Sputterabscheidung von SiO2 zur Temperaturkompensation von SAW-Wafern
Temperaturkompensierte Oberflächenwellenfilter (engl. temperature compensated surface acoustic wave, TC-SAW) haben der SAW-Technologie neue Anwendungsbereiche in der Mobilkommunikation eröffnet. Standard SAW-Filter zeigen temperaturabhängige Frequenzabweichungen von -20 ppm/K bis -40 ppm/K und sind somit für bestimmte Hochfrequenzanwendungen sowie die Kommunikation in engen Frequenzbändern nicht geeignet. Durch das Auftragen von SiO2 als Temperaturkompensationsschicht (siehe Abb. 1) kann der temperaturabhängige Frequenzdrift (engl. temperature-dependent frequency shift, TCF) auf 0 ppm/K reduziert werden. Da das SiO2 die akustische Wellenausbreitung beeinflusst, ist die Leistungsfähigkeit solcher TC-SAW-Filter stark abhängig von der Qualität der abgeschiedenen Schicht. Insbesondere ein dichtes und geschlossenes Schichtwachstum auf dem Interdigitalwandler (engl. interdigital transducer, IDT) ist aufgrund des hohen Aspektverhältnisses und der unterschiedlichen Keimschichten eine Herausforderung. Parallel dazu muss ein hoher Waferdurchsatz erreicht werden, um industriellen Anforderungen zu entsprechen.
Eine stöchiometrische SiO2-Abscheidung mit hoher Rate gelingt durch reaktives Magnetronsputtern von einem Siliziumtarget in einem Argon-Sauerstoff-Gasgemisch. Die Anwendung eines HF-Bias am Substrat zeigt dabei eine deutliche Verbesserung des Schichtwachstums auf den Fingerstrukturen des SAW-Filters.
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