DE102012205033A1

DE102012205033A1 - Gestapelter akustischer Resonator, welcher eine Brücke aufweist

Info

Publication number: DE102012205033A1
Application number: DE102012205033A
Authority: DE
Inventors: Dariusz Burak; Stefan Bader; Alexandre Shirakawa
Original assignee: Avago Technologies Wireless IP Singapore Pte Ltd
Current assignee: Avago Technologies International Sales Pte Ltd
Priority date: 2011-03-29
Filing date: 2012-03-28
Publication date: 2012-10-04
Anticipated expiration: 2032-03-29
Also published as: DE102012205033B4; CN102739191A; CN102739191B

Abstract

Gemäß einer repräsentativen Ausführungsform weist eine BAW-(bulk acoustic wave)-Resonator-Struktur auf: eine erste Elektrode, welche über einem Substrat angeordnet ist; eine erste piezoelektrische Schicht, welche über der ersten Elektrode angeordnet ist; eine zweite Elektrode, welche über der ersten piezoelektrischen Schicht angeordnet ist; eine zweite piezoelektrische Schicht, welche über der zweiten Elektrode angeordnet ist; eine dritte Elektrode, welche über der zweiten piezoelektrischen Schicht angeordnet ist; und eine Brücke, welche zwischen der ersten Elektrode und der dritten Elektrode angeordnet ist.

Description

Die Offenbarung der US Patentanmeldung Nr. 13/036,489, eingereicht am 28. Februar 2011, wird durch Bezugnahme hierin in Gänze aufgenommen.
HINTERGRUND
Wandler konvertieren im Allgemeinen elektrische Signale in mechanische Signale oder Vibrationen und/oder mechanische Signale oder Vibrationen in elektrische Signale. Akustische Wandler konvertieren insbesondere elektrische Signale in akustische Signale (Schallwellen) in einem Transmissionsmodus und/oder konvertieren empfangene akustische Wellen in elektrische Signale in einem Empfangsmodus. Akustische Wandler umfassen im Allgemeinen akustische Resonatoren, wie etwa Dünnfilmvolumen-akustische Resonatoren (thin film bulk acoustic resonators)(FBARs), Oberflächen-akustische-Welle-(surface acoustic wave)(SAW)-Resonatoren oder Volumen-akustistische-Wellen(bulk acoustic wave)(BAW)-Resonatoren, und können in einer großen Vielfalt von elektronischen Anwendungen angewendet werden, wie etwa als Mobiltelefone, persönliche digitale Assistenten (PDAs), elektronische Spielgeräte, Laptop-Computer oder andere tragbare Kommunikationsgeräte. Zum Beispiel können FBARs für elektrische Filter und für Spannungstransformatoren benutzt werden. Im Allgemeinen hat ein akustischer Resonator eine Schicht von piezoelektrischem Material zwischen zwei leitfähigen Platten (Elektroden), welche auf einer dünnen Membran gebildet sein können. FBAR-Geräte erzeugen insbesondere longitudinale akustische Wellen und laterale (oder transversale) akustische Wellen, wenn sie mittels eines angewendeten zeitlich variierenden elektrischen Feldes stimuliert werden, sowie auch Mischprodukte von höherer harmonischer Ordnung. Die lateralen Moden und die Mischprodukte von höherer harmonischer Ordnung können einen nachteiligen Einfluss auf die Funktionalität haben.
Ein gestapelter Volumen-akustischer-Resonator (stacked bulk acoustic resonator) (SBAR), welcher auch als ein Doppel-Volumen-akustistischer-Resonator (double bulk acoustic resonator) (DBAR) bezeichnet wird, umfasst zwei Schichten von piezoelektrischen Materialien zwischen drei Elektroden in einem einzelnen Stapel, welcher eine einzelne Resonanzkavität bildet. Das heißt, eine erste Schicht von piezoelektrischem Material ist zwischen einer ersten (unteren) Elektrode und einer zweiten (mittleren) Elektrode gebildet und eine zweite Schicht von piezoelektrischem Material ist zwischen der zweiten (mittleren) Elektrode und einer dritten (oberen) Elektrode gebildet. Im Allgemeinen erlaubt das gestapelte Volumen-akustisches-Resonatorgerät eine Verminderung der Fläche eines einzelnes-Volumen-akustisches-Resonatorgerät um ungefähr die Hälfte.
In FBAR-Geräten ist eine Minderung von akustischen Verlusten bei den Grenzen und die resultierende Moduseinschließung (confinement) in dem aktiven Bereich des FBAR (der Bereich einer Überlappung der oberen Elektrode, der piezoelektrischen Schicht und der unteren Elektrode) durch verschiedene Verfahren bewirkt worden. Bemerkenswerter Weise werden Rahmen (frames) entlang einer oder mehrerer Seiten der FBARs bereitgestellt. Die Rahmen erzeugen eine Ungleichheit einer akustischen Impedanz (acoustic impedance mismatch), welche Verluste dadurch vermindert, dass gewünschte Moden zurück zu der aktiven Fläche des Resonators reflektiert werden, um so die Gebundenheit oder Einengung oder Einschließung (confinement) von gewünschten Moden innerhalb des aktiven Bereiches des FBARs zu verbessern.
Während die Inkorporierung von Rahmen zu einer verbesserten Moduseinschließung und zu einer dazugehörigen Verbesserung in dem Qualitätsfaktor (Q-Faktor) des FBARs geführt hat, hat eine direkte Anwendung von bekannten Rahmenelementen nicht zu einer signifikanten Verbesserung in einer Moduseinschließung und Q von DBARs geführt.
Was benötigt ist, ist daher ein DBAR, welcher zumindest die oben beschriebenen bekannten Nachteile überwindet.
ZUSAMMENFASSUNG
In Übereinstimmung mit einer repräsentativen Ausführungsform weist eine Volumen-akustische-Welle-(bulk acoustic wave)(BAW)-Resonator-Struktur auf: eine erste Elektrode, welche über einem Substrat angeordnet ist; eine erste piezoelektrische Schicht, welche über der ersten Elektrode angeordnet ist; eine zweite Elektrode, welche über der ersten piezoelektrischen Schicht angeordnet ist; eine zweite piezoelektrische Schicht, welche über der zweiten Elektrode angeordnet ist; eine dritte Elektrode, welche über der zweiten piezoelektrischen Schicht angeordnet ist; und eine Brücke, welche zwischen der ersten Elektrode und der dritten Elektrode angeordnet ist.
In Übereinstimmung mit einer anderen repräsentativen Ausführungsform weist eine Volumen-akustische-Welle-(bulk acoustic wave)(BAW)-Resonator-Struktur auf: eine erste Elektrode, welche über einem Substrat angeordnet ist; eine erste piezoelektrische Schicht, welcher über der ersten Elektrode angeordnet ist; eine zweite Elektrode, welche über der ersten piezoelektrischen Schicht angeordnet ist; eine zweite piezoelektrische Schicht, welche über der zweiten Elektrode angeordnet ist; eine dritte Elektrode, welcher über der zweiten piezoelektrischen Schicht angeordnet ist; eine Brücke, welche zwischen der ersten Elektrode und der dritten Elektrode angeordnet ist; und einen inneren angehobenen oder erhöhten (raised) Bereich, welcher über der dritten Elektrode angeordnet ist.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die illustrativen Ausführungsformen werden am Besten von der folgenden detaillierten Beschreibung verstanden, wenn sie zusammen mit den begleitenden Zeichnungsfiguren gelesen werden. Es wird betont, dass die verschiedenen Merkmale nicht notwendiger Weise maßstabsgerecht gezeichnet sind. In der Tat können die Abmessungen zur Klarheit der Diskussion willkürlich vergrößert oder verkleinert werden. Wenn immer anwendbar oder praktikabel, beziehen sich ähnliche Bezugsnummern auf ähnliche Elemente.
1A zeigt eine Draufsicht eines DBAR in Übereinstimmung mit einer repräsentativen Ausführungsform.
1B ist eine Querschnittsansicht des DBAR der 1A, welche entlang der Linie 1B-1B genommen ist.
1C ist eine Querschnittsansicht eines DBAR in Übereinstimmung mit einer repräsentativen Ausführungsform.
1D ist eine Querschnittsansicht eines DBAR in Übereinstimmung mit einer repräsentativen Ausführungsform.
1E ist eine Querschnittsansicht eines DBAR in Übereinstimmung mit einer repräsentativen Ausführungsform.
1F ist eine grafische Repräsentation des Q-Faktors eines ungeraden Modus (odd mode) (Q_O) eines bekannten DBAR und eines DBAR in Übereinstimmung mit einer repräsentativen Ausführungsform.
2A bis 2B sind Querschnittsansichten von DBARs, welche jeweils eine Brücke haben, welche in einer einzelnen Schicht des DBAR in Übereinstimmung mit einer repräsentativen Ausführungsform angeordnet ist.
3A bis 3B sind Querschnittsansichten von DBARs, welche jeweils eine Brücke in einer einzelnen Schicht des DBAR in Übereinstimmung mit einer repräsentativen Ausführungsform angeordnet haben.
4A bis 4B sind Querschnittsansichten von DBARs, welche jeweils eine Brücke in einer einzelnen Schicht des DBAR in Übereinstimmung mit einer repräsentativen Ausführungsform angeordnet haben.
5A bis 5B sind Querschnittsansichten von DBARs, welche jeweils eine Brücke in einer einzelnen Schicht des DBAR in Übereinstimmung mit einer repräsentativen Ausführungsform angeordnet haben.
6A bis 6D sind Querschnittsansichten von DBARs, welche Brücken in zwei Schichten des DBAR in Übereinstimmung mit einer repräsentativen Ausführungsform angeordnet haben.
7A bis 7D sind Querschnittsansichten von DBARs, welche Brücken in zwei Schichten des DBAR in Übereinstimmung mit einer repräsentativen Ausführungsform angeordnet haben.
8A bis 8D sind Querschnittsansichten von DBARs, welche Brücken in zwei Schichten des DBAR in Übereinstimmung mit einer repräsentativen Ausführungsform angeordnet haben.
9A bis 9D sind Querschnittsansichten von DBARs, welche Brücken in zwei Schichten des DBAR in Übereinstimmung mit einer repräsentativen Ausführungsform angeordnet haben.
10A bis 10D sind Querschnittsansichten von DBARs, welche Brücken in zwei Schichten des DBAR in Übereinstimmung mit einer repräsentativen Ausführungsform angeordnet haben.
11A bis 11B sind Querschnittsansichten von DBARs, welche Brücken in zwei Schichten des DBAR in Übereinstimmung mit einer repräsentativen Ausführungsform angeordnet haben.
11C ist eine grafische Repräsentation des Q-Faktors eines ungeraden Modus (Q_O) eines bekannten DBAR und eines DBAR in Übereinstimmung mit einer repräsentativen Ausführungsform.
