TW202112066A - 體聲波共振器 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種體聲波共振器，其包含：共振器，所述共振器包括其中第一電極、壓電層以及第二電極依序堆疊於基板上的中心部分及沿著所述中心部分之周邊配置的延伸部分；及***層，所述***層配置於所述延伸部分中之所述壓電層下方以使所述壓電層升高。所述***層可具有沿著面向所述中心部分之側表面形成的第一傾斜表面，且所述第一電極可具有自所述***層之所述第一傾斜表面之下端延伸的第二傾斜表面。

Description

整體聲波共振器

本發明是關於一種體聲波共振器。

根據無線通信裝置之小型化趨勢，對高頻組件技術之小型化的需求越來越大。舉例而言，可使用利用半導體薄膜晶圓製造技術的體聲波（BAW）型濾波器。

體聲波（BAW）共振器為薄膜型元件，其藉由將壓電介電材料沈積於矽晶圓、半導體基板上及使用其壓電特徵來產生共振以便實施為濾波器。

近來，對5G通信之技術關注遞增，且正積極地執行可在候選頻帶中實施之技術的開發。

然而，在使用Sub 6 GHz（4GHz至6 GHz）頻帶之5G通信之情況下，由於頻寬增加且通信距離縮短，因此信號之強度或功率可增加。另外，隨著頻率增加，壓電層或共振器中產生之損耗可增加。

因此，存在對能夠最小化共振器中之能量洩漏的體聲波共振器之需求。

以上資訊僅作為背景資訊而呈現以輔助理解本發明。未進行關於上述中的任一者可能適用於關於本發明的先前技術的判定以及聲明。

提供此發明內容來以簡化形式引入下文在實施方式中進一步描述之一系列概念。此發明內容並不意欲識別所主張主題的關鍵特徵或基本特徵，亦不意欲在判定所主張主題的範疇過程中用作輔助。

在一個通用態樣中，一種體聲波共振器包含：共振器，其包含其中第一電極、壓電層以及第二電極依序堆疊於基板上的中心部分及沿著所述中心部分之周邊配置的延伸部分；及***層，其配置於所述延伸部分中之壓電層下方以使壓電層升高。***層具有面向中心部分之側表面形成的第一傾斜表面，且第一電極具有自***層之第一傾斜表面之下端延伸的第二傾斜表面。

第二傾斜表面的傾斜角可低於第一傾斜表面。

第一電極可包含小於第二傾斜表面之上端部分的厚度的第二傾斜表面之下端部分之厚度。

第二傾斜表面可配置於中心部分中。

第一電極可為中心部分中之上表面及延伸部分中之上表面，所述上表面配置於彼此不同之平面上。

體聲波共振器可更包含配置於第一電極及***層下方以支撐共振器之膜片層及將共振器與基板分離之空腔。

第三傾斜表面可沿著第一電極之末端配置，且膜片層可具有自第三傾斜表面之下端延伸的第四傾斜表面。

第四傾斜表面可包含比第三傾斜表面低之傾斜角。

***層之末端可接觸第一電極之第三傾斜表面。

***層可比第一電極厚。

體聲波共振器可更包含將共振器容納於其中且接合至基板之罩蓋。

體聲波共振器可更包含經配置以穿透罩蓋之多個通路孔，及配置於多個通路孔中以將第一電極及第二電極電連接至外部之多個連接導體。

體聲波共振器可更包含接合至暴露於罩蓋之外部表面之多個連接導體的外部電極。

體聲波共振器可更包含第一金屬層及第二金屬層，所述第一金屬層及所述第二金屬層配置於共振器之外部且分別接合至第一電極及第二電極。多個連接導體可分別經由第一金屬層及第二金屬層電連接至第一電極及第二電極。

壓電層可包含配置於第一傾斜表面上之傾斜部分，且第二電極之末端可配置於壓電層之傾斜部分上。

在另一通用態樣中，一種體聲波共振器包含：共振器，其包含其中第一電極、壓電層以及第二電極依序堆疊於基板上的中心部分及沿著所述中心部分之周邊配置的延伸部分；及***層，其配置於所述延伸部分中之壓電層下方以使壓電層升高，其中第一電極在中心部分中之厚度小於在延伸部分中之厚度。

在另一通用態樣中，體聲波共振器包含：中心部分，其包括依序堆疊於基板上之第一電極、壓電層以及第二電極；以及沿著所述中心部分之周邊配置的延伸部分，其包含依序堆疊於基板上之第一電極、***層、壓電層以及第二電極，其中第一電極包含在中心部分中之第一反射界面。

