用于制造谐振器结构的方法和谐振器结构技术

本公开描述了用于制造谐振器结构的方法和对应的谐振器结构。包括第一压电材料的第一晶片(40)被单颗化并被键合到第二晶片(45)。

【技术实现步骤摘要】
用于制造谐振器结构的方法和谐振器结构
本申请涉及用于制造谐振器结构的方法和对应的谐振器结构。
技术介绍
滤波器用于各种电子电路中以滤除信号的某些频率分量，同时让其他频率分量通过。例如，在通信电路中，可以使用滤波器来阻止用于通信且被其他电路处理的频带或者频带的一部分之外的频率分量。为了增加带宽，例如无线通信标准(例如LTE、长期演进)或者也基于有线的通信标准的通信标准不断地增加使用的频率范围和使用的频带的数量。在实施这些标准的通信设备中，通常需要与相应的频带匹配的高选择性滤波器。使用的频段可能因国家而异。因此，需要具有不同的滤波器特性(例如，不同通带)的多个滤波器。而且，在所谓的载波聚合中，几个频带同时操作。这就需要针对这些组合的特定滤波器设计。通过为每种可能的组合提供特定的滤波器，物理滤波器的数量实际上远高于可用带的数量。为了减少通信设备中实际需要的不同滤波器(2端口至n端口滤波器)的数量，非常需要可调谐滤波器。作为通信电路和设备中的高选择性带通滤波器，经常使用表面声波(SAW)或体声波(BAW)技术。这种类型的常规滤波器被设计用于固定的谐振或中心频率。因此，需要许多滤波器来服务于当前通信标准(如LTE或WiFi标准)中使用几个频带的聚合组合或者个体频带。然后使用射频(RF)开关来选择多个滤波器中的个体滤波器，例如用于天线、低噪声放大器或功率放大器之间的所需的信号路径。由于这种常规方法需要大量大部分是分立的部件，并且由于移动设备中的空间受到限制，所以非常需要可调谐的解决方案。为BAW滤波器提供可调谐性的一种方法是使用具有第一谐振器和第二谐振器的耦合谐振器，其中第二谐振器用作实际滤波器谐振器，并且声学耦合到第二谐振器的第一谐振器用于调谐，例如通过调整与之耦合的可调谐电容器。在一些应用中，第一谐振器和第二谐振器需要不同的材料。例如，对于第二谐振器，在许多应用中，期望小的谐振器带宽来提供小频带滤波器，而第二谐振器应当提供大的调谐范围，这些要求可以使用不同的材料来实施。然而，例如由于可用的不同的晶片尺寸和/或由于不同的材料特性，这种不同的材料可能难以集成在一个制造工艺中。
技术实现思路
提供了如在权利要求1或6中限定的方法以及如在权利要求19中限定的谐振器结构。从属权利要求限定了进一步的实施例。根据一个实施例，提供了一种用于制造耦合谐振器结构的方法，包括：处理第一晶片以形成经处理的第一晶片，经处理的第一晶片包含第一压电材料，处理第二晶片以形成经处理的第二晶片，经处理的第二晶片包含第二压电材料，单颗化第一晶片以形成至少一个单颗化的晶片芯片，将该至少一个单颗化的晶片芯片键合到所述第二晶片以形成接合晶片，以及处理该接合晶片以形成谐振器结构，该谐振器结构包括包含第一压电材料的第一谐振器和包含第二压电材料的第二谐振器，使得第一谐振器和第二谐振器彼此声学耦合。根据另一实施例，提供了一种用于制造谐振器结构的方法，包括：处理第一晶片以形成经处理的第一晶片，经处理的第一晶片包括第一压电材料，处理第二晶片以形成经处理的第二晶片，经处理的第二晶片在其第一侧包括声学终端，单颗化第一晶片以形成至少一个单颗化的晶片芯片，将该至少一个单颗化的晶片芯片键合到第二晶片，使得第二晶片的第一侧朝向该单颗化的晶片芯片而形成接合晶片，以及处理该接合晶片以形成包括包含第一压电材料的第一谐振器的谐振器结构。根据另一个实施例，提供了一种谐振器结构，包括：包括第一压电材料的经切割的第一晶片件，在其第一侧包括声学终端的衬底，其中经切割的晶片件被键合到第二晶片，使得第一侧朝向该经切割的晶片件。以上概述仅旨在对一些实施方式给出简要概述，而不应当被解释成限制。附图说明图1是图示根据一个实施例的方法的流程图。图2是图示根据一个实施例的器件的示意性截面图。图3是图示根据一个实施例的方法的流程图。图4A至图4M是根据一些实施例的各个处理阶段中的器件的截面图。图5-图9是用于说明耦合谐振器结构的操作的图。图10是根据另一实施例的处理阶段中的器件的截面图。具体实施方式在下文中，将参照附图详细描述各种实施例。应当注意，这些实施例仅用于说明的目的，而不应被解释成限制。例如，尽管实施例可以被描述为包括多个特征、元件或细节，但是在其他实施例中，这些特征、元件或细节中的一些可以被省略和/或可以被备选的特征、元件或细节替换。除了附图中明确描述或示出的特征、元件或细节之外，可以提供其他特征、元件或细节，例如常规用于体声波(BAW)谐振器或基于BAW的滤波器的部件。除非相反指出，否则来自不同实施例的特征可以被组合以形成另外的实施例。关于其中一个实施例描述的变化或修改也可适用于其他实施例，除非另有说明。以下讨论的实施例涉及制造体声波(BAW)谐振器结构，其可用于构建基于BAW的滤波器。为了形成例如BAW谐振器的声学谐振器，通常在两个电极(例如顶部电极和底部电极)之间提供压电层，并且声波通过压电材料的主体传播。在两个电极之间施加电场生成机械应力，该机械应力作为声波进一步传播通过该结构的主体。当结构的厚度方向上的声学路径对应于声波长一半的整数倍时，谐振条件成立。在多个实施例中，使用至少两个谐振器，两个谐振器彼此声学耦合以形成谐振器结构。该至少两个谐振器包括使用第一压电材料的第一谐振器和使用第二压电材料的第二谐振器。在一些实施例中，第一压电材料作为第一晶片或在第一晶片上而被提供，第一晶片被处理、切割并且然后提供给第二晶片。这样，通过首先切割第一晶片然后将切割的部分(本文也称为芯片)提供给第二晶片，使得能够使用以不同晶片尺寸提供的不同材料。例如，本文使用的实施例可用于将薄铌酸锂(LiNbO3)晶体膜集成到这种(例如基于硅晶片的)耦合谐振器结构中。LiNbO3晶体通常作为具有约100mm的直径的晶片而可用，而硅(Si)晶片以更大尺寸可用，例如200mm或甚至300mm的晶片。在许多应用中使用较大的晶片来构建谐振器结构是优选的，因为这使得能够在单个晶片上并行处理更多的结构并且因此可以用于提高产量。通过使用本文公开的技术，例如100mm的LiNbO3晶片可以用于在更大Si晶片(例如200mm晶片或300mm晶片)上形成谐振器结构。尽管在此使用LiNbO3作为示例材料，但也可以使用其他材料，例如钽酸锂(LiTaO3)。现在转到附图，图1是根据一些实施例的用于制造谐振器结构的方法的流程图。虽然图1的方法被描绘为一系列动作或事件，但事件被描述的顺序不应当被解释成限制。例如，一些动作或事件可以以不同的顺序执行，或者某些动作或事件可以同时执行。在描述图1的方法时，将给出这些变化的顺序的示例。在10处，图1的方法包括提供第一晶片。第一晶片可以由压电材料制成，例如像铌酸锂(LiNbO3)的单晶压电材料，旨在作为用于耦合谐振器结构的第一谐振器的压电材料。在其他实施例中，第一晶片可以是承载第一压电材料的晶片。处理第一晶片可以例如包括提供电极，例如通过金属沉积来提供电极。在11处，该方法包括处理第二晶片。在一些实施例中，第二晶片可以是半导体晶片，并且处理第二晶片可以包括在第二晶片上形成包括第二压电材料的谐振器。在一些实施例中，第二晶片是硅晶片，并且处理第二晶片可以包括在第二晶片上沉积例如氮化铝作为第二压电材料，和/或本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于制造耦合谐振器结构的方法，包括：处理第一晶片以形成经处理的第一晶片，所述经处理的第一晶片包括第一压电材料，处理第二晶片以形成经处理的第二晶片，所述经处理的第二晶片包含第二压电材料，单颗化所述第一晶片以形成至少一个单颗化的晶片芯片，将所述至少一个单颗化的晶片芯片键合到所述第二晶片以形成接合晶片，以及处理所述接合晶片以形成谐振器结构，所述谐振器结构包括包含所述第一压电材料的第一谐振器和包含所述第二压电材料的第二谐振器，使得所述第一谐振器和所述第二谐振器彼此声学耦合。

