CN114204913A - 体声波滤波装置及其形成方法、射频前端、通信装置 - Google Patents

体声波滤波装置及其形成方法、射频前端、通信装置 Download PDF

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CN114204913A CN202210139645.8A CN202210139645A CN114204913A CN 114204913 A CN114204913 A CN 114204913A CN 202210139645 A CN202210139645 A CN 202210139645A CN 114204913 A CN114204913 A CN 114204913A
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Abstract

一种体声波滤波装置及其形成方法、射频前端、通信装置。体声波滤波装置包括:未封装的体声波谐振装置、连接部及电路板,连接部的第一端连接未封装的体声波谐振装置,连接部的第二端连接电路板;未封装的体声波谐振装置包括:压电层,包括第一侧及第一侧垂直方向上相对的第二侧;第一电极层,位于第一侧;第二电极层,位于第二侧;第一钝化层,位于第一侧,覆盖第一电极层,第一钝化层的材料包括氧化物或氮化物;第二钝化层,位于第二侧,覆盖第二电极层;空腔,位于第一侧,第一电极层的至少一端位于空腔内或第一电极层覆盖空腔;连接部连接第一电极层或第二电极层。该滤波装置的工作频率较稳定,谐振器无封装降低封装成本。

Description

体声波滤波装置及其形成方法、射频前端、通信装置
技术领域
本发明涉及半导体技术领域,具体而言,本发明涉及一种体声波滤波装置及其形成方法、射频前端装置、无线通信装置。
背景技术
无线通信设备的射频(Radio Frequency,RF)前端芯片包括:功率放大器(PowerAmplifier,PA)、天线开关、RF滤波器、多工器(multiplexer,包括双工器(duplexer))和低噪声放大器(Low Noise Amplifier,LNA)等。其中,RF滤波器包括压电声表面波(SurfaceAcoustic Wave,SAW)滤波器、压电体声波(Bulk Acoustic Wave,BAW)滤波器、微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System,MEMS)滤波器、集成无源装置(Integrated PassiveDevices,IPD)滤波器等。
SAW谐振器和BAW谐振器的品质因数值(Q值)较高,由SAW谐振器和BAW谐振器制作成低插入损耗(insertion loss)、高带外抑制(out-band rejection)的RF滤波器,即SAW滤波器和BAW滤波器,是目前手机、基站等无线通信设备使用的主流RF滤波器。其中,Q值是谐振器的品质因数值,定义为中心频率除以谐振器3dB带宽。SAW滤波器的使用频率一般为0.4GHz至2.7GHz,BAW滤波器的使用频率一般为0.7GHz至7GHz。
与 SAW谐振器相比,BAW谐振器的性能更好,但是由于工艺步骤复杂,BAW谐振器的制造成本比SAW谐振器高。然而,当无线通信技术逐步演进,所使用的频段越来越多,同时随着载波聚合等频段叠加使用技术的应用,无线频段之间的相互干扰变得愈发严重。高性能的BAW技术可以解决频段间的相互干扰问题。随着5G时代的到来,无线移动网络引入了更高的通信频段,当前只有BAW技术可以解决高频段的滤波问题。
图1示出了一种BAW滤波器的电路,包括由多个BAW谐振器组成的梯形电路,其中,f1、f2、f3、f4分别表示4种不同的频率。每个BAW谐振器内,谐振器压电层两侧的金属电极产生交替正负电压,压电层通过交替正负电压产生声波,该谐振器内的声波沿压电层厚度方向垂直传播。为了形成谐振,声波需要在上金属电极的上表面和下金属电极的下表面产生全反射,以形成驻声波。声波反射的条件是与上金属电极的上表面和下金属电极的下表面接触区域的声阻抗与金属电极的声阻抗有较大差别。
薄膜体声波谐振器(Film Bulk Acoustic Wave Resonator,FBAR)是一种可以把声波能量局限在器件内的BAW谐振器,该谐振器的谐振区上方为真空或空气,下方存在一个空腔,因为真空或空气的声阻抗与金属电极声阻抗差别较大,声波可以在上金属电极的上表面和下金属电极的下表面反射,形成驻波。
图2示出了一种FBAR 200的剖面A结构示意图。所述FBAR 200包括:基底201;空腔202,嵌入所述基底201;下电极层203,位于所述基底201及所述空腔202上,覆盖所述空腔202;压电层204,位于所述下电极层203上;以及上电极层205,位于所述压电层204上,其中,所述下电极层203、所述压电层204及所述上电极层205的重合区域为谐振区206。需要说明的是,谐振器使用过程中,在非真空环境里,上电极层205及下电极层203的与空气接触面侧在空气中会发生氧化反应,从而在上电极层205及下电极层203的与空气接触面侧形成氧化层,该氧化层实质上减薄了有效的上电极层205及下电极层203,使得谐振器的工作频率朝更高的频率偏移。对于这个技术问题,可以通过真空封装的方法防止上电极层205及下电极层203被氧化,然后将真空封装好的谐振器集成在电路板上形成滤波器,但是真空封装对于封装环境的要求较高,增加封装成本。
发明内容
本发明解决的问题是提供一种体声波滤波装置,包括未经封装直接集成在电路板上的体声波谐振装置,该滤波装置可以在非真空的环境下,拥有较为稳定的工作频率,同时可以较大地降低封装成本。
解决上述问题,本发明实施例提供一种体声波滤波装置,包括:未封装的体声波谐振装置、连接部及电路板,所述连接部包括第一端及所述第一端垂直方向上相对的第二端,所述第一端连接所述未封装的体声波谐振装置,所述第二端连接所述电路板,其中,所述未封装的体声波谐振装置包括:压电层,所述压电层包括第一侧及所述第一侧垂直方向上相对的第二侧;第一电极层,位于所述第一侧,接触所述压电层;第二电极层,位于所述第二侧,接触所述压电层;第一钝化层,位于所述第一侧,覆盖所述第一电极层,所述第一钝化层的材料包括氧化物或氮化物,所述第一钝化层用于防止所述第一电极层被氧化;第二钝化层,位于所述第二侧,覆盖所述第二电极层,所述第二钝化层的材料包括氧化物或氮化物,所述第二钝化层用于防止所述第二电极层被氧化;空腔,位于所述第一侧,所述第一电极层的至少一端位于所述空腔内或所述第一电极层覆盖所述空腔;其中,所述连接部连接所述第一电极层或所述第二电极层。
在一些实施例中,所述第一钝化层还覆盖所述第一侧,所述第二钝化层还覆盖所述第二侧。
在一些实施例中,所述第一钝化层的材料包括以下之一:二氧化硅、氧化钛、氧化铝、氮化硅、氮化铝、氮氧化硅;所述第二钝化层的材料包括以下之一:二氧化硅、氧化钛、氧化铝、氮化硅、氮化铝、氮氧化硅。
在一些实施例中,所述压电层为平层,所述压电层包括多个晶粒,所述多个晶粒包括第一晶粒和第二晶粒,其中,所述第一晶粒和所述第二晶粒是所述多个晶粒中的任意两个晶粒;沿第一方向的第一坐标轴对应所述第一晶粒的高,沿第二方向的第二坐标轴对应所述第二晶粒的高,其中,所述第一方向和所述第二方向相同或相反。
在一些实施例中,所述第一晶粒对应第一坐标系,所述第一坐标系包括所述第一坐标轴和沿第三方向的第三坐标轴;所述第二晶粒对应第二坐标系,所述第二坐标系包括所述第二坐标轴和沿第四方向的第四坐标轴。
在一些实施例中,所述第一坐标系还包括沿第五方向的第五坐标轴,所述第二坐标系还包括沿第六方向的第六坐标轴。
在一些实施例中,所述第三方向和所述第四方向相同或相反。
在一些实施例中,所述压电层包括多个晶粒,所述多个晶粒组成的晶体的摇摆曲线半峰宽低于2.5度。
在一些实施例中,所述第一钝化层上与所述第一电极层的至少一端相重合的部分位于所述空腔内。
在一些实施例中,所述第一钝化层覆盖所述空腔。
在一些实施例中,所述未封装的体声波谐振装置还包括:支撑层,位于所述第一侧,所述支撑层覆盖所述第一钝化层,还覆盖所述压电层,所述空腔嵌入所述支撑层。在一些实施例中,所述支撑层包括:基底及中间层,所述中间层位于所述基底与所述压电层之间,所述中间层覆盖所述第一钝化层,还覆盖所述压电层,所述空腔嵌入所述中间层,其中,所述中间层的材料包括以下之一:聚合物、绝缘电介质、多晶硅。
在一些实施例中,所述连接部包括以下至少之一:连接线、凸块、连接盘。
在一些实施例中,所述电路板包括:有源器件或无源器件。
需要说明的是,体声波滤波装置包括未经封装直接集成在电路板上的体声波谐振装置,所述体声波谐振装置包括第一钝化层覆盖第一电极层,第二钝化层覆盖第二电极层,所述第一钝化层的材料包括氧化物或氮化物,所述第二钝化层的材料包括氧化物或氮化物,所述第一钝化层及所述第二钝化层在非真空环境下可以分别防止所述第一电极层及所述第二电极层被氧化,从而所述滤波装置的工作频率较为稳定,此外,无需对谐振器进行封装可以较大地降低封装成本。
本发明实施例还提供一种射频前端装置,包括:功率放大装置与至少一个上述实施例其中之一提供的体声波滤波装置;所述功率放大装置与所述体声波滤波装置连接。
本发明实施例还提供一种射频前端装置,包括:低噪声放大装置与至少一个上述实施例其中之一提供的体声波滤波装置;所述低噪声放大装置与所述体声波滤波装置连接。
本发明实施例还提供一种射频前端装置,包括:多工装置,所述多工装置包括至少一个上述实施例其中之一提供的体声波滤波装置。
本发明实施例还提供一种无线通信装置,包括:上述实施例其中之一提供的射频前端装置、天线及基带处理装置,所述射频前端装置的第一端连接所述天线,所述射频前端装置的第二端连接所述基带处理装置。
本发明实施例还提供一种体声波滤波装置的形成方法,包括:形成未封装的体声波谐振装置;形成连接部,所述连接部包括第一端及所述第一端垂直方向上相对的第二端;提供电路板;连接所述第一端至所述未封装的体声波谐振装置,连接所述第二端至所述电路板;其中,所述形成未封装的体声波谐振装置包括:提供第一基底;形成压电层,所述压电层包括第一侧及所述第一侧垂直方向上相对的第二侧,所述第一基底位于所述第二侧;形成第一电极层,位于所述第一侧,接触所述压电层;形成第一钝化层,位于所述第一侧,覆盖所述第一电极层,所述第一钝化层的材料包括氧化物或氮化物,所述第一钝化层用于防止所述第一电极层被氧化;去除所述第一基底;形成第二电极层,位于所述第二侧,接触所述压电层;形成第二钝化层,位于所述第二侧,覆盖所述第二电极层,所述第二钝化层的材料包括氧化物或氮化物,所述第二钝化层用于防止所述第二电极层被氧化;形成空腔,位于所述第一侧,所述第一电极层的至少一端位于所述空腔内或所述第一电极层覆盖所述空腔;其中,连接所述连接部至所述第一电极层或所述第二电极层。
在一些实施例中,所述形成未封装的体声波谐振装置还包括:形成牺牲层,位于所述第一侧,接触所述第一钝化层,所述牺牲层与所述第一电极层具有重合部。
在一些实施例中,所述形成未封装的体声波谐振装置还包括:形成支撑层,位于所述第一侧,覆盖所述牺牲层,覆盖所述第一钝化层,还覆盖所述压电层。
在一些实施例中,所述形成空腔包括:去除所述牺牲层,所述空腔嵌入所述支撑层。
在一些实施例中,所述形成支撑层包括:形成第一接合层,覆盖所述牺牲层,覆盖所述第一钝化层,还覆盖所述压电层。
在一些实施例中,所述形成支撑层还包括:提供第二基底;形成第二接合层,位于所述第二基底的一侧,覆盖所述第二基底。
在一些实施例中,所述形成支撑层还包括:接合所述第一接合层与所述第二接合层,形成中间层,所述中间层位于所述第二基底与所述压电层之间,所述中间层覆盖所述第一钝化层,还覆盖所述压电层,所述空腔嵌入所述中间层。
在一些实施例中,接合所述第一接合层与所述第二接合层包括:键合所述第一接合层与所述第二接合层或粘合所述第一接合层与所述第二接合层。
在一些实施例中,形成连接部包括形成以下至少之一:连接线、凸块、连接盘。
附图说明
图1是一种体声波滤波器电路的结构示意图;
图2是一种FBAR 200的剖面A结构示意图;
图3是本发明实施例的一种体声波滤波装置3000的剖面A结构示意图;
图4是一种六方晶系晶粒的结构示意图;
图5是三种晶系晶粒的结构示意图;
图6是本发明实施例的一种体声波滤波装置6000的剖面A结构示意图;
图7是一种无线通信装置700的结构示意图;
图8是本发明实施例的一种体声波滤波装置的形成方法800的流程示意图;
图9a至图9e是本发明实施例的一种体声波滤波装置9000的形成方法的剖面A结构示意图;
图10a至图10e是本发明实施例的一种体声波滤波装置1000的形成方法的剖面A结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施,因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
如背景技术部分所述,谐振器使用过程中,在非真空的环境里,上电极层及下电极层的与空气接触面侧在空气中会发生氧化反应,从而在上电极层及下电极层的与空气接触面侧形成氧化层,该氧化层实质上减薄了有效的上电极层及下电极层,使得谐振器的工作频率朝更高的频率偏移。通过真空封装的方法可以防止上电极层及下电极层被氧化,然后将真空封装好的谐振器集成在电路板上形成滤波器,但是真空封装对于封装环境的要求较高,增加封装成本。
本发明的发明人发现,体声波滤波装置包括未经封装直接集成在电路板上的体声波谐振装置,所述体声波谐振装置包括第一钝化层覆盖下电极层,第二钝化层覆盖上电极层,所述第一钝化层的材料包括氧化物或氮化物,所述第二钝化层的材料包括氧化物或氮化物,所述第一钝化层及所述第二钝化层在非真空环境下可以分别防止所述下电极层及所述上电极层被氧化,从而所述滤波装置的工作频率较为稳定,此外,无需对谐振器进行封装可以较大地降低封装成本。
