专利名称：体声波薄膜共振器及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种体声波薄膜共振器以及制造方法，特别是涉及一种可增加体声波共振元件信号阻隔的体声波薄膜共振器及其制造方法。
背景技术：
近年来因为体声波薄膜共振器的元件尺寸可以缩得更小、频率特性更优异，且可提升整体无线通讯系统的品质及特性，因此体声波薄膜共振器(FBAR)因其较佳的特性成为开发重点，图5示出的一种内含多个体声波薄膜共振元件的体声波薄膜共振器10包含一硅基板11、一第一金属层12、一压电层13以及一第二金属层14，该第一金属层12形成在该硅基板11上，该第一金属层12具有多个下电极12a，该压电层13形成在该硅基板11上并覆盖该第一金属层12，该第二金属层14形成在该压电层13上，且该第二金属层14包含有一第一上电极14a、一第二上电极14b及一第三上电极14c，该体声波薄膜共振器10利用压电效应将机械能透过该压电层13的形变转换为电信号，但由于该体声波薄膜共振器10的机械振动，其振动能量不具有固定方向性，因此机械振动能量会由该压电层13传导，因此造成信号干扰，导致信号品质不佳。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有的体声波薄膜共振器存在的缺陷，而提供一种新型结构的体声波薄膜共振器，所要解决的技术问题是增加该体声波薄膜共振器的信号共振强度，并降低信号干扰，非常适于实用。本发明的另一目的在于，克服现有的体声波薄膜共振器存在的缺陷，而提供一种新的体声波薄膜共振器的制造方法，所要解决的技术问题是增加该体声波薄膜共振器的信号共振强度，并降低信号干扰，非常适于实用。本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的体声波薄膜共振器其包含一硅基板、一第一金属层、一压电层以及一第二金属层，该硅基板具有一第一表面与一第二表面，该第一金属层形成在该硅基板上，且该第一金属层包含有多个下电极，该压电层形成在该硅基板上并覆盖该第一金属层，该压电层至少具有一第一上电极设置区、一第二上电极设置区、一第三上电极设置区、一位于该第一上电极设置区外侧的第一阻隔区、一位于该第二上电极设置区外侧的第二阻隔区及一位于该第三上电极设置区外侧的第三阻隔区，其中该第一阻隔区形成有一第一沟槽，该第二阻隔区形成有一第二沟槽，该第三阻隔区形成有一第三沟槽，该第二金属层形成在该压电层上，该第二金属层包含有一第一上电极、一第二上电极及一第三上电极，该第一上电极位于该第一上电极设置区，该第二上电极位于该第二上电极设置区，该第三上电极位于该第三上电极设置区。本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的体声波薄膜共振器的制造方法其包含提供一硅基板，该硅基板具有一第一表面与一第二表面；形成一第一金属层在该硅基板上，该第一金属层包含有多个下电极；形成一压电层在该硅基板并覆盖该第一金属层，该压电层至少具有一第一上电极设置区、一第二上电极设置区、一第三上电极设置区、一位于该第一上电极设置区外侧的第一阻隔区、一位于该第二上电极设置区外侧的第二阻隔区及一位于该第三上电极设置区外侧的第三阻隔区；形成一第一沟槽在该第一阻隔区，形成一第二沟槽在该第二阻隔区及形成一第三沟槽在该第三阻隔区；以及形成一第二金属层在该压电层上，该第二金属层包含有一第一上电极、一第二上电极及一第三上电极，该第一上电极位于该第一上电极设置区，该第二上电极位于该第二上电极设置区，该第三上电极位于该第三上电极设置区。