DE102015114224B4

DE102015114224B4 - Akustische Schichtvolumenresonatoren mit rückseitigen Durchkontaktierungen

Info

Publication number: DE102015114224B4
Application number: DE102015114224.4A
Authority: DE
Inventors: Steve Martin; Brice Ivira; Suresh Sridaran; Richard C. Ruby
Original assignee: Avago Technologies General IP Singapore Pte Ltd
Current assignee: Avago Technologies International Sales Pte Ltd
Priority date: 2014-08-28
Filing date: 2015-08-27
Publication date: 2017-06-22
Anticipated expiration: 2035-08-28
Also published as: DE102015114224A1; US20160065171A1; US9444428B2

Abstract

Eine akustische Schichtvolumenresonator, FBAR (100), Anordnung (200, 300, 400) mit folgendem: einem FBAR (100), der aufweist: eine erste Elektrode (101), eine piezoelektrische Schicht (207), die unter der ersten Elektrode (101) angeordnet ist, eine zweite Elektrode (208), die unter der piezoelektrischen Schicht (207) angeordnet ist, und einen akustischen Reflektor (205), der unter der zweiten Elektrode (208) angeordnet ist, wobei die zweite Elektrode (208) sich über einer ersten und einer zweiten Seite des akustischen Reflektors (205) erstreckt, einer Durchkontaktierung (301), die direkt unterhalb des FBAR (100) angeordnet ist und in thermischem Kontakt mit der zweiten Elektrode (208) ist, und eine thermisch und elektrisch leitfähige Schicht (209), die auf mindestens einer Seite des akustischen Reflektors (205) angeordnet ist, wobei die thermisch und elektrisch leitfähige Schicht (209) in thermischem Kontakt mit der zweiten Elektrode (208) ist.

Description

HINTERGRUND
Allgemein wandeln Transducer elektrische Signale in mechanische Signale oder Schwingungen, und/oder mechanische Signale oder Schwingungen in elektrische Signale um. Insbesondere wandeln akustische Transducer, über den inversen und den direkten piezoelektrischen Effekt, elektrische Signale in akustische Signale (Schallwellen) und empfangene akustische Wellen in elektrische Signale, respektive, um. Akustische Transducer umfassen allgemein akustische Resonatoren, wie etwa akustische Oberflächenwellen(SAW, surface acoustic wave)-Resonatoren und akustische Volumenwellen(BAW, bulk acoustic wave)-Resonatoren, und können in einer breiten Vielfalt von elektronischen Anwendungen verwendet werden, wie etwa in Mobiltelefonen, Mikrocomputern (PDAs, personal digital assistants), elektronische Spieleeinrichtungen, Laptop-Computern und anderen tragbaren Kommunikationseinrichtungen. BAW-Resonatoren umfassen einen akustischen oder Resonatorstapel, der über einem akustischen Reflektor angeordnet ist. Beispielsweise umfassen BAW-Resonatoren akustische Dünnschichtvolumen-Resonatoren (FBARs, film bulk acoustic resonators), die Resonatorstapel aufweisen, die über einer Substratausnehmung, die als der akustische Reflektor funktioniert, ausgebildet sind, und festmontierte Resonatoren (SMR, solidly mounted resonators), die Resonatorstapel umfassen, die über alternierenden gestapelten Schichten von Materialien mit niedriger akustischer Impedanz und mit hoher akustischer Impedanz (z. B. einem Bragg-Spiegel) ausgebildet sind. Die BAW-Resonatoren können beispielsweise in elektrischen Filtern und Spannungswandlern verwendet werden.
Weil der Bedarf an Verringerungen in der Größe von Komponenten zunimmt, besteht ein Bedarf daran, die Grundfläche (footprint) von einzelnen Einrichtungen, wie etwa FBARs und Komponenten (z. B. Filter), die eine Mehrzahl von FBARs aufweisen, zu verringern. Des Weiteren, weil Leistungsanforderungen zunehmen, besteht ein Bedarf daran, die Wärmeableitung von einzelnen FBARs und Komponenten, die eine Mehrzahl von FBARs aufweisen, zu verbessern.
Was daher benötigt wird, ist ein BAW-Resonator, der zumindest die oben beschriebenen Nachteile von herkömmlichen BAW-Resonatoren überwindet.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die veranschaulichenden Ausführungsformen werden am besten aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung, wenn diese zusammen mit den Zeichnungsfiguren gelesen wird, verstanden. Es wird betont, dass die vielfältigen Merkmale nicht notwendigerweise maßstabsgetreu gezeichnet sind. Tatsächlich können die Abmessungen zur Klarheit der Darstellung willkürlich vergrößert oder verkleinert sein. Wo dies anwendbar und praktikabel ist, bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente.
1 ist eine Aufsicht auf einen FBAR gemäß einer repräsentativen Ausführungsform.
2 ist eine Querschnittsansicht einer FBAR-Anordnung gemäß alternativer repräsentativer Ausführungsformen.
3 ist eine Querschnittsansicht einer FBAR-Anordnung gemäß einer repräsentativen Ausführungsform.
4A ist eine Querschnittsansicht einer FBAR-Anordnung gemäß einer repräsentativen Ausführungsform.
4B ist eine Querschnittsansicht des akustischen Resonators aus der 4A, genommen entlang der Linie 5A-5A in 4A.
5A bis 5I sind Querschnittsansichten einer Herstellungsabfolge zum Ausbilden einer FBAR-Anordnung gemäß einer repräsentativen Ausführungsform.
6 ist ein vereinfachtes Blockschaltbild eines elektrischen Filters gemäß einer repräsentativen Ausführungsform.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Aspekte der vorliegenden Lehren sind relevant für Komponenten von FBAR-Einrichtungen und Filtern, ihre Materialien und ihre Herstellungsverfahren. Vielfältige Einzelheiten von derartigen Vorrichtungen und entsprechenden Herstellungsverfahren können beispielsweise in einer oder mehreren der folgenden US-Patentveröffentlichungen gefunden werden: US-Patent Nr. 6,107,721 an Lakin; US-Patente Nrn. 5,587,620 , 5,873,153 , 6,507,983 , 7,388,454 , 7,629,865 und 7,714,684 an Ruby et al.; US-Patente Nrn. 7,791,434 und 8,188,810 an Fazzio et al.; US-Patent Nr. 7,280,007 an Feng et al.; US-Patent Nr. 8,248,185 an Choy et al.; US-Patent Nr. 7,345,410 an Grannen et al.; US-Patent Nr. 6,828,713 an Bradley et al.; US-Patentanmeldungsoffenlegungsschrift Nr. 2012/0326807 an Choy et al.; US-Patentanmeldungsoffenlegungsschrift Nr. 2010/0327994 an Choy et al.; US-Patent-Anmeldungsoffenlegungsschriften Nrn. 2011/0180391 und 2012/0177816 an Larson III et al.; US-Patentanmeldungsoffenlegungsschrift Nr. 2007/0205850 an Jamneala et al.; US-Patentanmeldung US 2014/0132117 A1 mit dem Titel „Method of Fabricating Rare-Earth Element Doped Piezoelectric Material with Various Amounts of Dopants and a Selected C-Axis Orientation” („Verfahren zur Herstellung von mit Seltenerdelementen dotierten, piezoelektrischen Materialien mit verschiedenen Mengen von Dotierstoffen und einer ausgewählten C-Achsenorientierung”) an John L. Larson III und eingereicht am 22. Januar 2014; US-Patentanmeldung US 2014/0118090 A1 mit dem Titel „Bulk Acoustic Wave Resonator having Piezoelectric Layer with Multiple Dopants” („Akustischer Volumenwellenresonator, der eine piezoelektrische Schicht mit mehreren Dotierstoffen aufweist”) an Choy et al. und eingereicht am 27. Oktober 2012; US-Patentanmeldung US 2014/0354109 A1 mit dem Titel „Bulk Acoustic Wave Resonator having Piezoelectric Layer with Varying Amounts of Dopants” („Akustischer Volumenwellenresonator mit piezoelektrischer Schicht mit verschiedenen Mengen von Dotierstoffen”) an John Choy et al. und eingereicht am 31. Mai 2013; und US-Patentanmeldung US 2015/244347 A1 mit dem Titel „Bulk Acoustic Wave Resonator having Doped Piezoelectric Layer” („Akustischer Volumenwellenresonator mit dotierter piezoelektrischer Schicht”) an Feng et al. und eingereicht am 27. Februar 2014. Die gesamte Offenbarung von jedem der Patente, der Patentanmeldungsoffenlegungsschriften und Patentanmeldungen, die hiervor aufgelistet sind, werden hiermit spezifisch durch Verweis hierin aufgenommen. Es wird betont, dass die Komponenten, Materialien und Herstellungsverfahren, die in diesen Patenten und Patentanmeldungen beschrieben sind, repräsentativ sind, und dass andere Herstellungsverfahren und Materialien innerhalb des Überblicks eines Fachmanns ebenfalls in Betracht gezogen werden.
Die beschriebenen Ausführungsformen beziehen sich allgemein auf FBARs, FBAR-Anordnungen und elektrische Filter, die FBARs aufweisen. In einer repräsentativen Ausführungsform umfasst eine FBAR-Anordnung folgendes: einen FBAR, der aufweist: eine erste Elektrode, eine piezoelektrische Schicht, die unter der ersten Elektrode angeordnet ist, eine zweite Elektrode, die unter der piezoelektrischen Schichtangeordnet ist, und einen akustischen Reflektor, der unter der zweiten Elektrode angeordnet ist, wobei die zweite Elektrode sich über eine erste und eine zweite Seite des akustischen Reflektors erstreckt. Die FBAR-Anordnung umfasst ferner eine Durchkontaktierung (via), die im Wesentlichen direkt unterhalb des FBAR angeordnet ist und die in thermischem Kontakt mit der zweiten Elektrode ist.
In einer anderen repräsentativen Ausführungsform umfasst eine FBAR-Anordnung folgendes: einen FBAR, der aufweist: eine erste Elektrode, eine piezoelektrische Schicht, die unter der ersten Elektrode angeordnet ist, eine zweite Elektrode, die unter der piezoelektrischen Schicht angeordnet ist, und einen akustischen Reflektor, der unter der zweiten Elektrode angeordnet ist, wobei die zweite Elektrode sich über einer ersten und einer zweiten Seite des akustischen Reflektors erstreckt. Die FBAR-Anordnung umfasst ferner eine Mehrzahl von Durchkontaktierungen (vias), wobei jede von der Mehrzahl der Durchkontaktierungen im Wesentlichen direkt unter dem FBAR angeordnet ist und in thermischem Kontakt mit der zweiten Elektrode ist.
1 zeigt eine Aufsicht auf einen FBAR 100 gemäß einer repräsentativen Ausführungsform. Ein Deckel (in 1 nicht gezeigt), der gelegentlich als eine Mikroabdeckung (microcap) bezeichnet wird, kann über dem FBAR 100 angeordnet sein und ist nützlich, indem er ein hermetisches Gehäuse bereitstellt. Der FBAR 100 umfasst eine erste Elektrode 101, die zur Veranschaulichung fünf (5) Seiten aufweist, mit einer Verbindungsseite 102, die dazu ausgelegt ist, eine elektrische Verbindung zu dem Verbindungsanschluss 103 bereitzustellen. Der Verbindungsanschluss 103 führt der ersten Elektrode 101 elektrische Signale zu, um gewünschte akustische Wellen in einer piezoelektrischen Schicht (in 1 nicht gezeigt) des FBAR 100 anzuregen. Insbesondere kann eine Luftbrücke (nicht gezeigt), so wie diese in dem US-Patent 8,248,185 beschrieben ist, an der Verbindungsseite 102 bereitgestellt werden, und auskragende Abschnitte (nicht gezeigt), wie etwa die in der US-Patentanmeldungsoffenlegungsschrift 2010/0327994 beschriebenen, können an einer oder mehreren der Seiten, die von der Verbindungsseite 102 verschieden sind, bereitgestellt werden.
Wenn sie in einer ausgewählten Topologie verbunden sind, und wie dies im Zusammenhang mit einer repräsentativen Ausführungsform unten beschrieben wird, kann eine Mehrzahl von FBARs 100 als ein elektrischer Filter arbeiten. Beispielsweise können die FBARs 100 in einer Leiterfilter-Anordnung angeordnet werden, wie dies etwa in dem US-Patent 5,910,756 an Ella und dem US-Patent 6,262,637 an Bradley et al., deren Offenbarungen hierin spezifisch durch Verweis aufgenommen werden, beschrieben ist. Die elektrischen Filter können in einer Anzahl von Anwendungen, wie etwa Kommunikationen, verwendet werden.
