CN114105076A - Mems器件及其封装结构和方法、滤波器及电子设备 - Google Patents

Mems器件及其封装结构和方法、滤波器及电子设备 Download PDF

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CN114105076A CN202010871606.8A CN202010871606A CN114105076A CN 114105076 A CN114105076 A CN 114105076A CN 202010871606 A CN202010871606 A CN 202010871606A CN 114105076 A CN114105076 A CN 114105076A
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Abstract

本发明涉及一种MEMS器件及其封装结构和方法。该封装结构包括：第一基底，具有第一限定面以及与第一限定面在基底的厚度方向上相对的第一非限定面；第二基底，具有第二限定面以及与第二限定面在基底的厚度方向上相对的第二非限定面，第一限定面表面与第二限定面彼此对置；第一金属密封层，设置在第一限定面；第二金属密封层，设置在第二限定面，第一与第二金属密封层彼此对置接合以形成密封圈结构，其中：第一与第二金属密封层在接合面处彼此接合，密封圈结构、第一限定面和第二限定面限定容纳空间，容纳空间适于容纳MEMS器件；密封圈结构还包括金属密封环，所述密封环包括处于接合面处的部分且密封环的内环面与所述容纳空间在水平方向上间隔开。

Description

MEMS器件及其封装结构和方法、滤波器及电子设备
技术领域
本发明的实施例涉及半导体领域，尤其涉及一种MEMS器件及其封装结构和封装方法，一种滤波器和一种电子设备。
背景技术
随着5G通信技术的日益发展，对通信频段的要求越来越高。传统的射频滤波器受结构和性能的限制，不能满足高频通信的要求。薄膜体声波谐振器(FBAR)作为一种新型的MEMS器件，具有体积小、质量轻、插入损耗低、频带宽以及品质因子高等优点，很好地适应了无线通信系统的更新换代，使FBAR技术成为通信领域的研究热点之一。
FBAR需要良好的密封，防止外界环境水汽等侵蚀，否则会导致频率偏移，性能下降等。
传统工艺如图1所示，采用金属键合工艺，如Au-Au，利用金属间的压缩渗透达到较好的密封。但随着器件尺寸减小，要求键合的金属尺寸缩小(<50um)，这导致键合效果变差。在图1中，示出了基底10和封装基底20，以及两个基底之间的金属密封层30。在图1中，以FBAR为例示出了MEMS器件，该FBAR包括声学镜101、底电极102、压电层103和顶电极104。
图2为图1中的A部分的放大示意图。如图2所示，在密封性能变差的情况下，水汽可以穿过密封金属层的接合面处的缝隙。
另外，由于密封性的高要求，限制了一些压缩渗透性较差的金属，如Cu-Cu的应用。
为了增强键合金属的密封性，图3中提出了一种改进的方案，即在键合金属层的接合面处制作指状结构，以通过减小键合面积来增加压强，提升密封性。虽然此方法可以增加键合密封性，但由于键合面积降低，对于键合前金属表面缺陷控制要求增高，同时也增加了制作的工艺步骤，导致制作成本增加。
发明内容
为缓解或解决现有技术中的上述问题的至少一个方面，提出本发明。
根据本发明的实施例的一个方面，提出了一种MEMS器件的封装结构，包括：
第一基底，第一基底具有第一限定面以及与第一限定面在基底的厚度方向上相对的第一非限定面；
第二基底，第二基底具有第二限定面以及与第二限定面在基底的厚度方向上相对的第二非限定面，第一限定面表面与第二限定面彼此对置；
第一金属密封层，设置在第一限定面；
第二金属密封层，设置在第二限定面，第一金属密封层与第二金属密封层彼此对置接合以形成密封圈结构，
其中：
第一金属密封层与第二金属密封层在接合面处彼此接合，密封圈结构、第一限定面和第二限定面限定容纳空间，所述容纳空间适于容纳MEMS器件；
所述密封圈结构还包括金属密封环，所述密封环包括处于接合面处的部分且密封环的内环面与所述容纳空间在水平方向上间隔开。
本发明的实施例也涉及一种MEMS器件的密封方法，包括步骤：
提供第一基底，第一基底具有第一限定面以及与第一限定面在基底的厚度方向上相对的第一非限定面，在第一限定面设置第一金属密封层；
