[发明专利]整合的晶圆级别封装体

说明书

技术领域

本发明涉及一种晶圆级别的封装。特别是涉及一种整合的晶圆级别封装体。

背景技术

消费类电子产品，例如移动电话、个人电子辅助设备等的外形尺寸在逐渐变小，价格也持续降低，但功能却在逐渐增强。从而使得这些电子产品在尺寸和成本方面对其内部的电子元器件(例如集成电路(ICs)和微机电系统(MEMS)器件)提出了严格的要求。包括体声波滤波器在内的射频(RF)滤波器在所有的射频前端器件中是普遍存在的元器件，并且射频滤波器在蜂窝式手机(celluar handset)的设计中起着重要的作用。需要不断努力来提供廉价的、体积小的、频率调谐精准的滤波器或者双工器。一个体声波谐振器至少由一层压电薄膜和至少一对将压电薄膜夹在中间的上下电极组成。体声波谐振器的谐振频率是指在器件中的机械波的传播频率。在材料中给定一个机械波的相速度，那么行波的半波长就等于器件总厚度。除了压电层的厚度之外，体声波谐振器的其他层材料的性质和厚度也会影响谐振频率。制作体声波滤波器时具有挑战性的一道工艺就是保证沉积在整片晶圆上的薄膜的厚度足够精准，目的是为了保持频率的容差范围低至0.1％左右。最后，为了获得理想的良率，基于测量得到的频率分布，对谐振器最顶层的钝化层进行频率调整常常是必要的。

一个典型的体声波滤波器的例子就是被称为梯形结构的滤波器，它是由许多谐振器对组成的，一个谐振器对包括一个串联的和一个并联的谐振器。这两个谐振器的谐振频率有细微的差别，通常是几个百分点，通过一层薄的质量负载层来轻微地改变其中一个谐振器的谐振频率。在移动电话中，体声波谐振器同样也用来组成构造双工器的滤波器，其中双工器包括发射端(Tx)滤波器和接收端(Rx)滤波器。美国专利(U.S.Pat.No.6,407,649)提到一种在同一个基底上并排地制作发射端滤波器和接收端滤波器的方法。发射端滤波器和接收端滤波器所需的频率差异是通过在两个滤波器中的任意一个的叠层结构中增加一层调谐层来实现的。然而，在许多情况下，例如宽带码分多址(WCDMA)Band 1应用中，发射端频段的中心频率比接收端频段的中心频率低10％左右。为了达到最优的滤波器性能，组成发射端滤波器和接收端滤波器的叠层结构(layered stack)完全不同，并且单独对发射端滤波器和接收端滤波器进行频率调谐是必要的，但是这种频率调谐的方法对于两个间距小于5毫米的芯片来说是不可行的。为了适应移动电子产品更小体积和多功能的需求，正在发展多带滤波器模块上投入大量的努力，如由通带中心频率在1.575GHz的全球定位系统(GPS)滤波器和通带中心频率在1.960GHz的一个码分多址(CDMA)滤波器组成的多带滤波器模块。在美国专利(U.SPat.6,518,860)中提到，不同厚度的压电薄膜必须单独沉积，但这样会大大增加工艺的复杂度和制造成本。类似于前面所提到的问题，对并排放置的但不同频带的滤波器逐个进行频率调整是不可行的。总的来讲，在单一基底上制作体声波双工器或者多带体声波滤波器需要同时考虑滤波器的性能、制造良率以及可能因此带来的较为昂贵的工艺成本等因素，且往往需要在这些因素中进行折衷处理。

因此，上述诸多缺陷和不足需要得到很好的解决。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种用于整合晶圆级别的封装的整合的晶圆级别封装体。本发明的第一目的就是，从根本上通过晶圆的垂直整合来减少多带滤波器或者双工器的器件面积和生产成本。第二目的就是，在封装和键合工艺之前，通过对晶圆上的滤波器进行独立的频率调整来使得器件的良率达到最高。第三目标就是，提供一个可行的在晶圆封装体上的外界焊点，滤波器可以与外界焊点电耦合但无需增大芯片和封装体的尺寸。第四目的就是，使得两个或者更多的滤波器组件同时包裹在一个晶圆级别封装中，从而防止滤波器被周围大气环境污染。

本发明所采用的技术方案是：一种整合的晶圆级别封装体，包括：

(a)具有第一表面和对应的第二表面的第一晶圆；

(b)具有第一表面和对应的第二表面的第二晶圆，第一晶圆和第二晶圆之间间隔一定距离，且第一晶圆的第二表面与第二晶圆的第一表面相面对，该两个表面之间形成第一间距；

(c)制作在第一晶圆第二表面上的第一体声波滤波器；

(d)制作在第二晶圆第一表面上的第二体声波滤波器，第一体声波滤波器与第二体声波滤波器直接面对，两者之间形成第二间距；

(e)存在于第一晶圆和第二晶圆之间的密封圈，环绕第一体声波滤波器和第二体声波滤波器形成密封，密封圈、第一体声波滤波器和第二体声波滤波器之间形成一个空腔；