CN106715326B - 用于器件的覆盖物及用于制造用于器件的覆盖物的方法 - Google Patents

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Abstract

说明了一种用于电子器件(例如MEMS、BAW或SAW类型)的覆盖物。所述覆盖物包括至少一个层(5、6、7)，所述层具有带多个凸部(8、9、15)和/或凹部(10、11、16)的结构化部分(19、20、21)。此外，还提出用于制造这种覆盖物(1)的方法。

Description

用于器件的覆盖物及用于制造用于器件的覆盖物的方法
本发明提出一种用于器件的覆盖物。例如，器件具有构造成MEMS(微机电系统)结构、BAW结构或SAW结构的器件结构。特别地，由配设有覆盖物的结构提供封包形式的器件。优选地，覆盖物通过薄膜技术制成。此外，还提出用于制造这种覆盖物的方法。
电气器件的覆盖物例如用于使器件结构免受机械和/或化学影响。此外，由覆盖物构成器件结构的限定空腔。由公开文献DE 10 2011 103 516 A1已知一种用于制造覆盖物的方法。
本发明的目的是，提供改善的覆盖物以及用于制造改善的用于器件结构的覆盖物的方法。
根据本发明的第一个方面，提出一种用于器件的覆盖物。所述覆盖物优选以薄膜技术制成。例如，所述器件具有需要覆盖的器件结构。在此，例如是滤波器结构和/或双工器结构。特别地，可能是一个或多个谐振器，例如级联的谐振器。
所述覆盖物优选地包括面向于所述器件结构的下侧以及背向于所述器件结构的上侧。所述器件的外部空间连接所述上侧。例如，所述器件结构和所述覆盖物被布置于载体衬底上。有鉴于此，所述下侧是所述覆盖物面向于所述载体衬底的一侧，并且所述上侧是背向于所述载体衬底的一侧。所述覆盖物例如限定空腔。所述下侧优选地直接连接所述空腔。
所述覆盖物包括至少一个具有结构化部分的层。特别地，该层具有多个凸部和/或凹部。例如，所述凸部和/或凹部被布置成规则结构。
优选地，通过这种结构化部分提高了所述覆盖物的机械稳定性。这例如能够扩大所述覆盖物的基面。此外，这种稳定的覆盖物还允许在高喷射压力下涂覆其他灌封填料。此外，所述覆盖物能够实现较小的厚度。这尤其能够节约成本。此外，覆盖物的厚度过大会导致不理想的晶片翘曲。
在一种实施方式中，所述凸部和/或凹部被构造于所述覆盖物的一层的上侧以及下侧。在此情形下，该层的厚度在例如该层的整个片面上恒定。一层的下侧和上侧和整个覆盖物的下侧和上侧相对应，均以器件结构或载体衬底的方位位准。
在一种实施方式中，所述凸部和/或凹部仅被构造于所述层的上侧或者仅被构造于所述层的下侧。所述层的厚度例如在所述凸部的位置的厚度不同于所述层在其他位置的厚度。例如，所述层在凸部的位置比在其他位置更厚。所述层在凹部的位置例如比在其他位置更薄。
在一种实施方式中，所述凸部和/或凹部具有微长形状。特别地，在所述覆盖物的俯视图中，所述凸部和/或凹部被构造成在一个方向上明显比与之垂直的方向上更长。优选地，所述凸部和/或凹部沿同一方向延伸。例如，所述凸部以规则的间隔布置于与纵向垂直的方向上。在一种实施方式中，所述层具有波形。所述凸部特别能够使得所述层呈波浪状或槽纹状表面结构。
在一种实施方式中，该层在横截面上具有正弦形的外轮廓。在另一种实施方式中，所述外轮廓呈梯形或三角形。所述凸部例如被构造成锯齿形或具有平截尖端的锯齿形。
所述结构化部分还可能既不构造成槽纹形也不构造成波形。例如，所述结构化部分被构造成类似于蛋品包装盒中的结构。
在一种实施方式中，所述覆盖物具有多个上下重叠布置的层。在此情形下，在这些层的至少一层中构造所述结构化部分。例如，所述覆盖物具有最下层和最上层。在此情形下，所述最下层的下侧构成所述覆盖物的下侧。所述最上层的上侧构成所述覆盖物的上侧。
