本申請(qǐng)要求于2016年2月4日提交到韓國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局的第10-2016-0014261號(hào)韓國(guó)專利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益,所述韓國(guó)專利申請(qǐng)的全部公開(kāi)內(nèi)容出于所有目的通過(guò)引用被包含于此。
以下描述涉及一種聲波濾波器裝置和用于制造聲波濾波器裝置的封裝件。
背景技術(shù):
近來(lái),使用體聲波(baw)濾波器的裝置已在實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信裝置和系統(tǒng)的小型化、多功能化和性能改進(jìn)中起到了非常重要的作用。為了提供baw濾波器裝置的最佳的性能特性,需要能夠在真空狀態(tài)下保持baw濾波器可靠密閉的密封以阻擋濕氣的滲入。
在制造用于保持baw濾波器裝置的baw濾波器的密封的baw濾波器裝置時(shí),硅-硅(si-si)直接鍵合(bonding)技術(shù)、硅-玻璃(si-glass)陽(yáng)極鍵合技術(shù)以及使用玻璃料的鍵合技術(shù)為目前使用的晶圓級(jí)鍵合技術(shù)的示例。然而,由于鍵合溫度高或可加工性差,導(dǎo)致這些技術(shù)不是普遍地適于baw濾波器裝置的封裝。因此,需要改進(jìn)密封baw濾波器裝置中的baw濾波器的技術(shù),以提供例如高耐氧化性以及諸如高斷裂韌性的良好的機(jī)械特性。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
提供該發(fā)明內(nèi)容以簡(jiǎn)化形式介紹選擇的構(gòu)思,以下在具體實(shí)施方式中進(jìn)一步描述所述構(gòu)思。本發(fā)明內(nèi)容無(wú)意限定所要求保護(hù)的主題的主要特征或必要特征,也無(wú)意用于幫助確定所要求保護(hù)的主題的范圍。
在一個(gè)總的方面中,一種聲波濾波器裝置包括:基體,具有設(shè)置在基體上的聲波濾波器部件和鍵合件,鍵合件圍繞聲波濾波器部件;蓋,具有設(shè)置在蓋上的鍵合對(duì)應(yīng)件,鍵合對(duì)應(yīng)件鍵合到基體的鍵合件,鍵合件包括包含金的第一鍵合層,鍵合對(duì)應(yīng)件包括鍵合到第一鍵合層并且包含錫的第二鍵合層。
第一鍵合層的厚度可等于或大于第二鍵合層的厚度的1.2倍且等于或小于第二鍵合層的厚度的2倍。
第一鍵合層的厚度可以在大約1.5μm至3μm的范圍內(nèi)。
鍵合對(duì)應(yīng)件可包括設(shè)置在第二鍵合層之上位于第二鍵合層與蓋之間且由金形成的輔助鍵合層。
鍵合件可包括設(shè)置在基體上的第一粘合層。
第一粘合層可包含鉻或鈦。
鍵合對(duì)應(yīng)件可包括設(shè)置在蓋上的第二粘合層。
第二粘合層可包含鉻或鈦。
蓋可包括用于將聲波濾波器部件容納在其中的槽。
第一鍵合層和第二鍵合層可通過(guò)施加到第一鍵合層和第二鍵合層的熱和壓力而彼此鍵合。
第一鍵合層和第二鍵合層可在280℃至350℃的溫度環(huán)境下彼此鍵合。
在另一總的方面中,一種用于制造聲波濾波器裝置的封裝件包括:基體晶圓,具有設(shè)置在基體晶圓上的聲波濾波器部件和鍵合件,鍵合件圍繞聲波濾波器部件;蓋晶圓,具有設(shè)置在蓋晶圓上的鍵合對(duì)應(yīng)件,鍵合對(duì)應(yīng)件鍵合到基體晶圓的對(duì)應(yīng)的鍵合件。鍵合件包括包含金的第一鍵合層,鍵合對(duì)應(yīng)件包括包含錫且鍵合到第一鍵合層的第二鍵合層。
第一鍵合層的厚度可等于或大于第二鍵合層的厚度的1.2倍且等于或小于第二鍵合層的厚度的2倍。
第一鍵合層的厚度可以1.5μm至3μm。
蓋晶圓可包括設(shè)置在蓋晶圓中且設(shè)置在與聲波濾波器部件中的至少一個(gè)對(duì)應(yīng)的位置的至少一個(gè)槽。
