CN115811298A - 弹性波装置芯片及其制造方法、弹性波装置及包含弹性波装置芯片或弹性波装置的模块 - Google Patents
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Abstract
一种弹性波装置芯片,包含压电基板、形成于所述压电基板的主面的布线图案,及形成于所述压电基板的所述主面并电连接于所述布线图案的多个共振器,所述压电基板包括:第1压电性元件,形成所述主面的第1区域;及第2压电性元件,具有与所述第1压电性元件的特性相异的特性,设置于所述第一压电性元件上,并形成所述主面中不同于所述第1区域的第2区域。借此,能提供一种改善滤波器特性并达成小型化的弹性波装置芯片等。
Description
技术领域
本公开涉及一种弹性波装置芯片及其制造方法、弹性波装置,及包含所述弹性波装置芯片或所述弹性波装置的模块。
背景技术
专利文献1(国际公开第2013/128636号)公开一种弹性波装置。根据所述弹性波装置,得以改善滤波器的特性。
发明内容
[发明要解决的课题]
然而,专利文献1所记载的弹性波装置需要多个压电基板。因此,难以实现弹性波装置的小型化。
本公开为解决上述问题,目的在于提供一种能改善滤波器特性并能达成小型化的弹性波装置芯片及其制造方法、弹性波装置,及包含所述弹性波装置芯片或所述弹性波装置的模块。
[用以解决课题的手段]
本公开的弹性波装置芯片,包含压电基板、形成于所述压电基板的主面的布线图案,及形成于所述压电基板的主面并电连接于所述布线图案的多个共振器,所述压电基板包括:
第1压电性元件,形成所述主面的第1区域;及
第2压电性元件,具有与所述第1压电性元件的特性相异的特性,设置于所述第一压电性元件上,并形成所述主面中不同于所述第1区域的第2区域。
本公开的一种形态,所述第2压电性元件形成所述第2区域以突出于所述第1区域。
本公开的一种形态,所述布线图案的厚度比所述第2压电性元件的厚度还厚。
本公开的一种形态,在所述第1区域与所述第2区域的边界,所述第2压电性元件具有从所述第2区域的中央侧远离,并往所述第1区域接近的倾斜部。
本公开的一种形态,所述第1压电性元件与所述第2压电性元件间设有中间层。
本公开的一种形态,所述第1压电性元件的切割角度为第1角度,所述第2压电性元件的切割角度是与所述第1角度不同的第2角度。
本公开的一种形态,所述第1角度大于或等于36度且小于或等于42度,所述第2角度大于或等于43度且小于或等于56度。
本公开的一种形态,所述第1角度大于或等于43度且小于或等于56度,所述第2角度大于或等于36度且小于或等于42度。
本公开的一种形态,所述共振器包括具有接收滤波器功能的接收侧共振器,及具有发送滤波器功能的发送侧共振器,所述发送侧共振器中的至少一个形成于所述第2压电性元件,且具有发送滤波器的通带中高频侧的频率特性。
本公开的一种形态,所述共振器包括作为梯形滤波器的一部分且形成于所述第1压电性元件的多个串联共振器,与作为梯形滤波器的另一部分且形成于所述第2压电性元件的多个并联共振器。
本公开的一种形态,所述弹性波装置芯片还包含由蓝宝石、硅、氧化铝、尖晶石、水晶或玻璃形成且接合于所述压电基板的支撑基板。
本公开的弹性波装置,包含所述弹性波装置芯片及电性连接于所述弹性波装置芯片的布线基板。
本公开的模块,包含所述弹性波装置芯片或所述弹性波装置。
本公开的弹性波装置芯片的造方法,包含:
接合步骤:接合特性相异的第1晶圆与第2晶圆;
减薄步骤:在所述接合步骤后,减薄所述第2晶圆;及
图形化步骤:在所述减薄步骤后,图形化所述第2晶圆,而让所述第1晶圆的一部分露出。
本公开的一种形态,所述弹性波装置芯片的制造方法还包含:
化学机械研磨步骤:在所述图形化步骤后,针对所述第1晶圆的表面与所述第2晶圆的表面进行化学机械研磨。
本公开的一种形态,所述弹性波装置芯片的制造方法还包含:
切断步骤:在所述图形化步骤后,切断所述第1晶圆中没有所述第2晶圆的残留部分的区域。
本公开的一种形态,所述接合步骤包括中间层形成步骤,在所述中间层形成步骤中,在所述第1晶圆与所述第2晶圆间形成中间层;所述图形化步骤包括中间层去除步骤,在所述中间层去除步骤中,将没有所述第2晶圆的残留部分的区域的所述中间层去除。
本公开的弹性波装置芯片的造方法,包含:
凹凸图案形成步骤:准备特性相异的第1晶圆与第2晶圆,在所述第2晶圆的背面形成凹凸图案;
接合步骤:在所述凹凸图案形成步骤后,接合所述第1晶圆的表面与所述第2晶圆的背面的凹凸图案的凸部的端面;及
研磨步骤:在所述接合步骤后,研磨所述第2晶圆的背面侧,直到所述凹凸图案的凸部以外的部分被去除。
[发明的效果]
本发明的有益效果在于:根据本公开,能提供一种改善滤波器特性并达成小型化的弹性波装置芯片及其制造方法、弹性波装置,及包含所述弹性波装置芯片或所述弹性波装置的模块。
附图说明
