專利名稱：用于刻蝕微波介質(zhì)薄膜的刻蝕液及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微電子技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及電子薄膜制備技術(shù)。
背景技術(shù)：
應(yīng)用于微波集成電路的電介質(zhì)薄膜，必須要有較高的介電常數(shù)ε ρ高的品質(zhì)因素 Q和低的諧振頻率溫度系數(shù)、。微波器件的尺寸與微波材料的介電常數(shù)、的平方根成反比，所以\越大，越有可能減小微波設(shè)備的體積。任何電介質(zhì)薄膜都存在損耗，在電導(dǎo)損耗和輻射損耗可以忽略的情況下，Q等于l/tanS，tanS為介電損耗。定義為溫度變化 1°C時(shí)，諧振頻率的變化量，一般微波設(shè)備都要求盡可能低的τ 0含稀土氧化物的微波介質(zhì)作為塊材時(shí)有良好的性能表現(xiàn)，如果能制備出與陶瓷體材料性能相近的微波介質(zhì)薄膜，將其應(yīng)用于微波集成電路中將對(duì)實(shí)現(xiàn)微波電路的集成化和薄膜化具有重要的作用。微圖形化是含稀土氧化物的微波薄膜應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)之一，常用的含稀土氧化物的微波介質(zhì)薄膜微圖形化方法為刻蝕。干法刻蝕含稀土氧化物的介質(zhì)薄膜具有圖形轉(zhuǎn)化精度高和大面積刻蝕均勻性好等特點(diǎn)，但所需設(shè)備昂貴、刻蝕速率低，對(duì)底電極Pt選擇性差且易導(dǎo)致光刻膠掩膜的炭化而難以去除。濕法刻蝕是一種成本低，刻蝕速率快的薄膜圖形化方法，對(duì)于特征尺寸大于3 μ m的圖形，濕法刻蝕不失為一種經(jīng)濟(jì)和實(shí)用的薄膜圖形化方法。關(guān)于介質(zhì)薄膜的刻蝕，中國(guó)專利ZL200810045321. 8報(bào)道的濕法刻蝕液使用氫氟酸、水和HNO3的混合溶液，這種刻蝕液只能刻蝕不含稀土氧化物的介質(zhì)薄膜，極大地限制了含稀土氧化物介質(zhì)薄膜的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種用于刻蝕含稀土氧化物的微波介質(zhì)薄膜的刻蝕液及制備方法。本發(fā)明解決所述技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是，用于刻蝕微波介質(zhì)薄膜的刻蝕液， 其特征在于，以質(zhì)量比計(jì)算，其組分為HBF4 HNO3 H2O = 1 χ 5，其中 0.5 彡 χ 彡 3。本發(fā)明還提供一種用于刻蝕微波介質(zhì)薄膜的刻蝕液的制備方法，其特征在于，包括下述步驟第一步配制質(zhì)量比為5% 20%的氫氟酸溶液HF H2O=I a(l彡a彡7)；第二步配制質(zhì)量比為5. 4 % 12. 9 %的H3BO3溶液，H3BO3 H2O = 3 b(20 ^ b ^ 52. 2)；第三步將步驟一、步驟二中所配置HF溶液和H3BO3溶液按質(zhì)量比 1 8)的比例混合，攪拌均勻，充分冷卻后，密封放置2小時(shí)，得到濃度為 3. 2% 9. 6%的氟硼酸溶液；第四步向步驟三配制好的氟硼酸溶液中加入一定量的HNO3并攪拌均勻，得到薄膜刻蝕液，組分為(質(zhì)量比)HBF4 HNO3 H2O=I X 5，其中0.5彡X彡3。本發(fā)明的有益效果是，采用本發(fā)明刻蝕的含稀土氧化物微波介質(zhì)薄膜，邊緣清晰， 側(cè)蝕比小。


