CN107733391A - 体声波滤波器装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种体声波滤波器装置，所述体声波滤波器装置包括：第一基板；第一滤波器，在所述体声波滤波器装置的腔内，所述第一滤波器设置在所述第一基板上；第二基板，结合到所述第一基板；第二滤波器，在所述腔内，所述第二滤波器设置在所述第二基板上并且面对所述第一滤波器；第一电感器层，设置在所述第一基板上以及所述第一滤波器的周围；第二电感器层，设置在所述第二基板上以及所述第二滤波器的周围，并结合到所述第一电感器层；及密封构件，所述密封构件与所述第一电感器层和所述第二电感器层一起密封所述腔。

Description

体声波滤波器装置
本申请要求于2016年8月11日提交到韩国知识产权局的第10-2016-0102557号韩国专利申请的优先权和权益，所述韩国专利申请的全部公开内容出于所有目的通过引用被包含于此。
技术领域
以下描述涉及体声波滤波器装置。
背景技术
体声波(BAW)双工器可包括：用于发送和接收的BAW滤波器，分别表面安装在多层基板上；辅助电路，利用多层基板实施。由于BAW滤波器可以以二维的方式表面安装在多层基板上，因此在空间最小化方面可能会有限制。
另外，由于RF前端模块的厚度被减小，因此BAW双工器的厚度也需要被减小。为此，需要实施薄的多层基板。当电感器形成在薄的多层基板上时，从地面的高度可能会相对低，因此，形成BAW双工器所需的电感器的品质因数(Q)也可能会低，这样可能会导致插入损耗的增加。
此外，当在BAW双工器上执行晶圆级封装(WLP)时，BAW双工器可通过涂敷粘合材料并使粘合材料熔化以在晶圆之间形成结合部来密封。然而，这样可能不能完全阻挡水分或其他污染物渗入BAW双工器。
发明内容
提供本发明内容以简化的形式对所选择的构思进行介绍，并在下面的具体实施方式中进一步描述所述构思。本发明内容既不意于限定所要求保护的主题的主要特征或必要特征，也无意帮助确定所要求保护的主题的范围。
在一个总的方面中，一种体声波滤波器装置包括：第一基板；第一滤波器，在所述体声波滤波器装置的腔内，所述第一滤波器设置在所述第一基板上；第二基板，结合到所述第一基板；在所述腔内，所述第二滤波器设置在所述第二基板上并且面对所述第一滤波器；第一电感器层，设置在所述第一基板上以及所述第一滤波器的周围；第二电感器层，设置在所述第二基板上以及所述第二滤波器的周围，并结合到所述第一电感器层；及密封构件，与所述第一电感器层和所述第二电感器层一起密封所述腔。
所述第一电感器层和所述第二电感器层可具有彼此对应的螺旋形状。
所述密封构件可形成在所述第一电感器层和所述第二电感器层的敞开区域中。
所述密封构件可包含多晶硅材料。
所述第一电感器层的厚度可大于所述第一电感器层的宽度，所述第二电感器层的厚度可大于所述第二电感器层的宽度。
所述第一基板可包括设置在所述第一电感器层周围的蚀刻槽，所述第二基板可包括设置在所述第二电感器层周围的蚀刻槽。
所述蚀刻槽可通过反应离子蚀刻(RIE)形成。
所述第一电感器层和所述第二电感器层可包含铜和镍中的任意一种，并且可通过镀覆形成。
所述第一电感器层和所述第二电感器层可通过共晶键合彼此结合。
所述体声波滤波器装置还可包括设置在所述第一基板的底表面上且连接到过孔的连接垫。
所述第一基板可包括其上形成有所述第一电感器层以及所述密封构件的辅助层，所述第二基板可包括其上形成有所述第二电感器层以及所述密封构件的辅助层。
所述密封构件可设置在所述辅助层的其上没有形成所述第一电感器层和所述第二电感器层的部分上。
所述体声波滤波器装置还可包括：第一结合层，在所述第一电感器层的外部，所述第一结合层设置在所述第一基板上；及第二结合层，设置在所述第二基板上且结合到所述第一结合层。
