CN103401053A - 一种具有较厚Au电极的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有较厚Au电极的制备方法，电极结构为Ti/TiAu/Au，先将显影后的基片放入多靶共溅磁控溅射腔体中，装上Ti和Au靶材；然后对Ti靶材进行溅射，再同时对Ti和Au靶材进行溅射，再对Au靶材进行单独溅射，Au层的沉积厚度为50nm-1000nm；最后取出基片对其进行剥离，即制得所需Au电极。本发明的电极具有较厚的Au层，在高温退火后，仍具有优异的电传导性，且制备工艺简单、电极性能优良，具有良好的应用前景。

Description

一种具有较厚Au电极的制备方法
技术领域
本发明属于电子信息材料与元器件领域，特别涉及一种用于微波调谐元器件的金电极的制备方法。
背景技术
随着微波通信系统的快速发展，人们对微波器件，尤其是微波调谐器件提出了更高的要求。具有快的响应速度、小的尺寸、宽频带及高灵敏度、低工作电压的微波器件是目前和下一代通信系统中必不可少的的组成部分。更高的要求给目前的电子材料与元器件带来了巨大的挑战。
微波介电可调材料在微波可调元器件上有着广阔的应用前景，如相控阵天线上的移相器、谐振器、滤波器等。就调谐器件而言所用的电极材料主要是铂金，但是由于铂金的电阻相对较高，在一定程度上会增加器件的介电损耗。目前一些研究者在研究相关器件时也使用过Au做电极，由于Au的吸附性较差，在使用Au做电极时主要有Ti/Al/Ti/Au结构和Ti/Au结构。但是这两种结构都不能制备较厚的Au电极层（100-1000nm），所以在后退火时，Au层太薄和Au和Ti的互相扩散，导致退火后电极的导电性变差，这对器件的可靠性是有害的。
因此，开发具有较厚的Au电极层已成为当前压控微波材料与器件领域的迫切需求。
发明内容
本发明的目的，为解决现有技术在Au电极层较厚时所带来的缺陷，提供一种既具有较厚Au电极层，又具有优异电传导性的电极材料的制备方法。
本发明通过如下技术方案予以实现：
一种具有较厚Au电极的制备方法，电极结构为Ti/TiAu/Au，具体制备步骤如下：
（1）清洗基片及光刻显影
a.将基片放入丙酮中超声清洗20分钟，用去离子水冲洗后烘干；
b.将烘干后的基片放入酒精中清洗20分钟，用去离子水冲洗后用氮气吹干；
c.将光刻胶旋涂在基片上，厚度1um～5um，烘干后使用光刻掩膜版做曝光处理；
d.使用显影液将电极图形显影出来；
（2）将步骤（1）显影后的基片放入多靶共溅磁控溅射腔体中，在一个溅射靶上装上Ti靶材，在另一个溅射靶上装上Au靶材；
（3）当磁控溅射的真空度<1.0×10-3Pa时，开始对Ti靶材进行溅射，Ti层的沉积厚度为20nm～200nm。
（4）步骤（3）停止后，同时打开Ti靶和Au靶的溅射电源，同时对Ti靶材和Au靶材进行溅射，Ti、Au合金的沉积厚度为5nm～200nm；
（5）步骤（4）停止后，打开Au靶的溅射电源，对Au靶材进行单独溅射，Au层的沉积厚度为50nm-1000nm；
（6）步骤（5）停止后，取出基片，对其进行剥离，剥离后即制得所需要的Au电极。
所述步骤（1）的基片为普通玻璃基片、Si基片、Si/SiO2基片或者单晶基片。
所述步骤（2）的Au靶材和Ti靶材均为纯度为99.99%的金属靶材。
本发明的有益效果是：
1.本发明公开的Ti/TiAu/Au电极具有较厚的Au层，厚度为100nm-1000nm，且在高温退火后，电极仍具有优异的电传导性，电学性能优于目前实用最广泛的各种电极材料。
2.本发明提供的电极制备工艺，流程简单、电极性能优良，具有良好的应用前景。
具体实施方式
下面通过实例对本发明进一步说明，实例中所用的丙酮及酒精料均为市售分析纯原料，Au靶材和Ti靶材均为纯度为99.99%的金属靶材。具体实施方案如下：
（1）清洗基片及光刻显影
a.将基片放入丙酮中超声清洗20分钟，用去离子水冲洗后烘干；
b.将烘干后的基片放入酒精中清洗20分钟，用去离子水冲洗后用氮气吹干；
c.将光刻胶旋涂在吹干的基片上，烘干后使用特制的光刻掩膜版做曝光处理；
d.使用显影液将电极图形显影出来；
（2）将步骤（1）显影后的基片放入多靶共溅磁控溅射中，在一个溅射靶上装上Ti靶材，在另一个溅射靶上装上Au靶材；
（3）当磁控溅射的本底真空度<1.0×10-3Pa，打开Ti靶的溅射电源对Ti靶材溅射，Ti层的沉积厚度为5nm～200nm；
（4）步骤（3）停止后，同时打开Ti靶和Au靶的溅射电源，同时Ti靶材和Au靶材进行溅射，Ti、Au合金的沉积厚度为5nm～200nm；
（5）步骤（4）停止后，打开Au靶的溅射电源，对Au靶材进行单独溅射，Au层的沉积厚度为50nm-1000nm；
（6）步骤（5）停止后，取出基片，对其进行剥离，剥离后即得到所需要的Au电极。
采用台阶仪对如下各个实施例的电极层厚度进行测量，各个实施例各层金属的组成关系详见表1。
表1
Ti层厚度（nm） Ti合Au层厚度(nm) Au层厚度(nm)
实施例1 5 5 100
实施例2 10 10 200
实施例3 20 20 300
实施例4 30 30 400
实施例5 50 40 500
实施例6 80 50 600
实施例7 100 60 700
实施例8 130 60 800
实施例9 160 70 900
实施例10 200 80 1000
本发明上述实施例的电传导性及其电学性能完全符合使用标准。
本发明并不局限于上述实施例，很多细节的变化时可能的，但这并不因此违背本发明的范围和精神。