DEFINIERTE TERMINOLOGIE
Es wird verstanden, dass die hierin benutzte Terminologie nur für Zwecke einer Beschreibung bestimmter Ausführungsformen ist und nicht in einer begrenzenden Weise beabsichtigt ist. Die definierten Terme oder Ausdrücke sind zusätzlich zu den technischen und wissenschaftlichen Bedeutungen der definierten Terme, wie sie gewöhnlich in dem technischen Gebiet der vorliegenden Lehren verstanden und akzeptiert sind.
Wie in der Spezifikation und den angehängten Ansprüchen benutzt ist, umfassen die Terme „eine/ein“, „die/der/das“ sowohl Einzahlbezüge als auch Mehrzahlbezüge, es sei denn der Zusammenhang diktiert es auf klare Weise andererseits. Somit umfasst z.B. „ein Gerät“ ein einzelnes Gerät und mehrere Geräte.
Wie in der Spezifikation und den angehängten Ansprüchen benutzt ist und zusätzlich zu ihren gewöhnlichen Bedeutungen, bedeuten die Terme „wesentlich“ oder „im Wesentlichen“ innerhalb einer akzeptablen Grenze oder Ausmaß. Zum Beispiel bedeutet „im Wesentlichen abgebrochen oder gestrichen“ (cancelled), dass ein Fachmann in der Technik die Streichung oder Annullierung als akzeptabel betrachten würde.
Wie in der Spezifikation und in den angehängten Ansprüchen benutzt ist und zusätzlich zu seiner normalen oder gewöhnlichen Bedeutung, bedeutet für einen gewöhnlichen Fachmann in der Technik der Term „approximativ“ innerhalb einer annehmbaren Grenze oder eines Ausmaßes. Zum Beispiel bedeutet „approximativ die- oder der- oder dasselbe“, das ein gewöhnlicher Fachmann in der Technik die Elemente, welche verglichen werden, als dieselben betrachten würde.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
In der folgenden detaillierten Beschreibung werden für Zwecke der Erläuterung aber nicht der Begrenzung spezifische Details ausgeführt, um ein durchgängiges Verständnis der illustrativen Ausführungsformen gemäß den vorliegenden Lehren bereitzustellen. Es wird jedoch für einen gewöhnlichen Fachmann in der Technik, welcher den Vorteil der vorliegenden Offenbarung hat, ersichtlich sein, dass andere Ausführungsformen gemäß den vorliegenden Lehren, welche von den spezifischen Details abweichen, welche hierin offenbart sind, innerhalb des Geltungsbereiches der angehängten Ansprüche bleiben. Außerdem können Beschreibungen von wohl bekannten Apparaten und Verfahren ausgelassen werden, um so nicht die Beschreibung der illustrativen Ausführungsformen zu verschleiern. Solche Verfahren und Apparate sind klarer Weise innerhalb des Geltungsbereichs der vorliegenden Lehren.
Im Allgemeinen ist verstanden, dass die Zeichnungen und die verschiedenen darin gezeigten Elemente nicht maßstabsgerecht gezeichnet sind. Ferner werden relative Terme oder Ausdrücke, wie etwa „über“, „unter“, „oben oder oberer“, „unten oder unterer“, „oberer“ und „unterer“, hierin benutzt, um die Beziehungen der verschiedenen Elemente zueinander zu beschreiben, wie in den begleitenden Zeichnungen illustriert ist. Es ist verstanden, dass diese relativen Ausdrücke beabsichtigt sind, verschiedene Orientierungen des Gerätes und/oder der Elemente zusätzlich zu der Orientierung zu umfassen, welche in den Zeichnungen gezeigt ist. Wenn z.B. das Gerät bezüglich der Ansicht in den Zeichnungen invertiert wäre, würde ein Element, welches als „über“ einem anderen Element beschrieben ist z.B. nun unterhalb dieses Elements sein.
Die vorliegenden Lehren betreffen im Allgemeinen BAW-Resonator-Strukturen, welche DBARs aufweisen. In gewissen Anwendungen stellen die BAW-Resonator-Strukturen DBAR-basierte Filter (z.B. Leiterfilter (ladder filters)) bereit. Gewisse Details von DBARs, BAW-Resonator-Filtern, Materialien davon und von ihren Fabrikationsverfahren können in einer oder mehreren der folgenden US-Patenten und Patentanmeldungen der Anmelderin gefunden werden: US-Patent Nr. 6,107,721 an Lakin; US-Patente 5,587,620 , 5,873,153 , 6,507,983 und 7,629,865 an Ruby et. al; US-Patent Nr. 7,280,007 an Feng et al.; US-Patent-Offenlegungs-Nr. 2007/0205850 an Jamneala et al.; US-Patent-Nr. 7,388,454 an Ruby et al.; US-Patent-Offenlegungs-Nr. 20100327697 an Choy et al.; und US-Patent-Offenlegungs-Nr. 20100327994 an Choy et al. Die Offenbarungen dieser Patente und Patentanmeldungen werden spezifisch durch Bezugnahme hierin inkorporiert. Es wird betont, dass die Komponenten, Materialien und Fabrikationsverfahren, welche in diesen Patenten und Patentanmeldungen beschrieben werden, repräsentativ sind und andere Verfahren oder andere Herstellungsverfahren und Materialien innerhalb der Reichweite eines gewöhnlichen Fachmanns in der Technik betrachtet werden.
1A zeigt eine Draufsicht eines DBAR 100 in Übereinstimmung mit einer repräsentativen Ausführungsform. Der DBAR 100 weist eine obere Elektrode 101 (welche unten als dritte Elektrode 101 bezeichnet wird) auf, welche fünf (5) Seiten aufweist, wobei eine Verbindungsseite 102 konfiguriert ist, die elektrische Verbindung mit einer Zwischenverbindung (interconnect) 103 bereitzustellen. Die Zwischenverbindung oder Schaltungsträger oder Verbindungsflansch (interconnect) 103 stellt elektrische Signale für die obere Elektrode 101 bereit, um gewünschte akustische Wellen in piezoelektrischen Schichten (nicht in 1 gezeigt) des DBAR 100 anzuregen. Die obere Elektrode 101 weist eine Brücke 104 (welche unten als eine zweite Brücke 104 bezeichnet wird) auf, welche an allen Seiten angeordnet ist (die Brücke auf der Verbindungsseite 102 kann in der Draufsicht der 1A nicht erkannt werden). Wie unten vollständiger beschrieben wird, trägt ein Bereitstellen der Brücke 104 um den Umfang des DBAR 100 zu einem verbesserten Einführungsverlust oder zu einer verbesserten Einfügungsdämpfung (insertion loss) und zu dem Q-Faktor des ungeraden Modus (Q_O) über einen gewünschten Frequenzbereich (z.B. ein Passierband des DBAR) bei.
1B zeigt eine Querschnittansicht des DBAR 100, welche entlang der Linie 1B-1B genommen ist, in Übereinstimmung mit einer repräsentativen Ausführungsform. Der DBAR 100 weist eine Mehrzahl von Schichten auf, welche über ein Substrat 105, welches eine Kavität 106 hat, angeordnet sind. Die Einbeziehung einer Kavität 106 zur Reflexion von akustischen Wellen in dem DBAR 100 ist bloß illustrativ. Es wird betont, dass anstatt einer Kavität 106 ein bekannter akustischer Reflektor (z.B. ein Bragg-Spiegel (nicht gezeigt)), welcher alternierende Schichten von hoher und niedriger akustischer Impedanz aufweist, in dem Substrat 105 bereitgestellt werden kann, um eine akustische Isolation bereitzustellen.
Eine erste Elektrode 107 ist über dem Substrat 105 und teilweise über der Kavität 106 (oder Bragg-Spiegel) angeordnet. Eine Planarisierungsschicht 107’ ist über dem Substrat wie gezeigt angeordnet. In einer repräsentativen Ausführungsform weist die Planarisierungsschicht 107’ nicht ätzbares Borosilikatglas (NEBSG) auf. Eine erste piezoelektrische Schicht 108 ist über der ersten Elektrode 107 angeordnet. Eine Planarisierungsschicht 109 ist über der ersten piezoelektrischen Schicht 108 angeordnet und überlappt im Allgemeinen nicht die Kavität 106. In einer repräsentativen Ausführungsform weist die Planarisierungsschicht 109 nicht ätzbares Borosilikatglas (NEBSG) auf. Wie von einem gewöhnlichen Fachmann in der Technik geschätzt werden sollte, ist die Struktur, welche mittels der ersten Elektrode 107, der ersten piezoelektrischen Schicht 108 und einer zweiten Elektrode 111 bereitgestellt ist, ein Volumen-akustische-Welle-(bulk acoustic wave)(BAW)-Resonator, welcher in dieser illustrativen Ausführungsform einen ersten BAW-Resonator des DBAR 100 aufweist. Wenn der BAW-Resonator über einer Kavität angeordnet ist, ist er ein so genannter FBAR; und wenn der BAW-Resonator über einem akustischen Reflektor (z.B. Bragg-Spiegel) angeordnet ist, wird er als ein fest montierter Resonator (solidly mounted resonator) (SMR) bezeichnet. Die vorliegenden Lehren betrachten die Benutzung von entweder FBARs oder SMRs in einer Vielfalt von Anwendungen, einschließlich Filter (z.B. Leiterfilter, welche eine Mehrzahl von BAW-Resonatoren aufweisen).
