TWI740741B - 藍姆波諧振器及其製作方法 - Google Patents

Abstract

一種藍姆波諧振器，包括壓電材料層、第一指狀電極、第二指狀電極、至少二浮置電極、及至少二間隙。第一指狀電極設置於壓電材料層的一側且包括第一主幹部和多個第一分支部。第二指狀電極設置於壓電材料層的該側且包括第二主幹部和多個第二分支部，其中各第一分支部與各第二分支部平行且交錯排列。浮置電極設置於各第一分支部和各第二分支部之間，間隙分別設置於各浮置電極之兩端。

Description

藍姆波諧振器及其製作方法

本揭露係關於一種諧振器，特別是關於一種藍姆波諧振器及其製作方法。

在5G通訊產業中，通訊裝置中必需要配置合適的濾波器，例如是射頻電子訊號濾波器，才能使得電磁波訊號中的特定訊號得以被輸入至通訊裝置中的訊號處理器，或使得射頻電子訊號得以自通訊裝置輸出。

一般而言，可以使用諧振器(resonator)作為電子訊號的濾波器。舉例而言，諧振器可以是藍姆波諧振器(Lamb wave resonator)，其中配置有壓電層和指狀電極，且指狀電包括多個等間距分佈的分支部。藉由調整分支部的間距大小，可以改變諧振器的諧振頻率，因此可以使得特定頻率的電子訊號得以通過諧振器，而其他頻率的電子訊號則會被諧振器濾除。

然而，由於諧振器的諧振頻率和諧振器中的分支部的間距有關，若要對不同頻率範圍的電子訊號進行濾波，往往需要重新設計相應的分支部的布局，並製作相應的光罩。如此，不但增加了製程的複雜度，也增加了整體的製作時間及成本。

因此，需要提供一種改進的藍姆波諧振器及其製作方法，以解決習 知藍姆波諧振器中所面臨的問題。

有鑑於此，本揭露提供了一種藍姆波諧振器及其製作方法，以解決先前技術所面臨的技術問題。

根據本揭露的一實施例，係提供一種藍姆波諧振器。藍姆波諧振器包括壓電材料層、第一指狀電極、第二指狀電極、至少二浮置電極、及至少二間隙。第一指狀電極設置於壓電材料層的一側且包括第一主幹部和多個第一分支部。第二指狀電極設置於壓電材料層的該側且包括第二主幹部和多個第二分支部，其中各第一分支部與各第二分支部平行且交錯排列。浮置電極設置於各第一分支部和各第二分支部之間，間隙分別設置於各浮置電極之兩端。

根據本揭露的另一實施例，係提供一種藍姆波諧振器的製作方法，至少包括下列步驟：提供壓電材料層。形成第一指狀電極於壓電材料層的一側，其中第一指狀電極包括多個第一分支部。形成介電層以覆蓋壓電材料層及第一分支部。形成至少一第一開口於介電層中，使得第一開口重疊第一分支部的部分區域。移除重疊於第一開口的第一分支部的部分區域，以形成至少二第一浮置電極。

根據上述實施例，藉由截斷特定間距的分支部，可以降低藍姆波諧振器的諧振頻率，例如是降低S₀模式的諧振頻率。因此，當要製作不同諧振頻率的藍姆波諧振器時，不需重新設計藍姆波諧振器中的指狀電極中的分支部的布局或間距，而可以僅利用某一特定的指狀電極的光罩圖案，搭配後續的移除製程，以截斷特定間距的分支部，進而達到調降藍姆波諧振器的諧振頻率的效果。

100:藍姆波諧振器

102:框架部

104:懸掛部

105:錨定部

106:壓電材料層

110:第一指狀電極

112:主幹部

114:第一分支部

116:第一浮置電極

118:第一絕緣區

120:第二指狀電極

122:第二主幹部

124:第二分支部

126:第二浮置電極

128:第二絕緣區

130:空腔

132:犧牲層

140:基底

142:介電基層

144:空腔

146:晶種層

150:底電極

152:壓電材料層

154:鈍化層

156:介電層

158-1:第一接觸墊

158-2:第二接觸墊

160:間隔

170:圖案化光阻

172:開孔

200:藍姆波諧振器

300:藍姆波諧振器

400:藍姆波諧振器

500:藍姆波諧振器

504:導線

506:介電層

600:藍姆波諧振器

602:第一半導體層

606:空腔

608:絕緣層

610:第二半導體層

700:藍姆波諧振器

800:藍姆波諧振器

900:藍姆波諧振器

G1:間隙

G1’:間隙

G2:間隙

G2’:間隙

L1:第一距離

L2:第二距離

L3:第三距離

O1:第一開口

O2:第二開口

P1:第一間距

P2:第二間距

P3:第三間距

P4:第四間距

P5:第五間距

T1:厚度

T2:厚度

T3:厚度

W1:寬度

W1’:寬度

W2:寬度

W2’:寬度

λ:波長

△f:頻率差值

為了使下文更容易被理解，在閱讀本揭露時可同時參考圖式及其詳細文字說明。透過本文中之具體實施例並參考相對應的圖式，俾以詳細解說本揭露之具體實施例，並用以闡述本揭露之具體實施例之作用原理。此外，為了清楚起見，圖式中的各特徵可能未按照實際的比例繪製，因此某些圖式中的部分特徵的尺寸可能被刻意放大或縮小。

