JPH04283957A - 電圧制御発振器とその製造方法 - Google Patents
電圧制御発振器とその製造方法Info
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- JPH04283957A JPH04283957A JP3047872A JP4787291A JPH04283957A JP H04283957 A JPH04283957 A JP H04283957A JP 3047872 A JP3047872 A JP 3047872A JP 4787291 A JP4787291 A JP 4787291A JP H04283957 A JPH04283957 A JP H04283957A
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- H03H9/02086—Means for compensation or elimination of undesirable effects
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- H03B—GENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
- H03B5/00—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input
- H03B5/30—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element being electromechanical resonator
- H03B5/32—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element being electromechanical resonator being a piezoelectric resonator
- H03B5/36—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element being electromechanical resonator being a piezoelectric resonator active element in amplifier being semiconductor device
- H03B5/366—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element being electromechanical resonator being a piezoelectric resonator active element in amplifier being semiconductor device and comprising means for varying the frequency by a variable voltage or current
- H03B5/368—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element being electromechanical resonator being a piezoelectric resonator active element in amplifier being semiconductor device and comprising means for varying the frequency by a variable voltage or current the means being voltage variable capacitance diodes
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、水晶振動子を用いた電
圧制御発振器の小型軽量化、高性能化、低価格化とその
電圧制御発振器の製造方法に関する。
圧制御発振器の小型軽量化、高性能化、低価格化とその
電圧制御発振器の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、電気機械振動子、例えば水晶振動
子を用いた電圧制御発振器は、発振を起こすための能動
素子としてのトランジスタ、および希望の周波数で発振
させるための水晶振動子と電圧により容量の変化する可
変容量ダイオードおよび若干のコンデンサや抵抗などの
電気部品より構成される。ここに用いられる水晶振動子
は、その振動周波数として、所定の値をもち、その性能
が十分長期間安定であるように、金属管などの容器に密
封されている。しかし、そのため水晶振動子の形状が水
晶そのものの大きさの数倍にもなってしまい、自動車電
話、携帯電話など小型であることが極めて重要な装置に
おいては、その小型化が極めて重要な課題となっている
。
子を用いた電圧制御発振器は、発振を起こすための能動
素子としてのトランジスタ、および希望の周波数で発振
させるための水晶振動子と電圧により容量の変化する可
変容量ダイオードおよび若干のコンデンサや抵抗などの
電気部品より構成される。ここに用いられる水晶振動子
は、その振動周波数として、所定の値をもち、その性能
が十分長期間安定であるように、金属管などの容器に密
封されている。しかし、そのため水晶振動子の形状が水
晶そのものの大きさの数倍にもなってしまい、自動車電
話、携帯電話など小型であることが極めて重要な装置に
おいては、その小型化が極めて重要な課題となっている
。
【０００３】また高周波化を図る為に、水晶振動子の厚
みを、研磨あるいはエッチングにより薄板化することも
行われているが、１０μｍ以下に薄くして、それを固定
しようとすると、機械的強度が極めて弱いため、取扱が
困難であり、量産性が極めて悪く、価格も高価なものと
なり、実用に供しないものであった。
みを、研磨あるいはエッチングにより薄板化することも
行われているが、１０μｍ以下に薄くして、それを固定
しようとすると、機械的強度が極めて弱いため、取扱が
困難であり、量産性が極めて悪く、価格も高価なものと
なり、実用に供しないものであった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記の容器に収納した
水晶振動子とトランジスタおよび関連部品を個別に基板
上に接続する方法で構成した電圧制御発振器では、大き
く重くなるため、自動車電話、携帯電話など小型、軽量
を最も重要な要素とする装置においては、好ましくない
という課題があった。また水晶振動子の薄板化が、量産
性の面で極めて困難であり、実質的に、水晶振動子によ
る５００ＭＨｚを越えるような高周波の電圧制御発振器
を得ることが困難であった。
水晶振動子とトランジスタおよび関連部品を個別に基板
上に接続する方法で構成した電圧制御発振器では、大き
く重くなるため、自動車電話、携帯電話など小型、軽量
を最も重要な要素とする装置においては、好ましくない
という課題があった。また水晶振動子の薄板化が、量産
性の面で極めて困難であり、実質的に、水晶振動子によ
る５００ＭＨｚを越えるような高周波の電圧制御発振器
を得ることが困難であった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
、トランジスタを有する半導体基板上に、水晶振動子を
直接接合し、それらを容器内に収納するようにしたもの
である。
、トランジスタを有する半導体基板上に、水晶振動子を
直接接合し、それらを容器内に収納するようにしたもの
である。
【０００６】
【作用】発振を起こす基本構成要素であるトランジスタ
と水晶振動子を、一体に集積しているので、電圧制御発
振器を大幅に小型化、軽量化することが可能となり、従
来の容器に収納した水晶振動子を用いる場合に比べ、容
積で約１／１０、重さで約１／５にすることは容易であ
る。
と水晶振動子を、一体に集積しているので、電圧制御発
振器を大幅に小型化、軽量化することが可能となり、従
来の容器に収納した水晶振動子を用いる場合に比べ、容
積で約１／１０、重さで約１／５にすることは容易であ
る。
【０００７】
【実施例】以下本発明の一実施例の電圧制御発振器の構
成とその製造方法について、図面を参照しながら説明す
る。
成とその製造方法について、図面を参照しながら説明す
る。
【０００８】（実施例１）本実施例の電圧制御発振器の
構造の第１の例を図１に示す。図において、１はシリコ
ンなどの半導体基板、２は半導体基板１の上に接合され
た水晶振動子、３は半導体基板の上に形成された電界効
果トランジスタ（ＦＥＴ）、４は電圧により静電容量の
変化する可変容量ダイオードチップ、５はコンデンサや
インダクタ、抵抗などの受動チップ部品部、６は水晶振
動子の上電極、７は水晶振動子の下電極であり、下電極
と半導体基板上の配線とは、バイアホール（基板に貫通
孔を設け、その内部を導体で被い、基板の上下を電気的
に接続したもの）などで接続されており、さらに半導体
基板上の各部品と水晶振動子の上下電極とは電圧制御発
振器になるように配線接続されている。さらに、このよ
うに一体に集積化された電圧制御発振器を密封容器に収
納する。電界効果トランジスタと各種電気部品ならびに
水晶振動子により発振器が構成されている。可変容量ダ
イオードに加わる電圧を変えることにより、静電容量を
変え、発振周波数を変えることができる。このような構
造とすることにより、発振回路部と水晶振動子を一体と
して集積化しているため、従来よりも大幅な小型化が可
能となった。このような構成とすることにより、従来の
ように、水晶振動子を容器に密閉したものを個別につけ
たものに比べ、体積で約１／１０、重量で約１／５とな
った。
構造の第１の例を図１に示す。図において、１はシリコ
ンなどの半導体基板、２は半導体基板１の上に接合され
た水晶振動子、３は半導体基板の上に形成された電界効
果トランジスタ（ＦＥＴ）、４は電圧により静電容量の
変化する可変容量ダイオードチップ、５はコンデンサや
インダクタ、抵抗などの受動チップ部品部、６は水晶振
動子の上電極、７は水晶振動子の下電極であり、下電極
と半導体基板上の配線とは、バイアホール（基板に貫通
孔を設け、その内部を導体で被い、基板の上下を電気的
に接続したもの）などで接続されており、さらに半導体
基板上の各部品と水晶振動子の上下電極とは電圧制御発
振器になるように配線接続されている。さらに、このよ
うに一体に集積化された電圧制御発振器を密封容器に収
納する。電界効果トランジスタと各種電気部品ならびに
水晶振動子により発振器が構成されている。可変容量ダ
イオードに加わる電圧を変えることにより、静電容量を
変え、発振周波数を変えることができる。このような構
造とすることにより、発振回路部と水晶振動子を一体と
して集積化しているため、従来よりも大幅な小型化が可
能となった。このような構成とすることにより、従来の
ように、水晶振動子を容器に密閉したものを個別につけ
たものに比べ、体積で約１／１０、重量で約１／５とな
った。
【０００９】接合を一般の樹脂などの接着剤を用いて行
うと、後の半導体プロセスが行えないなどの問題点があ
るが、本実施例の方法を用いれば、半導体基板と水晶（
酸化珪素の単結晶）は、水晶自身の表面の酸化珪素と半
導体基板、特にシリコンを用いた場合には、シリコン表
面の珪素とが反応して接合されたものであり、したがっ
て無機物による接着であり、そのような問題がない。 また樹脂の接着剤を用いた場合、熱に弱い問題や、熱膨
張係数が有機物である樹脂と無機の半導体基板や水晶で
大きく異なることによる、機械的歪による長期信頼性の
問題などがあったが、本実施例のように、無機材料で接
着することにより、そのような問題も解決される。
うと、後の半導体プロセスが行えないなどの問題点があ
るが、本実施例の方法を用いれば、半導体基板と水晶（
酸化珪素の単結晶）は、水晶自身の表面の酸化珪素と半
導体基板、特にシリコンを用いた場合には、シリコン表
面の珪素とが反応して接合されたものであり、したがっ
て無機物による接着であり、そのような問題がない。 また樹脂の接着剤を用いた場合、熱に弱い問題や、熱膨
張係数が有機物である樹脂と無機の半導体基板や水晶で
大きく異なることによる、機械的歪による長期信頼性の
問題などがあったが、本実施例のように、無機材料で接
着することにより、そのような問題も解決される。
【００１０】（実施例２）本実施例の電圧制御発振器の
構造の第２の例を図２に示す。図において、１はシリコ
ンなどの半導体基板、２は半導体基板１の上に接合され
た水晶振動子、３は半導体基板の上に形成された電界効
果トランジスタ（ＦＥＴ）、４’は電圧により静電容量
の変化する可変容量ダイオード、５’はコンデンサやイ
ンダクタ、抵抗などの受動部品部、６は水晶振動子の上
電極、７は水晶振動子の下電極であり、さらに半導体基
板上の各部品と水晶振動子の上下電極とは電圧制御発振
器になるように配線接続されている。さらに、このよう
に一体に集積化された電圧制御発振器を密封容器に収納
する。実施例１と異なるのは、４’、５’を半導体基板
上に一体に作りこんだことである。可変容量ダイオード
は、半導体基板としてシリコンなどを用いれば一体に作
りこむことは容易である。また抵抗は、拡散処理により
形成した半導体抵抗や窒化タンタルなどの薄膜抵抗を、
コンデンサは酸化珪素薄膜などを、インダクタは、配線
パターンを渦巻状に形成することなどによって、容易に
得ることができる。この様な構成にすると、実施例１の
場合よりもさらに小型化が容易になるとともに、チップ
部品実装の手間が不要となるため、量産も容易となる。
構造の第２の例を図２に示す。図において、１はシリコ
ンなどの半導体基板、２は半導体基板１の上に接合され
た水晶振動子、３は半導体基板の上に形成された電界効
果トランジスタ（ＦＥＴ）、４’は電圧により静電容量
の変化する可変容量ダイオード、５’はコンデンサやイ
ンダクタ、抵抗などの受動部品部、６は水晶振動子の上
電極、７は水晶振動子の下電極であり、さらに半導体基
板上の各部品と水晶振動子の上下電極とは電圧制御発振
器になるように配線接続されている。さらに、このよう
に一体に集積化された電圧制御発振器を密封容器に収納
する。実施例１と異なるのは、４’、５’を半導体基板
上に一体に作りこんだことである。可変容量ダイオード
は、半導体基板としてシリコンなどを用いれば一体に作
りこむことは容易である。また抵抗は、拡散処理により
形成した半導体抵抗や窒化タンタルなどの薄膜抵抗を、
コンデンサは酸化珪素薄膜などを、インダクタは、配線
パターンを渦巻状に形成することなどによって、容易に
得ることができる。この様な構成にすると、実施例１の
場合よりもさらに小型化が容易になるとともに、チップ
部品実装の手間が不要となるため、量産も容易となる。
【００１１】（実施例３）本実施例の電圧制御発振器の
構造の第３の例を図３に示す。図において、１はシリコ
ンなどの半導体基板、２は半導体基板１の上に接合され
た水晶振動子、３は半導体基板の上に形成された電界効
果トランジスタ（ＦＥＴ）、４は電圧により静電容量の
変化する可変容量ダイオードチップ、５はコンデンサや
インダクタ、抵抗などの受動チップ部品部、６は水晶振
動子の上電極、７’は水晶振動子の下電極である。実施
例１、２と異なりこの場合には、下電極を、水晶振動子
を接合する前に形成してあり、接合時に半導体基板上に
形成した電極に接続されるように構成してある。これに
より水晶振動子の上下電極は電圧制御発振器になるよう
に配線接続されている。さらに、このように一体に集積
化された電圧制御発振器を密封容器に収納する。このよ
うな構造とすることにより、実施例１、２の場合と同様
の効果が得られる。
構造の第３の例を図３に示す。図において、１はシリコ
ンなどの半導体基板、２は半導体基板１の上に接合され
た水晶振動子、３は半導体基板の上に形成された電界効
果トランジスタ（ＦＥＴ）、４は電圧により静電容量の
変化する可変容量ダイオードチップ、５はコンデンサや
インダクタ、抵抗などの受動チップ部品部、６は水晶振
動子の上電極、７’は水晶振動子の下電極である。実施
例１、２と異なりこの場合には、下電極を、水晶振動子
を接合する前に形成してあり、接合時に半導体基板上に
形成した電極に接続されるように構成してある。これに
より水晶振動子の上下電極は電圧制御発振器になるよう
に配線接続されている。さらに、このように一体に集積
化された電圧制御発振器を密封容器に収納する。このよ
うな構造とすることにより、実施例１、２の場合と同様
の効果が得られる。
【００１２】（実施例４）本実施例の電圧制御発振器の
製造方法の例を示す。
製造方法の例を示す。
【００１３】まず半導体基板であるシリコンの所定の個
所に、８７０度Ｃ以上で行う半導体プロセスを行う。例
えば、拡散プロセスにより、ＦＥＴおよび可変容量ダイ
オードを形成する。このプロセスは通常１０００度Ｃ以
上の高温で行われる。次に半導体基板と水晶振動子に、
８６０度Ｃ以下の温度で熱および圧力を加えることによ
り、水晶とシリコンを接合し、次に、水晶振動子の保持
部分以外の水晶振動子直下部分のみをエッチングできる
ように他の部分をレジストなどにより被ったのち、エッ
チングを実施して、水晶振動子の保持部分以外の水晶振
動子直下部分のみを除去した後、８６０度Ｃ以下の温度
で処理する半導体プロセス、例えば電極形成などを実施
し、その時あるいはその後、水晶振動子の両面に真空蒸
着等により、電極を形成し、さらに通常のホトリソグラ
フィーにより、配線パターンを形成したものである。熱
と圧力はたとえば、８００度Ｃであれば１００ｇ程度の
圧力で１時間程度保持することにより接合可能である。 ８６０度Ｃ以上に温度を上げると、水晶の結晶型が変化
し水晶振動子としての所定の性能が得られないので、接
合温度は８６０以下とする必要がある。
所に、８７０度Ｃ以上で行う半導体プロセスを行う。例
えば、拡散プロセスにより、ＦＥＴおよび可変容量ダイ
オードを形成する。このプロセスは通常１０００度Ｃ以
上の高温で行われる。次に半導体基板と水晶振動子に、
８６０度Ｃ以下の温度で熱および圧力を加えることによ
り、水晶とシリコンを接合し、次に、水晶振動子の保持
部分以外の水晶振動子直下部分のみをエッチングできる
ように他の部分をレジストなどにより被ったのち、エッ
チングを実施して、水晶振動子の保持部分以外の水晶振
動子直下部分のみを除去した後、８６０度Ｃ以下の温度
で処理する半導体プロセス、例えば電極形成などを実施
し、その時あるいはその後、水晶振動子の両面に真空蒸
着等により、電極を形成し、さらに通常のホトリソグラ
フィーにより、配線パターンを形成したものである。熱
と圧力はたとえば、８００度Ｃであれば１００ｇ程度の
圧力で１時間程度保持することにより接合可能である。 ８６０度Ｃ以上に温度を上げると、水晶の結晶型が変化
し水晶振動子としての所定の性能が得られないので、接
合温度は８６０以下とする必要がある。
【００１４】（実施例５）本実施例の電圧制御発振器の
製造方法の他の例を示す。
製造方法の他の例を示す。
【００１５】実施例４と同様、まず半導体基板であるシ
リコンの所定の個所に、８７０度Ｃ以上で行う半導体プ
ロセスを行う。例えば、拡散拡散プロセスにより、ＦＥ
Ｔおよび可変容量ダイオードを形成する。次に半導体基
板と水晶振動子を熱と圧力を加えることにより、水晶と
シリコンを接合する。次に研磨またはエッチングにより
、水晶を薄く研磨する。この方法により、当初２００μ
ｍ程度ある水晶基板でも、５μｍ以下に加工することが
容易である。そこからさらに精密なエッチングを用いれ
ばさらに薄板化が可能であり、１μｍの厚みも実現する
事ができる。水晶ＡＴカットを用いた場合、１μｍ厚み
にすれば、１ＧＨｚ程度での基本波発振が可能となる。 その後実施例４と同様のプロセスを行うことにより、半
導体基板と水晶振動子を一体に集積化した電圧制御発振
器の製造が可能となる。このように構成した電圧制御発
振器では、従来得られないような１ＧＨｚという高周波
での発振が可能となる。
リコンの所定の個所に、８７０度Ｃ以上で行う半導体プ
ロセスを行う。例えば、拡散拡散プロセスにより、ＦＥ
Ｔおよび可変容量ダイオードを形成する。次に半導体基
板と水晶振動子を熱と圧力を加えることにより、水晶と
シリコンを接合する。次に研磨またはエッチングにより
、水晶を薄く研磨する。この方法により、当初２００μ
ｍ程度ある水晶基板でも、５μｍ以下に加工することが
容易である。そこからさらに精密なエッチングを用いれ
ばさらに薄板化が可能であり、１μｍの厚みも実現する
事ができる。水晶ＡＴカットを用いた場合、１μｍ厚み
にすれば、１ＧＨｚ程度での基本波発振が可能となる。 その後実施例４と同様のプロセスを行うことにより、半
導体基板と水晶振動子を一体に集積化した電圧制御発振
器の製造が可能となる。このように構成した電圧制御発
振器では、従来得られないような１ＧＨｚという高周波
での発振が可能となる。
【００１６】（実施例６）本実施例の電圧制御発振器の
製造方法の他の例を示す。
製造方法の他の例を示す。
【００１７】実施例４と同様、まず半導体基板であるシ
リコンの所定の個所に、８７０度Ｃ以上で行う半導体プ
ロセスを行う。次に半導体基板と水晶振動子を低融点ガ
ラスを用いて熱と圧力を加えることにより、水晶とシリ
コンを接合する。次に必要に応じて実施例５と同様に、
研磨またはエッチングにより、水晶を薄く加工する。と
水晶振動子を一体に集積化した電圧制御発振器の製造が
可能となる。このようその後実施例４と同一のプロセス
を行うことにより、半導体基板と水晶振動子を一体に集
積化した電圧制御発振器の製造が可能となり、実施例４
、５と同様の効果が得られる。低融点ガラスは、例えば
、ほう珪酸鉛系のガラスであれば、その融点が３００ー
８００度Ｃの組成のものを選ぶことが可能であり、これ
により、接合温度をある程度任意に選ぶことができる。
リコンの所定の個所に、８７０度Ｃ以上で行う半導体プ
ロセスを行う。次に半導体基板と水晶振動子を低融点ガ
ラスを用いて熱と圧力を加えることにより、水晶とシリ
コンを接合する。次に必要に応じて実施例５と同様に、
研磨またはエッチングにより、水晶を薄く加工する。と
水晶振動子を一体に集積化した電圧制御発振器の製造が
可能となる。このようその後実施例４と同一のプロセス
を行うことにより、半導体基板と水晶振動子を一体に集
積化した電圧制御発振器の製造が可能となり、実施例４
、５と同様の効果が得られる。低融点ガラスは、例えば
、ほう珪酸鉛系のガラスであれば、その融点が３００ー
８００度Ｃの組成のものを選ぶことが可能であり、これ
により、接合温度をある程度任意に選ぶことができる。
【００１８】（実施例７）本実施例の電圧制御発振器の
製造方法の他の例を示す。
製造方法の他の例を示す。
【００１９】実施例４と同様、まず半導体基板であるシ
リコンの所定の個所に、半導体プロセスを行う。次に半
導体基板上面と水晶振動子の下面の必要部分に電極を形
成する。次に半導体基板と水晶振動子を、半導体基板上
の電極と水晶振動子下面の電極が電気的にうまく接続さ
れるようにして、電極が損傷をうけない温度に融点を有
する低融点ガラスを用いて接合する。次に必要に応じて
実施例５と同様に、研磨またはエッチングにより、水晶
を薄く加工する。と水晶振動子を一体に集積化した電圧
制御発振器の製造が可能となる。このようその後実施例
４と同一のプロセスを行うことにより、半導体基板と水
晶振動子を一体に集積化した電圧制御発振器の製造が可
能となり、実施例４、５と同様の効果が得られる。この
ような製造プロセスをとることにより、水晶振動子下面
の電極が、半導体基板上面の電極と接続されているので
、バイアホールなどの処理を必要としない。水晶振動子
の研磨を行わなければ、あらかじめ、水晶の両面に電極
をつけておくことも可能である。電極として、アルミニ
ウムをもちいればその融点は約６６０度Ｃであり、低融
点ガラスの温度を３００度Ｃ程度のものにすれば、電極
は接合時に損傷を受けない。
リコンの所定の個所に、半導体プロセスを行う。次に半
導体基板上面と水晶振動子の下面の必要部分に電極を形
成する。次に半導体基板と水晶振動子を、半導体基板上
の電極と水晶振動子下面の電極が電気的にうまく接続さ
れるようにして、電極が損傷をうけない温度に融点を有
する低融点ガラスを用いて接合する。次に必要に応じて
実施例５と同様に、研磨またはエッチングにより、水晶
を薄く加工する。と水晶振動子を一体に集積化した電圧
制御発振器の製造が可能となる。このようその後実施例
４と同一のプロセスを行うことにより、半導体基板と水
晶振動子を一体に集積化した電圧制御発振器の製造が可
能となり、実施例４、５と同様の効果が得られる。この
ような製造プロセスをとることにより、水晶振動子下面
の電極が、半導体基板上面の電極と接続されているので
、バイアホールなどの処理を必要としない。水晶振動子
の研磨を行わなければ、あらかじめ、水晶の両面に電極
をつけておくことも可能である。電極として、アルミニ
ウムをもちいればその融点は約６６０度Ｃであり、低融
点ガラスの温度を３００度Ｃ程度のものにすれば、電極
は接合時に損傷を受けない。
【００２０】（実施例８）本実施例の電圧制御発振器の
製造方法の他の例を示す。
製造方法の他の例を示す。
【００２１】実施例４と同様、まず半導体基板であるシ
リコンの所定の個所に、半導体プロセスを行う。次に半
導体基板と水晶振動子の表面を極めて清浄にする。具体
的には、まず有機溶剤により煮沸を繰り返し、表面の汚
れを落とす。次に過酸化水素、アンモニアの混合液でシ
リコン表面層をエッチング除去する。水晶表面は弗酸系
のエッチング液に表面層を除去する。その後両者の表面
をを純水で十分洗浄し、すぐに一様に重ねあわせること
により、容易に接合が得えられる。次に必要に応じて実
施例５と同様に、研磨またはエッチングにより、水晶を
薄く加工する。と水晶振動子を一体に集積化した電圧制
御発振器の製造が可能となる。このようその後実施例４
と同一のプロセスを行うことにより、半導体基板と水晶
振動子を一体に集積化した電圧制御発振器の製造が可能
となり、実施例４、５と同様の効果が得られる。このよ
うな接合であれば、室温での接合が可能であるので、全
プロセスを行ったあとに実施する事が可能である。
リコンの所定の個所に、半導体プロセスを行う。次に半
導体基板と水晶振動子の表面を極めて清浄にする。具体
的には、まず有機溶剤により煮沸を繰り返し、表面の汚
れを落とす。次に過酸化水素、アンモニアの混合液でシ
リコン表面層をエッチング除去する。水晶表面は弗酸系
のエッチング液に表面層を除去する。その後両者の表面
をを純水で十分洗浄し、すぐに一様に重ねあわせること
により、容易に接合が得えられる。次に必要に応じて実
施例５と同様に、研磨またはエッチングにより、水晶を
薄く加工する。と水晶振動子を一体に集積化した電圧制
御発振器の製造が可能となる。このようその後実施例４
と同一のプロセスを行うことにより、半導体基板と水晶
振動子を一体に集積化した電圧制御発振器の製造が可能
となり、実施例４、５と同様の効果が得られる。このよ
うな接合であれば、室温での接合が可能であるので、全
プロセスを行ったあとに実施する事が可能である。
【００２２】
【発明の効果】本発明は、以上説明したような構成と製
造方法から成るので、以下に記載されるような効果を示
す。
造方法から成るので、以下に記載されるような効果を示
す。
【００２３】いずれの実施例においても、まず第１に、
発振を起こす基本構成要素であるトランジスタと水晶振
動子を、一体に集積しているので、電圧制御発振器を大
幅に小型化、軽量化する事が可能となり、従来の容器に
収納した水晶振動子を用いる場合に比べ、容積で約１／
１０、重さで約１／５にすることは容易である。
発振を起こす基本構成要素であるトランジスタと水晶振
動子を、一体に集積しているので、電圧制御発振器を大
幅に小型化、軽量化する事が可能となり、従来の容器に
収納した水晶振動子を用いる場合に比べ、容積で約１／
１０、重さで約１／５にすることは容易である。
【００２４】また実施例５等に示した、水晶の研磨エッ
チング処理を行えば、５μｍ以下の薄板化が容易に行え
ることから、従来困難であった、準マイクロ波帯（数百
ＭＨｚから数ＧＨｚ）での、基本波発振による電圧制御
発振器が容易に形成可能となる。これにより高性能、低
価格化が可能となる。
チング処理を行えば、５μｍ以下の薄板化が容易に行え
ることから、従来困難であった、準マイクロ波帯（数百
ＭＨｚから数ＧＨｚ）での、基本波発振による電圧制御
発振器が容易に形成可能となる。これにより高性能、低
価格化が可能となる。
【００２５】実施例４、５の接合方法は、半導体基板と
水晶を他の材料を介さず、直接接合しているので、振動
周波数の設計、設定が容易である。
水晶を他の材料を介さず、直接接合しているので、振動
周波数の設計、設定が容易である。
【００２６】実施例６の方法は、接合温度の自由度が得
られ、製造プロセス上好ましい。実施例７の方法は、配
線処理が簡便となる。
られ、製造プロセス上好ましい。実施例７の方法は、配
線処理が簡便となる。
【００２７】なお実施例７では、接合を低融点ガラスを
用いておこなったが、水晶振動子上の電極の耐えられる
温度以下で接合できる方法であれば、他の方法を用いて
も実施できる。
用いておこなったが、水晶振動子上の電極の耐えられる
温度以下で接合できる方法であれば、他の方法を用いて
も実施できる。
【００２８】実施例８の方法を用いれば、室温での接合
が可能になることから、製造プロセスの自由度が増し、
やはり好ましい。
が可能になることから、製造プロセスの自由度が増し、
やはり好ましい。
【００２９】本実施例はいずれも、半導体基板と水晶の
接合を、半導体基板や水晶と熱膨張率の大きく異なる有
機物ではなく、無機材料によって行ったものであり、熱
的な信頼性、安定性は著しく優れたものである。また酸
化珪素により接着を行ったものは、全く同じ材料である
から、信頼性として、より優れたものが得られる。
接合を、半導体基板や水晶と熱膨張率の大きく異なる有
機物ではなく、無機材料によって行ったものであり、熱
的な信頼性、安定性は著しく優れたものである。また酸
化珪素により接着を行ったものは、全く同じ材料である
から、信頼性として、より優れたものが得られる。
【図１】本発明の第１の実施例の構成図である。
【図２】本発明の第２の実施例の構成図である。
【図３】本発明の第３の実施例の構成図である。
【符号の説明】
１ 半導体基板
２ 水晶振動子
３ 電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）４ 可変容量
ダイオード ５ 受動部品 ６ 水晶振動子上電極 ７ 水晶振動子下電極
ダイオード ５ 受動部品 ６ 水晶振動子上電極 ７ 水晶振動子下電極
Claims (9)
- 【請求項１】 少なくとも発振用のトランジスタを有
する半導体基板上に水晶振動子を一体に集積化した電圧
制御発振器。 - 【請求項２】 水晶振動子と半導体基板の接合をガラ
スを用いて行ったことを特徴とする請求項１記載の電圧
制御発振器。 - 【請求項３】 半導体基板としてシリコンを用い、水
晶振動子との接合を酸化珪素を用いて行ったことを特徴
とする請求項１記載の電圧制御発振器。 - 【請求項４】 半導体基板に、８７０度Ｃ以上の温度
で行うプロセス処理を行った後、半導体基板と水晶振動
子を接合し、水晶振動子の保持部分以外の水晶振動子直
下部分のみをエッチングにより除去した後、８６０度Ｃ
以下で行うプロセス処理を行うことによって、発振用ト
ランジスタと水晶振動子を一体に集積化したことを特徴
とする電圧制御発振器の製造方法。 - 【請求項５】 水晶振動子と半導体基板の接合をガラ
スを用いて行ったことを特徴とする請求項４記載の電圧
制御発振器の製造方法。 - 【請求項６】 半導体基板としてシリコンを用い、水
晶振動子との接合を酸化珪素を用いて行ったことを特徴
とする請求項４記載の電圧制御発振器の製造方法。 - 【請求項７】 半導体基板に、８７０度Ｃ以上の温度
で行うプロセス処理を行った後、半導体基板と水晶振動
子を接合し、水晶振動子を５μｍ以下の厚みに加工した
後、半導体基板裏面より、水晶振動子の保持部分以外の
水晶振動子直下部分のみをエッチングにより除去した後
、８６０度Ｃ以下で行うプロセス処理を行うことによっ
て、発振用トランジスタと水晶振動子を一体に集積化し
たことを特徴とする電圧制御発振器の製造方法。 - 【請求項８】 水晶振動子と半導体基板の接合をガラ
スを用いて行ったことを特徴とする請求項７記載の電圧
制御発振器の製造方法。 - 【請求項９】 半導体基板としてシリコンを用い、水
晶振動子との接合を酸化珪素を用いて行ったことを特徴
とする請求項７記載の電圧制御発振器の製造方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3047872A JP2643620B2 (ja) | 1991-03-13 | 1991-03-13 | 電圧制御発振器とその製造方法 |
| EP92302024A EP0503892B1 (en) | 1991-03-13 | 1992-03-10 | High-frequency apparatus using quartz crystal resonator and its production method |
| DE69225423T DE69225423T2 (de) | 1991-03-13 | 1992-03-10 | Hochfrequenz-Vorrichtung unter Verwendung eines Quartz-Kristall-Resonators und deren Herstellungsmethode |
| US08/182,561 US5747857A (en) | 1991-03-13 | 1994-01-18 | Electronic components having high-frequency elements and methods of manufacture therefor |
| US08/473,932 US5668057A (en) | 1991-03-13 | 1995-06-07 | Methods of manufacture for electronic components having high-frequency elements |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3047872A JP2643620B2 (ja) | 1991-03-13 | 1991-03-13 | 電圧制御発振器とその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04283957A true JPH04283957A (ja) | 1992-10-08 |
| JP2643620B2 JP2643620B2 (ja) | 1997-08-20 |
Family
ID=12787475
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3047872A Expired - Lifetime JP2643620B2 (ja) | 1991-03-13 | 1991-03-13 | 電圧制御発振器とその製造方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0503892B1 (ja) |
| JP (1) | JP2643620B2 (ja) |
| DE (1) | DE69225423T2 (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06125038A (ja) * | 1992-10-13 | 1994-05-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電子音響集積回路およびその製造方法 |
| US5453652A (en) * | 1992-12-17 | 1995-09-26 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Surface acoustic wave device with interdigital transducers formed on a holding substrate thereof and a method of producing the same |
| US5485540A (en) * | 1992-11-16 | 1996-01-16 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical waveguide device bonded through direct bonding and a method for fabricating the same |
| US5548178A (en) * | 1992-07-08 | 1996-08-20 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Piezoelectric vibrator and manufacturing method thereof |
| US5589724A (en) * | 1993-01-25 | 1996-12-31 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Piezoelectric device and a package |
| US5668057A (en) * | 1991-03-13 | 1997-09-16 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Methods of manufacture for electronic components having high-frequency elements |
| US5747857A (en) * | 1991-03-13 | 1998-05-05 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Electronic components having high-frequency elements and methods of manufacture therefor |
| US5771555A (en) * | 1993-11-01 | 1998-06-30 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method for producing an electronic component using direct bonding |
| US6060813A (en) * | 1998-01-08 | 2000-05-09 | Xerox Corporation | Vibration suppression and electromechanical damping apparatus for electrophotographic printing structures |
| US6120917A (en) * | 1993-12-06 | 2000-09-19 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Hybrid magnetic substrate and method for producing the same |
| WO2006057408A1 (ja) * | 2004-11-29 | 2006-06-01 | Kyocera Corporation | 複合セラミック体とその製造方法およびマイクロ化学チップ並びに改質器 |
| JP2009267248A (ja) * | 2008-04-28 | 2009-11-12 | Oki Semiconductor Co Ltd | 薄膜抵抗素子、及び薄膜抵抗素子の製造方法 |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0594117B1 (en) * | 1992-10-20 | 1998-12-09 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Piezoelectric filter and its production method |
| JPH06350371A (ja) * | 1993-06-10 | 1994-12-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 圧電デバイスの製造方法 |
| JPH08148968A (ja) * | 1994-11-24 | 1996-06-07 | Mitsubishi Electric Corp | 薄膜圧電素子 |
| JP3371050B2 (ja) * | 1995-10-27 | 2003-01-27 | 三菱電機株式会社 | 薄膜圧電素子 |
| DE10229055A1 (de) * | 2002-06-28 | 2004-01-29 | Siemens Ag | IC auf Quarzsubstrat |
| US8410868B2 (en) | 2009-06-04 | 2013-04-02 | Sand 9, Inc. | Methods and apparatus for temperature control of devices and mechanical resonating structures |
| US8766512B2 (en) * | 2009-03-31 | 2014-07-01 | Sand 9, Inc. | Integration of piezoelectric materials with substrates |
| US8476809B2 (en) | 2008-04-29 | 2013-07-02 | Sand 9, Inc. | Microelectromechanical systems (MEMS) resonators and related apparatus and methods |
| US9048811B2 (en) | 2009-03-31 | 2015-06-02 | Sand 9, Inc. | Integration of piezoelectric materials with substrates |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60194816A (ja) * | 1984-03-16 | 1985-10-03 | Fujitsu Ltd | 水晶振動子 |
| JPS6118883A (ja) * | 1984-07-06 | 1986-01-27 | Mitsubishi Electric Corp | 低電圧報知装置 |
-
1991
- 1991-03-13 JP JP3047872A patent/JP2643620B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1992
- 1992-03-10 EP EP92302024A patent/EP0503892B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-03-10 DE DE69225423T patent/DE69225423T2/de not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60194816A (ja) * | 1984-03-16 | 1985-10-03 | Fujitsu Ltd | 水晶振動子 |
| JPS6118883A (ja) * | 1984-07-06 | 1986-01-27 | Mitsubishi Electric Corp | 低電圧報知装置 |
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5668057A (en) * | 1991-03-13 | 1997-09-16 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Methods of manufacture for electronic components having high-frequency elements |
| US5747857A (en) * | 1991-03-13 | 1998-05-05 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Electronic components having high-frequency elements and methods of manufacture therefor |
| US5548178A (en) * | 1992-07-08 | 1996-08-20 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Piezoelectric vibrator and manufacturing method thereof |
| JPH06125038A (ja) * | 1992-10-13 | 1994-05-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電子音響集積回路およびその製造方法 |
| US5785874A (en) * | 1992-11-16 | 1998-07-28 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical waveguide device bonded through direct bonding and a method for fabricating the same |
| US5485540A (en) * | 1992-11-16 | 1996-01-16 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical waveguide device bonded through direct bonding and a method for fabricating the same |
| US5453652A (en) * | 1992-12-17 | 1995-09-26 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Surface acoustic wave device with interdigital transducers formed on a holding substrate thereof and a method of producing the same |
| US5589724A (en) * | 1993-01-25 | 1996-12-31 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Piezoelectric device and a package |
| US5847489A (en) * | 1993-01-25 | 1998-12-08 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Piezoelectric device and a package |
| US5771555A (en) * | 1993-11-01 | 1998-06-30 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method for producing an electronic component using direct bonding |
| US5925973A (en) * | 1993-11-01 | 1999-07-20 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Electronic component and method for producing the same |
| US6120917A (en) * | 1993-12-06 | 2000-09-19 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Hybrid magnetic substrate and method for producing the same |
| US6060813A (en) * | 1998-01-08 | 2000-05-09 | Xerox Corporation | Vibration suppression and electromechanical damping apparatus for electrophotographic printing structures |
| WO2006057408A1 (ja) * | 2004-11-29 | 2006-06-01 | Kyocera Corporation | 複合セラミック体とその製造方法およびマイクロ化学チップ並びに改質器 |
| US7943241B2 (en) | 2004-11-29 | 2011-05-17 | Kyocera Corporation | Composite ceramic body |
| JP2009267248A (ja) * | 2008-04-28 | 2009-11-12 | Oki Semiconductor Co Ltd | 薄膜抵抗素子、及び薄膜抵抗素子の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2643620B2 (ja) | 1997-08-20 |
| EP0503892B1 (en) | 1998-05-13 |
| DE69225423D1 (de) | 1998-06-18 |
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