DE10321470A1

DE10321470A1 - Schutz vor elektrischer Entladung eines Dünnfilmresonators

Info

Publication number: DE10321470A1
Application number: DE10321470A
Authority: DE
Inventors: Paul D. Mountain View Bradley
Original assignee: Agilent Technologies Inc
Current assignee: Avago Technologies International Sales Pte Ltd
Priority date: 2002-07-30
Filing date: 2003-05-13
Publication date: 2004-02-26
Also published as: GB2391407A; US7094678B2; GB2391407B; US20040021191A1; JP2004064088A; US20040142497A1; US6894360B2; GB0314307D0

Abstract

Ein Filter, das einen Dünnfilmresonator hergestellt auf einem Halbleitersubstrat aufweist, und ein Verfahren zum Herstellen derselben sind offenbart. Das Filter weist eine Bondanschlußfläche auf, die mit dem Resonator verbunden und in Kontakt mit dem Substrat ist, um eine Schottky-Diode mit dem Substrat zu bilden, um den Resonator vor elektrostatischen Entladungen zu schützen.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf akustische Resonatoren und insbesondere auf Resonatoren, die als Filter für elektronische Schaltungen verwendet werden können.

Der Bedarf zum Reduzieren der Kosten und der Größe elektronischer Ausrüstung hat zu einem kontinuierlichen Bedarf nach immer kleineren elektronischen Filterelementen geführt. Verbraucherelektronik, wie z. B. Mobiltelephone und Miniaturradios legen sowohl der Größe als auch den Kosten der Komponenten, die in denselben enthalten sind, strenge Einschränkungen auf. Ferner verwenden viele solche Vorrichtungen elektronische Filter, die auf präzise Frequenzen fein abgestimmt werden müssen. Filter wählen jene Frequenzkomponenten elektrischer Signale zum Durchlassen aus, die innerhalb eines gewünschten Frequenzbereichs liegen, während jene Frequenzkomponenten, die außerhalb des gewünschten Frequenzbereichs liegen, beseitigt oder gedämpft werden.

Eine Klasse von elektronischen Filtern, die das Potential aufweist, diese Bedürfnisse zu erfüllen, ist aus akustischen Dünnfilmvolumenresonatoren (FBAR = Film Bulk Acoustic Resonator) aufgebaut. Diese Vorrichtungen verwenden longitudinale akustische Volumenwellen in piezoelektrischem Dünnfilmmaterial. Bei einer einfachen Konfiguration ist eine Schicht aus PZ-Material sandwichartig zwischen zwei Metallelektroden angeordnet. Die Sandwichstruktur ist vorzugsweise in der Luft suspendiert. Eine Beispielkonfiguration einer Einrichtung 10, die einen Resonator 12 (z. B. einen FBAR) aufweist, ist in den 1A und 1B dargestellt. 1A stellt eine Draufsicht der Einrichtung 10 dar, während 1B eine Seitenansicht der Einrichtung 10 entlang einer Linie A-A aus 1A darstellt. Der Resonator 12 ist über einem Substrat 14 hergestellt. Auf dem Substrat 14 sind in dieser Reihenfolge eine untere Elektrodenschicht 15, eine piezoelektrische Schicht 17 und eine obere Elektrodenschicht 19 angeordnet und geätzt. Abschnitte (wie durch Klammern 12 angezeigt ist) dieser Schichten – 15, 17 und 19 – die überlappen und über einem Hohlraum 22 hergestellt sind, bilden den Resonator 12. Diese Abschnitte werden als die untere Elektrode 16, der piezoelektrische Abschnitt 18 und eine obere Elektrode 20 bezeichnet. Bei dem Resonator 12 nehmen die untere Elektrode 16 und die obere Elektrode 20 den PZ-Abschnitt 18 sandwichartig in Eingriff. Die Elektroden 14 und 20 sind Leiter, während der PZ-Abschnitt 18 üblicherweise ein Kristall ist, wie z. B. Aluminiumnitrid (AlN).

Wenn ein elektrisches Feld zwischen den Metallelektroden 16 und 20 angelegt ist, wandelt der PZ-Abschnitt 18 einen Teil der elektrischen Energie in mechanische Energie in Form von mechanischen Wellen um. Die mechanischen Wellen breiten sich in der selben Richtung aus wie das elektrische Feld und werden von der Elektrode/Luft-Schnittstelle reflektiert.

