[发明专利]一种多层金属薄膜键合层结构及其制备方法

说明书

本发明涉及声光器件技术领域，具体涉及一种多层金属薄膜键合层结构及其制备方法，一种多层金属薄膜键合层结构，包括：压电晶片和锗砷硒GeAsSe玻璃，其特征在于，分别在GeAsSe玻璃和压电晶片表面依次镀制Cr、Al、Ti、Sn金属膜层，GeAsSe玻璃的Sn膜层和压电晶片的Sn膜层键合在一起形成Cr、Al、Ti、Sn、Ti、Al、Cr七层金属膜键合层结构。本发明采用Cr、Al、Ti、Sn金属膜层代替传统的Cr、Sn薄膜结构，使得键合层与GeAsSe玻璃之间的的附着力大大增强；压电晶片与GeAsSe玻璃的剪切强度提高；声光器件切割后压电晶片附着牢固，器件可靠性和成品率得到有效提升。

技术领域

本发明涉及声光器件，具体涉及一种多层金属薄膜键合层结构及其制备方法。

背景技术

GeAsSe玻璃具有较宽的红外透过范围、较好的化学稳定性和热稳定性，近年来广泛用于制造红外波段声光器件。GeAsSe玻璃和压电晶片采用扩散键合工艺粘接到一起，在GeAsSe玻璃和压电晶片之间需要镀若干金属膜层，统称键合层，传统GeAsSe声光器件键合层结构和键合过程示意图如图1所示。首先在GeAsSe玻璃和压电晶片表面分别镀制键合层，打底层薄膜通常为铬Cr膜，然后在Cr膜上镀一层比较软的金属膜，如锡Sn膜、锡合金膜等，最后使GeAsSe玻璃和压电晶片接触并通过键合设备施加压力，两者在界面原子的扩散作用下完成键合。

由于GeAsSe玻璃表面张力大、润湿性差，传统制作工艺存在以下问题：

1、Cr、Sn薄膜与GeAsSe玻璃的附着力低，Cr、Sn薄膜容易脱落。

2、采用Cr、Sn薄膜键合的压电晶片剪切强度低。

3、器件切割工序中，压电晶片经常出现翘曲、脱落情况，器件可靠性和成品率无法保证。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种多层金属薄膜键合层结构及其制备方法。

一种多层金属薄膜键合层结构，包括：压电晶片和锗砷硒GeAsSe玻璃，GeAsSe玻璃上表面从下往上依次镀制有Cr、Al、Ti、Sn金属膜层，压电晶片下表面从上往下依次镀制有Cr、Al、Ti、Sn金属膜层，GeAsSe玻璃的Sn膜层和压电晶片的Sn膜层键合在一起形成Cr、Al、Ti、Sn、Ti、Al、Cr七层金属膜键合层结构。

一种制备一种多层金属薄膜键合层结构的方法，制备步骤包括：

S1、依次采用丙酮、无水乙醇和去离子水清洗GeAsSe玻璃，依次采用丙酮、无水乙醇和去离子水清洗压电晶片；

S2、采用氧等离子体清洗GeAsSe玻璃和压电晶片表面；

S3、将GeAsSe玻璃和压电晶片固定在镀膜机内，分别在GeAsSe玻璃和压电晶片表面依次镀制Cr膜层、Al膜层、Ti膜层和Sn膜层；

S4、通过键合设备将GeAsSe玻璃和压电晶片对准、接触、加压、保压，完成GeAsSe玻璃的Sn膜层和压电晶片的Sn膜层键合。

本发明的有益效果：

本发明分别在GeAsSe玻璃和压电晶片的表面依次镀制Cr膜、Al膜、Ti膜和Sn膜，制作成Cr、Al、Ti、Sn金属膜层，再通过GeAsSe玻璃上的Sn膜和压电晶片上的Sn膜键合在一起，器件键合后形成Cr、Al、Ti、Sn、Ti、Al、Cr七层金属膜键合层结构。本发明采用Cr、Al、Ti、Sn金属膜层代替传统的Cr、Sn薄膜结构，使得键合层与GeAsSe玻璃之间的的附着力大大增强；压电晶片与GeAsSe玻璃的剪切强度提高至原来的3倍；声光器件切割后压电晶片附着牢固，切割边缘整齐、陡直，没有翘曲、脱落现象，器件可靠性和成品率得到有效提升。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。