JP5378927B2 - Method for manufacturing acoustic wave device - Google Patents
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Description
本発明は、弾性波デバイスの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing the acoustic wave device.
近年、弾性波デバイスにおいて、櫛型電極の上面を絶縁膜で封止するタイプの弾性波デバイス(弾性境界波デバイス)が開発されている。 In recent years, an elastic wave device (boundary acoustic wave device) of the type in which an upper surface of a comb-shaped electrode is sealed with an insulating film has been developed.
従来の弾性波デバイスでは、櫛型電極を構成する金属が絶縁膜中に拡散してしまうという課題があった。 The conventional acoustic wave device has a problem that the metal constituting the comb electrode diffuses into the insulating film.
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、信頼性の高い弾性波デバイスを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a highly reliable acoustic wave device.
本弾性波デバイスの製造方法は、圧電基板上に第1絶縁膜を形成する工程と、前記第1絶縁膜をパターニングする工程と、前記圧電基板の上面、並びにパターニングされた前記第1絶縁膜の上面及び側面に、第1拡散防止膜を形成する工程と、パターニングされた前記第1絶縁膜間に櫛型電極を形成する工程と、前記第1絶縁膜の上面に形成された前記第1拡散防止膜を除去する工程と、前記櫛型電極及び前記第1絶縁膜上に、絶縁性の第2拡散防止膜を形成する工程と、前記第2拡散防止膜上に第2絶縁膜を形成する工程と、を有する。本構成によれば、第1拡散防止膜を櫛型電極と第1絶縁膜との間に形成するため、櫛型電極が第1絶縁膜中に拡散することを抑制することができる。その結果、弾性波デバイスの信頼性を向上させることができる。 The method for manufacturing an acoustic wave device includes a step of forming a first insulating film on a piezoelectric substrate, a step of patterning the first insulating film, an upper surface of the piezoelectric substrate, and the patterned first insulating film. Forming a first diffusion preventing film on the upper surface and the side surface; forming a comb electrode between the patterned first insulating films; and the first diffusion formed on the upper surface of the first insulating film. Removing the prevention film, forming an insulating second diffusion prevention film on the comb-shaped electrode and the first insulation film, and forming a second insulation film on the second diffusion prevention film. And a process. According to this configuration, since the first diffusion preventing film is formed between the comb electrode and the first insulating film, the comb electrode can be prevented from diffusing into the first insulating film. As a result, the reliability of the acoustic wave device can be improved.
上記構成において、前記櫛型電極を形成する工程は、前記第1拡散防止膜が形成された前記圧電基板及び前記第1絶縁膜の全体を覆うように電極膜を形成する工程と、前記電極膜を研磨し、前記電極膜から前記櫛型電極を形成する工程と、を含む構成とすることができる。 In the above configuration, the step of forming the comb-shaped electrode includes the step of forming an electrode film so as to cover the piezoelectric substrate on which the first diffusion prevention film is formed and the first insulating film, and the electrode film. And a step of forming the comb-shaped electrode from the electrode film.
上記構成において、前記第1拡散防止膜を除去する工程は、研磨により前記第1拡散防止膜を除去する工程を含む構成とすることができる。 In the above configuration, the step of removing the first diffusion barrier film may include a step of removing the first diffusion barrier film by polishing.
上記構成において、前記櫛型電極及び前記第1絶縁膜の上面が同一平面となるように研磨する工程を有する構成とすることができる。本構成によれば、第2拡散防止膜及び第2絶縁膜における凹凸の形成を抑制し、表面を平坦化することができる。 In the above-described configuration, the method may include a step of polishing so that the top surfaces of the comb-shaped electrode and the first insulating film are in the same plane. According to this configuration, it is possible to suppress the formation of irregularities in the second diffusion prevention film and the second insulating film and to flatten the surface.
本発明によれば、櫛型電極が絶縁膜中に拡散することを抑制し、弾性波デバイスの信頼性を向上させることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it can suppress that a comb-shaped electrode diffuses in an insulating film, and can improve the reliability of an elastic wave device.
最初に、比較例に係る弾性波デバイスについて説明する。
(比較例)
First, an elastic wave device according to a comparative example will be described.
