CN111969977A - 一种声表面波滤波器及其形成方法 - Google Patents

一种声表面波滤波器及其形成方法 Download PDF

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CN111969977A CN202010884194.1A CN202010884194A CN111969977A CN 111969977 A CN111969977 A CN 111969977A CN 202010884194 A CN202010884194 A CN 202010884194A CN 111969977 A CN111969977 A CN 111969977A
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王冲
杨应田
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Abstract

本发明提供了一种声表面波滤波器及其形成方法。在制备声表面波滤波器时,先将封装盖板键合在压电材料层上,从而可以在封装盖板能够对压电材料层进行稳固支撑的情况下,对压电材料层执行减薄工艺,进而可以在减薄后的压电材料层上直接沉积布拉格反射层中的低声阻抗材料层和高声阻抗材料层。即,本发明提供的形成方法中,通过将器件的加工工艺和器件的封装工艺相互结合,不仅可以直接制备出封装后的声表面波滤波器,有效简化了器件的制备步骤,并且还有利于降低布拉格反射层的制备难度,进一步实现工艺简化的目的。

Description

一种声表面波滤波器及其形成方法
技术领域
本发明涉及半导体技术领域,特别涉及一种声表面波滤波器及其形成方法。
背景技术
声表面波滤波器(surface acoustic wave,SAW)属于固态电子器件,其主要是利用声-电换能器在压电材料层上完成从电信号-声信号-电信号的信号转换和处理。目前,基于声表面波滤波器具有稳定的频率源功能和滤波功能而被广泛应用,而随着技术的不断发展,对声表面波滤波器的要求也越来越高,由此一种高性能声表面波滤波器(IHP-SAW)被提出。
具体而言,高性能声表面波滤波器(IHP-SAW),一般通过在压电材料层的下方设置周期性排布的低声阻抗材料和高声阻抗材料,以构成布拉格发射层,从而能有效地将泄漏的能量反射到压电材料表面,从而可以有效提高Q值。其中,针对具有布拉格反射层的声表面波滤波器而言,其制备方法通常包括:首先,执行器件的加工工艺,以基于预先设定的工艺参数制备所述声表面波滤波器,使得所制备出的声表面波滤波器满足预先设定的性能要求;之后,执行器件的封装工艺,以对制备完成的声表面波滤波器进行封装,以确保表面声波滤波器的使用性能和可靠性。
目前,在制备布拉格反射层时,考虑到在布拉格反射层上是难以外延生长压电材料层,基于此,则通常是利用键合工艺在所述布拉格反射层上设置所述压电材料层。具体包括:首先,提供具有压电材料层的衬底,并将布拉格反射层中的低声阻抗材料层形成在所述压电材料层上;接着,提供另一衬底,并将高声阻抗材料层形成在所述另一衬底上;接着,将两个衬底以低声阻抗材料层和高声阻抗材料层相互面对的方向相互键合,如此,即实现在所述布拉格反射层上设置所述压电材料层。
基于上述内容可知,针对具有布拉格反射层的声表面波滤波器而言,在其器件的加工工艺中,不仅需要利用高难度的键合工艺以形成布拉格反射层,使得SAW滤波器的加工工艺难度较大、制备成本变高;并且,现有的声表面波滤波器的形成方法,需要先后执行器件的加工工艺和对器件的封装工艺,其制备步骤较多,难以提高器件的生产效率、降低生产成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种声表面波滤波器的形成方法,以简化声表面波滤波器的制备工艺。
为此,本发明提供一种声表面波滤波器的形成方法,包括:
