JP6516005B2 - 弾性波装置 - Google Patents
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Description
本発明は、支持基板上に、圧電薄膜を含む積層膜が積層されている弾性波装置に関する。
下記の特許文献１に記載の弾性波装置では、支持基板上に、積層膜が設けられており、この積層膜上に圧電薄膜が積層されている。上記積層膜は、高音速膜及び低音速膜を有する。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からなる。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からなる。高音速膜上に低音速膜が積層されている。上記圧電薄膜上には、ＩＤＴ電極が設けられている。
特許文献１に記載の弾性波装置では、圧電薄膜が、ＬｉＴａＯ３などの圧電単結晶からなる。そのため、外力により割れや欠けが生じ易い。また、弾性波装置では、バンプなどの外部接続端子の接合に際し、圧電薄膜と積層膜とを有する積層体に応力が加わる。そのため、接合工程においても、圧電薄膜の割れや欠けが生じるおそれがあった。
他方、弾性波装置は、一般に、マザーの構造体のダイシングによる分割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おそれがあった。さらに、外部接続端子の接続やダイシングに際し、圧電薄膜を含む積層体において、界面剥離が生じるおそれがあった。
加えて、特許文献１に記載の弾性波装置では、上記ＩＤＴ電極が臨む中空空間を設けるために、支持層及びカバー部材を設けた場合、カバー部材に圧力が加えられた場合、中空空間が潰れることにより、弾性波装置が破損することがあった。
本発明の目的は、圧電薄膜の割れや欠けが生じ難く、かつ積層膜における界面剥離が生じ難く、さらに、強度が高い、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、圧電薄膜と前記圧電薄膜以外の層とを含み、かつ前記圧電薄膜以外の層側から前記支持基板上に設けられている積層膜と、前記圧電薄膜の一方面に設けられたＩＤＴ電極と、前記ＩＤＴ電極が設けられている領域を囲むように設けられている第１の支持層と、前記第１の支持層に囲まれた領域に設けられている第２の支持層と、前記第１，第２の支持層上に、前記第１の支持層により形成された開口部を閉成するように固定されたカバー部材とを備え、前記積層膜が部分的に存在せず、前記積層膜が存在しない領域の少なくとも一部に絶縁層が設けられており、前記第１の支持層及び前記第２の支持層の内の少なくとも一方が前記絶縁層上に設けられている。
本発明に係る弾性波装置のある特定の局面では、前記絶縁層が前記圧電薄膜上から前記圧電薄膜の側面及び前記積層膜の側面を通り、前記積層膜が存在しない領域の少なくとも一部に至っている。この場合には、積層膜内における界面剥離が生じ難い。
本発明に係る弾性波装置の他の特定の局面では、前記ＩＤＴ電極に電気的に接続されており、前記圧電薄膜上から前記絶縁層上に至っている第１の配線電極がさらに備えられており、前記第１の支持層の少なくとも一部が前記第１の配線電極上に設けられている。この場合には、外部接続端子を設けるに際し、第１の支持層に力が加わったとしても、圧電薄膜の割れや欠けが生じ難い。
本発明に係る弾性波装置のさらに他の特定の局面では、前記絶縁層の前記圧電薄膜上に位置している部分において、前記絶縁層上の前記圧電薄膜とは反対側の面が、前記ＩＤＴ電極から前記第１の支持層に近づくにつれて前記カバー部材に近づくように傾斜している傾斜面を有する。
本発明に係る弾性波装置のさらに他の特定の局面では、前記第１の配線電極が前記絶縁層の前記傾斜面上に位置している部分を有し、該部分が前記絶縁層の前記傾斜面に沿って傾斜している。この場合には、第１の配線電極の断線が生じ難い。
本発明に係る弾性波装置の他の特定の局面では、前記第１の支持層及び前記絶縁層が同一材料からなる。
本発明に係る弾性波装置の別の特定の局面では、前記ＩＤＴ電極に電気的に接続されており、前記圧電薄膜上から前記絶縁層上に至っている第２の配線電極がさらに備えられており、前記第２の支持層の少なくとも一部が前記第２の配線電極上に設けられている。この場合には、圧電薄膜上に設けられている配線と、第２の配線電極との立体配線を構成することができ、生産性を高めることもできる。
