JP4468436B2

JP4468436B2 - 弾性波デバイスおよびその製造方法

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Publication number: JP4468436B2
Application number: JP2007333138A
Authority: JP
Inventors: 慶二津田; 丈児木村; 俊一相川
Original assignee: Fujitsu Media Devices Ltd
Current assignee: Fujitsu Media Devices Ltd
Priority date: 2007-12-25
Filing date: 2007-12-25
Publication date: 2010-05-26
Anticipated expiration: 2027-12-25
Also published as: US8004160B2; JP2009159124A; US20090160290A1

Description

本発明は、弾性波デバイスおよびその製造方法に関し、より詳細には樹脂部を有する弾性波デバイスおよびその製造方法に関する。

弾性波デバイスとして、圧電基板の表面に形成した櫛型電極からなるＩＤＴ（Interdigital Transducer）を備え、この櫛型電極に電力を印加することで励振した弾性波を用いる弾性表面波デバイスが用いられている。弾性表面波デバイス等の弾性波デバイスは、無線信号を処理する各種回路、例えば送信用バンドパスフィルタ、受信用バンドパスフィルタやアンテナ共用器等に広く用いられている。

弾性波デバイスを小型化するため、パッケージを弾性波素子のサイズまで小型化するＷＬＰ（ウエハレベルパッケージ）技術が開発されている。特許文献１の図１を参照に、ウエハ状の圧電基板１０上にＩＤＴ１２および電極パッド１３が形成されている。電極パッド１３上に貫通孔を有するように、圧電基板１０上に第１および第２の絶縁層が形成されている。これにより、絶縁層の表面側から貫通孔を介しＩＤＴ１２に電気的に接続させることができる。
特開２００６−３５２４３０号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術によれば、樹脂部である第１絶縁層と電極パッドとの密着性がよくないという課題がある。

本発明は、上記課題に鑑みなされてものであり、樹脂部と電極パッドとの密着性を向上させることを目的とする。

本発明は、基板と、前記基板上に形成された弾性波素子と、前記基板上に設けられ、前記弾性波素子と電気的に接続し、Ａｕ膜と前記Ａｕ膜上に接し形成され開口部を有する密着膜とを含む電極パッドと、前記弾性波素子および前記電極パッドを覆うように前記基板上に設けられ、前記電極パッド表面を露出するように形成された貫通孔を有する樹脂部と、前記貫通孔内に設けられ前記密着膜の前記開口部を介し前記Ａｕ膜と接触するメタルポストと、前記密着膜と前記樹脂部との間に、前記密着膜と前記樹脂部と接触するＳｉ化合物膜と、を具備し、前記密着膜は、前記Ａｕ膜と前記樹脂部との間に設けられていることを特徴とする弾性波デバイスである。本発明によれば、メタルポストがＡｕ膜に接触しているため、メタルポストと電極パッドとの間の接触抵抗を低減させることができる。また、電極パッドがＡｕ膜を含んでいるため、メタルポストと弾性波素子との間の抵抗を低減させることができる。さらに、Ａｕ膜と樹脂部との間に密着膜が設けられているため、Ａｕ膜と樹脂部との密着性を向上させることができる。

上記構成において、前記密着膜の前記開口部は前記樹脂部の前記貫通孔により画定されている構成とすることができる。この構成によれば、Ａｕ膜と樹脂部との密着性をより向上させることができる。

上記構成において、前記密着膜は前記Ａｕ膜の側面を被覆している構成とすることができる。この構成によれば、弾性波素子とＡｕ膜との電池効果を抑制することができる。

上記構成において、前記電極パッドの最下層は前記弾性波素子のＩＤＴと同じ材料からなる構成とすることができる。この構成によれば、製造工程を簡略化することができる。

上記構成において、前記密着膜はＴｉ膜である構成とすることができる。また、上記構成において、前記Ｓｉ化合物膜は、酸化シリコン膜または窒化シリコン膜である構成とすることができる。

上記構成において、前記樹脂部は、前記弾性波素子の励振領域上に空洞部を有する構成とすることができる。また、上記構成において、前記樹脂部は、前記弾性波素子の励振領域上に空洞部を形成するための開口部を有する第１樹脂膜と、前記空洞部を覆うように形成された第２樹脂膜と、を有する構成とすることができる。