图1是第1实施例中安装有所述弹性波装置芯片的弹性波装置的剖面图。
图2是所述第1实施例中所述弹性波装置芯片的平面图。
图3是说明所述第1实施例中所述弹性波装置芯片的制造方法的示意图。
图4是所述第1实施例中所述弹性波装置芯片的弹性波元件的示意图。
图5是说明所述第1实施例中所述弹性波装置芯片的压电基板的切割角度的示意图。
图6是说明所述第1实施例中所述弹性波装置芯片的压电基板的切割角度与频率特性关系的示意图。
图7是所述第1实施例中所述弹性波装置芯片的第1例与比较例的频率特性的模拟结果示意图。
图8是所述第1实施例中所述弹性波装置芯片的第1例与比较例的频率特性的模拟结果示意图。
图9是所述第1实施例中所述弹性波装置芯片的第1例与比较例的频率特性的模拟结果示意图。
图10是所述第1实施例中所述弹性波装置芯片的第1例与比较例的频率特性的模拟结果示意图。
图11是所述第1实施例中所述弹性波装置芯片的第2例与比较例的频率特性的模拟结果示意图。
图12是所述第1实施例中所述弹性波装置芯片的第2例与比较例的频率特性的模拟结果示意图。
图13是所述第1实施例中所述弹性波装置芯片的第2例与比较例的频率特性的模拟结果示意图。
图14是说明第2实施例中所述弹性波装置芯片的制造方法的示意图。
图15是说明第3实施例中所述弹性波装置芯片的制造方法的示意图。
图16是说明第4实施例中所述弹性波装置芯片的制造方法的示意图。
图17是说明第5实施例中所述弹性波装置芯片的制造方法的示意图。
图18是说明第6实施例中所述弹性波装置芯片的制造方法的示意图。
图19是说明第7实施例中包含安装有所述弹性波装置芯片的弹性波装置的模块的剖面图。
具体实施方式
以下将根据附图说明本发明的具体实施态样。应当理解的是,各图中类似或相同的部分使用相同的标记。所述类似或相同的部分将会适当地简化或省略重复的说明。
(第1实施例)
图1是第1实施例中安装有弹性波装置芯片的弹性波装置的剖面图。
图1示例作为弹性波装置1的双工器的弹性表面波装置。如图1所示,所述弹性波装置1包含布线基板3、多个凸块15、弹性波装置芯片5,及密封部17。
例如,所述布线基板3是由树脂制成的多层基板。例如,所述布线基板3是由多个介电层形成的低温共烧陶瓷(Low Temperature Co-fired Ceramics,LTCC)多层基板。
所述凸块15电性连接于所述布线基板3。例如,所述凸块15为金凸块。例如,所述凸块15的高度为20μm~50μm。所述凸块15电性连接于所述弹性波装置芯片5的主面(图1中的下表面)的布线。
所述弹性波装置芯片5借由所述凸块15电性连接地接合于所述布线基板3。例如,所述弹性波装置芯片5包括压电基板20、支撑基板21、接收滤波器22,及发送滤波器23。
例如,所述压电基板20具有两个第1压电性元件20a、第2压电性元件20b,及两个固定元件20c。
例如,所述第1压电性元件20a由钽酸锂形成。在图1中,所述第1压电性元件20a的其中之一设置在所述压电基板20的左侧部。所述第1压电性元件20a的其中另一设置在所述压电基板20的右侧部。所述第1压电性元件20a的其中之一与其中另一形成所述压电基板20的主面的第1区域。
例如,所述第2压电性元件20b由钽酸锂形成。在图1中,所述第2压电性元件20b设置在所述压电基板20的中央部。所述第2压电性元件20b形成所述压电基板20的主面的第2区域。
例如,所述固定元件20c由环氧树脂形成。在图1中,往所述压电基板20的主面侧看,所述固定元件20c的其中之一设置在左侧的所述第1压电性元件20a与所述第2压电性元件20b间。所述固定元件20c的其中之一固定左侧的所述第1压电性元件20a与所述第2压电性元件20b。往所述压电基板20的主面侧看,所述固定元件20c的其中另一设置在右侧的所述第1压电性元件20a与所述第2压电性元件20b间。所述固定元件20c的其中另一固定右侧的所述第1压电性元件20a与所述第2压电性元件20b。
例如,所述支撑基板21是由蓝宝石、硅、氧化铝、尖晶石、水晶或玻璃形成。所述支撑基板21接合于所述压电基板20的主面的相反侧的表面(图1中的上表面)。
所述接收滤波器22形成于所述压电基板20的主面。在图1中,所述接收滤波器22形成于左侧的所述第1压电性元件20a的第1区域。所述接收滤波器22能让预期的频带的电信号通过。例如,所述接收滤波器22是由多个串联共振器与多个并联共振器构成的梯形滤波器。
所述发送滤波器23形成于所述压电基板20的主面。在图1中,所述发送滤波器23的设置范围横跨右侧的所述第1压电性元件20a的第1区域与所述第2压电性元件20b的第2区域。所述发送滤波器23能让预期的频带的电信号通过。例如,所述发送滤波器23是由多个串联共振器与多个并联共振器构成的梯形滤波器。
所述密封部17覆盖所述弹性波装置芯片5。所述密封部17将所述布线基板3与所述弹性波装置芯片5一起密封。例如,所述密封部17由合成树脂等绝缘体形成。例如,所述密封部17由金属形成。例如,所述密封部17由树脂层与金属层形成。
在所述密封部17由合成树脂形成的情况下,所述合成树脂可以是环氧树脂或聚酰亚胺等。较佳地,所述密封部17使用环氧树脂并通过低温硬化制程让所述环氧树脂成形。
接着,借由图2说明所述弹性波装置芯片5的结构。
图2是所述第1实施例中所述弹性波装置芯片5的平面图。
图2是对应于频带2的弹性波装置芯片5的示意图。在图2中,所述第1压电性元件20a的切割角度为第1角度。例如,所述第1角度大于或等于36度且小于或等于42度。较佳地,所述第1角度为42度。
所述第2压电性元件20b的特性与所述第1压电性元件20a的特性相异。所述第2压电性元件20b的切割角度是与所述第1角度不同的第2角度。例如,所述第2角度大于或等于43度且小于或等于56度。较佳地,所述第2角度为48度。
所述弹性波装置芯片5包括布线图案54与多个弹性波元件52。所述布线图案54与所述弹性波元件52形成于所述压电基板20的主面上。
例如,所述布线图案54可以由银、铝、铜、钛、钯等适当的金属或合金形成。例如,所述布线图案54是由多个金属层层叠而成的多层金属构造。例如,所述布线图案54的厚度为1500nm~4500nm。
所述布线图案54具有天线用凸块焊垫Ant、接收用凸块焊垫Rx、发送用凸块焊垫Tx,及7个接地凸块焊垫GND。
所述弹性波元件52具有多个串联共振器S1-R、S2-R、S3-R、S4-R及多个并联共振器P1-R、P2-R、P3-R、P4-R。所述串联共振器S1-R、S2-R、S3-R、S4-R与所述并联共振器P1-R、P2-R、P3-R、P4-R和所述布线图案54电性连接。在所述天线用凸块焊垫Ant与所述接收用凸块焊垫Rx间的布线图案54的线路中,所述串联共振器S1-R、S2-R、S3-R、S4-R以前述顺序相对所述天线用凸块焊垫Ant由近至远地配置。在所述天线用凸块焊垫Ant与所述接收用凸块焊垫Rx间的布线图案54的线路中,所述并联共振器P1-R、P2-R、P3-R、P4-R以前述顺序相对所述天线用凸块焊垫Ant由近至远地配置。所述串联共振器S1-R、S2-R、S3-R、S4-R与所述并联共振器P1-R、P2-R、P3-R、P4-R作为多个接收侧共振器并具有接收滤波器22的功能。
所述弹性波元件52还具有多个串联共振器S1-T、S2-T、S3-T、S4-T、S5-T及多个并联共振器P1-T、P2-T、P3-T、P4-T。所述串联共振器S1-T、S2-T、S3-T、S4-T、S5-T与所述并联共振器P1-T、P2-T、P3-T、P4-T和所述布线图案54电性连接。在所述发送用凸块焊垫Tx与所述天线用凸块焊垫Ant间的布线图案54的线路中,所述串联共振器S1-T、S2-T、S3-T、S4-T、S5-T以前述顺序相对所述发送用凸块焊垫Tx由近至远地配置。在所述发送用凸块焊垫Tx与所述天线用凸块焊垫Ant间的布线图案54的线路中,所述并联共振器P1-T、P2-T、P3-T、P4-T以前述顺序相对所述发送用凸块焊垫Tx由近至远地配置。所述串联共振器S1-T、S2-T、S3-T、S4-T、S5-T与所述并联共振器P1-T、P2-T、P3-T、P4-T作为多个发送侧共振器并具有发送滤波器23的功能。
所述发送侧共振器中的至少一个形成于所述第2压电性元件20b。所述发送侧共振器中的至少一个具有所述发送滤波器23的通带中的高频侧的频率特性。在图2中,在接近所述天线用凸块焊垫Ant的一侧,所述串联共振器S3-T、S4-T、S5-T及所述并联共振器P3-T、P4-T形成于所述第2压电性元件20b。
在所述弹性波装置芯片5中,所述天线用凸块焊垫Ant作为所述接收滤波器22的输入部。所述天线用凸块焊垫Ant作为发送滤波器23的输出部。所述接收用凸块焊垫Rx作为所述接收滤波器22的输出部。所述发送用凸块焊垫Tx作为所述发送滤波器23的输入部。7个所述接地凸块焊垫GND作为所述接收滤波器22与所述发送滤波器23的接地部。
一旦将电信号输入所述天线用凸块焊垫Ant,只有预期的频带中的电信号会完全通过所述串联共振器S1-R、S2-R、S3-R、S4-R与所述并联共振器P1-R、P2-R、P3-R、P4-R。因此,预期的频带中的电信号会从所述接收用凸块焊垫Rx输出。
一旦将电信号输入所述发送用凸块焊垫Tx,只有预期的频带中的电信号会完全通过所述串联共振器S1-T、S2-T、S3-T、S4-T、S5-T与所述并联共振器P1-T、P2-T、P3-T、P4-T。因此,预期的频带中的电信号会从所述天线用凸块焊垫Ant输出。
接着,借由图3说明所述弹性波装置芯片5的制造方法。
图3是说明所述第1实施例中所述弹性波装置芯片5的制造方法的示意图。
所述弹性波装置芯片5经过第1压电性元件形成步骤、第2压电性元件形成步骤、固定步骤,及研磨步骤而被制造。