Bei einer Resonanzfrequenz wirkt der Resonator 12 als ein elektronischer Resonator. Die Resonanzfrequenz ist die Frequenz, für die Hälfte der Wellenlänge der mechanischen Wellen, die sich in der Vorrichtung ausbreiten, durch viele Faktoren bestimmt sind, einschließlich der Gesamtdicke des Resonators 12 für eine gegebene Phasengeschwindigkeit der mechanischen Welle in dem Material. Da die Geschwindigkeit der mechanischen Welle vier Größenordnungen kleiner ist als die Lichtgeschwindigkeit, kann der resultierende Resonator relativ kompakt sein. Resonatoren für Anwendungen in dem GHz-Bereich können mit physischen Dimensionen in dem Bereich von weniger als 100 Mikrometern in der lateralen Erstreckung und wenigen Mikrometern Gesamtdicke aufgebaut sein. Bei der Implementierung z. B. ist der Resonator 12 unter Verwendung von bekannten Halbleiterherstellungsverfahren hergestellt und wird mit elektronischen Komponenten und anderen Resonatoren kombiniert, um elektronische Filter für elektrische Signale zu bilden.

Die Verwendung und die Herstellungstechniken für verschiedene Entwürfe von FBARs für elektronische Filter sind in der Technik bekannt und eine Anzahl von Patenten wurde gewährt. Zum Beispiel offenbart das U.S.-Patent Nr. 6,262,637 an Paul D. Bradley u. a. einen Duplexer, der akustische Dünnfilmvolumenwellenresonatoren (FBARs) einlagert. Verschiedene Verfahren zum Herstellen von FBARs wurden ebenfalls patentiert, z. B. offenbart U.S.-Patent Nr. 6,060,181 an Richard C. Ruby u. a. verschiedene Strukturen und Verfahren zum Herstellen von Resonatoren, und das U.S.-Patent Nr. 6,239,536 an Kenneth M. Lakin offenbart ein Verfahren zum Herstellen von eingeschlossenen Dünnfilmresonatoren.

Das dauerhafte Ziel jedoch, die Qualität und Zuverlässigkeit der FBARs zu erhöhen, stellt Herausforderungen dar, die eine sogar noch bessere Resonatorqualität, Entwürfe und Herstellungsverfahren erfordern. Eine solche Herausforderung ist es, die Anfälligkeit der FBARs gegenüber Schäden von elektrostatischen Entladungen und Spannungsspitzen von umliegenden Schaltungen zu beseitigen oder zu verringern. Eine andere Herausforderung ist es, die Anfälligkeit des Resonators gegenüber Frequenzdrift aufgrund einer Wechselwirkung mit seiner Umgebung, wie z. B. Luft oder Feuchtigkeit, zu beseitigen oder zu verringern.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zum Schützen von Dünnfilmresonatoren vor elektrostatischer Entladung und ein Verfahren zum Herstellen derselben mit verbesserten Charakteristika zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren gemäß Anspruch 7 gelöst.

Diese und andere technologische Herausforderungen werden durch die vorliegende Erfindung gelöst. Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt ein elektronisches Filter einen Dünnfilmresonator, der auf einem Halbleitersubstrat hergestellt ist, und eine Bondanschlußfläche, die mit dem Dünnfilmresonator verbunden ist, wobei die Bondanschlußfläche eine Schottky-Diode bildet, wobei das Substrat vorgesehen ist, um den Dünnfilmresonator vor elektrostatischen Entladungen zu schützen.

Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen eines elektronischen Filters offenbart. Ein Dünnfilmresonator ist auf einem Substrat hergestellt. Bei dem Resonator ist eine Bondanschlußfläche hergestellt, wobei die Bondanschlußfläche mit dem Dünnfilmresonator verbunden ist und ein Abschnitt der Bondanschlußfläche in Kontakt mit dem Substrat ist, um eine Schottky-Diode zu bilden.