本発明に係る弾性波装置のさらに別の特定の局面では、前記支持基板と前記カバー部材とが対向し合っている方向である高さ方向を有し、前記第１の支持層の前記カバー部材側の面の前記高さ方向の位置と前記第２の支持層の前記カバー部材側の面の前記高さ方向の位置とが実質的に同じである。この場合には、中空空間の密閉性をより一層高めることができる。
本発明に係る弾性波装置のさらに別の特定の局面では、前記絶縁層上に前記第１の支持層が設けられており、前記絶縁層の厚みが、前記第１の支持層の前記カバー部材側の面の前記高さ方向の位置と前記第２の支持層の前記カバー部材側の面の前記高さ方向の位置とが実質的に同じとなるようにされている。この場合には、中空空間の密閉性をより一層高めることができる。
本発明に係る弾性波装置のさらに別の特定の局面では、前記絶縁層上に前記第２の支持層が設けられており、前記絶縁層の厚みが、前記第１の支持層の前記カバー部材側の面の前記高さ方向の位置と前記第２の支持層の前記カバー部材側の面の前記高さ方向の位置とが実質的に同じとなるようにされている。この場合には、中空空間の密閉性をより一層高めることができる。
本発明に係る弾性波装置のさらに別の特定の局面では、前記積層膜が、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を前記圧電薄膜以外の層として有し、前記高音速膜上に前記圧電薄膜が積層されている。この場合には、Ｑ値を高めることができる。
本発明に係る弾性波装置のさらに別の特定の局面では、前記積層膜が、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弾性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を前記圧電薄膜以外の層として有し、前記低音速膜上に前記圧電薄膜が積層されている。この場合には、Ｑ値をより一層高めることができる。
本発明に係る弾性波装置のさらに別の特定の局面では、前記支持基板が、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基板であり、前記積層膜が、前記圧電薄膜を伝搬する弾性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を前記圧電薄膜以外の層として有し、前記低音速膜上に前記圧電薄膜が積層されている。この場合には、Ｑ値をより一層高めることができる。
本発明に係る弾性波装置のさらに別の特定の局面では、前記積層膜が、音響インピーダンスが相対的に高い高音響インピーダンス膜と、前記高音響インピーダンス膜に比べて音響インピーダンスが低い低音響インピーダンス膜とを前記圧電薄膜以外の層として有する。この場合には、Ｑ値を高めることができる。
本発明に係る弾性波装置によれば、圧電薄膜の割れや欠けを抑制することができ、また積層膜内及び積層膜と圧電薄膜との間の界面剥離が生じ難い。また、本発明によれば、弾性波装置の強度を高めることができる。
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１は、後述する図２中のＩ−Ｉ線に沿う部分に相当する、本発明の第１の実施形態に係る弾性波装置の断面図である。
弾性波装置１は、支持基板２を有する。支持基板２は、対向し合う第１，第２の主面２ａ，２ｂを有する。第１の主面２ａ上に、積層膜１３が設けられている。より具体的には、積層膜１３は、圧電薄膜４と、圧電薄膜４以外の層としての低音速膜３とを有する。第１の主面２ａ上に低音速膜３が積層されており、低音速膜３上に圧電薄膜４が積層されている。低音速膜３は、圧電薄膜４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低速である膜である。
本実施形態では、支持基板２は、高音速基板である。高音速基板は、圧電薄膜４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基板である。高音速基板としては、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、シリコン、サファイア、リチウムタンタレート、リチュウムニオベイト、水晶等の圧電体、アルミナ、ジルコニア、コージライト、ムライト、ステアタイト、フォルステライト等の各種セラミック、マグネシア、ダイヤモンド、または、上記各材料を主成分とする材料、上記各材料の混合物を主成分とする材料のいずれかからなる材料が用いられる。
