CN116155229B - 声表面波器件及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种声表面波器件及制造方法，器件包括衬底、叉指换能器、第一支撑层、多个凸块、安装基板和封装结构。衬底包括支撑衬底和压电单晶薄膜，叉指换能器设置于压电单晶薄膜远离支撑衬底的表面，凸块设置于第一支撑层远离支撑衬底的表面上。基板覆盖所述多个凸块，并与多个凸块连接。封装结构包覆衬底，并与安装基板相连。通过上述设计，使得声表面波器件在制造过程中能够避免压电单晶薄膜的破损、裂纹等。提高声表面波器件的质量。

Description

声表面波器件及其制造方法

技术领域

本申请涉及半导体封装技术领域，具体而言涉及一种声表面波器件及其制造方法。

背景技术

移动通信系统的射频前端部正在从3G、4G向5G发展，使用频带则向高频化(3GHz以上)发展。声表面波器件SAW作为射频前端部的部件之一，具有在支撑衬底上设置压电薄膜的复合衬底，压电薄膜由LiTaO3等压电单晶构成。声表面波器件在制作过程中容易受到外力影响产生破损、裂纹、缺口。尤其是在器件封装时，压电薄膜与焊盘电极等外部连接端子接合时，会对压电薄膜与支撑衬底施加应力，造成压电薄膜的破损、裂纹、缺口。

另一方面，声表面波器件一般通过超过4英寸的晶圆划片分割制作，划片分割时，切割刀具对压电单晶薄膜的冲击力也可能导致压电薄膜的破损、裂纹、缺口，甚至产生压电薄膜与支撑衬底之间的界面剥离。

发明内容

本申请的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种能够避免压电薄膜的破损、裂纹、缺口的声表面波器件及其制造方法。

为实现上述目的，本申请采用如下技术方案：

根据本申请的一个方面，提供了一种声表面波器件，包括衬底、叉指换能器、第一支撑层、多个凸块、安装基板、封装结构。

所述衬底包括支撑衬底和压电单晶薄膜，所述支撑衬底具有相背设置的第一表面和第二表面，所述支撑衬底的第一表面包括覆盖所述压电单晶薄膜的第一区域与不覆盖所述压电单晶薄膜的第二区域。

所述叉指换能器设置于所述压电单晶薄膜远离所述支撑衬底的表面；

所述第一支撑层设置于所述支撑衬底的所述第二区域；所述凸块设置于所述第一支撑层远离所述支撑衬底的表面上；所述安装基板覆盖所述多个凸块，并与所述多个凸块连接；所述封装结构包覆所述衬底，并与所述安装基板相连。

根据本申请的一实施方式，所述第一支撑层与所述叉指换能器由同一材料构成。

根据本申请的一实施方式，所述叉指换能器包括金属层，所述金属层包括Al，所述Al的含量大于等于95wt％，其余为Cu、W、Mo、Cr、Ag、Pt、Ga、Nb、Ta、Au、Si中的一种或一种以上的材料。

根据本申请的一实施方式，所述压电单晶薄膜包括设置所述叉指换能器的第三区域和不设置所述叉指换能器的第四区域，所述第一支撑层同时设置于所述支撑衬底的所述第二区域与所述压电单晶薄膜的所述第四区域。

根据本申请的一实施方式，所述支撑衬底中传播的体波声速大于所述压电单晶薄膜中传播的声波声速，所述支撑衬底与所述压电单晶薄膜的线性膨胀系数的差小于等于10％。

根据本申请的一实施方式，所述压电单晶薄膜的厚度小于等于2λ'，其中，λ'为所述叉指换能器的电极周期决定的声波波长。

根据本申请的一实施方式，所述声表面波器件还包括第二支撑层，所述第二支撑层设置在所述第一支撑层远离所述支撑衬底的表面。

根据本申请的一实施方式，所述第二支撑层具有颈部和头部，所述颈部与所述第一支撑层是金属化接合，所述颈部被所述第一支撑层包围，所述头部设置于所述颈部远离所述支撑衬底的端部，并凸出于所述第一支撑层。

根据本申请的一实施方式，所所述颈部在所述支撑衬底的所述第一表面上的投影的直径小于等于所述头部在所述支撑衬底上的所述第一表面上的投影的直径。

根据本申请的一实施方式，所述颈部在所述支撑衬底的所述第一表面上的投影的直径大于等于所述头部在所述支撑衬底上的所述第一表面上的投影的直径。

根据本申请的一实施方式，沿远离所述支撑衬底的方向上，所述颈部在所述支撑衬底的所述第一表面上的投影的直径逐渐增大。

根据本申请的一实施方式，所述支撑衬底与所述压电单晶薄膜之间还设置中间层，所述中间层在所述支撑衬底上的投影面积大于等于所述压电单晶薄膜在所述支撑衬底上的投影面积。

根据本申请的一实施方式，所述中间层为多晶体，所述中间层传播的声速小于所述压电单晶薄膜中传播的声速，所述支撑衬底传播的声速大于所述压电单晶薄膜中传播的声速。

根据本申请的一实施方式，所述中间层为单晶硅、蓝宝石、氮化铝、氧化铝、碳化硅、氧化锆、氧化镁、金刚石中的一种或几种，所述中间层传播的声速大于所述压电单晶薄膜中传播的声速。

