TWI264139B - Structure and fabrication procedures to achieve high-Q and low insertion loss film bulk acoustic resonators - Google Patents
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Description
1264139 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於形成薄膜體聲共振器（“FBAR”）結構 。更特別言之，則本發明係關於形成具有高Q-値與低插入 損耗的薄膜體聲共振器之方法。 【先前技術】 在某些情況下，期望提供一種射頻前端濾波器。在過 去，陶瓷瀘波器以及SAW濾波器已被用於前端射頻濾波器 。SAW濾波器所具有的缺點爲此種濾波器在2.4GHz以上的 頻率運作時將產生過多的插入漏失。陶瓷濾波器的尺寸較 大且在頻率增加時在製造方面的困難度將增加。 圖1所示者爲基本的FBAR器件100。FBAR器件100 形成於基體110的水平面上。第一層金屬120位於基體110 上，之後再將壓電層130置入金屬層120上。壓電層可爲 氧化鋅（Zn〇），氮化鋁（AIN) ，PZT，或者任何其他的 壓電材質。第二層金屬122位於壓電層130之上。第一金 屬層120係作爲第一電極120而第二金屬層則作爲第二電 極122之用。第一電極120、壓電層130，以及第二電極 122形成了堆疊140。使用體矽蝕刻法（bulk silicon etching )移除基體110位於堆疊140後方或其下方的部份。背側 體石夕蝕刻法（back side bulk silicon etching)使用深溝渠反 應離子蝕刻法（deep trench reactive ion etching)或使用結 晶方向從屬鈾刻法（crystallographic-orientation-dependent etch)(例如KOH，TM AH，以及EDP)的方法來完成。背 1264139 側體矽蝕刻法在基體110中產生開口 150。其所形成的結構 爲水平方向配置的壓電層130,包夾在位於基體上的開口 150上的第一電極120與第二電極122之間。FBAR爲一種 懸垂在水平基體開口上方的膜狀器件。 圖2所示者係包含薄膜體聲共振器1〇〇之電氣電路200 。電氣電路200包括射頻“RF”電壓源210。RF電壓源 210透過電氣路徑220附著在第一電極120上並由第二電氣 導體222附著在第二電極122上。在共振頻率下施加RF電 壓時，全部堆疊140可在Z方向“d33”模式下自由地共振 。共振頻率係由薄膜或壓電層130的厚度（在圖2中以字 母“d”或尺寸“d”表示）所決定。共振頻率係由下列公 式所決定： f〇〜V/2d，其中 f〇=共振頻率 V=壓電層之聲速度，且 d=壓電層之厚度。 請注意’圖1與圖2所述之結構可作爲共振器或濾波 器之用。爲了形成一 FBAR，可採用壓電膜（例如氧化鋅與 氮化鋁）作爲主動材料。這些膜的材料特性（例如縱向壓 電係數以及聲耗損係數）爲共振器效能的關鍵參數。關鍵 效能因素包括：Q-係數、插入損耗、以及電氣/機械耦合。 目前，爲了製造FBAR，可將壓電膜使用反應濺射（ reactive sputtering)的方式將之沉積在金屬電極上。其所形 成的膜狀物爲具有c-軸紋理定向之多結晶物質。換言之， 1264139 C-軸垂直於其基體。此種處理程序具有數種問題。 FBAR被形成爲包夾在兩電極之間的壓電層。在FBAR 的電氣輸出必需使用頂部電極與底部電極。因此便需要一 底部電極。FBAR所用之壓電膜沉積之起始層或種子層已被 限制爲導電性材料。任何其他的非導電性材料或單晶材料 ，即使具有極高的品質係數或單晶壓電膜也不可利用習知 FBAR製造技術使用作爲種子層。 當壓電膜被濺射到傳導金屬上時，濺射膜上大約〇.〇5 微米的初始膜一般皆包含具有部份發展紋理的多結晶材料 。此種初始膜具有極差的壓電效應。此將降低總體的膜品 質。此將成爲具有10GHz或更高頻率之共振頻率、且壓電 膜厚度大約爲0.2微米厚之高頻FBAR的一項效能課題。 因此，便需要有一種FBAR器件及製造FBAR器件的方 法，如此方可製成單晶壓電膜。同時也需要有一種方法可 製造高效能品質的FBAR器件，並可使用除了導電電極之 外的材料作爲種子層。也需要有一種製造技術可移除壓電 材料的初始濺射層，因爲此層可能是多晶層且其壓電效應 並不佳。 下文係用於說明本發明之實施例，並非本發明之限制 因素。 【實施方式】 圖3A-22B係用於說明製造本發明新穎薄膜體聲共振器 “FBAR”之數個實施例之一的各種不同處理步驟。
