JP7246775B2 - Baw共振器のパッケージングモジュールおよびパッケージング方法 - Google Patents
Baw共振器のパッケージングモジュールおよびパッケージング方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7246775B2 JP7246775B2 JP2021504205A JP2021504205A JP7246775B2 JP 7246775 B2 JP7246775 B2 JP 7246775B2 JP 2021504205 A JP2021504205 A JP 2021504205A JP 2021504205 A JP2021504205 A JP 2021504205A JP 7246775 B2 JP7246775 B2 JP 7246775B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- layer
- baw resonator
- gap
- resonant structure
- 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
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 116
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 title claims description 54
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 303
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 204
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 63
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 24
- 238000002161 passivation Methods 0.000 claims description 24
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 10
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 8
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims description 6
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000011049 filling Methods 0.000 claims description 4
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 claims description 4
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 4
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 3
- 238000000059 patterning Methods 0.000 claims description 3
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 2
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 claims description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 69
- 239000010408 film Substances 0.000 description 25
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 13
- 238000001723 curing Methods 0.000 description 8
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 6
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 6
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 6
- 238000011161 development Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 5
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 4
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 4
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 4
- 229910052451 lead zirconate titanate Inorganic materials 0.000 description 4
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 4
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 3
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 3
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 3
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 3
- 238000000016 photochemical curing Methods 0.000 description 3
- LLHKCFNBLRBOGN-UHFFFAOYSA-N propylene glycol methyl ether acetate Chemical compound COCC(C)OC(C)=O LLHKCFNBLRBOGN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 3
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 3
- PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N Aluminum nitride Chemical compound [Al]#N PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N AsGa Chemical compound [As]#[Ga] JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000577 Silicon-germanium Inorganic materials 0.000 description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N Titanium nitride Chemical compound [Ti]#N NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N lead zirconate titanate Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ti+4].[Zr+4].[Pb+2] HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 2
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 2
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011135 tin Substances 0.000 description 2
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 2
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- GFISDBXSWQMOND-UHFFFAOYSA-N 2,5-dimethoxyoxolane Chemical compound COC1CCC(OC)O1 GFISDBXSWQMOND-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- GPXJNWSHGFTCBW-UHFFFAOYSA-N Indium phosphide Chemical compound [In]#P GPXJNWSHGFTCBW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910013641 LiNbO 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010165 TiCu Inorganic materials 0.000 description 1
- AXQKVSDUCKWEKE-UHFFFAOYSA-N [C].[Ge].[Si] Chemical compound [C].[Ge].[Si] AXQKVSDUCKWEKE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HMDDXIMCDZRSNE-UHFFFAOYSA-N [C].[Si] Chemical compound [C].[Si] HMDDXIMCDZRSNE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LEVVHYCKPQWKOP-UHFFFAOYSA-N [Si].[Ge] Chemical compound [Si].[Ge] LEVVHYCKPQWKOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910003481 amorphous carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- CJNBYAVZURUTKZ-UHFFFAOYSA-N hafnium(iv) oxide Chemical compound O=[Hf]=O CJNBYAVZURUTKZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013007 heat curing Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- RPQDHPTXJYYUPQ-UHFFFAOYSA-N indium arsenide Chemical compound [In]#[As] RPQDHPTXJYYUPQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 1
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005001 laminate film Substances 0.000 description 1
- GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N lithium niobate Chemical compound [Li+].[O-][Nb](=O)=O GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JNQQEOHHHGGZCY-UHFFFAOYSA-N lithium;oxygen(2-);tantalum(5+) Chemical compound [Li+].[O-2].[O-2].[O-2].[Ta+5] JNQQEOHHHGGZCY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012536 packaging technology Methods 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 1
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 229910052701 rubidium Inorganic materials 0.000 description 1
- IGLNJRXAVVLDKE-UHFFFAOYSA-N rubidium atom Chemical compound [Rb] IGLNJRXAVVLDKE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 238000010897 surface acoustic wave method Methods 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 1
