CN105308860B - 先进热补偿表面声波器件及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及表面声波器件(20)的制造方法，所述方法包括下列步骤：(a)提供压电结构(200)；(b)提供介电结构，其中步骤(b)包括将介电结构(220、221)金属化(S22)的步骤(b1)，并且所述方法进一步包括下述步骤：(c)将金属化的介电结构(231)键合(S24)至压电结构(200)。
Description
技术领域
本发明涉及表面声波器件的制造方法以及表面声波器件。
背景技术
声学共振器结构(例如，表面声波(SAW)器件10)使用设置在压电衬底100上的一个或多个交叉传感器(IDT)111来将电信号转化为声波，或将声波转化为电信号，如图1A所示意性地表示的那样。在滤波应用中，经常使用这样的SAW或共振器。射频(RF)SAW技术具有极佳的性能(例如，高隔离性和低插入损耗)，并且广泛用于无线通信应用中的RF双工器(DPX)。为了与基于RF体声波(BAW)技术的RF DPX竞争，必须提高RF SAW器件的器件性能，并且，尤其需要频率响应的温度稳定性。
SAW器件的工作频率的温度相关性(或者频率的热系数(TCF))不仅取决于IDT的交叉指状物之间的间距(图1A所示的间距S)的改变(这通常是由常用的压电衬底的相对高的热膨胀系数(TCE)导致的)，而且还取决于速度的热系数(TCV)，这是因为压电衬底的膨胀或收缩伴随有SAW速度的增加或减小。
最近公开的K.Hashimoto、M.Kadota等的文章“Recent Development ofTemperature Compensated SAW Devices”(IEEE Ultrason.Symp.2011，第79-86页，2011年)给出了当前使用的用于克服SAW器件的频率响应的温度相关性问题的手段(尤其是SiO2叠加的手段)的概述。
如图1B所示意性示出的，涉及SiO2叠加的后一手段包括：将压电衬底100金属化的步骤S12，其产生金属化部分110；以及接下来的在压电衬底100和金属化部分110的整个表面上形成介电层120(尤其是SiO2层)的步骤S10。依据技术人员将具有凸面的顶表面的SAW器件101设想为最终器件或者将具有平坦的顶表面的SAW器件102设想为最终器件，可能执行进一步的平坦化步骤S13。然而，出于几个原因，该手段受到很大限制。为了良好的电(欧姆)接触，由于压电衬底100的兼容性要求，对用于金属化部分110的材料的选择以及对用于这些材料的沉积技术的选择均受到限制。此外用于介电层120(其覆盖金属化部分110和压电衬底100)的材料的选择，以及用于介电层120的沉积技术的选择也受到限制，这是因为在介电层120的形成期间所采用的热预算必须与用于金属化部分110和压电衬底100的材料兼容，以便避免压电特性的变差、金属化部分110的电学特性的变差，或者避免金属扩散至压电衬底100或形成在金属化结构的顶部的介电层120。此外，如果具有不同的TCE的几种材料彼此接触并且所应用的温度超过了最大容许限度(这可以是形成在压电衬底100的顶部上的金属化部110的情况)，常用的压电衬底100的相当高的TCE可以进一步导致由翘曲或弯折或引入的应力所引起的制造问题，在介电层120的形成期间采用的热预算导致金属化部分110的层离或甚至导致晶片的断裂。此外，在相当低的温度下形成介电层120(如可以是某些非晶SiO2层的情况)导致声学特性降低的相当低质量的材料，并且因此限制了基于该材料的SAW技术的性能。甚至，由于介电层120在金属化部分110和压电衬底100两者上的沉积导致的不可避免的生长缺陷，以及金属化部分110包括相对于介电层120的生长方向的水平部分和竖直部分的事实，一起导致了寄生电声效应(特别是在竖直部分与水平部分的交会部分)，并因而导致了SAW器件10的性能损失。
