TWI758799B - 體聲波共振器以及濾波器裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種體聲波共振器，包含：基底；安置於基底上的第一電極；經安置成覆蓋第一電極的至少一部分的壓電層；經安置成覆蓋壓電層的至少一部分的第二電極；以及安置於壓電層的部分區下方的插入層。第一電極、壓電層以及第二電極彼此交疊的主動區中的第一電極的厚度小於主動區外部的區的厚度。插入層的內側表面的傾斜角不同於插入層的外側表面的傾斜角。
Description
相關申請案的交叉參考
本申請案主張分別於2019年9月6日及2020年4月3日在韓國智慧財產局申請的韓國專利申請案第10-2019-0110915號及韓國專利申請案第10-2020-0040836號的優先權，所述韓國專利申請案的全部揭露內容出於所有目的以引用的方式併入本文中。
以下描述是關於一種體聲波共振器。
近來，對5G通信的技術興趣已提高，且已研發出可在5G通信的候選帶範圍內實施的技術。
可藉由膜體聲波共振器(film bulk acoustic resonator；FBAR)實施的頻帶為約6吉赫(GHz)或小於6吉赫。在可在2吉赫至3吉赫的頻帶中驅動的體聲波共振器的情況下，可易於實施電極厚度及壓電層厚度。然而，在可在5吉赫的頻帶中驅動的體聲波共振器的情況下，在製造製程中可存在顯著的困難，且可預期效能的降低。
因此，需要一種可減少可在5吉赫的頻帶中驅動的體聲波共振器的效能的降低的結構。舉例而言，可藉由對橫波進行平滑反射來提高Q效能且可減少在將體聲波共振器連接至外部連接電極時出現的插入損耗的結構可為有利的。
提供此發明內容是為了以簡化形式引入對下文在詳細描述中進一步描述的概念的選擇。此發明內容並不意欲識別所主張主題的關鍵特徵或必要特徵，亦不意欲在判定所主張主題的範疇時用作輔助。
在一個一般態樣中，一種體聲波共振器包含：基底；第一電極，安置於基底上；壓電層，經安置成覆蓋第一電極的至少一部分；第二電極，經安置成覆蓋壓電層的至少一部分；以及插入層，安置於壓電層的部分區下方。第一電極、壓電層以及第二電極彼此交疊的主動區中的第一電極的厚度小於主動區外部的區的厚度。插入層的內側表面的傾斜角不同於插入層的外側表面的傾斜角。
插入層的寬度可為20微米或小於20微米。
插入層的內側表面的傾斜角可為15°至25°。
插入層的內側表面的傾斜角可大於插入層的外側表面的傾斜角。
插入層可由以下各者中的任一者形成：氧化矽(SiO2)、氮化鋁(AlN)、氧化鋁(Al2O3)、氮化矽(Si3N4)、氧化錳(MnO)、氧化鋯(ZrO2)、鋯鈦酸鉛(PZT)、砷化鎵(GaAs)、氧化鉿(HfO2)、氧化鈦(TiO2)以及氧化鋅(ZnO)。
體聲波共振器可更包含：安置於基底與第一電極之間且安置於空腔周圍的蝕刻終止部分。
體聲波共振器可更包含：安置於蝕刻終止部分周圍的犧牲層。
體聲波共振器可更包含：安置於不包含第一電極及第二電極中的每一者的部分的區中且覆蓋第一電極及第二電極的鈍化層；及連接至第一電極及第二電極自鈍化層暴露的區域的金屬墊。
體聲波共振器可更包含：與基底形成空腔且其上安置有第一電極的薄膜層。
薄膜層可包含由氮化鋁(AlN)形成的晶種層。
插入層可安置於第一電極上。壓電層可包含曲面部分，所述曲面部分安置於插入層上且經升高以對應於插入層的厚度及形狀。
在另一一般態樣中，一種濾波器裝置包含：基底；第一電極，安置於基底上；壓電層，經安置成覆蓋第一電極的至少一部分；第二電極，經安置成覆蓋壓電層的至少一部分；插入層，安置於壓電層的部分區下方；蝕刻終止部分，安置於基底與第一電極之間且安置於空腔周圍；犧牲層，安置於蝕刻終止部分周圍；鈍化層，安置於不包含第一電極及第二電極中的每一者的部分的區中且覆蓋第一電極及第二電極；金屬墊，連接至第一電極及第二電極自鈍化層暴露的區域；及頂蓋，與基底形成內部空間且藉由黏著層耦接至基底。第一電極、壓電層以及第二電極彼此交疊的主動區中的第一電極的厚度小於主動區外部的區的厚度。插入層的內側表面的傾斜角不同於插入層的外側表面的傾斜角。
濾波器裝置可更包含穿透基底且連接至第一電極及第二電極的外部連接電極。
濾波器裝置可更包含穿透頂蓋且連接至金屬墊的外部連接電極。
插入層的寬度可為20微米或小於20微米。
插入層的內側表面的傾斜角可為15°至25°。
