DE102017117870B3 - BAW resonator with reduced spurious modes and increased quality factor - Google Patents
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Abstract
Es wird ein elektrisch und akustisch verbesserter Resonator bereitgestellt. Der Resonator besitzt ein Mittengebiet und ein das Mittengebiet umgebendes Abschlussgebiet. Ein Graben in einer Deckelektrode, ein Rahmen auf der Deckelektrode, eine mit dem Rahmen verbundene Flügelstruktur und eine Kerbe in einer piezoelektrischen Schicht reduzieren Störmoden und erhöhen den Gütefaktor des Resonators.An electrically and acoustically improved resonator is provided. The resonator has a center region and a termination region surrounding the center region. A trench in a top electrode, a frame on the top electrode, a wing structure connected to the frame and a notch in a piezoelectric layer reduce spurious modes and increase the quality factor of the resonator.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft BAW-Resonatoren, zum Beispiel für HF-Filter, mit verbesserten akustischen und elektrischen Eigenschaften.The present invention relates to BAW resonators, for example for RF filters, with improved acoustic and electrical properties.
BAW-Resonatoren (BAW = Bulk Acoustic Wave - akustische Volumenwelle) können zum Konstruieren von Bandpass- oder Bandsperrenfilter für HF-Anwendungen, zum Beispiel drahtlose Kommunikationseinrichtungen, verwendet werden. Solche Einrichtungen können solche Resonatoren umfassende Filter verwenden. Üblicherweise besitzen drahtlose Kommunikationseinrichtungen eine Energiequelle mit begrenzten Energieressourcen und Leistungssparschaltungen werden bevorzugt.Bulk Acoustic Wave (BAW) resonators may be used to construct bandpass or band-stop filters for RF applications, such as wireless communication devices. Such devices may use filters comprising such resonators. Typically, wireless communication devices have a power source with limited energy resources and power saving circuits are preferred.
BAW-Resonatoren besitzen eine Sandwichkonstruktion mit einem piezoelektrischen Material zwischen einer Bodenelektrode und einer Deckelektrode. Aufgrund des piezoelektrischen Effekts wandeln solche Resonatoren zwischen HF-Signalen und akustischen Wellen um, falls ein HF-Signal an die Elektroden der Resonatoren angelegt wird.BAW resonators have a sandwich construction with a piezoelectric material between a bottom electrode and a top electrode. Due to the piezoelectric effect, such resonators convert between RF signals and acoustic waves if an RF signal is applied to the electrodes of the resonators.
Ein idealer BAW-Resonator besitzt eine gewisse Erstreckung entlang der Dickenrichtung, gekennzeichnet durch den Wellenfaktor des erwünschten akustischen Hauptmodus. Der ideale Resonator ist jedoch nicht in lateralen Richtungen beschränkt. Somit werden Schwingungen in einer Abmessung erhalten.An ideal BAW resonator has a certain extent along the thickness direction, characterized by the wave factor of the desired main acoustic mode. However, the ideal resonator is not limited in lateral directions. Thus, vibrations in one dimension are obtained.
Reale Resonatoren besitzen jedoch begrenzte laterale Abmessungen, und der Resonator ist mechanisch mit seiner Umgebung verbunden. Aufgrund der finiten lateralen Abmessungen und erforderlichen Mitteln für mechanische und elektrische Verbindungen können unerwünschte Störmoden auftreten und der Gütefaktor wird reduziert. Insbesondere kann in der Umgebung des Resonators akustische Energie abgeleitet werden.However, real resonators have limited lateral dimensions and the resonator is mechanically connected to its environment. Due to the finite lateral dimensions and necessary means for mechanical and electrical connections undesirable spurious modes can occur and the quality factor is reduced. In particular, acoustic energy can be dissipated in the vicinity of the resonator.
