CN115549624A - 一种电子装置及其制造方法 - Google Patents

一种电子装置及其制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115549624A
CN115549624A CN202211251796.9A CN202211251796A CN115549624A CN 115549624 A CN115549624 A CN 115549624A CN 202211251796 A CN202211251796 A CN 202211251796A CN 115549624 A CN115549624 A CN 115549624A
Authority
CN
China
Prior art keywords
layer
component
carrier
assembly
protective layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202211251796.9A
Other languages
English (en)
Inventor
唐滨
赖志国
杨清华
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Suzhou Huntersun Electronics Co Ltd
Original Assignee
Suzhou Huntersun Electronics Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Suzhou Huntersun Electronics Co Ltd filed Critical Suzhou Huntersun Electronics Co Ltd
Priority to CN202211251796.9A priority Critical patent/CN115549624A/zh
Publication of CN115549624A publication Critical patent/CN115549624A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H3/00Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators
    • H03H3/007Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks
    • H03H3/02Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks for the manufacture of piezoelectric or electrostrictive resonators or networks
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02Details
    • H03H9/02007Details of bulk acoustic wave devices
    • H03H9/02015Characteristics of piezoelectric layers, e.g. cutting angles
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02Details
    • H03H9/05Holders; Supports
    • H03H9/0504Holders; Supports for bulk acoustic wave devices
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H3/00Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators
    • H03H3/007Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks
    • H03H3/02Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks for the manufacture of piezoelectric or electrostrictive resonators or networks
    • H03H2003/023Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks for the manufacture of piezoelectric or electrostrictive resonators or networks the resonators or networks being of the membrane type