本發明之一項實施例係參考圖3A-7B加以討論。圖3A 1264139 與3B分別代表具有單晶種子層310以及介電層320之單晶 基體300的俯視圖及側視圖。第一電極400之第一部份形 成於種子層310 —部份之上以及介電層320 —部份之上。 單晶基體300可爲矽或碳化矽（Si或SiC)。單晶種子層 310可用於促進單晶壓電膜的成長。吾人應了解到：若單晶 基體300可促進單晶壓電膜的成長，則單晶種子層310便 可不需要。介電層320用於隔離或避免與種子層310產生 金屬反應或與基體300產生金屬反應。在介電層320上製 作圖案以便開啓一個窗口 322。該窗口使單晶種子層曝光， 以使一壓電膜可成長在單晶種子層310的曝光部份上。在 窗口 322形成於介電層320之上以後，便形成第一電極400 的第一部份，以使該部份可在窗口 322內覆蓋在單晶種子 層310的一部份，以使其可覆蓋住介電層320的一部份。 第一電極400的第一部份也可被稱爲掩埋金屬線跡（buried metal trace)，並可被用於形成與器件之間的電氣接觸，如 圖7A與7B所將顯示與討論者。 圖4A與4B分別表示將壓電膜410以及第二電極420 沉積在基體300上以後，基體300之俯視圖與側視圖。開 始時先沉積一層單晶壓電膜410並在其上製作圖案，使之 可沉積在窗口 322之內，並可在窗口 322內使單晶種子層 310曝光。單晶壓電膜410具有第一表面412，其與單晶種 子層310相接觸。單晶壓電膜410的第一表面與基體300 極爲接近。單晶壓電膜410也包含遠離單晶基體300之第 1264139 在壓電膜410形成並在其上製作圖案之後，便沉積形 成第二電極420並在其上製作圖案。第二電極420包括第 一部份422以及第二部份424。第二部份424被沉積在壓電 晶體410的第二表面414之上。第二電極420的第一部份 422被沉積在介電層320之上並形成其與第二電極420之第 二部份424之間的電氣接觸。換言之，第二電極420的第 一部份包含電氣接觸墊以及沉積在壓電膜410側壁之一部 份。第二電極420的第一部份也包含沉積在壓電晶體410 之第二表面414之上的部份，以便第一部份與第二電極420 之第二部份之間可有電氣連通。第二電極420也可被稱所 形成的FBAR器件的頂部電極。 圖5A與5B分別表示在移除位於壓電層下方的基體材 料部份以及種子層310之後，基體300的俯視圖與側視圖 。移除基體300 —部份便於該基體背側上產生了開口 500。 該被移除的基體材料300對應於基體300位於最後器件或 FBAR之主動區底下的部份。使用深溝渠反應離子蝕刻法（ DRIE)方法移除基體材料。DRIE的蝕亥1]輪廓被調整爲負輪 廓，以便產生第一斜切側壁（sloped sidewall) 502以及第 二斜切側壁504。 圖6A與6B表示移除位於壓電膜410下方的部份種子 層310以後的基體。單晶種子層310由晶圓背側透過先前 在基體材料300已由晶圓背側被移除之時已被蝕刻的DRIE 窗口或開口 500中被蝕刻出來。爲了移除單晶種子層310 所作的蝕刻動作爲自我對準式蝕刻（self aligned)，並在壓 10 1264139 電層410上以末點偵測法（end point detection)使之停止。 更特別地，移除單晶種子層310所作的蝕刻動作停止在壓 電層410的第一表面412上或其附近。爲了移除單晶種子 層310所作的蝕刻動作將壓電層410以及，特別是，表面 412沿著基體的背側曝光。此項蝕刻可被稱爲形成第二窗口 600 (其邊界由單晶種子層310所界定），並將壓電晶體 410的表面在基體300的背面曝光。 圖7A與7B顯示基體在第一電極之第二部份700被沉 積在壓電膜410的第一表面412以後的俯視圖與側視圖。 底部電極金屬由晶圓背側被沉積。由晶圓或基體300的背 側沉積晶體產生了第一電極的第二部份700。圖7B的金屬 層710與712所示者係經過金屬化的基體300背側表面。 