專利名稱：高頻聲表面波器件金屬薄膜的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于聲表面波器件的制造技術(shù)，特別涉一種高頻聲表面波器件金屬薄膜的制造方法。
背景技術(shù)：
聲表面波(SAW)濾波器被廣泛的應(yīng)用于現(xiàn)代通訊系統(tǒng)中。在SAW器件制作過程中，電訊號和聲訊號的轉(zhuǎn)換是由叉指換能器來完成。鋁具有很高的電導(dǎo)率，聲阻抗小，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，易于沉積，因而被廣泛用作叉指換能器的材料。工作頻率達到GHz的SAW濾波器，叉指換能器指條寬度一般為微米或納米量級，如此微細(xì)的電極，需要有強的功率承受力和機械承受力，因為在高功率下來自于聲表面波的重復(fù)應(yīng)力會引起Al原子沿著晶界遷移(Al的自擴散系數(shù)高)，從而引起Al膜形成空洞或小丘，電極處很容易斷路或短路，高功率給基片表面帶來的高溫也使器件很易失效。同時，濾波器頻率越高，要求薄膜厚度越小，導(dǎo)致Al膜與基體的附著力減小，從而嚴(yán)重影響器件性能。目前，為了改善Al膜性能，一些高熔點金屬(Ti，Cu，Co，Mo，Y等)已被用作過渡層沉積Al膜，或者形成鋁合金薄膜。
存在的問題目前使用的一些過渡層金屬(或摻雜的金屬)在反應(yīng)離子刻蝕中有局限性。主要表現(xiàn)為刻蝕困難，刻蝕的圖形界面粗糙等。高頻器件的制作大多采用干法刻蝕技術(shù)—離子束刻蝕、等離子刻蝕、反應(yīng)離子刻蝕(RIE)等方法。其中，RIE法是用具有一定轟擊能量的活性離子與固體表面強化化學(xué)反應(yīng)的過程，既利用了離子的濺射作用，又有活性粒子的化學(xué)作用，能提供對電極側(cè)剖面的精確控制而得到很陡直的側(cè)剖面，因此，被廣泛使用于高頻SAW器件的制作。目前，Al膜普遍采用Cl2和BCl3混合氣體刻蝕，如果薄膜金屬和刻蝕氣體(Cl2)反應(yīng)生成沸點低、易揮發(fā)的氯化物，刻蝕就能夠精確地控制側(cè)剖面。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種新的改進的高功率的聲表面波器件金屬薄膜的制造方法。該方法為在壓電晶體及金屬鋁膜之間沉積一層過渡層金屬，其特征在于所述過渡層金屬采用易和刻蝕氣體Cl2反應(yīng)生成沸點在1000℃以下低沸點、易揮發(fā)氯化物的金屬為Zr，Nb，Ni等，這些金屬因為熔點高擴散系數(shù)低，能抑制Al原子遷移，同時，這些金屬氯化物沸點較低，能夠在改善鋁膜性能的同時，易采用反應(yīng)離子刻蝕而得到精確的器件圖形。此薄膜在高頻聲表面波器件中表現(xiàn)出強的附著力和功率承受力。
本發(fā)明的有益效果是提高反應(yīng)離子刻蝕的精確度，同時提高了薄膜在高頻聲表面波器件中的附著力和功率承受力。


圖1為本發(fā)明中高頻聲表面波器件的剖面示意圖具體實施方式
本發(fā)明提供了一種新的改進的高功率聲表面波器件中金屬薄膜的制造方法。在圖1所示的高頻聲表面波器件的剖面示意圖中，壓電晶體1及金屬鋁膜3之間沉積一層過渡層金屬2，過渡層金屬采用易和刻蝕氣體Cl2反應(yīng)生成沸點在1000℃以下低沸點、易揮發(fā)氯化物的金屬為Zr，Nb，Ni等，這些金屬因為熔點高擴散系數(shù)低，能抑制Al原子遷移，同時，這些金屬氯化物沸點較低，能夠在改善鋁膜性能的同時，易采用反應(yīng)離子刻蝕而得到精確的器件圖形。此薄膜在高頻聲表面波器件中表現(xiàn)出強的附著力和功率承受力制作高頻聲表面波器件過程中，沉積金屬鋁膜之前，在壓電基體上先采用蒸鍍或濺射方法沉積厚度為3～50nm的一層過渡層金屬(過渡層金屬為Zr，Ni及Nb中的一種)，然后在過渡層上沉積金屬鋁膜。鋁膜厚度隨聲表面波器件頻率而變化。聲表面波器件圖形的制作采用光刻或電子束直寫技術(shù)，刻蝕采用Cl2和BCl3混合氣體(BCl3∶Cl2＝70sccm∶15sccm)進行反應(yīng)離子刻蝕。光刻或電子束直寫前，此薄膜固化溫度不宜過高，以200℃為宜。過高的固化溫度將增加過渡層金屬向鋁膜間的擴散，從而導(dǎo)致此復(fù)合膜電阻增大，降低聲表面波換能器的換能效率。
權(quán)利要求
1.一種高頻聲表面波器件金屬薄膜的制造方法，該方法為在壓電晶體及金屬鋁膜之間沉積一層過渡層金屬，其特征在于在沉積金屬鋁膜之前，在壓電基體上先采用蒸鍍或濺射方法沉積厚度為3～50nm的一層過渡金屬層，然后在過渡層上沉積金屬鋁膜，鋁膜厚度隨聲表面波器件頻率而變化；聲表面波器件圖形的制作采用光刻或電子束直寫技術(shù)，刻蝕時采用按BCl3∶Cl2＝70sccm∶15sccm的Cl2和BCl3混合氣體進行反應(yīng)離子刻蝕。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述高頻聲表面波器件金屬薄膜的制造方法，該其特征在于所述過渡層金屬是采用易和刻蝕氣體Cl2反應(yīng)生成沸點在1000℃以下低沸點、易揮發(fā)的氯化物的金屬為Zr，Ni及Nb中的一種。
全文摘要
本發(fā)明公開了屬于聲表面波器件的制造技術(shù)的一種高頻聲表面波器件金屬薄膜的制造方法。該方法為在壓電晶體及金屬鋁膜之間沉積一層過渡層金屬。其過渡層金屬采用易揮發(fā)氯化物的金屬Zr、Nb和Ni。這些金屬熔點高，擴散系數(shù)低，能抑制Al原子遷移，同時，能夠在改善鋁膜性能的同時，提高反應(yīng)離子刻蝕的器件圖形的精確度。以及薄膜在高頻聲表面波器件中表現(xiàn)出強的附著力和功率承受力。
文檔編號H03H3/00GK1614884SQ200410097198
公開日2005年5月11日 申請日期2004年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月14日
發(fā)明者潘峰, 李冬梅, 增飛, 王旭波 申請人:清華大學(xué)