JPH0590862A - 半導体複合素子およびその製造方法 - Google Patents

半導体複合素子およびその製造方法

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JPH0590862A
JPH0590862A JP24974891A JP24974891A JPH0590862A JP H0590862 A JPH0590862 A JP H0590862A JP 24974891 A JP24974891 A JP 24974891A JP 24974891 A JP24974891 A JP 24974891A JP H0590862 A JPH0590862 A JP H0590862A
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JP
Japan
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layer
diamond layer
semiconductor substrate
semiconductor
comb
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JP24974891A
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English (en)
Inventor
Shinichi Shikada
真一 鹿田
Hideaki Nakahata
英章 中幡
Akihiro Yagou
昭広 八郷
Naoharu Fujimori
直治 藤森
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Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 表面弾性波素子およびその周辺回路を備える
デバイスにおいて、より小型化が可能なデバイスを提供
する。 【構成】 半導体基板1と、半導体基板1上の所定の領
域Aに設けられるダイヤモンド層2と、ダイヤモンド層
2上では少なくともくし型電極5aおよび5bにされ、
かつダイヤモンド層2上および半導体基板1上にわたっ
て設けられる導電層4と、ダイヤモンド層2上にくし型
電極5aおよび5bを挟んで設けられる圧電体層7と、
半導体基板1でダイヤモンド層2が設けられた領域Aの
近傍Bに設けられ、配線層6を介してくし型電極5bと
電気的に接続される半導体回路(図示省略)とを備える
半導体複合素子。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、高周波フィルタなど
に用いられる表面弾性波素子とその周辺回路を備える半
導体複合素子およびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】表面弾性波素子は、弾性体表面を伝播す
る表面波を利用した電気−機械変換素子であり、たとえ
ば、図2に示すような一般的構造を有する。表面弾性波
素子20において、表面波の励振には圧電体21による
圧電現象が利用される。圧電体21に設けられた一方の
くし型電極22に電気信号を印加すると、圧電体21に
歪が生じ、これが表面弾性波となって圧電体21を伝播
し、もう一方のくし型電極23で電気信号として取出さ
れる。この素子の周波数特性は、図に示すように、くし
型電極における電極の周期をλ0 、表面弾性波の速度を
νとすれば、f0 =ν/λ0 で定められる周波数f0
中心とした帯域通過特性となる。
【0003】表面弾性波素子は部品点数が少なく、小型
にすることができ、しかも表面波の伝播経路上において
信号の出入れが容易である。この素子は、フィルタ、遅
延線、発振器、共振器、コンボルバおよび相関器等に応
用することができる。特に、表面弾性波フィルタは、早
くからテレビの中間周波数フィルタとして実用化され、
さらにVTRおよび各種の通信機器用フィルタに応用さ
れてきている。
【0004】この表面弾性波素子は、LiNbO3 やL
iTaO3 等の圧電体単結晶上にくし型電極を形成する
ことによって製造されてきたが、近年、ZnO等の圧電
体薄膜をガラス等の基板上にスパッタ等の技術で成膜し
たものが用いられるようになってきている。しかしなが
