[發明專利]電聲諧振器裝置及其制造方法

在審

• 申請號: 201880078689.6
• 申請日: 2018-12-03
• 公開（公告）號: CN111434036A
• 公開（公告）日: 2020-07-17
• 發明（設計）人: M·希克;B·巴德
• 申請（專利權）人: RF360歐洲有限責任公司
• 主分類號: H03H9/02
• 分類號: H03H9/02;H03H9/10;H03H9/17;H03H3/02
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 張寧

電聲諧振器裝置包括襯底(100)、底部電極和頂部電極(121、122)以及設置在其之間的壓電層(130)。布拉格鏡元件(110)設置在底部電極和襯底之間。導熱材料包括非晶態或多晶氮化鋁(150、151、155)，導熱材料與壓電層和襯底接觸來形成導熱路徑，以耗散在諧振器裝置操作期間，在諧振器裝置的聲學活躍區域中生成的熱量。

技術領域

本發明涉及電聲裝置及其制造方法。具體地，本發明涉及電聲諧振器裝置，電聲諧振器裝置具有設置在頂部電極和底部電極之間的壓電層和設置在其下方的布拉格鏡元件。

背景技術

電聲裝置將電信號轉換為聲信號，且將聲信號轉換為電信號。在電聲諧振器裝置中，電信號被供應給將壓電層夾在其之間的電極。在電極之間建立聲諧振波，聲諧振波在低損耗和高選擇性的電域中執行濾波功能。電聲諧振器裝置通常用于諸如蜂窩電話或智能電話之類的移動電子設備的濾波器設計中。電操作和聲學操作的相互作用允許裝置的尺寸非常緊湊，使得許多此類裝置可用于移動設備中，以為各種RF服務提供濾波器。

電聲諧振器裝置的一個實施例可以是牢固安裝的體聲波諧振器(BAW-SMR)。在BAW諧振器裝置中，必須例如通過設置在底部電極下方的鏡元件(特別是布拉格鏡元件)來防止壓電層中生成的聲波傳播到襯底中太深。在諧振器中建立的聲波生成大量熱量，從而升高頂部電極和底部電極以及它們之間的壓電層的溫度。但是，這些元件的溫度升高可能會影響裝置的電參數和可靠性。例如，電極的溫度升高可能使得電極的金屬材料變得粘滯，并且可能增加電極中的歐姆損耗，使得它們的電聲行為可能隨溫度的升高而改變。此外，壓電層的溫度升高可能增加壓電層中的電損耗和聲損耗。同樣，由于材料的遷移，材料中的局部熱點可能會導致這樣的層的機械損壞。由于在BAW諧振器操作期間，在BAW諧振器中生成熱量，諸如BAW諧振器的諧振頻率和頻率帶寬之類的電參數可能會受到影響，并且可能移位，使得例如RF濾波器的規格可能會超出移動設備的規格范圍。這與當今和未來的移動設備中對尖銳且確定的濾波裙緣(skirt)的要求相矛盾。因此，需要在電聲操作期間避免BAW裝置中的高溫。

因此，某些BAW裝置被供應有補償層，用于補償由于溫度升高而引起的電參數移位。在DE 102014117238A1的圖3中公開的另一提議建議使用熱導來將電聲區域中生成的熱量傳向襯底。壓電層被膨脹，使得其完全覆蓋鏡層的堆疊并將電聲區域與襯底連接。

本公開的一個目的是提供在其操作期間具有穩定的電參數并且可以容易地制造的電聲諧振器裝置。本公開的另一目的是提供制造這樣的電聲諧振器裝置的方法。

發明內容

根據本公開，電聲諧振器裝置包括：襯底；底部電極、頂部電極和壓電層，壓電層被設置在底部電極和頂部電極之間；被設置在底部電極和襯底之間的布拉格鏡元件；以及包括非晶態和多晶氮化鋁之一的導熱材料，其中導熱材料接觸壓電層和襯底。

根據本公開的一個方面，可以包括非晶態氮化鋁的導熱材料接觸壓電層和襯底。非晶態氮化鋁的熱導率約為180W/Km，使得在裝置操作期間生成熱量的區域與散熱器(例如，襯底)之間建立導熱路徑。代替非晶態氮化鋁，可以將多晶氮化鋁用作導熱材料。多晶氮化鋁的熱導率高于非晶態氮化鋁的熱導率。每當在本公開中使用非晶態氮化鋁時，可以替代地使用多晶氮化鋁。

氮化鋁是常用于電聲諧振器裝置制造中的材料，使得在生產線中可獲得用于沉積氮化鋁的前體材料以及氮化鋁的沉積和結構化設備。柱狀的氮化鋁可以用作壓電層。根據本公開，使用非晶態或多晶氮化鋁作為壓電層外部的導熱材料是有用的，因為氮化鋁的非晶態或多晶沉積比具有壓電性質的氮化鋁(例如，柱狀氮化鋁)的沉積較簡單。此外，在生產線中容易獲得用于沉積氮化鋁的前體材料。當壓電層由柱狀氮化鋁制成并且導熱路徑由非晶/多晶氮化鋁制成時，不需要改變材料。

柱狀氮化鋁的微觀結構使得層本身中的柱可以具有晶體形式。另一方面，多晶氮化鋁具有取向不同的多個相對較小的晶體部分，使得宏觀的多晶鋁材料基本上不具有可用于電聲組件中的壓電性質。