声表面波器件工艺原理-1清洗工艺原理
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声表面波滤波器原理及应用1.声表面波滤波器(SAWF)的结构和工作原理声表面波滤波器(SAWF)是利用压电材料的压电效应和声特性来工作的。
具有压电效应的材料能起到换能器的作用,它可以将电能转换成机械能,反之亦然。
压电效应包括正压电效应和反压电效应。
所谓正压电效应是指压电材料受力变形产生电荷,因而产生电场的效应,即由机械能转换为电能,反压电效应是指压电材料在外加电场的作用下,产生机械形变的效应,也即由电能转换为机械能。
声表面波滤波器(SAWF)的结构如图2—12所示。
这种滤波器的基片是由压电材料(如铌酸锂或石英晶体)制成,在基片上蒸镀两组“叉指电极”,一般由金属薄膜用光刻工艺刻成。
左侧接信号源的一组称为发送换能器,右侧接负载的一组称为接收换能器,图中a、b分别为电极宽度和极间距离,W为相邻叉指对的重叠长度,称为“叉指孔径”。
当交变的电信号u s 加到发送换能器的两个电极上时,通过反压电效应,基片材料就会产生弹性形变,这个随信号变化的弹性波,即“声表面波”,它将沿着垂直于电极轴向(图中x方向)向两个方向传播,一个方向的声表面波被左侧的吸声材料吸收,另一方向的声表面波则传送到接收换能器,由正压电效应产生了电信号,再送到负载R L。
但叉指换能器的形状不同时,滤波器对不同频率信号的传送与衰减能力就会不一样。
图2—12 声表面波滤波器结构示意图为了简便起见,仅分析“均匀”型叉指换能器的频率特性。
所谓“均匀”型就是指图2—12中各叉指对的参数a、b、W 都相同,设换能器有n+1个电极,并把换能器分为n节或N个周期(N=n/2),各电极将激发出相同数量的声表面波,声表面波的波长由指装点基的宽度a和间隔b决定,声表面波的频率与传播速度有关,其自然谐振频率(或机械谐振频率)为v是声表面波的传播速度,约为3×103m/s,比光速小很多,比声速高9倍多。
在f0一定,速度v低时(a+b)就可以小,所以声表面波器件的尺寸可以做得很小,但f0很低,则(a+b)就增大,SAWF的尺寸就增大,因此它适合工作在高频或超高频段。
声表面波简介声表面波技术是六十年代末期才发展起来的一门新兴科学技术,它是声学和电子学相结合的一门边缘学科。
由于声表面波的传播速度比电磁波慢十万倍,而且在它的传播路径上容易取样和进行处理,因此,用声表面波去模拟电子学的各种功能,能使电子器件实现超小型化和多功能化。
同时,由于声表面波器件在甚高频和超高频波段内以十分简单的方式提供了其它方法不易得到的信号处理功能,因此,声表面波技术在雷达、通信和电子对抗中得到了广泛的应用。
声表面波是沿物体表面传播的一种弹性波。
早在九十多年前,人们就对这种波进行了研究。
1885 年,瑞利根据对地震波的研究,从理论上阐明了在各向同性固体表面上弹性波的特性。
但由于当时的科学技术水平所限,这种弹性表面波一直没有得到实际上的应用。
直到六十年代,由于半导体平面工艺以及激光技术的发展,出现了大量人造压电材料为声表面波技术的发展提供了必要的物质和技术基础。
1949 年,美国贝尔电话实验室发现了LiNbO3单晶。
1964 年产发表了激发弹性表面波平面结构换邹器的专利。
特别应该指出的是,1965 年,怀特(R . M.white)和沃尔特默(F.W.voltmer )在应用物理杂志上发表了题为“一种新型表面波声-电换能器― 叉指换能器”的论文,从而取得了声表面波技术的关键性突破。
声表面波器件的基本结构和工作原理声表面波器件是在压电基片上制作两个声一电换能器―叉指换能器。
所谓叉指换能器,就是在压电基片表面上形成形状像两只手的手指交叉状的金属图案,它的作用是实现声一电换能。
声表面波器件的工作原理是,基片左端的换能器(输入换能器)通过逆压电效应将愉入的电信号转变成声信号,此声信号沿基片表面传播,最终由基片右边的换能器(输出换能器)将声信号转变成电信号输出。
整个声表面波器件的功能是通过对在压电基片上传播的声信号进行各种处理,并利用声一电换能器的待性来完成的。
声表面波技术有如下的特点:第一,声表面波具有极低的传播速度和极短的波长,它们各自比相应的电磁波的传播速度的波长小十万倍。
SAW声表面波技术知识简介(新手篇)声表面波技术是六十年代末期才发展起来的一门新兴科学技术,它是声学和电子学相结合的一门边缘学科。
由于声表面波的传播速度比电磁波慢十万倍,而且在它的传播路径上容易取样和进行处理,因此,用声表面波去模拟电子学的各种功能,能使电子器件实现超小型化和多功能化。
同时,由于声表面波器件在甚高频和超高频波段内以十分简单的方式提供了其它方法不易得到的信号处理功能,因此,声表面波技术在雷达、通信和电子对抗中得到了广泛的应用。
声表面波是沿物体表面传播的一种弹性波。
早在九十多年前,人们就对这种波进行了研究。
1885年,瑞利根据对地震波的研究,从理论上阐明了在各向同性固体表面上弹性波的特性。
但由于当时的科学技术水平所限,这种弹性表面波一直没有得到实际上的应用。
直到六十年代,由于半导体平面工艺以及激光技术的发展,出现了大量人造压电材料为声表面波技术的发展提供了必要的物质和技术基础。
1949 年,美国贝尔电话实验室发现了LiNbO3单晶。
1964 年产发表了激发弹性表面波平面结构换邹器的专利。
特别应该指出的是,1965年,怀特(R .M.white)和沃尔特默(F.W.voltmer)在应用物理杂志上发表了题为“一种新型表面波声-电换能器―叉指换能器”的论文,从而取得了声表面波技术的关键性突破。
声表面波器件的结构和原理声表面波器件是在压电基片上制作两个声一电换能器——叉指换能器。
所谓叉指换能器,就是在压电基片表面上形成形状像两只手的手指交叉状的金属图案,它的作用是实现声一电换能。
声表面波器件的工作原理是,基片左端的换能器(输入换能器)通过逆压电效应将愉入的电信号转变成声信号,此声信号沿基片表面传播,最终由基片右边的换能器(输出换能器)将声信号转变成电信号输出。
整个声表面波器件的功能是通过对在压电基片上传播的声信号进行各种处理,并利用声一电换能器的待性来完成的。
声表面波技术的特点第一,声表面波具有极低的传播速度和极短的波长,它们各自比相应的电磁波的传播速度的波长小十万倍。
超声波清洗工艺超声波清洗技术以其清洗洁净、清洗快速,并节省大量人力、物力而得到广泛应用。
现从超声波的清洗原理、超声波清洗工艺、清洗剂的配制等几个方面提供意见,以供参考。
一、超声波清洗原理超声波清洗机理极为复杂,到目前为止,还有许多问题有待研究人员论证,目前,相关人员对以下提法形成了共识,利用超声场所产生强大的作用力,以促使物质发生一系列物理、化学变化而达到清洗目的。
具体来说:当超声波的高频(20-50KHZ)机械振动传给清洗液介质以后,液体介质在这种高频波振动下将会产生近真空的“空腔泡”,“空腔泡”对清洗对象的强烈的作用称为“空化作用”。