根据本申请的一实施方式，所述压电单晶薄膜上设置多个第一通孔，所述中间层上设置多个第二通孔，所述第一通孔与所述第二通孔在垂直于所述支撑衬底的方向上贯通，所述第一支撑层沿所述第一通孔与所述第二通孔覆盖所述压电单晶薄膜、所述中间层和所述支撑衬底。

根据本申请的一实施方式，所述第一通孔的中心线与所述第二通孔的中心线在一条直线上。

根据本申请的一实施方式，所述第一支撑层包括第一层叠导电膜和第二层叠导电膜，所述第一层叠导电膜设置在所述第二层叠导电膜与所述支撑衬底之间，所述叉指换能器包括第一电极层与第二电极层，所述第一电极层设置在所述第二电极层与所述压电单晶薄膜之间，所述第一层叠导电膜与所述第一电极层厚度相同，所述第二层叠导电膜与所述第二电极层厚度相同。

根据本申请的一实施方式，所述第一层叠导电膜与所述第一电极层的成分相同，所述第一层叠导电膜由钛或者钛合金构成。

根据本申请的一实施方式，所述第二层叠导电膜与所述第二电极层的成分相同，所述第二层叠导电膜由铝或者铝合金构成。

根据本申请的另一方面，提供一种声表面波器件的制造方法，包括以下步骤：

S1，衬底形成步骤，所述衬底包括支撑衬底和压电单晶薄膜，所述支撑衬底具有相对设置的第一表面和第二表面，在所述支撑衬底的所述第一表面通过机械键合工艺形成所述压电单晶薄膜，使得所述压电单晶薄膜完全覆盖所述支撑衬底的所述第一表面；

S2，第一刻蚀步骤，刻蚀所述压电单晶薄膜，在所述支撑衬底的所述第一表面形成覆盖所述压电单晶薄膜的第一区域与不覆盖所述压电单晶薄膜的第二区域；

S3，导电膜形成步骤，在所述压电单晶薄膜远离所述支撑衬底的表面和不覆盖所述压电单晶薄膜的所述第二区域沉积形成连续导电膜；

S4，第二刻蚀步骤，刻蚀所述导电膜，形成所述叉指换能器和所述第一支撑层，所述叉指换能器设置在所述压电单晶薄膜远离所述支撑衬底的表面，所述第一支撑层设置在所述支撑衬底的所述第二区域；

S5，凸块形成步骤，在所述第一支撑层远离所述支撑衬底的表面上设置所述凸块；

S6，安装基板安装步骤，将所述安装基板覆盖多个所述凸块，并与多个所述凸块连接；

S7，封装结构形成步骤，包覆所述衬底，形成与所述安装基板相连的所述封装结构。

根据本申请的一实施方式，步骤S4与S5之间还包括步骤S4-1，第二支撑层形成步骤，在所述第一支撑层远离所述支撑衬底的表面形成所述第二支撑层。

根据本申请的一实施方式，步骤S1中，所述衬底还包括中间层，在所述支撑衬底的所述第一表面与所述压电单晶薄膜之间设置所述中间层；步骤S2中，刻蚀所述压电单晶薄膜和所述中间层，使得所述中间层在所述支撑衬底上的投影面积大于等于所述压电单晶薄膜在所述支撑衬底上的投影面积，且所述支撑衬底的所述第一表面形成覆盖所述中间层的第一区域与不覆盖所述中间层的第二区域。

由上述技术方案可知，本申请提出的声表面波器件的优点和积极效果在于：

本申请提出的声表面波器件，包括衬底、叉指换能器、第一支撑层、多个凸块、安装基板和封装结构。设置第一支撑层能够缓冲外力对压电单晶薄膜的挤压，防止压电单晶薄膜的损坏。

衬底包括支撑衬底和压电单晶薄膜，所述支撑衬底具有相背设置的第一表面和第二表面，所述支撑衬底的第一表面包括覆盖所述压电单晶薄膜的第一区域与不覆盖所述压电单晶薄膜的第二区域；所述叉指换能器设置于所述压电单晶薄膜远离所述支撑衬底的表面；所述第一支撑层设置于所述支撑衬底的所述第二区域；所述凸块设置于所述第一支撑层远离所述支撑衬底的表面上；所述安装基板覆盖所述多个凸块，并与所述多个凸块连接；所述封装结构包覆所述衬底，并与所述安装基板相连。能够避免凸块与压电单晶薄膜直接接触，避免在封装时，凸块对压电单晶薄膜施加应力，造成压电单晶薄膜的破损、裂纹、缺口，从而造成器件失效。

