CN117791063A - 滤波器及其制备方法、电子设备 - Google Patents
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Abstract
本公开提供一种滤波器及其制备方法、电子设备，属于无源器件技术领域。本公开的滤波器，其包括介质基板，以及集成在介质基板上的至少一个电感和至少一个电容；所述介质基板具有沿其厚度方向贯穿的第一连接过孔；所述介质基板包括沿其厚度方向相对设置的相对设置的第一表面和第二表面；所述电感包括设置在所述第一表面的第一导电结构、设置在所述第二表面的第二导电结构，以及设置在所述第一连接过孔内的第一连接电极；所述第一导电结构通过第一连接电极与所述第二导电结构形成所述电感的线圈结构；其中，所述电容的第一极板与所述第一导电结构同层设置，且所述第一极板的厚度小于所述第一导电结构的厚度。
Description
技术领域
本公开属于无源器件技术领域，具体涉及一种滤波器及其制备方法、电子设备。
背景技术
在当代，消费电子产业发展日新月异，以手机特别是5G手机为代表的移动通信终端发展迅速，手机需要处理的信号频段越来越多，需要的射频芯片数量也水涨船高，而获得消费者喜爱的手机形式向小型化、轻薄化、长续航不断发展。在传统手机中，射频PCB板上存在大量的分立器件如电阻、电容、电感、滤波器等，它们具有体积大、功耗高、焊点多、寄生参数变化大的缺点，难以应对未来的需求。射频芯片相互间的互联、匹配等需要面积小、高性能、一致性好的集成无源器件。目前市场上的集成无源器件主要是基于Si(硅)衬底和GaAs(砷化镓)衬底。Si基集成无源器件具有价格便宜的优点，但Si本身有微量杂质(绝缘性差)导致器件微波损耗较高，性能一般；GaAs基集成无源器件具有性能优良的优点，但价格昂贵。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种滤波器及其制备方法、电子设备。
本公开实施例提供一种滤波器，其包括介质基板，以及集成在介质基板上的至少一个电感和至少一个电容；所述介质基板具有沿其厚度方向贯穿的第一连接过孔；所述介质基板包括沿其厚度方向相对设置的相对设置的第一表面和第二表面；
所述电感包括设置在所述第一表面的第一导电结构、设置在所述第二表面的第二导电结构，以及设置在所述第一连接过孔内的第一连接电极；所述第一导电结构通过第一连接电极与所述第二导电结构形成所述电感的线圈结构；其中，
所述电容的第一极板与所述第一导电结构同层设置，且所述第一极板的厚度小于所述第一导电结构的厚度。
其中，所述电感的第一导电结构包括沿背离所述介质基板一侧依次设置的第一子导电结构和第二子导电结构；
所述电容的第一极板与所述第一子导电结构同层设置，且材料相同；所述第二子结构的厚度大于所述第一子导电结构。
其中，所述第一子导电结构的厚度为250nm～650nm；所述第二子导电结构的厚度不小于3μm。
其中，所述电容的第二极板设置在所述第一极板背离介质基板的一侧，且在所述第一极板和所述第二极板所在层之间设置有第一层间介质层。
其中，所述电容的第二极板包括沿背离所述介质基板方向依次设置的第一子结构、第二子结构和第三子结构。
其中，所述滤波器还包括设置在所述电容的第二极板背离所述衬底基板一侧的第二层间介质层，设置在所述第二层间介质层背离介质基板一侧的第二连接电极和第三连接电极；所述第二连接电极通过第二连接过孔与所述电感电连接；所述第三连接电极通过第三连接过孔与所述电容的第二极板电连接；所述第二连接过孔贯穿所述第一层间介质层和所述第二层间介质层；所述第三连接电极通过贯穿所述第二层间介质层。
其中，在所述第二连接电极和所述第三连接电极背离介质基板一侧依次设置有第一保护层和第一平坦化层；第一连接焊盘通过第四连接过孔与所述第二连接电极电连接，所述第二连接焊盘通过第五连接过孔与所述第三连接电极电连接；所述第四连接过孔和所述第五连接过孔均贯穿所述第一保护层和第一平坦化层。
其中，所述滤波器还包括在所述第二导电结构背离所述介质基板一侧依次设置的第二保护层和第二平坦化层。
本公开实施例提供一种滤波器的制备方法，其包括：在介质基板上集成至少一个电感和至少一个电容；其中，形成所述电感的步骤包括：
提供一介质基板；所述介质基板具有沿其厚度方向贯穿的第一连接过孔；所述介质基板包括沿其厚度方向相对设置的相对设置的第一表面和第二表面；
在所述第一连接过孔内形成所述第一连接电极；
在所述第一表面形成第一导电结构；
在所述第二表面形成第二导电结构；所述第一导电结构通过第一连接电极与所述第二导电结构形成所述电感的线圈结构；其中，
所述电容的第一极板与所述第一导电结构通过一次构图工艺形成，且所述第一极板的厚度小于所述第一导电结构的厚度。