插入層的內側表面的傾斜角可大於插入層的外側表面的傾斜角。
插入層可由以下各者中的任一者形成：氧化矽(SiO2)、氮化鋁(AlN)、氧化鋁(Al2O3)、氮化矽(Si3N4)、氧化錳(MnO)、氧化鋯(ZrO2)、鋯鈦酸鉛(PZT)、砷化鎵(GaAs)、氧化鉿(HfO2)、氧化鈦(TiO2)以及氧化鋅(ZnO)。
插入層可安置於第一電極上。壓電層可包含曲面部分，所述曲面部分安置於插入層上且經升高以對應於插入層的厚度及形狀。
其他特徵及態樣將自以下詳細描述、圖式以及申請專利範圍而顯而易見。
100、500:體聲波共振器
110、310:基底
112、312:絕緣層
120、320:犧牲層
130、330:蝕刻終止部分
134:凹槽部分
150、350:第一電極
160、360:壓電層
162、362:壓電部分
164、364:曲面部分
164a、364a:傾斜部分
164b、364b、E:延伸部分
170、370:第二電極
180、380:插入層
190、390:鈍化層
195、395:金屬墊
200:濾波器裝置
202、402:黏著層
202a、402a:第一黏著層
202b、402b:第二黏著層
210、400:頂蓋
220、404:外部連接電極
300:濾波器裝置
403:密封層
540:薄膜層
C:空腔
I-I'、II-II'、III-III':線
L1:第一傾斜表面
L2:第二傾斜表面
S:平面部分
t1、t2:厚度
W、W1:寬度
θ1、θ2:傾斜角
圖1為示出根據實施例的體聲波共振器的平面圖。
圖2為根據實施例的沿圖1中的線I-I'的剖面圖。
圖3為根據實施例的沿圖1中的線II-II'的剖面圖。
圖4為根據實施例的沿圖1中的線III-III'的剖面圖。
圖5為指示根據實施例的根據插入層的總寬度的第一傾斜表面的寬度及第一傾斜角的曲線圖。
圖6為示出根據實施例的濾波器裝置的剖面圖。
圖7為示出根據實施例的濾波器裝置的剖面圖。
圖8為示出根據實施例的體聲波共振器的剖面圖。
貫穿圖式及詳細描述，相同附圖標號指代相同元件。圖式可能未按比例，且出於清楚、說明以及便利起見，可放大圖式中的元件的相對大小、比例以及描繪。
提供以下詳細描述是為了幫助讀者獲得對本文中所描述的方法、設備及/或系統的全面理解。然而，在理解本申請案的揭露內容之後，本文中所描述的方法、設備及/或系統的各種變化、修改以及等效物將顯而易見。舉例而言，本文中所描述的操作的順序僅為實例，且不限於本文中所闡述的彼等順序，但顯而易見的是，除必須以某一次序進行的操作之外，可在理解本申請案的揭露內容之後適當地改變。另外，為了增加清楚性及簡潔性，可省略對此項技術中已知的特徵的描述。
本文中所描述的特徵可以不同形式體現，且不應將所述特徵解釋為限於本文中所描述的實例。實際上，提供本文中所描述的實例僅僅是為了示出在理解本申請案的揭露內容之後將顯而易見的用於實施本文中所描述的方法、設備及/或系統的許多可能方法中的一些。
在本文中，應注意，相對於實例或實施例，術語「可」的
使用(例如關於實例或實施例可包含或實施的內容)意謂存在包含或實施此特徵的至少一個實例或實施例，但所有實例及實施例不限於此。
在本說明書中，當諸如層、區或基底的元件經描述為「在」另一元件「上」、「連接至」另一元件或「耦接至」另一元件時，所述元件可直接「在」另一元件「上」、「連接至」另一元件或「耦接至」另一元件，或可存在介入其間的一或多個其他元件。相比之下，當元件經描述為「在」另一元件「正上方」、「直接連接至另一元件」或「直接耦接至另一元件」時，可不存在介入其間的其他元件。
如本文中所使用，術語「及/或」包含相關聯的所列條目中的任一者及任兩者或大於兩者的任何組合。
儘管在本文中可使用諸如「第一」、「第二」以及「第三」的術語來描述各種構件、組件、區、層或區段，但此等構件、組件、區、層或區段並不受此等術語限制。實際上，此等術語僅用於區分一個構件、組件、區、層或區段與另一構件、組件、區、層或區段。因此，在不背離實例的教示的情況下，在本文中所描述的實例中所涉及的第一構件、組件、區、層或區段亦可稱為第二構件、組件、區、層或區段。
為易於描述，在本文中可使用諸如「在......上方」、「上部」、「在......下方」、「下部」、「前部」、「後部」以及「側部」的空間相對術語來描述如諸圖中所繪示的一個元件與另一元件的關係。除諸圖中所描繪的定向以外，此類空間相對術語意欲涵蓋裝置在使用或操作中的不同定向。舉例而言，若圖中的裝置翻轉，則描
