JP3535474B2 - ＦＢＡＲ（Ｆｉｌｍ Ｂｕｌｋ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｔｏｒ）素子の製造方法 - Google Patents
ＦＢＡＲ（Ｆｉｌｍ Ｂｕｌｋ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｔｏｒ）素子の製造方法Info
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Classifications
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/25—Constructional features of resonators using surface acoustic waves
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- 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
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は薄膜フィルタ用ＦＢ
ＡＲ（Film Bulk Acoustic Resonator）に関するもの
で、特に、構造的に強くて簡単な工程で製造できる薄膜
フィルタ用ＦＢＡＲ素子及びその製造方法に関するもの
である。
ＡＲ（Film Bulk Acoustic Resonator）に関するもの
で、特に、構造的に強くて簡単な工程で製造できる薄膜
フィルタ用ＦＢＡＲ素子及びその製造方法に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】近年、通信技術が急速に発展するにつれ
て、それに相応する信号処理技術と高周波（ＲＦ）部品
技術の発展が要求されている。特に、ハードウェア的側
面の高周波部品技術は移動通信及びラジオなどの小型化
の趨勢に応じて小型化が積極的に要求されている。
て、それに相応する信号処理技術と高周波（ＲＦ）部品
技術の発展が要求されている。特に、ハードウェア的側
面の高周波部品技術は移動通信及びラジオなどの小型化
の趨勢に応じて小型化が積極的に要求されている。
【０００３】前記高周波部品のうち、フィルタの小型化
は半導体薄膜ウェーハの製造技術を用いる方法であるＦ
ＢＡＲ薄膜型フィルタの製造により実現されている。こ
こで、ＦＢＡＲとは、半導体基板であるシリコンウェー
ハ上に圧電誘電体物質を直接蒸着しその圧電特性を用い
て共振を誘発させる薄膜形態の素子をフィルタで具現し
たものである。
は半導体薄膜ウェーハの製造技術を用いる方法であるＦ
ＢＡＲ薄膜型フィルタの製造により実現されている。こ
こで、ＦＢＡＲとは、半導体基板であるシリコンウェー
ハ上に圧電誘電体物質を直接蒸着しその圧電特性を用い
て共振を誘発させる薄膜形態の素子をフィルタで具現し
たものである。
【０００４】一般に、ＦＢＡＲ素子はＳｉ基板上に第１
電極、圧電層及び第２電極を順次形成することで構成さ
れるが、この際に、高品質係数（high Q）を維持するた
め、第１電極及び第２電極を通じて電界が印加されると
き、圧電層で発生する音響波（acoustic wave）が基板
の影響を受けないように、基板と前記第１、２電極、圧
電層を隔離させる構造が必要である。前記基板におい
て、第１電極、圧電層及び第２電極を含む共振領域を隔
離させる隔離構造はＦＢＡＲ素子の性能とその製造の実
用化を左右する重要な課題となる。
電極、圧電層及び第２電極を順次形成することで構成さ
れるが、この際に、高品質係数（high Q）を維持するた
め、第１電極及び第２電極を通じて電界が印加されると
き、圧電層で発生する音響波（acoustic wave）が基板
の影響を受けないように、基板と前記第１、２電極、圧
電層を隔離させる構造が必要である。前記基板におい
て、第１電極、圧電層及び第２電極を含む共振領域を隔
離させる隔離構造はＦＢＡＲ素子の性能とその製造の実
用化を左右する重要な課題となる。
【０００５】このような共振領域と基板を隔離させるた
めの方法は、大きくエッチングキャビティ（etching ca
vity）を用いるエアギャップ（air gap）方式と、ブラ
ッグ反射（bragg reflect）を用いる反射膜方式とに分
けられる。
めの方法は、大きくエッチングキャビティ（etching ca
vity）を用いるエアギャップ（air gap）方式と、ブラ
ッグ反射（bragg reflect）を用いる反射膜方式とに分
けられる。
【０００６】前記方式のうち、エアギャップを形成する
ための従来の方法は、図６（Ａ）に示すように、Ｓｉ基
板１１０にＳｉＯ２などのメンブレイン層（membrane l
ayer）１１４を形成し、次いで前記Ｓｉ基板１１０の後
面を異方性エッチングしてエッチングキャビティ（etch
ing cavity）を形成した後、前記メンブレイン層１１４
上に第１電極１１６、圧電層１１８、第２電極１２０を
順次形成した。しかし、これは構造的に非常に脆弱で収
率が大変低いため、実用化しにくいという欠点がある。
ための従来の方法は、図６（Ａ）に示すように、Ｓｉ基
板１１０にＳｉＯ２などのメンブレイン層（membrane l
ayer）１１４を形成し、次いで前記Ｓｉ基板１１０の後
面を異方性エッチングしてエッチングキャビティ（etch
ing cavity）を形成した後、前記メンブレイン層１１４
上に第１電極１１６、圧電層１１８、第２電極１２０を
順次形成した。しかし、これは構造的に非常に脆弱で収
率が大変低いため、実用化しにくいという欠点がある。
【０００７】前記エアギャップ方式ＦＢＡＲ素子の他の
製造方法としては、エア−ブリッジ（air-bridge）方式
があり、図６（Ｂ）はエア−ブリッジ方式で製造された
ＦＢＡＲを示すものである。これは、基板１１０上のエ
アギャップ１１２の位置に犠牲層｛(sacrifice laye
r)、例えば電気防食のさい、とけ出る方の電極(陽極)に
使える金属からなる｝を形成し、その犠牲層及び基板上
にメンブレイン層１１４を形成し、次いで第１電極１１
６、圧電層１１８、第２電極１２０を順次積層した後、
ビアホールを通して犠牲層をエッチングすることでエア
ギャップ１１２を形成するものである。ところが、この
方式は、エアギャップ１１２を形成するためのフォトレ
ジストパターンの除去工程又はスライシング（slicin
g）などの加工工程で構造物の崩壊及び剥離が発生する
問題があり、このため、実用化が難しいという欠点があ
