CN1238967C - 高频声表面波器件金属薄膜的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了属于声表面波器件的制造技术的一种高频声表面波器件金属薄膜的制造方法。该方法为在压电晶体及金属铝膜之间沉积一层过渡层金属。其过渡层金属采用易和刻蚀气体Cl2反应生成氯化物的金属：Zr，Ni及Nb。这些金属熔点高，扩散系数低，能抑制Al原子迁移，同时，能够在改善铝膜性能的同时，提高反应离子刻蚀的器件图形的精确度。以及薄膜在高频声表面波器件中表现出强的附着力和功率承受力。
Description
技术领域
本发明属于声表面波器件的制造技术，特别涉一种高频声表面波器件金属薄膜的制造方法。
背景技术
声表面波(SAW)滤波器被广泛的应用于现代通讯系统中。在SAW器件制作过程中，电讯号和声讯号的转换是由叉指换能器来完成。铝具有很高的电导率，声阻抗小，化学性质稳定，易于沉积，因而被广泛用作叉指换能器的材料。工作频率达到GHz的SAW滤波器，叉指换能器指条宽度一般为微米或纳米量级，如此微细的电极，需要有强的功率承受力和机械承受力，因为在高功率下来自于声表面波的重复应力会引起Al原子沿着晶界迁移(Al的自扩散系数高)，从而引起Al膜形成空洞或小丘，电极处很容易断路或短路，高功率给基片表面带来的高温也使器件很易失效。同时，滤波器频率越高，要求薄膜厚度越小，导致Al膜与基体的附着力减小，从而严重影响器件性能。目前，为了改善Al膜性能，一些高熔点金属(Ti，Cu，Co，Mo，Y等)已被用作过渡层沉积Al膜，或者形成铝合金薄膜。
存在的问题：目前使用的一些过渡层金属(或掺杂的金属)在反应离子刻蚀中有局限性。主要表现为刻蚀困难，刻蚀的图形界面粗糙等。高频器件的制作大多采用干法刻蚀技术一离子束刻蚀、等离子刻蚀、反应离子刻蚀(RIE)等方法。其中，RIE法是用具有一定轰击能量的活性离子与固体表面强化化学反应的过程，既利用了离子的溅射作用，又有活性粒子的化学作用，能提供对电极侧剖面的精确控制而得到很陡直的侧剖面，因此，被广泛使用于高频SAW器件的制作。目前，Al膜普遍采用Cl2和BCl3混合气体刻蚀，如果薄膜金属和刻蚀气体(Cl2)反应生成沸点低、易挥发的氯化物，刻蚀就能够精确地控制侧剖面。
发明内容
本发明的目的是提供一种新的改进的高功率的声表面波器件金属薄膜的制造方法。该方法为在压电晶体及金属铝膜之间沉积一层过渡层金属，其特征在于：所述过渡层金属采用易和刻蚀气体(Cl2)反应生成氯化物的金属，如Zr，Nb，Ni等，这些金属因为熔点高扩散系数低，能抑制Al原子迁移，同时，这些金属氯化物沸点较低，能够在改善铝膜性能的同时，易采用反应离子刻蚀而得到精确的器件图形。此薄膜在高频声表面波器件中表现出强的附着力和功率承受力。
本发明的有益效果是提高反应离子刻蚀的精确度，同时提高了薄膜在高频声表面波器件中的附着力和功率承受力。
附图说明
图1为本发明中高频声表面波器件的剖面示意图
具体实施方式
本发明提供了一种新的改进的高功率声表面波器件中金属薄膜的制造方法。在图1所示的高频声表面波器件的剖面示意图中，压电晶体1及金属铝膜3之间沉积一层过渡层金属2，过渡层金属采用易和刻蚀气体(Cl2)反应生成氯化物的金属，如Zr，Nb，Ni等，这些金属因为熔点高扩散系数低，能抑制Al原子迁移，同时，这些金属氯化物沸点较低，能够在改善铝膜性能的同时，易采用反应离子刻蚀而得到精确的器件图形。此薄膜在高频声表面波器件中表现出强的附着力和功率承受力制作高频声表面波器件过程中，沉积金属铝膜之前，在压电基体上先采用蒸镀或溅射方法沉积厚度为30～50nm的一层过渡层金属(过渡层金属为Zr，Ni及Nb中的一种)，然后在过渡层上沉积金属铝膜，并且控制薄膜固化温度为200℃；铝膜厚度随声表面波器件频率而变化。声表面波器件图形的制作采用光刻或电子束直写技术，刻蚀采用Cl2和BCl3混合气体(BCl3∶Cl2＝70sccm∶15sccm)进行反应离子刻蚀。光刻或电子束直写前，此薄膜固化温度不宜过高，以200℃为宜。过高的固化温度将增加过渡层金属向铝膜间的扩散，从而导致此复合膜电阻增大，降低声表面波换能器的换能效率。
Claims (2)
1.一种高频声表面波器件金属薄膜的制造方法，该方法为在压电晶体及金属铝膜之间沉积一层过渡层金属，其特征在于：在沉积金属铝膜之前，在压电基体上先采用蒸镀或溅射方法沉积厚度为30～50nm的一层过渡金属层，然后在过渡层上沉积金属铝膜，并且控制薄膜固化温度为200℃，铝膜厚度随声表面波器件频率而变化；声表面波器件图形的制作采用光刻或电子束直写技术，刻蚀时采用按BCl3∶Cl2＝70sccm∶15sccm的Cl2和BCl3混合气体进行反应离子刻蚀，。
2.根据权利要求1所述高频声表面波器件金属薄膜的制造方法，该其特征在于：所述过渡层金属是采用易和刻蚀气体Cl2反应生成氯化物的金属：Zr，Ni及Nb中的一种。
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| CN1614884A CN1614884A (zh) | 2005-05-11 |
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