Title:
Verfahren zum Herstellen einer Resonatorstruktur und Resonatorstruktur
Kind Code:
B3


Abstract:

Verfahren zum Herstellen von Resonatorstrukturen und entsprechende Resonatorstrukturen werden beschrieben. Ein erster Wafer, der ein erstes piezoelektrisches Material (40) beinhaltet, wird vereinzelt und an einen zweiten Wafer (45) gebondet. embedded image




Inventors:
Timme, Hans Jörg, Dr. (85521, Ottobrunn, DE)
Bauder, Rüdiger (83620, Feldkirchen-Westerham, DE)
Ahrens, Carsten, Dr. (81545, München, DE)
Application Number:
DE102017107391A
Publication Date:
08/23/2018
Filing Date:
04/06/2017
Assignee:
Infineon Technologies AG, 85579 (DE)
International Classes:
Domestic Patent References:
DE10315239A1N/A2004-10-14



Foreign References:
200902659032009-10-29
Attorney, Agent or Firm:
Kraus & Weisert Patentanwälte PartGmbB, 80539, München, DE
Claims:
Verfahren zum Herstellen einer Resonatorstruktur, umfassend:
Prozessieren (10) eines ersten Wafers (40) zum Ausbilden eines prozessierten ersten Wafers, wobei der prozessierte erste Wafer ein erstes piezoelektrisches Material umfasst,
Prozessieren (11) eines zweiten Wafers (46) zum Ausbilden eines prozessierten zweiten Wafers (45), wobei der prozessierte zweite Wafer (45) einen akustischen Abschluss (48) an einer ersten Seite davon umfasst,
Vereinzeln (12; 34) des ersten Wafers (40) zum Ausbilden von mindestens einem vereinzelten Waferchip (44),
Bonden (13; 36) des mindestens einen vereinzelten Waferchips (44) an den zweiten Wafer (45), so dass die erste Seite des zweiten Wafers (45) dem vereinzelten Waferchip (44) zugewandt ist, um einen vereinten Wafer auszubilden, und
Prozessieren (14) des vereinten Wafers zum Ausbilden einer Resonatorstruktur, die einen das erste piezoelektrische Material beinhaltenden ersten Resonator (54) umfasst.

Verfahren nach Anspruch 1, wobei der akustische Abschluss (48) einen Hohlraum oder einen Akustikspiegel umfasst.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei der akustische Abschluss (48) in der Resonatorstruktur eingekapselt ist.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, wobei der erste Wafer (40) aus dem ersten piezoelektrischen Material gefertigt ist.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, wobei das erste piezoelektrische Material monokristallin ist.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1-5, wobei das Prozessieren (10) des ersten Wafers (40) ein Abscheiden (31) eines leitenden Materials (41) auf dem ersten Wafer (40) umfasst, wobei zumindest ein Teil des leitenden Materials (41) eine Elektrode des ersten Resonators ausbildet.

Verfahren nach Anspruch 6, ferner umfassend ein Strukturieren (32) des leitenden Materials (41).

Verfahren nach einem der Ansprüche 1-7, wobei das erste piezoelektrische Material Lithiumniobat und/oder Lithiumtantalat umfasst.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1-8, wobei das Prozessieren (10) des ersten Wafers (40) ein Bereitstellen (33) einer ersten dielektrischen Schicht (42) auf dem ersten Wafer (40) umfasst und wobei das Prozessieren (11) des zweiten Wafers (46) ein Bereitstellen einer zweiten dielektrischen Schicht (47) auf dem zweiten Wafer (46) umfasst, wobei das Bonden (13; 36) ein Bonden der ersten (42) und der zweiten (47) dielektrischen Schicht umfasst.

Verfahren nach Anspruch 9, wobei die erste (42) und die zweite (47) dielektrische Schicht ein Oxid umfassen.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1-10, das ferner ein Einkapseln des vereinten Wafers umfasst.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1-11, wobei das Prozessieren des vereinten Wafers ein Dünnen der ersten piezoelektrischen Schicht umfasst.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1-12, wobei das Prozessieren des vereinten Wafers eine Elektrodenabscheidung und/oder ein Elektrodenstrukturieren und/oder ein Bereitstellen von Elektrodenverbindungen (39) umfasst.

Resonatorstruktur, die Folgendes umfasst:
ein vereinzeltes erstes Waferstück (44), das ein erstes piezoelektrisches Material umfasst,
einen zweiten Wafer (45), umfassend einen akustischen Abschluss (48) an einer ersten Seite davon, wobei das vereinzelte Waferstück (45) an den zweiten Wafer (45) gebondet ist, so dass die erste Seite dem vereinzelten Waferstück (45) zugewandt ist.

Resonatorstruktur nach Anspruch 14, wobei die Resonatorstruktur durch das Verfahren nach einem der Ansprüche 1-13 hergestellt ist.

Description:
TECHNISCHES GEBIET

Die vorliegende Anmeldung betrifft Verfahren zum Herstellen von Resonatorstrukturen und entsprechende Resonatorstrukturen.

HINTERGRUND

Filter werden in einer Vielzahl von elektronischen Schaltkreisen verwendet, um bestimmte Frequenzkomponenten eines Signals herauszufiltern, während andere Frequenzkomponenten hindurchgelassen werden. Beispielsweise können in Kommunikationsschaltkreisen Filter verwendet werden, um Frequenzkomponenten außerhalb eines Frequenzbands oder eines Teils eines Frequenzbands, das zur Kommunikation verwendet wird und durch weitere Schaltkreise zu prozessieren ist, zu blockieren.

Zwecks Bandbreitenzunahme vergrößern Kommunikationsstandards, wie drahtlose Kommunikationsstandards (z. B. LTE, Long-Term Evolution) oder auch drahtbasierte Kommunikationsstandards, kontinuierlich einen verwendeten Frequenzbereich und eine Anzahl von verwendeten Frequenzbändern. In Kommunikationsvorrichtungen, die solche Standards implementieren, werden oft hochselektive Filter, die an die jeweiligen Frequenzbänder angepasst sind, benötigt. Die verwendeten Frequenzbänder können von Land zu Land variieren. Daher werden mehrere Filter mit verschiedenen Filtereigenschaften (zum Beispiel verschiedenen Durchlassbereichen) benötigt. Weiterhin werden bei der Technik, die als Trägerbündelung (Carrier Aggregation) bezeichnet wird, einige Frequenzbänder gleichzeitig verwendet. Dies erfordert spezifische Filterdesigns für genau jene Kombinationen. Mit einem spezifischen Filter, das für jede mögliche Kombination bereitgestellt wird, ist die Anzahl physischer Filter tatsächlich viel höher als die Anzahl verfügbarer Bänder. Um die Anzahl unterschiedlicher Filter (2-Port- bis zu n-Port-Filter) zu reduzieren, die in einer Kommunikationsvorrichtung tatsächlich benötigt werden, sind abstimmbare Filter höchst wünschenswert.