2 zeigt eine Querschnittsansicht der FBAR-Anordnung 200, die den FBAR 100 umfasst, genommen entlang der Linie 2-2, gemäß einer repräsentativen Ausführungsform. Die FBAR-Anordnung 200 umfasst den FBAR 100, der über einem Substrat 201 angeordnet ist und der einen Deckel oder eine Mikroabdeckung 202 darüber angeordnet aufweist. Die Mikroabdeckung 202 umfasst allgemein ein Material, das ausgewählt ist, um an die thermischen Ausdehnungseigenschaften des Substrats 201 im Wesentlichen angepasst zu sein. Die Mikroabdeckung 202 stellt allgemein eine hermetische Abdichtung für das Volumen 203 zwischen dem Substrat 201 und der Mikroabdeckung 202, wo der FBAR 100 angeordnet ist, bereit. Weitere Einzelheiten der Mikroabdeckung können beispielsweise in dem US-Patent 7,422,929 an Gallup et al., den US-Patenten 6,429,511 , 6,777,267 , 8,102,044 und 8,232,845 an Ruby et al., dem US-Patent 8,680,944 an Ye et al. und der US-Patentanmeldungsoffenlegungsschrift Nr. 2012/0074555 an Snyder et al. gefunden werden. Die Offenbarungen der aufgeführten Patente und der Patentanmeldungsoffenlegungsschrift werden hierin durch Verweis spezifisch aufgenommen.
Der FBAR 100 umfasst einen akustischen Stapel 204, der aus mehreren Schichten über dem Substrat 201 ausgebildet ist, welches Substrat einen akustischen Reflektor 205 aufweist, der eine in dem Substrat 201 ausgebildete Vertiefung 206 umfasst. In bestimmten Ausführungsformen umfasst der akustische Reflektor 205 die Vertiefung 206, die mit einem Material (nicht gezeigt) gefüllt ist, was nützlich ist zum Verbessern der akustischen Isolation des akustischen Stapels 204 nützlich ist. In anderen Ausführungsformen umfasst der akustische Reflektor 205 die Vertiefung 206, die mit Luft oder Edelgasen gefüllt ist oder die leer ist (d. h. Vakuum).
Der akustische Stapel 204 umfasst die erste Elektrode 101, eine piezoelektrische Schicht 207, die unter der ersten Elektrode 101 angeordnet ist, und eine zweite Elektrode 208, die unter der piezoelektrischen Schicht 207 angeordnet ist. Die zweite Elektrode 208 ist über dem Substrat 201 angeordnet und erstreckt sich über mindestens zwei Seiten des akustischen Reflektors 205. Insbesondere definiert eine Überlappung von dem akustischen Reflektor 205, der zweiten Elektrode 208, der ersten Elektrode 101 und einer piezoelektrischen Schicht 207 eine aktive Fläche des FBAR 100.
Eine Planarisierungsschicht (nicht gezeigt) kann ebenfalls über dem Substrat 201 bereitgestellt werden. In einer repräsentativen Ausführungsform umfasst die Planarisierungsschicht beispielsweise ein gegen Ätzen resistentes Borsilikatglas (NEBSG). Allgemein braucht die Planarisierungsschicht in der Anordnung nicht vorhanden zu sein (weil sie die Gesamtherstellungskosten erhöht), wenn sie jedoch vorhanden ist, kann sie die Qualität des Wachstums der nachfolgenden Schichten verbessern und deren Verarbeitung vereinfachen.
Das Substrat 201 kann aus vielfältigen Arten von Materialien ausgebildet sein, einschließlich Halbleitermaterialien, die mit Halbleiterprozessen kompatibel sind, wie etwa Silizium (Si), Galliumarsenid (GaAs), Indiumphosphid (InP) oder dergleichen, die zum Integrieren von Verbindungen und Elektroniken, die von einem Resonator erzeugte Wärme ableiten, wodurch die Größe und Kosten verringert werden, und zum Bereitstellen einer robusteren Einrichtung, nützlich sind,. Zur Veranschaulichung umfassen die erste Elektrode 101 und die zweite Elektrode 208 Molybdän (Mo). Andere Materialien können für die erste Elektrode 101 und die zweite Elektrode 208 verwendet werden, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf, Wolfram (W) oder ein Bimetall-Material.
Gemäß bestimmter repräsentativer Ausführungsformen kann die piezoelektrische Schicht 207 eine nicht-dotierte Schicht aus Aluminiumnitrid (AlN) sein. Alternativ könnte die piezoelektrische Schicht 207 eine nicht-dotierte Schicht aus Zinkoxid (ZnO), Bariumstrontiumtitanat (BST) oder anderen piezoelektrischen Materialien, die zur Verwendung als die piezoelektrische Schicht 207 geeignet sind, sein. In anderen repräsentativen Ausführungsformen umfasst die piezoelektrische Schicht 207 ein mit einem Seltenerdelement dotiertes Material (piezoelektrische Schicht), wie etwa AlScN, mit einem verbesserten piezoelektrischen Koeffizienten d₃₃ und einem verbesserten elektromechanischen Kopplungskoeffizienten kt², durch Einbauen von einem oder mehreren Seltenerdelementen in das Kristallgitter von einem Abschnitt der piezoelektrischen Schicht. Durch Einbauen von spezifischen Atomprozentsätzen von mehreren Seltenerdelementen werden die piezoelektrischen Eigenschaften des mit Seltenerdelementen dotierten AlN, einschließlich des piezoelektrischen Koeffizienten (d₃₃) und eines verbesserten elektromechanischen effektiven Kopplungskoeffizienten (kt²), im Vergleich zu einem vollständig stöchiometrischen (nicht dotierten) AlN verbessert. Darüber hinaus und so wie das unten vollständiger beschrieben wird, ist für eine bestimmte Bandbreite, einen Wert des akustischen Kopplungskoeffizienten (kt²) und eine Serienresonanzfrequenz (F_s) die Dicke der piezoelektrischen Schicht 207 des FBAR 100 von repräsentativen Ausführungsformen dünn im Vergleich zu einem bekannten FBAR-Resonator, der nicht mit einem Seltenerdelement dotiert ist.
Die piezoelektrische Schicht 207 ist mit einem bestimmten Atomprozentsatz von einem Seltenerdelement dotiert, um eine bestimmte Bandbreite und einen akustischen Kopplungskoeffizienten für eine bestimmte Serienresonanzfrequenz (F_s) bereitzustellen. Wie oben angemerkt und in bestimmten Ausführungsformen, umfasst das dotierte piezoelektrische Material in der piezoelektrischen Schicht 207 dotiertes AlN. Eine Anzahl von Al-Atomen innerhalb des AlN-Kristallgitters ist durch ein Seltenerdelement mit einem vorbestimmten Prozentsatz, das als ein „Dotierelement” bezeichnet wird, ersetzt. Weil die Dotierelemente nur Al-Atome (z. B. von einem Al-Target) ersetzen, bleibt der Prozentsatz von Stickstoffatomen in dem piezoelektrischen Material im Wesentlichen derselbe, unabhängig von dem Grad der Dotierung. Als solche, wenn hierin Prozentsätze von Dotierelementen besprochen werden, so ist dies mit Verweis auf die gesamten Atome (einschließlich Stickstoff) des piezoelektrischen AlN-Materials und wird hierin als „atomischer Prozentsatz” bezeichnet.
In verschiedenen Ausführungsformen kann AlN-Material beispielsweise mit Scandium (Sc) dotiert sein, was eine AlScN-Verbindung mit einem vorbestimmten Atom-Prozentsatz von Sc erzeugt. Das Sc-Atom hat einen Atomradius, der größer als der Atomradius des Al-Atoms ist, was zu einer Sc-N Bindungslänge (2,25 Å) führt, die größer als die Al-N Bindungslänge (1,90 Å) ist. Dieser Unterschied in der Bindungslänge bewirkt eine Spannung in dem resultierenden AlScN-Material.
Gemäß bestimmter repräsentativer Ausführungsformen der piezoelektrischen Schicht 207 ist der Atomprozentsatz von Scandium in einer Aluminiumnitrid-Schicht näherungsweise 0,5% bis weniger als näherungsweise 10,0%. Allgemeiner ist in bestimmten Ausführungsformen der Atomprozentsatz von Scandium in einer Aluminiumnitrid-Schicht näherungsweise 0,5% bis näherungsweise 44%. In noch anderen repräsentativen Ausführungsformen ist der Atomprozentsatz von Scandium in einer Aluminiumnitrid-Schicht näherungsweise 2,5% bis weniger als näherungsweise 5,0%. Somit beispielsweise und wie dies unten ausführlicher beschrieben wird, wenn eines der in dem Verfahren zum Herstellen der piezoelektrischen Schicht 207 verwendeten Al-Targets näherungsweise 5% Sc enthält, dann hat das Al in der piezoelektrischen Schicht 207 einen Atomprozentsatz von näherungsweise 95,0%, während das Sc einen Atomprozentsatz von näherungsweise 5,0% hat. Die atomare Zusammensetzung der piezoelektrischen Schicht 207 kann dann als Al_0,95Sc_0,05N dargestellt werden.
Die Vertiefung 206 kann unter Verwendung eines Opfermaterials, wie beispielsweise etwa Phosphosilikatglas (PSG), das anschließend entfernt wird, ausgebildet werden. Die zweite Elektrode 208 kann auf der oberen Oberfläche des Substrats 201 und auf dem Opfermaterial, das die Vertiefung 206 anfänglich ausfüllt, aufgebracht werden, und die erste Elektrode 101 kann auf der oberen Oberfläche der piezoelektrischen Schicht 207 aufgebracht werden, respektive, unter Verwendung von einem von einer Anzahl bekannter Verfahren, wie diese etwa in den oben aufgenommenen US-Patentanmeldung US 2014/0132117 A1 und US 2014/0118090 A1 beschrieben sind.
Die Vertiefung 206 ist optional mit einer Schicht 209 ausgekleidet. Die Schicht 209 umfasst zur Veranschaulichung ein thermisch leitfähiges Material. Insbesondere umfasst das thermisch leitfähige Material, das die Schicht 209 umfasst, häufig auch ein elektrisch leitfähiges Material. In bestimmten repräsentativen Ausführungsformen umfasst die Schicht 209 eines von Molybdän (Mo), Kupfer (Cu) oder Wolfram (W). Alternativ umfasst die Schicht 209 zur Veranschaulichung AlN (oder ein ähnliches Material), das im Wesentlichen nicht elektrisch leitfähig ist, das jedoch vergleichsweise thermisch leitfähig ist (das z. B. für AlN von 40 bis 280 W/K/m reicht, im Vergleich zu 150 W/K/m für Silizium).
Die FBAR-Anordnung 200 umfasst ferner eine Durchkontaktierung (via) 210, die im Wesentlichen direkt unter dem akustischen Reflektor 205 angeordnet ist, der im Wesentlichen direkt unter dem FBAR 100 liegt und der sich durch das Substrat 201 erstreckt zwischen dem akustischen Reflektor 205 und einem Kontaktierungs-Pad 212, das über einer rückseitigen Oberfläche 211 des Substrats 201, die einer oberseitigen Oberfläche 213 des Substrats 201 gegenüberliegt, angeordnet ist, und über dem der FBAR 100 angeordnet ist. Allgemein und wie dies hierin verwendet wird, bedeutet die Anordnung der Durchkontaktierung 210 „im Wesentlichen direkt unter” dem FBAR 100, dass die Durchkontaktierung 210 innerhalb einer Breite „w” des akustischen Reflektors 205 angeordnet ist, wie dies in 2 dargestellt ist. Als solches kann die Durchkontaktierung 210 folglich im Wesentlichen ebenso gut direkt unter dem akustischen Reflektor 205 sein, und kann eine Breite oder einen Durchmesser aufweisen, die/der kleiner als oder im Wesentlichen gleich wie die Breite „w” des akustischen Reflektors 205 ist, die näherungsweise 500 μm oder weniger, und typischerweise 300 μm oder weniger, ist. In ähnlicher Weise kann die Durchkontaktierung 210 eine Länge aufweisen (d. h. die Abmessung in der Ebene der Seite der 2), die weniger als oder gleich wie die Länge des akustischen Reflektors ist, die näherungsweise 500 μm oder weniger ist, und typischerweise 300 μm oder weniger, ist. Jedoch und so wie das von einem Fachmann gewertschätzt werden wird, kann das Anordnen der Durchkontaktierung 210 nicht innerhalb der Breite „w” des akustischen Reflektors 205 zu einem lateralen Versatz der Durchkontaktierung 210 relativ zu dem akustischen Reflektor 205 führen, was letztlich zu einer Vergrößerung des Grundrisses (footprint) und folglich der erforderlichen Fläche für den FBAR 100 und seine thermischen, oder thermischen und elektrischen, Verbindungen aufgrund der Durchkontaktierung führt.
