專利名稱：表面聲波裝置的制造方法及表面聲波裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及在半導體基板上將IC區(qū)域和表面聲波元件區(qū)域構(gòu)成為一個芯片的表面聲波裝置的制造方法及表面聲波裝置。
背景技術(shù)：
由于以SAW(表面聲波)諧振器或者SAW濾波器為代表的表面聲波元件具有高頻、小型、可批量生產(chǎn)等優(yōu)良特征，所以被廣泛應用于通信領域。近年來，由于便攜式通信設備等的普及，強烈要求在高頻域使用的部件的小型化、輕量化。
面對這種要求，例如如非專利文獻1所示，提出了下述的表面聲波裝置的方案不是將表面聲波元件作為濾波器單體來使用，而是在其一部分上形成有高頻放大電路等的半導體基板上，形成壓電薄膜，并形成SAW濾波器。
J.H.Viseer，IEEE，Ultrasonics Symposium，p.195-200(1989)在這樣的在半導體基板上將IC區(qū)域與表面聲波元件區(qū)域橫向排列來構(gòu)成為一個芯片的表面聲波裝置中，在IC區(qū)域中，半導體元件和對其進行連接的布線通過絕緣膜被層疊。另一方面，由于在表面聲波元件區(qū)域上僅僅層疊了絕緣膜，所以在IC區(qū)域與表面聲波元件區(qū)域之間產(chǎn)生臺階差。雖然這樣的表面聲波裝置通常是在半導體晶片中形成多個表面聲波裝置使得它們分別相鄰，但通過對絕緣層等層進行層疊，該臺階差伴隨著傾斜在表面聲波元件區(qū)域發(fā)展，存在不能確保表面聲波元件區(qū)域表面的平坦性的問題。當表面的平坦性惡化時，表面聲波元件的制作就不能確保尺寸精度，使得表面聲波元件的特性劣化。此外，因平坦性的劣化引起的表面的凹凸將引起形成壓電薄膜時的膜厚的偏差，可以預想表面聲波元件的諧振頻率也將發(fā)生偏差。此外，在這樣的表面聲波裝置中，雖然在形成表面聲波元件之前需要使基板平坦化，但沒有使用CMP(Chemical Mechanical Polishing化學機械拋光)處理等使表面聲波元件區(qū)域的表面平坦化的知識。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述課題而提出的，其目的在于提供表面聲波裝置的制造方法及表面聲波裝置，在半導體基板上構(gòu)成為一個芯片的IC區(qū)域與表面聲波元件區(qū)域的表面聲波裝置中，能夠確保形成表面聲波元件的部分的平坦性，并獲得良好的特性。
為了解決上述課題，本發(fā)明的表面聲波裝置的制造方法是在半導體基板上至少具備IC區(qū)域與表面聲波元件區(qū)域、將它們并列配置來構(gòu)成為一個芯片的表面聲波裝置的制造方法，其特征在于，具備下述工序在上述半導體基板上的上述IC區(qū)域形成半導體元件層的工序，該半導體元件層具備半導體元件與覆蓋上述半導體元件的元件絕緣膜；在上述半導體元件層上形成布線層的工序，該布線層通過將進行與上述半導體元件的連接的多個布線和使得上述布線間絕緣的布線絕緣膜進行層疊而構(gòu)成；在上述各工序中，在上述表面聲波元件區(qū)域?qū)?gòu)成上述半導體元件層的上述元件絕緣膜與構(gòu)成上述布線層的上述布線絕緣膜進行層疊，在上述IC區(qū)域及上述表面聲波元件區(qū)域的布線絕緣膜上，形成表面已平坦化的層間絕緣膜的工序；在上述層間絕緣膜上形成壓電薄膜的工序；以及在上述表面聲波元件區(qū)域中的上述壓電薄膜上形成表面聲波元件的工序。
根據(jù)該表面聲波裝置的制造方法，通過對層間絕緣膜的表面進行平坦化，能夠使在層間絕緣膜上形成的壓電薄膜保持平坦的狀態(tài)而形成。由此，能夠以良好的尺寸精度形成在壓電薄膜上形成的包含IDT(叉指換能器)電極的表面聲波元件，能夠提供沒有諧振頻率的偏差、特性良好的表面聲波裝置。此外，通過使層間絕緣膜的表面平坦化，也能夠獲得提高壓電薄膜的結(jié)晶取向性、增大機電耦合系數(shù)k2的效果。
此外，對于本發(fā)明的表面聲波裝置的制造方法，優(yōu)選地上述形成表面已平坦化的層間絕緣膜的工序是在形成層間絕緣膜后對其表面進行CMP處理的工序。
根據(jù)該表面聲波裝置的制造方法，通過CMP處理使層間絕緣膜的表面平坦化，能夠使在層間絕緣膜上形成的壓電薄膜保持平坦的狀態(tài)而形成。由此，能夠以良好的尺寸精度形成在壓電薄膜上形成的包含IDT電極的表面聲波元件，能夠提供沒有諧振頻率的偏差、特性良好的表面聲波裝置。
此外，對于本發(fā)明的表面聲波裝置的制造方法，上述形成表面已平坦化的層間絕緣膜的工序也可以是形成SOG膜的工序。
根據(jù)該表面聲波裝置的制造方法，通過使用SOG(Spin On Glass玻璃上旋涂)膜作為層間絕緣膜，能夠容易地得到表面平坦化的層間絕緣膜。該SOG膜能夠通過在旋轉(zhuǎn)涂覆液體SOG材料后高溫烘烤而得到。
此外，本發(fā)明的表面聲波裝置的制造方法，優(yōu)選具有在上述表面聲波元件區(qū)域中的上述半導體基板上或者上述元件絕緣膜或上述布線絕緣膜上，形成至少一層的層厚調(diào)整膜的工序。
根據(jù)該表面聲波裝置的制造方法，通過在表面聲波元件區(qū)域中的上述半導體基板上或者元件絕緣膜或布線絕緣膜上適當設置層厚調(diào)整膜，使IC區(qū)域與表面聲波元件區(qū)域的臺階差減小，能夠容易地進行CMP處理或者SOG膜形成中的層間絕緣膜的平坦化。
此外，本發(fā)明的表面聲波裝置的制造方法，優(yōu)選使上述層厚調(diào)整膜配備在上述表面聲波元件的下方，而且，將形成上述表面聲波元件的區(qū)域投影到上述表面聲波裝置的厚度方向上的區(qū)域由包含在上述層厚調(diào)整膜所形成的區(qū)域中的位置及面積形成。
根據(jù)該表面聲波裝置的制造方法，通過在表面聲波元件的下方而且由包含表面聲波元件的位置及面積形成層厚調(diào)整膜，使形成表面聲波元件的部分的臺階差減小，能夠形成平坦性良好的面。
此外，在本發(fā)明的表面聲波裝置的制造方法中，優(yōu)選形成上述層厚調(diào)整膜的工序與形成上述布線的工序是同一工序，上述層厚調(diào)整膜與同一層的上述布線一起形成。
根據(jù)該表面聲波裝置的制造方法，能夠通過與形成IC區(qū)域的布線的工序為同一工序的工序形成層厚調(diào)整膜，能夠高效地形成層厚調(diào)整膜。
此外，本發(fā)明的表面聲波裝置的制造方法的特征在于，包含在形成上述元件絕緣膜及上述布線絕緣膜后，對上述元件絕緣膜及上述布線絕緣膜的表面進行CMP處理的工序，或者形成作為上述元件絕緣膜及上述布線絕緣膜的上述SOG膜的工序。
根據(jù)該表面聲波裝置的制造方法，特別是在需要形成多層布線層的情況下，適當?shù)貙C區(qū)域與表面聲波元件區(qū)域的元件絕緣膜及上述布線絕緣膜進行CMP處理或者形成SOG膜，能夠減小IC區(qū)域與表面聲波元件區(qū)域之間的臺階差。這樣，能夠容易地使層間絕緣膜平坦化。