Abstract

本公开涉及一种电子装置及其制造方法,该制造方法包括:提供一第一载体;在第一载体的第一表面上形成第一组件,第一组件包括电连接结构;提供一第二载体;在第二载体的第一表面上形成第一保护层;在第一保护层上形成第二组件;将第一组件和第二组件通过键合结构连接在一起;去除第二载体;在第一保护层中至少形成露出第一组件的电连接结构的第一开口;在第一保护层上形成封盖层;图形化封盖层,以在封盖层中至少形成第二开口,第二开口和所述第一开口相互贯通,第二开口不采用硅通孔工艺制备。

Description

一种电子装置及其制造方法
技术领域
本公开涉及电子领域,更具体而言,涉及一种电子装置及其制造方法。
背景技术
衬底上可以形成各种各样的半导体装置、微机电系统装置。随着半导体装置和微机电系统装置物理结构复杂性的增加,现有技术中经常使用具有空腔的半导体装置和微机电系统装置。
以薄膜体声波谐振器为例,图1为现有薄膜体声波谐振器的一种结构示意图。如图1中所示,薄膜体声波谐振器包括衬底100、空腔101、下电极102、压电层103以及上电极104,其中下电极102、上电极104和压电层103形成“三明治”结构,在制备薄膜体声波谐振器的过程中,该“三明治”结构先覆盖在填充有牺牲材料的空腔101中,在完成后续制造工序后,再去除牺牲材料,以释放空腔101。在填充牺牲材料时,通常牺牲材料共形沉积在衬底100的上表面上,因此需要对衬底100的上表面进行诸如化学机械抛光的平坦化工序,以去除空腔101以外的牺牲材料。具有空腔101的器件在制造中需要增加多道复杂的工艺步骤,释放牺牲材料以形成空腔101的工序常常导致工艺难度增加,且存在牺牲材料释放不干净的可能。
现有技术中射频模组一般是由滤波器/双工器、功率放大器、低噪放大器、开关封装在一起组成的。其中滤波器包括多个薄膜体声波谐振器,双工器包括发射滤波器和接收滤波器。现有技术中的发射滤波器和接收滤波器通常在二维方向上设置在衬底上,发射滤波器和接收滤波器还常常设置在不同衬底上。这明显增加了射频模组的制作复杂度和成本,也增大了射频模组的体积。
基于上述技术问题,现有技术中提出了在不同的衬底上制作形成的谐振器或滤波器利用硅通孔工艺和键合工艺进行堆叠封装,以减小滤波器或双工器的体积,进而减少射频模组的体积。
然而通孔工艺例如硅通孔工艺(Through Silicon Via,TSV)涉及了多个工艺步骤,例如硅通孔工艺的光刻、刻蚀、种子层沉积、以及硅通孔的电化学电镀等工艺,对制造设备和工艺的要求高,且需要在制造中克服硅通孔的一致性等工艺难题。
可见,现有的制备方法中存在工艺复杂、工艺难度高、制备成本高昂,产量和良率低的问题。
发明内容
本公开针对上述技术问题,设计出了一种新颖的包括空腔的器件及其制备工艺,其能克服现有技术中存在的上述技术问题,从而简化器件的制备工艺,降低工艺难度和制造成本,提高产量和良率。
在下文中将给出关于本公开的简要概述,以便提供关于本公开某些方面的基本理解。应当理解,此概述并不是关于本公开的穷举性概述。它并不是意图确定本公开的关键或重要部分,也不是意图限定本公开的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念,以此作为稍后论述的更详细描述的前序。
根据本公开的一方面提供一种电子器件的制造方法,该方法包括:提供一第一载体;在所述第一载体的第一表面上形成第一组件,所述第一组件包括电连接结构;提供一第二载体;在所述第二载体的第一表面上形成第一保护层;在所述第一保护层上形成第二组件;将所述第一组件和所述第二组件通过键合结构连接在一起;去除所述第二载体;在所述第一保护层中至少形成露出所述第一组件的电连接结构的第一开口;在所述第一保护层上形成封盖层;图形化所述封盖层,以在所述封盖层中至少形成第二开口,所述第二开口和所述第一开口相互贯通,所述第二开口不采用硅通孔工艺制备。
进一步的,所述封盖层与所述第二组件的有源区的背面之间形成有空腔,所述第一组件的有源区和第二组件的有源区具有共用的密闭空腔区域。
进一步的,所述第一保护层的图形化是单独进行的。
根据本公开的另一方面提供一种电子器件的制造方法,包括:提供一第一载体;在所述第一载体的第一表面上形成具有有源区的第一组件;提供一第二载体;在所述第二载体的第一表面上形成第一保护层;在所述第一保护层上形成具有有源区的第二组件;将所述第一组件和所述第二组件通过键合结构连接在一起;去除所述第二载体;在所述第一保护层上形成封盖层;图形化所述封盖层,以在所述封盖层与所述第二组件的有源区的背面之间形成空腔,所述第一组件的有源区和第二组件的有源区具有共用的密闭空腔区域。
进一步的,所述封盖层由干膜或聚酰亚胺制成。
进一步的,所述第一组件或所述第二组件上形成第二保护层,所述第二保护层上形成所述键合结构,所述键合结构布满所述第一组件或所述第二组件的非有源区,所述键合结构没有形成在第一载体或第二载体的划线道区域上。
进一步的,所述封盖层是由垫高层和密封层构成的;所述载体由玻璃材料制成。