第二電極700與第一電極400的第一部份（或者也可稱爲 掩埋金屬線跡）之間有電氣接觸。應注意的是，在開口 500 的側壁上並無金屬沉積。在產生開口 500時，DRIE被調整 爲負輪廓（negative)，藉以產生斜切側壁502與504。在 形成第一電極的第二部份700的金屬沉積時，斜切側壁可 避免金屬沉積在側壁502、504上。此可避免連續金屬層形 成於所有的體矽基體300上並提供個別電極700 ’其可覆蓋 住壓電膜410的第一表面412的大部份區域。應注意的是 ，第一電極的第一部份400以及第一電極的第二部份700 形成了第一電極。一般而言，第一電極的第二部份700與 第一電極的第一部份400之間的重疊量可以提供第一電極 的第一部份400與第二部份700二者之間適當的電氣連接 11 1264139 。如圖所示，重疊部份大約爲ίο微米。 現在轉向圖8A到12B，其中將討論到形成具有高q値 與低插入損耗之FBAR的第二實施例與方法。在第二實施 例中將g寸g命一^種可在壓電S旲沉積過程中使用一非導電種子 層的製造程序。圖8A與8B分別表示具有非導電種子層 810與第一電極1200 (全部的第一電極如圖12B所示）之 第一部份1210之基體800的俯視圖與側視圖。種子層81〇 可以是任何在被沉積至種子層810上之時可產生高品質壓 電膜的非導電材料。本實施例之優點在於應用在基體8〇〇 上的特別種子層810並不限於導電材料。因此，使用此種 製程便可選擇不同的種子層810材料，以使成長在種子層 之上的壓電膜或壓電層的特別品質得到最佳化。一金屬層 被沉積在種子層上並於其上製作圖案。金屬層形成了第一 電極或底部電極觸點的第一部份1210。金屬層1210也可被 稱爲掩埋金屬線跡並包括第一部份1214以及第二部份1216 。第二部份1216爲電氣接觸墊。 圖9A與9B顯示在將壓電膜910沉積在種子層810上 並將第二電極920沉積在種子層以及壓電膜上並於其上製 作圖案後’基體8 0 0的俯視圖與側視圖。單晶壓電膜910 被沉積在種子層810上並製作圖案。種子層810爲任何一 種可使局品質壓電I吴沉積在種子層上的非導電性材料。壓 電S旲910包含位於基體800附近的第一*表面912,。第一^表面 912實際上與種子層810相接觸或界接。壓電膜912也包含 遠離基體800的第二表面914。第二電極920包括第一部份 12 1264139 922與第二部份924。第二部份924沉積在壓電膜910的第 二表面914上。第二部份924覆蓋住壓電膜或層910中大 部份的第二表面914。第二電極920的第一部份922包括焊 墊916以及電氣線跡918。電氣線跡918電氣連接焊墊916 以及第二電極的第二部份924。因此，線跡918具有一沉積 在壓電層910之第二表面914之表面914上方的部份。線 跡918也被沉積在壓電膜910的側壁或垂直表面上。頂部 電極或第二電極920被沉積並在此程序後製作圖案以形成 第一部份922以及第二部份924。 圖10A與10B顯示在移除壓電膜910下方的基體材料 部份後的基體800。如圖10B所最能顯示者，在壓電膜910 下方的矽基體使用深溝渠反應離子蝕刻法（DRIE)的方法 將之移除。由基體800的背側移除矽基體800的一部份可 產生開口 1000。開口 1000也可稱爲DRIE蝕刻窗。DRIE窗 口或開口 1000的蝕刻輪廓被調整爲負輪廓。開口或DRIE 窗口 1000的負蝕刻輪廓產生第一斜切側壁1002以及第二 斜切側壁1004。 圖11A與11B說明移除壓電材料或壓電膜910下方的 種子層部份以後的基體或器件。非導電種子層810由基底 的背側透過先前蝕刻出來的DRIE窗口或開口 1000被蝕刻 或移除。蝕刻係爲自我對準式蝕刻並使用末點偵側法使之 有效地停止在壓電層910上。特別地，蝕刻停止在壓電層 或膜910的第一表面處或停止在其附近。由背側使用蝕刻 方式移除非導電種子層810所造成的結果便是種子層810 1264139 中的開口 1100。開口 1100使壓電膜或層910的表面912以 及第一電極的第一部份1210的部份1214曝光。 圖12A與12B分別說明在基體800的背側被金屬化之 後，基體的俯視圖與側視圖。金屬被沉積在晶圓的背側部 份。沉積的金屬形成了第一電極1200的第二部份1212以 及位於基體800背側的金屬化層1220與1222。先前已被調 整爲具有負輪廓並產生斜切側壁1002、1004的開口 1000或 DRIE窗口防止金屬沉積在側壁1002與1004上。接著，這 可避免連續金屬層形成於體矽基體上，以使第一電極1200 的第二部份1212與其他的金屬化部份1220與1222相分離 。第一電極1200的第二部份1212與第一電極的第一部份 1210相接觸。第一電極1200的第一部份1210與第二部份 1212相重疊，以便第一部份與第二部份之間可產生電氣接 觸。在此項特別實施例中，其重疊部份大約爲12微米。 現在轉向圖13A-17B，其中將討論到本發明之第三實施 例。第三實施例將討論到移除不良品質之初始壓電膜的結 構與製造程序。圖13A與13B分別說明具有非導電種子層 1310與第一電極1700的（圖17B所示爲全部的第一電極） 第一部份1710之基體1300的側視圖與俯視圖。起始種子 層1310首先被沉積在基體1300上。種子層可爲介電材料 或任何其他可在壓電材料或壓電膜被沉積在種子層1310時 形成高品質壓電膜的非導電材料。應注意的是，基體1300 本身可用作爲非導電“種子層”。第一電極的金屬層或第 一部份1710被沉積並在其上製作圖案以便在後續步驟中可 14 1264139 與第一電極的第二部份相接觸。第一電極部份1710包括接 觸墊1716與電氣線跡1714。第一電極的第一部份1710也 可稱爲掩埋金屬線跡。 圖14A與圖14B顯示在壓電膜1410已被沉積在基體 1300的種子層丨31〇之後的基體13〇0之俯視圖與側視圖。 壓電材料被沉積並製作圖案以形成壓電膜1410。壓電膜 1410包括接近基體1300的第一表面1412並包括遠離基體 1300的第二表面1414。沉積膜的初始層1420可能有不佳的 紋理。該膜的初始層以元件符號1420表示。壓電膜1410 的初始層的厚度大約爲〇.〇5微米。在不良紋理壓電材料（ 以元件符號1420表示）的初始層之後，壓電材料便開始以 C-軸疋向紋理（C-axis oriented texture)的方向成長，以元 件符號1422表示。不良紋理區1420以及成長在C-軸定向 紋理1422上的壓電材料體積以元件符號1421表示。 圖15A與15B代表在第二電極1520已沉積在基體1300 之後且基體1300的一部份已由基體1300背側移除後的基 體。在壓電膜1410已沉積至基體1300的種子層1310之後 ，第二電極1520被沉積並製作圖案。第二電極包括第一部 份1522與第二部份1524。第二部份1524覆蓋或實質覆蓋 在壓電膜1410的表面14H上。第二電極1520的第一部份 1522包括焊墊1516以及電氣觸點或線跡1518，其將焊墊 1516連接至第二電極1520的第二部份1524。線跡1518被 沉積在壓電膜1410的側壁上、在種子層1310上以及壓電 膜1410的第二表面1414上。如前所述，線跡1518在第二 15 1264139 電極1520的第一部份1522以及第二部份1524之間提供電 氣接觸。 如圖15B所示，壓電膜1410下方的矽基體1300已由 深溝渠反應離子蝕刻法（DRIE )方法移除。移除壓電膜 1410下方的基體部份將產生也可稱爲DRIE窗口的開口 1500。DRIE窗口或開口 1500的蝕刻輪廓被調整爲負輪廓， 藉以產生第一斜切側壁1502以及第二斜切側壁1504。 圖16A與16B代表由基體1300的背側表面移除一部份 基體、一部份種子層1310以及一部份壓電材料1420之後 的基體1300。一部份種子層1310以及一部份的不良定向壓 電層（poorly oriented piezoelectric layer) 1420 由基體 1300 的背側被鈾刻，其係透過先前已蝕刻出的開口 1500或 DRIE窗口。蝕刻爲自我對準式蝕刻。種子層的蝕刻可採用 末點偵測法而有效地停止在壓電層1410。不良定向壓電膜 1420的蝕刻係以時間來控制。換言之，DRIE蝕刻法以一定 的速率移除材料。因此，在一定量的時間內一般皆可移除 一定量的材料。爲了移除一部份種子層1310以及一部份不 良定向壓電層1420所作的蝕刻動作必須可移除不良定向壓 電層1420的全部厚度，但卻不至於移除第一電極的第一部 份1710之全部厚度。蝕刻動作一直進行到接觸或稍微通過 不良定向壓電層1420與壓電膜1410的C-軸定向部份1422 之間的界面爲止。換言之，在完成蝕刻動作之後’只有C-軸定向膜1422仍存在。 