CN116054775B - 一种声波器件的制备方法及声波器件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种声波器件及其制备方法。声波器件包括衬底晶圆；压电晶圆，位于衬底晶圆一侧；金属电极，位于压电晶圆远离衬底晶圆一侧，金属电极与压电晶圆接触；衬底晶圆设置有第一开口结构，沿第一方向，第一开口结构贯穿衬底晶圆；压电晶圆靠近衬底晶圆一侧设置有第二开口结构，沿第一方向，第二开口结构的厚度小于压电晶圆的厚度，且第二开口结构的投影与第一开口结构的投影至少部分交叠；第一方向为沿衬底晶圆指向压电晶圆的方向。利用衬底晶圆和压电晶圆经刻蚀工艺形成开口结构,保证声波器件实现较高频率和较大带宽，同时降低声波器件的制作成本。
Description
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种声波器件的制备方法及声波器件。
背景技术
随着无线通讯的迅猛发展，从1G到5G,频段越来越高，带宽越来越大，因此，5G移动通信技术及未来移动通信技术需要高频、大带宽滤波器，然而，已在移动终端中被广泛应用的传统声表面波（SAW）滤波器和体声波（BAW）滤波器难以实现高频和大带宽，因此，许多研究者投身新型声学滤波器的研究和开发以满足新时代移动通信的需求。
横向激发体声波器件（XBAR）等新技术在近几年受到了广泛的关注，通过特殊的器件结构实现高频声波的激励，从而实现更高的频率和更大的带宽。但是在制备过程中存在很大的工艺难度和较高的制作成本。在优化器件设计中，在不牺牲器件性能的前提下，实现制备成本的大幅降低，必将极大地推动新时代移动通信的发展。
发明内容
本发明提供一种声波器件的制备方法及声波器件，保证声波器件实现较高频率和较大带宽，同时降低声波器件的制作成本。
第一方面，根据本发明的提供了一种声波器件，所述声波器件包括：
衬底晶圆；
压电晶圆，位于所述衬底晶圆一侧；
金属电极，位于所述压电晶圆远离所述衬底晶圆一侧，所述金属电极与所述压电晶圆接触；
所述衬底晶圆设置有第一开口结构，沿第一方向，所述第一开口结构贯穿所述衬底晶圆；
所述压电晶圆靠近所述衬底晶圆一侧设置有第二开口结构，沿所述第一方向，所述第二开口结构的厚度小于所述压电晶圆的厚度，且所述第二开口结构的投影与所述第一开口结构的投影至少部分交叠；
所述第一方向为沿所述衬底晶圆指向所述压电晶圆的方向。
可选的，所述声波器件还包括：至少一层功能层，所述功能层位于所述衬底晶圆与所述压电晶圆之间且分别与所述衬底晶圆和所述压电晶圆接触，所述功能层设置有第三开口结构，沿所述第一方向，所述第三开口结构贯穿所述功能层，所述第三开口结构的投影分别与所述第一开口结构的投影和所述第二开口结构的投影至少部分交叠。
可选的，所述压电晶圆的厚度范围为1μm-1000μm；与所述第二开口投影交叠的部分所述压电晶圆的厚度为100nm-5μm。
可选的，所述金属电极包括叉指结构、汇流条和电极焊盘；所述叉指结构与所述汇流条电连接，所述汇流条与所述电极焊盘电连接；
沿所述第一方向，所述叉指结构的投影分别与所述第一开口结构的投影和所述第二开口结构的投影交叠。
第二方面，本发明实施例提供了一种声波器件的制备方法，用于制备第一方面中任一项所述的声波器件，所述制备方法包括：
提供衬底晶圆和压电晶圆；
所述衬底晶圆和所述压电晶圆进行对位键合；
对所述衬底晶圆沿第一方向进行刻蚀处理形成第一开口结构，所述第一开口结构贯穿所述衬底晶圆；
对所述压电晶圆沿第一方向进行刻蚀处理形成第二开口结构，所述第二开口结构位于所述压电晶圆内,沿所述第一方向，所述第二开口结构的厚度小于所述压电晶圆的厚度，且所述第二开口结构的投影与所述第一开口结构的投影至少部分交叠；
在所述压电晶圆远离所述衬底晶圆一侧制备金属电极层，对所述金属电极进行图案化处理，形成金属电极，以获得声波器件；
其中，所述第一方向为沿所述衬底晶圆指向所述压电晶圆的方向。
可选的，所述衬底晶圆和所述压电晶圆进行对位键合，包括：
对所述衬底晶圆的第一表面进行抛光处理；
