[发明专利]制造用于压电谐振器的声反射镜和制造压电谐振器的方法

说明书

技术领域

本发明涉及压电谐振器领域，如BAW(体声波)谐振器，尤其是制造用于压电谐振器的声反射镜的方法，以及制造压电谐振器的方法。典型的，本发明涉及一种制造声反射镜的方法，其具有高度的平坦化面并且在层沉积和整个反射镜结构的平坦化面都具有极好的均匀度。

背景技术

基于BAW谐振器的射频滤波器在很多射频(RF)应用中都具有很大的影响。本质上，BAW谐振器具有两种概念，一方面是所谓的薄膜BAW谐振器(FBAR)，另一方面是所谓的固态安装谐振器(SMR)。薄膜BAW谐振器包括膜，其上的层序列包括配置的下部电极，压电层，和上部电极。声谐振器是通过膜的上侧和下侧的反射展开的。在固态安装谐振器的可选概念中，SMR包括衬底，例如硅衬底，其上的层序列包括配置的下部电极，压电层和上部电极。为将声波保持在此设计中的有源区域中，需要所谓的声反射镜。所述声反射镜置于有源层之间，即，两个电极和压电层以及衬底。声反射镜由分别具有高和低声阻抗层的可选序列构成，如，钨层(高声阻抗)和氧化物材料层(低声阻抗)。

如果反射镜包括导电材料层，如钨(这是推荐的)，以避免滤波器中的寄生电容，以配置(构图)和实质上限制相应的反射镜层位于有源谐振器区域之下。这种工艺的缺点在于这里所导致的拓扑不再能达到完全的平坦化。由于不均匀性，谐振器中会引入不需要的模式和/或造成谐振器质量的下降。这个问题是很重要的，只要在层厚上百分之几的微小台阶或剩余的拓扑就能对这样谐振器的运行性能有重大影响。

基于图1和图2，两个已知的制造压电谐振器声反射镜或BAW谐振器的方法将被详细描述。

图1示出了配置了反射镜的固态安装谐振器。谐振器包括具有下表面102和上表面104的衬底100。构成声反射镜的层序列106被配置在上表面上。在衬底和反射镜之间，配置有一个或多个中间层用作例如降低应力或改善附着力。层序列包括交迭配置的具有高声阻抗层106a和具有低声阻抗层106b，其中中间层可提供在反射镜层之间。在衬底100的上表面104之上，形成具有低声阻抗的第一层106b₁。在层106b₁之上，具高声阻抗的材料106a₁，106a₂被沉积并构建在与谐振器有源区域相关的部分处。在这配置之上，具有低声阻抗的第二层106b₂被沉积，在其上顺次沉积和配置具有高声阻抗的材料106a₃，106a₄。在这层序列之上，又沉积低声阻抗层106b₃。在最后的反射镜结构上，至少部分形成了下部电极110，在其上又配置了有源层或压电层112，例如A1N。在压电层112之上，形成覆盖了压电层112(除了区域116a和116b)的绝缘层114。与部分116a和116b中的压电层相接触的两个上部电极118a和118b形成在压电层上。调谐层120a和120b至少部分地被配置在上部电极118a，118b之上，通过调谐层120a和120b厚度可以调节谐振器的谐振频率。通过上部电极118a和118b与压电层112相连接的部分，和下部电极110的下面部分，定义了两个BAW谐振器122a和122b。图1中所示的反射镜结构106包括λ/4反射镜层106a，106b。

在图1所示的固态安装谐振器的实施例中，如Epcos AG所生产的，例如，构建金属层106a而不对最后的拓扑平坦化。如上所述，具有低声阻抗的层106b在构建的层106a之上沉积。因此，扩展了图1所示的步骤，其连续沉积重叠的层。这个过程不利于位于反射镜106之上的层中的最后牢固拓扑，尤其是降低了有源层112的压电耦合，同时增加了不需要的振动模式的激励。