(57)【要約】【課題】成長基板を設けるステップと、成長基板上にＩＩＩ族窒化物のエピタキシャル層を成長させるステップを有するＢＡＷデバイスの作製方法を提供する。【解決手段】第１の電極をエピタキシャル層上に堆積させる。キャリア基板を設け、成長基板とエピタキシャル層と第１の金属電極の組合せをキャリア基板上にフリップチップ実装する。成長基板を除去し、第２の電極をエピタキシャル層上に堆積させて、エピタキシャル層が第１の金属電極と第２の金属電極の間には挟まれるようにする。バルク音響波（ＢＡＷ）デバイスは、第１及び第２の金属電極と、第１の金属電極と第２の金属電極の間に挟まれたＩＩＩ族窒化物のエピタキシャル層とを備えている。キャリア基板を備え、第１及び第２の金属電極ならびにエピタキシャル層がキャリア基板上に位置している。【選択図】図５
2008283689.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
成長基板を設けるステップと、
前記成長基板上にＩＩＩ族窒化物のエピタキシャル層を成長させるステップと、
前記エピタキシャル層上に第１の電極を堆積させるステップと、
キャリア基板を設けるステップと、
前記キャリア基板上に前記成長基板と前記エピタキシャル層と前記第１の電極の組合せをフリップチップ実装するステップと、
前記成長基板を除去するステップと、
前記エピタキシャル層上に第２の電極を堆積させ、前記エピタキシャル層が前記第１の電極と前記第２の電極との間に挟まれるようにするステップと
を有することを特徴とするバルク音響デバイスの作製方法。
【請求項２】
前記エピタキシャル層は、ＩＩＩ族窒化物材料を含み、厚さが０．４ミクロン（０．４μｍ）未満であることを特徴とする請求項１に記載のバルク音響デバイスの作製方法。
【請求項３】
前記キャリア基板の一部分を除去して、前記キャリア基板を第１の基板部分と第２の基板部分に分離するステップをさらに有し、前記第１の電極は、左の電極部分と右の電極部分に分離され、前記左の電極部分と前記右の電極部分は、それぞれ前記キャリア基板の前記第１及び第２の基板部分のうちの対応する１つの基板部分と前記エピタキシャル層との間に位置することを特徴とする請求項１に記載のバルク音響デバイスの作製方法。
【請求項４】
前記第１の電極の前記右の電極部分と前記第２の電極の間とに電気パスを形成するステップをさらに有することを特徴とする請求項３に記載のバルク音響デバイスの作製方法。
【請求項５】
前記第１の電極への電気接点は、前記キャリア基板の前記第１の基板部分を通って形成され、前記第２の電極への電気接点は、前記キャリア層の前記第２の基板部分と前記導電パスを通って形成されることを特徴とする請求項４に記載のバルク音響デバイスの作製方法。
【請求項６】
前記エピタキシャル層又は前記キャリア基板に一体化した電子デバイスを形成するステップをさらに有することを特徴とする請求項１に記載のバルク音響デバイスの作製方法。
【請求項７】
前記エピタキシャル層は、異なる厚さを有することを特徴とする請求項１に記載のバルク音響デバイスの作製方法。
【請求項８】
第１の金属電極及び第２の金属電極と、
前記第１の金属電極と前記第２の金属電極との間に挟まれたＩＩＩ族窒化物のエピタキシャル層と、
キャリア基板と
を備え、前記第１の金属電極と前記第２の金属電極と前記エピタキシャル層は、前記キャリア基板上に位置していることを特徴とするバルク音響波デバイス。
【請求項９】
前記エピタキシャル層は、厚さ０．４ミクロン（０．４μｍ）未満のＩＩＩ族窒化物材料を含むことを特徴とする請求項８に記載のバルク音響波デバイス。
【請求項１０】
前記エピタキシャル層は、異なる厚さを有することを特徴とする請求項８に記載のバルク音響波デバイス。
【請求項１１】
前記キャリア基板は、第１の基板部分と第２の基板部分とを備え、前記第１の金属電極の表面は、前記キャリア基板の前記基板部分のうちの１つに隣接して露出していることを特徴とする請求項８に記載のバルク音響波デバイス。
【請求項１２】
前記第１の金属電極への電気接点は、前記キャリア基板を通って形成されていることを特徴とする請求項１１に記載のバルク音響波デバイス。
【請求項１３】