BAW-Resonatoren sind aus
Was erwünscht ist, ist ein BAW-Resonator mit reduzierten Störmoden und einem erhöhten Gütefaktor. Ein BAW-Resonator gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 wird bereitgestellt. Die abhängigen Ansprüche stellen bevorzugte Ausführungsformen bereit.What is desired is a BAW resonator with reduced spurious modes and an increased quality factor. A BAW resonator according to independent claim 1 is provided. The dependent claims provide preferred embodiments.
Der BAW-Resonator mit reduzierten Störmoden und einem erhöhten Gütefaktor umfasst eine Bodenelektrode, eine Deckelektrode und ein piezoelektrisches Material. Die Bodenelektrode ist in einer Bodenelektrodenschicht angeordnet, die Deckelektrode ist in einer Deckelektrodenschicht angeordnet und das piezoelektrische Material ist in einer piezoelektrischen Schicht angeordnet. Die piezoelektrische Schicht ist zwischen der Bodenelektrodenschicht und der Deckelektrodenschicht angeordnet. Der BAW-Resonator besitzt weiterhin ein Mittengebiet, das vorgesehen ist zum Umwandeln zwischen HF-Signalen und akustischen Wellen, und ein das Mittengebiet umgebendes Außengebiet. Weiterhin besitzt der BAW-Resonator ein Abschlussgebiet zwischen dem Mittengebiet und dem Außengebiet. Das Abschlussgebiet ist für das akustische Entkoppeln des Außengebiets von dem Mittengebiet vorgesehen. Weiterhin besitzt der BAW-Resonator einen Graben in der Deckelektrodenschicht. Der Graben umgibt das Mittengebiet. Zusätzlich besitzt der Resonator einen Rahmen auf der Deckelektrode. Der Rahmen umgibt den Graben. Weiterhin besitzt der BAW-Resonator eine Flügelstruktur, die mechanisch mit dem Rahmen verbunden ist und vorgesehen ist zum Ausgleichen von Schwingungen des Mittengebiets. Zusätzlich besitzt der BAW-Resonator eine Kerbe in dem piezoelektrischen Material. Die Kerbe umgibt das Mittengebiet.The BAW resonator with reduced spurious modes and an increased quality factor comprises a bottom electrode, a top electrode and a piezoelectric material. The bottom electrode is disposed in a bottom electrode layer, the top electrode is disposed in a top electrode layer, and the piezoelectric material is disposed in a piezoelectric layer. The piezoelectric layer is disposed between the bottom electrode layer and the top electrode layer. The BAW resonator further has a center region provided for converting between RF signals and acoustic waves, and an outer region surrounding the center region. Furthermore, the BAW resonator has a termination area between the center area and the outside area. The terminating area is intended for the acoustic decoupling of the outer area from the central area. Furthermore, the BAW resonator has a trench in the top electrode layer. The ditch surrounds the central area. In addition, the resonator has a frame on the top electrode. The frame surrounds the ditch. Furthermore, the BAW resonator has a vane structure that is mechanically connected to the frame and is provided for compensating for vibrations of the central region. In addition, the BAW resonator has a notch in the piezoelectric material. The notch surrounds the center area.
Somit ist ein BAW-Resonator vorgesehen, wo ein als ein Abschluss des Mittengebiets wirkendes Abschlussgebiet das akustisch aktive Mittengebiet akustisch von der Resonatorumgebung trennt, um die Energieableitung in der Resonatorumgebung zu reduzieren. Der Graben in der Deckelektrode, der Rahmen auf der Deckelektrode, die Flügelstruktur und die Kerbe sind akustisch effektive Strukturen des Abschlussgebiets, die auf die akustische Entkopplung eine essentielle Auswirkung besitzen.Thus, a BAW resonator is provided where a termination region acting as a termination of the center region acoustically separates the acoustically active center region from the resonator environment to reduce the energy dissipation in the resonator environment. The trench in the top electrode, the frame on the top electrode, the wing structure and the notch are acoustically effective structures of the termination area, which have an essential effect on the acoustic decoupling.
