CN1305215C - 具有抗电迁移的高频声表面波器件金属合金薄膜 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了属于声表面波器件的制造技术的一种具有抗电迁移的高频声表面波器件金属合金薄膜。其金属合金薄膜是采用物理气相沉积方式沉积在压电基体上的Mo为0.1-2wt%，Co为0.1-2wt%，其余为Al的Al-Co-Mo合金薄膜。用于高功率、高频声表面波器件，具有抗电迁移、提高薄膜在高频声表面波器件中的附着力和功率承受力，同时提高了反应离子刻蚀的精确度。
Description
技术领域
本发明属于声表面波器件的制造技术，特别涉一种具有抗电迁移的高频声表面波器件金属合金薄膜。
背景技术
声表面波(SAW)滤波器被广泛的应用于现代通讯系统中。在SAW器件制作过程中，电讯号和声讯号的转换是由叉指换能器来完成。铝具有很高的电导率，声阻抗小，化学性质稳定，易于沉积，因而被广泛用作叉指换能器的材料。工作频率达到GHz的SAW滤波器，叉指换能器指条宽度一般为微米或纳米量级，如此微细的电极，需要有强的功率承受力和机械承受力，因为Al的自扩散系数高，在高功率下来自于声表面波的重复应力会引起Al原子沿着晶界迁移，从而引起Al膜形成空洞或小丘，电极处很容易断路或短路，高功率给基片表面带来的高温也使器件很易失效。同时，滤波器频率越高，要求薄膜厚度越小，导致Al膜与基体的附着力减小，从而严重影响器件性能。目前，为了改善Al膜性能，一些高熔点金属(Ti，W，Cu，Co，Mo，Y等)已被用作过渡层沉积Al膜，或者形成铝的合金薄膜。但是含有Cu W的合金薄膜在反应离子刻蚀中有局限性。主要表现为刻蚀困难，刻蚀的图形界面粗糙等。高频器件的制作大多采用干法刻蚀技术-离子束刻蚀、等离子刻蚀、反应离子刻蚀(RIE)等方法。其中，RIE法是用具有一定轰击能量的活性离子与固体表面强化化学反应的过程，既利用了离子的溅射作用，又有活性粒子的化学作用，能提供对电极侧剖面的精确控制而得到很陡直的侧剖面，因此，被广泛使用于高频SAW器件的制作。目前，Al膜普遍采用Cl2和BCl3混合气体刻蚀，如果薄膜金属和刻蚀气体(Cl2)反应生成沸点低、易挥发的氯化物，刻蚀就能够精确地控制侧剖面。
发明内容
本发明的目的是提供一种新的具有抗电迁移的高频声表面波器件金属合金薄膜，其特征在于：所述具有抗电迁移的高频声表面波器件金属合金薄膜是采用物理气相沉积方式制备的Al-Co-Mo合金薄膜，其组成成份：Mo为0.1-2wt％，Co为0.1-2wt％，其余为Al；在声表面波器件制备过程中，所添加的合金元素易与刻蚀气体Cl2反应生成沸点在1000℃以下的易挥发的氯化物，使采用反应离子刻蚀而得到精确的器件图形；金属Mo和Co因为熔点高扩散系数低，能抑制Al原子迁移，从而改善铝膜的性能。此薄膜在高频声表面波器件中表现出强的附着力和功率承受力。
本发明的有益效果该新型合金用于高功率、高频声表面波器件，具有抗电迁移、提高薄膜在高频声表面波器件中的附着力和功率承受力，同时提高了反应离子刻蚀的精确度。
附图说明
图1为本发明中高频声表面波器件的剖面示意图
具体实施方式
本发明提供了一种具有抗电迁移的高频声表面波器件金属合金薄膜。其金属合金薄膜是采用物理气相沉积方式制备的Al-Co-Mo合金薄膜，其组成成份：Mo为0.1-2wt％，Co为0.1-2wt％，其余为Al；在图1所示的高频声表面波器件的剖面示意图中，在压电基体1上为Al-Co-Mo合金薄膜2，其中压电基体1为SiO2、LiNbO3或LiTaO3等。所添加的金属Mo和Co元素易与刻蚀气体Cl2反应生成沸点在1000℃以下的易挥发的氯化物，使采用反应离子刻蚀而得到精确的器件图形；金属Mo和Co因为熔点高扩散系数低，能抑制Al原子迁移，从而改善铝膜的性能。此薄膜在高频声表面波器件中表现出强的附着力和功率承受力。在制作高频声表面波器件过程中，采用物理气相沉积方法在压电基体1上沉积Al-Co-Mo合金薄膜2，Al-Co-Mo合金薄膜2厚度随声表面波器件频率而变化。声表面波器件图形的制作采用光刻或电子束直写技术，刻蚀采用Cl2和BCl3混合气体(BCl3∶Cl2＝70sccm∶15sccm)进行反应离子刻蚀。
实施例：在SiO2、LiNbO3或LiTaO3三种压电基体上均采用合金薄膜成分为Mo：0.6wt％、Co：1wt％，其余为Al；Mo：2wt％、Co：0.1wt％，其余为Al和Mo：1wt％、Co：1wt％，其余为Al的组份制作成高频声表面波器件，经试验，其薄膜在高频声表面波器件中具有较好的抗电迁移能力、薄膜的附着力和功率承受力得到提高。其中合金成分为Mo：0.6wt％、Co：1wt％，其余为Al的薄膜纳米划痕测试表明临界载荷和纯Al膜相比增加了一倍左右，表明合金薄膜的附着力大大增加了。
Claims (2)
1.一种具有抗电迁移的高频声表面波器件金属合金薄膜，其特征在于：所述具有抗电迁移的高频声表面波器件金属合金薄膜是采用物理气相沉积方式沉积在压电基体上的Al-Co-Mo合金薄膜，其组成成份：Mo为0.1-2wt％，Co为0.1-2wt％，其余为Al。
2.根据权利要求1所述具有抗电迁移的高频声表面波器件金属合金薄膜，其特征在于：所述压电基体为SiO2、LiNbO3或LiTaO3。
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