RF滤波器处理中的离子光束蚀刻应用

博客|2021年3月18日

介绍

5G技术致力于为消费者提供增强的移动宽带服务。5G无线通信的进步随着下载/上传速度的速度更快，每个数据位的成本降低，较低的延迟等等。在连通性提高的世界中，5G启用了必不可少的。

国家和承运人现在正在准备必要的基础设施。首先，5G承运人将提供数据速度，而无需新的核心积累。在接下来的两年中，5G射频前端（RFFE）滤波器设备估计将增加20％至30％，例如牢固安装的谐振器（SMR）和薄膜散装声学谐振器“散装声波”（FBAR（FBAR）baw）。可以将BAW过滤器制成SM）或薄膜FBAR。BAW支持以上1.5GHz以上的频率，使其成为低6GHz 5G过滤器的理想技术，与表面声波（SAW）设备互补。

离子束蚀刻

尽管可以反应性蚀刻，但标准离子束蚀刻（IBE）是一种非易失性的物理过程，因此具有较高的材料兼容性。与其他干蚀刻方法（例如反应性离子蚀刻（RIE））相比，没有化学腐蚀，残留污染或导致设备故障的切割损伤的风险。这是因为ibe避免了不蚀刻的方法，由于材料反应性选择性的差异，在RIE期间经常发生。表1给出了与RIE相比的IBE优势的更多详细信息。

与Rie相比，IBE是各向异性的，并且与Rie相比具有相对恒定的蚀刻速率，而不论其材料或厚度如何。这对于许多BAW设备制造商来说很重要，因为蚀刻的材料堆栈几乎总是由不同厚度的各种材料组成。这些因素，加上改善的均匀性，侧壁平滑，低离子损伤和去除底漆的去除，最终导致设备具有改善的Q因子以及提高的产量和设备性能。图1显示了二氧化硅（SIO₂）均匀的一系列固定型倾斜角，用于不同电压。

设备制造商可能需要垂直蚀刻轮廓，终点控制，温度控制（避免光震燃）和最少的重新沉积。在这里，我们专注于两个重要的蚀刻步骤和baw制造的材料：电极堆栈和压电（PZ）晶体蚀刻。

电极层堆栈

BAW共振频率部分由电极厚度确定。此外，5G RFFE设备的电极和支撑层可以由各种材料组成。通常，高密度金属（例如钼（MO）或钨（W））用作电极，从而可以增加机电耦合。出于电气迁移和温度补偿等原因，可以添加其他材料层。图2中显示了常见FBAR的图表，说明了这种堆栈。最后，由于光毒师燃烧会损害有效的光孔器去除，威胁Q因子值，因此必须及时蚀刻堆栈，而不会燃烧或破坏抗性。表3显示了MO，W和其他材料的蚀刻速率。

表2证明了使用我们的蚀刻MO时达到的高蚀刻速率和均匀性枪师可调源平台在两个不同的操作权力下。它还证明了这两个变量的角度依赖性。同样，图3显示了蚀刻速率对SIO的角度依赖性₂和W.与化学蚀刻技术不同，ibe通过一堆不同的材料蚀刻，具有稳定性，没有下蚀刻的形状。可以使用端点检测，从而增加了过程的可靠性。

压电（PZ）迷你案例研究

由于其性能和制造性的同步，氮化铝（ALN）被广泛接受为PZ材料。它具有本质上的低阻尼，出色的热电导率和较高的频率系数，并且可靠地沉积。铝通常被扫描式化学法代替，因为这会增加其PZ响应。虽然氮化铝（ALSCN）在化学上是稳定的，但在蚀刻过程中使用反应性气体可能会导致PZ层中的化学残留污染。随着材料良好且低的冲突PZ表面导致较高的机电耦合，这些参数已成为BAW设备制造商的关键规格。我们的标准氩ibe避免了导致蚀刻，损害和化学污染的腐蚀性化学。

图3显示了对ALN角度的蚀刻速率依赖性，而图4在更紧密的过程角度窗口中显示了ALSCN的均匀性和蚀刻速率。

结论

在Veeco，我们的IBE设备使制造商可以应对他们可能面临的RFFE滤清器制造面临的挑战。这些平台的蚀刻单层和材料堆栈没有不及以下的可靠蚀刻速率，并且所有这些都没有有害的腐蚀性化学和残留物污染。对于RFFE制造商今天面临的独特挑战，我们的IBE平台是一个绝佳的解决方案。在这里了解更多。

关于Veeco

Veeco提供了多个对于5G设备制造至关重要的平台。我们经过验证的离子束，激光退火，光刻，MOCVD和单晶片蚀刻和清洁技术在高级半导体设备的制造和包装中起着不可或缺的作用。凭借旨在优化性能，产量和所有权成本的设备，Veeco在我们服务的市场中占据领先的技术职位。vwin官方网站要了解有关Veeco的系统和服务产品的更多信息，请访问www.theljp.com。