る。
製造方法としては、エア−ブリッジ（air-bridge）方式
があり、図６（Ｂ）はエア−ブリッジ方式で製造された
ＦＢＡＲを示すものである。これは、基板１１０上のエ
アギャップ１１２の位置に犠牲層｛(sacrifice laye
r)、例えば電気防食のさい、とけ出る方の電極(陽極)に
使える金属からなる｝を形成し、その犠牲層及び基板上
にメンブレイン層１１４を形成し、次いで第１電極１１
６、圧電層１１８、第２電極１２０を順次積層した後、
ビアホールを通して犠牲層をエッチングすることでエア
ギャップ１１２を形成するものである。ところが、この
方式は、エアギャップ１１２を形成するためのフォトレ
ジストパターンの除去工程又はスライシング（slicin
g）などの加工工程で構造物の崩壊及び剥離が発生する
問題があり、このため、実用化が難しいという欠点があ
る。
【０００８】他の方法として、図６（Ｃ）は図６（Ａ）
及び図６（Ｂ）のエアギャップを用いる方式とは異な
り、反射膜方式を用いるＦＢＡＲ素子を示すものであ
る。反射膜方式の製造方法は、ＳＭＲ（Solidly Mounte
d Resonator）ともいうが、これは、同図に示すよう
に、基板１１０上に音響インピーダンス（acoustic imp
edance）の差の大きい反射層１２２、１２３を交互に積
層した後、その上部に第１電極１１６、圧電層１１８、
第２電極１２０を形成させるもので、素子の下端から大
きい音響インピーダンスを誘発させて共振領域を基板か
ら隔離させたものである。
及び図６（Ｂ）のエアギャップを用いる方式とは異な
り、反射膜方式を用いるＦＢＡＲ素子を示すものであ
る。反射膜方式の製造方法は、ＳＭＲ（Solidly Mounte
d Resonator）ともいうが、これは、同図に示すよう
に、基板１１０上に音響インピーダンス（acoustic imp
edance）の差の大きい反射層１２２、１２３を交互に積
層した後、その上部に第１電極１１６、圧電層１１８、
第２電極１２０を形成させるもので、素子の下端から大
きい音響インピーダンスを誘発させて共振領域を基板か
ら隔離させたものである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このように
大きい音響インピーダンスの差を有する物質を交互に積
層する場合、各層の厚さは共振周波数のλ／４に正確に
制御されなければならなく、交互に積層する過程で応力
に対しても考慮すべきであるため、特に、ＳＭＲの製造
方法は工程が非常に複雑で所要時間が長く、エアギャッ
プ方式より反射特性が劣り、実効帯域幅（effective ba
ndwidth）が減少する問題点がある。
大きい音響インピーダンスの差を有する物質を交互に積
層する場合、各層の厚さは共振周波数のλ／４に正確に
制御されなければならなく、交互に積層する過程で応力
に対しても考慮すべきであるため、特に、ＳＭＲの製造
方法は工程が非常に複雑で所要時間が長く、エアギャッ
プ方式より反射特性が劣り、実効帯域幅（effective ba
ndwidth）が減少する問題点がある。
【００１０】したがって、本発明は前述した従来の問題
点を解決するために提案されたもので、その目的は、反
射特性に優れ、安定した実効帯域幅を有するエアギャッ
プ構造を堅固で簡単な工程で製造できるＦＢＡＲ素子及
びその製造方法を提供することにある。
点を解決するために提案されたもので、その目的は、反
射特性に優れ、安定した実効帯域幅を有するエアギャッ
プ構造を堅固で簡単な工程で製造できるＦＢＡＲ素子及
びその製造方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】前記のような目的を達成
するため、本発明によるエアギャップを有する薄膜フィ
ルタ用ＦＢＡＲの製造方法は、基板３０を設ける段階
と、基板３０の上部に犠牲層３２を形成する段階と、前
記犠牲層３２の上部のエアギャップ形成領域にフォトレ
ジストパターン３４を形成する段階と、前記フォトレジ
ストパターン３４を食刻マスクとして前記犠牲層３２を
オーバーエッチングしアンダーカット構造から成る犠牲
パターン３６を形成する段階と、前記犠牲パターン３６
及びフォトレジストパターン３４の形成された基板３０
の上部全面に絶縁物質３８ａ、３８ｂを蒸着する段階
と、前記犠牲パターン３６上部のフォトレジストパター
ン３４及び絶縁物質３８ａ、３８ｂを除去して当該犠牲
パターン３６及び絶縁物質３８ａ、３８ｂを同一の高さ
に形成した犠牲パターン３６の側面にメンブレイン支持
層３９を形成する段階と、前記犠牲パターン３６及びメ
ンブレイン支持層３９の上面にメンブレイン層４０を形
成する段階と、前記メンブレイン層４０の上部に第１電
極４２を形成する段階と、前記第１電極４２の上部に圧
電層４４を形成する段階と、前記圧電層４４の上部に第
２電極４６を形成する段階と、前記犠牲パターン３６を
除去してエアギャップ５６を形成する段階とからなる。
するため、本発明によるエアギャップを有する薄膜フィ
ルタ用ＦＢＡＲの製造方法は、基板３０を設ける段階
と、基板３０の上部に犠牲層３２を形成する段階と、前
記犠牲層３２の上部のエアギャップ形成領域にフォトレ
ジストパターン３４を形成する段階と、前記フォトレジ
ストパターン３４を食刻マスクとして前記犠牲層３２を
オーバーエッチングしアンダーカット構造から成る犠牲
パターン３６を形成する段階と、前記犠牲パターン３６
及びフォトレジストパターン３４の形成された基板３０
の上部全面に絶縁物質３８ａ、３８ｂを蒸着する段階
と、前記犠牲パターン３６上部のフォトレジストパター
ン３４及び絶縁物質３８ａ、３８ｂを除去して当該犠牲
パターン３６及び絶縁物質３８ａ、３８ｂを同一の高さ
に形成した犠牲パターン３６の側面にメンブレイン支持
層３９を形成する段階と、前記犠牲パターン３６及びメ
ンブレイン支持層３９の上面にメンブレイン層４０を形
成する段階と、前記メンブレイン層４０の上部に第１電
極４２を形成する段階と、前記第１電極４２の上部に圧
電層４４を形成する段階と、前記圧電層４４の上部に第
２電極４６を形成する段階と、前記犠牲パターン３６を
除去してエアギャップ５６を形成する段階とからなる。
【００１２】また、本発明による製造方法は、前記犠牲
パターン３６のアンダーカット幅を測定し、ドライエッ
チングによりアンダーカット幅を調節するアンダーカッ
ト制御段階を更に含む。本発明において、ドライエッチ
ングの１種である反応イオンエッチング（ＲＩＥ：Reac
tive Ion Etching）によりアンダーカット制御ができ
