TWI844794B - Acoustic wave device - Google Patents
Acoustic wave device Download PDFInfo
- Publication number
- TWI844794B TWI844794B TW110133138A TW110133138A TWI844794B TW I844794 B TWI844794 B TW I844794B TW 110133138 A TW110133138 A TW 110133138A TW 110133138 A TW110133138 A TW 110133138A TW I844794 B TWI844794 B TW I844794B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- layer
- electrode
- acoustic wave
- protective layer
- wave element
- Prior art date
Links
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims abstract description 219
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 claims abstract description 147
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 42
- 238000000231 atomic layer deposition Methods 0.000 claims abstract description 27
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 76
- 239000000463 material Substances 0.000 description 52
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 36
- 239000010408 film Substances 0.000 description 27
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 26
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 26
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 13
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 12
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 11
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 10
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 9
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 8
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 6
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 6
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 6
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000004549 pulsed laser deposition Methods 0.000 description 6
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 6
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 6
- 238000013461 design Methods 0.000 description 5
- 238000005566 electron beam evaporation Methods 0.000 description 5
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 5
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 4
- BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);tantalum(5+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ta+5].[Ta+5] BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 4
- 229910001936 tantalum oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 4
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 3
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N Titanium nitride Chemical compound [Ti]#N NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- CXOWYMLTGOFURZ-UHFFFAOYSA-N azanylidynechromium Chemical compound [Cr]#N CXOWYMLTGOFURZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 3
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 3
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 3
- 239000005360 phosphosilicate glass Substances 0.000 description 3
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 3
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 3
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 3
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 3
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZVWKZXLXHLZXLS-UHFFFAOYSA-N zirconium nitride Chemical compound [Zr]#N ZVWKZXLXHLZXLS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910002601 GaN Inorganic materials 0.000 description 2
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001080 W alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000560 X-ray reflectometry Methods 0.000 description 2
- 239000003929 acidic solution Substances 0.000 description 2
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 229910000416 bismuth oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000005380 borophosphosilicate glass Substances 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- TYIXMATWDRGMPF-UHFFFAOYSA-N dibismuth;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Bi+3].[Bi+3] TYIXMATWDRGMPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000040 hydrogen fluoride Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 2
- 229910052451 lead zirconate titanate Inorganic materials 0.000 description 2
- HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N lead zirconate titanate Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ti+4].[Zr+4].[Pb+2] HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 2
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 2
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 2
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 2
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- MAKDTFFYCIMFQP-UHFFFAOYSA-N titanium tungsten Chemical compound [Ti].[W] MAKDTFFYCIMFQP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 2
- TWFZGCMQGLPBSX-UHFFFAOYSA-N Carbendazim Natural products C1=CC=C2NC(NC(=O)OC)=NC2=C1 TWFZGCMQGLPBSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N Gallium nitride Chemical compound [Ga]#N JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004205 SiNX Inorganic materials 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- RNQKDQAVIXDKAG-UHFFFAOYSA-N aluminum gallium Chemical compound [Al].[Ga] RNQKDQAVIXDKAG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- JNPZQRQPIHJYNM-UHFFFAOYSA-N carbendazim Chemical compound C1=C[CH]C2=NC(NC(=O)OC)=NC2=C1 JNPZQRQPIHJYNM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006013 carbendazim Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 1
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
本發明是關於一種聲波元件及其製造方法,特別是關於一種具有空腔的聲波元件及其製造方法。 The present invention relates to an acoustic wave element and a manufacturing method thereof, in particular to an acoustic wave element having a cavity and a manufacturing method thereof.
無線頻率通訊裝置(例如智慧型手機)為了能夠在各種無線電頻率與頻段正常運行,需要仰賴聲波濾波器濾除其頻率範圍以外鄰近頻段的信號。為了滿足日益複雜的通訊裝置之要求,有必要針對不同的通信通道以及通訊裝置而使用具有不同型態與組成的聲波元件之濾波器,以在不同頻寬範圍進行調諧。 In order for wireless communication devices (such as smart phones) to operate normally in various radio frequencies and frequency bands, they need to rely on acoustic filters to filter out signals from adjacent frequency bands outside their frequency range. In order to meet the requirements of increasingly complex communication devices, it is necessary to use filters with acoustic wave elements of different types and compositions for different communication channels and communication devices to tune in different bandwidth ranges.
隨著通訊裝置不斷朝輕、薄、短小及時尚化方向發展,且頻率資源越來越擁擠,具有高性能(例如,高Q值及/或高壓電耦合率)聲波元件的濾波器顯得更為重要。儘管現有的聲波元件已大致符合濾波器及各種通訊裝置之需求,但並非在各方面皆令人滿意。 As communication devices continue to develop in the direction of being lighter, thinner, shorter and more fashionable, and frequency resources are becoming increasingly crowded, filters with high-performance (e.g., high Q value and/or high piezoelectric coupling ratio) acoustic wave components are becoming more important. Although existing acoustic wave components have generally met the requirements of filters and various communication devices, they are not satisfactory in all aspects.
本發明實施例提供一種聲波元件。聲波元件包括:支撐基板;形成於支撐基板之上的種子層,其中支撐基板與種子層間具有空腔;形成於種子層之上的第一電極;形成於第一電極之上的壓電層;形成於壓電層之上的第二電極;以及形成於第二電極之上、或形成於種子層與第二電極之間、或形成於種子層之下的第一保護層。第一保護層係利用原子層沉積法所形成。 The present invention provides an acoustic wave element. The acoustic wave element includes: a supporting substrate; a seed layer formed on the supporting substrate, wherein a cavity is formed between the supporting substrate and the seed layer; a first electrode formed on the seed layer; a piezoelectric layer formed on the first electrode; a second electrode formed on the piezoelectric layer; and a first protective layer formed on the second electrode, or formed between the seed layer and the second electrode, or formed under the seed layer. The first protective layer is formed by atomic layer deposition.
