DE10146655A1 - Oberflächenakustikwellenvorrichtung - Google Patents
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Abstract
Offenbart wird eine Oberflächenakustikwellenvorrichtung mit einem piezoelektrischen Substrat; einer Elektrodeneinheit, die auf dem piezoelektrischen Substrat gebildet ist, welche Elektrodeneinheit eine Steuerelektrodeneinheit zum Erzeugen von akustischen Oberflächenwellen und eine Außenverbindungselektrodeneinheit enthält; einer elektrisch leitfähigen Elektrodenschutzeinheit zum Bedecken der Steuerelektrodeneinheit, wobei ein Hohlraum zwischen ihnen vorhanden ist, welche Elektrodenbedeckungseinheit auf dem piezoelektrischen Substrat unter Einsatz einer Filmbildungstechnik gebildet ist; einer elektrisch leitfähigen Säule, die auf der Außenverbindungselektrodeneinheit gebildet ist; und einem Außenverbindungsanschluß, der am Ende der elektrisch leitfähigen Säule gebildet ist, bei der das piezoelektrische Substrat mit Ausnahme des Außenverbindungsanschlusses und der Elektrodenschutzeinheit durch ein Harz abgedichtet ist.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen eine
Oberflächenakustikwellen-[surface acoustic wave (SAW)]-
Vorrichtung, und im besonderen eine Oberflächenakustikwel
lenvorrichtung, die bei einem Waferprozeß verpackt werden
kann.
Mobile Kommunikationsvorrichtungen wie etwa Funktele
fone und schnurlose Telefone finden einhergehend mit dem
jüngsten Fortschritt hin zur Miniaturisierung und Leichtig
keit von elektronischen Vorrichtungen schnell breite Verwen
dung. Für eine Hochfrequenzschaltung einer Funkkommunikati
onsschaltung, die in solchen mobilen Kommunikationsvorrich
tungen enthalten ist, wird eine Vielzahl von elektronischen
Vorrichtungen verwendet, die mit Filterelementen versehen
sind.
Zum Zweck der Realisierung der Miniaturisierung und
Leichtigkeit werden besonders Oberflächenakustikwellen-
(SAW)-Elemente als Filterelemente verwendet. Fig. 1 ist ein
schematisches Diagramm, das eine herkömmliche Oberflächen
akustikwellenvorrichtung mit einem Oberflächenakustikwellen
element und deren Verdrahtungsverbindungsstruktur zum Ver
binden des Oberflächenakustikwellenelementes mit Außenver
bindungsanschlüssen im Schnitt zeigt.
Eine Packung für die Oberflächenakustikwellenvorrich
tung ist aus einer mehrschichtigen Keramikpackung 100 und
einer Metallkappe 101 konstruiert. Das Oberflächenakustik
wellenelement 104 haftet durch ein elektrisch leitfähiges
Harz 105 auf der oberen Seite eines Substrates 103, das im
Inneren der Packung angeordnet ist, wobei Eingangs- und
Ausgangsanschlüsse des Oberflächenakustikwellenelementes 104
über Aluminiumdrähte 106 mit einem Erdanschluß elektrisch
verbunden sind. Die Rückseite des Substrates 103 ist mit
einem Außenverbindungsanschluß 107 versehen.
Fig. 2 zeigt die Struktur einer anderen herkömmlichen
Oberflächenakustikwellenvorrichtung, bei der das Oberflä
chenakustikwellenelement 104 durch Verbindungshöcker 108 mit
dem Substrat 103 verbunden ist, das auf dem Boden der Pac
kung angeordnet ist, um eine physikalische Befestigung und
elektrische Verbindungsverdrahtung vorzusehen.
So sind in der in Fig. 1 und 2 gezeigten Struktur beide
elektrische Verdrahtungen (die Aluminiumdrähte 106 in Fig. 1
und die Verbindungshöcker 108 in Fig. 2) im Inneren der
Keramikpackung 100 gebildet.
Die Kappe 101 hat ein Abdichtungsmaterial 109, das in
einer Zone gebildet ist, die mit der Keramikpackung 100 in
Kontakt ist. Dadurch wird eine hermetische Abdichtung zwi
schen der Keramikpackung 100 und der Kappe 101 vorgesehen,
so daß im Inneren der Packung eine Luftundurchlässigkeit
beibehalten wird.
Um eine Miniaturisierung der Oberflächenakustikwellen
vorrichtung zu erreichen, kann somit bei der in Fig. 1 und 2
gezeigten Struktur der Raum, der für die Aluminiumdrahtver
bindung und die hermetische Abdichtungsstruktur zwischen der
Packung 100 und der Kappe 101 verwendet wird, nicht igno
riert werden.
Die Herstellungsprozedur enthält das Bilden einer Elek
trodenverdrahtung auf einem Wafer mit piezoelektrischem
Substrat durch Mustern und danach das Zerschneiden und
Trennen des Wafers in Chipelemente, um dadurch individuelle
Oberflächenakustikwellen-(SAW)-Elemente 104 zu erhalten.