本申请通过设置第一支撑层，且第一支撑层与压电单晶薄膜之间难以产生界面剥离，在后续加工步骤中，即使对第一支撑层施加外力，难以产生压电单晶薄膜的破损，提高声表面波器件的产品良率。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例实施方式，本申请的上述和其它特征及优点将变得更加明显。

图1是本申请的声表面波器件的内部结构示意图。

图2是本申请的声表面波器件的第二实施方式的结构示意图。

图3是图2的第一支撑层和第二支撑层的局部放大图。

图4是本申请的声表面波器件的第三实施方式的结构示意图。

图5是本申请的声表面波器件的第四实施方式的结构示意图。

图6是本申请的声表面波器件的第五实施方式的结构示意图。

图7是本申请的声表面波器件的第六实施方式的局部放大结构示意图。

图8是本申请的声表面波器件的第七实施方式的局部放大结构示意图。

图9是本申请的叉指换能器的结构示意图。

图10是本申请的叉指换能器与衬底及安装基板的结构示意图。

其中，附图标记说明如下：

10-声表面波器件；

100-衬底；

101-支撑衬底；

1011-第一表面；

1012-第二表面；

102-压电单晶薄膜；

1021-第三区域；

1022-第四区域；

103-第一区域；

104-第二区域；

105-叉指换能器；

1051-缓冲层；

1052-金属层；

1053-第一电极层；

1054-第二电极层；

106-第一支撑层；

1061-第一层叠导电膜；

1062-第二层叠导电膜；

107-凸块；

108-焊盘电极；

109-安装基板；

110-封装结构；

201-第二支撑层；

2011-颈部；

2012-头部；

501-中间层；

701-接合层；

D1-颈部在支撑衬底的第一表面上的投影的直径；

D2-头部在支撑衬底的第一表面上的投影的直径。

具体实施方式

体现本申请特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本申请能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本申请的范围，且其中的说明及附图在本质上是作说明之用，而非用以限制本申请。

在对本申请的不同示例性实施例的下面描述中，参照附图进行，所述附图形成本申请的一部分，并且其中以示例方式显示了可实现本申请的多个方面的不同示例性结构、系统和步骤。应理解的是，可以使用部件、结构、示例性装置、系统和步骤的其他特定方案，并且可在不偏离本申请范围的情况下进行结构和功能性修改。而且，虽然本说明书中可使用术语“上”、“中间”、“内”等来描述本申请的不同示例性特征和元件，但是这些术语用于本文中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。本说明书中的任何内容都不应理解为需要结构的特定三维方向才落入本申请的范围内。

为使本申请的上述目的、特征和优点能够明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施例作详细的说明。

如图1所示，本申请的声表面波器件10，包括衬底100、叉指换能器105、第一支撑层106、多个凸块107、安装基板109、封装结构110。

衬底100包括支撑衬底101和压电单晶薄膜102，支撑衬底101具有相背设置的第一表面1011和第二表面1012，支撑衬底101的第一表面1011包括覆盖压电单晶薄膜102的第一区域103与不覆盖压电单晶薄膜102的第二区域104。

叉指换能器105设置于压电单晶薄膜102远离支撑衬底101的表面。第一支撑层106设置于支撑衬底101的第二区域104；凸块107设置于第一支撑层106远离支撑衬底101的表面上；安装基板109覆盖多个凸块107，并通过焊盘电极108与多个凸块107连接；封装结构110包覆衬底100，并与安装基板109相连。

本申请的声表面波器件，在凸块和压电单晶薄膜之间设置第一支撑层，能够避免在器件封装过程中，压电单晶薄膜的破损、裂纹、缺口等现象，提高声表面波器件的质量和可靠性。

在本实施例中，第一支撑层106与叉指换能器105由同一材料构成，能够简化工艺，节约成本。

在本实施例中，如图9至10所示，叉指换能器105包括金属层1052，金属层1052包括Al，其中Al的含量大于等于95wt％，其余为Cu、W、Mo、Cr、Ag、Pt、Ga、Nb、Ta、Au、Si中的一种或一种以上的材料。

在本实施例中，叉指换能器105的平均膜厚与声表面波器件10响应的声波波长满足9％≤H/λ≤12％，其中H为叉指换能器105的平均膜厚，λ为声表面波器件10响应的声波波长。能够抑制声表面波滤波器的频率偏移，进而减少通带内的高频侧的插入损耗。