在一种实施方式中，所述覆盖物具有最下层、至少一个中间层以及最上层。有鉴于此，所述覆盖物被构造成至少三层结构。在所述最上层与所述最下层之间还可以布置有多个中间层。所述中间层例如构成支撑层。例如，所述中间层的材料与所述最上层和最下层相比具有相对较低的固有刚度。例如，所述最下层具有二氧化硅，所述中间层具有聚合物，并且所述最上层具有氮化硅。
在一种实施方式中，至少在所述覆盖物的下侧构造所述结构化部分。例如，通过对牺牲材料进行相应的结构化而形成这种结构化部分。在此情形下，在载体衬底上施加牺牲材料，特别地牺牲层。所述牺牲材料例如覆盖器件结构。例如，借助于光刻法将所述牺牲材料施加于所述载体衬底上。在此情形下，也可以产生所述牺牲材料的结构化部分。特别地，可以在所述牺牲材料的上侧构造凹部和/或凸部。随后在所述牺牲材料上施加所述覆盖物的一层，特别地最下层。基于所述牺牲材料的结构化部分，所述覆盖物在其下侧获得互补的结构化部分。优选地，在施加该层之后移除所述牺牲材料。
在替选的实施方式中，所述覆盖物的下侧不具有结构化部分。例如，所述下侧具有平整的表面。然而，所述下侧也可以具有穿孔或类似的结构化部分，其并非构造用于提高机械稳定性。下侧并不具有结构化部分的实施方式的优势在于，结构化不会改变空腔的几何形状。因而，能够避免对器件功能性产生影响。
在一种实施方式中，在所述覆盖物的上侧构造所述结构化部分。例如，为此借助于光刻法施加所述覆盖物的中间层和/或最上层，其中也可以通过该方法产生结构化部分。最上层的结构化部分也可以基于位于其下方的层的结构化部分来完成。特别地，所述最上层的结构化部分可以被构造成与中间层的结构化部分互补。
在替选的实施方式中，所述覆盖物的上侧不具有结构化部分。例如，所述上侧具有平整的表面。其优势例如在于，结构化部分不易受外界损伤。例如，一层的结构化部分借由位于其上方的层整平。
在一种实施方式中，所述覆盖物具有多个结构化部分的组合。例如，所述覆盖物的上侧以及下侧都配设有结构化部分。例如，所述覆盖物具有多个层，这些层分别配设有结构化部分。
在具有多个结构化部分的情况下，这些结构化部分能够在其几何形状和/或其取向方面有所不同。例如，一个结构化部分具有微长的凸部和/或凹部，它们沿第一方向延伸。另一个结构化部分同样具有微长的凸部和/或凹部，而它们却沿第二方向延伸。所述第一方向不同于所述第二方向。例如，这两个方向彼此垂直地延伸。可以在一层的上侧和下侧构造结构化部分。替选地或附加地，可以在不同的层上构造结构化部分。
在一种实施方式中，所述覆盖物的上侧以及下侧都不具有结构化部分。在此情形下，所述覆盖物例如被构造成多层结构。在两层结构中，例如可以仅在所述最上层的下侧和/或所述最下层的上侧构造结构化部分。在三层或更多层的结构中，例如中间层具有结构化部分。
根据本发明的另一个方面，提出一种具有覆盖物的器件的半成品。所述覆盖物如上所述构成。所述半成品具有牺牲层，其毗邻覆盖物的下侧。所述牺牲层被设置成在稍后的工序中被至少部分地移除。所述牺牲层在其上侧具有至少一个结构化部分，该结构化部分具有多个凸部和/或凹部。
例如，在制造所述半成品的过程中，首先将具有结构化部分的牺牲层施加到载体衬底上。例如，为此利用光刻法。随后，再将覆盖物施加到所述牺牲层上。优选地，覆盖物基于牺牲层的结构化部分而获得其结构化部分。
根据本发明的又一个方面，提出一种具有覆盖物的器件。所述覆盖物如上所述构成。另外，所述器件具有被所述覆盖物覆盖的器件结构。例如，所述器件结构是MEMS器件、SAW器件和/或BAW器件的结构。例如，所述器件结构被构造成滤波器或双工器的一部分。还可能是单元，例如滤波器单元或双工器单元。
覆盖物因结构化部分而提高的机械稳定性允许覆盖更大的器件结构。由于覆盖物的基面可能更大，故一个单元只有少数零件才需要配设单独的覆盖物。这就能够节省空间，由此能使器件进一步小型化。另外，能够减小器件的复杂程度。
