DE112021002822T5

DE112021002822T5 - Bulk-acoustic-wave-resonatorfilter, einen querzweig mit hoher impedanz aufweisend, und verfahren zum ausbilden derselben

Info

Publication number: DE112021002822T5
Application number: DE112021002822.7T
Authority: DE
Inventors: Saurabh Gupta; Zhiqiang Bi; Dae Ho Kim; Pinal Patel; Katherine W. Davis; Emad Mehdizadeh
Original assignee: Akoustis Inc
Current assignee: Akoustis Inc
Priority date: 2020-05-18
Filing date: 2021-05-18
Publication date: 2023-02-23
Also published as: US20240154602A9; WO2021236613A1; CN115362628A; KR20230003544A; US20210273630A1

Abstract

Ein Durchlassfilter mit BAW-Resonator-Kettenleitertopologie kann mehrere Längszweige aufweisen, die jeweils BAW-Längsresonatoren aufweisen. Mehrere Querzweige können jeweils BAW-Querresonatoren aufweisen, wobei die mehreren Längszweige derart mit den mehreren Querzweigen gekoppelt sind, dass der Durchlassfilter mit BAW-Resonator-Kettenleitertopologie bereitgestellt wird. Ein Querzweig mit hoher Impedanz kann mehrere BAW-Querresonatoren mit hoher Impedanz aufweisen, die miteinander in Reihe gekoppelt sind, so dass bei dem Querzweig mit hoher Impedanz eine Impedanz bereitgestellt wird, die größer als bei den anderen Querzweigen in dem Durchlassfilter mit BAW-Resonator-Kettenleitertopologie ist.

Description

PRIORITÄTSANSPRUCH UND QUERVERWEISE AUF VERWANDTE ANWENDUNGEN
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Anmeldung Seriennr. 63/026,270 (Anwalts-Aktenzeichen Nr. 181246-31) mit dem Titel „Near-band Rejection Improvement with High Impedance Resonators in Ladder Structure“, die am 18. Mai 2020 beim USPTO eingereicht wurde und deren Inhalt hiermit zu einem Bestandteil der vorliegenden Schrift wird.
Die vorliegende Anmeldung umfasst durch Bezugnahme für alle Zwecke die folgenden gleichzeitig eingereichten Patentanmeldungen, die alle im gemeinsamen Besitz sind: US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 14/298.057 (Anwalts-Aktenzeichen Nr. A969RO-000100US) mit dem Titel „RESONANCE CIRCUIT WITH A SINGLE CRYSTAL CAPACITOR DIELECTRIC MATERIAL“, eingereicht am 6. Juni 2014 (jetzt US-Patent Nr. 9,673,384 , erteilt am 6. Juni 2017); US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 14/298,076 (Anwalts-Aktenzeichen Nr. A969RO-000200US) mit dem Titel „METHOD OF MANUFACTURE FOR SINGLE CRYSTAL CAPACITOR DIELECTRIC FOR A RESONANCE CIRCUIT“, eingereicht am 6. Juni 2014 (jetzt US-Patent Nr. 9,537,465 , erteilt am 3. Januar 2017); US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 14/298,100 (Anwalts-Aktenzeichen Nr. A969RO-000300US) mit dem Titel „INTEGRATED CIRCUIT CONFIGURED WITH TWO OR MORE SINGLE CRYSTAL ACOUSTIC RESONATOR DEVICES“, eingereicht am 6. Juni 2014 (jetzt US-Patent Nr. 9,571,061 , erteilt am 14. Februar 2017); US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 14/341,314 (Anwalts-Aktenzeichen Nr. A969RO-000400US) mit dem Titel „WAFER SCALE PACKAGING“, eingereicht am 25. Juli 2014 (jetzt US-Patent Nr. 9.805.966 , erteilt am 31. Oktober 2017); US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 14/449,001 (Anwalts-Aktenzeichen Nr. A969RO-000500US) mit dem Titel „MOBILE COMMUNICATION DEVICE CONFIGURED WITH A SINGLE CRYSTAL PIEZO RESONATOR STRUCTURE“, eingereicht am 31. Juli 2014 (jetzt US-Patent Nr. 9,716,581 , erteilt am 25. Juli, 2017); US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 14/469,503 (Anwalts-Aktenzeichen Nr. A969RO-000600US) mit dem Titel „MEMBRANE SUBSTRATE STRUCTURE FOR SINGLE CRYSTAL ACOUSTIC RESONATOR DEVICE“, eingereicht am 26. August 2014 (jetzt US-Patent Nr. 9,917,568 , erteilt am 13. März 2018). Die Offenbarungen aller der obigen Anmeldungen und Patente sind hierin durch Bezugnahme eingeschlossen.
STAND DER TECHNIK
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf elektronische Vorrichtungen. Insbesondere stellt die vorliegende Erfindung Techniken bereit, die sich auf ein Herstellungsverfahren und eine Struktur für Bulk-Acoustic-Wave-Resonatorvorrichtungen, Einkristall-Bulk-Acoustic-Wave-Resonatorvorrichtungen, Einkristallfilter- und -resonatorvorrichtungen und dergleichen beziehen. Lediglich als Beispiel wurde die Erfindung auf eine Einkristallresonatorvorrichtung unter anderem für eine Kommunikationsvorrichtung, ein mobiles Gerät, eine Computervorrichtung angewendet.
Mobile Telekommunikationsvorrichtungen werden weltweit erfolgreich eingesetzt. Über eine Milliarde Mobilgeräte, darunter Mobiltelefone und Smartphones, wurden in einem einzigen Jahr hergestellt, und die Stückzahlen steigen im Jahresvergleich weiter an. Mit dem Anstieg von 4G/LTE in etwa 2012 und der Explosion des mobilen Datenverkehrs treiben datenreiche Inhalte das Wachstum des Smartphone-Segments voran, das in den nächsten Jahren voraussichtlich 2 Milliarden pro Jahr erreichen wird. Die Koexistenz neuer und älterer Standards und das Verlangen nach höheren Datenratenanforderungen erhöhen die HF-Komplexität bei Smartphones. Leider bestehen bei der herkömmlichen HF-Technologie Einschränkungen, die problematisch sind und in Zukunft zu Nachteilen führen können.
Da 5G von Tag zu Tag zunehmend genutzt wird, erfordert die drahtlose Datenkommunikation leistungsstarke HF-Filter mit Frequenzen um 5 GHz und höher. Bulk-Acoustic-Wave-Resonatoren (BAWR), die kristalline piezoelektrische Dünnfilme verwenden, sind führende Kandidaten, um solche Anforderungen zu erfüllen. Aktuelle BAWR, die polykristalline piezoelektrische Dünnfilme verwenden, sind für Bulk-Acoustic-Wave(BAW)-Filter geeignet, die bei Frequenzen im Bereich von 1 bis 3 GHz arbeiten; jedoch verschlechtert sich die Qualität der polykristallinen piezoelektrischen Filme schnell, wenn die Dicken unter etwa 0,5 µm sinken, was für Resonatoren und Filter erforderlich ist, die bei Frequenzen um 5 GHz und darüber arbeiten. Einkristalline oder epitaktische piezoelektrische Dünnfilme, die auf kompatiblen kristallinen Substraten gezüchtet wurden, zeigen eine gute kristalline Qualität und eine hohe piezoelektrische Leistung selbst bis hin zu sehr geringen Dicken, z. B. 0,4 µm. Trotzdem gibt es Herausforderungen bei der Verwendung und Übertragung von piezoelektrischen Einkristall-Dünnfilmen bei der Herstellung von BAWR- und BAW-Filtern.
KURZDARSTELLUNG
Erfindungsgemäße Ausführungsformen können Bulk-Acoustic-Wave-Resonatorfilter bereitstellen, die einen Querzweig mit hoher Impedanz aufweisen. Gemäß diesen Ausführungsformen kann ein Durchlassfilter mit BAW-Resonator-Kettenleitertopologie mehrere Längszweige aufweisen, die jeweils BAW-Längsresonatoren aufweisen. Mehrere Querzweige können jeweils BAW-Querresonatoren aufweisen, wobei die mehreren Längszweige derart mit den mehreren Querzweigen gekoppelt sind, dass der Durchlassfilter mit BAW-Resonator-Kettenleitertopologie bereitgestellt wird. Ein Querzweig mit hoher Impedanz kann mehrere BAW-Querresonatoren mit hoher Impedanz aufweisen, die miteinander in Reihe gekoppelt sind, so dass bei dem Querzweig mit hoher Impedanz eine Impedanz bereitgestellt wird, die größer als bei den anderen Querzweigen in dem Durchlassfilter mit BAW-Resonator-Kettenleitertopologie ist.
Figurenliste
Um die vorliegende Erfindung besser zu verstehen, wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen. Davon ausgehend, dass diese Zeichnungen nicht als Beschränkungen des Umfangs der Erfindung anzusehen sind, werden die gegenwärtig beschriebenen Ausführungsformen und die derzeit beste Art der Erfindung mit zusätzlichen Details unter Verwendung der beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:

1A ein vereinfachtes Diagramm ist, das eine akustische Resonatorvorrichtung mit oberseitigen Verbindungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
1B ein vereinfachtes Diagramm ist, das eine akustische Resonatorvorrichtung mit unterseitigen Verbindungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
1C ein vereinfachtes Diagramm ist, das eine akustische Resonatorvorrichtung mit Interposer/Cap-free-Strukturverbindungen (Strukturverbindungen mit Interposer, ohne Kappen) gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
1D ein vereinfachtes Diagramm ist, das eine akustische Resonatorvorrichtung mit Interposer/Cap-free-Strukturverbindungen mit einem gemeinsam genutzten rückseitigen Graben gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
2 und 3 vereinfachte Diagramme sind, die Schritte für ein Herstellungsverfahren für eine akustische Resonatorvorrichtung gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen.
4A ein vereinfachtes Diagramm ist, das einen Verfahrensschritt zum Erzeugen eines oberseitigen Mikrograbens gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
4B und 4C vereinfachte Diagramme sind, die alternative Verfahren zum Durchführen des Verfahrensschritts des Ausbildens eines oberseitigen Mikrograbens, wie in 4A beschrieben, darstellen.
4D und 4E vereinfachte Diagramme sind, die ein alternatives Verfahren zum Durchführen des Verfahrensschritts des Ausbildens eines oberseitigen Mikrograbens, wie in 4A beschrieben, darstellen.
5 bis 8 vereinfachte Diagramme sind, die Schritte für ein Herstellungsverfahren für eine akustische Resonatorvorrichtung gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen.
9A ein vereinfachtes Diagramm ist, das einen Verfahrensschritt des Ausbildens von rückseitigen Gräben gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
9B und 9C vereinfachte Diagramme sind, die ein alternatives Verfahren zum Durchführen des Verfahrensschritts des Ausbildens von rückseitigen Gräben, wie in 9A beschrieben, und gleichzeitigem Vereinzeln eines Seedsubstrats gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen.
10 ein vereinfachtes Diagramm ist, das einen Verfahrensschritt des Ausbildens einer rückseitigen Metallisierung und elektrischer Verbindungen zwischen Ober- und Unterseite eines Resonators gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
11A und 11B vereinfachte Diagramme sind, die alternative Schritte für ein Herstellungsverfahren für eine akustische Resonatorvorrichtung gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen.
12A bis 12E vereinfachte Diagramme sind, die Schritte für ein Herstellungsverfahren für eine akustische Resonatorvorrichtung unter Verwendung eines Blind-Via-Interposers gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen.
13 ein vereinfachtes Diagramm ist, das einen Schritt für ein Herstellungsverfahren für eine akustische Resonatorvorrichtung gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
14A bis 14G vereinfachte Diagramme sind, die Verfahrensschritte für einen Kappenwaferprozess für eine akustische Resonatorvorrichtung gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen.
15A-15E vereinfachte Diagramme sind, die Verfahrensschritte zum Herstellen einer akustischen Resonatorvorrichtung mit gemeinsam genutztem rückseitigen Graben darstellen, die gemäß Beispielen der vorliegenden Erfindung sowohl in Versionen mit Interposer/Kappe als auch ohne Interposer implementiert werden kann.
16A-16C bis 31A-31C vereinfachte Diagramme sind, die verschiedene Querschnittsansichten einer akustischen Einkristallresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Transferprozess unter Verwendung einer Opferschicht für akustische Einkristallresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen.
32A-32C bis 46A-46C vereinfachte Diagramme sind, die verschiedene Querschnittsansichten einer akustischen Einkristallresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Hohlraumbond-Transferprozess für akustische Einkristallresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen.
47A-47C bis 59A-59C vereinfachte Diagramme sind, die verschiedene Querschnittsansichten einer Einkristallakustikresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen fest montierten Übertragungsprozess für Einkristallakustikresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen.
60 ein vereinfachtes Diagramm ist, das Filterdurchlassbereichanforderungen in einem Hochfrequenzspektrum gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
61 ein vereinfachtes Diagramm ist, das einen Überblick über Märkte darstellt, bei denen es sich um Anwendungen für Schallwellen-HF-Filter gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung handelt.
62 ein vereinfachtes Diagramm ist, das Anwendungsbereiche für 5,2 GHz-HF-Filter in Tri-Band-Wi-Fi-Funkgeräten gemäß Beispielen der vorliegenden Erfindung darstellt.
63A-63C vereinfachte Diagramme sind, die Querschnittsansichten von Resonatorvorrichtungen gemäß verschiedenen Beispielen der vorliegenden Erfindung darstellen.
64A-64B vereinfachte Diagramme sind, die Packansätze gemäß verschiedenen Beispielen der vorliegenden Erfindung veranschaulichen.
65 ein vereinfachtes Diagramm ist, das einen Packansatz gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
66 ein schematisches Diagramm ist, das einen Durchlassfilter mit (Bulk-Acoustic-Wave-) BAW-Resonator-Kettenleitertopologie mit einem Querzweig mit hoher Impedanz darstellt, der in Reihe geschaltete Querresonatoren mit hoher Impedanz aufweist, die in einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen an einem Ausgang des Filters angeordnet sind.
67 ein schematisches Diagramm ist, das einen Durchlassfilter mit BAW-Resonator-Kettenleitertopologie mit einem Querzweig mit hoher Impedanz darstellt, der in Reihe geschaltete Querresonatoren mit hoher Impedanz aufweist, die in einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen zwischen einem Ausgang und einem Eingang des Filters angeordnet sind.
68 ein schematisches Diagramm ist, das einen Durchlassfilter mit BAW-Resonator-Kettenleitertopologie mit einem Querzweig mit hoher Impedanz darstellt, der in Reihe geschaltete Querresonatoren mit hoher Impedanz aufweist, die in einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen an einem Eingang des Filters angeordnet sind.
69 ein schematisches Diagramm ist, das einen Durchlassfilter mit BAW-Resonator-Kettenleitertopologie darstellt, aufweisend mehrere BAW-Resonatoren, die in jedem der Längszweige enthalten sind, und einen Querzweig mit hoher Impedanz, der vier in Reihe geschaltete Querresonatoren mit hoher Impedanz aufweist, die in einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen an einem Ausgang des Filters angeordnet sind.
70 ein Graph ist, der das Ansprechverhalten des Durchlassfilters mit BAW-Resonator-Kettenleitertopologie aus 69 darstellt, wobei darauf eine Kurve gelegt ist, die die Resonanzfrequenz f_s des Querzweigs mit hoher Impedanz in einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen angibt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON ERFINDUNGSGEMÄSSEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden Techniken bereitgestellt, die sich allgemein auf elektronische Vorrichtungen beziehen. Insbesondere stellt die vorliegende Erfindung Techniken bereit, die sich auf ein Herstellungsverfahren und eine Struktur von Bulk-Acoustic-Wave-Resonatorvorrichtungen, Einkristallresonatorvorrichtungen, Einkristallfilter- und -resonatorvorrichtungen und dergleichen beziehen. Lediglich als Beispiel wurde die Erfindung auf eine Einkristallresonatorvorrichtung unter anderem für eine Kommunikationsvorrichtung, ein mobiles Gerät, eine Computervorrichtung angewendet.
Wie den Erfindern der vorliegenden Erfindung bewusst ist, kann ein Durchlassfilter erforderlich sein, um bestimmte Leistungsspezifikationen für die Nachbarbandsperre zu erfüllen, so dass der Filter an der Kante des Durchlassbereichs der Frequenzen, wie z. B. der unteren Kante des Durchlassbereichs, möglicherweise einen steilen Roll-Off bereitstellen muss. Ein Durchlassfilter mit Kettenleitertopologie kann unter Verwendung von Bulk-Acoustic-Wave-Resonatoren (BAW-Resonatoren) die Nachbarbandsperrleistungsspezifkationen erfüllen, da BAW-Resonatoren mit hoher Q einen relativ steilen Roll-Off bereitstellen können. Wenn die Q jedoch nicht hoch genug für den schnellen Roll-Off-Übergang ist, kann die spezifizierte Nachbarbandsperrleistung jedoch zu Lasten der Leistung der Einfügungsdämpfung (IL) gehen.