Akustische-Oberflächenwellen(SAW: Surface Acoustic Wave)- oder Akustische-Volumenwellen(BAW: Bulk Acoustic Wave)-Technologien werden in Kommunikationsschaltkreisen und -vorrichtungen häufig als hochselektive Bandpassfilter verwendet. Herkömmliche Filter solcher Arten sind für feste Resonanz- oder Mittenfrequenzen ausgelegt. Infolgedessen müssen viele Filter einzelnen Frequenzbändern oder aggregierten Kombinationen einiger Frequenzbänder, die in gegenwärtigen Kommunikationsstandards wie LTE oder WiFi verwendet werden, dienen. Hochfrequenz(HF)-Schalter werden dann verwendet, um einzelne Filter der mehreren Filter zum Beispiel für gewünschte Signalpfade zwischen einer Antenne und einem rauscharmen Verstärker oder einem Leistungsverstärker auszuwählen. Von daher erfordern solche herkömmlichen Ansätze eine große Anzahl von überwiegend diskreten Komponenten und, da Platz in Mobilgeräten begrenzt ist, sind abstimmbare Lösungen höchst wünschenswert.

Ein Ansatz, um Abstimmbarkeit bei BAW-Filtern vorzusehen, besteht darin, gekoppelte Resonatoren mit einem ersten Resonator und einem zweiten Resonator zu verwenden, bei denen der zweite Resonator als der eigentliche Filterresonator dient und der erste Resonator, welcher akustisch mit dem zweiten Resonator gekoppelt ist, zum Abstimmen dient, beispielsweise durch Einstellen von damit gekoppelten abstimmbaren Kondensatoren. In manchen Anwendungen sind für den ersten und den zweiten Resonator unterschiedliche Materialien erwünscht. Beispielsweise ist für den zweiten Resonator in manchen Anwendungen eine kleine Resonatorbandbreite erwünscht, um Schmalbandfilter bereitzustellen, wohingegen der zweite Resonator einen großen Abstimmbereich bereitstellen sollte, welche Anforderungen unter Verwendung verschiedener Materialien implementiert werden können. Allerdings können derartige verschiedenen Materialien schwer in einen Herstellungsprozess zu integrieren sein, beispielsweise aufgrund von verschiedenen verfügbaren Wafergrößen und/oder aufgrund von verschiedenen Materialeigenschaften.

Aus der US 2009/0265903 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung akustisch gekoppelter Resonatorstrukturen bekannt. Dabei werden gesamte Wafer oder einzelne Substrate aneinander gebondet, um eine gekoppelte Resonatorstruktur zu bilden.

Ein weiteres Verfahren zu Herstellung eines Filters mit gestapelten Resonatoren, bei welchem zwei Wafer verbunden werden, ist aus der DE 103 15 239 A1 bekannt.

KURZDARSTELLUNG

Es sind ein Verfahren nach Anspruch 1 und eine Resonatorstruktur nach Anspruch 14 bereitgestellt. Die abhängigen Ansprüche definieren weitere Ausführungsformen.

Gemäß einer Ausführungsform wird ein Verfahren zum Herstellen einer Resonatorstruktur bereitgestellt, das die folgenden Schritte umfasst:

  • Prozessieren eines ersten Wafers zum Ausbilden eines prozessierten ersten Wafers, wobei der prozessierte erste Wafer ein erstes piezoelektrisches Material umfasst,
  • Prozessieren eines zweiten Wafers zum Ausbilden eines prozessierten zweiten Wafers, wobei der prozessierte zweite Wafer einen akustischen Abschluss an einer ersten Seite davon umfasst,
  • Vereinzeln des ersten Wafers zum Ausbilden von mindestens einem vereinzelten Waferchip,
  • Bonden des mindestens einen vereinzelten Waferchips an den zweiten Wafer, so dass die erste Seite des zweiten Wafers dem vereinzelten Waferchip zugewandt ist, um einen vereinten Wafer auszubilden, und
  • Prozessieren des vereinten Wafers zum Ausbilden einer Resonatorstruktur, die einen das erste piezoelektrische Material beinhaltenden ersten Resonator umfasst.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist eine Resonatorstruktur bereitgestellt, die Folgendes umfasst:

  • ein vereinzeltes erstes Waferstück, das ein erstes piezoelektrisches Material umfasst,
  • einen zweiten Wafer, umfassend einen akustischen Abschluss an einer ersten Seite davon, wobei das vereinzelte Waferstück an den zweiten Wafer gebondet ist, so dass die erste Seite dem vereinzelten Waferstück zugewandt ist.

Die obige Kurzdarstellung ist lediglich dafür gedacht, einen kurzen Überblick über einige Implementationen zu geben, und ist nicht als beschränkend aufzufassen.

Figurenliste

  • 1 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht.
  • 2 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform.
  • 3 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht.
  • 4A bis 4M sind Querschnittsansichten einer Vorrichtung in verschiedenen Prozessierungsstufen gemäß manchen Ausführungsformen.
  • 5-9 sind Diagramme zum Veranschaulichen eines Betriebs gekoppelter Resonatorstrukturen.
  • 10 ist eine Querschnittsansicht einer Vorrichtung in einer Prozessierungsstufe gemäß einer weiteren Ausführungsform.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG

Im Folgenden werden verschiedene Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die angefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben. Es sei angemerkt, dass diese Ausführungsformen lediglich Veranschaulichungszwecken dienen und nicht als beschränkend aufzufassen sind. Obgleich Ausführungsformen als mehrere Merkmale, Elemente oder Einzelheiten umfassend beschrieben sind, können beispielsweise bei anderen Ausführungsformen manche dieser Merkmale, Elemente oder Einzelheiten weggelassen und/oder durch alternative Merkmale, Elemente oder Einzelheiten ersetzt sein. Zusätzlich zu den explizit beschriebenen oder in den Zeichnungen gezeigten Merkmalen, Elementen oder Einzelheiten können andere Merkmale, Elemente oder Einzelheiten, zum Beispiel Komponenten, die üblicherweise in Akustische-Volumenwellen(BAW)-Resonatoren oder BAW-basierten Filtern verwendet werden, bereitgestellt werden.

Sofern nichts Gegenteiliges angegeben wird, können Merkmale von verschiedenen Ausführungsformen kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen zu bilden. Varianten und Modifikationen, die im Hinblick auf eine der Ausführungsformen beschrieben werden, können ebenso auf andere Ausführungsformen anwendbar sein, sofern nichts anderes angegeben wird.

