DE112020003868T5 - Verfahren zum Ausbilden von piezoelektrischen Dünnfilmen der Gruppe III durch Entfernen von Abschnitten des zuerst gesputterten Materials - Google Patents

Verfahren zum Ausbilden von piezoelektrischen Dünnfilmen der Gruppe III durch Entfernen von Abschnitten des zuerst gesputterten Materials Download PDF

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Jeffrey B. Shealy
Mary Winters
Dae Ho Kim
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Abstract

Ein Verfahren zum Ausbilden eines piezoelektrischen Dünnfilms beinhaltet das Sputtern einer ersten Oberfläche eines Substrats, um einen piezoelektrischen Dünnfilm bereitzustellen, der AlN, AlScN, AlCrN, HfMgAlN oder ZrMgAIN darauf umfasst, und Verarbeiten einer zweiten Oberfläche des Substrats, die der ersten Oberfläche des Substrats gegenüberliegt, um eine freigelegte Oberfläche des piezoelektrischen Dünnfilms von unterhalb der zweiten Oberfläche des Substrats bereitzustellen, wobei die freigelegte Oberfläche des piezoelektrischen Dünnfilms einen Abschnitt erster kristalliner Qualität enthält, Entfernen eines Abschnitts der freigelegten Oberfläche des piezoelektrischer Dünnfilms, um auf einen Abschnitt zweiter kristalliner Qualität zuzugreifen, der von dem Abschnitt erster kristalliner Qualität bedeckt ist, wobei der Abschnitt zweiter kristalliner Qualität eine höhere Qualität als der Abschnitt erster kristalliner Qualität aufweist, und Verarbeiten des Abschnitts zweiter kristalliner Qualität, um eine akustische Resonatorvorrichtung auf dem Abschnitt zweiter kristalliner Qualität bereitzustellen.

Description

  • QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANWENDUNGEN UND INANSPRUCHNAHME DER PRIORITÄT
  • Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 62/887,126 (SL Ref. 181246-00013) mit dem Titel „METHODS OF FORMING GROUP III PIEZOELECRIC THIN FILMS VIA REMOVAL OF PORTIONS OF FIRST SPUTTERED MATERIAL“, eingereicht beim USPTO am 15. August 2019, und ist eine Teilfortsetzungsanmeldung der US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 16/513,143 (SL Ref. 181246-00010) mit dem Titel „METHODS OF FORMING GROUP III PIEZOELECTRIC THIN FILMS VIA SPUTTERING“, eingereicht beim USPTO am 16. Juli 2019, die eine Teilfortsetzungsanmeldung der US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 15/784,919 (Anwaltsakte Nr. A969RO-0007US2) mit dem Titel „PIEZOELECTRIC ACOUSTIC RESONATOR MANUFACTURED WITH PIEZOELECTRIC THIN FILM TRANSFER PROCESS“, eingereicht am 16. Oktober 2017 (jetzt US-Patent Nr. 10,355,659 , erteilt am 16. Juli 2019) war, deren Offenbarungen alle hierin durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit aufgenommen sind.
  • Die vorliegende Anmeldung bezieht für alle Zwecke die folgenden gleichzeitig eingereichten Patentanmeldungen, die alle im gemeinsamen Besitz sind, durch Verweis ein: US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 14/298,057 (Anwaltsakte Nr. A969RO-000100US) mit dem Titel „RESONANCE CIRCUIT WITH A SINGLE CRYSTAL CAPACITOR DIELECTRIC MATERIAL“, eingereicht am 6. Juni 2014 (jetzt US-Patent Nr. 9,673,384 , erteilt am 6. Juni 2017); US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 14/298,076 (Anwaltsakte Nr. A969RO-000200US) mit dem Titel „METHOD OF MANUFACTURE FOR SINGLE CRYSTAL CAPACITOR DIELECTRIC FOR A RESONANCE CIRCUIT“, eingereicht am 6. Juni 2014 (jetzt US-Patent Nr. 9,537,465 , erteilt am 3. Januar 2017); US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 14/298,100 (Anwaltsakte Nr. A969RO-000300US) mit dem Titel „INTEGRATED CIRCUIT CONFIGURED WITH TWO OR MORE SINGLE CRYSTAL ACOUSTIC RESONATOR DEVICES“, eingereicht am 6. Juni 2014 (jetzt US-Patent Nr. 9,571,061 , erteilt am 14. Februar 2017); US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 14/341,314 (Anwaltsakte Nr.: A969RO-000400US) mit dem Titel „WAFER SCALE PACKAGING“, eingereicht am 25. Juli 2014; US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 14/449,001 (Anwaltsakte Nr.: A969RO-000500US) mit dem Titel „MOBILE COMMUNICATION DEVICE CONFIGURED WITH A SINGLE CRYSTAL PIEZO RESONATOR STRUCTURE“, eingereicht am 31. Juli 2014 (jetzt US-Patent Nr. 9,716,581 , erteilt am 25. Juli, 2017); und US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 14/469,503 (Anwaltsakte Nr.: A969RO-000600US) mit dem Titel „MEMBRANE SUBSTRATE STRUCTURE FOR SINGLE CRYSTAL ACOUSTIC RESONATOR DEVICE“, eingereicht am 26. August 2014.
  • STAND DER TECHNIK
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf elektronische Vorrichtungen. Insbesondere stellt die vorliegende Erfindung Techniken bereit, die sich auf ein Herstellungsverfahren und eine Struktur für Bulk-Acoustic-Wave-Resonatorvorrichtungen, Einkristall-Bulk-Acoustic-Wave-Resonatorvorrichtungen, Einkristallfilter- und - Resonatorvorrichtungen und dergleichen beziehen. Lediglich als Beispiel wurde die Erfindung auf eine Einkristallresonatorvorrichtung unter anderem für eine Kommunikationsvorrichtung, eine mobile Vorrichtung, eine Computervorrichtung angewendet.
  • Drahtlose Datenkommunikation kann HF-Filter verwenden, die bei Frequenzen um 5 GHz und höher arbeiten. Für einige Anwendungen ist die Verwendung von Bulk Acoustic Wave-Resonatoren (BAWR), die polykristalline piezoelektrische Dünnfilme enthalten, bekannt. Während einige piezoelektrische Dünnfilm-BAWRs auf polykristalliner Basis für Filter geeignet sein können, die bei Frequenzen von etwa 1 bis 3 GHz arbeiten, können Anwendungen bei Frequenzen um 5 GHz und höher aufgrund der verringerten Kristallinität, die mit derartigen dünnen polybasierten Filmen einhergeht, hinderlich sein.
  • Figurenliste
    • 1A ist ein vereinfachtes Diagramm, das eine akustische Resonatorvorrichtung mit oberseitigen Verbindungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
    • 1B ist ein vereinfachtes Diagramm, das eine akustische Resonatorvorrichtung mit unterseitigen Verbindungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
    • 1C ist ein vereinfachtes Diagramm, das eine akustische Resonatorvorrichtung mit Interposer/Cap-free-Strukturverbindungen (Strukturverbindungen mit Interposer, ohne Kappen) gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
    • 1D ist ein vereinfachtes Diagramm, das eine akustische Resonatorvorrichtung mit Interposer/Cap-free-Strukturverbindungen mit einem gemeinsam genutzten rückseitigen Schlitz gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
    • 2 und 3 sind vereinfachte Diagramme, die Schritte für ein Herstellungsverfahren für eine akustische Resonatorvorrichtung gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen.
    • 4A ist ein vereinfachtes Diagramm, das einen Verfahrensschritt zum Erzeugen eines oberseitigen Mikroschlitzes gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
    • 4B und 4C sind vereinfachte Diagramme, die alternative Verfahren zum Durchführen des Verfahrensschritts des Ausbildens eines oberseitigen Mikroschlitzes, wie in 4A beschrieben, darstellen.
    • 4D und 4E sind vereinfachte Diagramme, die ein alternatives Verfahren zum Durchführen des Verfahrensschritts des Ausbildens eines oberseitigen Mikroschlitzes, wie in 4A beschrieben, darstellen.
    • 5 bis 8 sind vereinfachte Diagramme, die Schritte für ein Herstellungsverfahren für eine akustische Resonatorvorrichtung gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen.
    • 9A ist ein vereinfachtes Diagramm, das einen Verfahrensschritt des Ausbildens von rückseitigen Schlitzen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
    • 9B und 9C sind vereinfachte Diagramme, die ein alternatives Verfahren zum Durchführen des Verfahrensschritts des Ausbildens von rückseitigen Schlitzen, wie in 9A beschrieben, und gleichzeitigem Vereinzeln eines Seedsubstrats gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen.
    • 10 ist ein vereinfachtes Diagramm, das einen Verfahrensschritt des Ausbildens einer rückseitigen Metallisierung und elektrischer Verbindungen zwischen Ober- und Unterseite eines Resonators gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
    • 11A und 11B sind vereinfachte Diagramme, die alternative Schritte für ein Herstellungsverfahren für eine akustische Resonatorvorrichtung gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen.
    • 12A bis 12E sind vereinfachte Diagramme, die Schritte für ein Herstellungsverfahren für eine akustische Resonatorvorrichtung unter Verwendung eines Blind-Via-Interposers gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen.
    • 13 ist ein vereinfachtes Diagramm, das einen Schritt für ein Herstellungsverfahren für eine akustische Resonatorvorrichtung gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
    • 14A bis 14G sind vereinfachte Diagramme, die Verfahrensschritte für einen Kappenwaferprozess für eine akustische Resonatorvorrichtung gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen.
    • 15A-15E sind vereinfachte Diagramme, die Verfahrensschritte zum Herstellen einer akustischen Resonatorvorrichtung mit gemeinsam genutztem rückseitigen Schlitz darstellen, die gemäß Beispielen der vorliegenden Erfindung sowohl in Versionen mit Interposer/Kappe als auch ohne Interposer implementiert werden kann.
    • 16A-16C bis 31A-31C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer akustischen Einkristallresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Transferprozess unter Verwendung einer Opferschicht für akustische Einkristallresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen.
    • 32A-32C bis 46A-46C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer akustischen Einkristallresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Hohlraumbond-Transferprozess für akustische Einkristallresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen.
    • 47A-47C bis 59A-59C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer akustischen Einkristallresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen fest eingebauten Transferprozess für akustische Einkristallresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen.
    • 60 ist ein Flussdiagramm, das Verfahren zum Ausbilden eines hochkristallinen piezoelektrischen Dünnfilms durch Entfernen eines Abschnitts des Dünnfilms, der zuerst auf dem Substrat ausgebildet wird, zur Aufnahme in Vorrichtungen, die beispielsweise in 8-9A, 22-23, 39-40, 52-53 in einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen gezeigt sind, veranschaulicht.
    • 61 ist eine schematische Darstellung einer Sputterkammer, die verwendet werden kann, um die hochkristallinen piezoelektrischen Dünnfilme auf dem Substrat unter Verwendung eines Targetmaterials der Gruppe III (wie AI, Sc oder AI und Sc) in einer Plasmaumgebung auszubilden, in der das Substrat optional auf eine relativ hohe Sputtertemperatur erhitzt werden kann, wie beispielsweise in 60 und 64 in einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen gezeigt.
    • 62 ist eine Querschnittsansicht, die einen piezoelektrischen Dünnfilm darstellt, der direkt auf das Substrat gesputtert wurde, der verarbeitet werden kann, wie zum Beispiel in 60 und 64 in einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen gezeigt.
    • 63 ist eine Querschnittsansicht, die einen piezoelektrischen Dünnfilm darstellt, der direkt auf eine Seedschicht auf dem Substrat gesputtert wurde, der verarbeitet werden kann, wie zum Beispiel in 60 und 64 in einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen gezeigt.
    • 64 ist ein Flussdiagramm, das Verfahren zum Ausbilden eines hochkristallinen piezoelektrischen Dünnfilms auf einem erhitzten Substrat bei einer relativ hohen Sputtertemperatur, gefolgt von Entfernung eines Abschnitts des zuerst auf dem Substrat gebildeten Dünnfilms zur Aufnahme in gezeigten Vorrichtungen, die zum Beispiel in 8-9A, 22-23, 39-40, 52-53 in einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen gezeigt sind, veranschaulicht.
    • 65 ist ein Diagramm, das eine Verbesserung einer Impedanz eines akustischen Resonators von etwa 5 % in Abhängigkeit von der Frequenz veranschaulicht, einschließlich eines piezoelektrischen Dünnfilms (AIScN), der durch Entfernen eines Abschnitts von etwa 500 Ångström von der Oberfläche ausgebildet wird, die in einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen zuerst auf dem Substrat ausgebildet wurde, im Vergleich zu einem herkömmlich gebildeten piezoelektrischen Dünnfilm.
    • 66 ist ein Diagramm, das eine Verbesserung eines Q-Faktors eines akustischen Resonators von etwa 21 % in Abhängigkeit von der Frequenz veranschaulicht, einschließlich eines piezoelektrischen Dünnfilms (AIScN), der durch Entfernen eines Abschnitts von etwa 500 Ångström von der Oberfläche ausgebildet wird, die in einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen zuerst auf dem Substrat ausgebildet wurde, im Vergleich zu einem herkömmlich gebildeten piezoelektrischen Dünnfilm.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON ERFINDUNGSGEMÄSSEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung werden Techniken bereitgestellt, die sich allgemein auf elektronische Vorrichtungen beziehen. Insbesondere stellt die vorliegende Erfindung Techniken bereit, die sich auf ein Herstellungsverfahren und eine Struktur von Bulk-Acoustic-Wave-Resonatorvorrichtungen, Einkristallresonatorvorrichtungen, Einkristallfilter- und -Resonatorvorrichtungen und dergleichen beziehen. Lediglich als Beispiel wurde die Erfindung auf eine Einkristallresonatorvorrichtung unter anderem für eine Kommunikationsvorrichtung, eine mobile Vorrichtung, eine Computervorrichtung angewendet.
  • 1A ist ein vereinfachtes Diagramm, das eine akustische Resonatorvorrichtung 101 mit oberseitigen Verbindungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Wie gezeigt, beinhaltet die Vorrichtung 101 ein ausgedünntes Seedsubstrat 112 mit einer darüber liegenden piezoelektrischen Einkristallschicht 120, die eine Mikrodurchkontaktierung (Microvia) 129 aufweist. Die Mikrodurchkontaktierung 129 kann einen oberseitigen Mikroschlitz 121, einen oberseitigen Metallstecker 146, einen rückseitigen Schlitz 114 und einen rückseitigen Metallstecker 147 beinhalten. Obwohl die Vorrichtung 101 mit einer einzelnen Mikrodurchkontaktierung 129 dargestellt ist, kann die Vorrichtung 101 mehrere Mikrodurchkontaktierungen aufweisen. Eine oberseitige Metallelektrode 130 wird über der piezoelektrischen Schicht 120 gebildet. Eine obere Kappenstruktur ist an die piezoelektrische Schicht 120 gebondet. Diese obere Kappenstruktur beinhaltet ein Interposer-Substrat 119 mit einem oder mehreren Durchkontaktierungen 151, die mit einem oder mehreren oberen Bondpads 143, einem oder mehreren Bondpads 144 und einem oberseitigen Metall 145 mit einem oberseitigen Metallstecker 146 verbunden sind. Lötkugeln 170 sind mit dem einen oder den mehreren oberen Bondpads 143 elektrisch gekoppelt.
  • Das ausgedünnte Substrat 112 weist den ersten und den zweiten rückseitigen Schlitz 113, 114 auf. Eine rückseitige Metallelektrode 131 wird unter einem Abschnitt des ausgedünnten Seedsubstrats 112, des ersten rückseitigen Schlitzes 113 und der oberseitigen Metallelektrode 130 gebildet. Der rückseitige Metallstecker 147 wird unter einem Abschnitt des ausgedünnten Seedsubstrats 112, des zweiten rückseitigen Schlitzes 114 und des oberseitigen Metalls 145 gebildet. Dieser rückseitige Metallstecker 147 ist mit dem oberseitigen Metallstecker 146 und der rückseitigen Metallelektrode 131 elektrisch gekoppelt. Eine rückseitige Kappenstruktur 161 ist an das ausgedünnte Seedsubstrat 112 gebondet, die unter dem ersten und zweiten rückseitigen Schlitz 113, 114 liegt. Auf weitere Einzelheiten bezüglich des Herstellungsverfahrens dieser Vorrichtung wird ausgehend von 2 eingegangen.
  • 1B ist ein vereinfachtes Diagramm, das eine akustische Resonatorvorrichtung 102 mit rückseitigen Verbindungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Wie gezeigt, beinhaltet die Vorrichtung 101 ein ausgedünntes Seedsubstrat 112 mit einer darüber liegenden piezoelektrischen Schicht 120, die eine Mikrodurchkontaktierung 129 aufweist. Die Mikrodurchkontaktierung 129 kann einen oberseitigen Mikroschlitz 121, einen oberseitigen Metallstecker 146, einen rückseitigen Schlitz 114 und einen rückseitigen Metallstecker 147 beinhalten. Obwohl die Vorrichtung 102 mit einer einzelnen Mikrodurchkontaktierung 129 dargestellt ist, kann die Vorrichtung 102 mehrere Mikrodurchkontaktierungen aufweisen. Eine oberseitige Metallelektrode 130 wird über der piezoelektrischen Schicht 120 gebildet. Eine obere Kappenstruktur ist an die piezoelektrische Schicht 120 gebondet. Diese obere Kappenstruktur 119 beinhaltet Bondpads, die mit einem oder mehreren Bondpads 144 und einem oberseitigen Metall 145 auf der piezoelektrischen Schicht 120 verbunden sind. Das oberseitige Metall 145 beinhaltet einen oberseitigen Metallstecker 146.
  • Das ausgedünnte Substrat 112 weist den ersten und den zweiten rückseitigen Schlitz 113, 114 auf. Eine rückseitige Metallelektrode 131 wird unter einem Abschnitt des ausgedünnten Seedsubstrats 112, des ersten rückseitigen Schlitzes 113 und der oberseitigen Metallelektrode 130 gebildet. Ein rückseitiger Metallstecker 147 ist unter einem Abschnitt des ausgedünnten Seedsubstrats 112, des zweiten rückseitigen Schlitzes 114 und des oberseitigen Metallsteckers 146 gebildet. Dieser rückseitige Metallstecker 147 ist mit dem oberseitigen Metallstecker 146 elektrisch gekoppelt. Eine rückseitige Kappenstruktur 162 ist an das ausgedünnte Seedsubstrat 112 gebondet, die unter den ersten und zweiten rückseitigen Schlitzen liegt. Ein oder mehrere rückseitige Bondpads (171, 172, 173) sind in einem oder mehreren Abschnitten der rückseitigen Kappenstruktur 162 gebildet. Lötkugeln 170 sind elektrisch mit dem einen oder den mehreren rückseitigen Bondpads 171-173 gekoppelt. Auf weitere Einzelheiten bezüglich des Herstellungsverfahrens dieser Vorrichtung wird ausgehend von 14A eingegangen.
  • 1C ist ein vereinfachtes Diagramm, das eine akustische Resonatorvorrichtung mit Interposer/Cap-free-Strukturverbindungen (Strukturverbindungen mit Interposer, ohne Kappen) gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Wie gezeigt, beinhaltet die Vorrichtung 103 ein ausgedünntes Seedsubstrat 112 mit einer darüber liegenden piezoelektrischen Einkristallschicht 120, die eine Mikrodurchkontaktierung 129 aufweist. Die Mikrodurchkontaktierung 129 kann einen oberseitigen Mikroschlitz 121, einen oberseitigen Metallstecker 146, einen rückseitigen Schlitz 114 und einen rückseitigen Metallstecker 147 beinhalten. Obwohl die Vorrichtung 103 mit einer einzelnen Mikrodurchkontaktierung 129 dargestellt ist, kann die Vorrichtung 103 mehrere Mikrodurchkontaktierungen aufweisen. Eine oberseitige Metallelektrode 130 wird über der piezoelektrischen Schicht 120 gebildet. Das ausgedünnte Substrat 112 weist den ersten und den zweiten rückseitigen Schlitz 113, 114 auf. Eine rückseitige Metallelektrode 131 wird unter einem Abschnitt des ausgedünnten Seedsubstrats 112, des ersten rückseitigen Schlitzes 113 und der oberseitigen Metallelektrode 130 gebildet. Ein rückseitiger Metallstecker 147 ist unter einem Abschnitt des ausgedünnten Seedsubstrats 112, des zweiten rückseitigen Schlitzes 114 und des oberseitigen Metalls 145 gebildet. Dieser rückseitige Metallstecker 147 ist mit dem oberseitigen Metallstecker 146 und der rückseitigen Metallelektrode 131 elektrisch gekoppelt. Auf weitere Einzelheiten bezüglich des Herstellungsverfahrens dieser Vorrichtung wird ausgehend von 2 eingegangen.
  • 1D ist ein vereinfachtes Diagramm, das eine akustische Resonatorvorrichtung mit Interposer/Cap-free-Strukturverbindungen mit einem gemeinsam genutzten rückseitigen Schlitz gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Wie gezeigt, beinhaltet die Vorrichtung 104 ein ausgedünntes Seedsubstrat 112 mit einer darüber liegenden piezoelektrischen Einkristallschicht 120, die eine Mikrodurchkontaktierung 129 aufweist. Die Mikrodurchkontaktierung 129 kann einen oberseitigen Mikroschlitz 121, einen oberseitigen Metallstecker 146 und ein rückseitiges Metall 147 beinhalten. Obwohl die Vorrichtung 104 mit einer einzelnen Mikrodurchkontaktierung 129 dargestellt ist, kann die Vorrichtung 104 mehrere Mikrodurchkontaktierungen aufweisen. Eine oberseitige Metallelektrode 130 wird über der piezoelektrischen Schicht 120 gebildet. Das ausgedünnte Substrat 112 weist einen ersten rückseitigen Schlitz 113 auf. Eine rückseitige Metallelektrode 131 wird unter einem Abschnitt des ausgedünnten Seedsubstrats 112, des ersten rückseitigen Schlitzes 113 und der oberseitigen Metallelektrode 130 gebildet. Ein rückseitiges Metall 147 wird unter einem Abschnitt des ausgedünnten Seedsubstrats 112, des zweiten rückseitigen Schlitzes 114 und des oberseitigen Metalls 145 gebildet. Dieses rückseitige Metall 147 ist mit dem oberseitigen Metallstecker 146 und der rückseitigen Metallelektrode 131 elektrisch gekoppelt. Auf weitere Einzelheiten bezüglich des Herstellungsverfahrens dieser Vorrichtung wird ausgehend von 2 eingegangen.
  • 2 und 3 sind vereinfachte Diagramme, die Schritte für ein Herstellungsverfahren für eine akustische Resonatorvorrichtung gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Dieses Verfahren veranschaulicht den Prozess zum Herstellen einer akustischen Resonatorvorrichtung ähnlich der in 1A gezeigten. 2 kann einen Verfahrensschritt zum Bereitstellen eines teilweise verarbeiteten piezoelektrischen Substrats darstellen. Wie gezeigt enthält die Vorrichtung 200 ein Seedsubstrat 110 mit einer darüberliegend gebildeten piezoelektrischen Schicht 120. In einem spezifischen Beispiel kann das Seedsubstrat Silizium-, Siliziumkarbid-, Aluminiumoxid- oder Einkristall-Aluminium-Gallium-Nitrid-Materialien oder dergleichen einschließen. Die piezoelektrische Schicht 120 kann eine piezoelektrische Einkristallschicht oder eine piezoelektrische Dünnfilmeinkristallschicht einschließen.
  • Wie von den Erfindern der vorliegenden Erfindung erkannt wird, kann ein hochkristalliner piezoelektrischer Dünnfilm 120 auf dem Substrat 110 durch Sputtern eines Targetmaterials der Gruppe III (wie AI, Sc oder AI und Sc und andere Materialien) in einer Plasmaumgebung und anschließendes Entfernen des ersten gebildeten Abschnitts des piezoelektrischen Dünnfilms 120 durch Verarbeiten der Rückseite des piezoelektrischen Dünnfilms 120 ausgebildet werden. Das Entfernen des Abschnitts des piezoelektrischen Dünnfilms 120, der zuerst auf dem Substrat ausgebildet wurde, kann den Abschnitt mit niedrigerer Kristallinität des piezoelektrischen Dünnfilms beseitigen, so dass der verbleibende Abschnitt des piezoelektrischen Dünnfilms 120 eine höhere Kristallinität aufweist. Zum Beispiel kann in einigen Ausführungsformen ein piezoelektrischer Dünnfilm aus AIN oder AIScN verarbeitet werden, um etwa mindestens 500 Ångström Material von der Rückseite des Films (dem Abschnitt, der zuerst auf dem Substrat ausgebildet wurde) zu entfernen, so dass der verbleibende Abschnitt eine Kristallinität von weniger als etwa 1,0 Grad bei Halbwertsbreite (Full Width Half Maximum, FWHM) bis etwa 10 Bogensekunden bei FWHM, gemessen unter Verwendung von Röntgenbeugung (X-Ray Diffraction, XRD), aufweist. In einigen Ausführungsformen kann die Kristallinität des piezoelektrischen Dünnfilms in einem Bereich zwischen etwa 1,0 Grad bei FWHM bis etwa 0,5 Grad bei FWHM, gemessen unter Verwendung von XRD, liegen.
  • In einigen Ausführungsformen kann das Substrat 110 während des Ausbildens des piezoelektrischen Dünnfilms 120 optional auf eine relativ hohe Sputtertemperatur, wie etwa 350 Grad Celsius bis etwa 850 Grad Celsius, erhitzt werden. In einigen Ausführungsformen kann die Sputtertemperatur in einem Bereich zwischen etwa 400 Grad Celsius bis etwa 600 Grad Celsius liegen. In einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen können auch niedrigere Temperaturen verwendet werden, um die hierin beschriebenen piezoelektrischen Dünnfilme 120 auf das Substrat zu sputtern.
  • In einigen Ausführungsformen kann der piezoelektrische Dünnfilm 120 direkt auf dem Substrat ausgebildet werden, so dass der piezoelektrische Dünnfilm 120 die Oberfläche des Substrats berührt. In einigen Ausführungsformen kann eine Seedschicht auf dem Substrat 110 ausgebildet werden, bevor der piezoelektrische Dünnfilm 120 ausgebildet wird, sodass sich die Seedschicht zwischen dem Substrat 110 und dem piezoelektrischen Dünnfilm 120 befindet. Dementsprechend ist in einigen Ausführungsformen die Seedschicht in dem ersten gebildeten Abschnitt des piezoelektrischen Dünnfilms 120 enthalten, der wie hier beschrieben unter Umständen von der Rückseite entfernt wird. In einigen Ausführungsformen beinhaltet die Seedschicht ein oder mehrere Elemente der Gruppe III, die auch in dem piezoelektrischen Dünnfilm 120 enthalten sind. Zum Beispiel kann die Seedschicht so ausgebildet werden, dass sie AI enthält, wenn der piezoelektrische Dünnfilm 120 AIN umfasst, oder AI und Sc enthält, wenn der piezoelektrische Dünnfilm 120 AIScN enthält. Andere Elemente der Gruppe III und Seedschichtkomponenten können ebenfalls verwendet werden. In einigen Ausführungsformen kann die Seedschicht unter Verwendung derselben Temperatur ausgebildet werden, wie sie zum Ausbilden des piezoelektrischen Dünnfilms verwendet wird.
  • In einigen Ausführungsformen kann die Seedschicht bei einer Temperatur ausgebildet werden, die niedriger ist als die Temperatur, die zum Ausbilden des piezoelektrischen Dünnfilms 120 verwendet wird. Zum Beispiel kann die Seedschicht bei einer Temperatur von weniger als 400 Grad Celsius ausgebildet werden, wohingegen die Temperatur auf mehr als 400 Grad Celsius bis etwa 600 Grad Celsius erhöht werden kann, wenn der piezoelektrische Dünnfilm 120 ausgebildet wird. In einigen Ausführungsformen kann die Seedschicht AI enthalten und der piezoelektrische Dünnfilm kann aus AIN ausgebildet sein. In einigen Ausführungsformen kann die Seedschicht AI und Sc enthalten und der piezoelektrische Dünnfilm kann aus AIScN ausgebildet sein. In einigen Ausführungsformen kann das Sputtern mit separaten Targets erfolgen (zum Beispiel einem ersten Target aus AI und einem zweiten Target aus Sc). Es versteht sich, dass die vorstehend beschriebenen Operationen jeweils auf die Ausbildung und Verarbeitung des piezoelektrischen Dünnfilms angewendet werden können, der in einer der hier beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, einschließlich der piezoelektrischen Dünnfilme, die hierin unter Bezugnahme auf 8-9A, 22-23, 39-40 und 52-53 beschrieben sind.
  • 60 ist ein Flussdiagramm, das Verfahren zum Ausbilden eines piezoelektrischen Dünnfilms auf einem Substrat veranschaulicht, das anschließend verarbeitet werden kann, um die rückseitige Oberfläche des Films freizulegen und den Abschnitt des Films zu entfernen, der zuerst auf dem Substrat ausgebildet wurde, wie beispielsweise in Bezug auf 8-9A, 22-23, 39-40 und 52-53 in einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen beschrieben. 61 ist eine schematische Darstellung einer Sputterkammer, die verwendet werden kann, um die hochkristallinen piezoelektrischen Dünnfilme auf dem Substrat 100 unter Verwendung eines Targetmaterials der Gruppe III (wie AI, Sc oder AI und Sc) in einer Plasmaumgebung auszubilden, einschließlich der Fähigkeit, das Substrat 100 in einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen auf eine relativ hohe Sputtertemperatur zu erhitzen.
  • Gemäß 60, 61, 62 und 63 kann das Substrat (einschließlich der Substrate 100, 1610, 3210 und 4710, die in 8-9A, 22-23, 39-40 bzw. 52-53 gezeigt sind), in die in 61 dargestellte Sputterprozesskammer 6145 geladen werden (Block 6005). Es versteht sich, dass das Substrat 100 Silizium, Saphir, SiC oder ein anderes Material umfassen kann. In einigen Ausführungsformen kann das Substrat 100 vor dem Sputtern vorverarbeitet werden. Zum Beispiel kann das Substrat 100 geätzt werden, um alle unerwünschten Oxide zu entfernen, und/oder kann erhitzt werden, um jegliche Materialien aus dem Substrat 100 auszugasen. Darüber hinaus können diese Prozesse in einer Kammer, die mit der Sputterprozesskammer 6145 über eine Clustertyp-Konfiguration gekoppelt ist, oder in einem separaten System ausgeführt werden.
  • Die Atmosphäre in der Sputterprozesskammer 6145 kann vor dem Sputterprozess stabilisiert werden (Block 6010). Es versteht sich, dass der Begriff „stabilisieren“ (in Bezug auf die Sputterprozesskammer 6145) bedeutet, dass die steuerbaren Parameter, die dem hierin beschriebenen Sputterprozess zugeordnet sind, auf ihre Anfangswerte gebracht werden, bevor die nachfolgenden Sputtervorgänge durchgeführt werden. Zum Beispiel können steuerbare Parameter, die dem hier beschriebenen Sputterprozess zugeordnet sind, den Druck in der Kammer, die Temperatur des Substrats, die an die Kathode und Anode angelegten Leistungspegel, die Konzentrationen und Mengen der Inert- und Prozessgase, das Plasma usw. beinhalten, da diese Parameter während des Sputterprozesses driften können. In einigen Ausführungsformen werden das Inertgas 6196 und das Prozessgas 6197 Gas in die Sputterprozesskammer 6145 eingeführt, die auf einem Druck von etwa 1 bis 5 mTorr gehalten wird. In einigen Ausführungsformen kann das Inertgas 6196 Argon sein und das Prozessgas 6197 kann Stickstoff sein.
  • In einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen wird der piezoelektrische Dünnfilm (einschließlich der piezoelektrischen Dünnfilme 120, 1620, 3220 und 4720, die in 8-9A, 22-23, 39-40 bzw. 52-53 gezeigt sind) direkt auf dem Substrat (wie beispielsweise in 62 gezeigt) durch Sputtern eines Targets 6150 unter Verwendung des ionisierten Inertgases 6196 gebildet, um ein Plasma 6170 zu erzeugen, wie in 61 gezeigt. Es versteht sich, dass das Target ein Element enthalten kann, das aus der Gruppe III (wie AI oder Sc) ausgewählt ist, das verwendet werden kann, um ein Nitrid des Targetmaterials als den piezoelektrischen Dünnfilm 120 auf dem Substrat 100 unter Verwendung des Stickstoffprozessgases 6197 auszubilden (Block 6035). Dementsprechend kann der piezoelektrische Dünnfilm beispielsweise AIN, AIScN, AICrN, HfMgAIN oder ZrMgAIN sein.
  • Während des Sputterns wird an einer Kathode 6160, die mit dem Target 6150 gekoppelt ist, ein Leistungspegel bereitgestellt, der das Plasma 6170 (aufgrund der Ionisierung des Inertgases 6196) erzeugt, um das/die Element(e) der Gruppe III vom Target 6150 auf das Substrat auszustoßen, wodurch der piezoelektrische Dünnfilm 120 auf dem Substrat ausgebildet wird. In einigen Ausführungsformen kann der der Kathode 6160 bereitgestellte Leistungspegel während des Sputterns geändert werden. In noch weiteren Ausführungsformen kann während des Sputterns des Elements bzw. der Elemente der Gruppe III eine Substratvorspannung 6190 über eine Anode 6185 an das Substrat angelegt werden, um die Spannung innerhalb des piezoelektrischen Dünnfilms einzustellen.
  • Es versteht sich ferner, dass in einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen das Target ein erstes und ein zweites separates Target sein kann, die jeweils ein Element einschließen, das aus der Gruppe III (wie AI und Sc) ausgewählt ist, das verwendet werden kann, um ein Nitrid des Targetmaterials als piezoelektrischen Dünnfilm 120 auf dem Substrat 100 unter Verwendung des Stickstoff-Prozessgases 6197 auszubilden. Dementsprechend kann der piezoelektrische Dünnfilm beispielsweise so ausgebildet werden, dass er aus AIScN besteht, wenn das erste und das zweite separate Target jeweilige Elemente der Gruppe III enthalten.
  • Es versteht sich ferner, dass in einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen das Target ein zusammengesetztes Target sein kann, das das erste und das zweite Targetmaterial einschließt, die aus Gruppe III ausgewählt sind (wie AI und Sc), das verwendet werden kann, um unter Verwendung des Stickstoff-Prozessgases 6197 ein Nitrid des Targetmaterials als piezoelektrischen Dünnfilm auf dem Substrat auszubilden. Dementsprechend kann der piezoelektrische Dünnfilm beispielsweise AIScN sein, wenn das Target zwei Elemente der Gruppe III enthält. Es versteht sich, dass mehr als zwei Elemente der Gruppe III entweder als separate Targets oder als ein einzelnes zusammengesetztes Target verwendet werden können. Weiterhin kann jede beliebige Kombination von Targets und Elementen der Gruppe III verwendet werden.
  • In einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen kann eine optionale Seedschicht 6101 direkt auf dem Substrat ausgebildet werden, um eine Nukleationsschicht vor der Ausbildung des piezoelektrischen Dünnfilms auszubilden, wie in 63 gezeigt (Block 6020). In einigen Ausführungsformen wird die Seedschicht 6101 so ausgebildet, dass sie das/die gleiche(n) Element(e) der Gruppe III enthält, das/die in dem piezoelektrischen Dünnfilm enthalten ist/sind. Wenn der piezoelektrische Dünnfilm beispielsweise AIN enthält, kann die Seedschicht 6101 unter Verwendung von AI ausgebildet werden. In einigen Ausführungsformen, wenn der piezoelektrische Dünnfilm AIScN enthält, kann die Seedschicht 6101 unter Verwendung von AI und Sc ausgebildet werden. Während des Sputterns der Seedschicht 6101 kann an der Kathode 6160, die mit dem Target 6150 gekoppelt ist, ein Leistungspegel bereitgestellt werden, der das Plasma 6170 (aufgrund der Ionisierung des Inertgases 6196) erzeugt, um das Element bzw. die Elemente der Gruppe III aus dem Target 6150 auf das Substrat auszustoßen, wodurch die Seedschicht 6101 auf dem Substrat ausgebildet wird. In einigen Ausführungsformen kann der der Kathode 6160 bereitgestellte Leistungspegel während des Sputterns der Seedschicht 6101 geändert werden. In noch weiteren Ausführungsformen kann der Leistungspegel an der Kathode 6160 während des Sputterns des Elements bzw. der Elemente der Gruppe III auf das Substrat geändert werden, um die Spannung innerhalb der Seedschicht 6101 einzustellen. Nach der Ausbildung der optionalen Seedschicht 6101 kann die Sputterprozesskammer 6145 durch Einstellen des Drucks und der Ströme des Inertgases 6196 und des Prozessgases 6197 stabilisiert werden (Block 6025), bevor der piezoelektrische Dünnfilm auf die Seedschicht 6101 gesputtert wird.
  • In einigen Ausführungsformen wird der piezoelektrische Dünnfilm teilweise von der Rückseite entfernt (Block 6035), so dass der Abschnitt des piezoelektrischen Dünnfilms, der zuerst auf dem Substrat ausgebildet wird, entfernt wird, wie beispielsweise in Bezug auf 8-9, 22-23, 39-40 und 52-53 hierin beschrieben. Dementsprechend kann ein hochkristalliner piezoelektrischer Dünnfilm auf dem Substrat durch Sputtern eines Targetmaterials der Gruppe III (wie AI, Sc oder AI und Sc und andere Materialien) in einer Plasmaumgebung und anschließendes Entfernen des ersten gebildeten Abschnitts des piezoelektrischer Dünnfilm durch Verarbeiten des Substrats ausgebildet werden, um die Rückseite des piezoelektrischen Dünnfilms freizulegen (Block 6037) (der Abschnitt, der zuerst auf dem Substrat ausgebildet wurde) und um den Abschnitt des piezoelektrischen Dünnfilms 120, der zuerst auf dem Substrat ausgebildet wurde (Block 6039), weiter zu entfernen, um den Abschnitt mit niedrigerer Kristallinität des piezoelektrischen Dünnfilms zu beseitigen, so dass der verbleibende Abschnitt des piezoelektrischen Dünnfilms eine höhere Kristallinität aufweist. Zum Beispiel kann in einigen Ausführungsformen ein piezoelektrischer Dünnfilm aus AIN oder AIScN verarbeitet werden, um etwa mindestens 500 Ångström Material von der Rückseite des Films (dem Abschnitt, der zuerst auf dem Substrat ausgebildet wurde) zu entfernen, so dass der verbleibende Abschnitt eine Kristallinität von weniger als etwa 1,0 Grad bei Halbwertsbreite (Full Width Half Maximum, FWHM) bis etwa 10 Bogensekunden bei FWHM, gemessen unter Verwendung von Röntgenbeugung (X-Ray Diffraction, XRD), aufweist. In einigen Ausführungsformen kann die Kristallinität des piezoelektrischen Dünnfilms in einem Bereich zwischen etwa 1,0 Grad bei FWHM bis etwa 0,5 Grad bei FWHM, gemessen unter Verwendung von XRD, liegen.
  • Es versteht sich auch, dass in einigen Ausführungsformen die piezoelektrischen Dünnfilme durch Sputtern oder andere Verfahren, wie beispielsweise CVD, ausgebildet werden können. Beispielsweise können die piezoelektrischen Dünnfilme, die von der Rückseite teilweise entfernt werden können, wie hierin beschrieben, unter Verwendung des Hochtemperatur-Sputterverfahrens, wie in 64 dargestellt, eines Niedertemperatur-Sputterverfahrens oder eines CVD-Verfahrens ausgebildet werden. Es versteht sich ferner, dass diese Prozesse auf alle hierin beschriebenen Ausführungsformen angewendet werden können, wie beispielsweise die in Verbindung mit 1-15, 16-31, 32-46 und 47-59 (Block 6040).
