DE60036988T2 - Dünnschichtresonator und Verfahren zur Herstellung desselben - Google Patents

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Description

  • Diese Erfindung betrifft Dünnschichtresonatoren (TFRs – thin film resonators) und ein Verfahren zur Herstellung von TFRs.
  • Beschreibung des technischen Gebiets
  • TFRs sind akustische Dünnschicht-Vorrichtungen, die als Reaktion auf ein elektrisches Signal im Radiofrequenzbereich bis zum Mikrowellenbereich, beispielsweise 0,5 bis 5 Gigahertz (GHz), mit Resonanzfrequenz schwingen können. 1 zeigt einen typischen TFR 10 mit einer piezoelektrischen Schicht 12 zwischen einer ersten Elektrode 14 und einer zweiten Elektrode 16, die an die piezoelektrische Schicht 12 ein elektrisches Feld anlegen. Die Schicht 12 ist aus einem piezoelektrischen kristallinen Material hergestellt, wie Zinkoxid, Aluminiumnitrid (AlN) und anderem piezoelektrischen kristallinen Material, das einen piezoelektrischen Effekt aufweist. Der piezoelektrische Effekt tritt auf, wenn sich das piezoelektrische Material als Reaktion auf ein an das piezoelektrische Material, beispielsweise durch die erste und zweite Elektrode 14 und 16, angelegtes elektrisches Feld ausdehnt oder zusammenzieht, oder als Reaktion auf eine auf das piezoelektrische Material ausgeübte Spannung oder Dehnung ein elektrisches Feld erzeugt. Wenn das elektrische Feld über die Schicht 12 ein elektrisches Wechselfeld mit Frequenzkomponenten, die Resonanzfrequenzen der Schicht 12 entsprechen, ist, schwingt die Schicht 12 mit den Resonanzfrequenzen (z. B. einer Grundfrequenz und harmonischen Oberschwingungen), deren Grundfrequenz für eine Schicht gleichmäßiger Dicke als die Schallgeschwindigkeit (v) in der Schicht 12 dividiert durch die zweifache (2-fache) Dicke (t) der Schicht oder ft = v/2t definiert ist. Die Schicht 12 schwingt mechanisch mit den Resonanzfrequenzen, was wiederum ein elektrisches Wechselfeld mit den Resonanzfrequenzen erzeugt.
  • Die erste und die zweite Elektrode 14 und 16 sind typischerweise aus Metall, wie Aluminium. Die Ungleichheit der akustischen Impedanz zwischen der ersten Elektrode 14 und der Luft erzeugt eine erste Schallreflexionsoberfläche 18 an der Grenzfläche zwischen der oberen Oberfläche der ersten Elektrode 14 und der Luft. Eine zweite Schallreflexionsoberfläche 22 kann an einer Grenzfläche zwischen der zweiten Elektrode 16 und einem Substrat 24 (oder Luft, wenn ein Bereich des Substrats 24 unter der Schicht 12 entfernt wird) hergestellt werden. Alternativ kann eine Schallreflexionsschicht (können Schallreflexionsschichten) zwischen der zweiten Elektrode 16 und dem Substrat 24 geschaffen werden, um unerwünschte Frequenzen, wie harmonische Oberschwingungen der Grundfrequenz, zu unterdrücken. Die Schallreflexionsschicht kann (die Schallreflexionsschichten können) aus einem Material mit der (den) gewünschten charakteristischen akustischen Impedanz(en) und mit den passenden Abmessungen, um die gewünschten Reflexionseigenschaften für die zweite Reflexionsoberfläche an der Grenzfläche zwischen der zweiten Elektrode 14 und den Schallreflexionsschichten bereitzustellen, hergestellt werden. Als solche können die Schallreflexionsschichten erwünschte Frequenzen reflektieren, während sie unerwünschte Frequenzen unterdrücken. Ein akustischer Hohlraum, geschaffen zwischen der ersten und der zweiten Reflexionsoberfläche und mit den passenden Abmessungen, stellt eine stehende Welle bei den Resonanzfrequenzen der piezoelektrischen Schicht 12 her. Die Abmessungen des akustischen Hohlraums, beispielsweise die Dicke der piezoelektrischen Schicht 12 und der Elektroden 14 und 16, definieren die Betriebsfrequenzen für den TFR 10. Energie außerhalb der Betriebsfrequenzen des TFR 10 geht verloren, während Energie innerhalb der Betriebsfrequenzen erhalten bleibt.
  • Der Aufbau des TFR 10 kann auf dem Substrat 24, wie einem Silicium (Si)-, Galliumarsenid(GaAs)- oder einem anderen Halbleiter-Substrat für monolithische Integrationszwecke, wie eine Integration in aktive Halbleiter-Vorrichtungen, ausgebildet werden. Für Sonderanwendungen wird der TFR 10 typischerweise auf anderen geeigneten Substraten wie Quarz, Saphir, Aluminiumnitrid (AlN) oder Siliciumcarbid ausgebildet. Wenn der TFR 10 eine Schallreflexionsschicht (Schallreflexionsschichten) hat, wird die Schallreflexionsschicht (werden die Schallreflexionsschichten) auf dem Substrat 24 ausgebildet, gefolgt von der zweiten Elektrode 16, die auf der Reflexionsschicht (den Reflexionsschichten) ausgebildet wird. Wenn es keine Schallreflexionsschichten gibt, dann wird die zweite Elektrode 16 auf dem Substrat 24 ausgebildet, beispielsweise unter Verwendung von chemischer Dampfabscheidung (CVD – chemical vapor deposition) oder Sputtern. Siehe Kern und Vossen, „Thin Film Processes", Bände I und II, Wiley & Sons. Die piezoelektrische Schicht 12 wird dann auf der zweiten Elektrode 16 ausgebildet, und die erste Elektrode 14 wird oben auf der piezoelektrischen Schicht 12 ausgebildet, beispielsweise unter Verwendung von chemischer Dampfabscheidung (CVD) oder Sputtern. Zur Verbesserung des Betriebsverhaltens des TFR 10 wird ein Bereich des Substrats 24 von unter der zweiten Reflexionsoberfläche 22 entfernt. Zur Entfernung des Bereichs des Substrats 24 beinhaltet das Substrat 24 einen Ätz-Stopp 28, wie eine in ein Silicium (Si)-Substrat implantierte, Bor-dotierte p+-Schicht, an der oberen Oberfläche des Substrats 24, der Unterseite der zweiten Elektrode 16 benachbart. Der Ätz-Stopp 28 wird verwendet, um die zweite Elektrode 16 vor einer chemischen Ätzung, die den Bereich 30 des Substrats 24 entfernt, zu schützen.