第1圖是本揭露一實施例的藍姆波諧振器的俯視示意圖。

第2圖是本揭露一實施例沿著第1圖A-A’切線所繪示的剖面示意圖。

第3圖是本揭露一實施例沿著第1圖B-B’切線所繪示的剖面示意圖。

第4圖是本揭露一實施例沿著第1圖C-C’切線所繪示的剖面示意圖。

第5圖是本揭露一變化型實施例沿著第1圖A-A’切線所繪示的剖面示意圖。

第6圖是本揭露一變化型實施例沿著第1圖B-B’切線所繪示的剖面示意圖。

第7圖是本揭露一實施例的藍姆波諧振器在分支部被截斷前後的諧振頻率變化。

第8圖是本揭露一變化型實施例的藍姆波諧振器的俯視示意圖。

第9圖是本揭露一變化型實施例的藍姆波諧振器的俯視示意圖。

第10圖是本揭露一變化型實施例沿著第1圖A-A’切線所繪示的剖面示意圖。

第11圖是本揭露一變化型實施例沿著第1圖A-A’切線所繪示的剖面示意圖。

第12圖是本揭露一變化型實施例沿著第1圖A-A’切線所繪示的剖面示意圖。

第13圖是本揭露一實施例的製作藍姆波諧振器的俯視示意圖。

第14圖是本揭露一實施例沿著第13圖A-A’切線所繪示的剖面示意圖。

第15圖是本揭露一實施例在移除犧牲層後的剖面示意圖。

第16圖是本揭露一變化型實施例在移除部分第二分支部後的剖面示意圖。

本揭露提供了數個不同的實施例，可用於實現本揭露的不同特徵。為簡化說明起見，本揭露也同時描述了特定構件與佈置的範例。提供這些實施例的目的僅在於示意，而非予以任何限制。

本揭露中針對「第一部件形成在第二部件上或上方」的敘述，其可以是指「第一部件與第二部件直接接觸」，也可以是指「第一部件與第二部件之間另存在有其他部件」，致使第一部件與第二部件並不直接接觸。

此外，本揭露中的各種實施例可能使用重複的元件符號和/或文字註記。使用這些重複的元件符號與文字註記是為了使敘述更簡潔和明確，而非用以指示不同的實施例及/或配置之間的關聯性。

另外，針對本揭露中所提及的空間相關的敘述詞彙，例如：「在...之下」、「在...之上」、「低」、「高」、「下方」、「上方」、「之下」、「之上」、「底」、「頂」和類似詞彙時，為便於敘述，其用法均在於描述圖式中一個部件或特徵與另一個(或多個)部件或特徵的相對關係。除了圖式中所顯示的擺向外，這些空間相關詞彙也用來描述半導體裝置在製作過程中、使用中以及操作時的可能擺向。舉例而言，當半導體裝置被旋轉180度時，原先設置於其他部件「上方」的某部件便會變成設置於其他部件「下方」。因此，隨著半導體裝置的擺向的改變(旋轉90度或其它角度)，用以描述其擺向的空間相關敘述亦應透過對應的方式予以解釋。

雖然本揭露使用第一、第二、第三等等用詞，以敘述種種元件、部件、區域、層、及/或區塊(section)，但應了解此等元件、部件、區域、層、及/或區塊不應被此等用詞所限制。此等用詞僅是用以區分某一元件、部件、區域、層、及/或區塊與另一個元件、部件、區域、層、及/或區塊，其本身並不意含及代表該元件有任何之前的序數，也不代表某一元件與另一元件的排列順序、或 是製造方法上的順序。因此，在不背離本揭露之具體實施例之範疇下，下列所討論之第一元件、部件、區域、層、或區塊亦可以第二元件、部件、區域、層、或區塊之詞稱之。

本揭露中所提及的「耦接」、「耦合」、「電連接」一詞包含任何直接及間接的電氣連接手段。舉例而言，若文中描述第一部件耦接於第二部件，則代表第一部件可直接電氣連接於第二部件，或透過其他裝置或連接手段間接地電氣連接至該第二部件。

雖然下文係藉由具體實施例以描述本揭露，然而本揭露的原理亦可應用至其他的實施例。此外，為了不致使本發明之精神晦澀難懂，特定的細節會被予以省略，該些被省略的細節係屬於所屬技術領域中具有通常知識者的知識範圍。