  • 65 ist ein Diagramm, das die Impedanz eines akustischen Resonators in Abhängigkeit von der Frequenz darstellt, einschließlich eines piezoelektrischen Dünnfilms, der durch Entfernen eines Abschnitts von etwa 500 Ångström von der Oberfläche ausgebildet wird, die in einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen zuerst auf dem Substrat ausgebildet wurde, im Vergleich zu einem herkömmlich gebildeten piezoelektrischen Dünnfilm.
  • 66 ist ein Diagramm, das einen Q-Faktor eines akustischen Resonators in Abhängigkeit von der Frequenz darstellt, einschließlich eines piezoelektrischen Dünnfilms, der durch Entfernen eines Abschnitts von etwa 500 Ångström von der Oberfläche ausgebildet wird, die in einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen zuerst auf dem Substrat ausgebildet wurde, im Vergleich zu einem herkömmlich gebildeten piezoelektrischen Dünnfilm.
  • 64 ist ein Flussdiagramm, das Verfahren zum Ausbilden eines piezoelektrischen Dünnfilms auf einem Substrat veranschaulicht, das auf die Sputtertemperatur erhitzt wird, um den piezoelektrischen Dünnfilm bereitzustellen, der anschließend verarbeitet werden kann, um die rückseitige Oberfläche des Films freizulegen und den Abschnitt des Films zu entfernen, der zuerst auf dem Substrat ausgebildet wurde, wie beispielsweise in Bezug auf 8-9A, 22-23, 39-40, 52-53 in einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen gezeigt sind, veranschaulicht. 61 ist eine schematische Darstellung einer Sputterkammer, die verwendet werden kann, um die hochkristallinen piezoelektrischen Dünnfilme auf dem Substrat unter Verwendung eines Targetmaterials der Gruppe III (wie AI, Sc oder AI und Sc) in einer Plasmaumgebung auszubilden, in der das Substrat in einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen auf eine relativ hohe Sputtertemperatur erhitzt wird.
  • Gemäß 64 kann das Substrat (einschließlich der Substrate 100, 1610, 3210 und 4710, die in 8-9A, 22-23, 39-40 bzw. 52-53 gezeigt sind), in die in 61 dargestellte Sputterprozesskammer 6145 geladen werden (Block 6405). Es versteht sich, dass das Substrat Silizium, Saphir, SiC oder ein anderes Material umfassen kann. In einigen Ausführungsformen kann das Substrat vor dem Sputtern vorverarbeitet werden. Zum Beispiel kann das Substrat geätzt werden, um alle unerwünschten Oxide zu entfernen, und/oder kann erhitzt werden, um jegliche Materialien aus dem Substrat auszugasen. Darüber hinaus können diese Prozesse in einer Kammer, die mit der Sputterprozesskammer 6145 über eine Clustertyp-Konfiguration gekoppelt ist, oder in einem separaten System ausgeführt werden.
  • Die Atmosphäre in der Sputterprozesskammer 6145 kann vor dem Sputterprozess stabilisiert werden (Block 6410). Es versteht sich, dass der Begriff „stabilisieren“ (in Bezug auf die Sputterprozesskammer 6145) bedeutet, dass die steuerbaren Parameter, die dem hierin beschriebenen Sputterprozess zugeordnet sind, auf ihre Anfangswerte gebracht werden, bevor die nachfolgenden Sputtervorgänge durchgeführt werden. Zum Beispiel können steuerbare Parameter, die dem hier beschriebenen Sputterprozess zugeordnet sind, den Druck in der Kammer, die Temperatur des Substrats, die an die Kathode und Anode angelegten Leistungspegel, die Konzentrationen und Mengen der Inert- und Prozessgase, das Plasma usw. beinhalten, da diese Parameter während des Sputterprozesses driften können. In einigen Ausführungsformen werden das Inertgas 6196 und das Prozessgas 6197 Gas in die Sputterprozesskammer 6145 eingeführt, die auf einem Druck von etwa 1 bis 5 mTorr gehalten wird. In einigen Ausführungsformen kann das Inertgas 6196 Argon sein und das Prozessgas 6197 kann Stickstoff sein.
  • In einigen Ausführungsformen wird das Substrat unter Verwendung des Heizelements 6180 auf eine Sputtertemperatur in einem Bereich zwischen etwa 350 Grad Celsius bis etwa 850 Grad Celsius erhitzt (Block 6415). In einigen Ausführungsformen wird das Substrat 100 auf eine Sputtertemperatur in einem Bereich zwischen etwa 400 Grad Celsius bis etwa 600 Grad Celsius erhitzt. In einigen Ausführungsformen kann die Sputtertemperatur während des Sputterprozesses geändert werden, um den Kristallinitätsgrad der piezoelektrischen Schicht zu verbessern. Es versteht sich, dass die Prozesskammer 6145 auch einen Rückkopplungsmechanismus einschließen kann, um sicherzustellen, dass die Temperatur des Substrats auf dem Sollwert gehalten wird, der als die hierin beschriebene Sputtertemperatur angegeben ist.
  • In einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen wird der piezoelektrische Dünnfilm (einschließlich der piezoelektrischen Dünnfilme 120, 1620, 3220 und 4720, die in 8-9A, 22-23, 39-40 bzw. 52-53 gezeigt sind) direkt auf dem Substrat bei einer Temperatur im Sputtertemperaturbereich durch Sputtern eines Targets 6150 unter Verwendung des ionisierten Edelgases 6196 gebildet, um ein Plasma 6170 zu erzeugen, wie in 61 gezeigt (Block 6430). Es versteht sich, dass das Target ein Element enthalten kann, das aus der Gruppe III (wie AI oder Sc) ausgewählt ist, das verwendet werden kann, um ein Nitrid des Targetmaterials als den piezoelektrischen Dünnfilm auf dem Substrat unter Verwendung des Stickstoffprozessgases 6197 auszubilden. Dementsprechend kann der piezoelektrische Dünnfilm beispielsweise AIN, AIScN, AICrN, HfMgAIN oder ZrMgAIN sein. Auch andere Materialien können verwendet werden.
  • Während des Sputterns wird an einer Kathode 6160, die mit dem Target 6150 gekoppelt ist, ein Leistungspegel bereitgestellt, der das Plasma 6170 (aufgrund der Ionisierung des Inertgases 6196) erzeugt, um das/die Element(e) der Gruppe III vom Target 6150 auf das Substrat auszustoßen, wodurch der piezoelektrische Dünnfilm auf dem Substrat ausgebildet wird. In einigen Ausführungsformen kann der der Kathode 6160 bereitgestellte Leistungspegel während des Sputterns geändert werden. In noch weiteren Ausführungsformen kann während des Sputterns des Elements bzw. der Elemente der Gruppe III eine Substratvorspannung 6190 über eine Anode 6185 an das Substrat angelegt werden, um die Spannung innerhalb des piezoelektrischen Dünnfilms einzustellen.
  • Es versteht sich ferner, dass in einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen das Target ein erstes und ein zweites separates Target sein kann, die jeweils ein Element einschließen, das aus der Gruppe III (wie AI und Sc) ausgewählt ist, das verwendet werden kann, um ein Nitrid des Targetmaterials als piezoelektrischen Dünnfilm auf dem Substrat unter Verwendung des Stickstoff-Prozessgases 6197 auszubilden. Dementsprechend kann der piezoelektrische Dünnfilm beispielsweise so ausgebildet werden, dass er aus AIScN besteht, wenn das erste und das zweite separate Target jeweilige Elemente der Gruppe III enthalten.
  • Es versteht sich ferner, dass in einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen das Target ein zusammengesetztes Target sein kann, das das erste und das zweite Targetmaterial einschließt, die aus Gruppe III ausgewählt sind (wie AI und Sc), das verwendet werden kann, um unter Verwendung des Stickstoff-Prozessgases 6197 ein Nitrid des Targetmaterials als piezoelektrischen Dünnfilm auf dem Substrat auszubilden. Dementsprechend kann der piezoelektrische Dünnfilm beispielsweise AIScN sein, wenn das Target zwei Elemente der Gruppe III enthält. Es versteht sich, dass mehr als zwei Elemente der Gruppe III entweder als separate Targets oder als ein einzelnes zusammengesetztes Target verwendet werden können. Weiterhin kann jede beliebige Kombination von Targets und Elementen der Gruppe III verwendet werden.
  • In einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen kann eine optionale Seedschicht 6101 direkt auf dem Substrat bei einer Temperatur im Sputtertemperaturbereich ausgebildet werden, um eine Nukleationsschicht vor der Ausbildung des piezoelektrischen Dünnfilms auszubilden, wie in 62 gezeigt (Block 6420). In einigen Ausführungsformen wird die Seedschicht 6101 so ausgebildet, dass sie das/die gleiche(n) Element(e) der Gruppe III enthält, das/die in dem piezoelektrischen Dünnfilm enthalten ist/sind. Wenn der piezoelektrische Dünnfilm beispielsweise AIN enthält, kann die Seedschicht 6101 unter Verwendung von AI ausgebildet werden. In einigen Ausführungsformen, wenn der piezoelektrische Dünnfilm AIScN enthält, kann die Seedschicht 6101 unter Verwendung von AI und Sc ausgebildet werden. Während des Sputterns der Seedschicht 6101 kann an der Kathode 6160, die mit dem Target 6150 gekoppelt ist, ein Leistungspegel bereitgestellt werden, der das Plasma 6170 (aufgrund der Ionisierung des Inertgases 6196) erzeugt, um das Element bzw. die Elemente der Gruppe III aus dem Target 6150 auf das Substrat auszustoßen, wodurch die Seedschicht 6101 auf dem Substrat ausgebildet wird. In einigen Ausführungsformen kann der der Kathode 6160 bereitgestellte Leistungspegel während des Sputterns der Seedschicht 6101 geändert werden. In noch weiteren Ausführungsformen kann der Leistungspegel an der Kathode 6160 während des Sputterns des Elements bzw. der Elemente der Gruppe III auf das Substrat geändert werden, um die Spannung innerhalb der Seedschicht 6101 einzustellen.
  • Wie von den Erfindern der vorliegenden Erfindung erkannt wird, kann die Seedschicht 6101 bei einer ersten Temperatur innerhalb des Sputtertemperaturbereichs ausgebildet werden, wohingegen der piezoelektrische Dünnfilm bei einer Temperatur ausgebildet werden kann, die ebenfalls innerhalb des Sputtertemperaturbereichs liegt, jedoch höher als die zum Sputtern der Seedschicht 6101 auf das Substrat 100 verwendete Temperatur ist. Die niedrigere Sputtertemperatur, die verwendet wird, um die Seedschicht 6101 auszubilden (im Vergleich zu der Temperatur, die verwendet wird, um den piezoelektrischen Dünnfilm auszubilden) kann eine noch höhere Kristallinität in dem auf die Seedschicht 6101 gesputterten piezoelektrischen Dünnfilm bereitstellen. Nach der Ausbildung der Seedschicht 6101 kann die Sputterprozesskammer 6145 durch Einstellen des Drucks und der Ströme des Inertgases 6196 und des Prozessgases 6197 stabilisiert werden (Block 6430).
  • In einigen Ausführungsformen wird der piezoelektrische Dünnfilm teilweise von der Rückseite entfernt, so dass der Abschnitt des piezoelektrischen Dünnfilms, der zuerst auf dem Substrat ausgebildet wird, entfernt wird, wie beispielsweise in Bezug auf 8-9, 22-23, 39-40 und 52-53 hierin beschrieben. Dementsprechend kann ein hochkristalliner piezoelektrischer Dünnfilm auf dem auf Sputtertemperatur erhitzten Substrat durch Sputtern eines Targetmaterials der Gruppe III (wie AI, Sc oder AI und Sc und andere Materialien) in einer Plasmaumgebung und anschließendes Entfernen des ersten gebildeten Abschnitts des piezoelektrischer Dünnfilm durch Verarbeiten des Substrats (Block 6437) ausgebildet werden, um die Rückseite des piezoelektrischen Dünnfilms freizulegen (der Abschnitt, der zuerst auf dem Substrat ausgebildet wurde) und um einen Abschnitt des piezoelektrischen Dünnfilms, der zuerst auf dem Substrat ausgebildet wurde, weiter zu entfernen (Block 6439). Das Entfernen des Abschnitts des piezoelektrischen Dünnfilms, der zuerst auf dem Substrat ausgebildet wurde, kann den Abschnitt mit niedrigerer Kristallinität des piezoelektrischen Dünnfilms beseitigen, so dass der verbleibende Abschnitt des piezoelektrischen Dünnfilms eine höhere Kristallinität aufweist. Zum Beispiel kann in einigen Ausführungsformen ein piezoelektrischer Dünnfilm aus AIN oder AIScN verarbeitet werden, um etwa mindestens 500 Ångström Material von der Rückseite des Films (dem Abschnitt, der zuerst auf dem Substrat ausgebildet wurde) zu entfernen, so dass der verbleibende Abschnitt eine Kristallinität von weniger als etwa 1,0 Grad bei Halbwertsbreite (Full Width Half Maximum, FWHM) bis etwa 10 Bogensekunden bei FWHM, gemessen unter Verwendung von Röntgenbeugung (X-Ray Diffraction, XRD), aufweist. In einigen Ausführungsformen kann die Kristallinität des piezoelektrischen Dünnfilms in einem Bereich zwischen etwa 1,0 Grad bei FWHM bis etwa 0,5 Grad bei FWHM, gemessen unter Verwendung von XRD, liegen.
  • Es versteht sich auch, dass in einigen Ausführungsformen die piezoelektrischen Dünnfilme durch Sputtern oder andere Verfahren, wie beispielsweise CVD, ausgebildet werden können. Beispielsweise können die piezoelektrischen Dünnfilme, die von der Rückseite teilweise entfernt werden können, wie hierin beschrieben, unter Verwendung des Hochtemperatur-Sputterverfahrens, wie in 64 dargestellt, eines Niedertemperatur-Sputterverfahrens oder eines CVD-Verfahrens ausgebildet werden. Es versteht sich ferner, dass diese Prozesse auf alle hierin beschriebenen Ausführungsformen angewendet werden können, wie beispielsweise die in Verbindung mit 1-15, 16-31, 32-46 und 47-59, um einen akustischen Resonator auszubilden (Block 6440).
  • Es versteht sich auch, dass in einigen Ausführungsformen die piezoelektrischen Dünnfilme durch Sputtern oder andere Verfahren, wie beispielsweise CVD, ausgebildet werden können. Beispielsweise können die piezoelektrischen Dünnfilme, die von der Rückseite teilweise entfernt werden können, wie hierin beschrieben, unter Verwendung des Hochtemperatur-Sputterverfahrens, wie in 64 dargestellt, eines Niedertemperatur-Sputterverfahrens oder eines CVD-Verfahrens ausgebildet werden. Es versteht sich ferner, dass diese Prozesse auf alle hierin beschriebenen Ausführungsformen angewendet werden können, wie beispielsweise die in Verbindung mit 16-31, 32-46 und 47-59.
  • 3 kann einen Verfahrensschritt des Ausbildens einer oberseitigen Metallisierung oder einer oberseitigen Resonatormetallelektrode 130 darstellen. In einem spezifischen Beispiel kann die oberseitige Metallelektrode 130 ein Molybdän-, Aluminium-, Ruthenium- oder Titanmaterial oder dergleichen und Kombinationen davon beinhalten. Diese Schicht kann durch einen Abhebeprozess, einen Nassätzprozess, einen Trockenätzprozess, einen Metalldruckprozess, einen Metalllaminierungsprozess oder dergleichen auf der Oberseite der piezoelektrischen Schicht abgeschieden und strukturiert werden. Der Abhebeprozess kann einen sequentiellen Prozess von lithografischer Strukturierung, Metallabscheidung und Abhebeschritten beinhalten, um die oberseitige Metallschicht zu erzeugen. Die Nass-/Trockenätzprozesse können sequentielle Prozesse der Metallabscheidung, der lithografischen Strukturierung, der Metallabscheidung und der Metallätzschritte zum Erzeugen der oberseitigen Metallschicht beinhalten. Der Durchschnittsfachmann wird andere Variationen, Modifikationen und Alternativen erkennen.
  • 4A ist ein vereinfachtes Diagramm, das einen Schritt für ein Herstellungsverfahren für eine akustische Resonatorvorrichtung 401 gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Diese Figur kann einen Verfahrensschritt des Ausbildens eines oder mehrerer oberseitiger Mikroschlitze 121 innerhalb eines Abschnitts der piezoelektrischen Schicht 120 darstellen. Dieser oberseitige Mikroschlitz 121 kann als Hauptverbindungsübergang zwischen der Ober- und Unterseite der akustischen Membran dienen, die in späteren Verfahrensschritten entwickelt wird. In einem Beispiel erstreckt sich der oberseitige Mikroschlitz 121 vollständig durch die piezoelektrische Schicht 120 und endet in dem Seedsubstrat 110. Dieser oberseitige Mikroschlitz 121 kann durch einen Trockenätzprozess, einen Laserbohrprozess oder dergleichen ausgebildet werden. 4B und 4C beschreiben diese Optionen ausführlicher.
  • 4B und 4C sind vereinfachte Diagramme, die alternative Verfahren zum Durchführen des Verfahrensschritts, wie in 4A beschrieben, darstellen. Wie gezeigt, stellt 4B einen Verfahrensschritt zum Verwenden eines Laserbohrers dar, der den oberen Mikroschlitz 121 in der piezoelektrischen Schicht 120 schnell und genau ausbilden kann. In einem Beispiel kann der Laserbohrer verwendet werden, um Löcher mit einem Nenndurchmesser von 50 µm oder Löcher mit einem Durchmesser zwischen 10 µm und 500 µm durch die piezoelektrische Schicht 120 auszubilden und im Seedsubstrat 110 unter der Grenzfläche zwischen den Schichten 120 und 110 zu stoppen. Über der piezoelektrischen Schicht 120 und der oberseitigen Metallelektrode 130 kann eine Schutzschicht 122 ausgebildet werden. Diese Schutzschicht 122 kann dazu dienen, die Vorrichtung vor Laserdebris zu schützen und eine Blende für das Ätzen der oberseitigen Mikrodurchkontaktierung 121 bereitzustellen. In einem spezifischen Beispiel kann der Laserbohrer ein diodengepumpter 11-W-Hochleistungs-UV-Laser oder dergleichen sein. Diese Blende 122 kann anschließend entfernt werden, bevor mit anderen Schritten fortgefahren wird. Die Blende kann auch aus dem Laserbohrprozess weggelassen werden und ein Luftstrom kann verwendet werden, um Laserdebris zu entfernen.
  • 4C kann einen Verfahrensschritt zum Verwenden eines Trockenätzprozesses darstellen, um den oberen Mikroschlitz 121 in der piezoelektrischen Schicht 120 auszubilden. Wie gezeigt, kann eine lithografische Maskierungsschicht 123 ausgebildet werden, die über der piezoelektrischen Schicht 120 und der oberseitigen Metallelektrode 130 liegt. Der oberseitige Mikroschlitz 121 kann durch Einwirkung von Plasma oder dergleichen ausgebildet werden.
  • 4D und 4E sind vereinfachte Diagramme, die ein alternatives Verfahren zum Durchführen des Verfahrensschritts, wie in 4A beschrieben, darstellen. Diese Figuren können den Verfahrensschritt zum gleichzeitigen Herstellen mehrerer akustischer Resonatorvorrichtungen darstellen. In 4D sind zwei Vorrichtungen auf Chip Nr. 1 bzw. Chip Nr. 2 gezeigt. 4E zeigt den Prozess des Ausbildens einer Mikrodurchkontaktierung 121 auf jedem dieser Chips, während auch eine Ritzlinie 124 oder Wafervereinzelungslinie geätzt wird. In einem Beispiel vereinzelt das Ätzen der Ritzlinie 124 und baut Spannung in der piezoelektrischen Einkristallschicht 120 ab.
  • 5 bis 8 sind vereinfachte Diagramme, die Schritte für ein Herstellungsverfahren für eine akustische Resonatorvorrichtung gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. 5 kann den Verfahrensschritt des Ausbildens eines oder mehrerer Bondpads 140 und des Ausbildens eines oberseitigen Metalls 141 darstellen, das mit mindestens einem der Bondpads 140 elektrisch gekoppelt ist. Das oberseitige Metall 141 kann einen oberseitigen Metallstecker 146 beinhalten, der innerhalb des oberseitigen Mikroschlitzes 121 ausgebildet ist. In einem spezifischen Beispiel füllt der oberseitige Metallstecker 146 den oberseitigen Mikroschlitz 121, um einen oberseitigen Abschnitt einer Mikrodurchkontaktierung auszubilden.
