CN112532200A - 声波器件的制作方法及声波器件 - Google Patents
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Abstract
本公开实施例公开了一种声波器件的制作方法及声波器件，方法包括：提供第一衬底；第一衬底表面的器件区用于承载谐振单元；提供第二衬底；第二衬底包括层叠设置的支撑层和保护层；在支撑层中对应于器件区位置形成贯穿支撑层的第一通孔；第一通孔的开口尺寸大于器件区的尺寸；键合第一衬底和第二衬底；第一通孔用于容纳谐振单元；所述方法还包括以下之一：在键合第一衬底和第二衬底前，在第一衬底上形成谐振单元的反射结构，对谐振单元进行调频处理；在键合第一衬底和第二衬底前，在第一衬底上形成反射结构；在键合第一衬底和第二衬底后，对谐振单元进行调频处理；在键合第一衬底和第二衬底后，在第一衬底上形成反射结构，对谐振单元进行调频处理。
Description
技术领域
本公开实施例涉及声波器件领域，特别涉及一种声波器件的制作方法及声波器件。
背景技术
由于声波遇到空气或真空界面会发生全反射，将能量毫无损失的反射回来，因此，采用声波技术设计的滤波器等声波器件拥有极为优异的性能，并在诸如移动电话等通信设备中被广泛使用。
近年来，随着通信设备的小型化，对于声波器件封装也提出了轻薄化、小型化以及高整合性的要求。因此，如何提供一种顺应通信设备发展趋势的声波器件封装方式，成为亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本公开实施例提供一种声波器件的制作方法及声波器件。
根据本公开实施例的第一方面，提供一种声波器件的制作方法，包括：
提供第一衬底；其中，所述第一衬底表面的器件区用于承载谐振单元；
提供第二衬底；其中，所述第二衬底包括层叠设置的支撑层和保护层；
在所述支撑层中对应于所述器件区位置，形成贯穿所述支撑层的第一通孔；其中，所述第一通孔的开口尺寸大于所述器件区的尺寸；
键合所述第一衬底和所述第二衬底；其中，所述第一通孔用于容纳所述谐振单元；
所述方法还包括以下之一：
在键合所述第一衬底和所述第二衬底之前，在所述第一衬底上形成所述谐振单元的反射结构，并对所述谐振单元进行调频处理；
在键合所述第一衬底和所述第二衬底之前，在所述第一衬底上形成所述谐振单元的反射结构；在键合所述第一衬底和所述第二衬底之后，对所述谐振单元进行调频处理；
在键合所述第一衬底和所述第二衬底之后，在所述第一衬底上形成所述谐振单元的反射结构，并对所述谐振单元进行调频处理。
在一些实施例中，在键合所述第一衬底和所述第二衬底之前，所述方法还包括：
在所述第一衬底的所述器件区，依次形成第一牺牲层、覆盖所述第一牺牲层的第一电极层、覆盖所述第一电极层的压电层、覆盖所述压电层的第二电极层，以及覆盖所述第二电极层的调整层；
所述在键合所述第一衬底和所述第二衬底之前，在所述第一衬底上形成所述谐振单元的反射结构，包括：
在键合所述第一衬底和所述第二衬底之前，去除所述第一牺牲层，基于所述第一牺牲层的形貌在所述第一电极层和所述第一衬底表面之间形成所述反射结构；
所述对所述谐振单元进行调频处理，包括：修整所述调整层。
在一些实施例中，所述在键合所述第一衬底和所述第二衬底之后，对所述谐振单元进行调频处理，包括：
利用穿过所述保护层的第一激光修整所述调整层；其中，所述保护层、所述支撑层和所述第一衬底形成密封的腔体。
在一些实施例中，在键合所述第一衬底和所述第二衬底之后，所述方法还包括：形成贯穿所述保护层的第二通孔；其中，所述第二通孔与所述第一通孔连通，所述器件区通过所述第二通孔和所述第一通孔显露；
所述在键合所述第一衬底和所述第二衬底之后，在所述第一衬底上形成所述谐振单元的反射结构，包括：通过所述第二通孔和所述第一通孔，去除所述第一牺牲层，以形成所述反射结构。
在一些实施例中，在形成所述反射结构之后，所述方法还包括：在所述保护层上形成覆盖所述第二通孔开口的封装层；其中，所述封装层、所述保护层、所述支撑层和所述第一衬底形成密封的腔体；
所述在键合所述第一衬底和所述第二衬底之后，对所述谐振单元进行调频处理，包括：在形成所述封装层之前，修整通过所述第二通孔和所述第一通孔显露的所述调整层；或者，在形成所述封装层之后，利用穿过所述封装层的第二激光修整所述调整层。
