JPH11168339A - Surface acoustic wave element and manufacture therefor - Google Patents

Surface acoustic wave element and manufacture therefor

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JPH11168339A
JPH11168339A JP34857597A JP34857597A JPH11168339A JP H11168339 A JPH11168339 A JP H11168339A JP 34857597 A JP34857597 A JP 34857597A JP 34857597 A JP34857597 A JP 34857597A JP H11168339 A JPH11168339 A JP H11168339A
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JP
Japan
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acoustic wave
surface acoustic
insulating film
forming
opening
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JP34857597A
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Japanese (ja)
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Akinori Ishii
昭紀 石井
Naoya Yamasumi
直也 山角
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Kokusai Electric Corp
Original Assignee
Kokusai Electric Corp
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  • Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a small-sized, low cost surface acoustic wave element and its manufacturing method. SOLUTION: A gold electrode 12 is formed on a piezoelectric substrate 11 and then, silicon oxide 13 is deposited on its entire surface and patterned. Then, a polysilicon cover layer 14 is formed on the entire surface and an opening 16 for exposing a bonding pad 15 is formed. Silicon oxide film 13 is selectively removed by wet etching through the opening and a vibration space 17 is formed. Since the vibration space 17 is formed on the excitation part and propagation part of surface acoustic waves, ceramic package is not required and miniaturization is made possible. Since preparation is performed in the state of a water before being made into a chip, man-hours are reduced, resulting in reduced manufacturing cost.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は弾性表面波素子およ
びその製造方法に関する。
The present invention relates to a surface acoustic wave device and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】弾性表面波素子(共振子、フィルタ等)
は、励振する電極面を中空かつ気密にするため、セラミ
ック等のパッケージを用いて溶接により封止している。
セラミックパッケージ等は高価なため部品としてのコス
トの大きな割合を占め、又パッケージを使用するとチッ
プ状態で処理する必要があるため、ウエハ上で処理する
よりも大きな工数が必要となる。
2. Description of the Related Art Surface acoustic wave devices (resonators, filters, etc.)
Are sealed by welding using a package of ceramic or the like in order to make the exciting electrode surface hollow and airtight.
A ceramic package or the like is expensive and occupies a large proportion of the cost as a component. Further, when a package is used, it is necessary to perform processing in a chip state, so that a larger number of steps are required than processing on a wafer.

【0003】また、図8に示したように、1チップの弾
性表面波素子25を1つのセラミックパッケージ22に
入れる場合には、セラミックパッケージ22の大きさに
より部品の大きさが決定されるので小型化が困難であ
り、又弾性表面波素子25の電極26とパッケージ電極
24とを接続するボンディングワイヤ23とキャップ2
1とが接触しないように、十分な厚さが必要であり、部
品の薄型化にも制約があった。
As shown in FIG. 8, when a one-chip surface acoustic wave element 25 is put in one ceramic package 22, the size of the component is determined by the size of the ceramic package 22, so that the size is small. In addition, the bonding wire 23 and the cap 2 for connecting the electrode 26 of the surface acoustic wave element 25 and the package electrode 24 are difficult.
A sufficient thickness is required so as not to come into contact with 1, and there is also a limitation in making the parts thinner.

【0004】また、弾性表面波素子を他のIC回路等と
共に封止する場合には、封止用の樹脂が励振する電極表
面に触れると所望の電気特性を満足することはできなく
なるので、励振する電極面が露出している弾性表面波素
子をそのままIC回路等と共に樹脂で封止する方法を採
ることもできないという問題があった。
When the surface acoustic wave element is sealed together with other IC circuits or the like, if the sealing resin touches the surface of the electrode to be excited, desired electrical characteristics cannot be satisfied. There is also a problem that it is not possible to employ a method of sealing a surface acoustic wave element having an exposed electrode surface with a resin together with an IC circuit or the like.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
技術の問題点であるパッケージの使用に伴う部品の大型
化やパッケージングによって工数がかかるという問題を
解決し、小型であってしかも低コストで製造できる弾性
表面波素子およびその製造方法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the problems of the prior art, that is, the problem that the man-hours are required due to the increase in the size and packaging of the components due to the use of the package, and that the size and the size are reduced. It is an object of the present invention to provide a surface acoustic wave device that can be manufactured at low cost and a method for manufacturing the same.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明者らは、弾性表面波素子の励振および伝搬部
分上に空間を有するポリシリコン層等のカバー膜を備え
る構造とすれば、パッケージが不要となり、また、弾性
表面波素子の励振および伝搬部分上に空間を有する構造
はチップ化する前のウエハ上で作成できるので、工数が
少なくなり低コストで製造できるということを見いだし
た。
Means for Solving the Problems To achieve the above object, the present inventors provide a structure having a cover film such as a polysilicon layer having a space on an excitation and propagation portion of a surface acoustic wave element. It has been found that a package is not required, and a structure having a space above the excitation and propagation portions of the surface acoustic wave element can be formed on a wafer before being formed into chips, so that the number of steps is reduced and the manufacturing can be performed at low cost. .

【0007】さらに、このような構造の弾性表面波素子
は、以下の方法で好ましく製造されることを見いだし
た。まず、圧電基板上にすだれ状電極(IDT:Inter-
Digital Transducer)と反射器もしくはIDTのみから
なる弾性表面波素子を作成する。次に、基板全体に絶縁
膜を堆積させる。次に弾性表面波素子のパターンを覆い
隠すように絶縁膜をパターニングし、その後カバー膜を
基板全体に堆積させる。次に、電極のボンディングパッ
ド部分に対応する部分の窓開けを行い、先に堆積させた
絶縁膜のみを選択的にウェットエッチングにより除去
し、弾性表面波の励振部分および伝搬部分上に空間を持
たせる。この素子を使用する際には、素子を回路基板に
ダイボンディング、ワイヤボンディングした後、ボンデ
ィングパッド部を樹脂で覆うことで素子の気密性を保
つ。
Further, it has been found that the surface acoustic wave device having such a structure is preferably manufactured by the following method. First, an interdigital electrode (IDT: Inter-
A surface acoustic wave element comprising only a digital transducer and a reflector or an IDT is created. Next, an insulating film is deposited on the entire substrate. Next, the insulating film is patterned so as to cover the pattern of the surface acoustic wave element, and then a cover film is deposited on the entire substrate. Next, a window corresponding to the bonding pad portion of the electrode is opened, and only the insulating film previously deposited is selectively removed by wet etching, so that a space is provided on the surface acoustic wave excitation portion and the propagation portion. Let When using this element, the element is die-bonded and wire-bonded to a circuit board, and then the bonding pad portion is covered with resin to maintain the airtightness of the element.

【0008】本発明は以上の知見に基づくものであり、
請求項1によれば、圧電基板の一主面上に形成された電
極を持つ弾性表面波素子において、弾性表面波が振動可
能な空間を有する薄膜層を前記一主面上に備えることを
特徴とする弾性表面波素子が提供される。
[0008] The present invention is based on the above findings,
According to the first aspect, in a surface acoustic wave device having electrodes formed on one main surface of a piezoelectric substrate, a thin film layer having a space in which surface acoustic waves can oscillate is provided on the one main surface. Is provided.

【0009】このように、弾性表面波素子が振動可能な
空間を有する薄膜層を備える構造とすれば、パッケージ
が不要となるので小型化が可能となり、また、この薄膜
層は、チップ化する前の圧電基板上で作成できるので、
工数が少なくなり低コストで製造できる。
As described above, if the surface acoustic wave element is provided with a thin film layer having a space in which the surface acoustic wave element can vibrate, the package becomes unnecessary, so that the size can be reduced. Since it can be created on the piezoelectric substrate of
Man-hours can be reduced and manufacturing can be performed at low cost.

【0010】請求項2によれば、前記薄膜層がポリシリ
コン層であることを特徴とする請求項1記載の弾性表面
波素子が提供される。
According to a second aspect of the present invention, there is provided the surface acoustic wave device according to the first aspect, wherein the thin film layer is a polysilicon layer.