Andere Aspekte und Vorteile der Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen offensichtlich, die die Prinzipien der Erfindung beispielhaft darstellen.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1A eine Draufsicht einer Vorrichtung, die einen Resonator umfaßt, der in der Technik bekannt ist;
1B eine Seitenansicht der Vorrichtung aus 1A entnommen entlang der Linie A-A;
2A eine Draufsicht einer Vorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2B eine Seitenansicht der Vorrichtung aus 2A entnommen entlang der Linie B-B;
3A eine Draufsicht einer Vorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
3B eine Seitenansicht der Vorrichtung aus 2A entnommen entlang der Linie C-C;
4A eine Draufsicht einer Vorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
4B eine Seitenansicht der Vorrichtung aus 4A entnommen entlang der Linie D-D; und
4C ein schematisches Diagramm, das teilweise eine Schaltung darstellt, die unter Verwendung der Vorrichtung aus 4A gebildet sein kann.
Wie in den Zeichnungen zu Zwecken der Darstellung gezeigt ist, ist die vorliegende Erfindung in einem Filter verkörpert, das einen Dünnfilmresonator aufweist, der auf einem Halbleitersubstrat hergestellt ist. Eine Bondanschlußfläche, die den Resonator mit dem Rest der Filterschaltung verbindet, ist mit dem Resonator verbunden. Die Bondanschlußfläche ist in Kontakt mit dem Substrat, wodurch eine Schottky-Übergangsdiode gebildet wird. Bei normalen Operationen ist die Diode eine Leerlaufschaltung und beeinträchtigt die Operationen des Filters nicht. Wenn eine Spitzenspannung einer elektrostatischen Entladung (ESD = Electrostatic Discharge) in den Resonator über die Bondanschlußfläche eingebracht wird, schließt die Diode dadurch das Entladen der ESD-Spannung in das Substrat, wodurch der Resonator geschützt wird.
2A stellt eine Draufsicht einer Vorrichtung 30 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dar. 2B ist eine Seitenansicht der Vorrichtung 30 aus 2A entnommen entlang der Linie B-B. Abschnitte der Vorrichtung 30 in den 2A und 2B sind ähnlich zu jenen der Vorrichtung 10 aus den 1A und 1B. Der Bequemlichkeit halber werden Abschnitten der Vorrichtung 30 in 2A und 2B, die ähnlich zu Abschnitten der Vorrichtung 10 der 1A und 1B sind, dieselben Bezugszeichen zugewiesen, und unterschiedlichen Abschnitten werden unterschiedliche Bezugszeichen zugewiesen. Bezug nehmend auf die 2A und 2B umfaßt die Vorrichtung 30 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung einen Resonator 32, der auf einem Substrat 14 hergestellt ist. Die Vorrichtung 30 wird hergestellt, zuerst durch Ätzen eines Hohlraums 34 in das Substrat 14 und durch Füllen desselben mit einem geeigneten Opfermaterial, wie z. B. Phosphorsilikatglas (PSG). Dann wird das Substrat 14, das nun den gefüllten Hohlraum 34 umfaßt, unter Verwendung bekannter Verfahren planarisiert, wie z. B. von chemisch-mechanischem Polieren. Der Hohlraum 34 kann einen Evakuierungstunnelabschnitt 34a ausgerichtet mit einer Evakuierungsdurchgangsloch 35 umfassen, durch das das Opfermaterial später evakuiert wird.
Als nächstes wird eine dünne Aufwachsschicht 38 (Seed-Schicht) auf dem planarisierten Substrat 14 hergestellt. Üblicherweise ist die Aufwachsschicht 38 durch Sputtern auf dem planarisierten Substrat 14 aufgebracht. Die Aufwachsschicht 38 kann unter Verwendung von Aluminiumnitrid (AlN) oder einem anderen geeigneten kristallinen Material hergestellt sein, z. B. Aluminiumoxynitrid (ALON), Siliziumdioxid (SiO₂), Siliziumnitrid (Si₃N₄) oder Siliziumcarbid (SiC). Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel liegt die Aufwachsschicht 38 in dem Bereich von ungefähr 10 Angström (oder einem Nanometer) bis 10.000 Angström (oder einem Mikrometer) Dicke. Techniken und Verfahren zum Herstellen einer Aufwachsschicht sind in der Technik bekannt. Die weitläufig bekannte und verwendete Sputter- bzw. Zerstäubungs-Technik kann z. B. zu diesem Zweck verwendet werden.
