TWI839228B - 壓電結構及其形成方法 - Google Patents
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Abstract
一種壓電結構，包括一基板，包含一底材和位於前述底材上的一氧化層，其中此氧化層中具有一空腔；一晶種層，位於前述基板上方；一底電極，位於前述晶種層的上方；一壓電材料層，位於前述底電極的上方；一頂電極，位於前述壓電材料層的上方；一保護層，位於前述壓電材料層上，且保護層覆蓋頂電極；以及一負載材料層，對應於前述空腔，且前述底電極、前述壓電材料層和前述頂電極係沿著第一方向堆疊於該基板之上，其中，前述負載材料層是位於前述底電極和前述頂電極其中一者的下方。
Description
本發明是關於壓電結構及其形成方法，特別是關於通過半導體製程製作包含負載材料層的壓電結構及其形成方法。
電子裝置中常需使用濾波器(filter)以擷取某特定頻率範圍之訊號，來除去不必要的雜訊。使用濾波器可使一特定頻帶的訊號通過，而此特定頻帶以外的所有訊號則衰減。依濾波器的功能可分為低通濾波器(low pass filter)、高通濾波器(high pass filter)、帶通濾波器(band pass filter)以及帶拒濾波器(band reject filter)等。而濾波器中的薄膜體聲波諧振(film bulk acoustic resonator；FBAR)濾波器是通過壓電薄膜的壓電效應將電能量轉換成聲波而形成諧振，其具有體積小、成本低、品質因數(Q)高、功率承受能力強、頻率高且與IC技術兼容等特點，在新一代無線通信系統和超微量生化檢測領域等都具有良好的應用前景。雖然現有的壓電濾波裝置的製程(例如金屬剝離(lift-off)製程)可以達到它們原先預定的目的，但是並非各方面都是令人滿意的，例如現有製程與半導體製程並不相容，因此目前在壓電結構的形成方法仍有需要進一步克服的問題與改善空間。
本揭露的一些實施例提供一種壓電結構，包括一基板，包含一底材和位於前述底材上的一氧化層，其中此氧化層中具有一空腔；一晶種層，位於前述基板的上方；一底電極，位於前述晶種層的上方；一壓電材料層，位於前述底電極的上方；一頂電極，位於前述壓電材料層的上方；一保護層，位於前述壓電材料層上，且保護層覆蓋頂電極；以及一負載材料層，對應於前述空腔，且前述底電極、前述壓電材料層和前述頂電極係沿著第一方向堆疊於前述基板之上，其中，前述負載材料層是位於前述底電極和前述頂電極其中一者的下方。
本揭露的一些實施例還提供一種壓電結構的形成方法，包含提供一基板，此基板包含一底材和位於前述底材上的一氧化層，其中前述氧化層中具有一空腔；以及在前述基板上沿著第一方向形成一堆疊結構。此堆疊結構包含形成於前述基板的上方的一晶種層，形成於前述晶種層上方的一底電極，形成於前述底電極的上方的一壓電材料層，形成於前述壓電材料層的上方的一頂電極，形成於前述壓電材料層上的一保護層，以及對應於前述空腔的一負載材料層。前述保護層覆蓋前述頂電極，且前述底電極、前述壓電材料層和前述頂電極係沿著第一方向堆疊，其中前述負載材料層形成於前述底電極和前述頂電極其中一者的下方。
以下揭露提供了許多的實施例或範例，用於實施所提供的半導體裝置之不同元件。各元件和其配置的具體範例描述如下，以簡化本發明實施例之說明。當然，這些僅僅是範例，並非用以限定本發明實施例。舉例而言，敘述中若提及第一元件形成在第二元件之上，可能包含第一和第二元件直接接觸的實施例，也可能包含額外的元件形成在第一和第二元件之間，使得它們不直接接觸的實施例。此外，本發明實施例可能在不同的範例中重複參考數字及/或字母。如此重複是為了簡明和清楚，而非用以表示所討論的不同實施例之間的關係。
再者，在以下敘述中可使用空間上相關措辭，例如「在……之下」、「在……下方」、「下方的」、「在……上方」、「上方的」和其他類似的用語，以簡化一元件或部件與其他元件或其他部件之間如圖所示之關係的陳述。此空間相關措辭除了包含圖式所描繪之方向，還包含裝置在使用或操作中的不同方位。裝置可以朝其他方向定位(旋轉90度或在其他方向)，且在此使用的空間相關描述可依此相應地解讀。
以下描述實施例的一些變化。在不同圖式和說明的實施例中，相似的元件符號被用來標明相似的元件。可以理解的是，在方法的前、中、後可以提供額外的步驟，且一些敘述的步驟可為了該方法的其他實施例被取代或刪除。
本揭露的內容係提供了壓電結構及其形成方法與應用其之壓電濾波裝置。一些實施例的壓電結構包含一負載材料層於底電極層和頂電極層其中一者的下方。設置有負載材料層的壓電結構可與未設置有負載材料層的壓電結構之間因不同的負載效應而產生不一的諧振頻率，以使應用的壓電濾波裝置達到濾波效果。在以下的一些實施例中，是以薄膜體聲波諧振(film bulk acoustic resonator；FBAR)濾波器作為壓電濾波裝置的相關部件的實施例說明。
第1A圖是根據本揭露的一些實施例的一種壓電濾波裝置的電路圖。根據第1A圖，其示出一種階梯式(ladder type)壓電濾波裝置，其包括多個諧振器(resonator)連接而成。一般階梯式壓電濾波裝置，例如薄膜體聲波諧振濾波器，其包括諧振頻率為fs的串聯諧振器(series resonator)和諧振頻率為fp的並聯諧振器(shunt resonator)。一個串聯諧振器和一個並聯諧振器的組合為一階(stage)，而一階梯式濾波器(ladder type filter)可以是多階(multiple-stage)的諧振器所組成。第1A圖係以包含三階諧振器的壓電濾波裝置為例做說明，但不限於此。
第1B圖是根據第1A圖所示的一壓電濾波裝置的串聯\並聯諧振器的頻率與相應反射損耗(return lose)的模擬關係示意圖。曲線Cseries代表串聯諧振器的頻率與相應反射損耗(縱軸；對數值)的關係，其中在反諧振頻率f1和諧振頻率f2(fs)時，其反射損耗分別是最大值和最小值。曲線Cshunt代表並聯諧振器的頻率與相應阻抗(縱軸；對數值)的關係，其中在反諧振頻率f3和諧振頻率f4(fp)時，其反射損耗分別是最大值和最小值。串聯諧振器在反諧振頻率f1時，反射損耗最大，訊號無法通過形成開路；並聯諧振器在諧振頻率f4時，反射損耗最小，訊號可以通過形成短路。