圖17A與17B分別表示第一電極1700的第二部份1712 16 1264139 已由基體1300的背側沉積至壓電膜1410的C-軸定向部份 1422以後，基體1300的俯視圖與側視圖。基體1300背側 的金屬化將使第一電極的第二部份1712透過先前已形成的 DRIE窗口沉積。金屬沉積在基體的整個背側部份，如此也 可產生金屬化膜或部份1720與1722。第二部份1712與第 一部份1710形成了第一電極1700。第一電極1700的第二 部份1712與第一電極的第一部份1710重疊大約10微米的 距離，以便第一部份1710與第二部份1712之間產生電氣 接觸。應注意的是，在開口 1500的側壁1502與1504之間 並無金屬沉積，其係因先前所實行的DRIE過程被調整爲負 輪廓之故。因此，可避免在第一電極1710的底部電極或第 二部份1712形成通過整個基體1300背側的連續金屬膜。 本項特別實施例的優點爲，不良定向膜部份1420被移除， 以便由壓電層1410以及第一電極1700與第二電極1520在 電極之間僅有C-軸定向壓電材料。此可形成吾人所期待、 具有期望的高-Q品質以及低插入漏失的FBAR器件。 現在轉向圖18A-22B，其中將討論本發明之第四實施例 。第四實施例將討論可移除不良品質之初始壓電膜的結構 與製造程序。在本實施例中，種子層係由導電材料所組成 。圖18A與18B顯示具有介電膜1810、以及沉積在基體 1800上的導電性種子層1820與第一電極2200之第一部份 (全部的第一電極如圖22B所示）的基體1800之俯視圖與 側視圖。開始時，介電層或膜1810沉積在基體1800上， 以提供基體1800與導電性種子材料1820以及第一電極的 17 1264139 第一部份2210之間的隔離作用。之後，導電性種子材料 1820被沉積至介電層1810上。在種子層上製作圖案以使其 具有足以容納FBAR器件之壓電材料的適當尺寸。沉積一 金屬層並製作圖案，以形成第一電極的第一部份2210。第 一電極的第一部份2210可被稱爲掩埋金屬線跡（buried layer trace)，可被用於形成與第一電極之第二部份之間的 電氣接觸。應注意的是’用於形成第一^電極之第一^部份 2210的金屬層所用材料可與種子層1820相同。第一電極之 第一部份2210包括焊墊2216以及電氣線跡2214。 圖19A與19B分別顯示將壓電膜1910沉積在基體以後 ，基體1800的俯視圖與側視圖。壓電材料1910被沉積並 於其上製作圖案。沉積膜1910包括具有不良紋理1920的 一部份以及具有C-軸定向紋理1922的部份。壓電材料的不 良紋理部份爲非C-軸定向。具有不良紋理的沉積膜通常爲 包含大約0.05微英吋的初始層。圖19B中，元件符號爲 1921的一條線係用以代表具有不良紋理1920的沉積壓電膜 部份與具有C-軸定向紋理1922的壓電膜之間的轉移情況。 圖20A與20B分別顯示在第二電極2020已沉積於壓電 膜1910之上以後以及將一部份基體1800自基體1800背側 表面移除之後的俯視圖與側視圖。開始時，第二電極2020 被沉積並於其上製作圖案。第二電極2020也可稱爲FBAR 器件中的頂部電極。第二電極2020包括第一部份2022與 第二部份2024。第二部份2024實質覆蓋在壓電膜1910的 表面1914上。第二電極2020的第一部份2022包括接觸墊 18 1264139 2016與線跡2018，其可連接接觸墊2〇16與第二電極2〇2〇 的第一部份2024。在壓電膜191〇下方的壓電材料使用深溝 渠反應離子蝕刻法（DRIE)的方法將之移除。基體18〇〇被 移除的部份產生了具有側壁2002與2004的開口 2000。 DRIE的蝕刻輪廓被調整爲負輪廓。開口 2〇〇〇也可被稱爲 DRIE鈾刻窗。只有矽或基體材料18〇〇被移除。因此，開 口或DRIE蝕刻窗2000的四周爲側壁2〇〇2、2〇〇4以及介電 層 1810 。 圖21A與21B顯示在移除一部份基體18〇〇、一部份介 電層1810、一部份種子層1820以及不良定向壓電材料丨92〇 之後的基體。壓電材料1810、金屬種子層182〇的部份以及 不良定向壓電層1920係由基體1800的背側透過先前已餓 刻出的DRIE窗口或開口 2000被蝕刻。蝕刻作業爲自我對 準式鈾刻。種子層刪_刻可使用賴制有效= 停止在壓電層1910°不良定向壓電膜1920的蝕刻過程係由
