CN112039456B - 体声波谐振器的封装方法及封装结构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种体声波谐振器的封装方法及封装结构，形成具有第二空腔的分子吸附力键合层于所述谐振腔主体结构的表面上，所述第二空腔和所述第一空腔至少部分对准，以暴露出至少部分所述体声波谐振结构，再将第二衬底通过该分子吸附力键合层与谐振腔主体结构直接键合，之后可以形成穿过第二衬底和分子吸附力键合层的导电互连层。由于先在所述谐振腔主体结构的表面上形成了具有第二空腔的分子吸附力键合层，因此能容忍谐振腔主体结构上的体声波谐振结构在第一空腔外围的区域上具有一定的台阶高度差异，并能够利用分子吸附力键合层和第二衬底之间产生的分子吸附力来提高体声波谐振器的结构的稳定性和可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及射频产品封装技术领域，尤其涉及一种体声波谐振器的封装方法及封装结构。
背景技术
体声波谐振器(BAWR)包括典型地设置在压电层之上和/或之下的电极。响应于施加到电极的高频信号，压电层可以振荡。BAWR可以用于无线信号传输系统，以实现无线数据的输入和/或输出。例如，BAWR可以用在无线通信装置、无线功率发射器、无线传感器的滤波器、发射器、接收器、双工器等中。
请参考图1，目前的体声波谐振器在谐振腔主体结构完成以后，需要一个上空腔盖来做保护和完成最终的谐振功能。通常是通过金-金键合(Au-Au bonding) 工艺将上腔盖和谐振腔主体结构键合在一起，该过程具体包括以下步骤：
(1)通过热氧化工艺或化学气相沉积工艺，在载体衬底(未图示)上生长二氧化硅层200，并进一步通过光刻、刻蚀工艺，刻蚀去除部分厚度的所述二氧化硅层200而形成第二空腔2001，由此形成具有载体衬底、二氧化硅层200以及第二空腔2001的上腔盖。
(2)通过金-金键合(Au-Au bonding)工艺，将上腔盖与预先制作好的具有第一空腔1011、体声波谐振结构102和第一衬底100的谐振腔主体结构键合在一起，此时第二空腔2001与第一空腔1011对准，并将体声波谐振结构102夹设在第二空腔(也称为上空腔)2001和第一空腔(也称为下空腔)1011之间。一般的，预先制作好的第一衬底100上形成有下腔体壁101，体声波谐振结构102 包括第一空腔堆叠设置的第一电极(也称为下电极)1021、压电层1022、第二电极(也称为上电极)1023，下腔体壁101用于在第一衬底100和第一电极1021之间形成第一空腔1011。具体的，金-金键合工艺过程包括：首先采用金属剥离工艺(metallift-off technology)在第二空腔2001外围的二氧化硅层200上形成键合所需的金层201，以及，在第一空腔1011外围的第一电极1021和第二电极 1023上形成键合所需的金层103；然后在第一空腔1011和第二空腔2001相互对准后，通过加热的方式，融化金层201和金层103而形成金-金键合。其中金属剥离工艺是指：一基片经过涂覆光致抗蚀剂膜、曝光、显影后，以具有一定图形的光致抗蚀剂膜为掩模，带光致抗蚀剂膜蒸发所需的金属，然后在去除光致抗蚀剂膜的同时，把光致抗蚀剂膜上的金属一起剥离干净，在基片上只剩下所需图形的金属。
(3)利用背面减薄工艺，将键合后的结构中的载体衬底去除，使得剩余的二氧化硅层200作为盖板，并对二氧化硅层200打孔从而形成暴露出键合的金表面的孔203。
(4)在二氧化硅层200和孔203的表面上电镀铜金属层204，并通过光刻、腐蚀等工艺将铜金属层204图形化，形成将第二电极1023和第一电极1021向外引出的导线。
(5)在二氧化硅层200和铜金属层204上沉积钝化层205，并通过光刻、腐蚀等工艺将钝化层205图形化，以暴露出部分铜金属层204而作为金属焊盘，且进一步在暴露出的铜金属层204处焊球，使得形成的焊球206与金属焊盘相接触。
上述的体声波谐振器的封装工艺中，由于需要在载体衬底上沉积、刻蚀二氧化硅层，并需要采用金-金键合工艺使第一空腔1011与第二空腔2001键合在一起，且在键合后需要去除载体衬底，因此工艺复杂，设备成本较高。并且因为金-金键合工艺引入了金元素，所以存在材料成本高且会对产线造成元素污染的问题。另外，上述工艺中的钝化层205通常是沉积较薄一层的氧化硅或氮化硅等常用的钝化层材料而形成，这会导致孔203处仍有间隙，使得第二空腔2001 的侧壁较薄，进而造成上腔盖的机械强度不够，会导致器件可靠性风险。
发明内容
本发明的目的在于提供一种体声波谐振器的封装方法及封装结构，能够简化工艺，降低成本，能够与谐振腔主体结构高度兼容且能避免金-金键合工艺对产线造成元素污染的问题。
为了实现上述目的，本发明提供一种体声波谐振器的封装方法，包括以下步骤：
提供谐振腔主体结构，所述谐振腔主体结构包括第一衬底以及形成在所述第一衬底上的体声波谐振结构，所述第一衬底和所述体声波谐振结构之间形成有第一空腔；
形成具有第二空腔的分子吸附力键合层于所述谐振腔主体结构的表面上，且所述第二空腔和所述第一空腔至少部分对准，以暴露出至少部分所述体声波谐振结构；
提供第二衬底，并通过所述分子吸附力键合层和所述第二衬底之间产生的分子吸附力，将所述第二衬底键合到所述分子吸附力键合层上；
形成穿过所述第二衬底和所述分子吸附力键合层的穿通孔，所述穿通孔暴露出所述体声波谐振结构的相应的电连接部；以及，
形成导电互连层于所述穿通孔的表面以及所述穿通孔外围的部分所述第二衬底的表面上。
基于同一发明构思，本发明还提供一种体声波谐振器的封装结构，包括：
谐振腔主体结构，所述谐振腔主体结构包括第一衬底以及形成在所述第一衬底上的体声波谐振结构，所述第一衬底和所述体声波谐振结构之间形成有第一空腔；
分子吸附力键合层，所述分子吸附力键合层形成于所述谐振腔主体结构的表面上，且所述分子吸附力键合层中形成有第二空腔，所述第二空腔与所述第一空腔至少有部分对准，并暴露出至少部分所述体声波谐振结构；
第二衬底，所述第二衬底通过与所述分子吸附力键合层之间产生的分子吸附力键合到所述分子吸附力键合层上，所述第二空腔夹在所述第二衬底和体声波谐振结构之间；
穿通孔，所述穿通孔穿过所述第二空腔外围的第二衬底以及分子吸附力键合层，并暴露出所述体声波谐振结构相应的电连接部；以及，
导电互连层，所述导电互连层形成于所述穿通孔的表面以及所述穿通孔外围的部分所述第二衬底的表面上。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益效果：
1、本发明的封装方案中，形成具有第二空腔的分子吸附力键合层于所述谐振腔主体结构的表面上，再将第二衬底通过分子吸附力键合到该分子吸附力键合层上，之后可以形成穿过第二衬底和分子吸附力键合层的相应的穿通孔以及导电互连层。由于具有第二空腔的分子吸附力键合层是直接形成在谐振腔主体结构上的，因此能容忍谐振腔主体结构上的体声波谐振结构在第一空腔外围的区域上具有一定的台阶高度差异，使得在所述第二衬底和谐振腔主体结构键合在一起时，第二衬底背向第一衬底的一面不发生倾斜，由此为后续的穿通孔和导电互连层的制作工艺提供平坦的工艺窗口，进而保证形成的穿通孔和导电互连层的性能。同时还能够利用分子吸附力键合层和第二衬底之间产生的分子吸附力来提高体声波谐振器的结构的稳定性和可靠性，并避免采用金-金键合工艺键合第二衬底和谐振腔主体结构时的污染问题。
2、本发明的封装方案，具有低成本、工艺简单以及跟谐振腔主体结构的工艺高度相容的特点。
3、本发明的封装方案中，进一步地，由于分子吸附力键合层是直接形成在谐振腔主体结构上的，因此还可以采用第一空腔对应的光罩在分子吸附力键合层中制作出第二空腔，由此可以节约光罩，降低成本，也能够使得第二空腔和第一空腔基本对准。
4、本发明的封装方案中，穿通孔、导电互连层等结构均是在第二衬底上制作完成的，由此，最大限度地降低了对第一空腔的影响。
5、本发明的封装方案中，可以选择采用与体声波谐振结构中的压电层相同的材质制作做钝化层，能够最大限度兼容第一空腔工艺，同时还能避免使用其他材料来制作钝化层时引起的温度漂移的问题以及引入不必要的应力的问题，由此提高谐振器的谐振性能。另外，该钝化层还填满相应的穿通孔，由此可以增强谐振器盖体的机械强度，进而提高谐振器的第二空腔的侧壁的支撑力，防止第二空腔变形而影响谐振器的谐振性能和可靠性。
6、本发明的封装方案中，进一步地，分子吸附力键合层采用包含材料包括二氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、正硅酸乙酯和介电常数大于4的高K介质中的至少一种形成，其性能不易受环境中的温湿度变化而改变，因此可以提高器件的可靠性。
附图说明
图1是一种典型的体声波谐振器的封装结构的剖面结构示意图。
图2是本发明具体实施例的体声波谐振器的封装方法流程图。
图3A至图3E是本发明具体实施例的体声波谐振器的封装方法中的剖面结构示意图。
其中，附图标记如下：
100、30-第一衬底；101、401-下腔体壁；1011、402-第一空腔；102、404- 体声波谐振结构；404’-体声波谐振结构的开口；1021、4041-第一电极；102、 4042-压电层；1023、4043-第二电极；103、201-金层；200-二氧化硅层；2001、 503-第二空腔；孔-203；204-铜金属层；205-钝化层；206-焊球；40-谐振腔主体结构；4011-第一下腔体壁层；4012-第二下腔体壁层；4013-第三下腔体壁层； 403-对准标记；30-第二衬底；50-分子吸附力键合层；501-第一上腔体壁；502- 第二上腔体壁；H-高度差；301-第一穿通孔；302-第二穿通孔；303-扩散阻挡层； 304-导电互连层；3041-导电接触垫；305-钝化层；306-接触开口。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细说明。根据下面的说明，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。类似的，如果本文所述的方法包括一系列步骤，且本文所呈现的这些步骤的顺序并非必须是可执行这些步骤的唯一顺序，且一些所述的步骤可被省略和/或一些本文未描述的其他步骤可被添加到该方法。若某附图中的构件与其他附图中的构件相同，虽然在所有附图中都可轻易辨认出这些构件，但为了使附图的说明更为清楚，本说明书不会将所有相同构件的标号标于每一图中。
请参考图2，本发明提供一种体声波谐振器的封装方法，包括以下步骤：
S1，提供谐振腔主体结构，所述谐振腔主体结构包括第一衬底以及形成在所述第一衬底上的体声波谐振结构，所述第一衬底和所述体声波谐振结构之间形成有第一空腔；
S2，形成具有第二空腔的分子吸附力键合层于所述谐振腔主体结构的表面上，且所述第二空腔和所述第一空腔至少部分对准，以暴露出至少部分所述体声波谐振结构；
S3，提供第二衬底，并通过所述分子吸附力键合层和所述第二衬底之间产生的分子吸附力，将所述第二衬底键合到所述分子吸附力键合层上；
S4，形成穿过所述第二衬底和所述分子吸附力键合层的穿通孔，所述穿通孔暴露出所述体声波谐振结构的相应的电连接部；以及，
S5，形成导电互连层于所述穿通孔的表面以及所述穿通孔外围的部分所述第二衬底的表面上；
S6，形成图形化的钝化层，所述图形化的钝化层填满所述穿通孔并暴露出所述穿通孔外围的第二衬底表面上部分所述导电互连层，被暴露出的所述导电互连层形成导电接触垫。
请参考图3A，在步骤S1中，提供第一衬底400，并在第一衬底400上形成第一空腔402和体声波谐振结构404，以形成谐振腔主体结构40。
具体实施时，可通过如下方法形成谐振腔主体结构40：
首先，在一载体衬底上形成刻蚀停止层(未图示)，载体衬底可以是本领域技术人员熟知的任意合适的衬底，例如可以是裸硅片或者陶瓷基底、石英或玻璃基底等。所述刻蚀停止层可以通过适合的沉积方法(例如化学气相沉积、物理气相沉积或原子层沉积等)或热氧化方法形成于载体衬底上，所述刻蚀停止层的材料包括但不限于氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳氟化合物(CF)、掺碳氧化硅(SiOC)、碳氮化硅等材料中的至少一种，所述刻蚀停止层可以在后续去除载体衬底工艺中作为工艺停止点，保护体声波谐振结构，其厚度例如为在本发明的其他实施例中，所述刻蚀停止层还可以是光固化胶或热熔胶等可去除的膜层材料，可在后续去除载体衬底时一并去除。
