CN116346079A - 滤波器及其形成方法、电子设备 - Google Patents

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Abstract

一种滤波器及其形成方法、电子设备，谐振器中的封装层，位于所述第一连接层上，所述封装层、密封层以及衬底形成第一空腔，保护层覆盖所述密封层和封装层交界面，以及密封层和衬底交界面，保护层能够加强密封层和封装层之间，以及密封层和衬底之间的结合力，使得在高温度、高湿度的环境中，密封层和衬底之间，以及密封层和封装层之间不易出现分层，此外，即使密封层和衬底之间，以及密封层和封装层之间出现分层，保护层能够阻挡外部的水汽穿过所述密封层和衬底之间的间隙进入滤波器的第一空腔内部，避免器件结构发生氧化和腐蚀，有利于提高滤波器性能的可靠性，使滤波器满足高性能射频系统的需求。

Description

滤波器及其形成方法、电子设备
技术领域
本发明涉及半导体领域，尤其涉及一种滤波器及其形成方法、电子设备。
背景技术
自模拟射频通讯技术在上世纪90代初被开发以来，射频前端模块已经逐渐成为通讯设备的核心组件。随着无线通讯技术的高速发展，5G通讯协议日渐成熟，市场对射频滤波器的各方面性能也提出了更为严格的标准。滤波器的性能由组成滤波器的谐振器单元决定。在现有的滤波器中，薄膜体声波谐振器(FBAR)因其体积小、插入损耗低、带外抑制大、品质因数高、工作频率高、功率容量大以及抗静电冲击能力良好等特点，成为最适合5G应用的滤波器之一。
为了满足封装的更低成本、更可靠、更快及更高密度的目标，先进的封装方法主要采用晶圆级系统封装(Wafer Level Package System in Package，WLPSiP)，与传统的系统封装相比，晶圆级系统封装是在器件晶圆上完成封装集成制程，具有大幅减小封装结构的面积、降低制造成本、优化电性能、批次制造等优势，可明显的降低工作量与设备的需求。
目前，滤波器的可靠性仍有提升空间。
发明内容
本发明解决的问题是提供一种滤波器及其形成方法、电子设备，提升滤波器的性能。
为解决上述问题，本发明提供一种谐振器，包括：衬底，所述衬底包括工作区以及环绕所述工作区的互连区；器件结构，位于所述工作区的所述衬底上；第一连接层，位于所述互连区的所述衬底上，所述第一连接层包括互连层和环绕于所述互连层外围的呈环状的密封层，所述互连层与器件结构电连接；封装层，位于所述第一连接层上，所述封装层、密封层以及衬底形成第一空腔，所述封装层的边缘位于所述密封层的顶面；保护层，覆盖所述密封层和封装层交界面，以及密封层和衬底交界面。
相应的，本发明还提供一种谐振器的形成方法，包括：提供衬底，所述衬底包括工作区以及环绕所述工作区的互连区，所述工作区的衬底上形成有器件结构；在所述互连区的所述衬底上形成第一连接层，所述第一连接层包括互连层和环绕于所述互连层外围的呈环状的密封层，所述互连层与器件结构电连接；在所述第一连接层上形成封装层，所述封装层、密封层以及衬底形成第一空腔，所述封装层的边缘位于所述密封层的顶面；形成覆盖所述密封层和封装层交界面，以及密封层和衬底交界面的保护层。
相应的，本发明还提供一种电子设备，包括前述的滤波器。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：
本发明实施例提供的滤波器中，封装层，位于所述第一连接层上，所述封装层、密封层以及衬底形成第一空腔，保护层覆盖所述密封层和封装层交界面，以及密封层和衬底交界面，保护层能够加强密封层和封装层之间，以及密封层和衬底之间的结合力，使得在高温度、高湿度的环境中，密封层和衬底之间，以及密封层和封装层之间不易出现分层，此外，即使密封层和衬底之间，以及密封层和封装层之间出现分层，保护层能够阻挡外部的水汽穿过所述密封层和衬底之间的间隙进入滤波器的第一空腔内部，避免器件结构发生氧化和腐蚀，有利于提高滤波器性能的可靠性，使滤波器满足高性能射频系统的需求。
可选方案中，本发明实施例提供的滤波器中，缓冲层位于所述密封层和衬底之间，所述缓冲层用于起缓冲衬底和密封层之间热应力的作用，从而热过程(烘烤、回流或温度循环)时，衬底和缓冲层之间，缓冲层和密封层之间不易因热应力出现分层或破损，此外，即使密封层和衬底之间，以及密封层和封装层之间出现分层，保护层能够阻挡外部的水汽穿过所述密封层和衬底之间的间隙进入滤波器的第一空腔内部，避免器件结构发生氧化和腐蚀，有利于提高滤波器性能的可靠性，使滤波器满足高性能射频系统的需求。
附图说明
图1是一种滤波器的结构示意图；
图2至图15是本发明谐振器的形成方法第一实施例中各步骤对应的结构示意图；
图16至图18是本发明谐振器的形成方法第二实施例中各步骤对应的结构示意图。
具体实施方式
由背景技术可知，目前滤波器的可靠性仍有提升空间。现结合图1示出的一种滤波器的结构示意图，分析滤波器性能不佳的原因。
所述滤波器包括：衬底10；所述衬底10包括工作区10A、环绕所述工作区10A的互连区10B；器件结构12，位于所述工作区10A的衬底10上；互连层13，位于所述互连区10B的所述衬底10顶部；密封层16，位于所述互连层13外围的所述衬底10顶部；封装层11，位于所述互连层13和密封层16的顶部，所述封装层11与所述互连层13的侧壁以及所述衬底10围成空腔19，所述空腔19用于容纳所述器件结构12；导电柱17，贯穿所述封装层11与所述互连层13的顶部电连接。
经研究发现，不同材料的热膨胀系数(CTE)不同，因此滤波器经温度循环更替或者在高温度、高湿度的环境中，不同材料的膜层界面处的结合力较弱，对应到滤波器结构中，密封层16和衬底10以及密封层16和封装层11之间的结合力较弱，容易出现分层，外部的水汽穿过所述密封层和衬底之间的间隙进入滤波器的空腔19内部，导致器件结构12发生氧化和腐蚀，降低影响了滤波器的可靠性。
本发明实施例提供的滤波器中，封装层，位于所述第一连接层上，所述封装层、密封层以及衬底形成第一空腔，保护层覆盖所述密封层和封装层交界面，以及密封层和衬底交界面，保护层能够加强密封层和封装层之间，以及密封层和衬底之间的结合力，使得在高温度、高湿度的环境中，密封层和衬底之间，以及密封层和封装层之间不易出现分层，此外，即使密封层和衬底之间，以及密封层和封装层之间出现分层，保护层能够阻挡外部的水汽穿过所述密封层和衬底之间的间隙进入滤波器的第一空腔内部，避免器件结构发生氧化和腐蚀，有利于提高滤波器性能的可靠性，使滤波器满足高性能射频系统的需求。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
图2至图15是本发明谐振器的形成方法第一实施例中各步骤对应的结构示意图。
参考图2，提供衬底100，所述衬底100包括工作区以及环绕所述工作区的互连区，所述工作区的衬底100上形成有器件结构。
所述衬底100用于为后续形成滤波器提供工艺平台。
本实施例中，所述衬底100为晶圆级衬底100。通过采用晶圆级衬底100，在滤波器的形成方法中，可以实现晶圆级的制备工艺，可以降低工艺成本、实现批量生产，这有利于提高制造滤波器的生产效率。