借由上述技术方案，本发明体声波薄膜共振器及其制造方法至少具有下列优点及有益效果由于该体声波薄膜共振器利用压电效应将机械能透过该压电层的形变转换为电讯号，因此本发明分别在该压电层的该第一阻隔区形成该第一沟槽、在该压电层的该第二阻隔区形成该第二沟槽以及该压电层的该第三阻隔区形成该第三沟槽，使得该体声波薄膜共振器所产生的机械振动被该压电层的该第一沟槽、第二沟槽及第三沟槽阻隔，因此大部分的振动能量将会被局限于该体声波薄膜共振器的垂直结构内，以增加该体声波薄膜共振器的信号共振强度，并降低信号干扰。综上所述，本发明可有效增加该体声波薄膜共振器的信号共振强度，并降低信号干扰。本发明在技术上有显着的进步，并具有明显的积极效果，诚为一新颖、进步、实用的新设计。上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段， 而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
图1是本发明一较佳实施例的一种体声波薄膜共振器的上视图。图2是本发明一较佳实施例的该体声波薄膜共振器沿图1的A-A方向的立体剖视图。图3A至3C是本发明一较佳实施例的该体声波薄膜共振器的制造方法的截面示意图。图4A至4B是本发明一较佳实施例的该体声波薄膜共振器的制造方法的立体图。图5是现有习知的体声波薄膜共振器的立体图。
10体声波薄膜共振器
11娃基板12第--金属层
12a下电极
13压电层14第二二金属层
14a第一上电极14b第二二上电极
14c第三上电极
100体声波薄膜共振器
110娃基板111第--表面
112第二表面113振动层
114蚀刻遮罩层115共振腔
120第--金属层121下电极
130压电层
131第--上电极设置区
132第二二上电极设置区
133第三三上电极设置区
134第--阻隔区135 第二阻隔区
136第三三阻隔区137 第—-沟槽
137a 第--长沟槽137b 第-一短沟槽
138 第二二沟槽138a 第二二长沟槽
138b 第二二短沟槽139第三三沟槽
139a 第iΞ长沟槽139b 第:Ξ短沟槽
140 第二二金属层141 第—-上电极
142 第二二上电极143第三 上电极
具体实施例方式请参阅图1及2，其是本发明一较佳实施例，一种体声波薄膜共振器100包含一硅基板110、一第一金属层120、一压电层130以及一第二金属层140，该硅基板110具有一第一表面111与一第二表面112，在本实施例中，该第一金属层120形成在该硅基板110上， 该第一金属层120包含有多个下电极121，该压电层130覆盖该第一金属层120，该压电层 130的材质选自于氮化铝、氧化锌或硫化哂等，该压电层130至少具有一第一上电极设置区 131、一第二上电极设置区132、一第三上电极设置区133、一位于该第一上电极设置区131 外侧的第一阻隔区134、一位于该第二上电极设置区132外侧的第二阻隔区135及一位于该第三上电极设置区133外侧的第三阻隔区136，其中该第一阻隔区134形成有一第一沟槽 137，该第二阻隔区135形成有一第二沟槽138，该第三阻隔区136形成有一第三沟槽139， 该第二金属层140形成在该压电层130上，该第二金属层140包含有一第一上电极141、一第二上电极142、一第三上电极143，且该第一上电极141及该第二上电极142为串联设置， 该第一上电极141及该第三上电极143为并联设置，该第二上电极142及该第三上电极143 亦为并联设置，该第一上电极141位于该第一上电极设置区131，该第二上电极142位于该第二上电极设置区132，该第三上电极143位于该第三上电极设置区133，该第一金属层120 与该第二金属层140的材质选自于铝、金、钼或钼等金属材料。