100,200,300,400,500,600,700,800:聲波元件 100,200,300,400,500,600,700,800: Acoustic wave components
102:支撐基板 102: Supporting substrate
104:犧牲層 104: Sacrifice layer
105:空腔 105: Cavity
106:支撐層 106: Support layer
108:種子層 108: Seed layer
110:第一電極 110: First electrode
111:金屬層 111:Metal layer
112:壓電層 112: Piezoelectric layer
114:第二電極 114: Second electrode
115:縫隙 115: Gap
116,117,118,120,122,124:保護層 116,117,118,120,122,124: Protective layer
130:主動區 130: Active zone
140:減縮部 140: Reduction section
145:缺口 145: Gap
A-A’,B-B’:剖線 A-A’, B-B’: section line
R1:元件區 R1: Component area
R2:周邊區 R2: Peripheral area
θ1:第一夾角 θ1: first angle
θ2:第二夾角 θ2: Second angle
以下將配合所附圖式詳述本發明實施例。應注意的是,依據在業界的標準做法,各種特徵並未按照比例繪製且僅用以說明例示。事實上,可任意地放大或縮小元件的尺寸,以清楚地表現出本發明實施例的特徵。 The following will be described in detail with the accompanying drawings. It should be noted that, according to standard practice in the industry, various features are not drawn to scale and are only used for illustration. In fact, the size of the components can be arbitrarily enlarged or reduced to clearly show the features of the embodiments of the present invention.
第1A至1J圖是根據一些實施例,繪示出在製造聲波元件的過程中各個中間階段的剖面示意圖。 Figures 1A to 1J are schematic cross-sectional views of various intermediate stages in the process of manufacturing an acoustic wave element according to some embodiments.
第2A至2D圖與3A至3D圖是根據其他實施例,繪示出在製造具有不同保護層配置的聲波元件的過程中各個中間階段的剖面示意圖。 Figures 2A to 2D and 3A to 3D are schematic cross-sectional views of various intermediate stages in the process of manufacturing an acoustic wave element with different protective layer configurations according to other embodiments.
第4至6圖是根據各種實施例的聲波元件剖面圖。 Figures 4 to 6 are cross-sectional views of acoustic wave elements according to various embodiments.
第7A至7C圖是根據其他實施例,繪示出在製造具有環狀結構保護層的聲波元件的過程中各個中間階段的剖面示意圖。 Figures 7A to 7C are schematic cross-sectional views of various intermediate stages in the process of manufacturing an acoustic wave element having a ring-shaped structural protective layer according to other embodiments.
第7D至7F圖是根據各種實施例,繪示出具有環狀結構的聲波元件上視示意圖。 Figures 7D to 7F are schematic top views of an acoustic wave element having a ring structure according to various embodiments.
第8圖是根據其他實施例,繪示出具有元件區及周邊區的聲波元件上視示意圖。 FIG. 8 is a schematic top view of an acoustic wave element having an element region and a peripheral region according to other embodiments.
第9圖是根據其他實施例,繪示出具有元件區及周邊區的聲波元件剖面示意圖。 FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of an acoustic wave element having an element region and a peripheral region according to other embodiments.
以下說明本發明實施例之聲波元件及其形成方法。然而,應能理解本發明實施例提供許多合適的發明概念而可實施於廣泛的各種特定背景。所揭示的特定實施例僅用於說明以特定方法製作及使用本發明,而並非用以侷限本發明的範圍。再者,在本發明實施例之圖式及說明內容中係使用相同的標號來表示相同或相似的部件。 The following describes the acoustic wave element and its forming method of the embodiment of the present invention. However, it should be understood that the embodiment of the present invention provides many suitable invention concepts and can be implemented in a wide variety of specific backgrounds. The specific embodiment disclosed is only used to illustrate the manufacture and use of the present invention in a specific method, and is not used to limit the scope of the present invention. Furthermore, the same reference numerals are used in the drawings and descriptions of the embodiments of the present invention to represent the same or similar components.