第1圖是本揭露一實施例的藍姆波諧振器的俯視示意圖。如第1圖所示，藍姆波諧振器100可以包括框架部102及懸掛部104，其中框架部102可以圍繞住懸掛部104的週邊，且框架部102可透過錨定部105而連接至懸掛部104。懸掛部104的下方以及懸掛部104和框架部102之間可以存在空腔或間隔160，因此當藍姆波諧振器100發生諧振時，懸掛部104可以在空腔或間隔160中產生震盪。根據本揭露的一實施例，懸掛部104可以包括壓電材料層106、第一指狀電極110、第二指狀電極120、第一浮置電極116、第二浮置電極126、及介電層(圖未示)。在本揭露中，技術用語「浮置電極」係指電絕緣或未電連接於第一指狀電極110及第二指狀電極120的電極，因此，電子流或電流無法自第一指狀電極110或第二指狀電極120直接傳輸至浮置電極。

壓電材料層106可以是薄平板，例如是長度或寬度大約為10μm至500μm、厚度大約為0.1μm至2μm的薄平板。壓電材料層106的頂側可用於承載第一指狀電極110、第二指狀電極120、第一浮置電極116、及第二浮置電極126。

介電層(圖未示)可以被設置於壓電材料層106之上，使得介電層可覆蓋第一指狀電極110、第二指狀電極120、第一浮置電極116、及第二浮置電極126。其中，介電層中可以具有開口，例如設置於懸掛部104的相對兩側的第一開口O1和第二開口O2。根據本揭露一實施例，第一開口O1可以是沿著某一方向(例如X方向)延伸的條狀開口，且對應於各第一浮置電極116的兩端而設置，該些端係鄰近於主幹部112；而第二開口O2可以是沿著同一方向(例如X方向)延伸的條狀開口，且對應於各第二浮置電極126的兩端而設置，該些端係鄰近於第二主幹部122。

根據本揭露的一實施例，第一指狀電極110和第二指狀電極120之間會呈現指狀排列。其中，第一指狀電極110可以包括一第一主幹部112及電連接至第一主幹部112的多個第一分支部114，而第二指狀電極120可以包括一第二主幹部122及電連接至第二主幹部122的多個第二分支部124。第一指狀電極110的第一分支部114可以和第二指狀電極120的第二分支部124互相平行，例如是均沿著Y方向延伸，且第一分支部114可以和第二分支部124會沿著某方向(例如X方向)交錯排列。對於第一浮置電極116，各第一浮置電極116的一端和第一主幹部112之間可存在第一間隙G1，而各第一浮置電極116的另一端和第二指狀電極120之間可存在第二間隙G2。第一間隙G1可用以容納第一絕緣區118，例如空腔，且各第一絕緣區118可以和介電層中的第一開口O1至少部分重疊。類似的，對於第二浮置電極126，各第二浮置電極126的一端和第二主幹部122之間可存在第一間隙G1’，而各第二浮置電極126的另一端和第一指狀電極110之間可存在第二間隙G2’。第一間隙G1’可用以容納第二絕緣區128，例如空腔，且各第二絕緣區128可以和介電層中的第二開口O2至少部分重疊。

第一指狀電極110和第二指狀電極120中的其中一者可以電連接至一訊號輸入端，而其中另一者可以電連接至一電訊號輸出端，因此自訊號輸入端 輸入至藍姆波諧振器100的電訊號可以被過濾，使得所需的電訊號可以自藍姆波諧振器100而輸出至電訊號輸出端。根據本揭露的一實施例，各第一分支部114的寬度及各第二分支部124的寬度可以為0.1μm至1.0μ，但不限定於此

根據本揭露的一實施例，第一浮置電極116及第二浮置電極126可以被設置於第一分支部114和相鄰於第一分支部114的第二分支部124之間。此外，第一浮置電極116及第二浮置電極126亦可以被設置於相鄰的兩第一分支部114之間或是相鄰的兩第二分支部124之間。又，各第一浮置電極116及各第二浮置電極126可成對出現於相鄰的第一分支部114和第二分支部124之間、相鄰的兩第一分支部114之間、及相鄰的兩第二分支部124。

在本揭露中，當提及「相鄰的第一分支部和第二分支部」或實質相等的描述時，係代表此第一分支部和此第二分支部之間未存在額外的第一分支部及第二分支部，但可能存在浮置電極。在本揭露中，當提及「相鄰的兩第一分支部」或實質相等的描述時，係代表此第一分支部之間未存在額外的第一分支部，但可能存在第二分支部或浮置電極。在本揭露中，當提及「相鄰的兩第二分支部」或實質相等的描述時，係代表此第一分支部之間未存在額外的第二分支部，但可能存在第一分支部或浮置電極。在本揭露中，當提及「相鄰的兩第一浮置電極」或實質相等的描述時，係代表此第一浮置電極之間未存在額外的第一浮置電極，但可能存在第一分支部或第二分支部。在本揭露中，當提及「相鄰的兩第二浮置電極」或實質相等的描述時，係代表此第二浮置電極之間未存在額外的第二浮置電極，但可能存在第一分支部或第二分支部。在本揭露中，當提及「相鄰的第一浮置電極和第二浮置電極」或實質相等的描述時，係代表此第一浮置電極和此第二浮置電極之間未存在額外的第一浮置電極或第二浮置電極，也未存在任何第一分支部及第二分支部。