请再参阅图1及图2，该第一沟槽137位于该第一上电极设置区131及该第三上电极设置区133之间，该第二沟槽138位于该第二上电极设置区132及该第三上电极设置区133之间，且在本实施例中，该第一沟槽137具有一第一长沟槽137a及分别位于该第一长沟槽137a两侧的第一短沟槽137b，该第二沟槽138具有一第二长沟槽138a及分别位于该第二长沟槽138a两侧的第二短沟槽138b，该第三沟槽139具有一第三长沟槽139a及分别位于该第三长沟槽139a两侧的两第三短沟槽139b，一第一短沟槽137b位于该第一上电极设置区131及该第二上电极设置区132之间，一第二短沟槽13 位于该第二上电极设置区132及该第一上电极设置区131之间，由于该体声波薄膜共振器100利用压电效应将机械能透过该压电层130的形变转换为电信号，因此本发明分别在该压电层130的该第一阻隔区134形成该第一沟槽137，该第二阻隔区135形成该第二沟槽138及该第三阻隔区136 形成该第三沟槽139，使得该体声波薄膜共振器100所产生的机械振动被该压电层130的该第一沟槽137、第二沟槽138及第三沟槽139阻隔，因此大部分的振动能量将会被局限在该体声波薄膜共振器100的垂直结构内，以增加该体声波薄膜共振器100的信号共振强度，并降低信号干扰。 接着，请参阅图3A至图4B，其是本发明的一种体声波薄膜共振器100的制造方法， 首先，请参阅图3A，提供一硅基板110，该硅基板110具有一第一表面111、一第二表面112、 一形成在该第一表面111的振动层113及一形成在该第二表面112的蚀刻遮罩层114 ；接着，请参阅图3B，形成一共振腔115在该第二表面112，之后，再形成一第一金属层120在该硅基板110的该振动层113上，该第一金属层120包含有多个下电极121 ；接着，请参阅图3C 及图4A，其形成一压电层130在该硅基板110的该振动层113上并覆盖该第一金属层120， 该压电层130系至少具有一第一上电极设置区131、一第二上电极设置区132、一第三上电极设置区133、一位于该第一上电极设置区131外侧的第一阻隔区134、一位于该第二上电极设置区132外侧的第二阻隔区135及一位于该第三上电极设置区133外侧的第三阻隔区 136 ；接着，请参阅图4B，形成一第一沟槽137在该第一阻隔区134，形成一第二沟槽138在该第二阻隔区135及形成一第三沟槽139在该第三阻隔区136，在本实施例中，该第一沟槽 137、该第二沟槽138及该第三沟槽139是以激光刨除方法形成，较佳地，该第一沟槽137位于该第一上电极设置区131及该第三上电极设置区133之间，该第二沟槽138位于该第二上电极设置区132及该第三上电极设置区133之间，在本实施例中，该第一沟槽137具有一第一长沟槽137a及分别位于该第一长沟槽137a两侧的两第一短沟槽137b，该第二沟槽 138具有一第二长沟槽138a及分别位于该第二长沟槽138a两侧的两第二短沟槽138b，该第三沟槽139具有一第三长沟槽139a及分别位于该第三长沟槽139a两侧的两第三短沟槽 139b，该第一短沟槽137b位于该第一上电极设置区131及该第二上电极设置区132之间， 该第二短沟槽13 位于该第二上电极设置区132及该第一上电极设置区131之间；最后， 如图1所示，形成一第二金属层140在该压电层130上，该第二金属层140包含有一第一上电极141、一第二上电极142及一第三上电极143，该第一上电极141位于该第一上电极设置区131，该第二上电极142位于该第二上电极设置区132，该第三上电极143位于该第三上电极设置区133以形成该体声波薄膜共振器100。 以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
权利要求
