具有改进的压电极化均匀性的体声波器件的制作方法

1.本公开涉及体声波(bulk acoustic wave，baw)器件，特别是涉及baw器件的制造。相应地，本公开提供一种baw器件以及用于制造该baw器件的方法，其中该baw器件具有改进的压电极化均匀性。改进的压电极化均匀性归因于baw器件的压电层，该压电层具有增强的结晶质量，例如，特别是在baw器件的不同baw谐振器之间的位置中显示出较低的c轴方向紊乱。


背景技术：

2.声波器件是现代电子电路的重要组件。特别地，高频选择性在保持低电子插入损耗的同时，需要在滤波器拓扑中耦合的高品质因数机械谐振器。
3.baw谐振器配置为将电时变信号耦合至在压电材料的主体中传播的机械波，即，baw谐振器配置为将电信号耦合至baw。传统的baw谐振器是使用薄压电层生产的，该压电层通常设置在反射元件上。在薄膜体声谐振器(film bulk acoustic resonator，fbar)的情况下，反射元件是腔体，而在固体装配型声谐振器(solidly mounted acoustic resonator，smr)的情况下，反射元件是声镜或包括由高声阻抗材料和低声阻抗材料形成的交替层的布拉格反射器。
4.baw谐振器可以机电地耦合的基本振动模式是厚度延伸(thickness-extensional，te)模式。该模式基于在薄压电材料厚度方向上传播的纵波。在某些情况下，可以使用其他类别的压电材料，在这种情况下，基本振动模式也可以是厚度剪切(thickness-shear，ts)模式。也就是说，te和ts的角色可以根据所选的压电材料的核心振动模式进行互换。
5.为了获得高质量的电信号，在baw谐振器内产生的机械谐振应当尽可能高效，并且应当产生最少量的机械损耗。baw谐振器中的机械损耗主要由机械能的声辐射，例如，通过布拉格反射器这样的反射元件，进入基板而引起的。其他引起机械损耗的途径为baw谐振器边缘处或不存在布拉格反射器或类似反射元件的其他位置处的能量辐射和散射。
6.此外，由于压电材料本身中的多个畴或晶界引起的波散射，压电材料的生长不良也会增加声学损耗。热弹性阻尼也可能是baw谐振器中机械损耗的重要来源，其也是由压电晶体生长不良引起的。
7.因此，为了提高baw谐振器的机械品质因数，以及两个或多个baw谐振器的压电机电耦合强度(最终会影响可实现的滤波器带宽)，通常需要高质量的压电生长。
8.随着前端模块中滤波器和器件数量的增加，对滤波器的整体实现尺寸提出了更严格的要求。因此，还需要减小baw谐振器的平面图面积，并且减小谐振器间的距离。然而，随着baw器件的不同baw谐振器之间的间隔减小，压电材料的结晶取向和c轴取向的任何微小变化都会对baw器件的整体性能不利。实际上，压电层的c轴可能需要有限的水平距离，以便将c轴重新对准正确的竖直轴。c轴在其中不能正确取向的死区，最终可能会降低baw器件的性能。
9.迄今为止，其中一些问题已通过以下方法得到解决：
10.·
在一种方法中，选取尽可能光滑的示例性baw谐振器的底部电极及其边缘形状，即避免尖锐边缘并且产生倾斜的轮廓。然而，缺点是需要高度优化的底部电极蚀刻方案，这会增加总体器件成本。此外，即使电极的倾斜角度很大，在这些边缘处总是存在产生裂纹和强晶界的风险。
11.·
在另一种方法中，示例性baw谐振器之间保持足够大的间隔，以避免未对准的压电对边缘的任何影响。然而，缺点是，为了避免相邻谐振器紧密邻近的影响，这种方法无法针对超紧凑型滤波器拓扑。另一个缺点是，没有明确的方法来模拟器件边缘处的压电性的各种极化方向的影响，例如对静电、力学等的影响。


技术实现要素：

12.鉴于上述问题和缺点，本发明的实施例旨在改进传统的baw器件，特别是上述方法和示例性baw谐振器。一个目的是提高baw器件中压电材料的结晶质量，以提高极化质量，即增强压电极化均匀性。具体地，应该提高位于不同baw谐振器之间的压电材料的质量。为此，需要更高质量的压电材料生长。因此，面向大型压电机电耦合图形。
13.对于本发明的实施例，发明人考虑的一个特别的问题是：压电层的沉积，以及在baw谐振器(区域)的边缘处所产生的压电材料的质量，高度依赖于压电材料沉积在其上的边缘终止种子层或者衬底，即依赖于在baw器件中压电层下方的材料类型。
14.该目的通过如所附独立权利要求中描述的本发明的实施例来实现。在从属权利要求中进一步定义了本发明实施例的有利实施方式。