“空化作用”的有关理论如下:1.主腔泡在液体介质中不断碰撞、消失、合并时,可使用周围局部产生极大的压力,这种极其强大的压力足以能使物质分子发生变化,引起各种化学变化(断裂、裂解、氧化、还原、分解、化合)和物理变化(溶解、吸附、乳化、分散等)。
2.共振作用,当空泡胞的本征变化频率与超声波的振动频率相等时,便可产生共振,共振的空腔泡内因聚集了大量的热能,这种热能足以能使周围物质的化学键断裂而引起一系列的化学、物理变化。
3.当空腔泡形成时,两泡壁间因产生较大的电位差而引起放电,致使腔内的气体活化,这种活化了的气体进而引发了周围物质活化,从而使物质发生一系列化学、物理变化。
可见,“空化作用”提供了物质在发生物理、化学变化时所需的能量,但是理想的清洗速度和效果还要取决于清洗介质,即清洗液的性质。
这种性质体现在清洗液与污物间所发生的各种物理、化学变化,要能够削弱和去除污物与玻璃零件表面间的附着力和结合力,并伎清洗保持原有的表面外观。
二、清洗剂的配制在讨论清洗剂的配制时,首先要想到清洗剂对污物的清洗原理及清洗过程。
洗涤历史虽然已久,但因洗涤过程及体系的高度复杂,至今理论界对之仍只具备理论上研究而对洗涤过程难以达到数据控制。
这是因为溶液体系是多相分散体系。
分散介质又是含有各式各样组分的复杂溶液:体系中涉及的表面和界面,以及污垢的性质都极为复杂。
超声波清洗原理及工艺超声波清洗技术以其清洗洁净、清洗快速,并节省大量人力、物力而得到广泛应用。
现从超声波的清洗原理、超声波清洗机构成、超声波清洗工艺等几个方面提供意见,以供参考。
标签:超声波;清洗;清洗剂就目前来看,制动阀零件清洁一直都是一个难点问题,制动阀零件内部结构复杂,在运行过程中,容易沾上大量的铁碎与粘砂,清洁起来难度较高。
要从本质上解决这一问题,需要创新传统的清洁技术,目前,超声波清洗设备已经开始在制动阀零件清洁中得到了广泛应用,并取得了良好的成效。
1 超声波清洗原理分析超声波与声波类似,均为机械振动在介质中的传播,只是两者的频率有所差异。
利用超声波清洗设备,可以借助于超声波的作用产生振动,通过该种疏密相间的振动来拉伸、压缩液体,在“疏”的位置,形成空穴,“密”的位置则会产生压缩。
在超声波的振动下,清洗液内部会频繁拉伸、压缩,促使微气泡产生、破裂,在破裂时,周围清洗液会进入气泡中心,以巨大的速度产生水击。
在具体运行过程中,通过肉眼是可以直接观察到整个作用过程的,此时,如果将手指放置在清洗液中,会产生针刺的感觉。
这就是超声波的超声空化现象。
经过一段时间的清洗之后,外表的污垢会慢慢脱落,达到清洁的目的。
2 超声波清洗机的构成分析超声波清洗机由如下几个部分构成:(1)超声波系统。
超声波系统包括換能器、超声波发生器两个部分组成。
其中,换能器是清洗设备中的核心部件,能够将电功率转化为机械振动,并借助于不锈钢槽体辐射来促使清洗工作的顺利完成。
超声波发生器的主要元件为超音频IGBT电力电子器件,在系统的运行过程中,起着重要的辅助作用。
(2)加热与温度控制系统。
加热与温度控制系统也是超声波清洗系统中不可或缺的重要组成,加热清洗剂,可以获取满意的洗涤效果,系统在运行过程中可以自动控制温度,根据清洗设备的差异自动来调节温度。
(3)清洗槽。
现行的清洗槽多由不锈钢氩弧焊接制作而成,硬度高。
(4)槽液循环过滤系统。
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超声波清洗利用高频声波(通常在 20-40 kHz 之间)在液体中产生空化效应。