提供封装盖板和具有压电材料层的器件基板,所述封装盖板上形成有第一键合凸环,所述器件基板上定义有所述声表面波滤波器的器件区,并在所述器件基板的压电材料层上形成有第二键合凸环,所述第二键合凸环环绕所述器件区;
对所述器件基板上的器件区执行第一封装步骤,包括:将所述封装盖板键合至所述器件基板,以利用所述封装盖板封盖所述器件基板中的器件区,其中所述封装盖板的所述第一键合凸环和所述器件基板的所述第二键合凸环相互键合;以及,
对所述器件基板背离所述封装盖板的一侧执行减薄工艺,减薄的所述压电材料层,并在减薄后的压电材料层上依次沉积低声阻材料层和高声阻材料层,以形成布拉格反射层。
可选的,在所述封装盖板上形成所述第一键合凸环的方法包括:刻蚀所述封装盖板,以形成底部凸环;以及,在所述底部凸环上形成第一金属环,以构成所述第一键合凸环。
可选的,在执行所述第一封装步骤之后,所述第一键合凸环和所述第二键合凸环相互键合并围绕出一腔室,并将器件区中的叉指结构封闭在所述腔室中。
可选的,所述叉指结构包括叉指本体,所述叉指本体的顶表面不高于所述第二键合凸环的顶表面。
可选的,所述叉指结构包括至少两个叉指电极;以及,所述第一封装步骤还包括:刻蚀所述封装盖板以形成连接孔,并在所述连接孔中填充导电材料以形成接触插塞,所述接触插塞电性连接所述叉指电极;以及,在所述封装盖板背离所述压电材料层的表面上形成焊盘,所述焊盘覆盖所述接触插塞以和所述接触插塞连接。
可选的,在形成所述布拉格反射层之后,还包括:执行第二封装步骤,包括:在所述封装盖板背离所述压电材料层的表面上形成钝化层,所述钝化层覆盖所述封装盖板,并且还至少暴露出所述焊盘;以及,在所述焊盘上形成焊球。
可选的,所述叉指结构包括至少两个叉指电极,以及在所述封装盖板上还形成有与所述至少两个叉指电极一一对应的至少两个连接凸块;在执行所述第一封装步骤时,所述至少两个连接凸块和所述至少两个叉指电极一一对应连接。
可选的,所述至少两个叉指电极上形成均形成有电极接触垫,并使所述电极接触垫的顶表面和所述第二键合凸环的顶表面齐平;在执行所述第一封装步骤时,所述至少两个连接凸块和所述至少两个叉指电极上的电极接触垫一一对应键合。
可选的,减薄后的压电材料层的厚度等于声波波长的预定倍数。
此外,本发明还提供了一种采用如上所述的形成方法制备的声表面波滤波器,包括压电材料层和封盖在所述压电材料层上的封装盖板。所述压电材料层背离所述封装盖板的表面上还形成有布拉格反射层,以及所述压电材料层面向所述封装盖板的表面上形成有第二键合凸环,所述第二键合凸环环绕声表面波滤波器的叉指结构;以及,所述封装盖板面向所述压电材料层的表面上形成有第一键合凸环,所述第一键合凸环和所述第二键合凸环相互键合以围绕出一腔室,以将所述声表面波滤波器的叉指结构封闭在所述腔室中;以及,所述封装盖板背离所述压电材料层的表面上还形成有焊球,所述焊球和所述叉指结构电性连接。
本发明提供的声表面波滤波器的形成方法中,在对压电材料层进行减薄之前,优先将封装盖板键合在压电材料层上,从而可以在封盖压电材料层的器件区的同时,还可以利用所述封装盖板对所述压电材料层进行稳固的支撑,如此即有利于对压电材料层执行减薄工艺,降低减薄工艺的执行难度。以及,基于所述封装盖板的稳固支撑下,可以在减薄后的压电材料层上直接利用沉积工艺依次沉积低声阻抗材料层和高声阻抗材料层,以形成布拉格反射层,从而可利用布拉格发射层将泄漏的能量反射到压电材料表面,提高器件的Q值。
可见,本发明提供的声表面波滤波器的形成方法,摆脱了传统工艺中先执行器件加工再封装器件的这一固有流程的限制,而是将器件的加工工艺(包括:对压电材料层的减薄工艺)和封装工艺(包括:第一封装步骤)相互结合,以直接制备出封装后的声表面波滤波器,可以有效简化工艺,提高所制备出的声表面波滤波器的整体性能。也可以理解为,本发明提供的形成方法,可以在执行封装工艺的过程中进行器件的加工工艺,通过将封装工艺和器件的加工工艺的灵活调整,以实现工艺简化。并且,基于本发明中是将器件的加工工艺和封装工艺相结合,从而可以实现直接利用沉积工艺形成布拉格反射层,与传统工艺中需要利用键合工艺制备布拉格反射层相比,本发明中利用沉积工艺形成布拉格反射层,大大降低了布拉格反射层的制备难度、简化了布拉格反射层的制备工艺。