述為相對於另一元件處於「上方」或「上部」的元件隨後將相對於另一元件處於「下方」或「下部」。因此，視裝置的空間定向而定，術語「在......上方」涵蓋上方定向及下方定向兩者。對於另一實例，若圖中的裝置翻轉，則描述為相對於另一元件處於「前部」的元件隨後將相對於另一元件處於「後部」。因此，視裝置的空間定向而定，術語「前部」涵蓋前部定向及後部定向兩者。裝置亦可以其他方式定向(例如旋轉90度或處於其他定向)，且本文中所使用的空間相對術語將相應地作出解釋。
本文中所使用的術語僅用於描述各種實例，且並不用於限制本揭露。除非上下文以其他方式明確指示，否則冠詞「一(a/an)」及「所述」意欲同樣包含複數形式。術語「包括」、「包含」以及「具有」指定存在所陳述的特徵、數值、操作、構件、元件及/或其組合，但並不排除存在或添加一或多個其他特徵、數值、操作、構件、元件及/或其組合。
歸因於製造技術及/或容限，可出現圖式中所繪示的形狀的變化。因此，本文中所描述的實例不限於圖式中所繪示的具體形狀，而是包含在製造期間出現的形狀的變化。
如在理解本申請案的揭露內容之後將顯而易見，本文中所描述的實例的特徵可以各種方式進行組合。此外，如在理解本申請案的揭露內容之後將顯而易見，儘管本文中所描述的實例具有多種組態，但其他組態亦為可能的。
圖1為示出根據實施例的體聲波共振器100的平面圖。圖2為沿圖1中的線I-I'的剖面圖。圖3為沿圖1中的線II-II'的剖面圖。圖4為沿圖1中的線III-III'的剖面圖。
參考圖1至圖4，體聲波共振器100可包含例如基底110、犧牲層120、蝕刻終止部分130、第一電極150、壓電層160、第二電極170、插入層180、鈍化層190以及金屬墊195。
基底110可為矽基底。舉例而言，基底110可由矽晶圓或絕緣層上矽(silicon-on-insulator；SOI)型基底形成。
絕緣層112可在基底110的上部表面上形成，且絕緣層112可將安置於基底110的上部表面上的元件與基底110電隔離。另外，當在製造製程中在絕緣層112上方形成空腔C時，絕緣層112可防止基底110經蝕刻氣體蝕刻。在實例中，絕緣層112可由以下各者中的任一者或任兩者或大於兩者的任何組合形成：氧化矽(SiO2)、氮化矽(Si3N4)、氧化鋁(Al2O3)以及氮化鋁(AlN)，且可經由以下各者中的任一者形成：化學氣相沈積製程、RF磁控濺鍍製程以及蒸鍍製程。
犧牲層120可在絕緣層112上形成，且空腔C及蝕刻終止部分130可安置於犧牲層120的內側上。空腔C可藉由在製造製程中移除犧牲層120的部分而形成。由於空腔C形成於犧牲層120的內側上，因而安置於犧牲層120上的第一電極150及額外層可均勻地安置(例如以實質上平坦或平面的形式)。
蝕刻終止部分130可沿空腔C的橫向/側部邊界安置。蝕刻終止部分130可防止在形成空腔C的製程中蝕刻超出空腔區。
第一電極150可安置於薄膜層上，且第一電極150的部分可安置於空腔C上。第一電極150可經組態為分別輸入或輸出電信號(諸如射頻(radio frequency；RF)信號及類似信號)的輸入電極及輸出電極中的任一者。
舉例而言，第一電極150可由諸如鉬(Mo)或鉬(Mo)合金的導電材料形成。然而，第一電極150不限於此等實例。第一電極150可由諸如以下各者的導電材料形成：釕(Ru)、鎢(W)、銥(Ir)、鉑(Pt)、銅(Cu)、鈦(Ti)、鉭(Ta)、鎳(Ni)、鉻(Cr)或類似物，或釕(Ru)、鎢(W)、銥(Ir)、鉑(Pt)、銅(Cu)、鈦(Ti)、鉭(Ta)、鎳(Ni)或鉻(Cr)的合金。
第一電極150的安置於主動區中的部分的厚度t1可小於第一電極150的安置於插入層180的外側上的部分的厚度t2。
主動區可為第一電極150、壓電層160以及第二電極170彼此交疊的區。
壓電層160可經組態以覆蓋第一電極150的安置於空腔C上的至少一部分。壓電層160可為產生將電能轉換為具有彈性波形式的機械能的壓電效應的層，且可由以下各者中的任一者形成：氮化鋁(AlN)、氧化鋅(ZnO)以及鋯鈦酸鉛(PZT；PbZrTiO)。在壓電層160由氮化鋁(AlN)形成的實例中，壓電層160可更包含稀土金屬。作為實例，稀土金屬可包含以下各者中的任一者或任兩者或大於兩者的任何組合：鈧(Sc)、鉺(Er)、釔(Y)以及鑭(La)。另外，作為實例，過渡金屬可包含以下各者中的任一者：鈦(Ti)、鋯(Zr)、鉿(Hf)、鉭(Ta)以及鈮(Nb)。另外，可包含作為二價金屬的鎂(Mg)。