在另一总的方面中，一种体声波滤波器装置包括：第一基板；第一滤波器，在所述体声波滤波器装置的腔内，所述第一滤波器设置在所述第一基板上；第二基板，结合到所述第一基板；第二滤波器，在所述腔内，所述第二滤波器设置在所述第二基板上并且面对所述第一滤波器；电感器，具有螺旋形状并包括包围所述第一滤波器和所述第二滤波器的第一电感器层和第二电感器层；及密封构件，密封所述电感器的一部分以密封所述腔。
所述第一基板可包括设置在所述第一电感器层周围的蚀刻槽，所述第二基板可包括设置在所述第二电感器层周围的蚀刻槽。
所述第一电感器层的厚度可大于所述第一电感器层的宽度，所述第二电感器层的厚度可大于所述第二电感器层的宽度。
所述密封构件可包含多晶硅材料。
所述电感器和所述密封构件可结合到所述第一基板和所述第二基板。
通过以下具体实施方式、附图以及权利要求，其他特征和方面将是显而易见的。
附图说明
图1是示出根据实施例的体声波滤波器装置的示意性截面图。
图2是示出图1的体声波滤波器装置的第一电感器层的示图。
图3至图12是示出根据实施例的制造体声波滤波器装置的方法的工艺示图。
在所有的附图和具体实施方式中，相同的标号指示相同的元件。附图可不按照比例绘制，为了清楚、说明及便利起见，附图中的元件的相对尺寸、比例和描绘可被夸大。
具体实施方式
提供以下具体实施方式以帮助读者获得对这里所描述的方法、设备和/或系统的全面理解。然而，在理解本申请的公开内容后，这里所描述的方法、设备和/或系统的各种变化、修改及等同物将是显而易见的。例如，这里所描述的操作顺序仅仅是示例，其并不局限于这里所阐述的顺序，而是除了必须以特定顺序发生的操作之外，在理解本申请的公开内容后可做出将是显而易见的改变。此外，为了提高清楚性和简洁性，可省略对于本领域已知的特征的描述。
这里所描述的特征可以以不同的形式实施，并且将不被解释为被这里所描述的示例限制。更确切地说，提供这里所描述的示例仅仅为示出在理解本申请的公开内容后将是显而易见的实施这里所描述的方法、设备和/或系统的很多可行的方式中的一些。
在整个说明书中，当诸如层、区域或基板的元件被描述为“位于”另一元件“上”、“连接到”另一元件或“结合到”另一元件时，该元件可以直接“位于”另一元件“上”、“连接到”另一元件或“结合到”另一元件，或者可存在介于两者之间的一个或更多个其他元件。相比之下，当元件被描述为“直接位于”另一元件“上”、“直接连接到”另一元件或“直接结合到”另一元件时，可能不存在介于两者之间的其他元件。
如这里所使用的，术语“和/或”包括相关所列项的任意一个或者任意两个或更多个的任意组合。
尽管可在这里使用诸如“第一”、“第二”和“第三”的术语来描述各种构件、组件、区域、层或部分，但是这些构件、组件、区域、层或部分不受这些术语的限制。更确切地说，这些术语仅用于将一个构件、组件、区域、层或部分与另一构件、组件、区域、层或部分区分开。因而，在不脱离示例的教导的情况下，这里所描述的示例中所称的第一构件、组件、区域、层或部分可被称为第二构件、组件、区域、层或部分。
为了易于描述如图所示的一个元件相对于另一元件的关系，这里可以使用诸如“在……上方”、“上”、“在……下方”以及“下”的空间相对术语。这些空间相对术语意图包含除了图中所示的方位以外装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被翻转，则被描述为“在”另一元件“上方”或“上”的元件于是将“在”另一元件“下方”或“下”。因而，术语“在……上方”可根据装置的空间方向包括上方和下方两种方位。装置也可以其他方式(例如，旋转90度或处于其他方位)定位且可对这里使用的空间相对描述术语做出相应解释。
