CN109586680B

CN109586680B - 用于声谐振器结构的经锚定聚合物封装

Info

Publication number: CN109586680B
Application number: CN201810789071.2A
Authority: CN
Inventors: 维克拉姆·帕蒂尔
Original assignee: Avago Technologies General IP Singapore Pte Ltd
Current assignee: Avago Technologies International Sales Pte Ltd
Priority date: 2017-09-29
Filing date: 2018-07-18
Publication date: 2021-09-03
Anticipated expiration: 2038-07-18
Also published as: CN109586680A

Abstract

本发明涉及一种用於声谐振器结构的经锚定聚合物封装。一种设备包括具有上表面的装置衬底。在所述装置衬底中存在锚定开口。所述设备还包括安置于框架层的上表面上方的盖层。所述盖层及所述框架层各自包括光可界定聚合物材料。所述设备还包括在所述框架层中的隔室。所述盖层为所述隔室提供封盖，且所述框架层的一部分安置于所述锚定开口中。

Description

用于声谐振器结构的经锚定聚合物封装

相关申请案交叉参考

本申请案依据37C.F.R.§1.53(b)为V.帕蒂尔(Patil)等人的标题为“具有聚合物空气腔封装的经封装谐振器(Packaged Resonator with Polymeric Air CavityPackage)”且于2017年2月28日提出申请的共同拥有的第15/445,643号美国专利申请案的部分接续案。第15/445,643号美国专利申请案的全部揭示内容以引用方式具体地并入本文中。

技术领域

本发明涉及封装的技术领域，且特定来说，涉及一种用于声谐振器结构的经锚定聚合物封装。

背景技术

电谐振器广泛地并入于现代电子装置中。举例来说，在无线通信装置中，无线电频率(RF)及微波频率谐振器用于滤波器(例如具有形成梯形及晶格结构的经电连接串联谐振器及分路谐振器的滤波器)中。所述滤波器可包含于多路复用器(举例来说，例如双工器)中，所述多路复用器连接在天线(或多个天线，如在多输入多输出(MIMO)设计的情形中)与用于通常在预定比率频带内对所接收及所发射信号进行滤波的收发器之间。其中可包含有所述滤波器的其它类型的多路复用器为双工器、三工器、四工器、五工器等等，举例来说。所述多路复用器介接在所述天线与各种网络中的每一者之间以达成按不同发射(上行链路)频率发射信号且按不同接收(下行链路)频率接收信号。与所述多路复用器相关联的所述滤波器通常包含带通滤波器，其提供用于使各种所发射及所接收信号通过相对窄频带的通带(阻挡具有超出所述通带的频率的所有信号)。

如将了解，期望减小电子装置的组件的大小。许多已知滤波器技术将障碍呈现给总体***微型化。在需要减小组件大小的情况下，已出现基于压电效应的一类谐振器。在基于压电的谐振器中，在压电材料中产生声谐振模式。将这些声波转换成电波以供在电应用中使用。

一个类型的压电谐振器为块声波(BAW)谐振器。所述BAW谐振器具有小大小的优点且适用于集成电路(IC)制造工具及技术。所述BAW包含声堆栈。所述声堆栈尤其包含安置于两个电极之间的压电材料层。声波跨越声堆栈达成谐振，其中通过声堆栈中的材料来确定波的谐振频率。

薄膜体声谐振器(FBAR)滤波器为一种类型的BAW滤波器。FBAR技术就Q/频率、有效耦合系数kt2及精确频率控制来说由优越性能来表征。这些FBAR性能特性就(低)***损耗、滤波器边缘处的(满意)滚降特性、(最优)隔离及(最高)非线性性能来说转化为优越产品性能。

FBAR包含夹持在两个金属电极(即，顶部金属电极及底部金属电极)之间的压电层。FBAR放置在空气腔上方，且依赖于空气腔封装技术来实现所需要的性能特性。因此，在FBAR下方的空气腔必定为稳健的且必须不干扰谐振器频率定中心、Q值或非线性。

(若干)FBAR的已知封装可包含放置在所述(若干)FBAR上方的半导体微罩盖及形成于所述(若干)FBAR下方的上述空气腔。所述微罩盖可通过由与所述微罩盖相同的材料形成且与微罩盖晶片成一整体的支柱保持在所述(若干)FBAR上方。所述微罩盖为从高电阻率晶片微机械加工的晶片级硅罩(微罩)。

来自微罩盖晶片/微罩盖的寄生贡献使经封装FBAR产品的线性性能特性降级。所述寄生贡献起因于用于微罩盖的半导体(例如，硅材料)的块导电率以及表面电容及反相，加上半导体俘获状态的充电及放电。寄生贡献的以较低成本提供高性能的任何解决方案不应干扰在FBAR下方的空气腔，也不应不利地影响频率定中心、Q值或非线性。

另外，金热压接合可用于将支柱保持到包含在FBAR下方的空气腔的衬底。支柱与金热压接合对准以将微罩盖晶片固定在FBAR装置晶片上方。金热压接合为昂贵的。至少部分地由于此开销，因此其中支柱附接到衬底的区的大小为有限的，且仅在支柱的周界周围使用金热压接合。另外，在高压/高温下使用金热压接合，此对将FBAR按比例缩放到比(举例来说)200毫米大的晶片构成潜在障碍。此外，金热压接合为基于IR的而非基于光刻的。

封装结构需要至少克服上文所描述的已知封装结构的缺点。

发明内容

本发明的实施例包含一种设备，其包括：装置衬底，其具有上表面，其中在所述装置衬底中存在锚定开口；框架层，其具有上表面；盖层，其安置于所述框架层的所述上表面上方，其中所述盖层及所述框架层各自包括光可界定聚合物材料；及隔室，其在所述框架层中，其中所述盖层为所述隔室提供封盖，且所述框架层的一部分安置于所述锚定开口中。