【0011】請求項3によれば、圧電基板の一主面上に
電極を形成する工程と、その後、前記一主面における弾
性表面波の励振および伝搬部分に選択的に絶縁膜を形成
する工程と、その後、前記一主面および前記絶縁膜上に
前記絶縁膜とエッチング速度が異なる薄膜層を形成する
工程と、その後、前記絶縁膜の一部を露出する開口を前
記薄膜層に形成する工程と、その後、前記開口を介して
前記絶縁膜を選択的にエッチング除去することにより、
前記一主面における弾性表面波の励振および伝搬部分上
に空間を形成する工程と、を備えることを特徴とする弾
性表面波素子の製造方法が提供される。
According to the third aspect, a step of forming an electrode on one principal surface of the piezoelectric substrate, and a step of subsequently forming an insulating film selectively on a portion where the surface acoustic wave is excited and propagated on the one principal surface. Forming a thin film layer having an etching rate different from that of the insulating film on the one main surface and the insulating film; and thereafter, forming an opening in the thin film layer to expose a part of the insulating film. Then, by selectively etching away the insulating film through the opening,
Forming a space above the surface acoustic wave exciting and propagating portion on the one principal surface.

【0012】請求項4によれば、圧電基板の一主面上に
電極を形成する工程と、その後、前記一主面における弾
性表面波の励振および伝搬部分のみに選択的に絶縁膜を
形成する工程と、その後、前記一主面および前記絶縁膜
上にポリシリコン層を形成する工程と、その後、前記電
極のボンディングパッド部に対応する位置において前記
絶縁膜を露出する開口を前記ポリシリコン層に形成する
工程と、その後、前記開口を介して前記絶縁膜を選択的
にエッチング除去することにより、前記一主面における
弾性表面波の励振および伝搬部分上に空間を形成する工
程と、を備えることを特徴とする弾性表面波素子の製造
方法が提供される。
According to the fourth aspect, a step of forming an electrode on one main surface of the piezoelectric substrate, and thereafter, an insulating film is selectively formed only on a portion where the surface acoustic wave is excited and propagated on the one main surface. A step of forming a polysilicon layer on the one main surface and the insulating film, and thereafter, forming an opening exposing the insulating film at a position corresponding to a bonding pad portion of the electrode in the polysilicon layer. Forming, and thereafter, a step of selectively etching and removing the insulating film through the opening to form a space on a surface acoustic wave excitation and propagation portion on the one main surface. A method for manufacturing a surface acoustic wave device is provided.

【0013】これらの製造方法によれば、弾性表面波素
子の励振および伝搬部分上に空間を有する構造をチップ
化する前の圧電基板上で作成できるので、工数が少なく
なり低コストで製造できるようになる。また、このよう
な構造にして製造される弾性表面波素子においては、パ
ッケージが不要となるので小型化が可能となる。
According to these manufacturing methods, since a structure having a space above the excitation and propagation portions of the surface acoustic wave element can be formed on the piezoelectric substrate before being formed into chips, the number of steps can be reduced and the manufacturing can be performed at low cost. become. Further, in the surface acoustic wave device manufactured with such a structure, a package is not required, so that the size can be reduced.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0015】図1〜図6は、本発明の一実施の形態の弾
性表面波素子およびその製造方法を説明するために製造
工程順に示した概略縦部分断面図であり、図7は、本発
明の一実施の形態の弾性表面波素子の製造方法を説明す
るためのフローチャートである。
FIGS. 1 to 6 are schematic vertical partial sectional views showing a surface acoustic wave device according to an embodiment of the present invention and a method of manufacturing the same in the order of manufacturing steps. FIG. 5 is a flowchart illustrating a method for manufacturing a surface acoustic wave device according to one embodiment.

【0016】まず、本実施の形態の弾性表面波素子の製
造方法を工程順に説明する。
First, a method for manufacturing a surface acoustic wave device according to the present embodiment will be described in the order of steps.