前記キャリア基板の前記基板部分のうちの１つから前記第１の金属電極への導電層をさらに備えたことを特徴とする請求項１１に記載のバルク音響波デバイス。
【請求項１４】
前記第１の金属電極は、左の電極部分と右の電極部分に分離され、前記左の電極部分と前記右の電極部分は、それぞれキャリア基板の前記基板部分のうちの対応する１つの基板部分と前記エピタキシャル層との間に位置していることを特徴とする請求項１１に記載のバルク音響波デバイス。
【請求項１５】
前記第１の金属電極の前記右の電極部分と前記第２の金属電極との間に導電バイアを形成するステップをさらに備えたことを特徴とする請求項１４に記載のバルク音響波デバイス。
【請求項１６】
前記第１の金属電極への電気接点は、前記キャリア基板の前記第１の基板部分を通って形成され、前記第２の金属電極への電気接点は、前記キャリア基板の前記第２の基板部分と前記第１の金属電極の前記右の電極部分と前記導電パスを通って形成されていることを特徴とする請求項１５に記載のバルク音響波デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バルク音響デバイスおよびその作製方法に関し、より詳細には、ＩＩＩ族窒化物ベースのバルク音響デバイスおよびその作製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
音響波は外乱の形であり、材料変形を伴う。変形は、個々の原子の運動により原子間の距離が変化し、その距離を回復するように内力が伴うときに生じる。変形が時変である場合、これらの内力及び影響により、各原子の運動が決まる。これにより波動が生じ、各原子がその平衡位置の周りを振動する。この材料を「弾性体」と呼び、発生する波を「弾性波（ｅｌａｓｔｉｃ  ｗａｖｅ）」又は「音響波（ａｃｏｕｓｔｉｃ  ｗａｖｅ）」と呼ぶ。原子及び波の振動及び伝播方向に基づき、それぞれ縦波及びせん断波という２種類の音響波がある。一方の種類は、表面音響波「ＳＡＷ；Ｓｕｒｆａｃｅ  Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｗａｖｅ」として知られ、均質な媒体の平坦な表面に沿って伝播する。もう一方の種類は、バルク音響波（ＢＡＷ；Ｂｕｌｋ  Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｗａｖｅ）と呼ばれ、媒体中を伝播する。
【０００３】
電子工学の適用分野では、この現象を使用して、音響センサ／変換器、共振器、フィルタなどを開発してきた。５０ＭＨｚ未満の周波数では、伝播媒体は、通常、石英又はガラスを含むことができる。より高い周波数では、サファイヤ（Ａｌ２Ｏ３）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、及びニオブ酸リチウムなどの結晶媒体が使用される。そのようなデバイスは、最高５ＧＨｚで動作することができる。これらの材料系は、「圧電気」と呼ばれる現象を利用する。多くの材料では圧電気により、弾性応力及び歪みが電界及び変位に結合する。これは通常、材料構造が対称中心をもたない異方性の媒体でのみ生じる。典型的な材料には、ＺｎＯ、ニオブ酸リチウム、及びＩＩＩ族窒化物が含まれる。
【０００４】
表面音響波（ＳＡＷ）デバイスは、通常、圧電材料の底部上へ伝播する。ＳＡＷデバイスは、安定性があり、信頼性があり、かつ小型であるために、現代の通信システムにおいて高周波数成分内で使用される。ＳＡＷデバイスは、通常、圧電膜を含み、その上に２つの櫛形電極（ＩＤＴ；ＩｎｔｅｒＤｉｇｉｔａｔｅｄ  Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）を堆積させ、その結果、高周波数ＡＣ電界を、音響波に変換することができ、逆も同様である。典型的なＳＡＷデバイスでは、第１のＩＤＴの入力信号は、弾性摂動（ｅｌａｓｔｉｃ  ｐｅｒｔｕｒｂａｔｉｏｎ）に変換され、圧電膜の表面に沿って出力ＩＤＴの方へ伝播する。入力ＩＤＴに電圧がかけられると、各電極間ギャップ内に電界が生じ、隣接する電極間の電圧差に比例する振幅で表面波が生成される。これらの生成された波は、出力ＩＤＴで受け取られ、出力ＩＤＴでは、その音響摂動（ａｃｏｕｓｔｉｃ  ｐｅｒｔｕｒｂａｔｉｏｎ）に対応して電気信号が生成される。
