JP2010219874A - 音響電子部品及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ボンディング信頼性の高いワイヤパッドを備える音響電子部品及びその製造方法を提供する。
【解決手段】音響電子部品は、実装基板１０１と、実装基板上に配置されたウェハチップ１０２と、ウェハチップ上に形成されたワイヤパッド１０４と、ワイヤパッドに接続されたワイヤ１０５とを備える。ワイヤパッドは、ウェハチップ上に形成された圧電膜１３１と、圧電膜上に形成され、ワイヤパッドの表層を形成する導電膜１３２とを備える。ワイヤは、圧電膜の上方において、導電膜に接続されている。圧電膜は、酸素及び窒素の少なくともいずれかを含有し、圧電膜のヤング率は、２００×１０^９［Ｎ／ｍ^２］以上である。
【選択図】図２

Description

本発明は、音響電子部品及びその製造方法に関し、例えば、チップの表面に圧電素子が設けられ、チップの裏面に裏面空洞が設けられた音響トランスデューサに関する。

近年、携帯電話機等の通信機器には、マイク、フィルタ、発振器等の電子部品が数多く用いられている。そして、これらの電子部品に対しては、小型化及び高信頼性が強く求められている。また、これらの電子部品は、これらから製品を組み立てる際に、歩留まりよく組み立てができることも求められている。

近年、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）技術により製造されるＭＥＭＳマイクロフォンが注目されている。ＭＥＭＳマイクロフォンの例であるシリコンマイクロフォンは、シリコン基板上又はＳＯＩ（Silicon On Insulator）基板上に、薄膜の圧電膜を電極で挟み込んだ圧電素子を形成することで作製される。シリコンマイクロフォンでは、圧電素子が音圧を感知することで、電極間に電荷が発生する。このようにして、機械振動が電気信号に変換される。

シリコンマイクロフォンでは一般に、シリコン基板上又はＳＯＩ基板上に、圧電素子とワイヤパッドが設けられる。ワイヤパッドは、アルミニウム等の金属で形成され、ボンディングワイヤによる接合形成用に用いられる。

しかしながら、金属は延性材料であり、弾性変形や塑性変形が生じ得る。ワイヤパッドとワイヤとを接続する際にこれらの変形がワイヤパッドに生じると、接合形成のために投入した機械エネルギー（荷重エネルギー及び超音波エネルギー）の損失が起き、十分な接合強度が取れずに接合信頼性が下がる。そのため、従来、パッド膜厚等のパッド構成を変更する場合には、種々の条件を最適化することで接合信頼性を得る必要があった。しかしながら、最適化の条件マージンは狭いため、最適化に伴うボンディング信頼性の低下等の問題が生じていた。

なお、特許文献１には、下部電極と圧電膜と上部電極とを備え、下部電極及び上部電極の少なくともいずれかが、アルミニウムを主成分とする合金からなる電子素子が記載されている。この電子素子には、圧電膜に設けられた導通ビアを介して、下部電極と電気的に接続されたパッド（電極引き出し線）と、上部電極と電気的に接続されたパッド（電極引き出し線）とが設けられている。

また、特許文献２には、圧電膜と第１電極を有する可動梁と、第２電極を有する固定梁とを備える圧電駆動型ＭＥＭＳ素子が記載されている。このＭＥＭＳ素子では、圧電膜を挟む第１の上部電極と第１の下部電極とが、第１のビアホールを通じて電気的に接続されており、当該圧電膜を挟む第２の上部電極と第２の下部電極とが、第２のビアホールを通じて電気的に接続されている。

