JP7057690B2 - 弾性波装置 - Google Patents
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Description
本発明は、一般に弾性波装置に関し、より詳細には、支持基板と圧電膜とを有する弾性波装置に関する。
従来、弾性波装置として、支持基板上に、圧電薄膜（圧電膜）を含む多層膜が設けられている弾性波装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載された弾性波装置は、支持基板と、圧電薄膜と、ＩＤＴ電極（機能電極）と、絶縁層と、配線電極と、電極パッドと、支持部材（スペーサ層）と、蓋材（カバー層）と、アンダーバンプメタル層（貫通電極）と、金属バンプ（外部接続端子）と、を備える。
上記弾性波装置では、支持基板上において、多層膜が設けられている領域の外側に絶縁層が設けられている。配線電極は、圧電膜上から多層膜の側面を経て、絶縁層上に至っている。この絶縁層上に至っている部分において、配線電極と一体に電極パッドが設けられている。
上記弾性波装置が支持基板とは線膨張係数の異なる回路基板に実装された電子部品モジュールでは、熱衝撃試験において、上記弾性波装置の配線電極のうち多層膜の側面に沿って形成されている部分（段差部）等の断線が発生する場合がある、という問題があった。
本発明の目的は、熱衝撃試験に対する配線電極の信頼性を向上させることが可能な弾性波装置を提供することにある。
本発明の一態様に係る弾性波装置は、支持基板と、圧電膜と、機能電極と、配線電極と、スペーサ層と、カバー層と、貫通電極と、絶縁層と、を備える。前記圧電膜は、前記支持基板上に直接的又は間接的に形成されている。前記機能電極は、前記圧電膜上に直接的又は間接的に形成されている。前記配線電極は、前記機能電極と電気的に接続されている。前記スペーサ層は、前記支持基板上に間接的に形成されており、前記支持基板の厚さ方向から平面視した場合に少なくとも一部が前記圧電膜の外側に形成されている。前記カバー層は、前記スペーサ層上に形成されている。前記貫通電極は、前記スペーサ層と前記カバー層とを貫通しており、前記配線電極と電気的に接続されている。前記絶縁層は、前記支持基板上に形成されている。前記支持基板がシリコン基板である。前記配線電極の一部が、前記絶縁層上に形成されている。前記スペーサ層が、前記配線電極上及び前記絶縁層上に形成されている。前記貫通電極が、前記配線電極上に形成されている。前記配線電極は、前記厚さ方向からの平面視において前記貫通電極に重なっている第１部分と、前記厚さ方向からの平面視において前記圧電膜に重なっている第２部分と、前記第１部分と前記第２部分との間において前記厚さ方向における段差を形成する段差部と、を有している。前記スペーサ層における前記カバー層側の端部が、前記カバー層に入り込んでいる。前記スペーサ層が、前記厚さ方向からの平面視において前記段差部の少なくとも一部を覆っている。前記配線電極は、前記段差部からなる第１段差部と、第２段差部と、を含む。前記第１段差部は、前記第１部分側から前記第２部分側に向かって前記厚さ方向における前記支持基板との距離が漸次増加している。前記第２段差部は、前記第１部分側から前記第２部分側に向かって前記厚さ方向における前記支持基板との距離が漸次減少している。前記スペーサ層が、前記厚さ方向からの平面視において、前記第１段差部と前記第２段差部との両方を覆っている。前記カバー層は、第１層と、前記第１層上に直接的又は間接的に形成されている第２層と、を含む。前記第１層は、前記第２層よりも前記支持基板側に形成されている。前記第１層のヤング率が、前記第２層のヤング率よりも大きい。
本発明の一態様に係る弾性波装置は、熱衝撃試験に対する配線電極の信頼性を向上させることが可能となる。
以下、実施形態１～５に係る弾性波装置について、図面を参照して説明する。
以下の実施形態１～５において参照する図１、２、４～７は、いずれも模式的な図であり、図中の各構成要素の大きさや厚さそれぞれの比が、必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。
（実施形態１）
（１．１）弾性波装置の全体構成
以下、実施形態１に係る弾性波装置１００について、図面を参照して説明する。
（１．１）弾性波装置の全体構成
以下、実施形態１に係る弾性波装置１００について、図面を参照して説明する。
実施形態１に係る弾性波装置１００は、支持基板１と、圧電膜２と、ＩＤＴ電極（ＩＤＴ：Interdigital Transducer）３と、配線電極４と、スペーサ層５と、カバー層６と、貫通電極７と、を備える。圧電膜２は、支持基板１上に間接的に形成されている。ＩＤＴ電極３は、圧電膜２上に直接的に形成されている機能電極である。配線電極４は、ＩＤＴ電極３と電気的に接続されている。スペーサ層５は、支持基板１上に間接的に形成されている。スペーサ層５は、支持基板１の厚さ方向Ｄ１から平面視した場合にＩＤＴ電極３の外側に形成されている。カバー層６は、スペーサ層５上に形成されている。貫通電極７は、スペーサ層５とカバー層６とを貫通しており、配線電極４と電気的に接続されている。配線電極４は、厚さ方向Ｄ１からの平面視において貫通電極７に重なっている第１部分４１と、厚さ方向Ｄ１からの平面視において圧電膜２に重なっている第２部分４２と、を有する。
弾性波装置１００は、外部接続端子８を更に備える。外部接続端子８は、貫通電極７と電気的に接続されている。また、弾性波装置１００は、支持基板１上に形成されている絶縁層９を更に備える。弾性波装置１００では、配線電極４の一部が、絶縁層９上に形成されている。また、弾性波装置１００では、スペーサ層５が、配線電極４上及び絶縁層９上に形成されている。また、弾性波装置１００では、貫通電極７が、配線電極４上に形成されている。
（１．２）弾性波装置の各構成要素
次に、弾性波装置１００の各構成要素について、図面を参照して説明する。
次に、弾性波装置１００の各構成要素について、図面を参照して説明する。
（１．２．１）支持基板
支持基板１は、図１に示すように、圧電膜２とＩＤＴ電極３とを含む積層体を支持している。支持基板１は、その厚さ方向Ｄ１において互いに反対側にある表面１１及び裏面１２を有する。支持基板１の平面視形状（支持基板１を厚さ方向Ｄ１から見たときの外周形状）は、長方形状であるが、長方形状に限らず、例えば正方形状であってもよい。支持基板１は、シリコン基板である。例えば、支持基板１の厚さは、例えば、１２０μｍである。支持基板１は、シリコン基板に限らず、例えば、ゲルマニウム基板、ダイヤモンド基板、ダイヤモンドライクカーボン基板、リチウムタンタレート基板、リチウムニオベイト基板等であってもよい。したがって、支持基板１の材料は、シリコンに限らず、例えば、ゲルマニウム、ダイヤモンド、ダイヤモンドライクカーボン等であってもよい。
支持基板１は、図１に示すように、圧電膜２とＩＤＴ電極３とを含む積層体を支持している。支持基板１は、その厚さ方向Ｄ１において互いに反対側にある表面１１及び裏面１２を有する。支持基板１の平面視形状（支持基板１を厚さ方向Ｄ１から見たときの外周形状）は、長方形状であるが、長方形状に限らず、例えば正方形状であってもよい。支持基板１は、シリコン基板である。例えば、支持基板１の厚さは、例えば、１２０μｍである。支持基板１は、シリコン基板に限らず、例えば、ゲルマニウム基板、ダイヤモンド基板、ダイヤモンドライクカーボン基板、リチウムタンタレート基板、リチウムニオベイト基板等であってもよい。したがって、支持基板１の材料は、シリコンに限らず、例えば、ゲルマニウム、ダイヤモンド、ダイヤモンドライクカーボン等であってもよい。
（１．２．２）ＩＤＴ電極
ＩＤＴ電極３は、Ａｌ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ又はこれらの金属のいずれかを主体とする合金などの適宜の金属材料により形成することができる。また、ＩＤＴ電極３は、これらの金属又は合金からなる複数の金属膜を積層した構造を有していてもよい。
ＩＤＴ電極３は、Ａｌ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ又はこれらの金属のいずれかを主体とする合金などの適宜の金属材料により形成することができる。また、ＩＤＴ電極３は、これらの金属又は合金からなる複数の金属膜を積層した構造を有していてもよい。
ＩＤＴ電極３は、図２に示すように、一対のバスバー３１、３２（以下、第１バスバー３１及び第２バスバー３２ともいう）と、複数の電極指３３（以下、第１電極指３３ともいう）と、複数の電極指３４（以下、第２電極指３４ともいう）と、を含む。