【0017】工程1) 弾性表面波素子作成工程 まず、図1に示すように、LiNbO3 等の圧電材料か
らなる圧電基板11上に金(Au)3200オングスト
ロームの電極12を形成した弾性表面波素子が3インチ
ウエハ内に約200チップある基板を用意した。
Step 1) Step of Making Surface Acoustic Wave Device First, as shown in FIG. 1, a surface acoustic wave device in which an electrode 12 of 3200 Å of gold (Au) is formed on a piezoelectric substrate 11 made of a piezoelectric material such as LiNbO 3. Prepared a substrate having about 200 chips in a 3-inch wafer.

【0018】より詳細には、図7に示すように、まず、
3インチウエハの圧電基板11を洗浄し、その後圧電基
板11上に金電極12を蒸着する。次に、圧電基板11
上にフォトレジストを塗布しプリベークを行う。その
後、露光、現像し、ポストベークを行う。次に、フォト
レジストをマスクにして金電極12を選択的にエッチン
グし、その後、レジストを剥離する。
More specifically, as shown in FIG.
After washing the piezoelectric substrate 11 of a 3-inch wafer, a gold electrode 12 is deposited on the piezoelectric substrate 11. Next, the piezoelectric substrate 11
A photoresist is applied on top and pre-baked. Thereafter, exposure, development, and post-baking are performed. Next, the gold electrode 12 is selectively etched using the photoresist as a mask, and then the resist is stripped.

【0019】工程2) 酸化シリコン膜形成 次に、図2に示すように、ウエハ全体に酸化シリコン1
3をスパッタにより1μm堆積させる。
Step 2) Formation of Silicon Oxide Film Next, as shown in FIG.
3 is deposited to a thickness of 1 μm by sputtering.

【0020】工程3) 酸化シリコン膜のパターニング 次に、図3に示すように、共振子またはフィルタの弾性
表面波の励振および伝搬部分だけを覆うように酸化シリ
コン膜13をパターニングする。
Step 3) Patterning of Silicon Oxide Film Next, as shown in FIG. 3, the silicon oxide film 13 is patterned so as to cover only the excitation and propagation portions of the surface acoustic wave of the resonator or the filter.

【0021】より詳細には、図7に示すように、酸化シ
リコン膜上にフォトレジストを塗布しプリベークを行
う。その後、露光、現像し、ポストベークを行う。次
に、フォトレジストをマスクにして酸化シリコン膜を選
択的にウェットエッチングし、その後、レジストを剥離
する。
More specifically, as shown in FIG. 7, a photoresist is applied on the silicon oxide film and prebaked. Thereafter, exposure, development, and post-baking are performed. Next, the silicon oxide film is selectively wet-etched using the photoresist as a mask, and then the resist is removed.

【0022】工程4) ポリシリコンのカバー層形成 次に、図4に示すように、ウエハ全面にポリシリコンの
カバー層14を形成する。
Step 4) Formation of Polysilicon Cover Layer Next, as shown in FIG. 4, a polysilicon cover layer 14 is formed on the entire surface of the wafer.

【0023】工程5) ボンディングパッド部窓開け 次に、図5に示すように、素子のボンディングパッド部
15上のポリシリコンのカバー層14に窓開けを行い、
ボンディングパッド部15を露出する開口16を形成す
る。
Step 5) Opening the bonding pad window Next, as shown in FIG. 5, a window is opened in the polysilicon cover layer 14 on the bonding pad portion 15 of the device.
An opening 16 exposing the bonding pad portion 15 is formed.

【0024】より詳細には、図7に示すように、ポリシ
リコンのカバー層上にフォトレジストを塗布しプリベー
クを行う。その後、露光、現像し、ポストベークを行
う。次に、フォトレジストをマスクにしてポリシリコン
のカバー層を選択的にエッチングし、その後、レジスト
を剥離する。
More specifically, as shown in FIG. 7, a photoresist is applied on a polysilicon cover layer and prebaked. Thereafter, exposure, development, and post-baking are performed. Next, the polysilicon cover layer is selectively etched using the photoresist as a mask, and then the resist is stripped.

【0025】工程6) 振動空間形成 次に、図6に示すように、開口16を介して酸化シリコ
ン膜13をウェットエッチングにより選択的に除去し
て、振動用空間17を形成する。
Step 6) Formation of Vibration Space Next, as shown in FIG. 6, the silicon oxide film 13 is selectively removed by wet etching through the opening 16 to form a vibration space 17.