Claims (3)

1.一种具有较厚Au电极的制备方法，电极结构为Ti/TiAu/Au，具体制备步骤如下：
（1）清洗基片及光刻显影
a.将基片放入丙酮中超声清洗20分钟，用去离子水冲洗后烘干；
b.将烘干后的基片放入酒精中清洗20分钟，用去离子水冲洗后用氮气吹干；
c.将光刻胶旋涂在基片上，厚度1um～5um，烘干后使用光刻掩膜版做曝光处理；
d.使用显影液将电极图形显影出来；
（2）将步骤（1）显影后的基片放入多靶共溅磁控溅射腔体中，在一个溅射靶上装上Ti靶材，在另一个溅射靶上装上Au靶材；
（3）当磁控溅射的真空度<1.0×10-3Pa时，开始对Ti靶材进行溅射，Ti层的沉积厚度为20nm～200nm。
（4）步骤（3）停止后，同时打开Ti靶和Au靶的溅射电源，同时对Ti靶材和Au靶材进行溅射，Ti、Au合金的沉积厚度为5nm～200nm；
（5）步骤（4）停止后，打开Au靶的溅射电源，对Au靶材进行单独溅射，Au层的沉积厚度为50nm-1000nm；
（6）步骤（5）停止后，取出基片，对其进行剥离，剥离后即制得所需要的Au电极。
2.根据权利要求1的一种具有较厚Au电极的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）的基片为普通玻璃基片、Si基片、Si/SiO2基片或者单晶基片。
3.根据权利要求1的一种具有较厚Au电极的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）的Au靶材和Ti靶材均为纯度为99.99%的金属靶材。
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