第１バスバー３１及び第２バスバー３２は、支持基板１の厚さ方向Ｄ１（第１方向）に直交する一方向（第２方向）を長手方向とする長尺状である。ＩＤＴ電極３では、第１バスバー３１と第２バスバー３２とは、支持基板１の厚さ方向Ｄ１（第１方向）と第２方向との両方に直交する第３方向において対向し合っている。
複数の第１電極指３３は、第１バスバー３１に接続され第２バスバー３２に向かって延びている。ここにおいて、複数の第１電極指３３は、第１バスバー３１から第１バスバー３１の長手方向（第２方向）に直交する方向（第３方向）に沿って延びている。複数の第１電極指３３の先端と第２バスバー３２とは離れている。例えば、複数の第１電極指３３は、互いの長さ及び幅が同じである。
複数の第２電極指３４は、第２バスバー３２に接続され第１バスバー３１に向かって延びている。ここにおいて、複数の第２電極指３４は、第２バスバー３２から第２バスバー３２の長手方向に直交する方向に沿って延びている。複数の第２電極指３４のそれぞれの先端は、第１バスバー３１とは離れている。例えば、複数の第２電極指３４は、互いの長さ及び幅が同じである。図２の例では、複数の第２電極指３４の長さ及び幅は、複数の第１電極指３３の長さ及び幅それぞれと同じである。
ＩＤＴ電極３では、複数の第１電極指３３と複数の第２電極指３４とが、第１バスバー３１と第２バスバー３２との対向方向に直交する方向において、１本ずつ交互に互いに離隔して並んでいる。したがって、第１バスバー３１の長手方向において隣り合う第１電極指３３と第２電極指３４とは離れている。ＩＤＴ電極３の電極指周期は、隣り合う第１電極指３３と第２電極指３４との互いに対応する辺間の距離である。複数の第１電極指３３と複数の第２電極指３４とを含む一群の電極指は、複数の第１電極指３３と複数の第２電極指３４とが、第２方向において、離隔して並んでいる構成であればよく、複数の第１電極指３３と複数の第２電極指３４とが交互に互いに離隔して並んでいない構成であってもよい。例えば、第１電極指３３と第２電極指３４とが１本ずつ離隔して並んでいる領域と、第１電極指３３又は第２電極指３４が第２方向において２つ並んでいる領域と、とが混在してもよい。
（１．２．３）圧電膜
圧電膜２は、例えば、ＬｉＴａＯ3、ＬｉＮｂＯ3、ＺｎＯ、ＡｌＮ、又は、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）のいずれかからなる。
圧電膜２は、例えば、ＬｉＴａＯ3、ＬｉＮｂＯ3、ＺｎＯ、ＡｌＮ、又は、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）のいずれかからなる。
圧電膜２の膜厚は、ＩＤＴ電極３の電極指周期で定まる弾性波の波長をλとしたときに、３．５λ以下である。弾性波装置１００は、圧電膜２の膜厚が３．５λ以下である場合、Ｑ値が高くなる。また、圧電膜２の膜厚を２．５λ以下とすることで、周波数温度特性が良くなる。さらに、圧電膜２の膜厚を１．５λ以下とすることで、音速の調整が容易になる。
（１．２．４）圧電膜を含む多層膜
圧電膜２は、上述のように、支持基板１上に間接的に形成されている。より詳細には、圧電膜２は、支持基板１上に高音速膜２１と低音速膜２２とを介して形成されている。圧電膜２を含む多層膜２０は、高音速膜２１と、低音速膜２２と、圧電膜２と、を含んでいる。
圧電膜２は、上述のように、支持基板１上に間接的に形成されている。より詳細には、圧電膜２は、支持基板１上に高音速膜２１と低音速膜２２とを介して形成されている。圧電膜２を含む多層膜２０は、高音速膜２１と、低音速膜２２と、圧電膜２と、を含んでいる。
高音速膜２１は、支持基板１上に直接的に形成されている。高音速膜２１では、圧電膜２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。低音速膜２２は、高音速膜２１上に直接的に形成されている。低音速膜２２では、圧電膜２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。圧電膜２は、低音速膜２２上に直接的に形成されている。
弾性波装置１００では、高音速膜２１は、弾性波が高音速膜２１より下の構造に漏れないように機能する。弾性波装置１００では、フィルタや共振子の特性を得るために利用する特定のモードの弾性波のエネルギーは圧電膜２及び低音速膜２２の全体に分布し、高音速膜２１の低音速膜２２側の一部にも分布し、支持基板１には分布しないことになる。高音速膜２１により弾性波を閉じ込めるメカニズムは非漏洩なＳＨ波であるラブ波型の表面波の場合と同様のメカニズムであり、例えば、文献「弾性表面波デバイスシミュレーション技術入門」、橋本研也、リアライズ社、ｐ．２６－２８に記載されている。上記メカニズムは、音響多層膜によるブラッグ反射器を用いて弾性波を閉じ込めるメカニズムとは異なる。
高音速膜２１は、ダイヤモンドライクカーボン、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、又は、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からなる。
高音速膜２１の膜厚に関しては、弾性波を圧電膜２及び低音速膜２２に閉じ込める機能を高音速膜２１が有するため、高音速膜２１の膜厚は厚いほど望ましい。
低音速膜２２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又は炭素又はホウ素を加えた化合物、又は、上記各材料を主成分とする材料のいずれかからなる。
低音速膜２２が酸化ケイ素の場合、温度特性を改善することができる。ＬｉＴａＯ3の弾性定数は負の温度特性を有し、酸化ケイ素は正の温度特性を有する。したがって、弾性波装置１００では、周波数温度特性（ＴＣＦ：Temperature Coefficient of Frequency）の絶対値を小さくすることができる。加えて、酸化ケイ素の固有音響インピーダンスはＬｉＴａＯ3の固有音響インピーダンスより小さい。したがって、弾性波装置１００では、電気機械結合係数の増大すなわち比帯域の拡大と、周波数温度特性の改善との双方を図ることができる。
低音速膜２２の膜厚は、ＩＤＴ電極３の電極指周期で定まる弾性波の波長をλとすると、２．０λ以下であることが望ましい。低音速膜２２の膜厚を２．０λ以下とすることにより、膜応力を低減することができ、その結果、弾性波装置１００の製造時に支持基板１の元になるシリコンウェハを含むウェハの反りを低減することが可能となり、良品率の向上及び特性の安定化が可能となる。
また、弾性波装置１００は、ＩＤＴ電極３を覆っている保護膜２３を更に備えている。保護膜２３は、ＩＤＴ電極３を保護する。ＩＤＴ電極３は、電気絶縁性を有する。保護膜２３は、例えば、酸化ケイ素からなる。弾性波装置１００において、圧電膜２を含む多層膜２０は、高音速膜２１、低音速膜２２、圧電膜２及び保護膜２３以外の他の膜として密着層、誘電体膜等を有していてもよい。例えば、多層膜２０は、低音速膜２２と圧電膜２との間に介在する密着層を含んでいてもよい。これにより、低音速膜２２と圧電膜２との密着性を向上させることができる。密着層は、例えば、樹脂（エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂等）、金属等からなる。また、多層膜２０は、誘電体膜を、低音速膜２２と圧電膜２との間、圧電膜２上、又は低音速膜２２下のいずれかに備えていてもよい。
（１．２．５）配線電極
配線電極４は、貫通電極７とＩＤＴ電極３とを電気的に接続している。弾性波装置１００は配線電極４を複数（２つ）備えている。弾性波装置１００では、２つの配線電極４のうち一方の配線電極４が、ＩＤＴ電極３の第１バスバー３１と電気的に接続され、他方の配線電極４が、ＩＤＴ電極３の第２バスバー３２と電気的に接続されている。各配線電極４は、Ａｌ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ又はこれらの金属のいずれかを主体とする合金などの適宜の金属材料により形成することができる。また、各配線電極４は、これらの金属又は合金からなる複数の金属膜を積層した構造を有していてもよい。
