一种底电极激发式声表面波器件制备方法技术

本发明专利技术涉及一种底电极激发式声表面波器件制备方法，包括以下步骤：S1.对压电晶圆预处理，在所述压电晶圆上光刻定义电极引出用导通孔的位置；S2.在所述压电晶圆上制备所述导通孔，并在所述导通孔内进行种子层溅射后，在所述导通孔内进行电镀填充；S3.对所述压电晶圆表面进行抛光，并进行表面修平；S4.在所述压电晶圆上套刻图形，使其所述图形与所述导通孔重合，所述图形包括电极结构和叉指换能器结构；S5.在所述压电晶圆上表面沉淀绝缘层；S6.将所述压电晶圆与衬底晶圆进行表面预处理，增加其活性后采用常温晶圆直接键合的方式进行键合。本发明专利技术用于制备声表面波器件，减少声表面波器件受到外部环境的影响，提高声表面器件的高集成化需求。成化需求。成化需求。

【技术实现步骤摘要】
一种底电极激发式声表面波器件制备方法


[0001]本专利技术涉及声表面波滤波器
，尤其是涉及一种底电极激发式声表面波器件制备方法。

技术介绍

[0002]声表面波滤波器(surface acoustic wave，SAW)是一种用于通信、电台、雷达及其他相关射频前端领域的声学器件。
[0003]现阶段，相关SAW器件主要包括：传统SAW,TC
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SAW,IHP
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SAW等多类多种不同结构。其中TC
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SAW是一种通过在基础SAW结构上外覆SiO2温补膜层的方式实现抑制温漂作用的声学器件，被广泛应用于通讯终端之中；IHP
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SAW也称之为TF
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SAW是一种通过多层膜结构优化改性压电基底，最终实现更高性能的新型声学器件。无论是何种结构，SAW器件的工作原理基本相同，通过半导体加工工艺在压电材料或带有压电材料层的基体表面制备梳齿状的叉指换能器，通过压电层的压电与逆压电效应实现信号的电
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声
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电传播，进而实现对通信信号的筛选。常用的压电材料多为钽酸锂(LiTaO3,LT)、铌酸锂(LiNbO3,LN)、氮化铝(AlN)、氧化锌(ZnO)等，其中以LT与LN最为常见。LT与LN多为人工合成材料，其本身具有高的塑性和很强的耐腐蚀性，故相关材料难以进行精细化加工，如采用通孔工艺对LT及LN进行开孔加工时，常规的加工深度只能维持在数百纳米到1微米之间，很难实现微米等级的加工。另外相关材料的热膨胀系数等关键材料参数也与硅基材料不兼容，因此，压电材料难以与主流的硅基半导体工艺进行集成，这导致相关器件在集成化与小型化方面有着天然的劣势。此外，对于多数SAW器件而言，其有效功能区的梳齿结构位于芯片的最表面，不仅在声波的传播上容易受外部环境改变的影响，而且未经保护的梳齿结构极易受到外部多余物的破坏进而影响器件整体的性能，故相关器件几乎没有任何裸芯片方案可供给通信领域使用。这也进一步限制了相关器件在小型化与集成化方面的应用。
[0004]因此，本领域技术人员致力于开发一种底电极激发式声表面波器件制备方法，用于制备声表面波器件，减少声表面波器件受到外部环境的影响，提高声表面器件的高集成化需求。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种底电极激发式声表面波器件制备方法，用于制备声表面波器件，减少声表面波器件受到外部环境的影响，提高声表面器件的高集成化需求。
[0006]本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种底电极激发式声表面波器件制备方法，包括以下步骤：
[0007]S1.对压电晶圆预处理，在所述压电晶圆上光刻定义电极引出用导通孔的位置；
[0008]S2.在所述压电晶圆上制备所述导通孔，并在所述导通孔内进行种子层溅射后，在所述导通孔内进行电镀填充；
[0009]S3.对所述压电晶圆表面进行抛光，并进行表面修平；
[0010]S4.在所述压电晶圆上套刻图形，使其所述图形与所述导通孔重合，所述图形包括电极结构和叉指换能器结构；
[0011]S5.在所述压电晶圆上表面沉淀绝缘层；
[0012]S6.将所述压电晶圆与衬底晶圆进行表面预处理，增加其活性后采用常温晶圆直接键合的方式进行键合；
[0013]S7.对所述衬底晶圆的压电层结构处减薄，并进行抛光和表面修平；