对所述压电晶圆的第二表面进行抛光处理；
所述第一表面和所述第二表面进行对位键合。
可选的，所述衬底晶圆和所述压电晶圆进行对位键合之前，还包括：
在所述衬底晶圆一侧制备至少一层功能层，所述功能层与所述衬底晶圆直接接触；
对所述功能层远离所述衬底晶圆一侧的第三表面进行抛光处理；
所述衬底晶圆和所述压电晶圆进行对位键合，包括：
对所述压电晶圆的第二表面进行抛光处理；
所述第二表面和所述第三表面进行对位键合。
可选的，对所述压电晶圆沿第一方向进行刻蚀处理形成第二开口结构之前还包括：
对所述功能层沿所述第一方向进行刻蚀处理形成第三开口结构，所述第三开口结构贯穿所述功能层，沿所述第一方向，所述第三开口结构的投影分别与所述第一开口结构的投影和所述第二开口结构的投影至少部分交叠。
可选的，在所述压电晶圆远离所述衬底晶圆一侧制备金属电极层，对所述金属电极层进行图案化处理，形成金属电极，包括：
在所述压电晶圆远离所述衬底晶圆一侧进行光刻、镀金属电极层、剥离处理，形成金属电极，所述金属电极包括叉指结构、汇流条和电极焊盘，沿所述第一方向，所述叉指结构的投影分别与所述第一开口结构的投影和所述第二开口结构的投影交叠。
可选的，在所述压电晶圆远离所述衬底晶圆一侧进行光刻、镀金属电极层、剥离处理，形成金属电极，所述金属电极包括叉指结构、汇流条和电极焊盘之后，还包括：
在所述压电晶圆的金属电极一侧进行二次光刻、镀第一金属层、剥离处理，在所述汇流条和所述电极焊盘远离所述衬底晶圆一侧形成第一金属结构，所述第一金属结构分别与所述汇流条和所述电极焊盘贴合设置。
本发明实施例的技术方案，通过声波器件包括衬底晶圆；压电晶圆，位于衬底晶圆一侧；金属电极，位于压电晶圆远离衬底晶圆一侧，金属电极与压电晶圆接触；衬底晶圆设置有第一开口结构，沿第一方向，第一开口结构贯穿衬底晶圆；压电晶圆靠近衬底晶圆一侧设置有第二开口结构，沿第一方向，第二开口结构的厚度小于压电晶圆的厚度，且第二开口结构的投影与第一开口结构的投影至少部分交叠；第一方向为沿衬底晶圆指向压电晶圆的方向。利用衬底晶圆和压电晶圆经刻蚀工艺形成开口结构,保证声波器件实现较高频率和较大带宽，同时降低声波器件的制作成本。
应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种声波器件的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的另一种声波器件的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的另一种声波器件的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的一种声波器件的制备方法的流程示意图；
图5为本发明实施例提供的另一种声波器件的制备方法的流程示意图；
图6为本发明实施例提供的另一种声波器件的制备方法的流程示意图，
图7为本发明实施例提供的另一种声波器件的制备方法的流程示意图；
图8为本发明实施例提供的另一种声波器件的制备方法的流程示意图；
图9为本发明实施例提供的另一种声波器件的制备方法的流程示意图；
图10为本发明实施例提供的另一种声波器件的制备方法的流程示意图；
图11为本发明实施例提供的另一种声波器件的制备方法的流程示意图；
图12为本发明实施例提供的另一种声波器件的制备方法的流程示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
图1为本发明实施例提供的一种声波器件的结构示意图，图2为本发明实施例提供的另一种声波器件的结构示意图，如图1和图2所示，声波器件100包括：衬底晶圆101；压电晶圆102，位于衬底晶圆101一侧；金属电极103，位于压电晶圆102远离衬底晶圆101一侧金属电极103与压电晶圆102接触；衬底晶圆101设置有第一开口结构104，沿第一方向（如图中X方向），第一开口结构104贯穿衬底晶圆101；压电晶圆102靠近衬底晶圆101一侧设置有第二开口结构105，105沿第一方向X，第二开口结构105的厚度小于压电晶圆102的厚度，且第二开口结构105的投影与第一开口结构104的投影至少部分交叠；第一方向X为沿衬底晶圆101指向压电晶圆102的方向。
其中，声波器件100包括依次堆叠设置的衬底晶圆101、压电晶圆102和金属电极103，衬底晶圆101的材质可以为硅晶圆、碳化硅晶圆、蓝宝石晶圆、石英晶圆等。压电晶圆102的材质可以为钽酸锂、铌酸锂、氧化锌、氮化铝、石英、钛酸钡等。沿衬底晶圆101指向压电晶圆102的方向，衬底晶圆101设置有贯穿衬底晶圆101的第一开口结构104，压电晶圆102上设置有第二开口结构105，第二开口结构105并未贯穿压电晶圆102，沿第一方向X，第二开口结构105的厚度小于压电晶圆102的厚度，仅使得对应金属电极103中叉指结构的部分区域被刻蚀，对于直接键合的衬底晶圆101和压电晶圆102，第一开口结构104和第二开口结构105可以由一步刻蚀工艺刻蚀得到，且沿第一方向X，第二开口结构105的投影与第一开口结构104的投影至少部分交叠，降低制备工艺难度，同时简化压电晶圆102的减薄工艺。示例性的，如图1所示，第二开口结构105的投影落在第一开口结构104的投影范围内，或者如图2所示，第一开口结构104和第二开口结构105的投影可以完全重叠，使得第二开口结构105与金属电极103所在位置对应，保证压电晶圆102被刻蚀后的形状能够满足声波传播需求。本申请中的声波器件100结构可以避免现有技术中高频和较大带宽的声波器件100制备需要在异质晶圆上制备，异质晶圆的制备过程通常需要经过离子注入和晶圆键合，工艺复杂且制作成本高的问题。在不牺牲声波器件100器件性能的前提下，实现制备成本的大幅降低，保证声波器件100能够实现较高频率和较大带宽，满足使用需求。
本发明实施例通过声波器件100包括衬底晶圆101、压电晶圆102和金属电极103，金属电极103与压电晶圆102接触；衬底晶圆101设置有第一开口结构104，沿第一方向X，第一开口结构104贯穿衬底晶圆101；压电晶圆102靠近衬底晶圆101一侧设置有第二开口结构105，沿第一方向X，第二开口结构105的厚度小于压电晶圆102的厚度，且第二开口结构105的投影与第一开口结构104的投影至少部分交叠；第一方向X为沿衬底晶圆101指向压电晶圆102的方向。利用衬底晶圆101和压电晶圆102经刻蚀工艺形成开口结构,保证声波器件100实现较高频率和较大带宽，同时降低声波器件100的制作成本。
可选的，图3为本发明实施例提供的另一种声波器件的结构示意图，如图3所示，声波器件100还包括：至少一层功能层106，功能层106位于衬底晶圆101与压电晶圆102之间且分别与衬底晶圆101和压电晶圆102接触，功能层106设置有第三开口结构107，沿第一方向X，第三开口结构107贯穿功能层106，第三开口结构107的投影分别与第一开口结构104的投影和第二开口结构105的投影至少部分交叠。
其中，衬底晶圆101与压电晶圆102之间设置至少一层功能层106，图2中以设置一层功能层106为例进行展示，功能层106分别与衬底晶圆101和压电晶圆102接触，同时对于已经键合后的压电晶圆102、功能层106和衬底晶圆101进行刻蚀，依次形成位于衬底晶圆101的第一开口结构104、位于功能层106的第三开口结构107以及位于压电晶圆102的第二开口结构105，以使得声波器件100中存在空腔结构，压电晶圆102存在部分厚度较薄，满足声波传播条件，实现声波器件100的实现较高频率和较大带宽。
可选的，压电晶圆102的厚度范围为1μm-1000μm；沿第一方向X，与第二开口结构105投影交叠的部分压电晶圆102的厚度为100nm-5μm。
其中，其中，沿第一方向X，与第二开口结构105投影未交叠的部分压电晶圆102的厚度为1μm-1000μm，优选的，与第二开口结构105投影未交叠的部分压电晶圆102的厚度为20μm-250μm。通过合理设置第二开口结构105的厚度，使得与第二开口结构105投影未交叠的部分压电晶圆102的厚度，即第二开口结构105形成后，压电晶圆102的剩余厚度能够满足刚好等于所需声波传播的厚度，同时将对压电晶圆102的减薄工艺叠加至第二开口结构105的形成过程中，简化制备工艺难度，同时降低声波器件100的制作成本。
可选的，继续参考图1，金属电极103包括叉指结构1031、汇流条1032和电极焊盘1033；叉指结构与汇流条1032电连接，汇流条1032与电极焊盘1033电连接；沿第一方向X，叉指结构1031的投影分别与第一开口结构104的投影和第二开口结构105的投影交叠。
其中，金属电极103包括叉指结构1031、汇流条1032和电极焊盘1033；叉指结构1031与汇流条1032电连接，汇流条1032与电极焊盘1033电连接；叉指结构1031包括多个平行且间隔设置的叉指，叉指包括第一叉指和第二叉指，第一叉指与第二叉指交替设置，汇流条1032包括第一汇流条和第二汇流条，电极焊盘1033包括第一电极焊盘和第二电极焊盘，多个第一叉指同时连接同一第一汇流条，该第一汇流条连接第一电极焊盘；多个第二叉指同时连接同一第二汇流条，该第二汇流条连接第二电极焊盘，示例性的，第一叉指一测为输入端，第二叉指一测为输出端，输入端输入特定频率的射频信号，输入端在电信号的激励下发生声表面波，所激励的声表面波沿着压电晶圆102表面向输出端传播，输出端在接受声波振动信号后通过压电效应输出电信号。同时，沿第一方向X，叉指结构1031的投影分别与第一开口结构104的投影和第二开口结构105的投影交叠，叉指结构1031对应位置的压电晶圆102较薄，保证声波的传播效果，满足声波器件100实现较高频率和较大带宽。
图4为本发明实施例提供的一种声波器件的制备方法的流程示意图，图5为本发明实施例提供的另一种声波器件的制备方法的流程示意图，如图4和图5所示，用于制备上述实施例中任一项所述的声波器件，该制备方法包括：
S101，提供衬底晶圆和压电晶圆。
其中，衬底晶圆101的材质可以为硅晶圆、碳化硅晶圆、蓝宝石晶圆、石英晶圆等，具体衬底晶圆101材质的选择可以根据实际设计需求进行选择，本发明实施例不做具体限定。压电晶圆102的材质可以为钽酸锂、铌酸锂、氧化锌、氮化铝、石英、钛酸钡等，具体压电晶圆102材质的选择可以根据实际设计需求进行选择，本发明实施例不做具体限定。压电晶圆102的切向和声波传播方向任意，包括但不限于15°YX，42°YX，ZY。
S102，衬底晶圆和压电晶圆进行对位键合。
其中，将衬底晶圆101和压电晶圆102进行表面清洗，示例性的清洗过程可以为依次经过丙酮、酒精、去离子水、酒精超声清洗，然后用氮气枪吹干，以保证衬底晶圆101和压电晶圆102的表面干净，便于进行后续键合，具体清洗过程可以根据实际需要调整，本发明实施例不做具体限定。将分别清洗过测衬底晶圆101和压电晶圆102继续对位键合，键合工艺可以为等离子体活化键合、阳极键合、聚合物键合等，键合环境可以为真空环境或常压环境，键合温度可以大于或者等于室温，具体键合方式可以根据实际设计需求进行选择，本发明实施例对键合工艺不作具体限定。
S103，对衬底晶圆沿第一方向进行刻蚀处理形成第一开口结构，第一开口结构贯穿衬底晶圆。
其中，对于键合后的衬底晶圆101和压电晶圆102，对衬底晶圆101沿第一方向进行刻蚀处理，即在衬底晶圆101背离压电晶圆102一侧进行刻蚀，以形成第一开口结构104，第一开口结构104贯穿衬底晶圆101，第一开口结构104为通孔结构，第一开口结构104的形状可以为长方体、正方体、圆柱、圆台、棱台等形状，使得声波器件100中形成空腔结构，进而使得声波器件100实现高频和大带宽。
S104，对压电晶圆沿第一方向进行刻蚀处理形成第二开口结构，第二开口结构位于压电晶圆内，沿第一方向，第二开口结构的厚度小于压电晶圆的厚度，且第二开口结构的投影与第一开口结构的投影至少部分交叠。
