体声波谐振器及其制造方法、滤波器与流程

本公开的实施例涉及一种体声波谐振器及其制造方法、滤波器。

背景技术：

1、随着移动通讯技术快速发展，以谐振器为基本单元的滤波器越来越广泛且大量的应用在智能手机等通讯装置中。薄膜体声波谐振器（film bulk acoustic resonator，fbar）通常包括上电极、压电层、下电极，且在压电层和上电极的远离下电极的一侧设置有导电焊盘和盖体结构，且盖体结构和压电层围合形成上空腔。对于传统体声波谐振器，盖体结构通常采用键合层与压电层等谐振构件进行键合，且在盖体结构所在的一侧设置有导电凸块，导电凸块通过导电焊盘与相应的电极电连接。然而，盖体结构的键合层与其键合的部分构件之间的粘附性可能较差，键合强度不够；例如，在后续工艺中，键合层可能发生膨胀或收缩等形变，在键合层与其键合的构件之间可能发生分层，且可能进而导致谐振器出现频偏、凸块断裂等可靠性问题。

技术实现思路

1、根据本公开的至少一个实施例提供一种体声波谐振器，包括：谐振主体结构，包括压电层、第一电极结构层和第二电极层，其中所述压电层具有在第一方向上彼此相对的第一侧和第二侧；所述第一电极结构层设置于所述压电层的所述第一侧，且包括第一电极结构；所述第二电极层设置于所述压电层的所述第二侧，且包括第二电极；载体结构，设置于所述谐振主体结构的远离所述第二电极层的一侧，其中在所述载体结构和所述谐振主体结构之间具有第一空腔，且所述第一电极结构的部分位于所述第一空腔中；盖体结构，设置于所述谐振主体结构的与所述载体结构相对的一侧，且包括盖体键合层和盖体衬底，其中所述盖体键合层在所述第一方向上设置于所述盖体衬底和所述谐振主体结构之间，在所述盖体结构和所述谐振主体结构之间具有第二空腔，所述第二电极层的部分位于所述第二空腔中；第一导电连接件和第二导电连接件，设置于所述谐振主体结构的远离所述盖体结构的一侧，所述第一导电连接件延伸穿过所述载体结构以与所述第一电极结构电连接，所述第二导电连接件延伸穿过所述载体结构，并通过中间连接构件与所述第二电极电连接，其中所述中间连接构件与所述第一空腔间隔开；以及焊盘层，位于所述谐振主体结构的远离所述载体结构的一侧，且包括一或多个键合焊盘，其中每个键合焊盘的至少部分与所述盖体键合层键合，且具有朝向所述第一电极结构层凹入的凹陷，所述盖体键合层包括填充所述凹陷的凸出部，且所述凸出部被所述键合焊盘环绕。

2、根据本公开至少一个实施例提供的体声波谐振器中，所述键合焊盘的所述凹陷在所述压电层的主表面上的正投影位于所述盖体键合层在所述压电层的主表面上的正投影内。

3、根据本公开至少一个实施例提供的体声波谐振器中，所述压电层包括压电过孔，且所述键合焊盘包括水平延伸部和凹入部，所述水平延伸部位于所述压电层的远离所述第一电极结构层的一侧，所述凹入部填入所述压电过孔，并界定所述凹陷。

4、根据本公开至少一个实施例提供的体声波谐振器中，所述键合焊盘的所述凹入部在所述压电层上的正投影与所述第二空腔在所述压电层上的正投影错开。

5、根据本公开至少一个实施例提供的体声波谐振器中，所述盖体键合层的所述凸出部在平行于所述压电层的主表面的方向上与所述压电层交叠。

6、根据本公开至少一个实施例提供的体声波谐振器中，所述焊盘层包括：第一导电焊盘，设置于所述压电层的所述第二侧的表面上，且延伸穿过所述压电层以与所述第一电极结构电连接；所述第一导电焊盘作为所述一或多个键合焊盘中的第一键合焊盘，且所述盖体键合层包括第一凸出部，位于所述第一导电焊盘的凹陷中且被所述第一导电焊盘环绕。

7、根据本公开至少一个实施例提供的体声波谐振器中，所述中间连接构件包括：附加电极结构，位于所述第一电极结构层，且与所述第一电极结构间隔设置并电性隔离；以及互连焊盘，设置在所述焊盘层，且位于所述附加电极结构的远离所述载体结构的一侧，并与所述附加电极结构和所述第二电极电连接，且所述互连焊盘作为所述一或多个键合焊盘中的第二键合焊盘，其中所述盖体键合层包括第二凸出部，位于所述互连焊盘的凹陷中，且被所述互连焊盘环绕。