Images
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
- H03H9/02—Details
- H03H9/05—Holders; Supports
- H03H9/10—Mounting in enclosures
- H03H9/1007—Mounting in enclosures for bulk acoustic wave [BAW] devices
- H03H9/1014—Mounting in enclosures for bulk acoustic wave [BAW] devices the enclosure being defined by a frame built on a substrate and a cap, the frame having no mechanical contact with the BAW device
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/02007—Details of bulk acoustic wave devices
- H03H9/02015—Characteristics of piezoelectric layers, e.g. cutting angles
-
- 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
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/02007—Details of bulk acoustic wave devices
- H03H9/02157—Dimensional parameters, e.g. ratio between two dimension parameters, length, width or thickness
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/05—Holders; Supports
- H03H9/10—Mounting in enclosures
- H03H9/1007—Mounting in enclosures for bulk acoustic wave [BAW] devices
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/125—Driving means, e.g. electrodes, coils
- H03H9/13—Driving means, e.g. electrodes, coils for networks consisting of piezoelectric or electrostrictive materials
- H03H9/131—Driving means, e.g. electrodes, coils for networks consisting of piezoelectric or electrostrictive materials consisting of a multilayered structure
-
- 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
-
- 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
- H03H9/173—Air-gaps
-
- 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
- H03H2003/021—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 air-gap 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)
Description
一つ目は、本発明の技術的解決手段において、BAW共振素子を、接合層を介して第2基板に接合し、続いて前記第1基板の片側にBAW共振素子における共振構造の電気接続部を露出させる貫通孔を形成し、貫通孔の内面および一部の第1基板の表面上に導電性相互接続層を形成し、これによって、接合層の中から貫通孔をエッチングし、導電性材料を堆積させるステップを避け、さらに、接合層の材料は良好な接合効果を与える材料を選択することができ、プロセスの難易度を低下させ、貫通孔および形成したパッケージングモジュールの安定性を高め、従って、BAW共振器のパッケージング構造の性能を向上させることに役立つことである。
二つ目は、本発明の技術的解決手段において、さらに、前記BAW共振素子は、前記第1基板に設けられた支持層を含み、前記共振構造は、支持層にラッピングされ、前記共振構造と前記第1基板との間の第1隙間は、主に前記支持層によって囲まれ、前記貫通孔は、前記第1基板と支持層を貫通し、支持層は、より高い硬度の材料を選択することができ、従って、支持層に貫通孔を形成することが、接合層に貫通孔を形成することよりも難易度が低く、しかも、貫通孔は良好な品質と安定性を有することである。
三つ目は、本発明の技術的解決手段において、さらに、接合層の材料は非金属材料であり、例えば光硬化材料、熱硬化材料、シリカ、窒化物、オルトケイ酸テトラエチルおよび誘電率Kが4より大きい高K誘電体のうちの少なくとも1種を含み、これによって、第2基板とBAW共振素子を組み合わせるプロセスの難易度とコストを低減することができるとともに、BAW共振素子のプロセスと高度に両立することができ、金-金結合などの金属結合プロセスによる汚染問題を引き起こさないことである。
四つ目は、本発明の技術的解決手段において、バルク音響波共振構造中の圧電層と同じ材質を採用してパッシベーション層を製造することができ、それによって、第1隙間プロセスと最大限に両立させることができるとともに、他の材料を用いてパッシベーション層を製造する際に起こる温度ドリフトの問題や望ましくない応力の問題を避けることができ、これにより共振器の共振性能を向上させることができ、また、パッシベーション層は貫通孔を充填することで、BAW共振素子の機械的強度を増大し、さらに共振器の第1隙間の側壁の支持力を向上させ、第1隙間の変形でBAW共振器の共振性能と確実性に影響することを防止することである。
五つ目は、本発明の技術的解決手段において、導電性相互接続層を形成する前に、形成した貫通孔の側壁に側壁保護層を形成することを選択して、導電性相互接続層とその他の構造との間に望ましくない電気的接続問題を避け、さらに、形成した導電性相互接続層と共振構造との間の電気的接続の確実性を保証することができることである。
