体声波滤波器的制造方法、体声波滤波器、多工器及射频模组技术

本申请提供一种体声波滤波器及制造方法、双工器和射频模组，其中体声波滤波器包括器件晶圆、底电极、压电层和顶电极；制造方法包括在器件晶圆上依次层叠设置底电极、压电层和顶电极，其中压电层覆盖底电极的一部分。在底电极和顶电极的远离器件晶圆的表面设置多个导电结构，其中，至少一个导电结构与底电极电连接，至少一个导电结构与顶电极电连接。将导电结构倒装连接在基板上，将器件晶圆和导电结构包覆封装结构，封装结构与基板相连接，形成封装体，其中器件晶圆、多个导电结构和基板之间形成空腔结构。切割封装体，形成体声波滤波器。上述的制造方法不需要封装晶圆，能够简化工艺，降低成本。成本。成本。

【技术实现步骤摘要】
体声波滤波器的制造方法、体声波滤波器、多工器及射频模组


[0001]本申请涉及半导体
，具体而言涉及一种体声波滤波器的制造方法、体声波滤波器、多工器及射频模组。

技术介绍

[0002]体声波滤波器(BAW)的声波在两个电极的上表面和下表面来回反弹，在上部电极的上表面和下部电极的底表面之间形成声学空腔。BAW分为SMR(固定安装谐振器，Solidly Mounted Resonators)及FBAR(薄膜体声波谐振器，Film Bulk Acoustic Resonator)两种，这两者的主体结构都是金属/压电材料/金属组成的“三明治”结构，不同之处在于：SMR在电极底部堆叠不同刚度和密度的薄层形成一个布拉格(Bragg)反射器，将声波反射回压电堆；FBAR底部是悬空的，与空气直接接触，由于空气的声波阻抗远低于固体的声波阻抗，大部分声波都会反射回来。
[0003]目前体声波滤波器的封装产品大多采用晶圆级封装(Wafer Level Package，简称WLP)技术，该封装过程主要为：在封装晶圆(也称为盖帽晶圆)上制作空腔结构，进行硅深孔刻蚀，通过制作金属密封结构将器件晶圆和封装晶圆键合，减薄封装晶圆，进行硅深孔溅射电镀和电极制作，最后通过切割得到独立的具有薄膜体声波滤波器的封装器件。在得到独立的体声波滤波器后，仍需将体声波滤波器与PCB板相连接。因此，现有技术中的晶圆级封装技术工艺过程较为复杂，生产周期长、生产成本高。