(Comparative example)
図1は、比較例に係る弾性波デバイスの上面図であり、図2(a)はその一部を拡大した断面模式図である。圧電基板50の上面(以下、圧電基板上の積層方向を上下方向とし、圧電基板側を下、圧電基板から遠い側を上と称する)に、共振器60が形成されている。共振器60は、対向する1組の櫛型電極62と、その両側に設けられた反射器64とを含む。圧電基板50及び共振器60は、絶縁膜52により封止されている。圧電基板50には、例えばLiNbO3(リチウム酸ナイオベイト)基板やLiTaO3(リチウム酸タンタル)基板等が用いられる。櫛型電極62及び反射器64には、例えばCu(銅)やAl(アルミニウム)等の金属が用いられる。絶縁膜52には、例えばSiO2(酸化ケイ素)が用いられる。
FIG. 1 is a top view of an acoustic wave device according to a comparative example, and FIG. 2A is a schematic enlarged cross-sectional view of a part thereof. A
2つの櫛型電極62のうち一方の電極指で励振した弾性波は、圧電基板50と絶縁膜52との境界付近を伝搬する。弾性波は反射器64で反射され、2つの櫛型電極62のうち他方の電極指に電気信号が発生する。電気信号は、電極指の周期等に対応する周波数で共振する。
The elastic wave excited by one electrode finger of the two
本構成によれば、櫛型電極62を絶縁膜52で封止しない場合に比べ、弾性波デバイスの温度特性を向上させることができる。一方で、櫛型電極62や絶縁膜52の材質によっては、櫛型電極62を構成する金属が絶縁膜52中に拡散してしまう場合があった(例えば、絶縁膜にSiO2を用いた場合、櫛型電極を比較的重い金属(CuやAuなど)で形成した場合に拡散が生じる)。
According to this configuration, the temperature characteristics of the acoustic wave device can be improved as compared with the case where the comb-
図2(b)は、他の比較例に係る弾性波デバイスの断面模式図である。図2(a)と異なり、櫛型電極62及びその間に形成された第1絶縁膜52の上面を覆うように、絶縁性の拡散防止膜54(例えば、SiNからなる)が形成されている。拡散防止膜54の上には、第1絶縁膜52と同じ材質の第2絶縁膜56が形成されている。
FIG. 2B is a schematic cross-sectional view of an acoustic wave device according to another comparative example. Unlike FIG. 2A, an insulating diffusion prevention film 54 (for example, made of SiN) is formed so as to cover the upper surfaces of the comb-
本構成によれば、拡散防止膜54を設けることにより、櫛型電極62の上面から第2絶縁膜56への金属の拡散を抑制することができる。しかし、櫛型電極62と第1絶縁膜52との間には拡散防止膜が設けられていないため、櫛型電極62から第1絶縁膜52への金属の拡散が生じてしまう。
According to this configuration, the diffusion of the metal from the upper surface of the
以下に記載の実施例では、上記の課題を解決するための弾性波デバイス及びその製造方法について説明する。 In the embodiments described below, an acoustic wave device and a manufacturing method thereof for solving the above-described problems will be described.
図3(a)〜図3(e)は実施例1に係る弾性波デバイスの製造方法を示した図(その1)であり、図4(a)〜図4(e)は実施例1に係る弾性波デバイスの製造方法を示した図(その2)である。最初に、圧電基板10の上面全体に第1絶縁膜12を形成する(図3(a))。圧電基板10には、比較例と同様にLiNbO3(リチウム酸ナイオベイト)基板やLiTaO3(リチウム酸タンタル)を用いる。また、本実施例では第1絶縁膜12としてSiO2(酸化ケイ素)を用いる。次に、第1絶縁膜12の上にレジスト14を部分的に塗布し(図3(b))、レジスト14をマスクとして第1絶縁膜12をエッチングすることにより回路パターンを形成した後、レジスト14を剥離する(図3(c))。エッチング工程においては、後に電極が形成される溝部の壁面が垂直となるように、異方性のドライエッチングを行うことが好ましい。
FIG. 3A to FIG. 3E are views (No. 1) showing a method for manufacturing an acoustic wave device according to the first embodiment, and FIG. 4A to FIG. It is the figure (the 2) which showed the manufacturing method of the elastic wave device which concerns. First, the first
次に、圧電基板10の上面並びに第1絶縁膜12の上面及び側面に、前工程で形成されたパターンを覆うように第1拡散防止膜16を形成する(図3(d))。本実施例では、第1拡散防止膜16としてTa(タンタル)を用い、スパッタリングにより成膜を行う。第1拡散防止膜16の膜厚は例えば10nmとする。次に、第1拡散防止膜16が成膜された圧電基板10及び第1絶縁膜12の上面全体に、電極膜18を形成する。本実施例では、電極膜18としてCu(銅)を用い、第1拡散防止膜16を成膜した装置と同一の装置内で、スパッタリングにより成膜を行う(図3(e))。電極膜18は、第1絶縁膜12をパターニングすることにより形成された溝を埋めるように成膜される。電極膜18の厚みは、少なくとも第1絶縁膜12及び第1拡散防止膜16の厚みの合計より大きくなるように(電極膜18の上面が第1絶縁膜12の上面より上にくるように)調節する。
Next, a first
次に、CMP(Chemical Mechanical Polish)法を用いて電極膜18を研磨する。最初に、第1拡散防止膜16(Ta)との選択比が大きい電極膜18(Cu)用の研磨剤を用い、第1拡散防止膜16をストッパとして研磨を行う(図4(a))。これにより、電極膜18のうち第1絶縁膜12より上に盛り上がって形成された部分が除去され、電極膜18から櫛型電極18が形成される。次に、第1絶縁膜12(SiO2)との選択比が大きい第1拡散防止膜16(Ta)用の研磨剤を用い、第1絶縁膜12をストッパとして研磨を行う(図4(b))。これにより、第1拡散防止膜16のうち第1絶縁膜12の上面に形成された部分と、電極膜18の上面が除去され、平坦化される。第1絶縁膜12と電極膜18の上面は同一平面となる。最終的に、櫛型電極18の膜厚は例えば100〜350nmとなる。
Next, the
次に、平坦化された第1絶縁膜12及び電極膜18の上面に、第2拡散防止膜20を形成する(図4(c))。本実施例では、第2拡散防止膜20としてSiNx(窒化ケイ素)を用い、スパッタリングにより成膜を行う。第2拡散防止膜20の膜厚は例えば40nmとする。最後に、第2拡散防止膜20の上面に第2絶縁膜22を形成する(図4(d))。本実施例では、第2絶縁膜としてSiO2を用い、CVD(Chemical Vapor Deposition)法により成膜を行う。第2絶縁膜22の膜厚は例えば400〜1500nmとする。以上の工程により、実施例1に係る弾性波デバイス100が完成する。
Next, a second
図5は、実施例1に係る弾性波デバイスの断面模式図である。圧電基板10上に櫛型電極18が設けられ、櫛型電極18の電極指間に第1絶縁膜12が設けられている。櫛型電極18と第1絶縁膜12との間には、櫛型電極18の側面を覆うように第1拡散防止膜16が設けられている。また、櫛型電極18及び第1絶縁膜12上には絶縁性の第2拡散防止膜20が設けられ、第2拡散防止膜20の上には第2絶縁膜22が設けられている。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of the acoustic wave device according to the first embodiment. A comb-shaped
実施例1に係る弾性波デバイス100によれば、櫛型電極18と第1絶縁膜12との間に第1拡散防止膜16が設けられているため、櫛型電極18を構成する金属が第1絶縁膜12中に拡散することを抑制することができる。同様に、櫛型電極18と第2絶縁膜22との間に第2拡散防止膜20が設けられているため、櫛型電極18を構成する金属が第2絶縁膜22中に拡散することを抑制することができる。その結果、弾性波デバイスの信頼性を向上させることができる。
According to the
上記の弾性波デバイス100では、第1拡散防止膜16を形成した後に電極膜18の形成を行っているため(図3(d)〜(e))、第1拡散防止膜16が圧電基板10と櫛型電極18との間にも設けられる構成となっている。本構成は必須のものではないが、これにより櫛型電極18の絶縁膜への拡散をさらに抑制することができる。
In the
また、上記の弾性波デバイス100では、電極膜18及び第1拡散防止膜16を研磨した上で、第2拡散防止膜20の形成を行っている(図4(a)〜(c))。このため、櫛型電極18及び第1絶縁膜12の上面が同一平面となり、第2拡散防止膜20が形成される面が平坦となっている。本構成は必須のものではないが、これにより第2拡散防止膜20及び第2絶縁膜22における凹凸の形成を抑制し、表面を平坦化することができる。
In the
また、上記の弾性波デバイス100では、第2拡散防止膜20が櫛型電極18及び第1絶縁膜12上の全面に設けられている。本構成は必須のものではないが、これにより櫛型電極18の絶縁膜中への拡散をさらに抑制することができる。
In the above
本実施例では第1拡散防止膜16にTa(タンタル)を用いたが、拡散防止膜としての機能を果たす材料であれば、弾性波デバイス100の特性最適化や信頼性向上のために、他の材料を用いてもよい。第1拡散防止膜16は必ずしも導電性のある材料である必要もない。例えば、Ti(チタン)、W(タングステン)、及びこれらを主成分とする化合物(例えば、TaN、TiN、WNなど)を用いることができる。また、本実施例では第2拡散防止膜20にSiNx(窒化ケイ素)を用いたが、これについても拡散防止膜としての機能を果たす材料であれば、弾性波デバイス100の特性最適化や信頼性向上のために他の材料(例えば、TaNやSiCなど)を用いてもよい。ただし、櫛型電極18間の絶縁を図るため、第2拡散防止膜20は絶縁性の材料で形成することが望ましい。また、本実施例では膜の形成にスパッタリング法を用いたが、CVD法やALD(atomic layer deposition)法により膜形成を行ってもよい。また、第1拡散防止膜16及び第2拡散防止膜20の膜厚は、弾性表面波デバイス100の特性に影響を与えない範囲であれば、本実施例に示した以外の値であってもよい。
In this embodiment, Ta (tantalum) is used for the first
また、本実施例では第1絶縁膜12及び第2絶縁膜22を同じ材料で形成したが、これらは異なる材料で形成されていてもよい。ただし、本実施例のように同じ材料を用いることで、弾性波デバイス100の温度による特性変化を抑制することができる。また、本実施例では第1絶縁膜12及び第2絶縁膜22をSiO2としたが、これ以外の材料を用いてもよい。ただし、SiO2を用いることにより、その他の材料(SiN、SiCなど)を用いる場合に比べて弾性波デバイスの温度特性を改善することができる。また、本実施例では櫛型電極18をCuとしたが、これ以外の材料を用いてもよい。その場合、例えばAlのような比較的軽い金属よりも、例えばAu、Pt、Agのように比較的重く、絶縁膜への拡散が生じやすい金属の方が本発明の構成に適している。
In the present embodiment, the first insulating
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to such specific embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist of the present invention described in the claims. It can be changed.
10 圧電基板
12 第1絶縁膜
16 第1拡散防止膜
18 櫛型電極
20 第2拡散防止膜
22 第2絶縁膜
100 弾性波デバイス
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記第1絶縁膜をパターニングする工程と、
前記圧電基板の上面、並びにパターニングされた前記第1絶縁膜の上面及び側面に、第1拡散防止膜を形成する工程と、
パターニングされた前記第1絶縁膜間に櫛型電極を形成する工程と、
前記第1絶縁膜の上面に形成された前記第1拡散防止膜を除去する工程と、
前記櫛型電極及び前記第1絶縁膜上に、絶縁性の第2拡散防止膜を形成する工程と、
前記第2拡散防止膜上に第2絶縁膜を形成する工程と、
を有することを特徴とする弾性波デバイスの製造方法。 Forming a first insulating film on the piezoelectric substrate;
Patterning the first insulating film;
Forming a first diffusion barrier film on the upper surface of the piezoelectric substrate and on the upper surface and side surfaces of the patterned first insulating film;
Forming a comb-shaped electrode between the patterned first insulating films;
Removing the first diffusion barrier film formed on the upper surface of the first insulating film;
Forming an insulating second diffusion barrier film on the comb electrode and the first insulating film;
Forming a second insulating film on the second diffusion barrier film;
A method for producing an acoustic wave device, comprising:
前記第1拡散防止膜が形成された前記圧電基板及び前記第1絶縁膜の全体を覆うように電極膜を形成する工程と、
前記電極膜を研磨し、前記電極膜から前記櫛型電極を形成する工程と、
を含むことを特徴とする請求項1に記載の弾性波デバイスの製造方法。 The step of forming the comb-shaped electrode includes:
Forming an electrode film so as to cover the whole of the piezoelectric substrate on which the first diffusion prevention film is formed and the first insulating film;
Polishing the electrode film and forming the comb electrode from the electrode film;
Method for manufacturing the acoustic wave device according to claim 1, characterized in that it comprises a.
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