[發明專利]一種水聽器及其制造工藝

有效

• 申請號: 201710420511.2
• 申請日: 2017-06-06
• 公開（公告）號: CN107438213B
• 公開（公告）日: 2023-08-15
• 發明（設計）人: 趙曉宏;林挺宇;俞學東;羅九斌
• 申請（專利權）人: 紐威仕微電子（無錫）有限公司
• 主分類號: H04R1/44
• 分類號: H04R1/44
• 代理公司: 無錫盛陽專利商標事務所(普通合伙) 32227
• 代理人: 顧吉云

1.一種水聽器的制造工藝，其特征在于：水聽器包括ASIC晶圓和傳感器晶圓，所述ASIC晶圓包括ASIC電路層和硅襯底層，所述硅襯底層上設有凹槽，在所述凹槽內通過刻蝕形成柱狀凸起，傳感器晶圓包括硅支撐層，所述硅襯底層朝上與硅支撐層的下表面真空鍵合形成空腔，所述硅支撐層的上表面上形成自上至下分別為上金屬導電層、壓電材料層、下金屬導電層的復合層，所述上金屬導電層和所述下金屬導電層分別向外延伸形成上延伸部和下延伸部，所述復合層包裹在鈍化層中且所述上金屬導電層上端設有與環境聲學連通的聲進入開口，其還包括分別垂直穿過所述硅支撐層和所述ASIC晶圓設置的TSV通孔，所述TSV通孔的上端分別連接所述上延伸部和所述下延伸部，所述TSV通孔的下端連接生長在所述ASIC晶圓的正面下的焊球；所述上金屬導電層和所述下金屬導電層分別為Mo層；所述壓電材料層為AlN層；所述TSV通孔中填充有導電金屬；

制造工藝包括以下步驟：

步驟1：提供ASIC晶圓，對ASIC晶圓的硅襯底層進行減薄，然后進行刻蝕形成凹槽和柱狀凸起；

步驟2：將步驟1中得到的ASIC晶圓的硅襯底朝上與硅支撐層的下表面真空鍵合形成空腔；

步驟3：在硅支撐層的上表面通過SOI工藝形成有自上至下分別為上金屬導電層、壓電材料層、下金屬導電層的復合層，在復合層上包裹鈍化層且在上金屬導電層上端設有與環境聲學連通的聲進入開口；

步驟4：分別對應上金屬導電層的上延伸部和下金屬導電層的下延伸部形成貫穿ASIC晶圓和傳感器晶圓的TSV通孔，TSV通孔的上端分別連接上延伸部和下延伸部；

步驟5：在ASIC晶圓的正面下端生長焊球連接TSV通孔的下端；

所述焊球的材料采用錫、銦，錫鉛、錫銀銅焊料中的任意一種；

ASIC晶圓和硅支撐層的真空鍵合采用Si-Glass鍵合工藝，Si-Si鍵合工藝。

2.根據權利要求1所述的一種水聽器的制造工藝，其特征在于：在步驟2與步驟3之間，對硅支撐層的上端進行減薄處理。

3.根據權利要求1所述的一種水聽器的制造工藝，其特征在于：所述TSV通孔采用干法深硅刻蝕工藝形成。