Baw部件、baw部件的叠层和用于制造baw部件的方法,所述baw部件包括两个不同的堆叠压 ...的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及BAW部件，例如以供在移动通信设备的RF滤波器中使用，涉及BAW部 件的叠层和用于制造BAW部件的方法。
【背景技术】
[0002] 目前移动通信设备小型化的趋势要求更小的电气和电声部件。BAW(BAW=体声波） 部件可以在RF滤波器中使用，例如在移动通信设备的前端模块中的双工器中使用。双工器 通常包括TX(传送）和RX(接收）滤波器。TX滤波器和RX滤波器是具有相邻但不同通带 的带通滤波器。确定BAW带通滤波器的通带的重要因子是设置在滤波器的谐振器的两个电 极层之间的压电材料的厚度和谐振器的质量加载。
[0003] 一个类型的常规BAW双工器对于TX滤波器和RX滤波器具有不同的压电材料厚 度。因此，这两个滤波器用不同的工艺并且在不同的承载芯片上制造。
[0004] 另一个类型的常规BAW双工器具有额外质量(例如上电极上的额外层)，其沉积在 选择的谐振器上来使它们的相应谐振频率减少。
[0005] 对于两个类型的制造方法是相当复杂、昂贵且易于出错的。特别地，常规双工器在 不同承载芯片上具有TX和RX滤波器，这与小型化努力相反。
[0006] 所需要的是BAW部件，其中两个BAW层堆叠可以容易设置在相同芯片上来获得小 型化BAW滤波器并且其中部件的组成允许有改进的制造方法来增加良好部件的增益。进一 步需要的是BAW部件的叠层和用于制造这样的BAW部件的方法。
【发明内容】
[0007] 从而本发明的目标是提供改进的BAW部件、BAW部件的叠层和用于制造BAW部件 的方法。
[0008] 独立权利要求对于上文提到的问题提供解决方案。从属权利要求提供优选实施 例。
[0009] BAW部件包括第一BAW谐振器，其具有底部电极、顶部电极和该底部电极与顶部电 极之间的叠层。该叠层包括具有第一压电材料的第一层和具有第二压电材料的第二层。该 第一压电材料与该第二压电材料不同。
[0010] 叠层的两个不同材料可以具有不同的物理和/或化学性质。第一BAW谐振器可以 接近第二BAW谐振器设置在承载芯片上，该第二BAW谐振器包括底部电极与顶部电极之间 的第一压电材料或第二压电材料。第二BAW谐振器的压电材料的厚度可以等于具有相同压 电材料的第一BAW谐振器的层的厚度。则，第一BAW谐振器具有不同的谐振频率并且可以 由于第二BAW谐振器中未包括的叠层的相应其他压电材料的存在而提供不同的通带。
[0011] 这样的BAW部件可以用如下文描述的高质量的材料原子结构制造。
[0012] 在一个实施例中，第一BAW谐振器接近第二BAW谐振器设置在承载芯片上，该第二 BAW谐振器包括底部电极与顶部电极之间的第一压电材料。在两个谐振器中具有第一材料 的层的厚度相等。
[0013] 在一个实施例中，从而，BAW部件进一步包括承载芯片和第二BAW谐振器。第一BAW 谐振器和第二BAW谐振器设置在相同承载芯片上。
[0014] 在其一个实施例中，第一BAW谐振器的叠层具有第一厚度并且第二BAW具有这样 的压电层，其具有与第一厚度不同的第二厚度。
[0015] 具有较厚压电层的BAW谐振器可以在具有较低通带的滤波器中使用并且反之亦 然。从而，在TX滤波器中使用第一BAW谐振器并且在RX滤波器中使用第二BAW谐振器，这 是可能的。
[0016] 在一个实施例中，第一压电材料和第二压电材料关于蚀刻剂具有不同的蚀刻选择 性。
[0017] 这允许将两个谐振器所包括的压电材料在相同制造步骤中并且以相同层厚度地 沉积。第一BAW谐振器的相应另一压电材料可以在两个BAW谐振器的区域处沉积。则，第一 BAW谐振器的区域可以用抗蚀剂层覆盖并且蚀刻剂可以将另一压电材料蚀刻离开第二谐振 器区域。第一压电材料充当蚀刻剂的蚀刻停止层。在蚀刻过程后，相应的顶部电极可以设 置在两个谐振器的压电材料上。
[0018] 在一个实施例中，蚀刻剂是湿蚀刻剂。
[0019] 在一个实施例中，蚀刻剂是无铁金属显影剂，其也可以用于光刻过程。蚀刻剂包括 2. 36%的四甲基轻按（Tetramethylamoniumhydroxyl)结合润湿剂，这是可能的。
[0020] 在一个实施例中，蚀刻剂是干蚀刻剂。
[0021] 在一个实施例中，第一压电材料是Sc(钪)掺杂AlN(氮化铝)，并且第二压电材料 是A1N。
[0022] 从而，BAW部件的叠层可以具有包括Sc掺杂AlN的第一层和包括AlN的第二层。
[0023] 对于第一压电材料或对于第二压电材料的其他可能材料是GaAs(砷化镓)、ZnO(氧 化锌)、PZT(锆钛酸铅)、KNN( (K(1_x)Nax)Nb03)(其中K:钾，Na:钠，Nb:铌，0 :氧）。
[0024] ScxAl(1_y)N的掺杂水平可以是近似1% <X< 25%，其中y主要等于X。尤其近似 5%彡X彡7%的水平是可能的。
[0025] 在一个实施例中，部件是双工器并且第一谐振器是双工器的TX滤波器的谐振器。
[0026] BAW部件可以是基于Bragg镜的部件或在叠层下具有腔用于约束声能的FBAR部 件。
[0027] 另外的变化形式(例如，包括杆结构的MEMS部件）也是可能的。例如，部件可以包 括压电MEMS开关。具有超过一个开关的部件也是可能的。在包括两个开关的实施例中，两 个开关可以在单个承载芯片上制成。第一悬臂可以具有一个压电层，而第二悬臂具有两个 压电层。因此，在相同芯片上加工具有两个不同闭合电压的两个开关，这是可能的。
[0028] 用于制造BAW部件的方法包括以下步骤： -提供底部电极， _在底部电极上或上方设置第一压电材料， -在第一压电材料上或上方设置与第一压电材料不同的第二压电材料， -在第二压电材料上或上方设置顶部电极。
[0029] 这些步骤建立第一BAW谐振器，这是可能的。第二BAW谐振器可以接近第一BAW 谐振器建立，其中具有两个步骤： -提供底部电极； _在底部电极上或上方设置第一压电材料； 用于建立第一BAW谐振器，这两个步骤也用于建立第二BAW谐振器。
[0030] 为了在第一BAW谐振器上仅设置第二压电材料，可以应用另外的光刻步骤(例如， 经由使用抗蚀剂层)。
[0031] 在一个实施例中，方法进一步包括以下步骤： -在之前规定的区域选择性地去除第二压电材料，之后在规定区域中的第一压电材料 上或上方以及在位于该规定区域附近的另外的区域中的第二压电材料上或上方设置顶部 电极的材料。
[0032] 该之前规定的区域是第二谐振器的区域并且该另外的区域是第一谐振器的区域。
[0033] 与用于制造BAW部件和/或BAW双工器的其他方法相比，本方法产生具有更高层 质量的层系统，从而导致作为参数的改进电声性质(例如电声耦合系数k2)提高。
[0034] 这样的BAW部件可以用于获得BAW谐振器，其具有与其他谐振器不同的谐振频率。 对于双工器中的TX和RX滤波器可以需要不同的谐振频率。然而，在梯型滤波器结构中也需 要这样的谐振频率的差异，其中与并联支路谐振器相比，串联谐振器需要具有不同的频率。 当并联谐振器的反谐振频率主要与梯型结构中的串联支路谐振器的谐振频率匹配时，则获 得带通滤波器。当并联支路谐振器的谐振频率与串联支路谐振器的反谐振频率匹配时，则 可以获得陷波滤