包括聲再分布層的聲諧振器的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明大體來說涉及諧振器，且更特定來說涉及聲諧振器。
【背景技術】
[0002] 聲諧振器可用于在各種電子應用中實施信號處理功能。舉例來說，一些蜂窩式電 話及其它通信裝置使用聲諧振器來實施用于所發射及/或所接收信號的頻率濾波器。可根 據不同應用而使用數種不同類型的聲諧振器，其中實例包含體聲波（BAW)諧振器，例如薄 膜體聲諧振器（FBAR)、耦合式諧振器濾波器（CRF)、堆疊式體聲諧振器（SBAR)、雙重體聲諧 振器OBAR)及固態安裝式諧振器（SMR)。
[0003] 典型的聲諧振器包括夾在兩個板狀電極之間的壓電材料層，呈稱為聲堆疊的結構 形式。在將輸入電信號施加于電極之間的情況下，反或逆壓電效應致使聲堆疊機械地擴張 或收縮，這取決于壓電材料的極化。隨著輸入電信號隨時間變化，聲堆疊的擴張及收縮會產 生聲波（或模式），所述聲波（或模式）沿各種方向傳播穿過聲諧振器且通過壓電效應轉換 成輸出電信號。聲波中的一些跨越聲堆疊實現諧振，其中諧振頻率由若干因素決定，例如聲 堆疊的材料、尺寸及操作條件。聲諧振器的這些及其它機械特性決定其頻率響應。
[0004] 一般來說，可通過聲諧振器的并聯電阻Rp、串聯電阻Rs、質量（?因子及其機電耦 合系數kt2的值來評估所述聲諧振器的性能。串聯電阻Rs是聲諧振器的輸入阻抗量值的 最小值，且串聯諧振頻率Fs是出現所述最小值時的頻率。并聯電阻Rp是聲諧振器的輸入 阻抗量值的最大值，且并聯諧振頻率Fp是出現所述最大值時的頻率。Q因子是量化在一個 振蕩循環中損耗的能量的量的參數。機電耦合系數kt2是并聯諧振頻率Fp與串聯諧振頻 率Fs之間的經正規化差且通常以百分值（％ )來表達。
[0005]與具有較低Rp、較低Q因子及較高Rs的裝置相比，具有較高Rp、較高Q因子及較 低Rs的裝置被視為具有優越的性能。因此，在其它因素均相同的情況下，期望給濾波器提 供具有較高Rp、較高Q因子及較低Rs的聲諧振器。然而，這些性能參數通常與其它設計因 素（例如聲諧振器的成本及大小）呈折衷關系。例如，在一些設計中，減小聲諧振器的大小 以實現減小的成本可能使性能參數中的一或多者降級。因此，普通需要例如在不過度損害 性能的情況下實現例如成本及大小縮放等改進的經改進諧振器設計。

【發明內容】

[0006] -種聲諧振器結構包括：壓電層，其具有第一表面及第二表面；第一電極，其鄰近 于所述第一表面安置；及第二電極，其鄰近于所述第二表面安置，其中所述第一電極包括： 第一導電層，其鄰近于所述壓電層安置且具有第一聲阻抗；及第二導電層，其安置于所述第 一導電層的與所述壓電層相對的側上且具有大于所述第一聲阻抗的第二聲阻抗。
【附圖說明】
[0007]當與附圖一起閱讀時，根據以下詳細說明會最好地理解實例性實施例。要強調的 是，各種特征未必按比例繪制。事實上，為清晰地進行論述，可任意地增加或減小尺寸。在 適用且實用時，相似參考編號指代相似元件。
[0008] 圖1A是根據代表性實施例的聲諧振器的俯視圖。
[0009] 圖1B是根據代表性實施例圖1A的聲諧振器的橫截面圖。
[0010] 圖1C是圖解說明圖1A的聲諧振器的聲堆疊的聲阻抗分布曲線的圖表。
[0011] 圖2是圖解說明聲諧振器在不同頻率下的所模擬振動模式的聲散布圖。
[0012] 圖3A是圖解說明以并聯諧振頻率Fp操作的聲諧振器的縱向（Uz)位移的圖表。
[0013] 圖3B是圖解說明以并聯諧振頻率Fp操作的聲諧振器的剪切（Ux)位移的圖表。
[0014] 圖4是圖解說明根據各種代表性實施例隨堆疊設計而變的分數頻率分離（FFS)的 圖表。
[0015] 圖5是圖解說明圖1B中所展示的聲諧振器隨鉬層的經正規化厚度而變的經正規 化Rp的圖表。
[0016] 圖6A是根據代表性實施例圖1B的聲諧振器的聲堆疊變化形式的橫截面圖。
[0017] 圖6B是圖解說明圖6A中所圖解說明的聲堆疊的聲阻抗分布曲線的圖表。
[0018] 圖7A是根據代表性實施例圖1B的聲諧振器的聲堆疊變化形式的橫截面圖。
[0019] 圖7B是圖解說明圖7A中所圖解說明的聲堆疊的聲阻抗分布曲線的圖表。
[0020] 圖8A是根據代表性實施例圖1B的聲諧振器的聲堆疊變化形式的橫截面圖。
[0021] 圖8B是圖解說明圖8A中所圖解說明的聲堆疊的聲阻抗分布曲線的圖表。
[0022] 圖9A是根據代表性實施例圖1B的聲諧振器的聲堆疊變化形式的橫截面圖。