本发明的实施例包含一种电滤波器，其包括：装置衬底，其具有上表面，其中在所述装置衬底中存在锚定开口；框架层，其具有上表面；盖层，其安置于所述框架层的所述上表面上方，其中所述盖层及所述框架层各自包括光可界定聚合物材料；隔室，其在所述框架层中，其中所述盖层为所述隔室提供封盖，且所述框架层的一部分安置于所述锚定开口中；及声谐振器，其安置于所述框架层中的所述隔室中，且在所述装置衬底的所述上表面上方。

附图说明

当与附图一起阅读时，依据以下详细说明会最好地理解实例性实施例。要强调的是，各种特征未必按比例绘制。事实上，为论述清晰，可任意地增大或减小尺寸。在任何适用且实用的情况下，相似参考编号指代相似元件。

图1是根据代表性实施例的设备的横截面视图。

图2是根据另一代表性实施例的设备的横截面视图。

图3是根据另一代表性实施例的设备的横截面视图。

图4是根据代表性实施例的在切割之前的经封装设备的透视图。

图5A到5C是根据代表性实施例的锚定开口的俯视图。

图6A到6J是根据代表性实施例的用于制作设备的过程的横截面视图。

图7是根据代表性实施例的声滤波器的经简化示意性框图。

具体实施方式

在以下详细说明中，出于阐释而非限制的目的，陈述了揭示具体细节的代表性实施例以便提供对本发明教示的透彻理解。然而，受益于本发明的所属领域的普通技术人员将明了，根据本发明教示的背离本文中所揭示的具体细节的其它实施例保持在所附权利要求书的范围内。此外，可省略对众所周知的设备及方法的说明以免使对代表性实施例的说明模糊。此类方法及设备显然在本发明教示的范围内。

亦应理解，本文中所使用的术语仅出于描述特定实施例的目的，而非打算为限制性的。任何所定义术语是除所定义术语的技术及科学含义之外，如本发明教示的技术领域中通常所理解及接受。

除非上下文另外明确指示，否则如说明书及所附权利要求书中所使用的术语‘一(a、an)’及‘所述(the)’包含单个及复数个指示物两者。因此，举例来说，‘装置’包含一个装置及多个装置。

如说明书及所附权利要求书中所使用，且除其普通含义之外，术语“基本”或“基本上”意指在可接受极限或程度内。举例来说，“基本上取消”意指所属领域的技术人员将认为取消为可接受的。

如说明书及所附权利要求书中所使用且除其普通含义之外，术语“大致”意指在所属领域的普通技术人员可接受的极限或量内。举例来说，“大致相同”意指所属领域的普通技术人员将认为被比较的物品为相同的。

相关术语(例如“上方”、“下方”、“顶部”、“底部”、“上部”及“下部”)可用于描述各种元件彼此之间的关系，如附图中所图解说明。这些相关术语打算囊括除图式中所描绘的定向之外的装置及/或元件的不同定向。举例来说，如果装置相对于图式中的视图倒置，那么被描述为在另一元件“上方”的元件(举例来说)现在将在所述元件“下方”。类似地，如果装置相对于图式中的视图旋转90°，那么经描述为在另一元件“上方”或“下方”的元件现在将“邻近”于另一元件；其中“邻近”意味与另一元件邻接，或在元件之间具有一或多个层、材料、结构等。

根据代表性实施例，一种设备包括：装置衬底，其具有上表面。在所述装置衬底中存在锚定开口；框架层，其具有上表面。所述设备还包括安置于所述框架层的所述上表面上方的盖层。所述盖层及所述框架层各自包括光可界定聚合物材料。所述设备还包括在所述框架层中的隔室。所述盖层为所述隔室提供封盖，且所述框架层的一部分安置于所述锚定开口中。

根据另一代表性实施例，电滤波器包括具有上表面的装置衬底。在所述装置衬底中存在锚定开口。所述电滤波器还包括：框架层，其具有上表面；及盖层，其安置于所述框架层的所述上表面上方。所述盖层及所述框架层各自包括光可界定聚合物材料。所述电滤波器还包括在所述框架层中的隔室。所述盖层为所述隔室提供封盖，且所述框架层的一部分安置于所述锚定开口中。所述电滤波器还包括安置于所述框架层中的所述隔室中且在所述装置衬底的所述上表面上方的声谐振器。

图1是根据代表性实施例的设备100的横截面视图。出于随着本说明继续将变得更清晰的原因，设备100还可为晶片级封装的组件。

设备100包括装置衬底102及安置于其上方的压电层104。框架层106安置于装置衬底102的上表面110上方，且包括光可界定聚合物材料，下文更充分地描述其用途及益处。

盖层108安置于框架层106的上表面112上方，且一般包括与框架层106相同的材料。如下文更充分地描述，框架层106及盖层108在于设备的制作期间经施加时为单独层。然而，在对设备进行处理之后，例如在固化期间，框架层106与盖层108之间的界面可为难以(如果并非不可能)辨识的。如此，虽然框架层106及盖层108最初为单独层，但在成品设备中，这两个层本质上为一个层。

第一隔室114及第二隔室116形成于框架层106中，且盖层108为第一隔室114提供封盖。应注意，在设备100中包含两个隔室仅为说明性的，且预期由盖层108覆盖的更多或更少隔室。有益地，由框架层106及盖层108形成的第一隔室114基本上为气密密封的，因此阻止明显程度的污染物进入第一隔室114。一般来说，第一隔室114及第二隔室116提供充足气密性以阻止随后沉积的模制化合物(未展示)进入第一隔室114及第二隔室116。提供第一隔室114及第二隔室116的框架层106及盖层108还可针对潮湿提供一定程度的气密性，例如以满足联合电子装置工程设计会议(JEDEC)规格要求。

