DE10163297B4

DE10163297B4 - Oberflächenwellenbauelement und Verfahren zum Herstellen desselben

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Publication number: DE10163297B4
Application number: DE10163297A
Authority: DE
Inventors: Kazunobu Nagaokakyo-shi Shimoe; Shuji Nagaokakyo-shi Yamato; Takashi Nagaokakyo-shi Marukawa
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2000-12-26
Filing date: 2001-12-21
Publication date: 2010-12-16
Anticipated expiration: 2021-12-22
Also published as: CN1180530C; US20040178698A1; GB2374993B; KR20020052958A; JP3925133B2; GB2374993A; GB0130524D0; US7112913B2; CN1365187A; US20020121841A1; DE10163297A1; TW589787B; JP2002261560A; US6792656B2

Abstract

Verfahren zum Herstellen eines Oberflächenwellenbauelements (11; 31), mit folgenden Schritten:
Herstellen eines piezoelektrischen Substrats (1; 21; 41);
Bilden einer ersten Elektrodenschicht einer Elektrodenanschlußfläche auf dem piezoelektrischen Substrat;
Bilden zumindest einer Elektrode für ein Oberflächenwellenelement (68, 69) nach dem Schritt des Bildens der ersten Elektrodenschicht;
Bilden einer zweiten Elektrodenschicht der Elektrodenanschlußfläche nach dem Schritt des Bildens der Elektrode für das Oberflächenwellenelement; und
Bilden einer Verdrahtungselektrode (60, 61) zum elektrischen Verbinden der Elektrodenanschlußfläche und der Elektrode für das Oberflächenwellenelement,
wobei die Verdrahtungselektrode (60, 61) gleichzeitig mit der zweiten Elektrodenschicht gebildet wird.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines Oberflächenwellenbauelements, das unter Verwendung von Metallhöckern (Metallbumps) durch ein Flip-Chip-Verbindungssystem befestigt wird, sowie auf ein Oberflächenwellenbauelement, das durch ein derartiges Verfahren erzeugt wird. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zum Herstellen eines Oberflächenwellenbauelements, bei dem zumindest eine Elektrode für ein Oberflächenwellenelement durch ein Lift-Off-Verfahren gebildet ist, sowie auf das Oberflächenwellenbauelement.
In den letzten Jahren wurden, um Oberflächenwellenbauelemente zu miniaturisieren, Oberflächenwellenbauelemente, die durch ein Flip-Chip-Verbindungssystem zusammengebaut werden, verbreitet verwendet. Bei diesem System werden Höcker, die aus Au oder einem anderen Material bestehen, an Elektrodenanschlußflächen auf einem piezoelektrischen Substrat, das das Oberflächenwellenbauelement bildet, gebildet, wobei die Elektrodenanschlußflächen und die Eingangs- und Ausgangselektrodenanschlußflächen, die an dem Gehäuse vorgesehen sind, oder Masseelektrodenanschlußflächen elektronisch über die Höcker und gleichzeitig mechanisch verbunden werden.
Wenn das obengenannte Flip-Chip-Verbindungssystem verwendet wird, verbinden die Höcker das Oberflächenwellenbauelement nicht nur elektrisch mit dem Gehäuse, sondern befestigen auch das Oberflächenwellenbauelement mechanisch an dem Gehäuse. Deshalb ist es erforderlich, daß die Höcker eine hohe Festigkeit aufweisen. Zusätzlich muß die Verbindungsfestigkeit zwischen den Höckern und den Elektrodenanschluß flächen auf dem piezoelektrischen Substrat hoch sein, wobei die Haftung zwischen den Elektrodenanschlußflächen und dem piezoelektrischen Substrat hoch sein muß.
Um die Verbindungsfestigkeit zwischen der Elektrodenanschlußfläche und dem Höcker zu erhöhen, wurde im allgemeinen ein Verfahren, bei dem die Dicke der Elektrodenanschlußfläche ausreichend erhöht wurde, verwendet. Um die Dicke der Elektrodenanschlußfläche zu erhöhen, ist ein herkömmliches Verfahren, bei dem eine zweite Elektrodenschicht, die eine große Filmdicke aufweist, auf einer ersten Elektrodenschicht gebildet wird, die eine kleine Filmdicke aufweist, bekannt.
Andererseits werden, wenn das Oberflächenwellenbauelement gebildet wird, Elektroden für das Oberflächenwellenelement, z. B. ein Interdigitalwandler, Reflektor und Verdrahtungselektroden, und die obengenannten Elektrodenanschlußflächen auf dem piezoelektrischen Substrat gebildet. Wenn die Elektrodenanschlußfläche die erste und die zweite Elektrodenschicht umfaßt, werden in vielen Fällen die Elektroden für das Oberflächenwellenelement und die erste Elektrodenschicht der Elektrodenanschlußfläche gleichzeitig gebildet. Als das Verfahren zum Bilden der Elektrode für das Oberflächenwellenelement wurde (1) ein Ätzverfahren oder (2) ein Lift-Off-Verfahren verwendet. Bei (1) dem Ätzverfahren wird ein leitfähiger Film, der hauptsächlich Al enthält, über der gesamten Oberfläche eines Substrats gebildet, wobei eine erwünschte Resiststruktur durch Photolithographie gebildet wird. Danach wird der resultierende Metallfilm durch Naßätzen oder Trockenätzen verarbeitet, wobei dann das Resist entfernt wird. Bei (2) dem Lift-Off-Verfahren wird der Metallfilmabschnitt, der an dem Resist haftet, gemeinsam mit dem Resist entfernt, wodurch die Elektrode aus dem verbleibenden Metallfilmabschnitt gebildet wird.
Insbesondere werden bezüglich einiger Oberflächenwellenfilter zur Verwendung bei einem 800-MHz-Band oder einem 1-GHz- bis 2-GHz-Band Oberflächenwellenbauelemente durch die Verwendung des obengenannten (2) Lift-Off-Verfahrens gebildet. Ein Beispiel des Verfahrens zum Herstellen des obengenannten Oberflächenwellenbauelements wird nun Bezug nehmend auf die 22 bis 24 beschrieben.
Wie in 23A gezeigt ist, wird eine Resiststruktur 102 durch Photolithographie auf einem piezoelektrischen Substrat 101 gebildet. Ein Metallfilm 103, der hauptsächlich Al enthält, wird auf dem piezoelektrischen Substrat 101 gebildet, wie in 23B gezeigt ist. Danach wird die Resiststruktur 102 gemeinsam mit dem Metallfilmabschnitt, der an derselben haftet, durch ein Lift-Off-Verfahren entfernt. So werden eine erste Elektrodenschicht 103a zum Bilden einer Elektrodenanschlußfläche und eine Elektrode für das Oberflächenwellenelement 103b gleichzeitig auf dem piezoelektrischen Substrat 101 gebildet, wie in 23C gezeigt ist. Dann wird eine Resiststruktur 104 gebildet (23D). Ein Metallfilm 105 wird, wie in 24A gezeigt ist, gebildet, wobei die Resiststruktur 104 durch erneutes Durchführen des Lift-Off-Verfahrens entfernt wird. Folglich wird, wie in 24B gezeigt ist, eine zweite Elektrodenschicht 105a auf der ersten Elektrodenschicht 103a gebildet, wodurch Elektrodenanschlußflächen 106, die eine Doppelschichtstruktur aufweisen, erzeugt werden können.
Als nächstes werden, wie in 22 gezeigt ist, Höcker 107 auf den Elektrodenanschlußflächen 106 angefügt. Ein Oberflächenwellenbauelement 108 wird durch ein Flip-Chip-Verbindungssystem unter Verwendung der Höcker 107 mit einem Gehäuse verbunden.
Bezüglich des oben beschriebenen Stands der Technik, der in den 22 bis 24 gezeigt ist, trat in dem Fall, in dem die erste Elektrodenschicht 103a der Elektrodenanschlußfläche 106 durch das Lift-Off-Verfahren gebildet wurde, da die Haftung zwischen dem piezoelektrischen Substrat 101 und der ersten Elektrodenschicht 103a aufgrund der Effekte des zum Lift-Off verwendeten Resists relativ schwach war, als die Bildung unter Verwendung der Höher 107 durch ein Drahthöcker-Verbindungsverfahren durchgeführt wurde, das gleichzeitig Ultraschallwellen und Wärme verwendet, manchmal ein Ablösen zwischen der ersten Elektrodenschicht 103a und dem piezoelektrischen Substrat 101 auf.
Ferner traten, wenn das Oberflächenwellenbauelement 108 durch das Flip-Chip-Verbindungssystem an dem Gehäuse befestigt wurde und ein luftdichtes Versiegeln durch ein Abdeckbauglied durchgeführt wurde, aufgrund der mechanischen Belastung, die durch die Restspannung bewirkt wird, in dem piezoelektrischen Substrat 101 manchmal Risse in Bereichen neben oder nahe den Elektrodenanschlußflächen 106 auf. Deshalb wurde die Zuverlässigkeit, insbesondere die Zuverlässigkeit der mechanischen Festigkeit, des Oberflächenwellenbauelements wesentlich verschlechtert.
Aus der EP 0 878 905 A2 ist ein Oberflächenwellenelement bekannt, das SAW-Elektroden und eine Anschlußelektrode auf der Oberfläche eines SAW-Substrats aufweist. Die Anschlußelektrode ist mit der SAW-Elektrode verbunden. Eine Bump-Elektrode ist auf einem Abschnitt der Anschlußelektroden gebildet und umfaßt mehrere Elektrodenschichten.
Die JP 56-043 816 A befaßt sich mit einem Oberflächenwellenelement, bei dem SAW-Elektroden, erste Elektrodenschichten einer Elektrodenanschlußfläche und zweite Schichten einer Elektrodenanschlußfläche auf einem Substrat gebildet sind. Die SAW-Elektroden und die ersten Elektrodenschichten werden gleichzeitig hergestellt.
Die JP 2000-286 662 A befaßt sich mit einem SAW-Bauelement, bei dem Anschlußelektroden und SAW-Elektroden in unterschiedlichen Herstellungsschritten erzeugt werden. Beim Erzeugen der SAW-Elektroden werden gleichzeitig Verbindungen zu den Anschlußelektroden erzeugt. Auf den Anschlußelektroden werden Bumps gebildet.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren zum Herstellen eines Oberflächenwellenbauelements oder ein Oberflächenwellenbauelement mit verbesserten Charakteristika zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Herstellen eines Oberflächenwellenbauelements gemäß Anspruch 1 oder ein Oberflächenwellenbauelement gemäß Anspruch 9, 12 oder 15 gelöst.
Um die oben beschriebenen Probleme zu überwinden, liefern bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Oberflächenwellenbauelements und ein Oberflächenwellenbauelement, das durch ein derartiges Verfahren erzeugt wird, wobei die Vorrichtung eine sehr hohe Zuverlässigkeit aufweist, und wobei die Haftung zwischen der Elektrodenanschlußfläche und dem piezoelektrischen Substrat sehr hoch ist, ein Ablösen der Elektrodenanschlußfläche von dem piezoelektrischen Substrat vermieden wird und Risse während des Befestigens an dem Ge häuse durch das Flip-Chip-Verbindungssystem vermieden werden.
Zusätzlich liefern bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Oberflächenwellenbauelements und ein Oberflächenwellenbauelement, wobei die Vorrichtung bei der elektrischen Verbindung von Elektrodenanschlußflächen und Elektroden für ein Oberflächenwellenelement mit den Verdrahtungselektroden eine sehr hohe Zuverlässigkeit aufweist.
Gemäß bevorzugten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung ist ein Oberflächenwellenbauelement vorzugsweise ein Typ, der über Höcker durch ein Flip-Chip-Verbindungssystem befestigt wird.
Gemäß einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Verfahren zum Herstellen eines Oberflächenwellenbauelements folgende Schritte: Herstellen eines piezoelektrischen Substrats, Bilden einer ersten Elektrodenschicht einer Elektrodenanschlußfläche auf dem piezoelektrischen Substrat, Bilden zumindest einer Elektrode für ein Oberflächenwellenelement nach dem Schritt des Bildens der ersten Elektrodenschicht, Bilden einer zweiten Elektrodenschicht der Elektrodenanschlußfläche nach dem Schritt des Bildens der Elektrode für das Oberflächenwellenelement, und Bilden einer Verdrahtungselektrode zum elektrischen Verbinden der Elektrodenanschlußfläche und der Elektrode für das Oberflächenwellenelement. Dadurch wird ein Elektrodenbildungsverfahren, das ideal zum Bilden sowohl der Elektrodenanschlußfläche als auch des Oberflächenwellenelements ist, geschaffen.
Hinsichtlich des Herstellungsverfahrens gemäß dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann die Verdrahtungselektrode zum elektrischen Verbinden der zweiten Elektrodenschicht und der Elektrode für das Oberflächenwellenelement gleichzeitig mit der zweiten Elek trodenschicht gebildet werden. In diesem Fall kann, da die Verdrahtungselektrode gleichzeitig mit der zweiten Elektrodenschicht gebildet werden kann, die Zuverlässigkeit der elektrischen Verbindung zwischen der Elektrodenanschlußfläche und der Verdrahtungselektrode erhöht werden, wobei die Vereinfachung der Herstellungsschritte erzielt werden kann.
Das Herstellungsverfahren gemäß dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfaßt vorzugsweise den Schritt des Bildens einer Haftschicht als ein Substrat vor der Bildung der Verdrahtungselektrode und der zweiten Elektrodenschicht, wobei die Verdrahtungselektrode und die zweite Elektrodenschicht vorzugsweise aus Al oder einer Al-Legierung hergestellt sind, und wobei die Haftschicht vorzugsweise aus einem Metall oder einer Legierung hergestellt wird, die eine Haftung an der ersten Elektrodenschicht aufweist, die größer ist als die des Al und der Al-Legierung.
Durch Bilden der obengenannten Haftschicht als die Substratschicht kann die Haftung der zweiten Elektrodenschicht an der ersten Elektrodenschicht weiter erhöht werden, wodurch ein Ablösen der Elektrodenanschlußfläche von dem piezoelektrischen Substrat und ein Auftreten von Rissen in dem piezoelektrischen Substrat während der Bildung der Höcker und während des Befestigens durch das Flip-Chip-Verbindungssystem zuverlässig vermieden werden.
Das Herstellungsverfahren gemäß dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann ferner den Schritt des Durchführens eines Ätzens, um Stufenendoberflächen an Verbindungsabschnitten, die mit den Verdrahtungselektroden zu verbinden sind, der Elektrode für das Oberflächenwellenelement und der Elektrodenanschlußfläche nach dem Schritt des Bildens der Elektrode für das Oberflächenwellenelement herzustellen, umfassen, wobei die Verdrahtungselektrode zum elektrischen Verbinden der Elektrode für das Oberflächenwellenelement und der ersten Elektroden schicht der Elektrodenanschlußfläche und die zweite Elektrodenschicht der Elektrodenanschlußfläche gleichzeitig aus demselben leitfähigen Film gebildet werden können. Folglich wird die Zuverlässigkeit der elektrischen Verbindung zwischen den Verdrahtungselektroden und der Elektrode für das Oberflächenwellenelement und der Elektrodenanschlußfläche stark erhöht.
Hinsichtlich des Herstellungsverfahrens gemäß dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung können sowohl die Elektrode für das Oberflächenwellenelement als auch die erste Elektrodenschicht der Elektrodenanschlußfläche zumindest zwei Endoberflächen des Verbindungsabschnitts aufweisen, wodurch die Zuverlässigkeit der elektrischen Verbindung noch weiter erhöht wird.
Hinsichtlich des Herstellungsverfahrens gemäß dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann die Elektrode für das Oberflächenwellenelement, die mit der Elektrodenanschlußfläche zu verbinden ist, derart gebildet sein, daß die Endoberfläche der Elektrode für das Oberflächenwellenelement bei dem Schritt des Bildens der Elektrode für das Oberflächenwellenelement in Kontakt mit der ersten Elektrodenschicht der Elektrodenanschlußfläche steht. In diesem Fall wird, da die Endoberfläche der Elektrode für das Oberflächenwellenelement, die mit der Elektrodenanschlußfläche zu verbinden ist, gebildet wird, um mit der ersten Elektrodenschicht der Elektrodenanschlußfläche in Kontakt zu stehen, die Zuverlässigkeit der elektrischen Verbindung zwischen den Verdrahtungselektroden und der Elektrode für das Oberflächenwellenelement und der Elektrodenanschlußfläche stark erhöht.
Hinsichtlich des Herstellungsverfahrens gemäß dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist ein Teilchendurchmesser eines leitfähigen Teilchens in dem leitfähigen Film, der die Verdrahtungselektrode und die zweite Elektrodenschicht bildet, vorzugsweise kleiner als ein Teilchendurchmesser eines leitfähigen Teilchens in der Elektrode für das Oberflächenwellenelement oder der ersten Elektrodenschicht, die eine kleinere Filmdicke aufweist. Folglich wird die Zuverlässigkeit der elektrischen Verbindung weiter erhöht.
Hinsichtlich des Herstellungsverfahrens gemäß dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann die Elektrode für das Oberflächenwellenelement vorzugsweise durch ein Lift-Off-Verfahren gebildet werden, wobei die erste Elektrodenschicht der Elektrodenanschlußfläche vorzugsweise durch Ätzen gebildet werden kann. In diesem Fall können die Elektrode für das Oberflächenwellenelement und die erste Elektrodenschicht der Elektrodenanschlußfläche mit hoher Genauigkeit gebildet werden, wobei ferner das Auftreten von Rissen in dem piezoelektrischen Substrat in Bereichen nahe der Elektrodenanschlußfläche noch zuverlässiger vermieden werden kann.
Hinsichtlich des Herstellungsverfahrens gemäß dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann zumindest eine Elektrode für ein zweites Oberflächenwellenelement, die sich von der obengenannten Elektrode für das Oberflächenwellenelement unterscheidet, gleichzeitig mit der ersten Elektrodenschicht während des Schritts des Bildens der ersten Elektrodenschicht gebildet werden. In diesem Fall können, da die Elektrode für das zweite Oberflächenwellenelement, das eine Dicke aufweist, die sich von der der obengenannten Elektrode für das Oberflächenelement unterscheidet, ohne weiteres hergestellt werden kann, Oberflächenwellenelemente mit unterschiedlichen Charakteristika ohne weiteres auf dem piezoelektrischen Substrat gebildet werden.
Gemäß einem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird ein Oberflächenwellenbauelement geschaffen. Das Oberflächenwellenbauelement umfaßt ein piezoelektrisches Substrat, zumindest eine Elektrode für ein Oberflächenwellenelement, die auf dem piezoelektrischen Substrat angeordnet ist, eine Elektrodenanschlußfläche, die auf dem piezoelektrischen Substrat angeordnet und positioniert ist, um mit einem Höcker verbunden zu werden, und eine Verdrahtungselektrode zum elektrischen Verbinden der Elektrodenanschlußfläche und der Elektrode für das Oberflächenwellenelement, wobei die Elektrodenanschlußfläche eine erste Elektrodenschicht, die auf dem piezoelektrischen Substrat angeordnet ist, und eine zweite Elektrodenschicht, die auf die erste Elektrodenschicht laminiert ist, umfaßt, wobei die erste Elektrodenschicht durch Ätzen eines Metallfilms gebildet ist, und wobei zumindest eine Elektrode für das Oberflächenwellenelement durch ein Lift-Off-Verfahren gebildet ist. Damit werden ein Ablösen der Elektrodenanschlußfläche von dem piezoelektrischen Substrat und ein Auftreten von Rissen in dem piezoelektrischen Substrat aufgrund der äußeren Kraft, die während der Bildung der Höcker und während des Befestigens des Gehäuses durch das Flip-Chip-Verbindungssystem oder ein anderes geeignetes System ausgeübt wird, zuverlässig vermieden.
Hinsichtlich des Oberflächenwellenbauelements gemäß dem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung können die Verdrahtungselektrode und die zweite Elektrodenschicht einstückig aus dem gleichen Metallfilm gebildet sein. In diesem Fall kann die Zuverlässigkeit der elektrischen Verbindung zwischen der Elektrodenanschlußfläche und der Verdrahtungselektrode erhöht werden, wobei die Herstellungsschritte stark vereinfacht werden.
Das Oberflächenwellenbauelement gemäß dem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann ferner eine Haftschicht als ein Substrat für die Verdrahtungselektrode und die zweite Elektrodenschicht umfassen, wobei die Verdrahtungselektrode und die zweite Elektrodenschicht vorzugsweise aus Al oder einer Al-Legierung oder einem anderen geeigneten Material hergestellt sind, und wobei die Haftschicht vorzugsweise aus einem Metall oder ei ner Legierung oder einem anderen geeigneten Material hergestellt ist, das eine Haftung an der ersten Elektrodenschicht aufweist, die höher ist als die des Al und der Al-Legierung. Da die obengenannte Haftschicht als die Substratschicht gebildet ist, kann die Haftung der zweiten Elektrodenschicht an der ersten Elektrodenschicht weiter erhöht werden, wodurch ein Ablösen der Elektrodenanschlußfläche von dem piezoelektrischen Substrat und ein Auftreten von Rissen in dem piezoelektrischen Substrat während der Bildung der Höcker und während des Befestigens durch das Flip-Chip-Verbindungssystem noch zuverlässiger verhindert werden.
Gemäß einem dritten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird ein weiteres Oberflächenwellenbauelement, das über Höcker durch ein Flip-Chip-Verbindungsverfahren befestigt wird, geliefert. Das Oberflächenwellenbauelement gemäß diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel umfaßt vorzugsweise ein piezoelektrisches Substrat, zumindest eine Elektrode für ein Oberflächenwellenelement, die auf dem piezoelektrischen Substrat angeordnet ist, eine Elektrodenanschlußfläche, die auf dem piezoelektrischen Substrat angeordnet und positioniert ist, um mit dem Höcker verbunden zu werden, und eine Verdrahtungselektrode zum elektrischen Verbinden der Elektrodenanschlußfläche und der Elektrode für das Oberflächenwellenelement, wobei die Elektrodenanschlußfläche eine erste Elektrodenschicht, die auf dem piezoelektrischen Substrat angeordnet ist, und eine zweite Elektrodenschicht, die auf die erste Elektrodenschicht laminiert ist, umfaßt, wobei die zweite Elektrodenschicht und die Verdrahtungselektrode einstückig aus dem gleichen leitfähigen Film gebildet sind, und wobei Endoberflächen von Verbindungsabschnitten, die mit den Verdrahtungselektroden elektrisch zu verbinden sind, der ersten Elektrodenschicht und der Elektrode für das Oberflächenwellenelement in einer Stufenkonfiguration angeordnet sind. Dadurch wird die Zuverlässigkeit der elektrischen Verbindung der Verdrahtungselektroden zwischen der Elektrodenanschlußfläche, die die erste und die zweite Elektrodenschicht umfaßt, und der Elektrode für das Oberflächenwellenelement effektiv erhöht.