解决上述问题,本发明实施例提供一种体声波滤波装置,包括:未封装的体声波谐振装置、连接部及电路板,所述连接部包括第一端及所述第一端垂直方向上相对的第二端,所述第一端连接所述未封装的体声波谐振装置,所述第二端连接所述电路板,其中,所述未封装的体声波谐振装置包括:压电层,所述压电层包括第一侧及所述第一侧垂直方向上相对的第二侧;第一电极层,位于所述第一侧,接触所述压电层;第二电极层,位于所述第二侧,接触所述压电层;第一钝化层,位于所述第一侧,覆盖所述第一电极层,所述第一钝化层的材料包括氧化物或氮化物,所述第一钝化层用于防止所述第一电极层被氧化;第二钝化层,位于所述第二侧,覆盖所述第二电极层,所述第二钝化层的材料包括氧化物或氮化物,所述第二钝化层用于防止所述第二电极层被氧化;空腔,位于所述第一侧,所述第一电极层的至少一端位于所述空腔内或所述第一电极层覆盖所述空腔;其中,所述连接部连接所述第一电极层或所述第二电极层。
在一些实施例中,所述第一钝化层还覆盖所述第一侧,所述第二钝化层还覆盖所述第二侧。
在一些实施例中,所述第一钝化层的材料包括以下之一:二氧化硅、氧化钛、氧化铝、氮化硅、氮化铝、氮氧化硅;所述第二钝化层的材料包括以下之一:二氧化硅、氧化钛、氧化铝、氮化硅、氮化铝、氮氧化硅。
在一些实施例中,所述压电层为平层,所述压电层包括多个晶粒,所述多个晶粒包括第一晶粒和第二晶粒,其中,所述第一晶粒和所述第二晶粒是所述多个晶粒中的任意两个晶粒;沿第一方向的第一坐标轴对应所述第一晶粒的高,沿第二方向的第二坐标轴对应所述第二晶粒的高,其中,所述第一方向和所述第二方向相同或相反。在一些实施例中,所述第一晶粒对应第一坐标系,所述第一坐标系包括所述第一坐标轴和沿第三方向的第三坐标轴;所述第二晶粒对应第二坐标系,所述第二坐标系包括所述第二坐标轴和沿第四方向的第四坐标轴。在一些实施例中,所述第一坐标系还包括沿第五方向的第五坐标轴,所述第二坐标系还包括沿第六方向的第六坐标轴。在一些实施例中,所述第三方向和所述第四方向相同或相反。
在一些实施例中,所述压电层包括多个晶粒,所述多个晶粒组成的晶体的摇摆曲线半峰宽低于2.5度。
在一些实施例中,所述第一钝化层上与所述第一电极层的至少一端相重合的部分位于所述空腔内。在一些实施例中,所述第一钝化层覆盖所述空腔。
在一些实施例中,所述未封装的体声波谐振装置还包括:支撑层,位于所述第一侧,所述支撑层覆盖所述第一钝化层,还覆盖所述压电层,所述空腔嵌入所述支撑层。在一些实施例中,所述支撑层包括:基底及中间层,所述中间层位于所述基底与所述压电层之间,所述中间层覆盖所述第一钝化层,还覆盖所述压电层,所述空腔嵌入所述中间层,其中,所述中间层的材料包括以下之一:聚合物、绝缘电介质、多晶硅。
在一些实施例中,所述连接部包括以下至少之一:连接线、凸块、连接盘。
在一些实施例中,所述电路板包括:有源器件或无源器件。
需要说明的是,体声波滤波装置包括未经封装直接集成在电路板上的体声波谐振装置,所述体声波谐振装置包括第一钝化层覆盖第一电极层,第二钝化层覆盖第二电极层,所述第一钝化层的材料包括氧化物或氮化物,所述第二钝化层的材料包括氧化物或氮化物,所述第一钝化层及所述第二钝化层在非真空环境下可以分别防止所述第一电极层及所述第二电极层被氧化,从而所述滤波装置的工作频率较为稳定,此外,无需对谐振器进行封装可以较大地降低封装成本。
图3与图6示出了本发明体声波滤波装置的多个具体实施例,但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施,因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
图3是本发明实施例的一种体声波滤波装置3000的剖面A结构示意图。
如图3所示,所述体声波滤波装置3000包括:体声波谐振装置,所述体声波谐振装置包括:压电层3010,所述压电层3010包括第一侧3011及所述第一侧3011垂直方向上相对的第二侧3012;第一电极层3020,位于所述第一侧3011,接触所述压电层3010;第二电极层3030,位于所述第二侧3012,接触所述压电层3010;第一钝化层3040,位于所述第一侧3011,覆盖所述第一电极层3020;第二钝化层3050,位于所述第二侧3012,覆盖所述第二电极层3030;空腔3060,位于所述第一侧3011,所述第一电极层3020的至少一端位于所述空腔3060内,所述第一钝化层3040上与所述第一电极层3020的至少一端相重合的部分位于所述空腔3060内;中间层3070,位于所述第一侧3011,所述中间层3070覆盖所述第一钝化层3040,还覆盖所述压电层3010,所述空腔3060嵌入所述中间层3070;基底3080,位于所述第一侧3011,接触所述中间层3070,所述中间层3070位于所述基底3080及所述压电层3010之间。
参见图3,所述体声波滤波装置3000还包括:两个连接部3090,分别贯穿所述压电层3010及所述第二钝化层3050,所述两个连接部3090的第一端分别连接所述第一电极层3020和所述第二电极层3030;以及电路板3100,所述两个连接部3090的第二端分别连接所述电路板3100,其中,所述两个连接部3090用于电连接所述体声波谐振装置到所述电路板3100,其中,所述第二端与所述第一端垂直方向上相对。
本实施例中,所述压电层3010的材料包括但不限于以下之一:氮化铝、氮化铝合金、氮化镓、氧化锌、钽酸锂、铌酸锂、锆钛酸铅(PZT)、铌镁酸铅—钛酸铅。
本实施例中,所述压电层3010为平层,所述压电层3010包括多个晶粒,所述多个晶粒包括第一晶粒和第二晶粒,其中,所述第一晶粒和所述第二晶粒是所述多个晶粒中的任意两个晶粒。所属技术领域的技术人员知晓晶粒的晶向、晶面等可以基于坐标系表示。如图4所示,对于六方晶系的晶粒,例如氮化铝晶粒,采用ac立体坐标系(包括a轴及c轴)表示。如图5所示,对于(i)正交晶系(a≠b≠c)、(ii)四方晶系(a=b≠c)、(iii)立方晶系(a=b=c)等的晶粒,采用xyz立体坐标系(包括x轴、y轴及z轴)表示,其中,a表示晶系的宽,b表示晶系的高,c表示晶系的长。除上述两个实例,晶粒还可以基于其他所属技术领域的技术人员知晓的坐标系表示,因此本发明不受上述两个实例的限制。
本实施例中,所述第一晶粒可以基于第一立体坐标系表示,所述第二晶粒可以基于第二立体坐标系表示,其中,所述第一立体坐标系至少包括沿第一方向的第一坐标轴及沿第三方向第三坐标轴,所述第二立体坐标系至少包括沿第二方向的第二坐标轴及沿第四方向的第四坐标轴,其中,所述第一坐标轴对应所述第一晶粒的高,所述第二坐标轴对应所述第二晶粒的高。所述第三方向与所述第一方向相垂直。所述第四方向与所述第二方向相垂直。
本实施例中,所述第一方向和所述第二方向相同或相反。需要说明的是,所述第一方向和所述第二方向相同指:沿所述第一方向的向量和沿所述第二方向的向量的夹角范围包括0度至5度;所述第一方向和所述第二方向相反指:沿所述第一方向的向量和沿所述第二方向的向量的夹角范围包括175度至180度。
在另一个实施例中,所述第一立体坐标系为ac立体坐标系,其中,所述第一坐标轴为第一c轴,所述第三坐标轴为第一a轴;所述第二立体坐标系为ac立体坐标系,所述第二坐标轴为第二c轴,所述第四坐标轴为第二a轴,其中,所述第一c轴和所述第二c轴的指向相同或相反。