第1A至1J圖是根據一些實施例,繪示出在製造聲波元件100的過程中各個中間階段的剖面示意圖。參照第1A圖,提供支撐基板102,且於支撐基板102上形成犧牲層104。犧牲層104將於後續製程時被移除以形成聲波元件100中的空腔。在一些實施例中,支撐基板102的材料可包括半導體材料或絕緣材料,半導體材料可包括矽、碳化矽、氮化鋁、氮化鎵、氮化鋁鎵等或前述之組合,絕緣材料可包括藍寶石、玻璃、聚醯亞胺(polyimide,PI)等或前述之組合。
Figures 1A to 1J are cross-sectional schematic diagrams of various intermediate stages in the process of manufacturing the
在一些實施例中,犧牲層104的材料可包括無機材料、有機材料或前述之組合。例如,無機材料可包括四乙氧基矽烷
(tetraethoxysilane,TEOS)、多晶矽(polysilicon)非晶矽(amorphous silicon,a-Si)、二氧化矽、硼磷矽酸鹽玻璃(borophosphosilicate glass,BPSG)、磷矽酸鹽玻璃(phosphosilicate glass,PSG)等或前述之組合。例如,有機材料可包括光阻或聚醯亞胺等有機高分子材料。可利用如化學氣相沉積(chemical vapor deposition,CVD)製程、原子層沉積(atomic layer deposition,ALD)製程、物理氣相沉積(physical vapor deposition,PVD)製程、旋轉塗佈(spin-on coating)製程、其他適當的製程或前述之組合沉積犧牲層104的材料。接著,可利用適當的製程如光學微影製程及/或蝕刻製程或其他替代方式圖案化犧牲層104的材料,以於支撐基板102上預定的位置或區域形成犧牲層104。
In some embodiments, the material of the
接著,如第1B圖所示,在一些實施例中,可於支撐基板102上形成支撐層106,且支撐層106的頂表面與犧牲層104的頂表面可相互齊平。在後續移除犧牲層104的步驟之後,支撐層106可作為聲波元件100的支撐結構。詳細而言,可先於支撐基板102與犧牲層104上沉積支撐層106的材料,接著進行如化學機械研磨(chemical mechanical polishing,CMP)的平坦化製程移除犧牲層104上的支撐層材料,使得支撐層106的頂表面與犧牲層104的頂表面相互齊平。支撐層106的材料可選自任何與犧牲層104相比具有較高蝕刻抗性(etching resistance)的合適材料,例如單晶矽、多晶矽、非晶矽、二氧化矽等或前述之組合。在一些實施例中,犧
牲層104的材料為二氧化矽或磷矽酸鹽玻璃時,支撐層106的材料可選用單晶矽。
Next, as shown in FIG. 1B , in some embodiments, a supporting
然而,根據本發明的其他實施例,也可不額外形成支撐層106。詳細而言,可從支撐基板102的頂表面直接凹蝕支撐基板102以形成用於填充犧牲層材料的凹口,而支撐基板102於凹口周圍未被蝕刻去除的部分則作為聲波元件100的支撐結構。接著,於凹口中沉積犧牲層的材料,然後可進行如化學機械研磨的平坦化製程移除過多的犧牲層材料,以露出支撐基板102的頂表面。此外,進行平坦化製程之後,支撐基板102的頂表面可與犧牲層的頂表面齊平。在不額外形成支撐層106的這些實施例中,支撐基板102的材料相較於犧牲層的材料具有較高的蝕刻抗性,使得在後續移除犧牲層材料的步驟中不對支撐基板102造成顯著的蝕刻。
However, according to other embodiments of the present invention, the supporting
接著,參照第1C圖,於犧牲層104上形成種子層108。在形成有支撐層106的實施例中,種子層108形成於犧牲層104與支撐層106上。在形成聲波元件100的第一電極之前,設置種子層108有助於提升其上形成的第一電極的晶相品質,也能提升第一電極上壓電層的晶相品質。此外,種子層108也於後續移除犧牲層104的步驟中作為聲波元件100第一電極的保護層,以避免因過度蝕刻侵蝕第一電極而造成聲波元件的性能受損。在一些實施例中,種子層108的材料可搭配壓電層的材料調整,例如可包括半導體材料、陶瓷材料或薄膜材料,半導體材料可包括氮化鋁、或氮化鈧鋁(ScxAl1-xN,其中x小於1且大於0),陶瓷材料可包括鋯鈦酸鉛
(PZT,亦可稱為壓電陶瓷),薄膜材料可包括氧化鋅。。在一些實施例中,可利用物理氣相沉積、原子層沉積、金屬有機化學氣相沉積(metal organic CVD,MOCVD)、其他合適的沉積技術或前述之組合來沉積種子層108。在一些實施例中,種子層108可利用濺射沉積(sputtering deposition)來形成,厚度可介於約30奈米(nm)至80奈米(nm)之間。
Next, referring to FIG. 1C , a
接著,參照第1D圖,於種子層108上形成第一電極110。詳細而言,在一些實施例中,可於種子層108上沉積第一電極110的材料並接著圖案化第一電極110,以於預定的區域形成具有特定圖案形狀的第一電極110且露出種子層108未被圖案化製程所使用的光阻保護的部分。於一實施例中,第一電極110於聲波元件100剖面圖中的特定圖案形狀包含梯形形狀或矩形形狀,一般而言,具有梯形形狀或矩形形狀的第一電極110的頂角(即,第一電極110的側壁與頂表面之間的夾角)為一鈍角或一直角。於一實施例中,頂角可在約90度至約165度之間的範圍。在一些特定實施例中,第一電極110可具有約135度至約160度之間的頂角。
Next, referring to FIG. 1D , a
第一電極110的材料可包括鉬(Mo)、鋁(Al)、鈦(Ti)、鈦鎢合金(TiW)、銣(Ru)、銀(Ag)、銅(Cu)、金(Au)、鉑(Pt)或前述之組合,且可利用脈衝雷射沉積(pulsed laser deposition,PLD)、濺射沉積(sputtering deposition)、電子束蒸鍍(e-beam evaporation)、其他合適的沉積技術或前述之組合來沉積第一電極110的材料。在一些實施例中,第一電極110
的厚度可介於約0.01μm至約5μm之間。在一些實施例中,第一電極110的厚度可介於約0.1μm至約0.4μm之間。
The material of the
接著,參照第1E圖,於第一電極110上形成壓電層112。如第1E圖所示,在一些實施例中,壓電層112可覆蓋第一電極110的頂表面與側壁,且更延伸至種子層108上。在一些實施例中,壓電層112的壓電材料可包括半導體材料、陶瓷材料或薄膜材料,半導體材料可包括氮化鋁或氮化鈧鋁(ScxAl1-xN,其中x小於1且大於0),陶瓷材料可包括鋯鈦酸鉛,薄膜材料可包括氧化鋅。在一些特定實施例中,壓電層112的壓電材料可包括ScxAl1-xN,其中x小於1且大於或等於0(即,壓電材料可為氮化鋁或氮化鈧鋁)。可利用脈衝雷射沉積、濺射沉積、電子束蒸鍍等或前述之組合來沉積壓電層112。在一些實施例中,壓電層112的厚度可介於約0.05μm至約10μm之間。在一些實施例中,壓電層112的厚度可介於約0.4μm至約1.5μm之間。
Next, referring to FIG. 1E , a
