[发明专利]具有改进的腔体的单晶压电射频谐振器和滤波器

权利要求书

1.一种FBAR滤波器装置，包括一谐振器阵列，每个谐振器包括夹在第一和第二电极之间的单晶压电薄膜，其中第一电极由空气腔体上的支撑薄膜支撑，所述空气腔体被嵌入硅盖上的二氧化硅层中，所述空气腔体具有穿过硅盖并进入空气腔体中的硅通孔，所述二氧化硅层中的空气腔体的侧壁被由能抵抗二氧化硅蚀刻剂的材料形成的屏障所限定，其中支撑薄膜与第一电极之间的界面是光滑和平坦的。

2.根据权利要求1中的FBAR滤波器装置，其中能抵抗二氧化硅蚀刻剂的材料是氮化硅，并且所述屏障是填充沟槽的填充物，具有氮化硅衬垫。

3.根据权利要求2中的FBAR滤波器装置，其中所述填充物是在包括多晶硅和氮化硅组成的组合中选择的。

4.根据权利要求1中的FBAR滤波器装置，其中单晶压电层是在期望的取向上从包括以下材料的组合中选择：Ba_xSr_(1-x)TiO₃(BST)、Al_xGa_(1-x)N、Sc_xAl_(1-x)N、AlN、LiNbO₃和LiTaO₃。

5.根据权利要求1中的FBAR滤波器装置，其中所述单晶压电薄膜是从以下组合中选择：

111Ba_xSr_(1-x)TiO₃(BST)；

具有明显C轴结构的Al_xGa_(1-x)N；

具有明显C轴结构的Sc_xAl_(1-x)N；

具有明显C轴结构的AlN；

在YXl/36°的LiNbO₃；

和在YXl/42°至YXl/52°的LiTaO₃。

6.根据权利要求1中的FBAR滤波器装置，其中所述单晶压电层的厚度小于1.5微米。

7.根据权利要求1中的FBAR滤波器装置，其中支撑薄膜由从以下组合中选出的单晶制成，包括：

具有从110、111和100中选择的取向的单晶硅；

单晶铌酸锂；和

单晶钽酸锂。

8.根据权利要求1中的FBAR滤波器装置，其中所述支撑薄膜的厚度小于1.5微米。

9.根据权利要求1中的FBAR滤波器装置，其中二氧化硅层具有3微米至6微米之间的厚度。

10.根据权利要求1中的FBAR滤波器装置，其中硅盖包括单晶硅，所述单晶硅的电阻率在1000欧姆-cm以上，并具有从110、111和100中选择的取向。

11.根据权利要求1中的FBAR滤波器装置，其中所述第一电极包括至少一个从铝、金、钛、钨和钛-钨的组合中选择的金属层。

12.根据权利要求1中的FBAR滤波器装置，其中包括与所述支撑薄膜和所述压电薄膜相邻的从钛、铬和钛-钨的组合中选择的粘附层；

至少一个从钨、钛-钨、钼和铝的组合中选择的金属层；

和一个金的键合层。

13.根据权利要求12中的FBAR滤波器装置，其中所述粘附层和所述金的键合层具有在10纳米至50纳米范围内的厚度。

14.根据权利要求1中的FBAR滤波器装置，其中所述第二电极包括与所述单晶压电薄膜相邻的从钛、铬和钛-钨的组合中选择的粘附层和从铝、钼、钨和钛-钨的组合中选择的另一金属层，或者从铝、钼、钨和钛-钨的组合中选择的单一金属层。