Dann, über der Aufwachsschicht 38, werden die folgenden Schichten in der nachfolgenden Reihenfolge aufgebracht: eine untere Elektrodenschicht 15, eine piezoelektrische Schicht 17 und eine obere Elektrodenschicht 19. Abschnitte (wie durch die Klammern 32 angezeigt ist) dieser Schichten – 36, 15, 17 und 19 – die überlappen und über dem Hohlraum 34 positioniert sind, bilden den Resonator 32. Diese Abschnitte werden als Aufwachsschichtabschnitt 40, untere Elektrode 16, piezoelektrischer Abschnitt 18 und obere Elektrode 20 bezeichnet. Die untere Elektrode 16 und die obere Elektrode 20 nehmen den PZ-Abschnitt 18 sandwichartig in Eingriff.
Die Elektroden 14 und 20 sind Leiter, wie z. B. Molybdenum, und bei einem Beispielausführungsbeispiel in einem Bereich von 0,3 Mikrometer bis 0,5 Mikrometer dick. Der PZ-Abschnitt 18 ist üblicherweise aus einem Kristall hergestellt, wie z. B. Aluminiumnitrit (AlN), und ist bei dem Beispielausführungsbeispiel in einem Bereich von 0,5 Mikrometer bis 1,0 Mikrometer dick. Aus der Draufsicht des Resonators 32 in 2A kann der Resonator ungefähr 150 Mikrometer breit mal 100 Mikrometer lang sein. Natürlich können diese Messungen stark variieren, abhängig von einer Anzahl von Faktoren, wie z. B. und nicht einschränkend, von der gewünschten Resonanzfrequenz, verwendeten Materialien, den verwendeten Herstellungsprozessen etc.. Der dargestellte Resonator 32, der diese Messungen aufweist, kann in Filtern im Bereich von 1,92 GHz nützlich sein. Natürlich ist die vorliegenden Erfindung nicht auf diese Größen oder Frequenzbereiche beschränkt.
Die Herstellung der Aufwachsschicht 38 schafft eine bessere Grundlage, auf der die PZ-Schicht 17 hergestellt werden kann. Entsprechend, mit der Aufwachsschicht 38, kann eine PZ-Schicht 17 mit höherer Qualität hergestellt werden, was somit zu einem Resonator 32 höherer Qualität führt. Tatsächlich ist bei dem vorliegenden Beispielausführungsbeispiel das Material, das für die Aufwachsschicht 38 und die PZ-Schicht 17 verwendet wird, das gleiche Material, AlN. Dies liegt daran, daß die Aufwachsschicht 38 eine glättere, einheitlichere untere Elektrodenschicht 15 ermöglicht, die ihrerseits ein Material mit annähernd einkristalliner Qualität für die BZ-Schicht 17 fördert. Somit wird die Piezoelektrische-Kopplung-Konstante der PZ-Schicht 17 verbessert. Die verbesserte Piezoelektrische-Kopplung-Konstante ermöglicht, daß elektrische Filter mit breiterer Bandbreite in den Resonator 32 eingebaut werden und ergibt ferner reproduzierbarere Ergebnisse, da dieselbe sich eng an den theoretischen Maximalwert für das AlN-Material annähert.
3A stellt eine Draufsicht einer Vorrichtung 50 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dar. 3B ist eine Seitenansicht der Vorrichtung 50 aus 3A entnommen entlang der Linie C-C. Abschnitte der Vorrichtung 50 in den 3A und 3B sind ähnlich zu jenen der Vorrichtung 30 aus 2A und 2B. Der Bequemlichkeit halber sind Abschnitten der Vorrichtung 50 in den 3A und 3B, die Abschnitten der Vorrichtung 30 der 2A und 2B ähnlich sind, dieselben Bezugszeichen zugeordnet, und unterschiedlichen Abschnitten sind unterschiedliche Bezugszeichen zugeordnet.
Bezug nehmend nun auf die 3A und 3B umfaßt die Vorrichtung 50 der vorliegenden Erfindung einen Resonator 52, der auf einem Substrat 14 hergestellt ist. Die Vorrichtung 50 ist ähnlich zu der Vorrichtung 30 aus den 2A und 2B hergestellt und wurde hierin vorangehend erörtert. Das heißt, die untere Elektrodenschicht 15, die piezoelektri sche Schicht 17 und die obere Elektrodenschicht 19 sind über einem Substrat 14 hergestellt, das einen Hohlraum 34 aufweist. Optional ist eine Rufwachsschicht 38 zwischen dem Substrat 14 hergestellt, das den Hohlraum 34 und die untere Elektrodenschicht 15 umfaßt. Details dieser Schichten wurden vorangehend