Проектирование фильтров на поверхностно-акустических волнах. Чернышова Т.И - 13 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

лазера, рентгеновским пучком, растровую и проекционную обработку электронным пучком) и т.д., основные характеристики
которых приведены в табл. П3. Кратко остановимся на достоинствах и недостатках перечисленных методов.
При изготовлении уникальных устройств обработки сигналов на ПАВ иногда используется механическая нарезка ме-
таллического покрытия, нанесенного непосредственно на звукопровод. Использование этого метода позволяет создавать
структуры с рабочими полями до 100 × 300 мм
2
. Однако реализуемая при этом методе точность ±(2…4) мкм явно недоста-
точна для качественных фильтров ПАВ.
Для изготовления устройств на ПАВ технически и экономически целесообразно использовать метод фотолитографии,
иллюстрируемый на рис. 5. Подложку тщательно полируют для получения оптически плоской поверхности, а затем очища-
ют от посторонних частиц и обезжиривают. После этого с помощью вакуумного испарения (рис. 5, а) наносят пленку алю-
миния толщиной 0,1…0,3 мкм. Для улучшения адгезии часто используют тонкий подслой хрома
(подслой хрома обычно ис-
пользуют для золотых и медных пленок, для алюминиевых по соображениям простоты химического травления чаще исполь-
зуется подслой ванадия). На следующем этапе образец покрывают фоторезистом − раствором фоточувствительного полиме-
ра и вращают с большой скоростью, стремясь получить тонкий однородный слой. Затем фоторезист укрепляют термической
сушкой и экспонируют в ультрафиолетовом излучении через фотошаблон (рис. 5, б). На фотошаблоне имеются непрозрач-
ные области из фотоэмульсии или пленки хрома, соответствующие топологии металлизации изделия. В экспонированных
областях фоторезиста происходят химические изменения, позволяющие впоследствии удалить их проявляющим раствором
(рис. 5, в). Области металла, не защищенные фоторезистом, удаляют химическим травлением. Наконец, оставшийся фоторе-
зист растворяют, оставляя на подложке металлический рисунок, соответствующий рисунку на фотошаблоне (рис. 5, г). С
помощью этого процесса можно воспроизводить полоски
Рис. 5. Этапы изготовления фильтров на ПАВ методом фотолитографии
шириной до 0,5 мкм, что соответствует рабочей частоте ВШП около 1,5 ГГц. Наиболее ответственная стадия процесса −
оптическая экспозиция, при которой фотошаблон должен плотно прилегать к образцу. Обычно для этой цели используют
промышленные установки совмещения. Из-за анизотропии подложки часто требуется высокая точность углового совмеще-
ния фотошаблона и образца, обычно 1° и менее.
Известно, что основной причиной ограничения разрешающей способности фотолитографии являются дифракция свето-
вого луча, ошибки при оптической передаче изображения на звукопровод из-за сферической абберации, астигматизма и др.,
а также ошибки при химических операциях проявления, травления и т.п., особенно при больших рабочих полях.
Для обеспечения необходимой разрешающей способности на большой площади в настоящее время разрабатываются
голографические методы, позволяющие упростить процесс фотолитографии и избежать применения высокоразрешающих
объективов. Достигнутое разрешение до 700 нм на большом поле и крайне низкий уровень искажений вполне удовлетворя-
ют требованиям технологии изготовления высокочастотных устройств на ПАВ.
Применение для формирования микроизображения вместо светового луча сфокусированного до 0,01…1,0 мкм пучка
электронов, обладающего на несколько порядков меньшей длиной волны, позволяет избежать дифракции и получить суще-
ственно лучшее разрешение.
Основным преимуществом электронолитографии (помимо разрешающей способности) является возможность про-
граммного управления процессами формирования и отклонения электронного луча и визуализации с помощью электронного
микроскопа. Это позволяет получать конфигурацию встречно-штыревых структур фильтров ПАВ непосредственно на зву-
копроводе, покрытом слоем электронорезиста или фоторезиста без использования фотошаблонов. Особенно важна гибкость
электронно-лучевой технологии, легко перестраиваемой с одной конфигурации на другую, в производстве уникальных уст-
ройств обработки сигналов на ПАВ, имеющих три – пять преобразователей с общим количеством электродов до 5…6 тыс.
Основными недостатками растровой электронолитографии является ее ограниченность рабочих полей и низкая произ-
водительность, а проекционной – необходимость создания прецизионных шаблонов и фотокатодов.
Малая длина волны рентгеновского излучения (от 0,4 до 4,4 нм) позволяет получить самую высокую разрешающую
способность из всех известных методов литографии (до 0,05 мкм). В отличие от фото- и электронолитографии рентгеногра-
фия менее критична к чистоте шаблона.
Основной сложностью при использовании рентгенолитографии является получение шаблонов, контрастных для рентге-
новских лучей, например, изготовляемых с применением золота, и сравнительно низкая производительность метода.
Таким образом, сравнение показывает, что голография, электронолитография и рентгенолитография, хотя и позволяют
реализовать необходимую для большинства фильтров ПАВ разрешающую способность, но имеют малые рабочие поля. Наи-
более вероятная область их применения – изготовление фильтров, резонаторов и линий задержки на ПАВ с рабочими часто-
тами выше 500…800 МГц. Для изготовления устройств на ПАВ с рабочими частотами до 150…250 МГц технически и эко-
номически целесообразно применение контактной фотолитографии.

Страницы