CN113054092A - 一种器件及其封装方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种器件及其封装方法。该器件中的第一密封环具有氮化铝种子层，通过使第二密封环至少覆盖第一密封环中的氮化铝种子层的外侧壁和/或利用第一密封环中的下电极材料层覆盖氮化铝种子层的外侧壁，以避免第一密封环中的氮化铝种子层暴露于密封腔体之外，从而可防止外界水汽等经由暴露出的氮化铝种子层而侵入至密封腔体内，同时还保护氮化铝种子层免受外界侵蚀，有利于保障密封腔体的密封性能，提高器件的可靠性。

Description

一种器件及其封装方法

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种器件及其封装方法。

背景技术

具备逆压电效应的压电材料制成的谐振结构被广泛应用于器件中，例如可进一步构成晶体振荡器和滤波器（例如，薄膜体声波滤波器）。通常而言，在初步制备出谐振结构之后还需要对其进行封装处理，以确保最终所形成的器件的使用性能和可靠性。

近年来，晶圆级封装(Wafer Level Package，WLP)技术逐步发展成熟，从而被大量应用于具有谐振结构的器件封装中，该封装工艺通常包括将两个基板相互键合以界定出密封腔体，并使谐振结构密封在该密封腔体内。然而，基于现有的封装工艺所得到的封装器件其密封腔体的密封强度仍然难以保证，并且还容易受到水汽的侵入。

发明内容

本发明的目的在于提供一种器件及其封装方法，以解决现有的封装方法所形成的密封腔体的密封强度较弱，并且还容易受到水汽的侵入的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种器件的封装方法，包括：提供第一衬底，并在所述第一衬底上形成第一密封环和位于所述第一密封环上的第二密封环，所述第一密封环包括堆叠设置的氮化铝种子层和下电极材料层；在所述第一密封环上形成第二密封环；所述第二密封环至少覆盖所述氮化铝种子层背离环中心的外侧壁，和/或，所述第一密封环中的下电极材料层至少覆盖所述氮化铝种子层背离环中心的外侧壁；以及，将形成有第三密封环的第二衬底键合于所述第一衬底上，所述第三密封环和所述第二密封环位置对应并相互键合，以形成密封圈。

可选的，所述第二密封环和/或所述第一密封环中的下电极材料层覆盖氮化铝种子层的单侧侧壁的横向宽度尺寸为1μm~3μm。

可选的，在形成所述第一密封环时还包括形成下电极层，所述第一密封环围绕在所述下电极层的外围。其中，所述下电极层和所述第一密封环的形成方法包括：依次堆叠形成氮化铝种子层和下电极材料层，并图形化所述下电极材料层和所述氮化铝种子层以形成所述下电极层和所述第一密封环。以及，在形成所述第二密封环时，所述第二密封环至少覆盖所述第一密封环背离环中心的外侧壁，以对应覆盖所述第一密封环中的氮化铝种子层的外侧壁。

可选的，所述第二密封环的宽度尺寸大于所述第一密封环的宽度尺寸，并使所述第二密封环同时覆盖所述第一密封环的内侧壁和外侧壁。

可选的，在形成所述第一密封环时还包括在形成下电极层，所述第一密封环围绕在所述下电极层的外围。其中，所述下电极层和所述第一密封环的形成方法包括：形成氮化铝种子层，并刻蚀所述氮化铝种子层以去除位于密封区外边缘的部分；形成下电极材料层，并图形化所述下电极材料层以形成所述下电极层和所述第一密封环，所述第一密封环中的下电极材料层覆盖氮化铝种子层的顶表面并且还至少覆盖氮化铝种子层背离环中心的外侧壁。

可选的，在形成所述第一密封环之后，以及形成所述第二密封环之前还包括：在所述下电极层上依次形成压电材料层和上电极层，所述下电极层、所述压电材料层和所述上电极层至少部分空间重叠以构成器件的谐振结构。

可选的，在形成所述上电极层之后，还包括：在所述上电极层上形成钝化层。其中，所述钝化层的材料例如包括氮化铝。

可选的，所述下电极层的至少一端部用于构成下电极引出端，并在形成所述第二密封环时，还同时在所述下电极引出端上形成电极端第一键合垫；以及，所述第二衬底上还形成有与所述电极端第一键合垫位置对应的电极端第二键合垫，并在所述第二密封环和所述第三密封环相互键合的同时，所述电极端第一键合垫和所述电极端第二键合垫相互键合。

可选的，在形成所述下电极层时还形成有与所述下电极层分断的上电极引出端，所述上电极引出端用于与上电极层电性连接；并在形成所述第二密封环时，还同时在所述上电极引出端上形成电极端第一键合垫；以及，所述第二衬底上还形成有与所述电极端第一键合垫位置对应的电极端第二键合垫，并在所述第二密封环和所述第三密封环相互键合的同时，所述电极端第一键合垫和所述电极端第二键合垫相互键合。

