具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

需要说明的是，在附图或说明书正文中，未绘示或描述的实现方式，均为所属技术领域中普通技术人员所知的形式，并未进行详细说明。此外，上述对各元件和方法的定义并不仅限于实施例中提到的各种具体结构、形状或方式，本领域普通技术人员可对其进行简单地更改或替换。

还需要说明的是，实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向，并非用来限制本公开的保护范围。贯穿附图，相同的元素由相同或相近的附图标记来表示。在可能导致对本公开的理解造成混淆时，将省略常规结构或构造。

并且图中各部件的形状和尺寸不反映真实大小和比例，而仅示意本公开实施例的内容。另外，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。

再者，单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。

说明书与权利要求中所使用的序数例如“第一”、“第二”、“第三”等的用词，以修饰相应的元件，其本身并不意味着该元件有任何的序数，也不代表某一元件与另一元件的顺序或是制造方法上的顺序，这些序数的使用仅用来使具有某命名的一元件得以和另一具有相同命名的元件能做出清楚区分。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把他们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把他们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的代替特征来代替。并且，在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个公开方面的一个或多个，在上面对本公开的示例性实施例的描述中，本公开的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本公开要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，公开方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本公开的单独实施例。

在现有通过圆片级金金热压键合的工艺对薄膜体声波滤波器的器件封装过程中，薄膜体声波滤波器密封区域底部保留底电极来保证键合平面的共面性和平整性，底电极一般是通过氮化铝材料作为粘附层，而在整个器件的加工过程中牺牲层的释放需要通过氢氟酸腐蚀来完成。然而，氮化铝属分子孔径较大的材料，氢氟酸分子相对于氮化铝来说比较小，可以轻易通过氮化铝材料侵蚀相邻结合界面形成微通道，导致器件对水气等恶化条件抵抗能力变弱。

为解决现有技术中通过圆片级金金热压键合的工艺对薄膜体声波滤波器的器件封装过程中所存在的技术问题至少之一，本公开提供了一种体声波滤波器及其制备方法。

如图1所示，本公开的一个方面提供了一种体声波滤波器，其中，包括基板100、谐振结构200、底电极结构300和盖板结构400。谐振结构200设置于基板100的中间位置；底电极结构300设置于基板100的表面上，并覆盖谐振结构200的谐振腔201；盖板结构400与底电极结构300键合连接，将谐振结构200密封于盖板结构400和基板100之间的密封空间101中。

基板100用于作为整个体声波滤波器的器件支撑结构，与之对应，盖板结构400与基板100构成该体声波滤波器器件的圆片级封装结构，将谐振结构200进行密封，起到基体保护的作用，为谐振结构的谐振功能提供稳固的作用空间。

谐振结构200设于基板100的上表面的中间位置，作为器件功能区域，实现谐振功能。

底电极结构300直接设置于基板上表面，而且底电极结构300覆盖谐振腔201，且不会填充谐振腔201，对谐振腔201的谐振功能不产生干涉。因此，相对于现有技术中基于基板100上的刻蚀凹槽或通孔设置底电极的结构形式，该底电极结构300的形成过程将避免对基板的沟槽刻蚀等工艺，极大简化了制备工艺，从而降低制备成本，而且并没有出现对器件性能和器件质量造成影响的情况。

因此，相对于现有技术中底电极结构凹设于基板的沟槽中的结构设计，通过将底电极结构直接形成于基板上表面，省去了对基板的沟槽刻蚀等工艺，简化了微帽晶圆加工层数和加工步骤流程，极大地降低了成本，同时可以保证体声波滤波器的器件性能和器件质量。

如图1-图18所示，根据本公开的实施例，底电极结构300包括粘附层310和底电极层320。粘附层310设置于基板100的上表面上，并覆盖谐振腔201；底电极层320设置于粘附层310的上表面上；其中，粘附层310和底电极层320构成底电极图案结构。

粘附层310和底电极层320一并经过刻蚀工艺形成图案化结构，构成底电极图案结构。该图案化结构为对应于粘附层310和底电极层320的刻蚀位置，暴露出基板100的上表面的结构形式，使得填充进入该暴露面对应的刻蚀位置的结构对粘附层310和底电极层320进行断层隔离，呈现图案化，具体如图4-图6所示。

