JPH06276043A - Manufacture of substrate for high frequency circuit - Google Patents

Manufacture of substrate for high frequency circuit

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JPH06276043A
JPH06276043A JP6422093A JP6422093A JPH06276043A JP H06276043 A JPH06276043 A JP H06276043A JP 6422093 A JP6422093 A JP 6422093A JP 6422093 A JP6422093 A JP 6422093A JP H06276043 A JPH06276043 A JP H06276043A
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JP
Japan
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single crystal
crystal silicon
thin film
type single
substrate
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP6422093A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mitsuhiko Goto
光彦 後藤
Masaaki Sugiyama
昌章 杉山
Takushi Okita
拓士 沖田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
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Abstract

PURPOSE:To provide the manufacture of the high frequency circuit substrate which maintains excellent characteristics and complies with the mass-production of products and a demand for high reliability. CONSTITUTION:A p type epitaxial film is formed on the surface of a silicon substrate, an n type layer 3 is formed partially in the p type epitaxial film, which is etched electrochemically to form a step; and a semiconductor thin film 5 is formed at the low part of the step and a dielectric thin film 6 is formed at the high part of the step to manufacture the high frequency circuit substrate on which the top surface of the semiconductor thin film 5 and the top surface of the dielectric thin film 6 are in level with each other without having any step.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、高周波回路素子の製造
に用いる高周波回路用基板の製造方法に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a high frequency circuit substrate used for manufacturing a high frequency circuit element.

【0002】[0002]

【従来の技術】携帯電話、MCA(Multi Channel Acces
s)無線などの数百MHzから数GHzの高周波域で使用
する移動体無線の普及にともない、無線機器の小型化、
軽量化が求められており、必然的にこれら無線機器に用
いられる部品の小型、軽量化が望まれている。なかで
も、高周波域の信号を扱う高周波増幅回路やフィルタの
小型化は、通常の信号処理に用いられるLSI等と比較
すると、小型、計量化が進んでいるとはいえず、このよ
うは高周波域で用いられる部品の小型、軽量化が強く求
められているところである。
2. Description of the Related Art Mobile phones, MCA (Multi Channel Acces
s) With the spread of mobile radios used in the high frequency range of several hundred MHz to several GHz such as radio, miniaturization of radio equipment,
There is a demand for weight reduction, and inevitably, there is a demand for reduction in size and weight of components used in these wireless devices. In particular, miniaturization of high-frequency amplifier circuits and filters that handle signals in the high-frequency range is not said to be smaller and more quantified than LSIs used for normal signal processing. There is a strong demand for downsizing and weight reduction of parts used in.

【0003】高周波用途部品の小型、軽量化を進める上
で、圧電体を利用した表面弾性波素子が注目されてい
る。これは、これまで用いられていた同軸フィルタやヘ
リカルフィルタと比較して小型、軽量にフィルタ素子を
製作することが可能となるためである。また、この表面
弾性波素子をフィルタ単体として用いるのではなく、高
周波増幅回路等がその一部分に形成された半導体基板上
に、窒化アルミニウムなどの誘電体薄膜を成膜し表面弾
性波フィルタを形成した高周波集積回路が開示されてい
る(例えばTsubouchi K;IEEE Trans.Sonics.Ultrason.
Vol.32, No.5, P634(1985)) 。
In order to reduce the size and weight of high-frequency parts, attention has been paid to surface acoustic wave devices using piezoelectric bodies. This is because it is possible to manufacture a filter element that is smaller and lighter than the coaxial filter and the helical filter that have been used so far. Further, instead of using this surface acoustic wave element as a single filter, a dielectric thin film such as aluminum nitride is formed on a semiconductor substrate having a high frequency amplifier circuit formed in a part thereof to form a surface acoustic wave filter. High frequency integrated circuits have been disclosed (eg Tsubouchi K; IEEE Trans.Sonics.Ultrason.
Vol.32, No.5, P634 (1985)).

【0004】しかしながら、基板として単結晶シリコン
基板を用いシリコン基板面の一部に高周波増幅回路を形
成し、同一基板表面上に窒化アルミニウムを成膜して表
面弾性波フィルタを形成した場合には、数百MHzから
数GHzの高周波領域で使用する増幅回路としてシリコ
ンに形成した増幅回路は十分な特性を得ることは困難で
ある。通常、このような高周波領域の増幅回路として
は、ガリウム砒素などの化合物半導体に形成した増幅回
路が用いられる。これは、高周波を扱ううえで、シリコ
ンの増幅回路よりガリウム砒素に形成した増幅回路の方
が高速動作が可能であるためである。
However, when a single crystal silicon substrate is used as the substrate and a high frequency amplifier circuit is formed on a part of the surface of the silicon substrate and aluminum nitride is deposited on the surface of the same substrate to form a surface acoustic wave filter, It is difficult to obtain sufficient characteristics with an amplifier circuit formed of silicon as an amplifier circuit used in a high frequency region of several hundred MHz to several GHz. As such an amplifier circuit in the high frequency region, an amplifier circuit formed of a compound semiconductor such as gallium arsenide is usually used. This is because an amplifier circuit formed of gallium arsenide can operate at a higher speed than a silicon amplifier circuit when handling high frequencies.