[0023] 圖9B是圖解說明圖9A中所圖解說明的聲堆疊的聲阻抗分布曲線的圖表。
[0024] 圖10A是根據代表性實施例圖1B的聲諧振器的聲堆疊變化形式的橫截面圖。
[0025] 圖10B是圖解說明圖10A中所圖解說明的聲堆疊的聲阻抗分布曲線的圖表。
[0026] 圖11A是根據代表性實施例圖1B的聲諧振器的聲堆疊變化形式的橫截面圖。
[0027] 圖11B是圖解說明圖11A中所圖解說明的聲堆疊的聲阻抗分布曲線的圖表。
【具體實施方式】
[0028] 在以下詳細說明中，出于解釋而非限制的目的，陳述了揭示特定細節的實例性實 施例以便提供對本發明教示的透徹理解。然而，受益于本發明的所屬領域的普通技術人員 將明了，根據本發明教示的背離本文中所揭示的特定細節的其它實施例保持在所附權利要 求書的范圍內。此外，可省略對眾所周知的設備及方法的說明以免使對實例性實施例的說 明模糊。此類方法及設備顯然在本發明教示的范圍內。
[0029] 本文所用術語僅用于描述特定實施例的目的而非打算為限制性。所定義術語是對 所定義術語在相關背景中所通常理解及接受的技術、科學或普通含義的補充。
[0030] 術語'一（a、an) '及'所述（the) '包含單數及復數兩種形式的所指物，除非上 下文另有清晰指示。因此，舉例來說，'一裝置'包含一個裝置及多個裝置。術語'實質性 (substantial)'或'實質上（substantially)'意指在可接受的限度或程度內。術語'大 致（approximately)'意指在所屬領域的普通技術人員可接受的限度或量內。可使用例如 "在…上方"、"在…下方"、"頂部"、"底部"、"上部"及"下部"等相對性術語來描述各種元件 彼此間的關系，如附圖中所圖解說明。這些相對性術語打算除圖式中所描繪的定向外還涵 蓋裝置及/或元件的不同定向。舉例來說，如果裝置相對于圖式中的視圖倒置，那么被描述 為在另一元件"上方"的元件（舉例來說）現在將在所述元件下方。
[0031] 所描述的實施例大體來說涉及聲諧振器，例如膜體聲波諧振器（FBAR)、固態安裝 式諧振器（SMR)，但為方便起見，許多的論述是針對于FBAR進行的。聲諧振器的某些細 節（包含材料及制作方法）可見于以下共同擁有的美國專利及專利申請案中的一或多者 中：頒予拉慶（Lakin)的第6, 107, 721號美國專利；頒予露比（Ruby)等人的第5, 587, 620 號、第 5, 873, 153 號、第 6, 507, 983 號、第 6, 384, 697 號、第 7, 275, 292 號及第 7, 629, 865 號美國專利；頒予馮（Feng)等人的第7, 280, 007號美國專利；頒予詹姆尼拉（Jamneala) 等人的第2007/0205850號美國專利申請公開案；頒予露比等人的第7, 388, 454號美國專 利；頒予喬伊（Choy)等人的第2010/0327697號美國專利申請公開案；頒予喬伊等人的第 2010/0327994號美國專利申請公開案；頒予尼克爾（Nikkei)等人的第13/658, 024號美國 專利申請案；頒予布拉克（Burak)等人的第13/663,449號美國專利申請案；頒予布拉克等 人的第13/660, 941號美國專利申請案；頒予布拉克等人的第13/654, 718號美國專利申請 案；頒予露比等人的第2008/0258842號美國專利申請公開案；及頒予凱迪拉（Kaitila)等 人的第6, 548, 943號美國專利。具體來說，這些專利及專利申請案的揭示內容特此以全文 引用方式并入本文中。要強調的是，這些專利及專利申請案中所描述的組件、材料及制作方 法為代表性的，且本發明預期所屬領域的普通技術人員的認知范圍內的其它制作方法及材 料。
[0032] 所描述的實施例大體來說涉及包括聲再分布層（ARL)的聲諧振器。舉例來說，在 某些實施例中，FBAR包括安置于第一與第二電極之間的壓電層，其中所述第一及第二電極 中的至少一者包括多個層，所述多個層具有隨距所述壓電層的距離而增加的相應聲阻抗。 此類聲再分布層的使用可增加聲諧振器的所謂的分數頻率分離（FFS)，其與Rp及Q因子相 關。因此，其可用于形成具有增加的Rp及Q因子的聲諧振器。
[0033] 使用聲再分布層來增加Rp及Q因子可允許以減小的大小及因此減小的成本來制 造一些聲諧振器。一般來說，聲諧振器被設計成滿足特定特性電阻抗A要求。特性電阻抗 A與諧振器面積成正比且與壓電層的所要操作頻率及厚度成反比。壓電層的厚度主要由