【０００５】
最近では、主に優れた電子及び音響特性のため、ＩＩＩ族窒化物音響デバイスを開発することに関心が寄せられている。ＩＩＩ族窒化物は圧電特性を有しており、ＩＩＩ族窒化物音響デバイスが開発されてきたが、主にＳＡＷデバイスに限定されてきた（非特許文献１及び非特許文献２参照）。しかし、これらの技術には、出力密度が伝播表面の近くに蓄積されるために出力処理性能が制限されること、表面汚染による影響を受けやすくなること、またＩＤＴ間の間隔などのデバイスの寸法（及び動作周波数）が現在のリソグラフィ技術によって制限されることなど、いくつかの制限がある。現在のリソグラフィ技術では、より高い周波数のデバイスに十分なほどＩＤＴ間の間隔を狭めることは難しい。
【０００６】
バルク音響波（ＢＡＷ）デバイスは、固体の媒体中を進行する波に関連する。媒体の選択に基づき、減衰を低くすることができ、すなわち、固有の伝播損失を最小限にすることができる。さらに、薄膜媒体を使用すると、より速い速度、ならびにより高い周波数を実現することができる。出力処理もまた、ＢＡＷデバイスを使用して向上させることができる。
【０００７】
活性媒体として多結晶ＡｌＮを使用するＢＡＷデバイスが開発されてきた（非特許文献３参照）。この手法の１つの重要な欠点は、ＡｌＮ膜の多結晶性のために伝播損失が高いことである。
【０００８】
【特許文献１】米国特許第Ｒｅ．３４８６１号明細書
【特許文献２】米国特許第４９４６５４７号明細書
【特許文献３】米国特許第５２０００２２号明細書
【特許文献４】米国特許第６２１８６８０号明細書
【特許文献５】米国特許第５２１００５１号明細書
【特許文献６】米国特許第５３９３９９３号明細書
【特許文献７】米国特許第５５２３５８９号明細書
【特許文献８】米国特許第５５９２５０１号明細書
【非特許文献１】Petroni et al., GaN Based Surface Acoustic Wave Filters for Wireless Communications, Superlattices and Microstructures, 36 (2004), 825-831
【非特許文献２】Palacios et al., Remote Collection and Measurement of Photogenerated Carriers Swept by Surface Acoustic Waves in GaN, Applied Physics Letters, Vol. 84, No. 16, 3162-3168
【非特許文献３】Dubois, Thin Film Bulk Acoustic Wave Resonators: A Technology Overview, Memswave 03, Toulouse France, July 2-4, 2003
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、ＩＩＩ族窒化物ベースのバルク音響デバイス及びその作製方法を提供ことにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によるバルク音響波（ＢＡＷ）デバイスの作製方法の一実施形態は、成長基板を設けるステップと、成長基板上にエピタキシャル層を成長させるステップとを有する。第１の電極を、エピタキシャル層上に堆積させる。キャリア基板を設け、成長基板とエピタキシャル層とび第１の電極の組合せをキャリア基板上にフリップチップ実装する。成長基板を除去し、第２の電極をエピタキシャル層上に堆積させ、エピタキシャル層が第１の電極と第２の電極の間に挟まれるようにする。
【００１１】
本発明によるバルク音響波（ＢＡＷ）デバイスの一実施形態は、第１及び第２の金属電極と、第１の電極と第２の電極の間に挟まれたＩＩＩ族窒化物のエピタキシャル層とを備えている。キャリア基板を備え、第１及び第２の電極ならびにエピタキシャル層がキャリア基板上に位置している。
【００１２】