【0005】また、逆に、高周波増幅回路としての十分
な特性を得るためにガリウム砒素基板上の一部に高周波
増幅回路を形成し、同一基板表面上に窒化アルミニウム
を成膜して表面弾性波フィルタを形成した場合には、高
周波増幅回路としての特性は十分であるが、表面弾性波
フィルタとしての特性、特に表面弾性波の伝達速度が十
分ではない。これは、ガリウム砒素を伝わる表面弾性波
の速度が3000m/s以下と小さいため、ガリウム砒
素基板上に成膜された窒化アルミニウム上の表面弾性波
もその影響を受け、十分な速度が得られなくなるためで
ある。
On the contrary, in order to obtain sufficient characteristics as a high frequency amplifier circuit, a high frequency amplifier circuit is formed on a part of a gallium arsenide substrate, aluminum nitride is formed on the same substrate surface, and a surface acoustic wave is formed. When the filter is formed, the characteristics as a high frequency amplifier circuit are sufficient, but the characteristics as a surface acoustic wave filter, especially the transmission speed of the surface acoustic wave are not sufficient. This is because the velocity of the surface acoustic wave transmitted through gallium arsenide is as small as 3000 m / s or less, so that the surface acoustic wave on the aluminum nitride film formed on the gallium arsenide substrate is also affected by it, and a sufficient velocity cannot be obtained. This is because.

【0006】本出願人は、上述のような、同一基板上に
高周波増幅回路と表面弾性波素子を集積した素子の問題
点を、図6に示すように、素子基板100表面の一部に
ガリウム砒素による半導体薄膜101と、同一基板10
0表面の別の部分に窒化アルミニウム薄膜102を成膜
した高周波回路用基板を開発し、また、この高周波回路
用基板の半導体薄膜101上に高周波増幅素子を、窒化
アルミニウム薄膜102上に表面弾性波素子を形成した
高周波回路素子によって解決できることを見出だした
(特願平3−3660691号)。
The applicant of the present invention has found that, as shown in FIG. 6, a gallium is formed on a part of the surface of the element substrate 100 as a problem of the element in which the high frequency amplifier circuit and the surface acoustic wave element are integrated on the same substrate. Semiconductor thin film 101 made of arsenic and same substrate 10
A high frequency circuit substrate in which an aluminum nitride thin film 102 is formed on another part of the surface is developed, and a high frequency amplifying element is provided on the semiconductor thin film 101 of this high frequency circuit substrate, and a surface acoustic wave is formed on the aluminum nitride thin film 102. It has been found that the problem can be solved by a high-frequency circuit element formed with the element (Japanese Patent Application No. 3-3660691).

【0007】この高周波回路用基板およびそれを用いた
高周波回路素子は、上述したような高周波集積回路素子
としての問題点を解決し、初期の目的は達成されるが、
素子基板面上に半導体薄膜や窒化アルミニウム膜などを
成膜しているために、これらによって段差ができてしま
い、素子製作の際または素子間の金属配線工程が容易で
なく、量産化の際に問題が残るものであった。また、こ
のような段差は、金属配線の段切れなどが生じる原因と
もなり集積回路素子としての信頼性に不安があることは
集積回路一般の経験からも言われることである。
This high-frequency circuit board and the high-frequency circuit element using the same solves the above-mentioned problems as a high-frequency integrated circuit element and achieves the initial object.
Since a semiconductor thin film, an aluminum nitride film, etc. are formed on the surface of the element substrate, a step is created by these, and the metal wiring process between elements is not easy and the mass wiring process is not easy. The problem remained. It is also said from the experience of general integrated circuits that such a step causes breakage of metal wiring and the like, and there is concern about the reliability as an integrated circuit element.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明の目的
は、一つの基板上に高周波増幅回路と表面弾性波素子を
形成する高周波回路用基板において、形成される回路や
素子が良好な特性を発揮し、かつ製品としての量産化お
よび高信頼性の要求に対応することが可能となる高周波
回路用基板の製造方法を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a high-frequency circuit substrate on which a high-frequency amplifier circuit and a surface acoustic wave device are formed on one substrate so that the circuit and the device formed exhibit good characteristics. It is another object of the present invention to provide a method for manufacturing a high-frequency circuit board, which is capable of meeting the demand for mass production as a product and high reliability.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記諸目的は、n型単結
晶シリコン基板上にp型単結晶シリコン膜をエピタキシ
ャル成長法により形成する工程と、該p型単結晶シリコ
ン膜の一部にn型層を形成する工程と、前記n型単結晶
シリコン基板に、水酸化カリウム水溶液の電位を基準と
して、−1V以上の電位を与えながら水酸化カリウム水
溶液に浸漬し、前記p型単結晶シリコン膜の一部をエッ
チングする工程と、該p型単結晶シリコン膜をエッチン
グした部分に半導体薄膜を形成する工程と、前記n型層
を形成した部分に誘電体薄膜を形成する工程とよりなる
ことを特徴とする高周波回路用基板の製造方法により達
成される。
Means for Solving the Problems The above-mentioned objects are to provide a step of forming a p-type single crystal silicon film on an n-type single crystal silicon substrate by an epitaxial growth method, and an n-type part of the p-type single crystal silicon film. A step of forming a layer, and immersing the n-type single crystal silicon substrate in the potassium hydroxide aqueous solution while applying a potential of -1 V or more with respect to the potential of the potassium hydroxide aqueous solution as a reference, It is characterized by comprising a step of partially etching, a step of forming a semiconductor thin film in a portion where the p-type single crystal silicon film is etched, and a step of forming a dielectric thin film in a portion where the n-type layer is formed. And a method of manufacturing a substrate for a high frequency circuit.

【0010】また上記諸目的は、n型単結晶シリコン基
板上にn型単結晶シリコン膜をエピタキシャル成長法に
より形成する工程と、該n型単結晶シリコン膜上にp型
単結晶シリコン膜をエピタキシャル成長法により形成す
る工程と、該p型単結晶シリコン膜の一部にn型層を形
成する工程と、前記n型単結晶シリコン基板に、水酸化
カリウム水溶液の電位を基準として、−1V以上の電位
を与えながら水酸化カリウム水溶液に浸漬し、前記p型
単結晶シリコン膜の一部をエッチングする工程と、該p
型単結晶シリコン膜をエッチングした部分に半導体薄膜
を形成する工程と、前記n型層を形成した部分に誘電体
薄膜を形成する工程とよりなることを特徴とする高周波
回路用基板の製造方法により達成される。
Further, the above-mentioned various objects are a step of forming an n-type single crystal silicon film on an n-type single crystal silicon substrate by an epitaxial growth method, and a p-type single crystal silicon film on the n-type single crystal silicon film by an epitaxial growth method. And a step of forming an n-type layer on a part of the p-type single crystal silicon film, and a potential of -1 V or more on the n-type single crystal silicon substrate, based on the potential of the aqueous potassium hydroxide solution. And a part of the p-type single crystal silicon film is etched by immersing the p-type single crystal silicon film in an aqueous potassium hydroxide solution.
A method for manufacturing a high frequency circuit substrate, comprising: a step of forming a semiconductor thin film in a portion where a mold single crystal silicon film is etched; and a step of forming a dielectric thin film in a portion where the n-type layer is formed. To be achieved.

【0011】[0011]

【作用】本発明の第1の高周波回路用基板の製造方法
は、n型シリコン基板上に、p型単結晶シリコン膜をエ
ピタキシャル成長により形成し、このp型単結晶シリコ
ン膜にn型層を形成し、p型単結晶シリコン膜のn型層
を形成した部分以外(p型の部分)を電気化学的にエッ
チングすることにより、n型層のみを残してシリコン基
板上に段差を設け、この段差によってシリコン基板上に
形成される半導体薄膜や誘電体薄膜の厚みを吸収するこ
とにより、半導体薄膜および誘電体薄膜形成後の高周波
回路用基板として表面が平坦化された高周波回路用基板
を製造するものである。
According to the first method of manufacturing a high frequency circuit substrate of the present invention, a p-type single crystal silicon film is formed on an n-type silicon substrate by epitaxial growth, and an n-type layer is formed on the p-type single crystal silicon film. Then, by electrochemically etching the p-type single crystal silicon film other than the part where the n-type layer is formed (p-type part), a step is formed on the silicon substrate leaving only the n-type layer. A high frequency circuit substrate having a flat surface is manufactured as a high frequency circuit substrate after the semiconductor thin film and the dielectric thin film are formed by absorbing the thickness of the semiconductor thin film and the dielectric thin film formed on the silicon substrate. Is.

