TWI234343B - Manufacturing film bulk acoustic resonator filters - Google Patents

Description

1234343 玖、發明說明：

t發明戶斤屬之技術領域I 發明領域 本發明係有關於薄膜式體聲波共振濾波器。 5 【】 發明背景 一習知的薄膜式體聲波共振濾波器包括二組薄膜式體 聲波共振器以達到一所欲的濾波器響應。所有該等串聯的 薄膜式體聲波共振器具有相同的頻率，且該等並聯薄膜體 10 聲波共振器具有另一頻率。該薄膜式體聲波共振器的活性 裝置區域係藉由頂部及下部的電極的重疊區域、壓電薄膜 及背面溝槽而控制。 一薄膜式體聲波共振器的背面溝槽係通常藉由晶體異 向性钱刻#刻法進行#刻，諸如氫氧化钟（KOH)或乙二胺 15 鄰苯二酚(EDP)。結果，在各邊上該邊壁傾斜的角度大約 54.7度。當一濾波器係由複數的串聯及並聯FBARs所組成， 各含有一具傾斜邊壁的背面溝槽，該濾波器的尺寸可能很 大。 因此，需要一較佳的製造薄膜式體聲波共振濾波器之 20 方法。 【發明内容】 發明概要 本發明係揭露一種薄膜體聲波共振器濾波器（10)，其可 由形成在該相同薄膜（35)上之複數的互相連接的串聯及並 1234343 ^薄膜體聲波共振器（38)所組成。各薄膜體聲波共振器（38) 可由9通的較低傳導性層所組成，該層係界定以形成各 薄膜耳波共振器⑽的底部電極⑽。一普通的頂部電極 可"定以形成各薄膜體聲波共振器（38)的頂部電極(36)。一 5 普通的壓電薄腊—p., 寻Μ層（34)，可或不可形成圖案，形成一連續或 不連續的薄膜。 圖式簡單說明 1乐很據本發明之一實施例的薄膜式體聲波共‘ 濾波器之頂視平面圖； 10