接着，可以通过蒸镀、磁控溅射等本领域技术人员熟知的任何适合的方法在刻蚀停止层的表面上依次覆盖用于制作第二电极4043的第二电极材料层(未图示)、用于制作压电层4042的压电材料层、用于制作第一电极4041的第一电极材料层，以形成用于制作体声波谐振结构404的膜层。其中，第一电极材料层和第二电极材料层的材料包括但不限于Ag、Au、Cu、Pd、Cr、Mo、Ti、Ta、 Sn、W和Al中的至少一种金属。压电层4042的材料可以使用ZnO、AlN、GaN、锆钛酸铅、钛酸铅等具有纤锌矿型结晶结构的压电材料。对于压电材料层的厚度，可以根据目标谐振频率来设定，例如设定为波长的1/2左右。本实施例中，使用Mo金属薄膜作为第一电极材料层和第二电极材料层，Mo金属薄膜厚度通常为到1μm，使用AlN作为压电材料层，AlN厚度范围通常为到 2μm。在本发明的其他实施例中，待形成的体声波谐振结构还可以包括上述几种膜层之外的其他膜层，可根据实际的器件需要进行合理设置，在此并不做具体限制。
然后，可以通过适合的沉积方法(例如化学气相沉积、物理气相沉积或原子层沉积等)或热氧化工艺等在第一电极材料层上依次形成第三下腔体壁层 4013和第二下腔体壁层4012，第三下腔体壁层4013可以是氧化硅，第二下腔体壁层4012可以是氮化硅或氮氧化硅。第三下腔体壁层4013可以作为后续刻蚀第一下腔壁层4011形成第一空腔402时刻蚀停止点，能够保护第一电极材料层不受到不必要的损伤。第二下腔体壁层4012可以作为后续对准标记开口工艺中的硬掩膜层，有利于提高形成的对准标记开口的精度。
接着，执行曝光、显影、刻蚀工艺，依次刻蚀第三下腔体壁层4013、第二下腔体壁层4012、第一电极材料层、压电材料层及第二电极材料层，刻蚀停止在载体衬底的表面上(如果形成有刻蚀停止层，则停止在载体衬底表面上的刻蚀停止层上)，从而形成相应的对准标记开口(未图示)。对准标记开口的横截面(平行于载体衬底表面的平面)形状可以为圆形、十字形、椭圆形、多边形、光栅形等，对准标记开口的纵向剖面(垂直于载体衬底表面的平面)形状可以是矩形、U形、正梯形或倒梯形等。对准标记开口的位置一般设置于待形成的第一空腔402的外围，例如位于体声波谐振器的第一电极的接触区域和第二电极的接触区域的外侧，具体实施时，可以仅设置在待形成的体声波谐振器的外围一侧，也可以以轴对称或中心对称的方式设置体声波谐振器的外围两侧。
然后，可以通过适合的沉积方法(例如化学气相沉积、物理气相沉积或原子层沉积等)沉积第一下腔体壁层4011，使其填充于对准标记开口中并覆盖在第二下腔体壁层4012上，沉积的第一下腔体壁层4011不仅能够填满对准标记开口，还需要在第二下腔体壁层4012上方具有足够的厚度，以在后续用于形成所需深度的第一空腔402。本实施例中，第一下腔体壁层4011为氧化硅，可以采用TEOS或者PEOX等材料，厚度选为0.5μm～4μm。在覆盖第一下腔体壁层 4011之后，可以对第一下腔体壁层4011进行顶部平坦化(例如是采用化学机械研磨工艺进行平坦化)，以使其顶面平坦，由此，一方面有利于提高后续形成的第一空腔工艺精度以及形成第一空腔的深度均一性，另一方面能够有利于后续的第一衬底400的键合。如图3A所示，第一下腔体壁层4011填满在对准标记开口中的部分形成对准标记403。对准标记用于后续的第二衬底30和第一衬底 400的对准，以提高对准精度。第一下腔体壁层4011至第三下腔体壁层4013组成用于制作第一空腔402的支撑层。
接着，执行曝光、显影、刻蚀工艺，刻蚀第一下腔体壁层4011至第三下腔体壁层4013，而形成第一空腔402，第一下腔体壁层4011至第三下腔体壁层4013 共同作为围成所述第一空腔402的下腔体壁。所述第一空腔402的横截面(平行于载体衬底表面的截面)可以为矩形、五边形等多边形，也可以是圆形、椭圆形等。当需要在同一衬底上制作多个体声波谐振器时，可以同时形成多个第一空腔402，相邻的第一空腔402之间通过剩余的第一下腔体壁层4011至第三下腔体壁层4013的叠层结构来隔离，第一空腔402周围剩余的第一下腔体壁层 4011至第三下腔体壁层4013作为后续用于支撑体声波谐振结构的支撑结构。第一下腔体壁层4011、第二下腔体壁层4012、第三下腔体壁层4013组成ONO(氧化层-氮化硅-氧化层)结构，堆叠的ONO结构具有较低的缺陷，其中氮化硅材质的第二下腔体壁层4012可以捕获电荷，抑制漏电流。第一空腔402的深度例如为0.5μm～4μm。
接着，提供第一衬底400，所述第一衬底400可以是本领域技术人员熟知的任意合适的载体材料，例如可以是以下所提到的材料中的至少一种：Si、Ge、 SiGe、SiC、SiGeC、InAs、GaAs、InP或者其它III/V化合物半导体，还包括这些半导体构成的多层结构等，或者为绝缘体上硅(SOI)、绝缘体上层叠硅(SSOI)、绝缘体上层叠锗化硅(S-SiGeOI)、绝缘体上锗化硅(SiGeOI)以及绝缘体上锗 (GeOI)，或者还可以为双面抛光硅片(Double SidePolished Wafers，DSP)，也可为氧化铝等的陶瓷基底、石英或玻璃基底等。
然后，可以通过本领域技术人员熟知的任意合适的键合工艺，将第一衬底 400键合到第一下腔体壁层4011上，例如可以通过在第一衬底400上涂敷热熔胶等方式，将第一衬底400键合到第一下腔体壁层4011上。由此，将第一空腔 402封闭在第一衬底400和用于制作第一电极4041的第一电极材料层之间。再例如采用真空键合的方式将第一衬底400键合到第一下腔体壁层4011上，所述真空键合工艺的条件包括：键合压力为1Pa～105Pa，键合温度为150℃～200℃。
接着，可以根据载体衬底的材质特性，选择合适的工艺去除载体衬底，例如，当所述载体衬底为裸硅片时，可以通过CMP工艺或者通过CMP工艺结合湿法刻蚀的工艺去除载体衬底。
然后，倒置整个结构，使得第一衬底400在下，用于制作第二电极4043的第二电极材料层在上，并通过曝光、显影、刻蚀工艺，来依次图案化第一电极材料层、压电材料层和第二电极材料层或者依次图案化第一电极材料层、压电材料层和第二电极材料层，以此定义出第一电极4041(即剩余的第一电极材料层，也称为下电极)、压电层4042(即剩余的压电材料层)和第二电极4042(即剩余的第二电极材料层，也称为上电极)，由此形成体声波谐振结构404。在此工艺中，可以同时刻蚀去除第一空腔402外围一侧的体声波谐振结构404中的部分第二电极材料层及其下方的压电材料层和部分厚度的对准标记403，以暴露出第一电极4041，从而形成开口404’，开口404’的俯视形状为半环形或者闭合环形，如此一来在第一空腔402外围形成具有台阶的体声波谐振结构404，且台阶高度均匀，记为H。需要说明的是，在本发明的其他实施例中，也可以在用于制作体声波谐振结构404的膜层上形成第三下腔体壁层4013之前，将所述用于制作体声波谐振结构404的膜层图形化，以形成所述体声波谐振结构404。
