CN205657658U - 用于声谐振器设备的衬底和声谐振器设备 - Google Patents

用于声谐振器设备的衬底和声谐振器设备 Download PDF

Info

Publication number
CN205657658U
CN205657658U CN201620250685.XU CN201620250685U CN205657658U CN 205657658 U CN205657658 U CN 205657658U CN 201620250685 U CN201620250685 U CN 201620250685U CN 205657658 U CN205657658 U CN 205657658U
Authority
CN
China
Prior art keywords
substrate
region
acoustic resonator
thickness
mono
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201620250685.XU
Other languages
English (en)
Inventor
杰弗里·B·希利
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Akoustis Inc
Original Assignee
Akoustis Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Akoustis Inc filed Critical Akoustis Inc
Application granted granted Critical
Publication of CN205657658U publication Critical patent/CN205657658U/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/15—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material
    • H03H9/17—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material having a single resonator
    • H03H9/171—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material having a single resonator implemented with thin-film techniques, i.e. of the film bulk acoustic resonator [FBAR] type
    • H03H9/172—Means for mounting on a substrate, i.e. means constituting the material interface confining the waves to a volume
    • H03H9/174—Membranes
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H3/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators
    • H03H3/007—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks
    • H03H3/02—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks for the manufacture of piezoelectric or electrostrictive resonators or networks
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H3/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators
    • H03H3/007—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks
    • H03H3/02—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks for the manufacture of piezoelectric or electrostrictive resonators or networks
    • H03H2003/023—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks for the manufacture of piezoelectric or electrostrictive resonators or networks the resonators or networks being of the membrane type

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)

Abstract

本实用新型涉及一种声谐振器设备。本实用新型公开了一种声谐振器设备，所述声谐振器设备设有衬底，该衬底包括：衬底部件，包括被配置成形成阵列结构的多个支撑部件，所述衬底部件具有上部区域；被形成为覆盖所述上部区域的一厚度的单晶压电材料，所述厚度的单晶压电材料具有第一表面区域和与所述第一表面区域相对的第二表面区域；所述厚度的单晶压电材料的所述第二表面区域的多个暴露区域，每个所述暴露区域由至少一对支撑部件配置并被配置成形成所述阵列结构的元件。

