CN112350682B - 一种声表面滤波器的键合方法及其键合结构 - Google Patents
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Abstract
一种声表面滤波器的键合方法及其键合结构，涉及半导体技术领域。该声表面滤波器的键合方法包括在键合基板的上表面形成不透明的反射层；在高真空条件下，以预设压力将压电层通过反射层键合于键合基板上。该声表面滤波器键合方法能够有效降低失焦的风险。
Description
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，具体而言，涉及一种声表面滤波器的键合方法及其键合结构。
背景技术
声表面滤波器是在一块具有压电效应的材料基片上蒸发一层金属膜，然后经光刻，在两端各形成一对叉指形电极组成的器件。当在发射换能器上加上信号电压后，就在输入叉指电极间形成一个电场使压电材料发生机械振动(即超声波)以超声波的形式向左右两边传播，向边缘一侧的能量由吸声材料所吸收。在接收端，由接收换能器将机械振动再转化为电信号，并由叉指形电极输出。声表面滤波器其由于工作频率高、通频带宽、选频特性好、体积小和重量轻等特点，并且可采用与集成电路相同的生产工艺，制造简单，成本低，频率特性的一致性好，因此广泛应用于各种电子设备中。
现有技术中，用于制作声表面滤波器的键合结构，主要由键合基板和压电层组成。然而，由于声表面滤波器的键合基板的材料主要为透明材质，因此将导致光线会透过键合基板而发生内部耗散，这将可能导致曝光机侦测到的反射信号不足而发生失焦异常，从而导致部分光阻脱落而形成图形缺失，进而影响器件品质。
发明内容
本发明的目的在于提供一种声表面滤波器的键合方法及其键合结构，其能够有效降低失焦的风险。
本发明的实施例是这样实现的：
本发明的一方面，提供一种声表面滤波器的键合方法，该声表面滤波器的键合方法包括在键合基板的上表面形成不透明的反射层；在高真空条件下，以预设压力将压电层通过反射层键合于键合基板上。该声表面滤波器的键合方法能够有效降低失焦的风险，也进一步降低了光阻脱落和发生图案缺失的风险。
在一种实施例方式中，在键合基板的上表面形成不透明的反射层，包括：通过溅镀或者蒸镀的方式在键合基板的上表面形成不透明的反射层。
在一种实施例方式中，所述预设压力在50KN至100KN之间。
本发明的另一方面，提供一种声表面滤波器的键合结构，该声表面滤波器的键合结构包括压电层、反射层以及键合基板，其中，反射层形成于压电层与键合基板之间，反射层用于反射自压电层射向键合基板的光线。
在一种实施例方式中，反射层采用不透明材质。
在一种实施例方式中，反射层为金属层。
在一种实施例方式中，反射层的材质为铝。
在一种实施例方式中，反射层的折射率大于压电层的折射率，且大于键合基板的折射率。
在一种实施例方式中，反射层的折射率与反射层的厚度之积为四分之一波长的整数倍。
在一种实施例方式中，反射层呈堆叠结构，堆叠结构包括奇数个依次堆叠形成的子反射层。
在一种实施例方式中，堆叠结构以预设堆叠形式形成，预设堆叠形式为(AB)nA，其中，A和B分别为折射率不同的子反射层，且A的折射率大于B的折射率，n为循环次数，且n为大于或等于1的整数。
在一种实施例方式中，子反射层A的折射率大于压电层的折射率，且大于键合基板的折射率。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益效果：
本实施例提供的声表面滤波器键合方法中，该方法包括：在键合基板的上表面形成不透明的反射层；在高真空条件下，以预设压力将压电层通过反射层键合于键合基板上。这样一来，在进行后续黄光曝光的工艺制程过程中，由于在声表面滤波器进行键合压电层和键合基板的过程中，在压电层与键合基板之间已经形成了一层反射层，因此，曝光机的光源发出的光线可以在反射层被大部分反射至光源的信号接收机上，从而可以保证信号接收机可以接收到足够的信号强度，可以有效降低失焦的风险，也进一步降低了光阻脱落和发生图案缺失的风险。