  • Durch Wachsen-Lassen der piezoelektrischen Schicht 12 auf der zweiten Elektrode ist die sich ergebende piezoelektrische Schicht 12 insofern polykristallin, als überall in der piezoelektrischen Schicht 12 verschiedene Kristalle mit unterschiedlichen Gitterausrichtungen vorliegen. Eine solche nicht-einheitliche oder ungeordnete Kristallstruktur mit Korngrenzen zwischen den unterschiedlich ausgerichteten Kristalliten oder Kristallkörnern verringert die Qualität der piezoelektrischen Schicht 12.
  • Zur Messung der Qualität piezoelektrischer Schichten werden zwei Leistungsziffern verwendet: ein Qualitätsfaktor Q und ein elektromechanischer Kopplungskoeffizient. Der Qualitätsfaktor Q für einen TFR ist ein Maß für die Resonanzqualität des akustischen Hohlraums, während der Kopplungskoeffizient ein Maß für die Effizienz der Umwandlung zwischen elektrischer und mechanischer Energie in dem akustischen Hohlraum ist. Diese Leistungsziffern sind beide umgekehrt proportional zum akustischen Verlust, der durch den TRF im Betriebsfrequenzband eingeführt wird. Wenn die piezoelektrische Schicht 10 eine polykristalline Struktur mit Korngrenzen und anderen Mängeln, wie Punktfehlern oder Versetzungen in dem Kristallgitter, oder ein schlechtes Reflexionsvermögen der Reflexionsoberflächen 18 und 22, beispielsweise aufgrund von Oberflächenrauheit, hat, können sich durch eine akustische Streuung in der Schicht 12 und durch eine akustische Strahlung in die umgebenden Gebiete der Vorrichtung 10 akustische Verluste ergeben. So werden, wenn die Schicht 12 polykristallin ist, durch die Schicht 12 akustische Verlust eingeführt, wodurch ein TFR mit geringerer Qualität erzeugt wird.
  • TFRs können bei Radiofrequenz (RF) verwendet werden, weil piezoelektrische Schichten dünn gemacht werden können, beispielsweise kann die piezoelektrische Schicht 12 bei höheren Frequenzen, wie 0,5 bis 10 GHz, zwischen 0,4 und 8 μm dick sein. Weil TFRs in Reaktion auf ein elektrisches Wechselfeld mit Frequenzkomponenten, die den Resonanzfrequenzen entsprechen, ein elektrisches Wechselfeld bei der Resonanzfrequenz erzeugen, können TFRs als Radiofrequenz (RF)-Filterelemente verwendet werden. TFR-Filter haben einen einzigartigen Größenvorteil gegenüber konventionellen RF-Filtern wie jenen auf der Basis von Keramiken. Beispielsweise können Dünnschichtresonatoren Volumina von 1,5 mm3 haben, während Keramikresonatoren typischerweise ein Volumen von nicht weniger als Hunderten von Kubikmillimetern haben. Gleichzeitig führt ein Keramikelement typischerweise mehr Verlust in das Eingabesignal bei dem Betriebsfrequenzband ein als der TFR. TFRs haben auch bessere Energie-Handhabungseigenschaften als akustische Oberflächenwellen (SAW – surface acoustic wave)-Vorrichtungen, beispielsweise 200 mW gegenüber 2 W. Wie oben erwähnt, können TFRs jedoch in ein an den TFR angelegtes elektrisches Signal Verluste einführen, teilweise wegen der polykristallinen Struktur der Schicht 12. Typischerweise erzeugen TFR-Herstellungsverfahren piezoelektrische Schichten mit in der Größenordnung von 108 verschiedenen Kristallausrichtungen, die durch Korngrenzen getrennt werden.
  • Das US-Patent Nr. 3 568 108 offenbart piezoelektrische Materialien, die als ein Einkristall charakterisiert werden.
  • Daher gibt es einen Bedarf an einem TFR hoher Qualität, der in das an den TFR angelegte elektrische Signal einen geringen Verlust einführt.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren gemäß Anspruch 1 bereitgestellt.
  • Außerdem wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein Dünnschichtresonator gemäß Anspruch 6 bereitgestellt.
  • Die vorliegende Erfindung beinhaltet einen Dünnschichtresonator (TFR), der mit einer verbesserten piezoelektrischen Schicht, die auf einer Wachstumsoberfläche epitaxial wachsen lassen wird, was zu einer piezoelektrischen Schicht mit weniger Korngrenzen führt, hergestellt wird. Epitaxiales Wachstum bezieht sich auf die piezoelektrische Schicht mit einer kristallografischen Ausrichtung, die von der kristallografischen Ausrichtung eines Einkristall-Substrats oder einer Wachstumsoberfläche übernommen wird oder sie nachahmt. Beispielsweise wird durch epitaxial wachsen lassen einer piezoelektrischen Schicht auf einem Einkristall-Siliciumsubstrat als die Wachstumsoberfläche eine verbesserte piezoelektrische Schicht mit wenig oder ohne Korngrenzen erzeugt. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines TFR offenbart, bei dem die piezoelektrische Schicht auf einem Substrat wachsen lassen wird. Danach wird ein Bereich des Substrats entfernt, und die Elektroden werden an beiden Seiten der piezoelektrischen Schicht abgeschieden.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Andere Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung mögen deutlich werden beim Lesen der folgenden genauen Beschreibung und bei Bezugnahme auf die Zeichnungen, in denen:
  • 1 einen allgemeinen Übersichtsplan eines Dünnschichtresonators zeigt; und
  • 2 bis 4a und 5 bis 9 die unterschiedlichen Entwicklungsstufen einer Ausführungsform eines Dünnschichtresonators (TFR) gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung zeigen; und
  • 4b Beispieldarstellungen von Röntgendiffraktionsmaxima für epitaxiale und nicht-epitaxiale piezoelektrische Schichten zeigt.