第2圖是本揭露一實施例沿著第1圖A-A’切線所繪示的剖面示意圖。 如第2圖所示，藍姆波諧振器100可包括基底140，例如半導體基底或絕緣基底，使得框架部102及懸掛部104可以被設置於基底140之上。根據本揭露一實施例，基底140上可以至少設置介電基層142、可選的晶種層146、可選的底電極150、壓電材料層152、頂電極(例如第一指狀電極110及第二指狀電極120)、浮置電極(例如第二浮置電極126)、鈍化層154、介電層156、及導電接觸墊(例如第一接觸墊158-1及第二接觸墊158-2)。此外，懸掛部104和框架部102之間設置有間隔160，且懸掛部104的下方設置有空腔144。

根據本揭露一實施例，介電基層142的材質可相異於基底140及晶種層146。位於框架部102中的介電基層142可以較厚，因此可以將框架部102固接至基底140，而位於懸掛部104中的介電基層142可以較薄，因此不至於影響懸掛部104的諧振。根據本揭露一實施例，晶種層146可例如是SiO₂、SiON、AlN、或AlScN，其可以設置於底電極150和介電基層142之間，且晶種層146的表面紋理可以影響沉積在其上的各層的結晶性。

頂電極(例如第一指狀電極110及第二指狀電極120)和底電極150可以分別被設置於壓電材料層152的相對兩側，例如是頂側和底側，且浮置電極(例如第二浮置電極126)可以和頂電極位於同一側。根據本揭露一實施例，頂電極、底電極150、及浮置電極可以是例如由鉬(Mo)，鈦(Ti)，鋁(Al)、鉑(Pt)或其合金所組成的導電材料，但不限於此。第一指狀電極110、第二指狀電極120、及底電極150可分別電連接至對應的導電接觸墊，例如包括第一接觸墊158-1及第二接觸墊158-2的導電接觸墊，使得第一指狀電極110、第二指狀電極120、及底電極150可以被接地、或接受/傳輸電訊號。壓電材料層152可例如是由AlN、AlScN、PZT、ZnO、PVDF、PMN-PT所組成的壓電材料，但不限於此。

鈍化層154可以用於鈍化和/或保護下方的壓電材料層152、頂部電極、浮置電極。根據本揭露的一實施例，鈍化層154可以由SiO₂、SiON、AlN、 AlScN、PZT、ZnO、PVDF、PMN-PT所組成，但不限於此。此外，鈍化層154可以填滿第一指狀電極110及第二指狀電極120之間的空隙(spacing)。介電層156可以覆蓋鈍化層154，且介電層156中設置有第一開口O1和第二開口O2。根據本揭露的一實施例，第二開口O2的底面下方可以對應設置第二絕緣區128，例如是填滿空氣的空腔或是含有少許金屬氧化物或氮化物的空腔，且第二開口O2和第二絕緣區128之間可以存在厚度較薄的鈍化層154。

第3圖是本揭露一實施例沿著第1圖B-B’切線所繪示的剖面示意圖。如第3圖所示，壓電材料層152的厚度T1可大於鈍化層154的厚度T2，或是大於鈍化層154及介電層156的總合的厚度T3。根據本揭露一實施例，鈍化層154可以填滿第一分支部114之間的空隙，且可以覆蓋第一分支部114及第一絕緣區118的頂面。介電層156中的第一開口O1可以暴露出鈍化層154的頂面。根據本揭露一實施例，相鄰的兩第一分支部114之間可以設置成對的第一絕緣區118，例如是填滿空氣的空腔或是含有少許金屬氧化物或氮化物的空腔。其中，由於第一絕緣區118可藉由雷射熔燒第一分支部114的部分區域而得，因此第一絕緣區118的寬度W1’可以約等於第一分支部114的寬度W1。此外，第一絕緣區118和第一分支部114之間的間距可以是第一距離L1和第二距離L2，而相鄰兩第一分支部114之間的間距可以是第三距離L3，其中，第一距離L1、第二距離L2及第三距離L3係為等差數列，但不限定於此。根據本揭露一實施例，藍姆波諧振器100的藍姆波波長λ會大致等於相鄰兩第一分支部114之間的間距(第三距離L3)。

第4圖是本揭露一實施例沿著第1圖C-C’切線所繪示的剖面示意圖。如第4圖所示，根據本揭露一實施例，鈍化層154可以填滿第一分支部114、第二分支部124、第一浮置電極116、及第二浮置電極126之間的空隙，且可以覆蓋第一分支部114的頂面、第二分支部124的頂面、第一浮置電極116的頂面、及第二浮置電極126的頂面。

