CN108768334B - 一种tc-saw之idt铜工艺制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种TC‑SAW之IDT铜工艺制造方法，其步骤为：于压电衬底上形成第一介质层，通过正性光刻胶曝光和干法蚀刻于第一介质层上形成IDT图形形貌，沉积IDT金属层，然后采用CMP工艺研磨IDT金属层形成相应的IDT金属结构，然后沉积第二介质层。本发明通过正性光刻胶配合干法刻蚀和CMP工艺，可以有效实现金属图形化和IDT金属形貌的控制，满足更小线宽IDT电极的要求，使得目标频率更易达成，且工艺简单，可控性强，极大的降低了成本。
Description
技术领域
本发明涉及声表面波滤波器制造技术领域，尤其涉及一种TC-SAW之IDT铜工艺制造方法。
背景技术
声表面波(SAW)滤波器广泛应用于信号接收机前端以及双工器和接收滤波器。SAW滤波器集低插入损耗和良好的抑制性能于一身，可实现宽带宽和小体积。习知的SAW滤波器，电输入信号通过间插的金属叉指换能器(IDT)转换为声波，这种IDT是在压电基板上形成的。其中，温度补偿型滤波器(TC-SAW)不易受温度变化影响，性能更为稳定，应用更为广泛。
现有的TC-SAW滤波器的IDT结构制作时，一般采用剥离工艺(LIFT-OFF)，即在衬底上采用负性光刻胶通过曝光、显影制成图形，然后在其上淀积金属膜，再用不侵蚀金属膜的溶剂除去光刻胶，随着光刻胶的去除，胶上的金属被剥离，从而留下预设图形的金属结构。TC-SAW滤波器的调整频率主要依靠IDT电极线宽来调整，即频率越高线宽越小，如1.9G的一般线宽在0.5μm，而3.5G的一般在0.25μm。随着技术发展，TC-SAW滤波器在高频尤其是未来5G时代的应用频率会越来越高，对线宽要求更为苛刻。然而，由于负胶及剥离工艺的局限，在IDT电极线宽小于0.35μm时，曝光及剥离工艺基本上无法完成，且电极的形貌较难控制，这限制了TC-SAW产品在高频领域的应用。
在高频应用上目前主要采用BAW(体声波)工艺，而BAW工艺需要十几道光刻工艺，繁琐复杂，成本高。因而，寻求一种可制作小线宽Cu金属电极的TC-SAW产品的新工艺十分重要。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种TC-SAW之IDT铜工艺制造方法。
为了实现以上目的，本发明的技术方案为：
一种TC-SAW之IDT铜工艺制造方法包括以下步骤：
1)提供压电材料衬底；
2)于衬底上沉积介质材料形成第一介质层；
3)涂覆正性光刻胶，曝光、显影后定义出IDT图形，采用干法蚀刻工艺刻蚀所述第一介质层以形成与IDT图形相应的膜层形貌，去除正性光刻胶；
4)沉积金属形成IDT金属层，所述IDT金属层至少顶层为Cu；
5)采用CMP工艺研磨所述IDT金属层至与所述第一介质层平齐，形成与IDT图形相应的IDT金属结构；
6)于步骤5)形成的结构表面沉积介质材料形成第二介质层；
7)对预设区域的第二介质层开连接孔。
可选的，步骤2)和步骤6)中，所述介质材料为SiO2或SixNy。
可选的，所述第一介质层的厚度为100～500nm。
可选的，步骤4)中，所述IDT金属层是Ti/Al/Cu或Ta/TaN/Cu的组合层。
可选的，步骤5)中，所述IDT金属结构的电极线宽为200-500nm。
可选的，所述第二介质层的厚度为0.1λ-0.4λ，其中λ是0.8-2μm。
可选的，所述压电材料是钽酸锂或铌酸锂。
本发明的有益效果为：
(1)通过正性光刻胶配合干法刻蚀和CMP工艺，可以有效实现金属图形化和IDT金属形貌的控制，满足更小线宽IDT电极的要求，使得目标频率更易达成；
(2)具有更小的插入损耗和适用更高的功率的场景；
(3)工艺简单，可控性强，极大的降低了成本；
(4)可以根据需要调整IDT金属的顶部的介质层膜厚而不需要增加额外成本，对产品的性能提升及现有的高频制造工艺具有极大的帮助。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图，其中图1a-1g分别为各步骤得到的结构示意图。
具体实施方式
以下结合图1所示本发明的TC-SAW之IDT铜工艺制造方法的工艺流程图对本发明做具体的说明。
参考1a，提供压电材料衬底1，所述压电材料衬底1可以是例如钽酸锂或硅上钽酸锂晶元等。
参考图1b，于衬底1上沉积介质材料形成第一介质层2。介质材料包括SiO2、Si3N4、SixNy等，通过CVD/PVD等方法沉积。第一介质层2厚度范围在100～500nm，例如参考在200nm。第一介质层2的厚度会定义出IDT金属厚度，可根据产品设计需求进行调整。
参考图1c，涂覆正性光刻胶，曝光、显影后定义出IDT图形，采用干法蚀刻工艺刻蚀所述第一介质层2以形成与IDT图形相应的膜层形貌，去除正性光刻胶；IDT图形电极线宽可根据实际产品需要定义，范围为200～500nm，例如参考在250nm。
参考图1d，进行IDT金属层3的沉积，金属层的沉积方式可采用E-GUN/PVD/电镀等方式进行。IDT金属层3是Cu或顶层为Cu的金属膜组合，如Ti/Al/Cu,Ti/Al/Cu/AL/Cu等。IDT金属层3的厚度大于第一介质层2的厚度以便于最终IDT电极结构厚度的精确控制。
参考图1e，采用CMP(化学机械研磨)工艺研磨所述IDT金属层3，停止在第一介质层2，形成与IDT图形相应的彼此分立的IDT金属结构3a，从而IDT金属结构3a厚度与第一介质层2相同。CMP的主要工艺原理是化学物质与晶圆表面的物质反应，形成新的化合物，再由桨料中的微粒子机械式的研磨，加以去除。本实施例的桨料包含酸性水溶液、双氧水、乙醇、硝酸及氢氧化铵等，其研磨颗料为氧化铝，PH值在3-5之间。更具体的参数：流量50-100ml/min,氧化铝研磨颗料直径为180-280nm，桨料浓渡为3-7％，PH值控制在4.1-4.4之间,研磨转移控制在25-40RPM，压力控制在41-48kpa之间，研磨速率100-200nm/min。
参考图1f，进行上述介质材料的二次沉积，形成第二介质层4，第二介质层4覆盖IDT金属结构3a的表面以用于调整频率。第二介质层4的厚度参考为0.1λ-0.4λ，其中λ是该TC-SAW应用频率电磁波于器件内部传播的波长。优选的，波长为0.8-4μm。以3.5GHz频率举例，在LT WAFER衬底上波的传波速度3500m/s，则λ约为1μm，计算其厚度应为100nm-400nm。
参考图1g，对预设区域(例如部分IDT金属结构顶部)的第二介质层4开连接孔5，从而形成最终图形。
上述实施例仅用来进一步说明本发明的一种TC-SAW之IDT铜工艺制造方法，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。
Claims (6)
1.一种TC-SAW之IDT铜工艺制造方法，其特征在于包括以下步骤：
1)提供压电材料衬底；
2)于衬底上沉积介质材料形成第一介质层；
3)涂覆正性光刻胶，曝光、显影后定义出IDT图形，采用干法蚀刻工艺刻蚀所述第一介质层以形成与IDT图形相应的膜层形貌，去除正性光刻胶；
4)沉积金属形成IDT金属层，所述IDT金属层至少顶层为Cu，所述IDT金属层的厚度大于第一介质层的厚度；
5)采用CMP工艺研磨所述IDT金属层至与所述第一介质层平齐，形成与IDT图形相应的IDT金属结构；
6)于步骤5)形成的结构表面沉积介质材料形成第二介质层，所述第二介质层的厚度为0.1λ-0.4λ，其中λ为0.8-4μm；
7)对预设区域的第二介质层开连接孔。
2.根据权利要求1所述的TC-SAW之IDT铜工艺制造方法，其特征在于：步骤2)和步骤6)中，所述介质材料为SiO2或SixNy。
3.根据权利要求1所述的TC-SAW之IDT铜工艺制造方法，其特征在于：所述第一介质层的厚度为100～500nm。
4.根据权利要求1所述的TC-SAW之IDT铜工艺制造方法，其特征在于：步骤4)中，所述IDT金属层是Ti/Al/Cu或Ta/TaN/Cu的组合层。
5.根据权利要求1所述的TC-SAW之IDT铜工艺制造方法，其特征在于：步骤5)中，所述IDT金属结构的电极线宽为200-500nm。
6.根据权利要求1所述的TC-SAW之IDT铜工艺制造方法，其特征在于：所述压电材料是钽酸锂或铌酸锂。
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004147028A (ja) * | 2002-10-23 | 2004-05-20 | Toyo Commun Equip Co Ltd | Ｓａｗチップ及び表面実装型ｓａｗデバイスの製造方法 |
| CN103532510A (zh) * | 2013-10-23 | 2014-01-22 | 无锡华普微电子有限公司 | 一种saw器件的腐蚀工艺 |
| CN103558739A (zh) * | 2013-11-21 | 2014-02-05 | 杭州士兰集成电路有限公司 | 光刻胶去除方法和光刻工艺返工方法 |
| CN207074991U (zh) * | 2016-09-26 | 2018-03-06 | 株式会社村田制作所 | 弹性波装置、高频前端电路以及通信装置 |
| CN107966883A (zh) * | 2017-11-17 | 2018-04-27 | 北京航天微电科技有限公司 | 一种对声表面波滤波器光刻套刻的方法及声表面波滤波器 |
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004147028A (ja) * | 2002-10-23 | 2004-05-20 | Toyo Commun Equip Co Ltd | Ｓａｗチップ及び表面実装型ｓａｗデバイスの製造方法 |
| CN103532510A (zh) * | 2013-10-23 | 2014-01-22 | 无锡华普微电子有限公司 | 一种saw器件的腐蚀工艺 |
| CN103558739A (zh) * | 2013-11-21 | 2014-02-05 | 杭州士兰集成电路有限公司 | 光刻胶去除方法和光刻工艺返工方法 |
| CN207074991U (zh) * | 2016-09-26 | 2018-03-06 | 株式会社村田制作所 | 弹性波装置、高频前端电路以及通信装置 |
| CN107966883A (zh) * | 2017-11-17 | 2018-04-27 | 北京航天微电科技有限公司 | 一种对声表面波滤波器光刻套刻的方法及声表面波滤波器 |
| CN108039873A (zh) * | 2017-11-30 | 2018-05-15 | 深圳华远微电科技有限公司 | 一种芯片级声表面波滤波器制作方法 |
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