JP2002353761A - バルク音響波共振器およびフィルタのウェハレベルでの同調 - Google Patents
バルク音響波共振器およびフィルタのウェハレベルでの同調Info
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Abstract
バルク音響波素子を作製する。 【解決手段】 基板上に化学蒸着法によって形成した薄
膜層によってバルク音響波素子を作製する際、化学蒸着
の促進媒体を基板上の局所に供給することにより複数の
バルク音響波素子の動作周波数を均一に同調する。
Description
波共振器およびフィルタに関し、さらに特定すると、こ
のような共振器およびフィルタの同調に関する。
ク音響波(BAW)素子が、一般的に、電極としての役
割を果たす2つの電気的に導電性の層のあいだに挟まれ
ている圧電体層から構成されることは既知である。無線
周波数(RF)信号が素子全体に印加されると、それは
圧電体層内で機械的な波動を生成する。(RF信号によ
って生成される)機械的な波動/音響波が圧電体層の厚
さの約2倍である時に、基本的な共振が起こる。BAW
素子の共振周波数はそれ以外の要因にも依存するが、圧
電体層の厚さは共振周波数を決定する上で最も重要な要
因である。圧電体層の厚さが小さくなると、共振周波数
が増す。BAW素子は、従来、水晶結晶板の薄板の上に
作製されてきた。一般的には、この製作方法を使用して
高い共振周波数の素子を達成するのは困難である。薄膜
層を受動基板材料の上に蒸着することによってBAW素
子を作製すると、共振周波数を0.5−10GHzの範
囲に拡張することができる。これらの種類のBAW素子
は、一般的には薄膜バルク音響共振器つまりFBARと
呼ばれている。おもに2種類のFBAR、つまりBAW
共振器および積層結晶フィルタ(SCF)がある。これ
ら2種類の素子の相違点は、おもにその構造にある。S
CFは、通常2つまたは3つ以上の圧電体層および3つ
または4つ以上の電極を有し、いくつかの電極は接地さ
れている。FBARは、通常、帯域通過フィルタまたは
帯域阻止フィルタを作成するために組み合わされて使用
される。1つの直列FBARおよび1つの分路FBAR
が、いわゆるはしごフィルタの1つのセクションを構成
する。はしごフィルタに関する記述は、たとえば、El
la(米国特許番号第6,081,171号)に見られ
る。Ellaに開示されているように、FBARベース
の素子は、一般的にパシベーション層とよばれる1つま
たは複数の保護層を有してよい。典型的なFBARベー
スの素子が図9に図示される。図9に図示されるよう
に、FBAR素子1は、基板2、底部電極4、圧電体層
6、上部電極8、およびパシベーション層10を備え
る。FBAR素子1は、さらに、低音響インピーダンス
の2つの層14と18のあいだに挟まれる高音響インピ
ーダンスの層16から構成される、音響ミラー層12を
含んでよい。ミラーは、必ずしもではないが通常、高イ
ンピーダンス層と低インピーダンス層の複数の対(偶数
の層)から成り立っている。SiO2、W、SiO2、W
のような順序で配列される2組の対からなるミラーもあ
る。ミラーの代わりに、FBAR素子は、SiO2の1
つまたは複数の膜層および1つの犠牲層をさらに含んで
よい。基板2は、珪素(Si)、二酸化珪素(Si
O2)、ガリウム砒素(GaAs)、ガラスまたはセラ
ミック材から作られることがある。底部電極4および上
部電極8は、金(Au)、モリブデン(Mo)、タング
ステン(W)、銅(Cu)、ニッケル(Ni)、ニオビ
ウム(Nb)、銀(Ag)、タンタル(Ta)、コバル
ト(Co)、アルミニウム(Al)、チタニウム(T
i)またはその他の電気的に導電性の材料から作られる
ことがある。圧電体層6は、酸化亜鉛(ZnO)、硫化
亜鉛(ZnS)、窒化アルミニウム(AIN)、タンタ
ル酸塩リチウム(LiTaO3)またはいわゆるジルコ
ニウム酸チタン酸鉛ランタン族の他の要素から作られる
ことがある。パシベーション層は、SiO2、Si
