叉指换能器指条成型工艺以及声表滤波器制造技术

本发明专利技术公开了一种叉指换能器指条成型工艺以及声表滤波器，叉指换能器指条成型工艺通过调整光刻图形传统的互联结构，修改版图曝光区，有效地避免了光刻工艺中光刻图形形变异化的情况发生。并在后续的工艺流程中，通过目前已经较为成熟的、被本领域技术人员熟知的光刻、湿法腐蚀或干法刻蚀、去胶工艺，最终得到结构正常无形变异化的叉指换能器指条结构，而无需升级设备或提高其他工序制成能力，即在现有产线工艺制成能力水平上通过优化工艺达到了提高产品良率的效果。本发明专利技术提供的该叉指换能器指条成型工艺尤其适用于POI晶圆，制备POI SAW器件，提升器件生产良率。提升器件生产良率。提升器件生产良率。

【技术实现步骤摘要】
叉指换能器指条成型工艺以及声表滤波器


[0001]本专利技术涉及无线通讯
，尤其是涉及一种叉指换能器指条成型工艺以及声表滤波器。

技术介绍

[0002]无线通信终端中包含有射频滤波器，目前最广泛应用的射频滤波器是声表滤波器（SAW，Sound Acoustic Wave），一般采用铌酸锂或钽酸锂等压电晶体为基片，在基片表面通过光刻工艺制成两组具有能量转换功能的交叉指型的金属电极IDT（Integrate Digital Transducer，叉指换能器）。但是传统声表滤波器存在Q值低（＜1000）和频率随工作温度漂移的特性，难以满足频段越来越拥挤的5G时代射频终端对滤波器的要求。移动终端向高速通信工具的演进是未来发展的必然之路，POI(Piezoelectric layer on Insulator，压电材料/绝缘材料层) SAW具备高频率高性能，在从800M到2.5GHz的宽频带内均表现出优秀的性能，是应对下一代通信终端所带来的挑战的潜在选择，有很大的发展前景和空间。POI作为近些年的新材料，相关技术中的POI SAW的生产工艺条件还不够成熟，存在良率低、成本高的问题，在未来的应用和发展中还需要逐步改进和完善。