Eine erste Brücke 101 ist bei einer Schnittstelle oder Zwischenschicht (interface) einer zweiten Elektrode 111 und der Planarisierungsschicht 109 bereitgestellt und ist entlang aller Seiten des DBAR 100 angeordnet (d.h. bildet einen Umfang des DBAR 100). In repräsentativen Ausführungsformen haben eine erste und eine zweite Brücke 110, 104 (oder andere Brücken, welche im Zusammenhang mit repräsentativen Ausführungsformen unten beschrieben sind) eine trapezoide Querschnittsform. Es wird betont, dass die trapezoide Querschnittsform der Brücken der repräsentativen Ausführungsformen bloß illustrativ ist und dass die Brücken nicht auf eine trapezoide Querschnittsform begrenzt sind. Zum Beispiel könnte die Querschnittsform der Brücken der repräsentativen Ausführungsformen quadratisch oder rechteckig oder von einer irregulären Form sein. Die „geneigten/schrägen“ Wände der ersten und zweiten Brücke 110, 104 (und anderer Brücken, welche im Zusammenhang mit repräsentativen Ausführungsformen unten beschrieben sind) sind vorteilhaft für die Qualität von Schichten (d.h. die Qualität der kristallinen piezoelektrischen Schicht(en)), welche über der ersten und zweiten Brücke 110, 104 gewachsen werden (und über andere Brücken, welche im Zusammenhang mit repräsentativen Ausführungsformen unten beschrieben sind). Bemerkenswerter Weise haben die erste Brücke 110 und die zweite Brücke 104 (und andere Brücken, welche im Zusammenhang mit repräsentativen Ausführungsformen unten beschrieben sind) nicht notwendiger Weise dieselbe Form (z.B. könnte eine trapezoide Querschnittsform haben und eine andere könnte eine rechteckige Querschnittsform haben). Typische Abmessungen der ersten und der zweiten Brücke 110, 104 (und anderer Brücken, welche im Zusammenhang mit repräsentativen Ausführungsformen unten beschrieben sind) sind approximativ 2,0 µm bis approximativ 10,0 µm in Breite (x-Ausdehnung in dem in 1B gezeigten Koordinatensystem) und approximativ 300 A bis approximativ 1500 A in Höhe (y-Ausdehnung in dem in 1B gezeigten Koordinatensystem). In gewissen Ausführungsformen erstrecken sich die erste und die zweite Brücke 110, 104 (und andere Brücken, welche im Zusammenhang mit repräsentativen Ausführungsformen unten beschrieben sind) über die Kavität 106 (als eine Überlappung 113 in 1B gezeigt). Die Überlappung 113 (auch als der Entkopplungsbereich bezeichnet) hat eine Breite (x-Ausdehnung) von approximativ 0,0 µm (d.h. keine Überlappung mit der Kavität 106) bis approximativ 5,0 µm. Bemerkenswerter Weise brauchen die erste Brücke 110 und die zweite Brücke 104 (und andere Brücken, welche im Zusammenhang mit repräsentativen Ausführungsformen unten beschrieben sind) nicht dieselben Abmessungen oder Ausdehnungen zu haben oder brauchen nicht an derselben relativen Position lokalisiert sein. Zum Beispiel ist in 1B die Überlappung 113 der ersten und der zweiten Brücke 110 mit der Kavität 106 gezeigt, um identisch für alle Brücken 104, 110 zu sein; dies ist aber nicht essentiell, da verschiedene Brücken 104, 110 die Kavität 106 zu einem größeren oder kleineren Ausmaß als andere Brücken 104, 110 überlappen können.
Im Allgemeinen müssen die erste und die zweite Brücke 110, 104 (und andere Brücken, welche im Zusammenhang mit repräsentativen Ausführungsformen unten beschrieben sind) breit genug sein, um einen geeigneten Abfall (decay) von verschwindenden (evanescent) Wellen bei der Grenze eines aktiven Bereichs 114 (hierin auch als ein DBAR-Bereich bezeichnet) und dem Entkopplungsbereich 113 sicherzustellen, um ein Tunneln von Moden in einen Feldbereich 115 hinein zu minimieren, wo propagierende Moden bei der Betriebsfrequenz existieren. Andererseits können, wenn die erste und die zweite Brücke 110, 104 zu breit sind, Zuverlässigkeits-Angelegenheiten oder -Begebenheiten auftauchen und können auch die Platzierung von ähnlichen DBARs (nicht gezeigt) dahingehend begrenzen, dass sie in die Nähe platziert werden (um somit unnötiger Weise die Gesamtfläche eines Chips zu vergrößern). Als solches wird die optimale Breite der ersten und der zweiten Brücke 110, 104 experimentell bestimmt.
Zusätzlich werden die Breite und die Position der ersten und der zweiten Brücke 110, 104 (und anderer Brücken, welche im Zusammenhang mit repräsentativen Ausführungsformen beschrieben sind) und die Überlappung 113 mit der Kavität 106 ausgewählt, um Q-Vergrößerung des ungeraden Resonanzmodus zu verbessern. Je größer die Überlappung 103 jeder Brücke 104, 110 mit der Kavität 106 des DBAR 100 ist, umso größer ist im Allgemeinen die Verbesserung Q_O mit der Verbesserung, welche ziemlich klein nach einer anfänglichen Erhöhung realisiert wird. Die Verbesserung in Q_O muss gegen eine Verkleinerung in dem elektromechanischen effektiven Kopplungskoeffizienten kt² abgewogen werden, welcher mit ansteigender Überlappung 113 der ersten und zweiten Brücke 110, 104 mit der Kavität 106 abnimmt. Herabstufung oder Degradation von kt² führt zu einer Herabstufung von Einfügedämpfung (insertion loss) (S₂₁) eines Filters, welcher DBARs aufweist. Als solches wird typischer Weise die Überlappung 113 der ersten und zweiten Brücke 110, 104 mit der Kavität experimentell optimiert.
Die erste und die zweite Brücke 110, 104 (und andere Brücken, welche im Zusammenhang mit repräsentativen Ausführungsformen unten beschrieben sind) haben eine Höhe (y-Ausdehnung in dem Koordinatensystem der 1B) von approximativ 300 A bis approximativ 1500 A. Bemerkenswerter Weise ist die untere Grenze der Höhe mittels der Grenzen des Prozesses zum Entlassen oder Freigeben (releasing) von Opfermaterial beim Bilden der ersten und zweiten Brücke 110, 104 (und anderer Brücken, welche in Verbindung mit repräsentativen Ausführungsformen unten beschrieben sind) bestimmt, und die obere Grenze der Höhe ist mittels der Qualität von Schichten, welche über der ersten und der zweiten Brücke 110, 104 (und anderer Brücken, welche in Verbindung oder im Zusammenhang mit repräsentativen Ausführungsformen beschrieben sind) gewachsen sind und mittels der Qualität von nachfolgender Verarbeitung von möglicherweise nicht-planaren Strukturen bestimmt.
Eine zweite piezoelektrische Schicht 112 ist über der zweiten Elektrode 111 bereitgestellt. Die dritte Elektrode 101 ist über der zweiten piezoelektrischen Schicht 112 bereitgestellt. Die zweite Brücke 104 ist entlang aller Seiten (d.h. entlang des Umfangs) des DBAR 100 angeordnet. Es sollte von einem gewöhnlichen Fachmann in der Technik geschätzt werden, dass die Struktur, welche mittels der zweiten Elektrode 111, der zweiten piezoelektrischen Schicht 112 und der dritten Elektrode 101 bereitgestellt ist, ein BAW-Resonator ist, welcher in dieser illustrativen Ausführungsform einen zweiten BAW-Resonator des DBAR 100 aufweist. Wie oben erwähnt ist, ist, wenn der BAW-Resonator über einer Kavität angeordnet ist, er ein so genannter FBAR; und wenn der BAW-Resonator über einem akustischen Reflektor (z.B. Bragg-Spiegel) angeordnet ist, ist er ein so genannter fest montierter Resonator (solidly mounted resonator) (SMR). Die vorliegenden Lehren betrachten die Benutzung von entweder FBARs oder SMRs, um DBARs zu bilden. Die DBARs sind für eine Verschiedenheit von Benutzungen betrachtet, einschließlich Filter (z.B. Leiterfilter, welche eine Mehrzahl von BAW-Resonatoren aufweisen).
Illustrativ sind die erste Elektrode 107, die zweite Elektrode 111 und die dritte Elektrode 101 Wolfram (W), welches eine Dicke von approximativ 3000 A bis approximativ 10000 A hat. Andere Materialien können für die erste Elektrode 107, die zweite Elektrode 111 und die dritte Elektrode 101 benutzt werden einschließlich aber nicht darauf begrenzt, Molybdän (Mo) oder ein Bimetallmaterial. Illustrativ sind die erste piezoelektrische Schicht 108 und die zweite piezoelektrische Schicht 112 am Aluminiumnitrid (AlN), welches eine Dicke von approximativ 5000 A bis approximativ 15000 A hat. Andere Materialien können für die erste piezoelektrische Schicht 108 und die zweite piezoelektrische Schicht 112 benutzt werden, einschließlich aber nicht darauf begrenzt ZnO.
Die erste und die zweite Brücke 110, 104 sind dadurch gebildet, dass ein Opfermaterial über die erste piezoelektrische Schicht 108 und die zweite piezoelektrische Schicht 112 strukturiert wird und dass die gezeigten Schichten darüber gebildet werden. Nachdem die Schichten des DBAR 100 wie gewünscht gebildet sind, wird das Opfermaterial herausgelöst oder freigesetzt (released), was die erste und die zweite Brücke 110, 104 mit Luft „gefüllt“ hinterlässt. In einer repräsentativen Ausführungsform ist das Opfermaterial (sacrificial material), welches benutzt wird, um die erste und die zweite Brücke 110, 104 zu bilden, dasselbe die das Opfermaterial, welches benutzt ist, um die Kavität 106 zu bilden (z.B. PSG).
In einer illustrativen Ausführungsform definieren die erste Brücke 110 und die zweite Brücke 104 einen Umfang entlang des aktiven Bereichs 114 des DBAR 100. Der aktive Bereich 114 umfasst somit die Teile des ersten BAW-Resonators und des zweiten BAW-Resonators, welche über der Kavität 106 angeordnet sind und mittels des Umfangs begrenzt sind, welcher mittels der ersten Brücke 110 und der zweiten Brücke 104 bereitgestellt ist. Wie von einem gewöhnlichen Fachmann in der Technik geschätzt werden sollte, ist der aktive Bereich des DBAR 100 um seinen Umfang herum mittels einer Diskontinuität einer akustischen Impedanz begrenzt, welche zumindest zum Teil mittels der ersten und der zweiten Brücke 110, 104 erzeugt ist, und oben und unten (Kavität 106) mittels einer Diskontinuität einer akustischen Impedanz aufgrund des Vorhandenseins von Luft. Somit ist vorteilhafter Weise eine Resonanzkavität in dem aktiven Bereich des DBAR 100 bereitgestellt. In gewissen Ausführungsformen sind die erste Brücke 110 und die zweite Brücke 104 ungefüllt (d.h. beinhalten Luft), wie die Kavität 106. In anderen Ausführungsformen, welche vollständiger unten beschrieben werden, sind die erste Brücke 110 oder die zweite Brücke 104 oder beide mit einem Material gefüllt, um die gewünschte Diskontinuität in akustischer Impedanz bereitzustellen.
Es wird bemerkt, dass sich die erste Brücke 110 oder die zweite Brücke 104 oder beide nicht notwendiger Weise entlang aller Kanten des DBAR 100 und daher nicht entlang des Umfangs des DBAR 100 erstrecken müssen. Zum Beispiel kann die erste Brücke 110 oder die zweite Brücke 104 oder beide an vier „Seiten“ des fünfseitigen DBAR 100, welcher in 1A gezeigt ist, bereitgestellt sein. In gewissen Ausführungsformen ist die erste Brücke 110 entlang denselben vier Seiten des DBAR 100 bereitgestellt wie die zweite Brücke 104. In anderen Ausführungsformen ist die erste Brücke 110 entlang vier Seiten (z.B. allen Seiten außer der Verbindungsseite 102) des DBAR 100 angeordnet und die zweite Brücke 104 ist entlang vier Seiten des DBAR 100 angeordnet, aber nicht entlang denselben vier Seiten wie die erste Brücke 110 (z.B. ist die zweite Brücke 104 entlang der Verbindungsseite 102 angeordnet).