此外，本發(fā)明的表面聲波裝置的制造方法，優(yōu)選在具備多個上述表面聲波裝置的晶片狀態(tài)下進行上述CMP處理或者形成上述SOG膜。
根據(jù)該表面聲波裝置的制造方法，通過在具備多個表面聲波裝置的晶片狀態(tài)下進行CMP處理或者形成SOG膜，能夠高效地實施元件絕緣膜、布線絕緣膜、層間絕緣膜的平坦化處理。
此外，本發(fā)明的表面聲波裝置，在半導體基板上至少并列配置IC區(qū)域與表面聲波元件區(qū)域，并構(gòu)成為一個芯片，其特征在于，在上述半導體基板上的IC區(qū)域上具備半導體元件層，該半導體元件層形成有半導體元件和覆蓋上述半導體元件并到達上述表面聲波元件區(qū)域的元件絕緣膜；布線層，該布線層通過在上述半導體元件層上層疊進行與上述半導體元件的連接的布線和使上述布線間絕緣并到達上述表面聲波元件區(qū)域的布線絕緣膜而形成；層間絕緣膜，該層間絕緣膜在上述IC區(qū)域及上述表面聲波元件區(qū)域的布線絕緣膜上形成，表面已平坦化；在上述層間絕緣膜上形成的壓電薄膜；以及在上述表面聲波元件區(qū)域中的上述壓電薄膜上形成的表面聲波元件。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠使層間絕緣膜的表面平坦化，使在層間絕緣膜上形成的壓電薄膜保持平坦的狀態(tài)而形成。由此，能夠以良好的尺寸精度形成在壓電薄膜上形成的包含IDT電極的表面聲波元件，能夠提供沒有諧振頻率的偏差、特性良好的表面聲波裝置。此外，通過層間絕緣膜表面的平坦化，也能獲得提高壓電薄膜的結(jié)晶取向性、增大機電耦合系數(shù)k2的效果。
此外，本發(fā)明的表面聲波裝置優(yōu)選在上述表面聲波元件區(qū)域中的上述半導體基板上或者上述元件絕緣膜或上述布線絕緣膜上，形成至少一層層厚調(diào)整膜。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，通過在表面聲波元件區(qū)域中的半導體基板上或者元件絕緣膜或布線絕緣膜上，適當設置層厚調(diào)整膜，能夠減小IC區(qū)域與表面聲波元件區(qū)域的臺階差，能夠容易地進行利用平坦化處理對層間絕緣膜的平坦化。由此，能夠以良好的尺寸精度形成表面聲波元件，能夠提供沒有諧振頻率偏差、特性良好的表面聲波裝置。
此外，本發(fā)明的表面聲波裝置，優(yōu)選將上述層厚調(diào)整膜配備在上述表面聲波元件的下方，而且將上述表面聲波元件所形成的區(qū)域投影到上述表面聲波裝置的厚度方向上的區(qū)域由包含在形成上述層厚調(diào)整膜的區(qū)域中的位置及面積形成。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，通過在表面聲波元件的下方、而且由包含形成表面聲波元件的區(qū)域的位置及面積形成層厚調(diào)整膜，能夠減小形成表面聲波元件部分的臺階差，能夠形成平坦性良好的面。由此，能夠以良好的尺寸精度形成表面聲波元件，能夠提供沒有諧振頻率偏差、特性良好的表面聲波裝置。
進而，本發(fā)明的表面聲波裝置的制造方法是在半導體基板上至少具備IC區(qū)域與表面聲波元件區(qū)域，在上述IC區(qū)域上配置上述表面聲波元件區(qū)域，來構(gòu)成為一個芯片的表面聲波裝置的制造方法，其特征在于，具備在上述半導體基板上的上述IC區(qū)域，形成具備半導體元件與覆蓋上述半導體元件的元件絕緣膜的半導體元件層的工序；在上述半導體元件層上形成布線層的工序，該布線層將進行與上述半導體元件的連接的多個布線和使上述布線間絕緣的布線絕緣膜進行層疊而構(gòu)成；在上述布線層上，形成表面已平坦化的層間絕緣膜的工序；在上述層間絕緣膜上形成壓電薄膜的工序；以及在上述表面聲波元件區(qū)域中的上述壓電薄膜上，形成表面聲波元件的工序。
根據(jù)該表面聲波裝置的制造方法，通過對層間絕緣膜的表面進行平坦化，能夠使在層間絕緣膜上形成的壓電薄膜保持平坦的狀態(tài)而形成。由此，能夠以良好的尺寸精度形成在壓電薄膜上形成的包含IDT電極的表面聲波元件，能夠提供沒有諧振頻率偏差、特性良好的表面聲波裝置。此外，通過對層間絕緣膜的表面進行平坦化，也獲得了提高壓電薄膜的結(jié)晶取向性、增大機電耦合系數(shù)k2的效果。
此外，對于本發(fā)明的表面聲波裝置的制造方法，優(yōu)選上述形成表面已平坦化的層間絕緣膜的工序是在形成層間絕緣膜后對其表面進行CMP處理的工序。
根據(jù)該表面聲波裝置的制造方法，通過對層間絕緣膜的表面進行CMP處理以進行平坦化，能夠使在層間絕緣膜上形成的壓電薄膜保持平坦的狀態(tài)而形成。由此，能夠以良好的尺寸精度形成在壓電薄膜上形成的包含IDT電極的表面聲波元件，能夠提供沒有諧振頻率偏差、特性良好的表面聲波裝置。
此外，本發(fā)明的表面聲波裝置的制造方法中，上述形成表面已平坦化的層間絕緣膜的工序也可以是形成SOG膜的工序。
根據(jù)該表面聲波裝置的制造方法，通過使用SOG(Spin On Glass玻璃上旋涂)膜作為層間絕緣膜，能夠容易地得到表面已平坦化的層間絕緣膜。該SOG膜是使用旋轉(zhuǎn)涂覆法對液體SOG材料進行旋轉(zhuǎn)涂覆后經(jīng)高溫烘烤而得到的。
此外，本發(fā)明的表面聲波裝置的制造方法的特征在于，包含在形成上述元件絕緣膜及上述布線絕緣膜后，對上述元件絕緣膜及上述布線絕緣膜的表面進行CMP處理的工序，或者形成作為上述元件絕緣膜及上述布線絕緣膜的上述SOG膜的工序。
根據(jù)該表面聲波裝置的制造方法，特別是在需要形成多層布線層的情況下，適當?shù)貙C區(qū)域與表面聲波元件區(qū)域的元件絕緣膜及上述布線絕緣膜進行CMP處理或者形成SOG膜，能夠減小IC區(qū)域與表面聲波元件區(qū)域之間的臺階差。這樣，能夠容易地使層間絕緣膜平坦化。
此外，本發(fā)明的表面聲波裝置的制造方法，優(yōu)選在具備多個上述表面聲波裝置的晶片狀態(tài)下進行上述CMP處理或者形成上述SOG膜。
根據(jù)該表面聲波裝置的制造方法，通過在具備多個表面聲波裝置的晶片狀態(tài)下進行CMP處理或者形成SOG膜，能夠高效地實施元件絕緣膜、布線絕緣膜、層間絕緣膜的平坦化處理。
此外，本發(fā)明的表面聲波裝置是在半導體基板上至少具備IC區(qū)域與表面聲波元件區(qū)域，在上述IC區(qū)域上配置上述表面聲波元件區(qū)域，來構(gòu)成為一個芯片的表面聲波裝置，其特征在于，該表面聲波裝置具備半導體元件層，該半導體元件層在上述半導體基板上的IC區(qū)域形成有半導體元件和覆蓋上述半導體元件的元件絕緣膜；布線層，該布線層在上述半導體元件層上對進行與上述半導體元件的連接的布線和使上述布線間絕緣的布線絕緣膜進行層疊而形成；在上述IC區(qū)域的布線絕緣膜上形成的表面已平坦化的層間絕緣膜；在上述層間絕緣膜上形成的壓電薄膜；以及在上述表面聲波元件區(qū)域中的上述壓電薄膜上形成的表面聲波元件。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠使層間絕緣膜的表面平坦化，使在層間絕緣膜上形成的壓電薄膜保持平坦的狀態(tài)而形成。這樣，能夠以良好的尺寸精度形成在壓電薄膜上形成的包含IDT電極的表面聲波元件，能夠提供沒有諧振頻率的偏差、特性良好的表面聲波裝置。此外，通過使層間絕緣膜的表面平坦化，也獲得了提高壓電薄膜的結(jié)晶取向性、增大機電耦合系數(shù)k2的效果。