Ein Ergebnis der akustischen Entkopplung besteht darin, dass akustische Energie die Resonatorumgebung nicht erreichen kann. Die oben erwähnten Strukturen helfen dabei, akustische Energie zurück in das aktive Mittengebiet zu reflektieren. Somit wird die Ableitung von akustischer Energie reduziert und der Gütefaktor wird erhöht.One result of acoustic decoupling is that acoustic energy can not reach the resonator environment. The structures mentioned above help to reflect acoustic energy back into the active center region. Thus, the derivative of acoustic energy is reduced and the quality factor is increased.
Weiterhin wirken der Graben, der Rahmen, die Flügelstruktur und die Kerbe zusammen dahingehend, den Schwingungsmodus zu formen, um Störmoden zu vermeiden.Furthermore, the trench, the frame, the wing structure and the notch cooperate to form the vibration mode to avoid spurious modes.
Infolgedessen wird ein BAW-Resonator mit verbesserten elektrischen und akustischen Eigenschaften erhalten.As a result, a BAW resonator with improved electrical and acoustic properties is obtained.
Zwei oder mehr derartige BAW-Resonatoren können elektrisch verbunden werden, um ein Bandpassfilter oder ein Bandsperrenfilter zu konstruieren, zum Beispiel in einer Konfiguration vom Leitertyp.Two or more such BAW resonators may be electrically connected to construct a bandpass filter or a band-stop filter, for example in a ladder-type configuration.
Es ist möglich, dass der BAW-Resonator weiterhin einen Signalleiter in der Deckelektrodenschicht zwischen dem Mittengebiet und dem Außengebiet umfasst.It is possible that the BAW resonator further comprises a signal conductor in the top electrode layer between the center region and the outside region.
Der Signalleiter verbindet die Deckelektrode elektrisch mit einer externen Schaltungsumgebung, zum Beispiel mit anderen Resonatoren oder mit einem Eingangsport oder mit einem Ausgangsport eines HF-Filters. The signal conductor electrically connects the top electrode to an external circuit environment, for example to other resonators or to an input port or to an output port of an RF filter.
Analog kann die Bodenelektrode elektrisch mit anderen Resonatoren, mit einem Eingangsport, mit einem Ausgangsport oder mit dem Masseanschluss eines HF-Filters verbunden sein.Similarly, the bottom electrode may be electrically connected to other resonators, to an input port, to an output port, or to the ground terminal of an RF filter.
Das Erzeugen eines BAW-Resonators beinhaltet mehrere Herstellungsschritte zum Erzeugen des Schichtenstapels. Mittel zum Beschränken der akustischen Energie auf das Mittengebiet oder zum Vermeiden oder Unterdrücken von Störmoden sind bevorzugt an der Deckseite des Resonators angeordnet, da der Resonator selbst auf oder über einem Trägersubstrat angeordnet sein kann und das Erzeugen akustisch aktiver Strukturen unter dem Resonatorstapel die Herstellungsschritte erschweren würde.Generating a BAW resonator involves several fabrication steps to create the layer stack. Means for restricting the acoustic energy to the central region or for avoiding or suppressing spurious modes are preferably arranged on the top side of the resonator, since the resonator itself may be arranged on or above a carrier substrate and producing acoustically active structures under the resonator stack would make the manufacturing steps more difficult ,
Jedoch können unvermeidbare elektrische Verbindungen, zum Beispiel der Deckelektrode, Pfade herstellen, über die akustische Energie abgeleitet werden kann. Somit verbindet bevorzugt der Signalleiter die Deckelektrode elektrisch nur in einem begrenzten Bereich.However, unavoidable electrical connections, for example the top electrode, can create paths through which acoustic energy can be dissipated. Thus, preferably, the signal conductor electrically connects the cover electrode only in a limited area.
