CN100445873C - 纳米压印和光学光刻匹配混合的声表面波器件制备方法 - Google Patents
纳米压印和光学光刻匹配混合的声表面波器件制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
一种采用纳米压印和光学光刻匹配混合的声表面波器件制备方法，其工艺步骤如下：1.在压电基片上旋涂压印胶；2.制备含有声表面波器件叉指图形和对准标记的压模并对其表面进行防粘连处理；3.将压模压入压印胶中，通过加热、加压或紫外光辐照固化等压印方式得到叉指和对准标记的胶图形；4.分离压模和基片；5.利用氧等离子干法刻蚀残胶，直到露出基片；6.溅射或蒸发电极材料；7.剥离得到叉指电极和对准标记图形；8.在基片上旋涂光刻胶；9.对声表面波器件的其余图形进行套准光刻；10.溅射或蒸发电极材料；11.剥离得到图形，完成声表面波器件的制备。
Description
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领域，特别涉及高效率的具有纳米尺度叉指换能器电极的声表面波器件制备方法。
背景技术
根据声表面波传输性质可以知道，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。因此，对于1GHz以下工作中心频率的声表面波器件，多采用普通光刻的手段得到。但是，随着移动通信***的工作频率向2GHz以上攀升，以及高速传感技术的发展，对声表面波器件的工作中心频率提出了越来越高的要求，因此声表面波器件的叉指电极宽度和间距必须越来越小，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。一般具有纳米尺度叉指电极的声表面波器件多采用电子束直写光刻技术制备，此时需要先在不导电的压电基片上淀积电极材料，然后再进行电子束光刻和电极材料刻蚀。由于电极材料对电子束的背散射效应较强，影响了叉指电极的宽度和间距的进一步减小。电子束直写光刻的另一个缺点是工作效率较低，成本较高。如果首先在一个背散射效应很小的基片上利用电子束直写光刻技术制备出具有纳米尺度叉指电极的声表面波器件图形作为压模，然后在压电基片上压印出电极图形，就可以极大地减小电极材料的背散射效应，得到纳米尺度的叉指电极，进一步提高声表面波器件的工作频率和性能。另外，利用这个压模可以反复多次进行压印，提高了制作效率，极大减小了制作成本。同时，由于较大电极图形的压印工艺成品率不高，并且较大电极图形的压模制备效率也相当低，因此可以综合纳米压印和光学光刻的各自优点，对于声表面波器件中叉指电极图形采用纳米压印技术，对于声表面波器件中叉指电极图形以外的图形采用光学套准光刻的方法制作，这样可以进一步提高器件的成品率和制备效率，同时减小制备成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种采用纳米压印和光学光刻匹配混合的声表面波器件制备方法，它利用纳米压印技术在压电基片上得到纳米尺度的叉指电极，然后利用光学光刻匹配混合得到其余的较大图形，这样可以进一步提高声表面波器件的工作频率和性能。另外，利用这个压模可以反复多次进行压印，提高了制作效率，极大减小了制作成本。
本发明的步骤如下：1、在压电基片上旋涂压印胶；2、制备含有声表面波器件叉指图形和对准标记的压模并对其表面进行防粘连处理；3、将压模压入压印胶中，通过加热、加压或紫外光辐照固化等压印方式得到叉指和对准标记的胶图形；4、分离压模和基片；5、利用氧等离子干法刻蚀残胶，直到露出基片；6、溅射或蒸发电极材料；7、剥离得到叉指电极和对准标记图形；8、在基片上旋涂光刻胶；9、对声表面波器件的其余图形进行套准光刻；10、溅射或蒸发电极材料；11、剥离得到图形，完成声表面波器件的制备。
其中所述声表面波器件的制备方法是由一次压印、一次光学光刻、两次淀积和两次剥离来获得的。
其中所述的在基片是具有压电效应的基片。
其中所述压模是通过电子束光刻在背散射效应较小的基片上获得的，压模图形含有声表面波的叉指电极图形和对准标记图形，并进行了防粘连处理。
其中所述压印方式包括热压印、紫外固化压印、激光辅助压印、静电力辅助压印、步进式压印等多种压印方式中的一种或几种方式的组合。
其中所述压模和基片的分离方向必须垂直于基片和压模平面，尽量减小横向滑移。
其中所述残胶的刻蚀采用氧等离子体干法刻蚀的方式，同时注意刻蚀终点的检测，压电基片表面露出时即停止刻蚀。
其中所述电极材料的淀积采用蒸发或者溅射，剥离采用湿法超声工艺。
其中所述声表面波器件的叉指电极图形以外的其余图形采用光学套准光刻的方法得到。
其中所述光学光刻应和压印图形进行套准。
附图说明
图1是本发明的流程图；
图2是本发明实施例子的流程图。
具体实施方式
为了更进一步说明本发明的内容，以下结合附图及实施例子，对本发明做详细描述，其中：
图1-1至图1-7是本发明的流程图；图2-1至图2-7是本发明实施例子的流程图。
1、如图1-1所示，在压电基片101上旋涂压印胶102，压印胶102是对应于相应压印方式的薄膜有机材料层。
2、如图1-2所示，在背散射效应较小的基片上采用电子束直写光刻技术制备出含有声表面波器件叉指电极和对准标记的压模103，并对其表面进行防粘连处理。
3、如图1-3所示，将压模103压入压印胶102中，进行压印(热压印或紫外固化压印或其它各类压印方式)。
4、如图1-4所示，分离压模103和压电基片101，得到压电基片101上的压印胶图形104。
5、如图1-5所示，利用氧等离子干法刻蚀压印胶图形104，直到露出基片，形成压印胶图形105。
6、如图1-6所示，在压电基片101上蒸发或溅射电极材料106。
7、如图1-7所示，采用剥离工艺，在压电基片101上得到叉指电极和对准标记图形107。
8、如图1-8所示，在基片101上旋涂光刻胶108。
9、如图1-9所示，进行套准光学光刻，得到声表面波器件其余部分的光刻胶图形109。
10、如图1-10所示，在压电基片101上蒸发或溅射电极材料110。
11、如图1-11所示，采用剥离工艺，在压电基片101上得到声表面波器件的其余部分图形111，完成器件制作。
实施例子流程。
1、如图2-1所示，在金刚石基片201上旋涂一薄层热塑性聚合物PMMA胶202。
2、如图2-2所示，采用电子束直写光刻技术在硅基片上制备出含有声表面波器件叉指电极和对准标记的压模203，并对其进行去粘处理。
3、如图2-3所示，将金刚石基片201加热到200℃左右，再将压模203压入PMMA胶202中，施加压力约为13兆帕，持续一段时间后再降温到室温。
4、如图2-4所示，分离压模203和金刚石基片201，得到金刚石基片201上的PMMA胶图形204。
5、如图2-5所示，利用氧等离子干法刻蚀PMMA胶图形204，直到露出金刚石基片，形成PMMA胶图形205。
6、如图2-6所示，在金刚石基片201上蒸发金属铝206。
7、如图2-7所示，在丙酮溶液中超声剥离，在金刚石基片201上得到声表面波器件的叉指电极和对准标记图形207。
8、如图2-8所示，在金刚石基片201上旋涂AZ9912光刻胶208。
9、如图2-9所示，进行套准光学光刻，得到声表面波器件其余部分的光刻胶图形209。
10、如图2-10所示，在金刚石基片201上蒸发金属铝210。
11、如图2-11所示，在丙酮溶液中超声剥离，在金刚石基片201上得到声表面波器件的其余部分图形211，完成器件制作。
Claims (7)
1、采用纳米压印和光学光刻匹配混合的声表面波器件制备方法，是由一次压印、一次光学光刻、两次金属淀积和两次剥离来获得声表面波器件；其特征在于，其步骤如下：
步骤1、在压电基片上旋涂压印胶；
步骤2、制备含有声表面波器件叉指电极图形和对准标记图形的压模并对其表面进行防粘连处理；
步骤3、将压模压入压印胶中，进行压印；
步骤4、分离压模和基片；
步骤5、利用氧等离子干法刻蚀压印胶，直到露出基片；
步骤6、在基片上蒸发或溅射电极材料；
步骤7、剥离得到叉指电极和对准标记；
步骤8、在基片上旋涂光刻胶；
步骤9、对声表面波器件的其余图形进行套准光刻；
步骤10、溅射或蒸发电极材料；
步骤11、剥离得到图形，完成声表面波器件的制备。
2、根据权利要求1所述的采用纳米压印和光学光刻匹配混合的声表面波器件制备方法，其特征在于，其中所述压模是通过电子束光刻在背散射效应较小的基片上获得的，压模图形含有声表面波叉指电极图形和对准标记图形，并对压模进行防粘连处理。
3、根据权利要求1所述的采用纳米压印和光学光刻匹配混合的声表面波器件制备方法，其特征在于，其中所述压印方式包括热压印、紫外固化压印、激光辅助压印、静电力辅助压印、步进式压印多种压印方式中的一种或几种方式的组合。
4、根据权利要求1所述的采用纳米压印和光学光刻匹配混合的声表面波器件制备方法，其特征在于，其中所述压模和基片的分离方向必须垂直于基片和压模平面，尽量减小横向滑移。
5、根据权利要求1所述的采用纳米压印和光学光刻匹配混合的声表面波器件制备方法，其特征在于，其中所述残胶的刻蚀采用氧等离子体干法刻蚀的方式，同时注意刻蚀终点的检测，压电基片表面露出时即停止刻蚀。
6、根据权利要求1所述的采用纳米压印和光学光刻匹配混合的声表面波器件制备方法，其特征在于，其中所述电极材料的淀积采用蒸发或者溅射，剥离采用湿法超声工艺。
7、根据权利要求1所述的采用纳米压印和光学光刻匹配混合的声表面波器件制备方法，其特征在于，其中所述声表面波器件叉指电极图形和对准标记图形以外的其余图形采用光学套准光刻的方法得到。
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