Im Folgenden erörterte Ausführungsformen betreffen Herstellen von Akustische-Volumenwellen(BAW)-Resonatorstrukturen, welche zum Bauen eines BAW-basierten Filters verwendet werden können. Zum Ausbilden akustischer Resonatoren, wie etwa BAW-Resonatoren, wird im Allgemeinen eine piezoelektrische Schicht zwischen zwei Elektroden (beispielsweise einer oberen und einer unteren Elektrode) bereitgestellt und akustische Wellen breiten sich durch das Volumen des piezoelektrischen Materials aus. Das Anlegen eines elektrischen Feldes zwischen den zwei Elektroden erzeugt eine mechanische Spannung, die als eine akustische Welle weiter durch das Volumen der Struktur propagiert wird. Eine Resonanzbedingung wird hergestellt, wenn der akustische Pfad in Dickenrichtung der Struktur ganzzahligen Vielfachen der halben akustischen Wellenlänge entspricht.

Bei Ausführungsformen werden mindestens zwei Resonatoren verwendet, die akustisch miteinander gekoppelt sind, so dass sie eine Resonatorstruktur ausbilden. Die mindestens zwei Resonatoren umfassen einen ein erstes piezoelektrisches Material verwendenden ersten Resonator und einen zweiten ein zweites piezoelektrisches Material verwendenden Resonator. Bei manchen Ausführungsformen ist das erste piezoelektrische Material als ein erster oder auf einem ersten Wafer bereitgestellt, welcher prozessiert, vereinzelt und dann einem zweiten Wafer zugeführt wird. Auf diese Weise wird durch zuerst Dicing des ersten Wafers und dann Zuführen der vereinzelten Teile (hier auch als Chips bezeichnet) zu dem zweiten Wafer die Verwendung verschiedener Materialien ermöglicht, welche in unterschiedlichen Wafergrößen bereitgestellt sind.

Beispielsweise können hier verwendete Ausführungsformen verwendet werden zum Integrieren eines dünnen Lithiumniobat(LiNbO3)-Kristallfilms in eine solche gekoppelte Resonatorstruktur, beispielsweise basierend auf Siliciumwafern. LinbO3-Kristalle sind üblicherweise als Wafer mit einem Durchmesser von etwa 100 mm verfügbar, wohingegen Silicium(Si)-Wafer in größeren Größen verfügbar sind, beispielsweise als 200 mm oder sogar 300 mm Wafer. Verwenden größerer Wafer zum Aufbauen von Resonatorstrukturen in vielen Anwendungen ist bevorzugt, da es Parallelprozessierung von mehr Strukturen auf einem einzigen Wafer erlaubt und daher dazu dienen kann, die Produktionsausbeute zu erhöhen. Durch Verwenden von hier offenbarten Techniken können beispielsweise 100 mm LiNb03-Wafer verwendet werden zum Ausbilden von Resonatorstrukturen auf größeren Si-Wafern, wie etwa 200 mm Wafern oder 300 mm Wafern. Obgleich hier LiNbO3 als ein Beispielmaterial verwendet wird, können ebenso andere Materialien verwendet werden, beispielsweise Lithiumtantalat (LiTaO3).

Wenden wir uns nun den Figuren zu, wo 1 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen einer Resonatorstruktur gemäß manchen Ausführungsformen ist. Obgleich das Verfahren von 1 als eine Reihe von Handlungen oder Ereignissen dargestellt ist, ist die Reihenfolge, in der diese Ereignisse beschrieben sind, nicht als beschränkend aufzufassen. Beispielsweise können manche Handlungen oder Ereignisse in anderen Reihenfolgen durchgeführt werden oder können simultan durchgeführt werden. Beispiele für solche variierenden Reihenfolgen werden angeführt, wenn das Verfahren von 1 beschrieben wird.

Bei 10 umfasst das Verfahren von 1 Bereitstellen eines ersten Wafers. Der erste Wafer kann aus einem piezoelektrischen Material hergestellt sein, beispielsweise aus einem monokristallinen piezoelektrischen Material, wie etwa Lithiumniobat (LiNbO3), das als ein piezoelektrisches Material für einen ersten Resonator einer gekoppelten Resonatorstruktur gedacht ist. Bei anderen Ausführungsformen kann der erste Wafer ein Wafer sein, der ein erstes piezoelektrisches Material trägt. Prozessieren des ersten Wafers kann beispielsweise Bereitstellen einer Elektrode, beispielsweise durch Metallabscheidung, beinhalten.

Bei 11 umfasst das Verfahren Prozessieren eines zweiten Wafers. Der zweite Wafer kann bei manchen Ausführungsformen ein Halbleiterwafer sein und Prozessieren des zweiten Wafers kann Ausbilden eines Resonators umfassen, der ein zweites piezoelektrisches Material auf dem zweiten Wafer umfasst. Bei manchen Ausführungsformen ist der zweite Wafer ein Siliciumwafer und Prozessieren des zweiten Wafers kann Abscheiden von beispielsweise Aluminiumnitrid als zweites piezoelektrisches Material auf dem zweiten Wafer umfassen und/oder kann Ausbilden von Elektroden oder anderen Komponenten des zweiten Resonators umfassen.

Bei 12 umfasst das Verfahren Vereinzeln des ersten Wafers, auch als Dicing bezeichnet, d. h. Abschneiden einzelner Stücke (auch als Chips, Chipdies oder Dies bezeichnet) von dem ersten Wafer, wobei jedes Stück für eine oder mehrere einzelne Resonatorstrukturen gedacht ist. Mit anderen Worten kann jedes Stück eine Größe zum Umfassen einer oder mehrerer für eine oder mehrere Resonatorstrukturen in einer Endvorrichtung gedachte Strukturen aufweisen.

Es sei angemerkt, dass die unter Bezugnahme auf Ziffern 10-12 beschriebenen Handlungen auch in einer anderen Reihenfolge durchgeführt werden können. Beispielsweise kann der zweite Wafer vor dem Prozessieren des ersten Wafers prozessiert werden oder kann parallel zum Prozessieren und/oder Vereinzeln des ersten Wafers prozessiert werden.

Bei 13 werden die bei 12 vereinzelten Stücke auf den zweiten Wafer übertragen und mit dem zweiten Wafer gebondet. Es sei angemerkt, dass Stücke von mehr als einem ersten Wafer auf einen einzigen zweiten Wafer übertragen werden können, um beispielsweise eine im Vergleich zu einer Fläche des ersten Wafers größere Fläche des zweiten Wafers für Vorrichtungsherstellung zu verwenden. Beispielsweise kann der erste Wafer bei manchen Ausführungsformen ein LiNbO3-Wafer sein, mit Größen von typischerweise bis zu 100 mm Durchmesser, wohingegen der zweite Wafer ein Siliciumwafer mit einem Durchmesser von 200 mm oder 300 mm sein kann.

Bei 14 umfasst das Verfahren dann Prozessieren des vereinten Wafers (der zweite Wafer mit daran gebondeten vereinzelten Stücken des ersten Wafers) zum Abschließen von Resonatorstrukturen.

