DE102022107732A1 - Method for producing a layered structure, a layered structure and an acoustic wave component - Google Patents

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Abstract

Verschiedene Ausführungsbeispiele betreffen ein Verfahren zum Herstellen einer Schichtstruktur, eine Schichtstruktur und ein Akustische-Wellen-Bauelement. Gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen des Verfahrens zum Herstellen einer Schichtstruktur, weist das Verfahren das Bilden einer ersten Fluor-freien Barriereschicht, und das Bilden einer Fluor-dotierten Siliziumoxidschicht auf der ersten Barriereschicht auf, wobei die erste Barriereschicht eingerichtet ist, das Ausdiffundieren von Fluor aus der Fluor-dotierten Siliziumoxidschicht zu reduzieren.Various exemplary embodiments relate to a method for producing a layer structure, a layer structure and an acoustic wave component. According to various embodiments of the method for producing a layer structure, the method includes forming a first fluorine-free barrier layer, and forming a fluorine-doped silicon oxide layer on the first barrier layer, the first barrier layer being adapted to diffuse out fluorine from the fluorine -doped silicon oxide layer.

Description

Verschiedene Ausführungsbeispiele betreffen ein Verfahren zum Herstellen einer Schichtstruktur, eine Schichtstruktur und ein Akustische-Wellen-Bauelement.Various exemplary embodiments relate to a method for producing a layer structure, a layer structure and an acoustic wave component.

Bauteile aus Siliziumoxid können zur Temperaturkompensation in Bauelementen genutzt werden. Solche Bauelemente können beispielsweise Filterelemente wie Akustische-Wellen-Filterelemente, z.B. Akustische-Oberflächenwellen-Filter (SAW-Filter, engl. Surface Acoustic Wave Filter) oder Akustische-Substratwellen-Filter (BAW-Filter, engl. Bulk Acoustic Wave Filter), sein. Eine Temperaturänderung eines Akustische-Wellen-Filterelements kann beispielsweise zu einer Veränderung der Filtereigenschaften wie ein Verschieben der gefilterten Frequenzen führen. Siliziumoxid kann dazu verwandt werden, dass eine thermische Ausdehnung eines Filterelements bzw. dessen Bauteile reduziert wird und so die Frequenzeigenschaften des Filterelements bei Temperaturschwankungen stabiler sind. Bei Fluor-dotiertem Siliziumoxid sind die Temperaturkompensationseigenschaften im Vergleich zu reinem Siliziumoxid noch weiter ausgeprägt. Jedoch kann Fluor aus Fluor-dotiertem Siliziumoxid ausdiffundieren, was einerseits die Temperaturkompensation beeinflusst und andererseits beispielsweise elektrische Kontakte eines Filterelements korrodieren kann. Ferner sollte ein Bauteil aus Fluor-dotiertem Siliziumoxid, beispielsweise eine Schicht, mit möglichst geringem Aufwand hergestellt werden können.Components made of silicon oxide can be used for temperature compensation in components. Such components can be, for example, filter elements such as acoustic wave filter elements, e.g. surface acoustic wave filters (SAW filters, Surface Acoustic Wave Filters) or substrate acoustic wave filters (BAW filters, Bulk Acoustic Wave Filters). . For example, a change in temperature of an acoustic wave filter element can lead to a change in the filter properties such as a shift in the filtered frequencies. Silicon oxide can be used to reduce thermal expansion of a filter element or its components and so the frequency properties of the filter element are more stable in the event of temperature fluctuations. With fluorine-doped silicon oxide, the temperature compensation properties are even more pronounced compared to pure silicon oxide. However, fluorine can diffuse out of fluorine-doped silicon oxide, which on the one hand affects the temperature compensation and on the other hand can corrode, for example, electrical contacts of a filter element. Furthermore, a component made of fluorine-doped silicon oxide, for example a layer, should be able to be produced with as little effort as possible.

Gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen weist ein Verfahren zum Herstellen einer Schichtstruktur das Bilden einer ersten Fluor-freien Barriereschicht sowie das Bilden einer Fluor-dotierten Siliziumoxidschicht auf der ersten Barriereschicht auf, wobei die erste Barriereschicht eingerichtet ist, das Ausdiffundieren von Fluor aus der Fluor-dotierten Siliziumoxidschicht zu reduzieren.According to various exemplary embodiments, a method for producing a layer structure includes forming a first fluorine-free barrier layer and forming a fluorine-doped silicon oxide layer on the first barrier layer, wherein the first barrier layer is designed to diffuse out fluorine from the fluorine-doped silicon oxide layer to reduce.

Gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das Verfahren ferner das Bilden einer zweiten Fluor-freien Barriereschicht auf der Fluor-dotierten Siliziumoxidschicht aufweisen, wobei die zweite Barriereschicht eingerichtet ist, das Ausdiffundieren von Fluor aus der Fluor-dotierten Siliziumoxidschicht zu reduzieren.According to various embodiments, the method may further comprise forming a second fluorine-free barrier layer on the fluorine-doped silicon oxide layer, wherein the second barrier layer is configured to reduce the out-diffusion of fluorine from the fluorine-doped silicon oxide layer.

Gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das Verfahren ferner das Bilden einer oder mehrerer zusätzlicher Fluordotierter Siliziumoxidschichten und/oder einer oder mehrerer zusätzlicher Barriereschichten auf der Schichtstruktur aufweisen, wobei Fluor-dotierte Siliziumoxidschichten und Barriereschichten abwechselnd aufeinander gebildet werden.According to various embodiments, the method may further comprise forming one or more additional fluorine-doped silicon oxide layers and/or one or more additional barrier layers on the layer structure, wherein fluorine-doped silicon oxide layers and barrier layers are formed alternately on top of one another.

Gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen können die erste Barriereschicht, die zweite Barriereschicht und/oder eine oder mehrere zusätzliche Barriereschichten ein oder mehrere der folgenden Materialien aufweisen oder daraus bestehen: Siliziumoxid, Siliziumnitrid, Aluminiumoxid, Siliziumoxinitrid, Kohlenstoff, diamantartiger Kohlenstoff (DLC), und/oder Siliziumkarbid. Die Materialien können als reine Materialien oder Verbindungen oder als dotierte Materialien oder dotierte Verbindungen vorliegen.According to various embodiments, the first barrier layer, the second barrier layer, and/or one or more additional barrier layers may include or consist of one or more of the following materials: silicon oxide, silicon nitride, aluminum oxide, silicon oxynitride, carbon, diamond-like carbon (DLC), and/or silicon carbide . The materials may be present as pure materials or compounds or as doped materials or doped compounds.

Die erste Barriereschicht, die zweite Barriereschicht und/oder eine oder mehrere zusätzliche Barriereschichten können mehrere einzelne Schichtlagen aufweisen. Ferner können die erste Barriereschicht, die zweite Barriereschicht und/oder eine oder mehrere zusätzliche Barriereschichten als Gradientenschichten ausgebildet sein.The first barrier layer, the second barrier layer and/or one or more additional barrier layers can have several individual layer layers. Furthermore, the first barrier layer, the second barrier layer and/or one or more additional barrier layers can be designed as gradient layers.

Die Fluor-dotierte Siliziumoxidschicht und optional die erste Barriereschicht und/oder die zweite Barriereschicht können/kann mittels Atomlagenabscheidung gebildet werden.The fluorine-doped silicon oxide layer and optionally the first barrier layer and/or the second barrier layer can be formed by atomic layer deposition.

Gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Fluor-dotierte Siliziumoxidschicht und optional die erste Barriereschicht und/oder die zweite Barriereschicht mittels reaktivem Magnetron-Sputterns gebildet werden.According to various embodiments, the fluorine-doped silicon oxide layer and optionally the first barrier layer and/or the second barrier layer may be formed using reactive magnetron sputtering.

Gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Fluor-dotierte Siliziumoxidschicht und die erste Barriereschicht und/oder die zweite Barriereschicht mittels desselben Magnetrons gebildet werden.According to various embodiments, the fluorine-doped silicon oxide layer and the first barrier layer and/or the second barrier layer may be formed using the same magnetron.

Gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen kann nach dem Schichtabscheiden die Schichtstruktur getempert werden.According to various exemplary embodiments, the layer structure can be annealed after the layer has been deposited.

Das reaktive Magnetron-Sputtern der Fluor-dotierten Siliziumoxidschicht kann das Sputtern eines Siliziumtargets mit Sauerstoff unter Zuführung eines Fluor-haltigen Gases aufweisen, wobei optional die Schichtstruktur auf einem Träger gebildet wird und der Träger einem elektromagnetischen Hochfrequenzfeld ausgesetzt wird.The reactive magnetron sputtering of the fluorine-doped silicon oxide layer may include sputtering a silicon target with oxygen while supplying a fluorine-containing gas, optionally forming the layer structure on a carrier and exposing the carrier to a high-frequency electromagnetic field.

Das reaktive Magnetron-Sputtern kann mittels eines optischen Detektors überwacht werden und der Zustrom von Sauerstoff, der Zustrom von Fluor-haltigem Gas und/oder eine Betriebsspannung des Magnetrons mittels eines Signals von dem optischen Detektor gesteuert werden.The reactive magnetron sputtering can be monitored by means of an optical detector and the inflow of oxygen, the inflow of fluorine-containing gas and/or an operating voltage of the magnetron can be controlled by means of a signal from the optical detector.

Gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das Magnetron mittels einer unipolar gepulsten Gleichspannung oder einer bipolar gepulsten Gleichspannung betrieben werden.According to various exemplary embodiments, the magnetron can be operated using a unipolar pulsed direct voltage or a bipolar pulsed direct voltage.

Gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen kann eine Schichtstruktur eine erste Fluor-freie Barriereschicht und eine Fluor-dotierte Siliziumoxidschicht auf der ersten Barriereschicht aufweisen, wobei die erste Barriereschicht eingerichtet ist, das Ausdiffundieren von Fluor aus der Fluor-dotierten Siliziumoxidschicht zu reduzieren.According to various exemplary embodiments, a layer structure may have a first fluorine-free barrier layer and a fluorine-doped silicon oxide layer on the first barrier layer, wherein the first barrier layer is designed to reduce the out-diffusion of fluorine from the fluorine-doped silicon oxide layer.

Ferner kann eine zweite Fluor-freie Barriereschicht auf der Fluor-dotierten Siliziumoxidschicht vorgesehen sein, wobei die zweite Barriereschicht eingerichtet ist, das Ausdiffundieren von Fluor aus der Fluor-dotierten Siliziumoxidschicht zu reduzieren.Furthermore, a second fluorine-free barrier layer can be provided on the fluorine-doped silicon oxide layer, the second barrier layer being designed to reduce the out-diffusion of fluorine from the fluorine-doped silicon oxide layer.

Die Schichtstruktur kann ferner eine oder mehrere zusätzliche Fluor-dotierte Siliziumoxidschichten und/oder eine oder mehrere zusätzliche Barriereschichten auf der Schichtstruktur aufweisen, wobei Fluor-dotierte Siliziumoxidschichten und Barriereschichten abwechselnd aufeinander gebildet sind.The layer structure may further have one or more additional fluorine-doped silicon oxide layers and/or one or more additional barrier layers on the layer structure, wherein fluorine-doped silicon oxide layers and barrier layers are formed alternately on top of one another.

Die erste Barriereschicht und/oder die zweite Barriereschicht können/kann ein oder mehrere der folgenden Materialien aufweisen oder daraus bestehen: Siliziumoxid, Siliziumnitrid, Aluminiumoxid, Siliziumoxinitrid, Kohlenstoff, diamantartiger Kohlenstoff (DLC), und/oder Siliziumkarbid. Die Materialien können als reine Materialien oder Verbindungen oder als dotierte Materialien oder dotierte Verbindungen vorliegen.The first barrier layer and/or the second barrier layer may include or consist of one or more of the following materials: silicon oxide, silicon nitride, aluminum oxide, silicon oxynitride, carbon, diamond-like carbon (DLC), and/or silicon carbide. The materials may be present as pure materials or compounds or as doped materials or doped compounds.

Gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen können die erste Barriereschicht und/oder die zweite Barriereschicht mehrere Schichten aufweisen.According to various embodiments, the first barrier layer and/or the second barrier layer may have multiple layers.

Gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen wird ein Akustische-Wellen-Bauelement mit einer Temperaturkompensationsschicht bereitgestellt. Die Temperaturkompensationsschicht kann eine Schichtstruktur gemäß einem der oben genannten Ausführungsbeispiele aufweisen bzw. eine Schichtstruktur kann gemäß einem der oben genannten Ausführungsbeispiele gebildet werden.According to various exemplary embodiments, an acoustic wave component with a temperature compensation layer is provided. The temperature compensation layer can have a layer structure according to one of the above-mentioned exemplary embodiments or a layer structure can be formed according to one of the above-mentioned exemplary embodiments.

Das Akustische-Wellen-Bauelement kann ein SAW-Filter und/oder ein BAW-Filter sein.The acoustic wave component can be a SAW filter and/or a BAW filter.

Die Schichtstruktur gemäß einem der oben genannten Ausführungsbeispiele kann als Temperaturkompensationsschicht in einem Akustische-Wellen-Filterelement verwendet werden. Das Akustische-Wellen-Bauelement kann ein SAW-Filter und/oder ein BAW-Filter sein.The layer structure according to one of the above-mentioned exemplary embodiments can be used as a temperature compensation layer in an acoustic wave filter element. The acoustic wave component can be a SAW filter and/or a BAW filter.

Ausführungsbeispiele sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert.Exemplary embodiments are shown in the figures and are explained in more detail below.

Es zeigen

  • 1A bis 1D den Ablauf eines Verfahrens zum Herstellen einer Schichtstruktur;
  • 2A bis 2C verschiedene Konfigurationen von Schichtstrukturen;
  • 3A und 3B jeweils eine Schichtstruktur in einem SAW-Filter;
  • 4A bis 4C verschiedene Beispiele für BAW-Filter;
  • 5 eine Abscheidevorrichtung für eine Schichtstruktur.
Show it
  • 1A until 1D the sequence of a process for producing a layer structure;
  • 2A until 2C various configurations of layered structures;
  • 3A and 3B each a layer structure in a SAW filter;
  • 4A until 4C various examples of BAW filters;
  • 5 a deposition device for a layer structure.

In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die Teil dieser bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeübt werden kann. In dieser Hinsicht wird Richtungsterminologie wie etwa „oben“, „unten“, „vorne“, „hinten“, „vorderes“, „hinteres“, usw. mit Bezug auf die Orientierung der beschriebenen Figur(en) verwendet. Da Komponenten von Ausführungsformen in einer Anzahl verschiedener Orientierungen positioniert werden können, dient die Richtungsterminologie zur Veranschaulichung und ist auf keinerlei Weise einschränkend. Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es versteht sich, dass die Merkmale der hierin beschriebenen verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch anders angegeben. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert.In the following detailed description, reference is made to the accompanying drawings, which form a part hereof, and in which are shown, by way of illustration, specific embodiments in which the invention may be practiced. In this regard, directional terminology such as "top", "bottom", "front", "back", "front", "back", etc. is used with reference to the orientation of the figure(s) being described. Because components of embodiments may be positioned in a number of different orientations, directional terminology is for illustrative purposes and is not in any way limiting. It is to be understood that other embodiments may be used and structural or logical changes may be made without departing from the scope of the present invention. It is to be understood that the features of the various exemplary embodiments described herein may be combined with one another unless specifically stated otherwise. The following detailed description is, therefore, not to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention is defined by the appended claims.

Im Rahmen dieser Beschreibung werden die Begriffe „verbunden“, „angeschlossen“ sowie „gekoppelt“ verwendet zum Beschreiben sowohl einer direkten als auch einer indirekten Verbindung, eines direkten oder indirekten Anschlusses sowie einer direkten oder indirekten Kopplung. In den Figuren werden identische oder ähnliche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen, soweit dies zweckmäßig ist.In the context of this description, the terms “connected”, “connected” and “coupled” are used to describe both a direct and an indirect connection, a direct or indirect connection and a direct or indirect coupling. In the figures, identical or similar elements are given identical reference numerals where appropriate.

Allgemein eigenen sich die in den Beispielen und den Figuren beschriebenen Schichtstrukturen zur Integration in Bauteile/Geräte, bei denen eine Temperaturkompensation eine Rolle spielt. Beispiele sind Sensoren, Filter, Aktoren, aber auch Halterungen, Gehäuse bzw. Teile von Gehäusen und auch Strukturen zwischen zwei Bauteilen/Geräten, z.B. eine Zwischenschicht zwischen einem Chip und einer Kühlkörperstruktur. In dem Folgenden wird beispielsweise ein Akustische-Wellen-Filter (AW-Filter) als nicht exklusives Beispiel verwandt. Ein AW-Filter kann beispielsweise ein Akustische-Oberflächenwellen-Filter (SAW-Filter, engl. Surface Acoustic Wave Filter) oder ein Akustische-Substratwellen-Filter (BAW-Filter, engl. Bulk Acoustic Wave Filter) sein.In general, the layer structures described in the examples and the figures are suitable for integration into components/devices in which temperature compensation plays a role. Examples are sensors, filters, actuators, but also holders, housings or parts of housings and also structures between two components/devices, for example an intermediate layer between a chip and a heat sink structure. The following will be at For example, an acoustic wave filter (AW filter) is used as a non-exclusive example. An AW filter can be, for example, a surface acoustic wave filter (SAW filter, English surface acoustic wave filter) or an acoustic substrate wave filter (BAW filter, English bulk acoustic wave filter).

Im Folgenden wird der Ausdruck einer Barriereschicht synonym für eine Fluor-freie Barriereschicht verwandt.In the following, the term “barrier layer” is used as a synonym for a fluorine-free barrier layer.

1A zeigt schematisch den Ablauf eines Verfahrens 100 zum Herstellen einer Schichtstruktur. 1A shows schematically the sequence of a method 100 for producing a layer structure.

Das Verfahren 100 kann, in 101, das Bilden einer ersten Fluor-freien Barriereschicht aufweisen. Das Verfahren kann, in 103, das Bilden einer Fluor-dotierten Siliziumoxidschicht auf der ersten Barriereschicht aufweisen. Ferner kann das Verfahren, in 105, optional das Bilden einer zweiten Fluor-freien Barriereschicht auf der Fluor-dotierten Siliziumoxidschicht aufweisen.The method 100 may include, in 101, forming a first fluorine-free barrier layer. The method may include, in 103, forming a fluorine-doped silicon oxide layer on the first barrier layer. Further, in 105, the method may optionally include forming a second fluorine-free barrier layer on the fluorine-doped silicon oxide layer.

Es kann aber in verschiedenen Ausführungsformen auch nur eine Fluor-freien Barriereschicht vorgesehen sein und eine Fluor-dotierte Siliziumoxidschicht kann auf der Fluor-freien Barriereschicht gebildet werden. Die Fluor-freien Barriereschicht ist eingerichtet, das Ausdiffundieren von Fluor aus der Fluor-dotierten Siliziumoxidschicht (die ihrerseits mit einer anderen Schicht gekoppelt sein kann, beispielsweise einem Substrat oder einer anderen Schicht oder Schichtenstruktur) zu reduzieren.However, in various embodiments, only one fluorine-free barrier layer can be provided and a fluorine-doped silicon oxide layer can be formed on the fluorine-free barrier layer. The fluorine-free barrier layer is designed to reduce the out-diffusion of fluorine from the fluorine-doped silicon oxide layer (which in turn may be coupled to another layer, for example a substrate or another layer or layer structure).

In den 1B bis 1D ist das Verfahren 100 veranschaulicht dargestellt.In the 1B until 1D the method 100 is illustrated illustrated.

In 1B wird eine erste Barriereschicht 110, beispielsweise auf einem Träger, gebildet. In 1C wird eine Fluor-dotierte Siliziumoxidschicht 120 auf der ersten Barriereschicht 110 gebildet. Die Fluor-dotierte Siliziumoxidschicht 120 kann dabei in direktem körperlichen Kontakt mit der ersten Barriereschicht 110 stehen oder die Fluor-dotierte Siliziumoxidschicht 120 kann indirekt auf der ersten Barriereschicht 110 gebildet werden, beispielsweise mit einer oder mehreren Zwischenschichten zwischen der ersten Barriereschicht 110 und der Fluor-dotierten Siliziumoxidschicht 120. In 1D kann auf der Fluor-dotierten Siliziumoxidschicht 120 eine zweite Barriereschicht 130 gebildet werden. Die Fluor-dotierte Siliziumoxidschicht 120 kann dabei in direktem körperlichen Kontakt mit der zweiten Barriereschicht 130 stehen oder die zweite Barriereschicht 130 kann indirekt auf der Fluor-dotierten Siliziumoxidschicht 120 gebildet werden, beispielsweise mit einer oder mehreren Zwischenschichten zwischen der zweiten Barriereschicht 130 und der Fluor-dotierten Siliziumoxidschicht 120.In 1B a first barrier layer 110 is formed, for example on a carrier. In 1C a fluorine-doped silicon oxide layer 120 is formed on the first barrier layer 110. The fluorine-doped silicon oxide layer 120 can be in direct physical contact with the first barrier layer 110 or the fluorine-doped silicon oxide layer 120 can be formed indirectly on the first barrier layer 110, for example with one or more intermediate layers between the first barrier layer 110 and the fluorine layer. doped silicon oxide layer 120. In 1D A second barrier layer 130 can be formed on the fluorine-doped silicon oxide layer 120. The fluorine-doped silicon oxide layer 120 can be in direct physical contact with the second barrier layer 130 or the second barrier layer 130 can be formed indirectly on the fluorine-doped silicon oxide layer 120, for example with one or more intermediate layers between the second barrier layer 130 and the fluorine layer. doped silicon oxide layer 120.

Die erste Barriereschicht 110 und/oder die zweite Barriereschicht 130 können beispielsweise als Material Siliziumoxid, Siliziumnitrid und/oder Aluminiumoxid, Siliziumoxinitrid, Kohlenstoff, diamantartiger Kohlenstoff (DLC), und/oder Siliziumkarbid aufweisen oder daraus bestehen. Die Materialien können als reine Materialien oder Verbindungen oder als dotierte Materialien oder dotierte Verbindungen vorliegen. In verschiedenen Beispielen kann das Material gemäß verschiedenen stöchiometrischen Verhältnissen gebildet werden bzw. vorliegen. Beispielsweise kann das Material entsprechend als SiO2, Si3N4 und/oder Al2O3 vorliegen. Es können auch andere stöchiometrische Verhältnisse des Materials vorliegen. Ferner können die erste Barriereschicht 110 und/oder die zweite Barriereschicht 130 beispielsweise massiv oder porös ausgebildet sein/werden. Beispielsweise kann eine poröse Barriereschicht auch als low-k Dielektrikum dienen, d.h. eine Barriereschicht kann über das Reduzieren der Ausdiffusion von Fluor hinaus weitere Funktionen, beispielsweise in einem Bauteil, erfüllen. Es kann vorgesehen sein, eine gewünschte Porosität einer Schicht mit einem Magnetron einzustellen.The first barrier layer 110 and/or the second barrier layer 130 can, for example, have or consist of silicon oxide, silicon nitride and/or aluminum oxide, silicon oxynitride, carbon, diamond-like carbon (DLC), and/or silicon carbide as a material. The materials may be present as pure materials or compounds or as doped materials or doped compounds. In various examples, the material may be formed according to different stoichiometric ratios. For example, the material can be present as SiO 2 , Si 3 N 4 and/or Al 2 O 3 . There may also be other stoichiometric ratios of the material. Furthermore, the first barrier layer 110 and/or the second barrier layer 130 can be, for example, solid or porous. For example, a porous barrier layer can also serve as a low-k dielectric, that is, a barrier layer can fulfill other functions beyond reducing the out-diffusion of fluorine, for example in a component. Provision can be made to set a desired porosity of a layer using a magnetron.

Zum Erreichen einer gewünschten Barrierewirkung der ersten Barriereschicht 110 und/oder der zweiten Barriereschicht 130 kann die jeweilige Schicht zumindest als eine geschlossene Monolage des Schichtmaterials aufgewachsen sein oder werden.In order to achieve a desired barrier effect of the first barrier layer 110 and/or the second barrier layer 130, the respective layer can be or will be grown at least as a closed monolayer of the layer material.

Die erste Barriereschicht 110 und/oder die zweite Barriereschicht 130 können jeweils auch mehrere Unterschichten, beispielsweise eine Unterschichtstruktur, aufweisen. Beispielsweise kann die erste Barriereschicht 110 und/oder die zweite Barriereschicht 130 jeweils 1 bis 5 Schichten aufweisen. Die Unterschichten können jeweils beispielsweise Siliziumoxid, Siliziumnitrid, Aluminiumoxid und/oder Mischungen wie Siliziumoxinitrid aufweisen oder daraus bestehen. Ferner können die erste Barriereschicht 110 und/oder die zweite Barriereschicht 130 Siliziumoxinitrid, Kohlenstoff, diamantartigen Kohlenstoff (DLC), und/oder Siliziumkarbid aufweisen oder daraus bestehen. Die Materialien können als reine Materialien oder Verbindungen oder als dotierte Materialien oder dotierte Verbindungen vorliegen. Beispielsweise können eine oder mehrere Unterschichten hauptsächlich als Barriere gegenüber dem Ausdiffundieren von Fluor dienen, während andere Unterschichten die Funktion einer haftvermittelnden Schicht bzw. einer Unterstützung für eine Haftvermittlung übernehmen. Auch kann beispielsweise ein Stapel von gemischten Unterschichten, beispielsweise abwechselnde Unterschichten von verschiedenem Material, sowohl das Ausdiffundieren von Fluor reduzieren als auch beispielsweise eine optische Funktion, beispielsweise als Bragg-Spiegel, übernehmen.The first barrier layer 110 and/or the second barrier layer 130 can each also have several sublayers, for example a sublayer structure. For example, the first barrier layer 110 and/or the second barrier layer 130 may each have 1 to 5 layers. The sublayers can each have, for example, or consist of silicon oxide, silicon nitride, aluminum oxide and/or mixtures such as silicon oxynitride. Furthermore, the first barrier layer 110 and/or the second barrier layer 130 may include or consist of silicon oxynitride, carbon, diamond-like carbon (DLC), and/or silicon carbide. The materials may be present as pure materials or compounds or as doped materials or doped compounds. For example, one or more sublayers can serve primarily as a barrier to the out-diffusion of fluorine, while other sublayers take on the function of an adhesion-promoting layer or a support for adhesion promotion. Also, for example, a stack of mixed sublayers, for example alternating sublayers of different material, can both reduce the out-diffusion of fluorine and, for example, take on an optical function, for example as a Bragg mirror.

Beispielsweise können verschiedene Unterschichten je nach Material geeigneter sein, um diese auf einem Träger zu bilden oder auf ihnen Schichten wie die Fluor-dotierte Siliziumoxidschicht 120 zu bilden. Beispielsweise kann eine Unterschichtstruktur dafür ausgelegt sein, dass Kristallgitterkoeffizienten zu angrenzenden Schichten/Trägern oder sonstige Haftungsparameter, beispielsweise bei amorphen Materialien, angepasst sind/werden, so dass beispielsweise das (spätere) Ablösung von Schichten vermieden werden kann. Die erste Barriereschicht 110 und/oder die zweite Barriereschicht 130 können als homogene oder inhomogene Gradientenschichten eingerichtet sein.For example, depending on the material, different sublayers may be more suitable to form on a support or to form layers thereon, such as the fluorine-doped silicon oxide layer 120. For example, an underlayer structure can be designed so that crystal lattice coefficients to adjacent layers/supports or other adhesion parameters, for example in the case of amorphous materials, are/are adapted, so that, for example, the (later) detachment of layers can be avoided. The first barrier layer 110 and/or the second barrier layer 130 can be set up as homogeneous or inhomogeneous gradient layers.

Die erste Barriereschicht 110 und/oder die zweite Barriereschicht 130 bzw. jeweils eine oder mehrere, beispielsweise alle, Unterschichten der ersten Barriereschicht 110 und/oder der zweiten Barriereschicht 130 können jeweils beispielsweise mittels Atomlagenabscheidung (ALD), Gasphasenabscheidung (CVD - beispielsweise PECVD), Ionenstrahlzerstäubungsdeposition (IBSD), Hochleistungsimpulsmagnetronsputtern (HiPIMS) und/oder mittels reaktiven Magnetron-Sputterns gebildet werden. Unterschichten einer Barriereschicht können jeweils mit verschiedenen Verfahren gebildet werden.The first barrier layer 110 and/or the second barrier layer 130 or one or more, for example all, sublayers of the first barrier layer 110 and/or the second barrier layer 130 can each be used, for example, by means of atomic layer deposition (ALD), vapor phase deposition (CVD - for example PECVD), Ion beam sputtering deposition (IBSD), high-performance pulsed magnetron sputtering (HiPIMS) and/or reactive magnetron sputtering. Sublayers of a barrier layer can each be formed using different methods.

Beispielsweise kann eine Barriereschicht und deren eine oder mehrere Unterschichten mittels eines Abscheideverfahrens gebildet werden. So können beispielsweise bei einem (reaktiven) Magnetron-Sputtern die Gaszuflüsse derart zeitlich gesteuert werden, dass in einer Abscheideanlage und mit einem Magnetron-Target, beispielsweise Silizium aufweisend, verschiedene aufeinanderliegende Unterschichten realisiert werden können. Bei dem Bilden der ersten und/oder der zweiten Barriereschicht 110 und 130 bzw. zumindest einer Unterschicht der jeweiligen Barriereschicht mittels Magnetron-Sputterns kann die Fluor-dotierte Siliziumoxidschicht 120 mittels desselben Magnetrons und beispielsweise mit demselben Magnetron-Target gebildet werden.For example, a barrier layer and its one or more sublayers can be formed using a deposition process. For example, in (reactive) magnetron sputtering, the gas inflows can be time-controlled in such a way that different sublayers lying one on top of the other can be realized in a deposition system and with a magnetron target, for example comprising silicon. When forming the first and/or second barrier layers 110 and 130 or at least a sublayer of the respective barrier layer using magnetron sputtering, the fluorine-doped silicon oxide layer 120 can be formed using the same magnetron and, for example, with the same magnetron target.

Nach dem Magnetron-Sputtern von einer, einigen oder allen Schichten bzw. Unterschichten der Schichtstruktur kann die Schichtstruktur getempert werden. Es kann auch mehrmals getempert werden, beispielsweise für verschiedene Schichten bzw. Unterschichten. Mittels Temperns kann beispielsweise die Haftung einer oder mehrerer Schichten oder Unterschichten der Schichtstruktur aneinander oder an einem Träger verbessert werden. Das Tempern kann auch dafür ausgelegt sein, die Kristallstruktur (bzw. amorphe Struktur), Zusammensetzung, Dichte und/oder die Porosität einer oder mehrerer Schichten oder Unterschichten der Schichtstruktur zu beeinflussen. Das Tempern kann auch dazu dienen, dass das Fluor in der Fluor-dotierten Siliziumoxidschicht 120 in die und/oder zwischen die Kristallstruktur (oder amorphe Struktur) eingebaut wird und/oder die Konzentration von Fluor in der Siliziumoxidschicht 120 homogenisiert wird.After the magnetron sputtering of one, some or all layers or sublayers of the layer structure, the layer structure can be annealed. It can also be tempered several times, for example for different layers or sublayers. By means of annealing, for example, the adhesion of one or more layers or sublayers of the layer structure to one another or to a support can be improved. The annealing can also be designed to influence the crystal structure (or amorphous structure), composition, density and/or the porosity of one or more layers or sub-layers of the layered structure. The annealing can also serve to incorporate the fluorine in the fluorine-doped silicon oxide layer 120 into and/or between the crystal structure (or amorphous structure) and/or to homogenize the concentration of fluorine in the silicon oxide layer 120.

Die Fluor-dotierte Siliziumoxidschicht 120 kann gemäß verschiedenen Beispielen in verschiedenen stöchiometrischen Verhältnissen vorliegen. Die Fluor-dotierte Siliziumoxidschicht 120 kann beispielsweise eine Dicke von 10 nm bis 100 µm oder größer aufweisen. In verschiedenen Beispielen kann die Fluor-dotierte Siliziumoxidschicht 120 eine Dicke von 0,5 µm bis 10 µm, beispielsweise 1 pm bis 5 µm, beispielsweise 1 µm bis 2 µm aufweisen. Die Dicke der Fluor-dotierten Siliziumoxidschicht 120 kann, je nach gewünschter Temperaturkompensation und/oder aufgrund von anderen Funktionalitäten der Schicht, beispielsweise elektrische oder thermische Isolierung, Schichtstabilität, Abstand zu anderen Bauteilen, eingestellt werden.The fluorine-doped silicon oxide layer 120 may be in various stoichiometric ratios according to various examples. The fluorine-doped silicon oxide layer 120 may, for example, have a thickness of 10 nm to 100 μm or greater. In various examples, the fluorine-doped silicon oxide layer 120 may have a thickness of 0.5 μm to 10 μm, for example 1 μm to 5 μm, for example 1 μm to 2 μm. The thickness of the fluorine-doped silicon oxide layer 120 can be adjusted depending on the desired temperature compensation and/or based on other functionalities of the layer, for example electrical or thermal insulation, layer stability, distance from other components.

Die Fluorkonzentration in der ersten Barriereschicht und/oder der zweiten Barriereschicht kann in einem Bereich von ungefähr 1 Gew.% bis 5 Gew.% liegen, oder auch in einem Bereich von ungefähr 10 Gew.% bis 12 Gew.% liegen (gemessen mit EDX, beispielsweise für Bipolares Sputtern) oder in einem Bereich von ungefähr 18 Gew.% bis 22 Gew.% (beispielsweise 20 Gew.%) liegen (gemessen mit EDX, beispielsweise für Unipolares Sputtern).The fluorine concentration in the first barrier layer and/or the second barrier layer can be in a range of approximately 1% by weight to 5% by weight, or also in a range of approximately 10% by weight to 12% by weight (measured with EDX , for example for bipolar sputtering) or in a range of approximately 18% by weight to 22% by weight (for example 20% by weight) (measured with EDX, for example for unipolar sputtering).

Die Fluor-dotierte Siliziumoxidschicht 120 kann mittels reaktiven Magnetron-Sputterns gebildet werden. Beispielsweise kann dies das Sputtern eines Siliziumtargets mit einem Sauerstoff-haltigen Gas unter Zuführung eines Fluor-haltigen Gases aufweisen. Sauerstoff kann in einer Menge, beispielsweise in eine Reaktorkammer, eingelassen werden, so dass sich eine gewünschte/benötigte Targetspannung am Siliziumtarget einstellt. Es können beispielswiese reiner Sauerstoff oder auch Sauerstoff-haltige Gase wie beispielsweise N2O verwandt werden. Zusätzlich kann ein Fluor-haltiges Gas (als Precursor) eingelassen werden, beispielsweise F2 (rein oder verdünnt), NF3, CF4, SF6, CHF3, welches Fluor für die Dotierung liefert. Ein Träger, beispielsweise eine Halterung auf der die Fluor-dotierte Siliziumoxidschicht 120 aufgebracht wird, kann mit einem elektromagnetischen Hochfrequenzfeld (beispielsweise mit einer Frequenz von 13,56 MHz) beaufschlagt werden, um das Bilden der Fluor-dotierten Siliziumoxidschicht 120 zu unterstützen. Beispielsweise können Ionen des Plasmas des Magnetrons mittels eines Feldes auf einen Träger beschleunigt werden. Beispielsweise kann dadurch die Prozesszeit verkürzt, die Kristallstruktur/amorphe Struktur der gebildeten Fluor-dotierten Siliziumoxidschicht 120, Schichttopologie und Strukturüberdeckung und die Fluorkonzentration in der Fluor-dotierten Siliziumoxidschicht 120 beeinflusst werden.The fluorine-doped silicon oxide layer 120 can be formed using reactive magnetron sputtering. For example, this can include sputtering a silicon target with an oxygen-containing gas while supplying a fluorine-containing gas. Oxygen can be admitted in an amount, for example into a reactor chamber, so that a desired/required target voltage is established on the silicon target. For example, pure oxygen or oxygen-containing gases such as N 2 O can be used. In addition, a fluorine-containing gas (as a precursor) can be admitted, for example F 2 (pure or diluted), NF 3 , CF 4 , SF 6 , CHF 3 , which supplies fluorine for the doping. A carrier, for example a holder on which the fluorine-doped silicon oxide layer 120 is applied, can be exposed to a high-frequency electromagnetic field (for example with a frequency of 13.56 MHz) in order to support the formation of the fluorine-doped silicon oxide layer 120. For example, ions of the magnetron's plasma can be accelerated onto a carrier using a field. For example, this can shorten the process time, the crystal structure/amorphous structure of the fluorine-doped silicon oxide layer 120 formed, layer topology and structure coverage and the fluorine concentration in the fluorine-doped silicon oxide layer 120 can be influenced.

Das reaktive Magnetron-Sputtern kann beispielsweise mittels eines optischen Detektors überwacht werden. Damit kann der der Zustrom von Sauerstoff bzw. eines Sauerstoff-Precursors, der Zustrom von Fluor-haltigem Gas und/oder eine Betriebsspannung des Magnetrons mittels eines Signals von dem optischen Detektor gesteuert werden. Ein Signal kann hier allgemein als Informationsübertragung/Kommunikation verstanden werden.Reactive magnetron sputtering can be monitored, for example, using an optical detector. This means that the inflow of oxygen or an oxygen precursor, the inflow of fluorine-containing gas and/or an operating voltage of the magnetron can be controlled by means of a signal from the optical detector. A signal can generally be understood here as information transmission/communication.

Ein optischer Detektor kann beispielsweise ein Spektrometer sein, wobei der optische Detektor nicht bzw. nicht nur für den sichtbaren Wellenlängenbereich ausgelegt sein kann, sondern beispielsweise auch für einen ultravioletten und/oder einen infraroten Spektralbereich. Beispielsweise kann der Fluss (Menge/Rate) des Fluor-haltigen Gas anhand einer oder mehrerer für Fluor typischen Spektrallinien im Plasma des Magnetrons überwacht werden. Je nach Intensität (absolut oder relativ) der gemessenen Spektrallinie/Spektrallinien/ spektralen Banden kann die Menge an Fluor, die dann zur Dotierung zur Verfügung stehen kann, festgestellt und gesteuert werden.An optical detector can be, for example, a spectrometer, whereby the optical detector cannot be designed or not only for the visible wavelength range, but also, for example, for an ultraviolet and/or an infrared spectral range. For example, the flow (amount/rate) of the fluorine-containing gas can be monitored using one or more spectral lines typical of fluorine in the magnetron's plasma. Depending on the intensity (absolute or relative) of the measured spectral line/lines/spectral bands, the amount of fluorine that can then be available for doping can be determined and controlled.

Beispielsweise kann das Magnetron mittels einer unipolaren oder einer bipolaren gepulsten Gleichspannung betrieben werden. Eine bipolare gepulste Gleichspannung zeigte in Vorversuchen eine bessere Fluorstabilität.For example, the magnetron can be operated using a unipolar or a bipolar pulsed direct voltage. A bipolar pulsed direct voltage showed better fluorine stability in preliminary tests.

Die Fluorstabilität kann mittels Fourier-transformierter Infrarotspektroskopie (FTIR) auf die Formierung von ω4-Bindungen untersucht werden. Der Begriff „ω4-Bindungen“ betrifft anschaulich Si-O Bindungen, deren Streckschwingung bei typisch 1075 cm-1 (oder auch 1065 cm-1)im IR-Spektrum liegen. Dieser dort messbare Peak wird als ω4-Peak des SiO2-Spektrums bezeichnet. Die Verschiebung dieses Peaks korreliert in etwa mit dem Gehalt an gebundenem Fluor. Diese Art der Bindung kann mit dem Brechungsindex des Fluor-dotierten Siliziumoxids in der Siliziumoxidschicht 120 korreliert werden. In Abhängigkeit der Prozessparameter kann die Formierung der ω4-Bindung beeinflusst werden. Typische Positionen dieser Bindung reichen von 1050 cm-1 bis 1100 cm-1 anhand derer die Konzentration des Fluors in dem Siliziumoxid zumindest näherungsweise bestimmt werden kann. Fluorine stability can be examined using Fourier-transformed infrared spectroscopy (FTIR) for the formation of ω 4 bonds. The term “ω 4 bonds” clearly refers to Si-O bonds whose stretching vibration is typically 1075 cm -1 (or also 1065 cm -1 ) in the IR spectrum. This peak that can be measured there is referred to as the ω 4 peak of the SiO 2 spectrum. The shift of this peak roughly correlates with the content of bound fluorine. This type of bonding can be correlated with the refractive index of the fluorine-doped silicon oxide in the silicon oxide layer 120. Depending on the process parameters, the formation of the ω 4 bond can be influenced. Typical positions of this bond range from 1050 cm -1 to 1100 cm -1 , from which the concentration of fluorine in the silicon oxide can be at least approximately determined.

Eine Untersuchung der Fluorstabilität kann Parameter für das Regeln/Steuern eines Abscheidevorgangs liefern.A study of fluorine stability can provide parameters for regulating/controlling a deposition process.

Der Brechungsindex von Siliziumoxid sinkt dabei in etwa von 1.48 (reines Siliziumoxid) auf 1.41 (Fluor-dotiertes Siliziumdioxid). Ein oder mehrere optische Sensoren können auch während eines Abscheidevorgangs den Brechungsindex einer oder mehrerer Schichten/Unterschichten einer Schichtstruktur überwachen und beispielsweise Daten an eine Steuerung einer Abscheideanlage liefern.The refractive index of silicon oxide drops from approximately 1.48 (pure silicon oxide) to 1.41 (fluorine-doped silicon dioxide). One or more optical sensors can also monitor the refractive index of one or more layers/sublayers of a layer structure during a deposition process and, for example, supply data to a control system for a deposition system.

Auch die Fluor-dotierte Siliziumoxidschicht 120 kann, beispielsweise zusammen mit einer oder mehreren Barriereschichten und Unterschichten von Barriereschichten getempert werden. Beispielsweise kann das Tempern den Einbau von Fluor in das Siliziumoxid unterstützen. Voruntersuchungen zeigen bisher eine Abhängigkeit der ω4-Bindung vor und nach einem Heizen. Das Tempern kann auch in der Magnetron-Abscheideanlage selbst erfolgen.The fluorine-doped silicon oxide layer 120 can also be annealed, for example together with one or more barrier layers and sublayers of barrier layers. For example, annealing can support the incorporation of fluorine into the silicon oxide. Preliminary studies have so far shown a dependence of the ω4 bond before and after heating. Annealing can also take place in the magnetron separation system itself.

Die erste Barriereschicht 110 und die zweite Barriereschicht 130 bzw. allgemein Barriereschichten in verschiedenen Schichtstrukturen können derart angeordnet sein, dass diese eine oder mehrere Fluor-dotierte Siliziumoxidschichten 120 gegenüber einem Träger, Metallleitungen und/oder anderen Schichten oder Bauteilen abschirmen bzw. diese vor ausdiffundierendem Fluor schützen. Beispielsweise kann so verhindert oder verzögert werden, dass die Konzentration von Fluor in einer oder mehreren Fluor-dotierten Siliziumoxidschicht 120 abnimmt und somit die Temperaturkompensationseigenschaft abnimmt. Außerdem können so andere Bauteile, wie beispielsweise Metallleitungen oder elektrische Kontakte, vor Korrosion durch ausdiffundiertes Fluor geschützt werden.The first barrier layer 110 and the second barrier layer 130 or generally barrier layers in different layer structures can be arranged in such a way that they shield one or more fluorine-doped silicon oxide layers 120 from a carrier, metal lines and / or other layers or components or from diffusing fluorine protect. For example, it can be prevented or delayed that the concentration of fluorine in one or more fluorine-doped silicon oxide layers 120 decreases and thus the temperature compensation property decreases. In addition, other components, such as metal lines or electrical contacts, can be protected from corrosion caused by diffused fluorine.

Die folgenden 2A bis 2C zeigen verschiedene Konfigurationen einer Schichtstruktur. Die einzelnen Schichten/Unterschichten dieser Schichtstrukturen können gemäß dem Verfahren 100 gebildet werden/worden sein.The following 2A until 2C show different configurations of a layer structure. The individual layers/sublayers of these layer structures can be formed according to the method 100.

2A zeigt schematisch eine Schichtstruktur 200 mit drei Barriereschichten 201 und zwei Fluor-dotierten Siliziumoxidschichten 203. 2B zeigt schematisch eine Schichtstruktur 210 mit vier Barriereschichten 211 und drei Fluor-dotierten Siliziumoxidschichten 213. 2A shows schematically a layer structure 200 with three barrier layers 201 and two fluorine-doped silicon oxide layers 203. 2 B shows schematically a layer structure 210 with four barrier layers 211 and three fluorine-doped silicon oxide layers 213.

Eine Schichtstruktur bzw. das Bilden derselben kann eine oder mehrere Fluor-dotierte Siliziumoxidschichten 203 und 213 und/oder eine oder mehrere Barriereschichten 201 und 211 aufweisen. Die mehreren Fluor-dotierten Siliziumoxidschichten 203 und 213 und mehreren Barriereschichten 201 und 211 können abwechselnd aufeinander gebildet werden. Wie in 2A und 2B gezeigt, können die Schichten so angeordnet sein, dass eine Fluor-dotierte Siliziumoxidschicht 203 oder 213 zwischen zwei Barriereschichten 201 und 211 angeordnet ist/gebildet wird. Die Anzahl von Fluor-dotierten Siliziumoxidschichten 203 und 213 und Barriereschichten 201 und 211 ist hierbei nicht begrenzt und richtet sich nach der gewünschten Anwendung.A layer structure or the formation thereof may include one or more fluorine-doped silicon oxide layers 203 and 213 and/or one or more barrier layers 201 and 211. The plurality of fluorine-doped silicon oxide layers 203 and 213 and the plurality of barrier layers 201 and 211 may be formed alternately on top of each other. As in 2A and 2 B shown, the layers can be arranged such that a fluorine-doped silicon oxide layer 203 or 213 is arranged/formed between two barrier layers 201 and 211. The number of fluorine-doped silicon oxide layers 203 and 213 and barrier layers 201 and 211 are not limited and depend on the desired application.

2C zeigt schematisch eine Schichtstruktur 220 mit vier Barriereschichten 221 und vier Fluor-dotierten Siliziumoxidschichten 223 und 225. Die Fluor-dotierte Siliziumoxidschicht 225 ist im Gegensatz zu den Schichtstrukturen 200, 210 und 223 nicht von beiden Seiten von einer Barriereschicht 221 umgeben. Beispielsweise kann die Schichtstruktur auf einem Träger angeordnet sein bzw. auf diesem gebildet werden, der ebenfalls die Eigenschaft aufweist, das Ausdiffundieren von Fluor aus der Fluor-dotierten Siliziumoxidschicht 225 zu verhindern, so dass hier eine Barriereschicht nicht notwendig sein kann. Dasselbe kann für die im Sinne der Figur oberste der vier Fluor-dotierten Siliziumoxidschichten 223 gelten. 2C shows schematically a layer structure 220 with four barrier layers 221 and four fluorine-doped silicon oxide layers 223 and 225. In contrast to the layer structures 200, 210 and 223, the fluorine-doped silicon oxide layer 225 is not surrounded by a barrier layer 221 on both sides. For example, the layer structure can be arranged on or formed on a support that also has the property of preventing fluorine from diffusing out of the fluorine-doped silicon oxide layer 225, so that a barrier layer may not be necessary here. The same can apply to the topmost of the four fluorine-doped silicon oxide layers 223 in the sense of the figure.

In den 2A bis 2C sind mehrere Fluor-dotierte Siliziumoxidschichten und Barriereschicht zwecks Übersicht jeweils mit einem Bezugszeichen gekennzeichnet. Jedoch können die verschiedenen Schichten jeweils verschiedene Materialien aufweisen oder daraus bestehen und/oder verschiedene Unterschichtstrukturen/Schichtaufbau aufweisen und/oder verschiedene Dicken aufweisen. Beispielsweise können die Fluor-dotierten Siliziumoxidschichten gleiche oder unterschiedliche Fluorkonzentrationen aufweisen.In the 2A until 2C Several fluorine-doped silicon oxide layers and barrier layer are each marked with a reference number for the purpose of overview. However, the different layers can each have or consist of different materials and/or have different sublayer structures/layer structures and/or have different thicknesses. For example, the fluorine-doped silicon oxide layers can have the same or different fluorine concentrations.

Allgemein kann die Anzahl von Fluor-dotierten Siliziumoxidschichten und Barriereschicht erhöht werden, beispielsweise wie in 2A bis 2C gezeigt, um eine verbesserte Temperaturkompensation zu erreichen. Beispielsweise wird Fluor aus der mittleren Fluor-dotierten Siliziumoxidschicht 213 aus 2C von mehreren Barriereschichten am ausdiffundieren gehindert. Auch kann mit mehreren Schichten ein optischer Brechungsindex eingestellt werden. Ferner kann, beispielsweise bei einem fehlertoleranten Herstellungsverfahren, sichergestellt werden, dass zumindest eine oder mehrere von einer Vielzahl von Fluor-dotierten Siliziumoxidschichten eine geeignete Temperaturkompensationseigenschaft aufweist. Da die Anzahl der Schichten, wie oben beschrieben, variabel sein kann, kann eine Schichtstruktur auch auf die Erfordernisse eines Bauteils eingerichtet werden. Beispielsweise kann eine Schichtstruktur für einen SAW- und/oder BAW-Filter mit mehreren Schichten geeigneter zur Übertragung von akustischen Wellen sein. Auch können beispielsweise die mechanische Stabilität, das mögliche Ablösen von Schichten und/oder eine thermische Leitfähigkeit einer Schichtstruktur so gesteuert werden.In general, the number of fluorine-doped silicon oxide layers and barrier layer can be increased, for example as in 2A until 2C shown to achieve improved temperature compensation. For example, fluorine is extracted from the middle fluorine-doped silicon oxide layer 213 2C prevented from diffusing by several barrier layers. An optical refractive index can also be adjusted with several layers. Furthermore, for example in a fault-tolerant manufacturing process, it can be ensured that at least one or more of a plurality of fluorine-doped silicon oxide layers has a suitable temperature compensation property. Since the number of layers can be variable, as described above, a layer structure can also be tailored to the requirements of a component. For example, a layered structure for a SAW and/or BAW filter with multiple layers may be more suitable for transmitting acoustic waves. For example, the mechanical stability, the possible detachment of layers and/or thermal conductivity of a layer structure can also be controlled in this way.

3A zeigt schematisch eine Schichtstruktur 305 in einem SAW-Filter 300. 3A shows schematically a layer structure 305 in a SAW filter 300.

Zur Veranschaulichung wird der Einsatz einer Schichtstruktur in einem SAW-Filter 300 in 3A und 3B und in einem BAW-Filter in 4A, 4B und 4C gezeigt. Diese können beispielsweise in einer Chipstruktur integriert, beispielsweise in einem Siliziumträger monolithisch integriert sein. Die Verwendung der Schichtstruktur, beispielsweise zur Temperaturkompensation, kann jedoch auch in anderen Systemen, Bauteilen und Geräten erfolgen.To illustrate this, the use of a layer structure in a SAW filter 300 in 3A and 3B and in a BAW filter in 4A , 4B and 4C shown. These can, for example, be integrated in a chip structure, for example monolithically integrated in a silicon carrier. However, the layer structure can also be used in other systems, components and devices, for example for temperature compensation.

Die Schichtstruktur 305 kann beispielsweise gemäß einem Verfahren nach 1A bis 1D hergestellt sein und/oder gemäß 2A bis 2C aufgebaut sein.The layer structure 305 can, for example, according to a method 1A until 1D be manufactured and/or in accordance with 2A until 2C be constructed.

Der SAW-Filter 300 weist einen Träger 301 und auf dem Träger angeordnete elektrische Metallleitungen 303 auf. Über den elektrischen Metallleitungen 303 ist die Schichtstruktur 305 angeordnet und über der Schichtstruktur 305 eine optionale Abdeckungsschicht 307.The SAW filter 300 has a carrier 301 and electrical metal lines 303 arranged on the carrier. The layer structure 305 is arranged above the electrical metal lines 303 and an optional cover layer 307 is arranged above the layer structure 305.

Der Träger 301 kann beispielsweise ein piezoelektrisch aktiver Träger, beispielsweise ein piezoelektrischer Einkristall sein. Der Träger kann beispielsweise Lithiumniobat und/oder Quarz aufweisen oder daraus bestehen.The carrier 301 can be, for example, a piezoelectrically active carrier, for example a piezoelectric single crystal. The carrier can, for example, have or consist of lithium niobate and/or quartz.

Die Metallleitungen 303 können beispielsweise als kammförmig ineinandergreifende Elektroden ausgebildet sein. An die Metallleitungen 303 kann beispielsweise eine Wechselspannung, beispielsweise eine Hochfrequenz-Spannung, angelegt werden. Aufgrund des Piezoeffekts und des an den Metallleitungen 303 entstehende elektrische Feld wird der Träger 301 nahe der Oberfläche des Trägers 301 verzerrt. Diese Verzerrung führt zu akustischen Wellen an der Oberfläche des Trägers 301. Je nach Material und der Struktur der Metallleitungen 303 können die akustischen Wellen mit einer entsprechenden Amplitude übertragen werden, so dass ein Filterelement realisiert werden kann. Die Metallleitungen 303 können beispielsweise fotolithographisch auf der Oberfläche des Trägers 301 aufgebracht werden.The metal lines 303 can, for example, be designed as electrodes that interlock in a comb shape. For example, an alternating voltage, for example a high-frequency voltage, can be applied to the metal lines 303. Due to the piezo effect and the electric field created on the metal lines 303, the carrier 301 is distorted near the surface of the carrier 301. This distortion leads to acoustic waves on the surface of the carrier 301. Depending on the material and the structure of the metal lines 303, the acoustic waves can be transmitted with a corresponding amplitude so that a filter element can be realized. The metal lines 303 can, for example, be applied photolithographically to the surface of the carrier 301.

Die Schichtstruktur 305 kann beispielsweise konform, bzw. der Oberfläche in etwa folgend, auf der Oberfläche des Trägers 301 und den Metallleitungen 303 gebildet werden oder angeordnet sein. Beispielsweise kann die Schichtstruktur 305 in körperlichem Kontakt mit der Oberfläche des Trägers 301 und den Metallleitungen 303 gebildet werden/angeordnet sein.The layer structure 305 can, for example, be formed or arranged conformally, or approximately following the surface, on the surface of the carrier 301 and the metal lines 303. For example, the layer structure 305 may be formed/arranged in physical contact with the surface of the carrier 301 and the metal lines 303.

In anderen Beispielen können eine oder mehrere Zwischenschichten, beispielsweise eine Schutzschicht und/oder eine haftungsvermittelnde Schicht zwischen der Schichtstruktur 305 und der Oberfläche des Trägers 301 und den Metallleitungen 303 gebildet werden/angeordnet sein. Beispielsweise kann eine oder mehrere Zwischenschichten derart gebildet werden/angeordnet sein, dass Zwischenräume zwischen Metallleitungen 303 aufgefüllt werden, so dass die Schichtstruktur 305 im Wesentlichen eben, beispielsweise mit einer Oberfläche parallel zu der Oberfläche des Trägers 301, verläuft. Die Oberfläche des Trägers 301 ist in verschiedenen Beispielen nicht eben und/oder auf der Oberfläche des Trägers 301 können in verschiedenen Beispielen auch weitere Metallleitungen und andere Objekte aufgebracht sein. Die Schichtstruktur 305 kann entsprechend ebenso konform aufgebracht sein oder, beispielsweise mittels einer Zwischenschicht, eben sein.In other examples, one or more intermediate layers, for example a protective layer and/or an adhesion-promoting layer, may be between the layer structure 305 and the Surface of the carrier 301 and the metal lines 303 are formed/arranged. For example, one or more intermediate layers can be formed/arranged in such a way that gaps between metal lines 303 are filled so that the layer structure 305 runs essentially flat, for example with a surface parallel to the surface of the carrier 301. In various examples, the surface of the carrier 301 is not flat and/or in various examples further metal lines and other objects can also be applied to the surface of the carrier 301. The layer structure 305 can also be applied in a conformal manner or can be flat, for example by means of an intermediate layer.

Die genaue Form der Schichtstruktur 305 bzw. Konformität mit unter der Schichtstruktur liegenden Oberflächen oder in anderen Beispielen eine Schichtdickenvariation einer oder mehrerer Schichten und/oder Unterschichten der Schichtstruktur 305 kann je nach gewünschtem Bauteil realisiert werden, beispielsweise auf die akustischen Eigenschaften eines SAW- oder BAW-Filters angepasst werden.The exact shape of the layer structure 305 or conformity with surfaces lying beneath the layer structure or, in other examples, a layer thickness variation of one or more layers and/or sub-layers of the layer structure 305 can be realized depending on the desired component, for example on the acoustic properties of a SAW or BAW -Filter can be adjusted.

Die Schichtstruktur 305 kann eine Oberfläche des Trägers 301 vollständig bedecken oder nur Strukturen wie die Metallleitungen 303 vollständig bedecken und Teile des Trägers 301 frei lassen. Auch können die Metallleitungen 303 in verschiedenen Beispielen nur teilweise von der Schichtstruktur 305 bedeckt sein. Die geometrische Form der Schichtstruktur 305 kann an die gewünschte Funktionalität des SAW-Filters 300 angepasst werden.The layer structure 305 may completely cover a surface of the carrier 301 or completely cover only structures such as the metal lines 303 and leave parts of the carrier 301 exposed. The metal lines 303 can also only be partially covered by the layer structure 305 in various examples. The geometric shape of the layer structure 305 can be adapted to the desired functionality of the SAW filter 300.

In verschiedenen Beispielen kann die Schichtstruktur 305 direkt auf dem Träger 301 und auf die Metallleitungen 303 bzw. auf eine Zwischenschicht aufgebracht werden, beispielweise direkt dort abgeschieden werden. In anderen Beispielen kann die Schichtstruktur 305 auf einem Hilfsträger gebildet, beispielsweise abgeschieden, werden und die Schichtstruktur 305 von dem Hilfsträger 305 auf den Träger 301 und auf die Metallleitungen 303 bzw. auf eine Zwischenschicht übertragen werden.In various examples, the layer structure 305 can be applied directly to the carrier 301 and to the metal lines 303 or to an intermediate layer, for example deposited directly there. In other examples, the layer structure 305 can be formed, for example deposited, on an auxiliary carrier and the layer structure 305 can be transferred from the auxiliary carrier 305 to the carrier 301 and to the metal lines 303 or to an intermediate layer.

Die Abdeckungsschicht 307 ist optional und kann dem Schutz des SAW-Filter bzw. der Schichtstruktur 305 dienen. Die Abdeckungsschicht 307 kann beispielsweise mit ähnlichen Verfahren, beispielsweise mit denselben Gerätschaften zur Erzeugung (zumindest von Teilen) der Schichtstruktur 305 gebildet werden. Zuzüglich oder anstatt der Abdeckungsschicht 307 kann der SAW-Filter 300 mittels einer Verkapselung verkapselt werden.The cover layer 307 is optional and can serve to protect the SAW filter or the layer structure 305. The cover layer 307 can, for example, be formed using similar methods, for example using the same equipment for producing (at least parts of) the layer structure 305. In addition to or instead of the cover layer 307, the SAW filter 300 can be encapsulated using encapsulation.

3B zeigt schematisch eine Schichtstruktur 325 bei einem weiteren SAW-Filter 320. 3B shows schematically a layer structure 325 in another SAW filter 320.

Der SAW-Filter 320 hat einen ähnlichen Aufbau wie der SAW-Filter 300 mit dem Unterschied, dass die Schichtstruktur 325 unter einem Träger 321 angeordnet ist. Aussagen in Bezug auf den SAW-Filter 300 bzw. dessen Erzeugung sind hier entsprechend ebenso gültig, beispielsweise kann der Träger 321 ebenso ein piezoelektrisch-aktives Material aufweisen.The SAW filter 320 has a similar structure to the SAW filter 300 with the difference that the layer structure 325 is arranged under a carrier 321. Statements regarding the SAW filter 300 or its production are equally valid here, for example the carrier 321 can also have a piezoelectrically active material.

Der SAW-Filter 300 weist ebenso wie der SAW-Filter 300 einen Träger 321 und auf dem Träger 321 Metallleitungen 323 auf. Der Träger 321 ist auf einer Schichtstruktur 325 aufgebracht. Optional ist die Schichtstruktur 325 auf einem zweiten Träger 327 aufgebracht.The SAW filter 300, like the SAW filter 300, has a carrier 321 and metal lines 323 on the carrier 321. The carrier 321 is applied to a layer structure 325. Optionally, the layer structure 325 is applied to a second carrier 327.

Die Schichtstruktur 325 kann, ähnlich wie bei dem SAW-Filter 300, in körperlichen Kontakt mit dem Träger 321 und/oder dem zweiten Träger 327 stehen. In verschiedenen Beispielen kann zwischen der Schichtstruktur 325 und zwischen dem Träger 321 und/oder zwischen dem zweiten Träger 327 eine Zwischenschicht, beispielsweise eine Schutzschicht und/oder eine haftvermittelnde Schicht, aufgebracht sein/gebildet werden.The layer structure 325 can, similar to the SAW filter 300, be in physical contact with the carrier 321 and/or the second carrier 327. In various examples, an intermediate layer, for example a protective layer and/or an adhesion-promoting layer, can be applied/formed between the layer structure 325 and between the carrier 321 and/or between the second carrier 327.

Optional kann der SAW-Filter 320 mit einer Abdeckschicht und/oder einer Verkapselung geschützt werden. Optionally, the SAW filter 320 can be protected with a cover layer and/or an encapsulation.

4A bis 4C zeigen verschiedene Beispiele für BAW-Filter. 4A until 4C show various examples of BAW filters.

4A zeigt schematisch ein Beispiel für einen BAW-Filter 400. 4A shows schematically an example of a BAW filter 400.

Im Allgemeinen ist die Funktionsweise eines BAW-Filters mit der Funktionsweise eines SAW-Filters vergleichbar mit dem Unterschied, dass anstatt Oberflächen-Wellen zu nutzen (auch) akustische Wellen im Material genutzt werden. So können Aussagen in Bezug auf einen SAW-Filter ebenso für den BAW-Filter 400 gelten, beispielsweise kann der Träger auch hier ein piezoelektrisch-aktives Material aufweisen.In general, the way a BAW filter works is comparable to the way a SAW filter works, with the difference that instead of using surface waves, acoustic waves in the material are (also) used. Statements regarding a SAW filter can also apply to the BAW filter 400; for example, the carrier can also have a piezoelectrically active material here.

Der BAW-Filter weist einen Träger 401 und Metallleitungen 403 auf, die auf verschiedenen Seiten des Trägers 401 aufgebracht sein können. Beispielsweise, wie in der Figur dargestellt, auf sich gegenüberliegenden Seiten des Trägers 401. Die Metallleitungen 401 auf verschiedenen Seiten des Trägers 401 sind zwecks Übersichtlichkeit mit demselben Bezugszeichen gekennzeichnet, können sich aber voneinander unterscheiden.The BAW filter has a carrier 401 and metal lines 403, which can be applied to different sides of the carrier 401. For example, as shown in the figure, on opposite sides of the carrier 401. The metal lines 401 on different sides of the carrier 401 are marked with the same reference numeral for clarity, but may differ from one another.

4B zeigt schematisch einen BAW-Filter 430 auf der Basis des BAW-Filters 400 mit verschiedenen möglichen Positionen einer Schichtstruktur 431. 4B shows schematically a BAW filter 430 based on the BAW filter 400 with different possible positions of a layer structure 431.

In verschiedenen Beispielen kann die Schichtstruktur gemäß den oben beschriebenen Beispielen, beispielsweise im Rahmen der Figuren 1A bis 1.D und 2A bis 2C angeordnet sein und gebildet werden. Ferner kann der BAW-Filter 430 eine oder mehrere Schichtstrukturen, beispielsweise jeweils an den möglichen Positionen 431, aufweisen.In various examples, the layer structure can be according to the examples described above, for example in the context of the figures 1A until 1 .D and 2A until 2C be arranged and formed. Furthermore, the BAW filter 430 can have one or more layer structures, for example at the possible positions 431.

Wie bereits im Rahmen von 3A für den SAW-Filter 300 beschrieben, kann eine Schichtstruktur auf den Metallleitungen 401 und der Oberfläche des Trägers 431, im Sinne der Figur unterhalb und/oder oberhalb des Trägers 403, angeordnet sein/gebildet werden. Weitere mögliche Positionen 431 sind innerhalb des Trägers 403, bzw. der Träger kann aus zwei Hälften bestehen und/oder zwischen einer Metallleitung (unten/oben) 401 und dem Träger 403.As already in the context of 3A described for the SAW filter 300, a layer structure can be arranged/formed on the metal lines 401 and the surface of the carrier 431, in the sense of the figure below and/or above the carrier 403. Further possible positions 431 are within the carrier 403, or the carrier can consist of two halves and/or between a metal line (bottom/top) 401 and the carrier 403.

Auch in diesen Beispielen kann eine Schichtstruktur mittels Zwischenschichten eingebettet sein. D.h. eine oder mehrere Schichtstrukturen an den möglichen Positionen 431 kann im Sinne der Figur oberhalb und/oder unterhalb auf einer Zwischenschicht angeordnet sein.In these examples too, a layer structure can be embedded using intermediate layers. This means that one or more layer structures at the possible positions 431 can be arranged above and/or below on an intermediate layer in the sense of the figure.

Außerdem können, falls mehrere Schichtstrukturen gebildet werden/angeordnet sind, sich die Schichtstrukturen, beispielsweise wie im Rahmen von den 1A bis 1D beschrieben, voneinander unterscheiden.In addition, if several layer structures are formed/arranged, the layer structures can, for example, as in the context of 1A until 1D described, differentiate from each other.

4C zeigt schematisch einen weiteren BAW-Filter 460 auf der Basis des BAW-Filters 400 mit verschiedenen möglichen Positionen einer Schichtstruktur 465. 4C shows schematically another BAW filter 460 based on the BAW filter 400 with different possible positions of a layer structure 465.

In 4C ist der BAW-Filter 400 gemäß 4A auf einem Hilfsträger 461 und optional auf einem weiteren Hilfsträger 463 aufgebracht. In verschiedenen Beispielen kann auch der BAW-Filter 430 gemäß 4B verwandt/gebildet werden.In 4C is the BAW filter 400 according to 4A applied to an auxiliary carrier 461 and optionally on a further auxiliary carrier 463. In various examples, the BAW filter 430 may also be in accordance with 4B related/formed.

Der Hilfsträger 461 und/oder der weitere Hilfsträger 463 können beispielsweise als Resonator dienen und können beispielsweise Schall-reflektierende Schichten aufweisen.The auxiliary carrier 461 and/or the further auxiliary carrier 463 can serve, for example, as a resonator and can, for example, have sound-reflecting layers.

Die Schichtstruktur kann beispielsweise gemäß 1A bis 1.D und 2A bis 2C gebildet sein/werden und kann beispielsweise in dem Hilfsträger 461 und/oder dem weiteren Hilfsträger 463 und/oder an der Grenze der Hilfsträger 461 und 463 angeordnet sein/gebildet werden. Auch hier kann die Schichtstruktur mittels, wie oben beschrieben, Zwischenschichten realisiert werden.The layer structure can, for example, according to 1A until 1 .D and 2A until 2C be/are formed and can be arranged/formed, for example, in the auxiliary carrier 461 and/or the further auxiliary carrier 463 and/or at the boundary of the auxiliary carriers 461 and 463. Here too, the layer structure can be realized using intermediate layers, as described above.

5 zeigt schematisch eine Abscheidevorrichtung 500 für eine Schichtstruktur. 5 shows schematically a deposition device 500 for a layer structure.

Die Abscheidevorrichtung 500 ist in diesem Beispiel als eine PVD-Anlage (Physical Vapour Deposition), insbesondere als eine Magnetron-Abscheidevorrichtung eingerichtet. Die Abscheidevorrichtung 500 kann eingerichtet sein, eine Schichtstruktur gemäß den vorher genannten Beispielen, wie beispielsweise im Rahmen der 1A bis 4C beschrieben, zu bilden.In this example, the deposition device 500 is set up as a PVD system (Physical Vapor Deposition), in particular as a magnetron deposition device. The deposition device 500 can be set up to have a layer structure according to the previously mentioned examples, for example in the context of 1A until 4C described to form.

Die Abscheidevorrichtung 500 kann eine Kammer 501 aufweisen. Die Kammer 501 kann, beispielsweise gesteuert mittels einer Steuerung 515, mittels einer Temperier-Vorrichtung 503 gekühlt und/oder geheizt werden. Mit der Temperier-Vorrichtung 503 können auch einzelne Teile in der Kammer 501, beispielsweise einen Träger/Halterung 509 gekühlt und/oder geheizt werden. Nach dem Abscheiden einer Schichtstruktur, Schicht einer Schichtstruktur und/oder Unterschicht einer Schicht einer Schichtstruktur kann beispielsweise mittels der Temperier-Vorrichtung 503 die Schichtstruktur in der Abscheidungsvorrichtung 500 getempert werden.The separation device 500 can have a chamber 501. The chamber 501 can be cooled and/or heated by means of a temperature control device 503, for example controlled by a controller 515. The temperature control device 503 can also be used to cool and/or heat individual parts in the chamber 501, for example a carrier/holder 509. After the deposition of a layer structure, layer of a layer structure and/or sublayer of a layer of a layer structure, the layer structure can be tempered in the deposition device 500, for example by means of the tempering device 503.

In der Kammer 501 kann ein Magnetron 505 angeordnet sein. Das Magnetron 505 kann mittels einer Energiezufuhr 513 betrieben werden. Die Energiezufuhr 513 und/oder das Magnetron 505 direkt kann mit einer Steuerung 515 gesteuert werden. Das Magnetron 505 kann im Betrieb Material 507 auf einen Träger 508 abscheiden. Beispielsweise kann das Magnetron mittels der Energiezufuhr 513 mit einer unipolaren oder einer bipolaren gepulsten Gleichspannung betrieben werden. Je nach Spannung und Spannungsmodulation kann das Abscheiden einer Schichtstruktur gesteuert werden und beispielsweise können Parameter wie Porosität, Dichte, Dicke und Dotierstoffkonzentration der Schichtstruktur, bzw. der einzelnen Schichten der Schichtstruktur, sowie Abscheidedauer und allgemein Toleranzen bei einer Abscheidung gesteuert und eingestellt werden. Das Magnetron 505 kann insbesondere dafür eingesetzt werden, zwei oder mehr, beispielsweise alle, Schichten einer Schichtstruktur abzuscheiden. D.h. mehrere Anlagen zur Abscheidung einer Schichtstruktur können unnötig sein oder die Anzahl der benötigten Anlagen kann reduziert werden.A magnetron 505 can be arranged in the chamber 501. The magnetron 505 can be operated using a power supply 513. The energy supply 513 and/or the magnetron 505 can be controlled directly with a controller 515. The magnetron 505 can deposit material 507 onto a carrier 508 during operation. For example, the magnetron can be operated with a unipolar or a bipolar pulsed direct voltage by means of the energy supply 513. Depending on the voltage and voltage modulation, the deposition of a layer structure can be controlled and, for example, parameters such as porosity, density, thickness and dopant concentration of the layer structure, or the individual layers of the layer structure, as well as deposition time and general tolerances during a deposition can be controlled and adjusted. The magnetron 505 can be used in particular to deposit two or more, for example all, layers of a layer structure. This means that multiple systems for depositing a layer structure may be unnecessary or the number of systems required can be reduced.

Wie in der Figur gezeigt, kann das Magnetron oberhalb/kopfüber des Trägers 508 angeordnet sein. Jedoch können auch andere Positionen/Relativpositionen in einer Abscheidevorrichtung 500 vorgesehen sein.As shown in the figure, the magnetron can be arranged above/upside down on the carrier 508. However, other positions/relative positions can also be provided in a separation device 500.

Der Träger 508 kann, wie oben erläutert, in verschiedenen Beispielen ein Träger, ein Hilfsträger, oder ein (eventuell noch nicht fertig hergestelltes) Bauteil wie beispielsweise ein SAW- und/oder ein BAW-Filter sein. Die Kammer 501 kann eine Schleuse aufweisen, um den Träger 508 ein- bzw. auszuführen. Der Träger 508 kann auf einem Träger/Halterung 509 aufgelegt sein bzw. damit gehaltert werden. Der Träger/Halterung 509 kann, beispielsweise gesteuert mittels der Steuerung 515, mittels Motoren in eine günstige Abscheideposition relativ zu dem Magnetron 505 gebracht werden. In anderen Beispielen kann die Position des Magnetrons 505 oder die Position des Magnetrons 505 und die Position des Trägers 508 verändert.As explained above, the carrier 508 can, in various examples, be a carrier, an auxiliary carrier, or a (possibly not yet fully manufactured) component such as a SAW and/or a BAW filter. The chamber 501 can have a lock to insert or remove the carrier 508. to carry out. The carrier 508 can be placed on a carrier/holder 509 or held with it. The carrier/holder 509 can be brought into a favorable deposition position relative to the magnetron 505 by means of motors, for example controlled by the controller 515. In other examples, the position of the magnetron 505 or the position of the magnetron 505 and the position of the carrier 508 may be changed.

Der Träger/Halterung 509 kann, beispielsweise gesteuert mittels der Steuerung 515, mittels der Temperier-Vorrichtung 503 gekühlt und/oder geheizt werden. Die Steuerung 515 kann auch eingerichtet sein, den Träger/Halterung 509 mit Energie zu versorgen. Die Energie kann beispielsweise für Sensoren/Messinstrumente, wie beispielsweise ein Schichtdicken-Sensor, oder Halterungsvorrichtungen, beispielsweise Klammern, in/an dem Träger/Halterung 509 verwandt werden. Die Energie kann beispielsweise dazu dienen eine Elektrode 511 zu betreiben. Die Elektrode 511 kann in dem Träger/Halterung 509 angeordnet sein, beispielsweise an der Oberfläche, so dass der Träger 508 auf der Elektrode 511 aufliegt. An die Elektrode 511 kann beispielsweise eine Spannung, beispielsweise eine Hochfrequenzspannung (beispielsweise 13,56 MHz) angelegt werden. Diese Spannung kann die Abscheidung, beispielsweise die oben genannten Parameter, beeinflussen bzw. mittels der Spannung kann die Abscheidung gesteuert und/oder geregelt werden.The carrier/holder 509 can be cooled and/or heated using the temperature control device 503, for example controlled by the controller 515. The controller 515 can also be set up to supply the carrier/mount 509 with energy. The energy can be used, for example, for sensors/measuring instruments, such as a layer thickness sensor, or holding devices, for example clamps, in/on the carrier/holder 509. The energy can be used, for example, to operate an electrode 511. The electrode 511 can be arranged in the carrier/holder 509, for example on the surface, so that the carrier 508 rests on the electrode 511. For example, a voltage, for example a high-frequency voltage (for example 13.56 MHz), can be applied to the electrode 511. This voltage can influence the deposition, for example the parameters mentioned above, or the deposition can be controlled and/or regulated by means of the voltage.

Die Kammer 501 kann ein oder mehrere Gaszuführungselemente 519 aufweisen. Über ein oder mehrere Gaszuführungselemente 519 kann, beispielsweise gesteuert mittels der Steuerung 515, ein oder mehrere Prozessgase aus einem oder mehreren Gasreservoirs 521, 523 in die Kammer eingelassen werden. Beispielsweise kann Sauerstoff (und/oder ein sauerstoffhaltiges Gas) und ein Fluor-haltiges Gas für die Abscheidung der Schichtstruktur eingelassen werden. Ferner können auch andere Gase, beispielsweise Stickstoff oder ein Edelgas wie Neon oder Argon eingelassen werden. Diese anderen Gase können beispielsweise verwendet werden, um den Abscheidungsprozess zu moderieren, eine Atmosphäre in der Kammer, beispielsweise einen Druck, einzustellen und/oder die Kammer zu spülen. Beispielsweise kann Stickstoff bzw. ein Stickstoff-haltiges Gas für die Abscheidung von Siliziumnitrid verwandt werden. D.h. die Abscheidevorrichtung kann je nach zugeführten Gasen verschiedene Materialien, beispielsweise zeitlich hintereinander, abscheiden. In verschiedenen Beispielen sind zumindest einige von mehreren Gaszuführungselementen 519 mit Leitungen versehen, so dass ein oder mehrere Gase nahe des Magnetrons 505 in die Kammer 501 eingelassen werden können. In verschiedenen Beispielen kann das Magnetron 505 selbst Gasleitungen aufweisen und die Gaszuführungselemente 519 können mit diesen verbunden sein.The chamber 501 may have one or more gas supply elements 519. One or more process gases from one or more gas reservoirs 521, 523 can be admitted into the chamber via one or more gas supply elements 519, for example controlled by the controller 515. For example, oxygen (and/or an oxygen-containing gas) and a fluorine-containing gas can be admitted for the deposition of the layer structure. Furthermore, other gases, for example nitrogen or a noble gas such as neon or argon, can also be admitted. These other gases can be used, for example, to moderate the deposition process, to adjust an atmosphere in the chamber, for example a pressure, and/or to purge the chamber. For example, nitrogen or a gas containing nitrogen can be used for the deposition of silicon nitride. This means that the separation device can separate different materials, for example one after the other, depending on the gases supplied. In various examples, at least some of a plurality of gas supply elements 519 are provided with conduits so that one or more gases near the magnetron 505 can be admitted into the chamber 501. In various examples, the magnetron 505 itself may have gas lines and the gas supply elements 519 may be connected to them.

Die Kammer 501 kann mindestens einen optischen Detektor 517 aufweisen oder eine Schnittstelle, beispielsweise eine Sichtscheibe, für mindestens einen optischen Detektor 517 aufweisen. Ein oder mehrere optische Detektoren 517 können eingesetzt werden, um das Abscheiden der Schichtstruktur zu überwachen, beispielsweise die Dicke einzelner Schichten der Schichtstruktur, und/oder um das sich einstellende Plasma am Magnetron 505 zu überwachen. Die ein oder mehreren optischen Detektoren 517 können von der Steuerung 515 gesteuert sein und/oder für die Steuerung 515 Parameter/Signale zum Steuern/Überwachen anderer Teile der Abscheidevorrichtung 500 liefern.The chamber 501 can have at least one optical detector 517 or have an interface, for example a viewing window, for at least one optical detector 517. One or more optical detectors 517 can be used to monitor the deposition of the layer structure, for example the thickness of individual layers of the layer structure, and/or to monitor the plasma that occurs at the magnetron 505. The one or more optical detectors 517 may be controlled by the controller 515 and/or provide parameters/signals to the controller 515 for controlling/monitoring other parts of the separation device 500.

Beispielsweise kann ein reaktives Magnetron-Sputtern mittels dem optischen Detektor 517 überwacht werden und der Zustrom von Sauerstoff, der Zustrom von Fluor-haltigem Gas und/oder eine Betriebsspannung des Magnetrons mittels eines Signals von dem optischen Detektor 517 gesteuert werden. Beispielsweise sind ein oder mehrere optische Detektoren 517 als Spektrometer verwendbar. Mittels eines Spektrometers kann das sich bei dem Magnetron 505 bildende Plasma überwacht werden. Beispielsweise kann anhand der Intensität von Spektrallinien auf die Konzentration und/oder die Menge von Fluor und Sauerstoff (beispielsweise auch das Verhältnis von Fluor zu Sauerstoff) in dem Plasma geschlossen werden.For example, reactive magnetron sputtering can be monitored using the optical detector 517 and the inflow of oxygen, the inflow of fluorine-containing gas and/or an operating voltage of the magnetron can be controlled using a signal from the optical detector 517. For example, one or more optical detectors 517 can be used as a spectrometer. The plasma that forms in the magnetron 505 can be monitored using a spectrometer. For example, the concentration and/or the amount of fluorine and oxygen (for example also the ratio of fluorine to oxygen) in the plasma can be determined based on the intensity of spectral lines.

Die Pumpenanlage 525 kann eingerichtet sein, beispielsweise gesteuert von der Steuerung 515, die Kammer 501 bis zu einem Prozessdruck zu evakuieren. Ein Prozessdruck kann beispielsweise ein (technisches) Vakuum/Hochvakuum sein. Die Pumpenanlage 525 kann ein oder mehrere Pumpen, beispielsweise ein mehrstufiges Pumpensystem, beispielsweise mit einer oder mehreren Grobvakuumpumpen und einer oder mehrerer Hochvakuumpumpen, z.B. einer Turbomolekularpumpe, aufweisen.The pump system 525 can be set up, for example controlled by the controller 515, to evacuate the chamber 501 up to a process pressure. A process pressure can be, for example, a (technical) vacuum/high vacuum. The pump system 525 can have one or more pumps, for example a multi-stage pump system, for example with one or more rough vacuum pumps and one or more high vacuum pumps, for example a turbomolecular pump.

Die Steuerung 515 kann, beispielsweise realisiert mittels eines oder mehrerer Mikrokontroller und/oder Computer/Prozessoren, als eine oder mehrere Steuerungen implementiert sein. Beispielsweise kann die Steuerung eine Zentralsteuerung sein oder mehrere Steuerungen umfassen. Bei mehreren Steuerungen können diese unabhängig/nicht verbunden oder gekoppelt sein. Beispielsweise kann bei mehreren Steuerungen eine Steuerung das Koordinieren der anderen Steuerungen übernehmen.The controller 515 can be implemented as one or more controllers, for example realized by means of one or more microcontrollers and/or computers/processors. For example, the control can be a central control or include several controls. If there are multiple controllers, they can be independent/not connected or coupled. For example, if there are several controllers, one controller can coordinate the other controllers.

Claims (21)

Verfahren zum Herstellen einer Schichtstruktur, aufweisend: • Bilden einer ersten Fluor-freien Barriereschicht, • Bilden einer Fluor-dotierten Siliziumoxidschicht auf der ersten Barriereschicht, wobei die erste Barriereschicht eingerichtet ist, das Ausdiffundieren von Fluor aus der Fluor-dotierten Siliziumoxidschicht zu reduzieren.Method for producing a layer structure, comprising: • Forming a first fluorine-free barrier layer, • Forming a fluorine-doped silicon oxide layer on the first barrier layer, the first barrier layer being designed to reduce the out-diffusion of fluorine from the fluorine-doped silicon oxide layer. Verfahren gemäß Anspruch 1, ferner aufweisend: Bilden einer zweiten Fluor-freien Barriereschicht auf der Fluor-dotierten Siliziumoxidschicht, wobei die zweite Barriereschicht eingerichtet ist, das Ausdiffundieren von Fluor aus der Fluor-dotierten Siliziumoxidschicht zu reduzieren.Procedure according to Claim 1 , further comprising: forming a second fluorine-free barrier layer on the fluorine-doped silicon oxide layer, the second barrier layer being designed to reduce the out-diffusion of fluorine from the fluorine-doped silicon oxide layer. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, ferner aufweisend: Bilden einer oder mehrerer zusätzlicher Fluor-dotierten Siliziumoxidschichten und/oder einer oder mehrerer zusätzlicher Barriereschichten auf der Schichtstruktur, wobei Fluor-dotierte Siliziumoxidschichten und Barriereschichten abwechselnd aufeinander gebildet werden.Procedure according to Claim 1 or 2 , further comprising: forming one or more additional fluorine-doped silicon oxide layers and/or one or more additional barrier layers on the layer structure, wherein fluorine-doped silicon oxide layers and barrier layers are alternately formed on top of one another. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die erste Barriereschicht, die zweite Barriereschicht und/oder eine oder mehrere zusätzliche Barriereschichten ein oder mehrere der folgenden, dotierten oder undotierten, Materialien aufweisen oder daraus bestehen: • Siliziumoxid; • Siliziumnitrid; • Aluminiumoxid; • Siliziumoxinitrid; • Kohlenstoff; • diamantartiger Kohlenstoff; und/oder • Siliziumkarbid.Procedure according to one of the Claims 1 until 3 , wherein the first barrier layer, the second barrier layer and/or one or more additional barrier layers comprise or consist of one or more of the following materials, doped or undoped: • silicon oxide; • Silicon nitride; • Aluminum oxide; • Silicon oxynitride; • Carbon; • diamond-like carbon; and/or • silicon carbide. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die erste Barriereschicht, die zweite Barriereschicht und/oder eine oder mehrere zusätzliche Barriereschichten mehrere Schichten aufweisen.Procedure according to one of the Claims 1 until 4 , wherein the first barrier layer, the second barrier layer and / or one or more additional barrier layers have multiple layers. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Fluor-dotierte Siliziumoxidschicht und optional die erste Barriereschicht mittels Atomlagenabscheidung gebildet werden.Procedure according to one of the Claims 1 until 5 , wherein the fluorine-doped silicon oxide layer and optionally the first barrier layer are formed by atomic layer deposition. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei die Fluor-dotierte Siliziumoxidschicht und optional die zweite Barriereschicht mittels Atomlagenabscheidung gebildet werden.Procedure according to one of the Claims 2 until 6 , wherein the fluorine-doped silicon oxide layer and optionally the second barrier layer are formed by atomic layer deposition. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Fluor-dotierte Siliziumoxidschicht und optional die erste Barriereschicht mittels reaktivem Magnetron-Sputterns gebildet werden.Procedure according to one of the Claims 1 until 5 , wherein the fluorine-doped silicon oxide layer and optionally the first barrier layer are formed using reactive magnetron sputtering. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 2 bis 5 oder 8, wobei die Fluor-dotierte Siliziumoxidschicht und optional die zweite Barriereschicht mittels reaktivem Magnetron-Sputterns gebildet werden.Procedure according to one of the Claims 2 until 5 or 8th , wherein the fluorine-doped silicon oxide layer and optionally the second barrier layer are formed using reactive magnetron sputtering. Verfahren gemäß Anspruch 8 oder 9, wobei die Fluor-dotierte Siliziumoxidschicht und die erste Barriereschicht und/oder die zweite Barriereschicht mittels desselben Magnetrons gebildet werden.Procedure according to Claim 8 or 9 , wherein the fluorine-doped silicon oxide layer and the first barrier layer and/or the second barrier layer are formed using the same magnetron. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei nach dem Bilden der ersten Fluor-freien Barriereschicht die Schichtstruktur getempert wird.Procedure according to one of the Claims 8 until 10 , whereby the layer structure is annealed after the first fluorine-free barrier layer has been formed. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei das reaktive Magnetron-Sputtern der Fluor-dotierten Siliziumoxidschicht das Sputtern eines Siliziumtargets mit Sauerstoff unter Zuführung eines Fluor-haltigen Gases aufweist, wobei optional die Schichtstruktur auf einem Träger gebildet wird und der Träger einem elektromagnetischen Hochfrequenzfeld ausgesetzt wird.Procedure according to one of the Claims 8 until 11 , wherein the reactive magnetron sputtering of the fluorine-doped silicon oxide layer comprises sputtering a silicon target with oxygen while supplying a fluorine-containing gas, optionally forming the layer structure on a carrier and exposing the carrier to a high-frequency electromagnetic field. Verfahren gemäß Anspruch 12, wobei das reaktive Magnetron-Sputtern mittels einem optischen Detektor überwacht wird und der Zustrom von Sauerstoff, der Zustrom von Fluor-haltigem Gas und/oder eine Betriebsspannung des Magnetrons mittels eines Signals von dem optischen Detektor gesteuert werden.Procedure according to Claim 12 , wherein the reactive magnetron sputtering is monitored by means of an optical detector and the inflow of oxygen, the inflow of fluorine-containing gas and / or an operating voltage of the magnetron are controlled by means of a signal from the optical detector. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 8 bis 13, wobei das Magnetron mittels einer unipolar gepulsten Gleichspannung oder einer bipolar gepulsten Gleichspannung betrieben wird.Procedure according to one of the Claims 8 until 13 , whereby the magnetron is operated by means of a unipolar pulsed direct voltage or a bipolar pulsed direct voltage. Schichtstruktur, aufweisend: • eine erste Fluor-freie Barriereschicht, • eine Fluor-dotierten Siliziumoxidschicht auf der ersten Barriereschicht, und • wobei die erste Barriereschicht eingerichtet ist, das Ausdiffundieren von Fluor aus der Fluor-dotierten Siliziumoxidschicht zu reduzieren.Layer structure, comprising: • a first fluorine-free barrier layer, • a fluorine-doped silicon oxide layer on the first barrier layer, and • wherein the first barrier layer is designed to reduce the out-diffusion of fluorine from the fluorine-doped silicon oxide layer. Schichtstruktur gemäß Anspruch 15, ferner aufweisend: eine zweite Fluor-freie Barriereschicht auf der Fluor-dotierten Siliziumoxidschicht, wobei die erste Barriereschicht und die zweite Barriereschicht das Ausdiffundieren von Fluor aus der Fluor-dotierten Siliziumoxidschicht reduzieren.Layer structure according to Claim 15 , further comprising: a second fluorine-free barrier layer on the fluorine-doped silicon oxide layer, wherein the first barrier layer and the second barrier layer reduce the out-diffusion of fluorine from the fluorine-doped silicon oxide layer. Schichtstruktur gemäß Anspruch 15 oder 16, ferner aufweisend: eine oder mehrere zusätzliche Fluor-dotierte Siliziumoxidschichten und/oder eine oder mehrere zusätzliche Barriereschichten auf der Schichtstruktur, wobei Fluor-dotierte Siliziumoxidschichten und Barriereschichten abwechselnd aufeinander gebildet werden.Layer structure according to Claim 15 or 16 , further comprising: one or more additional fluorine-doped silicon oxide layers and / or one or more additional barrier layers on the layer structure, with fluorine-doped silicon oxide layers and barrier layers being formed alternately on top of one another. Schichtstruktur gemäß einem der Ansprüche 15 bis 17, wobei die erste Barriereschicht und/oder die zweite Barriereschicht ein oder mehrere der folgenden, dotierten oder undotierten, Materialien aufweisen oder daraus bestehen: • Siliziumoxid; • Siliziumnitrid; • Aluminiumoxid; • Siliziumoxinitrid; • Kohlenstoff; • diamantartiger Kohlenstoff; und/oder • Siliziumkarbid.Layer structure according to one of Claims 15 until 17 , wherein the first barrier layer and/or the second barrier layer comprise or consist of one or more of the following materials, doped or undoped: • silicon oxide; • Silicon nitride; • Aluminum oxide; • Silicon oxynitride; • Carbon; • diamond-like carbon; and/or • silicon carbide. Schichtstruktur gemäß einem der Ansprüche 15 bis 18, wobei die erste Barriereschicht und/oder die zweite Barriereschicht mehrere Schichten aufweisen.Layer structure according to one of Claims 15 until 18 , wherein the first barrier layer and/or the second barrier layer have multiple layers. Akustische-Wellen-Bauelement mit einer Temperaturkompensationsschicht, wobei die Temperaturkompensationsschicht eine Schichtstruktur gemäß einem der Ansprüche 15 bis 19 aufweist, wobei optional das Akustische-Wellen-Bauelement ein SAW-Filter oder ein BAW-Filter ist.Acoustic wave component with a temperature compensation layer, wherein the temperature compensation layer has a layer structure according to one of Claims 15 until 19 has, optionally the acoustic wave component being a SAW filter or a BAW filter. Verwenden einer Schichtstruktur gemäß einem der Ansprüche 15 bis 19 als Temperaturkompensationsschicht in einem Akustische-Wellen-Filterelement, wobei optional das Akustische-Wellen-Bauelement ein SAW-Filter oder ein BAW-Filter ist.Using a layer structure according to one of Claims 15 until 19 as a temperature compensation layer in an acoustic wave filter element, optionally the acoustic wave component being a SAW filter or a BAW filter.
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