erörtert. Der Resonator 52 weist Abschnitte (wie durch Klammern 52 angezeigt) dieser Schichten – 36, 15, 17 und 19 – auf, die überlappen und über dem Hohlraum 35 positioniert sind. Diese Abschnitte werden als Aufwachsschichtabschnitt 40, untere Elektrode 16, piezoelektrischer Abschnitt 18 und obere Elektrode 20 bezeichnet. Schließlich ist eine Schutzschicht 54 direkt über der oberen Elektrode 20 hergestellt. Die Schutzschicht 54 deckt zumindest die obere Elektrode 20 ab und kann wie dargestellt einen größeren Bereich als die obere Elektrode 20 abdecken. Ferner ist ein Abschnitt der Schutzschicht 54, der über dem Hohlraum 34 positioniert ist, ebenfalls ein Teil des Resonators 52. Das heißt, dieser Abschnitt der Schutzschicht 54 trägt Masse zu dem Resonator 52 bei und ist in Resonanz mit allen anderen Teilen – 40, 16, 18 und 20 – des Resonators 52.
Die Schutzschicht 54 stabilisiert das Material chemisch und reduziert die Tendenz desselben, auf der Oberseite der oberen Elektrode 20 zu absorbieren. Absorbiertes Material kann die Resonanzfrequenz des Resonators 32 ändern. Die Dicke kann ferner eingestellt werden, um den elektrischen Qualitätsfaktor (q) des Resonators 32 zu optimieren.
Ohne die Schutzschicht 54 ist die Frequenz des Resonators 52 relativ gesehen anfälliger für eine langfristige Drift. Dies liegt daran, daß die obere Elektrode 20, ein leitfähiges Material, unter Einwirkung von Luft und potentiell Feuchtigkeit oxidieren kann. Die Oxidation der oberen Elektrode 20 ändert die Masse der oberen Elektrode 20, wodurch die Resonanzfrequenz verändert wird. Um das Resonanzfrequenz-Driftproblem zu reduzieren oder zu minimieren, wird die Schutzschicht 54 üblicherweise unter Verwendung von inertem Material hergestellt, das weniger anfällig für eine Reaktion mit der Umgebung ist, wie z. B. Aluminiumoxynitrid (ALON), Siliziumdioxid (SiO₂), Siliziumnitrid (Si₃N₄), oder Siliziumcarbid (SiC). In Experimenten wurde eine Schutzschicht 54 mit einer Dicke im Bereich von 30 Angström bis 2 Mikrometer hergestellt. Die Schutzschicht 54 kann ein AlN-Material umfassen, das ferner für die piezoelektrische Schicht 17 verwendet werden kann.
Hier verbessert der Aufwachsschichtabschnitt 40 nicht nur die kristalline Qualität des Resonators 52 sondern dient ferner als eine schützende Unterschicht, die die untere Elektrode 16 vor einer Reaktion mit Luft und möglicherweise Feuchtigkeit aus der Umgebung schützt, die die untere Elektrode 16 über das Evakuierungsdurchgangsloch 35 erreicht.
4A stellt eine Draufsicht einer Vorrichtung 60 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dar. 4B ist eine Seitenansicht der Vorrichtung 60 aus 4A entnommen entlang der Linie D-D. 4C ist eine einfache schematische Darstellung, die teilweise eine Ersatzschaltung darstellt, die unter Verwendung der Vorrichtung 60 gebildet werden kann. Abschnitte der Vorrichtung 60 in den 4A, 4B und 4C sind ähnlich zu jenen der Vorrichtung 10 aus den 1A und 1B und der Vorrichtung 30 aus den 2A und 2B. Der Bequemlichkeit halber werden Abschnitten der Vorrichtung 60 in den 4A, 4B und 4C, die ähnlich zu den Abschnitten der Vorrichtung 10 aus den 1A und 1B und den Abschnitten der Vorrichtung 30 aus den 2A und 2B sind, dieselben Bezugszeichen zugeordnet und unterschiedlichen Abschnitten werden unterschiedliche Bezugszeichen zugeordnet.
Bezug nehmend nun auf die 4A, 4B und 4C ist die Vorrichtung 60 auf ähnliche Weise zu der Vorrichtung 10 aus den 1A und 1B hergestellt und wurde hierin vorangehend erörtert. Das heißt, die untere Elektrodenschicht 15, die piezoelektrische Schicht 17 und die obere Elektrodenschicht 19 sind über einem Substrat 14 hergestellt, das einen Hohlraum 22 aufweist. Diese Schichten sind auf eine ähnliche Weise hergestellt wie die Vorrichtung 30 aus den 2A und 2B, und die Details dieser Schichten wurden vorangehend erörtert. Der Resonator 12, vorzugsweise eine Dünnfilmresonator, wie z. B. ein FBAR, weist Abschnitte (wie durch die Klammern 12 angezeigt ist) dieser Schichten – 15, 17 und 19 – auf, die überlappen und über dem Hohlraum 22 positioniert sind. Diese Abschnitte werden als untere Elektrode 16, piezoelektrischer Abschnitt 18 und obere Elektrode 20 bezeichnet.
