CN105991107B - 声波器件及其制造方法 - Google Patents

Abstract

声波器件及其制造方法。一种声波器件包括：基板(10)；声波元件(74)，其形成在基板上；第一布线(30)，其形成在基板上并且电连接到声波元件；第二布线(32)，其经由空隙(24)形成在基板上方并且包括固定到第一布线的边缘；固定部(40)，其形成在第一布线的边缘上，向上突出，并且固定到第二布线；以及突出部(42)，其与固定部接触，向上突出，形成在第一布线的边缘上，并且在与第二布线的延伸方向交叉的方向上形成在第二布线的外侧上。

Description

声波器件及其制造方法

技术领域

本发明涉及声波器件及其制造方法，例如，涉及一种具有经由空隙形成在基板上的布线的声波器件及其制造方法。

背景技术

声波器件用于移动通信滤波器等。已知的是，使得连接在形成在基板上的诸如声波元件的元件之间的布线、或者连接在形成在基板上的元件与外部端子之间的布线经由空隙交叉(参见日本专利公布No.7-321425、2005-109060、2006-278431和2012-9989)。

当使得布线经由空隙交叉时，布线之间的寄生电容可减小。然而，例如在磨削基板的后侧的工艺以及布线的剥离工艺中，在对布线施压时可能损坏布线。

发明内容

本发明的目的是提供一种可改进布线的强度的声波器件及其制造方法。

根据本发明的第一方面，提供一种声波器件，其包括：基板(10)；声波元件(74)，其形成在基板上；第一布线(30)，其形成在基板上并且电连接到声波元件；第二布线(32)，其经由空隙(24)形成在基板上方并且包括固定到第一布线的边缘；固定部(40)，其形成在第一布线的边缘上，向上突出，并且固定到第二布线；以及突出部(42)，其与固定部接触，向上突出，形成在第一布线的边缘上，并且在与第二布线的延伸方向交叉的方向上形成在第二布线的外侧上。

在上述配置中，第一布线和第二布线中的每一个包括种子层(16)以及形成在种子层上的镀层(22)，所述种子层沿着突出部的侧表面向上延伸。

在上述配置中，突出部形成在第一布线的边缘的一部分上并且没有形成在第一布线的边缘的其余部分上。

在上述配置中，第一布线和第二布线中的每一个包括种子层(16)以及形成在种子层上的镀层(22)，所述种子层沿着突出部的侧表面向上延伸，并且所述种子层在第一布线的未形成有突出部的边缘的侧表面上没有向上延伸。

在上述配置中，声波器件还包括形成在基板上的第三布线(34)；其中，第二布线经由空隙(24)形成在第三布线上方。

在上述配置中，第一布线包括形成在基板上的金属膜(12)、形成在金属膜上的种子层(16)以及形成在种子层上的镀层(22)，第二布线包括种子层和镀层而不包括金属膜，第三层包括金属膜而不包括种子层和镀层。

根据本发明的第二方面，提供一种制造声波器件的方法，该方法包括：在基板(10)的用于形成声波元件(74)的第一区域和基板的用于形成第一布线(30)的第二区域上形成金属膜(12)，第一布线电连接到声波元件；在基板上形成第一掩模层(50)，其中第一开口(52)位于第二区域中的金属膜上，不在用于形成第二布线(32)的第三区域上；形成种子层(16)，以在第一开口中与金属膜接触，并且覆盖第一掩模层；形成第二掩模层(54)，其中第二开口(56)位于种子层上的第二区域和第三区域上以使得种子层的一部分暴露于第二开口，种子层的所述部分在第二布线的延伸方向上位于第三区域的两侧上，并且形成在第一掩模层的侧表面上；通过从种子层供应电流来在第二开口中的种子层上形成镀层(22)；以及通过去除第一掩模层和第二掩模层来剥离第一开口外侧的种子层。