本発明の上記その他の実施態様及び利点は、本発明の特徴について例によって説明する以下の詳細な説明及び添付の図面から明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明は、一般に、バルク音響波（ＢＡＷ）デバイス、及びＩＩＩ族窒化物材料系からバルク音響波デバイスの作製方法に関する。一般的には、本発明は、ＩＩＩ族窒化物材料系から形成された活性領域を有するＢＡＷデバイスを製作することを対象とし、より詳細には、活性領域がＩＩＩ族窒化物薄膜のエピタキシャル層であるＢＡＷデバイスを作製することを対象とする。本発明の一実施形態では、エピタキシャル層を成長基板上に成長させ、基板及びそのエピタキシャル層を、通常フリップチップ実装によって、支持／キャリア基板に実装する。次いで、基板を除去し、デバイスの残り部分を加工してＢＡＷデバイスを形成する。
【００１４】
本発明は、特に、典型的なＩＩＩ族窒化物の成長基板に比べて加工がより安価でかつより容易な材料から形成されたキャリア基板を使用する方法及びデバイスに適用できる。例えば、キャリア基板は、炭化ケイ素（ＳｉＣ）のＩＩＩ族窒化物成長基板に比べて加工がより安価でかつより容易なケイ素（Ｓｉ）から形成することができ、それにより、デバイス全体の作製がより容易でかつより安価になる。
【００１５】
ＩＩＩ族窒化物活性領域を有するＢＡＷデバイスは、高周波数音響デバイスに使用することができ、良好な圧電及び音響特性など、優れた特性を示す。これらの特性により、ＩＩＩ族窒化物材料内で音速が実現され、それによって、これらの材料は、特に、高周波数デバイスで適用できるようになる。ＩＩＩ族窒化物材料は、また、熱的かつ化学的に安定しており、したがって、これらの材料から形成されたＢＡＷデバイスは、過酷な環境で使用することができる。ＩＩＩ族窒化物は、また、優れた電子、光電子工学特性を有し、音響電子光学効果に基づくデバイスを可能にする。ＢＡＷデバイスは、また、ＢＡＷデバイス電極によって覆われた活性領域表面の汚染を軽減するというさらなる利点を提供することができる。音響デバイス間の電極間隔により、動作周波数が決まる。表面音響デバイス（ＳＡＷ）では、電極間隔は、現在のリソグラフィ技術によって制限される。ＢＡＷデバイスの場合は、活性層の厚さにより、動作周波数が決まる。したがって、薄膜エピタキシャル成長により、現在のリソグラフィ技術によって可能なものより電極間隔を狭くすることができる。
【００１６】
本発明によるＢＡＷデバイスは、マイクロ波及び現代の通信システム内の高周波数共振器、フィルタ、及び変換器、化学物質及び気体検出システム、様々な膜厚を有する特定のカスタム広帯域デバイス、回折格子に類似した、光線を回折させるための音響波の使用などの適用分野向けの音響電子光学デバイス、ならびにバイオセンシングの適用分野など、多くの異なる適用分野で使用することができる。
【００１７】
本発明について、特定の実施形態に関して本明細書で説明するが、本発明は、多くの異なる形式で実施することができ、本明細書に述べる実施形態に限定されるものとして解釈するべきではない。また、層、領域、又は基板などの要素が、別の要素の「上」に位置するというとき、その要素は、他の要素の上に直接位置することができ、又は介在要素が存在してもよい。さらに、「内側」、「外側」、「上部」、「上」、「下部」、「下」、「下方」、及び「上に重なる」などの相対的な用語、ならびに類似の用語は、１つの層又は別の領域の関係について説明するために、本明細書で使用する可能性がある。これらの用語は、図面に示す向きに加えて、デバイスの異なる向きも包含するものである。
【００１８】
様々な要素、構成要素、領域、層、及び／又は部分について説明するために、第１、第２、左、右などの用語を本明細書で使用する可能性があるが、これらの要素、構成要素、領域、層、及び／又は部分は、これらの用語によって限定されるべきではない。これらの用語は、ある要素、構成要素、領域、層、又は部分を、別の領域、層、又は部分と区別するためにのみ使用する。したがって、例えば、以下で説明する第１の要素、構成要素、領域、層、又は部分は、本発明の教示から逸脱することなく、第２の要素、構成要素、領域、層、又は部分と呼ぶことができる。
【００１９】