  • GENAUE BESCHREIBUNG
  • Die Erfindung wird unten im Hinblick auf eine beispielhafte Ausführungsform des Dünnschichtresonators (TFR) und des Verfahrens zur Herstellung des TFR beschrieben. Mit besonderer Bezugnahme auf 2 wird ein Einkristall-Silicium (Si)-Substrat 40 bereitgestellt, auf dem für den akustischen Hohlraum des TFR eine piezoelektrische Schicht epitaxial ausgebildet wird. Im Zusammenhang mit dieser Erfindung bezieht sich epitaxiales Wachstum auf die Ausbildung einer kristallinen Schicht mit einer kristallografischen Ausrichtung, die von einem Einkristall-Substrat oder einem aufgezwungenen Matrizenmuster auf einer wachsenden Oberfläche übernommen wurde oder es nachahmt. Beispielsweise kann ein epitaxiales Ausbilden der Schicht mit einer kristallografischen Ausrichtung, die von der kristallografischen Ausrichtung eines Einkristall-Substrat oder eines Musters auf einer wachsenden Oberfläche übernommen wurde oder es nachahmt, gezeigt werden, wenn eine einheitliche, regelmäßige oder kontinuierliche kristallografische Ausrichtung für piezoelektrische Schichten, die unter denselben Wachstumsbedingungen und bezüglich desselben Substrats oder derselben Oberfläche ausgebildet wurden, durchgehend erzielt wird. Erfindungsgemäß wird die piezoelektrische Schicht epitaxial so wachsen lassen, dass sie eine einheitliche, regelmäßige oder kontinuierliche kristallografische Ausrichtung, basierend auf der einheitlichen, regelmäßigen oder kontinuierlichen kristallografischen Ausrichtung des Substrats, das ein Einkristall-Siliciumsubstrat ist, hat. Ein nicht-epitaxiales Wachstum der piezoelektrischen Schicht führt typischerweise zu Korngrenzen, die zu akustischen Energieverlusten innerhalb des sich ergeben TFR beitragen und zur Vorrichtungs-Verschlechterung durch Alterung und Ermüdung an den Korngrenzen führen. Das epitaxiale Wachstum führt zu weniger Korngrenzen und zu einer verbesserten strukturellen Einheit.
  • Irgendeine Abweichung in einem Kristall von einem perfekten periodischen Gitter ist ein Fehler. Ein Punktfehler ist an einem Punkt in der Gitterstruktur lokalisiert und kann aufgrund von chemischen Verunreinigungen, freien Gitterplätzen und Zwischengitteratomen (zusätzlichen Atomen, nicht im regelmäßigen Gitter) auftreten. Eine Linie von Fehlern, wie eine Versetzung, ist eine Diskontinuität in der Kristallgitterstruktur. Typischerweise hat die Kristallausrichtung an beiden Seiten der Versetzung dieselbe regelmäßige periodische Anordnung. Gruppen von Versetzungen können Korngrenzen zwischen aneinander grenzenden Kristalliten oder Kristallkörnern, die verschiedene kristallografische Ausrichtungen haben, bilden. Ein nicht-epitaxiales Wachstum führt typischerweise zu Korngrenzen, die eine unregelmäßige und diskontinuierliche kristalline Ausrichtung innerhalb der Schicht erzeugen. Korngrenzen sind signifikant bei der Erzeugung von Verlusten und sollten verringert werden, um Verluste, die durch die Schicht in den TFR eingeführt werden, zu verringern, und um die strukturelle Einheitlichkeit der Schicht zu verbessern. Andere Fehler, wie Versetzungen, tragen auch zu Verlusten bei und sollten ebenfalls verringert werden. Ein nicht-epitaxiales Wachstum einer piezoelektrischen Schicht für TFRs kann typischerweise 108 Korngrenzen pro cm2 und 1010 Versetzungen pro cm2 haben. Die nicht-epitaxiale piezoelektrische Schicht ist dadurch polykristallin mit einer diskontinuierlichen und unregelmäßigen kristallinen Struktur, und die Versetzungen sind typischerweise überall in der piezoelektrischen Schicht verteilt. Eine epitaxiale piezoelektrische Schicht hoher Qualität, die auf einem näherungsweise Gitter-angepassten Einkristall-Substrat wachsen lassen wurde, hat typischerweise sehr wenig (beispielsweise weniger als 10 verschiedene kristallografische Ausrichtungen innerhalb der Schicht) oder keine Korngrenzen, mit 105 bis 1010 Versetzungen pro cm2 an der Substrat-heteroepitaxialen Grenzfläche. Die Anzahl an Versetzungen sinkt alle 2 bis 3000 × 10–10 m (2–3000 Å) um einen Faktor von 2, und die Versetzungen sind typischerweise parallel zu oder entlang der Richtung des Wachstums.
  • Ein epitaxiales Wachstum einer piezoelektrischen Schicht auf einem Substrat kann erhalten werden, wenn das Substrat und die piezoelektrische Schicht eine Kristallstruktur mit ähnlichen Gitterparametern in der Ebene haben. Beispielsweise kann eine Schicht auf einem Substrat epitaxial wachsen lassen werden, wenn die Gitterungleichheit in einer Ebene zwischen der piezoelektrischen Schicht und dem darunter liegenden Material (dem Substrat, auf dem die piezoelektrische Schicht abgeschieden wird) weniger als 20% beträgt. Die Gitterungleichheit ist gleich [(a0/a0(Substrat)) – 1], wobei a0 und a0(Substrat) jeweils die Gitterparameter in einer Ebene der abgeschiedenen dünnen Schicht und des Materials, auf dem die dünne Schicht abgeschieden wird, sind.
  • Die Kristallausrichtung des Substrats kann variiert werden, um die Gitterungleichheit zwischen den parallelen Gitterebenen des Substrats 40 und der auf dem Substrat 40 abzuscheidenden Schicht zu verringern. Beispielsweise kann ein Si-Substrat 40 mit einer <111>-Ausrichtung zum epitaxial Wachsen-Lassen einer AlN-Schicht erhalten werden. Ein Substrat 40 mit einer <110>- oder <100>-Ausrichtung kann ebenfalls ausreichend sein. Hinsichtlich einer Erklärung, wie unterschiedliche Kristallausrichtungen zu beschreiben sind, siehe C. Kittel, „Introduction to Solid State Physics", John Wiley & Sons, Inc. (1967). Andere Substrate können Galliumarsenid, Galliumnitrid und andere umfassen.
