Saw滤波器主要工艺过程
局面的理解与判断
制造Saw滤波器首先要选择的是使用哪种基材。对于基材，首先要对晶体进行取向和切割。传播方向确保了声波表面的传播完全限制在垂直于晶片平面的表面上。同时，可以通过使用金属或通过蚀刻到晶片中来实现用于形成IDT和镜面结构。接下来，利用铝金属化工艺进行铝沉积。与其他金属相比，铝相对容易蚀刻，价格便宜，并且加工工具校准得很好。在CVC蒸发器中可以完成铝蒸发工艺，该工具将衬底抽真空至约0.4µTorr的高真空水平，并使用了钨篮。为了准确预测金属厚度对器件操作的影响，金属的目标厚度应小于IDT间距的1％。因此，铝层的目标厚度为1500 Å。铝沉积在晶片的背面，以便为后续处理期间积累的任何电荷提供接地路径，而溅射技术等其他沉积技术倾向于将衬底加热到高温，这可能会使晶片破碎。在铝沉积之后，需要光刻步骤以掩蔽晶片以进行蚀刻。这一步首先要将光刻胶进行热处理，随后利用CEE旋涂机进行旋涂。为了使晶片曝光以产生期望的图案，将掩模对准晶片是至关重要的，因此必须对晶片平面进行对准。随后，对晶片进行曝光和显影。下一步是将晶片浸入铝湿法蚀刻溶液中。每个IDT都有很多指对，一处短路会导致设备工作不正常。因此，确保蚀刻完成至关重要。随后将晶片进行去离子中水级联冲洗5分钟。检查确认从晶片上去除了光刻胶后，便可以测试设备。 图94：射频滤波器生产工艺流程
选择基材
铝蒸发工艺
铝沉积
光刻胶热处理
光刻胶旋涂
掩模对齐晶片
晶片曝光、显影
晶片浸入铝湿法蚀刻溶液厦门园博园简介
冲洗
去除光刻胶
测试
资料来源：Sean Dunphy，国元证券研究中心
抽水蓄能
（1）原理
Saw滤波器的基本结构包括具有压电特性的基片材料抛光面以及两个声电换能器——叉指换能器(IDT)。Saw滤波器的制备通常采用半导体集成电路的平面工艺，在压电基片表面蒸镀一定厚度的铝膜，再利用光刻方法把设计两个IDT的掩膜图案沉积在基片表面，分别用作输入换能器和输出换能器。由此，输入换能器将电信号变成声信号，沿晶体表面传播，输出换能器再将接收到的声信号变成电信号输出。 图
95: Saw
网络对话滤波器工作原理 资料来源：滤波器， 国元证券研究中心
Saw 滤波器的工艺和主流技术方面有很高的要求，滤波器生产中的主流工艺流程包括清洗、镀膜、光刻、腐蚀和封装工艺等。目前日本企业，如富士通、三洋电器等少数几家掌握压电基片生产技术的制造商垄断了Saw 滤波器市场。Saw 滤波器微型化、高可靠、低成本和集成化是大势所趋，跨越工艺技术门槛是中国企业实现国产替代化的关键所在。
（2）压电基板材料
压电（piezoelectricity or piezoelectric effect ）一词来源于希腊语piezein ，表示施加压力，这种效应在1880年由两位法国物理学家Pierre 和Paul-Jacques Curie 发现。压电效应是指，某些晶体受到外部压力时会产生电压，而如果某些晶体两面存在电压，晶体形状会轻微变形。普通晶体的原子或分子在三维空间内排列得很有规律，而且隔一段距离重复着基本组成单元。大部分晶体的基本组成单元原子排列是对称的，不管有没有外部压力，基本单元里的净电偶极子始终是零。而压电晶体则相反，原子排列是不对称的。
图96: 石英压电晶体 图97: 非压电立方晶体
资料来源：滤波器， 国元证券研究中心 资料来源：滤波器， 国元证券研究中心
(b)Cubic crystal (center of symmetry) -- not piezoelectric
压电晶体原子排列虽然不对称，但正电荷会和附近负电荷相互抵消，所以整体的晶体不带电。当晶体受到压力时外形会变化，一些原子间距离会变化，打乱了原来保持的平衡，出现净电荷，晶体表面出现正电荷或负电荷。这种现象称为压电效应。相反地，晶体两端加电压时原子受到电压影响，为了保持电荷的平衡，原子来回震动使压电晶体形状轻微变形。这种现象称为反压电效应（reverse-piezoelectric effect）。
Saw滤波器应用的压电衬底是各向异性的晶体结构，其中衬底内部的每个单个晶体都具有自己的极性。在多晶材料中，各个微晶的不同极性可能会相互抵消，但是通过应用铁电极化过程，即在将材料暴露于强电场的同时加热材料，可以使材料的单个极性对齐，并且材料整体将显示压电效应，就像其单个微晶一样。
Saw 滤波器常用的压电材料包括LiTaO3、SiO2、LiNbO3等。在输入IDT交叉排列的电极之间，交流电压经过压电材料产生压力，并以表面声波的形式沿着表面传播，而在垂直方向上Saw幅度快速衰落。右边的IDT接收表面声波，输出电信号。中间部分的屏障可影响输入端和输出端之间的耦合。Saw滤波器也可以呈现串并联组合。
图98:Saw滤波器串并联结构
高四资料来源：滤波器，国元证券研究中心
宝应县机关幼儿园虽然所有的Saw传感器都需要压电晶体材料，不同传感器的应用场景需要不同的压电晶体材料。如果该设备对温度要求高，则需要具有高温度系数的材料来增加对温度变化的敏感性。一般用于手机终端中的Saw滤波器希望使用具有低温度系数的材料，以最大程度地减少由于温度变化引起的不良影响。基板的温度系数不仅取决于所使用的材料，还取决于材料的晶体取向或切割。切割和材料也会影响机械形式和电磁形式之间能量转换效率的基板耦合系数。
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议