本発明の実施形態について、本発明の理想的な実施形態の概略図である横断面図を参照して、本明細書で説明する。したがって、例えば、製造技術及び／又は公差の結果として生じる、図の形状からの変形形態が予想される。本発明の実施形態は、本明細書に示す領域の特定の形状に限定されるものとして解釈するべきではなく、例えば、製造に起因する形状の誤差を含むべきである。正方形又は長方形として図示又は説明する領域は一般に、通常の製造上の公差のために円形又は湾曲した特徴を有することとなる。したがって、図面に示す領域は、概略的な性質のものであり、それらの形状は、デバイスの領域の厳密な形状を示すものではなく、また本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００２０】
図１乃至図５は、本発明による一作製方法での異なるステップにおける、本発明によるＢＡＷデバイスの一実施形態を示す図である。ＢＡＷデバイス１０を、単一のデバイスとして示すが、典型的な作製工程は、ウエハレベルで行い、デバイスは、ウエハレベルでの加工後に、周知の分離工程を使用して分離される。本明細書での説明を簡単にするために、本明細書ではＢＡＷデバイス１０を単一のデバイスとして示すが、本明細書の本発明は、単一のデバイスの作製に限定されない。
【００２１】
まず、図１を参照すると、ＢＡＷデバイス１０は、成長基板１２を備えている。この成長基板１２は、多くの異なる材料から形成することができる。本発明による一実施形態では、成長基板１２は、例えば、４Ｈ多形の炭化ケイ素などの半絶縁性炭化ケイ素（ＳｉＣ）とすることができる。他の炭化ケイ素の多形の候補には、３Ｃ、６Ｈ、及び１５Ｒ多形が含まれる。「半絶縁性」という用語は、絶対的な意味ではなく、説明的に使用する。本発明の特定の実施形態では、炭化ケイ素バルク結晶の抵抗率は、室温で約１×１０５Ω・ｃｍ以上である。
【００２２】
適切なＳｉＣ基板は、例えば、本発明の譲受人である本件特許出願人（Ｄｕｒｈａｍ，Ｎ．Ｃ．）によって製造されており、そのような材料を生成する方法は、例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３、及び特許文献４に記載されている。同特許の内容全体を、参照により本明細書に組み込む。同様に、ＩＩＩ族窒化物のエピタキシャル成長の技術は、例えば、特許文献５、特許文献６、特許文献７、及び特許文献８に記載されてきた。同特許の内容全体も、参照により本明細書に組み込む。
【００２３】
炭化ケイ素を基板材料として使用することができるが、本発明の実施形態は、他の適切な基板材料を利用することもできる。これらの材料には、サファイヤ、窒化アルミニウム、窒化アルミニウムガリウム、窒化ガリウム、ケイ素、ＧａＡｓ、ＺｎＯ、ＩｎＰなど、又はＩＩＩ族窒化物材料の成長を支持することができる他の材料もしくは諸材料の組合せが含まれる。
【００２４】
エピタキシャル層１４を、成長基板１２上に成長させる。エピタキシャル層１４は、ＢＡＷデバイス１０にとっての活性領域として働くこととなる。エピタキシャル層１４は、有機金属化学気相成長（ＭＯＣＶＤ）反応器内で周知のソースガス及び典型的な温度範囲を使用する成長などの周知の方法を使用して製作することができる。エピタキシャル層１４は、多くの異なる材料系から形成することができるが、好ましいものはＩＩＩ族窒化物材料系であり、エピタキシャル層１４は、単結晶ＩＩＩ族窒化物である。
【００２５】
本明細書では、「ＩＩＩ族窒化物」という用語は、窒素と周期表のＩＩＩ族の要素との間で形成される半導電性の化合物を指し、周期表のＩＩＩ族の要素は通常、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、及び／又はインジウム（Ｉｎ）である。この用語は、また、ＡｌＧａＮ及びＡｌＩｎＧａＮなどの３元及び４元化合物も示す。当業者にはよく理解されるように、ＩＩＩ族要素を窒素と結合させて、２元（例えば、ＧａＮ）、３元（例えば、ＡｌＧａＮ及びＡｌＩｎＮ）、及び４元（例えば、ＡｌＩｎＧａＮ）化合物を形成することができる。これらの化合物すべての実験式では、１モルの窒素が合計１モルのＩＩＩ族要素と結合されている。したがって、ＡｌｘＧａ１−ｘＮなどの式を使用して、これらの化合物について記述することが多い。上式で、０≦ｘ≦１である。
【００２６】