本实施例中，所述衬底100为晶圆级衬底100，因此，所述衬底100包括多个器件单元区(未标示)，每一个器件单元区均包括工作区100A环绕所述工作区100A的互连区100B。
本实施例中，每一个器件单元区的工作区100A的衬底100中具有第二空腔101，为体声波滤波器结构。其他实施例中，最终用于形成表面声波滤波器，每一个器件单元区的工作区的衬底还可以不具有第二空腔。
所述工作区100A为器件结构102工作的区域，具体的，工作区100A为滤波器用于实现滤波功能的工作区，后续在所述工作区100A顶部形成第一空腔。
本实施例中，最终形成的滤波器中包括第一空腔和第二空腔101，相应的形成的滤波器为体声波(bulk acoustic wave，BAW)滤波器。具体的，所述体声波谐振器可以为横膈膜型薄膜体声波(film bulk acoustic resonator，FBAR)谐振器。其他实施例中，体声波滤波器还可以为反射阵型体声波谐振器(BAW-SMR)或空气隙型薄膜体声波谐振器。
所述器件结构102用于实现电信号与声信号之间的相互转换，从而使滤波器对信号进行滤波处理。具体地，所述器件结构102为具有压电叠层结构的声学换能器，所述器件结构102的包括第一电极(图中未示出)、位于第一电极上的压电膜(图中未示出)以及位于压电膜上的第二电极(图中未示出)。
其他实施例中，最终形成的滤波器还可以为表面声波滤波器(Surface cousticwave，SAW)。每一个器件单元区的衬底还可以不具有第二空腔。
相应的，所述衬底为压电基板(piezoelectric substrate)，从而使后续滤波器能够利用压电效应进行滤波处理。本实施例中，所述衬底的材料为铌酸锂(LiNbO3)、钽酸锂(LiTaO3)、AlN、掺杂AlN的半导体材料、石英、压电晶体或压电陶瓷，所述压电晶体包括但不限于石英晶体、酒石酸钾钠、铌酸锂晶体，所述压电陶瓷层的材料包括但不限于钛酸钡、锆钛酸铅、改性锆钛酸铅、偏铌酸铅、铌酸铅钡锂、改性钛酸铅。其中，铌酸锂或钽酸锂能够提供非常高的机电耦合系数，能够用于制造呈现大约50％的相对带宽的滤波器。
所述器件结构为金属叉指换能器(interdigital transducers，IDT)。IDT包括两组具有能量转换功能的叉指型电极，分别为输入叉指换能器和输出叉指换能器。当输入叉指换能器接收电信号(electrical signal)时，压电基板的表面会发生振动，并激发出于外加信号同频率的声波(acoustic wave)，所述声波沿着压电基板表面的方向传播，一部分声波传送到输出叉指换能器，输出叉指换能器将机械振动转换为电信号，并由所述输出叉指换能器输出。
继续参考图2，对所述衬底100表面进行清洗处理。
具体地，对所述衬底100表面进行清洗处理，增加了后续形成在所述衬底100的顶部的密封层1032与所述衬底100之间的结合强度，降低了密封层1032和衬底100之间因热应力而出现分层的概率。
本实施例中，对所述衬底100表面进行清洗处理的工艺包括干法等离子清洗和湿法清洗中的一种或两种。
参考图3，在所述互连区100B的所述衬底100上形成第一连接层103，所述第一连接层103包括互连层1031和环绕于所述互连层1031外围的呈环状的密封层1032，所述互连层1031与器件结构102电连接。
所述互连层1031电连接所述器件结构102。所述互连层1031用于作为所述器件结构102的输入/输出(I/O)端，用于将所述器件结构102与外部电路结构相电连接；密封层1032用于从侧部对位于其内部的互连层1031和器件结构起到保护作用，降低了水汽进入所述工作区100A中的概率，降低了所述工作区100A中的器件结构受到氧化、腐蚀的概率。相应的，也降低了互连层1031受到氧化、腐蚀的概率。
本实施例中，在同一步骤中形成所述互连层1031和密封层1032，与分步骤先后形成互连层1031和密封层1032的情况相比，有利于提高滤波器的形成效率，也降低了工艺成本。
本实施例中，第一连接层103的材料包括：Ti、Cu、Al和Ni中的一种或多种。具体的，Ti、Cu、Al和Ni均为导电材料，能够使得所述工作区100A中的器件结构与外部配电结构通过所述互连层1031实现电连接。作为一种示例，所述互连层1031的材料为Al。
形成所述第一连接层103的步骤包括：在所述互连区100B的所述衬底100上形成第一连接材料层(图中未示出)；图形化所述第一连接材料层，形成所述第一连接层103。
本实施例中，采用化学电镀工艺形成第一连接材料层。其他实施例中，还可以采用物理气相沉积工艺(PVD)、真空蒸镀工艺或者化学气相沉积工艺形成所述第一连接材料层。
本实施例中，采用干法刻蚀工艺图形化所述第一连接材料层，形成所述第一连接层103。
需要说明的是，所述互连层1031的厚度不宜过大，也不宜过小。如果所述互连层1031的厚度过大，则增加了图形化所述第一连接材料层的工艺难度和工艺时间；如果所述互连层1031的厚度过小，则容易导致后续在所述工作区100A中形成的第一空腔有效高度过小，相应的，导致后续形成的封装层104在受到外力挤压产生形变后，增大了所述封装层104与所述器件结构102接触的概率，从而导致所述滤波器的可靠性降低。为此，本实施例中，所述互连层1031的厚度为2微米至30微米。
密封层1032的材料和第一连接层103的材料相同，密封层1032的材料也包括：Ti、Cu、Al和Ni中的一种或多种。
密封层1032的材料为金属，因为金属原子紧密排列，从而密封层1032的致密性好，能够很好的起到密封作用。密封层1032和互连层1031选用相同的材料，使得密封层1032和互连层1031能够在同一步骤中刻蚀第一连接材料层而成，有利于简化滤波器的形成工艺，提高效率。
本实施例中，密封层1032和互连层1031在同一步骤中形成，因此密封层1032的厚度和互连层1031的厚度基本相同。所述密封层1032的厚度为2微米至30微米。密封层1032与互连层1031之间的高度差小于3微米。其他实施例中，也可以分别形成密封层和互连层。
本实施例中，密封层1032与互连层1031之间的距离w1(如图3所示)为大于2微米，如5微米、8微米，在一实施例中，该距离为3-10微米，距离过小，容易造成短路，距离过大则所形成的封装器件占据较大空间，不利于芯片小型化。在工艺允许的范围内，距离差值越小越有利于封装的小型化。本实施例中，密封层1032的宽度w2(如图3所示)为大于10微米，如15微米、25微米。在一实施例中，密封层1032的宽度为20-40微米，如30微米，密封层1032的宽度决定了密封层与封装的结合强度，宽度越宽结合强度越大，同时预防水汽进入到空腔的能力越强，根据封装层的大小，综合考虑结合强度和密封层所占用的面积选择合适的宽度。需要说明的是，在所述互连区100B的所述衬底100上形成第一连接层103的步骤中，所述互连层1031的数量为多个；且多个互连层1031相间隔，从而多个互连层1031不接触，使得多个互连层1031间断路。作为一种示例，图中示出两个互连层1031，一个用于与压电叠层结构的第一电极电连接，一个与压电叠层结构的第二电极电连接。
其他实施例中，最终形成表声波滤波器(SAW)，所述互连层用于分别电连接输入叉指换能器和输出叉指换能器。
作为一种示例，如图3所示，两个互连层1031位于所述工作区100A的两侧。
所述密封层1032与所述互连层1031相间隔，或者所述密封层1032仅与一个互连层1031连接，从而密封层1032和互连层1031之间为断路状态，所述密封层1032不能起到电连接的作用。
需要说明的是，当所述密封层1032与一个互连层1031连接，与另一个互连层1031断开时，与所述密封层1032连接的互连层1031的底部形成有绝缘层(图中未示出)，用于与衬底100电隔离，避免对压电叠层结构的工作性能产生影响。
需要说明的是，所述密封层1032呈环状，也就是说所述密封环1032包围所述互连层的四周，有利于提高后续与封装层形成的第一空腔的密闭性。
参考图4和图5，在所述第一连接层103上形成封装层104(如图5所示)，所述封装层104、密封层1032以及衬底100形成第一空腔105，所述封装层104的边缘位于所述密封层1032的顶面。
通过所述封装层104，实现滤波器的封装，并起到密封以及防潮的作用，减小后续工艺对器件结构102的影响，从而提高所形成滤波器的可靠性。而且，通过密封所述第一空腔105，还有利于使得所述第一空腔105与外界环境隔绝，从而提高所述器件结构102的声学性能的稳定性。
在所述第一连接层103上形成封装层104的步骤中，所述封装层104包括露出互连层1031的开口。所述开口为后续形成互连柱提供空间。
本实施例中，形成封装层104的步骤包括：在所述第一连接层103上形成封装材料层106(如图4所示)；图形化所述封装材料层106，形成封装层104，所述封装层104包括露出所述互连层1031的开口107。
本实施例中，所述封装层104的材料为光敏材料，通过光刻的方式来图形化封装材料层106，有利于降低图形化封装材料层106形成所述封装层104的难度。具体的，所述光敏材料为干膜(dry film)。干膜是一种永久键合膜，干膜的粘结强度较高，从而使得封装层104与互连层1031和密封层1032的结合强度得到保障，同时，有利于提高对第一空腔105的密封性。
其他实施例中，所述光敏材料为膜状干膜，可以采用贴膜(lamination)工艺形成所述封装层。其中，贴膜工艺是在真空环境下进行的，具有良好的阶梯覆盖能力，能够显著提高所述封装层与所述互连层和密封层的贴合度、以及粘附强度。
另一些实施例中，也可以采用液态干膜形成所述封装层，其中，液态干膜指的是膜状干膜中的成分以液态的形式存在。相应的，形成所述封装层的步骤包括：通过旋涂工艺涂布液态干膜；对液态干膜进行固化处理，以形成封装层。其中，固化后的液态干膜也是光敏性材料。在其他实施例中，所述封装层的材料也可以为介电材料或有机材料。相应的，可以分别采用沉积工艺或涂布工艺形成所述封装层。其中，介电材料可以为氧化硅、磷硅酸玻璃(PSG)或硼磷玻璃(BPSG)，有机材料可以为聚酰亚胺。
需要说明的是，所述封装层104的边缘位于所述密封层1032的顶面，为后续将形成覆盖所述密封层1032和封装层104交界面的保护层109做准备。
需要说明的是，所述封装层104的厚度不宜过大，也不宜过小。如果所述封装层104的厚度过大，在形成所述开口的过程中，增大了去除所述封装层104的工艺难度，同时，也使得在所述封装层104中形成的开口尺寸变大，相应的，导致所述滤波器的整体面积增大，也导致形成的封装层104材料浪费过多，增加了工艺成本；如果所述封装层104的厚度过小，则易导致所述封装层104承受的外界挤压能力降低，封装层104的中心区域易坍塌，使所述封装层104的气密性和防水性能下降，从而对所述滤波器后续的制程和应用环境提出了更高的要求。为此，本实施例中，所述封装层104的厚度为5微米至60微米。
参考图6至图9，形成覆盖所述密封层1032和封装层104交界面，以及密封层1032和衬底100交界面的保护层109。
本发明实施例提供的滤波器中，封装层104，位于所述第一连接层103上，所述封装层104、密封层1032以及衬底100形成第一空腔105，保护层109覆盖所述密封层1032和封装层104交界面，以及密封层1032和衬底100交界面，保护层109能够加强密封层1032和封装层104之间，以及密封层1032和衬底100之间的结合力，使得在高温度、高湿度的环境中，密封层1032和衬底100之间，以及密封层1032和封装层104之间不易出现分层，此外，即使密封层1032和衬底100之间，以及密封层1032和封装层104之间出现分层，保护层109能够阻挡外部的水汽穿过所述密封层1032和衬底100之间的间隙进入滤波器的第一空腔105内部，避免器件结构102发生氧化和腐蚀，有利于提高滤波器性能的可靠性，使滤波器满足高性能射频系统的需求。
具体的，后续需要形成将互连层1031电连接出去的金属叠层结构，金属叠层结构采用电镀工艺在电解质溶液中进行，保护层109能够使得电解质溶液中的水汽不易进入所述第一空腔105中。
本实施例中，形成保护层109的步骤包括：如图6所示，形成保形覆盖所述封装层104顶部和侧壁、第一连接层103顶部和侧壁以及衬底100的第一种子层110；如图7所示，在所述第一种子层110上形成第一遮挡层108，所述第一遮挡层108覆盖所述开口107，露出所述封装层104与密封层1032的交界面、以及密封层1032和衬底100的交界面；在所述第一遮挡层108露出的区域形成保护层109。
第一种子层110为形成保护层109提供良好的界面态。本实施例中，所述第一种子层110的材料包括Ti、Cu、Ta、TiN和Al中的一种或多种。
第一种子层110为叠层结构，作为一种示例，其结构包括：100纳米的钛层和位于钛层上的200纳米的铜层，或者200纳米的钛层和位于500纳米上的铜层。
本实施例中，采用物理气相沉工艺、真空蒸镀工艺、化学气相沉积工艺或化学镀铜工艺形成所述第一种子层110。
第一遮挡层108限定保护层109的形成区域，为后续形成保护层109做准备。
本实施例中，所述第一遮挡层108的材料为有机材料，有机材料与保护层109的具有较大刻蚀选择比，在后续去除所述第一遮挡层108的步骤中，不易对保护层109造成损伤。
具体的，所述第一遮挡层108的材料包括但不限于：第一遮挡层108的材料还可以为有机材料，例如：BARC(bottom anti-reflective coating，底部抗反射涂层)材料、ODL(organic dielectric layer，有机介电层)材料、光刻胶、DARC(dielectric anti-reflective coating，介电抗反射涂层)材料、DUO(Deep UV Light Absorbing Oxide，深紫外光吸收氧化层)材料或APF(Advanced Patterning Film，先进图膜)材料。