[0014]S8.在所述电极结构处制备凸点下金属化层，并在带有所述凸点下金属化层的晶圆表面制备焊点。
[0015]本专利技术的有益效果是：通过对晶圆薄膜沉积、晶圆常温直接键合、刻蚀开孔、电镀填充、晶圆减薄及CMP等相关工艺技术与工艺步骤，实现底梳齿状换能器结构由器件上方的压电材料和下方的绝缘层进行包裹，解决了声表面波器件容易受到外部环境影响的缺点，同时也可实现温补作用以控制器件的温漂在可接受范围，器件也满足以裸芯片方式进行后续集成化的需求。
[0016]在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。
[0017]进一步，在步骤S5中还包括制备功能层，在所述绝缘层表面沉淀所述功能层，并进行抛光和表面修平。
[0018]采用上述进一步方案的有益效果是功能层根据产品不同的应用设置相应的功能层，提高声表面波器件的通用性。
[0019]进一步，所述绝缘层为SiO2绝缘层，所述功能层为SiO2功能层。
[0020]采用上述进一步方案的有益效果是绝缘层和功能层均采用SiO2制成，利于刻蚀加工。
[0021]进一步，步骤S5中，表面修平后的所述绝缘层和所述功能层的膜层厚度与设计指标误差在5nm以内，片内均匀性要求在
±
2nm以内。
[0022]采用上述进一步方案的有益效果是绝缘层和功能层的膜层厚度与设计指标误差在5nm以内，利于后续抛光表面修平。
[0023]进一步，步骤S1中，通过光刻工艺确定所述导通孔的位置，且所述压电晶圆由不同切型的LN、LT中的一种材料制成。
[0024]采用上述进一步方案的有益效果是根据产品的功能选择相应的晶圆材料。
[0025]进一步，步骤S2中，开设所述导通孔时，所述导通孔的深度比设计需求多20nm～50nm。
[0026]采用上述进一步方案的有益效果是利于对导通孔后续进行厚度和一致性控制。
[0027]进一步，步骤S3和步骤S7中，晶圆抛光时采用化学机械抛光。
[0028]采用上述进一步方案的有益效果是采用化学机械抛光，提高抛光表面的平整性。
[0029]进一步，步骤S6中，对键合完成的所述衬底晶圆进行减薄，使其所述衬底晶圆的厚度比设计要求厚度多20nm。
[0030]采用上述进一步方案的有益效果是利于后续膜层均匀性控制。
[0031]进一步，步骤S8中，焊点制备的方式包括BGA植球、Flip Chip植球及microbump电镀。
[0032]采用上述进一步方案的有益效果是焊点用于与外部器件连接。
[0033]进一步，步骤S1中，在所述压电晶圆上光刻定义电极引出用导通孔的位置前，在所述压电晶圆表面涂覆有光刻胶。
[0034]采用上述进一步方案的有益效果是压电晶圆表面涂覆光刻胶，便于快速光刻定义电极引出用导通孔的位置。
附图说明
[0035]图1为本专利技术一具体实施例流程示意图；
[0036]图2为本专利技术一具体实施例器件总成结构示意图；
[0037]图3为本专利技术一具体实施例光刻定义导通孔位置结构示意图；
[0038]图4为本专利技术一具体实施例导通孔刻蚀后的结构示意图；
[0039]图5为本专利技术一具体实施例导通孔平整后的结构示意图；
[0040]图6为本专利技术一具体实施例导通孔压电材料进行二次光刻后的结构示意图；
[0041]图7为本专利技术一具体实施例完成叉指换能器与电极结构制备后的结构示意图；
[0042]图8为本专利技术一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种底电极激发式声表面波器件制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.对压电晶圆预处理，在所述压电晶圆上光刻定义电极引出用导通孔的位置；S2.在所述压电晶圆上制备所述导通孔，并在所述导通孔内进行种子层溅射后，在所述导通孔内进行电镀填充；S3.对所述压电晶圆表面进行抛光，并进行表面修平；S4.在所述压电晶圆上套刻图形，使其所述图形与所述导通孔重合，所述图形包括电极结构和叉指换能器结构；S5.在所述压电晶圆上表面沉淀绝缘层；S6.将所述压电晶圆与衬底晶圆进行表面预处理，增加其活性后采用常温晶圆直接键合的方式进行键合；S7.对所述衬底晶圆的压电层结构处减薄，并进行抛光和表面修平；S8.在所述电极结构处制备凸点下金属化层，并在带有所述凸点下金属化层的晶圆表面制备焊点。2.根据权利要求1所述的底电极激发式声表面波器件制备方法，其特征在于：在步骤S5中还包括制备功能层，在所述绝缘层表面沉淀所述功能层，并进行抛光和表面修平。3.根据权利要求2所述的底电极激发式声表面波器件制备方法，其特征在于：所述绝缘层为SiO2绝缘层，所述功能层为SiO2功能层。4.根据权利要求2所述的底电极激发式声表面波器件制备方法，其特征在于：步骤S5中，表面修平后的所述绝...

【专利技术属性】
技术研发人员：于海洋，卞玉柱，袁燕，段英丽，时鹏程，冯志博，孟腾飞，
申请(专利权)人：北京航天微电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：