提供第二基底，第二基底具有第二限定面以及与第二限定面在基底的厚度方向上相对的第二非限定面，在第二限定面设置第二金属密封层；
将第一金属密封层与第二金属密封层彼此对置接合以形成密封圈结构，密封圈结构、第一限定面和第二限定面限定容纳空间，所述容纳空间适于容纳MEMS器件，
其中：
所述方法包括步骤：
在所述接合面处形成环状空间，所述环状空间的内侧界面与所述容纳空间在水平方向上间隔开；
在环状空间内填充金属，填充的金属形成密封环，所述密封环与所述第一金属密封层和第二金属密封层密封接合。
本发明的实施例还涉及一种MEMS器件，包括上述的封装结构。
本发明的实施例还涉及一种滤波器，包括上述的封装结构或MEMS器件。
本发明的实施例也涉及一种电子设备，包括上述的滤波器或者上述的封装结构或MEMS器件。
附图说明
以下描述与附图可以更好地帮助理解本发明所公布的各种实施例中的这些和其他特点、优点，图中相同的附图标记始终表示相同的部件，其中：
图1-3为现有技术中的FBAR的封装结构的示意图；
图4为根据本发明的一个示例性实施例的FBAR的封装结构的俯视示意图；
图5A为根据本发明的一个示例性实施例的沿图4中的B-B’线的截面示意图；
图5B为根据本发明的一个示例性实施例的沿图4中的C-C’线的截面示意图；
图6A为图5A中的B部分的放大示意图，图6B为图5B中的B部分的放大示意图；
图7-9为根据本发明的不同示例性实施例的沿图4中的B-B’线的截面示意图；
图10为根据本发明的又一个示例性实施例的FBAR的封装结构的俯视示意图；
图11A为根据本发明的一个示例性实施例的沿图10中的B-B’线的截面示意图；
图11B为根据本发明的一个示例性实施例的沿图10中的C-C’线的截面示意图；
图12A为图11A中的B部分的放大示意图；
图12B为图11B中的B部分的放大示意图，在图12B中，密封环上下延伸到金属密封层内；
图13A-13D为示例性示出了图5中所示的封装结构的制作过程的示意性截面图；
图14为示例性说明图7中所示的封装结构的特定制作步骤的示意性截面图；
图15A-15D为示例性示出了图8中所示的封装结构的制作过程的示意性截面图；
图16为根据本发明的再一个示例性实施例的封装结构的截面示意图；
图17-18为根据本发明的不同示例性实施例的封装结构的截面示意图。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。在说明书中，相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件。下述参照附图对本发明实施方式的说明旨在对本发明的总体发明构思进行解释，而不应当理解为对本发明的一种限制。发明的一部分实施例，而并不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
首先，本发明的附图中的附图标记说明如下：
10，20：基底，可选材料为单晶硅、氮化镓、砷化镓、蓝宝石、石英、碳化硅、金刚石等。在实施例中，设置有MEMS器件，例如FBAR的基底为功能基底，在实施例中为10，而提供封装作用的基底为封装基底，在实施例中为20。
101：声学镜，可为空腔，也可采用布拉格反射层及其他等效形式。本发明所示的实施例中采用的是设置于基底的内部，在可选的实施例中，空腔也可以位于基底的上表面。
102：底电极，材料可选：钼、钌、金、铝、镁、钨、铜，钛、铱、锇、铬或以上金属的复合或其合金等。
103：压电层，可以为单晶压电材料，可选的，如：单晶氮化铝、单晶氮化镓、单晶铌酸锂、单晶锆钛酸铅(PZT)、单晶铌酸钾、单晶石英薄膜、或者单晶钽酸锂等材料，也可以为多晶压电材料(与单晶相对应，非单晶材料)，可选的，如多晶氮化铝、氧化锌、PZT等，还可是包含上述材料的一定原子比的稀土元素掺杂材料，例如可以是掺杂氮化铝，掺杂氮化铝至少含一种稀土元素，如钪(Sc)、钇(Y)、镁(Mg)、钛(Ti)、镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)等。
104：顶电极，材料可选钼、钌、金、铝、镁、钨、铜，钛、铱、锇、铬或以上金属的复合或其合金等。顶电极和底电极材料一般相同，但也可以不同。
30A，30B：金属密封层或金属键合层，材料可选钼、钌、金、铝、镁、钨、铜，钛、铱、锇、铬或以上金属的复合或其合金等。
30：金属密封圈。
40，401,402：凹陷部，其内填充金属，填充的金属同金属填充部。