可选的，所述第二密封环的材料包括金。以及，所述第三密封环的材料也可包括金。

本发明又一目的在于提供一种器件，所述器件采用如上所述的封装方法形成，包括相互键合的第一衬底和第二衬底。其中，所述第一衬底面对所述第二衬底的表面上形成有谐振结构、围绕在所述谐振结构外围的第一密封环和第二密封环，所述第一密封环包括堆叠设置的氮化铝种子层和下电极材料层，以及所述第二密封环位于所述第一密封环上，其中所述第二密封环至少覆盖所述氮化铝种子层背离环中心的外侧壁，和/或，所述第一密封环中的下电极材料层至少覆盖所述氮化铝种子层背离环中心的外侧壁。以及，所述第二衬底面对所述第一衬底的表面上形成有第三密封环，所述第三密封环和所述第二密封环位置对应并相互键合，以形成密封圈。

可选的，所述第一密封环中的氮化铝种子层和下电极材料层的侧壁对齐，所述第二密封环至少覆盖所述第一密封环背离环中心的外侧壁，以对应覆盖所述氮化铝种子层的外侧壁。

可选的，所述第二密封环的宽度尺寸大于所述第一密封环的宽度尺寸，并使所述第二密封环同时覆盖所述第一密封环的内侧壁和外侧壁。

可选的，所述第二密封环和/或所述第一密封环中的下电极材料层覆盖氮化铝种子层的单侧侧壁的横向宽度尺寸为1μm~3μm。

在本发明提供的一种器件及其封装方法中，针对具有氮化铝种子层的第一密封环而言，利用第二密封环覆盖第一密封环中的氮化铝种子层背离环中心的外侧壁和/或直接利用第一密封环中的下电极材料层覆盖氮化铝种子层的外侧壁，以避免第一密封环中的氮化铝种子层在键合后仍暴露于密封腔体之外，从而可防止外界水汽等经由暴露出的氮化铝种子层而侵入至密封腔体内，同时还可以在第二密封环的隔离保护下避免抗蚀性较差的氮化铝种子层受到外界侵蚀，有利于保障密封腔体的密封性能，从而提高器件的可靠性。

附图说明

图1是一种器件的封装结构的示意图。

图2是本发明实施例一中的器件的封装方法的流程示意图。

图3-图8是本发明实施例一中的器件在其封装过程中的结构示意图。

图9是本发明实施例二中的封装方法在其形成第一密封环时的结构示意图。

图10-图11是本发明实施例二中的封装方法在其形成第二密封环时的两种结构示意图。

其中，附图标记如下：10/100-第一衬底；20/200-第二衬底；200a-凹槽；210-第三密封环；220-电极端第二键合垫；30a/300a-氮化铝种子层；300b-下电极材料层；310-下电极层；311-下电极引出端；320-第一密封环；400-压电材料层；500-上电极层；600-质量负载层；700-金属环；800-钝化层；900-密封圈；910-第二密封环；920-电极端第一键合垫。

具体实施方式

承如背景技术所述，现有封装产品中其密封腔体的密封度难以持续维持，且容易受到外界水汽的侵入而导致密封腔体内的器件受到侵蚀。

图1为一种器件的封装结构的示意图。如图1所示，该器件包括形成有主器件的第一衬底10和用于封盖所述第一衬底的第二衬底20，利用所述第一衬底10和所述第二衬底20相互键合以围绕出密封腔体，并使所述主器件（包括谐振结构）置于所述密封腔体内。其中，所述密封腔体的密封效果主要是利用的第一衬底10和第二衬底20上的密封垫相互键合而构成的密封圈实现的。

针对密封腔体的密封度不佳的问题，本发明基于大量的研究和验证后发现，在图1所示的封装结构中之所以存在其腔体密封度不佳的一个重要原因在于：第一衬底10上存在外露的氮化铝种子层30a，该外露的氮化铝种子层30a连通密封腔体内外，成为了水汽侵入腔体内的主要通道，并且氮化铝的抗蚀性较差而容易受到侵蚀，进一步影响密封腔体的密封性能。尤其是，针对密封腔体内还具有同样利用氮化铝材料形成的其他膜层（例如钝化层、压电材料层等）时，那么密封腔体受到外界水汽等侵入时则还会进一步导致氮化铝膜层受到侵蚀，进一步影响器件的可靠性。

