JPWO2015186661A1 - 弾性波装置 - Google Patents
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Abstract
反りによる特性の劣化が生じ難く、搬送時などにおいて割れが生じ難い、弾性波装置を提供する。基板２上に、高音速膜４、低音速膜５及び圧電膜６がこの順序で積層されており、接合層７が、高音速膜４中から低音速膜５と圧電膜６との界面までのいずれかの位置に設けられている弾性波装置１、または高音速基板上に、低音速膜及び圧電膜が積層されており、接合層が低音速膜中または圧電膜と低音速膜との界面に位置している弾性波装置。
Description
本発明は、圧電膜に低音速膜及び高音速膜が積層されている構造を有する弾性波装置に関する。
従来、基板と圧電膜との間に他の材料層が積層されている構造を有する弾性波装置が知られている。下記の特許文献１には、支持基板上に、高音速膜、低音速膜及び圧電膜がこの順序で積層されている弾性波装置が開示されている。この弾性波装置では、Ｑ値を高めることができるとされている。
特許文献１では、弾性波装置の製造に際し、圧電膜、低音速膜及び高音速膜が積層されている積層体に、支持基板を接合している。この接合に際しては、親水化接合、活性化接合、原子拡散接合、金属拡散接合などの様々な方法を用いることができるとされている。
特許文献１に記載のような接合方法により、支持基板と他の部分とを接合した場合、圧電膜側に多くの層が形成されることになるため、該形成された膜の応力により圧電膜に反りが発生することがあった。そのため、弾性波装置の特性上において、リップルが現れることがあった。また、反りが大きくなると、搬送時に圧電膜に割れが生じることがあった。
本発明の目的は、反りによる特性の劣化が生じ難く、搬送時などにおいて割れが生じ難い、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、圧電膜と、上記圧電膜に積層されており、伝搬するバルク波の音速が上記圧電膜を伝搬するバルク波の音速よりも低い低音速膜と、上記低音速膜の上記圧電膜とは反対側の面に積層されており、伝搬するバルク波の音速が、上記圧電膜を伝搬する弾性波の音速よりも高い高音速膜と、上記高音速膜の上記低音速膜とは反対側の面に直接または間接に積層された基板と、上記高音速膜中から、上記低音速膜と上記圧電膜との界面までのいずれかの位置に設けられている接合層とを備える。
本発明に係る弾性波装置のある特定の局面では、上記接合層は、上記高音速膜中、上記高音速膜と上記低音速膜との界面、上記低音速膜中、または上記低音速膜と上記圧電膜との界面のいずれかの位置に存在する。
本発明に係る弾性波装置の他の広い局面によれば、圧電膜と、上記圧電膜に積層されており、伝搬するバルク波の音速が、上記圧電膜を伝搬するバルク波の音速よりも低い低音速膜と、上記低音速膜の上記圧電膜とは反対側の面に直接または間接に積層されており、伝搬するバルク波の音速が、上記圧電膜を伝搬する弾性波の音速よりも高い高音速基板と、上記低音速膜中、または上記圧電膜と上記低音速膜との界面に位置している接合層とを備える。
本発明に係る弾性波装置の別の特定の局面では、上記接合層は、上記高音速基板中、上記高音速基板と上記低音速膜との界面、上記低音速膜中、または上記低音速膜と上記圧電膜との界面のいずれかの位置に存在する。
本発明に係る弾性波装置のさらに別の特定の局面では、上記接合層が、金属酸化物層または金属窒化物を含む。
本発明に係る弾性波装置のさらに別の特定の局面では、上記接合層がＴｉ層を含み、上記Ｔｉ層の膜厚が０．４ｎｍ以上であり、かつ２．０ｎｍ以下である。
本発明に係る弾性波装置のさらに別の特定の局面では、上記Ｔｉ層の膜厚が０．４ｎｍ以上であり、かつ１．２ｎｍ以下である。
本発明に係る弾性波装置のさらに別の特定の局面では、上記圧電膜が、ＬｉＴａＯ３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、上記低音速膜が酸化ケイ素からなる。