時間所控制。在移除不良定向壓電膜1920 >& ^ /N 《後，只有C-軸 定向膜1922仍維持爲壓電膜1910的一部份 口口仂。因此，沉積 膜1910的壓電特性便可得到改善。 圖22A與22B表示在第一電極2200的給 一部份 2212 沿著第一電極2200的第一部份2210上方复仙八歸 -、他金屬化部份 沉積之後的俯視圖與側視圖。金屬沉積在形# _ αI成弟一電極 2200的金屬化部份2220、2222以及第二部份 2212的基體 1800的背側部份。由於DRIE窗口或開口 2f)n 白勺蝕刻輪廓 在先前步驟中已被調整爲負輪廓，在基體l8Qf) # υ同側表面的 19 1264139 金屬化或沉積金屬並不至於使金屬沉積在開口 2000的側壁 2002、2004上。第一電極2200的第二部份2212與第一電 極2200的第一部份2210之間有電氣接觸。在第一電極 2200的第一部份2210與第二部份2212之間有一重疊部份 ，其重疊量足以在第一與第二部份之間提供適當的電氣路 徑。在此項特別的實施例中，重疊部份大約爲10微米。因 此，本程序可形成高品質的FBAr器件，即使壓電材料或 膜1910形成於導電性種子層1820上之時亦然。因此，採 用此種程序便可使用背側蝕刻的方法移除壓電材料中不良 紋理的薄膜，僅留下C-軸定向壓電材料1922成爲FBAR器 件的一部份。 以上各圖所述，用以討論本發明之結構以及製造該結 構所用之方法具有數項優點。使用本項創新方法便可得到 由單晶壓電膜所製成之FBAR器件。本發明尙有一項優點 爲該項結構可採用任何種子膜，而非被迫採用導電性金屬 材料作爲底部或第一電極之材料。可選擇不同的種子材料 來產生具有特別品質的壓電膜。另外，即使某一壓電膜的 初始層具有非期望的品質，但仍可將之移除以形成具有高-Q質以及低插入損耗的FBAR。其結果爲具有良好效能品質 的FBAR，並可使用在高頻應用中。 前述有關於特定實施例的說明所揭露之原理已足以使 其他人應用現有知識充分調整與/或改變本發明，以便適用 於不同應用中而不偏離本發明之精神，因此，此種調整與 改變係屬於所揭露實施例之均等物之意義與範圍內。 20 1264139 前述措辭與術語係用於說明本發明之原理，而非限制 。因此，本發明可包含所有此類落於申請專利範圍之精神 和廣義範圍內之替代物、調整物、均等物以及變化物。 【圖式簡單說明】 (一）圖式部分 本發明所主張範圍係如申請專利範圍所界定。然而， 若欲更加瞭解本發明則可參考圖式之詳細說明，其中各圖 中相似的參考號碼代表相似的元件，且： 圖1代表先前技術薄膜體聲共振器之剖面圖。 圖2代表薄膜體聲共振器之電路圖。 圖3A代表單晶基體之俯視圖，其上具有介電層及一部 份第一電極。 圖3B代表圖3A所示之基體或晶圓的側視圖。 圖4A代表一基體，其係一壓電膜以及第二電極已沉積 在基體之後的基體。 圖4 B代表如圖4 A所τκ基體之側視圖。 圖5A代表一基體，其係移除位於壓電材料下方的一部 份基體材料後的基體。 圖5B代表如圖5A所示基體之側視圖。 圖6A代表一基體，其係移除位於壓電材料下方的一部 份種子層之後的基體。 圖6B代表如圖6A所不基體之側視圖。 圖7A代表一基體，其係在第一電極之第二部份被沉積 在壓電層之上並被沉積在第一電極之第一部份後的基體。 21 1264139 圖7B代表如圖7A所示基體之側視圖。 圖8A代表一基體俯視圖，其上係具有非導電種子層以 及第一電極一部份。 圖8B代表如圖8A所示基體之側視圖。 圖9A代表一基體，其上係已沉積一層壓電膜以及第二 電極之後的基體。 圖9B代表如圖9A所示基體之側視圖。 圖10A代表一基體，其係移除位於壓電材料下方的基 體材料之一部份後的基體。 圖10B代表如圖10A所示基體之側視圖。 圖11A代表一基體，其係移除位於壓電材料下方的種 子層之一部份後的基體。 圖11B代表如圖11A所示基體之側視圖。 圖12A代表一基體，其係在第一電極之第二部份被沉 積在壓電層之上並被沉積在第一電極之第一部份上方後的 基體。 圖12B代表如圖12A所示基體之側視圖。 圖13A代表一基體的俯視圖，其上係具有種子層以及 一部份第一電極。 圖13B代表如圖13A所示基體之側視圖。 圖14A代表已沉積一層壓電膜在其上的基體。 圖14B代表如圖14A所示基體之側視圖。 圖15A代表已將第二電極沉積在壓電層之上的基體， 且基體之一部份已由基體背側移除。 