Die Durchkontaktierung 210 ist allgemein zylindrisch und hat einen Durchmesser von näherungsweise 10,0 μm bis näherungsweise 50 μm. Alternativ kann die Durchkontaktierung 210 einen rechteckförmigen, quadratischen oder polygonalen Querschnitt aufweisen, wobei ihre größte Abmessung (z. B. die Breite) näherungsweise die gleiche wie der oben genannte Durchmesser ist. So wie das gewertschätzt werden kann, weist die Durchkontaktierung 210 eine Tiefe auf, die ausreichend ist, um die Schicht 209 des akustischen Reflektors 205 zu kontaktieren. Allgemein weist die Durchkontaktierung 210 eine Tiefe auf, die im rechten Verhältnis zu der Dicke des Substrats ist, die im Bereich von näherungsweise 80 μm bis näherungsweise 250 μm sein kann, abzüglich der Tiefe der Vertiefung 206, die von einigen wenigen Mikrometern bis zu mehreren zehn Mikrometern reichen kann.
Die Anordnung der Durchkontaktierung 210 im Wesentlichen direkt unterhalb der Vertiefung 206 verringert in vorteilhafterweise auch die von dem FBAR 100 benötigte Fläche. Insbesondere in bestimmten bekannten elektrischen Anwendungen werden Verbindungen zu FBARs über Durchkontaktierungen (nicht gezeigt) in einem Deckel (z. B. Mikroabdeckung 202) ausgeführt, die als „oberseitige” Durchkontaktierungen („top-side” vias) bezeichnet werden. Um die Dichtheit (hermeticity) sicherzustellen und im Hinblick auf bestimmte Design-Regeln (design rules) hinsichtlich der Beabstandung der Durchkontaktierungen (z. B. um Probleme mit elektrostatischer Entladung (ESD, electrostatic discharge) zu vermeiden), ist die Durchkontaktierung lateral beabstandet von dem FBAR angeordnet und erfordert bestimmte Merkmale (z. B. sogenannte „Dichtungen” („gaskets”) für die Durchkontaktierung(en) auf dem Deckel), um die Dichtheit sicherzustellen. Diese bekannten Strukturen vergrößern auch die gesamten „Grundbesitz”-Erfordernisse („real estate” requirements) des Chips, und vergrößern letztlich die Größe der Einrichtungen (z. B. Filter), die diese bekannten FBARs umfassen. Im Gegensatz dazu ist die Durchkontaktierung 210 hermetisch, und ist aus einer in dem Substrat 201 ausgebildeten Öffnung hergestellt worden und ist in direktem Kontakt mit der Schicht 209. Als solches können keine umgebenden Elemente in die Durchkontaktierung 210 eindringen. Des Weiteren ist der „Grundriss” der Durchkontaktierung 210 innerhalb des gesamten Grundrisses des FBARs 100 angeordnet und ist nicht lateral beabstandet an einer Position, die gesondert von dem Grundriss des FBARs 100 ist. Weil die Nachfrage für stets weiter verringerte (oder verkleinerte) Einrichtungen bzw. deren Grundbesitz zunimmt, liefert die Anordnung der Durchkontaktierung 210 im Wesentlichen direkt unter dem FBAR 100 deutliche Vorteile gegenüber bekannten Strukturen mit elektrischen Kontakten zu dem FBAR, die lateral entfernt zu dem FBAR angeordnet sind. Zur Veranschaulichung, es wird die gesamte Fläche des Chips, der eine Mehrzahl von FBARs 100 (z. B. in einem Filter) in einer oder mehreren FBAR-Anordnungen 200 umfasst, um näherungsweise 15% bis näherungsweise 19% verringert im Vergleich zu bekannten Strukturen, die „oberseitige” Durchkontaktierungen umfassen. Dies ergibt auch einen kürzeren elektrischen Pfad für die externen elektrischen Verbindungen im Vergleich zu bekannten Verbindungen zu den FBARs. In vorteilhafter Weise stellt das Bereitstellen eines vergleichsweise kurzen elektrischen Pfads einen verringerten elektrischen Widerstand zum Herstellen von Verbindungen zu dem FBAR 100 sicher.
In bestimmten repräsentativen Ausführungsformen umfasst die Durchkontaktierung 210 ein Metall, wie etwa Molybdän (Mo), Wolfram (W) oder Kupfer (Cu), oder eine Legierung aus einem geeigneten Material. So wie das oben angemerkt wurde, stellt die Durchkontaktierung 210 allgemein sowohl einen thermischen als auch einen elektrischen Pfad zwischen dem FBAR 100 und der Säule 214 (pillar) bereit. Dies ist jedoch lediglich veranschaulichend. Alternativ könnte die Durchkontaktierung 210 nur einen thermischen Pfad zwischen dem FBAR 100 und der Säule 214 bereitstellen. In diesem Fall könnte die Durchkontaktierung 210 mit dem FBAR 100 thermisch verbunden, jedoch nicht elektrisch verbunden, sein, und die elektrische Verbindung zu der zweiten Elektrode 208 würde über einen anderen Pfad (nicht gezeigt) hergestellt.
Die Durchkontaktierung 210 ist im thermischen Kontakt mit dem FBAR 100 und dient in vorteilhafter Weise dazu, Wärme zwischen dem FBAR 100 und einer elektrisch leitfähigen Säule 214 oder einer anderen thermischen Senke, die in einem anderen Substrat 215, über dem die FBAR-Anordnung 200 angeordnet ist, angeordnet ist, abzuleiten. Die Säule 214 ist zur Veranschaulichung eine Kupfersäule, und kann eine Säule sein, wie sie in den gemeinsam besessenen US-Patentanmeldungsoffenlegungsschriften Nrn. 2013/0134560 und 2012/0025370 an Wholey et al. und in der US-Patentanmeldungsoffenlegungsschrift Nr. 2012/0025269 an Parkhurst et al. beschrieben sind. Die Offenbarungen dieser Patentanmeldungsoffenlegungsschriften werden hierin spezifisch durch Verweis aufgenommen.
Wie in 2 dargestellt und in einer repräsentativen Ausführungsform, umfasst der thermische Pfad zwischen der Durchkontaktierung 210 und dem FBAR 100 typischerweise die Schicht 209, die in Kontakt mit der zweiten Elektrode 208 ist. Allgemein ist der thermische Pfad zwischen der Durchkontaktierung 210 und der FBAR 100 ebenfalls ein elektrischer Pfad, und dient dazu, einen elektrischen Erdungspfad zwischen der zweiten Elektrode und der Säule 214 bereitzustellen. Alternativ und in einer Ausführungsform, wo die Schicht 201 thermisch, jedoch im Wesentlichen nicht elektrisch, leitfähig ist, kann die Durchkontaktierung 210 nur einen thermischen Pfad aus dem FBAR 100 zu der Säule 214 sein, und die elektrische Verbindung zu der zweiten Elektrode 208 wird über einen anderen Pfad (nicht gezeigt) hergestellt.
Unabhängig davon, ob die Durchkontaktierung 210 als sowohl ein elektrischer und thermischer Pfad oder als ein thermischer Pfad alleine funktioniert, stellt die Durchkontaktierung einen Pfad zur Ableitung von Wärme, die von dem FBAR 100 erzeugt wird, bereit. Insbesondere weil die Leistungserfordernisse von akustischen Resonatoren zunehmen, nimmt die von dem akustischen Stapel 204 während des Betriebs erzeugte Wärme ebenfalls zu. Diese Wärme kann einen Einfluss auf die Leistungsfähigkeit und letztlich die Zuverlässigkeit des FBAR 100 haben. Während das Substrat 201 (z. B. Silizium) aus einem Material hergestellt werden kann, das einige Wärmeableitung bereitstellt, wenn eine größere Leistung von dem FBAR 100 gefordert wird, kann die von dem Substrat 201 geleistete thermische Ableitung wahrscheinlich nicht ausreichend sein. Als solches verbessert der Einbau der Durchkontaktierung 210, die ein Material (z. B. ein Metall) mit einer vergleichsweise hohen thermischen Leitfähigkeit in der FBAR-Anordnung 200 umfasst, in vorteilhafterweise die Ableitung der von dem FBAR 100 erzeugten thermischen Energie zu einer thermischen Senke, wie etwa der Säule 214. Somit stellen die Durchkontaktierung 210 und das Substrat 201 (z. B. Silizium), das ein sehr guter Wärmeableiter ist, zusammen einen verbesserten thermischen Pfad zum Ableiten der von dem akustischen Stapel 204 erzeugten Wärme bereit.
Wie oben angemerkt, wird die Vertiefung 206 unter Verwendung von einer Anzahl von bekannten Verfahren, deren Einzelheiten unten beschrieben werden, ausgebildet. Nach deren Ausbildung kann die Schicht 209 in der Vertiefung 206 ausgebildet werden. Nach der Vervollständigung der Vertiefung 206 wird in dem Substrat 201 eine Öffnung hergestellt, und erstreckt sich von der rückseitigen Oberfläche 211 bis zu der Schicht 209. So wie das unten vollständiger beschrieben wird, kann die Öffnung unter Verwendung von einem von einer Anzahl von bekannten Verfahren hergestellt werden, in Abhängigkeit von dem Seitenverhältnis der Öffnung. Wenn das Seitenverhältnis der Öffnung vergleichsweise groß ist, kann ein bekanntes Reaktionsionenätz(RIE, reaction ion etching)-Verfahren, wie etwa das sogenannte Bosch-Verfahren, verwendet werden, um die Öffnung auszubilden. Weitere Einzelheiten der Herstellung der Öffnung in dem Substrat 201 werden unten beschrieben.
Nachdem die Öffnung ausgebildet ist, um eine Tiefe aufzuweisen, die groß genug ist, um die Schicht 209 zu erreichen, und eine Breite oder Durchmesser, die/der groß genug ist, um eine ausreichende Oberflächenfläche an dem Kontaktpunkt der Schicht 209 sicherzustellen, um eine ausreichend große Wärmeableitung für die bestimmten Erfordernisse des FBARs 100 bereitzustellen, wird die Öffnung mit dem thermisch leitfähigen Material, oder dem elektrisch und thermisch leitfähigen Material, gefüllt.
3 zeigt eine Querschnittsansicht der FBAR-Anordnung 300, die den FBAR 100 gemäß einer repräsentativen Ausführungsform umfasst. Viele Einzelheiten der FBAR-Anordnung 300 sind gemeinsam mit der FBAR-Anordnung 200, die im Zusammenhang mit den repräsentativen Ausführungsformen der 2 beschrieben ist, und dem FBAR 100, der im Zusammenhang mit den repräsentativen Ausführungsformen der 1 beschrieben ist, und werden häufig nicht wiederholt.
Die FBAR-Anordnung 300 umfasst den FBAR 100, der über dem Substrat 201 angeordnet ist, und der den Deckel oder die Mikroabdeckung 202, die darüber angeordnet ist, aufweist. Der FBAR 100 umfasst einen akustischen Stapel 204, der aus mehreren Schichten über dem Substrat 201 ausgebildet ist, weil das Substrat den akustischen Reflektor 205 aufweist, der die in dem Substrat 201 ausgebildete Vertiefung 206 umfasst. In bestimmten Ausführungsformen umfasst der akustische Reflektor 205 die Vertiefung 206, die mit Material (nicht gezeigt) gefüllt ist, das zum Verbessern der akustischen Isolation des akustischen Stapels 204 oder zum Verbessern der Ableitung der von dem FBAR 100 erzeugten, thermischen Energie (Wärme) nützlich ist.
Eine Planarisierungsschicht (nicht gezeigt) kann ebenfalls über dem Substrat 201 bereitgestellt werden. Das Substrat 201 kann aus vielfältigen Arten von Materialien ausgebildet werden, einschließlich Halbleitermaterialien, die mit Halbleiterprozessen kompatibel sind, wie etwa Silizium (Si), Galliumarsenid (GaAs), Indiumphosphid (InP) oder dergleichen, die zum Integrieren von Verbindungen und Elektronik, zum Ableiten der von einem Resonator erzeugten Wärme, wodurch die Größe und die Kosten verringert werden, und zum Bereitstellen einer robusteren Einrichtung nützlich sind. Zur Veranschaulichung umfassen die erste Elektrode 101 und die zweite Elektrode 208 Molybdän (Mo). Für die erste Elektrode 101 und die zweite Elektrode 208 können andere Materialien verwendet werden, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf Wolfram (W) oder ein Bimetall-Material.
