JP2002100953A - 前面放出により作成した膜上に加工した薄膜共振器 - Google Patents
前面放出により作成した膜上に加工した薄膜共振器Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明の目的は、その製造工程が、代表的なＣ
ＭＯＳまたはＢｉｐｏｌａｒＳｉｌｉｃｏｎ プロセシ
ングに容易に組み込まれ得るか、またはプロセス後工程
としてこのようなプロセスに容易に追加され得る方法お
よび得られた共振器を提供することである。 【解決手段】支持体上にバルク音響共振器を加工する方
法であって、ここで該共振器は、共振器膜を備え、そし
て該共振器は、該共振器の下の該支持体中にエッチング
された空洞により該支持体から分離されており、該方法
は、選択的エッチングを用いて、該共振器膜における少
なくとも１つのバイアを通じて該空洞をエッチングする
工程を包含する、方法。
ＭＯＳまたはＢｉｐｏｌａｒＳｉｌｉｃｏｎ プロセシ
ングに容易に組み込まれ得るか、またはプロセス後工程
としてこのようなプロセスに容易に追加され得る方法お
よび得られた共振器を提供することである。 【解決手段】支持体上にバルク音響共振器を加工する方
法であって、ここで該共振器は、共振器膜を備え、そし
て該共振器は、該共振器の下の該支持体中にエッチング
された空洞により該支持体から分離されており、該方法
は、選択的エッチングを用いて、該共振器膜における少
なくとも１つのバイアを通じて該空洞をエッチングする
工程を包含する、方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】（発明の背景） （１．発明の分野）本発明は、電気バルク共振器に関
し、そしてより詳細には、モノリシック集積回路の一部
として半導体基板上の空洞の上の膜上の薄膜共振器を製
造する方法に関する。
し、そしてより詳細には、モノリシック集積回路の一部
として半導体基板上の空洞の上の膜上の薄膜共振器を製
造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】（２．関連技術の説明）ラジオ受信機、
特にページング受信機、セルラー方式ラジオ、およびマ
イクロ波衛星通信システムの設計において、このシステ
ムをできるだけ小さいスペースに作成する構成部品が所
望される。モノリシック回路の形態において単一の集積
回路にできるだけ多くの構成部品が組み込まれることが
望ましい。
特にページング受信機、セルラー方式ラジオ、およびマ
イクロ波衛星通信システムの設計において、このシステ
ムをできるだけ小さいスペースに作成する構成部品が所
望される。モノリシック回路の形態において単一の集積
回路にできるだけ多くの構成部品が組み込まれることが
望ましい。
【０００３】モノリシック集積回路（系）は、複数の独
立した構成部品を要する回路（系）よりも、わずかなス
ペースしか必要とせず、より正確で、電力消費がより低
く、温度制御がより正確であり、そして衝撃に高度に耐
性である。適合した共振器および振動性回路を作成する
ことはまた、それらが同じ基板上で作成される場合、よ
り容易であり、そして代表的には、本モノリシック構造
は、設計および作成のあらゆる段階で製造コストを低下
する。従って、モノリシック集積の利点は多い。上記の
この型の装置において用いられる重要なエレメントは、
電子フィルターである。現段階の先行技術は、このよう
なフィルターの設計において共振性電気機械的構造を使
用する。用いられる構造および材料は関連するシグナル
の周波数に依存し、そして以下の３つの主要なカテゴリ
ーに分離され得る：（ａ）機構、（ｂ）水晶振動子およ
び（ｃ）圧電性材料。
立した構成部品を要する回路（系）よりも、わずかなス
ペースしか必要とせず、より正確で、電力消費がより低
く、温度制御がより正確であり、そして衝撃に高度に耐
性である。適合した共振器および振動性回路を作成する
ことはまた、それらが同じ基板上で作成される場合、よ
り容易であり、そして代表的には、本モノリシック構造
は、設計および作成のあらゆる段階で製造コストを低下
する。従って、モノリシック集積の利点は多い。上記の
この型の装置において用いられる重要なエレメントは、
電子フィルターである。現段階の先行技術は、このよう
なフィルターの設計において共振性電気機械的構造を使
用する。用いられる構造および材料は関連するシグナル
の周波数に依存し、そして以下の３つの主要なカテゴリ
ーに分離され得る：（ａ）機構、（ｂ）水晶振動子およ
び（ｃ）圧電性材料。
【０００４】後者は、特に、薄膜非導電性圧電性共振器
が通常用いられる、約３００Ｍｈｚより高い周波数につ
いて有用である。このような共振器は、２つの基礎的な
型（表面音響共振器（ＳＡＷ）またはバルク音響共振器
（ＢＡＷ））の１つであり得る。ＳＡＷ共振器は、２Ｇ
Ｈｚより高い周波数で十分反応せず、そしてラジオ周波
数（ＲＦ）シグナルを高出力で処理し得ない。
が通常用いられる、約３００Ｍｈｚより高い周波数につ
いて有用である。このような共振器は、２つの基礎的な
型（表面音響共振器（ＳＡＷ）またはバルク音響共振器
（ＢＡＷ））の１つであり得る。ＳＡＷ共振器は、２Ｇ
Ｈｚより高い周波数で十分反応せず、そしてラジオ周波
数（ＲＦ）シグナルを高出力で処理し得ない。
【０００５】ＢＡＷ共振器は、一方で、このような制限
を被らない。ＢＡＷ共振器は、その基礎的な形態で、２
つの対立する電極の間にサンドイッチされた圧電性材料
を備える。しかし、このような共振器は、必要な効率性
で実行するには、支持されていない構造を必要とする。
これは、このような共振器が集積回路構造（例えば、Ｃ
ＭＯＳ）の一部として用いられる場合、半導体支持体中
の空洞の上に配置されるか、またはそれから持ち上げら
れるかのいずれかであるべきであることを意味する。こ
のようなＢＡＷ共振器に加えて、市場的に有用であるた
めには、正常なＣＭＯＳおよびＢｉｐｏｌａｒシリコン
処理技術の一部として製造されることが可能でなければ
ならない。
を被らない。ＢＡＷ共振器は、その基礎的な形態で、２
つの対立する電極の間にサンドイッチされた圧電性材料
を備える。しかし、このような共振器は、必要な効率性
で実行するには、支持されていない構造を必要とする。
これは、このような共振器が集積回路構造（例えば、Ｃ
ＭＯＳ）の一部として用いられる場合、半導体支持体中
の空洞の上に配置されるか、またはそれから持ち上げら
れるかのいずれかであるべきであることを意味する。こ
のようなＢＡＷ共振器に加えて、市場的に有用であるた
めには、正常なＣＭＯＳおよびＢｉｐｏｌａｒシリコン
処理技術の一部として製造されることが可能でなければ
ならない。
【０００６】先行技術では、モノリシックＢＡＷ共振器
の利点および非支持構造としてこのような共振器を構築
する必要性の両方が認識されている。この設計問題に対
する解決法は、１９９３年１１月９日、Ｄｕｎｎらに、
刊行された米国特許第５，２６０，５９６号に提案され
ている。
の利点および非支持構造としてこのような共振器を構築
する必要性の両方が認識されている。この設計問題に対
する解決法は、１９９３年１１月９日、Ｄｕｎｎらに、
刊行された米国特許第５，２６０，５９６号に提案され
ている。
【０００７】Ｄｕｎｎらによれば、非支持機構、クオー
ツ（石英）および圧電性電気機械的共振器は、まず基板