本实施例提供的声表面滤波器的键合结构中，该声表面滤波器的键合结构包括压电层、反射层以及键合基板，其中，反射层形成于压电层与键合基板之间，反射层用于反射自压电层射向键合基板的光线。本实施例提供的声表面滤波器的键合结构，通过在压电层和键合基板之间形成反射层，从而相比于现有技术而言可以使得曝光机的光源发出的光线经过压电层之后被大部分反射，从而使得信号接收机接收到大部分的反射信号，有效降低曝光机的光源发出的光线进入键合基板的风险，进而降低了在曝光过程中出现的失焦风险。另外，由于反射层的存在，在一定程度上，本声表面滤波器的键合结构也可以在后续曝光工艺中改善曝光的均匀性，进而保证线宽的均匀性，并且还可以提高单步制程工艺的良率，使得半导体器件的品质得到改善。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为现有技术提供的声表面滤波器的键合结构的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的声表面滤波器的键合方法的流程示意图；
图3为本发明实施例提供的声表面滤波器的键合结构的结构示意图之一；
图4为本发明实施例提供的声表面滤波器的键合结构的结构示意图之二。
图标：10-键合基板；20-反射层；21-子反射层；30-压电层； 40-光源；50-信号接收机。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
声表面滤波器是以石英、铌酸锂或钎钛酸铅等压电晶体为基片，经表面抛光后在其上蒸发一层金属膜，通过光刻工艺制成两组具有能量转换功能的交叉指型的金属电极，分别称为输入叉指换能器和输出叉指换能器。当输入叉指换能器接上交流电压信号时，压电晶体基片的表面就产生振动，并激发出与外加信号同频率的声波，此声波主要沿着基片的表面的与叉指电极升起的方向传播。其由于工作频率高、通频带宽、选频特性好、体积小和重量轻等特点成为了目前主流的压电声波滤波器件之一，能够满足通讯终端使用的小尺寸滤波类器件的需求。
请参照图1所示，图1为现有技术提供的声表面滤波器的键合结构的结构示意图，其包括键合基板10和压电层30。然而，现有技术的声表面滤波器的键合基板10的材料主要为透明材料 (例如尖晶石或者蓝宝石等)，其由于键合基板10的透光特性，在进行黄光曝光的制程工艺时光源40发出的光线会透过键合基板10而发生内部耗散(部分光线被反射，另一部分光线透过了键合基板10)，从而出现失焦异常、导致信号接收机50侦测到的反射信号不足，反射信号不足便会导致部分光阻脱落进而导致形成的图形出现缺失。为此，本方案主要针对现有技术的这一缺陷进行改进，以使得声表面滤波器在进行曝光工艺时有效降低失焦异常风险。
请参照图2，本实施例提供了一种声表面滤波器的键合方法，该声表面滤波器的键合方法包括以下步骤：
S100、在键合基板10的上表面形成反射层20。
其中，可选地，上述键合基板10的厚度在390μm至410μm 之间。示例地，该键合基板10的厚度可以为390μm、395μm、 400μm、405μm或者410μm等。
在本实施例中，上述反射层20的设置便是为了有效降低在曝光过程中光源40发出的光线透过键合基板10而出现失焦风险。
可选地，在本实施例中，该反射层20为不透明材质。示例地，可以为不透明的金属材料，例如铝等。当然，应理解，上述的反射层20的材质仅为本申请给出的几种示例，并非是对反射层20的材质的限制，在其他的实施例中，本领域技术人员也可以结合声表面滤波器的特性，以及实际需求选择其他的材质，只要能使得声表面滤波器在曝光过程中提高光线的反射率，降低键合基板10的透光性即可。
S200、在高真空条件下，以预设压力将压电层30通过反射层20键合于键合基板10上。
其中，在本实施例中，可选地，上述压电层30的厚度在1μm 至10um之间。示例地，该压电层30的厚度可以为1μm、2μm、 3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm、10μm等。
需要说明的是，上述压电层30的材料可以选用压电陶瓷材料、压电玻璃材料或压电无机化合物材料中的任意一种。例如，该压电层30的材料可以为铌酸锂、钽酸锂、石英、氮化铝、钛酸钡、钛酸铅、锆钛酸铅和氧化锌的至少一种。具体地，本领域技术人员可根据需求自行选择。
应理解，压电层30上可以用于涂覆光阻并进行光刻，并制备金属薄膜，然后通过溶剂去除压电层30上的光阻，不需要的金属便可以脱落在溶剂中，从而在在压电层30上形成图案，该图案便为叉指型电极。
另外，在键合过程中的预设条件(例如预设环境条件和预设压力等)的具体选用本领域技术人员可根据实际情况而定，本实施例不做限制。
可选地，在本实施例中，上述预设环境条件可以为高真空条件(高真空即指真空度在1.333×10-1至1.333×10-6Pa之间。可选地，在本实施例中，上述预设条件可选择真空度为1×10-5Pa)；预设压力可以在50KN至100KN之间。这样，在进行键合时，则可以在高真空条件下对键合表面进行离子轰击以进行激活，再通过对键合基板10和压电层30施加预设压力以使压电层30 通过反射层20键合于键合基板10上。
上述的将压电层30和反射层20键合在一起，可以是对应的键合机台上完成，例如通过涂覆键合胶水、贴键合膜和在键合基板10上沉积激光释放层等方式中的至少一种方式，将压电层30与键合基板10进行键合。
本实施例提供的声表面滤波器的键合方法，该方法包括：在键合基板10的上表面形成反射层20；在高真空条件下，以预设压力将压电层30通过反射层20键合于键合基板10上。这样一来，在进行后续黄光曝光的工艺制程过程中，由于在声表面滤波器进行键合压电层30和键合基板10的过程中，在压电层 30与键合基板10之间已经形成了一层反射层20，因此，曝光机的光源40发出的光线可以在反射层20被大部分反射至光源 40的信号接收机50上，从而可以保证信号接收机50可以接收到足够的信号强度，可以有效降低失焦的风险，也进一步降低了光阻脱落和发生图案缺失的风险。
可选地，在本实施例中，在键合基板10的上表面形成反射层20，包括以下步骤：通过溅镀或者蒸镀的方式在键合基板10 的上表面形成反射层20。当然，在其他的实施例中，本领域技术人员依然可以选用其他的在键合基板10上形成反射层20的方式，本申请不做限制，只要利于光线反射即可。
请结合参照图3和图4，本实施例还提供了一种声表面滤波器的键合结构，该声表面滤波器的键合结构包括压电层30、反射层20以及键合基板10，其中，反射层20形成于压电层30与键合基板10之间，反射层20用于反射自压电层30射向键合基板10的光线。
需要说明的是，该声表面滤波器的键合结构可以用于后续在其上方涂覆光阻并形成成对的叉指型电极以形成声表面滤波器。其中，上述压电层30和键合基板10的特性可参照上述方法以及现有技术对应的描述，此处不再赘述。
另外，上述的反射层20的设置，主要是为了在进行后续黄光曝光的工艺制程过程中，有效降低曝光机的光源40发出的光线进入键合基板10而导致信号接收机50侦测到的信号不足而发生的失焦的风险。
还有，可选地，在本实施例中，该反射层20为不透明材质。示例地，可以为不透明的金属材料，例如铝等。当然，应理解，上述的反射层20的材质仅为本申请给出的几种示例，并非是对反射层20的材质的限制，在其他的实施例中，本领域技术人员也可以结合声表面滤波器的特性，以及实际需求选择其他的材质，只要能使得声表面滤波器在曝光过程中提高光线的反射率，降低键合基板10的透光性即可。
本实施例提供的声表面滤波器的键合结构，包括压电层30、反射层20以及键合基板10，其中，反射层20形成于压电层30 与键合基板10之间，反射层20用于反射自压电层30射向键合基板10的光线。本实施例提供的声表面滤波器的键合结构，通过在压电层30和键合基板10之间形成反射层20，从而相比于现有技术而言可以使得曝光机的光源40发出的光线经过压电层 30之后被大部分反射，从而使得信号接收机50接收到大部分的反射信号，有效降低曝光机的光源40发出的光线进入键合基板 10的风险，进而降低了在曝光过程中出现的失焦风险。另外，由于反射层20的存在，在一定程度上，本声表面滤波器的键合结构也可以在后续曝光工艺中改善曝光的均匀性，进而保证线宽的均匀性，并且还可以提高单步制程工艺的良率，使得半导体器件的品质得到改善。
为了使得光源40发出的光线被大部分反射以进入信号接收机50，在本实施例中，反射层20的折射率大于压电层30的折射率，且大于键合基板10的折射率。
另外，为了进一步地使得光源40发出的光线被大部分反射以进入信号接收机50，在本实施例中，还应当满足下列公式，即上述反射层20的折射率与反射层20的厚度之积为四分之一波长的整数倍：
其中，Nh为反射层20的反射率，h为反射层20的厚度，λ为波长，m为整数。
需要说明的是，上述波长为检测焦距时用于发出侦测信号的侦测光源的波长。其中，在本实施例中，该侦测光源采用卤素灯，且其波长可以选用650nm。这时，反射层20的折射率与反射层20的厚度之积应当满足四分之一的650nm的整数倍。
另外，应理解，此处反射层20的折射率与反射层20的厚度之积为四分之一波长的整数倍，并非表示反射层20的折射率与反射层20的厚度之积一定要等于四分之一波长的整数倍，而是允许具有一定的工艺误差，例如，反射层20的折射率与反射层20的厚度之积可以相对四分之一波长的整数倍上下浮动2％。
请参照图4，在本实施例中，上述的反射层20可以为单层，也可以为多层，其中，当反射层20为多层时，即反射层20呈堆叠结构，堆叠结构包括奇数个依次堆叠形成的子反射层21。
需要说明的是，为了保证该声表面滤波器的键合结构具有进一步较佳的反射效果，上述反射层20无论是采用单层结构还是采用多层结构，该结构均应当满足其反射率应该大于压电层 30的反射率，且大于键合基板10的反射率。另外，由于反射层 20采用多层结构更易于实现，因此，在本实施例中，上述反射层20优选多层结构。
另外，在本实施例中，上述堆叠结构还满足以预设堆叠形式形成，且该预设堆叠形式为(AB)nA，其中，A和B分别为折射率不同的子反射层21，且A的折射率大于B的折射率，n为循环次数，且n为大于或等于1的整数。
需要说明的是，上述子反射层A的折射率和子反射层B的折射率本领域技术人员可根据经验结合实际需求而定，在此不作限制，但须保证子反射层A的折射率大于子反射层B的折射率。
还有，上述预设堆叠形式(AB)nA中n的循环次数不做限制，示例地，n可以为1、2、3……等。对应地，上述堆叠形式可以为ABA、ABABA、ABABABA……等。例如，当上述堆叠形式为ABA时，则对应地反射层20包括三层子反射层21；当上述堆叠形式为ABABA时，则对应地反射层20包括五层子反射层 21；当上述堆叠形式为ABABABA时，则对应地反射层20包括七层子反射层21；当上述堆叠形式为ABABABABA时，则对应地反射层20包括九层子反射层21；以此类推，此处不再赘述。
可选地，为了使得曝光机的光源40发出的光线可以在反射层被大部分反射至光源的信号接收机上，在本实施例中，子反射层A的折射率大于压电层30的折射率，且大于键合基板10 的折射率。
以上所述仅为本发明的可选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
Claims (9)
1.一种声表面滤波器的键合方法，其特征在于，所述方法包括：
在键合基板的上表面形成不透明的反射层，所述反射层用于将曝光机的光源发射的光线反射至信号接收机；所述反射层的折射率与所述反射层的厚度之积为四分之一波长的整数倍，所述波长为检测焦距时用于发出侦测信号的侦测光源的波长；
在高真空条件下，以预设压力将压电层通过所述反射层键合于所述键合基板上。
2.根据权利要求1所述的声表面滤波器的键合方法，其特征在于，所述在键合基板的上表面形成不透明的反射层，包括：
通过溅镀或者蒸镀的方式在所述键合基板的上表面形成不透明的反射层。
3.一种声表面滤波器的键合结构，其特征在于，包括压电层、反射层以及键合基板，其中，所述反射层形成于所述压电层与所述键合基板之间，所述反射层用于反射自所述压电层射向所述键合基板的光线，使曝光机的光源发射的光线发射至信号接收机；所述反射层的折射率与所述反射层的厚度之积为四分之一波长的整数倍，所述波长为检测焦距时用于发出侦测信号的侦测光源的波长。
4.根据权利要求3所述的声表面滤波器的键合结构，其特征在于，所述反射层采用不透明材质。
5.根据权利要求4所述的声表面滤波器的键合结构，其特征在于，所述反射层为金属层。
6.根据权利要求5所述的声表面滤波器的键合结构，其特征在于，所述反射层的材质为铝。
7.根据权利要求3所述的声表面滤波器的键合结构，其特征在于，所述反射层的折射率大于所述压电层的折射率，且大于所述键合基板的折射率。
8.根据权利要求3所述的声表面滤波器的键合结构，其特征在于，所述反射层呈堆叠结构，所述堆叠结构包括奇数个依次堆叠形成的子反射层。
9.根据权利要求8所述的声表面滤波器的键合结构，其特征在于，所述堆叠结构以预设堆叠形式形成，所述预设堆叠形式为(AB)nA，其中，A和B分别为折射率不同的子反射层，且A的折射率大于B的折射率，n为循环次数，且n为大于或等于1的整数。
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