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一种具有锲形形状薄膜的薄膜体声波谐振器制造技术

技术编号:17629550 阅读:51 留言:0更新日期:2018-04-05 02:45
本实用新型专利技术提出了一种具有锲形形状薄膜的薄膜体声波谐振器。该薄膜体声波谐振器:包括带有空腔的衬底,形成在所述空腔上方的压电堆叠结构;所述压电堆叠结构包括堆叠的底电极、压电材料、顶电极,其中所述底电极具有锲形的边缘结构。本实用新型专利技术通过对一般常用的图形化方法进行修正,能够制备得到边缘为锲形形状的薄膜,其锲形角度可在0‑90度范围内灵活调整。在具有较小锲形角度的薄膜上淀积新的薄膜材料,制备包括锲形结构的压电堆叠结构。新的薄膜材料将不会出现裂纹等情况,大大提高了器件的性能及可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种具有锲形形状薄膜的薄膜体声波谐振器
本技术涉及半导体制造领域,具体地,为一种锲形形状薄膜的薄膜体声波谐振器。
技术介绍
在IC、MEMS等半导体器件的生产加工过程中,往往需要在某种图形化后的薄膜材料上淀积别的薄膜材料。采用一般常用的图形化方法制备该薄膜材料,其边缘往往呈现九十度的直角,在该边缘位置淀积别的薄膜材料时,容易引起新淀积的薄膜材料出现裂纹,薄膜缺陷极大的影响了器件的性能及可靠性。最典型的例子如在制备薄膜体声波谐振器的过程中,在沉积完薄膜体声波谐振器的下电极薄膜后会对其进行图形化以形成下电极,然后再在图形化后的下电极上生长压电薄膜。由于采用一般常用的方法图形化后的下电极边缘一般是直角,在此边缘,压电薄膜无法沿着需要的与基片表面垂直的方向生长,由此会造成这部分的压电薄膜性能不好,甚至会形成裂纹,大大影响了谐振器的性能和ESD可靠性。
技术实现思路
本技术的目的是针对现有技术的缺陷,提出了一种锲形形状薄膜的薄膜体声波谐振器。本技术制备得到的边缘为锲形形状的薄膜,其锲形角度可在0-90度范围内灵活调整。在具有较小锲形角度的薄膜上淀积新的薄膜材料,新的薄膜材料将不会出现裂纹等情况,大大提高了器件的性能及可靠性。具体地,本技术的方案如下:一种具有锲形形状薄膜的薄膜体声波谐振器,其特征在于:包括带有空腔的衬底,形成在所述空腔上方的压电堆叠结构;所述压电堆叠结构包括堆叠的底电极、压电材料、顶电极,其中所述底电极具有锲形的边缘结构。进一步地,所述锲形的边缘结构从内向外逐渐变薄。进一步地,所述锲形的边缘结构通过在所述底电极材料上形成掩膜并刻蚀形成。进一步地,所述掩膜包括形成在所述底电极材料上的金属层和光刻胶层。进一步地,图形化后的金属层的边缘相对于光刻胶层的边缘具有凹进区域,所述凹进区域的凹进长度为a。进一步地,所述底电极材料层的厚度为h0,所述锲形的角度θ≈actan(h0/a)。进一步地,所述底电极材料为Mo。本技术通过形成具有锲形结构的底电极,提高了薄膜体声波谐振器的压电材料、顶电极的薄膜质量,避免了由于薄膜缺陷所带来的器件质量问题,提高了谐振器的性能和ESD可靠性。附图说明图1为本技术其中一实施例的一种锲形形状薄膜的制备流程;其中(a)-(j)表示不同制备流程对应的结构示意图;图2为采用一般常用方法图形化后的薄膜形貌;图3为采用本技术的图形化得到薄膜的锲形角度与腐蚀时间的关系图。具体实施方式下面通过附图和实施例,对本技术的技术方案做进一步的详细描述。实施例1为了更清晰地描述本技术所要保护的具有锲形形状薄膜的薄膜体声波谐振器,本实施例对薄膜体声波谐振器的制备方法进行描述,参见图1、为本技术实施例的一种锲形形状薄膜结构的制备工艺流程图,该制备流程包括:(a)准备单面或双面抛光的硅片100,其中抛光面向上,进行标准清洗。如图1(a)所示。(b)在硅片100上沉积薄膜200,例如薄膜200为Mo;其厚度为h0,例如为470nm。如图1(b)所示。(c)在薄膜200上沉积薄膜300,例如薄膜300为Al;其厚度为h1,例如为160nm。如图1(c)所示。(d)在薄膜300上均匀甩上光刻胶400,其厚度为h2,例如为1um。如图1(d)所示。(e)对该光刻胶进行光刻显影,形成所需要的图形形貌。如图1(e)所示。(f)在前述光刻胶400的保护下,对薄膜300进行腐蚀,例如采用40度恒温下的85%磷酸对Al进行腐蚀,控制腐蚀时间T。由于腐蚀液对300腐蚀时,在前述光刻胶下会有部分侧向钻蚀使得最终300(Al)薄膜边缘处侧向过腐蚀长度为a,侧向区域为111。如图1(f)所示。(g)在前述光刻胶400和薄膜300的保护下,对薄膜200进行腐蚀。例如采用常温下H3OP5(浓度为85%)∶HNO3(浓度为65-68%)=100∶3的溶液对薄膜200薄膜进行腐蚀。如图1(g)所示。在侧向区域111中,光刻胶和薄膜200形成长度为a的通道,在腐蚀过程中,腐蚀液可少量进入此通道对薄膜200进行腐蚀。111区域的腐蚀速率大于有薄膜300做掩膜的区域的腐蚀速率,而小于外部没有掩膜做保护的区域的腐蚀速率,且自外向内腐蚀速率逐渐降低,从而最终形成锲型结构。此时,所需要的锲形角度θ≈actan(h0/a),而a可以简单通过前述腐蚀Al的时间T进行控制。(h)去除光刻胶400。如图1(h)所示。(i)去除薄膜300,例如去除Al。如图1(i)所示。(j)沉积薄膜500,例如AlN薄膜。通过前述方法控制锲形角度θ,可以有效控制AlN薄膜在薄膜200边缘位置的生长情况,提高AlN薄膜在薄膜200边缘位置的生长质量,减小AlN薄膜在薄膜200边缘位置出现裂纹情况的可能性。图2为采用一般常用方法对下层薄膜进行图形化后再沉积一层新的薄膜的薄膜形貌,由于一般常用方法对下层薄膜进行图形化后,该薄膜的边缘往往是90度左右的直角,在此位置沉积一层新的薄膜往往会出现裂纹。图3为采用本技术方案对Mo薄膜进行图形化所获得的锲形角度与腐蚀时间T的关系。通过模型的拟合可以进一步得到锲形角度θ与腐蚀时间T的函数关系表达式:(1)当时间小于等于13分钟时:θ=-16*T+220;(2)当时间大于13分钟时:θ=-0.9*T+25。实施例2本技术提出一种薄膜体声波谐振器,包括实施例1形成的锲形结构,比如在衬底上形成空腔,在空腔上形成锲形结构的底电极,在底电极上进一步沉积压电材料层、顶电极。由于在锲形结构上制备压电材料层、顶电极层,有效避免了后续生长的薄膜层中出现裂纹等缺陷,大大提高了器件的性能及可靠性。最后所应说明的是,以上实施例仅用以说明本技术的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本技术进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本技术的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本技术技术方案的精神和范围。本文档来自技高网...
一种具有锲形形状薄膜的薄膜体声波谐振器

【技术保护点】
一种具有锲形形状薄膜的薄膜体声波谐振器,其特征在于:包括带有空腔的衬底,形成在所述空腔上方的压电堆叠结构;所述压电堆叠结构包括堆叠的底电极、压电材料、顶电极,其中所述底电极具有锲形的边缘结构。

【技术特征摘要】
1.一种具有锲形形状薄膜的薄膜体声波谐振器,其特征在于:包括带有空腔的衬底,形成在所述空腔上方的压电堆叠结构;所述压电堆叠结构包括堆叠的底电极、压电材料、顶电极,其中所述底电极具有锲形的边缘结构。2.根据权利要求1所述具有锲形形状薄膜的薄膜体声波谐振器,其特征在于:所述锲形的边缘结构从内向外逐渐变薄。3.根据权利要求1所述具有锲形形状薄膜的薄膜体声波谐振器,其特征在于:所述锲形的边缘结构通过在所述底电极材料上形成掩膜并刻蚀形成。4.根据权利要求3所述具有锲形形状薄膜的...

【专利技术属性】
技术研发人员:王国浩张树民陈海龙汪泉
申请(专利权)人:王国浩
类型:新型
国别省市:上海,31

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