具有负截面金属结构的SAW谐振器及其制造方法与流程

本发明涉及弹性表面波谐振器及其制造方法。尤其，涉及一种用于无线通信设备的信号处理时所需的信号过滤等的弹性表面波谐振器及其制造方法。

背景技术：

作为利用弹性波的装置，众所周知的是弹性表面波装置(saw)，其在压电基板的表面形成由叉指式换能器(interdigitaltransducer；idt)形成的梳状电极及反射电极，利用向梳状电极施加电力而发生的弹性波。该弹性表面波装置为小型轻量，且能够获得高衰减量，因此，广泛应用于手机终端的收发过滤器或电线分波器等。

弹性表面波装置是在由碳酸锂(litao3)形成的压电基板上形成有由铝形成的梳状电极及反射电极，并形成覆盖梳状电极及反射电极的由二氧化硅(sio2)膜等制成的保护膜。二氧化硅(sio2)保护膜是用于温度补偿的层。

使用saw具有如下所述的优点。saw谐振器相比现有体波谐振器q(qualityfactor)稍低，但，共振频率高10倍以上(可达到100mhz～2ghzdirectoscillation)。目前，为了处理持续地增加的移动通信的信息量而使用的信号的频率也在增高，从而，需要更加精密的基准频率。saw可获得几倍的基准频率，因此，相对地具有低电力、小型化的优点。

并且，saw是共振频率由金属表面的金属图案而决定，因此具有可利用现有ic工艺的薄膜(thin-film)工艺大量生产特性均匀的元件的优点。并且，具有如下优点：以与此类ic工艺的互换性为背景，可与用于控制频率的数码温度补偿线路集成，并且，相比以往的模拟控制方式节省电力的可能性也增加。

图1表示以往的温度补偿表面波谐振器(temperaturecompensatedsaw；tc-saw)的状态。

参照图1，温度补偿用表面波谐振器(tc-saw；10)具有在压电基板(linbo3)11包含多个金属结构物12，温度补偿用薄膜13覆盖压电基板和金属结构物的形态。此时，金属结构物具有70°～89°的正截面(positiveprofile)。

但，需要具有相比具有此类截面的以往的金属结构更高的反共振q值(qualityfactor)特性，并具有对于截面变化迟钝的频率特性的温度补偿表面波谐振器。

【先行技术文献】

【专利文献】

(专利文献1)公开专利10-2015-0021308(专利文献2)公开专利10-2015-0112158(专利文献3)公开专利10-2011-0089267(专利文献4)公开专利10-0682432

技术实现要素：

发明要解决的技术问题

本发明的目的为提供一种具有相比以往更高的反共振q值特性的温度补偿表面波谐振器。

并且，本发明的目的为提供一种具有对于金属截面变化迟钝的频率特性的温度补偿表面波谐振器。

解决问题的技术方案

为了实现上述目的，本发明的弹性表面波谐振器，包括:压电基板；形成于所述压电基板上部面的具有负截面的多个金属结构物；及包裹所述压电基板上部面和所述多个金属结构物的温度补偿薄膜。

并且，与所述压电基板上部面接触的所述金属结构物的下部面的宽幅小于所述金属结构物的上部面的宽幅，所述金属结构物的侧面以所述压电基板上部面与所述金属结构物的下部面接触的面为基准为90°以上，优选地，90°至110°之间。

并且，所述金属结构物包括cu，优选地，所述cu的下部和侧面包裹包含cr、ag、ti、al、ni中的一个以上的金属形成。

并且，所述金属结构物对于节距的金属线宽幅的比率为0.3～0.7，并且，所述弹性表面波谐振器，所述金属结构物的薄膜厚度比率为周期(λ)的4％～10％，并且，所述弹性表面波谐振器，所述温度补偿薄膜的厚度比率为周期(λ)的20％～40％。

并且，所述温度补偿薄膜包含sio2、aln、teo2中一个以上的材料，所述压电基板为鈮酸鋰(linbo3)128°基板。

为了实现上述目的，本发明的弹性表面波谐振器制造方法，包括如下步骤：在压电基板上蒸镀温度补偿薄膜；在所述温度补偿薄膜上形成光敏电阻图案；将位于所述形成光敏电阻图案的开启部分的所述温度补偿薄膜进行蚀刻而去除；去除所述光敏电阻；形成具有负截面的金属结构物薄膜；去除所述金属结构物薄膜至裸露所述温度补偿薄膜的区域；及附加地蒸镀温度补偿薄膜。

并且，将所述温度补偿薄膜蚀刻而去除的步骤，去除所述温度补偿薄膜时，使得宽幅离所述压电基板越近越窄，在所述金属结构物薄膜的形成步骤中，所述金属结构物的侧面以所述压电基板上部面与所述金属结构物的下部面接触的面为基准形成90°以上，优选地，为90°至110°。