其中，形成所述电感的第一导电结构和所述电容的第一极板的步骤包括：
在所述介质基板的第一表面形成第一导电膜层，作为第一种子层；
在第一种子层背离所述介质基板的一侧形成光刻胶层；
采用不同精度的掩膜版对光刻胶层进行曝光，形成光刻胶的完全曝光区、非曝光区、半曝光区；所述完全曝光区与待形成的所述第一导电结构对应，非曝光区与待形成的所述第一极板对应，其余位置为半曝光区；
去除半曝光区一定厚度的光刻胶，剩余第一厚度的光刻胶，以及去除完全曝光区的光刻胶，裸露部分第一种子层；
对裸露的第一种子层进行电镀，形成第一导电结构；
去除第一厚度的光刻胶，并将去除裸露的第一种子层；
去除剩余的光刻胶，形成第一极板。
其中，形成所述电感的第一导电结构和所述电容的第一极板的步骤包括：
在第一种子层背离所述介质基板的一侧形成第一光刻胶层；
采用第一掩膜版对第一光刻胶层进行曝光，形成光刻胶的第一完全曝光区、第一非曝光区；所述第一完全曝光区与待形成的所述第一导电结构对应，其余位置为非曝光区；
去除完全曝光区的光刻胶，裸露部分第一种子层；
对裸露的第一种子层进行电镀，形成第一导电结构；
形成第二光刻胶层，并通过第二掩膜版对第二光刻胶层进行曝光，形成第二光刻胶层的第二完全曝光区、第二非曝光区；所述第二非曝光区与待形成的所述第一极板对应，其余位置为完全曝光区；
去除完全曝光区的光刻胶，去除裸露部分的第一种子层；
去除剩余的光刻胶，形成第一极板。
其中，在所述电容的第一极板和第二极板之间形成有第一层间介质层；形成所述电容的第二极板的步骤包括：沿背离所述介质基板方向依次形成第一子结构、第二子结构和第三子结构。
其中，在形成所述电容的第一极板之后还包括：
形成第二层间介质层，并形成贯穿第一层间介质层和第二层间介质层的第二连接过孔，以及贯穿第二层间介质层的第三连接过孔；
在所述第二层间介质层背离介质基板一侧的第二连接电极和第三连接电极；所述第二连接电极通过第二连接过孔与所述电感电连接；所述第三连接电极通过第三连接过孔与所述电容的第二极板电连接。
其中，在形成所述第二连接电极和所述第三连接电极之后还包括：
在所述第二连接电极和所述第三连接电极背离介质基板一侧依次形成第一保护层和第一平坦化层，并形成贯穿第一保护层和第一平坦化层的第四连接过孔和第五连接过孔；
形成第一连接焊盘和第二连接焊盘；所述第一连接焊盘通过第四连接过孔与所述第二连接电极电连接，所述第二连接焊盘通过第五连接过孔与所述第三连接电极电连接。
其中，所述制备方法还包括在所述第二导电结构背离所述介质基板一侧依次形成第二保护层和第二平坦化层。
本公开实施例提供一种电子设备，其包括上述任一项所述的滤波器。
附图说明
图1为本公开实施例的电感的俯视图。
图2为一种滤波电路图。
图3为本公开实施例的滤波器的截面图。
图4为本公开实施例的滤波器的制备方法的步骤S11所形成中间产品示意图。
图5为本公开实施例的滤波器的制备方法的步骤S12所形成中间产品示意图。
图6为本公开实施例的滤波器的制备方法的步骤S13所形成中间产品示意图。
图7为本公开实施例的滤波器的制备方法的步骤S14所形成中间产品示意图。
图8和9为本公开实施例的滤波器的制备方法的步骤S15所形成中间产品示意图。
图10为本公开实施例的滤波器的制备方法的步骤S161a所形成中间产品示意图。
图11为本公开实施例的滤波器的制备方法的步骤S162a所形成中间产品示意图。
图12为本公开实施例的滤波器的制备方法的步骤S163a所形成中间产品示意图。
图13为本公开实施例的滤波器的制备方法的步骤S164a所形成中间产品示意图。
图14为本公开实施例的滤波器的制备方法的步骤S165a所形成中间产品示意图。
图15为本公开实施例的滤波器的制备方法的步骤S166a所形成中间产品示意图。
图16为本公开实施例的滤波器的制备方法的步骤S166a所形成中间产品示意图。
图17为本公开实施例的滤波器的制备方法的步骤S161b所形成中间产品示意图。
图18为本公开实施例的滤波器的制备方法的步骤S162b所形成中间产品示意图。
图19为本公开实施例的滤波器的制备方法的步骤S163b所形成中间产品示意图。
图20为本公开实施例的滤波器的制备方法的步骤S164b所形成中间产品示意图。
图21为本公开实施例的滤波器的制备方法的步骤S165b所形成中间产品示意图。
图22为本公开实施例的滤波器的制备方法的步骤S166b所形成中间产品示意图。
图23为本公开实施例的滤波器的制备方法的步骤S167b所形成中间产品示意图。
图24为本公开实施例的滤波器的制备方法的步骤S17所形成中间产品示意图。
图25为本公开实施例的滤波器的制备方法的步骤S18所形成中间产品示意图。
图26为本公开实施例的滤波器的制备方法的步骤S19所形成中间产品示意图。
