TW527770B - Method of manufacturing a piezoelectric filter with an acoustic resonator situated on an acoustic reflector layer formed by a carrier substrate - Google Patents

Description

527770 修正 五、發明說明（1) 本發明關於一方、本 諧振器，含一壓電材=製造一壓電濾波器，其具有聲音 位於在載體基體f g亚備有一電極於二側，該諧振器 此種磨電濟上形成之聲音反射層上。 之大聲波;ί 1^稱,為"薄膜聲波譜振器”或1_固態安裝 電話之裝備中之雷；；々特別適用於個人無線通信，如GSM 之渡波器，具有U f —應用時’最好使用小尺寸 MHz與5 GHz之間。、口數值9超過1 0 0 0，及頻率範圍在500 薄層，其厚；；；：=匕紹ΑΙΝ層或氧化鋅Ζη0。此等層為 料中傳播。諧步ί)波長之一 f，該頻率之聲波即在該材 低聲音阻抗之心：：其j層通常由交互高或 古 ' 立π > 数摩、、且成。該專層包含具有約100 Gg/m2s夕 问茸日阻抗之鎢，如氧化矽或綜合樹脂， 阻抗約i"g/m2s及約2 Gg/m2s。此等層之厚^等； ^率>，£電層及反射器之厚度在卜3 範圍。一鎢声 構成遣振器之一電極，及聲音反射器之一層。 美f利5，、8 73, 1 5 4曾揭示一首段所提之方法，首先聲 反射器形成於一載體基體如玻璃，矽或砷化鎵之一面上 幻一「聲η音諸，器在此反射器上形⑨。上述渡波器諧振 頌率為1 GHz。在一例中，一反射器，自載體基體看，包 括約1 · 5 // m厚之氧化矽層或約1 · 3 // m厚之鎢層，在豆他 例中’反射器含約〇 · 5 β Π1厚之聚合體如聚亞硫胺，及約 1 . 3 // m厚之鎢層。在二例中，聲音諧振器包含約丨 之氧化鋅層。 子 527770 案號 90108312 尸/年尸月衫曰 修正 五、發明說明（2) 已知方法 不能自由及 相當低之溫 基體表面上 層係殿積在 °C。事實上 度3 5 0 °C時 成之實際溫 較為理想。 同時，必需 得氮化鋁之 4 0 0 及 8 0 0 〇C 本發明之 器層之材料 為達此目 在輔助基體 ，聲音反射 結構與載體 ，輔助基體 是備成。 之缺點在於，諧振器層及聲音反射器層之材料 獨立選擇。在已知方法中，壓電材料層必須在 度下形成。在層之形成期中，必須不使在載體 之原有層受到損害。在第二例中，其壓電材料 聚亞硫胺層上，載體基體之溫度不能超過3 5 0 ，吾人發現具有上述厚度之嫣層，在加熱至溫 可能自載體基體局部脫落。意即，壓電層形 度被限制在約3 0 0 °C。但以較高溫度澱積此層 在澱積壓電材料之晶體層，而晶體之方向為相 將載體基體加熱至3 0 0 °C以上才能澱積。為獲 晶體層，最理想將載體基體在澱積時，加熱至 之間。 目的為提供一方法，其可使諧振器及聲音反射 自由及獨立選擇。 的，本發明之方法之特徵為，壓電材料層提供 之表面上，之後第一電極在壓電材料層上形成 層提供在第一電極之上並與其相鄰，如此形成 基體上輔助基體面對而遠離之一側固定，之後 被移除，及位於與第一電極對面之第二電極於 溫而在壓電 澱積之後， 成此等層時 音反射器層 一習慣性輔助基體如玻璃或矽化物，可加熱至上述之高 材料層澱積時，不致有任何問題。壓電材料層 一電極及聲音反射器層在此層上形成。實施形 ，不會造成壓電材料層之損害。一般電極及聲 之慣用層，可在不超過3 5 0 °C之辅助基體溫度

