алюминий, золото и медь. Встречно-штыревые преобразователи, изготовленные
из алюминия с подслоем ванадия, успешно работают на звукопроводах из кварца
и ниобата лития. Медное или золотое покрытие с подслоем хрома хорошо
сочетается с германатом висмута. Пленки металла могут быть получены
несколькими путями:
а) испарением металла с нагретой проволоки или тигля;
б) испарением металла с тигля, разогретого электронным лучом;
в) высокочастотным распылением.
При выборе технологии осаждения учитывают толщину требуемой пленки,
допустимую степень нагрева подложки,, расход материала, направленность
потока материала при распылении. Последний фактор весьма существенен при
получении проводящей структуры осаждением металла через окна в защитном
рельефе фоторезиста.
Сама фотолитография — процесс, в результате которого образуется рельеф
заданной формы в металлических пленках или диэлектрических материалах. В
основе этого процесса лежит свойство некоторых высокомолекулярных
соединений формировать под действием света устойчивый к травителям рельеф.
Различают негативный и позитивный фоторезист. При негативном процессе в
результате проявления удавляются незасвеченные участки, а при позитивном-
засвеченные. Оставшийся после проявления фоторезист служит для получения
изображения либо на покрывающей подложку проводящей пленке, либо
непосредственно на поверхности звукопровода. Процесс фотолитографии
содержит следующие операции:
— нанесение слоя фоторезиста на подложку;
— экспонирование фоторезиста;
— проявление изображения на фоторезисте;
— получение изображения элементов акустоэлектронного устройства на
поверхности звукопровода.
Нанесение фоторезиста на подложку выполняется различными методами:
пульверизацией, «центрифугированием», вытягиванием. Так как подложка
акустоэлектронных устройств характеризуется существенным неравенством
сторон, то наиболее часто используется нанесение фоторезиста методом
погружения подложки в фоторезист и вытягивания ее с определенной
скоростью,,
Рабочий шаблон непосредственно экспонируется на поверхность звукопровода,
покрытого фоточувствительным слоем. При проекционной печати чаще всего для
переноса изображения применяется оптическая система с определенным
уменьшением. Контактная печать осуществляется экспонированием изображения
от находящегося в непосредственном контакте со звукопроводом рабочего
фотошаблона. Принципиальной разницы между двумя методами практически нет
однако, следует заметить, что проекционная печать может осуществляться
одновременно с многократным уменьшением изображения. В контактной печати
такой возможности нет, поэтому требования к фотошаблону значительно выше.
С помощью фотолитографии наиболее часто необходимо получать проводящую
структуру на поверхности диэлектрического звукопровода. Существует два
варианта этого процесса. В одном из них используется вакуумное напыление
металлической пленки на рельеф резиста с последующим удалением резиста. В
этом случае проводящая структура образуется на местах, свободных от резиста
после проявления (негативная структура — рис. 5.5.1).
В другом известном методе необходимый рисунок на металле получают
химическим травлением металла через защитный слой фоторезиста (позитивная
структура). На подложку 1 (рис. 5.5.2) осаждается пленка металла 2,
которая: покрывается слоем фоторезиста, образующего при фотолитографии
защитный рельеф 3, соответствующий требуемой структуре изображения.
Трапецевидная форма сечения резистивного рельефа об-; разуется из-за
расхождения светового потока при экспонировании и подтраве при проявлении.
В результате травления металлическая пленка остается лишь на участках,
защищенных фоторезистом, после удаления которого на подложке остается лишь
проводящая структура.
Химическое травление позволяет получать линии шириной не менее 4—5 мкм.
Ионное травление позволяет свести эту величину к 1—2 мкм. Промывка
подложки с полученным на ней проводящим рельефом завершает изготовление
блока акустоэлектронного устройства. Затем следуют операции
предварительного контроля, установки в корпус, приварки выводов и
окончательного контроля механических и электрических параметров.
Практическое воплощение конструкции устройств на УПЩ связано с
разработкой технологических процессов их изготовления, которые, хотя и
основываются на базовых процесса микроэлектроники, но имеют свои
специфические особенности. В частности, они должны обеспечивать на порядок
более высокую точность выполнения рисунка встречно-штыревых
преобразователей устройств на УПВ, обработку поверхностей
пьезоподложек с высокой чистотой и плоскостностью, высококачественное
напыление пленок материалов с разными физико-химическими свойствами.