此外，由于在IC區(qū)域上具備表面聲波元件區(qū)域，與各自并列配置的情況相比能夠削減芯片的面積，能夠使表面聲波裝置小型化。
進而，通過采取這樣的結(jié)構(gòu)，由于能夠縮短連接IC區(qū)域與表面聲波元件區(qū)域的布線長度，所以能夠期待提高高頻特性。


圖1(a)是在表面聲波裝置的制造中使用的半導體晶片的示意性俯視圖，(b)是表面聲波裝置的示意性俯視圖。
圖2(a)、(b)、(c)是表示第1實施方式的表面聲波裝置的制造工序的示意性部分剖面圖。
圖3(a)、(b)、(c)是表示第1實施方式的表面聲波裝置的制造工序的示意性部分剖面圖。
圖4(a)、(b)是表示第1實施方式的表面聲波裝置的制造工序的示意性部分剖面圖。
圖5(a)、(b)、(c)是表示第2實施方式的表面聲波裝置的制造工序的示意性部分剖面圖。
圖6(a)、(b)、(c)是表示第3實施方式的表面聲波裝置的制造工序的示意性部分剖面圖。
圖7(a)、(b)、(c)是表示第3實施方式的表面聲波裝置的制造工序的示意性部分剖面圖。
圖8(a)、(b)是表示第3實施方式的表面聲波裝置的制造工序的示意性部分剖面圖。
圖9(a)、(b)是表示第3實施方式的表面聲波裝置的制造工序的示意性部分剖面圖。
圖10是表示第3實施方式的表面聲波裝置的制造工序的示意性部分剖面圖。
圖11(a)、(b)是表示第4實施方式的表面聲波裝置的制造工序的示意性部分剖面圖。
圖12(a)是第6實施方式的表面聲波裝置的示意性剖面圖，(b)是其示意性側(cè)面圖。
圖13(a)～(d)是表示第6實施方式的表面聲波裝置的制造工序的示意性部分剖面圖。
圖14(a)～(d)是表示第6實施方式的表面聲波裝置的制造工序的示意性部分剖面圖。
圖15是表示第6實施方式的表面聲波裝置的制造工序的示意性部分剖面圖。
圖16(a)、(b)、(c)是表示第7實施方式的表面聲波裝置的制造工序的示意性部分剖面圖。
圖17(a)～(e)是表示第8實施方式的表面聲波裝置的制造工序的示意性部分剖面圖。
圖18(a)、(b)、(c)是表示第8實施方式的表面聲波裝置的制造工序的示意性部分剖面圖。
圖19(a)、(b)、(c)是表示第8實施方式的表面聲波裝置的制造工序的示意性部分剖面圖。
圖20是表示第8實施方式的表面聲波裝置的制造工序的示意性部分剖面圖。
圖21(a)、(b)、(c)是表示第9實施方式的表面聲波裝置的制造工序的示意性部分剖面圖。
具體實施例方式
以下，參照

將本發(fā)明具體化的實施方式。
(第1實施方式)在說明本發(fā)明的實施方式的表面聲波裝置的制造方法之前，就在制造工序中使用的半導體晶片與表面聲波裝置的概略情況進行說明。
圖1(a)表示在表面聲波裝置的制造中使用的半導體晶片的示意性俯視圖，圖1(b)是表面聲波裝置的示意性俯視圖。
在本發(fā)明的實施方式的表面聲波裝置的制造方法中，在作為半導體基板的半導體晶片2內(nèi)形成多個表面聲波裝置1，在半導體晶片2的狀態(tài)下進行表面聲波裝置1的制造。
一個表面聲波裝置1具備IC區(qū)域10與表面聲波元件區(qū)域20，各自橫向排列，將IC與表面聲波元件電連接，構(gòu)成為一個芯片。在IC區(qū)域10上形成半導體元件(圖2所示)，其具有與將Al布線11層疊的一般的IC同樣的結(jié)構(gòu)。另一方面，在表面聲波元件區(qū)域20，形成具備梳齒狀IDT電極21與反射器22的作為表面聲波元件23的SAW諧振器。
接著，說明將上述IC區(qū)域與表面聲波元件區(qū)域并列配置，構(gòu)成為一個芯片的表面聲波裝置的制造工序。
圖2、圖3、圖4是說明表面聲波裝置的制造工序的示意性部分剖面圖，制造工序按從圖2到圖4的順序進行。
在圖2(a)中，在由硅形成的半導體基板30的IC區(qū)域，通過現(xiàn)有的公知方法形成多個半導體元件31。此外，在半導體基板30上的IC區(qū)域與表面聲波元件區(qū)域的邊界附近，形成多個Al啞膜32，進行布線密度的調(diào)整。
而且，如圖2(b)所示，在半導體基板30上形成由SiO2形成的元件絕緣膜33，使半導體元件31絕緣。這時，不僅在IC區(qū)域，而且在表面聲波元件區(qū)域也形成元件絕緣膜33。
這樣，在IC區(qū)域形成由半導體元件31與元件絕緣膜33構(gòu)成的半導體元件層45。
此外，元件絕緣膜33是厚度均勻的膜，由于用濺射等方法形成，所以在形成半導體元件31和Al啞膜32的部分與沒有形成的部分產(chǎn)生臺階差。
接著，如圖2(c)所示，通過刻蝕除去IC區(qū)域中的半導體元件31上的元件絕緣膜33的一部分，埋入Al形成與半導體元件31導通的Al布線34。在形成Al布線34時，同時也形成Al啞膜35。此外，與Al布線34及Al啞膜35同時地在表面聲波元件區(qū)域形成層厚調(diào)整膜36。如圖1(b)所示，層厚調(diào)整膜36位于在后述工序中形成的由IDT電極21、反射器22構(gòu)成的表面聲波元件23的下方，將形成表面聲波元件23的區(qū)域投影到表面聲波裝置1的厚度方向的區(qū)域，由包含在層厚調(diào)整膜36所形成的區(qū)域中的位置及面積形成。
而且，如圖3(a)所示，在IC區(qū)域及表面聲波元件區(qū)域形成由SiO2形成的布線絕緣膜37。
這樣，在IC區(qū)域形成由Al布線34與布線絕緣膜37構(gòu)成的布線層46。
進而，如圖3(b)所示，通過在IC區(qū)域及表面聲波元件區(qū)域形成由Si3N42形成的層間絕緣膜38，能夠提高IC的抗?jié)裥浴?br> 然后，如圖3(c)所示，通過CMP(Chemical Mechanical Polishing化學機械拋光)處理，對層間絕緣膜38進行研磨直至IC區(qū)域與表面聲波元件區(qū)域的層間絕緣膜38變平坦為止。這時，CMP處理在晶片狀態(tài)下進行。該CMP處理是一面使混合了硅石等的微小顆粒和藥液的研磨液流過研磨墊的表面，一面將晶片按壓在墊上進行機械的化學研磨，使晶片表面平坦化的處理方法。
接著，如圖4(a)所示，在通過CMP處理已平坦化的層間絕緣膜38上，在IC區(qū)域及表面聲波元件區(qū)域形成由ZnO形成的壓電薄膜39。
然后，如圖4(b)所示，在表面聲波元件區(qū)域的壓電薄膜39上形成表面聲波元件40。表面聲波元件40構(gòu)成為具備圖1(b)所示的IDT電極21與反射器22的SAW諧振器。
這樣，能夠得到在半導體基板30上將IC區(qū)域與表面聲波元件區(qū)域橫向排列來構(gòu)成為一個芯片的表面聲波裝置1。
