CN110391793B - 声表面波器件的制造方法 - Google Patents
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Abstract
提供声表面波器件的制造方法，能够抑制滤波的精度的降低。声表面波器件的制造方法具有如下的步骤：压电体陶瓷研磨步骤(ST1)，对压电体陶瓷基板的一个面进行研磨；支承基板研磨步骤(ST2)，对支承基板的一个面进行研磨；接合步骤(ST3)，使压电体陶瓷基板的一个面与支承基板的一个面接合而形成层叠基板；磨削步骤(ST4)，对压电体陶瓷基板的另一个面进行磨削；振动扩散层形成步骤(ST5)，将聚光点定位于压电体陶瓷基板的内部而照射激光光线，在压电体陶瓷基板的内部形成由改质层构成的振动扩散层；以及电极形成步骤(ST6)，在压电体陶瓷基板的另一个面上形成电极图案。
Description
技术领域
本发明涉及声表面波器件的制造方法。
背景技术
移动电话等通信终端使用了在800MHz～2500MHz的频带中进行动作的高频(RF：Radio Frepuency)滤波器。作为该RF滤波器，可使用利用在压电体基板的表面传播的表面波的SAW(Surface Acoustic Wave：声表面波)滤波器(例如，参照专利文献1)。SAW滤波器在作为压电体而使用的由钽酸锂(LiTaO3)构成的钽酸锂基板或作为压电体而使用的由铌酸锂(LiNbO3)构成的铌酸锂基板上形成有梳状电极。
通信终端在世界上爆发性地发展，所使用的频带也在变宽，同时各自所划分的频带变窄。因此，RF滤波器不可欠缺的是高精度的滤波。
专利文献1：日本特开平5-299967号公报
但是，专利文献1所示的SAW滤波器存在如下的问题：在作为压电体而使用的钽酸锂基板或铌酸锂基板因温度变化而膨胀收缩的影响下，无法实现高精度的滤波。因此，开发了如下的SAW滤波器：该SAW滤波器使压电体自身薄且小，通过将压电体层叠于热膨胀系数小于压电体的支承基板上而进行制造。这种SAW滤波器能抑制由温度导致的膨胀收缩的影响。但是，产生了如下的问题：在上述SAW滤波器中，不仅表面弹性波而且在压电体内部传播例如在底面发生反射的振动也成为噪声，从而妨碍高精度的滤波。
发明内容
由此，本发明的目的在于提供SAW器件的制造方法，能够抑制滤波的精度的降低。
根据本发明，提供SAW器件的制造方法，其中，该SAW器件的制造方法具有如下的步骤：压电体陶瓷研磨步骤，对压电体陶瓷基板的一个面进行研磨而平坦化；支承基板研磨步骤，对热膨胀系数低于该压电体陶瓷基板的支承基板的一个面进行研磨而平坦化；接合步骤，使该压电体陶瓷基板的研磨后的该一个面和该支承基板的研磨后的该一个面接合而形成层叠基板；磨削步骤，在实施了该接合步骤之后，对该压电体陶瓷基板的另一个面进行磨削而薄化至规定的厚度；振动扩散层形成步骤，在实施了该磨削步骤之后，将对于该压电体陶瓷基板或该支承基板具有透过性的波长的激光光线的聚光点定位于该压电体陶瓷基板的内部或该支承基板的内部而照射该激光光线，在该压电体陶瓷基板的内部或该支承基板的内部形成由改质层构成的振动扩散层；以及电极形成步骤，在该振动扩散层形成步骤之后，在该压电体陶瓷基板的另一个面上形成电极图案。
优选该振动扩散层形成步骤从该层叠基板的压电体陶瓷基板侧照射该激光光线。
优选该压电体陶瓷基板是钽酸锂基板或铌酸锂基板，该支承基板是硅或蓝宝石。
本申请发明起到能够抑制滤波的精度降低的效果。
附图说明
图1是通过实施方式的SAW器件的制造方法得到的层叠基板的立体图。
图2是示出实施方式的SAW器件的制造方法的流程的流程图。
图3是示出在图2所示的SAW器件的制造方法的压电体陶瓷研磨步骤中向压电体陶瓷基板的另一个面粘贴保护部件的状态的立体图。
图4是示出在图2所示的SAW器件的制造方法的压电体陶瓷研磨步骤中在压电体陶瓷基板的另一个面上粘贴了保护部件的状态的立体图。
图5是示出图2所示的SAW器件的制造方法的压电体陶瓷研磨步骤的侧视图。
图6是示出图2所示的SAW器件的制造方法的支承基板研磨步骤的侧视图。