根据本公开的再一方面提供一种电子器件,包括:载体、第一组件、第二组件、第一保护层以及封盖层;其中,所述第一组件设置在所述载体的第一表面上,所述第一组件包括电连接结构;所述第二组件堆叠在所述第一组件上;所述第一组件和/或所述第二组件之间具有键合结构;所述第二组件与所述第一组件背离的表面上具有第一保护层,所述第一保护层具有露出所述第一组件的电连接结构的第一开口;所述封盖层设置在所述第一保护层上;所述封盖层具有第二开口,所述第二开口和所述第一开口相互贯通,所述第二开口不属于硅通孔。
进一步的,所述封盖层与所述第二组件的有源区的背面之间形成有空腔,所述第一组件的有源区和第二组件的有源区具有共用的密闭空腔区域。
根据本公开的再一方面提供一种电子器件,包括:载体、第一组件、第二组件、第一保护层以及封盖层;其中,所述第一组件设置在所述载体的第一表面上,所述第一组件包括有源区;所述第二组件设置在所述第一组件上,所述第二组件包括有源区;所述第一组件和/或所述第二组件之间具有键合结构;所述第一组件与所述第二组件背离的表面上具有第一保护层;所述封盖层设置在所述第一保护层上;所述封盖层与所述第二组件有源区的背面之间具有空腔,所述第一组件的有源区和第二组件的有源区具有共用的密闭空腔区域。
进一步的,所述封盖层由干膜或聚酰亚胺制成。
进一步的,所述第一组件和/或所述第二组件上具有第二保护层。
进一步的,在所述第二保护层上具有所述键合结构。
进一步的,所述键合结构布满所述第一组件和/或所述第二组件的非有源区区域。
进一步的,在第一载体和/或第二载体的划线道区域上不具有所述键合结构。
进一步的,所述封盖层是由垫高层和密封层构成的。
进一步的,所述载体为由玻璃材料制成。
进一步的,所述第一组件和第二组件选自:谐振器、发射滤波器或接收滤波器。
附图说明
参照附图下面说明本公开的具体内容,这将有助于更加容易地理解本公开的以上和其他目的、特点和优点。附图只是为了示出本公开的原理。在附图中不必依照比例绘制出单元的尺寸和相对位置。
图1示出了现有薄膜体声波谐振器的一种结构示意图;
图2-3示出了本公开滤波器的器件结构示意图;
图4-15示出了根据本公开的滤波器的结构和器件工艺流程的示意图。
具体实施方式
在下文中将结合附图对本公开的示例性公开内容进行描述。为了清楚和简明起见,在说明书中并未描述实现本公开的所有特征。然而,应该了解,在开发任何这种实现本公开的过程中可以做出很多特定于本公开的决定,以便实现开发人员的具体目标,并且这些决定可能会随着本公开的不同而有所改变。
在此,还需要说明的是,为了避免因不必要的细节而模糊了本公开,在附图中仅仅示出了与根据本公开的方案密切相关的器件结构,而省略了与本公开关系不大的其他细节。
一般来说,应理解,图式及其中所描绘的各种元件未按比例绘制。此外,使用相对术语(例如“上面”、“下面”、“顶部”、“底部”、“上部”及“下部”)来描述各种元件彼此的关系应理解,这些相对术语除图式中所描绘的定向之外还涵盖装置和/或元件的不同定向。
应理解的是,本公开并不会由于如下参照附图的描述而只限于所描述的实施形式。本文中,在可行的情况下,不同实施方案之间的特征可替换或借用、以及在一个实施方案中可省略一个或多个特征,其中相同的附图标记表示相同的部件。应理解的是,本公开的制造步骤在实施例中为示例性的,其顺序步骤可调。
<器件结构>
本公开适用于包括空腔的器件,本实施方案中虽然以滤波器为例进行说明,但本领域技术人员可以理解的是,本公开的方案不囿于滤波器。
参见图2,图2示出了本公开提供的滤波器的器件结构,该滤波器具有一第一衬底1000,第一衬底1000可以是例如高阻硅、砷化镓、磷化铟、玻璃、蓝宝石、氧化铝SiC等与半导体工艺兼容的材料形成。尤其应当指出的是,当第一衬底1000采用玻璃材料时,其介电常数较低,电阻效率高,在高频性能中更加有优势。在第一衬底1000中形成有由空气腔或布拉格反射层之类的结构构成的声波反射区域1100,布拉格反射层可以由不同声阻抗的薄膜堆叠而成。
在第一衬底1000上至少形成有第一组件,示例性的,第一组件为第一谐振器组件,第一谐振器组件可以包括至少一个谐振器,该谐振器包括结构功能层,该结构功能层至少包括上电极、下电极和压电层。
在一实施方式中,如图2所示,下电极1200可以为单层或多层,下电极1200可以全部或部分覆盖第一衬底1000。下电极1200可以由一种或多种导电材料形成,例如与包括钨、钼、铱、铝、铂、钌、铌或铪等半导体工艺兼容的各种金属。
在下电极1200上形成压电层1300,压电层1300可以由例如氮化铝、掺杂氮化铝或锆酸钛酸盐(PZT)等与半导体工艺兼容的任何压电材料形成。
在压电层1300上形成上电极1400,上电极1400可以由一种或多种导电材料形成,例如包括钨、钼、铱、铝、铂、钌、铌或铪等半导体工艺兼容的各种金属。上电极1400与下电极1200的材料可以相同或不同。上电极1400、压电层1300和下电极1200在第一衬底1000上表面上的投影重合的位置定义为第一组件的有源区。