8、根据本公开至少一个实施例提供的体声波谐振器中，所述第一电极结构层至少包括第一电极层，所述第一电极层包括彼此分隔开且电性隔离的第一电极和附加电极，所述第一电极构成所述第一电极结构的至少部分，所述附加电极构成所述附加电极结构的至少部分。

9、根据本公开至少一个实施例提供的体声波谐振器中，所述第一电极结构层还包括：边缘凸点层，位于所述第一电极层的远离所述压电层的一侧和/或靠近所述压电层的一侧；其中所述边缘凸点层包括彼此电性隔离的第一电极边缘凸点部和附加电极凸点部，所述第一电极边缘凸点部与所述第一电极在所述第一方向上堆叠设置，且彼此电连接，所述附加电极凸点部与所述附加电极在所述第一方向上堆叠设置，且彼此电连接。

10、根据本公开至少一个实施例提供的体声波谐振器中，还包括：钝化层，位于所述谐振主体结构和所述载体结构之间，且位于所述谐振主体结构和所述第一空腔之间，并将所述第一电极结构和所述第一空腔分隔开。

11、根据本公开至少一个实施例提供的体声波谐振器中，所述钝化层包括第一钝化开口和第二钝化开口；所述第一导电连接件延伸穿过所述载体结构并通过所述第一钝化开口以与所述第一电极结构电连接；所述第二导电连接件延伸穿过所述载体结构并通过所述第二钝化开口以与所述中间连接构件电连接。

12、根据本公开至少一个实施例提供的体声波谐振器中，所述载体结构包括：支撑介电层，设置于所述第一电极结构层的远离所述压电层的一侧；空腔边界层，位于所述支撑介电层和所述谐振主体结构的远离所述盖体结构的一侧，且界定所述第一空腔的部分边界；载体键合层，位于所述空腔边界层的远离所述谐振主体结构的一侧；以及载体衬底，位于所述载体键合层的远离所述谐振主体结构的一侧。

13、根据本公开至少一个实施例提供的体声波谐振器中，所述第一导电连接件和所述第二导电连接件与所述载体衬底和所述载体键合层接触，且与所述支撑介电层分隔开。

14、根据本公开至少一个实施例提供的体声波谐振器中，所述第一电极结构层具有位于所述第一电极结构和所述中间连接构件的附加电极结构之间的间隙，且所述间隙在所述压电层主表面上的正投影与所述支撑介电层在所述压电层主表面上的正投影错开。

15、根据本公开至少一个实施例提供的体声波谐振器中，所述空腔边界层的部分和所述载体键合层的部分在平行于所述压电层主表面的方向上位于所述第一导电连接件与所述支撑介电层之间和所述第二导电连接件与所述支撑介电层之间。

16、根据本公开至少一个实施例提供的体声波谐振器中，所述空腔边界层具有第一边界层开口和第二边界层开口，且所述载体键合层具有第一键合层过孔和第二键合层过孔，所述第一键合层过孔的最靠近所述谐振主体结构的部分在所述压电层上的正投影位于所述第一边界层开口在所述压电层上的正投影内，所述第二键合层过孔的最靠近所述谐振主体结构的部分在所述压电层上的正投影位于所述第二边界层开口在所述压电层上的正投影内；所述第一导电连接件包括位于所述第一键合层过孔中的部分，所述第二导电连接件包括位于所述第二键合层过孔中的部分。

17、根据本公开至少一个实施例提供的体声波谐振器中，所述载体键合层包括填入所述第一边界层开口中的第一填充部和填入所述第二边界层开口中的第二填充部，且所述第一键合层过孔的部分位于所述第一填充部中，所述第二键合层过孔的部分位于所述第二填充部中。

18、根据本公开至少一个实施例提供的体声波谐振器中，所述第一导电连接件的部分和所述空腔边界层的部分被所述第一填充部间隔开；所述第二导电连接件的部分和所述空腔边界层的部分被所述第二填充部间隔开。

