[發(fā)明專利]改善聲表面波濾波器膜層界面結(jié)合強(qiáng)度的方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202011412000.4
• 申請日: 2020-12-03
• 公開（公告）號: CN112564661A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 翁志坤;許欣;宋曉輝
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東廣納芯科技有限公司
• 主分類號: H03H3/10
• 分類號: H03H3/10
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 任曼怡;張鑫

本發(fā)明公開了改善聲表面波濾波器膜層界面結(jié)合強(qiáng)度的方法。具體而言，本發(fā)明描述了一種用于改善聲表面波濾波器膜層界面結(jié)合強(qiáng)度的方法，所述方法包括：在壓電材料基板表面進(jìn)行激光微孔化處理，以在所述壓電材料基板表面形成一系列盲孔；以及在經(jīng)激光微孔化處理的壓電材料基板表面鍍金屬電極。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明所記載的技術(shù)方案可用于手機(jī)、基站等無線通訊設(shè)備的濾波器制備，進(jìn)一步地，可以用于手機(jī)、無線基站等射頻收發(fā)前端的獨(dú)立、集成模塊等方面的應(yīng)用。具體而言，本發(fā)明涉及改善聲表面波濾波器膜層界面結(jié)合強(qiáng)度的方法。

背景技術(shù)

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)是當(dāng)前濾波器領(lǐng)域的三大主流技術(shù)。其中，針對低頻段與中頻段，以使用SAW濾波器為主，并且人們對SAW濾波器功率耐久性的要求越來越高。

制作SAW濾波器的叉指換能器(IDT)電極的通常技術(shù)方案為：在LiNbO₃或LiTaO₃晶圓表面蒸鍍一層Ti金屬膜作為打底層，在Ti金屬膜上再鍍上一層Cu或Al金屬膜，可以得到具有一定電阻率的金屬電極。然而，對于應(yīng)用于數(shù)十GHZ聲表面波的SAW濾波器的IDT電極而言，在高頻聲波的交變重復(fù)應(yīng)力作用下，可能會(huì)引起應(yīng)力導(dǎo)致的IDT電極薄膜脫落。尤其對于諸如壓電材料基板與IDT電極的金屬打底層(諸如，Ti金屬膜)之間的非金屬與金屬膜層界面，更容易出現(xiàn)界面結(jié)合強(qiáng)度不足而導(dǎo)致薄膜脫落，進(jìn)而導(dǎo)致電極失效。因此，相較于傳統(tǒng)IDT電極，需要改善膜層界面結(jié)合強(qiáng)度。

現(xiàn)有的、改善膜層界面結(jié)合強(qiáng)度的技術(shù)方案通常在壓電材料基板上形成接合層(在壓電材料基板于支撐基板之間)，從而使壓電材料基板與支撐基板形成接合體，由此來增強(qiáng)膜層界面結(jié)合強(qiáng)度。例如，通過中性束照射接合層和支撐基板的表面，將接合層和支撐基板的表面活化，從而對結(jié)合界面進(jìn)行粗糙化處理，增加接合層與壓電基板之間、以及接合層與支撐基板之間的結(jié)合強(qiáng)度，形成壓電材料基板與電極的接合體。然而，這種方法獲得的膜層界面結(jié)合強(qiáng)度提高有限；需要在壓電基材上制作一層特殊的接合層，制造工序繁瑣；另外，增加的非金屬層對整個(gè)電極的導(dǎo)電性也會(huì)產(chǎn)生不利的影響。

此外，類似地，在溫度補(bǔ)償型聲表面波濾波器(TC-SAW)的制作中，還需在金屬電極的表層金屬膜(諸如Cu或Al金屬膜)表面鍍上一層SiO₂溫度補(bǔ)償層，以形成具有一定溫度補(bǔ)償特性的IDT電極結(jié)構(gòu)。因此，在高頻聲波情況下也可能出現(xiàn)非金屬的SiO₂溫度補(bǔ)償層與金屬電極表層金屬膜之間的界面(如上文所述的非金屬與金屬膜層界面)結(jié)合強(qiáng)度不足而導(dǎo)致薄膜脫落的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種用于改善聲表面波濾波器膜層界面結(jié)合強(qiáng)度的方法，所述方法包括：在壓電材料基板表面進(jìn)行激光微孔化處理，以在所述壓電材料基板表面形成一系列盲孔；以及在經(jīng)激光微孔化處理的壓電材料基板表面鍍金屬電極。進(jìn)一步地，在所述壓電材料基板表面形成的一系列盲孔的深度和孔徑基于所述金屬電極的打底層金屬膜的厚度來確定。

另一方面，本發(fā)明所述的方法進(jìn)一步包括：在所述金屬電極的表層金屬膜表面進(jìn)行所述激光微孔化處理，以在所述表層金屬膜表面形成一系列盲孔；以及在經(jīng)激光微孔化處理的表層金屬膜表面鍍溫度補(bǔ)償層。進(jìn)一步地，在所述表層金屬膜表面形成的一系列盲孔的深度和孔徑基于所述溫度補(bǔ)償層的厚度來確定。

作為示例，所形成的一系列盲孔為紡錘形。作為示例，所形成的一系列盲孔的深度在100～200nm的范圍內(nèi)。作為示例，所形成的一系列盲孔的孔間距在300～500nm的范圍內(nèi)。作為示例，進(jìn)行所述激光微孔化處理采用的激光器波長為193nm，激光脈寬為10^-12s，激光單脈沖能量為0.1～0.5J/cm²。