  • In einem Beispiel können die Bondpads 140 und das oberseitige Metall 141 in Abhängigkeit von der Anwendung der Vorrichtung ein Goldmaterial oder ein anderes Verbindungsmetallmaterial beinhalten. Diese Metallmaterialien können durch einen Abhebeprozess, einen Nassätzprozess, einen Trockenätzprozess, einen Siebdruckprozess, einen Elektroplattierungsprozess, einen Metalldruckprozess oder dergleichen ausgebildet werden. In einem spezifischen Beispiel können die abgeschiedenen Metallmaterialien auch als Bondpads für eine Kappenstruktur dienen, die unten beschrieben wird.
  • 6 kann einen Verfahrensschritt zum Vorbereiten der akustischen Resonatorvorrichtung für das Bonden darstellen, das ein hermetisches Bonden sein kann. Wie gezeigt, ist eine obere Kappenstruktur über der teilweise verarbeiteten akustischen Resonatorvorrichtung positioniert, wie in den vorherigen Figuren beschrieben. Die obere Kappenstruktur kann unter Verwendung eines Interposer-Substrats 119 in zwei Konfigurationen ausgebildet werden: vollständig verarbeitete Interposer-Version 601 (Glasdurchkontaktierung) und teilweise verarbeitete Interposer-Version 602 (Blinddurchkontaktierungsversion). In der Version 601 beinhaltet das Interposer-Substrat 119 Durchkontaktierungsstrukturen 151, die sich durch das Interposer-Substrat 119 erstrecken und an die unteren Bondpads 142 und die oberen Bondpads 143 elektrisch gekoppelt sind. In der Version 602 enthält das Interposer-Substrat 119 Blinddurchkontaktierungsstrukturen 152, die sich nur von der Unterseite durch einen Abschnitt des Interposer-Substrats 119 erstrecken. Diese Blinddurchkontaktierungsstrukturen 152 sind auch an die unteren Bondpads 142 elektrisch gekoppelt. In einem spezifischen Beispiel kann das Interposer-Substrat ein Silizium, Glas, Smart-Glass oder ein anderes ähnliches Material einschließen.
  • 7 kann einen Verfahrensschritt zum Bonden der oberen Kappenstruktur mit der teilweise verarbeiteten akustischen Resonatorvorrichtung darstellen. Wie gezeigt, ist das Interposer-Substrat 119 durch die Bondpads (140, 142) und das oberseitige Metall 141, die nun als Bondpad 144 und oberseitiges Metall 145 bezeichnet werden, an die piezoelektrische Schicht gebondet. Dieser Bonding-Prozess kann unter Verwendung eines Kompressions-Bondingverfahrens oder dergleichen durchgeführt werden. 8 kann das Ausdünnen des Seedsubstrats 110 darstellen, das als ausgedünntes Seedsubstrat 111 bezeichnet werden kann. Dieser Prozess zum Ausdünnen des Substrats kann Schleif- und Ätzprozesse oder dergleichen beinhalten. In einem spezifischen Beispiel kann dieser Prozess einen Wafer-Rückseitenschleifprozess gefolgt von Beanspruchungsbeseitigung einschließen, was Trockenätzen, CMP-Polieren oder Temperprozesse beinhalten kann.
  • Es versteht sich, dass in einigen Ausführungsformen das Substrat vollständig entfernt werden kann, um die Oberfläche des piezoelektrischen Dünnfilms 120 freizulegen und einen zuerst gebildeten Abschnitt des piezoelektrischen Dünnfilms 120 (oder der piezoelektrischen Schicht 6120 oder 6101, die in 62-63 gezeigt sind) zu entfernen. Beispielsweise kann in einigen Ausführungsformen der Substratausdünnungsprozess durchgeführt werden, um die Oberfläche des piezoelektrischen Dünnfilms 120 freizulegen und ferner etwa mindestens etwa 500 Angström an Material von der freigelegten Oberfläche des piezoelektrischen Dünnfilms zu entfernen. Wie von den Erfindern der vorliegenden Erfindung erkannt wurde, kann das Entfernen eines Abschnitts der freigelegten piezoelektrischen Schicht einen Abschnitt mit relativ geringwertiger Kristallinität des piezoelektrischen Dünnfilms entfernen, so dass der verbleibende Abschnitt des piezoelektrischen Dünnfilms eine relativ höherwertige Kristallinität aufweist, um eine Kristallinität von weniger als etwa 1,0 Grad bei Halbwertsbreite (FWHM) bis etwa 10 Bogensekunden bei FWHM, gemessen unter Verwendung von Röntgenbeugung (XRD), aufzuweisen. In einigen Ausführungsformen kann die Kristallinität des piezoelektrischen Dünnfilms in einem Bereich zwischen etwa 1,0 Grad bei FWHM bis etwa 0,5 Grad bei FWHM, gemessen unter Verwendung von XRD, liegen.
  • Es versteht sich ferner, dass der piezoelektrische Dünnfilm gemäß einigen Ausführungsformen, wie die piezoelektrischen Dünnfilme 120, 1620, 3220 und 4720, die in 8-9A, 22-23, 39-40 bzw. 52-53) gezeigt sind, ein beliebiges Material der Gruppe III sein kann, das mit einem oder mehreren Elementen dotiert ist, die so ausgewählt sind, dass sie die Kristallstruktur des Materials der Gruppe III verändern, um die piezoelektrischen Eigenschaften des piezoelektrischen Dünnfilms zu modifizieren. Beispielsweise kann in einigen Ausführungsformen der piezoelektrische Dünnfilm AIScN sein und die freigelegte Oberfläche kann so verarbeitet werden, dass etwa die ersten 500 Ångström des AIScN entfernt werden. Es versteht sich ferner, dass die Menge des piezoelektrischen Dünnfilms 120, die entfernt wird, so gewählt werden kann, dass die Gesamtleistung (wie beispielsweise der Kopplungskoeffizient) des in der akustischen Resonatorvorrichtung verwendeten piezoelektrischen Dünnfilms verbessert wird. Die ausgewählte Menge kann ferner auf den Materialien basieren, die verwendet werden, um den piezoelektrischen Dünnfilm auszubilden; also dem Prozess, der verwendet wird, um den piezoelektrischen Dünnfilm 120 auszubilden.
  • 9A ist ein vereinfachtes Diagramm, das einen Schritt für ein Herstellungsverfahren für eine akustische Resonatorvorrichtung 901 gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. 9A kann einen Verfahrensschritt des Ausbildens der rückseitigen Schlitze 113 und 114 darstellen, um Zugang zu der piezoelektrischen Schicht 120 (oder der in 62-63 gezeigten piezoelektrischen Schicht 6120 oder 6101) von der Rückseite des ausgedünnten Seedsubstrats 111 zu ermöglichen. In einigen Ausführungsformen versteht es sich, dass der vorstehend unter Bezugnahme auf 8 beschriebene Substratausdünnungsprozess in Kombination mit dem in 9A gezeigten Prozess durchgeführt werden kann, wobei die freigelegten Abschnitte der Oberfläche der piezoelektrischen Schicht weiter verarbeitet werden, um den Abschnitt der freigelegten piezoelektrischen Schicht zu entfernen. Zum Beispiel kann in einigen Ausführungsformen das Entfernen des ersten gebildeten Abschnitts der freigelegten piezoelektrischen Schicht unter Verwendung des ausgedünnten Substrats 112 als eine Blende durchgeführt werden, um weiter die untersten Abschnitte des piezoelektrischen Dünnfilms zu entfernen, die durch das ausgedünnte Substrat 112 freigelegt werden. Es versteht sich, dass in einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen die vorstehend unter Bezugnahme auf 8 bis beschriebenen Techniken auch gemäß 9A verwendet werden können. Es versteht sich ferner, dass die vorstehend beschriebenen Prozesse bezüglich des Entfernens eines Abschnitts des piezoelektrischen Dünnfilms, der zuerst auf dem Substrat ausgebildet wird, auf die anderen hierin beschriebenen Ausführungsformen angewendet werden können, wie beispielsweise die im Zusammenhang mit 16-31, 32-46 und 47-59. Zum Beispiel kann das Entfernen eines ersten gebildeten Abschnitts des piezoelektrischen Dünnfilms, der unter Verwendung einer Vielzahl von Prozessen ausgebildet wurde, auf die Strukturen und Prozesse angewendet werden, die in Bezug auf 24, 41 und 53 beschrieben sind.
  • In einem Beispiel kann der erste rückseitige Schlitz 113 innerhalb des ausgedünnten Seedsubstrats 111 und unter der oberseitigen Metallelektrode 130 ausgebildet werden. Der zweite rückseitige Schlitz 114 kann innerhalb des ausgedünnten Seedsubstrats 111 und unter dem oberseitigen Mikroschlitzes 121 und dem oberseitigen Metallstecker 146 ausgebildet werden. Dieses Substrat wird nun als ausgedünntes Substrat 112 bezeichnet. In einem spezifischen Beispiel können diese Schlitze 113 und 114 unter Verwendung von tiefen reaktiven lonenätz-(Deep Reactive Ion Etching, DRIE)-Prozessen, Bosch-Prozessen oder dergleichen ausgebildet werden. Die Größe, Form und Anzahl der Schlitze kann mit der Auslegung der akustischen Resonatorvorrichtung variieren. In verschiedenen Beispielen kann der erste rückseitige Schlitz mit einer Schlitzform ähnlich einer Form der oberseitigen Metallelektrode oder einer Form der rückseitigen Metallelektrode ausgebildet werden. Der erste rückseitige Schlitz kann auch mit einer Schlitzform ausgebildet werden, die sich sowohl von einer Form der oberseitigen Metallelektrode als auch der rückseitigen Metallelektrode unterscheidet.
  • 9B und 9C sind vereinfachte Diagramme, die ein alternatives Verfahren zum Durchführen des Verfahrensschritts, wie in 9A beschrieben, darstellen. Wie 4D und 4E können diese Figuren den Verfahrensschritt zum gleichzeitigen Herstellen mehrerer akustischer Resonatorvorrichtungen darstellen. In 9B sind zwei Vorrichtungen mit Kappenstrukturen auf Chip Nr. 1 bzw. Chip Nr. 2 gezeigt. 9C zeigt den Prozess zum Ausbilden von rückseitigen Schlitzen (113, 114) auf jedem dieser Chips, während auch eine Ritzlinie 115 oder eine Wafervereinzelungslinie geätzt wird. In einem Beispiel bietet das Ätzen der Ritzlinie 115 eine optionale Möglichkeit, den rückseitigen Wafer 112 zu vereinzeln.
  • 10 ist ein vereinfachtes Diagramm, das einen Schritt für ein Herstellungsverfahren für eine akustische Resonatorvorrichtung 1000 gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Diese Figur kann einen Verfahrensschritt des Ausbildens einer rückseitigen Metallelektrode 131 und eines rückseitigen Metallsteckers 147 innerhalb der rückseitigen Schlitze des ausgedünnten Seedsubstrats 112 darstellen. In einem Beispiel kann die rückseitige Metallelektrode 131 unter einem oder mehreren Abschnitten des ausgedünnten Substrats 112 innerhalb des ersten rückseitigen Schlitzes 113 und unter der oberseitigen Metallelektrode 130 ausgebildet sein. Dieser Prozess vervollständigt die Resonatorstruktur innerhalb der akustischen Resonatorvorrichtung. Der rückseitige Metallstecker 147 kann unter einem oder mehreren Abschnitten des ausgedünnten Substrats 112, innerhalb des zweiten rückseitigen Schlitzes 114 und unter dem oberseitigen Mikroschlitz 121 ausgebildet sein. Der rückseitige Metallstecker 147 kann an den oberseitigen Metallstecker 146 und die rückseitige Metallelektrode 131 elektrisch gekoppelt sein. In einem spezifischen Beispiel kann die rückseitige Metallelektrode 130 ein Molybdän-, Aluminium-, Ruthenium- oder Titanmaterial oder dergleichen und Kombinationen davon beinhalten. Der rückseitige Metallstecker kann ein Goldmaterial, Verbindungsmetalle mit niedrigem spezifischem Widerstand, Elektrodenmetalle oder dergleichen beinhalten. Diese Schichten können unter Verwendung der zuvor beschriebenen Abscheidungsverfahren abgeschieden werden.
  • 11A und 11B sind vereinfachte Diagramme, die alternative Schritte für ein Herstellungsverfahren für eine akustische Resonatorvorrichtung gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Diese Figuren zeigen Verfahren zum Bonden einer rückseitigen Kappenstruktur, die unter dem ausgedünnten Seedsubstrat 112 liegt. In 11A ist die rückseitige Kappenstruktur eine Trockenfilmkappe 161, die einen permanenten fotostrukturierbaren Trockenfilm wie etwa eine Lötmaske, Polyimid oder dergleichen beinhalten kann.
  • Das Bonden dieser Kappenstruktur kann kostengünstig und zuverlässig sein, erzeugt jedoch möglicherweise keine hermetische Abdichtung. In 11B ist die rückseitige Kappenstruktur ein Substrat 162, das ein Silizium, Glas oder ein anderes ähnliches Material beinhalten kann. Das Bonden dieses Substrats kann eine hermetische Abdichtung bereitstellen, kann jedoch mehr kosten und zusätzliche Prozesse erfordern. Je nach Anwendung kann jede dieser rückseitigen Kappenstrukturen unter den ersten und zweiten rückseitigen Durchkontaktierungen gebondet werden.
  • 12A bis 12E sind vereinfachte Diagramme, die Schritte für ein Herstellungsverfahren für eine akustische Resonatorvorrichtung gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Genauer gesagt beschreiben diese Figuren zusätzliche Schritte zum Verarbeiten der Blinddurchkontaktierungs-lnterposer-,,602"-Version der oberen Kappenstruktur. 12A zeigt eine akustische Resonatorvorrichtung 1201 mit Blinddurchkontaktierungen 152 in der oberen Kappenstruktur. In 12B wird das Interposer-Substrat 119 ausgedünnt, das ein ausgedünntes Interposer-Substrat 118 bildet, um die Blinddurchkontaktierungen 152 freizulegen. Dieser Ausdünnungsprozess kann eine Kombination aus einem Schleifprozess und einem Ätzprozess sein, wie für das Ausdünnen des Seedsubstrats beschrieben. In 12C können ein Umverteilungsschicht-(Redistribution Layer, RDL)-Prozess und ein Metallisierungsprozess angewendet werden, um obere Kappen-Bondpads 160 zu erzeugen, die über den Blinddurchkontaktierungen 152 ausgebildet werden und mit den Blinddurchkontaktierungen 152 elektrisch gekoppelt sind. Wie in 12D kann ein Ball Grid Array-(BGA)-Prozess angewendet werden, um Lötkugeln 170 auszubilden, die über den oberen Kappen-Bondpads 160 liegen und mit diesen elektrisch gekoppelt sind. Durch diesen Prozess ist die akustische Resonatorvorrichtung für das Drahtbonden 171 vorbereitet, wie in 12E gezeigt.
  • 13 ist ein vereinfachtes Diagramm, das einen Schritt für ein Herstellungsverfahren für eine akustische Resonatorvorrichtung gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Wie gezeigt, enthält die Vorrichtung 1300 zwei vollständig verarbeitete akustische Resonatorvorrichtungen, die zur Vereinzelung bereit sind, um separate Vorrichtungen zu erzeugen. In einem Beispiel kann der Chipvereinzelungsprozess unter Verwendung eines Wafer-Dicing-Sägeprozesses, eines Laserschneidvereinzelungsprozesses oder anderer Prozesse und Kombinationen davon durchgeführt werden.
  • 14A bis 14G sind vereinfachte Diagramme, die Schritte für ein Herstellungsverfahren für eine akustische Resonatorvorrichtung gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Dieses Verfahren veranschaulicht den Prozess zum Herstellen einer akustischen Resonatorvorrichtung ähnlich der in 1B gezeigten. Das Verfahren für dieses Beispiel eines akustischen Resonators kann ähnliche Schritte wie in 1-5 beschrieben durchlaufen. 14A zeigt, wo sich dieses Verfahren von dem zuvor beschriebenen unterscheidet. Hier beinhaltet das obere Kappenstruktursubstrat 119 und nur eine Metallisierungsschicht mit einem oder mehreren unteren Bondpads 142. Im Vergleich zu 6 gibt es keine Durchkontaktierungsstrukturen in der oberen Kappenstruktur, da die Verbindungen auf der Unterseite der akustischen Resonatorvorrichtung ausgebildet werden.
  • 14B bis 14F stellen Verfahrensschritte dar, die denen ähnlich sind, die im ersten Prozessablauf beschrieben wurden. 14B kann einen Verfahrensschritt zum Bonden der oberen Kappenstruktur an die piezoelektrische Schicht 120 durch die Bondpads (140, 142) und das oberseitige Metall 141 darstellen, die jetzt als Bondpads 144 und oberseitiges Metall 145 mit oberseitigem Metallstecker 146 bezeichnet werden. 14C kann einen Verfahrensschritt zum Ausdünnen des Seedsubstrats 110 darstellen, das ein ausgedünntes Seedsubstrat 111 bildet, ähnlich dem in 8 beschriebenen. 14D kann einen Verfahrensschritt des Ausbildens eines ersten und zweiten rückseitigen Schlitzes darstellen, ähnlich dem in 9A beschriebenen. 14E kann einen Verfahrensschritt des Ausbildens einer rückseitigen Metallelektrode 131 und eines rückseitigen Metallsteckers 147 darstellen, ähnlich dem in 10 beschriebenen. 14F kann einen Verfahrensschritt zum Bonden einer rückseitigen Kappenstruktur 162 darstellen, ähnlich der in den 11A und 11B beschriebenen.
  • 14G zeigt einen weiteren Schritt, der sich von dem zuvor beschriebenen Prozessablauf unterscheidet. Hier werden die rückseitigen Bondpads 171, 172 und 173 innerhalb der rückseitigen Kappenstruktur 162 gebildet. In einem Beispiel können diese rückseitigen Bondpads 171-173 durch Maskierungs-, Ätz- und Metallabscheidungsprozesse ausgebildet werden, die denen ähnlich sind, die zum Ausbilden der anderen Metallmaterialien verwendet werden. Ein BGA-Prozess kann angewendet werden, um Lötkugeln 170 in Kontakt mit diesen rückseitigen Bondpads 171-173 auszubilden, wodurch die akustische Resonatorvorrichtung 1407 für das Drahtbonden vorbereitet wird.
  • 15A bis 15E sind vereinfachte Diagramme, die Schritte für ein Herstellungsverfahren für eine akustische Resonatorvorrichtung gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Dieses Verfahren veranschaulicht den Prozess zum Herstellen einer akustischen Resonatorvorrichtung ähnlich der in 1B gezeigten. Das Verfahren für dieses Beispiel kann ähnliche Schritte wie in 1-5 beschrieben durchlaufen. 15A zeigt, wo sich dieses Verfahren von dem zuvor beschriebenen unterscheidet. Auf dem Substrat ist ein temporärer Träger 218 mit einer Schicht aus temporärem Klebstoff 217 befestigt. In einem spezifischen Beispiel kann der temporäre Träger 218 einen Glaswafer, einen Siliziumwafer oder einen anderen Wafer und dergleichen beinhalten.
  • 15B bis 15F stellen Verfahrensschritte dar, die denen ähnlich sind, die im ersten Prozessablauf beschrieben wurden. 15B kann einen Verfahrensschritt zum Ausdünnen des Seedsubstrats 110 darstellen, das ein ausgedünntes Seedsubstrat 111 bildet, ähnlich dem in 8 beschriebenen. In einem spezifischen Beispiel kann das Ausdünnen des Seedsubstrats 110 einen rückseitigen Schleifprozess gefolgt von einem Spannungsbeseitigungsprozess beinhalten. Der Spannungsbeseitigungsprozess kann ein Trockenätzen, eine chemisch-mechanische Planarisierung (CMP) und Temperprozesse beinhalten.