Die Vorrichtung 60 umfaßt zumindest eine Bondanschlußfläche. In den 4A und 4B sind eine erste Bondanschlußfläche 62 und eine zweite Bondanschlußfläche 64 dargestellt. Die erste Bondanschlußfläche 62 ist mit dem Resonator 12 durch seine obere Elektrodenschicht 19 verbunden. Die erste Bondanschlußfläche 62 ist in Kontakt mit dem Halbleitersubstrat 14, wodurch eine Schottky-Übergangsdiode 63 gebildet wird. Operationscharakteristika solcher Dioden sind in der Technik bekannt.
Ferner ist eine zweite Bondanschlußfläche 64 dargestellt, die mit dem Resonator 12 durch ihre untere Elektrodenschicht 15 verbunden ist. Die zweite Bondanschlußfläche 64 ist derart dargestellt, daß sie einen Kontakt mit dem Substrat 14 an zwei Stellen herstellt, wodurch zwei Schottky-Diodenkontakte 65 gebildet werden. In der Tat kann eine Bondanschlußfläche hergestellt sein, um in Kombination mit dem Substrat 14 eine Mehrzahl von Diodenkontakten für den Schutz des Resonators zu bilden, mit dem dieselbe verbunden ist. Die Kontakte 65 von einer einzelnen Anschlußfläche 64 bilden elektrisch eine einzelne Schottky-Diode.
Die Bondanschlußflächen 62, 64 sind üblicherweise unter Verwendung eines leitfähigen Metalls hergestellt, wie z. B.
Gold, Nickel, Chrom oder anderen geeigneten Materialien oder einer Kombination derselben.
4C kann verwendet werden, um die Operationen der Filterschaltung 72 zu beschreiben, die den Resonator 12 aufweist. Normalerweise fließt kein Strom durch die Dioden 63 und 65, da die Diode 63 als eine offene Schaltung (Leerlauf) in einer Richtung wirkt, während die Diode 65 als eine geschlossene Schaltung (Kurzschluß) in der entgegengesetzten Richtung wirkt. Wenn jedoch eine elektrostatische Spannungsspitze an dem Resonator 12 über dessen Bondanschlußfläche 64 angelegt wird (vielleicht von einer Antenne 66), dann bricht die Diode 63 zusammen. Wenn die Diode 63 zusammenbricht, ist dieselbe effektiv eine geschlossene Kurzschlußschaltung und ermöglicht, daß die Spannungsspitze zu dem Substrat 14 und schließlich zu der Masse 68 übertragen wird, wodurch der Resonator 12 vor der Spannungsspitze geschützt wird. Die andere Diode 65 wirkt ähnlich, um den Resonator 12 vor Spannungsspitzen von anderen elektronischen Schaltungen 70 zu schützen, die mit dem Filter 72 verbunden sind. Das heißt, zwei Metallanschlußflächen, z. B. die Anschlußflächen 62 und 64, die mit elektrisch gegenüberliegenden Seiten des Resonators 12 verbunden sind, hergestellt auf einem Halbleitersubstrat, erzeugen eine elektrische Schaltung von zwei Back-to-Back-Schottky-Dioden die elektrostatische Hochspannungsentladungen ermöglichen, um harmlos in dem Substrat zu dissipieren und die piezoelektrische Schicht nicht irreversibel zu durchbrechen, z. B. die PZ-Schicht 17, die die obere und untere Elektrode voneinander trennt, z. B. die Elektroden 16 und 20. Ein elektronisches schematisches Diagramm aus 4C stellt einen solche Verbindung dar.
Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel kann eine einzelne Vorrichtung einen Resonator umfassen, der alle Merkmale aufweist, die oben erörtert wurden, einschließlich der Aufwachsschicht 38 und der Schutzschicht 54, die in den 2A, 2B, 3A und 3B dargestellt sind und der Bondan schlußflächen 62 und 64 (die die Schottky-Dioden 63 und 65 bilden), die in den 4A und 4B dargestellt sind. Bei dem alternativen Ausführungsbeispiel können die Anschlußflächen 62 und 64 auf der Aufwachsschicht 38 mit mehreren Mikrometern Überhang oberhalb und über die obere Elektrodenschicht 19 und die untere Elektrodenschicht 15 hinaus gebildet sein.