Gemäß bestimmter repräsentativer Ausführungsformen kann die piezoelektrische Schicht 207 eine nicht-dotierte Schicht aus Aluminiumnitrid (AlN) sein. In anderen repräsentativen Ausführungsformen umfasst die piezoelektrische Schicht 207 ein mit einem Seltenerdelement dotiertes piezoelektrisches Material (piezoelektrische Schicht), wie etwa AlScN, wie das oben vollständiger beschrieben ist.
Wie oben angemerkt, kann die Vertiefung 206 aus einem Opfermaterial, wie beispielsweise etwa Phosphosilikatglas (PSG, phosphosilicate glass), das anschließend entfernt wird, ausgebildet werden. Die zweite Elektrode 208 kann auf der oberen Oberfläche des Substrats 201 und des Opfermaterials, das anfänglich die Vertiefung 206 ausfüllt, aufgebracht werden, und die erste Elektrode 101 kann auf der oberen Oberfläche der piezoelektrischen Schicht 207 aufgebracht werden, respektive, unter Verwendung von einem von einer Anzahl von bekannten Verfahren, wie etwa diejenigen, die in den oben aufgenommenen US-Patentanmeldungen US 2014/0132117 A1 und US 2014/0118090 A1 beschrieben sind.
Die Vertiefung 206 wird optional mit der Schicht 209 ausgekleidet. Zur Veranschaulichung umfasst die Schicht 209 ein thermisch leitfähiges Material. Insbesondere umfasst das thermisch leitfähige Material, das die Schicht 209 ausbildet, häufig auch ein elektrisch leitfähiges Material. In bestimmten repräsentativen Ausführungsformen umfasst die Schicht 209 eines von Molybdän (Mo), Kupfer (Cu) oder Wolfram (W). Alternativ und so wie das oben angegeben ist, kann die Schicht 209 AlN umfassen, das im Wesentlichen nicht elektrisch leitfähig ist, das jedoch vergleichsweise thermisch leitfähig ist (näherungsweise 280 W/K/m im Vergleich zu 150 W/K/m für Silizium).
Die FBAR-Anordnung 300 umfasst ferner eine Mehrzahl von Durchkontaktierungen 301, die im Wesentlichen direkt unter der Vertiefung 206 angeordnet sind und die sich durch das Substrat 201 erstrecken zwischen dem akustischen Reflektor 205 und einem Kontakt-Pad 212, das über einer rückseitigen Oberfläche 211 des Substrats 201, die einer oberseitigen Oberfläche 213 des Substrats 201 gegenüberliegt, angeordnet ist, und über dem der FBAR 100 angeordnet ist. Allgemein und so wie das hierin verwendet wird, bedeutet die Anordnung der Mehrzahl der Durchkontaktierungen 301 „im Wesentlichen direkt unter” dem FBAR 100, dass die Durchkontaktierung 301 innerhalb einer Breite „w” des akustischen Reflektors 205 angeordnet ist, wie in 3 dargestellt. Als solche kann die Durchkontaktierung 301 folglich auch ebenso gut im Wesentlichen direkt unter dem akustischen Reflektor 205 sein, und kann eine Breite oder einen Durchmesser aufweisen, die/der kleiner als oder im Wesentlichen gleich ist wie die Breite „w” des akustischen Reflektors 205. Jedoch und so wie das von einem Fachmann gewertschätzt werden wird, kann das Anordnen der Mehrzahl von Durchkontaktierungen 301, die nicht innerhalb der Breite „w” des akustischen Reflektors 205 sind, zu einem lateralen Versatz von einem oder mehreren der Mehrzahl von Durchkontaktierungen 301 relativ zu dem akustischen Reflektor 205 führen, was letztlich zu einer Vergrößerung des Grundrisses und folglich der benötigten Fläche des FBARs 100 und seiner thermischen, oder thermischen und elektrischen, Verbindung über die Durchkontaktierung führt. Des Weiteren ist, wie der „Grundriss” der Durchkontaktierung 210, auch der „Grundriss” der Durchkontaktierung 301 innerhalb des gesamten Grundrisses des FBARs 100 angeordnet. Weil die Nachfrage für stets weiter verringerten Grundbesitz der Einrichtung zunimmt, liefert die Anordnung der Durchkontaktierungen 301 im Wesentlichen direkt unter dem FBAR 100 klare Vorteile gegenüber bekannten Anordnungen mit elektrischen Kontakten zu dem FBAR, die lateral weg bzw. entfernt von dem FBAR angeordnet sind. Zur Veranschaulichung wird die Gesamtfläche eines Chips, der eine Mehrzahl von FBARs 100 (z. B. in einem Filter) in einer oder mehreren FBAR-Anordnungen 200 umfasst, um näherungsweise 15% bis näherungsweise 19% verringert im Vergleich zu bekannten Strukturen, die „oberseitige” Durchkontaktierungen aufweisen. Dies ergibt auch einen kurzen elektrischen Pfad zu den externen elektrischen Verbindungen im Vergleich zu bekannten Verbindungen von FBARs. In vorteilhafter Weise stellt das Bereitstellen eines vergleichsweise kurzen elektrischen Pfades einen verringerten elektrischen Widerstand zum Herstellen von Verbindungen zu dem FBAR 100 sicher.
Jede von der Mehrzahl der Durchkontaktierungen 301 ist allgemein zylinderförmig und hat einen Durchmesser von näherungsweise 10 μm bis näherungsweise 50 μm. Alternativ kann jede von der Mehrzahl der Durchkontaktierungen 301 einen rechteckförmigen, quadratischen oder polygonalen Querschnitt aufweisen, der eine größte Abmessung (z. B. Breite) aufweist, die näherungsweise die gleiche ist wie der oben angegebene Durchmesser. Gemäß einer repräsentativen Ausführungsform kann jede von der Mehrzahl der Durchkontaktierungen 301 eine Länge (d. h. die Abmessung in die Ebene der Seite der 3) aufweisen, die kleiner als oder gleich ist wie die Länge des akustischen Reflektors, die näherungsweise 500 μm oder weniger ist, und typischerweise 300 μm oder weniger ist.
Wiederum und so wie das von einem Fachmann gewertschätzt werden wird, kann das Anordnen von allen von der Mehrzahl der Durchkontaktierungen 301 nicht innerhalb der Breite „w” des akustischen Reflektors 205 zu einem lateralen Versatz von einigen von der Mehrzahl der Durchkontaktierungen 301 relativ zu dem akustischen Reflektor 205 führen, was letztlich zu einer Vergrößerung des Grundrisses und folglich der benötigten Fläche des FBAR 100 und seiner thermischen, oder thermischen und elektrischen, Verbindung über die Durchkontaktierung führt.
So wie das gewertschätzt werden kann, hat jede von der Mehrzahl der Durchkontaktierungen 301 eine Tiefe, die ausreichend ist, um die Kontaktschicht 209 des akustischen Reflektors 205 und die Säule 401 zu kontaktieren. Allgemein hat jede von den Durchkontaktierungen 301 eine Tiefe, die im rechten Maß zu der Dicke des Substrats 201 ist, die im Bereich von näherungsweise 80 μm bis näherungsweise 200 μm, abzüglich der Tiefe der Ausnehmung 206, die von einigen wenigen Mikrometern bis zu einigen Mikrometern reichen kann, ist.
Das Anordnen der Mehrzahl der Durchkontaktierungen 301 im Wesentlichen direkt unter dem FBAR 100 verringert in vorteilhafter Weise auch die von dem FBAR 100 benötigte Fläche. Insbesondere werden in bestimmten bekannten Ausführungsformen elektrische Verbindungen zu FBARs hergestellt über eine Durchkontaktierung (nicht gezeigt) in einem Deckel (z. B. Mikroabdeckung 202), die als „oberseitige” Durchkontaktierungen bezeichnet werden. Um die Dichtheit sicherzustellen und im Hinblick auf bestimmte Design-Regeln hinsichtlich der Beabstandung der Durchkontaktierungen (z. B. um Probleme mit elektrostatischer Entladung (ESD) zu vermeiden), ist die Durchkontaktierung von dem FBAR lateral beabstandet und erfordert bestimmte Merkmale (z. B. sogenannte „Abdichtungen” für die Durchkontaktierung(en) auf dem Deckel), um die Dichtheit sicherzustellen. Diese bekannten Strukturen vergrößern auch die gesamten „Grundbesitz”-Erfordernisse des Chips, und vergrößern letztlich die Größe von Einrichtungen (z. B. Filter), die diese bekannten FBARs umfassen. Im Gegensatz dazu ist jede von der Mehrzahl der Durchkontaktierungen 301 hermetisch, und ist aus einer in dem Substrat 201 ausgebildeten Öffnung hergestellt und ist in direktem Kontakt mit der Schicht 209. Als solches können keine umgebenden Elemente in irgendeine von der Mehrzahl der Durchkontaktierungen 301 eindringen. Des Weiteren ist der „Grundriss” der Mehrzahl der Durchkontaktierungen 301 vergleichsweise klein, ist innerhalb des gesamten Grundrisses des FBARs 100 angeordnet, und ist als solcher nicht an einer von dem Grundriss des FBARs 100 gesonderten Position lateral beabstandet. Weil die Nachfrage für stets weiter verringerte Grundbesitz-Anforderungen der Einrichtungen zunimmt, liefert die Anordnung der Mehrzahl der Durchkontaktierungen 301 im Wesentlichen direkt unter dem FBAR 100 deutliche Vorteile gegenüber bekannten Strukturen mit elektrischen Kontakten zu dem FBAR, die lateral beabstandet zu dem FBAR angeordnet sind. Zur Veranschaulichung ist die Gesamtfläche eines Chips, der eine Mehrzahl von FBARs 100 (z. B. in einem Filter) in einer oder mehreren FBAR-Anordnungen 200 umfasst, um näherungsweise 15% bis näherungsweise 19% verringert im Vergleich zu bekannten Strukturen, die „oberseitige” Durchkontaktierungen aufweisen.
Jede von der Mehrzahl der Durchkontaktierungen 301 ist in thermischem Kontakt mit dem FBAR 100 und dient in vorteilhafter Weise zum Ableiten von Wärme zwischen dem FBAR 100 und der Säule 214 oder einer anderen thermischen Senke, die in einem anderen Substrat 215, über dem die FBAR-Anordnung 200 angeordnet ist, angeordnet ist. Die Säule 214 ist zur Veranschaulichung eine Kupfersäule, und kann eine Säule sein, so wie sie in den gemeinschaftlich besessenen US-Patentanmeldungsoffenlegungsschriften Nrn. 2013/0134560 und 2012/0025370 an Wholey et al. und der US-Patentanmeldungsoffenlegungsschrift Nr. 2012/0025269 an Parkhurst et al. beschrieben ist. Die Offenbarungen dieser Patentanmeldungsoffenlegungsschriften werden hierin durch Verweis spezifisch aufgenommen.
In bestimmten repräsentativen Ausführungsformen umfasst jede von der Mehrzahl der Durchkontaktierungen 301 ein Metall, wie etwa Molybdän (Mo), Wolfram (W) oder Kupfer, oder eine Legierung aus einem geeigneten Material. Wie oben angemerkt, stellt allgemein jede von der Mehrzahl der Durchkontaktierungen 301 sowohl einen thermischen als auch einen elektrischen Pfad zwischen dem FBAR 100 und der Säule 214 bereit. Jedoch ist dies lediglich zur Veranschaulichung. Alternativ könnte eine oder mehrere von der Mehrzahl der Durchkontaktierungen 301 lediglich einen thermischen Pfad zwischen dem FBAR 100 und der Säule 214 bereitstellen. In diesem Fall können die eine oder die mehreren der Mehrzahl der Durchkontaktierungen 301 mit dem FBAR 100 thermisch verbunden, jedoch nicht elektrisch verbunden sein, und die elektrische Verbindung mit der zweiten Elektrode 208 kann über einen anderen Pfad (nicht gezeigt) hergestellt werden.
Wie in 3 dargestellt, umfasst in einer repräsentativen Ausführungsform der thermische Pfad zwischen der Mehrzahl der Durchkontaktierungen 301 und dem FBAR 100 die Schicht 209, die in Kontakt mit der zweiten Elektrode 208 ist. Allgemein ist der thermische Pfad zwischen jeder von der Mehrzahl der Durchkontaktierungen 301 und dem FBAR 100 auch ein elektrischer Pfad, und dient dazu, einen elektrischen Erdungspfad zwischen der zweiten Elektrode 208 und der Säule 214 bereitzustellen.