特開２００７−３３５９７７号公報 特開２００５−３１３２７４号公報

本発明は、ボンディング信頼性の高いワイヤパッドを備える音響電子部品及びその製造方法を提供することを課題とする。

本発明の一の態様は、例えば、実装基板と、前記実装基板上に配置されたウェハチップと、前記ウェハチップ上に形成されたワイヤパッドと、前記ワイヤパッドに接続されたワイヤとを備え、前記ワイヤパッドは、前記ウェハチップ上に形成された圧電膜と、前記圧電膜上に形成され、前記ワイヤパッドの表層を形成する導電膜とを備え、前記ワイヤは、前記圧電膜の上方において、前記導電膜に接続されていることを特徴とする音響電子部品である。

本発明の別の態様は、例えば、ウェハ上に圧電膜を形成し、前記圧電膜上に導電膜を形成し、前記圧電膜と前記導電膜とをエッチング加工して、前記圧電膜と前記導電膜とを含み、前記導電膜を表層とするワイヤパッドと、前記圧電膜と前記導電膜とを含み、前記導電膜を上部電極とする圧電素子とを形成し、前記ウェハのダイシング及びダイボンディングを行い、前記ワイヤパッド内の前記圧電膜の上方において、前記ワイヤパッド内の前記導電膜にワイヤを接続する、ことを特徴とする音響電子部品の製造方法である。

本発明によれば、ボンディング信頼性の高いワイヤパッドを備える音響電子部品及びその製造方法を提供することが可能になる。

第１実施形態の音響トランスデューサの構成を示す上面図である。 図１のＡ−Ａ’線に沿った側方断面図である。 比較例の音響トランスデューサの構造を示す側方断面図である。 種々の材料のヤング率を示した表である。 第１実施形態の音響トランスデューサの製造方法を示す工程図(1/3)である。 第１実施形態の音響トランスデューサの製造方法を示す工程図(2/3)である。 第１実施形態の音響トランスデューサの製造方法を示す工程図(3/3)である。 第２、第３実施形態の音響トランスデューサの構造を示す側方断面図である。

本発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の音響トランスデューサの構成を示す上面図である。また、図２は、図１のＡ−Ａ’線に沿った側方断面図である。図１及び図２に示した本実施形態の音響トランスデューサは、本発明の音響電子部品の例である。

本実施形態の音響トランスデューサは、実装基板１０１と、本発明のウェハチップの例であるＳＯＩ（Silicon On Insulator）基板１０２と、実装基板１０１上のワイヤパッド１０３と、ＳＯＩ基板１０２上のワイヤパッド１０４と、ワイヤ１０５と、圧電素子１１１とを備える。

実装基板１０１は、種々の半導体素子を実装するための基板である。実装基板１０１はここでは、樹脂基板である。実装基板１０１には、蓋接着部材１０７により蓋１０６が接着されている。図１には更に、音響トランスデューサに設けられた音孔１０８が示されている。

ＳＯＩ基板１０２は、実装基板１０１上に配置されている。ＳＯＩ基板１０２は、ＳＯＩウェハがダイシングされたＳＯＩチップであり、シリコン基板１２１と、埋込絶縁膜１２２と、シリコン層１２３とを備える。ＳＯＩ基板１０２を構成するシリコン基板１２１の面積、厚さはそれぞれ、２．５×２．５ｍｍ^２、０．４３ｍｍとなっている。実装基板１０１とＳＯＩ基板１０２は、ダイボンド材１０９により接合されている。

ワイヤパッド１０３、１０４はそれぞれ、実装基板１０１上、ＳＯＩ基板１０２上に設けられている。ワイヤ１０５の一端は、ワイヤパッド１０３に接続されており、他端は、ワイヤパッド１０４に接続されている。ワイヤ１０５はここでは、金ワイヤである。

図２では、ＳＯＩ基板１０２の表面がＳ₁で示され、ＳＯＩ基板１０２の裏面がＳ₂で示されている。

ＳＯＩ基板１０２の表面Ｓ₁には、音響素子として機能する圧電素子１１１が設けられている。これにより、本実施形態の音響トランスデューサは、ＭＥＭＳマイクロフォンとなっている。

