专利名称：一种蓝宝石声表面波换能器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种声表面波器件的制造技术，特别是涉及一种蓝宝石声表面波换能器的制 作方法。
背景技术：
随着第三代通讯技术的发展，声表面波(SAW)器件的使用频率不断提高。声表面波( SAW)器件向高频、高性能的发展通常由两方面因素决定 一是器件的叉指换能器线条向更 微细化方向发展；二是器件材料的SAW声速向更高方向发展。器件线条的微细化虽然可以直 接提高器件的工作频率，但正是线条的微细化，导致其阻抗增大，从而直接导致其承受功率 能力急剧下降。为此，在现有工艺条件下提高器件工作频率、增强其功率承受能力的唯一途 径就是寻找具有更高声速的SAW压电材料。
蓝宝石由于具有非常高的弹性模量，使其在所有材料中具有很的声速和许多优于其它材 料的特性。因此，蓝宝石为基底的声表面波器件受到了越来越多的关注，成为研究热点。由 于蓝宝石本身并不是压电材料，无法激发出声表面波，因此需要在其上面沉积一层压电薄膜 制成多层的薄膜声表面波器件。如图1所示，蓝宝石声表面波器件根据IDT与压电薄膜的相对 位置不同主要有以下四种结构。
其中，层l为氮化铝等压电薄膜；层2为蓝宝石薄膜；层3为硅衬底；层4是铝或金叉指换 能器；层5是短路金属层。在这些多层结构中，声表面波传输特性是由压电薄膜和蓝宝石薄 膜衬底的特性共同决定。
但现有技术尚存在较大问题目前使用的这些结构中，每一种结构都必须沉积导电薄膜 ，并将导电薄膜光刻为叉指换能器。由此导致制造工艺复杂；同时，每一步加工工艺的好坏 都将直接影响到高频声表面波SAW器件的性能。
发明内容
为了简化蓝宝石表面波换能器的制造工艺，保证蓝宝石表面波换能器的加工质量，本发 明提供了一种蓝宝石声表面波换能器的制作方法。所述技术方案如下
本发明的一种蓝宝石声表面波换能器的制作方法，所述方法包括下列步骤
3步骤A:利用光刻胶在蓝宝石薄膜或蓝宝石单晶表面光刻显影，将声表面波换能器图形区 裸露，而非图形区进行掩盖；
步骤B:采用离子注入方式注入导电元素；
步骤C:在蓝宝石薄膜或蓝宝石单晶表面沉积多晶氮化铝薄膜； 步骤D:剥离光刻胶，得到声表面波换能器图形。
本发明的一种蓝宝石声表面波换能器的制作方法，所述步骤A中如采用蓝宝石薄膜，则 首先将蓝宝石薄膜固定在硅或二氧化硅衬底上。
本发明的一种蓝宝石声表面波换能器的制作方法，所述步骤B中的导电元素包括铝或铜
本发明的一种蓝宝石声表面波换能器的制作方法，所述步骤c中采用射频溅射方式沉积
多晶氮化铝薄膜。
本发明的一种蓝宝石声表面波换能器的制作方法，所述步骤c中多晶氮化铝薄膜的厚度
控制在30nm至300nm。
本发明提供的技术方案的有益效果是
本发明的蓝宝石声表面波换能器的制作方法通过注入离子使蓝宝石表面电阻率大大降低 ，导电能力极大增强，从而替代原有的沉积导电薄膜。不需要沉积铝或金薄膜，也不需要刻 蚀过程。因此使操作过程和制备工艺得到简化，同时也在一定程度上保证了蓝宝石声表面波 换能器的加工质量。
图l是四种现有的蓝宝石声表面波器件结构示意图2是利用本发明的蓝宝石声表面波换能器的制作方法制成的蓝宝石声表面波换能器；
图3是本发明实施例提供的蓝宝石声表面波换能器的制作方法流程图。
具体实施例方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进 一步地详细描述。
如图2和图3所示，本发明的蓝宝石声表面波换能器的制作方法主要包括下列步骤 步骤IOI :利用光刻胶在蓝宝石薄膜或蓝宝石单晶表面光刻显影声表面波器件图形。在该 步骤中，如果是选用蓝宝石薄膜作为材料，就需要提前将蓝宝石薄膜12固定在硅或二氧化硅 的衬底11上。光刻过程首先为在蓝宝石薄膜12或蓝宝石单晶表面涂覆光刻胶，然后采用电子 束直写技术或紫外光光刻技术进行曝光，形成声表面波器件的图形。此时，声表面波换能器图形区裸露，而非图形区被光刻胶掩盖
步骤102:采用离子注入方式注入导电元素13。通常选用的导电元素为铝或铜。 步骤103:在注入导电离子的蓝宝石薄膜或蓝宝石单晶表面沉积多晶氮化铝薄膜14。该
步骤中采用射频溅射方式沉积多晶氮化铝薄膜，其氮化铝薄膜l4的厚度一般控制在30nm至 300nm之间。
步骤104:剥离光刻胶，得到声表面波换能器的图形。该步骤中剥离掉蓝宝石薄膜或蓝 宝石单晶表面上光刻胶的非图形区域，即可得到加工形成的换能器图形。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之 内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种蓝宝石声表面波换能器的制作方法，其特征在于，所述方法包括下列步骤步骤A利用光刻胶在蓝宝石薄膜或蓝宝石单晶表面光刻显影，将声表面波换能器图形区裸露，而非图形区进行掩盖；步骤B采用离子注入方式注入导电元素；步骤C在蓝宝石薄膜或蓝宝石单晶表面沉积多晶氮化铝薄膜；步骤D剥离光刻胶，得到声表面波换能器图形。
2 根据权利要求l所述的一种蓝宝石声表面波换能器的制作方法，其特征在于，所述步骤 A中如采用蓝宝石薄膜，则首先将蓝宝石薄膜固定在硅或二氧化硅衬底上。
3 根据权利要求l所述的一种蓝宝石声表面波换能器的制作方法，其特征在于，所述步骤B中采用离子方式注入的导电元素包括铝或铜。
4 根据权利要求l所述的一种蓝宝石声表面波换能器的制作方法，其特征在于，所述步骤 C中采用射频溅射方式沉积多晶氮化铝薄膜。
5 根据权利要求l所述的一种蓝宝石声表面波换能器的制作方法，其特征在于，所述步骤 C中多晶氮化铝薄膜的厚度控制在30nm至300nm。
全文摘要
本发明公开了一种蓝宝石声表面波换能器的制作方法，属于声表面波器件制造技术领域。所述方法是在蓝宝石表面先光刻显影声表面波换能器件图形，再用离子注入方法注入金属铝或铜元素；然后，在注入离子后的蓝宝石表面沉积多晶氮化铝压电薄膜；最后，去除光刻胶，得到声表面波换能器图形。此方法通过注入离子使蓝宝石表面电阻率大大降低，导电能力极大增强，从而替代原有的沉积导电薄膜。不需要沉积Al或Au薄膜，也不需要刻蚀过程。因此，操作大大简化，同时器件的抗功率承受力也极大增强。
文档编号H03H9/145GK101540591SQ20091030170
公开日2009年9月23日 申请日期2009年4月21日 优先权日2009年4月21日
发明者明 刘, 李冬梅 申请人:中国科学院微电子研究所