CN110708035A - 温度补偿型声表面波器件的温补层上表层表面波抑制方法 - Google Patents

温度补偿型声表面波器件的温补层上表层表面波抑制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种温度补偿型声表面波器件的温补层上表层表面波抑制方法，包括如下步骤：1）清洗晶片；2）在晶片的器件面上制作声表面波器件的金属芯片；3）在金属芯片的金属面制作温度补偿层；4）在温度补偿层上开槽并涂覆吸声胶。本发明能够有效地阻断温度补偿层上表面上表面波的传播路径，并吸收掉温度补偿层上表面上表面波，提高TCSAW的电性能指标。

Description

温度补偿型声表面波器件的温补层上表层表面波抑制方法
技术领域
本发明涉及声表面波器件加工技术领域，尤其涉及一种温度补偿型声表面波（TCSAW）器件的温补层上表层表面波抑制方法。
背景技术
声表面波（SAW）器件大量应用于各类通信中，在未来的通信应用中，为适应各种更加严酷的外界环境，迫切需要提高声表面波器件的工作稳定性。温度是影响声表面波器件工作稳定性的重要参数之一。在SAW器件的制作过程中，器件一旦封装完毕，其状态就确定了。但随着外界温度的变化，声表面波器件的许多参数，如叉指和基片的厚度、宽度以及弹性系数等都将随之发生变化，SAW的波速、频率也会因此而发生漂移；同时温度的变化还会产生热应力，恶化器件的工作性能。比如，在128˚YX铌酸锂上制作的SAW器件(TCF=-75ppm/℃)，在1GHz的中心频率下，工作温度从-55℃变化到85℃时，频率有10.5MHz的漂移。因此在温度变化过程中，如何保证SAW器件具有良好的稳定性，成为提高其工作性能的主要问题，许多专家学者对此进行了各种探索和研究。
为了满足更好的温度稳定性，需要在常规的SAW器件表面制作厚SiO2等材料的温度补偿层。由于这层温度补偿层形成了和金属叉指结合的下表面和自由的上表面，声表面波器件工作的时候将会有波在这两个表面同时传播，最终性能叠加进入器件电性能中，自由上表面的声表波叠加进入器件电性能后会恶化器件电性能指标；因此，需要对自由的上表面声波进行抑制。
发明内容
针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于解决现有TCSAW器件中自由上表面的声表波叠加进入器件电性能后会恶化器件电性能指标问题，提供一种温度补偿型声表面波器件的温补层上表层表面波抑制方法，能够有效抑制TCSAW器件的温补层上表层表面的声波，从而提高TCSAW的电性能指标。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是这样的：一种温度补偿型声表面波器件的温补层上表层表面波抑制方法，其特征在于：包括如下步骤：
1）清洗晶片；
2）在晶片的器件面上制作声表面波器件的金属芯片；
3）在金属芯片的金属面制作温度补偿层；
4）在温度补偿层上开槽并涂覆吸声胶：其中，槽宽为与空气接触的温度补偿层上表面声波传播波长的0.1～50倍，深度为与空气接触的温度补偿层上表面声波传播波长的0.1倍～整个温度补偿层厚度；该槽呈线形槽，其长度方向为垂直温度补偿层上表面传播波的方向；吸声胶的厚度为10nm～100nm。
作为优选，步骤4）中，
a）先采用丝网涂胶或者点胶机涂胶或者喷胶机喷胶方式在声通道表面涂覆10nm～100nm厚度的吸声胶；所述吸声胶将温度补偿层全面覆盖或间断分布于温度补偿层上，其中，间断分布中吸声胶长度方向为垂直于温度补偿层自由表面上声波的传播方向，间距为与空气接触的温度补偿层上表面声波传播波长的0.1～50倍，每一段宽度为与空气接触的温度补偿层上表面声波传播波长的0.1～50倍；
b）再采用划片机或者干法刻蚀方式在声通道表面的温度补偿层表面上开槽，其中，所开槽为单槽或密集槽，当开槽为单槽时，槽的位置处于声表面波器件的输入和输出端之间，当开槽为密集槽时，密集度为上表面传播波长的0.1～100倍。
作为优选，步骤4）中，
a）先采用划片机或者干法刻蚀方式在声通道表面的温度补偿层表面开槽，其中所开槽为单槽或密集槽，当开槽为单槽时，槽的位置处于声表面波器件的输入和输出端之间，当所开槽为密集槽时，密集度为上表面传播波长的0.1～100倍；
b）然后在温度补偿层上表面采用丝网涂胶或者点胶机涂胶或者喷胶机喷胶方式涂覆10nm～100nm厚度的吸声胶；所述吸声胶将开槽填满。
作为优选，步骤4）中，
a）先采用划片机或者干法刻蚀方式在声通道表面的温度补偿层表面开槽，其中所开槽为单槽或密集槽，当开槽为单槽时，槽的位置处于声表面波器件的输入和输出端之间，当所开槽为密集槽时，密集度为上表面传播波长的0.1～100倍；
b）然后在温度补偿层上表面的槽内采用丝网涂胶或者点胶机涂胶或者喷胶机喷胶方式涂覆10nm～100nm厚度的吸声胶，且吸声胶将槽填满，其上侧凸出于温度补偿层。
进一步地，所述晶片采用钽酸锂单晶或铌酸锂单晶压电晶片。
进一步地，所述吸声胶采用自然干燥型或加热烘烤干燥型吸声胶。
进一步地，所述温度补偿层采用二氧化硅、含氟的二氧化硅以及氮化硅类含硅介质膜。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
1.能够有效地阻断温度补偿层上表面上表面波的传播路径。
2.能够吸收掉温度补偿层上表面上表面波，阻止温补层上表面传播的波产生的负面信号叠加进入声表面波器件的通带内以及有效带外上。
3.采用光刻加干法刻蚀的方法可以做出很细很精准的槽。
4.能够提高TCSAW的电性能指标、品质。
附图说明
图1为声表面波器件用晶片剖面结构示意图。
图2为在晶片上制作的金属芯片后的剖面结构示意图。
图3为在金属芯片上制作温度补偿层后的剖面结构示意图。
图4为在温补层上全面涂覆吸声胶的剖面结构示意图。
图5为在温补层上间断涂覆吸声胶的剖面结构示意图。
图6为在温补层上开密集槽的剖面结构示意图。
图7为在温补层上开单槽的剖面结构示意图。
图8为在温补层上开密集槽后全面涂覆吸声胶的剖面结构示意图。
图9为在温补层上开单槽后全面涂覆吸声胶的剖面结构示意图。
图10为在温补层上开密集槽后间断涂覆吸声胶的剖面结构示意图。
图11为在温补层上开单槽后间断涂覆吸声胶的剖面结构示意图。
图12为在温度补偿层上开密集槽后在槽内涂吸声胶剖面结构示意图。
图13为在温度补偿层上开单槽后在槽内涂吸声胶剖面结构示意图。
图中，1—晶片，2—金属芯片，3—温度补偿层，4—吸声胶，5—槽。
具体实施方式
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
实施例1：参见图1至图3，一种温度补偿型声表面波器件的温补层上表层表面波抑制方法，包括如下步骤：
1）清洗晶片1；采用现有常规清洗技术进行清洗，将晶片1清洗干净；其中，所述晶片1采用钽酸锂单晶或铌酸锂单晶压电晶片1，以便制作温度补偿型声表面波器件。
2）在晶片1的器件面上制作声表面波器件的金属芯片2（金属叉指层）；实际制作时，使用湿法（含剥离）工艺技术路线和干法刻蚀路线完成制作，该技术为成熟的现有技术。
3）在金属芯片2的金属面制作温度补偿层3；所述温度补偿层3采用二氧化硅、含氟的二氧化硅以及氮化硅类含硅介质膜，以便达到温度补偿效果。制作过程中，使用镀膜、抛光、光刻、干法刻蚀等方法完成制作；该技术也为成熟的现有技术。
4）在温度补偿层3上开槽5并涂覆吸声胶4：其中，槽5的剖面形状为三角形、方形、或梯形；槽5宽为与空气接触的温度补偿层3的上表面声波传播波长的0.1～50倍，深度为与空气接触的上表面声波传播波长的0.1倍～整个温度补偿层3厚度，该开槽5呈线形槽5，其长度方向为垂直上表面传播波的方向；吸声胶4的厚度为10nm～100nm，所述吸声胶4采用自然干燥型或加热烘烤干燥型吸声胶4，这样更便于干燥处理。
制作过程中，参见图4至图7，
a）先采用丝网涂胶或者点胶机涂胶或者喷胶机喷胶方式在声通道表面涂覆10nm～100nm厚度的吸声胶4；所述吸声胶4将温度补偿层3全面覆盖或间断分布于温度补偿层3上，间断分布中吸声胶4长度方向为垂直于温度补偿层3自由表面上声波的传播方向，间距为与空气接触的温度补偿层3上表面声波传播波长的0.1～50倍，每一段宽度为与空气接触的温度补偿层3上表面声波传播波长的0.1～50倍；
该过程在净化间的环境下，在晶片1上整个声通道面上部分进行吸声胶4涂覆，涂覆完成后根据吸声胶4的不同类型，进行自然干燥或者加热干燥过程。
b）再采用划片机（砂轮或者激光等方式）或者干法刻蚀方式在声通道表面的温度补偿层3表面上开槽5，且所述槽5贯穿吸声胶4，实施过程中，从吸声胶4表面开槽，并延伸至温度补偿层3内。其中所开槽5为单槽5或密集槽5；当开槽5为单槽5时，槽5的位置处于声表面波器件的输入和输出端之间，当开槽5为密集槽5时，密集度为上表面传播波长的0.1～100倍。
实施例2，参见图8至图11，与实施例1不同的是，步骤4）中，
a）先采用划片机（砂轮或者激光等方式）或者干法刻蚀方式在声通道表面的温度补偿层3表面开槽5，其中所开槽5为单槽5或密集槽5；当开槽5为单槽5时，槽5的位置处于声表面波器件的输入和输出端之间，当所开槽5为密集槽5时，密集度为上表面传播波长的0.1～100倍。
b）然后在温度补偿层3上表面采用丝网涂胶或者点胶机涂胶或者喷胶机喷胶等方式在声通道表面全面涂覆10nm～100nm厚度的吸声胶4；所述吸声胶4将开槽5填满。制作过程中，根据设定的吸声胶4厚度，需要控制吸声胶4厚度精度在10%以内。
实施例3，参见图12、13，与实施例1、2不同的是，步骤4）中，
a）先采用划片机（砂轮或者激光等方式）或者干法刻蚀方式在声通道表面的温度补偿层3表面开槽5，其中所开槽5为单槽5或密集槽5；当开槽5为单槽5时，槽5的位置处于声表面波器件的输入和输出端之间，当所开槽5为密集槽5时，密集度为上表面传播波长的0.1～100倍。
b）然后在温度补偿层3上表面的槽5内采用丝网涂胶或者点胶机涂胶或者喷胶机喷胶方式涂覆10nm～100nm厚度的吸声胶4，且吸声胶4将槽5填满，其上侧凸出于温度补偿层3。
最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种温度补偿型声表面波器件的温补层上表层表面波抑制方法，其特征在于：包括如下步骤：
1）清洗晶片；
2）在晶片的器件面上制作声表面波器件的金属芯片；
3）在金属芯片的金属面制作温度补偿层；
4）在温度补偿层上开槽并涂覆吸声胶：其中，槽宽为温度补偿层上表面声波传播波长的0.1～50倍，深度为与温度补偿层上表面声波传播波长的0.1倍～整个温度补偿层厚度；该槽呈线形槽，其长度方向为垂直温度补偿层上表面传播波的方向；吸声胶的厚度为10nm～100nm。
2.根据权利要求1所述的温度补偿型声表面波器件的温补层上表层表面波抑制方法，其特征在于：步骤4）中，
a）先在声通道表面涂覆10nm～100nm厚度的吸声胶；所述吸声胶将温度补偿层全面覆盖或间断分布于温度补偿层上，其中，间断分布中吸声胶长度方向为垂直于温度补偿层自由表面上声波的传播方向，间距为与空气接触的温度补偿层上表面声波传播波长的0.1～50倍，每一段宽度为与空气接触的温度补偿层上表面声波传播波长的0.1～50倍；
b）再在声通道表面的温度补偿层表面上开槽，其中，所开槽为单槽或密集槽，当开槽为密集槽时，密集度为上表面传播波长的0.1～100倍。
3.根据权利要求1所述的温度补偿型声表面波器件的温补层上表层表面波抑制方法，其特征在于：步骤4）中，
a）先在声通道表面的温度补偿层表面开槽，其中所开槽为单槽或密集槽，当所开槽为密集槽时，密集度为上表面传播波长的0.1～100倍；
b）然后在温度补偿层上表面涂覆10nm～100nm厚度的吸声胶；所述吸声胶将开槽填满。
4.根据权利要求1所述的温度补偿型声表面波器件的温补层上表层表面波抑制方法，其特征在于：步骤4）中，
a）先在声通道表面的温度补偿层表面开槽，其中所开槽为单槽或密集槽，当所开槽为密集槽时，密集度为上表面传播波长的0.1～100倍；
b）然后在温度补偿层上表面的槽内涂覆10nm～100nm厚度的吸声胶，且吸声胶将槽填满，其上侧凸出于温度补偿层。
5.根据权利要求1-4中任一权利要求所述的温度补偿型声表面波器件的温补层上表层表面波抑制方法，其特征在于：所述晶片采用钽酸锂单晶或铌酸锂单晶压电晶片。
6.根据权利要求1-4中任一权利要求所述的温度补偿型声表面波器件的温补层上表层表面波抑制方法，其特征在于：所述吸声胶采用自然干燥型或加热烘烤干燥型吸声胶。
7.根据权利要求1-4中任一权利要求所述的温度补偿型声表面波器件的温补层上表层表面波抑制方法，其特征在于：所述温度补偿层采用二氧化硅、含氟的二氧化硅以及氮化硅类含硅介质膜。
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