Description

用于声谐振器设备的衬底和声谐振器设备
本申请是申请日为2015年8月26日、申请号为“201520652061.6”、名称为“用于声谐振器设备的衬底”的实用新型专利申请的分案申请。
技术领域
本实用新型主要涉及电子设备。更具体地，本实用新型提供了与用于谐振器设备的晶圆级封装相关的技术。仅通过示例的方式，本实用新型已经应用到用于通信设备、移动设备、计算设备等的谐振器设备。
背景技术
薄膜体声谐振器(FBAR或TFBAR)是由夹在两个电极之间且与周围的介质声学隔离的压电材料组成的设备。使用厚度范围从几微米下至十分之几微米的压电膜的FBAR设备在约100MHz到10GHz的频率范围中谐振。氮化铝和氧化锌是在FBAR中使用的两种常见的压电材料(参见***，薄膜体声谐振器(Thin Film Bulk Acoustic Resonator))。不幸的是，这样的FBAR设备或TFBAR设备笨重、效率低、且难以封装。
从上文可以看出，非常需要用于改善电子设备的技术。
实用新型内容
本实用新型的一个目的在于提供与传统的BAW滤波器相比效率高、可整批封装、且成本较低的BAW滤波器。
本实用新型提供了一种用于声谐振器设备的衬底，所述衬底包括：衬底部件，所述衬底部件包括被配置成形成阵列结构的多个支撑部件，所述衬底部件具有一区域；被形成为覆盖所述区域的一厚度的单晶压电材料，所述厚度的单晶压电材料具有第一表面区域和与所述第一表面区域相对的第二表面区域；所 述厚度的单晶压电材料的所述第二表面区域的多个暴露区域，每个所述暴露区域由所述多个支撑部件中的至少一个配置并被配置成形成所述阵列结构的元件。
在根据本实用新型的一个实施方式中，所述区域由硅衬底的表面区域配置。
在根据本实用新型的一个实施方式中，所述区域由碳化硅衬底的表面区域配置。
在根据本实用新型的一个实施方式中，所述区域由硅衬底的表面区域配置；以及所述多个支撑部件被配置成形成多个柱结构和多个肋结构；并且，所述衬底还包括被配置在所述厚度的单晶压电材料的一部分之间的一对电极。
在根据本实用新型的一个实施方式中，所述多个支撑部件被配置成形成多个柱结构和多个肋结构；并且，所述衬底还包括被配置在所述厚度的单晶压电材料的一部分之间的一对电极。
在根据本实用新型的一个实施方式中，所述区域由碳化硅衬底的表面区域配置；以及所述多个支撑部件被配置成形成多个柱结构和多个肋结构；并且，所述衬底还包括被配置在所述厚度的单晶压电材料的一部分之间的一对电极。
本实用新型还提供了一种声谐振器设备，所述声谐振器设备设有衬底，所述衬底包括：衬底部件，所述衬底部件包括被配置成形成阵列结构的多个支撑部件，所述衬底部件具有一区域；被形成为覆盖所述区域的一厚度的单晶压电材料，所述厚度的单晶压电材料具有第一表面区域和与所述第一表面区域相对的第二表面区域；所述厚度的单晶压电材料的所述第二表面区域的多个暴露区域，每个所述暴露区域由所述多个支撑部件中的至少一个配置并被配置成形成所述阵列结构的元件。
在根据本实用新型的一个实施方式中，在所述声谐振器设备中，所述区域由硅衬底的表面区域配置。
在根据本实用新型的一个实施方式中，在所述声谐振器设备中，所述区域由碳化硅衬底的表面区域配置。
在根据本实用新型的一个实施方式中，在所述声谐振器设备中，所述区域 由硅衬底的表面区域配置；以及所述多个支撑部件被配置成形成多个柱结构和多个肋结构；并且，所述衬底还包括被配置在所述厚度的单晶压电材料的一部分之间的一对电极。
在根据本实用新型的一个实施方式中，在所述声谐振器设备中，所述多个支撑部件被配置成形成多个柱结构和多个肋结构；并且，所述衬底还包括被配置在所述厚度的单晶压电材料的一部分之间的一对电极。
在根据本实用新型的一个实施方式中，在所述声谐振器设备中，所述区域由碳化硅衬底的表面区域配置；以及所述多个支撑部件被配置成形成多个柱结构和多个肋结构；并且，所述衬底还包括被配置在所述厚度的单晶压电材料的一部分之间的一对电极。
在示例中，本实用新型提供了一种用于声谐振器设备的衬底。该衬底具有衬底部件，该衬底部件包括被配置成形成阵列结构的多个支撑部件。在示例中，该衬底部件具有上部区域，并且可选地，具有由支撑部件配置的多个凹陷区域。该衬底具有被形成为覆盖上部区域的一厚度的单晶压电材料。在示例中，所述厚度的单晶压电材料具有第一表面区域和与第一表面区域相对的第二表面区域。在示例中，该衬底具有所述厚度的单晶压电材料的第二表面区域的多个暴露区域，每个暴露区域由至少一对支撑部件配置，并被配置成形成阵列结构的元件。
根据本实用新型的一个实施方式，本实用新型提供了一种用于声谐振器设备的衬底，所述衬底包括：
衬底部件，所述衬底部件包括被配置成形成阵列结构的多个支撑部件，所述衬底部件具有上部区域；
被形成为覆盖所述上部区域的一厚度的单晶压电材料，所述厚度的单晶压电材料具有第一表面区域和与所述第一表面区域相对的第二表面区域；
所述厚度的单晶压电材料的所述第二表面区域的多个暴露区域，每个所述暴露区域由至少一对支撑部件配置并被配置成形成所述阵列结构的元件。
在根据本实用新型的一个实施方式中，所述上部区域由硅衬底的表面区域 配置。
在根据本实用新型的一个实施方式中，所述上部区域由碳化硅衬底的表面区域配置。
在根据本实用新型的一个实施方式中，所述上部区域由硅衬底的表面区域配置；以及所述多个支撑部件被配置成形成多个柱结构和多个肋结构；并且，所述衬底还包括被配置在所述厚度的单晶压电材料的一部分之间的一对电极。
在根据本实用新型的一个实施方式中，所述多个支撑部件被配置成形成多个柱结构和多个肋结构；并且，所述衬底还包括被配置在所述厚度的单晶压电材料的一部分之间的一对电极。
在根据本实用新型的一个实施方式中，所述上部区域由碳化硅衬底的表面区域配置；以及所述多个支撑部件被配置成形成多个柱结构和多个肋结构；并且，所述衬底还包括被配置在所述厚度的单晶压电材料的一部分之间的一对电极。