15.特别地，本发明的实施例基于压电材料下方的种子层的上述特定问题。
16.本公开的第一方面提供了一种baw器件，包括：衬底；交错层，设置在所述衬底上；压电层，设置在交错层上，并配置为传播baw；第一顶部电极和第一底部电极，将压电层的至少部分夹在中间以形成第一baw谐振器，其中第一baw谐振器包括第一谐振器核心区域，该第一谐振器核心区域是压电层的位于第一顶部电极和第一底部电极之间的区域，并且其中第一底部电极设置在交错层中或者与交错层接触的压电层中；以及，一个或多个种子元件，布置在交错层中并与压电层接触，其中该一个或多个种子元件布置在中间区域下方，该中间区域是压电层的紧邻第一谐振器核心区域的区域。
17.与压电层接触的该一个或多个种子元件(即，在baw器件的制造过程中，压电层可以沉积在一个或多个种子元件上)，有助于提高压电层的质量(特别是，它们可以促进单晶生长)，从而有助于提高压电材料的极化均匀性，即压电层的极化均匀性。因此，由于上述问题得到缓解，从而提供了一种改进的baw器件。
18.压电层下方的恰当的种子层的选择(特别是一个或多个种子元件的选择)可取决于被选为baw谐振器的核心材料的压电材料的晶体结构。在薄膜沉积过程中，优选地，在种子层和压电层之间存在原子、离子和分子布置的恰当的匹配，以实现尽可能好的晶体生长。特别地，种子层的选择可以促进薄膜压电层的单晶、接近完美的c轴生长。
19.在第一方面的一种实施形式中，baw器件还包括：第二顶部电极和第二底部电极，将压电层的至少部分夹在中间以形成第二baw谐振器，其中第二baw谐振器包括第二谐振器核心区域，该第二谐振器核心区域为压电层的位于第二顶部电极与第二底部电极之间的区
域，其中第二底部电极设置在交错层中或者与交错层接触的压电层中；并且其中，一个或多个种子元件中的至少一个布置在位于第一谐振器核心区域和第二谐振器核心区域之间的中间区域的部分的下方。
20.因此，特别地，通过使用一个或多个种子元件，第一baw谐振器和第二baw谐振器之间的压电材料的质量得到了改善。因此，可以实现大型压电机电耦合图形。
21.在第一方面的一种实施形式中，第一和/或第二底部电极设置在交错层中，并且与该一个或多个种子元件位于相同水平。
22.第一和/或第二底部电极以及该一个或多个种子元件可以形成在baw器件的相同的层中，和/或可以在baw器件的制造过程中在相同的工艺中形成。在baw器件的制造过程中，底部电极和种子元件可以分别为压电层的生长提供种子/促进压电层的生长。这使得压电层质量得以改进，特别是压电极化均匀性得以改进。
23.在第一方面的一种实施形式中，第一和/或第二底部电极与该一个或多个种子元件具有相同的层结构。
24.这使得压电层质量得以改进，特别是压电极化均匀性得以改进，因为分别由底部电极和种子元件对压电层的相同或至少非常相似的种子提供。
25.在第一方面的一种实施形式中，第一和/或第二底部电极和该一个或多个种子元件每个包括一个或多个金属层，并且包括设置在一个或多个金属层上并与压电层接触的种子层。
26.在第一方面的一种实施形式中，该一个或多个种子元件包括在远离所述第一底部电极和/或所述第二底部电极的方向上一个接一个地放置的两个或多于两个种子元件。
27.因此，更大面积的压电层可以在质量上得到改善，从而在baw器件上实现本地一致的压电极化均匀性。
28.在第一方面的一种实施形式中，该一个或多个种子元件包括沿着第一baw谐振器和/或第二baw谐振器的一个或多个侧边缘一个接一个地放置的两个或多于两个种子元件。
29.因此，沿着和/或围绕baw器件的一个或多个或每个baw谐振器的压电层可以得到改进。
30.在第一方面的一种实施形式中，该一个或多个种子元件包括两个或多于两个种子元件的第一周期性布置。
31.在第一方面的一种实施形式中，该一个或多个种子元件包括两个或多于两个种子元件的第二周期性布置，并且第一周期性布置和第二周期性布置在以下特性中的一个或多个方面彼此不同：种子元件的形状、种子元件的尺寸、相邻种子元件之间的间距、种子元件的层堆叠、种子元件的材料特性。
32.在第一方面的一种实施形式中，该一个或多个种子元件包括形状和/或大小相同的至少两个种子元件；和/或，该一个或多个种子元件包括形状和/或尺寸彼此不同的至少两个种子元件。
33.在第一方面的一种实施形式中，在baw器件的俯视图中，中间区域布置为与第一顶部电极和/或第二顶部电极相邻；和/或中间区域围绕第一顶部电极和/或第二顶部电极。