可以理解的是,该结构功能层还可以进一步包括质量负载层、框架层等结构。该质量负载层、框架层结构可以形成在下电极1200上方,或者也可以在上电极1400上进一步形成。
在形成有结构功能层的第一衬底1000的表面上设置有第二组件,示例性的,第二组件为第二谐振器组件。第二谐振器组件可以包括至少一个谐振器,该谐振器包括结构功能层。具体地,如图2所示,结构功能层至少包括上电极2400、下电极2200和压电层2300;上电极2400、压电层2300和下电极2200在第一衬底1000上表面上投影重合的位置定义为第二谐振器组件的有源区;第二谐振器组件的结构功能层的设置与第一谐振器组件的结构功能层的设置类似,在此不再赘述。
第二谐振器组件与第一谐振器组件以面对面的方式设置。例如,第二谐振器组件和第一谐振器组件各结构层的顺序以镜像对称的方式设置。第一谐振器组件和第二谐振器组件之间通过设置在第一谐振器组件和第二谐振器组件的非有源区(即除了有源区以外的区域)上的键合结构2600进行连接。键合结构2600可以设置在第一衬底1000上表面的靠近边缘的位置处。最优的,键合结构2600基本上布满第一谐振器组件和第二谐振器组件的非有源区,键合结构2600在第一衬底1000上表面的投影可以为闭合形状,例如可以是环状、框状。
进一步地,滤波器还包括第二保护层2500,第二保护层2500可以形成在第一谐振器组件与第二谐振器组件相对的表面中的至少一个表面上。第二保护层2500可以是二氧化硅,用于保护谐振器组件。在第二谐振器组件与第一谐振器组件相背离的表面上形成有第一保护层2100,第一保护层2100可以是二氧化硅。
在第一保护层2100上形成有无需硅通孔工艺的封盖层,封盖层可由垫高层2700和密封层2800构成。封盖层和第二谐振器组件的背面之间具有不必预先形成的空腔,进而在封盖层和第一衬底1000之间形成密闭空腔区域C,密闭空腔区域C包括第一谐振器组件与第二谐振器组件之间共用的空腔区域。封盖层可由干膜或者聚酰亚胺形成,优选由干膜构成。在封盖层、第一保护层2100、第二谐振器组件的非有源区、第二保护层2500和键合结构2600中形成贯通的开孔,以露出第一谐振器组件的电连接结构;贯通的开孔中及其上方形成有导电柱2900和凸块3000,导电柱2900和凸块3000之间可以形成有间隔层3100,导电柱2900优选导电性能优异的金属,例如铜,以更好的进行电信号传递,凸块3000可以选取熔点较低的金属材料,例如锡、铅(Pb)或铝等,以便易于熔融成型,间隔层3100根据导电柱材料和凸块材料选自起到间隔保护作用的金属,例如镍。导电柱2900、间隔层3100和凸块3000用于将滤波器的输入信号和输出信号引出。
可替代的,可以在第一衬底1000的厚度方向上,即第一谐振器组件和第二谐振器组件之间进一步设置N个谐振器组件,通过键合结构将N个谐振器组件连接,其中N大于或等于1。图3中示例性示出N等于2时的本公开提供的滤波器的器件结构。
本公开的滤波器结构的封盖层中的开孔相比现有封盖层的硅通孔的而言具有极大的优点。
首先,本公开的滤波器的封盖层由于没用采用硅通孔,不必克服硅通孔中的一致性问题。其次,本公开中的封盖层由于可以采用干膜或聚酰亚胺,其材料成本远远低于现有封盖层中的高阻硅的成本,例如目前干膜的成本价格约为300-500元/pcs,而高阻硅的成本价格约为1000元/pcs。再次,本公开中的封盖层可以在第二谐振器组件的背面上最后形成器件工作所需要的空腔,无须预先形成空腔结构,空腔的构建方式灵活方便,且从第N个谐振器开始到第二谐振器组件为止,相邻振器组件之间的空腔,既可以构成其中一谐振器组件的背腔,又可以构成另一谐振器组件的上腔。最后,本公开的第一谐振器组件至第二谐振器组件之间可以形成密闭的共用的空腔区域,实现了晶圆级的封装,减少了封装体积,适应了器件小型化的趋势。
<制作工艺>
基于本公开实施方案的滤波器结构,如图4-15所示下面对其制作工艺做进一步的详述。在制作工艺部分,本公开以滤波器具有两个谐振器组件为例进行说明。本领域技术人员可以根据本公开中披露的制作工艺的精神和原理,在第一衬底1000的厚度方向上,即第一谐振器组和第二谐振器组件之间设置有N个谐振器组件进行相应的制作。
步骤1:提供支撑载体。
支撑载体可以为衬底。参考图4,提供第一衬底1000,第一衬底1000的材料选择如前所述,在此不再赘述;第一衬底1000主要起到滤波器器件支撑载体的作用,用以保证滤波器在加工和封装过程中坚固可靠。
步骤2:声波反射区域的制作。
参考图4,在第一衬底1000中形成有由空气腔或布拉格反射层之类的结构构成的声波反射区域1100。
在一实施方式中,空气腔构成的声波反射区域1100的制作包括:通过光刻刻蚀工艺在第一衬底1000中形成一空腔,然后在空腔中填充一牺牲层,该牺牲层用于支撑第一衬底1000上后续器件薄膜的沉积。
可替代的,也可以在第一衬底1000中形成支撑层,通过刻蚀该支撑层形成凹槽,在该凹槽中填充该牺牲层。牺牲层可选自磷硅玻璃、二氧化硅、非晶硅等能兼容后续薄膜的沉积温度,不污染工艺系统,有良好刻蚀选择性和化学抛光性的薄膜材料即可。
