本发明涉及saw滤波器，尤其涉及一种温度补偿型saw(tc-saw)的金属电极制造方法。
背景技术：
声表面波(saw)滤波器广泛应用于信号接收机前端以及双工器和接收滤波器。saw滤波器集低插入损耗和良好的抑制性能于一身，可实现宽带宽和小体积。习知的saw滤波器中，电输入信号通过间插的金属叉指换能器(idt)转换为声波，这种idt是在压电基板上形成的。
在现有的声表面波滤波器的叉指换能器结构制造方法中，一般采用剥离工艺(lift-off)，即在衬底上采用负性光刻胶通过图案化(例如，通过曝光、显影等方式)制成图形，然后在其上淀积金属膜，再用不侵蚀金属膜的溶剂除去光刻胶。随着光刻胶的去除，胶上的金属被剥离，从而留下预设图形的金属结构。
saw滤波器的调整频率主要依靠idt电极线宽来调整，即频率越高线宽越小，如1.9g的一般线宽在0.5μm，而3.5g的一般在0.25μm。随着技术发展，saw滤波器在高频尤其是未来5g时代的应用频率会越来越高，对线宽要求更为苛刻。
技术实现要素：
发明所要解决的技术问题
然而，现有的saw制造方法中，由于负胶及剥离工艺的局限，在idt电极线宽小于0.5μm时，曝光及剥离工艺基本上无法完成，且电极的形貌较难控制，这限制了saw产品在高频领域的应用。
本发明鉴于上述那样的现有问题而完成，其目的在于，提供一种tc-saw的金属电极的制造方法，可在idt电极线较宽时完成曝光及剥离工艺，并且可控制电极的形貌，由此降低频率温度系数，抑制频率漂移。
解决技术问题的技术方案
在解决上述问题的本发明的一个实施方式中，提供了一种tc-saw的金属电极制造方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
于压电材料衬底上沉积第一idt金属层；
在所述第一idt金属层上涂覆正性光刻胶，形成第一正性光刻胶层；
对所述第一正性光刻胶层进行图案化，以形成一次idt图形；
对所述第一idt金属层进行刻蚀，以暴露出部分所述压电材料衬底，并形成与所述一次idt图形相应的指状电极；
在呈所述一次idt图形的所述第一正性光刻胶层及暴露出的部分所述压电材料衬底上沉积第二idt金属层；
去除所述第一正性光刻胶层以及在所述第一正性光刻胶层上沉积的所述第二idt金属层，以露出所述第一idt金属层；
在所述第一idt金属层和所述第二idt金属层上形成第一介质层；
在所述第一介质层上涂覆正性光刻胶，形成第二正性光刻胶层；
对所述第二正性光刻胶层进行图案化，以形成二次idt图形，其中所述二次idt图形中的指状电极宽度大于所述一次idt图形中的指状电极宽度；
利用经图案化的所述第二正性光刻胶层作为掩模，剥离所述指状电极之间的部分所述第一介质层以及部分所述第二idt金属层以露出部分所述压电材料衬底；
去除所述第二正性光刻胶层；
在所述第一介质层及暴露出的部分所述压电材料衬底上沉积第二介质层。
在本发明的一实施方式中，在所述tc-saw的金属电极制造方法中，利用经图案化的所述第二正性光刻胶层作为掩模，剥离所述指状电极之间的部分所述第一介质层，保留形成在各指状电极侧面的部分所述第一介质层，并剥离所述指状电极之间的部分所述第二idt金属层以露出部分所述压电材料衬底，保留形成在各指状电极侧面的部分所述第二idt金属层。
在本发明的一实施方式中，在所述tc-saw的金属电极制造方法中，形成在各指状电极侧面的部分所述第二idt金属层的宽度比所述指状电极的宽度小50～300nm。
在本发明的一实施方式中，在所述tc-saw的金属电极制造方法中，所述压电材料衬底由钽酸锂或锂酸锂形成。
在本发明的一实施方式中，在所述tc-saw的金属电极制造方法中，所述第一idt金属层和所述第二idt金属层为al层、al/cu的组合层、或ti/al/cu的组合层。
在本发明的一实施方式中，在所述tc-saw的金属电极制造方法中，所述第一idt金属层的厚度为50～200nm，所述第二idt金属层的厚度为15～100nm。
在本发明的一实施方式中，在所述tc-saw的金属电极制造方法中，所述第一正性光刻胶层厚度为1um～2um，所述第二正性光刻胶层的厚度为1um～3um。
在本发明的一实施方式中，在所述tc-saw的金属电极制造方法中，所述第一介质层及所述第二介质层由sio2形成。
在本发明的一实施方式中，在所述tc-saw的金属电极制造方法中，所述指状电极宽度为200～500nm。
在本发明的一实施方式中，在所述tc-saw的金属电极制造方法中，所述第一介质层的厚度为100～500nm，所述第二介质层的厚度为50～300nm。
发明效果
根据本发明，可在idt电极线宽较小时完成曝光及剥离工艺，并且可控制电极的形貌。
另外，根据本发明，可实现在idt电极上覆盖梯形sio2的制作工艺，从而能够获得梯形sio2覆盖电极这样的新型idt电极结构，提高机电耦合系数，抑制杂散效应。
此外，根据本发明，可降低idt电极的频率温度系数，抑制频率漂移。
附图说明
为了能够详细地理解本发明，可参考实施例得出上文所简要概述的本发明的更具体的描述，一些实施例在附图中示出，为了促进理解，已尽可能使用相同附图标记来标示各图所共有的相同要素。然而，应当注意，附图仅仅示出本发明的典型实施例，并且因此不应视为限制本发明的范围，因为本发明可允许其他等效实施例，在附图中：
图1是根据现有技术的对比例的高频saw的idt铜工艺制造方法的示意图。
图2是根据本发明的实施方式的tc-saw金属电极制造方法的示意图。
图3是根据本发明的实施方式的tc-saw金属电极制造方法的工艺流程图。
可以预期的是，本发明的一个实施例中的要素可有利地适用于其他实施例而无需赘述。
具体实施方式
以下通过具体实施方式来进行说明，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容清楚地了解本发明的其他优点与技术效果。此外，本发明并不限于下述具体实施方式，也可通过其他不同的实施方式加以施行或应用，并且，对于本说明书中的各项具体内容，可在不背离本发明的精神下进行各种修改与变更。
下面，基于附图对本发明的具体实施方式进行详细叙述。所列举的附图仅为简单说明，并非依实际尺寸描绘，未反应出相关结构的实际尺寸，先予叙明。为了便于理解，在各附图中使用了相同的参考标号，以指示附图中共用的相同元素。附图并未依比例绘制并且可为了清晰而被简化。一个实施方式的元素及特征可有利地并入其他实施方式中，而无须进一步叙述。
<对比例(现有技术)>
以下，参照图1对作为现有技术的对比例的现有技术的高频saw的idt铜工艺制造方法进行描述。
图1是根据现有技术的对比例的高频saw的idt铜工艺制造方法的示意图。
工艺方法开始于图1中的步骤a。在步骤a中，提供压电材料衬底1。
接着，在步骤b中，在衬底1上沉积介质材料(例如，sio2)以形成第一介质层2。
在步骤c中，涂覆正性光刻胶以形成正性光刻胶层，在对正性光刻胶层进行图案化(例如，通过曝光、显影等方式)之后，形成idt图形。例如，采用干法蚀刻工艺来刻蚀第一介质层2以形成与idt图形相对应的膜层形貌，并且去除正性光刻胶。
在步骤d中，进行idt金属层3的沉积，该idt金属层3至少顶层为cu。
在步骤e中，采用化学机械研磨(cmp)工艺来研磨idt金属层3。进行研磨直到idt金属层3与第一介质层2平齐为止，从而形成与idt图形相对应的彼此分立的idt金属结构3a，并且idt金属结构3a厚度与第一介质层2相同，如图1中的e所示。其中，cmp的主要工艺原理是化学物质与晶圆表面的物质发生反应，形成新的化合物，再利用浆料中的微粒子来进行机械式的研磨，从而将化合物去除。
在步骤f中，涂覆正性光刻胶，形成第二正性光刻胶层，并对该第二正性光刻胶层以idt图形为基础来进行图案化(例如，通过曝光、显影等方式)，从而形成第一介质层2的剥离区域。其中，将第一介质层2的剥离区域限定至所述idt金属结构3a侧壁之外一定距离。采用干法工艺或湿法工艺剥离该剥离区域内的介质材料，从而在金属结构3a侧壁留下保留层2a，之后去除正性光刻胶。
在步骤g中，在步骤s305中所形成的结构的表面上进行上述介质材料的二次沉积，从而形成第二介质层4。第二介质层4覆盖idt金属结构3a的表面以用于调整频率。
在步骤h中，对预设的区域(例如部分的idt金属结构的顶部)的第二介质层4开孔以得到连接孔5，从而形成最终的图形。
至此，最终结构形成，方法结束。
<本发明的实施方式>
以下，参照图2和图3对本发明的tc-saw金属电极制造方法进行具体说明。
图2是根据本实施方式的tc-saw金属电极制造方法的示意图。图3是根据本实施方式的tc-saw金属电极制造方法的工艺流程图。
本实施方式的tc-saw金属电极制造方法开始于步骤s302。该步骤s302中，如图2中的a所示，可提供压电材料衬底1。压电材料衬底1可以由例如钽酸锂或锂酸锂晶圆等形成。
接着，在步骤s304中，可在压电材料衬底1上沉积第一idt金属层2，如图2中的b所示。第一层idt金属层2的沉积方式可采用溅镀或蒸镀等方式。第一idt金属层2可以是al或顶层包括al的金属层组合，例如al、al/cu、ti/al/cu等。第一idt金属层2的厚度可为约50nm～200nm，例如为100nm，以促进对idt电极结构厚度的精确控制。第一idt金属层2的材料和/或厚度可以根据产品设计需求来进行调整。
在步骤s306中，可在第一idt金属层2上涂覆正性光刻胶以形成第一正性光刻胶层3，如图2中的c所示。作为非限制性的示例，正性光刻胶可以包括线性酚醛树脂。第一正性光刻胶层3的厚度范围在1um～2um，例如为1.2um，这可根据产品设计需求进行调整。
在步骤s308中，可对第一正性光刻胶层3进行图案化(例如，通过曝光、显影等方式)从而形成一次idt图形3a，如图2中的d所示。一次idt图形3a的线宽(其相当于指状电极宽度)可根据实际产品需要来进行调整，线宽的范围可为200nm～500nm，例如为300nm。
在步骤s310中，可采用例如干法蚀刻工艺来刻蚀第一idt金属层2，以暴露出压电材料衬底1的与一次idt图形3a相对应的部分，从而形成形状与一次idt图形3a相对应的指状电极，如图2中的e所示。
在步骤s312中，在上述结构(即，形状为一次idt图形3a的第一正性光刻胶层3以及暴露出的部分的压电材料衬底1)上沉积第二idt金属层4，如图2中的f所示。第二idt金属层4可以是al或顶层包括al的金属层组合，例如al、al/cu、ti/al/cu等。第二idt金属层4的厚度可为约15nm～100nm，例如为30nm，以促进对idt电极结构厚度的精确控制。第二idt金属层4的材料和/或厚度可以根据产品设计需求来进行调整。
在步骤s314中，可去除第一正性光刻胶层3以及在第一正性光刻胶层3上沉积的第二idt金属层4，如图2中的g所示。可采用湿法工艺来溶解第一正性光刻胶层3。在第一正性光刻胶层3溶解之后，正性光刻胶表面的金属层4可自动剥离。
在步骤s316中，可在第一idt金属层2和第二idt金属层4上沉积介质材料从而形成第一介质层5，如图2中的h所示。组成第一介质层5的介质材料可例如包括sio2。可通过化学气相沉积(cvd)/物理气相沉积(pvd)等方法来沉积第一介质层5。第一介质层5的厚度范围可为100nm～500nm，例如为200nm，这可根据产品设计需求进行调整。
在步骤s318中，可在第一介质层5上涂覆正性光刻胶以形成第二正性光刻胶层6，如图2中的i所示。第二正性光刻胶层6的厚度范围可为1um～3um。由于后续要经过两次干蚀刻，故而第二正性光刻胶层6可优选为相对厚一些，例如第二正性光刻胶层6的厚度可为1.5um，这可根据产品设计需求进行调整。
在步骤s320中，可基于一次idt图形3a对第二正性光刻胶层6进行图案化(例如，通过曝光、显影等方式)，以形成第一介质层5的二次idt图形6a，如图2中的j所示。可主要例如通过掩模图形来将二次idt图形6a中的指状电极宽度设计为与一次idt图形3a的指状电极宽度相比减小50nm～300nm，例如50nm，这可根据产品设计需求进行调整。
在步骤s322中，可利用经图案化的第二正性光刻胶层6作为掩模，来剥离指状电极之间的部分的第一介质层5以及部分的第二idt金属层4，以露出部分的压电材料衬底，如图2中的k所示。具体而言，例如，可将第一介质层5剥离区域限定至所述一层idt金属结构2a侧壁之外一定距离，并且采用干法工艺先剥离第一介质层5以形成第一结构5a从而形成保护层，然后剥离第二idt金属4以形成第二结构4a，从而形成特殊itd电极结构并形成上部保护层；
在步骤s324中，可去除第二正性光刻胶层6，如图2中的l所示。
在步骤s326中，可在第一介质层5和暴露出的部分的压电材料衬底1上沉积第二介质层7，如图2中的m所示。组成第二介质层7的介质材料例如可包括sio2。可以通过cvd/pvd等方法来沉积第二介质层7。第二介质层7的厚度范围可为50nm～300nm，例如为100nm。第二介质层7的材料和/或厚度可根据产品设计需求进行调整。由此，可形成类梯形的电极保护层的结构，能保护电极的下部结构。
至此，最终结构形成，方法结束。
在某些实施例中，上述各实施例中的方法所包括的操作可同时地发生、实质上同时地发生、或以不同于附图所示的次序而发生。
在某些实施例中，上述各实施例中的方法所包括的操作的全部或部分可选地可以由程序来自动执行。在一个示例中，本发明可以被实施作为存储在用于与计算机系统一起使用的计算机可读存储介质上的程序产品。程序产品的(多个)程序包括实施例的功能(包括本文所述的方法)。说明性计算机可读存储介质包括但不限于：(i)不可写存储介质(例如，计算机内的只读存储器装置，诸如可通过cd-rom机读取的cd-rom盘、闪存、rom芯片或任何类型的固态非易失性半导体存储器)，在该不可写存储介质上的信息被永久存储；以及(ii)可写存储介质(例如，盘存储或硬盘驱动或者任何类型的固态随机存取半导体存储器)，在该可写存储介质上存储可变动信息。当实施指示本文所述的方法的功能的计算机可读指令时，这种计算机可读存储介质是本发明的实施例。
<本发明与对比例之间的对比>
相比于对比例中在idt电极外围全部增加一层介质层(例如，sio2)，本发明通过分步镀膜(即，例如先形成一种特殊idt电极结构，再分步形成两层基于介质层的类梯形结构)，从而利用两侧的两层介质层以及idt金属层顶部梯形结构的两层介质层，对温度漂移进行抑制。由此，本发明实现了降低频率温度系数、抑制频率漂移的技术效果。
以上详细描述了本发明的可选实施方式。但应当理解，在不脱离本发明的广义精神和范围的情况下可以采用各种实施方式及变形。本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本领域技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应属于由本发明的权利要求书所确定的保护范围内。
1.一种tc-saw的金属电极制造方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
于压电材料衬底上沉积第一idt金属层；
在所述第一idt金属层上涂覆正性光刻胶，形成第一正性光刻胶层；
对所述第一正性光刻胶层进行图案化，以形成一次idt图形；
对所述第一idt金属层进行刻蚀，以暴露出部分所述压电材料衬底，并形成与所述一次idt图形相应的指状电极；
在呈所述一次idt图形的所述第一正性光刻胶层及暴露出的部分所述压电材料衬底上沉积第二idt金属层；
去除所述第一正性光刻胶层以及在所述第一正性光刻胶层上沉积的所述第二idt金属层，以露出所述第一idt金属层；
在所述第一idt金属层和所述第二idt金属层上形成第一介质层；
在所述第一介质层上涂覆正性光刻胶，形成第二正性光刻胶层；
对所述第二正性光刻胶层进行图案化，以形成二次idt图形，其中所述二次idt图形中的指状电极宽度大于所述一次idt图形中的指状电极宽度；
利用经图案化的所述第二正性光刻胶层作为掩模，剥离所述指状电极之间的部分所述第一介质层以及部分所述第二idt金属层以露出部分所述压电材料衬底；
去除所述第二正性光刻胶层；
在所述第一介质层及暴露出的部分所述压电材料衬底上沉积第二介质层。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，利用经图案化的所述第二正性光刻胶层作为掩模，剥离所述指状电极之间的部分所述第一介质层，保留形成在各指状电极侧面的部分所述第一介质层，并剥离所述指状电极之间的部分所述第二idt金属层以露出部分所述压电材料衬底，保留形成在各指状电极侧面的部分所述第二idt金属层。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，形成在各指状电极侧面的部分所述第二idt金属层的宽度比所述指状电极的宽度小50～300nm。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述压电材料衬底由钽酸锂或锂酸锂形成。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一idt金属层和所述第二idt金属层为al层、al/cu的组合层、或ti/al/cu的组合层。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一idt金属层的厚度为50～200nm，所述第二idt金属层的厚度为15～100nm。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一正性光刻胶层厚度为1um～2um，所述第二正性光刻胶层的厚度为1um～3um。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一介质层及所述第二介质层由sio2形成。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述指状电极宽度为200～500nm。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一介质层的厚度为100～500nm，所述第二介质层的厚度为50～300nm。
技术总结