第2圖係第1圖中根據本發明之一實施例之製造的J 期階段，沿著绩？ 可綠2-2的検截面圖； 第3圖係顯示根據本發明之一實施例之製造的後來p 段； 第4圖係1員示根據本發明之一實施例之後續階段； 第5圓位 回’、顯示根據本發明之一實施例之後續階段； 回糸顯示根據本發明之一實施例之後續階段； 第1圖彳系号 回’、頌示根據本發明之一實施例之後續階段； 第8圖传 Θ ί員示根據本發明之一實施例之後續階段；以 及 第9圖 ί 員示根據本發明之一實施例之後續階段。 t實施令式】 較佳實施例之詳細說明 參照苐1 一 111，一溥膜式體聲波共振器（FBAR)濾波器1〇 °匕括複數的具有頂部電極36的薄膜式體聲波共振器 1234343 38。該 FBAR 38c 及 38a 係並聯 FBARs，然而該 FBAR 38b 為一串聯FBAR，經由該上部電極36b及36e之一延伸36f 偶合至該FBAR 38a。 在各FBAR 38中該中間體層包括一壓電薄膜。在一 5實施例中，壓電薄膜之相同層可放置在該等FBARs 38的各 個頂部電極36之下方。因此，在一實施例中該材料％可 作為一壓電薄膜。在另一實施例中，該材料35可包括一層 間絕緣膜（ILD)，其填充FBARS38之間的區域，雖然在各 個頂部電極36的下方區域係一壓電薄膜。 〇 在一實施例中，各!^入尺38的活性區域係藉由該頂部 電極36及該下方的壓電薄膜之間的重疊程度，以及最低或 底口P的電極來控制。在某些實施例中，所有該等fbaRs % 係藉由-單一膜有效的偶合，使其成為一連續的壓電薄膜 或匕括藉由一層間絕緣膜分離的壓電薄膜區域。 在有些貫轭例中，增強條帶可用來改進該全部的濾波 时10之強度。该增強條帶可設計成任何不同的形狀。 、第2圖在本發明之一實施例中藉由形成離子植入 區域18，開始最初的製造。在本發明之一實施例中該離子 植入區域18最後變成增強條帶。該離子植入物可能是例如 2〇乳或重石朋，利用_重職刻終止方法。接著可利用一快速 熱退火活化5亥摻入物。串聯的植入法可用於某些實施例 、達到致的外觀。在某些實施例中，該經植入及退 火的區域約為6微米。 再者’一絕緣層2〇可沈積在該基板16頂部及底部的表 7 1234343 面。在一實施例中，該層20可由氮化石夕形成，其可作為一 钱刻終止層及一背面飿刻防護罩。 參照第4圖，在本發明的一實施例中該底部電極”可藉 由沈澱及形成圖案而界定。接者，如第5圖所示，在本發明 5之一實施例中，該壓電層34可在該底部電極上沈澱且形成 圖案。在另一實施例中，可利用一連續的壓電薄膜。 參照第6圖，一層間絕緣膜35可沈澱在例如塊件34&及 34b的壓電層34塊件之間。可利用化學機械的磨光以造成該 層間絕緣膜35的頂部表面與各壓電層34塊件的頂部表面為 1〇 共平面。 參照第7圖，用於該等並聯FBARs38a&38c的頂部電極 36a及36c可被沈澱。因此，參照第丨圖，在一實施例中，各 電極38係一般的矩形塊件。任何通道可在此時蝕刻。 參照第8圖，在一實施例中，可利用一背面蝕刻以形成 15具有傾斜的側壁41之背面溝槽40。在一實施例中，該最初 的钱刻不能延伸通過該最低的絕緣薄膜2〇。之後，可利用 大ϊ的石夕姓刻以形成通過該基板丨6的凹槽4〇。在姓刻後留 下該植入的區域18，因為與摻入的矽比較，該蝕刻劑對整 脰石夕係有選擇性。適當的姓刻劑包括KOH及EDP。 2〇 藉由在相同的膜上具有全部的FBARs38，該濾波器1〇 全部的尺寸可以減少。例如，只有一個背面溝槽4〇可用於 一些FBARs 38，導致FBARs組成一更緊密的佈局。在某些 實施例中，部分靠近該濾波器1〇外部邊緣的層間絕緣膜％ 可被移動，以達到第1圖所顯示的結構。 1234343 該電極36b、36f、36d及36e可被沈澱。該電極36b在此 實施例作為該串連的FBAR 38b之一頂部電極。可加入該電 極36d及36e以區別該等並38a及38c的頻率與該串 連FBAR38b的頻率。該電極36f係通過該等FBARs38b及 5 38a之頂部電極作為偶合。然而，在一實施例中，該電極 36d、36b、36f及36e可在相同的步驟加入。 如第9圖所示，該層20可蝕刻以在該背面溝槽4〇完全形 成該增強條帶。在某些實施例中，該增強條帶可排列成一 具有二平行之增強條帶大體上橫截地過另二個平行之增強 1〇條帶的#形狀。然而，增強條帶的多種表面配置也可用在不 同的具體實施例中。 顯示在第1圖中之濾波器10,在一凹槽4〇中具有全部串 連及並聯的FBARS，且各FB AR的活性區域係藉由重疊的區 域控制。該等植入區域18的條帶可作為增強條帶以增進該 15整體結構的機械強度。 以形 依據本發明之其他實施例，該增強條帶可藉由在該美 板处兹刻溝渠而形成，且以—絕緣體填充該溝渠，例二 以低壓的化學蒸汽沈澱氮化矽。該溝渠可接著被 成該增強條帶。 、 ，該區域 及經過停 在某些實施例中，藉由製造一更緊密的區域 具有如電極36f、36h及36g之較短軌跡，插入減少 止的條帶，可增進運轉停止。 雖然本發明以有限數目的實施例描述，但其可做的夂 種改變、替換及修改在此皆如申請專利範圍所界定的，= 20 1234343 偏離本發明之精神及範圍。 【圖式簡單說明】 第1圖係根據本發明之一實施例的薄膜式體聲波共振 濾波器之頂視平面圖； 5 第2圖係第1圖中根據本發明之一實施例之製造的早 期階段，沿著線2-2的橫截面圖； 第3圖係顯示根據本發明之一實施例之製造的後來階 段； 第4圖係顯示根據本發明之一實施例之後續階段； 10 第5圖係顯示根據本發明之一實施例之後續階段； 第6圖係顯示根據本發明之一實施例之後續階段； 第7圖係顯示根據本發明之一實施例之後續階段； 第8圖係顯示根據本發明之一實施例之後續階段；以 及 15 第9圖係顯示根據本發明之一實施例之後續階段。 【圖式之主要元件代表符號表】 10 薄膜體聲波共振器濾波器 16 基板 18 離子植入區域 20 絕緣薄膜(絕緣層) 32a 底部電極 32b 底部電極 34a 塊件 34b 塊件 34c 塊件 35 層間絕緣膜 36 頂部電極 36a 上部電極 36b 上部電極 36c 上部電極 36d 電極 36e 上部電極 10 1234343

36f 電極 36g 電極 36h 電極 38a 並聯FBAR 38b 串聯FBAR 38c 並聯FBAR 38d FBAR 38e FBAR 38f FBAR 38g FBAR 11

Claims (1)

1234343 拾、申請專利範圍： L 種形成一薄膜體聲波共振器的方法，其包含： 在相同的基板上形成複數的薄膜體聲波共振器；以 及 5 2 10 3. 4. 6. 20 由單-的傳導層形成一上部電極，該上部電極係 設置在各薄膜體聲波共振器上。 ” .如申料利範圍第1項之方法，其中形成複數的體聲波 共振器包括在相同的基板上，形成複數薄膜體聲波共振器，由至少一並聯薄膜體聲波共⑽偶合。 ϋ 如t請專利範圍第1項之方法，包括形成-通過該基板 之增強條帶以增強該基板。 如申請專利範圍第3項之方法，包括形成至少 增強條帶。 十订的如申請專利範圍第3項之方、去，勺扭益：&、包括猎由植人通過該基區域，形成一增強條帶。申請專利範圍第5項之方法，包括利用-選自於石朋及 乳所組成的群組植入一條帶。 如申請專利範圍第以之方法，包括利用—背面綱以 ^去除該基板的背面及形成面溝槽 聲波共振器。 $成肢 如申請專利範圍第7項之方法，包括利用钱刻劑不會_去除形成在該基板上之-增強二，Γ 12 8. 1234343 9. 如申請專利範圍第7項之方法，包括在相同的背面溝槽 上形成至少二共振器。 10. 如申請專利範圍第1項之方法，包括利用壓電材料之一 單一薄膜，在相同的基板上形成一用於複數的薄膜體 5 聲波共振器的壓電層。 11. 如申請專利範圍第10項之方法，包括形成該壓電薄膜 圖案、移除部分該壓電薄膜及以一電介質材料取代該 移除的部分。 12. —種積體電路，包括： 10 一基板； 複數的薄膜體聲波共振器，該等共振器係形成在該 基板上；以及 複數的串聯連結的薄膜體聲波共振器，由一並聯薄 膜體聲波共振器偶合。 15 13.如申請專利範圍第12項之電路，在該等共振器下方包 括一單一的背面溝槽。 14. 如申請專利範圍第13項之電路，包括複數的延伸通過 該凹槽之增強條帶。 15. 如申請專利範圍第14項之電路，其中該增強條帶係以 20 離子植入基板材料形成。 16. 如申請專利範圍第14項之電路，包括一對平行的增強 條帶。 17. 如申請專利範圍第12項之電路，其中各該等共振器包 括一上部電極，該等共振器之上部電極係共平面的。 13