第一反射界面可包含自***層之下端朝向中心部分延伸之傾斜表面。

體聲波共振器可更包含配置於第一電極下方以支撐第一電極之膜片層及將第一電極與基板分離之空腔，其中膜片層可包含在延伸部分中之第二反射界面。

第二反射界面可包含自第一電極之下端遠離中心部分延伸的傾斜表面。

其他特徵及態樣將自以下實施方式、圖式以及申請專利範圍顯而易見。

提供以下詳細描述以幫助讀者獲得對本文中所描述的方法、設備及/或系統的全面理解。然而，在理解本發明之後，本文中所描述之方法、設備及/或系統的各種變化、修改及等效物將顯而易見。舉例而言，本文所描述的操作順序僅為實例，且不限於本文所闡述的實例，但除了必須按某一次序發生的操作以外，可改變操作順序，如在理解本發明之後顯而易見的。又，出於提高清晰性及簡潔性目的，可省略為此項技術中已知的特徵之描述。

本文中所描述的特徵可以不同形式體現，且不應將所述特徵解釋為限於本文中所描述的實例。實情為，僅提供本文中所描述之實例以說明實施本文中所描述之方法、設備及/或系統之許多可能方式中的在理解本發明之後將會顯而易見的一些方式。

在本說明書通篇中，當諸如層、區域或基板之元件被描述為「位於另一元件上」、「連接至另一元件」或「耦接至另一元件」時，所述元件可直接「位於另一元件上」、「連接至另一元件」或「耦接至另一元件」，或其間可介入一或多個其他元件。相比之下，當元件被描述為「位於另一元件正上方」、「直接連接至另一元件」或「直接耦接至另一元件」時，其間可不介入其他元件。如本文中所使用，元件之「部分」可包含整個元件或少於整個元件。

如本文中所使用，術語「及/或」包含任何兩個或更多個相關所列項目中之任一者及任何組合；同樣，「…中之至少一者」包含任何兩個或更多個相關所列項目中之任一者及任何組合。

儘管諸如「第一」、「第二」、及「第三」之術語可在本文中用以描述各個構件、組件、區域、層或區段，但這些構件、組件、區域、層或區段並非受限於這些術語。實情為，這些術語僅用於區分一個構件、組件、區域、層或區段與另一構件、組件、區域、層或區段。因此，在不背離實例之教示的情況下，本文中所描述之實例中所參考的第一構件、組件、區域、層或區段亦可被稱作第二構件、組件、區域、層或區段。

為了便於描述，在本文中可使用空間相對術語（諸如「在…上方」、「上部」、「在…下方」、「下部」以及類似者），以描述如諸圖中所示的一個元件與另一元件之間的關係。除諸圖中所描繪之定向以外，這些空間相對術語意欲涵蓋裝置在使用或操作中之不同定向。舉例而言，若圖中的裝置翻轉，則被描述為相對於另一元件「在…上方」或在「上部」的元件隨後將被描述為相對於另一元件「在…下方」或「下方」。因此，術語「在…上方」涵蓋視裝置之空間定向而定的上方及下方定向兩者。裝置亦可以其他方式定向（旋轉90度或呈其他定向），且相應地解釋本文所使用之空間相對術語。

本文所使用之術語僅用於描述各種實例，且並非用以限制本發明。除非上下文另有明確指示，否則冠詞「一（a/an）」及「所述（the）」亦意欲包含複數形式。術語「包括」、「包含」及「具有」指定存在所陳述之特徵、數目、操作、構件、元件及/或其組合，但並不排除存在或添加一或多個其他特徵、數目、操作、構件、元件及/或其組合。

如在理解本發明之後將顯而易見的，本文中所描述之實例的特徵可以各種方式組合。此外，儘管本文中所描述之實例具有多種組態，但如在理解本發明之後將顯而易見的，其他組態亦是可能的。

在本文中，應注意，關於實例（例如關於實例可包含或實施何實例）使用術語「可」意謂存在至少一個實例，其中包含或實施此特徵，但所有實例不限於此。

本發明之一態樣為提供能夠減少能量洩漏之體聲波共振器。

圖1為根據本發明之實施例的聲波共振器之平面圖，且圖2為沿圖1之線I-I'截取的橫截面圖。圖3為沿圖1之線II-II'截取的橫截面圖，圖4為沿圖1之線III-III'截取的橫截面圖，且圖5為圖2之一部分A的放大視圖。

參看圖1至圖5，根據本發明之實施例的聲波共振器100可為體聲波（bulk-acoustic wave, BAW）共振器，且可包含基板110、犧牲層140、共振器120以及***層170。

基板110可為矽基板。舉例而言，矽晶圓可用作基板110，或可使用絕緣體上矽（silicon on insulator, SOI）類型基板。

絕緣層115可提供於基板110之上表面上以將基板110與共振器120電隔離。另外，絕緣層115防止基板110在空腔C形成於聲波共振器之製造製程中時由蝕刻氣體蝕刻。

在此情況下，絕緣層115可由二氧化矽（SiO₂ ）、氮化矽（Si₃ N₄ ）、氧化鋁（Al₂ O₃ ）以及氮化鋁（AlN）中的至少一者形成，且可經由化學氣相沈積、RF磁控濺鍍以及蒸發的任一個製程形成。