第一声谐振器118及第二声谐振器120安置于装置衬底102的上表面110上方。在本发明代表性实施例中，第一声谐振器118安置于装置衬底102中的第一空气腔124上方，且第二声谐振器120安置于装置衬底102中的第二空气腔126上方。如所属领域的普通技术人员将了解，第一声谐振器118及第二声谐振器120为安置于相应第一空气腔124及第二空气腔126上方的薄膜体声波谐振器(FBAR)，其各自具有由第一电极、压电层104与第二电极之间的接触重叠区组成的有源区。或者，与其说空气腔，不如说第一声谐振器118及第二声谐振器120可安置于交替低声阻抗层及高声阻抗层的结构(未展示)上方以用于隔声。交替低声阻抗层及高声阻抗层的此结构通常称为布拉格反射镜。

各种装置、其结构、材料及制作方法预期用于设备100的第一声谐振器118及第二声谐振器120。预期用作设备100的第一声谐振器118及第二声谐振器120的此些FBAR及SMR装置及对应制作方法的各种细节可存在于例如以下美国专利文件中的一或多者中：莱金(Lakin)的第6,107,721号美国专利；露比(Ruby)等人的第5,587,620号、第5,873,153号、第6,507,983号、第7,388,454号、第7,629,865号、第7,714,684号及第8,436,516号美国专利；法兹欧(Fazzio)等人的第7,369,013号、第7,791,434号、第8,188,810号及第8,230,562号美国专利；峰(Feng)等人的第7,280,007号美国专利；乔伊(Choy)等人的第8,248,185号及第8,902,023号美国专利；格兰尼(Grannen)等人的第7,345,410号美国专利；布兰得利(Bradley)等人的第6,828,713号美国专利；拉森(Larson)III等人的第7,561,009号及第7,358,831号美国专利；邹(Zou)等人的第9,197,185号美国专利；乔伊(Choy)等人的第20120326807号美国专利申请公开案；拉森(Larson)III等人的第9,243,316号及第8,673,121号美国专利；贾姆尼勒(Jamneala)等人的第8,981,876号美国专利；露比(Ruby)等人的第9,479,139号美国专利；露比(Ruby)等人的第20130015747号美国专利申请公开案；邹(Zou)等人的第9,197,185号美国专利；布拉卡(Burak)等人的第9,484,882号美国专利；约翰(John)L.、拉森(Larson)III的第9,679,765号美国专利；格拉尼恩(Grannen)等人的第9,136,819号及第9,602,073号美国专利；邹(Zou)等人的第9,450,167号及第9,590,165号美国专利；峰(Feng)等人的第9,455,681号美国专利；及露比(Ruby)等人且于2017年6月27日提出申请的第15/661,468号美国专利申请案。上文所列出的专利、专利申请公开案及专利申请案中的每一者的全部揭示内容据此以引用方式具体地并入本文中。要强调的是，这些专利及专利申请案中所描述的组件、材料及制作方法为代表性的，且还预期在所属领域的普通技术人员的认知范围内的其它制作方法及材料。

在某些代表性实施例中，第一声谐振器118及第二声谐振器120为表面声波(SAW)谐振器，例如以下共同拥有的美国专利申请案及专利申请公开案中所描述：将斯蒂芬·罗伊·吉尔伯特(Stephen Roy Gilbert)等人指定为发明人的2017年6月30日提出申请的第15/639,124号美国专利申请案；吉尔伯特(Gilbert)等人的第20170063331号美国专利申请公开案；吉尔伯特(Gilbert)等人的第20170063333号美国专利申请公开案；及吉尔伯特(Gilbert)等人的第20170063329号美国专利申请公开案。第15/639,124号美国专利申请案及第20170063331号、第20170063333号及第20170063329号美国专利申请公开案的全部揭示内容具体地以引用方式并入本文中。

释放开口127设置于装置衬底102中，如所展示。如所知晓，释放开口127邻近于第二空气腔126而设置，且达成安置于第二空气腔126中的牺牲材料(未展示)的选择性移除。类似释放开口(未展示)经设置以达成第一空气腔124中的牺牲材料(未展示)的移除。要强调的是，本发明教示预期其中不需要释放开口且如此未提供释放开口的实施例。更确切地说，如所属领域的普通技术人员将容易地了解，仅在包含FBAR装置的实施例中提供释放开口127。因此，在其中第一声谐振器118及第二声谐振器120为SMR装置或SAW装置或其它电子装置的实施例中，未提供释放开口，且未实现因填充此释放开口而形成的粘附。

在代表性实施例中，压电层104的第一部分128悬于第一空气腔124的边缘之上，且压电层104的与第一部分128相对的第二部分130悬于第二空气腔126的边缘之上。在目前所描述的实施例中，压电层104的第一部分128及第二部分130提供释放开口127。如下文更充分地描述，在代表性实施例中，框架层106的一部分安置于释放开口127中，但不延伸到第二空气腔126中。应注意，根据代表性实施例，释放开口127为压电层104中的开口(即，孔)，且在此实施例中，第一部分128及第二部分130仅仅为孔的相对侧，所述孔为释放开口127。替代几何布置预期用于释放开口127，且指示第一部分128及第二部分130的形状。

