一种薄膜压电声波滤波器及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种薄膜压电声波滤波器及其制造方法，其中薄膜压电声波滤波器包括：第一基板；置于所述第一基板上的多个声波谐振器单元，每一所述声波谐振器单元包括压电感应片体、用于对所述压电感应片体施加电压的且彼此相对的第一电极、第二电极；位于所述第一基板上的盖帽层，所述盖帽层至少包围两个所述声波谐振器单元，以在所述声波谐振器单元与所述盖帽层之间形成第一空腔；所述盖帽层包括：具有设定孔径之释放孔的盖帽层本体，以及密封所述释放孔的封盖层，部分所述封盖层嵌入部分所述释放孔内。本发明专利技术能够解决上空腔的封装工艺可靠性低，封盖层的材料进入到空腔的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种薄膜压电声波滤波器及其制造方法
本专利技术涉及半导体器件制造领域，尤其涉及一种薄膜压电声波滤波器及其制造方法。
技术介绍
随着无线通信技术的发展，传统的单频带单制式设备已经不能满足通讯系统多样化的要求。目前，通讯系统越来越趋向多频段化，这就要求通讯终端能够接受各个频带以满足不同的通讯服务商和不同地区的要求。RF(射频)滤波器通常被用于通过或阻挡RF信号中的特定频率或频带。为了满足无线通信技术的发展需求，要求通讯终端使用的RF滤波器可以实现多频带、多制式的通讯技术要求，同时要求通讯终端中的RF滤波器不断向微型化、集成化方向发展，且每个频带采用一个或多个RF滤波器。RF滤波器最主要的指标包括品质因数Q和插入损耗。随着不同频带间的频率差异越来越小，RF滤波器需要非常好的选择性，让频带内的信号通过并阻挡频带外的信号。Q值越大，则RF滤波器可以实现越窄的通带带宽，从而实现较好的选择性。在谐振器的制造过程中，需在谐振器中的声学换能器上方形成空腔，使得谐振器中的声波在无干扰的情况下传播，从而使得滤波器的性能和功能满足需求。目前，主要通过封装工艺来形成实现谐振器的封装，同时形成空腔，该空腔中会同时容纳多个声学换能器，例如，金属盖帽技术、芯片尺寸级SAW封装(chipsizedSAWpackage，CSSP)技术或芯片尺寸级SAW封装(diesizedSAWpackage，DSSP)技术等。但是，封装工艺的复杂度较高，且工艺可靠性较低。以金属盖帽技术为例，金属盖帽技术通过在衬底上固定金属罩，使金属罩和衬底围成空腔，所述空腔用于容纳声学换能器。其中，金属罩通常通过点胶或者镀锡的方式固定于衬底上。当采用点胶的方式时，点胶工艺所采用的胶粘剂容易在固化前顺流到空腔中，从而对声学换能器产生影响；当采用镀锡方式时，在回流焊的过程中，融化后的锡也容易顺流到空腔中。以上两种情况都容易造成谐振器的性能失效。而且，上述方式对衬底和金属罩的平整度要求较高，金属罩与衬底的结合力差，且难以保障空腔的密封性，从而降低谐振器的可靠性以及性能一致性。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题为：现有技术的薄膜压电声波滤波器形成上空腔的封装工艺可靠性低，封盖层的材料进入到空腔的问题。为了实现上述目的，本专利技术提供一种薄膜压电声波滤波器，包括：第一基板；置于所述第一基板上的多个声波谐振器单元，每一所述声波谐振器单元包括压电感应片体、用于对所述压电感应片体施加电压的且彼此相对的第一电极、第二电极；位于所述第一基板上的盖帽层，所述盖帽层至少包围两个所述声波谐振器单元，以在所述声波谐振器单元与所述盖帽层之间形成第一空腔；所述盖帽层包括：具有设定孔径之释放孔的盖帽层本体，以及密封所述释放孔的封盖层，所述封盖层部分嵌入部分所述释放孔内。本专利技术还提供了一种薄膜压电声波滤波器的制造方法，包括：提供第一基板；在所述第一基板上形成多个声波谐振器单元，每一声波谐振器单元包括压电感应片体、用于对所述压电感应片体施加电压的且彼此相对的第一电极、第二电极；在至少两个所述声波谐振器单元及所述声波谐振器单元之间的间隔区域上形成牺牲层；形成盖帽层本体，覆盖所述牺牲层；在所述盖帽层本体上形成释放孔，通过所述释放孔去除所述牺牲层形成第一空腔；在所述盖帽层本体上形成封盖层，使所述封盖层部分嵌入所述释放孔内，以密封所述释放孔。本专利技术的有益效果在于：本专利技术的薄膜压电声波滤波器盖帽层包围至少两个声波谐振器单元，第一空腔体积相对较大，有利于制作过程中牺牲层的释放，提高工艺可容性，降低工艺难度；多个声波谐振器共用一个盖帽层，增加了释放孔的位置选择的灵活性。多个声波谐振器单元作为一个整体，可以更好地实现串联或并联。进一步的，滤波器包括多个声波声波谐振器单元，多个声波谐振器单元至少分布于两个所述第一空腔中，这样空腔体积不致于过大，能均衡盖帽层的支撑强度要求，缓解空腔高度和盖帽层的厚度的增加，可以更好的控制滤波器的体积。本专利技术的薄膜压电声波滤波器通过形成牺牲层并在形成盖帽层本体后利用释放孔释放牺牲层，之后利用封盖层密封释放孔，工艺可靠性高。设定孔径的释放孔，便于释放孔处的封盖层部分嵌入，这样封盖层不仅可以严实地密封释放孔，还增加了封盖层与盖帽层的结合强度；在形成封盖层的过程中，封盖层的材料嵌入部分释放孔中，不会进入到第一空腔中，可以显著提高滤波器的性能，另外还可以增加盖帽层本体的结构强度。进一步地，盖帽层本体中的释放孔的设计需要兼顾牺牲层释放效果和整个盖帽层的强度，孔径尺寸范围为0.1um到3um之间，密度范围为每100平方微米1个到100个不等，这样可以保证后续封盖层可以很好的对释放孔进行密封，又可以保证牺牲层的释放效率，并且在利用封盖层密封释放孔时，也可以确保封盖层的材料不会进入第一空腔中以影响声波谐振器单元的性能。进一步地，所述盖帽层本体的厚度范围为5um到50um,所述封盖层的厚度范围为5um到50um,盖帽层本体和封盖层的厚度可以互为补充，总厚度可以为10um到100um,根据耐模压的需求灵活调整，相同厚度下，本方案的盖帽层比单独只有有机固化膜的盖帽的耐模压能力显著增强。附图说明图1为本专利技术实施例1的一种薄膜压电声波滤波器的结构示意图。图2至图8为本专利技术实施例2的一种薄膜压电声波滤波器的制造方法在制造过程中不同步骤相对应的结构示意图。附图标记说明：10-第一衬底；11-第一介质层；12-布拉格反射层；20-下电极；21-压电感应片体；22-上电极；24-电极互连片体；300-盖帽层本体；31-释放孔；302-封盖层；50-牺牲层；23-第一空腔。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术进一步详细说明。根据下面的说明和附图，本专利技术的优点和特征将更清楚，然而，需说明的是，本专利技术技术方案的构思可按照多种不同的形式实施，并不局限于在此阐述的特定实施例。附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。应当明白，当元件或层被称为“在...上”、“与...相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在...上”、“与...直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本专利技术教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。空间关系术语例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种薄膜压电声波滤波器，其特征在于，包括：/n第一基板；/n置于所述第一基板上的多个声波谐振器单元，每一所述声波谐振器单元包括压电感应片体、用于对所述压电感应片体施加电压的且彼此相对的第一电极、第二电极；/n位于所述第一基板上的盖帽层，所述盖帽层至少包围两个所述声波谐振器单元，以在所述声波谐振器单元与所述盖帽层之间形成第一空腔；/n所述盖帽层包括：具有设定孔径之释放孔的盖帽层本体，以及密封所述释放孔的封盖层，部分所述封盖层嵌入部分所述释放孔内。/n

