Способ изготовления встречно-штыревого преобразователя поверхностных акустических волн

(51)5 Н 03 Н 3/08 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(56) У. Моро Микроэлектроника. М Мир, с,5-21,СВЧ-устройства на поверхностных акустических волнах на базе технологии оптической фотолитографии, Письма в ЖТФ,187, т. 13, в, 16, с, 97.-987,т 4) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВСТРЕЧНОШТЫРЕВОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ПОВЕРХНОСТНЫХ АКУСТИЧЕСКИХ ВОЛН(57) Изобретение относится к технологии изгОтовления встречно-штыревых преобразователей ПАВ по самосовмещеннойтехнологии фотолитографии. Способ состоит в том, что на поверхности звукопровода Ы, 1838877 АЗ 8 наносят первый слой 9 металлизации, поверх него слой 10 фоторезиста, затем с помощью фотолитографии формируют первую и третью группы электродов с маскирующим слоем фоторезиста на их поверхности.Электроды первой и третьей группы не перекрываются друг с другом и расположены так, что электроды первой группы соосны межэлектродным зазором третьей группы.Затем на поверхность фоторезиста и участки звукопровода между электродами первой и третьей групп наносят второй слой 11 металлизации, после чего с поверхностиэлектродов первой и третьей групп удаляют фоторезист 10 с расположенными на нем участками второго слоя 11 металлизации. Оставшиеся на поверхности звукопровода участки второго слоя металлизации образуют электроды второй группы, расположенные между электродами первой группы, и электроды четвертой группы, расположенные между электродами третьей группы.5 ил.Изобретение относится к технологииизготовления конструктивных элементовустройств, работающих на частотах СВЧ диапазона, в частности, к способу изготовления встречно-штыревых преобразователейПАВ по самосовмещенной технологии фотолитографии,Целью изобретения является повышение производимости электротехническиххарактеристик преобразователя.На фиг. 1 - 3 приведены различные варианты выполнения фотошаблонов, применяемых для реализации предлагаемогоспособа; на фиг. 4 - профили слоев металлизации и маскирующего слоя при последовательном проведении операцийизготовления преобразователей ПАВ; нафиг, 5 - конструкция преобразователя ПАВ,полученного предложенным способом,Способ осуществляют следующим образом.На поверхности звукопровода с помощью фотолитографии одновременноформируют первую и третью группы электродов, имеющие вид неперекрывающихсягребенок. Для этого используют фотошаблон, различные варианты которого показаны на фиг. 1 - 3. Фотошаблон 1 (фиг, 1)содержит рисунок 2 первой и рисунок 3третьей групп электродов преобразователя.Оба рисунка имеют вид гребенок, Рисунок 3расположен под рисунком 2 в плоскостичертежа так, что выступы 4 и 6 обеих гребенок направлены в одну сторону, выступы 4рисунка 2 соосны выемкам 7 рисунка 3, авыемки 5 соосны выступам 6,Фотошаблон, показанный на фиг.2 отличается от описанного выше тем, что выступы 4 и 6 гребенок направлены навстречудруг другу, Фотошаблон, показанный нафиг. 3 отличается от описанных выше тем,что обе гребенки имеют общее основание, авыступы гребенок направлены в противоположные стороны. Ширина выступов 4 и 6гребенок равна а + 2 Ь, где а - расчетнаяширина электродов изготавливаемого преобразователя, Ь - расчетная величина зазора между соседними разнополярнымиэлектродами преобразователя, Ширина выемок 5 и 7 равна а, В наиболее типичномслучае величина а = А/2 - Ь, где 1 - длинаПАВ, соответствующая центральной рабочей частоте преобразователя.Для формирования электродов первойи третьей группы преобразователя на поверхность звукопровода 8 (фиг, 4 а) наносятпервый слой металлизации, а поверх негомаскирующий слой 10 фоторезиста, Фоторезист экспонируют через фотошаблон описанной конструкции, содержащий рисунки первой и третьей групп электродов преобразователя, например, через фотошаблон, показанный на фиг. 1. После экспозиции вскрывают в фотореэисте окна (фиг, 4 б) и 5 вытравливают открытые участки первогослоя 9 металлизации. Травление ведут в режиме, обеспечивающем "подтрав" участков первого слоя 9 металлизации под участками слоя 10 фоторезиста на величину Ь (фиг, 4 в).10 В результате описанных операций на поверхности эвукопровода образуются электроды первой и третьей групп с маскирующим слоем фоторезиста на их поверхности. Далее на поверхность маскирующего слоя 10 и участ ки эвукопровода между электродами первой и третьей групп напыляют второй слой 11 металлизации (фиг, 4 г), Напыление ведут через маску, экранирующую участки поверхности звукопровода, находящиеся эа пре делами периметра преобразователя. Этамаска может быть выполнена из фоторезиста, Затем с поверхности электродов удаляют маскирующий слой 10 с расположенными на нем участками второго слоя 11 25 металлизации (фиг. 4 д). Оставшиеся на поверхности звукопровода участки второго слоя 11 металлизации образуют вторую группу электродов, расположенных между электродами первой группы, и четвертую 30 группу электродов, расположенных междуэлектродами третьей группы. Общий вид полученного преобразователя ПАВ показан на фиг. 5. Он состоит из двух секций.12 и 13, Секция 12 состоит из первой 14 и второй 15 35 групп перекрещивающихся встречно-штыревых электродов, а секции 13 - их третьей 16 и четвертой 17 перекрещивающихся встречно-штыревых электродов, Общие шины первой 14 и четвертой 17 электродов 40 гальванически соединены, Такой преобразователь используется, например, в фильтре на ПАВ в паре с ответным преобразователем, апертура которого равна суммарной апертуре секций 12 и 13. Расчетное 45 значение ширины всех электродов этогопреобразователя равно а = Я/2-Ь), где Ь - расчетное значение межэлектродных зазоров каждой пары электродов 14, 15, и 16, 17 соответственно. Пространственный период 50 электродов в каждой секции равен 2(А/2-Ь)++ 2 Ь = А. Покажем, что при изготовлении преобразователя предложенным способом отключения размеров а и Ь от расчетных значений, связанные с трудностью контро ля процесса травления, не приводят к заметному искажению электротехнических характеристик преобразователя. В случае, если подтрав первого слоя металлизации не соответствует расчетному значению Ь, на 1838877пример, превышает ее на величину ЬЬ, электроды 14 и 16 первой и третьей групп, формируемые иэ первого слоя металлизаци, как было описано выше, будет иметь ширину а 1 " ( Л/2 - Ь- Ь Ь). В то же время ширина электродов 15 и 17, формируемых и второго слоя металлизации. будет равна расчетному значению а = (Л/2-Ь). Соответстввнно, величина межэлектродных зазоров в обеих секциях преобразователя будет отклоняться от расчетной и составлять Ь + 5 10 Ь Ь, При этом центры соседних межэлектродных зазоров в обеих секциях будут расположены не через Л/2, а попеременночЕрез Л/2-ЛЬ и Л/2+ ЬЬ. Эти отклонения 15шадрины смежных электродов и расположения центров зазоров между ними от расчетных значений приводит к искажению АЧХпреобразователя и других его электротехнических характеристик. Однако вследствие описанного выше взаимногорасположения электродов первой 14 итретьей 16 групп и формирования их в единбм технологическом цикле, центры противолежащих межэлектродных зазоров 25секций 12 и 13 преобразователя смещенывдоль оси Х в противоположные стороны,Так в секции 12 преобразователя, центрзазора Х смещен влево по оси Х относительно осевого расчетного положения Х на 30ввличину ЬЬ/2, а в секции 13 центр зазораХ" смещен вправо относительно расчетного положения Х 1 на ту же величину ЬЬ/2.Соответственно в зазоре Х секции 12 возбуждается ПАВ с амплитудой А и с положеним источника на оси Х в точке Х, а всекции 13 возбуждается ПАВ с амплитудойА 1" и с положением источника на оси Х вточке Х". Вследствие этого, при работе устройства с таким преобразователем на входе на выходном преобразователепроисходит суммирование ПАВ от этих источников. Так как в первом приближенииони эквивалентны одному источнику с амплитудой А = А + А" и расположенному в 45расчетной точке Х; по оси Х, искажения АЧХ,возникающие в секциях 12 и 13 преобразователя, взаимно компенсируется и достигается уменьшение искажений АЧХ и другихэлектротехнических характеристик устройства. Таким образом, улучшается воспроизводимость электротехническиххарактеристик преобразователя,Ниже приведен пример реализацииспособа, 55Изготавливают линию задержки на ПАВс выходным преобразователем, состоящимиз двух секций (см. фиг. 5) и выходным преобразователем. состоящим из одной секции с апертурой, равной апертуре входного двухсекционного преобразователя. Преобразователи ПАВ расчитаны на центральную частоту 1020 МГц (Л = 3,28 мкм), Входной преобразователь изготавливают в соответствии с предложенным способом. Для этого на поверхность звукопровода 8 (фиг, 4 а) из ниобата лития УЕ среза наносят первый слой 9 металлизации, состоящий из подслоя нихрома толщиной 200 А и слоя алюминия толщиной 1500 А, На поверхность слоя 9 наносят слой 10 фоторезиста толщиной 0,8 мкм и после сушки экспонируют его через фотошаблон, показанный на фиг. 1, Ширина участков 4 и 6 рисунка, соответствующих электродам первой и третьей групп, составляет а = 1,94 мкм, ширина участков 5 и 7 составляет 1,34 мкм. После экспонирования вскрывают в фоторезисте окна (фиг, 4 б) путем его обработки 0,5 КОН, фоторезист сушат и вытравливают открытые участки первого слоя металлизации (фиг, 4 в). Сначала травят алюминий травителем, содержащим сернокислый кобальт 3,0 г; фтористый аммоний 0,7 г; окись хрома 1,0 г; дистиллированная вода до 50 мл,Травление ведут при комнатной температуре в течение 1 мин. После травления алюминия, травят подслой нихрома травителем состава; сернокислый цезий 8,0 г; азотная кислота (конц,) 20 мл; дистиллированная вода до 100 мл.Травление ведут при комнатной температуре в течение 15 сек, При указанных режимах травления величина Ь "подтрава" участков первого слоя металлизации составляет 0,3 мкм. Затем на поверхность оставшегося фоторезиста и свободные участки поверхности звукопровода напыляют слой 11 металлизации (фиг, 4 г), аналогичный первому слою. Напыление ведут через маску, зкранирующую участки поверхности звуко- провода за пределами периметра изготавливаемого преобразователя. Далее удаляют оставшийся фоторезист с расположенными на нем участками второго слоя 11 металлизации путем обработки структуры в растворителе фоторезиста с применением ультразвука,Полученная структура показана на фиг.4 д. Изготовленный таким образом пр образователь (фиг. 5) содержит две секции встречно-штыревых электродов с шириной а = 1,34 мкм, межэлектродным зазором Ь = =0,3 мкм и пространственным периодом 3,28 мкм.Формула изобретения Способ изготовления встречно-штыревого про:бразователя поверхностных акустических олн, включающий нанесение наповерхность звукопровода первого слоя металлизации, формирование из него с помощью фотолитографии первой. группы электродов с маскирующим слоем на их поверхности, напыление на поверхность маскирующего слоя и участки звукопровода между электродами первой группы второго слоя металлиэации и формирование из него электродов второй группы путем удаления с поверхности электродов первой группы маскирующего слоя с расположенными на нем участками второго слоя. :металлизации, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения достоверности воспроизводимости электротехнических характеристик преобразователей, на поверхности эвукопровода 5 одновременно с первой группой электродовформируют третью группу электродов, располагая их соосно межэлектродным зазором первой группы электродов, а в едином технологическом цикле с электродами вто рой группы формируют четвертую группуэлектродов, располагая ее между электродами третьей группы.1838877 Х ЩАХоставитель О,Кудрявцеваехред М.Моргентал руча орректо едактор Н.Коляд аказ 2928 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10