根據本揭露一實施例，就第一浮置電極116而言，相鄰的兩第一分支部114之間的第一浮置電極116數目可以是偶數(即：2n，其中n為正整數)，例如是2、4、6、8等數值，但不限定於此。此外，各第一浮置電極116的寬度W1或平均寬度大約會等於各第一分支部114的寬度W1’或平均寬度。彼此相鄰的各第一浮置電極116和各第一分支部114之間可具有間距(pitch)，例如第一間距P1，而相鄰的兩第一分支部114之間可具有間距(pitch)，例如第二間距P2，使得第一間距P1和第二間距P2之間可滿足特定的比例關係，例如滿足1：2n+1，其中n為正整數，且2n即為第一浮置電極116與第二浮置電極126之總數目。又，各第二分支部124的兩側可以分別設置第一浮置電極116，且此相鄰的第一浮置電極116之間可以具有一間距(pitch)，例如第三間距P3，使得第三間距P3和第二間距P2(即相鄰兩第一分支部114之間的間距)之間可以滿足特定比例關係，例如滿足1：2n+1，其中n為正整數。

根據本揭露一實施例，就第二浮置電極126而言，相鄰的兩第一分支部114之間的第二浮置電極126數目可以是偶數(即：2n，其中n為正整數)，例如是2、4、6、8等數值，但不限定於此。此外，各第二浮置電極126的寬度W2或平均寬度大約會等於各第二分支部124的寬度W2’或平均寬度。彼此相鄰的各第二浮置電極126和各第一分支部114之間可具有間距(pitch)，例如第四間距P4，而相鄰的第一分支部114和第二分支部124之間可具有間距，例如第五間距P5，使得第四間距P4和第五間距P5之間可以滿足特定比例關係，例如滿足1：2n+1，其中n為正整數。

根據上述實施例，介電層156中的開口(例如第一開口O1及第二開口O2)和其下方的絕緣區段(例如第一絕緣區118及第二絕緣區128)之間存在厚度較薄的鈍化層154，然而本揭露不限定於此。根據本揭露的其他實施例，介電層156中的開口和其下方的絕緣區段之間可不存在任何鈍化層154。第5圖是本揭 露一變化型實施例沿著第1圖A-A’切線所繪示的剖面示意圖，第6圖是本揭露一變化型實施例沿著第1圖B-B’切線所繪示的剖面示意圖。如第5圖所示，藍姆波諧振器200的第二開口O2的底面下方可對應設置第二絕緣區128，例如是空腔，且此空腔可連通至第二開口O2底面。根據第5圖所示的實施例，第二開口O2和第二絕緣區128之間未存在鈍化層154。如第6圖所示，空腔130可以被形成於鈍化層154中，而暴露出部分的壓電材料層152，且空腔130可以連通至第一開口O1的底面。其中，根據第6圖所示的實施例，第一絕緣區118可以被視為是空腔130的一部分。

針對上述實施例中所述的藍姆波諧振器100、200，第一浮置電極116及第二浮置電極126可藉由截斷特定間距的第一分支部114及第二分支部124而得。藉由截斷特定間距的第一分支部114及第二分支部124，可以降低藍姆波諧振器100的諧振頻率，例如是降低S₀模式的諧振頻率，使得截斷後的S₀模式的諧振頻率和截斷前的S₀模式的諧振頻率之間的關係約滿足1：2n+1，其中n為正整數。

第7圖是本揭露一實施例的藍姆波諧振器在分支部被截斷前後的諧振頻率變化。如第7圖所示，對於類似如第1圖所示的藍姆波諧振器100而言，當每一相鄰的第一分支部114和第二分支部124之間僅存在一對第一浮置電極116及第二浮置電極126時，則藍姆波諧振器100的S₀模式的諧振頻率會從截斷前的初始諧振頻率(例如約4.5GHz)，下降一頻率差值△f，而成為截斷後的最終諧振頻率(例如約1.5GHz)。因此，最終諧振頻率和初始諧振頻率的比值約為1：3，滿足比例關係1：2n+1，其中n為正整數。此外，根據本揭露的一實施例，當藍姆波諧振器設置有底電極(例如底電極150)時，則無論底電極的俯視布局(平板狀或指狀)或電性連接關係(浮置或接地)為何，藍姆波諧振器的有效壓電耦合係數(K_eff ²)均可維持大於1.0%，例如大於1.5%。換言之，對於含有不同浮置電 極數目和分支部數目的藍姆波諧振器而言，當設置有底電極時，其可以使得有效壓電耦合係數(K_eff ²)維持在一定的數值之上。另一方面，針對上述的藍姆波諧振器的初始諧振頻率及最終諧振頻率，其量測的數值範圍容許一定的偏差，例如±20%以內的偏差。

