[发明专利]薄膜体声谐振器(FBAR)的频率调谐

说明书

技术领域

本发明的实施例涉及薄膜体声谐振器(FBAR)，更具体来 说，涉及在晶圆级规模上进行频率调谐。

背景技术

在无线射频(RF)器件中，谐振器一般用于信号滤波和生成 目的。目前的技术发展水平通常使用分立晶体来制造谐振器。为了使 器件小型化，已经考虑微机电系统(MEMS)谐振器。一种类型的MEMS 谐振器是薄膜体声谐振器(FBAR)。FBAR器件具有优于现有技术谐振 器的许多优点，例如在高频的低插入损耗和小波型因数。

除了谐振器，薄膜体声谐振器(FBAR)技术还可用作形成现 代无线系统中许多频率组件的基础。例如，可使用FBAR技术来形成 滤波器件、振荡器、谐振器和大量其它频率相关组件。与例如表面声 波(SAW)和传统晶体振荡器技术等其它谐振器技术相比，FBAR具有 优点。具体来说，不像晶体振荡器，FBAR器件可集成到芯片上，并 且通常具有比SAW器件更好的功率加工特性。

赋予该技术的描述性名称FBAR对于描述其一般原理是有 用的。简言之，“薄膜”是指夹在两个电极之间的压电薄膜，诸如氮化 铝(AlN)。压电薄膜具有在存在电场时进行机械振动以及在机械振动时 产生电荷的属性。“体”是指夹层的主体或厚度。在将交流电压施加到 电极两端时，薄膜开始振动。“声”是指在器件的“体”(与SAW器件中 只是表面相对)内进行谐振的这种机械振动。

FBAR器件的谐振频率由其厚度确定，其厚度必须准确控 制，以便具有期望的滤波器响应，例如精确的中心频率和通带宽度。 在一个典型(FBAR)器件中，由于加工偏差，加工后的谐振频率通常不 同于目标值。对于上述分立晶体谐振器，这种谐振频率误差例如可使 用激光微调技术来校正，在该技术中将激光朝向谐振器，并且对谐振 器去除或添加材料，由此将谐振器的谐振频率“调谐”到期望目标频率。 然而，由于MEMS谐振器(特别是高频MEMS谐振器)的大小一般比它 们的晶体对应物小得多，所以传统的激光微调技术不是可行的备选方 案。因此，所需的是修改MEMS谐振器的谐振频率的技术。

附图说明

图1是薄膜体声谐振器(FBAR)的横截面视图；

图2是图1所示薄膜体声谐振器(FBAR)的电路的示意图；

图3是根据本发明的一个实施例的FBAR的框图；

图4是根据本发明的一个实施例的FBAR的框图；

图5是根据本发明的一个实施例的晶圆频率分布图；

图6是标识将要调谐各个程度的各个区域的晶圆区域图；

图7是去除了调谐层的一定百分比以便将其谐振频率调谐 到目标值的FBAR；

图8是示出FBAR的频率变化与调谐图案的覆盖百分比的 图表；

图9是示出调谐层厚度的光刻精度的图表；

图10是示出晶圆上在相邻区域中调谐到各个程度的两个 相邻FBAR的框图；以及

图11是示出根据本发明的一个实施例用于调谐晶圆上的 FBAR的过程的流程图。

具体实施方式

在以下详细描述中，参照附图，附图通过图解示出可实施 本发明的具体实施例。充分详细地描述这些实施例，使本领域的技术 人员能够实施本发明。要理解，本发明的各种实施例虽然有所不同， 但不一定是相互排斥的。例如，本文中结合一个实施例所述的具体特 征、结构或特性可在其它实施例中实现，而没有背离本发明的精神和 范围。另外，要理解，可修改每个公开的实施例中各个元件的位置或 布置，而没有背离本发明的精神和范围。因此，以下详细说明不是限 制性的，并且本发明的范围仅由适当解释的所附权利要求书连同权利 要求书对其享有权利的等效方案的整个范围来定义。附图中，相似的 标号在几个视图中表示相同或相似的功能性。