DE10162540A1 - Bauelement und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents
Bauelement und Verfahren zu dessen HerstellungInfo
- Publication number
- DE10162540A1 DE10162540A1 DE10162540A DE10162540A DE10162540A1 DE 10162540 A1 DE10162540 A1 DE 10162540A1 DE 10162540 A DE10162540 A DE 10162540A DE 10162540 A DE10162540 A DE 10162540A DE 10162540 A1 DE10162540 A1 DE 10162540A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- additional layer
- component
- layer
- piezoelectric
- electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 29
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 5
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 23
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 15
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 13
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 12
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims description 7
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 claims description 5
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 5
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 4
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 claims description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 claims description 3
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011135 tin Substances 0.000 claims 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 75
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 6
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 3
- 238000001659 ion-beam spectroscopy Methods 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 3
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 3
- 238000002679 ablation Methods 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 2
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 2
- PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N Aluminum nitride Chemical compound [Al]#N PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000681 Silicon-tin Inorganic materials 0.000 description 1
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N lead zirconate titanate Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ti+4].[Zr+4].[Pb+2] HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000010295 mobile communication Methods 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 1
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 239000008237 rinsing water Substances 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Chemical compound [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000000992 sputter etching Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000009966 trimming Methods 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
- H01G4/002—Details
- H01G4/255—Means for correcting the capacitance value
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01C—RESISTORS
- H01C17/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors
- H01C17/22—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors adapted for trimming
- H01C17/24—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors adapted for trimming by removing or adding resistive material
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H3/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators
- H03H3/007—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks
- H03H3/02—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks for the manufacture of piezoelectric or electrostrictive resonators or networks
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/01—Manufacture or treatment
- H10N30/07—Forming of piezoelectric or electrostrictive parts or bodies on an electrical element or another base
- H10N30/074—Forming of piezoelectric or electrostrictive parts or bodies on an electrical element or another base by depositing piezoelectric or electrostrictive layers, e.g. aerosol or screen printing
- H10N30/076—Forming of piezoelectric or electrostrictive parts or bodies on an electrical element or another base by depositing piezoelectric or electrostrictive layers, e.g. aerosol or screen printing by vapour phase deposition
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Abstract
Bei einem Verfahren zum Herstellen eines Bauelements (100) mit einem vorbestimmten physikalischen Parameter wird zunächst das Bauelement (100), das eine Zusatzschicht (118) zur Einstellung des Parameters aufweist, bereitgestellt. Anschließend wird die Zusatzschicht (118) gedünnt, um den vorbestimmten physikalischen Parameter des Bauelements (100) auf einen erwünschten Ziel-Wert einzustellen. Das Bauelement ist ein piezoelektrischer Schwingkreis (100), ein Widerstand, ein Kondensator oder ein induktives Bauelement.
Description
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Bauelements, insbesondere auf ein Verfahren, um einen vorbestimmten physikalischen Parameter auf einen Ziel-Wert einzustellen. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung eines piezoelektrischen Schwingkreises, dessen Eigenfrequenz auf eine erwünschte Zielfrequenz eingestellt wird. Ferner bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Filteranordnung, die solche Bauelemente umfassen.
- Piezoelektrische Schwingkreise finden beispielsweise in Filtern in der Hochfrequenztechnik vielfältige Anwendung, und werden immer mehr eingesetzt. Eine beispielhafte Filterkonfiguration ist ein Bandpassfilter, welches unter anderem in mobilen Kommunikationsgeräten eingesetzt wird.
- Die Eigenfrequenz in piezoelektrischen Schwingkreisen, die in Dünnfilmtechnologie hergestellt sind, hängt von der Schichtdicke der einzelnen Schichten ab. Die Abscheidegenauigkeit der Verfahren, die in der Dünnschichttechnik verwendet werden (PVD, CVD, Aufdampfen, etc.) liegt typischerweise bei (MAX - MIN)/Mittelwert = 10%. Die Schichtdicken variieren innerhalb eines Substrats (Wafers) und von Substrat zu Substrat. Durch eine Optimierung der Abscheideprozesse kann diese Dickenstreuung auf etwa 2 bis 3% verbessert werden.