Unabhängig davon, ob die Mehrzahl der Durchkontaktierungen 301 als sowohl ein elektrischer und ein thermischer Pfad oder lediglich als ein thermischer Pfad funktioniert, stellt jede von der Mehrzahl der Durchkontaktierungen 301 einen Pfad zur Ableitung der von dem FBAR 100 erzeugten Wärme bereit. Insbesondere weil Leistungsanforderungen an akustische Resonatoren zunehmen, nimmt die von den akustischen Stapel 204 während des Betriebs erzeugte Wärme ebenfalls zu. Diese Wärme kann einen Einfluss auf die Leistungsfähigkeit und letztlich die Zuverlässigkeit des FBARs 100 haben. Während das Substrat 201 (z. B. Silizium) aus einem Material hergestellt sein kann, das einige Wärmeableitung bereitstellt, ist die von dem Substrat 201 bewirkte thermische Ableitung wahrscheinlich nicht ausreichend, wenn eine größere Leistung von dem FBAR 100 gefordert wird. Als solche verbessert der Einbau der Mehrzahl der Durchkontaktierungen 301, von denen jede ein Material (z. B. ein Metall) mit einer vergleichsweise hohen thermischen Leitfähigkeit in der FBAR-Anordnung 200 umfasst, in vorteilhafter Weise die Ableitung der von dem FBAR 100 erzeugten thermischen Energie zu einer thermischen Senke, wie etwa der Säule 214. Folglich stellen die Mehrzahl der Durchkontaktierungen 301 und das Substrat 201 (z. B. Silizium), das ein sehr guter Wärmeableiter ist, zusammen einen verbesserten thermischen Pfad zum Ableiten der von dem akustischen Stapel 204 erzeugten Wärme bereit.
4A zeigt eine Querschnittsansicht der FBAR-Anordnung 400, die den FBAR 100 gemäß einer repräsentativen Ausführungsform umfasst. Viele Einzelheiten der FBAR-Anordnung 400 sind gemeinsam zu den im Zusammenhang mit den repräsentativen Ausführungsformen der 2 und 3 beschriebenen FBAR-Anordnungen 200, 300 und den im Zusammenhang mit den repräsentativen Ausführungsformen der 1 beschriebenen FBAR 100, und werden häufig nicht wiederholt.
Die FBAR-Anordnung 400 umfasst den FBAR 100, der über dem Substrat 201 angeordnet ist, und der den Deckel (oder die Mikroabdeckung) 202 darüber angeordnet umfasst. Der FBAR 100 umfasst den akustischen Stapel 204, der aus einer Mehrzahl von Schichten über dem Substrat 201 ausgebildet ist, das den akustischen Reflektor 205 aufweist, der die in dem Substrat 201 ausgebildete Vertiefung 206 umfasst. In bestimmten Ausführungsformen umfasst der akustische Reflektor 205 die Vertiefung 206, die mit Material (nicht gezeigt) gefüllt ist, was zur Verbesserung der akustischen Isolation des akustischen Stapels 204 oder zum Verbessern der Ableitung der von dem FBAR 100 erzeugten thermischen Energie (Wärme) nützlich ist.
Eine Planarisierungsschicht (nicht gezeigt) kann ebenfalls über dem Substrat 201 bereitgestellt werden. Das Substrat 201 kann aus vielfältigen Arten von Materialien ausgebildet werden, einschließlich Halbleitermaterialien, die mit Halbleiterprozessen kompatibel sind, wie etwa Silizium (Si), Galliumarsenid (GaAs), Indiumphosphid (InP) oder dergleichen, die zum Integrieren von Verbindungen und Elektronik, zum Ableiten der von einem Resonator erzeugten Wärme, wodurch die Größe und Kosten verringert werden, und zum Bereitstellen einer robusteren Einrichtung nützlich sind. Zur Veranschaulichung umfassen die erste Elektrode 101 und die zweite Elektrode 208 Molybdän (Mo). Andere Materialien können für die erste Elektrode 101 und die zweite Elektrode 208 verwendet werden, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf, Wolfram (W) oder ein Bimetall-Material.
Gemäß bestimmter repräsentativer Ausführungsformen kann die piezoelektrische Schicht 207 eine nicht-dotierte Schicht aus Aluminiumnitrid (AlN) sein. In anderen repräsentativen Ausführungsformen umfasst die piezoelektrische Schicht 207 ein mit einem Seltenerdelement dotiertes piezoelektrisches Material (piezoelektrische Schicht), wie etwa AlScN, so wie das oben vollständiger beschrieben worden ist.
So wie das unten vollständiger beschrieben wird, kann die Vertiefung 206 unter Verwendung von einem Opfermaterial, wie beispielsweise etwa Phosphosilikatglas (PSG), das nachfolgend entfernt wird, ausgebildet werden. Die zweite Elektrode 208 kann auf der oberen Oberfläche des Substrats 201 und dem die Vertiefung 206 ausfüllenden Opfermaterial aufgebracht werden, und die erste Elektrode 101 kann auf der oberen Oberfläche der piezoelektrischen Schicht 207 aufgebracht werden, respektive, unter Verwendung von einer Anzahl von bekannten Verfahren, wie etwa diejenigen, die in den oben aufgenommenen US-Patentanmeldungen US 2014/0132117 A1 und US 2014/0118090 A1 beschrieben sind, und so wie das unten vollständiger beschrieben wird.
Die Vertiefung 206 wird optional mit der Schicht 209 ausgekleidet. Zur Veranschaulichung umfasst die Schicht 209 ein thermisch leitfähiges Material. Insbesondere umfasst das thermisch leitfähige Material, das die Schicht 209 umfasst, häufig auch ein elektrisch leitfähiges Material. In bestimmten repräsentativen Ausführungsformen umfasst die Schicht 209 eines von Molybdän (Mo), Kupfer (Cu) oder Wolfram (W). Alternativ und wie das oben angemerkt ist, kann die Schicht 209 AlN umfassen, das im Wesentlichen nicht elektrisch leitfähig ist, das jedoch vergleichsweise thermisch leitfähig ist (näherungsweise 280 W/K/m im Vergleich zu 150 W/K/m für Silizium).
Die FBAR-Anordnung 400 kann ferner die Mehrzahl von Durchkontaktierungen 301 umfassen, die im Wesentlichen direkt unter dem akustischen Reflektor 205 angeordnet sind, der im Wesentlichen direkt unter dem FBAR 100 angeordnet ist, und die sich durch das Substrat 201 erstreckt zwischen dem akustischen Reflektor 205 und dem Kontakt-Pad 212, das über der rückseitigen Oberfläche 211 des Substrats 201, die der oberseitigen Oberfläche 213 des Substrats 201 gegenüberliegt, und über dem der FBAR 100 angeordnet ist, angeordnet ist. Insbesondere kann anstelle einer Mehrzahl von Durchkontaktierungen 301 eine einzelne Durchkontaktierung (z. B. die Durchkontaktierung 210) in der FBAR-Anordnung 400 eingebaut sein.
Wie oben angemerkt, bedeutet das Anordnen der Mehrzahl der Durchkontaktierungen 301 (oder der Durchkontaktierung 210) „im Wesentlichen direkt unter” dem FBAR 100, dass die Mehrzahl der Durchkontaktierungen 301 innerhalb einer Breite „w” des akustischen Reflektors 205 angeordnet ist, wie in 4A gezeigt. Als solche kann die Mehrzahl der Durchkontaktierungen 301 somit im Wesentlichen auch direkt unter dem akustischen Reflektor 205 sein und kann eine Breite oder einen Durchmesser aufweisen, die/der kleiner als oder im Wesentlichen gleich wie die Breite „w” des akustischen Reflektors 205 ist. Jedoch und so wie das von einem Fachmann gewertschätzt werden wird, kann das Anordnen der Mehrzahl der Durchkontaktierungen 301 nicht innerhalb der Breite „w” des akustischen Reflektors 205 zu einem lateralen Versatz von einer oder mehreren von der Mehrzahl der Durchkontaktierungen 301 relativ zu dem akustischen Reflektor 205 führen, was letztlich zu einer Vergrößerung der Grundfläche und folglich der benötigten Fläche für den FBAR 100 und seiner thermischen, oder thermischen und elektrischen, Verbindung über die Durchkontaktierung führt.
Jede von der Mehrzahl der Durchkontaktierungen 301 ist allgemein zylinderförmig und hat einen Durchmesser von näherungsweise 10 μm bis näherungsweise 50 μm. Alternativ kann jede von der Mehrzahl der Durchkontaktierungen einen rechteckförmigen, quadratischen oder polygonalen Querschnitt aufweisen, wobei deren größte Abmessung (z. B. Breite) näherungsweise die gleiche wie der oben angegebene Durchmesser ist.
Gemäß einer repräsentativen Ausführungsform kann jede von der Mehrzahl der Durchkontaktierungen 301 eine Länge (d. h. die Abmessung in die Ebene der Seite der 4A) aufweisen, die kleiner als oder gleich wie die Länge des akustischen Reflektors ist, die näherungsweise 500 μm oder weniger, und typischerweise 300 μm oder weniger ist.
So wie das gewertschätzt werden kann, hat jede von der Mehrzahl der Durchkontaktierungen 301 eine Tiefe, die ausreichend ist, um die Schicht 209 des akustischen Reflektors 205 zu kontaktieren. Allgemein weist jede von den Durchkontaktierungen 301 eine Tiefe auf, die im richtigen Maß zu der Dicke des Substrats 201 ist, die im Bereich von näherungsweise 80 μm bis näherungsweise 200 μm, abzüglich der Tiefe der Vertiefung 206, die von einigen Mikrometern bis zu einigen zehn Mikrometern reichen kann, ist.
Die Anordnung der Mehrzahl der Durchkontaktierungen 301 im Wesentlichen direkt unter dem FBAR 100 verringert in vorteilhafter Weise die von dem FBAR 100 benötigte Fläche. Insbesondere werden in bestimmten bekannten Ausführungsformen elektrische Verbindungen zu FBARs über Durchkontaktierungen (nicht gezeigt) in einem Deckel (z. B. Mikroabdeckung 202), die als „oberseitige” Durchkontaktierungen bezeichnet werden, hergestellt. Um die Dichtheit sicherzustellen und im Hinblick auf bestimmte Design-Regeln hinsichtlich der Beabstandung der Durchkontaktierungen (z. B. um Probleme mit elektrostatischer Entladung (ESD) zu vermeiden), ist die Durchkontaktierung lateral zu dem FBAR beabstandet und erfordert bestimmte Merkmale (z. B. sogenannte „Abdichtungen” für die Durchkontaktierung(en) auf dem Deckel), um die Dichtheit sicherzustellen. Diese bekannten Strukturen vergrößern auch die gesamten „Grundbesitz”-Anforderungen an den Chip und vergrößern letztlich die Größe der Einrichtungen (z. B. Filter), die diese bekannten FBARs umfassen. Im Gegensatz dazu ist jede von der Mehrzahl der Durchkontaktierungen 301 hermetisch, indem sie aus einer in dem Substrat 201 ausgebildeten Öffnung hergestellt worden ist und in direktem Kontakt mit der Schicht 209 ist. Als solche können keine umgebenden Elemente in irgendeine von der Mehrzahl der Durchkontaktierungen eindringen. Des Weiteren ist der Grundriss der Mehrzahl der Durchkontaktierungen 301 vergleichsweise klein, ist innerhalb des gesamten Grundrisses des FBARs 100 angeordnet, und ist als solcher nicht zu einer von dem Grundriss des FBAR 100 gesonderten Position lateral beabstandet. Weil die Nachfrage für immer weiter verringerten Grundbesitz der Einrichtungen zunimmt, liefert die Anordnung der Mehrzahl der Durchkontaktierungen 301 im Wesentlichen direkt unter dem FBAR 100 klare Vorteile gegenüber bekannten Anordnungen (oder Strukturen), bei denen elektrische Kontakte zu dem FBAR lateral beabstandet zu dem FBAR angeordnet sind. Zur Veranschaulichung ist die Gesamtfläche eines Chips, der eine Mehrzahl von FBARs 100 (z. B. in einem Filter) in einer oder mehreren FBAR-Anordnungen 200 umfasst, um näherungsweise 15% bis näherungsweise 19% verringert im Vergleich zu bekannten Strukturen, die „oberseitige” Durchkontaktierungen aufweisen. Wie oben angemerkt, ergibt dies auch einen kurzen elektrischen Pfad zu externen elektrischen Verbindungen im Vergleich zu bekannten Verbindungen mit FBARs. In vorteilhafter Weise stellt das Bereitstellen eines vergleichsweise kurzen elektrischen Pfades einen verringerten elektrischen Widerstand zum Herstellen von Verbindungen zu dem FBAR 100 sicher.