2 veranschaulicht auf vereinfachende Weise eine Resonatorvorrichtung gemäß einer Ausführungsform. Die Resonatorvorrichtung von 2 umfasst einen Teil 20, basierend auf einem vereinzelten Stück eines ersten Wafers, umfassend ein erstes piezoelektrisches Material, gebondet an einen zweiten Teil 21, basierend auf einem zweiten Wafer, mit einem zweiten piezoelektrischen Material zum Ausbilden eines zweiten Resonators. Der erste und der zweite Resonator sind akustisch an die Vorrichtung von 2 gekoppelt und beispielsweise kann ein erster Resonator, der das erste piezoelektrische Material beinhaltet, zum Abstimmen der Resonatorstruktur dienen, wohingegen ein zweiter Resonator, der das zweite piezoelektrische Material beinhaltet, der Resonator ist, der direkt in eine Filtervorrichtung eingebaut ist (beispielsweise durch Verbinden seiner Elektroden).

Als Nächstes wird ein spezifischeres Beispiel für das allgemeine Verfahren und die Vorrichtung, beschrieben unter Bezugnahme auf 1 und 2, mit Bezug auf 3 und 4 angegeben.

3 ist ein Flussdiagramm, das ein detailliertes Verfahren zum Herstellen einer Resonatorstruktur gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht. 4A-4M veranschaulichen die Resonatorstruktur in verschiedenen Stufen des Herstellungsprozesses. Das spezifische Beispiel von 3 und 4 ist zum Veranschaulichen des allgemeinen Verfahrens und der Vorrichtung, unter Bezugnahme auf 1 und 2 erörtert, angegeben, ist allerdings nicht als beschränkend aufzufassen. Obgleich insbesondere spezifische Materialien und Strukturen in 3 und 4 zu Veranschaulichungszwecken angegeben sind, können auch andere Materialien und Strukturen verwendet werden. Obgleich in 3 mehrere Handlungen oder Ereignisse gezeigt sind, können in anderen Ausführungsformen manche der Handlungen und Ereignisse weggelassen sein, in Abhängigkeit von einer bestimmten verwendeten Prozessierung und einer bestimmten herzustellenden Struktur.

Bei 30 von 3 umfasst das Verfahren Bereitstellen eines Lithiumniobat(LiNbO3)-Wafers, welcher in 4A als ein LiNbO3-Wafer 40 gezeigt ist. Der LiNbO3-Wafer 40 kann beispielsweise ein Wafer von 100 mm Durchmesser sein, ist aber nicht auf diese Wafergröße beschränkt. Solche LiNbO3-Wafer sind handelsüblich.

Bei 31 umfasst das Verfahren Abscheiden einer Metallschicht als ein leitendes Material auf dem LiNbO3-Wafer, wobei die Metallschicht später eine untere Elektrode eines ersten Resonators ausbilden wird. In 4B ist die Metallschicht 41 beispielsweise auf einem LiNbO3-Wafer 40 bereitgestellt gezeigt. Irgendeine herkömmliche Metallabscheidetechnik, wie etwa Sputtern, kann verwendet werden. Verwendbare Metalle beinhalten unter anderem Wolfram oder Aluminium. Kombinationen von Metallen oder aus verschiedenen Metallen erstellte Sandwichelektroden sind auch als leitende Materialien möglich.

Bei 32 umfasst das Verfahren von 3 optional Strukturieren der unteren Elektrode, beispielsweise Definieren einer Größe für die Elektrode. In 4C ist ein Beispiel gezeigt, bei dem die Metallschicht 41 strukturiert ist, um eine Elektrode einer bestimmten Größe auszubilden. Irgendeine herkömmliche Metallstrukturierungstechnik kann verwendet werden, beispielsweise Lithographietechniken in Kombination mit Trocken(Plasma)- oder Nassätzprozessen.

Bei 33 umfasst das Verfahren Abscheidung eines Oxids (oder einer anderen Isolationsschicht) auf dem LiNbO3-Wafer und nachfolgendes Planarisieren des Oxids. Ein Beispiel für ein geeignetes Oxid ist Siliciumdioxid. Das Planarisieren kann beispielsweise durch einen Standard-CMP-Prozess (chemischmechanisches Polieren) durchgeführt werden. Ein Beispielergebnis der Planarisierung ist in 4D veranschaulicht, in der eine Oxidschicht den LiNbO3-Wafer 40 und die Metallschicht 41 bedeckt, wobei die Oxidschicht 42 eine planare Oberfläche aufweist (unmittelbar nach der Abscheidung würden die Schritte zwischen der Metallschicht 41 und dem LiNbO3-Wafer 40 zumindest teilweise in der Oberfläche der Oxidschicht 42 reflektiert).

Es sei angemerkt, dass die 4A-4C nur einen Teil des Wafers 40 zeigen und bei Massenproduktion von Resonatorvorrichtungen eine Vielzahl von Elektroden aus der Metallschicht 41 ausgebildet wird, die für eine Vielzahl von Resonatorstrukturen gedacht ist, von welcher in 4A-4C nur eine einzige Elektrode gezeigt ist.

Bei 34 umfasst das Verfahren von 3 eine Vereinzelung des LiNbO3-Wafers, beispielsweise durch Sägen oder Ätzen. Dies ist in 4E veranschaulicht, bei der ein die strukturierte Metallschicht 41 umfassender Teil entlang Schnittlinien 43 vereinzelt ist. Es sei angemerkt, dass die Bereitstellung einer einzigen Elektrode 41 nur ein Beispiel ist und in Ausführungsformen Chips, die eine Vielzahl von Elektroden für eine Vielzahl von Resonatoren umfassen, vereinzelt werden können. Das Ergebnis ist in Figur 4F für einen vereinzelten Chip 44 (mit der Oberseite nach unten umgedreht) gezeigt.

Bei 35 umfasst das Verfahren dann Bereitstellen eines Siliciumsubstratwafers mit einer darauf prozessierten Resonatorstruktur. Ein Beispiel für einen prozessierten Siliciumwafer 45 ist in 4G gezeigt. Der prozessierte Wafer 45 umfasst einen Siliciumsubstratwafer 46. Auf dem Wafer 46 ist ein BAW-Resonator ausgebildet, der einen Akustikspiegel-Stapel 48, beispielsweise hergestellt aus wechselnden Schichten aus einem Oxid, wie Siliciumdioxid, und einem Metall wie Wolfram, eine untere Elektrode 49, ein piezoelektrisches Material 410, beispielsweise Aluminiumnitrid (AlN) oder Scandiumaluminiumnitrid (ScAlN) und eine obere Elektrode 411 umfasst. Diese Struktur ist von dem planarisierten Oxid 47 umgeben. Bei einer anderen Ausführungsform kann der den Akustikspiegel ausbildende Schichtstapel 48 auch in den Siliciumwafer 46 eingebettet sein. Anstelle des Akustikspiegel-Stapels 48 kann ein anderer Akustikabschluss, wie etwa ein Hohlraum, bereitgestellt sein. Ein solcher Hohlraum kann auf dem Siliciumsubstratwafer 46 oder in dem Siliciumsubstratwafer 46 an der dem vereinzelten Chip 44 in 4G zugewandten Seite bereitgestellt sein.

Die Resonatorstruktur des prozessierten Wafers 45 dient nur als ein Beispiel und andere herkömmliche BAW-Resonatorstrukturen können ebenfalls verwendet werden.

Bei 36 werden die durch Vereinzelung erzeugten Chips des LiNbO3-Wafers dann zu dem prozessierten Siliciumwafer übertragen und daran gebondet. Dies ist ebenfalls in 4G veranschaulicht, in der der Chip 44 über dem prozessierten Wafer 45 platziert und an diesem ausgerichtet ist, so dass die Elektrode 41 an dem Resonator in dem prozessierten Wafer 45 ausgerichtet ist und das Oxid 42 dem Oxid 47 zugewandt ist.

Es sei angemerkt, dass eine Vielzahl von Chips 44 auf dem prozessierten Wafer 45 platziert werden kann, um an verschiedenen Resonatorstrukturen auf dem prozessierten Wafer 45 ausgerichtet zu werden für eine Produktion einer Vielzahl von Resonatorstrukturen oder einer Vielzahl von Vorrichtungen mit Resonatorstrukturen auf einem einzigen Wafer. In diesem Fall zeigt 4G nur einen Teil einer größeren Waferstruktur. Nach der Chipübertragung auf den Si-Substratwafer werden die übertragenen Chips mittels eines herkömmlichen Oxid-zu-Oxid-Bondprozesses an den Substratwafer gebondet. Durch Anwenden von Wärme und Druck bonden beispielsweise die Oxidschichten 42, 47, um eine einzige Oxidschicht 413 auszubilden.

Nachdem die Chips 44 an den prozessierten Wafer 45 gebondet wurden, wird dann bei 37 der gesamte Wafer 35 mit den gebondeten Chips 44 beispielsweise durch einen Druckgussprozess eingekapselt. Dies ist in 4H veranschaulicht, wo ein Bezugszeichen 412 in 4H ein Vergussmaterial, wie etwa ein Kunststoffgussverbundmaterial, veranschaulicht, welches in flüssiger Form auf den Wafer aufgebracht und dann in Form gepresst und durch das Druckgießen ausgehärtet werden kann. Durch das Vergießen wird der Akustikspiegel-Stapel 48 oder ein anderer Akustikabschluss in der Struktur eingekapselt.

Als Nächstes wird in der Ausführungsform von 3 bei 38 mechanisches Schleifen durchgeführt, um das LiNbO3 40 auf eine Schicht mit einer gewünschten Dicke auszudünnen. Mit gewöhnlichem mechanischen Schleifen kann eine Genauigkeit von +/- 10 µm erhalten werden. Um die Genauigkeit zu erhöhen, können Abstandshalter mit einer wohldefinierten Höhe dazu dienen, das Schleifen zu stoppen oder zu verlangsamen. Zwei oder mehr unterschiedliche Arten von Abstandshaltern können verwendet werden, um einen Mehrstufenschleifprozess bereitzustellen. Bei manchen Ausführungsformen kann eine Enddicke der Größenordnung von 5 bis 20 µm erreicht werden. Nach Einstufen- oder Mehrstufenschleifen kann eine zusätzliche Dickenkorrektur durch einen nachfolgenden Nassätz- oder Trockenätz- oder Ionenätzprozess erhalten werden.

Bei 39 umfasst das Verfahren Strukturieren der LiNbO3-Schicht, Elektrodenabscheidung und -strukturieren. Dies ist in 4J und 4K veranschaulicht. In 4J wurde die LiNbO3-Schicht 40 strukturiert (auf eine gewünschte seitliche Größe gebracht), Lücken wurden mit Oxidmaterial 414 gefüllt, beispielsweise Siliciumdioxid, gefolgt von einem Planarisierungsprozess (beispielsweise einem CMP-Prozess). Falls nötig, können zusätzlich einige Enddickenanpassungen für die LiNbO3-Schicht durchgeführt werden, beispielsweise durch Polieren und Ätzen.

In 4K ist Elektrodenabscheidung und -strukturieren gezeigt. Eine Metallschicht wird abgeschieden und strukturiert, um eine obere Elektrode 416 und eine Verbindung 415 für die untere Elektrode 41 auszubilden, welche elektrisch über eine vertikale Zwischenverbindung (Via) 414 mit der unteren Elektrode 41 gekoppelt ist.

Bei 310 umfasst das Verfahren Bereitstellen von Verbindungen für die Elektrode zu einem gewünschten Ort. Wie in 4L gezeigt, können die Elektroden 416, 415 über Verbindungen 417 elektrisch mit Anschlüssen an der Rückseite von Wafer 46 versehen sein oder, wie in 4M gezeigt, über Verbindungen 418 mit Anschlüssen 419 auf dem Wafer 46. Solche Anschlüsse 419 können Zwischenverbindungen sein, die als ein Teil einer Metallisierungsschicht ausgebildet werden. Eine solche Metallisierungsschicht kann Teil einer auf oder in dem Wafer 46 ausgebildeten Schaltungsanordnung sein. Die Variation von 4M kann beispielsweise eingesetzt werden, wenn der Wafer 46 ebenfalls darauf ausgebildete elektronische oder elektrische Strukturen aufweist, welche den Elektroden 416, 41 Signale zuführen und/oder Signale von diesen empfangen. Beispielsweise kann die mit den Elektroden 416, 41 zu koppelnde Abstimmschaltungsanordnung bereitgestellt sein, für den Fall, dass der durch die LiNbO3-Schicht 40 ausgebildete erste Resonator, der zwischen den Elektroden 416, 41 eingelegt ist, als ein Abstimmresonator zum Abstimmen einer Resonanzfrequenz dient, wohingegen ein durch das piezoelektrische Material 410 und die Elektroden 49, 411 ausgebildeter zweiter Resonator als ein Filterresonator dient, wobei die Elektroden in einer Filterstruktur verbunden sind. Auf ähnliche Weise können die Elektroden 49 und 411 des zweiten Resonators (auf dem Si-Substratwafer) mit Anschlüssen, die Teil der auf oder in dem Wafer 46 ausgebildeten Schaltungsanordnung sind, oder mittels Vias mit der Wafervorderseite oder der Waferrückseite verbunden sein.

Der Substratwafer 46 kann dann zerschnitten werden, um einzelne Vorrichtungen mit als Substrat dienenden Teilen von Wafer 46 auszubilden.