第1C圖是根據第1A圖所示的一壓電濾波裝置的頻率與相應饋入損耗(insertion lose)的模擬關係示意圖。同時參照第1B、1C圖，訊號的頻率在頻率f4至頻率f1之間的頻帶是可以低損耗通過。訊號的頻率在前述通過頻帶以外則是高損耗無法通過。實際應用可藉由調整薄膜體聲波諧振的製程，得到壓電濾波裝置需要的通過頻帶寬度和其相應的頻率。具有如第1B、1C圖所示的此種頻率響應型態的濾波器也稱為帶通濾波器(band pass filter)。
以下係以如第1A圖的壓電濾波裝置中的一個串聯諧振器和一個並聯諧振器的製法為例做說明，並且在並聯諧振器的壓電結構中設置一負載材料層(loading material layer)，以降低此壓電結構的諧振頻率，達到如上述第1C圖所示的帶通濾波(band pass)的效果。如下提出的多個實施例係用以說明負載材料層在壓電結構中的不同設置。
第2A~2H圖是根據本揭露的一些實施例中，一種壓電濾波裝置在各個中間製造階段的剖面示意圖。
參照第2A圖，根據一些實施例，提供一基板S。基板S包含一底材100、位於底材100上的一氧化層102以及埋置於氧化層102中的一犧牲層103。在後續製程中，犧牲層103會被去除而形成壓電結構中的一空腔(cavity)，以利於製得之壓電結構的堆疊材料層在空腔上方振盪，例如沿第一方向D1上進行振盪。
在一些實施例中，底材100可為一塊狀半導體基板，例如一半導體晶圓。此實施例中，底材100為一矽晶圓。底材100亦可包含其他元素半導體材料，例如鍺(Ge)。在一些實施例中，底材100可包括化合物半導體，例如碳化矽、氮化鎵。在一些實施例中，底材100可包括合金半導體，例如矽鍺、碳化矽鍺或其他合適的基底。在一些實施例中，底材100可由多層材料組成，例如矽/矽鍺、矽/碳化矽。
一些實施例的氧化層102和犧牲層103的形成步驟如下。首先形成一氧化薄膜於底材100上；之後形成一犧牲材料層於氧化薄膜，並且通過合適的微影圖案化製程(例如通過一圖案化遮罩和蝕刻製程)以圖案化犧牲材料層，而定義出犧牲層103。之後，再沉積一氧化材料層於氧化薄膜和犧牲層103上，且氧化材料層覆蓋犧牲層103。接著對氧化材料層進行一平坦化製程，例如例如是化學機械研磨(chemical-mechanical polishing；CMP)製程，以平坦化氧化材料層，並暴露出犧牲層103的頂表面。上述氧化薄膜以及平坦化後的氧化材料層係構成一底部氧化層(bottom oxide layer)1021。之後，再沉積一覆蓋氧化層(cap oxide layer)1022於底部氧化層1021和犧牲層103上。
為簡化說明，上述底部氧化層1021以及覆蓋氧化層1022係共同稱為此些實施例和後續實施例的氧化層102，其中犧牲層103埋置於氧化層102中。犧牲層103的底表面與底材100在第一方向D1上相隔一距離。另外，基板S製作過程中的氧化薄膜的厚度(在第一方向D1上)例如但不限於是約1000nm，上述犧牲材料層的厚度(在第一方向D1上)例如但不限於是約1500nm，上述氧化材料層的厚度(在第一方向D1上)例如但不限於是約1500nm，上述覆蓋氧化層的厚度(在第一方向D1上)例如但不限於是約100nm。
再者，在一些實施例中，上述氧化層102(包括底部氧化層1021以及覆蓋氧化層1022)包括矽氧化物或其他合適材料，例如四乙氧基矽烷(Tetraethyl Silicate，TEOS)。在一些實施例中，上述犧牲層103包括非晶矽或其他合適材料。再者，上述沉積製程包括一物理氣相沉積(physical vapor deposition；PVD)製程、一化學氣相沉積(chemical vapor deposition；CVD)製程、一原子層沉積(atomic layer deposition；ALD)製程、或前述製程之組合。上述蝕刻製程包括乾式蝕刻製程、濕式蝕刻製程、電漿蝕刻製程、反應性離子蝕刻製程、其他合適的製程、或前述製程的組合。再者，在一些實施例中，上述犧牲層103包括非晶矽或其他合適材料。
之後，參照第2B圖，根據一些實施例，在基板S上形成一負載材料層104。負載材料層104的位置對應於犧牲層103之上。具體而言，此實施例的負載材料層104是形成在氧化層102上，例如形成在覆蓋氧化層1022上，且負載材料層104與犧牲層103例如以覆蓋氧化層1022相隔開來。
在一些實施例中，上述負載材料層104包括金屬、金屬氮化物、介電材料、或上述材料之組合。上述介電材料例如包含氮化物、氮氧化物、或上述之組合。前述金屬和金屬氮化物例如是鎢(W)、鉬(Mo)、鈦(Ti)、鋁(Al)、鉑(Pt)、鉭(Ta)、其他合適的金屬、上述材料之合金、上述金屬的氮化物(例如氮化鉭(TaN)、氮化鈦(TiN))。再者，根據實施例，負載材料層104可以和後續形成的底電極以及/或頂電極包含相同或不同材料。例如負載材料層104與底電極以及/或頂電極包含不同的金屬材料。或者，負載材料層104包含介電材料，不同於底電極以及/或頂電極所包含的金屬材料。再者，負載材料層104可以是包含上述材料的一單層結構或一多層結構。
根據一些實施例，可先於基板S上例如以一沉積製程形成一負載材料(未示出)，之後通過微影圖案化製程以及蝕刻製程，以去除部分的負載材料，而定義出負載材料層104。在一些實施例中，上述微影圖案化製程包含在負載材料的上方形成一圖案化光阻層(未示出)。然後，根據此圖案化光阻層進行蝕刻，以去除未被圖案化光阻層覆蓋的負載材料的部分，而形成如第2B圖所示的負載材料層104。上述蝕刻製程可以是乾式蝕刻製程、濕式蝕刻製程、其他合適的製程、或前述製程之組合。乾式蝕刻製程例如電漿蝕刻製程、反應性離子蝕刻製程。
再者，在一些實施例中，負載材料層104的厚度(在第一方向D1上)是在約100A(Angstrom)~約400A的範圍。但本揭露的負載材料層104厚度並不限於前述範圍和數值。在負載材料層104包含多個材料層的一實施例中，負載材料層104例如包含(但不限於)約100A的金屬鈦(Ti)層和約150A的氮化鈦(TiN)層於金屬鈦(Ti)層上。