其中，粘附层310位于底电极层320下方，且位于基板100的表面上，相对于现有技术中底电极结构凹设于基板的沟槽中的结构设计，可以使得粘附层310直接与基板100接触，从而在整个器件的加工过程中，对牺牲层进行释放工艺时即便采用氢氟酸等腐蚀液进行腐蚀工艺，也可以有效防止腐蚀液分子通过对粘附层侵蚀形成微通道导致器件整体质量下降、对水气等恶化条件抵抗能力差的情况。

同时，底电极层320还可以在封装过程中，可以起到保证键合平面的共面性和平整性。其中，底电极结构300与盖板结构400键合连接的外围区域形成密封区域，键合连接的中间区域形成支撑区域。

可见，通过取消保护性硅基板100上的底电极的沟槽设计，降低微帽加工流程和难度，同时还通过在薄膜体声波滤波器的底电极结构的密封区域进行图案化处理，使得对应于底电极结构300用于与盖板结构400键合连接的键合电极与硅基板100直接接触，隔绝氢氟酸等腐蚀液对密封区域的底电极粘附层材料的侵蚀，避免形成界面通道，从而从整体上提高器件可靠性。

因此，本公开实施例的体声波滤波器，实现了对现有技术中将底电极形成于基板凹槽以实现器件稳固性和体积小型化的技术突破，实现了对整个器件结构的底电极结构的重新设计，不仅简化了器件的制备工艺，还能够隔绝界面通道的形成，从整体上提高器件可靠性，且保持了器件的良好谐振功能。

如图1-图18所示，根据本公开的实施例，底电极结构300还包括密封键合部330、多个支撑键合部340。密封键合部330沿基板100的上表面的边缘、环形密封凸设，用于形成密封空间201；多个支撑键合部340围绕谐振结构200，分布凸设于基板100的上表面上，用于支撑密封空间201。

如图6、图7所示，密封键合部330为一封闭环形的密封凸起结构，凸出于基板100的上表面。当密封键合部330与盖板结构400实现键合密封时，可以在盖板结构400和基板100之间形成密封空间201。也即，密封键合部330主要起到键合密封的效果。

如图6、图1所示，支撑键合部340为凸出于基板100的上表面的支撑凸起结构，为密封空间201中下端与基板100上表面接触，上端与盖板结构400下表面接触的支撑柱，具有多个并在如图6所示B区域的外侧、密封键合部330内侧的基板100上均匀分布，以起到对盖板结构400和基板100进行支撑，使得盖板结构400和基板100不易发生形变，避免造成密封空间201产生畸变，从而防止谐振结构200的谐振功能受到影响。

如图1-图18所示，根据本公开的实施例，密封键合部330包括至少一个第一密封墙331和至少两个第二密封墙332。至少两个第二密封墙332夹设至少一个第一密封墙331；其中，至少两个第二密封墙332与至少一个第一密封墙331均为沿基板100的上表面的边缘凸起的封闭式环形结构，第二密封墙332的厚度大于等于第一密封墙331的厚度，相邻第一密封墙331和第二密封墙332之间具有间隙301。

如图4-图5所示，当对形成于基板100上的粘附层310和底电极层320的薄膜结构进行图案化处理之后，可以形成底电极结构300的图案化结构，其中即可以形成密封键合部330的至少一个第一密封墙331和至少两个第二密封墙332。

如图7、图12所示，至少一个第一密封墙331和至少两个第二密封墙332均为凸出于基板100上表面的封闭式环形凸起结构，具有一定的横向厚度。其中第二密封墙332的厚度b大于等于第一密封墙331的厚度d，另外同时保持第二密封墙332与相邻第一密封墙331之间的间隙301，且第二密封墙332的厚度b还可以大于等于该间隙301的宽度c，可以使得当进行盖板结构400和底电极结构300的键合工艺时，第二密封墙332和第一密封墙331对应的压强不一致，并以第一密封墙331处的压强更大，从而保证密封键合部330的键合强度更好，从而达到更好的键合密封性和稳固性，提高整体的器件结构质量。

如图1-图18所示，根据本公开的实施例，密封键合部330还包括密封体333，密封体333沿基板100的上表面的边缘、环形覆盖至少一个第一密封墙331和至少两个第二密封墙332上，其中，密封体333包括密封空隙401，密封空隙401对应于相邻第一密封墙331和第二密封墙332之间的间隙301凹设于密封体333的上表面上。

密封体333主要用于与盖板结构400的密封键合位置进行直接接触键合，加强键合效果。密封体333直接覆盖于密封键合部330的封闭式环形凸起结构上，即覆盖全部第一密封墙331和第二密封墙332，并与基板100的上表面实现部分接触，即图10-图11。其中，密封体333在该第一密封墙331和第二密封墙332的基础上实现覆盖操作，可以加高整个密封键合部330的整体高度，使得密封空间201达到预设的空间宽度尺寸，同时还可以兼顾对密封键合部330的整体键合强度的进一步加强。

由于上述间隙301的存在，使得覆盖操作之后的密封体333同时形成对应间隙301的密封空隙401，由于密封空隙401的存在，同时由于密封体333的上端部狭窄突出设置，基于前述第一密封墙331和第二密封墙332以及间隙301的尺寸没计，可以使得当进行盖板结构400和密封体333的键合工艺时，对应第二密封墙332和第一密封墙331的密封体333的上端部的压强不一致，并以对应第一密封墙331处的压强更大，从而保证密封键合部330的键合强度更好，从而达到更好的键合密封性和稳固性，提高整体的器件结构质量。

如图1-图18所示，根据本公开的实施例，支撑键合部340包括支撑体341，支撑体341设置于底电极层320的上表面上，其中，支撑体341包括支撑槽501，支撑槽501对应于底电极层320的上表面，凹设于支撑体341的上表面上。

如图1和图4-图11所示，底电极结构300的粘附层310和底电极层320进行图案化之后，使得该两层结构在基板100上形成大小不一的区域，如图6所示。支撑键合部340的对应于谐振结构200上位于密封键合部330内侧的底电极层320上形成。

支撑体341具有多个，其中部分直接形成于与覆盖谐振结构200的谐振腔的底电极层320的一端，另外部分直接形成于与该覆盖谐振腔201的底电极层320相间隔的底电极层320的图案上。从而，借此图案化结构，可以有效避免谐振结构的短路可能性，确保键合之后的谐振功能保持。

此外，支撑体341具有一定的高度设计，一般支撑体341具有支撑槽501，支撑槽501的底表面与基板100的上表面之间高度差h1应当与密封体333的上端部的端面与基板100的上表面之间高度差h2相等。借此，可以正盖板结构400的盖板410与基板100之间的平行设计，防止盖板410发生形变，避免密封空间201产生畸变，从而进一步保证了谐振结构200的谐振效果。

如图1-图18所示，根据本公开的实施例，谐振腔201凹设于基板100的上表面上，如图2-图4所示，谐振腔201的设计可以有效保证谐振结构200的谐振效果。需要说明的是，本公开实施例的谐振结构200的谐振腔201具有多个，即多个谐振腔201凹设于基板100的上表面，以加强谐振效果。在底电极结构300对多个谐振腔201分别或统一进行覆盖之后，可以使得谐振结构200能够提供更为丰富的器件谐振功能。

如图1-图18所示，根据本公开的实施例，谐振结构200包括压电层210、顶电极层220和调频层230。压电层210部分设置于基板100的上表面上，其他部分设置于底电极层320的上表面上，覆盖谐振腔201；顶电极层220对应于谐振腔201，设置于压电层210的上表面上；调频层230设置于顶电极层220的上表面上。

如图9-图10所示，当压电层210进行了图案化以后，可以使得压电层210部分设置于基板100的上表面上，其他部分设置于底电极层320的上表面上，同时可以直接对应覆盖B区域的谐振腔201。其中，顶电极层220和调频层230则可以严格对应于谐振腔201的形状、尺寸设置于压电层210的上方，并朝向盖板结构400在密封空间201中凸设，以此来保证谐振结构200的谐振效果。

如图1-图18所示，根据本公开的实施例，压电层210包括多个第一开口202和多个第二开口203。多个第一开口202对应多个支撑键合部的多个第一支撑体341穿设压电层210，多个第一支撑体的每个第一支撑体341穿过第一开口202设置于底电极层320的上表面；多个第二开口203对应多个支撑键合部的多个第二支撑体341穿设压电层210，多个第二支撑体的每个第二支撑体341穿过第二开口203设置于底电极层320的上表面。

如图9-图10所示，当对压电层210进行图案化处理之后，可以在压电层210上的两侧形成第一开口202和第二开口203，第一开口202用于将覆盖谐振腔201的底电极结构300的底电极层320上表面暴露，第二开口203用于将底电极层320之外、密封键合部330内侧的其他底电极层320上表面暴露。对应暴露于第一开口202的底电极层320上形成的支撑键合部340的支撑体341为第一支撑体341，对应暴露于第二开口203的底电极层320上形成的支撑键合部340的支撑体341为第二支撑体341。借此，可以更好地隔开谐振结构200，避免谐振结构200的短路情况，保持更好的谐振效果。

如图1-图18所示，根据本公开的实施例，盖板结构400包括盖板410、盖板键合部420和第一键合层430。盖板键合部420对应密封键合部330的密封体333、沿盖板410的下表面的边缘、环形密封凸设，用于配合基板100形成密封空间201；第一键合层430设置于盖板键合部420的顶端表面，与密封体333的上表面接触。

如图13-图15所示，盖板410作为盖板结构400的主体结构，用于形成盖板结构400的主要键合结构。盖板键合部420为封闭式环形凸起，凸设于盖板410的下表面的边缘，可以与密封键合部330实现键合密封，形成密封空间201。为更好的实现对密封空间201的密封，达到更好的密封效果，在盖板键合部420用于键合的顶端的表面上设置第一键合层430，以与密封键合部330的密封体333的上端部的上表面接触键合，从而可以配合密封体333的上端部的结构设计达到最好的键合密封效果。

如图1-图18所示，根据本公开的实施例，盖板结构400还包括多个盖板键合柱440和多个第二键合层450。多个盖板键合柱440对应多个支撑键合部340的支撑体341、并设置于支撑体341的支撑槽501中；多个第二键合层450对应设置于多个盖板键合柱440的顶端表面，并与多个支撑键合部340的支撑槽501的底表面接触。

其中，第一键合层430和第二键合层450为前述的嵌合电极。

如图13-图15所示，盖板键合柱440为单独的柱状凸起，一一对应于支撑键合部340的支撑体341，凸设于盖板410的下表面，可以与支撑体341一并实现键合密封，形成密封空间201的支撑结构。为更好的实现对密封空间201的支撑，达到更好的支撑效果，在盖板键合柱440用于键合的顶端的表面上设置第二键合层450，以插入支撑体341的支撑槽501，与支撑槽501的底表面接触键合，从而可以配合支撑体341的结构设计达到最好的键合支撑效果，保证结构稳固、器件形状规整，提高器件结构质量。

如图1-图18所示，根据本公开的实施例，盖板结构400还包括多个电极孔402和多个背电极层460。多个电极孔402对应多个盖板键合柱440、穿设多个盖板键合柱440；多个背电极层460对应多个电极孔402、设置于盖板410的上表面上；其中，多个背电极层460的每个背电极层460穿过多个电极孔402的每个电极孔402、并与支撑体341接触。

如图14-图18所示，电极孔402用于为背电极层460与支撑体341直接接触提供连接通道。背电极层460则用于作为器件结构的引出电极。

如图1-图19所示，本公开的另一个方面提供了一种上述的体声波滤波器的制备方法，其中，包括步骤S1901-S1903。

在步骤S1901中，在基板上形成位于基板的中间位置的谐振结构；

在步骤S1902中，根据谐振结构，形成位于基板的表面并覆盖谐振结构的谐振腔的底电极结构；以及

在步骤S1903中，通过盖板结构和底电极结构键合连接，将谐振结构密封于盖板结构和基板之间的密封空间中。

如图1-图19所示，根据本公开的实施例，在在步骤S1902根据谐振结构，形成位于基板的表面并覆盖谐振结构的谐振腔的底电极结构中，包括：在基板的上表面上形成覆盖谐振结构的谐振腔的粘附层；在粘附层的上表面上形成底电极层。

结合图2-图18所示的内容，针对上述图19所示的对应图1所示薄膜体声波滤波器的制备方法，特举如下具体制备步骤S1-S14的实施案例予以详细说明：

在步骤S1中，如图2所示，在硅基体100的上表面通过硅干法刻蚀的工艺形成图1所示薄膜体声波滤波器的谐振腔201。

在步骤S2中，如图3所示，通过化学气相沉积的方式在谐振腔201内沉积牺牲层510，再通过化学机械研磨的方式将谐振腔201外的牺牲层研磨去除。

在步骤S3中，如图4所示，通过化学气相沉积工艺沉积底电极结构300的粘附层310，粘附层310材料一般为氮化铝，粘附层310厚度在之间；之后，通过物理气相沉积工艺沉积底电极结构的底电极层320，底电极层320材料一般为钼，底电极层320厚度在之间。

在步骤S4中，如图5所示，通过干法刻蚀工艺对底电极结构300的310/320进行刻蚀，实现结构图案化，形成对应密封键合部330的密封区域、功能区域B和支撑键合部340的支撑电极区域，如图6所示，根据该底电极结构300被刻蚀后俯视平面示意图，密封区域的底电极结构300的310/320被刻蚀后的图案，需要确保基板100上表面边缘的凸起部分(对应于密封键合部330处)连续不中断。其中，如图7所示，图案化之后的密封键合部330的第一密封墙331厚度尺寸d大于等于1μm，第二密封墙332厚度尺寸b大于等于1μm，二者之间的间隙301的宽度尺寸c大于等于1um，且b大于等于d。

在步骤S5中，如图8所示，通过化学气相沉积工艺在图7所示器件结构表面沉积压电层210，压电层210材料一般是氮化铝，压电层210厚度在-2um之间；

在步骤S6中，如图9所示，通过物理气相沉积工艺和化学气相沉积工艺在压电层210上，分别制备顶电极层220和调频层230.之后，通过图形化工艺将二者仅留存在谐振腔201的正上方；顶电极层220的材料一般为金属钼，顶电极层220厚度在调频层230材料一般为氮化铝。

在步骤S7中，如图10所示，通过干法刻蚀工艺或者湿法腐蚀工艺形成密封键合部330的第一密封墙331和第二密封墙332，其中，底电极结构330外侧至基板100边缘的所有压电层210全部去除。

在步骤S8中，如图11所示，通过物理气相沉积工艺和蒸镀工艺分别制备密封键合部330的密封体333和支撑键合部340的支撑体341，密封体333和支撑体341材料一般为金，二者厚度分别控制在0.5um～2um之间；密封体333的水平厚度尺寸k要大于第一密封墙331、第二密封墙332和间隙301的整体厚度2b+2c+d，实现对两个密封墙的整体覆盖，如图12所示，密封体333相对多余出的一边的尺寸a大于等于3um。

在步骤S9中，如图13所示，在保护硅基体410(即盖板410，与基板100为同样的硅晶圆)上通过硅干法刻蚀工艺制备盖板键合部420和多个盖板键合柱440，盖板键合部420和多个盖板键合柱440的整体高度一般相同，且大都控制在2μm-10μm之间。

在步骤S10中，如图14所示，通过深硅刻蚀工艺在对应于盖板键合柱440上制备电极孔402。

在步骤S11中，如图15所示，通过物理气相沉积工艺和蒸镀工艺制备分别在盖板键合部420和多个盖板键合柱440上制备一层键合电极，即第一键合层430和第二键合层450，第一键合层430和第二键合层450材料一般为金，厚度控制在0.5um～2um之间。

在步骤S12中，如图16所示，通过圆片级金金热压键合工艺将制备好的盖板结构400和具有底电极结构300和谐振结构200的基板100进行键合，实现二者键合密封。

在步骤S13中，如图17所示，通过机械研磨的方式将保护性盖板410进行背面减薄，使得电极孔402透穿盖板410。

在步骤S14中，如图18所示，通过物理气相沉积工艺和电镀工艺，在电极孔402和保护性盖板410的背表面制备一层外引电极(即背电极层460)，背电极层460材料可以是铜或金，以实现器件通过保护盖板410与外部互连。

显然，基于上述步骤S1-S14的详细说明，更进一步体现了本公开实施例的上述图1所示的器件结构，相对于现有技术中基于基板100上的刻蚀凹槽或通孔设置底电极的结构形式，取消了微帽结构上的沟槽设计，简单化微帽晶圆加工层数和流程，即在底电极结构的形成过程将有效避免对基板的沟槽刻蚀等工艺，极大简化了制备工艺，从而降低制备成本，而且通过对底电极结构图案化处理，使得密封区域键合电极直接与硅基体接触，隔绝氢氟酸等腐蚀液侵蚀密封区域粘附层的氮化铝形成微观通道的可能性，从而提高器件可靠性，更好地保持了器件功能，且从结构上进一步改善了器件性能，提高了器件结构质量。

因此，相对于现有技术中底电极结构凹设于基板的沟槽中的结构设计，通过将底电极结构直接形成于基板上表面，省去了对基板的沟槽刻蚀等工艺，简化了微帽晶圆加工层数和加工步骤流程，极大地降低了成本，同时可以保证体声波滤波器的器件性能和器件质量。

至此，已经结合附图对本公开实施例进行了详细描述。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。