在一些实施例中，所述方法还包括：在所述第一衬底上的所述器件区周围形成第一键合垫；在所述第二衬底上，在所述第一通孔的开口周围形成第二键合垫；
所述键合所述第一衬底和所述第二衬底，包括：对准并键合所述第一键合垫和所述第二键合垫，以键合所述第一衬底和所述第二衬底。
根据本公开实施例第二方面，提供一种声波器件，应用如本公开实施例第一方面提供的任一项方法制作而成，所述器件包括：
键合的第一衬底和第二衬底；
谐振单元，位于所述第一衬底表面的器件区；
所述第二衬底，包括层叠设置的支撑层和保护层；其中，所述支撑层与所述第一衬底键合，所述支撑层包括在对应于所述器件区的位置贯穿所述支撑层的第一通孔，所述谐振单元位于所述第一通孔内。
在一些实施例中，所述谐振单元包括：
依次层叠设置的反射结构、第一电极层、调整层、第二电极层和调整层；其中，所述反射结构位于所述第一电极层和所述第一衬底表面之间；
所述反射结构，是在键合所述第一衬底和所述第二衬底之前形成的；
或者，
所述反射结构，是在键合所述第一衬底和所述第二衬底之后形成的。
在一些实施例中，所述保护层包括：贯穿所述保护层的第二通孔；其中，所述第二通孔与所述第一通孔连通；
所述声波器件还包括：
封装层，覆盖所述第二通孔的开口；其中，所述保护层位于所述封装层和所述支撑层之间。
在一些实施例中，所述声波器件还包括：
第一键合垫，位于所述第一衬底上的所述器件区周围；
第二键合垫，位于所述第二衬底上的所述第一通孔的开口周围；
其中，所述第一键合垫和所述第二键合垫，用于键合所述第一衬底和所述第二衬底。
本公开实施例中，通过提供的包括层叠设置的支撑层和保护层的第二衬底，在支撑层中形成第一通孔时，保护层可对支撑层起到支撑作用，提高第二衬底的机械强度，降低在第一通孔形成过程中第二衬底发生破裂的几率，提高了对于声波器件的封装气密性和良率。
并且，本公开实施例提供的制作方法，可在键合第一衬底和第二衬底之前完成声波器件的反射结构形成工艺和调频工艺；或者，可在键合第一衬底和第二衬底之后完成声波器件的反射结构形成工艺和调频工艺；或者，可在键合第一衬底和第二衬底之前完成反射结构形成工艺，并在键合第一衬底和第二衬底之后完成调频工艺。即本公开实施例提供的制作方法，整合了声波器件的前端制作工艺、调频工艺以及器件封装工艺，提供了灵活的声波器件制作方式，增加了声波器件制作工艺流程的弹性。
附图说明
图1是根据一示例性实施例示出的一种声波器件的制作方法的流程图；
图2a至图2c是根据一示例性实施例示出的一种声波器件制作方法的示意图；
图3是根据一示例性实施例示出的另一种声波器件的制作方法的流程图；
图4是根据一示例性实施例示出的一种调频处理的示意图；
图5是根据一示例性实施例示出的又一种声波器件的制作方法的流程图；
图6a至图6c是根据一示例性实施例示出的另一种声波器件制作方法的示意图；
图7是根据一示例性实施例示出的另一种调频处理的示意图；
图8是根据一示例性实施例示出的一种声波器件的示意图；
图9是根据一示例性实施例示出的另一种声波器件的示意图。
具体实施方式
下面将结合附图和实施例对本公开的技术方案进一步详细阐述。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方法，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻的理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
在下列段落中参照附图以举例方式更具体的描述本发明。根据下面说明和权利要求书，本公开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、明晰地辅助说明本公开实施例的目的。
在本公开实施例中，术语“A与B相连”包含A、B两者相互接触地A与B相连的情形，或者A、B两者之间还间插有其他部件而A非接触地与B相连的情形。
在本公开实施例中，术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
需要说明的是，本发明实施例所记载的技术方案之间，在不冲突的情况下，可以任意组合。
图1是根据一示例性实施例示出的一种声波器件的制作方法的流程图。参照图1所示，所述方法包括以下步骤：
S100：提供第一衬底，在第一衬底上形成谐振单元的反射结构，并对谐振单元进行调频处理；其中，第一衬底表面的器件区用于承载谐振单元；