根据本发明的还一方面，提出一种用于制造器件的覆盖物的方法。在此，提供载体衬底。例如是晶片级的载体衬底，其稍后用于隔开多个器件。在所述载体衬底上可以布置一个或多个器件结构。在所述载体衬底上施加至少一个层。随后，在该层中引入结构化部分。所述结构化部分具有多个凸部和/或凹部。在经结构化的层上可以施加一个或多个其他层。
在一种实施方式中，经结构化的层是牺牲层，在稍后的工序中将其完全或部分地移除。例如，在经结构化的牺牲层上施加所述覆盖物的一层。所述覆盖物的这一层通过所述牺牲层的结构化部分获得其结构化部分。
在一种实施方式中，施加在上侧不具有结构化部分的牺牲层。在所述牺牲层上施加所述覆盖物的最下层。该层例如具有结构化部分，特别地在上侧。
根据所述方法的一种实施方式，在所述覆盖物的最下层施加所述覆盖物的另一层。所述另一层可以如此被构造，使得所述另一层的上侧不具有结构化部分。例如，所述另一层被如此构造，使得所述最下层中的凹部被填满。在一种实施方式中，所述另一层的上侧可以实现额外的平整度。
在本公开文献中描述了本发明的多个方面。本发明针对所述覆盖物、所述半成品、所述器件及所述方法所公开的全部特征也适当针对各个其他方面有所公开，反之亦然，即使在相应方面的上下文中并未明确提及相应的特征也如此。
下面借助示意性的且不合比例的实施例详细地阐述了此处描述的内容。
其中：
图1A示出覆盖物的第一实施方式的示意性剖视图；
图1B示出图1A的覆盖物的俯视图；
图2至图5示出覆盖物的其他实施方式的示意性剖视图。
在下面的附图中优选用相同的参考标记参照不同实施例的功能或结构上一致的部件。
图1A示出用于器件2的覆盖物1的剖视图。图1B示出覆盖物1的俯视图。器件2例如被构造成MEMS器件、BAW器件或SAW器件。
覆盖物1被施加于载体衬底3上并且与载体衬底3围成空腔4。在空腔4中可以布置一个或多个器件结构(未示出)。例如是用于滤波器和/或双工器的器件结构。特别地，器件结构可以包括一个或多个谐振器。然而，器件结构也可以是其他类型的。覆盖物1例如封装器件结构，特别是可以存在密封的封装。器件2利用覆盖物1设置为例如封包形式。
覆盖物具有多个层5、6、7。最下层5直接毗邻空腔4。例如，最下层具有二氧化硅。中间层6例如具有聚合物。最上层7使器件与外界隔绝。例如，最上层7具有氮化硅。最下层5和最上层7例如与中间层6相比较硬。中间层6例如充当支撑层。
覆盖物1的层5、6、7中的至少一层配设有结构化部分20、21。结构化部分20、21用于提高覆盖物1的稳定性。特别地，通过中间层6的结构化部分20可以提高稳定性。最下层5和/或最上层7例如具有与中间层6的结构化部分20互补的结构化部分。
在图1A和图1B所示的实施方式中，中间层6和最上层7分别具有带微长凸部8、9的结构化部分20、21。类似地，中间层6和最上层7具有构造于凸部8、9之间的凹部10、11。中间层在其上侧18具有结构化部分20。中间层6的下侧17不具有结构化部分。
最上层7中的凸部9形成覆盖物1的上侧13的凸部。覆盖物1的上侧13对应于最上层7的上侧。
凸部8、9呈规则布置并且具有一致的几何形状。特别地，凸部8、9的长度l和宽度b相似或相同。凸部8、9沿同一方向12延伸。通过凸部8、9，中间层6和上层7获得波浪状结构。
类似于建筑物的瓦楞房顶或波纹纸板，凸部8、9能够提高覆盖物1的机械稳定性。这就能够在足够的稳定性下使得覆盖物1保持较小的厚度。特别地，还可以使用基面较大的覆盖物1，而无需增加覆盖物1的厚度。这就例如能够使得整个滤波器单元和/或双工器单元配设单一的较大覆盖物，而并非使诸如一个或多个谐振器的零件配设多个单独的覆盖物。
例如，待覆盖的器件结构和/或器件布置在俯视图中具有微长形状。在此情形下，凸部8、9例如垂直于器件布置的纵向延伸。凸部8、9也可以不构造成微长结构。例如，所述结构化部分被构造成诸如蛋品包装盒中的结构。这例如在不具有长边，而是例如被构造成正方形的器件结构或器件布置中是有利的。