34.在第一方面的一种实施形式中，一个或多个种子元件中的每一个与第一底部电极和/或第二底部电极至少横向间隔开最小距离。
35.因此，一个或多个种子元件不会干扰底部电极，因此不会干扰相应的baw谐振器的性能，同时一个或多个种子元件会提高紧邻baw谐振器和在不同的baw谐振器之间的压电层质量。
36.在第一方面的一种实施形式中，压电层在中间区域中具有自由上表面。
37.在第一方面的一种实施形式中，baw器件还包括声反射元件，位于第一和/或第二顶部电极、压电层以及第一和/或第二底部电极下方。
38.这最小化了声学损耗，特别是对衬底的声学损耗。
39.在第一方面的一种实施形式中，声反射元件包括多个较高和较低的声阻抗层，这些层形成布拉格反射镜结构；和/或，声反射元件包括多个较高和较低的介电常数层，这些层形成布拉格反射镜结构。
40.例如，在baw器件是smr器件(即，包括一个或多个smr)的情况下，交错层可以是其中沉积较低和较高折射率材料的区域，以例如在baw谐振器下方形成反射元件下方。在那种情况下，交错层可以形成较低折射率材料。
41.在第一方面的一种实施形式中，该一个或多个种子元件设置在布拉格反射镜结构上。
42.在第一方面的一种实施形式中，布拉格反射镜结构由交错层和多个布拉格层构成，布拉格层一个在另一个之上地布置在交错层中。
43.在第一方面的一种实施形式中，交错层包括硅氧化物(sio2)并且布拉格层包括具有声阻抗比硅氧化物(sio2)更高的材料。
44.在第一方面的一种实施形式中，压电层包括aln，或者包括额外掺杂稀土元素的aln，特别是额外掺杂钪(sc)的aln。
45.在第一方面的一种实施形式中，其中，该一个或多个种子元件中的至少一个包括铂(pt)。
46.在第一方面的一种实施形式中，第一和/或第二底部电极包括钨(w)、钼(mo)和铝(al)中的至少一种。
47.本发明的第二方面提供了一种用于制造baw器件的方法，该方法包括：形成衬底；在衬底上形成交错层；形成布置在交错层中的一个或多个种子元件；分别在交错层和一个或多个种子元件上形成压电层；在交错层中或在与交错层接触的压电层中形成第一底部电极，在压电层上形成第一顶部电极，其中第一顶部电极和第一底部电极将压电层的至少部分夹在中间以形成第一baw谐振器，第一baw谐振器包括第一谐振器核心区域，该第一谐振器核心区域是压电层的位于第一顶部电极和第一底部电极之间的区域；其中该一个或多个种子元件与压电层接触，并且其中该一个或多个种子元件布置在中间区域下方，该中间区域是压电层的紧邻第一谐振器核心区域的区域。
48.在第二方面的一种实施形式中，压电层例如通过溅射、外延或气相沉积同时生长在交错层和该一个或多个种子元件上。
49.在第二方面的一种实施形式中，第一底部电极和该一个或多个种子元件在该方法的相同的一个或多个工艺步骤中形成。
50.在第二方面的一种实施形式中，第一底部电极和该一个或多个种子元件包括为压电层的生长提供种子的相同种子层。
51.第二方面的方法还可以有产生第一方面的baw器件的各实施形式的其他实施形式。因此，第二方面的方法至少提供了与第一方面的baw器件相同的优点。
52.上述方面和实施形式(本发明的实施例)使得通过使用一个或多个种子元件创建(更)平滑的压电c轴生长，特别是在baw谐振器边缘处，其可以嵌入与baw器件的一个或多个baw谐振器的底部电极相同的层。因此，可以紧邻baw谐振器和/或在baw谐振器之间使用(由一个或多个种子元件提供的)高质量种子层，该高质量种子层与用于在baw器件的这些baw谐振器的底部电极上沉积的压电材料的一样。一些有利的特征可能包括：
53.·
多个种子元件中的一个可以沉积在距baw谐振器边缘给定距离处。
54.·
用于在中间区域中为压电层提供种子的一个或多个种子元件的材料可以与用于在谐振器核心区域中为压电层提供种子的底部电极所使用的材料相同。
55.·
可以优化一个或多个种子元件与底部电极之间的距离，以促进压电层极化(均匀性)的质量达到最佳。
56.·
可以在滤波器配置中的两个或多于两个相邻的baw谐振器之间使用相同的(图案化的)一个或多个种子元件。
57.·
可以使用多个种子元件的周期性重复结构，例如，具有不同的尺寸和重复间距，以进一步促进压电层中的极化均匀性。
58.·
可以利用重复的种子元件产生的带隙效应，以进一步增强baw谐振器边缘处的机械学。