基于此，本发明提供了一种器件的封装方法，以克服由外露的氮化铝种子层所导致的密封度不佳的问题。

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种器件及其封装方法作进一步详细说明。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。应当认识到，附图中所示的诸如“上方”，“下方”，“顶部”，“底部”，“上方”和“下方”之类的相对术语可用于描述彼此之间的各种元件的关系。这些相对术语旨在涵盖除附图中描绘的取向之外的元件的不同取向。例如，如果装置相对于附图中的视图是倒置的，则例如描述为在另一元件“上方”的元件现在将在该元件下方。

<实施例一>

本实施例中，具体是利用第二密封环覆盖第一密封环中背离环中心的外侧壁，从而防止氮化铝种子层的外侧壁暴露于密封腔体之外。本实施例提供的封装方法具体可参考图2以及图3-图8所示，其中，图2是本发明实施例一中的器件的封装方法的流程示意图，图3-图8是本发明一实施例中的器件在其封装过程中的结构示意图。

在图2所示的步骤S100中，具体参考图3所示，提供第一衬底100，并在所述第一衬底100上形成第一密封环320，所述第一密封环320包括堆叠设置的氮化铝种子层300a和下电极材料层300b。

其中，可以根据器件其具体的应用场合，对应调整所述第一衬底100。例如，器件可以为体声波滤波器（bulk acoustic wave，BAW），此时第一衬底可以包括多层布拉格反射层以进一步构成固态装配型谐振器（SMR）；或者，所述第一衬底还可以包括腔体，以进一步构成薄膜体声谐振滤波器（film bulk acoustic resonator，FBAR）。本实施例中，以形成薄膜体声谐振滤波器为例。基于此，即在所述第一衬底100的各个谐振区域中均形成有腔体110，并进一步在所述腔体110中填充有牺牲层，所述牺牲层即在后续制备完成谐振结构之后被去除，以释放出所述腔体。

继续参考图3所示，所述第一密封环320可以和器件区中的下电极层310同时制备，所述第一密封环320即围绕在所述下电极层310的外围。如此，一方面可节省工艺，另一方面还能够保证第一密封环320和下电极层310具备相同或相近的高度。

具体而言，所述第一衬底100上具有器件区，所述器件区即用于形成谐振器件的区域，以及在所述器件区之外还定义有密封区，所述密封区环绕在所述器件区的外围，以用于进一步制备密封圈，进而将器件区中的谐振器件围绕在内。所述下电极层310即形成在所述器件区中，以及所述第一密封环320则形成在所述密封区中。本实施例中，以将在所述器件区中制备两个谐振结构为例进行解释说明，此时即在所述器件区中形成有两个相互分断的下电极。

具体的，所述下电极层310和所述第一密封环320的形成方法例如包括如下步骤。

第一步骤，在所述第一衬底100上形成氮化铝种子层300a，并在所述氮化铝种子层300a上生长下电极材料层300b。即，所述下电极材料层300b可延续氮化铝种子层300a的晶格特性而生长，均匀化所生长的下电极材料层300b的晶格取向，提高所述下电极材料层300b的晶格品质，有利于提高所述下电极材料层300b的厚度均匀性。其中，所述下电极材料层300b例如为钼层。

也就是说，本实施例中的氮化铝种子层300a是用于在制备下电极层时提高下电极层310的膜层品质，因此为了保持器件的性能，该氮化铝种子层300a并不会被省略。

第二步骤，图形化所述下电极材料层300b和所述氮化铝种子层300a，以形成所述下电极层310和所述第一密封环320。因此，基于所述氮化铝种子层300a和所述下电极材料层300b的堆叠结构而形成第一密封垫320和下电极层310，两者相对于第一衬底顶表面的高度均等于氮化铝种子层300a和下电极材料层300b的厚度之和，从而使得所述下电极层310和所述第一密封环320的顶表面高度相同或者几乎相同。即，所述下电极层310和所述第一密封环320是基于相同的堆叠结构形成，相对于第一衬底顶表面而言具备相同或相近的高度。

本实施例的所述第一密封环320，其氮化铝种子层300a背离环中心的外侧壁即被暴露出，而未被其上方的下电极材料层所覆盖。

具体参考图3所示，所述下电极层310的至少一端部还用于构成下电极引出端311，后续工艺中将在所述下电极引出端311上制备电极键合垫，以用于电性引出所述下电极层310。此时，即相当于所述下电极层310的下电极引出端311和所述第一密封环320具备相同的顶表面高度。

此外，在图形化所述下电极材料层300b和所述氮化铝种子层300a时，还分割出上电极引出端（图中未示出），所述上电极引出端分断于所述下电极层310并用于与后续形成的上电极层电性连接，以用于进一步电性引出所述上电极层。

即，本实施例中，所述下电极层310的下电极引出端311、上电极引出端和所述第一密封环320的顶表面高度均相同或几乎相同，将有利于控制基于所述第一密封环320而进一步形成的第二密封环（将在后续步骤中详细说明），和基于电极引出端而进一步形成的电极端第一键合垫（将在后续步骤中详细说明），两者的高度统一，进而可确保两者都能够在后续的键合工艺中键合充分。