エピタキシャル層１４は、所望の動作周波数に応じて異なる厚さを有することができ、より周波数の高い動作には、より薄い層が使用される。本発明による一実施形態では、エピタキシャル層１４の厚さは、約０．０１から０．４ミクロン（０．０１から０．４μｍ）の範囲である。好ましい厚さは、約０．１から０．２ミクロン（０．１から０．２μｍ）の範囲である。他の実施形態では、エピタキシャル層１４は、ＩＩＩ族窒化物材料の層を２層以上含むことができ、異なる層が異なる組成を有する。
【００２７】
エピタキシャル層１４の成長後、第１の金属電極１６を、スパッタリングなどの周知の方法を使用して、エピタキシャル層１４上に堆積させることができる。第１の金属電極１６は、ニッケル、金、白金、アルミニウム（Ｎｉ／Ａｕ／Ｐｔ／Ａｌ）などの典型的な半導体メタライゼーション材料、又はその組合せを含むことができる。第１の金属電極１６は、また、多くの異なる厚さを有することができるが、適切な範囲は、約１００オングストローム（０．０１μｍ）から数ミクロン（数μｍ）である。本発明による他の実施形態では、第１の金属電極１６を、その代わりにキャリアウエハ上に堆積できる（図２に示し以下に説明する）。次いで、成長基板１２とエピタキシャル層１４の組合せを、キャリアウエハに、第１の金属電極１６に接するように実装することができる。第１の金属電極１６を金属層として示すが、第１の金属電極１６は、櫛形フィンガ（ｉｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｔｅｄ  ｆｉｎｇｅｒ）などの様々な幾何形状とすることができる。
【００２８】
次に、図２を参照すると、成長基板１２とエピタキシャル層１４と第１の金属電極１６の組合せを、キャリア基板（ウエハ）１８にフリップチップ実装する。多くの異なる実装方法を使用することができるが、好ましい方法は、はんだ、エポキシ、ポリアミド、及びポリマーを使用して直接接合することによって達成されるウエハ接合である。ウエハ接合は、また、陽極接合を使用して達成することもできる。キャリアウエハは、構造的な支持を提供するように選択された、厚さの異なる多くの異なる材料を含むことができる。一部の実施形態では、キャリア基板１８は、導電性とすることができ、また、キャリア基板１８を使用して、追加の素子を組み込むことができる。キャリア基板１８に使用できる材料としては、ケイ素（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、及びガラスが含まれる。一実施形態では、キャリア基板１８は、動作中にエピタキシャル層１４から熱を逃がすような良好な熱導電性を有するＧｅなどの材料を含んでいる。
【００２９】
次に、図３を参照すると、成長基板１２を、研摩、レーザーアブレーション、及び湿式又はドライエッチングなどの除去工程を使用して除去する。成長基板１２を除去すると、単結晶ＩＩＩ族窒化物のエピタキシャル層１４がキャリア基板１８に結合されたまま残り、第１の金属電極１６は、エピタキシャル層１４とキャリア基板１８の間に挟まれたままである。一部の実施形態では、成長基板１２の除去後、エピタキシャル層１４を、エッチング又は研摩などによって、薄くし又はさらに加工することもできる。これにより、エピタキシャル層１４の厚さをさらに調整することができる。
【００３０】
次に、図４を参照すると、第２の金属電極２０を、エピタキシャル層１４の露出した表面上に堆積させ、エピタキシャル層１４が、第１の金属電極１６と第２の金属電極２０の間に挟まれるようにすることができる。第１の金属電極１６と同様に、第２の金属電極２０は、周知の半導体メタライゼーション技術を使用して堆積させることができ、ニッケル、金、白金、アルミニウム（Ｎｉ／Ａｕ／Ｐｔ／Ａｌ）などの典型的な半導体メタライゼーション材料、又はその組合せを含むことができ、またＩＤＴを含むこともできる。第２の金属電極２０は、また、多くの異なる厚さを有することができるが、適切な厚さの範囲は、１００オングストローム（０．０１μｍ）から数ミクロン（数μｍ）である。導電性キャリア基板１８を有する実施形態の場合、ＢＡＷデバイス１０への電気接点を、キャリア基板１８及び第２の金属電極２０に形成することができる。一実施形態では、第２の金属電極２０は、ワイヤ接合によって接触させることができ、一方、キャリア基板１８は、プリント回路基板（ＰＣＢ）などのデバイス実装面に直接接触させることができる。