配線電極４は、貫通電極７とＩＤＴ電極３とを電気的に接続している。弾性波装置１００は配線電極４を複数（２つ）備えている。弾性波装置１００では、２つの配線電極４のうち一方の配線電極４が、ＩＤＴ電極３の第１バスバー３１と電気的に接続され、他方の配線電極４が、ＩＤＴ電極３の第２バスバー３２と電気的に接続されている。各配線電極４は、Ａｌ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ又はこれらの金属のいずれかを主体とする合金などの適宜の金属材料により形成することができる。また、各配線電極４は、これらの金属又は合金からなる複数の金属膜を積層した構造を有していてもよい。
各配線電極４は、支持基板１の厚さ方向Ｄ１において、ＩＤＴ電極３の一部と圧電膜２の一部と絶縁層９の一部とに重なっている。実施形態１に係る弾性波装置１００では、配線電極４のうち絶縁層９上に形成されている第１部分４１上に貫通電極７が形成されている。つまり、配線電極４の第１部分４１は、厚さ方向Ｄ１において貫通電極７に重なっている。各配線電極４は、圧電膜２上に形成されている第２部分４２からＩＤＴ電極３上に至る接続部４４を有している。配線電極４では、接続部４４がＩＤＴ電極３上に形成されている。これにより、各配線電極４は、ＩＤＴ電極３と電気的に接続されている。各配線電極４は、第１部分４１上に形成された貫通電極７と電気的に接続されている。各配線電極４は、厚さ方向Ｄ１からの平面視において、絶縁層９の外周よりも内側に位置している。
実施形態１に係る弾性波装置１００では、外部接続電極１７と圧電膜２は支持基板１の厚さ方向から平面視した場合に重なっていないため、製造時に貫通電極７を形成する工程、外部接続端子８を形成する工程において、貫通電極７又は外部接続端子８から圧電膜２に力が加わって圧電膜２に割れや欠けが発生するのを防止するために、支持基板１の厚さ方向Ｄ１から平面視した場合に貫通電極７と重なる位置に圧電膜２が存在しない構造である。このため、各配線電極４は、第１部分４１と第２部分４２との間において、支持基板１の厚さ方向Ｄ１における段差を形成する段差部４３１（以下、第１段差部４３１ともいう）を有している。第１段差部４３１は、圧電膜２の側方に形成されている。第１段差部４３１では、第１部分４１から第２部分４２に向かって厚さ方向Ｄ１における支持基板１の表面１１との距離が漸次増加している。また、各配線電極４では、絶縁層９を介して圧電膜２上に形成されている部分（段差部４３１側の部分）が、支持基板１の厚さ方向Ｄ１における段差を形成する第２段差部４３２を構成している。第２段差部４３２では、第１部分４１から第２部分４２に向かって厚さ方向Ｄ１における支持基板１の表面１１との距離が漸次減少している。各配線電極４は、第１段差部４３１と第２段差部４３２とを含んで構成されて支持基板１の厚さ方向Ｄ１においてカバー層６側に突出している屈曲部４３を有している。
（１．２．６）絶縁層
絶縁層９は、電気絶縁性を有する。図１及び２に示すように、絶縁層９は、支持基板１の表面１１上において支持基板１の外周に沿って形成されている。絶縁層９は、多層膜２０の側面を囲んでいる。絶縁層９の平面視形状は、枠形状（例えば、矩形枠状）である。絶縁層９の一部は、支持基板１の厚さ方向Ｄ１において多層膜２０の外周部に重なっている。ここにおいて、多層膜２０の側面は、絶縁層９により覆われている。
絶縁層９は、電気絶縁性を有する。図１及び２に示すように、絶縁層９は、支持基板１の表面１１上において支持基板１の外周に沿って形成されている。絶縁層９は、多層膜２０の側面を囲んでいる。絶縁層９の平面視形状は、枠形状（例えば、矩形枠状）である。絶縁層９の一部は、支持基板１の厚さ方向Ｄ１において多層膜２０の外周部に重なっている。ここにおいて、多層膜２０の側面は、絶縁層９により覆われている。
絶縁層９の材料は、例えば、エポキシ樹脂、ポリイミド等の合成樹脂である。絶縁層９の線膨張係数と支持基板１の線膨張係数との差は、圧電膜２の線膨張係数と支持基板１の線膨張係数との差よりも大きい。
（１．２．７）スペーサ層
スペーサ層５は、貫通孔５５を有する。スペーサ層５は、支持基板１の厚さ方向Ｄ１からの平面視において、ＩＤＴ電極３の外側に形成され、ＩＤＴ電極３を囲んでいる。スペーサ層５は、支持基板１の厚さ方向Ｄ１からの平面視において、支持基板１の外周に沿って形成されている。スペーサ層５の平面視形状は、枠形状である。スペーサ層５の外周形状及び内周形状は、例えば、長方形状である。スペーサ層５は、支持基板１の厚さ方向Ｄ１において絶縁層９に重なっている。スペーサ層５は、支持基板１側の端部５１（支持基板１の厚さ方向Ｄ１において支持基板１側に位置する第１端）と、カバー層６側の端部５２（支持基板１の厚さ方向Ｄ１においてカバー層６側に位置する第２端）と、を有する。スペーサ層５の外周形は、絶縁層９の外周形よりも小さい。スペーサ層５の内周形は、絶縁層９の内周形よりも大きい。スペーサ層５の一部は、絶縁層９上の配線電極４も覆っている。スペーサ層５は、絶縁層９上に直接的に形成されている第１部分と、絶縁層９上に配線電極４を介して間接的に形成されている第２部分と、を含む。ここにおいて、スペーサ層５の第１部分は、絶縁層９上で絶縁層９の全周に亘って形成されている。
スペーサ層５は、貫通孔５５を有する。スペーサ層５は、支持基板１の厚さ方向Ｄ１からの平面視において、ＩＤＴ電極３の外側に形成され、ＩＤＴ電極３を囲んでいる。スペーサ層５は、支持基板１の厚さ方向Ｄ１からの平面視において、支持基板１の外周に沿って形成されている。スペーサ層５の平面視形状は、枠形状である。スペーサ層５の外周形状及び内周形状は、例えば、長方形状である。スペーサ層５は、支持基板１の厚さ方向Ｄ１において絶縁層９に重なっている。スペーサ層５は、支持基板１側の端部５１（支持基板１の厚さ方向Ｄ１において支持基板１側に位置する第１端）と、カバー層６側の端部５２（支持基板１の厚さ方向Ｄ１においてカバー層６側に位置する第２端）と、を有する。スペーサ層５の外周形は、絶縁層９の外周形よりも小さい。スペーサ層５の内周形は、絶縁層９の内周形よりも大きい。スペーサ層５の一部は、絶縁層９上の配線電極４も覆っている。スペーサ層５は、絶縁層９上に直接的に形成されている第１部分と、絶縁層９上に配線電極４を介して間接的に形成されている第２部分と、を含む。ここにおいて、スペーサ層５の第１部分は、絶縁層９上で絶縁層９の全周に亘って形成されている。
スペーサ層５は、電気絶縁性を有する。スペーサ層５の材料は、例えば、エポキシ樹脂、ポリイミド等の合成樹脂である。スペーサ層５の材料は、絶縁層９の材料と主成分が同じであるのが好ましく、同じ材料であるのがより好ましい。
スペーサ層５の厚さと絶縁層９の厚さとの合計厚さは、多層膜２０の厚さとＩＤＴ電極３の厚さと保護膜２３の厚さとの合計厚さよりも大きい。
スペーサ層５が、支持基板１の厚さ方向Ｄ１からの平面視において第１段差部４３１を覆っている。ここにおいて、スペーサ層５は、支持基板１の厚さ方向Ｄ１からの平面視において屈曲部４３の一部を覆っている。
（１．２．８）カバー層
カバー層６は、平板状である。カバー層６の平面視形状（支持基板１の厚さ方向Ｄ１から見たときの外周形状）は、長方形状であるが、長方形状に限らず、例えば正方形状であってもよい。カバー層６の外周形は、支持基板１の外周形と略同じ大きさである。カバー層６は、スペーサ層５の貫通孔５５を塞ぐようにスペーサ層５上に配置されている。カバー層６は、支持基板１の厚さ方向Ｄ１においてＩＤＴ電極３から離れている。また、カバー層６は、支持基板１の厚さ方向Ｄ１において保護膜２３から離れている。カバー層６は、電気絶縁性を有する。カバー層６の材料は、樹脂を含む。
カバー層６は、平板状である。カバー層６の平面視形状（支持基板１の厚さ方向Ｄ１から見たときの外周形状）は、長方形状であるが、長方形状に限らず、例えば正方形状であってもよい。カバー層６の外周形は、支持基板１の外周形と略同じ大きさである。カバー層６は、スペーサ層５の貫通孔５５を塞ぐようにスペーサ層５上に配置されている。カバー層６は、支持基板１の厚さ方向Ｄ１においてＩＤＴ電極３から離れている。また、カバー層６は、支持基板１の厚さ方向Ｄ１において保護膜２３から離れている。カバー層６は、電気絶縁性を有する。カバー層６の材料は、樹脂を含む。