Die Diskrepanz (mismatch) der akustischen Impedanz, welche mittels der ersten Brücke 110 und der zweiten Brücke 104 bereitgestellt ist, führt zu einer Reflexion von akustischen Wellen bei der Grenze, welche andererseits aus dem aktiven Bereich heraus propagieren können und verloren sein können, was zu einem Energieverlust führt. Die erste Brücke 110 und die zweite Brücke 104 dienen dazu, die interessierenden Moden innerhalb des aktiven Bereichs 114 des DBAR 100 einzuschließen bzw. zu konfinieren (confine) und Energieverluste in dem DBAR 100 zu vermindern. Vermindern solcher Verluste dient dazu, den Q-Faktor (Q_O) der interessierenden Moden in dem DBAR 100 zu erhöhen. In Filteranwendungen des DBAR 100 wird als ein Resultat des verminderten Energieverlusts die Einfügungsdämpfung (S₂₁) vorteilhafter Weise verbessert.
In der in Verbindung mit 1A, 1B gezeigten und beschriebenen repräsentativen Ausführungsform waren die erste und die zweite Brücke 110, 104 ungefüllt (d.h. beinhalteten Luft wie das akustische Medium). 1C zeigt eine Querschnittsansicht des DBAR 100, in welchem beide Brücken mit einem Material gefüllt sind, um die Diskontinuität der akustischen Impedanz bereitzustellen, um Verluste zu vermindern. In gewissen Ausführungsformen sind die erste Brücke 110’ und die zweite Brücke 104’ mit NEBSG, CDO, Siliziumcarbid (SiC) oder einem anderen geeigneten dielektrischen Material gefüllt, welches nicht freigegeben wird, wenn das Opfermaterial freigegeben ist, welches in der Kavität 106 angeordnet ist. Die erste und die zweite Brücke 110’, 104’ sind dadurch fabriziert worden, dass das NEBSG oder ein anderes Füllmaterial über die erste piezoelektrische Schicht 108 und über die zweite piezoelektrische Schicht 112 mittels einer bekannten Methode gebildet wird und dadurch, dass jeweilige Schichten von dem DBAR 100 darüber gebildet werden. Wenn die Kavität 106 durch die Freisetzung des Opfermaterials gebildet ist, bleiben die erste Brücke 110’ und die zweite Brücke 104’ „gefüllt“ mit dem ausgewählten Material.
1D zeigt eine Querschnittsansicht eines DBAR 100, in welchem die zweite Brücke 104’ mit einem Material gefüllt ist, um eine Diskontinuität einer akustischen Impedanz bereitzustellen, um Verluste zu vermindern, und in welchem die erste Brücke 110 mit Luft gefüllt ist. Diese Modifikation des DBAR 100 ist dadurch hergestellt worden, dass ein Material (z.B. NEBSG) über die zweite piezoelektrische Schicht 112 strukturiert worden ist, welches vor Bilden der dritten Elektrode 101 nicht freigeben wird. Die erste Brücke 110 ist dadurch gebildet, dass ein Opfermaterial über die erste Elektrode 107 strukturiert wird und dass das Opfermaterial wie oben beschrieben freigesetzt bzw. freigegeben wird.
1E zeigt eine Querschnittsansicht eines DBAR 100, in welchem die zweite Brücke 104 mit Luft gefüllt ist und in welchem die erste Brücke 110’ mit einem Material gefüllt ist, um die Diskontinuität der akustischen Impedanz bereitzustellen, um Verluste zu reduzieren. Diese Modifikation des DBAR 100 ist dadurch hergestellt worden, dass ein Material (z.B. NEBSG) über die erste piezoelektrische Schicht 108 strukturiert wird (patterning), welche vor Bilden der zweiten Elektrode 111 nicht freigeben wird. Die zweite Brücke 104 ist dadurch gebildet, dass ein Opfermaterial über die erste piezoelektrische Schicht 108 strukturiert wird, und dadurch, dass das Opfermaterial wie oben beschrieben freigegeben wird.
1F zeigt einen Vergleich eines simulierten ungeraden Modus Q (Q_O) gegen Frequenz des DBAR 100 der in 1B gezeigten repräsentativen Ausführungsform und eines ungeraden Modus Q (Q_O) eines bekannten DBAR. Wie in 1B gezeigt ist, sind die erste und die zweite Brücke 110, 104 freigegeben (released). Für Zwecke der Illustration der Verbesserung in der Modus-Einschließung in dem aktiven Bereich 114 des DBAR 100, sind eine erste und eine zweite Brücke 110, 104, welche eine Breite (x-Ausdehnung) von approximativ 5,0 µm, eine Höhe von 2000 A und eine Überlappung 113 von 2,0 µm haben, bereitgestellt. Die Kurve 116 zeigt Q_O eines Modus in einem bekannten DBAR (ohne Brücken) und Kurve 117 zeigt Q_O eines Modus in DBAR 100 mit erster und zweiter Brücke 110, 104 freigegeben. Verglichen mit dem bekannten DBAR, welcher keine Brücke umfasst, ist ein Anstieg in Q_O von approximativ 200 % (abhängig von Betriebsfrequenz, z.B. bei 0,95 GHz) erwartet.
Ausführungsformen mit einer einzelnen Brücke
In den vorliegend beschriebenen Ausführungsformen ist eine einzelne Brücke in einem illustrativen DBAR bereitgestellt. Die einzelne Brücke ist bei einer einzelnen Schicht in jeder Ausführungsform bereitgestellt und bildet einen Umfang, welcher den aktiven Bereich des DBAR einschließt. Dadurch, dass die Brücke unter verschiedenen Schichten platziert wird, können die verschiedenen Ausführungsformen studiert werden, um den Grad einer Kopplung von Moden in dem aktiven Bereich (DBAR-Bereich) und den Moden in dem Feldbereich zu testen. Im Allgemeinen entkoppelt die Brücke Moden mit einer vergleichsweise großen Propagationskonstante (k_r) von den Moden in dem Feldbereich. Wie unten beschrieben ist, weisen gewisse Ausführungsformen eine „gefüllte“ Brücke auf und bestimmte Ausführungsformen weisen eine „ungefüllte“ Brücke auf. Viele Details der vorliegenden Ausführungsformen sind gemeinsam zu denjenigen, welche oben in Verbindung mit den repräsentativen Ausführungsformen von 1A bis 1F beschrieben wurden. Im Allgemeinen werden die gemeinsamen Details in der Beschreibung von Ausführungsformen, welche eine einzelne Brücke aufweisen, nicht wiederholt.
2A bis B zeigen Querschnittsansichten eines DBAR 200 in Übereinstimmung mit einer repräsentativen Ausführungsform. Eine Brücke 201 ist in der ersten piezoelektrischen Schicht 108 bereitgestellt. Die Brücke 201 ist ungefüllt (d.h. mit Luft gefüllt). Brücke 201 ist um den Umfang des aktiven Bereichs 114 des DBAR 200 angeordnet und unterstützt oder fördert ein Einschließen von Moden in dem aktiven Bereich 114 des DBAR 200. Für Illustrationszwecke der Verbesserung in der Modus-Einschließung in dem aktiven Bereich 114 des DBAR 200, wurde eine Brücke 200 bereitgestellt, welche eine Breite (x-Ausdehnung) von approximativ 5,0 µm, eine Höhe von 5000 A hat, und eine Überlappung 113 der Kavität 106 um oder von (by) 2,0 µm hat. Eine Erhöhung in Q_O von approximativ 100 % (abhängig von Betriebsfrequenz, z.B. bei 0,95 GHz) ist erwartet, verglichen mit einem bekannten DBAR, welcher keine Brücke umfasst.
2B zeigt eine Brücke 202, welche in der ersten piezoelektrischen Schicht 108 des DBAR 200 bereitgestellt ist. Die Brücke 202 ist mit einem Material (z.B. NEBSG oder einem anderen Material, welches oben beschrieben ist) „gefüllt“, um eine Diskontinuität einer akustischen Impedanz bereitzustellen. Brücke 202 ist um den Umfang des aktiven Bereichs 114 des DBAR 200 angeordnet und fördert ein Einschließen von Moden in dem aktiven Bereich 114 des DBAR 200. Ähnliche Verbesserungen in Q_O, welche für Brücke 201 erwartet sind, werden mit der Benutzung einer Brücke 202 erwartet.
Vorteilhafter Weise stellt die Benutzung einer gefüllten Brücke eine robustere Struktur bereit.
3A bis 3B zeigen eine Querschnittsansicht eines DBAR 300 in Übereinstimmung mit einer repräsentativen Ausführungsform. Der DBAR 300 weist eine Mehrzahl von Schichten auf, welche über einem Substrat 105 angeordnet sind, welches eine Kavität 106 hat. Viele Aspekte des DBAR 300 sind gemeinsam mit denjenigen der DBARs 100, 200, welche oben beschrieben sind, und werden nicht wiederholt, um ein Verschleiern der Beschreibung der vorliegend beschriebenen repräsentativen Ausführungsformen zu vermeiden.
3A zeigt eine Brücke 301, welche in der zweiten Elektrode 111 und in die Planarisierungsschicht 109 bereitgestellt ist. Die Brücke 301 ist ungefüllt (d.h. mit Luft gefüllt). Brücke 301 ist entlang des Umfangs des aktiven Bereichs 114 des DBAR 300 angeordnet und fördert ein Einschließen von Moden in dem aktiven Bereich 114 des DBAR 300. Für Illustrationszwecke der Verbesserung in Modus-Einschließen in dem aktiven Bereich 114 des DBAR 200, wurde eine Brücke 201 bereitgestellt, welche eine Breite (x-Abmessung) von approximativ 5,0 µm, eine Höhe von 500 A, und eine Überlappung 113 der Kavität 106 um 2,0 µm hat. Ein Anstieg in Q_O von approximativ 100 % (abhängig von Betriebsfrequenz, z.B. bei 0,95 GHz) ist erwartet verglichen mit einem bekannten DBAR, welcher keine Brücke umfasst.
3B zeigt eine Brücke 302, welche in der zweiten Elektrode 111 bereitgestellt ist. Die Brücke 302 ist mit einem Material, z.B. NEBSG oder ein anderes Material, welches oben beschrieben ist, „gefüllt“, um eine Diskontinuität in einer akustischen Impedanz bereitzustellen. Brücke 302 ist entlang des Umfangs des aktiven Bereichs 114 des DBAR 300 angeordnet und fördert ein Einschließen von Moden in den aktiven Bereich 114 des DBAR 300. Da die Brücke 302 dieselbe Breite, Höhe und Überlappung 113 der Kavität 106 hat wie die Brücke 301, werden ähnliche Verbesserungen in Q_O, welche für Brücke 301 erwartet werden, mit der Benutzung von Brücke 302 erwartet. Vorteilhafter Weise stellt die Benutzung einer gefüllten Brücke eine robustere Struktur bereit.
4A bis 4B zeigen Querschnittsansichten eines DBAR 400 in Übereinstimmung mit einer repräsentativen Ausführungsform. Der DBAR 400 weist eine Mehrzahl von Schichten auf, welche über ein Substrat 105 angeordnet sind, welches eine Kavität 106 hat. Viele Aspekte des DBAR 400 sind gemeinsam zu denjenigen der DBARs 100 bis 300 und werden nicht wiederholt, um ein Verschleiern der Beschreibung der vorliegend beschriebenen repräsentativen Ausführungsformen zu vermeiden.
4A zeigt eine Brücke 401, welche in der zweiten piezoelektrischen Schicht 112 bereitgestellt ist. Die Brücke 401 ist ungefüllt (d.h. mit Luft gefüllt). Brücke 401 ist um den Umfang des aktiven Bereichs 114 des DBAR 400 herum angeordnet und fördert ein Einschließen von Moden in den aktiven Bereich des DBAR 400. Für Illustrationszwecke der Verbesserung in dem Modus-Einschließen in dem aktiven Bereich 114 des DBAR 400, wurde eine Brücke 401 bereitgestellt, welche eine Breite (x-Ausdehnung) von approximativ 5,0 µm, eine Höhe von 500 A und eine Überlappung 113 der Kavität 106 um 2,0 µm hat. Ein Anstieg in Q_O von approximativ 100 % (abhängig von Betriebsfrequenz, z.B. bei 0,95 GHz) ist erwartet verglichen mit einem bekannten DBAR, welcher keine Brücke umfasst.
4B zeigt eine Brücke 402, welche in der zweiten piezoelektrischen Schicht 112 bereitgestellt ist. Die Brücke 402 ist mit einem Material (z.B. NEBSG oder einem anderen Material, welches oben beschrieben ist) „gefüllt“, um eine Diskontinuität in einer akustischen Impedanz bereitzustellen. Die Brücke 402 ist um den Umfang des aktiven Bereichs 114 des DBAR 400 herum angeordnet und fördert ein Einschließen von Moden in den aktiven Bereich 114 des DBAR 400. Da die Brücke 402 dieselbe Breite, Höhe und Überlappung 113 der Kavität 106 wie Brücke 401 hat, werden ähnliche Verbesserungen in Q_O, welche für die Brücke 401 erwartet werden, mit der Benutzung von Brücke 402 erwartet. Vorteilhafter Weise stellt die Benutzung einer gefüllten Brücke eine robustere Struktur bereit.
5A bis 5B zeigen eine Querschnittsansicht eines DBAR 500 in Übereinstimmung mit einer repräsentativen Ausführungsform. Der DBAR 500 weist eine Mehrzahl von Schichten auf, welche über einem Substrat 105 angeordnet sind, welches eine Kavität 106 hat. Viele Aspekte des DBAR 500 sind gemeinsam denjenigen der DBARs 100 bis 400 und werden nicht wiederholt, um ein Verschleiern der Beschreibung der vorliegend beschriebenen repräsentativen Ausführungsformen zu vermeiden.
5A zeigt eine Brücke 501, welche in der dritten Elektrode 101 bereitgestellt ist. Die Brücke 501 ist ungefüllt (d.h. mit Luft gefüllt). Brücke 501 ist um den Umfang des aktiven Bereichs 114 des DBAR 500 herum angeordnet und fördert Einschließen von Moden in den aktiven Bereich 114 des DBAR 500. Zu Illustrationszwecken der Verbesserung in dem Modus-Einschließen in dem aktiven Bereich 114 des DBAR 500 wurde die Brücke 501 bereitgestellt, welche eine Breite (x-Ausdehnung) von approximativ 5,0 µm, eine Höhe von 500 A, und eine Überlappung 113 der Kavität 106 um 2,0 µm hat. Eine Erhöhung in Q_O von approximativ 100 % (abhängig von Betriebsfrequenz, z.B. bei 0,95 GHz) ist verglichen mit einem bekannten DBAR, welcher keine Brücke umfasst, erwartet.
5B zeigt eine Brücke 502, welche in der dritten Elektrode 101 bereitgestellt ist. Die Brücke 502 ist „gefüllt“ mit einem Material (z.B. NEBSG oder einem anderen Material, welches oben beschrieben ist), um eine Diskontinuität einer akustischen Impedanz bereitzustellen. Brücke 502 ist entlang des Umfangs des aktiven Bereichs 114 des DBAR 500 angeordnet und fördert ein Einschließen von Moden in den aktiven Bereich 114 des DBAR 500. Da die Brücke 502 dieselbe Breite, Höhe und Überlappung 113 der Kavität 106 wie Brücke 501 hat, werden ähnliche Verbesserungen in Q_O, welche für Brücke 501 erwartet werden, mit der Benutzung von Brücke 502 erwartet. Vorteilhafter Weise stellt die Benutzung einer gefüllten Brücke eine robustere Struktur bereit.
Ausführungsformen, welche zwei Brücken aufweisen
In den vorliegend beschriebenen Ausführungsformen sind zwei Brücken in einem illustrativen DBAR bereitgestellt. Eine Brücke ist in einer Schicht des DBAR bereitgestellt und eine zweite Brücke ist in einer anderen Schicht des DBAR in jeder Ausführungsform bereitgestellt. Die Brücken sind im Allgemeinen konzentrisch, obwohl nicht kreisförmig, und sind um einen Umfang angeordnet, welcher den aktiven Bereich des DBAR umschließt. Dadurch, dass die Brücken unter verschiedenen Kombinationen von Schichten platziert sind, können die verschiedenen Ausführungsformen studiert werden, um den Grad einer Kopplung von Moden in dem aktiven Bereich 114 (DBAR-Bereich) und der Moden in dem Feldbereich 115 zu testen. Im Allgemeinen entkoppelt die Brücke Moden mit einer vergleichsweise großen Propagationskonstante (k_r) von den Moden in dem Feldbereich 115. Wie oben beschrieben ist, weisen einige Ausführungsformen eine „gefüllte“ Brücke auf und einige Ausführungsformen weisen eine „ungefüllte“ Brücke auf.
6A bis 6D zeigen eine Querschnittsansicht eines DBAR 600 in Übereinstimmung mit einer repräsentativen Ausführungsform. Der DBAR 600 weist eine Mehrzahl von Schichten auf, welche über einem Substrat 105 angeordnet sind, welches eine Kavität 106 hat. Viele Aspekte des DBAR 600 sind gemeinsam zu denjenigen der DBARs 100 bis 500 und werden nicht wiederholt, um ein Verschleiern der Beschreibung der vorliegend beschriebenen repräsentativen Ausführungsformen zu vermeiden.
6A zeigt eine erste Brücke 601, welche in der ersten piezoelektrischen Schicht 108 bereitgestellt ist. Die erste Brücke 601 ist ungefüllt (d.h. mit Luft gefüllt). Eine zweite Brücke 602 ist in der dritten Elektrode 101 bereitgestellt. Die zweite Brücke 601 ist ungefüllt (d.h. mit Luft gefüllt). Die erste und die zweite Brücke 601, 602 sind entlang des Umfangs des aktiven Bereichs 114 des DBAR 600 angeordnet und fördern ein Einschließen von Moden in dem aktiven Bereich des DBAR 600. Zu Illustrationszwecken der Verbesserung in einer Modus-Einschließung in dem aktiven Bereich des DBAR 600, werden eine erste und eine zweite Brücke 601, 602, welche jeweils eine Breite (x-Ausdehnung) von approximativ 5,0 µm, eine Höhe von 500 A und eine Überlappung 113 der Kavität 106 um 2,0 µm haben, bereitgestellt. Verglichen mit einem bekannten DBAR ohne Brücken (abhängig von Betriebsfrequenz, z.B. bei 0,95 GHz) ist eine Verbesserung von approximativ 200 % in Q_O für den DBAR 600 aufgrund des erhöhten Einschließens eines ungeraden Modus in dem DBAR 600 mittels der Benutzung der ersten und der zweiten Brücke 601, 602 der repräsentativen Ausführungsform erwartet.
6B zeigt eine erste Brücke 603, welche in der ersten piezoelektrischen Schicht 108 bereitgestellt ist. Die erste Brücke 603 ist gefüllt (d.h. gefüllt mit NEBSG). Eine zweite Brücke 604 ist in der dritten Elektrode 101 bereitgestellt. Die zweite Brücke 804 ist auch gefüllt. Die erste und die zweite Brücke 603, 604 sind um den Umfang des aktiven Bereichs des DBAR 600 herum angeordnet und fördern ein Einschließen von Moden in dem aktiven Bereich des DBAR 600. Da die erste und die zweite Brücke 603, 604 dieselbe Breite, Höhe und Überlappung 113 der Kavität 106 haben wie die erste und die zweite Brücke 601, 602, werden ähnliche Verbesserungen in Q_O, welche für die erste und die zweite Brücke 601, 602 erwartet werden, mit der Benutzung der ersten und zweiten Brücke 603, 604 erwartet. Vorteilhafter Weise stellt die Benutzung von gefüllten Brücken eine robustere Struktur bereit.
6C zeigt eine erste Brücke 601, welche in der ersten piezoelektrischen Schicht 108 bereitgestellt ist. Die erste Brücke 601 ist ungefüllt (d.h. mit Luft gefüllt). Eine zweite Brücke 604 ist in der dritten Elektrode 101 bereitgestellt. Die zweite Brücke 604 ist gefüllt. Die erste und die zweite Brücke 601, 604 sind um den Umfang des aktiven Bereichs 114 des DBAR 600 herum angeordnet und fördern Einschließen von Moden in dem aktiven Bereich 114 des DBAR 600. Da die erste und die zweite Brücke 601, 604 dieselbe Breite, Höhe und Überlappung 113 der Kavität 106 wie die erste und die zweite Brücke 601, 602 haben, werden ähnliche Verbesserungen in Q_O, welche für die erste und die zweite Brücke 601, 602 erwartet sind, mit der Benutzung der ersten und der zweiten Brücke 601, 604 erwartet. Vorteilhafter Weise stellt die Benutzung einer gefüllten Brücke eine robustere Struktur bereit.
6D zeigt eine erste Brücke 603, welche in der ersten piezoelektrischen Schicht 108 bereitgestellt ist. Die erste Brücke 603 ist gefüllt. Eine zweite Brücke 602 ist in der dritten Elektrode 101 bereitgestellt. Die zweite Brücke 602 ist ungefüllt (d.h. mit Luft gefüllt). Die erste und die zweite Brücke 603, 602 sind entlang des Umfangs des aktiven Bereichs 114 des DBAR 600 angeordnet und fördern ein Einschließen von Moden in dem aktiven Bereich 114 des DBAR 600. Da die erste und die zweite Brücke 603, 602 dieselbe Breite, Höhe und Überlappung 113 der Kavität 106 wie die erste und zweite Brücke 601, 602 haben, werden ähnliche Verbesserungen in Q_O, welche für die erste und zweite Brücke 601, 602 erwartet werden, mit der Benutzung von der ersten und zweiten Brücke 603, 602 erwartet. Vorteilhafter Weise stellt die Benutzung einer gefüllten Brücke eine robustere Struktur bereit.
7A bis 7D zeigen Querschnittsansichten eines DBAR 700 in Übereinstimmung mit einer repräsentativen Ausführungsform. Der DBAR 700 weist eine Mehrzahl von Schichten auf, welche über einem Substrat 105 angeordnet sind, welches eine Kavität 106 hat. Viele Aspekte des DBAR 700 sind gemeinsam zu denjenigen der DBARs 100 bis 600 und werden nicht wiederholt, um ein Verschleiern der Beschreibung der vorliegend beschriebenen repräsentativen Ausführungsformen zu vermeiden.
7A zeigt eine erste Brücke 701, welche in der ersten piezoelektrischen Schicht 108 bereitgestellt ist. Die erste Brücke 701 ist ungefüllt (d.h. mit Luft gefüllt). Eine zweite Brücke 702 ist in der zweiten Elektrode 111 bereitgestellt und erstreckt sich teilweise in die Planarisierungsschicht 109 hinein. Die zweite Brücke 702 ist ungefüllt (d.h. mit Luft gefüllt). Die erste und die zweite Brücke 701, 702 sind entlang des Umfangs des aktiven Bereichs 114 des DBAR 700 angeordnet und fördern ein Einschließen von Moden in dem aktiven Bereich 114 des DBAR. Zu Illustrationszwecken der Verbesserung in einer Modus-Einschließung in dem aktiven Bereich des DBAR 700, haben die erste und die zweite Brücke 701, 702 jeweils eine Breite (x-Ausdehnung) von approximativ 5,0 µm, eine Höhe von 500 A und eine Überlappung 113 der Kavität 106 um 2,0 µm. Verglichen mit einem bekannten DBAR ohne Brücken (abhängig von Betriebsfrequenz, z.B. bei 0,95 GHz) wird eine Verbesserung von approximativ 200% in Q_O für den DBAR 700 aufgrund der erhöhten Einschließung eines ungeraden Modus in den DBAR 700 mittels der Benutzung der ersten und der zweiten Brücke 701, 702 der repräsentativen Ausführungsform erwartet.
7B zeigt eine erste Brücke 703, welche in der ersten piezoelektrischen Schicht 108 bereitgestellt ist. Die erste Brücke 703 ist gefüllt. Eine zweite Brücke 704 ist in der zweiten Elektrode 111 bereitgestellt und erstreckt sich teilweise in die Planarisierungsschicht 109 hinein. Die zweite Brücke 704 ist gefüllt. Die erste und die zweite Brücke 703, 704 sind entlang des Umfangs des aktiven Bereichs 114 des DBAR 700 angeordnet und fördern ein Einschließen von Moden in dem aktiven Bereich 114 des DBAR 700. Da die erste und die zweite Brücke 703, 704 dieselbe Breite, Höhe und Überlappung der Kavität 106 haben wie die erste und die zweite Brücke 701, 702, werden ähnliche Verbesserungen in Q_O, welche für die erste und zweite Brücke 701, 702 erwartet werden, mit der Benutzung von der ersten und zweiten Brücke 703, 704 erwartet. Vorteilhafter Weise stellt die Benutzung einer gefüllten Brücke eine robustere Struktur bereit.
7C zeigt eine erste Brücke 701, welche in der ersten piezoelektrischen Schicht 108 bereitgestellt ist. Die erste Brücke 701 ist ungefüllt (d.h. mit Luft gefüllt). Eine zweite Brücke 704 ist in der zweiten Elektrode 101 bereitgestellt und erstreckt sich teilweise in die Planarisierungsschicht 109 hinein. Die zweite Brücke 704 ist gefüllt. Die erste Brücke und die zweite Brücke 701, 704 sind entlang des Umfangs des aktiven Bereichs des DBAR 700 angeordnet und fördern ein Einschließen von Moden in dem aktiven Bereich des DBAR 700. Da die erste und die zweite Brücke 701, 704 dieselbe Breite, Höhe und Überlappung der Kavität 106 haben wie die erste und die zweite Brücke 701, 702, werden ähnliche Verbesserungen in Q_O, welche für die erste und zweite Brücke 701, 702 erwartet werden, mit der Benutzung von der ersten und der zweiten Brücke 701, 704 erwartet. Vorteilhafter Weise stellt die Benutzung von gefüllten Brücken eine robustere Struktur bereit.
7D zeigt eine erste Brücke 703, welche in der ersten piezoelektrischen Schicht 108 bereitgestellt ist. Die erste Brücke ist gefüllt. Eine zweite Brücke 702 ist in der zweiten Elektrode 101 bereitgestellt und erstreckt sich teilweise in die Planarisierungsschicht 109 hinein. Die zweite Brücke 702 ist ungefüllt (d.h. mit Luft gefüllt). Die erste und die zweite Brücke 703, 702 sind um den Umfang des aktiven Bereichs des DBAR 700 herum angeordnet und fördern ein Einschließen von Moden in dem aktiven Bereich 114 des DBAR 700. Da die erste und die zweite Brücke 703, 702 dieselbe Breite, Höhe und Überlappung der Kavität 106 haben wie die erste und die zweite Brücke 701, 702, werden ähnliche Verbesserungen in Q_O, welche für die erste und die zweite Brücke 701, 702 erwartet werden, mit der Benutzung von der ersten und der zweiten Brücke 703, 702 erwartet. Vorteilhafter Weise stellt die Benutzung einer gefüllten Brücke eine robustere Struktur bereit.
8A bis 8D zeigen Querschnittsansichten eines DBAR 800 in Übereinstimmung mit einer repräsentativen Ausführungsform. Der DBAR 800 weist eine Mehrzahl von Schichten auf, welche über einem Substrat 105 angeordnet sind, welches eine Kavität 106 hat. Viele Aspekte des DBAR 800 sind gemeinsam zu denen der DBARs 100 bis 700 und werden nicht wiederholt, um ein Verschleiern der Beschreibung der vorliegend beschriebenen repräsentativen Ausführungsformen zu vermeiden.
8A zeigt eine erste Brücke 801, welche in der ersten piezoelektrischen Schicht 108 bereitgestellt ist. Die erste Brücke 801 ist ungefüllt (d.h. mit Luft gefüllt). Eine zweite Brücke 802 ist in der zweiten piezoelektrischen Schicht 112 bereitgestellt. Die zweite Brücke 802 ist ungefüllt (d.h. mit Luft gefüllt). Die erste und die zweite Brücke 801, 802 sind entlang des Umfangs des aktiven Bereichs 114 des DBAR 800 angeordnet und fördern eine Einschließung von Moden in dem aktiven Bereich 114 des DBAR 800. Zu Illustrationszwecken der Verbesserung in einem Modus-Einschließen in dem aktiven Bereich des DBAR 800 werden eine erste und eine zweite Brücke 801, 802, welche jeweils eine Breite (x-Ausdehnung) von approximativ 5,0 µm, eine Höhe von 500 A, und eine Überlappung 313 der Kavität 106 um 2,0 µm haben, bereitgestellt. Verglichen mit einem bekannten DBAR ohne Brücken (abhängig von Betriebsfrequenz, z.B. 0,95 GHz) wird eine Verbesserung von approximativ 200 % in Q_O für den DBAR 800 aufgrund des erhöhten Einschließens eines ungeraden Modus in dem DBAR 800 mittels Benutzung von der ersten und der zweiten Brücke 801, 802 der repräsentativen Ausführungsform erwartet.
8B zeigt eine erste Brücke 802, welche in der ersten piezoelektrischen Schicht 108 bereitgestellt ist. Die erste Brücke 803 ist gefüllt. Eine zweite Brücke 804 ist in der zweiten piezoelektrischen Schicht 112 bereitgestellt. Die zweite Brücke 804 ist gefüllt. Die erste und die zweite Brücke 803, 804 sind entlang des Umfangs des aktiven Bereichs 114 des DBAR 800 angeordnet und fördern ein Einschließen von Moden in dem aktiven Bereich des DBAR 800. Da die erste und die zweite Brücke 803, 804 dieselbe Breite, Höhe und Überlappung 113 der Kavität 106 haben wie die erste und die zweite Brücke 801, 802, werden ähnliche Verbesserungen in Q_O, welche für die erste und zweite Brücke 801, 802 erwartet werden, mit der Benutzung von der ersten und der zweiten Brücke 803, 804 erwartet. Vorteilhafter Weise stellt die Benutzung einer gefüllten Brücke eine robustere Struktur bereit.
8C zeigt eine erste Brücke 801, welche in der ersten piezoelektrischen Schicht 108 bereitgestellt ist. Die erste Brücke 801 ist ungefüllt. Eine zweite Brücke 804 ist in der zweiten piezoelektrischen Schicht 112 bereitgestellt. Die zweite Brücke 804 ist ungefüllt. Die erste und die zweite Brücke 801, 804 sind entlang des Umfangs des aktiven Bereichs 114 des DBAR 800 angeordnet und fördern Einschließen von Moden in dem aktiven Bereich 114 des DBAR 800. Da die erste und die zweite Brücke 801, 804 dieselbe Breite, Höhe und Überlappung 113 der Kavität 106 haben wie die erste und zweite Brücke 801, 802, werden ähnliche Verbesserungen in Q_O, welche für die erste und zweite Brücke 801, 802 erwartet werden, mit der Benutzung von der ersten und der zweiten Brücke 801, 804 erwartet. Vorteilhafter Weise stellt die Benutzung einer gefüllten Brücke eine robustere Struktur bereit.
8D zeigt eine erste Brücke 803, welche in der ersten piezoelektrischen Schicht 108 bereitgestellt ist. Die erste Brücke 803 ist gefüllt. Eine zweite Brücke 802 ist in der zweiten piezoelektrischen Schicht 112 bereitgestellt. Die zweite Brücke 802 ist ungefüllt. Die erste und die zweite Brücke 803, 802 sind entlang des Umfangs des aktiven Bereichs 114 des DBAR 800 angeordnet und fördern ein Einschließen von Moden in dem aktiven Bereich 114 des DBAR 800. Da die erste und zweite Brücke 803, 802 dieselbe Breite, Höhe und Überlappung 113 der Kavität 106 haben wie die erste und zweite Brücke 801, 802, werden ähnliche Verbesserungen in Q_O, welche für die erste und zweite Brücke 801, 802 erwartet werden, mit der Benutzung von der ersten und zweiten Brücke 803, 802 erwartet. Vorteilhafter Weise stellt die Benutzung einer gefüllten Brücke eine robustere Struktur bereit.
9A bis 9D zeigen Querschnittsansichten eines DBAR 900 in Übereinstimmung mit einer repräsentativen Ausführungsform. Der DBAR 900 weist eine Mehrzahl von Schichten auf, welche über einem Substrat 105 angeordnet sind, welches eine Kavität 106 hat. Viele Aspekte des DBAR 900 sind gemeinsam zu denjenigen der DBARs 100 bis 800 und werden nicht wiederholt, um ein Verschleiern der Beschreibung der vorliegend beschriebenen repräsentativen Ausführungsformen zu vermeiden.
9A zeigt eine erste Brücke 901, welche in der zweiten Elektrode 111 bereitgestellt ist und sich teilweise in die Planarisierungsschicht 109 hinein erstreckt. Die erste Brücke 901 ist ungefüllt (d.h. mit Luft gefüllt). Eine zweite Brücke 902 ist in der zweiten piezoelektrischen Schicht 112 bereitgestellt. Die zweite Brücke 902 ist ungefüllt (d.h. mit Luft gefüllt). Die erste und die zweite Brücke 901, 902 sind entlang des Umfangs des aktiven Bereichs 114 des DBAR 900 angeordnet und fördern ein Einschließen von Moden in dem aktiven Bereich 114 des DBAR 900. Zu Illustrationszwecken der Verbesserung in einer Modus-Einschließung in dem aktiven Bereich des DBAR 900 werden eine erste und eine zweite Brücke 901, 902, welche jeweils eine Breite (x-Ausdehnung) von approximativ 5,0 µm, eine Höhe von 500 A und eine Überlappung 113 der Kavität 106 um 2,0 µm haben, bereitgestellt. Verglichen mit einem bekannten DBAR ohne Brücken (abhängig von Betriebsfrequenz, z.B. bei 0,95 GHz) wird eine Verbesserung von approximativ 200 % in Q_O für den DBAR 900 aufgrund des erhöhten Einschließens eines ungeraden Modus in dem DBAR 900 mittels der Benutzung der ersten und zweiten Brücke 901, 902 der repräsentativen Ausführungsform erwartet.
9B zeigt eine erste Brücke 903, welche in der zweiten Elektrode 111 bereitgestellt ist und sich teilweise in die Planarisierungsschicht 109 hinein erstreckt. Die erste Brücke 903 ist gefüllt. Eine zweite Brücke 904 ist in der zweiten piezoelektrischen Schicht 112 bereitgestellt. Die zweite Brücke 904 ist gefüllt. Die erste und zweite Brücke 903, 904 sind entlang des Umfangs des aktiven Bereichs 114 des DBAR 900 angeordnet und fördern ein Einschließen von Moden in dem aktiven Bereich 114 des DBAR 900. Da die erste und die zweite Brücke 903, 904 dieselbe Breite, Höhe und Überlappung 113 der Kavität 106 haben wie die erste und zweite Brücke 901, 902, werden ähnliche Verbesserungen in Q_O, welche für die erste und zweite Brücke 901, 902 erwartet werden, mit der Benutzung von der ersten und zweiten Brücke 903, 904 erwartet. Vorteilhafter Weise stellt die Benutzung einer gefüllten Brücke eine robustere Struktur bereit.
9C zeigt eine erste Brücke 901, welche in der zweiten Elektrode 111 bereitgestellt ist und sich teilweise in die Planarisierungsschicht 109 hinein erstreckt. Die erste Brücke 901 ist ungefüllt (d.h. mit Luft gefüllt). Eine zweite Brücke 904 ist in der zweiten piezoelektrischen Schicht 112 bereitgestellt. Die zweite Brücke 904 ist gefüllt. Die erste und die zweite Brücke 901, 904 sind entlang des Umfangs des aktiven Bereichs 114 des DBAR 900 angeordnet und fördern ein Einschließen von Moden in dem aktiven Bereich 114 des DBAR 900. Da die erste und die zweite Brücke 901, 904 dieselbe Breite, Höhe und Überlappung 113 der Kavität 106 haben wie die erste und zweite Brücke 901, 902, werden ähnliche Verbesserungen in Q_O, welche für die erste und zweite Brücke 901, 902 erwartet werden, mit der Benutzung von der ersten und zweiten Brücke 901, 904 erwartet. Vorteilhafter Weise stellt die Benutzung einer gefüllten Brücke eine robustere Struktur bereit.
9D zeigt eine erste Brücke 903, welche in der zweiten Elektrode 111 bereitgestellt ist und sich teilweise in die Planarisierungsschicht 109 hinein erstreckt. Die erste Brücke 903 ist gefüllt. Eine zweite Brücke 902 ist in der zweiten piezoelektrischen Schicht 112 bereitgestellt. Die zweite Brücke 902 ist ungefüllt (d.h. mit Luft gefüllt). Die erste und die zweite Brücke 903, 902 sind entlang des Umfangs des aktiven Bereichs 114 des DBAR 900 angeordnet und fördern eine Einschließen von Moden in dem aktiven Bereich 114 des DBAR 900. Da die erste und zweite Brücke 903, 902 dieselbe Breite, Höhe und Überlappung 113 der Kavität haben wie die erste und zweite Brücke 901, 902, werden ähnliche Verbesserungen in Q_O, welche für die erste und die zweite Brücke 901, 902 erwartet werden, mit der Benutzung von der ersten und der zweiten Brücke 903, 902 erwartet. Vorteilhafter Weise stellt die Benutzung einer gefüllten Brücke eine robustere Struktur bereit.
10A bis 10D zeigen Querschnittsansichten eines DBAR 1000 in Übereinstimmung mit einer repräsentativen Ausführungsform. Der DBAR 1000 weist eine Mehrzahl von Schichten auf, welche über einem Substrat 105 angeordnet sind, welches eine Kavität 106 hat. Viele Aspekte des DBAR 1000 sind gemeinsam zu denjenigen der DBARs 100 bis 900 und werden nicht wiederholt, um ein Verschleiern der Beschreibung der vorliegend beschriebenen repräsentativen Ausführungsformen zu vermeiden.
10A zeigt eine erste Brücke 1001, welche in der zweiten piezoelektrischen Schicht 112 bereitgestellt ist. Die erste Brücke 1001 ist ungefüllt (d.h. mit Luft gefüllt). Eine zweite Brücke 1002 ist in der dritten Elektrode 101 bereitgestellt. Die zweite Brücke 1002 ist ungefüllt (d.h. mit Luft gefüllt). Die erste und die zweite Brücke 1001, 1002 sind um den Umfang des aktiven Bereichs 114 des DBAR 1000 herum angeordnet und fördern ein Einschließen von Moden in dem aktiven Bereich 114 des DBAR 1000. Zu Illustrationszwecken der Verbesserung in einer Modus-Einschließung in dem aktiven Bereich des DBAR 1000 werden eine erste und eine zweite Brücke 1001, 1002, welche jeweils eine Breite (x-Ausdehnung) von approximativ 5,0 µm, eine Höhe von 500 A und eine Überlappung 113 der Kavität 106 um 2,0 µm haben, bereitgestellt. Verglichen mit einem bekannten DBAR ohne Brücken (abhängig von Betriebsfrequenz, z.B. bei 0,95 GHz) wird eine Verbesserung von approximativ 200 % in Q_O für den DBAR 1000 aufgrund des erhöhten Einschließens eines ungeraden Modus in dem DBAR 1000 mittels der Benutzung von der ersten und zweiten Brücke 1001, 1002 der repräsentativen Ausführungsform erwartet.
10B zeigt eine erste Brücke 1003, welche in der zweiten piezoelektrischen Schicht 112 bereitgestellt ist. Die erste Brücke 1003 ist gefüllt. Eine zweite Brücke 1004 ist in der dritten Elektrode 101 bereitgestellt. Die zweite Brücke 1004 ist gefüllt. Die erste und die zweite Brücke 1003, 1004 sind um den Umfang des aktiven Bereichs 114 des DBAR 1000 herum angeordnet und fördern Einschließen von Moden in dem aktiven Bereich 114 des DBAR 1000. Da die erste und zweite Brücke 1003, 1004 dieselbe Breite, Höhe und Überlappung 113 der Kavität 106 haben wie die erste und zweite Brücke 1001, 1002, werden ähnliche Verbesserungen in Q_O, welche für die erste und zweite Brücke 1001, 1002 erwartet werden, mit der Benutzung von der ersten und zweiten Brücke 1003, 1004 erwartet. Vorteilhafter Weise stellt die Benutzung einer gefüllten Brücke eine robustere Struktur bereit.
10C zeigt eine erste Brücke 1001, welche in der zweiten piezoelektrischen Schicht 112 bereitgestellt ist. Die erste Brücke 1001 ist ungefüllt (d.h. mit Luft gefüllt). Eine zweite Brücke 1004 ist in der dritten Elektrode 101 bereitgestellt. Die zweite Brücke 1004 ist gefüllt. Die erste und die zweite Brücke 1001, 1004 sind um den Umfang des aktiven Bereichs 114 des DBAR 1000 angeordnet und fördern ein Einschließen von Moden in dem aktiven Bereich 114 des DBAR 1000. Da die erste und zweite Brücke 1001, 1004 dieselbe Breite, Höhe und Überlappung 113 der Kavität 106 haben wie die erste und zweite Brücke 1001, 1002, werden ähnliche Verbesserungen in Q_O, welche für die erste und zweite Brücke 1001, 1002 erwartet werden, mit der Benutzung von der ersten und der zweiten Brücke 1001, 1004 erwartet. Vorteilhafter Weise stellt die Benutzung einer gefüllten Brücke eine robustere Struktur bereit.
10D zeigt eine erste Brücke 1003, welche in der zweiten piezoelektrischen Schicht 112 bereitgestellt ist. Die erste Brücke 1003 ist gefüllt. Eine zweite Brücke 1002 ist in der dritten Elektrode 101 bereitgestellt. Die zweite Brücke 1002 ist ungefüllt (d.h. mit Luft gefüllt). Die erste und die zweite Brücke 1003, 1002 sind um den Umfang des aktiven Bereichs 114 des DBAR 1000 herum angeordnet und fördern Einschließen von Moden in dem aktiven Bereich 114 des DBAR 1000. Da die erste und die zweite Brücke 1003, 1002 dieselbe Breite, Höhe und Überlappung 113 der Kavität 106 haben wie die erste und zweite Brücke 1001, 1002, werden ähnliche Verbesserungen in Q_O, welche für die erste und zweite Brücke 1001, 1002 erwartet werden, mit der Benutzung von der ersten und zweiten Brücke 1003, 1002 erwartet. Vorteilhafter Weise stellt die Benutzung einer gefüllten Brücke eine robustere Struktur bereit.
11A zeigt eine Querschnittsansicht eines DBAR 1100 in Übereinstimmung mit einer repräsentativen Ausführungsform. Der DBAR 1100 weist eine Mehrzahl von Schichten auf, welche über einem Substrat 105 angeordnet sind, welches eine Kavität 106 hat. Viele Aspekte des DBAR 1100 sind gemeinsam zu denjenigen der DBARs 100 bis 1000 und werden nicht wiederholt, um ein Verschleiern der Beschreibung der vorliegend beschriebenen repräsentativen Ausführungsformen zu vermeiden.
11A zeigt eine erste Brücke 110, welche in der zweiten Elektrode 111 bereitgestellt ist und sich in die Planarisierungsschicht 109 hinein erstreckt. Die erste Brücke 110 ist ungefüllt (d.h. mit Luft gefüllt). Eine zweite Brücke 104 ist in der dritten Elektrode 101 bereitgestellt. Die zweite Brücke 102 ist ungefüllt (d.h. mit Luft gefüllt). Die erste und die zweite Brücke 110, 104 sind entlang des Umfangs des aktiven Bereichs 114 des DBAR 1100 angeordnet und fördern Einschließen von Moden in dem aktiven Bereich des DBAR 1100. Illustrativ haben die erste und die zweite Brücke 104, 110 jeweils eine Breite (x-Ausdehnung) von approximativ 5,0 µm, eine Höhe von 500 A und eine Überlappung 113 der Kavität 106 um 2,0 µm.
Ein innerer angehobener oder erhöhter (raised) Bereich 1101 ist über (over) der dritten Elektrode 101 in dem aktiven Bereich 114 bereitgestellt. Der innere angehobene oder erhöhte Bereich 1101 ist von den Kanten des aktiven Bereichs mittels Spalten 1102 separiert, welche jeweils eine Breite (in der x-Ausdehnung in dem in 11A gezeigten Koordinatensystem) von approximativ 1,0 µm bis approximativ 10,0 µm und eine Dicke (in der y-Ausdehnung des in 11A gezeigten Koordinatensystems) von 100 A bis 1000 A haben, abhängig von den Produktperformanzansprüchen. Viele Details des inneren erhöhten Bereichs 1101 sind in der US-Patentanmeldungs-Nummer 13/074,094 der Anmelderin mit Titel „Stacked Bulk Acoustic Resonator and Method of Fabricating Same“, eingereicht am 29. März 2011, an Alexandre Shirakawa et al. beschrieben. Die Offenbarung dieser US-Patentanmeldung ist spezifisch hierin mittels Bezugsnahme inkorporiert.
11B zeigt eine erste Brücke 110, welche in der zweiten Elektrode 111 bereitgestellt ist und sich in die Planarisierungsschicht 109 hinein erstreckt. Die erste Brücke 110 ist ungefüllt (d.h. mit Luft gefüllt). Eine zweite Brücke 104 ist in der dritten Elektrode 101 bereitgestellt. Die zweite Brücke 102 ist ungefüllt (d.h. mit Luft gefüllt). Der DBAR 1100, welcher in 11B gezeigt ist, umfasst einen inneren erhöhten Bereich 1101 und einen äußeren erhöhten Bereich 1103, welche über der dritten Elektrode 101 angeordnet sind. Der äußere erhöhte Bereich 1103 grenzt (abuts) die Kante des aktiven Bereichs 114, wie in 11B gezeigt ist, und hat eine Breite (in der x-Ausdehnung des in 11B gezeigten Koordinatensystems) von approximativ 1,0 µm bis approximativ 10,0 µm und eine Dicke (in der y-Ausdehnung des in 11B gezeigten Koordinatensystems) von 100 A bis 1000 A abhängig von den Produktperformanzansprüchen. Viele Details des äußeren erhöhten Bereichs 1103 sind in der US-Patentanmeldungs-Nummer 13/074,094 mit Titel „Stacked Bulk Acoustic Resonator and Method of Fabricating Same“, eingereicht am 29. März 2011, an Alexandre Shirakawa et al., bereitgestellt und hierin mittels Bezugnahme oben inkorporiert.
Die Kombination der ersten und der zweiten Brücke 104, 110, des inneren erhöhten Bereichs 1101 und des äußeren erhöhten Bereichs 1103 verbessert weiter eine Modus-Einschließung in dem aktiven Bereich 114 des DBAR 1100. 11C ist ein Graph, welcher einen gemessenen ungerader-Modus-Q-Faktor (Q_O) gegen eine Resonanzfrequenz illustriert, in welchem eine Spur 1110 einem bekannten DBAR (ohne Brücken, innerem erhöhten Bereich und äußerem erhöhten Bereich) entspricht und in welchem eine Spur 1120 einem DBAR gemäß einer repräsentativen Ausführungsform entspricht, wie etwa einem gestapelten Volumen-akustischer-Resonator (stacked bulk acoustic resonator) 1100, welcher in 11A gezeigt ist. Die Spur 1120 zeigt, dass Q_O mittels der Aufnahme oder des Vorsehens von Brücken und dem inneren erhöhten Bereich im Vergleich zu der Spur 1110 stark erhöht ist.
In Übereinstimmung mit illustrativen Ausführungsformen werden BAW-Resonator-Strukturen, welche Brücken aufweisen, und ihre Fabrikationsverfahren beschrieben. Ein gewöhnlicher Fachmann in der Technik schätzt, dass viele Variationen, welche in Übereinstimmung mit den vorliegenden Lehren sind, möglich sind und innerhalb des Geltungsbereichs der angehängten Ansprüche bleiben. Diese und andere Variationen würden für einen gewöhnlichen Fachmann in der Technik nach Inspektion der Spezifikation, der Zeichnungen und den Ansprüchen hierin ersichtlich werden. Die Erfindung ist daher nicht beschränkt außer innerhalb des Geistes und des Geltungsbereichs der angehängten Ansprüche.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 6107721 [0033]
US 5587620 [0033]
US 5873153 [0033]
US 6507983 [0033]
US 7629865 [0033]
US 7280007 [0033]
US 2007/0205850 [0033]
US 7388454 [0033]
US 20100327697 [0033]
US 20100327994 [0033]

Claims

BAW-Resonator-Struktur, aufweisend: eine erste Elektrode, welche über einem Substrat angeordnet ist; eine erste piezoelektrische Schicht, welche über der ersten Elektrode angeordnet ist; eine zweite Elektrode, welche über der ersten piezoelektrischen Schicht angeordnet ist; eine zweite piezoelektrische Schicht, welche über der zweiten Elektrode angeordnet ist; eine dritte Elektrode, welche über der zweiten piezoelektrischen Schicht angeordnet ist; und eine Brücke, welche zwischen der ersten Elektrode und der dritten Elektrode angeordnet ist.
BAW-Resonator-Struktur gemäß Anspruch 1, wobei die Brücke eine erste Brücke ist und wobei die BAW-Resonator-Struktur ferner eine zweite Brücke aufweist, welche zwischen der ersten Elektrode und der dritten Elektrode angeordnet ist.
BAW-Resonator-Struktur gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der BAW-Resonator einen ersten Umfang hat, welcher einen aktiven Bereich des BAW-Resonators begrenzt, und wobei die Brücke entlang des ersten Umfangs angeordnet ist, und/oder wobei der BAW-Resonator einen zweiten Umfang hat, welcher den aktiven Bereich des BAW-Resonators begrenzt, und wobei die zweite Brücke entlang des zweiten Umfangs angeordnet ist.
BAW-Resonator-Struktur gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Brücke ein Füllmaterial aufweist, welches eine akustische Impedanz hat; und/oder wobei die erste Brücke ein Füllmaterial hat, welches eine akustische Impedanz hat; und/oder wobei die zweite Brücke ein Füllmaterial hat, welches eine akustische Impedanz hat.
BAW-Resonator-Struktur gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Brücke eine trapezoide Querschnittsform hat.
BAW-Resonator gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Brücke eine erste Brücke aufweist, welche in der ersten oberen Elektrode angeordnet ist, und wobei der BAW-Resonator ferner eine zweite Brücke aufweist, welche in der zweiten oberen Elektrode angeordnet ist; und/oder wobei die erste Brücke entlang eines ersten Umfangs der BAW-Resonator-Struktur angeordnet ist; und/oder wobei die zweite Brücke entlang eines zweiten Umfangs der BAW-Resonator-Struktur angeordnet ist.
BAW-Resonator gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Brücke eine erste Brücke aufweist, welche in der ersten piezoelektrischen Schicht angeordnet ist, und wobei der BAW-Resonator ferner eine zweite Brücke aufweist, welche in der zweiten piezoelektrischen Schicht angeordnet ist; und/oder wobei die erste Brücke entlang eines ersten Umfangs der BAW-Resonator-Struktur angeordnet ist; und/oder wobei die zweite Brücke entlang eines zweiten Umfangs der BAW-Resonator-Struktur angeordnet ist.
BAW-Resonator-Struktur gemäß einem der Ansprüche 2 bis 7, wobei weder die erste Brücke noch die zweite Brücke in der ersten Elektrode angeordnet ist.
BAW-Resonator-Struktur gemäß einem der Ansprüche 4 bis 8, wobei das Füllmaterial der ersten Brücke und/oder der zweiten Brücke nicht ätzbares Borosilikatglas aufweist.
BAW-Resonator-Struktur, aufweisend: eine erste Elektrode, welche über einem Substrat angeordnet ist; eine erste piezoelektrische Schicht, welche über der ersten Elektrode angeordnet ist; eine zweite Elektrode, welche über der ersten piezoelektrischen Schicht angeordnet ist; eine zweite piezoelektrische Schicht, welche über der zweiten Elektrode angeordnet ist; eine dritte Elektrode, welche über der zweiten piezoelektrischen Schicht angeordnet ist; eine Brücke, welche zwischen der ersten Elektrode und der dritten Elektrode angeordnet ist; und einen inneren erhöhten Bereich, welcher über der dritten Elektrode angeordnet ist.
BAW-Resonator gemäß Anspruch 10, ferner aufweisend einen äußeren erhöhten Bereich, welcher über der dritten Elektrode angeordnet ist; und/oder wobei der BAW-Resonator einen ersten Umfang hat, welcher einen aktiven Bereich des BAW-Resonators begrenzt, wobei die Brücke entlang des ersten Umfangs angeordnet ist und wobei sich der innere erhöhte Bereich in dem aktiven Bereich befindet.