Um den Zweck der zuvor erörterten Resonatorstrukturen mit zwei übereinander gestapelten Resonatoren besser zu veranschaulichen, werden nun Betrieb und Anwendung von derartigen Resonatorstrukturen unter Verwendung von auf 5-8 bezogenen nichtbeschränkenden Beispielen erläutert.

5 veranschaulicht schematisch eine wie oben erörterte Resonatorstruktur zusammen mit einem Abstimmschaltkreis 55. Die Resonatorstruktur der Ausführungsform von 1 umfasst einen zweiten Resonator 50, der dem in dem zweiten Wafer ausgebildeten Resonator entsprechen kann, beispielsweise ein Resonator, der Aluminiumnitrid (410 in 4) als ein piezoelektrisches Material verwendet, das eine relativ niedrige piezoelektrische Kopplung aufweist, was schmalbandige Filter ermöglicht. Der zweite Resonator 50 ist über eine akustische Kopplung mit einem ersten Resonator 54 gekoppelt. Der erste Resonator 54 kann beispielsweise ein piezoelektrisches Material umfassen, das eine vergleichsweise hohe piezoelektrische Kopplung aufweist, beispielsweise das oben erörterte Lithiumniobat (beispielsweise 40 in 4). Eine akustische Kopplung 53 wird durch ein Material zwischen dem ersten und dem zweiten Resonator bewerkstelligt, beispielsweise dem Oxidmaterial in 4. Akustische Kopplung bedeutet in diesem Zusammenhang, dass sich akustische Wellen des zweiten Resonators 50 zumindest teilweise zu dem ersten Resonator 54 ausbreiten können und umgekehrt.

Der zweite Resonator 50 weist einen ersten Anschluss 51 und einen zweiten Anschluss 52 auf. Unter Verwendung des ersten und des zweiten Anschlusses 51, 52, die beispielsweise den Elektroden des zweiten Resonators 50 entsprechen können oder mit diesen gekoppelt sein können, kann die Resonatorstruktur von 5 in eine Filterstruktur, wie eine Abzweigfilterstruktur oder eine Kreuzgliedfilterstruktur, eingebunden werden.

Weiterhin ist ein Abstimmschaltkreis 55 mit dem ersten Resonator 54 gekoppelt. Der Abstimmschaltkreis 55 kann ein Impedanznetzwerk umfassen, das variable Elemente, wie variable Impedanzen, zum Beispiel einen variablen Kondensator, oder Schalter wie Hochfrequenz(HF)-Schalter, umfassen kann. Durch Ändern eines Wertes des/der variablen Elemente(s) des Abstimmschaltkreises 55 können Resonanzen der Resonatorstruktur von 5 verschoben werden. Dies kann zum Bauen eines abstimmbaren Filters unter Verwendung einer oder mehrerer wie in 5 gezeigter Resonatorstrukturen verwendet werden.

Bei einem derartigen Ansatz mit einem ersten und einem zweiten Resonator ist der Abstimmschaltkreis 55 von dem zweiten Resonator 50 elektrisch entkoppelt und wirkt nur über den ersten Resonator 54 und die akustische Kopplung 53 auf den zweiten Resonator 50. Bei manchen Ausführungsformen vermeidet dies im Vergleich zu Abstimmschaltkreisen, die direkt mit dem zweiten Resonator 50 gekoppelt sind, nachteilige Auswirkungen. Der zweite Resonator 50 kann auch als ein Filterresonator bezeichnet werden, da er unter Verwendung des ersten und zweiten Anschlusses 51, 52 in eine Filterstruktur einzubinden ist. Der erste Resonator 54 kann auch als ein Frequenzabstimmresonator bezeichnet werden, da er zum Abstimmen von Resonanzfrequenzen der Resonatorstruktur von 1 unter Verwendung des Abstimmschaltkreises 55 verwendet wird.

Wie erwähnt können der zweite Resonator 50, die akustische Kopplung 53 und der erste Resonator 54, wie oben erörtert, in einem Prozessablauf implementiert werden.

Zwecks weiterer Veranschaulichung veranschaulicht 6 eine Ersatzschaltung der oben erörterten Resonatorstrukturen. Bezugszeichen 60 kennzeichnet einen zweiten Resonator, der beispielsweise in 4 durch die Elektroden 411, 49 und das piezoelektrische Material 410 ausgebildet ist. Bezugszeichen 61 kennzeichnet den ersten Resonator, der beispielsweise durch die Elektroden 416, 41 und das piezoelektrische Material 40 (Lithiumniobat in dem Beispiel von 4) in 6 ausgebildet ist. Die Anschlüsse 63, 64 kontaktieren die Elektroden des zweiten Resonators 60 und die Anschlüsse 65, 66 kontaktieren die Elektroden des ersten Resonators 61. Ein parasitärer Kondensator 62 mit einer Kapazität C12 repräsentiert das dielektrische Material zwischen beiden Resonatoren, beispielsweise das Oxidmaterial 42, 47 oder 413 in 4. Bei Ausführungsformen dienen die Anschlüsse 63, 64 dann dazu, die Resonatorstruktur von 6 in eine Filterstruktur einzubinden. Um eine Frequenzabstimmung bereitzustellen, kann ein Abstimmschaltkreis mit den Anschlüssen 65 und 66 gekoppelt sein.

7 veranschaulicht eine Beispieltopologie eines Abzweigfilters, in diesem Fall eines 3½-Stufen-Abzweigfilters. Bezugszeichen 70 kennzeichnet einen Signaleingang, Bezugszeichen 71 kennzeichnet einen Signalausgang und Bezugszeichen 72 kennzeichnet Masse. Das Abzweigfilter von 7 umfasst vier Reihenresonatoren 73A bis 73D und drei Nebenschlussresonatoren 74A bis 74C. Typischerweise weisen alle Reihenresonatoren 73A bis 73D die gleichen Resonanzfrequenzen auf und weisen alle Nebenschlussresonatoren 74A bis 74C die gleichen Resonanzfrequenzen auf, aber die Resonanzfrequenzen der Reihen- und der Nebenschlussresonatoren sind gegeneinander verstimmt. Die Stärke der Verstimmung entspricht grob der Bandbreite der einzelnen Resonatoren oder der halben Bandbreite der resultierenden Filter. Die Resonanzfrequenzen der Nebenschlussresonatoren 74A bis 74C sind in typischen Fällen niedriger als die Resonanzfrequenzen der Reihenresonatoren 73A bis 73D.