在示例中，本实用新型提供了一种具有任何III族氮化物材料的最高压电常数(1.55C/m2)的单晶AlN电介质。在示例中，通过CVD(如MOCVD)生长在硅上的单晶AlN被限制在约0.4μm而不开裂。在示例中，2.2μm的AlN是所期望的，以开发用于智能手机的LTE声波滤波器。因此，需要材料方法来获得用于BAW滤波器的最高性能的声谐振器。在一个或多个示例中，本实用新型的技术提供了：在硅上生长薄的AlN层；去除硅以形成膜；在应变减轻的AlN膜上生长第二个厚的AlN层。
在示例中，与传统的BAW滤波器相比，本实用新型的BAW滤波器效率高、可整批封装、且成本较低。
附图说明
图1至图6示出了根据本实用新型的示例的形成用于声谐振器设备的膜衬底结构的简化技术。
图7是根据本实用新型的示例的膜结构的简化背面视图。
图8是根据本实用新型的替选示例的膜结构的简化背面视图。
图9是根据本实用新型的替选示例的膜结构的简化背面视图。
图10-图20示出了根据本实用新型的示例的形成单晶声谐振器设备的简化技术。
图21A和图21B为示出了本实用新型的示例中的压电材料的电容对电压以及电导对电压的图。
图22为示出了本实用新型的示例中的横跨60μm表面区域的压电材料的表面粗糙度的图。
图23至图34示出了根据本实用新型的示例的形成膜衬底结构的简化技术和得到的设备。
具体实施方式
图1至图6示出了根据本实用新型的示例的形成用于声谐振器设备的膜衬底结构的简化技术。参考图1，该技术提供了具有表面区域的衬底部件110。在示例中，该技术使用化学气相沉积CVD(如MOCVD)工艺来开始生长氮化铝晶体材料。在示例中，该技术在<111>硅衬底上形成厚度约200nm的AlN成核120。在其它示例中，AlN的范围可为约30nm至500nm，但可以有变型。在示例中，衬底部件110具有高电阻率，如大于2000欧姆-厘米。在示例中，衬底110可以为浮区(FZ)型硅或在其它示例中CZ低电阻率硅可以起作用。在示例中，衬底110可以具有约500μm的标称衬底厚度，但在其它示例中其范围可以为约50μm至2000μm。
在示例中，AlN晶体材料120被配置成轻微的应变状态，考虑到AlN晶体材料并不与<111>硅衬底表面取向完美地晶格匹配。在示例中，应变状态的特征为膜的沿其表面法线的压电应变常数(所谓的d33)且对于在<111>硅衬底上的AlN其值为4×10-12C/N。
在示例中，该技术图案化衬底部件110的背面，如图2所示。在示例中，该技术涂覆在示例中限定膜区域(例如，正方形或矩形)的背面掩模130。在示 例中，背面掩模130具有目标面积为100μm×100μm，但是可以有变型。在示例中，掩模130为300μm×300μm，或其它变型。
在示例中，如图3所示，该技术执行蚀刻工艺。在示例中，该技术在有源谐振器区域和未来接合焊盘(用于通孔)的下面执行背面衬底材料的暴露区域(衬底111)的浅蚀刻，但可以有变型。在示例中，在100W功率和100毫托(mTorr)下、在反应离子蚀刻(RIE)工具中使用CF4和O2的混合气体进行蚀刻。每个沟槽具有30μm的深度且范围可以为20μm至300μm，但是可以有变型。
参考图4，该技术现在形成覆盖选定的肋区域和/或柱区域的后续的背面掩模131，同时暴露其它柱区域和/或肋区域。在示例中，该掩模为600μm×600μm，但可以有变型。
在示例中，该技术现在执行更深的蚀刻工艺，以从衬底部件112去除材料，同时暴露已沉积的晶体材料。在示例中，该技术暴露了压电区域和接合焊盘金属区域，如图5所示。
现在参考图6，剩余的掩模材料被去除。如图所示，膜结构具有多个较小的肋结构113，每个肋结构113都被配置在一对柱结构之间。在示例中，每个凹陷区域的范围为从约300μm×300μm至约500μm×500μm，优选为约400μm×400μm。
在示例中，对晶体AlN材料的部分暴露造成这种材料的一部分被放松。在示例中，AlN材料在放松状态下具有范围为从3.3×10-12C/N至4.5×10-12C/N的压电应变常数，但可以有变型。使用上述技术和相关技术可配置各种图案。这些图案的进一步细节可在本说明书、特别是在下文中找到。
图7是根据本实用新型的示例的膜结构710的简化背面视图。如图所示，背面视图包括区域711的放大视图，其以附图标记700表示，该放大视图显示了正方形图案，区域711包括多个较小的机械肋结构740，每一个机械肋结构740都被配置在至少一对较长的柱结构或硅支撑梁720内。该图案还显示了示例中的硅完全去除的区域730、晶体AlN材料的暴露部分或X×Y压电膜750。
图8是根据本实用新型的替选示例的膜结构810的简化背面视图。如图所示，背面视图包括区域811的放大视图，其以附图标记800表示，该放大视图显示了矩形图案，区域811包括多个较小的机械肋结构，每一个机械肋结构都被配置在至少一对较长的柱结构内。该图案还显示了示例中的晶体AlN材料的暴露部分。这里所描述的元件类似于图7所示的元件。
图9是根据本实用新型的替选示例的膜结构910的简化背面视图。如图所示，背面视图包括区域911的放大视图，其以附图标记900表示，该放大视图显示了六边形图案，区域911包括多个较小的机械肋结构，每一个机械肋结构都被配置在至少一对较长的柱结构920内。该图案还显示了示例中的晶体AlN材料的暴露部分930、暴露的六边形膜940。
在其它示例中，本实用新型的技术也可以形成其它形状，包括矩形、六边形、八边形、五边形、三角形等，包括任何变型，或组合或任意多边形。其它形状可以是圆形、椭圆形、环形、或缺乏任何对称的特征，包括这些形状和相关尺寸的任意组合。当然，可以有其它变型、修改和替换。形成声谐振器设备的进一步细节可在本说明书、特别是下文中找到。