附图说明
图1是本发明一实施例中的声表面波滤波器的形成方法的流程示意图;
图2~图8为本发明一实施例中的声表面波滤波器的形成方法在其制备过程中的结构示意图。
其中,附图标记如下:
100-封装盖板;
100c-凹槽;
100a-底部凸环;
110-第一金属环;
120a-第一键合凸环;
120b-连接凸块;
200-压电材料层;
211-叉指本体;
212-叉指电极;
220b-电极接触垫;
220a-第二键合凸环;
300a-支撑件;
300b-电极引出件;
400-互连结构;
410-接触插塞;
420-焊盘;
500-布拉格反射层;
510-低声阻抗材料层;
520-高声阻抗材料层;
600-钝化层;
700-焊球。
具体实施方式
本发明的核心思路在于,提供一种声表面波滤波器的形成方法,所述形成方法可以将声表面波滤波器的器件加工工艺和封装工艺相互结合。具体可参考图1所示,所述形成方法包括:
步骤S100,提供封装盖板和具有压电材料层的器件基板,所述封装盖板上形成有第一键合凸环,所述器件基板上定义有所述声表面波滤波器的器件区,并在所述器件基板的压电材料层上形成有第二键合凸环,所述第二键合凸环环绕所述器件区;
步骤S200,对所述器件基板上的器件区执行第一封装步骤,包括:将所述封装盖板键合至所述器件基板,以利用所述封装盖板封盖所述器件基板中的器件区,其中所述封装盖板的所述第一键合凸环和所述器件基板的所述第二键合凸环相互键合;
步骤S300,对所述器件基板背离所述封装盖板的一侧执行减薄工艺,减薄的所述压电材料层,并在减薄后的压电材料层上依次沉积低声阻材料层和高声阻材料层,以形成布拉格反射层;
步骤S400,执行第二封装步骤,包括:形成焊球,所述焊球和所述器件区中的叉指结构电性连接。
可以理解的是,本发明提供的形成方法,可以在执行封装工艺的过程中执行器件的加工工艺,从而能够直接制备出封装后的声表面波滤波器。与传统工艺中需要先执行器件的加工工艺再执行封装工艺相比,本发明提供的形成方法其制备工艺更简单,工艺难度更低,更有利于实现器件的高性能。
以下结合附图2~附图8和具体实施例对本发明提出的声表面波滤波器及其形成方法作进一步详细说明,其中附图2~附图8为本发明一实施例中的声表面波滤波器的形成方法在其制备过程中的结构示意图。根据下面说明,本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是,附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例,仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
在步骤S100中,具体参考图2和图3所示,提供封装盖板100和具有压电材料层200的器件基板。其中,所述封装盖板100上形成有第一键合凸环120a;以及,所述器件基板上定义有所述声表面波滤波器的器件区,并在所述器件基板的压电材料层200上形成有第二键合凸环200a,所述第二键合凸环200a环绕所述器件区。
在后续工艺中,即通过所述封装盖板100上的第一键合凸环120a和器件基板上的第二键合凸环220a,使得封装盖板100和器件基板的相互键合,进而实现所述封装盖板100对器件基板中的器件区进行封装。
具体参考图2所示,所述封装盖板100上的所述第一键合凸环120a凸出于所述封装盖板100,进而可以由所述第一键合凸环120a环绕出凹槽100c。在后续键合所述封装盖板100和所述器件基板后,所述凹槽100c即封盖所述器件区。