なお、バルク波の音速は材料に固有の音速であり、波の進行方向すなわち縦方向に振動するＰ波と、進行方向に垂直な方向である横方向に振動するＳ波とが存在する。上記バルク波は、圧電薄膜４、高音速基板、低音速膜３のいずれにおいても伝搬する。等方性材料の場合には、Ｐ波とＳ波とが存在する。異方性材料の場合、Ｐ波と、遅いＳ波と、速いＳ波とが存在する。そして、異方性材料を用いて弾性表面波を励振した場合、２つのＳ波として、ＳＨ波とＳＶ波とが生じる。本明細書において、圧電薄膜４を伝搬するメインモードの弾性波の音速とは、Ｐ波、ＳＨ波及びＳＶ波の３つのモードのうち、フィルタとしての通過帯域や、共振子としての共振特性を得るために使用しているモードを言うものとする。
圧電薄膜４は、本実施形態では、ＬｉＴａＯ３からなる。もっとも、圧電薄膜の材料としては、ＬｉＴａＯ３、ＬｉＮｂＯ３、ＺｎＯ、ＡｌＮ、または、ＰＺＴのいずれかを用いてもよい。なお、圧電薄膜４の膜厚は、後述するＩＤＴ電極の電極周期で定まる弾性波の波長をλとしたときに、１．５λ以下であることが好ましい。この場合には、圧電薄膜４の膜厚を１．５λ以下の範囲内で選択することにより、電気機械結合係数を容易に調整することができるからである。
支持基板２は、上記音速関係を満たす、ケイ素（シリコン）などの適宜の材料からなる。低音速膜３は、伝搬するバルク波音速が圧電薄膜４を伝搬する弾性波の音速よりも低い適宜の材料からなる。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。低音速膜３は、これらの材料を主成分とする混合材料からなるものであってもよい。
なお、上記高音速基板としての支持基板２と、圧電薄膜４との間に密着層が形成されていてもよい。密着層を形成すると、支持基板２と圧電薄膜４との密着性を向上させることができる。密着層は、樹脂や金属であればよく、例えば、エポキシ樹脂やポリイミド樹脂が用いられる。
上記高音速基板としての支持基板２と、低音速膜３とが圧電薄膜４に積層されているため、特許文献１に記載のように、Ｑ値を高めることができる。
なお、上記積層膜は、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、高音速膜を有していてもよい。この場合には、支持基板は高音速基板である必要はない。支持基板の第１の主面上に高音速膜が積層されており、高音速膜上に低音速膜が積層されており、低音速膜上に圧電薄膜が積層されていればよい。高音速膜の材料としては、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膜、シリコン、サファイア、リチウムタンタレート、リチュウムニオベイト、水晶等の圧電体、アルミナ、ジルコニア、コージライト、ムライト、ステアタイト、フォルステライト等の各種セラミック、マグネシア、ダイヤモンドなどを挙げることができる。また、上記各材料を主成分とする材料、上記各材料の混合物を主成分とする材料を用いてもよい。この場合においても、Ｑ値を高めることができる。
図２は、上記弾性波装置１の略図的平面図である。ここでは、後述するカバー部材を透視し、下方の電極構造が略図的に示されている。
圧電薄膜４上には、ＩＤＴ電極５ａ〜５ｄが設けられている。図２では省略されているが、ＩＤＴ電極５ａ〜５ｄ以外に、図１に示した配線５ｘなども圧電薄膜４上に設けられている。このような配線により、ＩＤＴ電極５ａ〜５ｄは電気的に接続されている。なお、図２では、ＩＤＴ電極５ａ〜５ｄは、その設けられている領域を矩形に対角線が引かれた略図で示すこととする。
本実施形態では、複数のＩＤＴ電極５ａ〜５ｄからなる弾性表面波共振子が相互に接続されている。それによって、帯域通過型フィルタが構成されている。なお、フィルタ回路は特に限定されるものではない。
上記ＩＤＴ電極５ａ〜５ｄにより励振される弾性波を拘束しないために、図１に示した中空空間７が設けられている。すなわち、支持基板２上に、開口部を有する第１の支持層８ａが設けられている。第１の支持層８ａに囲まれた領域には、第２の支持層８ｂが設けられている。第１，第２の支持層８ａ，８ｂは、適宜の合成樹脂からなる。第１，第２の支持層８ａ，８ｂは、無機絶縁性材料からなっていてもよい。なお、第２の支持層は、複数設けられていてもよい。
図１に戻り、第１の支持層８ａの開口部を閉成するようにカバー部材９が設けられている。カバー部材９と、第１の支持層８ａとにより、中空空間７が封止されている。
