專利名稱：高頻薄膜本體濾波器的制法及其裝置的制作方法
技術領域：
本發明屬于集成電路基本組件的制法及其裝置，特別是一種高頻薄膜本體濾波器的制法及其裝置。
為此，公開以改采薄膜本體濾波器(Thin Film Bulk Acoustic)制作高頻率、高功率的濾波器，因薄膜本體濾波器的主要動作原理為波行進方向與濾波器的表面垂直，因此濾波器的壓電材料(Piezoelectric material)厚度與操作頻率成反比。
美國專利6060818號揭示的薄膜本體濾波器的制法，其包括如下步驟步驟一形成凹室501如
圖10所示，于矽基底50上表面向下蝕刻形成凹室501，再于基板上覆蓋一層矽氧化層51；
步驟二形成磷矽玻璃層(PhosphorSilica glass)52如圖11所示，于矽氧化層51的上表面形成磷矽玻璃層52；步驟三磨平如圖12所示，以化學機械研磨(CMP)方式將磷矽玻璃層52磨平，并與下層的矽氧化層51切齊，令基底50表面上的凹室501呈由磷矽玻璃層52填平的型態；步驟四形成濾波器本體如圖13所示，依序于磷矽玻璃層52上表面向上形成下層電極板53、壓電材料層55及上層電極板54；步驟五除去磷矽玻璃層52如圖14所示，以特定化學溶劑去除薄膜本體濾波器下方的磷矽玻璃層52，使原本基底的凹室501重現。最后，薄膜本體濾波器即懸空形成于基底50上方，因此即可藉由上、下層電極板53、54及壓電材料層55的結構，使其具有高頻濾波的功能。
然而，這種薄膜本體濾波器的制法必須先蝕刻基底50形成501凹室，其后更必須透過化學機械研磨磨平至基底50位置，作業相當耗時，使得產能無法大幅提升。
本發明高頻薄膜本體濾波器的制法包括形成本體
于矽基底的上表面形成矽氧化層、于矽氧化層上依序形成第一金屬層、壓電材料層、第二金屬層；定義上電極板及壓電層系經由微影、蝕刻等方法，除去部分第二金屬層及壓電材料層，以形成上電極板及壓電層；形成孔洞于第一金屬層上且位于上電極板及壓電層的外周圍處經由微影、蝕刻形成至少一貫穿第一金屬層的孔洞；形成凹室經第一金屬層形成的孔洞蝕刻第一金屬層下方的矽氧化層，直到可令基底與第一金屬層形成間隙；本發明高頻薄膜本體濾波器裝置包括矽基底；其特征在于所述的矽基底上方設有形成凹室的部分區域呈不連續的矽氧化層、設于部分區域呈不連續矽氧化層上方以呈略懸空狀的下電極板、設于下電極板上的壓電層及設于壓電層上的上電極板；下電極板上位于上電極板及壓電層的外周圍設有復數貫穿的孔洞。
其中形成凹室后，定義下電極板經由微影、蝕刻于第一金屬層上形成下電極板。
孔洞系為任意的形狀、大小的微小孔洞。
第一、二金屬層的厚度為1000～10000埃。
壓電材料層厚度為0.5～5μm。
下電極板的尺寸為略大于其下方凹室。
下電極板上復數貫穿的孔洞為微小孔洞。
下電極板的面積大于矽氧化層形成的凹室面積。