在另一个实施例中,所述第一立体坐标系还包括沿第五方向的第五坐标轴,所述第二立体坐标系还包括沿第六方向的第六坐标轴。在另一个实施例中,所述第一方向和所述第二方向相同或相反,所述第三方向和所述第四方向相同或相反。需要说明的是,所述第三方向和所述第四方向相同指:沿所述第三方向的向量和沿所述第四方向的向量的夹角范围包括0度至5度;所述第三方向和所述第四方向相反指:沿所述第三方向的向量和沿所述第四方向的向量的夹角范围包括175度至180度。所述第五方向与所述第一方向及第三方向均垂直。所述第六方向与所述第二方向及第四方向均垂直。
在另一个实施例中,所述第一立体坐标系为xyz立体坐标系,其中,所述第一坐标轴为第一z轴,所述第三坐标轴为第一y轴,所述第五坐标轴为第一x轴;所述第二立体坐标系为xyz立体坐标系,所述第二坐标轴为第二z轴,所述第四坐标轴为第二y轴,所述第六坐标轴为第二x轴。在另一个实施例中,所述第一z轴和所述第二z轴的指向相同,所述第一y轴和所述第二y轴的指向相同。在另一个实施例中,所述第一z轴和所述第二z轴的指向相反,所述第一y轴和所述第二y轴的指向相反。在另一个实施例中,所述第一z轴和所述第二z轴的指向相同,所述第一y轴和所述第二y轴的指向相反。在另一个实施例中,所述第一z轴和所述第二z轴的指向相反, 所述第一y轴和所述第二y轴的指向相同。
本实施例中,如图3所示,所述压电层3010包括多个晶粒,所述多个晶粒形成的晶体的摇摆曲线半峰宽低于2.5度。需要说明的是,摇摆曲线(Rocking curve)描述某一特定晶面(衍射角确定的晶面)在样品中角发散大小,通过平面坐标系表示,其中,横坐标为该晶面与样品面的夹角,纵坐标则表示在某一夹角下,该晶面的衍射强度,摇摆曲线用于表示晶体质量,半峰宽角度越小说明晶体质量越好。此外,半峰宽(Full Width at Half Maximum,FWHM)指在函数的一个峰当中,前后两个函数值等于峰值一半的点之间的距离。
本实施例中,如图3所示,所述第一电极层3020的材料包括但不限于以下至少之一:钼、钌、钨、铂、铱、铝、铍,所述第二电极层3030的材料包括但不限于以下至少之一:钼、钌、钨、铂、铱、铝、铍。
本实施例中,如图3所示,所述第一钝化层3040的材料包括氧化物或氮化物。本实施例中,所述第一钝化层3040的材料包括但不限于以下之一:二氧化硅、氧化钛、氧化铝、氮化硅、氮化铝、氮氧化硅。
本实施例中,如图3所示,所述第二钝化层3050的材料包括氧化物或氮化物。本实施例中,所述第二钝化层3050的材料包括但不限于以下之一:二氧化硅、氧化钛、氧化铝、氮化硅、氮化铝、氮氧化硅。
本实施例中,如图3所示,所述第一钝化层3040的材料与所述第二钝化层3050的材料相同。在另一个实施例中,第一钝化层(例如,所述第一钝化层3040)的材料和第二钝化层(例如,所述第二钝化层3050)的材料可以不同。
本实施例中,如图3所示,所述第一钝化层3040的厚度与所述第二钝化层3050的厚度相同。在另一个实施例中,第一钝化层(例如,所述第一钝化层3040)的厚度与第二钝化层(例如,所述第二钝化层3050)的厚度可以不同,例如,所述第一钝化层的厚度小于所述第二钝化层的厚度。
本实施例中,如图3所示,所述第一钝化层3040还覆盖所述压电层3010的所述第一侧3011,所述第二钝化层3050还覆盖所述压电层3010的所述第二侧3012。
本实施例中,如图3所示,所述中间层3070的材料包括但不限于以下至少之一:聚合物、绝缘电介质、多晶硅。本实施例中,所述聚合物包括但不限于以下至少之一:苯并环丁烯(即,BCB)、光感环氧树脂光刻胶(例如,SU-8)、聚酰亚胺。本实施例中,所述绝缘电介质包括但不限于以下至少之一:氮化铝、二氧化硅、氮化硅、氧化钛。
本实施例中,如图3所示,所述基底3080的材料包括但不限于以下之一:硅、碳化硅、二氧化硅、砷化镓、氮化镓、蓝宝石、尖晶石、陶瓷、聚合物。
本实施例中,如图3所示,所述中间层3070的材料和所述基底3080的材料不同。在另一个实施例中,中间层的材料和基底的材料可以相同。
本实施例中,如图3所示,所述两个连接部3090的材料为导体材料(例如,金属材料)。所述两个连接部3090分别包括以下至少之一:连接线、凸块、连接盘。在另一个实施例中,第一连接部包括第一连接线、第一凸块及第一连接盘,所述第一连接线通过第一通孔贯穿第二钝化层及压电层,一端连接至第二电极层,另一端连接至第一凸块,所述第一连接盘位于电路板上,所述第一凸块还与所述第一连接盘连接;第二连接部包括第二连接线、第二凸块及第二连接盘,所述第二连接线通过第二通孔贯穿所述第二钝化层,一端连接至第一电极层,另一端连接至第二凸块,所述第二连接盘位于所述电路板上,所述第二凸块还与所述第二连接盘连接。
本实施例中,所述电路板3100包括:有源器件(例如,功率放大器、低噪声放大器、射频开关)或无源器件(例如,电容、电感、电阻、SAW谐振器、BAW谐振器)。本实施例中,所述电路板3100表面包括电路图形,用于电连接所述体声波谐振装置与所述电路板3100上的有源器件或无源器件。
需要说明的是,体声波滤波装置包括未经封装直接集成在电路板上的体声波谐振装置,所述体声波谐振装置包括第一钝化层覆盖第一电极层,第二钝化层覆盖第二电极层,所述第一钝化层的材料包括氧化物或氮化物,所述第二钝化层的材料包括氧化物或氮化物,所述第一钝化层及所述第二钝化层在非真空环境下可以分别防止所述第一电极层及所述第二电极层被氧化,从而所述滤波装置的工作频率较为稳定,此外,无需对谐振器进行封装可以较大地降低封装成本。
图6是本发明实施例的一种体声波滤波装置6000的剖面A结构示意图。
如图6所示,所述体声波滤波装置6000包括:体声波谐振装置,所述体声波谐振装置包括:压电层6010,所述压电层6010包括第一侧6011及所述第一侧6011垂直方向上相对的第二侧6012;第一电极层6020,位于所述第一侧6011,接触所述压电层6010;第二电极层6030,位于所述第二侧6012,接触所述压电层6010;第一钝化层6040,位于所述第一侧6011,覆盖所述第一电极层6020;第二钝化层6050,位于所述第二侧6012,覆盖所述第二电极层6030;空腔6060,位于所述第一侧6011,所述第一电极层6020覆盖所述空腔6060,所述空腔6060与所述第一电极层6020分别位于所述第一钝化层6040两侧;中间层6070,位于所述第一侧6011,所述中间层6070覆盖所述第一钝化层6040,还覆盖所述压电层6010,所述空腔6060嵌入所述中间层6070;基底6080,位于所述第一侧6011,接触所述中间层6070,所述中间层6070位于所述基底6080及所述压电层6010之间。
参见图6,所述体声波滤波装置6000还包括:两个连接部6090,分别贯穿所述压电层6010及所述第二钝化层6050,所述两个连接部6090的第一端分别连接所述第一电极层6020和所述第二电极层6030;以及电路板6100,所述两个连接部6090的第二端连接所述电路板6100,其中,所述两个连接部6090用于电连接所述体声波谐振装置到所述电路板6100,其中,所述第二端与所述第一端垂直方向上相对。
本实施例中,参见图6,所述压电层6010的材料包括但不限于以下之一:氮化铝、氮化铝合金、氮化镓、氧化锌、钽酸锂、铌酸锂、锆钛酸铅(PZT)、铌镁酸铅—钛酸铅。