弾性波装置１は、支持基板２とカバー部材９とが対向し合っている方向である、高さ方向を有する。第１の支持層８ａは、高さ方向におけるカバー部材９側の面８ａ１を有する。第２の支持層８ｂも、高さ方向におけるカバー部材９側の面８ｂ１を有する。
ところで、支持基板２上においては、上記積層膜１３が部分的に存在していない。すなわち、支持基板２の第１の主面２ａにおいて、上記積層膜１３が設けられている領域の外側に、積層膜１３が存在しない領域Ｒ１が設けられている。
支持基板２上における領域Ｒ１に、絶縁層１２が設けられている。本実施形態では、この絶縁層１２上に第１の支持層８ａが直接設けられている。絶縁層１２は、合成樹脂からなる。このような合成樹脂としては、ポリイミド、エポキシなどが挙げられる。なお、絶縁層１２は、無機絶縁性材料により形成されていてもよく、絶縁層１２を構成する材料としては、特に限定されない。例えば、絶縁層１２を構成する材料として、ＳＯＧ、ＳｉＯ２、ＴＥＯＳ、ＳｉＮなどの適宜の材料を用いることができる。絶縁層１２は、単層であってもよく、あるいは積層体であってもよい。
領域Ｒ１において絶縁層１２が設けられているため、バンプなどの外部接続端子を領域Ｒ１において接合することができる。また、ダイシングによる分割に際しても、領域Ｒ１においてダイシングすることができる。従って、接合工程やダイシング時において、圧電薄膜に力が加わり難いため、圧電薄膜の割れや欠けが生じ難い。また、圧電薄膜を含む積層膜１３における界面剥離も生じ難い。
本実施形態の他の特徴は、第１，第２の支持層８ａ，８ｂを有し、かつ第１の支持層８ａが支持基板２上の領域Ｒ１に設けられた絶縁層１２上に設けられていることにある。それによって、カバー部材に圧力が加わった際に破損し難く、強度を高めることができる。
さらに、第１の支持層８ａの面８ａ１と第２の支持層８ｂの面８ｂ１との高さ方向の距離、すなわち高低差を小さくすることができる。よって、カバー部材９により中空空間７を確実に封止することができ、密閉性を高めることができる。従って、信頼性を高めることができる。これを、以下において、比較例を用いて説明する。
図３は、カバー部材を省略した、図２中のＩ−Ｉ線に沿う部分に相当する、比較例の弾性波装置の断面図である。
比較例の弾性波装置１０１は、絶縁層１２を有しない点以外においては、第１の実施形態の弾性波装置１と同様の構成を有する。
弾性波装置１０１の第１の支持層１０８ａは、支持基板２の領域Ｒ１に位置する部分と、圧電薄膜４上に位置する部分とを有する。第１の支持層１０８ａは、カバー部材側からの平面視において領域Ｒ１に重なる、カバー部材側の面１０８ａ１を有する。さらに、第１の支持層１０８ａは、上記平面視において圧電薄膜４に重なる、カバー部材側の面１０８ａ２を有する。一点鎖線Ａで示すように、面１０８ａ１と面１０８ａ２とは、高さ方向の位置が異なる。面１０８ａ１の高さ方向の位置は、第２の支持層８ｂの面８ｂ１の高さ方向の位置とも異なる。
そのため、第１，第２の支持層１０８ａ，８ｂとカバー部材とが接合される部分において、高低差が生じていた。よって、カバー部材と第１，第２の支持層１０８ａ，８ｂとにより、中空空間の密閉性を充分に高められないことがあった。例えば、カバー部材側に突出している第２の支持層８ｂの面８ｂ１が、カバー部材に突き刺さることもあった。それによって、リーク不良が発生することがあった。
これに対して、図１に戻り、本実施形態では、領域Ｒ１において絶縁層１２上に第１の支持層８ａが設けられている。絶縁層１２の厚みは、低音速膜３及び圧電薄膜４からなる上記積層膜１３の厚みと実質的に同じ大きさである。そのため、第１の支持層８ａの面８ａ１において、高低差はほぼない。第１の支持層８ａの面８ａ１の高さ方向の位置と、第２の支持層８ｂの面８ｂ１の高さ方向の位置も、実質的に同じである。
よって、カバー部材９と第１，第２の支持層８ａ，８ｂとにより、中空空間７の密閉性を高めることができる。カバー部材９側に大きく突出している部分もないため、比較例において生じることがあったリーク不良も生じ難い。従って、信頼性を効果的に高めることができる。
加えて、第１，第２の支持層８ａ，８ｂによりカバー部材９を支持するため、中空空間７の潰れが生じ難い。従って、上述したように、弾性波装置１の強度を高めることができる。
好ましくは、第１の支持層８ａと絶縁層１２とは、同じ材料からなることが望ましい。それによって、第１の支持層８ａと絶縁層１２との密着性を高めることができる。従って、中空空間の密閉性をより一層高めることができる。