进一步的,所述第一键合凸环120a包括第一金属环110,所述第一金属环110的金属表面即为所述第一键合凸环120a的键合表面,以用于实现金属键合过程。更进一步的,所述第一键合凸环120a还可以包括底部凸环100a,所述底部凸环100a位于所述第一金属环110的下方。即,本实施例中,所述第一键合凸环120a包括底部凸环100a和叠置在所述底部凸环100a上方且位于最顶层的第一金属环110,从而可以使得所述第一键合凸环120a不仅具有足够的高度,并且还有利于实现后续的金属键合过程。
可选的方案中,在所述封装盖板100上形成第一键合凸环120a的方法例如包括:首先,刻蚀所述封装盖板100,以形成所述底部凸环100a;接着,在所述底部凸环100a上形成第一金属环110,以构成所述第一键合凸环120a。当然,在其他方案中,所述第一键合凸环120a的形成方法还可以是:优先在封装盖板100的顶表面上形成第一金属环110,接着再以所述第一金属环110为掩模刻蚀所述封装盖板100至预定深度,以形成所述底部凸环100a。
接着参考图3所示,本实施例中,所述器件基板即为压电材料衬底。当然,在其他实施例中,所述器件基板还可以包括一衬底以及形成在所述衬底上的压电材料层。其中,所述压电材料层的材料可以包括钽酸锂(LiTaO3)和铌酸锂(LiNbO3)中的至少一种。
以及,所述器件基板上的所述第二键合凸环220a凸出于所述压电材料层200,以利于后续工艺中和所述第一键合凸环120a的键合过程。其中,所述第二键合凸环220a包括第二金属环,以及所述第二键合凸环220a的所述第二金属环的金属材料可以和所述第一键合凸环120a中的第一金属环110的金属材料相同,例如均包括金。
进一步的,在所述压电材料层200对应于所述器件区的表面上还形成有声表面波滤波器的叉指结构,所述叉指结构即相应的位于由所述第二键合凸环220a围绕在内的器件区中。
其中,所述压电材料层200上的叉指结构包括叉指本体211和至少两个叉指电极212,所述至少两个叉指电极212连接所述叉指本体211,用于实现所述叉指结构的电信引出。本实施例中,所述至少两个叉指电极212分布在所述叉指本体211的外侧,以及所述至少两个叉指电极212包括输入端叉指电极和输出端叉指电极。
继续参考图2所示,所述封装盖板100上还形成有与所述至少两个叉指电极220b一一对应的至少两个连接凸块120b,所述连接凸块120b位于所述第一键合凸环120a环绕出的凹槽100c内,以及所述连接凸块120b的顶表面可以和所述第一键合凸环120a的顶表面齐平或接近齐平。在后续将封装盖板100和器件基板相互键合时,所述至少两个连接凸块120b用于和所述至少两个叉指电极220b一一对应连接,以利于后续通过所述连接凸块120b制备用于连接所述叉指电极212的互连结构,此将在后续步骤中进行详细说明。
其中,所述封装盖板100上的连接凸块120b可以和所述第一键合凸环120a同时制备,并具有相同的结构。即,本实施例中,所述连接凸块120b包括:从封装盖板100顶表面凸出的底部凸块和叠置在所述底部凸块的上方且位于最顶层的金属块,从而可以使得所述连接凸块120b具有足够的高度,并且还有利于实现后续的金属键合过程。以及,在同一工艺步骤同时制备所述连接凸块120b和所述第一键合凸环120a,有利于实现所制备出的连接凸块120b和第一键合凸环120a具有齐平或接近齐平的顶表面。
接着参考图3所示,本实施例中,所述叉指本体211和所述叉指电极212可以在同一工艺步骤中形成,并使所述叉指本体211和所述叉指电极212的顶表面齐平或接近齐平。
进一步的,在所述叉指电极212上还形成有电极接触垫220b,并使所述电极接触垫220b的顶表面和所述第二键合凸环220a的顶表面齐平或接近齐平。应当认识到,此时即相应的会使所述第二键合凸环220a和所述电极接触垫220b的顶表面均高于所述叉指结构的顶表面。在后续键合所述封装盖板100和所述器件基板时,所述第二键合凸环220a和所述第一键合凸环120a相互键合,以及所述电极接触垫220b即与所述连接凸块120b一一对应键合。如此,即能够进一步提高所述封装盖板100和器件基板之间的键合强度和支撑强度。
本实施例中,通过使所述叉指结构中的叉指本体211的顶表面不高于所述第二键合凸环220a的顶表面,进而在后续键合所述封装盖板100和所述器件基板时,可以确保所述叉指本体211的顶部不会抵触至所述封装盖板100上,保障所形成的声表面波滤波器的性能。
其中,形成高于所述叉指本体211的第二键合凸环220a和所述电极接触垫220b的方法例如包括:当在压电材料层200上形成所述叉指结构(包括指本体211和至少两个叉指电极212)时,还同时可以在所述叉指结构的外围形成环状的键合垫层;接着,在所述环状的键合垫层上形成第二金属环以构成所述第二键合凸环220a,以及同时在所述叉指电极212上形成所述电极接触垫220b。如此,即有利于实现所形成的第二键合凸环220a和电极接触垫220b的顶表面齐平或接近齐平。
在步骤S200中,具体参考图4所示,对所述器件基板上的器件区执行第一封装步骤,所述第一封装步骤包括:将所述封装盖板100键合至所述器件基板,以利用所述封装盖板100封盖所述器件基板中的器件区,此时所述封装盖板100的所述第一键合凸环和所述器件基板的所述第二键合凸环相互键合。
其中,所述封装盖板100的所述第一键合凸环和所述器件基板的所述第二键合凸环相互键合后即可构成支撑件300a,并由所述支撑件300a相应的围绕出一腔室,所述声表面波滤波器的叉指结构即位于所述腔室中。如上所述,所述第一键合凸环包括第一金属环和所述第二键合凸环包括第二金属环,从而使得所述封装盖板100和所述器件基板能够以金属键合的方式实现键合过程,有利于提高键合后所形成的腔室的密闭性能。
需要说明的是,由于封装盖板100和器件基板相互键合,此时封装盖板100即能够为器件基板提供稳固支撑,同样的,所述器件基板也能够为封装盖板100提供稳固支撑。如此,即能够在器件基板的稳固支撑下,于封装盖板100上继续执行后续的封装工艺;以及,在封装盖板100的稳固支撑下,可以对器件基板中的压电材料层200执行减薄工艺,并能够进一步在所述压电材料层200上执行声表面波滤波器的相关加工工艺,以进一步优化最终形成声表面波滤波器的性能。
继续参考图4所示,在本实施例的键合过程中,所述封装盖板100上连接凸块也会和所述压电材料层200上的电极接触垫相互键合以进一步形成电极引出件300b。应当认识到,所述电极引出件300b不仅可以用于实现叉指电极的电性引出,并且还能够在所述封装盖板100和所述压电材料层200之间实现辅助支撑的作用,提高所形成的封装结构的整体机械性能,增强封装盖板100和压电材料层200之间的键合强度。
进一步的,所述第一封装步骤还包括:执行键合工艺之后,在所述封装盖板100上制备互连结构,以用于电性连接所述电极引出件300b(即,用于电性连接所述叉指电极)。
具体参考图5所示,所述互连结构400的形成方法例如包括:
步骤一,减薄所述封装盖板100(图中未示出),例如可使所述封装盖板100的厚度减薄至100μm~200μm;
步骤二,刻蚀所述封装盖板100以形成连接孔,所述连接孔贯穿所述封装盖板100,并暴露出所述电极引出件300b;
步骤三,在所述连接孔中填充导电材料,以形成接触插塞410,所述接触插塞410的底部即与所述电极引出件300b连接;其中,所述导电材料例如包括铜或铝等;
步骤四,在所述封装盖板100背离所述压电材料层200的表面上形成焊盘420,所述焊盘420覆盖所述接触插塞410以和所述接触插塞410连接,所述焊盘420即用于在后续的封装工艺中和焊球焊接。
本实施例中,在未减薄所述压电材料层200之前,执行所述第一封装步骤(包括:对封装盖板100执行刻蚀工艺和薄膜工艺)以形成所述连接结构400,避免了在制备连接结构400时中对减薄后的压电材料层造成较大的作用力而导致较薄的压电材料层受到损伤。
以及,在形成所述连接结构400之后,即可执行步骤S300,以减薄所述压电材料层。