3N4、またはポリイミドから作られることがある。低音
響インピーダンス層14と18は、Si、SiO2、ポ
リシリコン、Alまたは高分子材料から作られることが
ある。高音響インピーダンス層16は、Au、Mo、ま
たはタングステン(W)、から作られ、ある場合には、
数多くの層の対を形成するためにAINなどの誘電体か
ら作られることがある。FBARはしごフィルタは、典
型的には、直列共振器がそれぞれのフィルタの所望され
ている、または設計されている中心周波数にほぼ等し
い、または近い周波数で直列共振を生じさせるように設
計される。同様に、分路、または並列共振器は、直列F
BAR共振からわずかに偏位された周波数で並列共振を
生じさせる。直列共振器は、通常、中心周波数に伝送の
最大ピークを有するように設計され、その結果信号は直
列共振器を通して伝送される。対照的に、分路共振器
は、信号が接地に短絡されないように、中心周波数に最
小の伝送を有するように設計される。層の種類および素
子内で利用されるその他の材料などのその他の要因に加
えて、FBARは、素子を作製するために使用される圧
電材料の圧電係数の関数である量だけ異なる周波数で並
列共振および直列共振を生じさせる。特に、FBARは
しごフィルタは、たとえば、共振層の圧電体層を形成す
るために使用される材料の種類、および素子内の多様な
層の厚さの関数である帯域幅を有する通過帯域を生じさ
せる。
作製のあいだにもたらされることがある。現在、FBA
Rは、ガラス基板またはシリコンウェハ上に作製され
る。FBARベースの素子の多様な層は、薄膜蒸着によ
って順次形成される。FBARベースの素子では、素子
の共振周波数は、通常、0.2%から0.5%の公差の
範囲内に制御されなければならない。つまり、素子内の
各層の厚さは、同じように制御されなければならない。
しかしながら、薄膜層の蒸着は、基板またはウェハの面
積が大きいときに、このような公差範囲内で厚さを生じ
させるために制御するのは困難である。その理由から、
FBARベースの素子の製造メーカは、素子の作製に直
径4インチ以下のウェハを使用する。小さいウェハまた
は基板を用いると、動作周波数が規格外であるために多
くの素子を失うことなく、一定の厚さの非均一性が許容
できる。しかしながら、小さいウェハまたは基板上に素
子を作製することは、同じことを大きな基板の上で行う
より費用低減効果が低い。一方、大きな基板を使用する
場合では、厚さの非均一性にまつわる問題は深刻にな
る。
FBARベースの素子の作製における厚さの非均一性に
関する問題を解決するための方法およびシステムを提供
することが有利であり、所望されている。
の共振周波数を指定される公差の範囲内で達成するため
の方法およびそのシステムを提供することが、本発明の
第1の目的である。この目的は、基板上の素子の厚さの
非均一性を削減することにより達成することができる。
厚さの非均一性は、ウェハが複数の素子チップに切断さ
れる前に、ウェハの一番上の表面層、つまりダイスに選
択的に材料を付け加えることによって削減することがで
きる。このようにして、ウェハはその上に形成される1
つまたは複数のバルク音響波生成層および音響波制御層
を有することができる。その背景で、ここに説明される
ようなバルク音響波素子は、1つまたは複数の個々の素
子チップを形成するためにその上に作製される1つまた
は複数の層を有するウェハまたは基板全体、あるいはこ
のようなウェハまたは基板の一部を指す。さらに、ここ
に参照されるバルク音響波素子は、バルク音響波共振
器、バルク音響波フィルタ、積層結晶フィルタ、共振器
とフィルタの任意の組み合わせ、および共振器とフィル
タの構造上の変形を含む。さらに、一番上の層の厚さの
非均一性が削減されたとき、1つまたは複数の層はすで
にウェハまたは基板上に形成されているが、素子はすべ
ての必要な層あるいは層のパターンを有していてもよい
し、有さなくてもよい。たとえば、素子の一番上の層が
圧電体層または電極層であり、1つまたは複数の層が、
一番上の層の厚さが調整された後に一番上の層に加えら