本発明に係る弾性波装置のさらに別の特定の局面では、上記低音速膜が酸化ケイ素からなり、上記接合層は、上記低音速膜中の位置に存在し、上記低音速膜が、上記接合層の上記圧電膜側に位置している第１の低音速膜層と、上記接合層の上記圧電膜とは反対側に位置している第２の低音速膜層とを有し、上記弾性波装置が利用する弾性波の波長をλとしたときに、上記第１の低音速膜層の膜厚が０．１２λ以上である。
本発明に係る弾性波装置のさらに別の特定の局面では、上記第１の低音速膜層の膜厚が０．２２λ以上である。
本発明に係る弾性波装置のさらに別の特定の局面では、上記高音速膜が、窒化アルミニウムまたは窒化ケイ素からなる。
本発明に係る弾性波装置のさらに別の特定の局面では、上記高音速膜と上記基板との間に積層された中間層がさらに備えられている。
本発明に係る弾性波装置によれば、接合層が高音速膜中から低音速膜と圧電膜との界面までのいずれかのうちに、あるいは低音速膜中または圧電膜と低音速膜との界面に位置しているため、接合層の形成による反りが生じ難い。従って、電気的特性の劣化が生じ難く、搬送時等における割れも生じ難い。
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。
図１（ａ）は、本発明の第１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１は、支持基板２を有する。支持基板２上に、第１の酸化ケイ素膜３が積層されている。第１の酸化ケイ素膜３上に高音速膜４が積層されている。高音速膜４上に、低音速膜５として第２の酸化ケイ素膜が積層されている。後述するように、低音速膜５は、低音速膜層５ａと、低音速膜層５ｂとを接合層７で接合した構造を有する。低音速膜５上に、圧電膜６が積層されている。
なお、低音速膜５とは、伝搬するバルク波音速が、圧電膜６を伝搬するバルク波の音速よりも低い膜を意味する。また、高音速膜４は、伝搬するバルク波の音速が、圧電膜６を伝搬する弾性波の音速よりも高い膜を意味する。
また、ＩＤＴ電極により音速やモードが異なる様々な弾性波が励振されることになるが、圧電膜６を伝搬する弾性波とは、フィルタや共振子としての特性を得るために利用する特定のモードの弾性波を示す。
圧電膜６上に、ＩＤＴ電極８が設けられている。上記支持基板２は、支持基板２よりも上方の構造を維持し得る限り、適宜の材料により構成することができる。このような材料としては、サファイヤ、ＬｉＴａＯ３、ＬｉＮｂＯ３、水晶等の圧電体、アルミナ、マグネシア、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、炭化ケイ素、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もしくはガラス等の誘電体、またはシリコン、窒化ガリウム等の半導体、あるいは樹脂が挙げられる。本実施形態では、支持基板２は、Ｓｉからなる。
第１の酸化ケイ素膜３は設けられずともよい。すなわち、支持基板２に直接高音速膜４が積層されていてもよい。もっとも、本実施形態のように、支持基板２上に間接に、すなわち第１の酸化ケイ素膜３を介して高音速膜４を積層してもよい。
上記高音速膜４は、弾性波を圧電膜６及び低音速膜５が積層されている部分に閉じ込め、高音速膜４より下の構造に漏れないように機能する。本実施形態では、高音速膜４は、窒化アルミニウムからなる。もっとも、上記弾性波を閉じ込め得る限り、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膜またはダイヤモンドなどの材料を用いることができる。また、上記材料を主成分とする媒質、上記材料の混合物を主成分とする媒質等のさまざまな複合材料を用いてもよい。
弾性波を圧電膜６及び低音速膜５が積層されている部分に閉じ込めるには、高音速膜４の膜厚は厚いほど望ましく、弾性表面波の波長のλの０．５倍以上、さらには１．５倍以上であることが望ましい。
上記低音速膜５を構成する材料としては圧電膜６を伝搬するバルク波よりも低音速のバルク波音速を有する適宜の誘電体材料を用いることができる。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、また、酸化ケイ素にフッ素や炭素やホウ素を加えた化合物などや、上記材料を主成分とした媒質を用いることができる。