在步骤S300中,具体参考图6和图7所示,对所述器件基板背离所述封装盖板100的一侧执行减薄工艺,以减薄所述压电材料层200,并在减薄后的压电材料层200上依次沉积低声阻抗材料层和高声阻抗材料层,以形成布拉格反射层500。
本实施例中,所述器件基板为压电材料衬底,基于此,在执行所述减薄工艺时,即从所述压电材料层200背离所述封装盖板100的表面减薄所述压电材料层200。具体的,可使减薄后的压电材料层200的厚度大约等于声波波长的预定倍数。例如,可使减薄后的压电材料层200的厚度为4倍的声波波长(4λ)、5倍的声波波长(5λ)或6倍的声波波长(6λ)等。
如上所述,在所述封装盖板100的稳固支撑下减薄所述压电材料层200,可以有效改善厚度逐渐减薄的压电材料层容易出现断裂的问题,降低了减薄工艺的执行难度,并且还有利于实现压电材料层200其厚度的进一步缩减。通过进一步减薄所述压电材料层200的厚度,即能够有效提高对应形成的声表面滤波器的散热性能,并且还可以减少声波在所述压电材料层内的能量耗散,从而可以提升声表面滤波器的可靠性。
接着参考图7所示,执行沉积工艺,以在减薄后的压电材料层200且远离所述封装盖板100的表面上依次沉积低声阻抗材料层510和高声阻抗材料层520,以构成布拉格反射层500。利用所述布拉格发射层500,能够有效地将泄漏的能量反射到压电材料表面,从而达到提高Q值得目的。
承如背景技术所述,传统工艺中,考虑到在布拉格反射层上难以直接外延生长压电材料层(尤其是,针对压电材料层的材料为钽酸锂(LiTaO3)和铌酸锂(LiNbO3)中的至少一种时,则更加难以实现在布拉格反射层上的外延生长),基于此,传统工艺中不得不利用键合工艺,以实现在布拉格反射层上设置压电材料层。
然而,本实施例中,是在压电材料层200的正面上已经制备完成叉指结构并完成器件区的封盖之后,进一步基于封装盖板100的稳固支撑下,可以实现直接利用沉积工艺在压电材料层200上依次沉积低声阻抗材料层510和高声阻抗材料层520。可见,与传统工艺相比,本实施例提供的形成方法中,是以压电材料层200作为基底,进而可以直接利用沉积工艺形成布拉格反射层500,有效规避了传统工艺中“在布拉格反射层上难以外延生长压电材料层”的这一技术难点,大大降低了布拉格反射层的制备难度。
其中,所述布拉格反射层500具体可包括周期性堆叠设置的至少一组低声阻抗材料层510和高声阻抗材料层520。需要说明的是,本实施例的附图7中仅示意性的示出了一组低声阻抗材料层510和高声阻抗材料层520(即,一层低声阻抗材料层510和一层高声阻抗材料层520)。然而应当认识到,在其他实施例中,所述布拉格反射层500可以包括周期性堆叠设置的多组低声阻抗材料层510和高声阻抗材料层520,例如交替堆叠的两层低声阻抗材料层510和两层高声阻抗材料层520。
进一步的,所述低声阻抗材料层510和所述高声阻抗材料层520的厚度值可均等于或近似等于四分之一的声波波长(1/4λ)。以及,所述低声阻抗材料层510的材料例如包括氧化硅,所述高声阻抗材料层520的材料例如包括氮化硅。
在步骤S400中,具体参考图8所示,执行第二封装步骤,包括:形成焊球700,所述焊球700和所述器件区中的叉指结构电性连接。本实施例中,所述焊球700即形成在所述互连结构400的焊盘420上,以用于与外部电路的引脚键合。
需要说明的是,由于所述焊球700是在步骤S300(包括,对压电材料层的减薄步骤和布拉格反射层的形成步骤)之后形成的,从而可以有效避免所述焊球700受到挤压而变形的问题。
进一步的,所述第二封装步骤还包括:在制备所述焊球700之前,在所述封装盖板100背离所述压电材料层200的表面上形成钝化层600,以利用所述钝化层600对其下方的结构进行保护。其中,所述钝化层600覆盖所述封装盖板100,并且还至少暴露出所述连接结构400中的焊盘420。之后,即可在暴露出的焊盘420上焊接所述焊球700。