圖1為采用本發(fā)明的BNST刻蝕效果圖。圖2為刻蝕液中HNO3含量與刻蝕速率的關(guān)系曲線圖。圖3為刻蝕前BNST薄膜EDS圖。圖4為刻蝕后BNST薄膜EDS圖。
具體實(shí)施例方式采用本發(fā)明刻蝕BaO-Nd2O3-Sm2O3-TiA系(簡(jiǎn)稱BNST)微波介質(zhì)薄膜材料?？涛g液原材料為氫氟酸(HF)；硼酸(H3BO3)；硝酸(HNO3)；水(H2O)。配制比例及步驟第一步配制質(zhì)量比為20%的HF溶液，HF H2O = 1 1。第二步配制質(zhì)量比為12. 9% H3BO3溶液，H3BO3 H2O = 3 20 (需60°C的水浴加執(zhí))。
川~> / ο第三步配制氟硼酸溶液(HBF4),20% HF 12. 9% H3BO3 = 1 1.2。把 12.9% H3BO3的溶液倒入盛有20 %的HF溶液的塑料容器中，邊倒邊用塑料棒攪拌，這一反應(yīng)過(guò)程中會(huì)放出大量的熱，塑料容器需放在冷水中。配好的溶液冷卻后，將塑料容器從冷水中取出， 密封后放置兩個(gè)小時(shí)。第四步配制HNO3質(zhì)量比范圍為0. 5 3的含稀土氧化物微波介質(zhì)薄膜刻蝕液，組分為HBF4 HNO3 H2O = 1 χ 5，其中0. 5彡χ彡3，向配制好的氟硼酸溶液中加入一定量的HNO3并用塑料棒攪勻?？涛g液中HNO3含量與刻蝕速率的關(guān)系如圖2。圖3為刻蝕前BNST薄膜EDS圖像，由圖可知BNST薄膜各個(gè)組分均存在且沒(méi)有雜質(zhì)元素。圖4為采用本發(fā)明刻蝕后的BNST薄膜EDS圖像，由圖可知BNST薄膜各個(gè)組分均被刻蝕干凈。
權(quán)利要求
1.用于刻蝕微波介質(zhì)薄膜的刻蝕液，其特征在于，以質(zhì)量比計(jì)算，其組分為 HBF4 HNO3 H2O = 1 χ 5，其中 0. 5 彡 χ 彡 3 ；其中，HBF4的濃度為3. 2% 9. 6%, HNO3的濃度為65% 68%。
2.如權(quán)利要求1所述的用于刻蝕微波介質(zhì)薄膜刻蝕液的制備方法，其特征在于，包括下述步驟步驟一配制質(zhì)量比為5% 20%的氫氟酸溶液HF H2O = 1 a ； 步驟二配制質(zhì)量比為5. 43% 12. 96%的H3BO3溶液，H3BO3 H2O = 3 b ； 步驟三將步驟一、步驟二中所配置HF溶液和H3BO3溶液按質(zhì)量比1 c的比例混合，攪拌均勻，充分冷卻后，密封放置，得到濃度為3. 2% 9. 6%的氟硼酸溶液；步驟四向步驟三配制好的氟硼酸溶液中加入一定量的HNO3并攪拌均勻，得到薄膜刻蝕液，組分為(質(zhì)量比):HBF4 HNO3 H2O = 1 χ 5，其中0. 5彡χ彡3 ； 前述a、b、c的范圍為1彡a彡7，20彡b彡52. 2，1. 2彡c彡2. 8。
全文摘要
用于刻蝕微波介質(zhì)薄膜的刻蝕液及制備方法，涉及微電子技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的刻蝕液以質(zhì)量比計(jì)算，其組分為HBF4∶HNO3∶H2O＝1∶x∶5，其中0.5≤x≤3；其中，HBF4的濃度為3.2％～9.6％，HNO3的濃度為65％～68％。本發(fā)明的有益效果是，采用本發(fā)明刻蝕的含稀土氧化物微波介質(zhì)薄膜，邊緣清晰，側(cè)蝕比小。
文檔編號(hào)C09K13/10GK102559192SQ201110455998
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月30日
發(fā)明者張巧真, 張繼華, 楊傳仁, 趙強(qiáng), 陳宏偉 申請(qǐng)人:電子科技大學(xué)