由于本發明高頻薄膜本體濾波器的制法包括于矽基底的上表面形成矽氧化層、于矽氧化層上依序形成第一金屬層、壓電材料層、第二金屬層；定義上電極板及壓電層于第一金屬層形成孔洞及于矽氧化層形成凹室；本發明高頻薄膜本體濾波器裝置包括矽基底、設于矽基底上方形成凹室的部分區域呈不連續的矽氧化層、設于部分區域呈不連續矽氧化層上方以呈略懸空狀的下電極板、設于下電極板上的壓電層及設于壓電層上的上電極板；下電極板上位于上電極板及壓電層的外周圍設有復數貫穿的孔洞。即本發明高頻薄膜本體濾波器的制法系利用數道習知微影、蝕刻步驟即可形成本發明高頻薄膜本體濾波器，可輕易于下電極板下方的矽氧化層形成凹室，以制成高頻薄膜本體濾波器，僅需簡單的制程即可輕易完成高頻薄膜本體濾波器的制作，從而無須使用極為耗時的化學機械研磨(CMP)及蝕刻基底的步驟，藉此，可簡化制作高頻薄膜本體濾波器的程序，并提高產能的效果。不僅減低制程的復雜度。而且提高產能、降低成本，從而達到本發明的目的。
圖2、本發明高頻薄膜本體濾波器制法步驟一示意圖(形成第一金屬層、壓電材料層及第二金屬層)。
圖3、本發明高頻薄膜本體濾波器制法步驟二示意圖(設光阻)。
圖4、本發明高頻薄膜本體濾波器制法步驟二示意圖(形成上電極板及壓電層)。
圖5、本發明高頻薄膜本體濾波器制法步驟三示意圖(設光阻)。
圖6、本發明高頻薄膜本體濾波器制法步驟三示意圖(形成孔洞)。
圖7、本發明高頻薄膜本體濾波器制法步驟四示意圖。
圖8、本發明高頻薄膜本體濾波器制法步驟五示意圖(設光阻)。
圖9、本發明高頻薄膜本體濾波器結構示意剖視圖。
圖10、習知的薄膜本體濾波器的制法步驟一示意圖。
圖11、習知的薄膜本體濾波器的制法步驟二示意圖。
圖12、習知的薄膜本體濾波器的制法步驟三示意圖。
圖13、習知的薄膜本體濾波器的制法步驟四示意圖。
圖14、習知的薄膜本體濾波器的制法步驟五示意圖。
如圖5所示，于第一金屬層12上且位于上電極板13a及壓電層14a的外周圍處經由微影方法定義出光阻20a；如圖6所示，并對第一金屬層12蝕刻，以形成至少一可貫穿第一金屬層12的孔洞120。其中，孔洞120系為任意的形狀、大小的微小孔洞；步驟四形成凹室110如圖6所示，藉由于第一金屬層12形成多數孔洞120，令第一金屬層12下方的矽氧化層11外露；以除去矽氧化層11制程，經由孔洞120向下蝕刻矽氧化層11；如圖7所示，直到可令基底10與第一金屬層12間保持適當間隙為止，亦即藉由時間控制以構成形成凹室110的部分區域呈不連續的矽氧化層11；步驟五定義濾波器的下電極板12a如圖8所示，以微影方式于第一金屬層12上定義出與濾波器下電極板12a尺寸、大小相對應的光阻20b；如圖9所示，然后再蝕刻光阻20b外圍的第一金屬層12及去除光阻20b后，即形成濾波器的下電極板12a。其中，下電極板12a的尺寸為略大于下方凹室110。
如圖9所示，本發明高頻薄膜本體濾波器裝置包括矽基底10、設于矽基底上方形成凹室110的部分區域呈不連續的矽氧化層11、設于部分區域呈不連續矽氧化層11上方以呈略懸空狀的下電極板12a、設于下電極板12a上的壓電層14a及設于壓電層14a上的上電極板13a。高頻薄膜本體濾波器懸空設置于基底10的凹室110上，且概略呈懸空狀態，形成表面聲波(Surfaceacoustic wave)濾波器。下電極板12a的面積大于矽氧化層11形成的凹室110面積；下電極板12a上位于上電極板13a及壓電層14a的外周圍設有復數貫穿為微小孔洞的孔洞。
薄膜本體濾波器即構成壓電裝置，而其有效作用區域為下電極層12a、上電極層13a及壓電層14a所對應的區域，因此位在12a外端僅用以支撐濾波器本體，故其不影響本發明高頻薄膜本體濾波器裝置的主要功能。