50：通孔，其内填充金属，填充金属的材料可选钼、钌、金、铝、镁、钨、铜，钛、铱、锇、铬或以上金属的复合或其合金等。
60：金属焊盘，材料包含但不限于金属填充部，以外材料可选钼、钌、金、铝、镁、钨、铜，钛、铱、锇、铬或以上金属的复合或其合金等。
在本发明中，在密封圈30区域设置环形空间(该环形空间例如包括凹陷部401和/或402)，用填充金属填充该环形空间，以增强FBAR的密封性。填充金属可以与金属键合层的材料相同，也可以不同。填充金属可以利用电镀或者其他沉积工艺进行填充而形成。
图4为根据本发明的一个示例性实施例的FBAR的封装结构的俯视示意图，图5A为根据本发明的一个示例性实施例的沿图4中的B-B’线的截面示意图；图5B为根据本发明的一个示例性实施例的沿图4中的C-C’线的截面示意图；图6A为图5A中的B部分的放大示意图，图6B为图5B中的B部分的放大示意图。
首先需要指出的是，在本发明中，以FBAR作为MEMS器件的示例来说明MEMS器件的封装结构，但是本发明的MEMS器件不限于FBAR，还可以其他任何MEMS结构，如其他类型的谐振器，或滤波器等。
如图4和5A所示，下基底10上设置有FBAR，上基底20为封装基底。如图5A所示，在下基底10的上表面，与底电极102同层设置有导电部102A，该导电部中设置有凹陷部40。由于凹陷部40的存在，在下基底10的上表面设置金属密封层30A时，金属密封层30A的下侧的一部分落入到凹陷部40内而形成凸出部，金属密封层30A基于形状传导而在金属密封层30A的上侧(在接合面)处相应的形成有凹陷部401。
如图6B所示，密封环仅设置在凹陷部401中，换言之，密封环仅具有延伸到金属密封层30A内的部分，而不包括如后面的图12A所示的设置在位于金属密封层30B的凹陷部402中的部分。如图6B所示，凹陷部401自身形成环状空间。在环状空间内填充了金属之后，形成了密封环。在图5A-6B所示的实施例中，该密封环为筒状密封环，换言之，密封环具有在基底的厚度方向上进入到金属密封层内的延伸高度，在水平方向上则仅仅具有密封环的壁厚的延伸长度。
如图4和图5A所示，为了形成密封环，还设置有通道50，该通道50沿基底的厚度方向上延伸。在图5A所示的实施例中，通道50的下端与环状空间相通或相接，而通道50延伸过整个金属密封层30B、基底20而开口于基底20的的上表面。如此，在后续可以通过沉积或者电镀的方式，让填充进入经过通道50流入到环状空间内而形成密封环。如能够理解的，通道50的下端可以如图5A所示与凹陷部401完全对齐，但也可以存在部分对齐，只要可以让填充金属流入到环状空间内形成密封环即可。
如图5A所示，与通道50内的填充金属的上端相接的是焊盘60。因此，在通道50内填充金属可以与在后续制作FBAR的对外引线时一起形成，并不需要增加专门的工艺步骤。
如图5A和5B所示，由于凹陷部401的存在，密封环嵌入到金属密封层30A内，密封环具有低于金属密封层30A的接合面或键合界面的部分，从而对水汽起到了密封作用，图6A和图6B也展示了对于水汽的阻挡效果。
如能够理解的，在通过通道50填充环状空间时，通道50以及环状空间内的金属为一体结构。
图5A对应的是图4中沿B-B’的截面图，图5B是沿图4中的C-C’的截面图，再结合图4，可以看到，在密封环上，形成有竖线延伸的多个间隔开的通道50。但是本发明也不限于此，例如，通道50可以不是彼此间隔开的多个通道，而是也可以为筒形通道。
图13A-13D示例性示出了图5A中所示的封装结构的制作过程的示意性截面图。
如图13A所示，在基底10上制作声学镜101对应的空腔，在其内填充牺牲层，然后沉积用于形成底电极的金属层，之后，利用光刻刻蚀等工艺形成底电极102，同时形成导电部102A，以及位于在导电部102A中的凹陷部40。
如图13B所示，在图13A的结构上沉积压电层103和制作顶电极104，然后，刻蚀压电层103以露出导电部102A，接着，在导电部102A的位置沉积形成密封金属以形成金属密封层30A，从图13B可以看到，在金属密封层30A的下侧形成有位于凹陷部40内的凸出部，而在金属密封层30A的上侧则传导形成有凹陷部401。之后，释放空腔中的牺牲层以形成声学镜101。
如图13C所示，先提供基底20，在基底20上设置金属密封层30B，如图13C所示，设置有贯穿基底20以及金属密封层30B的通道50，然后，如图13C所示将金属密封层30A和30B对置键合，且通道50与凹陷部401大体对齐。在图13C中，基底10的上表面、基底20的下表面、键合的金属密封层限定了容纳空间，FBAR的顶电极、底电极和压电层处于该容纳空间内。
