体声波滤波器及其制备方法技术

本公开提供了一种体声波滤波器及其制备方法。该体声波滤波器包括基板、谐振结构、底电极结构和盖板结构。谐振结构设置于基板的中间位置；底电极结构设置于基板的表面上，并覆盖谐振结构的谐振腔；盖板结构与底电极结构键合连接，将谐振结构密封于盖板结构和基板之间的密封空间中。相对于现有技术中底电极结构凹设于基板的沟槽中的结构设计，通过将底电极结构直接形成于基板上表面，省去了对基板的沟槽刻蚀等工艺，简化了微帽晶圆加工层数和加工步骤流程，极大地降低了成本，同时可以保证体声波滤波器的器件性能和器件质量。滤波器的器件性能和器件质量。滤波器的器件性能和器件质量。

【技术实现步骤摘要】
体声波滤波器及其制备方法


[0001]本公开涉及半导体工艺
，尤其涉及一种体声波滤波器及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着5G技术不断发展，射频滤波器的应用与需求不断升级，对于射频滤波器的性能指标要求越来越高。通常，根据射频滤波器声波的传递方式，射频滤波器被分为：体声波滤波器和声表面波滤波器。其中，声表面波滤波器一般工作在2.5G频率以下，体声波滤波器工作在1.5G～10G频率。相较之下，薄膜体声波滤波器在高性能，高可靠性，高功率承载方面表现突出，但是其成本也是居高不下，严重制约了在市场上与声表面滤波器以及其它类型滤波器的竞争力。
[0003]现有的薄膜体声波谐振器的密封方法一般都是采用圆片级金金热压键合的方式进行器件密封与外部隔离，圆片级金金热压键合的原理是通过高温高压的方式进行实现，它需要较高的压力，对于两片晶圆键合面的平整性和共面性要求较高；同时也对键合设备提出了更高的要求，通常的方式是采用在微帽上设计特殊结构，提高键合效果。
[0004]对于圆片级键合来说，获得较高的键合良率难度较大，为保证整片圆片键合良率，对键合晶圆的共面性要求较高，薄膜体声波谐振器的密封区域需要通过在基板上保留器件底电极的方式来实现功能区域键合电极与密封区域键合电极的共面性保持较好的一致性。此外，对于薄膜体声波谐振器的射频消费类电子来说，成本降低的同时，也要求滤波器的器件性能和质量不能降低。

技术实现思路

[0005](一)要解决的技术问题
[0006]为解决现有技术中通过圆片级金金热压键合的工艺对薄膜体声波滤波器的器件封装过程中所存在的技术问题至少之一，本公开提供了一种体声波滤波器及其制备方法。
[0007](二)技术方案
[0008]本公开的一个方面提供了一种体声波滤波器，其中，包括基板、谐振结构、底电极结构和盖板结构。谐振结构设置于基板的中间位置；底电极结构设置于基板的表面上，并覆盖谐振结构的谐振腔；盖板结构与底电极结构键合连接，将谐振结构密封于盖板结构和基板之间的密封空间中。
[0009]根据本公开的实施例，底电极结构包括粘附层和底电极层。粘附层设置于基板的上表面上，并覆盖谐振腔；底电极层设置于粘附层的上表面上；其中，粘附层和底电极层构成底电极图案结构。
[0010]根据本公开的实施例，底电极结构还包括密封键合部、多个支撑键合部。密封键合部沿基板的上表面的边缘、环形密封凸设，用于形成密封空间；多个支撑键合部围绕谐振结构，分布凸设于基板的上表面上，用于支撑密封空间。
[0011]根据本公开的实施例，密封键合部包括至少一个第一密封墙和至少两个第二密封
墙。至少两个第二密封墙夹设至少一个第一密封墙；其中，至少两个第二密封墙与至少一个第一密封墙均为沿基板的上表面的边缘凸起的封闭式环形结构，第二密封墙的厚度大于等于第一密封墙的厚度，相邻第一密封墙和第二密封墙之间具有间隙。
[0012]根据本公开的实施例，密封键合部还包括密封体，密封体沿基板的上表面的边缘、环形覆盖至少一个第一密封墙和至少两个第二密封墙上，其中，密封体包括密封空隙，密封空隙对应于相邻第一密封墙和第二密封墙之间的间隙凹设于密封体的上表面上。
[0013]根据本公开的实施例，支撑键合部包括支撑体，支撑体设置于底电极层的上表面上，其中，支撑体包括支撑槽，支撑槽对应于底电极层的上表面，凹设于支撑体的上表面上。
[0014]根据本公开的实施例，谐振结构包括压电层、顶电极层和调频层。压电层部分设置于基板的上表面上，其他部分设置于底电极层的上表面上，覆盖谐振腔；顶电极层对应于谐振腔，设置于压电层的上表面上；调频层设置于顶电极层的上表面上。
[0015]根据本公开的实施例，压电层包括多个第一开口和多个第二开口。多个第一开口对应多个支撑键合部的多个第一支撑体穿设压电层，多个第一支撑体的每个第一支撑体穿过第一开口设置于底电极层的上表面；多个第二开口对应多个支撑键合部的多个第二支撑体穿设压电层，多个第二支撑体的每个第二支撑体穿过第二开口设置于底电极层的上表面。
[0016]根据本公开的实施例，谐振腔凹设于基板的上表面上。
[0017]根据本公开的实施例，盖板结构包括盖板、盖板键合部和第一键合层。盖板键合部对应密封键合部的密封体、沿盖板的下表面的边缘、环形密封凸设，用于配合基板形成密封空间；第一键合层设置于盖板键合部的顶端表面，与密封体的上表面接触。
[0018]根据本公开的实施例，盖板结构还包括多个盖板键合柱和多个第二键合层。多个盖板键合柱对应多个支撑键合部的支撑体、并设置于支撑体的支撑槽中；多个第二键合层对应设置于多个盖板键合柱的顶端表面，并与多个支撑键合部的支撑槽的底表面接触。
[0019]根据本公开的实施例，盖板结构还包括多个电极孔和多个背电极层。多个电极孔，对应多个盖板键合柱、穿设多个盖板键合柱；多个背电极层，对应多个电极孔、设置于盖板的上表面上；其中，多个背电极层的每个背电极层穿过多个电极孔的每个电极孔、并与支撑体接触。
[0020]本公开的另一个方面提供了一种上述的体声波滤波器的制备方法，其中，包括：在基板上形成位于基板的中间位置的谐振结构；根据谐振结构，形成位于基板的表面并覆盖谐振结构的谐振腔的底电极结构；以及通过盖板结构和底电极结构键合连接，将谐振结构密封于盖板结构和基板之间的密封空间中。
[0021]根据本公开的实施例，在根据谐振结构，形成位于基板的表面并覆盖谐振结构的谐振腔的底电极结构中，包括：在基板的上表面上形成覆盖谐振结构的谐振腔的粘附层；在粘附层的上表面上形成底电极层。
[0022](三)有益效果
[0023]本公开提供了一种体声波滤波器及其制备方法。该体声波滤波器包括基板、谐振结构、底电极结构和盖板结构。谐振结构设置于基板的中间位置；底电极结构设置于基板的表面上，并覆盖谐振结构的谐振腔；盖板结构与底电极结构键合连接，将谐振结构密封于盖板结构和基板之间的密封空间中。相对于现有技术中底电极结构凹设于基板的沟槽中的结
构设计，通过将底电极结构直接形成于基板上表面，省去了对基板的沟槽刻蚀等工艺，简化了微帽晶圆加工层数和加工步骤流程，极大地降低了成本，同时可以保证体声波滤波器的器件性能和器件质量。
附图说明
[0024]图1示意性示出了根据本公开实施例的体声波滤波器的结构组成剖面图；
[0025]图2示意性示出了根据本公开实施例的对应图1所示体声波滤波器的基板100和谐振腔201的结构组成剖面图；
[0026]图3示意性示出了根据本公开实施例的对应图2所示结构的谐振腔201填充牺牲层510的结构组成剖面图；
[0027]图4示意性示出了根据本公开实施例的对应图3所示结构的谐振腔201上覆盖粘附层310和底电极层320的结构组成剖面图；
[0028]图5示意性示出了根据本公开实施例的对应图4所示结构的粘附层310和底电极层320的图案化结构的结构组成剖面图；
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种体声波滤波器，其中，包括：基板，谐振结构，设置于所述基板的中间位置；底电极结构，设置于所述基板的表面上，并覆盖所述谐振结构的谐振腔；盖板结构，与所述底电极结构键合连接，将所述谐振结构密封于所述盖板结构和基板之间的密封空间中。2.根据权利要求1所述的体声波滤波器，其中，所述底电极结构包括：粘附层，设置于所述基板的上表面上，并覆盖所述谐振腔；底电极层，设置于所述粘附层的上表面上；其中，所述粘附层和所述底电极层构成底电极图案结构。3.根据权利要求2所述的体声波滤波器，其中，所述底电极结构还包括：密封键合部，沿所述基板的上表面的边缘、环形密封凸设，用于形成所述密封空间；多个支撑键合部，围绕所述谐振结构，分布凸设于所述基板的上表面上，用于支撑所述密封空间。4.根据权利要求3所述的体声波滤波器，其中，所述密封键合部包括：至少一个第一密封墙；至少两个第二密封墙，夹设所述至少一个第一密封墙；其中，至少两个第二密封墙与所述至少一个第一密封墙均为沿所述基板的上表面的边缘凸起的封闭式环形结构，所述第二密封墙的厚度大于等于所述第一密封墙的厚度，相邻第一密封墙和第二密封墙之间具有间隙。5.根据权利要求4所述的体声波滤波器，其中，所述密封键合部还包括：密封体，沿所述基板的上表面的边缘、环形覆盖所述至少一个第一密封墙和至少两个第二密封墙上，其中，所述密封体包括：密封空隙，对应于所述相邻第一密封墙和第二密封墙之间的间隙凹设于所述密封体的上表面上。6.根据权利要求3所述的体声波滤波器，其中，所述支撑键合部包括：支撑体，设置于所述底电极层的上表面上，其中，所述支撑体包括：支撑槽，对应于所述底电极层的上表面，凹设于所述支撑体的上表面上。7.根据权利要求3所述的体声波滤波器，其中，所述谐振结构包括：压电层，部分设置于所述基板的上表面上，其他部分设置于所述底电极层的上表面上，覆盖所述谐振腔；顶电极层，对应于所述谐振腔，设置于所述压电层的上表面上；调频层，设置于所述顶电极层的上表面上。8.根据权利要求7所述的体声波滤波器，其中，所述压电层包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋将，李平，胡念楚，贾斌，
申请(专利权)人：开元通信技术厦门有限公司，
类型：发明
国别省市：