る。更に、前記アンダーカット制御のため、本発明によ
る製造方法においては、フォトレジストパターン３４を
形成した後、ウェットエッチングにより犠牲パターン３
６を形成する前、ホットプレートを使用して１３０〜２
００℃で１〜１０分間ハードベーキングを行って、フォ
トレジストパターン３４のエッジプロファイルを調節す
ることで、フォトレジストの厚さ損失を減らし、アンダ
ーカットの調節を容易にする。前記犠牲パターン３６の
アンダーカット幅は０.２〜３μｍであることが好まし
い。前記犠牲パターン３６及びメンブレイン支持層３９
の厚さは０.５〜５μｍであることが好ましい。前記犠
牲パターン３６を除去して前記エアギャップ５６を形成
する段階は、前記ＦＢＡＲ素子の外部と犠牲パターン３
６を連結するビアホールを一つ以上形成する段階と、前
記一つ以上のビアホールを通じて前記犠牲パターン３６
をウェットエッチングする段階とからなることが好まし
い。前記犠牲パターン３６をウェットエッチングする段
階でＨＮＯ３にて犠牲パターン３６を除去することが好
ましい。前記一つ以上のビアホールは犠牲パターン３６
の角部にそれぞれ形成されることが好ましい。前記犠牲
層３２はＡｌ、Ｃｕ、ＮｉＦｅ及びＺｎＯからなる群か
ら選択された物質からなることが好ましい。前記メンブ
レイン支持層３９又は絶縁物質３８ａ、３８ｂはＳｉＯ
２又はＳｉＮ又はＡｌ２Ｏ３からなることが好ましい。
前記圧電層４４の物質はＡｌＮ又はＺｎＯからなること
が好ましい。
パターン３６のアンダーカット幅を測定し、ドライエッ
チングによりアンダーカット幅を調節するアンダーカッ
ト制御段階を更に含む。本発明において、ドライエッチ
ングの１種である反応イオンエッチング（ＲＩＥ：Reac
tive Ion Etching）によりアンダーカット制御ができ
る。更に、前記アンダーカット制御のため、本発明によ
る製造方法においては、フォトレジストパターン３４を
形成した後、ウェットエッチングにより犠牲パターン３
６を形成する前、ホットプレートを使用して１３０〜２
００℃で１〜１０分間ハードベーキングを行って、フォ
トレジストパターン３４のエッジプロファイルを調節す
ることで、フォトレジストの厚さ損失を減らし、アンダ
ーカットの調節を容易にする。前記犠牲パターン３６の
アンダーカット幅は０.２〜３μｍであることが好まし
い。前記犠牲パターン３６及びメンブレイン支持層３９
の厚さは０.５〜５μｍであることが好ましい。前記犠
牲パターン３６を除去して前記エアギャップ５６を形成
する段階は、前記ＦＢＡＲ素子の外部と犠牲パターン３
６を連結するビアホールを一つ以上形成する段階と、前
記一つ以上のビアホールを通じて前記犠牲パターン３６
をウェットエッチングする段階とからなることが好まし
い。前記犠牲パターン３６をウェットエッチングする段
階でＨＮＯ３にて犠牲パターン３６を除去することが好
ましい。前記一つ以上のビアホールは犠牲パターン３６
の角部にそれぞれ形成されることが好ましい。前記犠牲
層３２はＡｌ、Ｃｕ、ＮｉＦｅ及びＺｎＯからなる群か
ら選択された物質からなることが好ましい。前記メンブ
レイン支持層３９又は絶縁物質３８ａ、３８ｂはＳｉＯ
２又はＳｉＮ又はＡｌ２Ｏ３からなることが好ましい。
前記圧電層４４の物質はＡｌＮ又はＺｎＯからなること
が好ましい。
【００１３】前記のような目的を達成するため、本発明
によるエアギャップを有する薄膜フィルタ用ＦＢＡＲ素
子は、第１領域と前記第１領域を囲んだ第２領域基板と
から成る基板３０と、前記基板３０の第１領域にエアギ
ャップ５６を形成する為に前記基板３０の第２領域に規
制されたメンブレイン支持層３９と、前記基板３０の上
部のエアギャップ５６と同じ平面上にエアギャップ５６
を取り囲むように形成されたメンブレイン支持層３９
と、前記エアギャップ５６とメンブレイン支持層３９の
上部に形成されたメンブレイン層４０と、前記メンブレ
イン層４０の上部に形成された第１電極４２と、前記第
１電極４２上に形成された圧電層４４と、前記圧電層４
４上に形成された第２電極４６とを含む。
によるエアギャップを有する薄膜フィルタ用ＦＢＡＲ素
子は、第１領域と前記第１領域を囲んだ第２領域基板と
から成る基板３０と、前記基板３０の第１領域にエアギ
ャップ５６を形成する為に前記基板３０の第２領域に規
制されたメンブレイン支持層３９と、前記基板３０の上
部のエアギャップ５６と同じ平面上にエアギャップ５６
を取り囲むように形成されたメンブレイン支持層３９
と、前記エアギャップ５６とメンブレイン支持層３９の
上部に形成されたメンブレイン層４０と、前記メンブレ
イン層４０の上部に形成された第１電極４２と、前記第
１電極４２上に形成された圧電層４４と、前記圧電層４
４上に形成された第２電極４６とを含む。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて本発明
の一実施の形態を具体的に説明する。図１（Ａ）ないし
図２（Ｄ）は本発明による薄膜フィルタ用ＦＢＡＲ素子
の製造方法を各工程別に示す断面図である。
の一実施の形態を具体的に説明する。図１（Ａ）ないし
図２（Ｄ）は本発明による薄膜フィルタ用ＦＢＡＲ素子
の製造方法を各工程別に示す断面図である。
【００１５】これを製造工程の順に説明すると、図１
（Ａ）ないし図１（Ｃ）は基板３０上にエアギャップに
対応する犠牲パターン３６を作るための過程を示す。ま
ず、図１（Ａ）に示すように、基板３０の上部の全面に
犠牲層３２を形成する。前記基板３０は通常シリコンウ
ェーハである。そして、犠牲層３２は、後にエアギャッ
プの形成のためにエッチングの容易な物質からなるもの
で、例えば、Ａｌ、Ｃｕ、ＮｉＦｅなどの金属又は酸化
物薄膜であるＺｎＯが挙げられる。前記犠牲層３２はス
パッタリング（sputtering）又は蒸着法（evaporatin
g）などにより蒸着されるが、この蒸着法に限られるも
のではない。
（Ａ）ないし図１（Ｃ）は基板３０上にエアギャップに
対応する犠牲パターン３６を作るための過程を示す。ま
ず、図１（Ａ）に示すように、基板３０の上部の全面に
犠牲層３２を形成する。前記基板３０は通常シリコンウ
ェーハである。そして、犠牲層３２は、後にエアギャッ
プの形成のためにエッチングの容易な物質からなるもの
で、例えば、Ａｌ、Ｃｕ、ＮｉＦｅなどの金属又は酸化
物薄膜であるＺｎＯが挙げられる。前記犠牲層３２はス
パッタリング（sputtering）又は蒸着法（evaporatin
g）などにより蒸着されるが、この蒸着法に限られるも
のではない。
【００１６】つぎに、写真食刻により、前記犠牲層３２