之後，參照第2C圖，根據一些實施例，在基板S上形成一晶種層106，且晶種層106覆蓋負載材料層104。晶種層106可包括二氧化矽、氮氧化矽、氮化鋁(AlN)、氮化銦(InN)、氮化銦鎵(InGaN)、氮化鋁鎵(AlGaN)、氮化鋁銦(AlInN)、氮化鋁銦鎵(AlInGaN)、或其他合適的材料。再者，在一些實施例中，晶種層106和後續形成的壓電材料層120(第2D圖)包含相同的材料，以提供壓電材料層120的生長表面。晶種層106可通過沈積方法而形成於基板S的覆蓋氧化層1022上。上述沈積方法包含物理氣相沉積(PVD)製程、化學氣相沉積(CVD)製程、其他合適的製程或前述製程之組合。再者，晶種層106的厚度例如在(但不限於)約100A(Angstrom)~約300A的範圍，例如大約200A。但本揭露的晶種層106厚度並不限於前述範圍和數值。
值得注意的是，設置在基板S上(例如氧化層102上)的晶種層106，其表面紋理會影響沉積在其上的各材料層的結晶性。由於此實施例的晶種層106是在形成負載材料層104之後才形成，後續沉積在晶種層106上的材料層不與負載材料層104直接接觸，因此此實施例的負載材料層104不影響後續在晶種層106上方的各材料層的沉積。
之後，再參照第2C圖，在晶種層106上形成一底電極層110。自基板S俯視，底電極層110視應用裝置的需求而具有合適的圖案設計(未示出)。根據一些實施例，雖然底電極層110因其圖形設計而於此圖式的截面示出數個分離段，但可能在此截面以外連接，且底電極層110電性連接至一輸入端(input terminal)(未示出) 以輸入一操作電壓至底電極層110。
在此實施例中，底電極層110包含第一底電極111和與第一底電極111相鄰的第二底電極112，其沿著第一方向D1形成於晶種層106上，且在第二方向D2上相隔一距離。再者，如第2C圖所示，在此一實施例中，第一底電極111和第二底電極112對應位於犧牲層103(在後續製程中會被去除而形成空腔)的上方，且第一底電極111對應於負載材料層104的上方。
在此實施例中，是以在犧牲層103上方形成的堆疊結構做為一應用裝置的串聯諧振器和並聯諧振器的壓電結構的說明。根據此實施例的一應用，一並聯諧振器的壓電結構包含負載材料層104、晶種層106、第一底電極111以及後續堆疊於其上方的層和部件。而一串聯諧振器的壓電結構則包含晶種層106、第二底電極112以及後續堆疊於其上方的層和部件，且不包含有負載材料層。
在一些實施例中，底電極層110包括導電氧化物、金屬、導電氮化物、包含前述材料之合金、或其他合適的導電材料、或前述材料之組合。前述導電氧化物例如銦錫氧化物(ITO)、銦鋅氧化物(IZO)、或其他合適的氧化物。前述金屬例如鎢(W)、鉬(Mo)、鈦(Ti)、鋁(Al)、鉑(Pt)、鉭(Ta)、或其他合適的金屬、或前述材料之合金、或前述材料之組合。前述導電氮化物例如氮化鉭(TaN)、氮化鈦(TiN)、或其他合適的氮化物。
根據一些實施例，先沉積一底電極材料層於晶種層106上。在一些實施例中，可藉由化學氣相沉積(CVD)製程、原子層沉積(ALD)製程、物理氣相沉積(PVD)製程、其他合適的製程、或前述製程之組合，而沉積此底電極材料層。之後，通過合適的微影圖案化製程以及蝕刻製程，以形成具有合適圖案的底電極層110。
再者，在一些實施例中，所形成的底電極層110的厚度(在第一方向D1上)是在約100nm~約250nm的範圍。本揭露的底電極層110的厚度並不限於前述範圍和數值。
之後，參照第2D圖，根據一些實施例，在晶種層106和底電極層110上形成一壓電材料層120，且此壓電材料層120覆蓋晶種層106和底電極層110。在一些實施例中，壓電材料層120包括二氧化矽、氮氧化矽、氧化鋅、氮化鋁、氮化銦、氮化銦鎵(InGaN)、氮化鋁鎵(AlGaN)、氮化鋁銦(AlInN)、氮化鋁銦鎵(AlInGaN)、氮化鋁鈧(AlScN)、鋯鈦酸鉛(PZT)、其他合適的材料、或前述材料的組合。再者，在一些實施例中，壓電材料層120與晶種層106包含相同的材料。壓電材料層120可根據晶種層106提供的結晶表面接續地生長。
在一些實施例中，壓電材料層120沿第一方向D1沈積於晶種層106上。上述沈積方法包含物理氣相沉積(PVD)製程、化學氣相沉積(CVD)製程或其他合適的製程。再者，在一些實施例中，壓電材料層120的厚度(在第一方向D1上)在約400nm~約1000nm的範圍。本揭露的壓電材料層120的厚度並不限於前述範圍和數值。
之後，再參照第2D圖，根據一些實施例，在壓電材料層120上形成一頂電極層130。自基板S俯視，頂電極層130視應用裝置的需求而具有合適的圖案設計(未示出)。視應用的壓電濾波裝置需求，可設計底電極層110與頂電極層130的圖案，使製得的壓電濾波裝置具有良好的帶通濾波的效果，且使得如第1C圖所示的帶通濾波具有良好的波形，例如通過頻帶具有更穩定的低饋入損耗(dB)以及對應於截止頻率f1、f4呈現更垂直的陡升和陡降的饋入損耗差異(即通過頻帶更接近方形)等效果。根據一些實施例，雖然頂電極層130因其圖形設計而於第2D圖的截面示出數個分離段，但可能在此截面以外連接，且頂電極層130電性連接至一輸入端(input terminal)(未示出)，以輸入一操作電壓至頂電極層130。
在此一實施例中，頂電極層130包含第一頂電極131和與第一頂電極131相鄰的第二頂電極132形成於壓電材料層120上。在此截面中，第一頂電極131和第二頂電極132在第二方向D2相隔一距離。再者，如第2D圖所示，在此一實施例中，第一頂電極131和第二頂電極132對應位於犧牲層103(在後續製程中會被去除而形成空腔)的上方。根據實施例，第一頂電極131對應於第一底電極111的上方，也對應於負載材料層104的上方。第二頂電極132對應於第二底電極112的上方。
在一些實施例中，頂電極層130包括導電氧化物、金屬、導電氮化物、包含前述材料之合金、或其他合適的導電材料、或前述材料之組合。前述導電氧化物例如銦錫氧化物(ITO)、銦鋅氧化物(IZO)、或其他合適的氧化物。前述金屬例如鎢、鉬、鈦、鋁、鉑、鉭、或其他合適的金屬、或前述材料之合金、或前述材料之組合。前述導電氮化物例如氮化鉭(TaN)、氮化鈦(TiN)、或其他合適的氮化物。頂電極層130和底電極層110可包含不同材料或相同材料。在一些實施例中，頂電極層130和底電極層110係包含相同材料，例如鉬。