中の空洞を微細加工すること、およびフォスフォラスシ
リコンガラス（ＰＳＧ）のような犠牲非シリコン充填剤
でこの空洞を充填することにより、シリコン半導体ウェ
ーハのような支持体上に構築され得る。この共振器は、
次に犠牲充填剤上に構築され、そして空洞を越えて伸び
基板の表面を制限する。この充填剤は製造工程の間、支
持体を提供する。一旦、この共振器構造が完成すると、
この犠牲充填剤は、エッチングにより取り除かれる。結
果として、ＢＡＷ共振器が空洞の上に構築され、従って
これは実質的に支持されていない。
ツ（石英）および圧電性電気機械的共振器は、まず基板
中の空洞を微細加工すること、およびフォスフォラスシ
リコンガラス（ＰＳＧ）のような犠牲非シリコン充填剤
でこの空洞を充填することにより、シリコン半導体ウェ
ーハのような支持体上に構築され得る。この共振器は、
次に犠牲充填剤上に構築され、そして空洞を越えて伸び
基板の表面を制限する。この充填剤は製造工程の間、支
持体を提供する。一旦、この共振器構造が完成すると、
この犠牲充填剤は、エッチングにより取り除かれる。結
果として、ＢＡＷ共振器が空洞の上に構築され、従って
これは実質的に支持されていない。
【０００８】開示された共振器は、先行技術の共振器を
上回る利点を提供するが、その製造方法は、まず空洞を
作成する工程、次いで充填、および最終的には共振器自
体の下から離れて充填剤をエッチングする工程を必要と
する。この方法はモノリシック集積回路の製造に用いら
れる伝統的な製造技術に容易に組み込まれ得る方法では
ない。さらに、先行技術において開示されている充填材
料を除去するエッチングプロセスは、液体エッチング
（ｌｉｑｕｉｄ ｅｔｃｈｉｎｇ）プロセスであり、こ
れはまた、アルミニウムを攻撃しそして時に回路の小部
分を洗い流す。
上回る利点を提供するが、その製造方法は、まず空洞を
作成する工程、次いで充填、および最終的には共振器自
体の下から離れて充填剤をエッチングする工程を必要と
する。この方法はモノリシック集積回路の製造に用いら
れる伝統的な製造技術に容易に組み込まれ得る方法では
ない。さらに、先行技術において開示されている充填材
料を除去するエッチングプロセスは、液体エッチング
（ｌｉｑｕｉｄ ｅｔｃｈｉｎｇ）プロセスであり、こ
れはまた、アルミニウムを攻撃しそして時に回路の小部
分を洗い流す。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】他の半導体デバイスと
モノリシックに統合され得る共振器（ここでバルク構造
共振器は振動を阻害する何物とも接触されない）の必要
性がなお、明白に存在する。しかし、代表的なモノリシ
ック集積回路製造プロセスに容易に組み込まれ得、そし
て共振器を構築するために用いられた材料に対してあま
り過酷でない、この共振器を製造する方法の必要性もま
た同じく明白に存在する。
モノリシックに統合され得る共振器（ここでバルク構造
共振器は振動を阻害する何物とも接触されない）の必要
性がなお、明白に存在する。しかし、代表的なモノリシ
ック集積回路製造プロセスに容易に組み込まれ得、そし
て共振器を構築するために用いられた材料に対してあま
り過酷でない、この共振器を製造する方法の必要性もま
た同じく明白に存在する。
【００１０】従って、本発明の目的は、その製造工程
が、代表的なＣＭＯＳまたはＢｉｐｏｌａｒ Ｓｉｌｉ
ｃｏｎ プロセシングに容易に組み込まれ得るか、また
はプロセス後工程としてこのようなプロセスに容易に追
加され得る方法および得られた共振器を提供することで
ある。
が、代表的なＣＭＯＳまたはＢｉｐｏｌａｒ Ｓｉｌｉ
ｃｏｎ プロセシングに容易に組み込まれ得るか、また
はプロセス後工程としてこのようなプロセスに容易に追
加され得る方法および得られた共振器を提供することで
ある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、支持体上にバ
ルク音響共振器を加工する方法であって、ここでこの共
振器は、共振器膜を備え、そしてこの共振器は、この共
振器の下のこの支持体中にエッチングされた空洞により
この支持体から分離されており、この方法は、選択的エ
ッチングを用いて、この共振器膜における少なくとも１
つのバイアを通じてこの空洞をエッチングする工程を包
含する、方法を提供する。
ルク音響共振器を加工する方法であって、ここでこの共
振器は、共振器膜を備え、そしてこの共振器は、この共
振器の下のこの支持体中にエッチングされた空洞により
この支持体から分離されており、この方法は、選択的エ
ッチングを用いて、この共振器膜における少なくとも１
つのバイアを通じてこの空洞をエッチングする工程を包
含する、方法を提供する。
【００１２】本発明の好ましい実施形態では、上記選択
的エッチング工程が選択的ドライエッチングである、上
記の方法を提供する。
的エッチング工程が選択的ドライエッチングである、上
記の方法を提供する。
【００１３】本発明の好ましい実施形態では、上記の方
法であって、上記共振器がまた、上記膜のいずれかの側
面上に第１の電極および第２の反対の電極を備え、この
膜は、この支持体の少なくとも一部の上にこの電極を越
えて伸長する圧電性層であり、そしてこの方法は、さら
に、上記選択的エッチングを用いて上記空洞を形成する
工程の前に、この電極に隣接するこの圧電性膜において
複数のバイアを形成する工程、およびこの選択的エッチ
ングを用いてこの第１の電極の下のこの支持体において
この空洞を形成する工程を包含する、方法を提供する。
法であって、上記共振器がまた、上記膜のいずれかの側
面上に第１の電極および第２の反対の電極を備え、この
膜は、この支持体の少なくとも一部の上にこの電極を越
えて伸長する圧電性層であり、そしてこの方法は、さら
に、上記選択的エッチングを用いて上記空洞を形成する
工程の前に、この電極に隣接するこの圧電性膜において
複数のバイアを形成する工程、およびこの選択的エッチ
ングを用いてこの第１の電極の下のこの支持体において
この空洞を形成する工程を包含する、方法を提供する。
【００１４】本発明は、ウェーハ上のバルク共振器構造
を加工する方法であって、以下の工程： （Ａ）このウェーハの上部表面上に分離層を形成する工
程、（Ｂ）この分離層の上に第１の導電性層を蒸着し、
この第１の導電性層をパターン化して第１の電極を形成
する工程、（Ｃ）この分離層および第１の電極上に圧電
性層を蒸着する工程、（Ｄ）この圧電性層の上であっ
て、かつこの第１の電極の上に第２の電極を形成する工
程（Ｅ）この第１の電極の少なくとも１つの側面に沿っ
て、かつそこから間隔を空けて、この圧電性層を通じて
少なくとも１つのバイアを開口する工程；ならびに
（Ｆ）このバイアを通じて選択的腐食液を導入すること
により、この第１の電極および圧電性層の隣接する部分
の下のこの分離層の少なくとも１部をエッチングするこ
とによって、この第１の電極および隣接する圧電性層の
下に空洞を形成する工程、を包含する、方法を提供す
る。
を加工する方法であって、以下の工程： （Ａ）このウェーハの上部表面上に分離層を形成する工
程、（Ｂ）この分離層の上に第１の導電性層を蒸着し、
この第１の導電性層をパターン化して第１の電極を形成
する工程、（Ｃ）この分離層および第１の電極上に圧電
性層を蒸着する工程、（Ｄ）この圧電性層の上であっ