再有，也可以實施為將層厚調(diào)整膜36設置在半導體基板30上或者布線絕緣膜37上。此外，也可以實施為將壓電薄膜39僅僅設置在表面聲波元件區(qū)域。進而，通過適當調(diào)整元件絕緣膜33及布線絕緣膜37的膜厚，也能夠?qū)嵤椴辉O置層厚調(diào)整膜36。
如上所述，根據(jù)本實施方式的表面聲波裝置1的制造方法，通過CMP處理使層間絕緣膜38的表面平坦化，能夠使在層間絕緣膜38上形成的壓電薄膜39保持平坦的狀態(tài)而形成。由此，能夠以良好的尺寸精度形成在平坦的壓電薄膜39上形成的表面聲波元件40，能夠提供沒有諧振頻率偏差、特性良好的表面聲波裝置1。此外，通過層間絕緣膜38的表面的平坦化，也能夠獲得改善壓電薄膜39的結(jié)晶取向性、增大表面聲波元件40的機電耦合系數(shù)k2的效果。
此外，通過在表面聲波元件區(qū)域中的元件絕緣膜33或者布線絕緣膜37上，適當設置層厚調(diào)整膜36，能夠減小IC區(qū)域與表面聲波元件區(qū)域的臺階差，能夠容易地進行CMP處理中的層間絕緣膜38的平坦化。
而且，由于CMP處理是在具備多個表面聲波裝置的晶片狀態(tài)下進行的，所以能夠高效地進行CMP處理。
此外，通過在表面聲波元件40的下方、而且由包含表面聲波元件40的位置及面積形成層厚調(diào)整膜36，來減小形成表面聲波元件40的部分的臺階差。由于該臺階差的減小，減小了臺階差伴隨著傾斜在表面聲波元件區(qū)域的發(fā)展，能夠形成平坦性良好的面。
進而，能夠通過與形成IC區(qū)域的Al布線的工序為同一工序的工序形成層厚調(diào)整膜36，能夠高效地形成層厚調(diào)整膜36。
(第2實施方式)接著，作為第2實施方式，說明由SOG(Spin On Glass玻璃上旋涂)膜形成第1實施方式中的層間絕緣膜的情況。由于在第1實施方式中說明過的從圖2到圖3(a)的形成布線絕緣膜37為止是相同的工序，故省略其說明，使用圖5說明其以后的工序。再有，在與第1實施方式相同的結(jié)構(gòu)部件上標注相同符號。
在圖5(a)中，在布線絕緣層37上形成SOG膜作為層間絕緣膜42。作為層間絕緣膜42的SOG膜，是從布線絕緣膜37上旋轉(zhuǎn)涂覆例如無機系或者有機系的液狀SOG材料后，經(jīng)高溫烘烤使溶劑揮發(fā)，使SOG材料發(fā)生聚合反應而形成的。再有，在該SOG膜的形成中，以晶片狀態(tài)涂覆SOG材料，進行烘烤。這時，通過將SOG材料涂覆在布線絕緣膜37上，進行旋轉(zhuǎn)涂覆，使SOG材料流入到布線絕緣膜37表面的臺階差處，能夠形成薄的平坦的層間絕緣膜42。
而且，如圖5(b)所示，在由SOG膜形成的層間絕緣膜42上，在IC區(qū)域及表面聲波元件區(qū)域形成由ZnO形成的壓電薄膜39。
然后，如圖5(c)所示，在表面聲波元件區(qū)域的壓電薄膜39上形成由IDT電極與反射器構(gòu)成的表面聲波元件40。這樣，能夠得到在半導體基板30上使IC區(qū)域與表面聲波元件區(qū)域橫向排列來構(gòu)成為一個芯片的表面聲波裝置3。
這樣，也能夠用SOG膜形成層間絕緣膜42，通過使用SOG膜能夠容易而且廉價地得到已平坦化的層間絕緣膜42。而且，能夠使在層間絕緣膜42上形成的壓電薄膜39保持平坦的狀態(tài)而形成，能夠以良好的尺寸精度形成表面聲波元件40。由此，能夠提供沒有諧振頻率偏差、特性良好的表面聲波裝置3。
(第3實施方式)接著，作為第3實施方式，就在IC區(qū)域的布線層中設置多層Al布線的情況進行說明。
圖6、圖7、圖8、圖9、圖10是說明表面聲波裝置的制造工序的示意性部分剖面圖，制造工序按從圖6至圖10的順序進行。
在圖6(a)中，在由硅構(gòu)成的半導體基板50的IC區(qū)域，用現(xiàn)有的公知方法形成多個半導體元件51。此外，在半導體基板50上的IC區(qū)域與表面聲波元件區(qū)域的邊界附近，形成多個Al啞膜52，進行布線密度的調(diào)整。
而且，如圖6(b)所示，在半導體基板50上形成由SiO2形成的元件絕緣膜53。這時，不僅在IC區(qū)域，而且在表面聲波元件區(qū)域也形成元件絕緣膜53。
這樣，在IC區(qū)域形成由半導體元件51與元件絕緣膜53構(gòu)成的半導體元件層68。
元件絕緣膜53是厚度均勻的膜，由于用濺射等方法形成，所以在形成有半導體元件51和Al啞膜52的部分與沒有形成其的部分產(chǎn)生臺階差。特別是在IC區(qū)域與表面聲波元件區(qū)域的邊界產(chǎn)生臺階差。
如圖6(c)所示，通過CMP處理來研磨IC區(qū)域的元件絕緣膜53的表面，能夠減小上述臺階差。
接著，如圖7(a)所示，通過刻蝕除去IC區(qū)域中的半導體元件51上的元件絕緣膜53的一部分，埋入Al并形成與半導體元件51導通的第1Al布線54。在形成第1Al布線54時，同時也形成Al啞膜55。
此外，如圖7(b)所示，在IC區(qū)域及表面聲波元件區(qū)域形成由SiO2形成的第1布線絕緣膜56。
然后，如圖7(c)所示，通過CMP處理來研磨IC區(qū)域的第1布線絕緣膜56的表面，減小IC區(qū)域與表面聲波元件區(qū)域的臺階差。
接著，如圖8(a)所示，在第1布線絕緣膜56上形成第2Al布線57及Al啞膜58。此外，在表面聲波元件區(qū)域，與第2Al布線57及Al啞膜58同時地形成層厚調(diào)整膜59。層厚調(diào)整膜59位于后述的由IDT電極、反射器構(gòu)成的表面聲波元件的下方處，將形成表面聲波元件的區(qū)域投影到表面聲波裝置的厚度方向上的區(qū)域，由包含在層厚調(diào)整膜所形成的區(qū)域中的位置及面積形成。
而且，如圖8(b)所示，在形成由SiO2構(gòu)成的第2布線絕緣膜60后，通過CMP處理來研磨IC區(qū)域的第2布線絕緣膜60的表面。
接著，如圖9(a)所示，在第2布線絕緣膜60上形成第3Al布線61及Al啞膜62，然后，形成由SiO2構(gòu)成的第3布線絕緣膜63。而且，通過CMP處理來研磨IC區(qū)域的第3布線絕緣膜63的表面，減小IC區(qū)域與表面聲波元件區(qū)域的臺階差。
這樣，在IC區(qū)域形成由第1Al布線54、第2Al布線57、第3Al布線61及第1布線絕緣膜56、第2布線絕緣膜60、第3布線絕緣膜63構(gòu)成的布線層69。
而且，如圖9(b)所示，在表面聲波元件區(qū)域中的第3布線絕緣膜63上，形成層厚調(diào)整膜64。層厚調(diào)整膜64與層厚調(diào)整膜59同樣，位于后述的由IDT電極、反射器構(gòu)成的表面聲波元件的下方，由包含表面聲波元件的位置及面積形成。然后，通過在IC區(qū)域及表面聲波元件區(qū)域形成由Si3N4構(gòu)成的層間絕緣膜65，能夠提高IC的抗?jié)裥?。而且，通過CMP處理，進行研磨直至IC區(qū)域與表面聲波元件區(qū)域的層間絕緣膜65平坦為止。
再有，迄今所述的本實施方式中的CMP處理在晶片狀態(tài)下進行。
接著，如圖10所示，在通過CMP處理已平坦化的層間絕緣膜65上，在IC區(qū)域及表面聲波元件區(qū)域形成由ZnO構(gòu)成的壓電薄膜66。然后，在表面聲波元件區(qū)域的壓電薄膜66上形成表面聲波元件67。表面聲波元件67構(gòu)成為具備圖1(b)所示的IDT電極21與反射器22的SAW諧振器。
這樣，能夠得到在半導體基板50上使IC區(qū)域與表面聲波元件區(qū)域橫向排列來構(gòu)成為一個芯片的表面聲波裝置70。
再有，層厚調(diào)整膜59、64也可以形成在半導體基板50或者元件絕緣膜53或者第1布線絕緣膜56、第2布線絕緣膜60、第3布線絕緣膜63上的任何部分上。此外，不管布線層是多少層，都能夠通過適當形成層厚調(diào)整膜來實施。
如上所述，根據(jù)本實施方式的表面聲波裝置70的制造方法，通過CMP處理使層間絕緣膜65的表面平坦化，能夠使在層間絕緣膜65上形成的壓電薄膜66保持平坦的狀態(tài)而形成。由此，能夠以良好的尺寸精度形成在平坦的壓電薄膜66上形成的包含IDT電極的表面聲波元件67，能夠提供沒有諧振頻率偏差、特性良好的表面聲波裝置70。此外，通過使層間絕緣膜65的表面平坦化，也能夠獲得改善壓電薄膜66的結(jié)晶取向性、增大表面聲波元件67的機電耦合系數(shù)k2的效果。
此外，通過在表面聲波元件區(qū)域中的元件絕緣膜53或者第1布線絕緣膜56、第2布線絕緣膜60、第3布線絕緣膜63上，適當設置層厚調(diào)整膜59、64，能夠減小IC區(qū)域與表面聲波元件區(qū)域的臺階差，能夠容易地進行CMP處理中的層間絕緣膜65的平坦化。
進而，分別對元件絕緣膜53及第1布線絕緣膜56、第2布線絕緣膜60、第3布線絕緣膜63進行CMP處理，減小IC區(qū)域與表面聲波元件區(qū)域的臺階差，能夠容易地進行利用CMP處理對層間絕緣膜65的平坦化。這使得在多層層疊Al布線的情況下，IC區(qū)域與表面聲波元件區(qū)域的臺階差的擴大減輕，對層間絕緣膜65的平坦化具有效果。
而且，由于CMP處理是在具備多個表面聲波裝置70的晶片狀態(tài)下進行的，所以能夠高效地進行CMP處理。
此外，通過在表面聲波元件67的下方、而且由包含表面聲波元件67的位置及面積形成層厚調(diào)整膜59、64，使形成表面聲波元件67的部分的臺階差減小，能夠形成平坦性良好的面。
進而，能夠通過與形成IC區(qū)域的Al布線的工序為同一工序的工序形成層厚調(diào)整膜59、64，能夠高效地形成層厚調(diào)整膜59、64。
(第4實施方式)也可以由SOG膜形成上述第3實施方式中的層間絕緣膜。作為第4實施方式，就由SOG膜形成第3實施方式中的層間絕緣膜的情況進行說明。由于在第3實施方式中說明過的從圖6到圖9(a)的到形成第3布線絕緣膜63為止的工序是相同的工序，故省略其說明，使用圖11說明其后的工序。再有，在與第3實施方式相同的結(jié)構(gòu)部件上標注相同的符號。
在圖11(a)中，在表面聲波元件區(qū)域中的第3布線絕緣膜63上，形成層厚調(diào)整膜64，減小IC區(qū)域與表面聲波元件區(qū)域的臺階差。
接著，在第3布線絕緣膜63上形成SOG膜作為層間絕緣膜72。作為層間絕緣膜72的SOG膜是通過從第3布線絕緣膜63上旋轉(zhuǎn)涂覆例如無機系或者有機系的液狀SOG材料后，經(jīng)高溫烘烤使溶劑揮發(fā)，使SOG材料發(fā)生聚合反應而形成的。再有，在該SOG膜的形成中，在晶片狀態(tài)下涂覆SOG材料，進行烘烤。這時，通過將SOG材料涂覆在第3布線絕緣膜63上，進行旋轉(zhuǎn)涂覆，使SOG材料流入第3布線絕緣膜63表面的臺階差處，能夠形成薄的平坦的層間絕緣膜72。
而且，如圖11(b)所示，在由SOG膜形成的層間絕緣膜72上，在IC區(qū)域及表面聲波元件區(qū)域形成由ZnO構(gòu)成的壓電薄膜66。
然后，在表面聲波元件區(qū)域的壓電薄膜66上形成由IDT電極與反射器構(gòu)成的表面聲波元件67。這樣做，能夠得到在半導體基板50上使IC區(qū)域與表面聲波元件區(qū)域橫向排列來構(gòu)成為一個芯片的表面聲波裝置71。
這樣，也能夠用SOG膜形成層間絕緣膜72，通過使用SOG膜，能夠容易地得到廉價的已平坦化的層間絕緣膜72。而且，能夠使在層間絕緣膜72上形成的壓電薄膜66保持平坦的狀態(tài)形成，能夠以良好的尺寸精度形成表面聲波元件67。由此，能夠提供沒有諧振頻率偏差、特性良好的表面聲波裝置71。
(第5實施方式)接著，說明本發(fā)明的表面聲波裝置的實施方式。本實施方式的表面聲波裝置通過上述實施方式1～4中的表面聲波裝置的制造方法而制作。
圖1(b)所示的表面聲波裝置1具備IC區(qū)域10與表面聲波元件區(qū)域20。在IC區(qū)域10，在半導體基板上形成半導體元件，在其上層疊用于連接半導體元件的Al布線11。此外，為了調(diào)整Al布線密度，配置了Al啞膜12。而且，設置Al焊盤13，進行與外部的電連接。此外，在IC區(qū)域10包含有驅(qū)動表面聲波元件的振蕩電路等高頻電路。
在表面聲波元件區(qū)域20，形成具備IDT電極21與反射器22的作為表面聲波元件23的SAW諧振器，為了與外部的電連接而設置了Al焊盤24。
這樣，在半導體基板上將IC區(qū)域10與表面聲波元件區(qū)域20橫向排列，從而構(gòu)成一體化的表面聲波裝置1。
例如如圖4(b)所示，在表面聲波元件區(qū)域20，在元件絕緣膜33上形成層厚調(diào)整膜36，減小IC區(qū)域10與表面聲波元件區(qū)域20的臺階差。此外，層間絕緣膜38被進行CMP處理，使IC區(qū)域10與表面聲波元件區(qū)域20沒有臺階差而平坦化。而且，在該已平坦化的層間絕緣膜38上形成壓電薄膜39，進而在其上形成表面聲波元件40。
再有，層厚調(diào)整膜36在由IDT電極21與反射器22構(gòu)成的表面聲波元件40的下方，而且將形成表面聲波元件40的區(qū)域投影到表面聲波裝置1的厚度方向的區(qū)域由包含在層厚調(diào)整膜36所形成的區(qū)域中的位置及面積形成。
這樣，由于平坦地形成表面聲波裝置1的層間絕緣膜38的表面，所以能夠使在層間絕緣膜38上形成的壓電薄膜39保持平坦的狀態(tài)形成。由此，能夠以良好的尺寸精度形成在壓電薄膜39上形成的包含IDT電極的表面聲波元件40，能夠提供沒有諧振頻率偏差、特性良好的表面聲波裝置1。此外，通過使層間絕緣膜38的表面平坦化，也能夠獲得改善壓電薄膜39的結(jié)晶性能、增大機電耦合系數(shù)k2的效果。
此外，通過在表面聲波元件區(qū)域的元件絕緣膜33或者布線絕緣膜37上適當?shù)卦O置層厚調(diào)整膜36，能夠減小IC區(qū)域與表面聲波元件區(qū)域的臺階差，利用CMP處理等平坦化處理能夠容易地進行層間絕緣膜38的平坦化。
