专利名称：一种声表面波换能器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种声表面波传感器的制作技术，特别是涉及一种声表面波换能器的制作方法。
背景技术：
声表面波SAW是一种沿弹性基体表面传播的声波，由于声表面波在介质表面进行换能和 传播，所以信息的注入、提取、处理都可方便地实现。声表面波传感器问世于上世纪70年代 ，它是传感器的后起之秀。声表面波气体传感器的基本原理是通过声表面波器件表面所覆盖 的敏感膜对待侧气体的吸附引起声表面波传感器速度的变化，从而改变声表面波振荡器的振 荡频率，以此来实现对气体的监控和测量。与其他类型的传感器相比，声表面波气体传感器 有很多优良的特性，具有体积小、重量轻、精度高、分辨率高、抗干扰能力强、灵敏度高、 有效检测范围线性好等特点，可以利用集成电路中的平面制作工艺，能够实现微型化和集成 化，适于低成本、大批量生产。
但现有的声表面波传感器也存在较多问题，如目前使用于声表面波气体传感器的一些 合金薄膜在反应离子刻蚀中有局限性，主要表现为刻蚀困难、刻蚀的图形界面粗糙等。高频 器件的制作大多采用干法刻蚀技术法等方法。其中，反应离子刻蚀(RIE)法是用具有一定 轰击能量的活性离子与固体表面强化化学反应的过程，既利用了离子的溅射作用，又有活性粒 子的化学作用，能提供对电极侧剖面的精确控制而得到很陡直的侧剖面，因此，被广泛使用 于高频声表面波SAW器件的制作。目前，铝膜普遍采用氯气和氯化硼混合气体进行刻蚀，如 果薄膜金属和刻蚀气体反应生成沸点低、易挥发的氯化物，刻蚀就能够精确地控制侧剖面。
发明内容
为了提高换能器性能，提高器件的使用寿命，本发明提供了一种声表面波换能器的制作 方法。所述技术方案如下
本发明的一种声表面波换能器的制作方法，包括下列步骤步骤A、在压电基体上依次沉积钛、铝钼合金、钛、铝钼合金四层薄膜； 步骤B、涂覆光刻胶并曝光成表面声波器件图形；
步骤C、采用氯气和氯化硼的混合气体刻蚀掉光刻胶未掩盖的非图形区域； 步骤D、去除光刻胶得到声表面波传感器换能器图形。
本发明的一种声表面波换能器的制作方法，所述步骤A中，压电基体为二氧化硅、三氧 化铌锂或三氧化钽锂压电晶体。
本发明的一种声表面波换能器的制作方法，所述步骤A中，采用磁控溅射或射频溅射方 法沉积四层薄膜。
本发明的一种声表面波换能器的制作方法，所述步骤A中，所述每层钛薄膜的厚度控制 在5nm至10nm。
本发明的一种声表面波换能器的制作方法，所述步骤A中，铝钼合金中钼金属的含量控 制占总重量的O. 1%至2%。
本发明的一种声表面波换能器的制作方法，所述步骤B中，采用光刻或电子束直写方式 曝光声表面波换能器图形。
本发明的一种声表面波换能器的制作方法，所述步骤C中，氯化硼气体与氯气的质量流 量比例为70: 15。
本发明提供的技术方案的有益效果是
在本发明的声表面波换能器的制作方法中，采用钛及铝钼合金四层薄膜作为换能器的表 面材料。此四层膜能够抑制铝原子迀移，提高薄膜的附着力和功率承受力。此外，在改善铝 膜性能的同时，可以提高反应离子刻蚀图形的精确度，从而在提高换能器性能的同时，提高 器件的使用寿命。另外，本发明的制造方法并不因增加反应刻蚀的难度而影响图形的精准度
图l是本发明提供的声表面波换能器的制作方法的流程图2是采用本发明的声表面波换能器的制作方法制成的声表面波换能器结构图。
具体实施例方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进 一步地详细描述。本发明的目的是提供一种新的改进的高功率的声表面波传感器换能器制造方法。 如图2所示，该方法的主要进步是采用钛2、铝钼合金l、钛2、铝钼合金l四层薄膜代替 传统的铝膜作为换能器薄膜材料。
参照图l，其制作步骤具体如下
步骤101:首先在压电基体3上依次沉积钛2、铝钼合金3、钛2、铝钼合金l四层薄膜。 其压电基体3可以选择石英(Si02)、铌酸锂(LiNb03)或钽酸锂(LiTa03 )等压电晶
体。在压电基体3上，选择采用磁控或射频溅射技术沉积四层薄膜，并保证将钛薄膜2的厚度
控制在5 nm至10nm;铝钼合金薄膜层l的厚度随声表面波器件频率而变化。铝钼合金中，钼
金属的含量控制占总重量的O. 1%至2%。
此四层薄膜作为换能器材料能大大增强换能器的使用寿命的同时并不影响刻蚀的难度和
图形的精度。同时，高熔点金属钼的掺杂能够抑制铝原子迀移，铝钼合金层的抗电迀移性比
单纯铝膜抗电迀移性强；而且四层结构本身比单一金属的抗电迀移性好。此外，钛过渡层的
使用还可以增强薄膜对单晶基体的附着力。
步骤102:涂覆光刻胶后曝光成声表面波器件图形。 该步骤中可以采用光刻或电子束直写方式曝光声表面波换能器图形。 步骤103:采用氯气和氯化硼的混合气体刻蚀掉光刻胶未掩盖的非图形区域。 氯化硼气体与氯气的质量流量比例为70: 15。因为采用氯气和氯化硼混合气体刻蚀时，
掺杂金属钼和钛与氯气很容易反应，而且反应产物是易挥发物质，不会附着在图形表面，而
影响图形精度。
步骤104:最后，去除光刻胶得到声表面波传感器换能器图形。
本发明的有益效果是改善传统铝薄膜在高频声表面波器件中的附着力和功率承受力，使 声表面波器件的使用寿命大大增强，同时并不增加反应刻蚀的难度而影响图形的精准度。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之 内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种声表面波换能器的制作方法，其特征在于，所述方法包括下列步骤步骤A、在压电基体上依次沉积钛、铝钼合金、钛、铝钼合金四层薄膜；步骤B、涂覆光刻胶并曝光成表面声波换能器图形；步骤C、采用氯气和氯化硼的混合气体刻蚀掉光刻胶未掩盖的非图形区域；步骤D、去除光刻胶得到声表面波换能器图形。
2.根据权利要求l所述的一种声表面波换能器的制作方法，其特征在于，所述步骤A中， 选择石英、硼酸锂或钽酸锂压电晶体为压电基体。权利要求3
3.根据权利要求l所述的一种声表面波换能器的制作方法，其特征在于，所述步骤A中，采用磁控溅射或射频溅射方法沉积四层薄膜。
4.根据权利要求l所述的一种声表面波换能器的制作方法，其特征在于，所述步骤A中， 所述每层钛薄膜的厚度控制在5nm至10nm。权利要求5
5.根据权利要求l所述的一种声表面波换能器的制作方法，其特征在于，所述步骤A中， 铝钼合金中钼金属的含量控制为占总重量的O. 1%至2%。
6.根据权利要求l所述的一种声表面波换能器的制作方法，其特征在于，所述步骤B中， 采用光刻或电子束直写方式曝光声表面波换能器图形。
7.根据权利要求l所述的一种声表面波换能器的制作方法，其特征在于，所述步骤C中， 氯化硼气体与氯气的质量流量比例为70: 15。
全文摘要
本发明公开了一种声表面波换能器的制作方法，属于传感器制作领域。该方法首先在压电基体上依次沉积钛、铝钼合金、钛、铝钼合金四层薄膜，然后涂覆光刻胶并曝光成表面声波换能器图形，采用氯气和氯化硼的混合气体刻蚀掉光刻胶未掩盖的非图形区域，最后去除光刻胶得到声表面波传感器换能器图形。本发明中的四层膜能抑制铝原子迁移，提高薄膜的附着力和功率承受力。在改善铝膜性能的同时，提高反应离子刻蚀图形的精确度，从而提高换能器性能的同时，提高器件的使用寿命。
文档编号H03H3/08GK101599749SQ20091030169
公开日2009年12月9日 申请日期2009年4月21日 优先权日2009年4月21日
发明者李冬梅 申请人:中国科学院微电子研究所