次に、本実施形態の弾性波装置の製造方法を説明する。
高音速基板である支持基板２を用意する。次に、例えば、スパッタリング法やＣＶＤ法などにより、支持基板２上に低音速膜３を積層する。次に、例えば、スパッタリング法やＣＶＤ法などにより、低音速膜３上に圧電薄膜４を積層する。次に、例えば、蒸着・リフトオフ法により、圧電薄膜４上に、図２に示したＩＤＴ電極５ａ〜５ｄを設ける。配線５ｘも同時に設ける。
次に、フォトリソグラフィ法により、レジストをパターニングする。次に、上記レジストをマスクとして、例えば、ＩＣＰ−ＲＩＥ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ−Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ）装置を用いて、低音速膜３及び圧電薄膜４を除去する。これにより、支持基板２上の領域Ｒ１を構成する。
次に、例えば、フォトリソグラフィ法により、支持基板２上の領域Ｒ１に、絶縁層１２を形成する。上述したように、絶縁層１２は、単層としてもよく、あるいは積層体としてもよい。
次に、フォトリソグラフィ法などにより、第１，第２の支持層８ａ，８ｂを設ける。次に、第１，第２の支持層８ａ，８ｂ上に、カバー部材９を設ける。
図４は、図２中のＩ−Ｉ線に沿う部分に相当する、本発明の第２の実施形態に係る弾性波装置の断面図である。
弾性波装置２１では、低音速膜２３及び圧電薄膜２４からなる積層膜が存在しない位置及び絶縁層２２が設けられている点で、第１の実施形態と異なる。上記以外の点においては、弾性波装置２１は、第１の実施形態の弾性波装置１と同様の構成を有する。
より具体的には、低音速膜２３及び圧電薄膜２４からなる積層膜が、第１の支持層２８ａに囲まれた部分において存在しない領域Ｒ２を有する。
支持基板２上における領域Ｒ２には、絶縁層２２が設けられている。絶縁層２２上に、第２の支持層２８ｂが設けられている。第１の支持層２８ａは、領域Ｒ１に設けられた絶縁層１２上に設けられている。絶縁層１２及び絶縁層２２の厚みは、上記積層膜の厚みと実質的に同じである。
本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、第１の支持層２８ａの面２８ａ１の高さ方向の位置と第２の支持層２８ｂの面２８ｂ１の高さ方向の位置とは、実質的に同じである。従って、中空空間７の密閉性が高く、かつ弾性波装置２１の強度が高い。
なお、第１の実施形態や第２の実施形態において示したように、第１の支持層及び第２の支持層の内の少なくとも一方が、積層膜が存在しない領域において絶縁膜上に設けられていればよい。好ましくは、絶縁層の厚みが、第１の支持層のカバー部材側の面と第２の支持層のカバー部材側の面との高低差が小さくなるような厚みとされていることが望ましい。それによって、中空空間の密閉性を高めることができ、かつ弾性波装置の強度を高めることができる。
より好ましくは、図１に示した第１の実施形態のように、絶縁層１２の厚みが、第１，第２の支持層８ａ，８ｂの面８ａ１，８ｂ１の高さ方向の位置が実質的に同じとなるようにされていることが望ましい。あるいは、図４に示した第２の実施形態のように、絶縁層２２の厚みが、第１，第２の支持層２８ａ，２８ｂの面２８ａ１，２８ｂ１の高さ方向の位置が実質的に同じとなるようにされていることが望ましい。
図５は、図２中のＩ−Ｉ線に沿う部分に相当する、本発明の第３の実施形態に係る弾性波装置の断面図である。
弾性波装置３１では、絶縁層が第１，第２の絶縁層３２ａ，３２ｂを有する点で、第１の実施形態と異なる。また、弾性波装置３１の配線構造も第１の実施形態と異なる。上記以外の点においては、弾性波装置３１は、第１の実施形態の弾性波装置１と同様の構成を有する。
弾性波装置３１の第１の絶縁層３２ａは、第１の実施形態と同様に、支持基板２上の領域Ｒ１に設けられている。第１の絶縁層３２ａは、低音速膜３及び圧電薄膜４からなる積層膜１３の側面を通り、圧電薄膜４上に至っている。このように、積層膜１３の側面が第１の絶縁層３２ａに覆われているため、積層膜１３内における界面剥離が生じ難い。
第２の絶縁層３２ｂは、第１の支持層３８ａに囲まれた、圧電薄膜４上に設けられている。第２の絶縁層３２ｂは、配線５ｘの少なくとも一部を覆っている。他方、圧電薄膜４上には、ＩＤＴ電極５ａに電気的に接続されている配線電極も設けられている。配線電極は、第１，第２の配線電極３６ａ，３６ｂを有する。第２の配線電極３６ｂは、ＩＤＴ電極５ａとＩＤＴ電極５ｄとを接続している。
第２の配線電極３６ｂの一部は、第２の絶縁層３２ｂ上に設けられている。それによって、第２の絶縁層３２ｂにより電気的に絶縁された、配線５ｘと第２の配線電極３６ｂとの立体配線が構成されている。
本実施形態のように、第１の支持層３８ａの少なくとも一部は、第１の配線３６ａ上に設けられていてもよい。第２の支持層３８ｂの少なくとも一部も、第２の配線３６ｂ上に設けられていてもよい。この場合においても、第１の支持層３８ａが、図５における第１の絶縁層３２ａの上方に設けられている。よって、第１，第２の支持層３８ａ，３８ｂの面３８ａ１，３８ｂ１の高さ方向の位置を実質的に同じとすることができる。従って、中空空間７の密閉性を高めることができ、かつ弾性波装置３１の強度を高めることができる。
好ましくは、第１，第２の絶縁層３２ａ，３２ｂは、同じ材料からなることが望ましい。それによって、第１の絶縁層３２ａを設ける工程と、上記立体配線を構成するために第２の絶縁層３２ｂを設ける工程とを同じ工程とすることができる。よって、生産性を高めることができる。
なお、本実施形態では、第１，第２の支持層３８ａ，３８ｂの面３８ａ１，３８ｂ１の高さ方向の位置を実質的に同じとするために、第１の絶縁層３２ａの厚みが、上記積層膜１３の厚みよりも大きくされている。この場合、第１の絶縁層３２ａの圧電薄膜４上に位置する部分において、傾斜面を設けることが好ましい。この詳細を図６（ａ）及び図６（ｂ）を用いて説明する。
図６（ａ）は、第３の実施形態の弾性波装置の要部を説明するための部分切り欠き拡大断面図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）中の要部をさらに拡大して示す部分切り欠き拡大断面図である。
図６（ａ）に示すように、第１の絶縁層３２ａは、上記領域Ｒ１に位置している部分から上記圧電薄膜４上に至っている。第１の絶縁層３２ａの内側端３２ａ１において、傾斜面３２ａ２が設けられている。図６（ｂ）に示すように、この傾斜面３２ａ２の、支持基板２の第１の主面２ａとのなす角度Ｃ１は、８０°以下であることが望ましい。それによって、上記傾斜面３２ａ２に応じて設けられた第１の配線電極３６ａの傾斜面３６ａ１が、第１の主面２ａとなす角度も小さくされる。これにより、第１の配線電極３６ａの傾斜面３６ａ１が設けられている部分における屈曲度を和らげることができる。そのため、第１の配線電極３６ａの断線が生じ難い。
なお、傾斜面３２ａ２と第１の主面２ａとのなす角度Ｃ１は６０°以下であるとより好ましい。また、傾斜面３２ａ２と第１の主面２ａとのなす角度Ｃ１は４５°以下であると、より一層好ましい。
上記のように、第１の配線電極３６ａにおいて、屈曲度を和らげることにより、熱が加わった際の断線や、第１の配線電極３６ａの形成工程における断線も生じ難い。
第１の絶縁層３２ａ及び第１の配線電極３６ａと同様に、第２の絶縁層３２ｂ及び第２の配線電極３６ｂにも傾斜面が設けられていることが好ましい。それによって、第２の配線電極３６ｂの断線が生じ難い。
図７は、図２中のＩ−Ｉ線に沿う部分に相当する、第４の実施形態に係る弾性波装置の断面図である。
弾性波装置４１は、図７に示す部分において、アンダーバンプメタル層４５及び金属バンプ４６を有する点で、第３の実施形態と異なる。上記以外の点においては、弾性波装置４１は、第３の実施形態の弾性波装置３１と同様の構成を有する。
第１の支持層４８ａ及びカバー部材４９を貫通するようにスルーホールが形成されている。このスルーホール内にアンダーバンプメタル層４５が設けられている。アンダーバンプメタル層４５に金属バンプ４６が接合されている。
上記アンダーバンプメタル層４５及び金属バンプ４６は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４５の下端は、第１の配線電極３６ａに接合されている。従って、第１の配線電極３６ａのアンダーバンプメタル層４５が接合されている部分が、外部接続端子が接続される電極ランド部分となる。本実施形態では、外部接続端子として金属バンプ４６が設けられている。
この場合においても、第３の実施形態と同様に、中空空間７の密閉性を高めることができ、かつ弾性波装置４１の強度を高めることができる。
本実施形態では、領域Ｒ１において、アンダーバンプメタル層４５及び金属バンプ４６を第１の配線電極３６ａ上に接合する。そのため、金属バンプ４６をアンダーバンプメタル層４５に接合する際に力が加わったとしても、圧電薄膜４の欠けや割れが生じ難い。
なお、本実施形態の弾性波装置４１の製造に際しては、第１の実施形態の弾性波装置１の製造方法と同様にして第１，第２の絶縁層３２ａ，３２ｂを設けた後に、第１，第２の配線電極３６ａ，３６ｂを形成すればよい。次に、第１，第２の支持層４８ａ，３８ｂを設ければよい。さらに、カバー部材４９を設けた後に、スルーホールを形成してもよい。次に、例えば電解めっき法などにより、アンダーバンプメタル層４５を設ける。次に、金属バンプ４６として、例えば、半田バンプをアンダーバンプメタル層４５に接合する。
図８は、図２中のＩ−Ｉ線に沿う部分に相当する、第５の実施形態に係る弾性波装置の断面図である。
弾性波装置６１は、支持基板６２及び積層膜６３の構成が、第１の実施形態と異なる。上記以外の点においては、弾性波装置６１は、第１の実施形態の弾性波装置１と同様の構成を有する。
より具体的には、積層膜６３は、支持基板６２上に積層されている高音速膜６６を有する。高音速膜６６上に圧電薄膜４が積層されている。積層膜６３は、低音速膜を有しない。この場合には、支持基板６２は、高音速基板である必要はない。
本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、圧電薄膜の割れや欠けが生じ難く、かつ積層膜における界面剥離が生じ難い。さらに、弾性波装置６１の強度が高い。Ｑ値を高めることもできる。
図９は、本発明の第６の実施形態における積層膜の正面断面図である。第６の実施形態では、積層膜５３の構成以外においては、第１の実施形態と同様の構成を有する。
第６の実施形態では、積層膜５３が、相対的に音響インピーダンスが高い高音響インピーダンス膜５３ａ上に、相対的に音響インピーダンスが低い低音響インピーダンス膜５３ｂを積層した構造を有する。この場合にも、Ｑ値を高めることできる。このように、積層膜は、高音響インピーダンス膜と低音響インピーダンス膜とが積層された構造を有していてもよい。この場合は、第５の実施形態と同様に、支持基板が高音速基板である必要もない。
また、本発明において、積層膜における圧電薄膜以外の層の構成は特に限定されるものではない。
従って、圧電薄膜及び温度特性を改善するための誘電体膜を複数積層することにより積層膜が形成されていてもよい。
１…弾性波装置
２…支持基板
２ａ，２ｂ…第１，第２の主面
３…低音速膜
４…圧電薄膜
５ａ〜５ｄ…ＩＤＴ電極
５ｘ…配線
７…中空空間
８ａ，８ｂ…第１，第２の支持層
８ａ１，８ｂ１…面
９…カバー部材
１２…絶縁層
１３…積層膜
２１…弾性波装置
２２…絶縁層
２３…低音速膜
２４…圧電薄膜
２８ａ，２８ｂ…第１，第２の支持層
２８ａ１，２８ｂ１…面
３１…弾性波装置
３２ａ，３２ｂ…第１，第２の絶縁層
３２ａ１…内側端
３２ａ２…傾斜面
３６ａ，３６ｂ…第１，第２の配線電極
３８ａ，３８ｂ…第１，第２の支持層
３８ａ１，３８ｂ１…面
４１…弾性波装置
４５…アンダーバンプメタル層
４６…金属バンプ
４８ａ…第１の支持層
４９…カバー部材
５３…積層膜
５３ａ…高音響インピーダンス膜
５３ｂ…低音響インピーダンス膜
６１…弾性波装置
６２…支持基板
６３…積層膜
６６…高音速膜
１０１…弾性波装置
１０８ａ…第１の支持層
１０８ａ１，１０８ａ２…面
２…支持基板
２ａ，２ｂ…第１，第２の主面
３…低音速膜
４…圧電薄膜
５ａ〜５ｄ…ＩＤＴ電極
５ｘ…配線
７…中空空間
８ａ，８ｂ…第１，第２の支持層
８ａ１，８ｂ１…面
９…カバー部材
１２…絶縁層
１３…積層膜
２１…弾性波装置
２２…絶縁層
２３…低音速膜
２４…圧電薄膜
２８ａ，２８ｂ…第１，第２の支持層
２８ａ１，２８ｂ１…面
３１…弾性波装置
３２ａ，３２ｂ…第１，第２の絶縁層
３２ａ１…内側端
３２ａ２…傾斜面
３６ａ，３６ｂ…第１，第２の配線電極
３８ａ，３８ｂ…第１，第２の支持層
３８ａ１，３８ｂ１…面
４１…弾性波装置
４５…アンダーバンプメタル層
４６…金属バンプ
４８ａ…第１の支持層
４９…カバー部材
５３…積層膜
５３ａ…高音響インピーダンス膜
５３ｂ…低音響インピーダンス膜
６１…弾性波装置
６２…支持基板
６３…積層膜
６６…高音速膜
１０１…弾性波装置
１０８ａ…第１の支持層
１０８ａ１，１０８ａ２…面
Claims (13)
- 支持基板と、
圧電薄膜と前記圧電薄膜以外の層とを含み、かつ前記圧電薄膜以外の層側から前記支持基板上に設けられている積層膜と、
前記圧電薄膜の一方面に設けられたＩＤＴ電極と、
前記ＩＤＴ電極が設けられている領域を囲むように設けられている第１の支持層と、
前記第１の支持層に囲まれた領域に設けられている第２の支持層と、
前記第１，第２の支持層上に、前記第１の支持層により形成された開口部を閉成するように固定されたカバー部材と、
を備え、
前記積層膜が部分的に存在せず、前記積層膜が存在しない領域の少なくとも一部に絶縁層が設けられており、前記第１の支持層及び前記第２の支持層の内の少なくとも一方が前記絶縁層上に設けられており、
前記絶縁層が前記圧電薄膜上から前記圧電薄膜の側面及び前記積層膜の側面を通り、前記積層膜が存在しない領域の少なくとも一部に至っている、弾性波装置。 - 前記ＩＤＴ電極に電気的に接続されており、前記圧電薄膜上から前記絶縁層上に至っている第１の配線電極をさらに備え、
前記第１の支持層の少なくとも一部が前記第１の配線電極上に設けられている、請求項１に記載の弾性波装置。 - 前記絶縁層の前記圧電薄膜上に位置している部分において、前記絶縁層上の前記圧電薄膜とは反対側の面が、前記ＩＤＴ電極から前記第１の支持層に近づくにつれて前記カバー部材に近づくように傾斜している傾斜面を有する、請求項２に記載の弾性波装置。
- 前記第１の配線電極が前記絶縁層の前記傾斜面上に位置している部分を有し、該部分が前記絶縁層の前記傾斜面に沿って傾斜している、請求項３に記載の弾性波装置。
- 前記第１の支持層及び前記絶縁層が同一材料からなる、請求項１〜４のいずれか１項に記載の弾性波装置。
- 前記ＩＤＴ電極に電気的に接続されており、前記圧電薄膜上から前記絶縁層上に至っている第２の配線電極をさらに備え、
前記第２の支持層の少なくとも一部が前記第２の配線電極上に設けられている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の弾性波装置。 - 前記支持基板と前記カバー部材とが対向し合っている方向である高さ方向を有し、
前記第１の支持層の前記カバー部材側の面の前記高さ方向の位置と前記第２の支持層の前記カバー部材側の面の前記高さ方向の位置とが同じである、請求項１〜６のいずれか１項に記載の弾性波装置。 - 前記絶縁層上に前記第１の支持層が設けられており、
前記絶縁層の厚みが、前記第１の支持層の前記カバー部材側の面の前記高さ方向の位置と前記第２の支持層の前記カバー部材側の面の前記高さ方向の位置とが同じとなるようにされている、請求項７に記載の弾性波装置。 - 前記絶縁層上に前記第２の支持層が設けられており、
前記絶縁層の厚みが、前記第１の支持層の前記カバー部材側の面の前記高さ方向の位置と前記第２の支持層の前記カバー部材側の面の前記高さ方向の位置とが同じとなるようにされている、請求項７または８に記載の弾性波装置。 - 前記積層膜が、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を前記圧電薄膜以外の層として有し、前記高音速膜上に前記圧電薄膜が積層されている、請求項１〜９のいずれか１項に記載の弾性波装置。
- 前記積層膜が、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弾性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を前記圧電薄膜以外の層として有し、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１〜９のいずれか１項に記載の弾性波装置。
- 前記支持基板が、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基板であり、
前記積層膜が、前記圧電薄膜を伝搬する弾性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を前記圧電薄膜以外の層として有し、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１〜９のいずれか１項に記載の弾性波装置。 - 前記積層膜が、音響インピーダンスが相対的に高い高音響インピーダンス膜と、前記高音響インピーダンス膜に比べて音響インピーダンスが低い低音響インピーダンス膜とを前記圧電薄膜以外の層として有する、請求項１〜９のいずれか１項に記載の弾性波装置。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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