59.需要注意的是，本技术中描述的所有器件、元件、单元和手段都可以通过软件或硬件元件或其任何种类的组合来实现。由在本技术中描述的各个实体执行的所有步骤以及描述为由各个实体执行的功能旨在表示各个实体适用于或配置为执行各个步骤和功能。在以下对特定实施例的描述中，即使由外部实体执行的特定功能或步骤没有反映在执行该特定步骤或功能的实体的具体详细说明的元素的描述中，但应该清楚的是，本领域技术人员可以理解，这些方法和功能可以在各自的软件或硬件元件或其任何种类的组合中实现。
附图说明
60.上述方面和实施方式将在下面的具体实施例的描述中结合附图进行说明，其中
61.图1示出了示例性baw谐振器的压电c轴，并且示出了该示例性baw谐振器中可能的极化方向紊乱。
62.图2示出了示例性baw器件。
63.图3示出了根据本发明实施例的baw器件。
64.图4示出了根据本发明实施例的用于baw器件的种子元件的示例。
65.图5示出了根据本发明实施例的用于baw器件的种子元件的示例。
66.图6示出了根据本发明实施例的用于baw器件的种子元件的示例。
67.图7示出了根据本发明实施例的baw器件。
68.图8示出了根据本发明实施例的baw器件。
69.图9示出了根据本发明实施例的baw器件。
70.图10示出了根据本发明实施例的baw器件。
71.图11示出了根据本发明实施例的baw器件。
72.图12示出了根据本发明实施例的baw器件。
73.图13示出了根据本发明实施例的baw器件与示例性baw器件的比较。
74.图14示出了根据本发明实施例的baw器件。
75.图15示出了根据本发明实施例的baw器件。
76.图16示出了根据本发明实施例的baw器件。
77.图17示出了根据本发明实施例的方法。
具体实施例
78.图1示出了示例性baw谐振器的压电c轴，并且示出了baw谐振器的示例中的极化方向紊乱。特别地，图1(a)示出了(由箭头指示的)极化矢量方向将如何理想地与外部电场对齐，例如，如在示例性baw谐振器的顶部电极和底部电极之间建立的外部电场。然而，图1(b)示出了在示例性baw谐振器中经常发生的c轴方向紊乱，即这里的极化矢量方向与外部电场没有很好地对齐。这通常发生在baw谐振器旁边或传统baw器件的两个baw谐振器之间，特别是在没有底部电极时。这是因为底部电极通常包括种子层，该种子层促进了沉积在其上的压电层具有高质量。
79.任何baw器件的机电效率都与压电极化和电场的共线性有关。极化矢量方向的变化(即，极化方向紊乱)可能是由多畴或晶界引起的，并且降低了可实现的机电耦合(kt2)。
80.图2示出了包括baw谐振器的baw器件的示例的截面图，该baw谐振器由将压电层的至少部分夹在中间的顶部电极和底部电极形成。baw谐振器包括谐振器核心区域，该区域是压电层的位于该baw谐振器的顶部电极和底部电极之间的区域。图2进一步示出了baw器件包括布拉格反射器，其由嵌入交错层的布拉格层1和布拉格层2形成，作为布置在谐振器核心区域和衬底(体)之间的反射元件。
81.图2还示出了底部电极可以包括种子层，压电层形成在该种子层上。在该示例中，底部电极包括两个金属层，金属层1和金属层2，以及设置在金属层上的种子层。种子层通常导致具有可接受的或良好的质量的压电层的沉积，因此导致极化矢量方向可接受地或良好地对准在顶部电极和底部电极之间建立的外部电场。
82.然而，图2还示出了极化方向紊乱区域(虚线框)，其中压电层直接沉积在交错层上，并且其中压电层具有自由上表面。在这个方向紊乱区域中，压电层的沉积通常会导致压电材料质量较差，从而导致极化矢量方向方向紊乱。特别地，可以在交错层上生长的压电层可以具有非均匀的极化矢量分布。
83.图3示出了根据本发明实施例的baw器件100，其解决了关于图2的示例baw器件所描述的缺陷。
84.baw器件100包括(例如，包括硅或硅基的)体或衬底101，以及设置在衬底101上的(例如，包括硅氧化物层的)交错层102。此外，压电层103设置在交错层102上。压电层103配置为传播baw。设置第一顶部电极106和第一底部电极104，并在其中夹有压电层103的至少部分，即，第一顶部电极106和第一底部电极104将baw器件100的某区域中的压电层103夹在中间，以形成第一baw谐振器。第一baw谐振器包括第一谐振器核心区域，其是压电层103的位于第一顶部电极106和第一底部电极104之间的区域。
85.在baw器件100中，第一底部电极104可以布置在交错层102中(如图1所示)，或者可