有益地，在释放开口127中提供此材料增大装置衬底102的上表面与框架层106的下表面之间的接触表面积。此表面积增大改进框架层106到装置衬底102的粘附，且产生更稳健设备100。最终，应注意，使用压电层104形成释放开口127仅为说明性的。更一般来说，可提供设备的另一材料的层(未展示)(例如，第一声谐振器118及/或第二声谐振器120的另一层)或专用层(未展示)。

锚定开口132设置于装置衬底102中。一般来说，且如下文更充分地描述，锚定开口132经安置以包围经封装以用于单个化的芯片的各种组件(例如，第一声谐振器118及第二声谐振器120)。因此，设备100可为滤波器或多路复用器的晶片级封装的组件或其它类似单芯片组件。

锚定开口132使框架层106的部分134安置于其中。在代表性实施例中，压电层104的第三部分136(有时称为第一部分)悬于锚定开口132的边缘之上，且压电层104的与第三部分136相对的第四部分138(有时称为第二部分)悬于锚定开口132之上。

有益地，框架层106的部分134增大装置衬底102的上表面与框架层106的下表面之间的接触表面积。此表面积增大改进框架层106到装置衬底102的粘附，且产生更稳健设备100。此外，第三部分136及第四部分138在框架层106的在锚定开口132中的部分134的顶部上的悬伸加强装置衬底102到框架层106的粘附。最终，锚定开口132及部分134减小框架层106在经封装芯片的周界周围从装置衬底102分层的发生率及程度。最终，应注意，使用压电层104形成第三部分136及第四部分138仅为说明性的。更一般来说，可提供设备的另一材料的层(未展示)(例如，第一声谐振器118及/或第二声谐振器120的另一层)或专用层(未展示)以形成这些部分。

经由输入/输出导通孔140与安置于盖层108的上表面144上方的连接垫142进行到设备的各种组件的电连接(例如，到第一声谐振器118及第二声谐振器120的信号及接地连接)。

图2是根据代表性实施例的设备200的横截面视图。设备200的各种组件的许多方面及细节对于上文连同图1的代表性实施例所描述的那些组件为共同的。未必重复这些共同方面及细节，但对设备200的说明涵盖这些共同方面及细节。与设备100一样，设备200还可为晶片级封装的组件。

设备200包括装置衬底202及安置于其上方的压电层204。框架层206安置于装置衬底202的上表面210上方，且包括光可界定聚合物材料，下文更充分地描述其用途及益处。

盖层208安置于框架层206的上表面212上方，且一般包括与框架层206相同的材料。如下文更充分地描述，框架层206及盖层208在于设备的制作期间经施加时为单独层。然而，在对设备进行处理之后，例如在固化期间，框架层206与盖层208之间的界面可为难以(如果并非不可能)辨识的。如此，当框架层206及盖层208最初为单独层时，在成品设备中，这两个层本质上为一个层。

隔室214形成于框架层206中，且盖层208为隔室214提供封盖。应注意，在设备200中包含一隔室仅为说明性的，且预期由盖层208覆盖的更多隔室。有益地，由框架层206及盖层208形成的隔室214基本上为气密密封的，借此阻止明显程度的污染物进入隔室214。一般来说，隔室214提供充足气密性以阻止随后沉积的模制化合物(未展示)进入隔室214。提供隔室214的框架层206及盖层208还可针对潮湿提供一定程度的气密性，例如以满足联合电子装置工程设计会议(JEDEC)规格要求。

声谐振器218安置于装置衬底202的上表面210上方。在本发明代表性实施例中，声谐振器218安置于装置衬底202中的空气腔224上方。如所属领域的普通技术人员将了解，声谐振器218为安置于空气腔224上方的薄膜体声波谐振器(FBAR)，其具有由第一电极、压电层204与第二电极的接触重叠区组成的有源区。或者，与其说空气腔224，不如说声谐振器218可安置于交替低声阻抗层及高声阻抗层的结构(未展示)上方以用于隔声。交替低声阻抗层及高声阻抗层的此结构通常称为布拉格反射镜。

释放开口227设置于装置衬底202中，如所展示。如所知晓，所述释放开口邻近于空气腔224而设置，且达成安置于空气腔224中的牺牲材料(未展示)的选择性移除。如上文所述，仅在包含FBAR装置的实施例中提供释放开口227。因此，在其中声谐振器218为不需要在其下方的腔的SMR装置或SAW装置或其它电子装置的实施例中，未提供释放开口，且未实现因填充此释放开口而形成的粘附。

在代表性实施例中，压电层204的第一部分228悬于空气腔224的边缘之上，且压电层204的与第一部分228相对的第二部分230悬于空气腔224之上。在目前所描述的实施例中，压电层204的第一部分228及第二部分230提供释放开口227。如下文更充分地描述，在代表性实施例中，框架层206的一部分设置于释放开口227中，但不延伸到空气腔224中。应注意，根据代表性实施例，释放开口227为压电层204中的开口(即，孔)，且在此实施例中，第一部分228及第二部分230仅仅为孔的相对侧，所述孔为释放开口227。替代几何布置预期用于释放开口227，且指示第一部分228及第二部分230的形状。

有益地，在释放开口227中提供此材料增大装置衬底202的上表面与框架层206的下表面之间的接触表面积。此表面积增大改进框架层206到装置衬底202的粘附，且产生更稳健设备200。最终，应注意，使用压电层204形成释放开口227仅为说明性的。更一般来说，可提供设备的另一材料的层(未展示)(例如，声谐振器218的另一层)或专用层(未展示)。

锚定开口232设置于装置衬底202中。一般来说，且如下文更充分地描述，锚定开口232经安置以包围经封装以用于单个化的芯片的各种组件(例如，声谐振器218)。因此，设备200可为滤波器或多路复用器的晶片级封装的组件或其它类似单芯片组件。