技术实现思路

[0004]本申请的主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种不需要封装晶圆的体声波滤波器的制造方法、体声波滤波器及多工器。
[0005]为实现上述目的，本申请采用如下技术方案：
[0006]根据本申请的一个方面，提供了一种体声波滤波器的制造方法，所述体声波滤波器包括器件晶圆、底电极、压电层和顶电极，制造方法包括以下步骤：
[0007]S1：在所述器件晶圆上依次层叠设置所述底电极、所述压电层和所述顶电极，其中所述压电层覆盖所述底电极的一部分；
[0008]S2：在所述底电极和所述顶电极的远离所述器件晶圆的表面设置多个导电结构，其中，至少一个所述导电结构与所述底电极电连接，至少一个所述导电结构与所述顶电极电连接；
[0009]S3：提供基板，然后将所述导电结构倒装连接在所述基板上；
[0010]S4：将所述器件晶圆和所述导电结构包覆封装结构，所述封装结构与所述基板相连接，形成封装体，其中所述器件晶圆、多个所述导电结构和所述基板之间形成空腔结构；
[0011]S5：切割所述封装体，形成所述体声波滤波器。
[0012]根据本申请的一实施方式，步骤S1中还包括以下步骤：S101，在器件晶圆上开设凹槽，在所述凹槽内充满牺牲材料形成牺牲层；S102，所述器件晶圆包括具有所述牺牲层的第
一区域、在所述器件晶圆上的投影与所述牺牲层具有重叠部分的第二区域和在所述器件晶圆上的投影与所述第二区域具有重叠部分的第三区域，在所述第一区域形成所述底电极，在所述第二区域形成所述压电层，在所述第三区域形成所述顶电极；S103，去除所述牺牲层。
[0013]根据本申请的一实施方式，步骤S102中，在所述第一区域形成所述底电极包括：在器件晶圆表面沉积第一掩膜层，所述第一掩膜层具有第一暴露区域，所述第一暴露区域至少暴露所述牺牲层和所述牺牲层周边的所述器件晶圆，在所述第一暴露区域形成所述底电极，去除所述第一掩膜层；
[0014]在所述第二区域形成所述压电层包括：在所述器件晶圆和所述底电极的表面沉积第二掩膜层，所述第二掩膜层具有第二暴露区域，所述第二暴露区域至少暴露与所述牺牲层重叠的部分底电极，以及所述器件晶圆的靠近与所述顶电极电连接的所述导电结构的区域，在所述第二暴露区域形成所述压电层，去除所述第二掩膜层；
[0015]在所述第三区域形成所述顶电极包括：在所述器件晶圆、所述底电极和所述压电层的表面沉积第三掩膜层，所述第三掩膜层具有第三暴露区域，所述第三暴露区域至少暴露与所述底电极重叠的部分压电层，以及所述器件晶圆的靠近与所述顶电极电连接的所述导电结构的区域，在所述第三暴露区域形成所述顶电极，去除所述第三掩膜层。
[0016]根据本申请的一实施方式，所述体声波滤波器还包括布拉格反射层，所述布拉格反射层位于所述器件晶圆和所述底电极之间，所述布拉格反射层包括至少一个高声阻抗层和至少一个低声阻抗层。
[0017]根据本申请的一实施方式，所述低声阻抗层或所述高声阻抗层的厚度为(0.2
‑
0.8)λ，其中λ为体声波滤波器响应的声波波长。
[0018]根据本申请的一实施方式，所述高声阻抗层的材料包括钨、钼、铂及其合金以及氮化铝中的至少一种，所述低声阻抗层的材料包括二氧化硅。
[0019]根据本申请的一实施方式，所述布拉格反射层覆盖所述器件晶圆的表面，所述布拉格反射层在所述基板上的投影面积与所述器件晶圆在所述基板上的投影面积相等，所述顶电极和所述底电极与所述布拉格反射层电连接。
[0020]根据本申请的一实施方式，所述布拉格反射层覆盖所述器件晶圆的部分表面，所述布拉格反射层在所述基板上的投影面积小于所述器件晶圆在所述基板上的投影面积，所述顶电极和所述底电极与所述器件晶圆电连接。
[0021]根据本申请的一实施方式，步骤S1中还包括以下步骤：S111，在器件晶圆上形成布拉格反射层；S112，所述布拉格反射层包括第四区域、第五区域以及第六区域，在所述第四区域形成所述底电极，在所述第五区域形成压电层，在所述第六区域形成所述顶电极；其中，所述第四区域、第五区域以及第六区域有部分区域相互重叠；所述第四区域与所述第六区域有部分区域不相互重叠。
[0022]根据本申请的一实施方式，步骤S111中还包括：S1111：在所述器件晶圆上形成高声阻抗层或低声阻抗层；S1112：在所述高声阻抗层或低声阻抗层上继续形成低声阻抗层或高声阻抗层；重复上述步骤S111和S1112以在器件晶圆上形成布拉格反射层。
[0023]根据本申请的一实施方式，步骤S112中，在所述第四区域形成所述底电极包括：在所述布拉格反射层面向所述基板的表面上沉积第一掩膜层，所述第一掩膜层具有第四暴露
区域，在所述第四暴露区域形成所述底电极，去除所述第一掩膜层，所述底电极至少覆盖部分布拉格反射层；
