一种声表滤波器结构的制作方法

1.本技术属于声表波滤波器技术领域，尤其涉及一种提高声表滤波器良率、改善功率耐受性的声表滤波器结构。


背景技术：

2.声表波滤波器(saw)集低插入损耗和良好的抑制性能于一身，广泛应用于信号接收机前端以及双工器和接收滤波器等领域，可实现宽带宽和小体积。声表滤波器结构包括形成于压电基板上的叉指换能器和反射器，反射器位于叉指换能器两侧，电输入信号通过间插的金属叉指换能器转换为声波。为了提高可靠性，金属层被介质薄膜覆盖，如二氧化硅或氮化硅薄膜，仅在需要接触点开接触孔与外部实现电学连接。
3.声表滤波器一般用晶圆级工艺实现，如图1和图2所示，在衬底如压电晶体表面镀金属层先用剥离工艺或者光刻刻蚀工艺形成叉指换能器2a和反射器2b。该层金属因为要实现频率匹配，厚度一般100～300nm，为周期性细金属条结构。电极部分要具备低的电阻率，所以后面一道工序往往用剥离工艺，用光刻胶保护叉指换能器2b和反射器2a，在电极部分继续沉积金属到1～5μm。然后覆盖绝缘层3，通过光刻刻蚀方法开出导电通孔4。上述剥离工艺的原理是利用超声，将在光刻胶上的金属层在溶剂中剥离，粉碎。溶剂中充满悬浮金属颗粒，需要后面反复清洗。该工艺过程很难完全避免颗粒沾污金属线条区域。一旦有颗粒污染，叉指换能器会造成短路失效，或者在后续工作中容易发生电击穿失效。


技术实现要素：

4.针对上述现有技术的缺点或不足，本技术要解决的技术问题是提供一种声表滤波器结构。
5.为解决上述技术问题，本技术通过以下技术方案来实现：
6.本技术一方面提出了一种声表滤波器结构，包括：
7.衬底，其上设有导线和电极；
8.金属线条区域，其部分覆盖于所述衬底的表面；
9.绝缘层，其覆盖于所述金属线条区域的表面；
10.金属层，其覆盖于所述导线和电极的表面。
11.进一步地，上述的声表滤波器结构，其中，所述衬底包括：钽酸锂、铌酸锂、石英，或者，在硅衬底或者蓝宝石衬底上形成的压电薄膜。
12.进一步地，上述的声表滤波器结构，其中，所述金属线条区域包括叉指换能器以及分布于所述叉指换能器两端的反射器。
13.进一步地，上述的声表滤波器结构，其中，所述金属线条区域包括钛薄膜结构或者铝薄膜结构。
14.进一步地，上述的声表滤波器结构，其中，所述钛薄膜结构的溅射厚度为5～50nm，所述铝薄膜结构的溅射厚度为50～500nm。
15.进一步地，上述的声表滤波器结构，其中，所述绝缘层包括：二氧化硅层、氮化硅层或氧化铝层中的至少一层。
16.进一步地，上述的声表滤波器结构，其中，所述绝缘层的沉积厚度为100～1000nm。
17.进一步地，上述的声表滤波器结构，其中，所述金属层包括：钛层、铝层、铜层或金层中的至少一层。
18.进一步地，上述的声表滤波器结构，其中，所述金属层的沉积厚度为1～3μm。
19.本技术另外一方面提出了一种上述的声表滤波器结构的制造方法，所述制造方法包括：
20.在衬底上形成金属线条区域；
21.沉积绝缘层；
22.沉积金属层。
23.进一步地，上述的制造方法，其中，在上述的衬底上形成金属线条区域中，包括：在所述衬底上先溅射一层金属薄膜结构；再采用光刻和刻蚀的方法，形成所述金属线条区域。
24.进一步地，上述的制造方法，其中，在上述的沉积绝缘层中，包括：沉积一层二氧化硅层以及一层氮化硅层；再用光刻的方法，将光刻胶保护住所述金属线条区域，用等离子刻蚀的方法去除导线和电极表面的所述绝缘层，使所述绝缘层仅覆盖所述金属线条区域。
25.进一步地，上述的制造方法，其中，在上述的沉积金属层中，包括：利用光刻的方法，用光刻胶保护住所述绝缘层，暴露出所述导线和电极；然后沉积金属层，再用超声清洗，去除所述绝缘层成上方的光刻胶和金属层。
26.进一步地，上述的制造方法，其中，在上述的沉积金属层中，还包括：沉积所述金属层使其覆盖所有区域；在所述金属层上做光刻，用光刻胶保护住所述导线和电极，暴露出所述绝缘层表面的所述金属层，用湿法腐蚀方法或者等离子刻蚀方法腐蚀掉暴露的所述绝缘层，去除光刻胶。
27.与现有技术相比，本技术具有如下技术效果：
28.本技术避免了声表滤波器工艺过程中金属颗粒对金属线条区域的污染，降低了金属线条区域短路和尖端放电的可能性，提高了器件的可靠性；其中，本技术中的金属线条区由等离子刻蚀形成，形成后被绝缘层保护，不会受到后续工艺金属颗粒污染；本技术其中一实施例避免了采用污染性质的金属剥离工艺，进一步提高了器件的稳定性和可靠性。
附图说明
29.通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
30.图1：现有声表滤波器结构的俯视图；
31.图2：现有声表滤波器结构的侧视图；
32.图3：本技术一实施例声表滤波器结构的俯视图；
33.图4：本技术一实施例声表滤波器结构的侧视图。
34.图中，1
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衬底，2
‑
金属线条区域，2a
‑
反射器，2b
‑
叉指换能器，3
‑
绝缘层，4
‑
导电通孔，5
‑
金属层。
具体实施方式
35.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
36.如图3和图4所示，在本技术的其中一个实施例中，一种声表滤波器结构，包括：
37.衬底1，其上设有导线和电极；
38.金属线条区域2，其部分覆盖于所述衬底1的表面；
39.绝缘层3，其覆盖于所述金属线条区域2的表面；
40.金属层5，其覆盖于所述导线和电极的表面。
41.本实施例避免了声表滤波器工艺过程中金属颗粒对金属线条区域2的污染，降低了金属线条区域2短路和尖端放电的可能性，提高了器件的可靠性。
42.进一步地，所述衬底1包括但不限于：钽酸锂、铌酸锂、石英，或者，在硅衬底1或者蓝宝石衬底1上形成的压电薄膜。其中，所述衬底1的具体类型可以根据实际情况进行适应性选择。
43.其中，所述金属线条区域2包括叉指换能器2b以及分布于所述叉指换能器2b两端的反射器2a，见图3所示。
44.其中，所述金属线条区域2包括钛薄膜结构或者铝薄膜结构。
45.进一步地，所述钛薄膜结构的溅射厚度为5～50nm，进一步优选地，所述钛薄膜结构的溅射厚度为10～50nm，进一步优选地，所述钛薄膜结构的溅射厚度为10～45nm，进一步优选地，所述钛薄膜结构的溅射厚度为15～45nm，进一步优选地，所述钛薄膜结构的溅射厚度为15～40nm，进一步优选地，所述钛薄膜结构的溅射厚度为20～40nm，进一步优选地，所述钛薄膜结构的溅射厚度为20～35nm，进一步优选地，所述钛薄膜结构的溅射厚度为30～35nm；
46.所述铝薄膜结构的溅射厚度为50～500nm，进一步优选地，所述铝薄膜结构的溅射厚度为50～450nm，进一步优选地，所述铝薄膜结构的溅射厚度为100～450nm，进一步优选地，所述铝薄膜结构的溅射厚度为100～400nm，进一步优选地，所述铝薄膜结构的溅射厚度为150～350nm，进一步优选地，所述铝薄膜结构的溅射厚度为150～300nm，进一步优选地，所述铝薄膜结构的溅射厚度为200～300nm，进一步优选地，所述铝薄膜结构的溅射厚度为200～250nm。
47.在本实施例中，所述绝缘层3包括：二氧化硅层、氮化硅层或氧化铝层中的至少一层。如，可以是一层二氧化硅层和一层氮化硅层形成的两层结构，还可以是一层二氧化硅层、一层氮化硅层一层氧化铝层形成的三层结构，上述列举并不包含所有的其他组合方式，仅为示意，本不对本技术的保护范围进行限定。
48.其中，所述绝缘层3的沉积厚度为100～1000nm，进一步优选地，所述绝缘层3的沉积厚度为100～900nm，进一步优选地，所述绝缘层3的沉积厚度为200～900nm，进一步优选地，所述绝缘层3的沉积厚度为200～800nm，进一步优选地，所述绝缘层3的沉积厚度为300～800nm，进一步优选地，所述绝缘层3的沉积厚度为300～700nm，进一步优选地，所述绝缘层3的沉积厚度为400～700nm，进一步优选地，所述绝缘层3的沉积厚度为400～600nm，进一
步优选地，所述绝缘层3的沉积厚度为500～600nm。
49.在本实施例中，所述金属层5包括：钛层、铝层、铜层或金层中的至少一层。如可以是钛层和铝层形成的两层结构，还可以是钛层和铜层形成的两层结构，还可以是钛层、铝层和铜层形成的三层结构，还可以钛层、铝层、铜层和金层形成四层结构，上述列举并不包含所有的其他组合方式，仅为示意，本不对本技术的保护范围进行限定。
50.其中，所述金属层5的沉积厚度为1～3μm，进一步优选地，所述金属层5的沉积厚度为1.5～3μm，进一步优选地，所述金属层5的沉积厚度为1.5～2.5μm，进一步优选地，所述金属层5的沉积厚度为2～2.5μm。
51.实施例一
52.在本技术的另一方面，还提出了一种上述的声表滤波器结构的制造方法，所述制造方法包括：
53.步骤一，在衬底1上形成金属线条区域2；
54.步骤二，沉积绝缘层3；
55.步骤三，沉积金属层5。
56.在本实施例中，避免了声表滤波器工艺过程中金属颗粒对金属线条区域2的污染，降低了金属线条区域2短路和尖端放电的可能性，提高了器件的可靠性。
57.在上述步骤一中，包括：在所述衬底1上先溅射一层金属薄膜结构；再采用光刻和刻蚀的方法，形成所述金属线条区域2。
58.在该步骤中，所述衬底1优选地采用钽酸锂晶圆衬底。
59.其中，所述金属线条区域2包括钛薄膜结构或者铝薄膜结构。其中，所述钛薄膜结构的溅射厚度以及铝薄膜结构的溅射厚度见上文描述，这里不再赘述。
60.在上述步骤二中，包括：沉积一层二氧化硅层以及一层氮化硅层；再用光刻的方法，将光刻胶保护住所述金属线条区域2，用等离子刻蚀的方法去除导线和电极表面的所述绝缘层3，使所述绝缘层3仅覆盖所述金属线条区域2。
61.所述绝缘层3包括：二氧化硅层、氮化硅层或氧化铝层中的至少一层。如，可以是一层二氧化硅层和一层氮化硅层形成的两层结构，还可以是一层二氧化硅层、一层氮化硅层一层氧化铝层形成的三层结构，上述列举并不包含所有的其他组合方式，仅为示意，本不对本技术的保护范围进行限定。其中，所述绝缘层3的沉积厚度见上文描述，这里不再赘述。
62.其中，在该步骤中，所述绝缘层3优选地采用一层二氧化硅层和一层氮化硅层两层结构。
63.在上述的步骤三中，包括：利用光刻的方法，用光刻胶保护住所述绝缘层3，暴露出所述导线和电极；然后沉积金属层5，再用超声清洗，去除所述绝缘层3成上方的光刻胶和金属层5。
64.在该步骤中，所述金属层5优选地为沉积2um铝层。
65.上述制造过程中，所述金属层5虽然采用了剥离工艺，但是精细的叉指换能器2b和反射器2a结构被绝缘层3保护，即使有微小金属颗粒残留在该区域，因在绝缘层3上方，不会对器件形成短路或者失效。
66.本实施例通过上述制造方法获得的声表滤波器结构的稳定性和可靠性高，避免了制造过程中金属颗粒对金属线条区域2的污染，降低了金属线条区域2短路和尖端放点的可
能性。并且，金属线条区域2由等离子刻蚀形成，形成后被绝缘层3保护，不会受到后续工艺金属颗粒污染。
67.实施例二
68.在本技术的另一方面，还提出了一种上述的声表滤波器结构的制造方法，所述制造方法包括：
69.步骤一，在衬底1上形成金属线条区域2；
70.步骤二，沉积绝缘层3；
71.步骤三，沉积金属层5。
72.在本实施例中，避免了声表滤波器工艺过程中金属颗粒对金属线条区域2的污染，降低了金属线条区域2短路和尖端放点的可能性，提高了器件的可靠性。
73.在上述步骤一中，包括：在所述衬底1上先溅射一层金属薄膜结构；再采用光刻和刻蚀的方法，形成所述金属线条区域2。
74.在该步骤中，所述衬底1优选地采用钽酸锂晶圆衬底1。
75.其中，所述金属线条区域2包括钛薄膜结构或者铝薄膜结构。其中，所述钛薄膜结构的溅射厚度以及铝薄膜结构的溅射厚度见上文描述，这里不再赘述。
76.在上述步骤二中，包括：沉积一层二氧化硅层以及一层氮化硅层；再用光刻的方法，将光刻胶保护住所述金属线条区域2，用等离子刻蚀的方法去除导线和电极表面的所述绝缘层3，使所述绝缘层3仅覆盖所述金属线条区域2。
77.所述绝缘层3包括：二氧化硅层、氮化硅层或氧化铝层中的至少一层。如，可以是一层二氧化硅层和一层氮化硅层形成的两层结构，还可以是一层二氧化硅层、一层氮化硅层一层氧化铝层形成的三层结构，上述列举并不包含所有的其他组合方式，仅为示意，本不对本技术的保护范围进行限定。其中，所述绝缘层3的沉积厚度见上文描述，这里不再赘述。
78.其中，在该步骤中，所述绝缘层3优选地采用一层二氧化硅层和一层氮化硅层两层结构。
79.在上述步骤三中，还包括：沉积所述金属层5使其覆盖所有区域；在所述金属层5上做光刻，用光刻胶保护住所述导线和电极，暴露出所述绝缘层3表面的所述金属层5，用湿法腐蚀方法或者等离子刻蚀方法腐蚀掉暴露的所述绝缘层3，去除光刻胶。
80.在该步骤中，所述金属层5优选地为沉积2um铝层。
81.本实施例通过上述制造方法获得的声表滤波器结构的稳定性和可靠性高，避免了制造过程中金属颗粒对金属线条区域2的污染，降低了金属线条区域2短路和尖端放点的可能性。并且，金属线条区域2由等离子刻蚀形成，形成后被绝缘层3保护，不会受到后续工艺金属颗粒污染；并且，其完全避免采用污染性质的金属剥离工艺，进一步提高了器件的稳定性和可靠性。
82.以上实施例仅用以说明本技术的技术方案而非限定，参照较佳实施例对本技术进行了详细说明。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本技术的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本技术技术方案的精神和范围，均应涵盖在本技术的权利要求范围内。