[发明专利]具有减小的寄生电容的体声波谐振器的制造方法

说明书

本发明涉及一种用于可调节的体声波谐振器的制造方法，可调节的体声波谐振器包括换能器叠层(E1)和调谐叠层(E2)。根据本发明，换能器叠层(E1)包括两个限定的电极(4、6)和压电材料(2)，并且叠层(E2)包括压电材料层(8)和两个限定的电极(10、12)。该方法包括：a)制造换能器叠层；b)在换能器叠层的电极(6)上形成电绝缘层；c)在电绝缘层上形成调谐叠层的限定的电极(10)，使得其与换能器叠层的电极对准；d)在电极(10)上组装压电材料衬底；e)使压电材料衬底断裂；f)形成调谐叠层的与限定的电极(10)对准的另一限定的电极(12)。

技术领域和背景技术

本发明涉及一种用于具有减小的寄生电容的谐振器，例如体声波谐振器的制造方法。

例如，期望制造例如用于移动电话的可调节的射频(RF)滤波器，使得能够通过使用相同的滤波器来寻址多个频带，从而减少在蜂窝电话中使用的滤波器的数量。

这样的RF滤波器已经存在，例如是体声波(BAW)滤波器，但是它们是不可调节的。

体声波滤波器包括压电材料层、在压电层的一个面上的电极和在另一面上的电极。为了控制谐振器的特性，例如通过蚀刻来界定电极；因此，这些电极没有覆盖它们形成在其上的压电层的整个表面。

为了获得可调节的体声波滤波器，包括压电材料层和在压电层的任一侧上的电极的另一叠层被设置在已制成的叠层上，并且其通过电绝缘材料与该已制成的叠层绝缘。

第一叠层会产生共振，其被称为换能层，而第二叠层使第一叠层生成的波的传播条件得以修改，该第二叠层被称为调谐层。

额外地，对于换能层和调谐层，试图利用具有强机电耦合的波例如一方面使得能够合成满足移动电话要求的带通滤波器，另一方面使得能够实现显著的频率捷变。这种强耦合可以通过使用具有强压电特性的材料来实现。例如，X切割的铌酸锂或者LiNbO₃(也称为LNO)，即，具有垂直于衬底平面的晶体方向X，其可使目标模式的理论机电耦合达到45％。另一种令人关注的晶体取向是所谓的Y+163°切割，其中晶体X轴在平面中，而Y轴相对于衬底的法线倾斜了163°的角度。这种取向使得具有小于X切割(大约35％)的机电耦合系数的波被激发，但是每次仅使单个波被激发，这导致寄生共振的数量减少。

在移动电话的应用中，目标频率为几百MHz至几GHz。为此，压电层必须非常薄，例如几百纳米，其厚度取决于所期望的频率。

具有这样的厚度并且具有给定的晶体取向的LNO层不能通过沉积制成。因此，两个叠层的制造要么通过经由注入、直接结合和断裂以进行转移来实现，要么通过经由直接结合和变薄以进行转移来实现。

为了使滤波器正常操作，两个叠层的厚度应保持在一个比率，该比率是根据谐振器的期望参数计算得出的。但是，鉴于期望的厚度仅为几百纳米，因此无法考虑对具有垂直于叠层平面的结晶轴的LNO进行沉积。具有这种取向的几百nm的LNO层是通过注入、直接结合和断裂来获得的。

目前，这种可调节的滤波器是由第一衬底、第二衬底和第三衬底制成的。

然后，进行在该衬底上制造电极、对衬底进行结合并且断裂的步骤。

该叠层包括四个叠置的电极。限定了谐振器的活动区域，即四个电极相互覆盖的区域。在此区域内，波具有预期的行为。寻求电极的良好对准以便控制叠层的电特性。

出于制造方法的缘故，电极之间的未对准会积累。为了在制造方法结束时获得一个具有期望表面积的有源区，在电极处设置有防护件。电极的尺寸与有源区的尺寸不同。通常，最后制成的电极具有有源区的尺寸。其他电极设置有足够的防护件以考虑未对准的情况。

一方面，这些防护件不利于谐振器的紧凑性。另一方面，已经注意到，在有源区外部的调谐层的电极部分和压电材料部分等效于寄生电容，其被认为与用于调谐该谐振器的谐振频率的外部电容并联连接。因此，它的存在会抵消频率调谐设定点。由此限制了谐振器的频率捷变范围。