具体的，所述第一遮挡层108的形成步骤包括：在所述第一种子层110上形成第一遮挡材料层，图形化所述第一遮挡材料层形成所述第一遮挡层108。
本实施例中，所述保护层109的材料包括铜、镍、金和银中的一种或多种。本实施例中，采用物理气相沉工艺、真空蒸镀工艺、化学气相沉积工艺或化学镀铜工艺形成所述保护层。保护层109的材料为金属，保护层109中金属原子紧密排列，从而保护层109的致密性好，使得外部的水汽不易穿过保护层109进入滤波器的第一空腔内部，避免器件结构发生氧化和腐蚀，有利于提高滤波器性能的可靠性。另外，保护层109的材料为金属，金属的导热性好，有利于提高器件的散热性能。
需要说明的是，形成所述保护层109的步骤中，所述保护层109不宜过厚也不宜过薄。若所述保护层109过厚，会花费过多的工艺时间和工艺材料，导致保护层的形成效率不高，且成本较大。若所述保护层109过薄，保护层109阻挡外部水汽进入第一空腔105中的效果不明显，外部水汽穿过所述密封层1032和衬底100之间的间隙进入滤波器的第一空腔105内部，会导致器件结构102发生氧化和腐蚀，降低滤波器性能的可靠性，滤波器不能够满足高性能射频系统的需求。本实施例中，所述保护层109的厚度为0.5微米至10微米。
参考图8，所述滤波器的形成方法还包括：形成所述保护层109后，去除所述第一遮挡层108。
去除所述第一遮挡层108为后续在所述开口107中形成互连柱和位于互连柱上的金属凸块叠层做准备。本实施例中，采用灰化工艺或者湿法去胶工艺去除所述第一遮挡层108。
需要说明的是，所述第一种子层110被保留为后续形成互连柱111提供良好的界面态，避免多次形成种子层，简化工艺流程。
参考图9，所述滤波器的形成方法还包括：去除所述第一遮挡层108后，在所述开口中形成与所述互连层连接的互连柱111。
互连柱111用于将互连层1031与外部电连接。
具体的，形成所述互连柱111的步骤包括：形成覆盖保护层109且露出所述开口107；在所述开口107中形成互连柱111。
本实施例中，采用旋涂工艺，经过图形化形成第三遮挡层114。第三遮挡层114的材料与第一遮挡层108的材料相同，在此不再赘述。
本实施例中，所述互连柱111的材料包括铜、镍、金和银中的一种或多种。本实施例中，采用物理气相沉工艺、真空蒸镀工艺、化学气相沉积工艺或化学镀铜工艺形成所述互连柱。
参考图10，所述滤波器的形成方法还包括：在所述互连柱111的顶部形成金属凸块叠层(Pillar)112。
所述金属凸块叠层112用于将互连柱111与外部电路连接做准备。
本实施例中，所述金属凸块叠层112的材料包括：铜层和位于铜层上的镍层。其他实施例中，金属凸块叠层的材料还可以仅包括：铜层。
所述滤波器的形成方法还包括：在所述金属凸块叠层112上形成锡银合金层113(SnAg)。
参考图11，所述滤波器的形成方法还包括：形成所述金属凸块叠层后，去除所述第二遮挡层和第一种子层和第三遮挡层114。
本实施例中，采用湿法刻蚀工艺去除第一种子层110。具体的，湿法刻蚀溶液包括磷酸和双氧水，或者硫酸和双氧水。需要说明的是，在采用湿法刻蚀工艺去除第一种子层110时，保护层109也会被略微减薄，但因为保护层109的厚度远大于所述第一种子层110的厚度，保护层109仍能够很好的起到防护的作用。
本实施例中，采用灰化工艺或者湿法去胶工艺去除所述第三遮挡层114。
在另一些实施例中，如图12至图14，形成所述保护层212的步骤中，还可以在所述开口207的底面和侧壁，以及所述密封层2032的顶部形成互连结构211。
互连结构211为将开口207底部的互连层2031与外部电路结构电连接。所述互连结构211和保护层212在同一步骤中，与在先后步骤中形成互连结构211和保护层212的情况相比，有利于简化滤波器的形成工艺，降低滤波器的制作成本。
具体的，形成保护层和所述互连结构211的步骤包括：如图12所示，形成保形覆盖所述封装层204顶部和侧壁、第一连接层103顶部和侧壁以及衬底200的第一种子层210；在所述第一种子层210上形成第二遮挡层208，所述第二遮挡层208露出所述开口207和所述密封层2032的部分顶部，以及所述密封层1032和封装层104交界面，以及密封层1032和衬底100交界面；如图13所示，在所述第二遮挡层208露出的区域形成电镀层，其中，位于所述开口207中以及所述密封层2032部分顶部的所述电镀层作为所述互连结构211，位于所述密封层1032和封装层104交界面，以及密封层1032和衬底100交界面的电镀层作为所述保护层212。
所述第一种子层210为形成电镀层提供良好的界面态。其他实施例中，第一种子层的材料包括Ti、Cu、Ta、TiN和Al中的一种或多种。本实施例中，采用物理气相沉工艺、真空蒸镀工艺、化学气相沉积工艺或化学镀铜工艺形成所述第一种子层。
第一种子层210为叠层结构，作为一种示例，其结构包括：100纳米的钛层和位于钛层上的200纳米的铜层，或者200纳米的钛层和位于500纳米上的铜层。
本实施例中，所述电镀层为叠层结构包括：铜层、位于铜层上的镍层以及位于镍层上的金层。金为不活泼金属，具有较好的抗氧化性和抗腐蚀性，能够对被其覆盖的金属起到保护作用。
本实施例中，采用电镀工艺在所述第一种子层210上保形覆盖电镀层。所述电镀层厚度达到后续待形成的互连结构211和保护层212的预设厚度。
在其他实施例中，电镀层还可以为铜层，以及位于铜层上的化学镀镍金或化学镀镍钯金。化学镀镍金和化学镀镍钯金均为不活泼金属，具有较好的抗氧化性和抗腐蚀性，能够对被其覆盖的金属起到保护作用。
还可以采用其他方法形成保护层和所述互连结构，具体的，形成所述保护层和所述互连结构的步骤包括：形成保形覆盖所述封装层顶部和侧壁、第一连接层顶部和侧壁以及衬底的第一种子层；在所述第一种子层上保形覆盖第二金属材料层；图形化所述第二金属材料层，位于所述开口中以及所述密封层部分顶部的所述第二金属材料层作为所述互连结构，位于所述密封层和封装层交界面，以及密封层和衬底交界面的作为所述保护层。
采用电镀工艺在所述第一种子层上保形覆盖第二金属材料层。所述第二金属材料层厚度达到后续待形成的互连结构和保护层的预设厚度。
如图14所示，所述滤波器的形成方法还包括：形成所述互连结构211和保护层212后，去除所述第二遮挡层208。
参考如图15，对所述衬底100背离所述互连层1031和密封层1032的一侧进行减薄处理。
对所述衬底100背离所述互连层1031和密封层1032的一侧进行减薄处理，能够降低滤波器的厚度，有利于顺应滤波器的微型化趋势。
本实施例中，采用研磨工艺(grinding)对所述衬底100背离所述互连层1031和密封层1032的一侧进行减薄处理。研磨工艺具有成本低廉、工艺效率高和操作简单等特点。其他实施例中，采用化学机械抛光工艺(chemical mechanical planarization，CMP)对所述衬底背离所述互连层和密封层的一侧进行减薄处理。
需要说明的是，对所述衬底100背离所述互连层1031和密封层1032的一侧进行减薄处理前，还需要对金属凸块叠层中的锡银合金层进行回流处理(Reflow)，使得锡银合金层变成锡银合金球。
