JP2000059165A - Surface acoustic wave device and manufacture therefor - Google Patents
Surface acoustic wave device and manufacture thereforInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、焦電性による歩留
まりの低下も防止した弾性表面波装置およびその製造方
法に関する。[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a surface acoustic wave device in which a decrease in yield due to pyroelectricity is prevented and a method of manufacturing the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】一般に、弾性表面波装置は、主な用途と
してはテレビジョン用の映像、音声用フィルタや衛生放
送受信用フィルタあるいは共振子などがあり、弾性表面
波フィルタの移動体通信用フィルタに用いられている。2. Description of the Related Art Generally, a surface acoustic wave device is mainly used for a video and audio filter for television, a filter for receiving a satellite broadcast or a resonator, and a filter for mobile communication of a surface acoustic wave filter. It is used for
【０００３】そして、従来、このように移動体通信分野
の弾性表面波装置は、マイクロ波帯域および中間周波数
帯域において用いられているが、特にマイクロ波帯域に
おいては対象となる通信システムの送信および受信帯域
が数１０ＭＨｚと大きいことから、弾性表面波素子を形
成する圧電性基板もこうした広い通過帯域を形成しやす
い大きな電気機械結合係数をもつ、たとえば３６Ｙ−Ｘ
ＬｉＴａＯ3 や６４Ｙ−Ｘ ＬｉＮｂＯ3 などの圧電
性基板が用いられており、このような圧電性基板にフォ
トエングロービングプロセスによりアルミニウム（Ａ
ｌ）などの櫛形電極の弾性表面波素子や反射器を形成す
る。Conventionally, such a surface acoustic wave device in the field of mobile communication has been used in a microwave band and an intermediate frequency band. In particular, in the microwave band, transmission and reception of a target communication system are performed. Since the band is as large as several tens of MHz, the piezoelectric substrate forming the surface acoustic wave element also has a large electromechanical coupling coefficient that can easily form such a wide pass band, for example, 36Y-X
A piezoelectric substrate such as LiTaO 3 or 64Y-X LiNbO 3 is used, and aluminum (A) is formed on such a piezoelectric substrate by a photoengraving process.
1) A comb-shaped electrode surface acoustic wave element or reflector is formed.
【０００４】ところが、３６Ｙ−Ｘ ＬｉＴａＯ3 や６
４Ｙ−Ｘ ＬｉＮｂＯ3 などの圧電性基板は、強い焦電
性を有している。However, 36Y-X LiTaO 3 and 6
Piezoelectric substrates such as 4Y-X LiNbO 3 have strong pyroelectricity.
【０００５】ここで、弾性表面波素子の櫛形電極や反射
器を形成するには、圧電性基板上にアルミニウムの金属
薄膜を形成し、この金属薄膜の上面にレジストを塗布
し、電極パターンを描画したマスクにより露光、現像、
ドライエッチングあるいはウエットエッチングにより電
極を形成し、その後レジストを剥離している。特に、弾
性表面波素子の周波数が高くなり櫛形電極の部分のアル
ミニウムの膜厚が薄くなってきた場合、弾性表面波素子
に接続されるたとえばボンディングパッドを２層化する
ことによりボンディング強度を上げたい要求もある。ま
た、弾性表面波素子の一部に保護膜を設けたい場合も圧
電性基板上に複数のパターニングされた層を形成するこ
とになる。Here, in order to form a comb-shaped electrode or a reflector of a surface acoustic wave element, an aluminum metal thin film is formed on a piezoelectric substrate, a resist is applied on the upper surface of the metal thin film, and an electrode pattern is drawn. Exposure, development,
An electrode is formed by dry etching or wet etching, and then the resist is stripped. In particular, when the frequency of the surface acoustic wave element increases and the film thickness of aluminum in the portion of the comb-shaped electrode decreases, it is desired to increase the bonding strength by, for example, forming two layers of bonding pads connected to the surface acoustic wave element. There are also requests. Also, when it is desired to provide a protective film on a part of the surface acoustic wave element, a plurality of patterned layers are formed on the piezoelectric substrate.
【０００６】さて、このようなレジスト塗布からレジス
ト剥離までのプロセスにおいては、レジストのベークあ
るいは着膜時など２００℃程度の熱履歴を経るため、焦
電性を有する圧電性基板はこの昇温工程、降温工程で表
面に電荷を発生させる。また、圧電性基板上にすでに導
体パターンが形成され全ての導体パターンが同電位に短
絡されていない場合、発生電荷はそれぞれの短絡された
導体パターンの端部に集中し、一般的には隣接する短絡
されていない導体パターン間では発生した電荷により、
周囲の導体パターンの配置の違いから電位差を生ずる。In the process from the application of the resist to the removal of the resist, the piezoelectric substrate having a pyroelectric property undergoes a heat history of about 200 ° C., such as during baking or deposition of the resist. In addition, charges are generated on the surface in the temperature lowering step. In addition, when a conductor pattern is already formed on the piezoelectric substrate and all the conductor patterns are not short-circuited to the same potential, the generated charges concentrate on the ends of the respective short-circuited conductor patterns, and are generally adjacent to each other. Due to the charge generated between conductor patterns that are not short-circuited,
A potential difference is generated due to the difference in the arrangement of the surrounding conductor patterns.
【０００７】一方、弾性表面波素子が高周波数に対応し
ている場合、導体パターン間の距離は数μｍからサブμ
ｍのオーダーとなり、導体パターン間には非常に強い電
界が存在し、導体パターンに溶断が発生したり、導体パ
ターンの分岐する部分で分極反転が発生して特性を損な
う。On the other hand, when the surface acoustic wave element supports a high frequency, the distance between the conductor patterns is several μm to sub-μm.
m, and a very strong electric field exists between the conductor patterns, causing fusing of the conductor patterns and polarization reversal at the branching portions of the conductor patterns, thereby deteriorating the characteristics.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】上述のように、焦電性
を有する圧電性基板上に複数層の弾性表面波素子を形成
しようとした際、導体パターン上に互いに接続されてい
ない部分が存在する場合には、複数層のパターニングに
ともなうプロセス内の昇温工程および降温工程により、
互いに接続されていない部分間の電界により導体パター
ンの溶断あるいは分極反転が生じ、弾性表面波素子の特
性が損なわれる問題を有している。As described above, when a plurality of layers of a surface acoustic wave element are formed on a piezoelectric substrate having pyroelectricity, portions which are not connected to each other are present on a conductor pattern. In the case of performing, by the temperature raising step and the temperature lowering step in the process accompanying the patterning of the plurality of layers,
There is a problem that the electric field between the parts that are not connected to each other causes fusing or polarization reversal of the conductor pattern, thereby deteriorating the characteristics of the surface acoustic wave element.
【０００９】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
で、焦電性を有する基板に導体パターンを形成しても特
性劣化の少ない弾性表面波装置およびその製造方法を提
供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in consideration of the above problems, and has as its object to provide a surface acoustic wave device with less characteristic deterioration even when a conductor pattern is formed on a pyroelectric substrate, and a method of manufacturing the same. I do.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明は、焦電性を有す
る基板と、導電性を有する導電性レジストを用いてエッ
チングしこの基板上に形成され電気的に短絡されていな
い導体パターンを有する弾性表面波素子とを具備したも
のである。According to the present invention, there is provided a substrate having a pyroelectric property and a conductive pattern formed on the substrate by etching using a conductive resist having a conductive property and not electrically short-circuited. And a surface acoustic wave element.
【００１１】そして、電気的に短絡されていない導体パ
ターンに導電性レジストを用いることにより、製造途中
の焦電性の基板を温度昇降工程で焦電性の基板に電荷が
発生しても、互いに電気的に接続されない導体パターン
をこの導電性レジストにより同電位にし、導体パターン
の溶断および分極反転の発生を抑制し良好な特性とす
る。Further, by using a conductive resist for the conductor pattern that is not electrically short-circuited, even if charges are generated on the pyroelectric substrates during the temperature raising / lowering step during the manufacturing process, the pyroelectric substrates can be electrically connected to each other. The conductive patterns that are not electrically connected are made to have the same potential by this conductive resist, thereby suppressing the occurrence of fusing and polarization reversal of the conductive patterns to obtain good characteristics.
【００１２】さらに、弾性表面波素子は、複数層に積層
されたボンディングパッドが接続されたもので、ボンデ
ィングパッドの強度を向上する。Further, the surface acoustic wave element is connected to bonding pads laminated in a plurality of layers, and improves the strength of the bonding pads.
【００１３】またさらに、焦電性を有する基板上に電気
的に短絡されていない導電パターンを有する弾性表面波
素子を形成する形成工程と、前記導体パターンに導電性
を有する導電性レジストを形成するレジスト形成工程
と、この導電性レジストを剥離するレジスト剥離工程
と、前記レジスト形成工程の後前記レジスト剥離工程の
間の導電性レジストを有する状態で昇温および降温させ
る温度昇降工程とを具備するものである。Still further, a step of forming a surface acoustic wave element having a conductive pattern which is not electrically short-circuited on a substrate having pyroelectricity, and forming a conductive resist having conductivity on the conductive pattern. A resist forming step, a resist stripping step of stripping the conductive resist, and a temperature raising and lowering step of raising and lowering the temperature with the conductive resist between the resist forming step and the resist stripping step after the resist forming step It is.
【００１４】そして、レジスト形成工程の後、レジスト
剥離工程の間の導電性レジストを有する状態で昇温およ
び降温させる温度昇降工程を有するので、焦電性の基板
の温度を昇降させる温度昇降工程で焦電性の基板に電荷
が発生しても、互いに電気的に接続されない導体パター
ンをこの導電性レジストにより同電位にし、導体パター
ンの溶断および分極反転の発生を抑制でき、良好な特性
にできる。In addition, after the resist forming step, there is provided a temperature raising and lowering step of raising and lowering the temperature with the conductive resist in between the resist removing step and the conductive resist. Even if charges are generated on the pyroelectric substrate, conductor patterns that are not electrically connected to each other are made to have the same potential by this conductive resist, so that the occurrence of fusing and polarization reversal of the conductor patterns can be suppressed, and good characteristics can be obtained.
【００１５】また、導電性レジストは、導電性フォトレ
ジストであるもので、簡単に製造可能である。The conductive resist is a conductive photoresist and can be easily manufactured.
【００１６】さらに、導電性レジストは、非導電性レジ
ストと、この非導電性レジストに混在された導電性微粒
子とを有するもので、汎用の非導電性レジストを用いる
ことができ、製造工程を煩雑化しない。Further, the conductive resist has a non-conductive resist and conductive fine particles mixed in the non-conductive resist, and a general-purpose non-conductive resist can be used, which complicates the manufacturing process. Does not change.
【００１７】また、導電性レジストは、導電性有機物ポ
リマーを少なくとも一部に有するもので、製造工程を煩
雑化しない。The conductive resist has a conductive organic polymer in at least a part thereof, and does not complicate the manufacturing process.
【００１８】さらに、導電性レジストは、イオン伝導に
よる導電性を有するイオンを含むもので、製造工程を煩
雑化しない。Furthermore, the conductive resist contains ions having conductivity by ion conduction, and does not complicate the manufacturing process.
【００１９】[0019]
【発明の実施の形態】以下、本発明の弾性表面波装置の
一実施の形態の弾性表面波フィルタを図面を参照して説
明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A surface acoustic wave filter according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００２０】図１に示すように、この弾性表面波フィル
タは、３６Ｙ−Ｘ ＬｉＴａＯ3 の焦電性を有する圧電
性の基板１に、電気エネルギを弾性エネルギに変換する
弾性表面波素子であるアルミニウム（Ａｌ）の金属薄膜
の弾性表面波共振子２1 と２ポートの弾性表面波共振子
フィルタ２2 を有するインターデジタルトランスデュー
サ（ＩＤＴ）２が形成され、このインターデジタルトラ
ンスデューサ２は、複数の導体パターンの櫛歯電極2a〜
2fを有しており、この一部の櫛歯電極2a〜2fには、ボン
ディングパッド３が接続され、このボンディングパッド
３は第１層の金属薄膜3a上に第２層の金属薄膜3bが積層
されて形成されている。As shown in FIG. 1, this surface acoustic wave filter comprises a piezoelectric substrate 1 having a pyroelectric property of 36Y-X LiTaO 3 and an aluminum surface acoustic wave element for converting electric energy into elastic energy. An interdigital transducer (IDT) 2 having a surface acoustic wave resonator 21 of a metal thin film of (Al) and a surface acoustic wave resonator filter 22 of two ports is formed. Tooth electrode 2a ~
A bonding pad 3 is connected to some of the comb-teeth electrodes 2a to 2f, and the bonding pad 3 is formed by laminating a second-layer metal thin film 3b on a first-layer metal thin film 3a. It has been formed.
【００２１】また、インターデジタルトランスデューサ
２の側方に位置して、弾性エネルギを閉じ込める導体パ
ターンのアルミニウムの金属薄膜の反射器４が複数形成
されている。Further, a plurality of reflectors 4 made of a metal thin film of aluminum having a conductor pattern for confining elastic energy are formed on the side of the interdigital transducer 2.
【００２２】次に、この図１に示す弾性表面波装置の製
造工程について説明する。Next, the manufacturing process of the surface acoustic wave device shown in FIG. 1 will be described.
【００２３】図２は、３６Ｙ−Ｘ ＬｉＴａＯ3 の基板
11で、この基板11上に図３に示すように１５００オング
ストロームの膜厚でアルミニウムをスパッタリングによ
り成膜しアルミニウム薄膜12を形成する。FIG. 2 shows a substrate of 36Y-X LiTaO 3 .
At 11, a film of aluminum having a thickness of 1500 angstroms is formed on the substrate 11 by sputtering to form an aluminum thin film 12, as shown in FIG.
【００２４】次に、このアルミニウム薄膜12が形成され
た基板11に、図４に示すようなインターデジタルトラン
スデューサ２、ボンディングパッド３の第１層の金属薄
膜3aおよび反射器４を形成するとともに、インターデジ
タルトランスデューサ２の入力側ＧＮＤとなる櫛歯電極
2e、ボンディングパッド３の第１層の金属薄膜3aおよび
反射器４を同電位にする細い線状のダイシングライン15
の１チップ分の電極パターン16が、図５に示すように複
数個形成される。Next, on the substrate 11 on which the aluminum thin film 12 is formed, the interdigital transducer 2, the first metal thin film 3a of the bonding pad 3 and the reflector 4 as shown in FIG. Comb-tooth electrode serving as input GND of digital transducer 2
2e, a thin linear dicing line 15 for bringing the first metal thin film 3a of the bonding pad 3 and the reflector 4 to the same potential.
A plurality of electrode patterns 16 for one chip are formed as shown in FIG.
【００２５】そして、導電性レジストを塗布し、図６に
示すように、導電性レジスト膜17を形成し、この導電性
レジスト膜17にはボンディングパッド３に対応する位置
に露光、現像で窓18を形成する。なお、導電性レジスト
としては、非導電性のレジストに導電性微粒子が混在さ
れたものを用いる。Then, a conductive resist is applied, and a conductive resist film 17 is formed as shown in FIG. 6, and the conductive resist film 17 is exposed at a position corresponding to the bonding pad 3 by exposure and development. To form Note that a conductive resist in which conductive fine particles are mixed in a non-conductive resist is used.
【００２６】さらに、この導電性レジスト膜17上に８０
００オングストロームのアルミニウム膜を蒸着により形
成し、導電性レジスト膜17をリフトオフしてこの導電性
レジスト膜17の剥離時に不要個所のアルミニウム膜が除
去され、ボンディングパッド３の第１層の金属薄膜3a上
に、第２層の金属薄膜3bが形成され、ボンディングの強
度を向上し、信頼性が向上する。Further, on the conductive resist film 17, 80
An aluminum film of 00 angstrom is formed by vapor deposition, and the conductive resist film 17 is lifted off to remove unnecessary portions of the aluminum film when the conductive resist film 17 is peeled off. Then, a second-layer metal thin film 3b is formed, so that the bonding strength is improved and the reliability is improved.
【００２７】また、この第２層の金属薄膜3bを形成する
際には、導電性レジスト膜17を用いているので、ダイシ
ングライン15に接続されていない櫛歯電極2a，2b，2c，
2d，2fも、インターデジタルトランスデューサ２の櫛歯
電極2e、ボンディングパッド３の第１層の金属薄膜3aお
よび反射器４と同電位となり、基板11の温度が変化する
レジストベーク、その他の露光、現像およびエッチング
の温度昇降工程で、基板11の焦電性により電荷が発生し
ても、電荷の移動により電位をキャンセルできる。した
がって、導電性レジスト膜17が形成され、剥離されるま
での工程では、ダイシングライン15で接続されている部
分に限らず、インターデジタルトランスデューサ２の櫛
歯電極2a〜2f、ボンディングパッド３および反射器４を
導電性レジストにより同電位にし、インターデジタルト
ランスデューサ２の櫛歯電極2a〜2f、ボンディングパッ
ド３および反射器４の溶断および分極反転の発生を抑制
でき、良好な特性にできる。In forming the second metal thin film 3b, since the conductive resist film 17 is used, the comb-teeth electrodes 2a, 2b, 2c, 2c, 2c not connected to the dicing line 15 are formed.
2d and 2f also have the same potential as the comb-teeth electrode 2e of the interdigital transducer 2, the first layer metal thin film 3a of the bonding pad 3, and the reflector 4, and resist baking in which the temperature of the substrate 11 changes, and other exposure and development. In addition, even if charges are generated due to the pyroelectricity of the substrate 11 in the temperature rise / fall step of the etching, the potential can be canceled by the movement of the charges. Therefore, in the process until the conductive resist film 17 is formed and stripped, not only the portion connected by the dicing line 15 but also the comb-teeth electrodes 2a to 2f of the interdigital transducer 2, the bonding pad 3, and the reflector 4 are made to the same potential by a conductive resist, and the fusing and polarization reversal of the interdigital transducers 2a to 2f, the bonding pad 3 and the reflector 4 can be suppressed, and good characteristics can be obtained.
【００２８】なお、基板としては６４Ｙ−Ｘ ＬｉＮｂ
Ｏ3 を用いても、同様の効果を得ることができる。The substrate is 64Y-X LiNb.
The same effect can be obtained by using O 3 .
【００２９】また、導電性レジストとしては、導電性有
機物ポリマーを少なくとも一部に有するもの、あるい
は、イオン伝導による導電性を有するイオンを含むもの
など任意のものを用いることができる。As the conductive resist, any resist such as one having a conductive organic polymer in at least a part thereof, or one containing ions having conductivity by ionic conduction can be used.
【００３０】[0030]
【発明の効果】本発明によれば、電気的に短絡されてい
ない導体パターンに導電性レジストを用いることによ
り、製造途中の焦電性の基板を温度昇降工程で焦電性の
基板に電荷が発生しても、互いに電気的に接続されない
導体パターンをこの導電性レジストにより同電位にし、
導体パターンの溶断および分極反転の発生を抑制し良好
な特性にできる。According to the present invention, by using a conductive resist for a conductor pattern that is not electrically short-circuited, the pyroelectric substrate in the course of manufacturing is charged on the pyroelectric substrate in a temperature raising / lowering step. Even if it occurs, conductive patterns that are not electrically connected to each other are brought to the same potential by this conductive resist,
It is possible to suppress the occurrence of melting and polarization reversal of the conductor pattern and to obtain good characteristics.
【図１】本発明の一実施の形態の弾性表面波装置を模式
的に示す平面図である。FIG. 1 is a plan view schematically showing a surface acoustic wave device according to an embodiment of the present invention.
【図２】同上焦電性の基板を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing the pyroelectric substrate.
【図３】同上焦電性の基板にアルミニウム膜を形成した
状態を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing a state in which an aluminum film is formed on the pyroelectric substrate.
【図４】同上弾性表面波装置の１つのパターンを模式的
に図である。FIG. 4 is a diagram schematically showing one pattern of the surface acoustic wave device.
【図５】同上アルミニウム膜を形成した基板にパターン
を形成した状態を模式的に示す斜視図である。FIG. 5 is a perspective view schematically showing a state in which a pattern is formed on the substrate on which the aluminum film is formed.
【図６】同上導電性レジスト膜を模式的に示す平面図で
ある。FIG. 6 is a plan view schematically showing the conductive resist film according to the first embodiment.
１ 基板 ２ 弾性表面波素子としてのインターデジタルトラン
スデューサ（ＩＤＴ） 2a〜2f 導体パターンとしての櫛歯電極 ３ ボンディングパッド 17 導電性レジスト膜DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2 Interdigital transducer (IDT) as a surface acoustic wave element 2a-2f Comb electrode as a conductor pattern 3 Bonding pad 17 Conductive resist film
Claims (7)
の基板上に形成され電気的に短絡されていない導体パタ
ーンを有する弾性表面波素子とを具備したことを特徴と
する弾性表面波装置。1. A substrate comprising: a pyroelectric substrate; and a surface acoustic wave device having a conductive pattern which is formed on the substrate by etching using a conductive resist having conductivity and which is not electrically short-circuited. A surface acoustic wave device characterized by the above-mentioned.
ボンディングパッドが接続されたことを特徴とする請求
項１記載の弾性表面波装置。2. The surface acoustic wave device according to claim 1, wherein the surface acoustic wave element is connected to bonding pads stacked in a plurality of layers.
れていない導電パターンを有する弾性表面波素子を形成
する形成工程と、 前記導体パターンに導電性を有する導電性レジストを形
成するレジスト形成工程と、 この導電性レジストを剥離するレジスト剥離工程と、 前記レジスト形成工程の後前記レジスト剥離工程の間の
導電性レジストを有する状態で昇温および降温させる温
度昇降工程とを具備することを特徴とする弾性表面波装
置の製造方法。3. A forming step of forming a surface acoustic wave element having a conductive pattern that is not electrically short-circuited on a pyroelectric substrate; and a resist forming a conductive resist having conductivity on the conductive pattern. Forming a resist, a resist stripping step of stripping the conductive resist, and a temperature raising and lowering step of raising and lowering the temperature with the conductive resist between the resist forming step and the resist stripping step. A method for manufacturing a surface acoustic wave device.
トであることを特徴とする請求項３記載の弾性表面波装
置の製造方法。4. The method for manufacturing a surface acoustic wave device according to claim 3, wherein the conductive resist is a conductive photoresist.
と、この非導電性レジストに混在された導電性微粒子と
を有することを特徴とする請求項３または４記載の弾性
表面波装置の製造方法。5. The method for manufacturing a surface acoustic wave device according to claim 3, wherein the conductive resist has a non-conductive resist and conductive fine particles mixed in the non-conductive resist. .
ーを少なくとも一部に有することを特徴とする請求項３
ないし５いずれか記載の弾性表面波装置の製造方法。6. The conductive resist according to claim 3, wherein the conductive resist has a conductive organic polymer in at least a part thereof.
6. The method for manufacturing a surface acoustic wave device according to any one of claims 5 to 5.
電性を有するイオンを含むことを特徴とする請求項３な
いし６いずれか記載の弾性表面波装置の製造方法。7. The method for manufacturing a surface acoustic wave device according to claim 3, wherein the conductive resist contains ions having conductivity by ion conduction.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10223207A JP2000059165A (en) | 1998-08-06 | 1998-08-06 | Surface acoustic wave device and manufacture therefor |
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|---|---|
| JP (1) | JP2000059165A (en) |
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1998
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