【0012】また、本発明の第2の高周波回路基板の製
造方法は、n型シリコン基板上に、n型単結晶シリコン
膜をエピタキシャル成長により形成し、その後、上記同
様に、p型単結晶シリコン膜をエピタキシャル成長によ
り形成し、p型部分のみを選択的に電気化学的にエッチ
ングしてn型層のみを残してシリコン基板上に段差を設
け、この段差よってシリコン基板上に形成される半導体
薄膜や誘電体薄膜の厚みを吸収することにより、半導体
薄膜および誘電体薄膜形成後の高周波回路用基板として
表面が平坦化された高周波回路用基板を製造するもので
ある。この製造方法では、n型シリコン基板上に、一旦
エピタキシャル成長によるn型の単結晶シリコン膜を成
膜した後、p型単結晶シリコン膜をエピタキシャル成長
により形成するため、p型単結晶膜をエッチングにより
除去した後、半導体薄膜を形成する際に、半導体薄膜は
エピタキシャル成長によるn型単結晶シリコン膜上に形
成されるため、結晶性の良い半導体薄膜が得られる。
According to a second method of manufacturing a high-frequency circuit board of the present invention, an n-type single crystal silicon film is formed on an n-type silicon substrate by epitaxial growth, and then a p-type single crystal silicon film is formed in the same manner as above. Is formed by epitaxial growth, and only the p-type portion is selectively electrochemically etched to leave a step on the silicon substrate leaving only the n-type layer. The step causes the semiconductor thin film and the dielectric to be formed on the silicon substrate. By absorbing the thickness of a body thin film, a high frequency circuit substrate having a flat surface is manufactured as a high frequency circuit substrate after a semiconductor thin film and a dielectric thin film are formed. In this manufacturing method, since the n-type single crystal silicon film is once formed by epitaxial growth on the n-type silicon substrate and then the p-type single crystal silicon film is formed by epitaxial growth, the p-type single crystal film is removed by etching. After that, when the semiconductor thin film is formed, the semiconductor thin film is formed on the n-type single crystal silicon film by epitaxial growth, so that the semiconductor thin film having good crystallinity is obtained.

【0013】本発明は、p型部分のみを選択的に電気化
学的にエッチングして除去することが可能で、しかもこ
の除去するp型部分は、エピタキシャル成長法により形
成されるため、非常に高精度でその成長厚さを制御する
ことができる。これにより、n型シリコン基板上に任意
の厚さのp型単結晶シリコン膜をエピタキシャル成長に
より形成して、p型部分をのみを選択的に電気化学的に
エッチングして除去できる。したがって、エッチングに
よって除去された部分は、その後形成される回路や素子
の特性要求に合わせて必要な半導体薄膜の厚さに合わせ
た高精度の段差を得ることができ、そこに半導体薄膜ま
たは誘電体薄膜を形成して表面が平坦な高周波回路用基
板を製造することを可能としたものである。
According to the present invention, only the p-type portion can be selectively electrochemically etched and removed, and since the p-type portion to be removed is formed by the epitaxial growth method, the precision is very high. The growth thickness can be controlled by. As a result, a p-type single crystal silicon film having an arbitrary thickness can be formed on the n-type silicon substrate by epitaxial growth, and only the p-type portion can be selectively electrochemically removed by etching. Therefore, the portion removed by etching can obtain a highly accurate step corresponding to the required thickness of the semiconductor thin film according to the characteristic requirements of the circuit or element to be formed later. It is possible to manufacture a high-frequency circuit substrate having a flat surface by forming a thin film.

【0014】[0014]

【実施例】以下、本発明を添付した図面にを参照して詳
細に説明する。なお、同一の部材については同一付号を
付した。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings. The same members are designated by the same reference numerals.

【0015】実施例1 本発明の第1の高周波回路用基板の製造方法は、まず、
図1aに示すように、n型単結晶シリコン基板1上にp
型単結晶シリコン膜2をエピタキシャル成長法により形
成する。このp型単結晶シリコン膜2部分は、以後の工
程で半導体薄膜が形成される部分となるシリコン面を露
出するためにエッチングされる。
Example 1 In the first method for manufacturing a high-frequency circuit substrate of the present invention, first,
As shown in FIG. 1a, p is formed on the n-type single crystal silicon substrate 1.
The type single crystal silicon film 2 is formed by an epitaxial growth method. This p-type single crystal silicon film 2 portion is etched to expose a silicon surface which will be a portion where a semiconductor thin film will be formed in the subsequent steps.