以布置在压电层103中与交错层102接触(替代地，未在图1中示出)。此外，baw器件200包括一个或多个种子元件105(在图1中示出一个)，其布置在交错层102中并与压电层103接触。这意味着，压电层103设置在一个或多个种子元件105上。例如，在baw器件100的制造过程中，压电层102可以沉积在一个或多个种子元件105上面/上方。值得注意的是，如果第一底部电极104位于交错层102中(如图1所示)，压电层103也可以，例如同时，沉积在第一底部电极104上面或上方。一个或多个种子元件105布置在中间区域的下方，该中间区域是压电层103的位于第一谐振器核心区域旁边的区域。一个或多个种子元件105使得中间区域中压电层103的质量更好，从而使得极化均匀性得以提高。也就是说，沉积(例如，生长)在一个或多个种子元件105上的压电层103可以具有比如图2所示的生长在示例性baw器件的交错层上的压电层更均匀的极化矢量分布。
86.baw器件100还可以包括位于第一顶部电极106、压电层103和第一底部电极104下方的声反射元件。
87.图4示出了可以用于根据本发明实施例的baw器件100的示例种子元件105的截面图。该示例示出了简单的种子元件105，其可以由材料元件(例如，包括单一材料)形成，其中种子元件105嵌入到交错层102中。在baw器件100的制造过程中，可以专门选择种子元件105的材料以促进沉积在其上的压电材料的单晶生长。图4中所示的baw器件100的部分可以被视为“单胞”，其可以沿着baw器件100的一个或多个方向重复一次或多次，以形成例如多个种子元件105的一种或多种排列，例如周期性排列。因此，每个种子元件105可以是相同的，种子元件105也可以在以下一个或多个方面与另一个种子元件不同：尺寸、形状、材料成分、材料层的数量、宽度、厚度(即，高度)，或者，一般来讲，在一个或多个结构参数上有所不同。
88.图5以与图4所示类似的方式示出了可用于根据本发明实施例的baw器件100的另一示例种子元件105的截面图。再次，种子元件105可以被认为是“单胞”，并且可以如上所述重复一次或多次，以形成包括多个种子元件105的布置或结构。在图5中，种子元件105包括两个金属层105b和105c，并且包括作为顶层的种子层105a，即种子层105a是其上设置有压电层103的层。通常，种子元件105可以包括一个或多个金属层105b、105c，并且种子层105a可以设置在一个或多个金属层105b、105c上，其中种子层105与压电层103接触。
89.图6示出了形成“单胞”的另一示例种子元件105的截面图，该示例建立在图5所示示例的基础之上，并且可以用于根据本发明实施例的baw器件100。在该示例中，“单胞”还包括嵌入在交错层102中的布拉格层600。baw器件100的“单胞”是如图5所示还是如图6所示可取决于一个或多个种子元件105布置在baw器件100的哪个位置。通常，布拉格反射镜结构(作为声反射元件)可以由交错层102和多个布拉格层600(例如，两个布拉格层6000)形成，其中布拉格层600可以一个在另一个之上地布置在交错层102中。
90.图7示出了根据本发明实施例的baw器件100的截面图，其建立在图3所示实施例的基础之上。特别地，图7所示的baw器件100包括一个或多个根据如图5所示的“单胞”的种子元件105。一个或多个种子元件105中的一个被示出为在第一底部电极104旁边，即在压电层103的(紧邻示出的baw谐振器的谐振器核心区域的)中间区域下方。
91.在图7所示的baw器件100中，第一底部电极104和一个或多个种子元件105中的至少一个均包括一个或多个金属层104b、104c、105b、105c，并且均包括设置在一个或多个金属层104b、104c、105b、105c上并且与压电层103接触的种子层104a、105a。第一底部电极104
和至少一个种子元件105具有相同的层结构104a、104b、104c、105a、105b、105c。相同的层结构同样可能具有其他结构，例如，至少一个种子元件105和底部电极104两者都可以包括相同的单一材料，如例如图3或4中所示。底部电极104和一个或多个种子元件105可以在baw器件100的制造过程中在同样的一个或多个工艺步骤中形成。