其中，对衬底晶圆101刻蚀形成第一开口结构104后，对压电晶圆102靠近衬底晶圆101一侧进行刻蚀，该刻蚀步骤可以与衬底晶圆101刻蚀工艺一同制备，简化制备工艺的难度和成本。对压电晶圆102进行部分刻蚀，使其沿第一方向进行刻蚀处理形成第二开口结构105，沿第一方向，第二开口结构105的厚度小于压电晶圆102的厚度，且第二开口结构105的投影与第一开口结构104的投影至少部分交叠，第二开口结构105的投影可以与第一开口结构104的投影完全交叠，如图2所示，第一开口结构104和第二开口结构105组成的形状为长方体；或者如图1所示，第二开口结构105的投影落在第一开口结构104的投影范围内，第一开口结构104和第二开口结构105组成的形状为棱台状，进而保证声波器件100的制备效果。对于压电晶圆102的刻蚀时，刻蚀形成的第二开口结构105的刻蚀深度需要精准调控，以保证压电晶圆102剩余厚度能够刚好等于声波传播的厚度需求，进而保证声波器件100的使用效果。由于不同压电晶圆102材料之间的性能差异，刻蚀不同层时的工艺可能有所差异，可以根据实际设计需求进行选择，本发明对刻蚀技术和工艺不作限定。
S105，在压电晶圆远离衬底晶圆一侧制备金属电极层，对金属电极层进行图案化处理，形成金属电极，以获得声波器件；其中，第一方向为沿衬底晶圆指向压电晶圆的方向。
其中，在压电晶圆102远离衬底晶圆101一侧可以采用电子束蒸镀工艺蒸镀制备金属电极层200，金属电极103层的材质为Ti、Ni、Cr、Al、Cu、Pt、Ag、Au、Mo、W中的一种或多种，具体可以根据实际设计需求进行选择，本发明实施例不做具体限定，对金属电极103层进行图案化处理，形成金属电极103，以获得声波器件100；金属电极103层进行图案化处理的工艺可以包括表面清洗烘干、涂底、旋涂光刻胶、软烘、曝光、后烘、显影、硬烘等，或者采用剥离机及标准化剥离工艺将多余金属剥离得到完整的金属电极103，对于金属电极103的形状可以根据实际需求进行选择，进而对应调整工艺步骤，实现金属电极103的制备，进而满足声波器件100的制备。
本发明实施例通过将对压电晶圆的减薄工艺与在衬底晶圆和压电晶圆上形成开口结构相结合，形成满足声波传播的压电晶圆厚度，省去复杂的晶圆减薄或剥离工艺，降低制备工艺成本，实现声波器件的高频和大带宽的性能。
图6为本发明实施例提供的另一种声波器件的制备方法的流程示意图，如图6和图5所示，该制备方法包括：
S201，提供衬底晶圆和压电晶圆。
S202，对衬底晶圆的第一表面进行抛光处理。
S203，对压电晶圆的第二表面进行抛光处理。
其中，在衬底晶圆101和压电晶圆102键合前，需要对清洁后的衬底晶圆101和压电晶圆102进行抛光处理，抛光处理可以采用化学机械抛光（CMP）技术实现可以仅对需要键合的衬底晶圆101的第一表面和压电晶圆102的第二表面进行抛光处理，或者也可以对衬底晶圆101的两个表面和压电晶圆102的两个表面均进行抛光处理，进而实现平整度优化，保证后续衬底晶圆101和压电晶圆102的键合效果。
S204，第一表面和第二表面进行对位键合。
S205，对衬底晶圆沿第一方向进行刻蚀处理形成第一开口结构，第一开口结构贯穿衬底晶圆。
S206，对压电晶圆沿第一方向进行刻蚀处理形成第二开口结构，第二开口结构位于压电晶圆内,沿第一方向，第二开口结构的厚度小于压电晶圆的厚度，且第二开口结构的投影与第一开口结构的投影至少部分交叠。
S207，在压电晶圆远离衬底晶圆一侧制备金属电极层，对金属电极层进行图案化处理，形成金属电极，以获得声波器件；其中，所述第一方向为沿所述衬底晶圆指向所述压电晶圆的方向。
本发明实施例通过在衬底晶圆和压电晶圆键合前，对衬底晶圆和压电晶圆进行抛光处理，保证衬底晶圆和压电晶圆键合效果，进而实现形成的声波器件的高频和大带宽性能。
图7为本发明实施例提供的另一种声波器件的制备方法的流程示意图，图8为本发明实施例提供的另一种声波器件的制备方法的流程示意图，如图7和图8所示，该制备方法包括：
S301，提供衬底晶圆和压电晶圆。
S302，在衬底晶圆一侧制备至少一层功能层，功能层与衬底晶圆直接接触。
其中，在衬底晶圆一侧制备一层或多层功能层106，功能层106的材质可以为SiO2，BSG，Si3N4或AlN等，起到提高温度稳定性，保证声波器件的使用效果等作用。
S303，对功能层远离衬底晶圆一侧的第三表面进行抛光处理。
S304，对压电晶圆的第二表面进行抛光处理。
其中，在衬底晶圆101和压电晶圆102键合前，由于衬底晶圆101一侧设置有功能层106，需要对功能层106和压电晶圆102进行抛光处理，可以仅对需要键合的功能层106的第三表面和压电晶圆102的第二表面进行抛光处理，或者也可以对功能层106的第三表面、衬底晶圆101背离功能层106的表面和压电晶圆102的第二表面和压电晶圆102的两个表面均进行抛光处理，进而实现平整度优化，保证后续衬底晶圆101和压电晶圆102的键合效果。
S305，第二表面和第三表面进行对位键合。
S306，对衬底晶圆沿第一方向进行刻蚀处理形成第一开口结构，第一开口结构贯穿衬底晶圆。
S307，对压电晶圆沿第一方向进行刻蚀处理形成第二开口结构，第二开口结构位于压电晶圆内，沿第一方向，第二开口结构的厚度小于压电晶圆的厚度，且第二开口结构的投影与第一开口结构的投影至少部分交叠。
S308，在压电晶圆远离衬底晶圆一侧制备金属电极层，对金属电极层进行图案化处理，形成金属电极，以获得声波器件；其中，第一方向为沿衬底晶圆指向压电晶圆的方向。
本发明实施例通过在衬底晶圆和压电晶圆之间设置功能层，使得衬底晶圆和压电晶圆之间通过功能层进行连接，实现声波器件的高频和大带宽的性能。
图9为本发明实施例提供的另一种声波器件的制备方法的流程示意图，如图8和图9所示，该制备方法包括：
S401，提供衬底晶圆和压电晶圆。
S402，在衬底晶圆一侧制备至少一层功能层，功能层与衬底晶圆直接接触；
S403，对功能层远离衬底晶圆一侧的第三表面进行抛光处理；
S404，对压电晶圆的第二表面进行抛光处理；
S405，第二表面和第三表面进行对位键合。
S406，对衬底晶圆沿第一方向进行刻蚀处理形成第一开口结构，第一开口结构贯穿衬底晶圆。
S407，对功能层沿第一方向进行刻蚀处理形成第三开口结构，第三开口结构贯穿功能层，沿第一方向，第三开口结构的投影分别与第一开口结构的投影和第二开口结构的投影至少部分交叠。
其中，由于衬底晶圆101和压电晶圆102之间设置有至少一层功能层106，在刻蚀工程中，需要对功能层106进行刻蚀，形成第三开口结构107，第三开口结构107贯穿功能层106，第三开口结构107的投影分别与第一开口结构104的投影和第二开口结构105的投影至少部分交叠，示例性的，如图2所示，第一开口结构104、第二开口结构105和第三开口结构107组成的形状为长方体；或者如图1所示，第三开口结构107的投影落在第二开口结构105的投影范围内，第二开口结构105的投影落在第一开口结构104的投影范围内，第一开口结构104和第二开口结构105组成的形状为棱台状，进而保证声波器件100的制备效果。同时保证后续对功能层106远离衬底晶圆101一侧的压电晶圆102进行刻蚀，保证压电层中的声波传播。
S408，对压电晶圆沿第一方向进行刻蚀处理形成第二开口结构，第二开口结构位于压电晶圆内,沿第一方向，第二开口结构的厚度小于压电晶圆的厚度，且第二开口结构的投影与第一开口结构的投影至少部分交叠。
S409，在压电晶圆远离衬底晶圆一侧制备金属电极层，对金属电极层进行图案化处理，形成金属电极，以获得声波器件；其中，第一方向为沿衬底晶圆指向压电晶圆的方向。
本发明实施例通过在衬底晶圆和压电晶圆之间设置功能层，在功能层中设置贯穿功能层的第三开口结构，保证声波器件的制备效果，同时提高声波器件的温度稳定性，以及实现声波器件的高频和大带宽的性能。
图10为本发明实施例提供的另一种声波器件的制备方法的流程示意图，如图10和图5所示，用于制备上述实施例中任一项所述的声波器件，该制备方法包括：
S501，提供衬底晶圆和压电晶圆。
S502，衬底晶圆和压电晶圆进行对位键合。
S503，对衬底晶圆沿第一方向进行刻蚀处理形成第一开口结构，第一开口结构贯穿衬底晶圆。
S504，对压电晶圆沿第一方向进行刻蚀处理形成第二开口结构，第二开口结构位于压电晶圆内,沿第一方向，第二开口结构的厚度小于压电晶圆的厚度，且第二开口结构的投影与第一开口结构的投影至少部分交叠。
S505，在压电晶圆远离衬底晶圆一侧进行光刻、镀金属电极层、剥离处理，形成金属电极，金属电极包括叉指结构、汇流条和电极焊盘，沿第一方向，叉指结构的投影分别与第一开口结构的投影和第二开口结构的投影交叠，以获得声波器件；其中，第一方向为沿衬底晶圆指向压电晶圆的方向。
其中，在压电晶圆远离衬底晶圆一侧进行对压电晶圆进行光刻、然后在压电晶圆上镀金属电极层，对金属电极层进行剥离处理金属电极103包括叉指结构1031、汇流条1032和电极焊盘1033，沿第一方向，叉指结构1031的投影分别与第一开口结构104的投影和第二开口结构105的投影交叠。其中，叉指结构的线宽可以为100nm-100μm，叉指结构1031的相邻叉指的间距可以为100nm-100μm，叉指结构1031的声孔径可以为4μm-1000μm，叉指结构1031的厚度为5nm-5μm。同一叉指结构1031包括多个平行且间隔排布的叉指，多个叉指与同一汇流条1032电连接，同一汇流条1032与同一电极焊盘1033电连接，当加上高频电压时，相邻叉指间就有电位差，在压电晶圆102的表面和表面附近空间形成高频电场，在叉指结构下面的压电晶圆102内部也形成高频电场。在高频电场的作用下，使压电表面层内产生声表面波。
本发明实施例通过光刻、镀膜、剥离处理，形成叉指结构、汇流条和电极焊盘等金属电极，通过金属电极搭配压电晶圆、衬底晶圆，形成声波器件，同时搭配衬底晶圆的第一开口结构和压电晶圆的第二开口结构，实现声波器件的高频和大带宽的性能。
图11为本发明实施例提供的一种声波器件的制备方法的流程示意图，图12为本发明实施例提供的一种声波器件的制备方法的流程示意图，如图11和图12所示，用于制备上述实施例中任一项所述的声波器件，该制备方法包括：
S601，提供衬底晶圆和压电晶圆。
S602，衬底晶圆和压电晶圆进行对位键合。
S603，对衬底晶圆沿第一方向进行刻蚀处理形成第一开口结构，第一开口结构贯穿衬底晶圆。
S604，对压电晶圆沿第一方向进行刻蚀处理形成第二开口结构，第二开口结构位于压电晶圆内,沿第一方向，第二开口结构的厚度小于压电晶圆的厚度，且第二开口结构的投影与第一开口结构的投影至少部分交叠。
S605，在压电晶圆远离所述衬底晶圆一侧进行光刻、镀膜、剥离处理，形成金属电极，金属电极包括叉指结构、汇流条和电极焊盘，沿第一方向，叉指结构的投影分别与第一开口结构的投影和第二开口结构的投影交叠。
S606，在压电晶圆的金属电极一侧进行二次光刻、镀第一金属层、剥离处理，在汇流条和电极焊盘远离衬底晶圆一侧形成第一金属结构，第一金属结构分别与汇流条和电极焊盘贴合设置，以获得声波器件；其中，第一方向为沿衬底晶圆指向压电晶圆的方向。
其中，为进一步保证声波器件100的结构稳定性，在压电晶圆的金属电极一侧进行二次光刻、镀膜、剥离处理，镀膜过程中形成第一金属层210，进而对第一金属层201进行剥离处理，进而在汇流条1032和电极焊盘1033远离衬底晶圆一侧形成第一金属结构202，第一金属层201的材质和金属电极103层的材质可以相同，第一金属结构202的厚度可以为500nm-150μm，第一金属结构202分别与汇流条1032和电极焊盘1033贴合设置，实现对汇流条1032和电极焊盘1033的加厚设置，提高汇流条1032和电极焊盘1033的结构稳定性，减小欧姆损耗，进而保证声波器件的制备效果。
本发明实施例通过对金属电极进行加厚处理，在汇流条和电极焊盘的一侧进行第一金属结构的制备，提高汇流条和电极焊盘的结构稳定性，减小欧姆损耗，保证声波器件的制备效果，实现声波器件的高频和大带宽的性能。
上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。
Claims (8)
1.一种声波器件，其特征在于，所述声波器件包括：
衬底晶圆；
压电晶圆，位于所述衬底晶圆一侧；
金属电极，位于所述压电晶圆远离所述衬底晶圆一侧，所述金属电极与所述压电晶圆接触；
所述衬底晶圆设置有第一开口结构，沿第一方向，所述第一开口结构贯穿所述衬底晶圆；
所述压电晶圆靠近所述衬底晶圆一侧设置有第二开口结构，沿所述第一方向，所述第二开口结构的厚度小于所述压电晶圆的厚度，且所述第二开口结构的投影与所述第一开口结构的投影至少部分交叠；
所述第一方向为沿所述衬底晶圆指向所述压电晶圆的方向；
其中，所述金属电极包括叉指结构、汇流条和电极焊盘；所述叉指结构与所述汇流条电连接，所述汇流条与所述电极焊盘电连接；
沿所述第一方向，所述叉指结构的投影分别与所述第一开口结构的投影和所述第二开口结构的投影交叠。
2.根据权利要求1所述的声波器件，其特征在于，所述声波器件还包括：至少一层功能层，所述功能层位于所述衬底晶圆与所述压电晶圆之间且分别与所述衬底晶圆和所述压电晶圆接触，所述功能层设置有第三开口结构，沿所述第一方向，所述第三开口结构贯穿所述功能层，所述第三开口结构的投影分别与所述第一开口结构的投影和所述第二开口结构的投影至少部分交叠。
3.根据权利要求1所述的声波器件，其特征在于，所述压电晶圆的厚度范围为1μm-1000μm；沿所述第一方向，与所述第二开口结构投影交叠的部分所述压电晶圆的厚度为100nm-5μm。
4.一种声波器件的制备方法，其特征在于，用于制备权利要求1-3中任一项所述的声波器件，所述制备方法包括：
提供衬底晶圆和压电晶圆；
所述衬底晶圆和所述压电晶圆进行对位键合；
对所述衬底晶圆沿第一方向进行刻蚀处理形成第一开口结构，所述第一开口结构贯穿所述衬底晶圆；
对所述压电晶圆沿第一方向进行刻蚀处理形成第二开口结构，所述第二开口结构位于所述压电晶圆内,沿所述第一方向，所述第二开口结构的厚度小于所述压电晶圆的厚度，且所述第二开口结构的投影与所述第一开口结构的投影至少部分交叠；
在所述压电晶圆远离所述衬底晶圆一侧制备金属电极层，对所述金属电极进行图案化处理，形成金属电极，以获得声波器件；
其中，所述第一方向为沿所述衬底晶圆指向所述压电晶圆的方向；
在所述压电晶圆远离所述衬底晶圆一侧制备金属电极层，对所述金属电极层进行图案化处理，形成金属电极，包括：
在所述压电晶圆远离所述衬底晶圆一侧进行光刻、镀金属电极层、剥离处理，形成金属电极，所述金属电极包括叉指结构、汇流条和电极焊盘，沿所述第一方向，所述叉指结构的投影分别与所述第一开口结构的投影和所述第二开口结构的投影交叠。
5.根据权利要求4所述的声波器件的制备方法，其特征在于，所述衬底晶圆和所述压电晶圆进行对位键合，包括：
对所述衬底晶圆的第一表面进行抛光处理；
对所述压电晶圆的第二表面进行抛光处理；
所述第一表面和所述第二表面进行对位键合。
6.根据权利要求4所述的声波器件的制备方法，其特征在于，所述衬底晶圆和所述压电晶圆进行对位键合之前，还包括：
在所述衬底晶圆一侧制备至少一层功能层，所述功能层与所述衬底晶圆直接接触；
对所述功能层远离所述衬底晶圆一侧的第三表面进行抛光处理；
所述衬底晶圆和所述压电晶圆进行对位键合，包括：
对所述压电晶圆的第二表面进行抛光处理；
所述第二表面和所述第三表面进行对位键合。
7.根据权利要求6所述的声波器件的制备方法，其特征在于，对所述压电晶圆沿第一方向进行刻蚀处理形成第二开口结构之前还包括：
对所述功能层沿所述第一方向进行刻蚀处理形成第三开口结构，所述第三开口结构贯穿所述功能层，沿所述第一方向，所述第三开口结构的投影分别与所述第一开口结构的投影和所述第二开口结构的投影至少部分交叠。
8.根据权利要求4所述的声波器件的制备方法，其特征在于，在所述压电晶圆远离所述衬底晶圆一侧进行光刻、镀金属电极层、剥离处理，形成金属电极，所述金属电极包括叉指结构、汇流条和电极焊盘之后，还包括：
在所述压电晶圆的金属电极一侧进行二次光刻、镀第一金属层、剥离处理，在所述汇流条和所述电极焊盘远离所述衬底晶圆一侧形成第一金属结构，所述第一金属结构分别与所述汇流条和所述电极焊盘贴合设置。
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