CN113890499A - 一种温度补偿滤波器的制备方法及温度补偿滤波器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种微电子技术领域，具体涉及一种温度补偿滤波器的制备方法，包括在基片上镀键合区金属层，以及对所述键合区金属层以外的区域套刻光刻胶的步骤；还包括在所述键合区金属层上镀加厚金属层；剥离所述套刻的光刻胶；在所述加厚金属层以及其他区域上溅射温补膜；对所述温补膜进行平坦化处理，使所述加厚金属层暴露于所述温补膜之外。

Description

一种温度补偿滤波器的制备方法及温度补偿滤波器

技术领域

本发明涉及微电子技术领域，具体而言，涉及一种温度补偿滤波器的制备方法及温度补偿滤波器。

背景技术

目前温度补偿滤波器(TCSAW)的制备工艺主要是，在压电基片上先制作金属叉指换能器，然后生长或溅射一层一定厚度的二氧化硅，形成多层结构，利用二氧化硅的正温度系数补偿压电基片的负温度系数。该工艺的具体实施方式主要有剥离工艺和刻蚀工艺两种，两种工艺中都含有光刻图形层、镀金属膜、剥离图形层的步骤。

对于剥离工艺而言，剥离图形层后进行套刻键合区、溅射温补膜、化学机械抛光以及再次剥离的步骤。这样的工艺步骤主要存在的缺点是，由于温补膜由磁控溅射设备沉积得到，较为致密，不利于剥离。如果沉积温补膜时，套刻的光刻胶还未剥离，需要携带光刻胶进入溅射腔室。而光刻胶为有机物，受等离子体和加热的影响，会导致光刻胶中的有机物挥发到真空腔室中，导致高纯度的靶材，腔室内衬被污染，影响后续沉积薄膜的纯度以及靶材的使用寿命。

对于刻蚀工艺而言，剥离图形层后直接溅射温补膜，再进行化学机械抛光，之后再套刻键合区，最后采用湿法腐蚀或干法刻蚀。这样的工艺步骤主要存在的缺点是，干法刻蚀设备昂贵，且刻蚀气体一般对环境和人体健康不友好。湿法腐蚀需要采用氢氟酸系列化学药品，同样对环境和人体健康不友好。且耐氢氟酸刻蚀的光刻胶种类较少。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种温度补偿滤波器的制备方法及温度补偿滤波器。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

本发明提供一种温度补偿滤波器的制备方法，包括在基片上镀键合区金属层，以及对所述键合区金属层以外的区域通过掩模版套刻光刻胶的步骤；还包括以下步骤：在镀键合区金属层的区域和套刻光刻胶的区域上镀加厚金属层；剥离所述光刻胶及其上的所述加厚金属层；在所述加厚金属层以及剥离所述光刻胶后的区域上溅射温补膜；对所述温补膜进行平坦化处理，使所述加厚金属层暴露于所述温补膜之外。

进一步，所述套刻光刻胶的步骤中，所述光刻胶的厚度大于所述键合区金属层和所述加厚金属层的厚度之和。

进一步，所述温补膜的厚度大于或等于所述键合区金属层和所述加厚金属层的厚度之和。

进一步，所述温补膜的厚度为2μm，所述键合区金属层和所述加厚金属层的厚度之和为1.6μm。

进一步，在所述基片上镀所述键合区金属层的方式为，采用图形光刻胶在所述基片上光刻图形层，所述图形层部分的覆盖所述基片；在光刻图形层后的所述基片上镀金属膜；剥离所述图形层以及覆盖于所述图形层上的金属膜，部分或全部未被剥离的金属膜为所述键合区金属层。

进一步，所述图形层的厚度大于所述金属膜的厚度。

进一步，所述光刻图形层的步骤以及所述套刻的步骤分别包括匀胶、前烘、曝光、后烘以及显影。

进一步，在所述基片上实施所述光刻图形层的步骤前，先对所述基片进行清洗；所述清洗方法包括，采用电子清洗剂清洗、采用超声设备清洗、采用毛刷清洗、采用高压去离子水清洗中的一种。

