金屬表面封裝的石英晶體，內部其中是有三層金屬材料結構的，分別是Cr（鉻），Ag（銀）和Au（金）這3種。都屬于常見金屬，被許多晶體制造商用于生產當中，尤其是采購金屬面封裝技術的晶體或振蕩器。今天的實驗項目是通過分析鉻，銀，金這三層金屬結構的電極特性，得出晶振穩定性的結果。
近年來，對于手機市場，對石英晶體諧振器的需求持續增長。為了滿足嚴格的長期頻率穩定性要求，晶體制造商通常使用Au作為電極基板電鍍材料。過去報告了使用具有不同金屬材料的分層電極的原因不同。在本文中，我們報告了我們自己研究使用濺射Cr/Ag/Au分層結構用于AT切割石英晶體諧振器的電極，其唯一目的是出于成本原因減少Au的使用。我們研究了層的物理參數，電薄層電阻以及熱處理。將完成的晶體諧振器的電特性與用Cr/Au基板電極制成的電特性進行比較，并且還檢查具有新電極的晶體的可靠性性能。初步結果表明，具有基于Cr/Ag/Au分層結構的電極的AT切割石英晶體諧振器滿足手機應用的長期頻率穩定性要求。電特性與Cr/Au基板晶體諧振器兼容。物理特性研究表明，Cr/Ag/Au層狀結構在相關的熱工藝環境下是穩定的。
為了評估Cr/Ag/Au層狀電極的特性，電性能和可靠性，我們設置了兩種實驗，第一種是通過晶體諧振器，5.0mmx3.2mm尺寸的26MHz石英晶振作為手機應用的規格。并檢查可靠性和電氣性能。第二個實驗是通過一個帶有涂層分層電極的4“硅晶片進行特性評估，在論文中，我們檢查了電氣薄層電阻。晶體諧振器和4“硅晶片經過相同的濺射工藝和熱處理，包括固化，真空退火，烘烤和回流，其設置條件如表I所示。
表I.熱過程的設置條件

熱過程	設置條件
固化	265℃,180min
真空退火	295℃,360min
烘烤	200℃,720min
回流	180℃(10min)&260℃
回流	(peak),10sec
	(peak),10sec

來自基材（AT切割石英）的電極層結構為Cr10nm，Ag300nm和Au150nm。通過晶片掃描探針，通過4點探針（Resmap，IDE）測量層狀電極的薄層電阻。總分151分數據。測量結果與沉積后的每個熱處理一起如表I所示。為了比較電性能與通常的Cr/Au電極晶體，使用相同的空白陶瓷制作4500個26MHz5.0x3.2mm水晶振動子。使用Cr/Ag/Au分層電極進行封裝和組裝工藝。可靠性，尤其是老化性能，對移動應用非常重要。在本文中，我們進行了3種熱條件評估可靠性性能，包括回流，熱沖擊和高溫高濕測試。
電阻片：
涂有Cr/Ag/Au層狀電極的晶片在所有熱處理后都顯示出鏡面狀，并且薄膜電阻和工藝如圖1所示。結果顯示出與Cr/Au層狀電極相似的行為如圖1所示。圖2.在295℃真空退火后，Cr/Ag/Au和Cr/Au層狀電極都顯示出薄層電阻增加，我們認為這是因為中描述的Cr原子擴散到Au層中，Cr在擴散到Au時退火溫度超過270℃，由于退火后的熱處理溫度低于270℃和退火溫度，因此我們可以看到退火處理后的薄層電阻平均值變得穩定。