在所述第1压电性元件形成步骤中,借由将第1晶圆切成条状(图未示)而形成多个所述第1压电性元件20a。在所述第2压电性元件形成步骤中,借由将第2晶圆切成条状(图未示)而形成多个所述第2压电性元件20b。
接着,进行所述固定步骤。在所述固定步骤中,如图3所示,所述第1压电性元件20a与所述第2压电性元件20b借由所述固定元件20c相互交替地被固定,而形成重构晶圆W1。
接着,进行研磨步骤。在所述研磨步骤中,针对所述重构晶圆W1的主面进行化学机械研磨。因此,所述重构晶圆W1的主面形成平滑的表面。
虽然图中未示出,接着所述布线图案54与多个所述弹性波元件52形成于所述重构晶圆W1的主面。接着,所述重构晶圆W1被切断,而获得与图2相同的弹性波装置芯片5。
接着,借由图4说明所述弹性波元件52的示例。
图4是所述第1实施例中所述弹性波装置芯片5的弹性波元件52的示意图。
如图4所示,IDT(Interdigital Transducer)52a与一对反射器52b形成于所述压电基板20的主面。所述反射器52b的其中一个邻近所述IDT 52a的其中一侧。所述反射器52b的另外一个邻近所述IDT 52a的另外一侧。所述IDT 52a与所述反射器52b以能激发弹性表面波的方式被设置。
例如,所述IDT 52a及所述反射器52b由铝和铜的合金形成。例如,所述IDT 52a及所述反射器52b由钛、钯、银等适合的金属或其合金形成。例如,所述IDT 52a与所述反射器52b也可以是由多个金属层层叠而成的多层金属构造。例如,所述IDT 52a与所述反射器52b的厚度为150nm~400nm。
所述IDT 52a具有一对梳状电极52c。所述梳状电极52c彼此相对。所述梳状电极52c各自具有数个电极指52d与汇流条52e。所述电极指52d沿纵向延伸。所述汇流条52e连接所述电极指52d。
接着,借由图5说明压电基板20的切割角度。
图5是说明所述第1实施例中所述弹性波装置芯片5的压电基板20的切割角度的示意图。
在图5中,所述IDT 52a沿X轴的+方向激发弹性表面波。上表面的法线方向是以X轴为中心从Y轴往Z轴旋转θ角度的方向。所述压电基板20称为θ°Y轴切割X轴传播基板。前述角度θ为切割角度。
接着,借由图6说明压电基板20的切割角度与频率特性的关系。
图6是说明所述第1实施例中所述弹性波装置芯片5的压电基板20的切割角度与频率特性关系的示意图。
在图6中,横轴为频率。纵轴为通过量。虚线A显示以钽酸锂形成的42°Y轴切割X轴传播基板的频率特性。实线B显示以钽酸锂形成的48°Y轴切割X轴传播基板的频率特性。
如图6所示,在所述虚线A中,滤波器的特性在插入损失较小的区域中,是较宽的带域且具有较差的方形。相对地,在所述实线B中,滤波器的特性在插入损失较小的区域中,是较窄的带域却具有较佳的方形。
接着,借由图7至图10说明所述弹性波装置芯片5的第1实施例的频率特性。
图7至图10是所述第1实施例中所述弹性波装置芯片5的第1例的频率特性与比较例的模拟结果示意图。
图7是弹性波装置芯片5的接收滤波器22的频率特性与发送滤波器23的频率特性的整体示意图。图8是弹性波装置芯片5的发送滤波器23的频率特性的整体示意图。图9是针对图7缩小横轴范围并大幅缩小纵轴范围的图。图10是针对图8大幅缩小横轴范围的图。
在图7至图10中,虚线C是图2的结构中以钽酸锂形成的42°Y轴切割X轴传播基板制作整体的压电基板20的比较例的频率特性。实线D是图2的结构的频率特性。
如图7与图9所示,虚线C与实线D中,所述接收滤波器22的频率特性几乎相同。
如图8和图10所示,所述虚线C和所述实线D在高频侧中,到衰减量为-1.0dB的区域中,所述发送滤波器23的频率特性几乎相同。另一方面,在衰减量为-43.0dB的区域中,所述实线D只比所述虚线C陡峭约3MHz。
接着,借由图11至图13,说明所述弹性波装置芯片5的第2例的频率特性。图11至图13说明所述第1实施例中所述弹性波装置芯片5的第2例与比较例的频率特性的模拟结果示意图。
图11是弹性波装置芯片5的发送滤波器23的频率特性的整体示意图。图12是针对图11缩小横轴范围并大幅缩小纵轴范围的图。图13是针对图11大幅缩小横轴范围的图。
在图11至图13中,虚线E是图2的结构中以钽酸锂形成的42°Y轴切割X轴传播基板制作整体的压电基板20的比较例的频率特性。实线F是图2的结构中改变所述发送滤波器23的串联共振器的机电耦合系数k2的频率特性,并调整成插入损失的带域几乎相同的情况下的频率特性。
如图11和图13所示,在虚线E和实线F中,衰减量从-2.5dB到-43.0dB的过渡频率几乎相同。
如图11所示,所述第2例比所述第1例更能抑制高频侧的衰减区域中的寄生谐振(Spurious)。
根据所述第1实施例,所述压电基板20可形成特性相异的所述第1压电性元件20a与第2压电性元件20b。因此,不需要多个压电基板20,而能获得广带域中陡峭的滤波器特性,并能达成所述弹性波装置芯片5的小型化。例如,能针对必须在广带域中有陡峭滤波器特性的频带28,达成所述弹性波装置芯片5的小型化。
