JPS6074708A - 弾性表面波装置の製造方法 - Google Patents

弾性表面波装置の製造方法

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JPS6074708A
JPS6074708A JP18053083A JP18053083A JPS6074708A JP S6074708 A JPS6074708 A JP S6074708A JP 18053083 A JP18053083 A JP 18053083A JP 18053083 A JP18053083 A JP 18053083A JP S6074708 A JPS6074708 A JP S6074708A
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JP
Japan
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acoustic wave
surface acoustic
electrode
semiconductor circuit
wave device
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JP18053083A
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Inventor
Yasuo Ehata
江畑 泰男
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic elements; Electromechanical resonators
    • H03H9/02Details
    • H03H9/02535Details of surface acoustic wave devices
    • H03H9/0296Surface acoustic wave [SAW] devices having both acoustic and non-acoustic properties
    • H03H9/02976Surface acoustic wave [SAW] devices having both acoustic and non-acoustic properties with semiconductor devices
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H3/00Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators
    • H03H3/007Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks
    • H03H3/08Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks for the manufacture of resonators or networks using surface acoustic waves

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  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)

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。

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の技術分野] この発明は、弾性表面波デバイスと半導体回路とをモノ
リシック構造で一体化した弾性表面波装置の製造方法に
関する。
[発明の技術的背景とその問題点] 一般に、弾性表面波発振器のような、弾性表面波デバイ
スと半導体回路とを組合わせた装置では、弾性表面波デ
バイスと半導体回路はそれぞれ別々のパッケージに納め
られ、プリント配線等により相互に接続されて構成され
ていた。
しかしながら、このような構成では小形化が難しく、ま
た露出した配線による信頼性の低下等の問題があるため
、ハイブリッド構成に覆ることが考えられている。すな
わち、アルミナ等の上に金属薄膜による配線を施した配
線基板を用い、この基板上に弾性表面波デバイスと半導
体回路のチップ状のものとを接着・配線するのである。
一方、このハイブリッド化弾性表面波装置とは別に、さ
らに小形化、信頼性の向上と製造コストの低減を図るた
め、一つの半導体基板上に弾性表面波デバイイスと半導
体回路とを一体化して製作する、いわゆるモノリシック
構造の弾性表面波装置も検討されている。しかし、現在
のところモノリシック構造の弾性表面波装置は実現され
ていない。その理由は種々考えられるが、その一つとし
て弾性表面波デバイスに適した電1III造と半導体回
路での電極構造とが大きく異なっていることが挙げられ
る。特に、弾性表面波デバイスでは基板の表面状態によ
ってその特性が大きく左右されるため、電極の膜厚はそ
の表面波デバイスの中心周波数などの使用周波数帯で定
まる値にコントロールされる必要があり、一般に0.2
μmn以下の膜厚となる。これに対し、半導体回路では
アルミニウムによる配線や白金と金、ゲルマニウムの合
金でのオーミック電極が形成されるが、これらの電極の