第一鍵合層和第二鍵合層可通過(guò)在280℃至350℃的溫度范圍內(nèi)施加到第一鍵合層和第二鍵合層的壓力而彼此鍵合。
在另一總的方面中,一種制造聲波濾波器裝置的方法包括:在基體晶圓上圍繞聲波濾波器形成鍵合件,鍵合件包含第一金屬;在蓋晶圓上形成鍵合對(duì)應(yīng)件,鍵合對(duì)應(yīng)件包含第二金屬;將鍵合件和鍵合對(duì)應(yīng)件鍵合。第一金屬和第二金屬的合金形成在鍵合件與鍵合對(duì)應(yīng)件之間的界面處。
所述合金可包括從由au5sn、ausn和ausn2組成的組中選擇的至少一種。
可在280℃至350℃的溫度范圍下執(zhí)行鍵合件和鍵合對(duì)應(yīng)件的鍵合。
形成鍵合對(duì)應(yīng)件的步驟可包括:形成包含第一金屬的第一鍵合層和包含第二金屬的第二鍵合層的堆疊體;第一鍵合層的厚度與第一鍵合層和第二鍵合層的總厚度的比可以在大約1/40至1/20的范圍內(nèi)。
鍵合件的厚度可等于或大于鍵合對(duì)應(yīng)件厚度的1.2倍且等于或小于鍵合對(duì)應(yīng)件的厚度的2倍。
在又一總的方面中,一種聲波濾波器裝置包括:基體,包括聲波濾波器;蓋,覆蓋設(shè)置在基體上的聲波濾波器;鍵合結(jié)構(gòu),蓋通過(guò)鍵合結(jié)構(gòu)鍵合到基體,鍵合結(jié)構(gòu)包括設(shè)置在基體上的第一金屬的第一鍵合層、設(shè)置在蓋上的第二金屬的第二鍵合層以及設(shè)置在第一鍵合層與第二鍵合層之間的界面處的第一金屬和第二金屬的合金。
所述合金可包括從由au5sn、ausn和ausn2組成的組中選擇的至少一種。
鍵合結(jié)構(gòu)還可包括設(shè)置在第二鍵合層與蓋之間的第一金屬的第三鍵合層。
第一金屬可以為金,第二金屬可以為錫。
蓋可包括在由基體、蓋和鍵合結(jié)構(gòu)形成的空間中與聲波濾波器部件對(duì)齊的槽。槽的區(qū)域可以從槽的頂部朝向槽的底部減小。
第一鍵合層的厚度與第一鍵合層和第二鍵合層的總厚度的比可以在大約1/40至1/20的范圍內(nèi)。
其它特征和方面將通過(guò)以下的具體實(shí)施方式、附圖和權(quán)利要求而明顯。
附圖說(shuō)明
圖1是示出聲波濾波器裝置的示例的截面圖。
圖2是示出根據(jù)圖1的聲波濾波器裝置的示例的a部分的分解圖。
圖3是示出聲波濾波器裝置的示例的截面圖。
圖4是示出根據(jù)圖3的聲波濾波器裝置的示例的b部分的放大圖。
圖5是示出聲波濾波器裝置的示例的截面圖。
圖6是示出圖5的聲波濾波器裝置的示例的c部分的放大圖。
圖7是示出用于制造聲波濾波器裝置的封裝件的示例的截面圖以及封裝件的部分的放大圖。
圖8是示出用于制造聲波濾波器裝置的封裝件中包括的基體晶圓的示例的平面圖。
圖9是示出用于制造聲波濾波器裝置的封裝件中包括的蓋晶圓的示例的仰視圖。
圖10是示出制造聲波濾波器裝置的方法的示例的流程圖。
在整個(gè)附圖和具體實(shí)施方式中,相同的標(biāo)號(hào)指示相同的元件。附圖可不按照比例繪制,為了清楚、說(shuō)明及便利起見(jiàn),可夸大附圖中的元件的相對(duì)尺寸、比例和描繪。
具體實(shí)施方式
提供以下具體實(shí)施方式以幫助讀者獲得對(duì)在此描述的方法、設(shè)備和/或系統(tǒng)的全面理解。然而,在理解本申請(qǐng)的公開(kāi)內(nèi)容之后,在此描述的方法、設(shè)備和/或系統(tǒng)的各種改變、修改及等同物將明顯。例如,在此描述的操作順序僅僅是示例,其并不局限于在此所闡述的順序,而是除了必須以特定順序出現(xiàn)的操作之外,在理解本申請(qǐng)的公開(kāi)內(nèi)容后可做出將是明顯的改變。此外,為了提高清楚性和簡(jiǎn)潔性,可省略對(duì)于本領(lǐng)域公知的特征的描述。
在此描述的特征可以以不同的形式實(shí)施,并且將不被解釋為局限于在此描述的示例。更確切的說(shuō),提供在此描述的示例僅為了示出實(shí)現(xiàn)在此描述的方法、設(shè)備和/或系統(tǒng)的許多可行的方式(在理解本申請(qǐng)的公開(kāi)內(nèi)容之后將是明顯的)中的一些方式。