S110：提供第二衬底；其中，第二衬底包括层叠设置的支撑层和保护层；
S120：在支撑层中对应于器件区位置，形成贯穿支撑层的第一通孔；其中，第一通孔的开口尺寸大于器件区的尺寸；
S130：键合第一衬底和第二衬底；其中，第一通孔用于容纳谐振单元。
谐振单元可包括：表面声波(Surface Acoustic Wave，SAW)谐振结构，和/或体声波(Bulk Acoustic Wave，BAW)谐振结构。可以理解的是，器件区中可设置有至少一个谐振单元。当器件区包括多个谐振单元时，在键合第一衬底和第二衬底后，设置在器件区中的谐振单元均位于第一通孔内。
以谐振单元是体声波谐振结构为例，结合图2a至图2c所示，S100可包括：
参照图2a所示，在第一衬底的器件区，依次形成第一牺牲层、覆盖第一牺牲层的第一电极层、覆盖第一电极层的压电层、覆盖压电层的第二电极层，以及覆盖第二电极层的调整层；
参照图2b所示，去除第一牺牲层，基于第一牺牲层的形貌在第一电极层和第一衬底表面之间形成第一空腔，以形成反射结构；
参照图2c所示，修整(trimming)调整层，以对谐振单元进行调频处理。
第一牺牲层的组成材料可包括：磷硅酸玻璃(PSG)或者二氧化硅等。以第一牺牲层的组成材料是二氧化硅层为例，可利用硅烷(SiH4)与氧气(O2)作为反应气体，通过化学气相沉积工艺在第一衬底表面形成第一牺牲层。
示例性地，可通过湿法刻蚀的方法，选择合适的刻蚀剂，向显露第一牺牲层的第三通孔内注入刻蚀剂，使得刻蚀剂与显露的第一牺牲层接触并发生化学反应，生成液态产物或气态产物的方式，以去除第一牺牲层。
具体地，当第一牺牲层的组成材料是二氧化硅时，可采用湿法刻蚀的工艺，选择氟化氢(HF)作为刻蚀剂去除第一牺牲层。氟化氢与通过第三通孔显露的二氧化硅(即第一牺牲层)反应后，生成气态的氟化硅(SiF4)和液态的水。
在一些实施例中，S100还包括：参照图2a所示，形成贯穿调整层、第二电极层、压电层和第一电极层的第三通孔，以显露第一牺牲层。
在一些实施例中，在形成第一电极层、第二电极层和调整层时，第二电极层和调整层可显露压电层对应于第三通孔的位置，如此，第三通孔仅需贯穿压电层和第一电极层，依旧可显露第一牺牲层。
示例性地，所述对谐振单元进行调频处理，可包括：修整(trimming)调整层。例如，可利用激光等轰击调整层，以减薄调整层，实现对于谐振单元的调频。又如，可通过离子束轰击调整层，以减薄调整层的厚度。其中，修整后的调整层的厚度大于或等于0.5nm。
示例性地，S110中，支撑层和保护层可包括通过键合的方式形成连体结构，或者，支撑层和保护层可包括通过一体成型的方式形成的一体结构。
例如，支撑层可包括硅晶圆，保护层可包括感光玻璃或者非感光玻璃，第二衬底可包括玻璃上硅晶圆(SOG wafer)。
在一些实施例中，第二衬底可包括至少两种不同的组成材料。示例性地，支撑层和/或保护层可包括不同组成材料组成的多层结构，此处不做限制。
需要指出的是，在形成第一通孔后，沿垂直于第一衬底表面的方向，包括第一通孔的支撑层向第一衬底表面的投影形状为环形，该环形环绕器件区。
需要强调的是，第一通孔的高度大于器件区形成的谐振单元的高度，如此，可保证覆盖第一通孔的保护层和谐振单元没有直接接触，使得保护层与谐振单元之间存在用于反射声波的空隙，可减少保护层对谐振单元谐振频率的影响，有利于保证谐振单元谐振频率的准确性，进而保证声波器件的性能较好。
S130中，可通过低温键合的方式键合第一衬底和第二衬底，以降低制作过程中的热预算，减少键合过程对于谐振单元的结构的影响，保证声波器件的结构稳定性较好。
本公开实施例中，通过提供的包括层叠设置的支撑层和保护层的第二衬底，在支撑层中形成第一通孔时，保护层可对支撑层起到支撑作用，提高第二衬底的机械强度，降低在第一通孔形成过程中第二衬底发生破裂的几率，提高了对于声波器件的封装气密性和良率。
此外，本公开通过在支撑层中形成第一通孔，可定义出第二衬底中用于容纳器件区中谐振单元的腔体区域，进而可对器件区进行封装和保护。
并且，本公开提供的方法可通过调整支撑层的厚度，进而改变腔体区域的高度，提高了封装后声波器件的高度控制灵活度，使得能够根据配置该声波器件的设备中预留的空间提供具有相适配高度的封装后声波器件。
