CN112005493A

CN112005493A - 电声谐振器及其形成方法

Info

Publication number: CN112005493A
Application number: CN201980027273.6A
Authority: CN
Inventors: M·霍纳尔; T·杰武拉; P·W·乔; S·L·傅; S·L·许
Original assignee: RF360 Europe GmbH
Current assignee: RF360 Singapore Pte Ltd
Priority date: 2018-04-24
Filing date: 2019-04-24
Publication date: 2020-11-27
Also published as: EP3785369A1; US11855607B2; WO2019206986A1; DE102018109849B4; DE102018109849A1; US20210075397A1

Abstract

电声谐振器包括压电衬底(310)，电极结构被设置在压电衬底(310)上。电极结构包括铝和铜的金属层(535)、形成阻挡件来抵抗铜扩散的阻挡层(450)以及在阻挡层上设置的包括铝的另一金属层(421)。在退火之后形成的AlCu金属间相被限制到阻挡层(450)下方的部分，使得避免了电极结构的电化腐蚀。

Description

电声谐振器及其形成方法

技术领域

本公开涉及电声谐振器。具体地，本公开涉及具有电极结构的电声谐振器，该电极结构被设置在诸如表面声波谐振器之类的压电衬底上。本公开还涉及形成电声谐振器的方法，该方法包括在压电衬底上形成电极结构。

背景技术

电声谐振器被广泛用于电子产品中，以实现RF滤波器、振荡器和其他电子子功能。电声谐振器的操作是基于电信号与声波的相互作用的。一种类型的电声谐振器是表面声波(SAW)谐振器，在表面声波(SAW)谐振器中，叉指式换能器(IDT)将电信号转换为声波，并且反之亦然。IDT包括压电衬底上设置的交错梳状电极结构。施加到IDT的电信号被转换为声波，该声波借助压电衬底从输入IDT传播到输出IDT，由此对电输入-输出信号路径执行电子滤波功能。

用于IDT的常规电极结构包括铝，向铝中添加少量铜来增加电极的声学硬度。在制造期间，执行退火来使得铜扩散通过电极的铝部分，由此形成铝和铜的金属间相。首先，Al₂CU的晶粒在铝层中生长。在退火之后得到的电极中，Al₂CU晶粒位于未经转换的A1晶粒附近。

Al₂CU晶粒可以到达电极的表面，使得彼此接触的Al晶粒和Al₂CU晶粒在顶部电极表面和侧壁电极表面处形成电化元素(Galvano-element)。这样的电极易于腐蚀，特别是在存在可能在制造过程期间被施加的腐蚀性介质的情况下。例如，在进一步制造电极结构期间的退火步骤之后，电极的表面可以进行清洁和漂洗步骤。此外，电极可以与诸如显影剂介质之类的相对侵蚀性物质接触，该侵蚀性物质可以在光刻步骤期间施加，该光刻步骤被执行来对SAW器件的电极结构进行修整或调谐。具体地，IDT电极结构可以使用光刻掩模来修整，以对SAW器件的谐振频率进行微调。用于将经曝光的光致抗蚀剂显影的显影剂介质通常使用高腐蚀性的碱性或含碱溶剂。当在IDT电极结构的表面处与A1晶粒接触的Al₂CU晶粒经受来自光显影剂的腐蚀性介质时，发生电化腐蚀(Galvano-corrosion)过程，使得次贵金属(即，铝)受到腐蚀。结果，Al晶粒可能从电极破裂，使得严重破坏了SAW器件的电声性质。因此，在SAW滤波器的常规制造过程期间，光刻修整过程被禁止，这影响了制造过程的产率。

因此，需要为电声谐振器提供不易受电化腐蚀的电极结构。

本公开的一个目的是提供电声谐振器，电声谐振器的电极结构抗电化腐蚀。

本公开的另一目的是提供可以以更高的产率制造的电声谐振器。

本公开的又一目的是提供制造抗电化腐蚀的电声谐振器的方法。

本公开的又一目的是提供具有高产率的制造电声谐振器的方法。

发明内容

根据本公开，上述目的中的一个或多个目的通过电声谐振器来实现，电声谐振器包括：衬底，衬底具有压电性质；以及衬底上设置的电极结构。电极结构包括：金属层，阻挡层，以及设置在阻挡层上的另一金属层。金属层包括铝和铜。阻挡层被设置在金属层上，以形成抵抗铜扩散的阻挡件。另一金属层包括铝。

根据一个实施例，表面声波(SAW)工作原理的电声谐振器包括被设置在压电衬底上的电极结构。各种压电衬底材料可用于实现SAW器件，诸如铌酸锂(LiNbO₃)和钽酸锂(LiTaO₃)。电极结构包括金属层，金属层包含铝和铜。在器件的制造期间，首先沉积铜层，并且在铜层上沉积铝层。在退火步骤之后，铜迁移或扩散通过铝，并形成铝和铜的金属间相，诸如Al₂CU。阻挡层被形成在上述第一铝层上，使得铜的迁移或扩散被限制到阻挡层下方的第一铝层。扩散阻挡层是这样的材料，其禁止铜扩散超出阻挡层并形成抵抗铜扩散的阻挡件。另一第二铝层被形成在阻挡层上。没有铜到达第二铝层，因为铜通过阻挡层而与第一铝层分离。第一铝层中形成Al₂CU晶粒的铜含量导致声学上坚硬的材料以避免材料在电极内迁移，但是在操作期间，在存在电场的情况下，电极被暴露于来自声谐振波的机械应力。第二铝层呈现高电导率，使得电信号的欧姆电阻很低。

根据一个实施例，第一金属层中的铜的量和铝的量被选择为使得，首先在退火过程期间，基本上所有可用的铜均被转化为Al₂CU，并且其次，第一金属层中不残留未经转化的原始铝。在退火之后，在到达电极侧壁表面的第一金属层中基本上不存在纯铝。具体地，第一金属层中的铜的量相对于铝的量被确定为使得在电极的侧壁表面处不出现A1晶粒与Al₂CU晶粒的组合，使得在电极表面处、特别是在与衬底相邻的下电极部分的表面处，不存在实际的电化腐蚀风险。具体地，第一金属层内铜的质量含量基本上等于或等于第一金属层中铝的质量含量。即，第一铝层中所沉积的铝的质量量与所沉积的铜的质量量基本相同或相同。铜的质量与铝的质量的关系为约1：1。

与衬底相邻的第一金属层的厚度与在阻挡层之上远离衬底的第二金属层的厚度的关系被选择为使得实现SAW器件的期望声学性质。根据第一实施例，包括铜和铝的第一金属层的厚度相对于包括纯铝的第二层的厚度可以是1：2，即，第一金属层的厚度是第二金属层的厚度的大约一半或第二金属层的厚度是第一金属层的厚度的大约两倍。即，阻挡层位于第一金属层和第二金属层的组合铝质量内的三分之一高度处。

由于传播的声波，电极与压电衬底相邻的部分经受实质性的机械应力。具体地，电极的、在与衬底表面相邻的电极侧壁处的拐角部分是在SAW器件中具有最大机械应力的电极部分。已知向铝中添加铜并形成Al₂Cu晶粒可以增强电极的机械稳定性。根据本公开，第一金属层和电极与压电衬底相邻的部分仅包括Al₂Cu晶粒。由阻挡层限制的该电极部分的高达约100％仅包括Al₂CU晶粒，没有或几乎没有Al晶粒。该电极部分中所有可用的铝都被转换为Al₂CU。根据本公开的SAW器件在与电声操作期间经受最高机械应力的衬底相邻的电极的有限区域中包括耐功率的Al₂CU晶粒。因此，与没有阻挡层的电极相比，SAW器件具有提高的功率耐久性。

根据本公开的SAW器件的电极内的阻挡层以及Cu和Al的适当质量关系导致没有与Al晶粒接触的Al₂Cu晶粒到达电极的表面。因此，电极可以使用腐蚀性物质来进行处理，该腐蚀性物质例如是清洗液和漂洗液，甚至是光刻处理中使用的腐蚀性碱性显影液。根据本公开的原理形成的电极结构可以因此使用光刻过程来进行微调，光刻过程包括形成光致抗蚀剂层、将光致抗蚀剂暴露于所限定的辐射图案以及将经曝光的光致抗蚀剂层显影。光致抗蚀剂的显影/未显影部分被去除，并且剩余的光致抗蚀剂部分充当用于对电极结构进行修整的掩模。该过程使得能够精确修整电极结构，使得SAW器件实现所限定的谐振频率。还可以修复电极结构来增加制造过程的产率。

电声谐振器允许附加处理选项(例如，通过光刻过程进行调谐和修整)，由于Al₂CU晶粒被主要限制在电极的下部，因此增加了器件的功率耐久性，并增加了制造过程的整体产率。

根据另一实施例，包括铜和铝的第一金属层的厚度大于第二金属层的厚度。第一金属层的厚度可以基本上大于第二金属层的厚度。例如，第二金属层的厚度可以在15nm至30nm的范围内，优选地第二金属层的厚度在20nm至25nm的范围内。第一金属层的厚度被确定为使得电极的总厚度满足期望的声谐振条件。在该实施例中，第一金属层仍可以在所转化的Al₂CU晶粒附近包括纯Al晶粒。第二金属层中的电极的顶表面仅示出纯铝，而第一金属层的侧壁可以包括与Al₂CU晶粒连接的Al晶粒。该实施例将电极表面处的腐蚀最小化。作为该实施例的优点，纯Al的第二金属层的仅有限厚度保留在电极的顶部上，使得包括与Al₂Cu晶粒连接的Al晶粒的第一金属层具有较大的厚度。与第一铝层相比，第一金属层中的铜的量可以在2％至9％重量的范围内。结果，使用较厚的第一金属层，在一定范围的谐振频率下保持了功率耐久性，并且增加了抗电化腐蚀的能力。在第一金属层的厚度和第一金属层中的铜的量与第二金属层的厚度之间进行权衡的同时，功率性能和抗腐蚀性可以针对谐振器的特定应用领域进行优化。

关于阻挡层，可用于形成抵抗铜在铝内迁移或扩散的任何材料都是有用的。阻挡层具有禁止铜在铝内扩散超过阻挡层的功能。呈现出这种功能的材料是技术人员已知的。例如，扩散阻挡层可以是合适的金属或对应的金属氮化物的层。具体地，阻挡层可以由钛、铬、钴、钽、钨或这些金属的合成物形成，或阻挡层可以包括钛、铬、钴、钽、钨或这些金属的合成物。附加地或备选地，阻挡层可以包括金属氮化物(例如，氮化钛、氮化钽或氮化钨)。阻挡层可以由所述金属或金属氮化物之一构成，或者可以包括所述金属或金属氮化物中的一个或多个的夹层。根据本公开的原理，在电声谐振器的电极内设置的上述金属和金属氮化物的阻挡层防止铜扩散超过阻挡层。

根据本公开，籽晶层可以被提供在铜和铝的第一金属层与衬底之间。即，籽晶层被形成在压电衬底的顶部上，以促进所沉积的铜层以及退火之后的第一金属层的粘附，第一金属层包括Al₂Cu晶粒。用作籽晶层的有用材料是钛层。

作为备选，籽晶层可以由维氏硬度至少为1吉帕斯卡(GPa)的材料制成。在这种情况下，籽晶层是硬质材料，使得电极结构呈现出增强的声学硬度。此外，籽晶层可以足够厚，以附加地增加电极的声学硬度。

满足该条件并与电极的铝-铜(AlCu)***兼容的合适金属是铬、钴、铌、钼和钨。这些金属具有体心立方(bcc)晶体结构或六方密堆积(hcp)晶体结构。hcp晶体结构中的原子层与Cu或Al的原子结构相似或相同，使得籽晶层的晶体结构与电极的AlCu部分之间具有良好的匹配，从而导致较大的晶粒尺寸。将具有bcc晶体结构的金属用于籽晶层允许形成具有小晶粒尺寸的AlCu电极***，这减小了AlCu电极中的声学迁移。另一方面，籽晶层的硬度足够高，大于1GPa，使得AlCu电极与籽晶层组合的晶粒结构在电声谐振器的操作期间呈现出增强的声学硬度。对于上述金属，籽晶层的厚度通常可以在3nm至50nm的范围内。

下表中示出了可用于籽晶层的金属及其相关特性：

	铬(Cr)	钴(Co)	铌(Nb)	钼(Mo)	钨(W)
						密度[g/cm<sup>3</sup>]	7.19	8.89	8.58	10.28	19.25
晶体结构	bcc	hcp	bcc	bcc	bcc
						维氏硬度[GPa]	1.06	1.04	1.32	1.53	3.43
维氏硬度/密度	0.147	0.117	0.154	0.149	0.178

具体地，相对厚的铬籽晶层呈现出优异的功率处理特性。铬具有bcc晶体结构，使得顶部形成的AlCu电极***的晶粒尺寸较小。铬具有1.06GPa的维氏硬度。铬的密度为7.19g/cm³，与其他金属相比较低。铬籽晶层的厚度应在10nm至20nm之间。铬层的优选厚度在15nm的范围内。铬的籽晶层提供了坚硬的、相对较厚的籽晶层，使得与常规金属相比，它导致了更高功率耐久性的电极结构。具体地，在电极的底部拐角处，坚硬的铬材料可以减少AlCu电极***中缺陷的形成。在针对SAW谐振器的电极结构的设计中，优选地15nm的铬籽晶层代替了常规的5nm的钛籽晶层，使得由铬籽晶层添加的质量应由电极的质量来平衡。因此，与先前的解决方案相比，电极结构的总高度应减小。

此外，尽管铬对氧具有吸除效应，但在压电衬底中、特别是钽酸锂衬底中，氧消耗减少。因此，维持了电弧限制并且还维持了钽酸锂衬底的机械强度。

根据谐振频率和谐振器器件的应用领域，包括籽晶层和其上的铝铜***的电极的厚度在120nm至400nm之间。电极被钝化层覆盖，钝化层可以是诸如3nm至7nm之间、优选地为5nm的小厚度的氮化硅层。

上述一个或多个目的还可以通过形成电声谐振器的方法来实现，方法包括以下步骤：提供由压电材料制成的衬底；在压电材料上形成铜层；在铜层上形成铝层；在铝层上形成阻挡层，阻挡层被配置为形成抵抗铜扩散的阻挡件；在阻挡层上形成另一铝层；以及对所形成的结构进行退火，使得铜从铜层扩散到铝层中。

根据一个实施例，薄的铜层被设置在压电衬底上。第一铝层被形成在铜层上，阻挡层被形成在铝层上，并且第二铝层被形成在阻挡层上。然后，退火步骤被执行，使得铜能够扩散到铝层中，并且将所沉积的铜和第一铝层的夹层转化为包括金属间AlCu相的层。退火时间和退火温度被确定为使得扩散过程达到饱和，从而所有铜被转移到AlCu相中。合适的退火温度在大约270℃的范围内，以确保扩散过程达到饱和。附加的退火步骤将不会引起AlCu层的任何进一步修改。

应理解，前面的整体描述和下面的详细描述均仅是示例性的，并且旨在提供概述或框架来理解权利要求的性质和特征。包括附图来提供进一步的理解，并且附图被并入本说明书中并构成其一部分。附图图示了一个或多个实施例，并且与说明书一起用于解释各种实施例的原理和操作。附图中不同图中的相同元素由相同的附图标记表示。

附图说明

在图中：

图1示出了SAW谐振器的俯视图；

图2示出了两个版本的声学反射器；

图3示出了常规SAW谐振器的一部分的截面图；

图4示出了根据第一实施例的SAW谐振器在退火步骤之前的截面图；

图5是根据第一实施例的SAW谐振器在退火步骤之后的截面图；

图6示出了根据第二实施例的SAW谐振器在退火步骤之前的截面图；以及

图7示出了根据第二实施例的SAW谐振器在退火步骤之后的截面图。

具体实施方式

现在将在下文中参考示出本公开的实施例的附图来更全面地描述本公开。然而，本公开可以以许多不同的形式来实施，并且不应被解释为限于本文中阐述的实施例。相反，提供这些实施例是为了使得本公开将本公开的范围完全传达给本领域技术人员。附图不一定按比例绘制，而是被配置为清楚地图示本公开。

现在转到图1，示出了SAW谐振器的示例性实施例的俯视图。所描绘的结构包括在压电衬底的顶部上设置的叉指式换能器(IDT)。IDT由两个电极110、120形成，每个电极分别包括交错的指状件111、112和121、122。指状件的形状及其长度和距离被选择为使得谐振器满足预期的电气特性(例如，谐振频率、Q因子等)。例如在移动通信设备(例如，智能手机)中，谐振器可以是电子RF滤波器的一部分。实际上，IDT可以包括数百个、例如大约300个指状件。

在操作中，电信号被提供给IDT结构的端子，并在压电衬底内生成声谐振波。为了避免声波从IDT结构泄漏，在IDT结构的侧部附近提供声学反射器131、133。反射器131、133的示例在图2中示出，并且IDT的电极对的两个相邻指状件沿线A-A的截面在图3中描绘。

现在转到图2，根据电子要求，反射器可以如210所示是开路的，或者如220所示是短路的。每个反射器包括平行设置的指状件(例如，211、212)。在本公开中关于IDT的电极结构解释的原理也适用于反射器。

现在转向图3，截面示出了沿图1的A-A线的IDT的衬底310和两个电极的两个相邻指状件121、112。衬底310具有压电性质，并且可以使用任何合适的压电材料。根据本公开，衬底310由钽酸锂(LiTaO₃)或铌酸锂(LiNbO₃)制成。常规的指状件121包括钛(Ti)的籽晶层321，在籽晶层321上形成薄铜(Cu)层。单个铝(Al)层被沉积在铜层上，然后进行退火步骤。图3示出了退火步骤之后所产生的结构。截面表明，铜扩散穿过铝，由此形成AlCu-金属间相，AlCu-金属间相主要包括Al₂CU晶粒，例如，322、323、324，Al₂CU晶粒被嵌入在未反应的剩余Al晶粒331、332中。从图3可以看出，晶粒323到达指状件121的顶表面，而晶粒324到达指状件112的侧壁表面。Al₂CU晶粒323与指状件121的顶表面处的Al材料331直接接触，使得如果该结构经受腐蚀介质(例如，清洁液和冲洗液，特别是碱性或酸性介质)，则该结构具有腐蚀电位。具体地，当在将碱性或含碱溶剂用于光显影剂的光刻过程中，对图3所示的结构进行处理时，会出现问题情况。使得彼此接触的贵金属和次贵金属晶粒经受碱性光显影剂将导致电化腐蚀化学反应，电化腐蚀化学反应会破坏IDT指状件表面处次贵金属(即，纯铝晶粒)。

图4示出了第一实施例的SAW谐振器的一部分在其制造期间处于中间步骤处的截面。在制造期间，提供了由上述压电材料之一制成的压电衬底310。在衬底310的表面上，形成可以是钛层的粘合促进剂层或籽晶层430。在其上形成铜层431，在铜层上形成第一铝层440。尽管铝具有很高的导电性，但是铜的添加增加了电极的声学硬度。在第一铝层440的顶部上，阻挡层450被沉积。用于层450的阻挡材料被选择为使得其形成抵抗铜扩散的阻挡件。阻挡层450确保了没有铜扩散超过阻挡层450。阻挡层450将铜限制在粘附层430和阻挡层450之间的区域中。在阻挡层450的顶部上，形成第二铝层441，第二铝层441提供良好的导电性。层441的厚度可以是层440的厚度的大约两倍。层堆叠被适当地结构化来实现如图1所示的IDT的电极的形状或如图2所示的反射器的形状。如图4所示，对工件进行沉积和结构化之后，执行退火步骤。

图5示出了退火步骤之后所得结构的截面。从图5可以看出，最初沉积的铜和铝层431、440被转化为新的层535，层535包括金属间AlCu相的晶粒、主要是Al₂CU晶粒。退火步骤在约270℃的温度下执行足够长的时间，使得来自原始层431的铜扩散通过原始的第一铝层440并与铝反应为金属间Al₂Cu相。该反应继续，直到来自层431的所有可用的Cu转化为Al₂Cu相535，使得扩散过程达到饱和。Cu的质量和Al层440的厚度被选择为使得没有来自原始铝层440的未经反应的铝保留在阻挡层450下方。没有Al晶粒残留在Al₂CU层535中，使得层535在没有未经反应的A1晶粒的情况下，基本上仅由Al₂CU晶粒组成。这要求在层431中沉积的铜的质量与在层440中沉积的铝的质量基本相同。Cu层431和Al层440的质量关系被选择为1：1。具体地，没有铜穿过阻挡层450，使得没有铜从层431到达第二铝层441。

层535的侧壁仅包括Al₂Cu晶粒，而没有任何剩余的Al晶粒，使得这些侧壁将不受电化腐蚀的影响。具体地，诸如显影剂的碱性或含碱溶剂之类的侵蚀性流体将不会影响或劣化Al₂CU层535。作为优点，图5中所示的结构可以使用光刻步骤来进一步处理，使得IDT电极的所示指状件被修整。可以进行修整来校正电参数的制造变化和/或微调SAW谐振器的精确谐振频率。由于可以通过光刻进行修整，因此提高了生产过程的产率。

作为另一优点，应注意，所生成的Al₂Cu晶粒被限制到电极指状件在阻挡层450下方的部分，并且被限制在阻挡层450与衬底310或粘合促进剂430之间。与电极远离衬底310的部分(例如，第二铝层441)相比，电极靠近压电衬底310表面的部分在器件的声学操作期间经受相当大的机械应力。因为将铜添加到铝材料中会生成机械上较硬的Al₂CU晶粒，并且Al₂CU晶粒的浓度在靠近衬底的区域中增加，因此所得到的SAW谐振器的功率耐久性增强。

Al₂CU层535的厚度和Al层441的厚度被选择为使得声学性质被保持。根据图4和图5的实施例，相对于阻挡层450来将层沉积为使得在退火之后，Al₂CU层535的厚度为铝层441的厚度的大约一半。换言之，铝层441的厚度为Al₂CU层535的厚度的大约两倍。此外，考虑到层441和535的组合厚度或沉积层441和440的组合厚度，阻挡层450被定位在组合厚度的三分之一(1/3)高度处。这确保了设计工程师根据常规电极设计产生的知识和经验，IDT电极设计实现了声学和电气特性。假设铝层441的厚度是Al₂CU层535的厚度的两倍，并且在层535中Cu的质量和A1的质量具有约1：1的关系，则层535仅包含Al₂CU晶粒并且没有纯A1晶粒，使得电极具有很高的抗腐蚀性和功率耐久性。

用于阻挡层的材料包括形成抵抗铜扩散的阻挡件的这样的金属或金属氮化物。合适的金属是可以形成阻挡层450的钛、铬、钴、钽、钨。阻挡层450可以是所述金属中的至少一个金属的层或者是所述金属的一个层或多个层的夹层。此外，钛、钽或钨的氮化物可以作为所述氮化物的一个层或两个或更多个层的夹层。也可以是金属层与金属氮化物层的夹层。

根据图6和图7所描绘的第二实施例，第一铝层640具有比第二铝层641大得多的厚度。阻挡层650被设置在两个铝层640、641之间。电极的整体高度或厚度被确定为使得期望的声谐振性质被实现。第二顶部铝层641的厚度可以相对较薄，在15nm至30nm的范围内。优选地，第二铝层的厚度在20nm至25nm之间。铜层631被设置在第一铝层640下方，并且籽晶层630被设置在铜层631下方。

现在转到图7，示出了电极在退火步骤之后的截面图。来自原始层631的铜扩散穿过第一铝层640，并形成Al₂CU晶粒736。与以上设置的铝层640相比，铜层631中的铜的质量在2％至9％重量的范围内，使得在退火之后，未反应的铝晶粒737仍然存在于阻挡层640下方的第一金属层735中。Al₂CU晶粒可以与Al晶粒结合到达电极621的侧壁表面。然而，阻挡层650防止铜扩散到顶部铝层641中，使得Al₂Cu晶粒不到达电极的顶表面。图7中描绘的实施例基本上是抗腐蚀的，因为电极621的顶表面仅包括纯Al晶粒而不包括Al₂Cu晶粒。后者被限制到阻挡层650下方的部分。另一方面，下部电极包括Al₂CU晶粒和Al晶粒。对于某些范围的谐振频率，该组合呈现出足够的声学硬度。

粘附层或籽晶层430、630可以由钛制成。作为备选，籽晶层430、630的材料选自铬、钴、铌、钼和钨中的一种。在下文中，假设籽晶层430、630由铬制成。铬的籽晶层430、630的厚度在10nm至20nm之间，优选地为15nm。从籽晶层的底部或压电衬底的顶表面到电极的顶表面的电极总高度根据SAW谐振器的频率范围和应用领域而在120nm至400nm之间。相对薄的氮化硅层(未示出)覆盖电极。氮化硅层的厚度在3nm至7nm之间，优选为5nm。铬籽晶层的维氏硬度较高，为1.06GPa，密度中等，为7.19g/cm³。因此，铬籽晶层相对较硬并且尺寸可相对较厚。这增加了电极的AlCu部分的声学稳定性，特别是在与籽晶层接触或接近籽晶层的底部部分中，并且特别是在与电极靠近籽晶层的侧壁表面部分接近的电极拐角部分处。与常规***相比，电极的高度将减小，从而平衡了由铬层添加的质量。这不会明显增加IDT的电阻或影响谐振器频率。

电极的改进功率耐久性避免了可能在铝晶粒中或在铝铜晶粒中或沿晶粒边界生成或传播的缺陷和裂纹，使得在SAW谐振器的整个寿命期间保持其建立的谐振频率。

对于本领域技术人员将显而易见的是，在不脱离如所附权利要求书所规定的本公开的精神或范围的情况下，可以进行各种修改和变型。由于本领域技术人员而言可以想到并入本公开内容的精神和实质的所公开实施例的修改、组合、子组合和变型，因此本公开应被解释为包括所附权利要求书范围内的所有内容。

Claims

1.一种电声谐振器，包括：

衬底(310)，所述衬底具有压电性质；

电极结构(421、412)，被设置在所述衬底上，所述电极结构包括：

金属层(535)，所述金属层包括铝和铜；

阻挡层(450)，被设置在所述金属层上，以形成抵抗铜扩散的阻挡件；以及

另一金属层(421)，被设置在所述阻挡层上，所述另一金属层包括铝。

2.根据权利要求1所述的电声谐振器，其中所述金属层(535)包括金属间相的晶粒，所述金属间相包括铝和铜。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的电声谐振器，其中所述阻挡层(450)包括金属或金属氮化物。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的电声谐振器，其中所述阻挡层(450)包括以下至少一项：钛、铬、钴、钽、钨、以及钛、钽和钨中的一项的氮化物。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的电声谐振器，其中所述金属层(535)的厚度是所述另一金属层(421)的厚度的至少一半。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的电声谐振器，其中在所述金属层(535)内，铜的质量等于铝的质量。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的电声谐振器，其中所述金属层(635)的厚度大于所述另一金属层(641)的厚度，其中所述另一金属层(641)的厚度在15nm至30nm的范围内，优选在20nm至25nm的范围内。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的电声谐振器，其中所述衬底(310)包括钽酸锂或铌酸锂。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的电声谐振器，还包括被设置在所述衬底(310)和所述金属层(535)之间的籽晶层(430、630)，所述籽晶层包括钛和铬中的至少一项。

10.根据权利要求1至8中任一项所述的电声谐振器，还包括被设置在所述衬底(310)和所述金属层(535)之间的籽晶层(430、630)，所述籽晶层包括金属，其中所述金属的硬度至少为1吉帕斯卡。

11.根据权利要求10所述的电声谐振器，其中所述籽晶层(430、630)包括具有体心立方晶体结构和六方密堆积晶体结构之一的金属。

12.根据权利要求10或11所述的电声谐振器，其中所述籽晶层(430、630)包括选自由铬、钴、铌、钼和钨组成的组的金属。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的电声谐振器，其中所述电声谐振器是表面声波谐振器，并且所述电极结构(421、412)形成叉指式换能器布置(110、120)。

14.一种形成电声谐振器的方法，包括以下步骤：

提供由压电材料制成的衬底(310)；

在所述压电材料上形成铜层(431)；

在所述铜层(431)上形成铝层(440)；

在所述铝层(440)上形成阻挡层(450)，所述阻挡层(450)被配置为形成抵抗铜扩散的阻挡件；

在所述阻挡层(450)上形成另一铝(421)层；以及

将所形成的结构退火，以使得铜能够从所述铜层(431)扩散到所述铝层(440)中。

15.根据权利要求14所述的方法，包括形成与所述铜层(431)具有相同质量的所述铝层(440)，并且形成阻挡层(450)，所述阻挡层(450)包括以下至少一项：钛、铬、钴、钽、钨、以及钛、钽和钨中的一项的氮化物。