图10至图20示出了示例中的在衬底部件上制造单晶谐振器设备的技术。该图示仅仅是示例，不应不适当地限制本文的权利要求的范围。在示例中，该技术包括形成覆盖了形成在具有第一厚度的硅衬底部件112上的晶体材料120的上覆单晶压电121。在示例中，衬底112具有单晶压电材料121，如GaN、AlGaN、或AlN。该材料的厚度范围为0.4μm至7μm，但是可以有变型。该步骤可以包括在应变减小的AlN成核层上生长单晶AlN。在示例中，对于2GHz，2μm压电是最佳的厚度。在示例中，衬底112可以是硅、蓝宝石、SiC等。在示例中，压电材料121被配置为c轴向上取向以实现极化场。
在示例中，单晶声谐振器设备包括谐振器结构和接触结构。如图10、图11和图12所示，该衬底为硅衬底部件112、上覆单晶压电材料122、以及一个或多个电极部件131、132。压电材料122可包括成核层120和压电层121，如图10所示。图12显示了顶部电极131、132和互连金属的沉积。在示例中，电极 可以为Mo、Ta或其它难熔金属，典型的厚度为300nm，范围为30nm至4000nm或0.2μm至10μm，但是可以有变型。附图标记101、102分别标记了第一谐振器设备和第二谐振器设备的区域。在示例中，用作用于电极接触区域的“抓垫(catch pad)”133的金属被沉积，如图13所示。在示例中，“抓垫”133用作背面通孔蚀刻的顶部金属挡块。垫133的目标厚度可为2μm，包括Ti/Ni金属原料等。
在示例中，该技术形成覆盖包括电极和晶体材料的上表面区域的钝化材料140，如图14所示。该钝化材料140的上部区域被平坦化。在示例中，钝化材料140可以为用于机械稳定性的介电钝化(25μm自旋聚合物光电介质(例如，ELECTRA WLP SH32-1-1))。例如，在替选示例中，该技术包括SiN和/或SiO2的沉积，以提供合适的保护、隔离，并如果需要的话提供其它特征。钝化140可提供防刮保护，可具有约0.5μm至1μm的目标厚度。
在示例中，参考图15，该技术形成被配置为互连件的背面电极部件134。在示例中，电极134可以为合适的材料，如难熔金属等，如Mo、Ta等等。在示例中，难熔金属的厚度可以为300nm，其范围可以为从100nm至500nm。
在图16的示例中，如图所示，该技术穿过压电层123在顶部电极区域附近内进行背面通孔蚀刻。在示例中，提供了背面蚀刻以去除一部分晶体压电材料，以提供从背面到正面的电接触，如图所示。在示例中，蚀刻工艺可以包括使用BCl3、Ar气、SF6等的反应离子蚀刻工艺。在示例中，该工艺在400W ICP和25W RIE下使用工作在7mT、20sccm Cl2、8sccm BCl3、5sccm Ar的PlasmaTherm型号770ICP-RIE。当然，可以有变型。可替选地，可以通过激光打孔和/或烧蚀技术并在电极部件的背面结束，来形成接触开口，如图所示。
在示例中，该技术现在形成覆盖接触区域的金属化物135以直接连接到部分晶体压电材料123，和/或在其它示例中可包括其它界面材料。在示例中，金属135可以为铝、钛或金。在示例中，金属135提供从背面到正面的电接触，如图所示。在示例中，金属135是厚的，以最小化示例中的通孔电阻和电感，金属可以为Ti/Al或Ti/Au等的组合。
在示例中，该技术现在形成覆盖背面区域的填充材料，例如介电钝化材料141，以填充沟槽区域。在示例中，钝化141用于防刮保护、机械支撑和电隔离等特征。在示例中，钝化材料141可以为用于机械稳定性的介电钝化(0.5μm至1μm自旋聚合物光电介质(例如，ELECTRA WLP SH32-1-1))。例如，在替选示例中，该技术包括SiN和/或SiO2的沉积，以提供合适的保护、隔离，并如果需要的话提供其它特征。
参考图19，示出了示例中的最终的声谐振器设备(在铜柱凸块之前)。第一谐振器设备和第二谐振器设备分别用虚线区域101和102标记。相关的电子电路和结构如具有等效区域2010的图20所示。
图21A和图21B为分别示出了本实用新型的示例中的压电材料的电容对电压、以及电导对电压的图。在示例中，一定厚度的AlN的单晶压电材料产生电容特性对电压，其显示了对于100Hz和1MHz之间的电测量频率以及-30V和+30V之间的扫描电压，电容特性是平坦的。在示例中，该一定厚度的单晶压电材料也产生小于10mS的电导特性对电压，其显示了对于100Hz和1MHz之间的电测量频率以及-30V和+30V之间的扫描电压，电导特性是平坦的。当然，可以有变型。
图22为示出了本实用新型的示例中的横跨60μm表面区域的压电材料的表面粗糙度的图。在示例中，一定厚度的压电材料具有表面区域，该表面区域的特征在于具有小于100nm的RMS特性的表面光洁度，但是可以有变型。
图23是示出了覆盖配置在硅衬底部件112上的应变减小的AlN成核层120的顶侧表面的单晶AlN材料121的生长的简化图。在示例中，该材料具有1μm的目标厚度，其范围可以为0.2μm至5μm，但是可以有变型。在示例中，生长可以使用本文所描述的任何技术以及本说明书以外的任何技术来进行。
在示例中，衬底部件翻转，该技术开始生长覆盖应变减小的AlN成核层的背面的单晶AlN材料123，如图24所示。如图所示，一定厚度的晶体材料123是共形的且覆盖较小和较大的肋结构(包括柱结构的边缘)，以形成晶体材料的容纳件。在示例中，背面生长123的厚度为约1μm且厚度的范围可以为从约 0.2μm至5μm，但是可以有变型。在示例中，图25示出了配置在硅衬底部件上的单晶压电材料124的简化表示形式。
图26示出了示例中的顶部电极131、132(已显示)和互连金属(未显示)的形成。还示出了代表每个谐振器设备101、102的区域。在示例中，电极可以为Mo、Ta或其它难熔金属，典型的厚度为300nm，其范围为30nm至4000nm，但是可以有变型。在示例中，该设备包括图27中的用作用于电极接触区域的“抓垫”133的金属。
在示例中，该技术形成覆盖包括电极和晶体材料的上表面区域的钝化材料140，如图28所示。钝化材料的上部区域被平坦化。在示例中，钝化材料可以为用于机械稳定性的介电钝化(25μm自旋聚合物光电介质(例如，ELECTRA WLP SH32-1-1))。例如，在替选示例中，该技术包括SiN和/或SiO2的沉积，以提供合适的保护、隔离，并如果需要的话提供其它特征。
在示例中，参考图29，该技术形成被配置为互连件的背面电极部件134。在示例中，电极134可以为合适的材料，如难熔金属等，如Mo、Ta等等。在示例中，难熔金属的厚度可以为300nm，其范围可以为从100nm至500nm。
在图30的示例中，如图所示，该技术穿过压电层124在顶部电极区域附近内进行背面通孔蚀刻。在示例中，提供背面蚀刻以去除一部分晶体压电材料，以提供从背面到正面的电接触，如图所示。在示例中，蚀刻工艺可以包括使用BCl3、Ar气、SF6等的反应离子蚀刻工艺。在示例中，该工艺在400W ICP和25W RIE下使用工作在7mT、20sccm Cl2、8sccm BCl3、5sccm Ar的PlasmaTherm型号770ICP-RIE。当然，可以有变型。可替选地，可以通过激光打孔和/或烧蚀技术并在电极部件的背面结束，来形成接触开口，如图所示。
在示例中，该技术现在形成覆盖接触区域的金属化物135(图31)，以直接连接到部分晶体压电材料，和/或在其它示例中可包括其它界面材料。在示例中，金属可以为铝、钛或金等、及其组合等等。在示例中，金属提供从背面到正面的电接触，如图所示。在示例中，金属是厚的，以最小化示例中的通孔电阻和电感，金属可以为Ti/Al或Ti/Au等的组合。
在示例中，该技术现在形成覆盖背面区域的填充材料，例如介电钝化材料141，以填充沟槽区域，如图32所示。在示例中，钝化141用于防刮保护、机械支撑和电隔离等特征。在示例中，钝化材料141可以为用于机械稳定性的介电钝化(0.5μm至1μm自旋聚合物光电介质(例如，ELECTRA WLP SH32-1-1))。例如，在替选示例中，该技术包括SiN和/或SiO2的沉积，以提供合适的保护、隔离，并如果需要的话提供其它特征。
参考图33，示出了示例中的最终的声谐振器设备(在铜柱凸块之前)。相关的电子电路和结构如图34所示。封装该主题设备的进一步细节可在本说明书、特别是下文中找到。
在示例中，该技术形成图案化的焊接材料结构或焊坝掩模，焊接材料结构或焊坝掩模被配置为覆盖单晶声谐振器设备和表面区域，以形成第一空气隙区域，该第一空气隙区域由图案化的焊接结构提供并被配置在谐振器结构与安装结构或安装衬底部件的第一部分之间，其中第一空气隙结构或区域具有10微米至50微米的高度。在示例中，图案化的焊接结构具有图案化的上表面区域。
在示例中，该技术形成覆盖图案化的上表面区域的一定厚度的环氧树脂材料，同时保持谐振器结构上没有环氧树脂材料。在示例中，该技术将安装衬底部件放置到环氧树脂材料。在示例中，该技术固化环氧树脂材料，以使单晶声谐振器设备与安装衬底部件配对。在示例中，安装衬底部件是光学透明的。在示例中，安装衬底部件包括表面区域。此外，在示例中，该安装衬底包括BF33或BK7玻璃材料，并被选择以使温度膨胀系数与硅衬底部件相匹配。
在示例中，该技术处理硅衬底，以去除一部分硅衬底，以形成产生的第二厚度的硅衬底，第二厚度小于第一厚度。在示例中，所得到的硅衬底具有硅背面区域。
在示例中，该技术进行衬底的背面通孔和电容器蚀刻。该蚀刻暴露了一部分接合焊盘和压电膜背面。在示例中，该蚀刻可以使用SF6气体，来实现选择性的RIE工艺。当然，可以有其它变型、修改和替选。
在示例中，该技术形成覆盖变薄的衬底部件的金属化物，其可以包括第一 电极和第二电极。在示例中，该技术执行顶部电容器板(具有第一电极)和连接接合焊盘到顶部平面(具有第二电极)的沉积工艺。在示例中，板和垫由合适的材料制成，如Mo、Ta、或其它难熔金属、及其组合。在示例中，该层的厚度的范围为从到而为目标厚度，但可以有变型。在示例中，该层具有的钛(Ti)盖金属可以用来防止难熔金属的氧化。
在示例中，该技术还可以通过沉积形成顶部上覆金属材料。在示例中，该金属具有足够的厚度以作为用于探测的垫且具有低电阻以用于高质量互连件。在示例中，互连件具有Ti/Al作为目标厚度，但是厚度可以为0.5μm至5μm。在示例中，该技术还提供了图案化的焊坝掩模或其它填充材料的形成。该材料被配置用于保护表面区域以防刮，并具有1μm至50μm的厚度和5μm的目标厚度，但是可以有变型。
在示例中，该技术执行凸块工艺。在示例中，该技术包括形成覆盖焊坝掩模材料的再钝化材料。在示例中，该再钝化材料具有暴露第一电极部件的第一区域和暴露第二电极部件的第二区域。
在示例中，该技术包括形成覆盖该再钝化材料并覆盖第一区域和第二区域的下部金属材料，使得第一电极部件和第二电极部件都与下部金属材料电接触和物理接触。在示例中，该金属材料可以是Ti/Cu种子材料等。
在示例中，该技术包括形成覆盖下部金属材料的一定厚度的抗蚀材料，以产生基本平坦化的表面区域。抗蚀材料被显影和表面清洁。
在示例中，该技术包括图案化该一定厚度的抗蚀材料的基本平坦化的表面区域，以暴露对应于第一电极部件的第一区域和对应于第二电极部件的第二区域。在示例中，该技术包括使用沉积工艺来填充第一区域和第二区域，以形成覆盖第一电极部件的第一铜柱结构和覆盖第二电极部件的第二铜柱结构。
在示例中，该技术包括形成覆盖第一铜柱结构和第二铜柱结构的焊接材料。该技术还处理该一定厚度的抗蚀材料，以基本去除该一定厚度的抗蚀材料，并暴露下部金属材料。
在示例中，该技术还去除下部金属材料的任何暴露部分。该技术使焊接材 料受制于第一铜柱结构和第二铜柱结构，以形成覆盖第一铜柱结构的第一焊接凸块结构和覆盖第二铜柱结构的第二焊接凸块结构。

Claims (6)

1.一种声谐振器设备，所述声谐振器设备设有衬底，其特征在于，所述衬底包括：
衬底部件，所述衬底部件包括被配置成形成阵列结构的多个支撑部件，所述衬底部件具有上部区域；
被形成为覆盖所述上部区域的一厚度的单晶压电材料，所述厚度的单晶压电材料具有第一表面区域和与所述第一表面区域相对的第二表面区域；
所述厚度的单晶压电材料的所述第二表面区域的多个暴露区域，每个所述暴露区域由至少一对支撑部件配置并被配置成形成所述阵列结构的元件。
2.根据权利要求1所述的声谐振器设备，其特征在于，所述上部区域由硅衬底的表面区域配置。
3.根据权利要求1所述的声谐振器设备，其特征在于，所述上部区域由碳化硅衬底的表面区域配置。
4.根据权利要求1所述的声谐振器设备，其特征在于，所述上部区域由硅衬底的表面区域配置；以及所述多个支撑部件被配置成形成多个柱结构和多个肋结构；并且，所述衬底还包括被配置在所述厚度的单晶压电材料的一部分之间的一对电极。
5.根据权利要求1所述的声谐振器设备，其特征在于，所述多个支撑部件被配置成形成多个柱结构和多个肋结构；并且，所述衬底还包括被配置在所述厚度的单晶压电材料的一部分之间的一对电极。
6.根据权利要求1所述的声谐振器设备，其特征在于，所述上部区域由碳化硅衬底的表面区域配置；以及所述多个支撑部件被配置成形成多个柱结构和多个肋结构；并且，所述衬底还包括被配置在所述厚度的单晶压电材料的一部分之间的一对电极。
CN201620250685.XU 2014-08-26 2015-08-26 用于声谐振器设备的衬底和声谐振器设备 Active CN205657658U (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/469,503 2014-08-26
US14/469,503 US9917568B2 (en) 2014-08-26 2014-08-26 Membrane substrate structure for single crystal acoustic resonator device
CN201520652061.6U CN205212799U (zh) 2014-08-26 2015-08-26 用于声谐振器设备的衬底