这里使用的术语仅用于描述各种示例，并且不用于限制本公开。除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式也意图包括复数形式。术语“包含”、“包括”和“具有”列举存在所陈述的特征、数字、操作、构件、元件和/或他们的组合，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、数字、操作、构件、元件和/或他们的组合。
由于制造技术和/或公差，可发生附图中所示的形状的变型。因而，这里所描述的示例不局限于附图中所示的特定形状，而是包括制造过程中所发生的形状的变化。
正如在理解本申请的公开内容之后将显而易见的，这里所描述的示例的特征可以各种方式进行组合。此外，尽管这里所描述的示例具有各种构造，但是正如在理解本申请的公开内容之后将显而易见的，其他构造也是可能的。
图1是示出根据实施例的体声波滤波器装置100的示意性截面图。图2是示出体声波滤波器装置100的第一电感器层130的示图。
参照图1和图2，体声波滤波器装置100包括例如第一基板110、第一滤波器120、第一电感器层130、第二基板140、第二滤波器150、第二电感器层160和密封构件170。
第一基板110可以是其中堆叠有硅的基板。例如，第一基板110由硅晶圆形成。
第一基板110包括设置在第一电感器层130周围的蚀刻槽112。蚀刻槽112可通过反应离子蚀刻(RIE)形成。作为示例，蚀刻槽112通过深槽反应离子蚀刻形成在第一基板110上。
第一基板110包括其上形成有第一电感器层130和密封构件170的辅助层114。辅助层114是使第一电感器层130和密封构件170更易于结合到第一基板110的辅助结合层。作为示例，辅助层114由金属材料形成。
另外，连接垫116形成在第一基板110的底表面上，并连接到过孔118(见图12)。
在体声波滤波器装置100的内部空间或腔内，第一滤波器120形成在第一基板110上。第一滤波器120包括例如下电极(未示出)、压电层(未示出)和上电极(未示出)。下电极、压电层和上电极可顺序地堆叠。此外，第一滤波器120可包括气隙。
第一滤波器120中包括的下电极和上电极可由诸如钼(Mo)、钌(Ru)或钨(W)的导电材料形成。
此外，第一滤波器120中包括的下电极和上电极用作向压电层施加诸如RF信号的电信号的输入电极和输出电极。例如，当下电极为输入电极时，上电极为输出电极。
此外，压电层将从下电极或上电极输入的电信号转换成声波。
例如，当在下电极中诱发随时间变化的电场时，压电层将输入到下电极的电信号转换成物理振动。也就是说，当在下电极中诱发随时间变化的电场时，压电层利用所诱发的电场产生沿压电层的厚度方向的体声波。因此，压电层从电信号产生体声波。
压电层可通过在下电极上沉积氮化铝、氧化锌或锆钛酸铅形成。
第一电感器层130形成在第一基板110上，以被设置成围绕第一滤波器120。第一电感器层130可由铜(Cu)或镍(Ni)中的任意一种形成，并且可通过镀覆形成。例如，第一电感器层130设置在第一滤波器120的外部。
另外，第一电感器层130具有高的厚宽比(aspect ratio)。也就是说，第一电感器层130的厚度t1大于第一电感器层130的宽度w1。
此外，第一电感器层130具有螺旋形状。例如，第一电感器层130具有与第一滤波器120的形状相对应的形状。例如，当第一滤波器120具有基本上不规则的圆形或椭圆形形状时，第一电感器层130具有基本上不规则的圆形或椭圆形形状。作为另一示例，当第一滤波器120具有基本上多边形(例如，五边形或四边形)形状时，第一电感器层130也具有基本上多边形形状。
