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【发明授权】一种高频SAW之IDT铜工艺制造方法_厦门市三安集成电路有限公司_201810558978.8 

申请/专利权人:厦门市三安集成电路有限公司

申请日:2018-06-01

公开(公告)日:2022-06-14

公开(公告)号:CN108923763B

主分类号:H03H3/02

分类号:H03H3/02

优先权:

专利状态码:有效-授权

法律状态:2022.06.14#授权;2018.12.25#实质审查的生效;2018.11.30#公开

摘要:本发明公开了一种高频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,蚀刻第一介质层后沉积第二介质层。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。

主权项:1.一种高频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涂覆正性光刻胶,曝光、显影后定义出第一介质层的剥离区域,剥离所述剥离区域之内的介质材料,去除正性光刻胶;所述剥离区域定义至所述IDT金属结构侧壁之外,余下的第一介质层于所述IDT金属结构侧壁形成保留层;7于步骤6形成的结构表面沉积介质材料形成第二介质层;8对预设区域的第二介质层开连接孔。

全文数据:—种高频SAW之IDT铜工艺制造方法技术领域[0001]本发明涉及声表面波滤波器制造技术领域,尤其涉及一种高频SAW之IDT铜工艺制造方法。背景技术[0002]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。[0003]现有的声表面波滤波器的叉指换能器结构制作时,一般采用剥离工艺(liftoff,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。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•5_,而3•5G的一般在0•25wii。随着技术发展,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0.5mi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SAW产品在高频领域的应用。[0004]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SAW产品的新工艺十分重要。发明内容[0005]本发明的目的在于克服现有技术存在的不足,提供一种高频SAW之IDT铜工艺制造方法。[0006]为了实现以上目的,本发明的技术方案为:[0007]一种高频SAW之IDT铜工艺制造方法包括以下步骤:[0008]1提供压电材料衬底;[0009]2于衬底上沉积介质材料形成第一介质层;[0010]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;[0011]4沉积金属形成IDT金属层,所述IDT金属层至少顶层为Cu;[0012]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;[0013]6涂覆正性光刻胶,曝光、显影后定义出第一介质层的剥离区域,剥离所述剥离区域之内的介质材料,去除正性光刻胶;[00M]7于步骤6形成的结构表面沉积介质材料形成第二介质层;[0015]8X寸预设区域的第二介质层开连接孔。Ltxm」可选的,步骤2和步骤了)中,所述介质材料为训2或3满。[0017]可选的,所述第一介质层的厚度为100〜500nm。[0018]可选的,步骤4中,所述IDT金属层是TiAlCu或TaTaNCu的组合层。[0019]可选的,步骤5中,所述IDT金属结构的电极线宽为200-500nm。[0020]可选的,步骤6中,所述剥离区域定义至所述IDT金属结构侧壁之外,余下的第一介质层于所述IDT金属结构侧壁形成保留层。[0021]可选的,所述压电材料是钽酸锂、铌酸锂或石英。[0022]本发明的有益效果为:[0023]1通过正性光刻胶配合千法刻蚀和CMP工艺,可以有效实现金属图形化和11}丁金属形貌的控制,满足更小线宽IDT电极的要求,使得目标频率更易达成;[0024]⑵具有更小的插入损耗和适用更高的功率的场景;[0025]⑶工艺简单,可控性强,极大的降低了成本;[0026]4可以根据需要调整1DT金属的侧壁和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[0027]图1为本发明的工艺流程图,其中图la-lh分别为各步骤得到的结构示意图。具体实施方式[0028]以下结合图1所示本发明的高频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。[0029]参考la,提供压电材料衬底i,所述压电材料衬底丨可以是例如钽酸锂或硅上钽酸裡晶兀等。[0030]参考图lb,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Si〇2、Si3N4、SixNy等,通过CVDPVD等方法沉积。第一介质层2厚度范围在100〜500nm,例如参考在3〇〇nm。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。[0031]参考图lc,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==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头际广品需要定乂,范围为200〜5〇〇nm,例如参考在350nm。[0032]—参考图ld,进行IDT金属层3的沉积,金属层的沉积方式可采用E_GUNpvD电锻等方式进行。IDT金属层3是Cu或顶层为Cu的金属膜组合,如TiAlCu,TiALCuALCu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。[0033]参考图le,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3£1,从而IDT金属结构如厚度与第一介质层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50-100mlmin,氧化铝研磨颗料直径为ls〇-280nm,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100-200nmmin。_4]覆正,光刻胶’在而图形基础上曝光、显影后定义出第—介质层2的剥^区±^,介质肖区域定义至所谢DT金属结构如侦幢之外一定距离,采用干法或湿法工艺剥呙所述剥呙区域之内的介质材料,从而在金属结构如侧壁留下保留层2,然后去除正性光刻胶。[0035]参考图lg,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。进一步,可采用光刻的方法定义出金属侧壁和顶部的膜层厚度,从而使设计更为灵活。[0036]参考图lh,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。[0037]上述实施例仅用来进一步说明本发明的一种高频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。

权利要求:1.一种高频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;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涂覆正性光刻胶,曝光、显影后定义出第一介质层的剥离区域,剥离所述剥离区域之内的介质材料,去除正性光刻胶;7于步骤6形成的结构表面沉积介质材料形成第二介质层;8对预设区域的第二介质层开连接孔。2.根据权利要求1所述的高频SAW之IDT铜工艺制造方法,其特征在于:步骤2和步骤7中,所述介质材料为Si〇2或SixNy。3.根据权利要求1所述的高频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所述的高频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TiAlCu或TaTaNCu的组合层。5.根据权利要求1所述的高频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2〇〇-5〇〇靡。6.根据权利要求1所述的高频SAW之IDT铜工艺制造方法,其特征在于:步骤6中,所述剥离区域定义至所述IDT金属结构侧壁之外,余下的第一介质层于所述IDT金属结构侧壁形成保留层。7.根据权利要求1所述的高频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、铌酸锂或石英。

百度查询: 厦门市三安集成电路有限公司 一种高频SAW之IDT铜工艺制造方法

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