  • Durch Bereitstellen eines Substrats 40 mit einer einheitlichen, kontinuierlichen oder regelmäßigen periodischen Gitterstruktur, wie ein Einkristall-Silicium, mit einer geeigneten Gitterungleichheit zwischen der abzuscheidenden piezoelektrischen Schicht und dem Substrat, kann die piezoelektrische Schicht mit einer verringerten Anzahl an Korngrenzen epitaxial auf dem Substrat 40 ausgebildet werden. Einkristall-Si-Substrate haben null Korngrenzen und null Versetzungen, während ein Einkristall-GaAs-Substrat null Korngrenzen und 10 bis 105 Versetzungen pro cm2 hat. Die epitaxiale Abscheidung einer Vielfalt von Materialien wird diskutiert in Mathews, Epitaxial Growth, Academic Press, 1975. In alternativen Ausführungsformen können andere Substrate oder Wachstumsoberflächen, beispielsweise Galliumarsenid, Galliumnitrid oder Aluminiumoxid, die unterschiedliche, amorphe oder sogar unregelmäßige und diskontinuierliche kristalline Ausrichtungen haben, verwendet werden, solange die piezoelektrische Schicht mit der gewünschten kontinuierlichen, einheitlichen oder regelmäßigen Kristallausrichtung ausgebildet wird. Beispielsweise kann epitaxiales Wachstum unter Verwendung von Graphoepitaxie, bei der eine Wachstumsoberfläche mit physikalischen Wachstumsstellen oder Wachstumsstrukturen, wie Rillen, Vertiefungen, Ätzungen oder einem Muster vorbereitet wird, auftreten, um epitaxial eine Schicht mit einer bestimmten kontinuierlichen, einheitlichen oder regelmäßigen Kristallausrichtung auszubilden. Eine Schicht kann epitaxial über einem amorph strukturierten Material, wie einem Oxid (beispielsweise Aluminiumoxid), durch seitliches epitaxiales Wachstum, das mit der epitaxialen Ausbildung der Schicht auf einer der amorphen Struktur benachbarten, geeigneten Wachstumsoberfläche beginnt, ausgebildet werden, und die Schicht bildet sich epitaxial bezüglich der Wachstumsoberfläche über der amorphen Struktur. Siehe Kern & Vossen, „Thin Film Processes", Bände I und II, Wiley & Sons.
  • Durch epitaxiales Wachsen-Lassen der piezoelektrischen Schicht für den akustischen Hohlraum des Dünnschichtresonators verringert die piezoelektrische Schicht den Verlust in dem TFR aufgrund von Korngrenzen in der Schicht. In eini gen Ausführungsformen des TFR kann eine piezoelektrische Schicht für den akustischen Hohlraum der Schicht eine erste piezoelektrische Schicht, die epitaxial wachsen lassen wurde bezüglich einer ersten Wachstumsoberfläche oder eines ersten Substrats, die einer zweiten piezoelektrischen Schicht, die eine unterschiedliche Kristallausrichtung hat und die bezüglich einer zweiten Wachstumsoberfläche oder eines zweiten Substrats epitaxial wachsen lassen wurde, benachbart ist, umfassen. Darüber hinaus kann eine erste piezoelektrische Schicht, die auf einer ersten Wachstumsoberfläche epitaxial wachsen lassen wurde, einer nicht epitaxial gewachsenen Schicht auf einer zweiten Wachstumsoberfläche benachbart sein. In derartigen Ausführungsformen sind die erste und die zweite piezoelektrische Schicht verschieden und/oder die Wachstumsoberflächen oder die Substrate sind verschieden.
  • Das Einkristall-Si-Substrat 40 kann aus im Handel verfügbaren Einkristall-Si-Wafern, die etwa 0,5 bis 1 mm dick sind, hergestellt werden. Um eine piezoelektrische Schicht auf dem Substrat 40 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung epitaxial auszubilden, wird eine Maske 42 auf dem Substrat 40 abgeschieden, wie eine Maske aus Siliciumnitrid Si3N4. Andere Masken könnten verwendet werden, die gegen die danach auf dem Substrat 40 verwendete Ätzung beständig sind. Die Maske 42 kann beispielsweise unter Verwendung von chemischer Niederdruck-Dampfabscheidung (LPCVD – Low Pressure chemical vapor deposition) oder anderer Abscheidungstechniken abgeschieden werden. Siehe Kern & Vossen, „Thin Film Processes", Bände I und II, Wiley & Sons.
  • Wie in 3 gezeigt, wird auf dem Substrat 40 ein Ätz-Stopp 44 zur Verwendung beim Widerstehen der nachfolgenden anisotropen oder isotropen Ätzung des Substrats 40 erzeugt. In Abhängigkeit von dem Dotiermittel, dem Substrat und dem Ätzmittel kann die Art des Ätz-Stopps variieren. Der Ätz-Stopp 44 kann durch epitaxiales Wachstum oder durch Ionenimplantation erzeugt werden, beispielsweise um einen mit Phosphor oder Bor dotierten n+- oder p+-Ätz-Stopp 44 mit einem Dotiermittel-Gehalt von größer als 1020 Atomen pro Kubikzentimeter zu erzeugen. Andere Ätz-Stopps oder Dotiermittel-Konzentrationen sind möglich.
  • Bei 4a wird eine piezoelektrische kristalline Schicht 46, wie Aluminiumnitrid (AlN), auf dem Substrat 40 epitaxial wachsen lassen. Die piezoelektrische Schicht 46 kann auf dem Substrat 40 unter Verwendung von Molekularstrahl-Epitaxie (MBE – molecular beam epitaxy) epitaxial wachsen lassen werden. In einer Ausführungsform wird Si (111) als das Substrat verwendet, auf dem die AlN-Schicht epitaxial mit der c-Achse der Schicht entlang der Wachstumsrichtung ausgebildet wird. Dafür wird das Si (111)-Substrat in gepuffertem Oxid-Ätzmittel (BOE – buffered Oxide etch) gereinigt, in Luft trockengeschleudert und in das MBE-Vakuum gebracht. In dem MBE-Vakuum wird das Substrat auf 950°C erhitzt, um das restliche Oxid von dem Substrat zu desorbieren. Das saubere Si (111)-Substrat wird auf 800°C abgesenkt, wobei die Si (111) 7 × 7-Siliciumoberflächen-Rekonstruktion ein Reflexionsbeugungsmuster schneller Elektronen (reflecting high energy electron diffraction (RHEED) pattern), das eine für das epitaxiale Wachstum bereite, saubere (111)-Oberfläche angibt, zeigt. Die AlN-Schicht bildet Kristallisationskeime bei einer Substrattemperatur von 600 bis 800°C bis zu einer Dicke von 10 nm (100 Å), wobei eine Wachstumsgeschwindigkeit von 775 × 10–10 m (775 Å)/h verwendet wird. Das Substrat wird dann auf eine Temperatur von 920°C erhöht für 20 nm (200 Å) mehr Wachstum von AlN bei 775 Å/h. Schließlich wird das Substrat weiter auf 980 bis 1020°C erhöht, um das Wachstum der AlN-Schicht wiederum bei 775 × 10–10 m (775 Å)/h zu vervollständigen.
  • Weil MBE in einem guten Vakuum, beispielsweise besser als 0,133 × 10–9 Pa (10–10 Torr), durchgeführt wird, kann die Schicht 46 mit weniger Verunreinigung erzeugt werden, was zu weniger Mängeln führt. Die Mängel erzeugen eine Streuung der akustischen Energie, was zu akustischen Verlusten führt. Andere Verfahren können verwendet werden, um die Schicht 46 auf dem Substrat 40 epitaxial zu erzeugen, wie Sputtern und metallorganische chemische Dampfabscheidung (CVD – chemical vapor deposition). Siehe Kern & Vossen, „Thin Film Processes", Bände I und II, Wiley & Sons.