Der Signalleiter kann Material der Deckelektrodenschicht umfassen. Insbesondere kann der Signalleiter aus einem Material der Deckelektrodenschicht bestehen, das nach einem Strukturierungsprozess zurückbleibt, bei dem Material der Deckelektrodenschicht in den Umgebungen des Abschlussgebiets entfernt wird.The signal conductor may comprise material of the top electrode layer. In particular, the signal conductor may consist of a material of the cover electrode layer remaining after a patterning process in which material of the cover electrode layer in the surroundings of the termination region is removed.
Es ist möglich, dass der BAW-Resonator einen in dem Abschlussgebiet angeordneten akustischen Spiegel umfasst. Der akustische Spiegel ist zum Unterdrücken eines lateralen Lecks vorgesehen.It is possible that the BAW resonator comprises an acoustic mirror arranged in the termination area. The acoustic mirror is provided for suppressing a lateral leak.
Die Beziehung zwischen den verschiedenen Schichten ist derart, dass die verschiedenen Schichten in einer Richtung
Somit umgibt das Abschlussgebiet das Mittengebiet in einer lateralen Richtung, und das Außengebiet umgibt das Abschlussgebiet und das Mittengebiet in einer lateralen Richtung.Thus, the termination region surrounds the center region in a lateral direction, and the outer region surrounds the termination region and the center region in a lateral direction.
Es ist möglich, dass der akustische Spiegel die Kerbe und eine Bragg-Struktur auf dem Signalleiter umfasst.It is possible that the acoustic mirror comprises the notch and a Bragg structure on the signal conductor.
Die Kerbe ist ein effektives Mittel zum Unterdrücken eines Lecks von akustischer Energie in einer Nähe der Deckseite der piezoelektrischen Schicht. Zum elektrischen Verbinden der Deckelektrode überbrückt der Signalleiter die Kerbe und stellt allgemein einen Pfad für akustische Energie zu der Resonatorumgebung her. Um das Ableiten akustischer Energie in der Resonatorumgebung zu verhindern, kann die Bragg-Struktur das Herstellen einer Struktur von Streifen umfassen, die als ein Bragg-Spiegel für akustische Wellen wirken. Die Bragg-Struktur besitzt eine periodische Struktur entlang der lateralen Richtung
Es ist möglich, dass Material des Signalleiters bei einem akustischen Schwingungsknoten dünner ist, um die Biegemoduserregung zu reduzieren. Ein akustischer Schwingungsknoten ist eine Stelle, an der akustische Schwingungen eine kleinste Amplitude besitzen, das heißt ein Knoten. Indem der Signalleiter an dieser Position im Vergleich zu der Umgebung des akustischen Schwingungsknotens gedünnt ist, wird die Biegemoduserregung reduziert und ein laterales Leck wird weiter unterdrückt.It is possible that material of the signal conductor is thinner at an acoustic node to reduce the bending mode excitation. An acoustic node is a point at which acoustic vibrations have a smallest amplitude, that is, a node. By thinning the signal conductor at this position compared to the environment of the acoustic vibration node, the bending mode excitation is reduced and a lateral leak is further suppressed.
Es ist möglich, dass das piezoelektrische Material AlN (Aluminiumnitrid) oder AlScN (Aluminium-Scandiumnitrid) oder Scandium-dotiertes Aluminiumnitrid umfasst. Die Verwendung von ZnO (Zinkoxid) und PZT (Blei-Zirkonat-Titanat) ist ebenfalls möglich.It is possible that the piezoelectric material comprises AlN (aluminum nitride) or AlScN (aluminum scandium nitride) or scandium-doped aluminum nitride. The use of ZnO (zinc oxide) and PZT (lead zirconate titanate) is also possible.