壓電層160可包含以平面部分S安置的壓電部分162及以延伸部分E安置的曲面部分164。
壓電部分162可直接堆疊於第一電極150的上部表面上。因此，壓電部分162可插入於第一電極150與第二電極170之間，
且可均勻地(例如實質上平坦)形成為具有第一電極150及第二電極170。
曲面部分164可為自壓電部分162延伸至壓電層160的外側且安置於延伸部分E中的區。
曲面部分164可安置於插入層180上，且可沿插入層180的形狀升高。因此，壓電層160可在壓電部分162與曲面部分164之間的邊界處彎曲，且曲面部分164可經升高以對應於插入層180的厚度及形狀。
曲面部分164可包含傾斜部分164a及延伸部分164b。
傾斜部分164a可為沿插入層180的第一傾斜表面L1傾斜的部分。延伸部分164b可指自傾斜部分164a延伸至壓電層160的外側的部分。
傾斜部分164a可經形成為平行於傾斜表面，且第一傾斜表面L1的傾斜角可與插入層180的第一傾斜表面L1的傾斜角θ1相同。
第二電極170可覆蓋壓電層160的安置於空腔C上的至少部分。第二電極170可經組態為分別輸入或輸出電信號(諸如射頻(RF)信號)的輸入電極及輸出電極中的任一者。在第一電極150經組態為輸入電極的實例中，第二電極170可經組態為輸出電極。在第一電極150經組態為輸出電極的實例中，第二電極170可經組態為輸入電極。
舉例而言，第二電極170可使用諸如鉬(Mo)或鉬(Mo)合金的導電材料來形成。然而，第二電極170不限於此等實例。第二電極170可由諸如以下各者的導電材料形成：釕(Ru)、鎢(W)、
銥(Ir)、鉑(Pt)、銅(Cu)、鈦(Ti)、鉭(Ta)、鎳(Ni)、鉻(Cr)或類似物，或釕(Ru)、鎢(W)、銥(Ir)、鉑(Pt)、銅(Cu)、鈦(Ti)、鉭(Ta)、鎳(Ni)、或鉻(Cr)的合金。
插入層180可安置於第一電極150與壓電層160之間。插入層180可使用諸如以下各者的介電材料形成：氧化矽(SiO2)、氮化鋁(AlN)、氧化鋁(Al2O3)、氮化矽(Si3N4)、氧化錳(MnO)、氧化鋯(ZrO2)、鋯鈦酸鉛(PZT)、砷化鎵(GaAs)、氧化鉿(HfO2)、氧化鈦(TiO2)、氧化鋅(ZnO)或類似物，且可由與壓電層160的材料不同的材料形成。
插入層180的至少一部分可安置於壓電層160與第一電極150之間。作為實例，插入層180可具有環形狀。
具有第一傾斜角θ1的第一傾斜表面L1可安置於插入層180的內側表面上。插入層180亦可包含具有第二傾斜角θ2且安置於插入層180的外側表面上的第二傾斜表面L2。第一傾斜角θ1可為15°至25°。第二傾斜角θ2可不同於第一傾斜角θ1。
在形成插入層180的製程中，在將第一電極150分層之後，介電層可經分層以覆蓋第一電極150。其後，PR圖案可在介電層上經分層以形成插入層180。可藉由初級蝕刻製程來移除介電層的安置於主動區中的部分。可藉由過蝕刻製程來執行對介電層的部分的移除，以完全移除蝕刻區中的介電層的厚度。因此，第一電極350可藉由蝕刻製程經部分移除。因此，第一電極150的安置於主動區中的部分的厚度t1可比第一電極150的安置於主動區外部的區中的部分的厚度t2更薄。因此，插入層180的第一傾斜表面L1可藉由初級蝕刻製程形成。其後，可執行第二蝕刻製程以
移除介電層的邊緣。相較於初級蝕刻製程的過蝕刻，可以更低水準的蝕刻來移除介電層的邊緣。
因此，由於藉由次級蝕刻製程蝕刻的第一電極150的量可減少，因而可防止插入損耗特性降低。換言之，第一電極150的厚度的減小可在(圖6的)外部連接電極220連接至第一電極150的區中下降，以使得可防止插入損耗特性降低。
作為實例，插入層180可具有20微米或小於20微米的寬度。
如圖5中所示出，已表明，當插入層180藉由通用技術形成且插入層180的總寬度W小於20微米時，第一傾斜角θ1可迅速增大，且第一傾斜表面L1的寬度W1可迅速減小。