本实施例中,参见图6,所述压电层6010为平层,所述压电层6010包括多个晶粒,所述多个晶粒包括第一晶粒和第二晶粒,其中,所述第一晶粒和所述第二晶粒是所述多个晶粒中的任意两个晶粒。所属技术领域的技术人员知晓晶粒的晶向、晶面等可以基于坐标系表示。
本实施例中,所述第一晶粒可以基于第一立体坐标系表示,所述第二晶粒可以基于第二立体坐标系表示,其中,所述第一立体坐标系至少包括沿第一方向的第一坐标轴及沿第三方向第三坐标轴,所述第二立体坐标系至少包括沿第二方向的第二坐标轴及沿第四方向的第四坐标轴,其中,所述第一坐标轴对应所述第一晶粒的高,所述第二坐标轴对应所述第二晶粒的高。
本实施例中,所述第一方向和所述第二方向相同或相反。需要说明的是,所述第一方向和所述第二方向相同指:沿所述第一方向的向量和沿所述第二方向的向量的夹角范围包括0度至5度;所述第一方向和所述第二方向相反指:沿所述第一方向的向量和沿所述第二方向的向量的夹角范围包括175度至180度。
在另一个实施例中,所述第一立体坐标系为ac立体坐标系,其中,所述第一坐标轴为第一c轴,所述第三坐标轴为第一a轴;所述第二立体坐标系为ac立体坐标系,所述第二坐标轴为第二c轴,所述第四坐标轴为第二a轴,其中,所述第一c轴和所述第二c轴的指向相同或相反。
在另一个实施例中,所述第一立体坐标系还包括沿第五方向的第五坐标轴,所述第二立体坐标系还包括沿第六方向的第六坐标轴。在另一个实施例中,所述第一方向和所述第二方向相同或相反,所述第三方向和所述第四方向相同或相反。需要说明的是,所述第三方向和所述第四方向相同指:沿所述第三方向的向量和沿所述第四方向的向量的夹角范围包括0度至5度;所述第三方向和所述第四方向相反指:沿所述第三方向的向量和沿所述第四方向的向量的夹角范围包括175度至180度。
在另一个实施例中,所述第一立体坐标系为xyz立体坐标系,其中,所述第一坐标轴为第一z轴,所述第三坐标轴为第一y轴,所述第五坐标轴为第一x轴;所述第二立体坐标系为xyz立体坐标系,所述第二坐标轴为第二z轴,所述第四坐标轴为第二y轴,所述第六坐标轴为第二x轴。在另一个实施例中,所述第一z轴和所述第二z轴的指向相同,所述第一y轴和所述第二y轴的指向相同。在另一个实施例中,所述第一z轴和所述第二z轴的指向相反,所述第一y轴和所述第二y轴的指向相反。在另一个实施例中,所述第一z轴和所述第二z轴的指向相同,所述第一y轴和所述第二y轴的指向相反。在另一个实施例中,所述第一z轴和所述第二z轴的指向相反, 所述第一y轴和所述第二y轴的指向相同。
本实施例中,参见图6,所述压电层6010包括多个晶粒,所述多个晶粒形成的晶体的摇摆曲线半峰宽低于2.5度。
本实施例中,参见图6,所述第一电极层6020的材料包括但不限于以下至少之一:钼、钌、钨、铂、铱、铝、铍,所述第二电极层6030的材料包括但不限于以下至少之一:钼、钌、钨、铂、铱、铝、铍。
本实施例中,参见图6,所述第一钝化层6040的材料包括氧化物或氮化物。本实施例中,所述第一钝化层6040的材料包括但不限于以下之一:二氧化硅、氧化钛、氧化铝、氮化硅、氮化铝、氮氧化硅。
本实施例中,参见图6,所述第二钝化层6050的材料包括氧化物或氮化物。本实施例中,所述第二钝化层6050的材料包括但不限于以下之一:二氧化硅、氧化钛、氧化铝、氮化硅、氮化铝、氮氧化硅。
本实施例中,参见图6,所述第一钝化层6040的材料与所述第二钝化层6050的材料相同。在另一个实施例中,第一钝化层(例如,所述第一钝化层6040)的材料和第二钝化层(例如,所述第二钝化层6050)的材料可以不同。
本实施例中,参见图6,所述第一钝化层6040的厚度与所述第二钝化层6050的厚度相同。在另一个实施例中,第一钝化层(例如,所述第一钝化层6040)的厚度与第二钝化层(例如,所述第二钝化层6050)的厚度可以不同,例如,所述第一钝化层的厚度小于所述第二钝化层的厚度。
本实施例中,参见图6,所述第一钝化层6040还覆盖所述压电层6010的所述第一侧6011,所述第二钝化层6050还覆盖所述压电层6010的所述第二侧6012。
本实施例中,参见图6,所述中间层6070的材料包括但不限于以下至少之一:聚合物、绝缘电介质、多晶硅。本实施例中,所述聚合物包括但不限于以下至少之一:苯并环丁烯(即,BCB)、光感环氧树脂光刻胶(例如,SU-8)、聚酰亚胺。本实施例中,所述绝缘电介质包括但不限于以下至少之一:氮化铝、二氧化硅、氮化硅、氧化钛。
本实施例中,参见图6,所述基底6080的材料包括但不限于以下之一:硅、碳化硅、二氧化硅、砷化镓、氮化镓、蓝宝石、尖晶石、陶瓷、聚合物。
本实施例中,参见图6,所述中间层6070的材料和所述基底6080的材料不同。在另一个实施例中,中间层的材料和基底的材料可以相同。
本实施例中,参见图6,所述两个连接部6090的材料为导体材料(例如,金属材料),所述两个连接部6090分别包括以下至少之一:连接线、凸块、连接盘。
本实施例中,参见图6,所述电路板6100包括:有源器件(例如,功率放大器、低噪声放大器、射频开关)或无源器件(例如,电容、电感、电阻、SAW谐振器、BAW谐振器)。本实施例中,所述电路板6100表面包括电路图形,用于电连接所述体声波谐振装置与所述电路板6100上的有源器件或无源器件。
需要说明的是,体声波滤波装置包括未经封装直接集成在电路板上的体声波谐振装置,所述体声波谐振装置包括第一钝化层覆盖第一电极层,第二钝化层覆盖第二电极层,所述第一钝化层的材料包括氧化物、氮化物,所述第二钝化层的材料包括氧化物、氮化物,所述第一钝化层及所述第二钝化层在非真空环境下可以分别防止所述第一电极层及所述第二电极层被氧化,从而所述滤波装置的工作频率较为稳定,此外,无需对谐振器进行封装可以较大地降低封装成本。
图7是一种无线通信装置700的结构示意图。如图7所示,所述无线通信装置700包括:射频前端装置710、基带处理装置730及天线750,所述射频前端装置710的第一端连接所述基带处理装置730,所述射频前端装置710的第二端连接所述天线750。其中,所述射频前端装置710包括:第一滤波装置711、第二滤波装置713、多工装置715、功率放大装置717及低噪声放大装置719;其中,所述第一滤波装置711与所述功率放大装置717连接;其中,所述第二滤波装置713与所述低噪声放大装置719电连接;其中,所述多工装置715包括至少一个发射滤波装置(未图示)及至少一个接收滤波装置(未图示)。其中,所述第一滤波装置711包括上述实施例其中之一提供的体声波滤波装置,所述第二滤波装置713包括上述实施例其中之一提供的体声波滤波装置。其中,所述至少一个发射滤波装置包括至少一个上述实施例其中之一提供的体声波滤波装置,或者,所述至少一个接收滤波装置包括至少一个上述实施例其中之一提供的体声波滤波装置。
图8示出了本发明体声波滤波装置的形成方法的一个具体实施例,但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施,因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
图8是本发明实施例的一种体声波滤波装置的形成方法800的流程示意图。
所述体声波滤波装置的形成方法800包括:
步骤S801,形成未封装的体声波谐振装置;
步骤S803,形成连接部,所述连接部包括第一端及所述第一端垂直方向上相对的第二端;
步骤S805,提供电路板;
步骤S807,连接所述第一端至所述未封装的体声波谐振装置,连接所述第二端至所述电路板。
本实施例中,所述形成未封装的体声波谐振装置包括:提供第一基底;形成压电层,所述压电层包括第一侧及所述第一侧垂直方向上相对的第二侧,所述第一基底位于所述第二侧;形成第一电极层,位于所述第一侧,接触所述压电层;形成第一钝化层,位于所述第一侧,覆盖所述第一电极层,所述第一钝化层的材料包括氧化物或氮化物,所述第一钝化层用于防止所述第一电极层被氧化;去除所述第一基底;形成第二电极层,位于所述第二侧,接触所述压电层;形成第二钝化层,位于所述第二侧,覆盖所述第二电极层,所述第二钝化层的材料包括氧化物或氮化物,所述第二钝化层用于防止所述第二电极层被氧化;形成空腔,位于所述第一侧,所述第一电极层的至少一端位于所述空腔内或所述第一电极层覆盖所述空腔;其中,连接所述连接部至所述第一电极层或所述第二电极层。
在一些实施例中,所述形成未封装的体声波谐振装置还包括:形成牺牲层,位于所述第一侧,接触所述第一钝化层,所述牺牲层与所述第一电极层具有重合部。
在一些实施例中,所述形成未封装的体声波谐振装置还包括:形成支撑层,位于所述第一侧,覆盖所述牺牲层,覆盖所述第一钝化层,还覆盖所述压电层。
在一些实施例中,所述形成空腔包括:去除所述牺牲层,所述空腔嵌入所述支撑层。
在一些实施例中,所述形成支撑层包括:形成第一接合层,覆盖所述牺牲层,覆盖所述第一钝化层,还覆盖所述压电层。在一些实施例中,所述形成支撑层还包括:提供第二基底;形成第二接合层,位于所述第二基底的一侧,覆盖所述第二基底。在一些实施例中,所述形成支撑层还包括:接合所述第一接合层与所述第二接合层,形成中间层,所述中间层位于所述第二基底与所述压电层之间,所述中间层覆盖所述第一钝化层,还覆盖所述压电层,所述空腔嵌入所述中间层。在一些实施例中,接合所述第一接合层与所述第二接合层包括:键合所述第一接合层与所述第二接合层或粘合所述第一接合层与所述第二接合层。
在一些实施例中,形成连接部包括形成以下至少之一:连接线、凸块、连接盘。
图9a至图9e示出了本发明体声波滤波装置的形成方法的一个具体实施例,但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施,因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
图9a至图9e是本发明实施例的一种体声波滤波装置9000的形成方法的剖面A结构示意图。
如图9a所示,所述体声波滤波装置9000的形成方法包括:形成体声波谐振装置,所述形成体声波谐振装置包括:提供第一基底9010(相当于过渡基底);形成压电层9020,位于所述第一基底9010的一侧,所述压电层9020包括第一侧9021及所述第一侧9021垂直方向上相对的第二侧9022,所述第一基底9010位于所述第二侧9022;形成第一电极层9030,位于所述第一侧9021,接触所述压电层9020;第一钝化层9040,位于所述第一侧9021,覆盖所述第一电极层9030。
本实施例中,如图9a所示,所述第一基底9010的材料包括但不限于以下之一:硅、碳化硅、二氧化硅、砷化镓、氮化镓、蓝宝石、尖晶石、陶瓷、聚合物。
如图9b所示,所述形成体声波谐振装置还包括:形成牺牲层9050,位于所述第一侧9021,接触所述第一钝化层9040,覆盖所述第一电极层9030的至少一端,还覆盖所述第一钝化层9040上与所述第一电极层9030的至少一端相重合的部分;形成第一接合层9060,位于所述第一侧9021,覆盖所述牺牲层9050,还覆盖所述第一钝化层9040。
本实施例中,如图9b所示,所述第一接合层9060的材料包括但不限于以下至少之一:聚合物、绝缘电介质、多晶硅。本实施例中,所述聚合物包括但不限于以下至少之一:苯并环丁烯(即,BCB)、光感环氧树脂光刻胶(例如,SU-8)、聚酰亚胺。本实施例中,所述绝缘电介质包括但不限于以下至少之一:氮化铝、二氧化硅、氮化硅、氧化钛。
如图9c所示,所述形成体声波谐振装置还包括:提供第二基底9070;形成第二接合层9080,位于所述第二基底9070的一侧,覆盖所述第二基底9070。
本实施例中,如图9c所示,所述第二基底9070的材料包括但不限于以下之一:硅、碳化硅、二氧化硅、砷化镓、氮化镓、蓝宝石、尖晶石、陶瓷、聚合物。
本实施例中,如图9c所示,所述第二接合层9080的材料包括但不限于以下至少之一:聚合物、绝缘电介质、多晶硅。本实施例中,所述聚合物包括但不限于以下至少之一:苯并环丁烯(即,BCB)、光感环氧树脂光刻胶(例如,SU-8)、聚酰亚胺。本实施例中,所述绝缘电介质包括但不限于以下至少之一:氮化铝、二氧化硅、氮化硅、氧化钛。
如图9b、图9c及图9d所示,所述形成体声波谐振装置还包括:接合所述第一接合层9060与所述第二接合层9080,形成中间层9090,所述中间层9090位于所述第一侧9021,所述第二基底9070位于所述第一侧9021,所述中间层9090位于所述第二基底9070与所述压电层之间。
本实施例中,接合所述第一接合层9060与所述第二接合层9080包括:键合所述第一接合层9060与所述第二接合层9080或粘合所述第一接合层9060与所述第二接合层9080。需要说明的是,所属技术领域的技术人员知晓的键合方式可以应用于本发明实施例。
如图9e所示,所述形成体声波谐振装置还包括:去除所述第一基底9010(如图9b所示);形成第二电极层9100,位于所述第二侧9022,接触所述压电层9020;形成第二钝化层9110,位于所述第二侧9022,覆盖所述第二电极层9100;去除所述牺牲层9050(如图9d所示),形成空腔9120,所述第一电极层9030的至少一端位于所述空腔9120内,所述第一钝化层9040上与所述第一电极层9030的至少一端相重合的部分位于所述空腔9120内。
本实施例中,如图9b所示,去除所述第一基底9010包括:打磨所述第一基底9010或剥离所述第一基底9010。
本实施例中,如图9e所示,所述第二钝化层9110还覆盖所述压电层9020的第二侧9022。
本实施例中,如图9d所示,去除所述牺牲层9050包括:湿法刻蚀所述牺牲层9050。
如图9e所示,所述体声波滤波装置9000的形成方法还包括:形成两个连接部9130,分别贯穿所述压电层9020及所述第二钝化层9110,所述两个连接部9130分别包括第一端及所述第一端垂直方向上相对的第二端,所述第一端分别连接所述第一电极层9030及所述第二电极层9100;提供电路板9140,通过所述两个连接部9130,连接所述体声波谐振装置与所述电路板9140,其中,所述第二端分别连接所述电路板9140。
本实施例中,形成两个连接部9130包括:形成第一通孔,贯穿所述第二钝化层9110及所述压电层9020,至所述第一电极层9030;形成第二通孔,贯穿所述第二钝化层9110,至所述第二电极层9100;导体材料填充所述第一通孔及所述第二通孔,分别形成第一连接线(未图示)及第二连接线(未图示),所述第一连接线的一端连接所述第一电极层9030,所述第二连接线的一端连接所述第二电极层9100;形成第一凸块(未图示)位于所述第一连接线的另一端,形成第二凸块(未图示)位于所述第二连接线的另一端;形成第一连接盘(未图示)及第二连接盘(未图示),位于所述电路板9140;连接所述第一凸块与所述第一连接盘,连接所述第二凸块与所述第二连接盘。
需要说明的是,体声波滤波装置包括未经封装直接集成在电路板上的体声波谐振装置,所述体声波谐振装置包括第一钝化层覆盖第一电极层,第二钝化层覆盖第二电极层,所述第一钝化层的材料包括氧化物或氮化物,所述第二钝化层的材料包括氧化物或氮化物,所述第一钝化层及所述第二钝化层在非真空环境下可以分别防止所述第一电极层及所述第二电极层被氧化,从而所述滤波装置的工作频率较为稳定,此外,无需对谐振器进行封装可以较大地降低封装成本。
图10a至图10e示出了本发明体声波滤波装置的形成方法的一个具体实施例,但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施,因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
图10a至图10e是本发明实施例的一种体声波滤波装置1000的形成方法的剖面A结构示意图。
所述体声波滤波装置1000的形成方法包括:如图10a所示,形成体声波谐振装置,所述形成体声波谐振装置包括:提供第一基底1010;形成压电层1020,位于所述第一基底1010的一侧,所述压电层1020包括第一侧1021及所述第一侧1021垂直方向上相对的第二侧1022,所述第一基底1010位于所述第二侧1022;形成第一电极层1030,位于所述第一侧1021,接触所述压电层1020;第一钝化层1040,位于所述第一侧1021,覆盖所述第一电极层1030。
本实施例中,如图10a所示,所述第一基底1010的材料包括但不限于以下之一:硅、碳化硅、二氧化硅、砷化镓、氮化镓、蓝宝石、尖晶石、陶瓷、聚合物。
本实施例中,如图10a所示,所述第一钝化层1040还覆盖所述压电层1020的第一侧1021。
如图10b所示,所述形成体声波谐振装置还包括:形成牺牲层1050,位于所述第一侧1021,接触所述第一钝化层1040,所述牺牲层1050与所述第一电极层1030位于所述第一钝化层1040两侧,所述牺牲层1050与所述第一电极层1030具有重合部;形成第一接合层1060,位于所述第一侧1021,覆盖所述牺牲层1050,还覆盖所述第一钝化层1040。
本实施例中,如图10b所示,所述第一接合层1060的材料包括但不限于以下至少之一:聚合物、绝缘电介质、多晶硅。本实施例中,所述聚合物包括但不限于以下至少之一:苯并环丁烯(即,BCB)、光感环氧树脂光刻胶(例如,SU-8)、聚酰亚胺。本实施例中,所述绝缘电介质包括但不限于以下至少之一:氮化铝、二氧化硅、氮化硅、氧化钛。
如图10c所示,所述形成体声波谐振装置还包括:提供第二基底1070;形成第二接合层1080,位于所述第二基底1070的一侧,覆盖所述第二基底1070。
本实施例中,如图10c所示,所述第二基底1070的材料包括但不限于以下之一:硅、碳化硅、二氧化硅、砷化镓、氮化镓、蓝宝石、尖晶石、陶瓷、聚合物。
本实施例中,所述第二接合层1080的材料包括但不限于以下至少之一:聚合物、绝缘电介质、多晶硅。本实施例中,所述聚合物包括但不限于以下至少之一:苯并环丁烯(即,BCB)、光感环氧树脂光刻胶(例如,SU-8)、聚酰亚胺。本实施例中,所述绝缘电介质包括但不限于以下至少之一:氮化铝、二氧化硅、氮化硅、氧化钛。
如图10b、图10c及图10d所示,所述形成体声波谐振装置还包括:接合所述第一接合层1060与所述第二接合层1080,形成中间层1090,所述中间层1090位于所述第一侧1021,所述第二基底1070位于所述第一侧1021,所述中间层1090位于所述第二基底1070与所述压电层1020之间。
本实施例中,接合所述第一接合层1060与所述第二接合层1080包括:键合所述第一接合层1060与所述第二接合层1080或粘合所述第一接合层1060与所述第二接合层1080。需要说明的是,所属技术领域的技术人员知晓的键合方式可以应用于本发明实施例。
如图10e所示,所述形成体声波谐振装置还包括:去除所述第一基底1010(如图10b所示);形成第二电极层1100,位于所述第二侧1022,接触所述压电层1020;形成第二钝化层1110,位于所述第二侧1022,覆盖所述第二电极层1100;去除所述牺牲层1050(如图10d所示),形成空腔1120,所述第一电极层1030覆盖所述空腔1120,所述第一钝化层1040覆盖所述空腔1120。
本实施例中,如图10b所示,去除所述第一基底1010包括:打磨所述第一基底1010或剥离所述第一基底1010。
本实施例中,如图10e所示,所述第二钝化层1110还覆盖所述压电层1020的第二侧1022。
本实施例中,如图10d所示,去除所述牺牲层1050包括:湿法刻蚀所述牺牲层1050。
如图10e所示,所述体声波滤波装置1000的形成方法还包括:形成两个连接部1130,分别贯穿所述压电层1020及所述第二钝化层1110,所述两个连接部1130分别包括第一端及所述第一端垂直方向上相对的第二端,所述第一端分别连接所述第一电极层1030及所述第二电极层1100;提供电路板1140,通过所述两个连接部1130,连接所述体声波谐振装置与所述电路板1140,其中,所述第二端分别连接所述电路板1140。
本实施例中,形成两个连接部1130包括:形成第一通孔,贯穿所述第二钝化层1110及所述压电层1020,至所述第一电极层1030;形成第二通孔,贯穿所述第二钝化层1110,至所述第二电极层1100;导体材料填充所述第一通孔及所述第二通孔,分别形成第一连接线(未图示)及第二连接线(未图示),所述第一连接线的一端连接所述第一电极层1030,所述第二连接线的一端连接所述第二电极层1100;形成第一凸块(未图示)位于所述第一连接线的另一端,形成第二凸块(未图示)位于所述第二连接线的另一端;形成第一连接盘(未图示)及第二连接盘(未图示),位于所述电路板1140;连接所述第一凸块与所述第一连接盘,连接所述第二凸块与所述第二连接盘。
需要说明的是,体声波滤波装置包括未经封装直接集成在电路板上的体声波谐振装置,所述体声波谐振装置包括第一钝化层覆盖第一电极层,第二钝化层覆盖第二电极层,所述第一钝化层的材料包括氧化物或氮化物,所述第二钝化层的材料包括氧化物或氮化物,所述第一钝化层及所述第二钝化层在非真空环境下可以分别防止所述第一电极层及所述第二电极层被氧化,从而所述滤波装置的工作频率较为稳定,此外,无需对谐振器进行封装可以较大地降低封装成本。
综上所述,为了防止处于非真空状态下的电极层与空气接触发生氧化反应,在体声波谐振装置中引入两层钝化层,第一钝化层覆盖第一电极层,第二钝化层覆盖第二电极层,所述第一钝化层的材料包括氧化物或氮化物,所述第二钝化层的材料包括氧化物或氮化物,从而体声波滤波装置包括未经封装直接集成在电路板上的所述体声波谐振装置,可以拥有较为稳定的工作频率,此外,无需对谐振器进行封装可以较大地降低封装成本。
应该理解,此处的例子和实施例仅是示例性的,本领域技术人员可以在不背离本申请和所附权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下,做出各种修改和更正。

Claims (27)

1.一种体声波滤波装置,其特征在于,包括:
未封装的体声波谐振装置、连接部及电路板,所述连接部包括第一端及所述第一端垂直方向上相对的第二端,所述第一端连接所述未封装的体声波谐振装置,所述第二端连接所述电路板;
其中,所述未封装的体声波谐振装置包括:压电层,所述压电层包括第一侧及所述第一侧垂直方向上相对的第二侧;第一电极层,位于所述第一侧,接触所述压电层;第二电极层,位于所述第二侧,接触所述压电层;第一钝化层,位于所述第一侧,覆盖所述第一电极层,所述第一钝化层的材料包括氧化物或氮化物,所述第一钝化层用于防止所述第一电极层被氧化;第二钝化层,位于所述第二侧,覆盖所述第二电极层,所述第二钝化层的材料包括氧化物或氮化物,所述第二钝化层用于防止所述第二电极层被氧化;空腔,位于所述第一侧,所述第一电极层的至少一端位于所述空腔内或所述第一电极层覆盖所述空腔;
其中,所述连接部连接所述第一电极层或所述第二电极层。
2.如权利要求1所述的体声波滤波装置,其特征在于,所述第一钝化层还覆盖所述第一侧,所述第二钝化层还覆盖所述第二侧。
3.如权利要求1所述的体声波滤波装置,其特征在于,所述第一钝化层的材料包括以下之一:二氧化硅、氧化钛、氧化铝、氮化硅、氮化铝、氮氧化硅;所述第二钝化层的材料包括以下之一:二氧化硅、氧化钛、氧化铝、氮化硅、氮化铝、氮氧化硅。
4.如权利要求1所述的体声波滤波装置,其特征在于,所述压电层为平层,所述压电层包括多个晶粒,所述多个晶粒包括第一晶粒和第二晶粒,其中,所述第一晶粒和所述第二晶粒是所述多个晶粒中的任意两个晶粒;沿第一方向的第一坐标轴对应所述第一晶粒的高,沿第二方向的第二坐标轴对应所述第二晶粒的高,其中,所述第一方向和所述第二方向相同或相反。
5.如权利要求4所述的体声波滤波装置,其特征在于,所述第一晶粒对应第一坐标系,所述第一坐标系包括所述第一坐标轴和沿第三方向的第三坐标轴;所述第二晶粒对应第二坐标系,所述第二坐标系包括所述第二坐标轴和沿第四方向的第四坐标轴。
6.如权利要求5所述的体声波滤波装置,其特征在于,所述第一坐标系还包括沿第五方向的第五坐标轴,所述第二坐标系还包括沿第六方向的第六坐标轴。
7.如权利要求6所述的体声波滤波装置,其特征在于,所述第三方向和所述第四方向相同或相反。
8.如权利要求1所述的体声波滤波装置,其特征在于,所述压电层包括多个晶粒,所述多个晶粒组成的晶体的摇摆曲线半峰宽低于2.5度。
9.如权利要求1所述的体声波滤波装置,其特征在于,所述第一钝化层上与所述第一电极层的至少一端相重合的部分位于所述空腔内。
10.如权利要求1所述的体声波滤波装置,其特征在于,所述第一钝化层覆盖所述空腔。
11.如权利要求1所述的体声波滤波装置,其特征在于,所述未封装的体声波谐振装置还包括:支撑层,位于所述第一侧,所述支撑层覆盖所述第一钝化层,还覆盖所述压电层,所述空腔嵌入所述支撑层。
12.如权利要求11所述的体声波滤波装置,其特征在于,所述支撑层包括:基底及中间层,所述中间层位于所述基底与所述压电层之间,所述中间层覆盖所述第一钝化层,还覆盖所述压电层,所述空腔嵌入所述中间层,其中,所述中间层的材料包括以下之一:聚合物、绝缘电介质、多晶硅。
13.如权利要求1所述的体声波滤波装置,其特征在于,所述连接部包括以下至少之一:连接线、凸块、连接盘。
14.如权利要求1所述的体声波滤波装置,其特征在于,所述电路板包括:有源器件或无源器件。
15.一种射频前端装置,其特征在于,包括:功率放大装置与至少一个如权利要求1至14其中之一所述的体声波滤波装置;所述功率放大装置与所述体声波滤波装置连接。
16.一种射频前端装置,其特征在于,包括:低噪声放大装置与至少一个如权利要求1至14其中之一所述的体声波滤波装置;所述低噪声放大装置与所述体声波滤波装置连接。
17.一种射频前端装置,其特征在于,包括:多工装置,所述多工装置包括至少一个如权利要求1至14其中之一所述的体声波滤波装置。
18.一种无线通信装置,其特征在于,包括:如权利要求15 至17其中之一所述的射频前端装置、天线及基带处理装置,所述射频前端装置的第一端连接所述天线,所述射频前端装置的第二端连接所述基带处理装置。
19.一种体声波滤波装置的形成方法,其特征在于,包括:
形成未封装的体声波谐振装置;形成连接部,所述连接部包括第一端及所述第一端垂直方向上相对的第二端;提供电路板;连接所述第一端至所述未封装的体声波谐振装置,连接所述第二端至所述电路板;
其中,所述形成未封装的体声波谐振装置包括:提供第一基底;形成压电层,所述压电层包括第一侧及所述第一侧垂直方向上相对的第二侧,所述第一基底位于所述第二侧;形成第一电极层,位于所述第一侧,接触所述压电层;形成第一钝化层,位于所述第一侧,覆盖所述第一电极层,所述第一钝化层的材料包括氧化物或氮化物,所述第一钝化层用于防止所述第一电极层被氧化;去除所述第一基底;形成第二电极层,位于所述第二侧,接触所述压电层;形成第二钝化层,位于所述第二侧,覆盖所述第二电极层,所述第二钝化层的材料包括氧化物或氮化物,所述第二钝化层用于防止所述第二电极层被氧化;形成空腔,位于所述第一侧,所述第一电极层的至少一端位于所述空腔内或所述第一电极层覆盖所述空腔;
其中,连接所述连接部至所述第一电极层或所述第二电极层。
20.如权利要求19所述的体声波滤波装置的形成方法,其特征在于,所述形成未封装的体声波谐振装置还包括:形成牺牲层,位于所述第一侧,接触所述第一钝化层,所述牺牲层与所述第一电极层具有重合部。
21.如权利要求20所述的体声波滤波装置的形成方法,其特征在于,所述形成未封装的体声波谐振装置还包括:形成支撑层,位于所述第一侧,覆盖所述牺牲层,覆盖所述第一钝化层,还覆盖所述压电层。
22.如权利要求21所述的体声波滤波装置的形成方法,其特征在于,所述形成空腔包括:去除所述牺牲层,所述空腔嵌入所述支撑层。
23.如权利要求21所述的体声波滤波装置的形成方法,其特征在于,所述形成支撑层包括:形成第一接合层,覆盖所述牺牲层,覆盖所述第一钝化层,还覆盖所述压电层。
24.如权利要求23所述的体声波滤波装置的形成方法,其特征在于,所述形成支撑层还包括:提供第二基底;形成第二接合层,位于所述第二基底的一侧,覆盖所述第二基底。
25.如权利要求24所述的体声波滤波装置的形成方法,其特征在于,所述形成支撑层还包括:接合所述第一接合层与所述第二接合层,形成中间层,所述中间层位于所述第二基底与所述压电层之间,所述中间层覆盖所述第一钝化层,还覆盖所述压电层,所述空腔嵌入所述中间层。
26.如权利要求25所述的体声波滤波装置的形成方法,其特征在于,接合所述第一接合层与所述第二接合层包括:键合所述第一接合层与所述第二接合层或粘合所述第一接合层与所述第二接合层。
27.如权利要求19所述的体声波滤波装置的形成方法,其特征在于,形成连接部包括形成以下至少之一:连接线、凸块、连接盘。
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