六つ目は、本発明の技術的解決手段において、さらに、接合層は、共振構造における前記第2隙間の外周に位置する開口を充填することができ、これにより、共振構造が第2隙間の外周の領域において一定の段差を有することを許容し、さらに、前記第2基板が接合層に接合した後に、第2基板と第1基板とが互いに背く表面に傾きが生じないようにすることができるだけではなく、前記共振構造の第2隙間の外周に位置する部分の第2基板に対向する側の段差を補足し、接合の確実性と安定性を保証することもでき、また、第1基板の第2基板に背く面が水平となるため、貫通孔と導電性相互接続層の製造プロセスに平坦なプロセスウィンドウを提供して、形成した貫通孔と導電性相互接続層の性能を保証することができることである。
第1基板と、前記第1基板上に設けられ、前記第1基板との間に第1隙間が形成された共振構造とを含むBAW共振素子を提供するステップS1と、
接合層を介して前記BAW共振素子を共振構造の片側から第2基板に接合し、前記共振構造と前記第2基板との間には、主に前記接合層によって囲まれた第2隙間があり、前記第2隙間と前記第1隙間とは少なくとも部分的に位置合わせされるステップS2と、
前記第1隙間の周囲には、前記第1基板を貫通しかつ前記共振構造の対応する電気接続部を露出させる貫通孔を形成するステップS3と、
導電性相互接続層を、前記貫通孔の内面および前記貫通孔の外周の一部の前記第1基板の表面上に形成するステップS4と、
パッシベーション層を形成し、前記パッシベーション層は前記貫通孔を充填しかつ前記貫通孔の外周の共振器カバー表面にある一部の前記導電性相互接続層を露出させ、露出した前記導電性相互接続層がコンタクトパッドを形成するステップS5とを含む。
まず、エッチングにより、第1基板110の一部の領域の一部の厚さを除去して、第1隙間を製造するための溝(図示せず)を形成する。ここで、第1基板110は、基板(図示せず)および基板(図示せず)に被覆された少なくとも1層の薄膜(図示せず)を含んでもよく、半導体材質のダイであってもよい。
次に、溝に犠牲層を充填し(図示せず)、この犠牲層の上面は第1基板110の上面に揃えられ、第1基板110の上面より高くてもよいし、第1基板110の上面より少し低くてもよい。この犠牲層は単層構造であってもよいし、積層構造であってもよい。
その後、第1基板110と犠牲層の上面に圧電積層膜層を被覆し、前記圧電積層膜層は、順次重ねて設けられた第1電極層、圧電層および第2電極層を含み、露光、現像及びエッチングなどのプロセスにより、第1電極層、圧電層及び第2電極層を順次パターン化し、または第2電極層、圧電層及び第1電極層を順次パターン化して、第1電極121と、前記第1電極121に位置する圧電層122と、前記圧電層122に位置する第2電極123とを定義して共振構造120を形成する。
続いて、第1隙間10領域において、縁部に近接する共振構造120に抜き孔(図示せず)を設け、抜き孔にエッチング剤を導入することで犠牲層を除去して、溝を再度空にすることにより、共振構造120と第1基板110との間の第1隙間10が得られ、第1隙間10は、底部全体が前記第1基板110に凹んだ溝構造である。これで、ステップS1でBAW共振器100を提供するプロセスが完了した。
まず、第1基板110上には犠牲層(図示せず)を全面的に被覆し(図示せず)、犠牲層は単層構造であってもよいし、積層構造であってもよい。
続いて、露光、現像、エッチングプロセスを実行し、犠牲層をエッチングしてそれをパターン化して、第1隙間10を製造するためのパターン化されたエッチング層を形成する。
その後、第1基板110と犠牲層の上面に圧電積層膜層を順に被覆し、前記圧電積層膜層は、順次重ねて設けられた第1電極層、圧電層および第2電極層を含み、露光、現像及びエッチングなどのプロセスにより、第1電極層、圧電層及び第2電極層を順次パターン化し、または第2電極層、圧電層及び第1電極層を順次パターン化して、第1電極121と、前記第1電極121に位置する圧電層122と、前記圧電層122に位置する第2電極123とを定義して共振構造120を形成する。
続いて、共振構造120の縁部領域に抜き孔(図示せず)を設けることができ、抜き孔にエッチング剤を導入することで犠牲層を除去して、それにより共振構造120と第1基板110との間の第1隙間10が得られ、第1隙間10は、第1基板110に突出して設置されるこれで、ステップS1でBAW共振器100を提供するプロセスが完了した。
まず、前記第2基板200から離れた側から前記第1基板110を薄くする。第1基板110を薄くすることは貫通孔に対応するエッチングプロセスに有利である。一般的に、第1基板110の厚さを80μm未満に薄くする必要があり、本実施例における薄化後の第1基板110の厚さは、約60μmである。
次に、第1貫通孔140と第2貫通孔150とがそれぞれ形成されるように、例えばスルーシリコンビア(TSV)技術を採用して前記第1基板110の片側においてエッチングプロセスを実行し、前記第1貫通孔140は、共振構造120の一部の第1電極121(即ち、第1電気接続部)を露出させ、前記第2貫通孔150は、共振構造120の一部の第2電極123(即ち、第2電気接続部)を露出させる。具体的には、第1回のフォトマスクプロセスおよびエッチングプロセスによって第1貫通孔140を形成することができ、第1貫通孔140を形成するエッチングプロセスは、第1電極121が露出するまで至り、次に第2回のフォトマスクプロセスによって、他の領域を被覆し、エッチングプロセスを利用して第2貫通孔150を形成し、第2回の貫通孔150のエッチングプロセスは、第2電極123が露出するまで至る。第1貫通孔140および第2貫通孔150のサイズは、露光する必要のある電極範囲およびエッチング条件に従って決定することができる。本実施例では、第1貫通孔140および第2貫通孔150の上部開口径は約20μm~70μmであり、第1貫通孔140および第2貫通孔150の深さは約60μm~100μmであり、具体的には約70μm~80μmである。すなわち、本実施例では、前記共振構造120の対応する電気接続部は、第1隙間10から突出した一部の第1電極121を含む第1電気接続部と、第1隙間10から突出した一部の第2電極122を含む第2電気接続部とを含む。
本実施例における方法および構造は、漸進的方式で説明され、後の方法および構造は、前の方法および構造と異なる点を重点として説明し、これに関連する点は参照して理解することができる。
110 第1基板
120 共振構造
121 第1電極
122 圧電層
123 第2電極
120a 第1溝
120b 第2溝
10 第1隙間
20 第2隙間
30 キャビティ
130 支持層
200 第2基板
210 接合層
140 第1貫通孔
150 第2貫通孔
111 側壁保護層
141 第1導電性相互接続層
151 第2導電性相互接続層
142 第1接触パッド
152 第2接触パッド
160 パッシベーション層
Claims (13)
- BAW共振器のパッケージング方法であって、
第1基板と、前記第1基板と一体又は別体に形成されるように設けられる前記第1基板の一方側に支持層と、前記第1基板の一方側と対向するように前記支持層と接続される共振構造とを含むBAW共振素子を提供するステップであって、前記共振構造と前記第1基板との間に前記共振構造、前記支持層及び前記第1基板によって取り囲まれる第1隙間を形成するステップと、
接合層を介して前記BAW共振素子を前記共振構造の片側から第2基板に接合するステップであって、前記共振構造と前記第2基板との間には、前記接合層、前記第2基板及び前記共振構造によって取り囲まれる第2隙間が形成され、前記第2隙間と前記第1隙間とは少なくとも一部が位置合わせされるステップと、
前記第1隙間の周囲に、前記第1基板及び前記支持層を貫通し、かつ前記共振構造の電気接続部を露出させる貫通孔を形成するステップと、
導電性相互接続層を、前記貫通孔の内面および前記貫通孔の外周の一部の前記第1基板の表面上に形成するステップとを含み、
前記接合層の硬度は、前記支持層の硬度よりも小さい、
ことを特徴とするBAW共振器のパッケージング方法。 - 前記共振構造は、前記第1基板に対向する第1電極と、前記第1電極上に位置する圧電層と、前記圧電層上に位置する第2電極とを含む、ことを特徴とする請求項1に記載のBAW共振器のパッケージング方法。
- 前記電気接続部は、前記第1隙間から突出した一部の前記第1電極を含む第1電気接続部と、前記第1隙間から突出した一部の前記第2電極を含む第2電気接続部とを含む、ことを特徴とする請求項2に記載のBAW共振器のパッケージング方法。
- 前記BAW共振素子を提供するステップは、前記共振構造の前記第1基板に背向する片側に切り欠きを形成し、前記切り欠きは、前記第1隙間の外周に位置し且つ前記支持層に形成される前記電気接続部の前記第2基板に対向する一部または全部の表面を露出させることを含み、
前記接合層を介して前記BAW共振素子を前記共振構造の片側から第2基板に接合するステップは、前記接合層を、露出された前記切り欠きに充填することを含む、
ことを特徴とする請求項1に記載のBAW共振器のパッケージング方法。 - 前記BAW共振素子を前記第2基板と接合した後であって、且つ前記貫通孔を形成する前に、まず前記第1基板を薄くする、ことを特徴とする請求項1に記載のBAW共振器のパッケージング方法。
- 前記貫通孔を形成した後であって、且つ前記貫通孔の内面に前記導電性相互接続層を形成する前に、まず前記貫通孔の側壁に側壁保護層を形成する、ことを特徴とする請求項1に記載のBAW共振器のパッケージング方法。
- 前記導電性相互接続層を形成した後に、
パッシベーション層を形成するステップをさらに含み、前記パッシベーション層は前記貫通孔を充填し且つ前記貫通孔の外周の共振器カバー表面における一部の前記導電性相互接続層を露出させ、露出した前記導電性相互接続層が接触パッドを形成する、ことを特徴とする請求項2に記載のBAW共振器のパッケージング方法。 - 前記パッシベーション層の材質は前記圧電層の材質と同じであるか、または、前記パッシベーション層の材質は、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、金属窒化物およびポリマーのうちの少なくとも1つを含む、ことを特徴とする請求項7に記載のBAW共振器のパッケージング方法。
- 前記接合層の材料は、光硬化材料、熱硬化材料、シリカ、窒化物、オルトケイ酸テトラエチルおよび誘電率Kが4より大きい高K誘電体のうちの少なくとも1種を含む、ことを
特徴とする請求項1に記載のBAW共振器のパッケージング方法。 - 前記BAW共振素子を提供するステップは、
用意した基板を提供するとともに、前記共振構造を製造するための圧電積層膜層と支持層を前記用意した基板上に順次形成するステップと、
前記支持層をエッチングして前記支持層に前記第1隙間を形成するステップと、
前記第1基板を提供するとともに、前記第1基板を前記支持層上に結合するステップと、
前記用意した基板を除去して前記BAW共振素子を形成するステップとを含む、ことを特徴とする請求項1に記載のBAW共振器のパッケージング方法。 - 前記圧電積層膜層上に前記支持層を形成する前、または前記用意した基板を除去した後、前記圧電積層膜層をパターン化して前記共振構造を形成する、ことを特徴とする請求項10に記載のBAW共振器のパッケージング方法。
- 前記BAW共振素子を提供するステップは、
前記第1基板を提供し、犠牲層を一部の前記第1基板上に形成するステップと、
前記共振構造を前記犠牲層と前記第1基板上に形成するステップと、
前記犠牲層を除去して前記第1隙間を形成するステップとを含む、ことを特徴とする請求項1に記載のBAW共振器のパッケージング方法。 - 前記犠牲層を一部の前記第1基板上に形成するステップは、前記第1基板をエッチングして前記第1基板に溝を形成するステップと、前記犠牲層を形成して前記溝に充填するステップとを含み、または、
前記犠牲層を一部の前記第1基板上に形成するステップは、前記犠牲層を前記第1基板上に被覆させるステップと、前記犠牲層をパターン化して一部の前記第1基板上に突設される犠牲層を形成するステップとを含む、ことを特徴とする請求項12に記載のBAW共振器のパッケージング方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2023036991A JP2023071988A (ja) | 2019-07-19 | 2023-03-09 | Baw共振器のパッケージングモジュールおよびパッケージング方法 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910656689.6 | 2019-07-19 | ||
CN201910656689 | 2019-07-19 | ||
PCT/CN2019/109826 WO2021012396A1 (zh) | 2019-07-19 | 2019-10-04 | Baw谐振器的封装模块及封装方法 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2023036991A Division JP2023071988A (ja) | 2019-07-19 | 2023-03-09 | Baw共振器のパッケージングモジュールおよびパッケージング方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021534613A JP2021534613A (ja) | 2021-12-09 |
JP7246775B2 true JP7246775B2 (ja) | 2023-03-28 |
Family
ID=73576222
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021504205A Active JP7246775B2 (ja) | 2019-07-19 | 2019-10-04 | Baw共振器のパッケージングモジュールおよびパッケージング方法 |
JP2023036991A Pending JP2023071988A (ja) | 2019-07-19 | 2023-03-09 | Baw共振器のパッケージングモジュールおよびパッケージング方法 |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2023036991A Pending JP2023071988A (ja) | 2019-07-19 | 2023-03-09 | Baw共振器のパッケージングモジュールおよびパッケージング方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20210184645A1 (ja) |
JP (2) | JP7246775B2 (ja) |
CN (1) | CN112039464B (ja) |
WO (1) | WO2021012396A1 (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113285685B (zh) * | 2021-03-05 | 2022-12-09 | 广州乐仪投资有限公司 | 石英薄膜体声波谐振器及其加工方法、电子设备 |
WO2022210809A1 (ja) * | 2021-03-31 | 2022-10-06 | 株式会社村田製作所 | 弾性波装置 |
CN113328725B (zh) * | 2021-05-21 | 2024-04-05 | 武汉衍熙微器件有限公司 | 声波谐振结构、滤波器及声波谐振结构的制造方法 |
CN114421910B (zh) * | 2022-01-20 | 2023-06-09 | 武汉敏声新技术有限公司 | 谐振器及其制备方法、滤波器 |
CN115425391B (zh) | 2022-09-22 | 2023-03-17 | 安徽大学 | 一种陶瓷压电水下探测和5g手机天线 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006521211A (ja) | 2003-03-31 | 2006-09-21 | インテル・コーポレーション | マイクロエレクトロメカニカルシステム(mems)デバイスならびにそれを生成するシステムおよび方法 |
WO2008023478A1 (fr) | 2006-08-25 | 2008-02-28 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | pièce électronique, et procédé de fabrication de la pièce électronique |
JP2008098831A (ja) | 2006-10-10 | 2008-04-24 | Toshiba Corp | 薄膜圧電共振器 |
WO2016174789A1 (ja) | 2015-04-27 | 2016-11-03 | 株式会社村田製作所 | 共振子及び共振装置 |
JP2018137742A (ja) | 2017-02-15 | 2018-08-30 | スカイワークス ソリューションズ, インコーポレイテッドSkyworks Solutions, Inc. | 損失が低減された特性の弾性共振器とその製造方法 |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3939939B2 (ja) * | 2001-07-17 | 2007-07-04 | 富士通株式会社 | 圧電薄膜共振素子の製造方法 |
KR100616508B1 (ko) * | 2002-04-11 | 2006-08-29 | 삼성전기주식회사 | Fbar 소자 및 그 제조방법 |
US6713314B2 (en) * | 2002-08-14 | 2004-03-30 | Intel Corporation | Hermetically packaging a microelectromechanical switch and a film bulk acoustic resonator |
KR100622955B1 (ko) * | 2004-04-06 | 2006-09-18 | 삼성전자주식회사 | 박막 벌크 음향 공진기 및 그 제조방법 |
JP4078562B2 (ja) * | 2004-08-23 | 2008-04-23 | セイコーエプソン株式会社 | 圧電薄膜共振子の製造方法、圧電薄膜共振子、周波数フィルタ、発振器の製造方法、発振器、電子回路、および電子機器 |
KR100698287B1 (ko) * | 2005-01-31 | 2007-03-22 | 삼성전자주식회사 | 박막벌크음향공진기 및 그 제조 방법 |
CN2899285Y (zh) * | 2006-06-02 | 2007-05-09 | 苏州市捷润电子科技有限公司 | 声表面波器件的高可靠封装结构 |
CN104767500B (zh) * | 2014-01-03 | 2018-11-09 | 佛山市艾佛光通科技有限公司 | 空腔型薄膜体声波谐振器及其制备方法 |
CN103873010B (zh) * | 2014-03-17 | 2017-03-22 | 电子科技大学 | 一种压电薄膜体声波谐振器及其制备方法 |
CN109586680B (zh) * | 2017-09-29 | 2021-09-03 | 安华高科技股份有限公司 | 用于声谐振器结构的经锚定聚合物封装 |
CN109672419A (zh) * | 2018-11-01 | 2019-04-23 | 中国科学院半导体研究所 | 一种体声波谐振器的结构及其制备方法 |
CN109639251A (zh) * | 2018-12-10 | 2019-04-16 | 开元通信技术(厦门)有限公司 | 体声波谐振器及其制作方法、滤波器 |
-
2019
- 2019-10-04 WO PCT/CN2019/109826 patent/WO2021012396A1/zh active Application Filing
- 2019-10-04 JP JP2021504205A patent/JP7246775B2/ja active Active