接著,如第1F圖所示,於壓電層112上形成第二電極114。形成第二電極114所使用的材料與製程可與第一電極110的相似或相同,而此不再重複說明。在一些實施例中,第二電極114的厚度可介於約0.01μm至約5μm m之間。在一些實施例中,第二電極114的厚度可介於約0.1μm至約0.4μm之間。根據本發明的一些實施例,如第1G圖所示,由於第一電極110形成具有鈍角或甚至直角的頂角,導致利用沉積製程於第一電極110上形成的膜層可能會在第一電極110頂角向外延伸的方向產生縫隙115。縫隙115可能會
延伸穿過第一電極110上的各層至第一電極110,但也可能沒有完全延伸穿過各個膜層至第一電極110,例如縫隙115可能只延伸至部份的壓電層112或部份的第二電極114中,但未穿過壓電層112或第二電極114,即縫隙115的底部位於壓電層112或第二電極114中。
Next, as shown in FIG. 1F , a
在後續移除犧牲層104的蝕刻製程中,若聲波元件100之中存在著縫隙115,蝕刻製程所使用的蝕刻劑可能會沿著縫隙115進入聲波元件100並侵蝕聲波元件100中的各個膜層,進而造成聲波元件100功能失效。應注意的是,為了簡化圖式,後續圖式有時會省略各個膜層中的縫隙115。然而,為了清楚起見,下文將根據本發明不同的實施例,詳細地說明縫隙形成的位置。
In the subsequent etching process of removing the
接著,參照第1H圖,在一些實施例中,可利用具有高順應性沉積法,例如原子層沉積法於第二電極114上形成保護層116,且保護層116可延伸填入第1G圖中所示的縫隙115(第二電極與壓電層中的縫隙)。如前文所討論,即便保護層116下方的膜層具有縫隙,具有高順應性的原子層沉積法仍可使得保護層116填補下方膜層中的縫隙,而不會於保護層116中持續形成擴大的縫隙。如此一來,可避免保護層116上形成的膜層(若有的話)產生縫隙,也防止後續移除犧牲層104的蝕刻製程中所使用的蝕刻劑侵入聲波元件100而侵蝕聲波元件100的各個膜層。在一些實施例中,保護層116的材料可包括金屬氧化物或金屬氮化物。例如,金屬氧化物可包括氧化鋁、氧化鉿、氧化鋯、氧化鉭、氧化鈦或前述之組合。例如,金屬氮化物可包括氮化鋁、氮化鈦、氮化鋯、或氮化鉻。
在一些實施例中,若移除犧牲層104的蝕刻製程中所使用的蝕刻劑為氟化氫氣體,保護層116的材料可選用具有較高蝕刻抗性的材料,例如氧化鋁。在一些實施例中,保護層116的厚度可介於約30nm至70nm之間的範圍,例如約為50nm。此外,利用原子層沉積法所沉積的保護層116也具有高度的緻密性,使保護層116可具有較高的薄膜密度。根據一些實施例,保護層116的材料選用三氧化二鋁(Al2O3),以原子層沉積法形成的薄膜,在以X光反射技術(X-ray reflectivity,XRR)所測量的薄膜密度可介於約3.2g/cm3至約3.76g/cm3之間,例如約為3.32g/cm3。
Next, referring to FIG. 1H , in some embodiments, a highly compliant deposition method, such as atomic layer deposition, may be used to form a
參照第1I圖,在一些實施例中,可於保護層116上形成保護層118。在一些實施例中,保護層118的材料可包括高聲阻抗材料,例如氮化物系列材料,例如SiNx、AlN、ScxAl1-xN(x小於1且大於或等於0)或前述之組合。保護層116與形成於保護層116上且包含氮化物系列材料的保護層118可作為雙層保護層,其中保護層116可用於填補下方膜層中的縫隙,且包含氮化物系列材料的保護層118可用於提供良好的化學保護。在聲波元件100最終的處理步驟中,可根據設計需求,視需要地調整保護層118的厚度以對聲波元件100進行頻率調控,進而使所製得的聲波元件100達到所欲的作用頻率範圍。可利用脈衝雷射沉積、濺射沉積、電子束蒸鍍等或前述之組合來沉積保護層118。在一些實施例中,保護層118的厚度可介於約30nm至約70nm之間。
1I, in some embodiments, a
接著,參照第1J圖,移除犧牲層104。可利用選擇性
的蝕刻製程移除犧牲層104,以於支撐基板102與種子層108之間形成空腔105。在一些實施例中,可於聲波元件100中自其表面形成至少一通孔(未繪示)以將犧牲層104從聲波元件100露出,進而使蝕刻製程的蝕刻劑得以進入聲波元件100之中而移除犧牲層104。
Next, referring to FIG. 1J, the
移除犧牲層104的蝕刻製程可包括濕式蝕刻、氣相蝕刻(vapor etching)以及/或其他合適的蝕刻製程。例如,濕式蝕刻製程可採用酸性溶液或鹼性溶液、或其他合適的濕式蝕刻化學物質來進行。酸性溶液可包括氫氟酸、磷酸、硝酸、醋酸等或前述之組合的溶液;鹼性溶液可包括含有氫氧化鉀、氨、過氧化氫等或前述之組合的溶液。例如,氣相蝕刻製程可採用氟化氫氣相蝕刻(HF vapor etching)或二氟化氙氣相蝕刻(XeF2 vapor etching)。在一些特定實施例中,可使用氣相氟化氫蝕刻製程來移除犧牲層104。移除犧牲層104之後,如第1J圖所示,支撐基板102與種子層108之間具有空腔105。
The etching process for removing the
根據第1A至1J圖所示的實施例,利用原子層沉積所形成的保護層可延伸填入第一電極之上膜層中的縫隙,防止在移除犧牲層的蝕刻製程時蝕刻劑透過縫隙侵入聲波元件之中而導致聲波元件受損。此外,原子層沉積所形成的保護層可與其上形成用於頻率調控的保護層形成雙層保護層,可在移除犧牲層的蝕刻製程時提供良好的化學保護,進而降低聲波元件功能失效的可能性。 According to the embodiments shown in Figures 1A to 1J, the protective layer formed by atomic layer deposition can be extended to fill the gap in the film layer above the first electrode to prevent the etchant from penetrating into the acoustic wave element through the gap during the etching process of removing the sacrificial layer and causing damage to the acoustic wave element. In addition, the protective layer formed by atomic layer deposition can form a double-layer protective layer with the protective layer formed thereon for frequency regulation, which can provide good chemical protection during the etching process of removing the sacrificial layer, thereby reducing the possibility of functional failure of the acoustic wave element.