进一步的方案中，具体参考图4所示，在形成所述下电极层310之后，即可在所述下电极层310上依次形成压电材料层400和上电极层500，所述下电极层310、所述压电材料层400和所述上电极层500至少部分空间重叠以构成器件的谐振结构。

其中，所述压电材料层400的材料例如包括氧化锌（ZnO）、氮化铝（AlN）和锆钛酸铅（PZT）中的至少一种。以及，所述上电极层500可采用与所述下电极层310相同的材料，例如均包括钼。

具体的，所述压电材料层400和所述上电极层500的形成方法包括：淀积压电材料层400，此时所述压电材料层400将覆盖所述第一衬底的整个表面；接着，在所述压电材料层400上制备上电极层500；以及，在形成所述上电极层500之后，刻蚀所述压电材料层400，以将所述压电材料层400中不需要保留的部分去除。具体的，所述压电材料层400中对应于密封区的部分可被去除以暴露出所述第一密封环320。

本实施例中，还刻蚀所述压电材料层400中对应于下电极层的下电极引出端311的部分和上电极引出端（图中未示出）的部分，以使所述下电极引出端311和所述上电极引出端也暴露出。进一步的方案中，还包括制备上电极互连线（图中未示出），所述上电极互连线连接所述上电极层500和所述上电极引出端。

继续参考图4所示，可选的方案中在所述压电材料层400上还形成有质量负载层600，所述质量负载层600和所述上电极层500堆叠设置。其中，所述上电极层500和质量负载层600可均包括相同的金属材料，例如均包括钼。本实施例中，所述质量负载层600位于所述上电极层500的上方；然而其他实施例中，也可以使所述质量负载层600位于所述上电极层500的下方。

进一步的，在所述压电材料层400上还可形成有金属环700，所述金属环700环绕在谐振结构所对应的谐振区域的边缘。其中，所述金属环700也可以和所述上电极层500采用相同的金属材料，例如包括钼等。

通过在谐振区域的边缘形成金属环700，以使得谐振区域边缘的膜层厚度增大，有利于调整谐振结构其边缘位置的频率不同于谐振结构其主体部的频率，进而减少谐振结构其边缘位置的能量损失，有利于提高器件的质量因子（Q值）。本实施例中，所述金属环700设置在所述上电极层500的边缘，所述质量负载层600覆盖所述金属环700；然而其他实施例中，可使所述金属环700形成在所述质量负载层600的边缘。

继续参考图4所示，在所述上电极层500上还覆盖有钝化层800，以利用所述钝化层800保护其下方的谐振结构。本实施例中，所述钝化层800覆盖在所述质量负载层600、所述金属环700和所述上电极层500的上方，以及所述上电极层500的至少一端部相对于所述钝化层800和所述质量负载层600延伸出（应当认识到，附图中仅示意出其中一个方向的剖面结构，而无法表示出上电极层500的延伸端部），以利于和所述上电极互连线连接。其中，所述钝化层800的材料可包括氮化铝。

本实施例中，具体是在形成所述下电极层500、金属环700、质量负载层、以及钝化层800之后，再刻蚀所述压电材料层400以暴露出所述第一密封环320、下电极引出端311和上电极引出端。之后，形成所述上电极互连线，所述上电极互连线即覆盖所述上电极层500的延伸端部，并连接至所述上电极引出端。

在图2所示的步骤S200中，具体参考图5所示，在所述第一密封环320上形成第二密封环910，并且所述第二密封环910至少覆盖所述第一密封环320背离环中心的外侧壁，以对应覆盖第一密封环320中的氮化铝种子层背离环中心的外侧壁。

其中，所述第二密封环910可采用金属材料形成，后续即可基于金属键合完成键合工艺，例如，所述第二密封环910的材料包括金（Au）。以及，所述第二密封环910例如可采用剥离工艺（liff-off）形成。

由于所述第一密封环320中的氮化铝种子层其背离器件区的外侧壁由所述第二密封环910所覆盖，避免了氮化铝种子层从外侧壁暴露出，从而在后续键合形成密封圈后即相当于切断了经由所述氮化铝种子层所构成的连通通道，有效避免了水汽经由所述氮化铝种子层而侵入至密封腔体中。并且，还可以在所述第二密封环910的隔离保护下，避免氮化铝种子层受到外界侵蚀而破坏密封腔体的密封度。