- Für den Einsatz im NF-Bereich mag diese Genauigkeit ausreichen, jedoch werden piezoelektrische Schwingkreise vorzugsweise im HF-Bereich, z. B. im GHz-Bereich, angewendet. Für solche Anwendungen liegt die erforderliche Genauigkeit bei der Dünnfilmtechnologie unter 0,1% (MAX - MIN) für die Lage der Eigenfrequenz.
- Um diese Genauigkeit der Frequenzlage zu erreichen, existiert ein bekanntes Verfahren zur Herstellung einer Schicht mit einem vorgegebenen Schichtdickenprofil. Hierbei wird auf einem Substrat nach der Abscheidung/Erzeugung des piezoelektrischen Schwingkreises die Eigenfrequenz desselben an mehreren Positionen des Substrats durch Messung bestimmt. Aus der Abweichung der gemessenen Frequenz von der spezifizierten Zielfrequenz wird eine erforderliche Dünnung einer obersten Schicht durchgeführt. Diese Dünnung wird durch lokales Absputtern der obersten Schicht mit einem Ionenstrahl erreicht. Der Ionenstrahl hat einen Durchmesser von ca. 10 mm, was also deutlich größer ist als der Durchmesser eines einzelnen Elements, der bei etwa 1 mm liegt, der aber deutlich kleiner ist als der Durchmesser des Substrats/Wafers, der bei etwa 150 mm liegt. Ein auf dem Substrat/Wafer lokal unterschiedlicher Abtrag gemäß der erforderlichen Frequenzkorrektur wird durch das Abrastern des Ionenstrahls über das Substrat mit lokal unterschiedlicher Ätzrate und/oder Geschwindigkeit erreicht.
- Bei diesem Verfahren hat sich herausgestellt, dass dieses bei der Anwendung auf metallische Schichten Schwierigkeiten birgt, wenn sich die Oberflächen dieser metallischen Schichten durch Lagerung an Luft oder durch nicht-strukturierende Prozesse in der Halbleitertechnologie, wie z. B. Belacken, Entwickeln, Lackstrippen, Wasserspülen usw. chemisch verändert haben. Ein typisches Beispiel für ein solches metallisches Material ist Aluminium, das an der Luft innerhalb einiger Minuten eine zwei bis drei Nanometer dicke Oxidschicht bildet. Diese Schicht hat eine um den Faktor 10 niedrigere Ätzrate im Vergleich zu dem massiven Aluminium und bewirkt somit eine starke Nicht-Linearität für den lokalen Ätzprozess. Ferner werden bei einem Lithographieschritt bereits einige Nanometer Aluminium abgetragen, wodurch sich bereits hier eine unkontrollierte Verschiebung der Eigenfrequenz einstellt. Ähnliche Probleme werden bei anderen Metallen, wie z. B. Wolfram angetroffen.
- Die gerade genannten Probleme ergeben sich nicht nur bei der Herstellung von piezoelektrischen Schwingkreisen, sondern auch bei anderen Bauelementen, bei denen ein Parameter durch Dünnen einer bestimmten Schicht einzustellen ist. Beispielhaft seien hier Widerstände, Kondensatoren oder induktive Bauelemente erwähnt, deren Impedanz durch Dünnen von ausgewählten Schichten einstellbar ist.
- Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung eines Bauelements zu schaffen, bei dem ein erwünschter Zielparameter auf einfache Art und Weise eingestellt werden kann.
- Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gelöst.
- Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zum Herstellen eines Bauelements mit einem vorbestimmten physikalischen Parameter, mit folgenden Schritten:
- a) Bereitstellen des Bauelements, das eine Zusatzschicht zur Einstellung des Parameters aufweist; und
- b) Dünnen der Zusatzschicht, um den vorbestimmten physikalischen Parameter des Bauelements auf einen erwünschten Ziel- Wert einzustellen.
- Vorzugsweise umfasst der Schritt (a) das Erzeugen des Bauelements mit der Zusatzschicht, das Erfassen eines Ist-Wertes des vorbestimmten physikalischen Parameters des Bauelements, und abhängig von dem erfassten Ist-Wert, das Bestimmen eines Betrags, um den die Zusatzschicht zu dünnen ist.
- Das Dünnen der Zusatzschicht kann ein Ätzen der Zusatzschicht, z. B. ein Ionenstrahlätzen, umfassen.
- Vorzugsweise ist die Zusatzschicht aus einem Material hergestellt, das homogen und mit konstanter Rate ätzbar ist, dessen Abtrag also während des Dünnens im wesentlichen linear zu der Dauer des Dünnens ist. Ferner ist das Material vorzugsweise gegenüber Umgebungseinflüssen und/oder gegenüber Prozesseinflüssen bei der Herstellung des Bauelements im wesentlichen stabil.
- Die Zusatzschicht ist vorzugsweise aus einem dielektrischen Material, z. B. Siliziumoxid, Siliziumnitrid oder TiN, oder aus einem Edelmetall, z. B. Gold und Platin, hergestellt.
- Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Bauelement ein piezoelektrischer Schwingkreis, dessen Eigenfrequenz auf eine erwünschte Zielfrequenz eingestellt wird, wobei hier das Dünnen ein Abtragen von Material von der Zusatzschicht für eine festgelegte Zeitdauer umfasst, die abhängig von der erwünschten Frequenzänderung eingestellt ist. Die Zusatzschicht ist hier auf einer Elektrode des piezoelektrischen Schwingkreises aufgebracht, wobei die Elektrode aus Aluminium und/oder Wolfram hergestellt sein kann.
- Der piezoelektrische Schwingkreis umfasst ferner ein Substrat, eine weitere Elektrode, die auf dem Substrat gebildet ist, und eine piezoelektrische Schicht, die zumindest teilweise auf der weiteren Elektrode gebildet ist, wobei die Elektrode auf der piezoelektrischen Schicht gebildet ist.
- Gemäß der vorliegenden Erfindung wird bei der Herstellung des piezoelektrischen Schwingkreises vorzugsweise als letzte Schicht ein Material abgeschieden, das eine chemisch stabile Oberfläche hat. Hierbei handelt es sich vorzugsweise um Dielektrika, wie z. B. Siliziumnitrid (SiN), Siliziumoxid (SiO), oder um Edelmetalle, wie z. B. Gold (Au) oder Platin (Pt). In diesen Materialien ist die Ätzrate (nm/sek), z. B. beim Ionenstrahlsputtern, selbst beim Abtrag von nur wenigen Nanometern nahezu perfekt konstant. Der sogenannte "Breakthrough"- Effekt, der z. B. in Aluminium beim Übergang vom Aluminiumoxid zum reinen Aluminium extrem stark ausgeprägt ist, fällt weg. Auch die Frequenzänderungsrate (MHz/nm) hat ein im wesentlichen lineares Verhalten bis hinunter zu kleinsten Änderungen, was bei Aluminium ebenfalls nicht gegeben ist. Diese Linearität der beiden Zusammenhänge (nm-Abtrag pro Sekunde Ätzzeit und MHz-Frequenzänderung pro nm-Abtrag), ist für ein erfolgreiches Korrekturverfahren oder Frequenzeinstellungsverfahren eine erforderliche Voraussetzung.
- Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Erkenntnis zugrunde, dass durch das Aufbringen einer speziellen Zusatzschicht auf ein Bauelement, die für das lokale Ätzen zur Korrektur eine Parameters, z. B. zur Frequenzkorrektur, des Bauelements verwendet wird, die erforderliche Linearität des Korrekturprozesse erreicht wird, die auf Metallen nicht gegeben ist.
- Sofern die Zusatzschicht beim Dünnen nicht vollständig entfernt wird, kann zusätzlich eine Passivierung des Bauelements erreicht werden, was den Vorteil hat, dass das so erzeugte Bauelement aufgrund der Zusatzschicht vor Umgebungseinflüssen geschützt ist, so dass keine hermetische Gehäusung desselben erforderlich ist, wodurch die Herstellungskosten drastisch gesenkt werden können.
- Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist das Bauelement ein Widerstand, ein Kondensator oder ein induktives Bauelement ist, dessen Impedanzwerte auf eine erwünschte Zielimpedanz eingestellt wird.
- Gemäß einem weiteren Aspekt schafft die vorliegende Erfindung eine Filteranordnung mit einem oder mehreren Bauelementen, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt sind.
- Bevorzugte Weiterbildungen der vorliegenden Anmeldung sind in den Unteransprüchen definiert.
- Anhand der beiliegenden Zeichnungen werden nachfolgend bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung näher erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1A einen piezoelektrischen Schwingkreis gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, der die erfindungsgemäße Zusatzschicht aufweist;
- Fig. 1B den piezoelektrischen Schwingkreis aus Fig. 1A mit gedünnter Zusatzschicht und somit mit eingestellter Zielfrequenz; und
- Fig. 2 einen piezoelektrischen Schwingkreis gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, der die erfindungsgemäße Zusatzschicht aufweist;
- In Fig. 1A ist mit dem Bezugszeichen 100 ein piezoelektrischer Schwingkreis bezeichnet. Der piezoelektrischer Schwingkreis 100 umfasst ein Substrat 102, das eine erste, untere Oberfläche 104 sowie eine zweite, obere Oberfläche 106 aufweist. Auf der oberen Oberfläche 106 des Substrats 102 ist eine Reflexionsschicht 108 gebildet. Auf der dem Substrat 102 abgewandten Oberfläche 110 der Reflexionsschicht 108 ist zumindest teilweise eine erste, untere Elektrode 112 gebildet. Auf einem Abschnitt der unteren Elektrode 112 ist eine piezoelektrische Schicht 114 gebildet. Auf der dem Substrat 102 abgewandten Oberfläche der piezoelektrischen Schicht 114 ist eine zweite, obere Elektrode 116 gebildet. Auf der oberen Elektrode 116 ist eine Zusatzschicht 118 gebildet.
- In der Reflexionsschicht 108 ist ein akustischer Reflektor 120 angeordnet, der eine Mehrzahl von Einzelschichten 120a, 120b und 120c aufweist, die wechselweise eine hohe akustische Impedanz und eine niedrige akustische Impedanz aufweisen. Durch den akustischen Reflektor 120 ist die darüber angeordnete Schwingkreisanordnung von dem darunterliegenden Substrat 102 akustisch entkoppelt. Alternativ kann die Entkopplung auch durch Bildung einer Ausnehmung in dem Substrat 102 zur Erzeugung eines Membranbereichs, auf dem der piezoelektrische Schwingkreis gebildet ist, herbeigeführt werden.
- Bei dem in Fig. 1A gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Material der piezoelektrischen Schicht 114 vorzugsweise Aluminiumnitrid (AlN), kann jedoch auch Zinkoxid (ZnO) oder Blei- Zirkonium-Titanat (PZT) sein. Die in Fig. 1A dargestellte Anordnung hat eine Zielfrequenz von zwei GHz, und herkömmlicherweise wurde dieselbe mit einer einschichtigen oberen Elektrode 116 hergestellt, die vollständig aus Aluminium hergestellt war und eine Dicke von etwa 300 nm aufwies. Erfindungsgemäß wird anstelle der einschichtigen oberen Elektrode 116 die in Fig. 1A gezeigte zweischichtige Struktur 116, 118 verwendet, bei der ein Teil der Aluminiumschicht 116 durch Siliziumnitrid 118 ersetzt wird. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel hat die Aluminiumschicht 116, eine Dicke von etwa 250 nm, und die Zusatzschicht 118 hat eine Dicke von etwa 50 nm.
- Wie oben erwähnt, hat Siliziumnitrid den Vorteil, dass hier eine Linearität der Zusammenhänge Abtrag pro Ätzzeit sowie Frequenzänderung pro Abtrag besteht, so dass eine Frequenzkorrektur von z. B. 3 bis 8 MHz mit einer Genauigkeit von etwa 300 kHz ermöglicht wird. Würde man diese Korrektur in Aluminium alleine versuchen, so ergäbe sich eine Ungenauigkeit von mehreren Megahertz.