Wie den Erfindern bewusst ist, kann ein Durchlassfilter mit Kettenleitertopologie implementiert werden, um einen Querresonatorzweig mit hoher Q_s (Q-Reihe) bereitzustellen, indem mehrere in Reihe geschaltete BAW-Resonatoren mit hoher Impedanz in einem Querzweig mit hoher Impedanz des Durchlassfilters mit Kettenleitertopologie bereitgestellt werden. Der Querresonatorzweig mit hoher Impedanz kann eine hohe Q_s bereitstellen, wodurch die Steilheit an der Unterkante des Filters verbessert werden kann. Wie den Erfindern der vorliegenden Erfindung ferner bewusst ist, kann das Implementieren des Querresonatorzweigs mit hoher Impedanz mit einer Reihenanordnung BAW-Resonatoren mit hoher Impedanz (statt eines einzelnen Resonators mit hoher Impedanz) eine hohe Q_s und eine angemessene Einkopplung bereitstellen. In einigen Ausführungsformen kann dies unter Verwendung von Resonatoren mit hoher Impedanz (z. B. 80/100/200 Q) in mehreren Kombinationen, wie mit 5/4/2-Resonatoren jeweils in Reihe, realisiert werden.
Wie den Erfinder der vorliegenden Erfindung ferner bewusst ist, kann die relativ kleine Größe der BAW-Resonatoren mit hoher Impedanz in dem Querzweig mit hoher Impedanz des Durchlassfilters mit Kettenleitertopologie unter Verwendung eines Übertragungsprozesses gebildet werden. Beispielsweise können in einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen die BAW-Resonatoren mit hoher Impedanz in dem Querzweig mit hoher Impedanz mit relativ kleiner Größe ausgebildet werden, indem die jeweiligen piezoelektrischen Schichten und oberen/unteren Elektroden der Resonatoren in dem Querzweig mit hoher Impedanz ausgebildet werden, wohingegen die BAW-Resonatoren in den Längszweigen und in den anderen Querzweigen während des gleichen Prozesses (entsprechend dem Layout des Durchlassfilters mit Kettenleitertopologie) derart ausgebildet werden können, dass sie eine größere Größe (und damit niedrigere Impedanz als die Resonatoren im Querzweig mit hoher Impedanz) aufweisen. In einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen kann jeder der Resonatoren in dem Durchlassfilter mit Kettenleitertopologie mit der spezifizierten Größe, die der spezifizierten Impedanz entspricht, unter Verwendung der hier unter Bezugnahme auf die 1-65 beschriebenen Prozesse ausgebildet werden. Somit versteht es sich, dass, obwohl 1-65 das Ausbilden eines einzelnen BAW-Resonators zeigen, jeder der in 66-69 gezeigten BAW-Resonatoren unter Verwendung dieser Prozesse ausgebildet werden kann, wobei jeder der BAW-Resonatoren in dem Durchlassfilter mit Kettenleitertopologie mit einer spezifizierte Größe ausgebildet wird. Es versteht sich ferner, dass in einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen die Größe des Resonators der Oberfläche der Resonatorelektrode entsprechen kann, die beispielsweise in einer Draufsicht des Layouts des unter Verwendung der Prozesse aus 1-65 ausgebildeten Durchlassfilters mit Kettenleitertopologie gezeigt wird.
66 ist ein schematisches Diagramm, das einen Durchlassfilter mit (Bulk-Acoustic-Wave-) BAW-Resonator-Kettenleitertopologie mit einem Querzweig mit hoher Impedanz darstellt, der in Reihe geschaltete Querresonatoren mit hoher Impedanz aufweist, die in einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen an einem Ausgang des Filters angeordnet sind. Gemäß 66 weist der Querzweig mit hoher Impedanz mehrere BAW-Resonatoren mit hoher Impedanz auf, die in einigen Ausführungsformen miteinander in Reihe geschaltet sind. In einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen hat der Querzweig mit hoher Impedanz eine kombinierte Impedanz, die größer als die der anderen Querzweige in der Kettenleiter ist. Beispielsweise kann in einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen die kombinierte Impedanz der Reihenanordung der BAW-Resonatoren mit hoher Impedanz etwa 400 Ohm betragen. Bei einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen können auch andere Impedanzwerte vorgesehen sein.
Darüber hinaus weist in einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen jeder der BAW-Querresonatoren mit hoher Impedanz, die in einer Reihenanordnung des Querzweigs mit hoher Impedanz enthalten sind, mindestens etwa die doppelte Impedanz der anderen BAW-Resonatoren auf (d. h. BAW-Resonatoren, die in Längszweigen enthalten sind, und BAW-Resonatoren, die in den anderen Querzweigen der Kettenleiter enthalten sind). Der Querzweig mit hoher Impedanz kann am Ausgang der Kettenleiter angeordnet sein, um in einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen eine verbesserte Sperre der 2. Oberschwindung bereitzustellen.
Darüber hinaus kann in einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen eine Resonanzfrequenzspitze, die durch den Querzweig mit hoher Impedanz erzeugt wird, größer sein als die jeweiligen Resonanzfrequenzspitzen, die durch die anderen Querzweige in dem Durchlassfilter mit BAW-Resonator-Kettenleitertopologie erzeugt werden. 70 ist beispielsweise ein Graph, der das Ansprechverhalten eines Durchlassfilters mit BAW-Resonator-Kettenleitertopologie mit einem Querzweig mit hoher Impedanz, der in Reihe geschaltete BAW-Querresonatoren mit hoher Impedanz aufweist, darstellt. Gemäß 70 wird auf das Ansprechverhalten eines Durchlassfilters mit BAW-Resonator-Kettenleitertopologie eine Kurve gelegt, die die Resonanzfrequenzspitze (f_s-Spitze) des Querzweigs mit hoher Impedanz angibt, die in einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen größer als die jeweilige durch die anderen BAW-Querresonatorzweige in der Kettenleiter erzeugte Resonanzfrequenzspitze (f_s-Spitze) ist. Weiterhin ist, wie in 70 gezeigt, die Frequenz der Resonanzfrequenzspitze (f_s-Spitze) des Querzweigs mit hoher Impedanz an der Unterkante des Durchlassbereichs der Frequenzen ausgerichtet und erzeugt im Filteransprechverhalten eine Null, die neben und unter der Unterkante des Durchlassbereichs der Frequenzen liegt.
67 ist ein schematisches Diagramm, das einen Durchlassfilter mit BAW-Resonator-Kettenleitertopologie mit einem Querzweig mit hoher Impedanz darstellt, der in Reihe geschaltete Querresonatoren mit hoher Impedanz aufweist, die in einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen zwischen einem Ausgang und einem Eingang des Filters angeordnet sind. Gemäß 67 weist der Querzweig mit hoher Impedanz mehrere BAW-Resonatoren mit hoher Impedanz auf, die in einigen Ausführungsformen miteinander in Reihe geschaltet sind. In einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen hat der Querzweig mit hoher Impedanz aus 67 eine kombinierte Impedanz, die größer als die der anderen Querzweige in der Kettenleiter ist. Beispielsweise kann in einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen die kombinierte Impedanz der Reihenanordung der BAW-Resonatoren mit hoher Impedanz etwa 400 Ohm betragen. Bei einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen können auch andere Impedanzwerte vorgesehen sein.
Darüber hinaus kann in einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen jeder der BAW-Querresonatoren mit hoher Impedanz, die in einer Reihenanordnung des Querzweigs mit hoher Impedanz enthalten sind, mindestens etwa die doppelte Impedanz der anderen BAW-Resonatoren aufweisen (d. h. BAW-Resonatoren, die in Längszweigen enthalten sind, und BAW-Resonatoren, die in den anderen Querzweigen der Kettenleiter enthalten sind). Der Querzweig mit hoher Impedanz kann zwischen dem Ausgang und dem Eingang des Filters angeordnet sein, um in einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen beim Layout des Durchlassfilters mit BAW-Resonator-Kettenleitertopologie eine größere Flexibilität bereitzustellen.
Darüber hinaus kann in einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen eine Resonanzfrequenzspitze, die durch den Querzweig mit hoher Impedanz in 67 erzeugt wird, größer sein als die jeweiligen Resonanzfrequenzspitzen, die durch die anderen Querzweige in dem Durchlassfilter mit BAW-Resonator-Kettenleitertopologie erzeugt werden, wie dies in 70 gezeigt wird.
68 ist ein schematisches Diagramm, das einen Durchlassfilter mit BAW-Resonator-Kettenleitertopologie mit einem Querzweig mit hoher Impedanz darstellt, der in Reihe geschaltete Querresonatoren mit hoher Impedanz aufweist, die in einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen an einem Eingang des Filters angeordnet sind. Gemäß 68 weist der Querzweig mit hoher Impedanz mehrere BAW-Resonatoren mit hoher Impedanz auf, die in einigen Ausführungsformen miteinander in Reihe geschaltet sind. In einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen hat der Querzweig mit hoher Impedanz aus 68 eine kombinierte Impedanz, die größer als die der anderen Querzweige in der Kettenleiter ist. Beispielsweise kann in einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen die kombinierte Impedanz der Reihenanordung der BAW-Resonatoren mit hoher Impedanz etwa 400 Ohm betragen. Bei einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen können auch andere Impedanzwerte vorgesehen sein.
Darüber hinaus kann in einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen jeder der BAW-Querresonatoren mit hoher Impedanz, die in einer Reihenanordnung des Querzweigs mit hoher Impedanz enthalten sind, mindestens etwa die doppelte Impedanz der anderen BAW-Resonatoren aufweisen (d. h. BAW-Resonatoren, die in Längszweigen enthalten sind, und BAW-Resonatoren, die in den anderen Querzweigen der Kettenleiter enthalten sind). Der Querzweig mit hoher Impedanz kann am Eingang des Filters angeordnet sein, um in einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen eine erhöhte Belastbarkeit bereitzustellen.
Darüber hinaus kann in einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen eine Resonanzfrequenzspitze, die durch den Querzweig mit hoher Impedanz in 68 erzeugt wird, größer sein als die jeweiligen Resonanzfrequenzspitzen, die durch die anderen Querzweige in dem Durchlassfilter mit BAW-Resonator-Kettenleitertopologie erzeugt werden, wie dies in 70 gezeigt wird.
69 ist ein schematisches Diagramm, das einen Durchlassfilter mit BAW-Resonator-Kettenleitertopologie darstellt, aufweisend mehrere BAW-Resonatoren, die in jedem der Längszweige enthalten sind, und einen Querzweig mit hoher Impedanz, der vier in Reihe geschaltete Querresonatoren mit hoher Impedanz aufweist, die in einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen an einem Ausgang des Filters angeordnet sind. Gemäß 69 können die vier BAW-Resonatoren mit hoher Impedanz, die miteinander in Reihe geschaltet sind, eine kombinierte Impedanz von etwa 400 Ohm bereitstellen, wobei in einigen Ausführungsformen jeder der vier BAW-Resonatoren mit hoher Impedanz eine Impedanz von etwa 100 Ohm aufweist. Bei einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen können auch andere Impedanzwerte vorgesehen sein. In einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen hat der Querzweig mit hoher Impedanz aus 69 eine kombinierte Impedanz, die größer als die der anderen Querzweige in der Kettenleiter ist. Dementsprechend kann die Größe (d. h. die Oberfläche) der BAW-Resonatoren in dem Querzweig mit hoher Impedanz kleiner sein als die Größe der anderen BAW-Resonatoren in der Kettenleiter.
Darüber hinaus kann in einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen jeder der BAW-Querresonatoren mit hoher Impedanz, die in einer Reihenanordnung des Querzweigs mit hoher Impedanz enthalten sind, mindestens etwa die doppelte Impedanz der anderen BAW-Resonatoren aufweisen (d. h. BAW-Resonatoren, die in Längszweigen enthalten sind, und BAW-Resonatoren, die in den anderen Querzweigen der Kettenleiter enthalten sind).
Darüber hinaus kann in einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen eine Resonanzfrequenzspitze, die durch den Querzweig mit hoher Impedanz in 69 erzeugt wird, größer sein als die jeweiligen Resonanzfrequenzspitzen, die durch die anderen Querzweige in dem Durchlassfilter mit BAW-Resonator-Kettenleitertopologie erzeugt werden, wie dies in 70 gezeigt wird.
1-65 veranschaulichen Verfahren zum Ausbilden von BAW-Resonatoren unter Verwendung von beispielsweise einem Übertragungsprozess, wobei ein piezoelektrischer Film auf einem Wachstumssubstrat ausgebildet werden kann, gefolgt von einer Opferschicht und einer unteren leitfähigen Elektrode. Über dem Wachstumssubstrat, der Opferschicht und der unteren leitenden Elektrode kann eine Trägerschicht ausgebildet werden. Ein Transfersubstrat kann mit der oberen Oberfläche der Trägerschicht gekoppelt werden, woraufhin das Wachstumssubstrat (auf der gegenüberliegenden Seite) entfernt werden kann, um die untere Oberfläche des piezoelektrischen Films (gegenüber der Seite, auf der die Opferschicht und die untere leitfähige Elektrode ausgebildet wurden) freizulegen. Der Rest des BAW-Resonators kann durch Bearbeiten der freigelegten unteren Oberfläche des piezoelektrischen Films ausgebildet werden. Dabei ist zu beachten, dass die obige Beschreibung ein Beispiel für bestimmte Ausführungsformen ist, jedoch in einigen Ausführungsformen, die zum Ausbilden der BAW-Resonatoren verwendet werden, keine Opferschicht ausgebildet werden muss. Ferner ist zu beachten, dass jeder BAW-Resonator gemäß einer bestimmten Struktur ausgebildet werden kann, um eine entsprechende Oberfläche bereitzustellen, die einer Impedanz des bestimmten BAW-Resonators entsprechen kann. Dementsprechend können einzelne der BAW-Resonatoren in Abhängigkeit von der jeweiligen Filterspezifikation voneinander verschieden oder gleich ausgebildet werden. Beispielsweise können in einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen, in denen ein Durchlassfilter mit BAW-Resonator-Kettenleitertopologie ausgebildet wird, die BAW-Querresonatoren mit hoher Impedanz, die in dem Querzweig mit hoher Impedanz enthalten sind, derart ausgebildet werden, dass sie eine kleinere Oberfläche als beispielsweise andere BAW-Resonatoren im Filter aufweisen (wie etwa BAW-Querresonatoren in anderen Querzweigen und BAW-Längsresonatoren).
1A ist ein vereinfachtes Diagramm, das eine akustische Resonatorvorrichtung 101 mit oberseitigen Verbindungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Wie gezeigt, beinhaltet die Vorrichtung 101 ein ausgedünntes Seedsubstrat 112 mit einer darüber liegenden piezoelektrischen Einkristallschicht 120, die eine Mikrodurchkontaktierung (Microvia) 129 aufweist. Die Mikrodurchkontaktierung 129 kann einen oberseitigen Mikrograben 121, einen oberseitigen Metallstecker 146, einen rückseitigen Graben 114 und einen rückseitigen Metallstecker 147 beinhalten. Obwohl die Vorrichtung 101 mit einer einzelnen Mikrodurchkontaktierung 129 dargestellt ist, kann die Vorrichtung 101 mehrere Mikrodurchkontaktierungen aufweisen. Eine oberseitige Metallelektrode 130 wird über der piezoelektrischen Schicht 120 gebildet. Eine obere Kappenstruktur ist an die piezoelektrische Schicht 120 gebondet. Diese obere Kappenstruktur beinhaltet ein Interposer-Substrat 119 mit einem oder mehreren Durchkontaktierungen 151, die mit einem oder mehreren oberen Bondpads 143, einem oder mehreren Bondpads 144 und einem oberseitigen Metall 145 mit einem oberseitigen Metallstecker 146 verbunden sind. Lötkugeln 170 sind mit dem einen oder den mehreren oberen Bondpads 143 elektrisch geschaltet.
Das ausgedünnte Substrat 112 weist den ersten und den zweiten rückseitigen Schlitz 113, 114 auf. Eine rückseitige Metallelektrode 131 wird unter einem Abschnitt des ausgedünnten Seedsubstrats 112, des ersten rückseitigen Grabens 113 und der oberseitigen Metallelektrode 130 gebildet. Der rückseitige Metallstecker 147 wird unter einem Abschnitt des ausgedünnten Seedsubstrats 112, des zweiten rückseitigen Grabens 114 und des oberseitigen Metalls 145 gebildet. Dieser rückseitige Metallstecker 147 ist mit dem oberseitigen Metallstecker 146 und der rückseitigen Metallelektrode 131 elektrisch gekoppelt. Eine rückseitige Kappenstruktur 161 ist an das ausgedünnte Seedsubstrat 112 gebondet, die unter dem ersten und zweiten rückseitigen Graben 113, 114 liegt. Auf weitere Einzelheiten bezüglich des Herstellungsverfahrens dieser Vorrichtung wird ausgehend von 2 eingegangen.