Jeder Resonator 73A bis 73D, 74A bis 74C kann ein erster Resonator einer Resonatorstruktur sein, wie zuvor unter Bezugnahme auf 1-6 besprochen wurde. Eine Frequenzabstimmung des Filters kann mittels eines Abstimmschaltkreises durchgeführt werden, der mit dem jeweiligen zweiten Resonator der Resonatorstruktur gekoppelt ist. Die Abzweigfilterstruktur von 7 dient nur als ein Beispiel und beliebige herkömmliche Abzweig- oder Kreuzgliedfilterstrukturen, die in der Technik mit BAW-Resonatoren verwendet werden, können verwendet und modifiziert werden, indem üblicherweise verwendete Resonatoren durch Resonatorstrukturen ersetzt werden, die den ersten und den zweiten Resonator, wie unter Bezugnahme auf 1-6 erörtert wurde, umfassen. Mehrere solcher Filter können kombiniert werden, um eine n-Port-Filterstruktur, zum Beispiel zum Filtern mehrerer Frequenzbänder, die in Kommunikationsanwendungen verwendet werden, zu bilden.

8 veranschaulicht eine Resonatorstruktur gemäß einer Ausführungsform, die einen Abstimmschaltkreis umfasst und die als ein Nebenschlussresonatorelement verwendet werden kann, zum Beispiel um die Nebenschlussresonatoren 74A bis 74C der Abzweigfilterstruktur von 7 zu implementieren.

Die Resonatorstruktur von 8 umfasst einen ersten Resonator 85 und einen zweiten Resonator 82. Der erste Resonator 85 und der zweite Resonator 82 sind elektrisch isoliert (aber nicht akustisch entkoppelt), z. B. durch ein dielektrisches Material, das durch einen parasitären Kondensator 84 mit Kapazität C12 repräsentiert wird. Dieses dielektrische Material bewerkstelligt eine akustische Kopplung zwischen den Resonatoren 82, 85, wie durch einen Pfeil 83 angedeutet ist. Die Implementation des ersten Resonators 85 und des zweiten Resonators 82 kann wie zuvor unter Bezugnahme auf 1-6 erörtert vorgenommen sein.

Eine Elektrode des zweiten Resonators 82 ist mit Masse verbunden (z. B. 88 in 8), wohingegen die andere Elektrode mit den Anschlüssen 80 und 81 verbunden ist. Die Anschlüsse 80, 81 dienen zur Verbindung mit weiteren Resonatoren oder Signaleingangs-/-ausgangsanschlüssen, um Filterstrukturen zu bauen. Wenn zum Beispiel das Nebenschlussresonatorelement von 6 zum Implementieren des Nebenschlussresonators 74A von 7 verwendet wird, ist der erste Anschluss 80 mit dem Reihenresonator 73A verbunden und der zweite Anschluss 81 ist mit dem Reihenresonator 73B verbunden.

Bei der Beispielfilterstruktur von 7 entspricht die Masseverbindung 88 in 8 der Kopplung eines beliebigen der Nebenschlussresonatoren 74A bis 74C mit der Masseleitung 72.

Darüber hinaus ist ein Abstimmschaltkreis zwischen die Elektroden des ersten Resonators 85 geschaltet. Bei dem Beispiel von 8 umfasst der Abstimmschaltkreis einen variablen Kondensator 87, der zu einer Induktivität 86 parallelgeschaltet ist. Die Induktivität 86 kann bei manchen Ausführungsformen als ein induktives Element mit hohem Q (Quality-factor - Güte) oder eine andere Reaktanz, z. B. mit einem Q-Faktor von mehr als 10, mehr als 50 oder mehr als 100, implementiert werden. Eine Induktivität L1 des induktiven Elementes kann zum Beispiel zwischen 0,5 und 200 nH, zum Beispiel unterhalb von 50 nH, z. B. zwischen 1 und 10 nH, liegen. Der variable Kondensator 87 kann auf eine beliebige herkömmliche Art, zum Beispiel unter Verwendung von Varaktoren oder geschalteten Kondensatoren, implementiert werden. Durch Ändern des Kapazitätswertes des variablen Kondensators 87 können Resonanzen (Reihenresonanz und Parallelresonanz) des Resonatorelementes von 8 abgestimmt werden. Der Abstimmschaltkreis von 8 ist nur ein Beispiel und verschiedene Kombinationen von Kapazitäten, induktiven Elementen und/oder Widerständen können verwendet werden, wobei eine/eines/einer oder mehrere dieser Kapazitäten, induktiven Elemente und/oder Widerstände variabel ist/sind, um eine Abstimmung bereitzustellen. Bei manchen Ausführungsformen kann der Abstimmschaltkreis auch Schalter, wie Hochfrequenz(HF)-Schalter, umfassen, die selektiv geöffnet und geschlossen werden können, um das Resonatorelement abzustimmen. Bei solchen Abstimmschaltkreisen können Kapazitäten oder Induktivitäten mit dem Schalter oder den Schaltern (z. B einem HF-Schalter oder -Schaltern) in Reihe oder parallelgeschaltet sein.

Eine Induktivität 86, z. B. ein induktives Element, kann einen Abstimmbereich vergrößern, im Vergleich mit einem Fall, bei dem nur ein variabler Kondensator verwendet wird.

9 ist ein Schaltbild eines Resonatorelementes, das als ein Reihenresonator in Filterstrukturen, wie der Filterstruktur von 7, zum Beispiel zum Implementieren von Reihenresonatoren 73A bis 73D, geeignet ist. Das Resonatorelement von 9 umfasst einen ersten Resonator 95 und einen zweiten Resonator 92, welche elektrisch getrennt sind, wie durch eine (parasitäre) Kapazität 93 mit einem Kapazitätswert C12 angedeutet ist. Die Kapazität 93 ist einer/einigen dielektrischen Schicht(en) zugeordnet, die den ersten Resonator 95 und den zweiten Resonator 92 akustisch koppelt/koppeln, wie durch einen Pfeil 94 angedeutet ist. Der erste und der zweite Resonator 95, 92 können so implementiert sein, wie unter Bezugnahme auf obige 1-6 erläutert wurde.

Die Elektroden des zweiten Resonators 92 sind jeweils mit einem ersten Anschluss 90 und einem zweiten Anschluss 91 verbunden. Über den ersten und den zweiten Anschluss 90, 91 kann das Resonatorelement von 9 in eine Filterstruktur eingebunden sein. Um zum Beispiel den Reihenresonator 73A von 7 zu implementieren, würde der erste Anschluss 90 mit dem Signaleingang 70 gekoppelt und würde der zweite Anschluss 91 mit den Resonatoren 74A und 73B gekoppelt werden. Falls der Resonator 74A wie in 7 implementiert ist, würde zum Beispiel der zweite Anschluss 91 von 9 mit dem ersten Anschluss 80 von 8 gekoppelt und würde dann der zweite Anschluss 81 von 8 mit einem entsprechenden Anschluss 90 des Resonators 73B gekoppelt werden.