叉指换能器105的平均占空比为W/(W+G)，其中W为叉指换能器105的多个电极指各自的宽度，G为多个电极指与相邻的电极指之间的间隔宽度，平均占空比是0.5以上且0.7以下。

如图10所示，叉指换能器包括设置在声波响应薄膜上的缓冲层1051和设置在缓冲层1051上的金属层1052。缓冲层包括金属钛，缓冲层的厚度为0.5％λ'以下。第一金属层包括金属铝,铝层厚度的范围在1％λ'-30％λ'之间。以金属钛为缓冲层有利于使得在设置在其上的第一金属层Al薄膜形成强的Al织构，增强Al薄膜的耐功率承受力，降低Al薄膜的电阻率。进一步地，对缓冲层的厚度进行设计，采用厚度为0.5％λ'的金属钛层，能够提高金属Al薄膜的致密度和光滑度，增强声表面波的激励，有利于降低声表面波器件的插损，有助于提高SAW最大耐受功率。示例性地，叉指换能器的电极周期所确定的弹性波的波长λ'为2μm时，缓冲层的厚度为10nm以下，在优选的方式中，可以将缓冲层的厚度设为2nm能够进一步地使后续形成在其上的Al薄膜得到强织构。钛缓冲层的厚度对Al织构的强弱有直接影响，在形成钛缓冲层之后，在其上Al膜以层状模式生长为主，Al为面型结构，Al面为低能面，有优先生长的趋势，在钛缓冲层上生长的Al膜显示出较强的织构，但是当钛缓冲层达到一定程度形成连续的薄膜时，Al薄膜在钛缓冲层上的沉积又开始以岛状生长模式为主，形成无择优取向的多晶结构。因此能够促使Al织构形成的钛缓冲层的厚度范围比较窄，钛缓冲层的厚度在10nm以下，优选在2nm，能够获得强Al织构，得到的Al薄膜组织均匀致密，临界载荷增加，与压电基板的附着力显著增强。

进一步地，其中，金属层中的铝的含量在95wt％以上，其余选自Cu、W、Mo、Cr、Ag、Pt、Ga、Nb、Ta、Au、Si中的一种或一种以上的材料。在铝金属层中进行掺杂能够使Al薄膜的压电效应得到进一步改善，少量的掺杂元素能够提高Al的抗电迁移性能，使得Al薄膜的取向性更好，但是过高的掺杂浓度，会使得Al薄膜的晶体质量恶化，金属铝的含量在97％以上，具有少量掺杂材料的Al薄膜且有较好的微观结构和表面形貌，使得声表面波装置的性能优异并且稳定。

进一步地，其中，金属层中的铝的含量还可以在98％以上，缓冲层还包括选自Al、Si、Mg中的一种或一种以上的材料。金属钛缓冲层的纯度对于后续在其上形成的Al薄膜有着较大的影响，在金属钛缓冲层比较薄(0.5％λ'以下)的情况下，纯度较高的金属钛缓冲层有利于金属Al薄膜层形成强织构。

在Al电极金属层与声波响应薄膜之间形成金属钛缓冲层，提高了电极与声波响应薄膜的界面结合强度。避免了5G高频应用时，电极指振动加剧，电极容易从声波响应薄膜上脱落，造成声表面波装置失效的问题，

在本实施例中，压电单晶薄膜102包括设置叉指换能器105的第三区域1021和不设置叉指换能器105的第四区域1022，第一支撑层106同时设置于支撑衬底101的第二区域104与压电单晶薄膜102的第四区域1022。由此能够实现支撑衬底与压电单晶薄膜之间难以产生界面剥离，在后续的加工步骤中，对第一支撑层施加的力，也难以造成压电单晶薄膜的破裂、缺口等。

在本实施例中，支撑衬底101中传播的体波声速大于压电单晶薄膜102中传播的声波声速，支撑衬底101与压电单晶薄膜102的线性膨胀系数的差小于等于10％。支撑衬底为高速衬底，高声速衬底可以为选自SiC、SiN、Si、玻璃、石英、AlN、蓝宝石、陶瓷中的一种。支撑衬底为单晶Si基板。压电单晶薄膜可以为LiTaO3、LiNbO3、ZnO、AlN或者PZT中的任意一种。

在本实施例中，压电单晶薄膜102的厚度小于等于2λ'，其中，λ'为所述叉指换能器105的电极周期决定的声波波长。能够较为容易地调整机械耦合系数。压电单晶薄膜的厚度更进一步可以选择0.5λ'-2λ'。

如图2所示，本申请的声表面波器件10还包括第二支撑层201，第二支撑层201设置在第一支撑层106远离支撑衬底101的表面。能够更进一步缓解封装时对压电单晶薄膜产生的压力，提高压电单晶薄膜避免破损的能力，延长压电单晶薄膜的寿命。

