[發明專利]復合電極、復合電極的制造方法、以及叉指換能器

有效

• 申請號: 202011039779.X
• 申請日: 2020-09-28
• 公開（公告）號: CN112216785B
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發明（設計）人: 翁志坤;冉忠堂;沈旭銘
• 申請（專利權）人: 廣東廣納芯科技有限公司
• 主分類號: H01L41/047
• 分類號: H01L41/047;H01L41/29;H03H9/145;H03H9/64
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 胡秋瑾

本發明提出了一種復合電極，具有鍍覆于壓片基底(1)上的由金屬材料構成的第一層(2)；鍍覆于第一層(2)上的由鎢鈷合金材料構成的第二層(3)；以及鍍覆于第二層(3)上的由金屬材料構成的第三層(4)。由此得到的復合電極可以提高第一層(2)與壓片基底(1)的附著力，同時有利于增強界面結合強度。

技術領域

本發明涉及一種復合電極及復合電極的制造方法，更進一步地，本發明還涉及適用于手機、無線基站等射頻收發前端的獨立模塊、集成模塊等的叉指換能器。

背景技術

當前的濾波器領域中，包括聲表面波濾波器(SAW)，體聲波濾波器(BAW)以及薄膜體聲波濾波器(FBAR)這三大主流技術。其中，低頻與中頻段以SAW濾波器為主，而對于SAW濾波器的高功率耐受性，人們提出了越來越高的要求。在SAW濾波器的制作中，實現電信號和聲信號的轉換是由叉指換能器來完成的。由于鋁、銅或鋁銅合金具有很高的導電性，聲阻抗小且易于加工，因此，常用來作為叉指換能器的組成材料。

現有的制作叉指換能器的方法中，一般在LiNbO3或LiTaO3壓電晶圓表面蒸鍍一層Ti金屬膜，然后直接蒸鍍一層Al金屬膜，由此得到叉指換能器中具有金屬膜結構的叉指電極。然而，這種方法制作的叉指電極在高功率或高頻的應用條件下，容易出現薄膜翹曲甚至發生剝落，導致無法滿足極端條件下的應用。另外，現有的鋁電極材料都是采用電子束蒸鍍的方式進行沉積的。由于鋁的自擴散系數較高，在高頻交變應力作用下會使鋁原子沿晶界遷移，鋁膜出現孔洞等缺陷，導致器件失效。

對此，專利文獻1中公開了一種叉指換能器的多層金屬電極結構，如圖4所示，在鈮酸鋰/鉭酸鋰(LiNiO3/LiTaO3)壓電晶圓表面沉積多層金屬或合金來提升器件的抗電遷移性能和功率耐受性。具體而言，通常以Ti作為打底層，從而提高金屬薄膜的韌性，降低應力開裂；在Ti金屬膜上再鍍上一層低自擴散系數的Ni金屬，可以有效抑制上層Al原子的遷移，從而滿足器件在高功率高頻條件下的應用。

由此可知，現有的多層金屬電極結構中，為了提高器件的耐功率性，所強調的是如何抑制Al原子的遷移及防止Al膜層出現空洞等缺陷，所以在選擇多層金屬膜的設計上，沒有考慮到金屬膜之間的界面結合強度情況。例如在專利文獻1中，強調了器件的金屬電極多層之間在高頻下的穩定性，然而實際上，金屬層之間如果界面結合不理想，更容易導致器件失效。

然而，專利文獻1中存在有如下的問題：Ti原子在常溫下通常為密排六方結構(HCP)結構，Ni原子為面心立方晶格(FCC)結構，兩相在相界面處的原子排列相差很大，只能形成非共格界面，這不利于兩層金屬膜界面結合強度；另外，高頻率工作下的鈮酸鋰/鉭酸鋰壓電晶圓應力較大，在交變應力作用下可能會導致金屬層脫落。

如上所述，通過在壓電材料表面鍍上一層Ti金屬層來作為打底層，然后在Ti金屬膜和Al金屬膜中間再鍍上一層高熔點高擴散系數的Ni/Nb金屬層。由此得到一種抗應力遷移、低電阻的高頻SAW濾波器的多層金屬電極結構，能顯著增加SAW濾波器的高功率耐受性。然而，專利文獻1中所公開的多層金屬電極結構的制作方法中，存在合金膜工藝復雜、耐受性仍不夠高的問題。

現有技術文獻

專利文獻1：中國實用新型專利CN206272582U

發明內容

發明所要解決的技術問題

本發明是鑒于現有的多層金屬電極結構的合金膜工藝復雜、耐受性仍不夠高的問題而完成的，本發明的目的在于提出一種復合電極、復合電極的制造方法、以及叉指換能器，能夠有效地抑制鋁原子的界面遷移，防止鋁金屬膜層出現孔洞，增加薄膜致密性，從而使鋁金屬膜擁有較好的抗應力遷移和低電阻性能。

本發明的目的還在于提出一種復合電極、復合電極的制造方法、以及叉指換能器，通過提高打底層的韌性且使打底層與相鄰的金屬膜層溶解并合金化，由此形成結合界面，從而進一步增強多層金屬膜之間的界面結合強度。

解決技術問題的技術方案