O:\70\70433-910923.ptc 第6頁 527770 _案號90108312_f/年^月4曰 修正_ 1 五、發明說明（3) - 下澱積。 較佳為，以條形矽化物之輔助基體型式開始，其在其表 ’ 面備有氧化矽層，之後，壓電材料層澱積在此氧化矽層上 ，第一電極在壓電材料層上形成，一聲音反射器層備於第 · 一電極之上及相鄰處，所形成之結構與面對輔助基體而遠 離之一側，與載體基體固定，之後，輔助基體被移除，曝 露之氧化矽層在第二電極形成之位置上被移除，之後，第 二電極已備妥。由於氧化矽層之存在，晶體壓電材料之適 當方向層可以形成，而輔助基體可被移除，因為，氧化矽 層可用作為#刻程序自動停止之一層。在含氫氧化鉀之# 刻池中，矽化物對氧化矽而言可被選擇性蝕刻。 _ 在移除辅助基體後，第二電極可備於曝露之壓電材料層_ 上。當第二電極在外部接觸時，第一電極即不易接觸；因 此需要經壓電材料層形成一視窗。較佳為，第二電極以二 相鄰子電極方式形成，均位於第一電極之對面，俾具有二 串聯諧振器之壓電濾波器可在二子電極間形成。結果，濾 波器可易於在外部接觸二子電極。第一電極未連接。 如輔助基體以構成聲音反射器層之一部份之黏著層方式 固定在載體基體，一簡單結構可以獲得，特別是，如聲諧 振器之子電極亦構成聲音反射器層之一部份。實際上，此 舉可行，因為黏著層之聲阻甚低，而電極材料之聲阻甚高 。子電極之厚度必須加以選擇，以期根據濾波器之理想諧0 振頻率，黏著層可厚些，因其聲阻甚低。 本發明之此等特性將可自以下實施例之說明而更為明顯

O:\70\70433-910923.ptc 第7頁 527770 _案號90108312_9Y年f月4曰 修正_ . 五、發明說明（4) . 圖中： 圖1 - 6為根據本發明方法製造之聲音濾波器第一例之製 · 造中各級之剖面圖； _ 圖7 - 1 0為根據本發明方法製造之聲音濾波器之第二例之 . 製造中各級之剖面圖； 圖1 1及1 2為將以上各製造舉例簡化之數特殊解決方案之 剖面圖。 各圖式為略圖，並非合乎比例，對應零件均以同一號碼 表之。 圖1 - 6為製造聲音濾波器之第一例之製造中，數級之剖 面圖，濾波器含，如圖6所示，諧振器1、2、3，係由壓電 _ 材料層1組成，該層係備於電極2及3之一側，諧振器1、2 * 、3位於聲音反射器層4上，此例中係以黏著層5固定於載 體基體7之表面6上。 此種壓電濾波器亦稱為π薄膜聲波諧振器”或π固態安裝 大型聲波諧振器π 。此一壓電滤波器可適於用在個人通信 裝備之電子電路，如G S Μ電話。此一應用中，最理想是使 用較小之濾波器，具有品質因數Q超過1 0 0 0，諧振頻率在 5 0 0 MHz 及 5 GHz 之間。 在第一例之聲音濾波器之製造中，壓電材料層1係備於 輔助基體9之表面8之上，此例中，係一具有約5 0 0 // m厚 度之玻璃板。在壓電材料層1之澱積期間，辅助基體可加 b 溫至8 0 0 °C以上，可有澱積溫度之較大選擇。澱積具有相 同方向之晶態層時，其晶態層之澱積溫度宜在4 0 0 - 8 0 0 °C 之間。此例中，一氮化I呂層（A I N )殿積為1 · 3 // m之厚度，

O:\70\70433-910923.ptc 第8頁 527770 _案號90108312 年f月乃日 修正_ ， 五、發明說明（5) - 輔助基體加溫至6 5 0 °C。 壓電材料層1澱積之後，第一電極2，此例中為2 0 0 n m厚 ’ 之鋁層，在此層上形成，聲音反射器層4備於第一電極上 ~ 並與其相鄰。此例中，聲音反射器層4係由鎢及氧化石夕層 - 組成；首先，澱積氧化矽層，其次依序，一鎢層，一氧化 矽層，一鎢層及一氧化矽層。此等層之厚度均為1 /zm。 已形成之結構，如圖3所示，有一側面對而遠離輔助基 體至載體基體7區，此例中使用聚亞硫胺黏劑。接著順序 以二步驟將輔助基體9移除。第一步驟中，利用化學機械 拋光處理以除去600 //m厚度之400 #m，及在第二步驟中 ，其餘部份以蝕刻移除至壓電材料層1。 _ 最後，在曝露之壓電材料層1上，第二電極3形成並與第_ 一電極2相對，該第二電極在此例中以2 0 0 n m厚度之鋁層 形成。 圖7至圖1 0為聲音濾波器第二例製造級中之剖面圖，如 圖1 0所示包含諧振器1、2、3，其位於聲音反射器層4上， 係由黏著層5黏接在載體基體7之表面6上。 在第二例中，在壓電材料層1澱積之前，以條形矽化物 1 0方式之輔助基層形成開始，該矽化物1 0備於具有氧化矽 層12之表面11上。該壓電材料層1沈積於這氧化石夕層12上 。按順序根據第一例，第一電極2在壓電材料層1上形成， 聲音反射器層4已備妥，合成結構以黏劑層5黏接在載體基鲁 體7之表面6上。 以下步驟中，矽化物自條形移除，結果，氧化矽層被曝 露。此例中，矽化物以二步驟移除，第一步驟，利用化學