  • Weil die piezoelektrische Schicht 46 epitaxial auf dem Substrat 40, das eine kontinuierliche Kristallausrichtung hat, ausgebildet wird, wird die piezoelektrische Schicht 46 mit einer kontinuierlichen Kristallausrichtung, wie eine Einkristall-AlN-Schicht 46, mit relativ wenig oder ohne Korngrenzen entlang dem Substrat, erzeugt. Die epitaxiale Schicht 46 kann Versetzungen oder andere Fehler haben, aber diese Mängel können ebenfalls verringert werden, wenn das Substrat auf dem Substrat 40, das eine geeignete Gitterungleichheit und eine kontinuierliche Kristallausrichtung hat, epitaxial ausgebildet wird.
  • Die piezoelektrische Schicht 46 kann unter Verwendung von Röntgenbeugungs-Mikroskopie gescannt bzw. gerastert werden, um zu bestimmen, ob die piezoelektrische Schicht einheitlich ausgerichtet ist und eine niedrige Mängeldichte hat. Die Schärfe oder Weite des Beugungsmaximums kann messen, ob die Schicht hochgradig ausgerichtet ist, beispielsweise zeigt ein Beugungsmaximum, das überall in der Schicht weniger als 1° dick ist, eine Schicht mit einer kontinuierlichen Kristallausrichtung an. 4b zeigt ein Beispiel für ein Röntgenbeugungsmaximum für eine epitaxiale piezoelektrische Schicht mit einem Δθ von 0,5° und einer Intensität von 106 Zählimpulsen. Die gestrichelte Linie zeigt ein Beispiel-Röntgenbeugungsmaximum für eine nicht-epitaxiale piezoelektrische Schicht mit einem Röntgenbeugungsmaximum, das etwa 3° breit ist und eine Intensität von 104 Zählimpulsen hat. Die Intensität des Maximums kann einen Hinweis auf die Mängeldichte liefern. Ein Beugungsmaximum mit hoher Intensität, beispielsweise größer als 106 Zählimpulse gebeugter Röntgenphotonen bezogen auf einen konstanten Flux, der auf die Schicht aufgebracht wurde, zeigt indirekt eine niedrige Mängeldichte an. Wie in 4b gezeigt, hat eine typische nicht-epitaxiale Schicht eine Intensität in der Größenordnung von 104 Zählimpulsen. Ein Transmissions-Elektronenmikroskop (TEM) oder ein Defektätzen können verwendet werden, um die Mängeldichte der Schicht zu bestimmen. Bei Verwendung eines TEM wird ein Teil des kristallinen Materials abgeschnitten und auf eine Dicke, durch die Elektronen hindurchgehen können, verdünnt. Weil die Mängel einen unterschiedlichen Transmissionskoeffizienten als das umgebende Material haben, können Mängel durch Elektronen-Zählimpulse nachgewiesen werden. Eine Defektätzung beinhaltet die Verwendung eines chemischen Ätzens, um die Schichtmängel zu vergrößern, die eine unterschiedliche Ätzungsgeschwindigkeit als das umgebende Material haben. Dann werden die Mängel einfach gezählt.
  • Wie in 5 gezeigt, wird ein Bereich 47 des Siliciumsubstrats 40 unter Verwendung von anisotropem oder isotropem Ätzen von unter der Schicht 46 entfernt, nachdem ein Bereich der Siliciumnitrid-Maske 42 entfernt wurde. In Abhängigkeit von dem Substrat können verschiedene Ätzmittel verwendet werden. Bei einem Siliciumsubstrat kann eine anisotrope Ätzung unter Verwendung von Ethylendiamin-procatechol (EDP) durchgeführt werden. Beispielsweise würde EDP bei 100°C eine Ätzgeschwindigkeit von Silicium von 50 bis 80 μm/h ergeben. Ein anisotropes Ätzen kann auch unter Verwendung von Kaliumhydroxid (KOH) bei 80°C durchgeführt werden, um dieselbe Ätzgeschwindigkeit zu erzielen. Alternativ kann ein isotropes Ätzen durchgeführt werden, beispielsweise unter Verwendung von Plasmaätzen, wenn eine Chrom (Cr)-Maske verwendet wird. Die Silicium-Ätzungen greifen typischerweise die meisten Metalle, einschließlich Aluminium, und Aluminiumnitrid an. Folglich schützt bei dieser Ausführungsform der Ätz-Stopp 44 die AlN-Schicht 46 vor dem Ätzen. Die gestrichelten Linien 48 zeigen die Wirkungen verschiedener Arten von Ätzungen auf das Substrat 40. Die gestrichelte Linie 48a veranschaulicht die Wirkungen einer anisotropen Ätzung unter Verwendung von beispielsweise EDP oder KOH, die gestrichelte Linie 48b zeigt die Wirkungen einer isotropen Ätzung, und die gestrichelte Linie 48c zeigt die Wirkungen anderer anisotroper Ätzungen, beispielsweise unter Verwendung von Ätzen mit reaktiven Ionen (RIE – reactive ion etching), um ein unterschiedliches Ätzprofil zu erzielen. Der Ätz-Stopp 44 wirkt dadurch, dass er unter den Bedingungen, die zum Ätzen der darunter liegenden Schicht verwendet werden, nicht wesentlich geätzt wird.
  • Wie in 6 gezeigt, können der Ätz-Stopp 44 und die verbleibende Maske 42 durch Ätzen mit reaktiven Ionen (RIE) mit Fluorchemie, die das Silicium angreift, aber an der AlN-Schicht 46 stoppt, bei dieser Ausführungsform entfernt werden. In alternativen Ausführungsformen wird der Ätz-Stopp 44 nicht entfernt. In Abhängigkeit von den Materialien können andere Ätztechniken verwendet werden.