雖然可在此使用諸如“第一”、“第二”和“第三”的術(shù)語(yǔ)來(lái)描述各種構(gòu)件、組件、區(qū)域、層和/或部分,但是這些構(gòu)件、組件、區(qū)域、層和/或部分不被這些術(shù)語(yǔ)限制。更確切地說(shuō),這些術(shù)語(yǔ)僅用于將一個(gè)構(gòu)件、組件、區(qū)域、層或部分與另一構(gòu)件、組件、區(qū)域、層或部分區(qū)分開(kāi)。因而,在不脫離示例的教導(dǎo)的情況下,在此描述的示例中稱作第一構(gòu)件、組件、區(qū)域、層或部分可被稱作第二構(gòu)件、組件、區(qū)域、層或部分。
如在此所使用的,術(shù)語(yǔ)“和/或”包括相關(guān)所列項(xiàng)中的任意一個(gè)以及任意兩個(gè)或更多個(gè)的任意組合。
為了易于描述如圖所示的一個(gè)元件相對(duì)于另一元件的關(guān)系,在此可使用諸如“在……之上”、“上方”、“在……之下”以及“下方”的空間相對(duì)術(shù)語(yǔ)。除了包含圖中所示的方位以外,這些空間相對(duì)術(shù)語(yǔ)還意于包含裝置在使用或操作中的不同方位。例如,如果圖中的裝置翻轉(zhuǎn),則描述為“在”另一元件“之上”或“上方”的元件這時(shí)將被定位為“在”另一元件“之下”或“下方”。因而,術(shù)語(yǔ)“在……之上”根據(jù)裝置的空間定位包括“在……之上”和“在……之下”的兩種方位。裝置也可按照其它方式定位(例如,旋轉(zhuǎn)90度或處于其它方位),并且可對(duì)在此使用的空間相對(duì)描述符做出相應(yīng)解釋。
在此使用的術(shù)語(yǔ)僅用于描述各種示例,并且不用于限制本公開(kāi)。除非上下文另外清楚地指明,否則單數(shù)形式也意于包括復(fù)數(shù)形式。術(shù)語(yǔ)“包含”、“包括”和“具有”列舉存在所述的特征、數(shù)字、操作、構(gòu)件、元件和/或它們的組合,但不排除存在或添加一個(gè)或更多個(gè)其它特征、數(shù)字、操作、構(gòu)件、元件和/或它們的組合。
由于制造技術(shù)和/或公差,使得可發(fā)生如圖所示的形狀的變型。因此,在此描述的示例不局限于附圖中示出的特定形狀,而是包括制造過(guò)程中發(fā)生的形狀方面的改變。
正如在理解本申請(qǐng)的公開(kāi)內(nèi)容之后將明顯的,在此描述的示例的特征可以按照各種方式組合。此外,雖然在此描述的示例具有各種構(gòu)造,但是正如在理解本申請(qǐng)的公開(kāi)內(nèi)容之后將明顯的,其它構(gòu)造也是可行的。
圖1示出了聲波濾波器裝置100的示例的截面圖。圖2示出了圖1中示出的聲波濾波器裝置100的a部分的分解圖。
參照?qǐng)D1和圖2,聲波濾波器裝置100例如包括聲波濾波器部件110、基體120和蓋130。
在該示例中,聲波濾波器部件110形成在基體120上。此外,聲波濾波器部件110包括下電極、壓電體和上電極。例如,壓電體包括可使用諸如氧化鋅(zno)或氮化鋁(aln)的薄膜制造的壓電材料。
在該示例中,聲波濾波器部件110包括體聲波(baw)濾波器。然而,聲波濾波器部件110不局限于包括baw濾波器,并且可包括諸如表面聲波(saw)濾波器或堆疊晶體濾波器(stackcrystalfilter,scf)的其它類(lèi)型的聲波濾波器。
聲波濾波器部件110設(shè)置在基體120的一個(gè)表面上,鍵合件122形成為圍繞聲波濾波器部件110。基體120可通過(guò)如下所述的將基體晶圓420(圖7)切割為多片而獲得。根據(jù)一個(gè)示例,鍵合件122形成在基體120的上表面上,以圍繞聲波濾波器部件110周?chē)膮^(qū)域。