根據一些實施例，先沉積一頂電極材料層於壓電材料層120上。在一些實施例中，可藉由化學氣相沉積(CVD)製程、原子層沉積(ALD)製程、物理氣相沉積(PVD)製程、其他合適的製程、或前述製程之組合，而沉積此頂電極材料層。之後，通過合適的微影圖案化製程以及蝕刻製程，以形成具有合適圖案的頂電極層130。前述蝕刻製程停止在壓電材料層120的頂表面上，在此實施例中，壓電材料層120對於頂電極層130的蝕刻具有極高的蝕刻選擇比。
再者，在一些實施例中，所形成的頂電極層130的厚度(在第一方向D1上)約100nm~約250nm的範圍。本揭露的頂電極層130的厚度並不限於前述範圍和數值。
根據本揭露的一些實施例中的一壓電濾波裝置，其包含第一壓電結構10-1以及第二壓電結構10-2。第一壓電結構10-1包含沿第一方向D1堆疊的負載材料層104、晶種層106、第一底電極111、壓電材料層120和第一頂電極131。第二壓電結構10-2包含沿第一方向D1堆疊的晶種層106、第二底電極112、壓電材料層120和第二頂電極132。比起未設置負載材料層的第二壓電結構10-2，設置負載材料層的第一壓電結構10-1的整體厚度更厚，而具有較低的諧振頻率。在一應用中，如第1A圖所示的並聯諧振器和串聯諧振器分別具有第一壓電結構10-1和第二壓電結構10-2，以達到前述如第1C圖所示的帶通濾波(band pass)的效果。
另外，根據一些實施例的第一壓電結構10-1，負載材料層104(在第二方向D2上)的寬度W1可以小於、大致相等或略大於上方的第一底電極111(在第二方向D2上)的寬度W2。在一些實施例中，負載材料層104的寬度W1可以小於、大致相等或略大於上方的第一頂電極131(在第二方向D2上)的寬度W3。負載材料層104的實際寬度視應用需求而定，只要負載材料層104是落在第一壓電結構10-1的元件區域應屬可實施的範圍。
之後，參照第2E圖，根據一些實施例，在壓電材料層120以及頂電極層130上形成一保護層140，且此保護層140覆蓋壓電材料層120以及頂電極層130。保護層140可用於鈍化以及/或保護下方的頂電極層130、壓電材料層120、底電極層110以及負載材料層104。
根據一些實施例，保護層140可包含二氧化矽、氮氧化矽、氧化鋅、氮化鋁、氮化銦、氮化銦鎵(InGaN)、氮化鋁鎵(AlGaN)、氮化鋁銦(AlInN)、氮化鋁銦鎵(AlInGaN)、氮化鋁鈧(AlScN)、鋯鈦酸鉛(PZT)、其他合適的材料、或前述材料的組合。保護層140和壓電材料層120可包含不同或相同的材料。在一實施例中，保護層140和壓電材料層120包含氮化鋁。在一些實施例中，保護層140可通過沈積方法例如物理氣相沉積、化學氣相沉積或其他合適的製程而形成於壓電材料層120上。
再者，在一些實施例中，所形成的保護層140的厚度(在第一方向D1上)是在約100nm~約300nm的範圍。但本揭露的保護層140的厚度並不限於前述範圍和數值，可以達到鈍化和保護下方材料層的作用即可。
之後，參照第2F圖，根據一些實施例，在保護層140上方形成一介電層150，並且形成可暴露出電極的接觸孔160，例如形成暴露出頂電極層130的第一接觸孔161，以及暴露出底電極層110的第二接觸孔162。在一些實施例中，介電層150包含一氧化層，例如TEOS層。在一些實施例中，介電層150的厚度在約100nm~約200nm的範圍，例如約100nm，但本揭露的介電層150的厚度並不限於前述範圍和數值。
根據一些實施例，可藉由化學氣相沉積(CVD)製程、原子層沉積(ALD)製程、其他合適的製程、或前述製程之組合，而沉積此介電層150。之後，通過合適的微影圖案化製程以及蝕刻製程，以形成第一接觸孔161和第二接觸孔162。上述蝕刻製程可包含乾式蝕刻製程、濕式蝕刻製程、其他合適的製程、或前述製程之組合。在一些實施例中，如第2F圖所示，第一接觸孔161貫穿介電層150和保護層140，而暴露出頂電極層130。再者，第二接觸孔162貫穿介電層150、保護層140、頂電極層130和壓電材料層120，而暴露出底電極層110。
之後，參照第2G圖，根據一些實施例，在接觸孔處形成接觸墊(contact pads)，以與下方對應的電極接觸。例如，在第一接觸孔161形成第一接觸墊171，在第二接觸孔162形成第二接觸墊172。第一接觸墊171接觸下方的頂電極層130，以與頂電極層130電性連接。第二接觸墊172接觸下方的底電極層110，以與底電極層110電性連接。
在一些實施例中，第一接觸墊171和第二接觸墊172的材料可包含導電材料，例如鋁銅(AlCu)、鋁矽銅(AlSiCu)、其他類似的金屬材料、其他合適的導電材料、或前述之組合。且此些接觸墊可以是單層結構或者多層結構。為簡化圖式，在此係繪示單層的第一接觸墊171和第二接觸墊172，以利清楚說明實施例。
根據一些實施例，先形成一金屬材料層(例如鋁銅層)於介電層150上，並且順應性地形成於第一接觸孔161和第二接觸孔162的側壁和底部。之後，通過合適的微影圖案化製程以及蝕刻製程，對金屬材料層和介電層進行蝕刻形成第一接觸墊171和第二接觸墊172，留下接觸墊圖案下方的介電層150’，並蝕刻停止在保護層140的頂表面上，在此實施例中，保護層140對於接觸墊蝕刻具有極高的蝕刻選擇比。
在一些實施例中，可藉由化學氣相沉積製程、物理氣相沉積製程、其他合適的製程、或前述製程之組合，而形成上述金屬材料層。再者，上述蝕刻製程可以是乾式蝕刻製程、濕式蝕刻製程、其他合適的製程、或前述製程之組合。再者，在一些實施例中，所形成的第一接觸墊171和第二接觸墊172的厚度(在第一方向D1上)例如但不限於是在約800nm~約2000nm的範圍，本實施例揭露的第一接觸墊171和第二接觸墊172的厚度並不限於前述範圍和數值。
之後，同樣參照第2G圖，根據一些實施例，通過合適的微影圖案化製程以及蝕刻製程，形成貫穿保護層140、壓電材料層120、晶種層106和覆蓋氧化層1022，使犧牲層103露出的孔洞，例如第一孔洞(first via)181和第二孔洞(second via)182。此一實施例中，第一孔洞181位於第一壓電結構10-1的一側，且不超過犧牲層103的側緣。第二孔洞182位於第二壓電結構10-2的一側，且不超過犧牲層103的另一側緣。再者，自基板S上方俯視，第一孔洞181和第二孔洞182可為圓形、或其他形狀的圖案，分別位於犧牲層103的範圍內。
