JPH09153758A - 弾性表面波デバイス - Google Patents
弾性表面波デバイスInfo
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- JPH09153758A JPH09153758A JP7331766A JP33176695A JPH09153758A JP H09153758 A JPH09153758 A JP H09153758A JP 7331766 A JP7331766 A JP 7331766A JP 33176695 A JP33176695 A JP 33176695A JP H09153758 A JPH09153758 A JP H09153758A
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Abstract
定した周波数特性を示す弾性表面波フィルタを提供す
る。 【解決手段】 本発明の弾性表面波デバイスは、圧電基
板と、圧電基板上に形成された少なくとも一対のくし歯
状電極と、圧電基板上に形成されくし歯状電極にそれぞ
れ接続された複数の第1の面状電極と、くし歯状電極お
よび第1の面状電極の上側から圧電基板上に形成された
誘電体層と、誘電体層上の第1の面状電極に対応する第
1の領域および第1の領域と連続する該領域以外の第2
の領域に延伸して形成された第2の面状電極と、第2の
面状電極の第2の領域で接続された外部接続端子とを具
備することを特徴とする。
Description
に係わり、とくに防塵、腐食耐性を向上させた弾性表面
波デバイスに関する。
成されたくし歯状の表面波励振用電極に面状電極(ボン
ディングパッド)を介して電気信号を印加し、これを弾
性表面波に変換して基板上を伝搬させ、さらにくし歯状
の表面波受信用電極に到達した弾性表面波を再度電気信
号に変換する構成となっている。
周波化にともない、表面波励振用や受信用電極の微細
化、薄膜化が著しい。弾性表面波デバイスの基本的構成
では、くし歯状電極は表面に剥き出しであるために弾性
表面波デバイスの表面波励振用電極や受信用電極、面状
電極に対するゴミの付着や電極の腐食は、従来以上に電
極表面のショートやデバイス特性劣化の原因のひとつと
なってきている。ゴミの付着や電極の腐食を防止するた
めに、表面波励振用や受信用電極、面状電極をSiO2
等からなる誘電体層を保護層として被覆する方法が知ら
れている。
受信用電極をSiO2 等の保護膜で被覆し、面状電極部
上の保護層はエッチング等により除去することによりボ
ンディングワイヤによる外部への電気的取り出しを可能
にしている。
チングには通常ケミカル・イオン・エッチング(CD
E)手法が用いられるが、これには大変多額の設備投資
が必要とされる。
・パッド部の電気的取り出しを保護層を介して容量結合
で行う方法が提案されている(特開平4−234798
号公報)。
ボンディングパッドを設け、これらの上に水素添加され
た窒化シリコンからなる誘電体層を保護層として形成
し、さらにこの保護層上にボンディングパッドと対向す
る位置に上部電極を配し、この上部電極と下部電極が保
護層を介して電気容量により電気的に接続される方法で
ある。
護膜の構造の1例を図7により説明する。圧電基板50
1と、この圧電基板501上に設けられた表面波励振用
電極505とボンディングパッド502の上に特定膜厚
の保護膜503を有し、さらに保護膜503上にボンデ
ィングパッド502と対向する位置に配設された電極5
04とからなる弾性表面波デバイスにおいて、上部電極
504は保護膜503を介した下部電極502との間で
電気容量により外部端子として電気信号を入出力してい
る。
ばUSワイヤボンディング、UTCワイヤボンディン
グ、バンプボンディングなどの方法が一般的に用いられ