Das Material der Bodenelektrode oder der Deckelektrode kann Materialien umfassen ausgewählt unter Wolfram, einer Aluminium-Kupfer-Legierung, Titan, Titannitid, Molybdän, Gold, Silber, Kupfer, einer Legierung umfassend Silber und Kupfer, Iridium, Ruthenium und Platinum.The material of the bottom electrode or the top electrode may include materials selected from tungsten, an aluminum-copper alloy, titanium, titanium titanium, molybdenum, gold, silver, copper, an alloy comprising silver and copper, iridium, ruthenium, and platinum.
Es ist möglich, dass Seitenwände der Kerbe eine Grenzfläche zwischen Bereichen mit unterschiedlicher akustischer Impedanz sind.It is possible that sidewalls of the notch are an interface between areas of differing acoustic impedance.
Die akustische Impedanz ist eine Charakteristik eines Materials und hängt von der Schallgeschwindigkeit und von der Dichte des Materials ab. Die akustische Impedanz Z nimmt mit der Dichte ρ und mit der Schallgeschwindigkeit v zu. Die Schallgeschwindigkeit v hängt von Parametern ab wie Steifheitsparametem c der Materialien und der Dichte p: z.B. v = Quadratwurzel (c/ p) und Z = Quadratwurzel (c*ρ)).The acoustic impedance is a characteristic of a material and depends on the speed of sound and the density of the material. The acoustic impedance Z increases with the density ρ and with the speed of sound v. The speed of sound v depends on parameters such as stiffness parameters c of the materials and the density p: e.g. v = square root (c / p) and Z = square root (c * ρ)).
Eine Grenzfläche zwischen Bereichen mit unterschiedlicher akustischer Impedanz reflektiert akustische Wellen zumindest teilweise.An interface between regions of differing acoustic impedance at least partially reflects acoustic waves.
Es ist möglich, dass die Kerbe leer, mit einem Gas gefüllt oder mit einem dielektrischen Material gefüllt ist. It is possible that the notch is empty, filled with a gas or filled with a dielectric material.
Es ist möglich, dass die piezoelektrische Schicht eine Ätzstoppschicht bezüglich des piezoelektrischen Materials umfasst.It is possible that the piezoelectric layer includes an etching stopper layer with respect to the piezoelectric material.
Somit umfasst die Ätzstoppschicht ein Material, das hinsichtlich der Ätzeigenschaften von dem ansonsten in der piezoelektrischen Schicht enthaltenen piezoelektrischen Material differiert.Thus, the etch stop layer includes a material that differs in etching properties from the piezoelectric material otherwise contained in the piezoelectric layer.
Die Ätzstoppschicht vereinfacht das Erzeugen der Kerbe. In diesem Fall ist die Tiefe der Kerbe gleich der Dicke des piezoelektrischen Materials in der piezoelektrischen Schicht über der Ätzstoppschicht.The etch stop layer facilitates generating the notch. In this case, the depth of the notch is equal to the thickness of the piezoelectric material in the piezoelectric layer over the etching stopper layer.
Es ist möglich, dass die Ätzstoppschicht Wurtzit ((Zn,Fe)S) oder ein Material mit der Struktur von Wurtzit oder eine ähnliche Struktur umfasst. Die Struktur der Ätzstoppschicht kann eine hexagonale Gittersymmetrie wie etwa 4H-SiC (Siliziumcarbid) besitzen. Das Kristallwachstum des Piezoelektrikums darüber wird gefördert, während eine gute Ätzselektivität erzielt wird.It is possible that the etch stop layer comprises wurtzite ((Zn, Fe) S) or a material having the structure of wurtzite or a similar structure. The structure of the etch stop layer may have a hexagonal lattice symmetry such as 4H-SiC (silicon carbide). Crystal growth of the piezoelectric over it is promoted while achieving good etch selectivity.
Durch Bereitstellen einer derartigen Ätzstoppschicht kann die Tiefe der Kerbe mit hoher Präzision eingestellt werden.By providing such an etching stopper layer, the depth of the notch can be adjusted with high precision.
