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JP3335543B2 - Surface acoustic wave functional device and method of manufacturing substrate for surface acoustic wave functional device - Google Patents

Surface acoustic wave functional device and method of manufacturing substrate for surface acoustic wave functional device

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JP3335543B2
JP3335543B2 JP34943996A JP34943996A JP3335543B2 JP 3335543 B2 JP3335543 B2 JP 3335543B2 JP 34943996 A JP34943996 A JP 34943996A JP 34943996 A JP34943996 A JP 34943996A JP 3335543 B2 JP3335543 B2 JP 3335543B2
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acoustic wave
surface acoustic
substrate
sio
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健吾 浅井
光孝 疋田
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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  • Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、弾性表面波機能デ
バイス、それに使用する基板及びその基板の製造方法、
更に詳しくいえば、フィルタ、共振器等の弾性表面波素
子と増幅器等の半導体回路素子を含む機能デバイスを単
一の基板上に形成したデバイス(以下、弾性表面波機能
デバイスと略称)、その基板の構成及び製造方法に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a surface acoustic wave device, a substrate used for the device, and a method of manufacturing the substrate.
More specifically, a device in which a functional device including a surface acoustic wave element such as a filter and a resonator and a semiconductor circuit element such as an amplifier is formed on a single substrate (hereinafter, abbreviated as a surface acoustic wave functional device), And a manufacturing method.

【0002】[0002]

【従来の技術】携帯電話器等の携帯無線通信端末機器の
構成においては、機器の小型化が強く要求される。LS
I、弾性表面波素子の使用により、機器の小型化がかな
り進んだが、さらに機器を小型化する必要がある。従
来、弾性表面波素子は水晶基板、リチウムタンタレート
基板、リチウムナイオベート基板等の圧電基板上に金属
薄膜の櫛形交差電極指を形成して構成され、実際には単
体部品として気密封止されて使用されいる。例えば、電
子情報通信学会論文誌 ジェイ76-エイ巻 2号23
8頁 1993年2月(電子情報通信学会論文誌 Vol.
J75-A No.2 p2381993/2)に示されているように、弾性表
面波フロントエンドモジュールはアルミナ基板、ガラス
エポキシ基板等の誘電体基板上に銅厚膜回路を印刷し、
ローノイズアンプ等の回路素子と共に弾性表面波フィル
タ、ミキサ等の弾性表面波素子の単体部品を実装して構
成している。
2. Description of the Related Art In the construction of portable radio communication terminal devices such as portable telephones, miniaturization of the devices is strongly required. LS
I. The use of surface acoustic wave devices has considerably reduced the size of equipment, but it is necessary to further reduce the size of equipment. Conventionally, a surface acoustic wave device is formed by forming comb-shaped fingers of a metal thin film on a piezoelectric substrate such as a quartz substrate, a lithium tantalate substrate, or a lithium niobate substrate, and is actually hermetically sealed as a single component. Used. For example, IEICE Transactions, Jay 76-A Vol. 2, No. 23
8 February 1993 (Transactions of the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers, Vol.
As shown in J75-A No.2 p2381993 / 2), the surface acoustic wave front-end module prints a copper thick film circuit on a dielectric substrate such as an alumina substrate, a glass epoxy substrate, etc.
A single component of a surface acoustic wave element such as a surface acoustic wave filter and a mixer is mounted together with a circuit element such as a low noise amplifier.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上述のように小型無線
通信機器等は一層の小型化、軽量化の要求が強く、現在
のものより飛躍的に小型化した機器の開発が必要となっ
ているが、従来の通信機器等の構成は、弾性表面波素子
の部品とアンプ、ミキサ等のデバイスの主要部品はそれ
ぞれ独立にパッケージされ、それ等を接続線をプリント
印刷した誘電体基板上に個別に実装して構成しているた
め、一定のスペースを必要とし、機器の小型化には限界
があった。また実装の工程を必要とし、製造コスト低減
の障害となっている。
As described above, there is a strong demand for further miniaturization and weight reduction of small wireless communication devices and the like, and it is necessary to develop devices that are significantly smaller than the current ones. However, in the conventional configuration of communication equipment, the components of the surface acoustic wave element and the main components of the device such as the amplifier and mixer are packaged independently, and they are individually mounted on a dielectric substrate on which connection lines are printed. Since it is mounted and configured, it requires a certain space, and there is a limit to miniaturization of the device. In addition, a mounting process is required, which is an obstacle to reducing the manufacturing cost.

【0004】従って、本発明は、上記の問題を解決し、
小型化が最大の特徴である弾性表面波素子の長所を十分
に活かし、従来誘電体基板上に実装されている各種部品
を含めて飛躍的な小型化ができる弾性表面波機能デバイ
ス及びそれに使用する基板の製造方法を実現することを
目的とする。
Accordingly, the present invention solves the above problems,
A surface acoustic wave device capable of dramatically reducing its size, including various components conventionally mounted on a dielectric substrate, making full use of the advantages of a surface acoustic wave device, whose main feature is miniaturization, and its use. It is an object to realize a method for manufacturing a substrate.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は弾性表面波を伝搬する圧電基板上の少なく
とも一部にエピタキシャルSi基板層を形成した弾性表
面波機能デバイス用基板を構成し、上記弾性表面波機能
板のエピタキシャルSi基板層に半導体回路素子を、圧
電基板に弾性表面波を直接形成し弾性表面波機能デバイ
スを作成する。
To achieve the above object, the present invention provides a surface acoustic wave functional device substrate having an epitaxial Si substrate layer formed on at least a part of a piezoelectric substrate that propagates a surface acoustic wave. Then, a semiconductor circuit element is formed directly on the epitaxial Si substrate layer of the surface acoustic wave functional plate, and a surface acoustic wave is directly formed on the piezoelectric substrate, thereby producing a surface acoustic wave functional device.

【0006】そのために、本発明の弾性表面波機能デバ
イスの基板の製造方法では、次の工程で基板を製造す
る。 (1)圧電基板上にSi02層を形成する。 (2)一面にエピタキシャルSi層をもつSi基板を形
成する。 (3)上記Si02層と上記エピタキシャルSi層が接
着するように上記圧電基板と上記Si層とを貼り合わせ
る。 (4)貼り合わされたSi基板層を上記エピタキシャル
Si層が露出するように削除する。
Therefore, in the method of manufacturing a substrate for a surface acoustic wave function device according to the present invention, the substrate is manufactured in the following steps. (1) forming a Si0 2 layer on a piezoelectric substrate. (2) An Si substrate having an epitaxial Si layer on one surface is formed. (3) The Si0 2 layer and the epitaxial Si layer is bonded to the aforementioned piezoelectric substrate and the Si layer to adhere. (4) The bonded Si substrate layer is deleted so that the epitaxial Si layer is exposed.

【0007】また、本発明の弾性表面波機能デバイスは
上記基板の製造方法で得られた基板のエピタキシャルS
i層に従来と同じ半導体プロセスで回路素子及び弾性表
面波素子を形成する。弾性表面波素子は、上記基板に弾
性表面波素子を形成する領域に圧電基板が露出するよう
に上記エピタキシャルSi層を除き、露出した圧電基板
上に電極指をパターンニングすることにより形成され
る。
Further, the surface acoustic wave function device of the present invention is characterized in that an epitaxial S
A circuit element and a surface acoustic wave element are formed on the i-layer by the same semiconductor process as before. The surface acoustic wave device is formed by patterning electrode fingers on the exposed piezoelectric substrate except for the epitaxial Si layer so that the piezoelectric substrate is exposed in a region where the surface acoustic wave device is formed on the substrate.

【0008】上記弾性表面波機能デバイス用基板の製造
方法において、単結晶Siエピタキシャル成長膜の下に
形成された多孔質Si酸化膜により、貼り合わせ接合を
適用しても良質な単結晶Siエピタキシャル層が得られ
る。また、結晶欠陥も少なく回路素子の構成に最適の基
板ができる。
In the method of manufacturing a substrate for a surface acoustic wave function device, the porous Si oxide film formed under the single-crystal Si epitaxial growth film can form a single-crystal Si epitaxial layer of good quality even when bonding is applied. can get. In addition, a substrate having few crystal defects and optimal for the configuration of a circuit element can be obtained.

【0009】本発明の弾性表面波機能デバイスは、単一
の基板において通常の半導体プロセス及び弾性表面波素
子の製造と同様の工程を行うことができ、従来のアルミ
ナ、ガラスエポキシ等の基板上でパッケージされた各種
部品を実装するための空間を除くことができ、弾性表面
波機能デバイス機器の小型化が実現される。さらに半導
体プロセス及び弾性表面波素子のパッケージ化が不要と
なり、製造工程を短縮できる。
The surface acoustic wave function device of the present invention can perform the same process as a normal semiconductor process and the manufacture of a surface acoustic wave element on a single substrate, and can be performed on a conventional substrate of alumina, glass epoxy or the like. The space for mounting various packaged components can be eliminated, and the size of the surface acoustic wave function device can be reduced. Further, the semiconductor process and the packaging of the surface acoustic wave element become unnecessary, and the manufacturing process can be shortened.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】本発明の具体的な実施の形態を説
明する。図1は、本発明による弾性表面波機能デバイス
の製造工程のの途中の一実施形態を示す斜視図である。
弾性表面波を発生させる圧電基板は、リチウムタンタレ
ート(LiTaO3)、リチウムナイオベート(LiN
bO3)、リチウムテトラボレート(Li247)、水
晶(Quartz)等を基板1としている。基板1上に
ローノイズアンプ、ミキサ等の半導体回路素子及び伝送
線(配線)を形成するためのSi基板層としてエピタキ
シャル成長Si膜2を形成している。図のように形成す
ることにより1枚の基板において、圧電基板1が露出し
た部分に弾性表面波素子が、エピタキシャル成長Si膜
2上に半導体回路素子とが形成され、弾性表面波素子の
製造工程のなかで、弾性表面波素子と半導体回路素子の
接続も同時に行われる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Specific embodiments of the present invention will be described. FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment in the middle of the manufacturing process of the surface acoustic wave device according to the present invention.
The piezoelectric substrates that generate surface acoustic waves include lithium tantalate (LiTaO 3 ) and lithium niobate (LiN
The substrate 1 is made of bO 3 ), lithium tetraborate (Li 2 B 4 O 7 ), quartz (Quartz), or the like. An epitaxially grown Si film 2 is formed on a substrate 1 as a Si substrate layer for forming a semiconductor circuit element such as a low noise amplifier and a mixer and a transmission line (wiring). By forming as shown in the figure, a surface acoustic wave element is formed on a portion of the substrate where the piezoelectric substrate 1 is exposed, and a semiconductor circuit element is formed on the epitaxially grown Si film 2. Among them, the connection between the surface acoustic wave element and the semiconductor circuit element is performed simultaneously.

【0011】図2は、本発明による弾性表面波機能デバ
イスに使用する基板の製造方法の一実施形態を説明する
ための製造工程図である。なお、図面は説明の簡明のた
め、基板の一部についてのみ示している。
FIG. 2 is a manufacturing process diagram for explaining an embodiment of a method of manufacturing a substrate used in a surface acoustic wave device according to the present invention. The drawings show only a part of the substrate for simplicity of explanation.

【0012】(a)、Si基板3上に多孔質Si酸化膜
4、その上に単結晶Siエピタキシャル成長膜2を形成
する。Siエピタキシャル成長膜2の形成過程は、初め
にSi基板3の表面上に膜厚10μm程度の多孔質Si
酸化膜4を陽極酸化により形成し、次に、Si酸化膜4
の表面に単結晶Si膜2をエピタキシャル成長させる。
ここで、単結晶Siエピタキシャル成長膜2の欠陥を低
減させるために、通常のホモエピタキシャル成長時にも
行われている表面の自然酸化膜除去のためのH2熱処理
を1000℃以上の温度で行うことにより、多孔質Si
酸化膜4表面の孔が消失し表面が平坦になる。孔が空い
たままの多孔質Si酸化膜4の表面にエピタキシャル成
長させると莫大な量の欠陥が発生するが、H2熱処理に
より孔が消失された多孔質Si酸化膜4表面では欠陥を
激減することができる。さらに、欠陥を少なくするには
エピタキシャル成長装置に入れる直前のHF処理時間を
3分以上行うことが有効である。
(A) A porous Si oxide film 4 is formed on a Si substrate 3, and a single crystal Si epitaxial growth film 2 is formed thereon. In the process of forming the Si epitaxial growth film 2, first, a porous Si film having a thickness of about 10 μm is formed on the surface of the Si substrate 3.
An oxide film 4 is formed by anodic oxidation.
A single crystal Si film 2 is epitaxially grown on the surface of the substrate.
Here, in order to reduce defects in the single crystal Si epitaxial growth film 2, H 2 heat treatment for removing a natural oxide film on the surface, which is also performed during normal homoepitaxial growth, is performed at a temperature of 1000 ° C. or more. Porous Si
The holes on the surface of the oxide film 4 disappear, and the surface becomes flat. When epitaxial growth is performed on the surface of the porous Si oxide film 4 in which holes are left open, an enormous amount of defects are generated, but the defects are drastically reduced on the surface of the porous Si oxide film 4 in which the holes have been eliminated by the H 2 heat treatment. Can be. Further, in order to reduce the number of defects, it is effective to carry out the HF treatment time immediately before entering the epitaxial growth apparatus for 3 minutes or more.

【0013】(b)、(a)の単結晶Siエピタキシャ
ル成長膜2の形成とは別に、圧電基板1上に膜厚200
Å程度のSiO2膜5をスパッタ法もしくはCVD法等
の通常の方法により形成する。ここで、圧電基板1上に
SiO2膜5を形成することにより、基板を貼り合わ
せ、加熱による脱水縮合反応で結合させる際に問題とな
るボイド欠陥の発生を抑えることができる。これは、S
iO2膜が加熱により発生した水もしくはOH基を吸収
することによるものである。
In addition to the formation of the single-crystal Si epitaxial growth film 2 shown in FIGS.
A SiO 2 film 5 of about Å is formed by a normal method such as a sputtering method or a CVD method. Here, by forming the SiO 2 film 5 on the piezoelectric substrate 1, it is possible to suppress the generation of void defects which are a problem when the substrates are bonded to each other and bonded by a dehydration condensation reaction by heating. This is S
This is because the iO 2 film absorbs water or OH groups generated by heating.

【0014】(c)、(a)のSi基板3の単結晶Si
エピタキシャル成長膜2側と(b)の圧電基板1のSi
2膜5側を貼り合わせて、加熱し、脱水縮合反応によ
り結合させる。この時の加熱温度を400℃以下と抑え
ることで、熱膨張係数の差による欠陥の発生を抑え、か
つ基板の反りを抑える。 (d)、次に、Si基板3側の裏面から多孔質Si酸化
膜4が全面露出するまでSi基板3を研削する。
(C) Single crystal Si of Si substrate 3 in (a)
Si on the epitaxial growth film 2 side and the piezoelectric substrate 1 of (b)
The O 2 film 5 side is bonded, heated, and bonded by a dehydration condensation reaction. By suppressing the heating temperature at this time to 400 ° C. or less, the occurrence of defects due to the difference in thermal expansion coefficient is suppressed, and the warpage of the substrate is suppressed. (D) Next, the Si substrate 3 is ground until the entire surface of the porous Si oxide film 4 is exposed from the back surface on the Si substrate 3 side.

【0015】(e)、さらに、選択性化学エッチングで
多孔質Si酸化膜4を溶解させ、単結晶Siエピタキシ
ャル成長膜2を露出する。ここで重要なことは、Si基
板3と単結晶Siエピタキシャル成長膜2間に多孔質S
i酸化膜4を用いたことである。このことにより、単結
晶Siエピタキシャル成長膜2と多孔質Si酸化膜4の
選択性化学エッチングにおいてエッチング選択比が大き
く取れる実用的なエッチング液が使える。ここで用いる
エッチング液はHFに弱酸化剤のH22を添加したもの
を用いる。この時、多孔質Si酸化膜4のエッチング速
度は2μm/分以上と速く、多孔質Si酸化膜4/単結
晶Siエピタキシャル成長膜2のエッチング選択比は1
5程度と非常に大きい値が実現できる。また、選択性
化学エッチングはエッチング液が多孔質Si酸化膜4の
孔内部に毛細管現象により侵入し、孔径を拡げることに
よりSi柱が細り、内部からの崩壊が始まると考えられ
る。これによりエッチングが進行し、多孔質Siは消失
し単結晶Siエピタキシャル成長膜2が得られる。多孔
質Siは内部から崩壊するため膜厚変動の原因となる基
板の表面パーティクルやエッチング中に浮遊、沈着する
パーティクルに影響されない。
(E) Further, the porous Si oxide film 4 is dissolved by selective chemical etching to expose the single crystal Si epitaxial growth film 2. What is important here is that a porous S film is formed between the Si substrate 3 and the single crystal Si epitaxial growth film 2.
That is, the i-oxide film 4 is used. As a result, a practical etchant that can obtain a large etching selectivity in the selective chemical etching of the single crystal Si epitaxial growth film 2 and the porous Si oxide film 4 can be used. The etchant used here is a mixture of HF and a weak oxidant, H 2 O 2 . At this time, the etching rate of the porous Si oxide film 4 is as fast as 2 μm / min or more, and the etching selectivity of the porous Si oxide film 4 / single crystal Si epitaxial growth film 2 is 1
A very large value of about 0 5 can be realized. In the selective chemical etching, it is considered that the etchant penetrates into the inside of the pores of the porous Si oxide film 4 by capillary action, and the diameter of the pores is increased, whereby the Si pillars are narrowed and collapse from inside starts. As a result, the etching proceeds, the porous Si disappears, and a single crystal Si epitaxial growth film 2 is obtained. Since porous Si collapses from the inside, it is not affected by particles on the surface of the substrate that cause a change in film thickness, or particles that float or deposit during etching.

【0016】よって、膜厚数百nmの単結晶Siエピタ
キシャル成長膜2に対して膜厚変動を数nmに抑えるこ
とが可能であり、この方法を適用することにより0.5
〜0.1μmという薄膜の単結晶Siエピタキシャル成
長膜2も膜厚変動が問題とならずに形成される。
Therefore, it is possible to suppress the variation in film thickness to several nm for the single crystal Si epitaxial growth film 2 having a thickness of several hundred nm.
The single-crystal Si epitaxial growth film 2 having a thin film thickness of about 0.1 μm is also formed without causing a problem in thickness variation.

【0017】図3は、本発明による弾性表面波機能デバ
イス用基板に半導体回路素子を形成する工程の一部を示
す断面図である。図2に説明した方法で得られた基板を
通常のホトレジスト工程によりローノイズアンプ、ミキ
サ等の回路素子を形成するための単結晶Siエピタキシ
ャル成長膜2の部分のみをレジストパターン6でコート
し、その後フッ酸等のエッチング液を使用した選択性化
学エッチングもしくはSF6、CF4等のエッチングガス
を使用した反応性イオンエッチング等の通常のエッチン
グ工程によりSi基板層を除去する。これにより、弾性
表面波機能デバイスを構成する回路素子を形成する領域
を任意に選定し、圧電基板1上にSiO2膜5を介して
単結晶Siエピタキシャル成長膜2を形成することがで
き、図1に示した弾性表面波機能デバイスを得る。
FIG. 3 is a sectional view showing a part of a step of forming a semiconductor circuit element on a substrate for a surface acoustic wave function device according to the present invention. The substrate obtained by the method described with reference to FIG. 2 is coated with a resist pattern 6 only on a portion of the single crystal Si epitaxial growth film 2 for forming circuit elements such as a low noise amplifier and a mixer by a normal photoresist process, and then hydrofluoric acid. The Si substrate layer is removed by a normal etching process such as selective chemical etching using an etching solution such as an etching gas or reactive ion etching using an etching gas such as SF 6 or CF 4 . As a result, it is possible to arbitrarily select a region where a circuit element constituting the surface acoustic wave function device is to be formed, and to form the single crystal Si epitaxial growth film 2 on the piezoelectric substrate 1 via the SiO 2 film 5. Are obtained.

【0018】図4は、本発明による弾性表面波機能デバ
イスの一実施形態を示す斜視図である。本実施例の弾性
表面波機能デバイスは、スペクトル拡散通信用受信装置
を構成したものである。アンテナ12からの受信信号は
弾性表面波フィルタ9−1を回してローノイズアンプ7
−1に加えられる。アンプ7−1の出力は第2の弾性表
面波フィルタ9−2を介してミキサ8の一入力となる。
アンプ7−2と弾性表面波レゾネータ10は発信器を構
成し、発信器の一部は弾性表面波フィルタ9−3を介し
ててミキサ8の他の入力となる。入力端子15から加え
られるPN信号は弾性表面波共振器13に加えられる。
共振器13の信号は弾性表面波コンボルバ11に加えら
れ復号され、出力端子14より出力される。
FIG. 4 is a perspective view showing an embodiment of a surface acoustic wave function device according to the present invention. The surface acoustic wave function device of the present embodiment constitutes a receiver for spread spectrum communication. The received signal from the antenna 12 is turned by the surface acoustic wave filter 9-1 to the low noise amplifier 7.
It is added to -1. The output of the amplifier 7-1 becomes one input of the mixer 8 via the second surface acoustic wave filter 9-2.
The amplifier 7-2 and the surface acoustic wave resonator 10 constitute a transmitter, and a part of the transmitter becomes another input of the mixer 8 via the surface acoustic wave filter 9-3. The PN signal applied from the input terminal 15 is applied to the surface acoustic wave resonator 13.
The signal of the resonator 13 is applied to the surface acoustic wave convolver 11, decoded, and output from the output terminal 14.

【0019】上記弾性表面波機能デバイスの作成は次の
ように行われる。図2、図3によって説明した方法によ
って得られた弾性表面波機能デバイス用基板の単結晶S
iエピタキシャル成長膜2上にアンプ7−1、7−2、
ミキサ8等の半導体回路素子(Siデバイス)を従来知
られている半導体プロセスで構成する。この半導体プロ
セスにおいては、圧電基板1が露出している部分を常に
レジスト膜でコーティングして製造プロセスを進め、半
導体回路素子形成時の製造プロセスによって圧電基板1
に悪影響を与えないようにする。
The production of the above surface acoustic wave function device is performed as follows. Single crystal S of surface acoustic wave functional device substrate obtained by the method described with reference to FIGS.
The amplifiers 7-1 and 7-2 on the i-epitaxial growth film 2
A semiconductor circuit element (Si device) such as the mixer 8 is formed by a conventionally known semiconductor process. In this semiconductor process, the portion where the piezoelectric substrate 1 is exposed is always coated with a resist film to proceed with the manufacturing process.
Should not be adversely affected.

【0020】半導体回路素子を形成した後に弾性表面波
フィルタ9−1、9−2、9−3、弾性表面波レゾネー
タ10、弾性表面波コンボルバ11、弾性表面波共振器
13等の弾性表面波素子を圧電基板1上に形成する。こ
の場合半導体回路素子と弾性表面波素子の接続配線も同
時に行う。ここでも先工程と同様に半導体素子を形成し
た部分を常にレジストパターンでコーティングして保護
する。このように半導体素子部、弾性表面波素子部をそ
れぞれレジストパターンにより保護し製造プロセスを進
めることにより、通常のデバイス作製プロセスと同様の
方法で弾性表面波機能デバイスを作製することができ
る。ここで、上記実施例では半導体回路素子を先に形成
しているが、弾性表面波素子を先に形成してもよいこと
は言うまでもない。
After the semiconductor circuit elements are formed, surface acoustic wave devices such as surface acoustic wave filters 9-1, 9-2, 9-3, surface acoustic wave resonator 10, surface acoustic wave convolver 11, and surface acoustic wave resonator 13. Is formed on the piezoelectric substrate 1. In this case, connection wiring between the semiconductor circuit element and the surface acoustic wave element is performed at the same time. Here, as in the previous step, the portion where the semiconductor element is formed is always protected by coating with a resist pattern. As described above, the semiconductor element portion and the surface acoustic wave element portion are each protected by the resist pattern and the manufacturing process is advanced, so that a surface acoustic wave functional device can be manufactured by the same method as a normal device manufacturing process. Here, in the above embodiment, the semiconductor circuit element is formed first, but it goes without saying that the surface acoustic wave element may be formed first.

【0021】弾性表面波を発生させる圧電基板としてリ
チウムタンタレート、リチウムナイオベート基板を用い
ると、電気機械結合係数が大きいためRFフィルタや共
振器以外にコンボルバ、マッチトフィルタ等も通常のS
AWプロセスで実現できる。
When a lithium tantalate or lithium niobate substrate is used as a piezoelectric substrate for generating a surface acoustic wave, the electromechanical coupling coefficient is large.
It can be realized by the AW process.

【0022】[0022]

【発明の効果】本発明によれば水晶基板、リチウムタン
タレート基板、リチウムナイオベート基板等の圧電基板
上に結晶欠陥の極めて少ない単結晶Siエピタキシャル
成長膜を形成できることから、単結晶Siエピタキシャ
ル成長膜上にローノイズアンプ、ミキサ等のデバイス
が、また圧電基板上には弾性表面波フィルタ、弾性表面
波レゾネータ等の弾性表面波デバイスが良好な性能を持
って形成でき、RF回路等が1チップで実現可能となっ
た。従来はアルミナ、ガラスエポキシ基板上に個別部品
を実装して実現していたRF回路が1チップのデバイス
として作成出来る。素子の小型化、ひいては端末の小型
化に充分な効果を得ることが出来る。
According to the present invention, a single-crystal Si epitaxial growth film having very few crystal defects can be formed on a piezoelectric substrate such as a quartz substrate, a lithium tantalate substrate, or a lithium niobate substrate. Devices such as low-noise amplifiers and mixers, and surface acoustic wave devices such as surface acoustic wave filters and surface acoustic wave resonators on piezoelectric substrates can be formed with good performance, and RF circuits can be realized with one chip. became. An RF circuit conventionally implemented by mounting individual components on an alumina or glass epoxy substrate can be created as a one-chip device. A sufficient effect can be obtained for miniaturization of the element and, consequently, miniaturization of the terminal.

【0023】さらに組み合わせる基板を選択することに
より、多種多様な機能デバイスの1チップ化の可能性が
あり、将来の携帯情報端末等においては小型化の面で必
須のデバイスが実現できる。
Further, by selecting a board to be combined, there is a possibility that a variety of functional devices can be integrated into one chip, and in a future portable information terminal or the like, an indispensable device in terms of miniaturization can be realized.

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

【図1】本発明による弾性表面波機能デバイスの製造の
途中の一実施形態を示す斜視図
FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of a surface acoustic wave functional device according to the present invention during its production.

【図2】本発明による弾性表面波機能デバイスに使用す
る基板の製造方法の一実施形態を説明するための製造工
程図
FIG. 2 is a manufacturing process diagram for explaining an embodiment of a method of manufacturing a substrate used for a surface acoustic wave device according to the present invention.

【図3】本発明による弾性表面波機能デバイス用基板に
半導体回路素子をを形成する工程の一部を示す断面図
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a part of a process of forming a semiconductor circuit element on a surface acoustic wave function device substrate according to the present invention.

【図4】本発明による弾性表面波機能デバイスの一実施
形態の斜視図。
FIG. 4 is a perspective view of one embodiment of a surface acoustic wave function device according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…圧電基板、2…単結晶Siエピタキシャル成長膜、
3…Si基板、4…多孔質Si酸化膜、5…SiO
2膜、6…レジストパターン、7…ローノイズアンプ、
8…ミキサ、9…弾性表面波フィルタ、10…弾性表面
波レゾネータ、11…弾性表面波コンボルバ、12…ア
ンテナ、13…弾性表面波共振器、14…出力端子、1
5…入力端子。
1. Piezoelectric substrate, 2. Single crystal Si epitaxial growth film,
3 ... Si substrate, 4 ... porous Si oxide film, 5 ... SiO
2 film, 6: resist pattern, 7: low noise amplifier,
8 mixer, 9 surface acoustic wave filter, 10 surface acoustic wave resonator, 11 surface acoustic wave convolver, 12 antenna, 13 surface acoustic wave resonator, 14 output terminal, 1
5. Input terminal.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−211876(JP,A) 特開 平5−6883(JP,A) 特開 昭51−12780(JP,A) 特開 昭54−14137(JP,A) 特開 昭61−256714(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03H 9/25 H03H 3/08 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-7-211876 (JP, A) JP-A-5-6883 (JP, A) JP-A-51-12780 (JP, A) JP-A-54-1979 14137 (JP, A) JP-A-61-256714 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H03H 9/25 H03H 3/08

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】第1面を有する圧電基板の前記第1面に第
1のSiO 2 層を形成する第1工程と、 第2面と前記第2面の裏面である第3面を有するSi基
板の前記第2面を陽極酸化させ第2のSiO 2 層を形成
する第2工程と、 前記第2工程において前記第2面に形成された前記第2
のSiO 2 層に、エピタキシャル成長法により単結晶S
i層を形成する第3工程と、 前記第1工程を経て、前記第1のSiO 2 層を形成され
た前記圧電基板の前記第1面と、前記第3工程を経て単
結晶Si層を形成された前記第2面とを400℃以下の
温度で加熱することにより貼り合わせる第4工程と、 前記単結晶Si層と前記圧電基板の前記第1面を露出さ
せ、前記単結晶Si層面、圧電基板の前記第1面に、そ
れぞれ半導体回路素子、弾性表面波素子を形成し、前記
半導体回路素子と前記弾性表面波素子との接続配線を行
う第5工程とを備えた弾性表面波機能デバイスの製造方
法。
A first surface of the piezoelectric substrate having a first surface;
A first step of forming one SiO 2 layer, and a Si-based layer having a second surface and a third surface which is a back surface of the second surface.
Anodizing the second surface of the plate to form a second SiO 2 layer
And a second step formed on the second surface in the second step.
Single crystal S on the SiO 2 layer of
Through the third step of forming an i-layer and the first step, the first SiO 2 layer is formed.
Through the first surface of the piezoelectric substrate,
The second surface on which the crystalline Si layer is formed
A fourth step of bonding by heating at a temperature, and exposing the single-crystal Si layer and the first surface of the piezoelectric substrate.
The surface of the single crystal Si layer and the first surface of the piezoelectric substrate.
Forming a semiconductor circuit element and a surface acoustic wave element, respectively,
The connection wiring between the semiconductor circuit element and the surface acoustic wave element is performed.
Method for manufacturing a surface acoustic wave functional device having a fifth step
Law.
【請求項2】請求項1記載の製造方法において、前記第
5工程が、 前記第4工程により貼り合わされた基板の前記Si基板
の前記第3面から前記第2のSiO 2 層が露出するまで
研磨する第6工程とを備えた弾性表面波機能デバイスの
製造方法。
2. The manufacturing method according to claim 1, wherein
5 steps are the Si substrate of the substrate bonded in the 4th step
Until the second SiO 2 layer is exposed from the third surface.
Polishing the surface acoustic wave functional device, comprising:
Production method.
【請求項3】請求項2記載の製造方法において、前記第
5工程が、 前記第2のSiO 2 層を前記単結晶Si層が露出するま
で選択性化学エッチングによる溶解もしくは研磨を行う
第7工程とを備えた弾性表面波機能デバイスの製造方
法。
3. The manufacturing method according to claim 2, wherein
The fifth step is to remove the second SiO 2 layer until the single crystal Si layer is exposed.
Dissolve or polish by selective chemical etching
Method for manufacturing surface acoustic wave functional device having seventh step
Law.
【請求項4】請求項3記載の製造方法において、前記第
5工程が、 前記第7工程により露出した単結晶Si層の少なくとも
一部を残しエッチングし圧電基板の前記第1面を露出さ
せる第8工程とを備えた弾性表面波機能デバイ スの製造
方法。
4. The method according to claim 3, wherein
The fifth step is that at least the single-crystal Si layer exposed in the seventh step is
Partially etched to expose the first surface of the piezoelectric substrate
Manufacture of a surface acoustic wave functional device comprising an eighth step of
Method.
【請求項5】請求項4記載の製造方法において、前記第
5工程が、 前記第8工程により得られた基板の単結晶Si層面、圧
電基板の前記第1面に、それぞれ半導体回路素子と弾性
表面波素子を形成し、前記半導体回路素子と前記弾性表
面波素子との接続配線を行う第9工程とを備えた弾性表
面波機能デバイスの製造方法。
5. The manufacturing method according to claim 4, wherein
The fifth step is a step in which the surface of the single crystal Si layer of the substrate obtained in the eighth step is pressed.
A semiconductor circuit element and an elastic member are respectively provided on the first surface of the circuit board.
Forming a surface acoustic wave element, the semiconductor circuit element and the elastic table
A ninth step of performing connection wiring with the surface wave element.
Manufacturing method of surface wave functional device.
【請求項6】請求項1記載の前記第3工程の前処理工程
として、 2 熱処理を行い、ついでHF処理を行う工程とを備え
た弾性表面波機能デバイスの製造方法。
6. The pre-processing step of the third step according to claim 1.
Performing a H 2 heat treatment and then performing an HF treatment.
Of manufacturing a surface acoustic wave functional device.
【請求項7】第1面を有する圧電基板の前記第1面に第
1のSiO 2 層を形成する第1工程と、 第2面と前記第2面の裏面である第3面を有するSi基
板の前記第2面を陽極酸化させ第2のSiO 2 層を形成
する第2工程と、 前記第2工程において前記第2面に形成された前記第2
のSiO 2 層に、エピタキシャル成長法により単結晶S
i層を形成する第3工程と、 前記第1工程を経て、前記第1のSiO 2 層を形成され
た前記圧電基板の前記第1面と、前記第3工程を経て単
結晶Si層を形成された前記第2面とを40℃以下の温
度で加熱することにより貼り合わせる第4工程と、 前記第4工程により貼り合わされた基板の前記Si基板
の前記第3面側から前記第2のSiO 2 層が露出するま
で研磨する第5工程と、 前記第2のSiO 2 層を前記単結晶Si層が露出するま
で選択性化学エッチングによる溶解もしくは研磨を行う
第6工程とを備えた弾性表面波機能デバイス用基板の製
造方法。
7. A piezoelectric substrate having a first surface, the first surface of which is provided on the first surface.
A first step of forming one SiO 2 layer, and a Si-based layer having a second surface and a third surface which is a back surface of the second surface.
Anodizing the second surface of the plate to form a second SiO 2 layer
And a second step formed on the second surface in the second step.
Single crystal S on the SiO 2 layer of
Through the third step of forming an i-layer and the first step, the first SiO 2 layer is formed.
Through the first surface of the piezoelectric substrate,
A temperature of 40 ° C. or less is applied to the second surface on which the crystalline Si layer is formed.
A fourth step of bonding by heating at a temperature, and the Si substrate of the substrate bonded by the fourth step
Until the second SiO 2 layer is exposed from the third surface side.
And polishing the second SiO 2 layer until the single crystal Si layer is exposed.
Dissolve or polish by selective chemical etching
Manufacturing of a substrate for a surface acoustic wave function device having a sixth step
Construction method.
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