Claims

Vorrichtung (60), die folgende Merkmale aufweist: einen Dünnfilmresonator (12), der auf einem Halbleitersubstrat (14) hergestellt ist; eine Bondanschlußfläche (64), die mit dem Dünnfilmresonator (12) verbunden ist, wobei die Bondanschlußfläche (64) eine Schottky-Diode (65) mit dem Substrat (14) bildet, um den Dünnfilmresonator (12) vor elektrostatischen Entladungen zu schützen.
Vorrichtung (60) gemäß Anspruch 1, bei der die Bondanschlußfläche (64) eine Mehrzahl von Schottky-Dioden (65) mit dem Substrat bildet.
Vorrichtung (60) gemäß Anspruch 1 oder 2, bei der die Bondanschlußfläche (64) ein leitfähiges Material aufweist.
Vorrichtung (60) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die Bondanschlußfläche (64) einen Leiter aufweist, der aus einer Gruppe bestehend aus Gold, Nickel und Chrom ausgewählt ist.
Vorrichtung (60) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der der Dünnfilmresonator (12) einen piezoelektrischen Abschnitt (18) aufweist, der sandwichartig durch eine untere Elektrode (16) und eine obere Elektrode (20) eingeschlossen ist.
Vorrichtung (60) gemäß Anspruch 5, bei der der piezoelektrische Abschnitt (18) Aluminiumnitrid aufweist und die untere und die obere Elektrode (16, 20) Molybdän aufweisen.
Verfahren zum Herstellen einer Vorrichtung (60), wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: Herstellen eines Dünnfilmresonators (12) auf einem Substrat; Herstellen einer Bondanschlußfläche (64), die mit dem Dünnfilmresonator (12) verbunden ist, wobei 'ein Abschnitt der Bondanschlußfläche in Kontakt mit dem Substrat ist, um eine Schottky-Diode zu bilden.
Verfahren gemäß Anspruch 7, bei dem die Bondanschlußfläche (64) eine Mehrzahl von Schottky-Dioden (65) mit dem Substrat bildet.
Verfahren gemäß Anspruch 7 oder 8, bei dem die Bondanschlußfläche (64) ein leitfähiges Material aufweist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 7 bis 9, bei dem die Bondanschlußfläche (64) einen Leiter aufweist, der aus einer Gruppe bestehend aus Gold, Nickel und Chrom ausgewählt ist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 7 bis 10, bei dem der Dünnfilmresonator (12) einen piezoelektrischen Abschnitt (18) aufweist, der durch eine untere Elektrode (16) und eine obere Elektrode (20) sandwichartig eingeschlossen ist.
Verfahren gemäß Anspruch 11, bei dem der piezoelektrische Abschnitt (18) Aluminiumnitrid aufweist und die untere und die obere Elektrode (16, 20) Molybdän aufweisen.