一种声波器件的制备方法及声波器件与流程

本发明涉及半导体，尤其涉及一种声波器件的制备方法及声波器件。

背景技术：

1、随着无线通讯的迅猛发展，从1g到5g,频段越来越高，带宽越来越大，因此，5g移动通信技术及未来移动通信技术需要高频、大带宽滤波器，然而，已在移动终端中被广泛应用的传统声表面波(saw)滤波器和体声波(baw)滤波器难以实现高频和大带宽，因此，许多研究者投身新型声学滤波器的研究和开发以满足新时代移动通信的需求。

2、横向激发体声波器件(xbar)等新技术在近几年受到了广泛的关注，通过特殊的器件结构实现高频声波的激励，从而实现更高的频率和更大的带宽。但是在制备过程中存在很大的工艺难度和较高的制作成本。在优化器件设计中，在不牺牲器件性能的前提下，实现制备成本的大幅降低，必将极大地推动新时代移动通信的发展。

技术实现思路

1、本发明提供一种声波器件的制备方法及声波器件，保证声波器件实现较高频率和较大带宽，同时降低声波器件的制作成本。

2、第一方面，根据本发明的提供了一种声波器件，所述声波器件包括：

3、衬底晶圆；

4、压电晶圆，位于所述衬底晶圆一侧；

5、金属电极，位于所述压电晶圆远离所述衬底晶圆一侧，所述金属电极与所述压电晶圆接触；

6、所述衬底晶圆设置有第一开口结构，沿第一方向，所述第一开口结构贯穿所述衬底晶圆；

7、所述压电晶圆靠近所述衬底晶圆一侧设置有第二开口结构，沿所述第一方向，所述第二开口结构的厚度小于所述压电晶圆的厚度，且所述第二开口结构的投影与所述第一开口结构的投影至少部分交叠；

8、所述第一方向为沿所述衬底晶圆指向所述压电晶圆的方向。

9、可选的，所述声波器件还包括：至少一层功能层，所述功能层位于所述衬底晶圆与所述压电晶圆之间且分别与所述衬底晶圆和所述压电晶圆接触，所述功能层设置有第三开口结构，沿所述第一方向，所述第三开口结构贯穿所述功能层，所述第三开口结构的投影分别与所述第一开口结构的投影和所述第二开口结构的投影至少部分交叠。

10、可选的，所述压电晶圆的厚度范围为1μm-1000μm；与所述第二开口投影交叠的部分所述压电晶圆的厚度为100nm-5μm。

11、可选的，所述金属电极包括叉指结构、汇流条和电极焊盘；所述叉指结构与所述汇流条电连接，所述汇流条与所述电极焊盘电连接；

12、沿所述第一方向，所述叉指结构的投影分别与所述第一开口结构的投影和所述第二开口结构的投影交叠。

13、第二方面，本发明实施例提供了一种声波器件的制备方法，用于制备第一方面中任一项所述的声波器件，所述制备方法包括：

14、提供衬底晶圆和压电晶圆；

15、所述衬底晶圆和所述压电晶圆进行对位键合；

16、对所述衬底晶圆沿第一方向进行刻蚀处理形成第一开口结构，所述第一开口结构贯穿所述衬底晶圆；

17、对所述压电晶圆沿第一方向进行刻蚀处理形成第二开口结构，所述第二开口结构位于所述压电晶圆内,沿所述第一方向，所述第二开口结构的厚度小于所述压电晶圆的厚度，且所述第二开口结构的投影与所述第一开口结构的投影至少部分交叠；

18、在所述压电晶圆远离所述衬底晶圆一侧制备金属电极层，对所述金属电极进行图案化处理，形成金属电极，以获得声波器件；

19、其中，所述第一方向为沿所述衬底晶圆指向所述压电晶圆的方向。

20、可选的，所述衬底晶圆和所述压电晶圆进行对位键合，包括：

21、对所述衬底晶圆的第一表面进行抛光处理；

22、对所述压电晶圆的第二表面进行抛光处理；

23、所述第一表面和所述第二表面进行对位键合。

24、可选的，所述衬底晶圆和所述压电晶圆进行对位键合之前，还包括：

25、在所述衬底晶圆一侧制备至少一层功能层，所述功能层与所述衬底晶圆直接接触；

26、对所述功能层远离所述衬底晶圆一侧的第三表面进行抛光处理；

27、所述衬底晶圆和所述压电晶圆进行对位键合，包括：

28、对所述压电晶圆的第二表面进行抛光处理；

29、所述第二表面和所述第三表面进行对位键合。

30、可选的，对所述压电晶圆沿第一方向进行刻蚀处理形成第二开口结构之前还包括：

31、对所述功能层沿所述第一方向进行刻蚀处理形成第三开口结构，所述第三开口结构贯穿所述功能层，沿所述第一方向，所述第三开口结构的投影分别与所述第一开口结构的投影和所述第二开口结构的投影至少部分交叠。