图7是示出在图2所示的SAW器件的制造方法的接合步骤中使压电体陶瓷基板的一个面与支承基板的一个面对置的状态的侧视图。
图8是在图2所示的SAW器件的制造方法的接合步骤中所形成的层叠基板的侧视图。
图9是示出图2所示的SAW器件的制造方法的磨削步骤的侧视图。
图10是示出图2所示的SAW器件的制造方法的振动扩散层形成步骤的侧视图。
图11是示出图2所示的SAW器件的制造方法的振动扩散层形成步骤中的压电体陶瓷基板等主要部分的剖视图。
图12是示出图2所示的SAW器件的制造方法的电极形成步骤后的压电体陶瓷基板等主要部分的剖视图。
图13是示出图2所示的SAW器件的制造方法的分割步骤的侧视图。
图14是示出实施方式的变形例的SAW器件的制造方法的振动扩散层形成步骤中的压电体陶瓷基板等主要部分的剖视图。
标号说明
1：层叠基板；2：SAW滤波器(SAW器件)；3：压电体陶瓷基板；3-1：一个面；3-2：规定的厚度；3-3：另一个面；4：支承基板；4-1：一个面；4-2：规定的厚度；4-3：另一个面；5：电极图案；15：激光光线；16：聚光点；17：改质层；18：振动扩散层；ST1：压电体陶瓷研磨步骤；ST2：支承基板研磨步骤；ST3：接合步骤；ST4：磨削步骤；ST5：振动扩散层形成步骤；ST6：电极形成步骤。
具体实施方式
参照附图，对本发明的实施方式进行详细说明。本发明并不被以下实施方式所记载的内容限定。另外，在以下所记载的结构要素中包含本领域技术人员能够容易想到的内容、实质上相同的内容。另外，以下所记载的结构可以适当组合。另外，可以在不脱离本发明的主旨的范围内进行结构的各种省略、置换或变更。
[实施方式]
根据附图对本发明的实施方式的SAW器件的制造方法进行说明。图1是通过实施方式的SAW器件的制造方法得到的层叠基板的立体图。图2是示出实施方式的SAW器件的制造方法的流程的流程图。
实施方式的SAW器件的制造方法是在制造出图1所示的层叠基板1之后将层叠基板1分割成规定大小的SAW滤波器2的方法。如图1所示，层叠基板1是将压电体陶瓷基板3的一个面3-1与支承基板4的一个面4-1接合并将压电体陶瓷基板3和支承基板4薄化至规定的厚度3-2、4-2而成的。
支承基板4是热膨胀系数低于压电体陶瓷基板3的半导体或绝缘体。在实施方式中，支承基板4是热膨胀率低于压电体陶瓷基板3的硅、玻璃或蓝宝石，但在本发明中，不限于硅或蓝宝石。在实施方式中，支承基板4的规定的厚度4-2为100μm以上且为300μm以下。
压电体陶瓷基板3是由钽酸锂(LiTaO3)构成的钽酸锂基板或由铌酸锂(LiNbO3)构成的铌酸锂基板。钽酸锂和铌酸锂是压电体陶瓷。在实施方式中，压电体陶瓷基板3的规定的厚度3-2为1μm以上且为15μm以下。另外，虽然图1进行了省略，但在压电体陶瓷基板3的另一个面3-3上形成有梳状的电极图案。
另外，层叠基板1是通过常温接合将压电体陶瓷基板3的一个面3-1和支承基板4的一个面4-1接合起来而成的。另外，在实施方式中，压电体陶瓷基板3和支承基板4形成为彼此外径相等的圆板状。
实施方式的SAW器件的制造方法是在制造出图1所示的层叠基板1之后对层叠基板1进行分割而制造SAW滤波器2的方法。另外，在实施方式中，SAW滤波器2是仅选出规定的频带的电信号的SAW器件。
如图2所示，实施方式的SAW器件的制造方法具有压电体陶瓷研磨步骤ST1、支承基板研磨步骤ST2、接合步骤ST3、磨削步骤ST4、振动扩散层形成步骤ST5、电极形成步骤ST6以及分割步骤ST7。
(压电体陶瓷研磨步骤)
图3是示出在图2所示的SAW器件的制造方法的压电体陶瓷研磨步骤中向压电体陶瓷基板的另一个面粘贴保护部件的状态的立体图。图4是示出在图2所示的SAW器件的制造方法的压电体陶瓷研磨步骤中在压电体陶瓷基板的另一个面上粘贴了保护部件的状态的立体图。图5是示出图2所示的SAW器件的制造方法的压电体陶瓷研磨步骤的侧视图。