因此，在插入層180的總寬度為20微米或小於20微米的實施例中，可藉由初級蝕刻製程來移除在插入層180形成時安置於主動區中的區，且可藉由次級蝕刻製程來移除安置於插入層180的外側上的區。因此，第一傾斜角θ1可經實施為15°至25°，且第一電極150的厚度的減小可在外部連接電極連接至第一電極150的區中下降。
鈍化層190可在不包含第一電極150及第二電極170中的每一者的部分的區上形成。鈍化層190可防止第一電極150及第二電極170在體聲波共振器100的製造製程中受損。
舉例而言，含有以下各者中的任一者的介電層可用於形成鈍化層190：氮化矽(Si3N4)、氧化矽(SiO2)、氧化錳(MnO)、氧化鋯(ZrO2)、氮化鋁(AlN)、鋯鈦酸鉛(PZT)、砷化鎵(GaAs)、氧化鉿(HfO2)、氧化鋁(Al2O3)、氧化鈦(TiO2)以及氧化鋅(ZnO)。
金屬墊195可在第一電極150及第二電極170中的每一者的未形成鈍化層190的部分上形成。作為實例，金屬墊195可由諸如以下各者的材料形成：金(Au)、金-錫(Au-Sn)合金、銅(Cu)、銅-錫(Cu-Sn)合金以及鋁(Al)或鋁合金。舉例而言，鋁合金可為鋁-鍺(Al-Ge)合金。
如上文所描述，第一傾斜角θ1可為15°至25°，且第一電極150的厚度的減小可在外部連接電極連接至第一電極150的區中下降。因此，Q效能可提高，且可防止插入損耗特性的降低。
圖6為示出根據實施例的濾波器裝置200的剖面圖。
參考圖6，濾波器裝置200可包含例如基底110、犧牲層120、蝕刻終止部分130、第一電極150、壓電層160、第二電極170、插入層180、鈍化層190、金屬墊195以及頂蓋210。
基底110、犧牲層120、蝕刻終止部分130、第一電極150、壓電層160、第二電極170、插入層180、鈍化層190以及金屬墊195可與前述實施例中所描述的相同，且因此將不重複此等元件的詳細描述。
頂蓋210可與基底110形成內部空間且可藉由黏著層202安裝於基底110上。舉例而言，頂蓋210可由含有矽(Si)的材料形成。
黏著層202可包含附著至基底110的第一黏著層202a及附著至第一黏著層202a及頂蓋210的第二黏著層202b。第一黏著層202a及第二黏著層202b可由含有以下各者中的任一者或任兩者或大於兩者的任何組合的材料形成：金(Au)、錫(Sn)、鉻(Cr)、鈦(Ti)以及鋁(Al)。
濾波器裝置200可包含穿透(例如延伸穿過)基底110且電連接至第一電極150及第二電極170的外部連接電極220。
圖7為示出根據實施例的濾波器裝置300的剖面圖。
參考圖7，濾波器裝置300可包含例如基底310、犧牲層320、蝕刻終止部分330、第一電極350、壓電層360、第二電極370、插入層380、鈍化層390、金屬墊395以及頂蓋400。
基底310可為矽基底。舉例而言，基底310可由矽晶圓或絕緣層上矽(SOI)型基底形成。
絕緣層312可在基底310的上部表面上形成，且絕緣層312可將安置於基底310的上部表面上的元件與基底310電隔離。另外，當絕緣層312在製造製程中形成空腔C時，絕緣層312可防止基底310經蝕刻氣體蝕刻。
在實例中，絕緣層312可由以下各者中的任一者或任兩者或大於兩者的任何組合形成：氧化矽(SiO2)、氮化矽(Si3N4)、氧化鋁(Al2O3)以及氮化鋁(AlN)，且可經由以下各者中的任一者形成：化學氣相沈積製程、RF磁控濺鍍製程以及蒸鍍製程。
犧牲層320可在絕緣層312上形成，且空腔C及蝕刻終止部分330可安置於犧牲層320的內側上。可藉由在製造製程中部分移除犧牲層320來形成空腔C。由於空腔C形成於犧牲層320的內側上，因而安置於犧牲層320上的第一電極350及類似物可均勻地(例如以實質上平坦或平面的形式)安置。
蝕刻終止部分330可沿空腔C的側部/橫向邊界安置。蝕刻終止部分330可防止在形成空腔C的製程中蝕刻超出空腔區。
第一電極350的部分可安置於空腔C上。第一電極350
可經組態為分別輸入或輸出電信號(諸如射頻(RF)信號及類似信號)的輸入電極及輸出電極中的任一者。
舉例而言，第一電極350可由諸如鉬(Mo)或鉬(Mo)合金的導電材料形成。然而，第一電極不限於此等實例。第一電極350可由諸如以下各者的導電材料形成：釕(Ru)、鎢(W)、銥(Ir)、鉑(Pt)、銅(Cu)、鈦(Ti)、鉭(Ta)、鎳(Ni)或鉻(Cr)，或釕(Ru)、鎢(W)、銥(Ir)、鉑(Pt)、銅(Cu)、鈦(Ti)、鉭(Ta)、鎳(Ni)或鉻(Cr)的合金。