接合層７は、後述する製造方法から明らかなように、金属拡散接合により形成される部分であり、本実施形態では、Ｔｉ酸化物からなる。
また、Ｔｉに限らず、他の金属を用いてもよい。このような金属としては、Ａｌなどを挙げることができる。また、接合層７は、金属酸化物ではなく、ＴｉやＡｌなどの金属により形成されてもよい。もっとも、好ましくは、電気的絶縁を図り得るため、金属酸化物または金属窒化物が好ましい。特に、接合力が高いため、Ｔｉの酸化物または窒化物が望ましい。
圧電膜６は、本実施形態では、ＬｉＴａＯ３からなる。もっとも、圧電膜６は、ＬｉＴａＯ３以外の圧電単結晶からなるものであってもよい。
ＩＤＴ電極８は、本実施形態では、Ａｌからなる。もっとも、ＩＤＴ電極８は、Ａｌ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗまた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８は、これらの金属もしく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。
図１（ａ）では略図的に示しているが、圧電膜６上に、図１（ｂ）に示す電極構造が形成されている。すなわち、ＩＤＴ電極８と、ＩＤＴ電極８の弾性波伝搬方向両側に配置された反射器９，１０とが形成されている。それによって、１ポート型弾性波共振子が構成されている。もっとも、本発明におけるＩＤＴ電極を含む電極構造は特に限定されない。適宜の共振子や共振子を組み合わせたラダーフィルタ、縦結合共振子型フィルタ、ラチス型フィルタ、またはトランスバーサル型フィルタなどを構成するように電極構造を変形し得る。
本実施形態の弾性波装置１では、高音速膜４上に低音速膜５が積層されており、低音速膜５上に圧電膜６が積層されているので、特許文献１に記載の弾性波装置と同様にＱ値の増大を図ることができる。加えて、本実施形態では、金属拡散による接合層７が、低音速膜５内に位置しているため、製造に際して、マザーのウエハ段階での反りが生じ難い。従って、最終的に得られる弾性波装置１においても、圧電膜６などの反りが生じ難い。よって、特性の劣化が生じ難い。加えて、製造時のウエハ搬送工程や製品の搬送時等において、圧電膜６や支持基板２などの割れも生じ難い。これを、以下の製造方法を説明することにより、より具体的に説明する。
弾性波装置１の製造に際しては、マザーの支持基板上に第１の酸化ケイ素膜３及び高音速膜４を積層する。しかる後、高音速膜４上に、低音速膜５を形成するために、第２の酸化ケイ素膜を積層し、第１の積層体を得る。別途、圧電膜の片面にＩＤＴ電極が形成されており、反対側の面に酸化ケイ素膜が形成されている第２の積層体を用意する。
そして、第１の積層体の酸化ケイ素膜面と、第２の積層体の上記酸化ケイ素膜面に、それぞれ、Ｔｉ層を積層する。次に、第１，第２の積層体のＴｉ層同士を接触させ、加熱下において接合する。この場合、接合されている両側のＴｉが相互に拡散する。それによって、金属拡散接合により、接合層７が形成される。また、Ｔｉ層に、酸化ケイ素膜側から酸素が供給される。よって、この接合層７は、Ｔｉ酸化物からなることになる。従って、十分な電気的絶縁を図ると共に、第１及び第２の積層体を強固に接合する。
このようにして得られたマザーの積層体を個々の弾性波装置１単位に切断する。それによって、弾性波装置１を得ることができる。
本実施形態では、上記接合層７が、低音速膜５中に位置しているため、マザーの積層体を得た段階で反りが生じ難い。
本願発明者らは、特許文献１に記載の弾性波装置を、金属拡散接合を利用して接合した場合、マザーの積層体において圧電膜に反りが生じることを見出した。そして、反りが生じているマザーの積層体を切断して得られた弾性波装置では、共振特性などの電気的特性においてリップルが現れることがあった。他方、接合後に、加熱下においてプレス成型したりして反りを解消することもできる。しかしながら、この反りを解消する加工を施したとしても、上記電気的特性の劣化は回復しなかった。従って、反りにより、マイクロクラックなどが圧電薄膜に生じているものと考えられる。