如图13D所示，在图13C所示的结构的基础上，利用电镀工艺，在通道50以及凹陷部401内填充金属，还形成焊盘60，从而形成了如图5A所示的封装结构。如前已经提及的，本工艺步骤可以在设置FBAR的对外引线时进行。
在图5A和5B中，导电部102A中设置有凹陷部40，而基底10的上表面并未设置凹陷。但是本发明不限于此，为了在金属密封层的接合面处形成凹陷部，还可以采用其他的方式。
图7为根据本发明的另一示例性实施例的沿图4中的B-B’线的截面示意图，图14为示例性说明图7中所示的封装结构的特定制作步骤的示意性截面图。如图7和14所述，基底10的上表面设置有基底凹陷部41，之后，在形成导电部102A时，导电部102A下陷而形成导电部凹陷部40。
也可以不在导电部102A上形成凹陷部，如图8所示，凹陷部401直接形成在金属密封层30A中而不是形状传导而形成。在图8中，凹陷部401直达到导电部102A。如图9所示，凹陷部401仅仅穿过金属密封层30A的一部分。
图15A-15D为示例性示出了图8中所示的封装结构的制作过程的示意性截面图。
如图15A所示，首先，在声学镜空腔内填充有牺牲层的基底10上设置底电极102、压电层103和顶电极104，在设置底电极102的同时也形成有导电部102A，然后，刻蚀压电层104以露出导电部102A。
如图15B所示，通过例如涂胶(涂光刻胶)、曝光、显影的工艺形成光刻胶结构80。在图15B中，在导电部102A上形成有光刻胶结构801A。
如图15C所示，在图15B所示的结构上沉积键合金属。
如图15D所示，利用剥离工艺(lift-off)去除光刻胶结构80以及401A，形成凹陷部401。
图10为根据本发明的又一个示例性实施例的FBAR的封装结构的俯视示意图；图11A为根据本发明的一个示例性实施例的沿图10中的B-B’线的截面示意图；图11B为根据本发明的一个示例性实施例的沿图10中的C-C’线的截面示意图；图12A为图11A中的B部分的放大示意图；图12B为图11B中的B部分的放大示意图，在图12B中，密封环上下延伸到金属密封层内。
图10-12B的示例与图4-6B所示的示例的区别在于，在前者中，金属密封层30B内设置有凹陷部402，金属密封层30A内设置有凹陷部401，而在后者中，仅在金属密封层30A内设置有凹陷部401。
如图12B所示，金属密封层30B的下侧(在接合面)处设置有凹陷部402。如本领域技术人员能够理解的，虽然在图12A-12B中没有示出，该凹陷部402也可以利用如上所述的形状传导的方式形成。
如图12B所示，凹陷部401与凹陷部402在上下方向上至少部分相通，以形成环状空间。在环状空间内填充了金属之后，形成了密封环。在图12A-12B所示的实施例中，该密封环为筒状密封环，换言之，密封环具有在基底的厚度方向上进入到金属密封层内的延伸高度，在水平方向上则仅仅具有密封环的壁厚的延伸长度。
在图12A-12B所示的实施例中，密封环具有延伸到金属密封层30A内的部分以及延伸到金属密封层30B内的部分。
如能够理解的，通道50的下端可以如图11A所示与凹陷部402完全对齐，但也可以存在部分对齐，只要可以让填充金属流入到环状空间内形成密封环即可。
如图12A和12B所示，由于凹陷部401和402的存在，密封环嵌入到对应的金属密封层内，相对于对应的金属密封层而言，密封环具有低于接合面或键合界面的部分，从而对水汽起到了密封作用，图12A和图12B也展示了对于水汽的阻挡效果。
在之前的实施例中，通道50开口于基底20(或封装基底20)，但是本发明不限于此，通道50也可以开口于基底10，如图16所示。
在之前的实施例中，通道50为沿基底的厚度方向延伸设置，但是，本发明不限于此，通道也可以是沿着接合面沿水平方向设置的通道，如图17-18所示。在图17-18中，通道50在水平方向上延伸，通道50的内端与密封环相接且外端在密封圈结构的外侧露出。此外，如图17-18所示，通道50处于接合面的在金属密封层30A的一侧，或处于接合面的在金属密封层30B的一侧，或处于接合面的金属密封层30A的一侧以及金属密封层30B的一侧。