Hinsichtlich des Oberflächenwellenbauelements gemäß dem dritten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann sowohl die Elektrode für das Oberflächenwellenelement als auch die erste Elektrodenschicht der Elektrodenanschlußfläche zumindest zwei Endoberflächen des Verbindungsabschnitts aufweisen. In diesem Fall wird die Zuverlässigkeit der elektrischen Verbindung zwischen der Elektrode für das Oberflächenwellenelement und der ersten Elektrodenschicht der Elektrodenanschlußfläche weiter erhöht.
Gemäß einem vierten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird ein weiteres Oberflächenwellenbauelement, das über Höcker durch ein Flip-Chip-Verbindungssystem befestigt wird, geliefert. Das Oberflächenwellenbauelement gemäß diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel umfaßt vorzugsweise ein piezoelektrisches Substrat, zumindest eine Elektrode für ein Oberflächenwellenelement, die auf dem piezoelektrischen Substrat angeordnet ist, eine Elektrodenanschlußfläche, die auf dem piezoelektrischen Substrat angeordnet und positioniert ist, um mit dem Höcker verbunden zu werden, und eine Verdrahtungselektrode zum elektrischen Verbinden der Elektrodenanschlußfläche und der Elektrode für das Oberflächenwellenelement, wobei die Elektrodenanschlußfläche eine erste Elektrodenschicht, die auf dem piezoelektrischen Substrat angeordnet ist, und eine zweite Elektrodenschicht, die auf die erste Elektrodenschicht laminiert ist, umfaßt, wobei die zweite Elektrodenschicht und die Elektrode für das Oberflächenwellenelement einstückig aus dem gleichen leitfähigen Film gebildet sind, und wobei die Elektrode für das Oberflächenwellenelement und die erste Elektrodenschicht der Elektrodenanschlußfläche, um mit der Elektrode für das Oberflächenwellenelement verbunden zu sein, in Kontakt miteinander angeordnet sind. Dadurch wird die Zuverlässigkeit der elektrischen Verbindung zwischen der Elektrode für das Oberflächenwellenelement und der Elektrodenanschlußfläche stark erhöht.
Hinsichtlich des Oberflächenwellenbauelements gemäß dem vierten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann eine Teilchengröße eines leitfähigen Teilchens in dem leitfähigen Film, der die zweite Elektrodenschicht und die Verdrahtungselektrode bildet, kleiner sein als ein Teilchendurchmesser eines leitfähigen Teilchens in entweder der Elektrode für das Oberflächenwellenelement oder der ersten Elektrodenschicht der Elektrodenanschlußfläche, die eine kleinere Filmdicke aufweist. Folglich wird die Zuverlässigkeit der elektrischen Verbindung der Elektrode für das Oberflächenwellenelement und der Elektrodenanschlußfläche mit den Verdrahtungselektroden noch weiter erhöht.
Hinsichtlich der Oberflächenwellenbauelemente gemäß dem zweiten bis vierten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann eine Elektrode für ein zweites Oberflächenwellenelement, die sich von der obengenannten Elektrode für das Oberflächenwellenelement unterscheidet, auf dem piezoelektrischen Substrat gebildet werden, wobei die Elektrode für das zweite Oberflächenwellenelement durch Ätzen eines Metallfilms gebildet sein kann. Wenn die Elektrode für das zweite Oberflächenwellenelement durch das Ätzverfahren gebildet wird, kann sie gleichzeitig mit der ersten Elektrodenschicht der Elektrodenanschlußfläche gebildet werden, wobei die Filmdicke derselben ohne weiteres von der der Elektrode für das Oberflächenwellenelement, das durch das Lift-Off-Verfahren gebildet wird, differenziert werden kann. Dadurch können Oberflächenwellenelemente, die unterschiedliche Charakteristika aufweisen, ohne weiteres auf dem piezoelektrischen Substrat gebildet werden.
Weitere Vorteile
der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele Bezug nehmend auf die beigefügten Zeichnungen deutlich. Es zeigen:
1 eine Vorderschnittansicht eines Oberflächenwellenbauelements gemäß einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2A bis 2D Vorderschnittansichten zur Erklärung der Schritte bei der Herstellung des Oberflächenwellenbauelements gemäß dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
3A bis 3D Vorderschnittansichten zur Erklärung der Schritte bei der Herstellung des Oberflächenwellenbauelements gemäß dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
4A und 4B Vorderschnittansichten zur Erklärung der Schritte bei der Herstellung des Oberflächenwellenbauelements gemäß dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
5 eine Vorderschnittansicht eines Oberflächenwellenbauelements gemäß einem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
6A bis 6D Vorderschnittansichten zur Erklärung der Schritte bei der Herstellung des Oberflächenwellenbauelements gemäß dem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
7A bis 7D Vorderschnittansichten zur Erklärung der Schritte bei der Herstellung des Oberflächenwellenbauelements gemäß dem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
8A und 8B Vorderschnittansichten zur Erklärung der Schritte bei der Herstellung des Oberflächenwellenbauelements gemäß dem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
9 eine Vorderschnittansicht eines Abschnitts eines bevorzugten modifizierten Beispiels basierend auf dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
10A bis 10C schematische Draufsichten zur Erklärung der Schritte bei der Herstellung des Oberflächenwellenbauelements gemäß einem dritten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
11A und 11B schematische Draufsichten zur Erklärung der Schritte bei der Herstellung gemäß dem dritten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
12A bis 12D Vorderschnittansichten zur Erklärung der Schritte bei der Herstellung des Oberflächenwellenbauelements gemäß dem dritten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
13A bis 13C Vorderschnittansichten zur Erklärung der Schritte bei der Herstellung des Oberflächenwellenbauelements gemäß dem dritten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
14A und 14B schematische Draufsichten zur Erklärung der Schritte bei der Herstellung des Oberflächenwellenbauelements gemäß einem vierten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
15A bis 15C schematische Draufsichten zur Erklärung der Schritte bei der Herstellung des Oberflächenwellenbauelements gemäß dem vierten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
16A bis 16D schematische Seitenschnittansichten zur Erklärung der Schritte bei der Herstellung des Oberflächenwellenbauelements gemäß dem vierten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
17A bis 17C schematische Seitenschnittansichten zur Erklärung der Schritte bei der Herstellung des Oberflächenwellenbauelements gemäß dem vierten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
18 eine schematische Seitenschnittansicht zur Erklärung des Schritts bei der Herstellung des Oberflächenwellenbauelements gemäß dem vierten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
19 eine vergrößerte Teilschnittansicht zur Erklärung der Formen der Endabschnitte zum Verbinden einer Verdrahtungselektrode mit einer Elektrodenanschlußfläche und einem Elektrodenanschlußbereich gemäß dem dritten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
20 eine vergrößerte Teilschnittansicht, die den Verbindungsabschnitt einer Verdrahtungselektrode mit einem Elektrodenanschlußbereich und einer Elektrodenanschlußfläche bei einem modifizierten Beispiel basierend auf dem dritten und vierten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
21 eine Teildraufsicht zur Erklärung der Formen, im Grundriß, einer ersten Elektrodenschicht einer Elektrodenanschlußfläche und einer zweiten Elek trodenschicht eines Elektrodenanschlußbereichs bei einem modifizierten Beispiel basierend auf dem dritten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
22 eine Vorderschnittansicht zur Erklärung eines herkömmlichen Oberflächenwellenbauelements;
23A bis 23D Vorschnittansichten zur Erklärung der Schritte bei der Herstellung des herkömmlichen Oberflächenwellenbauelements aus 22;
24A und 24B Vorschnittansichten zur Erklärung der Schritte bei der Herstellung des herkömmlichen Oberflächenwellenbauelements aus 22; und
25 eine Teilschnittansicht zur Erklärung von Problemen bei dem Herstellungsverfahren für das herkömmliche Oberflächenwellenbauelement.
Die vorliegende Erfindung wird durch die folgende Beschreibung spezifischer bevorzugter Ausführungsbeispiele gemäß der vorliegenden Erfindung Bezug nehmend auf die Zeichnungen klar.
1 ist eine Schnittansicht eines Oberflächenwellenbauelements gemäß einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Jede der 2 bis 4 ist eine Schnittansicht zur Erklärung des Verfahrens zum Herstellen eines Oberflächenwellenbauelements gemäß dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Hinsichtlich des vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiels wird, wie in 2A gezeigt ist, ein Metallfilm 2 über der gesamten Oberfläche eines piezoelektrischen Substrats 1 gebildet. Als das piezoelektrische Substrat 1 wird vorzugsweise, obwohl dasselbe nicht spezifisch eingeschränkt ist, ein piezoelektrischer Einkristall, z. B. Li- TaO₃, LiNbO₃, oder Quarz oder eine piezoelektrische Keramik, z. B. Bleititanatzirconatkeramik, oder ein anderes geeignetes Material vorzugsweise verwendet. Bei dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das piezoelektrische Substrat 1 vorzugsweise aus LiTaO₃ hergestellt. Obwohl der Metallfilm 2 vorzugsweise aus einer Al-Legierung bei dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel hergestellt ist, kann derselbe unter Verwendung eines anderen Metalls oder einer Legierung, z. B. Cu, gebildet werden. Der Metallfilm 2 wird bei dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel durch Aufdampfung der Al-Legierung gebildet. Die Dicke des Metallfilms 2 ist nicht spezifisch eingeschränkt, obwohl es üblicherweise spezifiziert ist, um etwa 5 nm bis etwa 1.000 nm dick zu sein. Das Verfahren zum Bilden des Metallfilms 2 ist nicht auf die Aufdampfung beschränkt, wobei der Metallfilm 2 durch Plattieren, Sputtern oder ein anderes geeignetes Verfahren gebildet werden kann.
Dann wird eine Resiststruktur 3, die der Form einer ersten Elektrodenschicht einer Elektrodenanschlußfläche eines Oberflächenwellenbauelements entspricht, vorzugsweise durch Photolithographie (2B) gebildet. Die Resiststruktur 3 wird aus einem allgemein bekannten Photoresistmaterial gebildet.
Der unerwünschte Abschnitt des Metallfilms 2 wird durch Naßätzen oder Trockenätzen (2C) entfernt.
Die Resiststruktur 3 wird durch die Verwendung eines Lösungsmittels entfernt. Folglich wird, wie in 2D gezeigt ist, die erste Elektrodenschicht 2a, die die Elektrodenanschlußfläche bildet, auf dem piezoelektrischen Substrat 1 angeordnet.
Danach wird, wie in 3A gezeigt ist, eine Resiststruktur 4 vorzugsweise durch Photolithographie gebildet. Die Resiststruktur 4 wird auf die Region bis auf die Stellen, an denen eine Elektrode für das Oberflächenwellenelement gebildet wird, aufgebracht.