第一電極350的安置於主動區中的部分的厚度t1可小於第一電極350的安置於插入層380的外側上的部分的厚度t2。
壓電層360可經組態以覆蓋第一電極350的安置於空腔C上的至少一部分。壓電層360可為產生將電能轉換為具有彈性波形式的機械能的壓電效應的層，且可由以下各者中的任一者形成：氮化鋁(AlN)、氧化鋅(ZnO)以及鋯鈦酸鉛(PZT；PbZrTiO)。在壓電層360由氮化鋁(AlN)形成的實例中，壓電層360可更包含稀土金屬。作為實例，稀土金屬可包含以下各者中的任一者或任兩者或大於兩者的任何組合：鈧(Sc)、鉺(Er)、釔(Y)以及鑭(La)。另外，作為實例，過渡金屬可包含以下各者中的任一者：鈦(Ti)、鋯(Zr)、鉿(Hf)、鉭(Ta)以及鈮(Nb)。另外，可包含作為二價金屬的鎂(Mg)。
壓電層360可包含以平面部分S安置的壓電部分362及以延伸部分E安置的曲面部分364。
壓電部分362可直接堆疊於第一電極350的上部表面上。因此，壓電部分362可插入於第一電極350與第二電極370之間，
且可與第一電極350及第二電極370均勻地(例如以實質上平坦或平面的形式)形成。
曲面部分364可為自壓電部分362延伸至壓電層360的外側且安置於延伸部分E中的區。
曲面部分364可安置於插入層380上且可經組態以沿插入層380的形狀升高。因此，壓電層360可在壓電部分362與曲面部分364之間的邊界處彎曲，且曲面部分364可經升高以對應於插入層380的厚度及形狀。
曲面部分364可包含傾斜部分364a及延伸部分364b。
傾斜部分364a可為沿插入層380的傾斜表面傾斜的部分。延伸部分364b為自傾斜部分364a延伸至壓電層360的外側的部分。
傾斜部分364a可形成為平行於插入層380的傾斜表面，且傾斜部分364a的傾斜角可與插入層380的傾斜表面的傾斜角相同。
第二電極370可覆蓋安置於空腔C上的壓電層360的至少一部分。第二電極370可經組態為分別輸入或輸出電信號(諸如射頻(RF)信號)的輸入電極及輸出電極中的任一者。當第一電極350經組態為輸入電極時，第二電極370可經組態為輸出電極。當第一電極350經組態為輸出電極時，第二電極370可經組態為輸入電極。
舉例而言，第二電極370可由諸如鉬(Mo)或鉬(Mo)合金的導電材料形成。然而，第二電極370不限於此等實例。第二電極370可由諸如以下各者的導電材料形成：釕(Ru)、鎢(W)、
銥(Ir)、鉑(Pt)、銅(Cu)、鈦(Ti)、鉭(Ta)、鎳(Ni)、鉻(Cr)或類似物，或釕(Ru)、鎢(W)、銥(Ir)、鉑(Pt)、銅(Cu)、鈦(Ti)、鉭(Ta)、鎳(Ni)或鉻(Cr)的合金。
插入層380可安置於第一電極350與壓電層360之間。插入層380可由諸如以下各者的介電材料形成：氧化矽(SiO2)、氮化鋁(AlN)、氧化鋁(Al2O3)、氮化矽(Si3N4)、氧化錳(MnO)、氧化鋯(ZrO2)、鋯鈦酸鉛(PZT)、砷化鎵(GaAs)、氧化鉿(HfO2)、氧化鈦(TiO2)、氧化鋅(ZnO)或類似物，且可由與壓電層360的材料不同的材料形成。
插入層380的至少一部分可安置於壓電層360與第一電極350之間。作為實例，插入層380可具有環形狀。
具有第一傾斜角θ1的第一傾斜表面L1可安置於插入層380的內側表面上，且具有第二傾斜角θ2的第二傾斜表面L2可安置於插入層380的外側表面上。第一傾斜角θ1可為15°至25°。第二傾斜角θ2可具有與第一傾斜角θ1的角度不同的角度。
在形成插入層380的製程中，在將第一電極350分層之後，介電層可經分層以覆蓋第一電極350。其後，PR圖案可在介電層上經分層以形成插入層380。可藉由初級蝕刻製程來移除介電層的安置於主動區中的部分。可藉由過蝕刻製程來執行對介電層的部分的移除，以完全移除蝕刻區中的介電層的厚度。因此，第一電極350可藉由蝕刻製程經部分移除。因此，第一電極350的安置於主動區中的部分的厚度t1可變為比第一電極350的安置於主動區外部的區中的部分的厚度t2更薄。因此，插入層380的第一傾斜表面L1可藉由初級蝕刻製程形成。其後，可執行第二蝕刻製