由于第一电感器层130具有螺旋形状，因此第一电感器层130未成形为密封体声波滤波器装置100的内部空间。
第二基板140结合到第一基板110，并被设置在第一基板110的上方。也就是说，第一基板110和第二基板140被设置成彼此面对。第二基板140可以是其中堆叠有硅的基板。例如，第二基板140由硅晶圆形成。
此外，第二基板140包括被设置成围绕第二电感器层160的蚀刻槽142。蚀刻槽142可通过反应离子蚀刻(RIE)形成。例如，蚀刻槽142通过深槽反应离子蚀刻形成在第二基板140中。
第二基板140包括辅助层144，在制造过程中，第二电感器层160和密封构件170形成在辅助层144上。辅助层144是使第二电感器层160和密封构件170更易于结合到第二基板140的辅助结合层。作为示例，辅助层144由金属材料形成。
在体声波滤波器装置100的内部空间中，第二滤波器150形成在第二基板140上，并面对第一滤波器120。也就是说，在体声波滤波器装置100的内部空间中，第一滤波器120和第二滤波器150在第一基板110和第二基板140之间相分开且彼此面对。第二滤波器150包括例如下电极(未示出)、压电层(未示出)和上电极(未示出)。下电极、压电层和上电极可顺序地堆叠。此外，第二滤波器150可包括气隙。
第二滤波器150中包括的下电极和上电极可由诸如钼(Mo)、钌(Ru)或钨(W)的导电材料形成。
此外，第二滤波器150中包括的下电极和上电极用作向压电层施加诸如RF信号的电信号的输入电极和输出电极。例如，当下电极为输入电极时，上电极为输出电极。
此外，压电层将从下电极或上电极输入的电信号转换成声波。
例如，当在下电极中诱发随时间变化的电场时，压电层将输入到下电极的电信号转换成物理振动。也就是说，当在下电极中诱发随时间变化的电场时，压电层利用所诱发的电场产生沿压电层的厚度方向的体声波。因此，压电层从电信号产生体声波。
压电层可通过在下电极上沉积氮化铝、氧化锌或锆钛酸铅形成。
第二电感器层160形成在第二基板140上，以被设置成围绕第二滤波器150。第二电感器层160可由铜(Cu)和镍(Ni)中的任意一种形成，并可通过镀覆形成。例如，第二电感器层160设置在第二滤波器150的外部。
另外，第二电感器层160具有高的厚宽比。也就是说，第二电感器层160的厚度t2大于第二电感器层160的宽度w2。
此外，第二电感器层160具有螺旋形状。例如，第二电感器层160具有与第二滤波器150的形状相对应的形状。例如，当第二滤波器150具有基本上不规则的圆形或椭圆形形状时，第二电感器层160具有基本上不规则的圆形或椭圆形形状。作为另一示例，当第二滤波器150具有基本上多边形(例如，五边形或四边形)形状时，第二电感器层160也具有基本上多边形形状。
由于第二电感器层160具有螺旋形状，因此第二电感器层160未成形为密封体声波滤波器装置100的内部空间。
另外，第二电感器层160具有与第一电感器层130的形状相对应的形状。第二电感器层160结合到第一电感器层130。此外，第一电感器层130和第二电感器层160可通过共晶键合(eutectic bonding)来彼此结合。第一电感器层130和第二电感器层160组合以形成电感器190。电感器190的宽度小于电感器190的厚度，从而改善电感器190的品质因数。
密封构件170与第一电感器层130和第二电感器层160一起密封其中设置有第一滤波器120和第二滤波器150的内部空间。也就是说，如图2所示，密封构件170形成在第一电感器层130和第二电感器层160的敞开区域中，以密封体声波滤波器装置100的其中设置有第一滤波器120和第二滤波器150的内部空间。密封构件170由例如多晶硅材料形成。
第一基板110包括位于第一电感器层130外部的第一结合层119，第二基板140包括以类似的方式构造且结合到第一结合层119的第二结合层(未示出)。第一结合层119和第二结合层(未示出)为将第一基板110和第二基板140结合在一起的组件，并可由诸如金(Au)或铬(Cr)的金属材料形成。
如上所述，通过由具有高的厚宽比的第一电感器层130和第二电感器层160形成的电感器190改善了品质因数。此外，通过分别在第一电感器层130和第二电感器层160周围形成的蚀刻槽112和142进一步改善了品质因数。
另外，其中形成有第一滤波器120和第二滤波器150的内部空间通过第一电感器层130和第二电感器层160以及密封构件170密封，因此与结合层(未示出)一起形成双重密封结构。也就是说，能够更可靠地防止水分和其他污染物渗入其中形成有第一滤波器120和第二滤波器150的内部空间。
图3至图12是示出根据实施例的制造体声波滤波器装置100的方法的解释性示图。
参照图3，分别在第一基板110和第二基板140上形成第一滤波器120和第二滤波器150，然后，分别在第一基板110和第二基板140上形成辅助层114和144。辅助层114和144形成为分别围绕第一滤波器120和第二滤波器150设置。
接下来，如图4所示，在第一基板110和第二基板140的一部分以及辅助层114和144上形成掩膜层10。掩膜层10由不受光致抗蚀剂或反应离子蚀刻影响的材料形成。
其后，如图5所示，通过执行深槽RIE分别在辅助层114和144的周围形成蚀刻槽112和142。
接下来，如图6所示，在移除掩膜层10后，在辅助层114和144上分别形成第一电感器层130和第二电感器层160，以形成具有高厚宽比的电感器190。第一电感器层130的厚度t1和第二电感器层160的厚度t2分别大于宽度w1和w2。此外，第一电感器层130和第二电感器层160由金属材料通过镀覆形成。
其后，如图7所示，在辅助层114和144的其上没有形成第一电感器层130和第二电感器层160的部分上形成密封构件170。密封构件170由诸如多晶硅的材料形成。如图2所示，密封构件170形成在第一电感器层130和第二电感器层160的敞开区域中。
接下来，如图8所示，将第一基板110和第二基板140堆叠在一起，以使第一滤波器120和第二滤波器150彼此面对。其后，如图9所示，通过共晶键合将第一电感器层130和第二电感器层160以及密封构件170彼此结合。
其后，如图10所示，执行蚀刻，以在第一基板110的底表面上形成通路孔30。其后，如图11所示，执行化学机械抛光(CMP)，以减小体声波滤波器装置100的厚度。
其后，如图12所示，在第一基板110上形成连接垫116的同时，镀覆通路孔30以形成过孔118。
如上所述，第一电感器层130和第二电感器层160以及密封构件170形成在第一滤波器120和第二滤波器150的周围，以密封其中设置有第一滤波器120和第二滤波器150的空间，从而改善气密性。
如上所述，根据这里公开的实施例，能够改善电感器的性能并阻挡水分和其他污染物渗入体声波滤波器装置。
虽然本公开包括具体示例，但在理解本申请的公开内容之后将显而易见的是，在不脱离权利要求及其等同物的精神及范围的情况下，可对这些示例作出形式和细节上的各种变化。这里所描述的示例将仅被理解为描述性意义，而非出于限制的目的。在每个示例中的特征或方面的描述将被理解为可适用于其他示例中的类似的特征或方面。如果按照不同的顺序执行描述的技术，和/或如果按照不同的形式组合和/或通过其他组件或他们的等同物替换或增添描述的系统、架构、装置或电路中的组件，则可获得合适的结果。因此，本公开的范围并不通过具体实施方式限定而是通过权利要求及其等同物限定，权利要求及其等同物的范围之内的全部变型将被理解为包括在本公开中。