Die zerschnittenen Chipelemente werden auf die Packung
100 montiert, die dann zur Abdichtung mit der Kappe 101
versehen wird, um eine Oberflächenakustikwellenvorrichtung
zu erhalten. Aus diesem Grund stellen die Kosten für die
Kappe 101 einen Faktor dar, der den Produktpreis der Ober
flächenakustikwellenvorrichtung außerordentlich beeinflußt.
Im Gegensatz dazu ist auch eine andere Technik bekannt, bei
der die Packung in dem Zustand eines Wafers gebildet wird
(japanische offengelegte Patentveröffentlichung Nr. 2000-
261285).
Bei der Technik, die in der japanischen offengelegten
Patentveröffentlichung Nr. 2000-261285 beschrieben ist,
werden Elektroden auf einem Wafer mit piezoelektrischem
Substrat durch Mustern gebildet, und ein Abdeckungsbildungs
glied wird aus einem Wafer mit separatem und unabhängigem
Substrat gebildet. Das Abdeckungsbildungsglied wird dann auf
den Wafer mit piezoelektrischem Substrat laminiert, auf dem
durch Mustern die Elektroden gebildet wurden, um dadurch
eine Oberflächenakustikwellenvorrichtung zu erhalten, die
die Funktion eines Oberflächenakustikwellenelementes hat.
Durch solch eine Technik, die in der obigen offengeleg
ten Patentveröffentlichung offenbart ist, wird jedoch der
Miniaturisierung der Oberflächenakustikwellenvorrichtung
auch eine Begrenzung auferlegt, und sie erfordert das
separate Vorsehen des Abdeckungsbildungsgliedes, was hin
sichtlich der Anzahl von Herstellungsschritten nachteilig
sein kann. Dies führt zu einer Erhöhung des Preises der
Vorrichtung.
Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der Probleme
erdacht, die der Stand der Technik mit sich bringt. Deshalb
ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Oberflächenakustikwellenvorrichtung
mit leichtem Gewicht und in
Chipgröße vorzusehen.
Ein anderes Ziel ist es, eine Oberflächenakustikwellen
vorrichtung vorzusehen, die bis zum Verpacken im Zustand
eines Wafers mit piezoelektrischem Substrat durch eine
kleinere Anzahl von Schritten hergestellt werden kann.
Um die obigen Ziele zu erreichen, ist gemäß einem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Oberflächen
akustikwellenvorrichtung vorgesehen, die ein piezoelektri
sches Substrat umfaßt; eine Steuerelektrodeneinheit, die auf
dem piezoelektrischen Substrat gebildet ist, zum Erzeugen
von akustischen Oberflächenwellen; und eine elektrisch
leitfähige Elektrodenschutzeinheit zum Bedecken der Steuer
elektrodeneinheit, wobei ein Hohlraum zwischen ihnen vorhan
den ist, bei der die Elektrodenschutzeinheit auf dem piezo
elektrischen Substrat unter Einsatz einer Filmbildungstech
nik gebildet ist.
Um die obigen Ziele zu erreichen, ist gemäß einem zwei
ten Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Oberflächenaku
stikwellenvorrichtung vorgesehen, die ein piezoelektrisches
Substrat umfaßt; eine Elektrodeneinheit, die auf dem piezo
elektrischen Substrat gebildet ist, welche Elektrodeneinheit
eine Steuerelektrodeneinheit zum Erzeugen von akustischen
Oberflächenwellen und eine Außenverbindungselektrodeneinheit
enthält; eine elektrisch leitfähige Elektrodenschutzeinheit
zum Bedecken der Steuerelektrodeneinheit, wobei ein Hohlraum
zwischen ihnen vorhanden ist, welche Elektrodenschutzeinheit
auf dem piezoelektrischen Substrat unter Einsatz einer
Filmbildungstechnik gebildet ist; eine elektrisch leitfähige
Säule, die auf der Außenverbindungselektrodeneinheit gebil
det ist; und einen Außenverbindungsanschluß, der am Ende der
elektrisch leitfähigen Säule gebildet ist, bei der das
piezoelektrische Substrat mit Ausnahme des Außenverbindungsanschlusses
und der Elektrodenschutzeinheit durch ein Harz
abgedichtet ist.
Um die obigen Ziele zu erreichen, ist gemäß einem drit
ten Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum
Herstellen einer Oberflächenakustikwellenvorrichtung vorge
sehen, mit den Schritten zum Bilden einer Steuerelektrode,
die die Funktion eines Oberflächenakustikwellenelementes
hat, auf einem Wafer mit piezoelektrischem Substrat; Be
schichten einer oberen Zone der Steuerelektrode mit einem
Resist; Herstellen einer Metallfilmschicht in Kuppelform, um
die Resistschicht zu bedecken; Entfernen des Resists, das
innerhalb der Metallkuppelschicht liegt; und Vorsehen einer
Harzabdichtung auf ihr.