至此，完成了步骤S1中提供谐振腔主体结构40的工艺过程。
在本发明的其他实施例中，也可以不利用载体衬底而是利用牺牲层来直接在第一衬底400上形成第一空腔402和体声波谐振结构404，以获得谐振腔主体结构40，具体过程包括：
首先，刻蚀去除第一衬底400部分区域中的部分厚度，以形成用于制作第一空腔402的凹槽(未图示)，此处，第一衬底400可以包括基底(未图示)以及覆盖在基底(未图示)上的至少一层薄膜(未图示)，也可以是半导体材质的裸片。接着，在凹槽中填满牺牲层(未图示)，该牺牲层的顶面与第一衬底400 的顶面齐平，也可以高于第一衬底400的顶面，也可以略低于第一衬底400的顶面，该牺牲层可以是单层结构，也可以是叠层结构。
之后，在第一衬底400和牺牲层的顶面上依次覆盖用于制作第一电极4041 的第一电极材料层(未图示)、用于制作压电层4042的压电材料层、用于制作第二电极4043的第二电极材料层，并通过曝光、显影和刻蚀等工艺，来依次图案化第一电极材料层、压电材料层和第二电极材料层或者依次图案化第二电极材料层、压电材料层和第一电极材料层，以定义出第一电极4041、压电层4042 和第二电极4043，由此，形成体声波谐振结构404。
然后，在第一空腔402区域中且靠近边缘处的体声波谐振结构404上开释放孔(未图示)，通过向释放孔中引入刻蚀剂来去除牺牲层，以重新清空凹槽，由此获得了体声波谐振结构404和第一衬底400之间的第一空腔402，第一空腔 402为整个底部凹陷在所述第一衬底400中的凹槽结构。至此，完成了步骤S1 中提供谐振腔主体结构40的工艺过程。
在本发明的其他实施例中，还可以提供另外一种利用牺牲层来直接在第一衬底400上形成第一空腔402和体声波谐振结构404，以获得谐振腔主体结构 40的方法，其具体过程包括：
首先，在第一衬底400上全面覆盖牺牲层(未图示)，牺牲层可以是单层结构，也可以是叠层结构。
然后，执行曝光、显影、刻蚀工艺，刻蚀牺牲层以使其图形化，以形成用于制作第一空腔402的图形化的牺牲层；
接着，在第一衬底400和牺牲层的顶面上依次覆盖用于制作第一电极4041 的第一电极材料层(未图示)、用于制作压电层4042的压电材料层、用于制作第二电极4043的第二电极材料层，并通过曝光、显影和刻蚀等工艺，来依次图案化第一电极材料层、压电材料层和第二电极材料层或者依次图案化第二电极材料层、压电材料层和第一电极材料层，以定义出第一电极4041、压电层4042 和第二电极4043，由此，形成体声波谐振结构404。
然后，可以在体声波谐振结构404的边缘区域上开释放孔(未图示)，通过向释放孔中引入刻蚀剂来去除牺牲层，由此获得了体声波谐振结构404和第一衬底400之间的第一空腔402，第一空腔402是凸设在第一衬底400上的。至此，完成了步骤S1中提供谐振腔主体结构40的工艺过程。
此外，需要说明的是，当第一衬底400为晶圆时，第一衬底400上的体声波谐振结构404的数量并不仅仅限定于一个，也就是说，可以在第一衬底400 上同时形成有多个体声波谐振结构404，每个体声波谐振结构404和第一衬底 400之间都具有一个第一空腔402，相邻第一空腔402之间可以通过下腔体壁401 隔开，相邻的体声波谐振结构404之间可以是相互断开的，或者有部分膜层是连接在一起的。
请参考图3B，在步骤S2中，首先，可以采用合适的沉积工艺沉积分子吸附力键合层50于所述体声波谐振结构404侧的谐振腔主体结构的表面上。分子吸附力键合层50能够和后续的第二衬底之间产生分子吸附力，且产生分子吸附力的具体原理如下：分子吸附力键合层50的键合面和第二衬底的键合面均足够光滑，几乎没有微粒(particulate)或污染，且在后续不使用特定的粘接材料(胶、蜡、钎焊等)，而是使分子吸附力键合层50的键合面和第二衬底的键合面直接接触，此时这两个键合面足够靠近在一起，两键合面的距离通常小于几纳米，在这种情况下，两个键合面的原子或分子之间的全部电子相互作用而产生足够高的吸引力(通常为范德华力，Van Der Waals forces，即分子吸附力)，以导致这两个键合面因足够高的分子吸附力而键合在一起。基于上述产生分子吸附力的原理，所述分子吸附力键合层50的选材需要满足的条件为：在分子吸附力键合层 50的键合面与后续的第二衬底的键合面直接接触或者距离足够近时能够产生足够高的分子吸附力，以在后续分子吸附力键合层50能通过该分子吸附力和第二衬底键合在一起。作为示例，当第二衬底30的材质为硅时，分子吸附力键合层 50的具体选材例如为包括二氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、正硅酸乙酯和介电常数大于4的高K介质中的至少一种。本实施例中，采用正硅酸乙酯(TEOS)的材料二氧化硅以作为所述分子吸附力键合层50，具体的工艺条件包括：工艺腔压力为3torr～10torr，温度为150℃～500℃，工艺气体除正硅酸乙酯TEOS和惰性气体(例如氦气He或氩气Ar)外还包括氧气O2或臭氧O3，所述正硅酸乙酯的流量为800sccm～2000sccm，所述氧气或臭氧的流量为1500sccm～ 3000sccm，惰性气体的流量为1000sccm～2000sccm。TEOS在O2(或O3)作用发生分解反应，从而在所述体声波谐振结构404及其暴露出的下腔体壁401、对准标记403的表面上形成一层SiO2层来作为分子吸附力键合层50。优选地，沉积分子吸附力键合层50的工艺为PECVD工艺，且反应腔内的工艺温度小于 200℃，由此，可有效防止工艺温度过高而导致第一空腔的谐振性能受到不良影响。其中的惰性气体可以作为稀释气体，可有效控制TEOS的反应速率，以形成厚度均匀的分子吸附力键合层50，同时提高反应系统的安全性。