- Das Einstellen der in Fig. 1A gezeigten Struktur 100 auf eine erwünschte Zielstruktur, also das Trimmen oder Verstimmen des in Fig. 1A gezeigten piezoelektrischen Schwingkreises 100 erfolgt derart, dass bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel nach dem Erzeugen des piezoelektrischen Schwingkreises mit Zusatzschicht zunächst die Eigenfrequenz desselben unter Verwendung üblicher Verfahren erfasst wird. Ausgehend von der erfassten Eigenfrequenz (IST-Frequenz) wird ein Betrag bestimmt, um den die Zusatzschicht 118 zu dünnen ist, beispielsweise durch Ionenstrahl-Sputtern, welches oben beschrieben wurde, und wie dies in Fig. 1A durch die Pfeile 122 angedeutet ist. Abhängig von den erforderlichen Frequenzänderungen, wird die vorbestimmte Dicke der Schicht entfernt, indem die Sputterzeit entsprechend eingestellt wird. Aufgrund der linearen Zusammenhänge ist hier eine gute Genauigkeit erreichbar.
- In Fig. 1B ist die sich ergebende Struktur 100 nach dem Ionenätzen gezeigt. Wie zu erkennen ist, wurde die Zusatzschicht 118 auf der oberen Elektrode 116 gedünnt, um so die Eigenfrequenz des piezoelektrischen Schwingkreises auf die erwünschte Zielfrequenz einzustellen.
- Nachfolgend wird anhand der Fig. 2 ein zweites bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung näher erläutert, wobei hier ähnliche oder gleiche Elemente, die bereits anhand der Fig. 1 beschrieben wurden, mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind und nicht erneut näher erläutert werden. In Fig. 2 ist ein piezoelektrischer Schwingkreis gezeigt, der wiederum ein Substrat 102 umfasst, auf dessen oberer Oberfläche 110 die erste Elektrode 112 gebildet ist. Auf dieser Elektrode ist wiederum die piezoelektrische Schicht 114 gebildet, auf der die obere Elektrode 116 und die Zusatzschicht 118 erzeugt wurde. Ferner ist eine Isolationsschicht 124 auf der Oberfläche 110 gebildet und die piezoelektrische Schicht 114 ist zumindest teilweise auf der unteren Elektrode 112 und der Isolationsschicht 124 angeordnet. Der piezoelektrische Schwingkreis (aktiver Bereich) ist durch die überlappenden Bereiche der Elektroden 112 und 116 festgelegt.
- Anders als bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist bei dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel die Zusatzschicht 118 auf der Oberfläche der oberen Elektrode 116 und auf der Oberfläche der piezoelektrischen Schicht 114 abgeschieden. Die Abscheidung der Zusatzschicht kann auch ganzflächig erfolgen, um alle freiliegenden Oberflächen zu bedecken, was herstellungstechnisch zu bevorzugen ist, da hierdurch ein kompletter Wafer mit einer Vielzahl von piezoelektrischen Schwingkreisen in einem Arbeitsgang mit der Zusatzschicht versehen werden kann.
- Wie in Fig. 2 ferner zu sehen ist, umfasst die untere Elektrode 112 einen Abschnitt, der sich von der piezoelektrischen Schicht 114 erstreckt, also von derselben nicht bedeckt ist. In diesem Bereich ist ein erster Anschluss 126 (Eingang oder Ausgang) vorgesehen, über den der piezoelektrische Schwingkreis 200 mit einem Draht 128 anschließbar ist. Ebenso wie die untere Elektrode 112 ist auch die obere Elektrode 116 in einem Abschnitt herausgezogen, wobei dieser Abschnitt dem isolierenden Abschnitt 124 gegenüberliegt. In diesem Bereich ist ein zweiter Anschluss 130 (Ausgang oder Eingang) vorgesehen, über den der piezoelektrische Schwingkreis 200 über einen Draht 132 anschließbar ist. Über die Anschlüsse 126 und 130 wird der piezoelektrische Schwingkreis elektrisch mit anderen Komponenten verbunden.
- Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die in den Fig. 1 und 2 beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern anstelle der beschriebenen Materialien können für die Elektroden auch Wolfram oder andere geeignete Metalle oder Kombinationen von Aluminium und Wolfram eingesetzt werden, um mehrschichtige Elektroden zu bilden. Anstelle des beschriebenen Siliziumnitrids kann auch Siliziumoxid oder ein Edelmetall, wie z. B. Gold oder Platin, als Zusatzschicht 116b eingesetzt werden.
- Die Zusatzschicht kann, anders als in Fig. 1 und 2 gezeigt, auch ganzflächig abgeschieden werden, so dass alle freiliegenden Abschnitte der Elektroden, der piezoelektrischen Schicht und des Substrats bedeckt sind.
- Anstelle der einschichtigen piezoelektrischen Schichten 114 können auch mehrschichtige piezoelektrische Abschnitte 114verwendet werden, bei denen eine erste Schicht aus einem ersten piezoelektrischen Material mit einer ersten Orientierung und eine Zusatzschicht aus einem piezoelektrischen Material mit einer zweiten Orientierung, die der ersten Orientierung entgegengesetzt ist, verwendet werden, wobei die zwei Schichten akustisch miteinander gekoppelt sind. Alternativ kann beim Einsatz von PZT-Material für die piezoelektrische Schicht dieses derart abgeschieden werden, das in einem ersten Abschnitt die Orientierung dieses Materials in eine erste Richtung ist, und einem zweiten Abschnitt die Orientierung in eine entgegengesetzte Richtung ist.
- Die Zusatzschicht wird abhängig von dem Material mit einer Dicke von etwa 20 nm bis 200 nm, vorzugsweise mit etwa 100 nm abgeschieden.
- Obwohl oben zwei bevorzugte Ausführungsbeispiel anhand von piezoelektrischen Schwingkreisen beschrieben wurden, ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt. Das erfindungsgemäße Verfahren kann auf alle Bauelemente angewendet werden, die einen charakteristischen Parameter aufweisen, der durch Dünnen einer Zusatzschicht eingestellt werden kann. So können beispielsweise bei Widerständen, Kondensatoren oder induktiven Bauelementen die erfindungsgemäße Zusatzschicht vorgesehen sein, um deren Impedanz auf eine erwünschten Zielwert einzustellen. Bezugszeichenliste 100 Bauelement
102 Substrat
104 untere Oberfläche des Substrats
106 obere Oberfläche des Substrats
108 Reflexionsschicht
110 Oberfläche der Reflexionsschicht
112 untere Elektrode
114 piezoelektrische Schicht
116 obere Elektrode
118 Zusatzschicht
120 akustischer Reflektor
120a-120c Einzelschichten des akustischen Reflektors
122 Ionenstrahl-Sputtern
124 Isolationsschicht
126 Anschluss
128 Draht
130 Anschluss
132 Draht
200 Bauelement
Claims (15)
1. Verfahren zum Herstellen eines Bauelements (100; 200) mit
einem vorbestimmten physikalischen Parameter, mit folgenden
Schritten:
a) Bereitstellen des Bauelements (100; 200), das eine
Zusatzschicht (118) zur Einstellung des Parameters aufweist;
und
b) Dünnen der Zusatzschicht (118), um den vorbestimmten
physikalischen Parameter des Bauelements auf einen erwünschten
Ziel-Wert einzustellen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Schritt (a)
folgende Schritte umfasst:
1. (a.1.) Erzeugen des Bauelements (100; 200) mit der
Zusatzschicht (118);
2. (a.2.) Erfassen eines Ist-Wertes des vorbestimmten
physikalischen Parameters des Bauelements (100; 200); und
3. (a.3.) abhängig von dem erfassten Ist-Wert, Bestimmen eines
Betrags, um den die Zusatzschicht (118) zu dünnen ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Schritt (c)
ein Ätzen der Zusatzschicht (118) umfasst.
4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem das Ätzen ein
Ionenstrahlätzen umfasst.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die
Zusatzschicht (118) aus einem Material besteht, dessen
Abtragrate während des Dünnens im wesentlichen konstant ist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die
Zusatzschicht (118) aus einem Material besteht, das gegenüber
Umgebungseinflüssen und/oder gegenüber Prozesseinflüssen bei
der Herstellung des Bauelements (100; 200) im wesentlichen
stabil ist.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die
Zusatzschicht (118) aus einem dielektrischen Material oder
aus einem Edelmetall hergestellt ist.
8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem das Material für die
Zusatzschicht (118) aus einer Gruppe ausgewählt ist, die
Siliziumoxid, Siliziumnitrid, TiN, Gold und Platin umfasst.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem das
Bauelement (100; 200) ein piezoelektrischer Schwingkreis ist,
dessen Eigenfrequenz auf eine erwünschte Zielfrequenz
eingestellt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem der Schritt des
Dünnens das Abtragen von Material von der Zusatzschicht (118)
für eine festgelegte Zeitdauer umfasst, die abhängig von der
erwünschten Frequenzänderung eingestellt ist.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, bei dem die
Zusatzschicht (118) auf einer Elektrode (116) des piezoelektrischen
Schwingkreises (100; 200) aufgebracht ist.
12. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem die Elektrode (116)
aus Aluminium und/oder Wolfram hergestellt ist.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei dem der
piezoelektrische Schwingkreis (100; 200) ferner ein Substrat
(102), eine weitere Elektrode (112), die auf dem Substrat
(102) gebildet ist, und eine piezoelektrische Schicht (114)
umfasst, die zumindest teilweise auf der weiteren Elektrode
(112) gebildet ist, wobei die Elektrode (116) auf der
piezoelektrischen Schicht (114) gebildet ist.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem das
Bauelement ein Widerstand, ein Kondensator oder ein
induktives Bauelement ist, dessen Impedanzwerte auf eine erwünschte
Zielimpedanz eingestellt wird.
15. Filteranordnung mit einem oder mehreren Bauelementen, die
nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14
hergestellt sind.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10162540A DE10162540A1 (de) | 2001-12-19 | 2001-12-19 | Bauelement und Verfahren zu dessen Herstellung |
PCT/EP2002/014191 WO2003052839A1 (de) | 2001-12-19 | 2002-12-12 | Bauelement und verfahren zu dessen herstellung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10162540A DE10162540A1 (de) | 2001-12-19 | 2001-12-19 | Bauelement und Verfahren zu dessen Herstellung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10162540A1 true DE10162540A1 (de) | 2003-07-10 |
Family
ID=7709897
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE10162540A Withdrawn DE10162540A1 (de) | 2001-12-19 | 2001-12-19 | Bauelement und Verfahren zu dessen Herstellung |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE10162540A1 (de) |
WO (1) | WO2003052839A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7535324B2 (en) | 2007-06-15 | 2009-05-19 | Avago Technologies Wireless Ip, Pte. Ltd. | Piezoelectric resonator structure and method for manufacturing a coupled resonator device |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4376129A (en) * | 1979-12-29 | 1983-03-08 | Chinoin Gyogyszer Es Vegyeszeti Termekek Gyara Rt. | Self-degrading composition and fodder |
WO2001091289A1 (en) * | 2000-05-24 | 2001-11-29 | Tdk Corporation | Improvements to filters |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2079066B (en) * | 1980-06-23 | 1983-09-21 | Hull Corp | Trimmable electrical inductors |
IT1171401B (it) * | 1981-07-20 | 1987-06-10 | Selenia Ind Eletroniche Associ | Aggiustamento a valore trimming diresistori a film sottile mediante erosione ionica |
US4978879A (en) * | 1988-07-27 | 1990-12-18 | Fujitsu Limited | Acoustic surface wave element |
US5266529A (en) * | 1991-10-21 | 1993-11-30 | Trw Inc. | Focused ion beam for thin film resistor trim on aluminum nitride substrates |
-
2001
- 2001-12-19 DE DE10162540A patent/DE10162540A1/de not_active Withdrawn
-
2002
- 2002-12-12 WO PCT/EP2002/014191 patent/WO2003052839A1/de not_active Application Discontinuation
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4376129A (en) * | 1979-12-29 | 1983-03-08 | Chinoin Gyogyszer Es Vegyeszeti Termekek Gyara Rt. | Self-degrading composition and fodder |
WO2001091289A1 (en) * | 2000-05-24 | 2001-11-29 | Tdk Corporation | Improvements to filters |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7535324B2 (en) | 2007-06-15 | 2009-05-19 | Avago Technologies Wireless Ip, Pte. Ltd. | Piezoelectric resonator structure and method for manufacturing a coupled resonator device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2003052839A1 (de) | 2003-06-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1393440B1 (de) | Piezoelektrische resonatorvorrichtung mit verstimmungsschichtfolge | |
DE10207342B4 (de) | Verfahren zum Liefern unterschiedlicher Frequenzeinstellungen bei einem akustischen Dünnfilmvolumenresonator- (FBAR-) Filter und Vorrichtung, die das Verfahren beinhaltet | |
DE10207341B4 (de) | Verfahren zum Erzeugen akustischer Dünnfilmvolumenresonatoren (FBARs) mit unterschiedlichen Frequenzen auf einem einzelnen Substrat und Vorrichtung, die das Verfahren beinhaltet | |
DE10330136B4 (de) | Film Bulk Acoustic Resonator (FBAR) und Verfahren zu seiner Herstellung | |
DE10163297B4 (de) | Oberflächenwellenbauelement und Verfahren zum Herstellen desselben | |
DE102004041178B4 (de) | Akustischer Filmresonator und Verfahren zu dessen Herstellung | |
DE102006019505B4 (de) | Verfahren zur Herstellung einer strukturierten Bodenelektrode in einem piezoelektrischen Bauelement | |
DE102010064001A1 (de) | Verfahren zum Herstellen einer Elektrode für einen Bulk-Akustik-Resonator | |
DE10207328A1 (de) | Verfahren zum Liefern unterschiedlicher Frequenzeinstellungen bei einem akustischen Dünnfilmvolumenresonator- (FBAR-) Filter und Vorrichtung, die das Verfahren beinhaltet | |
DE10207330A1 (de) | Verfahren zum Herstellen akustischer Dünnfilmvolumenresonatoren (FBARs) mit unterschiedlichen Frequenzen auf dem gleichen Substrat durch eine Subtraktionsverfahren und Vorrichtung, die das Verfahren beinhaltet | |
EP1219028A1 (de) | Akustischer spiegel und verfahren zu dessen herstellung | |
EP1464113B1 (de) | Verfahren zur herstellung einer topologieoptimierten elektrode für einen resonator in dünnfilmtechnologie | |
DE10316716A1 (de) | Bauelement mit einer piezoelektrischen Funktionsschicht | |
WO2003043188A1 (de) | Passivierter baw-resonator und baw-filter | |
EP0606607A1 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Vielschichtkondensators | |
DE102006008721B4 (de) | Verfahren zur Herstellung eines akustischen Spiegels für einen piezoelektrischen Resonator und Verfahren zur Herstellung eines piezoelektrischen Resonators | |
DE102010003129B4 (de) | Ein Verfahren zum Herstellen eines Bauelements auf einem Substrat | |
EP1456947B1 (de) | Piezoelektrischer schwingkreis, verfahren zu dessen herstellung und filteranordnung | |
DE102012107155B4 (de) | Topografische Struktur und Verfahren zu deren Herstellung | |
DE102017106055B4 (de) | Trägersubstrat für stressempflindliches Bauelement und Verfahren zur Herstellung | |
DE10162540A1 (de) | Bauelement und Verfahren zu dessen Herstellung | |
EP1132973A1 (de) | Metall-Isolator-Metall-Kondensator und Verfahren zu seiner Herstellung | |
EP1390559B1 (de) | Verfahren zur herstellung einer schicht mit einem vordefinierten schichtdickenprofil | |
DE10161286A1 (de) | Integriertes Halbleiterprodukt mit Metall-Isolator-Metall-Kondensator | |
DE102008016613B4 (de) | Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Bauelements mit mindestens einer dielektrischen Schicht und ein elektrisches Bauelement mit mindestens einer dielektrischen Schicht |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8130 | Withdrawal |