由上可知，本發明高頻薄膜本體濾波器的制法系利用數道習知微影、蝕刻步驟即可形成本發明高頻薄膜本體濾波器。
如上所述，以本發明高頻薄膜本體濾波器的制法，即輕易于下電極板下方的矽氧化層形成凹室，以制成高頻薄膜本體濾波器，僅需簡單的制程即可輕易完成高頻薄膜本體濾波器的制作，從而無須使用極為耗時的化學機械研磨(CMP)及蝕刻基底的步驟，藉此，可簡化制作高頻薄膜本體濾波器的程序，并提高產能的效果。
為此，本發明高頻薄膜本體濾波器的制法系較習知技術有顯著的功效增進，故確實可增進產業上的利用性。
權利要求
1.一種高頻薄膜本體濾波器的制法，其特征在于它包括形成本體于矽基底的上表面形成矽氧化層、于矽氧化層上依序形成第一金屬層、壓電材料層、第二金屬層；定義上電極板及壓電層系經由微影、蝕刻等方法，除去部分第二金屬層及壓電材料層，以形成上電極板及壓電層；形成孔洞于第一金屬層上且位于上電極板及壓電層的外周圍處經由微影、蝕刻形成至少一貫穿第一金屬層的孔洞；形成凹室經第一金屬層形成的孔洞蝕刻第一金屬層下方的矽氧化層，直到可令基底與第一金屬層形成間隙。
2.根據權利要求1所述的高頻薄膜本體濾波器的制法，其特征在于所述的形成凹室后，定義下電極板經由微影、蝕刻于第一金屬層上形成下電極板。
3.根據權利要求1所述的高頻薄膜本體濾波器的制法，其特征在于所述的孔洞系為任意的形狀、大小的微小孔洞。
4.根據權利要求1所述的高頻薄膜本體濾波器的制法，其特征在于所述的第一、二金屬層的厚度為1000～10000埃。
5.根據權利要求1所述的高頻薄膜本體濾波器的制法，其特征在于所述的壓電材料層厚度為0.5～5μm。
6.根據權利要求1或2所述的高頻薄膜本體濾波器的制法，其特征在于所述的下電極板的尺寸為略大于其下方凹室。
7.一種高頻薄膜本體濾波器裝置，它包括矽基底；其特征在于所述的矽基底上方設有形成凹室的部分區域呈不連續的矽氧化層、設于部分區域呈不連續矽氧化層上方以呈略懸空狀的下電極板、設于下電極板上的壓電層及設于壓電層上的上電極板；下電極板上位于上電極板及壓電層的外周圍設有復數貫穿的孔洞。
8.根據權利要求7所述的高頻薄膜本體濾波器裝置，其特征在于所述的下電極板上復數貫穿的孔洞為微小孔洞。
9.根據權利要求7所述的高頻薄膜本體濾波器裝置，其特征在于所述的下電極板的面積大于矽氧化層形成的凹室面積。
全文摘要
一種高頻薄膜本體濾波器的制法及其裝置。為提供一種減低制程的復雜度、提高產能、降低成本的集成電路基本組件的制法及其裝置，提出本發明，本發明高頻薄膜本體濾波器的制法包括于矽基底的上表面形成矽氧化層、于矽氧化層上依序形成第一金屬層、壓電材料層、第二金屬層；定義上電極板及壓電層于第一金屬層形成孔洞及于矽氧化層形成凹室；本發明高頻薄膜本體濾波器裝置包括矽基底、設于矽基底上方形成凹室的部分區域呈不連續的矽氧化層、設于部分區域呈不連續矽氧化層上方以呈略懸空狀的下電極板、設于下電極板上的壓電層及設于壓電層上的上電極板；下電極板上位于上電極板及壓電層的外周圍設有復數貫穿的孔洞。
文檔編號H03H9/46GK1404219SQ0113105
公開日2003年3月19日 申請日期2001年9月10日 優先權日2001年9月10日
發明者李傳英 申請人:華邦電子股份有限公司