综上内容可知,本实施例中,通过将声表面波滤波器的器件加工方法(包括:压电材料层的减薄工艺和布拉格反射层的制备工艺等)和器件的封装工艺(包括:第一封装步骤、第二封装步骤和焊球的焊接等)相结合,即可以直接制备出封装后的声表面波滤波器。
其中,所述封装后的声表面波滤波器具体可参考图8所示,其包括压电材料层200和封盖在所述压电材料层200上的封装盖板100。
具体的,所述压电材料层200背离所述封装盖板100的表面上形成有布拉格反射层500,从而可构成对高性能声表面波滤波器(IHP-SAW)。以及,所述压电材料层200面向所述封装盖板100的表面上形成有第二键合凸环,所述第二键合凸环环绕声表面波滤波器的叉指结构。
以及,所述封装盖板100面向所述压电材料层200的表面上形成有与所述第二键合凸环对应的第一键合凸环,以通过所述第一键合凸环和所述第二键合凸环相互键合实现封装盖板100和所述压电材料层200的相互键合。本实施例中,相互键合的所述第一键合凸环和所述第二键合凸环进一步构成支撑件300a,可用于实现压电材料层200和封装盖板100之间的支撑并围绕出一腔室,所述声表面波滤波器的叉指结构即封闭在所述腔室中。
此外,所述封装盖板100背离所述压电材料层200的表面上还形成有焊球700,所述焊球700和所述叉指结构电性连接,以用于电性引出所述叉指结构。
具体的,所述焊球700进一步通过互连结构400和所述叉指结构电性连接。所述互连结构400包括贯穿所述封装盖板100的接触插塞410和形成在所述封装盖板100背离所述压电材料层的表面上的焊盘420。其中,所述接触插塞410的一端电性连接所述叉指结构,所述接触插塞410的另一端连接至所述焊盘420,以及所述焊球700即焊接在所述焊盘420上。
进一步的,在所述压电材料层200和封装盖板100之间还形成有电极引出件300b,所述电极引出件300b位于所述腔室中,所述焊球700电性连接所述电极引出件300b,以进一步实现所述叉指结构与外部电路的电性连接。本实施例中,所述互连结构400中的接触插塞410贯穿所述封装盖板100以连接至所述电极引出件300b。其中,所述电极引出件300b具体形成在所述叉指结构的叉指电极212上,以和所述叉指电极212电性连接。
需要说明的是,所述电极引出件300b不仅用于实现与叉指结构的电性连接,还可以进一步实现在所述压电材料层200和封装盖板100之间进行辅助键合支撑,提高整体结构的机械强度。
如上所述,在制备声表面波滤波器时,是在将封装盖板100键合在所述压电材料层200上之后再执行减薄工艺,从而可以在较为稳固的情况下实现压电材料层的薄化过程,并且还有利于进一步缩减压电材料层200的厚度。例如,可使减薄后的压电材料层200的厚度为:6倍的声波波长(6λ)或5倍的声波波长(5λ),甚至可以进一步缩减至4倍的声波波长(4λ)等。
本实施例中,通过减薄压电材料层200,从而可以有效提升声表面波滤波器的散热能力,并减少在压电体材料层内的能量耗散,有利于提高声表面波滤波器的Q值。
需要说明的是,虽然本发明已以较佳实施例披露如上,然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言,在不脱离本发明技术方案范围情况下,都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰,或修改为等同变化的等效实施例。因此,凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰,均仍属于本发明技术方案保护的范围。
还应当理解的是,除非特别说明或者指出,否则说明书中的术语“第一”、“第 二”、“第三”等描述仅仅用于区分说明书中的各个组件、元素、步骤等,而不是用于表示各个组件、元素、步骤之间的逻辑关系或者顺序关系等。