本实施例中，具体通过将所述第二密封环910的宽度尺寸调整为大于所述第一密封环320的宽度尺寸，以使所述第二密封环910可同时覆盖所述第一密封环320的内侧壁和外侧壁。此时，基于尺寸较大的第二密封环910而言相应的具备较大的键合表面积，有利于保障后续的键合工艺。其中，所述第二密封环910中覆盖所述第一密封环320的单侧侧壁的横向宽度尺寸例如为1μm~3μm，以能够覆盖所述第一密封环320中的氮化铝种子层的外侧壁即可。

进一步的，在制备所述第二密封环910时，还同时在下电极引出端311和上电极引出端上形成电极端第一键合垫920，所述电极端第一键合垫920的顶表面高度相应的和所述第二密封环910的顶表面高度相同或几乎相同。

在图2所示的步骤S300中，具体参考图6和图7所示，将形成有第三密封环210的第二衬底200键合于所述第一衬底100上，所述第三密封环210和所述第二密封环910的位置对应，并使所述第三密封环210和所述第二密封环910相互键合而形成密封圈900，以密封形成密封腔体。

应当认识到，此时所形成的密封圈900相应的覆盖第一密封垫中的氮化铝种子层的外侧壁，从而避免所述氮化铝种子层外露在密封腔体之外，进而阻断了密封腔体通过氮化铝种子层与外界连通的这一通道。尤其是，所述钝化层800和所述压电材料层400均为氮化铝材料，此时若有水汽侵入至所述密封腔体中，将更容易对主器件造成侵蚀而影响器件的可靠性。

进一步的，所述第二衬底200对应键合面的表面上还形成有凹槽200a，所述凹槽200a和所述第一衬底100的器件区位置对应，以确保键合后所形成的密封腔体具有足够大的空间。

继续参考图6和图7所示，所述第二衬底200对应键合面的表面上还形成有电极端第二键合垫220，所述电极端第二键合垫220和所述电极端第一键合垫920的位置对应，并且相互键合以形成电极端引出件用于电性引出对应的电极。

针对第二衬底200上的第三密封环210和所述电极端第二键合垫220，两者可在同一工艺中同时制备，进而可控制所述第三密封环210和所述电极端第二键合垫220的高度相同。如上所述，第二密封环910和所述电极端第一键合垫920的高度相同，基于此，则在第一基本100和第二衬底200相互键合时，即可确保第二密封环910和第三密封环210之间，以及电极端第一键合垫920和电极端第二键合垫220之间均能够键合充分。其中，所述第三密封环210和所述电极端第二键合垫220的材料可均包括金，即，所述第二密封环910和所述第三密封环210之间、电极端第一键合垫920和电极端第二键合垫220之间均是基于金-金键合。

进一步的方案中，所述器件的封装方法还包括：具体参考图8所示，形成多个外接端口（例如，焊球），以使所述上电极层500和所述下电极层310通过对应的外接端口连接至是外部电路。

本实施例中，可将所述外接端口形成在第二衬底200背离第一衬底100的表面上。基于此，则在形成所述外接端口之前，还包括在所述第二衬底200中形成多个接触插塞，所述接触插塞的底部连接至所述电极端第二键合垫，所述接触插塞的顶部连接至所述外接端口。具体的方案中，可以在形成所述接触插塞之前，优先减薄所述第二衬底200。

进一步的，所述外接端口的形成方法可包括：在第二衬底200的表面上形成再分布层，所述再分布层覆盖第二衬底200中的接触插塞的端部，以和所述接触插塞连接；以及，在形成所述再分布层之后形成塑封层以封盖第二衬底200，并使再分布层的顶表面从所述塑封层暴露出；之后，即可在所述再分布层上形成焊接凸点，所述焊接凸点例如为焊接凸块（pillar），或者也可以为焊球。

<实施例二>

与实施例一的区别在于，本实施例中则是利用第一密封环中的下电极材料层至少覆盖氮化铝种子层背离环中心的外侧壁，从而防止氮化铝种子层的外侧壁暴露于密封腔体之外。

具体参考图9所示，本实施例中，在形成第一密封环320时同样还形成下电极层310。其中，所述下电极层310和所述第一密封环320的形成方法可包括如下步骤。

首先，形成氮化铝种子层300a，并刻蚀所述氮化铝种子层300a以去除位于密封区外边缘的部分。需要说明的是，在该步骤中可以仅刻蚀氮化铝种子层位于密封区外边缘的部分，而不对器件区中的氮化铝种子层进行图形化。当然，在该步骤中也可以同时对器件区中的氮化铝种子层进行图形化，以将氮化铝种子层分割为对应于下电极层的多个分段。

接着，形成下电极材料层，并图形化所述下电极材料层以形成所述下电极层310和所述第一密封环320。承上所述，当氮化铝种子层在上一步骤中其器件区的部分还未被图形化时，则可以在图形化下电极材料层时进一步图形化所述氮化铝种子层。以及，所述第一密封环320中的下电极材料层覆盖氮化铝种子层的顶表面并且还至少覆盖氮化铝种子层背离环中心的外侧壁。即，本实施例中的第一密封环320，其氮化铝种子层300a的外侧壁由下电极材料层所覆盖而不会暴露出。

需要说明的是，本实施例中的第一密封环320，其下电极材料层仅覆盖氮化铝种子层背离环中心的外侧壁。然而，在其实施例中，还可使第一密封环中的下电极材料层同时覆盖氮化铝种子层的两侧侧壁。以及，第一密封环中下电极材料层覆盖氮化铝种子层的单侧侧壁的横向宽度尺寸例如为1μm~3μm，以能够覆盖氮化铝种子层的外侧壁即可。

进一步的，与实施例一类似的，在形成所述下电极层310之后，即可依次形成所述压电材料层400、上电极层500、钝化层800等，具体可参见实施例一，此处不再赘述。

以及，本实施例中在形成第二密封环910时，则可使所述第二密封环910覆盖第一密封环320的外侧壁，也可以使所述第二密封环910不覆盖第一密封环320的外侧壁。

应当认识到，由于第一密封环320中的氮化铝种子层300a的外侧壁被包覆在第一密封环320内而未暴露出，因此第二密封环910可选择覆盖第一密封环320的外侧壁，也可选择不覆盖第一密封环320的外侧壁。

例如参考图10所示，图10中的第二密封环910仅形成在所述第一密封环320的上方而未覆盖所述第二密封环320的外侧壁。以及参考图11所示，图11中的第二密封环910则还覆盖所述第二密封环320的外侧壁，具体是同时覆盖了第二密封环320的内侧壁和外侧壁。

此外，本实施例在形成所述第二密封环910之后的后续步骤可参考实施例一，此处不再赘述。

基于如上所述的封装方法，以下对封装形成的器件进行说明。具体可结合图4-图8/图10/图11所示，所述器件包括：相互键合的第一衬底100和第二衬底200。其中，所述第一衬底100和所述第二衬底200之间具体是通过密封圈900相互键合，并利用所述密封圈900和所述第一衬底100、第二衬底200共同围绕出密封腔体，以将第一衬底100上的主器件（谐振结构）密封在所述密封腔体内。

具体结合图4和图5所示，所述第一衬底100面对所述第二衬底200的表面上形成有谐振结构、围绕在所述谐振结构外围的第一密封环320和第二密封环910。

其中，所述谐振结构包括依次堆叠设置的下电极层310、压电材料层400和上电极层500。进一步的，在所述压电材料层400上还形成有质量负载层600和金属环700，本实施例中所述质量负载层600位于所述上电极层500的上方。更进一步的，在所述谐振结构的上方还覆盖有钝化层800，以利用所述钝化层800保护其下方的谐振结构。本实施例中，所述钝化层800和所述压电材料层400的材料均包括氮化铝。

以及，所述第一密封环320和所述下电极层310均包括堆叠设置的氮化铝种子层300a和下电极材料层300b。所述第二密封环910位于所述第一密封环320上。其中，所述第二密封环910至少覆盖第一密封环320中的氮化铝种子层背离环中心的外侧壁，和/或，所述第一密封环320中的下电极材料层至少覆盖所述氮化铝种子层背离环中心的外侧壁，如此，以确保第一密封环320中的氮化铝种子层不会暴露于密封腔体之外。

一种可选的方案中，具体可参考图8所示，所述第一密封环320中的氮化铝种子层和下电极材料层的侧壁对齐，此时，使所述第二密封环910至少覆盖所述第一密封环320背离环中心的外侧壁，以对应覆盖所述氮化铝种子层的外侧壁，使所述第一密封环320中的氮化铝种子层不会外露于密封腔体之外。本实施例中，具体是通过调整所述第二密封环910的宽度尺寸大于所述第一密封环320的宽度尺寸，并使所述第二密封环910同时覆盖所述第一密封环320的内侧壁和外侧壁。如此，以避免第一密封环320中的氮化铝种子层外露于密封腔体之外，并确保了第二密封环910具备较大的键合表面积。其中，所述第二密封环910覆盖所述第一密封环320的单侧侧壁的横向宽度尺寸例如为1μm~3μm，以能够覆盖所述第一密封环320中的氮化铝种子层的外侧壁即可。

另一种可选的方案中，具体可参考图10和图11所示，可使所述第一密封环320中的下电极材料层至少覆盖所述氮化铝种子层背离环中心的外侧壁。此时，即可允许所述第二密封环910仅形成在所述第一密封环320的上方而未覆盖第一密封环320的外侧壁，也可允许第二密封环910覆盖所述第一密封环320的外侧壁。应当认识到，图10和图11中仅示意出了第一密封环320中的下电极材料层覆盖氮化铝种子层的外侧壁，然而可选的方案中，还可使第一密封环320中的下电极材料层同时覆盖氮化铝种子层的外侧壁和内侧壁。

接着参考图6和图8所示，所述第二衬底200面对所述第一衬底100的表面上形成有第三密封环210，所述第三密封环210和所述第二密封环910位置对应并相互键合，以形成所述密封圈900。本实施例中，所述第二密封环910和所述第三密封环210的材料均包括金，因此所述第二密封环910和所述第三密封环210之间即为金-金键合。

此外，在所述密封腔体之内还具有电极端引出件，所述电极端引出件的连接对应的电极。具体的，在所述密封腔体之内可设置有上电极端引出件和下电极端引出件，所述上电极端引出件连接上电极层500，以用于实现上电极层500的电性引出；所述下电极端引出件连接下电极层310，以用于下电极层310的电性引出。

继续参考图6和图7所示，所述电极端引出件具体可包括相互键合的电极端第一键合垫920和电极端第二键合垫220。其中，所述电极端第一键合垫920形成在下电极材料层300b上，也即，所述电极端第一键合垫920是形成在氮化铝种子层300a和下电极材料层300b的堆叠结构上，从而和所述第二密封环910具备相同或相近的高度。需要说明的是，连接于上电极层500的电极端第一键合垫920，其下方的下电极材料层300b分断于所述下电极层310而电性连接至上电极层500；以及，连接于下电极层310的电极端第一键合垫920，其下方的下电极材料层300b与所述下电极层310相互连接。所述电极端第二键合垫220形成在所述第二衬底200上，通过与所述电极端第一键合垫920相互键合，以实现电极端第一键合垫920和电极端第二键合垫220的相互电性连接。

进一步的，在所述第二衬底200中还形成有接触插塞，所述接触插塞的一端连接至所述电极端引出件（本实施例中，所述接触插塞的一端连接至所述电极端第二键合垫220），所述接触插塞的另一端延伸至所述第二衬底200背离所述第一衬底100的顶表面上，并进一步连接至外接端口。

具体参考图8所示，所述外接端口包括再分布层和形成在所述再分布层上的焊接凸点。所述再分布层覆盖第二衬底200中的接触插塞的端部，以和所述接触插塞连接，并且在所述再分布层上还形成有塑封层以封盖第二衬底200，并使所述再分布层的顶表面从所述塑封层暴露出，所述焊接凸点即形成在暴露出的再分布层的顶表面上。其中，所述焊接凸点例如为焊接凸块（pillar），或者也可以为焊球。

综上所述，本实施例提供的器件及其封装方法中，下电极层是基于氮化铝种子层而形成，具备较好的膜层品质。在此基础上，还进一步使第一密封环具有和下电极层相同的堆叠结构，有利于保障第一密封环和下电极层的高度统一，从而便于控制第一密封环上的第二密封环的高度和下电极层上的电极端第一键合垫的高度一致或接近一致。如此，即可在第一衬底上的第二密封环和第二衬底上的第三密封环相互键合以形成密封圈的同时，使得电极端第一键合垫和第二衬底上的电极端第二键合垫也能够键合充分，保障了器件的功能。可见，本实施例提供的器件的封装方法，能够兼顾下电极层的膜层品质及各个键合元件的高度统一的情况下，改善密封腔体的密封度。

需要说明的是，本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。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。

应当注意的是，在此使用的术语仅用于描述各种示例且不用于限制本公开。具体来说，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。以及，关于示例或实施例的术语“可”的使用，例如，关于示例或实施例中可包括或实现什么的描述，即意味着存在包括或实现这样的特征的至少一个示例或实施例，而所有示例和实施例不限于此。采用术语“包含”、“包括”和“具有”列举存在所陈述的特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合。

此外，除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式也意图包括复数形式。例如，“一个”和“一种”包括复数基准，除非上下文明确表示相反意思。进一步举例来说，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 (15)

1.一种器件的封装方法，其特征在于，包括：

提供第一衬底，并在所述第一衬底上形成第一密封环和位于所述第一密封环上的第二密封环，所述第一密封环包括堆叠设置的氮化铝种子层和下电极材料层；所述第二密封环至少覆盖所述氮化铝种子层背离环中心的外侧壁，和/或，所述第一密封环中的下电极材料层至少覆盖所述氮化铝种子层背离环中心的外侧壁；以及，

