CN109004084A - 一种声表面波器件及声表面波器件的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种声表面波器件及声表面波器件的制作方法。该声表面波器件包括：晶圆衬底；多个声表面波传感器和多个第一焊盘；多个声表面波传感器和多个第一焊盘位于晶圆衬底的第一表面；第一粘结层设置于晶圆衬底的第一表面，且第一粘结层围绕声表面波传感器；第一粘结层远离晶圆衬底的表面到晶圆衬底的第一表面的距离大于声表面波传感器远离晶圆衬底的表面到晶圆衬底的第一表面的距离；第一基板，第一基板通过第二粘结层与第一粘结层粘合；多个第二焊盘；第二焊盘设置于第一基板远离第二粘结层的一侧，第二焊盘通过第一过孔与第一焊盘电连接。本实施例的方案无需进行芯片级别的封装，减小了声表面波器件的体积和成本。

Description

一种声表面波器件及声表面波器件的制造方法

技术领域

本发明实施例涉及半导体技术领域，尤其涉及一种声表面波器件及声表面波器件的制造方法。

背景技术

声表面波器件是利用声表面波对电信号进行模拟处理的器件。声表面波器件在雷达、通信和电子领域被广泛应用。

声表面波器件是利用半导体平面工艺在压电材料基片表面制作出叉指状的金属电极(称作叉指换能器)，电极接上交变电压即可在基片表面激发出声表面波，电信号可借此声表面波传递。因声表面波在传递时，将产生机械振动，故叉指换能器对应的部分需形成空腔。现有声表面波器件的空腔均是在封装过程中形成。

然而，在封装过程中形成空腔，造成声表面波器件产品体积大，成本高。

发明内容

本发明提供一种声表面波器件及声表面波器件的制造方法，以实现降低声表面波器件的体积和成本。

第一方面，本发明实施例提供了一种声表面波器件，该声表面波器件包括：

晶圆衬底；

多个声表面波传感器和多个第一焊盘；多个声表面波传感器和多个第一焊盘位于晶圆衬底的第一表面；

第一粘结层；第一粘结层设置于晶圆衬底的第一表面，且第一粘结层围绕声表面波传感器；在垂直于晶圆衬底的方向上，第一粘结层远离晶圆衬底的表面到晶圆衬底的第一表面的距离大于声表面波传感器远离晶圆衬底的表面到晶圆衬底的第一表面的距离；

第一基板，第一基板通过第二粘结层与第一粘结层粘合；

多个第二焊盘；第二焊盘设置于第一基板远离第二粘结层的一侧，第二焊盘通过第一过孔与第一焊盘电连接。

其中，第一过孔中填充有金属。

其中，第一粘结层为光阻胶，第二粘结层为双面胶。

其中，第二焊盘为锡球或铜柱。

其中，该声表面波器件还包括：

重布线层，重布线层设置于第一基板远离第二粘结层的一侧，第二焊盘通过重布线层与第一焊盘电连接。

第二方面，本发明实施例还提供了一种声表面波器件的制造方法，该制造方法包括：

提供一晶圆衬底；

在晶圆衬底的第一表面设置多个声表面波传感器和多个第一焊盘；

在晶圆衬底的第一表面设置第一粘结层；第一粘结层围绕声表面波传感器；在垂直于晶圆衬底的方向上，第一粘结层远离晶圆衬底的表面到晶圆衬底的第一表面的距离大于声表面波传感器远离晶圆衬底的表面到晶圆衬底的第一表面的距离；

提供一第一基板，并将第一基板通过第二粘结层与第一粘结层粘合；

在第一基板远离第二粘结层的一侧形成多个第一过孔和多个第二焊盘；第二焊盘通过第一过孔与第一焊盘电连接。

其中，在晶圆衬底的第一表面设置第一粘结层包括：

在晶圆衬底设置有声表面波传感器的区域覆盖掩膜版；

在第一表面设置第一粘结层。

其中，第一过孔通过硅穿孔工艺形成，第一过孔中填充有金属。

其中，第一粘结层为光阻胶，第二粘结层为双面胶。

其中，在第一基板远离第二粘结层的一侧形成多个第一过孔和多个第二焊盘；第二焊盘通过第一过孔与第一焊盘电连接，包括：

在第一基板远离第二粘结层的一侧形成多个第一过孔；

在第一基板远离第二粘结层的一侧形成重布线层；

在重布线层远离第一基板的一侧形成多个第二焊盘，第二焊盘通过重布线层和第一过孔与第一焊盘电连接。

本发明实施例提供的声表面波器件及其制造方法，通过在晶圆衬底的第一表面围绕声表面波传感器设置第一粘结层，并且在垂直于晶圆衬底的方向上，使得第一粘结层远离晶圆衬底的表面到晶圆衬底的第一表面的距离大于声表面波传感器远离晶圆衬底的表面到晶圆衬底的第一表面的距离，在第一粘结层远离晶圆衬底的一侧设置第一基板，第一基板通过第二粘结层与第一粘结层粘合，进而使得晶圆衬底，第一粘结层和第二粘结层之间在声表传感器对应的垂直方向上形成空腔，使得声表面波在声表面波传感器中传播时，声表面波传感器和晶圆衬底的第一表面在震动时能够有足够的空间，通过使用晶圆衬底与第一基板粘结形成空腔，无需进行芯片级别的封装，减小了声表面波器件的体积和成本，解决了现有技术中在封装过程中形成空腔造成的声表面波器件产品体积大，成本高的问题。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种声表面波器件的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种声表面波器件的俯视图；

图3是图1中虚线部分的放大图；

图4是本发明实施例提供的另一种声表面波器件的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的一种声表面波器件的制造方法的流程图；

图6是本发明实施例提供的在晶圆衬底第一表面设置掩膜版的示意图；

图7是本发明实施例提供的涂布第一粘结层的示意图；

图8是本发明实施例提供的形成第一粘结层的示意图；

图9是本发明实施例提供的形成第一过孔的示意图；

图10是本发明实施例提供的形成重布线层的示意图；

图11是本发明实施例提供的形成第一焊盘的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

图1是本发明实施例提供的一种声表面波器件的结构示意图，图2是本发明实施例提供的一种声表面波器件的俯视图，该声表面波器件具体包括：

晶圆衬底110；

多个声表面波传感器111和多个第一焊盘112；多个声表面波传感器111和多个第一焊盘112位于晶圆衬底110的第一表面；

第一粘结层120；第一粘结层120设置于晶圆衬底110的第一表面，且第一粘结层120围绕声表面波传感器111；在垂直于晶圆衬底110的方向上，第一粘结层120远离晶圆衬底110的表面到晶圆衬底110的第一表面的距离大于声表面波传感器111远离晶圆衬底110的表面到晶圆衬底110的第一表面的距离；

第一基板130，第一基板130通过第二粘结层140与第一粘结层120粘合；

多个第二焊盘150；第二焊盘150设置于第一基板130远离第二粘结层140的一侧，第二焊盘150通过第一过孔160与第一焊盘112电连接。

具体的，晶圆衬底110的第一表面上上设置有多个声表面波传感器111和多个第一焊盘112。其中，声表面波传感器111包括输入声表面波传感器111和输出声表面波传感器111。电信号经过第一焊盘112输入到声表面波器件，输入声表面波传感器111将电信号转化为声信号，并以声表面波的形式传播。声表面波是一种只能在固体表面传播的弹性声波，其能量大部分集中在表面以下深度约为几个波长的范围内，且传播速度很慢。所以声表面波信号在晶圆衬底110的第一表面传播，并且当声表面波信号在器件中传播时，容易对其进行取样和变换，在声表面波信号传播过程中，可以对其进行处理，并将处理后的声表面波信号通过输出声表面波传感器111转化为电信号，并通过第一焊盘112输出。示例性的，声表面波器件可以是声表面波滤波器，声表面波传感器111可以是叉指换能器。