并且,所述第1压电性元件20a具有第1角度的切割角度。所述第2压电性元件20b具有第2角度的切割角度。具体而言,所述第1角度大于或等于36度且小于或等于42度。所述第2角度大于或等于43度且小于或等于56度。因此,能确实改善所述弹性波装置芯片5的滤波器特性。
并且,所述发送侧共振器中的至少一个形成于所述第2压电性元件20b。所述发送侧共振器具有发送滤波器23的通带中高频侧的频率特性。因此,能获得高频侧的区域中陡峭的滤波器特性。
并且,作为所述梯形滤波器的一部分,也可以在所述第1压电性元件20a形成所述串联共振器。作为所述梯形滤波器的另一部分,也可以在所述第2压电性元件20b形成所述并联共振器。在这种情况下,能获得广带域中陡峭的滤波器特性,并能达成所述弹性波装置芯片5的小型化。
并且,所述第2压电性元件20b也可以由铌酸锂形成。在这种情况下,也能获得广带域中陡峭的滤波器特性,并能达成所述弹性波装置芯片5的小型化。
并且,所述固定元件20c被设置在所述第1压电性元件20a与所述第2压电性元件20b间。因此,能牢固地固定所述第1压电性元件20a与所述第2压电性元件20b。
并且,所述第1压电性元件20a、所述第2压电性元件20b,及所述固定元件20c作为所述压电基板20的主面形成平滑的表面。因此,所述布线图案54与所述弹性波元件52能容易地形成于所述压电基板20。
并且,所述支撑基板21以蓝宝石、硅、氧化铝、尖晶石、水晶或玻璃制成。所述支撑基板21接合于所述压电基板20。因此,能提升所述弹性波装置芯片5的散热性。
(第2实施例)
图14是说明第2实施例中所述弹性波装置芯片5的制造方法的示意图。应当理解的是,与所述第1实施例相同或相当的部分使用相同的标记。所述相同或相当的部分将会省略说明。
如图14所示,所述弹性波装置芯片5经过接合步骤、减薄步骤、第1图形化步骤、第2图形化步骤、去除步骤,及化学机械研磨步骤而被制作。
在前处理步骤中,分别形成第1晶圆30a与第2晶圆30b。所述第1晶圆30a与第2晶圆30b的特性相异。所述第1晶圆30a的特性与所述第1实施例中所述第1压电性元件20a的特性相同。所述第2晶圆30b的特性与所述第1实施例中所述第2压电性元件20b的特性相同。
例如,所述第1晶圆30a由钽酸锂形成。例如,所述第1晶圆30a的切割角度为43度。例如,所述第2晶圆30b由钽酸锂形成。例如,所述第2晶圆30b的切割角度为46度。
接着,进行所述接合步骤。在所述接合步骤中,所述第1晶圆30a的表面和所述第2晶圆30b的背面直接接合而形成复合晶圆W2。接着,进行减薄步骤。在所述减薄步骤中,针对所述第2晶圆30b的表面进行研磨与化学机械研磨。因此,所述第2晶圆30b能被减薄。
接着,进行所述第1图形化步骤。在所述第1图形化步骤中,光刻胶PR被图形化。接着,进行所述第2图形化步骤。在所述第2图形化步骤中,借由干法蚀刻所述第2晶圆30b表面的露出部被去除,而让所述第1晶圆30a表面的一部分露出。因此,所述第2晶圆30b的残留部分从所述第1晶圆30a的表面突出。此时,在所述第2晶圆30b的残留部分中形成倾斜部L。所述倾斜部L从所述第2晶圆30b的残留部分的中央侧远离,并往所述第1晶圆30a的表面接近。
接着,进行所述去除步骤。在所述去除步骤中,所述光刻胶PR被去除。接着,进行化学机械研磨步骤。在所述化学机械研磨步骤中,针对所述第1晶圆30a的表面与所述第2晶圆30b的表面进行化学机械研磨。因此,能让所述复合晶圆W2的主面变平滑。
虽然图中未示出,接着所述布线图案54与所述弹性波元件52形成于所述复合晶圆W2的主面。此时,所述布线图案54的厚度比所述第2晶圆30b的厚度厚。接着,所述复合晶圆W2被切断而获得与所述第1实施例的图2同样的弹性波装置芯片5。
虽然图中未示出,在所述第2实施例的弹性波装置芯片5中,所述第2压电性元件20b形成于所述第1压电性元件20a上。所述第2压电性元件20b形成所述第2区域以突出于所述第1区域。所述布线图案54的厚度比所述第2压电性元件20b的厚度厚。在所述压电基板20的第1区域与所述第2区域的边界,所述第2压电性元件20b的倾斜部L从所述第2区域的中央侧远离,并往所述第1区域接近。
根据所述第2实施例,所述第2压电性元件20b形成于所述第1压电性元件20a。具体而言,所述第2压电性元件20b形成所述第2区域并突出于所述第1区域。因此,不需要所述第1实施例中的固定元件20c,而能获得广带域中陡峭的滤波器特性,并能达成所述弹性波装置芯片5的小型化。
并且,所述布线图案54的厚度比所述第2压电性元件20b的厚度厚。因此,即使在所述第1压电性元件20a与所述第2压电性元件20b的边界,也能容易地形成布线图案54。
