JPH11112283A - 弾性表面波素子およびその製造方法 - Google Patents

弾性表面波素子およびその製造方法

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JPH11112283A
JPH11112283A JP29151397A JP29151397A JPH11112283A JP H11112283 A JPH11112283 A JP H11112283A JP 29151397 A JP29151397 A JP 29151397A JP 29151397 A JP29151397 A JP 29151397A JP H11112283 A JPH11112283 A JP H11112283A
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JP
Japan
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acoustic wave
surface acoustic
forming
protective film
opening
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JP29151397A
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English (en)
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Toshio Takada
壽雄 高田
Naoya Yamasumi
直也 山角
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Kokusai Denki Electric Inc
Original Assignee
Kokusai Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】小型且つ低コストの弾性表面波素子およびその
製造方法を提供する。 【解決手段】圧電基板31上に金電極32を形成し、そ
の後、全面に窒化シリコン33を堆積させ、ボンディン
グパッド部37を露出する開口38を形成する。次に、
弾性表面波の励振および伝搬部分上に選択的に酸化亜鉛
膜34を形成する。次に、全面にポリシリコンのカバー
層35を形成し、酸化亜鉛膜34を露出する開口39を
形成する。開口39を介して酸化亜鉛膜34をウェット
エッチングにより選択的に除去して、振動空間36を形
成する。弾性表面波の励振及び伝搬部分上に弾性表面波
の振動及び励振を妨げない厚さの窒化シリコン33を形
成し、その上に振動空間36を有するポリシリコンのカ
バー層35を形成するので、セラミックパッケージ等が
不要となって小型化が可能となり、チップ化する前のウ
エハの状態で作成できるので、工数が少なくなり低コス
トで製造できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は弾性表面波素子およ
びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】弾性表面波素子(共振子、フィルタ等)
は、励振する電極面を中空かつ気密にするため、セラミ
ック等のパッケージを用いて溶接により封止している。
セラミックパッケージ等は高価なため部品としてのコス
トの大きな割合を占め、又パッケージを使用するとチッ
プ状態で処理する必要があるため、ウエハ上で処理する
よりも大きな工数が必要となる。
【0003】また、図11に示したように、1チップの
弾性表面波素子25を1つのセラミックパッケージ22
に入れる場合には、セラミックパッケージ22の大きさ
により部品の大きさが決定されるので小型化が困難であ
り、又弾性表面波素子25の電極26とパッケージ電極
24とを接続するボンディングワイヤ23とキャップ2
1とが接触しないように、十分な厚さが必要であり、部
品の薄型化にも制約があった。
【0004】また、弾性表面波素子を他のIC回路等と
共に封止する場合には、封止用の樹脂が励振する電極表
面に触れると所望の電気特性を満足することはできなく
なるので、励振する電極面が露出している弾性表面波素
子をそのままIC回路等と共に樹脂で封止する方法を採
ることもできないという問題があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
技術の問題点であるパッケージの使用に伴う部品の大型
化やパッケージングによって工数がかかるという問題を
解決し、小型であってしかも低コストで製造できる弾性
表面波素子およびその製造方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明者らは、少なくとも弾性表面波の励振および
伝搬部分上に、弾性表面波の励振および伝搬を妨げず弾
性表面波が励振かつ伝搬可能な厚さ(数ミクロン程度)
の窒化シリコン保護膜を形成し、その窒化シリコン膜を
覆うポリシリコン層であって弾性表面波の励振および伝
搬部分上の窒化シリコン保護膜上に弾性表面波が振動可
能な中空空間を有するポリシリコン層のカバー膜を設け
た構造とすれば、パッケージが不要となり、また、この
ような構造はチップ化する前のウエハ上で作成できるの
で、工数が少なくなり低コストで製造できるということ
を見いだした。
【0007】さらに、このような構造の弾性表面波素子
は、以下の方法で好ましく製造されることを見いだし
た。まず、圧電基板上にすだれ状電極(IDT:Inter-
Digital Transducer)と反射器もしくはIDTのみから
なる弾性表面波素子を作成する。次に、基板全体に弾性
表面波の励振および伝搬を妨げない程度(数ミクロン)
の窒化シリコンを堆積させる。さらに、弾性表面波共振
子のパターンを覆い隠すように金属酸化膜をパターニン
グ形成し、その後ポリシリコンを基板全体に堆積させ
る。電極のボンディングパッド部分に対応する部分に窓
開けを行い、先に堆積させた金属酸化膜のみを選択的に
ウェットエッチングによりエッチング除去し弾性表面波
の励振部分に空間を持たせる。この素子を使用する際に
は、素子を回路基板にダイボンディング、ワイヤボンデ
ィングした後、ボンディングパッド部を樹脂で覆うこと
で素子の気密性を保つ。
【0008】本発明は以上の知見に基づくものであり、
請求項1によれば、圧電基板の一主面上に形成された電
極を持つ弾性表面波素子において、前記一主面上におけ
る弾性表面波の励振および伝搬部分に設けられた保護膜
であって弾性表面波が励振かつ伝搬可能な厚さの前記保
護膜と、前記保護膜を覆って前記一主面上に設けられた
薄膜層であって、前記保護膜上に弾性表面波が振動可能
な中空空間を有する前記薄膜層と、を備えることを特徴
とする弾性表面波素子が提供される。
【0009】このように、弾性表面波が励振かつ伝搬可
能な厚さの保護膜と、弾性表面波が振動可能な中空空間
を有する薄膜層とを備える構造とすれば、パッケージが
不要となるので小型化が可能となり、また、これら保護
膜や薄膜層は、チップ化する前の圧電基板上で作成でき
るので、工数が少なくなり低コストで製造できる。
【0010】請求項2によれば、圧電基板の一主面上に
電極を形成する工程と、その後、少なくとも前記一主面
における弾性表面波の励振および伝搬部分上に弾性表面
波が励振かつ伝搬可能な厚さの保護膜を形成する工程
と、その後、前記一主面における弾性表面波の励振およ
び伝搬部分に、前記保護膜とエッチング速度が異なる絶
縁膜を選択的に形成する工程と、その後、前記保護膜お
よび前記絶縁膜を覆って前記一主面上に前記絶縁膜とエ
ッチング速度が異なる薄膜層を形成する工程と、その
後、前記絶縁膜の一部を露出する開口を前記薄膜層に形
成する工程と、その後、前記開口を介して前記絶縁膜を
選択的にエッチング除去することにより、前記一主面に
おける弾性表面波の励振および伝搬部分上の前記保護膜
上に弾性表面波が振動可能な中空空間を形成する工程
と、を備えることを特徴とする弾性表面波素子の製造方
法が提供される。
【0011】請求項3によれば、圧電基板の一主面上に
電極を形成する工程と、その後、前記一主面の全面に弾
性表面波の励振および伝搬を妨げない厚さの窒化シリコ
ンからなる保護膜を形成する工程と、その後、前記電極
のボンディングパッドを露出する第1の開口を前記保護
膜に形成する工程と、その後、前記一主面における弾性
表面波の励振および伝搬部分のみに、金属酸化膜を選択
的に形成する工程と、その後、前記窒化シリコン保護膜
および前記金属酸化膜を覆って前記一主面上にポリシリ
コンからなる薄膜層を形成する工程と、その後、前記電
極のボンディングパッドに対応する位置において前記金
属酸化膜を露出する第2の開口を前記薄膜層に形成する
工程と、その後、前記第2の開口を介して前記金属酸化
膜を選択的にエッチング除去することにより、前記一主
面における弾性表面波の励振および伝搬部分上の前記保
護膜上に弾性表面波が振動可能な中空空間を形成する工
程と、を備えることを特徴とする弾性表面波素子の製造
方法が提供される。
【0012】これらの製造方法によれば、弾性表面波が
励振かつ伝搬可能な厚さの保護膜又は弾性表面波の励振
および伝搬を妨げない厚さの窒化シリコンからなる保護
膜と、弾性表面波が振動可能な中空空間を有する薄膜層
とを備える構造をチップ化する前の圧電基板上で作成で
きるので、工数が少なくなり低コストで製造できるよう
になる。また、このような構造にして製造される弾性表
面波素子においては、パッケージが不要となるので小型
化が可能となる。
【0013】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。
【0014】図1〜図8は、本発明の一実施の形態の弾
性表面波素子およびその製造方法を説明するために製造
工程順に示した概略縦部分断面図であり、図9、図10
は、本発明の一実施の形態の弾性表面波素子の製造方法
を説明するためのフローチャートである。
【0015】まず、本実施の形態の弾性表面波素子の製
造方法を工程順に説明する。
【0016】工程1) 弾性表面波素子作成工程 まず、図1に示すように、LiNbO3 等の圧電材料か
らなる圧電基板31上に金(Au)3200オングスト
ロームの電極32を形成した弾性表面波素子が3インチ
ウエハ内に約200チップある基板を用意した。
【0017】より詳細には、図9に示すように、まず、
3インチウエハの圧電基板31を洗浄し、その後圧電基
板31上に金電極32を蒸着する。次に、圧電基板31
上にフォトレジストを塗布しプリベークを行う。その
後、露光、現像し、ポストベークを行う。次に、フォト
レジストをマスクにして金電極32を選択的にエッチン
グし、その後、レジストを剥離する。
【0018】工程2) 窒化シリコン保護膜形成 次に、図2に示すように、ウエハ全体に保護膜として窒
化シリコン(Si34)膜33をスパッタにより1μm
堆積させる。
【0019】工程3) 素子のボンディングパッド部上
への配線用の窓開け 次に、図3に示すように、弾性表面波素子のボンディン
グパッド部37を露出する開口38を窒化シリコン膜3
3に設ける。
【0020】より詳細には、図9に示すように、窒化シ
リコン膜上にフォトレジストを塗布しプリベークを行
う。その後、露光、現像し、ポストベークを行う。次
に、フォトレジストをマスクにして窒化シリコン膜を選
択的にウェットエッチングし、その後、レジストを剥離
する。
【0021】工程4) 酸化亜鉛膜形成 次に、図4に示すように、ウエハ全体に酸化亜鉛膜34
をスパッタにより堆積させる。
【0022】工程5) 酸化亜鉛膜のパターニング 次に、図5に示すように、弾性表面波が励振され、かつ
伝搬する部分だけ酸化亜鉛膜34が残るように酸化亜鉛
膜34をパターニングする。
【0023】より詳細には、図9に示すように、酸化亜
鉛膜上にフォトレジストを塗布しプリベークを行う。そ
の後、露光、現像し、ポストベークを行う。次に、フォ
トレジストをマスクにして酸化亜鉛膜を選択的にエッチ
ングし、その後、レジストを剥離する。
【0024】工程6) ポリシリコンのカバー層形成 次に、図6に示すように、ウエハ全面にポリシリコンの
カバー層35を形成する。
【0025】工程7) ボンディングパッド部窓開け 次に、図7に示すように、素子のボンディングパッド部
37上においてポリシリコンのカバー層35に窓開けを
行い、酸化亜鉛膜34を露出する開口39を形成する。
【0026】より詳細には、図10に示すように、ポリ
シリコンのカバー層上にフォトレジストを塗布しプリベ
ークを行う。その後、露光、現像し、ポストベークを行
う。次に、フォトレジストをマスクにしてポリシリコン
のカバー層を選択的にエッチングし、その後、レジスト
を剥離する。
【0027】工程8) 振動空間形成 次に、図8に示すように、開口39を介して酸化亜鉛膜
34をウェットエッチングにより選択的に除去して、振
動用空間36を形成すると共に開口38を介して素子の
ボンディングパッド部37を露出する。
【0028】このようにして製造された弾性表面波素子
においては、弾性表面波の励振および伝搬部分上に弾性
表面波の励振および伝搬を妨げず、弾性表面波が励振か
つ伝搬可能な厚さの窒化シリコンからなる保護膜が形成
され、さらに、弾性表面波が振動可能な中空空間36を
有するポリシリコン層35が弾性表面波素子を覆って形
成されるので、弾性表面波素子の特性を確保するために
セラミックパッケージ等が不要となって小型化が可能と
なり、また、チップ化する前のウエハの状態で作成でき
るので、工数が少なくなり低コストで製造できる。
【0029】なお、ボンディングパッド部37を露出す
る開口38、39はボンディングパッド部37への配線
のために使用される。
【0030】また、本実施の形態の弾性表面波素子を使
用する際には、素子を回路基板にダイボンディング、ワ
イヤボンディングした後、ボンディングパッド部を樹脂
で覆うことで素子の気密性を保つ。
【0031】
【発明の効果】本発明によれば、セラミックや缶パッケ
ージを使用することなく弾性表面波素子を製造すること
が可能である。またウエハ単位のバッチ処理により素子
の表面に振動用の空間を形成するため、従来に比べ後工
程の工程数を大幅に少なくすることができる。以上よ
り、大幅なコスト削減が可能である。さらに、パッケー
ジを使用する必要がないので、素子の小型化が可能であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態の弾性表面波素子の製造
方法を説明するための概略縦部分断面図である。
【図2】本発明の一実施の形態の弾性表面波素子の製造
方法を説明するための概略縦部分断面図である。
【図3】本発明の一実施の形態の弾性表面波素子の製造
方法を説明するための概略縦部分断面図である。
【図4】本発明の一実施の形態の弾性表面波素子の製造
方法を説明するための概略縦部分断面図である。
【図5】本発明の一実施の形態の弾性表面波素子の製造
方法を説明するための概略縦部分断面図である。
【図6】本発明の一実施の形態の弾性表面波素子の製造
方法を説明するための概略縦部分断面図である。
【図7】本発明の一実施の形態の弾性表面波素子の製造
方法を説明するための概略縦部分断面図である。
【図8】本発明の一実施の形態の弾性表面波素子および
その製造方法を説明するための概略縦部分断面図であ
る。
【図9】本発明の一実施の形態の弾性表面波素子の製造
方法を説明するためのフローチャートである。
【図10】本発明の一実施の形態の弾性表面波素子の製
造方法を説明するためのフローチャートである。
【図11】従来の弾性表面波素子のパッケージングを説
明するための縦断面図である。
【符号の説明】
31…圧電基板 32…電極 33…窒化シリコン膜 34…酸化亜鉛膜 35…ポリシリコン 36…振動空間 37…ボンディングパッド部 38、39…開口 21…パッケージのキャップ 22…セラミックパッケージ 23…ボンディングワイヤ 24…パッケージ電極 25…弾性表面波素子 26…電極

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】圧電基板の一主面上に形成された電極を持
    つ弾性表面波素子において、 前記一主面上における弾性表面波の励振および伝搬部分
    に設けられた保護膜であって弾性表面波が励振かつ伝搬
    可能な厚さの前記保護膜と、 前記保護膜を覆って前記一主面上に設けられた薄膜層で
    あって、前記保護膜上に弾性表面波が振動可能な中空空
    間を有する前記薄膜層と、 を備えることを特徴とする弾性表面波素子。
  2. 【請求項2】圧電基板の一主面上に電極を形成する工程
    と、 その後、少なくとも前記一主面における弾性表面波の励
    振および伝搬部分上に弾性表面波が励振かつ伝搬可能な
    厚さの保護膜を形成する工程と、 その後、前記一主面における弾性表面波の励振および伝
    搬部分に、前記保護膜とエッチング速度が異なる絶縁膜
    を選択的に形成する工程と、 その後、前記保護膜および前記絶縁膜を覆って前記一主
    面上に前記絶縁膜とエッチング速度が異なる薄膜層を形
    成する工程と、 その後、前記絶縁膜の一部を露出する開口を前記薄膜層
    に形成する工程と、 その後、前記開口を介して前記絶縁膜を選択的にエッチ
    ング除去することにより、前記一主面における弾性表面
    波の励振および伝搬部分上の前記保護膜上に弾性表面波
    が振動可能な中空空間を形成する工程と、 を備えることを特徴とする弾性表面波素子の製造方法。
  3. 【請求項3】圧電基板の一主面上に電極を形成する工程
    と、 その後、前記一主面の全面に弾性表面波の励振および伝
    搬を妨げない厚さの窒化シリコンからなる保護膜を形成
    する工程と、 その後、前記電極のボンディングパッドを露出する第1
    の開口を前記保護膜に形成する工程と、 その後、前記一主面における弾性表面波の励振および伝
    搬部分のみに、金属酸化膜を選択的に形成する工程と、 その後、前記窒化シリコン保護膜および前記金属酸化膜
    を覆って前記一主面上にポリシリコンからなる薄膜層を
    形成する工程と、 その後、前記電極のボンディングパッドに対応する位置
    において前記金属酸化膜を露出する第2の開口を前記薄
    膜層に形成する工程と、 その後、前記第2の開口を介して前記金属酸化膜を選択
    的にエッチング除去することにより、前記一主面におけ
    る弾性表面波の励振および伝搬部分上の前記保護膜上に
    弾性表面波が振動可能な中空空間を形成する工程と、を
    備えることを特徴とする弾性表面波素子の製造方法。
JP29151397A 1997-10-08 1997-10-08 弾性表面波素子およびその製造方法 Withdrawn JPH11112283A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109728790A (zh) * 2019-01-16 2019-05-07 厦门云天半导体科技有限公司 一种滤波器的晶圆级封装结构及其工艺

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109728790A (zh) * 2019-01-16 2019-05-07 厦门云天半导体科技有限公司 一种滤波器的晶圆级封装结构及其工艺

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