声表面波滤波器及声表面波滤波器用晶片的加工方法与流程

本申请涉及半导体相关技术领域，尤其涉及一种声表面波滤波器及声表面滤波器用晶片的加工方法。

背景技术：

声表面波滤波器包括压电晶片、第一叉指换能器和第二叉指换能器，第一叉指换能器除在压电晶片正面产生表面波外，还会在压电晶片的厚度方向产生体波；当体波传播至压电晶片背面时，因传播介质不同，体波被压电晶片背面反射，第二叉指换能器接收反射波，从而输出杂讯。

目前，降低声表面波滤波器杂讯的方法是利用具有大背部粗糙度的压电晶片。其传统加工方法为：先进行双面研磨，再进行单面减薄及单面抛光。但是，在双面研磨过程中，压电晶片背面平坦度(ttv)较差，正面需增加成本较高的减薄制程以保证正面平坦度(ttv)符合要求。而且，在双面研磨过程中，压电晶片会产生较大损伤层，其破片率较高，为了保证压电晶片的良率，一般会使用较厚的压电晶片。

因此，如何在压电晶片厚度较薄、且具有大背部粗糙度的情况下，使压电晶片满足背面平坦度(ttv＜5um)的品质需求，进而降低声表面波滤波器的输出杂讯，成为本领域亟需解决的问题。

技术实现要素：

本申请的目的是提供一种声表面波滤波器，其能够在晶片厚度较薄、且具有大背部粗糙度的情况下，改善声表面波滤波器的输出杂讯。

本申请的另一目的还在于提供一种声表面滤波器用晶片的加工方法。

第一方面，本申请实施例提供一种声表面波滤波器，应用于2ghz～3ghz频段，包括：

晶片，具有相对设置的第一面和第二面；第一面被配置为：粗糙度(ra)介于2～10μm，且粗糙度按照ramax-ramin≤0.05分布；第一面的平坦度(ttv)<5um；

叉指换能器，设置在晶片的第二面上；叉指换能器包括作为输入端的第一叉指换能器和作为输出端的第二叉指换能器；第一叉指换能器和第二叉指换能器的电极条宽介于0.2～0.35μm。在一种可能的实施方案中，第一面被配置为凹凸结构，该凹凸结构的最大高度(rt)与粗糙度(ra)的比值介于3～9。

在一种可能的实施方案中，晶片包括压电晶片，该压电晶片包括钽酸锂晶片、铌酸锂晶片。

在一种可能的实施方案中，晶片为36°y～46°y钽酸锂单晶。

在一种可能的实施方案中，晶片的厚度介于150～250μm。

第二面，本申请实施例提供一种声表面波滤波器用晶片的加工方法，晶片包括相对设置的第一面和第二面，该加工方法包括：

使晶片的第一面与研磨面接触，固定第二面；

驱动晶片移动并使研磨面对第一面进行研磨；晶片沿正弦曲线轨迹运动；在第一面的研磨量达到预定值后，停止对晶片的驱动。

在上述实现过程中，晶片的第二面固定，利用研磨面对第一面进行单面研磨，保证在研磨过程中晶片的第一面与研磨面之间的间距在预定范围内，研磨后的第一面的粗糙度分布均匀，且第一面的平坦度(ttv)符合要求。另外，晶片沿正弦曲线轨迹运动，保证晶片具有较大的运动距离，研磨面对第一面进行充分研磨。

在一种可能的实施方案中，驱动晶片移动并使研磨面对第一面进行研磨，晶片沿正弦曲线轨迹运动包括：

引入相对于研磨面运动的支撑机构，支撑机构按照预定第一路径相对于研磨面运动；

在支撑机构运动过程中，驱动支撑机构自转；

将晶片设置在支撑机构上，且晶片与支撑机构偏心设置；在晶片随支撑机构自转一周的过程中，晶片圆心的运动轨迹在第一路径的两侧形成正弦曲线。

在上述实现过程中，支撑机构在运动过程中能够自转，由于晶片与支撑机构偏心设置，使得晶片相对于支撑机构两侧的间距呈远近交替分布，晶片圆心的运动轨迹相对于第一路径形成正弦曲线，保证晶片具有较大的运动距离，研磨面对第一面研磨时，能够充分对第一面研磨。

在一种可能的实施方案中，晶片的圆心与支撑机构的圆心之间的距离介于1～3cm。

在一种可能的实施方案中，在驱动晶片移动并使研磨面对第一面进行研磨之前，固定第二面之后，还包括：

调节晶片与研磨面之间的摩擦力，以控制研磨面对第一面的研磨速度。

在一种可能的实施方案中，晶片沿正弦曲线轨迹运动包括：

整个正弦曲线轨迹为封闭环状。

在一种可能的实施方案中，晶片沿正弦曲线轨迹运动中：

整个正弦曲线轨迹为直线形。

在一种可能的实施方案中，在第一面的研磨量达到预定值，且停止对晶片的驱动之后，还包括：

对第二面进行抛光处理。

在上述实现过程中，在第一面的研磨量达到预定值，且研磨后的第一面满足ttv＜5um的品质需求；第一面通过吸附固定在抛光机构上，对第二面进行抛光处理。

与现有技术相比，本申请的有益效果：

1、声表面波滤波器中，晶片的第一面被配置为具有大粗糙度(2～10μm)，且粗糙度均匀分布，最大粗糙度值ramax与最小粗糙度值ramin的差值小于0.05。在晶片的第一面具有大粗糙度的情况下，保证了第一面的平坦度(ttv)<5um，进而降低了该声表面波滤波器的输出杂讯。

2、在晶片的加工方法中，利用研磨面对第一面进行单面研磨，保证研磨后的第一面的粗糙度分布均匀，且第一面的平坦度(ttv)符合要求。在第一面的平坦度满足品质需求后，第一面通过吸附能够直接固定在抛光机构上，不需对第二面进行额外的减薄处理，即可直接对第二面进行抛光处理，降低了生产成本，更适合量产推广。

3、在晶片的低移除量下即可达到第一面和第二面的粗糙度，能够增加单个晶体所产出晶片的数量，提高晶片的产能。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为根据本申请实施例示出的一种声表面波滤波器的结构示意图；

图2为根据本申请实施例示出的一种声表面波滤波器中晶片的结构示意图。

图3为根据本申请实施例示出的一种声表面波滤波器用晶片的加工方法的流程图；

图4为根据本申请实施例示出的一种固定晶片的结构示意图；

图5为根据本申请实施例示出的一种固定晶片的结构示意图；

图6为根据本申请实施例示出的一种晶片的运动轨迹的示意图；

图7为根据本申请实施例示出的一种声表面波滤波器用晶片的加工方法的流程图。

图示说明：

100晶片；110第一面；120第二面；200陶瓷盘；210增重盘；300支撑机构；400研磨机的下盘面；500叉指换能器；510第一叉指换能器；520第二叉指换能器。

具体实施方式

下面结合附图对本申请具体实施方式的技术方案作进一步详细说明，这些实施方式仅用于说明本申请，而非对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“第一”和“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

根据本申请的一个方面，提供了一种声表面波滤波器。该声表面波滤波器应用于2ghz～3ghz频段。参见图1和图2，该声表面波滤波器包括晶片100和叉指换能器500。晶片100具有相对设置的第一面110和第二面120；第一面110被配置为：粗糙度(ra)介于2～10μm，且粗糙度按照ramax-ramin≤0.05分布；第一面110的平坦度(ttv)<5um。叉指换能器500设置在晶片100的第二面120上；叉指换能器500包括作为输入端的第一叉指换能器510和作为输出端的第二叉指换能器520；第一叉指换能器510和第二叉指换能器520的电极条的宽度介于0.2～0.35μm。

较佳地，晶片100的第一面110被配置为凹凸结构，且凹凸结构的最大高度(rt)与粗糙度(ra)的比值介于3～9。若凹凸结构的最大高度(rt)与粗糙度(ra)的比值大于9，研磨后的第一面110具有较深的损失层，晶片100的强度减小，其在后续加工过程会有较大的破裂风险。若凹凸结构的最大高度(rt)与粗糙度(ra)的比值小于3，其需利用粒径分布非常均匀的磨料对第一面110进行研磨，但，该磨料成本较昂贵，不适合做大批量的生产。

