[发明专利]一种抗电迁移的声表面波传感器的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及声表面波传感器制造技术领域，特别是涉及一种抗电迁移的声表面波传感器的制作方法。

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、提取以及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测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：如体积小、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。

存在的问题：目前使用的声表面波传感器表面大多为铝膜，而铝换能器薄膜在高频使用时铝原子易扩散，导致铝膜生成空洞或小丘，从而使换能器指条断裂，器件性能损坏。

发明内容

为了解决现有声表面波传感器铝原子易扩散的问题，本发明提供了一种抗电迁移的声表面波传感器的制作方法。所述技术方案如下：

本发明的一种抗电迁移的声表面波传感器的制作方法，首先制作铝膜换能器，然后在所述铝膜换能器的表面沉积一层氮化钛薄膜作为扩散阻挡层。

本发明的一种抗电迁移的声表面波传感器的制作方法，所述制作铝膜换能器可以采用剥离方法或采用刻蚀方法。

本发明的一种抗电迁移的声表面波传感器的制作方法，所述剥离方法具体为：首先在压电基体上涂覆一层光刻胶，并利用电子束直写技术或紫外曝光出换能器图形；然后在图形上采用电子束蒸发或磁控溅射技术沉积铝膜；最后剥离处于光刻胶上的铝膜后得到换能器图形。

本发明的一种抗电迁移的声表面波传感器的制作方法，选择LiNbO₃或LiTaO₃压电单晶制作所述压电基体。

本发明的一种抗电迁移的声表面波传感器的制作方法，采用射频溅射方法沉积所述氮化钛薄膜。

本发明的一种抗电迁移的声表面波传感器的制作方法，所述氮化钛薄膜的沉积厚度控制在10nm至30nm。

本发明的一种抗电迁移的声表面波传感器的制作方法，所述氮化钛薄膜的沉积厚度控制在20nm。

本发明提供的技术方案的有益效果是：

本发明的抗电迁移的声表面波传感器的制作方法在传统的铝膜换能器的表面采用氮化钛薄膜作为铝膜的扩散阻挡层，可以在很大程度上增加铝膜的抗电迁移性，同时延长换能器件的使用寿命。

附图说明

图1是利用本发明的抗电迁移的声表面波传感器的制作方法制作的表面声波传感器的结构示意图。

具体实施方式

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。

本发明的目的在于提供一种高功率的声表面波传感器的制造方法。该方法以传统的铝膜换能器制作方法为基础，在传统铝膜换能器制作完成后，在换能器的表面再沉积一层氮化钛薄膜作为扩散阻挡层。

参照图1，其制作方法具体为：

第一步，制作铝膜换能器。

其制作方法可以采用剥离技术也可以采用刻蚀技术。如采用剥离技术其具体方法为：先在由LiNbO₃或LiTaO₃等压电单晶制成的压电基体1上涂覆一层光刻胶，电子束直写或紫外曝光出声表面波器件换能器图形，然后在图形上采用电子束蒸发或磁控溅射技术沉积铝膜2，其中铝膜2的厚度随声表面波器件频率而变化；最后剥离处于光刻胶上的铝膜后得到声表面波换能器图形。

第二步，在所述铝膜换能器的表面沉积一层氮化钛薄膜3作为扩散阻挡层。

在换能器图形制作完成后再采用射频溅射方法沉积厚度为10nm至30nm的氮化钛薄膜作为扩散阻挡层。氮化钛薄膜3的最佳厚度可控制在20nm。

增加了氮化钛薄膜3的使用可以大大降低金属铝膜和空气的接触，消除器件封装后水汽以及二氧化碳等对铝膜2的腐蚀，同时可以抑制铝原子迁移，改善铝膜2的抗电迁移性，这样就极大地延长了声表面波器件的使用寿命，尤其适用于高频声表面波器件使用。

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。