ているが、これらボンディング方式にはUSパワー、加
重を接続部に加えることが必要になる。
う方法において、保護層を介して上部電極と下部電極と
の間で発生する電気容量Cと周波数特性の相関関係によ
り、弾性表面波フィルタの特性が劣化するという問題が
あった。すなわち、誘電体層の厚みによっては著しく弾
性表面波フィルタの特性を劣化させるおそれがあるとい
う問題があった。請求項1ないし請求項3の発明は、こ
のような問題に対処するためになされたもので、保護層
付弾性表面波デバイスにおいて、弾性表面波フィルタの
周波数特性を劣化させることのない、より安定した周波
数特性を示す弾性表面波デバイスを提供することを目的
とする。
7に示したような保護膜503を有する弾性表面波デバ
イスにおいて、保護膜を介して容量結合する上部電極5
04と下部電極502との位置関係については特に述べ
られていないが、上部電極504へ電気信号を印加する
ために例えばワイヤ・ボンディングを行うと、USパワ
ー、加重等の影響により下部電極502および保護膜5
03に変形や破断が生じ、適切な電気容量Cが得られな
いという問題があった。
著しく劣化させるという問題があった。
極502、保護膜503の構造の変形した例を図8に示
す。下部電極502にはボンディング時のUSパワー、
加重等の影響によりへこみが生じ、それにともなって保
護膜503はその厚さが不均一になるような変形を生じ
る。このような変形を生じると適切な電気容量Cが得ら
れないのみならず、保護膜503を剥離界面とするボン
ディング強度の劣化を招くという問題があった。
バイスは、圧電基板と、この圧電基板上に設けられたく
し歯状電極と、このくし歯状電極に接続された面状電極
と、少なくとも前記面状電極表面を覆う誘電体層と、平
面よりみて前記面状電極と実質的に同じ面積を有し、か
つ前記誘電体層上に配設された上部電極とから構成され
る弾性表面波デバイスであって、前記誘電体層を介して
形成される前記面状電極と前記上部電極との電気容量が
5pF以上であることを特徴とする。
1の弾性表面波デバイスにおいて、前記誘電体層が、酸
化シリコン層よりなり、その層厚が0.3μm以下であ
ることを特徴とする。
1または請求項2の弾性表面波デバイスにおいて、前記
誘電体層は、前記くし歯状電極および前記面状電極表面
を覆うことを特徴とする。
ルタの周波数特性の関係を明確にすることにより、弾性
表面波フィルタの周波数特性を劣化させることのない電
極容量Cの範囲および誘電体層の厚みの範囲を見出だし
た。
ングパッドとなる面状電極と上部電極との間で生じる電
気容量Cは、誘電体層の材料の種類や層の厚さにより変
化するが、電気容量Cを、C≧5pFの範囲とすること
によって、フィルタの挿入損失やリップルなど周波数特
性にさほど大きな影響をなくすことが可能になる。
て対向する面状電極と上部電極とは実質的に同じ面積を
有するが、ここで実質的に同じとは、平面よりみたそれ
ぞれの面積が相互に±20%の範囲にあることをいう。
類としては、通常絶縁膜として使用されている材料が使
用できる。具体的には、SiOx 、SiNx 、Ta
Ox 、AlOx 、AlNx などを挙げることができる。
これらのなかでも成膜の容易さ、電気的絶縁性の高さお
よび膜特性の安定性の点から酸化シリコンが好ましく、
とくにSiO2 が好ましい。
ならば、誘電体層の厚さに依存することになるので、誘
電体層が絶縁性を保持することのできる薄い厚さの範囲
における電気容量の値であれば許容することができる。
0.3μm以下であると5pF以上の容量を達成するこ
とができる。
歯状電極および面状電極表面全体を覆うことがゴミの付
着や電極の腐食を防止するために好ましい。
バイスは、圧電基板と、この圧電基板上に形成された少
なくとも一対のくし歯状電極と、圧電基板上に形成され
