CN106165294A - 声表面波装置 - Google Patents
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Abstract
声表面波装置具备：压电基板(1)、具有形成在压电基板(1)上的梳齿状的电极指(3)的IDT电极(2)、和与IDT电极(2)连接的布线电极(5)，电极指(3)在与长边方向正交的剖面，下边的线宽以及上边的线宽比该电极指的最大的线宽小。
Description
技术领域
本发明涉及声表面波装置，更详细地，涉及即使缩小电极指间的间距也在IDT电极的电位不同的电极指间难以产生短路破坏、并且IDT电极与布线电极的电连接可靠的声表面波装置。
背景技术
在移动体通信装置等中，声表面波装置作为滤波器而被广泛使用。
在声表面波装置中，若将声表面波的声速设为v，将频率设为f，将声表面波的波长设为λ，则存在v＝f×λ的关系。因此，在根据以压电基板的材质为首的各条件而定的声表面波的声速恒定的情况下，声表面波的频率与声表面波的波长即IDT电极的电极指的间距成反比例的关系。
近年来，移动体通信中使用的频率正在高频化，伴随于此，产生缩短IDT电极的电极指的间距的必要。但是，若缩短IDT电极的电极指的间距，则电位不同的电极指间的绝缘电阻变小，因此在向声表面波装置施加了浪涌电压等情况下，可能在电位不同的电极指间产生短路所导致的绝缘破坏。
一般地，相比于空气中的路径，经由压电基板的路径更容易产生IDT电极的电位不同的电极指间的绝缘破坏。这是由于相比于空气，压电基板的绝缘电阻更小。
因此，例如，在日本特开2001-85968号公报(专利文献1)中公开的声表面波装置中，采用了如下方法：在与压电基板相接的部分将IDT电极的电极指的宽度设为较小的线宽(Ws)，在除此以外的部分将IDT电极的电极指的宽度设为较大的线宽(WB)，以使得即使缩短IDT电极的电极指的间距，也不会由于浪涌电压等而在电位不同的电极指间产生短路所导致的绝缘破坏。
图8中表示将专利文献1中公开的防止电位不同的电极指间的绝缘破坏的方法应用于后述的日本特开2005-102158号公报(专利文献2)所述的声表面波装置200(参照图7)的情况下的图7的X-X部分的剖面。
IDT电极102的电极指103a、103b由与压电基板101相接的电极指下部层103f和形成在其上方的电极指上部层103s这2层构成。并且，电极指下部层103f由较小的线宽Ws构成，电极指上部层目103s由较大的线宽WB构成。另外，电极指下部层103f和电极指上部层103s这样的构造能够通过使用干式蚀刻法来容易地形成。
根据专利文献1中公开的方法，即使为了高频化而缩短IDT电极的电极指的间距P，也能够较大地保持电位不同的电极指103a、103b间的绝缘电阻。
也就是说，若缩小间距P，则电位不同的电极指103a、103b的电极指上部层103s间的间隔Ds变小。但是，在间隔Ds之间夹有绝缘电阻较大的空气，因此即使施加浪涌电压，也难以产生该部分的短路所导致的绝缘破坏。
另一方面，即使缩小间距P，电位不同的电极指下部层103f间的间隔Df也能够保持较大。该部分与绝缘电阻比空气小的压电基板101相接，但由于间隔Df不变小，因此即使施加浪涌电压，也难以产生经由压电基板101的短路所导致的绝缘破坏。
这样，若应用专利文献1中公开的方法，则即使为了高频化而缩小IDT电极的电极指的间距P，也能够较大地保持电位不同的电极指103a、103b间的绝缘电阻。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2001-85968号公报
专利文献2：日本特开2005-102158号公报
发明内容
-发明要解决的课题-
但是，在采用该方法的情况下，存在IDT电极与布线电极的电连接可能变得不充分的问题。以下对此进行表示。
在声表面波装置中，可能设置如专利文献2中公开的布线电极。图7中表示现有的声表面波装置200。
在压电基板101上形成IDT电极102。各IDT电极102具有：电位不同的1组梳齿状的电极指103a、103b和母线104。各母线104与布线电极105连接。这里，图9中表示在将专利文献1中公开的方法应用于图7所示的专利文献2所述的声表面波装置200的情况下，IDT电极102(母线104)与布线电极105的电连接变得不充分的状态。另外，图9表示图7的Y-Y部分的剖面。
如图9所示，在将IDT电极102的电极指103a、103b形成为小于电极指下部层103f的线宽Ws、大于电极指上部层103s的线宽WB的情况下(参照图8)，母线104也为母线下部层104f与母线上部层104s的2层构造，成为在母线104的外周边，母线下部层104f比母线上部层104s更凹陷的构造。
一般地，布线电极105通过剥离法而形成的情况较多。也就是说，在覆盖所希望的图案形状的抗蚀剂后，使金属膜成膜(蒸镀)而形成的情况较多。但是，在通过剥离法来形成布线电极105的情况下，若在母线104的外周边母线下部层104f比母线上部层104s更凹陷地形成，则母线104与布线电极105的电连接可能变得不充分。
也就是说，若通过剥离法来形成布线电极105，则在最初成膜开始，压电基板101上的布线电极105与母线下部层104f不连接地成膜在母线104的外周边。这是由于母线下部层104f凹陷地形成，并且在母线上部层104s为檐部的状态下开始成膜。
并且，若成膜进行，则在母线104上也成膜布线电极105，但母线104上的布线电极105的端面在水平方向也生长，成为檐部并覆盖压电基板101上的布线电极105的端面。其结果，压电基板101上的布线电极105的端面随着成膜进行，形成为向远离母线104的方向倾斜的锥状。
并且，保持压电基板101上的布线电极105与母线104不连接、并且与在母线4上成膜的布线电极105也不连接的情况，成膜结束。也就是说，在压电基板101上的布线电极105与母线104以及母线104上的布线电极105之间形成缝隙G。
其结果，IDT电极102(母线104)与布线电极105的电连接可能变得不充分。例如，IDT电极102与布线电极105可能完全断路。此外，即使IDT电极102与布线电极105未完全断路，也可能局部形成缝隙G，布线电阻增大。
-解决课题的手段-
本申请发明为了解决上述现有的课题而作出，作为其手段，本申请发明所涉及的声表面波装置具备：压电基板、具有形成在压电基板上的梳齿状的电极指的IDT电极、和与IDT电极连接的布线电极，电极指在与长边方向正交的剖面中，下边的线宽以及上边的线宽比该电极指的最大的线宽小。若设为这样的构造，则即使设为窄间距，在IDT电极的电位不同的电极指间也难以产生短路破坏，并且IDT电极与布线电极的电连接变得可靠。
优选电极指的剖面设为从上边到最大的线宽部分，具有锥状的边的形状。在该情况下，IDT电极与布线电极的电连接变得更加可靠。
优选电极指将从压电基板到最大的线宽部分的高度设为电极指的高度的1/3以下。在这种情况下，IDT电极与布线电极的电连接变得更加可靠。
IDT电极能够设为由至少包含与压电基板相接的接合层和设置于比该接合层更靠上部的主电极层的多个层构成的电极。
优选主电极层设为Al、包含Al的合金、Cu、包含Cu的合金的任意一种。在该情况下，能够得到损耗较小的声表面波装置。
优选接合层是Ti、Cr、Ni、NiCr的任意一种。在该情况下，能够提高压电基板与IDT电极的接合强度。
IDT电极例如能够通过剥离(liftoff)法来形成。
-发明效果-
根据本申请发明，能够得到即使设为窄间距也在IDT电极的电位不同的电极指间难以产生短路破坏、并且IDT电极与布线电极的电连接可靠的声表面波装置。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式所涉及的声表面波装置100的俯视图。
图2是声表面波装置100的剖视图。图2表示图1的点划线A-A部分。
图3是表示声表面波装置100的电极指3a、3b的剖视图。
图4(A)～(D)是表示声表面波装置100的制造方法的一个例子中应用的工序的剖视图。各图对应于图1的点划线A-A部分。
图5(E)～(G)是图4的继续，是表示工序的剖视图。各图对应于图1的点划线A-A部分。
图6(H)～(J)是图5的继续，是表示工序的剖视图。各图对应于图1的点划线A-A部分。
图7是表示专利文献2中公开的现有的声表面波装置200的俯视图。
图8是表示将专利文献1中公开的防止电位不同的电极指间的绝缘破坏的方法应用于声表面波装置200的情况的剖视图。图8表示图7的点划线X-X部分。
图9是表示在将专利文献2中公开的防止电位不同的电极指间的绝缘破坏的方法应用于声表面波装置200的情况下，IDT电极102(母线104)与布线电极105的电连接变得不充分的情况的剖视图。图9表示图7的点划线Y-Y部分。
具体实施方式
以下，结合附图来对本发明的实施方式进行说明。
图1～图3中表示本发明的实施方式所涉及的声表面波装置100。其中，图1是俯视图，图2是表示图1的点划线A-A部分的剖视图，图3是IDT电极的电极指的剖视图。
声表面波装置100具备压电基板1。压电基板1由例如42°Y切的LiTaO3构成。但是，压电基板1的材质或切割角并不限定于此，例如，也可以是LiNbO3、Li2B4O7等其他的材质，切割角也任意。
在压电基板1上，形成IDT电极2。各IDT电极2具有：电位不同的1组梳齿状的电极指3a、3b和母线4。另外，图1所示的‘λ’是声表面波的波长。
由图2可知，IDT电极2的电极指3a、3b以及母线4均形成为2层。但是，电极指3a、3b以及母线4的层数并不局限于2层，也可以是1层，还可以是3层以上。
也就是说，IDT电极2的电极指3a、3b由与压电基板1相接的电极指下部层3f、和形成于其上方的电极指上部层3s这2层构成。IDT电极2的母线4也由与压电基板1相接的母线下部层4f、和形成于其上方的母线上部层4s这2层构成。
电极指下部层3f以及母线下部层4f起到作为提高与压电基板1的接合强度的接合层的功能。电极指下部层3f以及母线下部层4f例如由Ti构成。但是，材质并不限定于此，例如也可以是Cr、Ni、NiCr等。
电极指上部层3s以及母线上部层4s起到作为主电极层的功能。电极指上部层3s以及母线上部层4s例如由AlCu构成。但是，材质并不限定于此，例如，也可以是Al、包含Al的其他合金、Cu、包含Cu的其他合金等。
如图3所示，在观察与长边方向正交的剖面的情况下，IDT电极2的电极指3a、3b在与压电基板1相接的下边具有线宽WD，在上边具有线宽WU。并且，下边的线宽WD以及上边的线宽WU比电极指3a、3b的最大的线宽WMAx小。
其结果，在声表面波装置100中，如图2所示，即使缩小电位不同的电极指3a、3b间的间距P，也能够维持与压电基板1相接的部分的间隔Df。虽然压电基板1与空气相比，绝缘电阻较小，但由于声表面波装置100即使缩小间距P也能够维持间隔Df，因此即使施加浪涌电压，也难以产生经由压电基板1的短路所导致的绝缘破坏。因此，声表面波装置100即使为了高频化等而缩小电位不同的电极指3a、3b间的间距P，也难以产生电位不同的电极指3a、3b间的短路破坏。
声表面波装置100的母线4与布线电极5连接。由图2可知，在本实施方式中，布线电极5也由布线电极下部层5f和形成在其上方的布线电极上部层5s这2层构成。但是，布线电极5的层数任意，也可以构成为1层或者3层以上。在本实施方式中，布线电极下部层5f例如由Ti构成。但是，材质并不限定于此，例如，也可以是Cr、Ni、NiCr等。此外，布线电极上部层5s例如由Al构成。但是，材质并不限定于此，例如，也可以是包含Al的合金、Cu、包含Cu的合金等。
在声表面波装置100中，母线4与布线电极5的电连接可靠。这是由于如图2所示，在母线4的连接布线电极5的端面，形成锥T。也就是说，其原因是，若在母线4的端面形成锥状T，则在通过例如剥离法来形成布线电极5的情况下，金属膜也在锥T上成膜，起到将在压电基板1上成膜的金属膜与在母线4上成膜的金属膜连结的功能。在声表面波装置100中，布线电极5从压电基板1上到母线4上连续地无切断地形成。
另外，母线4的锥状T在通过剥离法等来形成IDT电极2的情况下，对应于使电极指3a、3b的下边的线宽Wp以及上边的线宽WU比电极指3a、3b的最大的线宽WMAX小而形成。也就是说，通过使电极指3a、3b的上边的线宽WU比最大的线宽WMAX部分小，从电极指3a、3b的上边到最大的线宽部分形成锥状的边，但在通过剥离法等来形成IDT电极2的情况下，在母线4的与布线电极5连接的端面，也同时形成锥T。
另外，优选电极指3a、3b的最大的线宽WMAX部分的高度H1是到电极指3a、3b的上边为止的高度H2的1/3以下。若超过1/3，则母线4的锥T与压电基板1之间的距离变得过大，母线4与布线电极5的电连接的可靠性可能降低。
以下，参照图4(A)～图6(J)，来对本实施方式所涉及的声表面波装置100的制造方法的一个例子进行说明。另外，图4(A)～图6(J)分别是表示该制造方法中使用的工序的剖视图，表示图1的点划线A-A部分。
首先，如图4(A)所示，准备压电基板1。
接下来，如图4(B)所示，在压电基板1上涂覆正性抗蚀剂6。接着，对正性抗蚀剂6进行氯苯处理。
接下来，如图4(C)所示，在正性抗蚀剂6上，配置具有所希望的开口图案7a的光掩模7。
接下来，如图4(D)所示，经由光掩模7来将正性抗蚀剂6曝光。此时，设为使曝光量比适当的曝光量少的不足曝光的条件。
接下来，如图5(E)所示，对正性抗蚀剂6进行显影。其结果，在正性抗蚀剂6形成由所希望的形状构成的开口8。在开口8的上部形成檐部8a。檐部8a是由于通过针对涂覆在压电基板1上的正性抗蚀剂6的氯苯处理，正性抗蚀剂(positive resist)6的表面不坚固而形成的。在开口8的底部形成裙摆部8b。裙摆部8b是由于在正性抗蚀剂6的曝光时，设为使曝光量比适当的曝光量少的不足曝光的条件而形成的。
接下来，如图5(F)所示，经由正性抗蚀剂6，在压电基板1上，通过真空蒸镀，依次形成厚度10nm的Ti层9、厚度150nm的AlCu层10。其结果，在正性抗蚀剂6的开口8内，形成IDT电极2的电极指3a、3b和母线4。此时，由于在开口8的上部形成檐部8a、在底部形成裙摆部8b，因此电极指3a、3b的剖面如图3所示，成为下边的线宽WD以及上边的线宽WU均比电极指3a、3b的最大的线宽WMAX小的形状。此外，由于在开口8的上部形成檐部8a，因此在母线4的与布线电极5连接的端面也形成锥T。
接下来，如图5(G)所示，将正性抗蚀剂6剥离。其结果，在压电基板1的表面，剩下IDT电极2的电极指3a、3b和母线4。
接下来，在压电基板1上涂覆负性抗蚀剂。接着，通过经由具有所希望的开口图案的光掩模进行曝光，进一步进行品影，如图6(H)所示，形成由所希望的图案构成的负性抗蚀剂11。负性抗蚀剂11是负性的，因此端面成为倒锥形状。
接下来，如图6(I)所示，经由负性抗蚀剂11，在压电基板1上，通过真空蒸镀，依次形成厚度100nm的Ti层12、厚度1000nm的Al层13。其结果，形成与IDT电极2的母线4连接的布线电极5。由于在母线4的端面形成锥T，因此母线4与布线电极5的电连接可靠。
最后，如图6(J)所示，通过将负性抗蚀剂11，本实施方式所涉及的声表面波装置100完成。
在以上的制造方法中，通过剥离法来制造声表面波装置100，因此与使用干式蚀刻法等来制造的情况相比，各材料的选择自由度提高。
以上，对实施方式所涉及的声表面波装置100的构造以及其制造方法的一个例子进行了说明。但是，本申请发明并不限定于上述的内容，能够沿着本申请发明的主旨进行各种的设计变更。
例如，在声表面波装置100中，在压电基板1上形成1对IDT电极2，但声表面波装置的电路配置任意，IDT电极2的数量也不局限于1对。
此外，在声表面波装置100中，IDT电极2和布线电极5分别构成为2层，但这些的层数并不局限于2层。也可以IDT电极2的层数与布线电极5的层数不同。此外，IDT电极2和布线电极5的材质也任意，并不局限于上述的材质。
进一步地，在声表面波装置100中，在IDT电极2的母线4，实现了IDT电极与布线电极5的电连接，但并不限定于此，例如，也可以形成与IDT电极2电连结的连接电极，将该连接电极与布线电极5电连接。
以上，对本发明的实施方式以及变形例进行了说明，但这次公开的实施方式以及变形例在全部方面都是示例性的，并不是限制性的。本发明的范围由权利要求书表示，并包含与权利要求书均等的意思以及范围内的全部变更。
-符号说明-
1：压电基板，2：IDT电极，3a、3b：电极指，3f：电极指下部层，3s：电极指上部层，4：母线，4f：母线下部层，4s：母线上部层，5：布线电极，5f：布线电极下部层，5s：布线电极上部层，6：正性抗蚀剂，7：光掩模，8：开口，8a：檐部，8b：裙摆部，9：Ti层，10：AlCu层，11：负性抗蚀剂，12：Ti层，13：Al层。
Claims (7)
1.一种声表面波装置，其具备：压电基板、具有形成在所述压电基板上的梳齿状的电极指的IDT电极、和与所述IDT电极连接的布线电极，
所述电极指在与长边方向正交的剖面中，下边的线宽以及上边的线宽比该电极指的最大的线宽小。
2.根据权利要求1所述的声表面波装置，其中，
所述电极指的所述剖面从所述上边到所述最大的线宽部分，具有锥状的边。
3.根据权利要求1或者2所述的声表面波装置，其中，
所述电极指的从该压电基板到所述最大的线宽部分的高度是所述电极指的高度的1/3以下。
4.根据权利要求1至3的任意一项所述的声表面波装置，其中，
所述IDT电极由至少包含与所述压电基板相接的接合层、和设置于比该接合层更靠上部的主电极层的多个层构成。
5.根据权利要求4所述的声表面波装置，其中，
所述主电极层是Al、包含Al的合金、Cu、包含Cu的合金的任意一种。
6.根据权利要求4或者5所述的声表面波装置，其中，
所述接合层是Ti、Cr、Ni、NiCr的任意一种。
7.根据权利要求1至6的任意一项所述的声表面波装置，其中，
所述IDT电极是通过剥离法而形成的。
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