第2A至2D圖是根據其他實施例,繪示出在製造具有不同保護層配置的聲波元件200的過程中各個中間階段的剖面示意
圖。參照第2A圖,第2A圖中的聲波元件200與第1I圖中的聲波元件100相似,但聲波元件200的保護層118形成於第二電極114與保護層116之間。聲波元件200之部分製程及結構和聲波元件100類似,類似的製程及結構請參考聲波元件100之說明及圖式,不再贅述,後續將針對差異處詳細說明。在第2A圖所示的實施例中,如前文所述,第二電極114可具有如第1G圖所示的縫隙115,而直接形成於第二電極114上的保護層118可能也會具有縫隙。因此,利用原子層沉積法形成於保護層118上的保護層116可更延伸填入保護層118的縫隙中。
FIGS. 2A to 2D are cross-sectional schematic diagrams of various intermediate stages in the process of manufacturing an
接著,如第2B圖所示,類似第2A圖的聲波元件200,可於保護層116上更形成保護層120。在一些實施例中,保護層120的材料可包括ScyAl1-yN,其中y小於1且大於或等於0。可利用脈衝雷射沉積、濺射沉積、電子束蒸鍍等或前述之組合來沉積保護層120。保護層120與下方的保護層116可作為雙層保護層,其中保護層116不僅可延伸填入沉積製程中所形成的縫隙,且包括氮化鋁系列材料的保護層120也可為下方膜層提供良好的化學保護。
Next, as shown in FIG. 2B , a
接著,參照第2C圖,移除犧牲層104以於種子層108與支撐基板102之間形成空腔105。形成空腔105之後,接著,如第2D圖所示,可進一步移除保護層116與120以露出用以調控頻率的保護層118。可利用合適的蝕刻製程如乾式蝕刻、濕式蝕刻或前述之組合移除保護層116與120。在一些實施例中,移除保護層116與120之後,保護層116延伸填入前述縫隙中的部分可保留而沒有被移
除。
Next, referring to FIG. 2C , the
第3A至3D圖是根據其他實施例,繪示出在製造具有不同保護層配置的聲波元件300的過程中各個中間階段的剖面示意圖。參照第3A圖,第3A圖中的聲波元件300與第1I圖中的聲波元件100相似,但聲波元件300的保護層116形成於壓電層112與第二電極114之間。聲波元件300之部分製程及結構和聲波元件100類似,類似的製程及結構請參考聲波元件100之說明及圖式,不再贅述,後續將針對差異處詳細說明。在第3A圖所示的實施例中,如前文所述,由於壓電層112可具有縫隙,因此先利用原子層沉積法形成的保護層116可延伸填入壓電層112的縫隙。再者,由於保護層116已填充壓電層112的縫隙,保護層116之上形成的第二電極114、保護層118及其他膜層可能不會產生縫隙。
FIGS. 3A to 3D are cross-sectional schematic diagrams of various intermediate stages in the process of manufacturing an
接著,參照第3B圖,在一些實施例中,可於保護層118上形成保護層122,且於保護層122上形成保護層124。在這些實施例中,保護層122類似保護層116,可包括利用原子層沉積法形成的金屬氧化物或金屬氮化物。例如,金屬氧化物可包括氧化鋁、氧化鉿、氧化鋯、氧化鉭、氧化鈦或前述之組合。例如,金屬氮化物可包括氮化鋁、氮化鈦、氮化鋯、或氮化鉻。保護層124類似保護層118,可包括SczAl1-zN,其中z小於1且大於或等於0。利用原子層沉積法所沉積的保護層122具有高度的緻密性,使保護層122可具有較高的薄膜密度。因此,根據一些實施例,保護層122的材料選用三氧化二鋁(Al2O3),以原子層沉積法形成的薄膜,在以
X光反射技術所測量的薄膜密度可介於約3.2g/cm3至約3.76g/cm3之間,例如約為3.32g/cm3。此外,在一些實施例中,保護層122的厚度可介於約30nm至約70nm之間,例如約為50nm。在一些實施例中,保護層124的厚度可介於約30nm至約70nm之間。可利用脈衝雷射沉積、濺射沉積、電子束蒸鍍等或前述之組合來沉積保護層124。如第3B圖所示,聲波元件300中,除了具有保護層116可填補第一電極110之上各個膜層中的縫隙,也具有作為雙層保護層的保護層122與124。保護層122與124形成的雙層保護層具有良好的化學保護能力,可避免下方膜層因移除犧牲層104的蝕刻製程而受到損傷,進而防止聲波元件功能失效。
Next, referring to FIG. 3B , in some embodiments, a
接著,參照第3C圖,移除犧牲層104以於種子層108與支撐基板102之間形成空腔105。形成空腔105之後,接著,如第3D圖所示,可移除保護層122與124以露出用以調控頻率的保護層118。可利用合適的蝕刻製程如乾式蝕刻、濕式蝕刻或前述之組合移除保護層122與124。
Next, referring to FIG. 3C , the
第4至6圖是根據各種實施例的聲波元件400、500與600的剖面圖。參照第4圖,第4圖的聲波元件400與第3D圖的聲波元件300相似,但聲波元件400的保護層116形成於第一電極110與壓電層112之間。聲波元件400之部分製程及結構和聲波元件100類似,類似的製程及結構請參考聲波元件100之說明及圖式,不再贅述,後續將針對差異處詳細說明。在第4圖所示的實施例中,可利用原子層沉積於第一電極110上形成順應於第一電極110的保護層
116,以避免第一電極110之上形成的膜層沿著第一電極110頂角向外延伸的方向產生縫隙。此外,在此實施例中,利用原子層沉積形成的保護層116由於具有高緻密性,可為壓電層112的沉積提供較為平坦的表面以改善第一電極110可能具有較高表面粗糙度的問題,進而為聲波元件400整體的結構提供較佳的結構穩定度。
FIGS. 4 to 6 are cross-sectional views of
參照第5圖,第5圖的聲波元件500與第3D圖的聲波元件300相似,但聲波元件500的保護層116形成於種子層108與第一電極110之間。聲波元件500之部分製程及結構和聲波元件100類似,類似的製程及結構請參考聲波元件100之說明及圖式,不再贅述,後續將針對差異處詳細說明。在第5圖所示的實施例中,利用原子層沉積形成的保護層116由於具有高緻密性,可為第一電極110的沉積提供較為平坦的表面以改善種子層108可能具有較高表面粗糙度的問題,進而為聲波元件500整體的結構提供較佳的結構穩定度。
Referring to FIG. 5 , the
參照第6圖,第6圖的聲波元件600與第3D圖的聲波元件300相似,但聲波元件600的保護層116形成於支撐基板102與種子層108之間。聲波元件600之部分製程及結構和聲波元件100類似,類似的製程及結構請參考聲波元件100之說明及圖式,不再贅述,後續將針對差異處詳細說明。在一些實施例中,在移除犧牲層的蝕刻製程時,可進一步部分地或完全地移除支撐基板102與種子層108之間的保護層116,特別是犧牲層正上方的保護層116。部分地或完全地移除保護層116可減少保護層116對聲波元件600的聲波共振特性造成的
負面影響。
Referring to FIG. 6 , the
在第5、6圖所示的實施例中,設置於第一電極110之下的保護層116於移除犧牲層的蝕刻製程時可作為保護層,防止蝕刻製程的蝕刻劑對第一電極110造成損傷,進而避免聲波元件的功能失效。
In the embodiments shown in FIGS. 5 and 6, the
雖然第4至6圖繪示出製造聲波元件400、500與600的完整結構,但應能理解在製造聲波元件400、500與600的過程中,可於保護層118上形成如第3C圖所示的保護層122與124,以於移除犧牲層的蝕刻製程時提供良好的化學保護,且避免蝕刻製程的蝕刻劑侵蝕下方膜層。再者,在聲波元件400、500與600形成有保護層122與124的實施例中,移除犧牲層之後,可進一步利用合適的蝕刻製程移除保護層122與124以露出用以調控頻率的保護層118。
Although FIGS. 4 to 6 illustrate the complete structure of the
第7A至7C圖是根據其他實施例,繪示出在製造具有環狀結構保護層117的聲波元件700的過程中各個中間階段的剖面示意圖。聲波元件700之部分製程及結構和聲波元件100類似,類似的製程及結構請參考聲波元件100之說明及圖式,不再贅述,後續將針對差異處詳細說明。參照第7A圖,在一些實施例中,在第1F、1G圖所示的結構上形成保護層117。詳細而言,利用原子層沉積於第二電極114上形成保護材料層(未繪示),且利用光學微影製程圖案化保護材料層以形成露出一部分的第二電極114的保護層117,例如蝕刻或掀離製程。
FIGS. 7A to 7C are cross-sectional schematic diagrams showing various intermediate stages in the process of manufacturing an
如前文所述,由於第一電極110上的壓電層112與第
二電極114可具有如第1G圖所示的縫隙115,保護材料層在進行圖案化製程以形成保護層117之前,可延伸填入壓電層112與第二電極114中的縫隙。在其他實施例中,縫隙也可能僅存在於第二電極114中,且保護材料層可僅延伸填入第二電極114中的縫隙。再者,在此些實施例中,保護層117也可作為調諧層(tuning layer),可抑制聲波元件700運作時寄生模式(spurious mode)的影響,進而降低聲波元件700的***損耗以及改善寄生模式對聲波元件100頻寬範圍所造成的干擾。在一些實施例中,保護層117類似保護層116,可包括利用原子層沉積法形成的金屬氧化物或金屬氮化物。例如,金屬氧化物可包括氧化鋁、氧化鉿、氧化鋯、氧化鉭、氧化鈦或前述之組合。例如,金屬氮化物可包括氮化鋁、氮化鈦、氮化鋯、或氮化鉻。在一些實施例中,保護層117的厚度可介於約30nm至約70nm之間,例如約為50nm。
As described above, since the
接著,參照第7B圖,於第二電極114上形成用以調控頻率的保護層118。如第7B圖所示,保護層118可覆蓋保護層117的側壁與頂表面。接著,參照第7C圖,移除犧牲層104以於支撐基板102與種子層108之間形成空腔105。移除犧牲層104之後,空腔105沿著空腔105垂直向上延伸的區域之中定義出聲波元件700的主動區130。
Next, referring to FIG. 7B , a
第7D至7F圖是根據各種實施例,繪示出具有保護層117的聲波元件700上視圖。應注意的是,為了簡化圖式,第7D至7F圖中省略了保護層118。參照第7D圖,在一些實施例中,保護層
117於上視圖中可具有環狀結構,且保護層117的環狀結構可環繞聲波元件700的主動區130並對應第一電極110的邊緣。相較於前述實施例中形成完整的保護層116,第7A至7F圖所示的保護層117僅形成環繞於聲波元件700主動區130的第一電極110邊緣,因此除了作為保護層外,可使聲波能量侷限於主動區130中進行共振以提高聲波元件700的效能,如以上所述,可作為調諧層而抑制聲波元件700的寄生模式。此外,應注意的是,第7A至7C圖的剖面是沿著第7D圖中的剖線A-A’所繪示。
FIGS. 7D to 7F are top views of an
根據本發明的其他實施例,如第7E圖所示,保護層117的環狀結構可具有減縮部140,減縮部140的寬度小於保護層117的環狀結構其他部位的寬度。應能理解的是,減縮部140可不侷限於第7E圖所示的位置,且可基於聲波元件700的設計需求,於保護層117環狀結構的任何位置具有減縮部140,使得聲波元件700具有較佳的性能(例如,高Q值)。此外,如第7F圖所示,在其他實施例中,保護層117的環狀結構可為不連續的結構。例如,基於聲波元件700的設計需求,保護層117的環狀結構可具有缺口145,而形成不相連的保護層117環狀結構。
According to other embodiments of the present invention, as shown in FIG. 7E , the annular structure of the
第8圖是根據其他實施例,繪示出具有元件區R1及周邊區R2的聲波元件800上視示意圖,且第9圖是根據其他實施例,沿著第8圖中的剖線B-B’繪示出聲波元件800的剖面示意圖。聲波元件800之部分製程及結構和聲波元件100類似,類似的製程及結構請參考聲波元件100之說明及圖式,不再贅述,後續將針對差異處
詳細說明。應注意的是,為了簡化圖式,第8圖中僅繪示位於元件區R1的第一電極110及位於周邊區R2的金屬層111。參照第8圖及第9圖,聲波元件800包括支撐基板102,支撐基板102包括元件區R1及圍繞元件區R1的周邊區R2,在支撐基板102的元件區R1及周邊區R2上形成支撐層106及種子層108,在種子層108上對應元件區R1及周邊區R2的位置分別形成第一電極110及金屬層111,且壓電層112、保護層116及118進一步形成於第一電極110及金屬層111上。在一些實施例中,分別對應元件區R1及周邊區R2的第一電極110及金屬層111在空間上彼此分離,且可由同一層金屬形成,第一電極110及金屬層111的材料可包括鉬(Mo)、鋁(Al)、鈦(Ti)、鈦鎢合金(TiW)、銣(Ru)、銀(Ag)、銅(Cu)、金(Au)、鉑(Pt)或前述之組合。在一些實施例中,第一電極110及金屬層111的厚度可介於約0.01μm至約5μm之間。在一些實施例中,第一電極110及金屬層111的厚度可介於約0.1μm至約0.4μm之間。
FIG. 8 is a schematic top view of an
