半导体元件结构及其制造方法技术

本发明专利技术公开一种半导体元件结构及其制造方法，其中该半导体元件结构包括电路基板。第一金属块层设置在所述电路基板上。缓冲层设置在所述第一金属会层上。吸收层设置在所述缓冲层上。第一电极层设置在所述吸收层上。多个压电材料单元设置在所述第一电极层。保护层共形地设置在所述多个压电材料单元上。第二金属块层设置在所述多个压电材料单元的上方，包括第一部件与第二部件。所述第一部件穿过所述保护层设置在所述多个压电材料单元上，当作第二电极层。所述第二部件与所述第一部件同高度，且至少电连接到所述第一电极层。至少电连接到所述第一电极层。至少电连接到所述第一电极层。

【技术实现步骤摘要】
半导体元件结构及其制造方法


[0001]本专利技术涉及一种半导体制造技术，且特别是涉及半导体元件结构及其制造方法。

技术介绍

[0002]表面声波(Surface Acoustic Wave,SAW)是沿着弹性材料表面传播的声波，其振幅通常随进入材料的深度呈指数衰减。
[0003]表面声波元件用于电路中的构件以提供多种不同的功能，例如包括延迟线、滤波器、关联器(correlator)及直流对直流转换器等。基于轻量与密集的结构，表面声波元件也应用在移动电话上。
[0004]随着更高频电路的应用，例如移动电话在5G的高频操作下，表面声波(SAW)滤波器的元件会改为适用较高频率操作的体声波(Bulk Acoustic Wave,BAW)滤波器。对于整体的集成电路，BAW滤波器在制造上会与电路基板集成在一起。电路基板例如包括一般以硅元件为基础的操作电路以及以GaN元件为基础的高频操作电路。
[0005]如何有效将BAW滤波器整合到电路基板的制造技术，仍继续在研发中。

技术实现思路

[0006]本专利技术提出BAW滤波器整合到电路基板的结构及其制造方法，可以有效将BAW滤波器以及其应用电路结合在一起。
[0007]在一实施例，本专利技术提供一种半导体元件结构，其包括电路基板。第一金属块层设置在所述电路基板上。缓冲层设置在所述第一金属会层上。吸收层设置在所述缓冲层上。第一电极层设置在所述吸收层上。多个压电材料单元设置在所述第一电极层。保护层共形地设置在所述多个压电材料单元上。第二金属块层设置在所述多个压电材料单元的上方，包括第一部件与第二部件。所述第一部件穿过所述保护层设置在所述多个压电材料单元上，当作第二电极层。所述第二部件与所述第一部件同高度，且至少电连接到所述第一电极层。
[0008]在一实施例，对于所述的半导体元件结构，其还包括内层介电层，以支撑所述第二金属块层，其中所述保护层比所述内层介电层硬。
[0009]在一实施例，对于所述的半导体元件结构，所述吸收层是多薄层堆栈结构。
[0010]在一实施例，对于所述的半导体元件结构，所述吸收层包含埋入的多个空气间隙区域，对应所述多个压电材料单元。
[0011]在一实施例，对于所述的半导体元件结构，所述第一电极层有一连接部，延伸出所述多个压电材料单元，以及插塞连接在所述连接部与所述第二金属块层的第二部件之间。
[0012]在一实施例，对于所述的半导体元件结构，所述第二金属块层还包括第三部件，通过插塞结构电连接到述第一金属块层。
[0013]在一实施例，对于所述的半导体元件结构，所述第一金属块层也电连接到所述电路基板的线路布线结构。
[0014]在一实施例，对于所述的半导体元件结构，所述电路基板包括第一元件电路层及
第二元件电路层，在所述第一元件电路层上方。
[0015]在一实施例，对于所述的半导体元件结构，所述第一元件电路层包括硅元件，以及所述第二元件电路层包括GaN元件。
[0016]在一实施例，对于所述的半导体元件结构，其中所述电路基板的所述第一元件电路层包括热侦测元件。
[0017]在一实施例，对于所述的半导体元件结构，在所述多个压电材料单元下方的所述第一电极层是由在所述吸收层上的内层介电层围绕。
[0018]在一实施例，本专利技术再提供一种制造半导体元件的方法，包括提供电路基板。形成第一金属块层在所述电路基板上。形成缓冲层在所述第一金属会层上形成吸收层在所述缓冲层上。形成第一电极层在所述吸收层上。形成多个压电材料单元在所述第一电极层。形成保护层共形地设置在所述多个压电材料单元上。形成第二金属块层在所述多个压电材料单元的上方。所述第二金属块层包括第一部件与第二部件。第一部件穿过所述保护层设置在所述多个压电材料单元上，当作第二电极层。第二部件与所述第一部件同高度，且至少电连接到所述第一电极层。
[0019]在一实施例，对于所述的制造半导体元件的方法，其还包括形成内层介电层，以支撑所述第二金属块层，其中所述保护层比所述内层介电层硬。
[0020]在一实施例，对于所述的制造半导体元件的方法，形成所述吸收层的所述步骤是形成由两种不同材料的多层交互所堆栈的多薄层堆栈结构。
[0021]在一实施例，对于所述的制造半导体元件的方法，形成所述吸收层的所述步骤包括:形成介电层，其含有牺牲材料层埋入在所述介电层中。在形成所述保护层于所述多个压电材料单元上后，移除所述牺牲材料层以形成多个空气间隙区域。所述多个空气间隙区域是对应所述多个压电材料单元。
[0022]在一实施例，对于所述的制造半导体元件的方法，所述第一电极层有一连接部，延伸出所述多个压电材料单元，以及插塞连接在所述连接部与所述第二金属块层的第二部件之间。
[0023]在一实施例，对于所述的制造半导体元件的方法，所形成的所述第二金属块层还包括第三部件，通过插塞结构电连接到述第一金属块层。
[0024]在一实施例，对于所述的制造半导体元件的方法，所形成的所述第一金属块层也电连接到所述电路基板的线路布线结构。
[0025]在一实施例，对于所述的制造半导体元件的方法，所提供的所述电路基板包括第一元件电路层及第二元件电路层，在所述第一元件电路层上方。
[0026]在一实施例，对于所述的制造半导体元件的方法，所述第一元件电路层包括硅元件，以及所述第二元件电路层包括GaN元件。
附图说明
[0027]包含附图以便进一步理解本专利技术，且附图并入本说明书中并构成本说明书的一部分。附图说明本专利技术的实施例，并与描述一起用于解释本专利技术的原理。
[0028]图1是一实施例，整合BAW滤波器的半导体元件的剖面结构示意图；
[0029]图2到图5是一实施例，制造包含BAW滤波器的半导体元件的制造流程在剖面结构
上的示意图；及
[0030]图6到图8是一实施例，制造包含BAW滤波器的半导体元件的制造流程在剖面结构上的示意图。
[0031]附图标号说明
[0032]50:电路基板50
[0033]60:声波滤波器
[0034]100:遮蔽金属层
[0035]102:缓冲层
[0036]104:硅层
[0037]106:硅元件
[0038]108:内联机结构
[0039]110:缓冲层
[0040]112:GaN元件
[0041]114:内联机结构
[0042]120:BAW滤波层
[0043]122:金属层
[0044]124:插塞
[0045]200:金属层
[0046]202:缓冲层
[0047]204:吸收层
[0048]204a:多薄层堆栈结构
[0049]204b:空气间隙结构
[0050]206:电极层
[0051]206a:延伸区域
[0052]208:内层介电层
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体元件结构，其特征在于，包括:电路基板；第一金属块层，设置在所述电路基板上；缓冲层，设置在所述第一金属会层上；吸收层，设置在所述缓冲层上；第一电极层，设置在所述吸收层上；多个压电材料单元，设置在所述第一电极层；保护层，共形地设置在所述多个压电材料单元上；以及第二金属块层，设置在所述多个压电材料单元的上方，包括:第一部件，通过所述保护层设置在所述多个压电材料单元上，当作第二电极层；以及第二部件，与所述第一部件同高度，且至少电连接到所述第一电极层。2.根据权利要求1所述的半导体元件结构，其特征在于，还包括内层介电层，以支撑所述第二金属块层，其中所述保护层比所述内层介电层硬。3.根据权利要求1所述的半导体元件结构，其特征在于，所述吸收层是多薄层堆栈结构。4.根据权利要求1所述的半导体元件结构，其特征在于，所述吸收层包含埋入的多个空气间隙区域，对应所述多个压电材料单元。5.根据权利要求1所述的半导体元件结构，其特征在于，所述第一电极层有一连接部，延伸出所述多个压电材料单元，以及插塞连接在所述连接部与所述第二金属块层的第二部件之间。6.根据权利要求1所述的半导体元件结构，其特征在于，所述第二金属块层还包括第三部件，通过插塞结构电连接到述第一金属块层。7.根据权利要求6所述的半导体元件结构，其特征在于，所述第一金属块层也电连接到所述电路基板的线路布线结构。8.根据权利要求1所述的半导体元件结构，其特征在于，所述电路基板包括第一元件电路层及第二元件电路层，在所述第一元件电路层上方。9.根据权利要求8所述的半导体元件结构，其特征在于，所述第一元件电路层包括硅元件，以及所述第二元件电路层包括GaN元件。10.根据权利要求9所述的半导体元件结构，其特征在于，其中所述电路基板的所述第一元件电路层包括热侦测元件。11.根据权利要求1所述的半导体元件结构，其特征在于，在所述多个压电材料单元下方的所述第一电极层是由在所述吸收层上的内层介电层围绕。12.一种制造半导体元件的方法，其特征在于，包括:提供电路基板...

【专利技术属性】
技术研发人员：周志飙，
申请(专利权)人：联华电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：