くし歯状電極にそれぞれ接続された複数の第1の面状電
極と、くし歯状電極および第1の面状電極の上側から圧
電基板上に形成された誘電体層と、誘電体層上の第1の
面状電極に対応する第1の領域および第1の領域と連続
する該領域以外の第2の領域に延伸して形成された第2
の面状電極と、第2の面状電極の第2の領域で接続され
た外部接続端子とを具備することを特徴とする。
との接続は、ワイヤ・ボンディングによるようにしても
よい。
面波デバイスは、第2の電極である上部電極を、第1の
電極である下部電極に対向する領域(第1の領域)より
も、さらに大きく延在させ、第2の電極である上部電極
の第1の電極である下部電極に対向しない領域(第2の
領域)内で外部回路と接続することにより、例えばワイ
ヤ・ボンディング接続時に容量結合形成部にダメージを
与えることなく接続するものである。
度を保ち、安定的に電極容量Cを確保するものである。
参照して説明する。
図1に示す。図1(a)は弾性表面波フィルタを構成す
る素子チップの断面図を示し、図1(b)は素子の概念
的回路図を示す。
圧電基板1上にはアルミニウム(Al)で構成されたく
し歯状電極5と、このくし歯状電極5に電気信号を供給
するための下部電極2が配設されている。このくし歯状
電極5と下部電極2を覆うように圧電基板1全体にはス
パックリング法により厚さ0.05μmの酸化シリコン
(SiO2 )で構成された誘電体層3が形成されてい
る。誘電体層3上であって下部電極2に対向する位置に
実質的に同じ大きさで形成された上部電極4が形成され
ており、この下部電極2と上部電極4との間に誘電体層
3を介して電気容量Cが構成される。上部電極4にはボ
ンディング・ワイヤ6等により外部端子から信号が供給
され、さらに電気容量Cを介してくし歯状電極5に電気
的に接続されている。
とフィルタの周波数特性の関係について図2を用いて説
明する。図2の点線は図1で示した本発明の弾性表面波
フィルタを800MHz帯の携帯電話用フィルタに適用
した場合の通過帯域内のリップル値、実線は最小挿入損
失について電気容量Cに対する依存性を表している。こ
の図2に示すように電気容量Cを介さないときに比べ電
気容量値が大きいときはリップル、最小挿入損失共に大
きな影響を受けないが、電気容量値が5pFより小さい
値、例えばSiO2 の膜厚が0.3μm以上になると急
激に特性劣化が起こる。
とが重要である。
層付弾性表面波フィルタはゴミや電極の腐食による特性
劣化を防ぎ良好な周波数特性を示した。
タの例としては800MHzの携帯電話用フィルタの周
波数特性を引用したが、同様の効果がその他の弾性表面
波フィルタ、例えばテレビの中間周波数帯フィルタにつ
いても同様の効果がある。また、誘電体層としてはSi
O2 膜を例に示したが、Ta2 O5 等この他の誘電体層
においても誘電体層を介して下部電極2と上部電極間に
発生する電気容量が5pFよりも大きい条件においては
この実施例と同様の効果がある。さらにボンディングパ
ット部の腐食が問題となる場合には、その部分のみに保
護層を設けることができる。
バイスの1例を概略的に示す斜視図である。また、図4
は図3に例示した本発明の弾性表面波デバイスの外部回
路との接続部を拡大して示す図であり、図5は図4の接
続部のAB方向の断面構造を概略的に示す図である。図
6は本発明の保護膜付弾性表面波デバイスの断面構造を
概略的に示す図である表面波を励振、受信および伝搬さ
せるため、圧電基板301上にはアルミニウム(Al)
で構成されたくし歯状電極305と、このくし歯状電極
305に電気信号を供給するため接続部310が形成さ
れている。接続部では、ボンディング・ワイヤ311に
より外部回路と接続されている。
の電極である下部電極302が配設されている。
を覆うように、圧電基板301全体にわたって厚さ0.