还需要说明的是，本发明实施例中，在形成封装层104后以及金属凸块叠层后对衬底100背离所述互连层1031和密封层1032的一侧进行减薄处理。其他实施例中，还可以在提供衬底的步骤中，对衬底待形成互连层和密封层的一侧进行减薄处理。
所述滤波器的形成方法还包括：对衬底100进行减薄处理后，将衬底100中的多个器件单元切割开来。
图16至图18是本发明实施例谐振器的形成方法第二实施例各步骤对应的结构示意图。
本发明实施例中与第一实施例的相同之处在此不再赘述，不同之处在于：
如图16所示，所述滤波器的形成方法包括：提供衬底300后，在所述互连区300B的所述衬底300上形成第一连接层303前，在所述互连区300B的所述衬底300上形成缓冲层304。
所述缓冲层304位于所述密封层3032和衬底300之间，所述缓冲层304用于起缓冲衬底300和密封层3032之间热应力的作用，从而热过程(烘烤、热回流或温度循环)时，衬底300和缓冲层304之间，以及缓冲层304和密封层3032之间不易出现分层或破损。因此，外部水汽不易穿过缓冲层304和衬底300之间的间隙。
所述缓冲层304的材料为热膨胀系数介于衬底300和密封层3032热膨胀系数之间的材料，使得缓冲层304具有优良的缓冲性能。硅的热膨胀系数为3.5ppm/℃，铜的热膨胀系数为17.5ppm/℃，所述缓冲层304的热膨胀系数为3.5ppm/℃至17.5ppm/℃之间。
所述缓冲层304还可以为杨氏模量低于1.0E11Pa的材料。本实施例中，衬底300的材料为硅，硅的杨氏模量为1.1E11Pa，密封层3032和互连层3031的材料为铜，铜的杨氏模量为1.7E11Pa，缓冲层304的杨氏模量低于所述衬底300、密封层3032和互连层3031的杨氏模量，在热过程(烘烤、Reflow或温度循环)时能够起到缓冲衬底300和密封层3032的作用，以及缓冲衬底300和互连层3031的作用。
若所述缓冲层304的杨氏模量过高，在热过程中，会导致缓冲层304和所述衬底300之间，以及缓冲层304和密封层3032之间易出现分层或者破损，导致外部水汽易穿过缓冲层304和衬底300之间的间隙进入第一空腔305中，第一空腔305的内部易被氧化和腐蚀。
本实施例中，缓冲层304的材料为光敏材料。作为一种示例，所述缓冲层304的材料包括聚酰亚胺，聚酰亚胺的杨氏模量低于3E9Pa。其他实施例中，所述缓冲层材料还包括氧化硅，氧化硅的杨氏模量为7E10Pa。在另一些实施例中，缓冲层的材料还可以包括氮化硅、磷硅酸盐玻璃等。
本实施例中，形成所述缓冲层304的步骤包括：在所述衬底300上形成缓冲材料层(图中未示出)；图形化所述缓冲材料层，剩余的所述缓冲材料层作为所述缓冲层304。
本实施例中，采用旋涂工艺形成所述缓冲材料层，缓冲层304通过光刻的方式图形化而成，有利于降低形成缓冲层304的过程中衬底300造成的损伤，能提高滤波器的电学性能。其他实施例中，缓冲层的材料包括氧化硅，可以采用干法刻蚀工艺图形化所述缓冲材料层。
如图17所示，在所述互连区的所述衬底300上形成第一连接层303的步骤中，所述互连层3031形成在缓冲层304顶部且覆盖缓冲层304靠近工作区300A的侧壁，且延伸至工作区300A与器件结构电连接；密封层还可以仅形成在缓冲层304顶部，或者所述密封层3032形成在所述缓冲层304的顶部，覆盖所述缓冲层304的部分顶部和缓冲层304远离工作区300A的侧壁，且覆盖缓冲层304和衬底300的交界面。
所述缓冲层304位于所述密封层3032和衬底300之间，所述缓冲层304用于起缓冲衬底300和密封层3032之间热应力的作用，从而热过程(烘烤、Reflow或温度循环)时，衬底300和缓冲层304之间，缓冲层304和密封层3032之间不易出现分层或破损，此外，即使密封层3032和衬底300之间，以及密封层3032和封装层306之间出现分层，保护层309能够阻挡外部的水汽穿过所述密封层3032和衬底300之间的间隙进入滤波器的第一空腔305内部，避免器件结构302发生氧化和腐蚀，有利于提高滤波器性能的可靠性，使滤波器满足高性能射频系统的需求。
本实施例中，形成密封层3032的步骤中，密封层3032形成在所述缓冲层304的顶部，覆盖所述缓冲层304的部分顶部和缓冲层304远离工作区300A的侧壁，且覆盖缓冲层304和衬底300的交界面，使得缓冲层304和衬底300之间的交界面被所述密封层3032阻挡，使得外部水汽不易穿过缓冲层304和衬底300之间的间隙，进入所述第一空腔305中，避免器件结构302发生氧化和腐蚀，有利于提高滤波器性能的可靠性，使滤波器满足高性能射频系统的需求。
本实施例中，形成所述第一连接层303的步骤包括：在所述互连区的所述缓冲层304和衬底300上形成第二种子材料层；对第二种子材料层进行图形化处理，形成第二种子层；在第二种子层上形成第一连接材料层；图形化所述第一连接材料层，形成第一连接层303，所述第一连接层303包括互连层3031和位于所述互连层3031外围的密封层3032。
本实施例中，采用化学电镀工艺形成第二种子材料层。其他实施例中，还可以采用物理气相沉积工艺、真空蒸镀工艺或者化学气相沉积工艺形成所述第二种子材料层。
本实施例中，采用电镀工艺在第二种子层上形成第一连接材料层。
其他实施例中，密封层还可以仅形成在缓冲层顶部。
本发明提供一种谐振器。参考图15，示出了本发明谐振器第一实施例的结构示意图。
滤波器包括：衬底100，所述衬底100包括工作区100A以及环绕所述工作区100A的互连区100B；器件结构102，位于所述工作区100A的所述衬底100上；第一连接层103，位于所述互连区100B的所述衬底100上，所述第一连接层103包括互连层和环绕于所述互连层外围的呈环状的密封层1032，所述互连层1031与器件结构102电连接；封装层104，位于所述第一连接层103上，所述封装层104、密封层1032以及衬底100形成第一空腔105，所述封装层104的边缘位于所述密封层1032的顶面；保护层109，覆盖所述密封层1032和封装层104交界面，以及密封层1032和衬底100交界面。
本发明实施例提供的滤波器中，封装层104，位于所述第一连接层103上，所述封装层104、密封层1032以及衬底100形成第一空腔105，保护层109覆盖所述密封层1032和封装层104交界面，以及密封层1032和衬底100交界面，保护层109能够加强密封层1032和封装层104之间，以及密封层1032和衬底100之间的结合力，使得在高温度、高湿度的环境中，密封层1032和衬底100之间，以及密封层1032和封装层104之间不易出现分层，此外，即使密封层1032和衬底100之间，以及密封层1032和封装层104之间出现分层，保护层109能够阻挡外部的水汽穿过所述密封层1032和衬底100之间的间隙进入滤波器的第一空腔105内部，避免器件结构102发生氧化和腐蚀，有利于提高滤波器性能的可靠性，使滤波器满足高性能射频系统的需求。