在另一实施方式中,由布拉格反射层构成的声波反射区域1100的制作包括:采用薄膜沉积和化学机械研磨工艺,在第一衬底1000上形成沿着第一衬底1000的厚度方向堆叠而成的多层不同声阻抗的薄膜,不同声阻抗薄膜的材料示例性的可为SiO2与W。
步骤3:第一结构功能层的制作。
参考图4,在形成有声波反射区域1100的第一衬底1000上沉积形成一完全覆盖声波反射区域1100的下电极材料,并对下电极材料进行刻蚀形成下电极1200,下电极1200可以为单层或多层;在下电极1200上形成压电层1300,在压电层1300上形成上电极材料,并对上电极材料进行刻蚀形成上电极1400。上电极1400、压电层1300和下电极1200在第一衬底1000上表面上的投影重合的位置定义为第一有源区。下电极1200、压电层1300和上电极1400构成谐振器的结构功能层,为了方便描述和理解,将该结构功能层定义为第一结构功能层。
可替代的,可以在第一衬底1000上形成一支撑层(未示出),通过刻蚀该支撑层形成凹槽,在该支撑层上共形沉积下电极材料,通过化学机械研磨在凹槽中形成下电极1200。
可替代的,还可以在形成下电极1200上进一步形成质量负载层、框架层等结构。然后再在其上形成压电层1300和上电极1400。
可替代的,也可以在形成上电极1400后,进一步形成质量负载层、框架层、保护层等结构。其中下电极1200、压电层1300、上电极1400和质量负载层、框架层、保护层等构成结构功能层。当在第一衬底1000中形成的声波反射区域1100由空气腔构成时,在形成第一结构功能层后还需要去除牺牲层材料以释放空腔。
步骤4:第一电连接部件的制作。
参考图4,将在第一结构功能层上形成的谐振器的电连接部件(未示出)定义为第一电连接部件,示例性的,如焊盘、重布线等。通过步骤3和步骤4完成了在第一衬底1000上制作第一组件。
步骤5:提供牺牲载体。
参考图5,提供第二衬底2000,第二衬底2000的材料选择如前所述,在此不再赘述。第二衬底2000主要起到牺牲载体的作用。
步骤6:第一保护层的制作。
参考图5,在第二衬底2000上表面沉积有一定厚度的第一保护层2100,第一保护层2100示例性地采用2-5微米的二氧化硅层,用以保护第二衬底2000,防止在去除第二衬底2000时,采用的腐蚀溶液腐蚀器件结构。
步骤7:第二结构功能层的制作。
参考图6,在第一保护层2100上至少沉积形成下电极2200;在下电极2200上沉积形成压电层2300,在压电层2300上形成上电极材料,并刻蚀该上电极材料形成上电极2400;上电极2400、压电层2300和下电极2200在第二衬底2000上表面上的投影重合的位置定义为第二有源区。下电极2200、压电层2300和上电极2400构成谐振器的结构功能层,将该结构功能层定义为第二结构功能层。
可替代的,可以在第二衬底2000上形成一支撑层(未示出),通过刻蚀支撑层形成凹槽,在支撑层上共形沉积下电极材料,通过化学机械研磨在凹槽中形成下电极2200。
可以理解的是,还可以在形成下电极2200后进一步形成质量负载层、框架层(未示出)等结构。然后再在其上形成压电层2300和上电极2400。
可以理解的是,也可以在形成上电极2400后,进一步形成质量负载层、框架层、保护层等结构。下电极2200、压电层2300、上电极2400和质量负载层、框架层、保护层等构成第二结构功能层。
步骤8:第二电连接部件的制作。
参考图6,在第二结构功能层上形成谐振器的电连接部件(未示出),将该电连接部件定义为第二电连接部件,第二电连接部件可以为重布线。
通过执行上述步骤7和步骤8,完成了在第二衬底2000上制作第二结构功能层。
步骤9:第二保护层的制作。
参考图6,在第二组件上进一步共形沉积一层第二保护层2500,第二保护层2500示例性的可以为10-50埃的二氧化硅层,由于在光刻工艺中不可避免会采用相关的腐蚀性溶液,例如TMAH溶液,为避免该腐蚀性溶液腐蚀第二结构功能层,故藉由第二保护层2500对第二结构功能层进行保护。
步骤10:键合结构的制作。
参考图7,在第二保护层2500上进一步沉积键合材料,该键合材料可以选自具有光刻以及键合属性的材料,示例性的可采用干膜材料。然后,图形化该键合材料以形成键合结构2600,键合结构2600之间的空隙暴露出第二结构功能层上的第二电连接结构,示例性的,如焊盘(未示出);键合结构2600可以设置在第二衬底2000上表面的靠近边缘的位置处;较优的,键合结构2600可以设置在基本上布满非第二有源区以外的位置。进一步的,考虑到第二衬底2000的翘曲因素,可以将第二衬底2000的划片道区域的键合材料去除。
键合结构2600在第二衬底2000上表面的投影可以为闭合形状,示例性的,如环状、框状投影;键合结构2600在第二衬底2000上表面的投影也可以为外围闭合形状和内部非闭合形状的组合模式,如环状结合点状的投影。
可替代的,键合结构2600也可以形成在第一衬底1000上,当键合结构形成在第一衬底1000上时,步骤9中的第二保护层2500相应可形成在第一组件上。
步骤11:第一衬底1000和第二衬底2000间的键合连接。