进一步，所述镀金属膜和在所述键合区金属层上镀加厚金属层均采用电子束蒸发台进行。

本发明提供一种温度补偿滤波器，所述温度补偿滤波器采用如上述的温度补偿滤波器的制备方法制备得到。

本发明的温度补偿滤波器的有益效果为：

1)本发明的制备方法，将套刻的步骤设置于在键合区金属层上镀加厚金属层和溅射温补膜的步骤之前，这样可以避免采用刻蚀工艺继续处理，有效降低了制备方法的成本，并且避免了对环境的污染。

2)本发明的制备方法，在溅射温补膜的步骤之前，先对套刻光刻胶进行剥离；可以有效避免温补膜不易剥离的问题，使制备方法更加简单；

3)本发明的制备方法，在溅射温补膜时，由于没有光刻胶，不需要刻意降低溅射时的工艺温度，可以通过升高工艺温度来提升温补膜的性能，从而使温度补偿滤波器的性能得到有效提升。

4)本发明的制备方法，在键合区金属层上镀加厚金属层，可以防止平坦化后键合区不准确的问题发生。

附图说明

图1为本发明的温度补偿滤波器的制备方法的实施例中，步骤2)的结构示意图；

图2为本发明的温度补偿滤波器的制备方法的实施例中，步骤3)的结构示意图；

图3为本发明的温度补偿滤波器的制备方法的实施例中，步骤4)的结构示意图；

图4为本发明的温度补偿滤波器的制备方法的实施例中，步骤5)的结构示意图；

图5为本发明的温度补偿滤波器的制备方法的实施例中，步骤6)的结构示意图；

图6为本发明的温度补偿滤波器的制备方法的实施例中，步骤7)的结构示意图；

图7为本发明的温度补偿滤波器的制备方法的实施例中，步骤8)的结构示意图；

图8为本发明的温度补偿滤波器的制备方法的实施例中，步骤9)的结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、基片；2、键合区金属层；21、加厚金属层；

3、套刻层；4、温补膜；5、图形层。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

本发明的温度补偿滤波器的制备方法，包括在基片1上镀键合区金属层2，以及对键合区金属层2以外的区域套刻光刻胶的步骤；还包括以下步骤：在键合区金属层2上镀加厚金属层21；剥离套刻的光刻胶；在加厚金属层21以及其他区域上溅射温补膜4；对温补膜4进行平坦化处理，使加厚金属层21暴露于温补膜4之外。

本发明的制备方法，将套刻的步骤设置于在键合区金属层2上镀加厚金属层21和溅射温补膜4的步骤之前，这样可以避免采用刻蚀工艺继续处理，有效降低了制备方法的成本，并且避免了对环境的污染。

在溅射温补膜4的步骤之前，先对套刻光刻胶进行剥离；由于温补膜4由磁控溅射设备沉积得到，因此较为致密，不利于剥离，将剥离套刻的光刻胶的步骤设置在溅射温补膜4之前，可以有效避免温补膜4不易剥离的问题，使制备方法更加简单；同时，由于没有光刻胶，不需要刻意降低溅射时的工艺温度，可以通过升高工艺温度来提升温补膜4的性能，从而使温度补偿滤波器的性能得到有效提升。

在温度补偿滤波器中，键合区金属层2是用于与其他部件键合的区域，键合区金属层2为金属，并且需要裸露于温补膜4之外；在镀金属膜后，金属膜在基片1上的分布区域是与图形层5相同的，也就是说，此时金属膜的分布区域中，一部分在最终的温度补偿滤波器中需要作为键合区金属层2裸露在温补膜4之外，而一部分金属膜需要被温补膜4覆盖，因此，如果键合区金属层2与非键合区的金属膜的厚度相同，则会导致非键合区的金属膜也容易暴露，导致键合区金属层2的不准确，因此，在套刻的步骤和剥离套刻光刻胶的步骤之间还增加了对键合区金属层2的金属膜的加厚处理，在键合区金属层2上镀加厚金属层21，可以防止上述情况的发生。

优选的，采用套刻光刻胶对键合区金属层2以外的区域进行套刻的步骤中，套刻光刻胶的厚度大于键合区金属层2与镀加厚金属层21之和。

需要说明的是，本方法采用的套刻步骤为常规的套刻方法；具体的操作方法为，先制作与需要套刻的区域相对应的掩模版，再使用套刻光刻胶进行套刻。本方法中，套刻使用的掩模版可将键合区的金属层掩盖，非键合区域暴露，这样，在使用光刻胶套刻时，光刻胶可附着于非键合区域上。

优选的，温补膜4的厚度大于或等于键合区金属层2与加厚金属层21的厚度之和。

以下通过实施例对本发明进行举例和具体说明：

如图1～8所示，本实施例的温度补偿滤波器的制备方法包括以下步骤：

1)、先对基片1进行清洗；清洗方法包括，采用电子清洗剂清洗、采用超声设备清洗、采用毛刷清洗、采用高压去离子水清洗中的一种。

本实施例中，采用超声设备进行清洗，清洗后再将基片1甩干。

2)、采用图形光刻胶在基片1上光刻图形层5，图形层5部分的覆盖基片1；

光刻图形层5的步骤主要有匀胶、前烘、曝光、后烘以及显影。

本实施例中，采用一种市售的光刻胶，匀胶的转数为3000转/分钟，前烘温度为94℃，前烘时间为2min，曝光时间为380ms，后烘温度为94℃，显影时间为8s。

本实施例中，图形层5的厚度需要高于键合区金属层2的厚度。

3)、在图形层5上和未被图形层5覆盖的基片1上镀金属膜。

本实施例中，通过电子束蒸发台对金属膜中的Ti，Cu，Al进行沉积，实现镀金属膜的过程。

4)、剥离图形层5以及覆盖于图形层5上的金属膜，未被剥离的金属膜中，接近基片1边缘的金属膜为键合区金属层2。

完成步骤3)中对金属膜的沉积后，将其浸泡于光刻胶剥离液中，稍后使用剥离机进行剥离。

5)、制作与键合区对应的掩模版，并将掩模版覆盖在基片1上，掩模版可将非键合区暴露、键合区被掩盖；采用光刻胶对键合区金属层2以外的区域进行套刻，得到套刻层3。

套刻的步骤主要有匀胶、前烘、曝光、后烘以及显影。

本实施例中，采用另一种市售的套刻光刻胶，套刻的匀胶转数为5000转/分钟，套刻的前烘温度为94℃，套刻的前烘时间为2min，套刻的曝光时间为10s，套刻的后烘温度为94℃，套刻的后烘时间为2min，套刻的显影时间为18s。

套刻层3的厚度大于键合区金属层2与加厚金属层21的厚度之和。

6)、在光刻胶以及键合区金属层2上镀加厚金属膜，对键合区金属层2进行加厚处理。

本实施例中，采用电子束蒸发台对加厚金属膜中的Al进行沉积，实现镀加厚金属膜的过程；键合区金属层2与加厚金属层21的厚度之和为1.6μm。

7)、剥离套刻层3及覆盖于其上的加厚金属膜；将其浸泡于光刻胶剥离液中，稍后对其进行剥离。

8)、在加厚金属层21以外的基片1上溅射温补膜4；通过磁控溅射设备进行温补膜4的SiO₂沉积，本实施例中，沉积的厚度为2μm。

9)、对温补膜4进行平坦化处理。

本实施例中，采用化学机械抛光法对温补膜4的表面进行处理，使加厚金属层21露出，用于键合。

本实施例中，最终，温补膜4与键合区金属层2和加厚金属层21的厚度之和相等，均为1.6μm。

采用本实施例的上述方法制备的温度补偿滤波器具有与市售的温度补偿滤波器相同甚至更好的性能。

在本实施例中，基片1具体为铌酸锂基片，采用上述方法制备得到的温度补偿滤波器的频率为1000MHz左右温漂系数为-15ppm。这些数据与市售的同类型温度补偿滤波器相比性能相差不大，说明两者具有相近的功能特性。

因此，采用本发明的制备方法制备得到温度补偿滤波器具有与市售同类型温度补偿滤波器相似的功能特性，而本方法简化了工艺步骤，降低了工艺实施的难度和成本，同时避免了对环境的污染。

综上所述，本发明的制备方法具有操作简单、成本低、无污染的优点。由于本发明的方法无需降低溅射温补膜4时的温度，因此，温补膜4的性能能够得到有效提高，从而使采用本发明的制备方法制备得到的温度补偿滤波器的性能也得到了有效提高。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种温度补偿滤波器的制备方法，包括在基片(1)上镀键合区金属层(2)，以及对所述键合区金属层(2)以外的区域通过掩模版套刻光刻胶的步骤；其特征在于，还包括以下步骤：

在镀键合区金属层(2)的区域和套刻光刻胶的区域上镀加厚金属层(21)；

剥离所述光刻胶及其上的所述加厚金属层(21)；

在所述加厚金属层(21)以及剥离所述光刻胶后的区域上溅射温补膜(4)；

对所述温补膜(4)进行平坦化处理，使所述加厚金属层(21)暴露于所述温补膜(4)之外。

2.根据权利要求1所述一种温度补偿滤波器的制备方法，其特征在于，所述套刻光刻胶的步骤中，所述光刻胶的厚度大于所述键合区金属层(2)和所述加厚金属层(21)的厚度之和。

3.根据权利要求1所述一种温度补偿滤波器的制备方法，其特征在于，所述温补膜(4)的厚度大于或等于所述键合区金属层(2)和所述加厚金属层(21)的厚度之和。

4.根据权利要求3所述一种温度补偿滤波器的制备方法，其特征在于，所述温补膜(4)的厚度为2μm，所述键合区金属层(2)和所述加厚金属层(21)的厚度之和为1.6μm。

5.根据权利要求1～4任意一项所述一种温度补偿滤波器的制备方法，其特征在于，在所述基片(1)上镀所述键合区金属层(2)的方式为，

采用图形光刻胶在所述基片(1)上光刻图形层(5)，所述图形层(5)部分的覆盖所述基片(1)；

在光刻图形层(5)后的所述基片(1)上镀金属膜；

剥离所述图形层(5)以及覆盖于所述图形层(5)上的金属膜，部分或全部未被剥离的金属膜为所述键合区金属层(2)。

6.根据权利要求5所述一种温度补偿滤波器的制备方法，其特征在于，所述图形层(5)的厚度大于所述金属膜的厚度。

7.根据权利要求5所述一种温度补偿滤波器的制备方法，其特征在于，所述光刻图形层(5)的步骤以及所述套刻的步骤分别包括匀胶、前烘、曝光、后烘以及显影。

8.根据权利要求5所述一种温度补偿滤波器的制备方法，其特征在于，在所述基片(1)上实施所述光刻图形层(5)的步骤前，先对所述基片(1)进行清洗；

所述清洗方法采用电子清洗剂清洗、超声设备清洗、毛刷清洗、高压去离子水清洗中的一种。

9.根据权利要求5所述一种温度补偿滤波器的制备方法，其特征在于，所述镀金属膜和在所述键合区金属层(2)上镀加厚金属层(21)均采用电子束蒸发台进行。

10.一种温度补偿滤波器，其特征在于，所述温度补偿滤波器采用如权利要求1～9任意一项所述的温度补偿滤波器的制备方法制备得到。

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