Es ist möglich, dass die piezoelektrische Schicht ein erstes piezoelektrisches Material auf der Bodenelektrode und ein zweites, anderes piezoelektrisches Material auf dem ersten piezoelektrischen Material umfasst.It is possible that the piezoelectric layer comprises a first piezoelectric material on the bottom electrode and a second, different piezoelectric material on the first piezoelectric material.
Insbesondere wird bevorzugt, dass das erste piezoelektrische Material und das zweite piezoelektrische Material zueinander selektiv geätzt werden können. Dann kann die Oberfläche des ersten piezoelektrischen Materials als eine Ätzstoppoberfläche wirken, um die Kerbe zu erzeugen, die in der zweiten piezoelektrischen Schicht angeordnet ist und die durch lokal vollständiges Entfernen von Material des zweiten piezoelektrischen Materials hergestellt wird.In particular, it is preferable that the first piezoelectric material and the second piezoelectric material may be selectively etched with each other. Then, the surface of the first piezoelectric material may act as an etch stop surface to produce the notch disposed in the second piezoelectric layer and made by locally completely removing material of the second piezoelectric material.
Es ist dementsprechend möglich, dass die Tiefe der Kerbe gleich der Dicke des zweiten piezoelektrischen Materials ist.It is accordingly possible that the depth of the notch is equal to the thickness of the second piezoelectric material.
Es ist möglich, dass die Flügelstruktur unter einem Winkel bezüglich des Wellenvektors eines Hauptmodus des Resonators orientiert ist. Der Winkel kann unter 0°, 45°, 90°, 135° gewählt werden. In diesem Fall weist die Flügelstruktur zur Oberseite, wenn der Winkel 45° beträgt. Wenn der Winkel gleich 135° ist, weist die Flügelstruktur zur Bodenseite. Es sind jedoch auch andere Winkel möglich. Der Winkel kann zum Beispiel zwischen 0° und 45° oder zwischen 45° und 90° oder zwischen 90° und 135° oder zwischen 135° und 180° liegen.It is possible that the wing structure is oriented at an angle with respect to the wave vector of a main mode of the resonator. The angle can be chosen below 0 °, 45 °, 90 °, 135 °. In this case, the wing structure faces the top when the angle is 45 °. If the angle is equal to 135 °, the wing structure points to the bottom side. However, other angles are possible. For example, the angle may be between 0 ° and 45 ° or between 45 ° and 90 ° or between 90 ° and 135 ° or between 135 ° and 180 °.
Es ist möglich, dass die Flügelstruktur eine Seitenwand besitzt. Die Seitenwand kann direkt über einer Seitenwand der Kerbe oder innerhalb eines durch die Kerbe umgebenden Bereichs angeordnet sein.It is possible that the wing structure has a side wall. The sidewall may be disposed directly over a sidewall of the notch or within a region surrounding the notch.
Somit ist es möglich, dass die Flügelstruktur und die Kerbe aufeinander ausgerichtet sind. Es ist jedoch möglich, dass die Flügel in einem von der Kerbe umgebenen Bereich angeordnet sind.Thus, it is possible that the wing structure and the notch are aligned. However, it is possible that the wings are arranged in a region surrounded by the notch.
Es ist möglich, dass der BAW-Resonator weiterhin eine Passivierungsschicht umfasst. Die Passivierungsschicht kann Segmente der Oberseite der Deckelektrode, der Unterseite der Deckelektrode, der Oberfläche des Rahmens, der Oberfläche der Flügelstruktur, der Oberfläche des Grabens und/oder der Oberfläche des Signalleiters bedecken.It is possible that the BAW resonator further comprises a passivation layer. The passivation layer may cover segments of the top of the top electrode, the bottom of the top electrode, the surface of the frame, the surface of the vane structure, the surface of the trench, and / or the surface of the signal conductor.
Die Passivierungsschicht kann Aluminiumnitrid oder Siliziumnitrid umfassen oder daraus bestehen. Eine derartige Schicht kann auch als eine Trimmschicht wirken.The passivation layer may comprise or consist of aluminum nitride or silicon nitride. Such a layer may also act as a trim layer.
Es ist möglich, dass der BAW-Resonator ein Resonator vom FBAR-Typ oder ein Resonator vom SMR-Typ ist.It is possible that the BAW resonator is an FBAR-type resonator or an SMR-type resonator.
Bei einem Resonator vom FBAR-Typ (FBAR = Film Bulk Acoustic Resonator) ist ein Hohlraum unter der Bodenelektrode ausgelegt zum akustischen Entkoppeln des Resonators in einer vertikalen Richtung.In a FBAR (FBAR = Film Bulk Acoustic Resonator) type resonator, a cavity below the bottom electrode is designed to acoustically decouple the resonator in a vertical direction.
Bei einem Resonator vom SMR-Typ ist ein akustischer Spiegel unter der Bodenelektrode angeordnet. Der akustische Spiegel umfasst Schichten mit hoher und niedriger akustischer Impedanz, die als ein Bragg-Reflektor arbeiten, um akustische Energie auf den aktiven Bereich des Resonators zu beschränken und um ein vertikales Leck von akustischer Energie zu unterdrücken.In an SMR-type resonator, an acoustic mirror is disposed below the bottom electrode. The acoustic mirror includes layers of high and low acoustic impedance that function as a Bragg reflector to confine acoustic energy to the active region of the resonator and to suppress a vertical leak of acoustic energy.
Es ist anzumerken, dass der Graben in der Deckelektrode durch eine Ausnehmung in der Deckelektrode gekennzeichnet ist. Dies bedeutet, dass sich der Graben an einem Bereich befindet, wo die Dicke der Deckelektrode kleiner ist als die Dicke der Deckelektrode im Mittengebiet.It should be noted that the trench in the cover electrode is characterized by a recess in the cover electrode. This means that the trench is located at a region where the thickness of the cover electrode is smaller than the thickness of the cover electrode in the center region.
Im Gegensatz dazu ist der Rahmen durch zusätzliches Material gekennzeichnet. Die Dicke des Materials über der piezoelektrischen Schicht ist größer als die Dicke der Deckelektrode in dem Mittengebiet.In contrast, the frame is characterized by additional material. The thickness of the material over the piezoelectric layer is greater than the thickness of the top electrode in the central region.
Dementsprechend ist die Kerbe als eine Ausnehmung in der piezoelektrischen Schicht gekennzeichnet. Accordingly, the notch is characterized as a recess in the piezoelectric layer.
Es ist anzumerken, dass die Kerbe leer sein oder ein dielektrisches Material umfassen kann, so dass die parasitäre Kapazität des Resonators, das heißt die statische Kapazität des Resonators außerhalb des Mittengebiets (z.B. in der Deckelektrodenverbindung), reduziert ist.Note that the notch may be empty or may include a dielectric material such that the parasitic capacitance of the resonator, that is, the static capacitance of the resonator outside of the center region (e.g., in the top electrode interconnect), is reduced.
Mit mindestens einem derartigen Resonator hergestellte Bandpassfilter können in dem Durchlassband eine reduzierte Welligkeit aufweisen. Der Gütefaktor wird erhöht und somit wird die Energieableitung von einer Batterie, zum Beispiel einer mobilen Kommunikationseinrichtung, reduziert. Der Einfügungsverlust des entsprechenden HF-Filters wird reduziert. Zentrale Arbeitsprinzipien und Details von bevorzugten Ausführungsformen werden in den beigefügten schematischen Figuren gezeigt.Bandpass filters made with at least one such resonator may have reduced waviness in the passband. The quality factor is increased and thus the energy dissipation from a battery, for example a mobile communication device, is reduced. The insertion loss of the corresponding RF filter is reduced. Central operating principles and details of preferred embodiments are shown in the attached schematic figures.
In den Figuren zeigen:
-
1 und3 Querschnitte durch einen Resonator, -
2 eine Draufsicht auf einen Resonatorstapel, -
4 einen Querschnitt durch einen Resonatorstapel mit einer Bragg-Struktur in der Deckelektrodenverbindung, -
5 die Möglichkeit der Verwendung eines anderen piezoelektrischen Materials, -
6 die Verwendung einer Ätzstoppschicht, -
7 die Verwendung unterschiedlicher piezoelektrischer Materialien, -
8 bis11 verschiedene mögliche Formen der Flügelstruktur, -
12 eine mit einem dielektrischen Material gefüllte Kerbe, -
13 die auf die Seitenwand der Kerbe ausgerichtete Flügelstruktur, -
14 die Anwendung einer Passivierungsschicht, -
15 eine vertikal ausgerichtete Flügelstruktur, -
16 einen Resonator vom SMR-Typ und -
17 die Effizienz der Bragg-Strukturen auf dem Signalleiter.
-
1 and3 Cross sections through a resonator, -
2 a top view of a resonator stack, -
4 a cross section through a resonator stack with a Bragg structure in the cover electrode connection, -
5 the possibility of using another piezoelectric material, -
6 the use of an etch stop layer, -
7 the use of different piezoelectric materials, -
8th to11 various possible shapes of the wing structure, -
12 a notch filled with a dielectric material, -
13 the wing structure aligned with the side wall of the notch, -
14 the application of a passivation layer, -
15 a vertically oriented wing structure, -
16 an SMR type resonator and -
17 the efficiency of the Bragg structures on the signal conductor.
Die
Die Abmessungen (Tiefe [Erstreckung entlang der Richtung
Das erste piezoelektrische Material
Während die
Der BAW-Resonator ist nicht auf die oben erläuterten und in den Figuren gezeigten technischen Details beschränkt. BAW-Resonatoren, die weitere Schichten, reflektierende Strukturen und akustisch effektive Mittel zum Begrenzen der akustischen Energie auf das Mittengebiet umfassen, sind ebenfalls abgedeckt.The BAW resonator is not limited to the technical details explained above and shown in the figures. BAW resonators comprising further layers, reflective structures, and acoustically effective means for confining the acoustic energy to the central region are also covered.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- BAWR BAWBAWR BAW
- Resonatorresonator
- BEBE
- Bodenelektrodebottom electrode
- BELBEL
- BodenelektrodenschichtBottom electrode layer
- BSBS
- Bragg-StrukturBragg structure
- CRCR
- Mittengebietmiddle area
- DMDM
- dielektrisches Materialdielectric material
- ESIIT I
- ÄtzstoppgrenzflächeÄtzstoppgrenzfläche
- ESLESL
- Ätzstoppschichtetch stop layer
- FRFR
- Rahmenframe
- FSFS
- Flügelstrukturwing structure
- NONO
- Kerbescore
- OROR
- Außengebietoutside area
- OSCOSC
- Schwingungvibration
- PASPAS
- Passivierungsschichtpassivation
- PLPL
- piezoelektrische Schichtpiezoelectric layer
- PMPM
- piezoelektrisches Materialpiezoelectric material
- PM1PM1
- erstes piezoelektrisches Materialfirst piezoelectric material
- PM2PM2
- zweites piezoelektrisches Materialsecond piezoelectric material
- SCSC
- Signalleitersignal conductor
- SWSW
- SeitenwandSide wall
- TETE
- Deckelektrodecover electrode
- TELTEL
- DeckelektrodenschichtTop electrode layer
- TERTER
- Abschlussgebiettermination region
- TRTR
- Grabendig
- x, yx, y
- laterale Richtungenlateral directions
- zz
- vertikale Richtungvertical direction
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