除了上述實施例外，本揭露亦包括藍姆波諧振器的其他變化型實施例。為簡化說明，以下說明主要針對各實施例不同之處進行詳述，而不再對相同之處作重覆贅述。此外，本揭露之各實施例中相同之元件係以相同之標號進行標示，以利於各實施例間互相對照。

第8圖是本揭露一變化型實施例的藍姆波諧振器的俯視示意圖。如第8圖所示，第8圖所示的藍姆波諧振器300類似第1圖所示的藍姆波諧振器100，主要差異在於，第一開口O1並非為單一的條狀開口，而是彼此間分離設置的多個幾何開口，例如是沿著X方向斷續分佈的多個開口，且各第一開口O1係對應於第一浮置電極116的一端而設置，且至少部分重疊於各第一絕緣區118。

第9圖是本揭露一變化型實施例的藍姆波諧振器的俯視示意圖。如第8圖所示，第9圖所示的藍姆波諧振器400類似第1圖所示的藍姆波諧振器100，主要差異在於，每一相鄰的第一分支部114和第二分支部124之間會設置兩對的第一浮置電極116及第二浮置電極126。換言之，對於在形成第一浮置電極116及第二浮置電極126前的藍姆波諧振器400而言，其S₀模式的諧振頻率可以是諧振頻率f1，而對於在形成第一浮置電極116及第二浮置電極126後的藍姆波諧振器400而言，其S₀模式的諧振頻率可以是諧振頻率f2。其中，諧振頻率f1和f2之間的比值可約為5：1，滿足比例關係2n+1：1，其中n為正整數。

第10圖是本揭露一變化型實施例沿著第1圖A-A’切線所繪示的剖面示意圖。如第10圖所示，第10圖所示的藍姆波諧振器500類似第2圖所示的藍姆 波諧振器100，主要差異在於，基底140中可以設置半導體元件，例如開關元件或放大器，且基底140和介電基層142之間設置有電連接至半導體元件的導線504和介電層506。第二接觸墊158-2的底部可以穿透介電基層142而電連接至導線504。根據本揭露一實施例，由基底140中的半導體元件所發出的電子訊號可以依序經由導線504及第二接觸墊158-2而被傳遞至第一指狀電極110或第二指狀電極120。

第11圖是本揭露一變化型實施例沿著第1圖A-A’切線所繪示的剖面示意圖。如第11圖所示，第11圖所示的藍姆波諧振器600類似第2圖所示的藍姆波諧振器100，主要差異在於，基底140中係設置有空腔606，且薄介電層604會被設置於基底140和晶種層146之間。根據本揭露一實施例，當藍姆波諧振器600發生諧振時，懸掛部104可以在基底140中的空腔606震盪。

第12圖是本揭露一變化型實施例沿著第1圖A-A’切線所繪示的剖面示意圖。如第12圖所示，第12圖所示的藍姆波諧振器700類似第11圖所示的藍姆波諧振器100，主要差異在於，基底140係為半導體覆絕緣層基底，例如是矽覆絕緣層基底，由下至上依序堆疊第一半導體層602、絕緣層608、及第二半導體層610。

為了使本技術領域中具有通常知識者能夠據以實現本揭露的發明，下文進一步描述藍姆波諧振器的製作方法。此外，由於藍姆波諧振器可以透過標準的CMOS製程製作，因此在藍姆波諧振器的同一基底上也可以透過相同的CMOS製程製作相關的電子元件，如場效電晶體、放大器和積體電路。

第13圖是本揭露一實施例的製作藍姆波諧振器的俯視示意圖。如第13圖所示，藍姆波諧振器800中的第一指狀電極110及第二指狀電極120可以被設置於壓電材料層106的頂側，且第一開口O1和第二開口O2可以是條狀開口，且分別被設置於第二分支部124及第一分支部114的一端。

第14圖是本揭露一實施例沿著第13圖A-A’切線所繪示的剖面示意圖。如第14圖所示，藍姆波諧振器800可包括基底140，且基底140和晶種層146之間設置有介電基層142及犧牲層132。其中，介電基層142及犧牲層132的材料相異，因此在後續的蝕刻製程中，蝕刻劑對於介電基層142及犧牲層132可產生不同的蝕刻速率。根據本揭露一實施例，在此製程時點，鈍化層154可以完整覆蓋住頂電極(例如第一指狀電極110及第二指狀電極120)，並填滿第一指狀電極110及第二指狀電極120之間的空隙。

第15圖是本揭露一實施例在移除犧牲層後的剖面示意圖。如第15圖所示，可以形成至少一穿透壓電材料層150的間隔160，並透過間隔160向犧牲層132提供蝕刻劑，以蝕刻移除犧牲層132，而於壓電材料層152的下方形成空腔144。因此，在移除犧牲層132之後，藍姆波諧振器800可包括框架部102及懸掛部104，其中框架部102可以圍繞住懸掛部104的週邊。