在上述配置中，形成第二掩模层的步骤包括形成第二掩模层，以使得种子层的形成在第一掩模层的侧表面上的另一部分不暴露于第二开口。

附图说明

图1A是根据第一实施方式的布线的平面图；

图1B、图1C、图1D和图1E分别是沿图1A的线A-A、线B-B、线C-C和线D-D截取的横截面图；

图2A是根据第一比较例的布线的平面图；

图2B、图2C和图2D分别是沿图2A的线A-A、线B-B和线D-D截取的横截面图；

图3A和3B是根据第一实施方式的第一和第二变型例的布线的平面图；

图4是根据第二实施方式的声波器件的平面图；

图5是放大图4的区域A的平面图；

图6A、图6B和图6C是沿图5的线A-A截取的横截面图；

图7A、图7B和图7C是根据第二实施方式的声波器件的制造方法的横截面图(部分1)；

图8A、图8B和图8C是根据第二实施方式的声波器件的制造方法的横截面图(部分2)；

图9A、图9B和图9C是根据第二实施方式的声波器件的制造方法的横截面图(部分3)；

图10A、图10B和图10C是根据第二实施方式的声波器件的制造方法的横截面图(部分4)；

图11A、图11B和图11C是根据第二实施方式的声波器件的制造方法的横截面图(部分5)；

图12A、图12B和图12C是根据第二实施方式的声波器件的制造方法的横截面图(部分6)；以及

图13是从倾斜方向拍摄根据第一和第二实施方式的其它示例的布线的SEM图像。

具体实施方式

以下将参照附图给出本发明的描述。

(第一实施方式)

图1A是根据第一实施方式的布线的平面图。图1B至图1E分别是沿图1A的线A-A、线B-B、线C-C和线D-D截取的横截面图。

如图1A至图1E所示，布线30、32和34形成在基板10上。布线32将布线30彼此连接并且经由空隙24形成在基板10和布线34上方。各个布线30具有形成在基板10上的金属膜12、种子层16和镀层22。镀层22包括下层18和上层20。布线32固定到布线30，并且与布线30共享种子层16和镀层22。布线34具有金属膜12。布线30、32和34电连接在形成在基板10上的声波元件之间或者形成在基板10上的声波元件与焊盘之间。

如图1B和图1E所示，在各个布线30的边缘中，布线32所固定到的固定部40向上突出。在布线30的边缘中，向上突出的突出部42被设置为与固定部40接触。这里，由术语“向上”指示的方向是垂直地背离基板的方向。突出部42、固定部40和布线32的上表面具有几乎相同的高度并且连续地形成。在布线30之间形成空间26。在各个突出部42的暴露于空间26的侧表面中，种子层16向上延伸。如图1D和图1E所示，位于突出部42之外的各个布线30的边缘的上表面具有与各个布线30的中心部分的上表面相同的高度并且为平坦的。在各个布线30的侧表面中，与镀层22相比，种子层16朝着空间26延伸。

接下来，将描述比较例。图2A是根据第一比较例的布线的平面图。图2B至图2D分别是沿图2A的线A-A、线B-B和线D-D截取的横截面图。在第一比较例中，如图2A至图2D所示，在布线32连接到布线30的地方形成固定部40。然而，在各个固定部40的两侧没有形成突出部42。由于其它配置与第一实施方式的对应配置相同，所以其描述被省略。

如第一实施方式和第一比较例中所示，布线32经由空隙24设置在布线34上方以与布线34交叉。因此，布线32的上表面比布线30的上表面高几乎空隙24的高度。因为具有布线32，所以固定部40的上表面比布线30的上表面高。在第一比较例中，当对布线32施压时，布线32可能损坏。例如，当通过剥离方法形成布线32时，布线32可能由于剥离工艺的超声波或高压射流而损坏。例如，在磨削或抛光基板的后表面(即，下表面)的工艺中，在基板的表面(即，上表面)上粘上遮蔽胶带。在对基板的后表面的磨削或抛光完成之后，将遮蔽胶带剥离。此时，布线32可能损坏。此外，当通过磨削机或抛光机对基板的后表面进行磨削或抛光时，对基板上下施压。布线32可能由于压力而损坏。因此，在继形成布线之后或者实现之后的制造工艺中，布线32可能损坏。布线32的损坏导致声波器件的缺陷，这会是产率降低以及发生故障的因素。

根据第一实施方式，突出部42与固定部40接触，并且从布线32的延伸方向看(即，从图A中的上方看)，在与布线32的延伸方向交叉的方向上突出部42形成在布线32的外侧上。由此，突出部42加强了布线32，因此可抑制如第一比较例中所说明的布线32的损坏。由于突出部42接收例如来自上方的压力，所以可抑制布线32的损坏。此外，突出部42降低固定部40由于压力从横侧接收的剪切应力。

图3A和图3B是根据第一实施方式的第一和第二变型例的布线的平面图。如图3A所示，各个突出部42可形成在布线30的整个一个边缘上。由此，布线32的强度可增加。如第二实施方式中稍后描述的，当通过剥离方法形成布线32时，如果存在许多突出部42，则剥离变得困难。在这种情况下，突出部42优选形成在布线30的边缘的一部分上。此外，突出部42可形成在布线30的布线32所固定到的一侧，而没有形成在布线30的其它侧。

如图3B所示，在布线32连接到布线30的根部上形成布线32的宽幅(wide width)部分44。宽幅部分44朝着布线30平滑地增加宽度以使得应力分散。还可通过宽幅部分44来加强布线32。布线32可按照具有在声波元件的谐振频率附近(例如，当声波元件是滤波器时，在滤波器的通带附近)的频率的整数倍的波长的频率机械地谐振。布线32可能由于接收机械谐振振动而损坏。通过第一实施方式和第一变型例的突出部42以及第一实施方式的第二变型例的宽幅部分44，可抑制布线32的强度的降低，并且可抑制布线32的损坏。因此，声波器件的可靠性可得以改进。

(第二实施方式)

第二实施方式指示接收滤波器由表面声波元件组成的示例。图4是根据第二实施方式的声波器件的平面图。例如，基板10是压电基板。声波元件70、72和74形成在基板10上。例如，声波元件70、72和74是表面声波元件。声波元件70是具有一对端子的谐振器，并且包括IDT(叉指换能器)A0以及设置在IDT A0的两侧的反射器R。声波元件72是DMS(双模表面声波)滤波器，并且包括三个IDT A11至A13和反射器R。声波元件74是DMS(双模表面声波)滤波器，并且包括三个IDT A21至A23和反射器R。布线30将声波元件70至74彼此连接，或者将声波元件70至74和焊盘36彼此连接。焊盘36是天线端子ANT、接收端子Rx和接地端子G，并且将声波元件70至74电连接到基板10的外部。

作为天线端子ANT的焊盘36经由布线30连接到声波元件70的IDT A0的一端。IDTA0的另一端经由布线30连接到声波元件72的IDT A12的一端。IDT A11和A13的一端分别经由两组布线30和34连接到IDT A21和A23的一端。IDT A22的一端经由布线30连接到作为接收端子Rx的焊盘36。接地端子G经由布线30连接到反射器R和IDT A11至A23的另一端(这里，当接地端子G连接到IDT A22的另一端时另外使用布线32)。第二实施方式指示DMS滤波器以两级形式连接的接收滤波器。

图5是放大图4的区域A的平面图。如图5所示，IDT A22的另一端经由布线30C、32、30b和30a连接到接地端子G。IDT A22的一端经由布线30d连接到接收端子Rx。IDT A23的一端经由布线30和34连接到IDT A13的一端。

图6A至图6C是沿图5的线A-A截取的横截面图。具体地讲，图6A至图6C分别是沿线A1至A3截取的横截面图。如图6A所示，布线32经由空隙24形成在布线34上方。布线30b和30c的、布线32所固定到的边缘向上突出并且形成固定部40。如图6B所示，在布线32附近，没有形成布线32，在布线30b与30c之间形成空间26。突出部42形成在布线30b和30c的边缘上。如图6C所示，在远离布线32的地方没有形成突出部42。

图7A至图12C是示出根据第二实施方式的声波器件的制造方法的横截面图。图7A至图8C对应于沿图5的线A1截取的横截面图。如图7A所示，金属膜12形成在基板10上。例如，基板10是诸如钽酸锂基板或铌酸锂基板的压电基板。例如，金属膜12是铝膜。例如，利用溅射方法和蚀刻方法来形成金属膜12。通过金属膜12形成具有IDT和反射器的声波元件74。例如，金属膜12的膜厚度为150nm至400nm。金属膜12可以是铜膜、金膜等。通过金属膜12形成布线34以及其它布线的部分层。在声波元件74和布线34上形成保护膜14。例如，保护膜14是膜厚度为20nm的硅氧化物膜。例如，利用溅射方法和蚀刻方法来形成保护膜14。

如图7B所示，在基板10上形成掩模层50，以使得在用于形成布线的区域上形成开口52。开口52形成在用于形成布线30的区域上。例如，掩模层50是光刻胶，并且利用光刻方法来形成。掩模层50的膜厚度被设定为使得在光刻方法中获得期望的分辨率。掩模层50的膜厚度优选为2μm或更高，以便执行稍后提及的种子层16的剥离。掩模层50优选具有可抵御随后的烘烤的程度的耐热性。

如图7C所示，在基板10的整个面上形成种子层16以覆盖掩模层50。例如，种子层16包括膜厚度为0.2μm的钛膜以及膜厚度为0.15μm的金膜，钛膜比金膜更靠近基板10。例如，利用汽相沉积方法来形成种子层16。种子层16可包括膜厚度为0.1μm的钛膜以及膜厚度为0.3μm的铜膜，钛膜可比铜膜更靠近基板10。可利用溅射方法来形成种子层16，但是由于使用剥离方法，所以种子层16优选利用汽相沉积方法来形成。种子层16中接近基板10的膜是改进与金属膜12的粘附力的粘合膜。例如，当金属膜是铝膜时，粘合膜是钛膜。种子层16的上膜用作镀覆的种子，并且优选具有与镀层相同的材料。

如图8A所示，在种子层16上形成掩模层54以使得在用于形成布线的区域上形成开口56。例如，掩模层54是膜厚度为7μm的光刻胶膜。例如，掩模层54是光刻胶，并且利用光刻方法形成。掩模层54的膜厚度被设定为覆盖种子层16的台阶，并且变得比镀层22厚。例如，掩模层54的膜厚度为5μm至20μm。开口56比开口52小，并且被形成为包括在开口52中。此外，开口56被形成为包括用于形成布线32的掩模层50。

如图8B所示，在开口56中形成镀层22。镀层22包括按照这种顺序从基板侧层叠的下层18、阻挡层(未示出)和上层20。例如，下层18是膜厚度为3μm的铜层。例如，阻挡层是膜厚度为0.3μm的钯层。例如，上层20是膜厚度为1μm的金层。镀层22利用从种子层供应的电流和电镀方法来形成。下层18可增加膜厚度，并且优选由具有低电阻率和无磁性的材料组成。因此，下层18优选为铜层或金层。例如，为了使得布线30和32的电阻为低，下层18的膜厚度优选为1μm或更高。当在镀层22上形成凸块(stud bump)时，上层20优选为金层。阻挡层依据下层18和上层20的变热或者随时间推移的变化抑制互扩散。当下层18是铜层，上层20是金层时，阻挡层优选为膜厚度为约0.2μm的钯层或镍层。上层20可利用无电镀方法来形成。在这种情况下，例如，上层20的膜厚度为0.4μm。此外，阻挡层和上层20可利用汽相沉积方法来形成。在这种情况下，例如，阻挡层是膜厚度为0.2μm的钛层，上层20是膜厚度为0.4μm的金层。

如图8C所示，例如，利用有机溶剂去除掩模层50和54。此时，形成在掩模层50和54之间的种子层16被剥离。为了剥离种子层16，可以以高压喷射有机溶剂。此外，可在有机溶剂中执行超声波清洗。由此，从金属膜12、种子层16和镀层22形成布线30a至30c。在布线34上方从种子层16和镀层22形成布线32。然后，在焊盘36上形成诸如凸块的端子。对基板10的后表面进行磨削或抛光。

图9A至图9C是沿图5的线A2截取的横截面图。图10A至图10C分别是在图9A至图9C的布线32附近的区域的放大图。如图9A和图10A所示，使掩模层54的宽度W2等于或略小于掩模层50的宽度W1。由此，与掩模层50的侧表面相邻的种子层16暴露于开口56。这里，从对准精度的角度，宽度W2优选小于宽度W。

如图9B和图10B所示，当形成镀层22时，还在暴露于开口56的种子层16上形成镀层22。由此，镀层22的上表面向上突出。如图9C和图10C所示，通过剥离方法去除掩模层50和54以及种子层16。由此，在布线30b和30c的在空间26附近的边缘上形成突出部42。各个突出部42的宽度W3几乎是镀层22的膜厚度的一半。当镀层22的膜厚度为4μm时，宽度W3为约2μm。镀层22的膜厚度与宽度W3之比可依据镀覆条件等来恰当地设定。

图11A至图11C是沿图5的线A3截取的横截面图。图12A至图12C分别是在图11A至图11C的布线32附近的区域的放大图。如图11A和图12A所示，使掩模层54的宽度W2比掩模层50的宽度W1大。由此，与掩模层50的侧表面相邻的种子层16未暴露于开口56。例如，种子层16的侧表面与掩模层54的侧表面之间的间隔L1为0.5μm至2μm。间隔L1优选被设定为即使在发生对准偏离时也不会暴露种子层16的范围内较小。

如图11B和图12B所示，当形成镀层22时，在种子层16的侧表面上不形成镀层22。由此，在种子层16的侧表面附近的镀层22的上表面平坦。如图11C和图12C所示，通过剥离方法去除掩模层50和54以及种子层16。由此，在布线30b和30c的在空间26附近的边缘上不形成突出部42，因此布线30b和30c的上表面平坦。

根据第二实施方式，如图7A所示，在基板10的要形成声波元件74、布线30和布线34的区域上形成金属膜12。如图7B所示，形成掩模层50(即，第一掩模层)，其中开口52(即，第一开口)位于用于形成布线30的区域中的金属膜12上，开口52不在用于形成布线32的区域上。如图7C所示，种子层16被形成为，在开口52中与金属膜12接触，并覆盖掩模层50。如图8A、图9A和图11A所示，形成掩模层54(即，第二层)，其中开口56(即，第二开口)位于用于形成布线30和32的区域上。如图8B、图9B和图11B所示，通过从种子层16供应电流在开口56中的种子层16上形成镀层22。如图8C、图9C和图11C所示，通过去除掩模层50和54来剥离开口52之外的种子层16。由此，可提供固定到布线30并经由空隙24形成在布线34上的布线32。

如图9A和图10A所示，位于用于形成布线32的区域的两侧(从布线32的延伸方向看)并且形成在掩模层50的侧表面上的种子层16暴露于开口56。由此，在图9B和图10B中，镀层22在所暴露的种子层16中生长。因此，可通过简单的工艺形成与固定部40接触的突出部42。在这样形成的突出部42中，如图10C所示，种子层16沿着布线30b和30c中的每一个的边缘的侧表面向上延伸。

在如图10B所示的上面形成有突出部42的布线30的边缘中，在图10C的剥离的时候种子层16未被剥离而留下，有机溶剂难以渗透到掩模层50中。因此，当如图11A和图12A所示形成掩模层54时，掩模层54被形成为使得种子层16的形成在掩模层50的侧表面上的一部分未暴露于开口56。即，突出部42如图1A所示形成在布线30的边缘的一部分上，而没有形成在布线30的边缘的其余部分上。由此，如图12B所示，掩模层54覆盖形成在掩模层50的侧表面上的种子层16。因此，种子层16的剥落变得容易。如图12C所示，在布线30的未形成突出部42的边缘的侧表面中，种子层16没有向上延伸。

此外，布线30包括形成在基板10上的金属膜12、种子层16和镀层22。布线32包括种子层16和镀层22，但是不包括金属膜12。布线34包括金属膜12，但是不包括种子层16和镀层22。

图13是从倾斜方向拍摄根据第一和第二实施方式的其它示例的布线的SEM(扫描电子显微镜)图像。如图13所示，突出部42围绕各个布线30形成。用于将布线32固定到布线30的固定部40形成在布线32的各个根部。突出部42和固定部40连续地形成。第一和第二实施方式主要说明布线32经由空隙24设置在布线34上方以与布线34交叉的示例。如图13所示，布线32可经由空隙形成在基板10上方，并且布线32无需形成为横跨布线34。另外，突出部42可存在于各个布线30的所有边缘上。

在第二实施方式中，作为声波元件的示例说明了表面声波器件，但是声波元件可以是边界声波元件、勒夫波元件、压电薄膜谐振元件等。此外，作为声波器件的示例说明了使用DMS滤波器的接收滤波器，但是声波器件可以是诸如发送滤波器的滤波器，或者可以是梯形滤波器。

尽管详细描述了本发明的实施方式，本发明不限于这些特定实施方式，在不脱离本发明的精神和范围的情况下可对其进行各种改变、替代和更改。

Claims (4)

1.一种声波器件，特征在于包括：

基板(10)；

声波元件(74)，该声波元件形成在所述基板上；

第一布线(30)，该第一布线形成在所述基板上并且电连接到所述声波元件；

第二布线(32)，该第二布线经由空隙(24)形成在所述基板上方，并且包括固定到所述第一布线的边缘；

固定部(40)，该固定部形成在所述第一布线的边缘上，向上突出，并且固定到所述第二布线；以及

突出部(42)，该突出部与所述固定部接触，向上突出，形成在所述第一布线的所述边缘上，并且在与所述第二布线的延伸方向交叉的方向上形成在所述第二布线的外侧上，

其中，所述第一布线包括所述固定部和所述突出部，

所述第一布线的边缘在与所述第二布线的所述延伸方向交叉的所述方向上行进，并且

所述第一布线的朝向所述空隙并且位于所述固定部被固定到所述第二布线的区域的下面的侧表面、以及所述突出部的朝向所述空隙的侧表面沿着与所述第二布线的所述延伸方向交叉的所述方向被定位，

所述突出部形成在所述第一布线的边缘的一部分上，没有形成在所述第一布线的所述边缘的其余部分上，

所述第一布线和所述第二布线中的每一个包括种子层(16)以及形成在所述种子层上的镀层(22)，

所述第一布线的种子层沿着所述第一布线的、朝向所述空隙并且位于所述固定部被固定到所述第二布线的所述区域的下面的侧表面、以及所述突出部的朝向所述空隙的侧表面向上延伸，并且

所述种子层在所述第一布线的未形成所述突出部的边缘的、朝向所述空隙的侧表面中不向上延伸。

2.根据权利要求1所述的声波器件，特征在于该声波器件还包括：

第三布线(34)，该第三布线形成在所述基板上；

其中，所述第二布线经由空隙(24)形成在所述第三布线上方。

3.根据权利要求2所述的声波器件，特征在于

所述第一布线包括形成在所述基板上的金属膜(12)，

所述第一布线的所述种子层形成在所述金属膜上，

所述第二布线不包括金属膜，并且

所述第三布线包括金属膜，不包括种子层和镀层。

4.一种制造声波器件的方法，特征在于所述方法包括以下步骤：

在基板(10)的用于形成声波元件(74)的第一区域上以及所述基板的用于形成第一布线(30)的第二区域上形成金属膜(12)，所述第一布线电连接到所述声波元件；

在所述基板上形成第一掩模层(50)，在所述第一掩模层(50)中，第一开口(52)位于所述第二区域中的所述金属膜上，不在用于形成第二布线(32)的第三区域上；

形成种子层(16)，以在所述第一开口中与所述金属膜接触，并且覆盖所述第一掩模层；

形成第二掩模层(54)，在所述第二掩模层(54)中，第二开口(56)位于所述种子层上的所述第二区域和所述第三区域上，以使得所述种子层的一部分暴露于所述第二开口，所述种子层的所述一部分在所述第二布线的延伸方向上位于所述第三区域的两侧上，并且形成在所述第一掩模层的侧表面上；

通过从所述种子层供应电流，在所述第二开口中的所述种子层上形成镀层(22)；以及

通过去除所述第一掩模层和所述第二掩模层来剥离所述第一开口的外侧的所述种子层，以形成所述第一布线，

其中，所述第一布线包括：固定部，该固定部形成在所述第一布线的边缘上，向上突出，并且固定到所述第二布线；以及突出部，该突出部与所述固定部接触，向上突出，形成在所述第一布线的所述边缘上，并且在与所述第二布线的延伸方向交叉的方向上形成在所述第二布线的外侧上，

所述第一布线的边缘在与所述第二布线的所述延伸方向交叉的所述方向上行进，

所述第一布线的朝向空隙并且位于所述固定部被固定到所述第二布线的区域的下面的侧表面、以及所述突出部的朝向所述空隙的侧表面沿着与所述第二布线的所述延伸方向交叉的所述方向被定位，

形成所述第二掩模层的步骤包括：形成所述第二掩模层，以使得所述种子层的形成在所述第一掩模层的所述侧表面上的另一部分不暴露于所述第二开口，并且所述种子层的所述另一部分位于将形成所述突出部的区域的外部。