并且，形成所述金属结构物薄膜的步骤是由包含cu的材料形成薄膜，形成所述金属结构物薄膜的步骤是，在形成包含cr、ag、ti、al、ni中一个以上的金属层后，由包含cu的材料形成薄膜。

并且，所述金属结构物是对于节距的金属线宽幅的比率为0.3～0.7，所述弹性表面波谐振器，所述金属结构物的薄膜厚度比率为周期(λ)的4％～10％，并且，所述弹性表面波谐振器，所述温度补偿薄膜的厚度比率为周期(λ)的20％～40％。

并且，所述薄膜蒸镀是通过cvd或喷涂工艺进行蒸镀。

并且，在所述压电基板上蒸镀温度补偿薄膜的步骤是蒸镀sinx及siox混合物，或蒸镀sinx薄膜层后蒸镀siox薄膜层。

发明效果

从而，根据本发明的具有负截面的弹性表面波谐振器对于截面的变化迟钝的频率特性。

并且，根据本发明的具有负截面的弹性表面波谐振器具有较高的反共振q值特性。

附图说明

图1表示以往的温度补偿表面波谐振器的状态；

图2表示根据本发明的实施例的温度补偿弹性表面波谐振器的截面；

图3及图4表示本发明的实施例的温度补偿弹性表面波谐振器的制造工艺；

图5及图6表示根据本发明的实施例的金属截面特性的温度补偿弹性表面波谐振器的频率特性；

图7表示根据本发明的实施例的金属截面特性的温度补偿弹性表面波谐振器的q值。

附图标记说明

10,20:弹性表面波谐振器11,21:压电基板

12,22:金属结构物13,23:温度补偿薄膜

具体实施方式

本发明的目的和技术性构成及根据其的作用效果的详细事项，将通过根据说明书中参附的附图进行的以下详细说明能够更加明确地理解。下面参照附图说明根据本发明的实施例。

本说明书中公开的实施例不能解释或利用为限定本发明的范围。本发明的技术领域的技术人员应当理解包括本说明书中的实施例的说明可进行各种应用。从而，在本发明的详细说明中记载的任意的实施例只是为了更好地说明本发明而示例的，并非为了通过实施例限定本发明的范围。

并且，包括某个构成要素是一种开放型的表示，只是单存地指称存在相应构成要素，不能理解为排除附加性的构成要素。

进而，如果提及某个构成要素与其他构成要素连接或接入，应当理解为可与其他构成要素直接性地连接或接入，也可在中间存在其他构成要素。

并且，'第1,第2'等表示是为了区分多个构成的用途而使用的，并非限定构成之间的顺序或其他特征。

图2表示根据本发明的实施例的温度补偿弹性表面波谐振器的截面。

参照图2，根据本发明的实施例的温度补偿弹性表面波谐振器20，包括：压电基板21、形成于压电基板21上部面，具有负截面的多个金属结构物22及包裹压电基板21的上部面和金属结构物22整体的温度补偿薄膜23。温度补偿薄膜23包裹金属结构物22而与压电基板21接触。压电基板21可使用铌酸锂(linbo3)128°基板。并且，温度补偿薄膜23可使用sio2,aln,teo2等。

根据本发明的实施例的温度补偿弹性表面波谐振器20的金属结构物22，与压电基板21上部面接触的金属结构物下部面的宽幅小于金属结构物的下部面的对面即上部面的宽幅，金属结构物22的侧面以压电基板21上部面与金属结构物22下部面接触的面为基准具有90°以上的负截面。在本发明的一实施例中，金属结构物22的侧面以压电基板21的上部面与金属结构物22的下部面接触的面为基准，在90°～110°之间形成。

并且，如图2所示，根据本发明的温度补偿弹性表面波谐振器20，对于节距(p)的金属线宽幅(m)的比率(m/p)为0.3～0.7，图2的实施例中设定为约0.5左右。并且，对于周期(λ；l)的金属结构物22的薄膜厚度(mm)的比率(mm/l)为4％～10％，在图2的实施例中设定为大约7％。并且，对于周期(λ；l)的温度补偿薄膜23的厚度(hox)的比率(hox/l)为20％～40％，在图2的实施例中设定为大约30％。

该金属结构物22将cu作为主材料使用，在cu的下部和侧面可包括cr,ag,ti,al,ni等。

图3及图4表示本发明的实施例的温度补偿弹性表面波谐振器的制造工艺。

参照图3及图4，温度补偿弹性表面波谐振器制造方法，首先准备压电基板(s01,s11)，并在压电基板上蒸镀温度补偿薄膜(s02,s12)。蒸镀温度补偿薄膜的方法，可通过cvd或喷涂工艺进行。温度补偿薄膜可使用sio2,aln,teo2等。

在图3中蒸镀温度补偿薄膜的步骤(s02)只蒸镀siox，但，在图4的蒸镀温度补偿薄膜的步骤(s12)中混合sioxsi和nx进行蒸镀，作为一实施例，首先薄薄地蒸镀sinx薄膜层后，在其上面蒸镀siox薄膜层。

然后，在蒸镀的温度补偿薄膜上面形成光敏电阻图案(s03,s13)。并且，将在形成光敏电阻图案的具有开启部分的温度补偿薄膜进行蚀刻去除(s04,s14)。此时，光敏电阻图案是离压电基板越近，使得光敏电阻的开启部分的宽幅形成得较窄，相同地，在蚀刻温度补偿薄膜而去除时，离压电基板越近其宽幅越窄地去除。

然后，去除光敏电阻(s05,s15)。将光敏电阻解除时，形成在压电基板上蚀刻有温度补偿薄膜的形态。然后，通过金属镶嵌法(damascene)工艺形成金属结构物薄膜(s06,s16)。在光敏电阻图案化和蚀刻温度补偿薄膜时，离压电基板越近，温度补偿薄膜的宽幅越窄地蚀刻，因此，在s06(或s16)步骤中蒸镀的金属结构物薄膜，金属结构物的侧面以压电基板上部面与金属结构物下部面接触的面为基准形成90°以上的负截面。在图3及图4中图示实施例中，金属结构物侧面以压电基板上部面与金属结构物下部面接触的面为基准，在90°～110°之间形成。并且，在该步骤中，该金属结构物薄膜将cu作为主材料使用，并且，在形成cu薄膜前，使用cr、ag、ti、al、ni等首先形成薄膜，然后形成cu薄膜，由此，在金属结构物的主材料的cu的下部和侧面包含cr、ag、ti、al等地形成。

然后，适用cmp工艺将形成的金属结构物薄膜去除至温度补偿薄膜裸露的区域(s07,s17)。然后，在温度补偿薄膜和金属结构物上面再附加地蒸镀温度补偿薄膜(siox等)(s08,s18)。

通过如上述地工艺制造的根据本发明的温度补偿弹性表面波谐振器，如图2所示，对于节距(p)的金属线宽幅(m)的比率(m/p)为0.3～0.7(优选地，约0.5)，并且，对于周期(λ；l)的金属结构物的薄膜厚度(mm)的比率(mm/l)为4％～10％(优选地，约7％)，对于周期(λ；l)的温度补偿薄膜的厚度(hox)的比率(hox/l)为20％～40％(优选地，约30％)。弹性波谐振器的节距(p)、线宽幅(m)及周期(l)在形成光敏电阻图案的步骤或形成光敏电阻图案后的温度补偿薄膜的蚀刻步骤中决定。并且，弹性波谐振器的金属结构物薄膜厚度(mm)是在去除金属结构物薄膜的步骤(s07,s17)中决定，温度补偿薄膜的厚度(hox)是在附加性的温度补偿薄膜的形成步骤(s08,s18)中决定。

图5及图6表示根据本发明的温度补偿弹性表面波谐振器的金属截面特性的频率特性。

图5表示根据金属结构物的截面角的值的共振频率(fs)的变化，图6表示金属结构物的截面角的值的反共振频率(fp)的变化。

如图5及图6所示，当金属结构物的截面角形成小于90°的正(positive)截面时，共振频率(fs)和反共振频率(fp)的变化量较多，频率对于金属的角度变化敏感，当金属结构物的截面角形成90°至110°之间的负截面，共振频率(fs)和反共振频率(fp)的变化量几乎为零，而频率对于金属的角度变化相当地迟钝。

从而，根据本发明的具有负截面的弹性表面波谐振器具有截面的变化迟钝的频率特性。

图7表示根据本发明的温度补偿弹性表面波谐振器的金属截面特性的q值(qualityfactor)。

参照图7，相比金属结构物的截面角具有小于90°的正截面，金属结构物的截面角在90至110°之间具有更大的q值特性。如上述的根据本发明的具有负截面的弹性表面波谐振器具有更高的反共振q值特性。

本发明的技术领域的普通技术人员应当理解本发明在不变更其技术性思想或必要性特征的前提下能够以其他的详细的形态实施。因此，以上记述的实施例在所有方面均是示例性的而非限定性的。从而，本发明的范围应当包括权利要求范围的记载事项及其等价概念导出的所有变更或变形的形态。