图3是图1中虚线部分的放大图。具体的，第一粘结层120设置在晶圆衬底110的第一表面，且第一粘结层120远离晶圆衬底110的表面到晶圆衬底110第一表面的距离h2大于声表面波传感器111远离晶圆衬底110的表面到晶圆衬底110第一表面的距离h1，即第一粘结层120的高度高于声表面波传感器111的高度。第一基板130通过第二粘结层140与第一粘结层120粘合，由此，第二粘结层140，第一粘结层120和晶圆衬底110在声表面波传感器111对应的垂直方向上，形成空腔结构，为声表面波器件中的声表面波传感器111传播声表面波时产生振动提供足够的空间。

本实施例通过使用晶圆衬底与第一基板粘结形成空腔，无需进行芯片级别的封装，减小了声表面波器件的体积和成本，解决了现有技术中在封装过程中形成空腔造成的声表面波器件产品体积大，成本高的问题。

需要说明的是，图2中仅示出了晶圆衬底110上设置的多个声表面波传感器111和多个第一焊盘112，以及第一粘结层120，未示出声表面波器件的其他结构。

可选的，第一过孔160中填充有金属。示例性的，第一过孔160中可以填充铜，以使第一焊盘112和第二焊盘150通过铜电连接。

示例性的，第一基板130可以是硅片或者玻璃片。将整片硅片或者玻璃片通过第二粘结层140与第一粘结层110进行粘合，然后再整片硅片或者玻璃片的表面形成第二焊盘150，形成声表面波器件。因该声表面波器件是在整张晶圆上，通过第一粘结层110和第二粘结层140贴合整片硅片或者玻璃片形成，故形成的声表面波器件为多个，可以对整片产品进行测试，测试完之后切割成单颗。整片产品的形成方式使得声表面波器件的形成效率高，成本低，并且无需芯片级别的封装，体积小。

可选的，第一粘结层120为光阻胶，第二粘结层140为双面胶。示例性的，该双面胶可以是烘烤后无气体污染的双面胶，因双面胶在烘烤固化过程中，若存在挥发物等气体污染，会造成挥发物残留在第二粘结层140或者晶圆衬底110表面，使得空腔高度不均匀，最终使得声表面波器件的性能受到影响。例如，当声表面波器件为声表面波滤波器时，滤波频段由空腔高度决定，当双面胶中存在挥发物杂质时，造成滤波频段不准确。

可选的，第二焊盘150为锡球或铜柱。例如，通过在第一基板130上设置锡球或铜柱，可以使得其他器件可以通过锡球或铜柱与该声表面波器件电连接。

图4是本发明实施例提供的另一种声表面波器件的结构示意图。可选的，该声表面波器件还包括：

重布线层170，重布线层170设置于第一基板130远离第二粘结层140的一侧，第二焊盘150通过重布线层170与第一焊盘112电连接。

示例性的，当第一基板130上的第二焊盘150有位置调整需求，使得第二焊盘150无法直接通过第一过孔160与第一焊盘112电连接时，可以通过设置重布线层170，使第二焊盘150通过重布线层170和第一过孔160与第一焊盘112电连接。

本发明实施例提供的声表面波器件，通过设置第一粘结层在晶圆衬底的第一表面，围绕声表面波传感器，并且在垂直于晶圆衬底的方向上，第一粘结层远离晶圆衬底的表面到晶圆衬底的第一表面的距离大于声表面波传感器远离晶圆衬底的表面到晶圆衬底的第一表面的距离，在第一粘结层远离晶圆衬底的一侧设置第一基板，第一基板通过第二粘结层与第一粘结层粘合，进而使得晶圆衬底，第一粘结层和第二粘结层之间在声表传感器对应的垂直方向上形成空腔，使得声表面波在声表面波传感器中传播时，声表面波传感器和晶圆衬底的第一表面在震动时能够有足够的空间。通过使用晶圆衬底与整片第一基板粘结形成空腔，无需进行芯片级别的封装，减小了声表面波器件的体积和成本，解决了现有技术中在封装过程中形成空腔，造成的声表面波器件产品体积大，成本高的问题。

