfalls wenig, eventuell einlegiertes Kupfer.The piezoelectric resonator device has a first electrode, a piezoelectric layer connected to the first electrode, and a second electrode connected to the piezoelectric layer. The electrodes are disposed on opposite sides of the piezoelectric layer. The first electrode has aluminum at least in one layer portion. The second electrode contains no aluminum and has a growth layer and a copper layer. The growth layer is located between the piezoelectric layer and the copper layer, adjacent to the copper layer. The growth layer is not formed from copper and therefore preferably contains no copper or at most little, possibly einlegiertes copper.

In einem Ausführungsbeispiel des piezoelektrischen Resonatorbauelementes enthält die Wachstumsschicht Ru, Rh, Pd, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Ti, TiN oder Au. In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Wachstumsschicht Molybdän. Die Wachstumsschicht darf auch ein Sandwich, eine Schichtfolge aus mehreren Schichten, sein.In one embodiment of the piezoelectric resonator device, the growth layer contains Ru, Rh, Pd, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Ti, TiN or Au. In another embodiment, the growth layer is molybdenum. The growth layer may also be a sandwich, a layer sequence of several layers.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist eine Schutzschicht auf der von der Wachstumsschicht abgewandten Seite der Kupferschicht angeordnet. Die Schutzschicht kann ein Polymer sein oder zum Beispiel Mo, Ti, TiN, SiO2 oder SiN enthalten. Die Schutzschicht kann insbesondere dafür vorgesehen sein, eine Oxidation des Kupfers zu verhindern. Außer der Schutzschicht kann eine Trimmschicht, die zum Beispiel SiO2 oder SiN aufweist, vorhanden sein.In a further exemplary embodiment, a protective layer is arranged on the side of the copper layer facing away from the growth layer. The protective layer may be a polymer or contain, for example, Mo, Ti, TiN, SiO 2 or SiN. The protective layer may in particular be provided to prevent oxidation of the copper. Besides the protective layer, a trim layer comprising, for example, SiO 2 or SiN may be present.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel besitzt die Wachstumsschicht eine Dicke von 5 nm bis 100 nm.In a further embodiment, the growth layer has a thickness of 5 nm to 100 nm.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel besitzt die Kupferschicht eine Dicke von 20 nm bis 300 nm.In a further embodiment, the copper layer has a thickness of 20 nm to 300 nm.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel weist die erste Elektrode eine Leitungsschicht aus AlCu und eine Kopplungsschicht aus Wolfram auf.In a further embodiment, the first electrode has a conductive layer of AlCu and a coupling layer of tungsten.

Bei dem Verfahren zur Herstellung eines piezoelektrischen Resonatorbauelementes werden auf einem Träger eine erste Elektrode und auf der ersten Elektrode eine piezoelektrische Schicht angeordnet. Auf der piezoelektrischen Schicht wird eine Wachstumsschicht aufgebracht, und auf der Wachstumsschicht wird eine Kupferschicht aufgebracht.In the method for producing a piezoelectric resonator component, a first electrode is arranged on a carrier and a piezoelectric layer is arranged on the first electrode. A growth layer is deposited on the piezoelectric layer and a copper layer is deposited on the growth layer.

Bei einer Ausführungsform des Verfahrens wird die piezoelektrische Schicht aus AlN und die Wachstumsschicht aus Molybdän hergestellt. In one embodiment of the method, the piezoelectric layer is made of AlN and the growth layer of molybdenum.

Die Wachstumsschicht kann insbesondere in einer Dicke von 5 nm bis 100 nm hergestellt werden. Die Kupferschicht kann insbesondere in einer Dicke von 20 nm bis 300 nm hergestellt werden.The growth layer can be produced in particular in a thickness of 5 nm to 100 nm. The copper layer can be produced in particular in a thickness of 20 nm to 300 nm.

Es folgt eine genauere Beschreibung von Beispielen des piezoelektrischen Resonatorbauelementes und des Herstellungsverfahrens anhand der beigefügten Figuren.The following is a more detailed description of examples of the piezoelectric resonator component and the manufacturing method with reference to the attached figures.

Die 1 zeigt einen Querschnitt durch ein Ausführungsbeispiel des piezoelektrischen Resonatorbauelementes.The 1 shows a cross section through an embodiment of the piezoelectric resonator device.