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201520652061.6U Division CN205212799U (zh) 2014-08-26 2015-08-26 用于声谐振器设备的衬底

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN205657658U true CN205657658U (zh) 2016-10-19

Family

ID=55403735

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201520652061.6U Active CN205212799U (zh) 2014-08-26 2015-08-26 用于声谐振器设备的衬底
CN201620250685.XU Active CN205657658U (zh) 2014-08-26 2015-08-26 用于声谐振器设备的衬底和声谐振器设备

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201520652061.6U Active CN205212799U (zh) 2014-08-26 2015-08-26 用于声谐振器设备的衬底

Country Status (2)

Country Link
US (2) US9917568B2 (zh)
CN (2) CN205212799U (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108259020A (zh) * 2017-03-24 2018-07-06 珠海晶讯聚震科技有限公司 制造射频谐振器和滤波器的方法
CN108259017A (zh) * 2017-03-24 2018-07-06 珠海晶讯聚震科技有限公司 射频谐振器和滤波器的制造方法
CN108365829A (zh) * 2017-03-24 2018-08-03 珠海晶讯聚震科技有限公司 单晶压电射频谐振器和滤波器的制备方法

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106341095B (zh) * 2016-08-31 2020-04-07 中国科学院半导体研究所 金属上单晶氮化物薄膜制备方法及体声波谐振器
WO2018063294A1 (en) * 2016-09-30 2018-04-05 Intel Corporation Film bulk acoustic resonator (fbar) devices for high frequency rf filters
US11616488B2 (en) * 2016-09-30 2023-03-28 Intel Corporation FBAR devices having multiple epitaxial layers stacked on a same substrate
DE112020002253T5 (de) 2019-05-08 2022-01-20 Akoustis, Inc. Bulk-Acoustic-Wave-Resonatorfilter einschließlich Sperrbandresonatoren
WO2021049100A1 (ja) * 2019-09-12 2021-03-18 株式会社村田製作所 圧電素子
US11581870B2 (en) * 2019-09-27 2023-02-14 Skyworks Solutions, Inc. Stacked acoustic wave resonator package with laser-drilled VIAS
US11706987B2 (en) 2019-12-20 2023-07-18 Globalfoundries Singapore Pte. Ltd. Semiconductor device and method of forming a semiconductor device
CN115362628A (zh) 2020-05-18 2022-11-18 阿库斯蒂斯有限公司 包括高阻抗分流支路的体声波谐振滤波器及其形成方法
US11496108B2 (en) 2020-08-17 2022-11-08 Akoustis, Inc. RF BAW resonator filter architecture for 6.5GHz Wi-Fi 6E coexistence and other ultra-wideband applications
US11901880B2 (en) 2021-01-18 2024-02-13 Akoustis, Inc. 5 and 6 GHz Wi-Fi coexistence acoustic wave resonator RF diplexer circuit