二,声表器件真空镀膜工艺原理:真空镀膜是声表面波器件制作的一个关键工序。
由于激发压电体表面波需要一个金属叉指电极换能器,因此必须在基片表面生长一层金属膜,对这层薄膜的要求是薄、均匀、与基片粘附性好且不会与基片生成有害化合物、便于超声或热压键合、薄膜淀积和光刻成型简单。
纯铝是目前常用的金属材料,电子束镀膜和磁控溅射是目前常用的成膜方法。
(一)电子束镀膜:1,电子束镀膜原理:电子束镀膜属真空蒸发技术,必须在高真空条件下进行。
如果在真空室残留大量气体分子,则会:a)残留的水气、油气、空气分子会附着在片子表面,影响膜与片子的粘附。
b)蒸发粒子受气体分子碰撞几率增多,会改变其直线运动方向,使蒸发粒子与基片表面结合的能量减小,影响蒸发速率,影响平整均匀金属薄膜的形成。
c)残余气体分子会与蒸发源、蒸发粒子反应生成化合物,影响蒸发速率,影响薄膜质量。
为了获得良好薄膜,通常要求真空度应大于1.3×10-3Pa,蒸发源与衬底间的距离应保持在分子平均自由程的1/10以下。
(有经验数据,电子束镀膜的源衬距离小于35cm,溅射镀膜的源衬距离小于10cm。
仅供参考。
)电子束镀膜是利用高能聚焦电子束打到铝源表面,使之熔化分解为原子或原子的集合体,蒸发到基片表面,形成薄膜。
目前使用的主要是e型枪(即270°偏转电子枪)电子束蒸发装置,它主要由发射电子的电子枪体和使电子作圆周运动的均匀磁场两部分组成。
电子束在磁场作用下,穿过加速极阳极孔飞入磁场空间。
调节磁场强度,制控电子束偏转半径,准确打到坩埚内的铝源上,将电子的动能转变为热能,使铝熔化并蒸发;而一部分从铝源表面反射出来的电子受磁场作用偏转,被接地阳极吸收,避免了高能电子对基片表面的损伤。
同时,铝原子被高能电子撞击会使其外层电子发生跃迁变成正离子,在磁场作用下,正离子流发生偏转;为避免铝正离子流粘污绝缘子,使高压短路;一般采用240°-270°电子束偏转角。
声表面波器件制作工艺介绍概述声表面波器件是一种用于声波传播与处理的微型化器件,它通常由压电材料与声表面波导构成。
制作声表面波器件需要经过一系列复杂的工艺步骤,包括材料准备、加工工艺、掩膜制备、电极沉积、腔体刻蚀等环节。
材料准备声表面波器件的制作一般使用压电材料作为基底材料,常见的材料包括石英、锂钽酸锂等。
在选用材料时需要考虑其压电性能、稳定性和加工性能等因素。
加工工艺1.基片清洗:使用去离子水和有机溶剂彻底清洗基片表面,确保基片表面干净。
2.切割基片:将大尺寸的基片切割成所需尺寸,常见的加工方式有机械切割和激光切割。
3.抛光处理:对基片表面进行抛光处理,以保证表面光滑度和平整度。
4.清洁处理:再次清洁基片表面,确保没有杂质影响后续工艺。
5.温度调节:控制加工环境的温度,以确保材料的稳定性和加工精度。
掩膜制备1.制备光刻胶:将光刻胶溶液涂覆在基片表面。
2.光刻:使用掩膜模板进行光刻曝光,形成所需的图案。
3.显影:使用显影液使未曝光区域的光刻胶溶解,形成光刻图案。
电极沉积1.金属蒸镀:在光刻图案的基础上,通过金属蒸镀的方式沉积电极材料。
2.电镀:对蒸镀的电极进行电镀处理,提高电极的导电性。
腔体刻蚀1.腔体制备:对沉积好电极的基片进行腔体制备,通常采用离子刻蚀技术。
2.刻蚀:使用腔体模板和刻蚀气体对基片进行刻蚀处理,形成声表面波导结构。
总结声表面波器件的制作工艺包括材料准备、加工工艺、掩膜制备、电极沉积和腔体刻蚀等多个环节,每个环节的精细操作都直接影响器件的性能和稳定性。