锚定开口232使框架层206的部分234安置于其中。在代表性实施例中，压电层204的第三部分236(有时称为第一部分)悬于锚定开口232的边缘之上。

有益地，框架层206的部分234增大装置衬底202的上表面与框架层206的下表面之间的接触表面积。此表面积增大改进框架层206到装置衬底202的粘附，且产生更稳健设备200。此外，压电层204的第三部分236在框架层206的在锚定开口232中的部分234的顶部上的悬伸加强装置衬底202到框架层206的粘附。最终，锚定开口232及部分234减小框架层206在经封装芯片的周界周围从装置衬底202分层的发生率及程度。最终，应注意，使用压电层204形成第三部分236仅为说明性的。更一般来说，可针对此部分提供设备的另一材料的层(未展示)(例如，声谐振器218的另一层)或专用层(未展示)。

经由输入/输出导通孔240与安置于盖层208的上表面144上方的连接垫242形成到设备的各种组件的电连接(例如，到声谐振器218的信号及接地连接)。

图3是根据代表性实施例的设备300的横截面视图。设备300的各种组件的许多方面及细节对于上文连同图1及2的代表性实施例所描述的那些组件为共同的。未必重复这些共同方面及细节，但对设备300的说明涵盖这些共同方面及细节。与设备100、200一样，设备300还可为晶片级封装的组件。

设备300包括装置衬底302及安置于其上方的压电层304。框架层306安置于装置衬底302的上表面310上方，且包括光可界定聚合物材料，下文更充分地描述其用途及益处。

盖层308安置于框架层306的上表面312上方，且一般包括与框架层306相同的材料。如下文更充分地描述，框架层306及盖层308在于设备的制作期间经施加时为单独层。然而，在对设备进行处理之后，例如在固化期间，框架层306与盖层308之间的界面可为难以(如果并非不可能)辨识的。如此，当框架层306及盖层308最初为单独层时，在成品设备中，这两个层本质上为一个层。

隔室314形成于框架层306中，且盖层308为隔室314提供封盖。应注意，在设备300中包含单个隔室仅为说明性的，且预期由盖层308覆盖的更多隔室。有益地，由框架层306及盖层308形成的隔室314基本上为气密密封的，借此阻止明显程度的污染物进入隔室314。一般来说，隔室314提供充足气密性以阻止随后沉积的模制化合物(未展示)进入隔室314。隔室314还可针对潮湿提供一定程度的气密性，例如以满足联合电子装置工程设计会议(JEDEC)规格要求。

声谐振器318安置于装置衬底302的上表面310上方。在本发明代表性实施例中，声谐振器318安置于装置衬底302中的空气腔324上方。如所属领域的普通技术人员将了解，声谐振器318为安置于空气腔324上方的薄膜体声波谐振器(FBAR)，其具有由第一电极、压电层304与第二电极之间的接触重叠区组成的有源区。或者，与其说空气腔324，不如说声谐振器318可安置于交替低声阻抗层及高声阻抗层的结构(未展示)上方以用于隔声。交替低声阻抗层及高声阻抗层的此结构通常称为布拉格反射镜。

释放开口327设置于装置衬底302中，如所展示。如所知晓，所述释放开口邻近于空气腔324而设置，且达成安置于空气腔324中的牺牲材料(未展示)的选择性移除。如上文所述，仅在包含FBAR装置的实施例中提供释放开口327。因此，在其中声谐振器318为不需要在其下方的腔的SMR装置或SAW装置或其它电子装置的实施例中，未提供释放开口，且未实现因填充此释放开口而形成的粘附。

在代表性实施例中，压电层304的第一部分328悬于空气腔324的边缘之上，且压电层304的与第一部分328相对的第二部分330悬于空气腔324之上。在目前所描述的实施例中，压电层304的第一部分328及第二部分330提供释放开口327。如下文更充分地描述，在代表性实施例中，框架层306的一部分设置于释放开口327中，但不延伸到空气腔324中。应注意，根据代表性实施例，释放开口327为压电层104中的开口(即，孔)，且在此实施例中，第一部分328及第二部分330仅仅为孔的相对侧，所述孔为释放开口327。替代几何布置预期用于释放开口327，且指示第一部分328及第二部分330的形状。

有益地，在释放开口中提供此材料增大装置衬底302的上表面与框架层306的下表面之间的接触表面积。此表面积增大改进框架层306到装置衬底302的粘附，且产生更稳健设备300。最终，应注意，使用压电层304形成释放开口327仅为说明性的。更一般来说，可提供设备的另一材料的层(未展示)(例如，声谐振器318的另一层)或专用层(未展示)。

锚定开口332设置于装置衬底302中。一般来说且如下文更充分地描述，锚定开口332经安置以包围经封装以用于单个化的芯片的各种组件(例如，声谐振器318)。因此，设备300可为滤波器或多路复用器的晶片级封装的组件或其它类似单芯片组件。

锚定开口332使框架层306的部分334安置于其中。有益地，框架层306的部分334增大装置衬底302的上表面与框架层306的下表面之间的接触表面积。此表面积增大改进框架层306到装置衬底302的粘附，且产生更稳健设备300。

借助输入/输出导通孔340与安置于盖层308的上表面344上方的连接垫342进行到设备的各种组件的电连接(例如，到声谐振器318的信号及接地连接)。

图4是根据代表性实施例的在切割之前的经封装晶圆400的一部分的透视图。经封装晶圆400的各种组件的许多方面及细节对于上文结合图1到3的代表性实施例所描述的那些组件为共同的。未必重复这些共同方面及细节，但对经封装晶圆400的说明预期这些共同方面及细节。