Die obigen und andere Ziele, Aspekte, Merkmale und Vor
teile der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden
eingehenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform in
Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen deutlicher
hervor, in denen:
Fig. 1 eine schematische Ansicht ist, die eine herkömm
liche Oberflächenakustikwellenvorrichtung, die ein Oberflä
chenakustikwellenelement hat, und deren Verdrahtungsverbin
dungsstruktur zum Verbinden des Oberflächenakustikwellenele
mentes mit einem Außenverbindungsanschluß im Schnitt zeigt;
Fig. 2 ein Diagramm ist, das die Konfiguration einer
anderen herkömmlichen Oberflächenakustikwellenvorrichtung
zeigt und die Merkmale der physikalischen Befestigung durch
Flip-Chip-Bonden und der elektrischen Verbindungsverdrahtung
darstellt;
Fig. 3 eine Schnittansicht ist, die die schematische
Struktur einer Oberflächenakustikwellenvorrichtung, die die
Funktion eines Oberflächenakustikwellen-(SAW)-Elementes hat,
gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 4 ein Diagramm ist, das die Einzelheiten einer
Verbindungsanschlußstruktureinheit für einen Signalweg von
Fig. 3 zeigt;
Fig. 5 eine Draufsicht auf eine Ausführungsform der
Oberflächenakustikwellenvorrichtung ist, worauf ein Filter
eines Oberflächenakustikwellen-(SAW)-Elementes gemäß der
vorliegenden Erfindung gebildet ist;
Fig. 6 eine Schnittansicht des Oberflächenakustikwel
lenelementes von Fig. 5 aus der Sicht von unten ist;
Fig. 7 die Struktur eines detaillierten Beispiels einer
Außenverbindungselektrodeninsel 200 von Fig. 6 zeigt;
Fig. 8A bis 8C Diagramme sind, die die Einzelheiten
einer Metallkuppel 3 erläutern;
Fig. 9A bis 9H Diagramme sind, die den Schritt zum Bil
den der Oberflächenakustikwellenvorrichtung zeigen; und
Fig. 10 ein Diagramm ist, das die detaillierte Struktur
eines Bearbeitungsschrittes (Fig. 9H) für eine Harzabdich
tung 41 zusätzlich zu der Metallkuppel 3 und einer Metall
säule 4 zeigt, die bei dem Schritt von Fig. 8A bis 8C gebil
det wurden.
Fig. 3 ist eine Schnittansicht, die die schematische
Struktur einer Oberflächenakustikwellenvorrichtung, die die
Funktion eines Oberflächenakustikwellen-(SAW)-Elementes hat,
gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
Unter Bezugnahme auf Fig. 3 umfaßt eine Elektrodenein
heit 2, die auf einem piezoelektrischen Substrat 1 gebildet
ist, Außenverbindungselektrodeneinheiten 20, die mit Außen
verbindungsanschlüssen 5 für einen Signalweg elektrisch
verbunden sind, und eine Steuerelektrodeneinheit 21 mit
einer Erregungs- und Reflexionselektrode, die als Funktions
einheit eines Oberflächenakustikwellen-(SAW)-Elementes
dient.
Um die Luftundurchlässigkeit beizubehalten, sieht die
kuppelförmige Elektrodenschutzeinheit 3 als ein Merkmal
einen Hohlraum für die obere Fläche der Steuerelektrodenein
heit 21 vor, die die Erregungs- und Reflexionselektrode hat,
die als Funktionseinheit des Oberflächenakustikwellen-(SAW)-
Elementes dient.
Die Außenverbindungselektrodeneinheit 20 dient als
Elektrodeninsel und hat auf ihrer oberen Fläche eine Metall
säule 4, die mit den Außenverbindungsanschlüssen 5 verbunden
ist. Die Endoberfläche von jeder Metallsäule 4 ist mit dem
Außenverbindungsanschluß 5 versehen, der aus einem Metall
verbindungsmaterial wie etwa bleifreiem Lot hergestellt ist.
Mit Ausnahme der Oberfläche der Elektrodenschutzeinheit 3
und des Abschnittes des Außenverbindungsanschlusses 5 ist
ferner eine Harzabdichtung 6 vorgesehen.
Durch die Elektrodenschutzeinheit 3 ist es möglich, die
Luftundurchlässigkeit über der Steuerelektrodeneinheit 21
zur Erregung und Reflexion beizubehalten, um dadurch die
Zuverlässigkeit der Oberflächenakustikwellenvorrichtung zu
gewährleisten.
Durch solch eine charakteristische Struktur der vorlie
genden Erfindung sind die Kappe und das Verpacken nicht mehr
erforderlich, und die Oberflächenakustikwellenvorrichtung
kann in dem Zustand eines Wafers mit piezoelektrischem
Substrat gebildet werden.
Fig. 4 zeigt die Einzelheiten einer Verbindungs
anschlußstruktureinheit für den Signalweg von Fig. 3. Eine
elektrisch leitfähige Schicht 22 ist oben auf der Außenver
bindungselektrodeneinheit 20 gebildet, um die Verbindungsstärke
zwischen der Außenverbindungselektrodeneinheit 20 und
der Metallsäule 4 zu erhöhen.