92.图7进一步示出了baw器件100可以包括由交错层102和多个布拉格层600形成的布拉格反射镜结构，其中布拉格层600一个在另一个之上地布置在交错层102中。此外，图7示出了baw器件100可以包括从第一底部电极104延伸到baw器件100的顶面，特别是延伸到紧邻第一顶电极106的顶面的过孔601。
93.图8示出了根据本发明实施例的baw器件100，其建立在图3所示实施例的基础之上，并且与图7所示的实施例相似。与图7的实施例相比，一个或多个种子元件105包括至少一个种子元件105(如图所示)，该种子元件105具有与底部电极104不同的结构。这里，作为示例，一个或多个种子元件105被设计为如图4所示，底部电极104的设计如图7所示。
94.图9示出了根据本发明实施例的baw器件100，其建立在图3所示实施例的基础之上。特别地，图8的baw器件100包括两个相邻的baw谐振器。第一baw谐振器(baw 1)如对于图3所描述的，特别地，如图7中所示的那样。此外，baw器件100包括将压电层103的至少部分夹在中间的第二顶部电极906和第二底部电极904，以形成第二baw谐振器(baw 2)。第二baw谐振器包括第二谐振器核心区域，其是压电层103的位于第二顶部电极906和第二底部电极904之间的区域。第二底部电极904布置在交错层102中(如图所示)，或者布置在与交错层102接触的压电层103中(替代地，未示出)。
95.在两个相邻的baw谐振器的情况下，一个或多个种子元件105中的至少一个(这里，作为示例，多个种子元件105)布置在位于第一谐振器核心区域和第二谐振器核心区域之间的中间区域的部分的下方。因此，两个baw谐振器之间的压电层103具有改进的质量，并且与没有一个或多个种子元件105的情况相比，具有更均匀的极化矢量分布。特别地，与没有种子元件105的情况相比，在该区域中极化预计是均匀的，这使得baw谐振器之间的耦合图得到改善。值得注意的是，在图9的示例中，第一baw谐振器和第二baw谐振器都具有多个分离的布拉格层600。
96.图10示出了根据本发明实施例的baw器件100的截面图，其建立在图3所示实施例的基础之上，并且与图9所示的实施例相似。两个相邻的baw谐振器(baw 1和baw 2)被形成，并且这些相邻baw谐振器的谐振器核心区域之间的中间区域中包括一个或多个种子元件105。该一个或多个种子元件105可以包括分别在远离第一底部电极104和第二底部电极904的方向上一个接一个地放置的两个或多于两个种子元件105。这两个或多于两个种子元件105由此可以规则地布置，特别是具有固定的间距1000。然而，间距1000也可以是不固定的。
97.与图9的实施例相比，图10中所示的baw器件100包括布拉格层600，它们由两个相邻的baw谐振器共享。因此，该布拉格层600可以被称为布拉格线。
98.此外，baw器件100可以包括设置在第一顶部电极106和/或第二顶部电极906上的一种或多种顶部材料，例如，包括钝化层和/或保护层和/或负载层。在图10中，第一顶部材料1002设置在第一顶部电极106和第二顶部电极906二者上，第二顶部材料1001设置在第一顶部材料1002上。
99.图11示出了根据本发明实施例的baw器件100的截面图，其建立在图3所示实施例
的基础之上，并且与图10所示的实施例相似。图11的baw器件100包括一个或多个腔体1100(两个腔体1100作为示例示出)，作为一个或多个声反射元件，并且代替由布拉格层600形成的一个或多个布拉格结构设置该一个或多个腔体1100。特别地，可以在每个baw谐振器(baw 1和baw 2)的谐振器核心区域下方，即在相应的顶部电极106、906、压电层103以及相应的底部电极104、904下方，设置腔体1100。baw器件100的baw谐振器现在为fbar。也就是说，baw器件100是fbar器件。
100.一个或多个种子元件105现在被包括在布置在相邻baw谐振器之间的中央支撑区域1101中，特别是被包括在布置在两个腔体1100之间的中央支撑区域1101中。
101.图12示出了根据本发明实施例的baw器件100的截面图，其建立在图3所示实施例的基础之上，并且与图11所示的实施例相似。与图11的实施例相比，baw器件100仅包括一个腔体1100，其应用于相邻的两个baw谐振器。图12的baw器件100可以包括完全悬挂的膜谐振器。因此，没有用于图11所示的中央支撑区域1101的空间。因此，一个或多个种子元件105可以嵌入底部金属层中，该底部金属层分别形成第一底部电极104和第二底部电极904。