虽然没有示出，在图17-18中，可以仅仅设置通道50，在通道50内填充金属，这也可以起到增加密封性能的作用。相应的，密封环为盘状密封环，所述盘状密封环在接合面处在水平方向延伸，盘状密封环的外环面在密封圈结构的外侧露出；所述盘状密封环仅包括处于接合面的在第一金属密封层的一侧的部分，或仅包括处于接合面的在第二金属密封层的一侧的部分，或同时包括处于接合面的第一金属密封层的一侧的部分以及第二金属密封层的一侧的部分。
在本发明中，上和下是相对于封装结构的功能基底的底面而言的，对于一个部件，其靠近该底面的一侧为下侧，远离该底面的一侧为上侧。
在本发明中，内和外是相对于位于容纳空间内的MEMS器件在横向方向或者径向方向上而言的，一个部件的靠近MEMS器件的一侧或一端为内侧或内端，而该部件的远离MEMS器件的一侧或一端为外侧或外端。对于一个参照位置而言，位于该位置的内侧表示在横向方向或径向方向上处于该位置与MEMS器件之间，位于该位置的外侧表示在横向方向或径向方向上比该位置更远离MEMS器件。
如本领域技术人员能够理解的，体声波谐振器可以用于形成滤波器或其他半导体器件。
基于以上，本发明提出了如下技术方案：
1、一种MEMS器件的封装结构，包括：
第一基底，第一基底具有第一限定面以及与第一限定面在基底的厚度方向上相对的第一非限定面；
第二基底，第二基底具有第二限定面以及与第二限定面在基底的厚度方向上相对的第二非限定面，第一限定面表面与第二限定面彼此对置；
第一金属密封层，设置在第一限定面；
第二金属密封层，设置在第二限定面，第一金属密封层与第二金属密封层彼此对置接合以形成密封圈结构，
其中：
第一金属密封层与第二金属密封层在接合面处彼此接合，密封圈结构、第一限定面和第二限定面限定容纳空间，所述容纳空间适于容纳MEMS器件；
所述密封圈结构还包括金属密封环，所述密封环包括处于接合面处的部分且密封环的内环面与所述容纳空间在水平方向上间隔开。
2、根据1所述的封装结构，其中：
所述密封环为筒状密封环；
所述密封环包括自所述接合面朝向第一金属密封层内延伸的第一延伸部和/或自所述接合面朝向第二金属密封层内延伸的第二延伸部。
3、根据2所述的封装结构，其中：
所述封装结构还包括通道部，所述通道部在基底的厚度方向上延伸且与所述密封环由相同材料形成；
所述密封环包括所述第一延伸部，所述通道部的一端与所述第一延伸部相接且另一端延伸穿过第一金属密封层、第一基底而处于第一非限定面。
4、根据3所述的封装结构，其中：
所述密封环还包括第二延伸部；
第二金属密封层的靠近第二限定面的一侧设置有朝向第二限定面凸出的凸出环，所述第二金属密封层在所述接合面处设置有相应的密封层凹陷环，所述第二延伸部处于所述密封层凹陷环中。
5、根据3所述的封装结构，其中：
所述密封环还包括第二延伸部，所述第二延伸部自所述接合面延伸过整个或部分所述第二金属密封层。
6、根据2所述的封装结构，其中：
所述封装结构还包括通道部，所述通道部在基底的厚度方向上延伸且与所述密封环由相同材料形成；
所述密封环包括所述第二延伸部，所述通道部的一端与所述第二延伸部相接且另一端延伸穿过第二金属密封层、第二基底而处于第二非限定面。
7、根据6所述的封装结构，其中：
所述密封环还包括第一延伸部；
第一金属密封层的靠近第一限定面的一侧设置有朝向第一限定面凸出的凸出环，所述第一金属密封层在所述接合面处设置有相应的密封层凹陷环，所述第一延伸部处于所述密封层凹陷环中。
8、根据6所述的封装结构，其中：
所述密封环还包括第一延伸部，所述第一延伸部自所述接合面延伸过整个或部分所述第一金属密封层。
9、根据4或7所述的封装结构，其中：
所述MEMS器件为体声波谐振器，所述体声波谐振器包括顶电极、压电层、底电极，底电极设置在第一基底与第二基底中的对应基底上；
所述对应基底上设置有与底电极同层布置的导电层，所述导电层设置有用于形成所述凸出环的导电层凹陷环；
设置在对应基底上的金属密封层穿过压电层而覆盖所述导电层。
10、根据9所述的封装结构，其中：
所述对应基底的限定面在所述导电层凹陷环对应的位置为平坦表面，且所述导电层凹陷环设置在所述导电层中；或者
所述对应基底的限定面在所述导电层凹陷环对应的位置设置有基底凹陷环，所述导电层的一部分进入到所述基底凹陷环而形成所述导电层凹陷环。
11、根据3或6所述的封装结构，其中：
所述通道部为多个沿密封环布置的柱体；或者
所述通道部为沿密封环布置的筒状部。
12、根据2所述的封装结构，其中：
所述封装结构还包括密封环通道部，所述通道部在水平方向上延伸且与所述密封环由相同材料形成，所述通道部的内端与密封环相接且外端在密封圈结构的外侧露出。
13、根据12所述的封装结构，其中：
所述通道部处于接合面的在第一金属密封层的一侧，或处于接合面的在第二金属密封层的一侧，或处于接合面的第一金属密封层的一侧以及第二金属密封层的一侧。
14、根据1所述的封装结构，其中：
所述密封环包括盘状密封环，所述盘状密封环在接合面处在水平方向延伸，盘状密封环的外环面在密封圈结构的外侧露出；
所述盘状密封环仅包括处于接合面的在第一金属密封层的一侧的部分，或仅包括处于接合面的在第二金属密封层的一侧的部分，或同时包括处于接合面的第一金属密封层的一侧的部分以及第二金属密封层的一侧的部分。
15、根据1所述的封装结构，其中：
所述MEMS器件为体声波谐振器，所述体声波谐振器包括顶电极、压电层、底电极，底电极设置在第一基底与第二基底中的对应基底上。
16、一种MEMS器件的密封方法，包括步骤：
提供第一基底，第一基底具有第一限定面以及与第一限定面在基底的厚度方向上相对的第一非限定面，在第一限定面设置第一金属密封层；
提供第二基底，第二基底具有第二限定面以及与第二限定面在基底的厚度方向上相对的第二非限定面，在第二限定面设置第二金属密封层；
将第一金属密封层与第二金属密封层彼此对置接合以形成密封圈结构，密封圈结构、第一限定面和第二限定面限定容纳空间，所述容纳空间适于容纳MEMS器件，
其中：
所述方法包括步骤：
在所述接合面处形成环状空间，所述环状空间的内侧界面与所述容纳空间在水平方向上间隔开；
在环状空间内填充金属，填充的金属形成密封环，所述密封环与所述第一金属密封层和第二金属密封层密封接合。
17、根据16所述的方法，其中：
在形成环状空间的步骤中，所述环状空间为盘形环状空间，所述环状空间的外侧边界开口于所述密封圈结构的外侧；且
在形成密封环的步骤中，从所述环状空间的外侧开口向所述环状空间内填充金属。
18、根据16所述的方法，其中：
在形成环状空间的步骤中，所述环状空间为筒形环状空间，所述筒形环状空间包括处于第一金属密封层内的第一延伸空间和/或处于第二金属密封层内的第二延伸空间；
在提供第一基底或第二基底的步骤中，形成沿基底的厚度方向贯穿通过对应基底以及穿过对应的金属密封层的至少一部分的延伸通道，所述延伸通道的一端开口于所述对应基底的非限定面，所述延伸通道的另一端与所述筒形环状空间相通；
在形成密封环的步骤中，经由所述延伸通道向所述筒形环状空间内填充金属。
19、根据18所述的方法，其中：
所述MEMS器件具有对外引线；且
在形成密封环的步骤中，在形成所述对外引线对应的金属层时，同时经由所述延伸通道向所述筒形环状空间内填充金属。
20、根据16所述的方法，其中：
在形成环状空间的步骤中，所述环状空间为筒形环状空间，所述筒形环状空间包括处于第一金属密封层内的第一延伸空间和/或处于第二金属密封层内的第二延伸空间；
在所述接合面处形成环状空间的步骤中，在第一金属密封层与第二金属密封层彼此对置接合的接合面处形成空隙部，所述空隙部的内侧在水平方向上与环状空间相通且所述空隙部的外侧在水平方向上向外开口；
在形成密封环的步骤中，经由所述空隙部向所述筒形环状空间内填充金属。
21、根据18或19或20所述的方法，其中：
所述MEMS器件为体声波谐振器，所述体声波谐振器包括顶电极、压电层、底电极，底电极设置在第一基底与第二基底中的对应基底上；
所述方法包括步骤：在所述对应基底上设置与底电极同层布置的导电层，所述导电层设置有用于形成所述凸出环的导电层凹陷环；
在对应基底的限定面设置金属密封层的步骤中，使得金属密封层穿过压电层而覆盖所述导电层，从而该金属密封层在接合面一侧形成与所述导电层凹陷环相对应的密封层凹陷环，所述环状空间包括所述密封层凹陷环。
22、根据21所述的方法，其中：
所述方法包括步骤：在所述对应基底的限定面设置基底凹陷部；
在设置导电层的步骤中，所述导电层的一部分位于所述基底凹陷部内以形成导电层凹陷部。
23、根据16所述的方法，其中：
在环状空间内填充金属的步骤包括利用电镀工艺向环状空间内填充金属。
24、一种MEMS器件，包括根据1-15中任一项所述的封装结构。
25、根据24所述的MEMS器件，其中：
所述MEMS器件为体声波谐振器。
26、一种滤波器，包括根据1-15中任一项所述的封装结构或者根据24或25所述的MEMS器件。
27、一种电子设备，包括根据26所述的滤波器，或者根据1-15中任一项所述的封装结构或根据24或25所述的MEMS器件。
这里的电子设备，包括但不限于射频前端、滤波放大模块等中间产品，以及手机、WIFI、无人机等终端产品。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行变化，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (27)

1.一种MEMS器件的封装结构，包括：
第一基底，第一基底具有第一限定面以及与第一限定面在基底的厚度方向上相对的第一非限定面；
第二基底，第二基底具有第二限定面以及与第二限定面在基底的厚度方向上相对的第二非限定面，第一限定面表面与第二限定面彼此对置；
第一金属密封层，设置在第一限定面；
第二金属密封层，设置在第二限定面，第一金属密封层与第二金属密封层彼此对置接合以形成密封圈结构，
其中：
第一金属密封层与第二金属密封层在接合面处彼此接合，密封圈结构、第一限定面和第二限定面限定容纳空间，所述容纳空间适于容纳MEMS器件；
所述密封圈结构还包括金属密封环，所述密封环包括处于接合面处的部分且密封环的内环面与所述容纳空间在水平方向上间隔开。
2.根据权利要求1所述的封装结构，其中：
所述密封环为筒状密封环；
所述密封环包括自所述接合面朝向第一金属密封层内延伸的第一延伸部和/或自所述接合面朝向第二金属密封层内延伸的第二延伸部。
3.根据权利要求2所述的封装结构，其中：
所述封装结构还包括通道部，所述通道部在基底的厚度方向上延伸且与所述密封环由相同材料形成；
所述密封环包括所述第一延伸部，所述通道部的一端与所述第一延伸部相接且另一端延伸穿过第一金属密封层、第一基底而处于第一非限定面。
4.根据权利要求3所述的封装结构，其中：
所述密封环还包括第二延伸部；
第二金属密封层的靠近第二限定面的一侧设置有朝向第二限定面凸出的凸出环，所述第二金属密封层在所述接合面处设置有相应的密封层凹陷环，所述第二延伸部处于所述密封层凹陷环中。
5.根据权利要求3所述的封装结构，其中：
所述密封环还包括第二延伸部，所述第二延伸部自所述接合面延伸过整个或部分所述第二金属密封层。
6.根据权利要求2所述的封装结构，其中：
所述封装结构还包括通道部，所述通道部在基底的厚度方向上延伸且与所述密封环由相同材料形成；
所述密封环包括所述第二延伸部，所述通道部的一端与所述第二延伸部相接且另一端延伸穿过第二金属密封层、第二基底而处于第二非限定面。
7.根据权利要求6所述的封装结构，其中：
所述密封环还包括第一延伸部；
第一金属密封层的靠近第一限定面的一侧设置有朝向第一限定面凸出的凸出环，所述第一金属密封层在所述接合面处设置有相应的密封层凹陷环，所述第一延伸部处于所述密封层凹陷环中。
8.根据权利要求6所述的封装结构，其中：
所述密封环还包括第一延伸部，所述第一延伸部自所述接合面延伸过整个或部分所述第一金属密封层。
9.根据权利要求4或7所述的封装结构，其中：
所述MEMS器件为体声波谐振器，所述体声波谐振器包括顶电极、压电层、底电极，底电极设置在第一基底与第二基底中的对应基底上；
所述对应基底上设置有与底电极同层布置的导电层，所述导电层设置有用于形成所述凸出环的导电层凹陷环；
设置在对应基底上的金属密封层穿过压电层而覆盖所述导电层。
10.根据权利要求9所述的封装结构，其中：
所述对应基底的限定面在所述导电层凹陷环对应的位置为平坦表面，且所述导电层凹陷环设置在所述导电层中；或者
所述对应基底的限定面在所述导电层凹陷环对应的位置设置有基底凹陷环，所述导电层的一部分进入到所述基底凹陷环而形成所述导电层凹陷环。
11.根据权利要求3或6所述的封装结构，其中：
所述通道部为多个沿密封环布置的柱体；或者
所述通道部为沿密封环布置的筒状部。
12.根据权利要求2所述的封装结构，其中：
所述封装结构还包括密封环通道部，所述通道部在水平方向上延伸且与所述密封环由相同材料形成，所述通道部的内端与密封环相接且外端在密封圈结构的外侧露出。
13.根据权利要求12所述的封装结构，其中：
所述通道部处于接合面的在第一金属密封层的一侧，或处于接合面的在第二金属密封层的一侧，或处于接合面的第一金属密封层的一侧以及第二金属密封层的一侧。
14.根据权利要求1所述的封装结构，其中：
所述密封环包括盘状密封环，所述盘状密封环在接合面处在水平方向延伸，盘状密封环的外环面在密封圈结构的外侧露出；
所述盘状密封环仅包括处于接合面的在第一金属密封层的一侧的部分，或仅包括处于接合面的在第二金属密封层的一侧的部分，或同时包括处于接合面的第一金属密封层的一侧的部分以及第二金属密封层的一侧的部分。