Nachfolgend wird, um die Elektrode für das Oberflächenwellenelement über der gesamten oberen Oberfläche des piezoelektrischen Substrats 1 zu bilden, ein Metallfilm 5 gebildet (3B). Bei dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel wird der Metallfilm 5 vorzugsweise aus der Al-Legierung hergestellt, wobei die Filmdicke desselben üblicherweise spezifiziert ist, um gemäß der Frequenz und der Bandbreite des Oberflächenwellenelements in dem Bereich von etwa 5 nm bis etwa 1.000 nm zu sein.
Die Elektrode für das Oberflächenwellenelement umfaßt nicht nur Interdigitalwandler, sondern auch andere Elektroden, die andere Elektroden als die Elektrodenanschlußflächen sind und als Oberflächenwellenelemente fungieren, wie z. B. Reflektoren (in der Zeichnung nicht gezeigt), die, falls dies notwendig ist, vorgesehen sind.
Hinsichtlich des Verfahrens zum Bilden des Metallfilms 5 können, obwohl bei dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel eine Aufdampfung ausgeführt wird, andere Dünnfilmherstellungsverfahren, z. B. Sputtern oder Plattieren, ausgeführt werden.
Danach wird die Resiststruktur 4 vorzugsweise durch das Lift-Off-Verfahren entfernt. Als ein Ergebnis wird eine Elektrode für das Oberflächenwellenelement 5a auf dem piezoelektrischen Substrat 1, wie in 3C gezeigt ist, gebildet.
Eine Resiststruktur 6 wird, wie in 3D gezeigt ist, gebildet. Die Resiststruktur 6 wird auf die Region bis auf die Stellen aufgebracht, an denen eine zweite Elektrodenschicht der Elektrodenanschlußfläche und eine Verdrahtungselektrode gebildet werden.
Ein Metallfilm 7 wird über der gesamten Oberfläche des piezoelektrischen Substrats 1, wie in 4A gezeigt ist, gebildet. Der Metallfilm 7 ist vorzugsweise aus der Al-Legierung hergestellt und ist vorzugsweise durch Aufdampfung gebildet. Er kann jedoch aus anderen Materialien oder einer anderen Legierung als der Al-Legierung, z. B. Cu, gebildet sein. Ferner kann der Metallfilm 7 durch Plattieren, Sputtern oder ein anderes Dünnfilmherstellungsverfahren außer der Aufdampfung gebildet werden.
Die Dicke des Metallfilms 7 ist in Anbetracht der Widerstandsfähigkeit der Verdrahtung und der Verbindungsfestigkeit zwischen dem Höcker und der Elektrodenanschlußfläche vorzugsweise größer als die der ersten Elektrodenschicht 2a. Die Dicke des Metallfilms 7 wird üblicherweise spezifiziert, um in dem Bereich von etwa 300 nm bis etwa 10.000 nm zu sein.
Vorzugsweise wird eine Haftschicht 8 als eine Substratschicht vor der Bildung des Metallfilms 7, wie in 9 unter Vergrößerung gezeigt ist, gebildet. Der Metallfilm 7 wird nach der Bildung der Haftschicht 8 gebildet. Die Haftschicht 8 wird vorzugsweise aus Metall oder einer Legierung, die eine Haftung aufweist, die größer ist als die von Al und der Al-Legierung, hergestellt. Die Beispiele der Metallmaterialien, die zur Bildung der Haftschicht 8 verwendet werden, umfassen Metalle, z. B. Ti, Ni, und eine Ni-Cr-Legierung, die eine Haftung an dem piezoelektrischen Substrat 1 und der ersten Elektrodenschicht 2a aufweist, die größer ist als die des Metallfilms 7.
Dann wird, wie in 4B gezeigt ist, die Resiststruktur 6 durch das Lift-Off-Verfahren entfernt. Danach wird eine zweite Elektrodenschicht 7a gebildet, eine Elektrodenanschlußfläche 9, die die erste und die zweite Elektrodenschicht 2a und 7a umfaßt, wird gebildet, wobei gleichzeitig eine Verdrahtungselektrode 7b zum elektrischen Verbinden der Elektrodenanschlußfläche 9 und einer Elektrode für das Oberflächenwellenelement 5a gebildet wird.
Bei dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel kann, obwohl die zweite Elektrodenschicht 7a und die Verdrahtungselektrode 7b gleichzeitig aus dem gleichen Metallmaterial gebildet werden, während dieselben verbunden werden, die Verdrahtungselektrode 7b durch einen separaten Schritt gebildet werden.
Nachfolgend werden die Höcker 10 auf den Elektrodenanschlußflächen 9 (siehe 1) gebildet. So wird ein Oberflächenwellenbauelement 11, das in 1 gezeigt ist, erzeugt.
Die Höcker 10 werden vorzugsweise durch ein Drahthöckerverbindungsverfahren, das gleichzeitig Ultraschallwellen und Wärme verwendet, gebildet, wobei die Höcker 10 bei dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel vorzugsweise aus Au gebildet sind.
Das Oberflächenwellenbauelement 11, das wie oben beschrieben erzeugt wird, ist in einem Gehäuse enthalten, so daß die Seite der oberen Oberfläche, die in 1 gezeigt ist, als die untere Oberfläche angeordnet ist, d. h. daß die Höcker 10 in Kontakt mit den Elektrodenanschlußflächen des Gehäuses stehen, wodurch eine elektrische und mechanische Verbindung durch die Verwendung der Höcker 10 erzielt wird. Danach wird das Gehäuse luftdicht mit einem Abdeckbauglied oder einer anderen geeigneten Abdeckung versiegelt, um so eine Oberflächenwellenbauelementkomponente zu schaffen.
Bei dem obengenannten herkömmlichen Herstellungsverfahren für ein Oberflächenwellenbauelement, wie in 23 gezeigt ist, wurde die erste Elektrodenschicht 103a durch das Lift-Off-Verfahren gebildet. In diesem Fall wurde, da die Resiststruktur 102 vor der Bildung des Metallfilms 103 gebildet wurde, die obere Oberfläche des piezoelektrischen Sub strats 1 unvermeidbar verschmutzt. Dadurch ist die Haftung der ersten Elektrodenschicht 103a an dem piezoelektrischen Substrat 101 verschlechtert.
Bei dem Oberflächenwellenbauelement 11 gemäß dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die erste Elektrodenschicht 2a, die die Elektrodenanschlußfläche 9 bildet, vorher vorzugsweise durch das Ätzverfahren gebildet. Dadurch wird, da der Metallfilm 2 auf dem piezoelektrischen Substrat 1 gebildet wird, um eng mit dem piezoelektrischen Substrat in Kontakt zu stehen, und nachdem die erste Elektrodenschicht 2a durch Ätzen gebildet ist, die Haftung der ersten Elektrodenschicht 2a an dem piezoelektrischen Substrat 1 stark erhöht.
Da die Haftung der ersten Elektrodenschicht 2a an dem piezoelektrischen Substrat 1 erhöht wird, wird ein Ablösen zwischen der Elektrodenanschlußfläche 9 und dem piezoelektrischen Substrat 1 vermieden, wobei das Auftreten von Rissen in dem piezoelektrischen Substrat 1 während der Bildung der Höcker 10 vermieden werden kann. Dies wird nun unter Verwendung spezifischer Beispiele beschrieben.
Bei den Beispielen wurden ein Oberflächenwellenbauelement, bei dem die erste Elektrodenschicht 2a durch Naßätzen gebildet wird, ein Oberflächenwellenbauelement, bei dem die erste Elektrodenschicht 2a durch Trockenätzen gebildet wird, und zu Vergleichszwecken ein Oberflächenwellenbauelement, bei dem die erste Elektrodenschicht durch das herkömmliche Verfahren, wie in den 22 bis 24 gezeigt ist, gebildet wird, separat hergestellt. Hinsichtlich jedes dieser Oberflächenwellenbauelemente wurden die Ablösrate der Elektrodenanschlußfläche von dem piezoelektrischen Substrat und die Rißauftrittsrate bei dem piezoelektrischen Substrat während der Bildung des Höckers, der aus Au hergestellt ist, geprüft. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle 1 gezeigt.
Die Elektrodenanschlußflächenablösrate bezieht sich auf eine Rate des Auftretens eines Ablösens zwischen der Elektrodenanschlußfläche und dem piezoelektrischen Substrat während der Bildung des Höckers. Die Rißauftrittsrate bezieht sich auf eine Gesamtzahl von Oberflächenwellenbauelementen, bei denen in dem piezoelektrischen Substrat in Bereichen nahe der Elektrodenanschlußfläche Risse auftraten, bezüglich einer Gesamtzahl von fertigen Produkten. Der Riß tritt in dem piezoelektrischen Substrat in Bereichen nahe der Elektrodenanschlußfläche aufgrund mechanischer Belastungen, wie z. B. einer Restspannung, auf und tritt abhängig von den Materialien und Formen des Höckers, der Elektrodenanschlußfläche, des piezoelektrischen Substrats, und anderer Faktoren zusätzlich zu den Verbindungsbedingungen während des Flip-Chip-Verbindens auf.
Hinsichtlich der Auswertung der obengenannten Elektrodenanschlußflächenablösrate und der Rißauftrittsrate wurden die Höcker durch das Drahthöckerverbindungsverfahren gebildet, das gleichzeitig Ultraschallwellen und Wärme verwendet. Als das piezoelektrische Substrat wurde ein 36°-Substrat aus LiTaO₃ verwendet. Die Dicken der Elektrode für das Oberflächenwellenelement und der ersten Elektrodenschicht betrugen etwa 200 nm, wobei die Dicken der zweiten Elektrodenschicht und der Verdrahtungselektrode etwa 840 nm betrugen. In jedem der beiden Arten von Oberflächenwellenbauelementen der Beispiele wurde eine NiCr-Legierungsschicht mit einer Dicke von etwa 10 nm als eine Haftschicht gebildet.

Bei dem herkömmlichen Beispiel wurde eine Plasmareinigungsbehandlung zwischen den Schritten, die in den 23A und 23B gezeigt sind, durchgeführt, d. h. vor der Aufdampfung des Metallfilms 103, wodurch Verunreinigungen auf dem piezoelektrischen Substrat 101 entfernt wurden. Dieses Verfahren wird üblicherweise als ein Verfahren zum Unterstützen des Anstiegs der Haftung zwischen der ersten Elektrodenschicht 103a der Elektrodenanschlußfläche und dem piezo elektrischen Substrat 101 und zum Reduzieren der obengenannten Elektrodenanschlußflächenablösrate verwendet. Tabelle 1

Elektrodenanschlußflächenbildungsverfahren	Elektrodenanschlußflächenablösrate während der Höckerbildung (%)	Rißauftrittsrate (%)
Naßverfahren	0	0
Trockenverfahren	0	0
Lift-Off-Verfahren	0,5 bis 1,0	12

Wie aus Tabelle 1 hervorgeht, beträgt hinsichtlich des herkömmlichen Herstellungsverfahrens für das Oberflächenwellenbauelement trotz der Tatsache, daß eine Plasmareinigung durchgeführt wird, die Elektrodenanschlußflächenablösrate etwa 0,5% bis etwa 1,0%, wobei die Rißauftrittsrate etwa 12% beträgt. Andererseits werden hinsichtlich entweder des Falls, bei dem das Naßätzen oder das Trockenätzen verwendet wird, die Elektrodenanschlußflächenablösrate und die Rißauftrittsrate 0%, wenn das Herstellungsverfahren gemäß dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung angewendet wird.
Die Gründe hierfür werden nun beschrieben. Bei dem herkömmlichen Verfahren kann (1), da das piezoelektrische Substrat durch das Lift-Off-Verfahren mit dem Resist bedeckt ist, die erste Elektrodenschicht, selbst wenn die Plasmareinigungsbehandlung durchgeführt wird, nicht mit einer ausreichend hohen Haftungsfestigkeit auf dem piezoelektrischen Substrat gebildet werden, und gibt es (2) bei dem Lift-Off-Verfahren, wenn der Metallfilm, der aus Al besteht, gebildet wird, Beschränkungen bei den Filmherstellungsbedingungen, wobei z. B. die Filmherstellungstemperatur in Anbetracht der Widerstandsfähigkeit des Resists gegenüber Wärme bestimmt werden muß, wobei folglich Eigenschaften des Elek trodenfilms, wie z. B. die Härte der Elektrodenschicht, veränderlich sind, weshalb ein Ablösen der Elektrodenanschlußfläche und eine Erzeugung der Risse wahrscheinlich auftreten.
Jede der 5 bis 8 ist eine Schnittansicht zur Erklärung des Verfahrens zum Herstellen eines Oberflächenwellenbauelements gemäß dem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Bei dem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird ein Oberflächenwellenbauelement, das in 5 gezeigt ist, erzeugt.
Wie in 6A gezeigt ist, wird ein Metallfilm 22 vorzugsweise durch Aufdampfung über der gesamten Oberfläche des piezoelektrischen Substrats 21 gebildet. Dieser Schritt wird auf eine Weise ausgeführt, die dem Fall ähnelt, bei dem der Metallfilm 2 bei dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung auf dem piezoelektrischen Substrat 1 gebildet wird.
Dann wird, wie in 6B gezeigt ist, eine Resiststruktur 23 vorzugsweise durch Photolithographie gebildet. Bei dem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel werden zwei Oberflächenwellenelemente auf dem piezoelektrischen Substrat 21 gebildet. Die Resiststruktur 23 wird gebildet, um an dem Abschnitt, an dem eine Elektrode für ein erstes Oberflächenelement gebildet werden soll, und an dem Abschnitt, an dem die erste Elektrodenschicht der Elektrodenanschlußfläche gebildet werden soll, angeordnet zu sein.
Der Metallfilm 22 wird vorzugsweise durch Trockenätzen oder Naßätzen (6C) geätzt.
Die Resiststruktur 23 wird entfernt. So werden die erste Elektrodenschicht 22a zum Bilden einer Elektrodenanschlußfläche und die Elektrode für das erste Oberflächenwellen element 22b auf dem piezoelektrischen Substrat 21, wie in 6D gezeigt ist, gebildet.
Nachfolgend wird, wie in 7A gezeigt ist, eine Resiststruktur 24 gebildet. Die Resiststruktur 24 wird auf dem piezoelektrischen Substrat 21 an einem Abschnitt mit der Ausnahme der Stellen gebildet, an denen eine Elektrode für ein zweites Oberflächenelement gebildet wird. Ein Metallfilm 25 wird über der gesamten oberen Oberfläche des piezoelektrischen Substrats 21 (7B) gebildet.
Die Resiststruktur 24 und der Metallfilm, der an derselben haftet, werden vorzugsweise durch das Lift-Off-Verfahren entfernt. So wird die Elektrode für das zweite Oberflächenwellenelement 25a durch das Lift-Off-Verfahren, wie in 7C gezeigt ist, gebildet.
Eine Resiststruktur 26 wird, wie in 7D gezeigt ist, gebildet. Die Resiststruktur 26 wird auf den Abschnitt des piezoelektrischen Substrats 21 mit Ausnahme von Stellen, an denen eine zweite Elektrodenschicht und eine Verdrahtungselektrode angeordnet sind, aufgebracht.
Ein Metallfilm 27 wird über der gesamten oberen Oberfläche des piezoelektrischen Substrats 21, wie in 8A gezeigt ist, gebildet. Dieser Metallfilm 27 ist vorzugsweise aus einem ähnlichen Material wie dem des Metallfilms 7 bei dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel gebildet und weist eine Dicke auf, die annähernd gleich der des Metallfilms 7 ist.
Die Resiststruktur 26 und der Metallfilmabschnitt, der an derselben haftet, werden vorzugsweise durch das Lift-Off-Verfahren, wie in 8B gezeigt ist, entfernt. So werden eine zweite Elektrodenanschlußfläche 27a und eine Verdrahtungselektrode 27b gebildet. Die Verdrahtungselektrode 27b wird gleichzeitig mit der zweiten Elektrodenschicht 27a ge bildet, während sie mit der zweiten Elektrodenschicht 27a verbunden ist.
Ferner können eine Verdrahtungselektrode 27c zum elektrischen Verbinden der Elektrode für das erste Oberflächenwellenelement, das durch das Ätzverfahren gebildet wird, und die Elektrode für das zweite Oberflächenwellenelement, das durch das Lift-Off-Verfahren gebildet wird, auch gleichzeitig gebildet werden.
Eine Elektrodenanschlußfläche 28 umfaßt vorzugsweise die zweite Elektrodenschicht 27a und die erste Elektrodenschicht 22a, die vorher gebildet wird.
Nachfolgend werden Höcker 29 auf den Elektrodenanschlußflächen 28 gebildet, wodurch ein Oberflächenwellenbauelement 31, das in 5 gezeigt ist, erzeugt wird.
Bei dem Oberflächenwellenbauelement 31 wird ebenfalls, da die erste Elektrodenschicht 22a der Elektrodenanschlußfläche durch Ätzen auf dem piezoelektrischen Substrat 21 gebildet wird, die Haftung zwischen der Elektrodenanschlußfläche und dem piezoelektrischen Substrat auf eine Weise ähnlich wie bei dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung stark erhöht.
Zusätzlich können, da die Elektrode für das erste Oberflächenwellenelement 22b und die Elektrode für das zweite Oberflächenwellenelement 25a durch das Ätzverfahren bzw. das Lift-Off-Verfahren gebildet werden, die Filmdicken dieser Elektroden ohne weiteres differenziert werden, wobei eine Mehrzahl von Typen von Oberflächenwellenelementen, die unterschiedliche Bänder aufweisen, dadurch ohne weiteres auf dem piezoelektrischen Substrat 21 gebildet werden kann. Dies bedeutet, daß Dualfilter, die unterschiedliche Bänder sowie andere unterschiedliche Charakteristika aufweisen, ohne weiteres erzeugt werden können.
Die Filmdicke der Elektrode wird abhängig von den Beschränkungen, die sich auf Funktionen des Oberflächenwellenelements beziehen, bestimmt. Es ist unwesentlich, welche Filmdicke größer ist, wodurch jede derselben größer sein kann oder beide gleich groß sein können.
Jede der 10A bis 10C und der 11A und 11B ist eine schematische Draufsicht zur Erklärung des Verfahrens zum Herstellen eines Oberflächenwellenbauelements gemäß einem dritten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Jede der 12A bis 12D und der 13A bis 13C ist eine schematische Schnittansicht zur Erklärung des Herstellungsverfahrens gemäß dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Bei dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel sind erste Elektrodenschichten 48a und 49a, die die Elektrodenanschlußflächen bilden, auf einem piezoelektrischen Substrat 41 gebildet. Die Bildung der ersten Elektrodenschichten 48a und 49a wird, wie unten beschrieben ist, ausgeführt.
Ein leitfähiger Film wird über der gesamten Oberfläche des piezoelektrischen Substrats 41 gebildet, wobei ein Positiv-Typ-Resist über die gesamte Oberfläche desselben aufgebracht wird. Nachfolgend wird eine Belichtung unter Verwendung einer Maske durchgeführt, die die Abschnitte der ersten Elektrodenschichten 48a und 49a abschirmt. Die belichteten Resistabschnitte werden entfernt, wodurch das obengenannte Resist strukturiert wird. Der leitfähige Film wird durch Ausführen des Ätzens geätzt, wobei dann das Resist entfernt wird. Das Ätzen kann entweder durch ein Naßätzverfahren oder ein Trockenätzverfahren unter Verwendung von Plasma ausgeführt werden. Wie oben beschrieben wurde, werden die ersten Elektrodenschichten 48a und 49a, die in den 10A und 12A gezeigt sind, gebildet.
Danach wird ein Negativ-Typ-Resist über der gesamten oberen Oberfläche des piezoelektrischen Substrats 41 aufgebracht. Eine Maske, die die Abschnitte abschirmt, an denen eine Elektrode für das Oberflächenwellenelement und eine Verdrahtungselektrode gebildet werden soll, wird auf das Negativ-Typ-Resist gegeben, wobei dann eine Belichtung durchgeführt wird. Die Resistabschnitte, die nicht belichtet werden, werden entfernt, wodurch das Negativ-Typ-Resist strukturiert wird. 12B zeigt das Negativ-Typ-Resist 47, das wie oben beschrieben strukturiert ist.
Ein leitfähiger Film wird über der gesamten oberen Oberfläche des piezoelektrischen Substrats 41 gebildet. Dieser leitfähige Film wird vorzugsweise durch Aufbringen eines leitfähigen Materials, wie z. B. Al, unter Verwendung eines geeigneten Verfahrens, wie z. B. einer Aufdampfung, gebildet. Der leitfähige Film 42x auf dem Resist 47 wird gemeinsam mit dem Resist 47 durch ein Lift-Off entfernt, wodurch der obengenannte leitfähige Film strukturiert wird. Folglich werden, wie in den 10B und 12C gezeigt ist, ein IDT 42, der Sammelschienen 42a und 42b und Elektrodenanschlußbereiche 52a und 53a umfaßt, und Reflektoren als eine Elektrode für ein Oberflächenwellenelement 42 gebildet.
Ein Positiv-Typ-Resist wird über der gesamten oberen Oberfläche des piezoelektrischen Substrats 41 aufgebracht. Eine Maske, die das gesamte Positiv-Typ-Resist bis auf die Verbindungsabschnitte der Elektrodenanschlußbereiche 52a und 53a und der Elektrodenschichten 48a und 49a abdeckt, wird auf das Positiv-Typ-Resist gegeben, wobei dann eine Belichtung durchgeführt wird. Die Verbindungsabschnitte der Elektrodenanschlußbereiche 52a und 53a und der Elektrodenschichten 48a und 49a beziehen sich auf die Endabschnitte an der Seite, an der Verdrahtungselektroden, die unten beschrieben werden, verbunden werden sollen. Danach wird das belichtete Resist entfernt. Ein Ätzen wird ausgeführt, so daß die Verbindungsabschnitte der Elektrodenschichten 48a und 49a und die Verbindungsabschnitte der Elektrodenan schlußbereiche 52a und 53a, die Elektroden für das Oberflächenwellenelement definieren, Stufenendoberflächen 48a₁ , 49a₁ , 52a₁ bzw. 53a₁ aufweisen, wie in 12D gezeigt ist.
Das Ätzen zum Erzeugen der Stufenendoberflächen 48a₁ , 49a₁ , 52a₁ und 53a₁ kann auch entweder durch ein Naßätzverfahren oder ein Trockenätzverfahren unter Verwendung von Plasma oder einem anderen geeigneten Material und Verfahren ausgeführt werden.
Ein Negativ-Typ-Resist 47A wird über der gesamten oberen Oberfläche des piezoelektrischen Substrats 41 (10C) aufgebracht. Eine Maske, die die Abschnitte der ersten und zweiten Elektrodenschicht 48a und 49a, der Elektrodenanschlußbereiche 52a und 53a und der Sammelschienen 42a und 42b abdeckt, wird auf das Resist 47A gegeben, wobei dann eine Belichtung durchgeführt wird. Die Resistabschnitte, die nicht belichtet werden, werden entfernt, wodurch das strukturierte Resist 47A, wie in 13A gezeigt ist, erzeugt wird.
Eine Zwischenschicht (in der Zeichnung nicht gezeigt), bestehend aus einem Metall, das sich von der Elektrode für das Oberflächenwellenelement unterscheidet, und ein leitfähiger Film, der eine Filmdicke aufweist, die größer ist als die der Elektrode für das Oberflächenwellenelement, werden über der gesamten oberen Oberfläche des piezoelektrischen Substrats 41 aufgebracht. In diesem Fall ist der Teilchendurchmesser des leitfähigen Teilchens in dem leitfähigen Film, der angeordnet ist, um die obere Schicht zu definieren, vorzugsweise kleiner als der bei den Elektrodenschichten 48a und 49a, die angeordnet sind, um die unteren Schichten zu definieren. Die Dicke des obengenannten leitfähigen Films befindet sich in Anbetracht der Widerstandsfähigkeit der Verdrahtung und der Verbindungsfestigkeit zwischen dem Höcker und der Elektrodenanschlußfläche vorzugsweise in dem Bereich von etwa 300 nm bis etwa 1.000 nm.
Um die Haftung zwischen dem leitfähigen Film an der ersten Schicht und dem leitfähigen Film an der zweiten Schicht zu erhöhen, wird Ti, Ni, NiCr oder ein anderes geeignetes Material als die obengenannte Zwischenschicht verwendet. Die Filmbildungen der obengenannten Zwischenschicht und des leitfähigen Films, der auf derselben gebildet ist, werden vorzugsweise fortlaufend ausgeführt. Die Zwischenschicht ist nicht unentbehrlich.
Nachfolgend werden die Zwischenschicht und der leitfähige Film, der auf das Resist 47A aufgebracht wird, gemeinsam mit dem Resist 47A vorzugsweise durch ein Lift-Off-Verfahren entfernt. So werden zweite Elektrodenschichten 48A und 49A, Elektrodenschichten 52A und 53A und Elektrodenschichten 42A und 428 auf den ersten Elektrodenschichten 48a und 49a, den Elektrodenanschlußbereichen 52a und 53a bzw. den Sammelschienen 42a und 42b, wie in den 11A und 13B gezeigt ist, gebildet. Die zweiten Elektrodenschichten 48A und 49A, die Elektrodenschichten 52A und 53A und die Elektrodenschichten 42A und 428 umfassen vorzugsweise die Zwischenschicht und den leitfähigen Film.
Eine Elektrodenanschlußfläche 48 umfaßt vorzugsweise die erste Elektrodenschicht 48a und die zweite Elektrodenschicht 48A, wobei eine Elektrodenanschlußfläche 49 vorzugsweise die erste Elektrodenschicht 49a und die zweite Elektrodenschicht 49A umfaßt. Die Elektrodenanschlußflächen 48 und 49 und die Elektrodenschichten 52a und 53a des Elektrodenanschlußbereichs werden jeweils elektrisch durch Verdrahtungselektroden 60 bzw. 61, die aus dem obengenannten leitfähigen Film bestehen, verbunden. Dies bedeutet, daß die Verdrahtungselektroden 60 und 61 vorzugsweise die gleiche Zwischenschicht und den gleichen leitfähigen Film wie die zweiten Elektrodenschichten 48A und 49A umfassen.
Höcker 64 und 65 werden vorzugsweise auf den Elektrodenanschlußflächen 48 und 49, wie in den 11B und 13C gezeigt ist, gebildet.
Bei dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel wird, da der IDT 42, der die Elektrode für das Oberflächenwellenelement definiert, durch das Lift-Off-Verfahren gebildet ist, die Elektrode für das Oberflächenelement, das eine hohe Elektrodengenauigkeit und eine hervorragende Widerstandsfähigkeit gegenüber elektrischer Leistung aufweist, erzeugt.
Da die Elektrodenanschlußflächen 48 und 49, auf denen die Höcker 64 und 65 gebildet sind, die ersten und die zweiten Elektrodenschichten umfassen, die ersten Elektrodenschichten 48a und 49a durch Trockenätzen oder Naßätzen gebildet werden und die zweiten Elektrodenschichten 48A und 49A, die die Zwischenschichten umfassen, die Substrate definieren, gebildet sind, wird das Auftreten von Rissen, das durch mechanische Belastung aufgrund der Restspannung oder anderer Einflüsse bewirkt wird, während der Filmbildung in dem piezoelektrischen Substrat in Bereichen nahe der Elektrodenanschlußflächen 48 und 49 vermieden.
Ferner wird die Zuverlässigkeit der elektrischen Verbindung der Elektrodenanschlußflächen 48 und 49 und der Elektrodenanschlußbereiche 52a und 53a als den Elektroden für das Oberflächenwellenelement mit den Verdrahtungselektroden 60 und 61 stark erhöht. Dies beruht auf der Tatsache, daß die Verbindungsendabschnitte der ersten Elektrodenschichten 48a und 49a und die Verbindungsabschnitte der Elektrodenanschlußbereiche 52a und 53a unter den Elektroden für das Oberflächenwellenelement die Stufenendoberflächen aufweisen, wie oben beschrieben wurde, wodurch die elektrische Verbindung durch die Verdrahtungselektroden 60 und 61 (vergleiche 19) zuverlässig erzielt wird.
Um die Zuverlässigkeit der elektrischen Verbindung zwischen der Elektrode für das Oberflächenwellenelement und der Elektrodenanschlußfläche, was durch die Verdrahtungselektroden 60 und 61 erzielt wird, wie in 21 mit einer Teildraufsicht gezeigt ist, zu erhöhen, wird die Anordnung, bei der die Elektrodenanschlußfläche 48 und der Elektrodenanschlußbereich 52a nahe einander in einer langen Region zugewandt sind, bevorzugt. Dies bedeutet, daß bei der Konfiguration, die in 21 gezeigt ist, der Elektrodenanschlußbereich 52a angeordnet ist, um in das Innere der Elektrodenanschlußfläche 48 einzutreten, wodurch die Elektrodenanschlußfläche 48 und der Elektrodenanschlußbereich 52a über sehr lange Strecken einander nahe zugewandt sind. Folglich wird, wenn die Verdrahtungselektroden 60 und 61 zwischen denselben mit dem leitfähigen Film gebildet werden, die Zuverlässigkeit der elektrischen Verbindung weiter erhöht.
Anders ausgedrückt umfaßt sowohl der Verbindungsendabschnitt der Elektrodenanschlußfläche als auch der Verbindungsabschnitt der Elektrode für das Oberflächenwellenelement vorzugsweise zumindest zwei Stufenendoberflächen. Folglich wird die Zuverlässigkeit der elektrischen Verbindung zwischen der Verdrahtungselektrode und der Elektrodenanschlußfläche oder der Elektrode für das Oberflächenwellenelement weiter erhöht.
Wenn die Teilchendurchmesser der leitfähigen Teilchen in der obengenannten Verdrahtungselektrode und in den zweiten Elektrodenschichten 48A und 49A der Elektrodenanschlußflächen 48 und 49 kleiner hergestellt werden als die der ersten Elektrodenschichten 48a und 49a, werden die Defekte bei dem obengenannten elektrisch verbundenen Abschnitt zuverlässig vermieden. Folglich wird die Zuverlässigkeit der elektrischen Verbindung noch mehr erhöht.
Die 14A bis 15C sind schematische Draufsichten zur Erklärung des Verfahrens zum Herstellen eines Oberflächenwellenbauelements gemäß einem vierten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die 16A bis 18 sind schematische Schnittansichten zur Erklärung des Verfahrens zum Herstellen eines Oberflächenwellenbauelements gemäß dem vierten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In den 16 bis 18 sind Seitenschnittansichten eines Abschnitts des ersten und zweiten Oberflächenwellenelements 68 und 69 gemäß dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel gezeigt, wobei dieselben an der Grenze, die durch eine abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linie Z angezeigt ist, kombiniert sind. Das vierte bevorzugte Ausführungsbeispiel entspricht einem modifizierten Beispiel des dritten bevorzugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. Hierin sind das erste und das zweite Oberflächenwellenelement, die unterschiedliche Bänder aufweisen, auf einem piezoelektrischen Substrat 41 angeordnet.
Wie in 14A gezeigt ist, sind Elektroden, die das erste Oberflächenwellenelement 68 bilden, und erste Elektrodenschichten 50a und 51a der Elektrodenanschlußflächen des zweiten Oberflächenwellenelements 69 auf dem piezoelektrischen Substrat 41 angeordnet. Die Elektroden an der Seite des ersten Oberflächenwellenelements 68 umfassen eine Elektrode für das Oberflächenwellenelement, das aus Sammelschienen 42a und 42b, Elektrodenanschlußbereichen 52a und 53a und Elektrodenfingern besteht, die zwischen den Sammelschienen 42a und 42b, den ersten Elektrodenschichten 48a und 49a der Elektrodenanschlußflächen und den Reflektorelektroden angeordnet sind. Die Sammelschienen 42a und 42b, Elektrodenfinger und Elektrodenanschlußbereiche 52a und 53a sind die Elektroden für das Oberflächenwellenelement.
Wenn eine Elektrodenkonfiguration, die in 14A gezeigt ist, gebildet wird, wird ein Positiv-Typ-Resist über der gesamten Oberfläche des piezoelektrischen Substrats 41 aufgebracht. Eine Maske, die die Abschnitte jeder Elektrode an der Seite des ersten Oberflächenwellenelements 68 und die ersten Elektrodenschichten 50a und 51a an der Seite des zweiten Oberflächenwellenelements 69 abdeckt, wird auf das Positiv-Typ-Resist gegeben, wobei dann eine Belichtung durchgeführt wird. Durch Entfernen der belichteten Ab schnitte des Resists wird das Resist strukturiert. Danach wird durch Durchführen eines Ätzens die obengenannte Elektrodenkonfiguration gebildet. Das Ätzen kann entweder durch ein Naßätzverfahren oder ein Trockenätzverfahren unter Verwendung von Plasma oder einem anderen geeigneten Material ausgeführt werden.
An der Seite des ersten Oberflächenwellenelements 68, das wie oben beschrieben gebildet wird, stehen die Elektrodenanschlußbereiche 52a und 53a in Kontakt mit der ersten Elektrodenschicht 48a bzw. 49a (vergleiche 16A).
Ein Negativ-Typ-Resist wird über der gesamten Oberfläche desselben aufgebracht. Eine Maske, die die Abschnitte eines IDT 43, von Sammelschienen 53c und 53b und Elektrodenanschlußbereichen 54a und 55a an der Seite des zweiten Oberflächenwellenelements 69 abdeckt, was in 14B gezeigt ist, wird auf das Resist gegeben, wobei dann eine Belichtung durchgeführt wird. Durch Entfernen der Resistabschnitte, die nicht belichtet werden, wird ein Resist 47, das, wie in 16B gezeigt ist, strukturiert ist, erzeugt.