05μmのSiO2 保護膜303が形成されている。こ
のSiO2 保護膜303は例えばスパッタリング法で形
成するようにしてもよいし、CVD法で形成するように
してもよい。
説明したが、例えばTa2 O5 など他の誘電体膜を形成
するようにしてもよい。
部電極302に対応する第1の領域303aとこの領域
から連続する第2の領域303bには、第2の電極であ
る上部電極304が形成されている。すなわち、上部電
極304は保護膜上の第1の領域303aに形成された
部分304aと、この領域から連続して外側に延在する
領域に形成された部分である第2の領域に形成された部
分304bとから形成されている。
を介して対向する上部電極304とにより電気容量Cの
容量結合が形成される。そして、外部回路との電気的接
続は上部電極304の第2の領域304bで行われるの
で、保護膜下部には十分な強度を有する圧電性基板30
1があり、接続時にUSパワー、加重等の影響により下
部電極302および保護膜303に変形や破断が生ずる
ことはない。したがって、容量結合形成部にダメージを
与えることはないから、安定的に適切な電極容量Cを確
保することができる。
続する場合でも保護膜303を剥離界面とするボンディ
ング強度を損なうことがなく、外部回路との接続の信頼
性が向上する。
としては、800MHzの携帯用電話用周波数フィルタ
の周波数特性を引用したが、例えばテレビジョンの中間
周波数帯フィルタなど他の弾性表面波デバイスにも同様
に適用することができる。
イスは、誘電体層を介して形成される上部電極と面状電
極との電気容量が5pF以上であるので、より安定した
周波数特性を示す保護層付弾性表面波フィルタを得るこ
とができる。
波デバイスは、下部電極と、保護膜を介して対向する上
部電極とにより電気容量Cの容量結合が形成され、外部
との電気的接続は上部電極の第2の領域で行われるの
で、接続時にUSパワー、加重等の影響により下部電極
および保護膜に変形や破断が生ずることはない。したが
って、容量結合形成部にダメージを与えることはないか
ら、安定的に適切な電極容量Cを確保することができ
る。
続する場合でも保護膜を剥離界面とするボンディング強
度を損なうことがなく、外部回路との接続の信頼性が向
上する。
は、良好なボンディング強度、周波数特性得ることがで
きる。
概略的に示す断面図。
す図。
概略的に示す斜視図。
接続部を拡大して示す斜視図。
続部のAB方向の断面図。
概略的に示す断面図。
略的に示す断面図。
……上部電極 5……くし歯状電極、6……ボンディングワイヤ 301……圧電基板、302……下部電極、303……
誘電体層 303a……第1の領域、303b……第2の領域、3
04……上部電極 304a……第1の領域、304b……第2の領域 305……くし歯状電極、306……ボンディングワイ
ヤ 310……接続部、311……ボンディング・ワイヤ、
312……バスバー 501……圧電基板、502……下部電極、503……
誘電体層 504……上部電極、505……くし歯状電極、506
……ボンディングワイヤ
Claims (5)
- 【請求項1】 圧電基板と、この圧電基板上に設けられ
たくし歯状電極と、このくし歯状電極に接続された面状
電極と、少なくとも前記面状電極表面を覆う誘電体層
と、平面よりみて前記面状電極と実質的に同じ面積を有
し、かつ前記誘電体層上に配設された上部電極とから構
成される弾性表面波デバイスであって、前記誘電体層を
介して形成される前記面状電極と前記上部電極との電気
容量が5pF以上であることを特徴とする弾性表面波デ
バイス。 - 【請求項2】 請求項1記載の弾性表面波デバイスにお
いて、 前記誘電体層が、酸化シリコン層よりなり、その層厚が
0.3μm以下であることを特徴とする弾性表面波デバ
イス。 - 【請求項3】 請求項1または請求項2記載の弾性表面
波デバイスにおいて、前記誘電体層は、前記くし歯状電
極および前記面状電極表面を覆うことを特徴とする弾性
表面波デバイス。 - 【請求項4】 圧電基板と、前記圧電基板上に形成され
た少なくとも一対のくし歯状電極と、前記圧電基板上に
形成され前記くし歯状電極にそれぞれ接続された複数の
第1の面状電極と、前記くし歯状電極および第1の面状
電極の上側から前記圧電基板上に形成された誘電体層
と、前記誘電体層上の第1の面状電極に対応する第1の
領域および第1の領域と連続する該領域以外の第2の領
域に延伸して形成された第2の面状電極と、第2の面状
電極の第2の領域で接続された外部接続端子とを具備す
ることを特徴とする弾性表面波デバイス。 - 【請求項5】 前記外部接続端子は第2の領域でワイヤ
・ボンディングにより接続されたことを特徴とする請求
項4記載の弾性表面波デバイス。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7331766A JPH09153758A (ja) | 1995-09-29 | 1995-12-20 | 弾性表面波デバイス |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25229295 | 1995-09-29 | ||
JP7-252292 | 1995-09-29 | ||
JP7331766A JPH09153758A (ja) | 1995-09-29 | 1995-12-20 | 弾性表面波デバイス |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09153758A true JPH09153758A (ja) | 1997-06-10 |
Family
ID=26540646
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7331766A Pending JPH09153758A (ja) | 1995-09-29 | 1995-12-20 | 弾性表面波デバイス |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09153758A (ja) |
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