Jede von der Mehrzahl der Durchkontaktierungen 301 ist in thermischem Kontakt mit dem FBAR 100, und dient in vorteilhafter Weise dazu, Wärme zwischen dem FBAR 100 und der Säule 214 oder einer anderen thermischen Senke, die in einem anderen Substrat 215, über dem die FBAR-Anordnung 200 angeordnet ist, angeordnet ist, abzuleiten. Die Säule 214 ist zur Veranschaulichung eine Kupfersäule, und kann eine Säule sein, wie etwa diejenige, die in den gemeinsam besessenen US-Patentanmeldungsoffenlegungsschriften Nrn. 2013/0134560 und 2012/0025370 an Wholey et al. und der US-Patentanmeldungsoffenlegungsschrift Nr. 2012/0025269 an Parkhurst et al. beschrieben sind. Die Offenbarungen dieser Patentanmeldungsoffenlegungsschriften werden hierin durch Verweis spezifisch aufgenommen.
In bestimmten repräsentativen Ausführungsformen umfasst jede von der Mehrzahl der Durchkontaktierungen 301 ein Metall, wie etwa Molybdän (Mo), Wolfram (W) oder Kupfer, oder eine Legierung aus einem geeigneten Material. Wie oben angemerkt, stellt jede von der Mehrzahl der Durchkontaktierungen 301 allgemein sowohl einen thermischen als auch einen elektrischen Pfad zwischen dem FBAR 100 und der Säule 214 bereit. Jedoch ist dies lediglich veranschaulichend. Alternativ könnte eine oder mehrere von der Mehrzahl der Durchkontaktierungen 301 lediglich einen thermischen Pfad zwischen dem FBAR 100 und der Säule 214 bereitstellen.
Zusätzlich zu der Mehrzahl der Durchkontaktierungen 301 (oder der Durchkontaktierung 210) umfasst die FBAR-Anordnung 400 eine Säule 401, die im Wesentlichen in der Mitte der Vertiefung 206 angeordnet ist. Die Säule 401 erstreckt sich von der Schicht 209 zu der unteren Oberfläche 404 der zweiten Elektrode 208 und ist in thermischem Kontakt mit der zweiten Elektrode 208 und der Schicht 209. Als solche stellt die Säule 401 einen zusätzlichen Pfad bereit, um Wärme von dem FBAR 100 durch die Mehrzahl der Durchkontaktierungen 301 (oder der Durchkontaktierung 210) zu der Säule 214 abzuleiten.
Die Säule 401 umfasst einen äußeren Abschnitt 402 und einen inneren Abschnitt 403. Der äußere Abschnitt 402 umfasst zur Veranschaulichung ein Material, das entweder thermisch leitfähig oder elektrisch und thermisch leitfähig ist. So wie das unten klarer werden wird, umfasst der innere Abschnitt 403 dasselbe Material (z. B. Silizium) wie das Substrat 201. Insbesondere kann die in Richtung zur Mitte des FBAR 100 erzeugte Wärme in dem FBAR 100 am größten sein. Als solches positioniert das Anordnen der Säule 401 im Wesentlichen in der Mitte der Vertiefung 206 die Säule, um einen Kontakt mit dem FBAR 100 an einer Position herzustellen, wo die Wärmeerzeugung am größten sein kann, wodurch die Säule an einer Stelle angeordnet ist, wo sie eine optimale Wärmeableitung bewirken kann.
In bestimmten repräsentativen Ausführungsformen umfasst der äußere Abschnitt 402 eines von Molybdän (Mo), Kupfer (Cu) oder Wolfram (W). Alternativ kann der äußere Abschnitt 402 ein Material umfassen, das thermisch leitfähig, jedoch im Wesentlichen nicht elektrisch leitfähig ist (z. B. AlN, das im Wesentlichen nicht elektrisch leitfähig ist, jedoch vergleichsweise thermisch leitfähig ist (näherungsweise 280 W/K/m im Vergleich zu 150 W/K/m für Silizium)). Des Weiteren kann der innere Abschnitt 403, der beispielsweise Silizium ist, ebenfalls einen thermisch leitfähigen Pfad zur Wärmeableitung bereitstellen.
Wie in 4A dargestellt und in einer repräsentativen Ausführungsform, umfasst der thermische Pfad zwischen der Mehrzahl der Durchkontaktierungen 301 und dem FBAR 100 die Schicht 209, die über einem direkten Kontakt mit der zweiten Elektrode 208, und über einen indirekten Kontakt mittels der Säule 401, in Kontakt ist. Allgemein ist der thermische Pfad zwischen jeder von der Mehrzahl der Durchkontaktierungen 301 und dem FBAR 100 auch ein elektrischer Pfad, und dient dazu, einen elektrischen Erdungspfad zwischen der zweiten Elektrode 208 und der Säule 214 bereitzustellen.
Unabhängig davon, ob die Mehrzahl der Durchkontaktierungen 301 als sowohl elektrischer und thermischer Pfad oder als ein thermischer Pfad allein funktioniert, stellt jede von der Mehrzahl der Durchkontaktierungen 301 einen Pfad zur Ableitung der von dem FBAR 100 erzeugten Wärme bereit. Insbesondere weil Leistungsanforderungen an akustische Resonatoren zunehmen, nimmt die von dem akustischen Stapel 204 während des Betriebs erzeugte Wärme ebenfalls zu. Diese Wärme kann einen Einfluss auf die Leistungsfähigkeit und letztlich die Zuverlässigkeit des FBARs 100 haben. Weil das Substrat 201 (z. B. Silizium) aus einem Material hergestellt werden kann, das einige Wärmeableitung bereitstellt, ist die thermische Ableitung, die durch das Substrat 201 bewirkt wird, wahrscheinlich nicht ausreichend, wenn eine größere Leistung von dem FBAR 100 abgefragt wird. Als solches verbessert die Anordnung der Mehrzahl der Durchkontaktierungen 301, von denen jede ein Material (z. B. ein Metall) umfasst, das eine vergleichsweise hohe thermische Leitfähigkeit in der FBAR-Anordnung 200 aufweist, in vorteilhafter Weise die Ableitung der von dem FBAR 100 erzeugten thermischen Energie zu einer thermischen Senke, wie etwa der Säule 214. Somit stellen die Mehrzahl der Durchkontaktierungen 301 und das Substrat 201 (z. B. Silizium), das ein sehr guter Wärmeableiter ist, zusammen einen verbesserten thermischen Pfad bereit, um die von dem akustischen Stapel 204 erzeugte Wärme abzuleiten.
4B ist eine Querschnittsansicht des akustischen Reflektors 205 aus der 4A, genommen entlang der Linie 5A-5A. Der akustische Reflektor 205 umfasst die Säule 401, die im Wesentlichen in der (geometrischen) Mitte der Vertiefung 206 angeordnet ist. So wie das unten vollständiger beschrieben wird, kann die Säule 401 ausgebildet werden, wenn der akustische Reflektor 205 ausgebildet wird, und durch dasselbe Verfahren, und hat eine Höhe, die proportional zu der Tiefe der Vertiefung 206 ist. Zur Veranschaulichung hat die Säule 401 einen rechteckförmigen Querschnitt mit einer Breite und Höhe von näherungsweise 10 μm und näherungsweise 10 μm, oder größer. Alternativ könnte die Säule 401 durch eine trockene reaktive Ionenätz(DRIE, dry reactive ion etching)-Sequenz (z. B. unter Verwendung des Bosch-Verfahrens) ausgebildet werden und eine Breite und eine Höhe aufweisen, die proportional zu dem Verhältnis des DRIE-Ätzens ist. Beispielsweise würde ein DRIE-Ätzverhältnis von 10:1 eine Säule erzeugen, die eine Höhe von näherungsweise 10 μm und eine Breite von näherungsweise 1 μm aufweist. Der rechteckförmige Querschnitt der Säule 401 ist lediglich veranschaulichend, und die Säule könnte einen kreisförmigen, quadratischen oder polygonalen Querschnitt aufweisen, wobei deren größte Abmessung (z. B. Breite) näherungsweise 10 μm oder größer ist. Selbstverständlich würde die Dicke des äußeren Abschnitts 402 dieselbe sein, unabhängig von der Form der Säule, und die Abmessungen des inneren Abschnitts 403 würden proportional zu den Abmessungen der Säule 401 sein.
Die 5A bis 5I sind Querschnittsansichten einer Herstellungssequenz zum Ausbilden einer FBAR-Anordnung gemäß einer repräsentativen Ausführungsform. Häufig sind die in vielfältigen Schritten verwendeten Verfahren zum Ausbilden der unten beschriebenen Strukturen bekannt und in einem oder mehreren der oben durch Verweis aufgenommenen Dokumente beschrieben. Solche Verfahren werden daher kurz beschrieben. Insbesondere ist die Herstellungssequenz die Herstellung der FBAR-Anordnung 400, welche die Säule 401 umfasst, gerichtet auf. So wie das von einem Fachmann gewertschätzt werden sollte, können die Verfahren der Herstellungssequenz angewendet werden, um die FBAR-Anordnungen 200, 300 herzustellen, indem die Herstellungssequenz zum Ausbilden der Säule ausgelassen wird. Schließlich sind viele Einzelheiten der FBAR-Anordnungen 200 bis 400 gemeinsam wie die oben beschriebenen, und werden nicht wiederholt, um zu vermeiden, dass die Beschreibung der Herstellungssequenz der gegenwärtig beschriebenen repräsentativen Ausführungsformen verschleiert wird.
5A zeigt ein Substrat 500 nach dem Ätzen einer Vertiefung 501 und eines inneren Abschnitts 503 gemäß einer bekannten Maskierungs- und Ätzsequenz. So wie das gewertschätzt werden wird, würden Ausführungsformen, welche die Säule 401 nicht umfassen, nicht die Ausbildung des inneren Abschnitts 503 und dessen nachfolgende Verarbeitung umfassen. Vielmehr würde die Vertiefung 502 ausgebildet, und die nachfolgenden Herstellungsschritte zum Ausbilden von einer Schicht (in 5A nicht gezeigt) in der Vertiefung 502, von einem FBAR (in 5A nicht gezeigt) und von Durchkontaktierung(en) (in 5A nicht gezeigt) würden fortgesetzt wie unten beschrieben.
5B zeigt die ausgebildete Schicht 504, die über der Oberfläche der Vertiefung und dem inneren Abschnitt 503 bereitgestellt ist. So wie das klarer wird, wenn die vorliegende Beschreibung fortgesetzt wird, bildet die Schicht 504 die Schicht 209 des akustischen Reflektors 205 und den äußeren Abschnitt 402 der Säule aus, wobei der innere Abschnitt 503 den inneren Abschnitt 403 der Säule ausbildet. Die zum Ausbilden der Schicht 504 verwendete Herstellungssequenz hängt von dem Material ab, das für diese Schicht gewählt ist. Zunächst wird eine Adhäsionsschicht (nicht gezeigt) über der oberen Oberfläche der Vertiefung 502 und der äußeren Oberfläche des inneren Abschnitts 503 unter Verwendung eines bekannten Verfahrens ausgebildet. Zur Veranschaulichung kann die Adhäsionsschicht Titan (Ti) oder Wolfram (W) oder eine Ti/W-Legierung sein. Als nächstes wird, wenn Titan oder Wolfram für die Schicht 504 gewählt ist, ein bekanntes Abscheidungsverfahren verwendet, um die Schicht bereitzustellen. Zur Veranschaulichung kann eine Schicht aus Titan oder Wolfram auf die Adhäsionsschicht aufgesputtert werden, und eine Dicke von näherungsweise 500 Å bis näherungsweise 2500 Å aufweisen. Kupfer (Cu) könnte galvanisiert werden, um die Schicht 504 bereitzustellen. In einer solchen Ausführungsform würde eine Schicht aus Kupfer, die eine Dicke von 500 Å bis näherungsweise 2500 Å aufweist, zunächst über der Adhäsionsschicht aufgesputtert werden, gefolgt von einer Galvanisierungs(oder Beschichtungs)-sequenz zum Bereitstellen der Schicht 504 aus Kupfer mittels bekannter Verfahren. Zur Veranschaulichung kann das Kupfer bis zu einer Dicke im Bereich von näherungsweise 1,0 μm bis in die Größenordnung von 10,0 μm galvanisiert (oder beschichtet) werden.
5C zeigt die Ergebnisse eines ersten chemisch-mechanischen Polier(CMP)-Schrittes. Der erste CMP-Schritt entfernt die Schicht 504 von dem Substrat und dem inneren Abschnitt 503, und legt eine obere Oberfläche 505 des Substrats 501 und den inneren Abschnitt 503 bloß.