Auf Grund des Vorsehens einer elektrisch leitfähigen
Zwischenschicht 40 zwischen der Endoberfläche der Metall
säule 4 und der Endoberfläche des Außenverbindungsanschlus
ses 5, der aus einem Metallverbindungsmaterial ist, ist es
ferner möglich, die Diffusion von Komponenten der Metall
säule 4 in den Außenverbindungsanschluß 5 zu verhindern, der
aus dem Metallverbindungsmaterial hergestellt ist. Dies
trägt zur Erhöhung der Zuverlässigkeit der Oberflächenaku
stikwellenvorrichtung bei.
Fig. 5 und 6 zeigen eine Ausführungsform der vorliegen
den Erfindung. Fig. 5 ist eine Draufsicht auf die Ausfüh
rungsform einer Oberflächenakustikwellenvorrichtung, die ein
Filter eines Oberflächenakustikwellen-(SAW)-Elementes gemäß
der vorliegenden Erfindung hat. Fig. 6 ist eine Schnitt
ansicht der Oberflächenakustikwellenvorrichtung von Fig. 5
aus der Sicht von unten.
Ein LiTaO3-Einkristallsubstrat (im folgenden als LT-
Substrat 1 bezeichnet) wird als piezoelektrisches Substrat 1
der Oberflächenakustikwellenvorrichtung verwendet, die in
Fig. 5 und 6 gezeigt ist. Außer dem LiTaO3-Einkristallsub
strat stehen Substratmaterialien wie z. B. LiNbO3-Einkri
stall und Quarz mit einem piezoelektrischen Effekt für das
piezoelektrische Substrat zur Verfügung.
Steuerelektrodeneinheiten 21, Signalleitungsverbin
dungselektrodeninseln 200 und Erdverbindungselektrodeninseln
201 als Außenverbindungselektrodeneinheiten 20 sind auf dem
LT-Substrat 1 gebildet, wobei jede Elektrodeninsel haupt
sächlich aus Al gebildet ist. Al-Verdrahtungsmuster 202
verbinden jede Elektrodeninsel der Signalleitungsverbin
dungselektrodeninseln 200 und der Erdverbindungselektrodeninseln
201 und entsprechen einer der Steuerelektrodeneinhei
ten 21.
Um zweckmäßige Filtercharakteristiken zu erhalten, muß
ein Hohlraum über der Steuerelektrodeneinheit 21 zur Erre
gung und Reflexion gebildet werden. Aus diesem Grund wird
bei der vorliegenden Erfindung eine Metallkuppel 3 auf der
Steuerelektrodeneinheit 21 gebildet, um einen Hohlraum 210
zu gewährleisten. In der Ausführungsform wird die Metallkup
pel 3 unter Einsatz einer Filmbildungstechnik wie etwa
Plattieren, Sputtern oder Dampfabscheidung aus Cu oder einem
Material gebildet, das hauptsächlich Cu enthält.
Die Metallkuppel 3 ist mit jedem Erdverdrahtungsmuster
verbunden, so daß die gesamte Metallkuppel auf dem Erdpoten
tial ist.
Fig. 7 zeigt die Struktur eines detaillierten Beispiels
für die Außenverbindungselektrodeninsel 200 von Fig. 6. Da
die Erdelektrodeninsel 201 in der Struktur der Eingangs-
/Ausgangselektrodeninsel 200 ähnlich ist, ist in Fig. 7 nur
die Eingangs-/Ausgangselektrodeninsel 200 zu sehen.
Eine Isolierzwischenschicht 10, die in Fig. 4 auf dem
LT-Substrat 1 gebildet ist, wird aus einem SiO2-Isolierfilm
gebildet.
Die Signalleitungsverbindungselektrodeninseln 200 und
die Erdverbindungselektrodeninseln 201 werden aus einem Al-
haltigen Metall hergestellt, indem der SiO2-Isolierfilm, der
als Zwischenschicht 10 dient, gemustert wird. Ferner wird
ein Ti-Film als elektrisch leitfähige Schicht 22 oben auf
den Al-haltigen Signalleitungsverbindungselektrodeninseln
200 durch Dampfabscheidung oder Sputtern gebildet.
Die Metallsäule 4, die hauptsächlich aus Cu ist, wird
oben auf der elektrisch leitfähigen Zwischenschicht 22
gebildet. Die Schicht des Ti-Films der elektrisch leitfähi
gen Zwischenschicht 22 trägt zu einer Verstärkung der engen
Adhäsion zwischen der Signalleitungsverbindungselektroden
insel 200 und der Metallsäule 4 bei.
Nach dem Bilden der Metallsäule 4 wird ein Sn-Film als
elektrisch leitfähige Zwischenschicht 40 auf der Endoberflä
che der Metallsäule 4 durch Plattieren, Dampfabscheidung,
Sputtern oder dergleichen gebildet. Der Sn-Film verhindert,
daß eine Cu-Komponente der Metallsäule 4 in den Außenverbin
dungsanschluß 5 diffundiert, der aus bleifreiem Lot als
Metallverbindungsmaterial gebildet wird.
In der in Fig. 6 gezeigten Ausführungsform ist auch die
Oberfläche der Metallkuppel 3 mit dem Außenverbindungsan
schluß 5 versehen, der aus bleifreiem Lot als Metallverbin
dungsmaterial hergestellt ist. Daher kann ein Sn-Film als
elektrisch leitfähige Zwischensicht 40 oben auf der Metall
kuppel 3 gebildet werden.
Mit Ausnahme der Außenverbindungsanschlüsse 5, die aus
dem bleifreien Lot als Metallverbindungsmaterial sind, und
der Metallkuppeln 3 ist die Oberfläche des LT-Substrates 1
mit Epoxidharz, Polyimidharz oder dergleichen zum Verfe
stigen bedeckt.
Die Einzelheiten der Metallkuppel 3 werden dann unter
Bezugnahme auf Fig. 8A bis 8C sowie Fig. 9A bis 9H beschrie
ben, die Bildungsschritte der Oberflächenakustikwellenvor
richtung zeigen.
Fig. 8A ist ein schematisches Diagramm, daß das Anord
nungsmuster der Metallsäulen 4 und die Position der Bildung
der Metallkuppel 3 der Oberflächenakustikwellenvorrichtung,
die die Funktion eines Oberflächenakustikwellen-(SAW)-Ele
mentes hat, aus der Perspektive von oben zeigt.
Unter Bezugnahme auf Fig. 9A bis 9H folgt nun die Be
schreibung. Ein Resist A wird auf das LT-Substrat 1 aufge
tragen, das ein Wafer mit piezoelektrischem Substrat ist
(Bearbeitungsschritt Fig. 9A). Fig. 9A bis 9H zeigen nur
einen einzelnen Abschnitt der Oberflächenakustikwellenvor
richtung, der aus dem Wafer mit piezoelektrischem Substrat
auf der Basis des Chips herausgeschnitten wurde.
Obwohl vor dem Bearbeitungsschritt von Fig. 9A die
Steuerelektrodeneinheit 21, die die Funktionseinheit des
Oberflächenakustikwellenelementes bildet, und die Außenver
bindungselektrodeneinheit 20, die mit dem Außenverbindungs
anschluß 5 verbunden ist, durch Mustern auf dem LT-Substrat
1 gebildet werden, werden diese Elektrodeneinheiten als
schon gebildet betrachtet, und die Schritte dafür sind nicht
gezeigt.
Dann erfolgt das Mustern auf solch eine Weise, um die
Zone, die dem Hohlraum 210 der Metallkuppel 3 entspricht, zu
belassen, und das Resist A wird entfernt (Bearbeitungs
schritt Fig. 9B).
Dann wird ein Resist B bis zu einer Höhe aufgetragen,
die das Niveau der oberen Fläche der Metallkuppel 3 hat
(Bearbeitungsschritt Fig. 9C). Hinsichtlich der Resistfilme,
die so wie in Fig. 9C gezeigt gebildet sind, wird daher der
Film des Resists A, der dem Hohlraumbildungsabschnitt 210
(siehe Fig. 6) der Metallkuppel 3 entspricht, so gebildet,
um dünner als der Film des Resists B zu sein, der rings um
die Metallkuppel 3 gebildet wird.
Danach wird das Resist B, das innerhalb der Zonen
liegt, die der Metallsäule 4 und der Metallkuppel 3 entspre
chen, durch Mustern entfernt (Bearbeitungsschritt Fig. 9D).
Fig. 8B ist eine Schnittansicht längs einer Mittellinie
k von Fig. 8A. Fig. 8B, die eine schematische Ansicht ist,
die Fig. 9A bis 9H entspricht, zeigt die Filme des Resists A
und B, die außer auf der Zone gebildet sind, wo die Metall
kuppel 3 gebildet wird. In Fig. 8B ist das Mustern des
Abschnittes der Metallsäule 4 nicht gezeigt.
Wenn der Film des Resists A und der Film des Resists B
gebildet sind, wird dann ein Cu-Film mit einer Dicke h von
100 µm durch elektrolytisches Plattieren gebildet, um die
Metallsäule 4 und die Metallkuppel 3 zu bilden (Bearbei
tungsschritt Fig. 9E). Ein Stromzufuhranschluß für das
elektrolytische Plattieren ist nicht gezeigt. Es kann ein
stromloses Plattieren ausgeführt werden.
Der Film des Resists B wird dann entfernt, und der Film
des Resists A, der dem Hohlraum 210 entspricht, der mit der
Metallkuppel 3 bedeckt ist, wird durch einen Auslaß für das
Resist 30 entfernt (Bearbeitungsschritt Fig. 9H). Dadurch
kann der Hohlraum 210 im Inneren der Metallkuppel 3 gebildet
werden, wie es in Fig. 8C gezeigt ist.
Die Reihenfolge des Entfernens des Films des Resists B
rings um die Metallkuppel und des Films des Resists A inner
halb des Hohlraumes 210 ist wie folgt. Zuerst wird der Film
des Resists B entfernt, und dann wird der Film des Resists A
durch den Auslaß für das Resist 30 unter Verwendung eines
Lösungsmittels entfernt. Die Entfernung des Films des Re
sists A und B kann auf konsekutive Weise vorgenommen werden.
In Fig. 8A bis 8C ist der Auslaß für das Resist 30 oben
und unten angeordnet (in Fig. 8A) und zum Zweck des Verste
hens auf vereinfachte Weise dargestellt.
Genauer gesagt, der Auslaß für das Resist 30, der in
dem Abschnitt der Metallkuppel 3 vorgesehen ist, ist so
angeordnet, daß er auf der Eingangs-/Ausgangssignalleitung
(Aluminiumverdrahtungsmuster 202) von Fig. 5 liegt, die das
Elektrodenmuster der Metallsäule 4 und der mit der Metall
kuppe 3 bedeckten Steuerelektrode 21 verbindet. Dadurch wird
jeder Kontakt der Metallkuppel 3 mit der Eingangs-/Ausgangs
signalleitung verhindert. Daher ist bei dem Beispiel von
Fig. 5 der Auslaß für das Resist 30 an drei Stellen oben und
unten angeordnet, die dem Aluminiumverdrahtungsmuster ent
sprechen.
Unter erneuter Bezugnahme auf Fig. 9A bis 9H wird blei
freies Lot (Sn-Ag-Cu) mit dem Ende der Metallsäule 4, die
gleichzeitig mit der Metallkuppel 3 gebildet wird, ver
schmolzen, um den Außenverbindungsanschluß 5 zu bilden
(Bearbeitungsschritt Fig. 9 G). Der Außenverbindungsanschluß
5 und die Metallkuppel 3 werden dann mit der Harzabdichtung
gebildet (Bearbeitungsschritt Fig. 9H).
Als Resultat wird eine elektronische Vorrichtung erhal
ten, auf der ein Oberflächenakustikwellen-(SAW)-Element
gebildet ist.
Obwohl Fig. 9A bis 9H die Herstellungsschritte der
Oberflächenakustikwellenvorrichtung in Form eines einzelnen
Chips zum Zweck der Vereinfachung zeigen, wie oben beschrie
ben, wird typischerweise eine Vielzahl von Chips auf dem LT-
Substrat 1 wie etwa dem Wafer mit piezoelektrischem Substrat
gebildet, und im Endstadium des Prozesses wird er zerschnit
ten und in Chips getrennt, um individuelle Oberflächenaku
stikwellenvorrichtungen zu erhalten.
Fig. 10 ist ein Diagramm, das die detaillierte Struktur
des Bearbeitungsschrittes der Harzabdichtung 41 an der
Metallkuppel 3 von Fig. 9H und der Metallsäule 4 zeigt, die
durch die in Fig. 8A bis 8C gezeigten Schritte gebildet
werden.
Bei dem Bearbeitungsschritt der Harzabdichtung 41 von
Fig. 9H wird eine Epoxidschicht b42 oben auf dem LT-Substrat
1 gebildet, um die Öffnung für das Resist 30 abzudichten.
Die Epoxidschicht b42 bedeckt die Eingangs-/Ausgangssignal
leitung (Aluminiumverdrahtungsmuster 202) und gelangt in den
Raum, der zwischen der Leitung und der Metallkuppel 3 defi
niert ist, um die elektrischen Isoliereigenschaften zwischen
der Eingangs-/Ausgangssignalleitung und der Metallkuppel 3
zu verbessern.
Nach dem Härten der Epoxidschicht b42 wird darauf zum
Verfestigen eine Epoxidschicht a41 bis zu einer Höhe aufge
tragen, die dem Niveau der Cu-Metallsäule 4 und der Metall
kuppel 3 entspricht.
Die Bedingungen, die zwischen den Abdichtungsharz
schichten aus dem Epoxidharz a41 und dem Epoxidharz b42 zu
erfüllen sind, sind die, daß die Abdichtungsharzschicht aus
dem Epoxid b42, die eine untere Schicht vorsieht, eine
kürzere Härtungszeit und eine höhere Viskosität als die
Abdichtungsharzschicht aus dem Epoxid a41 hat, die eine
obere Schicht vorsieht.
Dies ist darauf zurückzuführen, daß das Epoxid b42 den
Abschnitt des Auslasses für das Resist 30 der Metallkuppel 3
bedecken muß, aber nicht in das Innere des Hohlraumes bei
der Bildung des Epoxids b42 gelangen darf. Aus diesem Grund
sind bei dem Epoxidharz b42 ein Härten in einem kürzeren
Zeitraum und eine hohe Viskosität erforderlich. Bei der
Bildung der Schicht aus dem Epoxid a41 ist es ferner wün
schenswert, eine ebene Schicht zu bilden. Somit werden der
Beziehung der Härtungsgeschwindigkeit und der Viskosität
zwischen dem Epoxid a41 und dem Epoxid b42 die obigen Bedin
gungen auferlegt.
Die obige Schicht aus dem Epoxid b42 kann direkt in der
Zone des Auslasses für das Resist 30 lediglich durch Vergie
ßen gebildet werden, ohne daß unbedingt eine Harzschicht
gebildet werden muß, die eben ist.
Das Epoxid a41 und b42 kann durch ein anderes Harz wie
etwa Polyimidharz ersetzt werden, wobei es notwendig ist,
die Beziehungen der obigen Härtungszeit und der Viskosität
beizubehalten.
Schließlich wird der Auslaß für das Resist selbst durch
das Polyimidharz oder Epoxidharz abgedichtet.
Unter Bezugnahme auf Fig. 10 wird zuletzt eine Sn-
Schicht 40 für engen Kontakt zwischen dem Außenverbindungs
anschluß 5 und der Metallsäule 4 und auf der Metallkuppel 4
gebildet, welche Schicht 40 bei dem Bearbeitungsschritt von
Fig. 9E nach dem Bilden eines Cu-Dünnfilms durch Sn-Dampfab
scheidung, Sputtern oder dergleichen unter Verwendung der
Musterung von dem Resist B gebildet wird.
Obwohl in der obigen Ausführungsform eine einzelne
Oberflächenakustikwellenvorrichtung eine einzelne Funktions
einheit eines Oberflächenakustikwellenelementes hat, ist die
Anmeldung der vorliegenden Erfindung nicht darauf begrenzt.
Es wäre gleichermaßen möglich, wenn die Oberflächenakustik
wellenvorrichtung eine Vielzahl von Oberflächenakustikwel
lenelement-Funktionseinheiten und separate Metallkuppeln 3
hat, die jeweils jeder Oberflächenakustikwellenelement-
Funktionseinheit entsprechen. Ferner wäre es möglich, eine
einzelne gemeinsame Metallkuppel 3 für die Vielzahl von
Oberflächenakustikwellenelement-Funktionseinheiten vorzu
sehen.
Bei der vorliegenden Erfindung ist nicht nur der Raum
für Drähte nicht mehr erforderlich, sondern auch die Kappe
und die Packung selbst werden auf Grund dessen, daß keine
Drahtverbindung mehr notwendig ist, nicht mehr benötigt, wie
es oben unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben
ist. Dadurch ist es möglich, die Oberflächenakustikwellen
vorrichtung lediglich durch die Bearbeitungsschritte auf
einem Wafer mit piezoelektrischem Substrat herzustellen,
wodurch vorteilhafterweise eine Kostenverringerung bewirkt
wird.
Zusätzlich gestattet die Implementierung der Packung in
Chipgröße auf Waferbasis das Vorsehen der preiswerten,
leichten und kleinen Oberflächenakustikwellenvorrichtungen.
Claims (18)
1. Oberflächenakustikwellenvorrichtung mit:
einem piezoelektrischen Substrat;
einer Steuerelektrodeneinheit, die auf dem piezoelek trischen Substrat gebildet ist, zum Erzeugen von akustischen Oberflächenwellen; und
einer elektrisch leitfähigen Elektrodenschutzeinheit zum Bedecken der Steuerelektrodeneinheit, wobei ein Hohlraum zwischen ihnen vorhanden ist, bei der
die Elektrodenschutzeinheit auf dem piezoelektrischen Substrat unter Einsatz einer Filmbildungstechnik gebildet ist.
einem piezoelektrischen Substrat;
einer Steuerelektrodeneinheit, die auf dem piezoelek trischen Substrat gebildet ist, zum Erzeugen von akustischen Oberflächenwellen; und
einer elektrisch leitfähigen Elektrodenschutzeinheit zum Bedecken der Steuerelektrodeneinheit, wobei ein Hohlraum zwischen ihnen vorhanden ist, bei der
die Elektrodenschutzeinheit auf dem piezoelektrischen Substrat unter Einsatz einer Filmbildungstechnik gebildet ist.
2. Oberflächenakustikwellenvorrichtung nach Anspruch
1, bei der die Elektrodenschutzeinheit durch die Filmbil
dungstechnik gebildet ist, die das Plattieren mit einem
elektrisch leitfähigen Material enthält.
3. Oberflächenakustikwellenvorrichtung nach Anspruch
1, bei der die Elektrodenschutzeinheit durch die Filmbil
dungstechnik gebildet ist, die das Sputtern mit einem elek
trisch leitfähigen Material enthält.
4. Oberflächenakustikwellenvorrichtung nach Anspruch
1, bei der die Elektrodenschutzeinheit durch die Filmbil
dungstechnik gebildet ist, die die Dampfabscheidung mit
einem elektrisch leitfähigen Material enthält.
5. Oberflächenakustikwellenvorrichtung nach Anspruch
2, bei der das elektrisch leitfähige Material Cu ist.
6. Oberflächenakustikwellenvorrichtung nach Anspruch
3, bei der das elektrisch leitfähige Material Cu ist.
7. Oberflächenakustikwellenvorrichtung nach Anspruch
4, bei der das elektrisch leitfähige Material Cu ist.