後續可以進一步施行雷射熔燒製程，以將雷射能量聚焦於第一開口O1正下方的第一分支部114的部分區域及第二開口O2下方的第二分支部124的部分區域，使得第一分支部114的部分區域及第二分支部124的部分區域可以被熔燒、汽化，而於相應的區域形成第一絕緣區118及第二絕緣區128，並同時形成第一浮置電極116及第二浮置電極126，而獲得如第2圖至第3圖實施例所示的結構。根據本揭露的實施例，由於介電層156及鈍化層154的厚度會影響雷射能量的聚焦深度，因此藉由在介電層156或鈍化層154中形成第一開口O1及第二開口O2，可以讓雷射能量更容易傳遞至預定的深度。

根據本揭露的一變化型實施例，形成第一絕緣區118及第二絕緣區128的方式不限於雷射熔燒，而亦可以是利用光微影和蝕刻製程，以移除第一分支部114的部分區域及第二分支部124的部分區域，而形成第一絕緣區118及第二絕緣區128。第16圖是本揭露一變化型實施例在移除部分第二分支部後的剖面示 意圖。在完成如15圖所示的結構之後，如第16圖所示，可以利用光微影製程，以形成具有多個開孔172的圖案化光阻170。接著，可以施行蝕刻製程，以移除暴露出於開孔172底面的鈍化層154、第一分支部114、及第二分支部124，因而於開孔172的下方形成絕緣區118、128，例如空腔130。當完成此蝕刻製程時，便可以獲得所需的浮置電極116、126。

後續可以移除圖案化光阻，並利用另一光微影和蝕刻製程，以形成至少一穿透壓電材料層152的間隙。繼以透過間隙向犧牲層132提供蝕刻劑，以蝕刻移除犧牲層132，而於壓電材料層152的下方形成空腔，而獲得如第2圖至第3圖實施例所示的結構。

根據本揭露的另一變化型實施例，施行光微影和蝕刻製程以形成第一絕緣區118及第二絕緣區128的時間點不限定在沉積介電層156之後，而亦可以是在沉積介電層156之前，或是在沉積鈍化層154之前。根據本揭露一實施例，在形成第一指狀電極110及第二指狀電極120之後，但在沉積鈍化層154或介電層156之前，可施行光微影製程，以於第一指狀電極110及第二指狀電極120之上形成圖案化光阻，而定義出後續第一指狀電極110及第二指狀電極120會被截斷的區域。之後，可施行蝕刻製程，以截斷第一指狀電極110及第二指狀電極120的部分區域，而獲得所需的浮置電極116、126。此時，浮置電極116、126的俯視分佈可類似如第1圖、第8圖及第9圖實施例所示的結構，但不限定於此。之後，可以施行製作藍姆波諧振器的後續製程，例如是類似上述實施例所述的製程，以獲得所需的藍姆波諧振器。

根據上述實施例，藉由截斷特定間距的分支部(例如成對的第一分支部及第二分支部)，可以降低藍姆波諧振器的諧振頻率，例如是降低S₀模式的諧振頻率。因此，當要製作不同諧振頻率的藍姆波諧振器時，不需重新設計藍姆波諧振器中的指狀電極中的分支部的布局或間距，而可以僅利用某一特定的 指狀電極的光罩圖案，搭配後續的雷射熔燒製程、或光微影及蝕刻製程，以截斷特定間距的分支部，進而達到調降藍姆波諧振器的諧振頻率的效果。以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

100:藍姆波諧振器

102:框架部

104:懸掛部

105:錨定部

106:壓電材料層

110:第一指狀電極

112:第一主幹部

114:第一分支部

116:第一浮置電極

118:第一絕緣區

120:第二指狀電極

122:第二主幹部

124:第二分支部

126:第二浮置電極

128:第二絕緣區

160:間隔

O1:第一開口

O2:第二開口

G1:第一間隙

G1’:第一間隙

G2:第二間隙

G2’:第二間隙

Claims (22)