并且,在所述第2压电性元件20b中,所述倾斜部L位于所述压电基板20的所述第1区域与所述第2区域的边界,并且从所述第2区域的中央侧远离而往所述第1区域接近。因此,在所述压电基板20的第1区域与所述第2区域的边界,能抑制所述布线图案54的剥离。
并且,所述弹性波装置芯片5毋需所述第1实施例中的所述固定元件20c就能被制造。因此,能更容易地制造所述弹性波装置芯片5。
并且,在所述第2图形化步骤后,经过所述去除步骤后进行化学机械研磨步骤。因此,相对于所述第1压电性元件20a与所述第2压电性元件20b更容易形成所述布线图案54。
并且,从所述复合晶圆W2获得所述弹性波装置芯片5时,所述布线图案54与所述弹性波元件52形成于所述复合晶圆W2的主面后,可以切断所述第1晶圆30a中没有所述第2晶圆30b的残留部分的区域。在这种情况下,可以减轻切断所述复合晶圆W2时的负荷。
(第3实施例)
图15是说明第3实施例中所述弹性波装置芯片的制造方法的示意图。应当理解的是,与所述第1实施例和所述第2实施例相同或相当的部分使用相同的标记。所述相同或相当的部分将会省略说明。
如图15所示,所述接合步骤包含中间层形成步骤。在所述中间层形成步骤中,所述第1晶圆30a与所述第2晶圆30b间形成中间层31。例如,所述中间层31以硅形成。例如,在所述接合步骤中,一开始所述中间层31的背面与所述第1晶圆30a的表面直接接合。接着,所述第2晶圆30b的背面与所述中间层31的表面直接接合。
所述第2图形化步骤包含中间层去除步骤。在所述中间层去除步骤中,通过化学蚀刻法,没有所述第2晶圆30b的残留部分的区域的所述中间层31被去除。此时,所述中间层31被去除但不形成底切(Undercut)。
根据所述第3实施例,所述接合步骤包含所述中间层形成步骤。因此,能抑制干法蚀刻时所述第1晶圆30a的损伤。
并且,所述第2图形化步骤包含所述中间层去除步骤。因此,能抑制干法蚀刻时所述第1晶圆30a的损伤,而能获得以所述第1压电性元件20a与所述第2压电性元件20b形成所述主面的所述压电基板20。
(第4实施例)
图16是说明第4实施例中所述弹性波装置芯片5的制造方法的示意图。应当理解的是,与所述第1实施例和所述第2实施例相同或相当的部分使用相同的标记。所述相同或相当的部分将会省略说明。
如图16所示,所述弹性波装置芯片5经过凹凸图案形成步骤、接合步骤,及研磨步骤而被制造。
所述凹凸图案形成步骤包含涂布步骤、第1图形化步骤、第2图形化步骤,及去除步骤。
在所述涂布步骤中,光刻胶PR被涂布于所述第2晶圆30b的背面。接着,在所述第1图形化步骤中,所述光刻胶PR被图形化。接着,在所述第2图形化步骤中,通过干法蚀刻,所述第2晶圆30b背面的露出部被移除至预期的深度。接着,在所述去除步骤中,所述光刻胶PR被去除。因此,在所述第2晶圆30b的背面露出凹凸图案。
接着,进行接合步骤。在所述接合步骤中,所述第1晶圆30a的表面与所述第2晶圆30b的背面的凹凸图案的凸部的端面直接接合,而形成复合晶圆W3。
接着,进行研磨步骤。在所述研磨步骤中,所述第2晶圆30b被研磨直到背面侧的凹凸图案的凸部以外的部分被去除。具体而言,针对所述第2晶圆30b可以采用研磨与化学机械研磨。此时,在所述第2晶圆30b的残留部分中,形成与所述第2实施例相同的倾斜部L。
根据所述第4实施例,不经过所述第1实施例中需要所述固定元件20c的步骤而被制造。因此,能容易地制造所述弹性波装置芯片5。
并且,从所述第1实施例至所述第4实施例的弹性波装置芯片5,所述第1角度与所述第2角度可以被适当地设计,以获得预期的滤波器特性。例如,所述第1角度大于或等于43度且小于或等于56度,所述第2角度大于或等于36度且小于或等于42度。在这种情况下,不需要多个压电基板20,而能获得广带域中陡峭的滤波器特性,并能达成所述弹性波装置芯片5的小型化。
(第5实施例)
图17是说明第5实施例中所述弹性波装置芯片5的制造方法的示意图。应当理解的是,与所述第1实施例和所述第2实施例相同或相当的部分使用相同的标记。所述类似或相同的部分将会省略说明。
如图17所示,所述弹性波装置芯片5经过凹凸图案形成步骤、去除步骤、成膜步骤,及研磨步骤而被制造。
所述凹凸图案形成步骤包括第1图形化步骤及第2图形化步骤。在第1图形化步骤中,光刻胶PR在所述第1晶圆30a的表面被图形化。接着,在第2图形化步骤中,通过干法蚀刻,所述第1晶圆30a表面的露出部被去除至预期的深度。因此,凹凸图案形成于所述第1晶圆30a的表面。接着,在洗净步骤中,洗净所述凹凸图案的凹部的底部。
接着,进行所述去除步骤。在所述去除步骤中,所述光刻胶PR被去除。
接着,进行所述成膜步骤。在所述成膜步骤中,所述第2压电性元件20b以脉冲激光沉积法在所述第1晶圆30a的表面侧形成薄膜。所述第2压电性元件20b的压电特性和所述第1晶圆30a的压电特性不同。因此,形成复合晶圆W4。
接着,进行所述研磨步骤。在所述研磨步骤中,针对所述复合晶圆W4从所述第2压电性元件20b侧进行化学机械研磨。因此,使所述第1晶圆30a的凹凸图案的凸部露出。此时,在所述凹凸图案的凹部中残留所述第2压电性元件20b。