如图4中所展示，经封装晶圆400包括具有上表面403的芯片402。显著地，上表面403为盖层(例如上文所论述的盖层108、208、308)的上表面。如可了解，经封装晶圆400为包括将经单个化的多个芯片的晶片级封装。

芯片402包括根据如下文更充分地描述的本发明教示的方法封装的多个组件(例如上文所描述的声谐振器)。为此，经封装晶圆400的每一芯片可为独立装置，例如多路复用器(例如双工器，举例来说)中的电滤波器，所述多路复用器连接在天线(或多个天线，如在多输入多输出(MIMO)设计的情形中)与用于通常在预定比率频带内对所接收及所发射信号进行滤波的收发器之间。其中可包含设置于经封装晶圆400的芯片中的滤波器的其它类型的多路复用器为双工器、三工器、四工器、五工器等等，举例来说。

芯片402在其各侧上由第一划割线404、第二划割线406、第三划割线408及第四划割线410接界。芯片402的切割及芯片从晶片的剩余部分的移除通过沿着第一划割线404、第二划割线320、第三划割线322及第四划割线410锯切来实现。一旦经切割，芯片402便可倒装安装于另一结构(例如，PCB)上。

如上文所述，锚定开口及锚安置于芯片(例如，芯片402)的周界附近，且如此更靠近于第一划割线到第四划割线404、406、408及410。在框架层405之间的提供的额外粘附通过阻止框架层405从装置衬底(图4中未展示)分层而提供经改进可靠性给芯片。另外，可如上文所描述而使用悬于锚及锚定开口之上的部分提供进一步粘附。最终，释放开口在用来自盖层的材料填充时进一步改进框架层405到装置衬底的粘附。

图5A到5C是根据代表性实施例的锚定开口的俯视图。锚定开口的各种组件的许多方面及细节对于上文连同图1到4的代表性实施例所描述的那些组件为共同的。未必重复这些共同方面及细节，但对锚定开口的说明涵盖这些共同方面及细节。

转向图5A，描绘在芯片(例如，芯片402)的拐角附近的俯视图。以虚线绘示其中安置有锚534的锚定开口532，因为当然锚定开口532安置于盖层(图5A中不可辨识)及框架层(图5A中不可辨识)的上表面544下方。应注意，层(例如，压电层—图5A中未展示)的部分可悬于锚定开口532的一个或两个边缘之上，例如上文分别连同图2及3所描述。

在图5A的代表性实施例中，锚定开口532沿周界安置于芯片周围及芯片的边缘附近。如从图4及5A的观察将了解，芯片的边缘在对经封装晶圆(例如，经封装晶圆400)执行以提供经单个化芯片的切割/单个化过程之后产生。安置于锚定开口532中的锚534因此安置在经单个化芯片的边缘附近，且可用于阻止框架层从下伏装置衬底(图5A中未展示)分层。

转向图5B，描绘在芯片(例如，芯片402)的拐角附近的俯视图。以虚线描绘其中安置有锚534’的锚定开口532’，因为当然锚定开口532’安置于盖层(图5B中不可辨识)及框架层(图5B中不可辨识)的上表面544’下方。应注意，层(例如，压电层—图5B中未展示)的部分可悬于锚定开口532’的一个或两个边缘之上，例如上文分别连同图2及3所描述。

在图5B的代表性实施例中，锚定开口532’间歇地沿周界安置于芯片周围，且在芯片的边缘附近。如此，提供多个锚定开口532’。这些锚定开口532’的长度或间隔未必相等。举例来说，安置于芯片的拐角处的锚定开口532’的长度相当长以在拐角处提供额外稳健性。如从图4及5B的观察将了解，芯片的边缘在对经封装晶圆(例如，经封装晶圆400)执行以提供经单个化芯片的切割/单个化过程之后产生。安置于锚定开口532’中的锚534’因此安置于经单个化芯片的边缘附近，且可用于阻止框架层从下伏装置衬底(图5B中未展示)分层。

转向图5C，描绘在芯片(例如，芯片402)的拐角附近的俯视图。以虚线描绘其中安置有锚534”的锚定开口532”，因为当然锚定开口532”安置于盖层(图5C中不可辨识)及框架层(图5C中不可辨识)的上表面544”下方。应注意，层(例如，压电层—图5B中未展示)的部分可悬于锚定开口532”的一个或两个边缘之上，例如上文分别连同图2及3所描述。

在图5C的代表性实施例中，锚定开口532”以交替图案沿周界安置在芯片周围，且在芯片的边缘附近。如此，提供多个锚定开口532”。这些锚定开口532”在中线的相对侧上，且可具有基本上相同区，或可具有不同区。如从图4及5C的观察将了解，芯片的边缘在对经封装晶圆(例如，经封装晶圆400)执行以提供经单个化芯片的切割/单个化过程之后产生。安置于锚定开口532”中的锚534”因此安置于经单个化芯片的边缘附近，且可用于阻止框架层从下伏装置衬底(图5C中未展示)分层。

图6A到6J是根据代表性实施例的用于制作设备600的过程的横截面视图。设备600的各种组件的许多方面及细节对于上文连同图1到5的代表性实施例所描述的那些结构为共同的。未必重复这些共同方面及细节，但对设备600的说明涵盖这些共同方面及细节。与设备100、200、300及500一样，设备600还可为晶片级封装的组件。