凸部8、9例如近乎在覆盖物1的整个表面上延伸。在另一种实施方式中，覆盖物1可以仅在其表面的一部分上配设有凸部8、9。
最下层5不具有凸部。特别地，由最下层5面向于空腔4的一侧构成的覆盖物的下侧14具有平整的表面。特别地，下侧14不具有凸部或凹部。有鉴于此，凸部8、9并不影响空腔4的形状。
覆盖物1优选以薄膜技术制成。例如，为了构成覆盖物1，首先在载体衬底3上施加牺牲层。在所示的实施方式中，牺牲层具有平整的表面。
在牺牲层上施加最下层5。此后，例如完全或部分地移除牺牲层。为了移除牺牲层，可以在最下层5中构造开口。在最下层5上施加中间层6。通过中间层6可以封闭最下层5中的开口。例如借助于光刻法施加中间层6并由此将其结构化。例如使用灰度掩模。在此情形下，灰度掩模具有不受溶解的极细孔眼。根据孔眼的构型，结构化部分20可以具有或多或少倾斜的边缘。
最后，在中间层6上施加最上层7。最上层7通过中间层6的结构化部分获得其结构化部分20，以便形成互补的结构化部分21。
图2示出覆盖物1的另一种实施方式。在该图中，覆盖物1也包括三个层5、6、7。然而，与图1A的实施方式相比，从外部无法看出结构化部分20。
中间层6在其上侧18具有带凸部8或凹部10的结构化部分20。结构化部分20呈锯齿形构造。最上层6的下侧被构造成与上侧18互补，即同样具有锯齿形的结构化部分。
由最上层7的上侧构成的覆盖物1的上侧13呈平整构造。特别地，在上侧13不存在凸部或凹部。例如，如此施加最上层7，使得中间层6中的凹部完全被最上层7的材料填充。可以还额外从外部将最上层7整平。
还能够使图1A和图2的覆盖物的特征相结合。例如，可能存在根据图1A的覆盖物1的一个或多个层5、6、7中的波浪形结构化部分，其中覆盖物1的上侧13如图2那样呈平整构造。另一方面，也可能存在根据图2的锯齿形结构化部分20，并且在上侧13构造互补的结构化部分21。结构化部分20也可以在中间层6中呈锯齿形构造并且在上侧13过渡成波浪形结构化部分21。
图3示出覆盖物1的又一种实施方式。在该图中，覆盖物1的上侧13和下侧14也呈平整构造。该实施方式与图2的实施方式的区别在于中间层6的结构化部分的形状。
中间层6具有截面呈梯形的微长凸部8。梯形的底面长于其对边。在另一种实施方式中，底面也可能比对边更短或者与其等长。
在凸部8之间构造凹部10。凹部10形成中间层6的凹陷处并且到达至最下层5。有鉴于此，中间层6的凸部9并不彼此相连。凹部10被最上层7的材料完全填满。
图4示出覆盖物1的还一种实施方式。有别于图1A至图3中所示的实施方式，覆盖物的下侧14具有结构化部分19。特别地，在下侧14上存在凸部15和凹部16。结构化部分19呈波浪形构造。然而，也可能存在其他形状的结构化部分。下侧14的结构化部分19例如通过在上侧结构化的牺牲层来产生。最下层5由此获得互补的结构化部分19。中间层同样在其下侧17及其上侧18获得互补的结构化部分22、20。覆盖物1的上侧13同样以互补的方式来结构化，特别是结构化成波浪形。
图5示出覆盖物1的另外一种实施方式，其中在覆盖物1的下侧14存在结构化部分19。有别于图4，覆盖物1的上侧13呈平整构造。
中间层6仅在其下侧17具有结构化部分22。中间层6的上侧18呈平整构造。最上层7的几何形状与中间层6的上侧18的几何形状互补。特别地，最上层7不具有结构化部分并由此在其上侧和下侧呈平整构造。覆盖物的上侧13的几何形状由此与中间层6的上侧18的几何形状互补。
在另一种实施方式中，中间层6的上侧18可以类似于图2和图3的实施方式而同样具有结构化部分。最上层7可以具有完全填满的凹部以及平整的表面，以致覆盖物1的上侧13呈平整构造。
在另一种实施方式中，覆盖物的不同层5、6、7可以具有不同的结构化部分。例如，最下层5在其下侧14具有结构化部分19，其中微长的凸部在第一方向上延伸。最上层7例如在其上侧13具有结构化部分21，其中微长的凸部在第二方向上延伸，该第二方向与第一方向不一致。例如，第二方向与第一方向垂直。