程以移除介電層的邊緣。相較於初級蝕刻製程的過蝕刻，可以更低水準的蝕刻來移除介電層的邊緣。因此，可藉由次級蝕刻製程來減少對第一電極350的蝕刻。
因此，由於藉由次級蝕刻製程蝕刻的第一電極350的量可減少，因而可防止插入損耗特性降低。換言之，第一電極350的厚度的減小可在金屬墊395連接至第一電極350的區中下降，以使得可防止插入損耗特性降低。
作為實例，插入層380可具有20微米或小於20微米的寬度。
鈍化層390可在不包含第一電極350及第二電極370中的每一者的部分的區中形成。鈍化層390可防止第一電極350及第二電極370在製造製程中受損。
舉例而言，含有以下各者中的任一者的介電層可用於形成鈍化層390：氮化矽(Si3N4)、氧化矽(SiO2)、氧化錳(MnO)、氧化鋯(ZrO2)、氮化鋁(AlN)、鋯鈦酸鉛(PZT)、砷化鎵(GaAs)、氧化鉿(HfO2)、氧化鋁(Al2O3)、氧化鈦(TiO2)以及氧化鋅(ZnO)。
金屬墊395可在第一電極350及第二電極370中的每一者的未形成鈍化層390的部分中形成。作為實例，金屬墊395可由諸如以下各者的材料形成：金(Au)、金-錫(Au-Sn)合金、銅(Cu)、銅-錫(Cu-Sn)合金以及鋁(Al)或鋁合金。舉例而言，鋁合金可為鋁-鍺(Al-Ge)合金。
頂蓋400可與基底310形成內部空間，且可經由黏著層402安裝於基底310上。頂蓋400可由含有矽(Si)的材料形成。
黏著層402可包含附著至基底310的第一黏著層402a及
附著至第一黏著層402a及頂蓋400的第二黏著層402b。第一黏著層402a及第二黏著層402b可由含有以下各者中的任一者或任兩者或大於兩者的任何組合的材料形成：金(Au)、錫(Sn)、鉻(Cr)、鈦(Ti)以及鋁(Al)。
作為實例，密封層403可安置於第一黏著層402a與第二黏著層402b之間。
穿透(例如延伸穿過)頂蓋400的外部連接電極404可安置於待連接至金屬墊395的頂蓋400中。
如上文所描述，第一傾斜角θ1可實施為15°至25°，且第一電極350的厚度的減小可在金屬墊395連接至第一電極350的區中下降。因此，Q效能可提高，且可防止插入損耗特性的降低。
圖8為示出根據實施例的體聲波共振器500的剖面圖。
參考圖8，體聲波共振器500可包含例如基底110、犧牲層120、蝕刻終止部分130、薄膜層540、第一電極150、壓電層160、第二電極170、插入層180、鈍化層190以及金屬墊195。
基底110、犧牲層120、蝕刻終止部分130、第一電極150、壓電層160、第二電極170、插入層180、鈍化層190以及金屬墊195與在圖1至圖4的實施例中相同，且因此將不重複其詳細描述。
薄膜層540可與基底110形成空腔C。薄膜層540亦可由在移除犧牲層120時與蝕刻氣體具有低反應性的材料形成。蝕刻終止部分130可插入且安置於由薄膜層540形成的凹槽部分134中。舉例而言，含有以下各者中的任一者的介電層可用作薄膜層540：氮化矽(Si3N4)、氧化矽(SiO2)、氧化錳(MnO)、氧化鋯
(ZrO2)、氮化鋁(AlN)、鋯鈦酸鉛(PZT)、砷化鎵(GaAs)、氧化鉿(HfO2)、氧化鋁(Al2O3)、氧化鈦(TiO2)以及氧化鋅(ZnO)。
由氮化鋁(AlN)形成的晶種層(未示出)可在薄膜層540上形成。晶種層可安置於薄膜層540與第一電極150之間。晶種層可使用介電材料或具有HCP結晶結構的金屬而非氮化鋁(AlN)形成。作為實例，在晶種層為金屬的實例中，晶種層可由鈦(Ti)形成。
根據本文中所描述的實施例，可獲得減少插入損耗的效應。
雖然本揭露包含具體實例，但在理解本申請案的揭露內容之後將顯而易見，可在不脫離申請專利範圍及其等效物的精神及範疇的情況下對此等實例進行形式及細節的各種變化。應僅以描述性意義而非出於限制性目的考慮本文中所描述的實例。應將對每一實例中的特徵或態樣的描述視為適用於其他實例中的類似特徵或態樣。若以不同次序執行所描述技術且/或若以不同方式來組合及/或藉由其他組件或其等效物來替換或補充所描述系統、架構、裝置或電路中的組件，則可達成合適的結果。另外，各別實施例可彼此組合。舉例而言，在一個力感測裝置中，揭露於上述實施例中的施壓構件可彼此組合使用。因此，本揭露的範疇並不由詳細描述限定，而是由申請專利範圍及其等效物限定，且應將在申請專利範圍及其等效物的範疇內的所有變化視為包含於本揭露中。
