Baw部件、baw部件的疊層和用于制造baw部件的方法,所述baw部件包括兩個(gè)不同的堆疊壓 ...的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及BAW部件，例如以供在移動(dòng)通信設(shè)備的RF濾波器中使用，涉及BAW部 件的疊層和用于制造BAW部件的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前移動(dòng)通信設(shè)備小型化的趨勢(shì)要求更小的電氣和電聲部件。BAW(BAW=體聲波） 部件可以在RF濾波器中使用，例如在移動(dòng)通信設(shè)備的前端模塊中的雙工器中使用。雙工器 通常包括TX(傳送）和RX(接收）濾波器。TX濾波器和RX濾波器是具有相鄰但不同通帶 的帶通濾波器。確定BAW帶通濾波器的通帶的重要因子是設(shè)置在濾波器的諧振器的兩個(gè)電 極層之間的壓電材料的厚度和諧振器的質(zhì)量加載。
[0003] 一個(gè)類型的常規(guī)BAW雙工器對(duì)于TX濾波器和RX濾波器具有不同的壓電材料厚 度。因此，這兩個(gè)濾波器用不同的工藝并且在不同的承載芯片上制造。
[0004] 另一個(gè)類型的常規(guī)BAW雙工器具有額外質(zhì)量(例如上電極上的額外層)，其沉積在 選擇的諧振器上來(lái)使它們的相應(yīng)諧振頻率減少。
[0005] 對(duì)于兩個(gè)類型的制造方法是相當(dāng)復(fù)雜、昂貴且易于出錯(cuò)的。特別地，常規(guī)雙工器在 不同承載芯片上具有TX和RX濾波器，這與小型化努力相反。
[0006] 所需要的是BAW部件，其中兩個(gè)BAW層堆疊可以容易設(shè)置在相同芯片上來(lái)獲得小 型化BAW濾波器并且其中部件的組成允許有改進(jìn)的制造方法來(lái)增加良好部件的增益。進(jìn)一 步需要的是BAW部件的疊層和用于制造這樣的BAW部件的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 從而本發(fā)明的目標(biāo)是提供改進(jìn)的BAW部件、BAW部件的疊層和用于制造BAW部件 的方法。
[0008] 獨(dú)立權(quán)利要求對(duì)于上文提到的問題提供解決方案。從屬權(quán)利要求提供優(yōu)選實(shí)施 例。
[0009] BAW部件包括第一BAW諧振器，其具有底部電極、頂部電極和該底部電極與頂部電 極之間的疊層。該疊層包括具有第一壓電材料的第一層和具有第二壓電材料的第二層。該 第一壓電材料與該第二壓電材料不同。
[0010] 疊層的兩個(gè)不同材料可以具有不同的物理和/或化學(xué)性質(zhì)。第一BAW諧振器可以 接近第二BAW諧振器設(shè)置在承載芯片上，該第二BAW諧振器包括底部電極與頂部電極之間 的第一壓電材料或第二壓電材料。第二BAW諧振器的壓電材料的厚度可以等于具有相同壓 電材料的第一BAW諧振器的層的厚度。則，第一BAW諧振器具有不同的諧振頻率并且可以 由于第二BAW諧振器中未包括的疊層的相應(yīng)其他壓電材料的存在而提供不同的通帶。
[0011] 這樣的BAW部件可以用如下文描述的高質(zhì)量的材料原子結(jié)構(gòu)制造。
[0012] 在一個(gè)實(shí)施例中，第一BAW諧振器接近第二BAW諧振器設(shè)置在承載芯片上，該第二 BAW諧振器包括底部電極與頂部電極之間的第一壓電材料。在兩個(gè)諧振器中具有第一材料 的層的厚度相等。
[0013] 在一個(gè)實(shí)施例中，從而，BAW部件進(jìn)一步包括承載芯片和第二BAW諧振器。第一BAW 諧振器和第二BAW諧振器設(shè)置在相同承載芯片上。
[0014] 在其一個(gè)實(shí)施例中，第一BAW諧振器的疊層具有第一厚度并且第二BAW具有這樣 的壓電層，其具有與第一厚度不同的第二厚度。
[0015] 具有較厚壓電層的BAW諧振器可以在具有較低通帶的濾波器中使用并且反之亦 然。從而，在TX濾波器中使用第一BAW諧振器并且在RX濾波器中使用第二BAW諧振器，這 是可能的。
[0016] 在一個(gè)實(shí)施例中，第一壓電材料和第二壓電材料關(guān)于蝕刻劑具有不同的蝕刻選擇 性。
[0017] 這允許將兩個(gè)諧振器所包括的壓電材料在相同制造步驟中并且以相同層厚度地 沉積。第一BAW諧振器的相應(yīng)另一壓電材料可以在兩個(gè)BAW諧振器的區(qū)域處沉積。則，第一 BAW諧振器的區(qū)域可以用抗蝕劑層覆蓋并且蝕刻劑可以將另一壓電材料蝕刻離開第二諧振 器區(qū)域。第一壓電材料充當(dāng)蝕刻劑的蝕刻停止層。在蝕刻過(guò)程后，相應(yīng)的頂部電極可以設(shè) 置在兩個(gè)諧振器的壓電材料上。
[0018] 在一個(gè)實(shí)施例中，蝕刻劑是濕蝕刻劑。
[0019] 在一個(gè)實(shí)施例中，蝕刻劑是無(wú)鐵金屬顯影劑，其也可以用于光刻過(guò)程。蝕刻劑包括 2. 36%的四甲基輕按（Tetramethylamoniumhydroxyl)結(jié)合潤(rùn)濕劑，這是可能的。
[0020] 在一個(gè)實(shí)施例中，蝕刻劑是干蝕刻劑。
[0021] 在一個(gè)實(shí)施例中，第一壓電材料是Sc(鈧)摻雜AlN(氮化鋁)，并且第二壓電材料 是A1N。
[0022] 從而，BAW部件的疊層可以具有包括Sc摻雜AlN的第一層和包括AlN的第二層。
[0023] 對(duì)于第一壓電材料或?qū)τ诘诙弘姴牧系钠渌赡懿牧鲜荊aAs(砷化鎵)、ZnO(氧 化鋅)、PZT(鋯鈦酸鉛)、KNN( (K(1_x)Nax)Nb03)(其中K:鉀，Na:鈉，Nb:鈮，0 :氧）。
[0024] ScxAl(1_y)N的摻雜水平可以是近似1% <X< 25%，其中y主要等于X。尤其近似 5%彡X彡7%的水平是可能的。
[0025] 在一個(gè)實(shí)施例中，部件是雙工器并且第一諧振器是雙工器的TX濾波器的諧振器。
[0026] BAW部件可以是基于Bragg鏡的部件或在疊層下具有腔用于約束聲能的FBAR部 件。
[0027] 另外的變化形式(例如，包括桿結(jié)構(gòu)的MEMS部件）也是可能的。例如，部件可以包 括壓電MEMS開關(guān)。具有超過(guò)一個(gè)開關(guān)的部件也是可能的。在包括兩個(gè)開關(guān)的實(shí)施例中，兩 個(gè)開關(guān)可以在單個(gè)承載芯片上制成。第一懸臂可以具有一個(gè)壓電層，而第二懸臂具有兩個(gè) 壓電層。因此，在相同芯片上加工具有兩個(gè)不同閉合電壓的兩個(gè)開關(guān)，這是可能的。
[0028] 用于制造BAW部件的方法包括以下步驟： -提供底部電極， _在底部電極上或上方設(shè)置第一壓電材料， -在第一壓電材料上或上方設(shè)置與第一壓電材料不同的第二壓電材料， -在第二壓電材料上或上方設(shè)置頂部電極。
[0029] 這些步驟建立第一BAW諧振器，這是可能的。第二BAW諧振器可以接近第一BAW 諧振器建立，其中具有兩個(gè)步驟： -提供底部電極； _在底部電極上或上方設(shè)置第一壓電材料； 用于建立第一BAW諧振器，這兩個(gè)步驟也用于建立第二BAW諧振器。
[0030] 為了在第一BAW諧振器上僅設(shè)置第二壓電材料，可以應(yīng)用另外的光刻步驟(例如， 經(jīng)由使用抗蝕劑層)。
[0031] 在一個(gè)實(shí)施例中，方法進(jìn)一步包括以下步驟： -在之前規(guī)定的區(qū)域選擇性地去除第二壓電材料，之后在規(guī)定區(qū)域中的第一壓電材料 上或上方以及在位于該規(guī)定區(qū)域附近的另外的區(qū)域中的第二壓電材料上或上方設(shè)置頂部 電極的材料。
[0032] 該之前規(guī)定的區(qū)域是第二諧振器的區(qū)域并且該另外的區(qū)域是第一諧振器的區(qū)域。
[0033] 與用于制造BAW部件和/或BAW雙工器的其他方法相比，本方法產(chǎn)生具有更高層 質(zhì)量的層系統(tǒng)，從而導(dǎo)致作為參數(shù)的改進(jìn)電聲性質(zhì)(例如電聲耦合系數(shù)k2)提高。
[0034] 這樣的BAW部件可以用于獲得BAW諧振器，其具有與其他諧振器不同的諧振頻率。 對(duì)于雙工器中的TX和RX濾波器可以需要不同的諧振頻率。然而，在梯型濾波器結(jié)構(gòu)中也需 要這樣的諧振頻率的差異，其中與并聯(lián)支路諧振器相比，串聯(lián)諧振器需要具有不同的頻率。 當(dāng)并聯(lián)諧振器的反諧振頻率主要與梯型結(jié)構(gòu)中的串聯(lián)支路諧振器的諧振頻率匹配時(shí)，則獲 得帶通濾波器。當(dāng)并聯(lián)支路諧振器的諧振頻率與串聯(lián)支路諧振器的反諧振頻率匹配時(shí)，則 可以獲得陷波濾