  • Nach der Exponierung der piezoelektrischen Schicht 46 werden die Schicht 46 und das verbleibende Substrat 40 oxidiert, beispielsweise unter Verwendung von thermischer Oxidation oder Anodisierung, wie in 7 gezeigt. Die Siliciumoxid-Schicht wird hinzugefügt, um für eine elektrische Isolierung der Elektrode von dem Siliciumsubstrat zu sorgen. Nicht-leitende Substrate wie GaAs und Aluminiumoxid würden keine Isolierung von den Elektroden brauchen. In dieser Ausführungsform werden, da die piezoelektrische Schicht 46, beispielsweise aus AlN, eine niedrige Oxidationsgeschwindigkeit im Vergleich zu dem Substrat 40, beispielsweise aus Silicium, hat, dünne Schichten 49 und 50 aus Aluminiumoxinitrit (AlON), beispielsweise 100 bis 200 × 10–10 m (100 bis 200 Å) dick, auf der AlN-Schicht 46 erzeugt. Das Siliciumsubstrat wird oxidiert, um eine Schicht 51 aus Siliciumdioxid (SiO2), beispielsweise von 1000 bis 2000 × 10-10 m (1000 bis 2000 Å) Dicke, zu bilden. Die AlON-Schichten 49 und 50 auf der Oberseite und der Unterseite der Schicht 46 werden unter Verwendung von Chemie auf Chlorbasis, die wenig Auswirkung auf die Schicht 51 aus Siliciumdioxid hat, entfernt, wie in 8 gezeigt. In alternativen Ausführungsformen können die Schichten 49 und 50 selektiv geätzt werden, um die Schicht 49 und/oder die Schicht 50 zu entfernen, oder es können beide Schichten 49 und 50 beibehalten werden.
  • Wie in 9 gezeigt, werden Elektroden 52 und 54, wie Elektroden aus Aluminium oder einem anderen Metall, an beiden Seiten der Schicht 46 hergestellt, um mit der Schicht 46 einen Kondensator zu bilden. Die Elektroden 52 und 54 werden durch Sputtern, das typischerweise unter Verwendung von Argongas als ein Sputtergas, beispielsweise unter Verwendung eines Sputtersystems M2000 von Novellus aus Santa Clara Kalifornien, USA, durchgeführt wird, abgeschieden. Wie es von Fachleuten verstanden wird, beinhaltet diese Art von Sputtern, dass ein elektrisches Feld und Argon zwischen den TFR, der hergestellt wird, und ein Aluminium (Al)-Target gebracht werden. Die Argonionen werden zu dem Al-Target hingezogen und beschießen das Al-Target, wobei sie Al-Ionen und neutrale Spezies freisetzen, die an der Oberseite und/oder der Unterseite (sowie dem Substrat 40) der Schicht 46 abgeschieden werden. Andere Elektroden-Abscheidungstechniken können verwendet werden, wie chemische Dampfabscheidung (CVD – chemical vapor deposition).
  • So wird ein verbesserter Dünnschichtresonator mit weniger Korngrenzen hergestellt, um Verluste zu verringern, die durch den TFR bei bestimmten Frequenzen, die den Resonanzfrequenzen des TFR entsprechen, beispielsweise 0,1 bis 10 GHz, in elektrische Signale eingeführt werden. Für andere Frequenzen kann die Schicht mit unterschiedlichen Dicken ausgebildet werden. Zusätzlich zu der oben beschriebenen Ausführungsform sind alternative Ausführungsformen des Verfahrens zur Herstellung des TFR möglich, die Schritte des beschriebenen Verfahrens weglassen und/oder hinzufügen und/oder Abwandlungen oder Teile davon verwenden. Zusätzlich sind alternative Ausführungsformen des sich ergebenden TFR möglich, die Schichten und/oder Strukturen des beschriebenen TFR hinzufügen und/oder weglassen und/oder Abwandlungen oder Teile davon verwenden. Beispielsweise kann die Schicht 48 und/oder 49 entfernt werden und/oder beibehalten werden, bevor die Elektroden 52 und 54 abgeschieden werden. Darüber hinaus können zusätzliche Schichten von beispielsweise Reflexionsschichten in die Herstellung des TFR einbezogen werden oder nachfolgend dem TFR hinzugefügt werden. Der TFR wird als mit bestimmten Materialien und unter Verwendung bestimmter Ätzungen hergestellt beschrieben, aber alternative Materiali en und Ätzungen können verwendet werden, um den TFR gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung herzustellen. Beispielsweise können andere piezoelektrische kristalline Schichten, wie Zinkoxid, sowie andere piezoelektrische Materialien verwendet werden.
  • Wie der TFR beschrieben wird, wird die piezoelektrische Schicht auf einem Einkristall-Si-Substrat wachsen lassen, aber es sind andere Wachstumsoberflächen möglich, die in der Schicht auf der Basis der kristallografischen Ausrichtung des Substrats oder der Wachstumsoberfläche epitaxial eine einheitliche Kristallstruktur erzeugen. Beispielsweise kann die Schicht 12 unter Verwendung von Graphoepitaxie epitaxial wachsen lassen werden, in welchem Fall die Elektrodenoberfläche die Wachstumsoberfläche sein kann, die strukturiert oder texturiert wurde, beispielsweise mit einem periodischen, regelmäßigen Muster. Die periodisch regelmäßig strukturierte Oberfläche kann so ausgebildet werden, dass sie eine Oberfläche eines Einkristall-Substrats nachahmt. Ein regelmäßiges periodisches Muster von Mezas und/oder Rillen kann als Keime für die piezoelektrische Schicht verwendet werden, wobei Abstände im Einklang mit den Abständen der Gitterstruktur der piezoelektrischen Schicht, wie dieselben Abstände oder ein Mehrfaches der Abstände zwischen den parallelen Gitterebenen, verwendet werden. Das Muster kann unter Verwendung lithografischer Techniken und/oder Ätztechniken ausgebildet werden. Wachstumsprozesse könnten ähnlich den oben beschriebenen sein oder wären für Fachleute mit dem Vorteil dieser Offenbarung klar. Unter Verwendung von LEGO ist ein Substrat oder eine geeignete Wachstumsoberfläche der Elektrode, über der die piezoelektrische Schicht wachsen lassen wird, benachbart, wie es Fachleuten mit dem Vorteil dieser Offenbarung klar wäre. Alternativ könnte eine Einkristall-Elektrode mit der passenden Gitterstruktur als eine Elektrode, auf der die piezoelektrische Schicht wachsen lassen wird, verwendet werden. Wie Durchschnittsfachleute verstehen würden, können die verschiedenen Materialien, die den TFR aufbauen, und ihre jeweiligen physikalischen Eigenschaften die Reihenfolge und die Art bestimmter Herstellungsschritte und Herstellungsprozesse bestimmen. Beispielsweise kann gemäß bestimmten Aspekten der vorliegenden Erfindung, wie in den gerade erwähnten Ausführungsformen, die Elektrode vor der Schicht abgeschieden werden.
  • Was beschrieben wurde, ist lediglich veranschaulichend für die Anwendung der Prinzipien der vorliegenden Erfindung. Fachleute werden ohne Weiteres erken nen, dass diese und verschiedene andere Modifizierungen, Anordnungen und Verfahren an der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden können, ohne den hierin veranschaulichten und beschriebenen beispielhaften Anwendungen streng zu folgen und ohne von dem Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.