1. 一種藍姆波諧振器，包括：一壓電材料層；一第一指狀電極，設置於該壓電材料層的一側，該第一指狀電極包括一第一主幹部與複數個第一分支部；一第二指狀電極，設置於該壓電材料層的該側，該第二指狀電極包括一第二主幹部與複數個第二分支部，其中各該第一分支部與各該第二分支部平行且交錯排列；至少二浮置電極，設置於各該第一分支部和各該第二分支部之間；至少二間隙，分別設置於各該浮置電極之兩端；一介電層，覆蓋該第一指狀電極、該第二指狀電極、及該至少二浮置電極；以及至少二開口，設置於該介電層中，且對應於各該間隙而設置。
2. 如請求項1所述的藍姆波諧振器，其中各該第一分支部的寬度相同於各該浮置電極的寬度。
3. 如請求項1所述的藍姆波諧振器，其中該至少二浮置電極包括至少二第一浮置電極，各該第一浮置電極被設置於該些第一分支部的其中相鄰兩者之間，且該些第一浮置電極的數目為偶數2n，其中n為正整數。
4. 如請求項3所述的藍姆波諧振器，其中該至少二浮置電極更包括至少一第二浮置電極，且彼此相鄰的各該第一分支部和該至少一第二浮置電極之間具有一間距，相鄰的各該第一分支部和各該第二分支部之間具有一另一間 距，該間距和該另一間距之間的比例為1：2n+1，其中n為正整數。
5. 如請求項1所述的藍姆波諧振器，另包括：至少一絕緣區，設置於各該浮置電極的至少一端且重疊該些間隙的至少其中之一。
6. 如請求項5所述的藍姆波諧振器，另包括：一鈍化層，覆蓋該至少一絕緣區，其中部分的該鈍化層會被暴露出於各該開口。
7. 如請求項5所述的藍姆波諧振器，其中該至少一絕緣區係為一空腔。
8. 如請求項5所述的藍姆波諧振器，其中該至少二浮置電極包括至少二第一浮置電極，且該至少一絕緣區係被設置於各該第一浮置電極和該第一主幹部之間。
9. 如請求項1所述的藍姆波諧振器，其中該至少二浮置電極包括：至少一第一浮置電極；以及至少一第二浮置電極，設置於各該第一分支部和各該第二分支部之間，且相鄰於該至少一第一浮置電極。
10. 如請求項9所述的藍姆波諧振器，其中各該第二分支部的寬度相同於該至少一第二浮置電極的寬度。
11. 如請求項9所述的藍姆波諧振器，其中該至少一第二浮置電極被設置於該些第一分支部的其中相鄰兩者之間，且該至少一第二浮置電極的數目為偶數2n，其中n為正整數。
12. 如請求項9所述的藍姆波諧振器，其中在該至少一第一浮置電極和相鄰於該至少一第一浮置電極的該至少一第二浮置電極之間未設置任何的該些第一分支部及該些第二分支部。
13. 如請求項9所述的藍姆波諧振器，其中該至少一第一浮置電極和該至少一第二浮置電極係成對出現。
14. 如請求項9所述的藍姆波諧振器，另包括：一介電層，覆蓋該至少二浮置電極；至少一第一開口，設置於該介電層中且對應於該至少一第一浮置電極的一端而設置；以及至少一第二開口，設置於該介電層中且對應於該至少一第二浮置電極的一端而設置，其中該第二浮置電極的該端遠離於該第一浮置電極的該端。
15. 如請求項1所述的藍姆波諧振器，另包括一底電極，設置於該壓電材料層的另一側。
16. 如請求項1所述的藍姆波諧振器，其中：該些第一分支部包括至少二第一分支部，設置於該壓電材料層的該側；該些第二分支部包括至少一第二分支部，設置於該壓電材料層的該側，且設 置於該些第一分支部之間；以及該至少二浮置電極包括至少二第一浮置電極，設置於該壓電材料層的該側，其中該至少二第一浮置電極分別設置於該至少一第二分支部的兩側，且設置於該些第一分支部之間，其中，彼此相鄰的各該第一浮置電極和各該第一分支部之間具有一第一間距，相鄰的該些第一分支部之間具有一第二間距，該第一間距和該第二間距之間的比例為1：2n+1，其中n為正整數。
17. 如請求項1所述的藍姆波諧振器，其中該些第一分支部係電連接至一電訊號輸入端，該些第二分支部係電連接至一電訊號輸出端。
18. 如請求項1所述的藍姆波諧振器，其中該些浮置電極電絕緣於各該第一分支部及各該第二分支部。
19. 一種藍姆波諧振器的製作方法，包括：提供一壓電材料層；形成一第一指狀電極於該壓電材料層的一側，其中該第一指狀電極包括複數個第一分支部；形成一介電層，覆蓋該壓電材料層及該些第一分支部；形成至少一第一開口於該介電層中，該至少一第一開口重疊該些第一分支部的部分區域；以及移除重疊於該至少一第一開口的該些第一分支部的該部分區域，以形成至少二第一浮置電極。
20. 如請求項19所述的藍姆波諧振器的製作方法，其中彼此相鄰的各該第一浮置電極和各該第一分支部之間具有一第一間距，相鄰的該些第一分支部之間具有一第二間距，該第一間距和該第二間距之間的比例為1：2n+1，其中n為正整數。
21. 如請求項19所述的藍姆波諧振器的製作方法，其中在形成該些第一浮置電極時，會同時形成至少二第一絕緣區，各該第一絕緣區分別設置於各該第一浮置電極的一端。
22. 如請求項19所述的藍姆波諧振器的製作方法，其中在形成該些第一浮置電極時，包括使用雷射熔燒重疊於該至少一第一開口的該些第一分支部的該部分區域。

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