【0026】このようにして製造された弾性表面波素子
においては、弾性表面波の励振部分および伝搬部分上に
振動用空間17が形成されるので、弾性表面波素子の特
性を確保するためにセラミックパッケージ等が不要とな
り小型化が可能となり、また、チップ化する前のウエハ
の状態で作成できるので、工数が少なくなり低コストで
製造できる。なお、ボンディングパッド部15を露出す
る開口16はボンディングパッド部15への配線のため
に使用される。
In the surface acoustic wave device manufactured as described above, since the vibration space 17 is formed on the exciting portion and the propagation portion of the surface acoustic wave, the ceramic surface acoustic wave device is required to secure the characteristics of the surface acoustic wave device. Since a package or the like is not required, the size can be reduced, and since it can be formed in a state of a wafer before being formed into chips, the number of steps is reduced and the manufacturing can be performed at low cost. The opening 16 exposing the bonding pad portion 15 is used for wiring to the bonding pad portion 15.

【0027】また、本実施の形態の弾性表面波素子を使
用する際には、素子を回路基板にダイボンディング、ワ
イヤボンディングした後、ボンディングパッド部を樹脂
で覆うことで素子の気密性を保つ。
When using the surface acoustic wave device of the present embodiment, the device is die-bonded and wire-bonded to a circuit board, and then the bonding pad portion is covered with resin to maintain the airtightness of the device.

【0028】[0028]

【発明の効果】本発明によれば、セラミックや缶パッケ
ージを使用することなく弾性表面波素子を製造すること
が可能である。またウエハ単位のバッチ処理により素子
の表面に振動用の空間を形成するため、従来に比べ後工
程の工程数を大幅に少なくすることができる。以上よ
り、大幅なコスト削減が可能である。さらに、パッケー
ジを使用する必要がないので、素子の小型化が可能であ
る。
According to the present invention, it is possible to manufacture a surface acoustic wave device without using a ceramic or a can package. Further, since a space for vibration is formed on the surface of the element by batch processing for each wafer, the number of post-processes can be significantly reduced as compared with the related art. As described above, significant cost reduction is possible. Further, since there is no need to use a package, the size of the device can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施の形態の弾性表面波素子の製造
方法を説明するための概略縦部分断面図である。
FIG. 1 is a schematic vertical partial sectional view for explaining a method for manufacturing a surface acoustic wave device according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施の形態の弾性表面波素子の製造
方法を説明するための概略縦部分断面図である。
FIG. 2 is a schematic vertical partial cross-sectional view illustrating a method for manufacturing a surface acoustic wave device according to one embodiment of the present invention.

【図3】本発明の一実施の形態の弾性表面波素子の製造
方法を説明するための概略縦部分断面図である。
FIG. 3 is a schematic vertical partial sectional view for explaining a method of manufacturing the surface acoustic wave device according to one embodiment of the present invention.

【図4】本発明の一実施の形態の弾性表面波素子の製造
方法を説明するための概略縦部分断面図である。
FIG. 4 is a schematic vertical partial sectional view for explaining a method of manufacturing the surface acoustic wave device according to one embodiment of the present invention.

【図5】本発明の一実施の形態の弾性表面波素子の製造
方法を説明するための概略縦部分断面図である。
FIG. 5 is a schematic vertical partial sectional view for explaining a method of manufacturing the surface acoustic wave device according to one embodiment of the present invention.

【図6】本発明の一実施の形態の弾性表面波素子および
その製造方法を説明するための概略縦部分断面図であ
る。
FIG. 6 is a schematic vertical partial cross-sectional view for explaining a surface acoustic wave device according to an embodiment of the present invention and a method for manufacturing the same.

【図7】本発明の一実施の形態の弾性表面波素子の製造
方法を説明するためのフローチャートである。
FIG. 7 is a flowchart illustrating a method for manufacturing a surface acoustic wave device according to one embodiment of the present invention.

