CN110011636A - 弹性波器件 - Google Patents

Abstract

弹性波器件包括压电薄膜。在该压电薄膜上具有IDT电极。绝缘层在支撑基板的主表面上围绕压电薄膜。在俯视图中，间隔层围绕压电薄膜。在间隔层上具有盖。间隔层具有外边缘和内边缘，在俯视图中内边缘比外边缘更靠近压电薄膜。绝缘层的更靠近间隔层的主表面具有倾斜区域，该倾斜区域在俯视图中在绝缘层与间隔层重叠的范围中延伸，并且在所述倾斜区域中，在与支撑基板垂直的方向上与支撑基板的第一主表面之间的距离从外边缘朝向内边缘逐渐增加。

Description

弹性波器件

技术领域

本发明总体上涉及弹性波器件，并且更具体地涉及具有支撑基板和压电薄膜的弹性波器件。

背景技术

在支撑基板上具有包括压电薄膜在内的多层膜的弹性波器件是已知的(例如，参见日本未审查专利申请公开No.2017-011681)。

日本未审查专利申请公开No.2017-011681中描述的弹性波器件包括支撑基板、多层膜、叉指换能器(IDT)电极、外部连接端子(外部连接电极)、绝缘层、支撑层(间隔层)和盖。多层膜位于支撑基板上，并且包括压电薄膜和其他层。IDT电极位于压电薄膜的一侧上。外部连接端子电耦合到IDT电极，并且还电耦合到外部。在俯视图中IDT电极占据的区域之外，并且在外部连接端子下方，支撑基板具有未被多层膜覆盖的区域。绝缘层在该区域的至少一部分中延伸。外部连接端子包括凸块下(under-bump)金属层和金属凸块中的至少一种。支撑层位于绝缘层上，围绕支撑基板的由IDT电极占据的区域。将盖紧固到支撑层上，以密封由支撑层形成的空腔。在内部具有中空空间，从而不限制由IDT电极激发的弹性波的运动，并且盖和支撑层密封该中空空间。

然而，这种类型的弹性波器件具有有可能被水(例如空气中的水分)渗入的缺点。例如，该器件允许水通过绝缘层与支撑层之间的接合面渗入并到达中空空间，并且这种水可能影响器件的特性。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供具有改进的耐湿性的弹性波器件。

根据本发明的优选实施例，弹性波器件包括支撑基板、压电薄膜、叉指换能器电极、布线层、绝缘层、间隔层和盖。压电薄膜直接位于支撑基板的第一主表面上或间接位于支撑基板的第一主表面上方。叉指换能器电极位于压电薄膜上。布线层电耦合到IDT电极。绝缘层位于支撑基板的第一主表面上并围绕压电薄膜。间隔层至少部分地位于绝缘层上，并且在俯视图中，或者在与支撑基板垂直的方向上或在厚度方向上向下看时，该间隔层围绕压电薄膜。盖位于间隔层上，并且在厚度方向上与IDT电极间隔开。间隔层具有外边缘和内边缘，在俯视图中内边缘比外边缘靠近压电薄膜。绝缘层的更靠近间隔层的第一主表面具有倾斜区域，所述倾斜区域在俯视图中在绝缘层与间隔层重叠的范围中延伸，并且在所述倾斜区域中，在厚度方向上与支撑基板的第一主表面之间的距离从外边缘朝向内边缘逐渐增加。

根据以下参考附图对本发明的优选实施例的详细描述，本发明的其他特征、元件、特性和优点将变得更加明显。

附图说明

图1是根据本发明的实施例的弹性波器件的横截面；

图2是同一弹性波器件的另一横截面；

图3是同一弹性波器件的未示出盖的俯视图；

图4A和图4B是用于说明制造上述弹性波器件的方法的步骤横截面图；

图5是根据本发明的实施例的变型1的弹性波器件的横截面，其示出了该器件的主要组件；

图6是根据本发明的实施例的变型2的弹性波器件的横截面；以及

图7是根据本发明的实施例的变型3的弹性波器件的横截面。

具体实施方式

下面参考附图描述根据实施例的弹性波器件。

在以下实施例或本文其他地方参考的图1至图7都是示意图。所示元件的相对尺寸和厚度不一定是按比例绘制的。

实施例

(1)弹性波器件的整体结构

下面参考附图描述根据实施例的弹性波器件1。

如图1至图3所示，根据实施例1的弹性波器件1包括支撑基板11、压电薄膜122、叉指换能器(IDT)电极13、两个布线层15、绝缘层16、间隔层17和盖18。图1是与图3中的I-I横截面相对应的横截面图。图2是与图3中的II-II横截面相对应的横截面图。在图3中，未示出在下文描述的盖18(参见图1和图2)。

压电薄膜122位于支撑基板11的第一主表面111上。在俯视图中，或者当沿垂直于支撑基板11的方向(下文中称为厚度方向D1)向下看时，压电薄膜122与支撑基板11的第一主表面111的外周间隔开。IDT电极13位于压电薄膜122上。因此，压电薄膜122在厚度方向D1上位于支撑基板11的第一主表面111与IDT电极13之间。弹性波器件1在第一主表面111与IDT电极13之间具有功能性膜12，并且该功能性膜12至少包括压电薄膜122。布线层15电耦合到IDT电极13。绝缘层16位于支撑基板11的第一主表面111上并围绕压电薄膜122。间隔层17至少部分地位于绝缘层16上，并且在俯视图中呈框状围绕压电薄膜122。盖18位于间隔层17上。因此，间隔层17位于盖18的外周区域与绝缘层16之间。盖18在厚度方向D1上与IDT电极13间隔开。

弹性波器件1具有由盖18、间隔层17、绝缘层16和支撑基板11上的多层体(包括压电薄膜122和IDT电极13)围绕的空间S1。

弹性波器件1还具有多个(在所示示例中为两个)外部连接电极14，该外部连接电极14是用于进行外部连接的电极。外部连接电极14通过布线层15电耦合到IDT电极13。

(2)弹性波器件的各组件

下面参考附图描述弹性波器件1的各个组件。

(2.1)支持基板

如图1和图2所示，支撑基板11支撑包括功能性膜12和IDT电极13在内的多层体。支撑基板11具有第一主表面111和第二主表面112。支撑基板11由硅制成并且形成高声速支撑基板，该高声速支撑基板以比压电薄膜122传播弹性波的速度快的速度传播体波。高声速支撑基板不限于硅基板。可以使用的其他材料的示例包括：压电材料，例如氮化铝、氧化铝、碳化硅、氮化硅、蓝宝石、钽酸锂、铌酸锂和石英；陶瓷材料，例如氧化铝、氧化锆、堇青石、莫来石、滑石和镁橄榄石；以及氧化镁金刚石。也可以使用基于这些材料中的任何一种的材料或基于这些材料的混合物的材料。

(2.2)IDT电极

叉指换能器(IDT)电极13可以由任何合适的金属材料制成。示例包括铝、铜、铂、金、银、钛、镍、铬、钼、钨和基于这些金属中的任何一种的合金。IDT电极13可以具有多层结构，在该多层结构中对由这些金属或合金制成的多个金属膜进行堆叠。

如图3所示，IDT电极13包括一对汇流条131、132(第一汇流条131和第二汇流条132)、多个电极指133(第一电极指133)和多个电极指134(第二电极指134)。

第一汇流条131和第二汇流条132是细长型的，它们的纵向轴线在与厚度方向D1垂直的方向上延伸。第一汇流条131和第二汇流条132在与厚度方向D1和它们的纵向轴线两者垂直的方向上彼此面对。

多个第一电极指133连接到第一汇流条131，并且朝向第二汇流条132延伸。在所示的结构中，多个第一电极指133沿与第一汇流条131的纵向轴线垂直的方向从第一汇流条131延伸。多个第一电极指133的端部与第二汇流条132间隔开。例如，多个第一电极指133具有相等的长度和相等的宽度。

多个第二电极指134连接到第二汇流条132，并且朝向第一汇流条131延伸。在所示的结构中，多个第二电极指134沿与第二汇流条132的纵向轴线垂直的方向从第二汇流条132延伸。多个第二电极指134的端部与第一汇流条131间隔开。例如，多个第二电极指134具有相等的长度和相等的宽度。在图3所示的示例中，多个第二电极指134的长度和宽度分别等于多个第一电极指133的长度和宽度。

第一电极指133和第二电极指134在与第一汇流条131和第二汇流条132彼此面对的方向垂直的方向上交替，它们之间具有间隔。因此，在第一汇流条131的纵向轴线上，第一电极指133与和其紧邻的第二电极指134间隔开。IDT电极13的电极指周期是第一电极指133与和其紧邻的第二电极指134的对应边之间的距离。

(2.3)功能性膜

功能性膜12包括低声速膜121和压电薄膜122，其中低声速膜121以比压电薄膜122传播弹性波的速度慢的速度传播体波，并且压电薄膜122直接位于低声速膜121上。简而言之，压电薄膜122没有直接位于高声速支撑基板11上。在高声速支撑基板11与压电薄膜122之间形成低声速膜121会使弹性波减慢。由于弹性波的固有性质在于介质中的波的速度越慢它们的能量就越集中，因此低声速膜121有助于将弹性波的能量限制于压电薄膜122和激发弹性波的IDT电极13。结果，与没有低声速膜121的情况相比，弹性波器件1展现出更小的损耗和更高的Q。

例如，压电薄膜122由钽酸锂、铌酸锂、氧化锌、氮化铝或锆钛酸铅(PZT)制成。

低声速膜121由氧化硅、玻璃、氮氧化硅、氧化钽、向氧化硅添加氟、碳或硼而产生的化合物、或基于这些材料中的任何一种的材料制成。

钽酸锂压电薄膜与氧化硅低声速薄膜的组合使弹性波器件1具有更好的温度特性。由于钽酸锂和氧化硅的弹性模量分别是负相关和正相关的，所以这种组合降低了弹性波器件1的绝对频率温度系数(TCF)。此外，氧化硅具有比钽酸锂低的固有声阻抗。因此，通过对材料的这种选择，弹性波器件1将增大的机电耦合系数(更宽的相对带宽)与改进的TCF相结合。

压电薄膜122的厚度理想地等于或小于约3.5λ，其中λ是由IDT电极13的电极指周期确定的弹性波的波长。这将产生高Q。通过使压电薄膜122的厚度约为2.5λ或更小，将产生良好的TCF。通过使压电薄膜122的厚度约为1.5λ或更小，将有助于控制弹性波的声速。

低声速膜121的厚度理想地等于或小于约2.0λ，其中λ具有与上述相同的定义。当低声速膜121为2.0λ或更薄时，其膜应力足够低。在实际生产中，它有助于限制晶片(其包括从其切割出支撑基板11的硅晶片)的翘曲量，从而提高产量并且使得所产生的器件的特性更加稳定。

(2.4)布线层

布线层15将外部连接电极14与IDT电极13电耦合在一起。布线层15可以由任何合适的金属材料制成。示例包括铝、铜、铂、金、银、钛、镍、铬、钼、钨和基于这些金属中的任何一种的合金。布线层15可以具有多层结构，在该多层结构中对由这些金属或合金制成的多个金属膜进行堆叠。

当沿垂直于支撑基板11的方向观察时，布线层15与IDT电极13的一部分、与压电薄膜122的一部分以及与绝缘层16的一部分重叠。布线层15包括第一连接部分151和第二连接部分152。第一连接部分151位于IDT电极13上。第二连接部分152介于绝缘层16与间隔层17之间，并且与绝缘层16的外周相比位于内侧。外部连接电极14位于布线层15的铺设在绝缘层16上的第二连接部分152上。

(2.5)绝缘层

绝缘层16是电绝缘的。如图1至图3所示，绝缘层16在支撑基板11的第一主表面111上沿着支撑基板11的外周延伸。绝缘层16围绕压电薄膜122的侧面。在所示的结构中，绝缘层16围绕功能性膜12的侧面。在俯视图中，绝缘层16呈框状，并且其侧面与支撑基板11的侧面大致齐平。绝缘层16的一部分与压电薄膜122的外周区域重叠。在所示的结构中，绝缘层16的一部分与功能性膜12的外周区域重叠。压电薄膜122的侧面覆盖有绝缘层16。在所示的结构中，功能性膜12的侧面覆盖有绝缘层16。

至于材料，例如，绝缘层16由诸如环氧树脂或聚酰亚胺之类的合成树脂制成。

(2.6)间隔层

在俯视图中，间隔层17围绕功能性膜12并且沿着支撑基板11的外周延伸。在俯视图中，间隔层17呈框状，并且其外周边和内周边是大致矩形的。当沿厚度方向D1观察时，间隔层17与绝缘层16重叠。间隔件17的外部尺寸小于绝缘层16的外部尺寸，但是间隔件17的内部尺寸大于绝缘层16的内部尺寸。间隔件17的一部分还覆盖布线层15的在绝缘层16的第一主表面161上延伸的第二连接部分152。简而言之，间隔层17具有两个部分：直接位于绝缘层16的第一主表面161上的第一部分和没有直接位于绝缘层16的第一主表面161上的第二部分，其中布线层15的第二连接部分152介于间隔层17的该第二部分与绝缘层16的第一主表面161之间。在所示的结构中，第一部分沿着绝缘层16的第一主表面161的整个外周延伸。

间隔层17是电绝缘的，并且由诸如环氧树脂或聚酰亚胺之类的合成树脂制成。间隔层17和绝缘层16优选主要由相同的材料制成，更优选完全由相同的材料制成。

间隔层17和绝缘层16的组合厚度大于功能性膜12和IDT电极13的组合厚度。

(2.7)盖

盖18是大致平坦的板。在所示的结构中，其在俯视图中的形状(沿厚度方向D1向下看时的外周形状)是大致矩形的，但这不是唯一的选择。例如，可以使用大致正方形的盖。盖18的外部尺寸与支撑基板11的外部尺寸大致相同。盖18位于间隔层17上，并且在厚度方向D1上与IDT电极13间隔开。

由盖18、间隔层17、绝缘层16和位于支撑基板11上的多层体(包括功能性膜12和IDT电极13)围绕的空间S1填充有惰性气体，例如氮气。

(2.8)外部连接电极

弹性波器件1具有多个(两个)外部连接电极14，其是用于进行外部连接的电极。例如，外部连接电极14将弹性波器件1电耦合到电路板或封装板(子安装板)。弹性波器件1还具有多个(两个)安装电极19，其不与IDT电极13电耦合。安装电极19改善弹性波器件1与该器件被电耦合到的电路板、封装板或其他板之间的平行度，不用于电耦合。也就是说，安装电极19旨在防止弹性波器件1被倾斜地安装在该器件被电耦合到的电路板、封装板或其他板上。因此，例如取决于外部连接电极14的数量和布置以及弹性波器件1的外周形状，安装电极19可以是不必要的。

在俯视图中，或者当沿厚度方向D1向下看时，弹性波器件1在盖18的四个角部中相对的两个角部附近具有两个外部连接电极14，其中一个角部附近具有一个外部连接电极，并且在剩余的两个角部附近具有两个安装电极19，其中一个角部附近具有一个安装电极，并且两个外部连接电极14和两个安装电极19都不与功能性膜12重叠。

外部连接电极14包括贯通部分141，该贯通部分141沿厚度方向D1贯通间隔层17和盖18。贯通部分141位于布线层15的第二连接部分152上，并且电耦合到该第二连接部分152。外部连接电极14还包括在贯通部分141上的凸块142，这使贯通部分141成为凸块下金属层。凸块142是导电性的，并且接合且电耦合到贯通部分141。安装电极19包括沿厚度方向D1贯通间隔层17和盖18的贯通部分，并且也包括在贯通部分上的凸块。

贯通部分141可以由任何合适的金属材料制成。示例包括铜、镍和基于这些金属中的任何一种的合金。例如，凸块142是焊锡，或由金或铜制成。安装电极19的贯通部分由与外部连接电极14的贯通部分141相同的材料制成。安装电极19的凸块由与外部连接电极14的凸块142相同的材料制成。

(2.9)功能性膜、绝缘层、间隔层和布线层之间的关系

间隔层17具有外边缘171和内边缘172。在俯视图中，或者当沿厚度方向D1向下看时，外边缘171更远离压电薄膜122，并且内边缘172比外边缘171靠近压电薄膜122。绝缘层16的更靠近间隔层17的第一主表面161具有倾斜区域162，在俯视图中该倾斜区域162在绝缘层16与间隔层17重叠的范围中延伸，并且在该倾斜区域162中，在厚度方向D1上与支撑基板11的第一主表面111之间的距离从外边缘171朝向内边缘172逐渐增加。

关于厚度，例如，低声速膜121的厚度约为600nm。压电薄膜122的厚度例如约为600nm，并且IDT电极13的厚度例如约为150nm。绝缘层16比包括低声速膜121和压电薄膜122在内的功能性膜12稍厚，并且厚度例如在约1.3μm与约1.5μm之间。绝缘层16覆盖压电薄膜122的与支撑基板11远离的第一主表面1226的一部分，并且覆盖压电薄膜122的侧面1227。绝缘层16的第一主表面161在比倾斜区域162靠近压电薄膜122的部分内大致呈凸形。在所示的结构中，绝缘层16的第一主表面161在比倾斜区域162靠近功能性膜12的部分内大致呈凸形。

绝缘层16的第一主表面161的倾斜区域162围绕压电薄膜122的整个外周。在所示的结构中，绝缘层16的第一主表面161的倾斜区域162围绕功能性膜12的整个外周。

布线层15仅与间隔层17的内边缘172交叉，而不与外边缘171交叉。换句话说，在俯视图中，布线层15与绝缘层16的外周相比位于内侧，使得间隔层17沿着绝缘层16的整个外周与绝缘层16接触。

(3)弹性波器件的制造

下面是制造弹性波器件1的示例性过程的简要描述。

首先，制备硅晶片110(图4A)，从该硅晶片110中切割出多个弹性波器件1的各自的支撑基板11。

然后，在硅晶片110的第一主表面1101(图4A)上形成功能性膜12，并且依次形成绝缘层16和间隔层17。在将盖18接合到间隔层17之后，盖18和间隔层17被穿孔以在要形成外部连接电极14的部位处形成通孔。形成外部连接电极14以填充通孔，从而得到在硅晶片110上形成有多个弹性波器件1的晶片。硅晶片110的第一主表面1101与支撑基板11的第一主表面111相对应。

为了形成绝缘层16，例如通过旋涂在硅晶片110的第一主表面1101上形成原始绝缘膜160，从而覆盖功能性膜12和未被功能性膜12占据的区。然后，形成抗蚀剂层169(图4A)，以用于绝缘膜160的使用灰度掩模的三维光刻图案化。然后蚀刻掉抗蚀剂层169和绝缘膜160的一部分，从而留下绝缘层16(图4B)。

例如，使用切割锯或激光将所得到的晶片切割成多个弹性波器件1。

(4)优点

根据实施例的弹性波器件1包括支撑基板11、压电薄膜122、IDT电极13、布线层15、绝缘层16、间隔层17和盖18。压电薄膜122位于支撑基板11的第一主表面111上方，但没有直接位于其上。布线层15电耦合到IDT电极13。绝缘层16位于支撑基板11的第一主表面111上并围绕压电薄膜122。间隔层17至少部分地位于绝缘层16上，并且在俯视图中，或者在与支撑基板11垂直的方向上或在厚度方向D1上向下看时，该间隔层围绕压电薄膜122。盖18位于间隔层17上，并且在厚度方向D1上与IDT电极13间隔开。间隔层17在俯视图中具有外边缘171和内边缘172，内边缘172比外边缘171靠近压电薄膜122。绝缘层16的更靠近间隔层17的第一主表面161具有倾斜区域162，该倾斜区域162在俯视图中在绝缘层16与间隔层17重叠的范围中延伸，并且在该倾斜区域162中，在厚度方向D1上与支撑基板11的第一主表面111之间的距离从外边缘171朝向内边缘172逐渐增加。

在绝缘层16和间隔层17之间的接合面处，绝缘层16的更靠近间隔层17的第一主表面161的倾斜区域162增加了间隔层17的外边缘171与内边缘172之间的距离。结果，根据实施例的弹性波器件1的耐湿性得到提高，并且因此可靠性得到提高。

此外，绝缘层16覆盖压电薄膜122的与支撑基板11远离的第一主表面1226的一部分，并且覆盖压电薄膜122的侧面1227。这防止压电薄膜122与支撑基板11之间的分离。在所示的结构中，绝缘层16覆盖功能性膜12的与支撑基板11远离的第一主表面126的一部分，并且覆盖功能性膜12的侧面127。这防止功能性膜12从支撑基板11脱离。此外，在所示的结构中，绝缘层16的更靠近间隔层17的第一主表面161具有倾斜区域162，该倾斜区域162在俯视图中在绝缘层16与间隔层17重叠的范围中延伸，并且在该倾斜区域162中，在厚度方向D1上与支撑基板11的第一主表面111之间的距离从外边缘171朝向内边缘172逐渐增加。由此，与以下情况相比绝缘层16更薄：在俯视图中绝缘层与间隔层重叠的范围中，绝缘层的更靠近间隔层的表面在厚度方向上与支撑基板的表面之间的距离从内边缘朝向外边缘逐渐增加。因此，限制了从支撑基板11到盖18的高度的增加，弹性波器件1的耐湿性得到提高。

绝缘层16的第一主表面161在比倾斜区域162靠近功能性膜12的部分内大致呈凸形。与绝缘层16的第一主表面161在比倾斜区域162靠近功能性膜12的部分内没有大致呈凸形的情况相比，这使得外部水分更加难以到达IDT电极13。

此外，倾斜区域162围绕压电薄膜122的整个外周。与倾斜区域162没有围绕压电薄膜122的整个外周的情况相比，这使得弹性波器件1更能抵抗湿气。在所示的结构中，倾斜区域162围绕功能性膜12的整个外周。与倾斜区域162没有围绕功能性膜12的整个外周的情况相比，这使得弹性波器件1更能抵抗湿气。

间隔层17沿着绝缘层16的整个外周与绝缘层16接触。这进一步提高了由盖18、间隔层17、绝缘层16、位于支撑基板11上的包括压电薄膜122和IDT电极13在内的多层体围绕的空间S1的气密性，从而使弹性波器件1更可靠。

此外，布线层15包括第一连接部分151和第二连接部分152。第一连接部分151位于IDT电极13上。第二连接部分152介于绝缘层16与间隔层17之间，并且与绝缘层16的外周相比位于内侧。弹性波器件1还包括外部连接电极14，其是用于进行外部连接的电极。外部连接电极14位于布线层15的第二连接部分152上，并且电耦合到布线层15。外部连接电极14包括贯通部分141，该贯通部分141在厚度方向D1上贯通间隔层17和盖18。这也改善了由盖18、隔离物17、绝缘层16、位于支撑基板11上的包括压电薄膜122和IDT电极13在内的多层体围绕的空间S1的气密性，并使弹性波器件1更可靠。

应注意，以上仅是本发明的各种实施例中的一种。只要实现本发明的目的，可以例如根据设计对上述实施例进行各种修改。

(5)变型

(5.1)变型1

在图5所示的根据实施例的变型1的弹性波器件1a中，倾斜区域162在与间隔层17的周向垂直的平面中具有拐点1623，在该拐点1623处，更靠近外边缘171并且朝向支撑基板11大致呈凸形的曲线1621与更靠近内边缘172并且朝向盖18大致呈凸形的曲线1622相会。弹性波器件1a的其余结构与根据实施例的弹性波器件1的其余结构相同，省略图示和描述。

根据变型1的弹性波器件1a的耐湿性得到提高。

(5.2)变型2

在图6所示的根据实施例的变型2的弹性波器件1b中，功能性膜12b包括高声速膜123、低声速膜121和压电薄膜122。高声速膜123直接位于支撑基板11上，并且以比压电薄膜122传播弹性波的速度快的速度传播体波。低声速膜121位于高声速膜123上，并且以比压电薄膜122传播弹性波的速度慢的速度传播体波。压电薄膜122位于低声速膜121上。弹性波器件1b的与根据实施例的弹性波器件1(图1)的组件相同的组件通过与实施例中相同的附图标记来引用，并且省略描述。

在弹性波器件1b中，高声速膜123将弹性波限制到压电薄膜122和低声速膜121的堆叠部分中。阻止弹性波向下泄漏到高声速膜123下方的结构中。

在这种结构中，使器件成为滤波器或谐振器的特定模式的弹性波的能量分布在整个压电薄膜122和低声速膜121中，并且分布在高声速膜123的更靠近低声速膜121的一部分中，但是没有分布在支撑基板11中。这种使用高声速膜123来限制弹性波的方法基于与作为非泄漏SH(剪切水平)波的洛夫波(Love-wave)类型的表面声波的情况相同的机制，并且例如在Realize Science&Engineering(实现科学与工程)的、Kenya Hashimoto的Introduction to Simulation Technologies for Surface Acoustic Wave Devices第26-28页(日语)中进行了描述。该机制不同于使用由声学多层膜形成的布拉格反射器来限制弹性波的机制。

高声速膜123由以下材料制成：压电材料，例如类金刚石碳、氮化铝、氧化铝、碳化硅、氮化硅、硅、蓝宝石、钽酸锂、铌酸锂或石英；陶瓷材料，例如氧化铝、氧化锆、堇青石、莫来石、滑石或镁橄榄石；氧化镁金刚石；基于这些材料中的任何一种的材料；或基于这些材料的混合物的材料。

关于高声速膜123的厚度，考虑到高声速膜123将弹性波限制到压电薄膜122和低声速膜121中的功能，该厚度越厚越好。

根据变型2的弹性波器件1b的耐湿性得到提高。

(5.3)变型3

在图7所示的根据实施例的变型3的弹性波器件1c中，压电薄膜122是直接位于支撑基板11上的功能性膜12c的唯一组件。也就是说，压电薄膜122直接位于支撑基板11的第一主表面111上。弹性波器件1c的与根据实施例的弹性波器件1(图1)的组件相同的组件通过与实施例中相同的附图标记来引用，并且省略描述。

支撑基板11形成高声速支撑基板，其以比压电薄膜122传播弹性波的速度快的速度传播体波。

根据变型3的弹性波器件1c的耐湿性得到提高。

(5.4)其他变型

在弹性波器件1、1a中，功能性膜12可以在低声速膜121与支撑基板11之间包括额外的膜。在弹性波器件1b中，功能性膜12b可以在高声速膜123与支撑基板11之间和/或在低声速膜121与压电薄膜122之间包括额外的膜。在弹性波器件1、1a中，功能性膜12可以在压电薄膜122与支撑基板11之间具有声阻抗层而不是低声速膜121。声阻抗层阻挡在IDT电极13处激发的弹性波泄漏到支撑基板11中，并且具有由沿厚度方向D1(即垂直于支撑基板11的方向)堆叠的至少一个高声阻抗层和至少一个低声阻抗层形成的多层结构，其中至少一个高声阻抗层具有相对高的声阻抗，并且至少一个低声阻抗层具有相对低的声阻抗。当该多层结构包括多个高声阻抗层和多个低声阻抗层时，这两种类型的层沿厚度方向D1交替。

高声阻抗层由例如铂、钨、钽酸锂、蓝宝石、铌酸锂、氮化硅或氧化锌制成。

低声阻抗层由例如氧化硅、铝或钛制成。

尽管弹性波器件1、1a、1b、1c在压电薄膜122上具有一对IDT电极13，但是可以存在多对IDT电极13。当弹性波器件1、1a、1b或1c具有多对IDT电极13时，可以将每个都包括一对IDT电极13的多个表面声波谐振器电耦合在一起以形成带通滤波器。而且，两个外部连接电极14不是唯一的选择。可以存在三个或更多个外部连接电极14。

此外，在弹性波器件1、1a、1b、1c中，至少包括贯通部分141的外部连接电极14是可选的。作为代替，布线层15可以延伸到间隔层17的边缘之外，并且从间隔层17伸出的那部分中的至少一部分可以用作外部连接电极。

此外，弹性波器件1、1a、1b、1c中的绝缘层16和间隔层17不需要由合成树脂或其他有机材料制成。也可以使用无机材料。

总结

根据以上实施例和变型，清楚的是公开了以下方面。

根据第一方面的弹性波器件(1、1a、1b、1c)包括支撑基板(11)、压电薄膜(122)、叉指换能器电极(13)、布线层(15)、绝缘层(16)、间隔层(17)和盖(18)。压电薄膜(122)直接位于支撑基板(11)的第一主表面(111)上或间接位于该第一主表面(111)上方。叉指换能器电极(13)位于压电薄膜(122)上。布线层(15)电耦合到IDT电极(13)。绝缘层(16)位于支撑基板(11)的第一主表面(111)上，并且围绕压电薄膜(122)。间隔层(17)至少部分地位于绝缘层(16)上，并且在俯视图中或在与支撑基板(11)垂直的方向上或在厚度方向(D1)上向下看时，该间隔层(17)围绕压电薄膜(122)。盖(18)位于间隔层(17)上并且在厚度方向(D1)上与IDT电极(13)间隔开。间隔层(17)具有外边缘(171)和内边缘(172)，在俯视图中内边缘(172)比外边缘(171)靠近压电薄膜(122)。绝缘层(16)的更靠近间隔层(17)的第一主表面(161)具有倾斜区域(162)，该倾斜区域(162)在俯视图中在绝缘层(16)与间隔层(17)重叠的范围中延伸，并且在该倾斜区域(162)中，在厚度方向(D1)上与支撑基板(11)的第一主表面(111)之间的距离从外边缘(171)朝向内边缘(172)逐渐增加。

根据第一方面的弹性波器件(1、1a、1b、1c)的耐湿性得到提高。

根据第二方面的弹性波器件(1、1a、1b、1c)是：在第一方面中，绝缘层(16)覆盖压电薄膜(122)的与支撑基板(11)远离的第一主表面(1226)的一部分，并且还覆盖压电薄膜(122)的侧面(1227)。

根据第二方面的弹性波器件(1、1a、1b、1c)不太可能在压电薄膜(122)与支撑基板(11)之间发生分离。应注意，在根据第二方面的弹性波器件(1、1a、1b、1c)中，绝缘层(16)的更靠近间隔层(17)的第一主表面(161)具有倾斜区域(162)，该倾斜区域(162)在俯视图中在绝缘层(16)与间隔层(17)重叠的范围中延伸，并且在该倾斜区域(162)中，在厚度方向(D1)上与支撑基板(11)的第一主表面(111)之间的距离从外边缘(171)朝向内边缘(172)逐渐增加。由此，与以下情况相比绝缘层(16)更薄：在俯视图中绝缘层与间隔层重叠的范围中，绝缘层的更靠近间隔层的表面在厚度方向上与支撑基板的表面之间的距离从内边缘朝向外边缘逐渐增加。因此，限制了从支撑基板(11)到盖(18)的高度的增加，弹性波器件(1、1a、1b、1c)的耐湿性得到提高。

根据第三方面的弹性波器件(1、1a、1b、1c)是：在第二方面中，绝缘层(16)的第一主表面(161)在比倾斜区域(162)靠近压电薄膜(122)的部分内大致呈凸形。

与绝缘层(16)的第一主表面(161)在比倾斜区域(162)靠近压电薄膜(122)的部分内没有大致呈凸形的情况相比，根据第三方面的弹性波器件(1、1a、1b、1c)不太可能使外部水渗透到IDT电极(13)。

根据第四方面的弹性波器件(1a)是：在第一方面至第三方面中的任何一个方面，倾斜区域(162)在与间隔层(17)的周向垂直的平面中具有拐点(1623)，在拐点(1623)处，更靠近外边缘(171)并且朝向支撑基板(11)大致呈凸形的曲线(1621)与更靠近内边缘(172)并且朝向盖(18)大致呈凸形的曲线(1622)相会。

根据第四方面的弹性波器件(1a)限制了器件(1a)的厚度的增加，在耐湿性方面得到提高。

根据第五方面的弹性波器件(1、1a、1b、1c)是：在第一方面至第四方面中的任何一个方面，倾斜区域(162)围绕压电薄膜(122)的整个外周。

与倾斜区域(162)不围绕压电薄膜(122)的整个外周的情况相比，根据第五方面的弹性波器件(1、1a、1b、1c)更能抵抗湿气。

根据第六方面的弹性波器件(1、1a、1b、1c)是：在第五方面中，间隔层(17)沿着绝缘层(16)的整个外周与绝缘层(16)接触。

由于提高了由盖(18)、间隔层(17)、绝缘层(16)、位于支撑基板(11)上的包括压电薄膜(122)和IDT电极(13)在内的多层体围绕的空间(S1)的气密性，根据第六方面的弹性波器件(1、1a、1b、1c)的可靠性得到提高。

根据第七方面的弹性波器件(1、1a、1b、1c)是：在第六方面中，布线层(15)包括第一连接部分(151)和第二连接部分(152)。第一连接部分(151)位于IDT电极(13)上。第二连接部分(152)介于绝缘层(16)与间隔层(17)之间，并且与绝缘层(16)的外周相比位于内侧。弹性波器件(1、1a、1b、1c)还包括外部连接电极(14)。外部连接电极(14)位于布线层(15)的第二连接部分(152)上并且电耦合到布线层(15)。外部连接电极(14)包括贯通部分(141)，该贯通部分(141)在厚度方向(D1)上贯通间隔层(17)和盖(18)。

由于提高了由盖(18)、间隔层(17)、绝缘层(16)、位于支撑基板(11)上的包括压电薄膜(122)和IDT电极(13)在内的多层体围绕的空间(S1)的气密性，根据第七方面的弹性波器件(1、1a、1b、1c)的可靠性得到提高。

根据第八方面的弹性波器件(1、1a)是：在第一方面至第七方面中的任何一个方面，器件(1、1a)还包括低声速膜(121)。低声速膜(121)在支撑基板(11)与压电薄膜(122)之间设置在支撑基板(11)的第一主表面(111)上，并且以比压电薄膜(122)传播弹性波的速度慢的速度传播体波。压电薄膜(122)位于低声速膜(121)上。支撑基板(11)形成高声速支撑基板，其以比压电薄膜(122)传播弹性波的速度快的速度传播体波。

与没有低声速膜(121)的情况相比，根据第八方面的弹性波器件(1、1a)展现出更小的损耗和更高的Q。

根据第九方面的弹性波器件(1b)是：在第一方面至第七方面中的任何一个方面，器件(1b)还包括高声速膜(123)和低声速膜(121)。高声速膜(123)在支撑基板(11)与压电薄膜(122)之间直接设置在支撑基板(11)的第一主表面(111)上，并且以比压电薄膜(122)传播弹性波的速度快的速度传播体波。低声速膜(121)在支撑基板(11)与压电薄膜(122)之间设置在高声速膜(123)上，并且以比压电薄膜(122)传播弹性波的速度慢的速度传播体波。压电薄膜(122)位于低声速膜(121)上。

在根据第九方面的弹性波器件(1b)中，减少了泄漏到支撑基板(11)中的弹性波。

根据第十方面的弹性波器件(1、1a、1b、1c)是：在第一方面至第九方面中的任何一个方面，压电薄膜(122)由钽酸锂、铌酸锂、氧化锌、氮化铝或锆钛酸铅制成。

根据第十一方面的弹性波器件(1、1a)是：在第八方面中，压电薄膜(122)由钽酸锂、铌酸锂、氧化锌、氮化铝或锆钛酸铅制成。低声速膜(121)包含从由以下项组成的组中选择的至少一种材料：氧化硅、玻璃、氮氧化硅、氧化钽和向氧化硅添加氟、碳或硼而得到的化合物。

根据第十二方面的弹性波器件(1、1a)是：在第十一方面中，高声速支撑基板包含从由以下项组成的组中选择的至少一种材料：硅、氮化铝、氧化铝、碳化硅、氮化硅、蓝宝石、钽酸锂，铌酸锂、石英、氧化铝、氧化锆、堇青石、莫来石、滑石、镁橄榄石和氧化镁金刚石。

根据第十三方面的弹性波器件(1b)是：在第九方面中，压电薄膜(122)由钽酸锂、铌酸锂、氧化锌、氮化铝或锆钛酸铅制成。低声速膜(121)包含从由以下项组成的组中选择的至少一种材料：氧化硅、玻璃、氮氧化硅、氧化钽和向氧化硅添加氟、碳或硼而得到的化合物。

根据第十四方面的弹性波器件(1b)是：在第十三方面中，高声速膜(123)包含从由以下项组成的组中选择的至少一种材料：类金刚石碳、氮化铝、氧化铝、碳化硅、氮化硅、硅、蓝宝石、钽酸锂、铌酸锂、石英、氧化铝、氧化锆、堇青石、莫来石、滑石、镁橄榄石和氧化镁金刚石。

虽然上面已经描述了本发明的优选实施例，但是应该理解，在不脱离本发明的范围和精神的情况下，变化和修改对于本领域技术人员是显而易见的。因此，本发明的范围仅由所附的权利要求确定。

Claims (14)

1.一种弹性波器件，包括：

支撑基板；

直接位于所述支撑基板的第一主表面上或间接位于所述支撑基板的第一主表面上方的压电薄膜；

位于所述压电薄膜上的叉指换能器电极；

电耦合到所述叉指换能器电极的布线层；

位于所述支撑基板的第一主表面上的绝缘层，所述绝缘层围绕所述压电薄膜；

至少一部分位于所述绝缘层上的间隔层，在俯视图中，或者在与所述支撑基板垂直的方向上或在厚度方向上向下看时，所述间隔层围绕所述压电薄膜；以及

位于所述间隔层上的盖，所述盖在所述厚度方向上与所述叉指换能器电极间隔开，其中：

所述间隔层具有外边缘和内边缘，在俯视图中所述内边缘比所述外边缘靠近所述压电薄膜；以及

所述绝缘层的更靠近所述间隔层的第一主表面具有倾斜区域，所述倾斜区域在俯视图中在所述绝缘层与所述间隔层重叠的范围中延伸，并且在所述倾斜区域中，在所述厚度方向上与所述支撑基板的第一主表面之间的距离从所述外边缘朝向所述内边缘逐渐增加。

2.根据权利要求1所述的弹性波器件，其中，所述绝缘层覆盖所述压电薄膜的与所述支撑基板远离的第一主表面的一部分，并且还覆盖所述压电薄膜的侧面。

3.根据权利要求2所述的弹性波器件，其中，所述绝缘层的第一主表面在比所述倾斜区域靠近所述压电薄膜的部分内大致呈凸形。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的弹性波器件，其中，所述倾斜区域在与所述间隔层的周向垂直的平面中具有拐点，在所述拐点处，更靠近所述外边缘并且朝向所述支撑基板大致呈凸形的曲线与更靠近所述内边缘并且朝向所述盖大致呈凸形的曲线相会。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的弹性波器件，其中，所述倾斜区域围绕所述压电薄膜的整个外周。

6.根据权利要求5所述的弹性波器件，其中，所述间隔层沿着所述绝缘层的整个外周与所述绝缘层接触。

7.根据权利要求6所述的弹性波器件，其中：

所述布线层包括：

位于所述叉指换能器电极上的第一连接部分；以及

介于所述绝缘层与所述间隔层之间并且与所述绝缘层的外周相比位于内侧的第二连接部分；

所述弹性波器件还包括外部连接电极，所述外部连接电极形成在所述布线层的所述第二连接部分上并且电耦合到所述布线层；以及

所述外部连接电极包括贯通部分，所述贯通部分在所述厚度方向上贯通所述间隔层和所述盖。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的弹性波器件，还包括在所述支撑基板与所述压电薄膜之间设置在所述支撑基板的第一主表面上的低声速膜，所述低声速膜被配置为以比所述压电薄膜传播弹性波的速度慢的速度传播体波，其中：

所述压电薄膜位于所述低声速膜上；以及

所述支撑基板形成高声速支撑基板，所述高声速支撑基板以比所述压电薄膜传播弹性波的速度快的速度传播体波。

9.根据权利要求1至7中任一项所述的弹性波器件，还包括：

在所述支撑基板与所述压电薄膜之间直接设置在所述支撑基板的第一主表面上的高声速膜，所述高声速膜被配置为以比所述压电薄膜传播弹性波的速度快的速度传播体波；以及

在所述支撑基板与所述压电薄膜之间设置在所述高声速膜上的低声速膜，所述低声速膜被配置为以比所述压电薄膜传播弹性波的速度慢的速度传播体波，其中：

所述压电薄膜位于所述低声速膜上。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的弹性波器件，其中，所述压电薄膜由钽酸锂、铌酸锂、氧化锌、氮化铝或锆钛酸铅制成。

11.根据权利要求8所述的弹性波器件，其中：

所述压电薄膜由钽酸锂、铌酸锂、氧化锌、氮化铝或锆钛酸铅制成；以及

所述低声速膜包含从由以下项组成的组中选择的至少一种材料：氧化硅、玻璃、氮氧化硅、氧化钽和向氧化硅添加氟、碳或硼而得到的化合物。

12.根据权利要求11所述的弹性波器件，其中，所述高声速支撑基板包含从由以下项组成的组中选择的至少一种材料：硅、氮化铝、氧化铝、碳化硅、氮化硅、蓝宝石、钽酸锂、铌酸锂、石英、氧化铝、氧化锆、堇青石、莫来石、滑石、镁橄榄石和氧化镁金刚石。

13.根据权利要求9所述的弹性波器件，其中：

所述压电薄膜由钽酸锂、铌酸锂、氧化锌、氮化铝或锆钛酸铅制成；以及

所述低声速膜包含从由以下项组成的组中选择的至少一种材料：氧化硅、玻璃、氮氧化硅、氧化钽和向氧化硅添加氟、碳或硼而得到的化合物。

14.根据权利要求13所述的弹性波器件，其中所述高声速膜包含从由以下项组成的组中选择的至少一种材料：类金刚石碳、氮化铝、氧化铝、碳化硅、氮化硅、硅、蓝宝石、钽酸锂、铌酸锂、石英、氧化铝、氧化锆、堇青石、莫来石、滑石、镁橄榄石和氧化镁金刚石。