参考图8,形成有第一结构功能层的第一衬底1000的表面定义为第一衬底1000的第一表面;形成有第二结构功能层的第二衬底2000的表面定义为第二衬底2000的第一表面。将第二衬底2000的第一表面和第一衬底1000的第一表面在第一衬底1000的厚度方向上进行叠放,并通过键合结构2600将第一衬底1000和第二衬底2000键合连接。
步骤12:去除牺牲载体。
参考图9,将与第二衬底2000的第一表面相对的第二衬底2000的另一表面定义为第二衬底2000的第二表面。以第二衬底2000的第二表面为起始面,通过机械研磨(grinding)的方式设置研磨量,去除部分第二衬底2000。此时为避免损伤第一保护层2100,可在第一保护层2100上保留一残余厚度的第二衬底2000,再进一步通过干法或湿法刻蚀以去除残余的第二衬底2000,露出第一保护层2100。
步骤13:图形化第一保护层。
第一保护层的图形化是单独进行的。具体地,参考图10,利用光刻和刻蚀工艺对第一保护层2100进行图形化,去除第二有源区和第二电连接结构在第一衬底的第一表面正投影面积重合的第一保护层2100。具体地,在进行第一保护层2100的图案化时,主要基于第一保护层2100的厚度来设置光刻胶的涂覆厚度,示例性的,此时可以设置2-3微米的光刻胶厚度。
步骤14:图形化第二结构功能层。
参考图11,以图形化的第一保护层2100为掩膜对第二功能结构层进行刻蚀,去除部分非第二有源区以及部分第二保护层2500,从而露出第一电连接结构。
步骤15:第二功能结构层的空腔和封盖层制作。
参考图12-13,在图形化的第一保护层上敷设垫高层2700,通过热固化的方式可以将垫高层2700直接与第一保护层2100结合在一起。然后图案化垫高层2700,以暴露出第二功能结构层的有源区以及第一电连接结构。示例性的,垫高层2700可以由干膜层构成,图案化垫高层2700的步骤包括曝光、显影和烘烤工艺。
优选地,不在图形化垫高层2700时一并图形化第一保护层2100,主要原因在于:如果在图形化垫高层2700时一并图形化第一保护层2100,基于避免损伤垫高层2700的考量,光刻胶涂敷的厚度需要同时考虑垫高层2700和第一保护层2100的厚度,进而使得光刻胶的厚度将远远大于步骤13中所采用的光刻胶的厚度,带来成本上升和良率的下降。
参考图14,在垫高层2700上敷设密封层2800,通过热固化的方式可以将密封层2800直接与垫高层2700结合在一起。然后图案化密封层2800。图案化的密封层2800与垫高层2700配合形成封盖层以封闭第二功能结构层的有源区,在第二功能结构层的有源区的背面上自然形成空腔,也即第二功能结构层的背腔结构,同时暴露第一电连接结构区域。其中背腔的高度需设定为满足第二功能结构层中压电层2300振动时的工作要求,以使得产生的声波不传播到密封层2800,防止声波泄漏。背腔的高度可以通过调整垫高层2700的高度,配合垫高层2700的加成或减法工艺进行高度适应性的调整,灵活方便。
可以理解的是,垫高层2700和密封层2800可以选自干膜层、聚酰亚胺层或二者的组合。
步骤16:滤波器输入/输出端引出。
参考图15,将滤波器放入电镀槽中,以图案化的封盖层为掩膜依次电镀所需要的第一层金属层、第二层金属层和第三层金属层。然后如图15所示,进行回流工艺,回流后形成导电柱2900和焊接凸块3000,从而完成滤波器的输入/输出端的电性引出。具体地,第一层金属层优选导电性能优异的金属,例如铜,构成导电柱2900以更好的进行电信号传递。第二金属层选择能在第一层金属层和第三层金属层之间起到间隔保护作用的金属,例如镍以形成间隔层3100。第三层金属层可以选取熔点较低的金属材料,例如锡、铅或铝等,以在后续制作焊接凸块3000。
可以理解的是,第一层金属层、第二层金属层和第三层金属层可以通过例如无电电镀来制备以提供更均匀的覆盖范围。
可替代的,第一层金属层、第二层金属层和第三层金属层也可以采用其他的电镀方法来进行制备,在此本公开不对其进行具体限定。
本公开中通过对滤波器新制作工艺的设计,具有如下的先进之处:
首先,本公开中第二功能结构层的背腔的形成,不必在第二衬底上进行预先制作空腔,无需执行沉积牺牲材料以及释放空腔的步骤,降低了工艺制造难度增加,且减少空腔材料释放不干净的可能性。而且,本公开中第二功能结构层的背腔的高度设定灵活方便。
其次,本公开的封盖层中由于没有采用硅作为封盖层的材料,工艺制造中不必采用硅通孔工艺所需要的特定的光刻、刻蚀和清洗等步骤,无需克服硅通孔制造中的一致性问题,本公开中在键合第一衬底和第二衬底后,进行的第一保护层和第二功能层的图形化工艺,相较硅通孔的刻蚀,在刻蚀气体、刻蚀产生的聚合体的去除上都要更简单容易。
再次,本公开的封盖层中不存在硅通孔自身的深宽比所导致的对设备的性能要求更高的问题。这些问题包括但不限于:例如在具有硅通孔的封盖层中进行物理气相沉积时使用的物理气相沉积设备,需要射频偏置电源;在具有硅通孔的封盖层中进行电化学镀的电化学镀设备中需要真空润湿腔以及特定的电镀腔等等。