膜厚は1μm程度が一般的である。
さらに、半導体回路部のVB造には400℃をこえる高
温プロセスが使われるが、これが弾性表面波デバイスに
悪影響を与える。すなわち、弾性表面波デバイスにおけ
る弾性表面波励振用電極は一般に1μm幅程度の1M細
パターンの電極指からなっており、半導体回路部の製造
時の高温プロセスを経ると電極指が細ってしまう。その
結果、弾性表面波デバイスの中心周波数のずれ15周波
数特性の劣化を招くという問題がある。
[発明の目的] この発明の目的は、弾性表面波励振用電極の膜厚および
線幅を適正に維持して、弾性表面波デバイスと半導体回
路とがモノリシック構造で一体化された特性の良好な弾
性表面波装置の製造方法を提供することにある。
[発明の概要] この発明は、半導体回路のうちの配線部を除く全ての部
分の製造工程を終えた後に、弾性表面波励振用電極を形
成し、しかる後半導体回路の配線部を形成することを特
徴としている。
[発明の効果] この発明によれば、弾性表面波デバイスにおける弾性表
面波励振用の電極が半導体回路製造プロセスでの′a湯
温下さらされないため、その電極指が細るようなことが
なく、また半導体回路の膜厚の比較的厚い配線部との接
続部等において段切れ等を生じることもないので、所望
とする特性を安定に得ることができる。
従って、弾性表面波デバイスと半導体回路からなる発振
回路部とがモノリシックに構成された1チツプの超小形
発振器等の弾性表面波装置を特性のバラツキなどの問題
を伴うことなく容易に量産することが可能となり、安価
にこの種の装置を提供することが可能となる。
[発明の実施例] 第1図はこの頼明の一実施例に係わる弾性表面波装置と
してのモノリシック構造の弾性表面波発振器の概略構成
を示したものである。
図において、1は半導体基板であり、例えばヒ化ガリウ
ム(GaAS)が用いられる。この基板は特定の切断方
向では圧電性を有するため、表面にアルミニウム等の金
属薄膜によるくし形電極2や、すだれ形電極3を弾性表
面波励振用電極として形成することにより、電気−弾性
表面波変換を行なうことができる。この場合、これら弾
性表面波デバイスIM2.3の形状を適当に段81する
ことにより、所望の特性を有する弾性表面波デバイスが
実現されることになる。
一方、半導体基板1上にはさらに半導体回路4として発
振回路部が形成され、この半導体回路4と弾性表面波励
振用電極2,3とが配線用金属膜5によって接続されて
いる。電源入力端子6に直流電圧を印加すれば、弾性表
面波励振用電極2゜3の形状1寸法等で決定される周波
数の発揚出力が出力端子7から得られる。例えば発振周
波数としてI G l−1zを得たいときは、くし形電
極2の線幅を0.7μm、ピッチを1.4μmとすれば
よい。
第2図は第1図の半導体回路4の周辺の構造を拡大して
示tlIi面図であり、8はオーミック電極用金属膜、
9はショットキー電極用金j[I!!、10はパッシベ
ーション用絶縁躾である。この発明では前述したように
、これら8金all!8.9および絶縁膜1oを含む半
導体回路4をまず形成した後、弾性表面波励振用電極2
.3を形成し、その後に配線用金属膜5を形成する。
以下、第3図を用いてこの弾性表面波発振器の製造工程
を説明する。
まず、第3図(a)に示すように半絶縁性GaAs1!
板11上ニS I O2H12ヲ形成した後、同図(b
)に示すようにフォトレジスト13を塗布・現像する。
そして同図(C)に示すようにフォトレジスト13のな
い部分の5iQ2膜12をエツチングにより除去し、こ
れらフォトレジスト13.5i02躾12をマスクとし
て矢印のごとくイオン注入を行なう。そして第3図(a
)〜(C)と同様な工程を同図(d)、(e)および(
f)、(lのように繰返して基板11内にイオン注入を
選択的に行なうことにより、N+層14、動作層15.
抵抗層16を形成する。イオン注入後、再び全面に5i
Ozlli17を形成し、これを保護膜として高温でア
ニールし、各層の活性化を行なう。これにより、第3図
(h)に示すように半導体のチャネルが形成される。
次に、第3図(i)に示すようにSiO2膜17をフォ
トレジスト18をマスクとして選択的にエツチングし、
同図(j)に示すようにオーミック電極用金属膜19と
してPt/Au/Ge1lを形成し、次いで同図(k)
に示すようにこの金属膜19の不要部分をリフトオフに
より除去する。
その後、^温処理により金属膜19をアロイ化し、オー
ミック電極を形成する。
次に、第3図(1)に示すように5iO21117をフ
オトレジスト20を用いてさらにエツチングした後、同
図(m)に示すようにショットキー電極用金属膜21と
してアルミ膜を形成し、次いで同図(n)に示すように
この金ff1N!21の不要部分をリフトオフにより除
去してショットキー電極を形成する。そして、第3図(
0)に示すように全面に5IO21!122をパッシベ
ーション用絶縁膜として形成することによって、配線部
を除く半導体回路の全製造工程が完了する。
次に、第3図(p)に示すようにフォトレジスト23を
全面に形成した後、フォトレジスト23を、弾性表面波
励振用電極を形成すべき部分が除去されるように露光・
現像する。次いで、このフ7It−Lシスト23を保l
!膜としrs + 02膜22を等方性エツチングし、
その後第3図(Q)に示すように弾性表面波励振用電極
となる金属膜24として例えば膜厚0.1〜0.2μm
程度のアルミ膜を形成する。そして、5iO21122
,フォトレジスト23の順でエツチングを行ない、不要
部分の金111124をリフトオフにより除去する。
この状態を示したのが第3図(r)であり、金属膜24
からなる弾性表面波励振用電極が形成されている。
次に、第3図(S)に示すように7オトレジスト25を
塗布・現像し、引続き同図(1)に示すようにフォトレ
ジスト25のない部分、つまり半導体回路の配線部を形
成すべき電極部上のパッシベーション用5i02122
をエツチングにより除去する。次に、第3図(U)に示
す上ろ(百び)711−レジスト2Gを塗布し、半導体
回路の配線部を形成すべき部分以外の部分にフォトレジ
スト26が残るように露光・現像を行なう。
そして、第3図(V)に示すように配線用金属I!27
として例えばAu/Pt/Ti1lを全面に形成した後
、フォトレジス1へ26を除去することにより、Au/
Pt/T i膜の不要部分をリフトオフにて除去し、半
導体回路の配線部を形成する。
こうして第3図(W)に示すようなモノリシック構造の
弾性表面波発振器が完成する。
以上説明したこの発明に基く弾性表面波装置の製造プロ
セスによれば、第3図(a)〜(0)に示した高温プロ
セスを含む半導体回路の形成工程の後に、同図(D)〜
(r)にて弾性表面波励振用電極の形成を行ない、しか
る後同図(S)〜(W)にて半導体回路の配線部を形成
するようにしたため、弾性表面波励振用電極の電極指が
高温にさらされることによって柵ってしまうことがなく
、また膜厚の比較的厚い半導体回路の配線部との接続部
で段切れを生じたりすることもない。従つて、弾性表面
波発振器としての所望の特性(中心周波数1周波数特性
等)を容易に得ることができる。
また上記実施例においては、特に弾性表面波励振用電極
を半導体回路のバツシベーヨン用絶縁膜をリフトオフ用
の膜として利用して形成しているため、電極の微細形状
を決定するのはその上に形成されたレジスト膜となり、
非常に高精度の電極形成が可能である。
この発明はその他種々変形して実施が可能であり、例え
ば第4図に示すように半導体回路4と弾性表面波励振用
電極2,3との間の配線用金属膜の下部にパッシベーシ
ョン用絶縁膜10を残しておくことにより、半導体回路
4と弾性表面波デバイスとの配線の浮遊容量を小さくす
ることができる。これはパッシベーション用絶縁II!
10としてのSiO2膜の誘電率が半導体基板1である
QaAs基板のそれの115程度と小さいことがその理
由である。
また、各部の材料も実施例で挙げたものに限定されず、
例えばパッシベーション用絶縁膜はSiNなど他の誘電
膜であってもよい。各電極の金属材しについてもその本
来の機能を果たすものであれば何でもよく、例えば3i
や、Cuをドープしたアルミ等も電極材料として使用が
可能である。
また、半導体基板についてもGaAS基板以外のもの、
例えばSi基板を用いることができ、さらには弾性表面
波デバイス形成部分に圧電薄膜を形成して圧電性を向上
させたものを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例に係わる弾性表面波装置の
一例としての弾性表面波発振器の概略構成を示す斜視図
、第2図はその要部の断面構造を示す図、第3図はこの
発明の一実施例の製造工程を示す図、第4図はこの発明
の他の実施例に係わる弾性表面波装置の斜視図である。 1.11・・・半導体基板、2,3・・・弾性表面波励
振用電極、4・・・半導体回路、5,27・・・配線用
金属膜、6・・・″RWA入力端子、7・・・出力端子
、8.19・・・オーミック電極用金属膜、9,20・
・・ショッ第3図 第3図 8 第3図 3 第4m

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)弾性表面波励振用電極とこのN極に電気的に接続
    された半導体回路とが圧電性を有する共通の基板上に形
    成された弾性表面波装置を製造するに際し、前記半導体
    回路のうちの配線部を除く全ての部分の製造工程を終え
    た後に、前記弾性表面波励振用電極を形成し、しかる後
    前記半導体回路の配線部を形成することを特徴とする弾
    性表面波装置の製造方法。
  2. (2)弾性表面波励振用電極を、半導体回路におけるパ
    ッシベーション用絶縁膜を利用してリフトオフを行なう
    ことにより形成することを特徴とする特許請求の範囲第
    1項記載の弾性表面波装置の製造方法。
  3. (3)半導体回路のパッシベーション用絶縁膜を半導体
    回路と弾性表面波励振用電極との間の配線部の下部に残
    すことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の弾性表
    面波装置の製造方法。
JP18053083A 1983-09-30 1983-09-30 弾性表面波装置の製造方法 Pending JPS6074708A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63196115U (ja) * 1987-06-05 1988-12-16

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63196115U (ja) * 1987-06-05 1988-12-16

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