  • 15C kann einen Verfahrensschritt des Ausbildens eines gemeinsam genutzten rückseitigen Schlitzes 113 darstellen, ähnlich den in 9A beschriebenen Techniken. Der Hauptunterschied besteht darin, dass der gemeinsam genutzte rückseitige Schlitz sowohl unter der oberseitigen Metallelektrode 130, dem oberseitigen Mikroschlitzes 121 als auch dem oberseitigen Metallstecker 146 konfiguriert ist. In einem Beispiel ist der gemeinsam genutzte rückseitige Schlitz 113 ein rückseitiger Resonatorhohlraum, der in Größe, Form (alle möglichen geometrischen Formen) und Seitenwandprofil (konisch konvex, konisch konkav oder rechtwinklig) variieren kann. In einem spezifischen Beispiel kann das Ausbilden des gemeinsam genutzten rückseitigen Schlitzes 113 einen Litho-Ätzprozess beinhalten, der eine Rücken-an-Vorderseite-Ausrichtung und Trockenätzen des rückseitigen Substrats 111 beinhalten kann. Die piezoelektrische Schicht 120 kann als Ätzstoppschicht zum Ausbilden des gemeinsam genutzten rückseitigen Schlitzes 113 dienen.
  • 15D kann einen Verfahrensschritt des Ausbildens einer rückseitigen Metallelektrode 131 und eines rückseitigen Metalls 147 darstellen, ähnlich dem in 10 beschriebenen. In einem Beispiel kann das Ausbilden der rückseitigen Metallelektrode 131 eine Abscheidung und Strukturierung von Metallmaterialien innerhalb des gemeinsam genutzten rückseitigen Schlitzes 113 beinhalten. Hier dient das rückseitige Metall 131 als Elektrode und das rückseitige Plug/Connect-Metall 147 innerhalb der Mikrodurchkontaktierung 121. Die Dicke, Form und Art des Metalls können in Abhängigkeit von der Resonator-/Filterauslegung variieren. Als Beispiel können die rückseitige Elektrode 131 und das Durchgangssteckermetall 147 unterschiedliche Metalle sein. In einem spezifischen Beispiel können diese rückseitigen Metalle 131, 147 entweder auf der Oberfläche der piezoelektrischen Schicht 120 abgeschieden und strukturiert oder auf die Rückseite des Substrats 112 umgeleitet werden. In einem Beispiel kann die rückseitige Metallelektrode so strukturiert sein, dass sie innerhalb der Grenzen des gemeinsam genutzten rückseitigen Schlitzes so konfiguriert ist, dass die rückseitige Metallelektrode nicht mit einer oder mehreren Seitenwänden des während des Ausbildens des gemeinsamen rückseitigen Schlitzes erzeugten Seedsubstrats in Kontakt kommt.
  • 15E kann einen Verfahrensschritt zum Bonden einer rückseitigen Kappenstruktur 162 darstellen, ähnlich derjenigen, die in 11A und 11B beschrieben wurde, nach einem Ablösen des temporären Trägers 218 und Reinigen der Oberseite der Vorrichtung, um den temporären Klebstoff 217 zu entfernen. Der Durchschnittsfachmann wird andere Variationen, Modifikationen und Alternativen der zuvor beschriebenen Verfahrensschritte erkennen.
  • Wie hierin verwendet, kann der Begriff „Substrat“ das Bulk-Substrat bedeuten oder kann darüberliegende Wachstumsstrukturen, wie beispielsweise ein Aluminium, Gallium oder eine ternäre Verbindung von Aluminium und Gallium und eine stickstoffhaltige epitaktische Region oder funktionelle Regionen, Kombinationen und dergleichen, einschließen.
  • Ein oder mehrere Vorteile werden gegenüber bereits existierenden Techniken unter Verwendung der Erfindung erzielt. Insbesondere kann die vorliegende Vorrichtung auf relativ einfache und kostengünstige Weise hergestellt werden, während herkömmliche Materialien und/oder Verfahren gemäß den Verfahren des Durchschnittsfachmanns verwendet werden. Unter Verwendung des vorliegenden Verfahrens kann man einen zuverlässigen akustischen Resonator auf Einkristallbasis erzeugen, der mehrere Möglichkeiten des dreidimensionalen Stapelns durch einen Wafer-Level-Prozess verwendet. Solche Filter oder Resonatoren können in einer HF-Filtervorrichtung, einem HF-Filtersystem oder dergleichen implementiert sein. Abhängig von der Ausführungsform können einer oder mehrere dieser Vorteile erzielt werden. Selbstverständlich kann es andere Variationen, Modifikationen und Alternativen geben.
  • Da 4G LTE und 5G von Tag zu Tag zunehmend genutzt werden, erfordert die drahtlose Datenkommunikation leistungsstarke HF-Filter mit Frequenzen um 5 GHz und höher. Bulk-Acoustic-Wave-Resonatoren (BAWR), die in solchen Filtern, die bei Frequenzen um 3 GHz und darunter arbeiten, weit verbreitet verwendet werden, sind führende Kandidaten, um solche Anforderungen zu erfüllen. Aktuelle Bulk-Acoustic-Wave-Resonatoren verwenden polykristalline piezoelektrische AIN-Dünnfilme, bei denen die C-Achse jedes Korns senkrecht zur Filmoberfläche ausgerichtet ist, um eine hohe piezoelektrische Leistung zu ermöglichen, während die a- oder b-Achse der Körner zufällig verteilt sind. Diese besondere Kornverteilung funktioniert gut, wenn die Dicke des piezoelektrischen Films etwa 1 µm und mehr beträgt, was die perfekte Dicke für Bulk-Acoustic-Wave (BAW)-Filter ist, die bei Frequenzen im Bereich von 1 bis 3 GHz arbeiten. Die Qualität der polykristallinen piezoelektrischen Filme verschlechtert sich jedoch schnell, wenn die Dicke unter etwa 0,5 µm sinkt, was für Resonatoren und Filter erforderlich ist, die bei Frequenzen um 5 GHz und darüber arbeiten.
  • Einkristalline oder epitaktische piezoelektrische Dünnfilme, die auf kompatiblen kristallinen Substraten gezüchtet wurden, zeigen eine gute kristalline Qualität und eine hohe piezoelektrische Leistung selbst bis hin zu sehr geringen Dicken, z. B. 0,4 µm. Die vorliegende Erfindung stellt Herstellungsverfahren und -strukturen für hochqualitative Bulk-Acoustic-Wave-Resonatoren mit einkristallinen oder epitaktischen piezoelektrischen Dünnfilmen für Hochfrequenz-BAW-Filteranwendungen bereit.
  • BAWRs erfordern ein piezoelektrisches Material, z. B. AIN, in kristalliner Form, d. h. polykristallin oder einkristallin. Die Qualität des Films hängt maßgeblich von der chemischen, kristallinen oder topographischen Qualität der Schicht ab, auf der der Film gezüchtet wurde. Bei herkömmlichen BAWR-Prozessen (einschließlich Film Bulk Acoustic Resonator (FBAR) oder Solidly Mounted Resonator-(SMR)-Geometrie) wird der piezoelektrische Film auf einer strukturierten unteren Elektrode gezüchtet, die normalerweise aus Molybdän (Mo), Wolfram (W) oder Ruthenium (Ru) besteht. Die Oberflächengeometrie der strukturierten unteren Elektrode beeinflusst die Kristallorientierung und Kristallqualität des piezoelektrischen Films erheblich, was eine komplizierte Modifikation der Struktur erfordert.
  • Somit verwendet die vorliegende Erfindung einkristalline piezoelektrische Filme und Dünnfilmtransferprozesse, um einen BAWR mit verbessertem ultimativem Qualitätsfaktor und elektromechanischer Kopplung für HF-Filter herzustellen. Solche Verfahren und Strukturen erleichtern Herstellungsverfahren und Strukturen für HF-Filter unter Verwendung von einkristallinen oder epitaktischen piezoelektrischen Filmen, um die wachsenden Anforderungen der modernen Datenkommunikation zu erfüllen.
  • In einem Beispiel stellt die vorliegende Erfindung Transferstrukturen und Verfahren für akustische Resonatorvorrichtungen bereit, die einen flachen piezoelektrischen Einkristallfilm hoher Qualität für eine überlegene akustische Wellensteuerung und einen hohen Q-Wert bei hoher Frequenz bereitstellen. Wie vorstehend beschrieben, begrenzen polykristalline piezoelektrische Schichten Q bei hoher Frequenz. Außerdem beeinflusst das Wachsen epitaxialer piezoelektrischer Schichten auf strukturierten Elektroden die kristalline Orientierung der piezoelektrischen Schicht, was die Möglichkeit einer engen Grenzsteuerung der resultierenden Resonatoren einschränkt. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, wie unten weiter beschrieben, können diese Einschränkungen überwinden, und bieten eine verbesserte Leistung und Kosteneffizienz.
  • 16A-16C bis 31A-31C veranschaulichen ein Herstellungsverfahren für eine akustische Resonatorvorrichtung unter Verwendung einer Transferstruktur mit einer Opferschicht. In diesen nachstehend beschriebenen Figurenreihen zeigen die „A“-Figuren vereinfachte Diagramme, die Querschnittsdraufsichten von Einkristallresonatorvorrichtungen gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung darstellen. Die „B“-Figuren zeigen vereinfachte Diagramme, die Längsschnittansichten derselben Vorrichtungen in den „A“-Figuren darstellen. In ähnlicher Weise zeigen die „C“-Figuren vereinfachte Diagramme, die Querschnittsansichten in Breitenrichtung derselben Vorrichtungen in den „A“-Figuren darstellen. In einigen Fällen werden bestimmte Merkmale weggelassen, um andere Merkmale und die Beziehungen zwischen diesen Merkmalen hervorzuheben.
  • Der Durchschnittsfachmann wird Variationen, Modifikationen und Alternativen zu den in dieser Figurenreihe gezeigten Beispielen erkennen.
  • 16A-16C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer akustischen Einkristallresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Transferprozess unter Verwendung einer Opferschicht für akustische Einkristallresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Ausbildens eines piezoelektrischen Films 1620, der über einem Wachstumssubstrat 1610 liegt. In einem Beispiel kann das Wachstumssubstrat 1610 Silizium (S), Siliziumkarbid (SiC), Saphir oder andere ähnliche Materialien beinhalten. Der piezoelektrische Film 1620 kann ein Film sein, der ein Nitrid der Gruppe III, wie beispielsweise Aluminiumnitrid (AIN), Galliumnitrid (GaN) oder andere ähnliche Materialien enthält. Außerdem kann dieses piezoelektrische Substrat einem Dickenbeschnitt unterzogen werden. Der piezoelektrische Dünnfilm 1620 (mit oder ohne Seedschicht) kann ausgebildet werden, wie vorstehend unter Bezugnahme auf 60-64 in einigen Ausführungsformen beschrieben.
  • 17A-17C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer akustischen Einkristallresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Transferprozess unter Verwendung einer Opferschicht für akustische Einkristallresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Ausbildens einer ersten Elektrode 1710, die über der Oberflächenregion des piezoelektrischen Films 1620 liegt. In einem Beispiel kann die erste Elektrode 1710 Molybdän (Mo), Ruthenium (Ru), Wolfram (W) oder andere ähnliche Materialien einschließen. In einem spezifischen Beispiel kann die erste Elektrode 1710 einer Trockenätzung mit einer Neigung unterzogen werden. Als Beispiel kann die Neigung etwa 60 Grad betragen.
  • 18A-18C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer akustischen Einkristallresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Transferprozess unter Verwendung einer Opferschicht für akustische Einkristallresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Ausbildens einer ersten Passivierungsschicht 1810, die über der ersten Elektrode 1710 und dem piezoelektrischen Film 1620 liegt. In einem Beispiel kann die erste Passivierungsschicht 1810 Siliziumnitrid (SiN), Siliziumoxid (SiOx) oder andere ähnliche Materialien beinhalten. In einem spezifischen Beispiel kann die erste Passivierungsschicht 1810 eine Dicke im Bereich von etwa 50 nm bis etwa 100 nm aufweisen.
  • 19A-19C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer akustischen Einkristallresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Transferprozess unter Verwendung einer Opferschicht für akustische Einkristallresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Ausbildens einer Opferschicht 1910, die über einem Abschnitt der ersten Elektrode 1810 und einem Abschnitt des piezoelektrischen Films 1620 liegt. In einem Beispiel kann die Opferschicht 1910 polykristallines Silizium (poly-Si), amorphes Silizium (a-Si) oder andere ähnliche Materialien beinhalten. In einem spezifischen Beispiel kann diese Opferschicht 1910 einer Trockenätzung mit einer Neigung unterzogen und mit einer Dicke von etwa 1 um abgeschieden werden. Weiterhin kann phosphordotiertes SiO22 (PSG) als Opferschicht mit verschiedenen Kombinationen von Trägerschichten (z. B. SiNx) verwendet werden.
  • 20A-20C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer akustischen Einkristallresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Transferprozess unter Verwendung einer Opferschicht für akustische Einkristallresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Ausbildens einer Trägerschicht 2010, die über der Opferschicht 1910, der ersten Elektrode 1710 und dem piezoelektrischen Dünnfilm 1620 liegt. In einem Beispiel kann die Trägerschicht 2010 Siliziumdioxid (SiO2), Siliziumnitrid (SiN) oder andere ähnliche Materialien beinhalten. In einem spezifischen Beispiel kann diese Opferschicht 2010 einer Trockenätzung mit einer Neigung unterzogen und mit einer Dicke von etwa 2-3 µm abgeschieden werden. Wie vorstehend beschrieben, können im Fall einer PSG-Opferschicht auch andere Trägerschichten (z. B. SiNx) verwendet werden.
  • 21A-21C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer akustischen Einkristallresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Transferprozess unter Verwendung einer Opferschicht für akustische Einkristallresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Polierens der Trägerschicht 2010, um eine polierte Trägerschicht 2011 auszubilden. In einem Beispiel kann der Polierprozess einen chemisch-mechanischen Planarisierungsprozess oder dergleichen einschließen.
  • 22A-22C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer akustischen Einkristallresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Transferprozess unter Verwendung einer Opferschicht für akustische Einkristallresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren das Umdrehen der Vorrichtung und die physische Kopplung über der Trägerschicht 2011, die über einem Bondsubstrat 2210 liegt. In einem Beispiel kann das Bondsubstrat 2210 eine Bondträgerschicht 2220 (SiO2 oder ein ähnliches Material) beinhalten, die über einem Substrat mit Silizium (Si), Saphir (Al2O3), Siliziumdioxid (SiO2), Siliziumkarbid (SiC) oder anderen ähnlichen Materialien liegt. In einer spezifischen Ausführungsform ist die Bondträgerschicht 2220 des Bondsubstrats 2210 mit der polierten Trägerschicht 2011 physisch gekoppelt. Ferner kann der physische Kopplungsprozess einen Bonding-Prozess bei Raumtemperatur, gefolgt von einem Temperprozess bei 300 Grad Celsius beinhalten.
  • 23A-23C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer akustischen Einkristallresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Transferprozess unter Verwendung einer Opferschicht für akustische Einkristallresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Ausbildens einer ersten Elektrode 1610 oder ansonsten den Transfer des piezoelektrischen Dünnfilms 1620. In einem Beispiel kann der Entfernungsprozess einen Schleifprozess, einen Blanket-Ätzprozess, einen Filmtransferprozess, einen lonenimplantationstransferprozess, einen Laserrisstransferprozess oder dergleichen und Kombinationen davon einschließen.
  • Unter weiterer Bezugnahme auf 23A-23C kann das Wachstumssubstrat 1610 entfernt werden, um die rückseitige Oberfläche des piezoelektrischen Dünnfilms 1620 freizulegen. Die freigelegte rückseitige Oberfläche des piezoelektrischen Dünnfilms 1620 kann auch verarbeitet werden, um die ersten gebildeten Abschnitte des piezoelektrischen Dünnfilms 1620 zu entfernen. Wie von den Erfindern der vorliegenden Erfindung erkannt wird, kann der Abschnitt des piezoelektrischen Dünnfilms 1620, der zuerst (durch Sputtern, CVD oder andere Prozesse bei hohen oder niedrigen Temperaturen) ausgebildet wird, eine niedrigere kristalline Qualität aufweisen als später gebildete Abschnitte. Dementsprechend können der erste gebildete Abschnitt des piezoelektrischen Dünnfilms 1620, der das Wachstumssubstrat 1610 kontaktiert hat, und die Abschnitte unmittelbar neben dem ersten gebildeten Abschnitt eine niedrigere kristalline Qualität aufweisen als Abschnitte, die später ausgebildet wurden.
  • Wie von den Erfindern der vorliegenden Erfindung ferner erkannt wird, kann das Entfernen des Abschnitts des piezoelektrischen Dünnfilms, der zuerst auf dem Wachstumssubstrat ausgebildet wurde, den Abschnitt mit niedrigerer Kristallinität des piezoelektrischen Dünnfilms beseitigen, so dass der verbleibende Abschnitt des piezoelektrischen Dünnfilms 1620 eine höhere Kristallinität aufweist. Zum Beispiel kann in einigen Ausführungsformen ein piezoelektrischer Dünnfilm aus AIN oder AIScN verarbeitet werden, um etwa mindestens 500 Ångström Material von der Rückseite des Films (dem Abschnitt, der zuerst auf dem Substrat ausgebildet wurde) zu entfernen, so dass der verbleibende Abschnitt eine Kristallinität von weniger als etwa 1,0 Grad bei Halbwertsbreite (Full Width Half Maximum, FWHM) bis etwa 10 Bogensekunden bei FWHM, gemessen unter Verwendung von Röntgenbeugung (X-Ray Diffraction, XRD), aufweist. In einigen Ausführungsformen kann die Kristallinität des piezoelektrischen Dünnfilms in einem Bereich zwischen etwa 1,0 Grad bei FWHM bis etwa 0,5 Grad bei FWHM, gemessen unter Verwendung von XRD, liegen.
  • 24A-24C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer akustischen Einkristallresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Transferprozess unter Verwendung einer Opferschicht für akustische Einkristallresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Ausbildens einer Elektrodenkontaktdurchkontaktierung 2410 innerhalb des piezoelektrischen Films 1620 (der zum piezoelektrischen Film 1621 wird), der über der ersten Elektrode 1710 liegt, und des Ausbildens eines oder mehrerer Freigabelöcher 2420 innerhalb des piezoelektrischen Films 1620 und der ersten Passivierungsschicht 1810, die über der Opferschicht 1910 liegt. Die Durchkontaktierungsbildungsprozesse können verschiedene Arten von Ätzprozessen einschließen.
  • 25A-25C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer akustischen Einkristallresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Transferprozess unter Verwendung einer Opferschicht für akustische Einkristallresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Ausbildens einer zweiten Elektrode 2510, die über dem piezoelektrischen Film 1621 liegt. In einem Beispiel beinhaltet die Ausbildung der zweiten Elektrode 2510 das Abscheiden von Molybdän (Mo), Ruthenium (Ru), Wolfram (W) oder anderen ähnlichen Materialien; und dann das Ätzen der zweiten Elektrode 2510, um einen Elektrodenhohlraum 2511 auszubilden und den Abschnitt 2511 von der zweiten Elektrode zu entfernen, um ein Deckmetall 2520 auszubilden. Ferner ist das Deckmetall 2520 durch die Elektrodenkontaktdurchkontaktierung 2410 mit der ersten Elektrode 1720 physisch gekoppelt.
  • 26A-26C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer akustischen Einkristallresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Transferprozess unter Verwendung einer Opferschicht für akustische Einkristallresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Ausbildens eines ersten Kontaktmetalls 2610, das über einem Abschnitt der zweiten Elektrode 2510 und einem Abschnitt des piezoelektrischen Films 1621 liegt, und des Ausbildens eines zweiten Kontaktmetalls 2611, das über einem Abschnitt des Deckmetalls 2520 und einem Abschnitt des piezoelektrischen Films 1621 liegt. In einem Beispiel können das erste und das zweite Kontaktmetall Gold (Au), Aluminium (AI), Kupfer (Cu), Nickel (Ni), Aluminiumbronze (AICu) oder verwandte Legierungen dieser Materialien oder anderer ähnlicher Materialien beinhalten.
  • 27A-27C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer akustischen Einkristallresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Transferprozess unter Verwendung einer Opferschicht für akustische Einkristallresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Ausbildens einer zweiten Passivierungsschicht 2710, die über der zweiten Elektrode 2510, dem Deckmetall 2520 und dem piezoelektrischen Film 1621 liegt. In einem Beispiel kann die zweite Passivierungsschicht 2710 Siliziumnitrid (SiN), Siliziumoxid (SiOx) oder andere ähnliche Materialien einschließen. In einem spezifischen Beispiel kann die zweite Passivierungsschicht 2710 eine Dicke im Bereich von etwa 50 nm bis etwa 100 nm aufweisen.
  • 28A-28C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer akustischen Einkristallresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Transferprozess unter Verwendung einer Opferschicht für akustische Einkristallresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Entfernens der Opferschicht 1910, um einen Lufthohlraum 2810 auszubilden. In einem Beispiel kann der Entfernungsprozess eine Poly-Si-Ätzung oder eine Si-Ätzung oder dergleichen beinhalten.
  • 29A-29C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer akustischen Einkristallresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Transferprozess unter Verwendung einer Opferschicht für akustische Einkristallresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Verarbeitens der zweiten Elektrode 2510 und des Deckmetalls 2520, um eine verarbeitete zweite Elektrode 2910 und ein verarbeitetes Deckmetall 2920 auszubilden. Dieser Schritt kann auf das Ausbilden der zweiten Elektrode 2510 und des Deckmetalls 2520 folgen. In einem Beispiel enthält die Verarbeitung dieser beiden Komponenten das Abscheiden von Molybdän (Mo), Ruthenium (Ru), Wolfram (W) oder anderen ähnlichen Materialien; und dann das Ätzen (z. B. Trockenätzen oder dergleichen) dieses Materials, um die verarbeitete zweite Elektrode 2910 mit einem Elektrodenhohlraum 2912 und dem verarbeiteten Deckmetall 2920 auszubilden. Das verarbeitete Deckmetall 2920 bleibt von der verarbeiteten zweiten Elektrode 2910 durch das Entfernen des Abschnitts 2911 getrennt. In einem spezifischen Beispiel ist die verarbeitete zweite Elektrode 2910 gekennzeichnet durch das Hinzufügen einer Energieeinschlussstruktur, die auf der verarbeiteten zweiten Elektrode 2910 konfiguriert ist, um Q zu erhöhen.
  • 30A-30C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer akustischen Einkristallresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Transferprozess unter Verwendung einer Opferschicht für akustische Einkristallresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt zum Verarbeiten der ersten Elektrode 1710, um eine verarbeitete erste Elektrode 2310 auszubilden. Dieser Schritt kann auf das Ausbilden der ersten Elektrode 1710 folgen. In einem Beispiel beinhaltet die Verarbeitung dieser beiden Komponenten das Abscheiden von Molybdän (Mo), Ruthenium (Ru), Wolfram (W) oder anderen ähnlichen Materialien; und dann das Ätzen (z. B. Trockenätzen oder dergleichen) dieses Materials, um die verarbeitete erste Elektrode 3010 mit einem Elektrodenhohlraum ähnlich der verarbeiteten zweiten Elektrode 2910 auszubilden. Der Lufthohlraum 2811 zeigt die Änderung der Hohlraumform aufgrund der verarbeiteten ersten Elektrode 3010. In einem spezifischen Beispiel ist die verarbeitete erste Elektrode 3010 gekennzeichnet durch das Hinzufügen einer Energieeinschlussstruktur, die auf der verarbeiteten zweiten Elektrode 3010 konfiguriert ist, um Q zu erhöhen.
  • 31A-31C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer akustischen Einkristallresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Transferprozess unter Verwendung einer Opferschicht für akustische Einkristallresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Verarbeitens der ersten Elektrode 1710, um eine verarbeitete erste Elektrode 2310 auszubilden, und der zweiten Elektrode 2510/des Deckmetalls 2520, um eine verarbeitete zweite Elektrode 2910/ein verarbeitetes Deckmetall 2920 auszubilden. Diese Schritte können auf das Ausbilden jeder jeweiligen Elektrode folgen, wie für 29A-29C und 30A-30C beschrieben. Der Durchschnittsfachmann wird andere Variationen, Modifikationen und Alternativen erkennen.
  • 32A-32C bis 46A-46C veranschaulichen ein Herstellungsverfahren für eine akustische Resonatorvorrichtung unter Verwendung einer Transferstruktur ohne Opferschicht. In diesen nachstehend beschriebenen Figurenreihen zeigen die „A“-Figuren vereinfachte Diagramme, die Querschnittsdraufsichten von Einkristallresonatorvorrichtungen gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung darstellen. Die „B“-Figuren zeigen vereinfachte Diagramme, die Längsschnittansichten derselben Vorrichtungen in den „A“-Figuren darstellen. In ähnlicher Weise zeigen die „C“-Figuren vereinfachte Diagramme, die Querschnittsansichten in Breitenrichtung derselben Vorrichtungen in den „A“-Figuren darstellen. In einigen Fällen werden bestimmte Merkmale weggelassen, um andere Merkmale und die Beziehungen zwischen diesen Merkmalen hervorzuheben. Der Durchschnittsfachmann wird Variationen, Modifikationen und Alternativen zu den in dieser Figurenreihe gezeigten Beispielen erkennen.
  • 32A-32C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer akustischen Einkristallresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Transferprozess für akustische Einkristallresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Ausbildens eines piezoelektrischen Films 3220, der über einem Wachstumssubstrat 3210 liegt. In einem Beispiel kann das Wachstumssubstrat 3210 Silizium (S), Siliziumkarbid (SiC) oder andere ähnliche Materialien beinhalten. Der piezoelektrische Film 3220 kann ein epitaxialer Film sein, der Aluminiumnitrid (AIN), Galliumnitrid (GaN) oder andere ähnliche Materialien enthält. Außerdem kann dieses piezoelektrische Substrat einem Dickenbeschnitt unterzogen werden. Der piezoelektrische Dünnfilm 3220 (mit oder ohne Seedschicht) kann ausgebildet werden, wie vorstehend unter Bezugnahme auf 16 und 60-64 in einigen Ausführungsformen beschrieben.
  • 33A-33C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer akustischen Einkristallresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Transferprozess für akustische Einkristallresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Ausbildens einer ersten Elektrode 3310, die über der Oberflächenregion des piezoelektrischen Films 3220 liegt. In einem Beispiel kann die erste Elektrode 3310 Molybdän (Mo), Ruthenium (Ru), Wolfram (W) oder andere ähnliche Materialien einschließen. In einem spezifischen Beispiel kann die erste Elektrode 3310 einer Trockenätzung mit einer Neigung unterzogen werden. Als Beispiel kann die Neigung etwa 60 Grad betragen.
  • 34A-34C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer akustischen Einkristallresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Transferprozess für akustische Einkristallresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Ausbildens einer ersten Passivierungsschicht 3410, die über der ersten Elektrode 3310 und dem piezoelektrischen Film 3220 liegt. In einem Beispiel kann die erste Passivierungsschicht 3410 Siliziumnitrid (SiN), Siliziumoxid (SiOx) oder andere ähnliche Materialien beinhalten. In einem spezifischen Beispiel kann die erste Passivierungsschicht 3410 eine Dicke im Bereich von etwa 50 nm bis etwa 100 nm aufweisen.
  • 35A-35C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer akustischen Einkristallresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Transferprozess für akustische Einkristallresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Ausbildens einer Trägerschicht 3510, die über der ersten Elektrode 3310 und dem piezoelektrischen Film 3220 liegt. In einem Beispiel kann die Trägerschicht 3510 Siliziumdioxid (SiO2), Siliziumnitrid (SiN) oder andere ähnliche Materialien beinhalten. In einem spezifischen Beispiel kann diese Opferschicht 3510 einer Trockenätzung mit einer Neigung unterzogen und mit einer Dicke von etwa 2-3 µm abgeschieden werden. Wie vorstehend beschrieben, können im Fall einer PSG-Opferschicht auch andere Trägerschichten (z. B. SiNx) verwendet werden.
  • 36A-36C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer akustischen Einkristallresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Transferprozess für akustische Einkristallresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den optionalen Verfahrensschritt des Verarbeitens der Trägerschicht 3510 (um die Trägerschicht 3511 auszubilden) in der Region 3610. In einem Beispiel kann die Verarbeitung ein teilweises Ätzen der Trägerschicht 3510 beinhalten, um eine flache Bondoberfläche zu erzeugen. In einem spezifischen Beispiel kann die Verarbeitung eine Hohlraumregion einschließen. In anderen Beispielen kann dieser Schritt durch einen Polierprozess ersetzt werden, wie beispielsweise einen chemisch-mechanischen Planarisierungsprozess oder dergleichen.
  • 37A-37C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer akustischen Einkristallresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Transferprozess für akustische Einkristallresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Ausbildens eines Lufthohlraums 3710 innerhalb eines Abschnitts der Trägerschicht 3511 (um die Trägerschicht 3512 auszubilden). In einem Beispiel kann die Hohlraumbildung einen Ätzprozess beinhalten, der an der ersten Passivierungsschicht 3410 stoppt.
  • 38A-38C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer akustischen Einkristallresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Transferprozess für akustische Einkristallresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Ausbildens eines oder mehrerer Hohlraumentlüftungslöcher 3810 in einem Abschnitt des piezoelektrischen Films 3220 durch die erste Passivierungsschicht 3410. In einem Beispiel sind die Hohlraumentlüftungslöcher 3810 mit dem Lufthohlraum 3710 verbunden.
  • 39A-39C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer akustischen Einkristallresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Transferprozess für akustische Einkristallresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren das Umdrehen der Vorrichtung und die physische Kopplung über der Trägerschicht 3512, die über einem Bondsubstrat 3910 liegt. In einem Beispiel kann das Bondsubstrat 3910 eine Bondträgerschicht 3920 (SiO2 oder ein ähnliches Material) beinhalten, die über einem Substrat mit Silizium (Si), Saphir (Al2O3), Siliziumdioxid (SiO2), Siliziumkarbid (SiC) oder anderen ähnlichen Materialien liegt. In einer spezifischen Ausführungsform ist die Bondträgerschicht 3920 des Bondsubstrats 3910 mit der polierten Trägerschicht 3512 physisch gekoppelt. Ferner kann der physische Kopplungsprozess einen Bonding-Prozess bei Raumtemperatur, gefolgt von einem Temperprozess bei 300 Grad Celsius beinhalten.
  • 40A-40C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer akustischen Einkristallresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Transferprozess für akustische Einkristallresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Ausbildens einer ersten Elektrode 3210 oder ansonsten den Transfer des piezoelektrischen Films 3220. In einem Beispiel kann der Entfernungsprozess einen Schleifprozess, einen Blanket-Ätzprozess, einen Filmtransferprozess, einen lonenimplantationstransferprozess, einen Laserrisstransferprozess oder dergleichen und Kombinationen davon einschließen.
  • Unter weiterer Bezugnahme auf 40A-40C kann das Wachstumssubstrat 3210 entfernt werden, um die rückseitige Oberfläche des piezoelektrischen Dünnfilms 3220 freizulegen. Die freigelegte rückseitige Oberfläche des piezoelektrischen Dünnfilms 1620 kann auch verarbeitet werden, um die ersten gebildeten Abschnitte des piezoelektrischen Dünnfilms 1620 zu entfernen. Wie von den Erfindern der vorliegenden Erfindung erkannt wird, kann der Abschnitt des piezoelektrischen Dünnfilms 3220, der zuerst (durch Sputtern, CVD oder andere Prozesse bei hohen oder niedrigen Temperaturen) ausgebildet wird, eine niedrigere kristalline Qualität aufweisen als später gebildete Abschnitte. Dementsprechend können der erste gebildete Abschnitt des piezoelektrischen Dünnfilms 3220, der das Wachstumssubstrat 3210 kontaktiert hat, und die Abschnitte unmittelbar neben dem ersten gebildeten Abschnitt eine niedrigere kristalline Qualität aufweisen als Abschnitte, die später ausgebildet wurden.
  • Wie von den Erfindern der vorliegenden Erfindung ferner erkannt wird, kann das Entfernen des Abschnitts des piezoelektrischen Dünnfilms, der zuerst auf dem Wachstumssubstrat ausgebildet wurde, den Abschnitt mit niedrigerer Kristallinität des piezoelektrischen Dünnfilms beseitigen, so dass der verbleibende Abschnitt des piezoelektrischen Dünnfilms 3220 eine höhere Kristallinität aufweist. Zum Beispiel kann in einigen Ausführungsformen ein piezoelektrischer Dünnfilm aus AIN oder AIScN verarbeitet werden, um etwa mindestens 500 Ångström Material von der Rückseite des Films (dem Abschnitt, der zuerst auf dem Substrat ausgebildet wurde) zu entfernen, so dass der verbleibende Abschnitt eine Kristallinität von weniger als etwa 1,0 Grad bei Halbwertsbreite (Full Width Half Maximum, FWHM) bis etwa 10 Bogensekunden bei FWHM, gemessen unter Verwendung von Röntgenbeugung (X-Ray Diffraction, XRD), aufweist. In einigen Ausführungsformen kann die Kristallinität des piezoelektrischen Dünnfilms in einem Bereich zwischen etwa 1,0 Grad bei FWHM bis etwa 0,5 Grad bei FWHM, gemessen unter Verwendung von XRD, liegen.
  • 41A-41C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer akustischen Einkristallresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Transferprozess für akustische Einkristallresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Ausbildens einer Elektrodenkontaktdurchkontaktierung 4110 innerhalb des piezoelektrischen Films 3220, der über der ersten Elektrode 3310 liegt. Die Durchkontaktierungsbildungsprozesse können verschiedene Arten von Ätzprozessen einschließen.
  • 42A-42C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer akustischen Einkristallresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Transferprozess für akustische Einkristallresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Ausbildens einer zweiten Elektrode 4210, die über dem piezoelektrischen Film 3220 liegt. In einem Beispiel beinhaltet die Ausbildung der zweiten Elektrode 4210 das Abscheiden von Molybdän (Mo), Ruthenium (Ru), Wolfram (W) oder anderen ähnlichen Materialien; und dann das Ätzen der zweiten Elektrode 4210, um einen Elektrodenhohlraum 4211 auszubilden und den Abschnitt 4211 von der zweiten Elektrode zu entfernen, um ein Deckmetall 4220 auszubilden. Ferner ist das Deckmetall 4220 durch die Elektrodenkontaktdurchkontaktierung 4110 mit der ersten Elektrode 3310 physisch gekoppelt.
  • 43A-43C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer akustischen Einkristallresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Transferprozess für akustische Einkristallresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Ausbildens eines ersten Kontaktmetalls 4310, das über einem Abschnitt der zweiten Elektrode 4210 und einem Abschnitt des piezoelektrischen Films 3220 liegt, und des Ausbildens eines zweiten Kontaktmetalls 4311, das über einem Abschnitt des Deckmetalls 4220 und einem Abschnitt des piezoelektrischen Films 3220 liegt. In einem Beispiel können das erste und das zweite Kontaktmetall Gold (Au), Aluminium (AI), Kupfer (Cu), Nickel (Ni), Aluminiumbronze (AICu) oder andere ähnliche Materialien einschließen. Diese Figur zeigt auch den Verfahrensschritt des Ausbildens einer zweiten Passivierungsschicht 4320, die über der zweiten Elektrode 4210, dem Deckmetall 4220 und dem piezoelektrischen Film 3220 liegt. In einem Beispiel kann die zweite Passivierungsschicht 4320 Siliziumnitrid (SiN), Siliziumoxid (SiOx) oder andere ähnliche Materialien einschließen. In einem spezifischen Beispiel kann die zweite Passivierungsschicht 4320 eine Dicke im Bereich von etwa 50 nm bis etwa 100 nm aufweisen.
  • 44A-44C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer akustischen Einkristallresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Transferprozess für akustische Einkristallresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Verarbeitens der zweiten Elektrode 4210 und des Deckmetalls 4220, um eine verarbeitete zweite Elektrode 4410 und ein verarbeitetes Deckmetall 4420 auszubilden. Dieser Schritt kann auf das Ausbilden der zweiten Elektrode 4210 und des Deckmetalls 4220 folgen. In einem Beispiel enthält die Verarbeitung dieser beiden Komponenten das Abscheiden von Molybdän (Mo), Ruthenium (Ru), Wolfram (W) oder anderen ähnlichen Materialien; und dann das Ätzen (z. B. Trockenätzen oder dergleichen) dieses Materials, um die verarbeitete zweite Elektrode 4410 mit einem Elektrodenhohlraum 4412 und dem verarbeiteten Deckmetall 4420 auszubilden. Das verarbeitete Deckmetall 4420 bleibt von der verarbeiteten zweiten Elektrode 4410 durch das Entfernen des Abschnitts 4411 getrennt. In einem spezifischen Beispiel ist die verarbeitete zweite Elektrode 4410 durch das Hinzufügen einer Energieeinschlussstruktur gekennzeichnet, die auf der verarbeiteten zweiten Elektrode 4410 konfiguriert ist, um Q zu erhöhen.
  • 45A-45C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer akustischen Einkristallresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Transferprozess unter Verwendung einer Opferschicht für akustische Einkristallresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt zum Verarbeiten der ersten Elektrode 3310, um eine verarbeitete erste Elektrode 4510 auszubilden. Dieser Schritt kann auf das Ausbilden der ersten Elektrode 3310 folgen. In einem Beispiel beinhaltet die Verarbeitung dieser beiden Komponenten das Abscheiden von Molybdän (Mo), Ruthenium (Ru), Wolfram (W) oder anderen ähnlichen Materialien; und dann das Ätzen (z. B. Trockenätzen oder dergleichen) dieses Materials, um die verarbeitete erste Elektrode 4510 mit einem Elektrodenhohlraum ähnlich der verarbeiteten zweiten Elektrode 4410 auszubilden. Der Lufthohlraum 3711 zeigt die Veränderung der Hohlraumform aufgrund der verarbeiteten ersten Elektrode 4510. In einem spezifischen Beispiel ist die verarbeitete erste Elektrode 4510 gekennzeichnet durch das Hinzufügen einer Energieeinschlussstruktur, die auf der verarbeiteten zweiten Elektrode 4510 konfiguriert ist, um Q zu erhöhen.
  • 46A-46C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer akustischen Einkristallresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Transferprozess unter Verwendung einer Opferschicht für akustische Einkristallresonatorvorrichtungen gemäß einem anderen Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Verarbeitens der ersten Elektrode 3310, um eine verarbeitete erste Elektrode 4510 auszubilden, und der zweiten Elektrode 4210/des Deckmetalls 4220, um eine verarbeitete zweite Elektrode 4410/ein verarbeitetes Deckmetall 4420 auszubilden. Diese Schritte können auf das Ausbilden jeder jeweiligen Elektrode folgen, wie für 44A-44C und 45A-45C beschrieben. Der Durchschnittsfachmann wird andere Variationen, Modifikationen und Alternativen erkennen.
  • 47A-47C bis 59A-59C veranschaulichen ein Herstellungsverfahren für eine akustische Resonatorvorrichtung unter Verwendung einer Transferstruktur mit einer Mehrschicht-Spiegelstruktur. In diesen nachstehend beschriebenen Figurenreihen zeigen die „A“-Figuren vereinfachte Diagramme, die Querschnittsdraufsichten von Einkristallresonatorvorrichtungen gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung darstellen. Die „B“-Figuren zeigen vereinfachte Diagramme, die Längsschnittansichten derselben Vorrichtungen in den „A“-Figuren darstellen. In ähnlicher Weise zeigen die „C“-Figuren vereinfachte Diagramme, die Querschnittsansichten in Breitenrichtung derselben Vorrichtungen in den „A“-Figuren darstellen. In einigen Fällen werden bestimmte Merkmale weggelassen, um andere Merkmale und die Beziehungen zwischen diesen Merkmalen hervorzuheben. Der Durchschnittsfachmann wird Variationen, Modifikationen und Alternativen zu den in dieser Figurenreihe gezeigten Beispielen erkennen.
  • 47A-47C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer akustischen Einkristallresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Transferprozess mit einem Mehrschichtspiegel für akustische Einkristallresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Ausbildens eines piezoelektrischen Films 4720, der über einem Wachstumssubstrat 4710 liegt. In einem Beispiel kann das Wachstumssubstrat 4710 Silizium (S), Siliziumkarbid (SiC) oder andere ähnliche Materialien beinhalten. Der piezoelektrische Dünnfilm 4720 kann ein epitaxialer Film sein, der Aluminiumnitrid (AIN), Galliumnitrid (GaN) oder andere ähnliche Materialien enthält. Außerdem kann dieses piezoelektrische Substrat einem Dickenbeschnitt unterzogen werden. Der piezoelektrische Dünnfilm 4720 (mit oder ohne Seedschicht) kann ausgebildet werden, wie vorstehend unter Bezugnahme auf 60-64 in einigen Ausführungsformen beschrieben.
  • 48A-48C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer akustischen Einkristallresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Transferprozess mit einem Mehrschichtspiegel für akustische Einkristallresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Ausbildens einer ersten Elektrode 4810, die über der Oberflächenregion des piezoelektrischen Films 4720 liegt. In einem Beispiel kann die erste Elektrode 4810 Molybdän (Mo), Ruthenium (Ru), Wolfram (W) oder andere ähnliche Materialien einschließen. In einem spezifischen Beispiel kann die erste Elektrode 4810 einer Trockenätzung mit einer Neigung unterzogen werden. Als Beispiel kann die Neigung etwa 60 Grad betragen.
  • 49A-49C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer für akustische Einkristallresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Transferprozess mit einem Mehrschichtspiegel für akustische Einkristallresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Ausbildens einer Mehrschichtspiegel- oder -reflektorstruktur. In einem Beispiel beinhaltet der Mehrschichtspiegel mindestens ein Paar von Schichten mit einer Schicht mit niedriger Impedanz 4910 und einer Schicht mit hoher Impedanz 4920. In 49A-49C sind zwei Paare von Schichten mit niedriger/hoher Impedanz gezeigt (niedrig: 4910 und 4911; hoch: 4920 und 4921). In einem Beispiel kann die Spiegel-/Reflektorfläche größer als die Resonatorfläche sein und die Resonatorfläche umschließen. In einer spezifischen Ausführungsform beträgt jede Schichtdicke etwa 1/4 der Wellenlänge einer akustischen Welle bei einer Zielfrequenz. Die Schichten können nacheinander abgeschieden und anschließend geätzt werden, oder jede Schicht kann einzeln abgeschieden und geätzt werden. In einem anderen Beispiel kann die erste Elektrode 4810 strukturiert werden, nachdem die Spiegelstruktur strukturiert wurde.
  • 50A-50C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer akustischen Einkristallresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Transferprozess mit einem Mehrschichtspiegel für akustische Einkristallresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Ausbildens einer Trägerschicht 5010, die über der Spiegelstruktur (Schichten 4910, 4911, 4920 und 4921), der ersten Elektrode 4810 und dem piezoelektrischen Film 4720 liegt. In einem Beispiel kann die Trägerschicht 5010 Siliziumdioxid (SiO2), Siliziumnitrid (SiN) oder andere ähnliche Materialien beinhalten. In einem spezifischen Beispiel kann diese Opferschicht 5010 einer Trockenätzung mit einer Neigung unterzogen und mit einer Dicke von etwa 2-3 µm abgeschieden werden. Wie vorstehend beschrieben, können andere Trägerschichten (z. B. SiNx) verwendet werden.
  • 51A-51C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer akustischen Einkristallresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Transferprozess mit einem Mehrschichtspiegel für akustische Einkristallresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Polierens der Trägerschicht 5010, um eine polierte Trägerschicht 5011 auszubilden. In einem Beispiel kann der Polierprozess einen chemisch-mechanischen Planarisierungsprozess oder dergleichen einschließen.
  • 52A-52C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer akustischen Einkristallresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Transferprozess mit einem Mehrschichtspiegel für akustische Einkristallresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren das Umdrehen der Vorrichtung und die physische Kopplung über der Trägerschicht 5011, die über einem Bondsubstrat 5210 liegt. In einem Beispiel kann das Bondsubstrat 5210 eine Bondträgerschicht 5220 (SiO2 oder ein ähnliches Material) beinhalten, die über einem Substrat mit Silizium (Si), Saphir (Al2O3), Siliziumdioxid (SiO2), Siliziumkarbid (SiC) oder anderen ähnlichen Materialien liegt. In einer spezifischen Ausführungsform ist die Bondträgerschicht 5220 des Bondsubstrats 5210 mit der polierten Trägerschicht 5011 physisch gekoppelt. Ferner kann der physische Kopplungsprozess einen Bonding-Prozess bei Raumtemperatur, gefolgt von einem Temperprozess bei 300 Grad Celsius beinhalten.
  • 53A-53C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer akustischen Einkristallresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Transferprozess mit einem Mehrschichtspiegel für akustische Einkristallresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Ausbildens einer ersten Elektrode 4710 oder ansonsten den Transfer des piezoelektrischen Dünnfilms 4720. In einem Beispiel kann der Entfernungsprozess einen Schleifprozess, einen Blanket-Ätzprozess, einen Filmtransferprozess, einen lonenimplantationstransferprozess, einen Laserrisstransferprozess oder dergleichen und Kombinationen davon einschließen.
  • Unter weiterer Bezugnahme auf 53A-53C kann das Wachstumssubstrat 4710 entfernt werden, um die rückseitige Oberfläche des piezoelektrischen Dünnfilms 4720 freizulegen. Die freigelegte rückseitige Oberfläche des piezoelektrischen Dünnfilms 4720 kann auch verarbeitet werden, um die ersten gebildeten Abschnitte des piezoelektrischen Dünnfilms 4720 zu entfernen. Wie von den Erfindern der vorliegenden Erfindung erkannt wird, kann der Abschnitt des piezoelektrischen Dünnfilms 4720, der zuerst (durch Sputtern, CVD oder andere Prozesse bei hohen oder niedrigen Temperaturen) ausgebildet wird, eine niedrigere kristalline Qualität aufweisen als später gebildete Abschnitte. Dementsprechend können der erste gebildete Abschnitt des piezoelektrischen Dünnfilms 4720, der das Wachstumssubstrat 1610 kontaktiert hat, und die Abschnitte unmittelbar neben dem ersten gebildeten Abschnitt eine niedrigere kristalline Qualität aufweisen als Abschnitte, die später ausgebildet wurden.
  • Wie von den Erfindern der vorliegenden Erfindung ferner erkannt wird, kann das Entfernen des Abschnitts des piezoelektrischen Dünnfilms, der zuerst auf dem Wachstumssubstrat ausgebildet wurde, den Abschnitt mit niedrigerer Kristallinität des piezoelektrischen Dünnfilms beseitigen, so dass der verbleibende Abschnitt des piezoelektrischen Dünnfilms 4720 eine höhere Kristallinität aufweist. Zum Beispiel kann in einigen Ausführungsformen ein piezoelektrischer Dünnfilm aus AIN oder AIScN verarbeitet werden, um etwa mindestens 500 Ångström Material von der Rückseite des Films (dem Abschnitt, der zuerst auf dem Substrat ausgebildet wurde) zu entfernen, so dass der verbleibende Abschnitt eine Kristallinität von weniger als etwa 1,0 Grad bei Halbwertsbreite (Full Width Half Maximum, FWHM) bis etwa 10 Bogensekunden bei FWHM, gemessen unter Verwendung von Röntgenbeugung (X-Ray Diffraction, XRD), aufweist. In einigen Ausführungsformen kann die Kristallinität des piezoelektrischen Dünnfilms in einem Bereich zwischen etwa 1,0 Grad bei FWHM bis etwa 0,5 Grad bei FWHM, gemessen unter Verwendung von XRD, liegen.
  • 54A-54C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer akustischen Einkristallresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Transferprozess mit einem Mehrschichtspiegel für akustische Einkristallresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Ausbildens einer Elektrodenkontaktdurchkontaktierung 5410 innerhalb des piezoelektrischen Films 4720, der über der ersten Elektrode 4810 liegt. Die Durchkontaktierungsbildungsprozesse können verschiedene Arten von Ätzprozessen einschließen.
  • 55A-55C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer akustischen Einkristallresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Transferprozess mit einem Mehrschichtspiegel für akustische Einkristallresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Ausbildens einer zweiten Elektrode 5510, die über dem piezoelektrischen Film 4720 liegt. In einem Beispiel beinhaltet die Ausbildung der zweiten Elektrode 5510 das Abscheiden von Molybdän (Mo), Ruthenium (Ru), Wolfram (W) oder anderen ähnlichen Materialien; und dann das Ätzen der zweiten Elektrode 5510, um einen Elektrodenhohlraum 5511 auszubilden und den Abschnitt 5511 von der zweiten Elektrode zu entfernen, um ein Deckmetall 5520 auszubilden. Ferner ist das Deckmetall 5520 durch die Elektrodenkontaktdurchkontaktierung 5410 mit der ersten Elektrode 5520 physisch gekoppelt.
  • 56A-56C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer akustischen Einkristallresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Transferprozess mit einem Mehrschichtspiegel für akustische Einkristallresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Bildens eines ersten Kontaktmetalls 5610, das über einem Abschnitt der zweiten Elektrode 5510 und einem Abschnitt des piezoelektrischen Films 4720 liegt, und des Bildens eines zweiten Kontaktmetalls 5611, das über einem Abschnitt des Deckmetalls 5520 und einem Abschnitt des piezoelektrischen Films 4720 liegt. In einem Beispiel können das erste und das zweite Kontaktmetall Gold (Au), Aluminium (AI), Kupfer (Cu), Nickel (Ni), Aluminiumbronze (AICu) oder andere ähnliche Materialien einschließen. Diese Figur zeigt auch den Verfahrensschritt des Bildens einer zweiten Passivierungsschicht 5620, die über der zweiten Elektrode 5510, dem Deckmetall 5520 und dem piezoelektrischen Film 4720 liegt. In einem Beispiel kann die zweite Passivierungsschicht 5620 Siliziumnitrid (SiN), Siliziumoxid (SiOx) oder andere ähnliche Materialien einschließen. In einem spezifischen Beispiel kann die zweite Passivierungsschicht 5620 eine Dicke im Bereich von etwa 50 nm bis etwa 100 nm aufweisen.
  • 57A-57C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer akustischen Einkristallresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Transferprozess mit einem Mehrschichtspiegel für akustische Einkristallresonatorvorrichtungen gemäß einem anderen Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Verarbeitens der zweiten Elektrode 5510 und des Deckmetalls 5520, um eine verarbeitete zweite Elektrode 5710 und ein verarbeitetes Deckmetall 5720 auszubilden. Dieser Schritt kann auf das Ausbilden der zweiten Elektrode 5710 und des Deckmetalls 5720 folgen. In einem Beispiel enthält die Verarbeitung dieser beiden Komponenten das Abscheiden von Molybdän (Mo), Ruthenium (Ru), Wolfram (W) oder anderen ähnlichen Materialien; und dann das Ätzen (z. B. Trockenätzen oder dergleichen) dieses Materials, um die verarbeitete zweite Elektrode 5410 mit einem Elektrodenhohlraum 5712 und dem verarbeiteten Deckmetall 5720 auszubilden. Das verarbeitete Deckmetall 5720 bleibt von der verarbeiteten zweiten Elektrode 5710 durch das Entfernen des Abschnitts 5711 getrennt. In einem spezifischen Beispiel verleiht diese Verarbeitung der zweiten Elektrode und dem Deckmetall eine größere Dicke, während der Elektrodenhohlraum 5712 erzeugt wird. In einem spezifischen Beispiel ist die verarbeitete zweite Elektrode 5710 gekennzeichnet durch das Hinzufügen einer Energieeinschlussstruktur, die auf der verarbeiteten zweiten Elektrode 5710 konfiguriert ist, um Q zu erhöhen.
  • 58A-58C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer akustischen Einkristallresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Transferprozess mit einem Mehrschichtspiegel für akustische Einkristallresonatorvorrichtungen gemäß einem anderen Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt zum Verarbeiten der ersten Elektrode 4810, um eine verarbeitete erste Elektrode 5810 auszubilden. Dieser Schritt kann auf das Ausbilden der ersten Elektrode 4810 folgen. In einem Beispiel beinhaltet die Verarbeitung dieser beiden Komponenten das Abscheiden von Molybdän (Mo), Ruthenium (Ru), Wolfram (W) oder anderen ähnlichen Materialien; und dann das Ätzen (z. B. Trockenätzen oder dergleichen) dieses Materials, um die verarbeitete erste Elektrode 5810 mit einem Elektrodenhohlraum ähnlich der verarbeiteten zweiten Elektrode 5710 auszubilden. Im Vergleich zu den beiden vorherigen Beispielen gibt es keinen Lufthohlraum. In einem spezifischen Beispiel ist die verarbeitete erste Elektrode 5810 durch das Hinzufügen einer Energieeinschlussstruktur gekennzeichnet, die auf der verarbeiteten zweiten Elektrode 5810 konfiguriert ist, um Q zu erhöhen.
  • 59A-59C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer akustischen Einkristallresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Transferprozess mit einem Mehrschichtspiegel für akustische Einkristallresonatorvorrichtungen gemäß einem anderen Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Verarbeitens der ersten Elektrode 4810, um eine verarbeitete erste Elektrode 5810 auszubilden, und der zweiten Elektrode 5510/des Deckmetalls 5520, um eine verarbeitete zweite Elektrode 5710/ein verarbeitetes Deckmetall 5720 auszubilden. Diese Schritte können auf das Ausbilden jeder jeweiligen Elektrode folgen, wie für 57A-57C und 58A-58C beschrieben. Der Durchschnittsfachmann wird andere Variationen, Modifikationen und Alternativen erkennen.
  • In jedem der vorhergehenden Beispiele, die sich auf Transferprozesse beziehen, können Energieeinschlussstrukturen auf der ersten Elektrode, der zweiten Elektrode oder beiden ausgebildet werden. In einem Beispiel sind diese Energieeinschlussstrukturen massenbelastete Bereiche, die den Resonatorbereich umgeben. Der Resonatorbereich ist der Bereich, in dem sich die erste Elektrode, die piezoelektrische Schicht und die zweite Elektrode überlappen. Die größere Massenlast in den Energiebegrenzungsstrukturen senkt eine Grenzfrequenz des Resonators. Die Grenzfrequenz ist die untere oder obere Grenze der Frequenz, bei der sich die akustische Welle in einer Richtung parallel zur Oberfläche des piezoelektrischen Films ausbreiten kann. Daher ist die Grenzfrequenz die Resonanzfrequenz, bei der sich die Welle entlang der Dickenrichtung ausbreitet, und wird somit durch die gesamte Stapelstruktur des Resonators entlang der vertikalen Richtung bestimmt. In piezoelektrischen Filmen (z. B. AIN) können sich Schallwellen mit einer niedrigeren Frequenz als der Grenzfrequenz in einer parallelen Richtung entlang der Oberfläche des Films ausbreiten, d. h. die Schallwelle weist eine Dispersionscharakteristik vom Typ mit hoher Grenzfrequenz auf. In diesem Fall stellt der den Resonator umgebende massenbelastete Bereich eine Barriere bereit, die verhindert, dass sich die Schallwelle außerhalb des Resonators ausbreitet. Dadurch erhöht dieses Merkmal den Qualitätsfaktor des Resonators und verbessert die Leistung des Resonators und folglich des Filters.
  • Außerdem kann die obere einkristalline piezoelektrische Schicht durch einen polykristallinen piezoelektrischen Film ersetzt werden. Bei solchen Filmen weist der untere Teil, der sich nahe der Grenzfläche zum Substrat befindet, eine schlechte Kristallqualität mit kleineren Korngrößen und einer breiteren Verteilung der piezoelektrischen Polarisationsorientierung auf als der obere Teil des Films nahe der Oberfläche. Dies ist auf das polykristalline Wachstum des piezoelektrischen Films zurückzuführen, d. h. die Kernbildung und der anfängliche Film haben zufällige kristalline Orientierungen. Betrachtet man AIN als piezoelektrisches Material, ist die Wachstumsrate entlang der C-Achse oder der Polarisationsorientierung höher als bei anderen kristallinen Orientierungen, bei denen der Anteil der Körner bei zur Wachstumsoberfläche senkrechter C-Achse mit wachsender Filmdicke zunimmt. Bei einem typischen polykristallinen AIN-Film mit einer Dicke von etwa 1 µm weist der oberflächennahe obere Teil des Films eine bessere Kristallqualität und eine bessere Ausrichtung hinsichtlich der piezoelektrischen Polarisation auf. Durch Verwendung des in der vorliegenden Erfindung in Betracht gezogenen Dünnfilmtransferverfahrens ist es möglich, den oberen Abschnitt des polykristallinen Films in Hochfrequenz-BAW-Resonatoren mit sehr dünnen piezoelektrischen Dünnfilmen zu verwenden. Dies kann durch Entfernen eines Abschnitts der piezoelektrischen Schicht während des Prozesses zum Entfernen des Wachstumssubstrats erfolgen. Selbstverständlich kann es andere Variationen, Modifikationen und Alternativen geben.
  • Während das Vorstehende eine vollständige Beschreibung der spezifischen Ausführungsformen ist, können verschiedene Modifikationen, alternative Konstruktionen und Äquivalente verwendet werden. Als ein Beispiel kann die gepackte Vorrichtung jede Kombination von Elementen enthalten, die vorstehend beschrieben sind, sowie außerhalb der vorliegenden Spezifikation. Daher sollten die vorstehende Beschreibung und die Darstellungen nicht als Einschränkung des Umfangs der vorliegenden Erfindung angesehen werden, der durch die beigefügten Ansprüche definiert ist.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 62/887126 [0001]
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    • US 9673384 [0002]
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    • US 14/449001 [0002]
    • US 9716581 [0002]
    • US 14/469503 [0002]

Claims (41)

  1. Verfahren zum Ausbilden eines piezoelektrischen Dünnfilms, wobei das Verfahren umfasst: Bereitstellen eines Inertgases und eines Stickstoff-Prozessgases an eine Prozesskammer, die ein Substrat und ein Target enthält, das eines von mehreren Elementen der Gruppe III umfasst; Sputtern des einen oder der mehreren Elemente der Gruppe III von dem Target auf eine erste Oberfläche des Substrats, um den piezoelektrischen Dünnfilm bereitzustellen, der ein Nitrid des einen oder der mehreren Elemente der Gruppe III auf der ersten Oberfläche des Substrats enthält; Verarbeiten einer zweiten Oberfläche des Substrats, die der ersten Oberfläche des Substrats gegenüberliegt, um eine freigelegte Oberfläche des piezoelektrischen Dünnfilms von unterhalb der zweiten Oberfläche des Substrats bereitzustellen, wobei die freigelegte Oberfläche des piezoelektrischen Dünnfilms einen Abschnitt erster kristalliner Qualität des piezoelektrischen Dünnfilms umfasst; Entfernen eines Abschnitts der freigelegten Oberfläche des piezoelektrischen Dünnfilms, um auf einen Abschnitt zweiter kristalliner Qualität des piezoelektrischen Dünnfilms zuzugreifen, der von dem Abschnitt erster kristalliner Qualität des piezoelektrischen Dünnfilms bedeckt ist, wobei der Abschnitt zweiter kristalliner Qualität des piezoelektrischen Dünnfilms eine höhere Qualität aufweist als der Abschnitt erster kristalliner Qualität des piezoelektrischen Dünnfilms; und Verarbeiten des Abschnitts zweiter kristalliner Qualität des piezoelektrischen Dünnfilms, um eine akustische Resonatorvorrichtung auf dem Abschnitt zweiter kristalliner Qualität des piezoelektrischen Dünnfilms bereitzustellen.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der piezoelektrische Dünnfilm AIN, AIScN, AICrN, HfMgAIN oder ZrMgAIN umfasst.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Entfernen des Abschnitts der freigelegten Oberfläche des piezoelektrischen Dünnfilms das Entfernen von etwa 500 Ångström des piezoelektrischen Dünnfilms umfasst, um den Abschnitt zweiter kristalliner Qualität des piezoelektrischen Dünnfilms freizulegen.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, ferner umfassend: Ausbilden einer ersten Elektrode auf dem Abschnitt zweiter kristalliner Qualität des piezoelektrischen Dünnfilms; Ausbilden einer Opferschicht auf der ersten Elektrode; Ausbilden einer Trägerschicht auf der Opferschicht; und wobei das Verarbeiten des Abschnitts zweiter kristalliner Qualität des piezoelektrischen Dünnfilms das Ausbilden einer Öffnung in dem Abschnitt zweiter kristalliner Qualität umfasst, der durch Entfernen der etwa 500 Ångström des piezoelektrischen Dünnfilms freigelegt wird, um die erste Elektrode freizulegen.