附图标记清单
1 覆盖物
2 器件
3 基底
4 空腔
5 最下层
6 中间层
7 最上层
8 凸部
9 凸部
10 凹部
11 凹部
12 方向
13 覆盖物的上侧
14 覆盖物的下侧
15 凸部
16 凹部
17 中间层的下侧
18 中间层的上侧
19 覆盖物下侧的结构化部分
20 中间层上侧的结构化部分
21 覆盖物上侧的结构化部分
22 中间层下侧的结构化部分
b 凸部的宽度
l 凸部的长度

Claims (15)

1.一种用于微机电器件的覆盖物，其中，所述覆盖物(1)包括至少一个层(5、6、7)，所述层具有带多个凸部(8、9、15)和/或凹部(10、11、16)的结构化部分(19、20、21、22)；
其中所述覆盖物(1)具有多个上下重叠布置的层(5、6、7)，其中所述结构化部分(19、20、21、22)形成在所述层(5、6、7)的至少一层中，
其中所述覆盖物具有最下层、至少一个中间层以及最上层，
其中所述至少一个中间层形成支撑层；且其中所述至少一个中间层的材料与所述最上层和最下层相比具有相对低的固有刚度，
其中所述至少一个中间层施加到所述最下层上，使得所述最下层的上侧的凹部被填充，并且所述最上层施加到所述至少一个中间层上，使得所述至少一个中间层的上侧的凹部被完全填充。
2.根据权利要求1所述的覆盖物，
其中，所述结构化部分(19、20、21、22)被构造成槽纹形和/或波形。
3.根据前述权利要求中任一项所述的覆盖物，
其中，所述凸部(8、9、15)和/或凹部(10、11、16)具有微长的形状。
4.根据权利要求1或2所述的覆盖物，其限定空腔(4)。
5.根据权利要求1或2所述的覆盖物，
其中，所述覆盖物(1)的下侧(14)不具有结构化部分。
6.根据权利要求1或2所述的覆盖物，
其中，在所述覆盖物(1)的上侧(13)构造所述结构化部分(21)。
7.根据权利要求1或2所述的覆盖物，
其中，所述覆盖物(1)的上侧(13)不具有结构化部分。
8.根据权利要求1或2所述的覆盖物，
其具有多个结构化部分(19、20、21、22)，所述多个结构化部分在其几何形状和/或其取向上有所不同。
9.根据权利要求1或2所述的覆盖物，
其中，所述覆盖物(1)的下侧(14)和上侧(13)不具有所述结构化部分(19、20、21、22)，以及其中，所述中间层(6)具有所述结构化部分(19、20、21、22)。
10.一种具有根据前述权利要求中任一项所述的覆盖物的器件的半成品，其中，所述半成品具有牺牲层以及所述覆盖物(1)的至少一个所述层(5)，其中，所述牺牲层毗邻所述覆盖物(1)的下侧(14)并且被设置成至少部分地移除，以及其中，所述牺牲层在上侧具有至少一个所述结构化部分。
11.一种具有根据权利要求1至9中任一项所述的覆盖物以及器件结构的器件，所述器件结构被所述覆盖物(1)覆盖。
12.一种用于制造根据权利要求1至9中任一项所述的覆盖物的方法，包括下列步骤：
-提供载体衬底(3)，
-在所述载体衬底(3)上施加至少一个所述层(5、6、7)，其中，所述层(5、6、7)具有带多个所述凸部(8、9、15)和/或凹部(10、11、16)的所述结构化部分。
13.根据权利要求12所述的方法，
包括另一步骤：
-在经结构化的所述层(5、6、7)上施加另一层(5、6、7)。
14.根据权利要求13所述的方法，
-其中，如此施加所述另一层(6、7)，使得所述另一层(6、7)的上侧(13、18)不具有所述结构化部分(19)。
15.根据权利要求12至14中任一项所述的方法，包括另一步骤：
-移除最先施加的所述层。
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