Weiterhin ist ein Abstimmschaltkreis mit den Elektroden des ersten Resonators 95 gekoppelt, der zum Beispiel eine Induktivität 96 und einen variablen Kondensator 97 umfasst. Die Induktivität 96 und die variable Kapazität 97 können auf eine ähnliche Weise implementiert werden, wie jeweils für die Induktivität 86 und die variable Kapazität 87 von 8 erläutert wurde. Weiterhin sind die Induktivität 96 und die Kapazität 97 lediglich ein Beispiel für einen Abstimmschaltkreis, der mit einem ersten Resonator 95 gekoppelt ist, und, wie ebenfalls für 8 erläutert wurde, sind andere Abstimmschaltkreiskonfigurationen ebenfalls möglich.

Mit dem Nebenschlussresonatorelement von 8 und dem Reihenresonatorelement von Figur 9 können verschiedene Filterstrukturen, wie Kreuzgliedfilter und Abzweigfilter, zum Beispiel die Abzweigfilterstruktur von 7, gebildet werden.

Es sei angemerkt, dass die obigen Filterstrukturen und die obigen Erläuterungen nur einer weiteren Veranschaulichung von Anwendungen der unter Bezugnahme auf 1-6 erörterten Resonatorstrukturen dienen, aber in keiner Weise als beschränkend aufzufassen sind.

Obig wurden Verfahren zum Herstellen von gekoppelten Resonatorstrukturen erörtert. Bei anderen Ausführungsformen können Techniken zum Herstellen einzelner Resonatorstrukturen, wie sie oben erörtert wurden, verwendet werden, insbesondere das Vereinzeln eines auf piezoelektrischem Material erstellten Wafers gefolgt von einem Bonden von einem oder mehreren vereinzelten Stücken an einen anderen Wafer. Auf diese Weise kann beispielsweise ein LiNbO3-basierter Resonator in eine Siliciumumgebung integriert werden, bei der, wie oben erörtert wurde, beispielsweise ein akustischer Abschluss in dem oder auf dem Siliciumwafer bereitgestellt wird.

Für eine solche Herstellung kann derselbe, wie oben erörterte, Prozessablauf verwendet werden, bei dem nur die Ausbildung eines Resonators in dem zweiten Wafer weggelassen wird. Um dies zu veranschaulichen, zeigt 10 eine Querschnittsansicht, die 4K entspricht, für einen solchen Prozess. Im Vergleich zu 4K sind die Elektroden 49, 411 und das piezoelektrische Material 410 in 10 nicht vorgesehen, was zu einer Einzelresonatorstruktur führt. Mit Ausnahme dieses Unterschieds können alle erörterten Variationen und Details zum Herstellen von gekoppelten Resonatorstrukturen auch auf die Herstellung von Einzelresonatorstrukturen angewandt werden.

In diesem Fall wird die Oxidschicht 413 zwischen dem Schichtstapel 48 und der unteren Elektrode 414 zu einem Teil des Akustikspiegels und in Ausführungsformen wird das Design der einzelnen Schichtdicken des Akustikspiegels berücksichtigt.

Zumindest einige Ausführungsformen sind durch die nachfolgend angeführten Beispiele definiert:

  • Beispiel 1. Ein Verfahren zum Herstellen einer Resonatorstruktur, umfassend:
    • Prozessieren eines ersten Wafers zum Ausbilden eines prozessierten ersten Wafers, wobei der prozessierte erste Wafer ein erstes piezoelektrisches Material umfasst,
    • Prozessieren eines zweiten Wafers zum Ausbilden eines prozessierten zweiten Wafers, wobei der prozessierte zweite Wafer einen akustischen Abschluss an einer ersten Seite davon umfasst,
    • Vereinzeln des ersten Wafers zum Ausbilden von mindestens einem vereinzelten Waferchip,
    • Bonden des mindestens einen vereinzelten Waferchips an den zweiten Wafer, so dass die erste Seite des zweiten Wafers dem vereinzelten Waferchip zugewandt ist, um einen vereinten Wafer auszubilden, und
    • Prozessieren des vereinten Wafers zum Ausbilden einer Resonatorstruktur, die einen das erste piezoelektrische Material beinhaltenden ersten Resonator umfasst.
  • Beispiel 2. Das Verfahren von Beispiel 1, wobei der akustische Abschluss einen Hohlraum und/oder einen Akustikspiegel umfasst.
  • Beispiel 3. Das Verfahren von Beispiel 1, wobei der akustische Abschluss in der Resonatorstruktur eingekapselt ist.
  • Beispiel 4. Das Verfahren von Beispiel 1, wobei der erste Wafer aus dem ersten piezoelektrischen Material gefertigt ist.
  • Beispiel 5. Das Verfahren von Beispiel 1, wobei das erste piezoelektrische Material monokristallin ist.
  • Beispiel 6. Das Verfahren von Beispiel 1, wobei das Prozessieren des ersten Wafers ein Abscheiden eines leitenden Materials auf dem ersten Wafer umfasst, wobei zumindest ein Teil des leitenden Materials eine Elektrode des ersten Resonators ausbildet.
  • Beispiel 7. Das Verfahren von Beispiel 6, ferner umfassend ein Strukturieren des leitenden Materials.
  • Beispiel 8. Das Verfahren von Beispiel 1, wobei das erste piezoelektrische Material Lithiumniobat und/oder Lithiumtantalat umfasst.
  • Beispiel 9. Das Verfahren von Beispiel 1, wobei das Prozessieren des ersten Wafers ein Bereitstellen einer ersten dielektrischen Schicht auf dem ersten Wafer umfasst und wobei das Prozessieren des zweiten Wafers ein Bereitstellen einer zweiten dielektrischen Schicht auf dem zweiten Wafer umfasst, wobei das Bonden ein Bonden der ersten und der zweiten dielektrischen Schicht umfasst.
  • Beispiel 10. Das Verfahren von Beispiel 9, wobei die erste und die zweite dielektrische Schicht ein Oxid umfassen.
  • Beispiel 11. Das Verfahren von Beispiel 1, ferner umfassend ein Einkapseln des vereinten Wafers.
  • Beispiel 12. Das Verfahren von Beispiel 1, wobei das Prozessieren des vereinten Wafers ein Dünnen der ersten piezoelektrischen Schicht umfasst.
  • Beispiel 13. Das Verfahren von Beispiel 1, wobei das Prozessieren des vereinten Wafers eine Elektrodenabscheidung und/oder ein Elektrodenstrukturieren und/oder ein Bereitstellen von Elektrodenverbindungen umfasst.
  • Beispiel 14. Eine Resonatorstruktur, die Folgendes umfasst: ein vereinzeltes erstes Waferstück, das ein erstes piezoelektrisches Material umfasst,
    einen zweiten Wafer, umfassend einen akustischen Abschluss an einer ersten Seite davon, wobei das vereinzelte Waferstück an den zweiten Wafer gebondet ist, so dass die erste Seite dem vereinzelten Waferstück zugewandt ist.
  • Beispiel 15. Die Resonatorstruktur von Beispiel 14, wobei die Resonatorstruktur durch das Verfahren von Beispiel 1 hergestellt ist.