用于声谐振器设备的衬底和声谐振器设备制造技术

本实用新型专利技术涉及一种声谐振器设备。本实用新型专利技术公开了一种声谐振器设备，所述声谐振器设备设有衬底，该衬底包括：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。

【技术实现步骤摘要】
本申请是申请日为2015年8月26日、申请号为“201520652061.6”、名称为“用于声谐振器设备的衬底”的技术专利申请的分案申请。
本技术主要涉及电子设备。更具体地，本技术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，本技术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。
技术介绍
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(Thin Film Bulk Acoustic Resonator))。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。
技术实现思路
本技术的一个目的在于提供与传统的BAW滤波器相比效率高、可整批封装、且成本较低的BAW滤波器。本技术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，所述衬底部件具有一区域；被形成为覆盖所述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所述多个支撑部件中的至少一个配置并被配置成形成所述阵列结构的元件。在根据本技术的一个实施方式中，所述区域由硅衬底的表面区域配置。在根据本技术的一个实施方式中，所述区域由碳化硅衬底的表面区域配置。在根据本技术的一个实施方式中，所述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。在根据本技术的一个实施方式中，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。在根据本技术的一个实施方式中，所述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。本技术还提供了一种声谐振器设备，所述声谐振器设备设有衬底，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，所述衬底部件具有一区域；被形成为覆盖所述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所述多个支撑部件中的至少一个配置并被配置成形成所述阵列结构的元件。在根据本技术的一个实施方式中，在所述声谐振器设备中，所述区域由硅衬底的表面区域配置。在根据本技术的一个实施方式中，在所述声谐振器设备中，所述区域由碳化硅衬底的表面区域配置。在根据本技术的一个实施方式中，在所述声谐振器设备中，所述区域 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。在根据本技术的一个实施方式中，在所述声谐振器设备中，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。在根据本技术的一个实施方式中，在所述声谐振器设备中，所述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，本技术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。根据本技术的一个实施方式，本技术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。在根据本技术的一个实施方式中，所述上部区域由硅衬底的表面区域 配置。在根据本技术的一个实施方式中，所述上部区域由碳化硅衬底的表面区域配置。在根据本技术的一个实施方式中，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。在根据本技术的一个实施方式中，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。在根据本技术的一个实施方式中，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，本技术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，本技术的技术提供了：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，本技术的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示出了根据本技术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是根据本技术的示例的膜结构的简化背面视图。图8是根据本技术的替选示例的膜结构的简化背面视图。图9是根据本技术的替选示例的膜结构的简化背面视图。图10-图20示出了根据本技术的示例的形成单晶声谐振器设备的简化技术。图21A和图21B为示出了本技术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为示出了本技术的示例中的横跨60μm表面区域的压电材料的表面粗糙度的图。图23至图34示出了根据本技术的示例的形成膜衬底结构的简化技术和得本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种声谐振器设备，所述声谐振器设备设有衬底，其特征在于，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。

【技术特征摘要】
2014.08.26 US 14/469,5031.一种声谐振器设备，所述声谐振器设备设有衬底，其特征在于，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。2.根据权利要求1所述的声谐振器设备，其特征在于，所述上部区域由硅衬底的表面区域配置。3.根据权利要求1所述的声谐振器设备，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：杰弗里·B·希利，
申请(专利权)人：阿库斯蒂斯有限公司，
类型：新型
国别省市：美国;US