最初转向图6A，装置衬底602经展示且其上方安置有压电层604。第一声谐振器618及第二声谐振器620安置于装置衬底602的上表面610上方。在本发明代表性实施例中，第一声谐振器618安置于装置衬底602中的第一空气腔624上方，且第二声谐振器620安置于装置衬底602中的第二空气腔626上方。如所属领域的普通技术人员将了解，第一声谐振器618及第二声谐振器620为安置于相应第一空气腔624及第二空气腔626上方的薄膜体声波谐振器(FBAR)，其各自具有由第一电极、压电层604与第二电极之间的接触重叠区组成的有源区。或者，与其说空气腔，不如说第一声谐振器618及第二声谐振器620可安置于交替低声阻抗及高声阻抗层的结构(未展示)上方以用于隔声。交替低声阻抗层及高声阻抗层的此结构通常称为布拉格反射镜。

锚定开口632设置于装置衬底602中。一般来说且如下文更充分地描述，锚定开口632经安置以包围经封装以用于单个化的芯片的各种组件(例如，第一声谐振器618及第二声谐振器620)。因此，设备600(参见图6J)可为滤波器或多路复用器的晶片级封装的组件或其它类似单芯片组件。

连同代表性实施例描绘的各种装置及特征的制作可通过例如上文并入的专利文件中所描述的各种已知方法及材料来实现。显著地，虽然锚定开口632为新的且因此未知的，但其可使用已知湿式蚀刻或干式蚀刻方法(使用反应离子或等离子体蚀刻)来制作。取决于所需纵横比，锚定开口632可通过使用适合技术(例如波希(Bosch)方法)来制作。

在代表性实施例中，压电层604的第一部分628悬于第一空气腔624的边缘之上，且压电层604的与第一部分628相对的第二部分630悬于第一空气腔624之上。在目前所描述的实施例中，压电层104的第一部分628及第二部分630提供释放开口627。如下文更充分地描述，在代表性实施例中，框架层606的一部分安置于释放开口627中，但不延伸到第二空气腔626中。如上文所述，仅在包含FBAR装置的实施例中提供释放开口627。因此，在其中第一声谐振器618及第二声谐振器620为SMR装置或SAW装置或其它电子装置的实施例中，未提供释放开口，且未实现因填充此释放开口而形成的粘附。进一步注意，根据代表性实施例，释放开口627为压电层604中的开口(即，孔)，且在此实施例中，第一部分628及第二部分630仅仅为孔的相对侧，所述孔为释放开口627。替代几何布置预期用于释放开口627，且指示第一部分628及第二部分630的形状。

在代表性实施例中，压电层104的第三部分636(有时称为第一部分)悬于锚定开口632的边缘之上，且压电层604的与层的第一部分相对的第四部分638(有时称为第二部分)悬于锚定开口632之上。

转向图6B，框架层606安置于装置衬底602的上表面610上方，且包括光可界定聚合物材料，下文更充分地描述其用途及益处。如随着本说明继续而将了解，框架层606说明性地包括在暴光于UV辐射时交联且硬化的负性光敏材料(聚合物)。根据代表性实施例，框架层606具有在大致10.0μm到大致50.0μm的范围内的厚度。

说明性地，框架层606以干膜抗蚀剂(DFR)格式沉积，且可刚好在层压过程之后悬接或部分地悬接在衬底表面形貌上方。仅通过实例方式，经悬接区可设置于释放孔(例如，释放开口627)及锚释放孔(例如，锚释放孔637)上方。

转向图6C，在第一光学光刻步骤中，将掩模(未展示)安置于待保护的框架层606的区域上方，且实现第一暴光。在此步骤中，仅在释放孔(例如，释放开口627)上方暴光框架层606的部分650。在于释放孔上方暴光的情况下，聚合物在释放孔上方交联且硬化。由于部分650为交联的，因此在后续烘焙期间发生框架层606的聚合物回流到释放孔中。显著地，聚合物的烘焙为必要的以确保聚合物变得与下伏层(例如，压电层604及装置衬底602)保形以避免任何空隙形成(归因于聚合物悬接于衬底表面形貌的某些部分上方)。

转向图6D，实施第一暴光后烘焙序列(PEB1)。在说明性实施例中，以在大致70℃到大致150℃的范围内的温度实施PEB1大致30秒到大致10分钟。PEB1可需要在说明性温度及时间范围内或超出说明性温度及时间范围的优化以获得必要量的聚合物流(其可随不同聚合物DFR产品而变化)。

在PEB1期间，框架层606的未暴光于UV辐射(即，在图6C中用掩模(未展示)保护)的部分软化且流动以填充衬底表面形貌的经悬接部分中的间隙，包含锚定开口632。最显著地，第一声谐振器618及第二声谐振器620基本上包封在框架层606的聚合物材料中，且填充锚定开口632以形成锚634。然而，由于框架层606的部分650为交联的，因此框架层的聚合物材料不明显地流动到释放开口627中。

图6E i到iii描绘将允许聚合物流动到释放开口627中但不流动到第二空气腔626中的过程的变化。为此，此流动可通过以下方式来实现：停止上文所描述的第一暴光步骤，且借此不使框架层606的在释放开口627上方的部分交联，且控制烘焙序列的时间及温度以填充释放开口627及锚定开口632。或者在PEB1期间，尤其在使用接近范围的较高端的温度时，经交联聚合物可用框架层606的一部分部分地填充释放开口627，如图6Eii中所展示；或可完全地填充释放开口627，如图6Eiii中所展示。

转向图6F，在第二光学光刻步骤中，将掩模(未展示)安置于区域660上方而非区域662上方。实施第二暴光于UV辐射，且使框架层606的区域662显影，且区域662交联。此步骤使框架层606中的最终所要图案硬化，且界定第一声谐振器618及第二声谐振器620的隔室。为此，在第二暴光期间保护区域660，且不使区域660交联，因此在显影以移除框架层606在若干区域中的部分之后，隔室由已硬化且在暴光之后保持的区域660界定。