進而，通過在表面聲波元件的下方，而且由包含表面聲波元件的位置及面積形成層厚調(diào)整膜36，能夠減小形成表面聲波元件部分的臺階差，能夠形成平坦性良好的面。
再有，在上述實施方式中，雖然是使層厚調(diào)整膜形成為均勻的膜，但在不影響表面聲波的電場的范圍內(nèi)，也可以實施成在層厚調(diào)整膜中開多個孔。
(第6實施方式)接著，簡單地說明在IC區(qū)域的上方具備表面聲波元件區(qū)域的表面聲波裝置。
圖12(a)是表面聲波裝置的示意性剖面圖，圖12(b)是示意性側(cè)視圖。
表面聲波裝置100具備在半導體基板130上形成了半導體元件與布線的IC區(qū)域110；在IC區(qū)域110的上方形成的表面聲波元件區(qū)域120，IC與表面聲波元件電連接來構(gòu)成為一個芯片。
在表面聲波元件區(qū)域120設置壓電薄膜139，在其上具備表面聲波元件123，該表面聲波元件123具有梳齒狀的IDT電極121與反射器122。此外，在該表面聲波裝置100中配置多個Al焊盤113，從一部分Al焊盤113通過連接Al布線124與IDT電極121和IC電連接。
就以上結(jié)構(gòu)的表面聲波裝置100的制造工序進行說明。
圖13、圖14、圖15是說明表面聲波裝置的制造工序的示意性部分剖面圖，制造工序按從圖13到圖15的順序進行。
在圖13(a)中，在由硅構(gòu)成的半導體基板130上，用迄今公知的方法形成多個半導體元件131及Al布線132。
而且，如圖13(b)所示，在半導體基板130上形成由SiO2構(gòu)成的元件絕緣膜133，絕緣半導體元件131及Al布線132。
這樣做，形成由半導體元件131與元件絕緣膜133構(gòu)成的半導體元件層145。該元件絕緣膜133用濺射等方法形成。
接著，如圖13(c)所示，通過刻蝕除去半導體元件131上的元件絕緣膜133的一部分，埋入Al，形成與半導體元件131導通的Al布線134、135、Al焊盤136。
而且，如圖13(d)所示，從其上形成由SiO2構(gòu)成的布線絕緣膜137。
這樣，形成由Al布線134、135、Al焊盤136與布線絕緣膜137構(gòu)成的布線層146。
接著，如圖14(a)所示，在布線絕緣膜137上形成由Si3N4構(gòu)成的層間絕緣膜138。這里，層間絕緣膜138的表面根據(jù)其下的半導體元件131或者Al布線132、134、135的有無而產(chǎn)生臺階差。這是由于元件絕緣膜133、布線絕緣膜137、層間絕緣膜138是用膜厚均勻性高的濺射等方法形成的緣故。
然后，如圖14(b)所示，通過CMP(Chemical Mechanical Polishing化學機械拋光)處理，研磨層間絕緣膜138到平坦為止。這時，CMP處理在晶片狀態(tài)下進行。該CMP處理是一面使混合了硅石等的微小顆粒與藥液的研磨液流過研磨墊的表面，一面將晶片按壓在墊上，進行機械的化學研磨，對晶片表面進行平坦化的處理方法。
接著，如圖14(c)所示，在通過CMP處理而平坦化了的層間絕緣膜138上，形成由ZnO構(gòu)成的壓電薄膜139。
然后，如圖14(d)所示，刻蝕Al焊盤136的上方的布線絕緣膜137、層間絕緣膜138、壓電薄膜139，形成開孔部143。
而且，如圖15所示，從Al焊盤136開始，從開孔部143的側(cè)壁到壓電薄膜139的上面，形成連接Al布線124。
然后，在壓電薄膜139上形成表面聲波元件123。表面聲波元件123構(gòu)成為如圖12(a)所示的具備IDT電極121與反射器122的SAW諧振器。
這樣，能夠獲得在半導體基板130上在IC區(qū)域的上方具備表面聲波元件區(qū)域、構(gòu)成為一個芯片的表面聲波裝置100。
如上所述，根據(jù)本實施方式的表面聲波裝置100的制造方法，通過對層間絕緣膜138的進行表面CMP處理以進行平坦化，能夠使在層間絕緣膜138上形成的壓電薄膜139保持平坦的狀態(tài)形成。由此，能夠以良好的尺寸精度形成在平坦的壓電薄膜139上形成的表面聲波元件123，能夠提供沒有諧振頻率偏差、特性良好的表面聲波裝置100。此外，通過使層間絕緣膜138的表面平坦化，也獲得了改善壓電薄膜139的結(jié)晶取向性、增大表面聲波元件123的機電耦合系數(shù)k2的效果。而且，由于CMP處理是在具備多個表面聲波裝置的晶片狀態(tài)下進行的，所以能夠高效地進行CMP處理。
(第7實施方式)接著，作為第7實施方式，說明用SOG(Spin On Glass玻璃上旋涂)膜形成第6實施方式中的層間絕緣膜的情況。由于在第6實施方式中說明過的到形成圖13的布線絕緣膜137為止是相同的工序，故省略其說明，用圖16說明其后的工序。再有，在與第6實施方式相同的結(jié)構(gòu)部件上標注同一符號。
在圖16(a)中，在布線絕緣膜137上形成SOG膜作為層間絕緣膜142。作為層間絕緣膜142的SOG膜是通過從布線絕緣膜137上旋轉(zhuǎn)涂覆例如無機系或者有機系的液狀SOG材料后，經(jīng)高溫烘烤使溶劑揮發(fā)，使SOG材料發(fā)生聚合反應而形成的。再有，在該SOG膜的形成中，在晶片狀態(tài)下涂覆SOG材料，進行烘烤。這時，通過將SOG材料涂覆在布線絕緣膜137上，進行旋轉(zhuǎn)涂覆，使SOG材料流入布線絕緣膜137表面的臺階差，能夠形成薄的平坦的層間絕緣膜142。
而且，如圖16(b)所示，在用SOG膜形成的層間絕緣膜142上，形成由ZnO構(gòu)成的壓電薄膜139。
然后，如圖16(c)所示，刻蝕Al焊盤136的上方的布線絕緣膜137、層間絕緣膜142、壓電薄膜139，形成開孔部143，從Al焊盤136開始，從開孔部143的側(cè)壁直到壓電薄膜139的上面，形成連接Al布線124。
而且，在壓電薄膜139上形成表面聲波元件123。
這樣，能夠得到在半導體基板130上在IC區(qū)域的上方具備表面聲波元件區(qū)域、構(gòu)成為一個芯片的表面聲波裝置101。
這樣，也能夠用SOG膜形成層間絕緣膜142，通過使用SOG膜能夠容易地得到廉價的、平坦化了的層間絕緣膜142。而且，能夠使在層間絕緣膜142上形成的壓電薄膜139保持平坦的狀態(tài)形成，能夠以良好的尺寸精度形成表面聲波元件123。由此，能夠提供沒有諧振頻率偏差、特性良好的表面聲波裝置101。
(第8實施方式)接著，作為第8實施方式，說明在IC區(qū)域的布線層中設置多層Al布線的情況。
圖17、圖18、圖19、圖20是說明表面聲波裝置的制造工序的示意性部分剖面圖，制造工序按從圖17到圖20的順序進行。
在圖17(a)中，在由硅構(gòu)成的半導體基板150上，用迄今公知的方法形成多個半導體元件151及Al布線152。
而且，如圖17(b)所示，在半導體基板150上形成由SiO2構(gòu)成的元件絕緣膜153。
這樣，形成由半導體元件151與元件絕緣膜153構(gòu)成的半導體元件層168。
由于元件絕緣膜153是厚度均勻的膜，用濺射等方法形成，所以在形成半導體元件151和Al布線152的部分與沒有形成其的部分產(chǎn)生了臺階差。