压电体陶瓷研磨步骤ST1是对压电体陶瓷基板3的一个面3-1进行研磨而将其平坦化的步骤。在实施方式中，压电体陶瓷研磨步骤ST1在如图3所示那样使压电体陶瓷基板3的另一个面3-3和保护部件13隔开间隔而对置之后，如图4所示那样在压电体陶瓷基板3的另一个面3-3上粘贴保护部件13。
在压电体陶瓷研磨步骤ST1中，如图5所示，研磨装置20在卡盘工作台21上隔着保护部件13而对压电体陶瓷基板3的另一个面3-3进行吸引保持，一边使卡盘工作台21绕轴心旋转，一边使研磨单元22的研磨垫23绕轴心旋转并与压电体陶瓷基板3的一个面3-1接触，从而对一个面3-1进行研磨而将其平坦化。在实施方式中，压电体陶瓷研磨步骤ST1一边从研磨液提供源24提供碱性的研磨液，一边利用化学机械研磨(CMP：Chemical MechanicalPolishing)对压电体陶瓷基板3的一个面3-1进行研磨，但在本发明中，也可以利用不提供研磨液而进行研磨的干法研磨对压电体陶瓷基板3的一个面3-1进行研磨。SAW器件的制造方法在压电体陶瓷研磨步骤ST1之后进入至支承基板研磨步骤ST2。
(支承基板研磨步骤)
图6是示出图2所示的SAW器件的制造方法的支承基板研磨步骤的侧视图。支承基板研磨步骤ST2是对热膨胀系数低于压电体陶瓷基板3的支承基板4的一个面4-1进行研磨而将其平坦化的步骤。
在实施方式中，支承基板研磨步骤ST2在支承基板4的另一个面4-3上粘贴保护部件14。在支承基板研磨步骤ST2中，如图6所示，研磨装置20在卡盘工作台21上隔着保护部件14而对支承基板4的另一个面4-3进行吸引保持，一边使卡盘工作台21绕轴心旋转，一边使研磨单元22的研磨垫23绕轴心旋转并与支承基板4的一个面4-1接触，从而对一个面4-1进行研磨而将其平坦化。在实施方式中，支承基板研磨步骤ST2一边从研磨液提供源24提供碱性的研磨液一边利用化学机械研磨(CMP：Chemical Mechanical Polishing)对支承基板4的一个面4-1进行研磨，或者一边从研磨液提供源24提供纯水等研磨液一边对支承基板4的一个面4-1进行研磨。另外，本发明也可以在支承基板研磨步骤ST2中利用不提供研磨液而进行研磨的干法研磨对支承基板4的一个面4-1进行研磨。SAW器件的制造方法在支承基板研磨步骤ST2之后进入至接合步骤ST3。
(接合步骤)
图7是示出在图2所示的SAW器件的制造方法的接合步骤中使压电体陶瓷基板的一个面与支承基板的一个面对置的状态的侧视图。图8是在图2所示的SAW器件的制造方法的接合步骤中所形成的层叠基板的侧视图。接合步骤ST3是将压电体陶瓷基板3的研磨后的一个面3-1和支承基板4的研磨后的一个面4-1接合起来而形成层叠基板1的步骤。
在实施方式中，接合步骤ST3将压电体陶瓷基板3和支承基板4插入至未图示的真空腔室内并如图7所示那样使压电体陶瓷基板3的一个面3-1与支承基板4的一个面4-1隔开间隔而对置。接合步骤ST3在对真空腔室内进行减压并向一个面3-1、4-1照射离子束或原子束而使一个面3-1、4-1活性化之后，如图8所示，将压电体陶瓷基板3的一个面3-1与支承基板4的一个面4-1接合起来。即，在实施方式中，利用常温接合将压电体陶瓷基板3的一个面3-1与支承基板4的一个面4-1接合起来而形成层叠基板1。SAW器件的制造方法在接合步骤ST3之后进入至磨削步骤ST4。
(磨削步骤)
图9是示出图2所示的SAW器件的制造方法的磨削步骤的侧视图。磨削步骤ST4是在实施了接合步骤ST3之后对压电体陶瓷基板3的另一个面3-3进行磨削而将压电体陶瓷基板3薄化至规定的厚度3-2的步骤。
在实施方式中，磨削步骤ST4将粘贴于压电体陶瓷基板3的另一个面3-3的保护部件13从另一个面3-3剥离。在磨削步骤ST4中，如图9所示，磨削装置30在卡盘工作台31上隔着保护部件14而对支承基板4的另一个面4-3进行吸引保持，一边使卡盘工作台31绕轴心旋转，一边使磨削单元32的磨削磨轮33绕轴心旋转并使磨削磨具34与压电体陶瓷基板3的另一个面3-3接触而对另一个面3-3进行磨削，从而将压电体陶瓷基板3薄化至规定的厚度3-2。另外，在实施方式中，在磨削步骤ST4中，在薄化至规定的厚度3-2之后，隔着保护部件14将支承基板4的另一个面4-3吸引保持于研磨装置20的卡盘工作台21，然后与压电体陶瓷研磨步骤ST1同样地对压电体陶瓷基板3的另一个面3-3进行研磨而将其平坦化。SAW器件的制造方法在磨削步骤ST4之后进入至振动扩散层形成步骤ST5。
(振动扩散层形成步骤)
图10是示出图2所示的SAW器件的制造方法的振动扩散层形成步骤的侧视图。图11是示出图2所示的SAW器件的制造方法的振动扩散层形成步骤中的压电体陶瓷基板等主要部分的剖视图。
振动扩散层形成步骤ST5是在实施了磨削步骤ST4之后将对于压电体陶瓷基板3具有透过性的波长的激光光线15的聚光点16定位于压电体陶瓷基板3的内部而照射激光光线15从而在压电体陶瓷基板3的内部形成由改质层17构成的振动扩散层18的步骤。在实施方式中，在振动扩散层形成步骤ST5中，如图10和图11所示，激光加工装置40在卡盘工作台41上隔着保护部件14而对支承基板4的另一个面4-3进行吸引保持，从层叠基板1的压电体陶瓷基板3侧照射激光光线15。
在振动扩散层形成步骤ST5中，将激光光线15的聚光点16设定在压电体陶瓷基板3的内部，一边使卡盘工作台41和激光光线照射单元42相对地移动一边对压电体陶瓷基板3照射激光光线15。在振动扩散层形成步骤ST5中，在压电体陶瓷基板3的内部等间隔地形成改质层17。
另外，在实施方式中，激光光线15的条件按照如下方式设定。
波长：1064nm(YVO4脉冲激光)
重复频率：50kHz～120kHz
输出：0.1W～0.3W
另外，改质层17是指密度、折射率、机械强度或其他物理特性处于与周围的这些特性不同的状态的区域，可以例示出熔融处理区域、裂纹区域、绝缘破坏区域、折射率变化区域以及这些区域混在一起的区域等。因此，当在压电体陶瓷基板3的内部传播的振动发生冲突时，改质层17对该振动进行扩散。SAW器件的制造方法在振动扩散层形成步骤ST5之后进入至电极形成步骤ST6。
(电极形成步骤)
图12是示出图2所示的SAW器件的制造方法的电极形成步骤后的压电体陶瓷基板等主要部分的剖视图。电极形成步骤ST6是在振动扩散层形成步骤ST5之后在压电体陶瓷基板3的另一个面3-3上形成电极图案5的步骤。在实施方式中，在电极形成步骤ST6中，在压电体陶瓷基板3的另一个面3-3上形成能够利用由铝或铝合金构成的薄膜选出规定的频率的电信号的电极图案5。电极图案5形成为梳状。SAW器件的制造方法在电极形成步骤ST6之后进入至分割步骤ST7。
(分割步骤)
图13是示出图2所示的SAW器件的制造方法的分割步骤的侧视图。分割步骤ST7是在电极形成步骤ST6之后对层叠基板1进行切削而分割成各个SAW滤波器2的步骤。另外，图13省略了电极图案5。
在实施方式中，在分割步骤ST7中，如图13所示，切削装置50在卡盘工作台51上隔着保护部件14而对支承基板4的另一个面4-3进行吸引保持，在执行了对准之后，使切削单元52的旋转的切削刀具53切入至层叠基板1直至到达保护部件14为止，从而将层叠基板1分割成各个SAW滤波器2。SAW器件的制造方法在分割步骤ST7之后结束。另外，通过未图示的拾取器从保护部件14拾取通过分割步骤ST7分割得到的SAW滤波器2。
如以上所说明的那样，实施方式的SAW器件的制造方法在振动扩散层形成步骤ST5中通过激光光线15的照射而在压电体陶瓷基板3的内部形成由改质层17构成的振动扩散层18。因此，实施方式的SAW器件的制造方法通过形成于压电体陶瓷基板3的内部的改质层17，对在压电体陶瓷基板3的内部传播的振动进行扩散。其结果是，实施方式的SAW器件的制造方法能够抑制SAW滤波器2将在压电体陶瓷基板3的内部传播的振动与表面弹性波的规定的频率的电信号一起选出，即能够抑制在压电体陶瓷基板3的内部传播的振动成为表面弹性波的规定的频率的电信号的噪声。因此，实施方式的SAW器件的制造方法能够抑制SAW滤波器2所选出的电信号的频率的误差，即起到能够抑制SAW滤波器2的滤波的精度降低的效果。
另外，实施方式的SAW器件的制造方法从压电体陶瓷基板3侧照射激光光线15，因此能够抑制支承基板4受到激光光线15的损害。
根据附图对本发明的实施方式的变形例的SAW器件的制造方法进行说明。图14是示出实施方式的变形例的SAW器件的制造方法的振动扩散层形成步骤中的压电体陶瓷基板等主要部分的剖视图。另外，在图14中，对与实施方式相同的部分标记相同的标号并省略了说明。
变形例的SAW器件的制造方法在振动扩散层形成步骤ST5中在支承基板4上形成由改质层17构成的振动扩散层18，除此以外，与实施方式相同。
变形例的SAW器件的制造方法的振动扩散层形成步骤ST5是在实施了磨削步骤ST4之后将对于压电体陶瓷基板3和支承基板4具有透过性的波长的激光光线15的聚光点16定位于支承基板4的内部而照射激光光线15从而在支承基板4的内部形成由改质层17构成的振动扩散层18的步骤。在变形例中，在振动扩散层形成步骤ST5中，如图14所示，激光加工装置40在卡盘工作台41上隔着保护部件14而对支承基板4的另一个面4-3进行吸引保持，从层叠基板1的压电体陶瓷基板3侧照射激光光线15。
在振动扩散层形成步骤ST5中，将激光光线15的聚光点16设定在支承基板4的内部，一边使卡盘工作台41和激光光线照射单元42相对地移动一边对压电体陶瓷基板3照射激光光线15。在振动扩散层形成步骤ST5中，在支承基板4的内部等间隔地形成改质层17。在实施方式中，振动扩散层形成步骤ST5在支承基板4的内部中的比将支承基板4的厚度二等分的位置靠一个面4-1的位置形成改质层17，但在本发明中，形成改质层17的位置不限于图14所示的位置。
另外，在变形例中，激光光线15的条件例如按照如下方式设定。
波长：1064nm(YVO4脉冲激光)
重复频率：50kHz～120kHz
输出：0.1W～0.3W
另外，在变形例中，当在压电体陶瓷基板3的内部传播而传递至支承基板4的内部的振动发生冲突时，形成于支承基板4的内部的改质层17对该振动进行扩散。
实施方式的变形例的SAW器件的制造方法在振动扩散层形成步骤ST5中通过激光光线15的照射而在支承基板4的内部形成由改质层17构成的振动扩散层18，因此通过改质层17对在压电体陶瓷基板3和支承基板4的内部传播的振动进行扩散。其结果是，实施方式的变形例的SAW器件的制造方法与实施方式同样地，起到能够抑制SAW滤波器2的滤波的精度降低的效果。
另外，本发明并不限于上述实施方式和变形例。即，可以在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种变形并实施。例如，本发明也可以在振动扩散层形成步骤ST5中使激光光线15从支承基板4侧向层叠基板1入射而在层叠基板1的压电体陶瓷基板3或支承基板4中形成改质层17。
Claims (3)
1.一种声表面波器件的制造方法，具有如下的步骤：
压电体陶瓷研磨步骤，对压电体陶瓷基板的一个面进行研磨而平坦化；
支承基板研磨步骤，对热膨胀系数低于该压电体陶瓷基板的支承基板的一个面进行研磨而平坦化；
接合步骤，使该压电体陶瓷基板的研磨后的该一个面与该支承基板的研磨后的该一个面接合而形成层叠基板；
磨削步骤，在实施了该接合步骤之后，对该压电体陶瓷基板的另一个面进行磨削而薄化至规定的厚度；
振动扩散层形成步骤，在实施了该磨削步骤之后，将对于该支承基板具有透过性的波长的激光光线的聚光点定位于该支承基板的内部而照射该激光光线，在该支承基板的内部形成由改质层构成的振动扩散层；以及
电极形成步骤，在该振动扩散层形成步骤之后，在该压电体陶瓷基板的另一个面上形成电极图案。
2.根据权利要求1所述的声表面波器件的制造方法，其中，
该振动扩散层形成步骤从该层叠基板的压电体陶瓷基板侧照射该激光光线。
3.根据权利要求1或2所述的声表面波器件的制造方法，其中，
该压电体陶瓷基板是钽酸锂基板或铌酸锂基板，该支承基板是硅或蓝宝石。
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