在該示例中,鍵合件122呈四邊形帶狀,并且形成為具有比聲波濾波器部件110的沿著聲波濾波器裝置100的厚度方向t上的高度高的高度。然而,在另一示例中,鍵合件122的形狀和高度可以變化。鍵合件122可由金(au)形成。然而,本公開(kāi)不限于此。在另一示例中,鍵合件122不限于全部由金(au)形成,而是可由包含金(au)和其它金屬或物質(zhì)的材料形成。
鍵合件122可由單個(gè)鍵合層或多個(gè)鍵合層形成。參照?qǐng)D1中示出的示例,鍵合件122包括單個(gè)鍵合層的第一鍵合層。在覆蓋基體120的蓋130中,凹槽132形成在聲波濾波器部件110之上,以密封聲波濾波器部件110周?chē)目臻g。與鍵合件122配合的鍵合對(duì)應(yīng)件134沿著蓋130的邊緣或外周區(qū)域設(shè)置。在該示例中,當(dāng)蓋130鍵合到基體120時(shí),聲波濾波器部件110設(shè)置在凹槽132之下。在該工藝過(guò)程中,蓋130的鍵合對(duì)應(yīng)件134堆疊在基體的鍵合件122之上,以使通過(guò)將鍵合件122和鍵合對(duì)應(yīng)件134鍵合而獲得的鍵合結(jié)構(gòu)圍繞聲波濾波器部件110,并且將聲波濾波器部件110封閉在其中。
也就是說(shuō),基體120和蓋130通過(guò)將鍵合件122和鍵合對(duì)應(yīng)件134彼此鍵合而彼此鍵合。因此,基體120、鍵合件122、鍵合對(duì)應(yīng)件134和蓋130一起形成將聲波濾波器部件110容納在其中的密封的內(nèi)部空間。
凹槽132的截面的形狀形成為如圖1所示的形狀。此外,凹槽132形成為使得凹槽132的區(qū)域從凹槽132的頂部朝向凹槽的底部變窄或減小。
此外,例如,鍵合對(duì)應(yīng)件134也呈四邊形帶狀,并且通過(guò)由錫(sn)形成的第二鍵合層形成。然而,鍵合對(duì)應(yīng)件134不限于由錫(sn)形成,也可由包含錫(sn)的材料形成。
鍵合件122和鍵合對(duì)應(yīng)件134例如通過(guò)擴(kuò)散鍵合而彼此鍵合。然而,可使用其它鍵合工藝將鍵合件122和鍵合對(duì)應(yīng)件134彼此鍵合。
參照?qǐng)D2,在一個(gè)實(shí)施例中,鍵合件122在厚度方向t(圖1)上的厚度t1等于或大于鍵合對(duì)應(yīng)件134在厚度方向t上的厚度t2的1.2倍且可等于或小于鍵合對(duì)應(yīng)件134的厚度t2的兩倍。也就是說(shuō),第一鍵合層的厚度t1與第二鍵合層的厚度t2的比等于或大于1.2且等于或小于2。
根據(jù)一個(gè)示例,第一鍵合層的厚度t1可以為例如大約1.5μm至3μm。
鍵合件122和鍵合對(duì)應(yīng)件134在鍵合溫度和壓力下彼此鍵合。根據(jù)一個(gè)示例,施加大約280℃至350℃的鍵合溫度,以獲得內(nèi)擴(kuò)散鍵合的鍵合件122和鍵合對(duì)應(yīng)件134。例如,金(au)和錫(sn)可形成包括au5sn、ausn、ausn2的多種合金。在這些合金中,使用au5sn和ausn形成的鍵合結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出良好的物理特性和可靠性。通過(guò)使用近似280℃至350℃的鍵合溫度,可獲得具有良好的物理特性和可靠性的鍵合結(jié)構(gòu)。
根據(jù)一個(gè)示例,蓋130的鍵合對(duì)應(yīng)件134由錫(sn)制成,同時(shí)鍵合件122由金(au)制成。由于金(au)比錫(sn)貴,因此在形成鍵合對(duì)應(yīng)件134時(shí)使用錫(sn)(而非金(au))降低制造成本。此外,根據(jù)一個(gè)示例,為了獲得鍵合件122與鍵合對(duì)應(yīng)件134的可靠鍵合,在鍵合材料擴(kuò)散時(shí)確保足量的錫(sn)。在鍵合工藝的溫度升高區(qū)段期間,可減小形成金-錫(au-sn)金屬間化合物時(shí)消耗的錫(sn)的量,以確保對(duì)鍵合件122與鍵合對(duì)應(yīng)件134之間的鍵合做貢獻(xiàn)的熔化的錫(sn)足量。也就是說(shuō)。在溫度升高的時(shí)間段內(nèi),金-錫(au-sn)金屬間化合物的生成會(huì)被抑制,從而可增大實(shí)際上對(duì)鍵合件122與鍵合對(duì)應(yīng)件134之間的鍵合作出貢獻(xiàn)的熔化的錫(sn)的量。
在鍵合對(duì)應(yīng)件134的第二鍵合層的表面上堆疊金(au)或貴金屬以防止鍵合金屬氧化的情況下,一使鍵合材料的溫度升高(為了將鍵合件122和鍵合對(duì)應(yīng)件134彼此鍵合),堆疊在鍵合對(duì)應(yīng)件134的第二鍵合層的表面上的金(au)和錫(sn)就彼此反應(yīng),并且生成具有高熔化溫度的金屬間化合物。由于金屬間化合物的熔化溫度高,使得金屬間化合物在基體120和蓋130正被壓制時(shí)凝固,完成了鍵合工藝。因此,由于基體120的鍵合表面與蓋130的鍵合表面之間的空的空間會(huì)導(dǎo)致形成孔隙??紫稌?huì)因允許濕氣和其它污染物進(jìn)入聲波濾波器部件110周?chē)拿芊獾膬?nèi)部空間而降低聲波濾波器裝置的可靠性。因此,根據(jù)本公開(kāi)的示例,金(au)或貴金屬不形成在第二鍵合層的表面上,以防止腐蝕。
根據(jù)本公開(kāi)的示例,蓋130的鍵合對(duì)應(yīng)件134中包含的金(au)的量減小,鍵合對(duì)應(yīng)件134中包含的錫(sn)的量增大,以降低在鍵合材料的溫度升高時(shí)錫(sn)被用盡的可能性,從而可使實(shí)際上對(duì)鍵合件122與鍵合對(duì)應(yīng)件134之間的鍵合作出貢獻(xiàn)的錫(sn)的量相對(duì)增大。結(jié)果,可獲得在鍵合件122與鍵合對(duì)應(yīng)件134之間的界面處不形成孔隙的緊密鍵合結(jié)構(gòu)。
因此,可防止?jié)駳夂推渌s物進(jìn)入容納聲波濾波器部件110的內(nèi)部空間,并且可獲得呈現(xiàn)出良好的耐氧化性的聲波濾波器裝置100。此外,由此獲得的鍵合結(jié)構(gòu)可在之后的制造工藝中呈現(xiàn)出諸如斷裂韌性的良好的機(jī)械特性。
將參照?qǐng)D3至圖6來(lái)描述聲波濾波器裝置的其它示例。
圖3示出了聲波濾波器裝置200的示例的截面圖。圖4是示出圖3中示出的聲波濾波器裝置的b部分的放大圖。
參照?qǐng)D3和圖4,聲波濾波器裝置200包括聲波濾波器部件110、基體120和蓋130。由于聲波濾波器部件110、基體120和蓋130與聲波濾波器裝置100中的相應(yīng)組件相同,因此將不重復(fù)這些組件的詳細(xì)描述。聲波濾波器裝置200與聲波濾波器裝置100不同之處僅在于:聲波濾波器裝置200包括鍵合對(duì)應(yīng)件234,而不是鍵合對(duì)應(yīng)件134。
鍵合對(duì)應(yīng)件234呈四邊形帶狀。鍵合對(duì)應(yīng)件234包括第二鍵合層234a以及形成在第二鍵合層234a之上位于第二鍵合層234a與蓋130之間的輔助鍵合層234b。例如,第二鍵合層234a由錫(sn)形成,輔助鍵合層234b由金(au)形成。
鍵合件122和鍵合對(duì)應(yīng)件234在預(yù)定鍵合溫度(例如,大約280℃至350℃)和壓力下彼此鍵合。
此外,鍵合對(duì)應(yīng)件234中的金(au)層的厚度與金(au)層和錫(sn)層的總厚度的比可以為大約于1/40至1/20,以使足量的熔化的錫(sn)對(duì)鍵合件122與鍵合對(duì)應(yīng)件234之間的鍵合作出貢獻(xiàn)。也就是說(shuō),減小了溫度升高時(shí)錫(sn)層因形成金-錫(au-sn)金屬間化合物而被完全消耗的可靠性。換句話說(shuō),在溫度升高區(qū)段內(nèi)金-錫(au-sn)金屬間化合物的生成被抑制,以使實(shí)際上對(duì)鍵合件122與鍵合對(duì)應(yīng)件234之間的鍵合作出貢獻(xiàn)的熔化的錫(sn)的量增大。
在鍵合對(duì)應(yīng)件234的第二鍵合層234a的表面上堆疊金(au)或貴金屬以防止氧化的情況下,當(dāng)升高溫度以將鍵合件122和鍵合對(duì)應(yīng)件234彼此鍵合時(shí),堆疊在鍵合對(duì)應(yīng)件234的第二鍵合層的表面上的金(au)和鍵合對(duì)應(yīng)件234的第二鍵合層234a的錫(sn)在溫度升高區(qū)間內(nèi)彼此反應(yīng),生成具有高熔化溫度的金屬間化合物。金屬間化合物會(huì)以固態(tài)存在,而在接觸并鍵合到基體120的鍵合件122時(shí)不熔化。因此,鍵合件122與鍵合對(duì)應(yīng)件234的界面區(qū)域由于鍵合表面之間的空的空間而仍存在孔隙。因此,根據(jù)本公開(kāi)的示例,金(au)或貴金屬不形成在鍵合對(duì)應(yīng)件234的第二鍵合層234a的表面上,以防止腐蝕。
更確切地說(shuō),根據(jù)本公開(kāi)的示例,蓋的鍵合對(duì)應(yīng)件234中包含的錫(sn)的量通過(guò)減小鍵合對(duì)應(yīng)件234中包含的金(au)的量而增大,以降低錫(sn)會(huì)由于快速擴(kuò)散以及在溫度升高至達(dá)到鍵合溫度時(shí)形成金屬間化合物而被用盡的可能性。由于錫(sn)具有較低的熔化溫度,因此與金(au)或其它貴金屬相比錫(sn)擴(kuò)散得更快。在該示例中,與鍵合對(duì)應(yīng)件234基本上由金(au)形成的情況相比,實(shí)際上對(duì)鍵合件122與鍵合對(duì)應(yīng)件234之間的鍵合作出貢獻(xiàn)的錫(sn)的量較大。通過(guò)確保在鍵合工藝過(guò)程中不發(fā)生錫(sn)的缺乏,可獲得鍵合件122與鍵合對(duì)應(yīng)件234之間的界面處沒(méi)有孔隙的緊密鍵合結(jié)構(gòu)。
因此,聲波濾波器裝置200具有良好的耐氧化性以及諸如斷裂韌性的良好的機(jī)械特性。
圖5示出了聲波濾波器裝置300的示例的截面圖。圖6示出了圖5的c部分的放大圖。
參照?qǐng)D5和圖6,聲波濾波器裝置300包括聲波濾波器部件110、基體120和蓋130。然而,聲波濾波器裝置300與聲波濾波器裝置100和200的不同之處在于:聲波濾波器裝置300包括鍵合件322和鍵合對(duì)應(yīng)件334。
在實(shí)施例中,鍵合件322呈四邊形帶狀,并且形成為厚度方向t上的高度高于聲波濾波器部件110的高度。鍵合件322包括第一鍵合層322a以及形成在第一鍵合層322a之下位于第一鍵合層322a與基體120之間的第一粘合層322b。
第一鍵合層322a由例如金(au)形成,形成在第一鍵合層322a之下的第一粘合層322b由例如鉻(cr)或鈦(ti)形成。然而,第一鍵合層322a和第一粘合層322b不限于由以上描述的材料形成。例如,第一鍵合層322a可由包含金(au)的材料形成,第一粘合層322b可由包含鉻(cr)或鈦(ti)的材料形成。
鍵合對(duì)應(yīng)件334呈四邊形帶狀。鍵合對(duì)應(yīng)件334包括第二鍵合層334a、形成在第二鍵合層334a之上位于第二鍵合層334a與蓋130之間的輔助鍵合層334b以及形成在輔助鍵合層334b之上位于第二鍵合層334a與蓋130之間的第二粘合層334c。第二鍵合層334a可由錫(sn)形成,輔助鍵合層334b可由金(au)形成,第二粘合層334c可由鉻(cr)或鈦(ti)形成。
圖7示出了用于制造聲波濾波器裝置的封裝件400的示例的截面圖。圖8是示出封裝件400中包括的基體晶圓420的示例的平面圖。圖9是示出封裝件400中包括的蓋晶圓430的示例的仰視圖。
參照?qǐng)D7至圖9,用于制造聲波濾波器裝置的封裝件400包括一個(gè)或更多個(gè)聲波濾波器部件410、基體晶圓420和蓋晶圓430。
一個(gè)或更多個(gè)聲波濾波器部件410形成在基體晶圓420上。也就是說(shuō),如圖8所示,聲波濾波器部件410可以按照行和列的構(gòu)造形成在基體晶圓420上。
雖然圖7至圖9中未詳細(xì)地示出,但是聲波濾波器部件410中的每個(gè)可包括下電極、壓電體和上電極。例如,壓電體包括可使用諸如氧化鋅(zno)或氮化鋁(aln)的薄膜制造的壓電材料。
聲波濾波器部件410由體聲波(baw)濾波器形成。然而,聲波濾波器部件410不限于baw濾波器,可選地,可以為表面聲波(saw)濾波器或堆疊晶體濾波器(scf)等。
聲波濾波器部件410可形成在基體晶圓420的一個(gè)表面上,鍵合件422分別圍繞聲波濾波器部件410。鍵合件422可具有格子形狀。也就是說(shuō),聲波濾波器部件410可形成在被具有格子形狀的各個(gè)鍵合件422圍繞的區(qū)域的中央部分。此外,鍵合件422在厚度方向t上的高度大于聲波濾波器部件410的厚度。
鍵合件422包括第一鍵合層422a以及形成在第一鍵合層422a之下位于第一鍵合層422a與基體晶圓420之間的第一粘合層422b。第一鍵合層422a通過(guò)第一粘合層422b鍵合到基體晶圓420。例如,第一鍵合層422a由金(au)形成,第一粘合層422b由鉻(cr)或鈦(ti)形成。然而,第一鍵合層422a和第一粘合層422b不限于由以上描述的材料形成。在另一實(shí)施例中,第一鍵合層422a可由包含金(au)的材料形成,第一粘合層422b可由包含鉻(cr)或鈦(ti)的材料形成。
根據(jù)另一實(shí)施例,鍵合件422可以不包括第一粘合層422b。也就是說(shuō),在沒(méi)有第一粘合層422b的情況下,鍵合件422可包括直接鍵合到基體晶圓420的第一鍵合層422a。
凹槽432在與聲波濾波器部件410對(duì)應(yīng)的位置形成在蓋晶圓430中,與鍵合件422對(duì)應(yīng)的鍵合對(duì)應(yīng)件形成在蓋晶圓430之下。更具體地講,在基體晶圓420和蓋晶圓430彼此鍵合時(shí),聲波濾波器部件410設(shè)置在凹槽432之下。此外,鍵合件422和鍵合對(duì)應(yīng)件434中的每個(gè)圍繞相應(yīng)的聲波濾波器部件410,以將相應(yīng)的聲波濾波器部件410封閉在由基體晶圓420、鍵合件422、鍵合對(duì)應(yīng)件434和蓋晶圓430限定的內(nèi)部空間中。換句話說(shuō),鍵合對(duì)應(yīng)件434也可具有格子形狀,凹槽432可形成在被鍵合對(duì)應(yīng)件434圍繞的區(qū)域的中央部分。凹槽432可形成為使得凹槽432的區(qū)域從凹槽432的頂部朝向凹槽432的底部變窄。
鍵合對(duì)應(yīng)件434包括第二鍵合層434a、形成在第二鍵合層434a之上的輔助鍵合層434b以及形成在輔助鍵合層434b之上位于輔助鍵合層434b與蓋晶圓430之間的第二粘合層434c。例如,第二鍵合層434a由錫(sn)形成,輔助鍵合層434b由金(au)形成,第二粘合層434c由鉻(cr)或鈦(ti)形成。根據(jù)其它實(shí)施例,鍵合對(duì)應(yīng)件434可僅包括直接鍵合到蓋晶圓430的第二鍵合層434a,或鍵合對(duì)應(yīng)件434可包括第二鍵合層434a以及直接鍵合到蓋晶圓430的輔助鍵合層434b,而無(wú)第二粘合層434c。
鍵合件422和鍵合對(duì)應(yīng)件434在預(yù)定鍵合溫度(例如,大約280℃至350℃)和壓力下彼此鍵合。
此外,如以上相對(duì)于圖1至圖6的實(shí)施例描述的,蓋晶圓430的鍵合對(duì)應(yīng)件434中的金(au)層的厚度與金(au)層和錫(sn)層的總厚度的比可在大約1/40至1/20之間的范圍內(nèi),以使足量的熔化的錫(sn)對(duì)鍵合件422與鍵合對(duì)應(yīng)件434之間的鍵合作出貢獻(xiàn)。因此,可降低錫(sn)由于快速擴(kuò)散以及在升高溫度以完成鍵合工藝時(shí)形成金-錫(au-sn)金屬間化合物而被用盡的可能性。換句話說(shuō),在升高溫度時(shí)金(au)-錫(sn)金屬間化合物的生成被抑制,實(shí)際上對(duì)鍵合件422與鍵合對(duì)應(yīng)件434之間的鍵合作出貢獻(xiàn)的熔化的錫(sn)的量增大。
更詳細(xì)地講,在鍵合對(duì)應(yīng)件434的第二鍵合層434a的表面上堆疊鍵合件422的第一鍵合層422a的金(au)或貴金屬以防止氧化的情況下,當(dāng)升高溫度以將鍵合件422和鍵合對(duì)應(yīng)件434彼此鍵合時(shí),鍵合件422的第一鍵合層422a的金(au)和鍵合對(duì)應(yīng)件434的第二鍵合層的錫(sn)在溫度升高區(qū)段內(nèi)彼此反應(yīng),從而生成具有高熔化溫度的金屬間化合物。金屬間化合物會(huì)以固態(tài)存在,而在接觸并鍵合到基體晶圓420的鍵合件422時(shí)不熔化。因此,由于鍵合表面之間的空的空間會(huì)導(dǎo)致仍存在孔隙。
然而,根據(jù)本公開(kāi)的示例,鍵合對(duì)應(yīng)件434中包含的錫(sn)的量增大,以減小蓋晶圓430的鍵合對(duì)應(yīng)件434中包含的金(au)的量,從而降低在溫度升高至鍵合溫度時(shí)錫(sn)層被用盡的可能性,增大了實(shí)際上對(duì)鍵合件422與鍵合對(duì)應(yīng)件434之間的鍵合作出貢獻(xiàn)的錫(sn)的量。結(jié)果,可形成沒(méi)有孔隙的緊密鍵合表面。
聲波濾波器裝置100、200或300可通過(guò)切割封裝件400而制造。
圖10示出了制造諸如裝置100、200或300的聲波濾波器裝置的示例方法。如圖10所示,在操作s510中,在基體晶圓(例如,基體晶圓420)的表面(例如,上表面)上安裝聲波濾波器部件(例如,聲波濾波器部件410)。在操作s520中,在基體晶圓的所述表面上按照使鍵合件圍繞晶圓聲波濾波器部件的方式形成鍵合件(例如,鍵合件122、322或422)。例如,由包含金(au)的材料形成鍵合件。
在操作s530中,在包括凹槽(例如,凹槽432)的蓋晶圓(例如,蓋晶圓430)的下表面上形成鍵合對(duì)應(yīng)件(例如,鍵合對(duì)應(yīng)件134、234、334或434)。例如,由包含錫(sn)的材料形成鍵合對(duì)應(yīng)件。然后,在操作s540中,將鍵合對(duì)應(yīng)件放置于鍵合件上并且將蓋晶圓設(shè)置為使得凹槽與聲波濾波器部件對(duì)齊,使聲波濾波器部件被封閉在由基體晶圓、鍵合件、鍵合對(duì)應(yīng)件和蓋晶圓形成的內(nèi)部空間中。
在操作s550中,通過(guò)向鍵合件和鍵合對(duì)應(yīng)件施加鍵合溫度和鍵合壓力,使鍵合件和鍵合對(duì)應(yīng)件彼此鍵合以形成封裝件。所述鍵合被執(zhí)行為使得在溫度升高區(qū)段內(nèi)與鍵合件和鍵合對(duì)應(yīng)件的界面區(qū)域?qū)?yīng)的金-錫(au-sn)金屬間化合物的生成被抑制,從而提供對(duì)鍵合件與鍵合對(duì)應(yīng)件之間的鍵合作出貢獻(xiàn)的足量的熔化的錫(sn),由此獲得其上未形成有孔隙的緊密鍵合表面。在操作s560中,切割封裝件以形成聲波濾波器裝置。
如上所述,根據(jù)在此公開(kāi)的實(shí)施例,聲波濾波器裝置可具有良好的耐氧化性以及諸如斷裂韌性等的良好的機(jī)械特性等。
雖然本公開(kāi)包括具體示例,但在理解本申請(qǐng)的公開(kāi)內(nèi)容后將明顯的是,在不脫離權(quán)利要求及其等同物的精神及范圍的情況下,可在這些示例中做出形式和細(xì)節(jié)上的各種變化。在此描述的示例將僅被理解為描述性意義,而非出于限制的目的。在每個(gè)示例中的特征或方面的描述將被理解為可適用于其它示例中的類(lèi)似的特征或方面。如果按照不同的順序執(zhí)行描述的技術(shù),和/或如果按照不同的形式組合和/或通過(guò)其它組件或它們的等同物替換或增添描述的系統(tǒng)、架構(gòu)、裝置或電路中的組件,則可獲得合適的結(jié)果。因此,本公開(kāi)的范圍并不通過(guò)具體實(shí)施方式限定而是通過(guò)權(quán)利要求及其等同物限定,權(quán)利要求及其等同物的范圍之內(nèi)的全部變型將被理解為包括在本公開(kāi)中。