在本实施例中，如图3所示，第二支撑层201具有颈部2011和头部2012，颈部2011与第一支撑层106是金属化接合，颈部2011被第一支撑层106包围，头部2012设置于颈部2011远离支撑衬底101的端部，并凸出于第一支撑层106。能够实现支撑凸块的技术效果，并且便于加工，在节约材料的前提下进一步提高支撑能力。

在本实施例中，颈部2011在支撑衬底101的第一表面1011上的投影的直径D1小于等于头部2012在支撑衬底101的第一表面1011上的投影的直径D2。能够实现在后续的凸块形成过程中，分散凸块对第一支撑层和第二支撑层的压力，减少压电单晶薄膜的破损，易于制造。

图4示出了本申请的声表面波器件的又一实施方式，其中，颈部2011在支撑衬底101的第一表面1011上的投影的直径D1大于等于头部2012在支撑衬底101上的第一表面1011上的投影的直径D2。能够减少刻蚀的要求精度，简化工艺参数的控制，并能够减少凸块处的应力集中，抑制凸块处的断裂。

如图2至图4所示，沿远离支撑衬底101的方向上，颈部2011在支撑衬底101的第一表面1011上的投影的直径逐渐增大。能够使得第二支撑层对于凸块提供较好的支撑作用，并能够减少凸块处的应力集中，抑制凸块处的断裂。

如图5所示，支撑衬底101与压电单晶薄膜102之间还设置中间层501，中间层501在支撑衬底101上的投影面积大于等于压电单晶薄膜102在支撑衬底101上的投影面积。能够减少声表面波向支撑衬底中的泄露，减少插入损耗，提高声表面波滤波器的Q值。

在本实施例中，中间层501为多晶体，中间层501中传播的声速小于压电单晶薄膜102中传播的声速，支撑衬底101中传播的声速大于所述压电单晶薄膜中传播的声速。中间层可以是氧化硅、玻璃、氮氧化硅、氟掺杂氧化硅、硼化硅等中的一种或几种的多晶体而非单晶体。中间层也可以有前述物质的混合物或者由前述物质为主的混合物构成。在此情形中，支撑衬底传播的体波声速高于压电单晶薄膜中传播的声速，能够减少声表面波向支撑衬底中的泄露，减少插入损耗，提高声表面波滤波器的Q值。

在本实施例中，中间层501为单晶硅、蓝宝石、氮化铝、氧化铝、碳化硅、氧化锆、氧化镁、金刚石中的一种或几种，中间层501中传播的声速大于压电单晶薄膜102中传播的声速。在该情形下，支撑衬底无需为高声速基板，支撑衬底传播的体波声速可以小于压电单晶薄膜中传播的声速。支撑衬底可以为玻璃、蓝宝石、石英等。在该情况下，也能够提升Q值。

需要说明的是，如图7所示，中间层与支撑衬底之间还可以设置接合层701。接合层能够提高支撑衬底与中间层的密封接合性，可以为环氧树脂、聚酰亚胺树脂等。

如图5至图6所示，压电单晶薄膜102上设置多个第一通孔，中间层501上设置多个第二通孔，第一通孔与第二通孔在垂直于支撑衬底101的方向上贯通，第一支撑层106沿第一通孔与第二通孔覆盖压电单晶薄膜102、中间层501和支撑衬底101。实现第一支撑层对压电单晶薄膜的保护。

在上述的实施例中，第一通孔的中心线与第二通孔的中心线在一条直线上。能够使得刻蚀加工较为简便。

如图7至图8所示，第一支撑层106包括第一层叠导电膜1061和第二层叠导电膜1062，第一层叠导电膜1061设置在第二层叠导电膜1062与支撑衬底101之间，叉指换能器105包括第一电极层1053与第二电极层1054，第一电极层1053设置在第二电极层1054与压电单晶薄膜102之间，第一层叠导电膜1061与第一电极层1053厚度相同，第二层叠导电膜1062与第二电极层1054厚度相同。能够实现通过一次刻蚀就可得到叉指换能器和第一支撑层，简化工艺，节约成本。

在本实施例中，第一层叠导电膜1061与第一电极层1053的成分相同，第一层叠导电膜1061由钛或者钛合金构成。实现通过一次刻蚀就可得到叉指换能器和第一支撑层，简化工艺，节约成本。

在本实施例中，第二层叠导电膜1062与第二电极层1054的成分相同，第二层叠导电膜1062由铝或者铝合金构成。实现通过一次刻蚀就可得到叉指换能器和第一支撑层，简化工艺，节约成本。

在此应注意，附图中示出而且在本说明书中描述的声表面波器件仅仅是能够采用本申请原理的许多种声表面波器件中的几个示例。应当清楚地理解，本申请的原理绝非仅限于附图中示出或本说明书中描述的声表面波器件的任何细节或声表面波器件的任何部件。

上述是对本申请提出的声表面波器件的几个示例性实施例的详细说明，以下将对本申请提出的声表面波器件的制造方法进行示例性说明。

如图1至图10所示，本申请提出的声表面波器件的制造方法，包括以下步骤：

S1，衬底形成步骤，衬底100包括支撑衬底101和压电单晶薄膜102，支撑衬底101具有相对设置的第一表面1011和第二表面1012，在支撑衬底101的第一表面1011通过机械键合工艺形成压电单晶薄膜102，使得压电单晶薄膜102完全覆盖支撑衬底101的第一表面1011；

S2，第一刻蚀步骤，刻蚀压电单晶薄膜102，在支撑衬底101述第一表面1011形成覆盖压电单晶薄膜102的第一区域103与不覆盖压电单晶薄膜102的第二区域104；

S3，导电膜形成步骤，在压电单晶薄膜102远离支撑衬底101的表面和不覆盖压电单晶薄膜102的第二区域104沉积形成连续导电膜；

S4，第二刻蚀步骤，刻蚀导电膜，形成叉指换能器105和第一支撑层106，叉指换能器105设置在压电单晶薄膜102远离支撑衬底101的表面，第一支撑层106设置在支撑衬底101的第二区域104；

S5，凸块形成步骤，在第一支撑层106远离支撑衬底101的表面上设置凸块107；

S6，安装基板安装步骤，将安装基板109覆盖多个凸块107，并通过焊盘电极108与多个凸块107连接；

S7，封装结构形成步骤，包覆衬底100，形成与安装基板109相连的封装结构110。

本申请的制造方法，通过设置第一支撑层，能够避免器件封装时，外力对压电单晶薄膜的损坏。

需要说明的是，刻蚀工艺包括干法刻蚀和/或湿法刻蚀。

在本实施例中，步骤S4与S5之间还包括步骤S4-1，第二支撑层形成步骤，在第一支撑层106远离支撑衬底101的表面形成第二支撑层201。第二支撑层能够进一步避免外力对压电单晶薄膜的破坏。

在本实施例中，步骤S1中，衬底还包括中间层501，在支撑衬底101的第一表面1011与压电单晶薄膜102之间设置中间层501；步骤S2中，刻蚀压电单晶薄膜102和中间层501，使得中间层501在支撑衬底101上的投影面积大于等于压电单晶薄膜102在支撑衬底101上的投影面积，且支撑衬底101的第一表面1011形成覆盖中间层501的第一区域103与不覆盖中间层501的第二区域104。

综上所述，本申请提出的声表面波器件，包括衬底、叉指换能器、第一支撑层、多个凸块、安装基板和封装结构。设置第一支撑层能够缓冲外力对压电单晶薄膜的挤压，防止压电单晶薄膜的损坏。

衬底包括支撑衬底和压电单晶薄膜，所述支撑衬底具有相背设置的第一表面和第二表面，所述支撑衬底的第一表面包括覆盖所述压电单晶薄膜的第一区域与不覆盖所述压电单晶薄膜的第二区域；所述叉指换能器设置于所述压电单晶薄膜远离所述支撑衬底的表面；所述第一支撑层设置于所述支撑衬底的所述第二区域；所述凸块设置于所述第一支撑层远离所述支撑衬底的表面上；所述安装基板覆盖所述多个凸块，并与所述多个凸块连接；所述封装结构包覆所述衬底，并与所述安装基板相连。能够避免凸块与压电单晶薄膜直接接触，避免在封装时，凸块对压电单晶薄膜施加应力，造成压电单晶薄膜的破损、裂纹、缺口，从而造成器件失效。

本申请通过设置第一支撑层，且第一支撑层与压电单晶薄膜之间难以产生界面剥离，在后续加工步骤中，即使对第一支撑层施加外力，难以产生压电单晶薄膜的破损，提高声表面波器件的产品良率。

本申请提出的声表面波器件的制造方法包括以下步骤：包括以下步骤：S1，衬底形成步骤，所述衬底包括支撑衬底和压电单晶薄膜，所述支撑衬底具有相对设置的第一表面和第二表面，在所述支撑衬底的所述第一表面通过机械键合工艺形成所述压电单晶薄膜，使得所述压电单晶薄膜完全覆盖所述支撑衬底的所述第一表面；S2，第一刻蚀步骤，刻蚀所述压电单晶薄膜，在所述支撑衬底的所述第一表面形成覆盖所述压电单晶薄膜的第一区域与不覆盖所述压电单晶薄膜的第二区域；S3，导电膜形成步骤，在所述压电单晶薄膜远离所述支撑衬底的表面和不覆盖所述压电单晶薄膜的所述第二区域沉积形成连续导电膜；S4，第二刻蚀步骤，刻蚀所述导电膜，形成所述叉指换能器和所述第一支撑层，所述叉指换能器设置在所述压电单晶薄膜远离所述支撑衬底的表面，所述第一支撑层设置在所述支撑衬底的所述第二区域；S5，凸块形成步骤，在所述第一支撑层远离所述支撑衬底的表面上设置所述凸块；S6，安装基板安装步骤，将所述安装基板覆盖多个所述凸块，并与多个所述凸块连接；S7，封装结构形成步骤，包覆所述衬底，形成与所述安装基板相连的所述封装结构。

以上详细地描述和/或图示了本申请提出的声表面波器件及其制造方法的示例性实施例。但本申请的实施例不限于这里所描述的特定实施例，相反，每个实施例的组成部分和/或步骤可与这里所描述的其它组成部分和/或步骤独立和分开使用。一个实施例的每个组成部分和/或每个步骤也可与其它实施例的其它组成部分和/或步骤结合使用。在介绍这里所描述和/或图示的要素/组成部分/等时，用语“一”、“第一”、“第二”和“上述”等用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等。术语“包含”、“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等。

本申请的实施例不限于这里所描述的特定实施例，相反，每个实施例的组成部分可与这里所描述的其它组成部分独立和分开使用。一个实施例的每个组成部分也可与其它实施例的其它组成部分结合使用。在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“其他实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上仅为申请实施例的可选实施例而已，并不用于限制申请实施例，对于本领域的技术人员来说，申请实施例可以有各种更改和变化。凡在申请实施例的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在申请实施例的保护范围之内。

Claims (21)

1.一种声表面波器件，包括：

衬底，所述衬底包括支撑衬底和压电单晶薄膜，所述支撑衬底具有相背设置的第一表面和第二表面，所述支撑衬底的第一表面包括覆盖所述压电单晶薄膜的第一区域与不覆盖所述压电单晶薄膜的第二区域；

叉指换能器，所述叉指换能器设置于所述压电单晶薄膜远离所述支撑衬底的表面；

第一支撑层，所述第一支撑层设置于所述支撑衬底的所述第二区域；

多个凸块，所述凸块设置于所述第一支撑层远离所述支撑衬底的表面上；

安装基板，所述安装基板覆盖所述多个凸块，并与所述多个凸块连接；

封装结构，所述封装结构包覆所述衬底，并与所述安装基板相连；

其中，所述第一支撑层包括第一层叠导电膜和第二层叠导电膜，所述第一层叠导电膜设置在所述第二层叠导电膜与所述支撑衬底之间，所述叉指换能器包括第一电极层与第二电极层，所述第一电极层设置在所述第二电极层与所述压电单晶薄膜之间，所述第一层叠导电膜与所述第一电极层厚度相同，所述第二层叠导电膜与所述第二电极层厚度相同。

2.根据权利要求1所述的声表面波器件，其特征在于，所述第一支撑层与所述叉指换能器由同一材料构成。

3.根据权利要求1所述的声表面波器件，其特征在于，所述叉指换能器包括金属层，所述金属层包括Al，所述Al的含量大于等于95wt％，其余为选自Cu、W、Mo、Cr、Ag、Pt、Ga、Nb、Ta、Au、Si中的一种或一种以上的材料。

4.根据权利要求1所述的声表面波器件，其特征在于，所述压电单晶薄膜包括设置所述叉指换能器的第三区域和不设置所述叉指换能器的第四区域，所述第一支撑层同时设置于所述支撑衬底的所述第二区域与所述压电单晶薄膜的所述第四区域。

5.根据权利要求1所述的声表面波器件，其特征在于，所述支撑衬底中传播的体波声速大于所述压电单晶薄膜中传播的声波声速，所述支撑衬底与所述压电单晶薄膜的线性膨胀系数的差小于等于10％。

6.根据权利要求1-5任一项所述的声表面波器件，其特征在于，所述压电单晶薄膜的厚度小于等于2λ'，其中，λ'为所述叉指换能器的电极周期决定的声波波长。

7.根据权利要求1所述的声表面波器件，其特征在于，所述声表面波器件还包括第二支撑层，所述第二支撑层设置在所述第一支撑层远离所述支撑衬底的表面。

8.根据权利要求7所述的声表面波器件，其特征在于，所述第二支撑层具有颈部和头部，所述颈部与所述第一支撑层是金属化接合，所述颈部被所述第一支撑层包围，所述头部设置于所述颈部远离所述支撑衬底的端部，并凸出于所述第一支撑层。

9.根据权利要求8所述的声表面波器件，其特征在于，所述颈部在所述支撑衬底的所述第一表面上的投影的最小直径小于等于所述头部在所述支撑衬底上的所述第一表面上的投影的最小直径。