之後，參照第2H圖，根據一些實施例，去除犧牲層103，以形成一空腔(cavity)183。具體來說，可使用合適的蝕刻製程，通過第一孔洞181和第二孔洞182而去除基板S內的犧牲層103。上述蝕刻製程可以是乾式蝕刻製程、濕式蝕刻製程、其他合適的製程、或前述製程之組合。在一實施例中，對於犧牲層103的材料(例如非晶矽)，乾式蝕刻可與含氟氣體一起使用，所述含氟氣體例如包括六氟化硫(SF
6)或二氟化氙(XeF
2)、其他可應用的氣體、或前述之組合。
再者，上述的蝕刻製程為一選擇性蝕刻製程，其對於犧牲層103的材料(例如非晶矽)具有高蝕刻選擇性，使得犧牲層103可以完全被移除而不影響周圍其他的層/部件，包含保護層140、壓電材料層120和晶種層106包括氮化鋁(AlN)。例如實施例使用六氟化硫(SF
6)或二氟化氙(XeF
2)的乾式蝕刻。
根據上述，在本揭露的一些實施例中的壓電濾波裝置中，可通過第一接觸墊171和第二接觸墊172施加電壓至頂電極層130和底電極層110，使壓電結構產生振盪。設置負載材料層104的壓電結構(例如第2D圖的第一壓電結構10-1)比未設置負載材料層104的壓電結構(例如第2D圖的第二壓電結構10-2)具有更低的諧振頻率。而在此一實施例中，是通過在形成底電極層110之前先形成負載材料層104，使第一壓電結構10-1比第二壓電結構10-2具有較多的負載效應，因而具有較低的諧振頻率。而藉由改變負載材料層104的厚度以及/或形狀，可以調整濾波裝置的帶通濾波(band pass)的頻寬與濾波效果。例如在第1A圖所示的壓電濾波裝置的一些應用例中，一或多個並聯諧振器可具有此實施例的第一壓電結構10-1，一或多個串聯諧振器具有此實施例的第二壓電結構10-2，且第一壓電結構10-1具有如上述的負載材料層104，可以使此壓電濾波裝置達到如第1C圖所示的帶通濾波的效果和調整濾波裝置頻寬的目的。
除了上述如第2A~2H圖提出之製造方法，還可以通過其他製造方法製得本揭露一些實施例的壓電濾波裝置，以製得具有負載效應的壓電結構。第3A~3D圖是根據本揭露的一些實施例中，另一種壓電濾波裝置在各個中間製造階段的剖面示意圖。第3A~3D圖中與上述第2A~2H圖相同或相似的部件係使用相同或相似之參考號碼，且可參照上述實施例中關於該些部件之內容。
參照第3A圖，首先提供一基板S。基板S包含一底材100、位於底材100上的一氧化層102以及埋置於氧化層102中的一犧牲層103。並且在基板S上方依序形成一負載材料層104、一緩衝氧化層202、一晶種層106和一底電極層110。底電極層110例如包含第一底電極111與第二底電極112。
與上述第2A~2H圖的製造方法不同的是，第3A~3D圖提出的製造方法是在形成負載材料層104之後，先形成一緩衝氧化層202於基板S上，且緩衝氧化層202並覆蓋負載材料層104，再形成晶種層106於緩衝氧化層202上。亦即，負載材料層104被氧化層102和緩衝氧化層202所包覆，因此晶種層106不與負載材料層104直接接觸。
根據一些實施例，緩衝氧化層202包括矽氧化物或其他合適材料，例如四乙氧基矽烷(TEOS)。緩衝氧化層202可與上述氧化層102包含相同材料。可通過物理氣相沉積製程、化學氣相沉積製程、原子層沉積製程、其他合適的製程、或前述製程之組合，以沉積此緩衝氧化層202於基板S上並覆蓋負載材料層104。再者，在一實施例中，緩衝氧化層202的厚度(在第一方向D1上)是在約100nm~約200nm的範圍。本揭露的緩衝氧化層202的厚度並不限於前述範圍和數值。
再者，第3A圖中所示的部件，例如底材100、氧化層102(包括底部氧化層1021和覆蓋氧化層1022)、犧牲層103、負載材料層104、晶種層106以及底電極層110(包括第一底電極111和第二底電極112)，其配置、材料和製法的細節可參照上述第2A、2B、2C圖相關內容的說明，在此不重述。
之後，參照第3B圖，根據一些實施例，在晶種層106和底電極層110上形成一壓電材料層120，且此壓電材料層120覆蓋晶種層106和底電極層110。之後，在壓電材料層120上形成一頂電極層130。自基板S俯視，底電極層110和頂電極層130視應用裝置的需求而具有合適的圖案設計(未示出)。頂電極層130例如包含第一頂電極131與第二頂電極132。之後，在壓電材料層120以及頂電極層130上形成一保護層140，以鈍化以及/或保護下方的堆疊材料層。在一實施例中，保護層140、壓電材料層120與晶種層106可包含相同的材料，例如氮化鋁或其他合適的材料。頂電極層130與底電極層110可包含相同的材料，例如鉬或其他合適的材料。
再者，第3B圖中所示的部件，例如壓電材料層120、頂電極層130(包括第一頂電極131與第二頂電極132)以及保護層140，其配置、材料、厚度和製法等細節可參照上述第2D、2E圖相關內容的說明，在此不重述。
之後，參照第3C圖，根據一些實施例，在保護層140上方形成一介電層，並且形成可暴露出對應電極的接觸孔，例如形成暴露出頂電極層130的第一接觸孔161，以及暴露出底電極層110的第二接觸孔162。接著，在接觸孔處形成接觸墊(contact pads)以與下方對應的電極接觸。例如，在第一接觸孔161形成第一接觸墊171，在第二接觸孔162形成第二接觸墊172。一實施例中，可通過形成一金屬材料層(例如鋁銅層)於介電層上，且金屬材料層順應性地形成於第一接觸孔161和第二接觸孔162的側壁和底部，之後通過合適的微影圖案化製程以及蝕刻製程對金屬材料層和介電層進行蝕刻，形成第一接觸墊171和第二接觸墊172，留下接觸墊圖案下方的介電層150’。第3C圖中所示的部件，例如介電層、第一接觸孔161和第二接觸孔162、第一接觸墊171和第二接觸墊172，其配置、材料、厚度和製法等細節可參照上述第2F、2G圖相關內容的說明，在此不重述。
之後，參照第3D圖，根據一些實施例，形成貫穿保護層140、壓電材料層120、晶種層106、緩衝氧化層202和覆蓋氧化層1022，使犧牲層103露出的孔洞，例如第一孔洞181和第二孔洞182。之後，通過第一孔洞181和第二孔洞182而去除基板S內的犧牲層103，以形成空腔183。而第3D圖中所示的部件，例如第一孔洞181、第二孔洞182以及空腔183，其配置、材料、厚度和製法等細節可參照上述第2G、2H圖中相關內容的說明，在此不重述。
根據實施例，操作壓電裝置時，可通過第一接觸墊171和第二接觸墊172施加電壓至頂電極層130和底電極層110，使壓電結構產生振盪。而設置負載材料層104的第一壓電結構10-1比未設置負載材料層的第二壓電結構10-2具有較高的負載效應，因而具有較低的諧振頻率。藉由改變負載材料層104的厚度和形狀，可以調整濾波裝置的帶通濾波(band pass)的頻寬與濾波效果。再者，實施例中，在形成負載材料層104之後，再形成一緩衝氧化層202覆蓋負載材料層104，因此晶種層106是形成於緩衝氧化層202上而不與負載材料層104直接接觸。亦即，緩衝氧化層202進一步減少負載材料層104對晶種層106結晶的影響。因此，後續在晶種層106上沉積的壓電材料層120有更良好的品質因素(Q)。
上述提出的如第2H圖和第3D圖所示的壓電濾波裝置，其負載材料層104位於第一底電極111的下方，且負載材料層104位於晶種層106(第2H圖)或晶種層106和緩衝氧化層202(第3D圖)之下。但本揭露並不以此為限制。在一些實施例中，負載材料層104亦可位於晶種層106之上，直接與第一底電極111底部接觸。
第4A~4H圖是根據本揭露的一些實施例中，另一種壓電濾波裝置在各個中間製造階段的剖面示意圖。第4A~4H中與上述第2A~2H圖相同或相似的部件係使用相同或相似之參考號碼，且可參照上述實施例中關於該些部件之內容。
參照第4A圖，首先提供一基板S。基板S包含一底材100、位於底材100上的一氧化層102以及埋置於氧化層102中的一犧牲層103。第4A圖中所示部件的配置、材料和製法的細節可參照上述第2A圖相關內容的說明，在此不重述。
之後，參照第4B圖，根據一些實施例，先在基板S上形成一晶種層106，再於晶種層106上形成一負載材料層304。亦即，第4B圖中所示的部件，例如晶種層106和負載材料層304，其配置、材料和製法的細節，可參照上述第2B圖相關內容的說明，在此不重述。
之後，參照第4C圖，根據一些實施例，在晶種層106上形成一底電極層310，且底電極層310覆蓋負載材料層304。自基板S俯視，底電極層310視應用裝置的需求而具有合適的圖案設計，而於此圖式的截面示出數個分離段，但可能在此截面以外連接(未示出)。在此實施例中，底電極層310包含第一底電極311和第二底電極312，其沿著第一方向D1形成於晶種層106上。再者，負載材料層304、第一底電極311和第二底電極312對應位於犧牲層103(在後續製程中會被去除而形成空腔)的上方。
值得注意的是，在此實施例中，第一底電極311形成於負載材料層304上，第4C圖中所示的底電極層310的材料和製法的細節，可參照上述第2C圖相關內容的說明，在此不重述。
之後，參照第4D圖，根據一些實施例，在晶種層106和底電極層310上形成一壓電材料層120，且此壓電材料層120覆蓋晶種層106和底電極層310。然後，在壓電材料層120上形成一頂電極層330。自基板S俯視，頂電極層330視應用裝置的需求而具有合適的圖案設計，而於此圖式的截面示出數個分離段(例如包括第一頂電極331和第二頂電極332)，但可能在此截面以外連接(未示出)。
再者，根據此實施例，由於第一底電極311包覆負載材料層304，負載材料層304(在第二方向D2上)的寬度W1小於第一底電極311(在第二方向D2上)的寬度W2。再者，第一頂電極331(在第二方向D2上)的寬度W3可小於、大致相等或略大於第一底電極311的寬度W2。負載材料層304、第一底電極311和第一頂電極331的實際寬度視應用需求而定，只要負載材料層304是落在第一壓電結構10-1的區域範圍應屬可實施的範圍。
在一些實施例中，壓電材料層120與晶種層106可包含(但不限於)相同的材料，例如包含氮化鋁(AlN)或其他合適的材料。在一些實施例中，頂電極層330與底電極層310可包含(但不限於)相同的材料，例如鉬(Mo)或其他合適的材料。在一些實施例中，負載材料層304可與底電極層310包含相同或相異的材料。第4D圖中所示的部件，例如壓電材料層120以及頂電極層330(第一底電極311和第一頂電極331)，其配置、材料和製法的細節，可參照上述第2D圖相關內容的說明，在此不重述。
之後，參照第4E圖，根據一些實施例，形成一保護層140覆蓋壓電材料層120以及頂電極層330。在一些實施例中，保護層140、壓電材料層120與晶種層106可包含(但不限於)相同的材料，例如包含氮化鋁(AlN)或其他合適的材料。第4E圖中所示的保護層140的配置、材料和製法的細節，可參照上述第2E圖相關內容的說明，在此不重述。
之後，參照第4F圖，根據一些實施例，在保護層140上方形成一介電層150，以及形成可暴露出電極的接觸孔。例如，暴露出頂電極層330的第一接觸孔161和暴露出底電極層310的第二接觸孔162。第4F圖中所示的部件，包括介電層150、第一接觸孔161以及第二接觸孔162，其配置、材料和製造方法的細節，可參照上述第2F圖相關內容的說明，在此不重述。
之後，參照第4G圖，根據一些實施例，在接觸孔處形成接觸墊(contact pads)，以與下方對應的電極接觸。例如，在第一接觸孔161形成第一接觸墊171，第一接觸墊171接觸和電性連接頂電極層330。在第二接觸孔162形成第二接觸墊172，第二接觸墊172接觸和電性連接底電極層310。然後，形成貫穿保護層140、壓電材料層120、晶種層106和覆蓋氧化層1022，使犧牲層103露出的孔洞，例如第一孔洞181和第二孔洞182。第4G圖中所示的部件，包括接觸墊(例如第一接觸墊171和第二接觸墊172)以及孔洞(例如第一孔洞181和第二孔洞182)，其配置、材料和製造方法的細節，可參照上述第2G圖相關內容的說明，在此不重述。
之後，參照第4H圖，根據一些實施例，通過第一孔洞181和第二孔洞182而去除基板S內的犧牲層103，以形成空腔183。去除犧牲層103的方法可參照上述第2H圖相關內容的說明，在此不重述。根據上述，完成一壓電濾波裝置之製作。
在實施例中，操作壓電裝置時，可通過與第一接觸墊171和第二接觸墊172施加電壓至頂電極層330和底電極層310，使壓電結構產生振盪。設置負載材料層304的第一壓電結構10-1比未設置負載材料層的第二壓電結構10-2具有較高的負載效應而具有較低的諧振頻率。藉由改變負載材料層304的厚度以及/或形狀，可以調整濾波裝置的帶通濾波(band pass)的頻寬與濾波效果。再者，此實施例的晶種層106是形成於基板S的氧化層102上，且此負載材料層304被底電極層310(例如第一底電極311)所包覆，因此壓電材料層120是在晶種層106上沉積而不與負載材料層304直接接觸，所形成的壓電材料層120可具有良好的品質因素(Q)。
上述實施例提出的如第2H圖、第3D圖和第4H圖所示的壓電濾波裝置，其中負載材料層104、304是位於底電極層110、310(例如第一底電極111、311)之下方。但本揭露並不以此為限制。在一些實施例中，負載材料層亦可位於頂電極層和底電極層之間。
第5A~5F圖是根據本揭露的一些實施例中，另一種壓電濾波裝置在各個中間製造階段的剖面示意圖。第5A~5F中與上述第2A~2H圖或第4A~4H圖相同或相似的部件係使用相同或相似之參考號碼，且可參照上述實施例中關於該些部件之內容。再者，第5A~5F中所示的部件，包括各材料層和孔洞，其配置、材料與製造方法的細節，可參照上述第2A~2H圖相關內容的說明，在此不重述。
在此實施例中，與上述實施例不同的是，如第5B圖所示，是在基板S上形成晶種層106、底電極層410(包括第一底電極411和第二底電極412)以及壓電材料層120之後，再形成一負載材料層404。此負載材料層404位於犧牲層103的上方，且設置於一壓電結構(例如第一壓電結構10-1)的元件區域中。之後，如第5C圖所示，再於壓電材料層120上形成頂電極層430(包括第一頂電極431和第二頂電極432)，且頂電極層430覆蓋負載材料層404。
之後，再於壓電材料層120上依序形成一保護層140和一介電層150，並且形成可暴露出頂電極層430的第一接觸孔161以及暴露出底電極層410的第二接觸孔162(第5D圖)。之後，在第一接觸孔161和第二接觸孔162分別形成第一接觸墊171與第二接觸墊172(第5E圖)。之後，形成貫穿保護層140、壓電材料層120、晶種層106和覆蓋氧化層1022，使犧牲層103露出的孔洞，例如第一孔洞181和第二孔洞182，並且通過此些孔洞和合適的製程以去除基板S內的犧牲層103，而形成空腔183(第5F圖)。據此完成一壓電濾波裝置之製作。
在如第5A~5F圖所示的實施例中，由於負載材料層404是在晶種層106和壓電材料層120形成後才進行製作，負載材料層不會影響壓電材料層的沉積，因此所形成的壓電材料層120具有良好的品質因素(Q)。
綜合上述，根據本揭露的一些實施例，設置有負載材料層的壓電結構與未設置有負載材料層的壓電結構具有不同的負載效應因而產生不同的諧振頻率。實施例提出的負載材料層係位於底電極層和頂電極層其中一者的下方，且皆不與底電極層和頂電極層的上表面直接接觸，例如一些實施例的負載材料層位於底電極層的下方(第2H圖、第3D圖和第4H圖)。例如，一些實施例的負載材料層位於頂電極層的下方(第5F圖)。再者，根據本揭露的一些實施例，可以使用和底電極層以及/或頂電極層相同或相異的材料製作負載材料層，並且在形成底電極層之前或是在形成頂電極層之前形成負載材料層。而實施例所提出的製造方法，通過半導體製程以根據實際應用的壓電裝置的需求彈性地選擇任何合適的材料以製作此負載材料層，並且可調整此負載材料層的厚度。因此，實施例所提出的形成方法，可以與現有的製程相容簡單的製造出壓電濾波裝置。
雖然本揭露的實施例及其優點已揭露如上，但應該瞭解的是，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本揭露之精神和範圍內，當可作更動、替代與潤飾。此外，本揭露之保護範圍並未侷限於說明書內所述特定實施例中的製程、機器、製造、物質組成、裝置、方法及步驟，任何所屬技術領域中具有通常知識者可從本揭露一些實施例之揭示內容中理解現行或未來所發展出的製程、機器、製造、物質組成、裝置、方法及步驟，只要可以在此處所述實施例中實施大抵相同功能或獲得大抵相同結果皆可根據本揭露一些實施例使用。因此，本揭露之保護範圍包括上述製程、機器、製造、物質組成、裝置、方法及步驟。另外，每一申請專利範圍構成個別的實施例，且本揭露之保護範圍也包括各個申請專利範圍及實施例的組合。
S:基板
10-1:第一壓電結構
10-2:第二壓電結構
100:底材
102:氧化層
1021:底部氧化層
1022:覆蓋氧化層
103:犧牲層
104,304,404:負載材料層
106:晶種層
110,310,410:底電極層
111,311,411:第一底電極
112,312,412:第二底電極
120:壓電材料層
130,330,430:頂電極層
131,331,431:第一頂電極
132,332,432:第二頂電極
140:保護層
150,150’:介電層
160:接觸孔
161:第一接觸孔
162:第二接觸孔
171:第一接觸墊
172:第二接觸墊
181:第一孔洞
182:第二孔洞
183:空腔
202:緩衝氧化層
Cseries,Cshunt:串聯,並聯諧振器的反射損耗(return lose)曲線
fs:串聯諧振器的諧振頻率
fp:並聯諧振器的諧振頻率
f1,f2,f3,f4:頻率
W1,W2,W3:寬度
D1:第一方向
D2:第二方向
第1A圖是根據本揭露的一些實施例的一種壓電濾波裝置的電路圖。
第1B圖是根據第1A圖所示的一壓電濾波裝置的串聯\並聯諧振器的頻率與相應反射損耗(return lose)的模擬關係示意圖。
第1C圖是根據第1A圖所示的一壓電濾波裝置的頻率與相應饋入損耗(insertion lose)的模擬關係示意圖。
第2A~2H圖是根據本揭露的一些實施例中，一種壓電濾波裝置在各個中間製造階段的剖面示意圖。
第3A~3D圖是根據本揭露的一些實施例中，另一種壓電濾波裝置在各個中間製造階段的剖面示意圖。
第4A~4H圖是根據本揭露的一些實施例中，另一種壓電濾波裝置在各個中間製造階段的剖面示意圖。
第5A~5F圖是根據本揭露的一些實施例中，另一種壓電濾波裝置在各個中間製造階段的剖面示意圖。
S:基板
10-1:第一壓電結構
10-2:第二壓電結構
100:底材
102:氧化層
1021:底部氧化層
1022:覆蓋氧化層
104:負載材料層
106:晶種層
110:底電極層
111:第一底電極
112:第二底電極
120:壓電材料層
130:頂電極層
131:第一頂電極
132:第二頂電極
140:保護層
150’:介電層
160:接觸孔
161:第一接觸孔
162:第二接觸孔
171:第一接觸墊
172:第二接觸墊
181:第一孔洞
182:第二孔洞
183:空腔
D1:第一方向
D2:第二方向
Claims (19)
- 一種壓電結構，包含：一基板，包含一底材和位於該底材上的一氧化層，其中該氧化層包含位於該底材上的一底部氧化層和一覆蓋氧化層，該底部氧化層中具有一空腔，該覆蓋氧化層位於該空腔上；一晶種層，位於該氧化層的該覆蓋氧化層上方；一底電極，位於該晶種層上方；一壓電材料層，位於該底電極上方；一頂電極，位於該壓電材料層上方；一保護層位於該壓電材料層上，且該保護層覆蓋該頂電極；以及一負載材料層對應該空腔並位於該覆蓋氧化層的上方，且該底電極、該壓電材料層和該頂電極係沿著第一方向堆疊於該基板之上，其中該負載材料層位於該底電極和該頂電極其中一者的下方。
- 如請求項1之壓電結構，其中該負載材料層位於該底電極和該基板之間。
- 如請求項2之壓電結構，其中該負載材料層位於該氧化層的該覆蓋氧化層上，且該晶種層覆蓋該負載材料層。
- 如請求項2之壓電結構，其中該負載材料層位於該氧化層的該覆蓋氧化層上，該壓電結構更包括一緩衝氧化層覆蓋該負載材料層，且該晶種層形成於該緩衝氧化層上。
- 如請求項2之壓電結構，其中該負載材料層位於該晶種層上，且該底電極覆蓋該負載材料層。
- 如請求項1之壓電結構，其中該負載材料層位於該壓電材料層上，且該頂電極覆蓋該負載材料層。
- 如請求項1之壓電結構，其中該負載材料層包含金屬、金屬氮化物、介電材料、或前述之組合，而前述之介電材料包含氮化矽、氮氧化矽、或前述之組合。
- 如請求項1之壓電結構，其中該底電極為一第一底電極，該壓電結構更包含一第二底電極鄰近該第一底電極設置，在一截面中，該第二底電極係與該第一底電極在第二方向上相隔開，且該第一方向不同於該第二方向，其中該負載材料層位於該第一底電極之下。
- 如請求項8之壓電結構，其中該晶種層覆蓋該負載材料層，該第二底電極和該第一底電極位於該晶種層上，且該負載材料層位於該第一底電極與該晶種層之下。
- 如請求項8之壓電結構，其中該負載材料層位於該氧化層上，一緩衝氧化層覆蓋該負載材料層，該晶種層位於該緩衝氧化層上，且該第二底電極和該第一底電極位於該晶種層上，其中該負載材料層位於該第一底電極、該晶種層與該緩衝氧化層之下。
- 如請求項8之壓電結構，其中該負載材料層位於該晶種層上，該第二底電極和該第一底電極位於該晶種層上，且該第一底電極覆蓋該負載材料層。
- 如請求項1之壓電結構，其中該頂電極為一第一頂電極，該壓電結構更包含一第二頂電極鄰近該第一頂電極設置，在一截面中，該第二頂電極係與該第一頂電極在第二方向上相隔開， 且該第一方向不同於該第二方向，其中該負載材料層位於該壓電材料層上，該第一頂電極覆蓋該負載材料層。
- 一種壓電結構的形成方法，包含：提供一基板，該基板包含一底材和位於該底材上的一氧化層，其中該氧化層包含位於該底材上的一底部氧化層和一覆蓋氧化層，該底部氧化層中具有一空腔，該覆蓋氧化層位於該空腔上；以及在該基板上沿著第一方向形成一堆疊結構，該堆疊結構包含：一晶種層，形成於該氧化層的該覆蓋氧化層的上方；一底電極，形成於該晶種層上方；一壓電材料層，形成於該底電極上方；一頂電極，形成於該壓電材料層上方；一保護層，形成於該壓電材料層上，且該保護層覆蓋該頂電極；以及一負載材料層，對應該空腔並位於該覆蓋氧化層的上方，且該底電極、該壓電材料層和該頂電極係沿著第一方向堆疊，其中該負載材料層形成於該底電極和該頂電極其中一者的下方。
- 如請求項13之壓電結構的形成方法，其中該負載材料層形成於該底電極和該基板之間。
- 如請求項14之壓電結構的形成方法，其中形成該堆疊結構包含：形成該負載材料層於該覆蓋氧化層上；形成該晶種層於該覆蓋氧化層上並覆蓋該負載材料層；形成該底電極於該晶種層上； 形成該壓電材料層於該底電極上；以及形成該頂電極於該壓電材料層上。
- 如請求項14之壓電結構的形成方法，其中形成該堆疊結構包含：形成該負載材料層於該覆蓋氧化層上；形成一緩衝氧化層於該覆蓋氧化層上並覆蓋該負載材料層；形成該晶種層於該緩衝氧化層上；形成該底電極於該晶種層上；形成該壓電材料層於該底電極上；以及形成該頂電極於該壓電材料層上。
- 如請求項14之壓電結構的形成方法，其中形成該堆疊結構包含：形成該晶種層於該覆蓋氧化層上；形成該負載材料層於該晶種層上；形成該底電極於該晶種層上，且該底電極覆蓋該負載材料層；形成該壓電材料層於該底電極上；以及形成該頂電極於該壓電材料層上。
- 如請求項13之壓電結構的形成方法，其中該負載材料層形成於該壓電材料層和該頂電極之間。
- 如請求項18之壓電結構的形成方法，其中形成該堆疊結構包含：形成該晶種層於該覆蓋氧化層上；形成該底電極於該晶種層上； 形成該壓電材料層於該底電極上；形成該負載材料層於該壓電材料層上；以及形成該頂電極於該壓電材料層上，且該頂電極覆蓋該負載材料層。
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Citations (3)
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| CN114696773A (zh) * | 2020-12-31 | 2022-07-01 | 诺思(天津)微系统有限责任公司 | 体声波谐振器及制造方法、滤波器及电子设备 |
| CN218217328U (zh) * | 2022-06-17 | 2023-01-03 | 杭州左蓝微电子技术有限公司 | 一种空气隙薄膜体声波滤波器 |
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