通过正硅酸乙酯(TEOS)沉积形成分子吸附力键合层50的方法，与采用硅烷等材料形成二氧化硅的方法相比，成本低，且能够实现较低的工艺温度，以此避免过高的工艺温度对谐振腔主体结构产生不良影响，而且能够使得形成的分子吸附力键合层50的均匀度和密度较高，由此保证后续形成的第二空腔、第一穿通孔、第二穿通孔的性能。进一步优选地，对沉积的分子吸附力键合层50进行致密化处理，进一步增强其密度，以保证后续第二空腔的腔体壁具有足够的机械支撑力。此外，由于分子吸附力键合层50是直接沉积工艺形成在谐振腔主体结构40上的，因此其能容忍谐振腔主体结构40上的体声波谐振结构404在第一空腔402 外围的区域上具有一定的台阶高度差异(即台阶404’处的高度差异)，能够使得在后续的第二衬底和谐振腔主体结构40键合在一起时，第二衬底30背向第一衬底400的一面不发生倾斜，由此为后续的导电互连层304的制作工艺提供平坦的工艺窗口，进而保证形成的导电互连层304的性能。沉积的分子吸附力键合层50的厚度为10μm～20μm。此外，还可以采用第一空腔对应的光罩来制作第二空腔，由此可以节约光罩，降低成本，也能够使得第二空腔和第一空腔基本对准。
在本发明一个实施例中，在形成该分子吸附力键合层50之后，还包括对该分子吸附力键合层50进行平坦化处理的步骤，以使得分子吸附力键合层50的键合面光滑，进而提高后续与第二衬底键合的精度，进一步的，可采用化学机械抛光法(Chemialmechanicalplanarization，简称CMP)对分子吸附力键合层50 进行平坦化处理，以在使得分子吸附力键合层50的键合面光滑的同时，降低分子吸附力键合层50的厚度，进而有利于降低后续穿通孔的制作难度。例如平坦化工艺对分子吸附力键合层50减薄5μm～10μm。
请继续参考图3B，在步骤S2中，接着，通过光刻胶涂覆、曝光、显影等一系列光刻工艺，在分子吸附力键合层50上形成具有能定义第二空腔503的图案化光刻胶层(未图示)，并以该图案化光刻胶层为掩膜，刻蚀所述分子吸附力键合层50至第二电极4043的表面，形成第二空腔503，此时剩余的分子吸附力键合层50作为围成第二空腔503的上腔体壁。当第一空腔402外围一侧的体声波谐振结构404具有暴露出第一电极4041的开口404’时，剩余的分子吸附力键合层50被分为两部分：一部分粘接到被开口404’暴露出的第一电极4041和对准标记403的表面上而形成高度较大的第一上腔体壁501，另一部分粘接到第一空腔402外围的与第一上腔壁501相对的第二电极4043的表面上，形成高度较小的第二上腔体壁502，第一上腔体壁501和第二上腔体壁502面向第一衬底 400的一面的高度差为H，第一上腔体壁501和第二上腔体壁502面向第二衬底 30的一面齐平或接近齐平。此外，第二空腔503的形状和尺寸可以均与第一空腔402相同，也可以不完全相同，只要第二空腔503能够使得在后续第二衬底 30键合到分子吸附力键合层50上后，和所述第一空腔至少部分对准，以暴露出至少部分所述体声波谐振结构404，即使得暴露出的部分体声波谐振结构404能被限制在第一空腔402和第二空腔503之间，此时，体声波谐振结构404的第一电极层4041、压电层4042以及第二电极层4042具有与第一空腔402和第二空腔503同时重叠的部分即可，由此形成谐振器的有效谐振区。
请参考图3C，在步骤S3中，首先，提供第二衬底30，并对第二衬底30进行表面光滑处理，所述第二衬底30优选包括硅基底的衬底，例如体硅衬底或者绝缘体上硅衬底或者一硅基底上层叠有二氧化硅层的衬底(硅基底位于第二衬底30背向分子吸附力键合层50的一侧)，以在后续能够采用硅穿孔(TSV)工艺形成穿通孔。然后，将所述第二空腔503的开口朝向所述体声波谐振结构404 放置并与第一空腔402对准，且使得第二衬底30的键合面和分子吸附力键合层 50的键合面直接接触，以在两者之间产生足够高的分子吸附力，通过所述分子吸附力键合层50和所述第二衬底30之间产生的分子吸附力将所述第二衬底30 键合到分子吸附力键合层50上。本实施例中，第二衬底30的键合面和分子吸附力键合层50的键合面直接接触后，第二衬底30中的硅和分子吸附力键合层 50中的二氧化硅能够产生Si-O-Si分子吸附力，进而将第二衬底30键合到分子吸附力键合层50上。这种键合工艺简单，可靠性高，且不会影响第一空腔402 和第二空腔503的性能，且能容忍第一衬底400上的体声波谐振结构404在第一空腔402外围的区域上具有一定的台阶高度差异，由此能避免体声波谐振结构的台阶高度差异引起第二衬底背向第一衬底的一面发生倾斜的问题以及避免因该台阶高度差异而引起键合不可靠的问题。优选地，键合第二衬底30和分子吸附力键合层的工艺条件包括：键合压力为1Pa～105Pa，真空键合，温度为150℃～200℃(例如为150℃)，施压时间为20min～30min，由此在保证键合性能的前提下，避免影响产品的谐振性能。
请参考图3D，在步骤S4中，首先，通过化学机械研磨(CMP)工艺，从所述第二衬底30背向所述体声波谐振结构404的一面进行减薄，例如将第二衬底30的厚度减薄至60μm～80μm。然后，采用硅穿孔(TSV)刻蚀工艺，从第一上腔体壁501处的所述第二衬底30背向所述体声波谐振结构404的一侧开孔至穿通第一上腔体壁501而暴露出开口404’处的部分第一电极4041，形成第一穿通孔301，从第二上腔体壁502处的所述第二衬底30背向所述体声波谐振结构 404的一侧开孔至穿通第二上腔体壁502而暴露部分第二电极4043，形成第二穿通孔302，其中，被第一穿通孔3031暴露出的伸出第一空腔402的部分第一电极4041，称为第一电连接部，被第二穿通孔3032暴露出的伸出第一空腔402 的部分第二电极4043，称为第二电连接部。具体的，可以通过曝光、显影和刻蚀工艺，依次刻蚀第一上腔体壁501处的所述第二衬底30以及第一上腔体壁501 而形成第一穿通孔301，形成第一穿通孔301的刻蚀过程直至露出第一电极4041 为止，然后再通过曝光、显影和刻蚀工艺刻蚀第二上腔体壁502处的所述第二衬底30以及第二上腔体壁502而形成第二穿通孔302，第二穿通孔302的刻蚀过程直至露出第二电极4043为止，当然在本发明的其他实施例中，也可以先形成第二穿通孔302再形成第一穿通孔301。第一穿通孔301和第二穿通孔302的尺寸可以根据需要暴露的电极范围以及刻蚀条件确定。本实施例中，第一穿通孔301和第二穿通孔302的开口直径约20μm～70μm，第一穿通孔301和第二穿通孔302的深度约60μm～100μm。