102.图13示出了根据图13(b)和图13(d)中的本发明实施例的baw器件100与图13(a)和图13(c)中的示例性baw器件的对比。图13特别地示出了这些baw器件的俯视图(图13(a)和图13(b))，以及这些baw器件相应的截面图(图13(c)和图13(d))。示例性baw器件不包括任何种子元件105(参见图13(a))，因此具有c轴极性方向紊乱(见图13(c))。baw器件100包括一个或多个种子元件105(参见图13(b))，并且因此在谐振器核心区域的外部显示出改进的压电极化均匀性(参见图13(d))。
103.特别地，baw器件100包括两个或更多个种子元件105，它们沿着baw谐振器的一个或多个侧边缘，特别是沿着baw谐振器的每个侧边缘，一个接一个地设置(即，在俯视图中，将种子元件105与第一顶部电极106和/或第一底部电极104相邻设置)。也就是说，可以将中间区域设置为与第一顶部电极106和/或第一底部顶部电极104相邻；或者可以将中间区域设置为围绕第一顶部电极106和/或第一底部电极104。
104.一个或多个种子元件105从而可以包括对两个或多于两个种子元件105的一种或多种周期性布置。例如，可以沿着baw谐振器的每个边缘设置一个周期性布置。在多于一个的周期性布置的情况下(如图所示)，第一周期性布置和第二周期性布置可以在以下特性中的一个或多个方面彼此不同：种子元件105的形状、种子元件105的尺寸、相邻种子元件105之间的间距、种子元件105的层堆叠、种子元件105的材料特性。
105.图14分别以俯视图和截面图的方式示出了根据本发明的实施例的baw器件100，其建立在图3所示实施例的基础之上。
106.图14(a)和图14(c)示出了根据实施例的设置有不同的种子元件105的baw器件100。特别地，细长的种子元件105沿着baw器件100的baw谐振器的一个边缘设置。此外，沿着baw器件100的baw谐振器的另一个边缘，设置不同形状的种子元件105(特别地，不是细长的)的周期性布置。
107.图14(b)和图14(d)示出了根据实施例的具有两个baw谐振器的baw器件100，该两个baw谐振器共享形成第一底部电极和第二底部电极的底部电极层。不同的种子元件105沿着两个baw谐振器的边缘布置，特别是沿着公共的底部电极层的顶部边缘和底部边缘，如(图14(b))俯视图所示。多个种子元件105包括(在区域c中的)细长的种子元件105、(在区域
a中的)相同的种子元件105的第一周期性布置、(在区域b中的)相同种子元件105的第二周期性布置和(在区域d中的)不同种子元件105的第三周期性布置。
108.图15示出了根据本发明实施例的baw器件100，图15(a)和图15(c)示出了与图14(b)和图14(d)所示的baw器件100相似的baw器件100。然而，baw器件100包括种子元件105的另一种周期性布置，其位于两个相邻的baw谐振器之间，在这种情况下，两个baw谐振器不具有公共的底部电极层，而是分别包括第一底部电极和第二底部电极层。该另一种周期性布置包括在与从第一baw谐振器到第二baw谐振器的方向垂直的方向上一个接一个地布置的种子元件105。
109.图15(b)和图15(d)示出了baw器件100，两个baw谐振器的公共顶部电极106的形状更为复杂。在俯视图中，不同形状和/或尺寸的种子元件105沿着顶部电极106的更复杂形状的边缘布置。
110.图16示出了根据本发明实施例的baw器件100。特别地，图16(b)，图16(c)和图16(d)示出了具有不同顶部电极形状的baw谐振器、以及沿着baw谐振器边缘的不同的种子元件105布置。图16表明，特别地，本公开和本发明的实施例不应限于一个或多个种子元件105的任何特定类型、形状、尺寸或布置，也不应限于baw谐振器的任何类型或形状。
111.在本发明的上述实施例中，也就是说，对于关于各个附图描述的baw器件100，可以有以下材料的选择。
112.基板101可以包括硅、玻璃、陶瓷等。(例如，薄膜)压电层103可以包括铌酸锂、钽酸锂、氮化铝等。顶部电极106、906和/或底部电极104、904可以包括金属和/或金属合金层，诸如铜、钛等，或者可以是高度掺杂的硅层。
113.在示例中，设置在一个或多个baw谐振器(钝化层)周围的声谐振器框架可以包括介电材料。例如，介电材料可以包括sicoh、磷硅玻璃、或铝、硅、锗、镓、铟、锡、锑、碲、铋、钛、钒、铬、锰、钴、镍、铜、锌、锆、铌、钼、钯、镉、铪、钽或钨的氧化物或氮化物，或者它们的任何组合。