犧牲層140形成於絕緣層115上，且空腔C及蝕刻終止部分145配置於犧牲層140中。

空腔C形成為空白空間，且可藉由移除犧牲層140的一部分而形成。

當空腔C形成於犧牲層140中時，形成於犧牲層140上方之共振器120可形成為完全平坦的。

蝕刻終止部分145沿腔體C之邊界配置。提供蝕刻終止部分145以防止蝕刻的執行在形成空腔C之製程中超出空腔區。

膜片層150形成於犧牲層140上，且形成空腔C之上部表面。因此，膜片層150亦由在形成空腔C之製程中不易於移除之材料形成。

舉例而言，當使用諸如氟（F）、氯（Cl）或其類似者之鹵化物類蝕刻氣體來移除犧牲層140之一部分（例如，空腔區）時，膜片層150可由與蝕刻氣體具有低反應性之材料製成。在此情況下，膜片層150可包含二氧化矽（SiO₂ ）及氮化矽（Si₃ N₄ ）中之至少一者。

膜片層150可由含有氧化鎂（MgO）、氧化鋯（ZrO2）、氮化鋁（AlN）、鋯鈦酸鉛（PZT）、砷化鎵（GaAs）、氧化鉿（HfO₂ ）及氧化鋁（Al₂ O₃ ）、氧化鈦（TiO₂ ）以及氧化鋅（ZnO）中之至少一種材料的介電層及含有鋁（Al）、鎳（Ni）、鉻（Cr）、鉑（Pt）、鎵（Ga）以及鉿（Hf）中之至少一種材料的金屬層製成。然而，本發明不限於此。

共振器120包含第一電極121、壓電層123以及第二電極125。共振器120經組態使得第一電極121、壓電層123以及第二電極125自底部按次序堆疊。因此，共振器120中之壓電層123配置於第一電極121與第二電極125之間。

由於共振器120形成於膜片層150上，因此膜片層150、第一電極121、壓電層123以及第二電極125依序堆疊於基板110上以形成共振器120。

共振器120可根據施加至第一電極121及第二電極125之信號使壓電層123共振以產生共振頻率及抗共振頻率。

共振器120可劃分成：中心部分S，其中第一電極121、壓電層123以及第二電極125堆疊成實質上平坦的；及延伸部分E，其中***層170***於第一電極121與壓電層123之間。

中心部分S為配置於共振器120之中心處的區域，且延伸部分E為沿著中心部分S之周邊配置的區域。因此，延伸部分E為自中心部分S向外延伸的區域，且是指形成為沿著中心部分S之周邊具有連續環形形狀的區域。然而，必要時，延伸部分E可經組態以具有不連續環形形狀，其中一些區域分離。

因此，如圖2中所示，在共振器120的經切割以與中心部分S交叉的橫截面中，延伸部分E分別配置於中心部分S之兩端處。***層170配置於延伸部分E中之中心部分S之兩側上，所述延伸部分E配置於中心部分S之兩端上。

***層170具有傾斜表面L，其厚度隨著距中心部分S之距離增加而變得更大。

在延伸部分E中，壓電層123及第二電極125配置於***層170上。因此，位於延伸部分E中之壓電層123及第二電極125沿***層170之形狀具有傾斜表面。

在本發明實施例中，延伸部分E包含於共振器120中，且因此，共振可發生在延伸部分E中。然而，本發明不限於此，且共振可取決於延伸部分E之結構而不存在於延伸部分E中，但共振可僅在中心部分S中進行。

第一電極121及第二125可由導體形成，例如，可由以下各者形成：金、鉬、釕、銥、鋁、鉑、鈦、鎢、鈀、鉭、鉻、鎳或含有其中至少一者之金屬，但不限於此。

在共振器120中，第一電極121形成為面積大於第二電極125，且第一金屬層180沿著第一電極121之周邊配置於第一電極121上。因此，第一金屬層180可配置成與第二電極125間隔預定距離，且可配置成圍繞共振器120之形式。

由於第一電極121配置於膜片層150上，因此第一電極121整體上形成為扁平的。由於第二電極125配置於壓電層123上，因此可形成對應於壓電層123之形狀的彎曲部（curving）。

第一電極121可用作輸入電極及輸出電極中之一者以用於輸入及輸出諸如射頻（radio frequency, RF）信號之電信號。

第二電極125完全配置於中心部分S中且部分地配置於延伸部分E中。因此，第二電極125可劃分成配置於稍後將描述之壓電層123之壓電部分123a上的一部分及配置於壓電層123之彎曲部分123b上的一部分。

更具體言之，在本發明實施例中，第二電極125配置成覆蓋整個壓電部分123a及壓電層123之傾斜部分1231之一部分。因此，配置於延伸部分E中之第二電極（圖4中之第二電極125a）形成為面積小於傾斜部分1231之傾斜表面，且共振器120中之第二電極125形成為面積小於壓電層123。

因此，如圖2中所說明，在共振器120經切割以與中心部分S交叉的橫截面中，第二電極125之末端配置於延伸部分E中。另外，配置於延伸部分E中的第二電極125之末端之至少一部分配置成與***層170重疊。此處，「重疊」意謂當第二電極125投影在***層170所配置在之平面上時，投影在所述平面上之第二電極125之形狀與***層170重疊。

第二電極125可用作輸入電極及輸出電極中之一者以用於輸入及輸出諸如射頻（RF）信號或其類似者之電信號。亦即，當第一電極121用作輸入電極時，第二電極125可用作輸出電極，且當第一電極121用作輸出電極時，第二電極125可用作輸入電極。

如圖4中所說明，當第二電極125之末端定位於稍後將描述之壓電層123之傾斜部分1231上時，由於共振器120之聲波阻抗的局部結構形成於來自中心部分S之稀疏/密集/密集結構中，因此自共振器120向內反射側向波的反射界面增加。因此，由於大部分側向波不自共振器向外流動，且被反射且接著流動至共振器120之內部，因此可改良聲學共振器之效能。

壓電層123為經由壓電效應將電能轉換成呈彈性波形式之機械能的部分，且形成於稍後將描述之第一電極121及***層170上。

作為壓電層123之材料，可選擇性地使用氧化鋅（ZnO）、氮化鋁（AlN）、摻雜氮化鋁、鋯鈦酸鉛、石英及其類似者。在摻雜氮化鋁之情況下，可更包含稀土金屬、過渡金屬或鹼土金屬。稀土金屬可包含鈧（Sc）、鉺（Er）、釔（Y）及鑭（La）中之至少一者。過渡金屬可包含鉿（Hf）、鈦（Ti）、鋯（Zr）、鉭（Ta）以及鈮（Nb）中之至少一者。另外，鹼土金屬可包含鎂（Mg）。

為了改良壓電性質，當摻雜有氮化鋁（AlN）之元素的含量小於0.1原子%時，不能實現高於氮化鋁（AlN）之壓電性質。當元素之含量超過30原子%時，難以製造及控制用於沈積之組成物，使得可形成不均勻或非所需結晶相。

因此，在本發明實施例中，摻雜有氮化鋁（AlN）的元素的含量在0.1原子%至30原子%的範圍內。

在本發明實施例中，壓電層在氮化鋁（AlN）中摻雜有鈧（Sc）。在此情況下，可增加壓電常數以增加聲學共振器之K_t ² 。然而，本發明之組態不限於此。

根據本發明實施例之壓電層123包含配置於中心部分S中之壓電部分123a及配置於延伸部分E中之彎曲部分123b。

壓電部分123a為直接堆疊於第一電極121之上表面上的部分。因此，壓電部分123a***第一電極121與第二電極125之間以與第一電極121及第二電極125一起形成扁平形狀。

彎曲部分123b可理解為自壓電部分123a延伸至外部且定位於延伸部分E中之區域。

彎曲部分123b配置於稍後將描述的***層170上，且形成為上表面沿著***層170的形狀升高的形狀。因此，壓電層123在壓電部分123a與彎曲部分123b之間的邊界處彎曲，且彎曲部分123b對應於***層170之厚度及形狀而升高。

彎曲部分123b可劃分成傾斜部分1231及延伸部分1232。

傾斜部分1231是指沿著稍後將描述的***層170的傾斜表面L傾斜的部分。延伸部分1232是指自傾斜部分1231延伸至外部的部分。

傾斜部分1231平行於***層170之傾斜表面L而形成，且傾斜部分1231之傾斜角可形成為與***層170之傾斜表面L的傾斜角相同。

***層170沿著由膜片層150、第一電極121以及蝕刻終止部分145形成之表面配置。因此，***層170部分地配置於共振器120中，且配置於第一電極121與壓電層123之間。

***層170配置於中心部分S周圍以支撐壓電層123之彎曲部分123b。因此，壓電層123之彎曲部分123b可沿著***層170之形狀劃分成傾斜部分1231及延伸部分1232。

***層170配置於除了中心部分S以外的區域中。舉例而言，***層170可在除了中心部分S以外的整個區域中或在一些區域中配置於基板110上。

***層170形成為厚度隨著面向中心部分S之側表面移動遠離中心部分S而變大。由此，***層170由具有恆定傾斜角θ之傾斜表面L及面向中心部分S之側表面形成。

當***層170之側表面的傾斜角θ形成為小於5°時，為了製造所述***層170，由於***層170應該形成為厚度極薄的或傾斜表面L的面積應該特別大，所以實際上難以實施。

另外，當***層170之側表面的傾斜角θ大於70°時，堆疊在***層170上之壓電層123或第二電極125的傾斜角亦形成為大於70°。在此情況下，由於堆疊於傾斜表面L上之壓電層123或第二電極125為過度彎曲的，因此可在彎曲部分中產生裂紋。

因此，在本發明實施例中，傾斜表面L之傾斜角θ形成於5°或大於5°及70°或小於70°之範圍內。

在本發明實施例中，壓電層123之傾斜部分1231沿***層170之傾斜表面L形成，且因此形成為與***層170之傾斜表面L具有相同傾斜角。因此，傾斜部分1231之傾斜角亦形成於5°或大於5°及70°或小於70°之範圍內，與***層170之傾斜表面L類似。所述組態同樣適用於堆疊在***層170之傾斜表面L上之第二電極125。

***層170可由諸如以下各者的介電材料形成：氧化矽（SiO₂ ）、氮化鋁（AlN）、氧化鋁（Al₂ O₃ ）、氮化矽（Si₃ N₄ ）、氧化鎂（MgO）、氧化鋯（ZrO₂ ）、鋯鈦酸鉛（PZT）以及砷化鎵（GaAs）、氧化鉿（HfO₂ ）、氧化鈦（TiO₂ ）以及氧化鋅（ZnO），但可由來自壓電層123的材料形成。

另外，***層170可藉由金屬材料實施。當本發明實施例之體積聲學共振器用於5G通信時，藉由共振器產生大量熱量，且因此需要平滑地釋放由共振器120產生之熱量。為此目的，此實施例之***層170可由含有鈧（Sc）之鋁合金材料製成。

共振器120配置成經由配置於膜片層150下方之空腔C與基板110間隔開。因此，膜片層150配置於第一電極121及***層170下方以支撐共振器120。

空腔C形成為空白空間，且可藉由在製造聲學共振器之製程中將蝕刻氣體（或蝕刻溶液）供應至吸入孔（圖1中的吸入孔H）來移除一部分犧牲層140而形成。

保護層127沿著聲學共振器100之表面配置以從外部保護聲學共振器100。保護層127可沿由第二電極125及壓電層123之彎曲部分123b形成之表面配置。

保護層127可形成為含有氮化矽（Si₃ N₄ ）、氧化矽（SiO₂ ）、氧化鎂（MgO）、氧化鋯（ZrO₂ ）、氮化鋁（AlN）、矽鈦酸鉛（PZT）、砷化鎵（GaAs）、氧化鉿（HfO₂ ）、氧化鋁（Al₂ O₃ ）、氧化鈦（TiO₂ ）以及氧化鋅（ZnO）中之任一者的介電層，但不限於此。

保護層127可形成為單層，但可藉由視需要堆疊具有不同材料之兩個層來形成。另外，可部分地移除保護層127以調整最終製程中的頻率。例如，可在頻率微調製程中調整保護層127之厚度。

第一電極121及第二電極125可延伸至共振器120之外。第一金屬層180及第二金屬層190可分別配置於延伸部分的上表面上。

第一金屬層180及第二金屬層190可由金（Au）、金-錫（Au-Sn）合金、銅（Cu）、銅-錫（Cu-Sn）合金、鋁（Al）、鋁合金或其組合製成。此處，鋁合金可為鋁-鍺（Al-Ge）合金或鋁-鈧（Al-Sc）合金。

第一金屬層180及第二金屬層190可充當分別電連接基板110上之根據本發明實施例之聲學共振器的第一電極121及第二電極125並電連接彼此鄰接配置之其他聲學共振器的電極的連接佈線，或充當用於外部連接之端子。然而，其不限於此。

第一金屬層180可穿透保護層127且接合至第一電極121。

另外，在共振器120中，第一電極121形成為面積比第二電極125大，且第一金屬層180形成於第一電極121之周邊上。

因此，第一金屬層180沿共振器120之周邊配置，且因此配置成圍繞第二電極125之形式。然而，其不限於此。

在如上文所描述而組態的根據本發明實施例之體聲波共振器100中，如圖4至圖6中所說明，第二傾斜表面L2形成於第一電極121之上表面上。

第二傾斜表面L2形成為自上述***層170之傾斜表面（下文稱為第一傾斜表面L）延伸，且形成為具有小於第一傾斜表面L之傾斜角θ的傾斜角θ2。

在共振器120的經切割以與中心部分S交叉的橫截面中，***層170可分別配置於位於中心部分S之兩側上的延伸部分E中。第二傾斜表面L2以自第一傾斜表面L延伸之形式配置於中心部分S之兩側上。因而，第二傾斜表面L2可沿形成於***層170中之整個第一傾斜表面L形成。

由於***層170沿著中心部分S的邊界配置於延伸部分E中，因此第二傾斜表面L2沿著中心部分S的邊界配置於中心部分S中。另外，第一電極121的自第二傾斜表面L2之下端延伸的上表面形成為平坦表面。因此，在第一電極121中，中心部分S中之上表面及延伸部分E中之上表面配置於不同平面上。另外，關於第二傾斜表面L2，配置於中心部分S（其為第二傾斜表面L2之下端部分）中的第一電極121之厚度t1形成為小於配置於延伸部分E（其為第二傾斜表面L2之上端部分）中的第一電極121之厚度t2。

第二傾斜表面L2可藉由蝕刻定位於中心部分S中的第一電極121之上表面之一部分而形成。在此製程中，***層170可用作遮罩。因此，第二傾斜表面L2是以自第一傾斜表面L延伸之形式形成。

當第二傾斜表面L2如上文所描述提供於第一電極121中時，反射界面Q1可沿著第一電極121之平坦表面與第二傾斜表面L2之間的邊界形成。因此，除了圖4中所示之稀疏/密集/稀疏/密集結構以外，由於提供另外的反射界面Q1，因此有可能進一步抑制共振器120中之能量洩漏至共振器120之外，由此改良體聲波共振器之效能。

另外，根據本發明實施例之體聲波共振器可包含形成於膜片層150中之第四傾斜表面L4，如圖5中所示。

第四傾斜表面L4形成為自形成於第一電極121之末端處的傾斜表面L3（在下文中稱作第三傾斜表面）延伸。

類似於第二傾斜表面L2，第四傾斜表面L4形成為具有小於第三傾斜表面L3之傾斜角θ3的傾斜角θ4。

關於第四傾斜表面L4，第四傾斜表面L4之下端部分中的膜片層150之厚度t3形成為小於第四傾斜表面L4之上端部分中的膜片層150之厚度t4。

第四傾斜表面L4可沿著形成於第一電極121上之整個第三傾斜表面L3形成於膜片層150中。

第四傾斜表面L4可藉由部分地蝕刻膜片層150之上表面而形成。在此製程中，第一電極121可用作遮罩。因此，第四傾斜表面L4是自第三傾斜表面L3延伸而形成。

當第四傾斜表面L4如上文所描述提供於膜片層150中時，反射界面Q2可沿著第四傾斜表面L4之邊界形成。因此，由於提供另外的反射界面Q2，因此有可能進一步抑制共振器120中之能量洩漏至共振器120之外。

本發明不限於上述實施例，且各種修改是可能的。

圖7為示意性地說明根據本發明之另一實施例的體聲學共振器之橫截面圖。

參考圖7，本發明實施例中所說明之體聲波共振器200的組態方式與圖3中所說明之體聲波共振器類似且配置於第一電極121之端側上之***層170之形狀差異最大。因此，可省略對與上述實施例中之組件相同的組件之詳細描述，且將主要進一步描述差異。

如圖7中所示，在共振器120的經切割以與中心部分S交叉的橫截面中，***層170分別配置於分別位於中心部分S之兩側上的延伸部分E中，其中接觸第一電極121之末端的右側***層170經組態以僅接觸第三傾斜表面L3，所述第三傾斜表面L3是第一電極121之末端的傾斜表面而不覆蓋第一電極121之上表面。例如，在形成第三傾斜表面L3之部分中，***層170形成為僅接觸第三傾斜表面L3而不接觸第一電極121之上表面。

為此目的，本發明實施例之***層170可形成為比第一電極121厚。

如在上述實施例中，本發明實施例之體聲波共振器200的第一電極121具有自***層170之第一傾斜表面L延伸的第二傾斜表面L2及形成於末端處的第三傾斜表面L3，且膜片層150具有自第三傾斜表面L3延伸的第四傾斜表面L4。另外，第二傾斜表面L2形成為具有小於第一傾斜表面L之傾斜角的傾斜角，且第四傾斜表面L4形成為具有小於第三傾斜表面L3之傾斜角的傾斜角。

另外，上述右側***層170配置為使得其末端接觸第一電極121的第三傾斜表面L3及膜片層150的第四傾斜表面L4。因此，配置成接觸第一電極121之末端的右側***層170具有在末端處具有不同傾斜角的三個傾斜表面。如上文所描述，可以各種形式修改本發明之***層170。

圖8為示意性地說明根據本發明之另一實施例的體積聲學共振器之橫截面圖。參考圖8，本發明實施例中所示之體聲波共振器300包含圖2中所示之體聲波共振器及罩蓋50。

提供罩蓋50以保護共振器120免受外部環境影響。

罩蓋50可形成為具有容納共振器120之內部空間的蓋板之形式。因此，罩蓋50是以側壁51圍繞共振器120之周邊之形式接合至基板110。

罩蓋50可經由接合構件接合至基板110。因此，側壁51之下表面用作與基板110之接合表面。

罩蓋50可經由晶圓級之晶圓接合形成。亦即，上面配置有多個單元基板110之基板晶圓及上面配置有多個罩蓋50之罩蓋晶圓可藉由彼此接合而一體地形成。矽（Si）可用作罩蓋的材料，但不限於此。

本發明實施例之基板110在其下表面上具有穿透基板110之多個通路孔112。另外，連接導體113a及連接導體113b形成於通路孔112中之每一者內部。

連接導體113a及連接導體113b可形成於通路孔112的整個內表面上，但不限於此，或可部分地形成或以完全填充通路孔112的內部空間的形式形成。

另外，連接導體113a及連接導體113b連接導體的一端連接至形成於基板110之下表面上的外部電極117，且其另一端連接至第一電極121或第二電極125。

例如，根據本發明實施例的第一連接導體113a電連接第一電極121與外部電極117，且第二連接導體113b電連接第二電極125與另一外部電極117。

因此，第一連接導體113a可穿透基板110及膜片層150並電連接至第一電極121，且第二連接導體113b可穿透基板110及膜片層150並電連接至第二電極125。在此情況下，第二連接導體113b可經由第二金屬層190電連接至第二電極125。

在本發明實施例中，僅說明且描述兩個通路孔112及兩個連接導體113a及113b，但本發明不限於此，且必要時，可提供更大數目個通路孔112及連接導體113a及113b。

圖9為示意性地說明根據本發明之另一實施例的體聲波共振器之橫截面圖。

參考圖9，本發明實施例中所說明之體聲波共振器400的組態方式類似於圖8中所說明之體聲波共振器，不同之處在於通路孔112與連接導體113a及連接導體113b配置成穿透罩蓋50而非基板110之差異。

因此，在本發明實施例中，通路孔112與連接導體113a及連接導體113b定位於第一金屬層180及第二金屬層190上方，且連接導體113a及連接導體113b經由通路孔112分別連接至第一金屬層180及第二金屬層190。

因此，連接導體113a及連接導體113b分別經由第一金屬層180及第二金屬層190電連接至第一電極121及第二電極125。

在此情況下，第一金屬層180及第二金屬層190之上表面（或接合表面）可配置於相同平面上，使得罩蓋50可牢固地接合至第一金屬層180及第二金屬層190。

在如上文所描述組態的根據本發明實施例的體聲波共振器400中，外部電極117可配置於罩蓋50之外表面之上表面（參看圖9）上。在此情況下，罩蓋50之上表面可用作安裝表面。

如上文所闡述，根據本發明，由於體聲波共振器經由提供於第一電極上之傾斜表面提供另外的反射界面，因此可儘可能地抑制共振器中之能量洩漏至共振器之外，由此改良體聲波共振器之效能。

雖然上文已示出及描述特定實例，但在理解本發明之後將顯而易見的是，可在不脫離申請專利範圍及其等效物之精神及範疇的情況下在這些實例中進行形式及細節之各種改變。應僅以描述性意義而非出於限制性目的考慮本文中所描述的實例。應將每一實例中的特徵或態樣的描述視為適用於其他實例中的類似特徵或態樣。若以不同次序執行所描述技術，及/或若以不同方式來組合及/或用其他組件或其等效物來替換或補充所描述系統、架構、裝置或電路中的組件，則可達成合適結果。因此，本發明的範疇並非由詳細描述定義，而是由申請專利範圍以及其等效物定義，且應將屬於申請專利範圍以及其等效物的範疇內的所有變化解釋為包含於本發明中。

50:罩蓋 51:側壁 100:體聲波共振器/聲波共振器/共振器 200、300、400:體聲波共振器 110:基板 112:通路孔 113a、113b:連接導體 115:絕緣層 117:外部電極 120:共振器 121:第一電極 123:壓電層 123a:壓電部分 123b:彎曲部分 1231:傾斜部分 1232:延伸部分 125:第二電極 125a:第二電極 127:保護層 140:犧牲層 145:蝕刻終止部分 150:膜片層 170:***層 180:第一金屬層 190:第二金屬層 A、B:部分 C:空腔 E:延伸部分 H:吸入孔 I-I'、II-II'、III-III':線 L、L1、L2、L3、L4:傾斜表面 Q1、Q2:反射界面 S:中心部分 t1、t2、t3、t4:厚度 θ、θ₁ 、θ₂ 、θ₃ 、θ₄ :傾斜角

圖1為根據本發明之實施例的聲波共振器之平面圖。 圖2為沿著圖1的線I-I'截取的橫截面圖。 圖3為沿著圖1的線II-II'截取的橫截面圖。 圖4為沿著圖1的線III-III'截取的橫截面圖。 圖5為圖2之一部分A的放大視圖。 圖6為圖4之一部分B的放大視圖。 圖7為示意性地說明根據本發明之另一實施例的體聲波共振器之橫截面圖。 圖8為示意性地說明根據本發明之另一實施例的體聲波共振器之橫截面圖。 圖9為示意性地說明根據本發明之另一實施例的體聲波共振器之橫截面圖。 貫穿圖式及詳細描述，相同參考編號指代相同元件。圖式可未按比例繪製，且為了清楚說明以及便利起見，可放大圖式中的元件的相對大小、比例以及描述。