ら、ガラス上に成膜したZnO等の圧電体薄膜は通常配
向性のある多結晶質であり、散乱により損失が多く、ま
た100MHz以上の高周波帯で使用するには適してい
なかった。
【0005】一方、上記表面弾性波素子に関して、たと
えば、移動通信等の分野に用いられる表面弾性波フィル
タなどは、より高い周波数域で使用できる素子が望まれ
ている。上式で示されるように、電極の周期λ0 がより
小さくなるか、または表面波の速度νがより大きくなれ
ば、素子の周波数特性はより高い中心周波数f0 を有す
るようになる。
【0006】そこで、弾性波がより速く伝播される材料
(たとえばサファイアおよびダイヤモンド等)上に圧電
体膜を積層させた表面弾性波素子が開発されてきている
(たとえば、特開昭54−38874および特開昭64
−62911)。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上述したより高い周波
数域で使用できる素子に関して、特にダイヤモンドを用
いる素子はf0 をより大きくする点で優れている。この
ダイヤモンドを用いる素子において、たとえば表面弾性
波フィルタは増幅回路等に接続されて用いられる。この
場合、たとえば増幅回路となる半導体集積回路と表面弾
性波フィルタは従来、それぞれ単独で作製され、機器に
組込まれてきた。また、最近では移動体通信デバイスに
おいて、表面弾性波フィルタはダウンサイジングのため
デバイス内に表面実装されてきている。しかしながら、
このような形態で半導体回路および表面弾性波素子を備
えるデバイスをより小型化するには限界があった。
【0008】この発明の目的は、表面弾性波素子および
その周辺回路を備えるデバイスにおいて、より小型化が
可能なデバイスを提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】第1の発明に従う半導体
複合素子は、少なくとも表面弾性波素子を備える素子で
あって、半導体基板と、半導体基板上の所定の領域に設
けられるダイヤモンド層と、ダイヤモンド層上では少な
くともくし型電極にされ、かつダイヤモンド層上および
半導体基板にわたって設けられる導電層と、ダイヤモン
ド層上にくし型電極と密着して設けられる圧電体層と、
半導体基板でダイヤモンド層が設けられた領域の近傍に
設けられ、導電層を介してくし型電極と電気的に接続さ
れる半導体集積回路とを備える。
【0010】第2の発明に従う半導体複合素子の製造方
法は、少なくとも表面弾性波素子を備える素子の製造方
法であって、半導体基板を準備する工程と、半導体基板
の所定の領域にダイヤモンド層を設ける工程と、ダイヤ
モンド層および半導体基板を覆う導電層を形成する工程
と、少なくともダイヤモンド層上にくし型電極を形成す
るため、導電層をパターニングする工程と、ダイヤモン
ド層上にくし型電極と密着する圧電体層を設ける工程
と、半導体基板でダイヤモンド層が設けられた領域の近
傍に導電層を介してくし型電極と電気的に接続される半
導体回路を形成する工程とを備える。
【0011】第1および第2の発明において、半導体基
板は、SiおよびGe等の半導体基板、GaAsおよび
InP等のIII−V族化合物半導体基板、ならびにC
dTe等のII−VI族化合物半導体基板等を用いるこ
とができる。
【0012】第1の発明に従うダイヤモンド層は、単結
晶および多結晶のいずれであってもよい。また、ダイヤ
モンド層は、たとえば、炭化水素等を原料ガスとする気
相合成によって形成することができるほか、温度差法に
より超高圧下で合成した単結晶ダイヤモンドを加工して
準備することができる。
【0013】第1および第2の発明に従う導電層は、耐
熱性金属で形成することが好ましく、たとえば、WA
l、W、WNまたはWSi等で導電層を形成することに
よって、熱拡散やイオン注入後のアニール等、高温下で
のプロセスが可能になる。
【0014】第1および第2の発明に従う圧電体層は、
ZnO、AlN、Pb(Zr,Ti)O3 、(Pb,L
a)(Zr,Ti)O3 、LiTaO3 、LiNb
3 、SiO2 、Ta2 5 、Nb2 5 、BeO、L
2 4 7 、KNbO3 、ZnS、ZnSeおよびC
dSからなる群から選択された1つまたは2つ以上の化
合物を主成分とすることができる。圧電体層は単結晶お
よび多結晶のいずれであってもよいが、素子をより高周
波域で使用するためには、表面波の散乱が少ない単結晶
がより好ましい。
【0015】一方、第2の発明に従う半導体複合素子の
製造方法において、半導体基板の所定の領域にダイヤモ
ンド層を設ける工程では、たとえば、半導体基板の所定
の領域を傷つけ処理し、気相合成法により傷つけ処理し
た領域にのみ選択的にダイヤモンド層を堆積させる方
法、または、基板の所定の領域にダイヤモンド結晶体を
接着させる方法等を用いることができる。上記気相合成
法は、電子放射材を加熱して原料ガスを活性化する方
法、プラズマにより原料ガスを励起する方法、光により
原料ガスを分解励起する方法およびイオン衝撃により原
料ガスから多結晶ダイヤモンドを成長させる方法等を含
む。一方、ダイヤモンド結晶体を準備する方法は、たと
えば、温度差法により超高圧下で合成した単結晶ダイヤ
モンドを加工する方法等がある。
【0016】ダイヤモンド層を気相合成により形成する
場合、気相合成直後の層はしばしば表面抵抗が低い、こ
のような層をそのまま使用して、その上に電極や圧電体
を形成すると電極または圧電体に印加される電圧に損失
が生じる。そこで、気相合成直後の層を酸化処理するこ
によって高抵抗化させることが望ましい。酸化処理は、
たとえばダイヤモンド層を0.01Torr以上、特に
好ましくは10Torr以上の酸素含有雰囲気中で15
0℃以上に加熱する方法、または上記層を酸素分圧が1
×10-5Torr以上の酸素含有プラズマにさらす方法
等により達成することができる。このような酸化処理を
行なうことによって、抵抗値を105 〜1010倍上げる
ことができる。なお、このときたとえばSi基板を用い
る場合、基板表面にSiO2 膜を形成することができ
る。
【0017】また、ダイヤモンド結晶体を基板上に接着
する方法には、たとえば、接着剤を用いる方法およびろ
う付けを行なう方法がある。接着剤としては、耐熱性お
よび耐薬品性を備えるものが好ましく、たとえば、エポ
キシ樹脂系接着剤および無機接着剤等がある。また、芳
香族ポリアミド、ポリイミド、ポリフェニルスルホンお
よびポリベンズイミダゾール等の耐熱性樹脂も接着剤と
して使用できるであろう。
【0018】ダイヤモンド層は、基板上において所定の
箇所に所望の数だけ形成することができる。それぞれの
ダイヤモンド層について表面弾性波素子およびその周辺
回路を形成することによって、同一基板上に複数の半導
体複合素子を形成することができる。なお、基板上に設
けられたダイヤモンド層は、必要に応じてその表面を研
磨することが好ましい。
【0019】ダイヤモンド層および半導体基板を覆う導
電層を形成する工程では、蒸着法、スパッタ法、イオン
プレーティング法およびCVD法等、半導体素子の製造
における通常の方法を用いればよい。また、導電層をパ
ターニングする工程では、たとえばエッチング法を用い
ればよい。
【0020】第2の発明において圧電体層を形成する工
程では、たとえばZnO、AlNおよびPb(Zr,T
i)O3 等の圧電体層はCVD法またはスパッタリング
法によって形成することができる。また、半導体回路を
構成する工程では、通常の半導体デバイスの製造方法を
用いればよい。
【0021】
【発明の作用効果】第1および第2の発明によって提供
される複合素子では、ダイヤモンド層、くし型電極およ
び圧電体層から構成される表面弾性波素子と半導体回路
とが導電層を介して電気的に接続され、かつ同一半導体
基板上に作りこまれている。このように表面弾性波素子
と半導体回路をモノリシック化することによって、表面
弾性波素子を介する電気信号の処理をワンチップで行な
う複合素子が実現される。このような複合素子は、モノ
リシック化のためより小型化が可能であり、小型化に従
って伝送損失も低減される。さらに、モノリシック化す
ることで素子のコストも低減される。
【0022】
【実施例】図1(a)を参照して、まず10×10×1
mmのSi単結晶基板を準備し、その表面の所定の領域
Aに傷つけ処理を施した。
【0023】次に、基板1をマイクロ波プラズマCVD
装置に設置し、反応室を排気するとともに反応室内にC
4 :H2 =1:200の混合ガスを約20sccmで
導入した。反応室内の圧力を約40mTorrに維持
し、基板温度を850℃に設定して電力密度0.8W/
cm2 で放電してプラズマ状態とし、基板1の所定の領
域Aにのみ選択的に厚さ25μmのダイヤモンド層2を
成長させた(図1(b))。
【0024】次いで、大気中に450℃で10分間放置
してダイヤモンド層の抵抗値を高めるとともに、基板1
の表面にSiO2 膜3を形成した(図1(c))。
【0025】ダイヤモンド層の表面を研磨した後、スパ
ッタリングによりダイヤモンド層2および基板1上にW
Al層4を形成した(図1(d))。
【0026】次に、フォトリソグラフィを用いてレジス
トパターンを形成し、エッチングの後レジストを除去し
て、ダイヤモンド層2上にくし型電極5aおよび5b、
基板1上に必要な配線パターン6を形成した(図1
(e))。
【0027】基板をマグネトロンスパッタリング装置に
移し、ダイヤモンド層2以外の部分をマスクして、スパ
ッタ出力150W、基板温度380℃の条件下、ZnO
多結晶体をAr:O2 =1:1の混合ガスでスパッタす
るマグネトロンスパッタリングにより、くし型電極5a
および5b上にZnO膜7を堆積させた(図1
(f))。その後、図1(f)に示すB領域に、通常の
半導体集積回路製造プロセスを用い、WAl層4を介し
てくし型電極と電気的に接続される増幅回路(図示省
略)を作製した。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に従う半導体複合素子の製造工程につ
いて、その概略を示す断面図である。
【図2】表面弾性波素子の一般的構成を示す斜視図であ
る。
【符号の説明】
1 基板 2 ダイヤモンド層 3 SiO2 4 WAl層 5a、5b くし型電極 7 ZnO膜
フロントページの続き (72)発明者 藤森 直治 兵庫県伊丹市昆陽北一丁目1番1号 住友 電気工業株式会社伊丹製作所内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも表面弾性波素子を備える半導
    体複合素子であって、 半導体基板と、 前記半導体基板上の所定の領域に設けられるダイヤモン
    ド層と、 前記ダイヤモンド層上では少なくともくし型電極にさ
    れ、かつ前記ダイヤモンド層上および前記半導体基板上
    にわたって設けられる導電層と、 前記ダイヤモンド層上に前記くし型電極と密着して設け
    られる圧電体層と、 前記半導体基板で前記ダイヤモンド層が設けられた領域
    の近傍に設けられ、前記導電層を介して前記くし型電極
    と電気的に接続される半導体回路とを備える、 半導体複合素子。
  2. 【請求項2】 少なくとも表面弾性波素子を備える半導
    体複合素子の製造方法であって、 半導体基板を準備する工程と、 前記半導体基板上の所定の領域にダイヤモンド層を設け
    る工程と、 前記ダイヤモンド層および前記半導体基板を覆う導電層
    を形成する工程と、 少なくとも前記ダイヤモンド層上にくし型電極を形成す
    るため、前記導電層をパターニングする工程と、 前記ダイヤモンド層上に前記くし型電極と密着する圧電
    体層を設ける工程と、 前記半導体基板で前記ダイヤモンド層が設けられた領域
    の近傍に前記導電層を介して前記くし型電極と電気的に
    接続される半導体回路を形成する工程とを備える、半導
    体複合素子の製造方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5872415A (en) * 1996-08-16 1999-02-16 Kobe Steel Usa Inc. Microelectronic structures including semiconductor islands
US5907768A (en) * 1996-08-16 1999-05-25 Kobe Steel Usa Inc. Methods for fabricating microelectronic structures including semiconductor islands

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5872415A (en) * 1996-08-16 1999-02-16 Kobe Steel Usa Inc. Microelectronic structures including semiconductor islands
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