JP2004186938A - Surface acoustic wave element, surface acoustic wave device, electronic circuit device, method of manufacturing the element, and method of manufacturing surface acoustic wave device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、携帯電話、キーレスエントリー等の通信機器に搭載される周波数フィルタや共振器として用いられる弾性表面波素子、弾性表面波装置、弾性表面波素子の製造方法、および弾性表面波装置の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図11に従来の弾性表面波装置の断面図を示す。図11において、符号101は圧電単結晶基板である。符号102は圧電単結晶基板101の櫛型電極形成面である。櫛型電極形成面102には弾性表面波を励振する櫛形電極(図示省略)が設けられている。符号103は櫛型電極形成面102に設けられた突起電極である。突起電極103は、図示はしないが櫛型電極に電気接続されている。符号104は圧電基板101を収納するセラミックパッケージである。符号105はセラミックパッケージ104を構成する蓋部である。蓋部105は金属等から構成される。106は蓋部105に設けられた電極である。電極106は外部との間で電気信号の入出力を行う。電極106は突起電極102に電気接続されている。
【0003】
この弾性表面波装置は携帯電話等で用いられる。弾性表面波装置を含む電子部品においては、高温高湿環境下でも特性劣化が生じないという保証を行う必要がある。このような保証を行うために電子部品に高温高湿試験下での放置試験が実施される。
【0004】
このような放置試験に対する耐久性を高めるために、弾性表面波装置では、蓋部105とセラミックパッケージ104とがハーメッチックシール等によって気密封止されている。これにより、湿気等を完全に遮断することができ、上記放置試験を実施しても、電極の腐食、特に、櫛形電極の腐食は発生しない。
【0005】
図12は、弾性表面波装置の櫛形電極周辺部分を示す。この構成においては、タンタル酸リチウムなどの圧電単結晶基板111と、圧電単結晶基板111の表面に形成された櫛形電極115とを備える。櫛形電極115は、3層構造を有する。櫛型電極115は、圧電基板111に近い側より、第1層112と、第2層113と、第3層114とを備える。第1層112と第3層14とが電気信号の伝送に大きく寄与する主電極である。第2層はAl合金結晶粒の成長を阻止するための中間層である。主電極である第1層112,第3層114はAl合金から構成される。ここで、Alに対する添加金属として、Cu,Ti,Pd,Mg,Cr,Ni,Taが用いられる。また、中間層である第2層113は、Al合金とは異なり、局部電池効果に起因する腐食を抑制できる材料である主に半導体、絶縁体から構成される。
【0006】
図12の構造を用いることで、水分に接触する工程(ダイシング処理等)において、局部電池効果に起因する櫛形電極の腐食劣化を軽減することができる。(例えば、特許文献1参照)
【0007】
【特許文献1】
特開平11−163661号公報(全文)
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図11に示すハーメチックシールによる従来の構造では、素子の小型化が阻害される、コストが高くなる等の課題がある。また、工程中の櫛形電極の腐食を防ぐため、工程中に水との接触を避けたり、接触させる場合でも特殊な操作を行う必要がある。例えば、ダイシング処理等において用いる水は腐食が発生しないように正確なpH調整を必要とする。従って、工程管理が複雑になる、使用する薬液等が制限されるなどの制約があり、コストアップにつながる。
【0009】
図12に示した構成は、第2層113を設けることにより局部電池効果に起因する腐食を抑制することができる。そのため、上述した工程中の不具合はある程度回避される。しかしながら、櫛形電極115の電極指抵抗が上昇するといった不具合が発生する。電極指抵抗の上昇は、例えば、弾性表面波装置でフィルタを構成する際の挿入損失の劣化要因や、弾性表面波装置で振動子を構成する際のQ値の低下要因となる。
【0010】
電極指抵抗が上昇する第1の要因として第2層103の抵抗率が高いことが挙げられる。ここで、櫛型電極115においては、その重量を下げることで抵抗を下げることができる。しかしながら、櫛形電極115の重さは、弾性表面装置の性能を決定する因子であり、抵抗を下げたいという理由で、自由に変更することは困難である。そのため、櫛形電極115の重量は、所望する特性に基づいた一定の制約を受けざるを得ない。このような理由により、抵抗率の高い材料から構成される第2層103を設けることで、実質的に櫛形電極115の電極指抵抗が上昇する。
【0011】
電極指抵抗が上昇する第2の要因として、櫛形電極115の多層化が挙げられる。金属薄膜は、薄くなるにつれてその抵抗がバルク金属本来の抵抗率より大きくなる特性を有している。これに対して櫛形電極115を多層化することにより、各層112〜114の膜厚は薄くなる。そのため、多層された櫛形電極115全体の抵抗は、一層あたりの厚みが薄くなるに連れて上昇する。櫛形電極115を構成する各層を形成が難しいうえに高価である金属製のエピ膜から構成しない限り、この傾向は存在する。
【0012】
電極指抵抗が上昇する第3の要因は、第1層112,第3層114を構成する合金層に添加する添加金属の制限が挙げられる。第1層112,第3層114は、その特性を維持するために、合金層の抵抗率を上昇させる要因となる金属を添加せざるを得ず、これにより、電極指抵抗が上昇する。
【0013】
さらには、添加金属は、第1層112,第3層114内部で生じる局部電池効果を抑制するためにも制限を受ける。以下、説明する。局部電池効果に起因する電極層の腐食劣化は、第2層103と他の層(第1層112,第3層114)との間だけでなく、第1層112と第3層114との内部においても発生する。具体的にいえば、第1層112,第3層114の主材料であるAlと、それに添加する添加金属との間においても局部電池効果が発生する。このような層内部で生じる局部電池効果を抑制するために、添加金属は層の主材料(Al)に対して標準電極電位の近いもの、或いは、主材料(Al)の標準電極電位よりも小さい標準電極電位を有する金属が選択される。
【0014】
標準電極電位からみて上記添加金属に最適な金属としては、Ti,Li,Mgなどが挙げられる。しかしながら、これらの金属は共に、少量の添加で抵抗率を大幅に上昇させる特性を有している。例えば、Tiでは、1重量%の添加により2倍以上の抵抗率の上昇を引き起こす。
【0015】
一方、第1層112,第3層114の抵抗率をあまり上昇させない金属としてはCu等が挙げられる。しかしながら、Cu等の金属は、前記した第1層112,第3層114内部での局部電池腐食効果に起因する腐食劣化を引き起こしやすいという特性を有している。
【0016】
以上が、図12に示す多層電極指構造の主たる不都合である。図12に示す多層電極指構造は、さらには、次のような不都合を有している。すなわち、この電極指構造は、電極指の厚み制御が困難であってそのために周波数の合わせ込みが困難となっている。これは、多層膜とすること、つまり、成膜回数が増えることに起因する。更に、図12の多層電極指構造は、多層膜とすることで製造工程が複雑となってコストが上昇する、という不都合も有している。
【0017】
このように、従来の弾性表面波装置の構成においては、完全な封止構造にすれば小型化やコストダウンを阻害し、電極指の構造を改良して耐水特性(耐腐食特性)を上げれば、櫛形電極の抵抗率を上昇させるといった不都合が生じる。そのため、このような不都合を生じさせることなく、電極指の耐水特性(耐腐食特性)を向上させることが望まれている。
【0018】
【課題を解決する手段】
本発明の弾性表面波素子は、圧電単結晶基板と、前記圧電単結晶基板の一主面に設けられた櫛形電極と、前記圧電単結晶基板の他主面に設けられた裏面電極とを備え、前記櫛形電極が設けられる前記一主面を、前記圧電単結晶基板の自発分極のマイナス面にすることに特徴がある。
【0019】
本発明の弾性表面波装置は、弾性表面波素子と、前記弾性表面波素子を収納するパッケージとを有し、前記弾性表面波素子は、圧電単結晶基板と、前記圧電単結晶基板の一主面に設けられた櫛形電極と、前記圧電単結晶基板の他主面に設けられた裏面電極とを備え、前記櫛形電極が設けられる前記一主面を、前記圧電単結晶基板の自発分極のマイナス面にすることに特徴がある。
【0020】
このような本発明の弾性表面波素子や弾性表面波装置の構成によれば、櫛形電極と裏面電極との間で局部電池効果が生じることが抑制される結果、櫛形電極の電極腐食が抑えられる。
【0021】
なお、本発明は、前記パッケージは、前記弾性表面波素子を覆うとともにパッケージ内外で水分が往来可能な封止構造を有するものとするのが好ましい。そうすれば、小型化と低背化とが可能となるうえに安価となる。これは、本発明の電極腐食抑制効果を発揮させれば、弾性表面波素子を覆うとともにパッケージ内外で水分が往来可能な封止構造を有するパッケージであってもなんら問題なく用いることが可能となるためである。このようなパッケージは、弾性表面波装置に、小型化と低背化とコストダウンとをもたらす。
【0022】
上記パッケージとしては、前記弾性表面波素子が実装される配線基板と、前記配線基板の弾性表面波素子配置面を弾性表面波素子とともに覆う蓋体とを有するものが好適に挙げられる。
【0023】
なお、本発明は、前記配線基板に回路素子が混載実装されている弾性表面波装置においてさらに好適に実施することができる。そうすれば、小型低背化やコストダウンの恩恵を十分に享受することができる。
【0024】
本発明の構成を備えれば、耐湿性が向上するために、蓋体としてハロゲンイオン(塩素等)の濃度を十分に小さく抑制した樹脂でなくても電極腐食が発生しない。そのため、ハロゲンイオン(塩素等)の濃度を十分に小さく抑制していないすなわち、ハロゲンイオンを含んだ樹脂から蓋体を構成することが可能となり、その分、さらにコストダウンを図ることができる。
【0025】
なお、本発明は、前記圧電単結晶基板の前記一主面には導通電極が設けられており、前記導通電極は前記櫛形電極とは電気的に分離されるととに、前記裏面電極とは電気的に導通が取られたものである構成とするのが好ましい。それは、次のような理由によっている。すなわち、このような構成では構造的に局部電池効果が生じやすい。そのため、このような構成において本発明を実施すれば顕著な効果を得ることができる。
【0026】
なお、本発明は、前記圧電単結晶基板として、ニオブ酸リチウムまたはタンタル酸リチウムを主成分とするもの場合に顕著な効果を奏する。これは、ニオブ酸リチウムまたはタンタル酸リチウムを主成分とする圧電単結晶基板は、分極ベクトルが大きい故に局部電池効果が生じやいためである。
【0027】
また、本発明は、前記裏面電極として、その主材料を構成する元素の標準電極電位が前記櫛形電極の主材料を構成する標準電極電位と同等かそれ以下の値である材料から構成するのが好ましい。そうすれば、櫛形電極がカノードとなる逆の局部電池効果が発生して、本発明の効果をさらに助長させることができる。
【0028】
また、本発明は、前記裏面電極は、その主材料が前記櫛形電極の主材料と同じであり、前記裏面電極は、その添加金属の標準電極電位が前記櫛形電極の添加金属の標準電極以下であり、前記裏面電極は、その添加金属の重量比が前記櫛形電極の添加金属の重量比より小さい材料から構成されたものであるのが好ましい。そうすれば、本発明の局部電池効果抑制をさらに大きくすることができる。
【0029】
本発明は、前記櫛形電極として主材料がアルミニウムであるものを用いるのが好ましい。これは、櫛形電極としてアルミニウムを主成分とするものが最もよく用いられていることと、アルミニウムを主成分とする櫛形電極は、局部電池効果に起因する電極腐食を起こしやすいことによっている。
【0030】
また、本発明は、酸化ケイ素、或いは、窒化ケイ素を主成分として前記櫛形電極を被覆する絶縁膜をさらに有しており、この絶縁膜の厚みを5〜10nmにするのが好ましい。これは、次のような理由によっている。耐湿性を高めるためには、上記した絶縁膜を設けるのが好ましいものの、電極重みを抑えて弾性表面波装置の特性を維持するためには、絶縁膜の厚みを5〜10nm程度にする必要がある。しかしながら、そうすると、絶縁膜にピンホール等の形状不良が生じて耐湿性の維持が困難となる。これに対して、絶縁膜を設けたうえに、本発明を実施すれば、5〜10nm程度の絶縁膜厚みであっても、10nm以上の比較的厚みの厚い絶縁膜を設けた場合と同等の耐湿性が得られる。
【0031】
また、本発明は、圧電単結晶基板の自発分極のマイナス面である一主面に全面電極を設ける工程1と、前記圧電単結晶基板の自発分極のプラス面である他主面に裏面電極を設ける工程2と、前記全面電極をフォトリソグラフィ処理により櫛形電極に加工する工程3とを含んだ弾性表面波素子の製造方法として構成される。
【0032】
そうすれば、製造途中における電極腐食対策を厳密に行う必要がなくなり、その分、製造コストの低減を図ることができる。
【0033】
例えば、前記工程3において、アルカリ系の液体を含む液を作業液として用いても、櫛形電極に電極腐食が生じる可能性は十分に低くなる。
【0034】
また、前記工程3において、含水比率が重量比で0.5%〜2.5%である有機溶剤を主成分とする液を作業液として用いても、櫛形電極に電極腐食が生じる可能性は十分に低くなる。
【0035】
また、前記工程3では、pHが5.5〜8.0の水を作業液として用いても、櫛形電極に電極腐食が生じる可能性は十分に低くなる。
【0036】
さらには、弾性表面波素子を封止して弾性表面波装置を製造する工程において、弾性表面波素子をパッケージ内外で水分が往来可能な構造を有するパッケージ内に封入してもよく、そうしても、櫛形電極に電極腐食が生じる可能性は十分に低くなる。
【0037】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【0038】
(実施の形態1)
本発明の実施の形態1における弾性表面波装置の実施の形態1について、図面を参照しながら説明する。図1は本発明の実施の形態1である弾性表面波装置の断面図である。
【0039】
図1において、符号1は圧電単結晶基板を示す。圧電単結晶基板1は、例えば、タンタル酸リチウム,ニオブ酸リチウム,ニオブ酸カリウム,ランガサイト等の強誘電体の圧電材料から構成される。本実施の形態では、圧電単結晶基板1は36°Yカットのタンタル酸リチウムから構成される。
【0040】
ここで、カット角度について図2を参照して説明する。図2(a)は圧電単結晶をウエハに切断する前の状態であって、x,y,z軸が図に示した状態だとする。この場合、圧電単結晶はc軸方向、つまり、z軸方向に自発分極していることになる。
【0041】
このような圧電単結晶の構造を踏まえれば、例えば、36°yカットタンタル酸リチウムは、図2(b)に示すように、x軸を回転軸としてy軸を36°回転させて新たにy’軸とし、同時にz軸も36°回転させてz’軸とした時、y’軸が法線方向となるように切断されたウエハであると規定できる。
【0042】
このようなカット角度は、所望のデバイス特性を得るために選ばれ、例えば、高周波フィルタでは、36°付近のyカットタンタル酸リチウム基板が用いられることが多い。
【0043】
図1の説明に戻る。図1において符号2は圧電単結晶基板1において弾性表面波を励振する櫛形電極である。櫛形電極2は圧電単結晶基板1の一主面1aに設けられている。本実施形態において、櫛形電極2は、Alを主たる材料とするAl−Cu合金から構成される。櫛形電極2においてCuは重量比で0.5%含まれている。
【0044】
符号3は裏面電極3である。裏面電極3は圧電単結晶基板1の他主面1bの全面に渡って設けられている。本実施の形態では、裏面電極3はAlから構成される。
【0045】
符号4はパッド電極である。パッド電極4は圧電単結晶基板1の一主面1aに設けられている。パッド電極4は図示はしないが櫛形電極2と電気的に導通が取られている。符号5は突起電極である。突起電極5はパッド電極4上に設けられている。
【0046】
符号9は電気配線(図示省略)を有する配線基板である。符号6は配線基板9上に設けられた上部電極である。パッド電極4は突起電極5を介して上部電極6に接続されている。なお、図1において突起電極5は2つ図示されているが、実際は少なくとも信号の引き出し分に応じて多数設けられている。符号8は配線基板9に設けられた外部端子電極である。外部端子電極8は、上部電極6の形成面の裏面に設けられている。符号7は配線基板9に設けられたビア電極である。ビア電極7は、上部電極6と外部端子電極8とを層間接続している。
【0047】
本実施の形態では、配線基板9はアルミナ等のセラミック絶縁基板から構成されている。セラミック絶縁基板から配線基板9を構成するのは、圧電単結晶基板1上に形成された櫛形電極2等の電極パターンと配線基板9との電気的接続を行って、櫛形電極2等で生じる電気信号を外部端子電極8に引き出すためである。
【0048】
符号10は、圧電単結晶基板1を実装した配線基板9を覆う蓋部である。本実施の形態では、蓋部10として金属キャップが用いられている。
【0049】
符号11は、櫛形電極2,裏面電極3,パッド電極4等を有する圧電単結晶基板1からなる弾性表面波素子である。
【0050】
本実施形態では、配線基板9と蓋部10とによりパッケージが構成されている。さらには、後述する本発明の他の実施形態においても、配線基板と蓋部とによりパッケージが構成されている。
【0051】
なお、図示はしていないが、配線基板9には窪みが設けられており、蓋部10(金属キャップ)には爪が設けられている。そして、蓋部10の爪を配線基板9の窪みに引っ掛けることで、弾性表面波素子11は蓋部10と配線基板9とにより封止されている。但し、本実施形態でいう封止構造とは、気密封止のような、気体、液体を含むほぼ全ての物質の混入を防ぐ封止構造ではなく、パッケージ内に、少なくとも水蒸気等の水分が往来可能な程度のあまり封止強度の高くない封止構造(パッケージング構造)である。気密封止構造にすれば、パッケージ内に結露は発生しないが、気密封止構造にしない本実施形態の構造では、パッケージ内に結露が発生する可能性がある。しかしながら、本実施形態の構成では、構造が簡単なために、コストダウンを図ることができるうえに、小型化や低背化を図ることができる。
【0052】
次に、本実施の形態の特徴となる構成について説明する。本実施形態では、まず第1に、上述したように、弾性表面波素子11が水分の往来が可能なパッケージ内に収納されている。このような封止構造にすることで、弾性表面波装置の使用中、或いは、信頼性試験中に弾性表面波素子11表面に結露が発生する可能性がある。
【0053】
第2に、櫛形電極2が設けられた圧電単結晶基板1の一主面1aが、圧電単結晶基板1における自発分極のマイナス面側に設定されており、裏面電極3が設けられた圧電単結晶基板1の他主面1bが、圧電単結晶基板1における自発分極のプラス面側に設定されていることである。なお、自発分極のマイナス面とは、図3に示すように、圧電単結晶基板1中の分極成分12を構成するマイナスが向いている方向にある面をいい、自発分極のプラス面とは、圧電単結晶基板1中の分極成分12を構成するプラスが向いている方向にある面をいう。
【0054】
本実施形態の第1の特徴構成を備えることで、弾性表面波装置は、蓋部10の隙間から水分が侵入やすくなっており、そのため、侵入した水分(水蒸気等)によって圧電単結晶基板1上に結露が生じる可能性が高い。しかしながら、本実施形態の構成では、第2の特徴構成を備えることで、たとえ結露が生じたとしても、結露に起因する局部電池効果の発生は十分に抑制されるために、櫛形電極2等に局部電池効果に起因する電極腐食が発生することはほとんどない。以下、説明する。
【0055】
本実施形態の弾性表面波装置を評価するため、本実施形態や比較例に対して温度85℃、湿度85%RHの条件で放置試験を行った。測定対象として、中心周波数942.5MHzの周波数フィルタであって、櫛形電極2を自発分極のマイナス面に設けた本発明の実施例品と、同様の構成を有するフィルタであるものの櫛形電極2を自発分極のプラス面に設けた比較例品とを各々100個用意した。
【0056】
そして、実施例品と比較例品とからなる測定対象の挿入損失を連続的に測定して、挿入損失の劣化が0.2dBに達する時間を計測した。ここで、挿入損失の劣化の閾値を0.2dBとしたのは、上記特性を発揮する周波数フィルタ(測定対象)は、その挿入損失が0.2dB劣化すると寿命が尽きるといわれていることに基づいている。
【0057】
上記比較実験を行った結果、圧電単結晶基板1の自発分極のマイナス面に櫛形電極2が設けられた本発明の実施例品の寿命は、比較例品の寿命より倍以上長いことが確認された。
【0058】
以上説明したように、従来、櫛形電極2の形成面を規定していなかった構成に比べて、櫛形電極2の形成面を、圧電単結晶基板1の自発分極のマイナス面に限定した本実施形態の構成にすることにより、弾性表面波装置の耐湿性が向上して寿命が延びた。以下、その理由が図4を参照して説明される。
【0059】
図4(a),(b)は、圧電単結晶基板1の自発分極のプラス面にAlからなる電極36が設けられ、マイナス面にAl−Cu合金膜(Cuは重量比1%)からなる電極37が設けられた構成を示す。この場合、自発分極のプラス面,マイナス面ともに電気的に開放状態になると、自発分極ベクトルPは、自発分極成分の方向に応じて図4(a)に示す状態になる。この状態において電極36と電極37とを跨いで結露が発生すると、図4(b)に示すような局部電池が生じる可能性がある。なお、図4(a),(b)において、符号38は分極成分である。
【0060】
しかしながら、自発分極ベクトルPのベクトル成分のうち圧電単結晶基板1の厚み方向のベクトル成分について考えた場合、厚み方向の電気変位ベクトルDvは一定であるため、Dv=Pv+Evの式を満たす電界ベクトルEvが、圧電単結晶基板1の厚み方向に沿って現れる。そのため、この電荷Evが電流として流れるために、電極36と電極37とを跨いで結露が発生したとしても、局部電池は生じなくなって、電極酸化による電子の放出は軽減される。これにより、電極腐食は抑制される。
【0061】
また、本発明の効果は自発分極ベクトルPが大きいほど大きくなる。そのため、前記したニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、ニオブ酸カリウム、ランガサイト等の強誘電特性を有する圧電単結晶材料に対して、非常に有効となる。
【0062】
なお、本実施形態では、フリップチップ構造の弾性表面波装置に関して、説明を行ったが、図5に示すような、配線基板9上に、弾性表面波素子11をダイボンドし、ワイヤボンディングにより配線する構造においても同等の効果がある。なお、図5において、符号13はAlワイヤである。符号14は配線基板9の弾性表面波素子実装面に設けられた電極である。さらには、図5において図1と同様の部分には同一の符号を付している。図5に示すワイヤボンディング構造においては、配線基板9の電極14に裏面電極3を密着させて電気接続することで、弾性表面波素子11を配線基板9にダイボンディングされる。そして、パッド電極4と上部電極6とをAlワイヤ13により接続している。
【0063】
図5に示すワイヤボンディング構造においても、電極14と櫛形電極2とを跨いで結露が発生しても本実施の形態で説明した効果(局部電極効果の抑制)が得られる。なお、図5の構成においては、配線基板9として、アルミナのセラミック基板の他、他のセラミック基板、ガラスエポキシ基板等の基板を用いて同様の効果が得られる。また、封止は、金属キャップ10を用いて行ったが、樹脂モールドによる構造でも同等の効果がある。
【0064】
要は、構造が簡単で安価かつ小型化できるものの気密封止がされていないために弾性表面波素子11に結露が生じる可能性がある封止構造であっても、本発明の構成を設ければ、局部電極効果に起因する腐食を抑制できる。
【0065】
本発明においては、裏面電極3を構成する元素として、その標準電極電位が、櫛形電極2の主たる電極材料の標準電極電位と同等か、それ以下の値である材料を用いるのが好ましい。これは、裏面電極3の材料に、櫛形電極2よりも標準電極電位の大きい材料を選ぶと、裏面電極3と櫛形電極2との間の標準電極電位差により櫛形電極2がアノードとなるような局部電池効果が発生し、本発明の効果を小さくしまう可能性があるからである。逆に、裏面電極3の材料として、櫛形電極2よりも標準電極電位の小さい材料を選ぶと、櫛形電極2がカソードとなるような局部電池効果が発生し、本実施の効果を大きくする。
【0066】
例えば、櫛形電極2の材料としてAl−Cu合金を用いる場合において、裏面電極3の材料としてNiを用いるときと、裏面電極3の材料としてAlを用いるときとを比較すると、前者の方が、本発明の効果は小さくなる。
【0067】
反対に、櫛形電極2の材料としてAl−Cu合金を用いる場合において、裏面電極3の材料としてAl−Mg合金(Mgの重量比10%)を用いるときと、裏面電極3の材料としてAlを用いたときとを比較すると、前者の方が本発明の効果が大きくなる。
【0068】
また、櫛形電極2としてAl−Cu合金(重量比Cu:1%)を用いた場合において、裏面電極3の材料としてAl−Cu(重量比Cu:0.5%)を用いるときと、裏面電極3の材料としてAlを用いる場合とを比較すると、本発明の効果は両者で殆ど変わらなかった。
【0069】
このように、同一の添加金属を加える場合でも、添加金属の添加率(重量比)を小さくすることで、殆ど変わらない効果が得られる。
【0070】
なお、裏面電極3を構成する元素の標準電極電位が、櫛形電極2の主たる電極材料の標準電極電位よりも大きい値である材料を用いる場合でも、その金属の添加量を小さくすることで、本発明の効果を問題なく享受するすることができる。
【0071】
例えば、櫛形電極2としてAl−Ti合金(重量比Ti:1%)を用いる場合において、裏面電極3としてAl−Cu(重量比Cu:0.3%)を用いるときと、裏面電極3の材料としてAlを用いるときとを比較すると、前者におけるCuの重量比が小さいため、本発明の効果は両者で殆ど変わらなかった。
【0072】
また、本発明の構成には次に示す第1,第2の利点もある。まず、第1の利点を説明する。弾性表面波素子11においては、櫛形電極2上に、窒化ケイ素、酸化ケイ素等の保護膜を設けて、装置の耐湿性を向上させるという構造がある。しかしながら、この構造は、保護膜の厚みが10nm以下になると、ピンホール等の影響で、耐湿性の確保が困難になるという不具合がある。これに対して、上記保護膜構造と本発明の構成とを併用すれば、上記した保護膜の厚みが5〜10nmの範囲内であっても、10nm以上の保護膜を形成した場合と同等の耐湿性が得られる。
【0073】
次に第2の利点を説明する。弾性表面波素子11のパッケージ材料として樹脂を用いる場合がある。この場合、従来では、パッケージ材料として、塩素イオン濃度を数十ppm以下にするなどの厳密に管理、製造された樹脂を用いる必要があった。これに対して、本発明の構成を採用すれば、100ppm程度の塩素イオン濃度の樹脂をパッケージ材料に用いた場合でも、大きく信頼性を損なうことはない。
【0074】
次に、本実施の形態の弾性表面波装置の製造方法を、図6を参照して説明する。まず、第1の工程で、圧電単結晶基板1の自発分極のマイナス面である一主面1aに全面電極15が形成される。全面電極15は、スパッタリング法,真空蒸着法,イオンプレーティング法等の製法を用いて形成することができる。本実施形態では、スパッタリング法により作製される。
【0075】
次に第2の工程で、圧電単結晶基板1の自発分極プラス面である他主面1bに裏面電極3が形成される。裏面電極3は全面電極15と同様の方法により製造されるが、本実施形態では、真空蒸着法により作製される。これは、裏面電極3は全面電極15とは異なり、素子特性への影響が小さいため、安価な真空蒸着法による方法を用いることができるためである(以上、図6(a)参照)。
【0076】
次に、第3の工程で、全面電極15の上にレジスト16が塗布される。レジスト16はスピンコートにより塗布される。本実施形態では、レジスト16として、ポジ型のレジストが用いられるが、所望の形状が得られるなら、ネガ型のレジストが用いられても良い(以上、図6(b)参照)。
【0077】
次に、第4の工程で、レジスト16のうち後工程で全面電極15が除去される部分が露光される。露光はステッパ装置が用いられる。次に、第5の工程で、レジスト16の現像が行われたうえで、露光部のレジストが除去される。現像に用いる現像液としては、水系の現像液、溶剤系の現像液があるが、本実施の形態では、溶剤系の現像液が用いられる(以上、図6(c)参照)。
【0078】
次に、第6の工程で、全面電極15がドライエッチングによりパターニングされる。この段階で、櫛形電極2とパッド電極4とが形成される。次に、第7の工程で、残ったレジスト16が除去される。レジストの除去には、水系の剥離液が用いられる(以上、図6(d)参照)。
【0079】
次に、第8の工程で、パッド電極4上に突起電極5が形成される。さらに、第9の工程で、ダイシングにて各々の弾性表面波素子11に切り出される(以上、図6(e)参照)。
【0080】
次に、第10の工程で、配線基板9上に弾性表面波素子11が実装され、蓋部(金属キャップ)10によって弾性表面波素子11の封止が行われる。封止は次のように行われる。配線基板9には図示しない窪みが設けられており、蓋部10(金属キャップ)には図示しない爪が設けられている。そして、蓋部10の爪を配線基板9の窪みに引っ掛けることで、弾性表面波素子11は蓋部10と配線基板9とにより封止される。但し、ここでいう封止構造とは、気密封止のような、気体、液体を含むほぼ全ての物質の混入を防ぐ封止構造ではなく、パッケージ内外で少なくとも水蒸気等の水分の往来が可能となる程度のあまり封止強度の高くない封止構造(パッケージング構造)である。気密封止構造にすれば、パッケージ内に結露は発生しないが、気密封止構造にしないこの構造では、パッケージ内に結露が発生する可能性がある。
【0081】
本実施形態では、第1の工程から本発明の請求項における工程1が構成され、第2の工程から工程2が構成され、第3〜第7の工程から工程3が構成され、第9の工程から工程4が構成され、第10の工程から工程5が構成されている。
【0082】
以上のようにして弾性表面波装置を作製した。上記したように、気密封止構造にしないこの弾性表面波装置の構造では、パッケージ内に結露が発生する可能性があるものの、櫛形電極2の腐食は全く見られなかった。さらには、蓋部10は簡単な封止構造により圧電単結晶基板1に取り付けられるために、その構造が簡単で安価かつ小型(低背化を含む)になる。
【0083】
本実施形態の製造方法の効果をより明確に調べるために以下のことを行った。全面電極15を自発分極のマイナス面(一主面1a)に、裏面電極3を自発分極のプラス面(他主面1b)にそれぞれ作製する本発明の実施形態例とともに、全面電極15を自発分極のプラス面(他主面1b)に、裏面電極3を自発分極のマイナス面(一主面1a)にそれぞれ作製する比較例とにより弾性表面波装置を作製する。比較例は、全面電極15や裏面電極3の配置位置を本発明の実施形態と異ならせる以外は、全て同じ工程を経るものとする。このような条件で作製した実施形態品と比較例品とを比較作製する。その際、以下の検討を行った。
【0084】
まず、1番目の検討として、第5の工程において、現像液を水を主成分とするアルカリ現像液として現像を行った。なお、現像液には、TMAH(水酸化テトラメチルアンモニウム)が数%程度含まれており、アルカリ性となっている。
【0085】
新規の現像液を用いて作製した場合、本発明の実施形態品、比較例品ともに、腐食等の不具合は生じなかった。これに対して、同一の現像液を複数回使用すると、本発明の実施形態品と比較例品とにおいて、共に櫛形電極2に腐食が発生する。このような腐食は次のような要因により生じる。すなわち、現像を繰り返すことにより、腐食を助長する不純物、例えば、塩素イオン等が現像液に浸入する。そして、現像を繰り返すうちに腐食助長不純物の侵入量が増えすぎて腐食が始まる。
【0086】
本発明の実施形態の製造方法と比較例の製造方法とにおいて、櫛形電極2に腐食が発生する現像液の使用回数(以下、限界使用回数という)を比較すると、明らかに、本発明の実施形態の方が限界使用回数が多くなった。具体的には、本発明の実施の形態における限界使用回数は、比較例におけるそれの2倍程度となった。
【0087】
なお、剥離液に関しても、同様の検討を行ったが、現像液の場合とほぼ同等の結果となった。
【0088】
以上説明した第1の検討により、水系の現像液や剥離液を用いるという条件の基で、本発明の実施形態の製造方法により弾性表面波装置を製造する場合、比較例の製造方法により製造する場合に比べて、現像液や剥離液の使用限界回数を2倍以上に延ばすことが可能となり、その分だけ製造コストが低く抑えられる。
【0089】
次に、2番目の検討として、現像液として有機溶剤を主成分とする溶剤系現像液を用いて上述したのと同様の製造実験を行った。この製造実験においても、新規の現像液を用いる場合には、本発明の実施形態,比較例ともに、腐食等の不具合は生じなかった。これに対して、同一の現像液を長時間使用すると、本発明の実施形態と比較例とは、共に櫛形電極2に腐食が発生する。
【0090】
このように、有機溶剤を主成分とする現像液で現像する場合に発生する腐食は、現像液の使用回数(現像回数)よりもむしろ、現像液を使用し始めてからの経過時間に依存する。その理由は、有機溶剤中に大気中の水蒸気等が混入して有機溶媒中の水の比率が上昇するためである。
【0091】
本発明の実施形態の製造方法と比較例の製造方法とにおいて、櫛形電極2に腐食が発生する現像液の使用時間(以下、限界使用時間という)を比較すると、明らかに、本発明の実施形態の方が限界使用時間が長くなる。具体的には、本発明の実施形態における限界使用時間は、比較例のそれの3倍程度となる。
【0092】
このとき、比較例において櫛形電極2に腐食が発生し始める現像液中の水分濃度を調べると、重量比で0.5%であった。これに対して、本発明の実施形態において櫛形電極2に腐食が発生し始める現像液中の水分濃度を調べると、重量比で2.5%であった。現像液の水分濃度を2.5%以下に抑えるためには、それ程厳密な品質管理や保存管理を必要としないが、0.5%以下に抑えるためには、かなり厳密な品質管理や保存管理を必要とする。このように、本発明の製造方法では、現像液等の品質管理や保存管理にそれほど厳密さを要求されないので、その分でも製造コストダウンを図ることができる。
【0093】
なお、剥離液に関しても、同様の検討を行ったが、現像液の場合とほぼ同等の結果となった。
【0094】
以上説明した第2の検討により、溶剤系の現像液や剥離液を用いるという条件の基で、本発明の実施形態の製造方法により弾性表面波装置を製造する場合、現像液や剥離液の使用限界時間を3倍以上に延ばすことが可能となり、その分だけ製造コストが低く抑えられる。さらには、現像液や剥離液の厳格な管理、例えば、水分量をモニターする、密閉状態で工程を行う等の管理処理を行う必要がなくなり、その分でも、製造コストを低く抑えることができる。
【0095】
次に、3番目の検討として、第9の工程におけるダイシングの際に噴射する水のpHを5〜7の範囲で変えて上述したのと同様の製造実験を行った。通常、局部電池効果による櫛形電極2の腐食を防止するために、ダイシング処理の際に圧電単結晶基板1に噴射する水のpHを酸性側に調整している。そこで、本発明の実施形態の製造方法と比較例の製造方法とにおいて、櫛形電極2に腐食が生じないダイシング処理時の噴射水のpH範囲を測定した。測定結果は、比較例におけるpH範囲は5.0〜5.5であるのに対して、本発明の実施形態のpH範囲は5.0〜6.5であった。
【0096】
以上説明した第3の検討により、本発明の実施形態の製造方法により弾性表面波装置を製造する場合、ダイシング処理時に噴射する水のpHの範囲が広くなり、その分だけ、工程管理が容易になって製造コストが低く抑えられる。
【0097】
(実施の形態2)
本発明の実施の形態2における弾性表面波装置について、図7を参照しながら説明する。本実施形態の弾性表面波装置においては、図7に示すように、導通電極17が設けられたことと、金属製の蓋部10の裏面が裏面電極3に当接していることに特徴がある。
【0098】
導通電極17は圧電単結晶基板1の一主面1a上に設けられている。導通電極17は、引き出し電極(図示はないが、パッド電極4と導通電極と電気的に接続している電極)と、パッド電極4と、突起電極5と、上部電極6と、ビア電極7と、蓋部10とを介して裏面電極3に電気的に導通が取られている。他の構造に関しては、概略実施の形態1と同様である。
【0099】
図8は、本実施形態の別の例であり、電気接続構造をワイヤーボンディングとして構造である。基本的に構成は図5及び図7と同様であるので、図8の符号に関しては、図5及び図7と同様である。
【0100】
本実施形態では、導通電極17を圧電単結晶基板1の自発分極のマイナス面(一主面1a)に設けている。この場合、導通電極17と櫛形電極2との間に跨って結露が生じると、そこに局部電池効果が生じる可能性がある。しかしながら、そのような場合であっても、実施の形態1で説明したのと同様に局部電池効果が抑制される結果、櫛形電極2等に電極腐食が生じることはない。
【0101】
本実施形態により、結露が比較的小さい面積内で起こっている場合や、裏面電極3の大部分が図7のように、露出していない場合であっても、実施の形態1と同様の効果を得ることが可能となる。
【0102】
(実施の形態3)
本発明の実施の形態3における電子回路装置(本発明の弾性表面波装置を組み込んでいる)について、図9を参照しながら説明する。図9において、図5と同一の符号を付与している部分は、概略実施の形態1と同じものであるため、それらについての説明は省略する。この電子回路装置は、実施の形態1の弾性表面波装置に電子部品を組み込んだものと見なすことができる。
【0103】
図9において符号18は蓋部である。蓋部18は、電子回路装置全体を封止している。符号19は電子部品である。回路素子19は、抵抗、コンデンサ、コイル、半導体装置等の電子部品から構成されており、図では一つしか示していないが、通常、複数個搭載される。本実施の形態でも、複数個の電子部品が搭載されている。回路素子19は半田リフローにより搭載されている。20は回路基板である。回路基板20は、図示しないコイル,コンデンサ等の受動部品が内蔵されている。蓋部18は、実施の形態1と同様に、回路基板20の側面に窪みを設け、蓋部(金属キャップ)18の爪を引っ掛けることにより固定されて、回路基板20を封止している。符号21は回路基板20内に設けられた内蔵電極である。符号22は、内蔵電極21を接続するビア電極である。符号23は回路基板20の裏面に設けられた端子電極である。弾性表面波素子11は実施の形態1で説明した図5の弾性表面波素子と概略同等の構成を有している。
【0104】
一般に、本実施形態の電子回路装置は、搭載した弾性表面波装置を気密封止するために、電子回路装置の大きさ、特に、高さが非常に大きくなる。例えば、一般的な電子部品が0.7mm以下の高さでおさまるのに対し、弾性表面波装置を搭載した一般的な電子回路装置の高さは1.2〜1.5mm程度まで高くなる。
【0105】
これに対して本実施形態における弾性表面波素子11の高さは0.7mm程度で、電子部品19とほぼ同等となり、電子回路装置の高さを従来の0.5〜0.8mm程度低くすることが可能となっている。これは、本発明の構成(櫛形電極2を自発分極のマイナス面に設ける)を採ることで、蓋部18を厳密な気密封止状態で回路基板20に取り付ける必要がなくなるためである。
【0106】
なお、図7で説明した弾性表面素子11を搭載することで、電子回路装置の高さを更に、0.2〜0.3mm程度低くすることができる。また、言うまでもなく、本実施の形態3では、実施の形態1で説明した効果と同様の効果が得られる。
【0107】
また、導通電極17を圧電単結晶基板1の自発分極のマイナス面に設けたとしても、本実施の形態の効果と実施の形態2で説明した効果とが得られる。
【0108】
(実施の形態4)
本発明の実施の形態4における弾性表面波装置の製造方法について説明する。本実施の形態では、実施の形態1で説明した製造方法に、第7の工程であるレジストの剥離の後、塩素、或いは、塩素化合物等の残留不純物を除去するための洗浄工程を付加したものである。
【0109】
本実施形態の製造方法では、洗浄液として水系の界面活性剤を用い、20分間、窒素バブリングすることで洗浄した。自発分極のプラス面に櫛形電極2を設ける比較例では、一部で電極腐食が見られたが、本実施形態の製造方法では、電極腐食は発生しなかった。また、洗浄液に数百kHzから1MHz程度の超音波を印加しながら洗浄を行うメガソニックも洗浄を20分間行った場合でも、同様に、比較例では、電極腐食が生じるものの、本実施形態の製造方法では電極の腐食は発生しなかった。
【0110】
なお、残留不純物残渣は、耐湿性等の装置の信頼性に影響することが知られている。特に、本発明のような気密封止をしない弾性表面波装置では顕著となる。特に、Alを櫛形電極2等の電極材料として用いる場合、ドライエッチャントとして塩素系のガスを用いることが多く、塩素の残渣が残りやすい。これに対して、本実施の形態の製造方法を用いれば、残留塩素の除去に有効な洗浄方法により洗浄しても、局部電池効果に起因する電極腐食を効果的に抑制することができる。これにより、信頼性の高い弾性表面波装置の製造が可能となる。
【0111】
(実施の形態5)
本発明の実施の形態5における弾性表面波装置の製造方法について、図10を参照して説明する。まず、第1の工程で、圧電単結晶基板1の自発分極のマイナス面にスパッタリングにより全面電極15が設けられる。全面電極15の形成方法に関して、実施の形態1で説明した方法を用いることができる。次に第2の工程で、圧電単結晶基板1の自発分極のプラス面に、真空蒸着により裏面電極3が設けられる。さらには、第3の工程(実施の形態1における第3〜第7の工程と同様の工程)が実施されることで、圧電単結晶基板1の自発電極マイナス面に櫛形電極2が形成される。(図10(a)参照)。
【0112】
次に第4の工程で、圧電単結晶基板1の櫛形電極形成面にレジスト25(図示省略)が塗布される。本実施形態では、レジスト25としてネガ型のレジストが用いられる。
【0113】
次に第5の工程で、パッド電極4以外の部位が露光される。次に第6の工程で、レジスト25の現像を行われて未露光部であるパッド電極4の部分が除去されることで、レジストパターン25’が形成される。次に第7の工程で、真空蒸着により圧電単結晶基板1の櫛形電極形成面に全面電極26が設けらける(図10(b)参照)。全面電極26は後で説明する工程により最終的は、パッド補強電極24となる。
【0114】
次に第8の工程で、有機溶剤を主成分とする溶剤系の剥離液によりレジストパターン25’が除去される。このとき、同時にレジストパターン25’上に配置された全面電極26の領域が選択的に剥離され、パッド電極4上に配置された全面電極26の領域のみが残る。残存する全面電極26がパッド補強電極24となる。(図10(c)参照)。このような工程を通常、リフトオフ工程という。
【0115】
次に第9の工程で、ダイシング処理により弾性表面波素子11に切り出される(図10(d)参照)。次に第10の工程で、蓋部10を用いてにより、弾性表面波素子11がパッケージングされて(ただし、封止は気密封止構造を採らない)、弾性表面装置が完成する。
【0116】
以上説明した本実施形態の製造方法における第4の工程〜第8の工程は、パッド補強電極24を設けるための工程である。このようにしてパッド補強電極24を設ければ、突起電極5、或いは、ワイヤ16との接続信頼性が増す。しかしながら、従来、パッド補強電極形成のために実施されるリフトオフ工程においては、第8の工程に用いる有機溶剤の液管理を厳密に行わないと、櫛形電極2の腐食が発生するといった不具合がある。腐食の発生は、実施の形態1で説明した第2の検討と同様、剥離液への水分の混入が主原因である。これに対して、本実施形態の製造方法では、櫛形電極2を圧電単結晶基板1の自発分極マイナス面に設けることで櫛形電極2の腐食を効果的に抑制することが可能となっている。そのため、第8の工程に用いる有機溶剤の液管理を厳密に行う必要がない分、コストダウンを図ることができる。
【0117】
さらには、第8の工程を実施する場合、剥離した全面電極26の領域が櫛形電極2に再付着することを防ぐためには、剥離液を加温して迅速に全面電極26の剥離処理を行う必要がある。この場合、剥離液を加温処理することにより、剥離液に対する水分の混入は更に激しくなり、短時間で剥離液の交換が必要となる。詳細には、櫛形電極2に腐食が確実に起こらないようにするには、実施の形態1で説明したのと同様、剥離液中における水の含有率を重量比で0.5%程度に抑える必要がある。しかしながら、そうすると、数時間程度で液の交換を余儀なくされることも考えられる。これに対して本実施形態の製造方法を採用すれば、剥離液の水の含有率を2.5%程度まで上げても,櫛形電極2の電極腐食を起こすことなく第8の工程を行うことが可能となる。したがって、剥離液の寿命が伸びて製造コストが抑えられる。
【0118】
なお、本実施の形態では、ネガ型のレジストを用いたが、ポジ型のレジストを用いても、同様の効果が得られるのはいうまでもない。
【0119】
【発明の効果】
以上説明した本発明により、簡易な構造で、耐湿性に優れた弾性表面波装置、及び、電子回路装置が実現できる。また、本発明の製造方法により、簡易な方法で、工程の厳格な管理を不要とし、かつ、製造歩留まりを向上させることができる。その結果、製造コストを下げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態1の弾性表面波装置の断面図である。
【図2】圧電単結晶の切断角度の説明に供する図である。
【図3】圧電単結晶の自発分極の説明に供する図である。
【図4】本発明の原理の説明に供する図である。
【図5】実施の形態1の変形例の断面図である。
【図6】実施の形態1の弾性表面波装置の製造方法の説明に供する図である。
【図7】本発明の実施の形態2の弾性表面波装置の断面図である。
【図8】実施の形態2の変形例の断面図である。
【図9】本発明の実施の形態3の電子回路装置の断面図である。
【図10】本発明の実施の形態4の弾性表面波装置の製造方法の説明に供する図である。
【図11】従来例の断面図である。
【図12】従来例の要部の断面図である。
【符号の説明】
1圧電単結晶基板 1a一主面 1b他主面 2櫛形電極
3裏面電極 4パッド電極 5突起電極 6上部電極
7ビア電極 8外部端子電極 9配線基板
10蓋部 11弾性表面波素子 13Alワイヤ
14電極 15全面電極 16レジスト 17導通電極
18蓋部 19電子部品 20回路基板 21内蔵電極 22ビア電極
23端子電極 24パッド補強電極
25レジスト 25’レジストパターン 26全面電極
36電極 37電極 38分極成分[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a surface acoustic wave device, a surface acoustic wave device, a method of manufacturing a surface acoustic wave device, a method of manufacturing a surface acoustic wave device, and a surface acoustic wave device used as a frequency filter or a resonator mounted on a communication device such as a mobile phone and a keyless entry. And a method for producing the same.
[0002]
[Prior art]
FIG. 11 shows a sectional view of a conventional surface acoustic wave device. In FIG. 11,
[0003]
This surface acoustic wave device is used in mobile phones and the like. For electronic components including surface acoustic wave devices, it is necessary to ensure that characteristics do not deteriorate even in a high-temperature, high-humidity environment. In order to make such a guarantee, an electronic component is subjected to a standing test under a high-temperature and high-humidity test.
[0004]
In order to increase the durability against such a standing test, in the surface acoustic wave device, the
[0005]
FIG. 12 shows a portion around a comb-shaped electrode of the surface acoustic wave device. In this configuration, a piezoelectric single crystal substrate 111 of lithium tantalate or the like is provided, and a comb-
[0006]
By using the structure in FIG. 12, it is possible to reduce the corrosion deterioration of the comb-shaped electrode due to the local battery effect in the step of contact with moisture (dicing treatment or the like). (For example, see Patent Document 1)
[0007]
[Patent Document 1]
JP-A-11-163661 (full text)
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional structure using the hermetic seal shown in FIG. 11 has problems in that miniaturization of the element is hindered and cost is increased. In addition, in order to prevent corrosion of the comb-shaped electrode during the process, it is necessary to avoid contact with water during the process or to perform a special operation even when the contact is made. For example, water used in dicing or the like requires precise pH adjustment so that corrosion does not occur. Therefore, there are restrictions such as complicated process management and restrictions on the chemical solution used, which leads to an increase in cost.
[0009]
In the configuration shown in FIG. 12, by providing the second layer 113, corrosion caused by the local battery effect can be suppressed. For this reason, the above-mentioned inconvenience during the process is avoided to some extent. However, there occurs a problem that the electrode finger resistance of the comb-
[0010]
The first factor for increasing the electrode finger resistance is that the
[0011]
A second cause of the increase in the electrode finger resistance is a
[0012]
A third cause of the increase in the electrode finger resistance is a limitation of the additive metal added to the alloy layers forming the
[0013]
Further, the additive metal is also limited in order to suppress the local battery effect generated inside the
[0014]
Suitable metals for the above-mentioned additional metals in view of the standard electrode potential include Ti, Li, Mg and the like. However, both of these metals have the property of increasing the resistivity significantly with small additions. For example, in the case of Ti, the addition of 1% by weight causes the resistivity to increase more than twice.
[0015]
On the other hand, as a metal that does not significantly increase the resistivity of the
[0016]
The above is a major disadvantage of the multilayer electrode finger structure shown in FIG. The multi-layer electrode finger structure shown in FIG. 12 further has the following disadvantages. That is, in this electrode finger structure, it is difficult to control the thickness of the electrode finger, and thus it is difficult to adjust the frequency. This is because a multilayer film is formed, that is, the number of times of film formation increases. Further, the multilayer electrode finger structure of FIG. 12 has a disadvantage that the manufacturing process is complicated and the cost is increased by using a multilayer film.
[0017]
As described above, in the configuration of the conventional surface acoustic wave device, if a completely sealed structure is used, miniaturization and cost reduction are hindered. If the structure of the electrode finger is improved to increase the water resistance (corrosion resistance), In addition, there arises a problem that the resistivity of the comb-shaped electrode is increased. Therefore, it is desired to improve the water resistance (corrosion resistance) of the electrode finger without causing such inconvenience.
[0018]
[Means to solve the problem]
The surface acoustic wave device of the present invention includes a piezoelectric single crystal substrate, a comb-shaped electrode provided on one main surface of the piezoelectric single crystal substrate, and a back electrode provided on the other main surface of the piezoelectric single crystal substrate. The method is characterized in that the one main surface on which the comb-shaped electrodes are provided is a negative surface of spontaneous polarization of the piezoelectric single crystal substrate.
[0019]
A surface acoustic wave device according to the present invention includes a surface acoustic wave element and a package that houses the surface acoustic wave element, wherein the surface acoustic wave element includes a piezoelectric single crystal substrate and one of the piezoelectric single crystal substrates. A comb-shaped electrode provided on a surface of the piezoelectric single-crystal substrate, and a back electrode provided on the other main surface of the piezoelectric single-crystal substrate. There is a feature in making a surface.
[0020]
According to such a configuration of the surface acoustic wave element and the surface acoustic wave device of the present invention, the occurrence of the local battery effect between the comb-shaped electrode and the back electrode is suppressed, so that the electrode corrosion of the comb-shaped electrode is suppressed. .
[0021]
In the present invention, it is preferable that the package has a sealing structure that covers the surface acoustic wave element and allows water to flow inside and outside the package. Then, the size and the height can be reduced and the cost can be reduced. This means that if the electrode corrosion inhibiting effect of the present invention is exerted, it is possible to use a package having a sealing structure that covers the surface acoustic wave element and allows moisture to flow in and out of the package without any problem. That's why. Such a package brings the surface acoustic wave device to a reduction in size, height, and cost.
[0022]
The package preferably includes a wiring board on which the surface acoustic wave element is mounted, and a lid that covers the surface of the wiring board on which the surface acoustic wave element is arranged together with the surface acoustic wave element.
[0023]
Note that the present invention can be more suitably implemented in a surface acoustic wave device in which circuit elements are mixedly mounted on the wiring board. Then, the benefits of downsizing and cost reduction can be fully enjoyed.
[0024]
With the configuration of the present invention, electrode corrosion does not occur even if the lid is not made of a resin in which the concentration of halogen ions (such as chlorine) is suppressed to a sufficiently low level in order to improve moisture resistance. For this reason, the concentration of halogen ions (such as chlorine) is not suppressed to a sufficiently low level, that is, the lid can be made of a resin containing halogen ions, and the cost can be further reduced.
[0025]
Note that, in the present invention, a conductive electrode is provided on the one main surface of the piezoelectric single crystal substrate, and the conductive electrode is electrically separated from the comb electrode, and It is preferable to adopt a configuration that is electrically connected. It depends on the following reasons. That is, in such a configuration, a local battery effect is likely to occur structurally. Therefore, if the present invention is implemented in such a configuration, a remarkable effect can be obtained.
[0026]
The present invention has a remarkable effect when the piezoelectric single crystal substrate is mainly composed of lithium niobate or lithium tantalate. This is because a local single cell effect is likely to occur in a piezoelectric single crystal substrate containing lithium niobate or lithium tantalate as a main component because of its large polarization vector.
[0027]
Further, in the present invention, the back electrode is preferably made of a material in which a standard electrode potential of an element constituting the main material is equal to or lower than a standard electrode potential constituting a main material of the comb-shaped electrode. preferable. Then, the opposite local battery effect in which the comb-shaped electrode becomes a canod occurs, and the effect of the present invention can be further promoted.
[0028]
Further, in the present invention, the back electrode has a main material the same as the main material of the comb-shaped electrode, and the back electrode has a standard electrode potential of the added metal which is equal to or less than a standard electrode of the added metal of the comb-shaped electrode. Preferably, the back electrode is made of a material whose weight ratio of the added metal is smaller than the weight ratio of the added metal of the comb-shaped electrode. Then, the suppression of the local battery effect of the present invention can be further increased.
[0029]
In the present invention, it is preferable to use an electrode whose main material is aluminum as the comb-shaped electrode. This is because the electrode mainly containing aluminum is most often used as a comb-shaped electrode, and the comb-shaped electrode mainly containing aluminum is apt to cause electrode corrosion due to a local battery effect.
[0030]
Further, the present invention further includes an insulating film mainly composed of silicon oxide or silicon nitride and covering the comb-shaped electrode, and the thickness of the insulating film is preferably 5 to 10 nm. This is based on the following reasons. Although it is preferable to provide the above-described insulating film in order to increase the moisture resistance, it is necessary to reduce the thickness of the insulating film to about 5 to 10 nm in order to suppress the electrode weight and maintain the characteristics of the surface acoustic wave device. is there. However, in such a case, a shape defect such as a pinhole occurs in the insulating film, and it becomes difficult to maintain the moisture resistance. On the other hand, if the present invention is carried out after providing the insulating film, even if the insulating film thickness is about 5 to 10 nm, it is equivalent to the case where the relatively thick insulating film of 10 nm or more is provided. Moisture resistance is obtained.
[0031]
Further, the present invention provides a
[0032]
Then, it is not necessary to strictly take measures against electrode corrosion during the production, and the production cost can be reduced accordingly.
[0033]
For example, in
[0034]
Also, in the
[0035]
Further, in the
[0036]
Further, in the step of manufacturing the surface acoustic wave device by sealing the surface acoustic wave element, the surface acoustic wave element may be encapsulated in a package having a structure through which moisture can flow between inside and outside of the package. However, the possibility of electrode corrosion occurring on the comb-shaped electrode is sufficiently reduced.
[0037]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0038]
(Embodiment 1)
[0039]
In FIG. 1,
[0040]
Here, the cut angle will be described with reference to FIG. FIG. 2A shows a state before the piezoelectric single crystal is cut into a wafer, and the x, y, and z axes are as shown in the figure. In this case, the piezoelectric single crystal is spontaneously polarized in the c-axis direction, that is, the z-axis direction.
[0041]
Based on such a structure of the piezoelectric single crystal, for example, as shown in FIG. 2B, a 36 ° y-cut lithium tantalate is newly obtained by rotating the y axis by 36 ° with the x axis as the rotation axis. When the z axis is rotated by 36 ° to be the z ′ axis at the same time as the ′ axis, it can be specified that the wafer is cut so that the y ′ axis is in the normal direction.
[0042]
Such a cut angle is selected in order to obtain a desired device characteristic. For example, in a high-frequency filter, a y-cut lithium tantalate substrate at around 36 ° is often used.
[0043]
Returning to the description of FIG. In FIG. 1, reference numeral 2 denotes a comb-shaped electrode for exciting a surface acoustic wave in the piezoelectric
[0044]
[0045]
Reference numeral 4 denotes a pad electrode. The pad electrode 4 is provided on one main surface 1 a of the piezoelectric
[0046]
[0047]
In the present embodiment, the
[0048]
[0049]
Reference numeral 11 denotes a surface acoustic wave element including the piezoelectric
[0050]
In the present embodiment, a package is configured by the
[0051]
Although not shown, the
[0052]
Next, a configuration which is a feature of the present embodiment will be described. In the present embodiment, first, as described above, the surface acoustic wave element 11 is housed in a package through which moisture can flow. With such a sealing structure, dew condensation may occur on the surface of the surface acoustic wave element 11 during use of the surface acoustic wave device or during a reliability test.
[0053]
Second, one main surface 1a of the piezoelectric
[0054]
With the first characteristic configuration of the present embodiment, the surface acoustic wave device allows moisture to easily penetrate from the gap in the
[0055]
In order to evaluate the surface acoustic wave device of this embodiment, a standing test was performed on this embodiment and a comparative example under the conditions of a temperature of 85 ° C. and a humidity of 85% RH. As a measurement object, a frequency filter having a center frequency of 942.5 MHz, which is a filter having the same configuration as that of the embodiment of the present invention in which the comb-shaped electrode 2 is provided on the minus side of the spontaneous polarization, but has a spontaneously generated comb-shaped electrode 2 100 comparative examples provided on the plus side of polarization were prepared.
[0056]
Then, the insertion loss of the measurement object composed of the example product and the comparative example product was continuously measured, and the time until the deterioration of the insertion loss reached 0.2 dB was measured. Here, the reason why the threshold value of the deterioration of the insertion loss is set to 0.2 dB is based on the fact that it is said that the life of a frequency filter (measurement object) exhibiting the above characteristics is exhausted when the insertion loss is deteriorated by 0.2 dB. ing.
[0057]
As a result of the comparative experiment, it was confirmed that the life of the product of the example of the present invention in which the comb-shaped electrode 2 was provided on the minus side of the spontaneous polarization of the piezoelectric
[0058]
As described above, the present embodiment in which the formation surface of the comb-shaped electrode 2 is limited to the minus surface of the spontaneous polarization of the piezoelectric
[0059]
4A and 4B, an
[0060]
However, when considering the vector component in the thickness direction of the piezoelectric
[0061]
The effect of the present invention increases as the spontaneous polarization vector P increases. Therefore, it is very effective for piezoelectric single crystal materials having ferroelectric properties such as the above-mentioned lithium niobate, lithium tantalate, potassium niobate, and langasite.
[0062]
Although the surface acoustic wave device having the flip-chip structure has been described in the present embodiment, the surface acoustic wave element 11 is die-bonded on the
[0063]
Also in the wire bonding structure shown in FIG. 5, even if dew condensation occurs across
[0064]
The point is that the structure of the present invention is provided even if the sealing structure is simple, inexpensive and can be miniaturized, but is not hermetically sealed, so that dew condensation may occur on the surface acoustic wave element 11. Thus, corrosion caused by the local electrode effect can be suppressed.
[0065]
In the present invention, it is preferable to use a material whose standard electrode potential is equal to or lower than the standard electrode potential of the main electrode material of the comb-shaped electrode 2 as an element constituting the
[0066]
For example, in the case of using an Al—Cu alloy as the material of the comb-shaped electrode 2, when comparing the case where Ni is used as the material of the
[0067]
Conversely, when the Al—Cu alloy is used as the material of the comb-shaped electrode 2, the Al—Mg alloy (10% by weight of Mg) is used as the material of the
[0068]
Further, when the Al—Cu alloy (weight ratio Cu: 1%) is used as the comb-shaped electrode 2, when the Al—Cu (weight ratio Cu: 0.5%) is used as the material of the
[0069]
As described above, even when the same additive metal is added, an effect that is hardly changed can be obtained by reducing the additive ratio (weight ratio) of the additive metal.
[0070]
Even when a material whose standard electrode potential of the elements constituting the
[0071]
For example, when the Al—Ti alloy (weight ratio Ti: 1%) is used as the comb electrode 2, the Al—Cu (weight ratio Cu: 0.3%) is used as the
[0072]
The configuration of the present invention also has the following first and second advantages. First, the first advantage will be described. The surface acoustic wave element 11 has a structure in which a protective film such as silicon nitride or silicon oxide is provided on the comb-shaped electrode 2 to improve the moisture resistance of the device. However, this structure has a disadvantage that when the thickness of the protective film is 10 nm or less, it becomes difficult to secure moisture resistance due to the influence of pinholes and the like. On the other hand, when the protective film structure is used in combination with the structure of the present invention, even when the thickness of the protective film is in the range of 5 to 10 nm, the same effect as when a protective film of 10 nm or more is formed. Moisture resistance is obtained.
[0073]
Next, a second advantage will be described. In some cases, a resin is used as a package material of the surface acoustic wave element 11. In this case, conventionally, it has been necessary to use a resin that has been strictly controlled and manufactured, such as reducing the chlorine ion concentration to several tens of ppm or less, as the package material. On the other hand, if the configuration of the present invention is adopted, even if a resin having a chlorine ion concentration of about 100 ppm is used for the package material, the reliability is not significantly impaired.
[0074]
Next, a method of manufacturing the surface acoustic wave device according to the present embodiment will be described with reference to FIG. First, in a first step, an
[0075]
Next, in a second step, a
[0076]
Next, in a third step, a resist 16 is applied on the
[0077]
Next, in a fourth step, a portion of the resist 16 from which the
[0078]
Next, in a sixth step, the
[0079]
Next, in an eighth step, the bump electrodes 5 are formed on the pad electrodes 4. Further, in a ninth step, the surface acoustic wave elements 11 are cut out by dicing (see FIG. 6E).
[0080]
Next, in a tenth step, the surface acoustic wave element 11 is mounted on the
[0081]
In the present embodiment, the first step constitutes
[0082]
The surface acoustic wave device was manufactured as described above. As described above, in the surface acoustic wave device having no hermetic sealing structure, there is a possibility that dew condensation may occur in the package, but no corrosion of the comb-shaped electrode 2 was observed. Further, since the
[0083]
The following was performed to more clearly examine the effects of the manufacturing method of the present embodiment. In addition to the embodiment of the present invention in which the
[0084]
First, as a first study, in the fifth step, development was performed using an alkaline developer mainly containing water as a developer. The developer contains about several% of TMAH (tetramethylammonium hydroxide) and is alkaline.
[0085]
In the case of using the new developing solution, no problem such as corrosion occurred in the product of the embodiment of the present invention and the product of the comparative example. On the other hand, when the same developer is used a plurality of times, corrosion occurs in the comb-shaped electrode 2 in both the embodiment product of the present invention and the comparative product. Such corrosion is caused by the following factors. That is, by repeating the development, impurities that promote corrosion, for example, chloride ions, etc., enter the developer. Then, while the development is repeated, the amount of penetration of the corrosion-promoting impurities becomes too large, and corrosion starts.
[0086]
A comparison between the manufacturing method of the embodiment of the present invention and the manufacturing method of the comparative example in terms of the number of times of use of the developer that causes corrosion of the comb-shaped electrode 2 (hereinafter referred to as the limit number of uses) clearly shows that the embodiment of the present invention is Had a larger number of uses. Specifically, the limit number of uses in the embodiment of the present invention was about twice that in the comparative example.
[0087]
The same study was conducted for the stripping solution, but the result was almost the same as that of the developing solution.
[0088]
According to the first study described above, when a surface acoustic wave device is manufactured by the manufacturing method of the embodiment of the present invention under the condition that an aqueous developer or a stripper is used, the surface acoustic wave device is manufactured by the manufacturing method of the comparative example. As compared with the case, the use limit number of the developing solution and the stripping solution can be doubled or more, and the manufacturing cost can be reduced accordingly.
[0089]
Next, as a second study, a production experiment similar to that described above was conducted using a solvent-based developer mainly containing an organic solvent as a developer. Also in this production experiment, when a new developing solution was used, no problem such as corrosion occurred in both the embodiment of the present invention and the comparative example. On the other hand, when the same developer is used for a long time, the comb-shaped electrode 2 is corroded in both the embodiment of the present invention and the comparative example.
[0090]
Thus, the corrosion that occurs when developing with a developing solution containing an organic solvent as a main component depends not on the number of times the developing solution is used (the number of times of development) but on the elapsed time since the use of the developing solution. The reason is that the ratio of water in the organic solvent increases due to the incorporation of water vapor and the like in the atmosphere into the organic solvent.
[0091]
A comparison between the manufacturing method of the embodiment of the present invention and the manufacturing method of the comparative example in terms of the use time (hereinafter referred to as the “limit use time”) of the developer in which the comb electrode 2 causes corrosion clearly shows that the embodiment of the present invention is clearly shown. Has a longer limit usage time. Specifically, the limit use time in the embodiment of the present invention is about three times that of the comparative example.
[0092]
At this time, in the comparative example, when the water concentration in the developing solution at which the corrosion of the comb-shaped electrode 2 started to be generated was examined, it was 0.5% by weight. On the other hand, according to the embodiment of the present invention, when the moisture concentration in the developing solution at which corrosion of the comb-shaped electrode 2 starts to be generated was 2.5% by weight. To suppress the water concentration of the developer to 2.5% or less, not so strict quality control and storage control are required, but to suppress it to 0.5% or less, quite strict quality control and storage control are required. Need. As described above, in the manufacturing method of the present invention, since strictness is not required for quality control and storage management of the developer and the like, the manufacturing cost can be reduced accordingly.
[0093]
The same study was conducted for the stripping solution, but the result was almost the same as that of the developing solution.
[0094]
According to the second study described above, when a surface acoustic wave device is manufactured by the manufacturing method of the embodiment of the present invention under the condition that a solvent-based developer or stripper is used, the use of the developer or stripper is The limit time can be extended three times or more, and the manufacturing cost can be reduced accordingly. Furthermore, it is not necessary to perform strict management of the developer and the stripper, for example, management processing such as monitoring the amount of water and performing the process in a closed state, so that the manufacturing cost can be reduced.
[0095]
Next, as a third study, a manufacturing experiment similar to that described above was conducted by changing the pH of water jetted during dicing in the ninth step in the range of 5 to 7. Usually, in order to prevent the comb-shaped electrode 2 from being corroded due to the local battery effect, the pH of water jetted onto the piezoelectric
[0096]
According to the third study described above, when a surface acoustic wave device is manufactured by the manufacturing method according to the embodiment of the present invention, the range of the pH of water to be jetted at the time of the dicing process is widened, and the process management is made easier by that much. As a result, manufacturing costs can be kept low.
[0097]
(Embodiment 2)
The surface acoustic wave device according to Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIG. The surface acoustic wave device according to the present embodiment is characterized in that, as shown in FIG. 7, a
[0098]
The
[0099]
FIG. 8 shows another example of the present embodiment, in which the electrical connection structure is wire bonding. Since the configuration is basically the same as in FIGS. 5 and 7, the reference numerals in FIG. 8 are the same as those in FIGS.
[0100]
In the present embodiment, the conducting
[0101]
According to the present embodiment, even when dew condensation occurs in a relatively small area, or when most of the
[0102]
(Embodiment 3)
An electronic circuit device (in which the surface acoustic wave device of the present invention is incorporated) according to
[0103]
In FIG. 9,
[0104]
In general, in the electronic circuit device of the present embodiment, the size, particularly the height, of the electronic circuit device becomes very large in order to hermetically seal the mounted surface acoustic wave device. For example, the height of a general electronic component can be reduced to 0.7 mm or less, whereas the height of a general electronic circuit device on which a surface acoustic wave device is mounted increases to about 1.2 to 1.5 mm.
[0105]
On the other hand, the height of the surface acoustic wave element 11 in the present embodiment is about 0.7 mm, which is almost equal to that of the
[0106]
By mounting the elastic surface element 11 described with reference to FIG. 7, the height of the electronic circuit device can be further reduced by about 0.2 to 0.3 mm. Needless to say, in the third embodiment, the same effects as those described in the first embodiment can be obtained.
[0107]
Further, even if the
[0108]
(Embodiment 4)
A method for manufacturing a surface acoustic wave device according to Embodiment 4 of the present invention will be described. In the present embodiment, a cleaning step for removing residual impurities such as chlorine or a chlorine compound is added to the manufacturing method described in
[0109]
In the manufacturing method of the present embodiment, cleaning was performed by using a water-based surfactant as a cleaning liquid and performing nitrogen bubbling for 20 minutes. In the comparative example in which the comb-shaped electrode 2 was provided on the plus surface of the spontaneous polarization, electrode corrosion was observed in part, but no electrode corrosion occurred in the manufacturing method of this embodiment. In addition, even in the case of Megasonic, which performs cleaning while applying ultrasonic waves of several hundred kHz to about 1 MHz to the cleaning liquid, even in the case where cleaning is performed for 20 minutes, similarly, in the comparative example, electrode corrosion occurs, but the manufacturing of the present embodiment is also performed. The method did not cause electrode corrosion.
[0110]
It is known that the residual impurity residue affects the reliability of the device such as moisture resistance. In particular, this is remarkable in a surface acoustic wave device that does not hermetically seal as in the present invention. In particular, when Al is used as an electrode material for the comb-shaped electrode 2 or the like, a chlorine-based gas is often used as a dry etchant, and chlorine residues are likely to remain. On the other hand, if the manufacturing method of the present embodiment is used, electrode corrosion caused by the local battery effect can be effectively suppressed even if the cleaning is performed by a cleaning method effective for removing residual chlorine. Thus, a highly reliable surface acoustic wave device can be manufactured.
[0111]
(Embodiment 5)
A method for manufacturing a surface acoustic wave device according to Embodiment 5 of the present invention will be described with reference to FIG. First, in the first step, the
[0112]
Next, in a fourth step, a resist 25 (not shown) is applied to the surface of the piezoelectric
[0113]
Next, in a fifth step, portions other than the pad electrode 4 are exposed. Next, in a sixth step, the resist 25 is developed to remove the unexposed portion of the pad electrode 4 to form a resist pattern 25 '. Next, in a seventh step, the
[0114]
Next, in an eighth step, the resist pattern 25 'is removed by a solvent-based stripping solution containing an organic solvent as a main component. At this time, at the same time, the region of the
[0115]
Next, in a ninth step, the surface acoustic wave element 11 is cut out by dicing (see FIG. 10D). Next, in a tenth step, the surface acoustic wave element 11 is packaged by using the lid 10 (however, sealing does not take an airtight sealing structure), and the elastic surface device is completed.
[0116]
The fourth to eighth steps in the manufacturing method of the present embodiment described above are steps for providing the
[0117]
Further, in the case of performing the eighth step, in order to prevent the region of the stripped
[0118]
Although a negative resist is used in the present embodiment, it goes without saying that a similar effect can be obtained even if a positive resist is used.
[0119]
【The invention's effect】
According to the present invention described above, a surface acoustic wave device and an electronic circuit device having a simple structure and excellent in moisture resistance can be realized. Further, according to the manufacturing method of the present invention, strict control of the process is not required by a simple method, and the manufacturing yield can be improved. As a result, manufacturing costs can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view of a surface acoustic wave device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram for explaining a cutting angle of a piezoelectric single crystal.
FIG. 3 is a diagram provided for explanation of spontaneous polarization of a piezoelectric single crystal.
FIG. 4 is a diagram for explaining the principle of the present invention.
FIG. 5 is a sectional view of a modification of the first embodiment.
FIG. 6 is a diagram for explaining a method of manufacturing the surface acoustic wave device according to the first embodiment;
FIG. 7 is a sectional view of a surface acoustic wave device according to Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 8 is a sectional view of a modification of the second embodiment.
FIG. 9 is a sectional view of an electronic circuit device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a diagram for explaining a method of manufacturing the surface acoustic wave device according to the fourth embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a sectional view of a conventional example.
FIG. 12 is a sectional view of a main part of a conventional example.
[Explanation of symbols]
1 piezoelectric single crystal substrate 1a one
3 Back electrode 4 Pad electrode 5 Protruding electrode 6 Upper electrode
7 Via
10 lid part 11 surface acoustic wave element 13Al wire
14
18
23
25 resist 25 'resist
36
Claims (17)
前記櫛形電極が設けられる前記一主面を、前記圧電単結晶基板の自発分極のマイナス面にする、
ことを特徴とする弾性表面波素子。A piezoelectric single-crystal substrate, a comb-shaped electrode provided on one main surface of the piezoelectric single-crystal substrate, and a back electrode provided on the other main surface of the piezoelectric single-crystal substrate,
The one main surface on which the comb-shaped electrode is provided is a minus surface of spontaneous polarization of the piezoelectric single crystal substrate,
A surface acoustic wave device characterized by the above-mentioned.
前記弾性表面波素子は、圧電単結晶基板と、前記圧電単結晶基板の一主面に設けられた櫛形電極と、前記圧電単結晶基板の他主面に設けられた裏面電極とを備え、
前記櫛形電極が設けられる前記一主面を、前記圧電単結晶基板の自発分極のマイナス面にする、
ことを特徴とする弾性表面波装置。A surface acoustic wave element, and a package that houses the surface acoustic wave element;
The surface acoustic wave element includes a piezoelectric single crystal substrate, a comb-shaped electrode provided on one main surface of the piezoelectric single crystal substrate, and a back electrode provided on the other main surface of the piezoelectric single crystal substrate,
The one main surface on which the comb-shaped electrode is provided is a minus surface of spontaneous polarization of the piezoelectric single crystal substrate,
A surface acoustic wave device characterized by the above-mentioned.
前記パッケージは、前記弾性表面波素子を覆うとともにパッケージ内外で水分が往来可能な封止構造を有するものである、
ことを特徴とする弾性表面波装置。The surface acoustic wave device according to claim 2,
The package has a sealing structure that covers the surface acoustic wave element and allows water to flow in and out of the package.
A surface acoustic wave device characterized by the above-mentioned.
前記パッケージは、前記弾性表面波素子が実装される配線基板と、前記配線基板の弾性表面波素子配置面を、前記弾性表面波素子とともに覆う蓋体とを有するものである、
ことを特徴とする弾性表面波装置。The surface acoustic wave device according to claim 3,
The package has a wiring board on which the surface acoustic wave element is mounted, and a lid that covers a surface of the wiring board on which the surface acoustic wave element is arranged, together with the surface acoustic wave element.
A surface acoustic wave device characterized by the above-mentioned.
前記配線基板に回路素子が混載実装されている、
ことを特徴とする弾性表面波装置。The surface acoustic wave device according to claim 4,
Circuit elements are mixedly mounted on the wiring board,
A surface acoustic wave device characterized by the above-mentioned.
前記蓋体はハロゲンイオンを含んだ樹脂から構成されたものである、
ことを特徴とする弾性表面波装置。The surface acoustic wave device according to claim 4 or 5,
The lid is made of a resin containing halogen ions,
A surface acoustic wave device characterized by the above-mentioned.
前記圧電単結晶基板の前記一主面には導通電極が設けられており、
前記導通電極は、前記櫛形電極と電気的に分離されるとともに、前記裏面電極と電気的に導通が取られたものである、
ことを特徴とする弾性表面波装置。The surface acoustic wave device according to any one of claims 2 to 6,
A conductive electrode is provided on the one main surface of the piezoelectric single crystal substrate,
The conductive electrode is electrically separated from the comb-shaped electrode, and is electrically connected to the back electrode.
A surface acoustic wave device characterized by the above-mentioned.
前記圧電単結晶基板は、ニオブ酸リチウムまたはタンタル酸リチウムを主成分とするものである、
ことを特徴とする弾性表面波装置。The surface acoustic wave device according to any one of claims 2 to 7,
The piezoelectric single crystal substrate is mainly composed of lithium niobate or lithium tantalate,
A surface acoustic wave device characterized by the above-mentioned.
前記裏面電極は、その主材料を構成する元素の標準電極電位が前記櫛形電極の主材料を構成する標準電極電位と同等かそれ以下の値である材料から構成されたものである、
ことを特徴とする弾性表面波装置。The surface acoustic wave device according to any one of claims 2 to 8,
The back electrode is formed of a material having a standard electrode potential of an element constituting the main material thereof is equal to or lower than a standard electrode potential constituting a main material of the comb-shaped electrode,
A surface acoustic wave device characterized by the above-mentioned.
前記裏面電極は、その主材料が前記櫛形電極の主材料と同じであり、
前記裏面電極は、その添加金属の標準電極電位が前記櫛形電極の添加金属の標準電極以下であり、
前記裏面電極は、その添加金属の重量比が前記櫛形電極の添加金属の重量比より小さい材料から構成されたものである、
ことを特徴とする弾性表面波装置。The surface acoustic wave device according to any one of claims 2 to 9,
The main material of the back electrode is the same as the main material of the comb-shaped electrode,
In the back electrode, the standard electrode potential of the additional metal is equal to or lower than the standard electrode of the additional metal of the comb-shaped electrode,
The back electrode is made of a material whose weight ratio of the added metal is smaller than the weight ratio of the added metal of the comb-shaped electrode.
A surface acoustic wave device characterized by the above-mentioned.
前記櫛形電極は、その主材料がアルミニウムである、
ことを特徴とする弾性表面波装置。The surface acoustic wave device according to any one of claims 2 to 10,
The main material of the comb-shaped electrode is aluminum,
A surface acoustic wave device characterized by the above-mentioned.
前記櫛形電極を被覆する絶縁膜をさらに有しており、前記絶縁膜は酸化ケイ素、或いは、窒化ケイ素を主成分とするとともにその厚みが5〜10nmである、
ことを特徴とする弾性表面波装置。The surface acoustic wave device according to any one of claims 2 to 11,
The semiconductor device further includes an insulating film covering the comb-shaped electrode, wherein the insulating film has silicon oxide or silicon nitride as a main component and a thickness of 5 to 10 nm.
A surface acoustic wave device characterized by the above-mentioned.
前記圧電単結晶基板の自発分極のプラス面である他主面に裏面電極を設ける工程2と、
前記全面電極をフォトリソグラフィ処理により櫛形電極に加工する工程3と、
を含むことを特徴とする弾性表面波素子の製造方法。A step 1 of providing an entire surface electrode on one main surface of the piezoelectric single crystal substrate, which is a negative surface of spontaneous polarization;
A step 2 of providing a back surface electrode on the other main surface, which is a positive surface of the spontaneous polarization of the piezoelectric single crystal substrate,
A step 3 of processing the entire surface electrode into a comb-shaped electrode by photolithography;
A method for manufacturing a surface acoustic wave device, comprising:
前記工程3では、アルカリ系の液体を含む液を作業液として用いる、
ことを特徴とする弾性表面波素子の製造方法。The method for manufacturing a surface acoustic wave device according to claim 13,
In the step 3, a liquid containing an alkaline liquid is used as a working liquid.
A method for manufacturing a surface acoustic wave device.
前記工程3では、含水比率が重量比で0.5%〜2.5%である有機溶剤を主成分とする液を作業液として用いる、
ことを特徴とする弾性表面波素子の製造方法。The method for manufacturing a surface acoustic wave device according to claim 13,
In the step 3, a liquid mainly containing an organic solvent having a water content of 0.5% to 2.5% by weight is used as a working liquid.
A method for manufacturing a surface acoustic wave device.
前記工程3では、pHが5.5〜8.0の水を作業液として用いる、
ことを特徴とする弾性表面波素子の製造方法。The method for manufacturing a surface acoustic wave device according to claim 13,
In the step 3, water having a pH of 5.5 to 8.0 is used as a working liquid.
A method for manufacturing a surface acoustic wave device.
前記圧電単結晶基板の自発分極のプラス面である他主面に裏面電極を設ける工程2と、
前記全面電極をフォトリソグラフィ処理により櫛形電極に加工する工程3と、前記圧電単結晶基板を切断して個々の弾性表面波素子を切り出す工程4と、
前記弾性表面波素子を、パッケージ内外で水分が往来可能な構造を有するパッケージ内に封入する工程5と、
を含むことを特徴とする弾性表面波装置の製造方法。A step 1 of providing an entire surface electrode on one main surface of the piezoelectric single crystal substrate, which is a negative surface of spontaneous polarization;
A step 2 of providing a back surface electrode on the other main surface, which is a positive surface of the spontaneous polarization of the piezoelectric single crystal substrate,
A step 3 of processing the entire surface electrode into a comb-shaped electrode by photolithography, a step 4 of cutting the piezoelectric single crystal substrate to cut out individual surface acoustic wave elements,
A step 5 of enclosing the surface acoustic wave element in a package having a structure through which moisture can flow inside and outside the package;
A method for manufacturing a surface acoustic wave device, comprising:
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