请参考图3E，在步骤S5中，首先，可以采用包括溅射、等离子体物理气相沉积、高密度等离子体化学气相沉积、低压化学气相沉积、原子层沉积等沉积扩散阻挡层303，且由于采用沉积工艺形成扩散阻挡层303，所以扩散阻挡层303 不仅形成在第一穿通孔301和第二穿通孔302的内表面上，还覆盖在第二衬底 30背向体声波谐振结构404的一面上。该扩散阻挡层303可选为叠层结构，包括用于使得后续形成的导电互连层304与第二衬底30电学绝缘隔离的氮化物层 (未图示)以及层叠在该氮化物层表面上的阻挡粘附层(未图示)，该阻挡粘附层的材料包括Al、Au、Cr、Co、Ni、Cu、Mo、Ti、Ta、W、Pt等中的至少一种。其中等离子体物理气相沉积、高密度等离子体化学气相沉积、低压化学气相沉积、原子层沉积工艺具有较佳的台阶覆盖能力，可以避免形成的扩散阻挡层303填充满所述第一穿通孔301和第二穿通孔302。然后刻蚀去除第一穿通孔 301和第二穿通孔302底部的扩散阻挡层303，以暴露出第一穿通孔301和第二穿通孔302底壁上的第一电极4041和第二电极4043，此时，第一穿通孔301和第二穿通孔302周围的第二衬底30的表面上仍覆盖有扩散阻挡层303，以实现后续第一穿通孔301和第二穿通孔302中的导电互连层之间的电性绝缘隔离。
请继续参考图3E，在步骤S5中，接着，可以采用包括溅射、电镀、等离子体物理气相沉积、高密度等离子体化学气相沉积、低压化学气相沉积、原子层沉积等工艺进行通孔金属化，以形成导电互连层304，此时，导电互连层304覆盖在扩散阻挡层303及其暴露出的第一穿通孔301和第二穿通孔302的底壁上。所述导电互连层304的材料可以与第二电极和第一电极材料相同，沉积工艺条件和后续的刻蚀工艺条件也相同，以最大程度的兼容步骤S1的工艺，并简化工艺。此外在本发明的其他实施例中，所述导电互连层304的材料可以是包括Ti、 Ta、W、Mo、Cu、W等中的至少一种。然后通过曝光、显影和刻蚀工艺去除第二衬底30背向第一衬底400的表面上的部分导电互连层304，以图形化导电互连层304，形成的图形化的导电互连层304分别电连接第二电极4043和第一电极4042。
请参考图3E，在步骤S6中，首先，可以采用包括溅射、电镀、等离子体物理气相沉积、高密度等离子体化学气相沉积、低压化学气相沉积、原子层沉积等工艺，在第一穿通孔301和第二穿通孔302中以及第二衬底30背向所述第一衬底400的表面上的导电互连层304和第二衬底30被导电互连层304暴露出的表面上沉积钝化层305，沉积的钝化层305的厚度足以填满第一穿通孔301和第二穿通孔302，其中可选地，钝化层305的材质与压电层4042相同，并采用与压电层4042完全相同的沉积工艺，由此最大限度兼容谐振腔主体结构40的工艺，同时还能避免使用其他材料来制作钝化层时引起的温度漂移的问题以及引入不必要的应力的问题，由此提高谐振器的谐振性能。接着，通过曝光、显影、刻蚀工艺图形化钝化层305，以形成接触开口306，其中，图形化钝化层305的工艺条件可以与图形化压电层402的工艺条件完全相同，由此最大限度兼容谐振腔主体结构40的工艺，该接触开口306能够暴露出第二衬底30背向所述第一衬底400的表面上的部分导电互连层305，以形成导电接触垫(pad)3041，该导电接触垫3041包括与第一电极4041电性连接的导电接触垫和与第二电极4043电性连接的导电接触垫。此时，钝化层305还填满第一穿通孔301和第二穿通孔302，以增强上腔体壁50的机械支撑性能。此外，在本发明的其他实施例中，也可以采用常规的钝化材料来形成钝化层305，这些常规的钝化材料包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、金属氮化物和聚合物中的至少一种。
综上所述，本发明的体声波谐振器的封装方法，不仅具有低成本、工艺简单以及跟谐振腔主体结构的工艺高度相容的特点，还不会造成金-金键合工艺的污染问题。且能容忍体声波谐振结构在第一空腔外围的区域上具有一定的台阶高度差异，保证键合的可靠性和稳定性。此外，由于穿通孔、导电互连层等结构均是在第二衬底上完成的，因此能最大限度地降低了对第一空腔的影响。
请参考图3E，本发明一实施例还提供一种采用本发明的体声波谐振器的封装方法制作而成的体声波谐振器的封装结构。所述体声波谐振器的封装结构包括谐振腔主体结构40、具有第二空腔503的分子吸附力键合层50、第二衬底30、第一穿通孔301、第二穿通孔302、导电互连层304以及图形化的钝化层305。所述谐振腔主体结构40包括第一衬底400、体声波谐振结构404以及第一空腔 402。其中，体声波谐振结构404形成在所述第一衬底400上，第一空腔402夹在体声波谐振结构404和第一衬底400之间。分子吸附力键合层50形成于体声波谐振结构404外围的第一衬底400及部分体声波谐振结构404上，且所述分子吸附力键合层50中形成有第二空腔503，所述第二空腔503与所述第一空腔 402至少有部分对准，并暴露出至少部分所述体声波谐振结构404。第二衬底30 通过与所述分子吸附力键合层50之间产生的分子吸附力键合到所述分子吸附力键合层50上，所述第二空腔503夹在所述第二衬底50和体声波谐振结构404 之间。所述第一穿通孔301和第二穿通孔302均位于所述第一空腔402和所述第二空腔503的外围，穿过第二衬底30，并暴露出所述体声波谐振结构404相应的电连接部。导电互连层304覆盖第一穿通孔301和第二穿通孔302的内表面(包括侧壁和底壁)，并分别从第一穿通孔301和第二穿通孔302的侧壁上连续延伸到所述第二衬底30背向所述体声波谐振结构404的部分表面上，即所述导电互连层305形成于第一穿通孔301和第二穿通孔302的内表面以及所述第一穿通孔301和第二穿通孔302外围的部分所述谐振器盖体的表面上。图形化的钝化层305填满所述第一穿通孔301和第二穿通孔302中并覆盖所述第二衬底30背向所述体声波谐振结构404的表面上的部分所述导电互连层304，，且被图形化的钝化层305暴露出的所述导电互连层304形成相应的导电接触垫。本实施例中，所述体声波谐振结构404具有依次层叠在所述第一衬底400上的第一电极4041、压电层4042和第二电极4043，且第一空腔402形成在所述第一衬底400和所述第一电极4041之间，该第一空腔402通过下腔体壁401围成。本实施例中，所述下腔体壁401是不同于第一衬底400和体声波谐振结构404 的材料的支撑层(即图3E中的第一下腔体壁层4011至第三下腔体壁层4013)，所述第一衬底400和所述体声波谐振结构400之间通过该支撑层键合在一起，所述第一空腔402形成在所述支撑层中，分子吸附力键合层50形成在第一空腔 402外围的支撑层上。在本发明的其他实施例中，所述第一空腔402可以是整个底部凹陷在所述第一衬底400中的凹槽结构，此时，下腔体壁401为凹槽周围的第一衬底400；或者，所述第一空腔402为整体上凸设在所述第一衬底400表面上的腔体结构，这两种情况下，分子吸附力键合层50均形成在第一空腔402 外围的第一衬底400上。
