[发明专利]采用电子束直写曝光制作声表面波器件的方法

说明书

技术领域

本发明属于微电子学与声表面波器件中的微纳加工技术领域，特别涉及一种采用电子束直写曝光制作声表面波器件的方法，即具有纳米尺度叉指换能器电极的制作方法。

背景技术

根据声表面波传输性质，对于常见的压电介质，当工作中心频率达到1GHz时，叉指电极将小于1微米。随着移动通信系统的工作频率向2GHz以上攀升，以及微传感技术的发展，声表面波器件正向高频率、高性能的方向发展，这就对声表面波器件的制作提出挑战，要求叉指电极宽度和间距必须越来越小，精度越来越高，甚至达到百纳米左右才能满足移动通信市场和传感技术快速发展的要求。

传统的光学光刻对密集图形在500nm以下难以得到好的效果，因此采用分辨率更高的电子束直写曝光技术可以解决密集细线条图形的转移问题。

而声表面波器件采用压电衬底材料，这些衬底不导电，由于电荷积聚效应，电子束直写曝光须有导电层。若先在不导电的压电基片上沉积电极材料，然后再进行电子束光刻和电极材料刻蚀，用干法刻蚀可以得到好的电极形状，但对衬底表面有损伤，器件性能恶化，而采用湿法腐蚀，难以控制电极形状且不稳定。

为此，我们引入一对电子束背散射小的导电牺牲层，既可解决在绝缘压电衬底上电子束直写曝光的问题，又可以通过剥离工艺保护衬底表面，控制电极形状。

发明内容

(一)要解决的技术问题

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种采用电子束直写曝光制作声表面波器件的方法，以解决在绝缘压电衬底上进行电子束直写曝光的问题，并保护衬底表面，控制电极形状。

(二)技术方案

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种采用电子束直写曝光制作声表面波器件的方法，该方法是利用电子束光刻在压电衬底上获得叉指换能器的电子抗蚀剂凹立图形，然后再用剥离工艺制作各种声表面波器件，该方法具体包括：

1)、在压电衬底上涂敷电子抗蚀剂；

2)、对电子抗蚀剂进行前烘；

3)、在电子抗蚀剂上生长导电层；

4)、对电子抗蚀剂进行电子束直写曝光；

5)、去除导电层；

6)、显影，去除曝光区域的电子抗蚀剂；

7)、定影；

8)、生长叉指电极金属；

9)、剥离，将电极图形从电子抗蚀剂上转移到压电衬底上。

上述方案中，步骤1)中所述压电衬底为平整、洁净的压电单晶衬底或压电薄膜衬底。

上述方案中，所述压电单晶衬底为石英、LiNbO₃、LiTaO₃、Li₂B₄O₇或La₃Ga₅SiO₁₄，所述压电薄膜衬底为ZnO、AlN或GaN。

上述方案中，步骤1)中所述的电子抗蚀剂为ZEP520正性抗蚀剂、PMMA正性抗蚀剂、SAL601负性抗蚀剂、HSQ负性抗蚀剂或Calixarene负性抗蚀剂。

上述方案中，步骤3)中所述导电层采用对电子束曝光背散射小的金

属材料Al、Ti或Cr，厚度为10nm至20nm。

上述方案中，步骤3)中所述生长导电层采用高温蒸发或溅射方式。

上述方案中，步骤4)中所述电子束直写曝光采用JEOL JBX-5000LS电子束光刻系统，加速电压为50KeV，电子束流小于500pA。

上述方案中，步骤8)中所述叉指电极金属采用金属材料Al、Cu、Ti、Cr、Au、Ag或Pt。

上述方案中，步骤8)中所述叉指电极金属生长采用高温蒸发、电子束蒸发、射频溅射或磁控溅射。

上述方案中，步骤9)中所述剥离采用去电子抗蚀剂液，对于ZEP520A正性抗蚀剂，采用丁酮MEK或甲基丙烯酸甲脂MMA，对于PMMA正性抗蚀剂，采用四氢呋喃或二甲基甲酰胺DMF。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果：

1、本发明提供的这种采用电子束直写曝光制作声表面波器件的方法，制作的叉指电极边缘陡直，宽度控制好，可用于制作特征线宽在500nm以下各种声表面波器件。

2、本发明提供的这种采用电子束直写曝光制作声表面波器件的方法，具有工艺步骤少、简单、稳定可靠的优点。

附图说明

图1是本发明提供的采用电子束直写曝光制作声表面波器件的方法流程图；

图2至图6是本发明采用电子束直写曝光制作声表面波器件的工艺流程图；