- 2019-10-31 CN CN201911054422.6A patent/CN112039464B/zh active Active
-
2021
- 2021-02-26 US US17/249,338 patent/US20210184645A1/en active Pending
-
2023
- 2023-03-09 JP JP2023036991A patent/JP2023071988A/ja active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006521211A (ja) | 2003-03-31 | 2006-09-21 | インテル・コーポレーション | マイクロエレクトロメカニカルシステム(mems)デバイスならびにそれを生成するシステムおよび方法 |
WO2008023478A1 (fr) | 2006-08-25 | 2008-02-28 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | pièce électronique, et procédé de fabrication de la pièce électronique |
JP2008098831A (ja) | 2006-10-10 | 2008-04-24 | Toshiba Corp | 薄膜圧電共振器 |
WO2016174789A1 (ja) | 2015-04-27 | 2016-11-03 | 株式会社村田製作所 | 共振子及び共振装置 |
JP2018137742A (ja) | 2017-02-15 | 2018-08-30 | スカイワークス ソリューションズ, インコーポレイテッドSkyworks Solutions, Inc. | 損失が低減された特性の弾性共振器とその製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2023071988A (ja) | 2023-05-23 |
WO2021012396A1 (zh) | 2021-01-28 |
CN112039464A (zh) | 2020-12-04 |
US20210184645A1 (en) | 2021-06-17 |
CN112039464B (zh) | 2024-01-23 |
JP2021534613A (ja) | 2021-12-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7246775B2 (ja) | Baw共振器のパッケージングモジュールおよびパッケージング方法 | |
CN108667437B (zh) | 一种薄膜体声波谐振器及其制造方法和电子装置 | |
US10559743B2 (en) | Backside integration of RF filters for RF front end modules and design structure | |
JP7297328B2 (ja) | バルク音響波共振器のパッケージング方法及びパッケージング構造 | |
CN112039472B (zh) | 一种薄膜声波滤波器及其制造方法 | |
WO2021179729A1 (zh) | 一种薄膜体声波谐振器及其制造方法 | |
WO2021189965A1 (zh) | 一种薄膜体声波谐振器及其制造方法 | |
CN112039456B (zh) | 体声波谐振器的封装方法及封装结构 | |
JP2007202130A (ja) | Rfモジュール、マルチrfモジュール、及びrfモジュールの製造方法 | |
CN112039461B (zh) | 体声波谐振器的制造方法 | |
CN112039485A (zh) | 一种薄膜压电声波滤波器及其制造方法 | |
WO2021232763A1 (zh) | 一种薄膜体声波谐振器及其制造方法 | |
CN112039470B (zh) | 薄膜体声波谐振器的制造方法 | |
CN112039458B (zh) | 体声波谐振器的封装方法及封装结构 | |
JP2021535640A (ja) | バルク音響波共振器のパッケージング方法及びパッケージング構造 | |
WO2022179479A1 (zh) | 一种mems器件及其制作方法 | |
US20230336149A1 (en) | Mems device and fabrication method thereof | |
CN112117988B (zh) | 体声波谐振器及其制造方法、滤波器、电子设备 | |
WO2022057767A1 (zh) | 一种薄膜体声波谐振器的制造方法 | |
EP4087127A1 (en) | Semiconductor structure having stacking unit and manufacturing method therefore, and electronic device | |
WO2022057769A1 (zh) | 一种薄膜体声波谐振器及其制造方法和滤波器 | |
JP7111406B2 (ja) | 薄膜バルク音響波共振器の作製方法 | |
CN112039489B (zh) | 一种薄膜压电声波滤波器及其制造方法 | |
JP5111307B2 (ja) | 共振器、フィルタおよびデュプレクサ、ならびに共振器の製造方法 | |
CN117439562A (zh) | 一种射频器件、电子设备及制造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210125 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220201 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220414 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220816 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20221101 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230307 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230308 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7246775 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |