JP6288110B2 - 弾性波装置 - Google Patents

Description

本発明は、圧電薄膜を用いた弾性波装置に関し、特に、支持基板上に圧電薄膜と他の層とを含む多層膜が積層されている弾性波装置に関する。

共振子や帯域フィルタとして弾性表面波装置が広く用いられている。下記の特許文献１では、支持基板上に高音速膜、低音速膜及びＬｉＴａＯ_３からなる圧電薄膜を含む多層膜をこの順序で積層してなる弾性波装置が開示されている。低音速膜は、圧電薄膜を伝搬するバルク波の音速よりも伝搬するバルク波の音速が低速である膜であり、高音速膜は、圧電薄膜を伝搬する弾性波の音速よりも伝搬するバルク波の音速が高速である膜である。上記支持基板の材料としては、ガラスやシリコンなどを用いることができると記載されている。

ＷＯ２０１２／０８６６３９ Ａ１

特許文献１に記載の弾性波装置では、圧電薄膜が、ＬｉＴａＯ_３などの圧電単結晶からなるため、外力による割れや欠けが生じ易い。

従って、特許文献１に記載の弾性波装置においてバンプなどの外部接続端子を接合する工程において、上記多層膜に力が加わると圧電薄膜の割れや欠けが生じることがあった。

他方、上記弾性波装置は、マザーの構造体からダイシングにより分割することにより得られている。このダイシング時の力によっても、上記圧電薄膜の割れや欠けが生じることがあった。

さらに、上記外部接続端子の接続やダイシングに際し、圧電薄膜を含む多層膜における界面剥離が生じ、それによって特性が劣化するおそれもあった。

本発明の目的は、圧電薄膜の割れや欠けが生じ難く、特性の劣化が生じ難い、弾性波装置を提供することにある。

本発明に係る弾性波装置は、支持基板と、上記支持基板上に設けられており、圧電薄膜と、上記圧電薄膜以外の層とを含む多層膜と、上記圧電薄膜の一方面に設けられたＩＤＴ電極と、上記ＩＤＴ電極に電気的に接続された外部接続端子とを備え、平面視において、上記ＩＤＴ電極が設けられている領域の外側の領域において上記多層膜が部分的に除去されており、上記多層膜が除去された領域の少なくとも一部において上記支持基板上に設けられた第１の絶縁層をさらに備える。

本発明に係る弾性波装置のある特定の局面では、上記第１の絶縁層が樹脂からなる。

本発明に係る弾性波装置の他の特定の局面では、上記支持基板が導体または半導体であり、上記外部接続端子の下方に上記第１の絶縁層が位置している。

好ましくは、上記第１の絶縁層が樹脂からなる。

本発明に係る弾性波装置のさらに他の特定の局面では、上記ＩＤＴ電極に接続された配線電極と、上記ＩＤＴ電極に上記配線電極を介して連ねられている電極パッドと、上記電極パッド上に接合された前記外部接続端子とを備える。

本発明に係る弾性波装置のさらに他の特定の局面では、上記第１の絶縁層が上記電極パッドの下方に位置している。

本発明に係る弾性波装置の別の特定の局面では、上記第１の絶縁層が、上記多層膜が除去された領域から、上記多層膜が設けられている領域に至る絶縁層延長部を有する。

本発明に係る弾性波装置のさらに他の特定の局面では、上記絶縁層延長部が上記圧電薄膜の一部を覆っている。

本発明に係る弾性波装置のさらに他の特定の局面では、上記配線電極が、上記多層膜の上面から多層膜の側面を経て、上記電極パッドに連ねられている。

本発明に係る弾性波装置のさらに他の特定の局面では、上記多層膜の上記配線電極が設けられている上記側面が、上記支持基板の上面に対して直交する方向から傾斜している傾斜面であり、上記傾斜面は、下方から上方に行くにつれて、上記ＩＤＴ電極側に近づいている。

本発明に係る弾性波装置のさらに他の特定の局面では、上記多層膜の上記傾斜面に段差が設けられている。

本発明に係る弾性波装置のさらに他の特定の局面では、上記第１の絶縁層が、上記傾斜面の少なくとも一部を覆うように設けられている。

本発明に係る弾性波装置の別の特定の局面では、上記圧電薄膜の一方面に設けられた上記ＩＤＴ電極として複数のＩＤＴ電極が設けられており、隣り合うＩＤＴ電極同士を接続する接続配線をさらに備えられている。

本発明に係る弾性波装置の他の特定の局面では、上記接続配線と、上記支持基板との間に、上記多層膜の少なくとも一部の層が設けられている。

本発明に係る弾性波装置の別の特定の局面では、上記支持基板と上記接続配線との間に上記第１の絶縁層と同じ材料からなる第２の絶縁層が設けられている。

本発明に係る弾性波装置のさらに他の特定の局面では、上記多層膜と上記支持基板との間に第３の絶縁層がさらに設けられている。

本発明に係る弾性波装置の他の特定の局面では、上記第１の絶縁層が、上記第３の絶縁層上に設けられており、かつ上記多層膜の側面と上記電極パッドとの間に設けられている。

本発明に係る弾性波装置の別の特定の局面では、上記第１の絶縁層が、上記電極パッドの下方に位置している高さ位置から、上記多層膜の上記側面を介して上記多層膜の上面に至っており、上記多層膜の上記側面上の上記第１の絶縁層の外表面が、上記支持基板の上面と直交する方向から傾斜しており、下方から上方に行くにつれて上記ＩＤＴ電極側に近づく傾斜面とされている。

本発明に係る弾性波装置の別の特定の局面では、上記多層膜が、上記圧電薄膜を伝搬する弾性波の音速よりも伝搬するバルク波の音速が高速である高音速膜と、上記高音速膜上に積層されており、上記圧電薄膜を伝搬するバルク波音速よりも伝搬するバルク波音速が低速である低音速膜とを他の層として有し、上記低音速膜上に上記圧電薄膜が積層されている。

本発明に係る弾性波装置の別の特定の局面では、上記圧電薄膜の下面に接するように設けられた、伝搬する横波の音速が相対的に遅い低音速膜を有し、上記支持基板は、上記低音速膜の下面に積層されており、伝搬する横波の音速が相対的に高い高音速支持基板である。

本発明に係る弾性波装置のさらに他の特定の局面では、上記外部接続端子が金属バンプである。

本発明に係る弾性波装置のさらに他の特定の局面では、上記ＩＤＴ電極が設けられている領域を囲むように設けられた枠状の支持部材と、上記枠状の支持部材により形成された開口部を閉成するように上記支持部材上に固定された蓋材とをさらに備える。

本発明に係る弾性波装置のさらに他の特定の局面では、上記外部接続端子がアンダーバンプメタル層及びアンダーバンプメタル層に接合された金属バンプを有する。

本発明に係る弾性波装置によれば、ダイシング時や外部接続端子を接合する際の力により圧電薄膜の割れや欠けが生じ難い。また、多層膜における界面剥離も生じ難く、特性の劣化も生じ難い。よって、信頼性に優れ、特性のばらつきの少ない弾性波装置を提供することができる。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る弾性波装置を得る工程を説明するための正面断面図である。 図２は、本発明の第１の実施形態に係る弾性波装置の正面断面図である。 図３は、第１の実施形態の弾性波装置の支持基板上の構造を示す模式的平面図である。 図４は、本発明の第２の実施形態に係る弾性波装置を得る工程を説明するための正面断面図である。 図５は、本発明の第３の実施形態の弾性波装置を得る工程を説明するための正面断面図である。 図６は、実施例及び比較例の弾性波装置の減衰量周波数特性を示す図である。 図７は、本発明の第１の実施形態の変形例に係る弾性波装置の正面断面図である。 図８は、本発明の第１の実施形態の他の変形例に係る弾性波装置の正面断面図である。 図９は、本発明の第３の実施形態の変形例の弾性波装置を得る工程を説明するための正面断面図である。 図１０は、本発明の第２の実施形態に係る弾性波装置の変形例を説明するための正面断面図である。 図１１は、本発明の第４の実施形態に係る弾性波装置の正面断面図である。 図１２は、第４の実施形態の弾性波装置の電極構造を説明するための模式的平面図である。 図１３は、本発明の第５の実施形態に係る弾性波装置を説明するための部分切欠正面断面図である。 図１４は、本発明の第６の実施形態に係る弾性波装置の模式的正面断面図である。 図１５は、本発明の第７の実施形態に係る弾性波装置の模式的正面断面図である。 図１６は、本発明の第８の実施形態に係る弾性波装置の模式的正面断面図である。 図１７は、本発明の第９の実施形態に係る弾性波装置の模式的正面断面図である。 図１８は、本発明の第１０の実施形態に係る弾性波装置を説明するための部分切欠正面断面図である。 図１９は、本発明の第１１の実施形態に係る弾性波装置を説明するための模式的正面断面図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。

なお、本明細書に記載の各実施形態は、例示的なものであり、異なる実施形態間において、構成の部分的な置換または組み合わせが可能であることを指摘しておく。

図２は、本発明の第１の実施形態に係る弾性波装置の正面断面図であり、図３は、その支持基板上の構造を示す模式的平面図である。

弾性波装置１は、支持基板２を有する。支持基板２上に多層膜３が積層されている。多層膜３は、下から順に、高音速膜４、低音速膜５及び圧電薄膜６を積層することにより形成されている。高音速膜４は、圧電薄膜６を伝搬する弾性波音速よりも、伝搬するバルク波音速が高速である膜からなる。また、低音速膜５は、圧電薄膜６を伝搬するバルク波音速よりも、伝搬するバルク波音速が低速である膜からなる。圧電薄膜６は、本実施形態では、ＬｉＴａＯ_３またはＬｉＮｂＯ_３などの圧電単結晶からなる。

なお、圧電薄膜６は、上記圧電単結晶の薄膜からなるが、その厚みは、ＩＤＴ電極の周期により決まる弾性波の波長をλとした場合、１．５λ以下程度である。従って、外力等により割れや欠けが生じ易い。しかしながら、本実施形態では、後述するように、圧電薄膜６の割れや欠けを効果的に抑制することができる。

本実施形態によれば、高音速膜４により、弾性波を圧電薄膜６及び低音速膜５が積層されている部分に閉じ込めることができる。従って、弾性波が高音速膜４より下の構造に漏れることが抑制される。

上記高音速膜４は、上記弾性波を閉じ込め得る限り、適宜の材料により形成することができる。このような材料としては、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、ＤＬＣ、ダイヤモンドなどを挙げることができる。またこれらの材料を主成分とする混合材料を用いてもよい。

低音速膜５についても、上記バルク波音速が低い適宜の材料により形成することができる。このような材料としては、酸化ケイ素、ガラス、酸窒化ケイ素、酸化タンタル、酸化ケイ素にフッ素、炭素もしくはホウ素などを加えた化合物などを挙げることができる。また、低音速膜５についても、これらの材料を主成分とする混合材料により形成されてもよい。