114.金属化层，例如形成底部电极104、904的金属化层，可以包括例如铜、铝、钨、钛等。例如形成交错层102的后道工序(back end of line，beol)介电层可以包括，例如，铜覆盖层(copper capping layer，ccl)、蚀刻停止层(etch stop layer，esl)、扩散阻挡(diffusion barrier，db)、抗反射涂层(antireflection coating，arc)和低k电介质，诸如sicoh、siocn、sicn、sioc、sin。
115.在(例如，形成顶部电极106、906的)cmos beol层中可用的材料，包括，例如，铜金属化、钨、低k电介质、二氧化硅、铜覆盖层、蚀刻停止层、抗反射涂层等。
116.在示例中，衬底101可以包括硅、soi技术衬底、砷化镓、磷化镓、氮化镓和/或磷化铟或其他示例衬底、包括gaasp、alinas、gainas、gainp或gainasp的合金半导体或其组合。
117.在特定实施例中，baw器件100可以包括包括二氧化硅的交错层102，并且可以包括布拉格层600，该布拉格层600包括具有比二氧化硅更高的声阻抗的材料。在另一个特定实施例中，baw器件100可以包括压电层103，该压电层103包括aln或包括额外掺杂稀土元素(特别是sc)的aln。在另一特定实施例中，baw器件100可以包括一个或多个包括pt的种子元件105中的至少一个。在另一个特定实施例中，baw器件100可以包括第一底部电极104和/或第二底部电极904，该底部电极包括w、mo和al中的至少一个。可以将这些特定实施例中的两
个或更多个或全部进行组合。
118.图17示出了根据本发明实施例的方法1700。根据上述实施例，方法1700用于制造baw器件100。方法1700可以包括以下步骤：形成衬底101(1701)；在衬底101上形成交错层102(1702)；形成布置在交错层102中的一个或多个种子元件105(1703)；分别在交错层102和一个或多个种子元件105上形成压电层103(1705)；在交错层102中或在与交错层102接触的压电层103中形成第一底部电极104；以及在压电层103上形成第一顶部电极106(1706)。第一顶部电极106和第一底部电极104将压电层103的至少部分夹在中间以形成第一baw谐振器，第一baw谐振器包括第一谐振器核心区域，该第一谐振器核心区域是压电层103的位于第一顶部电极106和第一底部电极104之间的区域。此外，一个或多个种子元件105与压电层103接触。此外，一个或多个种子元件105布置在中间区域的下方，该中间区域是压电层103的紧邻第一谐振器核心区域的区域。
119.本发明的实施例使用一个或多个种子元件105，以便在baw谐振器边缘处保持正确的压电层103的压电极化生长。此外，为了帮助处理均匀性，这些种子元件105可以使用与baw谐振器的底部电极104、904相同的制造沉积掩模。
120.本发明的各种实施例的一些益处是：
121.·
即使当压电层103远离底部电极104、904生长时，也可以避免c轴方向紊乱。
122.·
由于提供了种子元件105，因此无需对大底部电极104、904进行图案化。
123.·
可以避免寄生电容。
124.·
可以使用与用于底部电极104、904图案化步骤相同的掩模来形成一个或多个种子元件105。
125.·
通过最小化压电层103晶体中晶界的产生，可以避免baw谐振器边缘处的应力分布。
126.·
能够实现例如掺杂aln压电层103的更好的极化控制，这高度依赖于种子层优化。
127.·
由于对紧邻区域中的压电效应的更好的控制，相邻baw谐振器之间的相互作用可能更紧密。
128.已经结合各种实施例作为示例以及实施方式描述了本发明。然而，其他变化可以由实施所要求保护的发明的本领域技术人员通过对附图、本公开和独立权利要求的研究而理解和实现。在权利要求以及说明书中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“一个”或“一种”不排除多个。单个元件或其他单元可以实现权利要求中列举的数个实体或项目的功能。在相互不同的从属权利要求中列举了某些措施并不表明这些措施的组合不能用于有利的实施方式中。