最后,将滤波器中的谐振器在垂直方向上进行堆叠封装顺应了器件小型化的趋势,在减少封装体积的同时,降低了制造成本,提高产量和良率。
本公开具体实施方案的一个替代应用方式为在第一衬底1000上形成接收滤波器或发射滤波器,在第二衬底2000上形成对应的发射滤波器或接收滤波器,从而构成堆叠的多工器器件。多工器可以是指代双工器、三工器、四工器等多种类型的多工器。同样的,本公开的多工器无需在衬底上先形成发射滤波器或接收滤波器中谐振器所需要的空腔,避免了制造该空腔进而带来的技术问题,以及避免采用硅通孔工艺,降低了工艺难度,降低了制造成本,提高产量和良率。
进一步的,本公开的结构和制备工艺可以应用在至少包括在牺牲载体上具有空腔结构的各种半导体装置和微机电系统装置中。
进一步的,本公开的谐振器结构和制备方法可以应用无需硅通孔工艺进行三维堆叠的各种半导体装置和微机电系统装置中。
以上结合具体的实施方案对本公开进行了描述,但本领域技术人员应该清楚,这些描述都是示例性的,并不是对本公开的保护范围的限制。本领域技术人员可以根据本公开的精神和原理对本公开做出各种变型和修改,这些变型和修改也在本公开的范围内。

Claims (14)

1.一种电子器件的制造方法,其特征在于,包括:
提供一第一载体;
在所述第一载体的第一表面上形成第一组件,所述第一组件包括电连接结构;
提供一第二载体;
在所述第二载体的第一表面上形成第一保护层;
在所述第一保护层上形成第二组件;
将所述第一组件和所述第二组件通过键合结构连接在一起;
去除所述第二载体;
在所述第一保护层中至少形成露出所述第一组件的电连接结构的第一开口;
在所述第一保护层上形成封盖层;
图形化所述封盖层,以在所述封盖层中至少形成第二开口,所述第二开口和所述第一开口相互贯通,所述第二开口不采用硅通孔工艺制备。
2.如权利要求1所述的制造方法,其特征在于:所述封盖层与所述第二组件的背面之间形成有空腔,所述第一组件和第二组件具有共用的密闭空腔区域。
3.如权利要求2所述的制造方法,其特征在于:所述第一保护层的图形化是单独进行的。
4.一种电子器件的制造方法,其特征在于,包括:
提供一第一载体;
在所述第一载体的第一表面上形成具有有源区的第一组件;
提供一第二载体;
在所述第二载体的第一表面上形成第一保护层;
在所述第一保护层上形成具有有源区的第二组件;
将所述第一组件和所述第二组件通过键合结构连接在一起;
去除所述第二载体;
在所述第一保护层上形成封盖层;
图形化所述封盖层,以在所述封盖层与所述第二组件的背面之间形成空腔,所述第一组件和第二组件具有共用的密闭空腔区域。
5.如权利要求3或4所述的制造方法,其特征在于:所述封盖层由干膜或聚酰亚胺制成。
6.如权利要求3或4所述的制造方法,其特征在于:所述第一组件或所述第二组件上形成第二保护层,所述第二保护层上形成所述键合结构,所述键合结构布满所述第一组件或所述第二组件的非有源区,所述键合结构没有形成在第一载体或第二载体的划线道区域上。
7.如权利要求6所述的制造方法,其特征在于:所述封盖层是由垫高层和密封层构成的;所述载体由玻璃材料制成。
8.一种电子器件,其特征在于,包括:载体、第一组件、第二组件、第一保护层以及封盖层;
其中,所述第一组件设置在所述载体的第一表面上,所述第一组件包括电连接结构;
所述第二组件堆叠在所述第一组件上;
所述第一组件和所述第二组件之间具有键合结构;
所述第二组件与所述第一组件背离的表面上具有第一保护层,所述第一保护层具有露出所述第一组件的电连接结构的第一开口;
所述封盖层设置在所述第一保护层上;所述封盖层具有第二开口,所述第二开口和所述第一开口相互贯通,所述第二开口不属于硅通孔。
9.如权利要求11所述的电子器件,其特征在于:所述封盖层与所述第二组件区的背面之间形成有空腔,所述第一组件和第二组件具有共用的密闭空腔区域。
10.一种电子器件,其特征在于,包括:载体、第一组件、第二组件、第一保护层以及封盖层;
其中,所述第一组件设置在所述载体的第一表面上,所述第一组件包括有源区;
所述第二组件设置在所述第一组件上,所述第二组件包括有源区;
所述第一组件和所述第二组件之间具有键合结构;
所述第一组件与所述第二组件背离的表面上具有第一保护层;
所述封盖层设置在所述第一保护层上;
所述封盖层与所述第二组件有源区的背面之间具有空腔,所述第一组件的有源区和第二组件的有源区具有共用的密闭空腔区域。
11.如权利要求9或10所述的电子器件,其特征在于:所述封盖层由干膜或聚酰亚胺制成。
12.如权利要求11所述的电子器件,其特征在于:所述第一组件和/或所述第二组件上具有第二保护层,所述第二保护层上具有所述键合结构,所述键合结构布满所述第一组件和/或所述第二组件的非有源区区域,在第一载体和/或第二载体的划线道区域上不具有所述键合结构。
13.如权利要求12所述的电子器件,其特征在于:所述封盖层是由垫高层和密封层构成的;所述载体由玻璃材料制成。
14.如权利要求13所述的电子器件,其特征在于:所述第一组件和第二组件选自:谐振器、发射滤波器或接收滤波器。
