[發明專利]一種采用金屬鍵合工藝制備薄膜體聲波諧振器的方法

在審

• 申請號: 202110096553.1
• 申請日: 2021-01-25
• 公開（公告）號: CN112929003A
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發明（設計）人: 軒偉鵬;張標;董樹榮;金浩;駱季奎
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: H03H9/17
• 分類號: H03H9/17
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 黃前澤

1.一種采用金屬鍵合工藝制備薄膜體聲波諧振器的方法，其特征在于：該方法具體步驟如下：

步驟一、對襯底依次進行用丙酮超聲清洗、用異丙醇超聲清洗和水洗；

步驟二、采用刻蝕工藝在襯底上刻蝕出空腔一；

步驟三、在襯底位于空腔一外圍的上表面采用熱蒸發或磁控濺射的方法沉積金屬，并圖形化，形成金屬下電極待鍵合層一、金屬層一和金屬層二；金屬層一和金屬層二位于空腔一一側，金屬下電極待鍵合層一位于空腔一另一側；

步驟四、取一側表面帶有壓電層的碳化硅基底；

步驟五、采用等離子刻蝕或濕法腐蝕工藝在壓電層表面形成通孔一；

步驟六、在通孔一中以及在壓電層表面采用熱蒸發或磁控濺射的方法沉積金屬，并圖形化，形成金屬下電極待鍵合層二和位于金屬下電極待鍵合層二一側的金屬層三；

步驟七、將金屬下電極待鍵合層一與金屬下電極待鍵合層二和金屬層一貼合，金屬層二與金屬層三貼合，通過金屬原子的鍵合工藝將金屬下電極待鍵合層一與金屬下電極待鍵合層二和金屬層一連接在一起，將金屬層二與金屬層三連接在一起；

步驟八、采用化學機械研磨拋光減薄碳化硅基底；

步驟九、采用刻蝕工藝刻蝕減薄后的碳化硅基底，終止層為壓電層，得到碳化硅剩余基底一和碳化硅剩余基底二；

步驟十、在壓電層的表面位于碳化硅剩余基底一和碳化硅剩余基底二之間位置采用熱蒸發或磁控濺射的方法沉積金屬，并圖形化，形成金屬上電極；

步驟十一、在壓電層的表面位于金屬上電極和碳化硅剩余基底一之間位置采用熱蒸發或磁控濺射的方法沉積接觸電極；接觸電極與通孔中的金屬下電極待鍵合層二接觸，且不與金屬上電極接觸。

2.根據權利要求1所述的一種采用金屬鍵合工藝制備薄膜體聲波諧振器的方法，其特征在于：所述襯底的材料是玻璃、硅、碳化硅、氮化硅或陶瓷中的一種。

3.根據權利要求1所述的一種采用金屬鍵合工藝制備薄膜體聲波諧振器的方法，其特征在于：所述的空腔一呈梯形、三角形、長方形、正方形、非規則多邊形、圓形或橢圓形；空腔一的深度為2um-20um，橫向最大尺寸為50um-500um。

4.根據權利要求1所述的一種采用金屬鍵合工藝制備薄膜體聲波諧振器的方法，其特征在于：所述碳化硅基底的材料是玻璃、硅、碳化硅、氮化硅或陶瓷中的一種。

5.根據權利要求1所述的一種采用金屬鍵合工藝制備薄膜體聲波諧振器的方法，其特征在于：所述金屬下電極待鍵合層一的橫向寬度為5um-500um，厚度為5nm-2000nm。

6.根據權利要求1所述的一種采用金屬鍵合工藝制備薄膜體聲波諧振器的方法，其特征在于：所述金屬層一和金屬層二的橫向寬度均為1um-500um，厚度為5nm-2000nm，材料是銅、鋁、銀、鈦、鎢、鎳或鉬中的一種或多種按任意配比組合。

7.根據權利要求1所述的一種采用金屬鍵合工藝制備薄膜體聲波諧振器的方法，其特征在于：所述壓電層的材料為氮化鋁、氧化鋅、鎳酸鋰、鋯鈦酸鉛或鈮酸鋰中的一種或多種按任意配比組合，厚度為0.01um-10um。

8.根據權利要求1所述的一種采用金屬鍵合工藝制備薄膜體聲波諧振器的方法，其特征在于：所述通孔一的中心軸線與壓電層邊緣的最近距離在10um-50um范圍內取值，通孔一的直徑在5um-30um范圍內取值。

9.根據權利要求1所述的一種采用金屬鍵合工藝制備薄膜體聲波諧振器的方法，其特征在于：所述金屬下電極待鍵合層二的橫向寬度為5um-500um，厚度為5nm-2000nm；金屬下電極待鍵合層二的材料是銅、鋁、銀、鈦、鎢、鎳或鉬中的一種或多種按任意配比組合；接觸電極的材料是銅、鋁、銀、鈦、鎢、鎳或鉬中的一種或多種按任意配比組合。

10.根據權利要求1所述的一種采用金屬鍵合工藝制備薄膜體聲波諧振器的方法，其特征在于：所述金屬上電極的厚度為10nm-2000nm，橫向寬度為5um-500um；接觸電極的厚度為10nm-2000nm。