[發明專利]體聲波諧振器的封裝方法及封裝結構

在審

• 申請號: 201910657416.3
• 申請日: 2019-07-19
• 公開（公告）號: CN112039458A
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發明（設計）人: 羅海龍
• 申請（專利權）人: 中芯集成電路（寧波）有限公司上海分公司
• 主分類號: H03H3/02
• 分類號: H03H3/02;H03H9/02;H03H9/05;H03H9/10
• 代理公司: 上海思捷知識產權代理有限公司 31295
• 代理人: 王宏婧

本發明提供一種體聲波諧振器的封裝方法及封裝結構，通過在第二襯底上形成具有第二空腔和初始開口的彈性鍵合材料層來制作諧振器蓋體，然后可以通過這個諧振器蓋體上的彈性鍵合材料層來使得諧振器蓋體與諧振腔主體結構直接鍵合，之后可以貫穿諧振器蓋體并連通初始開口以形成穿通孔，并在穿通孔的內表面以及部分第二襯底的表面上形成導電互連層。由于先形成了初始開口，而后通過穿通第二襯底而連通初始開口，以獲得完整的穿通孔，因此，可以降低形成穿通孔的難度，還能避免形成穿通孔和導電互連層的工藝對諧振器的性能造成不良影響，同時保證形成的穿通孔和導電互連層的性能。

技術領域

本發明涉及射頻產品封裝技術領域，尤其涉及一種體聲波諧振器的封裝方 法及封裝結構。

背景技術

體聲波諧振器(FBAR)包括典型地設置在壓電層之上和/或之下的電極。響 應于施加到電極的高頻信號，壓電層可以振蕩。FBAR可以用于無線信號傳輸系 統，以實現無線數據的輸入和/或輸出。例如，FBAR可以用在無線通信裝置、 無線功率發射器、無線傳感器的濾波器、發射器、接收器、雙工器等中。

請參考圖1，目前常規的體聲波諧振器的封裝工藝通常包括以下步驟：

(1)通過熱氧化工藝或化學氣相沉積工藝，在載體襯底(未圖示)上生長二 氧化硅層200，并進一步通過光刻、刻蝕工藝，刻蝕去除部分厚度的所述二氧化 硅層200而形成第二空腔2001。

(2)通過金-金鍵合(Au-Au bonding)工藝，將具有第二空腔2001的載體襯 底與預先制作好的具有第一空腔1011、體聲波諧振結構102和第一襯底100的 諧振腔主體結構鍵合在一起，此時第二空腔2001與第一空腔1011對準，并將 體聲波諧振結構102夾設在第二空腔(也稱為上空腔)2001和第一空腔(也稱 為下空腔)1011之間。一般的，預先制作好的第一襯底100上形成有下腔體壁 101，體聲波諧振結構102包括第一空腔堆疊設置的第一電極(也稱為下電極) 1021、壓電層1022、第二電極(也稱為上電極)1023，下腔體壁101用于在第一襯底100和第一電極1021之間形成第一空腔1011。具體的，金-金鍵合工藝 過程包括：首先采用金屬剝離工藝(metal lift-off technology)在第二空腔2001 外圍的二氧化硅層200上形成鍵合所需的金層201，以及，在第一空腔1011外 圍的第一電極1021和第二電極1023上形成鍵合所需的金層103；然后在第一空 腔1011和第二空腔2001相互對準后，通過加熱的方式，融化金層201和金層 103而形成金-金鍵合。其中金屬剝離工藝是指：一基片經過涂覆光致抗蝕劑膜、 曝光、顯影后，以具有一定圖形的光致抗蝕劑膜為掩模，帶光致抗蝕劑膜蒸發 所需的金屬，然后在去除光致抗蝕劑膜的同時，把光致抗蝕劑膜上的金屬一起剝離干凈，在基片上只剩下所需圖形的金屬。

(3)利用背面減薄工藝，將鍵合后的結構中的載體襯底去除，使得剩余的二 氧化硅層200作為蓋板，并對二氧化硅層200打孔從而形成暴露出鍵合的金表 面的孔203。

(4)在二氧化硅層200和孔203的表面上電鍍銅金屬層204，并通過光刻、腐 蝕等工藝將銅金屬層204圖形化，形成將第二電極1023和第一電極1021向外 引出的導線。

(5)在二氧化硅層200和銅金屬層204上沉積鈍化層205，并通過光刻、腐蝕 等工藝將鈍化層205圖形化，以暴露出部分銅金屬層204而作為金屬焊盤，且 進一步在暴露出的銅金屬層204處焊球，使得形成的焊球206與金屬焊盤相接 觸。