カバー層６は、その厚さ方向（支持基板１の厚さ方向Ｄ１と同じ方向）において互いに反対側にある第１主面６３及び第２主面６５を有する。カバー層６では、第１主面６３が第２主面６５よりも支持基板１側に位置している。つまり、第１主面６３と支持基板１との距離は、第２主面６５と支持基板１との距離よりも短い。弾性波装置１００では、スペーサ層５におけるカバー層６側の端部５２がカバー層６に入り込んでいる。見方を変えれば、実施形態１に係る弾性波装置１００では、カバー層６の厚さ方向から見た場合にスペーサ層５がカバー層６の外周よりも内側に位置しており、かつ、カバー層６の厚さ方向に直交する方向から見た場合に、カバー層６とスペーサ層５におけるカバー層６側の端部５２とが重複している。ここにおいて、弾性波装置１００では、カバー層６が、第１主面６３において第１主面６３の外周から離れていて厚さ方向Ｄ１からの平面視でスペーサ層５に重なる領域に形成されている凹部６４を有し、スペーサ層５におけるカバー層６側の端部５２が凹部６４に入り込んでいる。言い換えれば、スペーサ層５におけるカバー層６側の端部５２が凹部６４に収まっている。凹部６４は、支持基板１の厚さ方向Ｄ１からの平面視においてスペーサ層５と同じ枠形状に形成されている。カバー層６は、スペーサ層５に固定されている。ここにおいて、実施形態１に係る弾性波装置１００では、スペーサ層５におけるカバー層６側の端部５２の側面の少なくとも一部とカバー層６の凹部６４の内側面とが接しているのが好ましく、端部５２の側面が全周に亘ってカバー層６の凹部６４の内側面と接しているのが好ましい。
カバー層６は、第１層６１と、第２層６２と、を含んでいる。第２層６２は、第１層６１上に直接的に形成されている。第１層６１は、第２層６２よりも支持基板１側に形成されている。ここにおいて、カバー層６では、第１層６１のヤング率が、第２層のヤング率よりも大きい。カバー層６は、第１層６１に第２層６２が積層されている。第１層６１の材料は、例えば、エポキシ系樹脂である。エポキシ系樹脂は、例えば、エポキシ樹脂でもよいし、シリコーン系ゴムが添加されたエポキシ樹脂でもよい。第２層の材料は、例えば、ポリイミド系樹脂である。第１層６１の材料は、スペーサ層５の材料と主成分が同じであるのが好ましく、同じ材料であるのがより好ましい。第１層６１の材料は、エポキシ系樹脂に限らず、例えば、フェノール樹脂でもよい。第２層６２の材料は、ポリイミド系樹脂に限らず、例えば、シリコーン樹脂、ポリ四フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）等でもよい。
第１層６１の厚さは、例えば、１２μｍ以上２５μｍ以下であり、一例として、２０μｍである。また、第２層６２の厚さは、例えば、１２μｍ以上２５μｍ以下であり、一例として、２０μｍである。カバー層６では、凹部６４の深さは、第１層６１の厚さ以下であり、一例として、５．２μｍである。凹部６４の深さが第１層６１の厚さと同じ場合、凹部６４の深さが第１層６１の厚さ未満の場合と比べて、スペーサ層５におけるカバー層６側の端部５２がカバー層６に入り込んでいる深さが、より深くなる。実施形態１に係る弾性波装置１００では、カバー層６の凹部６４の深さと、スペーサ層５におけるカバー層６側の端部５２においてカバー層６に入り込んでいる深さと、が同じである。
弾性波装置１００では、カバー層６と、スペーサ層５と、絶縁層９と、支持基板１上の積層体（多層膜２０とＩＤＴ電極３と保護膜２３とを含む積層体）と、で囲まれた空間Ｓ１を有する。弾性波装置１００では、空間Ｓ１に気体が入っている。気体は、例えば、空気、不活性ガス（例えば、Ｎ2ガス）等である。
（１．２．９）貫通電極及び外部接続端子
弾性波装置１００は、貫通電極７と外部接続端子８とを含む外部接続電極１７を複数（２つ以上）備える。外部接続電極１７は、弾性波装置１００において外部の回路基板等の実装基板等と電気的に接続するための電極である。また、弾性波装置１００は、ＩＤＴ電極３には電気的に接続されていない複数（２つ）の実装用電極１８（図２参照）を有している場合がある。実装用電極１８は、実装基板等に対する弾性波装置１００の平行度を高めるための電極であり、電気的接続を目的とした電極とは異なる。つまり、実装用電極１８は、弾性波装置１００が実装基板等に対して傾いて実装されるのを抑制するための電極であり、外部接続電極１７の数及び配置、弾性波装置１００の外周形状等によっては必ずしも設ける必要はない。実装基板を構成する回路基板は、例えば、プリント配線板である。プリント配線板の線膨張係数は、例えば、１５ｐｐｍ／℃程度である。プリント配線板は、例えば、ガラス布・エポキシ樹脂銅張積層板から形成されている。
弾性波装置１００は、貫通電極７と外部接続端子８とを含む外部接続電極１７を複数（２つ以上）備える。外部接続電極１７は、弾性波装置１００において外部の回路基板等の実装基板等と電気的に接続するための電極である。また、弾性波装置１００は、ＩＤＴ電極３には電気的に接続されていない複数（２つ）の実装用電極１８（図２参照）を有している場合がある。実装用電極１８は、実装基板等に対する弾性波装置１００の平行度を高めるための電極であり、電気的接続を目的とした電極とは異なる。つまり、実装用電極１８は、弾性波装置１００が実装基板等に対して傾いて実装されるのを抑制するための電極であり、外部接続電極１７の数及び配置、弾性波装置１００の外周形状等によっては必ずしも設ける必要はない。実装基板を構成する回路基板は、例えば、プリント配線板である。プリント配線板の線膨張係数は、例えば、１５ｐｐｍ／℃程度である。プリント配線板は、例えば、ガラス布・エポキシ樹脂銅張積層板から形成されている。
弾性波装置１００では、支持基板１の厚さ方向Ｄ１からの平面視において、カバー層６の４つの角部のうち互いに対向する２つの角部に２つの外部接続電極１７が１つずつ配置され、残りの２つの角部に２つの実装用電極１８が１つずつ配置されている。弾性波装置１００では、支持基板１の厚さ方向Ｄ１からの平面視において、２つの外部接続電極１７及び２つの実装用電極１８のそれぞれが、多層膜２０に重なっていない。
外部接続電極１７における貫通電極７は、支持基板１の厚さ方向Ｄ１においてスペーサ層５とカバー層６とを貫通している。貫通電極７は、配線電極４上に形成されており、配線電極４と電気的に接続されている。貫通電極７は、アンダーバンプメタル層を構成する。また、外部接続電極１７は、貫通電極７上に形成されている外部接続端子８を更に含む。外部接続端子８は、例えば、バンプである。外部接続端子８は、導電性を有する。外部接続端子８は、貫通電極７と接合されており、貫通電極７と電気的に接続されている。実装用電極１８は、支持基板１の厚さ方向Ｄ１においてスペーサ層５とカバー層６とを貫通している貫通電極を含む。また、実装用電極１８は、貫通電極上に形成されているバンプを更に含む。
貫通電極７は、例えば、Ｃｕ、Ｎｉ又はこれらの金属のいずれかを主体とする合金などの適宜の金属材料により形成することができる。外部接続端子８は、例えば、はんだ、Ａｕ、Ｃｕ等により形成することができる。実装用電極１８の貫通電極は、外部接続電極１７の貫通電極７と同じ材料により形成されている。また、実装用電極１８のバンプは、外部接続電極１７の外部接続端子８と同じ材料により形成されている。
（１．３）弾性波装置の製造方法
以下では、弾性波装置１００の製造方法の一例について簡単に説明する。
以下では、弾性波装置１００の製造方法の一例について簡単に説明する。
弾性波装置１００の製造方法では、まず、複数の弾性波装置１００それぞれの支持基板１の元になるシリコンウェハを準備する。
弾性波装置１００の製造方法では、シリコンウェハの表面上に多層膜２０を形成してから、絶縁層９、スペーサ層５を順次形成する。その後、弾性波装置１００の製造方法では、予め第１主面６３に凹部６４を形成したカバー層６を、スペーサ層５の貫通孔５５を塞ぐようにスペーサ層５に接合する。その後、弾性波装置１００の製造方法では、カバー層６及びスペーサ層５の積層体における貫通電極７の形成予定部位に貫通孔を形成し、貫通孔を埋めるように貫通電極７を形成し、貫通電極７上に外部接続端子８を形成する。よって、弾性波装置１００の製造方法では、シリコンウェハに複数の弾性波装置１００が形成されたウェハを得ることができる。シリコンウェハの表面は、支持基板１の表面１１（つまり、シリコン基板の表面）に対応する。カバー層６の第１主面６３に凹部６４を形成する工程では、例えば、レーザ加工技術、フォトリソグラフィ技術等を利用して凹部６４を形成することができる。
弾性波装置１００の製造方法では、ウェハをダイシングするダイシング工程を行うことにより、１枚のウェハから複数の弾性波装置１００を得ることができる。ダイシング工程では、例えば、ダイシングソー（Dicing Saw）等を用いる。
（１．４）実施例に係る弾性波装置と比較例に係る弾性波装置との比較
実施形態１の実施例１、２、３、４、５、６、７及び８に係る弾性波装置１００では、カバー層６における凹部６４の深さ（スペーサ層５におけるカバー層６側の端部５２においてカバー層６に入り込んでいる深さ）を、それぞれ、２．０μｍ、２．３μｍ、２．８μｍ、３．６μｍ、４．０μｍ、５．２μｍ、６．３μｍ及び６．６μｍとした。実施例１～８では、第１層６１の厚さが２０μｍ、第２層６２の厚さが２０μｍである。なお、実施例１～８に係る弾性波装置１００では、支持基板１がシリコン基板である。実施例１～８に係る弾性波装置１００では、高音速膜２１の材料を窒化ケイ素、低音速膜２２の材料を酸化ケイ素、圧電膜２の材料をＬｉＴａＯ3、保護膜２３の材料を酸化ケイ素とした。また、実施例１～８に係る弾性波装置１００では、ＩＤＴ電極３の材料をＡｌ、絶縁層９の材料をエポキシ樹脂とした。また、実施例１～８に係る弾性波装置１００では、スペーサ層５の材料をエポキシ樹脂、カバー層６の第１層６１の材料をエポキシ樹脂、カバー層６の第２層６２の材料をポリイミドとした。また、実施例１～８に係る弾性波装置１００では、貫通電極７の材料をＣｕ、外部接続端子８の材料をはんだとした。
実施形態１の実施例１、２、３、４、５、６、７及び８に係る弾性波装置１００では、カバー層６における凹部６４の深さ（スペーサ層５におけるカバー層６側の端部５２においてカバー層６に入り込んでいる深さ）を、それぞれ、２．０μｍ、２．３μｍ、２．８μｍ、３．６μｍ、４．０μｍ、５．２μｍ、６．３μｍ及び６．６μｍとした。実施例１～８では、第１層６１の厚さが２０μｍ、第２層６２の厚さが２０μｍである。なお、実施例１～８に係る弾性波装置１００では、支持基板１がシリコン基板である。実施例１～８に係る弾性波装置１００では、高音速膜２１の材料を窒化ケイ素、低音速膜２２の材料を酸化ケイ素、圧電膜２の材料をＬｉＴａＯ3、保護膜２３の材料を酸化ケイ素とした。また、実施例１～８に係る弾性波装置１００では、ＩＤＴ電極３の材料をＡｌ、絶縁層９の材料をエポキシ樹脂とした。また、実施例１～８に係る弾性波装置１００では、スペーサ層５の材料をエポキシ樹脂、カバー層６の第１層６１の材料をエポキシ樹脂、カバー層６の第２層６２の材料をポリイミドとした。また、実施例１～８に係る弾性波装置１００では、貫通電極７の材料をＣｕ、外部接続端子８の材料をはんだとした。
比較例に係る弾性波装置は、実施例１に係る弾性波装置１００におけるカバー層６に凹部６４が形成されておらず、スペーサ層５におけるカバー層６側の端部５２がカバー層６に入り込んでいない点で、実施例１～８に係る弾性波装置１００と相違する。
以下、実施例１～８に係る弾性波装置１００及び比較例に係る弾性波装置について熱衝撃試験を行った結果について説明する。ここにおいて、熱衝撃試験は、ＪＩＳ Ｃ ６００６８－２－１４及びＩＥＣ ６００６８－２－１４に準拠した二液槽温度急変試験である。二液槽温度急変試験では、低温液槽内の液体の温度を－５５℃、高温液槽内の液体の温度を１２５℃とした。また、二液槽温度急変試験では、低温液槽内の液体に試料を浸漬させる時間を１５分、高温液槽内の液体に試料を浸漬させる時間を１５分とした。熱衝撃試験を行う際には、実施例１～８に係る弾性波装置１００及び比較例に係る弾性波装置のいずれも実装基板に実装された状態で行った。また、実装基板は、プリント配線板である。ここにおいて、実装基板の線膨張係数は、１５ｐｐｍ／℃程度である。ここでいう実装基板の線膨張係数は、実装基板を構成するプリント配線板における絶縁基板の線膨張係数である。また、支持基板１の線膨張係数は、４ｐｐｍ／℃程度である。
実施例１～８に係る弾性波装置１００及び比較例に係る弾性波装置に関して、熱衝撃サイクル数が３００となったときに配線電極４の断線の有無を確認し、その後、熱衝撃サイクル数が１０００となったときに配線電極４の断線の有無を確認し、その後、熱衝撃サイクル数が２０００となったときに配線電極４の断線の有無を確認した結果を図３に示す。図３では、左側の縦軸が凹部６４の深さ、右側の縦軸が凹部の規格化深さ（［凹部６４の深さ］／［第１層６１の厚さ］）であり、横軸が熱衝撃故障サイクル数である。ここにおいて、「熱衝撃故障サイクル数」とは、配線電極４の断線していること（断線有り）が確認されたときの熱衝撃サイクル数である。また、図３中の「断線無」は、熱衝撃サイクル数が２０００になっても配線電極４の断線が発生していないことを意味する。なお、各サンプル（実施例１～８に係る弾性波装置１００及び比較例に係る弾性波装置）の配線電極４の断線の有無は、電気特性の測定結果によって判断している。また、断線有と判断されたサンプルについては、断面ＳＥＭ像（Cross-sectional Scanning Electron MicroscopeImage）により、配線電極４の断線が発生していることを確認した。
凹部６４なしの比較例の弾性波装置では熱衝撃サイクル数３００での確認時に配線電極４の断線有と判断された。これに対して、凹部６４の深さを２．０μｍ、２．３μｍとした実施例１、２の弾性波装置１００では熱衝撃サイクル数２０００での確認時に配線電極４の断線有と判断された。また、凹部６４の深さを２．８μｍ、３．６μｍ及び４．０μｍとした実施例３、４及び５の弾性波装置１００では熱衝撃サイクル数２０００での確認時に配線電極４の断線有と判断された。また、凹部６４の深さを５．２μｍ、６．３μｍ及び６．６μｍとした実施例６、７及び８の弾性波装置１００では熱衝撃サイクル数２０００での確認時に配線電極４の断線無と判断された。図３から、カバー層６に凹部６４を設けてスペーサ層５のカバー層６側の端部５２が入り込んでいる実施例１～８の弾性波装置１００では、比較例の弾性波装置と比べて、熱衝撃試験に対する配線電極４の信頼性が向上していることが分かる。また、凹部６４の深さを５．２μｍ以上とする（凹部６４の規格化深さを０．２６以上とする）ことにより、凹部の深さを５．２μｍ未満とした場合（凹部６４の規格化深さを０．２６未満とした場合）と比べて、熱衝撃試験に対する配線電極４の信頼性が更に向上していることが分かる。
（１．５）効果
実施形態１に係る弾性波装置１００は、支持基板１と、圧電膜２と、ＩＤＴ電極３（機能電極）と、配線電極４と、スペーサ層５と、カバー層６と、貫通電極７と、外部接続端子８と、を備える。多層膜２０は、圧電膜２を含む。圧電膜２は、支持基板１上に間接的に形成されている。ＩＤＴ電極３は、圧電膜２上に直接的に形成されている。配線電極４は、ＩＤＴ電極３と電気的に接続されている。スペーサ層５は、支持基板１上に間接的に形成されており、支持基板１の厚さ方向Ｄ１から平面視した場合に圧電膜２の外側に形成されている。カバー層６は、厚さ方向Ｄ１において互いに反対側にある第１主面６３及び第２主面６５を有する。カバー層６は、スペーサ層５上に形成されている。貫通電極７は、スペーサ層５とカバー層６とを貫通しており、配線電極４と電気的に接続されている。外部接続端子８は、貫通電極７と電気的に接続されている。配線電極４は、厚さ方向Ｄ１からの平面視において貫通電極７に重なっている第１部分４１と、厚さ方向Ｄ１からの平面視において圧電膜２に重なっている第２部分４２と、第１部分４１と第２部分４２との間において厚さ方向Ｄ１における段差を形成する段差部４３１と、を有している。カバー層６では、第１主面６３が第２主面６５よりもスペーサ層５側に位置している。カバー層６は、第１主面６３において厚さ方向Ｄ１からの平面視でスペーサ層５に重なる領域に形成されている凹部６４を有する。スペーサ層５は、凹部６４に入り込んでいる。
実施形態１に係る弾性波装置１００は、支持基板１と、圧電膜２と、ＩＤＴ電極３（機能電極）と、配線電極４と、スペーサ層５と、カバー層６と、貫通電極７と、外部接続端子８と、を備える。多層膜２０は、圧電膜２を含む。圧電膜２は、支持基板１上に間接的に形成されている。ＩＤＴ電極３は、圧電膜２上に直接的に形成されている。配線電極４は、ＩＤＴ電極３と電気的に接続されている。スペーサ層５は、支持基板１上に間接的に形成されており、支持基板１の厚さ方向Ｄ１から平面視した場合に圧電膜２の外側に形成されている。カバー層６は、厚さ方向Ｄ１において互いに反対側にある第１主面６３及び第２主面６５を有する。カバー層６は、スペーサ層５上に形成されている。貫通電極７は、スペーサ層５とカバー層６とを貫通しており、配線電極４と電気的に接続されている。外部接続端子８は、貫通電極７と電気的に接続されている。配線電極４は、厚さ方向Ｄ１からの平面視において貫通電極７に重なっている第１部分４１と、厚さ方向Ｄ１からの平面視において圧電膜２に重なっている第２部分４２と、第１部分４１と第２部分４２との間において厚さ方向Ｄ１における段差を形成する段差部４３１と、を有している。カバー層６では、第１主面６３が第２主面６５よりもスペーサ層５側に位置している。カバー層６は、第１主面６３において厚さ方向Ｄ１からの平面視でスペーサ層５に重なる領域に形成されている凹部６４を有する。スペーサ層５は、凹部６４に入り込んでいる。