Claims (18)

1.一种体声波滤波器装置，包括：
第一基板；
第一滤波器，在所述体声波滤波器装置的腔内，所述第一滤波器设置在所述第一基板上；
第二基板，结合到所述第一基板；
第二滤波器，在所述腔内，所述第二滤波器设置在所述第二基板上并且面对所述第一滤波器；
第一电感器层，设置在所述第一基板上以及所述第一滤波器的周围；
第二电感器层，设置在所述第二基板上以及所述第二滤波器的周围，并结合到所述第一电感器层；及
密封构件，与所述第一电感器层和所述第二电感器层一起密封所述腔。
2.根据权利要求1所述的体声波滤波器装置，其中，所述第一电感器层和所述第二电感器层具有彼此对应的螺旋形状。
3.根据权利要求1所述的体声波滤波器装置，其中，所述密封构件形成在所述第一电感器层和所述第二电感器层的敞开区域中。
4.根据权利要求1所述的体声波滤波器装置，其中，所述密封构件包含多晶硅材料。
5.根据权利要求1所述的体声波滤波器装置，其中，所述第一电感器层的厚度大于所述第一电感器层的宽度，所述第二电感器层的厚度大于所述第二电感器层的宽度。
6.根据权利要求1所述的体声波滤波器装置，其中，所述第一基板包括设置在所述第一电感器层周围的蚀刻槽，所述第二基板包括设置在所述第二电感器层周围的蚀刻槽。
7.根据权利要求6所述的体声波滤波器装置，其中，所述蚀刻槽通过反应离子蚀刻形成。
8.根据权利要求1所述的体声波滤波器装置，其中，所述第一电感器层和所述第二电感器层包含铜和镍中的任意一种，并且通过镀覆形成。
9.根据权利要求8所述的体声波滤波器装置，其中，所述第一电感器层和所述第二电感器层通过共晶键合彼此结合。
10.根据权利要求1所述的体声波滤波器装置，所述体声波滤波器装置还包括设置在所述第一基板的底表面上且连接到过孔的连接垫。
11.根据权利要求1所述的体声波滤波器装置，其中，所述第一基板包括其上形成有所述第一电感器层以及所述密封构件的辅助层，所述第二基板包括其上形成有所述第二电感器层以及所述密封构件的辅助层。
12.根据权利要求11所述的体声波滤波器装置，其中，所述密封构件设置在所述辅助层的其上没有形成所述第一电感器层和所述第二电感器层的部分上。
13.根据权利要求1所述的体声波滤波器装置，所述体声波滤波器装置还包括：
第一结合层，在所述第一电感器层的外部，所述第一结合层设置在所述第一基板上；及
第二结合层，设置在所述第二基板上且结合到所述第一结合层。
14.一种体声波滤波器装置，包括：
第一基板；
第一滤波器，在所述体声波滤波器装置的腔内，所述第一滤波器设置在所述第一基板上；
第二基板，结合到所述第一基板；
第二滤波器，在所述腔内，所述第二滤波器设置在所述第二基板上并且面对所述第一滤波器；
电感器，具有螺旋形状并包括包围所述第一滤波器和所述第二滤波器的第一电感器层和第二电感器层；及
密封构件，密封所述电感器的一部分，以密封所述腔。
15.根据权利要求14所述的体声波滤波器装置，其中，所述第一基板包括设置在所述第一电感器层周围的蚀刻槽，所述第二基板包括设置在所述第二电感器层周围的蚀刻槽。
16.根据权利要求14所述的体声波滤波器装置，其中，所述第一电感器层的厚度大于所述第一电感器层的宽度，所述第二电感器层的厚度大于所述第二电感器层的宽度。
17.根据权利要求14所述的体声波滤波器装置，其中，所述密封构件包含多晶硅材料。
18.根据权利要求14所述的体声波滤波器装置，其中，所述电感器和所述密封构件结合到所述第一基板和所述第二基板。
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