Первым важным этапом при конструировании акустоэлектронных устройств на
УПВ является выбор материала подложки. Хотя в настоящее время существует
много пьезоди-электриков, однако наиболее часто употребляются
монокристаллический кварц, ниобат лития, германат висмута и поляризованная
пьезокерамика горячего прессования или горячего литья. Материал подложки
до некоторой степени определяет технологическую схему изготовления
акустоэлектронного устройства. Эта схема всегда включает в себя такие
основные этапы:
— изготовление звукопровода;
. изготовление фотошаблона согласно расчетам;
. изготовление акустической интегральной схемы;
— монтаж устройства.
Специфика конструкции акустоэлектронных радиокомпонентов накладывает
отпечаток на структуру операций практически всех этапов технологического
процесса. Широкий набор материалов, применяемых для изготовления
звукопровода, требует гибкости механической обработки. Фотошаблоны
акустоэлектронных структур по размерам могут в несколько раз превышать
размеры фотошаблонов ИС при более сложной структуре изображения.
Металлизация звукопроводов акустоэлектронного устройства связана с рядом
сложных технических проблем. Во-первых, это обеспечение адгезии металла
покрытия с материалом звукопровода. Само нанесение металла на поверхность
звукопровода большой длины требует создания и освоения новых
технологических приемов и операций. Те же трудности возникают и при
нанесении фоторезиста на звукопроводы больших размеров. Совмещение шаблона
со звукопрово-дом произвольной формы и экспонирование изображения также
затруднены произвольными формами звукопроводов. В процессе травления
металлической пленки недопустимо подтравливание рабочей поверхности
звукопроводов. В связи с этим требуется тщательный подбор травителей для
каждого из материалов, применяемых для изготовления звукопровода.
Перечисленные особенности технологического процесса изготовления
акустоэлектронных устройств далеко не исчерпывают всей его специфики.
На этапе экспериментальных исследований акустоэлектронных устройств
применяются самые разнообразные технологические процессы, основной задачей
которых является оперативное изготовление опытных образцов. При этом к
технологическому процессу не предъявляется стрем их требований по
минимизации трудоемкости и повторяемости параметров изготовляемых изделий.
Переход от изготовления изделий для лабораторных исследований к их
серийному выпуску требует строгого упорядочения технологического процесса,
оптимизации его с точки зрения основных производственных критериев
серийного производства.
Для таких мелкомасштабных структур, где обычная фотолитография уже не
обеспечивает достаточного разрешения, необходимо применять методы
электронолитографии и рентгенолитографии. Эти способы в настоящее время
начали входить в технологические схемы изготовления акустоэлектронных
устройств СВЧ диапазона. Они позволяют изготовлять встречно-штыревые
преобразователи с шагом меньше 1 мкм и достигать рабочих частот
гигагерцевого диапазона.
Литература
1. Кравченко А.Ф. Физические основы функциональной электроники: Учебное
пособие. - Новосибирск: Изд-во Новосиб. ун-та, 2000.
2. Щука А.А. Функциональная электроника: Учебник для вузов: - М.: МИРЭА,
1998.
3. Микроэлектроника и полупроводниковые приборы. Сб. статей.// Под ред.
А.А. Васенкова и Я.А. Федотова. Вып. 10 - М.: Радио и связь, 1989.
4. Росадо " Физическая электроника и микроэлектроника", М.:Высшая школа,
1991, 351 с.
5. Литовченко В.Г., Горбань А.П. "Основы физики микроэлектронных систем
металл-диэлектрик-полупроводник",Киев, Наукова думка, 1978, 316 с.
6. Войцеховский А.В., Давыдов В.Н. "Фотоэлектрические МДП-структуры из
узкозонных полупроводников", Томск, Радио и связь, 1990, 327 с.
7. Ю.Р. Носов, В.А. Шилин "Основы физики приборов с зарядовой связью",
М.: Наука, 1996, 320 с.
8. Приборы с зарядовой связью, под ред. М.Хоувза,
Д.Моргана,М.:Энергоатомиздат, 1991, 376 с.
9. Приборы с зарядовой связью, под ред. Д.Ф. Барба, М.:Мир, 1982, 240 с.
10. Секен К., Томпсет М. "Приборы с зарядовой связью", М.:Мир, 1978.
11. Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М., Теория упругости, 3 изд., М., 1985.
12. Викторов И. А. «Звуковые поверхностные волны в твердых телах», М.,
1991.
-----------------------
Рис.1. Система координат к вопросу о распространении рэлеевской волны.
n
C3
u0i
u0i
C2
h
2a
C1/
X
Z
б)
а)
Рис.3.
uX
2
1
????????
0
uZ
X
q
Y
Страницы: 1, 2