图27为本公开实施例的滤波器的制备方法的步骤S110所形成中间产品示意图。
图28为本公开实施例的滤波器的制备方法的步骤S111所形成中间产品示意图。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”、“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
图1为本公开实施例的电感的俯视图，参照图1，电感的各第一导电结构21均沿第一方向延伸，且沿第二方向并排设置；电感的各第二导电结构22均沿第三方向延伸，且沿第二方向并排设置。其中，第一方向、第二方向、第三方向均为不同的方向，在本公开实施例中，以第一方向和第二方向相互垂直，第一方向和第三方向相交且非垂直设置为例。当然，第一导电结构21和第二导电结构22的延伸方向也可以互换，均在本公开实施例的保护范围内。另外，在本公实施例中以电感包括N个第一导电结构21和N-1个第二导电结构22为例进行说明，其中，N≥2，且N为整数。第一导电结构21的第一端和第二端分别与一个第一连接过孔在第一介质基板上正投影至少部分交叠。且一个第一导电结构21的第一端和第二端对应不同的第一连接过孔，也即一个第一导电结构21与两个第一连接过孔在第一介质基板上正投影至少部分交叠。此时，电感的第i个第二导电结构22第一端通过第一连接过孔内的第一连接电极11连接第i个第一导电结构21的第一端和第i+1个第一导电结构21的第二端，形成电感线圈，其中，1≤i≤N-1，且i为整数。
在此需要说明的是，其中，第一引线端23与电感线圈的第一个第一导电结构21的第二端，第二引线端24则与第N个第一导电结构21的第一端连接。进一步的，第一引线端23和第二引线端24可以与第二导电结构22同层设置，且采用相同的材料，此时第一引线端23可以通过第一连接电极11与第一个第一导电结构21的第二端连接，相应的，第二引线端24则可以通过第一连接过孔11与第N个第一导电结构21的第一端连接。
图2为一种滤波电路图；如图2所示，该滤波电路包括两个电感和一电容和一个电阻。其中，为了便于理解分别将两个电感称之为第一电感L1和第二电感L2。继续参照图2，第一电感L1的第一引线端连接电阻R第一端，第一电感的第二引线端连接电容C的第二极板，第二电感L2的第一引线端连接电阻R的第一端，第二电感L2的第二引线端连接电容C的第一极板。
需要说明的是，电阻R可以通过导线实现，也可以通过电阻R可以采用高阻材料，例如，例如氧化锡(ITO)、镍铬(NiCr)合金。在本公开实施例中，对电阻R的形成不进行限定，以下主要对电容和电感进行介绍。
图3为本公开实施例的滤波器的截面图；如图3所示，本公开实施例提供一种滤波器，其包括介质基板10，以及集成在介质基板10上的至少一个电感和至少一个电容；介质基板10具有沿其厚度方向贯穿的第一连接过孔101；介质基板10包括沿其厚度方向相对设置的相对设置的第一表面和第二表面；电感包括设置在第一表面的第一导电结构21、设置在第二表面的第二导电结构22，以及设置在第一连接过孔101内的第一连接电极11；第一导电结构21通过第一连接电极11与第二导电结构22形成电感的线圈结构；其中，电容的第一极板31与第一导电结构21同层设置，且第一极板31的厚度小于第一导电结构21的厚度。例如：电感由第一种子层电镀形成，电容的第一基板由第一种子层图案化形成，此时所形成厚度大的电感的第一导电结构21，以及相对较薄的电容的第一极板31。
在本公开实施例中，由于滤波器中的电容的第一极板31与第一导电结构21同层设置，且第一极板31的厚度小于第一导电结构21的厚度，因此可以有效的降低介质基板10出现翘曲的风险。
在一些示例中，电感的第一导电结构21可以包括沿背离介质基板一侧依次设置的第一子导电结构和第二子导电结构。其中，电容的第一极板31可以与第一子导电结构同层设置且材料相同，也即第一子导电结构和第一子导电结构可以在一次工艺中形成。第二子导电结构的厚度大于第一子导电结构的厚度。例如：在介质基板10的第一表面上形成第一导电膜层，作为第一种子层，之后通过电镀形成第一导电结构。此时，电镀长厚的金属结构则为第二子导电结构。第一种子层则包括第一子导电结构和电容的第一极板31。
在一些示例中，第一子导电结构的厚度在250nm～650nm左右。第二子导电结构的厚度不小于3μm。
继续参照图3，本公开实施例中的电容的第二极板32位于第一极板31背离介质基板10的一侧，且在第一极板31和第二极板32之间设置有第一层间介质层4。第一层间介质层4作为电容的介质层，其材料可以为无机绝缘材料。例如：由氮化硅(SiNx)形成的无机绝缘层，或者由氧化硅(SiO2)形成的无机绝缘层，亦或者由SiNx无机绝缘层和SiO2无机绝缘层的若干种叠层组合膜层。
进一步的，电容的第二极板32可以包括沿背离介质基板10方向依次设置的第一子结构321、第二子结构322和第三子结构323。其中，第一子结构321可以为钼(Mo)、镍(Ni)、钛(Ti)合金层，厚度在0.03μm～0.05μm左右；第二子结构322可以为铜(Cu)层，厚度在0.3μm～0.5μm左右；第三子结构321可以为Mo、Ni、Ti合金层，厚度在0.02μm～0.05μm左右。
在一些示例中，本公开实施例的滤波器还可以包括在电容的第二极板32背离衬底基板一侧的第二层间介质层5，设置在第二层间介质层5背离介质基板10一侧的第二连接电极61和第三连接电极62；第二连接电极61通过第二连接过孔51与电感电连接；第三连接电极62通过第三连接过孔52与电容的第二极板32电连接；第二连接过孔51贯穿第一层间介质层4和第二层间介质层5；第三连接电极62通过贯穿第二层间介质层5。
其中，第二层间介质层5同样可以采用无机绝缘材料。例如：由氮化硅(SiNx)形成的无机绝缘层，或者由氧化硅(SiO2)形成的无机绝缘层，亦或者由SiNx无机绝缘层和SiO2无机绝缘层的若干种叠层组合膜层。第二连接电极61和第三连接电极62的材料包括但不限于铜(Cu)。
在一些示例中，在上述滤波器的基础上，本公开实施例的滤波器还包括：依次设置在第二连接电极61和第二连接电极61所在层背离介质基板10一侧的第一保护层7和第一平坦化层8，以及在第一平坦化层8背离介质基板10一侧设置的第一连接焊盘91和第二连接焊盘92。其中，第一连接焊盘91通过第四连接过孔71与第二连接电极61电连接，第二连接焊盘92通过第五连接过孔72与第三连接电极62电连接；第四连接过孔71和第五连接过孔72均贯穿第一保护层7和第一平坦化层8。
进一步的，第一连接焊盘91和第二连接焊盘92可以为锡球。其中，第一保护层7用于防止水氧侵蚀介质基板10的第一表面上形成器件。该第一保护层7的厚度在0.4μm～0.6μm；该第一保护层7材料可以为无机绝缘材料。例如：第一保护层7可以为由氮化硅(SiNx)形成的无机绝缘层，或者由氧化硅(SiO2)形成的无机绝缘层，亦或者由SiNx无机绝缘层和SiO2无机绝缘层的若干种叠层组合膜层。第一平坦化层8的材料可以包括有机绝缘材料，该有机绝缘材料例如包括聚酰亚胺、环氧树脂、压克力、聚酯、光致抗蚀剂、聚丙烯酸酯、聚酰胺、硅氧烷等树脂类材料等。再例如，该有机绝缘材料包括弹性材料，例如、氨基甲酸乙酯、热塑性聚氨酯(TPU)等。
在一些示例中，滤波器不仅包括上述结构，而且还包括在第二导电结构22背离介质基板10的一侧依次设置的第二保护层110和第二平坦化层120。
其中，第二保护层110用于防止水氧侵蚀介质基板10的第一表面上形成器件。该第一保护层7的厚度在0.4μm～0.6μm；该第一保护层7材料可以为无机绝缘材料。例如：第二保护层110可以为由氮化硅(SiNx)形成的无机绝缘层，或者由氧化硅(SiO2)形成的无机绝缘层，亦或者由SiNx无机绝缘层和SiO2无机绝缘层的若干种叠层组合膜层。该第二平坦化层120的材料可以包括有机绝缘材料，该有机绝缘材料例如包括聚酰亚胺、环氧树脂、压克力、聚酯、光致抗蚀剂、聚丙烯酸酯、聚酰胺、硅氧烷等树脂类材料等。再例如，该有机绝缘材料包括弹性材料，例如、氨基甲酸乙酯、热塑性聚氨酯(TPU)等。
本公开实施例提供了一种滤波器的制备方法，该方法用于制备上述任一滤波器。该制备方法具体包括：在介质基板10上集成至少一个电感和至少一个电容；其中，形成电感的步骤包括：
提供一介质基板10；介质基板10具有沿其厚度方向贯穿的第一连接过孔101；介质基板10包括沿其厚度方向相对设置的相对设置的第一表面和第二表面；
在第一连接过孔101内形成第一连接电极11；
在第一表面形成第一导电结构21；
在第二表面形成第二导电结构22；第一导电结构21通过第一连接电极11与第二导电结构22形成电感的线圈结构；其中，
电容的第一极板31与第一导电结构21通过一次构图工艺形成，且第一极板31的厚度小于第一导电结构21的厚度。
例如：电感由第一种子层电镀形成，电容的第一基板由第一种子层图案化形成，此时所形成厚度大的电感的第一导电结构21，以及相对较薄的电容的第一极板31。
在本公开实施例中，由于滤波器中的电容的第一极板31与第一导电结构21同层设置，且第一极板31的厚度小于第一导电结构21的厚度，因此可以有效的降低介质基板10出现翘曲的风险。
为更清楚的了解本公开实施例的滤波器的制备方法，以下分别针对图3-图6所示的滤波器的制备方法进行说明。
第一种示例：该示例提供一种制备图3所示的滤波器的制备方法，该方法具体可以包括如下步骤：
S11、提供一介质基板10；所述介质基板10包括沿其厚度方向相对设置的第一表面和第二表面，如图4所示。
其中，介质基板10包括但不限于玻璃基。在一些示例中，介质基板10的厚度在0.25mm～0.3mm左右，适用于小尺寸的第一介质基板10。
S12、形成沿介质基板10厚度方向贯穿介质基板10的第一连接过孔101，如图5所示。
在一些示例中，可使用多种方法对介质基板10进行后通孔via-last/第一连接过孔10111制作。例如：喷砂法、光敏玻璃法、聚焦放电法、等离子刻蚀法、激光烧蚀法、电化学法、激光诱导刻蚀法等。不同的方法有不同的优缺点以及适用范围。例如，对于喷砂法，其优点是工艺简单，该种方式制作的第一连接过孔101的孔径较大，只适用于孔径大于200μm的第一连接过孔101的制作。光敏玻璃法的优点是工艺简单，可制作高密度、高深宽比的第一连接过孔101。聚焦放电法的优点是成孔速度快。等离子刻蚀法制备第一连接过孔101的侧壁粗糙度小。激光烧蚀法的优点是可以制作高密度、高深宽比的第一连接过孔101，粗糙度大。电化学法的优点是成本低，设备简单，成孔速率快，第一连接过孔101的直径较大。激光诱导刻蚀法的优点是成孔速率快，可以制作高密度、高深宽比的第一连接过孔101，且通孔内部无损伤，缺点是激光设备昂贵。此处以激光诱导刻蚀为例，使用激光诱导刻蚀的方法对其背面进行后通孔。先用激光对需要制作第一连接过孔101的位置进行激光诱导改性，然后使用湿法刻蚀的方法进行通孔的制作。由于后通孔只能采用单面刻蚀的方法进行制作，因此得到的孔只能为倒锥形孔，对于激光诱导刻蚀的打孔方法，这种单面刻蚀的倒锥形孔是第一连接过孔101背部后通孔的典型特征。
S13、在第一连接过孔101形成第一连接电极11，如图6所示。
在一些示例中，步骤S13，采用包括但不限于磁控溅射的方式形成辅助膜层，之后连续溅射第一金属膜层，将第一金属膜层作为种子层，对种子层进行电镀，电镀完成之后使用化学机械抛光(CMP)的方法将第二表面多余的电镀铜去除干净，形成填充第一连接过孔101的第一连接电极11。
其中，辅助膜层的作用是为了增加第一金属膜层的附着力。辅助膜层的材料包括但不限于钛Ti，第一金属膜层的材料包括但不限于Cu。辅助膜层的厚度在10nm～300nm左右，第一金属膜层的厚度在30nm～100nm左右。
S14、在介质基板10的第一表面形成第二导电结构22，如图7所示。
在一些示例中，步骤S14可以包括：在形成一介质基板10的第二表面上采用包括但不限于磁控溅射的方式，依次形成第三辅助膜层、第三导电膜层，第三导电膜层作为第三种子层，再对第三种子层进行电镀，电镀后的第三种子层的厚度通常大于5μm，然后进行图形化形成电感的第二导电结构22。
其中，第三辅助膜层可以为钼(Mo)、镍(Ni)合金层，厚度在0.03μm～0.05μm左右；第三导电薄膜可以为铜(Cu)层，厚度在0.3μm～0.5μm左右。之所以设置第三辅助膜层是为了增加第三导电薄膜的附着力。
S15、采用PECVD等标准工艺，依次沉积形成第二保护层110和第二平坦化层120，如图8和9所示。
其中，第二保护层110用于防止水氧侵蚀介质基板10的第一表面上形成器件。该第二保护层110的厚度在0.4μm～0.6μm；该第二保护层110材料可以为无机绝缘材料。例如：第二保护层110可以为由氮化硅(SiNx)形成的无机绝缘层，或者由氧化硅(SiO2)形成的无机绝缘层，亦或者由SiNx无机绝缘层和SiO2无机绝缘层的若干种叠层组合膜层。
第二平坦化层120的厚度在2μm以上；该第二平坦化层1208的材料可以包括有机绝缘材料，该有机绝缘材料例如包括聚酰亚胺、环氧树脂、压克力、聚酯、光致抗蚀剂、聚丙烯酸酯、聚酰胺、硅氧烷等树脂类材料等。再例如，该有机绝缘材料包括弹性材料，例如、氨基甲酸乙酯、热塑性聚氨酯(TPU)等。
S16、将介质基板10翻转，在介质基板10的第一表面形成电感的第一导电结构21和电容的第一极板31。
在一些示例中，步骤S16可以包括如下步骤：
S161a、在介质基板10的第一表面形成第一导电膜层210，作为第一种子层，如图10所示。
其中，在步骤S161a中可以采用但不限于磁控溅射的方式依次形成第一辅助膜层和第一导电膜层210。其中，辅助膜层的作用是为了增加第一导电膜层210的附着力。第一辅助膜层的材料包括但不限于钛Ti，第一导电膜层210的材料包括但不限于Cu。第一辅助膜层的厚度在50nm～150nm左右，第一导电膜层210的厚度在200nm～500nm左右。
S162a、在第一种子层背离介质基板10的一侧形成光刻胶层100，如图11所示。
其中，光刻胶层100可以采用正性光刻胶，也可以采用负性光刻胶。在本公开实施例中以正性光刻胶为例进行说明。也即被曝光的光刻胶在显影时溶解。在本公开实施例中优选采用加成法电镀，因此光刻胶层100的厚度要比第一种子层(第一导电膜层210)的厚度厚3μm以上。
S163a、采用不同精度的掩膜版Mask对光刻胶层100进行曝光，形成光刻胶的完全曝光区、非曝光区、半曝光区；所述完全曝光区与待形成的所述第一导电结构21对应，非曝光区与待形成的所述第一极板31对应，其余位置为半曝光区，如图12所示。
其中，本公开实施例的不同精度的掩膜版为Halftone掩膜版。
S164a、去除半曝光区一定厚度的光刻胶，剩余第一厚度的光刻胶100a，以及去除完全曝光区的光刻胶，裸露部分第一种子层210，如图13所示。
S165a、对裸露的第一种子层210进行电镀，形成第一导电结构21，如图14所示。
S166a、去除第一厚度的光刻胶，剩余第二厚度的光刻胶100b，如图15所示。
S167a、将去除裸露的第一种子层，并去除剩余的光刻胶，形成第一极板31，如图16所示。
在一些示例中，步骤S16还可以包括如下步骤：
S161b、在介质基板10的第一表面形成第一导电膜层210，作为第一种子层；在第一种子层背离所述介质基板10的一侧形成第一光刻胶层1001，如图17所示。
其中，在步骤S161b中，首先可以采用但不限于磁控溅射的方式依次形成第一辅助膜层和第一导电膜层210。其中，辅助膜层的作用是为了增加第一导电膜层210的附着力。第一辅助膜层的材料包括但不限于钛Ti，第一导电膜层210的材料包括但不限于Cu。第一辅助膜层的厚度在10nm～300nm左右，第一导电膜层的厚度在30nm～100nm左右。
接下来，在第一种子层背离介质基板10的一侧形成第一光刻胶层1001。
其中，第一光刻胶层1001可以采用正性光刻胶，也可以采用负性光刻胶。在本公开实施例中以正性光刻胶为例进行说明。也即被曝光的光刻胶在显影时溶解。在本公开实施例中优选采用加成法电镀，因此第一光刻胶层1001的厚度要比第一种子层的厚度厚3μm以上。
S162b、采用第一掩膜版Mask1对第一光刻胶层1001进行曝光，形成第一光刻胶层1001的第一完全曝光区、第一非曝光区；所述第一完全曝光区与待形成的所述第一导电结构21对应，其余位置为非曝光区，去除完全曝光区的光刻胶，裸露部分第一种子层，如图18所示。
S163b、对裸露的第一种子层进行电镀，形成第一导电结构21，剩余位于非曝光区的光刻胶1001a，如图19所示。
S164b、去除剩余的第一光刻胶1001a，如图20所示
S165b、形成第二光刻胶层1002，并通过第二掩膜版Mask2对第二光刻胶层1002进行曝光，形成第二光刻胶层1002的第二完全曝光区、第二非曝光区；所述第二非曝光区与待形成的所述第一极板31对应，其余位置为完全曝光区，如图21所示。
S166b、去除完全曝光区的光刻胶，去除裸露部分的第一种子层，剩余位于非曝光区的光刻胶1002a，如图22所示。
S167b、去除剩余的光刻胶1002a，形成第一极板31，如图23所示。
至此完成对步骤S16的介绍。
S17、在电感的第一导电结构21和电容的第一极板31背离介质基板10的一侧形成第一层间介质层4，如图24所示。
在一些示例中，步骤S17可以采用离子体增强化学气相沉积(PECVD)等标准工艺，沉积形成第一层间介质层4。
其中，第一层间介质层4的材料为无机绝缘材料。例如：第一绝缘层51为由氮化硅(SiNx)形成的无机绝缘层，或者由氧化硅(SiO2)形成的无机绝缘层，亦或者由SiNx无机绝缘层和SiO2无机绝缘层的若干种叠层组合膜层。当然，该第一层间介质层4也作为电容的中间介质层。第一层间介质层4的厚度在120nm左右。
S18、在第一层间介质层4背离介质基板10的一侧形成电容的第二极板32，如图25所示。
在一些示例中，采用包括但不限于磁控溅射的方式，依次沉积第一子膜层能、第二子膜层和第三子膜层，在第三子膜层背离介质基板10的表面旋涂光刻胶，采用对应的掩膜版mask进行曝光，紫外光辐照过的光刻胶发生变性，然后进行显影，将变性的光刻胶显影去除，然后用铜的刻蚀液将未被光刻胶保护区域的铜刻蚀掉，形成包括叠层设置的第一子结构321、第二子结构322和第三子结构323的第二极板32。
其中，第一子膜层可以为钼(Mo)、镍(Ni)、钛(Ti)合金层，厚度在0.03μm～0.05μm左右；第二子膜层可以为铜(Cu)层，厚度在0.3μm～0.5μm左右；第三子膜层可以为Mo、Ni、Ti合金层，厚度在0.02μm～0.05μm左右。
S19、在电容的第二极板32背离介质基板10的一侧形成第二层间介质层5，形成贯穿第一层间介质层4和第二层间介质层5的第二连接过孔51，以及贯穿第二层间介质层5的第三连接过孔52，如图26所示。
在一些示例中，步骤S19可以包括采用PECVD等标准工艺，沉积形成第二层间介质层5，通过干法刻蚀，形成贯穿第一层间介质层4和第二层间介质层5的第二连接过孔51，以及贯穿第二层间介质层5的第三连接过孔52。
第二层间介质层5的材料可以与第一层间介质层4的材料相同。
S110、在第二层间介质层5背离介质基板10的一侧形成第二连接电极61和第三连接电极62，如图27所示。
在一些示例中，步骤S110可以包括在第二层间介质层5背离介质基板10的一侧，采用包括但不限于磁控溅射的方式，依次形成第二辅助膜层和第二导电薄膜，将第二导电薄膜作为第二种子层，对第二种子层进行电镀，再对电镀长厚的第第二导电薄膜和第二辅助膜层进行图案化处理形成第二连接电极61和第三连接电极62。第二连接电极61通过第二连接过孔51和电感连接，第三连接电极62通过第三连接过孔52与电容的第二极板32连接。
其中，第二辅助膜层可以为钼(Mo)、镍(Ni)合金层，厚度在0.03μm～0.05μm左右；第二导电薄膜可以为铜(Cu)层，厚度在0.3μm～0.5μm左右。之所以设置第二辅助膜层是为了增加第二导电薄膜的附着力。
S111、在第二连接电极61和第三连接电极62背离介质基板10的一侧，依次沉积形成第一保护层7和第一平坦化层8，通过刻蚀工艺形成贯穿第一保护层7和第一平坦化层8的第四连接过孔71和第五连接过孔72，如图28所示。
其中，第一保护层7用于防止水氧侵蚀介质基板10的第一表面上形成器件。该第一保护层7的厚度在0.4μm～0.6μm；该第一保护层7材料可以为无机绝缘材料。例如：第一保护层77可以为由氮化硅(SiNx)形成的无机绝缘层，或者由氧化硅(SiO2)形成的无机绝缘层，亦或者由SiNx无机绝缘层和SiO2无机绝缘层的若干种叠层组合膜层。
第一平坦化层8的厚度在2μm以上；该第一平坦化层8的材料可以包括有机绝缘材料，该有机绝缘材料例如包括聚酰亚胺、环氧树脂、压克力、聚酯、光致抗蚀剂、聚丙烯酸酯、聚酰胺、硅氧烷等树脂类材料等。再例如，该有机绝缘材料包括弹性材料，例如、氨基甲酸乙酯、热塑性聚氨酯(TPU)等。
S112、形成第一连接焊盘91和第二连接焊盘92；第一连接焊盘91通过第四连接过孔71与第二连接电极61连接，第二连接焊盘92通过第五连接过孔72与第三连接电极62连接，如图3所示。
其中，第一连接焊盘91和第二连接焊盘92可以为焊锡。
至此完成本公开实施例的滤波器的制备。
需要说明的是，介质基板10的第二表面上的膜层结构也可以在第一表面上膜层形成之后形成。例如在形成第一保护层7之后再形成第二导电结构22。
本公开实施例提供一种电子设备，其可以包括上述任一滤波器。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
Claims (16)
1.一种滤波器，其包括介质基板，以及集成在介质基板上的至少一个电感和至少一个电容；所述介质基板具有沿其厚度方向贯穿的第一连接过孔；所述介质基板包括沿其厚度方向相对设置的相对设置的第一表面和第二表面；
所述电感包括设置在所述第一表面的第一导电结构、设置在所述第二表面的第二导电结构，以及设置在所述第一连接过孔内的第一连接电极；所述第一导电结构通过第一连接电极与所述第二导电结构形成所述电感的线圈结构；其中，
所述电容的第一极板与所述第一导电结构同层设置，且所述第一极板的厚度小于所述第一导电结构的厚度。
2.根据权利要求1所述的滤波器，其中，所述电感的第一导电结构包括沿背离所述介质基板一侧依次设置的第一子导电结构和第二子导电结构；
所述电容的第一极板与所述第一子导电结构同层设置，且材料相同；所述第二子结构的厚度大于所述第一子导电结构。
3.根据权利要求2所述的滤波器，其中，所述第一子导电结构的厚度为250nm～650nm；所述第二子导电结构的厚度不小于3μm。
4.根据权利要求1所述的滤波器，其中，所述电容的第二极板设置在所述第一极板背离介质基板的一侧，且在所述第一极板和所述第二极板所在层之间设置有第一层间介质层。
5.根据权利要求4所述的滤波器，其中，所述电容的第二极板包括沿背离所述介质基板方向依次设置的第一子结构、第二子结构和第三子结构。
6.根据权利要求5所述的滤波器，其中，还包括设置在所述电容的第二极板背离所述衬底基板一侧的第二层间介质层，设置在所述第二层间介质层背离介质基板一侧的第二连接电极和第三连接电极；所述第二连接电极通过第二连接过孔与所述电感电连接；所述第三连接电极通过第三连接过孔与所述电容的第二极板电连接；所述第二连接过孔贯穿所述第一层间介质层和所述第二层间介质层；所述第三连接电极通过贯穿所述第二层间介质层。
7.根据权利要求6所述的滤波器，其中，在所述第二连接电极和所述第三连接电极背离介质基板一侧依次设置有第一保护层和第一平坦化层；第一连接焊盘通过第四连接过孔与所述第二连接电极电连接，所述第二连接焊盘通过第五连接过孔与所述第三连接电极电连接；所述第四连接过孔和所述第五连接过孔均贯穿所述第一保护层和第一平坦化层。
8.根据权利要求1所述的滤波器，其中，还包括在所述第二导电结构背离所述介质基板一侧依次设置的第二保护层和第二平坦化层。
9.一种滤波器的制备方法，其包括：在介质基板上集成至少一个电感和至少一个电容；其中，形成所述电感的步骤包括：
提供一介质基板；所述介质基板具有沿其厚度方向贯穿的第一连接过孔；所述介质基板包括沿其厚度方向相对设置的相对设置的第一表面和第二表面；
在所述第一连接过孔内形成所述第一连接电极；
在所述第一表面形成第一导电结构；
在所述第二表面形成第二导电结构；所述第一导电结构通过第一连接电极与所述第二导电结构形成所述电感的线圈结构；其中，
所述电容的第一极板与所述第一导电结构通过一次构图工艺形成，且所述第一极板的厚度小于所述第一导电结构的厚度。
10.根据权利要求9所述的滤波器的制备方法，其中，形成所述电感的第一导电结构和所述电容的第一极板的步骤包括：
在所述介质基板的第一表面形成第一导电膜层，作为第一种子层；
在第一种子层背离所述介质基板的一侧形成光刻胶层；
采用不同精度的掩膜版对光刻胶层进行曝光，形成光刻胶的完全曝光区、非曝光区、半曝光区；所述完全曝光区与待形成的所述第一导电结构对应，非曝光区与待形成的所述第一极板对应，其余位置为半曝光区；
去除半曝光区一定厚度的光刻胶，剩余第一厚度的光刻胶，以及去除完全曝光区的光刻胶，裸露部分第一种子层；
对裸露的第一种子层进行电镀，形成第一导电结构；
去除第一厚度的光刻胶，并将去除裸露的第一种子层；
去除剩余的光刻胶，形成第一极板。
11.根据权利要求9所述的滤波器的制备方法，其中，形成所述电感的第一导电结构和所述电容的第一极板的步骤包括：
在第一种子层背离所述介质基板的一侧形成第一光刻胶层；
采用第一掩膜版对第一光刻胶层进行曝光，形成光刻胶的第一完全曝光区、第一非曝光区；所述第一完全曝光区与待形成的所述第一导电结构对应，其余位置为非曝光区；
去除完全曝光区的光刻胶，裸露部分第一种子层；
对裸露的第一种子层进行电镀，形成第一导电结构；
形成第二光刻胶层，并通过第二掩膜版对第二光刻胶层进行曝光，形成第二光刻胶层的第二完全曝光区、第二非曝光区；所述第二非曝光区与待形成的所述第一极板对应，其余位置为完全曝光区；
去除完全曝光区的光刻胶，去除裸露部分的第一种子层；
去除剩余的光刻胶，形成第一极板。
12.根据权利要求9所述的滤波器的制备方法，其中，在所述电容的第一极板和第二极板之间形成有第一层间介质层；形成所述电容的第二极板的步骤包括：沿背离所述介质基板方向依次形成第一子结构、第二子结构和第三子结构。
13.根据权利要求12所述的滤波器的制备方法，其中，在形成所述电容的第一极板之后还包括：
形成第二层间介质层，并形成贯穿第一层间介质层和第二层间介质层的第二连接过孔，以及贯穿第二层间介质层的第三连接过孔；
在所述第二层间介质层背离介质基板一侧的第二连接电极和第三连接电极；所述第二连接电极通过第二连接过孔与所述电感电连接；所述第三连接电极通过第三连接过孔与所述电容的第二极板电连接。
14.根据权利要求12所述的滤波器的制备方法，其中，在形成所述第二连接电极和所述第三连接电极之后还包括：
在所述第二连接电极和所述第三连接电极背离介质基板一侧依次形成第一保护层和第一平坦化层，并形成贯穿第一保护层和第一平坦化层的第四连接过孔和第五连接过孔；
形成第一连接焊盘和第二连接焊盘；所述第一连接焊盘通过第四连接过孔与所述第二连接电极电连接，所述第二连接焊盘通过第五连接过孔与所述第三连接电极电连接。
15.根据权利要求9所述的滤波器的制备方法，其中，还包括在所述第二导电结构背离所述介质基板一侧依次形成第二保护层和第二平坦化层。
16.一种电子设备，其包括权利要求1-8中任一项所述的滤波器。
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Country Status (1)
| Country | Link |
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| CN (1) | CN117791063A (zh) |
-
2022
- 2022-09-20 CN CN202211144113.XA patent/CN117791063A/zh active Pending
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Legal Events
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