本实施例中，所述衬底100为晶圆级衬底100。通过采用晶圆级衬底100，在滤波器的形成方法中，可以实现晶圆级的制备工艺，可以降低工艺成本、实现批量生产，这有利于提高制造滤波器的生产效率。
本实施例中，所述衬底100为晶圆级衬底100，因此，所述衬底100包括多个器件单元区(未标示)，每一个器件单元区均包括工作区100A环绕所述工作区100A的互连区100B。
本实施例中，每一个器件单元区的工作区100A的衬底100中具有第二空腔101，为体声波滤波器结构。其他实施例中，所述滤波器为表面声波滤波器，每一个器件单元区的工作区的衬底还可以不具有第二空腔。
所述衬底100包括工作区100A，所述工作区100A为器件结构102进行工作的区域。具体地，所述工作区100A为滤波器用于实现滤波功能的工作区。
本实施例中，滤波器中包括第一空腔105和第二空腔101，相应的形成的滤波器为体声波(bulk acoustic wave，BAW)滤波器。具体的，所述体声波谐振器可以为横膈膜型薄膜体声波(film bulk acoustic resonator，FBAR)谐振器。其他实施例中，体声波滤波器还可以为反射阵型体声波谐振器(BAW-SMR)或空气隙型薄膜体声波谐振器。
所述器件结构102用于实现电信号与声信号之间的相互转换，从而使滤波器对信号进行滤波处理。具体地，所述器件结构102为具有压电叠层结构的声学换能器，所述器件结构102的包括第一电极(图中未示出)、位于第一电极上的压电膜(图中未示出)以及位于压电膜上的第二电极(图中未示出)。
其他实施例中，最终形成的滤波器还可以为表面声波滤波器(Surface cousticwave，SAW)。每一个器件单元区的衬底还可以不具有第二空腔。
相应的，所述衬底为压电基板(piezoelectric substrate)，从而使后续滤波器能够利用压电效应进行滤波处理。本实施例中，所述衬底的材料为铌酸锂(LiNbO3)、钽酸锂(LiTaO3)、AlN、掺杂AlN的半导体材料、石英、压电晶体或压电陶瓷，所述压电晶体包括但不限于石英晶体、酒石酸钾钠、铌酸锂晶体，所述压电陶瓷层的材料包括但不限于钛酸钡、锆钛酸铅、改性锆钛酸铅、偏铌酸铅、铌酸铅钡锂、改性钛酸铅。其中，铌酸锂或钽酸锂能够提供非常高的机电耦合系数，能够用于制造呈现大约50％的相对带宽的滤波器。
所述器件结构为金属叉指换能器(interdigital transducers，IDT)。IDT包括两组具有能量转换功能的叉指型电极，分别为输入叉指换能器和输出叉指换能器。当输入叉指换能器接收电信号(electrical signal)时，压电基板的表面会发生振动，并激发出于外加信号同频率的声波(acoustic wave)，所述声波沿着压电基板表面的方向传播，一部分声波传送到输出叉指换能器，输出叉指换能器将机械振动转换为电信号，并由所述输出叉指换能器输出。
所述互连层1031电连接所述器件结构102。所述互连层1031用于作为所述器件结构102的输入/输出(I/O)端，用于将所述器件结构102与外部电路结构相电连接；密封层1032用于从侧部对位于其内部的互连层1031和器件结构起到保护作用，降低了水汽进入所述工作区100A中的概率，相应的，降低了所述工作区100A中的器件结构和互连区100B中的互连结构受到氧化、腐蚀的概率。相应的，也降低了互连层1031受到氧化、腐蚀的概率。
本实施例中，第一连接层103的材料包括：Ti、Cu、Al和Ni中的一种或多种。具体的，Ti、Cu、Al和Ni均为导电材料，能够使得所述工作区100A中的器件结构与外部配电结构通过所述互连层1031实现电连接。作为一种示例，所述互连层1031的材料为Al。
需要说明的是，所述互连层1031的厚度不宜过大，也不宜过小。如果所述互连层1031的厚度过大，则增加了形成所述第一连接层103的工艺难度；如果所述互连层1031的厚度过小，则容易导致在所述工作区100A中的第一空腔105有效高度过小，相应的，封装层104在受到外力挤压产生形变后，增大了所述封装层104与所述器件结构102接触的概率，从而导致所述滤波器的可靠性降低。为此，本实施例中，所述互连层1031的厚度为2微米至30微米。
密封层1032的材料和第一连接层103的材料相同，密封层1032的材料也包括：Ti、Cu、Al和Ni中的一种或多种。
密封层1032的材料为金属，因为金属原子紧密排列，从而密封层1032的致密性好，能够很好的起到密封作用。密封层1032和互连层1031选用相同的材料，使得密封层1032和互连层1031能够在同一步骤中刻蚀第一连接材料层而成，有利于简化滤波器的形成工艺，提高效率。
本实施例中，密封层1032和互连层1031在同一步骤中形成，因此密封层1032的厚度和互连层1031的厚度相同。所述密封层1032的厚度为2微米至30微米。密封层1032与互连层1031之间的高度差小于3微米。
本实施例中，密封层1032与互连层1031之间的距离w1(如图15所示)为大于2微米，如5微米、8微米，在一实施例中，该距离为3-10微米，距离过小，容易造成短路，距离过大则所形成的封装器件占据较大空间，不利于芯片小型化。在工艺允许的范围内，距离差值越小越有利于封装的小型化。本实施例中，密封层1032的宽度w2(如图15所示)为大于10微米，如15微米、25微米。在一实施例中，密封层1032的宽度为20-40微米，如30微米，密封层1032的宽度决定了密封层与封装的结合强度，宽度越宽结合强度越大，同时预防水汽进入到空腔的能力越强，根据封装层的大小，综合考虑结合强度和密封层所占用的面积选择合适的宽度。
需要说明的是，所述互连层1031的数量为多个；且多个互连层1031相间隔，从而多个互连层1031不接触，使得多个互连层1031间断路。作为一种示例，图中示出所述两个互连层1031，一个用于与压电叠层结构的第一电极电连接，一个与压电叠层结构的第二电极电连接。
作为一种示例，两个互连层1031位于所述工作区100A的两侧。
所述密封层1032与所述互连层1031相间隔，或者所述密封层1032仅与一个互连层1031连接，从而密封层1032和互连层1031之间为断路状态，所述密封层1032不能起到电连接的作用。
需要说明的是，当所述密封层1032与一个互连层1031连接，与另一个互连层1031断开时，与所述密封层1032连接的互连层1031的底部形成有绝缘层(图中未示出)，用于与衬底100电隔离，避免对压电叠层结构的工作性能产生影响。
需要说明的是，所述密封层1032呈环状，也就是说所述密封环1032包围所述互连层的四周，有利于提高与封装层1032形成的第一空腔的密闭性。
封装层104实现滤波器的封装，并起到密封以及防潮的作用，从而提高滤波器的可靠性。而且，通过密封所述第一空腔105，还有利于使得所述第一空腔105与外界环境隔绝，从而维持所述器件结构102的声学性能的稳定性。
本实施例中，所述封装层104包括露出互连层1031的开口107。所述开口107为互连柱111提供空间。