【0016】なお、エピタキシャル成長により形成する
p型単結晶シリコン膜2の厚さは、後に説明するよう
に、エッチングにより除去される部分とn型層3が形成
されて残った部分による段差の高さになる。そしてこの
段差は、後に段差によって隔てられた高い方の面に誘電
体薄膜が形成され、低い方の面に半導体薄膜が形成され
るものである。一般的に、形成される誘電体薄膜と半導
体薄膜とは、そこに形成される高周波増幅素子や表面弾
性波素子の必要性から半導体薄膜の方が厚く形成される
必要がある。このため、段差の高さとしては、段差の高
さと、段差の高い方の面に形成される誘電体薄膜の厚さ
を足した分の高さが半導体薄膜の厚さと一致するように
形成する必要がある。例えば、形成する半導体薄膜の厚
さが4μmで、誘電体薄膜の厚さが0.5μmの場合に
は、段差の高さは3.5μmとなる。この段差の高さ
は、エッチングされるp型単結晶シリコン膜2の厚さに
一致するので、後に形成する誘電体薄膜および半導体薄
膜の厚さに応じてp型単結晶シリコン膜2の厚さを適宜
調整する。
The thickness of the p-type single crystal silicon film 2 formed by epitaxial growth is, as will be described later, the height of a step due to a portion removed by etching and a portion left after the n-type layer 3 is formed. become. The step is such that a dielectric thin film is formed on the upper surface separated by the step later and a semiconductor thin film is formed on the lower surface. In general, the dielectric thin film and the semiconductor thin film to be formed need to be thicker than the semiconductor thin film because of the necessity of the high frequency amplification element and the surface acoustic wave element formed therein. Therefore, the height of the step is formed so that the height of the step and the thickness of the dielectric thin film formed on the surface with the higher step are equal to the thickness of the semiconductor thin film. There is a need. For example, when the thickness of the semiconductor thin film to be formed is 4 μm and the thickness of the dielectric thin film is 0.5 μm, the height of the step is 3.5 μm. Since the height of this step corresponds to the thickness of the p-type single crystal silicon film 2 to be etched, the thickness of the p-type single crystal silicon film 2 depends on the thickness of the dielectric thin film and semiconductor thin film to be formed later. Is adjusted appropriately.

【0017】このエピタキシャル成長には、通常のLI
S製造工程に用いられているCVD法によっても十分な
精度でその厚さを制御することが可能であるが、さらに
厳密に制御するために、分子線エピタキシー法を用いれ
ば、分子単位の精度で厚さを制御することも可能であ
る。
For this epitaxial growth, the usual LI
Although it is possible to control the thickness with sufficient accuracy even by the CVD method used in the S manufacturing process, if the molecular beam epitaxy method is used for more precise control, the thickness can be controlled at the molecular level. It is also possible to control the thickness.

【0018】次に、図1bに示すように、エピタキシャ
ル成長法により形成したp型単結晶シリコン膜2の一部
にn型単結晶シリコン基板に達するn型層3を形成す
る。このn型層3の形成は、イオン注入方や熱拡散法に
より形成する。イオン注入法による場合は、n型層3と
したい部分を開口したマスクを設け、そこにイオン注入
することにより形成する。また、熱拡散法による場合
は、n型層3としたい部分にn型不純物を含むガラス系
膜、例えばPSG膜、またはn型ポリシリコン膜を成膜
し熱処理を行って、基板1に達するようにn型層3を形
成する。
Next, as shown in FIG. 1b, an n-type layer 3 reaching the n-type single crystal silicon substrate is formed on a part of the p-type single crystal silicon film 2 formed by the epitaxial growth method. The n-type layer 3 is formed by an ion implantation method or a thermal diffusion method. In the case of using the ion implantation method, a mask having an opening at a portion to be the n-type layer 3 is provided, and ions are implanted therein. In the case of using the thermal diffusion method, a glass-based film containing an n-type impurity, for example, a PSG film or an n-type polysilicon film is formed in a portion to be the n-type layer 3 and heat treatment is performed to reach the substrate 1. Then, the n-type layer 3 is formed.

【0019】次に、その一部にn型層3を形成したp型
単結晶シリコン膜2をエッチングする方法について説明
する。
Next, a method of etching the p-type single crystal silicon film 2 having the n-type layer 3 formed on a part thereof will be described.

【0020】まず、エッチングを行うための装置概要に
ついて説明する。このエッチング装置は、図2に示すよ
うに、水酸化カリウム水溶液を入れ、エッチングを行う
エッチング槽20、電圧および電流を制御するためのポ
テンショスタット22、電流値および電流値をモニター
するマイクロコンピュータ26よりなり、エッチング槽
20内には、エッチング液内の電位を知る参照電極(R
E)23、エッチングするシリコン基板に設けられる試
料電極(WE)24および対向電極(CE)25が設置
され、エッチング槽20内には水酸化カリウム水溶液内
に溶けている酸素を除去するための窒素バブリング装置
(図示せず)が設けられている。なお、REとしては飽
和カロメル電極(SCE)を用い、以下説明において用
いられる電圧値は、このREを基準とした値である。
First, an outline of an apparatus for performing etching will be described. As shown in FIG. 2, this etching apparatus includes an etching bath 20 for carrying out an aqueous potassium hydroxide solution for etching, a potentiostat 22 for controlling voltage and current, and a microcomputer 26 for monitoring current value and current value. In the etching tank 20, a reference electrode (R
E) 23, a sample electrode (WE) 24 and a counter electrode (CE) 25 provided on the silicon substrate to be etched are installed, and nitrogen for removing oxygen dissolved in the potassium hydroxide aqueous solution is provided in the etching tank 20. A bubbling device (not shown) is provided. A saturated calomel electrode (SCE) is used as RE, and voltage values used in the following description are values based on this RE.