需要强调的是，去除第一牺牲层所使用的刻蚀剂可能会对第二衬底的结构造成破坏，因此，相较于在键合第一衬底和第二衬底之后去除第一牺牲层，本公开实施例通过在键合第一衬底和第二衬底之前去除第一牺牲层，可以避免去除第一牺牲层所使用的刻蚀剂破坏第二衬底的结构，有利于提高封装的气密性。
并且，在键合第一衬底和第二衬底之前去除第一牺牲层，能够使用的刻蚀剂选择范围更广，提高了去除第一牺牲层所用刻蚀剂的选择灵活度。
图3是根据一示例性实施例示出的另一种声波器件的制作方法的流程图。参照图3所示，所述方法包括以下步骤：
S200：提供第一衬底，在第一衬底上形成谐振单元的反射结构；其中，第一衬底表面的器件区用于承载谐振单元；
S210：提供第二衬底；其中，第二衬底包括层叠设置的支撑层和保护层；
S220：在支撑层中对应于器件区位置，形成贯穿支撑层的第一通孔；其中，第一通孔的开口尺寸大于器件区的尺寸；
S230：键合第一衬底和第二衬底；其中，第一通孔用于容纳谐振单元；
S240：在键合第一衬底和第二衬底之后，对谐振单元进行调频处理。
示例性地，S200中，可参照如图2a至图2b所示的方式，在第一衬底上形成谐振单元的反射结构，该反射结构为从第一衬底表面向第一衬底外部凸起的第一空腔。
在一些实施例中，反射结构还可包括从第一衬底表面向第一衬底内部凹陷的第二空腔，S200可包括：
在器件区内，刻蚀第一衬底表面，以在第一衬底表面形成凹槽；形成填充凹槽的第一牺牲层；依次形成覆盖第一牺牲层的第一电极层、覆盖第一电极层的压电层、覆盖压电层的第二电极层以及覆盖第二电极层的调整层；
去除第一牺牲层，基于第一牺牲层的形貌在第一电极层和第一衬底表面之间形成第二空腔，以形成谐振单元的反射结构。
示例性地，参照图4所示，S240可包括：
利用穿过保护层的第一激光修整调整层；其中，保护层、支撑层和第一衬底形成密封的腔体。
第一激光可包括：红外光到紫外光的UVA波段。
需要指出的是，本公开实施例在键合第一衬底和第二衬底之后，位于器件区的谐振单元，位于保护层、具有第一通孔的支撑层以及第一衬底形成的密封腔体内。
在一些实施例中，在键合第一衬底和第二衬底、且修整调整层之后，所述方法还包括：沿保护层、支撑层和第一衬底形成密封的腔体的外侧边缘，切割键合第一衬底和第二衬底形成的键合结构。
可以理解的是，通常第一衬底上可包括多个器件区，每个器件区可形成一个声波器件。因此，通过切割该键合结构，可形成彼此分离、且封装完成的多个声波器件。
图5是根据一示例性实施例示出的一种声波器件的制作方法的流程图。参照图5所示，所述方法包括以下步骤：
S300：提供第一衬底；其中，第一衬底表面的器件区用于承载谐振单元；
S310：提供第二衬底；其中，第二衬底包括层叠设置的支撑层和保护层；
S320：在支撑层中对应于器件区位置，形成贯穿支撑层的第一通孔；其中，第一通孔的开口尺寸大于器件区的尺寸；
S330：键合第一衬底和第二衬底；其中，第一通孔用于容纳谐振单元；
S340：在键合第一衬底和第二衬底之后，在第一衬底上形成谐振单元的反射结构，并对谐振单元进行调频处理。
在一些实施例中，反射结构包括从第一衬底表面向第一衬底外部凸起的第一空腔，在键合第一衬底和第二衬底之前，所述方法还包括：
在第一衬底的器件区，依次形成第一牺牲层、覆盖第一牺牲层的第一电极层、覆盖第一电极层的压电层、覆盖压电层的第二电极层，以及覆盖第二电极层的调整层；其中，通过第一空腔替代第一牺牲层，以形成谐振单元的反射结构。
在一些实施例中，反射结构还可包括从第一衬底表面向第一衬底内部凹陷的第二空腔，在键合第一衬底和第二衬底之前，所述方法还包括：
在器件区内，刻蚀第一衬底表面，以在第一衬底表面形成凹槽；形成填充凹槽的第一牺牲层；依次形成覆盖第一牺牲层的第一电极层、覆盖第一电极层的压电层、覆盖压电层的第二电极层以及覆盖第二电极层的调整层；其中，通过第二空腔替代第一牺牲层，以形成谐振单元的反射结构。
示例性地，S340包括：
参照图6a所示，形成贯穿保护层的第二通孔；其中，第二通孔与第一通孔连通，器件区通过第二通孔和第一通孔显露；
参照图6b所示，通过第二通孔和第一通孔，去除第一牺牲层，以形成第一空腔；修整调整层。
在一些实施例中，在形成反射结构之后，所述方法还包括：在保护层上形成覆盖第二通孔开口的封装层；其中，封装层、保护层、支撑层和第一衬底形成密封的腔体；
所述在键合第一衬底和第二衬底之后，对谐振单元进行调频处理，包括：参照图6c所示，在形成封装层之前，修整通过第二通孔和第一通孔显露的调整层。
可以理解的是，在对谐振单元进行调频处理后，所述方法还包括：形成覆盖第二通孔开口的封装层。
示例性地，在形成封装层之前，可通过离子束或激光轰击调整层，以修整调整层。
在一些实施例中，参照图7所示，所述在键合第一衬底和第二衬底之后，对谐振单元进行调频处理，包括：在形成封装层之后，利用穿过封装层的第二激光修整调整层。
第二激光可包括：红外光到紫外光的UVA波段。
可以理解的是，在键合第一衬底和第二衬底之后，形成的第二通孔可作为对调整层进行修整的窗口(trimming window)。第二通孔的开口尺寸可小于第一通孔的开口尺寸。
在一些实施例中，还可在键合第一衬底和第二衬底，且形成第二通孔之后，通过第二通孔，形成上述第三通孔，以显露第一牺牲层。
需要指出的是，第三通孔、第一通孔以及第二通孔顺次连通。因此，可通过连通的第二通孔、第一通孔以及第三通孔向第一牺牲层注入刻蚀剂，以去除第一牺牲层。
在键合第一衬底和第二衬底之后去除第一牺牲层时，可通过对去除第一牺牲层的刻蚀剂进行合理选择，例如，可选择对第一牺牲层具有高刻蚀选择比、且对支撑层和保护层之间均具有低刻蚀选择比的刻蚀剂，甚至可选择与支撑层和保护层之间的化学反应为惰性的刻蚀剂，使得该刻蚀剂对于支撑层和保护层的结构影响较小甚至没有影响，进而保证支撑层和保护层的结构完整性较好，提高声波器件的封装气密性和结构稳定性，进而提高封装质量和声波器件良率。
在键合第一衬底和第二衬底的过程中会释放应力，该应力可能对形成了第一空腔的谐振单元产生影响，增大了位于第一空腔上方的第一电极层、压电层、第二电极层以及调整层发生坍塌的几率，即增大了包括第一空腔的谐振单元被破坏的几率，降低形成的声波器件的良率。
由于第一空腔或第二空腔会降低谐振单元的机械强度，因此，相较于先去除第一牺牲层形成第一空腔或第二空腔、然后键合第一衬底和第二衬底，本公开实施例通过先键合第一衬底和第二衬底，然后去除第一牺牲层，以基于第一牺牲层的形貌形成第一空腔或第二空腔，使得位于第一空腔或第二空腔上方的第一电极层、压电层、第二电极层以及调整层无需承受键合第一衬底和第二衬底过程中释放的应力，有利于保证形成有第一空腔或第二空腔的谐振单元的质量，进而保证声波器件的良率较高。
在一些实施例中，在键合第一衬底和第二衬底之前，所述方法还包括：
在第一衬底的器件区依次形成谐振单元的反射结构、覆盖反射结构的第一电极层、覆盖第一电极层的压电层、覆盖压电层的第二电极层，以及覆盖第二电极层的调整层；修整调整层。
示例性地，谐振单元可包括：固态装配谐振器(Solid Mounted Resonator，SMR)。所述在第一衬底的器件区依次形成谐振单元的反射结构、覆盖反射结构的第一电极层、覆盖第一电极层的压电层、覆盖压电层的第二电极层、以及覆盖第二电极层的调整层，包括：
在第一衬底表面的器件区形成交替层叠设置的第一介质层和第二介质层，以形成反射结构；其中，第一介质层的声阻抗和第二介质层的声阻抗不同；
形成覆盖交替层叠设置的第一介质层和第二介质层的第一电极层；
形成覆盖第一电极层的压电层；
形成覆盖压电层的第二电极层；
形成覆盖第二电极层的调整层。
需要指出的是，当谐振单元包括固态装配型谐振器，由于固态装配型谐振器的反射结构中不存在空腔，因此，键合第一衬底和第二衬底过程中释放的应力不会对固态装配型谐振器的结构造成破坏，故可先形成固态装配型谐振器，然后键合第一衬底和第二衬底。
当谐振单元包括薄膜体声波谐振器时，也可先在第一衬底表面形成包括第一空腔和/或第二空腔的谐振单元，然后键合第一衬底和第二衬底。
在一些实施例中，所述方法还包括：在第一衬底上的器件区周围形成第一键合垫；在第二衬底上，在第一通孔的开口周围形成第二键合垫；
S130包括：对准并键合第一键合垫和第二键合垫，以键合第一衬底和第二衬底。
可以理解的是，第一键合垫和第二键合垫可为封闭的环状结构。具体地，第一键合垫可为围绕在器件区周围的环状结构，第二键合垫可为围绕在第一通孔开口周围的环状结构。
本公开实施例提供的制作方法，可在键合第一衬底和第二衬底之前完成声波器件的牺牲层去除工艺和调频工艺；或者，可在键合第一衬底和第二衬底之后完成声波器件的牺牲层去除工艺和调频工艺；或者，可在键合第一衬底和第二衬底之前完成牺牲层的去除工艺，并在键合第一衬底和第二衬底之后完成调频工艺。即本公开实施例提供的制作方法，整合了声波器件的前端制作工艺、调频工艺以及器件封装工艺，提供了灵活的声波器件制作方式，方法简单且成本低廉，与现有技术兼容性强。
图8是根据一示例性实施例示出的一种声波器件100的示意图，声波器件100可根据本公开实施例提供的制作方法制作而成。参照图8所示，声波器件100包括：
键合的第一衬底110和第二衬底120；
谐振单元130，位于第一衬底110表面的器件区；
第二衬底120，包括层叠设置的支撑层121和保护层122；其中，支撑层121与第一衬底110键合，支撑层121包括在对应于器件区的位置贯穿支撑层121的第一通孔，谐振单元130位于第一通孔内。
第一衬底110的组成材料可包括半导体材料，例如，硅或者锗等。
谐振单元130可包括：表面声波谐振结构，和/或体声波谐振结构。需要指出的是，器件区可包括多个谐振单元130。当器件区设置有多个谐振单元130时，各个谐振单元130的结构可不同。
支撑层121的组成材料可包括：半导体材料，例如，硅。
保护层122的组成材料可包括：感光材料或者非感光材料。例如，保护层122的组成材料可包括：感光玻璃或者非感光玻璃。第二衬底120可包括玻璃上硅晶圆。
在一些实施例中，谐振单元130包括：
依次层叠设置的反射结构、第一电极层、调整层、第二电极层和调整层；其中，反射结构位于第一电极层和第一衬底110表面之间。
反射结构用于反射声波信号。当压电层和/或调整层产生的声波信号向反射结构传播时，声波信号可在第一电极层和反射结构接触的界面处发生全反射，使得声波信号反射回压电层和/或调整层中，使声波信号的能量被局限在压电层和/或调整层中，进而减少声波信号的能量损失，提高谐振单元130传输的声波信号质量。
第一电极层和第二电极层的组成材料可包括：铝、钼、钌、铱、铂等或者它们的合金组成的导电材料。
压电层和调整层可用于根据加载在第一电极层和第二电极层上的电信号，根据逆压电特性产生振动，将电信号转换为声波信号，实现电能到机械能的转化。
压电层和调整层的组成材料可包括：具有压电特性的材料。例如，氮化铝、氧化锌、钽酸锂、锆钛酸铅、钛酸钡等。
压电层和调整层的组成材料还可包括通过掺杂具有压电特性的材料，所掺杂质元素可包括过渡金属元素或者稀有金属元素等，例如，所掺杂元素可包括钪等。可以理解的是，压电层和调整层的组成材料可相同。
调整层的组成材料还可包括：二氧化硅或者电极材料(例如，铝、钼、钌、铱、铂等或者它们的合金组成的导电材料)。
调整层的厚度大于或等于0.5nm。
在一些实施例中，反射结构包括：
第一空腔，位于第一电极层和第一衬底110表面之间；其中，
第一空腔，是通过在键合第一衬底110和第二衬底120之前，去除位于第一衬底110表面的第一牺牲层形成的。
示例性地，第一牺牲层的组成材料可包括：磷硅酸玻璃或者二氧化硅等。
以第一牺牲层的组成材料是二氧化硅为例，可选择氟化氢作为刻蚀剂去除第一牺牲层。
可以理解的是，由于氟化氢可能会对支撑结构和保护结构的形貌产生影响，导致封装气密性降低，因此，通过在键合第一衬底110和第二衬底120之前去除第一牺牲层，以形成第一空腔，可减少去除第一牺牲层的过程中刻蚀剂对于第二衬底120结构的破坏，有利于提高封装的气密性。
需要指出的是，本公开实施例中，器件区中的谐振单元130，位于保护层122、具有第一通孔的支撑层121以及第一衬底110形成的密封腔体内。
在一些实施例中，第一空腔，是通过在键合第一衬底110和第二衬底120之后，去除位于第一衬底110表面的第一牺牲层形成的。
在键合第一衬底110和第二衬底120的过程中会释放应力，该应力可能对形成了第一空腔的谐振单元130产生影响，增大了位于第一空腔上方的第一电极层、压电层、第二电极层以及调整层发生坍塌的几率，即增大了包括第一空腔的谐振单元130被破坏的几率，降低形成的声波器件100的良率。
由于第一空腔会降低谐振单元130的机械强度，因此，相较于通过先去除第一牺牲层形成第一空腔、然后键合第一衬底110和第二衬底120，本公开实施例中的第一空腔是在键合第一衬底110和第二衬底120之后，通过去除第一牺牲层形成的，使得位于第一空腔上方的第一电极层、压电层、第二电极层以及调整层无需承受键合第一衬底110和第二衬底120过程中释放的应力，有利于保证形成有第一空腔的谐振单元130的质量，进而保证声波器件100的良率较高。
在一些实施例中，反射结构包括：
第一衬底110的表面向下凹陷形成的第二空腔，位于第一电极层和第一衬底110表面之间；其中，
第二空腔，是通过在键合第一衬底110和第二衬底120之前，去除填充在第一衬底110表面向下凹陷的凹槽中的第一牺牲层形成的。
通常，可采用湿法刻蚀的方式，利用刻蚀剂与第一牺牲层发生化学反应，以去除第一牺牲层。由于去除第一牺牲层所选择的刻蚀剂可能会对支撑结构和保护结构的形貌产生影响，导致封装气密性降低，因此，通过在键合第一衬底110和第二衬底120之前去除第一牺牲层，以形成第二空腔，可减少去除第一牺牲层的过程中刻蚀剂对于第二衬底120结构的破坏，有利于提高封装的气密性。
在一些实施例中，第二空腔，是通过在键合第一衬底110和第二衬底120之后，去除填充在第一衬底110表面向下凹陷的凹槽中的第一牺牲层形成的。
在键合第一衬底110和第二衬底120的过程中会释放应力，该应力可能对形成了第二空腔的谐振单元130产生影响，增大了位于第二空腔上方的第一电极层、压电层、第二电极层以及调整层发生坍塌的几率，即增大了包括第二空腔的谐振单元130被破坏的几率，降低形成的声波器件100的良率。
由于第二空腔会降低谐振单元130的机械强度，因此，相较于通过先在衬底表面形成具有第二空腔的谐振单元130、然后键合第一衬底110和第二衬底120的方式形成声波器件100，本公开实施例的第二空腔是在形成键合第一衬底110和第二衬底120之后，去除第一牺牲层以基于第一牺牲层的形貌形成的，使得位于第二空腔上方的第一电极层、压电层、第二电极层以及调整层无需承受形成支撑结构过程中产生的作用力，有利于保证形成有第二空腔的谐振单元130的质量，进而保证声波器件100的良率较高。
在一些实施例中，反射结构包括：
交替层叠设置的第一介质层和第二介质层；其中，第一介质层的声阻抗和第二介质层的声阻抗不同。
声阻抗不同的第一介质层和第二介质层交替层叠设置，形成布拉格反射镜。
示例性地，第一介质层的声阻抗可大于第二介质层的声阻抗。此时，第一介质层的组成材料可包括：钼或钨；第二介质层的组成材料可以包括：二氧化硅或者铝。
示例性地，第一介质层的声阻抗可小于第二介质层的声阻抗。此时，第一介质层的组成材料可以包括：二氧化硅或者铝；第二介质层的组成材料可以包括：钼或钨。
在一些实施例中，保护层122包括：贯穿保护层122的第二通孔；其中，第二通孔与第一通孔连通；
参照图9所示，声波器件100还包括：封装层140，覆盖第二通孔的开口；其中，保护层122位于封装层和支撑层121之间。
封装层的组成材料可包括能够用于进行封装的层状结构，例如干膜(dry film)等。
需要强调的是，当第一空腔或第二空腔是在第一衬底110和第二衬底120键合之后形成的时，谐振单元130位于封装层、具有第二通孔的保护层122、具有第一通孔的支撑层121以及第一衬底110围绕形成的密封腔体内。
在一些实施例中，声波器件100还包括：
第一键合垫，位于第一衬底110上的器件区周围；
第二键合垫，位于第二衬底120上的第一通孔的开口周围；
其中，第一键合垫和第二键合垫，用于键合第一衬底110和第二衬底120。
第一键合垫和第二键合垫的组成材料可包括：金属或者合金。第一键合垫和第二键合垫的组成材料可相同。
需要指出的是，当键合第一键合垫和第二键合垫时，在第一键合垫与第二键合垫的接触界面，第一键合垫的组成粒子与第二键合垫的组成粒子之间形成金属离子键。因此，键合完成后，第一键合垫和第二键合垫成为一体结构。
在本公开所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置、系统与方法，可以通过其他的方式实现。以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种声波器件的制作方法，其特征在于，包括：
提供第一衬底；其中，所述第一衬底表面的器件区用于承载谐振单元；
提供第二衬底；其中，所述第二衬底包括层叠设置的支撑层和保护层；
在所述支撑层中对应于所述器件区位置，形成贯穿所述支撑层的第一通孔；其中，所述第一通孔的开口尺寸大于所述器件区的尺寸；
键合所述第一衬底和所述第二衬底；其中，所述第一通孔用于容纳所述谐振单元；
所述方法还包括以下之一：
在键合所述第一衬底和所述第二衬底之前，在所述第一衬底上形成所述谐振单元的反射结构，并对所述谐振单元进行调频处理；
在键合所述第一衬底和所述第二衬底之前，在所述第一衬底上形成所述反射结构；在键合所述第一衬底和所述第二衬底之后，对所述谐振单元进行调频处理；
在键合所述第一衬底和所述第二衬底之后，在所述第一衬底上形成所述反射结构，并对所述谐振单元进行调频处理。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
在键合所述第一衬底和所述第二衬底之前，所述方法还包括：
在所述第一衬底的所述器件区，依次形成第一牺牲层、覆盖所述第一牺牲层的第一电极层、覆盖所述第一电极层的压电层、覆盖所述压电层的第二电极层，以及覆盖所述第二电极层的调整层；
所述在键合所述第一衬底和所述第二衬底之前，在所述第一衬底上形成所述谐振单元的反射结构，包括：在键合所述第一衬底和所述第二衬底之前，去除所述第一牺牲层，基于所述第一牺牲层的形貌在所述第一电极层和所述第一衬底表面之间形成所述反射结构；
所述对所述谐振单元进行调频处理，包括：修整所述调整层。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在键合所述第一衬底和所述第二衬底之后，对所述谐振单元进行调频处理，包括：
利用穿过所述保护层的第一激光修整所述调整层；其中，所述保护层、所述支撑层和所述第一衬底形成密封的腔体。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，
在键合所述第一衬底和所述第二衬底之后，所述方法还包括：形成贯穿所述保护层的第二通孔；其中，所述第二通孔与所述第一通孔连通，所述器件区通过所述第二通孔和所述第一通孔显露；
所述在键合所述第一衬底和所述第二衬底之后，在所述第一衬底上形成所述谐振单元的反射结构，包括：通过所述第二通孔和所述第一通孔，去除所述第一牺牲层，以形成所述反射结构。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，
在形成所述反射结构之后，所述方法还包括：在所述保护层上形成覆盖所述第二通孔开口的封装层；其中，所述封装层、所述保护层、所述支撑层和所述第一衬底形成密封的腔体；
所述在键合所述第一衬底和所述第二衬底之后，对所述谐振单元进行调频处理，包括：
在形成所述封装层之前，修整通过所述第二通孔和所述第一通孔显露的所述调整层；或者，在形成所述封装层之后，利用穿过所述封装层的第二激光修整所述调整层。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述方法还包括：在所述第一衬底上的所述器件区周围形成第一键合垫；在所述第二衬底上，在所述第一通孔的开口周围形成第二键合垫；
所述键合所述第一衬底和所述第二衬底，包括：对准并键合所述第一键合垫和所述第二键合垫，以键合所述第一衬底和所述第二衬底。
7.一种声波器件，其特征在于，应用如权利要求1至6任一项所述的方法制作而成，所述器件包括：
键合的第一衬底和第二衬底；
谐振单元，位于所述第一衬底表面的器件区；
所述第二衬底，包括层叠设置的支撑层和保护层；其中，所述支撑层与所述第一衬底键合，所述支撑层包括在对应于所述器件区的位置贯穿所述支撑层的第一通孔，所述谐振单元位于所述第一通孔内。
8.根据权利要求7所述的声波器件，其特征在于，所述谐振单元包括：
依次层叠设置的反射结构、第一电极层、调整层、第二电极层和调整层；其中，所述反射结构位于所述第一电极层和所述第一衬底表面之间；
所述反射结构，是在键合所述第一衬底和所述第二衬底之前形成的；
或者，
所述反射结构，是在键合所述第一衬底和所述第二衬底之后形成的。
9.根据权利要求7所述的声波器件，其特征在于，
所述保护层包括：贯穿所述保护层的第二通孔；其中，所述第二通孔与所述第一通孔连通；
所述声波器件还包括：封装层，覆盖所述第二通孔的开口；其中，所述保护层位于所述封装层和所述支撑层之间。
10.根据权利要求7所述的声波器件，其特征在于，所述声波器件还包括：
第一键合垫，位于所述第一衬底上的所述器件区周围；
第二键合垫，位于所述第二衬底上的所述第一通孔的开口周围；
其中，所述第一键合垫和所述第二键合垫，用于键合所述第一衬底和所述第二衬底。
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