较佳地，晶片100包括钽酸锂、铌酸锂等具有压电特性的压电晶片。具体地，晶片100为36°y～46°y钽酸锂单晶。

较佳地，晶片100的厚度介于150～300μm。优选地，晶片100的厚度介于150～250μm。第一面110的粗糙度(ra)优选为3μm、5μm、8μm、9μm；第二面120的粗糙度介于0.2～0.5nm。

较佳地，第一叉指换能器510和第二叉指换能器520的电极条的厚度介于200～300nm。该电极条的制作材料为铝、铜、镍、钛、铂、银等金属。

由以上的技术方案可知，在上述声表面波滤波器中，晶片100的第一面110被配置为较大粗糙度，且粗糙度均匀分布。在晶片100的第一面110具有较大粗糙度的情况下，保证了第一面110的平坦度(ttv)<5um，提高了声表面波滤波器的品质。第一叉指换能器510在晶片100的第二面120上产生表面波，同时在晶片100的厚度方向上产生体波，该体波由第二面120传播至第一面110时，由于第一面110具有大的粗糙度，能够提高对体波的散射，降低了该声表面波滤波器的输出杂讯。

根据本申请的另一个方面，提供了一种声表面波滤波器用晶片的加工方法。参见图3，晶片100包括相对设置的第一面110和第二面120，该加工方法包括如下步骤：

s1、使晶片100的第一面110与研磨面接触，固定第二面120；

s2、驱动晶片100移动并使研磨面对第一面110进行研磨；晶片100沿正弦曲线轨迹运动；在第一面110的研磨量达到预定值后，停止对晶片100的驱动。

具体地，晶片100为压电晶片，包括钽酸锂晶片。晶片100的厚度小于250μm。第一面110的粗糙度介于2～10μm；研磨面对第一面110研磨过程中，第一面110的移除量为5～10μm。

在上述实施过程中，晶片100的第二面120固定，利用研磨面对第一面110进行单面研磨，保证在研磨过程中晶片的第一面110与研磨面之间的间距在预定范围内，研磨面对第一面110均匀研磨；研磨后的第一面110的粗糙度按照ramax-ramin≤0.05均匀分布，且第一面110的平坦度(ttv)小于5μm。另外，晶片100沿正弦曲线轨迹运动，保证晶片100具有较大的运动距离，研磨面对第一面110进行充分研磨。

在一种实施方式中，在步骤s2中，第一面110的最大高度(rt)与粗糙度(ra)的比值介于3～9。若最大高度(rt)与粗糙度(ra)的比值大于9，研磨后的第一面110具有较深的损失层，晶片100的强度减小，其在后续加工过程会有较大的破裂风险。若最大高度(rt)与粗糙度(ra)的比值小于3，其需利用粒径分布非常均匀的磨料对第一面110进行研磨，但，该磨料成本较昂贵，不适合做大批量的生产。

在一种实施方式中，参见图4，步骤s1中，使晶片100的第一面110与研磨面接触，固定第二面120包括：

引入用于固定晶片100的陶瓷盘200；

第二面120固定在陶瓷盘200上，第一面110与研磨面接触。第二面120固定在陶瓷盘200上，能够避免后续研磨面对第一面110的研磨过程中，第二面120被研磨，且出现损伤层。

需要说明的是，陶瓷盘200只是示例性的，本申请对于陶瓷盘200不作具体限定，凡是能够实现固定晶片100的结构均落入本申请的保护范围。

在一种实施方式中，步骤s2中，驱动晶片100移动并使研磨面对第一面110进行研磨，晶片100沿正弦曲线轨迹运动包括：

引入相对于研磨面运动的支撑机构300；支撑机构300按照预定第一路径相对于研磨面运动；第一路径为支撑机构300的圆心所做的运动轨迹；

在支撑机构300运动过程中，驱动支撑机构300自转；

将晶片100设置在支撑机构300上，使晶片100与支撑机构300偏心设置；在晶片100随支撑机构300自转一周的过程中，晶片100圆心的运动轨迹在第一路径的两侧形成正弦曲线。