1.一种体声波薄膜共振器，其特征在于至少包含一硅基板，其具有一第一表面与一第二表面；一第一金属层，其形成在该硅基板上，该第一金属层包含有多个下电极；一压电层，其覆盖该第一金属层，该压电层至少具有一第一上电极设置区、一第二上电极设置区、一第三上电极设置区、一位于该第一上电极设置区外侧的第一阻隔区、一位于该第二上电极设置区外侧的第二阻隔区及一位于该第三上电极设置区外侧的第三阻隔区，其中该第一阻隔区形成有一第一沟槽，该第二阻隔区形成有一第二沟槽，该第三阻隔区形成有一第三沟槽；以及一第二金属层，其形成在该压电层上，该第二金属层包含有一第一上电极、一第二上电极及一第三上电极，该第一上电极位于该第一上电极设置区，该第二上电极位于该第二上电极设置区，该第三上电极位于该第三上电极设置区。
2.如权利要求1所述的体声波薄膜共振器，其特征在于其中该第一沟槽位于该第一上电极设置区及该第三上电极设置区之间，该第二沟槽位于该第二上电极设置区及该第三上电极设置区之间。
3.如权利要求1所述的体声波薄膜共振器，其特征在于其中该第一沟槽具有一第一长沟槽及分别位于该第一长沟槽两侧的两第一短沟槽，该第二沟槽具有一第二长沟槽及分别位于该第二长沟槽两侧的两第二短沟槽，该第三沟槽具有一第三长沟槽及分别位于该第三长沟槽两侧的两第三短沟槽。
4.如权利要求3所述的体声波薄膜共振器，其特征在于其中该第一短沟槽位于该第一上电极设置区及该第二上电极设置区之间，该第二短沟槽位于该第二上电极设置区及该第一上电极设置区之间。
5.一种体声波薄膜共振器的制造方法，其特征在于至少包含提供一硅基板，该硅基板具有一第一表面与一第二表面；形成一第一金属层在该硅基板上，该第一金属层包含有多个下电极；形成一压电层在该硅基板并覆盖该第一金属层，该压电层至少具有一第一上电极设置区、一第二上电极设置区、一第三上电极设置区、一位于该第一上电极设置区外侧的第一阻隔区、一位于该第二上电极设置区外侧的第二阻隔区及一位于该第三上电极设置区外侧的第三阻隔区；形成一第一沟槽在该第一阻隔区，形成一第二沟槽在该第二阻隔区及形成一第三沟槽在该第三阻隔区；以及形成一第二金属层在该压电层上，该第二金属层包含有一第一上电极、一第二上电极及一第三上电极，该第一上电极位于该第一上电极设置区，该第二上电极位于该第二上电极设置区，该第三上电极位于该第三上电极设置区。
6.如权利要求5所述的体声波薄膜共振器的制造方法，其特征在于其中该第一沟槽、 该第二沟槽及该第三沟槽是以激光刨除方法形成。
7.如权利要求5所述的体声波薄膜共振器的制造方法，其特征在于其中该第一沟槽位于该第一上电极设置区及该第三上电极设置区之间，该第二沟槽位于该第二上电极设置区及该第三上电极设置区之间。
8.如权利要求1所述的体声波薄膜共振器的制造方法，其特征在于其中该第一沟槽具有一第一长沟槽及分别位于该第一长沟槽两侧的两第一短沟槽，该第二沟槽具有一第二长沟槽及分别位于该第二长沟槽两侧的两第二短沟槽。
9.如权利要求8所述的体声波薄膜共振器的制造方法，其特征在于其中该第一短沟槽位于该第一上电极设置区及该第二上电极设置区之间，该第二短沟槽位于该第二上电极设置区及该第一上电极设置区之间。
全文摘要
本发明关于一种体声波薄膜共振器及其制造方法。其中体声波薄膜共振器包含硅基板、第一及第二金属层、以及压电层，第一金属层形成在硅基板上，第一金属层包含有多个下电极，压电层形成在硅基板上并覆盖第一金属层，压电层至少具有第一、第二及第三上电极设置区、位于第一上电极设置区外侧的第一阻隔区、位于第二上电极设置区外侧的第二阻隔区及位于第三上电极设置区外侧的第三阻隔区，其中第一阻隔区形成有第一沟槽，第二阻隔区形成有第二沟槽，第三阻隔区形成有第三沟槽，第二金属层形成在压电层上，第二金属层包含有第一、第二及第三上电极，第一上电极位于第一上电极设置区，第二上电极位于第二上电极设置区，第三上电极位于第三上电极设置区。
文档编号H03H3/08GK102347747SQ20101024241
公开日2012年2月8日 申请日期2010年7月29日 优先权日2010年7月29日
发明者周雄, 林瑞钦, 郑建铨, 陈英忠, 高国升, 魏清梁 申请人:周雄