なお、スペーサ層が圧電膜上に形成されていた弾性波装置では、圧電膜上に形成されているＩＤＴ電極とスペーサ層を貫通する貫通電極とを電気的に接続する配線電極は段差部を有さない場合が多かった。
しかしながら、このような弾性波装置では、弾性波装置の製造時や弾性波装置を実装基板に実装するときに、圧電膜の割れや欠けが発生することがあった。
したがって、実施形態１に係る弾性波装置１００では、スペーサ層５は、支持基板１の厚さ方向Ｄ１から平面視した場合に圧電膜２の外側に形成されている。すなわち、圧電膜２は、支持基板１上において、厚さ方向Ｄ１からの平面視で支持基板１の外周から離れている。また、スペーサ層５及び貫通電極７と圧電膜２は、支持基板１の厚さ方向Ｄ１から平面視した場合に重なっていない。
これにより、実施形態１に係る弾性波装置１００では、圧電膜２の割れや欠けの発生を抑制することができる。
しかしながら、一方で、弾性波装置１００では、スペーサ層５が弾性波装置１００を支持基板１の厚さ方向Ｄ１から平面視した場合に圧電膜２の外側に形成されていることから、圧電膜２上に形成されているＩＤＴ電極３と、スペーサ層５を貫通する貫通電極７と、を電気的に接続する配線電極４は、貫通電極７と重なる第１部分４１と圧電膜２と重なる第２部分４２との間で、段差部４３１を有することになる。
カバー層６に凹部６４が形成されていない比較例の弾性波装置に関して、熱衝撃試験を行った場合に配線電極の断線が発生するメカニズムとしては以下の推定メカニズムが考えられる。推定メカニズムでは、支持基板と実装基板との線膨張係数差等に起因してスペーサ層が支持基板の厚さ方向に直交する方向に動くので、配線電極の段差部に応力が集中して配線電極が断線する。これに対して、実施形態１に係る弾性波装置１００では、スペーサ層５におけるカバー層６側の端部５２がカバー層６に入り込んでいるので、支持基板１と実装基板との線膨張係数差等に起因してスペーサ層５が支持基板１の厚さ方向Ｄ１に直交する方向に動くのを抑制することができるため、配線電極４の段差部４３１に応力が集中するのを抑制することが可能となる。これにより、実施形態１に係る弾性波装置１００では、熱衝撃試験に対する配線電極４の信頼性が向上し、配線電極４の断線が起こりにくくなる。
また、実施形態１に係る弾性波装置１００では、カバー層６は、第１層６１と、第２層６２と、を含む。第２層６２は、第１層６１上に直接的に形成されている。第１層６１は、第２層６２よりも支持基板１側に形成されている。第１層６１のヤング率が、第２層６２のヤング率よりも大きい。これにより、実施形態１に係る弾性波装置１００では、カバー層６の第１層６１によってスペーサ層５をより安定して支えることができる。
また、実施形態１に係る弾性波装置１００では、スペーサ層５におけるカバー層６側の端部５２においてカバー層６に入り込んでいる深さが第１層６１の厚さ以下である。これにより、実施形態１に係る弾性波装置１００では、スペーサ層５におけるカバー層６側の端部５２においてカバー層６に入り込んでいる深さが第１層６１の厚さよりも大きい場合と比べて、カバー層６によってスペーサ層５をより安定して支えることができる。
また、実施形態１に係る弾性波装置１００では、スペーサ層５が、厚さ方向Ｄ１からの平面視において段差部４３１の少なくとも一部を覆っている。これにより、実施形態１に係る弾性波装置１００では、スペーサ層５が配線電極４の段差部４３１の少なくとも一部を覆っていない場合と比べて、熱衝撃試験に対する配線電極４の信頼性を更に向上させることが可能となる。
また、実施形態１に係る弾性波装置１００は、支持基板１上に形成されている絶縁層９を更に備える。支持基板１がシリコン基板である。弾性波装置１００では、配線電極４の一部が、絶縁層９上に形成されている。スペーサ層５が、配線電極４上及び絶縁層９上に形成されている。貫通電極７が、配線電極４上に形成されている。したがって、実施形態１に係る弾性波装置１００では、配線電極４と支持基板１とを絶縁層９によって電気的に絶縁することができ、かつ、熱衝撃試験に対する配線電極４の信頼性を更に向上させることが可能となる。
（実施形態２）
実施形態２に係る弾性波装置１００ａは、図４に示すように、圧電膜２を含む多層膜２０ａが実施形態１に係る弾性波装置１００の高音速膜２１を含んでいない点で、実施形態１に係る弾性波装置１００と相違する。実施形態２に係る弾性波装置１００ａに関し、実施形態１に係る弾性波装置１００と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
実施形態２に係る弾性波装置１００ａは、図４に示すように、圧電膜２を含む多層膜２０ａが実施形態１に係る弾性波装置１００の高音速膜２１を含んでいない点で、実施形態１に係る弾性波装置１００と相違する。実施形態２に係る弾性波装置１００ａに関し、実施形態１に係る弾性波装置１００と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
実施形態２に係る弾性波装置１００ａでは、低音速膜２２と圧電膜２とを含む多層膜２０ａを支持している支持基板１が、高音速支持基板を構成している。したがって、弾性波装置１００ａでは、圧電膜２は、高音速支持基板を構成する支持基板１上に間接的に形成されている。
高音速支持基板では、その中を伝搬する複数のバルク波のうち、最も低音速なバルク波の音速が、圧電膜２を伝搬する弾性波の音速よりも高速である。
弾性波装置１００ａでは、低音速膜２２が、高音速支持基板である支持基板１と圧電膜２との間に形成されていることにより、弾性波の音速が低下する。弾性波は本質的に低音速な媒質にエネルギーが集中する。したがって、圧電膜２内及び弾性波が励振されているＩＤＴ電極３内への弾性波エネルギーの閉じ込め効果を高めることができる。そのため、低音速膜２２が設けられていない場合に比べて、損失を低減し、Ｑ値を高めることができる。多層膜２０ａは、低音速膜２２及び圧電膜２以外の他の膜として、例えば低音速膜２２と圧電膜２との間に介在する密着層を含んでいてもよい。これにより、低音速膜２２と圧電膜２との密着性を向上させることができる。密着層は、例えば、樹脂（エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂等）、金属等からなる。また、多層膜２０ａは、密着層に限らず、誘電体膜を、低音速膜２２と圧電膜２との間、圧電膜２上、又は低音速膜２２下のいずれかに備えていてもよい。
実施形態２に係る弾性波装置１００ａでは、実施形態１に係る弾性波装置１００と同様、スペーサ層５におけるカバー層６側の端部５２が、カバー層６に入り込んでいる。これにより、実施形態２に係る弾性波装置１００ａでは、熱衝撃試験に対する配線電極４の信頼性を向上させることが可能となる。ここにおいて、実施形態２に係る弾性波装置１００ａでは、実施形態１に係る弾性波装置１００と同様、カバー層６は、第１主面６３において厚さ方向Ｄ１からの平面視でスペーサ層５に重なる領域に形成されている凹部６４を有する。また、スペーサ層５におけるカバー層６側の端部５２が、凹部６４に入り込んでいる。よって、実施形態２に係る弾性波装置１００ａでは、熱衝撃試験に対する配線電極４の信頼性を向上させることが可能となる。
（実施形態３）
以下、実施形態３に係る弾性波装置１００ｂについて図５を参照して説明する。
以下、実施形態３に係る弾性波装置１００ｂについて図５を参照して説明する。
実施形態３に係る弾性波装置１００ｂは、実施形態１に係る弾性波装置１００の高音速膜２１及び低音速膜２２を備えていない点で、実施形態１に係る弾性波装置１００と相違する。実施形態３に係る弾性波装置１００ｂに関し、実施形態１に係る弾性波装置１００と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
実施形態３に係る弾性波装置１００ｂでは、圧電膜２が支持基板１上に直接的に形成されている。実施形態３に係る弾性波装置１００ｂでは、支持基板１は、圧電膜２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支持基板を構成している。スペーサ層５の厚さは、圧電膜２の厚さとＩＤＴ電極３の厚さと保護膜２３の厚さとの合計厚さよりも大きい。
弾性波装置１００ｂは、圧電膜２における支持基板１側に設けられた密着層又は誘電体膜等を有していてもよい。また、弾性波装置１００ｂは、圧電膜２におけるＩＤＴ電極３側に設けられた誘電体膜等を有していてもよい。