[0024]在所述第五区域形成压电层包括：在所述布拉格反射层和所述底电极的面向所述基板的表面上沉积第二掩膜层，所述第二掩膜层具有第五暴露区域，在所述第五暴露区域形成压电层，所述压电层覆盖部分所述布拉格反射层和部分所述底电极，去除所述第二掩膜层；
[0025]在所述第六区域形成所述顶电极包括：在所述布拉格反射层、所述底电极和所述压电层的面向所述基板的表面上沉积第三掩膜层，所述第三掩膜层具有第六暴露区域，在所述第六暴露区域形成所述顶电极，所述顶电极覆盖部分压电层和部分布拉格反射层，去除所述第三掩膜层。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种体声波滤波器的制造方法，所述体声波滤波器包括器件晶圆、底电极、压电层和顶电极，其特征在于，所述制造方法包括以下步骤：S1：在所述器件晶圆上依次层叠设置所述底电极、所述压电层和所述顶电极，其中所述压电层覆盖所述底电极的一部分；S2：在所述底电极和所述顶电极的远离所述器件晶圆的表面设置多个导电结构，其中，至少一个所述导电结构与所述底电极电连接，至少一个所述导电结构与所述顶电极电连接；S3：提供基板，然后将所述导电结构倒装连接在所述基板上；S4：将所述器件晶圆和所述导电结构包覆封装结构，所述封装结构与所述基板相连接，形成封装体，其中所述器件晶圆、多个所述导电结构和所述基板之间形成空腔结构；S5：切割所述封装体，形成所述体声波滤波器。2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，步骤S1中还包括以下步骤：S101，在器件晶圆上开设凹槽，在所述凹槽内充满牺牲材料形成牺牲层；S102，所述器件晶圆包括具有所述牺牲层的第一区域、在所述器件晶圆上的投影与所述牺牲层具有重叠部分的第二区域和在所述器件晶圆上的投影与所述第二区域具有重叠部分的第三区域，在所述第一区域形成所述底电极，在所述第二区域形成所述压电层，在所述第三区域形成所述顶电极；S103，去除所述牺牲层。3.根据权利要求2所述的制造方法，其特征在于，步骤S102中，在所述第一区域形成所述底电极包括：在器件晶圆表面沉积第一掩膜层，所述第一掩膜层具有第一暴露区域，所述第一暴露区域至少暴露所述牺牲层和所述牺牲层周边的所述器件晶圆，在所述第一暴露区域形成所述底电极，去除所述第一掩膜层；在所述第二区域形成所述压电层包括：在所述器件晶圆和所述底电极的表面沉积第二掩膜层，所述第二掩膜层具有第二暴露区域，所述第二暴露区域至少暴露与所述牺牲层重叠的部分底电极，以及所述器件晶圆的靠近与所述顶电极电连接的所述导电结构的区域，在所述第二暴露区域形成所述压电层，去除所述第二掩膜层；在所述第三区域形成所述顶电极包括：在所述器件晶圆、所述底电极和所述压电层的表面沉积第三掩膜层，所述第三掩膜层具有第三暴露区域，所述第三暴露区域至少暴露与所述底电极重叠的部分压电层，以及所述器件晶圆的靠近与所述顶电极电连接的所述导电结构的区域，在所述第三暴露区域形成所述顶电极，去除所述第三掩膜层。4.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述体声波滤波器还包括布拉格反射层，所述布拉格反射层位于所述器件晶圆和所述底电极之间，所述布拉格反射层包括至少一个高声阻抗层和至少一个低声阻抗层。5.根据权利要求4所述的制造方法，其特征在于，所述低声阻抗层或所述高声阻抗层的厚度为(0.2
‑
0.8)λ，其中λ为体声波滤波器响应的声波波长。6.根据权利要求4所述的制造方法，其特征在于，所述高声阻抗层的材料包括钨、钼、铂及其合金以及氮化铝中的至少一种，所述低声阻抗层的材料包括二氧化硅。7.根据权利要求4所述的制造方法，其特征在于，所述布拉格反射层覆盖所述器件晶圆的表面，所述布拉格反射层在所述基板上的投影面积与所述器件晶圆在所述基板上的投影
面积相等，所述顶电极和所述底电极与所述布拉格反射层电连接。8.根据权利要求4所述的制造方法，其特征在于，所述布拉格反射层覆盖所述器件晶圆的部分表面，所述布拉格反射层在所述基板上的投影面积小于所述器件晶圆在所述基板上的投影面积，所述顶电极和所述底电极与所述器件晶圆电连接。9.根据权利要求4所述的制造方法，其特征在于，步骤S1中还包括以下步骤：S111，在器件晶圆上形成布拉格反射层；S112，所述布拉格反射层包括第四区域、第五区域以及第六区域，在所述第四区域形成所述底电极，在所述第五区域形成压电层，在所述第六区域形成所述顶电极；其中，所述第四区域、第五区域以及第六区域有部分区域相互重叠；所述第四区域与所述第六区域有部分区域不相互重叠。10.根据权利要求9所述的制造方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：李朋，吴洋洋，曹庭松，杨扬，汪宏政，
申请(专利权)人：北京超材信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：