此外还应该认识到,此处描述的术语仅仅用来描述特定实施例,而不是用来限制本发明的范围。必须注意的是,此处的以及所附权利要求中使用的单数形式“一个”和“一种”包括复数基准,除非上下文明确表示相反意思。例如,对“一个步骤”或“一个装置”的引述意味着对一个或 多个步骤或装置的引述,并且可能包括次级步骤以及次级装置。应该以最广义的含义来理解使用的所有连词。以及,词语“或”应该被理解为具有逻辑“或”的定义,而不是逻辑“异或”的定义,除非上下文明确表示相反意思。此外,本发明实施例中的方法和/或设备的实现可包括手动、自动或组合地执行所选任务。

Claims (10)

1.一种声表面波滤波器的形成方法,其特征在于,包括
提供封装盖板和具有压电材料层的器件基板,所述封装盖板上形成有第一键合凸环,所述器件基板上定义有所述声表面波滤波器的器件区,并在所述器件基板的压电材料层上形成有第二键合凸环,所述第二键合凸环环绕所述器件区;
对所述器件基板上的器件区执行第一封装步骤,包括:将所述封装盖板键合至所述器件基板,以利用所述封装盖板封盖所述器件基板中的器件区,其中所述封装盖板的所述第一键合凸环和所述器件基板的所述第二键合凸环相互键合;以及,
对所述器件基板背离所述封装盖板的一侧执行减薄工艺,减薄所述压电材料层,并在减薄后的压电材料层上依次沉积低声阻材料层和高声阻材料层,以形成布拉格反射层。
2.如权利要求1所述的声表面波滤波器的形成方法,其特征在于,在所述封装盖板上形成所述第一键合凸环的方法包括:
刻蚀所述封装盖板,以形成底部凸环;以及,
在所述底部凸环上形成第一金属环,以构成所述第一键合凸环。
3.如权利要求1所述的声表面波滤波器的形成方法,其特征在于,在执行所述第一封装步骤之后,所述第一键合凸环和所述第二键合凸环相互键合并围绕出一腔室,并将器件区中的叉指结构封闭在所述腔室中。
4.如权利要求3所述的声表面波滤波器的形成方法,其特征在于,所述叉指结构包括叉指本体,所述叉指本体的顶表面不高于所述第二键合凸环的顶表面。
5.如权利要求3所述的声表面波滤波器的形成方法,其特征在于,所述叉指结构包括至少两个叉指电极;
以及,所述第一封装步骤还包括:刻蚀所述封装盖板以形成连接孔,并在所述连接孔中填充导电材料以形成接触插塞,所述接触插塞电性连接所述叉指电极;以及,在所述封装盖板背离所述压电材料层的表面上形成焊盘,所述焊盘覆盖所述接触插塞以和所述接触插塞连接。
6.如权利要求5所述的声表面波滤波器的形成方法,其特征在于,在形成所述布拉格反射层之后,还包括:
执行第二封装步骤,包括:在所述封装盖板背离所述压电材料层的表面上形成钝化层,所述钝化层覆盖所述封装盖板,并且还至少暴露出所述焊盘;以及,在所述焊盘上形成焊球。
7.如权利要求3所述的声表面波滤波器的形成方法,其特征在于,所述叉指结构包括至少两个叉指电极,以及所述封装盖板上还形成有与所述至少两个叉指电极一一对应的至少两个连接凸块;
在执行所述第一封装步骤时,所述至少两个连接凸块和所述至少两个叉指电极一一对应连接。
8.如权利要求7所述的声表面波滤波器的形成方法,其特征在于,所述至少两个叉指电极上形成均形成有电极接触垫,并使所述电极接触垫的顶表面和所述第二键合凸环的顶表面齐平;
在执行所述第一封装步骤时,所述至少两个连接凸块和所述至少两个叉指电极上的电极接触垫一一对应键合。
9.如权利要求1所述的声表面波滤波器的形成方法,其特征在于,减薄后的压电材料层的厚度等于声波波长的预定倍数。
10.一种采用如权利要求1~9任一项所述的形成方法制备的声表面波滤波器,包括压电材料层和封盖在所述压电材料层上的封装盖板;
所述压电材料层背离所述封装盖板的表面上还形成有布拉格反射层,以及所述压电材料层面向所述封装盖板的表面上形成有第二键合凸环,所述第二键合凸环环绕声表面波滤波器的叉指结构;
所述封装盖板面向所述压电材料层的表面上形成有第一键合凸环,所述第一键合凸环和所述第二键合凸环相互键合以围绕出一腔室,以将所述声表面波滤波器的叉指结构封闭在所述腔室中。
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