改善声表面波滤波器膜层界面结合强度的方法技术

本发明专利技术公开了改善声表面波滤波器膜层界面结合强度的方法。具体而言，本发明专利技术描述了一种用于改善声表面波滤波器膜层界面结合强度的方法，所述方法包括：在压电材料基板表面进行激光微孔化处理，以在所述压电材料基板表面形成一系列盲孔；以及在经激光微孔化处理的压电材料基板表面镀金属电极。电材料基板表面镀金属电极。电材料基板表面镀金属电极。

【技术实现步骤摘要】
改善声表面波滤波器膜层界面结合强度的方法


[0001]本专利技术所记载的技术方案可用于手机、基站等无线通讯设备的滤波器制备，进一步地，可以用于手机、无线基站等射频收发前端的独立、集成模块等方面的应用。具体而言，本专利技术涉及改善声表面波滤波器膜层界面结合强度的方法。

技术介绍

[0002]声表面波滤波器(SAW)、体声波滤波器(BAW)以及薄膜体声波滤波器(FBAR)是当前滤波器领域的三大主流技术。其中，针对低频段与中频段，以使用SAW滤波器为主，并且人们对SAW滤波器功率耐久性的要求越来越高。
[0003]制作SAW滤波器的叉指换能器(IDT)电极的通常技术方案为：在LiNbO3或LiTaO3晶圆表面蒸镀一层Ti金属膜作为打底层，在Ti金属膜上再镀上一层Cu或Al金属膜，可以得到具有一定电阻率的金属电极。然而，对于应用于数十GHZ声表面波的SAW滤波器的IDT电极而言，在高频声波的交变重复应力作用下，可能会引起应力导致的IDT电极薄膜脱落。尤其对于诸如压电材料基板与IDT电极的金属打底层(诸如，Ti金属膜)之间的非金属与金属膜层界面，更容易出现界面结合强度不足而导致薄膜脱落，进而导致电极失效。因此，相较于传统IDT电极，需要改善膜层界面结合强度。
[0004]现有的、改善膜层界面结合强度的技术方案通常在压电材料基板上形成接合层(在压电材料基板于支撑基板之间)，从而使压电材料基板与支撑基板形成接合体，由此来增强膜层界面结合强度。例如，通过中性束照射接合层和支撑基板的表面，将接合层和支撑基板的表面活化，从而对结合界面进行粗糙化处理，增加接合层与压电基板之间、以及接合层与支撑基板之间的结合强度，形成压电材料基板与电极的接合体。然而，这种方法获得的膜层界面结合强度提高有限；需要在压电基材上制作一层特殊的接合层，制造工序繁琐；另外，增加的非金属层对整个电极的导电性也会产生不利的影响。
[0005]此外，类似地，在温度补偿型声表面波滤波器(TC
‑
SAW)的制作中，还需在金属电极的表层金属膜(诸如Cu或Al金属膜)表面镀上一层SiO2温度补偿层，以形成具有一定温度补偿特性的IDT电极结构。因此，在高频声波情况下也可能出现非金属的SiO2温度补偿层与金属电极表层金属膜之间的界面(如上文所述的非金属与金属膜层界面)结合强度不足而导致薄膜脱落的问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供一种用于改善声表面波滤波器膜层界面结合强度的方法，所述方法包括：在压电材料基板表面进行激光微孔化处理，以在所述压电材料基板表面形成一系列盲孔；以及在经激光微孔化处理的压电材料基板表面镀金属电极。进一步地，在所述压电材料基板表面形成的一系列盲孔的深度和孔径基于所述金属电极的打底层金属膜的厚度来确定。
[0007]另一方面，本专利技术所述的方法进一步包括：在所述金属电极的表层金属膜表面进
行所述激光微孔化处理，以在所述表层金属膜表面形成一系列盲孔；以及在经激光微孔化处理的表层金属膜表面镀温度补偿层。进一步地，在所述表层金属膜表面形成的一系列盲孔的深度和孔径基于所述温度补偿层的厚度来确定。
[0008]作为示例，所形成的一系列盲孔为纺锤形。作为示例，所形成的一系列盲孔的深度在100～200nm的范围内。作为示例，所形成的一系列盲孔的孔间距在300～500nm的范围内。作为示例，进行所述激光微孔化处理采用的激光器波长为193nm，激光脉宽为10
‑
12
s，激光单脉冲能量为0.1～0.5J/cm2。
[0009]本专利技术通过对压电材料基板表面进行激光微孔化处理，在压电材料基板表面形成一系列盲孔，从而使得后续镀金属膜时该金属膜能够有效地钉扎在压电材料基板表面。因此，本专利技术能够在保证SAW中IDT电极结构成分不变的情况下，保持压电材料基板与金属电极之间良好的界面强度和高功率耐久性。
[0010]另外，对于TC
‑
SAW中IDT电极表层金属薄膜与SiO2温度补偿层之间的膜层界面，类似地对表层金属膜表面进行激光微孔化处理，在该表层金属膜表面形成一系列盲孔，从而使得后续镀SiO2膜时该SiO2膜能够有效地钉扎在表层金属薄膜表面。由此，本专利技术还能够在保证TC
‑
SAW滤波器中金属电极与温度补偿层之间良好的界面强度和高功率耐久性。
附图说明
[0011]为了提供对本专利技术及本专利技术的特征和优点的更完整的理解，结合所附附图进行下列描述，其中，相同或相应的附图标记表示相同或相应的部分，其中：
[0012]图1图示出根据本专利技术的实施例的用于增强SAW滤波器膜层界面结合强度的过程；
[0013]图2图示出根据本专利技术的实施例的用于增强SAW滤波器膜层界面结合强度的另一过程；
[0014]图3图示出根据本专利技术的实施例的激光微孔化处理的示意图。
具体实施方式
[0015]本专利技术提供了一种用于改善SAW滤波器膜层界面结合强度的方法。具体而言，本文中所描述的技术方案能够增强SAW滤波器压电材料基板与金属电极之间、以及金属电极与SiO2温度补偿层之间膜层界面的结合强度。
[0016]现在参考图1，图1示意性地图示出根据本专利技术的实施例的用于增强SAW滤波器压电材料基板与金属电极之间的膜层界面结合强度的过程。如图1所示，该过程具体包括：在压电材料基板102表面进行激光微孔化处理，使该压电材料基板表面形成一系列均匀分布的、具有一定形态的、密集的盲孔104，即步骤A1；随后，在经激光微孔化处理的压电材料基板表面镀金属电极，具体地：将金属膜106(例如，Ti金属膜)作为打底层嵌在经激光微孔化处理的压电材料基板表面，即步骤A2，而后，在打底层金属膜106上镀Cu或Al金属膜108，即步骤A3，从而得到具有一定电阻率的金属电极。进一步地，为了使得镀金属电极时打底层金属膜106能够有效地钉扎在压电材料基板102的表面，可以根据所镀打底层金属膜106的厚度，确定在压电材料基板102的表面所形成的一系列盲孔104的深度、孔间距及孔径；根据实际对打底层金属膜106的钉扎效果来选择所形成的一系列盲孔104的形态。作为非限制性实施例，可以将所形成的一系列盲孔104设计成开口直径小于中间腰部直径的特殊形态的盲
孔，例如优选地，将其设计为纺锤形的盲孔。作为非限制性实施例，可以将所形成的一系列盲孔104的深度设计成在100～200nm的范围内，将孔间距设计成在300～500nm的范围内。
[0017]对于TC
‑
SAW滤波器，当在压电材料基板表面镀完金属电极后，即图1中的步骤A3完成后，还需要在表层金属膜108(诸如，Cu或Al膜)的表面镀SiO2温度补偿层。针对表层金属薄膜与SiO2温度补偿层之间的膜层界面，类似地对表层金属膜表面进行激光微孔化处理，在该表层金属膜表面形成一系列盲孔。具体地，转向图2，示出根据本专利技术的实施例的用于增强金属电极与温度补偿层之间的膜层界面结合强度的另一过程。如图2所示，该过程具体包括：在金本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于改善声表面波滤波器膜层界面结合强度的方法，所述方法包括：在压电材料基板表面进行激光微孔化处理，以在所述压电材料基板表面形成一系列盲孔；以及在经激光微孔化处理的压电材料基板表面镀金属电极。2.如权利要求1所述的方法，其中，在所述压电材料基板表面形成的一系列盲孔的深度和孔径基于所述金属电极的打底层金属膜的厚度来确定。3.如权利要求1所述的方法，所述方法进一步包括：在所述金属电极的表层金属膜表面进行所述激光微孔化处理，以在所述表层金属膜表面形成一系列盲孔；以及在经激光微孔化处理的表层金属膜表面镀温度补偿层。4.如权利要求3所述的方法，其中，在所述表层金属膜表面形成的一系列盲孔的深度和孔径基于所述温度补偿层的...

【专利技术属性】
技术研发人员：翁志坤，许欣，宋晓辉，
申请(专利权)人：广东广纳芯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：