CN202211251796.9A 2022-10-13 2022-10-13 一种电子装置及其制造方法 Pending CN115549624A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211251796.9A CN115549624A (zh) 2022-10-13 2022-10-13 一种电子装置及其制造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211251796.9A CN115549624A (zh) 2022-10-13 2022-10-13 一种电子装置及其制造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115549624A true CN115549624A (zh) 2022-12-30

Family

ID=84734271

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211251796.9A Pending CN115549624A (zh) 2022-10-13 2022-10-13 一种电子装置及其制造方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115549624A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117353691A (zh) * 2023-11-29 2024-01-05 荣耀终端有限公司 一种体声波滤波器的制造方法、体声波滤波器及通信设备

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117353691A (zh) * 2023-11-29 2024-01-05 荣耀终端有限公司 一种体声波滤波器的制造方法、体声波滤波器及通信设备
CN117353691B (zh) * 2023-11-29 2024-04-12 荣耀终端有限公司 一种体声波滤波器的制造方法、体声波滤波器及通信设备

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4342174B2 (ja) 電子デバイス及びその製造方法
JP5849130B2 (ja) 弾性波装置および弾性波モジュール
US7351641B2 (en) Structure and method of forming capped chips
TWI302008B (en) Method for fabricating a wafer level package having through wafer vias for external package connectivity and related structure
US20050104204A1 (en) Wafer-level package and its manufacturing method
CN104581586A (zh) 集成cmos后腔声学换能器和生产其的方法
JP2007059470A (ja) 半導体装置およびその製造方法
US20210184645A1 (en) Packaging module and packaging method of baw resonator
JP2006202918A (ja) 機能素子パッケージ体及びその製造方法
CN115549624A (zh) 一种电子装置及其制造方法
CN112262100A (zh) 晶片级封装件和制造方法
CN112039491B (zh) 一种薄膜压电声波滤波器及其制造方法
CN100525097C (zh) 电子零件和电子零件的制造方法
JP4825111B2 (ja) 圧電薄膜デバイスの製造方法
CN113659954B (zh) 一种体声波谐振器及其封装方法和电子设备
CN112039489B (zh) 一种薄膜压电声波滤波器及其制造方法
US20200366267A1 (en) Air gap type semiconductor device package structure and fabrication method thereof
CN220087856U (zh) 一种电子器件
CN218352484U (zh) 一种半导体封装结构
JP6712136B2 (ja) 電子部品の製造方法
CN219351696U (zh) 一种半导体器件及包含其的电子设备
WO2022241623A1 (zh) 芯片封装结构及芯片封装方法、电子设备
CN109802031B (zh) 一种声表面波器件的封装方法及结构
CN117060875A (zh) 一种体声波滤波器及其制造方法、电子装置
CN117639700A (zh) 一种射频器件、电子设备及其制作方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination