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感知“利”器:利用薄膜转移技术制备薄膜体声波器件的方法

导读: 本发明提供一种新的方法制备金属电极-单晶氧化物-金属电极的薄膜体声波滤波器核心结构,有效解决金属电极间无法制备单晶氧化物的问题。

随着科技的发展,薄膜体声波器件在越来越多的范围内得到广泛的应用。现有技术中,薄膜体声波器件的制备方法一般为在金属底电极上沉积氧化物介质薄膜,然后在氧化物薄膜上制备金属顶电极,形成金属-氧化物-金属的三明治结构。

感知“利”器:利用薄膜转移技术制备薄膜体声波器件的方法

感知“利”器:利用薄膜转移技术制备薄膜体声波器件的方法

FBAR-BAW滤波器

引自《iPhone 6s Plus中的FBAR-BAW中频滤波器:Avago AFEM8030》

其中关键技术是氧化物介质薄膜的制备,常见的氧化物介质薄膜制备方法包括脉冲激光沉积法、磁控溅射法、原子层沉积法、热蒸发法等。然而,这些传统的薄膜制备方法都存在着许多问题,比如,一般都需要在较高的温度下生长氧化物薄膜,很难与现有CMOS工艺相兼容。此外,由于受晶格失配、热失配以及界面缺陷等因素的影响,这些传统的薄膜制备方法都无法在多晶金属底电极上生长出高质量的单晶氧化物薄膜。

此外,采用传统的薄膜制备方法制备的非晶或多晶薄膜存在的问题包括:一方面,非晶和多晶薄膜中都存在多种不同的缺陷;另一方面,缺陷在非晶和多晶薄膜中的分布是随机的,这对于缩小器件尺寸、器件参数的稳定与优化、可靠性研究等都是难以突破的瓶颈。因此,推动薄膜体声波器件发展的关键在于如何在金属衬底上高效地制备高质量单晶氧化物薄膜。

【推荐发明专利】

《利用薄膜转移技术制备薄膜体声波器件的方法》

【发明内容】

本发明提供一种新的方法制备金属电极-单晶氧化物-金属电极的薄膜体声波滤波器核心结构,有效解决金属电极间无法制备单晶氧化物的问题。

感知“利”器:利用薄膜转移技术制备薄膜体声波器件的方法

利用薄膜转移技术制备薄膜体声波器件的结构示意图

本发明采用离子剥离工艺形成氧化物单晶薄膜,薄膜与基底通过键合的方式集成,因此对晶格匹配度几乎没有要求,薄膜材料与基底材料的选择较为灵活;得到的薄膜实际上是被剥离块材的一部分,因此其晶体质量和性能理论上与块材相当,若使用单晶块材进行剥离,则可以得到单晶的薄膜材料。

与传统薄膜生长技术得到的薄膜材料不同,采用键合的方式可以将缺陷控制在界面附近极小的厚度范围内,薄膜内部晶格质量不受影响,即使剥离的薄膜厚度很小,也能够保证材料性能;并且,可以在同一基底上同时集成不同种类的高质量薄膜,且各薄膜材料的性能不受制备过程的影响,极大地提高器件的集成度与设计的灵活度;采用共离子注入,可以有效地降低剥离及转移薄膜所需的离子总注入剂量,进而缩短了制备周期,节约了生产成本;同时,使用该方法还可以解决部分材料使用单一离子注入无法实现剥离的问题。

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