本発明は、基板上に形成され、前記基板上に形成された弾性波素子と電気的に接続し、Ａｕ膜とＡｕ膜上に形成され開口部を有する密着膜とを含む電極パッドを形成する工程と、前記密着膜上にＳｉ化合物膜を形成する工程と、前記基板上に、前記弾性波素子および前記電極パッドを覆うように、かつ前記電極パッド表面を露出するように形成された貫通孔を有する樹脂部を形成する工程と、前記貫通孔内に設けられ前記密着膜の前記開口部を介し前記Ａｕ膜と接触するメタルポストを形成する工程と、を有し、前記樹脂部を形成する工程は、前記密着膜が前記Ａｕ膜と前記樹脂部との間に設けられ、かつ前記Ｓｉ化合物膜が前記密着膜と前記樹脂部との間に、前記密着膜と前記樹脂部と接触するように前記樹脂部を形成する工程であることを特徴とする弾性波デバイスの製造方法である。本発明によれば、Ａｕ膜と樹脂部との間に密着膜が設けられているため、Ａｕ膜と樹脂部との密着性を向上させることができる。

上記構成において、前記密着膜の開口部は前記貫通孔を介し形成される構成とすることができる。この構成によれば、Ａｕ膜と樹脂部との密着性をより向上させることができる。

本発明によれば、メタルポストがＡｕ膜に接触しているため、メタルポストと電極パッドとの間の接触抵抗を低減させることができる。また、電極パッドがＡｕ膜を含んでいるため、メタルポストと弾性波素子との間の抵抗を低減させることができる。さらに、Ａｕ膜と樹脂部との間に密着膜が設けられているため、Ａｕ膜と樹脂部との密着性を向上させることができる。

以下、図面を参照に本発明の実施例について説明する。

図１（ａ）は実施例１に係る弾性波デバイスの平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ断面図である。図１（ａ）および図１（ｂ）を参照に、ＬｉＮｂＯ_３基板またはＬｉＴａＯ_３基板等の圧電基板１０上に、例えばＣｕを１％含有したＡｌ等の金属膜からなる櫛型電極１２ａおよび反射器１２ｂ等の弾性波素子１２が形成されている。さらに、弾性波素子１２と同じ金属膜からなる配線１４が形成されている。圧電基板１０上に、配線１４を介し弾性波素子１２に電気的に接続する電極パッド２０が形成されている。電極パッド２０は、下から順に、配線１４と同じ金属膜からなる最下層１４ａ、Ｔｉ等の密着性のよい金属からなる密着膜２２、Ａｕ膜２４、およびＴｉ等の密着性のより金属からなる密着膜２６の４層の積層により形成されている。

弾性波素子１２および配線１４上には、例えば酸化シリコン膜または窒化シリコン膜等のＳｉ化合物膜からなる保護膜１６および保護膜１８が形成されている。保護膜１６と１８とは保護膜としての機能以外に、弾性波素子１２の周波数調整の機能も有している。すなわち、弾性波素子１２は、保護膜１６と１８とのトータルの膜厚により、所望の周波数において共振するように設計されている。

弾性波素子１２および電極パッド２０を覆うように圧電基板１０上に、第１樹脂膜３２、第２樹脂膜３４および第３樹脂膜３６からなる樹脂部３０が形成されている。樹脂部３０のうち、弾性波素子１２の弾性波が励振する励振領域（ＩＤＴおよび反射器）上には空洞部３８が形成されている。ここで、樹脂部３０には、電極パッド２０を露出するように貫通孔が設けられ、貫通孔内にメタルポスト４０が形成されている。メタルポスト４０上には、例えばＳｎＡｇＣｕからなる半田ボールが形成されている。密着膜２６には開口部か設けられ、メタルポスト４０は、密着膜２６の開口部を介し電極パッド２０内のＡｕ膜２４と接触している。

図２（ａ）から図３（ｄ）を参照に、実施例１に係る弾性波デバイスの製造方法について説明する。図２（ａ）を参照に、圧電基板１０上に、弾性波素子１２および配線１４を蒸着法およびリフトオフ法を用い形成する。弾性波素子１２および配線１４を覆うように保護膜１６を例えばスパッタ法を用い形成する。図２（ｂ）を参照に、電極パッド２０の一部を形成する領域の保護膜１６をドライエッチングにより除去する。上記領域に密着膜２２、Ａｕ膜２４および密着膜２６を蒸着法およびリフトオフ法を用い形成する。これにより、最下層１４ａ、密着膜２２、Ａｕ膜２４および密着膜２６からなる電極パッド２０が形成される。

図２（ｃ）を参照に、例えばスパッタ法を用い保護膜１６および電極パッド２０上に保護膜１８を形成する。図２（ｄ）を参照に、圧電基板１０上に、エポキシ系感光性ネガレジストを膜厚が３０μｍとなるように塗布する。露光現像することにより、電極パッド２０上に貫通孔５２、弾性波素子１２の励振領域上に開口部５０を有するように、第１樹脂膜３２を形成する。

図３（ａ）を参照に、第１樹脂膜３２上に膜厚が約３０μｍのエポキシ系感光性ネガレジストをテンティング法を用い形成する。露光現像を行うことにより、第１樹脂膜３２の貫通孔と連通する貫通孔５２を有する第２樹脂膜３４を形成する。これにより、第１樹脂膜３２の開口部５０は、励振領域上の空洞部３８となる。図３（ｂ）を参照に、第２樹脂膜３４をマスクに貫通孔５２下の保護膜１８および密着膜２６をドライエッチングする。これにより、保護膜１８および密着膜２６に開口部５４が形成され、Ａｕ膜２４の表面が露出する。

図３（ｃ）を参照に、第２樹脂膜３４上に膜厚が約３０μｍのエポキシ系感光性ネガレジストをテンティング法を用い形成する。露光現像を行うことにより、第１樹脂膜３２および第２樹脂膜３４の貫通孔と連通する貫通孔５２を有する第３樹脂膜３６を形成する。第１樹脂膜３２、第２樹脂膜３４および第３樹脂膜３６から樹脂部３０が形成される。図３（ｄ）を参照に、貫通孔５２内に例えばＡｕ等の金属からなるメタルポスト４０をめっき法を用い形成する。メタルポスト４０上にペースト状のＳｎＡｇＣｕ半田を印刷法を用い形成する。リフローし半田ボール４４を形成する。樹脂部３０および圧電基板１０をダイシング法を用い切断する。以上により実施例１に係る弾性波デバイスが完成する。

図４は、実施例１に係る弾性波デバイスの製造方法の図３（ｃ）における図１のＢ−Ｂ断面に相当する断面図である。図４を参照に、電極パッド２０の中央部においては樹脂部３０に形成された貫通孔５２並びに保護膜１８および密着膜２６に形成された開口部５４を介しＡｕ膜２４が露出している。電極パッド２０の周辺領域においては、Ａｕ膜２４上に密着膜２６、密着膜２６上に保護膜１８、保護膜１８上に樹脂部３０が設けられている。

図５（ａ）および図５（ｂ）は、それぞれ比較例１および比較例２の断面図である。図５（ａ）を参照に、比較例１においては、電極パッド２０の周辺領域においてＡｕ膜２４上に直接樹脂部３０が形成されている。図５（ｂ）を参照に、比較例２においては、電極パッド２０の周辺領域においてＡｕ膜２４上に直接保護膜１８が形成され、保護膜１８上に樹脂部３０が形成されている。

図４から図５（ｂ）を参照に、実施例１、比較例１および比較例２はいずれもＡｕ膜２４が露出している。よって、図３（ｄ）において、メタルポルト４０はＡｕ膜２４に接触するように形成される。Ａｕ膜２４表面は酸化されにくいため、メタルポスト４０を形成する際、電極パッド２０上に安定にメタルポスト４０を形成することができ、メタルポスト４０と電極パッド２０との間の接触抵抗を低減することができる。さらに、Ａｕ膜２４を用いているため、配線１４とメタルポスト４０との間の抵抗も低減することができる。

しかしながら、比較例１においては、図５（ａ）のように、電極パッド２０の周辺領域において、Ａｕ膜２４上に直接樹脂部３０が接触している。Ａｕ膜２４と樹脂部３０との界面Ａの密着性はよくない。このため、樹脂部３０が剥がれやすくなる。また、例えばメタルポスト４０を形成する際に、めっき液がＡｕ膜２４と樹脂部３０との間に侵入してしまう。

比較例２においては、図５（ｂ）のように、電極パッド２０の周辺領域において、Ａｕ膜２４上に直接保護膜１８が接触している。また、保護膜１８上に直接樹脂部３０が設けられている。比較例２によれば、保護膜１８上に直接樹脂部３０が接触している。Ｓｉ化合物である保護膜１８とエポキシ樹脂等の有機膜である樹脂部３０との密着性は良好である。このため、保護膜１８と樹脂部３０との界面Ｃの密着性を向上させることができる。しかしながら、Ａｕ膜２４と保護膜１８との界面Ｂの密着性はよくない。よって、比較例１と同様に、めっき液がＡｕ膜２４と保護膜１８との界面Ｂに侵入してしまう。

図４を参照に、実施例１においては、密着膜２６は、Ａｕ膜２４と樹脂部３０との間に、Ａｕ膜２４に接し形成されている。Ｔｉ等の金属とＡｕ膜２４との密着性は良好である。したがって、密着膜２６とＡｕ膜２４と界面Ｄの密着性を向上させることができる。よって、Ａｕ膜２４上面における樹脂部３０との密着性を向上させることができ、例えば、メタルポスト４０を形成する際に、めっき液がＡｕ膜２４の上面に侵入することを抑制することができる。Ａｕ膜２４との密着性を向上させるため、密着膜２６はＴｉであることが好ましい。

また、Ｓｉ化合物膜である保護膜１８が密着膜２６と樹脂部３０との間に形成され、密着膜２６と樹脂部３０とに接触している。Ｔｉ等の金属と酸化シリコン膜や窒化シリコン膜等のＳｉ化合物膜である保護膜１８との界面Ｅの密着性は良好である。また、保護膜１８と樹脂部３０との界面Ｆの密着性は良好である。よって、各膜の剥がれ等を抑制することができる。密着膜２６との密着性、樹脂部３０との密着性を向上させるためには、保護膜１８は酸化シリコン膜または窒化シリコン膜であることが好ましい。

保護膜１６は、図２（ｂ）において、密着膜２２、Ａｕ膜２４および密着膜２６を形成する際に、弾性波素子１２を保護する膜である。保護膜１８を設けず、図２（ｄ）において、第１樹脂膜３２を形成しようとすると、第１樹脂膜３２と保護膜１６との密着性が低下してしまう。また、開口部５０および貫通孔５２を形成する際に、保護膜１６上に第１樹脂膜３２となるべきレジストが残存してしまう。これらは、密着膜２２、Ａｕ膜２４および密着膜２６を形成する際のリフトオフ工程後のアッシングにより、保護膜１６の表面にダメージが与えられているためである。実施例１によれば、保護膜１８を保護膜１６上に形成しているため、保護膜１８の表面にはダメージが与えられていない。よって、第１樹脂膜３２と保護膜１６との密着性の向上やレジストの残存の抑制を行うことができる。

図３（ｂ）のように、密着膜２６の開口部５４は貫通孔５２を介し形成される。これにより、密着膜２６の開口部５４は樹脂部３０の貫通孔５２により画定される。よって、図３（ｄ）において、貫通孔５２内に形成されるメタルポスト４０はＡｕ膜２４と接触することができる。また、貫通孔５２以外の電極パッド２０の周辺領域においては、密着膜２６をＡｕ膜２４と樹脂部３０との間に設けることができる。よって、Ａｕ膜２４と樹脂部３０との密着性を向上させることができる。

さらに、図１（ｂ）のように、電極パッド２０の最下層１４ａは弾性波素子１２のＩＤＴと同じ材料からなることが好ましい。これにより、図２（ａ）のように、ＩＤＴと最下層１４ａを同時に形成することができ、製造工程を簡略化することができる。

実施例２は、密着膜がＡｕ膜の側面を覆う例である。図６は、実施例２に係る弾性波デバイスの図１（ａ）のＢ−Ｂ断面に相当する断面図である。図６を参照に、例えばＴｉからなる密着膜２６ａがＡｕ膜２４の側面を完全に被覆している。これにより、配線１４や弾性波素子１２を構成する金属膜（例えばＡｌ）とＡｕ膜２４との電池効果を抑制することができる。

実施例３は樹脂部３０が第１樹脂膜３２と第２樹脂膜３４とから形成される例である。図７は、実施例３に係る弾性波デバイス断面図である。図７を参照に、実施例１の図１（ｂ）と比較し、第３樹脂膜３６が設けられていない。このように、樹脂部３０は２層の樹脂膜から形成されていてもよい。

実施例１から実施例３のように、樹脂部３０は、弾性波素子１２の励振領域分上に空洞部３８を有することが好ましい。励振領域は弾性波が励振する領域であり、弾性表面波素子ではＩＤＴおよび反射器、ＦＢＡＲ（Film Bulk Acoustic Resonator）では、圧電薄膜を上部電極と下部電極とで挟んだ共振領域である。励振振域が樹脂部３０で覆われると、弾性波は励振することができない。よって、励振領域分上に空洞部３８を有することが好ましい。弾性波素子としてＦＢＡＲを使用する場合は、基板は圧電基板ではなく、例えばシリコン基板、ガラス基板、サファイア基板等を用い、基板上に圧電薄膜が形成される。

また、樹脂部３０を形成する際に、図２（ｄ）のように、第１樹脂膜３２は、弾性波素子１２の励振領域上に空洞部３８を形成するための開口部５０を有し、図３（ａ）のように、第２樹脂部３４は、空洞部３８を覆うように形成されることが好ましい。これにより、励振領域上に間単に空洞部３８を形成することができる。

弾性波素子が例えば弾性境界波素子の場合、励振領域上の空洞部３８は不要である。この場合、樹脂部３０は１層の樹脂膜で形成されていてもよい。

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

図１（ａ）は実施例１に係る弾性表面波デバイスの平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ断面図である。図２（ａ）から図２（ｄ）は、実施例１に係る弾性表面波デバイスの製造工程を示す断面図（その１）である。図３（ａ）から図３（ｄ）は、実施例１に係る弾性表面波デバイスの製造工程を示す断面図（その２）である。図４は、実施例１の電極パッド付近の拡大図である。図５（ａ）および図５（ｂ）は、それぞれ比較例１および比較例２に係る弾性表面波デバイスの断面図である。図６は実施例２に係る弾性表面波デバイスの断面図である。図７は実施例３に係る弾性表面波デバイスの断面図である。

符号の説明

１０圧電基板
１２弾性波素子
１４配線
１４ａ最下層
１６、１８保護膜
２０電極パッド
２２、２６密着膜
３０樹脂部
３２第１樹脂膜
３４第２樹脂膜
３６第３樹脂膜
３８空洞部
４０メタルポスト
４４半田ボール
５２貫通孔
５４開口部

Claims

基板と、
前記基板上に形成された弾性波素子と、
前記基板上に設けられ、前記弾性波素子と電気的に接続し、Ａｕ膜と前記Ａｕ膜上に接し形成され開口部を有する密着膜とを含む電極パッドと、
前記弾性波素子および前記電極パッドを覆うように前記基板上に設けられ、前記電極パッド表面を露出するように形成された貫通孔を有する樹脂部と、
前記貫通孔内に設けられ前記密着膜の前記開口部を介し前記Ａｕ膜と接触するメタルポストと、
前記密着膜と前記樹脂部との間に、前記密着膜と前記樹脂部と接触するＳｉ化合物膜と、
を具備し、
前記密着膜は、前記Ａｕ膜と前記樹脂部との間に設けられていることを特徴とする弾性波デバイス。
前記密着膜の前記開口部は前記樹脂部の前記貫通孔により画定されていることを特徴とする請求項１記載の弾性波デバイス。
前記密着膜は前記Ａｕ膜の側面を被覆していることを特徴とする請求項１または２記載の弾性波デバイス。
前記電極パッドの最下層は前記弾性波素子のＩＤＴと同じ材料からなることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載の弾性波デバイス。
前記密着膜はＴｉ膜であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載の弾性波デバイス。
前記Ｓｉ化合物膜は、酸化シリコン膜または窒化シリコン膜であることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項記載の弾性波デバイス。
前記樹脂部は、前記弾性波素子の励振領域上に空洞部を有することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項記載の弾性波デバイス。
前記樹脂部は、前記弾性波素子の励振領域上に空洞部を形成するための開口部を有する第１樹脂膜と、前記空洞部を覆うように形成された第２樹脂膜と、を有することを特徴とする請求項１から７のいずれか一項記載の弾性波デバイス。
基板上に形成され、前記基板上に形成された弾性波素子と電気的に接続し、Ａｕ膜とＡｕ膜上に形成され開口部を有する密着膜とを含む電極パッドを形成する工程と、
前記密着膜上にＳｉ化合物膜を形成する工程と、
前記基板上に、前記弾性波素子および前記電極パッドを覆うように、かつ前記電極パッド表面を露出するように形成された貫通孔を有する樹脂部を形成する工程と、
前記貫通孔内に設けられ前記密着膜の前記開口部を介し前記Ａｕ膜と接触するメタルポストを形成する工程と、を有し、
前記樹脂部を形成する工程は、前記密着膜が前記Ａｕ膜と前記樹脂部との間に設けられ、かつ前記Ｓｉ化合物膜が前記密着膜と前記樹脂部との間に、前記密着膜と前記樹脂部と接触するように前記樹脂部を形成する工程であることを特徴とする弾性波デバイスの製造方法。
前記密着膜の開口部は前記貫通孔を介し形成されることを特徴とする請求項９記載の弾性波デバイスの製造方法。