将形成有第三密封环的第二衬底键合于所述第一衬底上，所述第三密封环和所述第二密封环位置对应并相互键合以形成密封圈，并密封形成密封腔体。

2.如权利要求1所述的器件的封装方法，其特征在于，所述第二密封环和/或所述第一密封环中的下电极材料层覆盖氮化铝种子层的单侧侧壁的横向宽度尺寸为1μm~3μm。

3.如权利要求1所述的器件的封装方法，其特征在于，在形成所述第一密封环时还包括形成下电极层，所述第一密封环围绕在所述下电极层的外围；

其中，所述下电极层和所述第一密封环的形成方法包括：依次堆叠形成氮化铝种子层和下电极材料层，并图形化所述下电极材料层和所述氮化铝种子层以形成所述下电极层和所述第一密封环；

以及，在形成所述第二密封环时，所述第二密封环至少覆盖所述第一密封环背离环中心的外侧壁，以对应覆盖所述第一密封环中的氮化铝种子层的外侧壁。

4.如权利要求3所述的器件的封装方法，其特征在于，所述第二密封环的宽度尺寸大于所述第一密封环的宽度尺寸，并使所述第二密封环同时覆盖所述第一密封环的内侧壁和外侧壁。

5.如权利要求1所述的器件的封装方法，其特征在于，在形成所述第一密封环时还包括在形成下电极层，所述第一密封环围绕在所述下电极层的外围；

其中，所述下电极层和所述第一密封环的形成方法包括：形成氮化铝种子层，并刻蚀所述氮化铝种子层以去除位于密封区外边缘的部分；形成下电极材料层，并图形化所述下电极材料层以形成所述下电极层和所述第一密封环，所述第一密封环中的下电极材料层覆盖氮化铝种子层的顶表面并且还至少覆盖氮化铝种子层背离环中心的外侧壁。

6.如权利要求3或5所述的器件的封装方法，其特征在于，在形成所述第一密封环之后，以及形成所述第二密封环之前还包括：

在所述下电极层上依次形成压电材料层和上电极层，所述下电极层、所述压电材料层和所述上电极层至少部分空间重叠以构成器件的谐振结构。

7.如权利要求6所述的器件的封装方法，其特征在于，在形成所述上电极层之后，还包括：在所述上电极层上形成钝化层。

8.如权利要求7所述的器件的封装方法，其特征在于，所述钝化层的材料包括氮化铝。

9.如权利要求3或5所述的器件的封装方法，其特征在于，所述下电极层的至少一端部用于构成下电极引出端，并在形成所述第二密封环时，还同时在所述下电极引出端上形成电极端第一键合垫；

以及，所述第二衬底上还形成有与所述电极端第一键合垫位置对应的电极端第二键合垫，并在所述第二密封环和所述第三密封环相互键合的同时，所述电极端第一键合垫和所述电极端第二键合垫相互键合。

10.如权利要求3或5所述的器件的封装方法，其特征在于，在形成所述下电极层时还形成有与所述下电极层分断的上电极引出端，所述上电极引出端用于与上电极层电性连接；并在形成所述第二密封环时，还同时在所述上电极引出端上形成电极端第一键合垫；

以及，所述第二衬底上还形成有与所述电极端第一键合垫位置对应的电极端第二键合垫，并在所述第二密封环和所述第三密封环相互键合的同时，所述电极端第一键合垫和所述电极端第二键合垫相互键合。

11.如权利要求1所述的器件的封装方法，其特征在于，所述第二密封环的材料包括金。

12.一种采用如权利要求1-11任一项所述的封装方法形成的器件，其特征在于，包括：相互键合的第一衬底和第二衬底；

其中，所述第一衬底面对所述第二衬底的表面上形成有谐振结构、围绕在所述谐振结构外围的第一密封环和第二密封环，所述第一密封环包括堆叠设置的氮化铝种子层和下电极材料层，以及所述第二密封环位于所述第一密封环上，其中所述第二密封环至少覆盖所述氮化铝种子层背离环中心的外侧壁，和/或，所述第一密封环中的下电极材料层至少覆盖所述氮化铝种子层背离环中心的外侧壁；

以及，所述第二衬底面对所述第一衬底的表面上形成有第三密封环，所述第三密封环和所述第二密封环位置对应并相互键合，以形成密封圈。

13.如权利要求12所述的器件，其特征在于，所述第一密封环中的氮化铝种子层和下电极材料层的侧壁对齐，所述第二密封环至少覆盖所述第一密封环背离环中心的外侧壁，以对应覆盖所述氮化铝种子层的外侧壁。

14.如权利要求13所述的器件，其特征在于，所述第二密封环的宽度尺寸大于所述第一密封环的宽度尺寸，并使所述第二密封环同时覆盖所述第一密封环的内侧壁和外侧壁。

15.如权利要求12所述的器件，其特征在于，所述第二密封环和/或所述第一密封环中的下电极材料层覆盖氮化铝种子层的单侧侧壁的横向宽度尺寸为1μm~3μm。

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