技术实现思路

[0003]本专利技术是基于专利技术人对以下事实和问题的发现和认识做出的：相关技术中的POI晶圆结构如图1所示，POI晶圆的底部是以单晶硅层、介质层、多晶硅层叠加而成的硅基复合衬底1，衬底上方为LN（铌酸锂）或LT（钽酸锂）压电薄膜2。由于POI晶圆的压电薄膜2厚度较薄（一般为0.5um左右）且有一定的透光性，所以在POI晶圆在光刻工艺曝光时，晶圆的中心和边缘对曝光光源反射和透射的差异较普通的LN或LT晶圆大。这就造成在相同的工艺条件下，POI晶圆上叉指换能器指条3线宽的均匀性较差，且不易控制，不利于产品良率的管控。因此POI SAW产品的生产工艺的主要难点之一，也在于控制光刻图形的均匀性。
[0004]相关技术中的叉指换能器指条成型工艺中，一般采用刻蚀光刻胶的方法。如图2所示，通过刻蚀在POI晶圆上表面形成叉指换能器的光刻图形31（光刻胶）。如图2所示，光刻图形31包括多个平行的光刻胶条以及连接相邻两个光刻胶条的连接区域311。专利技术人在研究过程中发现，在刻蚀形成光刻图形31时，距离连接区域311的位置越远，光刻胶条侧面的刻蚀速率差别就越大，所以在刻蚀后容易出现光刻图形31形貌形变异化的情况（如图2的左图所示）。
[0005]鉴于上述刻蚀工艺本身及设备本身的限制，形变异化的光刻图形31在经过后续金属蒸镀和剥离工艺后，会形成与形变异化图形互补的叉指换能器金属电极的异常形貌。具体表现为原本应该平行的叉指换能器指条3，因受光刻图形31形变异化的影响，呈现出弯曲且互不平行的情况（如图3的左图所示），进而严重影响到POI SAW产出器件的性能。虽然可以通过升级更高级的刻蚀设备来改善这一问题，但成本较高且刻蚀工艺更为复杂。
[0006]本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的实施例提出一种叉指换能器指条成型工艺，工艺流程简单，且在不升级刻蚀设备基础上，有效解决了刻蚀后指条形貌的形变异化问题，使产品良率和产品性能都有显著的提升。
[0007]本专利技术的实施例还提出一种具有采用上述叉指换能器指条成型工艺加工成型的叉指换能器的声表滤波器。
[0008]本专利技术实施例叉指换能器指条成型工艺，包括如下步骤：步骤1：在晶圆上表面形成第一光刻图形，所述第一光刻图形包括若干平行的光刻胶条，所述光刻胶条之间相互独立；步骤2：在步骤1的基础上进行金属蒸镀和剥离，形成金属电极层，所述金属电极层包括若干平行且间隔设置的金属指条，相邻金属指条之间形成有剥离区域；步骤3：在所述金属电极层上形成第二光刻图形，所述第二光刻图形构造出若干镂空区，若干镂空区与若干金属指条一一对应，所述镂空区暴露出与其相对的所述金属指条的一部分；步骤4：去除步骤3中所述镂空区对应的所述金属指条的部分，形成若干金属去除区域，所述金属去除区域与剥离区域相连通将所述金属电极层分割为两部分；步骤5：去除剩余的第二光刻图形，得到叉指换能器指条结构。
[0009]本专利技术实施例提供的叉指换能器指条成型工艺通过调整光刻图形传统的互联结构，修改版图曝光区，采用独立的胶条结构，可有效避免光刻工艺中光刻图形形变异化的情况发生。并在后续的工艺流程中，通过目前已经较为成熟的、被本领域技术人员熟知的光刻、湿法腐蚀或干法刻蚀、去胶工艺，最终得到结构正常无形变异化的叉指换能器指条结构，而无需升级设备或提高其他工序制成能力，即在现有产线工艺制成能力水平上通过优化工艺达到了提高产品良率的效果。
[0010]本专利技术实施例提供的叉指换能器指条成型工艺尤其适用于压电薄膜层较薄的POI晶圆，使叉指换能器指条的线宽更均匀、易控制，由此有利于提高制备的POI SAW器件的生产良率。
[0011]可选地，步骤1中形成的若干光刻胶条的宽度相同、间距相同且在宽度方向上依次排列。如此使得在后续步骤中获得的剥离区域宽度相同、间距相同，使最终形成的叉指换能器指条结构分布更加均匀、合理，叉指换能器指条之间获得较好的平行度，有利于产品良率的改善，使得谐振器性能更加稳定。
[0012]可选地，步骤2具体包括在步骤1的第一光刻图形上蒸镀金属层，并对所述光刻胶条进行剥离，以形成未覆盖金属层的若干剥离区域。
[0013]可选地，步骤3中，在所述金属指条的宽度方向上相邻的两个所述镂空区错开，以便在在后续的腐蚀或刻蚀过程中，金属去除区域将金属指条分割为长短不一的指条结构，进而能够形成叉指结构。
[0014]可选地，所述金属去除区域将对应的所述金属指条分割为第一指条和第二指条，所述第一指条的长度大于所述第二指条的长度，多个所述第一指条的长度彼此相同，多个所述第二指条的长度彼此相同，以使叉指换能器指条结构更加均匀、合理。
[0015]可选地，步骤4中采用湿法腐蚀或者干法刻蚀技术，将所述镂空区对应的所述金属指条的部分去除。湿法腐蚀或者干法刻蚀技目前已经较为成熟的，且被本领域技术人员熟
知，因此本专利技术实施例提供的指条成型工艺无需升级设备或提高其他工序制成能力，即在现有产线工艺制成能力水平上通过优化工艺既可以达到了提高产品良率的效果。
[0016]本专利技术另一方面实施例提供的声表滤波器，包括：晶圆和叉指换能器指条，所述叉指换能器指条位于所述晶圆的上表面，所述叉指换能器指条为根据上述任一项实施例中的叉指换能器指条成型工艺制备的叉指换能器指条。采用本专利技术实施例提供的叉指换能器指条成型工艺获得的叉指换能器指条具有较好的平行度，本专利技术提供的声表滤波器的性能曲线如通带宽度、通带波纹、带外抑制等参数均有明显的改善。
[0017]可选地，所述晶圆包括衬底和压电薄膜，所述压电薄膜覆盖在所述衬底的上表面，所述叉指换能器指条位于所述压电薄膜的上表面。
[0018]可选地，所述晶圆为POI晶圆，声表滤波器为POI SAW器件，由于叉指换本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种叉指换能器指条成型工艺，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：在晶圆上表面形成第一光刻图形，所述第一光刻图形包括若干平行的光刻胶条，所述光刻胶条之间相互独立；步骤2：在步骤1的基础上进行金属蒸镀和剥离，形成金属电极层，所述金属电极层包括若干平行且间隔设置的金属指条，相邻金属指条之间形成有剥离区域；步骤3：在所述金属电极层上形成第二光刻图形，所述第二光刻图形构造出若干镂空区，若干镂空区与若干金属指条一一对应，所述镂空区暴露出与其相对的所述金属指条的一部分；步骤4：去除步骤3中所述镂空区对应的所述金属指条的部分，形成若干金属去除区域，所述金属去除区域与剥离区域相连通将所述金属电极层分割为两部分；步骤5：去除剩余的第二光刻图形，得到叉指换能器指条结构。2.根据权利要求1所述的叉指换能器指条成型工艺，其特征在于，步骤1中形成的若干光刻胶条的宽度相同、间距相同且在其宽度方向上依次排列。3.根据权利要求1所述的叉指换能器指条成型工艺，其特征在于，步骤2具体包括在步骤1的第一光刻图形上蒸镀金属层，并对所述光刻胶条进行剥离，以形成未覆盖金属层的若干剥离区域。4.根据权利要求1或2所述的叉指换能器指条成型工艺，其特征在于，步骤3中，在所述金属...

【专利技术属性】
技术研发人员：张敬迎，张树民，王国浩，
申请(专利权)人：杭州左蓝微电子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：