8. Oberflächenakustikwellenvorrichtung mit:
einem piezoelektrischen Substrat;
einer Elektrodeneinheit, die auf dem piezoelektrischen Substrat gebildet ist, welche Elektrodeneinheit eine Steuer elektrodeneinheit zum Erzeugen von akustischen Oberflächen wellen und eine Außenverbindungselektrodeneinheit enthält;
einer elektrisch leitfähigen Elektrodenschutzeinheit zum Bedecken der Steuerelektrodeneinheit, wobei ein Hohlraum zwischen ihnen vorhanden ist, welche Elektrodenschutzeinheit auf dem piezoelektrischen Substrat unter Einsatz einer Filmbildungstechnik gebildet ist;
einer elektrisch leitfähigen Säule, die auf der Außen verbindungselektrodeneinheit gebildet ist; und
einem Außenverbindungsanschluß, der am Ende der elek trisch leitfähigen Säule gebildet ist, bei der
das piezoelektrische Substrat mit Ausnahme des Außen verbindungsanschlusses und der Elektrodenschutzeinheit durch ein Harz abgedichtet ist.
einem piezoelektrischen Substrat;
einer Elektrodeneinheit, die auf dem piezoelektrischen Substrat gebildet ist, welche Elektrodeneinheit eine Steuer elektrodeneinheit zum Erzeugen von akustischen Oberflächen wellen und eine Außenverbindungselektrodeneinheit enthält;
einer elektrisch leitfähigen Elektrodenschutzeinheit zum Bedecken der Steuerelektrodeneinheit, wobei ein Hohlraum zwischen ihnen vorhanden ist, welche Elektrodenschutzeinheit auf dem piezoelektrischen Substrat unter Einsatz einer Filmbildungstechnik gebildet ist;
einer elektrisch leitfähigen Säule, die auf der Außen verbindungselektrodeneinheit gebildet ist; und
einem Außenverbindungsanschluß, der am Ende der elek trisch leitfähigen Säule gebildet ist, bei der
das piezoelektrische Substrat mit Ausnahme des Außen verbindungsanschlusses und der Elektrodenschutzeinheit durch ein Harz abgedichtet ist.
9. Oberflächenakustikwellenvorrichtung nach Anspruch
6, ferner mit einem Außenverbindungsanschluß, der mit der
Oberfläche der Elektrodenschutzeinheit elektrisch verbunden
ist.
10. Oberflächenakustikwellenvorrichtung nach Anspruch
6, ferner mit einer Zwischenschicht, die zwischen der elek
trisch leitfähigen Säule und der Außenverbindungselektrodeneinheit
und zwischen der elektrisch leitfähigen Säule und
dem Außenverbindungsanschluß angeordnet ist.
11. Oberflächenakustikwellenvorrichtung nach Anspruch
1, bei der das piezoelektrische Substrat aus einem LiTaO3-
Einkristall ist.
12. Oberflächenakustikwellenvorrichtung nach Anspruch
8, bei der das piezoelektrische Substrat aus einem LiTaO3-
Einkristall ist.
13. Oberflächenakustikwellenvorrichtung nach Anspruch
1, bei der das piezoelektrische Substrat aus einem LiNbO3-
Einkristall ist.
14. Oberflächenakustikwellenvorrichtung nach Anspruch
8, bei der das piezoelektrische Substrat aus einem LiNbO3-
Einkristall ist.
15. Verfahren zum Herstellen einer Oberflächenakustik
wellenvorrichtung, das die folgenden Schritte umfaßt:
Bilden einer Steuerelektrode, die die Funktion eines Oberflächenakustikwellenelementes hat, auf einem Wafer mit piezoelektrischem Substrat;
Beschichten einer oberen Zone der Steuerelektrode mit einem Resist;
Herstellen einer Metallfilmschicht in Kuppelform, um die Resistschicht zu bedecken;
Entfernen des Resists, das innerhalb der Metallkuppel schicht liegt; und
Vorsehen einer Harzabdichtung auf ihr.
Bilden einer Steuerelektrode, die die Funktion eines Oberflächenakustikwellenelementes hat, auf einem Wafer mit piezoelektrischem Substrat;
Beschichten einer oberen Zone der Steuerelektrode mit einem Resist;
Herstellen einer Metallfilmschicht in Kuppelform, um die Resistschicht zu bedecken;
Entfernen des Resists, das innerhalb der Metallkuppel schicht liegt; und
Vorsehen einer Harzabdichtung auf ihr.
16. Verfahren zum Herstellen einer Oberflächenakustik
wellenvorrichtung nach Anspruch 15, bei dem die Harzabdich
tung durch einen ersten Abdichtungsschritt mit einem Harz
vorgesehen wird, das eine hohe Härtungsgeschwindigkeit und
hohe Viskosität hat, und durch einen zweiten Abdichtungs
schritt mit einem Harz, das eine niedrigere Härtungs
geschwindigkeit und niedrigere Viskosität als das Harz zur
Verwendung bei dem ersten Abdichtungsschritt hat.
17. Verfahren zum Herstellen einer Oberflächenakustik
wellenvorrichtung nach Anspruch 16, bei dem das Harz zur
Verwendung bei der Harzabdichtung Epoxidharz ist.
18. Verfahren zum Herstellen einer Oberflächenakustik
wellenvorrichtung nach Anspruch 16, bei dem das Harz zur
Verwendung bei der Harzabdichtung Polyimidharz ist.
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