本实施例中，所述封装层104的材料为光敏材料，通过光刻的方式来图形化封装材料层，有利于降低图形化封装材料层，形成所述封装层104的难度。具体的，所述光敏材料为干膜(dry film)。干膜是一种永久键合膜，干膜的粘结强度较高，从而使得封装层104与互连层1031和密封层1032的结合强度得到保障，同时，有利于提高对第一空腔105的密封性。
本实施例中，所述光敏材料为膜状干膜，使得形成所述封装层104的工艺简单。本实施例中，采用贴膜(lamination)工艺形成所述封装层104。其中，贴膜工艺是在真空环境下进行的，具有良好的阶梯覆盖能力，能够显著提高所述封装层104与所述互连层1031和密封层1032的贴合度、以及粘附强度。
其他实施例中，也可以采用液态干膜形成所述封装层，其中，液态干膜指的是膜状干膜中的成分以液态的形式存在。相应的，形成所述封装层的步骤包括：通过旋涂工艺涂布液态干膜；对液态干膜进行固化处理，以形成封装层。其中，固化后的液态干膜也是光敏性材料。在其他实施例中，所述封装层的材料也可以为介电材料或有机材料。相应的，可以分别采用沉积工艺或涂布工艺形成所述封装层。其中，介电材料可以为氧化硅、磷硅酸玻璃(PSG)或硼磷玻璃(BPSG)，有机材料可以为聚酰亚胺。
需要说明的是，所述封装层104的边缘位于所述密封层的顶面，使得保护层309能够覆盖所述密封层1032和封装层104交界面。
需要说明的是，所述封装层104的厚度不宜过大，也不宜过小。如果所述封装层104的厚度过大，在形成所述开口的过程中，增大了去除所述封装层104的工艺难度，同时，也使得在所述封装层104中形成的开口尺寸变大，相应的，导致所述滤波器的整体面积增大，也导致形成的封装层104材料浪费过多，增加了工艺成本；如果所述封装层104的厚度过小，则易导致所述封装层104承受的外界挤压能力降低，封装层104的中心区域易坍塌，使所述封装层104的气密性和防水性能下降，从而对所述滤波器后续的制程和应用环境提出了更高的要求。为此，本实施例中，所述封装层104的厚度为5微米至60微米。
所述滤波器还包括：互连柱111，位于所述开口107(如图6所示)中，与所述互连层1031连接。
本实施例中，互连柱111的材料相同包括铜、镍、金和银中的一种或多种。
本实施例中，所述保护层109的材料包括铜、镍、金和银中的一种或多种。保护层109的材料为金属，保护层109中金属原子紧密排列，从而保护层109的致密性好，使得外部的水汽不易穿过保护层109进入滤波器的第一空腔内部，避免器件结构发生氧化和腐蚀，有利于提高滤波器性能的可靠性。
需要说明的是，所述保护层109不宜过厚也不宜过薄。若所述保护层109过厚，会花费过多的工艺时间和工艺材料，导致保护层109的形成效率不高，且成本较大。若所述保护层109过薄，保护层阻挡外部水汽进入第一空腔105中的效果不明显，外部水汽穿过所述密封层1032和衬底100之间的间隙进入滤波器的第一空腔105内部，会导致器件结构发生氧化和腐蚀，降低滤波器性能的可靠性，滤波器不能够满足高性能射频系统的需求。本实施例中，所述保护层109的厚度为0.5微米至10微米。
需要说明的是，所述滤波器还包括：第一种子层110，位于所述保护层109和密封层1032之间。第一种子层110，还位于互连柱111和封装层104之间。
第一种子层110为形成保护层109和互连柱111提供良好的界面态。本实施例中，所述第一种子层110的材料包括Ti、Cu、Ta、TiN和Al中的一种或多种。
第一种子层110为叠层结构，作为一种示例，其结构包括：100纳米的钛层和位于钛层上的200纳米的铜层，或者200纳米的钛层和位于500纳米上的铜层。
所述滤波器还包括：金属凸块叠层112，位于所述互连柱111的顶部。所述金属凸块叠层112用于将互连柱111与外部电路连接做准备。
本实施例中，所述金属凸块叠层112的材料包括：铜层和位于铜层上的镍层，其他实施例中，金属凸块叠层112还可以仅包括：铜层。
需要说明的是，所述滤波器还包括：锡银合金层113(SnAg)，位于所述金属凸块叠层112上。
如图14所示，基于滤波器第一实施例的保护层结构，示意出另一种滤波器的电连接结构，其与滤波器第一实施例的相同之处在此不再赘述，与第一实施例不同之处在于：开口207中形成互连结构211，所述互连结构211，位于所述开口207的底面和侧壁，以及所述密封层2032的部分顶部。
互连结构211为将开口207底部的互连层与外部电路结构电连接。
本实施例中，互连结构211为叠层结构，包括：铜层、位于铜层上的镍层以及位于镍层上的金层。金为不活泼金属，具有较好的抗氧化性和抗腐蚀性，能够对被其覆盖的金属起到保护作用。其他实施例中，互连结构还可以为铜层，以及位于铜层上的化学镀镍金或化学镀镍钯金。化学镀镍金和化学镀镍钯金均为不活泼金属，具有较好的抗氧化性和抗腐蚀性，能够对被其覆盖的金属起到保护作用。
参考图18，示出了本发明谐振器第二实施例的结构示意图。本发明实施例中与第一实施例的相同之处在此不再赘述，不同之处在于：
所述滤波器还包括：缓冲层304，位于所述衬底300的互连区300B上；所述互连层3031位于缓冲层304顶部且覆盖缓冲层304靠近工作区300A的侧壁，且延伸至工作区300A与器件结构302电连接；所述密封层3032位于缓冲层304顶部；或者所述密封层3032，覆盖所述缓冲层304的部分顶部和缓冲层304远离工作区300A的侧壁，且覆盖所述缓冲层304和衬底300的交界面。
缓冲层304位于密封层3032和衬底300之间，缓冲层304用于起缓冲衬底300和密封层3032之间热应力的作用，从而热过程(烘烤、Reflow或温度循环)时，衬底300和缓冲层304之间，缓冲层304和密封层3032之间不易因热应力出现分层或破损，此外，即使密封层3032和衬底300之间，以及密封层3032和封装层306之间出现分层，保护层309能够阻挡外部的水汽穿过所述密封层3032和衬底300之间的间隙进入滤波器的第一空腔305内部，避免器件结构302发生氧化和腐蚀，有利于提高滤波器性能的可靠性，使滤波器满足高性能射频系统的需求。
本实施例中，密封层3032形成在所述缓冲层304的顶部，覆盖所述缓冲层304的部分顶部和缓冲层304远离工作区300A的侧壁，且覆盖缓冲层304和衬底300的交界面，使得缓冲层304和衬底300之间的交界面被所述密封层3032阻挡，使得外部水汽不易穿过缓冲层304和衬底300之间的间隙，进入所述第一空腔105中，避免器件结构302发生氧化和腐蚀，有利于提高滤波器性能的可靠性，使滤波器满足高性能射频系统的需求。
所述缓冲层304的材料为热膨胀系数介于衬底300和密封层3032热膨胀系数之间的材料，使得缓冲层304具有优良的缓冲性能。硅的热膨胀系数为3.5ppm/℃，铜的热膨胀系数为17.5ppm/℃，所述缓冲层304的热膨胀系数为3.5ppm/℃至17.5ppm/℃之间。