随着微纳加工技术的发展,声表面波器件的制作工艺不断优化,将为声波传播与处理领域带来更多创新和应用。
一,声表器件清洗工艺原理序:声表器件制作工艺中的清洗技术及洁净度是影响器件合格率、器件性能和可靠性的重要因素。
杂质污染主要来源于晶片加工过程、环境污染、水(包括纯水)污染、试剂污染、工艺气体污染、生产用设备、器皿、工具及易耗品污染、人体污染和工艺过程造成的污染。
由于表面污染是通过污染物与表面间的作用力引起(主要是化学力和分子间力),清洗就是为破坏这种作用力,除去由上述污染源所带来的有机物、微粒、金属原子(离子)及微粗糙。
(一)对基片表面的清洗:由于有机物会遮盖部分基片表面,影响对微粒和金属的清洗,所以清洗的一般思路是:先除去表面的有机污染,然后再去除微粒和金属杂质。
1,对有机物的清洗:基片上的有机污染主要有油膜、残余的蜡膜胶膜、不纯有机溶剂挥发后的残膜,以及微生物的有机残渣、手油等。
这些杂质分子与基片表面的接触通常是依靠分子间力维持,多属物理吸附,吸引力较弱,且随分子间距的增加很快削弱,。
基片表面上的有机物除影响清洗效果外,工艺上主要影响金属膜的粘附和光刻质量。
清洗有机物常用方法主要有:a)擦洗:当基片表面有微粒、有机残渣或残膜时常用擦片办法,它是靠人工(或机械)作用及有机溶剂溶解作用去除表面大块污物,根据有机溶剂结构相似相溶原理,可依次用甲苯、丙酮、无水乙醇棉球在基片表面沿同一方向轻轻擦拭,然后用纯水超声5-10分钟,最后用纯水冲洗、甩干。
操作中注意,不可将溶剂顺序颠倒或打乱,擦片要无划伤、不留液渍。
b)等离子体清洗(干法清洗):等离子体是部分电离的气体,由电子、离子、自由基(以氧为例,指游离态氧原子)及其它中性粒子组成,是物质的第四态。
等离子体清洗机理主要是依靠等离子体中的活性粒子(电子、离子和自由基)的活化作用达到去除表面污渍的目的。
其反应过程包括:无机气体被激发为等离子态;气相物质被吸附在固体表面;被吸附基团与固体表面分子反应生成产物分子;产物分子解析形成气相;反应残余物脱离表面。
按反应类型分类:等离子体与固体表面反应可以分为物理反应(离子轰击)化学反应及物理化学反应。
物理反应机制是,活性离子轰击待清洗表面,使污染物脱离表面并最终被真空泵抽走;其优点是,自身无化学反应,表面不留氧化物,腐蚀作用各向异性;缺点是,使表面在分子级范围内变的粗糙,对被清洗表面的各种不同物质选择性差,热效应大,腐蚀速度低。
化学反应机制是,各种活性的粒子和污染物反应生成易挥发性物质,然后由真空泵吸走;其优点是,清洗速度高,选择性好,对清除有机污染比较有效,缺点是会在表面产生氧化物。
物理化学反应机制是,两种反应都起重要作用,并互相促进;离子轰击使被清洗表面产生损伤,削弱其化学键或者形成原子态,使其容易吸收反应剂,离子碰撞使被清洗物加热,使之更容易发生反应,其效果是既有好的选择性、清洗效率、均匀性,又有好的方向性。
按激发频率分类:等离子态密度n(cm-3)和激发频率v(Hz)有如下关系:n =1.2425×108v2 ,由上式见,频率越高,等离子态密度越大,列表说明其分类:频率 等离子体类型 自偏压 反应类型 应用40KHz 超声等离子体 1000V 物理反应 对表面影响大,易造成二次污染13.56MHz 射频等离子体 250V 物理化学反应 去除表面污染物、有机物、氧化物(氢)等 2.45GHz 微波等离子体 几十伏 化学反应 去除表面污染物、有机物、氧化物(氢)等 典型的等离子体化学清洗工艺是氧等离子体清洗。
在低压系统中通入少量氧,受高频电场作用,氧被激励成游离态氧原子,使有机物氧化成挥发性物质CO2 和H2O,达到清除目的(但不能去掉碳和其它非挥发性金属或金属氧化物)。
工艺要求的真空度、高频频率、通氧量、功率、时间可参照设备说明或由实验确定。
具体反应如下:O2—→O* + O* C x H y + O*—→C O2↑+ H2 O↑典型的等离子体物理清洗工艺是氩等离子体清洗。
在镀膜前,抽高真空到5×10-3Pa,充入氩气,保持真空度在5×10-2Pa,打开离子轰击机,利用离子枪产生的高能离子束轰击晶片表面残留的各种杂质及吸附气体,使其从表面清除,达到清洁目的。
在清洗中要适当调整氩离子能量,以免晶面受损。
c)紫外线/臭氧干法清洗(干法清洗):实质是等离子体清洗,只是等离子体产生方法不同。
通氧气到低真空反应室,利用紫外线能量激发使氧分子分解成具有强氧化能力的游离态氧原子及臭氧,将有机物氧化成挥发性化合物,抽气排除。
d)3号液(SPM)清洗(湿法清洗):3号液是浓硫酸和过氧化氢的混合液,浓硫酸有强氧化性、强酸性,过氧化氢又使其氧化性加强。
3号液既可去除有机物污染,又可去除金属污染。
其清洗原理是,浓硫酸和过氧化氢混合会生成卡罗酸H2SO5,通过卡罗酸分解生成的自由基与有机物反应会生成可溶性挥发物。
另外由于浓硫酸本身有很强的酸性、氧化性、脱水性,与金属反应生成的硫酸盐多数溶于水,若同时在加热的情况下,又可使有机物碳化后进一步氧化生成二氧化碳。
双氧水主要表现为强氧化剂作用,对有机物、无机物及大多数金属都具有氧化能力,尤其在酸碱溶液中,能使一些难溶物质氧化成可溶物质。
3号液清洗的典型工艺是: H2SO4:H2O2 = 3:1 90℃ 10′。
因压电基片的 热释电特性,我们可采用60℃溶液浸泡40′(工艺条件可实验确定,一般情况下,3号液配制时产生的热量即可使溶液接近使用温度),由于过氧化氢反应分解,需不断予以补充,经补充后的3号液可重复使用。
e)纯水(1-9℃)+ O3(电极放电产生)去除有机物(湿法清洗):由于硫酸污染环境,而有机物的去除主要是靠强氧化剂分解产生的游离态氧原子和有机物反应,所以在纯水中通入臭氧亦可达到清除有机物的目的(采用1-9℃纯水是为了让臭氧不会很快挥发,以提高反应效果)。
2,对微粒的清洗:微粒指分散性的从0.1微米直径到可用镊子夹取的颗粒或近似颗粒的物质。
基片表面 上的微粒主要是切磨抛带来的微小残渣,环境中的尘粒,纤维、金属屑、人的头皮肤屑、微生物以及在工艺过程中随时发生的微粒粘污;它们主要是通过分子间力、静电引力、毛细吸力、表面平整度阻力等污染表面,属分子型吸附杂质。
基片表面上的微粒会造成光刻连条(剥离)、断条(干、湿法),严重影响生产合格率及产品可靠性。
对微粒的清洗主要有以下方法:1)水超声清洗:利用具有一定速度的水冲洗表面,可以克服粒子与表面的粘附力及粒 子自身重量,除去粒子;但当粒径<5微米时,水冲已难以去除,必须加超声才有较好效果。
a)超声清洗原理:在强烈的超声波震动下,液体介质内部产生疏部和密部,疏部产生近于真空的空腔泡,空腔泡消失的瞬间,其附近产生强大的局部压力(即空化作用),使基片表面的污垢剥离。
清洗效果与超声条件如频率、功率、温度及时间有关。
超声波频率越低,空化作用越强,但燥声越大,一般选取频率为20-40KHz;功率密度越高,清洗效果越好,但对光洁的表面会产生“空化”腐蚀,所以一般清洗槽输出功率密度选在0.3-0.6W/cm2范围比较合适;超声波在30-40℃时空化效果最好,但考虑到化学反应,常选40-60℃。
另外清洗目的不同,超声使用液体也不同;水是最好的超声洗涤剂,空化作用最强,常用水超声清除基片表面微粒(当微粒小于1微米时,超声清洗的效果逐渐下降,要清除更小微粒,需采用兆声清洗);一般情况,水在清洗槽中应高出振子面板100-150mm,当输出功率大时液面可适当高些。
清洗去除油、蜡等有机物时,常用三氯甲烷、三氯乙烯、甲苯、汽油、乙醇等(丙酮无空化作用);去除金属杂质时,常用各种洗液、酸、去离子水。
b)兆声清洗介绍:当超声波清洗的声波频率在1-3 GHz时,称为兆声波清洗。
由于工作频率很高,清洗液内已不再产生空化作用;研究认为,当兆声在溶液中传播时,会产生高速喷射的液体,以大于100m/s的速度冲击晶片表面,它与传统的湿法清洗工艺结合,可有效去除0.2微米以下的微粒。
它的特点是,穿透力强、清洗能力强,方向性强,注意清洗时要将清洗面置于声波波束平行方向。
2)1号洗液(APM)加超声清洗(湿法清洗):典型工艺是:NH4OH:H2O2:H2O=1:1:5 70℃ 10′清洗原理:1号洗液中的双氧水具有强氧化性,可把有机、无机物等杂质氧化成可溶性盐类而清除;1号洗液中的氨水不仅可以去除微粒及许多轻金属杂质,同时它又能与许多重金属离子发生络合作用,提供内配位体形成各种可溶性络合物,而后清除。
在这里是既利用了碱性溶液中双氧水的强氧化作用,又利用了氨水的络合作用,使吸附在基片表面的杂质氧化及络合成可溶性物质清洗去除。
另外由于APM对基片有极轻微腐蚀作用,可使附着在其表面的杂质脱落。
在清洗中加超声,效果更好。
3,对金属杂质的清洗:金属杂质与基片表面主要是依靠化学键力结合,属化学吸附,化学吸附既可是离子型吸附,又可是原子型吸附,以离子形式吸附在基片表面的多是一些轻金属离子,如钾、钠、钙、镁等,主要来自生产设备、用具,试剂、水、空气以及人的汗液、呼出的气体等;以原子形式吸附在基片表面的主要是一些重金属原子,如金、铂、铝、铜、铁、镍等,这些金属的离子多存在于酸性腐蚀液中,通过置换反应还原成原子吸附在基片表面。
由于化学吸附的离子(原子)和基片表面原子力所达到的平衡距离极小,所以吸附力较强,比分子型杂质难以消除。
工艺上,金属杂质的存在对声表器件的影响虽不象对IC那样严重,但同样会使器件性能变坏(如造成绝缘电阻下降、可靠性降低),必须认真对待。
清除金属杂质常用方法有:SPM(3号洗液): H2SO4: H2O2 = 3: 1 60℃ 40′HPM(2号洗液): HCL: H2O2: H2O = 1: 1: 6 70℃ 10′FPM: (0.5%)HF + (10%) H2O2 室温在2号洗液中,双氧水既可把有机、无机杂质氧化成可溶性物质去除,又能使有机、无机杂质被氧化成高价离子或氧化物;盐酸既能与许多金属、金属氧化物和硫化物反应生成可溶物,又能起络合剂作用,把双氧水氧化成的高价离子或氧化物络合成可溶性物质;然后用纯水清洗去除。
4,对微粗糙度的改善:基片在清洗过程中,由于化学试剂的作用会使表面微粗糙度加大,它将影响声波在基片表面的正常传播,对高频声表影响尤甚。
在不影响清洗效果的情况下,通过改变溶液混合比,降低溶液温度,缩短清洗时间,可减弱清洗对微粗糙度的影响。
有实验验证,2号洗液、3号洗液对表面微粗糙均无明显影响,1号洗液会造成表面大于10A的微粗糙;将其典型工艺作如下修改:NH4OH: H2O2: H2O = 0.05: 1: 5 70℃ 10´-15′更改后的1号洗液清洗效果不变,微粗糙 < 5A。