100:體聲波共振器/聲波共振器/共振器

110:基板

115:絕緣層

120:共振器

121:第一電極

123:壓電層

123a:壓電部分

123b:彎曲部分

1231:傾斜部分

1232:延伸部分

125:第二電極

127:保護層

140:犧牲層

145:蝕刻終止部分

150:膜片層

170:***層

180:第一金屬層

190:第二金屬層

A:部分

C:空腔

E:延伸部分

I-I':線

L:傾斜表面

S:中心部分

Claims (20)

1. 一種體聲波共振器，其包括： 共振器，其包括其中第一電極、壓電層以及第二電極依序堆疊於基板上的中心部分及沿著所述中心部分之周邊配置的延伸部分；以及 ***層，其配置於所述延伸部分中之所述壓電層下方以使所述壓電層升高， 其中所述***層包括沿著面向所述中心部分之側表面形成的第一傾斜表面，且所述第一電極包括自所述***層之所述第一傾斜表面之下端延伸的第二傾斜表面。
2. 如請求項1之體聲波共振器，其中所述第二傾斜表面包括比所述第一傾斜表面低之傾斜角。
3. 如請求項1之體聲波共振器，其中所述第一電極包括小於所述第二傾斜表面之上端部分之厚度的所述第二傾斜表面之下端部分之厚度。
4. 如請求項1之體聲波共振器，其中所述第二傾斜表面配置於中心部分中。
5. 如請求項1之體聲波共振器，其中所述第一電極包括在所述中心部分中之上表面及在所述延伸部分中之上表面，所述上表面配置於彼此不同之平面上。
6. 如請求項1之體聲波共振器，其更包括： 膜片層，其配置於所述第一電極及所述***層下方以支撐所述共振器；以及 空腔，其將所述共振器與所述基板分離。
7. 如請求項1之體聲波共振器，其中第三傾斜表面沿著所述第一電極之末端配置，以及 其中所述膜片層包括自所述第三傾斜表面之下端延伸的第四傾斜表面。
8. 如請求項7之體聲波共振器，其中所述第四傾斜表面包括比所述第三傾斜表面低之傾斜角。
9. 如請求項7之體聲波共振器，其中所述***層之末端接觸所述第一電極之所述第三傾斜表面。
10. 如請求項9之體聲波共振器，其中所述***層比所述第一電極厚。
11. 如請求項1之體聲波共振器，其更包括罩蓋，所述罩蓋將所述共振器容納於其中並接合至所述基板。
12. 如請求項11之體聲波共振器，其更包括： 多個通路孔，其經配置以穿透所述罩蓋；以及 多個連接導體，其配置於所述多個通路孔中以將所述第一電極及所述第二電極電連接至外部。
13. 如請求項12之體聲波共振器，其更包括接合至暴露於所述罩蓋之外表面的所述多個連接導體的外部電極。
14. 如請求項12之體聲波共振器，其更包括第一金屬層及第二金屬層，所述第一金屬層及所述第二金屬層配置於所述共振器外部並分別接合至所述第一電極及所述第二電極， 其中所述多個連接導體分別經由所述第一金屬層及所述第二金屬層電連接至所述第一電極及所述第二電極。
15. 如請求項1之體聲波共振器，其中所述壓電層包括配置於所述第一傾斜表面上之傾斜部分上，以及 其中所述第二電極之末端配置於所述壓電層之所述傾斜部分上。
16. 一種體聲波共振器，其包括： 共振器，其包括其中第一電極、壓電層以及第二電極依序堆疊於基板上的中心部分及沿著所述中心部分之周邊配置的延伸部分；以及 ***層，其配置於所述延伸部分中之所述壓電層下方以使所述壓電層升高， 其中所述第一電極在所述中心部分中的厚度小於在所述延伸部分中的厚度。
17. 一種體聲波共振器，其包括： 中心部分，其包括依序堆疊於基板上之第一電極、壓電層以及第二電極；以及 沿著所述中心部分之周邊配置的延伸部分，其包括依序堆疊於所述基板上之所述第一電極、***層、所述壓電層以及所述第二電極， 其中所述第一電極包括在所述中心部分中之第一反射界面。
18. 如請求項17之體聲波共振器，其中所述第一反射界面包括自所述***層之下端面向所中心部分延伸之傾斜表面。
19. 如請求項17之體聲波共振器，其更包括膜片層，所述膜片層配置於所述第一電極下方以支撐所述第一電極；以及 空腔，其將所述第一電極與所述基板分離， 其中所述膜片層包括在所述延伸部分中之第二反射界面。
20. 如請求項19之體聲波共振器，其中所述第二反射界面包括自所述第一電極之下端遠離所述中心部分延伸之傾斜表面。

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