【００３１】
他の実施形態では、ＢＡＷデバイス１０の裏面、具体的にはキャリア基板１８は、望みに応じてさらに加工することができる。図５を参照すると、キャリア基板１８を、湿式エッチング、プラズマエッチング、又はレーザー微細加工などの異なるエッチング技術を使用して加工し、キャリア基板１８の一部分を第１の金属電極１６まで除去して、その結果、キャリア基板１８の第１の基板部分１８ａ及びキャリア基板１８の第２の基板部分１８ｂを得ることができる。これにより、第１の金属電極１６及び第２の金属電極２０への異なる接触構成が可能になる。図５に示すように、キャリア基板１８は、導電性材料から形成することができ、その結果、電気信号を、キャリア基板１８の第１及び第２の基板部分１８ａ、１８ｂのどちらかを介して、第１の金属電極１６に印加することができる。例えば、第１の基板部分１８ａは、その底面又は他の位置に接点２２を有することができ、接点２２に印加された電気信号は、第１の金属電極１６へ伝えられるはずである。第２の金属電極２０は、ワイヤボンド２４を用いるものなど、多くの異なる方法で接触させることができる。
【００３２】
図６は、本発明によるＢＡＷデバイスの他の実施形態を示す図である。ＢＡＷデバイス４０は、図５に示すＢＡＷデバイスと同じ又は類似の特徴を多く有する。上述した特徴についての説明がここでのＢＡＷデバイス４０に当てはまるということを理解した上で、図６ならびに以下の図面内の同じ又は類似の特徴に対して、同じ参照番号を使用する。
【００３３】
ＢＡＷデバイス４０は、エピタキシャル層１４と第１の金属電極１６と第２の金属電極２０とを備えている。ただし、ＢＡＷデバイス４０は、キャリア基板４２を有する。この実施形態では、キャリア基板４２、ならびにその第１の基板部分４２ａ及び第２の基板部分４２ｂは、電気絶縁性とすることができ、又は電気を効率的に通さない。その結果、電気信号を、キャリア基板４２の第１及び第２の基板部分４２ａ、４２ｂを介して第１の金属電極１６に印加することができない。ＢＡＷデバイス４０に、第１及び第２の基板部分４２ａ、４２ｂの一方又は両方の底面から延びることができる導電層４４を設ける。この場合、導電層４４は、第１の基板部分４２ａの底面から延びる。導電層４４は、第１の金属電極１６まで続き、その結果、導電層４４に印加された電気信号が、第１の金属電極１６へ伝えられる。導電層４４は、また、上述した周知の工程を使用して適用された典型的な半導体メタライゼーション材料を含むことができ、また、連続した層、又は複数の導電パスを備えることができる。第２の金属電極２０は、ワイヤボンド２４などの異なる構成を使用して接触させることができる。この実施形態のこの導電層は、電気絶縁性のキャリア基板又は電気を効率的に通さないキャリア基板とともに使用するものとして示すが、この構成は、導電性キャリア基板を有する実施形態とともに使用できる。
【００３４】
図７は、本発明によるＢＡＷデバイスのさらに他の実施形態を示す図である。ＢＡＷデバイス６０は、エピタキシャル層１４と第２の金属電極２０とキャリア基板１８とを備えている。第１の金属電極６１も含まれるが、この実施形態では、第１の金属電極６１は、別個の左の電極部分６２と、右の電極部分６４に分割される。エピタキシャル層１４を貫通し、右の電極部分６４と第２の金属電極２０の間に導電パスを提供する導電バイア６６を備えている。キャリア基板１８の加工後に、第１の金属電極６１をエッチングして、分離部分６２、６４とすることができ、エピタキシャル層１４を貫通する導電バイア６６は、エピタキシャル層１４を貫通して経路をエッチングし、次いで、第１又は第２の金属電極の堆積中にこの経路を充填することによって形成することができる。これらの特徴は、他の周知の工程を使用して形成することもできる。
【００３５】
ＢＡＷデバイス６０は、また、第１の接点６８及び第２の接点７０を備えることもでき、各接点は、キャリア基板１８の第１及び第２の基板部分１８ａ、１８ｂのうちの対応する１つの基板部分の底部に位置している。この実施形態では、キャリア基板１８は、電気を効率的に通すことができ、接点６８、７０を渡って印加される電気信号は、エピタキシャル層１４に伝えられる。第１の接点６８に印加された電気信号は、キャリア基板１８の第１の基板部分１８ａを通って、第１の金属電極６１の左の電極部分６２に伝えられ、そしてエピタキシャル層１４に伝えられる。第２の接点に印加された電気信号は、キャリア基板１８の第２の基板部分１８ｂを通って、第１の金属電極６１の右の電極部分６４を通って、導電バイア６６を通って、そして第２の金属電極２０に伝えられる。この構成により、ワイヤ接合なしでＢＡＷデバイスを接触させることが可能になり、これは特に、表面実装の適用分野に適用できる。ＢＡＷデバイス６０は、また、同様に、導電層及びワイヤ接合構成とともに使用できる。
【００３６】
ＢＡＷデバイスは、ＢＡＷデバイスとともに動作するための異なる位置にある他の電子要素又はデバイスとともに形成することができる。
【００３７】
図８は、ＢＡＷデバイスの他の実施形態を示す図である。ＢＡＷデバイス１００は、エピタキシャル層１０２と第１の金属電極１０４と第２の金属電極１０６とキャリア基板１０８とを備えている。ＢＡＷデバイス１００は、エピタキシャル層１０２に一体化された電子デバイス１１０をさらに備えている。一体化された電子デバイス１１０は、発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザーダイオード、検出器、センサ、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）、高電子移動度トランジスタ（ＨＥＭＴ）など、多くの異なる電子デバイスを含むことができる。この電子デバイス１１０は、導電トレースによるものなど、多くの異なる形で相互接続させることができ、また、電子デバイス１１０は、エピタキシャル層の成長中にエピタキシャル層内で形成し、又は基板の除去後にエピタキシャル層上に形成することができる。
【００３８】
図９は、ＢＡＷデバイスの他の実施形態を示す図である。ＢＡＷデバイス１２０は、エピタキシャル層１２２と第１の金属電極１２４と第２の金属電極１２６とキャリア基板１２８とを備え、類似の一体化された電子デバイス１３０が、キャリア基板１２８に一体形成されている。さらに他の実施形態では、エピタキシャル層１０２又はキャリア基板１２８は、音響反射器などの他の一体型の高性能な特徴を含むことができる。
【００３９】
上述した方法は、ＩＩＩ族窒化物ＢＡＷデバイスを実現するためのいくつかの手法のうちの１つである。成長基板とエピタキシャル層の間に、エッチングなどの工程によって除去できる犠牲層を設けて、基板がエピタキシャル層から動けるようにするなど、多くの異なる方法を使用することができる。本発明について、その特定の好ましい構成に関して詳細に説明してきたが、他の形態も可能である。したがって、本発明の精神及び技術的範囲は、上述した実施形態に限定されるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】エピタキシャル層及び第１の電極が成長基板上に位置する作製ステップにおける、本発明によるＢＡＷデバイスの一実施形態の断面図である。
【図２】ウエハがキャリア基板上に実装された、図１のＢＡＷデバイスの断面図である。
【図３】成長基板が除去された、図２のＢＡＷデバイスの断面図である。
【図４】第２の金属電極を有する、図３のＢＡＷデバイスの断面図である。
【図５】裏面加工後の、図４のＢＡＷデバイスの断面図である。
【図６】裏面加工後の、本発明によるＢＡＷデバイスの他の実施形態を示す図である。
【図７】裏面加工後の、本発明によるＢＡＷデバイスのさらに他の実施形態を示す図である。
【図８】一体型構成要素及び電子デバイスを有する、本発明によるＢＡＷデバイスの一実施形態の断面図である。
【図９】一体型構成要素及び電子デバイスを有する、本発明によるＢＡＷデバイスの他の実施形態の断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【外国語明細書】
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