虽然图中未示出,接着,所述布线图案54与所述弹性波元件52形成于所述复合晶圆W4的主面。此时,形成作为弹性波元件52的体压电元件。接着,切断所述复合晶圆W4,而获得所述弹性波装置芯片5。此时,切断所述第1晶圆30a中所述第2压电性元件20b未形成薄膜的区域。
虽然图中未示出,在所述第5实施例的弹性波装置芯片5中,所述第1压电性元件20a以所述凹凸图案的凸部的端面形成所述压电基板20的主面的第1区域。所述第2压电性元件20b借由填满所述第1压电性元件20a的凹部,而形成所述压电基板20的主面的第2区域。
根据所述第5实施例,所述第1压电性元件20a以所述凹凸图案的凸部的端面形成所述压电基板20的主面的第1区域。所述第2压电性元件20b借由填满所述第1压电性元件20a的凹部,而形成所述压电基板20的主面的第2区域。因此,不需要所述第1实施例中的固定元件20c,而能获得广带域中陡峭的滤波器特性,并能达成所述弹性波装置芯片5的小型化。
并且,所述第1晶圆30a的厚度与所述凹凸图案的凹部的深度,可以设计成在所述研磨步骤后借由所述凹凸图案的凸部的露出部与所述凹凸图案的凹部中的所述第2压电性元件20b的残留部,能获得预期的频率特性。此时也可以借由所述设计形成所述第1晶圆30a。若以所述第1晶圆30a的设定值为目标形成所述凹凸图案的话,所述复合晶圆W4就能更确实地获得预期的频率特性。
并且,若所述第2压电性元件20b的压电特性和所述第1晶圆30a的压电特性不同,所述第1晶圆30a与所述第2压电性元件20b可以用同样的材料形成。例如,可以用钽酸锂、铌酸锂、水晶,及氮化铝中的任一种形成所述第1晶圆30a与所述第2压电性元件20b。
并且,在所述第2图形化步骤中,也可以通过喷击(Blast)进一步地去除所述第1晶圆30a的表面的露出部至预期的深度。在这种情况下,可以不用顾虑因蚀刻产生的物质再次附着于所述凹凸图案的凹部的开口附近,而能形成所述凹凸图案。
(第6实施例)
图18是说明第6实施例中所述弹性波装置芯片5的制造方法的示意图。应当理解的是,与所述第5实施例相同或相当的部分使用相同的标记。所述相同或相当的部分将会省略说明。
如图18所示,所述弹性波装置芯片5经过凹凸图案形成步骤、中间层形成步骤、去除步骤、成膜步骤,及研磨步骤而被制造。
所述凹凸图案形成步骤与所述第5实施例的凹凸图案形成步骤相同。
接着,进行所述中间层形成步骤。在所述中间层形成步骤中,中间层40在所述第1晶圆30a的表面侧形成薄膜。此时,所述中间层40以六方晶系元素为主要成分形成薄膜。例如,所述中间层40以钛、钴等作为主要成分形成薄膜。接着,进行所述去除步骤。在所述去除步骤中,去除所述光刻胶PR。
接着,进行所述成膜步骤。所述成膜步骤与所述第5实施例的成膜步骤相同。接着,进行所述研磨步骤。所述研磨步骤与所述第5实施例的研磨步骤相同。
虽然图中未示出,接着,与所述第5实施例同样地,形成所述布线图案54与弹性波元件52。接着,与所述第5实施例相同地,所述复合晶圆W4被切断。
虽然图中未示出,在所述第6实施例的弹性波装置芯片5中,所述中间层40设置在所述第1压电性元件20a的凹凸图案的凹部中且位于所述第1压电性元件20a与所述第2压电性元件20b间。
根据所述第6实施例,所述中间层40设置在所述凹凸图案的凹部中的所述第1压电性元件20a与所述第2压电性元件20b间。所述中间层40以六方晶系元素为主要成分。因此,所述第2压电性元件20b形成于所述第1晶圆30a的时候,所述第2压电性元件20b可以获得良好的配向性。
(第7实施例)
图19是说明第7实施例中包含安装有所述弹性波装置芯片的弹性波装置1的模块的剖面图。应当理解的是,与所述第1实施例相同或相当的部分使用相同的标记。所述相同或相当的部分将会省略说明。
在图19中,模块100包含布线基板130、集成电路组件IC、弹性波装置1、电感器111及密封部117。
所述布线基板130与所述第1实施例中的布线基板3相同。
所述集成电路组件IC安装于所述布线基板130。所述集成电路组件IC包括开关电路与低噪声放大器。
所述弹性波装置1安装在所述布线基板130的主面。
所述电感器111安装在所述布线基板130的主面。所述电感器111是为了阻抗匹配而安装。例如,所述电感器111为集成无源组件(Integrated Passive Device,IPD)。
所述密封部117将包括所述弹性波装置1在内的多个电子组件密封。
根据所述第7实施例,所述模块100包含所述弹性波装置1。因此,能达成所述模块100的小型化。
虽然以上描述了至少一个实施态样,应当理解的是,本领域技术人员能容易想到进行各种变化、修正或改进。上述变化、修正或改进也属于本公开的一部分,并且,属于本公开的范围。
应当理解的是,这里所描述的方法或装置的实施态样,不仅限于以上说明所记载或附图所示例的构成组件的架构和排列。方法和装置能以其他实施态样安装,或以其他实施态样施行。
所述实施例仅用于说明,并没有限定的意思。
本公开所使用的描述或用词仅是为了说明,并没有限定的必要。这里的“包括”、“具备”、“具有”、“包含”及其变化的使用,具有包括之后列举的项目、其等同物和附加项目的意思。
“或(或者)”的用词,或任何使用“或(或者)”描述的用语,可解释为所述描述用语中的其中一个、大于一个,或全部的意思。
前、后、左、右、顶、底、上、下,及水平、垂直的引用都是为了方便描述,并非限定本发明中任一构成组件的位置与空间配置。因此,上述说明与附图只是示例性的。
Claims (18)
1.一种弹性波装置芯片,包含压电基板、形成于所述压电基板的主面的布线图案,及形成于所述压电基板的主面并电连接于所述布线图案的多个共振器,其特征在于:所述压电基板包括:
第1压电性元件,形成所述主面的第1区域;及
第2压电性元件,具有与所述第1压电性元件的特性相异的特性,设置于所述第一压电性元件上,并形成所述主面中不同于所述第1区域的第2区域。
2.根据权利要求1所述的弹性波装置芯片,其特征在于:所述第2压电性元件形成所述第2区域以突出于所述第1区域。
3.根据权利要求1所述的弹性波装置芯片,其特征在于:所述布线图案的厚度比所述第2压电性元件的厚度还厚。
4.根据权利要求1所述的弹性波装置芯片,其特征在于:在所述第1区域与所述第2区域的边界,所述第2压电性元件具有从所述第2区域的中央侧远离,并往所述第1区域接近的倾斜部。
5.根据权利要求1所述的弹性波装置芯片,其特征在于:所述第1压电性元件与所述第2压电性元件间设有中间层。
6.根据权利要求1所述的弹性波装置芯片,其特征在于:所述第1压电性元件的切割角度为第1角度,所述第2压电性元件的切割角度是与所述第1角度不同的第2角度。
7.根据权利要求6所述的弹性波装置芯片,其特征在于:所述第1角度大于或等于36度且小于或等于42度,所述第2角度大于或等于43度且小于或等于56度。
8.根据权利要求6所述的弹性波装置芯片,其特征在于:所述第1角度大于或等于43度且小于或等于56度,所述第2角度大于或等于36度且小于或等于42度。
9.根据权利要求1所述的弹性波装置芯片,其特征在于:所述共振器包括具有接收滤波器功能的接收侧共振器,及具有发送滤波器功能的发送侧共振器,所述发送侧共振器中的至少一个形成于所述第2压电性元件,且具有发送滤波器的通带中高频侧的频率特性。
10.根据权利要求1所述的弹性波装置芯片,其特征在于:所述共振器包括作为梯形滤波器的一部分且形成于所述第1压电性元件的多个串联共振器,与作为梯形滤波器的另一部分且形成于所述第2压电性元件的多个并联共振器。
11.根据权利要求1所述的弹性波装置芯片,其特征在于:所述弹性波装置芯片还包含由蓝宝石、硅、氧化铝、尖晶石、水晶或玻璃形成且接合于所述压电基板的支撑基板。
12.一种弹性波装置,其特征在于:所述弹性波装置包含:根据权利要求1至11中任一项所述的弹性波装置芯片,及电性连接于所述弹性波装置芯片的布线基板。
13.一种模块,其特征在于:所述模块包含:根据权利要求1至11中任一项所述的弹性波装置芯片,或根据权利要求12所述的弹性波装置。
14.一种弹性波装置芯片的制造方法,其特征在于:所述弹性波装置芯片的制造方法包含:
接合步骤:接合特性相异的第1晶圆与第2晶圆;
减薄步骤:在所述接合步骤后,减薄所述第2晶圆;及
图形化步骤:在所述减薄步骤后,图形化所述第2晶圆,而让所述第1晶圆的一部分露出。
15.根据权利要求14所述的弹性波装置芯片的制造方法,其特征在于:所述弹性波装置芯片的制造方法还包含:
化学机械研磨步骤:在所述图形化步骤后,针对所述第1晶圆的表面与所述第2晶圆的表面进行化学机械研磨。
16.根据权利要求14所述的弹性波装置芯片的制造方法,其特征在于:所述弹性波装置芯片的制造方法还包含:
切断步骤:在所述图形化步骤后,切断所述第1晶圆中没有所述第2晶圆的残留部分的区域。
17.根据权利要求14所述的弹性波装置芯片的制造方法,其特征在于:所述接合步骤包括中间层形成步骤,在所述中间层形成步骤中,在所述第1晶圆与所述第2晶圆间形成中间层;所述图形化步骤包括中间层去除步骤,在所述中间层去除步骤中,将没有所述第2晶圆的残留部分的区域的所述中间层去除。
18.一种弹性波装置芯片的制造方法,其特征在于:所述弹性波装置芯片的制造方法包含:
凹凸图案形成步骤:准备特性相异的第1晶圆与第2晶圆,在所述第2晶圆的背面形成凹凸图案;
接合步骤:在所述凹凸图案形成步骤后,接合所述第1晶圆的表面与所述第2晶圆的背面的凹凸图案的凸部的端面;及
研磨步骤:在所述接合步骤后,研磨所述第2晶圆的背面侧,直到所述凹凸图案的凸部以外的部分被去除。
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