在第8、9圖所示的實施例中,元件區R1的支撐基板102與種子層108之間具有空腔105,而周邊區R2未具有空腔,且元件區R1的壓電層112上具有第二電極114,而周邊區R2未具有第二電極114。在一些實施例中,周邊區R2的金屬層111具有圖案,例如文字(如第8圖的上視圖中所示的文字SAMPLE),作為元件辨識之用途。而元件區R1的第一電極110作為聲波元件的電極。由於第一電極110及金屬層111在圖案化設計上的差異,第一電極110的側壁及金屬層111的側壁與種子層108的上表面分別具有第一夾角
θ1及第二夾角θ2,且第二夾角θ2大於第一夾角θ1。於一實施例中,金屬層111於聲波元件800剖面圖中的形狀包含梯形形狀或矩形形狀,一般而言,具有梯形形狀或矩形形狀的金屬層111的頂角(即,金屬層111的側壁與頂表面之間的夾角)為一鈍角或一直角,而導致利用沉積製程於金屬層111上形成的膜層可能會在金屬層111頂角向外延伸的方向產生縫隙而衍生出前述問題,故在金屬層111上利用原子層沉積來形成高順應性的保護層116,保護層116可延伸填充金屬層111的縫隙,避免聲波元件的各個膜層在移除犧牲層的蝕刻製程時受損。
In the embodiment shown in FIGS. 8 and 9, the supporting
在製造聲波元件的過程中,由於形成的第一電極一般會具有鈍角或甚至是直角的頂角,使得其上形成的各個膜層可能會沿著第一電極頂角向外延伸的方向產生縫隙。在後續移除犧牲層的蝕刻製程時,特別是對於使用氣相氟化氫蝕刻製程,蝕刻製程的蝕刻劑可能會沿著上述的縫隙侵入聲波元件並侵蝕各個膜層,進而導致聲波元件功能失效。本發明實施例提供的聲波元件的製造方法利用原子層沉積來形成高順應性的保護層,保護層可延伸填充第一電極之上各個膜層的縫隙,避免聲波元件的各個膜層在移除犧牲層的蝕刻製程時受損。另一方面,利用原子層沉積形成的保護層也可形成於第一電極之下(例如,第一電極與種子層之間,或種子層與支撐基板之間),能夠防止移除犧牲層的蝕刻製程所使用的蝕刻劑在移除犧牲層之後,進一步侵蝕種子層與第一電極而導致聲波元件功能失效。此外,利用原子層沉積於第一電極與壓電層之間或種子 層與第一電極之間形成的保護層,由於其高緻密性,可提供較為平坦的表面,因而進一步改善第一電極(保護層形成於第一電極與種子層之間)或種子層(保護層形成於種子層之下)具有較高表面粗糙度的問題且為聲波元件提供良好的結構穩定性。 In the process of manufacturing an acoustic wave device, since the first electrode generally has a blunt or even right-angled top angle, each film layer formed thereon may generate a gap along the direction in which the top angle of the first electrode extends outward. In the subsequent etching process for removing the sacrificial layer, especially for the etching process using gas phase hydrogen fluoride, the etchant of the etching process may invade the acoustic wave device along the above-mentioned gap and erode each film layer, thereby causing the acoustic wave device to fail. The manufacturing method of the acoustic wave element provided by the embodiment of the present invention utilizes atomic layer deposition to form a highly compliant protective layer, and the protective layer can extend to fill the gaps of each film layer on the first electrode to prevent each film layer of the acoustic wave element from being damaged during the etching process of removing the sacrificial layer. On the other hand, the protective layer formed by atomic layer deposition can also be formed under the first electrode (for example, between the first electrode and the seed layer, or between the seed layer and the supporting substrate), which can prevent the etchant used in the etching process of removing the sacrificial layer from further corroding the seed layer and the first electrode after removing the sacrificial layer, thereby causing the acoustic wave element to fail. In addition, the protective layer formed by atomic layer deposition between the first electrode and the piezoelectric layer or between the seed layer and the first electrode can provide a relatively flat surface due to its high density, thereby further improving the problem of high surface roughness of the first electrode (the protective layer is formed between the first electrode and the seed layer) or the seed layer (the protective layer is formed under the seed layer) and providing good structural stability for the acoustic wave element.