【0021】エッチングを行うには、その一部にn型層
3を形成したp型単結晶シリコン膜2を有する単結晶シ
リコン基板1に電圧を印加するための試料電極24を半
田付けなどにより設け、電極部分を水酸化カリウム水溶
液から保護するため電極部分にコーティング用樹脂を塗
布し、エッチング槽内の60℃、40%水酸化カリウム
水溶液中に浸漬し、−1V以上、好ましくは0V以上の
電位となるように電圧を印加する。これにより、図1c
に示すように、シリコン基板1上に形成されたp型単結
晶シリコン膜2がエッチングされて、n型層3部分が残
り段差が形成される。
To perform etching, a sample electrode 24 for applying a voltage is provided on the single crystal silicon substrate 1 having the p-type single crystal silicon film 2 having the n-type layer 3 formed on a part thereof by soldering or the like. A coating resin is applied to the electrode portion to protect the electrode portion from the potassium hydroxide aqueous solution, and the electrode portion is immersed in a 40% potassium hydroxide aqueous solution at 60 ° C. in an etching tank to have a potential of -1 V or more, preferably 0 V or more. Voltage is applied so that This results in FIG.
As shown in FIG. 5, the p-type single crystal silicon film 2 formed on the silicon substrate 1 is etched, and the n-type layer 3 part remains and a step is formed.

【0022】次に、上述した電気化学的方法によりシリ
コン基板1上に段差を形成した後、図3aに示すよう
に、段差の低い方の面に半導体薄膜5、例えばガリウム
砒素(GaAs)等の化合物半導体薄膜をCVD法によ
り形成する。なお、必要により、半導体薄膜5を形成す
る前に、シリコン面上に、エピタキシャル成長法により
単結晶シリコン膜を成膜することにより、結晶性のよい
半導体薄膜5が得られる。
Next, after a step is formed on the silicon substrate 1 by the above-mentioned electrochemical method, as shown in FIG. 3a, a semiconductor thin film 5, such as gallium arsenide (GaAs), is formed on the lower surface of the step. A compound semiconductor thin film is formed by the CVD method. If necessary, a semiconductor thin film 5 having good crystallinity can be obtained by forming a single crystal silicon film on the silicon surface by an epitaxial growth method before forming the semiconductor thin film 5.

【0023】次に、図3bに示すように、段差の高い方
の面に誘電体薄膜6、例えば窒化アルミニウム、酸化亜
鉛、タンタル酸リチウム、チタン酸ジルコン酸鉛などを
スパッタ法またはCVD法により形成する。これによ
り、半導体薄膜5表面と誘電体薄膜6表面が均一で平坦
な高周波回路用基板を製造することができる。
Next, as shown in FIG. 3b, a dielectric thin film 6, for example, aluminum nitride, zinc oxide, lithium tantalate, lead zirconate titanate or the like is formed on the surface having the higher step by the sputtering method or the CVD method. To do. This makes it possible to manufacture a high-frequency circuit substrate in which the surfaces of the semiconductor thin film 5 and the dielectric thin film 6 are uniform and flat.

【0024】実施例2 本発明の第2の高周波回路用基板の製造方法は、まず、
図4aに示すように、n型単結晶シリコン基板1上にn
型単結晶シリコン膜4をエピタキシャル成長法により形
成する。
Example 2 In the second method for manufacturing a high-frequency circuit board of the present invention, first,
As shown in FIG. 4 a, n is formed on the n-type single crystal silicon substrate 1.
The type single crystal silicon film 4 is formed by an epitaxial growth method.

【0025】次に、図4bに示すように、n型単結晶シ
リコン膜4上にp型単結晶シリコン膜2をエピタキシャ
ル成長法により形成する。
Next, as shown in FIG. 4B, a p-type single crystal silicon film 2 is formed on the n-type single crystal silicon film 4 by an epitaxial growth method.

【0026】その後は、実施例1同様に、図5aに示す
ように、p型単結晶シリコン膜2の一部にn型層3を形
成し、図5bに示すように、上述した電気化学的エッチ
ングによりp型部分をエッチングし、図5cに示すよう
に、エッチングして露出したn型単結晶シリコン膜4上
に半導体薄膜5を形成し、図5dに示すように、エッチ
ングの際の残ったn型層3部分に誘電体薄膜6を形成す
る。
After that, as in Example 1, an n-type layer 3 is formed on a part of the p-type single crystal silicon film 2 as shown in FIG. 5a, and as shown in FIG. The p-type portion is etched by etching, and a semiconductor thin film 5 is formed on the exposed n-type single crystal silicon film 4 as shown in FIG. 5c. As shown in FIG. 5d, the semiconductor thin film 5 remains after etching. A dielectric thin film 6 is formed on the n-type layer 3 portion.

【0027】この方法によれば、エッチングにより除去
されるp型層部分の下に、あらかじめエピタキシャル成
長法により形成したn型の単結晶シリコン膜4が在り、
p型単結晶膜2を除去したときに露出するシリコン面
は、このエピタキシャル成長によるシリコン面であるた
め、その後形成する半導体薄膜5は、結晶性の良いもの
が得られる。
According to this method, the n-type single crystal silicon film 4 previously formed by the epitaxial growth method exists under the p-type layer portion removed by etching.
Since the silicon surface exposed when the p-type single crystal film 2 is removed is the silicon surface formed by this epitaxial growth, the semiconductor thin film 5 formed thereafter can have good crystallinity.

【0028】上述した製造方法により形成された本発明
の高周波回路用基板は、高周波増幅素子などを形成する
半導体薄膜5表面と表面弾性波素子などを形成する誘電
体薄膜6表面が同一平面上にあり、基板全体として平坦
化された状態で素子または集積回路の製造工程へ提供す
ることができる。このため、素子や集積回路製造工程に
おいては、基板表面に不要な段差がないので、層間絶縁
膜や金属配線膜などを半導体薄膜上と誘電体薄膜上で同
時にパターニングすることも可能となる。
In the high-frequency circuit substrate of the present invention formed by the above-described manufacturing method, the surface of the semiconductor thin film 5 forming the high-frequency amplifier element and the surface of the dielectric thin film 6 forming the surface acoustic wave element are on the same plane. Therefore, it can be provided to the manufacturing process of the device or the integrated circuit in a state where the entire substrate is flattened. Therefore, in the device or integrated circuit manufacturing process, since there is no unnecessary step on the substrate surface, it is possible to simultaneously pattern the interlayer insulating film, the metal wiring film, etc. on the semiconductor thin film and the dielectric thin film.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の高周波回
路用基板の製造方法よって、シリコン基板上に全体が平
坦な半導体薄膜と誘電体薄膜を同一基板上に形成した高
周波回路用基板を製造することができるので、この高周
波回路用基板を用いた高周波回路素子の製造の際には、
段差のない平坦な基板上に素子を形成することが可能と
なるため、集積回路形成の際、配線工程やパターニング
工程が容易となり量産化や高周波集積回路素子としての
信頼性の向上に寄与することができる。
As described above, according to the method for manufacturing a high-frequency circuit board of the present invention, a high-frequency circuit board in which a semiconductor thin film and a dielectric thin film, which are entirely flat, are formed on a silicon substrate is manufactured. Therefore, when manufacturing a high-frequency circuit element using this high-frequency circuit substrate,
Since the device can be formed on a flat substrate without steps, the wiring process and patterning process can be facilitated when forming an integrated circuit, which contributes to mass production and improved reliability as a high frequency integrated circuit device. You can

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の第1の高周波回路用基板の製造方法
を説明するための断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining the first method for manufacturing a high-frequency circuit board of the present invention.

【図2】 本発明の高周波回路用基板の製造方法に用い
られる電気化学的エッチングを説明するための図面であ
る。
FIG. 2 is a diagram for explaining electrochemical etching used in the method of manufacturing a high-frequency circuit substrate of the present invention.

【図3】 図1に続く本発明の第1の高周波回路用基板
の製造方法を説明するための断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining the first method for manufacturing the high-frequency circuit board of the present invention, which is subsequent to FIG.

【図4】 本発明の第2の高周波回路用基板の製造方法
を説明するための断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining the second method for manufacturing the high-frequency circuit board of the present invention.

【図5】 図4に続く本発明の第2の高周波回路用基板
の製造方法を説明するための断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining the second method for manufacturing the high-frequency circuit board of the present invention, which follows FIG.

【図6】 従来の高周波回路用基板の断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of a conventional high-frequency circuit board.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…シリコン基板、 2…p型
単結晶シリコン膜 3…n型層、 4…n型
単結晶シリコン膜 5…半導体薄膜、 6…誘電
体薄膜、20…エッチング槽、
22…ポテンショスタット、23…参照電極、
24…試料電極、25…対向電極、
26…マイクロコンピュー
タ、30…単結晶シリコン膜、 31
…シリコン酸化膜。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Silicon substrate, 2 ... P-type single crystal silicon film 3 ... N-type layer, 4 ... N-type single crystal silicon film 5 ... Semiconductor thin film, 6 ... Dielectric thin film, 20 ... Etching tank,
22 ... Potentiostat, 23 ... Reference electrode,
24 ... Sample electrode, 25 ... Counter electrode,
26 ... Microcomputer, 30 ... Single crystal silicon film, 31
… Silicon oxide film.

─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成5年5月20日[Submission date] May 20, 1993

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0002[Name of item to be corrected] 0002

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0002】[0002]

【従来の技術】携帯電話、MCA(Multi Channel Acces
s)無線などの数百MHzから数GHzの高周波域で使用
する移動体無線の普及にともない、無線機器の小型化、
軽量化が求められており、必然的にこれら無線機器に用
いられる部品の小型、軽量化が望まれている。なかで
も、高周波域の信号を扱う高周波増幅回路やフィルタの
小型化は、通常の信号処理に用いられるLSI等と比較
すると、小型、量化が進んでいるとはいえず、このよ
うは高周波域で用いられる部品の小型、軽量化が強く求
められているところである。
2. Description of the Related Art Mobile phones, MCA (Multi Channel Acces
s) With the spread of mobile radios used in the high frequency range of several hundred MHz to several GHz such as radio, miniaturization of radio equipment,
There is a demand for weight reduction, and inevitably, there is a demand for reduction in size and weight of components used in these wireless devices. Among them, high-frequency amplifier circuit and miniaturization of the filter that handles signals of the high frequency range is different from the LSI and the like used in the normal signal processing, a small, it can not be said to have progressed light weight, such a high frequency band There is a strong demand for downsizing and weight reduction of parts used in.

【手続補正2】[Procedure Amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】符号の説明[Correction target item name] Explanation of code

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【符号の説明】 1…シリコン基板、 2…p型
単結晶シリコン膜 3…n型層、 4…n型
単結晶シリコン膜 5…半導体薄膜、 6…誘電
体薄膜、20…エッチング槽、
22…ポテンショスタット、23…参照電極、
24…試料電極、25…対向電極、
26…マイクロコンピュー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Silicon substrate, 2 ... P-type single crystal silicon film 3 ... N-type layer, 4 ... N-type single crystal silicon film 5 ... Semiconductor thin film, 6 ... Dielectric thin film, 20 ... Etching tank,
22 ... Potentiostat, 23 ... Reference electrode,
24 ... Sample electrode, 25 ... Counter electrode,
26 ... Microcomputer .

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 n型単結晶シリコン基板上にp型単結晶
シリコン膜をエピタキシャル成長法により形成する工程
と、 該p型単結晶シリコン膜の一部にn型層を形成する工程
と、 前記n型単結晶シリコン基板に、水酸化カリウム水溶液
の電位を基準として、−1V以上の電位を与えながら水
酸化カリウム水溶液に浸漬し、前記p型単結晶シリコン
膜の一部をエッチングする工程と、 該p型単結晶シリコン膜をエッチングした部分に半導体
薄膜を形成する工程と、 前記n型層を形成した部分に誘電体薄膜を形成する工程
とよりなることを特徴とする高周波回路用基板の製造方
法。
1. A step of forming a p-type single crystal silicon film on an n-type single crystal silicon substrate by an epitaxial growth method, a step of forming an n-type layer on a part of the p-type single crystal silicon film, A part of the p-type single crystal silicon film is etched by immersing the p-type single crystal silicon film in the potassium hydroxide solution while applying a potential of -1 V or more on the basis of the potential of the potassium hydroxide solution. A method of manufacturing a high-frequency circuit substrate, comprising: a step of forming a semiconductor thin film in a portion where a p-type single crystal silicon film is etched; and a step of forming a dielectric thin film in a portion where the n-type layer is formed. .
【請求項2】 n型単結晶シリコン基板上にn型単結晶
シリコン膜をエピタキシャル成長法により形成する工程
と、 該n型単結晶シリコン膜上にp型単結晶シリコン膜をエ
ピタキシャル成長法により形成する工程と、 該p型単結晶シリコン膜の一部にn型層を形成する工程
と、 前記n型単結晶シリコン基板に、水酸化カリウム水溶液
の電位を基準として、−1V以上の電位を与えながら水
酸化カリウム水溶液に浸漬し、前記p型単結晶シリコン
膜の一部をエッチングする工程と、 該p型単結晶シリコン膜をエッチングした部分に半導体
薄膜を形成する工程と、 前記n型層を形成した部分に誘電体薄膜を形成する工程
とよりなることを特徴とする高周波回路用基板の製造方
法。
2. A step of forming an n-type single crystal silicon film on an n-type single crystal silicon substrate by an epitaxial growth method, and a step of forming a p-type single crystal silicon film on the n-type single crystal silicon film by an epitaxial growth method. And a step of forming an n-type layer on a part of the p-type single crystal silicon film, and applying water to the n-type single crystal silicon substrate while applying a potential of -1 V or more with reference to the potential of the aqueous potassium hydroxide solution. A step of immersing in a potassium oxide aqueous solution and etching a part of the p-type single crystal silicon film; a step of forming a semiconductor thin film in the etched part of the p-type single crystal silicon film; and a step of forming the n-type layer. And a step of forming a dielectric thin film on a portion thereof.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100071180A1 (en) * 2005-09-27 2010-03-25 Fuji Xerox Co., Ltd. Piezoelectric element, droplet-ejecting head, droplet-ejecting apparatus, and method of producing a piezoelectric element

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100071180A1 (en) * 2005-09-27 2010-03-25 Fuji Xerox Co., Ltd. Piezoelectric element, droplet-ejecting head, droplet-ejecting apparatus, and method of producing a piezoelectric element

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