【技术特征摘要】
1.一种薄膜压电声波滤波器，其特征在于，包括：
第一基板；
置于所述第一基板上的多个声波谐振器单元，每一所述声波谐振器单元包括压电感应片体、用于对所述压电感应片体施加电压的且彼此相对的第一电极、第二电极；
位于所述第一基板上的盖帽层，所述盖帽层至少包围两个所述声波谐振器单元，以在所述声波谐振器单元与所述盖帽层之间形成第一空腔；
所述盖帽层包括：具有设定孔径之释放孔的盖帽层本体，以及密封所述释放孔的封盖层，部分所述封盖层嵌入部分所述释放孔内。


2.根据权利要求1所述的薄膜压电声波滤波器，其特征在于，所述滤波器包括多个声波谐振器单元，所述多个声波谐振器单元至少分布于两个所述第一空腔中。


3.根据权利要求1所述的薄膜压电声波滤波器，其特征在于，所述封盖层的材料包括：无机介电材料或有机固化膜。


4.根据权利要求1所述的薄膜压电声波滤波器，其特征在于，所述盖帽层本体的厚度范围：5微米到50微米，所述封盖层的厚度范围为5微米到50微米。


5.根据权利要求1所述的薄膜压电声波滤波器，其特征在于，所述盖帽层本体和所述封盖层的总厚度为10um到100um。


6.根据权利要求1所述的薄膜压电声波滤波器，其特征在于，所述释放孔的设定孔径包括0.1微米到3微米；
所述第一空腔上方的所述释放孔的密度范围包括每100平方微米1到100个所述释放孔。


7.根据权利要求1所述的薄膜压电声波滤波器，其特征在于，所述盖帽层本体为单层膜层或多层膜层结构，每一层膜层的材料选自：硅氧化物、硅氮化物、硅碳化物、有机固化膜。


8.根据权利要求1所述的薄膜压电声波滤波器，其特征在于，所述声波谐振器单元为体声波谐振器单元，所述第一电极为压电感应片体上的上电极，所述第二电极为压电感应片体下的下电极；
或者，
所述声波谐振器单元为表面声波谐振器单元，所述第一电极、第二电极分别为所述压电感应片体上的第一叉指换能器和第二叉指换能器。


9.根据权利要求8所述的薄膜压电声波滤波器，其特征在于，所述体声波谐振器单元的所述上电极、所述压电感应片体、所述下电极在垂直于所述第一基板表面的方向上相互重叠的区域为有效谐振区，所述上电极、下电极仅在有效谐振区相对叠置。


10.根据权利要求1所述的薄膜压电声波滤波器，其特征在于，所述声波谐振器为固态装配谐振器，所述第一空腔的真空度为1mtorr-10torr。


11.根据权利要求1所述的薄膜压电声波滤波器，其特征在于，所述压电感应片体的材质包括：氮化铝、氧化锌、石英、铌酸锂、碳酸锂、锆钛酸铅中的至少一种。


12.一种薄膜压电声波滤波器的制造...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄河，罗海龙，李伟，
申请(专利权)人：中芯集成电路宁波有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33