缓冲层304还可以为杨氏模量低于1.0E11Pa的材料。本实施例中，衬底300的材料为硅，硅的杨氏模量为1.1E11Pa，密封层3032和互连层3031的材料为铜，铜的杨氏模量为1.7E11Pa，缓冲层304的杨氏模量低于所述衬底300、密封层3032和互连层3031的杨氏模量，在热过程(烘烤、Reflow或温度循环)时能够起到缓冲衬底300和密封层3032的作用，以及缓冲衬底300和互连层3031的作用。
本实施例中，缓冲层304的材料为光敏材料，缓冲层304通过光刻的方式图形化而成，有利于降低形成缓冲层304的过程中衬底300造成的损伤，能提高滤波器的电学性能。作为一种示例，所述缓冲层304的材料包括聚酰亚胺，聚酰亚胺的杨氏模量低于3E9Pa。其他实施例中，所述缓冲层材料还包括氧化硅，氧化硅的杨氏模量为7E10Pa。在另一些实施例中，缓冲层的材料还可以包括氮化硅、磷硅酸盐玻璃等。
其他实施例中，密封层还可以仅位于缓冲层顶部。
本实施例中，滤波器可以采用前述实施例的形成方法形成，也可以采用其他形成方法形成。对本实施例滤波器的具体描述，可参考前述实施例中的相应描述，本实施例在此不再赘述。
相应的，本发明实施例还提供一种电子设备，所述电子设备包括前述实施例所述的滤波器。
所述滤波器可以组装至各种电子设备中。由前述分析可知，所述滤波器的可靠性较高，这相应能够得到可靠性高的电子设备。其中，所述电子设备还可以为个人计算机、智能手机等移动终端、媒体播放器、导航设备、电子游戏设备、游戏用控制器、平板计算机、可穿戴设备、防门禁电子系统、POS终端、医疗设备、飞行模拟器等。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (20)

1.一种滤波器，其特征在于，包括：
衬底，所述衬底包括工作区以及环绕所述工作区的互连区；
器件结构，位于所述工作区的所述衬底上；
第一连接层，位于所述互连区的所述衬底上，所述第一连接层包括互连层和环绕于所述互连层外围的呈环状的密封层，所述互连层与器件结构电连接；
封装层，位于所述第一连接层上，所述封装层、密封层以及衬底形成第一空腔，所述封装层的边缘位于所述密封层的顶面；
保护层，覆盖所述密封层和封装层交界面，以及密封层和衬底交界面。
2.如权利要求1所述的滤波器，其特征在于，所述滤波器还包括：
缓冲层，位于所述衬底的互连区上；所述互连层位于缓冲层顶部且覆盖缓冲层靠近工作区的侧壁，且延伸至工作区与器件结构电连接；
所述密封层位于缓冲层顶部；或者所述密封层，覆盖所述缓冲层的部分顶部和缓冲层远离工作区的侧壁，且覆盖缓冲层和衬底的交界面。
3.如权利要求2所述的滤波器，其特征在于，所述缓冲层的材料包括氧化硅、聚铣亚胺、氮化硅或磷硅酸盐玻璃。
4.如权利要求1或2所述的滤波器，其特征在于，所述保护层的材料包括铜、镍、金和银中的一种或多种。
5.如权利要求1或2所述的滤波器，其特征在于，所述保护层的厚度为0.5微米至10微米。
6.如权利要求1或2所述的滤波器，其特征在于，所述互连层的数量为多个，且多个互连层相间隔；
所述密封层与所述互连层相间隔，或者所述密封层仅与一个所述互连层连接。
7.如权利要求1或2所述的滤波器，其特征在于，所述封装层包括露出互连层的开口；
所述滤波器还包括：互连柱，位于所述开口中与所述互连层连接。
8.如权利要求7所述的滤波器，其特征在于，所述滤波器还包括：互连结构，位于所述开口的底面和侧壁，以及所述密封层的顶部。
9.如权利要求7所述的滤波器，其特征在于，所述滤波器还包括：金属凸块叠层，位于所述互连柱的顶部。
10.如权利要求1所述的滤波器，其特征在于，所述滤波器包括表面声波滤波器；
或者，衬底的工作区中还具有第二空腔，所述第二空腔被所述器件结构覆盖，所述滤波器包括体声波滤波器。
11.一种滤波器的形成方法，其特征在于，包括：
提供衬底，所述衬底包括工作区以及环绕所述工作区的互连区，所述工作区的衬底上形成有器件结构；
在所述互连区的所述衬底上形成第一连接层，所述第一连接层包括互连层和环绕于所述互连层外围的呈环状的密封层，所述互连层与器件结构电连接；
在所述第一连接层上形成封装层，所述封装层、密封层以及衬底形成第一空腔，所述封装层的边缘位于所述密封层的顶面；
形成覆盖所述密封层和封装层交界面，以及密封层和衬底交界面的保护层。
12.如权利要求11所述的滤波器的形成方法，其特征在于，所述滤波器的形成方法包括：提供衬底后，在所述互连区的所述衬底上形成第一连接层前，在所述互连区的所述衬底上形成缓冲层；
在所述互连区的所述衬底上形成第一连接层的步骤中，所述互连层形成在缓冲层顶部且覆盖缓冲层靠近工作区的侧壁，且延伸至工作区与器件结构电连接；所述密封层形成在缓冲层顶部；或者所述密封层形成在所述缓冲层的顶部，覆盖所述缓冲层的部分顶部和缓冲层远离工作区的侧壁，且覆盖缓冲层和衬底的交界面。
13.如权利要求12所述的滤波器的形成方法，其特征在于，所述缓冲层的材料包括氧化硅、聚铣亚胺、氮化硅或磷硅酸盐玻璃。
14.如权利要求11或12所述的滤波器的形成方法，其特征在于，所述保护层的材料包括铜、镍、金和银中的一种或多种。
15.如权利要求11或12所述的滤波器的形成方法，其特征在于，在所述互连区的所述衬底上形成第一连接层的步骤中，所述互连层的数量为多个，且多个互连层相间隔；
所述密封层与所述互连层相间隔，或者所述密封层仅与一个互连层连接。
16.如权利要求11或12所述的滤波器的形成方法，其特征在于，在所述第一连接层上形成封装层的步骤中，所述封装层包括露出互连层的开口；
所述滤波器的形成方法还包括：形成所述保护层后，在所述开口中形成与所述互连层连接的互连柱；形成互连柱后，在所述互连柱的顶部形成金属凸块叠层。
17.如权利要求16所述的滤波器的形成方法，其特征在于，形成所述保护层的步骤包括：
形成保形覆盖所述封装层顶部和侧壁、密封层顶部和侧壁以及衬底的第一种子层；
在所述第一种子层上形成第一遮挡层，所述第一遮挡层覆盖所述开口，露出所述封装层与密封层的交界面、以及密封层和衬底的交界面；
在所述第一遮挡层露出的区域形成保护层。
18.如权利要求11或12所述的滤波器的形成方法，其特征在于，在所述第一连接层上形成封装层的步骤中，所述封装层包括露出互连层的开口；
形成所述保护层的步骤中，在所述开口的底面和侧壁，以及所述密封层的顶部形成互连结构。
19.如权利要求18所述的滤波器的形成方法，其特征在于，形成所述保护层和所述互连结构的步骤包括：
形成保形覆盖所述封装层顶部和侧壁、密封层顶部和侧壁以及衬底的第一种子层；
在所述第一种子层上形成第二遮挡层，所述第二遮挡层露出所述开口和所述密封层的部分顶部，以及所述密封层和封装层交界面，以及密封层和衬底交界面；
在所述第二遮挡层露出的区域形成电镀层，位于所述开口中以及所述密封层部分顶部的所述电镀层作为所述互连结构，位于所述密封层和封装层交界面，以及密封层和衬底交界面的电镀层作为所述保护层；
所述滤波器的形成方法还包括：形成所述互连结构和保护层后，去除所述第二遮挡层。
20.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1至10所述的滤波器。
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