Claims (6)

  1. Verfahren zur Herstellung einer Dünnschichtresonator-Vorrichtung, wobei das Verfahren aufweist: Bereitstellen eines Einkristall-Siliciumsubstrats (40); epitaxial Wachsen-Lassen einer piezoelektrischen Schicht (46) auf dem Substrat (40), wodurch eine piezoelektrische Schicht mit einheitlicher Kristallausrichtung bereitgestellt wird; Entfernen eines Bereichs (47) des Substrats (40) unter der piezoelektrischen Schicht (46); und Abscheiden einer Elektrode (54) unter der piezoelektrischen Schicht (46).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, außerdem aufweisend: Bereitstellen einer Ätz-Stoppschicht (44) in dem Substrat (40) vor dem epitaxial Wachsen-Lassen der piezoelektrischen Schicht (46) auf dem Substrat (40); Ätzen eines Bereichs (47) des Substrats (40) unter der piezoelektrischen Schicht (46) bis hinauf zu der Ätz-Stoppschicht (44); und Entfernen der Ätz-Stoppschicht (44) vor dem Abscheiden einer Elektrode (54) unter der piezoelektrischen Schicht (46).
  3. Verfahren nach Anspruch 2, außerdem aufweisend vor dem Abscheiden der Elektrode (54) und nach dem Ätzen des Bereichs (47) des Substrats (40): Oxidieren der piezoelektrischen Schicht (46) und des Substrats (40); und Entfernen mindestens der oxidierten Schicht auf einer zweiten Seite der piezoelektrischen Schicht (46).
  4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem die piezoelektrische Schicht (46) Aluminiumnitrid aufweist.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem der Schritt des epitaxial Wachsen-Lassens Molekularstrahl-Epitaxie aufweist.
  6. Dünnschichtresonator aufweisend: eine erste Elektrode (52) und eine zweite Elektrode (54); und eine piezoelektrische Schicht (46) zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode, wobei die Schicht auf einem Einkristall-Siliciumsubstrat (40) bis zu einer Dicke, die eine Resonanzfrequenz für den Dünnschichtresonator liefert, wachsen lassen wurde; wobei das Einkristall-Siliciumsubstrat einen Vertiefungsbereich (47) hat, wobei die erste Elektrode (52) oder die zweite Elektrode (54) auf dem Vertiefungsbereich ausgebildet ist.
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Families Citing this family (57)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6593193B2 (en) * 2001-02-27 2003-07-15 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Semiconductor device and method for fabricating the same
JP2005500778A (ja) * 2001-08-14 2005-01-06 コーニンクレッカ　フィリップス　エレクトロニクス　エヌ　ヴィ バルク音響波共振器を用いるフィルタ装置
JP3954395B2 (ja) 2001-10-26 2007-08-08 富士通株式会社 圧電薄膜共振子、フィルタ、および圧電薄膜共振子の製造方法
US6662419B2 (en) * 2001-12-17 2003-12-16 Intel Corporation Method for fabricating film bulk acoustic resonators to achieve high-Q and low loss
US6816035B2 (en) * 2002-08-08 2004-11-09 Intel Corporation Forming film bulk acoustic resonator filters
US20040027030A1 (en) * 2002-08-08 2004-02-12 Li-Peng Wang Manufacturing film bulk acoustic resonator filters
GB2406582A (en) * 2002-08-13 2005-04-06 Trikon Technologies Ltd Acoustic resonators
US7152289B2 (en) 2002-09-25 2006-12-26 Intel Corporation Method for forming bulk resonators silicon <110> substrate
US6741147B2 (en) * 2002-09-30 2004-05-25 Agere Systems Inc. Method and apparatus for adjusting the resonant frequency of a thin film resonator
KR100483340B1 (ko) * 2002-10-22 2005-04-15 쌍신전자통신주식회사 체적탄성파 소자 및 그 제조방법
JP3966237B2 (ja) * 2003-06-19 2007-08-29 セイコーエプソン株式会社 圧電デバイス、圧電デバイスを搭載した電子機器
US6904666B2 (en) * 2003-07-31 2005-06-14 Andrew Corporation Method of manufacturing microwave filter components and microwave filter components formed thereby
US7230367B2 (en) * 2003-11-07 2007-06-12 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Piezoelectric resonator, production method thereof, filter, duplexer, and communication device
US7242130B2 (en) * 2003-11-07 2007-07-10 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Piezoelectric device, antenna duplexer, and method of manufacturing piezoelectric resonators used therefor
US7113055B2 (en) * 2003-11-07 2006-09-26 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Piezoelectric resonator, method of manufacturing piezoelectric resonator, and filter, duplexer, and communication device using piezoelectric resonator
US7323805B2 (en) 2004-01-28 2008-01-29 Kabushiki Kaisha Toshiba Piezoelectric thin film device and method for manufacturing the same
KR100622955B1 (ko) * 2004-04-06 2006-09-18 삼성전자주식회사 박막 벌크 음향 공진기 및 그 제조방법
JP4077805B2 (ja) * 2004-04-23 2008-04-23 松下電器産業株式会社 共振器の製造方法
JP4149416B2 (ja) * 2004-05-31 2008-09-10 富士通メディアデバイス株式会社 圧電薄膜共振子およびフィルタならびにそれらの製造方法
JPWO2006062082A1 (ja) * 2004-12-07 2008-06-12 松下電器産業株式会社 薄膜弾性波共振子
US20060274476A1 (en) * 2005-04-13 2006-12-07 Andrew Cervin-Lawry Low loss thin film capacitor and methods of manufacturing the same
WO2006112260A1 (ja) * 2005-04-13 2006-10-26 Murata Manufacturing Co., Ltd. 圧電薄膜フィルタ
US20070063777A1 (en) * 2005-08-26 2007-03-22 Mircea Capanu Electrostrictive devices
US7319284B2 (en) * 2005-09-02 2008-01-15 Precision Instrument Development Center National Applied Research Laboratories Surface acoustic wave device and method for fabricating the same
KR100780842B1 (ko) * 2006-12-14 2007-11-30 주식회사 에스세라 공진 구조체를 가지는 압전 공진자의 형성방법들
US9385685B2 (en) 2007-08-31 2016-07-05 Rf Micro Devices, Inc. MEMS vibrating structure using an orientation dependent single-crystal piezoelectric thin film layer
US9369105B1 (en) * 2007-08-31 2016-06-14 Rf Micro Devices, Inc. Method for manufacturing a vibrating MEMS circuit