22 1264139 圖15B代表如圖15A所示基體之側視圖。 圖16A代表一基體，其係移除基體之一部份、位於壓 胃材料之下的種子層之一部份、以及壓電材料之一部份之 後的基體。 圖16B代表如圖16A所示基體之側視圖。 圖ΠΑ代表一基體，其係第一電極的第二部份被沉積 在壓電層之上且沉積在第一電極的第一部份後的基體。 圖17B代表如圖17A所示基體之側視圖。 圖18A代表一基體俯視圖，其上係具有一介電膜、一 導電種子層、以及位部份第一電極。 圖18B代表如圖18A所示基體之側視圖。 圖19A代表已有一層壓電膜沉積在其上的基體。 圖19B代表如圖19A所示基體之側視圖。 圖20A代表一基體，其係第二電極已被沉積在壓電膜 之上、且基體之一部份已由基體背側移除之基體。 圖20B代表如圖20A所示基體之側視圖。 圖21A代表一基體，其係移除基體之一部份、介電層 之一部份、位於壓電材料下方種子層之一部份、以及不良 定向壓電材料之後的基體。 圖21B代表如圖21A所示基體之側視圖。 圖22A代表一基體，其係第一電極之第二部份被沉積 在壓電層之上並被沉積在第一電極的第一部份之上以後的 基體。 圖22B代表如圖22A所示基體之側視圖。 23 1264139 (二）元件代表符號 100〜薄膜體聲共振器；110〜基體；120〜第一電極； 122〜第二層金屬；122〜第二電極；130〜壓電層；140〜堆 疊；150〜開口 ； 200〜電氣電路；210〜電壓源；220〜電氣 路徑；222〜第二電氣導體；300〜單晶基體；310〜種子層 ;320〜介電層；322〜窗口； 400〜第一電極；410〜壓電膜 ;412〜第一^表面；414〜第二表面；420〜第二電極；422〜 第一部份；424〜第二部份；502〜第一斜切側壁；504〜第 二斜切側壁；600〜第二窗口； 700〜第一電極之第二部份 ;710〜金屬化後的背側基體；712〜金屬化後的背側基體 ;800〜基體；810〜非導電種子層；1200〜第一電極；1210 〜第一部份；1214〜第一部份；1216〜第二部份；910〜壓 電膜；912〜第一表面；914〜第二表面；916〜焊墊；918〜 電氣線跡；920〜第二電極；922〜第一部份；924〜第二部 份；1000〜開口； 1002〜第一'斜切側壁；1004〜第二斜切側 壁；1100〜開口 ； 1200〜第一電極；1210〜第一電極的第一 部份；1212〜第一電極的第二部份；1220〜金屬化層；1222 〜金屬化層；1300〜基體；1310〜非導電種子層；1410〜壓 電膜；1412〜第一表面；1414〜第二表面；1420〜沉積膜的 初始層；1422〜C-軸定向紋理；1500〜開口 ； 1502〜第一斜 切側壁；1504〜第二斜切側壁；1516〜焊墊；1518〜電氣觸 點；1520〜第二電極；1522〜第一部份；1524〜第二部份； 1700〜第一電極；1710〜第一電極1700的第一部份；Π12 〜第一電極1700的第二部份；1714〜電氣線跡；1716〜接 24 1264139 觸墊；1720〜金屬化膜；1722〜金屬化膜；1800〜基體； 1810〜介電膜；1820〜導電性種子層；1910〜壓電膜；1914 〜壓電膜1910的表面；1920〜不良紋理部份；1921〜具有 不良紋理1920的沉積壓電膜部份與具有C-軸定向紋理1922 的壓電膜之間的轉移情況；1922〜C-軸定向紋理部份；2000 〜開口 ； 2002，2004〜側壁；2016〜接觸墊；2018〜線跡； 2020〜第二電極；2022〜第二電極2020的第一部份；2024 〜第二電極2020的第二部份；2200〜第一電極；2210〜第 一電極2200的第一部份；2212〜第一電極2200的第二部份 ;2214〜電氣線跡；2220, 2222〜金屬化部份。
25
Claims (1)