実施形態３に係る弾性波装置１００ｂでは、実施形態１に係る弾性波装置１００と同様、スペーサ層５におけるカバー層６側の端部５２が、カバー層６に入り込んでいる。これにより、実施形態３に係る弾性波装置１００ｂでは、熱衝撃試験に対する配線電極４の信頼性を向上させることが可能となる。ここにおいて、実施形態３に係る弾性波装置１００ｂでは、実施形態１に係る弾性波装置１００と同様、カバー層６は、第１主面６３において厚さ方向Ｄ１からの平面視でスペーサ層５に重なる領域に形成されている凹部６４を有する。また、スペーサ層５におけるカバー層６側の端部５２が、凹部６４に入り込んでいる。よって、実施形態３に係る弾性波装置１００ｂでは、熱衝撃試験に対する配線電極４の信頼性を向上させることが可能となる。
（実施形態４）
以下、実施形態４に係る弾性波装置１００ｃについて図６を参照して説明する。
以下、実施形態４に係る弾性波装置１００ｃについて図６を参照して説明する。
実施形態４に係る弾性波装置１００ｃは、支持基板１の厚さ方向Ｄ１から見てスペーサ層５が形成されている範囲が、実施形態１に係る弾性波装置１００と相違する。実施形態４に係る弾性波装置１００ｃに関し、実施形態１に係る弾性波装置１００と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
実施形態４に係る弾性波装置１００ｃでは、スペーサ層５が、厚さ方向Ｄ１からの平面視において、第１段差部４３１と第２段差部４３２との両方を覆っている。これにより、実施形態４に係る弾性波装置１００ｃでは、実施形態１に係る弾性波装置１００と比べて、配線電極４の屈曲部４３に応力が集中するのを抑制することが可能となり、熱衝撃試験に対する配線電極４の信頼性を更に向上させることが可能となる。実施形態４に係る弾性波装置１００ｃでは、スペーサ層５が、厚さ方向Ｄ１からの平面視において、屈曲部４３の全部を覆っている。
（実施形態５）
以下、実施形態５に係る弾性波装置１００ｄについて図７を参照して説明する。
以下、実施形態５に係る弾性波装置１００ｄについて図７を参照して説明する。
実施形態５に係る弾性波装置１００ｄは、実施形態１に係る弾性波装置１００の支持基板１の代わりに、電気絶縁性を有する支持基板１ｄを備えている点で、実施形態１に係る弾性波装置１００と相違する。実施形態５に係る弾性波装置１００ｄに関し、実施形態１に係る弾性波装置１００と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
支持基板１ｄは、高音速支持基板を構成している。支持基板１ｄは、例えば、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、窒化ケイ素、サファイア、リチウムタンタレート、リチウムニオベイト、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、又は、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により形成されている。
実施形態５に係る弾性波装置１００ｄは、実施形態１に係る弾性波装置１００における絶縁層９（図１参照）を備えていない。したがって、実施形態５に係る弾性波装置１００ｄでは、配線電極４の第１部分４１が支持基板１ｄ上に直接的に形成されている。また、配線電極４の段差部４３１は、支持基板１の厚さ方向Ｄ１に沿って形成されており、かつ、圧電膜２の側面に接している。
実施形態５に係る弾性波装置１００ｄでは、実施形態１に係る弾性波装置１００と同様、スペーサ層５におけるカバー層６側の端部５２が、カバー層６に入り込んでいる。これにより、実施形態５に係る弾性波装置１００ｄでは、熱衝撃試験に対する配線電極４の信頼性を向上させることが可能となる。ここにおいて、実施形態５に係る弾性波装置１００ｄでは、実施形態１に係る弾性波装置１００と同様、カバー層６は、第１主面６３において厚さ方向Ｄ１からの平面視でスペーサ層５に重なる領域に形成されている凹部６４を有する。また、スペーサ層５におけるカバー層６側の端部５２が、凹部６４に入り込んでいる。よって、実施形態５に係る弾性波装置１００ｄでは、熱衝撃試験に対する配線電極４の信頼性を向上させることが可能となる。
上記の実施形態１～５は、本発明の様々な実施形態の一つに過ぎない。上記の実施形態１～５は、本発明の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
例えば、弾性波装置１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄでは、圧電膜２上に１つのＩＤＴ電極３が形成されているが、ＩＤＴ電極３の数は１つに限らず、複数であってもよい。弾性波装置１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄでは、複数のＩＤＴ電極３を備える場合、例えば、複数のＩＤＴ電極３それぞれを含む複数の弾性表面波共振子が電気的に接続されて帯域通過型フィルタが構成されていてもよい。また、弾性波装置１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄでは、ＩＤＴ電極３と圧電膜２とを含む弾性波共振子が、ＩＤＴ電極３の弾性波伝搬方向の両側それぞれに反射器（例えば、短絡グレーティング）を備えた１ポート型弾性波共振子であってもよい。なお、弾性波共振子は、１ポート型弾性波共振子に限らず、例えば、複数のＩＤＴ電極により構成される縦結合型弾性波共振子であってもよい。
また、弾性波装置１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄでは、機能電極を含む弾性波共振子がＳＡＷ共振子であり、機能電極がＩＤＴ電極３により構成されているが、これに限らず、例えば、機能電極を含む弾性波共振子がＢＡＷ共振子（ＢＡＷ： Bulk Acoustic Wave）であってもよい。この場合、ＢＡＷ共振子は、第１電極と、圧電膜と、第２電極と、を含む。第１電極は、支持基板上に形成されている。圧電膜は、第１電極上に形成されている。第２電極は、圧電膜上に形成されている。ＢＡＷ共振子では、第２電極が機能電極を構成する。
また、弾性波装置１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄでは、カバー層６が互いに異なる材料により形成された第１層６１と第２層６２とを含んでいるが、これに限らず、カバー層６が第１層６１のみで構成されていてもよい。また、カバー層６は、第１層６１及び第２層６２の他に、第１層６１と第２層６２との間に形成された別の層を含んでいてもよい。つまり、カバー層６では、第２層６２が第１層６１上に直接的に形成されている場合に限らず、第２層６２が第１層６１上に間接的に形成されていてもよい。
（まとめ）
以上説明した実施形態１～５等から以下の態様が開示されている。
以上説明した実施形態１～５等から以下の態様が開示されている。
第１の態様に係る弾性波装置（１００；１００ａ；１００ｂ；１００ｃ；１００ｄ）は、支持基板（１；１ｄ）と、圧電膜（２）と、機能電極（ＩＤＴ電極３）と、配線電極（４）と、スペーサ層（５）と、カバー層（６）と、貫通電極（７）と、を備える。圧電膜（２）は、支持基板（１；１ｄ）上に直接的又は間接的に形成されている。機能電極（ＩＤＴ電極３）は、圧電膜（２）上に直接的又は間接的に形成されている。配線電極（４）は、機能電極（ＩＤＴ電極３）と電気的に接続されている。スペーサ層（５）は、支持基板（１；１ｄ）上に直接的又は間接的に形成されており、支持基板（１；１ｄ）の厚さ方向（Ｄ１）から平面視した場合に圧電膜（２）の外側に形成されている。カバー層（６）は、スペーサ層（５）上に形成されている。貫通電極（７）は、スペーサ層（５）とカバー層（６）とを貫通しており、配線電極（４）と電気的に接続されている。配線電極（４）は、厚さ方向（Ｄ１）からの平面視において貫通電極（７）に重なっている第１部分（４１）と、厚さ方向（Ｄ１）からの平面視において圧電膜（２）に重なっている第２部分（４２）と、第１部分（４１）と第２部分（４２）との間において厚さ方向（Ｄ１）における段差を形成する段差部（４３１）と、を有している。スペーサ層（５）におけるカバー層（６）側の端部（５２）が、カバー層（６）に入り込んでいる。
第１の態様に係る弾性波装置（１００；１００ａ；１００ｂ；１００ｃ；１００ｄ）では、熱衝撃試験に対する配線電極（４）の信頼性を向上させることが可能となる。
