声表面波滤波器及其制作方法与流程

1.本发明涉及滤波器领域，尤其涉及一种声表面波滤波器及其制作方法。


背景技术：

2.声表面波滤波器具有重量轻、体积小、可靠性高、一致性好、设计灵活以及可以采用微电子加工技术制造，适合批量生产等优点，已被广泛应用于移动通讯、广播电视、无损检测、识别定位、导航和遥测等领域。其工作原理是将电信号传输到叉指状金属电极(idt)上，通过压电基板的压电效应将电信号转换成声波信号，然后对声波进行处理，之后通过idt将声波信号再转换为电信号进行下一步的传输，因此声表面波滤波器具有相对设置具有交叉梳状的idt电极。
3.叉指状金属电极作为声表面波滤波器制造流程中的关键部分，主要由剥离工艺(lift-off)与干式刻蚀(dry etch)两种工艺制成，两种工艺各有优缺点，剥离工艺容易受衬底透光率不均的影响，造成关键尺寸(cd)稳定度的问题。而在干式刻蚀工艺中，一般为传统的铝蚀刻工艺，由于铝的高反射率，会导致在黄光工艺中造成黄光的解析度降低。
4.传统的衬底钽酸锂(litao3)或铌酸锂(litnbo3)制造过程中存在一种黑化步骤，黑化步骤是一种还原的方法，可降低衬底的阻值，避免静电效应，以减少破片率，但其衍生的问题是晶片容易发生黑化不均，造成透光率不同，进一步影响叉指状金属电极(idt)的制作过程中剥离(lift-off)工艺的光刻工艺窗口的问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种声表面波滤波器及其制作方法。
6.为了实现以上目的，本发明的技术方案为：
7.一种声表面波滤波器的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
8.1)提供压电材料衬底；
9.2)于衬底上沉积不透光金属层；
10.3)于所述不透光金属层上涂覆光刻胶，曝光、显影定义出idt图形；
11.4)沉积金属，剥离所述光刻胶及其上方的金属形成与所述idt图形相应的idt金属层，并裸露出所述光刻胶下方的不透光金属层；
12.5)去除裸露出的不透光金属层。
13.在可选的实施例中，所述不透光金属层为粘合层，所述粘合层为ti或tiw，所述步骤2中采用溅镀或蒸镀工艺制作所述粘合层。
14.在可选的实施例中，所述步骤4中采用蒸镀工艺在定义出idt图形的光刻胶和所述粘合层的露出区域上沉积金属，所述金属为铝或铝铜合金。
15.在可选的实施例中，所述步骤5中采用rie或icp工艺去除裸露出的所述粘合层，采用溶剂清洗去除蚀刻生成物并裸露出所述衬底。
16.在可选的实施例中，在所述rie工艺中采用sf6和he的混合气体，压力为200～500mtorr。
17.在可选的实施例中，所述不透光金属层为种子层，所述种子层为ti/cu或tiw/au，所述步骤2中采用溅镀工艺制作所述种子层。
18.在可选的实施例中，所述步骤4中采用电镀工艺在定义出idt图形的光刻胶和所述种子层的露出区域上沉积金属，当所述种子层为ti/cu，所述金属为cu；当所述种子层为tiw/au，所述金属为au。
19.在可选的实施例中，所述步骤5中采用湿法刻蚀工艺去除裸露的所述种子层，采用溶剂清洗去除蚀刻生成物并裸露出所述衬底。
20.在可选的实施例中，所述不透光金属层的厚度为10nm～200nm。
21.一种采用上述的制作方法制作的声表面波滤波器，包括压电材料衬底以及设于所述衬底上层叠的不透光金属层和idt金属层，所述不透光金属层和idt金属层上具有与idt图形对应的多个裸露出所述衬底的沟槽。
22.相比于现有技术，本发明具有以下有益效果：
23.(1)由于压电材料衬底是不均匀透光材料，在进行黄光制程之前在衬底上涂覆一层不透光金属层，可以保证衬底透光率的一致性。
24.(2)不透光金属层采用ti/cu或tiw/au，有利于在衬底上采用蒸镀或电镀等多种方式沉积idt金属层，相对应的idt金属层为铝、铝铜合金或者cu、金，因此可以进一步改善idt金属层与衬底的粘合性，提高器件稳定性。
25.(3)对剥离工艺进行改进，避免衬底黑化不均导致黄光制程中的工艺窗口问题，进一步减小对光刻结果的影响，避免金属残留，提高cd稳定度。
附图说明
26.图1为本发明的实施例一和实施例二的工艺流程图，其中图1a-1f分别为各步骤得到的结构示意图。
具体实施方式
27.以下结合附图和具体实施例对本发明做进一步解释。本发明的各附图仅为示意以更容易了解本发明，其具体比例可依照设计需求进行调整。文中所描述的图形中相对元件的上下关系以及正面/背面的定义，在本领域技术人员应能理解是指构件的相对位置而言，因此皆可以翻转而呈现相同的构件，此皆应同属本说明书所揭露的范围。
28.以下结合图1所示的本发明的声表面波滤波器的制作方法的工艺流程图对本发明做具体的说明。
29.实施例一
30.参考图1a，提供压电材料衬底1，所述压电材料衬底1可以例如是钽酸锂或钽酸锂晶圆等，衬底1的厚度为150～350um，例如可以是200um。
31.参考图1b，于衬底1上沉积不透光金属层2，不透光金属层2为粘合层，此时采用溅镀或蒸镀的方式在衬底1上覆盖一层粘合层，粘合层的材料为ti或tiw，厚度为10～200nm。例如可以是100nm。
32.参考图1c，于粘合层上涂覆光刻胶，经过曝光、显影定义出idt图形，并且暴露出idt图形之间的粘合层，idt图形电极线宽可根据实际产品需要定义，范围为200～500nm，例如可以为250nm。
33.参考图1d，在上述结构上沉积铝或铝铜合金，可以采用蒸镀的方式沉积铝或铝铜合金。具体地，铝铜合金可以为含0.5～5％铜的铝铜合金，铝或铝铜合金的厚度为50～1000nm，例如可以是500nm。
34.参考图1e，采用剥离工艺将剩余的光刻胶以及其上方的金属cu剥离，形成与idt图形相应的idt金属层4。剥离工艺采用nmp等溶剂去除多余的光刻胶和金属cu，并且将光刻胶下方区域的粘合层暴露出。
35.参考1f，采用rie或icp等方式蚀刻暴露出的粘合层，将暴露出的粘合层蚀刻干净，保留所述idt金属层4下方的粘合层。具体地，粘合层的蚀刻采用电浆蚀刻机在低方向性模式下，通入sf6和he，压力为200～500mtorr。再利用ekc-830等溶剂清洗刻蚀生成物，最终得到idt金属层4的图形。
36.实施例二
37.参考图1a，提供压电材料衬底1，所述压电材料衬底1可以例如是钽酸锂或钽酸锂晶圆等，衬底1的厚度为150～350um，例如可以是200um。
38.参考图1b，于衬底1上沉积不透光金属层2，不透光金属层2为种子层，此时采用溅镀的方式在衬底1上覆盖一层种子层，种子层的材料可为ti/cu或tiw/au，厚度为10～200nm。例如可以是100nm。
39.参考图1c，于种子层上涂覆光刻胶，经过曝光、显影定义出idt图形，并且暴露出idt图形之间的种子层，idt图形电极线宽可根据实际产品需要定义，范围为200～500nm，例如可以为250nm。
40.参考图1d，在上述结构上沉积金属，可以采用电镀的方式沉积金属，当所述种子层为ti/cu，所述金属为cu；当所述种子层为tiw/au，所述金属为au，金属的厚度为50～1000nm，可以是500nm。
41.参考图1e，采用剥离工艺将剩余的光刻胶以及其上方的金属剥离，形成与idt图形相应的idt金属层4。剥离工艺采用dmso等溶剂去除多余的光刻胶和金属，并且将光刻胶下方区域的种子层暴露出。
42.参考1f，采用湿法刻蚀的方式去除暴露出的种子层，将暴露出的种子层蚀刻干净，保留所述idt金属层4下方的种子层，湿法蚀刻采用的溶液为chemleader cu-128&ti-890。最终得到idt金属层4的图形。
43.经过上述两种的制作方法制作的声表面波滤波器包括压电材料衬底1以及设于所述衬底1上层叠的不透光金属层2和idt金属层3，所述不透光金属层2和idt金属层3上具有与idt图形对应的多个裸露出所述衬底1的沟槽。所述不透光金属层2可以选择材料为ti或tiw的粘合层，相对应的idt金属层3为铝或铝铜合金。所述不透光金属层2可以选择材料为ti/cu或tiw/au的种子层，当所述种子层为ti/cu，所述idt金属层3为cu；当所述种子层为tiw/au，所述idt金属层3为au。本发明可以根据具体的材料选择合适的沉积方式和蚀刻方式，制作得到粘合性良好、cd稳定度高的声表面波滤波器。
44.本技术的实施例采用改良式的剥离工艺制作idt金属层，可避免衬底或铝高透光
率的问题。此工艺可避免衬底透光率不均的问题，因此不会有剥离工艺常见的金属残留(metal footing)问题，也不需铝蚀刻工艺特有的去光阻流程，不会有类似铝腐蚀(al corrosion)的问题，也不会有铝蚀刻常见的局部不均(microloading)问题，另外也无铝的高反射率，因此可以提升黄光的工艺窗口(process window)。
45.上述实施例仅用来进一步说明本发明的一种声表面波滤波器及其制作方法，但本发明并不局限于实施例，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明技术方案的保护范围内。