US9391588B2 (en) 2007-08-31 2016-07-12 Rf Micro Devices, Inc. MEMS vibrating structure using an orientation dependent single-crystal piezoelectric thin film layer
US8231795B2 (en) * 2009-05-01 2012-07-31 Avago Technologies Wireless Ip (Singapore) Pte. Ltd. Micromachined horn
US9117593B2 (en) 2012-11-02 2015-08-25 Rf Micro Devices, Inc. Tunable and switchable resonator and filter structures in single crystal piezoelectric MEMS devices using bimorphs
CN103281050A (zh) * 2013-06-17 2013-09-04 天津大学 薄膜体声波滤波器
US9355972B2 (en) 2014-03-04 2016-05-31 International Business Machines Corporation Method for making a dielectric region in a bulk silicon substrate providing a high-Q passive resonator
US9991872B2 (en) 2014-04-04 2018-06-05 Qorvo Us, Inc. MEMS resonator with functional layers
US9998088B2 (en) 2014-05-02 2018-06-12 Qorvo Us, Inc. Enhanced MEMS vibrating device
US9537465B1 (en) * 2014-06-06 2017-01-03 Akoustis, Inc. Acoustic resonator device with single crystal piezo material and capacitor on a bulk substrate
US9571061B2 (en) * 2014-06-06 2017-02-14 Akoustis, Inc. Integrated circuit configured with two or more single crystal acoustic resonator devices
KR101598294B1 (ko) * 2014-09-15 2016-02-26 삼성전기주식회사 음향 공진기 및 그 제조 방법
KR102117471B1 (ko) * 2015-01-12 2020-06-01 삼성전기주식회사 음향 공진기 및 그 제조 방법
US11476825B2 (en) * 2016-03-11 2022-10-18 Akoustis, Inc. 5.5 GHz Wi-Fi coexistence acoustic wave resonator RF filter circuit
US11418169B2 (en) * 2016-03-11 2022-08-16 Akoustis, Inc. 5G n41 2.6 GHz band acoustic wave resonator RF filter circuit
US11451213B2 (en) * 2016-03-11 2022-09-20 Akoustis, Inc. 5G n79 Wi-Fi acoustic triplexer circuit
US10979023B2 (en) * 2016-03-11 2021-04-13 Akoustis, Inc. 5.9 GHz c-V2X and DSRC acoustic wave resonator RF filter circuit
US11316496B2 (en) * 2016-03-11 2022-04-26 Akoustis, Inc. Method and structure for high performance resonance circuit with single crystal piezoelectric capacitor dielectric material
US10979026B2 (en) * 2016-03-11 2021-04-13 Akoustis, Inc. 5.5 GHz Wi-fi 5G coexistence acoustic wave resonator RF filter circuit
US10985732B2 (en) * 2016-03-11 2021-04-20 Akoustis, Inc. 5.6 GHz Wi-Fi acoustic wave resonator RF filter circuit
US10979024B2 (en) * 2016-03-11 2021-04-13 Akoustis, Inc. 5.2 GHz Wi-Fi coexistence acoustic wave resonator RF filter circuit
US10979025B2 (en) * 2016-03-11 2021-04-13 Akoustis, Inc. 5G band n79 acoustic wave resonator RF filter circuit
US10979022B2 (en) * 2016-03-11 2021-04-13 Akoustis, Inc. 5.2 GHz Wi-Fi acoustic wave resonator RF filter circuit
CN107342357B (zh) * 2016-04-28 2022-08-16 新科实业有限公司 薄膜压电元件及其制造方法
US10432172B2 (en) * 2016-09-01 2019-10-01 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Bulk acoustic filter device and method of manufacturing the same
US11171628B2 (en) * 2017-07-04 2021-11-09 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Acoustic resonator and method for manufacturing the same
JP7298991B2 (ja) * 2018-01-22 2023-06-27 太陽誘電株式会社 圧電薄膜共振器、フィルタおよびマルチプレクサ
CN108900173B (zh) * 2018-07-04 2022-03-04 杭州左蓝微电子技术有限公司 一种以硅为牺牲层的薄膜体声波谐振器制备方法
CN110957989B (zh) * 2018-09-26 2024-01-26 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 薄膜体声波谐振器及其制作方法
CN113541630A (zh) * 2020-04-21 2021-10-22 济南晶正电子科技有限公司 一种复合单晶压电基板及其制备方法
CN111988010A (zh) * 2020-08-24 2020-11-24 苏州奥谱毫通电子科技有限公司 一种晶体滤波元件及其制备方法
CN113300683B (zh) * 2021-05-25 2023-03-10 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 一种声表面波谐振器及其制备方法

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3422371A (en) 1967-07-24 1969-01-14 Sanders Associates Inc Thin film piezoelectric oscillator
US4320365A (en) 1980-11-03 1982-03-16 United Technologies Corporation Fundamental, longitudinal, thickness mode bulk wave resonator
JPS5859618A (ja) * 1981-10-05 1983-04-08 Nobuo Mikoshiba 弾性表面波素子
JPS59141812A (ja) * 1983-02-02 1984-08-14 Nec Corp 薄膜圧電振動子
JPS60145715A (ja) * 1984-01-09 1985-08-01 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 圧電共振子形成用基板の製造方法
JPS60210018A (ja) * 1984-04-03 1985-10-22 Nec Corp 薄膜圧電振動子
US4719383A (en) * 1985-05-20 1988-01-12 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Piezoelectric shear wave resonator and method of making same
JPH07101832B2 (ja) * 1986-06-23 1995-11-01 株式会社日立製作所 圧電変換器及びその製造方法
JPS6369280A (ja) * 1986-09-10 1988-03-29 Hitachi Ltd 圧電素子及びその製造方法
JPH02248110A (ja) * 1989-03-20 1990-10-03 Sanyo Electric Co Ltd 弾性表面波素子
US5747857A (en) * 1991-03-13 1998-05-05 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Electronic components having high-frequency elements and methods of manufacture therefor
JPH07122960A (ja) * 1993-10-22 1995-05-12 Sanyo Electric Co Ltd 弾性表面波素子
JPH07142954A (ja) * 1993-11-15 1995-06-02 Murata Mfg Co Ltd 圧電薄膜複合共振子およびその製造方法
US5864261A (en) 1994-05-23 1999-01-26 Iowa State University Research Foundation Multiple layer acoustical structures for thin-film resonator based circuits and systems
US5821833A (en) 1995-12-26 1998-10-13 Tfr Technologies, Inc. Stacked crystal filter device and method of making
FR2746229B1 (fr) * 1996-03-15 1998-05-22 Dispositif electronique comprenant une base de temps integree
JPH09321361A (ja) * 1996-05-27 1997-12-12 Tdk Corp 圧電振動部品及びその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2001094373A (ja) 2001-04-06
CA2314375A1 (en) 2001-01-29
AU4884000A (en) 2001-02-01
CA2314375C (en) 2003-11-18
KR20010030029A (ko) 2001-04-16
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