19、本公开至少一个实施例提供一种滤波器，包括上述任一项所述的体声波谐振器。

20、本公开实施例提供一种体声波谐振器的制造方法，包括：形成谐振主体结构，包括在压电层的相对两侧形成第一电极结构层和第二电极层，其中所述压电层具有在第一方向上彼此相对的第一侧和第二侧；所述第一电极结构层设置于所述压电层的所述第一侧，且包括第一电极结构；所述第二电极层设置于所述压电层的所述第二侧，且包括第二电极；在所述谐振主体结构的远离所述第二电极层的一侧形成载体结构，并在所述载体结构和所述谐振主体结构之间形成第一空腔，且所述第一电极结构的部分位于所述第一空腔中；在所述谐振主体结构的与所述载体结构相对的一侧键合盖体结构，其中所述盖体结构包括盖体键合层和盖体衬底，所述盖体键合层在所述第一方向上设置于所述盖体衬底和所述谐振主体结构之间，且在所述盖体结构和所述谐振主体结构之间设置有第二空腔，所述第二电极层的部分位于所述第二空腔中；在所述谐振主体结构的远离所述盖体结构的一侧形成第一导电连接件和第二导电连接件，其中所述第一导电连接件延伸穿过所述载体结构以与所述第一电极结构电连接，所述第二导电连接件延伸穿过所述载体结构，并通过中间连接构件与所述第二电极电连接，其中所述中间连接构件与所述第一空腔间隔开；以及在键合所述盖体结构之前，在所述谐振主体结构的远离所述载体结构的一侧形成包括一或多个键合焊盘的焊盘层，其中每个键合焊盘的至少部分与所述盖体键合层键合，且具有朝向所述第一电极结构层凹入的凹陷，所述盖体键合层包括填充所述凹陷的凸出部，且所述凸出部被所述键合焊盘环绕。

21、根据本公开至少一个实施例提供的体声波谐振器的制造方法中，形成所述第一电极结构层包括：形成第一电极层；以及对所述第一电极层进行图案化工艺，以将所述第一电极层图案化成包括彼此分离的第一电极和附加电极，其中所述第一电极构成所述第一电极结构的至少部分，所述附加电极构成附加电极结构的至少部分。

22、根据本公开至少一个实施例提供的体声波谐振器的制造方法中，形成所述第一电极结构层还包括：在所述第一电极层的靠近所述压电层的一侧和/或远离所述压电层的一侧形成边缘凸点层；以及对所述边缘凸点层进行图案化工艺，以将所述边缘凸点层图案化成包括彼此分离的第一电极边缘凸点部和附加电极凸点部，其中所述第一电极和所述第一电极边缘凸点部堆叠设置且共同构成所述第一电极结构，所述附加电极和所述附加电极凸点部堆叠设置且共同构成所述附加电极结构。

23、根据本公开至少一个实施例提供的体声波谐振器的制造方法中，形成所述焊盘层包括在所述附加电极结构的远离所述载体结构的一侧形成互连焊盘，所述互连焊盘与所述第二电极电连接，且延伸穿过所述压电层以与所述附加电极结构电连接，其中所述互连焊盘和所述附加电极结构共同构成所述中间连接构件。

24、根据本公开至少一个实施例提供的体声波谐振器的制造方法中，在形成所述互连焊盘之前，还包括移除所述压电层的部分，以在所述压电层中形成暴露出所述附加电极结构的附加压电过孔；其中所述互连焊盘填入所述附加压电过孔中，且形成有所述凹陷，并用作与所述盖体结构键合的键合焊盘。

25、根据本公开至少一个实施例提供的体声波谐振器的制造方法中，形成所述载体结构包括：在所述谐振主体结构的远离所述第二电极层的一侧形成介电材料层并将所述介电材料层图案化成彼此分隔的牺牲介电层和支撑介电层，且在所述支撑介电层和所述牺牲介电层之间形成开口区，其中所述第一电极结构和所述附加电极结构的部分在所述第一方向上与所述开口区交叠；在所述介电材料层和所述谐振主体结构的远离所述盖体结构的一侧形成空腔边界层，并在所述空腔边界层中形成第一边界层开口和第二边界层开口；在所述空腔边界层的远离所述谐振主体结构的一侧形成载体键合层，所述载体键合层具有填入所述第一边界层开口的第一填充部和填入所述第二边界层开口的第二填充部；以及将载体衬底键合至所述载体键合层。

26、根据本公开至少一个实施例提供的体声波谐振器的制造方法中，在形成所述第一导电连接件和所述第二导电连接件之前，还包括：对所述载体衬底进行刻蚀工艺，以移除所述载体衬底的部分和所述载体键合层的部分，并在所述载体衬底中形成第一载体过孔和第二载体过孔，其中所述载体键合层被移除的所述部分包括所述第一填充部的至少部分和所述第二填充部的至少部分；其中所述第一导电连接件和所述第二导电连接件分别填入所述第一载体过孔和所述第二载体过孔。

27、根据本公开至少一个实施例提供的体声波谐振器的制造方法中，所述刻蚀工艺不移除所述支撑介电层和所述空腔边界层。

28、根据本公开至少一个实施例提供的体声波谐振器的制造方法中，还包括：在形成所述载体结构之前，在所述谐振主体结构的远离所述第二电极层的一侧形成钝化层，以覆盖所述第一电极结构和所述压电层的表面；以及在键合所述载体衬底之后，进行空腔刻蚀工艺，以移除所述牺牲介电层，并形成所述第一空腔，其中在所述空腔刻蚀工艺期间，所述钝化层保护所述第一电极结构不被所述空腔刻蚀工艺损伤。