上記圧電薄膜６と、支持基板２との間に高音速膜４及び低音速膜５を配置した構成は、前述した特許文献１に開示されており、Ｑ値を高めることができる。

なお、本実施形態では、圧電薄膜６と他の層としての高音速膜４及び低音速膜５とにより多層膜３が形成されている。本発明においては、多層膜３の構造はこれに限定されない。従って、圧電薄膜以外の１または２以上の他の層は、高音速膜４や低音速膜５に限らず、密着性改善膜、温度補償用膜などの他の機能を有する膜であってもよい。また、他の層を構成する材料についても、適宜の誘電体や絶縁体などを用いることができ、特に限定されない。

なお、高音速膜４に代えて図７に示す変形例のように高音速支持基板４Ａを用いて、弾性波を圧電薄膜６及び低音速膜５が積層されている部分に閉じ込めてもよい。すなわち、高音速支持基板４Ａの上に低音速膜５、圧電薄膜６を積層する構造としても同様の効果が得られる。ここで、高音速支持基板の材料としてはガラスやシリコン、アルミナ、ＬｉＴａＯ_３またはＬｉＮｂＯ_３などの圧電単結晶などが用いられる。

支持基板２は、本実施形態ではシリコンからなり、半導体基板である。もっとも、支持基板２は、シリコンなどの半導体に限らず、導体であってもよい。また、支持基板２は、ガラスや合成樹脂などの絶縁性材料により形成されていてもよい。

圧電薄膜６上には、ＩＤＴ電極７が形成されている。ＩＤＴ電極７に電気的に接続されるように、配線電極８，９が設けられている。配線電極８，９に連ねられるように、電極パッド８ａ，９ａが設けられている。

配線電極８，９は、圧電薄膜６上から圧電薄膜６が設けられている領域の外側に至っている。本実施形態では、圧電薄膜６を含む多層膜３が設けられている領域の外側に、すなわちＩＤＴ電極７が設けられている部分よりも外側の領域に第１の絶縁層１０，１１が設けられている。言い換えれば、平面視において、ＩＤＴ電極７が設けられている領域の外側の領域において、多層膜３が部分的に除去されており、該多層膜３が除去された領域の少なくとも一部において、第１の絶縁層１０，１１が設けられている。なお、多層膜３は完全に除去されていなくてもよい。すなわち、実質的に除去されていれば、本発明の効果を得ることができる。

本実施形態では、第１の絶縁層１０，１１は、多層膜３の側面に接触するように設けられている。もっとも、多層膜３の側面と隙間を隔てて第１の絶縁層１０，１１が設けられてもよい。

好ましくは、本実施形態のように、第１の絶縁層１０，１１は、多層膜３の側面と接するように形成されることが望ましい。それによって、配線電極８，９の支持基板２への接触をより確実に防止することができる。

第１の絶縁層１０，１１を構成する材料については、絶縁性の材料である限り特に限定されない。もっとも、好ましくは、前述した外部接続端子接合時の応力を緩和する作用が高いためポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコン樹脂、ＳＯＧなどの樹脂材料を用いることが望ましい。

もっとも、アルミナなどの絶縁性セラミックスにより第１の絶縁層１０，１１を形成してもよい。

配線電極８，９は、上記圧電薄膜６上から多層膜３の側面を経て、上記第１の絶縁層１０，１１上に至っている。この第１の絶縁層１０，１１上に至っている部分において、配線電極８，９と一体に電極パッド８ａ，９ａが設けられている。

上記ＩＤＴ電極７、配線電極８，９、電極パッド８ａ，９ａは、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｗ、Ａｕ、Ａｇ−Ｐｄ、Ａｌ−Ｃｕ、Ｔｉ、Ｎｉ，ＮｉＣｒなどの適宜の金属またはこれらの金属を含む合金を用いて形成することができる。また、これらの電極は、複数の積層膜を積層してなる積層金属膜により形成されてもよい。

上記配線電極８，９及び電極パッド８ａ，９ａは、上記第１の絶縁層１０，１１上に至っており、支持基板２には接触していない。従って、支持基板２が半導体や導体で形成されていても、配線電極８，９間が導通することはない。

なお、支持基板２が絶縁性材料からなる場合には、配線電極８，９の一部が支持基板２に接触してもよい。

上記電極パッド８ａ，９ａ上に、枠状の支持部材１２が設けられている。支持部材１２はポリイミド樹脂などの適宜の合成樹脂からなる。支持部材１２は矩形枠状の平面形状を有する。この矩形枠状の支持部材１２は、上記ＩＤＴ電極７が設けられている部分、すなわち、多層膜３が設けられている部分を囲むように配置されている。それによって、ＩＤＴ電極７を有する弾性表面波励振部が臨む空間１３が設けられている。上記空間１３の上方の開口部を閉成するように蓋材１４が支持部材１２に固定されている。蓋材１４は、エポキシ樹脂などの適宜の合成樹脂により形成することができる。もっとも、絶縁性セラミックスなどの他の絶縁性材料により形成されていてもよい。

また、上記支持部材１２及び蓋材１４を貫通する貫通孔が設けられている。この貫通孔内に、アンダーバンプメタル層１５，１６が設けられている。アンダーバンプメタル層１５，１６は、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｓｎ、Ａｌなどの適宜の金属もしくは合金からなる。アンダーバンプメタル層１５，１６の一端が電極パッド８ａ，９ａに接合されている。また、アンダーバンプメタル層１５，１６上には、金属バンプ１７，１８が接合されている。金属バンプ１７，１８は、蓋材１４から上方に突出するように設けられている。従って、弾性波装置１は、金属バンプ１７，１８が設けられている側から、回路基板上に表面実装することができる。

本実施形態では、アンダーバンプメタル層１５，１６及び金属バンプ１７，１８が、外部接続端子を構成している。

ところで、本実施形態の弾性波装置１では、電極パッド８ａ，９ａの下方に第１の絶縁層１０，１１が位置している。従って、アンダーバンプメタル層１５，１６及び金属バンプ１７，１８を接合する際に電極パッド８ａ，９ａ側に力が加わったとしても、該力を緩和することができる。また、上記多層膜３は、上記外部接続端子が接合される部分の下方には存在しない。従って、圧電薄膜６は、外部接続端子としての金属バンプ１７，１８が接合される部分の下方には存在しない。従って、金属バンプ１７，１８等の外部接続端子を形成する工程において、圧電薄膜６の割れや欠けが生じ難い。また、多層膜３における界面剥離も生じ難い。

他方、弾性波装置１の製造に際しては、通常、マザーの構造体を作製し、マザーの構造体をダイシングにより切断することにより、弾性波装置１を得る。より具体的には、図１に示すように、複数の弾性波装置１が一体化されたマザーの構造体２０を得る。このマザーの構造体２０を、一点鎖線で示すダイシングラインＡに沿ってダイシングする。ダイシングは、ダイシング刃を用いて行われるが、本実施形態では、ダイシングする部分に、多層膜３が存在しない。従って、ダイシングの際にも、多層膜３の界面剥離や、圧電薄膜６の割れもしくは欠けが生じない。

よって、本実施形態によれば、圧電薄膜の割れや欠けを効果的に抑制することができ、弾性波装置１の特性の劣化を抑制することができる。

図４は、本発明の第２の実施形態に係る弾性波装置を製造する工程を説明するための正面断面図である。図４に示すマザーの構造体２１をダイシングラインＡに沿って分割することにより、弾性波装置２３，２３を得ることができる。第２の実施形態の弾性波装置２３は、第１の絶縁層１０Ａ，１１Ａの形成位置が第１の実施形態の弾性波装置１と異なる。第１の絶縁層１０Ａ，１１Ａは、多層膜３が設けられている領域に至る絶縁層延長部１０ａ，１１ａを有する。絶縁層延長部１０ａ，１１ａは、圧電薄膜６の一部を覆っている。もっとも、圧電薄膜６の上面においては、ＩＤＴ電極７が設けられている領域の外側、すなわち励振部外側部分に至るように第１の絶縁層１０Ａ，１１Ａが設けられている。

第２の実施形態の弾性波装置２３は、その他の点については第１の実施形態の弾性波装置１と同様であるため、第１の実施形態の説明を援用することにより省略する。

第２の実施形態においても、第１の絶縁層１０Ａ，１１Ａが設けられているため、第１の実施形態と同様に、圧電薄膜６の割れや欠けを抑制でき、多層膜３の界面剥離を抑制することができる。

なお、図１０に示す第２の実施形態の変形例のように、第１の絶縁層１０Ａ，１１Ａを厚くしてもよい。図１０では、第１の絶縁層１０Ａ，１１Ａの上面が、圧電薄膜６の上面よりも上方に位置している。配線電極８，９は、この第１の絶縁層１０Ａ，１１Ａの上面に設けられている。そして、配線電極８，９は、内側端において、第１の絶縁層１０Ａ，１１Ａの側面を経て下方の圧電薄膜６上に至っている。

本変形例においても、その他の点については、上記第２の実施形態の弾性波装置２３と同様であるため、圧電薄膜６の割れや欠けを抑制することができる。また、多層膜３の界面剥離を抑制することができる。

第１及び第２の実施形態は、上記支持部材１２と蓋材１４とを有するウエハレベルパッケージ（ＷＬＰ）構造を有する。

図５は、本発明の第３の実施形態の弾性波装置を得る工程を示す正面断面図である。第３の実施形態では、上記ＷＬＰ構造ではなく、チップサイズパッケージ（ＣＳＰ）構造の弾性波装置３１が構成されている。図５はマザーの構造体３０を示す。このマザーの構造体３０をダイシングラインＡに沿って切断することにより、弾性波装置３１，３１が得られる。

弾性波装置３１は、パッケージ構造を除いては第１の実施形態と同様である。すなわち、支持基板３２上に、多層膜３が積層されている。多層膜３の圧電薄膜６上にはＩＤＴ電極７が形成されている。そして、ＩＤＴ電極７に電気的に接続されるように、配線電極８，９が設けられている。また、第１の絶縁層１０，１１が支持基板３２上に設けられている。配線電極８，９は電極パッド８ａ，９ａに連なっている。ここまでの構造は、第１の実施形態と同様である。従って、各構成の詳細な説明を援用することにより省略する。

本実施形態では、電極パッド８ａ，９ａ上に、外部接続端子として金属バンプ３３，３４が直接に接合されている。金属バンプ３３，３４は、本実施形態では、Ａｕからなるスタッドバンプである。この金属バンプ３３，３４を用いて、他の回路基板上に表面実装することができる。

本実施形態においても、多層膜３の外側の領域に、第１の絶縁層１０，１１が設けられている。そして、第１の絶縁層１０，１１が、電極パッド８ａ，９ａの下方に位置しているため、外部接続端子としての金属バンプ３３，３４の接合時に、圧電薄膜６を含む多層膜３には力が加わらない。よって、多層膜３の界面剥離や圧電薄膜６の割れや欠けが生じ難い。

第１の絶縁層１０，１１は、好ましくは、樹脂からなる。その場合には、上記金属バンプ３３，３４接合時の応力を緩和することができる。もっとも、第１の絶縁層１０，１１は、絶縁性セラミックスなどの他の絶縁性材料により形成されていてもよい。

本実施形態においても、ダイシングラインＡが多層膜３から隔てられている。従って、ダイシングに際しても、多層膜３の界面剥離や、圧電薄膜６の割れもしくは欠けが生じ難い。

なお、第１〜第３の実施形態では、第１の絶縁層１０，１１，１０Ａ，１１ＡはダイシングラインＡに至らないように設けられていたが、第１の絶縁層１０，１１，１０Ａ，１１Ａがダイシング領域に至るように設けられていてもよい。もっとも、ダイシング時の剥がれ等を防止するためには、上記実施形態のようにダイシングラインに至らないように第１の絶縁層１０，１１，１０Ａ，１１Ａを設けることが望ましい。

また、本実施形態では、１つのＩＤＴ電極７が設けられていたが、圧電薄膜６上のＩＤＴ電極を有する弾性波励振部の電極構造は、用途に応じて適宜の構成とすることができる。また、第１及び第２の実施形態においては、多層膜構造が上から順に圧電薄膜／低音速膜／高音速膜の積層構造を有していたが、これに限定されない。図８に示す変形例や図９に示す変形例のように、高音速膜４と支持基板２の間に誘電体などからなる接合層１９が設けられていてもよい。

次に、具体的な実験例につき説明する。

第１の実施形態に従って、弾性波装置１を形成した。ただし、ＩＤＴ電極７を含む電極構造については、バンドパスフィルタを構成するように設計した。圧電薄膜６としては、０．６μｍの厚みのＬｉＴａＯ_３単結晶膜を用いた。それによって、通過帯域が１８５０ＭＨｚ〜１９５０ＭＨｚの帯域通過型フィルタを実施例として作成した。それに際しては、マザーの構造体を用意した後、ダイシングラインに沿って分割し、実施例の弾性波装置を得た。

比較のために、上記第１の絶縁層１０，１１が設けられていないことを除いては、上記実施例と同様にして弾性波装置を作成した。この実施例と比較例の弾性波装置の減衰量周波数特性を図６に示す。

図６から明らかなように、比較例に比べ実施例によれば、通過帯域内における挿入損失が非常に小さくなっており、かつ帯域外減衰量も十分大きくなっていることがわかる。これは、シリコン基板を通じた電極パッド８ａ，９ａ間の電流が、実施例では、第１の絶縁層１０，１１により確実に遮断されているためと考えられる。

図１１は、本発明の第４の実施形態に係る弾性波装置の正面断面図である。また図１２は、第４の実施形態の弾性波装置の電極構造を説明するための模式的平面図である。

第４の実施形態の弾性波装置４１では、支持基板２上に多層膜３が積層されている。多層膜３は下から順に、高音速材としての高音速膜４、低音速膜５及び圧電薄膜６を有する。支持基板２及び多層膜３を構成する材料は、前述した第１の実施形態と同様である。

弾性波装置４１が、図２に示した弾性波装置１と異なるところは、圧電薄膜６上に、複数のＩＤＴ電極７，７，７が設けられていること、並びに多層膜３の側面３ａ，３ａが支持基板２の上面に対して直交する方向から傾斜している傾斜面とされていることにある。

配線電極８は、多層膜３の上面、すなわち圧電薄膜６の上面から、側面３ａの一部を経由して第１の絶縁層１０上に至っている。配線電極９側においても、配線電極９が、圧電薄膜６の上面から側面３ａを経由して、第１の絶縁層１１上に至っている。

上記第１の絶縁層１０，１１は、側面３ａ，側面３ａに接触している。

すなわち、第１の絶縁層１０，１１の内側面が、側面３ａの一部と接触している。第１の絶縁層１０、１１の上面は、多層膜３のうちの低音速膜５の中間高さ位置に位置している。

電極パッド８ａ，９ａの下面は、第１の絶縁層１０，１１の上面と接触している。よって、電極パッド８ａ，９ａの下面の高さが十分に高いため、並びに側面３ａに沿うように配線電極８が設けられているため、図１１の矢印Ａで示す部分の変化を和らげることができる。従って、矢印Ａで示す部分における配線電極８の断線が生じ難い。

なお、図１２では、ＩＤＴ電極が形成されている領域を矩形の枠で模式的に示している。図１２のＢ−Ｂ線に沿う断面に相当する図が、図１１である。

ところで、隣り合うＩＤＴ電極７，７同士は、接続配線４２により電気的に接続されている。接続配線４２は、配線電極８，９と同じ金属材料で構成されている。もっとも、接続配線４２は、他の金属により形成されていてもよい。

本発明においては、弾性波装置４１のように、圧電薄膜６上に、複数のＩＤＴ電極７，７，７を形成し、それによってフィルタ回路を形成してもよい。すなわち、圧電薄膜６上に形成されるＩＤＴ電極７の数は２以上であってもよい。

接続配線４２は、圧電薄膜６上に設けられている。弾性波装置４１のその他の構成は、図２に示した弾性波装置１とほぼ同様であるため、同一部分については、同一の参照番号を付することにより、その説明を省略する。

弾性波装置４１においても、第１の実施形態と同様に、圧電薄膜６が設けられている領域の外側の領域において、多層膜３が部分的に除去されており、該多層膜３が除去された領域の少なくとも一部において、第１の絶縁層１０，１１が設けられている。よって、ダイシング時や外部接続端子を接合する際の力による、圧電薄膜の割れや欠けが生じ難い。また、多層膜３における界面剥離も生じ難い。従って、電気的特性の劣化も生じ難い。

加えて、本実施形態においても、第１の絶縁層１０，１１が樹脂からなり、弾力性を有する。従って、外部接続端子を接合する際、並びに外部接続端子を利用して実装基板等に実装するに際の応力をより一層効果的に吸収することができる。加えて、前述したように、第１の絶縁層１０，１１の存在により、配線電極８，９の断線も生じ難い。

図１３は、本発明の第５の実施形態に係る弾性波装置の部分切欠正面断面図である。第５の実施形態の弾性波装置５１は、第４の実施形態の弾性波装置４１の変形例に相当する。図１３に示すように、弾性波装置５１では、第１の絶縁層１０が多層膜３の側面３ａを超えて、多層膜３の上面に至っている。図１１では、第１の絶縁層１０は、平坦な膜状であったが、弾性波装置５１では、第１の絶縁層１０は、支持基板２上に位置している部分から、多層膜３の側面３ａの上端に至り、さらに多層膜３の上面に至っている。従って、配線電極８は、上記第１の絶縁層１０の外側の傾斜面１０ｂ上を経て、第１の絶縁層１０の上面１０ｃ上に至っている。傾斜面１０ｂは、上方に行くにつれて、ＩＤＴ電極７側に近づくように傾斜している。そのため、配線電極８の矢印Ａ１で示す部分の変化が緩やかとされている。そのため、矢印Ａ１で示す部分における配線電極８の断線をより一層効果的に抑制することができる。

好ましくは、上記傾斜面１０ｂの支持基板２の上面に対する角度である傾斜角度Ｃが８５°以下、より好ましくは８０°以下、さらに好ましくは６０°以下とすることが望ましい。それによって、上記断線をより効果的に抑制することができる。

図１４は、本発明の第６の実施形態に係る弾性波装置の模式的正面断面図である。弾性波装置６１は、第５の実施形態の弾性波装置とほぼ同様に構成されている。異なるところは、ＩＤＴ電極７同士を接続している接続配線６２の下方において、多層膜３が除去されており、かつ支持基板２の上面と接続配線６２との間に第２の絶縁層６３が設けられていることにある。

第２の絶縁層６３は適宜の絶縁性材料を用いて形成することができる。このような絶縁性材料としては、第１の絶縁層１０，１１に用いた材料と同様の材料を用いることができる。好ましくは、第２の絶縁層６３，６３は、第１の絶縁層１０，１１と同じ絶縁性材料からなることが望ましい。その場合には多層膜３の一部を除去した後に、同一工程により、第１の絶縁層１０，１１と第２の絶縁層６３，６３とを形成することができる。

なお、第２の絶縁層６３，６３が形成される領域においては、必ずしも、多層膜３の全体を除去する必要はない。すなわち，圧電薄膜６のみを除去し、圧電薄膜が除去されている部分に第２の絶縁層を形成してもよい。好ましくは、少なくとも圧電薄膜６を除去して、第２の絶縁層６３を形成することが望ましい。それによって、圧電薄膜６の割れや割れの広がり等を抑制することができる。

加えて、多層膜３の高音速膜４の中間高さ位置や、低音速膜５の中間高さ位置に至るように、多層膜３を上方からエッチング等により除去してもよい。その場合には、第２の絶縁層６３は、上記エッチングにより除去された部分に設けられることになる。

第６の実施形態は、その他の構成は第５の実施形態と同様であるため、同一の参照番号を付することにより、その詳細な説明を省略する。

第６の実施形態の弾性波装置６１においても、その他の構成は第４及び第５の実施形態と同様であるため、第４，第５の実施形態の弾性波装置４１，５１と同様の効果を奏する。

図１５は、本発明の第７の実施形態に係る弾性波装置の模式的正面断面図である。弾性波装置７１は、１）多層膜３が、高音速膜４及び低音速膜５の側面に位置している第１の側面部分３ａ１と、圧電薄膜６の側面に位置している第２の側面部分３ａ２とを有し、第１の側面部分３ａ１と第２の側面部分３ａ２とが段差を介して隔てられていること、並びに２）上記段差となる低音速膜５の上面部分５ａ上に、第１の絶縁層１０が至っていることにある。

その他の構成は、弾性波装置７１は、弾性波装置４１と同様である。従って、同一部分については同一の参照番号を付することにより、その詳細な説明を省略する。

弾性波装置７１では、第１の側面部分３ａ１と、第２の側面部分３ａ２とを有するように、多層膜３の側面が階段状とされている。そして、第１の絶縁層１０は、段差を形成している略水平方向に延びる平坦面部に至るように設けられている。このように、第１の絶縁層１０は、多層膜３の側面の全体を覆わなくともよく、側面の中間高さ位置に至っていても良い。

さらに、第１の側面部分３ａ１を下方から上方に向かって覆うように、第１の絶縁層１０が設けられている。従って、第１の絶縁層中の上面の矢印Ｄで示す部分の変化が緩やかにされている。そのため、配線電極８の矢印Ｅで示す部分の変化も緩やかとされている。よって、配線電極８の断線を効果的に抑制することができる。

なお、上記平坦面部は必ずしも水平方向に延びておらずともよい。側面の他の部分よりも傾斜が緩ければよい。

本実施形態においても、外部端子接合時の応力等が圧電薄膜６に加わり難いため、上述してきた第１〜第６の実施形態と同様に、圧電薄膜６の割れや剥がれを抑制することができる。

図１６は、本発明の第８の実施形態に係る弾性波装置の模式的正面断面図である。弾性波装置８１は、接続配線４２の下方に、圧電薄膜６が存在しないことを除いては、弾性波装置７１と同様に構成されている。すなわち、本発明においては、接続配線４２の下方においては、多層膜３のうち、圧電薄膜６のみが除去されていてもよい。また、この構造において、圧電薄膜６だけでなく、低音速膜５の少なくとも一部の層が除去されていてもよい。さらに、圧電薄膜６及び低音速膜５に加えて、高音速膜４の少なくとも一部の層まで除去されていてもよい。

さらに、支持基板２が導電性を有しない場合には、接続配線４２の下方において多層膜３の全ての層が除去されていてもよい。また、オーバーエッチングなどにより、支持基板２の上面に凹部が形成され、該凹部に至るように接続配線４２が形成されていてもよい。

第８の実施形態の弾性波装置８１はその他の構成は、弾性波装置７１と同様であるため、同様の効果を奏する。

図１７は、第９の実施形態に係る弾性波装置の模式的正面断面図である。弾性波装置９１では、第１の絶縁層１０Ａ，１１Ａが、無機絶縁性材料からなる。同様に、接続配線４２，４２の下方にも無機絶縁性材料からなる第２の絶縁層６３Ａ，６３Ａが設けられている。すなわち、接続配線４２の下方において、多層膜３が除去され、第２の絶縁層６３Ａ，６３Ａが形成されている。

上記第１の絶縁層１０Ａ，１１Ａ及び第２の絶縁層６３Ａを形成する無機絶縁性材料としては、適宜の無機絶縁性材料を用いることができる。このような無機絶縁性材料としては、酸化ケイ素、窒化ケイ素、アルミナ、酸窒化ケイ素などを挙げることができる。本実施形態のように、第１，第２の絶縁層は、合成樹脂などの樹脂材料に限らず、無機絶縁性材料により形成してもよい。

この場合においても、第１の絶縁層１０Ａ，１１Ａを、第２の絶縁層６３Ａと同じ材料で構成することが好ましい。その場合には、同一工程で、第１の絶縁層１０Ａ，１１Ａと、第２の絶縁層６３Ａとを、形成することができる。なお、ＩＤＴ電極７を覆うように保護膜６５が形成されている。保護膜６５は、第１の絶縁層および第２の絶縁層と同じ材料で構成されている。なお、保護膜６５は、必須ではない。

第９の実施形態は、その他の構成は弾性波装置７１，８１と同様であるため、同様の効果を奏する。

図１８は、本発明の第１０の実施形態に係る弾性波装置を説明するための部分切欠正面断面図である。弾性波装置１０１は、図１４に示した弾性波装置６１の変形例に相当する。すなわち、図１４に示した弾性波装置６１に加えて、支持基板２上に設けられた第３の絶縁層１０２がさらに備えられている。第３の絶縁層１０２は、支持基板２の上面の全面に形成されている。この第３の絶縁層１０２上に弾性波装置６１と同様の構造が設けられている。従って、同一部分については、同一の参照番号を付することにより、その詳細な説明を省略する。

第３の絶縁層１０２は適宜の絶縁性材料からなる。このような絶縁性材料としては、樹脂や無機絶縁性材料を用いることができる。本実施形態では、酸化ケイ素などの無機絶縁性材料により、第３の絶縁層１０２が形成されている。このように、第３の絶縁層１０２上に、第１の絶縁層１０が設けられていてもよい。

第３の絶縁層１０２を形成することにより、例えば接続配線６２の下方に設けられた第２の絶縁層６３を省略することも可能である。すなわち、支持基板２が導電性を有する場合であっても、第３の絶縁層１０２を設けることにより、接続配線６２と支持基板２との短絡を防止することができる。

弾性波装置１０１は、その他の構成は弾性波装置６１と同様であるため、弾性波装置６１と同様の効果を奏する。

図１９は、本発明の第１１の実施形態に係る弾性波装置の模式的正面断面図である。弾性波装置１１１では、第３の絶縁層１０２上に、配線電極８の電極パッド８ａが増設されている。従って、外部端子接合時の応力等が、第３の絶縁層１０２により緩和される。よって、この場合には、第３の絶縁層１０２は、柔軟性を有する樹脂からなることが望ましい。

他方、多層膜３の側面３ａは、支持基板２の上面と直交する方向に延びている。従って、配線電極８の矢印Ｆで示す部分の変化を和らげるために、第１の絶縁層１０４が設けられている。第１の絶縁層１０４は、側面３ａに接触しており、側面３ａとは外側の面１０４ａが傾斜面とされている。この傾斜面は、支持基板２の上面と直交する方向から傾斜しており、上方に行くにつれてＩＤＴ電極に近づいている。従って、配線電極８の矢印Ｆで示す部分の変化が和らげられている。よって、配線電極８の断線を効果的に抑制することが可能とされている。弾性波装置１１１のその他の構成は、弾性波装置７１と同様であるため、同様の効果を奏する。

１…弾性波装置
２…支持基板
３…多層膜
３ａ…側面
３ａ１…第１の側面部分
３ａ２…第２の側面部分
４…高音速膜
４Ａ…高音速支持基板
５…低音速膜
６…圧電薄膜
７…ＩＤＴ電極
８，９…配線電極
８ａ，９ａ…電極パッド
１０，１１…第１の絶縁層
１０Ａ，１１Ａ…第１の絶縁層
１０ａ，１１ａ…絶縁層延長部
１２…支持部材
１３…空間
１４…蓋材
１５，１６…アンダーバンプメタル層
１７，１８…金属バンプ
１９…接合層
２０，２１…マザーの構造体
２３…弾性波装置
３０…マザーの構造体
３１…弾性波装置
３２…支持基板
３３，３４…金属バンプ
４１，５１，６１，７１，８１，９１，１０１，１１１…弾性波装置
４２，６２…接続配線
６３，６３Ａ…第２の絶縁層
６５…保護膜
１０２…第３の絶縁層
１０４…第１の絶縁層
１０４ａ…外側の面

Claims (22)

1. 支持基板と、
   前記支持基板上に設けられており、圧電薄膜と前記圧電薄膜以外の層とを含む多層膜と、
   前記圧電薄膜の一方面に設けられたＩＤＴ電極と、
   前記ＩＤＴ電極に電気的に接続された配線電極と、
   前記配線電極に連ねられた電極パッドと、
   前記電極パッドの上方に位置し、前記ＩＤＴ電極に電気的に接続された外部接続端子と、を備え、
   平面視において、前記ＩＤＴ電極が設けられている領域の外側の領域において前記多層膜が部分的に除去されており、
   前記多層膜が除去された領域の少なくとも一部において前記支持基板上に設けられた第１の絶縁層をさらに備え、
   前記第１の絶縁層の少なくとも一部は、前記電極パッドの下方に位置している、弾性波装置。
2. 前記第１の絶縁層が樹脂からなる、請求項１に記載の弾性波装置。
3. 前記支持基板が導体または半導体であり、前記外部接続端子の下方に前記第１の絶縁層が位置している、請求項１に記載の弾性波装置。
4. 前記第１の絶縁層が樹脂である、請求項３に記載の弾性波装置。
5. 前記外部接続端子は、前記電極パッド上に接合されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の弾性波装置。
6. 前記第１の絶縁層が前記電極パッドの下方に位置している、請求項５に記載の弾性波装置。
7. 前記第１の絶縁層が、前記多層膜が除去された領域から、前記多層膜が設けられている領域に至る絶縁層延長部を有する、請求項１〜６のいずれか１項に記載の弾性波装置。
8. 前記絶縁層延長部が前記圧電薄膜の一部を覆っている、請求項７に記載の弾性波装置。
9. 前記配線電極が、前記多層膜の上面から多層膜の側面を経て、前記電極パッドに連ねられている、請求項５に記載の弾性波装置。
10. 前記多層膜の前記配線電極が設けられている前記側面が、前記支持基板の上面に対して直交する方向から傾斜している傾斜面であり、前記傾斜面は、下方から上方に行くにつれて、前記ＩＤＴ電極側に近づいている、請求項９に記載の弾性波装置。
11. 前記多層膜の前記傾斜面に段差が設けられている、請求項１０に記載の弾性波装置。
12. 前記第１の絶縁層が、前記傾斜面の少なくとも一部を覆うように設けられている、請求項１０または１１に記載の弾性波装置。
13. 前記圧電薄膜の一方面に設けられた前記ＩＤＴ電極として複数のＩＤＴ電極が設けられており、隣り合うＩＤＴ電極同士を接続する接続配線をさらに備える、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の弾性波装置。
14. 前記接続配線と、前記支持基板との間に、前記多層膜の少なくとも一部の層が設けられている、請求項１３に記載の弾性波装置。
15. 前記支持基板と前記接続配線との間に前記第１の絶縁層と同じ材料からなる第２の絶縁層が設けられている、請求項１４に記載の弾性波装置。
16. 前記多層膜と前記支持基板との間に第３の絶縁層がさらに設けられている、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の弾性波装置。
17. 前記第１の絶縁層が、前記第３の絶縁層上に設けられており、かつ前記多層膜の側面と前記電極パッドとの間に設けられている、請求項１６に記載の弾性波装置。
18. 前記第１の絶縁層が、前記電極パッドの下方に位置している高さ位置から、前記多層膜の前記側面を介して前記多層膜の上面に至っており、前記多層膜の前記側面上の前記第１の絶縁層の外表面が、前記支持基板の上面と直交する方向から傾斜しており、下方から上方に行くにつれて前記ＩＤＴ電極側に近づく傾斜面とされている、請求項１〜１７のいずれか１項に記載の弾性波装置。
19. 前記多層膜が、前記圧電薄膜を伝搬する弾性波の音速よりも伝搬するバルク波の音速が高速である高音速膜と、前記高音速膜上に積層されており、前記圧電薄膜を伝搬するバルク波音速よりも伝搬するバルク波音速が低速である低音速膜とを他の層として有し、前記低音速膜上に前記圧電薄膜が積層されている、請求項１〜１８のいずれか１項に記載の弾性波装置。
20. 前記圧電薄膜の下面に接するように設けられた、伝搬する横波の音速が相対的に遅い低音速膜を有し、前記支持基板は、前記低音速膜の下面に積層されており、伝搬する横波の音速が相対的に高い高音速支持基板である、請求項１〜１８のいずれか１項に記載の弾性波装置。
21. 前記外部接続端子が金属バンプである、請求項１〜２０のいずれか１項に記載の弾性波装置。
22. 前記ＩＤＴ電極が設けられている領域を囲むように設けられた枠状の支持部材と、前記枠状の支持部材により形成された開口部を閉成するように前記支持部材上に固定された蓋材とをさらに備える、請求項１〜２０のいずれか１項に記載の弾性波装置。

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