以上概述數個實施例之部件,以便在本發明所屬技術領域中具有通常知識者可更易理解本發明實施例的觀點。在本發明所屬技術領域中具有通常知識者應理解,他們能以本發明實施例為基礎,設計或修改其他製程和結構,以達到與在此介紹的實施例相同之目的及/或優勢。在本發明所屬技術領域中具有通常知識者也應理解到,此類等效的製程和結構並無悖離本發明的精神與範圍,且他們能在不違背本發明之精神和範圍之下,做各式各樣的改變、取代和替換。 The above summarizes the components of several embodiments so that those with ordinary knowledge in the art to which the present invention belongs can more easily understand the viewpoints of the embodiments of the present invention. Those with ordinary knowledge in the art to which the present invention belongs should understand that they can design or modify other processes and structures based on the embodiments of the present invention to achieve the same purpose and/or advantages as the embodiments introduced herein. Those with ordinary knowledge in the art to which the present invention belongs should also understand that such equivalent processes and structures do not violate the spirit and scope of the present invention, and they can make various changes, substitutions and replacements without violating the spirit and scope of the present invention.
200:聲波元件 200: Acoustic wave element
102:支撐基板 102: Supporting substrate
105:空腔 105: Cavity
106:支撐層 106: Support layer
108:種子層 108: Seed layer
110:第一電極 110: First electrode
112:壓電層 112: Piezoelectric layer
114:第二電極 114: Second electrode
118:保護層 118: Protective layer
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
TW110133138A TWI844794B (en) | 2021-09-07 | Acoustic wave device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
TW110133138A TWI844794B (en) | 2021-09-07 | Acoustic wave device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TW202312521A TW202312521A (en) | 2023-03-16 |
TWI844794B true TWI844794B (en) | 2024-06-11 |
Family
ID=
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112039480A (en) | 2019-07-19 | 2020-12-04 | 中芯集成电路(宁波)有限公司 | Bulk acoustic wave resonator and method for manufacturing the same |
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112039480A (en) | 2019-07-19 | 2020-12-04 | 中芯集成电路(宁波)有限公司 | Bulk acoustic wave resonator and method for manufacturing the same |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9444428B2 (en) | Film bulk acoustic resonators comprising backside vias | |
CN112039485B (en) | Film piezoelectric acoustic wave filter and manufacturing method thereof | |
US9680439B2 (en) | Method of fabricating acoustic resonator with planarization layer | |
US20100005654A1 (en) | Planarization Methods | |
JPWO2007119643A1 (en) | Piezoelectric thin film resonator, piezoelectric thin film device, and manufacturing method thereof | |
KR20190139395A (en) | Acoustic resonator pakage and method for fabricating the same | |
US11677381B2 (en) | Film bulk acoustic resonator structure and fabricating method | |
KR20200032362A (en) | Bulk-acoustic wave resonator and method for manufacturing the same | |
CN112117988B (en) | Bulk acoustic wave resonator, method of manufacturing the same, filter, and electronic device | |
US11699987B2 (en) | Bulk acoustic wave resonator and fabrication method thereof | |
TWI797693B (en) | Bulk acoustic wave resonator and formation method thereof | |
US20240162875A1 (en) | Bulk acoustic wave resonator and fabrication method thereof | |
CN110635776B (en) | Resonator and method of manufacturing the same | |
TWI844794B (en) | Acoustic wave device | |
CN111446939B (en) | Three-dimensional bulk acoustic wave resonator and method of manufacturing the same | |
TWI723606B (en) | Acoustic resonator and method of manufacturing thereof | |
US11757427B2 (en) | Bulk acoustic wave filter having release hole and fabricating method of the same | |
US11616489B2 (en) | Bulk acoustic wave filter having release hole and fabricating method of the same | |
US20220103146A1 (en) | Film bulk acoustic resonator structure and fabricating method | |
TW202312521A (en) | Acoustic wave device and manufacturing method thereof | |
JP7111406B2 (en) | Fabrication method of thin film bulk acoustic wave resonator | |
JP4245450B2 (en) | Manufacturing method of resonator | |
TWI808355B (en) | Bulk-acoustic wave resonator and method for fabricating a bulk-acoustic wave resonator | |
US20220399874A1 (en) | Acoustic wave resonator package | |
US11689171B2 (en) | Bulk acoustic wave resonator and fabrication method thereof |