て、かつこの第１の電極の上に第２の電極を形成する工
程（Ｅ）この第１の電極の少なくとも１つの側面に沿っ
て、かつそこから間隔を空けて、この圧電性層を通じて
少なくとも１つのバイアを開口する工程；ならびに
（Ｆ）このバイアを通じて選択的腐食液を導入すること
により、この第１の電極および圧電性層の隣接する部分
の下のこの分離層の少なくとも１部をエッチングするこ
とによって、この第１の電極および隣接する圧電性層の
下に空洞を形成する工程、を包含する、方法を提供す
る。
【００１５】本発明の好ましい実施形態では、上記分離
層が高抵抗性層である、上記の方法を提供する。
層が高抵抗性層である、上記の方法を提供する。
【００１６】本発明の好ましい実施形態では、上記工程
（Ｆ）における上記エッチングプロセスがドライエッチ
ングプロセスである、上記の方法を提供する。
（Ｆ）における上記エッチングプロセスがドライエッチ
ングプロセスである、上記の方法を提供する。
【００１７】本発明の好ましい実施形態では、上記工程
（Ｆ）における上記空洞が、上記分離層から上記ウェー
ハの一部内に伸長する、上記の方法を提供する。
（Ｆ）における上記空洞が、上記分離層から上記ウェー
ハの一部内に伸長する、上記の方法を提供する。
【００１８】本発明の好ましい実施形態では、上記工程
（Ｅ）が、複数のバイアを開口する工程を包含し、この
複数のバイアが上記第１の電極を囲む、上記の方法を提
供する。
（Ｅ）が、複数のバイアを開口する工程を包含し、この
複数のバイアが上記第１の電極を囲む、上記の方法を提
供する。
【００１９】本発明の好ましい実施形態では、上記ウェ
ーハがシリコンウェーハである、上記の方法を提供す
る。
ーハがシリコンウェーハである、上記の方法を提供す
る。
【００２０】本発明の好ましい実施形態では、上記高抵
抗性層が、シリコンをスパッタリングすることにより蒸
着され、シリコン層を形成する、上記の方法を提供す
る。
抗性層が、シリコンをスパッタリングすることにより蒸
着され、シリコン層を形成する、上記の方法を提供す
る。
【００２１】本発明の好ましい実施形態では、上記第１
の電極を形成する工程が、アルミニウムを用いる工程を
包含する、上記の方法を提供する。
の電極を形成する工程が、アルミニウムを用いる工程を
包含する、上記の方法を提供する。
【００２２】本発明の好ましい実施形態では、上記圧電
性層を形成する工程が、ＡｌＮを用いる工程を包含す
る、上記の方法を提供する。
性層を形成する工程が、ＡｌＮを用いる工程を包含す
る、上記の方法を提供する。
【００２３】本発明の好ましい実施形態では、上記ウェ
ーハおよび上記分離層中に少なくとも１つのエッチング
区切り障壁を形成する工程をさらに包含する、上記の方
法を提供する。
ーハおよび上記分離層中に少なくとも１つのエッチング
区切り障壁を形成する工程をさらに包含する、上記の方
法を提供する。
【００２４】本発明の好ましい実施形態では、上記ウェ
ーハがシリコンウェーハであり、上記分離層がシリコン
であり、そして上記エッチング区切り障壁が低温酸化物
である、上記の方法を提供する。
ーハがシリコンウェーハであり、上記分離層がシリコン
であり、そして上記エッチング区切り障壁が低温酸化物
である、上記の方法を提供する。
【００２５】本発明の好ましい実施形態では、上記第２
の電極に連結された少なくとも１つの導電性経路を形成
する工程をさらに包含する、上記の方法を提供する。
の電極に連結された少なくとも１つの導電性経路を形成
する工程をさらに包含する、上記の方法を提供する。
【００２６】本発明の好ましい実施形態では、上記導電
性経路が、上記圧電性層の上に形成され、そして上記第
２の電極をワイヤ結合パッドに接続する、上記の方法を
提供する。
性経路が、上記圧電性層の上に形成され、そして上記第
２の電極をワイヤ結合パッドに接続する、上記の方法を
提供する。
【００２７】本発明は、バルク音響共振器であって、以
下： （ａ）表面を有する支持体； （ｂ）この支持体の表面からこの支持体中に伸びる空
洞； （ｃ）この支持体およびこの空洞の上に伸長する圧電性
膜であって、この空洞の上の領域を有し、この膜はこの
支持体表面に面する下側面およびこの下側表面の反対に
上側を有する、圧電性膜； （ｄ）この空洞の上のこの領域の一部の下側にこの圧電
性膜に固定された第１の電極； （ｅ）この第１の電極の上であって、かつこの第１の電
極と実質的に同延である圧電性膜のこの上側の第２の電
極； （ｆ）この第１および第２の電極に隣接するこの圧電性
膜における少なくとも１つのバイア、を備える、バルク
音響共振器を提供する。
下： （ａ）表面を有する支持体； （ｂ）この支持体の表面からこの支持体中に伸びる空
洞； （ｃ）この支持体およびこの空洞の上に伸長する圧電性
膜であって、この空洞の上の領域を有し、この膜はこの
支持体表面に面する下側面およびこの下側表面の反対に
上側を有する、圧電性膜； （ｄ）この空洞の上のこの領域の一部の下側にこの圧電
性膜に固定された第１の電極； （ｅ）この第１の電極の上であって、かつこの第１の電
極と実質的に同延である圧電性膜のこの上側の第２の電
極； （ｆ）この第１および第２の電極に隣接するこの圧電性
膜における少なくとも１つのバイア、を備える、バルク
音響共振器を提供する。
【００２８】本発明の好ましい実施形態では、上記支持
体が、上記圧電性膜の上記下側に接触するウェーハおよ
び分離層を備える、上記の共振器を提供する。
体が、上記圧電性膜の上記下側に接触するウェーハおよ
び分離層を備える、上記の共振器を提供する。
【００２９】本発明の好ましい実施形態では、上記分離
層が上記ウェーハ上に蒸着された、シリコン層である、
上記の共振器を提供する。
層が上記ウェーハ上に蒸着された、シリコン層である、
上記の共振器を提供する。
【００３０】本発明の好ましい実施形態では、上記圧電
性膜中に複数のバイアを含み、この複数のバイアは、上
記第１の電極を囲む、上記の共振器を提供する。
性膜中に複数のバイアを含み、この複数のバイアは、上
記第１の電極を囲む、上記の共振器を提供する。
【００３１】本発明の好ましい実施形態では、上記ウェ
ーハがシリコンウェーハである、上記の共振器を提供す
る。
ーハがシリコンウェーハである、上記の共振器を提供す
る。
【００３２】本発明の好ましい実施形態では、上記第１
の電極がアルミニウムを含む、上記の共振器を提供す
る。
の電極がアルミニウムを含む、上記の共振器を提供す
る。
【００３３】本発明の好ましい実施形態では、上記圧電
性層がＡｌＮを含む、上記の共振器を提供する。
性層がＡｌＮを含む、上記の共振器を提供する。
【００３４】本発明の好ましい実施形態では、上記の共
振器であって、上記支持体がウェーハ表面を有するシリ
コンウェーハを備え、上記第１の電極および上記第２の
電極がＡｌであり、前期圧電性膜がＡｌＮであり、そし
て複数のバイアを備え、この複数のバイアは、この電極
に隣接してかつこの電極の回りに配置されて伸長し、そ
してこの膜下表面とこのウェーハ表面との間に分離層が
存在する、共振器を提供する。
振器であって、上記支持体がウェーハ表面を有するシリ
コンウェーハを備え、上記第１の電極および上記第２の
電極がＡｌであり、前期圧電性膜がＡｌＮであり、そし
て複数のバイアを備え、この複数のバイアは、この電極
に隣接してかつこの電極の回りに配置されて伸長し、そ