5D zeigt die Ablagerung einer Opferschicht 506 über der Schicht 504 und in der Vertiefung 502. Die Opferschicht 506 ist zur Veranschaulichung Phosphosilikatglas (PSG) oder ein anderes Material, das nach der Ausbildung von anderen Komponenten (z. B. FBAR 100) über der Vertiefung 502 entfernt werden kann.
5E zeigt das Ergebnis eines zweiten CMP-Schrittes. Der zweite CMP-Schritt entfernt die Opferschicht 506 über dem Substrat 501 und führt dazu, dass die Opferschicht 506 mit der bloßliegenden oberen Oberfläche 504 des Substrates im Wesentlichen fluchtend ist.
5F zeigt die resultierende Struktur nach dem Ausbilden eines FBARs 508 über der Opferschicht 506 (in 5F nicht gezeigt), die entfernt wird, nachdem der FBAR vervollständigt ist, um die Vertiefung 502 zu enthüllen. Des Weiteren zeigt 5F die resultierende Struktur nach dem Ausbilden der Mikroabdeckung 202 über dem FBAR 508 und dem Substrat 501.
5G zeigt das „Umdrehen” („flipping”) der Struktur, gefolgt von einer Rückschleifsequenz 509, um die Dicke des Substrats 501 zur weiteren Verarbeitung zu verringern.
5H zeigt die Ausbildung einer Mehrzahl von Öffnungen 511 in dem Substrat 501 und im Wesentlichen direkt unter der Vertiefung 502, die die Schicht 504 umfasst, und daher im Wesentlichen direkt unter dem FBAR 508. Die Mehrzahl der Öffnungen 511 wird mittels einer bekannten Ätztechnik hergestellt, was durch 510 dargestellt ist. Die Ätztechnik kann, beispielsweise, ein DRIE-Ätzverfahren oder das sogenannte Bosch-Verfahren sein, um in vorteilhafter Weise ein vergleichsweise hohes Seitenverhältnis (aspect ratio) für jede von der Mehrzahl der Öffnungen 511 bereitzustellen. Insbesondere wenn eine einzelne Durchkontaktierung gewünscht wird, wird nur eine Öffnung bereitgestellt. Diese einzelne Öffnung könnte unter Verwendung des DRIE-Ätzverfahrens, das zum Ausbilden der Mehrzahl der Öffnungen 511 verwendet wird, hergestellt werden. In einer repräsentativen Ausführungsform ist jede von der Mehrzahl der Öffnungen 511 im Wesentlichen zylinderförmig und hat einen Durchmesser von näherungsweise 10,0 μm bis näherungsweise 50,0 μm. Alternativ kann jede von der Mehrzahl der Öffnungen 511 einen rechteckförmigen, quadratischen oder polygonalen Querschnitt aufweisen, wobei deren größte Abmessung (z. B. Breite) im Wesentlichen näherungsweise die gleiche wie der oben genannte Durchmesser ist. Insbesondere wo eine einzelne Durchkontaktierung gewünscht wäre, würde die einzelne Öffnung einen Durchmesser, oder ihre größte Abmessung, in Abhängigkeit von ihrer Form, von näherungsweise 10,0 μm bis näherungsweise 300 μm aufweisen, wobei der obere Grenzwert näherungsweise die Breite der Vertiefung 502 ist.
5I zeigt die Ablagerung bzw. Galvanisierung (oder Beschichtung) einer Schicht 512 in jeder der Öffnungen 511 und über dem Substrat 501. Die Schicht 512 umfasst die Adhäsionsschicht und die anfänglich abgelagerte oder galvanisierte (oder beschichtete) Schicht des Materials, das zum Füllen von jeder der in den Öffnungen 511 ausgebildeten Durchkontaktierungen verwendet wird. Insbesondere wird die Schicht 512 in derselben Weise ausgebildet, in der die Schicht 504 ausgebildet wird, mit zunächst einer Adhäsionsschicht (nicht gezeigt) und entweder der aufgesputterten, elektrisch und thermisch leitfähigen Schicht (z. B. Ti oder W) oder der beschichteten, elektrisch und thermisch leitfähigen Schicht (z. B. Kupfer), die in den Öffnungen teilweise bereitgestellt wird. Die Ablagerungs- oder Beschichtungssequenz würde fortgesetzt, bis jede der Öffnungen eine ausreichende Metallisierung aufweist, um eine akzeptable elektrische und thermische Leitfähigkeit bereitzustellen. Die Durchkontaktierungen könnten im Wesentlichen mit Metall gefüllt werden, jedoch ist ein vollständiges Auffüllen nicht obligatorisch. Wiederum könnte anstelle einer Mehrzahl von Durchkontaktierungen, die in der Mehrzahl der Öffnungen 511 ausgebildet wird, eine einzelne Durchkontaktierung in einer einzelnen Öffnung ausgebildet werden (z. B. wie in 2 gezeigt).
Wie oben erwähnt, wenn sie in einer ausgewählten Topologie verbunden werden, kann eine Mehrzahl von FBARs 100 als ein elektrischer Filter arbeiten. 6 zeigt ein vereinfachtes schematisches Blockschaltbild eines elektrischen Filters 600 gemäß einer repräsentativen Ausführungsform. Der elektrische Filter 600 umfasst akustische Serienresonatoren 601 und akustische Abzweigresonatoren 602. Die Serienresonatoren 601 und die Abzweigresonatoren 602 können den FBAR 100 umfassen, der in einer FBAR-Anordnung 200, 300, 400, die in Verbindung mit den repräsentativen Ausführungsformen der 2 bis 4 beschrieben ist, angeordnet ist. Der elektrische Filter 600 wird allgemein als ein Leiterfilter bezeichnet und kann beispielsweise in Duplexer-Anwendungen verwendet werden. Weitere Einzelheiten einer Leiterfilter-Anordnung können so sein, wie diejenigen, die beispielsweise in dem oben bezeichneten US-Patent 5,910,756 an Ella und dem US-Patent 6,262,637 an Bradley et al. beschrieben sind. Es wird betont, dass die Topologie des elektrischen Filters 600 lediglich veranschaulichend ist und das andere Topologien in Betracht gezogen werden können. Des Weiteren werden die FBAR-Anordnungen der repräsentativen Ausführungsform in einer Vielfalt von Anwendungen neben Duplexern in Betracht gezogen.

Claims

Eine akustische Schichtvolumenresonator, FBAR (100), Anordnung (200, 300, 400) mit folgendem: einem FBAR (100), der aufweist: eine erste Elektrode (101), eine piezoelektrische Schicht (207), die unter der ersten Elektrode (101) angeordnet ist, eine zweite Elektrode (208), die unter der piezoelektrischen Schicht (207) angeordnet ist, und einen akustischen Reflektor (205), der unter der zweiten Elektrode (208) angeordnet ist, wobei die zweite Elektrode (208) sich über einer ersten und einer zweiten Seite des akustischen Reflektors (205) erstreckt, einer Durchkontaktierung (301), die direkt unterhalb des FBAR (100) angeordnet ist und in thermischem Kontakt mit der zweiten Elektrode (208) ist, und eine thermisch und elektrisch leitfähige Schicht (209), die auf mindestens einer Seite des akustischen Reflektors (205) angeordnet ist, wobei die thermisch und elektrisch leitfähige Schicht (209) in thermischem Kontakt mit der zweiten Elektrode (208) ist.
Eine FBAR-Anordnung (200, 300, 400) gemäß Anspruch 1, wobei die thermisch und elektrisch leitfähige Schicht (209) eines von Molybdän, Kupfer oder Wolfram umfasst.
Eine FBAR-Anordnung (200, 300, 400) gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Durchkontaktierung (301) in thermischem Kontakt mit der zweiten Elektrode (208) über die thermisch und elektrisch leitfähige Schicht (209) ist.
Eine FBAR-Anordnung (200, 300, 400) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Durchkontaktierung (301) in thermischem und elektrischem Kontakt mit der zweiten Elektrode (208) über die thermisch und elektrisch leitfähige Schicht (209) ist.
Eine FBAR-Anordnung (200, 300, 400) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei mindestens ein Seltenerdelement in das Kristallgitter der piezoelektrischen Schicht (207) eingebaut ist.
Eine FBAR-Anordnung (200, 300, 400) gemäß Anspruch 5, wobei das mindestens eine Seltenerdelement Scandium, Sc, umfasst.
Eine FBAR-Anordnung (200, 300, 400) gemäß Anspruch 5 oder 6, wobei das mindestens eine Seltenerdelement zwei oder mehrere Seltenerdelemente umfasst, die in das Kristallgitter der piezoelektrischen Schicht (207) eingebaut sind.
Eine FBAR-Anordnung (200, 300, 400) gemäß Anspruch 7, wobei die mindestens zwei Seltenerdelemente Scandium, Sc, und Erbium Er umfassen.
Eine FBAR-Anordnung (200, 300, 400) gemäß Anspruch 7 oder 8, wobei die mindestens zwei Seltenerdelemente ferner Yttrium, Y, umfassen.
Eine FBAR-Anordnung (200, 300, 400) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, ferner aufweisend eine Säule (214), die in dem akustischen Reflektor (205) angeordnet ist, wobei die Säule (214) sich erstreckt zwischen, und thermisch verbunden ist mit, der zweiten Elektrode (208) und der Durchkontaktierung (301).
Eine FBAR-Anordnung (200, 300, 400) gemäß Anspruch 10, wobei die Säule (214) elektrisch leitfähig ist und in elektrischem Kontakt mit der zweiten Elektrode (208) und der Durchkontaktierung (301) ist.
Eine elektrische Filtereinrichtung (600), die eine FBAR-Anordnung (200, 300, 400) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 umfasst.
Eine akustische Schichtvolumenresonator, FBAR (100), Anordnung (200, 300, 400) mit folgendem: einem FBAR (100), der aufweist: eine erste Elektrode (101), eine piezoelektrische Schicht (207), die unter der ersten Elektrode (101) angeordnet ist, eine zweite Elektrode (208), die unter der piezoelektrischen Schicht (207) angeordnet ist, und einen akustischen Reflektor (205), der unter der zweiten Elektrode (208) angeordnet ist, wobei die zweite Elektrode (208) sich über einer ersten und einer zweiten Seite des akustischen Reflektors (205) erstreckt, einer Mehrzahl von Durchkontaktierungen (301), wobei jede von der Mehrzahl der Durchkontaktierungen (301) direkt unterhalb des FBAR (100) angeordnet ist und in thermischem Kontakt mit der zweiten Elektrode (208) ist; und eine thermisch und elektrisch leitfähige Schicht (209) in elektrischem Kontakt mit der zweiten Elektrode (208).
Eine FBAR-Anordnung (200, 300, 400) gemäß Anspruch 13, wobei die thermisch und elektrisch leitfähige Schicht auf mindestens einer Seite des akustischen Reflektors (205) angeordnet ist und die thermisch und elektrisch leitfähige Schicht (209) in thermischem Kontakt mit der zweiten Elektrode (208) ist.
Eine FBAR-Anordnung (200, 300, 400) gemäß einem der Ansprüche 13 oder 14, wobei jede von der Mehrzahl der Durchkontaktierungen (301) in thermischem Kontakt mit der zweiten Elektrode (208) über die thermisch und elektrisch leitfähige Schicht (209) ist.
Eine FBAR-Anordnung (200, 300, 400) gemäß einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei mindestens ein Seltenerdelement in das Kristallgitter der piezoelektrischen Schicht (207) eingebaut ist.
Eine FBAR-Anordnung (200, 300, 400) gemäß Anspruch 16, wobei das mindestens eine Seltenerdelement Scandium Sc umfasst.
Eine FBAR-Anordnung (200, 300, 400) gemäß Anspruch 16 oder 17, wobei das mindestens eine Seltenerdelement zumindest zwei oder mehrere Seltenerdelemente umfasst, die in das Kristallgitter der piezoelektrischen Schicht (207) eingebaut sind.
Eine FBAR-Anordnung (200, 300, 400) gemäß Anspruch 18, wobei die mindestens zwei Seltenerdelemente Scandium Sc und Erbium Er umfassen.
Eine FBAR-Anordnung (200, 300, 400) gemäß Anspruch 18 oder 19, wobei die mindestens zwei Seltenerdelemente ferner Yttrium Y umfassen.
Eine FBAR-Anordnung (200, 300, 400) gemäß Anspruch 13, ferner aufweisend eine Säule (214), die in dem akustischen Reflektor (205) angeordnet ist, wobei die Säule (214) sich erstreckt zwischen, und thermisch verbunden ist mit, der zweiten Elektrode (208) und mindestens einer von der Mehrzahl der Durchkontaktierungen (301).