本发明实施例还提供了一种声表面波器件的制造方法。图5是本发明实施例提供的一种声表面波器件的制造方法的流程图。该制造方法包括：

步骤210、提供一晶圆衬底；

步骤220、在晶圆衬底的第一表面设置多个声表面波传感器和多个第一焊盘；

步骤230、在晶圆衬底的第一表面设置第一粘结层；第一粘结层围绕声表面波传感器；在垂直于晶圆衬底的方向上，第一粘结层远离晶圆衬底的表面到晶圆衬底的第一表面的距离大于声表面波传感器远离晶圆衬底的表面到晶圆衬底的第一表面的距离；

步骤240、提供一第一基板，并将第一基板通过第二粘结层与第一粘结层粘合；

步骤250、在第一基板远离第二粘结层的一侧形成多个第一过孔和多个第二焊盘；第二焊盘通过第一过孔与第一焊盘电连接。

图6是本发明实施例提供的在晶圆衬底第一表面设置掩膜版的示意图；图7是本发明实施例提供的涂布第一粘结层的示意图；图8是本发明实施例提供的形成第一粘结层的示意图。

可选的，在晶圆衬底110的第一表面设置第一粘结层120包括：

参考图6，在晶圆衬底110设置有声表面波传感器111的区域覆盖掩膜版180；

参考图7，在第一表面设置第一粘结层120；

参考图8，对第一粘结层120进行固化后去除掩膜版180。

具体的，晶圆衬底110的第一表面包括多个声表面波传感器111和多个第一焊盘112，因在声表面波传感器111对应的垂直方向上需要形成空腔，故设置第一粘结层120时，首先在晶圆衬底110设置有声表面波传感器111的区域覆盖掩膜版180，然后在晶圆衬底110第一表面的其他部分设置第一粘结层120。其中，第一粘结层120的厚度可以根据掩膜版180的厚度确定。示例性的，当声表面波器件为声表面波滤波器时，滤波器的滤波频段与第一粘结层120的厚度有着直接的关系，本领域技术人员可以根据需求的滤波频段设置掩膜版180的厚度，进而设置第一粘结层120的厚度。

可选的，第一过孔160通过硅穿孔工艺形成，第一过孔160中填充有金属。

示例性的，在第一基板130上通过硅穿孔工艺形成第一过孔160，该第一过孔160贯穿第一基板130，第二粘结层140和第一粘结层120。第一过孔160形成后，将第一过孔160中填充金属，例如铜，以使第二焊盘150和第一焊盘112通过第一过孔160电连接。

可选的，第一粘结层120为光阻胶，第二粘结层140为双面胶。

图9是本发明实施例提供的形成第一过孔的示意图；图10是本发明实施例提供的形成重布线层的示意图；图11是本发明实施例提供的形成第一焊盘示意图。

可选的，在第一基板130远离第二粘结层140的一侧形成多个第一过孔160和多个第二焊盘150；第二焊盘150通过第一过孔160与第一焊盘112电连接，包括：

参考图9，在第一基板130远离第二粘结层140的一侧形成多个第一过孔160；

参考图10，在第一基板130远离第二粘结层140的一侧形成重布线层170；

参考图11，在重布线层170远离第一基板130的一侧形成多个第二焊盘150，第二焊盘150通过重布线层170和第一过孔160与第一焊盘112电连接。

示例性的，当第一基板130上的第二焊盘150有位置调整需求，使得第二焊盘150无法直接通过第一过孔160与第一焊盘112电连接时，在第一基板130上形成第一过孔160后，在第一基板130上形成重布线层170，然后再重布线层170远离第一基板130的一侧形成多个第二焊盘150，使得第二焊盘150通过重布线层170与第一过孔160电连接。

本发明实施例提供的声表面波器件的制造方法，通过在晶圆衬底的第一表面围绕声表面波传感器设置第一粘结层，并且在垂直于晶圆衬底的方向上，使得第一粘结层远离晶圆衬底的表面到晶圆衬底的第一表面的距离大于声表面波传感器远离晶圆衬底的表面到晶圆衬底的第一表面的距离，在第一粘结层远离晶圆衬底的一侧设置第一基板，第一基板通过第二粘结层与第一粘结层粘合，进而使得晶圆衬底，第一粘结层和第二粘结层之间在声表传感器对应的垂直方向上形成空腔，使得声表面波在声表面波传感器中传播时，声表面波传感器和晶圆衬底的第一表面在震动时能够有足够的空间，通过使用晶圆衬底与整片第一基板粘结形成空腔，无需进行芯片级别的封装，减小了声表面波器件的体积和成本，解决了现有技术中在封装过程中形成空腔造成的声表面波器件产品体积大，成本高的问题。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种声表面波器件，其特征在于，包括：

晶圆衬底；

多个声表面波传感器和多个第一焊盘；所述多个声表面波传感器和所述多个第一焊盘位于所述晶圆衬底的第一表面；

第一粘结层；所述第一粘结层设置于所述晶圆衬底的第一表面，且所述第一粘结层围绕所述声表面波传感器；在垂直于所述晶圆衬底的方向上，所述第一粘结层远离所述晶圆衬底的表面到所述晶圆衬底的第一表面的距离大于所述声表面波传感器远离所述晶圆衬底的表面到所述晶圆衬底的第一表面的距离；

第一基板，所述第一基板通过第二粘结层与所述第一粘结层粘合；

多个第二焊盘；所述第二焊盘设置于所述第一基板远离所述第二粘结层的一侧，所述第二焊盘通过第一过孔与所述第一焊盘电连接。

2.根据权利要求1所述的声表面波器件，其特征在于，所述第一过孔中填充有金属。

3.根据权利要求1所述的声表面波器件，其特征在于，所述第一粘结层为光阻胶，所述第二粘结层为双面胶。

4.根据权利要求1所述的声表面波器件，其特征在于，所述第二焊盘为锡球或铜柱。

5.根据权利要求1所述的声表面波器件，其特征在于，还包括；

重布线层，所述重布线层设置于所述第一基板远离所述第二粘结层的一侧，所述第二焊盘通过所述重布线层与所述第一焊盘电连接。

6.一种声表面波器件的制造方法，其特征在于，包括：

提供一晶圆衬底；

在所述晶圆衬底的第一表面设置多个声表面波传感器和多个第一焊盘；

在所述晶圆衬底的第一表面设置第一粘结层；所述第一粘结层围绕所述声表面波传感器；在垂直于所述晶圆衬底的方向上，所述第一粘结层远离所述晶圆衬底的表面到所述晶圆衬底的第一表面的距离大于所述声表面波传感器远离所述晶圆衬底的表面到所述晶圆衬底的第一表面的距离；

提供一第一基板，并将所述第一基板通过第二粘结层与所述第一粘结层粘合；

在所述第一基板远离所述第二粘结层的一侧形成多个第一过孔和多个第二焊盘；所述第二焊盘通过第一过孔与所述第一焊盘电连接。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述晶圆衬底的第一表面设置第一粘结层包括：

在晶圆衬底设置有声表面波传感器的区域覆盖掩膜版；

在所述第一表面设置所述第一粘结层。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第一过孔通过硅穿孔工艺形成，所述第一过孔中填充有金属。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第一粘结层为光阻胶，所述第二粘结层为双面胶。

10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述在所述第一基板远离所述第二粘结层的一侧形成多个第一过孔和多个第二焊盘；所述第二焊盘通过第一过孔与所述第一焊盘电连接，包括：

在所述第一基板远离所述第二粘结层的一侧形成多个第一过孔；

在所述第一基板远离所述第二粘结层的一侧形成重布线层；

在所述重布线层远离所述第一基板的一侧形成多个第二焊盘，所述第二焊盘通过所述重布线层和所述第一过孔与所述第一焊盘电连接。