第２の態様に係る弾性波装置（１００；１００ａ；１００ｂ；１００ｃ；１００ｄ）では、第１の態様において、カバー層（６）は、第１層（６１）と、第２層（６２）と、を含む。第２層（６２）は、第１層（６１）上に直接的又は間接的に形成されている。第１層（６１）は、第２層（６２）よりも前記支持基板（１；１ｄ）側に形成されている。第１層（６１）のヤング率が、第２層（６２）のヤング率よりも大きい。
第２の態様に係る弾性波装置（１００；１００ａ；１００ｂ；１００ｃ；１００ｄ）では、カバー層（６）の第１層（６１）によってスペーサ層（５）をより安定して支えることができる。
第３の態様に係る弾性波装置（１００；１００ａ；１００ｂ；１００ｃ；１００ｄ）では、第２の態様において、スペーサ層（５）におけるカバー層（６）側の端部（５２）においてカバー層（６）に入り込んでいる深さが第１層（６１）の厚さ以下である。
第３の態様に係る弾性波装置（１００；１００ａ；１００ｂ；１００ｃ；１００ｄ）では、スペーサ層（５）におけるカバー層（６）側の端部（５２）においてカバー層（６）に入り込んでいる深さが第１層（６１）の厚さよりも大きい場合と比べて、カバー層（６）によってスペーサ層（５）をより安定して支えることができる。
第４の態様に係る弾性波装置（１００；１００ａ；１００ｂ；１００ｃ；１００ｄ）では、第２又は３の態様において、第１層（６１）の材料は、エポキシ系樹脂である。第２層（６２）の材料は、ポリイミド系樹脂である。
第５の態様に係る弾性波装置（１００；１００ａ；１００ｂ；１００ｃ；１００ｄ）では、第１～４の態様において、スペーサ層（５）が、厚さ方向（Ｄ１）からの平面視において段差部（４３１）の少なくとも一部を覆っている。
第５の態様に係る弾性波装置（１００；１００ａ；１００ｂ；１００ｃ；１００ｄ）では、スペーサ層（５）が配線電極（４）の段差部（４３１）の少なくとも一部を覆っていない場合と比べて、熱衝撃試験に対する配線電極（４）の信頼性を更に向上させることが可能となる。
第６の態様に係る弾性波装置（１００ｃ）では、第５の態様において、配線電極（４）は、段差部（４３１）からなる第１段差部（４３１）と、第２段差部（４３２）と、を含む。第１段差部（４３１）は、第１部分（４１）側から第２部分（４２）側に向かって厚さ方向（Ｄ１）における支持基板（１）との距離が漸次増加している。第２段差部（４３２）は、第１部分（４１）側から第２部分（４２）側に向かって厚さ方向（Ｄ１）における支持基板（１）との距離が漸次減少している。スペーサ層（５）が、厚さ方向（Ｄ１）からの平面視において、第１段差部（４３１）と第２段差部（４３２）との両方を覆っている。
第６の態様に係る弾性波装置（１００ｃ）では、配線電極（４）の第１段差部（４３１）及び第２段差部（４３２）それぞれに応力が集中するのを抑制することが可能となり、熱衝撃試験に対する配線電極（４）の信頼性を更に向上させることが可能となる。
第７の態様に係る弾性波装置（１００；１００ａ；１００ｂ；１００ｃ；１００ｄ）では、第１～６の態様のいずれか一つにおいて、スペーサ層（５）におけるカバー層（６）側の端部（５２）においてカバー層（６）に入り込んでいる深さが２．０μｍ以上である。
第８の態様に係る弾性波装置（１００；１００ａ；１００ｂ；１００ｃ）では、第１～７の態様のいずれか一つにおいて、支持基板（１）上に形成されている絶縁層（９）を更に備える。支持基板（１）がシリコン基板である。配線電極（４）の一部が、絶縁層（９）上に形成されている。スペーサ層（５）が、配線電極（４）上及び絶縁層（９）上に形成されている。貫通電極（７）が、配線電極（４）上に形成されている。
第８の態様に係る弾性波装置（１００；１００ａ；１００ｂ；１００ｃ）では、配線電極（４）と支持基板（１）とを絶縁層（９）によって電気的に絶縁することができ、かつ、熱衝撃試験に対する配線電極（４）の信頼性を更に向上させることが可能となる。
第９の態様に係る弾性波装置（１００；１００ａ；１００ｂ；１００ｃ）では、第８の態様において、絶縁層（９）のヤング率が、圧電膜（２）のヤング率よりも小さい。
１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄ 弾性波装置
１、１ｄ 支持基板
１１ 表面
１２ 裏面
２ 圧電膜
２０、２０ａ 多層膜
２１ 高音速膜
２２ 低音速膜
２３ 保護膜
３ ＩＤＴ電極（機能電極）
３１ バスバー（第１バスバー）
３２ バスバー（第２バスバー）
３３ 電極指（第１電極指）
３４ 電極指（第２電極指）
４ 配線電極
４１ 第１部分
４２ 第２部分
４３ 屈曲部
４３１ 段差部（第１段差部）
４３２ 第２段差部
５ スペーサ層
５１ 端部
５２ 端部
５５ 貫通孔
６ カバー層
６１ 第１層
６２ 第２層
６３ 第１主面
６４ 凹部
６５ 第２主面
７ 貫通電極
８ 外部接続端子
９ 絶縁層
１７ 外部接続電極
１８ 実装用電極
Ｄ１ 厚さ方向
Ｓ１ 空間
１、１ｄ 支持基板
１１ 表面
１２ 裏面
２ 圧電膜
２０、２０ａ 多層膜
２１ 高音速膜
２２ 低音速膜
２３ 保護膜
３ ＩＤＴ電極（機能電極）
３１ バスバー（第１バスバー）
３２ バスバー（第２バスバー）
３３ 電極指（第１電極指）
３４ 電極指（第２電極指）
４ 配線電極
４１ 第１部分
４２ 第２部分
４３ 屈曲部
４３１ 段差部（第１段差部）
４３２ 第２段差部
５ スペーサ層
５１ 端部
５２ 端部
５５ 貫通孔
６ カバー層
６１ 第１層
６２ 第２層
６３ 第１主面
６４ 凹部
６５ 第２主面
７ 貫通電極
８ 外部接続端子
９ 絶縁層
１７ 外部接続電極
１８ 実装用電極
Ｄ１ 厚さ方向
Ｓ１ 空間
Claims (5)
- 支持基板と、
前記支持基板上に直接的又は間接的に形成されている圧電膜と、
前記圧電膜上に直接的又は間接的に形成されている機能電極と、
前記機能電極と電気的に接続されている配線電極と、
前記支持基板上に間接的に形成されており、前記支持基板の厚さ方向から平面視した場合に少なくとも一部が前記圧電膜の外側に形成されているスペーサ層と、
前記スペーサ層上に形成されているカバー層と、
前記スペーサ層と前記カバー層とを貫通しており、前記配線電極と電気的に接続されている貫通電極と、
前記支持基板上に形成されている絶縁層と、
を備え、
前記支持基板がシリコン基板であり、
前記配線電極の一部が、前記絶縁層上に形成され、
前記スペーサ層が、前記配線電極上及び前記絶縁層上に形成されており、
前記貫通電極が、前記配線電極上に形成されており、
前記配線電極は、
前記厚さ方向からの平面視において前記貫通電極に重なっている第１部分と、
前記厚さ方向からの平面視において前記圧電膜に重なっている第２部分と、
前記第１部分と前記第２部分との間において前記厚さ方向における段差を形成する段差部と、を有しており、
前記スペーサ層における前記カバー層側の端部が、前記カバー層に入り込んでおり、
前記スペーサ層が、前記厚さ方向からの平面視において前記段差部の少なくとも一部を覆っており、
前記配線電極は、
前記段差部からなる第１段差部と、
第２段差部と、を含み、
前記第１段差部は、前記第１部分側から前記第２部分側に向かって前記厚さ方向における前記支持基板との距離が漸次増加しており、
前記第２段差部は、前記第１部分側から前記第２部分側に向かって前記厚さ方向における前記支持基板との距離が漸次減少しており、
前記スペーサ層が、前記厚さ方向からの平面視において、前記第１段差部と前記第２段差部との両方を覆っており、
前記カバー層は、
第１層と、
前記第１層上に直接的又は間接的に形成されている第２層と、を含み、
前記第１層は、前記第２層よりも前記支持基板側に形成されており、
前記第１層のヤング率が、前記第２層のヤング率よりも大きい、
弾性波装置。 - 前記スペーサ層における前記カバー層側の端部において前記カバー層に入り込んでいる深さが前記第１層の厚さ以下である、
請求項１に記載の弾性波装置。 - 前記第１層の材料は、エポキシ系樹脂であり、
前記第２層の材料は、ポリイミド系樹脂である、
請求項１又は２に記載の弾性波装置。 - 前記スペーサ層における前記カバー層側の端部において前記カバー層に入り込んでいる深さが２．０μｍ以上である、
請求項１～３のいずれか一項に記載の弾性波装置。 - 前記絶縁層のヤング率が、前記圧電膜のヤング率よりも小さい、
請求項１～４のいずれか一項に記載の弾性波装置。
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