15.根据权利要求1所述的封装结构，其中：
所述MEMS器件为体声波谐振器，所述体声波谐振器包括顶电极、压电层、底电极，底电极设置在第一基底与第二基底中的对应基底上。
16.一种MEMS器件的密封方法，包括步骤：
提供第一基底，第一基底具有第一限定面以及与第一限定面在基底的厚度方向上相对的第一非限定面，在第一限定面设置第一金属密封层；
提供第二基底，第二基底具有第二限定面以及与第二限定面在基底的厚度方向上相对的第二非限定面，在第二限定面设置第二金属密封层；
将第一金属密封层与第二金属密封层彼此对置接合以形成密封圈结构，密封圈结构、第一限定面和第二限定面限定容纳空间，所述容纳空间适于容纳MEMS器件，
其中：
所述方法包括步骤：
在所述接合面处形成环状空间，所述环状空间的内侧界面与所述容纳空间在水平方向上间隔开；
在环状空间内填充金属，填充的金属形成密封环，所述密封环与所述第一金属密封层和第二金属密封层密封接合。
17.根据权利要求16所述的方法，其中：
在形成环状空间的步骤中，所述环状空间为盘形环状空间，所述环状空间的外侧边界开口于所述密封圈结构的外侧；且
在形成密封环的步骤中，从所述环状空间的外侧开口向所述环状空间内填充金属。
18.根据权利要求16所述的方法，其中：
在形成环状空间的步骤中，所述环状空间为筒形环状空间，所述筒形环状空间包括处于第一金属密封层内的第一延伸空间和/或处于第二金属密封层内的第二延伸空间；
在提供第一基底或第二基底的步骤中，形成沿基底的厚度方向贯穿通过对应基底以及穿过对应的金属密封层的至少一部分的延伸通道，所述延伸通道的一端开口于所述对应基底的非限定面，所述延伸通道的另一端与所述筒形环状空间相通；
在形成密封环的步骤中，经由所述延伸通道向所述筒形环状空间内填充金属。
19.根据权利要求18所述的方法，其中：
所述MEMS器件具有对外引线；且
在形成密封环的步骤中，在形成所述对外引线对应的金属层时，同时经由所述延伸通道向所述筒形环状空间内填充金属。
20.根据权利要求16所述的方法，其中：
在形成环状空间的步骤中，所述环状空间为筒形环状空间，所述筒形环状空间包括处于第一金属密封层内的第一延伸空间和/或处于第二金属密封层内的第二延伸空间；
在所述接合面处形成环状空间的步骤中，在第一金属密封层与第二金属密封层彼此对置接合的接合面处形成空隙部，所述空隙部的内侧在水平方向上与环状空间相通且所述空隙部的外侧在水平方向上向外开口；
在形成密封环的步骤中，经由所述空隙部向所述筒形环状空间内填充金属。
21.根据权利要求18或19或20所述的方法，其中：
所述MEMS器件为体声波谐振器，所述体声波谐振器包括顶电极、压电层、底电极，底电极设置在第一基底与第二基底中的对应基底上；
所述方法包括步骤：在所述对应基底上设置与底电极同层布置的导电层，所述导电层设置有用于形成所述凸出环的导电层凹陷环；
在对应基底的限定面设置金属密封层的步骤中，使得金属密封层穿过压电层而覆盖所述导电层，从而该金属密封层在接合面一侧形成与所述导电层凹陷环相对应的密封层凹陷环，所述环状空间包括所述密封层凹陷环。
22.根据权利要求21所述的方法，其中：
所述方法包括步骤：在所述对应基底的限定面设置基底凹陷部；
在设置导电层的步骤中，所述导电层的一部分位于所述基底凹陷部内以形成导电层凹陷部。
23.根据权利要求16所述的方法，其中：
在环状空间内填充金属的步骤包括利用电镀工艺向环状空间内填充金属。
24.一种MEMS器件，包括根据权利要求1-15中任一项所述的封装结构。
25.根据权利要求24所述的MEMS器件，其中：
所述MEMS器件为体声波谐振器。
26.一种滤波器，包括根据权利要求1-15中任一项所述的封装结构或者根据权利要求24或25所述的MEMS器件。
27.一种电子设备，包括根据权利要求26所述的滤波器，或者根据权利要求1-15中任一项所述的封装结构或根据权利要求24或25所述的MEMS器件。
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CN115589212A (zh) * 2022-12-12 2023-01-10 成都频岢微电子有限公司 一种具有薄膜封装的体声波谐振器、制造方法及滤波器

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