において、エアギャップが形成されるべき部分のみを残
し、その残りの部分を除去する。図１（Ｂ）に示すよう
に、前記犠牲層３２のエアギャップの形成位置にフォト
レジストパターン３４を形成する。前記フォトレジスト
パターン３４はエアギャップが形成される領域をマスキ
ングするためのもので、ＦＢＡＲ素子の活性領域を考慮
してそれより多少大きく設定する。その後、ウェットエ
ッチング（wet etching）により、フォトレジストパタ
ーン３４が形成されていない犠牲層３２の露出部を除去
することで、エアギャップが形成されるべき部分に犠牲
パターン３６を形成させる。この際に、後工程のために
エッチング時間を調節して、フォトレジストパターン３
４のエッジの下側部の一部まで除去されるアンダーカッ
ト構造となるようにオーバーエッチング（over etchin
g）することが好ましい。
において、エアギャップが形成されるべき部分のみを残
し、その残りの部分を除去する。図１（Ｂ）に示すよう
に、前記犠牲層３２のエアギャップの形成位置にフォト
レジストパターン３４を形成する。前記フォトレジスト
パターン３４はエアギャップが形成される領域をマスキ
ングするためのもので、ＦＢＡＲ素子の活性領域を考慮
してそれより多少大きく設定する。その後、ウェットエ
ッチング（wet etching）により、フォトレジストパタ
ーン３４が形成されていない犠牲層３２の露出部を除去
することで、エアギャップが形成されるべき部分に犠牲
パターン３６を形成させる。この際に、後工程のために
エッチング時間を調節して、フォトレジストパターン３
４のエッジの下側部の一部まで除去されるアンダーカッ
ト構造となるようにオーバーエッチング（over etchin
g）することが好ましい。
【００１７】ここで、所望スペックのエアギャップを形
成するために、アンダーカットの制御が行えるが、これ
についての具体的なものは後に詳細に説明する。
成するために、アンダーカットの制御が行えるが、これ
についての具体的なものは後に詳細に説明する。
【００１８】前記ウェットエッチングにより形成された
犠牲パターン３６は、図１（Ｃ）に示すように、アンダ
ーカット現象によりその断面が台形を有することにな
り、これによりフォトレジストパターン３４の除去が容
易になり、ウィングチップ(図３(Ｃ)参照)が発生しなく
なる。ここで、フォトレジストパターン３４のエッジ部
から犠牲パターン３６までの長さをアンダーカット幅と
いい、前記アンダーカット幅は好ましくは０.２〜３μ
ｍ、より好ましくは０.５〜１μｍである。
犠牲パターン３６は、図１（Ｃ）に示すように、アンダ
ーカット現象によりその断面が台形を有することにな
り、これによりフォトレジストパターン３４の除去が容
易になり、ウィングチップ(図３(Ｃ)参照)が発生しなく
なる。ここで、フォトレジストパターン３４のエッジ部
から犠牲パターン３６までの長さをアンダーカット幅と
いい、前記アンダーカット幅は好ましくは０.２〜３μ
ｍ、より好ましくは０.５〜１μｍである。
【００１９】その後、図１（Ｄ）に示すように、犠牲パ
ターン３６及びフォトレジストパターン３４が形成され
た基板３０の上部の全面に絶縁物質３８ａ、３８ｂを蒸
着した後、リフトオフ（lift off）によりフォトレジス
トパターン３４及びその上の絶縁物質３８ａ、３８ｂを
除去し、図１（Ｅ）に示すように、メンブレイン支持層
３９を形成する。
ターン３６及びフォトレジストパターン３４が形成され
た基板３０の上部の全面に絶縁物質３８ａ、３８ｂを蒸
着した後、リフトオフ（lift off）によりフォトレジス
トパターン３４及びその上の絶縁物質３８ａ、３８ｂを
除去し、図１（Ｅ）に示すように、メンブレイン支持層
３９を形成する。
【００２０】前記メンブレイン支持層３９はエアギャッ
プを取り囲むもので、その上部に形成されるメンブレイ
ン層を支えるために形成される層をいい、その物質とし
てはＳｉＯ２又はＡｌ２Ｏ３のような絶縁物質３８ａ、
３８ｂを選択することが好ましい。この工程において、
メンブレイン支持層３９は前記犠牲パターン３６を取り
囲み、基板３０の上部に形成される。
プを取り囲むもので、その上部に形成されるメンブレイ
ン層を支えるために形成される層をいい、その物質とし
てはＳｉＯ２又はＡｌ２Ｏ３のような絶縁物質３８ａ、
３８ｂを選択することが好ましい。この工程において、
メンブレイン支持層３９は前記犠牲パターン３６を取り
囲み、基板３０の上部に形成される。
【００２１】本発明は、図１（Ｄ）に示すように、フォ
トレジストパターン３４をストリッピング(フォトレジ
ストパターン３４を取除く)しなかったままで絶縁物質
３８ａ、３８ｂを蒸着し、次いで犠牲パターン３６の上
部のフォトレジストパターン３４及びその上部の絶縁物
質３８ａ、３８ｂをリフトオフすることにより、結局、
簡素化された製造工程でメンブレイン支持層３９を形成
するだけでなく、前記犠牲パターン３６がアンダーカッ
ト構造を取ることにより、リフトオフした後にウィング
チップ(図３(Ｃ)参照)が発生することを防止する。本発
明においては、前記過程に加え、犠牲層３２の、例えば
液相中でエッチングするウェットエッチング後、アンダ
ーカット幅を測定してドライエッチングによりアンダー
カットを調整する過程を更に実施することにより、所定
の範囲内にアンダーカット幅を形成させて、ウィングチ
ップが発生することを防止でき、エアギャップが所望の
スペックを有するように調整することもできる。
トレジストパターン３４をストリッピング(フォトレジ
ストパターン３４を取除く)しなかったままで絶縁物質
３８ａ、３８ｂを蒸着し、次いで犠牲パターン３６の上
部のフォトレジストパターン３４及びその上部の絶縁物
質３８ａ、３８ｂをリフトオフすることにより、結局、
簡素化された製造工程でメンブレイン支持層３９を形成
するだけでなく、前記犠牲パターン３６がアンダーカッ
ト構造を取ることにより、リフトオフした後にウィング
チップ(図３(Ｃ)参照)が発生することを防止する。本発
明においては、前記過程に加え、犠牲層３２の、例えば
液相中でエッチングするウェットエッチング後、アンダ
ーカット幅を測定してドライエッチングによりアンダー
カットを調整する過程を更に実施することにより、所定
の範囲内にアンダーカット幅を形成させて、ウィングチ
ップが発生することを防止でき、エアギャップが所望の
スペックを有するように調整することもできる。
【００２２】こうして形成された最終の犠牲パターン３
６及びメンブレイン支持層３９の厚さは０.５〜５μｍ
が好ましい。そして、必ずしも犠牲パターン３６とメン
ブレイン支持層３９の高さが同じになる必要はない。す
なわち、メンブレイン支持層３９が多少高くてもメンブ
レイン層を支持するための役割を果たし得るものであれ
ばかまわない。また、前記メンブレイン支持層３９が形
成された領域はＦＢＡＲ素子における活性領域でないの
で、平坦度も問題とならない。したがって、製造工程が
複雑にならない。
６及びメンブレイン支持層３９の厚さは０.５〜５μｍ
が好ましい。そして、必ずしも犠牲パターン３６とメン
ブレイン支持層３９の高さが同じになる必要はない。す
なわち、メンブレイン支持層３９が多少高くてもメンブ
レイン層を支持するための役割を果たし得るものであれ
ばかまわない。また、前記メンブレイン支持層３９が形
成された領域はＦＢＡＲ素子における活性領域でないの
で、平坦度も問題とならない。したがって、製造工程が
複雑にならない。
【００２３】前記メンブレイン支持層３９が形成された
後、図２（Ａ）に示すように、犠牲パターン３６及びメ
ンブレイン支持層３９の上部にメンブレイン層４０を形
成する。前記メンブレイン層４０は関連技術分野の公知
の方法で公知の物質を蒸着して形成することができる。
例えば、前記メンブレイン層は１μｍのＳｉＯ２層から
具現することができる。また、厚さ１μｍのＳｉＯ２層
を蒸着し、その上面に厚さ０.５μｍのＳｉＮを更に蒸
着してメンブレイン層を形成することもできる。本発明
によるメンブレイン層の形成はこれに限定されない。
後、図２（Ａ）に示すように、犠牲パターン３６及びメ
ンブレイン支持層３９の上部にメンブレイン層４０を形
成する。前記メンブレイン層４０は関連技術分野の公知
の方法で公知の物質を蒸着して形成することができる。
例えば、前記メンブレイン層は１μｍのＳｉＯ２層から
具現することができる。また、厚さ１μｍのＳｉＯ２層
を蒸着し、その上面に厚さ０.５μｍのＳｉＮを更に蒸
着してメンブレイン層を形成することもできる。本発明
によるメンブレイン層の形成はこれに限定されない。
【００２４】次いで、図２（Ｂ）ないし図２（Ｄ）に示
すように、前記形成されたメンブレイン層４０の上部に
第１電極４２を形成し、前記第１電極４２上に圧電層４
４を形成し、続いて前記圧電層４４の上部に第２電極４
６を形成する。
すように、前記形成されたメンブレイン層４０の上部に
第１電極４２を形成し、前記第１電極４２上に圧電層４
４を形成し、続いて前記圧電層４４の上部に第２電極４
６を形成する。
【００２５】ここで、第１及び第２電極層４２、４６の
材料としては、金属のような通常の導電物質を使用す
る。例えば、Ａｌ、Ｗ、Ａｕ、Ｐｔ及びＭｏのいずれか
１種を選択することが好ましい。また、圧電層４４の通
常の圧電物質としてはＡｌＮ又はＺｎＯが好ましいが、
必ずしもこれらに限定されるものではない。
材料としては、金属のような通常の導電物質を使用す
る。例えば、Ａｌ、Ｗ、Ａｕ、Ｐｔ及びＭｏのいずれか
１種を選択することが好ましい。また、圧電層４４の通
常の圧電物質としてはＡｌＮ又はＺｎＯが好ましいが、
必ずしもこれらに限定されるものではない。
【００２６】最後に、図２（Ｄ）に示すように、犠牲パ
ターン３６を除去してエアギャップ５６を形成する。す
なわち、素子の外部から素子の内部の犠牲パターン３６
まで連結される一つ以上のビアホールを形成した後、前
記ビアホールを通じて、ウェットエッチングにより、内
部の犠牲パターン３６を除去する。その結果、基板３０
と第１、２電極４２、４６及び圧電層４４との間にエア
ギャップ５６が形成される。前記犠牲パターン３６は、
前述したように、エッチングの容易な物質からなるの
で、易しく除去できる。
ターン３６を除去してエアギャップ５６を形成する。す
なわち、素子の外部から素子の内部の犠牲パターン３６
まで連結される一つ以上のビアホールを形成した後、前
記ビアホールを通じて、ウェットエッチングにより、内
部の犠牲パターン３６を除去する。その結果、基板３０
と第１、２電極４２、４６及び圧電層４４との間にエア
ギャップ５６が形成される。前記犠牲パターン３６は、
前述したように、エッチングの容易な物質からなるの
で、易しく除去できる。
【００２７】本発明の一実施の形態においては、図５
（Ａ）に示すように、その上面が四角形になった犠牲パ
ターンの４角部にマスクパターンで四つのビアホール５
０を形成し、ウェットエッチングにより前記四つのビア
ホール５０を通じて内部の犠牲パターンを除去する。
（Ａ）に示すように、その上面が四角形になった犠牲パ
ターンの４角部にマスクパターンで四つのビアホール５
０を形成し、ウェットエッチングにより前記四つのビア
ホール５０を通じて内部の犠牲パターンを除去する。
【００２８】これにより、本発明においては、メンブレ
イン層４０と基板３０との間に、メンブレイン支持層３
９で取り囲まれたエアギャップ５６が形成される。前記
エアギャップ５６は、第１電極４２、圧電層４４、第２
電極４６が重畳する部分である活性領域上で基板と前記
第１電極４２、圧電層４４、第２電極４６を隔離させ
る。
イン層４０と基板３０との間に、メンブレイン支持層３
９で取り囲まれたエアギャップ５６が形成される。前記
エアギャップ５６は、第１電極４２、圧電層４４、第２
電極４６が重畳する部分である活性領域上で基板と前記
第１電極４２、圧電層４４、第２電極４６を隔離させ
る。
【００２９】このようにＦＢＡＲを製造することにおい
て、犠牲パターン３６とフォトレジストパターン３４と
の間に所望の大きさのアンダーカットが形成されるよう
にすることが好ましいが、設備及び状況によってそれぞ
れ違うアンダーカットが形成される。ここで、アンダー
カットの幅が大きすぎるか、又は小さすぎると、所望ス
ペックのエアギャップが形成されないか、又はウィング
チップ(図３(Ｃ)参照)が発生する。
て、犠牲パターン３６とフォトレジストパターン３４と
の間に所望の大きさのアンダーカットが形成されるよう
にすることが好ましいが、設備及び状況によってそれぞ
れ違うアンダーカットが形成される。ここで、アンダー
カットの幅が大きすぎるか、又は小さすぎると、所望ス
ペックのエアギャップが形成されないか、又はウィング
チップ(図３(Ｃ)参照)が発生する。
【００３０】より詳しく説明すると、図３（Ａ）はメン
ブレイン支持層３９を形成するための絶縁物質３８ａ、
３８ｂが好ましく蒸着された状態を示すもので、犠牲層
３６の適切なエッチング工程により所望のアンダーカッ
ト幅（Ｃ１）が得られた場合、図３（Ａ）に示すよう
に、絶縁物質３８ａ、３８ｂが蒸着される。この状態で
リフトオフを行うと、アンダーカットによりフォトレジ
ストパターン３４が容易に除去できる。
ブレイン支持層３９を形成するための絶縁物質３８ａ、
３８ｂが好ましく蒸着された状態を示すもので、犠牲層
３６の適切なエッチング工程により所望のアンダーカッ
ト幅（Ｃ１）が得られた場合、図３（Ａ）に示すよう
に、絶縁物質３８ａ、３８ｂが蒸着される。この状態で
リフトオフを行うと、アンダーカットによりフォトレジ
ストパターン３４が容易に除去できる。
【００３１】しかし、オーバーエッチングにより設置範
囲以上のアンダーカット幅（Ｃ２）が形成された場合、
図３（Ａ）と同じ条件で実行されると、図３（Ｂ）に示
すように、絶縁物質３８ａ、３８ｂ３８が犠牲パターン
３６まで十分に蒸着されなくなる。一方、アンダーエッ
チングにより設定範囲未満のアンダーカット幅（Ｃ３）
が形成された場合、図３（Ｃ）に示すように、フォトレ
ジストパターン３４の上部まで連続して絶縁物質３８
ａ、３８ｂが蒸着されるので、フォトレジストパターン
３４の除去時、角部が破れる等により、メンブレイン支
持層３９の角部で突出状のウィングチップ５２が発生す
る。
囲以上のアンダーカット幅（Ｃ２）が形成された場合、
図３（Ａ）と同じ条件で実行されると、図３（Ｂ）に示
すように、絶縁物質３８ａ、３８ｂ３８が犠牲パターン
３６まで十分に蒸着されなくなる。一方、アンダーエッ
チングにより設定範囲未満のアンダーカット幅（Ｃ３）
が形成された場合、図３（Ｃ）に示すように、フォトレ
ジストパターン３４の上部まで連続して絶縁物質３８
ａ、３８ｂが蒸着されるので、フォトレジストパターン
３４の除去時、角部が破れる等により、メンブレイン支
持層３９の角部で突出状のウィングチップ５２が発生す
る。
【００３２】本発明による製造方法は、このような問題
点が発生しないように、ウェットエッチングにより犠牲
パターン３６を形成した後、ドライエッチングを行って
アンダーカットの制御を実施し、アンダーカットを測定
し、この測定されたアンダーカット幅によってアンダー
カットの制御のためのドライエッチング時間を変えるこ
ともできる。
点が発生しないように、ウェットエッチングにより犠牲
パターン３６を形成した後、ドライエッチングを行って
アンダーカットの制御を実施し、アンダーカットを測定
し、この測定されたアンダーカット幅によってアンダー
カットの制御のためのドライエッチング時間を変えるこ
ともできる。
【００３３】また、本発明においては、アンダーカット
を一定に制御するための選択的な追加技術として、フォ
トレジストパターン３４を形成し、ウェットエッチング
により犠牲パターン３６を形成した後、ドライエッチン
グの１種である反応イオン食刻法（Reactive Ion Etchi
ng；以下ＲＩＥという）を用いて前記犠牲パターン３６
のアンダーカットを調整する。
を一定に制御するための選択的な追加技術として、フォ
トレジストパターン３４を形成し、ウェットエッチング
により犠牲パターン３６を形成した後、ドライエッチン
グの１種である反応イオン食刻法（Reactive Ion Etchi
ng；以下ＲＩＥという）を用いて前記犠牲パターン３６
のアンダーカットを調整する。
【００３４】図４（Ａ）〜（Ｃ）は本発明によるアンダ
ーカット制御工程を順次示すものである。図４（Ａ）
は、図１（Ｂ）に示すように犠牲層３２上にフォトレジ
ストパターン３４の形成工程が完了された状態を示すも
ので、フォトレジストパターン３４のエッジプロファイ
ルが急な傾斜をなす。したがって、このような状態でＲ
ＩＥによりアンダーカット制御を行うと、フォトレジス
トパターン３４の厚さ損失が酷く発生する。例えば、ア
ンダーカットを更に１μｍ減らすためには、およそ１μ
ｍのフォトレジストの厚さ損失を甘受しなければならな
い。
ーカット制御工程を順次示すものである。図４（Ａ）
は、図１（Ｂ）に示すように犠牲層３２上にフォトレジ
ストパターン３４の形成工程が完了された状態を示すも
ので、フォトレジストパターン３４のエッジプロファイ
ルが急な傾斜をなす。したがって、このような状態でＲ
ＩＥによりアンダーカット制御を行うと、フォトレジス
トパターン３４の厚さ損失が酷く発生する。例えば、ア
ンダーカットを更に１μｍ減らすためには、およそ１μ
ｍのフォトレジストの厚さ損失を甘受しなければならな
い。
【００３５】したがって、本発明においては、フォトレ
ジストパターン形成→ハードベーキング→犠牲層のウェ
ットエッチングでなる通常の工程において、犠牲層３２
の上部にフォトレジストパターン３４を形成した後、犠
牲層３２のウェットエッチング前、通常のホットプレー
トを使用して１３０〜２００℃で１〜１０分間ハードベ
ーキングを実施する。
ジストパターン形成→ハードベーキング→犠牲層のウェ
ットエッチングでなる通常の工程において、犠牲層３２
の上部にフォトレジストパターン３４を形成した後、犠
牲層３２のウェットエッチング前、通常のホットプレー
トを使用して１３０〜２００℃で１〜１０分間ハードベ
ーキングを実施する。
【００３６】その結果、図４（Ｂ）に示すように、フォ
トレジストパターン３４のエッジプロファイルが緩やか
になって、エッジ部の厚さが薄くなる。本発明は、この
状態で、図４（Ｃ）に示すように、ウェットエッチング
により犠牲層３２を除去した後、アンダーカット幅を測
定して、アンダーカットが十分に形成されていない場
合、図４（Ｄ）に示すように、ＲＩＥによるアンダーカ
ット調整を実施する。すなわち、ウェットエッチングに
より露出された犠牲層３２を除去した後、アンダーカッ
ト幅を測定して、アンダーカットが十分に形成されてい
ない場合、目標値との差からＲＩＥ時間を計算し、計算
された時間の間ＲＩＥを実施するものである。
トレジストパターン３４のエッジプロファイルが緩やか
になって、エッジ部の厚さが薄くなる。本発明は、この
状態で、図４（Ｃ）に示すように、ウェットエッチング
により犠牲層３２を除去した後、アンダーカット幅を測
定して、アンダーカットが十分に形成されていない場
合、図４（Ｄ）に示すように、ＲＩＥによるアンダーカ
ット調整を実施する。すなわち、ウェットエッチングに
より露出された犠牲層３２を除去した後、アンダーカッ
ト幅を測定して、アンダーカットが十分に形成されてい
ない場合、目標値との差からＲＩＥ時間を計算し、計算
された時間の間ＲＩＥを実施するものである。
【００３７】これにより、フォトレジストパターン３４
の厚さ損失は１／５の水準に減少する。前述したＲＩＥ
によるアンダーカットの制御は犠牲層３２のウェットエ
ッチング後に適用することができ、特に量産時には、ウ
ェットエッチング後にアンダーカットを自動化設備で測
定し、アンダーカット幅によって前記ＲＩＥの時間を変
更することで、所望のスペックに合わせてエアギャップ
を製造することができる。
の厚さ損失は１／５の水準に減少する。前述したＲＩＥ
によるアンダーカットの制御は犠牲層３２のウェットエ
ッチング後に適用することができ、特に量産時には、ウ
ェットエッチング後にアンダーカットを自動化設備で測
定し、アンダーカット幅によって前記ＲＩＥの時間を変
更することで、所望のスペックに合わせてエアギャップ
を製造することができる。
【００３８】これとは異なり、従来技術においては、基
板上に沈下（depression）を形成して基板の内部にＰＳ
Ｇを蒸着して犠牲層を形成する方法があるが、これはＰ
ＳＧの不良な平坦度を有する表面を改善するため、面倒
なＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）工程が要
求され、ＰＳＧのＰが基板に拡散されるのを防ぐための
バッファ層としてＳｉＯ２などをＳｉ基板とＰＳＧとの
間に形成しなければならなかった。
板上に沈下（depression）を形成して基板の内部にＰＳ
Ｇを蒸着して犠牲層を形成する方法があるが、これはＰ
ＳＧの不良な平坦度を有する表面を改善するため、面倒
なＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）工程が要
求され、ＰＳＧのＰが基板に拡散されるのを防ぐための
バッファ層としてＳｉＯ２などをＳｉ基板とＰＳＧとの
間に形成しなければならなかった。
【００３９】これに対し、本発明は犠牲パターン３６を
形成するにあたって、犠牲層３２を前記金属とＺｎＯで
基板上に蒸着することにより、以後第１電極と第２電極
のなかで小さい電極の面積により決められる活性化領域
で要求される平坦度を容易に得ることができる。すなわ
ち、前記従来技術とは異なり、ＣＭＰのような研磨工程
を省略することもできる。
形成するにあたって、犠牲層３２を前記金属とＺｎＯで
基板上に蒸着することにより、以後第１電極と第２電極
のなかで小さい電極の面積により決められる活性化領域
で要求される平坦度を容易に得ることができる。すなわ
ち、前記従来技術とは異なり、ＣＭＰのような研磨工程
を省略することもできる。
【００４０】図５（Ａ）の平面図と図５（Ｂ）の断面図
は本発明の一実施の形態により製造された薄膜フィルタ
用ＦＢＡＲ素子の構造を示す。図５（Ａ）及び図５
（Ｂ）に示すように、本発明により製造された薄膜フィ
ルタ用ＦＢＡＲ素子は、基板３０と、前記基板３０上に
形成され、エアギャップ５６を含むメンブレイン支持層
３９と、前記メンブレイン支持層３９上に形成されたメ
ンブレイン層４０と、前記メンブレイン層４０上に形成
された第１電極４２と、前記第１電極４２上に形成され
た圧電層４４と、前記圧電層４４上に形成された第２電
極４６とを含んでなる。
は本発明の一実施の形態により製造された薄膜フィルタ
用ＦＢＡＲ素子の構造を示す。図５（Ａ）及び図５
（Ｂ）に示すように、本発明により製造された薄膜フィ
ルタ用ＦＢＡＲ素子は、基板３０と、前記基板３０上に
形成され、エアギャップ５６を含むメンブレイン支持層
３９と、前記メンブレイン支持層３９上に形成されたメ
ンブレイン層４０と、前記メンブレイン層４０上に形成
された第１電極４２と、前記第１電極４２上に形成され
た圧電層４４と、前記圧電層４４上に形成された第２電
極４６とを含んでなる。
【００４１】ここで、前記エアギャップ５６の構造は、
前記基板３０の上面の一部を下面にし、前記基板３０に
形成された前記メンブレイン支持層３９を側面にし、前
記メンブレイン支持層３９上に形成された前記メンブレ
イン層４０の下面一部を上面にして構成される。
前記基板３０の上面の一部を下面にし、前記基板３０に
形成された前記メンブレイン支持層３９を側面にし、前
記メンブレイン支持層３９上に形成された前記メンブレ
イン層４０の下面一部を上面にして構成される。
【００４２】本発明の重要な特徴の一つは、エアギャッ
プ５６を含み、それと同一層上に形成されたメンブレイ
ン支持層３９が前記メンブレイン層４０を支えることで
エアギャップ５６を構造的に強化させるというものであ
る。
プ５６を含み、それと同一層上に形成されたメンブレイ
ン支持層３９が前記メンブレイン層４０を支えることで
エアギャップ５６を構造的に強化させるというものであ
る。
【００４３】すなわち、図６（Ｂ）に示す従来のＦＢＡ
Ｒ素子のエアギャップ構造は、そのエッジ部とメンブレ
イン層１１４との界面が構造的に脆弱であるため、エア
ギャップの形成のためのウェットエッチング後のフォト
レジスト除去工程、又はそれ以後の加工工程の際に構造
物の崩壊及び剥離現象を引き起こす。しかし、本発明
は、メンブレイン支持層３９を提供してメンブレイン層
４０を安定に支持することにより、結果的にはエアギャ
ップの構造を強化させて堅固なＦＢＡＲ素子を製造する
ことができる。
Ｒ素子のエアギャップ構造は、そのエッジ部とメンブレ
イン層１１４との界面が構造的に脆弱であるため、エア
ギャップの形成のためのウェットエッチング後のフォト
レジスト除去工程、又はそれ以後の加工工程の際に構造
物の崩壊及び剥離現象を引き起こす。しかし、本発明
は、メンブレイン支持層３９を提供してメンブレイン層
４０を安定に支持することにより、結果的にはエアギャ
ップの構造を強化させて堅固なＦＢＡＲ素子を製造する
ことができる。
【００４４】前述したように、エアギャップをなす犠牲
パターン３６を形成するときに使用されるフォトレジス
トパターン３４をメンブレイン支持層３９を形成する段
階でもリフトオフ用フォトレジストとして使用され、犠
牲パターン３６をアンダーカットの構造に形成すること
により、リフトオフ後にもウィングチップ５２の発生を
防止する。また、前記の本発明による製造方法で説明し
たように、前記各層の物質を選択する。以上、本発明を
例示の目的で説明したが、これは本発明を限定しようと
するものではない。前記説明から当業者であれば本発明
の思想と範囲から外れなく改良及び変形が可能である。
パターン３６を形成するときに使用されるフォトレジス
トパターン３４をメンブレイン支持層３９を形成する段
階でもリフトオフ用フォトレジストとして使用され、犠
牲パターン３６をアンダーカットの構造に形成すること
により、リフトオフ後にもウィングチップ５２の発生を
防止する。また、前記の本発明による製造方法で説明し
たように、前記各層の物質を選択する。以上、本発明を
例示の目的で説明したが、これは本発明を限定しようと
するものではない。前記説明から当業者であれば本発明
の思想と範囲から外れなく改良及び変形が可能である。
【００４５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による薄膜
フィルタ用ＦＢＡＲ及びその製造方法は、共振領域に及
ぶ基板の影響を遮断する隔離構造であるエアギャップが
形成される層にメンブレイン支持層を提供することによ
り、構造的に強いＦＢＡＲ素子を提供することができ
る。また、本発明によると、前記メンブレイン支持層を
形成する工程が、エアギャップに対応する犠牲パターン
を形成する段階で使用されるフォトレジストをそのまま
で用いるので、簡単な工程で製造でき、その再現性も優
れる。
フィルタ用ＦＢＡＲ及びその製造方法は、共振領域に及
ぶ基板の影響を遮断する隔離構造であるエアギャップが
形成される層にメンブレイン支持層を提供することによ
り、構造的に強いＦＢＡＲ素子を提供することができ
る。また、本発明によると、前記メンブレイン支持層を
形成する工程が、エアギャップに対応する犠牲パターン
を形成する段階で使用されるフォトレジストをそのまま
で用いるので、簡単な工程で製造でき、その再現性も優
れる。
【図１】本発明によるＦＢＡＲの製造工程別断面図であ
る。
る。
【図２】本発明によるＦＢＡＲの製造工程別断面図であ
る。
る。
【図３】アンダーカット状態別メンブレイン支持層を形
成するための絶縁物質の蒸着状態を示す断面図である。
成するための絶縁物質の蒸着状態を示す断面図である。
【図４】本発明によるＦＢＡＲの製造方法におけるアン
ダーカット制御過程を説明する工程別断面図である。
ダーカット制御過程を説明する工程別断面図である。
【図５】（Ａ）は本発明により製造されたＦＢＡＲ素子
の平面図であり、（Ｂ）は本発明により製造されたＦＢ
ＡＲ素子の断面図である。
の平面図であり、（Ｂ）は本発明により製造されたＦＢ
ＡＲ素子の断面図である。
【図６】従来技術による薄膜フィルタ用ＦＢＡＲ素子の
断面図である。
断面図である。
３０ 基板
３２ 犠牲層
３４ フォトレジストパターン
３６ 犠牲パターン
３８ 絶縁物質
３９ メンブレイン支持層
４０ メンブレイン層
４２ 第１電極
４４ 圧電層
４６ 第２電極
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開2000−196163（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−81807（ＪＰ，Ａ)
特開 平１−157108（ＪＰ，Ａ)
特公 平６−18314（ＪＰ，Ｂ２)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H03H 3/00 - 3/04
H03H 9/00 - 9/215
Claims (12)
- 【請求項１】 基板３０の上部に犠牲層３２を形成する
段階と、 前記犠牲層３２の上部のエアギャップ形成領域にフォト
レジストパターン３４を形成する段階と、 前記フォトレジストパターン３４を食刻マスクとして前
記犠牲層３２をオーバーエッチングしアンダーカット構
造から成る犠牲パターン３６を形成する段階と、 前記犠牲パターン３６及びフォトレジストパターン３４
の形成された基板３０の上部全面に絶縁物質３８ａ、３
８ｂを蒸着する段階と、 前記犠牲パターン３６上部のフォトレジストパターン３
４及び絶縁物質３８ａ、３８ｂを除去して当該犠牲パタ
ーン３６及び絶縁物質３８ａ、３８ｂを同一の高さに形
成した犠牲パターン３６の側面にメンブレイン支持層３
９を形成する段階と、 前記犠牲パターン３６及びメンブレイン支持層３９の上
面にメンブレイン層４０を形成する段階と、 前記メンブレイン層４０の上部に第１電極４２を形成す
る段階と、 前記第１電極４２の上部に圧電層４４を形成する段階
と、 前記圧電層４４の上部に第２電極４６を形成する段階
と、 前記犠牲パターン３６を除去してエアギャップ５６を形
成する段階と、 を含むことを特徴とするＦＢＡＲ素子の製造方法。 - 【請求項２】 前記製造方法は、犠牲パターン３６を形
成した後、ドライエッチングによりアンダーカットを一
定に調節するアンダーカット制御段階を更に含むことを
特徴とする請求項１記載のＦＢＡＲ素子の製造方法。 - 【請求項３】 前記アンダーカットの制御段階で使用さ
れるドライエッチングは反応イオンエッチング（ＲＩ
Ｅ：Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ）法で
あることを特徴とする請求項２記載のＦＢＡＲ素子の製
造方法。 - 【請求項４】 前記製造方法は、フォトレジストパター
ン３４を形成した後、ウェットエッチングにより犠牲パ
ターン３６を形成する前、ホットプレートを使用して１
３０〜２００℃で１〜１０分間ハードベーキングを行っ
て、フォトレジストパターン３４のエッジプロファイル
を調節することを特徴とする請求項２記載のＦＢＡＲ素
子の製造方法。 - 【請求項５】 前記犠牲パターン３６のアンダーカット
幅は０．２〜３μｍであることを特徴とする請求項１記
載のＦＢＡＲ素子の製造方法。 - 【請求項６】 前記犠牲パターン３６及びメンブレイン
支持層３９の厚さは０．５〜５μｍであることを特徴と
する請求項１記載のＦＢＡＲ素子の製造方法。 - 【請求項７】 前記犠牲パターン３６を除去して前記エ
アギャップ５６を形成する段階は、 前記ＦＢＡＲ素子の外部と犠牲パターン３６を連結する
ビアホールを一つ以上形成する段階と、 前記一つ以上のビアホールを通じて前記犠牲パターン３
６をウェットエッチングする段階と、 からなることを特徴とする請求項１記載のＦＢＡＲ素子
の製造方法。 - 【請求項８】 前記犠牲パターン３６をウェットエッチ
ングする段階でＨＮＯ３にて犠牲パターン３６を除去す
ることを特徴とする請求項７記載のＦＢＡＲ素子の製造
方法。 - 【請求項９】 前記一つ以上のビアホールは犠牲パター
ン３６の角部にそれぞれ形成されることを特徴とする請
求項７記載のＦＢＡＲ素子の製造方法。 - 【請求項１０】 前記犠牲層３２はＡｌ、Ｃｕ、ＮｉＦ
ｅ及びＺｎＯからなる群から選択された物質からなるこ
とを特徴とする請求項１記載のＦＢＡＲ素子の製造方
法。 - 【請求項１１】 前記メンブレイン支持層３９又は絶縁
物質３８ａ、３８ｂはＳｉＯ２又はＳｉＮ又はＡｌ２Ｏ
３からなることを特徴とする請求項１記載のＦＢＡＲ素
子の製造方法。 - 【請求項１２】 前記圧電層４４の物質はＡｌＮ又はＺ
ｎＯからなることを特徴とする請求項１記載のＦＢＡＲ
素子の製造方法。
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