Die 2 zeigt einen Querschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel mit einer oberseitigen Schutzschicht.The 2 shows a cross section through a further embodiment with an upper-side protective layer.

Die 3 zeigt einen Querschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel mit einer vierschichtigen ersten Elektrode.The 3 shows a cross section through another embodiment with a four-layered first electrode.

Die 4 zeigt einen Querschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel mit einem akustischen Reflektor.The 4 shows a cross section through a further embodiment with an acoustic reflector.

Die 1 zeigt einen Querschnitt durch ein Ausführungsbeispiel des piezoelektrischen Resonatorbauelementes mit einem Träger 1, einer ersten Elektrode 2, einer piezoelektrischen Schicht 3 und einer zweiten Elektrode 4, die eine Wachstumsschicht 5 und eine Kupferschicht 6 aufweist. Der Träger 1 ist insbesondere für die Herstellung des Resonatorbauelementes vorgesehen und kann zum Beispiel ein Substrat oder ein Wafer aus Silizium, vorzugsweise aus hochohmigem (undotiertem oder intrinsisch leitendem) Silizium, sein.The 1 shows a cross section through an embodiment of the piezoelectric resonator device with a carrier 1 , a first electrode 2 , a piezoelectric layer 3 and a second electrode 4 that is a growth layer 5 and a copper layer 6 having. The carrier 1 is intended in particular for the production of the resonator component and may, for example, be a substrate or a wafer of silicon, preferably of high-resistance (undoped or intrinsically conductive) silicon.

Auf dem Träger 1 oder auf einer auf dem Träger 1 aufgebrachten Schicht oder Schichtfolge, die für spezielle Anwendungen vorgesehen werden kann, wird zunächst die erste Elektrode 2 aufgebracht. Die erste Elektrode 2 kann eine einzelne einheitliche Schicht sein oder als Mehrschichtaufbau zumindest zweier unterschiedlicher Schichten realisiert werden. Die erste Elektrode 2 soll eine gute elektrische Leitfähigkeit besitzen und weist deshalb zumindest in einem Schichtanteil Aluminium auf, womit auch eine hohe Leistungsverträglichkeit erreicht wird. Die erste Elektrode 2 kann vollständig oder in einem Schichtanteil aus Aluminium, einer Aluminiumverbindung oder einer Aluminiumlegierung gebildet sein, beispielsweise aus AlCu, AlSiCu oder AlMg. Die erste Elektrode 2 kann, insbesondere seitlich zu der piezoelektrischen Schicht 3, so ausgestaltet sein, dass das Anbringen elektrischer Verbindungselemente, die zum Beispiel Bonddrähte oder Anschlusshöcker (Bumps) sein können und für einen externen Anschluss vorgesehen sind, in einfacher Weise möglich ist.On the carrier 1 or on one on the carrier 1 applied layer or layer sequence, which can be provided for specific applications, first becomes the first electrode 2 applied. The first electrode 2 may be a single uniform layer or realized as a multi-layer structure of at least two different layers. The first electrode 2 should have a good electrical conductivity and therefore has aluminum, at least in one layer portion, whereby a high power compatibility is achieved. The first electrode 2 may be formed completely or in a layer portion of aluminum, an aluminum compound or an aluminum alloy, for example AlCu, AlSiCu or AlMg. The first electrode 2 can, in particular laterally to the piezoelectric layer 3 , be designed so that the attachment of electrical connecting elements, which may be, for example, bonding wires or bumps (bumps) and are provided for an external connection, is possible in a simple manner.