分子吸附力键合层50能够和第二衬底30之间产生分子吸附力(也可以称为分子键合力)，以和第二衬底30键合在一起，所述分子吸附力键合层的材料包括二氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、正硅酸乙酯和介电常数大于4的高K介质中的至少一种，例如是采用包含正硅酸乙酯的材料沉积在谐振腔主体结构40的表面上的二氧化硅，且所述分子吸附力键合层50中形成的第二空腔503与第一空腔402至少部分对准，部分所述体声波谐振结构404被限制在所述第二空腔 503与第一空腔402之间。
由于本实施例的所述体声波谐振结构404包括第一电极4041和第二电极 4043，所以本实施例中，所述第一穿通孔402从所述第二衬底30背向所述体声波谐振结构404的表面穿通至暴露出部分第一电极4041的表面(即第一连接部)，所述第二穿通孔302从所述第二衬底30背向所述体声波谐振结构404的表面穿通至暴露出部分所述第二电极4043的表面(即第二连接部)。也就是说，本实施例中，体声波谐振结构404的电连接部包括：第一电连接部，包括伸出第一空腔的部分第一电极4041；第二电连接部，包括伸出第一空腔的部分第二电极4043。
本实施例中，所述第二衬底30背向所述体声波谐振结构404的表面上的图形化的钝化层305具有接触开口306，以暴露出相应区域的所述导电互连层304，所述导电互连层304被接触开口306暴露的部分形成导电接触垫3041，导电互连层304分别电连接第二电极4043和第一电极4041，以用于分别将第二电极 4043和第一电极4041通过相应的导电接触垫3041向外引出。
其中，第二衬底30优选为包含硅基底的衬底，由此使得第一穿通孔301和第二穿通孔302可以通过硅穿孔工艺制作。
本实施例中，所述体声波谐振结构404在所述第一空腔402外围的部分中具有暴露部分所述第一电极4041的开口404’，开口404’的形状为闭合的环形或半环形等，体声波谐振结构404在开口404’处形成的台阶的高度均匀，均为H；所述第二衬底30和所述第一衬底400之间的所述分子吸附力键合层50的厚度适应所述体声波谐振结构404的台阶高度而变化，并同时能维持所述第二衬底 30和第一衬底400相互背向的表面水平，以利于形成的体声波谐振器产品与其他产品集成在同一个印刷电路板上。
此外，在本发明的一些实施例中，所述钝化层305和所述压电层4042的材质相同，沉积工艺和刻蚀工艺也相同，以最大限度兼容第一空腔工艺，同时还能避免使用其他材料来制作钝化层时引起的温度漂移的问题以及引入不必要的应力的问题，由此提高谐振器的谐振性能。当然，在本发明的另外一些实施例中，也可以采用常规的钝化材料来形成钝化层306，这些常规的钝化材料包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、金属氮化物和聚合物中的至少一种。
此外，本实施例中，所述第一衬底400和所述第一电极4041之间用于围出所述第一空腔402的下腔体壁401中还形成有对准标记403，所述对准标记403 穿通所述体声波谐振结构404而与所述分子吸附力键合层50键合在一起。
需要说明的是，由于本实施例的体声波谐振器的封装结构采用本发明的体声波谐振器的封装方法制作，因此，其中各个结构的材质、尺寸等参数均可以参考上文的体声波谐振器的封装方法中的内容，在此不再赘述。
本发明的体声波谐振器的封装结构，能够改善谐振器的谐振性能，且可以采用本发明的体声波谐振器的封装方法制作，以简化工艺，降低成本。
显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (20)
1.一种体声波谐振器的封装方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供谐振腔主体结构，所述谐振腔主体结构包括第一衬底以及形成在所述第一衬底上的体声波谐振结构，所述第一衬底和所述体声波谐振结构之间形成有第一空腔；
形成键合面光滑平坦并具有第二空腔的分子吸附力键合层于所述谐振腔主体结构的表面上，且所述第二空腔位于所述体声波谐振结构的顶部上方并和所述第一空腔至少部分对准，以暴露出至少部分所述体声波谐振结构；
提供键合面光滑平坦的第二衬底，并使所述第二衬底的键合面与所述分子吸附力键合层的键合面直接接触或距离足够近，以在所述分子吸附力键合层和所述第二衬底之间产生分子吸附力，进而通过所述分子吸附力将所述第二衬底键合到所述分子吸附力键合层上；
形成穿过所述第二衬底和所述分子吸附力键合层的穿通孔，所述穿通孔暴露出所述体声波谐振结构的相应的电连接部；以及，
形成导电互连层于所述穿通孔的表面以及所述穿通孔外围的部分所述第二衬底的表面上。
2.如权利要求1所述的体声波谐振器的封装方法，其特征在于，所述体声波谐振结构包括靠近所述第一衬底的第一电极、位于所述第一电极上的压电层以及位于所述压电层上的第二电极。
3.如权利要求2所述的体声波谐振器的封装方法，其特征在于，所述电连接部包括：第一电连接部，包括伸出第一空腔的部分第一电极；第二电连接部，包括伸出第一空腔的部分第二电极。
4.如权利要求1所述的体声波谐振器的封装方法，其特征在于，形成具有第二空腔的分子吸附力键合层的步骤包括：沉积分子吸附力键合材料于所述谐振腔主体结构的表面上；平坦化沉积的分子吸附力键合材料；以及，刻蚀所述分子吸附力键合材料，直至暴露出所述体声波谐振结构背向所述第一衬底的表面，以形成具有第二空腔的分子吸附力键合层。
5.如权利要求1所述的体声波谐振器的封装方法，其特征在于，所述分子吸附力键合层的材料包括二氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、正硅酸乙酯和介电常数大于4的高K介质中的至少一种。
6.如权利要求1所述的体声波谐振器的封装方法，其特征在于，将所述第二衬底键合到所述分子吸附力键合层上的工艺条件包括：键合温度为150℃～500℃，键合气体氛围为真空或氮气氛围，工艺压力为0torr～10torr。
7.如权利要求1所述的体声波谐振器的封装方法，其特征在于，在将所述第二衬底键合到所述分子吸附力键合层上之后且在形成所述穿通孔之前，先对所述第二衬底进行减薄。
8.如权利要求2所述的体声波谐振器的封装方法，其特征在于，在形成所述导电互连层之后，还包括：形成图形化的钝化层，所述图形化的钝化层填满所述穿通孔并暴露出所述穿通孔外围的第二衬底表面上部分所述导电互连层，被暴露出的所述导电互连层形成导电接触垫。
9.如权利要求8所述的体声波谐振器的封装方法，其特征在于，所述钝化层和所述压电层的材质相同；或者，所述钝化层包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、金属氮化物和聚合物中的至少一种材质。
10.如权利要求1所述的体声波谐振器的封装方法，其特征在于，提供所述谐振腔主体结构的步骤包括：
提供载体衬底，并依次形成用于制作体声波谐振结构的膜层和支撑层于所述载体衬底上；
刻蚀所述支撑层，以在所述支撑层中形成空腔；
提供所述第一衬底，并将所述第一衬底键合到所述支撑层上；以及，
去除所述载体衬底，以形成所述谐振腔主体结构。
11.如权利要求10所述的体声波谐振器的封装方法，其特征在于，采用真空键合工艺将所述第一衬底键合到所述支撑层上，所述真空键合工艺的条件包括：键合压力为1Pa~105Pa，键合温度为150℃~200℃。
12.如权利要求10所述的体声波谐振器的封装方法，其特征在于，在用于制作体声波谐振结构的膜层上形成所述支撑层之前，或者，在去除所述载体衬底之后，将所述用于制作体声波谐振结构的膜层图形化，以形成所述体声波谐振结构。
13.如权利要求1所述的体声波谐振器的封装方法，其特征在于，提供所述谐振腔主体结构的步骤包括：
提供第一衬底，形成牺牲层于部分所述第一衬底上；
形成体声波谐振结构于所述牺牲层和所述第一衬底上；以及，
去除所述牺牲层，以形成所述第一空腔。
14.如权利要求13所述的体声波谐振器的封装方法，其特征在于，形成牺牲层于部分所述第一衬底上的步骤包括：刻蚀所述第一衬底，以形成凹槽于所述第一衬底中；形成所述牺牲层填充于所述凹槽中；或者，
形成牺牲层于部分所述第一衬底上的步骤包括：覆盖牺牲层于所述第一衬底上；图案化所述牺牲层，以形成牺牲层凸设于部分衬底上。
15.一种体声波谐振器的封装结构，其特征在于，包括：
谐振腔主体结构，所述谐振腔主体结构包括第一衬底以及形成在所述第一衬底上的体声波谐振结构，所述第一衬底和所述体声波谐振结构之间形成有第一空腔；
键合面光滑平坦的分子吸附力键合层，所述分子吸附力键合层形成于所述谐振腔主体结构的表面上，且所述分子吸附力键合层中形成有位于所述体声波谐振结构的顶部上方的第二空腔，所述第二空腔与所述第一空腔至少有部分对准，并暴露出至少部分所述体声波谐振结构；
键合面光滑平坦的第二衬底，所述第二衬底的键合面与所述分子吸附力键合层的键合面直接接触或距离足够近，以与所述分子吸附力键合层的键合面之间产生分子吸附力，进而所述第二衬底通过所述分子吸附力键合到所述分子吸附力键合层上，所述第二空腔夹在所述第二衬底和体声波谐振结构之间；
穿通孔，所述穿通孔穿过所述第二空腔外围的第二衬底以及分子吸附力键合层，并暴露出所述体声波谐振结构相应的电连接部；以及，
导电互连层，所述导电互连层形成于所述穿通孔的表面以及所述穿通孔外围的部分所述第二衬底的表面上。
16.如权利要求15所述的体声波谐振器的封装结构，其特征在于，所述体声波谐振结构包括靠近所述第一衬底的第一电极、位于所述第一电极上的压电层以及位于所述压电层上的第二电极；所述电连接部包括：第一电连接部，包括伸出第一空腔的部分第一电极；第二电连接部，包括伸出第一空腔的部分第二电极。
17.如权利要求15所述的体声波谐振器的封装结构，其特征在于，所述体声波谐振结构在所述第一空腔外围的部分中具有暴露部分或全部的所述电连接部的开口，所述分子吸附力键合层填满所述开口。
18.如权利要求15所述的体声波谐振器的封装结构，其特征在于，所述分子吸附力键合层的材料包括二氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、正硅酸乙酯和介电常数大于4的高K介质中的至少一种。
19.如权利要求16所述的体声波谐振器的封装结构，其特征在于，所述封装结构还包括图形化的钝化层，所述图形化的钝化层填满所述穿通孔并暴露出所述穿通孔外围的谐振器盖体表面上部分所述导电互连层，被暴露出的所述导电互连层形成导电接触垫。
20.如权利要求19所述的体声波谐振器的封装结构，其特征在于，所述钝化层和所述压电层的材质相同；或者，所述钝化层包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、金属氮化物和聚合物中的至少一种材质。
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| CN201910656731.4A CN112039456B (zh) | 2019-07-19 | 体声波谐振器的封装方法及封装结构 |
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Citations (1)
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| CN1751387A (zh) * | 2003-02-12 | 2006-03-22 | 硅绝缘技术公司 | 极粗糙的衬底上的半导体结构 |
Patent Citations (1)
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