[發明專利]一種采用X射線曝光制作聲表面波器件的方法

有效

• 申請號: 200810222328.2
• 申請日: 2008-09-17
• 公開（公告）號: CN101677231A
• 公開（公告）日: 2010-03-24
• 發明（設計）人: 趙以貴;李晶晶;朱效立;牛潔斌;劉明
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: H03H3/08
• 分類號: H03H3/08
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 周國城

技術領域

本發明涉及微電子學與聲表面波器件中的微納加工技術領域，特別涉 及一種采用X射線曝光制作聲表面波器件的方法，即具有納米尺度叉指換 能器電極的制作方法。

背景技術

根據聲表面波傳輸性質，對于常見的壓電介質，當工作中心頻率達到 1GHz時，叉指換能器電極將小于1微米。隨著移動通信系統的工作頻率 向2GHz以上攀升，以及高速傳感技術的發展，對聲表面波器件的制作提 出挑戰，要求線條越來越細，精度越來越高，甚至達到百納米左右才能滿 足移動通信市場和傳感技術快速發展的要求。

傳統的光學光刻對密集圖形在500nm以下難以得到好的效果。一般具 有納米尺度叉指換能器電極的聲表面波器件多采用電子束直寫光刻技術 制備，此時需要先在不導電的壓電基片上沉積電極材料，然后再進行電子 束光刻和電極材料刻蝕。由于電極材料對電子束的背散射效應較強，影響 了叉指換能器電極的寬度和間距的進一步減小。電子束直寫光刻的另一個 缺點是工作效率較低，成本較高。

如果首先在一個背散射效應很小的基片上利用電子束直寫光刻技術， 制備出具有納米尺度叉指換能器電極的聲表面波器件圖形作為母版，然后 在壓電基片上采用X射線曝光得到凹立的叉指換能器電極圖形，通過剝離 得到叉指換能器電極，就可以極大地減小電極材料的背散射效應，得到納 米尺度的叉指換能器電極，進一步提高聲表面波器件的工作頻率和性能。

另外，利用這個母版可以反復多次進行X射線曝光，提高了制作效率， 極大減小了制作成本。

發明內容

(一)要解決的技術問題

有鑒于此，本發明的主要目的在于提供一種采用X射線曝光制作聲表 面波器件的方法，以減小電極材料的背散射效應，得到納米尺度的叉指換 能器電極，提高聲表面波器件的工作頻率和性能，降低制作成本。

(二)技術方案

為達到上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種采用X射線曝光制作聲表面波器件的方法，該方法是利用電子束 光刻在鏤空的聚酰亞胺自支撐薄膜上制作叉指換能器的母版，再利用X射 線曝光在壓電襯底上獲得叉指換能器的電子抗蝕劑凹立圖形，然后再用剝 離工藝制作各種聲表面波器件。

上述方案中，該方法具體包括以下步驟

1)、制備鏤空的聚酰亞胺自支撐薄膜；

2)、生長微電鍍的種子層；

3)、旋涂電子抗蝕劑；

4)、電子束直寫曝光；

5)、顯影、定影，得到叉指換能器的圖形；

6)、在得到的叉指換能器的圖形區域微電鍍金；

7)、去除電子抗蝕劑，完成母版的制作；

8)、在壓電襯底上涂敷電子抗蝕劑；

9)、用制備好的母版對壓電襯底上的電子抗蝕劑進行X射線曝光；

10)、顯影、定影；

11)、生長叉指換能器電極金屬；

12)、剝離，將叉指換能器電極圖形從抗蝕劑上轉移到壓電襯底上。

上述方案中，其中步驟1)中所述制備鏤空的聚酰亞胺自支撐薄膜， 是在雙面拋光的(100)硅片上單面旋涂2μm厚的聚酰亞胺，并在熱板上 烘烤，待冷卻后裝入特殊制作的卡具，放入由氫氟酸、硝酸和醋酸混合而 成的各向同性腐蝕液中對硅片進行腐蝕，得到鏤空的聚酰亞胺自支撐薄 膜。

上述方案中，其中步驟2)中所述生長微電鍍的種子層，是在聚酰亞 胺薄膜上采用電子束蒸發方法先后蒸發5nm的鉻和10nm的金，作為微電 鍍的種子層。

上述方案中，其中步驟3)中所述電子抗蝕劑為ZEP520正性抗蝕劑、 PMMA正性抗蝕劑、SAL601負性抗蝕劑、HSQ負性抗蝕劑或Calixarene 負性抗蝕劑。

上述方案中，其中步驟4)中所述電子束直寫曝光，采用JEOL JBX-5000LS電子束光刻系統，加速電壓為50KeV，電子束流小于500pA。

上述方案中，其中步驟6)中所述在得到的叉指換能器的圖形區域微 電鍍金，是將襯底裝好放入亞硫酸鹽金電鍍液，電鍍后的金吸收體厚度為 400nm。

上述方案中，其中步驟8)中所述壓電襯底為平整、潔凈的壓電單晶 襯底或壓電薄膜襯底。