而且，如圖17(c)所示，通過CMP處理研磨元件絕緣膜153的表面。由此，能夠減小上述臺階差。
接著，如圖17(d)所示，通過刻蝕除去半導體元件151上的元件絕緣膜153的一部分，埋入Al形成與半導體元件151導通的第1Al布線154、155。
而且，如圖17(e)所示，形成由SiO2構(gòu)成的第1布線絕緣膜156。
然后，如圖18(a)所示，通過CMP處理研磨第1布線絕緣膜156的表面，減小第1布線絕緣膜156的表面的臺階差。
接著，如圖18(b)所示，在第1布線絕緣膜156上形成第2Al布線158。
而且，如圖18(c)所示，在形成由SiO2構(gòu)成的第2布線絕緣膜160后，通過CMP處理研磨第2布線絕緣膜160的表面。
同樣地，在第2布線絕緣膜160上形成第3Al布線162及Al焊盤161，在形成第3布線絕緣膜163后，通過CMP處理研磨第3布線絕緣膜163的表面。
這樣，形成由第1Al布線154、第2Al布線158、第3Al布線162及第1布線絕緣膜156、第2布線絕緣膜160、第3布線絕緣膜163構(gòu)成的布線層169。
接著，如圖19(a)所示，形成由Si3N4構(gòu)成的層間絕緣膜165。而且，如圖19(b)所示，通過CMP處理，研磨層間絕緣膜165直到平坦為止。
再有，之前所述的本實施方式中的CMP處理在晶片狀態(tài)下進行。
接著，如圖19(c)所示，在通過CMP處理已平坦化了的層間絕緣膜165上，形成由ZnO構(gòu)成的壓電薄膜166。
然后，如圖20所示，刻蝕Al焊盤161上方的第3布線絕緣膜163、層間絕緣膜165、壓電薄膜166，形成開孔部159，從Al焊盤161開始，從開孔部159的側(cè)壁直到壓電薄膜166的上面，形成連接Al布線164。而且，在壓電薄膜166上形成表面聲波元件167。
這樣，能夠得到在半導體基板150的IC區(qū)域的上方具備表面聲波元件區(qū)域、構(gòu)成為一個芯片的表面聲波裝置102。
如上所述，根據(jù)本實施方式的表面聲波裝置102的制造方法，通過CMP處理使層間絕緣膜165的表面平坦化，能夠使在層間絕緣膜165上形成的壓電薄膜166保持平坦的狀態(tài)形成。由此，能夠以良好的尺寸精度形成在平坦的壓電薄膜166上形成的包含IDT電極的表面聲波元件167，能夠提供沒有諧振頻率偏差、特性良好的表面聲波裝置102。此外，通過使層間絕緣膜165的表面平坦化，也獲得了改善壓電薄膜166的結(jié)晶取向性、增大表面聲波元件167的機電耦合系數(shù)k2的效果。
進而，分別對元件絕緣膜153及第1布線絕緣膜156、第2布線絕緣膜160、第3布線絕緣膜163進行CMP處理，減小臺階差，能夠容易地進行利用CMP處理對層間絕緣膜165的平坦化。這在多層層疊Al布線的情況下能減小臺階差的擴大，對層間絕緣膜165的平坦化是有效的。
而且，由于CMP處理是在具備多個表面聲波裝置102的晶片狀態(tài)下進行的，所以能夠高效地進行CMP處理。
(第9實施方式)接著，作為第9實施方式，說明用SOG(Spin On Glass玻璃上旋涂)膜形成第8實施方式中的層間絕緣膜的情況。由于在第8實施方式中說明過的從圖17到圖18的到形成第3布線絕緣膜163為止是相同的工序，故省略其說明，用圖21說明其后的工序。再有，在與第8實施方式相同的結(jié)構(gòu)部件上標注相同的符號。
在圖21(a)中，在第3布線絕緣膜163上形成SOG膜作為層間絕緣膜157。作為層間絕緣膜157的SOG膜是通過從第3布線絕緣膜163上旋轉(zhuǎn)涂覆例如無機系或者有機系的液狀SOG材料后，經(jīng)高溫烘烤使溶劑揮發(fā)，使SOG材料發(fā)生聚合反應而形成。再有，在該SOG膜的形成中，在晶片狀態(tài)下涂覆SOG材料，進行烘烤。這時，將SOG材料涂覆在第3布線絕緣膜163上，通過旋轉(zhuǎn)涂覆，使SOG材料流入第3布線絕緣膜163表面的臺階差處，能夠形成薄的平坦的層間絕緣膜157。
而且，如圖21(b)所示，在由SOG膜形成的層間絕緣膜157上，形成由ZnO構(gòu)成的壓電薄膜166。
然后，如圖21(c)所示，刻蝕Al焊盤161的上方的第3布線絕緣膜163、層間絕緣膜157、壓電薄膜166，形成開孔部159，從Al焊盤161開始，從開孔部159的側(cè)壁直到壓電薄膜166的上面，形成連接Al布線164。而且，在壓電薄膜166上形成表面聲波元件167。
這樣，能夠得到在半導體基板150上在IC區(qū)域的上方具備表面聲波元件區(qū)域、構(gòu)成為一個芯片的表面聲波裝置103。
這樣，也能夠用SOG膜形成層間絕緣膜157，通過使用SOG膜，能夠容易地得到廉價的、平坦化的層間絕緣膜157。而且，能夠使在層間絕緣膜157上形成的壓電薄膜166保持平坦的狀態(tài)形成，能夠以良好的尺寸精度形成表面聲波元件167。由此，能夠提供沒有諧振頻率偏差、特性良好的表面聲波裝置103。
(第10實施方式)接著，說明本發(fā)明的在IC區(qū)域的上方具備表面聲波元件區(qū)域的表面聲波裝置的實施方式。本實施方式的表面聲波裝置通過上述實施方式6～9中的表面聲波裝置的制造方法制作(參照圖12)。
例如，如圖15所示的表面聲波裝置100那樣，由于平坦地形成表面聲波裝置100的層間絕緣膜138的表面，所以能夠使在層間絕緣膜138上形成的壓電薄膜139保持平坦的狀態(tài)形成。由此，能夠以良好的尺寸精度形成在壓電薄膜139上形成的包含IDT電極的表面聲波元件123，能夠提供沒有諧振頻率偏差、特性良好的表面聲波裝置100。此外，通過使層間絕緣膜138的表面平坦化，也獲得了改善壓電薄膜139的結(jié)晶性能、增大機電耦合系數(shù)k2的效果。
此外，由于在IC區(qū)域上具備表面聲波元件區(qū)域，與各自并列配置的情況相比，能夠削減芯片的面積，能夠使表面聲波裝置小型化。
進而，通過采用這樣的結(jié)構(gòu)，由于縮短了連接IC區(qū)域與表面聲波元件區(qū)域的布線長度，能夠期待提高高頻特性。
再有，也能夠用SOG膜形成本實施方式的布線層中的布線絕緣膜，實施布線層表面的平坦化。
此外，在實施方式中，就使用硅作為半導體基板的材料的情況進行了說明，除此之外，也能夠使用例如Ge、SiGe、SiC、SiSn、PbS、GaAs、InP、GaP、GaN、ZnSe等。
此外，在實施方式中，就使用ZnO作為壓電薄膜的材料的情況進行了說明，除此之外，例如也能夠使用AlN等。
進而，在實施方式中，作為表面聲波元件就SAW諧振器的情況進行了說明，但也能夠構(gòu)成表面聲波濾波器。
權(quán)利要求