100:體聲波共振器
180:插入層
190:鈍化層
195:金屬墊
I-I'、II-II'、III-III':線
Claims (19)
- 一種體聲波共振器，包括：基底；第一電極，安置於所述基底上；壓電層，經安置成覆蓋所述第一電極的至少一部分；第二電極，經安置成覆蓋所述壓電層的至少一部分；以及插入層，安置於所述壓電層的部分區下方，其中所述第一電極、所述壓電層以及所述第二電極彼此交疊的主動區中的所述第一電極的厚度小於所述主動區外部的區的厚度，以及其中所述插入層的內側表面的傾斜角不同於所述插入層的外側表面的傾斜角。
- 如請求項1之體聲波共振器，其中所述插入層的寬度為20微米或小於20微米。
- 如請求項1之體聲波共振器，其中所述插入層的所述內側表面的所述傾斜角為15°至25°。
- 如請求項1之體聲波共振器，其中所述插入層的所述內側表面的所述傾斜角大於所述插入層的所述外側表面的所述傾斜角。
- 如請求項1之體聲波共振器，其中所述插入層由以下各者中的任一者形成：氧化矽(SiO2)、氮化鋁(AlN)、氧化鋁(Al2O3)、氮化矽(Si3N4)、氧化錳(MnO)、氧化鋯(ZrO2)、鋯鈦酸鉛(PZT)、砷化鎵(GaAs)、氧化鉿(HfO2)、氧化鈦(TiO2)以及氧化鋅(ZnO)。
- 如請求項1之體聲波共振器，更包括：蝕刻終止部分，安置於所述基底與所述第一電極之間且安置於空腔周圍。
- 如請求項6之體聲波共振器，更包括：犧牲層，安置於所述蝕刻終止部分周圍。
- 如請求項1之體聲波共振器，更包括：鈍化層，安置於不包含所述第一電極及所述第二電極中的每一者的部分的區中且覆蓋所述第一電極及所述第二電極；以及金屬墊，連接至所述第一電極及所述第二電極自所述鈍化層暴露的區域。
- 如請求項1之體聲波共振器，更包括：薄膜層，與所述基底形成空腔且所述第一電極安置於所述薄膜層上。
- 如請求項9之體聲波共振器，其中所述薄膜層包含由氮化鋁(AlN)形成的晶種層。
- 如請求項1之體聲波共振器，其中所述插入層安置於所述第一電極上，且所述壓電層包括曲面部分，所述曲面部分安置於所述插入層上且經升高以對應於所述插入層的厚度及形狀。
- 一種濾波器裝置，包括：基底；第一電極，安置於所述基底上；壓電層，經安置成覆蓋所述第一電極的至少一部分；第二電極，經安置成覆蓋所述壓電層的至少一部分；插入層，安置於所述壓電層的部分區下方； 蝕刻終止部分，安置於所述基底與所述第一電極之間且安置於空腔周圍；犧牲層，安置於所述蝕刻終止部分周圍；鈍化層，安置於不包含所述第一電極及所述第二電極中的每一者的部分的區中且覆蓋所述第一電極及所述第二電極；金屬墊，連接至所述第一電極及所述第二電極自所述鈍化層暴露的區域；以及頂蓋，與所述基底形成內部空間且藉由黏著層耦接至所述基底，其中所述第一電極、所述壓電層以及所述第二電極彼此交疊的主動區中的所述第一電極的厚度小於所述主動區外部的區的厚度，以及其中所述插入層的內側表面的傾斜角不同於所述插入層的外側表面的傾斜角。
- 如請求項12之濾波器裝置，更包括：外部連接電極，穿透所述基底且連接至所述第一電極及所述第二電極。
- 如請求項12之濾波器裝置，更包括：外部連接電極，穿透所述頂蓋且連接至所述金屬墊。
- 如請求項12之濾波器裝置，其中所述插入層的寬度為20微米或小於20微米。
- 如請求項12之濾波器裝置，其中所述插入層的所述內側表面的所述傾斜角為15°至25°。
- 如請求項12之濾波器裝置，其中所述插入層的所述 內側表面的所述傾斜角大於所述插入層的所述外側表面的所述傾斜角。
- 如請求項12之濾波器裝置，其中所述插入層由以下各者中的任一者形成：氧化矽(SiO2)、氮化鋁(AlN)、氧化鋁(Al2O3)、氮化矽(Si3N4)、氧化錳(MnO)、氧化鋯(ZrO2)、鋯鈦酸鉛(PZT)、砷化鎵(GaAs)、氧化鉿(HfO2)、氧化鈦(TiO2)以及氧化鋅(ZnO)。
- 如請求項12之濾波器裝置，其中所述插入層安置於所述第一電極上，且所述壓電層包括曲面部分，所述曲面部分安置於所述插入層上且經升高以對應於所述插入層的厚度及形狀。
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