O:\70\70433-910923.ptc 第9頁 527770 _案號90108312_f/年f月4曰 修正_ · 五、發明說明（6) · 機械拋光處理移除條形全部厚度之4 0 0 # m，之後，最後 在含氫氧化_之餘刻池中，^夕氧化物層被曝露。碎化物層 在此步驟中，作為钱刻停止層。在含氫氧化舒之餘刻池中 ，石夕化物對氧化石夕而言，可被選擇性钱刻。氧化石夕層1 2有 -一額外優點，即晶態壓電材料適當方向層可在此材料中形 成。 在移除輔助基體10之後，已曝露之氧化矽層，在第二電 極3之置移除；一視窗1 3在氧化矽層1 2中形成。接著，第 二電極3備於視窗13中。 第二電極3可在所述之例中迅速備妥。第二電極3可與外 部接觸。第一電極2較不易接觸；此需要經壓電材料層形 _ 成一視窗。較佳為，第二電極3如圖1 1所示以二相鄰子電 極1 4及1 5形成。該子電極均位於與第一電極2相對處，俾 具有二串聯諧振器之壓電濾波器可位於二子電極1 4及1 5之 間。結果，濾波器目前可在外部與二子電極1 4及1 5接觸。 第一電極2未連接。第二電極3之區分如第二例中所示；非 常明顯，相似結構亦可優異的應用在第一例中。 如輔助基體1 0以黏劑層方式固定在載體基體7上，一簡 單結構可以獲得，該黏劑層構成聲音反射器層4之一部份 ，如聲音諧振器1、2、3之第一電極2亦構成聲音反射器層 4之一部份更佳。實際上此舉頗為可能，音為黏劑之聲阻 甚低，而電極材料則有較高之聲阻。子電極之厚度必須選ill 擇，以對應濾波器理想諧振頻率；黏劑層可較厚，因其 極低聲阻抗之故。

O:\70\70433-910923.ptc 第10頁 527770 案號90108312 年7月^今日 修正

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Claims (1)

1. 527770 _案號90108312_f/年f月〆曰 修正_' 六、申請專利範圍 1 . 一種用以製造具有諧振器之壓電濾波器之方法，包含 一壓電材料層，備有在任一側之一電極，該譜振器位於在 載體基體表面上形成之聲音反射器層上，其特徵為，該壓 電材料層係備於輔助基體之表面上，之後，第一電極在壓 電材料上形成，聲音反射器層備於第一電極上並與其相 鄰，如此形成之結構以其側面固定在載體基體上，並側面 面對而遠離輔助基體，之後，輔助基體被移除，位於第一 電極對面之第二電極於是備妥。 2 ·如申請專利範圍第1項之方法，其特徵為以矽化物條 形之輔助基體開始，其備於氧化矽層之表面，之後，一壓 電材料層澱積在氧化矽層上，第一電極在壓電材料層上形 成，聲音反射器層備於第一電極上並與其相鄰，如此形成 之結構固定在載體基體上，其一側面對而遠離輔助基體， 之後，輔助基體被移除，曝露之氧化矽層在第二電極形成 之處被移除，之後，第二電極於是備妥。 3 ·如申請專利範圍第1或2項之方法，其特徵為第二電極 以二相鄰子電極形式構成，該二子電極均位於第一電極之 對面，俾具有二串聯諧振器之壓電濾波器在二子電極間構 成。 4.如申請專利範圍第1或2項之方法，其特徵為輔助基體 係以一黏接層固定在載體基體上，該黏接層構成聲音反射 器層之一部份。 5 .如申請專利範圍第1或2項之方法，其特徵為在壓電材 料層上形成之第一電極，構成聲音反射器層之一部份。

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