また、ＳＯＩ基板１０２の裏面Ｓ₂には、音響容量として機能する裏面空洞２０１が設けられている。裏面空洞２０１は、圧電素子１１１の下部に設けられている。裏面空洞２０１の面積、高さはそれぞれ、１．５×１．５ｍｍ^２、０．４３ｍｍとなっている。

ここで、ＳＯＩ基板１０２上に形成されたワイヤパッド１０４と圧電素子１１１の構造について説明する。

ワイヤパッド１０４は、図２に示すように、圧電膜１３１と、導電膜１３２とを含んでいる。圧電膜１３１は、ＳＯＩ基板１０２上に形成されている。本実施形態では、圧電膜１３１は、ＡｌＮ（窒化アルミニウム）膜であり、膜厚は１．０μｍである。また、導電膜１３２は、圧電膜１３１上に形成され、ワイヤパッド１０４の表層を形成している。本実施形態では、導電膜１３２は、Ａｌ（アルミニウム）膜であり、膜厚は０．３μｍである。ワイヤ１０５は、図２に示すように、圧電膜１３１の上方において、導電膜１３２に接続されている。

一方、圧電素子１１１は、図２に示すように、下部電極１４１と、圧電膜１４２と、上部電極１４３とを含んでいる。

下部電極１４１は、シリコン層１２３内に形成された活性層である。活性層は、シリコン層１２３の表面へのイオン注入により形成される。活性層は例えば、シリコン層１２３の表面にイオン注入マスクパターンを形成し、シリコン層１２３にリンイオンを打ち込むことで形成される。リンイオンの打ち込み条件は例えば、180keV及び1×10¹⁵atoms/cm²とする。これにより、下部電極１４１として機能する活性層が形成される。なお、下部電極１４１は、シリコン層１２３上に形成されたメタル層でも構わない。

圧電膜１４２は、下部電極１４１上に形成されている。また、圧電膜１４２は、ワイヤパッド１０４内の圧電膜１３１と同一組成を有する。即ち、圧電膜１４２は、ＡｌＮ膜となっている。これは、後述のように、圧電膜１３１と圧電膜１４２とが同じＡｌＮ堆積膜から形成されることに起因する。

上部電極１４３は、圧電膜１４２上に形成されている。また、上部電極１４３は、ワイヤパッド１０４内の導電膜１３２と同一組成を有する。即ち、上部電極１４３は、Ａｌ膜となっている。これも、後述のように、導電膜１３２と上部電極１４３とが同じＡｌ堆積膜から形成されることに起因する。

ここで、本実施形態におけるワイヤパッド１０４と、比較例におけるワイヤパッドとの比較を行う。

図３は、比較例の音響トランスデューサの構造を示す側方断面図である。図３には、ＳＯＩ基板３０２と、ＳＯＩ基板３０２上に形成されたワイヤパッド３０４と、ワイヤパッド３０４に接続されたワイヤ３０５とが示されている。

図３には更に、ワイヤパッド３０４を構成する導電膜（Ａｌ膜）３１２と、ワイヤパッド３０４の外部に位置する圧電膜（ＡｌＮ膜）３１１とが示されている。本実施形態のワイヤパッド１０４が、圧電膜１３１と導電膜１３２とを備えるのに対し、比較例のワイヤパッド３０４は、導電膜３１２のみを備える。本実施形態では、ワイヤ１０５と導電膜１３２との接続位置の下部に、圧電膜１３１が存在しているが、比較例では、ワイヤ３０５と導電膜３１２との接続位置の下部に、圧電膜３１１は存在していない。

このように、比較例のワイヤパッド３０４は、図３に示すように、Ａｌ膜（金属膜）である導電膜３１２のみを備える。しかしながら、金属は延性材料であり、弾性変形や塑性変形が生じ得る。そのため、比較例のワイヤパッド３０４には、ボンディング信頼性が低いという問題がある。

これに対し、本実施形態のワイヤパッド１０４は、図２に示すように、ＡｌＮ膜（金属窒化膜）である圧電膜１３１と、Ａｌ膜（金属膜）である導電膜１３２とを備える。

金属は、延性材料であり、塑性変形が生じ得るのに対し、窒化物や酸化物は、脆性材料であり、塑性変形が起こらない。そのため、本実施形態では、表層の導電膜１３２以外は塑性変形をせずに、ワイヤパッド１０４へのボンディングを行うことが可能である。その結果、本実施形態では、接合形成の際に投入する機械エネルギーの散逸を減少させ、機械エネルギーを効率的に使用することができる。従って、本実施形態では、プロセスウィンドウを大きくすることができ、条件マージンを大きくすることができる。

この観点から言えば、圧電膜１３１は、ＡｌＮ膜以外の酸化膜又は窒化膜でも構わない。即ち、圧電膜１３１は、酸素（Ｏ）及び窒素（Ｎ）の少なくともいずれかを含有する膜とすることができる。

このように、本実施形態のワイヤパッド１０４では、金属膜である導電膜１３２の下部に、酸化膜又は窒化膜である圧電膜１３１を形成することで、機械エネルギーが効率的に使用され、比較的小さい機械エネルギーでも未付着が生じにくくなり、ワイヤボンディング性を向上することができる。これは特に、導電膜１３２の厚さが薄いときのボンディング性の向上に効果的である。また、圧電膜１３１はさらに、バリアメタル層としても機能する。圧電膜１３１のバリアメタル効果は、圧電膜１３１が厚膜のときに特に強く発揮される。ワイヤボンディングでは、荷重及び超音波印加による機械的エネルギーと、加熱による熱エネルギーにより、接合が形成される。

一方、ある材料が弾性変形するか否かを判断する際には、弾性変形のしやすさの尺度である、その材料のヤング率が指標となる。圧電膜１３１のヤング率が低いと、ボンディングの際に圧電膜１３１の弾性変形が生じやすくなるため、圧電膜１３１のヤング率は、高い方が望ましい。後述のように、本発明者らの鋭意検討によれば、圧電膜１３１のヤング率が２００×１０^９［Ｎ／ｍ^２］以上のときに、ワイヤパッド１０４のボンディング信頼性は良好になることが解った。

図４は、種々の材料のヤング率を示した表である。図４に示すように、ＡｌＮのヤング率は、３９５×１０^９［Ｎ／ｍ^２］であり、２００×１０^９［Ｎ／ｍ^２］より大きい。そのため、本実施形態では、ワイヤパッド１０４の弾性変形が生じにくくなっており、ワイヤパッド１０４のボンディング信頼性を良好にすることができる。

この観点から言えば、圧電膜１３１は、２００×１０^９［Ｎ／ｍ^２］以上のヤング率を有するＡｌＮ膜以外の膜でも構わない。そして、弾性変形及び塑性変形の両方を抑制する観点から言えば、圧電膜１３１は、２００×１０^９［Ｎ／ｍ^２］以上のヤング率を有する酸化膜又は窒化膜とすることが望ましい。

このように、本実施形態のワイヤパッド１０４は、導電膜１３２の下地層として、ヤング率が２００×１０^９［Ｎ／ｍ^２］以上の酸化膜又は窒化膜を有することが望ましい。この酸化膜又は窒化膜は、圧電膜でなくても構わないが、本実施形態のように圧電膜とすることが望ましい。理由は、圧電素子１１１の圧電膜とワイヤパッド１０４の圧電膜とを同じ堆積膜から形成することで、圧電素子１１１及びワイヤパッド１０４の形成工程を簡略化することが可能になるからである。これは、圧電素子１１１の上部電極とワイヤパッド１０４の導電膜についても、同様である。

また、本実施形態のワイヤパッド１０４は、Ａｌ膜である導電膜１３２を含むと共に、シリコン層１２３上に形成されている。この場合、導電膜１３２とシリコン層１２３とが広範に接触していると、ウェハ工程中にウェハに印加される熱により、導電膜１３２中のアルミニウムとシリコン層１２３中のシリコンとの混ざり合いが起こり、ワイヤ１０５の未付着が多発してしまう。

しかしながら、本実施形態では、導電膜１３２とシリコン層１２３との間に、ＡｌＮ膜である圧電膜１３１が介在している。これにより、本実施形態では、ウェハの加熱時に、導電膜１３２中のアルミニウムとシリコン層１２３中のシリコンとが混ざり合うのを抑制することができる。これにより、本実施形態では、シリコンの混入によるワイヤパッド１０４へのダメージを低減することができ、ワイヤ接合の信頼性を向上することができる。本実施形態のワイヤパッド１０４に全自動金ワイヤボールボンダを用いてワイヤ１０５を接続したところ、ワイヤ１０５の未付着が発生せず、ワイヤパッド１０４にワイヤ１０５を適切に接続することができた。

本実施形態では、圧電膜１３１は、ＡｌＮ膜であるが、ＡｌＮ膜以外の圧電膜でも構わない。このような圧電膜の例として、PZT、Pb(Mg_XNb_Y)O₃、Pb(Mn_XSb_Y)O₃、Pb(Co_XNb_Y)O₃、Pb(Mn_XNb_Y)O₃、Pb(Ni_XNb_Y)O₃、Pb(Sb_XSn_Y)O₃、Pb(Co_XW_Y)O₃、Pb(Mg_XW_Y)O₃、ZnO、PbTiO₃、BaTiO₃等が挙げられる。

以下、本実施形態のワイヤパッド１０４の構成例について説明する。

本発明者らは、本実施形態のワイヤパッド１０４に関し、いくつかの構成例を比較検討し、図２に示す構成が望ましいとの結論に至った。ここでは、本発明者らによる検討結果について説明する。

まず、ワイヤパッド１０４の構造を、Cu/Ni/Alという積層構造にし、樹脂基板上に形成した。Cu/Ni/Auとの表記は、Cu，Ni，Auがそれぞれ、下位層，中位層，上位層であることを意味する。Cu，Ni，Auの厚さはそれぞれ、３０μｍ，３μｍ，０．３μｍに設定した。Cu，Ni，Auのヤング率はそれぞれ、110×10⁹[N/m²]，207×10⁹[N/m²]， 80×10⁹[N/m²]である。このワイヤパッド１０４に金ワイヤを接続したところ、良好な接続が得られた。

次に、ワイヤパッド１０４を、Alのみで構成し、Si基板上に形成した。Si基板，Alの厚さはそれぞれ、４００μｍ，０．３μｍに設定した。Si，Alのヤング率はそれぞれ、131×10⁹[N/m²]，68×10⁹[N/m²]である。このワイヤパッド１０４に金ワイヤを接続したところ、通常の条件では、良好なワイヤボンディングを行うことは難しいことが判明した。

次に、ワイヤパッド１０４を、AlN/Alという積層構造にし、Si基板上に形成した。AlN/Alとの表記は、AlN，Alがそれぞれ、下位層，上位層であることを意味する。Si基板，AlN，Alの厚さはそれぞれ、４００μｍ，１．０μｍ，０．３μｍに設定した。Si，AlN，Alのヤング率はそれぞれ、131×10⁹[N/m²]，395×10⁹[N/m²]，68×10⁹[N/m²]である。このワイヤパッド１０４に金ワイヤを接続したところ、通常の条件で、ワイヤボンディングの良好な接続が得られることが判明した。

２番目の結果から、下地がSiであると、ヤング率が足りないことが確認された。また、１番目の結果では、Au及びCuのヤング率が、Siのヤング率より低いにもかかわらず、良好が接続が得られている。よって、下地がNiであると、ヤング率が足りていることが確認された。Niのヤング率は、207×10⁹[N/m²]である。よって、下地の材料のヤング率は、200×10⁹[N/m²]程度あれば十分であることが解った。また、３番目の結果から、下地がAlNであると、ヤング率が足りていることが確認された。AlNのヤング率は、395×10⁹[N/m²]である。

このように、下地がAlN又はNiであれば、良好な接続が得られる。ただし、上述のように、Ni等の金属は塑性変形を起こすため、より条件マージンを得るためには、塑性変形を起こさない酸化物又は窒化物が、下地として望ましい。

なお、下地のヤング率の下限としては、Niのヤング率を採用して、200×10⁹[N/m²]と規定した。上記の結果から、下地のヤング率は、Niのヤング率程度の値があれば、十分であることが判明したからである。

図５〜図７は、本実施形態の音響トランスデューサの製造方法を示す工程図である。

まず、ＳＯＩ基板１０２を用意する（図５(Ａ)）。ＳＯＩ基板１０２はここでは、６インチＳＯＩウェハとする。ＳＯＩ基板１０２は、シリコン基板（半導体基板）１２１と、シリコン基板１２１上に形成された埋込絶縁膜１２２と、埋込絶縁膜１２２上に形成されたシリコン層（半導体層）１２３とを備える。次に、シリコン層１２３へのイオン注入を行い、その後、ＳＯＩ基板１０２を加熱して活性化処理を行う。これにより、シリコン層１２３内に下部電極１４１が形成される（図５(Ａ)）。

次に、スパッタリングにより、シリコン層１２３上に、圧電膜４０１を堆積する（図５(Ｂ)）。圧電膜４０１はここでは、ＡｌＮ膜である。次に、図５(Ｂ)に示すように、圧電膜４０１のエッチング加工を行い、圧電膜４０１をパターニングする。これにより、後述のように、圧電膜４０１から、ワイヤパッド１０４用の圧電膜１３１と、圧電素子１１１用の圧電膜１４２とが形成される（図６(Ｃ)参照）。

次に、スパッタリングにより、圧電膜４０１上に、導電膜４０２を堆積する（図５(Ｃ)）。導電膜４０２はここでは、Ａｌ膜である。次に、図５(Ｃ)に示すように、導電膜４０２のエッチング加工を行い、導電膜４０２をパターニングする。これにより、後述のように、導電膜４０２から、ワイヤパッド１０４用の導電膜１３２と、圧電素子１１１用の上部電極１４３とが形成される（図６(Ｃ)参照）。更には、導電膜４０２を貫通する穴４１１が形成される（図５(Ｃ)）。

次に、図６(Ａ)に示すように、穴４１１内に露出した圧電膜４０１のエッチング加工を行う。これにより、穴４１１が圧電膜４０１及びシリコン層１２３を貫通する。

次に、図６(Ｂ)に示すように、ＳＯＩ基板１０２の裏面側から、シリコン基板１２１の薄化を行う。これにより、シリコン基板１２１の裏面側の絶縁膜が除去される。

次に、図６(Ｃ)に示すように、ＳＯＩ基板１０２の裏面側から、シリコン基板１２１及び埋込絶縁膜１２２のエッチング加工を行う。これにより、シリコン基板１２１及び埋込絶縁膜１２２を貫通し、穴４１１とつながる裏面空洞２０１が形成される。

このように、図５(Ａ)〜図６(Ｃ)の工程により、圧電膜１３１と導電膜１３２とを含み、導電膜１３２を表層とするワイヤパッド１０４と、下部電極１４１と圧電膜１４２と上部電極１４３と含む圧電素子１１１とが形成される。本実施形態では、圧電膜１３１と圧電膜１４２とを同じ堆積膜（４０１）から形成すると共に、導電膜１３２と下部電極１４３とを同じ堆積膜（４０２）から形成することで、ワイヤパッド１０４及び圧電素子１１１の形成工程が簡略化されている。

次に、ＳＯＩ基板（ＳＯＩウェハ）１０２のダイシングを行う。これにより、ＳＯＩ基板１０２が、複数のＳＯＩチップに分割される（図７(Ａ)）。次に、ＳＯＩ基板（ＳＯＩチップ）１０２のダイボンディングを行う。これにより、ＳＯＩ基板１０２が、ダイボンド材１０９により実装基板１０１に接合される（図７(Ａ)）。図７(Ａ)には、実装基板１０１上に設けられたワイヤパッド１０３が示されている。

次に、正ボンディングにより、ワイヤパッド１０３及び１０４のワイヤボンディングを行う。当該ワイヤボンディングではまず、ＳＯＩ基板１０２上のワイヤパッド１０４上にファーストボンディングを行い、ワイヤ１０５の一端を、ワイヤパッド１０４に接続し、次に、実装基板１０１上のワイヤパッド１０３上にセカンドボンディングを行い、ワイヤ１０５の他端を、ワイヤパッド１０３に接続する。これにより、ワイヤパッド１０３とワイヤパッド１０４とが、ワイヤ１０５で繋がれる（図７(Ｂ)）。図７(Ｂ)には、ファーストボンディングの際にワイヤパッド１０４上に生じた塊状のワイヤ部材が示されている。なお、ワイヤパッド１０４側では、ワイヤ１０５は、圧電膜１３１の上方において、導電膜１３２に接続される。

次に、実装基板１０１の封止を行う。これにより、実装基板１０１には、蓋接着部材１０７により蓋１０６が取り付けられる（図７(Ｃ)）。図７(Ｃ)には、蓋１０６に設けられた音孔１０８が示されている。以上のようにして、本実施形態の音響トランスデューサが完成する。

以上のように、本実施形態では、ウェハチップ上のワイヤパッドは、ウェハチップ上に形成された圧電膜と、圧電膜上に形成され、ワイヤパッドの表層を形成する導電膜とを備える。これにより、本実施形態では、ボンディング信頼性の高いワイヤパッドを実現することが可能となる。このようなワイヤパッドは例えば、上記圧電膜を、ヤング率が２００×１０^９［Ｎ／ｍ^２］以上の酸化膜又は窒化膜とすることで実現される。また、圧電素子の圧電膜とワイヤパッドの圧電膜とを同じ堆積膜から形成することで、圧電素子及びワイヤパッドの形成工程を簡略化することが可能となる。

なお、本実施形態では、音響電子部品の例として、音響トランスデューサを取り上げたが、本実施形態は、音響トランスデューサ以外の音響電子部品にも適用可能である。

以下、第２及び第３実施形態の音響トランスデューサについて説明する。第２及び第３実施形態は、第１実施形態の変形例であり、第２及び第３実施形態については、第１実施形態との相違点を中心に説明する。

（第２及び第３実施形態）
図８(Ａ)は、第２実施形態の音響トランスデューサの構造を示す側方断面図である。本実施形態の音響トランスデューサは、ワイヤパッド１０４に代わり、ワイヤパッド５０１を備える。

図２に示すワイヤパッド１０４では、導電膜１３２が、圧電膜１３１上にダイレクトに形成されている。これに対し、図８(Ａ)に示すワイヤパッド５０１では、導電膜１３２が、バリアメタル層５０２を介して、圧電膜１３１上に形成されている。バリアメタル層５０２の例としては、Ｔｉ（チタン）層、Ｃｕ（銅）層、Ｎｉ（ニッケル）層、Ｚｎ（亜鉛）層、Ｖ（バナジウム）層等が挙げられる。このように、圧電膜１３１と導電膜１３２との間には、１層以上の何らかの層を介在させても構わない。第２実施形態には例えば、圧電膜１３１と導電膜１３２との密着力を向上できるという利点がある。

図８(Ｂ)は、第３実施形態の音響トランスデューサの構造を示す側方断面図である。本実施形態の音響トランスデューサは、ＳＯＩ基板１０２に代わり、シリコン基板６０１を備える。

図２では、ワイヤパッド１０４及び圧電素子１１１が、ＳＯＩ基板１０２を構成するシリコン層１２３の表面に形成されている。これに対し、図８(Ｂ)では、ワイヤパッド１０４及び圧電素子１１１が、シリコン基板６０１の表面に形成されている。第３実施形態には例えば、ＳＯＩ基板１０２ではなくシリコン基板６０１を採用するため、基板を用意するコストが低減されるという利点がある。

なお、図２では、ワイヤパッド１０４を形成する際、ＳＯＩ基板１０２を構成するシリコン基板１２１や埋込絶縁膜１２２を露出させて、ワイヤパッド１０４を、シリコン基板１２１や埋込絶縁膜１２２の表面に形成してもよい。

第２及び第３実施形態では、第１実施形態と同様、ウェハチップ上のワイヤパッドは、ウェハチップ上に形成された圧電膜と、圧電膜上に形成され、ワイヤパッドの表層を形成する導電膜とを備える。これにより、第２及び第３実施形態では、第１実施形態と同様、ボンディング信頼性の高いワイヤパッドを実現することが可能となる。なお、第１から第３実施形態では、ウェハチップ上のワイヤパッド上に保護膜を形成し、該ワイヤパッド内の導電膜がさびるのを防止してもよい。

以上、本発明の具体的な態様の例を、第１から第３実施形態により説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではない。

１０１ 実装基板
１０２ ＳＯＩ基板
１０３ 実装基板上のワイヤパッド
１０４ ＳＯＩ基板上のワイヤパッド
１０５ ワイヤ
１１１ 圧電素子
１２１ シリコン基板
１２２ 埋込絶縁膜
１２３ シリコン層
１３１ 圧電膜
１３２ 導電膜
１４１ 下部電極
１４２ 圧電膜
１４３ 上部電極
２０１ 裏面空洞

Claims (5)

1. 実装基板と、
   前記実装基板上に配置されたウェハチップと、
   前記ウェハチップ上に形成されたワイヤパッドと、
   前記ワイヤパッドに接続されたワイヤとを備え、
   前記ワイヤパッドは、
   前記ウェハチップ上に形成された圧電膜と、
   前記圧電膜上に形成され、前記ワイヤパッドの表層を形成する導電膜とを備え、
   前記ワイヤは、前記圧電膜の上方において、前記導電膜に接続されていることを特徴とする音響電子部品。
2. 前記圧電膜は、酸素及び窒素の少なくともいずれかを含有することを特徴とする請求項１に記載の音響電子部品。
3. 前記圧電膜のヤング率は、２００×１０^９［Ｎ／ｍ^２］以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の音響電子部品。
4. 更に、前記ウェハチップ上に形成された圧電素子を備え、
   前記圧電素子は、
   前記ウェハチップ上又は前記ウェハチップ内に形成された下部電極と、
   前記下部電極上に形成され、前記ワイヤパッド内の前記圧電膜と同一組成を有する圧電膜と、
   前記下部電極上の前記圧電膜上に形成され、前記ワイヤパッド内の前記導電膜と同一組成を有する上部電極と、
   を備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の音響電子部品。
5. ウェハ上に圧電膜を形成し、
   前記圧電膜上に導電膜を形成し、
   前記圧電膜と前記導電膜とをエッチング加工して、前記圧電膜と前記導電膜とを含み、前記導電膜を表層とするワイヤパッドと、前記圧電膜と前記導電膜とを含み、前記導電膜を上部電極とする圧電素子とを形成し、
   前記ウェハのダイシング及びダイボンディングを行い、
   前記ワイヤパッド内の前記圧電膜の上方において、前記ワイヤパッド内の前記導電膜にワイヤを接続する、
   ことを特徴とする音響電子部品の製造方法。

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