SE:通常BAW滤波器制造会用到沉积技术和调整(trimming)技术。您认为键合和层转移(layer transfer)技术是否对BAW滤波器市场具有吸引力?
EB:对于BAW滤波器,沉积绝对是提高整体性能的关键工艺,并且需要从衬底上转移。当前,晶圆键合是BAW滤波器封装的一道工艺。压电工程衬底键合的主要市场还是SAW滤波器。
CM:您对射频滤波器的键合市场增长情况持什么观点?
EB:我们需要将用于封装的键合市场和用于工程衬底的键合市场分开审视。受5G对射频滤波器日益严格的规格要求所驱动,工程衬底键合市场将快速增长。用于封装的键合技术已经非常完善,但对于BAW滤波器来讲,键合技术还在持续发展中。
CM:请介绍现有的永久性键合技术以及未来的发展趋势。
EB:工程衬底的直接键合和MEMS的金属键合已经在多个领域得到应用。混合键合是目前最热门的技术,因为它不仅进入了背照式CMOS图像传感器市场,还以不同形式用于3D堆叠应用。由于3D堆叠对混合键合的要求越来越严格,因此进一步推动了其研发进展。
SE:熔融键合(fusion bonding)技术在CMOS图像传感器和MEMS行业中知名度很高。射频滤波器对键合技术是否有特殊要求?射频滤波器对键合界面有何技术规范?
EB:的确如您所说,CMOS图像传感器、MEMS和绝缘体上硅(SOI)晶圆的键合已经批量生产十多年,EVG在某些领域的市场份额已经超过90%,优势十分突出。虽然晶圆与晶圆之间的对准对于CMOS图像传感器来说非常具有挑战性,但对诸如SOI和SAW之类的工程衬底来讲,对准并非最关键的环节。但是,TF-SAW的问题在于其独特的材料特性。压电晶圆的各向异性热膨胀是最大的挑战,因为熔融键合界面需要在键合后进行退火以提高强度。一般采用300℃的退火温度,但常常会引起晶圆破裂。因此,在键合之前对衬底进行等离子体活化改良,能大大降低键合键形成的温度。
SE:SAW滤波器所用晶圆尺寸从4英寸到6英寸不等。EVG的键合设备是否可以兼容4英寸到6英寸的晶圆?
EB:EVG的设备设计理念是为客户提供灵活性和创新能力。因此,让设备具有可扩展能力是可行的,我们的客户可以在同一台设备上运行更大尺寸的晶圆。
SE:随着LTE和5G手机中滤波器数量不断增加,您是否希望键合设备过渡到8英寸?如果是,请预测发生的时间点。
EB:从设备的角度来看,我们所有的技术都是成熟的,并已证明在12英寸晶圆的批量生产能力。SAW滤波器要增加其晶圆尺寸,面临两个主要问题,一是是否有合适的大尺寸晶圆,第二是与其它材料的热膨胀系数不匹配,这目前限制采用6英寸晶圆的主要因素。预计首批8英寸压电晶圆将在2023年前实现大规模量产。另一方面,BAW器件沉积在硅晶圆上,其尺寸显然不是障碍,许多滤波器厂商都采用8英寸晶圆。