转向图6G，实施第二暴光后烘焙(PEB2)，使框架层606的光聚合物材料显影，且揭露第一隔室614及第二隔室616以及导通孔664。

转向图6H，盖层608安置于框架层606的上表面612上方，且一般包括与框架层606相同的材料。根据代表性实施例，框架层606具有在大致10.0μm到大致50.0μm的范围中的厚度。

使盖层608暴光及显影以揭露I/O腔640，且使盖层608交联，借此使盖层608硬化。

转向图6I，使盖层608暴光及显影以揭露I/O导通孔640。

最终，实施第三加热(烘焙)步骤以使盖层608及框架层606固化以达成目标结构性质。在此烘焙序列期间，如上文所述，如果相同材料用于界定框架层606及盖层608，那么这些层可熔合在一起，且其界面可为不可辨识的。

转向图6J，在金属化之后完成设备600以提供I/O腔640及接触垫642。显著地，设备600与设备100基本上相同，惟以上文连同图6E所描述的方式用来自框架层606的材料639填充释放开口627除外。

图7展示根据代表性实施例的电滤波器700的经简化示意性框图。电滤波器700包括串联声谐振器701及分路声谐振器702。串联声谐振器701及分路声谐振器702可各自包括结合图1到6J的代表性实施例所描述的第一声谐振器118及第二声谐振器120(或声谐振器218、318、618、620)。如可了解，电滤波器700可在共同衬底上方且以封装形式(例如芯片402)提供。电滤波器700通常称为梯形滤波器，且可用于(举例来说)双工器应用中。要强调的是，电滤波器700的拓扑仅为说明性的且预期其它拓扑。此外，在包含但不限于双工器的各种应用中预期代表性实施例的声谐振器。

对所揭示实施例的前述说明经提供以使得所属领域的技术人员能够做出或使用本发明。如此，上文所揭示的标的物应被视为说明性而非限定性，且所附权利要求书打算涵盖所有此些修改、增进及属于本发明的真实精神及范围内的其它实施例。因此，在法律允许的最大限度内，本发明的范围将由对以下权利要求书及其等效范围的最宽广的可允许解释来确定，且不应受前述详细说明限定或限制。

Claims

1.一种设备，其包括：

装置衬底，其具有上表面，其中在所述装置衬底中存在锚定开口；

框架层，其具有上表面；

盖层，其安置于所述框架层的所述上表面上方，其中所述盖层及所述框架层各自包括光可界定聚合物材料；

隔室，其在所述框架层中，其中所述盖层为所述隔室提供封盖，且所述框架层的一部分安置于所述锚定开口中；及

声波谐振器。

2.根据权利要求1所述的设备，其中在所述装置衬底中在所述隔室下方存在空气腔，且所述声波谐振器包括安置于所述装置衬底的所述上表面上方且在所述隔室中的薄膜体声波谐振器FBAR，且所述薄膜体声波谐振器在所述空气腔上方延伸。

3.根据权利要求2所述的设备，其中在所述空气腔的一部分上方存在释放开口。

4.根据权利要求3所述的设备，其中所述框架层的一部分安置于所述释放开口中。

5.根据权利要求2所述的设备，其中释放开口存在于安置于所述装置衬底的所述上表面上方的层中，且所述FBAR的压电层的第一部分悬于所述空气腔的边缘之上。

6.根据权利要求5所述的设备，其中与所述层的所述第一部分相对的所述层的第二部分悬于所述空气腔之上，且其中所述第一部分提供所述释放开口。

7.根据权利要求5所述的设备，其中所述框架层的一部分安置于所述释放开口中。

8.根据权利要求6所述的设备，其中所述框架层的一部分安置于所述释放开口中。

9.根据权利要求5所述的设备，其中所述层为压电层，且所述压电层的第三部分为所述FBAR的有源区的组件。

10.根据权利要求1所述的设备，其中压电层安置于所述装置衬底的所述上表面上方，且所述压电层的第一部分悬于所述锚定开口的边缘之上。

11.根据权利要求10所述的设备，其中与所述压电层的所述第一部分相对的所述压电层的第二部分悬于所述锚定开口之上。

12.一种电滤波器，其包括：

框架层，其具有上表面；

声谐振器，其安置于所述框架层中的所述隔室中，且在所述装置衬底的所述上表面上方。

13.根据权利要求12所述的电滤波器，其中在空气腔的一部分上方存在释放开口。

14.根据权利要求13所述的电滤波器，其中所述框架层的一部分安置于所述释放开口中。

15.根据权利要求14所述的电滤波器，其中所述释放开口存在于安置于所述装置衬底的所述上表面上方的层中，且压电层的第一部分悬于所述空气腔的边缘之上。

16.根据权利要求15所述的电滤波器，其中与所述压电层的所述第一部分相对的所述压电层的第二部分悬于所述空气腔之上，且其中所述第一部分提供所述释放开口。

17.根据权利要求15所述的电滤波器，其中所述框架层的一部分安置于所述释放开口中。

18.根据权利要求17所述的电滤波器，其中所述框架层的一部分安置于所述释放开口中。

19.根据权利要求12所述的电滤波器，其中在所述装置衬底中在所述隔室下方存在空气腔，且所述声谐振器为安置于所述装置衬底的所述上表面上方且在隔室中的薄膜体声波谐振器FBAR，且在所述空气腔上方延伸。

20.根据权利要求12所述的电滤波器，其中所述声谐振器为安置于所述装置衬底的所述上表面上方且在所述隔室中的固态安装谐振器SMR。

21.根据权利要求12所述的电滤波器，其中所述声谐振器为安置于所述装置衬底的所述上表面上方且在所述隔室中的表面声波SAW谐振器。