本发明的目标是，提供消除上述不利的器件和器件制造方法。
发明内容
具体而言，本发明涉及表面声波器件的制造方法，所述方法包括下列步骤：(a)提供压电结构；(b)提供介电结构；步骤(b)包括将介电结构金属化的步骤(b1)，并且所述方法进一步包括将金属化的介电结构键合至压电结构的步骤(c)。
该制造方法具有的益处为，可以在与提供压电结构分开的过程中提供介电结构，从而可以避免某些不兼容性。例如，技术人员不再受限于适合于在压电材料上沉积的介电材料，而是具有了更多的选择。此外，因为金属化在介电结构上执行而不是相反，所以可以使用承受高形成温度的介电材料，例如热生长的氧化硅，这是因为，由于金属在较后的步骤中形成，所以不存在金属扩散的风险。这样的高质量介电材料也允许对于金属化的更好的控制，尤其是对于介电结构与金属化部分之间的界面的更好的控制，从而避免了导致表面声波的扰动的寄生效应。除了上述益处，表面声波器件的热补偿允许该器件更高的频率响应热稳定性，这是由于介电结构提供的硬化以及介电结构的抵消性TCE。
在进一步的有益实施方案中，执行步骤(b1)以形成交叉电极结构。
这提供的有益效果为，对于所希望的表面声波器件的频率范围，可以适当地选择交叉电极结构的图案，从而适当地选择其结构特征，例如其间距。
在进一步的有益实施方案中，交叉电极结构具有低于100nm的间距，而介电结构显示出的介电常数适合于允许高于100V的击穿电压。
该实施方案提供的有益效果为，对金属化的更好的控制导致对其图案的更好的限定，从而允许了表面声波器件的良好限定的频率响应。使用合适的介电材料(特别地通过使用高k介电材料)允许减小交叉电极结构的间距S，并允许使表面声波器件适应于高功率应用。
在进一步的有益实施方案中，通过金属沉积来执行步骤(b1)，并且步骤(b)包括在形成温度下在金属沉积之前形成介电层的步骤，所述形成温度大于沉积的金属在介电层或压电结构中的扩散温度，具体地，所述形成温度大于350℃，优选地大于850℃，更优选地大于1200℃。
这提供的有益效果为，介电层的形成能够使用更高的温度，而由于金属扩散，这与现有技术的工艺流程是不兼容的。
在进一步的有益实施方案中，沉积的金属可以选自：Au、Pt、Cu、Al、Mo、W。
这提供的有益效果为，技术人员可以使用本会不兼容于在压电结构上进行直接沉积的用于金属化的材料。
在进一步的有益实施方案中，介电结构包括介电层，所述介电层由选自下列材料的材料制备：SiO2、SiN、SiON、SiOC、SiC、DLC或氧化铝。
这提供的有益效果为，技术人员可以使用熟知的材料，以及允许使用本会不兼容于在压电结构上进行直接沉积的精细技术和形成温度的工艺流程。
在进一步的有益实施方案中，介电结构包括介电层，所述介电层是在高于800℃、优选地高于1050℃的温度下形成的热生长的氧化硅。
这提供的有益效果为，可以将极高的温度应用于该高质量介电材料的形成，而如果在压电材料上直接应用该该高质量介电材料，本应当会使压电材料的压电特性变差。
在进一步的有益实施方案中，介电结构包括介电层，所述介电层由高k介电材料制备，所述高k介电材料优选地在硅酸铪(hafnium silicate)、硅酸锆(zirconiumsilicate)、二氧化铪(hafnium dioxide)、二氧化锆(zirconium dioxide)之中。
该实施方案提供的有益效果为，技术人员可以依据应用(例如，高功率应用)和所需的界面质量，而适当地选择用于介电材料的适合材料。
在进一步的有益实施方案中，步骤(b1)包括下列步骤：在介电结构的表面上局部刻蚀凹陷；以及在凹陷中进行金属沉积。
这提供的有益效果为，在半导体和微电子产业充分发展并已知的对刻蚀和金属化的良好受控的过程实现了对介电材料与金属化部分之间的界面的更好的控制。
在进一步的有益实施方案中，步骤(b1)进一步包括在凹陷中进行金属沉积之前并且在介电结构的表面上局部刻蚀凹陷之后形成钝化层的步骤。
这提供的有益效果为，钝化允许控制抗腐蚀性，也可以提供金属扩散的屏障。
在进一步的有益实施方案中，步骤(b1)进一步包括在沉积在凹陷中的金属与介电结构的未刻蚀部分之间提供齐平表面的步骤(b2)，所述步骤(b2)优选地通过对介电结构或沉积的金属的凸起部分进行抛光和/或刻蚀来执行。
这提供的有益效果为，齐平表面可以以高质量准备，这允许金属化部分以及介电材料与压电结构之间的完善的键合界面，这对于优化表面声波(其被约束在该界面附近)的传播是必要的。
在进一步的有益实施方案中，步骤(b1)进一步包括以齐平的方式将水平化层提供至沉积的金属的凸起部分或介电结构的凸起部分的步骤。
这提供的有益效果为，水平化层可以优化表面声波的传播，从而由于优化的机电联接而提高表面声波的性能。
在进一步的有益实施方案中，介电结构包括：施主衬底；形成在施主衬底上的介电层，所述方法进一步包括在执行了步骤(b1)之后将介电层转移至压电结构上的步骤(c1)。
这提供的有益效果为，介电层可以被提供为施主结构的一部分，而施主结构可以多次重复使用，从而提高了制造性能。
在进一步的有益实施方案中，在键合之前在施主衬底或介电层中形成弱化区的步骤，并且转移包括在步骤(c)之后的在弱化区将介电层从施主衬底分离的步骤。
这提供的有益效果为，这样的过程允许以简单易行的工艺流程来生产具有凸面或平坦的顶部电介质的表面声波器件，从而增加生产产出。
在进一步的有益实施方案中，步骤(c1)包括在步骤(c)之后对施主衬底进行抛光和/或刻蚀。
这提供的有益效果为，这样的过程允许在另一种方式下的以简单易行的工艺流程来生产具有凸面或平坦的顶部电介质的表面声波器件，从而增加生产产出。
在进一步的有益实施方案中，所述方法进一步包括在执行了步骤(c)之后在金属化的介电结构的至少一部分开口的步骤。
这提供的有益效果为，获得了表面声波器件并且表面声波器件是电可寻址的，用于例如生产线中的测试。
本发明还涉及表面声波器件，其包括：压电结构；在压电结构上的介电层，介电层具有金属化部分；其中，介电层具有高于金属向介电层或压电结构的扩散温度的形成温度。
这提供的有益效果为，获得了具有高质量电介质以及在金属化部分与介电层之间的高质量界面的热补偿表面声波器件，以及用于适当的声波传播的高质量界面。
在进一步的有益实施方案中，介电层显示出的介电常数适合于允许高于50V、优选地高于100V的击穿电压。
这提供的有益效果为，表面声波器件能够用于高功率应用，并且具有非常低的插入损耗。
附图说明
下文将使用有益实施方案并参考附图来通过示例更具体地描述本发明。所描述的实施方案仅是可能的配置，然而如上所述，其中单独的特征可以彼此独立地实施或者可以省略。对附图中示出的相同的元件提供这样的附图标记：第一数位表示图号，第二数位和第三数位表示所考虑的元件，而如果在同一附图中出现了替选元件，则添加可选的第四数位，甚至如果在替选元件中出现了几种模式，则可以添加第五数位。对于步骤，在开头添加了附加的S。涉及在不同附图示出中的相同元件或步骤的部分描述可能会省略。
图1A(已经进行评论)示意性示出了没有叠加层的具有交叉传感器(IDT)的SAW器件。
图1B示意性示出了根据现有技术的具有介电叠加层的SAW器件的制造方法。
图2至图6示意性示出了根据本发明的实施方案的声学共振器结构的制造方法和声学共振器结构。
具体实施方式
现在参照具体的实施方案来描述本发明。对于本领域技术人员而言是显然的是，根据权利要求的范围，任何实施方案的特征和替选形式可以与任何其他实施方案的特征和替选形式彼此独立地结合。
图2示意性显示了根据本发明的实施方案的SAW器件20的制造方法。在包括介电层220的介电结构260上执行刻蚀步骤S21，该步骤产生经刻蚀的介电层221，所述经刻蚀的介电层221包括经刻蚀部分和未刻蚀部分。接下来执行金属化步骤S22，从而以齐平(flush)的方式利用金属化部分210填满经刻蚀的介电层221的经刻蚀部分，从而产生金属化的介电层结构231，该结构包括介电层220，该介电层包括导电构件(具体而言，金属化部分210)。在形成金属化的介电层结构231之后，将金属化的介电层结构231组装到压电结构200上，特别地通过键合步骤S24，从而形成SAW器件20。压电结构200可以是单晶压电材料，也可以是宿主衬底上的压电材料薄层。优选地，压电材料是铌酸锂(lithium niobate)或钽酸锂(lithiumtantalate)，但是本发明不限于此，而可以使用任何适当的机电联接材料。宿主衬底可以在TCE方面与压电材料相适应，以便通过抵消压电材料的热响应来提高频率响应的热稳定性。压电材料可以通过Smart CutTM来转移至宿主衬底，但是也可以外延生长。
据此，介电层220可以由从下列材料中选择的材料制备：SiO2、SiN、SiON、SiOC、SiC、DLC、氧化铝或任何类型的高k介电材料。介电层220可以设置为上述介电材料中的一种的单晶层，或者更一般地，其可以包括在介电结构(将在下文具体参考图5进行阐述)中。例如，可以在硅晶片上形成热生长的氧化物，但是也可以设想诸如CVD或PVD的技术，以及甚至在高温下形成，如将在下文变得清楚的。刻蚀步骤S21取决于介电层220的材料，并且可以包括选自干法或湿法化学刻蚀、等离子刻蚀或者反应离子蚀刻或者它们的任意组合的刻蚀技术。经刻蚀的介电层221的经刻蚀部分和未刻蚀部分的图案可以通过任何适当的遮罩或剥离工艺来获得，例如，使用机械掩模或使用光刻方法。刻蚀部分的图案可以具有交叉结构的形状，如同在图6B中通过交叉电极结构611示意性示出的那样。金属化步骤S22可以使用任何适当的沉积技术来执行，例如真空金属化、溅射、电镀技术、PVD、CVD或ALD。对于图1B所示意性显示的现有技术的方法，在金属化步骤S12期间采用的温度一般很低，在最高300℃的范围。用于金属化部分的材料可以是Au、Pt、Cu、Al、Mo或W或任何其他材料。现有技术的手段因此受限于用于形成介电层120的低的温度。与其不同，根据本发明，对于提供介电层220不存在限制，并且金属化步骤S22可以以针对沉积技术和沉积温度的更大灵活性来执行。如同由图1B的现有技术方法所指出的，介电层220与金属化部分210之间的界面起到关键作用，这是因为因为生长缺陷构成寄生效应并且使器件性能下降。然而，根据本发明的实施方案允许对高质量界面的完美控制，这是因为在半导体技术中已知可以获得对刻蚀步骤S21的精确控制以及对金属化步骤S22的极佳控制。此外，介电层220不再受限于其热预算；通过在高于850℃以至1200℃甚至更高的温度下进行干法氧化进行的精细的热生长的氧化硅由于其增加了的密度和均匀性而比通过常规技术在低温下生长的SiO2具有优异得多的声学特性。对于在450℃左右通过低压CVD沉积的SiO2层，需要进行该层的致密化(densification)，而该致密化通过在氮气气氛中在大约800℃至900℃的温度下的退火步骤获得。在金属化步骤S22之后获得的金属化介电层231被进一步键合至压电结构200，从而形成SAW器件20。优选的是直接键合(即，通过分子附着)，因为其对一般的集成电路工艺提供了更高的兼容性，使污染最小化，并且在金属化的介电层结构231与压电结构200之间的键合提供长期的键合稳定性。在键合步骤S24之前，可以为键合对包括金属化的部分210的金属化的介电层结构231的表面进行准备，例如，通过化学机械抛光或任何其他的表面处理技术，以充分减小表面粗糙度。这使得在金属化的介电层结构231与压电结构200之间的键合界面处的缺陷数量大大减少，这些缺陷对声波在界面附近的传播或沿界面的传播有不利影响，而这对于SAW器件而言是不可忽视的性能因素。
图3所示的实施方案不同于图2所示的实施方案之处在于，其进一步包括了中间钝化步骤S39。在钝化步骤S39期间，钝化层322在经刻蚀的介电层321的经刻蚀部分内共形形成，在介电结构360上执行刻蚀步骤S31之后获得的经刻蚀的介电层321包括介电层320。由于该钝化步骤S39，接下来通过金属化步骤S32形成的金属化部分310的抗腐蚀性提高，产生抗腐蚀的钝化介电层结构331。例如，可以借助于溅射来直接应用氧化铝的薄层，例如，或者作为替选，可以通过施加薄铝层并随后通过氧化将其转化为相应的氧化铝来应用氧化铝的薄层。用于钝化层322的其他替选材料可以是TiN、TaN或Ta2O5。作为替选，薄金层可以满足抗腐蚀性要求，而且可以作为向外部电连接的起点，特别是可以作为之后的植球(bumping)的基础材料。
图4示意性示出了根据本发明的几个实施方案，根据除了已作描述的模式之外的替选的工艺(a)至(e)，开始于初始介电层420或已经刻蚀的介电层421而结束于金属化的介电层结构4311至4315。全部替选形式的目标都是通过对凸起部分进行平坦化或者以齐平的方式添加材料而为接下来的键合步骤S24、S34准备平面表面。如同已经提及的，介电层420或者还有金属化介电层结构4311至4315可以大致上分别包含在介电结构或金属化的介电结构中，如同将在下文针对图5所指出的那样或已经通过图2和图3所描述的那样。
图4的替选形式(4a)示意性示出了金属化步骤S421，其在经刻蚀的介电层421的经刻蚀部分的位置处产生金属化部分4101的凸起部分。接下来的平坦化步骤S431使用刻蚀或者抛光技术，例如化学机械抛光或其他在上面已经针对图2所提及的技术，产生为键合进行准备的金属化的介电层结构4311，如同之前已经提及的那样，该结构具有齐平的平面表面，特别地具有低缺陷密度。
图4的替选形式(4b)示意性示出了金属化步骤S421，其产生金属化部分4101的凸起部分，之后是水平化步骤S451，其导致水平化层4511的形成，该水平化层与金属化部分4101的凸起部分齐平。水平化层4511可以由介电材料、压电材料或者铁电材料制备。尤其值得关注的是，相比于由如图2所示的经刻蚀的介电层221的介电材料直接接触压电结构200的界面所获得的电化学因数(electrochemical factor)，水平化层4511在键合界面附近导致更大的电化学因数K2，并产生金属化的介电层结构4312。大的K2对于获得宽通带带宽、低插入损耗和宽双工间歇(duplex gap)是有用的。因此，水平化层4511可以由例如下述材料制备：锆钛酸铅(PZT)或其他含铅的铁电或压电材料，例如钛酸铅PZN-xPT、PMN-xPT或PSN-xPT，或者还有类似Pb(MgxTi1-x)O3的钙钛弛豫铁电氧化物(perovskite relaxorferroelectric oxide)，或例如铌酸钾(KNO)的无铅材料，或者其他的无铅铁电或压电材料，例如钛酸锶钡(BST)。
图4的替选形式(4c)示出了在介电层420上执行的金属化步骤S422，其产生在介电层420的表面顶部上的金属化部分4102。接下来使用类似于替选形式(4b)的水平化步骤S451的水平化步骤S452，以便获得金属化的介电层结构4313，水平化层4512的材料可以如同之前参考对替选形式(4b)的描述进行选择。替选形式(4c)具有的益处是，不需要执行刻蚀步骤，从而减少了制造工作。
图4的替选形式(4d)示出了在经刻蚀的介电层421上执行的金属化步骤S423，其产生不完全填充经刻蚀的金属化层421的经刻蚀部分的金属化部分4103。使用进一步的平坦化步骤S432，以移除经刻蚀的介电层420的凸起部分，留下金属化的介电层结构4314的齐平表面。该替选形式(4d)的益处是，平坦化步骤S432不仅产生经刻蚀的介电层421与金属化部分4103之间的齐平表面，而且在同时准备了该表面(该表面将作为与压电结构的键合界面，因此，波沿该界面的传播将变得重要)，从而获得小于1×1012cm-2或甚至1×1010cm-2或更低的界面陷阱(interface trap)密度(界面陷阱是电活性的并因此对于波的传播引入插入损耗是敏感的)，而且可以实现小于5nm或甚至1nm的表面粗糙度。对于平坦化步骤S432，可以使用已经提及的涉及其他实施方案的刻蚀和抛光技术。
图4的替选形式(4e)示出了类似于替选形式(4d)的在经刻蚀的介电层421上执行的金属化步骤S423，该步骤产生未齐平的表面，该表面具有经刻蚀的介电层421的凸起部分。接下来执行水平化步骤S453，以便以水平化层4513填充经刻蚀的介电层421的凸起部分与金属化部分4103之间的剩余空间。在金属化部分4103的顶部上形成的水平化层4513的材料优选为导电的，特别地是沉积金属。该水平化层4513可以是金属类型的，并可以如同涉及其他实施方案的对其他金属化步骤进行的描述那样进行沉积。所得到的金属化的介电层结构4315可以特别地包括双层的金属，其中金属化部分4103由另一金属类型的水平化层4513覆盖。这样的结构具有的益处是，通过使用由较轻的金属(例如，Au、Al或Pt)覆盖的较重的金属(例如，Mo、Cu或W)，或者通过使用由较重的金属覆盖的较轻的金属，可以获得大量的装载(mass loading)。这样的双金属化可以用于减小周围介电材料的厚度，这对于SAW器件的频率的温度变换的补偿是有必要的。此外，使用不同的金属的堆叠允许在由电阻引起的插入损耗和功率的处理容量之间进行性能平衡。
图5示意性示出了涉及根据本发明的SAW器件的制造工艺的所包含的提供介电层的步骤的几个替选实现模式。介电层220、320和420可以由介电层5201、5202、52021、52022中的任一个替代，并且图5的替选工艺(5a)和(5b)可以简单地包括在SAW器件的制造工艺中，如同将在下文所描述的那样。
替选形式(5a)示出了，可以在体施主衬底5501上执行用于形成弱化区的步骤S56，在体施主衬底5501内产生弱化区570和介电层5201，从而形成介电结构5601。通过应用热应力或机械应力，可以使介电层5201沿弱化区570分离。参考已知的Smart CutTM技术，可以通过均匀气态粒子离子注入(尤其是H或He或组合)来执行用于形成弱化区的步骤S56。分离可以在执行了参考图2进行描述的其他制造步骤(例如，刻蚀步骤S21、金属化步骤S22以及键合步骤S24)之后执行。介电结构5601的剩余部分可以作为新的体施主衬底而重复使用。体施主衬底5501可以使用任何参考图2已经提及的介电材料的体材料，尤其是单晶体材料，例如，高k材料。
替选形式(5b)示出，在施主衬底5502上执行形成步骤S57，产生包括介电层5202的介电结构5602。形成步骤S57可以是例如通过CVD、PVD或ALD进行的介电材料的生长，或者是通过氧化来形成电介质，例如，形成通过在含氧气氛中进行退火而获得的热生长的硅的氧化物，或者是将介电层从另一衬底转移至施主衬底5502，如将Smart CutTM工艺应用到任何已经提及的介电材料(例如，将高k电介质从其体单晶材料Smart Cut)的情况。一旦获得了包括介电层5202的介电结构5602，存在几种使其包括到SAW器件的制造工艺中的替选形式。
一个替选形式是，如同已经在替选形式(5a)中所提及的，可以通过用于形成弱化区的步骤S561、S562来获得弱化区571、572的形成，依据弱化区571、572形成在介电结构5602由施主衬底5502构成的部分内或者在介电结构5602由介电层5202构成的部分内，分别产生了具有介电层52021的介电结构56021和具有介电层52022的介电结构56022。这两个替选方式具有的益处是，可以在接下来的刻蚀步骤、金属化步骤以及键合至压电结构的步骤之前执行弱化区571、572的形成，从而，沿弱化区进行的分离产生各自最终SAW器件的平坦的上表面。
在SAW器件的制造工艺中包括介电结构5602的另一替选形式是，在接下来的例如通过如前所述的注入形成弱化区的步骤S563之前，执行刻蚀步骤S51和金属化步骤S52，而产生金属化的介电结构5603。注入的穿透深度取决于注入使用的能量和其中进行注入的材料，因此，在金属化的介电结构5603上执行的注入产生有轮廓的弱化区573。在键合至压电结构之后沿弱化区573进行的分离产生最终SAW器件，该器件具有凸面的上表面，这对于某些应用可能是有益的。
图6A和图6B进一步示意性显示了步骤S61，该步骤使金属化部分610开口或使交叉电极结构611分别开口；并且显示了因而获得的完全电可寻址的SAW器件60，该SAW器件包括具有经刻蚀的介电层621的经刻蚀部分的经刻蚀的介电层621、金属化部分610或交叉电极结构611。可以通过干法或湿法化学刻蚀、反应离子蚀刻或等离子刻蚀以及遮罩和或光刻方法来进行开口。用于金属化部分210至610的交叉电极结构611的图案通过其间距S(如图1A所示意性示出的)而对SAW器件的工作频率具有直接影响。间距S还影响SAW器件的击穿电压，击穿电压还取决于金属化部分210嵌入所在的经刻蚀的介电层221的材料。本发明对于介电材料的选择提供了更多的灵活性，尤其是，使高k电介质的使用成为可能。能够实现高至50V的或甚至高至100V的击穿电压，从而允许高于2.5W或甚至高于5W的处理功率，并且允许间距S小于4μm，低至0.2μm，使得SAW器件能够用于高功率应用。本领域技术人员应当知道如何依据设想的用于高功率应用的击穿电压来调整介电材料和间距S。
Claims (23)
1.一种表面声波器件(20、30)的制造方法，所述方法包括下述步骤：
(a)提供压电结构(200、300)；
(b)提供介电结构(260、360)；
其特征在于，步骤(b)包括将介电结构金属化(S22、S32)的步骤(b1)，以形成金属化的介电结构(231、331)，
并且所述方法进一步包括下述步骤：
(c)将金属化的介电结构(231、331)键合(S24、S34)至压电结构。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，执行步骤(b1)以形成交叉电极结构(611)。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，交叉电极结构(611)具有低于100nm的间距，并且介电结构(260)显示出的介电常数适合于允许高于100V的击穿电压。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，通过金属沉积来执行步骤(b1)(S22)，并且步骤(b)包括在形成温度下在金属沉积之前形成介电层(220)的步骤，所述形成温度大于沉积的金属在介电层(220)或压电结构(200)中的扩散温度，具体地，所述形成温度大于350℃。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，通过金属沉积来执行步骤(b1)(S22)，并且步骤(b)包括在形成温度下在金属沉积之前形成介电层(220)的步骤，所述形成温度大于沉积的金属在介电层(220)或压电结构(200)中的扩散温度，具体地，所述形成温度大于850℃。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，通过金属沉积来执行步骤(b1)(S22)，并且步骤(b)包括在形成温度下在金属沉积之前形成介电层(220)的步骤，所述形成温度大于沉积的金属在介电层(220)或压电结构(200)中的扩散温度，具体地，所述形成温度大于1200℃。
7.根据权利要求4至6中的任一项所述的方法，其中，沉积的金属选自：Au、Pt、Cu、Al、Mo、W。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，介电结构(260)包括介电层(200)，所述介电层由选自下列材料的材料制备：SiO2、SiN、SiON、SiOC、SiC、DLC或氧化铝。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，介电结构(260)包括介电层(200)，所述介电层是在高于800℃的温度下形成的热生长的氧化硅。
10.根据权利要求8所述的方法，其中，介电结构(260)包括介电层(200)，所述介电层是在高于1050℃的温度下形成的热生长的氧化硅。
11.根据权利要求8所述的方法，其中，介电结构(260)包括介电层(200)，所述介电层由高k介电材料制备。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，介电层(200)选自硅酸铪、硅酸锆、二氧化铪和二氧化锆。
13.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(b1)(S22)包括下列步骤：
·在介电结构(200、5601)的表面上局部刻蚀(S21)凹陷；
·在凹陷中进行金属沉积。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，步骤(b1)(S32)进一步包括在凹陷中进行金属沉积之前并且在介电结构(360)的表面上局部刻蚀(S31)凹陷之后形成钝化层的步骤(S39)。
15.根据权利要求13或权利要求14中的任一项所述的方法，步骤(b1)进一步包括提供在沉积在凹陷中的金属与介电结构的未刻蚀部分之间的齐平表面的步骤(b2)(S431、S432)，所述步骤(b2)通过对介电结构的凸起部分或沉积的金属的凸起部分进行抛光和/或刻蚀来执行。
16.根据权利要求13或权利要求14中的任一项所述的方法，步骤(b1)进一步包括以齐平的方式将水平化层(4511、4512、4513)提供至沉积的金属的凸起部分或介电结构的凸起部分的步骤(S451、S452、S453)。
17.根据权利要求1所述的方法，其中，介电结构(5601、5602)包括：
-施主衬底(5501、5502)，
-形成在施主衬底上的介电层(5201、5202)，所述方法进一步包括在执行了步骤(b1)之后将介电层转移至压电结构上的步骤(c1)。
18.根据权利要求17所述的方法，其中步骤(b)包括在步骤(c)之前在施主衬底(5501、5502)或介电层(5202)中形成弱化区的步骤(S56、S561、S562、S563)，并且步骤(c1)包括在步骤(c)之后的在弱化区将介电层从施主衬底分离的步骤。
19.根据权利要求17或权利要求18所述的方法，其中，步骤(c1)包括在步骤(c)之后的对施主衬底进行抛光和/或刻蚀。
20.根据权利要求1至6中的任一项所述的方法，进一步包括在步骤(c)之后，通过刻蚀至少部分介电结构(621)并且暴露出金属化部分(610)而在金属化的介电结构(631)的至少一部分开口的步骤(S61)。
21.一种表面声波器件(20、30、60)，包括：
·压电结构(200、300、600)；
·介电层(220、320)，所述介电层具有金属化部分(210、310、610)，所述金属化部分设置在压电结构上；
其特征在于，介电层具有高于金属进入介电层或压电结构的扩散温度的形成温度。
22.根据权利要求21所述的表面声波器件，其中，介电层(200、300)显示出的介电常数适合于允许高于50V的击穿电压。
23.根据权利要求21所述的表面声波器件，其中，介电层(200、300)显示出的介电常数适合于允许高于100V的击穿电压。
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