1264139 拾、申請專利範圍 1. 一種薄膜體聲共振器，形成於基體上，該薄膜體聲共 振器包含： 一層壓電材料，包括： 一第一表面，接近該基體； 一第二表面，遠離該基體之表面； 一第一導電層，包含與該層壓電材料之第一表面相接 觸的部份，該第一導電層並非平面狀；以及 一第二導電層，與該層壓電材料之第二表面相接觸。 2. 如申請專利範圍第1項所述之薄膜體聲共振器，其中 該第一導電層以及該第二導電層沉積於該層壓電材料之第 一表面與第二表面上。 3. 如申請專利範圍第1項所述之薄膜體聲共振器，其中 該層壓電材料爲一單晶膜。 4. 如申請專利範圍第3項所述之薄膜體聲共振器，其中 該層壓電材料爲A1N。 5. 如申請專利範圍第3項所述之薄膜體聲共振器，其中 該層壓電材料爲Zn〇。 6. 如申請專利範圍第3項所述之薄膜體聲共振器，其中 該層壓電材料爲一 C-軸定向膜。 7. 如申請專利範圍第1項所述之薄膜體聲共振器，其中 該層壓電材料包括： 一 C-軸定向部份；以及 一非C-軸定向部份，其中至少一部份的該第一導電層 26 1264139 以及一部份的該第二導電層鄰近於該層壓電材料的c-軸定 向部份。 8. 如申請專利範圍第1項所述之薄膜體聲共振器，其中 該第一導電層包括： 一第一平面部份；以及 一第二平面部份，該第一平面部份與該第二平面部份 之表面位於不同平面。 9. 一種在一基體上形成一器件之方法，包含： 將一第一電極之一第一部份沉積至該基體上； 將一壓電層沉積在該基體以及部份的第一電極之該第 一部份上，該壓電薄膜層具有接近於該基體的一第一表面 以及遠離該基體的一第二表面； 將一第二電極放置於該壓電層的第二表面上； 移除該基體位於該壓電層下方以及位於該第一電極下 方部份的部份；以及 將該第一電極的一第二部份沉積至該壓電薄膜層的第 一電極上，並沉積至該第一電極的第一部份上。 10. 如申請專利範圍第9項所述之方法，其中該壓電層 爲一單晶壓電膜。 11. 如申請專利範圍第9項所述之方法，進一步包含移 除一部份的該壓電層之第一表面。 12. 如申請專利範圍第11項所述之方法，進一步包含移 除一部份的該第一電極之第一部份。 13. 如申請專利範圍第9項所述之方法，進一步包含使 1264139 該第一電極之第二部份與該第一電極之第一部份之間產生 電氣接觸。 14. 一種在一基體上形成一器件之方法，包含： 將一第一電極的一第一部份放置於該基體上； 將一壓電層放置於該基體上並放置於部份的該第一電 極之第一部份上，該壓電層具有接近於該基體的一第一表 面以及遠離該基體的一第二表面； 將一第二電極放置於該壓電層的第二表面上； 移除該基體位於該壓電層下方的部份以及位於該第一 電極下方部份的部份； 將第一電極的第二部份放置於壓電薄膜層的第一表面 以及第一電極的第一部份處。 15. 如申請專利範圍第14項所述之方法，進一步包含將 一種子層放置至該基體上的步驟。 16. 如申請專利範圍第15項所述之方法，其中該種子層 爲非導電性。 17. 如申請專利範圍第14項所述之方法，進一步包含移 除該壓電層第一表面之一部份。 18. 如申請專利範圍第15項所述之方法，進一步包含移 除該種子層位於該壓電層下方的部份以及位於該第一電極 下方部份的部份。 19. 如申請專利範圍第15項所述之方法，其中該種子層 爲一單晶種子層。 20. 如申請專利範圍第15項所述之方法，其中該種子層 28 1264139 可生長一單晶壓電膜。 21. 如申請專利範圍第15項所述之方法，其中該種子層 爲導電性。 22. 如申請專利範圍第21項所述之方法，進一步包含移 除一部份的該壓電層之第一表面。 23. —種在一基體上形成一器件之方法，包含： 將一層介電層沉積至該基體上； 將一層種子層沉積至該介電層上； 將一第一電極之一第一部份沉積至該介電層上； 將一壓電層沉積至該介電層上並沉積在一部份的該第 一電極之第一表面上，該壓電層具有接近該基體的一第一 表面以及遠離該基體的一第二表面； 將一第二電極放置於該壓電層的第二表面上； 移除該基體位於該壓電層下方的部份以及位於該第一 電極下方部份的部份； 移除該介電層位於該壓電層下方的部份以及位於該第 一電極下方部份的部份； 移除該種子層位於該壓電層下方的部份以及位於該第 一電極下方部份的部份； 將該第一電極的一第二部份沉積至該壓電薄膜層的第 一表面上並丨几積至該第一電極的第一部份上。 24·如申請專利範圍第23項所述之方法，其中該種子層 爲非導電性。 25.如申請專利範圍第24項所述之方法，進一步包含移 29 1264139 除部份的該壓電層之第一表面。 26. 如申請專利範圍第23項所述之方法，其中該種子層 爲導電性。 27. 如申請專利範圍第26項所述之方法，進一步包含移 除部份的該壓電層之第一表面。
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