【図8】従来の弾性表面波素子のパッケージングを説明
するための縦断面図である。
FIG. 8 is a longitudinal sectional view for explaining the packaging of a conventional surface acoustic wave element.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…圧電基板 12…電極 13…酸化シリコン膜 14…ポリシリコン 15…ボンディングパッド部 16…開口部 17…空間 21…パッケージのキャップ 22…セラミックパッケージ 23…ボンディングワイヤ 24…パッケージ電極 25…弾性表面波素子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Piezoelectric substrate 12 ... Electrode 13 ... Silicon oxide film 14 ... Polysilicon 15 ... Bonding pad part 16 ... Opening 17 ... Space 21 ... Package cap 22 ... Ceramic package 23 ... Bonding wire 24 ... Package electrode 25 ... Surface acoustic wave element

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】圧電基板の一主面上に形成された電極を持
つ弾性表面波素子において、弾性表面波が振動可能な空
間を有する薄膜層を前記一主面上に備えることを特徴と
する弾性表面波素子。
1. A surface acoustic wave device having electrodes formed on one principal surface of a piezoelectric substrate, wherein a thin film layer having a space in which surface acoustic waves can oscillate is provided on said one principal surface. Surface acoustic wave device.
【請求項2】前記薄膜層がポリシリコン層であることを
特徴とする請求項1記載の弾性表面波素子。
2. The surface acoustic wave device according to claim 1, wherein said thin film layer is a polysilicon layer.
【請求項3】圧電基板の一主面上に電極を形成する工程
と、 その後、前記一主面における弾性表面波の励振および伝
搬部分に選択的に絶縁膜を形成する工程と、 その後、前記一主面および前記絶縁膜上に前記絶縁膜と
エッチング速度が異なる薄膜層を形成する工程と、 その後、前記絶縁膜の一部を露出する開口を前記薄膜層
に形成する工程と、 その後、前記開口を介して前記絶縁膜を選択的にエッチ
ング除去することにより、前記一主面における弾性表面
波の励振および伝搬部分上に空間を形成する工程と、 を備えることを特徴とする弾性表面波素子の製造方法。
3. A step of forming an electrode on one principal surface of the piezoelectric substrate, and thereafter, a step of selectively forming an insulating film on a portion where the surface acoustic wave is excited and propagated on the one principal surface; Forming a thin film layer having an etching rate different from that of the insulating film on one main surface and the insulating film; and thereafter, forming an opening in the thin film layer exposing a part of the insulating film. Forming a space above the surface acoustic wave excitation and propagation portion on the one main surface by selectively etching away the insulating film through an opening. Manufacturing method.
【請求項4】圧電基板の一主面上に電極を形成する工程
と、 その後、前記一主面における弾性表面波の励振および伝
搬部分のみに選択的に絶縁膜を形成する工程と、 その後、前記一主面および前記絶縁膜上にポリシリコン
層を形成する工程と、 その後、前記電極のボンディングパッド部に対応する位
置において前記絶縁膜を露出する開口を前記ポリシリコ
ン層に形成する工程と、 その後、前記開口を介して前記絶縁膜を選択的にエッチ
ング除去することにより、前記一主面における弾性表面
波の励振および伝搬部分上に空間を形成する工程と、 を備えることを特徴とする弾性表面波素子の製造方法。
4. A step of forming an electrode on one main surface of the piezoelectric substrate, and thereafter, a step of selectively forming an insulating film only on a portion where the surface acoustic wave is excited and propagated on the one main surface; Forming a polysilicon layer on the one main surface and the insulating film, and thereafter, forming an opening in the polysilicon layer to expose the insulating film at a position corresponding to a bonding pad portion of the electrode; Forming a space above the surface acoustic wave excitation and propagation portion on the one principal surface by selectively etching away the insulating film through the opening. A method for manufacturing a surface acoustic wave device.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6958566B2 (en) * 2001-08-16 2005-10-25 The Regents Of The University Of Michigan Mechanical resonator device having phenomena-dependent electrical stiffness
JP2008072316A (en) * 2006-09-13 2008-03-27 Fujitsu Media Device Kk Elastic wave device, resonator and filter

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