  5. Verfahren nach Anspruch 3, ferner umfassend: Ausbilden einer ersten Elektrode auf dem Abschnitt zweiter kristalliner Qualität des piezoelektrischen Dünnfilms; Ausbilden einer Trägerschicht auf der ersten Elektrode, so dass sie eine Vertiefung darin aufweist, die den Zugang zu der ersten Elektrode bereitstellt; Koppeln eines Bondsubstrats mit der Trägerschicht, um einen Hohlraum zwischen der ersten Elektrode und dem Bondsubstrat auszubilden; und wobei das Verarbeiten des Abschnitts zweiter kristalliner Qualität des piezoelektrischen Dünnfilms das Ausbilden einer Öffnung in dem piezoelektrischen Dünnfilm zweiter kristalliner Qualität umfasst, der durch Entfernen der etwa 500 Ångström des piezoelektrischen Dünnfilms freigelegt wird, um die erste Elektrode freizulegen.
  6. Verfahren nach Anspruch 3, ferner umfassend: Ausbilden einer ersten Elektrode auf dem Abschnitt zweiter kristalliner Qualität des piezoelektrischen Dünnfilms; Ausbilden einer Mehrschichtspiegel- oder -reflektorstruktur auf der ersten Elektrode; Ausbilden einer Trägerschicht auf der Mehrschichtspiegel- oder -reflektorstruktur, so dass sie eine Vertiefung aufweist, die einen Zugang zu der ersten Elektrode bereitstellt; Koppeln eines Bondsubstrats an die Trägerschicht; und wobei das Verarbeiten des Abschnitts zweiter kristalliner Qualität des piezoelektrischen Dünnfilms das Ausbilden einer Öffnung in dem piezoelektrischen Dünnfilm zweiter kristalliner Qualität umfasst, der durch Entfernen der etwa 500 Ångström des piezoelektrischen Dünnfilms freigelegt wird, um die erste Elektrode freizulegen.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Sputtern des einen oder der mehreren Elemente der Gruppe III vom Target auf die erste Oberfläche des Substrats das Erhitzen des Substrats auf eine Temperatur in einem Bereich zwischen etwa 350 Grad Celsius bis etwa 850 Grad Celsius umfasst.
  8. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Sputtern des einen oder der mehreren Elemente der Gruppe III vom Target auf die erste Oberfläche des Substrats das Erhitzen des Substrats auf eine Temperatur in einem Bereich zwischen etwa 400 Grad Celsius bis etwa 600 Grad Celsius umfasst.
  9. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Sputtern des einen oder der mehreren Elemente der Gruppe III von dem Target auf die erste Oberfläche des Substrats das Sputtern einer Seedschicht, die das eine oder die mehreren Elemente der Gruppe III direkt enthält, auf die erste Oberfläche des Substrats umfasst, um eine Nukleationsschicht vor der Ausbildung des piezoelektrischen Dünnfilms auszubilden.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, ferner umfassend: Sputtern des einen oder der mehreren Elemente der Gruppe III auf die Nukleationsschicht, um den piezoelektrischen Dünnfilm auszubilden.
  11. Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Abschnitt zweiter kristalliner Qualität des piezoelektrischen Dünnfilms eine Kristallinität von weniger als etwa 1,0 Grad bei einer Halbwertsbreite (FWHM) bis etwa 10 Bogensekunden bei FWHM, gemessen unter Verwendung von Röntgenbeugung (XRD), aufweist.
  12. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Abschnitt zweiter kristalliner Qualität des piezoelektrischen Dünnfilms eine Kristallinität in einem Bereich zwischen etwa 1,0 Grad bei FWHM bis etwa 0,5 Grad bei FWHM, gemessen unter Verwendung von XRD, aufweist.
  13. Verfahren zum Ausbilden eines piezoelektrischen Dünnfilms, wobei das Verfahren umfasst: Bereitstellen eines Inertgases und eines Stickstoff-Prozessgases an eine Prozesskammer, die ein Substrat und ein Target enthält, das ein oder mehrere Elemente der Gruppe III umfasst; Sputtern des einen oder der mehreren Elemente der Gruppe III von dem Target auf eine erste Oberfläche des Substrats, um den piezoelektrischen Dünnfilm bereitzustellen, der ein Nitrid des einen oder der mehreren Elemente der Gruppe III auf der ersten Oberfläche des Substrats enthält; Ausbilden einer ersten Elektrode auf dem piezoelektrischen Dünnfilm; Ausbilden einer Opferschicht auf der ersten Elektrode; Verarbeiten einer zweiten Oberfläche des Substrats, die der ersten Oberfläche des Substrats gegenüberliegt, um eine freigelegte Oberfläche des piezoelektrischen Dünnfilms von unterhalb der zweiten Oberfläche des Substrats bereitzustellen, wobei die freigelegte Oberfläche des piezoelektrischen Dünnfilms einen Abschnitt erster kristalliner Qualität des piezoelektrischen Dünnfilms umfasst; Entfernen eines Abschnitts der freigelegten Oberfläche des piezoelektrischen Dünnfilms, um auf einen Abschnitt zweiter kristalliner Qualität des piezoelektrischen Dünnfilms zuzugreifen, der von dem Abschnitt erster kristalliner Qualität des piezoelektrischen Dünnfilms bedeckt ist, wobei der Abschnitt zweiter kristalliner Qualität des piezoelektrischen Dünnfilms eine höhere Qualität aufweist als der Abschnitt erster kristalliner Qualität des piezoelektrischen Dünnfilms; und Verarbeiten des Abschnitts zweiter kristalliner Qualität des piezoelektrischen Dünnfilms, um eine akustische Resonatorvorrichtung auf dem Abschnitt zweiter kristalliner Qualität des piezoelektrischen Dünnfilms bereitzustellen.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei der piezoelektrische Dünnfilm AIN, AIScN, AICrN, HfMgAIN oder ZrMgAIN umfasst.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Entfernen des Abschnitts der freigelegten Oberfläche des piezoelektrischen Dünnfilms das Entfernen von etwa 500 Ångström des piezoelektrischen Dünnfilms umfasst, um den Abschnitt zweiter kristalliner Qualität des piezoelektrischen Dünnfilms freizulegen.
  16. Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Sputtern des einen oder der mehreren Elemente der Gruppe III vom Target auf die erste Oberfläche des Substrats das Erhitzen des Substrats auf eine Temperatur in einem Bereich zwischen etwa 350 Grad Celsius bis etwa 850 Grad Celsius umfasst.
  17. Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Sputtern des einen oder der mehreren Elemente der Gruppe III vom Target auf die erste Oberfläche des Substrats das Erhitzen des Substrats auf eine Temperatur in einem Bereich zwischen etwa 400 Grad Celsius bis etwa 600 Grad Celsius umfasst.
  18. Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Sputtern des einen oder der mehreren Elemente der Gruppe III von dem Target auf die erste Oberfläche des Substrats das Sputtern einer Seedschicht, die das eine oder die mehreren Elemente der Gruppe III direkt enthält, auf die erste Oberfläche des Substrats umfasst, um eine Nukleationsschicht vor der Ausbildung des piezoelektrischen Dünnfilms auszubilden.
  19. Verfahren nach Anspruch 18, ferner umfassend: Sputtern des einen oder der mehreren Elemente der Gruppe III auf die Nukleationsschicht, um den piezoelektrischen Dünnfilm auszubilden.
  20. Verfahren nach Anspruch 16, wobei der Abschnitt zweiter kristalliner Qualität des piezoelektrischen Dünnfilms eine Kristallinität von weniger als etwa 1,0 Grad bei einer Halbwertsbreite (FWHM) bis etwa 10 Bogensekunden bei FWHM, gemessen unter Verwendung von Röntgenbeugung (XRD), aufweist.
  21. Verfahren nach Anspruch 20, wobei der Abschnitt zweiter kristalliner Qualität des piezoelektrischen Dünnfilms eine Kristallinität in einem Bereich zwischen etwa 1,0 Grad bei FWHM bis etwa 0,5 Grad bei FWHM, gemessen unter Verwendung von XRD, aufweist.
  22. Verfahren zum Ausbilden eines piezoelektrischen Dünnfilms, wobei das Verfahren umfasst: Bereitstellen eines Inertgases und eines Stickstoff-Prozessgases an eine Prozesskammer, die ein Substrat und ein Target enthält, das ein oder mehrere Elemente der Gruppe III umfasst; Sputtern des einen oder der mehreren Elemente der Gruppe III von dem Target auf eine erste Oberfläche des Substrats, um den piezoelektrischen Dünnfilm bereitzustellen, der ein Nitrid des einen oder der mehreren Elemente der Gruppe III auf der ersten Oberfläche des Substrats enthält; Ausbilden einer ersten Elektrode auf dem piezoelektrischen Dünnfilm; Ausbilden einer Trägerschicht auf der ersten Elektrode, so dass sie eine Vertiefung darin aufweist, die den Zugang zu der ersten Elektrode bereitstellt; Koppeln eines Bondsubstrats mit der Trägerschicht, um einen Hohlraum zwischen der ersten Elektrode und dem Bondsubstrat auszubilden; Verarbeiten einer zweiten Oberfläche des Substrats, die der ersten Oberfläche des Substrats gegenüberliegt, um eine freigelegte Oberfläche des piezoelektrischen Dünnfilms von unterhalb der zweiten Oberfläche des Substrats bereitzustellen, wobei die freigelegte Oberfläche des piezoelektrischen Dünnfilms einen Abschnitt erster kristalliner Qualität des piezoelektrischen Dünnfilms umfasst; Entfernen eines Abschnitts der freigelegten Oberfläche des piezoelektrischen Dünnfilms, um auf einen Abschnitt zweiter kristalliner Qualität des piezoelektrischen Dünnfilms zuzugreifen, der von dem Abschnitt erster kristalliner Qualität des piezoelektrischen Dünnfilms bedeckt ist, wobei der Abschnitt zweiter kristalliner Qualität des piezoelektrischen Dünnfilms eine höhere Qualität aufweist als der Abschnitt erster kristalliner Qualität des piezoelektrischen Dünnfilms; und Verarbeiten des Abschnitts zweiter kristalliner Qualität des piezoelektrischen Dünnfilms, um eine akustische Resonatorvorrichtung auf dem Abschnitt zweiter kristalliner Qualität des piezoelektrischen Dünnfilms bereitzustellen.
  23. Verfahren nach Anspruch 22, wobei der piezoelektrische Dünnfilm AIN, AIScN, AICrN, HfMgAIN oder ZrMgAIN umfasst.
  24. Verfahren nach Anspruch 23, wobei das Verarbeiten des Abschnitts zweiter kristalliner Qualität des piezoelektrischen Dünnfilms das Ausbilden einer Öffnung in dem piezoelektrischen Dünnfilm zweiter kristalliner Qualität umfasst, der durch Entfernen von etwa 500 Ångström des piezoelektrischen Dünnfilms freigelegt wird, um die erste Elektrode freizulegen.
  25. Verfahren nach Anspruch 22, wobei das Sputtern des einen oder der mehreren Elemente der Gruppe III vom Target auf die erste Oberfläche des Substrats das Erhitzen des Substrats auf eine Temperatur in einem Bereich zwischen etwa 350 Grad Celsius bis etwa 850 Grad Celsius umfasst.
  26. Verfahren nach Anspruch 22, wobei das Sputtern des einen oder der mehreren Elemente der Gruppe III vom Target auf die erste Oberfläche des Substrats das Erhitzen des Substrats auf eine Temperatur in einem Bereich zwischen etwa 400 Grad Celsius bis etwa 600 Grad Celsius umfasst.
  27. Verfahren nach Anspruch 22, wobei das Sputtern des einen oder der mehreren Elemente der Gruppe III von dem Target auf die erste Oberfläche des Substrats das Sputtern einer Seedschicht, die das eine oder die mehreren Elemente der Gruppe III direkt enthält, auf die erste Oberfläche des Substrats umfasst, um eine Nukleationsschicht vor der Ausbildung des piezoelektrischen Dünnfilms auszubilden.
  28. Verfahren nach Anspruch 27, ferner umfassend: Sputtern des einen oder der mehreren Elemente der Gruppe III auf die Nukleationsschicht, um den piezoelektrischen Dünnfilm auszubilden.
  29. Verfahren nach Anspruch 23, wobei der Abschnitt zweiter kristalliner Qualität des piezoelektrischen Dünnfilms eine Kristallinität von weniger als etwa 1,0 Grad bei einer Halbwertsbreite (FWHM) bis etwa 10 Bogensekunden bei FWHM, gemessen unter Verwendung von Röntgenbeugung (XRD), aufweist.
  30. Verfahren nach Anspruch 29, wobei der Abschnitt zweiter kristalliner Qualität des piezoelektrischen Dünnfilms eine Kristallinität in einem Bereich zwischen etwa 1,0 Grad bei FWHM bis etwa 0,5 Grad bei FWHM, gemessen unter Verwendung von XRD, aufweist.
  31. Verfahren zum Ausbilden eines piezoelektrischen Dünnfilms, wobei das Verfahren umfasst: Bereitstellen eines Inertgases und eines Stickstoff-Prozessgases an eine Prozesskammer, die ein Substrat und ein Target enthält, das ein oder mehrere Elemente der Gruppe III umfasst; Sputtern eines oder mehrerer Elemente der Gruppe III von dem Target auf eine erste Oberfläche des Substrats, um den piezoelektrischen Dünnfilm bereitzustellen, der ein Nitrid des einen oder der mehreren Elemente der Gruppe III auf der ersten Oberfläche des Substrats enthält; Ausbilden einer ersten Elektrode auf dem piezoelektrischen Dünnfilm; Ausbilden einer Mehrschichtspiegel- oder -reflektorstruktur auf der ersten Elektrode; Ausbilden einer Trägerschicht auf der Mehrschichtspiegel- oder -reflektorstruktur, so dass sie eine Vertiefung aufweist, die einen Zugang zu der ersten Elektrode bereitstellt; Koppeln eines Bondsubstrats an die Trägerschicht; Verarbeiten einer zweiten Oberfläche des Substrats, die der ersten Oberfläche des Substrats gegenüberliegt, um eine freigelegte Oberfläche des piezoelektrischen Dünnfilms von unterhalb der zweiten Oberfläche des Substrats bereitzustellen, wobei die freigelegte Oberfläche des piezoelektrischen Dünnfilms einen Abschnitt erster kristalliner Qualität des piezoelektrischen Dünnfilms umfasst; Entfernen eines Abschnitts der freigelegten Oberfläche des piezoelektrischen Dünnfilms, um auf einen Abschnitt zweiter kristalliner Qualität des piezoelektrischen Dünnfilms zuzugreifen, der von dem Abschnitt erster kristalliner Qualität des piezoelektrischen Dünnfilms bedeckt ist, wobei der Abschnitt zweiter kristalliner Qualität des piezoelektrischen Dünnfilms eine höhere Qualität aufweist als der Abschnitt erster kristalliner Qualität des piezoelektrischen Dünnfilms; und Verarbeiten des Abschnitts zweiter kristalliner Qualität des piezoelektrischen Dünnfilms, um eine akustische Resonatorvorrichtung auf dem Abschnitt zweiter kristalliner Qualität des piezoelektrischen Dünnfilms bereitzustellen.
  32. Verfahren nach Anspruch 31, wobei der piezoelektrische Dünnfilm AIN, AIScN, AICrN, HfMgAIN oder ZrMgAIN umfasst.
  33. Verfahren nach Anspruch 31, wobei das Verarbeiten des Abschnitts zweiter kristalliner Qualität des piezoelektrischen Dünnfilms das Ausbilden einer Öffnung in dem piezoelektrischen Dünnfilm zweiter kristalliner Qualität umfasst, der durch Entfernen von etwa 500 Ångström des piezoelektrischen Dünnfilms freigelegt wird, um die erste Elektrode freizulegen.
  34. Verfahren nach Anspruch 31, wobei das Sputtern des einen oder der mehreren Elemente der Gruppe III vom Target auf die erste Oberfläche des Substrats das Erhitzen des Substrats auf eine Temperatur in einem Bereich zwischen etwa 350 Grad Celsius bis etwa 850 Grad Celsius umfasst.
  35. Verfahren nach Anspruch 31, wobei das Sputtern des einen oder der mehreren Elemente der Gruppe III vom Target auf die erste Oberfläche des Substrats das Erhitzen des Substrats auf eine Temperatur in einem Bereich zwischen etwa 400 Grad Celsius bis etwa 600 Grad Celsius umfasst.
  36. Verfahren nach Anspruch 31, wobei das Sputtern des einen oder der mehreren Elemente der Gruppe III von dem Target auf die erste Oberfläche des Substrats das Sputtern einer Seedschicht, die das eine oder die mehreren Elemente der Gruppe III direkt enthält, auf die erste Oberfläche des Substrats umfasst, um eine Nukleationsschicht vor der Ausbildung des piezoelektrischen Dünnfilms auszubilden.
  37. Verfahren nach Anspruch 36, ferner umfassend: Sputtern des einen oder der mehreren Elemente der Gruppe III auf die Nukleationsschicht, um den piezoelektrischen Dünnfilm auszubilden.
  38. Verfahren nach Anspruch 34, wobei der Abschnitt zweiter kristalliner Qualität des piezoelektrischen Dünnfilms eine Kristallinität von weniger als etwa 1,0 Grad bei einer Halbwertsbreite (FWHM) bis etwa 10 Bogensekunden bei FWHM, gemessen unter Verwendung von Röntgenbeugung (XRD), aufweist.
  39. Verfahren nach Anspruch 38, wobei der Abschnitt zweiter kristalliner Qualität des piezoelektrischen Dünnfilms eine Kristallinität in einem Bereich zwischen etwa 1,0 Grad bei FWHM bis etwa 0,5 Grad bei FWHM, gemessen unter Verwendung von XRD, aufweist.
  40. Verfahren zum Ausbilden eines piezoelektrischen Dünnfilms, wobei das Verfahren umfasst: Sputtern auf eine erste Oberfläche eines Substrats, um einen piezoelektrischen Dünnfilm bereitzustellen, der AIN, AIScN, AICrN, HfMgAIN oder ZrMgAIN umfasst, auf der ersten Oberfläche des Substrats; Verarbeiten einer zweiten Oberfläche des Substrats, die der ersten Oberfläche des Substrats gegenüberliegt, um eine freigelegte Oberfläche des piezoelektrischen Dünnfilms von unterhalb der zweiten Oberfläche des Substrats bereitzustellen, wobei die freigelegte Oberfläche des piezoelektrischen Dünnfilms einen Abschnitt erster kristalliner Qualität des piezoelektrischen Dünnfilms umfasst; Entfernen eines Abschnitts der freigelegten Oberfläche des piezoelektrischen Dünnfilms, um auf einen Abschnitt zweiter kristalliner Qualität des piezoelektrischen Dünnfilms zuzugreifen, der von dem Abschnitt erster kristalliner Qualität des piezoelektrischen Dünnfilms bedeckt ist, wobei der Abschnitt zweiter kristalliner Qualität des piezoelektrischen Dünnfilms eine höhere Qualität aufweist als der Abschnitt erster kristalliner Qualität des piezoelektrischen Dünnfilms; und Verarbeiten des Abschnitts zweiter kristalliner Qualität des piezoelektrischen Dünnfilms, um eine akustische Resonatorvorrichtung auf dem Abschnitt zweiter kristalliner Qualität des piezoelektrischen Dünnfilms bereitzustellen.
  41. Verfahren nach Anspruch 40, wobei das Entfernen des Abschnitts der freigelegten Oberfläche des piezoelektrischen Dünnfilms das Entfernen von etwa 500 Ångström des piezoelektrischen Dünnfilms umfasst, um den Abschnitt zweiter kristalliner Qualität des piezoelektrischen Dünnfilms freizulegen.
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