[发明专利]晶圆级超声波芯片组件及其制造方法

说明书

本发明公开了一种晶圆级超声波芯片组件及其制造方法，其中晶圆级超声波芯片组件包含晶圆基板、超声波元件、第一保护层、导电线路、第二保护层、传导材料、特用芯片、导电柱及焊接部。晶圆基板包含贯通晶圆基板的贯通槽。超声波元件曝露于贯通槽。导电线路位于第一保护层上，并连接超声波元件。第二保护层覆盖导电线路，第二保护层具有对应于超声波元件的开口。传导材料接触超声波元件。特用芯片连接晶圆基板，使贯通槽在特用芯片及超声波元件间形成空间。导电柱设置于贯穿特用芯片、晶圆基板及第一保护层的穿孔中，并分别连接导电线路及焊接部。

【技术领域】

本发明涉及超声波传递领域，尤其涉及一种晶圆级超声波芯片组件及其制造方法。

【背景技术】

移动电话、个人笔记型计算机或平板等智能型电子装置已经成为了生活中必备的工具，大众已习惯将重要信息或是个人资料储存于智能型电子装置中，为了避免重要信息遭到遗失或是盗用等情况，如今智能型电子装置已广泛地采用于指纹辨识来认证、识别其使用者。

目前虽然已有指纹辨识应用于智能型电子装置，通常是通过超声波元件发送超声波讯号至手指并且接收被指纹的波峰波谷反射回来的超声波讯号的强弱来辨识指纹。然而，超声波元件的超声波讯号可以通过介质而传递至非与手指接触的区域，如此将使得超声波模块所接收的反射超声波讯号不一定是被手指反射，故较不易辨识指纹，指纹辨识的准确度较低。

【发明内容】

为此，本发明提供一种晶圆级超声波芯片组件，晶圆级超声波芯片组件，包含晶圆基板、超声波元件、第一保护层、第一导电线路、第二导电线路、第二保护层、传导材料、特用芯片、导电柱及焊接部。

晶圆基板包含贯通槽。贯通槽贯通晶圆基板的第一表面及第二表面，第一表面及第二表面彼此相对。超声波元件位于晶圆基板的第一表面，且超声波元件具有上表面及下表面，超声波元件的下表面曝露于贯通槽。第一保护层位于晶圆基板的第一表面并围绕超声波元件。第一导电线路及第二导电线路位于第一保护层上，并分别连接至超声波元件的上表面。第二保护层覆盖第一导电线路及第二导电线路，第二保护层具有开口，超声波元件的上表面对应于开口。传导材料位于开口内且接触超声波元件的上表面。特用芯片包含彼此相对的连接面及底面，连接面与晶圆基板的第二表面连接，且贯通槽位于特用芯片的连接面及超声波元件的下表面之间形成一空间。导电柱设置于贯穿特用芯片、晶圆基板、及第一保护层的穿孔中，导电柱与第一导电线路或第二导电线路连接。焊接部位于特用芯片的底面，焊接部连接导电柱。

在一些实施例中，特用芯片的连接面与晶圆基板的第二表面通过阳极处理直接连接。

在一些实施例中，超声波元件包括依序堆栈于晶圆基板上的第一压电层、第一电极、第二压电层及第二电极。第二压电层及第二电极未完全覆盖出第一电极，传导材料接触第二电极，且第一电极与第二电极分别与第一导电线路及第二导电线路连接。

在一些实施例中，超声波元件包括第一超声波单元及第二超声波单元。第一超声波单元包含第一压电层及第一电极。第一压电层位于晶圆基板上，且第一压电层及第一保护层具有连通的第一接触孔。第一电极被包覆于第一压电层内，且第一电极的一部分曝露于第一接触孔，第一导电线路的一部分位于第一接触孔中，与第一电极连接。第二超声波单元于垂直晶圆基板的方向上未与第一超声波单元重叠。第二超声波单元包含第二压电层、第二电路图案层及第二电极。第二压电层位于晶圆基板上，第二压电层与第一压电层为同层且彼此分离。第二电路图案层被包覆于第二压电层内，第二电路图案层与第一电极为同层且彼此分离。第二电极位于第二压电层上，第一保护层还具有第二接触孔，第二接触孔与开口连通。第二导电线路的一部分位于第二接触孔中并与第二电极连接，传导材料的一部分填入第二接触孔中，与第二电极接触。

在一些实施例中，特用芯片还包含复数个连接垫，复数个连接垫设置于特用芯片的连接面。进一步地，在一些实施例中，穿孔贯穿复数个连接垫之一，且导电柱与连接垫连接。

在一些实施例中，传导材料为聚二甲基硅氧烷。