本願発明者らは、上記反りについてさらに検討した結果、本実施形態のように低音速膜５中に接合層７が設けられるように、第１，第２の積層体の構成を選択すれば、上記反りを効果的に抑制し得ることを見出した。
特許文献１では、圧電膜、低音速膜及び高音速膜からなる積層構造と、媒質層及び支持基板からなる積層構造とを接合していた。そのため、接合前の圧電膜に大きな膜応力が加わっていた。従って、マザーの積層体段階で圧電膜に比較的大きな反りが生じがちであった。
これに対して、本実施形態では、第２の積層体では、圧電膜に、酸化ケイ素膜が積層されているだけであるため、圧電膜に大きな膜応力が加わっていない。そのため、接合により得られた積層体においても、圧電膜６にかかる応力が小さいため、反りが生じ難い。よって、上記のように電気的特性の劣化が生じ難い。また、割れも生じ難い。この点について、具体的な実験例に基づき説明する。
上記弾性波装置１として、１ポート型の弾性波共振子を作製した。なお、ＩＤＴ電極の電極指の対数は１００対、電極指の交叉幅は２０λ、電極指ピッチで定まる波長は２．０μｍとした。反射器９，１０については、電極指の本数を２０本とした。ＩＤＴ電極８及び反射器９，１０は、Ａｌからなる金属で形成し、厚みは１６０ｎｍとした。
図２に上記実施形態の実施例の共振特性を実線で示す。また、比較のために、接合層７が第１の酸化ケイ素膜３中に設けられていることを除いては、上記実施形態の実施例と同様にして弾性波装置を作製した。この従来例の弾性波装置の共振特性を図２に破線で示す。図２から明らかなように、従来例では、リップルが、共振点と***振点との間に現れている。これに対して、実施例によれば、共振点と***振点との間のこのようなリップルが現れていないことがわかる。また、共振点における波形も従来例に比べて実施例によれば鋭くなっており、インピーダンス特性の山谷比も大きくなっていることがわかる。
上記のように、実施例の共振特性が従来例の共振特性に比べて高められているのは、前述したような反りに基づくマイクロクラックが生じていないためと考えられる。
図３は、本発明の第２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。
第２の実施形態の弾性波装置２１では、支持基板２上に、第１の酸化ケイ素膜３、高音速膜４、低音速膜５、圧電膜６及びＩＤＴ電極８が積層されている。第２の実施形態の弾性波装置２１では、接合層７は、高音速膜４中に存在している。すなわち、高音速膜４は、高音速膜層４ａ，４ｂを有し、高音速膜層４ａと高音速膜層４ｂとの間に接合層７が形成されている。
本実施形態においても、製造に際しては圧電膜上に、低音速膜及び高音速膜層が設けられている第２の積層体を用意すればよい。従って、圧電膜において反りが生じ難い。従って、第１の実施形態と同様に、弾性波装置２１においても電気的特性の劣化は生じ難い。また、ウエハ段階や最終的に得られた弾性波装置２１における圧電膜の割れも生じ難い。
図４は、本発明の第３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。
第３の実施形態の弾性波装置３１では、支持基板２上に、第1の酸化ケイ素膜３、高音速膜４、第２の酸化ケイ素膜５Ｂ、接合層７、第３の酸化ケイ素膜５Ａ、圧電膜６及びＩＤＴ電極８がこの順序で積層されている。ここで、第２の酸化ケイ素膜５Ｂ及び第３の酸化ケイ素膜５Ａは、いずれも低音速膜である。接合層７は、本実施形態では、低音速膜としての第２の酸化ケイ素膜５Ｂと、第３の酸化ケイ素膜５Ａとの間の界面に位置している。
本実施形態においても、製造に際して圧電膜上に、第２の積層体を用意すればよい。従って、圧電膜において反りが生じ難い。従って、弾性波装置３１においても電気的特性の劣化が生じ難い。また、ウエハ段階や最終的に得られた弾性波装置３１における圧電膜の割れも生じ難い。
図５は、本発明の第４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。
第４の実施形態の弾性波装置４１では、支持基板２上に、第１の酸化ケイ素膜３、高音速膜４、低音速膜５、圧電膜６及びＩＤＴ電極８が積層されている。接合層７は、低音速膜５と圧電膜６との界面に位置している。
本実施形態においても、製造に際して圧電膜からなる第２の積層体を用意すればよい。従って、圧電膜において反りが生じ難い。従って、弾性波装置４１においても電気的特性の劣化が生じ難い。また、ウエハ段階や最終的に得られた弾性波装置４１における圧電膜の割れも生じ難い。
第１〜第４の実施形態の弾性波装置のように、高音速膜４中から低音速膜５と圧電膜６との界面までのいずれかの位置に接合層７が設けられておればよい。
図６は、本発明の第５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５１では、高音速基板５２上に低音速膜５５が積層されている。低音速膜５５上に圧電膜５６が積層されている。圧電膜５６上に、ＩＤＴ電極５８が形成されている。特に図示はしないが、ＩＤＴ電極５８の弾性波伝搬方向両側には反射器が設けられており、それによって１ポート型弾性波共振子が構成されている。
本実施形態では、高音速基板５２が用いられており、高音速膜は別途設けられていない。圧電膜５６の下方に、低音速膜５５及び高音速基板５２が積層されているため、本実施形態においても、Ｑ値を高めることができる。このように、高音速膜と支持基板とを高音速基板５２により兼用してもよい。
高音速基板５２は、伝搬するバルク波の音速が、圧電膜５６を伝搬する弾性波の音速よりも高い適宜の材料からなる。本実施形態では、高音速基板５２はＳｉからなる。もっとも、高音速基板５２は、上記条件を満たす適宜の材料により形成することができる。
接合層７は、酸化ケイ素からなる低音速膜５５中に位置している。すなわち、第１の低音速膜層５５ａと、第２の低音速膜層５５ｂとの界面に接合層７が設けられている。従って、製造に際しては、圧電膜５６にＩＤＴ電極５８及び第１の低音速膜層５５ａを積層してなる第２の積層体を用意すればよい。そのため、第２の積層体において、圧電膜５６に大きな膜応力が加わり難い。従って、圧電膜において反りが生じ難い。
製造に際しては、上記第２の積層体の低音速膜層の露出している面にＴｉやＡｌなどの金属を形成する。しかる後、マザーの高音速基板上に低音速膜層が積層されている第１の積層体を用意する。この第１の積層体の低音速膜層上にＴｉなどの金属層を形成する。しかる後、第１，第２の積層体を、金属層同士を接触させて加熱下で接合する。このようにして、第１の実施形態の弾性波装置１と同様にして、接合層７を形成することができる。
しかる後、得られたマザーの積層体を切断し、個々の弾性波装置５１を得ればよい。
本実施形態においても、接合層７が上記の位置に設けられているため、製造に際し、マザーの圧電膜段階で反りが生じ難い。よって、電気的特性の劣化が生じ難い。また、マザーの積層体段階、製品の搬送時に、圧電膜５６に割れやマイクロクラックが生じ難い。
図７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では、接合層７が、圧電膜５６と低音速膜５５との界面に位置している。その他の点は、弾性波装置６１は弾性波装置５１と同様である。
弾性波装置６１においても、接合層７が圧電膜５６側に近い位置に位置している。従って、接合前の第２の積層体段階において圧電膜５６に反りが生じ難い。従って、第５の実施形態の弾性波装置５１と同様に、電気的特性の劣化が生じ難い。また、製造工程における圧電膜５６の反りが生じ難いため、割れやマイクロクラックも生じ難い。また製品搬送時等においても圧電膜５６に反りが生じ難いため、割れやマイクロクラックが生じ難い。
弾性波装置５１，６１のように高音速基板５２を用いた構造においても、高音速基板５２と低音速膜５５との間にさらに他の中間層が積層されていてもよい。すなわち、高音速基板上に間接に低音速膜５５が積層されていてもよい。いずれにしても、高音速基板５２を用いた構造では、接合層７は、低音速膜５５中または圧電膜５６と低音速膜５５との界面の内のいずれかに位置しておればよい。
次に、以下において、低音速膜の膜厚と、Ｑ値との関係を説明する。
図６に示した第５の実施形態に係る弾性波装置５１において、第１の低音速膜層５５ａの膜厚を変化させ、種々の弾性波装置を作製した。より具体的には、Ｓｉからなる高音速基板５２を用いた。第２の低音速膜層５５ｂとしては厚み５５ｎｍのＳｉＯ２膜を用いた。接合層７として、Ｔｉ膜を用い、厚みは０．５ｎｍとした。圧電膜５６として、６００ｎｍのＬｉＴａＯ３膜を用いた。ＩＴＤ電極における電極指ピッチで定まる波長λは、２μｍとした。圧電膜５６に接している第１の低音速膜層５５ａを、酸化ケイ素としてのＳｉＯ２により形成し、膜厚を異ならせた。
図８に、低音速膜層５５ａとしてのＳｉＯ２膜の膜厚と、Ｑ値との関係を示す。
低音速膜層５５ａとしてのＳｉＯ２膜の膜厚が厚くなるほど、Ｑ値が高くなっていることがわかる。ＳｉＯ２膜の膜厚が、２４０ｎｍ以上、すなわち０．１２λ以上としたときには、１０００を越える高いＱ値を得られている。ＳｉＯ２膜の膜厚が４４０ｎｍ以上、すなわち０．２２λ以上では、Ｑ値の変動が小さくなり、ほぼ一定になっている。よって、ＳｉＯ２膜の膜厚を０．２２λ以上とすることにより、Ｑ値をより一層高めることができ、かつばらつきを小さくし得ることがわかる。このように、好ましくは、圧電膜５６に接している低音速膜層を酸化ケイ素により形成した場合には、そのＳｉＯ２膜の膜厚を０．１２λ以上とすることが望ましい。より好ましくは、ＳｉＯ２膜の膜厚を０．２２λ以上とすることが望ましい。
なお、低音速膜層５５ａとしてのＳｉＯ２膜の膜厚は２λ以下とすることが好ましい。それによって、膜応力を小さくすることができる。
次に、接合層のＴｉ層の膜厚と、Ｑ値との関係を説明する。
図４に示した第３の実施形態の弾性波装置３１を、接合層７のＴｉ層の膜厚をそれぞれ異ならせて作製した。より具体的には、高音速膜５は、Ｓｉにより形成した。接合層７は、Ｔｉ層及びＴｉ酸化物層により形成した。Ｔｉ酸化物層が高音速膜４側に位置し、Ｔｉ層が低音速膜５側に位置するように、接合層７を形成した。Ｔｉ酸化物層の厚みを５０ｎｍとした。低音速膜は、ＳｉＯ２により形成し、厚みを７００ｎｍとした。圧電膜６はＬｉＴａＯ３により形成し、厚みを６００ｎｍとした。弾性波装置３１が利用する弾性波としての弾性表面波の波長λを２μｍとした。
図９は、接合層としてのＴｉ層の膜厚と、Ｑ値との関係を示す図である。
接合層のＴｉ層の膜厚が小さくなるほど、Ｑ値が大きくなっていることがわかる。特に、Ｔｉ層の膜厚を２．０ｎｍ以下、すなわち１×１０−３λ以下としたときには、１０００を越える高いＱ値を得られている。Ｔｉ層の膜厚が１．２ｎｍ以下、すなわち０．６×１０−３λ以下では、Ｑ値の変動が小さくなり、ほぼ一定になっている。よって、接合層のＴｉ層の膜厚を１．２ｎｍ以下、あるいは０．６×１０−３λ以下とすることにより、Ｑ値をより一層高めることができ、かつばらつきを小さくし得ることがわかる。このように、好ましくは、Ｔｉ層の膜厚を２．０ｎｍ以下とすることが望ましく、より好ましくは、Ｔｉ層の膜厚を１．２ｎｍ以下とすることが望ましい。
なお、Ｔｉ層の膜厚は０．４ｎｍ以上とすることが好ましい。それによって、上記第１の積層体と上記第２の積層体とを好適に接合することができる。
１…弾性波装置
２…支持基板
３…第１の酸化ケイ素膜
４…高音速膜
４ａ，４ｂ…高音速膜層
５…低音速膜
５ａ，５ｂ…低音速膜層
６…圧電膜
７…接合層
８…ＩＤＴ電極
９，１０…反射器
２１，３１，４１，５１，６１…弾性波装置
５２…高音速基板
５５…低音速膜
５５ａ，５５ｂ…低音速膜層
５６…圧電膜
５８…ＩＤＴ電極
２…支持基板
３…第１の酸化ケイ素膜
４…高音速膜
４ａ，４ｂ…高音速膜層
５…低音速膜
５ａ，５ｂ…低音速膜層
６…圧電膜
７…接合層
８…ＩＤＴ電極
９，１０…反射器
２１，３１，４１，５１，６１…弾性波装置
５２…高音速基板
５５…低音速膜
５５ａ，５５ｂ…低音速膜層
５６…圧電膜
５８…ＩＤＴ電極
本発明に係る弾性波装置のさらに別の特定の局面では、上記接合層が、金属酸化物または金属窒化物を含む。
本実施形態においても、製造に際して圧電膜上に、酸化ケイ素膜が設けられている第２の積層体を用意すればよい。従って、圧電膜において反りが生じ難い。従って、弾性波装置３１においても電気的特性の劣化が生じ難い。また、ウエハ段階や最終的に得られた弾性波装置３１における圧電膜の割れも生じ難い。
製造に際しては、上記第２の積層体の低音速膜層の露出している面にＴｉやＡｌなどの金属層を形成する。しかる後、マザーの高音速基板上に低音速膜層が積層されている第１の積層体を用意する。この第１の積層体の低音速膜層上にＴｉなどの金属層を形成する。しかる後、第１，第２の積層体を、金属層同士を接触させて加熱下で接合する。このようにして、第１の実施形態の弾性波装置１と同様にして、接合層７を形成することができる。
図４に示した第３の実施形態の弾性波装置３１を、接合層７のＴｉ層の膜厚をそれぞれ異ならせて作製した。より具体的には、高音速膜４は、Ｓｉにより形成した。接合層７は、Ｔｉ層及びＴｉ酸化物層により形成した。Ｔｉ酸化物層が高音速膜４側に位置し、Ｔｉ層が圧電膜６側に位置するように、接合層７を形成した。Ｔｉ酸化物層の厚みを５０ｎｍとした。低音速膜は、ＳｉＯ２により形成し、厚みを７００ｎｍとした。圧電膜６はＬｉＴａＯ３により形成し、厚みを６００ｎｍとした。弾性波装置３１が利用する弾性波としての弾性表面波の波長λを２μｍとした。
Claims (13)
- 圧電膜と、
前記圧電膜に積層されており、伝搬するバルク波の音速が前記圧電膜を伝搬するバルク波の音速よりも低い低音速膜と、
前記低音速膜の前記圧電膜とは反対側の面に積層されており、伝搬するバルク波の音速が、前記圧電膜を伝搬する弾性波の音速よりも高い高音速膜と、
前記高音速膜の前記低音速膜とは反対側の面に直接または間接に積層された基板と、
前記高音速膜中から、前記低音速膜と前記圧電膜との界面までのいずれかの位置に設けられている接合層とを備える、弾性波装置。 - 前記接合層は、前記高音速膜中、前記高音速膜と前記低音速膜との界面、前記低音速膜中、または前記低音速膜と前記圧電膜との界面のいずれかの位置に存在する、請求項１に記載の弾性波装置。
- 圧電膜と、前記圧電膜に積層されており、伝搬するバルク波の音速が、前記圧電膜を伝搬するバルク波の音速よりも低い低音速膜と、
前記低音速膜の前記圧電膜とは反対側の面に直接または間接に積層されており、伝搬するバルク波の音速が、前記圧電膜を伝搬する弾性波の音速よりも高い高音速基板と、
前記低音速膜中、または前記圧電膜と前記低音速膜との界面に位置している接合層とを備える、弾性波装置。 - 前記接合層は、前記高音速基板中、前記高音基板と前記低音速膜との界面、前記低音速膜中、または前記低音速膜と前記圧電膜との界面のいずれかの位置に存在する、請求項３に記載の弾性波装置。
- 前記接合層が、金属酸化物層または金属窒化物層を含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の弾性波装置。
- 前記接合層がＴｉ層を含み、前記Ｔｉ層の膜厚が０．４ｎｍ以上であり、かつ２．０ｎｍ以下である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の弾性波装置。
- 前記Ｔｉ層の膜厚が０．４ｎｍ以上であり、かつ１．２ｎｍ以下である、請求項６項に記載の弾性波装置。
- 前記圧電膜が、ＬｉＴａＯ３からなる、請求項１〜７のいずれか１項に記載の弾性波装置。
- 前記低音速膜が酸化ケイ素からなる、請求項１〜８のいずれか１項に記載の弾性波装置。
- 前記低音速膜が酸化ケイ素からなり、
前記接合層は、前記低音速膜中の位置に存在し、前記低音速膜が、前記接合層の前記圧電膜側に位置している第１の低音速膜層と、前記接合層の前記圧電膜とは反対側に位置している第２の低音速膜層とを有し、前記弾性波装置が利用する弾性波の波長をλとしたときに、前記第１の低音速膜層の膜厚が０．１２λ以上である、請求項２又は４に記載の弾性波装置。 - 前記第１の低音速膜層の膜厚が０．２２λ以上である、請求項１０項に記載の弾性波装置。
- 前記高音速膜が、窒化アルミニウムまたは窒化ケイ素からなる、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の弾性波装置。
- 前記高音速膜と前記基板との間に積層された中間層をさらに備える、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の弾性波装置。
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