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5231327A (en) 1990-12-14 1993-07-27 Tfr Technologies, Inc. Optimized piezoelectric resonator-based networks
US6051907A (en) 1996-10-10 2000-04-18 Nokia Mobile Phones Limited Method for performing on-wafer tuning of thin film bulk acoustic wave resonators (FBARS)
US5894647A (en) 1997-06-30 1999-04-20 Tfr Technologies, Inc. Method for fabricating piezoelectric resonators and product
US6114635A (en) 1998-07-14 2000-09-05 Tfr Technologies, Inc. Chip-scale electronic component package
US6262637B1 (en) 1999-06-02 2001-07-17 Agilent Technologies, Inc. Duplexer incorporating thin-film bulk acoustic resonators (FBARs)
FI107660B (fi) 1999-07-19 2001-09-14 Nokia Mobile Phones Ltd Resonaattorirakenne
US6384697B1 (en) 2000-05-08 2002-05-07 Agilent Technologies, Inc. Cavity spanning bottom electrode of a substrate-mounted bulk wave acoustic resonator
US6377137B1 (en) 2000-09-11 2002-04-23 Agilent Technologies, Inc. Acoustic resonator filter with reduced electromagnetic influence due to die substrate thickness
DE10058339A1 (de) 2000-11-24 2002-06-06 Infineon Technologies Ag Bulk-Acoustic-Wave-Filter
US6649287B2 (en) 2000-12-14 2003-11-18 Nitronex Corporation Gallium nitride materials and methods
US6472954B1 (en) 2001-04-23 2002-10-29 Agilent Technologies, Inc. Controlled effective coupling coefficients for film bulk acoustic resonators
DE10124349A1 (de) 2001-05-18 2002-12-05 Infineon Technologies Ag Piezoelektrische Resonatorvorrichtung mit Verstimmungsschichtfolge
KR20040019373A (ko) 2001-07-30 2004-03-05 인피네온 테크놀로지스 아게 공진기 장치
US6879224B2 (en) 2002-09-12 2005-04-12 Agilent Technologies, Inc. Integrated filter and impedance matching network
DE10251876B4 (de) 2002-11-07 2008-08-21 Infineon Technologies Ag BAW-Resonator mit akustischem Reflektor und Filterschaltung
US7112860B2 (en) 2003-03-03 2006-09-26 Cree, Inc. Integrated nitride-based acoustic wave devices and methods of fabricating integrated nitride-based acoustic wave devices
DE10310617B4 (de) 2003-03-10 2006-09-21 Infineon Technologies Ag Elektronisches Bauteil mit Hohlraum und ein Verfahren zur Herstellung desselben
US7514759B1 (en) * 2004-04-19 2009-04-07 Hrl Laboratories, Llc Piezoelectric MEMS integration with GaN technology
US7250360B2 (en) 2005-03-02 2007-07-31 Cornell Research Foundation, Inc. Single step, high temperature nucleation process for a lattice mismatched substrate
DE102005028927B4 (de) 2005-06-22 2007-02-15 Infineon Technologies Ag BAW-Vorrichtung
JP4756461B2 (ja) * 2005-10-12 2011-08-24 宇部興産株式会社 窒化アルミニウム薄膜およびそれを用いた圧電薄膜共振子
JP2008035358A (ja) * 2006-07-31 2008-02-14 Hitachi Media Electoronics Co Ltd 薄膜圧電バルク波共振器及びそれを用いた高周波フィルタ
US7982363B2 (en) 2007-05-14 2011-07-19 Cree, Inc. Bulk acoustic device and method for fabricating
US8304271B2 (en) 2009-05-20 2012-11-06 Jenn Hwa Huang Integrated circuit having a bulk acoustic wave device and a transistor
JP5735099B2 (ja) * 2011-04-01 2015-06-17 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置およびその製造方法ならびに携帯電話機
US9537465B1 (en) * 2014-06-06 2017-01-03 Akoustis, Inc. Acoustic resonator device with single crystal piezo material and capacitor on a bulk substrate
US9912314B2 (en) * 2014-07-25 2018-03-06 Akoustics, Inc. Single crystal acoustic resonator and bulk acoustic wave filter

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108259020A (zh) * 2017-03-24 2018-07-06 珠海晶讯聚震科技有限公司 制造射频谐振器和滤波器的方法
CN108259017A (zh) * 2017-03-24 2018-07-06 珠海晶讯聚震科技有限公司 射频谐振器和滤波器的制造方法
CN108365829A (zh) * 2017-03-24 2018-08-03 珠海晶讯聚震科技有限公司 单晶压电射频谐振器和滤波器的制备方法
CN108259017B (zh) * 2017-03-24 2021-03-23 珠海晶讯聚震科技有限公司 射频谐振器和滤波器的制造方法
CN108365829B (zh) * 2017-03-24 2021-05-11 珠海晶讯聚震科技有限公司 单晶压电射频谐振器和滤波器的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN205212799U (zh) 2016-05-04
US9917568B2 (en) 2018-03-13
US20180167052A1 (en) 2018-06-14
US20160065172A1 (en) 2016-03-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN205657658U (zh) 用于声谐振器设备的衬底和声谐振器设备
KR102544078B1 (ko) 개선된 제조 조건들 및 주변 구조 변경들을 이용한 음향 공진기 또는 필터 디바이스들 제조 방법 및 구조
US10797681B1 (en) Method of fabricating novel packages for electronic components
CN108270413B (zh) 滤波器封装元件
US10630259B2 (en) Single crystal piezoelectric RF resonators and filters with improved cavity definition
CN109039296A (zh) 制造具改进腔体的单晶压电射频谐振器和滤波器的方法
CN108365829B (zh) 单晶压电射频谐振器和滤波器的制备方法
US11463063B2 (en) Method for packaging an electronic component in a package with an organic back end
US11245383B2 (en) Packages with organic back ends for electronic components
US7829440B2 (en) Method of separating semiconductor dies
US11063571B2 (en) Packaged electronic components
CN205725676U (zh) 晶圆级封装装置
WO2007117805A2 (en) Method of separating semiconductor dies
US11832521B2 (en) Methods of forming group III-nitride single crystal piezoelectric thin films using ordered deposition and stress neutral template layers
WO2010111821A1 (en) Host substrate for intride based light emitting devices
US11557691B2 (en) Method of manufacturing a semiconductor device and semiconductor device
US20110151620A1 (en) Method for manufacturing chips
KR20230155363A (ko) 압전 mems 마이크로폰의 자체 정렬된 어쿠스틱 홀 형성

Legal Events

Date Code Title Description
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant