JP4412286B2 - 弾性表面波素子の製造方法 - Google Patents
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Description
このような電子デバイスの小型化技術としては、従来、半導体素子チップを備える機能デバイスユニットにおいて、表面に凹部が形成された絶縁性の基板と、この基板がシリコン(Si基板)であり、その凹部の底面、側面及び上面に絶縁膜が形成され、この絶縁膜によって形成された溝内に、前記凹部の底面から側面を経て上面まで連続するようにパターン形成された配線層を形成し、基板の凹部内において、半導体素子チップが、前記配線層との間でフリップチップ実装され、上述の凹部を樹脂封止してなる機能デバイスユニット、及び機能デバイスユニットの製造方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。
また、外形形状が半導体基板の範囲内にあり、突出するものがなく小型化が実現できる。
なお、平坦化処理としては、例えば、CMP(Chemical and Mechanical Polishing)等の手段を採用することが好適である。
なお、Al層の他、SiN層も平坦化処理を行うことがより好ましい。
なお、凹部の周縁部がバンクである。
このバンク形成も、半導体基板がウエハの状態において、半導体製造プロセスによって精度よく容易に形成することが可能である。
このような方法によれば、バンク形成時に、基台層の表面にエッチング液等が接触することがないので、基台層の表面は平坦化処理をした状態を保持しているため、圧電体との接合の信頼性を高めることができる。
また、厚み及び外形形状も半導体基板の範囲内にあり、突出するものがなく小型化も実現できる。
図1は本発明に係る弾性表面波素子の構造を示し、図2,3は本発明の実施形態1に係る弾性表面波素子の製造方法、図4,5は実施形態2とその変形例、図6は、実施形態3、図7は実施形態4に係る弾性表面波素子の製造方法を示している。
(弾性表面波素子の構造)
なお、半導体基板20の表面には、パッシベーション膜が形成されていることが好ましい。また、図1(b)では、絶縁層は3層構成を例示しているが、特に限定されず、1層でも、もっと多くてもよい。
なお、以降、パッド87a〜87fは、総称してパッド87と表す。
また、外形形状が半導体基板20の範囲内にあり、突出するものがなく小型化が実現できる。
(実施形態1)
図2、図3は、本発明の実施形態1に係る弾性表面波素子10の製造工程を模式的に表した部分断面図であり、上述した従来の半導体製造プロセス領域の工程の説明及び図示を省略し、本発明による弾性表面波素子10の製造プロセス領域の主な工程を図示し説明する。
まず、半導体基板20の上面に絶縁層21〜23及びパッド81〜86を従来の半導体製造プロセス領域における製造工程を用いて形成し、図2(a)に示すように、絶縁層23の表面をCMP法により平坦化処理した後、絶縁層23の表面全体にわたって基台層30を形成する。
次に、エッチングによりバンク41を形成する。
その後、レジスト層101を剥離、洗浄し、再度レジスト層102を形成する。
次に、圧電体層50を形成する。
続いて、圧電体51を形成する。
上述したような工程を経て、弾性表面波素子10が形成される。
また、外形形状も半導体基板20の範囲内にあり、突出するものがなく小型化も実現できる。
(実施形態2)
図4は、実施形態2に係る製造方法の一部を模式的に示す部分断面図である。実施形態2では、基台層30がAl層35とSiN層36とから構成されている。
(実施形態3)
そして、基台層30の表面をCMP法により平坦化処理した後、パッド83,86の表面に連通するスルーホール44〜47を開設する。
スルーホール44〜47が開設された状態を図6(b)に示す。なお、スルーホール44〜47の開設方法は、前述した実施形態1において図2(e)〜図3(g)に示す工程に準じている。
図6(c)に、圧電体層50の形成工程を示す。圧電体層50は、基台層30の表面全体に所定の厚さで形成される。この際、圧電体層50の一部が、スルーホール44〜47の内部にまで侵入している。
次に圧電体51を所定の形状に形成する。
続いて、IDT電極60を形成する。
続いて、バンク41を形成する。
(バンク41の形成方法)
ノニオン系表面張力調節材は、分散液の塗布対象物への濡れ性を良好にし、塗布した膜のレベリング性を改良し、塗膜のぶつぶつの発生、ゆず肌の発生などの防止に役立つものとなる。このノニオン系表面張力調節材を添加して調製した金属微粒子分散液については、その粘度を1mPa・s以上50mPa・s以下にするのが好ましい。粘度が1mPa・s未満であると、液滴吐出ヘッドのノズル周辺部が液状体の流出により汚れ易くなってしまい、また、粘度が50mPa・sを越えると、ノズル孔での目詰まり頻度が高くなってしまうからである。
その後、RTA(Rapid Thermal Annealing)炉で酸素フローしながら所定温度、好ましくは350℃〜400℃、さらに好ましくは400℃で熱処理を行い、前記重合体を焼成して図6(g)に示すようにSiO2バンクを厚さ4μm程度に形成する。
また、ランプアニールに使用する光の光源としては、特に限定されないものの、赤外線ランプ、キセノンランプ、YAGレーザー、アルゴンレーザー、炭酸ガスレーザー、XeF、XeCl、XeBr、KrF、KrCl、ArF、ArClなどのエキシマレーザーなどを光源として使用することができる。これらの光源は一般には、出力10W以上5000W以下の範囲のものが用いられるが、本実施形態では100W以上1000W以下の範囲で十分である。
(実施形態4)
図7は、本実施形態に係る弾性表面波素子10の製造方法を模式的に示す部分断面図である。
次に、基台層30にパッド83,86に連通するスルーホールを形成する。
次に、絶縁層23にスルーホール46,47を開設する。
そして、エッチングにより、絶縁層23にスルーホール46,47を開設する(図7(e)。
次いで、圧電体層50の表面にレジスト層(図示せず)を形成した後、露光、現像工程により、圧電体51の形状に対応したレジストパターンを形成し、エッチングにより圧電体51を形成する(図7(g)、参照)。そして、レジスト層を除去してIDT電極60を形成する。
また、バンク41を形成した後に、圧電体51及びIDT電極60を形成する工程順としているので、バンク41の形成時に、基台層30の表面にエッチング液等が接触することがないので、基台層30の表面は平坦化処理をした状態のままのため、圧電体51との接合の信頼性を高めることができる。
Claims (4)
- 半導体基板の表面に櫛歯形状のIDT電極が形成される弾性表面波素子の製造方法であって、
前記半導体基板の能動面側表面に絶縁層を形成する工程と、
前記絶縁層の表面全体に基台層を形成する工程と、
前記基台層の表面を平坦化処理する工程と、
平坦化処理された前記基台層の表面に圧電体を形成する工程と、
前記圧電体の表面に前記IDT電極を形成する工程と、
前記基台層の表面周縁部に、前記基台層の表面から前記IDT電極の表面までの高さよりも高く、且つ、前記圧電体を取り囲むバンクを形成する工程と、を含み、
前記圧電体の表面に前記IDT電極を形成する工程の後に、前記バンクを形成する工程を有し、
前記バンクを形成する工程が、前記基台層の表面周縁部に、SiO2の前駆体化合物を含有する液状体を前記バンクの所定形状に液滴吐出法を用いて形成する工程と、前記液状体を加熱処理により固化する工程とを含むことを特徴とする弾性表面波素子の製造方法。 - 半導体基板の表面に櫛歯形状のIDT電極が形成される弾性表面波素子の製造方法であって、
前記半導体基板の能動面側表面に絶縁層を形成する工程と、
前記絶縁層の表面全体に基台層を形成する工程と、
前記基台層の表面を平坦化処理する工程と、
平坦化処理された前記基台層の表面に圧電体を形成する工程と、
前記圧電体の表面に前記IDT電極を形成する工程と、
前記基台層の表面周縁部に、前記基台層の表面から前記IDT電極の表面までの高さよりも高く、且つ、前記圧電体を取り囲むバンクを形成する工程と、を含み、
前記バンクを形成する工程が、前記基台層の表面周縁部に、SiO2の前駆体化合物を含有する液状体を液滴吐出法を用いて前記バンクの所定の形状に形成する工程と、前記液状体を加熱処理により固化する工程とを含むバンクを形成する工程であって、
前記バンクを形成する工程の後に、前記バンクによって形成される凹部内部の前記基台層の表面に圧電体を形成する工程と、前記圧電体の表面に前記IDT電極を形成する工程と、を含むことを特徴とする弾性表面波素子の製造方法。 - 請求項1または請求項2に記載の弾性表面波素子の製造方法において、
前記バンクがSiO2からなり、SiO2の前駆体化合物が、Siを含んだ有機金属化合物Si(OR)4(R=CH3,C2H5,C3H7,C4H9)を含む液状体であり、
前記液状体を加熱処理により固化することにより、前記バンクを形成することを特徴とする弾性表面波素子の製造方法。 - 請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載の弾性表面波素子の製造方法において、
前記加熱処理の温度が、350℃〜400℃の範囲であることを特徴とする弾性表面波素子の製造方法。
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