Eine FBAR-Anordnung (200, 300, 400) gemäß Anspruch 21, wobei die Säule (214) elektrisch leitfähig ist und in elektrischem Kontakt mit der zweiten Elektrode (208) und der mindestens einen von der Mehrzahl der Durchkontaktierungen (301) ist.
Eine elektrische Filtereinrichtung (600), die eine FBAR-Anordnung (200, 300, 400) gemäß einem der Ansprüche 13 bis 22 umfasst.
Eine akustische Schichtvolumenresonator, FBAR (100), Anordnung (200, 300, 400) mit folgendem: einem FBAR (100), der aufweist: eine erste Elektrode (101), eine piezoelektrische Schicht (207), die unter der ersten Elektrode (101) angeordnet ist, eine zweite Elektrode (208), die unter der piezoelektrischen Schicht (207) angeordnet ist, und einen akustischen Reflektor (205), der unter der zweiten Elektrode (208) angeordnet ist, wobei die zweite Elektrode (208) sich über einer ersten und einer zweiten Seite des akustischen Reflektors (205) erstreckt, einer Durchkontaktierung (301), die direkt unterhalb des FBAR (100) angeordnet ist und in thermischem Kontakt mit der zweiten Elektrode (208) ist, und ein Substrat (201), in dem der akustische Reflektor (205) angeordnet ist und durch das sich die Durchkontaktierung (301) erstreckt.
Eine FBAR-Anordnung (200, 300, 400) gemäß Anspruch 24, ferner aufweisend eine thermisch leitfähige Schicht (209), die auf mindestens einer Seite des akustischen Reflektors (205) angeordnet ist, wobei die thermisch leitfähige Schicht (209) in thermischem Kontakt mit der zweiten Elektrode (208) ist.
Eine FBAR-Anordnung (200, 300, 400) gemäß Anspruch 25, wobei die thermisch leitfähige Schicht (209) elektrisch leitfähig ist und in elektrischem Kontakt mit der zweiten Elektrode (208) ist.
Eine FBAR-Anordnung (200, 300, 400) gemäß Anspruch 25 oder 26, wobei die thermisch und elektrisch leitfähige Schicht (209) eines von Molybdän, Kupfer oder Wolfram umfasst.
Eine FBAR-Anordnung (200, 300, 400) gemäß einem der Ansprüche 25 bis 27, wobei die Durchkontaktierung (301) in thermischem Kontakt mit der zweiten Elektrode (208) über die thermisch und elektrisch leitfähige Schicht (209) ist.
Eine FBAR-Anordnung (200, 300, 400) gemäß einem der Ansprüche 25 bis 28, wobei die Durchkontaktierung (301) in thermischem und elektrischem Kontakt mit der zweiten Elektrode (208) über die thermisch und elektrisch leitfähige Schicht (209) ist.
Eine akustische Schichtvolumenresonator, FBAR (100), Anordnung (200, 300, 400) mit folgendem: einem FBAR (100), der aufweist: eine erste Elektrode (101), eine piezoelektrische Schicht (207), die unter der ersten Elektrode (101) angeordnet ist, eine zweite Elektrode (208), die unter der piezoelektrischen Schicht (207) angeordnet ist, und einen akustischen Reflektor (205), der unter der zweiten Elektrode (208) angeordnet ist, wobei die zweite Elektrode (208) sich über einer ersten und einer zweiten Seite des akustischen Reflektors (205) erstreckt, einer Mehrzahl von Durchkontaktierungen (301), wobei jede von der Mehrzahl der Durchkontaktierungen (301) direkt unterhalb des FBAR (100) angeordnet ist und in thermischem und elektrischem Kontakt mit der zweiten Elektrode (208) durch eine thermisch und elektrisch leitfähige Schicht (209) ist.
Eine FBAR-Anordnung (200, 300, 400) gemäß Anspruch 30, wobei die thermisch und elektrisch leitfähige Schicht (209) auf mindestens einer Seite des akustischen Reflektors (205) angeordnet ist.
Eine FBAR-Anordnung (200, 300, 400) gemäß einem der Ansprüche 30 oder 31, wobei mindestens ein Seltenerdelement in das Kristallgitter der piezoelektrischen Schicht (207) eingebaut ist.
Eine FBAR-Anordnung (200, 300, 400) gemäß Anspruch 32, wobei das mindestens eine Seltenerdelement Scandium, Sc, umfasst.
Eine FBAR-Anordnung (200, 300, 400) gemäß Anspruch 32 oder 33, wobei das mindestens eine Seltenerdelement zumindest zwei oder mehrere Seltenerdelemente umfasst, die in das Kristallgitter der piezoelektrischen Schicht (207) eingebaut sind.
Eine FBAR-Anordnung (200, 300, 400) gemäß Anspruch 34, wobei die mindestens zwei Seltenerdelemente Scandium, Sc, und Erbium, Er, umfassen.
Eine FBAR-Anordnung (200, 300, 400) gemäß Anspruch 34 oder 35, wobei die mindestens zwei Seltenerdelemente ferner Yttrium, Y, umfassen.
Eine FBAR-Anordnung (200, 300, 400) gemäß Anspruch einem der Ansprüche 30 bis 36, ferner aufweisend eine Säule (214), die in dem akustischen Reflektor (205) angeordnet ist, wobei sich die Säule (214) zwischen der zweiten Elektrode (208) und mindestens einer von der Mehrzahl der Durchkontaktierungen (301) erstreckt und thermisch mit der zweiten Elektrode (208) und der mindestens einen von der Mehrzahl der Durchkontaktierungen (301) verbunden ist.
Eine FBAR-Anordnung (200, 300, 400) gemäß Anspruch 37, wobei die Säule (214) elektrisch leitfähig ist und in elektrischem Kontakt mit der zweiten Elektrode (208) und der mindestens einen von der Mehrzahl der Durchkontaktierungen (301) ist.
Eine elektrische Filtereinrichtung (600), die eine FBAR-Anordnung (200, 300, 400) gemäß einem der Ansprüche 30 bis 38 umfasst.
Eine akustische Schichtvolumenresonator, FBAR (100), Anordnung (200, 300, 400) mit folgendem: einem FBAR (100), der aufweist: eine erste Elektrode (101), eine piezoelektrische Schicht (207), die unter der ersten Elektrode (101) angeordnet ist, eine zweite Elektrode (208), die unter der piezoelektrischen Schicht (207) angeordnet ist, und einen akustischen Reflektor (205), der unter der zweiten Elektrode (208) angeordnet ist, wobei die zweite Elektrode (208) sich über einer ersten und einer zweiten Seite des akustischen Reflektors (205) erstreckt, einer Mehrzahl von Durchkontaktierungen (301), wobei jede von der Mehrzahl der Durchkontaktierungen (301) direkt unterhalb des FBAR (100) angeordnet ist und in thermischem Kontakt mit der zweiten Elektrode (208) ist; und ein Substrat (201), in dem der akustische Reflektor (205) angeordnet ist und durch das sich jede von der Mehrzahl der Durchkontaktierungen (301) erstreckt.
Eine FBAR-Anordnung (200, 300, 400) gemäß Anspruch 40, ferner aufweisend eine thermisch leitfähige Schicht (209), die auf mindestens einer Seite des akustischen Reflektors (205) angeordnet ist, wobei die thermisch leitfähige Schicht (209) in thermischem Kontakt mit der zweiten Elektrode (208) ist.
Eine FBAR-Anordnung (200, 300, 400) gemäß Anspruch 41, wobei die thermisch leitfähige Schicht (209) elektrisch leitfähig ist und in elektrischem Kontakt mit der zweiten Elektrode (208) ist.
Eine FBAR-Anordnung (200, 300, 400) gemäß einem der 41 oder 42, wobei die Durchkontaktierung (301) mit der zweiten Elektrode (208) über die thermisch und elektrisch leitfähige Schicht (209) in thermischem Kontakt ist.
Eine FBAR-Anordnung (200, 300, 400) gemäß einem der Ansprüche 40 bis 43, wobei mindestens ein Seltenerdelement in das Kristallgitter der piezoelektrischen Schicht (207) eingebaut ist.
Eine FBAR-Anordnung (200, 300, 400) gemäß Anspruch 44, wobei das mindestens eine Seltenerdelement Scandium, Sc, umfasst.
Eine FBAR-Anordnung (200, 300, 400) gemäß Anspruch 44 oder 45, wobei das mindestens eine Seltenerdelement zumindest zwei oder mehrere Seltenerdelemente umfasst, die in das Kristallgitter der piezoelektrischen Schicht (207) eingebaut sind.
Eine FBAR-Anordnung (200, 300, 400) gemäß Anspruch 46, wobei die mindestens zwei Seltenerdelemente Scandium, Sc, und Erbium, Er, umfassen.
Eine FBAR-Anordnung (200, 300, 400) gemäß Anspruch 46 oder 47, wobei die mindestens zwei Seltenerdelemente ferner Yttrium, Y, umfassen.
Eine FBAR-Anordnung (200, 300, 400) gemäß einem der Ansprüche 40 bis 48, ferner aufweisend eine Säule (214), die in dem akustischen Reflektor (205) angeordnet ist, wobei die Säule (214) sich erstreckt zwischen, und thermisch verbunden ist mit, der zweiten Elektrode (208) und mindestens einer von der Mehrzahl der Durchkontaktierungen (301).
Eine FBAR-Anordnung (200, 300, 400) gemäß Anspruch 49, wobei die Säule (214) elektrisch leitfähig ist und in elektrischem Kontakt mit der zweiten Elektrode (208) und der mindestens einen von der Mehrzahl der Durchkontaktierungen (301) ist.
Eine elektrische Filtereinrichtung (600), die eine FBAR-Anordnung (200, 300, 400) gemäß einem der Ansprüche 40 bis 50 umfasst.
Eine akustische Schichtvolumenresonator, FBAR (100), Anordnung (200, 300, 400) mit folgendem: einem FBAR (100), der aufweist: eine erste Elektrode (101), eine piezoelektrische Schicht (207), die unter der ersten Elektrode (101) angeordnet ist, eine zweite Elektrode (208), die unter der piezoelektrischen Schicht (207) angeordnet ist, und einen akustischen Reflektor (205), der unter der zweiten Elektrode (208) angeordnet ist, wobei die zweite Elektrode (208) sich über einer ersten und einer zweiten Seite des akustischen Reflektors (205) erstreckt, einer Mehrzahl von Durchkontaktierungen (301), wobei jede von der Mehrzahl der Durchkontaktierungen (301) direkt unterhalb des FBAR (100) angeordnet ist und in thermischem Kontakt mit der zweiten Elektrode (208) ist; und eine Säule (214), die in dem akustischen Reflektor (205) angeordnet ist, wobei die Säule (214) sich erstreckt zwischen, und thermisch verbunden ist mit, der zweiten Elektrode und mindestens einer von der Mehrzahl der Durchkontaktierungen (301).
Eine FBAR-Anordnung (200, 300, 400) gemäß Anspruch 52, wobei die Säule (214) elektrisch leitfähig ist und in elektrischem Kontakt mit der zweiten Elektrode und der mindestens einen von der Mehrzahl der Durchkontaktierungen (301) ist.
Eine FBAR-Anordnung (200, 300, 400) gemäß einem der Ansprüche 52 oder 53, ferner aufweisend eine thermisch leitfähige Schicht (209), die auf mindestens einer Seite des akustischen Reflektors (205) angeordnet ist, wobei die thermisch leitfähige Schicht (209) in thermischem Kontakt mit der zweiten Elektrode (208) ist.
Eine FBAR-Anordnung (200, 300, 400) gemäß Anspruch 54, wobei die thermisch leitfähige Schicht (209) elektrisch leitfähig ist und in elektrischem Kontakt mit der zweiten Elektrode ist.
Eine FBAR-Anordnung (200, 300, 400) gemäß einem der Ansprüche 54 oder 55, wobei die Durchkontaktierung (301) in thermischem Kontakt mit der zweiten Elektrode (208) über die thermisch und elektrisch leitfähige Schicht (209) ist.
Eine FBAR-Anordnung (200, 300, 400) gemäß einem der Ansprüche 52 bis 56, wobei mindestens ein Seltenerdelement in das Kristallgitter der piezoelektrischen Schicht (207) eingebaut ist.
Eine FBAR-Anordnung (200, 300, 400) gemäß Anspruch 57, wobei das mindestens eine Seltenerdelement Scandium, Sc, umfasst.
Eine FBAR-Anordnung (200, 300, 400) gemäß Anspruch 57 oder 58, wobei das mindestens eine Seltenerdelement zumindest zwei oder mehrere Seltenerdelemente umfasst, die in das Kristallgitter der piezoelektrischen Schicht eingebaut sind.