1.一種表面聲波裝置的制造方法，是在半導體基板上至少具備IC區(qū)域與表面聲波元件區(qū)域、將它們分別并列配置來構(gòu)成為一個芯片的表面聲波裝置的制造方法，其特征在于，具備下述工序在上述半導體基板上的上述IC區(qū)域形成半導體元件層的工序，該半導體元件層具備半導體元件與覆蓋上述半導體元件的元件絕緣膜；在上述半導體元件層上形成布線層的工序，該布線層通過將進行與上述半導體元件的連接的多個布線和使上述布線間絕緣的布線絕緣膜進行層疊而構(gòu)成；在上述各工序中在上述表面聲波元件區(qū)域?qū)?gòu)成上述半導體元件層的上述元件絕緣膜與構(gòu)成上述布線層的上述布線絕緣膜進行層疊；在上述IC區(qū)域及上述表面聲波元件區(qū)域的布線絕緣膜上，形成表面已平坦化的層間絕緣膜的工序；在上述層間絕緣膜上形成壓電薄膜的工序；以及在上述表面聲波元件區(qū)域中的上述壓電薄膜上形成表面聲波元件的工序。
2.如權(quán)利要求1所述的表面聲波裝置的制造方法，其特征在于上述形成表面已平坦化的層間絕緣膜的工序是在形成層間絕緣膜后對其表面進行化學機械拋光處理的工序。
3.如權(quán)利要求1所述的表面聲波裝置的制造方法，其特征在于上述形成表面已平坦化的層間絕緣膜的工序是形成玻璃上旋涂膜的工序。
4.如權(quán)利要求1至3中任何一項所述的表面聲波裝置的制造方法，其特征在于具有在上述表面聲波元件區(qū)域中的上述半導體基板上或者上述元件絕緣膜或上述布線絕緣膜上，形成至少一層的層厚調(diào)整膜的工序。
5.如權(quán)利要求4所述的表面聲波裝置的制造方法，其特征在于上述層厚調(diào)整膜配備在上述表面聲波元件的下方，而且，將形成上述表面聲波元件的區(qū)域投影到上述表面聲波裝置的厚度方向上的區(qū)域由包含在形成上述層厚調(diào)整膜的區(qū)域中的位置及面積形成。
6.如權(quán)利要求4或者5所述的表面聲波裝置的制造方法，其特征在于上述形成層厚調(diào)整膜的工序與上述形成布線的工序是同一工序，上述層厚調(diào)整膜與同一層的上述布線一起形成。
7.如權(quán)利要求1至6中任何一項所述的表面聲波裝置的制造方法，其特征在于包含在形成上述元件絕緣膜及上述布線絕緣膜后，對上述元件絕緣膜及上述布線絕緣膜的表面進行化學機械拋光處理的工序，或者形成作為上述元件絕緣膜及上述布線絕緣膜的上述玻璃上旋涂膜的工序。
8.如權(quán)利要求1至7中任何一項所述的表面聲波裝置的制造方法，其特征在于在具備多個上述表面聲波裝置的晶片狀態(tài)下進行上述化學機械拋光處理或者形成上述玻璃上旋涂膜。
9.一種表面聲波裝置，其在半導體基板上至少并列配置IC區(qū)域與表面聲波元件區(qū)域來構(gòu)成為一個芯片，其特征在于具備半導體元件層，該半導體元件層在上述半導體基板上的IC區(qū)域形成有半導體元件和覆蓋上述半導體元件并到達上述表面聲波元件區(qū)域的元件絕緣膜；布線層，該布線層通過在上述半導體元件層上層疊進行與上述半導體元件的連接的布線和使上述布線間絕緣并到達上述表面聲波元件區(qū)域的布線絕緣膜而形成；層間絕緣膜，該層間絕緣膜在上述IC區(qū)域及上述表面聲波元件區(qū)域的布線絕緣膜上形成，表面已平坦化；在上述層問絕緣膜上形成的壓電薄膜；以及在上述表面聲波元件區(qū)域中的上述壓電薄膜上形成的表面聲波元件。
10.如權(quán)利要求9所述的表面聲波裝置，其特征在于在上述表面聲波元件區(qū)域中的上述半導體基板上或者上述元件絕緣膜或上述布線絕緣膜上，形成至少一層層厚調(diào)整膜。
11.如權(quán)利要求10所述的表面聲波裝置，其特征在于將上述層厚調(diào)整膜配備在上述表面聲波元件的下方，而且將上述表面聲波元件所形成的區(qū)域投影到上述表面聲波裝置的厚度方向上的區(qū)域由包含在上述層厚調(diào)整膜所形成的區(qū)域中的位置及面積形成。
12.一種表面聲波裝置的制造方法，是在半導體基板上至少具備IC區(qū)域與表面聲波元件區(qū)域，在上述IC區(qū)域上配置上述表面聲波元件區(qū)域，來構(gòu)成為一個芯片的表面聲波裝置的制造方法，其特征在于，具備在上述半導體基板上的上述IC區(qū)域，形成具備半導體元件與覆蓋上述半導體元件的元件絕緣膜的半導體元件層的工序；在上述半導體元件層上形成布線層的工序，該布線層將進行與上述半導體元件的連接的多個布線和使上述布線間絕緣的布線絕緣膜進行層疊而構(gòu)成；在上述布線層上，形成表面已平坦化的層間絕緣膜的工序；在上述層間絕緣膜上形成壓電薄膜的工序；以及在上述表面聲波元件區(qū)域中的上述壓電薄膜上，形成表面聲波元件的工序。
13.如權(quán)利要求12所述的表面聲波裝置的制造方法，其特征在于上述形成表面已平坦化的層間絕緣膜的工序是在形成層間絕緣膜后對其表面進行化學機械拋光處理的工序。
14.如權(quán)利要求12所述的表面聲波裝置的制造方法，其特征在于上述形成表面已平坦化的層間絕緣膜的工序是形成玻璃上旋涂膜的工序。
15.如權(quán)利要求12至14中任何一項所述的表面聲波裝置的制造方法，其特征在于包含在形成上述元件絕緣膜及上述布線絕緣膜后，對上述元件絕緣膜及上述布線絕緣膜的表面進行化學機械拋光處理的工序，或者形成作為上述元件絕緣膜及上述布線絕緣膜的上述玻璃上旋涂膜的工序。
16.如權(quán)利要求12至15中任何一項所述的表面聲波裝置的制造方法，其特征在于在具備多個上述表面聲波裝置的晶片的狀態(tài)下進行上述化學機械拋光處理或者形成上述玻璃上旋涂膜。
17.一種表面聲波裝置，其在半導體基板上至少具備IC區(qū)域與表面聲波元件區(qū)域，在上述IC區(qū)域上配置上述表面聲波元件區(qū)域，來構(gòu)成為一個芯片，其特征在于，該表面聲波裝置具備半導體元件層，該半導體元件層在上述半導體基板上的IC區(qū)域形成有半導體元件和覆蓋上述半導體元件的元件絕緣膜；布線層，該布線層在上述半導體元件層上對進行與上述半導體元件的連接的布線和使上述布線間絕緣的上述布線絕緣膜進行層疊而形成；在上述IC區(qū)域的布線絕緣膜上形成的表面已平坦化的層間絕緣膜；在上述層間絕緣膜上形成的壓電薄膜；以及在上述表面聲波元件區(qū)域中的上述壓電薄膜上形成的表面聲波元件。
全文摘要
提供表面聲波裝置的制造方法及表面聲波裝置。在半導體基板上具備IC區(qū)域與表面聲波元件區(qū)域并構(gòu)成為一個芯片的表面聲波裝置中，能夠確保形成表面聲波元件部分的平坦性，得到特性良好的表面聲波裝置的制造方法及表面聲波裝置。該方法具備在半導體基板的IC區(qū)域形成半導體元件層(45)的工序；形成布線層(46)的工序；在IC區(qū)域及表面聲波元件區(qū)域形成層間絕緣膜(38)的工序；對層間絕緣膜(38)的表面進行化學機械拋光處理的工序；在化學機械拋光處理過的層間絕緣膜(38)上形成壓電薄膜(39)的工序；以及在表面聲波元件區(qū)域中的壓電薄膜(39)上形成表面聲波元件(40)的工序。
文檔編號H03H9/00GK1805275SQ20051013269
公開日2006年7月19日 申請日期2005年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月20日
發(fā)明者矢島有繼, 佐藤久克, 小島貴志 申請人:精工愛普生株式會社