32、可选的，在所述压电晶圆远离所述衬底晶圆一侧制备金属电极层，对所述金属电极层进行图案化处理，形成金属电极，包括：

33、在所述压电晶圆远离所述衬底晶圆一侧进行光刻、镀金属电极层、剥离处理，形成金属电极，所述金属电极包括叉指结构、汇流条和电极焊盘，沿所述第一方向，所述叉指结构的投影分别与所述第一开口结构的投影和所述第二开口结构的投影交叠。

34、可选的，在所述压电晶圆远离所述衬底晶圆一侧进行光刻、镀金属电极层、剥离处理，形成金属电极，所述金属电极包括叉指结构、汇流条和电极焊盘之后，还包括：

35、在所述压电晶圆的金属电极一侧进行二次光刻、镀第一金属层、剥离处理，在所述汇流条和所述电极焊盘远离所述衬底晶圆一侧形成第一金属结构，所述第一金属结构分别与所述汇流条和所述电极焊盘贴合设置。

36、本发明实施例的技术方案，通过声波器件包括衬底晶圆；压电晶圆，位于衬底晶圆一侧；金属电极，位于压电晶圆远离衬底晶圆一侧，金属电极与压电晶圆接触；衬底晶圆设置有第一开口结构，沿第一方向，第一开口结构贯穿衬底晶圆；压电晶圆靠近衬底晶圆一侧设置有第二开口结构，沿第一方向，第二开口结构的厚度小于压电晶圆的厚度，且第二开口结构的投影与第一开口结构的投影至少部分交叠；第一方向为沿衬底晶圆指向压电晶圆的方向。利用衬底晶圆和压电晶圆经刻蚀工艺形成开口结构,保证声波器件实现较高频率和较大带宽，同时降低声波器件的制作成本。

37、应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

技术特征：

1.一种声波器件，其特征在于，所述声波器件包括：

2.根据权利要求1所述的声波器件，其特征在于，所述声波器件还包括：至少一层功能层，所述功能层位于所述衬底晶圆与所述压电晶圆之间且分别与所述衬底晶圆和所述压电晶圆接触，所述功能层设置有第三开口结构，沿所述第一方向，所述第三开口结构贯穿所述功能层，所述第三开口结构的投影分别与所述第一开口结构的投影和所述第二开口结构的投影至少部分交叠。

3.根据权利要求1所述的声波器件，其特征在于，所述压电晶圆的厚度范围为1μm-1000μm；沿所述第一方向，与所述第二开口结构投影交叠的部分所述压电晶圆的厚度为100nm-5μm。

4.根据权利要求1所述的声波器件，其特征在于，所述金属电极包括叉指结构、汇流条和电极焊盘；所述叉指结构与所述汇流条电连接，所述汇流条与所述电极焊盘电连接；

5.一种声波器件的制备方法，其特征在于，用于制备权利要求1-4中任一项所述的声波器件，所述制备方法包括：

6.根据权利要求5所述的声波器件的制备方法，其特征在于，所述衬底晶圆和所述压电晶圆进行对位键合，包括：

7.根据权利要求5所述的声波器件的制备方法，其特征在于，所述衬底晶圆和所述压电晶圆进行对位键合之前，还包括：

8.根据权利要求7所述的声波器件的制备方法，其特征在于，对所述压电晶圆沿第一方向进行刻蚀处理形成第二开口结构之前还包括：

9.根据权利要求5所述的声波器件的制备方法，其特征在于，在所述压电晶圆远离所述衬底晶圆一侧制备金属电极层，对所述金属电极层进行图案化处理，形成金属电极，包括：

10.根据权利要求9所述的声波器件的制备方法，其特征在于，在所述压电晶圆远离所述衬底晶圆一侧进行光刻、镀金属电极层、剥离处理，形成金属电极，所述金属电极包括叉指结构、汇流条和电极焊盘之后，还包括：

技术总结
本发明公开了一种声波器件及其制备方法。声波器件包括衬底晶圆；压电晶圆，位于衬底晶圆一侧；金属电极，位于压电晶圆远离衬底晶圆一侧，金属电极与压电晶圆接触；衬底晶圆设置有第一开口结构，沿第一方向，第一开口结构贯穿衬底晶圆；压电晶圆靠近衬底晶圆一侧设置有第二开口结构，沿第一方向，第二开口结构的厚度小于压电晶圆的厚度，且第二开口结构的投影与第一开口结构的投影至少部分交叠；第一方向为沿衬底晶圆指向压电晶圆的方向。利用衬底晶圆和压电晶圆经刻蚀工艺形成开口结构,保证声波器件实现较高频率和较大带宽，同时降低声波器件的制作成本。

技术研发人员：沈君尧,朱德进,姚文峰,庄肇堂,石林豪
受保护的技术使用者：天通瑞宏科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12