【技术特征摘要】
2017.04.06 DE 102017107391.41.一种用于制造耦合谐振器结构的方法，包括：处理第一晶片以形成经处理的第一晶片，所述经处理的第一晶片包括第一压电材料，处理第二晶片以形成经处理的第二晶片，所述经处理的第二晶片包含第二压电材料，单颗化所述第一晶片以形成至少一个单颗化的晶片芯片，将所述至少一个单颗化的晶片芯片键合到所述第二晶片以形成接合晶片，以及处理所述接合晶片以形成谐振器结构，所述谐振器结构包括包含所述第一压电材料的第一谐振器和包含所述第二压电材料的第二谐振器，使得所述第一谐振器和所述第二谐振器彼此声学耦合。2.根据权利要求1所述的方法，其中处理所述第二晶片包括在所述第二晶片上形成所述第二谐振器。3.根据权利要求1或2中任一项所述的方法，其中所述第二压电材料包括氮化铝或氮化钪铝中的至少一种。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述第二压电材料具有比所述第一压电材料低的压电耦合常数。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述经处理的第二晶片在其第一侧包括声学终端，其中执行所述键合使得所述第二晶片的所述第一侧朝向所述单颗化的晶片芯片。6.一种用于制造谐振器结构的方法，包括：处理第一晶片以形成经处理的第一晶片，所述经处理的第一晶片包括第一压电材料，处理第二晶片以形成经处理的第二晶片，所述经处理的第二晶片在其第一侧包括声学终端，单颗化所述第一晶片以形成至少一个单颗化的晶片芯片，将所述至少一个单颗化的晶片芯片键合到所述第二晶片，使得所述第二晶片的所述第一侧朝向所述单颗化的晶片芯片以形成接合晶片，以及处理所述接合晶片以形成包括第一谐振器的谐振器结构，所述第一谐振器包括所述第一压电材料...

【专利技术属性】
技术研发人员：HJ·蒂默，C·阿伦斯，R·鲍德，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE