1.本发明涉及电子通信器件技术领域，尤其涉及一种体声波谐振器及其制 造方法、封装结构及其制造方法。
背景技术：2.请参考图1，图1是现有技术中常见体声波谐振器的剖面示意图。如图1 所示，体声波谐振器包括衬底10、叠层结构以及空腔14。叠层结构形成在衬 底10上，其从下至上依次包括下电极11、压电层12以及上电极13。空腔14形 成在衬底100和叠层结构之间，并与下电极11、压电层12以及上电极13在器 件厚度上存在重叠区域(该重叠区域即为体声波谐振器的谐振区)。上述现 有体声波谐振器的形成过程如下：首先提供衬底并对衬底进行刻蚀以形成凹 槽；接着利用牺牲材料对凹槽进行填充；然后在衬底上形成叠层结构；最后 释放牺牲材料以形成空腔。考虑到牺牲材料填充以及释放的便利性，现有技 术中空腔通常被设计为纵剖面呈倒梯形形状(如图1所示上底大于下底的梯 形形状)的结构。
3.空腔的优势在于可以很好地对声波进行反射从而有效减少声波的泄露， 但与此同时也存在一定的不足之处，即对于热量的传导能力不强。这也就意 味着，上述现有体声波谐振器无法用于实现高功率容量器件(例如高功率容 量滤波器等)，否则当高功率容量器件工作时，体声波谐振器作为发热部件 其所产生的热量在衬底侧无法通过空腔及时向衬底传递、进而无法通过衬底 及时传递到器件外部，如此一来，会导致器件出现温度过高的情况，轻则影 响器件的性能，重则造成器件的损毁。
4.目前为了提高体声波谐振器的散热效率，通常会在体声波谐振器的表面 特别是衬底的表面(例如衬底的上表面或底面)形成散热结构。散热结构的 形成虽然可以在一定程度上加快热量向器件外部传递的速度，但是由于散热 结构形成在体声波谐振器的表面，所以仍无法解决热量从空腔向衬底传递不 及时的问题。此外，由于散热结构和衬底其二者材料的热膨胀/热收缩系数不 同，所以导致在热量传递过程中散热结构和衬底二者膨胀/收缩的程度不同， 从而会影响到散热结构与衬底之间的结合性，进而存在散热结构从衬底表面 脱落的的可能。
技术实现要素：5.为了克服现有技术中的上述缺陷，本发明提供了一种体声波谐振器，该 体声波谐振器包括：
6.提供衬底；
7.在所述衬底的上表面形成第一凹槽，该第一凹槽的纵剖面的底部呈上窄 下宽的形状；
8.在所述第一凹槽的第一预设表面上形成厚度小于所述第一凹槽深度的 第一导热层，其中，该第一预设表面是所述第一凹槽的底面、或是所述第一 凹槽的底面以及至少部分侧壁；
9.利用牺牲材料对所述第一凹槽进行填充；
10.在所述衬底上形成叠层结构，该叠层结构从下至上依次包括下电极、压 电层以及上电极；
11.移除所述牺牲材料以在所述叠层结构的下方形成空腔，该空腔与所述下 电极、所述压电层以及所述上电极在器件厚度方向上存在重叠区域。
12.根据本发明的一个方面，该制造方法中，所述第一凹槽的纵剖面呈上底 小于下底的梯形形状、或倒t字形状、或σ形状。
13.根据本发明的另一个方面，该制造方法中，采用bosch工艺对所述衬底 的上表面进行刻蚀以形成侧壁具有粗糙表面的第一凹槽。
14.根据本发明的又一个方面，该制造方法中，在所述第一凹槽的第一预设 表面上形成厚度小于所述第一凹槽深度的第一导热层的步骤包括：在所述衬 底的上表面以及所述第一凹槽的侧壁和底面上形成一层导热材料，该导热材 料的厚度小于所述第一凹槽的深度；去除所述导热材料位于所述第一凹槽第 一预设表面之外的部分，以在所述第一凹槽的第一预设表面形成第一导热 层。
15.根据本发明的又一个方面，该制造方法中，所述导热材料的热导率高于 所述衬底的材料热导率。
16.根据本发明的又一个方面，该制造方法中，所述导热材料是石墨烯、碳 化硅、或金属。
17.根据本发明的又一个方面，该制造方法中，所述导热材料是石墨烯；在 所述衬底的上表面以及所述第一凹槽的侧壁和底面上形成一层导热材料的 步骤包括：通过喷涂或浸泡氧化石墨烯溶液的方式在所述衬底的上表面以及 所述第一凹槽的侧壁和底面上形成氧化石墨烯层；以及对所述氧化石墨烯层 进行还原处理以形成石墨烯层；去除所述导热材料位于所述第一凹槽第一预 设表面之外的部分的步骤包括：利用紫外光对所述石墨烯层位于所述第一凹 槽第一预设表面之外的部分进行照射直至该部分石墨烯层被去除。
18.根据本发明的又一个方面，该制造方法还包括：在所述衬底的下表面形 成第二导热层，该第二导热层的材料热导率高于所述衬底的材料热导率。
19.本发明还提供了一种体声波谐振器，该体声波谐振器包括：
20.衬底；
21.叠层结构，该叠层结构形成在所述衬底的上表面，从下至上依次包括下 电极、压电层以及上电极；
22.空腔，该空腔形成在所述衬底和所述叠层结构之间，该空腔与所述下电 极、所述压电层以及所述上电极在器件厚度方向上存在重叠区域，且该空腔 的纵剖面的底部呈现为上窄下宽的形状；
23.第一导热层，该第一导热层形成在所述空腔的第二预设表面上且厚度小 于所述空腔的深度，其中，所述第二预设表面是所述空腔的底面、或是所述 空腔的底面以及至少部分侧壁。
24.根据本发明的一个方面，该体声波谐振器中，所述空腔的纵剖面呈上底 小于下底的梯形形状、或倒t字形状、或σ形状。
25.根据本发明的另一个方面，该体声波谐振器中，所述空腔的侧壁具有粗 糙的表
面。
26.根据本发明的又一个方面，该体声波谐振器中，所述第一导热层的材料 热导率高于所述衬底的材料热导率。
27.根据本发明的又一个方面，该体声波谐振器中，所述第一导热层的材料 是石墨烯、碳化硅或金属。
28.根据本发明的又一个方面，该体声波谐振器还包括：第二导热层，该第 二导热层形成在所述衬底的下表面、且该第二导热层的材料热导率高于所述 衬底的材料热导率。
29.本发明还提供了一种封装结构的制造方法，该制造方法包括：
30.提供器件晶圆，该器件晶圆包括多个体声波谐振器，其中，至少一个所 述体声波谐振器采用前述制造方法形成、或采用前述体声波谐振器实现；
31.提供盖帽晶圆，该盖帽晶圆包括本体，该本体上形成有与所述多个体声 波谐振器在位置上一一对应的第二凹槽，其中，至少一个所述第二凹槽其纵 剖面的底部呈现为上窄下宽的形状、且其第三预设表面上形成有第三导热 层，该第三预设表面是所述第二凹槽的底面、或是所述第二凹槽的底面以及 至少部分侧壁；
32.在所述器件晶圆和所述盖帽晶圆之间形成用于连接二者的连接结构，其 中，所述器件晶圆形成有体声波谐振器的表面和所述盖帽晶圆形成有第二凹 槽的表面相对设置；
33.形成用于将所述器件晶圆上的电信号引出的导电结构。
34.根据本发明的一个方面，该封装结构中，所述第二凹槽的纵剖面呈上底 小于下底的梯形形状、或倒t字形状、或σ形状。
35.根据本发明的另一个方面，该封装结构中，所述第二凹槽的侧壁具有粗 糙的表面。
36.根据本发明的又一个方面，该封装结构中，所述第三导热层的材料热导 率高于所述本体的材料热导率。
37.根据本发明的又一个方面，该封装结构中，所述第三导热层的材料是石 墨烯、碳化硅或金属。
38.本发明还提供了一种封装结构，该封装结构包括：
39.器件晶圆，该器件晶圆包括多个体声波谐振器，该多个体声波谐振器中 的至少一个采用前述制造方法形成、或采用前述体声波谐振器实现；
40.盖帽晶圆，该盖帽晶圆包括本体，该本体上形成有与所述多个体声波谐 振器在位置上一一对应的第二凹槽、且该盖帽晶圆形成有所述第二凹槽的表 面与所述器件晶圆形成有体声波谐振器的表面相对设置，其中，至少一个所 述第二凹槽其纵剖面的底部呈现为上窄下宽的形状、且其第三预设表面上形 成有第三导热层，该第三预设表面是所述第二凹槽的底面、或是所述第二凹 槽的底面以及至少部分侧壁；
41.连接结构，该连接结构设置在所述器件晶圆和所述盖帽晶圆之间，用于 连接所述器件晶圆和所述盖帽晶圆；
42.导电结构，该导电结构用于将所述器件晶圆上的电信号引出。
43.根据本发明的一个方面，该封装结构中，所述第二凹槽的纵剖面呈上底 小于下底的梯形形状、或倒t字形状、或σ形状。
44.根据本发明的另一个方面，该封装结构中，所述第二凹槽的侧壁具有粗 糙的表
面。
45.根据本发明的又一个方面，该封装结构中，所述第三导热层的材料热导 率高于所述本体的材料热导率。
46.根据本发明的又一个方面，该封装结构中，所述第三导热层的材料是石 墨烯、碳化硅或金属。
47.本发明所提供的体声波谐振器的制造方法，一方面在衬底上开设凹槽、 并在凹槽的底面或在凹槽的底面和至少部分侧壁上形成第一导热层，其中， 第一导热层的存在有利于提高体声波谐振器的散热效率。具体来说，当体声 波谐振器工作所产生的热量在衬底侧传递时，第一导热层可以有效加快热量 从空腔向衬底传递的速度，从而确保热量可以从衬底及时传递至器件外部。 散热效率的提高可以有效确保体声波谐振器工作时温度不会过高，从而有效 确保体声波谐振器的性能不受影响，进而使体声波谐振器可以适用于高功率 容量器件(例如高功率容量滤波器等)的实现。另一方面，衬底上所开设的 凹槽其纵剖面的底部呈现为上窄下宽的形状，这种形状不但可以有效防止第 一导热层移位，还可以有效增加第一导热层横向传递热量的空间，从而进一 步确保了热量从空腔向衬底的及时传递。本发明所提供的体声波谐振器散热 效率高，适用于高功率容量器件的实现。相应地，基于本发明所提供的体声 波谐振器所形成的封装结构及其制造方法可以有效提高封装结构的散热效 率，适用于高功率容量场景。
附图说明
48.通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发 明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
49.图1是现有技术中常见体声波谐振器的剖面示意图；
50.图2是根据本发明的一个具体实施例的体声波谐振器的制造方法流程 图；
51.图3(a)至图3(g)是按照图2所示方法流程制造体声波谐振器的各个阶段 的剖面示意图；
52.图4(a)是根据本发明的一个具体实施例在执行步骤s102后所得到结构 的剖面示意图，其中，第一预设表面包括第一凹槽的底面以及部分侧壁；
53.图4(b)是根据本发明的另一个具体实施例在执行步骤s102后所得到结 构的剖面示意图，其中，第一预设表面包括第一凹槽的底面以及整个侧壁；
54.图5(a)和图5(b)是根据本发明的又一个具体实施例形成第一凹槽的方法 流程图，其中，第一凹槽的纵剖面呈现为倒t字形状；
55.图5(c)和图5(d)是基于图5(b)所示结构执行步骤s102以及步骤s105后 所得到结构的剖面示意图；
56.图6(a)和图6(b)是根据本发明的又一个具体实施例形成第一凹槽的方法 流程图，其中，第一凹槽的纵剖面呈现为σ形状；
57.图6(c)和图6(d)是基于图6(b)所示结构执行步骤s102以及步骤s105后 所得到结构的剖面示意图；
58.图7(a)和图7(b)根据本发明的又一个具体实施例形成第一凹槽的方法 流程图，其中，第一凹槽的纵剖面呈现为倒t字形状；
59.图7(c)和图7(d)是基于图7(b)所示结构执行步骤s102以及步骤s105后 所得到结构的剖面示意图；
60.图8(a)至图8(d)是根据本发明的一个优选实施例的采用bosch工艺刻 蚀形成第一凹槽的方法流程图；
61.图9是根据本发明的一个优选实施例的体声波谐振器的剖面示意图；
62.图10是根据本发明的一个具体实施例的封装结构的制造方法流程图；
63.图11(a)至图11(d)是按照图10所示方法流程制造封装结构的各个阶段的 剖面示意图。
64.附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。
具体实施方式
65.为了更好地理解和阐释本发明，下面将结合附图对本发明作进一步的详 细描述。
66.本发明提供了一种体声波谐振器的制造方法。如图2所示，该制造方法 包括：
67.在步骤s100中，提供衬底；
68.在步骤s101中，在所述衬底的上表面形成第一凹槽，该第一凹槽的纵剖 面的底部呈上窄下宽的形状；
69.在步骤s102中，在所述第一凹槽的第一预设表面上形成厚度小于所述第 一凹槽深度的第一导热层，其中，该第一预设表面是所述第一凹槽的底面、 或是所述第一凹槽的底面以及至少部分侧壁；
70.在步骤s103中，利用牺牲材料对所述第一凹槽进行填充；
71.在步骤s104中，在所述衬底上形成叠层结构，该叠层结构从下至上依次 包括下电极、压电层以及上电极；
72.在步骤s105中，移除所述牺牲材料以在所述叠层结构的下方形成空腔， 该空腔与所述下电极、所述压电层以及所述上电极在器件厚度方向上存在重 叠区域。
73.下面将结合图3(a)至图3(g)、图4(a)至图4(b)、图5(a)至图5(d)、图6(a)至 图6(d)、以及图7(a)至图7(d)对上述步骤进行详细说明。
74.具体地，在步骤s100中，如图3(a)所示，提供衬底100。本发明对于衬底 100的材料不做任何限定，可以采用现有或未来可能出现的用于制造体声波 谐振器衬底的材料实现，例如硅、锗、硅锗等，为了简明起见，在此不再对 衬底100所有可能的材料进行一一列举。此外，衬底100的尺寸(包括厚度等) 可以根据实际设计需求相应制定。
75.在步骤s101中，对衬底的上表面进行刻蚀以形成第一凹槽，其中，第一 凹槽的纵剖面的底部呈现为上窄下宽的形状。在本实施例中，如图3(b)所示， 第一凹槽100a的纵剖面呈现为上底小于下底的梯形形状(例如等腰梯形等)， 相应地第一凹槽100a的纵剖面的底部(图中以虚线圈起的部分)呈现为上窄 下宽的形状。其中，纵剖面呈现为上底小于下底的梯形形状的第一凹槽的形 成步骤如下：首先，在衬底的上表面形成光刻胶层(未示出)，并对该光刻 胶层进行图形化以暴露衬底上表面待形成第一凹槽的区域；接着，以光刻胶 层为掩膜并采用各向异性的刻蚀工艺对衬底上表面暴露的区域进行刻蚀，以 形成纵剖面呈现为上底小于下底的梯形形状；最后去除光刻胶。在本实施例 中，各向异性的刻蚀工艺采用干法刻蚀工艺实现，例如能产生定向刻蚀的反 应离子刻蚀(rie)工艺，通过调整工艺
参数(例如偏置电压、和/或反应腔 室内气体压力等)来调节第一凹槽侧壁与底面之间的角度，从而使第一凹槽 的纵剖面呈现为上底小于下底的梯形形状。本领域技术人员可以理解的是， rie工艺仅为优选实施方式，凡是可以形成纵剖面呈现为上底小于下底的梯 形形状的凹槽的刻蚀工艺均适用于本发明，为了简明起见，在此不再对所有 可能的刻蚀工艺进行一一列举。
76.需要说明的是，考虑到现有工艺的限制以及误差，所以在本发明中提及 的梯形形状除了包括严格意义上的梯形形状之外，还包括实际形状近似于梯 形的形状。举例说明，凹槽表面呈现为粗糙形貌，但其纵剖面的形状整体趋 近于上底小于下底的梯形，这种情况下，认为该凹槽纵剖面的实际形状近似 于梯形形状，因此落入本发明的保护范围内。本领域技术人员可以理解的是， 下文中凡是涉及到凹槽纵剖面形状的内容，均可参考此处关于梯形形状的解 释说明。
77.在另一具体实施例中，如图5(b)所示，第一凹槽100a的纵剖面呈现为倒t 字形状，相应地第一凹槽100a的纵剖面的底部(图中以虚线圈起的部分)呈 现为上窄下宽的形状。其中，纵剖面呈现为倒t字形状的第一凹槽的形成步 骤如下：首先，在衬底的上表面形成光刻胶层(未示出)，并对该光刻胶层 进行图形化以暴露衬底上表面待形成第一凹槽的区域；接着，如图5(a)所示， 以光刻胶层为掩膜并采用各向异性的刻蚀工艺对衬底上表面暴露的区域进 行刻蚀，形成纵剖面呈现为矩形的第一矩形凹槽100b，该第一矩形凹槽100b 纵剖面的宽度是w1；接着去除光刻胶层，并在衬底100的上表面以及第一矩 形凹槽100b的侧壁形成保护层(未示出)，该保护层的材料需要与衬底100 的材料有较大的刻蚀选择比；接着如图5(b)所示，以保护层为掩膜并采用各 向异性的刻蚀工艺对第一矩形凹槽100b的底部继续进行刻蚀，以在第一矩形 凹槽100b的下方形成纵剖面呈现为矩形的第二矩形凹槽，该第二矩形凹槽纵 剖面的宽度是w2，其中w2大于w1。该第二矩形凹槽和第一矩形凹槽共同构 成纵剖面呈现为倒t字形状的第一凹槽100a。最后去除保护层。
78.在又一具体实施例中，如图6(b)所示，第一凹槽100a的纵剖面呈现为σ 形状，相应地第一凹槽100a的纵剖面的底部(图中以虚线圈起的部分)呈现 为上窄下宽的形状。其中，纵剖面呈现为σ形状的第一凹槽的形成步骤如下： 首先，在衬底的上表面形成光刻胶层(未示出)，并对该光刻胶层进行图形 化以暴露衬底上表面待形成第一凹槽的区域；接着，如图6(a)所示，以光刻 胶层为掩膜并采用各向异性的刻蚀工艺对衬底上表面暴露的区域进行刻蚀， 形成纵剖面呈现为上底大于下底的第一梯形凹槽100c；接着，如图6(b)所示， 采用各向异性的刻蚀工艺对第一梯形凹槽100c继续进行刻蚀，以在第一梯形 凹槽100c的下方形成纵剖面呈现为上底小于下底的第二梯形凹槽，该第二梯 形凹槽和第一梯形凹槽共同构成纵剖面呈现为σ字形状的第一凹槽100a；最 后去除光刻胶层。
79.在另一具体实施例中，如图7(b)所示，第一凹槽100a的纵剖面呈现为倒t 字形状，相应地第一凹槽100a的纵剖面的底部(图中以虚线圈起的部分)呈 现为上窄下宽的形状。其中，纵剖面呈现为倒t字形状的第一凹槽的形成步 骤如下：首先，在衬底的上表面形成光刻胶层(未示出)，并对该光刻胶层 进行图形化以暴露衬底上表面待形成第一凹槽的区域；接着，如图7(a)所示， 以光刻胶层为掩膜并采用各向异性的刻蚀工艺对衬底上表面暴露的区域进 行刻蚀，形成纵剖面呈现为上底大于下底的第三梯形凹槽100d；接着去除光 刻胶层，并在衬底100的上表面以及第三梯形凹槽100c的侧壁形成保护层(未 示出)，该保护层
的材料需要与衬底100的材料有较大的刻蚀选择比；接着 如图7(b)所示，以保护层为掩膜并采用各向异性的刻蚀工艺对第三梯形凹槽 100c的底部进行刻蚀，以在第三梯形凹槽100c的下方形成纵剖面呈现为矩形 的第三矩形凹槽，该第三矩形凹槽纵剖面的宽度大于第三梯形凹槽下底的宽 度，该第三矩形凹槽和第三矩形凹槽共同构成纵剖面呈现为倒t字形状的第 一凹槽100a。最后去除保护层。此处需要说明的是，第三梯形凹槽其侧壁与 底面呈钝角，第三矩形凹槽其侧壁与底面垂直(或近似垂直)，其中，凹槽 侧壁与底面之间的不同角度可以通过调节工艺参数(例如偏置电压、反应腔 室内气体的比例、反应腔室内气体的压力等)实现。
80.本领域技术人员可以理解的是，上述对于第一凹槽纵剖面的举例仅为优 选实施例，其不应该成为对第一凹槽纵剖面形状的限制，凡是可以实现的且 纵剖面底部呈现为上窄下宽形状的凹槽均落入本发明的保护范围，为了简明 起见，在此不再对第一凹槽纵剖面所有可能的形状进行一一列举。
81.下面将基于图3(b)所示结构(即第一凹槽纵剖面呈现为上底小于下底的 梯形形状)对后续步骤继续进行说明。
82.在步骤s102中，在本实施例中，首先，如图3(c)所示，在衬底100的上表 面以及第一凹槽100a的表面(包括侧壁和底面)上形成一层导热材料101(即 在开设第一凹槽100a所形成结构上形成覆盖其上表面的一层导热材料101)， 其中，导热材料101的厚度小于第一凹槽100a的深度。接着，如图3(d)所示， 去除导热材料101位于第一凹槽100a的第一预设表面之外的部分，以在第一 凹槽100a的第一预设表面形成第一导热层101a。第一预设表面是指第一凹槽 100a的表面中预先设定用于形成第一导热层101a的区域。在本实施例中，第 一预设表面是第一凹槽100a的底面。需要说明的是，(1)本发明中第一预 设表面至少包括第一凹槽100a的底面，也就是说，除了本实施例中的情形之 外，在其他实施例中，还可以如图4(a)所示在第一凹槽100a的底面以及部分 侧壁上形成第一导热层101a(即第一预设表面是第一凹槽100的底面以及部 分侧壁)，或如图4(b)所示在第一凹槽100a的底面以及全部侧壁上形成第一 导热层101a(即第一预设表面是第一凹槽100a的底面以及整个侧壁)。(2) 上述通过首先在衬底上表面以及第一凹槽表面形成一层导热材料、然后再去 除导热材料位于第一凹槽第一预设表面之外的部分以形成第一导热层的方 式仅为优选实施方式，其不应该成为对第一导热层形成方式的限制，凡是可 以在第一凹槽的第一预设表面上形成第一导热层的方式均适用于本发明，为 了简明起见，在此不再对第一导热层所有可能的形成方式进行一一列举。(3) 针对于图5(b)和图7(b)所示的结构(即第一凹槽纵剖面呈现为倒t字形状)， 在第一凹槽100a底面形成第一导热层101a后所得到的结构可以相应参考图 5(c)和图7(c)；针对于图6(b)所示的结构(即第一凹槽纵剖面呈现为σ形状)， 在第一凹槽100a底面形成第一导热层101a后所得到的结构可以相应参考图 6(c)。
83.在本实施例中，导热材料101的热导率(即第一导热层101a的材料热导 率)高于衬底100的材料热导率。优选地，导热材料101采用热传导性能优异 的石墨烯实现。本领域技术人员可以理解的是，导热材料101不应仅仅被限 于石墨烯，在其他实施例中，导热材料101还可以采用碳化硅、金属等具有 良好导热性的材料实现。为了简明起见，在此不再对导热材料的所有可能进 行一一列举。
84.针对于导热材料是石墨烯的情况，首先通过例如喷涂氧化石墨烯溶液、 或将开设
示)、且该部分牺牲材料102的上表面与衬底100的上表面齐平。此处的术语
ꢀ“
齐平”意是指两者之间的高度差在工艺误差允许的范围内。本发明对牺牲 材料不做任何限定，现有常规牺牲材料例如磷硅玻璃(psg)、硼磷硅玻璃 (bpsg)、本征二氧化硅(usg)等均适用于本发明。
88.在步骤s104中，如图3(f)所示，在衬底100上形成覆盖第一凹槽的叠层结 构，该叠层结构从下至上依次包括下电极103、压电层104以及上电极105。 在本实施例中，叠层结构的形成过程如下：首先在衬底100的上表面沉积一 层下电极金属材料(未示出)，并对该下电极金属材料进行图形化以形成下 电极103，其中，下电极103可以覆盖整个第一凹槽，或覆盖部分第一凹槽。 需要说明的是，针对于第一导热层101a的材料具有导电性的情况，需要合理 设计第一导热层101a以及下电极103使其二者之间不存在电性接触。例如， 下电极103覆盖整个第一凹槽，这种情况下，第一导热层101a形成在第一凹 槽侧壁非上边缘的区域上，以避免与下电极103电性接触。又例如，下电极 103的水平投影落入第一凹槽开口的水平投影中，这种情况下，第一导热层 101a即使形成在第一凹槽的整个侧壁上也不会与下电极103电性接触。下电 极103的材料可以采用例如钼(mo)等常规电极金属实现。接着，在形成下 电极103所得到的结构上表面沉积一层压电材料，并对其进行平坦化操作以 形成压电层104。本领域技术人员可以理解的是，在其他实施例中，压电层 104也可以通过沉积压电材料直接形成而无需执行平坦化操作。压电层104的 材料可以采用例如氮化铝、氧化锌、铌酸锂、钛锆酸铅等常规压电材料实现。 最后，在压电层104上沉积一层上电极金属材料(未示出)，并对该上电极 金属材料进行图形化以形成上电极105。上电极105的材料可以采用例如钼 (mo)等常规电极金属实现，其可以与下电极103的材料相同、也可以不同。
89.需要说明的是，(1)本发明对于上电极105、压电层104以及下电极103 的具体厚度不做任何限定，可以根据实际设计需求相应设置。(2)在其他 实施例中，还可以根据实际设计需求形成体声波谐振器的其他组成部分，例 如在形成下电极之前在衬底上形成种子层，又例如形成叠层结构之后在上电 极上形成钝化层，又例如在形成下电极的同时形成与下电极连接的下电极连 接部、以及在形成上电极的同时形成与上电极连接的上电极连接部，又例如 在叠层结构中(例如上电极边缘等)形成边框结构、空气桥结构、空气翼结 构等，本文对此不做任何限定。
90.在步骤s105中，如图3(g)所示，移除牺牲材料102以在叠层结构的下方形 成空腔106，该空腔106由开设在衬底100上的第一凹槽和叠层结构的下表面 围成，其中，上电极105、压电层104、下电极103以及空腔106在器件厚度方 向上存在重叠区域，该重叠区域即为体声波谐振器的谐振区。本发明对于移 除牺牲材料102的具体方式不做任何限定，例如可以采用在叠层结构上形成 暴露牺牲材料102的释放孔、并使用腐蚀溶液通过该释放孔移除牺牲材料102 的方式实现。
91.针对于图5(c)和图7(c)所示的结构(即第一凹槽纵剖面呈现为倒t字形 状)，在执行步骤s103至步骤s105后最终所形成的结构可以相应参考图5(d) 和图7(d)；针对于图6(c)所示的结构(即第一凹槽纵剖面呈现为σ形状)，在 执行步骤s103至步骤s105后最终所形成的结构可以相应参考图6(d)。
92.本发明所提供的体声波谐振器的制造方法通过在衬底凹槽(即第一凹 槽)的底面、或在衬底凹槽的底面以及至少部分侧壁上形成第一导热层，有 效地提高了体声波谐振
器的散热效率。具体来说，当体声波谐振器工作所产 生的热量在衬底侧传递时，第一导热层可以有效加快热量从空腔向衬底传递 的速度，从而确保热量可以从衬底及时传递至器件外部。散热效率的提高可 以有效确保体声波谐振器工作时温度不会过高，从而有效确保体声波谐振器 的性能不受影响，进而使体声波谐振器可以适用于高功率容量器件(例如高 功率容量滤波器等)的实现。此外，衬底上所开设的凹槽其纵剖面的底部呈 现为上窄下宽的形状，也就是说，该凹槽的底部空间呈现为上小下大的结构。 当第一导热层形成在凹槽底面(以及至少部分侧壁)上时，由于凹槽底部空 间上小下大，所以可以很好地将第一导热层限定在凹槽的底部空间内。这种 情况下，即使在热量传递过程中由于第一导热层和衬底的热膨胀/热收缩程度 不同导致第一导热层从凹槽底部脱落，但因为凹槽底部空间被设计为上小下 大的结构(相应地凹槽纵剖面的底部呈现为上窄下宽的形状)，所以仍然可 以将第一导热层牢固地限定在凹槽的底面上，从而有效防止第一导热层发生 移位进而影响散热效果。针对于石墨烯这种容易脱落的材料来说(石墨烯除 了热膨胀/热收缩程度不同有可能导致其脱落，其特定的形成方式也有可能会 导致其与凹槽脱层)，本发明所提供的纵剖面呈现为上窄下宽形状的凹槽其 限位效果尤佳。而且凹槽纵剖面的底部呈现为上窄下宽的形状，还可以有效 增加第一导热层横向传递热量的空间，从而进一步确保了热量从空腔向衬底 的及时传递。
93.需要说明的是，针对于如图3(d)以及图6(c)所示的结构，其第一凹槽100a 的纵剖面分别是上底小于下底的梯形形状以及σ形状(相应地图3(d)以及图 6(c)所示的结构中第一凹槽100a纵剖面底部均呈现为上底小于下底的梯形形 状)，这种情况下，第一凹槽100a的底部空间对于任意厚度的第一导热层101a 均可起到良好的限位作用，所以第一导热层101a的厚度可以根据实际设计需 求相应制定。针对于如图5(c)和图7(c)所示的结构，其第一凹槽100a纵剖面均 为倒t字形状(相应地图5(c)和图7(c)所示的结构中第一凹槽100a纵剖面底部 均呈现为倒t字形状、且该倒t字形状下端为矩形形状)，这种情况下优选如 图5(c)和图7(c)所示，第一导热层101a的厚度至少与该倒t字形状下端的矩形 形状的高度相匹配(优选大于该倒t字形状下端的矩形形状的高度)，从而 使第一导热层101a可以被很好地限位。也就是说，针对于这种情况，在设计 第一凹槽底部空间的结构以及第一导热层厚度时需要联合二者进行考虑。由 于第一凹槽纵剖面底部所呈现的上窄下宽的形状还有众多可能，此处不再对 所有可能结构中第一导热层的厚度进行说明，只要是第一凹槽底部空间的结 构以及第一导热层厚度相配合可以实现对第一导热层的良好限位即可。此外 针对于第一导热层的材料是石墨烯的情况，可以通过例如调节氧化石墨烯溶 液的浓度以及喷涂/浸泡时间最终得到不同厚度的石墨烯层；针对于第一导热 层的材料是碳化硅或金属的情况，可以通过例如调节沉积时间等工艺参数得 到不同厚度的碳化硅层或金属材料层。
94.在一个优选实施例中，在衬底上表面形成第一凹槽所采用的刻蚀工艺是 bosch工艺，其中通过bosch工艺所刻蚀形成的第一凹槽其侧壁具有波纹结构， 该波纹结构可以形成起伏高达5nm以上的表面粗糙形貌，有利于增加第一导 热层与第一凹槽侧壁之间的结合力，从而可以进一步防止第一导热层移位。 下面，以第一凹槽纵剖面呈现为上底小于下底的梯形形状为例，对如何采用 bosch工艺形成第一凹槽的过程进行说明。首先，如图8(a)所示，采用各向同 性的刻蚀工艺形成第一各向同性凹槽100-1；接着，如图8(b)所示，钝化第
一 各向同性凹槽100-1的侧壁以在该侧壁上形成第一刻蚀保护薄膜107a；接着， 如图8(c)所示，对第一各向同性凹槽100-1的底面继续进行各向同性刻蚀，以 在第一各向同性凹槽100-1的下方形成第二各向同性凹槽，并钝化第二各向 同性凹槽的侧壁以在该侧壁上形成第二刻蚀保护薄膜107b，其中，该第二各 向同性凹槽与第一各向同性凹槽100-1构成凹槽100-2；重复执行各向同性刻 蚀以及钝化操作直至如图8(d)所示形成深度符合要求的第一凹槽100a，其中， 第一凹槽100a侧壁上的刻蚀保护薄膜107由多个各向同性凹槽侧壁上的刻蚀 保护薄膜共同构成。需要说明的是，通过调节每次各向同性刻蚀的工艺参数， 可以得到纵剖面呈现为上底小于下底的梯形形状。
95.在一个优选实施例中，如图9所示，在衬底100的下表面形成第二导热层 108，该第二导热层108的材料热导率高于衬底100的材料导热率。其中，第 二导热层108的形成有利于加速器件所产生的热量从衬底100向器件外部传 递，进一步提高器件的散热性能。需要说明的是，(1)第二导热层108的材 料可以与第一导热层101a的材料相同、也可以不同；(2)第二导热层108优 选与第一导热层101a同时形成(这种情况下第一导热层101a和第二导热层 108材料相同)。具体过程如下：首先在开设有第一凹槽的衬底的整个表面 形成导热材料，然后移除部分导热材料，仅保留第一凹槽第一预设表面以及 衬底底面上的导热材料，从而即可同时形成第一导热层101a和第二导热层 108。本领域技术人员可以理解的是，第二导热层108也可以不和第一导热层 101a同时形成，例如可以在形成叠层结构之后再形成第二导热层108。这种 情况下，在形成第二导热层108之前，优选形成覆盖器件正面的保护层，然 后在衬底100的下表面形成第二导热层108，最后去除保护层。保护层的形成 有利于在第二导热层108形成过程中对器件进行保护，以避免器件被损伤。
96.本发明还所提供了一种体声波谐振器，该体声波谐振器包括：
97.衬底；
98.叠层结构，该叠层结构形成在所述衬底的上表面，从下至上依次包括下 电极、压电层以及上电极；
99.空腔，该空腔形成在所述衬底和所述叠层结构之间，该空腔与所述下电 极、所述压电层以及所述上电极在器件厚度方向上存在重叠区域，且该空腔 的纵剖面的底部呈现为上窄下宽的形状；
100.第一导热层，该第一导热层形成在所述空腔的第二预设表面上且厚度小 于所述空腔的深度，其中，所述第二预设表面是所述空腔的底面、或是所述 空腔的底面以及至少部分侧壁。
101.下面将结合图3(g)、图5(d)、图6(d)以及图7(d)对上述体声波谐振器的各 个组成部分进行详细说明。
102.具体地，如图3(g)所示，本发明所提供的体声波谐振器包括衬底100以及 形成在该衬底100上的叠层结构。衬底100的上表面开设有第一凹槽。叠层结 构形成在衬底100的上表面且对第一凹槽形成覆盖，其中，叠层结构从下至 上依次包括下电极103、压电层104以及上电极105。衬底100、下电极103、 压电层104以及上电极105的材料以及尺寸等可以参考前文相应部分的内容， 为了简明起见，在此不再重复描述。
103.如图3(g)所示，本发明所提供的体声波谐振器还包括空腔106，该空腔106 形成在衬底100和叠层结构之间，由衬底100上表面所开设的第一凹槽和叠层 结构的下表面围成。
其中，上电极105、压电层104、下电极103以及空腔106 在器件的厚度方向上存在重叠区域，该重叠区域构成体声波谐振器的谐振 区。空腔106的纵剖面的底部呈现为上窄下宽的形状。在本实施例中，如图 3(g)所示，空腔106的纵剖面呈现为上底小于下底的梯形形状。在其他实施例 中，如图5(d)和图7(d)所示空腔106的纵剖面呈现为倒t字形状，或如图6(d) 所示空腔106的纵剖面呈现为σ形状。本领域技术人员可以理解的是，上述 对于第一凹槽纵剖面的举例仅为优选实施例，其不应该成为对第一凹槽纵剖 面形状的限制，凡是可以实现的且纵剖面底部呈现为上窄下宽形状的凹槽均 落入本发明的保护范围，为了简明起见，在此不再对第一凹槽纵剖面所有可 能的形状进行一一列举。
104.如图3(g)所示，本发明所提供的体声波谐振器还包括第一导热层101a， 该第一导热层101a形成在空腔106的第二预设表面上且厚度小于空腔106的 深度。第二预设表面是指空腔106的表面中用于形成第一导热层101a的区域。 在本实施例中，如图3(g)所示，第二预设表面是空腔106的底面。在其他实施 例中，第二预设表面包括空腔106的底面以及部分侧壁，又或者第二预设表 面包括空腔106的底面以及全部侧壁。本发明对于第一导热层101a的材料不 做任何限定，凡是可以加速热量从空腔106向衬底100传递的材料均适用于本 发明。优选地，第一导热层101a的材料热导率高于衬底100的材料热导率， 例如可以是石墨烯、碳化硅或金属等。需要说明的是，(1)针对于第一导 热层101a的材料具有导电性的情况，第一导热层101a与下电极103之间不存 在电性接触；(2)针对于第一导热层101a厚度以及空腔106底部空间结构的 设计可以参考前文相应部分的内容，为了简明起见，在此不再赘述。
105.本发明所提供的体声波谐振器其空腔的底面、或空腔的底面和至少部分 侧壁上形成有第一导热层，其中，该第一导热层的存在有利于提高体声波谐 振器的散热效率。具体来说，当体声波谐振器工作所产生的热量在衬底侧传 递时，第一导热层可以有效加快热量从空腔向衬底传递的速度，从而确保热 量可以从衬底及时传递至器件外部。散热效率的提高可以有效确保体声波谐 振器工作时温度不会过高，从而有效确保体声波谐振器的性能不受影响，进 而使体声波谐振器可以适用于高功率容量器件(例如高功率容量滤波器等) 的实现。另一方面，空腔其纵剖面的底部呈现为上窄下宽的形状，这种形状 不但可以有效防止第一导热层移位，还可以有效增加第一导热层横向传递热 量的空间，从而进一步确保了热量从空腔向衬底的及时传递。
106.在一个优选实施例中，空腔的侧壁具有粗糙的表面，其中，侧壁表面粗 糙有利于增加第一导热层与空腔侧壁之间的结合力，从而可以进一步防止第 一导热层移位。优选地，衬底上的第一凹槽可以通过bosch工艺形成以使其 侧壁具有波纹结构，相应地由第一凹槽所构成的空腔侧壁也具有波纹结构， 该波纹结构可以形成高达5nm以上的表面粗形貌。
107.在一个优选实施例中，如图9所示，本发明所提供的体声波谐振器还包 括第二导热层108，该第二导热层108形成在衬底100的下表面，且该第二导 热层108的材料热导率高于衬底100的材料导热率。其中，第二导热层108的 形成有利于加速器件所产生的热量从衬底100向器件外部传递，进一步提高 器件的散热性能。需要说明的是，第二导热层108的材料可以与第一导热层 101a的材料相同、也可以不同。
108.本发明还提供了一种封装结构的制造方法。如图10所示，该制造方法包 括：
109.在步骤s200中，提供器件晶圆，该器件晶圆包括多个体声波谐振器，其 中，至少一个所述体声波谐振器采用前述制造方法形成、或采用前述体声波 谐振器实现；
110.在步骤s201中，提供盖帽晶圆，该盖帽晶圆上形成有与所述多个体声波 谐振器在位置上一一对应的第二凹槽，其中，至少一个所述第二凹槽其纵剖 面的底部呈现为上窄下宽的形状、且其第三预设表面上形成有第三导热层， 该第三预设表面是所述第二凹槽的底面、或是所述第二凹槽的底面以及至少 部分侧壁；
111.在步骤s202中，在所述器件晶圆和所述盖帽晶圆之间形成用于连接二者 的连接结构，其中，所述器件晶圆形成有体声波谐振器的表面和所述盖帽晶 圆形成有第二凹槽的表面相对设置；
112.在步骤s203中，形成用于将所述器件晶圆上的电信号引出的导电结构。
113.下面将结合图11(a)至图11(d)对上述步骤进行详细说明。
114.具体地，在步骤s200中，如图11(a)所示，提供器件晶圆，该器件晶圆包 括多个体声波谐振器，其中至少一个体声波谐振器采用前述制造方法形成、 或采用前述体声波谐振器实现，为了简明起见，在此不再对前述体声波谐振 器及其制造方法进行重复说明。针对于器件晶圆中未采用前述制造方法形成 或未采用前述体声波谐振器实现的其他体声波谐振器，本发明对其不做任何 限定，可以采用现有常规体声波谐振器实现。此外为了简明起见，图11(a) 中只是示意性地绘制了一个体声波谐振器，且示意性地将该体声波谐振器中 空腔的纵剖面绘制为上底小于下底的梯形形状。
115.在本实施例中，如图11(a)所示，在器件晶圆形成有体声波谐振器的表面 上形成第一键合结构。典型地，第一键合结构包括第一键合部300a以及第二 键合部300b。其中，第一键合部300a通常形成在器件晶圆的边缘区域，用于 后续形成墙体(通常为密封墙)；第二键合部300b通常形成在器件晶圆的内 部区域，用于与叠层结构电性连接(为了简明起见，图中仅示意性地绘制了 第二键合部，而省略了第二键合部300b与叠层结构之间电性连接的绘制)。 第一键合部300a和第二键合部300b采用常规键合材料(例如au、cu等)制 成。
116.在步骤s201中，提供与器件晶圆配合使用的盖帽晶圆。在本实施例中， 如图11(b)所示，盖帽晶圆包括本体200，该本体200的正面(后续封装时朝向 器件晶圆中体声波谐振器的表面)形成有与器件晶圆上多个体声波谐振器在 位置上一一对应的第二凹槽200a。其中，至少一个第二凹槽200a其纵剖面的 底部呈现为上窄下宽的形状、且其第三预设表面上形成有第三导热层201。 第二凹槽200a其纵剖面的底部呈现为上窄下宽形状，不但有利于防止第三导 热层201移位，还有利于增加第三导热层201横向传递热量的空间。针对于盖 帽晶圆中纵剖面未呈现为上窄下宽形状的其他第二凹槽，本发明对其纵剖面 的形状不做任何限定，可以是常规的上底大于下底的梯形形状、或是矩形形 状等。
117.针对于纵剖面底部呈现为上窄下宽形状的第二凹槽来说，在本实施例 中，如图11(b)所示，第二凹槽200a的纵剖面呈现为上底小于下底的梯形形状。 在其他实施例中，第二凹槽200a的纵剖面还可以呈现为倒t字形状、或σ形 状等。本领域技术人员可以理解的是，上述对于第二凹槽200a纵剖面的举例 仅为优选实施例，其不应该成为对第二凹槽200a纵剖面形状的限制，凡是可 以实现的且纵剖面底部呈现为上窄下宽形状的凹槽均落入本发明的保护范 围，为了简明起见，在此不再对第二凹槽200a纵剖面所有可能的形状进行一 一列举。
118.第三预设表面是指第二凹槽200a的表面中用于形成第三导热层201的区 域。在本实施例中，如图11(b)所示，第三预设表面是第二凹槽200a的底面。 在其他实施例中，第三预设表面包括第二凹槽200a的底面以及部分侧壁，又 或者第三预设表面包括第二凹槽200a的底面以及全部侧壁。
119.本发明对于第三导热层201的材料不做任何限定，凡是可以加速热量从 第二凹槽200a向本体200传递的材料均适用于本发明。优选地，第三导热层 201的材料热导率高于本体200的材料热导率，例如可以是石墨烯、碳化硅或 金属等。
120.需要说明的是，(1)为了简明起见，图11(b)中只是示意性地绘制了一 个第二凹槽200a。(2)本发明对第三导热层的厚度不做任何限定，后续封 装过程中盖帽晶圆形成有第二凹槽的表面与器件晶圆形成有体声波谐振器 的表面相对，且盖帽晶圆上的第二凹槽与器件晶圆上的体声波谐振器在位置 上一一对应，这种情况下，只要第三导热层的厚度不会影响到与其对应的体 声波谐振器的性能即可。优选地，第三导热层201的厚度小于第二凹槽的深 度。(3)针对于相对应的第二凹槽和体声波谐振器二者来说，可以是第二 凹槽其纵剖面的底部呈现为上窄下宽的形状、和/或体声波谐振器中空腔其纵 剖面的底部呈现为上窄下宽的形状。(4)针对于第二凹槽与其对应的体声 波谐振器中的空腔其二者纵剖面的底部均呈现为上窄下宽的形状的情况，其 二者的纵剖面可以相同也可以不同，且其中的第三导热层和第一导热层的材 料可以相同也可以不同。(5)第二凹槽以及第三导热层的形成过程可以参 考前文体声波谐振器中第一凹槽以及第一导热层的形成过程，为了简明起 见，在此不再赘述。(6)优选地，第二凹槽的侧壁具有粗糙的表面，其中， 侧壁具有粗糙的表面有利于增加第二凹槽侧壁与第三导热层之间的结合力， 从而进一步防止第三导热层移位。在一个具体实施例中，可以通过bosch工 艺刻蚀形成第二凹槽使其侧壁具有粗糙的表面。(7)针对于第三导热层厚 度以及第二凹槽底部空间结构的设计，可以参考前文第一导热层以及第一凹 槽底部空间设计相应部分的内容，为了简明起见，在此不再赘述。
121.在本实施例中，如图11(b)所示，在盖帽晶圆本体200的正面形成第二键 合结构。其中，第二键合结构包括与第一键合结构中第一键合部300a在位置 上对应的第三键合部301a、以及与第一键合结构中第二键合部300b在位置上 对应的第四键合部301b。第三键合部301a和第四键合部301b采用常规键合材 料(例如au、cu等)制成。
122.在步骤s202中，在本实施例中，如图11(c)所示，将盖帽晶圆形成有第二 凹槽200a的表面与器件晶圆形成有体声波谐振器的表面相对设置，并将盖帽 晶圆的第二键合结构与器件晶圆的第一键合结构对准，然后对盖帽晶圆与器 件晶圆进行键合固定。其中，盖帽晶圆的第二键合结构和器件晶圆的第一键 合结构键合后形成连接结构。至此盖帽晶圆和器件晶圆形成连接。需要说明 的是，连接结构包括第一连接部302和第二连接部303，其中，第一连接部302 位于器件晶圆和盖帽晶圆的边缘区域、由第一键合部300a和第三键合部301a 键合形成，第二连接部303位于器件晶圆和盖帽晶圆的内部区域、由第二键 合部300b和第四键合部301b键合形成。在本实施例中，第一连接部302和第 二连接部303均由金属或合金键合而成，但是在其他实施例中，第一连接部 302和第二连接部303还可以由其他材料或工艺形成，例如第一连接部301还 可以采用光刻胶形成等。考虑到第一连接部302和第二连接部303的材料以及 形成方式存在多种，为了简明起见，在此不再所有可能的材料以及形成方式 一一列举。
123.在步骤s203中，形成用于将器件晶圆上的电信号引出的导电结构。在本 实施例中，如图11(d)所示，导电结构包括硅通孔400、重布线层401、以及焊 球402。其中，导电结构的形成过程如下：首先对盖帽晶圆的背面(即盖帽 晶圆本体200的背面)进行减薄操作使其符合厚度要求；接着在盖帽晶圆的 背面形成与第二连接部303电性连接的硅通孔400；最后在盖帽晶圆的背面形 成与硅通孔400电性连接的重布线层401、以及与重布线层401电性接触的焊 球402。至此导电结构制作完成。对本领域技术人员可以理解的是，上述导 电结构仅为优选实施方式，在其他实施例中，凡是可以将器件晶圆上的电信 号从第二连接部上引出的结构均适用于本发明中的导电结构。
124.需要说明的是，(1)通常情况下，在执行步骤s203之后，本发明所提 供的封装方法还包括将图11(d)所示结构通过焊球402焊接至封装基板(未示 出)，以及在焊接后对图11(d)所示结构进行塑封。(2)本发明对于封装结 构的具体器件类型不做任何限定，其可以是滤波器、也可以是双工器等。
125.在本发明所提供的封装结构的制造方法中，在器件晶圆上形成至少一个 体声波谐振器，该体声波谐振器中空腔的纵剖面的底部呈现为上窄下宽的形 状、且该空腔的底面(以及至少部分侧壁)上形成有第一导热层，同样地， 在盖帽晶圆上形成至少一个第二凹槽，该第二凹槽的纵剖面的底部呈现为上 窄下宽的形状、且该第二凹槽的底面(以及至少部分侧壁)上形成有第三导 热层。封装器件工作时，器件晶圆上的体声波谐振器作为发热部件，其所产 生的热量分别从器件晶圆侧和盖帽晶圆侧向外传递。由于器件晶圆侧体声波 谐振器的空腔底面(以及至少侧壁)上形成有第一导热层，所以有利于热量 从体声波谐振器的空腔向衬底传递，进而利于热量从衬底传递至封装结构的 外侧。同样地，由于盖帽晶圆侧形成有第三导热层，所以有利于热量从第二 凹槽向盖帽晶圆本体传递，进而有利于热量从盖帽晶圆本体传递至封装结构 的外侧。如此一来，可以有效提高封装结构的散热性能，使其适用于高功率 容量场景。此外，体声波谐振器中空腔以及盖帽晶圆中第二凹槽其二者的纵 剖面的底部呈现为上窄下宽的形状，不但有利于防止形成在其内部的导热层 移位进而影响散热效果，还有利于增加导热层横向传递热量的空间，从而进 一步确保的热量的传递。
126.本发明还提供了一种封装结构，该封装结构包括：
127.器件晶圆，该器件晶圆包括多个体声波谐振器，该多个体声波谐振器中 的至少一个采用前述制造方法形成、或采用前述体声波谐振器实现；
128.盖帽晶圆，该盖帽晶圆上形成有与所述多个体声波谐振器在位置上一一 对应的第二凹槽、且该盖帽晶圆形成有所述第二凹槽的表面与所述器件晶圆 形成有体声波谐振器的表面相对设置，其中，至少一个所述第二凹槽其纵剖 面的底部呈现为上窄下宽的形状、且其第三预设表面上形成有第三导热层， 该第三预设表面是所述第二凹槽的底面、或是所述第二凹槽的底面以及至少 部分侧壁；
129.连接结构，该连接结构设置在所述器件晶圆和所述盖帽晶圆之间，用于 连接所述器件晶圆和所述盖帽晶圆；
130.导电结构，该导电结构用于将所述器件晶圆上的电信号引出。
131.下面将结合图11(d)对上述封装结构的各个组成部分进行详细说明。
132.具体地，如图11(d)所示，本发明所提供的封装结构包括器件晶圆，该器 件晶圆包
括多个体声波谐振器，其中至少一个体声波谐振器采用前述制造方 法形成、或采用前述体声波谐振器实现，为了简明起见，在此不再对前述体 声波谐振器及其制造方法进行重复说明。针对于器件晶圆中未采用前述制造 方法形成或未采用前述体声波谐振器实现的其他体声波谐振器，本发明对其 不做任何限定，可以采用现有常规体声波谐振器实现。此外为了简明起见， 图11(d)中只是示意性地绘制了一个体声波谐振器，且示意性地将该体声波谐 振器中空腔的纵剖面绘制为上底小于下底的梯形形状。
133.本发明所提供的封装结构还包括与器件晶圆配合使用的盖帽晶圆。在本 实施例中，如图11(d)所示，盖帽晶圆包括本体200，该本体200的正面形成有 与器件晶圆上多个体声波谐振器在位置上一一对应的第二凹槽200a，且本体 200的正面与器件晶圆形成有体声波谐振器的表面相对。其中，至少一个第 二凹槽200a其纵剖面的底部呈现为上窄下宽的形状(本发明中第二凹槽的纵 剖面是指盖帽晶圆本体200正面朝上时第二凹槽的纵剖面)、且其第三预设 表面上形成有第三导热层201。第二凹槽200a其纵剖面的底部呈现为上窄下 宽形状，不但有利于防止第三导热层201移位，还有利于增加第三导热层201 横向传递热量的空间。针对于盖帽晶圆中纵剖面未呈现为上窄下宽形状的其 他第二凹槽，本发明对其纵剖面的形状不做任何限定，可以是常规的上底大 于下底的梯形形状、或是矩形形状等。
134.针对于纵剖面底部呈现为上窄下宽形状的第二凹槽来说，在本实施例 中，如图11(d)所示，第二凹槽200a的纵剖面呈现为上底小于下底的梯形形状。 在其他实施例中，第二凹槽200a的纵剖面还可以呈现为倒t字形状、或σ形 状等。本领域技术人员可以理解的是，上述对于第二凹槽200a纵剖面的举例 仅为优选实施例，其不应该成为对第二凹槽200a纵剖面形状的限制，凡是可 以实现的且纵剖面底部呈现为上窄下宽形状的凹槽均落入本发明的保护范 围，为了简明起见，在此不再对第二凹槽200a纵剖面所有可能的形状进行一 一列举。
135.第三预设表面是指第二凹槽200a的表面中用于形成第三导热层201的区 域。在本实施例中，如图11(d)所示，第三预设表面是第二凹槽200a的底面。 在其他实施例中，第三预设表面包括第二凹槽200a的底面以及部分侧壁，又 或者第三预设表面包括第二凹槽200a的底面以及全部侧壁。
136.本发明对于第三导热层201的材料不做任何限定，凡是可以加速热量从 第二凹槽200a向本体200传递的材料均适用于本发明。优选地，第三导热层 201的材料热导率高于本体200的材料热导率，例如可以是石墨烯、碳化硅或 金属等。
137.需要说明的是，(1)为了简明起见，图11(d)中只是示意性地绘制了一 个第二凹槽200a。(2)本发明对第三导热层的厚度不做任何限定，只要第 三导热层的厚度不会影响到与其对应的体声波谐振器的性能即可。优选地， 第三导热层201的厚度小于第二凹槽的深度。(3)针对于相对应的第二凹槽 和体声波谐振器二者来说，可以是第二凹槽其纵剖面的底部呈现为上窄下宽 的形状、和/或体声波谐振器中空腔其纵剖面的底部呈现为上窄下宽的形状。 (4)针对于第二凹槽与其对应的体声波谐振器中的空腔其二者纵剖面的底 部均呈现为上窄下宽的形状的情况，其二者的纵剖面可以相同也可以不同， 且其中的第三导热层和第一导热层的材料可以相同也可以不同。(5)优选 地，第二凹槽的侧壁具有粗糙的表面，其中，侧壁具有粗糙的表面有利于增 加第二凹槽侧壁与第三导热层之间的结合力，从而进一步防止第三导热层移 位。在一个具体实施例中，可以通过bosch工艺刻蚀形成第二
凹槽使其侧壁 具有粗糙的表面。(6)针对于第三导热层厚度以及第二凹槽底部空间结构 的设计，可以参考前文第一导热层以及第一凹槽底部空间设计相应部分的内 容，为了简明起见，在此不再赘述。
138.本发明所提供的封装结构还包括连接结构，该连接结构设置在器件晶圆 和盖帽晶圆之间，用于连接器件晶圆和盖帽晶圆。在本实施例中，如图11(d) 所示，连接结构包括第一连接部302以及第二连接部303，其中，第一连接部 302位于器件晶圆和盖帽晶圆的边缘区域，用于对器件晶圆上的体声波谐振 器进行保护，第二连接部303位于器件晶圆和盖帽晶圆的内部区域，用于与 体声波谐振器中叠层结构电性连接(为了简明起见，图中仅示意性地绘制了 第二连接部303，而省略了第二连接部303与叠层结构之间电性连接的绘制)。 在本实施例中，第一连接部302和第二连接部303均由金属(例如au、cu等) 或合金键合而成，但是在其他实施例中，第一连接部302和/或第二连接部303 还可以由其他材料实现，例如第一连接部301还可以采用光刻胶形成等。
139.本发明所提供的封装结构还包括导电结构，该导电结构用于将器件晶圆 上的电信号引出。在本实施例中，如图11(d)所示，导电结构包括硅通孔400、 重布线层401、以及焊球402。其中，硅通孔400贯穿盖帽晶圆本体200、并与 第二连接部303电性连接，重布线层401形成在盖帽晶圆的背面(即盖帽晶圆 本体200的背面)并与硅通孔400电性连接的，焊球402形成在盖帽晶圆的背 面并与重布线层401电性接触。对本领域技术人员可以理解的是，上述导电 结构仅为优选实施方式，在其他实施例中，凡是可以将器件晶圆上的电信号 从第二连接部上引出的结构均适用于本发明中的导电结构。
140.需要说明的是，(1)通常情况下，本发明所提供的封装结构还包括封 装基板(未示出)以及塑封体(未示出)，其中，图11(d)所示结构通过焊球 402焊接至封装基板，塑封体则对图11(d)所示结构的外表面形成包裹。(2) 本发明对于封装结构的具体器件类型不做任何限定，其可以是滤波器、也可 以是双工器等。
141.在本发明所提供的封装结构中，器件晶圆上形成有至少一个体声波谐振 器，该体声波谐振器中空腔的纵剖面的底部呈现为上窄下宽的形状、且该空 腔的底面(以及至少部分侧壁)上形成有第一导热层，同样地，盖帽晶圆上 形成有至少一个第二凹槽，该第二凹槽的纵剖面的底部呈现为上窄下宽的形 状、且该第二凹槽的底面(以及至少部分侧壁)上形成有第三导热层。封装 器件工作时，器件晶圆上的体声波谐振器作为发热部件，其所产生的热量分 别从器件晶圆侧和盖帽晶圆侧向外传递。由于器件晶圆侧体声波谐振器的空 腔底面(以及至少侧壁)上形成有第一导热层，所以有利于热量从体声波谐 振器的空腔向衬底传递，进而利于热量从衬底传递至封装结构的外侧。同样 地，由于盖帽晶圆侧形成有第三导热层，所以有利于热量从第二凹槽向盖帽 晶圆本体传递，进而有利于热量从盖帽晶圆本体传递至封装结构的外侧。如 此一来，可以有效提高封装结构的散热性能，使其适用于高功率容量场景。 此外，体声波谐振器中空腔以及盖帽晶圆中第二凹槽其二者的纵剖面的底部 呈现为上窄下宽的形状，不但有利于防止形成在其内部的导热层移位进而影 响散热效果，还有利于增加导热层横向传递热量的空间，从而进一步确保的 热量的传递。
142.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细 节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形 式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的， 而且是非限制性的，本发明的范围由所
附权利要求而不是上述说明限定，因 此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发 明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外， 显然“包括”一词不排除其他部件、单元或步骤，单数不排除复数。系统权利 要求中陈述的多个部件、单元或装置也可以由一个部件、单元或装置通过软 件或者硬件来实现。
143.以上所揭露的仅为本发明的一些较佳实施例而已，当然不能以此来限定 本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所 涵盖的范围。
技术特征：1.一种体声波谐振器的制造方法，该制造方法包括：提供衬底；在所述衬底的上表面形成第一凹槽，该第一凹槽的纵剖面的底部呈上窄下宽的形状；在所述第一凹槽的第一预设表面上形成厚度小于所述第一凹槽深度的第一导热层，其中，该第一预设表面是所述第一凹槽的底面、或是所述第一凹槽的底面以及至少部分侧壁；利用牺牲材料对所述第一凹槽进行填充；在所述衬底上形成叠层结构，该叠层结构从下至上依次包括下电极、压电层以及上电极；移除所述牺牲材料以在所述叠层结构的下方形成空腔，该空腔与所述下电极、所述压电层以及所述上电极在器件厚度方向上存在重叠区域。2.根据权利要求1所述的制造方法，其中，所述第一凹槽的纵剖面呈上底小于下底的梯形形状、或倒t字形状、或σ形状。3.根据权利要求1所述的制造方法，其中，采用bosch工艺对所述衬底的上表面进行刻蚀以形成侧壁具有粗糙表面的所述第一凹槽。4.根据权利要求1至3中任一项所述的制造方法，其中，在所述第一凹槽的第一预设表面上形成厚度小于所述第一凹槽深度的第一导热层的步骤包括：在所述衬底的上表面以及所述第一凹槽的侧壁和底面上形成一层导热材料，该导热材料的厚度小于所述第一凹槽的深度；去除所述导热材料位于所述第一凹槽第一预设表面之外的部分，以在所述第一凹槽的第一预设表面形成第一导热层。5.根据权利要求4所述的制造方法，其中，所述导热材料的热导率高于所述衬底的材料热导率。6.根据权利要求5所述的制造方法，其中，所述导热材料是石墨烯、碳化硅、或金属。7.根据权利要求6所述的制造方法，其中：所述导热材料是石墨烯；在所述衬底的上表面以及所述第一凹槽的侧壁和底面上形成一层导热材料的步骤包括：通过喷涂或浸泡氧化石墨烯溶液的方式在所述衬底的上表面以及所述第一凹槽的侧壁和底面上形成氧化石墨烯层；以及对所述氧化石墨烯层进行还原处理以形成石墨烯层；去除所述导热材料位于所述第一凹槽第一预设表面之外的部分的步骤包括：利用紫外光对所述石墨烯层位于所述第一凹槽第一预设表面之外的部分进行照射直至该部分石墨烯层被去除。8.根据权利要求1所述的制造方法，该制造方法还包括：在所述衬底的下表面形成第二导热层，该第二导热层的材料热导率高于所述衬底的材料热导率。9.一种体声波谐振器，该体声波谐振器包括：衬底；叠层结构，该叠层结构形成在所述衬底的上表面，从下至上依次包括下电极、压电层以及上电极；空腔，该空腔形成在所述衬底和所述叠层结构之间，该空腔与所述下电极、所述压电层
以及所述上电极在器件厚度方向上存在重叠区域，且该空腔的纵剖面的底部呈现为上窄下宽的形状；第一导热层，该第一导热层形成在所述空腔的第二预设表面上且厚度小于所述空腔的深度，其中，所述第二预设表面是所述空腔的底面、或是所述空腔的底面以及至少部分侧壁。10.根据权利要求9所述的体声波谐振器，其中，所述空腔的纵剖面呈上底小于下底的梯形形状、或倒t字形状、或σ形状。11.根据权利要求9所述的体声波谐振器，其中，所述空腔的侧壁具有粗糙的表面。12.根据权利要求9至11中任一项所述的体声波谐振器，其中，所述第一导热层的材料热导率高于所述衬底的材料热导率。13.根据权利要求12所述的体声波谐振器，其中，所述第一导热层的材料是石墨烯、碳化硅或金属。14.根据权利要求9所述的体声波谐振器，该体声波谐振器还包括：第二导热层，该第二导热层形成在所述衬底的下表面、且该第二导热层的材料热导率高于所述衬底的材料热导率。15.一种封装结构的制造方法，该制造方法包括：提供器件晶圆，该器件晶圆包括多个体声波谐振器，其中，至少一个所述体声波谐振器采用如权利要求1至8中任一项所述制造方法形成、或采用如权利要求9至14中任一项所述体声波谐振器实现；提供盖帽晶圆，该盖帽晶圆包括本体，该本体上形成有与所述多个体声波谐振器在位置上一一对应的第二凹槽，其中，至少一个所述第二凹槽其纵剖面的底部呈现为上窄下宽的形状、且其第三预设表面上形成有第三导热层，该第三预设表面是所述第二凹槽的底面、或是所述第二凹槽的底面以及至少部分侧壁；在所述器件晶圆和所述盖帽晶圆之间形成用于连接二者的连接结构，其中，所述器件晶圆形成有体声波谐振器的表面和所述盖帽晶圆形成有第二凹槽的表面相对设置；形成用于将所述器件晶圆上的电信号引出的导电结构。16.根据权利要求15所述的封装结构，其中，所述第二凹槽的纵剖面呈上底小于下底的梯形形状、或倒t字形状、或σ形状。17.根据权利要求15所述的封装结构，其中，所述第二凹槽的侧壁具有粗糙的表面。18.根据权利要求15至17中任一项所述的封装结构，其中，所述第三导热层的材料热导率高于所述本体的材料热导率。19.根据权利要求18所述的封装结构，其中，所述第三导热层的材料是石墨烯、碳化硅或金属。20.一种封装结构，该封装结构包括：器件晶圆，该器件晶圆包括多个体声波谐振器，该多个体声波谐振器中的至少一个采用如权利要求1至8中任一项所述制造方法形成、或采用如权利要求9至14中任一项所述体声波谐振器实现；盖帽晶圆，该盖帽晶圆包括本体，该本体上形成有与所述多个体声波谐振器在位置上一一对应的第二凹槽、且该盖帽晶圆形成有所述第二凹槽的表面与所述器件晶圆形成有体
声波谐振器的表面相对设置，其中，至少一个所述第二凹槽其纵剖面的底部呈现为上窄下宽的形状、且其第三预设表面上形成有第三导热层，该第三预设表面是所述第二凹槽的底面、或是所述第二凹槽的底面以及至少部分侧壁；连接结构，该连接结构设置在所述器件晶圆和所述盖帽晶圆之间，用于连接所述器件晶圆和所述盖帽晶圆；导电结构，该导电结构用于将所述器件晶圆上的电信号引出。21.根据权利要求20所述的封装结构，其中，所述第二凹槽的纵剖面呈上底小于下底的梯形形状、或倒t字形状、或σ形状。22.根据权利要求20所述的封装结构，其中，所述第二凹槽的侧壁具有粗糙的表面。23.根据权利要求20至22中任一项所述的封装结构，其中，所述第三导热层的材料热导率高于所述本体的材料热导率。24.根据权利要求23所述的封装结构，其中，所述第三导热层的材料是石墨烯、碳化硅或金属。
技术总结本发明提供了一种体声波谐振器的制造方法，该制造方法包括：提供衬底；在衬底的上表面形成第一凹槽，该第一凹槽的纵剖面的底部呈上窄下宽的形状；在第一凹槽的第一预设表面上形成厚度小于第一凹槽深度的第一导热层，其中，该第一预设表面是第一凹槽的底面、或是第一凹槽的底面以及至少部分侧壁；利用牺牲材料对第一凹槽进行填充；在衬底上形成叠层结构，该叠层结构从下至上依次包括下电极、压电层以及上电极；移除牺牲材料以在叠层结构的下方形成空腔，该空腔与下电极、压电层以及上电极在器件厚度方向上存在重叠区域。本发明还提供了一种体声波谐振器、封装结构及其制造方法。实施本发明有利于提高器件的散热效率。发明有利于提高器件的散热效率。发明有利于提高器件的散热效率。
技术研发人员：杨清华 赖志国
受保护的技术使用者：苏州汉天下电子有限公司
技术研发日：2022.05.31
技术公布日：2022/11/1