してこの膜下表面とこのウェーハ表面との間に分離層が
存在する、共振器を提供する。
【００３５】本発明の好ましい実施形態では、上記バイ
アが約５×１０-6と約２０×１０-6メートルとの間の直
径を有する、上記の共振器を提供する。
アが約５×１０-6と約２０×１０-6メートルとの間の直
径を有する、上記の共振器を提供する。
【００３６】本発明の好ましい実施形態では、上記分離
層中で、少なくとも１つのエッチング区切り障壁トレン
チをさらに備える、上記の共振器を提供する。
層中で、少なくとも１つのエッチング区切り障壁トレン
チをさらに備える、上記の共振器を提供する。
【００３７】本発明の好ましい実施形態では、上記の共
振器であって、上記支持体がウェーハ表面を有するシリ
コンウェーハを備え、前期分離層がこのウェーハ表面上
のシリコン層であり、そして上記エッチング区切り障壁
トレンチが低温酸化物を含む、共振器を提供する。
振器であって、上記支持体がウェーハ表面を有するシリ
コンウェーハを備え、前期分離層がこのウェーハ表面上
のシリコン層であり、そして上記エッチング区切り障壁
トレンチが低温酸化物を含む、共振器を提供する。
【００３８】本発明の好ましい実施形態では、上記圧電
性層下の上記支持体における、上記ウェーハ表面に実質
的に平行に伸長するエッチング障壁層をさらに備える、
上記の共振器を提供する。
性層下の上記支持体における、上記ウェーハ表面に実質
的に平行に伸長するエッチング障壁層をさらに備える、
上記の共振器を提供する。
【００３９】本発明の好ましい実施形態では、上記圧電
性膜の上の上記第２の電極から上記空洞の上の上記膜領
域の外側のワイヤ結合パッドまで伸長する少なくとも１
つの導電性経路をさらに備える、上記の共振器を提供す
る。
性膜の上の上記第２の電極から上記空洞の上の上記膜領
域の外側のワイヤ結合パッドまで伸長する少なくとも１
つの導電性経路をさらに備える、上記の共振器を提供す
る。
【００４０】
【発明の実施の形態】（発明の要旨）上記の目的は、ウ
ェーハ上のモノリシック集積回路の製造に用いられる伝
統的な製造技術に組み込まれた新しいバルク共振器によ
り本発明に従って獲得される。この共振器は、共振器膜
中の前面開口（バイア）を通じた選択的エッチングを用
いて、共振器の下にエッチングされた空洞によりウェー
ハから分離されている。
ェーハ上のモノリシック集積回路の製造に用いられる伝
統的な製造技術に組み込まれた新しいバルク共振器によ
り本発明に従って獲得される。この共振器は、共振器膜
中の前面開口（バイア）を通じた選択的エッチングを用
いて、共振器の下にエッチングされた空洞によりウェー
ハから分離されている。
【００４１】例えば、この共振器は、以下の構造を有す
る圧電性材料を好ましくは用いて、半導体ウェーハ支持
体上に製造された、バルク型共振器であり得る： （ａ）半導体ウェーハ支持体； （ｂ）このウェーハの表面から部分的にこの支持体中に
伸びる空洞； （ｃ）この支持体およびこの空洞の上に伸長する圧電性
膜であって、この膜は、空洞の上の領域、この支持体表
面に面する下側およびこの下側の反対側の上側を有す
る、膜； （ｄ）第１の電極が、この空洞の上に伸びる膜面積の一
部の上のこの圧電性膜下側に固定されている； （ｅ）この第１の電極の上でかつこの第１の電極と実質
的に同延である圧電性膜の上側に第２の電極が存在し； （ｆ）この第１および第２の電極に隣接するこの圧電性
膜における少なくとも１つのバイアも存在する。
る圧電性材料を好ましくは用いて、半導体ウェーハ支持
体上に製造された、バルク型共振器であり得る： （ａ）半導体ウェーハ支持体； （ｂ）このウェーハの表面から部分的にこの支持体中に
伸びる空洞； （ｃ）この支持体およびこの空洞の上に伸長する圧電性
膜であって、この膜は、空洞の上の領域、この支持体表
面に面する下側およびこの下側の反対側の上側を有す
る、膜； （ｄ）第１の電極が、この空洞の上に伸びる膜面積の一
部の上のこの圧電性膜下側に固定されている； （ｅ）この第１の電極の上でかつこの第１の電極と実質
的に同延である圧電性膜の上側に第２の電極が存在し； （ｆ）この第１および第２の電極に隣接するこの圧電性
膜における少なくとも１つのバイアも存在する。
【００４２】好ましくは、ウェーハ表面と圧電性膜の下
側との間に分離層がまた存在し、そしてこの空洞は、少
なくとも分離層中で形成される。この分離層は、高抵抗
性層であり得る。
側との間に分離層がまた存在し、そしてこの空洞は、少
なくとも分離層中で形成される。この分離層は、高抵抗
性層であり得る。
【００４３】このような構造は、以下の工程を包含する
方法によりウェーハ上のバルク共振器構造を製造するよ
うに製造され得る： （Ａ）このウェーハの上部表面上に分離層を形成する工
程； （Ｂ）この分離層の上に第１の導電性層を蒸着し、この
第１の導電性層をパターン化して第１の電極を形成する
工程； （Ｃ）この分離層および第１の電極の上に圧電性層を蒸
着する工程； （Ｄ）この圧電性層の上におよびこの第１の電極の上に
第２の電極を形成する工程； （Ｅ）この第１の電極の少なくとも１つの側面に沿っ
て、かつそこから間隔を空けて、この圧電性層を通じて
少なくとも１つのバイアを開口する工程；ならびに （Ｆ）分離層をエッチングし、そして圧電性層および電
極を有意に攻撃しないように選択された、このバイアを
通じた腐食液を導入することにより、この第１の電極お
よび圧電性層の隣接する部分の下のこの分離層の少なく
とも１部をエッチングすることによって、この第１の電
極および隣接する圧電性層の下に、ドライエッチングプ
ロセスを用いて、空洞を形成する工程。
方法によりウェーハ上のバルク共振器構造を製造するよ
うに製造され得る： （Ａ）このウェーハの上部表面上に分離層を形成する工
程； （Ｂ）この分離層の上に第１の導電性層を蒸着し、この
第１の導電性層をパターン化して第１の電極を形成する
工程； （Ｃ）この分離層および第１の電極の上に圧電性層を蒸
着する工程； （Ｄ）この圧電性層の上におよびこの第１の電極の上に
第２の電極を形成する工程； （Ｅ）この第１の電極の少なくとも１つの側面に沿っ
て、かつそこから間隔を空けて、この圧電性層を通じて
少なくとも１つのバイアを開口する工程；ならびに （Ｆ）分離層をエッチングし、そして圧電性層および電
極を有意に攻撃しないように選択された、このバイアを
通じた腐食液を導入することにより、この第１の電極お
よび圧電性層の隣接する部分の下のこの分離層の少なく
とも１部をエッチングすることによって、この第１の電
極および隣接する圧電性層の下に、ドライエッチングプ
ロセスを用いて、空洞を形成する工程。
【００４４】代表的には、工程（Ｃ）において、第１の
電極を囲む複数のバイアが開口され、そしてドライエッ
チング工程は、ガス状のエッチングプロセスである。ウ
ェーハがシリコン半導体ウェーハであり、そして分離層
がウェーハ表面の上に蒸着されたスパッタリングされた
シリコン層である場合、このエッチング工程は好ましく
は、二フッ化キセノン（ＸｅＦ2）を用いる。
電極を囲む複数のバイアが開口され、そしてドライエッ
チング工程は、ガス状のエッチングプロセスである。ウ
ェーハがシリコン半導体ウェーハであり、そして分離層
がウェーハ表面の上に蒸着されたスパッタリングされた
シリコン層である場合、このエッチング工程は好ましく
は、二フッ化キセノン（ＸｅＦ2）を用いる。
【００４５】上記の方法を用いて、当業者は、モノリシ
ック回路の製造において通常の正常な製造工程の間に、
ＡｌおよびＡｌＮ圧電性膜からなる電極を用いて、シリ
コンウェーハ上にバルク音響共振器を製造し得る。この
膜は、自己支持し、そして支持するウェーハ中の電極の
下にエッチングされた空洞全体の上に伸びる。この膜
は、膜下面とシリコン支持体表面との間に蒸着された抗
抵抗性のスパッタリングしたシリコン層により、シリコ
ン半導体ウェーハ表面から分離されており、そしてこの
電極に隣接し、かつこの電極の周りに配置されたこれを
通して伸びる複数のバイアを有する。
ック回路の製造において通常の正常な製造工程の間に、
ＡｌおよびＡｌＮ圧電性膜からなる電極を用いて、シリ
コンウェーハ上にバルク音響共振器を製造し得る。この
膜は、自己支持し、そして支持するウェーハ中の電極の
下にエッチングされた空洞全体の上に伸びる。この膜
は、膜下面とシリコン支持体表面との間に蒸着された抗
抵抗性のスパッタリングしたシリコン層により、シリコ
ン半導体ウェーハ表面から分離されており、そしてこの
電極に隣接し、かつこの電極の周りに配置されたこれを
通して伸びる複数のバイアを有する。
【００４６】
【実施例】（好ましい実施形態の説明）以下の詳細な説
明の全体に渡って、同様の参考特性は、図面のすべての
図における同様のエレメントをいう。図面は、図解であ
るのみであり、そして本発明の限定ではなく、説明する
ために使用される。
明の全体に渡って、同様の参考特性は、図面のすべての
図における同様のエレメントをいう。図面は、図解であ
るのみであり、そして本発明の限定ではなく、説明する
ために使用される。
【００４７】ここで、図１を参照すると、半導体支持体
１０の一部が示されている。それは、好ましくはシリコ
ンウェーハである。ウェーハの表面１２上には、好まし
くは、スパッタリングのような従来の技術を使用して蒸
着された、分離層１４を形成するための任意のシリコン
層が存在する。好ましくは、この層は、約２×１０-6と
５×１０-6メートルとの間の厚さである。
１０の一部が示されている。それは、好ましくはシリコ
ンウェーハである。ウェーハの表面１２上には、好まし
くは、スパッタリングのような従来の技術を使用して蒸
着された、分離層１４を形成するための任意のシリコン
層が存在する。好ましくは、この層は、約２×１０-6と
５×１０-6メートルとの間の厚さである。
【００４８】溝（ｔｒｅｎｃｈ）１６（または一連の
溝）が、次に分離層１４からシリコンウェーハ（図２お
よび９に優れて示されるように、所望の領域１７を線引
く）にまで、エッチングされた。溝のエッチングは、好
ましくは、周知の反応性イオンエッチング技術（ＲＩ
Ｅ）を使用してなされる。この溝は次に、障壁１６’を
線引くエッチングを生成するために低温オキシド（ＬＴ
Ｏ）で満たされ、それは、後の工程において、ウェーハ
および分離層のエッチングを望ましい領域１７内の領域
内に含むために使用される。
溝）が、次に分離層１４からシリコンウェーハ（図２お
よび９に優れて示されるように、所望の領域１７を線引
く）にまで、エッチングされた。溝のエッチングは、好
ましくは、周知の反応性イオンエッチング技術（ＲＩ
Ｅ）を使用してなされる。この溝は次に、障壁１６’を
線引くエッチングを生成するために低温オキシド（ＬＴ
Ｏ）で満たされ、それは、後の工程において、ウェーハ
および分離層のエッチングを望ましい領域１７内の領域
内に含むために使用される。
【００４９】伝導層（例えば、アルミニウム）は、次
に、分離層の上に約０．２×１０-6と０．３×１０-6メ
ートルとの間の典型的な厚さまで蒸着され、そして図４
に示されるように、所望の領域１７内の分離層の表面上
に、第１の電極１８を形成するためにパターン化される
（写真平版を使用した所望のパターンに従って、マスク
され、そしてエッチングされる）。一旦、第１の電極が
作られると、分離層の表面および第１の電極１８の上に
蒸着された、圧電性物質の層２０（例えば、ＡｌＮの
層）が存在する。圧電性ＡｌＮ層は、約１×１０-6およ
び５×１０-6メートル、好ましくは２．７×１０-6の厚
さまで蒸着される。しかし、圧電性物質の厚さは、共振
器の設計周波数応答に依存して異なり得る。
に、分離層の上に約０．２×１０-6と０．３×１０-6メ
ートルとの間の典型的な厚さまで蒸着され、そして図４
に示されるように、所望の領域１７内の分離層の表面上
に、第１の電極１８を形成するためにパターン化される
（写真平版を使用した所望のパターンに従って、マスク
され、そしてエッチングされる）。一旦、第１の電極が
作られると、分離層の表面および第１の電極１８の上に
蒸着された、圧電性物質の層２０（例えば、ＡｌＮの
層）が存在する。圧電性ＡｌＮ層は、約１×１０-6およ
び５×１０-6メートル、好ましくは２．７×１０-6の厚
さまで蒸着される。しかし、圧電性物質の厚さは、共振
器の設計周波数応答に依存して異なり得る。
【００５０】第２の導電層（再び好ましくは、アルミニ
ウム層）は、図７に示されるように、圧電性層の上に蒸
着され、そしてパターン化されて、そして第１の電極１
８の上に、実質的に同一の広がりをもつ、第２の電極２
２を形成する。同時に、コネクタまたは結合パッド２
４、および必要に応じて２４’はまた、圧電性物質上、
好ましくはＬＴＯで満たされた溝によって区切られる所
望の領域１７の外側に形成される。これらのパッドは、
それぞれ導電性の経路２３および２３’を介して第２の
電極に結合され、これはまた、好ましくは、同時に第２
の電極および結合パッドを用いて写真平版パターン化に
よって形成される。この結合パッドは、共振器にアクセ
スするための外部の結合点として役立つ。
ウム層）は、図７に示されるように、圧電性層の上に蒸
着され、そしてパターン化されて、そして第１の電極１
８の上に、実質的に同一の広がりをもつ、第２の電極２
２を形成する。同時に、コネクタまたは結合パッド２
４、および必要に応じて２４’はまた、圧電性物質上、
好ましくはＬＴＯで満たされた溝によって区切られる所
望の領域１７の外側に形成される。これらのパッドは、
それぞれ導電性の経路２３および２３’を介して第２の
電極に結合され、これはまた、好ましくは、同時に第２
の電極および結合パッドを用いて写真平版パターン化に
よって形成される。この結合パッドは、共振器にアクセ
スするための外部の結合点として役立つ。
【００５１】両方の電極、導電性経路、結合パッドおよ
び圧電性層は、好ましくは、物理的蒸着またはスパッタ
リングを使用して蒸着される。ＢＡＷ共振器の所望の共
振特性に依存して、電極の大きさは異なる。四角型の電
極対についての典型的な寸法は、側面については１００
×１０-6と４００×１０-6メートルとの間である。
び圧電性層は、好ましくは、物理的蒸着またはスパッタ
リングを使用して蒸着される。ＢＡＷ共振器の所望の共
振特性に依存して、電極の大きさは異なる。四角型の電
極対についての典型的な寸法は、側面については１００
×１０-6と４００×１０-6メートルとの間である。
【００５２】一旦、第２の電極が形成されると、好まし
くはエッチングによって所望の領域１７内の圧電性物質
を介して、多数のバイア２６が形成される。バイアは、
電極に隣接して、好ましくは、一様に電極のすべての周
囲に配置される。典型的なバイアの直径は、５×１０-6
と２０×１０-6メートルとの間、好ましくは約１０×１
０-6メートルであり、そして圧電性層から分離層１４の
表面まで伸びる。
くはエッチングによって所望の領域１７内の圧電性物質
を介して、多数のバイア２６が形成される。バイアは、
電極に隣接して、好ましくは、一様に電極のすべての周
囲に配置される。典型的なバイアの直径は、５×１０-6
と２０×１０-6メートルとの間、好ましくは約１０×１
０-6メートルであり、そして圧電性層から分離層１４の
表面まで伸びる。
【００５３】次の工程図（８に図解される）は、第１の
電極１８、圧電性層２０および第２の電極２２の３層の
組み合わせより形成される支持体１０バルク共振器から
分離するように、第１および第２の電極下の空洞２８の
エッチングである。これはバイア２６に腐食液を導入す
ることによるドライエッチングプロセスによって達成さ
れ、腐食液は、好ましくは、分離層を攻撃し、そしてま
た下にある支持体を攻撃し得るが、しかし圧電性物質ま
たは電極を攻撃しない、ガス状腐食液である。好ましい
共振器の構造において、バルク音響共振器は、第１およ
び第２の電極および圧電性物質のためのアルミニウムニ
トリド（ＡｌＮ）についての導電性物質としてアルミニ
ウムを使用して形成される。支持体は、シリコンウェー
ハであり、そして、分離層は、高抵抗性層（例えば、圧
電性層とウェーハ表面との間のシリコン層）である。使
用される腐食液は、シリコンを攻撃するが、アルミニウ
ム、ＡｌＮまたはＬＴＯ障壁を攻撃しないＸｅＦ2ガス
である。従って、ＸｅＦ2の導入は、空洞２８を形成す
るためにＡｌＮ層の下の領域を食刻し、ＡｌＮ膜を、支
持されていない領域を有する支持ウェーハ上の分離層の
表面まで空洞上に延ばさせる。支持されていない領域
は、エッチングされる空洞上のＢＡＷ共振器を含む。空
洞２８は、すべての分離層にまで延ばしても、しなくて
もよい。典型的な空洞の深さは、約２×１０-6メートル
〜約１０×１０-6メートルである。結合パッドに対する
電気の接続は、共振器を完成する。
電極１８、圧電性層２０および第２の電極２２の３層の
組み合わせより形成される支持体１０バルク共振器から
分離するように、第１および第２の電極下の空洞２８の
エッチングである。これはバイア２６に腐食液を導入す
ることによるドライエッチングプロセスによって達成さ
れ、腐食液は、好ましくは、分離層を攻撃し、そしてま
た下にある支持体を攻撃し得るが、しかし圧電性物質ま
たは電極を攻撃しない、ガス状腐食液である。好ましい
共振器の構造において、バルク音響共振器は、第１およ
び第２の電極および圧電性物質のためのアルミニウムニ
トリド（ＡｌＮ）についての導電性物質としてアルミニ
ウムを使用して形成される。支持体は、シリコンウェー
ハであり、そして、分離層は、高抵抗性層（例えば、圧
電性層とウェーハ表面との間のシリコン層）である。使
用される腐食液は、シリコンを攻撃するが、アルミニウ
ム、ＡｌＮまたはＬＴＯ障壁を攻撃しないＸｅＦ2ガス
である。従って、ＸｅＦ2の導入は、空洞２８を形成す
るためにＡｌＮ層の下の領域を食刻し、ＡｌＮ膜を、支
持されていない領域を有する支持ウェーハ上の分離層の
表面まで空洞上に延ばさせる。支持されていない領域
は、エッチングされる空洞上のＢＡＷ共振器を含む。空
洞２８は、すべての分離層にまで延ばしても、しなくて
もよい。典型的な空洞の深さは、約２×１０-6メートル
〜約１０×１０-6メートルである。結合パッドに対する
電気の接続は、共振器を完成する。
【００５４】図１０、１１および１２によって部分的に
図解される上記プロセスの変化において、空洞２８’の
大きさは、底部エッチング障壁３０をすでに含む、ウェ
ーハ１０’を用い開始することによってかなり正確に設
計され得る。支持体がシリコンウェーハである上記の例
において、このような障壁は、シリコンウェーハ表面上
のＳｉＯ2層３０の第１の増大または蒸着によって作製
され得る。分離層１４（再び、典型的に高い抵抗性シリ
コン層）は、次に、ここでも好ましくはスパッタリング
を使用してＳｉＯ2層上に蒸着される。
図解される上記プロセスの変化において、空洞２８’の
大きさは、底部エッチング障壁３０をすでに含む、ウェ
ーハ１０’を用い開始することによってかなり正確に設
計され得る。支持体がシリコンウェーハである上記の例
において、このような障壁は、シリコンウェーハ表面上
のＳｉＯ2層３０の第１の増大または蒸着によって作製
され得る。分離層１４（再び、典型的に高い抵抗性シリ
コン層）は、次に、ここでも好ましくはスパッタリング
を使用してＳｉＯ2層上に蒸着される。
【００５５】このようなウェーハ構造は、図に示される
ようなその表面と実質的に平行であるＳｉＯ2層３０を
有する。製造プロセスの残りは、少なくともＳｉＯ2層
まで延びる障壁溝１７に関する上の記載と同じである。
ＳｉＯ2層は、熱的に増大し、蒸着され得る（ＬＴ
Ｏ）。この様式において、ＳｉＯ2層がまた、ＸｅＦ2ガ
スによって攻撃されない場合、圧電性層２０によって上
部で囲まれた支持体の一部、およびＬＴＯで満たされた
溝１７’の側面に沿った、およびＳｉＯ2層３０のそば
の底部上の第１の電極１８は、図１２に示されるよう
に、完全にエッチングされ、十分に規定された空洞２
８’上のＢＡＷ共振器を残す。
ようなその表面と実質的に平行であるＳｉＯ2層３０を
有する。製造プロセスの残りは、少なくともＳｉＯ2層
まで延びる障壁溝１７に関する上の記載と同じである。
ＳｉＯ2層は、熱的に増大し、蒸着され得る（ＬＴ
Ｏ）。この様式において、ＳｉＯ2層がまた、ＸｅＦ2ガ
スによって攻撃されない場合、圧電性層２０によって上
部で囲まれた支持体の一部、およびＬＴＯで満たされた
溝１７’の側面に沿った、およびＳｉＯ2層３０のそば
の底部上の第１の電極１８は、図１２に示されるよう
に、完全にエッチングされ、十分に規定された空洞２
８’上のＢＡＷ共振器を残す。
【００５６】上記のプロセスの最終結果は、図８、９お
よび１２に略図で示されるようなＢＡＷ共振器構造であ
り、ここで共振器構造は、下にある支持エレメントから
分離されている膜によって、第１の電極、圧電性層およ
び第２の電極を含み、第１の電極と第２の電極との間に
挟まれ、上記の支持エレメントを支持し、そして支持エ
レメントと接触しない実際のＢＡＷ共振器と共に支持さ
れる。
よび１２に略図で示されるようなＢＡＷ共振器構造であ
り、ここで共振器構造は、下にある支持エレメントから
分離されている膜によって、第１の電極、圧電性層およ
び第２の電極を含み、第１の電極と第２の電極との間に
挟まれ、上記の支持エレメントを支持し、そして支持エ
レメントと接触しない実際のＢＡＷ共振器と共に支持さ
れる。
【００５７】本発明の先の記載の利点を有するこれら
は、本明細書中に記載される実施形態に対する変更（例
えば、共振器、空洞、バイアなどの大きさ、形）を提供
し得るか、または１以上の互いに隣接し、そして電気的
に相互接続された共振器を含むフィルターを作製し得
る。これらおよび他の変更は、添付の特許請求の範囲に
記載されるように本発明の範囲内に含まれて構成され
る。
は、本明細書中に記載される実施形態に対する変更（例
えば、共振器、空洞、バイアなどの大きさ、形）を提供
し得るか、または１以上の互いに隣接し、そして電気的
に相互接続された共振器を含むフィルターを作製し得
る。これらおよび他の変更は、添付の特許請求の範囲に
記載されるように本発明の範囲内に含まれて構成され
る。
【００５８】新しいバルク共振器は、ウェーハ上のモノ
リシック集積回路の加工において用いられる伝統的な加
工技術に容易に組み込まれるプロセスにより加工され得
る。この共振器は、共振器膜中の前面開口（バイア：ｖ
ｉａ）を通じた選択的エッチングを用いて共振器下のエ
ッチングされた空洞により、ウェーハから分離されてい
る。代表的な構造において、この共振器は、第１の電極
をまず形成し、電極の上で、かつウェーハ表面の上に圧
電性層をコーティングし、そしてこの圧電性層の表面上
の第１の電極の反対に第２の電極を形成することにより
シリコンウェーハ上に形成される。この構造が完成さた
後、多数のバイアが、圧電性層においてエッチングさ
れ、これらのバイアは、圧電性層の下の表面を選択的エ
ッチングプロセスに曝露し、このプロセスは、圧電性層
の下の表面を選択的に攻撃して共振器の下に空洞を作製
する。
リシック集積回路の加工において用いられる伝統的な加
工技術に容易に組み込まれるプロセスにより加工され得
る。この共振器は、共振器膜中の前面開口（バイア：ｖ
ｉａ）を通じた選択的エッチングを用いて共振器下のエ
ッチングされた空洞により、ウェーハから分離されてい
る。代表的な構造において、この共振器は、第１の電極
をまず形成し、電極の上で、かつウェーハ表面の上に圧
電性層をコーティングし、そしてこの圧電性層の表面上
の第１の電極の反対に第２の電極を形成することにより
シリコンウェーハ上に形成される。この構造が完成さた
後、多数のバイアが、圧電性層においてエッチングさ
れ、これらのバイアは、圧電性層の下の表面を選択的エ
ッチングプロセスに曝露し、このプロセスは、圧電性層
の下の表面を選択的に攻撃して共振器の下に空洞を作製
する。
【００５９】
【発明の効果】本発明は、その製造工程が、代表的なＣ
ＭＯＳまたはＢｉｐｏｌａｒ Ｓｉｌｉｃｏｎ プロセ
シングに容易に組み込まれ得るか、またはプロセス後工
程としてこのようなプロセスに容易に追加され得る、方
法および得られた共振器を提供する。
ＭＯＳまたはＢｉｐｏｌａｒ Ｓｉｌｉｃｏｎ プロセ
シングに容易に組み込まれ得るか、またはプロセス後工
程としてこのようなプロセスに容易に追加され得る、方
法および得られた共振器を提供する。
本発明は、以下の本発明の説明を、以下に記載される添
付の図面と組み合わせて、より詳細に理解され得る。
付の図面と組み合わせて、より詳細に理解され得る。
【図１】図１は、本発明による共振器を製造するプロセ
スの最初の工程に従って、ＢＡＷ共振器が構築されるウ
ェーハの一部の模式的立面図を示す。
スの最初の工程に従って、ＢＡＷ共振器が構築されるウ
ェーハの一部の模式的立面図を示す。
【図２】図２は、本発明による共振器を製造するプロセ
スの第２の工程に従う、図１に示されるウェーハの同じ
部分の模式的立面図を示す。
スの第２の工程に従う、図１に示されるウェーハの同じ
部分の模式的立面図を示す。
【図３】図３は、本発明による共振器を製造するプロセ
スの第３の工程に従う、図２に示されるウェーハの同じ
部分の模式的立面図を示す。
スの第３の工程に従う、図２に示されるウェーハの同じ
部分の模式的立面図を示す。
【図４】図４は、本発明による共振器を製造するプロセ
スの第４の工程に従う、図３に示されるウェーハの同じ
部分の模式的立面図を示す。
スの第４の工程に従う、図３に示されるウェーハの同じ
部分の模式的立面図を示す。
【図５】図５は、本発明による共振器を製造するプロセ
スの第５の工程に従う、図４に示されるウェーハの同じ
部分の模式的立面図を示す。
スの第５の工程に従う、図４に示されるウェーハの同じ
部分の模式的立面図を示す。
【図６】図６は、本発明による共振器を製造するプロセ
スの第６の工程に従う、図５に示されるウェーハの同じ
部分の模式的立面図を示す。
スの第６の工程に従う、図５に示されるウェーハの同じ
部分の模式的立面図を示す。
【図７】図７は、本発明による共振器を製造するプロセ
スの第７の工程に従う、図６に示されるウェーハの同じ
部分の模式的立面図を示す。
スの第７の工程に従う、図６に示されるウェーハの同じ
部分の模式的立面図を示す。
【図８】図８は、完成した共振器構造を有するウェーハ
の同じ部分の模式的立面図を示す。
の同じ部分の模式的立面図を示す。
【図９】図９は、図８に示される共振器構造の模式的な
平面図である。
平面図である。
【図１０】図１０は、本発明の別の実施形態による共振
器を製造するにおける使用のために準備したウェーハ部
分の模式的立面図を示す。
器を製造するにおける使用のために準備したウェーハ部
分の模式的立面図を示す。
【図１１】図１１は、本発明の別の実施形態の製造に使
用されるプロセスの第２の工程に従う、図１０に示され
るウェーハの同じ部分の模式的立面図を示す。
用されるプロセスの第２の工程に従う、図１０に示され
るウェーハの同じ部分の模式的立面図を示す。
【図１２】図１２は、別の実施形態の完成した共振器を
有する、図１１に示されるウェーハの同じ部分の模式的
立面図を示す。
有する、図１１に示されるウェーハの同じ部分の模式的
立面図を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 501306564 Ｒｏｏｍ 301Ｅ1211， 9333 Ｓ． Ｊ ｏｈｎ Ｙｏｕｎｇ Ｐａｒｋｗａｙ， Ｏｒｌａｎｄｏ， Ｆｌｏｒｉｄａ 32819， Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ (72)発明者 エドワード チャン アメリカ合衆国 ニュージャージー 07974， ニュー プロビデンス， セン トラル アベニュー 885 (72)発明者 ジュンサン キム アメリカ合衆国 ニュージャージー 07920， バスキング リッジ， モナー ク サークル 46 (72)発明者 ハロルド アレクシス ハギンズ アメリカ合衆国 ニュージャージー 07060， ワッチャング， マウンテン ブールバード 615 (72)発明者 ヒョンソク ソー アメリカ合衆国 ニュージャージー 07920， バスキング リッジ， モナー ク サークル 73 Ｆターム(参考） 5J108 BB08 CC04 CC11 EE03 FF01 KK01 MM11
Claims (29)
- 【請求項１】 支持体上にバルク音響共振器を加工する
方法であって、ここで該共振器は、共振器膜を備え、そ
して該共振器は、該共振器の下の該支持体中にエッチン
グされた空洞により該支持体から分離されており、該方
法は、選択的エッチングを用いて、該共振器膜における
少なくとも１つのバイアを通じて該空洞をエッチングす
る工程を包含する、方法。 - 【請求項２】 前記選択的エッチング工程が選択的ドラ
イエッチングである、請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 請求項２に記載の方法であって、前記共
振器がまた、前記膜のいずれかの側面上に第１の電極お
よび第２の反対の電極を備え、該膜は、該支持体の少な
くとも一部の上に該電極を越えて伸長する圧電性層であ
り、そして該方法は、さらに、前記選択的エッチングを
用いて前記空洞を形成する工程の前に、該電極に隣接す
る該圧電性膜において複数のバイアを形成する工程、お
よび該選択的エッチングを用いて該第１の電極の下の該
支持体において該空洞を形成する工程を包含する、方
法。 - 【請求項４】 ウェーハ上のバルク共振器構造を加工す
る方法であって、以下の工程： （Ａ）該ウェーハの上部表面上に分離層を形成する工
程、（Ｂ）該分離層の上に第１の導電性層を蒸着し、該
第１の導電性層をパターン化して第１の電極を形成する
工程、（Ｃ）該分離層および第１の電極上に圧電性層を
蒸着する工程、（Ｄ）該圧電性層の上であって、かつ該
第１の電極の上に第２の電極を形成する工程（Ｅ）該第
１の電極の少なくとも１つの側面に沿って、かつそこか
ら間隔を空けて、該圧電性層を通じて少なくとも１つの
バイアを開口する工程；ならびに（Ｆ）該バイアを通じ
て選択的腐食液を導入することにより、該第１の電極お
よび圧電性層の隣接する部分の下の該分離層の少なくと
も１部をエッチングすることによって、該第１の電極お
よび隣接する圧電性層の下に空洞を形成する工程、を包
含する、方法。 - 【請求項５】 前記分離層が高抵抗性層である、請求項
４に記載の方法。 - 【請求項６】 前記工程（Ｆ）における前記エッチング
プロセスがドライエッチングプロセスである、請求項４
に記載の方法。 - 【請求項７】 前記工程（Ｆ）における前記空洞が、前
記分離層から前記ウェーハの一部内に伸長する、請求項
４に記載の方法。 - 【請求項８】 前記工程（Ｅ）が、複数のバイアを開口
する工程を包含し、該複数のバイアが前記第１の電極を
囲む、請求項４に記載の方法。 - 【請求項９】 前記ウェーハがシリコンウェーハであ
る、請求項４に記載の方法。 - 【請求項１０】 前記高抵抗性層が、シリコンをスパッ
タリングすることにより蒸着され、シリコン層を形成す
る、請求項５に記載の方法。 - 【請求項１１】 前記第１の電極を形成する工程が、ア
ルミニウムを用いる工程を包含する、請求項１０に記載
の方法。 - 【請求項１２】 前記圧電性層を形成する工程が、Ａｌ
Ｎを用いる工程を包含する、請求項１１に記載の方法。 - 【請求項１３】 前記ウェーハおよび前記分離層中に少
なくとも１つのエッチング区切り障壁を形成する工程を
さらに包含する、請求項４に記載の方法。 - 【請求項１４】 前記ウェーハがシリコンウェーハであ
り、前記分離層がシリコンであり、そして前記エッチン
グ区切り障壁が低温酸化物である、請求項１３に記載の
方法。 - 【請求項１５】 前記第２の電極に連結された少なくと
も１つの導電性経路を形成する工程をさらに包含する、
請求項４に記載の方法。 - 【請求項１６】 前記導電性経路が、前記圧電性層の上
に形成され、そして前記第２の電極をワイヤ結合パッド
に接続する、請求項１５に記載の方法。 - 【請求項１７】 バルク音響共振器であって、以下： （ａ）表面を有する支持体； （ｂ）該支持体の表面から該支持体中に伸びる空洞； （ｃ）該支持体および該空洞の上に伸長する圧電性膜で
あって、該空洞の上の領域を有し、該膜は該支持体表面
に面する下側面および該下側表面の反対に上側を有す
る、圧電性膜； （ｄ）該空洞の上の該領域の一部の下側に該圧電性膜に
固定された第１の電極； （ｅ）該第１の電極の上であって、かつ該第１の電極と
実質的に同延である圧電性膜の該上側の第２の電極； （ｆ）該第１および第２の電極に隣接する該圧電性膜に
おける少なくとも１つのバイア、を備える、バルク音響
共振器。 - 【請求項１８】 前記支持体が、前記圧電性膜の前記下
側に接触するウェーハおよび分離層を備える、請求項１
７に記載の共振器。 - 【請求項１９】 前記分離層が前記ウェーハ上に蒸着さ
れた、シリコン層である、請求項１８に記載の共振器。 - 【請求項２０】 前記圧電性膜中に複数のバイアを含
み、該複数のバイアは、前記第１の電極を囲む、請求項
１７に記載の共振器。 - 【請求項２１】 前記ウェーハがシリコンウェーハであ
る、請求項１８に記載の共振器。 - 【請求項２２】 前記第１の電極がアルミニウムを含
む、請求項１７に記載の共振器。 - 【請求項２３】 前記圧電性層がＡｌＮを含む、請求項
１７に記載の共振器。 - 【請求項２４】 請求項１７に記載の共振器であって、
前記支持体がウェーハ表面を有するシリコンウェーハを
備え、前記第１の電極および前記第２の電極がＡｌであ
り、前期圧電性膜がＡｌＮであり、そして複数のバイア
を備え、この複数のバイアは、該電極に隣接してかつ該
電極の回りに配置されて伸長し、そして該膜下表面と該
ウェーハ表面との間に分離層が存在する、共振器。 - 【請求項２５】 前記バイアが約５×１０-6と約２０×
１０-6メートルとの間の直径を有する、請求項２４に記
載の共振器。 - 【請求項２６】 前記分離層中で、少なくとも１つのエ
ッチング区切り障壁トレンチをさらに備える、請求項１
７に記載の共振器。 - 【請求項２７】 請求項２６に記載の共振器であって、
前記支持体がウェーハ表面を有するシリコンウェーハを
備え、前期分離層が該ウェーハ表面上のシリコン層であ
り、そして前記エッチング区切り障壁トレンチが低温酸
化物を含む、共振器。 - 【請求項２８】 前記圧電性層下の前記支持体におけ
る、前記ウェーハ表面に実質的に平行に伸長するエッチ
ング障壁層をさらに備える、請求項２７に記載の共振
器。 - 【請求項２９】 前記圧電性膜の上の前記第２の電極か
ら前記空洞の上の前記膜領域の外側のワイヤ結合パッド
まで伸長する少なくとも１つの導電性経路をさらに備え
る、請求１７に記載の共振器。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/637,069 US6355498B1 (en) | 2000-08-11 | 2000-08-11 | Thin film resonators fabricated on membranes created by front side releasing |
| US09/637,069 | 2000-08-11 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002100953A true JP2002100953A (ja) | 2002-04-05 |
| JP2002100953A5 JP2002100953A5 (ja) | 2008-09-04 |
| JP5127014B2 JP5127014B2 (ja) | 2013-01-23 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001234288A Expired - Fee Related JP5127014B2 (ja) | 2000-08-11 | 2001-08-01 | 前面放出により作成した膜上に加工した薄膜共振器 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
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| EP (1) | EP1180494B1 (ja) |
| JP (1) | JP5127014B2 (ja) |
| DE (1) | DE60125660T2 (ja) |
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