10.根据权利要求8所述的声表面波器件，其特征在于，所述颈部在所述支撑衬底的所述第一表面上的投影的最小直径大于等于所述头部在所述支撑衬底上的所述第一表面上的投影的最小直径。

11.根据权利要求9或者10所述的声表面波器件，其特征在于，沿远离所述支撑衬底的方向上，所述颈部在所述支撑衬底的所述第一表面上的投影的直径逐渐增大。

12.根据权利要求1所述的声表面波器件，其特征在于，所述支撑衬底与所述压电单晶薄膜之间还设置中间层，所述中间层在所述支撑衬底上的投影面积大于等于所述压电单晶薄膜在所述支撑衬底上的投影面积。

13.根据权利要求12所述的声表面波器件，其特征在于，所述中间层为多晶体，所述中间层传播的声速小于所述压电单晶薄膜中传播的声速，所述支撑衬底传播的声速大于所述压电单晶薄膜中传播的声速。

14.根据权利要求12所述的声表面波器件，其特征在于，所述中间层为单晶硅、蓝宝石、氮化铝、氧化铝、碳化硅、氧化锆、氧化镁、金刚石中的一种或几种，所述中间层传播的声速大于所述压电单晶薄膜中传播的声速。

15.根据权利要求12所述的声表面波器件，其特征在于，所述压电单晶薄膜上设置多个第一通孔，所述中间层上设置多个第二通孔，所述第一通孔与所述第二通孔在垂直于所述支撑衬底的方向上贯通，所述第一支撑层沿所述第一通孔与所述第二通孔覆盖所述压电单晶薄膜、所述中间层和所述支撑衬底。

16.根据权利要求15所述的声表面波器件，其特征在于，所述第一通孔的中心线与所述第二通孔的中心线在一条直线上。

17.根据权利要求1所述的声表面波器件，其特征在于，所述第一层叠导电膜与所述第一电极层的成分相同，所述第一层叠导电膜由钛或者钛合金构成。

18.根据权利要求1所述的声表面波器件，其特征在于，所述第二层叠导电膜与所述第二电极层的成分相同，所述第二层叠导电膜由铝或者铝合金构成。

19.一种声表面波器件的制造方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤S1，衬底形成步骤，所述衬底包括支撑衬底和压电单晶薄膜，所述支撑衬底具有相对设置的第一表面和第二表面，在所述支撑衬底的所述第一表面通过机械键合工艺形成所述压电单晶薄膜，使得所述压电单晶薄膜完全覆盖所述支撑衬底的所述第一表面；

步骤S2，第一刻蚀步骤，刻蚀所述压电单晶薄膜，在所述支撑衬底的所述第一表面形成覆盖所述压电单晶薄膜的第一区域与不覆盖所述压电单晶薄膜的第二区域；

步骤S3，导电膜形成步骤，在所述压电单晶薄膜远离所述支撑衬底的表面和不覆盖所述压电单晶薄膜的所述第二区域沉积形成连续导电膜；

步骤S4，第二刻蚀步骤，刻蚀所述导电膜，形成叉指换能器和第一支撑层，所述叉指换能器设置在所述压电单晶薄膜远离所述支撑衬底的表面，所述第一支撑层设置在所述支撑衬底的所述第二区域；

步骤S5，凸块形成步骤，在所述第一支撑层远离所述支撑衬底的表面上设置所述凸块；

步骤S6，安装基板安装步骤，将所述安装基板覆盖多个所述凸块，并与多个所述凸块连接；

步骤S7，封装结构形成步骤，包覆所述衬底，形成与所述安装基板相连的所述封装结构；

其中，所述第一支撑层包括第一层叠导电膜和第二层叠导电膜，所述第一层叠导电膜设置在所述第二层叠导电膜与所述支撑衬底之间，所述叉指换能器包括第一电极层与第二电极层，所述第一电极层设置在所述第二电极层与所述压电单晶薄膜之间，所述第一层叠导电膜与所述第一电极层厚度相同，所述第二层叠导电膜与所述第二电极层厚度相同。

20.根据权利要求19所述的声表面波器件的制造方法，其特征在于：步骤S4与S5之间还包括步骤S4-1，第二支撑层形成步骤，在所述第一支撑层远离所述支撑衬底的表面形成所述第二支撑层。

21.根据权利要求19或20所述的声表面波器件的制造方法，其特征在于：

步骤S1中，所述衬底还包括中间层，在所述支撑衬底的所述第一表面与所述压电单晶薄膜之间设置所述中间层；

步骤S2中，刻蚀所述压电单晶薄膜和所述中间层，使得所述中间层在所述支撑衬底上的投影面积大于等于所述压电单晶薄膜在所述支撑衬底上的投影面积，且所述支撑衬底的所述第一表面形成覆盖所述中间层的第一区域与不覆盖所述中间层的第二区域。