1B ist ein vereinfachtes Diagramm, das eine akustische Resonatorvorrichtung 102 mit rückseitigen Verbindungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Wie gezeigt, beinhaltet die Vorrichtung 101 ein ausgedünntes Seedsubstrat 112 mit einer darüber liegenden piezoelektrischen Schicht 120, die eine Mikrodurchkontaktierung 129 aufweist. Die Mikrodurchkontaktierung 129 kann einen oberseitigen Mikrograben 121, einen oberseitigen Metallstecker 146, einen rückseitigen Graben 114 und einen rückseitigen Metallstecker 147 beinhalten. Obwohl die Vorrichtung 102 mit einer einzelnen Mikrodurchkontaktierung 129 dargestellt ist, kann die Vorrichtung 102 mehrere Mikrodurchkontaktierungen aufweisen. Eine oberseitige Metallelektrode 130 wird über der piezoelektrischen Schicht 120 gebildet. Eine obere Kappenstruktur ist an die piezoelektrische Schicht 120 gebondet. Diese obere Kappenstruktur 119 beinhaltet Bondpads, die mit einem oder mehreren Bondpads 144 und einem oberseitigen Metall 145 auf der piezoelektrischen Schicht 120 verbunden sind. Das oberseitige Metall 145 beinhaltet einen oberseitigen Metallstecker 146.
Das ausgedünnte Substrat 112 weist den ersten und den zweiten rückseitigen Schlitz 113, 114 auf. Eine rückseitige Metallelektrode 131 wird unter einem Abschnitt des ausgedünnten Seedsubstrats 112, des ersten rückseitigen Grabens 113 und der oberseitigen Metallelektrode 130 gebildet. Ein rückseitiger Metallstecker 147 ist unter einem Abschnitt des ausgedünnten Seedsubstrats 112, des zweiten rückseitigen Grabens 114 und des oberseitigen Metallsteckers 146 gebildet. Dieser rückseitige Metallstecker 147 ist mit dem oberseitigen Metallstecker 146 elektrisch gekoppelt. Eine rückseitige Kappenstruktur 162 ist an das ausgedünnte Seedsubstrat 112 gebondet, die unter dem ersten und dem zweiten rückseitigen Graben liegt. Ein oder mehrere rückseitige Bondpads (171, 172, 173) sind in einem oder mehreren Abschnitten der rückseitigen Kappenstruktur 162 gebildet. Lötkugeln 170 sind elektrisch mit dem einen oder den mehreren rückseitigen Bondpads 171-173 gekoppelt. Auf weitere Einzelheiten bezüglich des Herstellungsverfahrens dieser Vorrichtung wird ausgehend von 14A eingegangen.
1C ist ein vereinfachtes Diagramm, das eine akustische Resonatorvorrichtung mit Interposer/Cap-free-Strukturverbindungen (Strukturverbindungen mit Interposer, ohne Kappen) gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Wie gezeigt, beinhaltet die Vorrichtung 103 ein ausgedünntes Seedsubstrat 112 mit einer darüber liegenden piezoelektrischen Einkristallschicht 120, die eine Mikrodurchkontaktierung 129 aufweist. Die Mikrodurchkontaktierung 129 kann einen oberseitigen Mikrograben 121, einen oberseitigen Metallstecker 146, einen rückseitigen Graben 114 und einen rückseitigen Metallstecker 147 beinhalten. Obwohl die Vorrichtung 103 mit einer einzelnen Mikrodurchkontaktierung 129 dargestellt ist, kann die Vorrichtung 103 mehrere Mikrodurchkontaktierungen aufweisen. Eine oberseitige Metallelektrode 130 wird über der piezoelektrischen Schicht 120 gebildet. Das ausgedünnte Substrat 112 weist den ersten und den zweiten rückseitigen Schlitz 113, 114 auf. Eine rückseitige Metallelektrode 131 wird unter einem Abschnitt des ausgedünnten Seedsubstrats 112, des ersten rückseitigen Grabens 113 und der oberseitigen Metallelektrode 130 gebildet. Ein rückseitiger Metallstecker 147 ist unter einem Abschnitt des ausgedünnten Seedsubstrats 112, des zweiten rückseitigen Grabens 114 und des oberseitigen Metalls 145 gebildet. Dieser rückseitige Metallstecker 147 ist mit dem oberseitigen Metallstecker 146 und der rückseitigen Metallelektrode 131 elektrisch gekoppelt. Auf weitere Einzelheiten bezüglich des Herstellungsverfahrens dieser Vorrichtung wird ausgehend von 2 eingegangen.
1D ist ein vereinfachtes Diagramm, das eine akustische Resonatorvorrichtung mit Interposer/Cap-free-Strukturverbindungen mit einem gemeinsam genutzten rückseitigen Graben gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Wie gezeigt, beinhaltet die Vorrichtung 104 ein ausgedünntes Seedsubstrat 112 mit einer darüber liegenden piezoelektrischen Einkristallschicht 120, die eine Mikrodurchkontaktierung 129 aufweist. Die Mikrodurchkontaktierung 129 kann einen oberseitigen Mikrograben 121, einen oberseitigen Metallstecker 146 und ein rückseitiges Metall 147 beinhalten. Obwohl die Vorrichtung 104 mit einer einzelnen Mikrodurchkontaktierung 129 dargestellt ist, kann die Vorrichtung 104 mehrere Mikrodurchkontaktierungen aufweisen. Eine oberseitige Metallelektrode 130 wird über der piezoelektrischen Schicht 120 gebildet. Das ausgedünnte Substrat 112 weist einen ersten rückseitigen Graben 113 auf. Eine rückseitige Metallelektrode 131 wird unter einem Abschnitt des ausgedünnten Seedsubstrats 112, des ersten rückseitigen Grabens 113 und der oberseitigen Metallelektrode 130 gebildet. Ein rückseitiges Metall 147 wird unter einem Abschnitt des ausgedünnten Seedsubstrats 112, des zweiten rückseitigen Grabens 114 und des oberseitigen Metalls 145 gebildet. Dieses rückseitige Metall 147 ist mit dem oberseitigen Metallstecker 146 und der rückseitigen Metallelektrode 131 elektrisch gekoppelt. Auf weitere Einzelheiten bezüglich des Herstellungsverfahrens dieser Vorrichtung wird ausgehend von 2 eingegangen.
2 und 3 sind vereinfachte Diagramme, die Schritte für ein Herstellungsverfahren für eine akustische Resonatorvorrichtung gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Dieses Verfahren veranschaulicht den Prozess zum Herstellen einer akustischen Resonatorvorrichtung ähnlich der in 1A gezeigten. 2 kann einen Verfahrensschritt zum Bereitstellen eines teilweise verarbeiteten piezoelektrischen Substrats darstellen. Wie gezeigt enthält die Vorrichtung 102 ein Seedsubstrat 110 mit einer darüberliegend gebildeten piezoelektrischen Schicht 120. In einem spezifischen Beispiel kann das Saatsubstrat Silizium-, Siliziumkarbid-, Aluminiumoxid- oder Einkristall-Aluminium-Gallium-Nitrid-Materialien oder dergleichen umfassen. Die piezoelektrische Schicht 120 kann eine piezoelektrische Einkristallschicht oder eine piezoelektrische Dünnfilmeinkristallschicht umfassen.
3 kann einen Verfahrensschritt zum Bilden einer oberseitigen Metallisierung oder einer oberseitigen Resonatormetallelektrode 130 darstellen. In einem spezifischen Beispiel kann die oberseitige Metallelektrode 130 ein Molybdän-, Aluminium-, Ruthenium- oder Titanmaterial oder dergleichen und Kombinationen davon beinhalten. Diese Schicht kann durch einen Abhebeprozess, einen Nassätzprozess, einen Trockenätzprozess, einen Metalldruckprozess, einen Metalllaminierungsprozess oder dergleichen auf der Oberseite der piezoelektrischen Schicht abgeschieden und strukturiert werden. Der Abhebeprozess kann einen sequentiellen Prozess von lithografischer Strukturierung, Metallabscheidung und Abhebeschritten einschließen, um die oberseitige Metallschicht zu erzeugen. Die Nass- /Trockenätzprozesse können sequentielle Prozesse der Metallabscheidung, der lithografischen Strukturierung, der Metallabscheidung und der Metallätzschritte zum Erzeugen der oberseitigen Metallschicht einschließen. Der Durchschnittsfachmann wird andere Variationen, Modifikationen und Alternativen erkennen.
4A ist ein vereinfachtes Diagramm, das einen Schritt für ein Herstellungsverfahren für eine akustische Resonatorvorrichtung 401 gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Diese Figur kann einen Verfahrensschritt des Ausbildens eines oder mehrerer oberseitiger Mikrogräben 121 innerhalb eines Abschnitts der piezoelektrischen Schicht 120 darstellen. Dieser oberseitige Mikrograben 121 kann als Hauptverbindungsübergang zwischen der Ober- und Unterseite der akustischen Membran dienen, die in späteren Verfahrensschritten entwickelt wird. In einem Beispiel erstreckt sich der oberseitige Mikrograben 121 vollständig durch die piezoelektrische Schicht 120 und endet in dem Seedsubstrat 110. Dieser oberseitige Mikrograben 121 kann durch einen Trockenätzprozess, einen Laserbohrprozess oder dergleichen gebildet werden. 4B und 4C beschreiben diese Optionen ausführlicher.
4B und 4C sind vereinfachte Diagramme, die alternative Verfahren zum Durchführen des Verfahrensschritts, wie in 4A beschrieben, darstellen. Wie gezeigt, stellt 4B einen Verfahrensschritt zum Verwenden eines Laserbohrers dar, der den oberen Mikrograben 121 in der piezoelektrischen Schicht 120 schnell und genau bilden kann. In einem Beispiel kann der Laserbohrer verwendet werden, um Löcher mit einem Nenndurchmesser von 50 µm oder Löcher mit einem Durchmesser zwischen 10 µm und 500 µm durch die piezoelektrische Schicht 120 zu bilden und im Seedsubstrat 110 unter der Grenzfläche zwischen den Schichten 120 und 110 zu stoppen. Über der piezoelektrischen Schicht 120 und der oberseitigen Metallelektrode 130 kann eine Schutzschicht 122 ausgebildet werden. Diese Schutzschicht 122 kann dazu dienen, die Vorrichtung vor Lasertrümmern zu schützen und eine Maske für das Ätzen der oberseitigen Mikrodurchkontaktierung 121 bereitzustellen. In einem spezifischen Beispiel kann der Laserbohrer ein diodengepumpter 11 W Hochleistungs-UV-Laser oder dergleichen sein. Diese Maske 122 kann anschließend entfernt werden, bevor mit anderen Schritten fortgefahren wird. Die Blende kann auch aus dem Laserbohrprozess weggelassen werden und ein Luftstrom kann verwendet werden, um Laserdebris zu entfernen.
4C kann einen Verfahrensschritt zum Verwenden eines Trockenätzprozesses darstellen, um den oberen Mikrograben 121 in der piezoelektrischen Schicht 120 auszubilden. Wie gezeigt, kann eine lithografische Maskierungsschicht 123 ausgebildet werden, die über der piezoelektrischen Schicht 120 und der oberseitigen Metallelektrode 130 liegt. Der oberseitige Mikrograben 121 kann durch Einwirkung von Plasma oder dergleichen gebildet werden.
4D und 4E sind vereinfachte Diagramme, die ein alternatives Verfahren zum Durchführen des Verfahrensschritts, wie in 4A beschrieben, darstellen. Diese Figuren können den Verfahrensschritt zum gleichzeitigen Herstellen mehrerer akustischer Resonatorvorrichtungen darstellen. In 4D sind zwei Vorrichtungen auf Chip Nr. 1 bzw. Chip Nr. 2 gezeigt. 4E zeigt den Prozess des Ausbildens einer Mikrodurchkontaktierung 121 auf jedem dieser Chips, während auch eine Ritzlinie 124 oder Wafervereinzelungslinie geätzt wird. In einem Beispiel vereinzelt das Ätzen der Ritzlinie 124 und baut Spannung in der piezoelektrischen Einkristallschicht 120 ab.
5 bis 8 sind vereinfachte Diagramme, die Schritte für ein Herstellungsverfahren für eine akustische Resonatorvorrichtung gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. 5 kann den Verfahrensschritt des Ausbildens eines oder mehrerer Bondpads 140 und des Ausbildens eines oberseitigen Metalls 141 darstellen, das mit mindestens einem der Bondpads 140 elektrisch gekoppelt ist. Das oberseitige Metall 141 kann einen oberseitigen Metallstecker 146 beinhalten, der innerhalb des oberseitigen Mikrograbens 121 gebildet ist. In einem spezifischen Beispiel füllt der oberseitige Metallstecker 146 den oberseitigen Mikrograben 121, um einen oberseitigen Abschnitt einer Mikrodurchkontaktierung auszubilden.
In einem Beispiel können die Bondpads 140 und das oberseitige Metall 141 in Abhängigkeit von der Anwendung der Vorrichtung ein Goldmaterial oder ein anderes Verbindungsmetallmaterial beinhalten. Diese Metallmaterialien können durch einen Abhebeprozess, einen Nassätzprozess, einen Trockenätzprozess, einen Siebdruckprozess, einen Elektroplattierungsprozess, einen Metalldruckprozess oder dergleichen ausgebildet werden. In einem spezifischen Beispiel können die abgeschiedenen Metallmaterialien auch als Bondpads für eine Kappenstruktur dienen, die nachstehend beschrieben wird.
6 kann einen Verfahrensschritt zum Vorbereiten der akustischen Resonatorvorrichtung für das Bonden darstellen, das ein hermetisches Bonden sein kann. Wie gezeigt, ist eine obere Kappenstruktur über der teilweise verarbeiteten akustischen Resonatorvorrichtung positioniert, wie in den vorherigen Figuren beschrieben. Die obere Kappenstruktur kann unter Verwendung eines Interposer-Substrats 119 in zwei Konfigurationen ausgebildet werden: vollständig verarbeitete Interposer-Version 601 (Glasdurchkontaktierung) und teilweise verarbeitete Interposer-Version 602 (Blinddurchkontaktierungsversion). In der Version 601 beinhaltet das Interposer-Substrat 119 Durchkontaktierungsstrukturen 151, die sich durch das Interposer-Substrat 119 erstrecken und an die unteren Bondpads 142 und die oberen Bondpads 143 elektrisch gekoppelt sind. In der Version 602 enthält das Interposer-Substrat 119 Blinddurchkontaktierungsstrukturen 152, die sich nur von der Unterseite durch einen Abschnitt des Interposer-Substrats 119 erstrecken. Diese Blinddurchkontaktierungsstrukturen 152 sind auch an die unteren Bondpads 142 elektrisch gekoppelt. In einem spezifischen Beispiel kann das Interposer-Substrat ein Silizium, Glas, Smart-Glass oder ein anderes ähnliches Material einschließen.
7 kann einen Verfahrensschritt zum Bonden der oberen Kappenstruktur mit der teilweise verarbeiteten akustischen Resonatorvorrichtung darstellen. Wie gezeigt, ist das Interposer-Substrat 119 durch die Bondpads (140, 142) und das oberseitige Metall 141, die nun als Bondpad 144 und oberseitiges Metall 145 bezeichnet werden, an die piezoelektrische Schicht gebondet. Dieser Verbindungsprozess kann unter Verwendung eines Kompressionsverbindungsverfahrens oder dergleichen durchgeführt werden. 8 kann einen Verfahrensschritt zum Ausdünnen des Seedsubstrats 110 darstellen, das nun als ausgedünntes Seedsubstrat 111 bezeichnet wird. Dieser Prozess zum Ausdünnen des Substrats kann Schleif- und Ätzprozesse oder dergleichen einschließen. In einem spezifischen Beispiel kann dieser Prozess einen Wafer-Rückschleifprozess, gefolgt von einer Spannungsbeseitigung einschließen, was Trockenätzen, CMP-Polieren oder Temperprozesse beinhalten kann.
9A ist ein vereinfachtes Diagramm, das einen Schritt für ein Herstellungsverfahren für eine akustische Resonatorvorrichtung 901 gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. 9A kann einen Verfahrensschritt zum Ausbilden der rückseitigen Gräben 113 und 114 darstellen, um Zugriff auf die piezoelektrische Schicht von der Rückseite des ausgedünnten Seedsubstrats 111 zu ermöglichen. In einem Beispiel kann der erste rückseitige Graben 113 innerhalb des ausgedünnten Seedsubstrats 111 und unter der oberseitigen Metallelektrode 130 ausgebildet werden. Der zweite rückseitige Graben 114 kann innerhalb des ausgedünnten Seedsubstrats 111 und unter dem oberseitigen Mikrograben 121 und dem oberseitigen Metallstecker 146 ausgebildet werden. Dieses Substrat wird nun als ausgedünntes Substrat 112 bezeichnet. In einem spezifischen Beispiel können diese Gräben 113 und 114 unter Verwendung von tiefen reaktiven Ionenätz(Deep Reactive Ion Etching - DRIE)-Prozessen, Bosch-Prozessen oder dergleichen ausgebildet werden. Die Größe, Form und Anzahl der Gräben kann mit dem Design der akustischen Resonatorvorrichtung variieren. In verschiedenen Beispielen kann der erste rückseitige Graben mit einer Grabenform ähnlich einer Form der oberseitigen Metallelektrode oder einer Form der rückseitigen Metallelektrode ausgebildet sein. Der erste rückseitige Graben kann auch mit einer Grabenform ausgebildet sein, die sich sowohl von einer Form der oberseitigen Metallelektrode als auch der rückseitigen Metallelektrode unterscheidet.
9B und 9C sind vereinfachte Diagramme, die ein alternatives Verfahren zum Durchführen des Verfahrensschritts, wie in 9A beschrieben, darstellen. Wie 4D und 4E können diese Figuren den Verfahrensschritt zum gleichzeitigen Herstellen mehrerer akustischer Resonatorvorrichtungen darstellen. In 9B sind zwei Vorrichtungen mit Kappenstrukturen auf Chip Nr. 1 bzw. Chip Nr. 2 gezeigt. 9C zeigt den Prozess zum Ausbilden von rückseitigen Gräben (113, 114) auf jedem dieser Chips, während auch eine Ritzlinie 115 oder eine Wafervereinzelungslinie geätzt wird. In einem Beispiel bietet das Ätzen der Ritzlinie 115 eine optionale Möglichkeit, den rückseitigen Wafer 112 zu vereinzeln.
10 ist ein vereinfachtes Diagramm, das einen Schritt für ein Herstellungsverfahren für eine akustische Resonatorvorrichtung 1000 gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Diese Figur kann einen Verfahrensschritt des Ausbildens einer rückseitigen Metallelektrode 131 und eines rückseitigen Metallsteckers 147 innerhalb der rückseitigen Gräben des ausgedünnten Seedsubstrats 112 darstellen. In einem Beispiel kann die rückseitige Metallelektrode 131 unter einem oder mehreren Abschnitten des ausgedünnten Substrats 112 innerhalb des ersten rückseitigen Grabens 113 und unter der oberseitigen Metallelektrode 130 ausgebildet sein. Dieser Prozess vervollständigt die Resonatorstruktur innerhalb der akustischen Resonatorvorrichtung. Der rückseitige Metallstecker 147 kann unter einem oder mehreren Abschnitten des ausgedünnten Substrats 112, innerhalb des zweiten rückseitigen Grabens 114 und unter dem oberseitigen Mikrograben 121 gebildet sein. Der rückseitige Metallstecker 147 kann an den oberseitigen Metallstecker 146 und die rückseitige Metallelektrode 131 elektrisch gekoppelt sein. In einem spezifischen Beispiel kann die rückseitige Metallelektrode 130 ein Molybdän-, Aluminium-, Ruthenium- oder Titanmaterial oder dergleichen und Kombinationen davon beinhalten. Der rückseitige Metallstecker kann ein Goldmaterial, Verbindungsmetalle mit niedrigem spezifischem Widerstand, Elektrodenmetalle oder dergleichen beinhalten. Diese Schichten können unter Verwendung der zuvor beschriebenen Abscheidungsverfahren abgeschieden werden.
11A und 11B sind vereinfachte Diagramme, die alternative Schritte für ein Herstellungsverfahren für eine akustische Resonatorvorrichtung gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Diese Figuren zeigen Verfahren zum Bonden einer rückseitigen Kappenstruktur, die unter dem ausgedünnten Seedsubstrat 112 liegt. In 11A ist die rückseitige Kappenstruktur eine Trockenfilmkappe 161, die einen permanenten fotostrukturierbaren Trockenfilm wie etwa eine Lötmaske, Polyimid oder dergleichen beinhalten kann. Das Bonden dieser Kappenstruktur kann kostengünstig und zuverlässig sein, erzeugt jedoch möglicherweise keine hermetische Abdichtung. In 11B ist die rückseitige Kappenstruktur ein Substrat 162, das ein Silizium, Glas oder ein anderes ähnliches Material beinhalten kann. Das Bonden dieses Substrats kann eine hermetische Abdichtung bereitstellen, kann jedoch mehr kosten und zusätzliche Prozesse erfordern. Je nach Anwendung kann jede dieser rückseitigen Kappenstrukturen unter den ersten und zweiten rückseitigen Durchkontaktierungen gebondet werden.
12A bis 12E sind vereinfachte Diagramme, die Schritte für ein Herstellungsverfahren für eine akustische Resonatorvorrichtung gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Genauer gesagt beschreiben diese Figuren zusätzliche Schritte zum Verarbeiten der Blind-Via-Interposer-,,602"-Version der oberen Kappenstruktur. 12A zeigt eine akustische Resonatorvorrichtung 1201 mit Blinddurchkontaktierungen 152 in der oberen Kappenstruktur. In 12B wird das Interposer-Substrat 119 ausgedünnt, das ein ausgedünntes Interposer-Substrat 118 bildet, um die Blinddurchkontaktierungen 152 freizulegen. Dieser Ausdünnungsprozess kann eine Kombination aus einem Schleifprozess und einem Ätzprozess sein, wie für das Ausdünnen des Seedsubstrats beschrieben. In 12C können ein Umverteilungsschicht(Redistribution Layer - RDL)-Prozess und ein Metallisierungsprozess angewendet werden, um obere Kappen-Bondpads 160 zu erzeugen, die über den Blinddurchkontaktierungen 152 ausgebildet werden und mit den Blinddurchkontaktierungen 152 elektrisch gekoppelt sind. Wie in 12D kann ein Ball Grid Array(BGA)-Prozess angewendet werden, um Lötkugeln 170 auszubilden, die über den oberen Kappen-Bondpads 160 liegen und mit diesen elektrisch gekoppelt sind. Durch diesen Prozess ist die akustische Resonatorvorrichtung für das Drahtbonden 171 vorbereitet, wie in 12E gezeigt.
13 ist ein vereinfachtes Diagramm, das einen Schritt für ein Herstellungsverfahren für eine akustische Resonatorvorrichtung gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Wie gezeigt, enthält die Vorrichtung 1300 zwei vollständig verarbeitete akustische Resonatorvorrichtungen, die zur Vereinzelung bereit sind, um separate Vorrichtungen zu erzeugen. In einem Beispiel kann der Chipvereinzelungsprozess unter Verwendung eines Wafer-Dicing-Sägeprozesses, eines Laserschneidvereinzelungsprozesses oder anderer Prozesse und Kombinationen davon durchgeführt werden.
14A bis 14G sind vereinfachte Diagramme, die Schritte für ein Herstellungsverfahren für eine akustische Resonatorvorrichtung gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Dieses Verfahren veranschaulicht den Prozess zum Herstellen einer akustischen Resonatorvorrichtung ähnlich der in 1B gezeigten. Das Verfahren für dieses Beispiel eines akustischen Resonators kann ähnliche Schritte wie in 1-5 beschrieben durchlaufen. 14A zeigt, wo sich dieses Verfahren von dem zuvor beschriebenen unterscheidet. Hier beinhaltet das obere Kappenstruktursubstrat 119 und nur eine Metallisierungsschicht mit einem oder mehreren unteren Bondpads 142. Im Vergleich zu 6 gibt es keine Durchkontaktierungsstrukturen in der oberen Kappenstruktur, da die Verbindungen auf der Unterseite der akustischen Resonatorvorrichtung ausgebildet werden.
14B bis 14F stellen Verfahrensschritte dar, die denen ähnlich sind, die im ersten Prozessablauf beschrieben wurden. 14B kann einen Verfahrensschritt zum Bonden der oberen Kappenstruktur an die piezoelektrische Schicht 120 durch die Bondpads (140, 142) und das oberseitige Metall 141 darstellen, die jetzt als Bondpads 144 und oberseitiges Metall 145 mit oberseitigem Metallstecker 146 bezeichnet werden. 14C kann einen Verfahrensschritt zum Ausdünnen des Seedsubstrats 110 darstellen, das ein ausgedünntes Seedsubstrat 111 bildet, ähnlich dem in 8 beschriebenen. 14D kann einen Verfahrensschritt des Ausbildens eines ersten und zweiten rückseitigen Grabens darstellen, ähnlich dem in 9A beschriebenen. 14E kann einen Verfahrensschritt des Ausbildens einer rückseitigen Metallelektrode 131 und eines rückseitigen Metallsteckers 147 darstellen, ähnlich dem in 10 beschriebenen. 14F kann einen Verfahrensschritt zum Bonden einer rückseitigen Kappenstruktur 162 darstellen, ähnlich der in den 11A und 11B beschriebenen.
14G zeigt einen weiteren Schritt, der sich von dem zuvor beschriebenen Prozessablauf unterscheidet. Hier werden die rückseitigen Bondpads 171, 172 und 173 innerhalb der rückseitigen Kappenstruktur 162 gebildet. In einem Beispiel können diese rückseitigen Bondpads 171-173 durch Maskierungs-, Ätz- und Metallabscheidungsprozesse ausgebildet werden, die denen ähnlich sind, die zum Ausbilden der anderen Metallmaterialien verwendet werden. Ein BGA-Prozess kann angewendet werden, um Lötkugeln 170 in Kontakt mit diesen rückseitigen Bondpads 171-173 auszubilden, wodurch die akustische Resonatorvorrichtung 1407 für das Drahtbonden vorbereitet wird.
15A bis 15E sind vereinfachte Diagramme, die Schritte für ein Herstellungsverfahren für eine akustische Resonatorvorrichtung gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Dieses Verfahren veranschaulicht den Prozess zum Herstellen einer akustischen Resonatorvorrichtung ähnlich der in 1B gezeigten. Das Verfahren für dieses Beispiel kann ähnliche Schritte wie in 1-5 beschrieben durchlaufen. 15A zeigt, wo sich dieses Verfahren von dem zuvor beschriebenen unterscheidet. Auf dem Substrat ist ein temporärer Träger 218 mit einer Schicht aus temporärem Klebstoff 217 befestigt. In einem spezifischen Beispiel kann der temporäre Träger 218 einen Glaswafer, einen Siliziumwafer oder einen anderen Wafer und dergleichen beinhalten.
15B bis 15F stellen Verfahrensschritte dar, die denen ähnlich sind, die im ersten Prozessablauf beschrieben wurden. 15B kann einen Verfahrensschritt zum Ausdünnen des Seedsubstrats 110 darstellen, das ein ausgedünntes Seedsubstrat 111 bildet, ähnlich dem in 8 beschriebenen. In einem spezifischen Beispiel kann das Ausdünnen des Seedsubstrats 110 einen rückseitigen Schleifprozess gefolgt von einem Spannungsbeseitigungsprozess beinhalten. Der Spannungsbeseitigungsprozess kann ein Trockenätzen, eine chemisch-mechanische Planarisierung (CMP) und Temperprozesse beinhalten.
15C kann einen Verfahrensschritt des Ausbildens eines gemeinsam genutzten rückseitigen Grabens 113 darstellen, ähnlich den in 9A beschriebenen Techniken. Der Hauptunterschied besteht darin, dass der gemeinsam genutzte rückseitige Graben sowohl unter der oberseitigen Metallelektrode 130, dem oberseitigen Mikrograben 121 als auch dem oberseitigen Metallstecker 146 konfiguriert ist. In einem Beispiel ist der gemeinsam genutzte rückseitige Graben 113 ein rückseitiger Resonatorhohlraum, der in Größe, Form (alle möglichen geometrischen Formen) und Seitenwandprofil (konisch konvex, konisch konkav oder rechtwinklig) variieren kann. In einem spezifischen Beispiel kann das Ausbilden des gemeinsam genutzten rückseitigen Grabens 113 einen Litho-Ätzprozess beinhalten, der eine Rücken-an-Front-Ausrichtung und Trockenätzen des rückseitigen Substrats 111 beinhalten kann. Die piezoelektrische Schicht 120 kann als Ätzstoppschicht zum Ausbilden des gemeinsam genutzten rückseitigen Grabens 113 dienen.
15D kann einen Verfahrensschritt des Ausbildens einer rückseitigen Metallelektrode 131 und eines rückseitigen Metalls 147 darstellen, ähnlich dem in 10 beschriebenen. In einem Beispiel kann das Ausbilden der rückseitigen Metallelektrode 131 eine Abscheidung und Strukturierung von Metallmaterialien innerhalb des gemeinsam genutzten rückseitigen Grabens 113 beinhalten. Hier dient das rückseitige Metall 131 als Elektrode und das rückseitige Plug/Connect-Metall 147 innerhalb der Mikrodurchkontaktierung 121. Die Dicke, Form und Art des Metalls können in Abhängigkeit von der Resonator-/Filterauslegung variieren. Als Beispiel können die rückseitige Elektrode 131 und das Durchgangssteckermetall 147 unterschiedliche Metalle sein. In einem spezifischen Beispiel können diese rückseitigen Metalle 131, 147 entweder auf der Oberfläche der piezoelektrischen Schicht 120 abgeschieden und strukturiert oder auf die Rückseite des Substrats 112 umgeleitet werden. In einem Beispiel kann die rückseitige Metallelektrode so strukturiert sein, dass sie innerhalb der Grenzen des gemeinsam genutzten rückseitigen Grabens so konfiguriert ist, dass die rückseitige Metallelektrode nicht mit einer oder mehreren Seitenwänden des während des Ausbildens des gemeinsamen rückseitigen Grabens erzeugten Seedsubstrats in Kontakt kommt.
15E kann einen Verfahrensschritt zum Bonden einer rückseitigen Kappenstruktur 162 darstellen, ähnlich derjenigen, die in 11A und 11B beschrieben wurde, nach einem Ablösen des temporären Trägers 218 und Reinigen der Oberseite der Vorrichtung, um den temporären Klebstoff 217 zu entfernen. Der Durchschnittsfachmann wird andere Variationen, Modifikationen und Alternativen der zuvor beschriebenen Verfahrensschritte erkennen.
Wie hierin verwendet, kann der Begriff „Substrat“ das Bulk-Substrat bedeuten oder kann darüberliegende Wachstumsstrukturen, wie beispielsweise ein Aluminium, Gallium oder eine ternäre Verbindung von Aluminium und Gallium und eine stickstoffhaltige epitaktische Region oder funktionelle Regionen, Kombinationen und dergleichen, einschließen.
Ein oder mehrere Vorteile werden gegenüber bereits existierenden Techniken unter Verwendung der Erfindung erzielt. Insbesondere kann die vorliegende Vorrichtung auf relativ einfache und kostengünstige Weise hergestellt werden, während herkömmliche Materialien und/oder Verfahren gemäß den Verfahren des Durchschnittsfachmanns verwendet werden. Unter Verwendung des vorliegenden Verfahrens kann man einen zuverlässigen akustischen Resonator auf Einkristallbasis erzeugen, der mehrere Möglichkeiten des dreidimensionalen Stapelns durch einen Wafer-Level-Prozess verwendet. Solche Filter oder Resonatoren können in einer HF-Filtervorrichtung, einem HF-Filtersystem oder dergleichen implementiert sein. Abhängig von der Ausführungsform können einer oder mehrere dieser Vorteile erzielt werden. Selbstverständlich kann es andere Variationen, Modifikationen und Alternativen geben.
Da 4G LTE und 5G von Tag zu Tag zunehmend genutzt werden, erfordert die drahtlose Datenkommunikation leistungsstarke HF-Filter mit Frequenzen um 5 GHz und höher. Bulk-Acoustic-Wave-Resonatoren (BAWR), die in solchen Filtern, die bei Frequenzen um 3 GHz und darunter arbeiten, weit verbreitet verwendet werden, sind führende Kandidaten, um solche Anforderungen zu erfüllen. Aktuelle Bulk-Acoustic-Wave-Resonatoren verwenden polykristalline piezoelektrische AlN-Dünnfilme, bei denen die C-Achse jedes Korns senkrecht zur Filmoberfläche ausgerichtet ist, um eine hohe piezoelektrische Leistung zu ermöglichen, während die a- oder b-Achse der Körner zufällig verteilt sind. Diese besondere Kornverteilung funktioniert gut, wenn die Dicke des piezoelektrischen Films etwa 1 µm und mehr beträgt, was die perfekte Dicke für Bulk-Acoustic-Wave (BAW)-Filter ist, die bei Frequenzen im Bereich von 1 bis 3 GHz arbeiten. Die Qualität der polykristallinen piezoelektrischen Filme verschlechtert sich jedoch schnell, wenn die Dicke unter etwa 0,5 µm sinkt, was für Resonatoren und Filter erforderlich ist, die bei Frequenzen um 5 GHz und darüber arbeiten.
Einkristalline oder epitaktische piezoelektrische Dünnfilme, die auf kompatiblen kristallinen Substraten gezüchtet wurden, zeigen eine gute kristalline Qualität und eine hohe piezoelektrische Leistung selbst bis hin zu sehr geringen Dicken, z. B. 0,4 µm. Die vorliegende Erfindung stellt Herstellungsverfahren und -strukturen für hochqualitative Bulk-Acoustic-Wave-Resonatoren mit einkristallinen oder epitaktischen piezoelektrischen dünnen Filmen für Hochfrequenz-BAW-Filteranwendungen bereit.
BAWRs können ein piezoelektrisches Material, z. B. AlN, in kristalliner Form, d. h. polykristallin oder einkristallin, verwenden. Die Qualität des Films hängt maßgeblich von der chemischen, kristallinen oder topographischen Qualität der Schicht ab, auf der der Film gezüchtet wurde. Bei herkömmlichen BAWR-Prozessen (einschließlich Film Bulk Acoustic Resonator (FBAR) oder Solidly Mounted Resonator(SMR)-Geometrie) wird der piezoelektrische Film auf einer strukturierten unteren Elektrode gezüchtet, die normalerweise aus Molybdän (Mo), Wolfram (W) oder Ruthenium (Ru) besteht. Die Oberflächengeometrie der strukturierten unteren Elektrode beeinflusst die Kristallorientierung und Kristallqualität des piezoelektrischen Films erheblich, was eine komplizierte Modifikation der Struktur erfordert.
Somit verwendet die vorliegende Erfindung einkristalline piezoelektrische Filme und Dünnfilmtransferprozesse, um einen BAWR mit verbessertem ultimativem Qualitätsfaktor und elektromechanischer Kopplung für HF-Filter herzustellen. Solche Verfahren und Strukturen erleichtern Herstellungsverfahren und Strukturen für HF-Filter unter Verwendung von einkristallinen oder epitaktischen piezoelektrischen Filmen, um die wachsenden Anforderungen der modernen Datenkommunikation zu erfüllen.
In einem Beispiel stellt die vorliegende Erfindung Transferstrukturen und Verfahren für akustische Resonatorvorrichtungen bereit, die einen flachen piezoelektrischen Einkristallfilm hoher Qualität für eine überlegene akustische Wellensteuerung und einen hohen Q-Wert bei hoher Frequenz bereitstellen. Wie vorstehend beschrieben, begrenzen polykristalline piezoelektrische Schichten Q bei hoher Frequenz. Außerdem beeinflusst das Wachsen epitaxialer piezoelektrischer Schichten auf strukturierten Elektroden die kristalline Orientierung der piezoelektrischen Schicht, was die Möglichkeit einer engen Grenzsteuerung der resultierenden Resonatoren einschränkt. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, wie unten weiter beschrieben, können diese Einschränkungen überwinden, und bieten eine verbesserte Leistung und Kosteneffizienz.
16A-16C bis 31A-31C veranschaulichen ein Herstellungsverfahren für eine akustische Resonatorvorrichtung unter Verwendung einer Transferstruktur mit einer Opferschicht. In diesen unten beschriebenen Figurenserien zeigen die „A“-Figuren vereinfachte Diagramme, die Querschnittsansichten von oben von Einkristallresonatorvorrichtungen gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung darstellen. Die Figuren „B“ zeigen vereinfachte Diagramme, die Längsschnittansichten derselben Vorrichtungen in den Figuren „A“ darstellen. In ähnlicher Weise zeigen die „C“-Figuren vereinfachte Diagramme, die Querschnittsansichten in Breitenrichtung derselben Vorrichtungen in den „A“-Figuren darstellen. In einigen Fällen werden bestimmte Merkmale weggelassen, um andere Merkmale und die Beziehungen zwischen diesen Merkmalen hervorzuheben. Der Durchschnittsfachmann wird Variationen, Modifikationen und Alternativen zu den in dieser Figurenreihe gezeigten Beispielen erkennen.
16A-16C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer akustischen Einkristallresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Transferprozess unter Verwendung einer Opferschicht für akustische Einkristallresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Ausbildens eines piezoelektrischen Films 1620, der über einem Wachstumssubstrat 1610 liegt. In einem Beispiel kann das Wachstumssubstrat 1610 Silizium (S), Siliziumkarbid (SiC) oder andere ähnliche Materialien beinhalten. Der piezoelektrische Film 1620 kann ein epitaxialer Film sein, der Aluminiumnitrid (AlN), Galliumnitrid (GaN), ScAlN oder andere ähnliche Materialien enthält. Außerdem kann dieses piezoelektrische Substrat einem Dickenbeschnitt unterzogen werden.
17A-17C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer Einkristallakustikresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Übertragungsprozess unter Verwendung einer Opferschicht für Einkristallakustikresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Ausbildens einer ersten Elektrode 1710, die über der Oberflächenregion des piezoelektrischen Films 1620 liegt. In einem Beispiel kann die erste Elektrode 1710 Molybdän (Mo), Ruthenium (Ru), Wolfram (W) oder andere ähnliche Materialien einschließen. In einem spezifischen Beispiel kann die erste Elektrode 1710 einer Trockenätzung mit einer Neigung unterzogen werden. Als Beispiel kann die Neigung etwa 60 Grad betragen.
18A-18C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer akustischen Einkristallresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Transferprozess unter Verwendung einer Opferschicht für akustische Einkristallresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Ausbildens einer ersten Passivierungsschicht 1810, die über der ersten Elektrode 1710 und dem piezoelektrischen Film 1620 liegt. In einem Beispiel kann die erste Passivierungsschicht 1810 Siliziumnitrid (SiN), Siliziumoxid (SiOx) oder andere ähnliche Materialien enthalten. In einem spezifischen Beispiel kann die erste Passivierungsschicht 1810 eine Dicke im Bereich von etwa 50 nm bis etwa 100 nm aufweisen.
19A-19C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer akustischen Einkristallresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Transferprozess unter Verwendung einer Opferschicht für akustische Einkristallresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Ausbildens einer Opferschicht 1910, die über einem Abschnitt der ersten Elektrode 1810 und einem Abschnitt des piezoelektrischen Films 1620 liegt. In einem Beispiel kann die Opferschicht 1910 polykristallines Silizium (poly-Si), amorphes Silizium (a-Si) oder andere ähnliche Materialien beinhalten. In einem spezifischen Beispiel kann diese Opferschicht 1910 einer Trockenätzung mit einer Neigung unterzogen und mit einer Dicke von etwa 1 µm abgeschieden werden. Weiterhin kann phosphordotiertes SiO₂ (PSG) als Opferschicht mit verschiedenen Kombinationen von Trägerschichten (z. B. SiNx) verwendet werden.
20A-20C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer akustischen Einkristallresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Transferprozess unter Verwendung einer Opferschicht für akustische Einkristallresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Ausbildens einer Trägerschicht 2010, die über der Opferschicht 1910, der ersten Elektrode 1710 und dem piezoelektrischen Film 1620 liegt. In einem Beispiel kann die Trägerschicht 2010 Siliziumdioxid (SiO₂), Siliziumnitrid (SiN) oder andere ähnliche Materialien beinhalten. In einem spezifischen Beispiel kann diese Opferschicht 2010 einer Trockenätzung mit einer Neigung unterzogen und mit einer Dicke von etwa 2-3 µm abgeschieden werden. Wie vorstehend beschrieben, können im Fall einer PSG-Opferschicht auch andere Trägerschichten (z. B. SiNx) verwendet werden.
21A-21C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer akustischen Einkristallresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Transferprozess unter Verwendung einer Opferschicht für akustische Einkristallresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Polierens der Trägerschicht 2010, um eine polierte Trägerschicht 2011 auszubilden. In einem Beispiel kann der Polierprozess einen chemisch-mechanischen Planarisierungsprozess oder dergleichen einschließen.
22A-22C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer akustischen Einkristallresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Transferprozess unter Verwendung einer Opferschicht für akustische Einkristallresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren das Umdrehen der Vorrichtung und die physische Kopplung über der Trägerschicht 2011, die über einem Bondsubstrat 2210 liegt. In einem Beispiel kann das Bondsubstrat 2210 eine Bondträgerschicht 2220 (SiO₂ oder ein ähnliches Material) beinhalten, die über einem Substrat mit Silizium (Si), Saphir (Al₂O₃), Siliziumdioxid (SiO₂), Siliziumkarbid (SiC) oder anderen ähnlichen Materialien liegt. In einer spezifischen Ausführungsform ist die Bondträgerschicht 2220 des Bondsubstrats 2210 mit der polierten Trägerschicht 2011 physisch gekoppelt. Ferner kann der physische Kopplungsprozess einen Bonding-Prozess bei Raumtemperatur, gefolgt von einem Temperprozess bei 300 Grad Celsius beinhalten.
23A-23C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer akustischen Einkristallresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Transferprozess unter Verwendung einer Opferschicht für akustische Einkristallresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Entfernens des Wachstumssubstrats 1610 oder anderweitig die Übertragung des piezoelektrischen Films 1620. In einem Beispiel kann der Entfernungsprozess einen Schleifprozess, einen Blankätzprozess, einen Filmtransferprozess, einen Ionenimplantationstransferprozess, einen Laserrisstransferprozess oder dergleichen und Kombinationen davon einschließen.
24A-24C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer Einkristallakustikresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Übertragungsprozess unter Verwendung einer Opferschicht für Einkristallakustikresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Ausbildens einer Elektrodenkontaktdurchkontaktierung 2410 innerhalb des piezoelektrischen Films 1620 (der zum piezoelektrischen Film 1621 wird), der über der ersten Elektrode 1710 liegt, und des Ausbildens eines oder mehrerer Freigabelöcher 2420 innerhalb des piezoelektrischen Films 1620 und der ersten Passivierungsschicht 1810, die über der Opferschicht 1910 liegt. Die Durchkontaktierungsbildungsprozesse können verschiedene Arten von Ätzprozessen einschließen.
25A-25C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer akustischen Einkristallresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Transferprozess unter Verwendung einer Opferschicht für akustische Einkristallresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Ausbildens einer zweiten Elektrode 2510, die über dem piezoelektrischen Film 1621 liegt. In einem Beispiel beinhaltet die Ausbildung der zweiten Elektrode 2510 das Abscheiden von Molybdän (Mo), Ruthenium (Ru), Wolfram (W) oder anderen ähnlichen Materialien; und dann das Ätzen der zweiten Elektrode 2510, um einen Elektrodenhohlraum 2511 auszubilden und den Abschnitt 2511 von der zweiten Elektrode zu entfernen, um ein Deckmetall 2520 auszubilden. Ferner ist das Deckmetall 2520 durch die Elektrodenkontaktdurchkontaktierung 2410 mit der ersten Elektrode 1720 physisch gekoppelt.
26A-26C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer akustischen Einkristallresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Transferprozess unter Verwendung einer Opferschicht für akustische Einkristallresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Ausbildens eines ersten Kontaktmetalls 2610, das über einem Abschnitt der zweiten Elektrode 2510 und einem Abschnitt des piezoelektrischen Films 1621 liegt, und des Ausbildens eines zweiten Kontaktmetalls 2611, das über einem Abschnitt des Deckmetalls 2520 und einem Abschnitt des piezoelektrischen Films 1621 liegt. In einem Beispiel können das erste und das zweite Kontaktmetall Gold (Au), Aluminium (Al), Kupfer (Cu), Nickel (Ni), Aluminiumbronze (AlCu) oder verwandte Legierungen dieser Materialien oder anderer ähnlicher Materialien beinhalten.
27A-27C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer akustischen Einkristallresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Transferprozess unter Verwendung einer Opferschicht für akustische Einkristallresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Ausbildens einer zweiten Passivierungsschicht 2710, die über der zweiten Elektrode 2510, dem Deckmetall 2520 und dem piezoelektrischen Film 1621 liegt. In einem Beispiel kann die zweite Passivierungsschicht 2710 Siliziumnitrid (SiN), Siliziumoxid (SiOx) oder andere ähnliche Materialien einschließen. In einem spezifischen Beispiel kann die zweite Passivierungsschicht 2710 eine Dicke im Bereich von etwa 50 nm bis etwa 100 nm aufweisen.
28A-28C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer akustischen Einkristallresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Transferprozess unter Verwendung einer Opferschicht für akustische Einkristallresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Entfernens der Opferschicht 1910, um einen Lufthohlraum 2810 auszubilden. In einem Beispiel kann der Entfernungsprozess eine Poly-Si-Ätzung oder eine Si-Ätzung oder dergleichen beinhalten.
29A-29C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer akustischen Einkristallresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Transferprozess unter Verwendung einer Opferschicht für akustische Einkristallresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Verarbeitens der zweiten Elektrode 2510 und des Deckmetalls 2520, um eine verarbeitete zweite Elektrode 2910 und ein verarbeitetes Deckmetall 2920 auszubilden. Dieser Schritt kann auf das Ausbilden der zweiten Elektrode 2510 und des Deckmetalls 2520 folgen. In einem Beispiel enthält die Verarbeitung dieser beiden Komponenten das Abscheiden von Molybdän (Mo), Ruthenium (Ru), Wolfram (W) oder anderen ähnlichen Materialien; und dann das Ätzen (z. B. Trockenätzen oder dergleichen) dieses Materials, um die verarbeitete zweite Elektrode 2910 mit einem Elektrodenhohlraum 2912 und dem verarbeiteten Deckmetall 2920 auszubilden. Das verarbeitete Deckmetall 2920 bleibt von der verarbeiteten zweiten Elektrode 2910 durch das Entfernen des Abschnitts 2911 getrennt. In einem spezifischen Beispiel ist die verarbeitete zweite Elektrode 2910 gekennzeichnet durch das Hinzufügen einer Energieeinschlussstruktur, die auf der verarbeiteten zweiten Elektrode 2910 konfiguriert ist, um Q zu erhöhen.
30A-30C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer akustischen Einkristallresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Transferprozess unter Verwendung einer Opferschicht für akustische Einkristallresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt zum Verarbeiten der ersten Elektrode 1710, um eine verarbeitete erste Elektrode 2310 auszubilden. Dieser Schritt kann auf das Ausbilden der ersten Elektrode 1710 folgen. In einem Beispiel beinhaltet die Verarbeitung dieser beiden Komponenten das Abscheiden von Molybdän (Mo), Ruthenium (Ru), Wolfram (W) oder anderen ähnlichen Materialien; und dann das Ätzen (z. B. Trockenätzen oder dergleichen) dieses Materials, um die verarbeitete erste Elektrode 3010 mit einem Elektrodenhohlraum ähnlich der verarbeiteten zweiten Elektrode 2910 auszubilden. Der Lufthohlraum 2811 zeigt die Änderung der Hohlraumform aufgrund der verarbeiteten ersten Elektrode 3010. In einem spezifischen Beispiel ist die verarbeitete erste Elektrode 3010 gekennzeichnet durch das Hinzufügen einer Energieeinschlussstruktur, die auf der verarbeiteten zweiten Elektrode 3010 konfiguriert ist, um Q zu erhöhen.
31A-31C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer akustischen Einkristallresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Transferprozess unter Verwendung einer Opferschicht für akustische Einkristallresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Verarbeitens der ersten Elektrode 1710, um eine verarbeitete erste Elektrode 2310 auszubilden, und der zweiten Elektrode 2510 / des Deckmetalls 2520, um eine verarbeitete zweite Elektrode 2910 / ein verarbeitetes Deckmetall 2920 auszubilden. Diese Schritte können auf das Ausbilden jeder jeweiligen Elektrode folgen, wie für 29A-29C und 30A-30C beschrieben. Der Durchschnittsfachmann wird andere Variationen, Modifikationen und Alternativen erkennen.
32A-32C bis 46A-46C veranschaulichen ein Herstellungsverfahren für eine akustische Resonatorvorrichtung unter Verwendung einer Transferstruktur ohne Opferschicht. In diesen unten beschriebenen Figurenserien zeigen die „A“-Figuren vereinfachte Diagramme, die Querschnittsansichten von oben von Einkristallresonatorvorrichtungen gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung darstellen. Die Figuren „B“ zeigen vereinfachte Diagramme, die Längsschnittansichten derselben Vorrichtungen in den Figuren „A“ darstellen. In ähnlicher Weise zeigen die „C“-Figuren vereinfachte Diagramme, die Querschnittsansichten in Breitenrichtung derselben Vorrichtungen in den „A“-Figuren darstellen. In einigen Fällen werden bestimmte Merkmale weggelassen, um andere Merkmale und die Beziehungen zwischen diesen Merkmalen hervorzuheben. Der Durchschnittsfachmann wird Variationen, Modifikationen und Alternativen zu den in dieser Figurenreihe gezeigten Beispielen erkennen.
32A-32C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer akustischen Einkristallresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Transferprozess für akustische Einkristallresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Ausbildens eines piezoelektrischen Films 3220, der über einem Wachstumssubstrat 3210 liegt. In einem Beispiel kann das Wachstumssubstrat 3210 Silizium (S), Siliziumkarbid (SiC) oder andere ähnliche Materialien beinhalten. Der piezoelektrische Film 3220 kann ein epitaxialer Film sein, der Aluminiumnitrid (AlN), Galliumnitrid (GaN) oder andere ähnliche Materialien enthält. Außerdem kann dieses piezoelektrische Substrat einem Dickenbeschnitt unterzogen werden.
33A-33C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer Einkristallakustikresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Übertragungsprozess für Einkristallakustikresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Ausbildens einer ersten Elektrode 3310, die über der Oberflächenregion des piezoelektrischen Films 3220 liegt. In einem Beispiel kann die erste Elektrode 3310 Molybdän (Mo), Ruthenium (Ru), Wolfram (W) oder andere ähnliche Materialien einschließen. In einem spezifischen Beispiel kann die erste Elektrode 3310 einer Trockenätzung mit einer Neigung unterzogen werden. Als Beispiel kann die Neigung etwa 60 Grad betragen.
34A-34C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer akustischen Einkristallresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Transferprozess für akustische Einkristallresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Ausbildens einer ersten Passivierungsschicht 3410, die über der ersten Elektrode 3310 und dem piezoelektrischen Film 3220 liegt. In einem Beispiel kann die erste Passivierungsschicht 3410 Siliziumnitrid (SiN), Siliziumoxid (SiOx) oder andere ähnliche Materialien enthalten. In einem spezifischen Beispiel kann die erste Passivierungsschicht 3410 eine Dicke im Bereich von etwa 50 nm bis etwa 100 nm aufweisen.
35A-35C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer akustischen Einkristallresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Transferprozess für akustische Einkristallresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Ausbildens einer Trägerschicht 3510, die über der ersten Elektrode 3310 und dem piezoelektrischen Film 3220 liegt. In einem Beispiel kann die Trägerschicht 3510 Siliziumdioxid (SiC₂), Siliziumnitrid (SiN) oder andere ähnliche Materialien beinhalten. In einem spezifischen Beispiel kann diese Opferschicht 3510 einer Trockenätzung mit einer Neigung unterzogen und mit einer Dicke von etwa 2-3 µm abgeschieden werden. Wie vorstehend beschrieben, können im Fall einer PSG-Opferschicht auch andere Trägerschichten (z. B. SiNx) verwendet werden.
36A-36C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer akustischen Einkristallresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Transferprozess für akustische Einkristallresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den optionalen Verfahrensschritt des Verarbeitens der Trägerschicht 3510 (um die Trägerschicht 3511 auszubilden) in der Region 3610. In einem Beispiel kann die Verarbeitung ein teilweises Ätzen der Trägerschicht 3510 beinhalten, um eine flache Bondoberfläche zu erzeugen. In einem spezifischen Beispiel kann die Verarbeitung eine Hohlraumregion einschließen. In anderen Beispielen kann dieser Schritt durch einen Polierprozess ersetzt werden, wie beispielsweise einen chemisch-mechanischen Planarisierungsprozess oder dergleichen.
37A-37C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer akustischen Einkristallresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Transferprozess für akustische Einkristallresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Ausbildens eines Lufthohlraums 3710 innerhalb eines Abschnitts der Trägerschicht 3511 (um die Trägerschicht 3512 auszubilden). In einem Beispiel kann die Hohlraumbildung einen Ätzprozess beinhalten, der an der ersten Passivierungsschicht 3410 stoppt.
38A-38C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer akustischen Einkristallresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Transferprozess für akustische Einkristallresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Ausbildens eines oder mehrerer Hohlraumentlüftungslöcher 3810 in einem Abschnitt des piezoelektrischen Films 3220 durch die erste Passivierungsschicht 3410. In einem Beispiel sind die Hohlraumentlüftungslöcher 3810 mit dem Lufthohlraum 3710 verbunden.
39A-39C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer akustischen Einkristallresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Transferprozess für akustische Einkristallresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren das Umdrehen der Vorrichtung und die physische Kopplung über der Trägerschicht 3512, die über einem Bondsubstrat 3910 liegt. In einem Beispiel kann das Bondsubstrat 3910 eine Bondträgerschicht 3920 (Si0₂ oder ein ähnliches Material) beinhalten, die über einem Substrat mit Silizium (Si), Saphir (Al₂O₃), Siliziumdioxid (SiC₂), Siliziumkarbid (SiC) oder anderen ähnlichen Materialien liegt. In einer spezifischen Ausführungsform ist die Bondträgerschicht 3920 des Bondsubstrats 3910 mit der polierten Trägerschicht 3512 physisch gekoppelt. Ferner kann der physische Kopplungsprozess einen Bonding-Prozess bei Raumtemperatur, gefolgt von einem Temperprozess bei 300 Grad Celsius beinhalten.
40A-40C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer akustischen Einkristallresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Transferprozess für akustische Einkristallresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Entfernens einer ersten Elektrode 3210 oder ansonsten den Transfer des piezoelektrischen Films 3220. In einem Beispiel kann der Entfernungsprozess einen Schleifprozess, einen Blankätzprozess, einen Filmtransferprozess, einen Ionenimplantationstransferprozess, einen Laserrisstransferprozess oder dergleichen und Kombinationen davon einschließen.
41A-41C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer akustischen Einkristallresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Transferprozess für akustische Einkristallresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Ausbildens einer Elektrodenkontaktdurchkontaktierung 4110 innerhalb des piezoelektrischen Films 3220, der über der ersten Elektrode 3310 liegt. Die Durchkontaktierungsbildungsprozesse können verschiedene Arten von Ätzprozessen einschließen.
42A-42C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer akustischen Einkristallresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Transferprozess für akustische Einkristallresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Ausbildens einer zweiten Elektrode 4210, die über dem piezoelektrischen Film 3220 liegt. In einem Beispiel beinhaltet die Ausbildung der zweiten Elektrode 4210 das Abscheiden von Molybdän (Mo), Ruthenium (Ru), Wolfram (W) oder anderen ähnlichen Materialien; und dann das Ätzen der zweiten Elektrode 4210, um einen Elektrodenhohlraum 4211 auszubilden und den Abschnitt 4211 von der zweiten Elektrode zu entfernen, um ein Deckmetall 4220 auszubilden. Ferner ist das Deckmetall 4220 durch die Elektrodenkontaktdurchkontaktierung 4110 mit der ersten Elektrode 3310 physisch gekoppelt.
43A-43C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer akustischen Einkristallresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Transferprozess für akustische Einkristallresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Ausbildens eines ersten Kontaktmetalls 4310, das über einem Abschnitt der zweiten Elektrode 4210 und einem Abschnitt des piezoelektrischen Films 3220 liegt, und des Ausbildens eines zweiten Kontaktmetalls 4311, das über einem Abschnitt des Deckmetalls 4220 und einem Abschnitt des piezoelektrischen Films 3220 liegt. In einem Beispiel können das erste und das zweite Kontaktmetall Gold (Au), Aluminium (Al), Kupfer (Cu), Nickel (Ni), Aluminiumbronze (AlCu) oder andere ähnliche Materialien einschließen. Diese Figur zeigt auch den Verfahrensschritt des Ausbildens einer zweiten Passivierungsschicht 4320, die über der zweiten Elektrode 4210, dem Deckmetall 4220 und dem piezoelektrischen Film 3220 liegt. In einem Beispiel kann die zweite Passivierungsschicht 4320 Siliziumnitrid (SiN), Siliziumoxid (SiOx) oder andere ähnliche Materialien einschließen. In einem spezifischen Beispiel kann die zweite Passivierungsschicht 4320 eine Dicke im Bereich von etwa 50 nm bis etwa 100 nm aufweisen.
44A-44C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer akustischen Einkristallresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Transferprozess für akustische Einkristallresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Verarbeitens der zweiten Elektrode 4210 und des Deckmetalls 4220, um eine verarbeitete zweite Elektrode 4410 und ein verarbeitetes Deckmetall 4420 auszubilden. Dieser Schritt kann auf das Ausbilden der zweiten Elektrode 4210 und des Deckmetalls 4220 folgen. In einem Beispiel enthält die Verarbeitung dieser beiden Komponenten das Abscheiden von Molybdän (Mo), Ruthenium (Ru), Wolfram (W) oder anderen ähnlichen Materialien; und dann das Ätzen (z. B. Trockenätzen oder dergleichen) dieses Materials, um die verarbeitete zweite Elektrode 4410 mit einem Elektrodenhohlraum 4412 und dem verarbeiteten Deckmetall 4420 auszubilden. Das verarbeitete Deckmetall 4420 bleibt von der verarbeiteten zweiten Elektrode 4410 durch das Entfernen des Abschnitts 4411 getrennt. In einem spezifischen Beispiel ist die verarbeitete zweite Elektrode 4410 durch das Hinzufügen einer Energieeinschlussstruktur gekennzeichnet, die auf der verarbeiteten zweiten Elektrode 4410 konfiguriert ist, um Q zu erhöhen.
45A-45C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer akustischen Einkristallresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Transferprozess unter Verwendung einer Opferschicht für akustische Einkristallresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt zum Verarbeiten der ersten Elektrode 3310, um eine verarbeitete erste Elektrode 4510 auszubilden. Dieser Schritt kann auf das Ausbilden der ersten Elektrode 3310 folgen. In einem Beispiel beinhaltet die Verarbeitung dieser beiden Komponenten das Abscheiden von Molybdän (Mo), Ruthenium (Ru), Wolfram (W) oder anderen ähnlichen Materialien; und dann das Ätzen (z. B. Trockenätzen oder dergleichen) dieses Materials, um die verarbeitete erste Elektrode 4510 mit einem Elektrodenhohlraum ähnlich der verarbeiteten zweiten Elektrode 4410 auszubilden. Der Lufthohlraum 3711 zeigt die Veränderung der Hohlraumform aufgrund der verarbeiteten ersten Elektrode 4510. In einem spezifischen Beispiel ist die verarbeitete erste Elektrode 4510 gekennzeichnet durch das Hinzufügen einer Energieeinschlussstruktur, die auf der verarbeiteten zweiten Elektrode 4510 konfiguriert ist, um Q zu erhöhen.
46A-46C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer akustischen Einkristallresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Transferprozess unter Verwendung einer Opferschicht für akustische Einkristallresonatorvorrichtungen gemäß einem anderen Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Verarbeitens der ersten Elektrode 3310, um eine verarbeitete erste Elektrode 4510 auszubilden, und der zweiten Elektrode 4210 / des Deckmetalls 4220, um eine verarbeitete zweite Elektrode 4410 / ein verarbeitetes Deckmetall 4420 auszubilden. Diese Schritte können auf das Ausbilden jeder jeweiligen Elektrode folgen, wie für 44A-44C und 45A-45C beschrieben. Der Durchschnittsfachmann wird andere Variationen, Modifikationen und Alternativen erkennen.
47A-47C bis 59A-59C veranschaulichen ein Herstellungsverfahren für eine akustische Resonatorvorrichtung unter Verwendung einer Transferstruktur mit einer Mehrschicht-Spiegelstruktur. In diesen unten beschriebenen Figurenserien zeigen die „A“-Figuren vereinfachte Diagramme, die Querschnittsansichten von oben von Einkristallresonatorvorrichtungen gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung darstellen. Die Figuren „B“ zeigen vereinfachte Diagramme, die Längsschnittansichten derselben Vorrichtungen in den Figuren „A“ darstellen. In ähnlicher Weise zeigen die „C“-Figuren vereinfachte Diagramme, die Querschnittsansichten in Breitenrichtung derselben Vorrichtungen in den „A“-Figuren darstellen. In einigen Fällen werden bestimmte Merkmale weggelassen, um andere Merkmale und die Beziehungen zwischen diesen Merkmalen hervorzuheben. Der Durchschnittsfachmann wird Variationen, Modifikationen und Alternativen zu den in dieser Figurenreihe gezeigten Beispielen erkennen.
47A-47C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer akustischen Einkristallresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Transferprozess mit einem Mehrschichtspiegel für akustische Einkristallresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Ausbildens eines piezoelektrischen Films 4720, der über einem Wachstumssubstrat 4710 liegt. In einem Beispiel kann das Wachstumssubstrat 4710 Silizium (S), Siliziumkarbid (SiC) oder andere ähnliche Materialien umfassen. Der piezoelektrische Film 4720 kann ein epitaxialer Film sein, der Aluminiumnitrid (AlN), Galliumnitrid (GaN) oder andere ähnliche Materialien enthält. Außerdem kann dieses piezoelektrische Substrat einem Dickenbeschnitt unterzogen werden.
48A-48C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer Einkristallakustikresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Übertragungsprozess mit einem Mehrschichtspiegel für Einkristallakustikresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Ausbildens einer ersten Elektrode 4810, die über der Oberflächenregion des piezoelektrischen Films 4720 liegt. In einem Beispiel kann die erste Elektrode 4810 Molybdän (Mo), Ruthenium (Ru), Wolfram (W) oder andere ähnliche Materialien einschließen. In einem spezifischen Beispiel kann die erste Elektrode 4810 einer Trockenätzung mit einer Neigung unterzogen werden. Als Beispiel kann die Neigung etwa 60 Grad betragen.
49A-49C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer für akustische Einkristallresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Transferprozess mit einem Mehrschichtspiegel für akustische Einkristallresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Ausbildens einer Mehrschichtspiegel- oder -reflektorstruktur. In einem Beispiel beinhaltet der Mehrschichtspiegel mindestens ein Paar von Schichten mit einer Schicht mit niedriger Impedanz 4910 und einer Schicht mit hoher Impedanz 4920. In 49A-49C sind zwei Paare von Schichten mit niedriger/hoher Impedanz gezeigt (niedrig: 4910 und 4911; hoch: 4920 und 4921). In einem Beispiel kann die Spiegel-/Reflektorfläche größer als die Resonatorfläche sein und die Resonatorfläche umschließen. In einer spezifischen Ausführungsform beträgt jede Schichtdicke etwa 1/4 der Wellenlänge einer akustischen Welle bei einer Zielfrequenz. Die Schichten können nacheinander abgeschieden und anschließend geätzt werden, oder jede Schicht kann einzeln abgeschieden und geätzt werden. In einem anderen Beispiel kann die erste Elektrode 4810 strukturiert werden, nachdem die Spiegelstruktur strukturiert wurde.
50A-50C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer akustischen Einkristallresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Transferprozess mit einem Mehrschichtspiegel für akustische Einkristallresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Ausbildens einer Trägerschicht 5010, die über der Spiegelstruktur (Schichten 4910, 4911, 4920 und 4921), der ersten Elektrode 4810 und dem piezoelektrischen Film 4720 liegt. In einem Beispiel kann die Trägerschicht 5010 Siliziumdioxid (SiC₂), Siliziumnitrid (SiN) oder andere ähnliche Materialien beinhalten. In einem spezifischen Beispiel kann diese Opferschicht 5010 einer Trockenätzung mit einer Neigung unterzogen und mit einer Dicke von etwa 2-3 µm abgeschieden werden. Wie vorstehend beschrieben, können andere Trägerschichten (z. B. SiNx) verwendet werden.
51A-51C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer akustischen Einkristallresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Transferprozess mit einem Mehrschichtspiegel für akustische Einkristallresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Polierens der Trägerschicht 5010, um eine polierte Trägerschicht 5011 auszubilden. In einem Beispiel kann der Polierprozess einen chemisch-mechanischen Planarisierungsprozess oder dergleichen einschließen.
52A-52C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer akustischen Einkristallresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Transferprozess mit einem Mehrschichtspiegel für akustische Einkristallresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren das Umdrehen der Vorrichtung und die physische Kopplung über der Trägerschicht 5011, die über einem Bondsubstrat 5210 liegt. In einem Beispiel kann das Bondsubstrat 5210 eine Bondträgerschicht 5220 (SiC₂ oder ein ähnliches Material) beinhalten, die über einem Substrat mit Silizium (Si), Saphir (Al₂O₃), Siliziumdioxid (SiO₂), Siliziumkarbid (SiC) oder anderen ähnlichen Materialien liegt. In einer spezifischen Ausführungsform ist die Bondträgerschicht 5220 des Bondsubstrats 5210 mit der polierten Trägerschicht 5011 physisch gekoppelt. Ferner kann der physische Kopplungsprozess einen Bonding-Prozess bei Raumtemperatur, gefolgt von einem Temperprozess bei 300 Grad Celsius beinhalten.
53A-53C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer akustischen Einkristallresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Transferprozess mit einem Mehrschichtspiegel für akustische Einkristallresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Entfernens einer ersten Elektrode 4710 oder ansonsten den Transfer des piezoelektrischen Films 4720. In einem Beispiel kann der Entfernungsprozess einen Schleifprozess, einen Blankätzprozess, einen Filmtransferprozess, einen Ionenimplantationstransferprozess, einen Laserrisstransferprozess oder dergleichen und Kombinationen davon einschließen.
54A-54C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer akustischen Einkristallresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Transferprozess mit einem Mehrschichtspiegel für akustische Einkristallresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Ausbildens einer Elektrodenkontaktdurchkontaktierung 5410 innerhalb des piezoelektrischen Films 4720, der über der ersten Elektrode 4810 liegt. Die Durchkontaktierungsbildungsprozesse können verschiedene Arten von Ätzprozessen einschließen.
55A-55C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer akustischen Einkristallresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Transferprozess mit einem Mehrschichtspiegel für akustische Einkristallresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Ausbildens einer zweiten Elektrode 5510, die über dem piezoelektrischen Film 4720 liegt. In einem Beispiel beinhaltet die Ausbildung der zweiten Elektrode 5510 das Abscheiden von Molybdän (Mo), Ruthenium (Ru), Wolfram (W) oder anderen ähnlichen Materialien; und dann das Ätzen der zweiten Elektrode 5510, um einen Elektrodenhohlraum 5511 auszubilden und den Abschnitt 5511 von der zweiten Elektrode zu entfernen, um ein Deckmetall 5520 auszubilden. Ferner ist das Deckmetall 5520 durch die Elektrodenkontaktdurchkontaktierung 5410 mit der ersten Elektrode 5520 physisch gekoppelt.
56A-56C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer akustischen Einkristallresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Transferprozess mit einem Mehrschichtspiegel für akustische Einkristallresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Ausbildens eines ersten Kontaktmetalls 5610, das über einem Abschnitt der zweiten Elektrode 5510 und einem Abschnitt des piezoelektrischen Films 4720 liegt, und des Ausbildens eines zweiten Kontaktmetalls 5611, das über einem Abschnitt des Deckmetalls 5520 und einem Abschnitt des piezoelektrischen Films 4720 liegt. In einem Beispiel können das erste und das zweite Kontaktmetall Gold (Au), Aluminium (Al), Kupfer (Cu), Nickel (Ni), Aluminiumbronze (AlCu) oder andere ähnliche Materialien einschließen. Diese Figur zeigt auch den Verfahrensschritt des Ausbildens einer zweiten Passivierungsschicht 5620, die über der zweiten Elektrode 5510, dem Deckmetall 5520 und dem piezoelektrischen Film 4720 liegt. In einem Beispiel kann die zweite Passivierungsschicht 5620 Siliziumnitrid (SiN), Siliziumoxid (SiOx) oder andere ähnliche Materialien einschließen. In einem spezifischen Beispiel kann die zweite Passivierungsschicht 5620 eine Dicke im Bereich von etwa 50 nm bis etwa 100 nm aufweisen.
57A-57C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer akustischen Einkristallresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Transferprozess mit einem Mehrschichtspiegel für akustische Einkristallresonatorvorrichtungen gemäß einem anderen Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Verarbeitens der zweiten Elektrode 5510 und des Deckmetalls 5520, um eine verarbeitete zweite Elektrode 5710 und ein verarbeitetes Deckmetall 5720 auszubilden. Dieser Schritt kann auf das Ausbilden der zweiten Elektrode 5710 und des Deckmetalls 5720 folgen. In einem Beispiel enthält die Verarbeitung dieser beiden Komponenten das Abscheiden von Molybdän (Mo), Ruthenium (Ru), Wolfram (W) oder anderen ähnlichen Materialien; und dann das Ätzen (z. B. Trockenätzen oder dergleichen) dieses Materials, um die verarbeitete zweite Elektrode 5410 mit einem Elektrodenhohlraum 5712 und dem verarbeiteten Deckmetall 5720 auszubilden. Das verarbeitete Deckmetall 5720 bleibt von der verarbeiteten zweiten Elektrode 5710 durch das Entfernen des Abschnitts 5711 getrennt. In einem spezifischen Beispiel verleiht diese Verarbeitung der zweiten Elektrode und dem Deckmetall eine größere Dicke, während der Elektrodenhohlraum 5712 erzeugt wird. In einem spezifischen Beispiel ist die verarbeitete zweite Elektrode 5710 durch das Hinzufügen einer Energieeinschlussstruktur gekennzeichnet, die auf der verarbeiteten zweiten Elektrode 5710 konfiguriert ist, um Q zu erhöhen.
58A-58C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer akustischen Einkristallresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Transferprozess mit einem Mehrschichtspiegel für akustische Einkristallresonatorvorrichtungen gemäß einem anderen Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt zum Verarbeiten der ersten Elektrode 4810, um eine verarbeitete erste Elektrode 5810 auszubilden. Dieser Schritt kann auf das Ausbilden der ersten Elektrode 4810 folgen. In einem Beispiel beinhaltet die Verarbeitung dieser beiden Komponenten das Abscheiden von Molybdän (Mo), Ruthenium (Ru), Wolfram (W) oder anderen ähnlichen Materialien; und dann das Ätzen (z. B. Trockenätzen oder dergleichen) dieses Materials, um die verarbeitete erste Elektrode 5810 mit einem Elektrodenhohlraum ähnlich der verarbeiteten zweiten Elektrode 5710 auszubilden. Im Vergleich zu den beiden vorherigen Beispielen gibt es keinen Lufthohlraum. In einem spezifischen Beispiel ist die verarbeitete erste Elektrode 5810 durch das Hinzufügen einer Energieeinschlussstruktur gekennzeichnet, die auf der verarbeiteten zweiten Elektrode 5810 dazu konfiguriert ist, Q zu erhöhen.
59A-59C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer akustischen Einkristallresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Transferprozess mit einem Mehrschichtspiegel für akustische Einkristallresonatorvorrichtungen gemäß einem anderen Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Verarbeitens der ersten Elektrode 4810, um eine verarbeitete erste Elektrode 5810 auszubilden, und der zweiten Elektrode 5510 /des Deckmetalls 5520, um eine verarbeitete zweite Elektrode 5710 / ein verarbeitetes Deckmetall 5720 auszubilden. Diese Schritte können auf das Ausbilden jeder jeweiligen Elektrode folgen, wie für 57A-57C und 58A-58C beschrieben. Der Durchschnittsfachmann wird andere Variationen, Modifikationen und Alternativen erkennen.
In jedem der vorhergehenden Beispiele, die sich auf Transferprozesse beziehen, können Energieeinschlussstrukturen auf der ersten Elektrode, der zweiten Elektrode oder beiden ausgebildet werden. In einem Beispiel sind diese Energieeinschlussstrukturen massenbelastete Bereiche, die den Resonatorbereich umgeben. Der Resonatorbereich ist der Bereich, in dem sich die erste Elektrode, die piezoelektrische Schicht und die zweite Elektrode überlappen. Die größere Massenlast in den Energiebegrenzungsstrukturen senkt eine Grenzfrequenz des Resonators. Die Grenzfrequenz ist die untere oder obere Grenze der Frequenz, bei der sich die akustische Welle in einer Richtung parallel zur Oberfläche des piezoelektrischen Films ausbreiten kann. Daher ist die Grenzfrequenz die Resonanzfrequenz, bei der sich die Welle entlang der Dickenrichtung ausbreitet, und wird somit durch die gesamte Stapelstruktur des Resonators entlang der vertikalen Richtung bestimmt. In piezoelektrischen Filmen (z. B. AlN) können sich Schallwellen mit einer niedrigeren Frequenz als der Grenzfrequenz in einer parallelen Richtung entlang der Oberfläche des Films ausbreiten, d. h. die Schallwelle weist eine Dispersionscharakteristik vom Typ mit hoher Grenzfrequenz auf. In diesem Fall stellt der den Resonator umgebende massenbelastete Bereich eine Barriere bereit, die verhindert, dass sich die Schallwelle außerhalb des Resonators ausbreitet. Dadurch erhöht dieses Merkmal den Qualitätsfaktor des Resonators und verbessert die Leistung des Resonators und folglich des Filters.
Außerdem kann die obere einkristalline piezoelektrische Schicht durch einen polykristallinen piezoelektrischen Film ersetzt werden. Bei solchen Filmen weist der untere Teil, der sich nahe der Grenzfläche zum Substrat befindet, eine schlechte Kristallqualität mit kleineren Korngrößen und einer breiteren Verteilung der piezoelektrischen Polarisationsorientierung auf als der obere Teil des Films nahe der Oberfläche. Dies ist auf das polykristalline Wachstum des piezoelektrischen Films zurückzuführen, d. h. die Kernbildung und der anfängliche Film haben zufällige kristalline Orientierungen. Betrachtet man AlN als piezoelektrisches Material, ist die Wachstumsrate entlang der c-Achse oder der Polarisationsorientierung höher als bei anderen kristallinen Orientierungen, die den Anteil der Körner mit der c-Achse senkrecht zur Wachstumsoberfläche erhöhen, wenn der Film dicker wird. Bei einem typischen polykristallinen AlN-Film mit einer Dicke von etwa 1 µm weist der oberflächennahe obere Teil des Films eine bessere Kristallqualität und eine bessere Ausrichtung hinsichtlich der piezoelektrischen Polarisation auf. Durch Verwendung des in der vorliegenden Erfindung in Betracht gezogenen Dünnfilmtransferverfahrens ist es möglich, den oberen Abschnitt des polykristallinen Films in Hochfrequenz-BAW-Resonatoren mit sehr dünnen piezoelektrischen Dünnfilmen zu verwenden. Dies kann durch Entfernen eines Abschnitts der piezoelektrischen Schicht während des Prozesses zum Entfernen des Wachstumssubstrats erfolgen. Selbstverständlich kann es andere Variationen, Modifikationen und Alternativen geben.
In einem Beispiel stellt die vorliegende Erfindung einen hochleistungsfähigen, ultrakleinen Durchlassbereich für akustische Massenwellen (BAW) Hochfrequenz(HF)-Filter zur Verwendung in 5,2 GHz Wi-Fi-Anwendungen bereit, die U-NII-1 plus U-NII-2A-Bänder abdecken.
60 ist ein vereinfachtes Diagramm, das Filterdurchlassbereichanforderungen in einem Hochfrequenzspektrum gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Wie gezeigt, zeigt das Frequenzspektrum 6000 einen Bereich von 3,0 GHz bis 6,0 GHz. Hier wird ein erstes Anwendungsband 6010 (3,3-4,2 GHz) für 5G-Anwendungen konfiguriert. Dieses Band umfasst ein 5G-Subband 6011 (3,3-3,8 GHz), das weitere LTE-Subbänder 6012 (3,4-3,6 GHz), 6013 (3,6-3,8 GHz) und 6014 (3,55-3,7 GHz) umfasst. Ein zweites Anwendungsband 6020 (4,4-5,0 GHz) umfasst ein Unterband 6021 für China-spezifische Anwendungen. Ein drittes Anwendungsband 6030 umfasst ein UNII-1-Band 6031 (5,15-5,25 GHz) und ein UNII-2A-Band 6032 (5,25-5,33 GHz). Ein LTE-Band 6033 überlappt denselben Frequenzbereich wie das UNII-1-Band 6031. Schließlich umfasst ein viertes Anwendungsband 6040 ein UNII-2C-Band 6041 (5,490-5,735 GHz), ein UNII-3-Band 6042 (5,735-5,85 GHz) und ein UNII-4-Band 6043 (5,85-5,925 GHz). Ein LTE-Band 6044 teilt denselben Frequenzbereich wie das UNII-2C-Band 6041, während ein Unterband 6045 denselben Frequenzbereich wie das UNII-4-Band 6043 überlappt und ein LTE-Band 6046 einen kleineren Unterabschnitt desselben Frequenzbereichs überlappt (5,855-5,925 GHz). Der Durchschnittsfachmann wird andere Variationen, Modifikationen und Alternativen erkennen.
In einer Ausführungsform verwendet das vorliegende Filter die Einkristall-BAW-Technologie, wie in den vorherigen Figuren beschrieben. Dieses Filter bietet eine geringe Einfügungsdämpfung und erfüllt die strengen Unterdrückungsanforderungen, die eine Koexistenz mit U-NII-2C- und U-NII-3-Bändern ermöglichen. Die hohe Belastbarkeit erfüllt die anspruchsvollen Stromanforderungen der neuesten WLAN-Standards.
61 ist ein vereinfachtes Diagramm, das einen Überblick über Schlüsselmärkte darstellt, die Anwendungen für Schallwellen-HF-Filter gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung sind. Die Anwendungstabelle 6100 für 5,2-GHz-BAW-HF-Filter zeigt mobile Vorrichtungen, Smartphones, Autos, Wi-Fi-Triband-Router, Tri-Band-Mobilgeräte, Tri-Band-Smartphones, integrierte Kabelmodems, Wi-Fi-Triband-Zugangspunkte, LTE/LAA-Kleinzellen und dergleichen. Eine schematische Darstellung des Frequenzspektrums, das in einem Triband-Wi-Fi-System verwendet wird, ist in 62 bereitgestellt.
62 ist ein vereinfachtes Diagramm, das Anwendungsbereiche für 5,2 GHz-HF-Filter in Tri-Band-Wi-Fi-Funkgeräten gemäß Beispielen der vorliegenden Erfindung darstellt. Wie gezeigt, können von Kommunikationsgeräten 6210 verwendete HF-Filter für spezifische Anwendungen in drei separaten Betriebsbändern konfiguriert werden. In einem spezifischen Beispiel arbeitet der Anwendungsbereich 6220 mit 2,4 GHz und umfasst Computer und mobile Vorrichtungen, der Anwendungsbereich 6230 arbeitet mit 5,2 GHz und umfasst Fernseh- und Anzeigegeräte, und der Anwendungsbereich 6240 arbeitet mit 5,6 GHz und umfasst Videospielkonsolen und Handheld-Geräte. Der Durchschnittsfachmann wird andere Variationen, Modifikationen und Alternativen erkennen.
Die vorliegende Erfindung umfasst Resonator- und HF-Filtervorrichtungen, die sowohl texturierte polykristalline piezoelektrische Materialien (abgeschieden unter Verwendung von PVD-Verfahren) als auch piezoelektrische Einkristallmaterialien (gezüchtet unter Verwendung der CVD-Technik auf einem Saatsubstrat) verwenden. Zur Herstellung der akustischen Vorrichtungen können verschiedene Substrate verwendet werden, wie beispielsweise Siliziumsubstrate mit verschiedenen kristallographischen Orientierungen und dergleichen. Außerdem kann das vorliegende Verfahren Saphir-Substrate, Siliziumkarbid-Substrate, Galliumnitrid(GaN)-Bulk-Substrate oder Aluminiumnitrid(AlN)-Bulk-Substrate verwenden. Das vorliegende Verfahren kann auch GaN-Templates, AlN-Templates und AlxGal-xN-Templates verwenden (wobei x zwischen 0,0 und 1,0 variiert). Diese Substrate und Templates können polare, unpolare oder semipolare kristallographische Orientierungen aufweisen. Ferner können die auf dem Substrat aufgebrachten piezoelektrischen Materialien Materialien umfassen, die aus mindestens einem der folgenden ausgewählt sind: AlN, AlN, GaN, InN, InGaN, AlInN, AlInGaN, ScAN, ScAlGaN, ScGaN, ScN, BAlN, BAlScN und BN.
Die Resonator- und Filtervorrichtungen können Prozesstechnologien verwenden, einschließlich, aber nicht darauf beschränkt, fest montierter Resonator (SMR), Film Bulk Acoustic Resonator (FBAR) oder Single Crystal Bulk Acoustic Resonator (XBAW). Repräsentative Querschnitte sind unten in den 63A-63C gezeigt. Zur Verdeutlichung beziehen sich die in der vorliegenden Beschreibung verwendeten Begriffe „oben“ und „unten“ nicht allgemein auf eine Schwerkraftrichtung. Stattdessen werden die Begriffe „oben“ und „unten“ im Zusammenhang mit der vorliegenden Vorrichtung und zugehörigen Schaltungen in Bezug aufeinander verwendet. Der Durchschnittsfachmann wird andere Variationen, Modifikationen und Alternativen erkennen.
In einem Beispiel reicht die piezoelektrische Schicht zwischen 0,1 und 2,0 µm und ist optimiert, um eine optimale Kombination von Widerstands- und Schallverlusten zu erzeugen. Die Dicke der oberen und unteren Elektroden liegt zwischen 250 Ä und 2500 Ä und das Metall besteht aus einem hochschmelzenden Metall mit hoher Schallgeschwindigkeit und geringem spezifischen Widerstand. Die Resonatoren werden mit einem Dielektrikum (in den 63A-63C nicht gezeigt) „passiviert“, das aus einem Nitrid und/oder einem Oxid besteht und dessen Bereich zwischen 100 Ä und 2000 Ä liegt. Die dielektrische Schicht wird verwendet, um die Resonanzfrequenz des Resonators einzustellen. Es wird besonders darauf geachtet, den spezifischen Metallwiderstand zwischen benachbarten Resonatoren auf einer Metallschicht zu verringern, die als Verbindungsmetall bezeichnet wird. Die Dicke des Verbindungsmetalls liegt im Bereich von 500 Ä und 5 um. Die Resonatoren enthalten bei SMRs mindestens eine Lufthohlraumschnittstelle und bei FBARs und XBAWs zwei Lufthohlraumschnittstellen. Die Form der ausgewählten Resonatoren stammt aus asymmetrischen Formen einschließlich Ellipsen, Rechtecken und Polygonen. Außerdem enthalten die Resonatoren reflektierende Merkmale nahe der Resonatorkante auf einer oder beiden Seiten des Resonators.
63A-63C sind vereinfachte Diagramme, die Querschnittsansichten von Resonatorvorrichtungen gemäß verschiedenen Beispielen der vorliegenden Erfindung darstellen. Insbesondere zeigt die Vorrichtung 6301 von 63A eine BAW-Resonatorvorrichtung mit einem SMR, 63B zeigt eine BAW-Resonatorvorrichtung mit einem FBAR, und 63C zeigt eine BAW-Resonatorvorrichtung mit einer Einkristall-XBAW. Wie in der SMR-Vorrichtung 6301 gezeigt, ist eine Reflektorvorrichtung 6320 so konfiguriert, dass sie über einem Substratelement 6310 liegt. Die Reflektorvorrichtung 6320 kann ein Bragg-Reflektor oder dergleichen sein. Eine untere Elektrode 6330 ist so konfiguriert, dass sie die Reflektorvorrichtung 6320 überlagert. Eine polykristalline piezoelektrische Schicht 6340 ist über der unteren Elektrode 6330 angeordnet. Ferner ist eine obere Elektrode 6350 konfiguriert, die über der polykristallinen Schicht 6340 liegt. Wie in der FBAR-Vorrichtung 6302 gezeigt, bleibt die Schichtstruktur einschließlich der unteren Elektrode 6330, der polykristallinen Schicht 6340 und der oberen Elektrode 6350 gleich. Das Substratelement 6311 beinhaltet einen Lufthohlraum 6312, und eine dielektrische Schicht wird gebildet, die über dem Substratelement 6311 liegt und den Lufthohlraum 6312 bedeckt. Wie in der XBAW-Vorrichtung 6303 gezeigt, enthält das Substratelement 6311 auch einen Lufthohlraum 6312, aber die untere Elektrode 6330 ist innerhalb eines Bereichs des Lufthohlraums 6312 gebildet. Eine piezoelektrische Einkristallschicht wird über dem Substratelement 6311, dem Lufthohlraum 6312 und der unteren Elektrode 6341 gebildet. Ferner wird eine obere Elektrode 6350 gebildet, die über einem Abschnitt der Einkristallschicht 6341 liegt.
Der Verpackungsansatz umfasst, ist aber nicht beschränkt auf, Wafer-Level-Packaging (WLP), WLP-plus-Cap-Wafer-Ansatz, Flip-Chip, Chip und Bonddraht, wie in 64A-B und 65 gezeigt. Ein oder mehrere HF-Filterchips und ein oder mehrere Filterbänder können innerhalb derselben Gehäusekonfiguration verpackt werden. Jedes HF-Filterband innerhalb des Gehäuses kann einen oder mehrere Resonatorfilterchips enthalten, und passive Elemente (Kondensatoren, Induktoren) können verwendet werden, um die Bandbreite und die Frequenzspektrumscharakteristik anzupassen. Für eine Triband-Wi-Fi-Systemanwendung kann eine Paketkonfiguration mit drei HF-Filterbändern, einschließlich der 2,4-GHz-, 5,2-GHz- und 5,6-GHz-Bandpasslösungen, die BAW-HF-Filtertechnologie verwenden. Die 2,4-GHz-Filterlösung kann entweder eine akustische Oberflächenwelle (SAW) oder eine BAW sein, während die 5,2-GHz- und 5,6-GHz-Bänder angesichts der Hochfrequenzfähigkeit von BAW wahrscheinlich BAW sind.
64A ist ein vereinfachtes Diagramm, das einen Packansatz gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Wie gezeigt, ist die Vorrichtung 6501 unter Verwendung eines herkömmlichen Die-Bondens eines HF-Filter-Die 6510 an die Basis 6520 eines Gehäuses und Metallbonddrähte 6530 an den HF-Filterchip von der Schaltungsschnittstelle 6540 gepackt.
64B ist ein vereinfachtes Diagramm, das einen Packansatz gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Wie gezeigt, ist die Vorrichtung 6602 unter Verwendung eines Flip-Mount-Wafer-Level-Packages (WLP) verpackt, wobei der HF-Filter-Siliziumchip 6510 unter Verwendung von Kupfersäulen 6531 oder anderen hochleitfähigen Verbindungen an der Schaltungsschnittstelle 6540 montiert ist.
65 ist ein vereinfachtes Diagramm, das einen Packansatz gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Die Vorrichtung 6600 zeigt eine alternative Version eines WLP unter Verwendung einer MEMS-Vorrichtung 6630 mit einer BAW-RF-Filterschaltung und eines Substrats 6610 auf einem Kappenwafer 6640. In einem Beispiel kann der Kappenwafer 6640 Thru-Silicon-Vias (TSVs) umfassen, um das HF-Filter-MEMS-Bauelement 6630 elektrisch mit der Oberseite des Kappenwafers (in der Figur nicht gezeigt) zu verbinden. Der Kappenwafer 6640 kann mit einer dielektrischen Schicht 6620 gekoppelt sein, die über dem Substrat 6610 liegt und durch Dichtungsmaterial 6650 abgedichtet ist.
In verschiedenen Beispielen kann das vorliegende Filter bestimmte Merkmale aufweisen. Die Düsenkonfiguration kann weniger als 2 mm × 2 mm × 0,5 mm betragen; in einem spezifischen Beispiel beträgt die Düsenkonfiguration typischerweise weniger als 1 mm × 1 mm × 0,2 mm. Die verpackte Vorrichtung hat einen ultrakleinen Formfaktor, wie beispielsweise 2 mm × 2,5 mm × 0,9 mm unter Verwendung eines herkömmlichen Chip- und Bonddrahtansatzes, wie in 64A-B gezeigt. WLP-Paketansätze können kleinere Formfaktoren bereitstellen. In einem spezifischen Beispiel ist die Vorrichtung mit einer Single-Ended-50-Ohm-Antenne und Sender-/Empfängeanschlüssen (Tx/Rx) konfiguriert. Die hohe Abweisung der Vorrichtung ermöglicht die Koexistenz mit benachbarten Wi-Fi UNIT Bändern. Die Vorrichtung zeichnet sich außerdem durch eine hohe Nennleistung (maximal +30 dBm), einen Durchlassfilter mit geringer Einfügungsdämpfung mit weniger als 2,5 dB Übertragungsverlust und Leistung über einen Temperaturbereich von -40 Grad Celsius bis +85 Grad Celsius aus. Darüber hinaus ist die Vorrichtung in einem bestimmten Beispiel RoHS-konform (Restriction of Hazardous Substances - RoHS) und verwendet eine Pb-freie (bleifreie) Verpackung.
Während das Vorstehende eine vollständige Beschreibung der spezifischen Ausführungsformen ist, können verschiedene Modifikationen, alternative Konstruktionen und Äquivalente verwendet werden. Als ein Beispiel kann die gepackte Vorrichtung jede Kombination von Elementen enthalten, die vorstehend beschrieben sind, sowie außerhalb der vorliegenden Spezifikation. Daher sollten die vorstehende Beschreibung und die Darstellungen nicht als Einschränkung des Umfangs der vorliegenden Erfindung angesehen werden, der durch die beigefügten Ansprüche definiert ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Claims

Durchlassfilter mit BAW-Resonator-Kettenleitertopologie, umfassend: mehrere Längszweige, die jeweils BAW-Längsresonatoren aufweisen; mehrere Querzweige, die jeweils BAW-Querresonatoren aufweisen, wobei die mehreren Längszweige derart mit den mehreren Querzweigen gekoppelt sind, dass der Durchlassfilter mit BAW-Resonator-Kettenleitertopologie bereitgestellt wird; und einen Querzweig mit hoher Impedanz, der mehrere BAW-Querresonatoren mit hoher Impedanz aufweist, die miteinander in Reihe gekoppelt sind, so dass bei dem Querzweig mit hoher Impedanz eine Impedanz bereitgestellt wird, die größer als bei den anderen Querzweigen in dem Durchlassfilter mit BAW-Resonator-Kettenleitertopologie ist.
Durchlassfilter mit BAW-Resonator-Kettenleitertopologie nach Anspruch 1, wobei der Querzweig mit hoher Impedanz eine Resonanzfrequenzspitze, f_s-Spitze, hat, die größer als jeweilige Resonanzfrequenspitzen, f_s-Spitzen, ist, die von den anderen Querzweigen erzeugt werden.
Durchlassfilter mit BAW-Resonator-Kettenleitertopologie nach Anspruch 1, wobei jeder von dem mehreren BAW-Querresonatoren mit hoher Impedanz, die in dem Querzweig mit hoher Impedanz enthalten sind, eine Impedanz bereitstellt, die mindestens etwa das Doppelte einer Impedanz eines jeden der BAW-Längsresonatoren und eines jeden der BAW-Querresonatoren in den anderen Querzweigen ist.
Durchlassfilter mit BAW-Resonator-Kettenleitertopologie nach Anspruch 1, wobei die mehreren BAW-Querresonatoren mit hoher Impedanz für den Querzweig mit hoher Impedanz eine kombinierte Impedanz von mindestens etwa 400 Ohm bereitstellen.
Durchlassfilter mit BAW-Resonator-Kettenleitertopologie nach Anspruch 1, wobei der Querzweig mit hoher Impedanz an einem Ausgang des Durchlassfilters mit BAW-Resonator-Kettenleitertopologie angeordnet ist.
Durchlassfilter mit BAW-Resonator-Kettenleitertopologie nach Anspruch 1, wobei der Querzweig mit hoher Impedanz an einem Eingang des Durchlassfilters mit BAW-Resonator-Kettenleitertopologie angeordnet ist.
Durchlassfilter mit BAW-Resonator-Kettenleitertopologie nach Anspruch 1, wobei der Querzweig mit hoher Impedanz zwischen einem Eingang des Durchlassfilters mit BAW-Resonator-Kettenleitertopologie und einem Ausgang des Durchlassfilters mit BAW-Resonator-Kettenleitertopologie angeordnet ist.
Durchlassfilter mit BAW-Resonator-Kettenleitertopologie nach Anspruch 1, wobei der Querzweig mit hoher Impedanz eine Resonanzfrequenzspitze bereitstellt, die an einer unteren Kante des Durchlassbereichs der Frequenzen ausgerichtet ist.
BAW-Resonatorfilter nach Anspruch 8, wobei der Querzweig mit hoher Impedanz in einem Frequenzband der Nachbarbandsperre neben und unter der unteren Kante des Durchlassbereichs der Frequenzen eine Null erzeugt.
Durchlassfilter mit BAW-Resonator-Kettenleitertopologie nach Anspruch 1, wobei eine Oberfläche einer Elektrode, die in einem jeden der mehreren BAW-Querresonatoren mit hoher Impedanz enthalten ist, kleiner ist als eine Oberfläche von Elektroden, die in den BAW-Längsresonatoren enthalten sind, oder von Elektroden, die in den BAW-Querresonatoren in den anderen Querzweigen enthalten sind.
Verfahren zum Bilden eines Durchlassfilters mit BAW-Resonator-Kettenleitertopologie, das Verfahren Folgendes umfassend: Ausbilden einer ersten oberen Elektrode auf einer oberen Oberfläche eines piezoelektrischen Resonatorfilms auf einem Wachstumssubstrat in mehreren Längszweigen des Durchlassfilters mit BAW-Resonator-Kettenleitertopologie; Ausbilden einer zweiten oberen Elektrode auf einer oberen Oberfläche des piezoelektrischen Resonatorfilms auf dem Wachstumssubstrat in mehreren Querzweigen des Durchlassfilters mit BAW-Resonator-Kettenleitertopologie; Ausbilden einer dritten oberen Elektrode auf einer oberen Oberfläche eines piezoelektrischen Resonatorfilms auf dem Wachstumssubstrat in einem Querzweig mit hoher Impedanz des Durchlassfilters mit BAW-Resonator-Kettenleitertopologie, wobei eine Oberfläche der dritten oberen Elektrode kleiner ist als eine Oberfläche der ersten oberen Elektrode und der zweiten oberen Elektrode; Ausbilden einer Opferschicht auf der ersten, zweiten und dritten oberen Elektrode; Ausbilden einer Trägerschicht auf der Opferschicht, der ersten oberen Elektrode, der zweiten oberen Elektrode und der dritten oberen Elektrode und auf der oberen Oberfläche eines piezoelektrischen Resonatorfilms; und Koppeln einer oberen Oberfläche der Trägerschicht mit einem Transfersubstrat.
Verfahren nach Anspruch 11, ferner umfassend: Entfernen des Wachstumssubstrats, um eine untere Oberfläche des piezoelektrischen Resonatorfilms freizulegen; Ausbilden einer ersten unteren Elektrode auf der unteren Oberfläche des piezoelektrischen Resonatorfilms gegenüber der ersten oberen Elektrode; Ausbilden einer zweiten unteren Elektrode auf der unteren Oberfläche des piezoelektrischen Resonatorfilms gegenüber der zweiten oberen Elektrode; Ausbilden einer dritten unteren Elektrode auf der unteren Oberfläche des piezoelektrischen Resonatorfilms gegenüber der dritten oberen Elektrode; und Entfernen der Opferschicht.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Oberfläche der dritten oberen Elektrode etwa 50 % der Oberfläche der ersten oberen Elektrode und der Oberfläche der zweiten oberen Elektrode beträgt.
Bulk-Acoustic-Wave(BAW)-Resonatorfilter, umfassend: einen BAW-Resonator-Durchlassfilter, wobei der BAW-Resonators-Durchlassfilter konfiguriert ist, um Eingangssignal in einem Durchlassbereich der Frequenzen, die an einem Eingangsknoten des BAW-Resonator-Durchlassfilters empfangen werden, an einen Ausgangsknoten der BAW-Resonator-Durchlassfilterschaltung durchzulassen; und einen BAW-Resonator-Querzweig mit hoher Impedanz in der BAW-Resonator-Durchlassfilterschaltung, der mehrere in Reihe geschaltete BAW-Resonatoren in dem BAW-Resonator-Quer-Schaltzweig mit hoher Impedanz enthält.
BAW-Resonatorfilter nach Anspruch 14, wobei der BAW-Resonator-Querzweig mit hoher Impedanz eine Resonanzfrequenzspitze aufweist, die an einer unteren Kante des Durchlassbereichs der Frequenzen ausgerichtet ist.
BAW-Resonatorfilter nach Anspruch 15, wobei die Resonanzfrequenzspitze in einem Frequenzband der Nachbarbandsperre neben und unter der unteren Kante des Durchlassbereichs der Frequenzen eine Null erzeugt.
BAW-Resonatorfilter nach Anspruch 14, wobei eine kombinierte Impedanz des BAW-Resonator-Querzweig mit hoher Impedanz etwa 400 Ohm beträgt.
BAW-Resonatorfilter nach Anspruch 17, wobei eine Impedanz eines jeden der in Reihe geschalteten BAW-Resonatoren in dem BAW-Resonator-Querzweig mit hoher Impedanz etwa das Doppelte einer Impedanz aller anderen Querresonatoren in der BAW-Resonator-Durchlassfilterschaltung mit Kettenleitertopologie ist.
BAW-Resonatorfilter nach Anspruch 15, wobei die Resonanzfrequenzspitze des Resonators mit hoher Impedanz größer ist als jeweilige Resonanzfrequenzspitzen aller anderen Querresonatoren, die in der BAW-Resonator-Durchlassfilterschaltung mit Kettenleitertopologie enthalten sind.