Nachfolgend wird, wie in 16C gezeigt ist, ein leitfähiger Film A, der eine Filmdicke aufweist, die gleich der des IDT 43 des zweiten Oberflächenwellenelements 69, usw., ist, über der gesamten oberen Oberfläche des piezoelektrischen Substrats 41 aufgebracht. Dieser leitfähige Film A wird vorzugsweise durch die Aufbringung eines geeigneten leitfähigen Materials, wie z. B. Al, unter Verwendung eines geeigneten Verfahrens, wie z. B. Aufdampfung, gebildet.
Der leitfähige Film A, der auf das Resist 47 aufgebracht ist, wird gemeinsam mit dem Resist 47 vorzugsweise durch ein Lift-Off-Verfahren entfernt, wodurch der IDT 43, Sammelschienen 53c und 53b und Elektrodenanschlußbereiche 54a und 55a des Oberflächenwellenelements 69 gebildet werden (16D).
Ein Positiv-Typ-Resist wird über der gesamten Oberfläche aufgebracht. Eine Maske, die die Abschnitte bis auf die Verbindungsabschnitte der Elektrodenanschlußbereiche 54a und 55a und Elektrodenschichten 50a und 51a des zweiten Oberflächenwellenelements 69 bedeckt, wird auf das Resist gegeben, wobei dann eine Belichtung durchgeführt wird. Die belichteten Resistabschnitte werden entfernt. Danach werden bei den obengenannten Verbindungsabschnitten Stufenendoberflächen durch Ätzen auf eine ähnliche Weise wie bei dem dritten bevorzugten Ausführungsbeispiel (vergleiche 17A) der vorliegenden Erfindung gebildet.
Das Verfahren zum Bilden der Elektroden für das Oberflächenwellenelement und der Elektroden der Elektrodenanschlußflächen bei dem obengenannten ersten und zweiten Oberflächenwellenelement 68 und 69 ist nicht auf das oben beschriebene Verfahren beschränkt. Nur ein Abschnitt der Elektrodenschichten der Elektrodenanschlußflächen und Elektrodenanschlußbereiche kann z. B. durch Naßätzen oder Trockenätzen gebildet sein, wobei ein Abschnitt der IDT und Elektrodenanschlußbereiche des ersten und des zweiten Oberflächenwellenelements durch ein Lift-Off-Verfahren gebildet sein kann.
Ein Negativ-Typ-Resist 71 wird über der gesamten Oberfläche des piezoelektrischen Substrats 41, wie in 15A gezeigt ist, aufgebracht. Eine Maske, die die Abschnitte der Elektrodenanschlußflächen, der Elektrodenanschlußbereiche 52a, 53a, 54a und 55a und der Sammelschienen 42a, 42b, 53c und 53b des ersten und zweiten Oberflächenwellenelements 68 und 69 abdeckt, wird auf das Negativ-Typ-Resist 71 gegeben, wobei dann eine Belichtung durchgeführt wird. Durch Entfernen der Resistabschnitte, die nicht belichtet sind, wird ein Resist 47A, das wie in 17B gezeigt strukturiert ist, erzeugt.
Eine Zwischenschicht wird, obwohl sie in der Zeichnung nicht gezeigt ist, vorzugsweise aus einem Metall gebildet, das sich von dem Metall unterscheidet, das verwendet wird, um die Elektrode für das Oberflächenwellenelement zu bilden. Nachfolgend wird ein leitfähiger Film B, der eine Filmdicke aufweist, die größer ist als die der Elektrodenschichten 48a, 49a, 50a und 51a, auf die Zwischenschicht laminiert. In diesem Fall ist der Teilchendurchmesser des leitfähigen Teilchens in der oberen Schicht vorzugsweise kleiner als der in der unteren Schicht. Dies bedeutet, daß der Teilchendurchmesser des leitfähigen Teilchens in dem jüngst gebildeten leitfähigen Film B vorzugsweise kleiner ist als die Teilchendurchmesser der leitfähigen Teilchen der ersten Elektrodenschichten 48a, 49a, 50a und 51a, usw.
Die Dicke des jüngst gebildeten leitfähigen Films B befindet sich vorzugsweise ähnlich wie bei dem bei dem dritten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in dem Bereich von etwa 300 nm bis etwa 1.000 nm. Das Material, das die obengenannte Zwischenschicht und den leitfähigen Film bildet, ähnelt dem, das bei dem dritten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
Der leitfähige Film, der auf das Resist 47A aufgebracht wird, wird gemeinsam mit dem Resist 47A vorzugsweise durch ein Lift-Off-Verfahren entfernt. Folglich werden die Elektrodenschichten 48A, 49A, 50A, 51A, 52A, 53A, 54A, 55A, 42A, 42B, 53C und 53B, die in den 15B und 17C gezeigt sind, auf den Elektrodenanschlußflächen 48a, 49a, 50a und 51a, den Elektrodenanschlußbereichen 52a, 53a, 54a und 55a und den Sammelschienen 42a, 42b, 53c und 53b des IDT des ersten und zweiten Oberflächenwellenelements 68 bzw. 69 gebildet.
Das bedeutet, daß Elektrodenanschlußflächen vorzugsweise die ersten Elektrodenschichten 50a und 51a und die zweiten Elektrodenschichten 50A und 51A nicht nur an der Seite des ersten Oberflächenwellenelements 68, sondern auch an der Seite des zweiten Oberflächenwellenelements 69 umfassen.
Als ein Ergebnis des obengenannten Lift-Off-Verfahrens werden die Verdrahtungselektroden 60 und 61 aus dem leitfähigen Film, der die Zwischenschicht umfaßt, obwohl diese in der Zeichnung nicht gezeigt ist, als ein Substrat auf eine Weise gebildet, die der bei dem dritten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ähnelt.
Schließlich werden Höcker 64 bis 67 auf den Elektrodenanschlußflächen, wie in den 15C und 18 gezeigt ist, gebildet. Wie oben beschrieben wurde, wird hinsichtlich der Herstellung des Oberflächenwellenbauelements, das zwei Oberflächenwellenelemente 68 und 69 umfaßt, die unterschiedliche Bänder aufweisen, da die Elektrodenanschlußflächen 48, 49, 50 und 51 für Höcker, wie oben beschrieben wurde, gebildet sind, das Auftreten von Rissen in dem piezoelektrischen Substrat in Bereichen nahe den Elektrodenanschlußflächen 48 bis 51 zuverlässig vermieden.
Bei dem vierten bevorzugten Ausführungsbeispiel weisen die Endoberflächen der Verbindungsabschnitte der Elektrodenanschlußflächen 50 und 51 und der Elektrodenanschlußbereiche 54a und 55a, die durch die Verdrahtungselektroden 60 und 61 verbunden sind, vorzugsweise eine Stufenkonfiguration auf, wobei die Zuverlässigkeit der elektrischen Verbindung durch die Verdrahtungselektroden stark erhöht wird. Dies bedeutet, daß, da die Kontaktbereiche mit den Verdrahtungselektroden 60 und 61 aufgrund der ersten Elektrodenschichten 50a und 51a, die Stufenverbindungsendoberflächen aufweisen, erhöht werden, und da die zweiten Elektrodenschichten einstückig mit den Verdrahtungselektroden 60 und 61 aus dem gleichen leitfähigen Film gebildet sind, die Zuverlässigkeit der elektrischen Verbindung effektiv, wie oben beschrieben wurde, erhöht werden kann.
Obwohl die Verbindungsabschnitte, d. h. die Verbindungsendoberflächen, der Elektrodenanschlußflächen 50 und 51 für die Höcker und die Elektrodenanschlußbereiche 54a und 55a der Elektrode für das Oberflächenwellenelement, die mit den Verdrahtungselektroden 60 und 61 verbunden sind, hergestellt sind, um die Stufenkonfiguration aufzuweisen, können diese unter Umständen die Stufenkonfigurationen nicht aufweisen, wie auf der Seite des Oberflächenwellenelements 68 gezeigt ist.
20 zeigt den Verbindungsabschnitt zwischen der Elektrodenanschlußfläche 48 und dem Elektrodenanschlußbereich 52a bei dem vierten bevorzugten Ausführungsbeispiel in Vergrößerung. Hier steht der Verbindungsabschnitt der ersten Elektrodenschicht 48a der Elektrodenanschlußfläche 48 in Kontakt mit dem Verbindungsabschnitt der Elektrode für die Seite des Oberflächenwellenelements, d. h. dem Verbindungsabschnitt des Elektrodenanschlußbereichs 52a. Dadurch werden, wenn die zweite Elektrodenschicht 48A und die Verdrahtungselektrode 62A gleichzeitig aus dem gleichen leitfähigen Film gebildet werden, die Elektrodenanschlußfläche 48 und der Elektrodenanschlußbereich 52a der Elektrode für das Oberflächenwellenelement elektrisch mit hoher Zuverlässigkeit verbunden. Insbesondere wird, wie in 20 gezeigt ist, wenn die Filmdicken der ersten Elektrodenschicht 48a der Elektrodenanschlußfläche 48 und der ersten Elektrodenschicht 52a des Elektrodenanschlußbereichs unterschiedlich voneinander sind, ein Höhenunterschied an dem Abschnitt erzeugt, an dem diese Elemente miteinander in Kontakt stehen, wodurch die Zuverlässigkeit der elektrischen Verbindung durch die Verdrahtungselektrode weiter erhöht wird.
Folglich können auch bei dem dritten bevorzugten Ausführungsbeispiel die Elektrodenanschlußflächen und die Elektrodenanschlußbereiche gebildet sein, um statt der Bildung der Stufenendoberflächen eine Struktur aufzuweisen, die ähnlich ist wie die an der Seite des Oberflächenwellenelements 68 bei dem vierten bevorzugten Ausführungsbeispiel. Zusätzlich wird die Zuverlässigkeit der elektrischen Verbindung, die durch die Verdrahtungselektrode erzielt wird, stark erhöht.
Obwohl bei den obengenannten bevorzugten Ausführungsbeispielen die Elektrode für das Oberflächenwellenelement und die Elektrodenanschlußflächen gebildet sind, um ein Oberflächenwellenbauelement auf jedem der piezoelektrischen Substrate 1, 21 und 41 zu bilden, werden üblicherweise Elektroden für das Oberflächenwellenelement und Elektrodenanschlußflächen einer Mehrzahl von Oberflächenwellenvorrichtungen gemäß jedem der obengenannten bevorzugten Ausführungsbeispiele auf einem piezoelektrischen Muttersubstrat gebildet, wobei schließlich ein einzelnes Oberflächenwellenbauelement durch Vereinzeln oder ein anderes Verfahren zur Trennung einer Komponente von einem Muttersubstrat erzeugt wird.
Bei der vorliegenden Erfindung ist die Konfiguration der Elektrode für das Oberflächenwellenelement nicht spezifisch eingeschränkt, wobei die vorliegende Erfindung nicht nur auf die Herstellung von Oberflächenwellenfiltern angewendet werden kann, sondern auch auf verschiedene Oberflächenwellenvorrichtungen, wie z. B. Oberflächenwellenresonatoren und Oberflächenwellenverzögerungsleitungen.
Gemäß dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann die erste Elektrodenschicht durch Ätzen gebildet werden, wobei die Elektrode für das Oberflächenwellenelement nach dem Schritt des Bildens der ersten Elektrodenschicht durch das Lift-Off-Verfahren gebildet werden kann. Nachfolgend wird, wenn die zweite Elektrodenschicht der Elektrodenanschlußfläche auf der ersten Elektrodenschicht gebildet wird, die erste Elektrodenschicht auf dem piezoelektrischen Substrat gebildet, das nicht durch Photolithographierückstände oder andere Partikel verschmutzt ist. Dadurch wird die Haftung zwischen der Elektrodenanschlußfläche und dem piezoelektrischen Substrat effektiv stark erhöht. Zusätzlich wird, da die Elektrodenanschlußfläche eine Struktur aufweist, bei der die ersten und die zweiten Elektrodenschichten laminiert sind, ein Ablösen zwischen der Elektrodenanschlußfläche und dem piezoelektrischen Substrat während der Bildung der Höcker oder während des Befestigens des Oberflächenwellenbauelements durch das Flip-Chip-Verbindungssystem über die Höcker in dem Gehäuse vermieden. Ähnlich werden Risse in dem piezoelektrischen Substrat in Bereichen nahe der Elektrodenanschlußfläche vermieden. Dadurch wird das Oberflächenwellenbauelement, das eine ausgezeichnete Zuverlässigkeit aufweist, erzeugt.
Da jedes der Oberflächenwellenbauelemente gemäß dem zweiten bis vierten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung vorzugsweise gemäß dem Herstellungsverfahren gemäß dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel erzeugt wird, wird die Zuverlässigkeit der elektrischen Verbindung der Verdrahtungselektroden mit der Elektrode für das Oberflächenwellenelement und den Elektrodenanschlußflächen stark erhöht.

Claims

Verfahren zum Herstellen eines Oberflächenwellenbauelements (11; 31), mit folgenden Schritten: Herstellen eines piezoelektrischen Substrats (1; 21; 41); Bilden einer ersten Elektrodenschicht einer Elektrodenanschlußfläche auf dem piezoelektrischen Substrat; Bilden zumindest einer Elektrode für ein Oberflächenwellenelement (68, 69) nach dem Schritt des Bildens der ersten Elektrodenschicht; Bilden einer zweiten Elektrodenschicht der Elektrodenanschlußfläche nach dem Schritt des Bildens der Elektrode für das Oberflächenwellenelement; und Bilden einer Verdrahtungselektrode (60, 61) zum elektrischen Verbinden der Elektrodenanschlußfläche und der Elektrode für das Oberflächenwellenelement, wobei die Verdrahtungselektrode (60, 61) gleichzeitig mit der zweiten Elektrodenschicht gebildet wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1, das ferner den Schritt des Bildens einer Haftschicht (8) als ein Substrat vor der Bildung der Verdrahtungselektrode (60, 61) und der zweiten Elektrodenschicht aufweist, wobei die Verdrahtungselektrode und die zweite Elektrodenschicht aus Al oder einer Al-Legierung hergestellt sind, und wobei die Haftschicht (8) aus einem Metall oder einer Legierung hergestellt ist, die eine Haftung an der ersten Elektrodenschicht aufweist, die höher ist als die des Al und der Al-Legierung.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, das ferner den Schritt des Durchführens eines Ätzens, um Stufenendoberflächen an Verbindungsabschnitten, die mit den Verdrahtungselektroden (60, 61) zu verbinden sind, der Elektrode für das Oberflächenwellenelement und der Elektrodenanschlußfläche zu bilden, nach dem Schritt des Bildens der Elektrode für das Oberflächenwellenelement (68, 69) aufweist, wobei die Verdrahtungselektrode zum elektrischen Verbinden der Elektrode für das Oberflächenwellenelement und der ersten Elektrodenschicht der Elektrodenanschlußfläche und die zweite Elektrodenschicht der Elektrodenanschlußfläche gleichzeitig aus dem gleichen leitfähigen Film gebildet werden.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem sowohl die Elektrode für das Oberflächenwellenelement (68, 69) als auch die erste Elektrodenschicht der Elektrodenanschlußfläche zumindest zwei Endoberflächen des Verbindungsabschnitts aufweisen.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Elektrode für das Oberflächenwellenelement (68, 69), die mit der Elektrodenanschlußfläche zu verbinden ist, bei dem Schritt des Bildens der Elektrode für das Oberflächenwellenelement derart gebildet ist, daß die Endoberfläche der Elektrode für das Oberflächenwellenelement in Berührung mit der ersten Elektrodenschicht der Elektrodenanschlußfläche steht.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem ein Teilchendurchmesser eines leitfähigen Teilchens in dem leitfähigen Film, der die Verdrahtungselektroden (60, 61) und die zweite Elektrodenschicht bildet, kleiner ist als ein Teilchendurchmesser eines leitfähigen Teilchens in entweder der Elektrode für das Oberflächenwellenelement oder der ersten Elektrodenschicht, die eine kleinere Filmdicke aufweist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die Elektrode für das Oberflächenwellenelement (68, 69) durch ein Lift-Off-Verfahren gebildet ist und die erste Elektrodenschicht der Elektrodenanschlußfläche durch Ätzen gebildet ist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem zumindest eine Elektrode für ein zweites Oberflächenwellenelement (69), die sich von der Elektrode für das Oberflächenwellenelement unterscheidet, gleichzeitig mit der ersten Elektrodenschicht bei dem Schritt des Bildens der ersten Elektrodenschicht gebildet wird.
Oberflächenwellenbauelement mit folgenden Merkmalen: einem piezoelektrischen Substrat (1; 21; 41); zumindest einer Elektrode für ein Oberflächenwellenelement (68, 69), die auf dem piezoelektrischen Substrat angeordnet ist; einer Elektrodenanschlußfläche, die auf dem piezoelektrischen Substrat angeordnet und positioniert ist, um während eines Höckerverbindungsverfahrens, das durch ein Flip-Chip-Verbindungssystem durchgeführt wird, mit einem Höcker verbunden zu werden; und einer Verdrahtungselektrode (60, 61) zum elektrischen Verbinden der Elektrodenanschlußfläche und der Elektrode für das Oberflächenwellenelement, wobei die Elektrodenanschlußfläche eine erste Elektrodenschicht, die auf dem piezoelektrischen Substrat angeordnet ist, und eine zweite Elektrodenschicht, die auf die erste Elektrodenschicht laminiert ist, umfaßt, wobei die erste Elektrodenschicht einen geätzten Metallfilm umfaßt, und wobei die zumindest eine Elektro de für das Oberflächenwellenelement (68, 69) ein Material umfaßt, das durch ein Lift-Off-Verfahren gebildet ist.
Oberflächenwellenbauelement gemäß Anspruch 9, bei dem die Verdrahtungselektrode (60, 61) und die zweite Elektrodenschicht einstückig sind und einen gemeinsamen Metallfilm umfassen.
Oberflächenwellenbauelement gemäß Anspruch 9 oder 10, das ferner eine Haftschicht (8) aufweist, die ein Substrat für die Verdrahtungselektrode (60, 61) und die zweite Elektrodenschicht definiert, wobei die Verdrahtungselektrode und die zweite Elektrodenschicht entweder aus Al oder einer Al-Legierung bestehen, und wobei die Haftschicht entweder aus einem Metall oder einer Legierung hergestellt ist, die eine Haftung an der ersten Elektrodenschicht aufweist, die höher ist als die des Al und der Al-Legierung.
Oberflächenwellenbauelement mit folgenden Merkmalen: einem piezoelektrischen Substrat; zumindest einer Elektrode für ein Oberflächenwellenelement (68, 69), die auf dem piezoelektrischen Substrat angeordnet ist; einer Elektrodenanschlußfläche, die auf dem piezoelektrischen Substrat angeordnet ist und positioniert ist, um während eines Höckerverbindungsverfahrens, das durch ein Flip-Chip-Verbindungssystem durchgeführt wird, mit einem Höcker verbunden zu werden; und einer Verdrahtungselektrode (60, 61) zum elektrischen Verbinden der Elektrodenanschlußfläche und der Elektrode für das Oberflächenwellenelement, wobei: die Elektrodenanschlußfläche eine erste Elektrodenschicht, die auf dem piezoelektrischen Substrat angeordnet ist, und eine zweite Elektrodenschicht, die auf die erste Elektrodenschicht laminiert ist, umfaßt, die zweite Elektrodenschicht und die Verdrahtungselektroden (60, 61) einstückig sind und den gleichen leitfähigen Film umfassen, und Endoberflächen von Verbindungsabschnitten, die mit den Verdrahtungselektroden elektrisch zu verbinden sind, der ersten Elektrodenschicht und der Elektrode für das Oberflächenwellenelement (68, 69) angeordnet sind, um eine Stufenkonfiguration aufzuweisen.
Oberflächenwellenbauelement gemäß Anspruch 12, bei dem sowohl die Elektrode für das Oberflächenwellenelement (68, 69) als auch die erste Elektrodenschicht der Elektrodenanschlußfläche zumindest zwei Endoberflächen des Verbindungsabschnitts umfassen.
Oberflächenwellenbauelement gemäß Anspruch 12 oder 13, bei dem sowohl die Elektrode für das Oberflächenwellenelement als auch die erste Elektrodenschicht der Elektrodenanschlußfläche zumindest zwei Endoberflächen des Verbindungsabschnitts aufweisen.
Oberflächenwellenbauelement mit folgenden Merkmalen: einem piezoelektrischen Substrat (41); zumindest einer Elektrode (52a) für ein Oberflächenwellenelement (68), die auf dem piezoelektrischen Substrat (41) angeordnet ist; einer Elektrodenanschlußfläche (48), die auf dem piezoelektrischen Substrat (41) angeordnet und positioniert ist, um während eines Höckerverbindungsverfah rens, das durch ein Flip-Chip-Verbindungssystem durchgeführt wird, mit einem Höcker (64) verbunden zu werden; und einer Verdrahtungselektrode (62A) zum elektrischen Verbinden der Elektrodenanschlußfläche (48) und der Elektrode (52a) für das Oberflächenwellenelement (68), wobei: die Elektrodenanschlußfläche (48) eine erste Elektrodenschicht (48a), die auf dem piezoelektrischen Substrat (41) angeordnet ist, und eine zweite Elektrodenschicht (48A), die auf die erste Elektrodenschicht (48a) laminiert ist, umfaßt, die zweite Elektrodenschicht (48A) und die Verdrahtungselektrode (62A) einstückig sind und einen gemeinsamen leitfähigen Film umfassen, und die Elektrode (52a) für das Oberflächenwellenelement (68) und die erste Elektrodenschicht (48a) der Elektrodenanschlußfläche (48), die mit der Elektrode (52a) für das Oberflächenwellenelement (68) zu verbinden ist, in Berührung miteinander angeordnet sind.
Oberflächenwellenbauelement gemäß einem der Ansprüche 9, 12 oder 15, bei dem eine Teilchengröße eines leitfähigen Teilchens in dem leitfähigen Film, der die zweite Elektrodenschicht und die Verdrahtungselektrode (60, 61) bildet, kleiner ist als ein Teilchendurchmesser eines leitfähigen Teilchens in entweder der Elektrode für das Oberflächenwellenelement (68, 69) oder der ersten Elektrodenschicht der Elektrodenanschlußfläche, die eine kleinere Filmdicke aufweist.
Oberflächenwellenbauelement gemäß einem der Ansprüche 9, 12 oder 15, bei dem eine Elektrode für ein zweites Oberflächenwellenelement (69), die sich von der Elekt rode für das Oberflächenwellenelement unterscheidet, auf dem piezoelektrischen Substrat angeordnet ist, wobei die Elektrode für das zweite Oberflächenwellenelement einen geätzten Metallfilm umfaßt.