参见图5和图6，将固定有晶片100的陶瓷盘200置于支撑机构300上，晶片100的第一面110与研磨面接触；且晶片100与支撑机构300偏心设置，晶片100的圆心与支撑机构300的圆心呈预设距离，即位于同侧的晶片100的边缘与支撑机构300的边缘包括两个距离，远距离l1和近距离l2。

较佳地，支撑机构300做圆周运动，且支撑机构300在做圆周运动过程中自转；该晶片100圆心的整个正弦曲线轨迹为封闭环状。

参见图6，支撑机构300在运动过程中能够自转，由于晶片100与支撑机构300偏心设置，使得晶片100的边缘与支撑机构300的边缘包括远距离l1和近距离l2。在支撑机构300在研磨机的下盘面400上运动、及其自转过程中，晶片100的圆心在第一路径的两侧交替布置，即晶片100相对于研磨机的下盘面400的外圆周的间距呈远近交替分布，也就是说，远距离l1和近距离l2交替布置，晶片100圆心的整个运动轨迹形成正弦曲线，保证晶片100具有较大的运动距离，研磨面能够充分对第一面110研磨。

较佳地，支撑机构300做直线形运动，且支撑机构300在做直线形运动过程中自转，该晶片100圆心的整个正弦曲线轨迹为直线形。

较佳地，晶片100的圆心与支撑机构300的圆心之间的距离介于1～3cm。

具体地，该支撑机构300包括游星轮，该游星轮设置有用于固定晶片100的卡槽，卡槽与游星轮偏心设置。

需要说明的是，支撑机构300包括游星轮只是示例性的，本申请对于支撑机构300的结构不作具体限定，凡是能够实现与晶片100偏心设置且相对于研磨面运动的结构均落入本申请的保护范围。

在一种实施方式中，在驱动晶片100移动并使研磨面对第一面110进行研磨之前，固定第二面120之后，还包括：

调节晶片100与研磨面之间的摩擦力，以控制研磨面对第一面110的研磨速度。

具体地，参见图4，通过在陶瓷盘200上设置增重盘210，以调节研磨面与晶片100之间的摩擦力，从而调节研磨面对第一面110的研磨速度。利用增重盘210为晶片100提供摩擦力，使得晶片100的第一面均匀受到摩擦力，减小晶片100的破片率，提高良率。

当第一面110的研磨速度增大时，在单位时间内能够增加研磨面对第一面110的移除量，减小外部结构对对第一面研磨过程的影响，进一步保证第一面110的粗糙度分布均匀。

在一种实施方式中，参见图7，在第一面110的研磨量达到预定值，且停止对晶片100的驱动之后，还包括：

s3、对第二面120进行抛光处理。

具体来说，首先，使第二面120与抛光面接触，固定第一面110。在第一面110的研磨量达到预定值，且研磨后的第一面110满足ttv＜5um的品质需求；第一面110通过吸附能够直接固定在抛光机构上，且第二面120的平坦度满足需求，不需对第二面120进行额外的减薄处理，降低生产成本，更适合量产推广。

然后，利用抛光面对第二面120进行抛光处理，使第二面120的粗糙度达到预设值。较佳地，第二面120的粗糙度介于0.2～0.5nm；抛光处理中，第二面120的移除量为5～15um。

利用上述方法对晶片100加工，在对第一面110的研磨过程中，只需对第一面110进行研磨，第二面100未有损伤层；在对第二面120的抛光过程中，由于第一面110满足需求，只需对第二面120进行抛光。该方法能够有效减小对晶片100的移除量，在低移除量下即可达到第一面110和第二面120的粗糙度，能够增加单个晶体所产出晶片100的数量，提高晶片100的产能。

利用上述方法加工第一面110的粗糙度为3μm的晶片时，将第一面110分为上、中和下三个区域，分别对上、中和下三个区域的粗糙度进行测试；测的上、中和下三个区域的粗糙度的差异仅为0.01μm；第一面110的平坦度为1.46um，符合预期值，即利用上述方法得到的晶片100的第一面满足需求。

以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本申请的保护范围。