Die piezoelektrische Schicht 3 wird auf die erste Elektrode 2 oder eine gegebenenfalls zur besseren Anhaftung oder zur Anpassung vorgesehene Zwischenschicht aufgebracht und kann zum Beispiel AlN, ZnO, Blei-Zirkonat-Titanat oder LiNbO3 sein. Die Wachstumsschicht 5 wird auf der piezoelektrischen Schicht 3 aus einem Material hergestellt, das auf der piezoelektrischen Schicht 3 gut haftet und auf dem die Kupferschicht 6 gut abgeschieden werden kann. Insbesondere auf einer piezoelektrischen Schicht 3 aus AlN ist Molybdän als Material der Wachstumsschicht 5 geeignet, weil Molybdän sehr gut auf AlN haftet. Molybdän lässt sich zudem sehr genau und gleichmäßig abscheiden, so dass eine hohe Frequenzstabilität des gesamten Resonatorbauelementes erreicht wird. Auf Molybdän kann die Kupferschicht 6 sehr stabil und dauerhaft aufgebracht werden.The piezoelectric layer 3 gets on the first electrode 2 or an interlayer optionally provided for better adhesion or adaptation, and may be, for example, AlN, ZnO, lead zirconate titanate or LiNbO 3 . The growth layer 5 is on the piezoelectric layer 3 made of a material that is on the piezoelectric layer 3 Good adhesion and on the copper layer 6 can be well separated. In particular, on a piezoelectric layer 3 AlN is molybdenum as the material of the growth layer 5 suitable because molybdenum adheres very well to AlN. In addition, molybdenum can be deposited very precisely and uniformly, so that a high frequency stability of the entire resonator component is achieved. On molybdenum can the copper layer 6 be applied very stable and durable.

Die Wachstumsschicht 5 kann aus einer oder mehreren Schichten bestehen und wird zweckmäßig in einer typischen Dicke von 5 nm bis 100 nm hergestellt. Die Kupferschicht 6 wird für die gewünschte elektrische Leitfähigkeit ausreichend dick aufgebracht, typisch in einer Dicke von zum Beispiel 20 nm bis 300 nm.The growth layer 5 may consist of one or more layers and is conveniently prepared in a typical thickness of 5 nm to 100 nm. The copper layer 6 is applied to the desired electrical conductivity sufficiently thick, typically in a thickness of, for example, 20 nm to 300 nm.

Die 2 zeigt einen Querschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel des piezoelektrischen Resonatorbauelementes. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist in der ersten Elektrode 2 eine Leitungsschicht 8 vorhanden, die Aluminium enthält. Weitere Schichtanteile der ersten Elektrode 2 können aus anderen Materialien gebildet sein. Obwohl Wolfram eine relativ schlechte elektrische Leitfähigkeit besitzt, kann Wolfram in der ersten Elektrode 2 vorhanden sein, weil die hohe akustische Impedanz von Wolfram zu einer höheren Kopplung beiträgt. Das wirkt sich positiv auf die maximal mögliche Bandbreite des Resonators aus. Ein Ausführungsbeispiel mit einer ersten Elektrode 2, die Aluminium zur Reduktion des elektrischen Widerstandes und Wolfram zur Verbesserung der Kopplung enthält, und einer zweiten Elektrode 4, die eine Kupferschicht 6 und eine für das Aufbringen der Kupferschicht 6 günstige, gegebenenfalls mehrlagige, Wachstumsschicht 5 aus Molybdän enthält, ist, insbesondere in Verbindung mit einer piezoelektrischen Schicht aus AlN, besonders bevorzugt.The 2 shows a cross section through a further embodiment of the piezoelectric resonator device. In this embodiment, in the first electrode 2 a conductor layer 8th present, which contains aluminum. Further layer portions of the first electrode 2 can be made of other materials. Although tungsten has relatively poor electrical conductivity, tungsten can be in the first electrode 2 be present because the high acoustic impedance of tungsten contributes to a higher coupling. This has a positive effect on the maximum possible bandwidth of the resonator. An embodiment with a first electrode 2 comprising aluminum for reducing electrical resistance and tungsten for improving coupling, and a second electrode 4 containing a copper layer 6 and one for applying the copper layer 6 favorable, possibly multi-layered, growth layer 5 of molybdenum is particularly preferred, especially in conjunction with a piezoelectric layer of AlN.

Das Ausführungsbeispiel der 2 zeigt außerdem eine Deckschicht 7 auf der zweiten Elektrode 4. Die Deckschicht 7 kann unabhängig von der Ausgestaltung der ersten Elektrode 2 und insbesondere auch bei dem Ausführungsbeispiel der 1 vorgesehen werden. Die Deckschicht 7 kann insbesondere eine Schutzschicht 7a umfassen, die eine oder mehrere Schichten aufweisen kann, und gegebenenfalls eine Trimmschicht 7b, die ebenfalls eine oder mehrere Schichten aufweisen kann. Die Schutzschicht 7a schützt die Kupferschicht 6 vor Umwelteinflüssen und kann insbesondere dafür vorgesehen sein, eine Oxidation der Kupferschicht 6 zu verhindern. Die Schutzschicht 7a ist deshalb zweckmäßig ein Material, das das Eindringen von Feuchtigkeit verhindert. Die Schutzschicht 7a kann insbesondere ein Polymer sein; andere geeignete Materialien sind zum Beispiel Ti, TiN, SiN oder SiO2. Auch eine weitere dünne Schicht aus Molybdän ist als Schutzschicht 7a geeignet. Die Schutzschicht 7a wird zum Beispiel in einer typischen Dicke von 5 nm bis 100 nm hergestellt. Zusätzlich, aber nicht notwendig, kann auf der Schutzschicht 7a eine Trimmschicht 7b, zum Beispiel aus SiO2, SiN oder entsprechenden Materialien aufgebracht sein.The embodiment of 2 also shows a cover layer 7 on the second electrode 4 , The cover layer 7 can be independent of the configuration of the first electrode 2 and in particular in the embodiment of the 1 be provided. The cover layer 7 can in particular a protective layer 7a include a or more layers, and optionally a trim layer 7b , which may also have one or more layers. The protective layer 7a protects the copper layer 6 before environmental influences and can be provided in particular for an oxidation of the copper layer 6 to prevent. The protective layer 7a Therefore, it is useful a material that prevents the ingress of moisture. The protective layer 7a may in particular be a polymer; other suitable materials are, for example, Ti, TiN, SiN or SiO 2 . Another thin layer of molybdenum is a protective layer 7a suitable. The protective layer 7a is made, for example, in a typical thickness of 5 nm to 100 nm. In addition, but not necessary, may be on the protective layer 7a a trim layer 7b For example, be applied from SiO 2 , SiN or corresponding materials.

Die 3 zeigt einen Querschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel ähnlich der 2. Bei dem Ausführungsbeispiel der 3 ist die erste Elektrode 2 vierschichtig und umfasst eine Leitungsschicht 8, eine Kopplungsschicht 10 und Zwischenschichten 9. Die Leitungsschicht 8 ist ein guter elektrischer Leiter und kann zum Beispiel AlCu sein. Die Kopplungsschicht 10 kann zum Beispiel Wolfram sein. Die Zwischenschichten 9 können zum Beispiel Titan sein. Die Wachstumsschicht 5, die Kupferschicht 6 und gegebenenfalls die Deckschicht 7 sind entsprechend den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen vorgesehen.The 3 shows a cross section through a further embodiment similar to the 2 , In the embodiment of the 3 is the first electrode 2 four-layered and comprises a conductive layer 8th , a coupling layer 10 and intermediate layers 9 , The conductor layer 8th is a good electrical conductor and can be, for example, AlCu. The coupling layer 10 can be tungsten, for example. The intermediate layers 9 can be for example titanium. The growth layer 5 , the copper layer 6 and optionally the topcoat 7 are provided according to the embodiments described above.

Die 4 zeigt einen Querschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel ähnlich der 2. Bei dem Ausführungsbeispiel der 4 ist zwischen dem Träger 1 und der ersten Elektrode 2 ein akustischer Spiegel oder Reflektor 15 vorhanden. Der akustische Reflektor 15 wird durch Schichten gebildet, die abwechselnd eine hohe und eine niedrige akustische Impedanz aufweisen. In der 4 sind als Beispiel vier akustische Spiegelschichten 11, 12, 13 und 14 dargestellt. Die erste Spiegelschicht 11 und die dritte Spiegelschicht 13 besitzen zum Beispiel eine hohe Impedanz und können beispielsweise ein Metall, insbesondere Wolfram, sein. Die zweite Spiegelschicht 12 und die vierte Spiegelschicht 14 besitzen in diesem Fall eine niedrige Impedanz und können beispielsweise SiO2 sein. Die Dicke der Spiegelschichten beträgt vorzugsweise ungefähr ein Viertel der Wellenlänge, die zu der Resonanzfrequenz des Resonators gehört. Die Wachstumsschicht 5, die Kupferschicht 6 und gegebenenfalls die Deckschicht 7 sind entsprechend den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen vorgesehen.The 4 shows a cross section through a further embodiment similar to the 2 , In the embodiment of the 4 is between the carrier 1 and the first electrode 2 an acoustic mirror or reflector 15 available. The acoustic reflector 15 is formed by layers which alternately have a high and a low acoustic impedance. In the 4 are exemplary four acoustic mirror layers 11 . 12 . 13 and 14 shown. The first mirror layer 11 and the third mirror layer 13 For example, they have a high impedance and may be, for example, a metal, in particular tungsten. The second mirror layer 12 and the fourth mirror layer 14 in this case have a low impedance and may be, for example, SiO 2 . The thickness of the mirror layers is preferably about one quarter of the wavelength associated with the resonant frequency of the resonator. The growth layer 5 , the copper layer 6 and optionally the topcoat 7 are provided according to the embodiments described above.

Die Kontaktierung des piezoelektrischen Resonatorbauelementes nach außen erfolgt zum Beispiel mittels einer Unterbumpmetallisierung (UBM), insbesondere unter Verwendung von Nickel. Damit wird gewährleistet, dass auch an den externen Kontakten keine Feuchtigkeit eindringt und keine Oxidation des Kupfers auftritt.The contacting of the piezoelectric resonator component to the outside takes place, for example, by means of a subbump metallization (UBM), in particular using nickel. This ensures that even at the external contacts no moisture penetrates and no oxidation of the copper occurs.

Die Verwendung von Kupfer als hauptsächlichem Schichtanteil der zweiten Elektrode 4 hat neben der guten elektrischen Leitfähigkeit den weiteren Vorteil, dass sich eine Kupferschicht bei hoher elektrischer Leistung nicht so stark verformt wie eine aluminiumhaltige Schicht. Außerdem ist Kupfer ein guter Wärmeleiter und daher geeignet, die im Bauelement auftretende Wärme über die zweite Elektrode an die Umgebung abzuführen. Eine geringere Erwärmung des Bauelementes resultiert in einer Verbesserung der Leistungsverträglichkeit und Linearität.The use of copper as the main layer portion of the second electrode 4 In addition to the good electrical conductivity has the further advantage that a copper layer at high electrical power does not deform as much as an aluminum-containing layer. In addition, copper is a good conductor of heat and therefore suitable to dissipate the heat occurring in the component via the second electrode to the environment. Less heating of the device results in an improvement in power compatibility and linearity.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Trägercarrier
22
erste Elektrodefirst electrode
33
piezokeramische Schichtpiezoceramic layer
44
zweite Elektrodesecond electrode
55
Wachstumsschichtgrowth layer
66
Kupferschichtcopper layer
77
Deckschichttopcoat
7a7a
Schutzschichtprotective layer
7b7b
Trimmschichttrimming layer
88th
Leitungsschichtconductive layer
99
Zwischenschichtinterlayer
1010
Kopplungsschichtcoupling layer
1111
erste Spiegelschichtfirst mirror layer
1212
zweite Spiegelschichtsecond mirror layer
1313
dritte Spiegelschichtthird mirror layer
1414
vierte Spiegelschichtfourth mirror layer
1515
akustischer Reflektoracoustic reflector

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 10316716 A1 [0003] DE 10316716 A1 [0003]
  • WO 02/23720 A1 [0004] WO 02/23720 A1 [0004]
  • US 6995497 B2 [0005] US 6995497 B2 [0005]

Claims (10)

Piezoelektrisches Resonatorbauelement mit einer ersten Elektrode (2), einer mit der ersten Elektrode (2) verbundenen piezoelektrischen Schicht (3) und einer zweiten Elektrode (4), die auf einer der ersten Elektrode (2) gegenüberliegenden Seite mit der piezoelektrischen Schicht (3) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass – die erste Elektrode (2) zumindest in einem Schichtanteil Aluminium aufweist, – die zweite Elektrode (4) kein Aluminium enthält, – die zweite Elektrode (4) mindestens eine nicht aus Kupfer gebildete Wachstumsschicht (5) und eine Kupferschicht (6) aufweist und – die Wachstumsschicht (5) zwischen der piezoelektrischen Schicht (3) und der Kupferschicht (6) angrenzend an die Kupferschicht (6) angeordnet ist.Piezoelectric resonator component with a first electrode ( 2 ), one with the first electrode ( 2 ) connected piezoelectric layer ( 3 ) and a second electrode ( 4 ) on one of the first electrodes ( 2 ) opposite side with the piezoelectric layer ( 3 ), characterized in that - the first electrode ( 2 ) has aluminum at least in one layer portion, - the second electrode ( 4 ) contains no aluminum, - the second electrode ( 4 ) at least one non-copper growth layer ( 5 ) and a copper layer ( 6 ) and - the growth layer ( 5 ) between the piezoelectric layer ( 3 ) and the copper layer ( 6 ) adjacent to the copper layer ( 6 ) is arranged. Piezoelektrisches Resonatorbauelement nach Anspruch 1, bei dem die Wachstumsschicht (5) ein Material aus der Gruppe von Ru, Rh, Pd, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Ti, TiN und Au enthält.A piezoelectric resonator device according to claim 1, wherein the growth layer ( 5 ) contains a material from the group of Ru, Rh, Pd, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Ti, TiN and Au. Piezoelektrisches Resonatorbauelement nach Anspruch 1, bei dem die Wachstumsschicht (5) Molybdän ist.A piezoelectric resonator device according to claim 1, wherein the growth layer ( 5 ) Is molybdenum. Piezoelektrisches Resonatorbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem eine einlagige oder mehrlagige Deckschicht (7) auf einer von der Wachstumsschicht (5) abgewandten Seite der Kupferschicht (6) angeordnet ist und die Deckschicht (7) mindestens ein Polymer oder mindestens ein Material aus der Gruppe von Mo, Ti, TiN, SiO2 und SiN enthält.Piezoelectric resonator component according to one of Claims 1 to 3, in which a single-layer or multi-layer covering layer ( 7 ) on one of the growth layer ( 5 ) facing away from the copper layer ( 6 ) and the cover layer ( 7 ) contains at least one polymer or at least one material from the group of Mo, Ti, TiN, SiO 2 and SiN. Piezoelektrisches Resonatorbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Wachstumsschicht (5) eine Dicke von 5 nm bis 100 nm besitzt.Piezoelectric resonator component according to one of Claims 1 to 4, in which the growth layer ( 5 ) has a thickness of 5 nm to 100 nm. Piezoelektrisches Resonatorbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Kupferschicht (6) eine Dicke von 20 nm bis 300 nm besitzt.Piezoelectric resonator component according to one of Claims 1 to 5, in which the copper layer ( 6 ) has a thickness of 20 nm to 300 nm. Piezoelektrisches Resonatorbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die erste Elektrode (2) eine Leitungsschicht (8) aus AlCu und eine Kopplungsschicht (10) aus Wolfram aufweist.Piezoelectric resonator component according to one of Claims 1 to 6, in which the first electrode ( 2 ) a conductor layer ( 8th ) of AlCu and a coupling layer ( 10 ) of tungsten. Verfahren zur Herstellung eines piezoelektrischen Resonatorbauelementes, bei dem – auf einem Träger (1) eine erste Elektrode (2) angeordnet wird und die erste Elektrode (2) zumindest in einem Schichtanteil Aluminium aufweist, – auf der ersten Elektrode (2) eine piezoelektrische Schicht (3) angeordnet wird, – auf der piezoelektrischen Schicht (3) eine nicht aus Kupfer gebildete Wachstumsschicht (5) aufgebracht wird und – auf der Wachstumsschicht (5) eine Kupferschicht (6) aufgebracht wird.Method for producing a piezoelectric resonator component, in which - on a support ( 1 ) a first electrode ( 2 ) and the first electrode ( 2 ) has aluminum at least in one layer portion, - on the first electrode ( 2 ) a piezoelectric layer ( 3 ), - on the piezoelectric layer ( 3 ) a non-copper growth layer ( 5 ) is applied and - on the growth layer ( 5 ) a copper layer ( 6 ) is applied. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem die piezoelektrische Schicht (3) aus AlN und die Wachstumsschicht (5) aus Molybdän hergestellt wird.Method according to Claim 8, in which the piezoelectric layer ( 3 ) of AlN and the growth layer ( 5 ) is made of molybdenum. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, bei dem die Wachstumsschicht (5) in einer Dicke von 5 nm bis 100 nm hergestellt wird und die Kupferschicht (6) in einer Dicke von 20 nm bis 300 nm hergestellt wird.Method according to Claim 8 or 9, in which the growth layer ( 5 ) is produced in a thickness of 5 nm to 100 nm and the copper layer ( 6 ) is produced in a thickness of 20 nm to 300 nm.
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