[实用新型]用于声谐振器设备的衬底

说明书

技术领域

本实用新型主要涉及电子设备。更具体地，本实用新型提供了与用于谐振器设备的晶圆级封装相关的技术。仅通过示例的方式，本实用新型已经应用到用于通信设备、移动设备、计算设备等的谐振器设备。

背景技术

薄膜体声谐振器(FBAR或TFBAR)是由夹在两个电极之间且与周围的介质声学隔离的压电材料组成的设备。使用厚度范围从几微米下至十分之几微米的压电膜的FBAR设备在约100MHz到10GHz的频率范围中谐振。氮化铝和氧化锌是在FBAR中使用的两种常见的压电材料(参见维基百科，薄膜体声谐振器(ThinFilmBulkAcousticResonator))。不幸的是，这样的FBAR设备或TFBAR设备笨重、效率低、且难以封装。

从上文可以看出，非常需要用于改善电子设备的技术。

实用新型内容

在示例中，本实用新型提供了一种用于声谐振器设备的衬底。该衬底具有衬底部件，该衬底部件包括被配置成形成阵列结构的多个支撑部件。在示例中，该衬底部件具有上部区域，并且可选地，具有由支撑部件配置的多个凹陷区域。该衬底具有被形成为覆盖上部区域的一厚度的单晶压电材料。在示例中，所述厚度的单晶压电材料具有第一表面区域和与第一表面区域相对的第二表面区域。在示例中，该衬底具有所述厚度的单晶压电材料的第二表面区域的多个暴露区域，每个暴露区域由至少一对支撑部件配置，并被配置成形成阵列结构的元件。

根据本实用新型的一个实施方式，本实用新型提供了一种用于声谐振器设备的衬底，所述衬底包括：

衬底部件，所述衬底部件包括被配置成形成阵列结构的多个支撑部件，所述衬底部件具有上部区域；

被形成为覆盖所述上部区域的一厚度的单晶压电材料，所述厚度的单晶压电材料具有第一表面区域和与所述第一表面区域相对的第二表面区域；

所述厚度的单晶压电材料的所述第二表面区域的多个暴露区域，每个所述暴露区域由至少一对支撑部件配置并被配置成形成所述阵列结构的元件。

优选地，所述上部区域由硅衬底的表面区域配置。

优选地，所述上部区域由碳化硅衬底的表面区域配置。

优选地，所述上部区域由硅衬底的表面区域配置；以及所述多个支撑部件被配置成形成多个柱结构和多个肋结构；并且，所述衬底还包括被配置在所述厚度的单晶压电材料的一部分之间的一对电极。

优选地，所述多个支撑部件被配置成形成多个柱结构和多个肋结构；并且，所述衬底还包括被配置在所述厚度的单晶压电材料的一部分之间的一对电极。

优选地，所述上部区域由碳化硅衬底的表面区域配置；以及所述多个支撑部件被配置成形成多个柱结构和多个肋结构；并且，所述衬底还包括被配置在所述厚度的单晶压电材料的一部分之间的一对电极。

在示例中，本实用新型提供了一种具有任何III族氮化物材料的最高压电常数(1.55C/m²)的单晶AlN电介质。在示例中，通过CVD(如MOCVD)生长在硅上的单晶AlN被限制在约0.4μm而不开裂。在示例中，2.2μm的AlN是所期望的，以开发用于智能手机的LTE声波滤波器。因此，需要材料方法来获得用于BAW滤波器的最高性能的声谐振器。在一个或多个示例中，本实用新型的技术提供了：在硅上生长薄的AlN层；去除硅以形成膜；在应变减轻的AlN膜上生长第二个厚的AlN层。

在示例中，与传统的BAW滤波器相比，本实用新型的BAW滤波器效率高、可整批封装、且成本较低。

附图说明

图1至图6示出了根据本实用新型的示例的形成用于声谐振器设备的膜衬底结构的简化技术。

图7是根据本实用新型的示例的膜结构的简化背面视图。

图8是根据本实用新型的替选示例的膜结构的简化背面视图。

图9是根据本实用新型的替选示例的膜结构的简化背面视图。

图10-图20示出了根据本实用新型的示例的形成单晶声谐振器设备的简化技术。

图21A和图21B为示出了本实用新型的示例中的压电材料的电容对电压以及电导对电压的图。

图22为示出了本实用新型的示例中的横跨60μm表面区域的压电材料的表面粗糙度的图。

图23至图34示出了根据本实用新型的示例的形成膜衬底结构的简化技术和得到的设备。

具体实施方式