れてもよい。
ば、バルク音響波素子を同調する方法は、基板上に形成
される複数の音響波生成層および音響波制御層を備え、
バルク音響波素子は1つの表面層および非均一性プロフ
ァイルを有する表面層厚さを有し、バルク音響波素子は
部分的に表面層厚さにともなって変化する動作周波数を
有し、動作周波数は化学蒸着装置内で該表面層厚さを調
整することによって調整することができ、化学蒸着装置
が、厚さの非均一性を削減するために表面層上に材料を
蒸着するための気体の先駆物質を含み、該方法は、ある
場所での表面層上での材料の蒸着を局所的に促進するた
めに促進媒体を提供する工程と、前記少なくとも1つの
異なる場所で表面上での材料の蒸着を局所的に促進する
ために、表面層の面に沿う方向で促進媒体を少なくとも
1つの異なる場所に再配置する工程と、を備える。
プロセスで使用するための光ビームである。また、促進
媒体がプラズマ誘導、またはプラズマ促進化学蒸着プロ
セスで使用するためのプラズマであることも可能であ
る。
いだ1つの場所に位置し、その時間期間は表面層の厚さ
の非均一性に基づく。
く、個々の構成要素は共振器、フィルタ、積層結晶フィ
ルタ、またはその組み合わせであってよい。
の圧電体層の厚さの非均一性を調整することが好ましい
が、素子の活性領域に重なり合う電極またはパシベーシ
ョン層の厚さを変更することも可能である。
って調整される場合には、上部電極層が、圧電体層の厚
さが調整された後に圧電体層上に蒸着されることが理解
される。同じ方法またはその他の方法を用いて、上部電
極層の厚さを調整することが必要である場合がある。さ
らに、通常、電極層に所望されるパターンを生成するた
めに、パターン化工程が必要である。パターン化工程
は、電極層の厚さが調整される前または後に実施するこ
とができる。パターン化工程は、本発明の一部ではな
い。さらに、パシベーション層が上部電極層の上部に蒸
着される場合、パシベーション層の厚さを調整すること
が必要である場合がある。したがって、本発明による厚
さ調整工程は、必要であれば、素子全体を同調するため
一回または複数回実施されてよい。
素子を同調するためのシステムは基板上に形成される複
数の音響波生成層および音響波制御層からなり、バルク
音響波素子は1つの表面層および非均一性プロファイル
を有する表面層厚さを有し、バルク音響波素子は、部分
的に表面層厚さにともなって変化する動作周波数を有
し、動作周波数は、化学蒸着装置の表面層厚さを調整す
ることにより調整することができ、化学蒸着装置が、厚
さ非均一性を削減するために表面層上に材料を蒸着する
ための気体先駆物質を含み、該システムは、ある場所に
おける表面層上での材料の蒸着を局所的に促進するため
に促進媒体を提供するための手段と、少なくとも1つの
異なる場所に、表面層に平行な方向に促進媒体を再配置
し、前記少なくとも1つの異なる場所にある表面層の上
での材料の蒸着を局所的に促進するための提供手段に動
作可能なように連結される移動機構と、を備える。
ロセスで使用するための光ビームを備え、提供手段は光
源を備える。
スで使用するためのプラズマを備え、提供手段が、プラ
ズマを提供するためのイオンを生じさせるために、無線
周波数(RF)ソースに動作可能なように連結される電
極を備えることが可能である。
めにある位置に配置される滞在期間は、表面層の厚さの
非均一性に基づく。したがって、厚さの非均一性プロフ
ァイルにしたがって促進媒体を再配置するために移動機
構を制御するためのソフトウェアプログラムを有するこ
とが好ましい。
調整する前に、素子表面の厚さの非均一性プロファイル
をマッピング(場所ごとに測定)するための機構も備え
る。好ましくは、マッピング機構が、素子表面のさまざ
まな場所で周波数を測定するための周波数測定装置を備
える。その場合に、素子は、すでにパターン化された上
部電極層を有しているだろう。表面層の厚さの非均一性
プロファイルを決定するために厚さ測定素子を使用する
ことも可能である。
を読むと明らかになるだろう。
る上部表面層30および複数のミラー層24を有する簡
略されたバルク音響波素子を描く断面図である。ミラー
層のいくつかはパターン化されている。基板22は、S
i、GaAs、ガラスまたはそれ以外の材料から作るこ
とができる。上部層30は、上部電極と底部電極を有す
る複数の共振器(またはフィルタ)を備えてよいが、上
部層30は、圧電体層、底部電極層、または上部電極層
を表してよい。バルク音響波生成層または音響波制御層
が薄膜蒸着プロセスでウェハ上に形成される場合、層は
通常、端縁部分より中心部分においてより厚い(図7を
参照すること)。上部表面層30の厚さの非均一性は、
素子20の共振周波数の不均一性に許容される公差を超
えることがある。したがって、削減された表面の非均一
性プロファイルが公差の範囲内に入るように、上部方面
層30の部分を調整することが望ましい。上部表面層の
厚さ非均一性プロファイルに関する問題を明らかにする
ために、厚さがさまざまである複数の共振器(またはフ
ィルタ、積層結晶フィルタ、またはその組み合わせ)3
1〜36が、図1に示されている。しかしながら、上部
表面層30の厚さの非均一性プロファイルは、各共振器
の周波数が公差の範囲内に入るように、共振器のいくつ
かの厚さを増加することによって削減できる。
システム40は、チャンバ60内の圧力を調整するため
にポンプシステム(図示されていない)に動作可能なよ
うに連結される、気体先駆物質62をチャンバ60の中
に提供するための入り口64および出口66を有する化
学蒸着チャンバ60を備える。当分野において既知であ
るように、気体先駆物質62は、バルク音響波素子20
の表面30に蒸着される所望される固体の断片を含んで
よい。気体先駆物質62は、通常、蒸着されない担体ガ
スによって入り口64を通って蒸着チャンバ60の中に
入れられる。化学蒸着は、一般的に、基板上に薄膜を成
長させるために使用される。たとえば、シラン(SiH
4)、および酸素(O2)または一酸化二窒素(N2O)
のいずれかを含有する気体先駆物質が、基板上で二酸化
珪素(SiO2)の薄膜を成長させるために使用され
る。シランおよび窒素(N2)および/またはアンモニ
ア(NH4)のいずれかを含有する別の気体先駆物質
は、基板上で窒化珪素(SiN2)の薄膜を成長させる
ために使用される。蒸着チャンバ内では、反応物種を活
性化するために、エネルギーが蒸着プロセスに供給され
なければならない。気体先駆物質62の選択は、一番上
の層30の材料に依存する。好ましくは、パシベーショ
ン層に材料を加えるための気体先駆物質62には、誘電
体材料が使用される。このような層を用いる場合、追加
のパターン化は必要とされない。適切な固体のフラグメ
ンテーションを含む適切な気体先駆物質を使用すること
によって、圧電体層またはその他の層の上に材料を追加
することが可能である。たとえば、電極層の上に、タン
タル、タングステンおよびその他の耐火性金属を蒸着す
ることも可能である。一般的には、活性化エネルギーを
供給するには、2つの方法が使用される。一方は熱を使
用し、他方は無線周波数(RF)誘導プラズマを使用す
る。後者の方法は、プラズマ促進化学蒸着(PECV
D)とも呼ばれる。両方の方法とも、ウェハ全体に薄膜
を生成するために半導体工業で広く使用されている。C
VD方法の変形は、いわゆる光励起CVDまたは光誘導
CVDであり、この場合、反応は、基板表面を加熱する
ことで、あるいは気相内での反応物質種を解離/励起す
ることで、光によって活性化される。一般的に紫外線ラ
ンプまたはレーザが光源として用いられる。図2に図示
されるように、光源42は、蒸着用チャンバ60の窓6
1を通して光ビーム44を提供するために使用される。
光ビーム44のサイズ、または励起蒸着のスポットサイ
ズは、単一共振器(フィルタ)から複数の共振器(フィ
ルタ)の範囲となることがある。スポットサイズの選択
は、部分的には、共振周波数およびウェハまたは素子2
0の非均一性プロファイル154に依存し、部分的には
蒸着プロセスの反復性に依存する。しかしながら、本発
明の重要な態様は、化学蒸着プロセスが、厚さの非均一
性プロファイル154に基づいて、一度にウェハの1つ
のセクションだけの厚さが調整されるように、局所的に
促進できるという点である。したがって、移動機構15
0が、光ビーム44を表面30の別の場所に再配置する
ために、素子表面30に平行な方向48に光源42を移
動するために使用される。好ましくは、移動機構150
は、厚さの非均一性プロファイル154に基づいて、そ
れぞれの場所で光ビーム44の滞在時間を制御するため
の制御プログラム152を有する。なお、光ビーム44
を静止に保つ一方で、素子20を再配置することも可能
である。
学蒸着プロセスを局所的に補助するために、別の電極5
5に結合されている電極54に電力を提供するためにシ
ステム50内で使用される。図3に図示されるように、
表面30の上に配置される電極54は、電極54と表面
30のあるセクションとのあいだにプラズマグロー放電
56を形成させるために使用される。プラズマ56内で
高エネルギー状態に励起された電子は、気相内の分子を
解離し、イオン化することができる。これらのイオンは
活性である。したがって、プラズマは、表面30のセク
ション上に蒸着される粒子の流れを供給する。移動機構
150は、蒸着場所を変更するために、表面30に平行
な方向58に電極54を移動するために使用できる。な
お、蒸着場所を変更するために、電極54または光ビー
ム44(図2)を基準にして素子20を移動することが
可能である。
性が補正された後の結果を示す。なお、大部分の場合に
おいて、一番上の表面の厚さ非均一性が完全に排除され
る必要はない。通常、バルク音響波素子の共振周波数の
ばらつきが指定公差の範囲内に入るように、厚さ非均一
性を削減することだけが必要とされる。図示されるよう
に、共振器31、32、35、および36の厚さは増加
している。共振器31〜36の厚さは同じでない可能性
があるが、素子の共振周波数の拡散は規格の範囲内に入
っている。
たは複数のバルク音響波生成層および音響波制御層を追
加することも可能である。新規に追加される層が厚さの
調整を必要とする場合は、図2および図3とともに説明
されたような同じ方法が、所望される製品が達成される
まで適用できる。
的に促進された化学蒸着チャンバ60内での一番上の表
面層30の厚さの調整の前に、厚さプロファイル154
がマッピング(場所ごとに測定)されることが好まし
い。素子20の共振周波数の局所測定を実行するために
は周波数測定装置80を使用することが好ましい。素子
20の個々の共振器および/またはフィルタの共振周波
数を測定することが必要である場合がある。それらの構
成要素の共振周波数を測定するためには、ウェハの上部
電極層を形成し、パターン化することが必要である。周
波数プロファイル152に基づいて、上部表面30に加
えられるべき材料の量を計算することが可能である。図
6(a)に図示されるように、プロファイル写像システ
ム70は、周波数測定装置80および表面の周波数プロ
ファイル152を得るために、素子20に対して周波数
測定装置80を移動するための移動機構88を備える。
移動方向は、参照番号74で示される。周波数プロファ
イル152から、厚さ非均一性プロファイル154を得
ることが可能である(図7)。
することによりバルク音響波素子20をマッピングする
ためのシステム72を示す概略図である。周波数測定装
置80の代わりに、厚さ測定装置82が素子20の厚さ
を測定し、厚さプロファイル154を直接的に得るため
に使用される。
制御層がその上に作製される、ウェハの非均一性厚さプ
ロファイルを描いた厚さチャートである。特に、図7
は、ナノメートル単位で表された圧電体(ZnO)層の
非均一性プロファイルを示す。平均厚さが基準として使
用される場合、層全体での厚さの変動は約±23%であ
る。厚さにこのような大きな変動がある場合、ウェハ全
体での周波数変動は、通常、許容できない。したがっ
て、素子は、素子の厚さを調整することによって同調さ
れなければならない。
同調するためのプロセス100を説明するフローチャー
トである。工程102に示されるように、周波数測定装
置(図6(a))または厚さ測定装置(図6(b))
が、素子20の表面をマッピングするために使用され
る。厚さ非均一性プロファイル154は、このようにし
て得られる。表面層厚さが、工程103で判断されるよ
うに、公差の範囲内に入る場合には、新しい層が、工程
112で判断されるようにマッピングされた表面に追加
され、工程114で実行されてよい。それ以外の場合、
素子20は、工程104で、厚さ調整のために局所的に
促進される化学蒸着チャンバ60(図2および図3)に
配置される。CVD促進媒体は、工程106で、一定の
時間、その上に材料を追加するために表面層30上の所
望の場所に設置される。局所領域の厚さが局所促進化学
蒸着プロセスによって調整された後、工程108で、表
面全体で必要な厚さの調整が実施されたかどうかが決定
される。表面領域での厚さが調整される必要が残されて
いる場合には、促進媒体は、工程110で別の場所に再
配置される。表面全体の必要な厚さ調整がされた場合、
工程112で、素子を完成するためにさらに多くの層が
作製される必要があるかどうかが判断される。工程11
4で、調整済みの層に1つまたは複数の新しい層が追加
された後、素子の表面プロファイルは、工程102で再
度マッピングされ、素子が規格にしたがって作られてい
るかどうかを判断する。
イスのレベルでバルク音響波素子を同調するための方法
およびシステムを開示する。開示されるように、該方法
およびシステムは、ウェハの表面面積が、薄膜の蒸着が
許容できる厚さ均一性を達成できないほど充分に大きい
ときに特に有効である。ウェハ表面の局所化された領域
で厚さを調整することによってウェハ全体での周波数を
同調すると、FBAR製造プロセスの歩留まりを増加す
ることができる。厚さ調整プロセスは、FBARベース
の素子の1つまたは複数の層を調整するために、別個
に、かつ順次実施することができる。材料が、周波数を
同調するために表面層の上に追加され、気体先駆物質が
素子表面上に蒸着される材料を提供するために使用され
る場合、気体先駆物質は表面層の材料を含むことが好ま
しい。たとえば、調整される一番上の表面層がタンタル
またはタングステンから作られる電極層である場合、気
体先駆物質がタンタルまたはタングステンのフラグメン
テーションを含むことが好ましい。しかしながら、気体
先駆物質の材料と表面層の材料が同じでない場合があ
る。たとえば、調整される一番上の表面層が、SiO2
のミラー層またはパシベーション層である場合、気体先
駆物質は、シラン(SiH4)および酸素(O2)を含む
ことがある。
般的には、電極層のそれぞれの中からパターンを作るた
めに1つまたは複数の追加工程を含むことは当分野にお
いては既知である。パターン化工程は、それぞれの電極
層の厚さが調整された後に実施されることが好まれる。
しかしながら、厚さ調整の前にパターン化工程を実施す
ることも可能である。
は、図2および図3とともに説明されるように、1つの
光ビーム44または電極54だけが、一度に1つの場所
の一番上の層での材料の局所的な蒸着を促進するために
使用される。2つまたは3つ以上の場所での蒸着を同時
にまたは順次に促進するために2つまたは3つ以上の光
ビームまたは電極を使用することが可能である。さら
に、光ビームおよびプラズマは、光源(またはリフレク
タなどの光経路調整装置)または電極を移動することに
よって再配置することができる。光ビームまたはプラズ
マに対して、バルク音響波素子をその面方向に沿って移
動することが可能である。
常、それぞれがチップ表面積を有する複数の個別チップ
を備える。プロセスでは、図2および図3に関連して説
明されるように、ある場所での化学蒸着を局所的に促進
するための光ビームまたはプラズマが、材料の蒸着のた
めのスポットサイズを定める。スポットサイズは、チッ
プ表面積より小さいか、あるいは大きい場合がある。
共振器、積層結晶フィルタ、はしご形フィルタ、および
その組み合わせを含むことが注意される必要がある。し
かしながら、はしご構造に加えて、FBARから構築で
きる他のフィルタの種類がある。それらのすべては、同
調しなければならないいくつかの共振器を含むが、それ
らはすべてのケースで並列共振器または分路共振器と呼
ぶことはできない。平衡フィルタは、このようなフィル
タの種類の一例である。
は、ウェハ上のBAW素子の周波数非均一性に関係す
る。表面層をトリミングする目的は、素子の周波数非均
一性を低減することである。したがって、表面層をトリ
ミングしても、必ずしも一番上の層を完全に平坦にする
とは限らない。言い換えると、たとえ一番上の層が非常
に均一な厚さを有していても、1つまたは複数の下にあ
る層の非均一性を補正するためにそれをトリミングする
ことが必要である場合がある。たとえば、一番上の層
が、均一ではない圧電体層に重なる上部電極層である場
合、上部電極層をトリミングする目的は、たとえ上部電
極層自体が均一であっても、圧電体層の厚さの非均一性
による素子の周波数均一性を低減することである。本発
明の目的は、素子の最終的な周波数の所望される均一性
を達成することである。したがって、表面層は、上部
層、底部層または圧電体層などの単一の層である場合が
あるが、表面層は、上部電極層と圧電体層の組み合わせ
などの層の組み合わせである場合もある。
に関して説明されてきたが、その形式および詳細におけ
る前記および多様なそれ以外の変更、省略および偏差
が、本発明の精神および範囲から逸脱することなく加え
られてよいことが当業者によって理解されるだろう。
同調方法は、BAW素子を構成する薄膜層の材料の蒸着
を局所的に促進する手段を備えたので、サイズの大きな
基板上に多数の均一な動作周波数のBAW素子を作製で
きるという効果を奏する。
されたバルク音響波素子の断面図である。
ハレベルでバルク音響波素子の一番上の層に材料を追加
するためのシステムを示す概略表現である。
ベルでバルク音響波素子の一番上の層に材料を追加する
ための別のシステムを示す概略表現である。
たバルク音響波素子を示す断面図である。
たバルク音響波素子を示す断面図である。
の非均一性プロファイルをマッピングするためのシステ
ムにおける2つの例を示す概略図である。
波制御層が作製されるウェハの非均一性プロファイルを
示す厚さチャートである。
響波素子を同調するための工程を示すフローチャートで
ある。
を示す典型的なバルク音響波素子の断面側面図である。
Claims (28)
- 【請求項1】 基板上に形成される複数の音響波生成層
および音響波制御層を備えるバルク音響波素子を同調す
る方法であって、バルク音響波素子が表面層および非均
一性プロファイルを有する表面層厚さを有し、バルク音
響波素子が部分的に表面層厚さにともなって変化する動
作周波数を有し、動作周波数が化学蒸着装置で表面層厚
さを調整することにより調整することができ、そこでは
化学蒸着装置が、厚さ非均一性を低減するために表面層
上に材料を蒸着するための気体先駆物質を含み、前記方
法がある場所における表面層での材料の蒸着を局所的に
促進するための促進媒体を提供する工程と、前記少なく
とも1つの別の場所における表面層での材料の蒸着を局
所的に促進するために、表面層に平行な方向に、少なく
とも1つの別の場所に促進媒体を再配置する工程と、を
備えるバルク音響波素子の同調方法。 - 【請求項2】 促進媒体が、光励起化学蒸着プロセスで
使用するための光ビームである請求項1記載の方法。 - 【請求項3】 促進媒体が、プラズマ誘導化学蒸着プロ
セスで使用するためのプラズマである請求項1記載の方
法。 - 【請求項4】 促進媒体が、プラズマ促進化学蒸着プロ
セスで使用するためのプラズマである請求項1記載の方
法。 - 【請求項5】 各場所における表面層での材料の蒸着の
局所的な促進が、ある時間期間内に実施され、該時間期
間が表面層の厚さ非均一性プロファイルに部分的に基づ
く請求項1記載の方法。 - 【請求項6】 表面層が圧電体層を備える請求項1記載
の方法。 - 【請求項7】 表面層がパシベーション層を備える請求
項1記載の方法。 - 【請求項8】 表面層が電極層を備える請求項1記載の
方法。 - 【請求項9】 表面層が複数の個々のバルク音響波構成
要素を備える請求項1記載の方法。 - 【請求項10】 個々のバルク音響波構成要素が1つま
たはそれ以上の共振器を備える請求項9記載の方法。 - 【請求項11】 個々のバルク音響波構成要素が1つま
たはそれ以上のフィルタを備える請求項9記載の方法。 - 【請求項12】 個々のバルク音響波構成要素が、1つ
またはそれ以上の積層結晶フィルタを備える請求項9記
載の方法。 - 【請求項13】 表面層が層材料から作られ、気体先駆
物質が層材料を備えることを特徴とする請求項1記載の
方法。 - 【請求項14】 表面層が層材料から作られ、気体先駆
物質が層材料と異なる材料を備えることを特徴とする請
求項1記載の方法。 - 【請求項15】 素子表面にわたって非均一性プロファ
イルを決定するために、素子表面をマッピングする工程
をさらに備える請求項1記載の方法。 - 【請求項16】 マッピング工程が、素子の共振周波数
を測定することによって実施される請求項15記載の方
法。 - 【請求項17】 マッピング工程が、素子の厚さを測定
することによって実施される請求項15記載の方法。 - 【請求項18】 基板上に形成される複数の音響波生成
層および音響波制御層を備えるバルク音響波素子を同調
するためのシステムであって、バルク音響波素子が表面
層および非均一性プロファイルを有する表面層厚さを有
し、バルク音響波素子が表面層厚さにともなって部分的
に変化する動作周波数を有し、動作周波数が化学蒸着装
置内の表面層厚さを調整することにより調整でき、化学
蒸着装置が厚さの非均一性を低減するために表面層上に
材料を蒸着するための気体先駆物質を含み、前記システ
ムがある場所における表面層で材料の蒸着を局所的に促
進するための促進媒体を提供するための手段と、表面層
に平行な面方向に促進媒体を少なくとも1つの別の場所
に再配置し、前記少なくとも1つの別の場所における表
面層での材料の蒸着を局所的に促進するために、提供手
段に動作可能なように連結される移動機構と、を備える
システム。 - 【請求項19】 促進媒体が光励起化学蒸着プロセスで
使用するためのレーザビームを備え、提供手段がレーザ
ビームを提供するためのレーザを備える請求項18記載
のシステム。 - 【請求項20】 促進媒体が、光励起化学蒸着プロセス
で使用するための光ビームを備え、提供手段が光源を備
える請求項18記載のシステム。 - 【請求項21】 促進媒体がプラズマ促進化学蒸着プロ
セスで使用するためのプラズマを備え、提供手段がプラ
ズマを提供するための複数のイオンを生成するために電
極を備える請求項18記載のシステム。 - 【請求項22】 素子表面をマッピングすることにより
非均一性プロファイルを得るためのマッピング機構をさ
らに備える請求項18記載のシステム。 - 【請求項23】 マッピング機構が、素子表面にわたっ
て素子の局所共振周波数を決定するための周波数測定装
置を備える請求項22記載のシステム。 - 【請求項24】 マッピング機構が厚さ測定装置を備え
る請求項22記載のシステム。 - 【請求項25】 前記再配置手段が、非均一性プロファ
イルに基づいて促進媒体を再配置するための制御機構を
有する請求項18記載のシステム。 - 【請求項26】 素子が、それぞれがチップ表面積を有
する複数の個別チップを備え、促進媒体がチップ表面積
より大きいスポットサイズを定める請求項18記載のシ
ステム。 - 【請求項27】 素子が、それぞれがチップ表面積を有
する複数の個別チップを備え、促進媒体がチップ表面積
より小さいスポットサイズを定める請求項18記載のシ
ステム。 - 【請求項28】 表面非均一性を削減するために厚さ非
均一性プロファイルにしたがって前記再配置手段を制御
するためのソフトウェアプログラムをさらに備える請求
項18記載のシステム。
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