DE112014003731B4

DE112014003731B4 - Bauelement für elastische Oberflächenwellen und elektronische Komponente

Info

Publication number: DE112014003731B4
Application number: DE112014003731.1T
Authority: DE
Inventors: Yuji Miwa; Hijiri SUMII; Junpei YASUDA; Taku KIKUCHI; Hisashi Yamazaki
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2013-08-14
Filing date: 2014-08-11
Publication date: 2022-07-28
Anticipated expiration: 2034-08-12
Also published as: JPWO2015022931A1; CN105453426A; DE112014003731T5; WO2015022931A1; JP6432512B2; US10250220B2; US20160156331A1

Abstract

Bauelement für elastische Oberflächenwellen (1, 1A), umfassend:
ein piezoelektrisches Substrat (10),
einen ersten elektrisch leitfähigen Film (41), der eine IDT-Elektrode (11) umfasst, und
eine Verdrahtung (14), die auf dem piezoelektrischen Substrat (10) angeordnet ist,
einen zweiten elektrisch leitfähigen Film (42), eine Kontaktinsel (20), die auf einem ersten elektrisch leitfähigem Film (41)angeordnet ist, umfasst,
eine Lötmetallisierung (18), die auf dem zweiten elektrisch leitfähigen Film (42) angeordnet ist, und
eine erste dielektrische Schicht (15), die auf dem piezoelektrischen Substrat (10) so angeordnet ist, dass sie mindestens einen Teil der IDT-Elektrode (11) bedeckt,
eine zweite dielektrische Schicht (16), die auf dem zweiten elektrisch leitfähigen Film (42) und der ersten dielektrischen Schicht (15) angeordnet ist,
wobei die Verdrahtung (14) die IDT-Elektrode (11) und die Kontaktinsel (20) verbindet, wobei
der zweite elektrisch leitfähige Film (42) mit der Lötmetallisierung (18) und der zweiten dielektrischen Schicht (16) bedeckt ist und die zweite dielektrische Schicht (16) über dem piezoelektrischen Substrat (10) so angeordnet ist, dass sie eine Region (NC) mit Ausnahme einer Kontaktregion (C) zwischen dem zweiten elektrisch leitfähigen Film (42) und der Lötmetallisierung (18) bedeckt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bauelement für elastische Oberflächenwellen und eine elektronische Komponente, die ein Bauelement für elastische Oberflächenwellen enthält.
STAND DER TECHNIK
Bauelemente für elastische Wellen, die als Duplexer oder Sektionsfilter dienen, sind in HF-(Hochfrequenz)-Schaltkreise von Kommunikationsausrüstung, zum Beispiel Mobiltelefonen, integriert.
Zum Beispiel beschreibt die JP 2011-244065 A ein Bauelement für elastische Wellen 101, wie in 8A und 8B veranschaulicht. 8A ist ein Schaubild des Bauelements für elastische Wellen 101 in einer Grundrissansicht, und 8B ist eine Schnittansicht des Bauelements für elastische Wellen 101 entlang einer Linie VIIIB-VIIIB in 8A. Das Bauelement für elastische Wellen 101 enthält ein piezoelektrisches Substrat 110, eine IDT-(Inter Digital Transducer)-Elektrode 111, Verdrahtung 114, Kontaktinseln 120, eine erste dielektrische Schicht 115 und eine zweite dielektrische Schicht 116. Die IDT-Elektrode 111 enthält erste und zweite kammförmige Elektroden 112 und 113. Die ersten und zweiten kammförmigen Elektroden 112 und 113 haben mehrere Elektrodenfinger 112a bzw. 113a, die entlang der Ausbreitungsrichtung der elastischen Welle (Y-Richtung) angeordnet sind, und Sammelschienen 112b bzw. 113b, die mit den mehreren Elektrodenfingern 112a und 113a verbunden sind. Die Elektrodenfinger 112a und 113a sind aus einem ersten elektrisch leitfähigen Film 141 gebildet. Die Sammelschienen 112b und 113b sind aus einem mehrschichtigen Korpus des ersten elektrisch leitfähigen Films 141 und eines zweiten elektrisch leitfähigen Films 142 gebildet.
Die IDT-Elektrode 111 des Bauelements für elastische Wellen 101 ist auf dem piezoelektrischen Substrat 110 angeordnet. Die erste dielektrische Schicht 115 ist eine Schicht zum Justieren eines Bandbreitenverhältnisses des Bauelements für elastische Wellen 101 oder zum Kompensieren der Frequenz-Temperatur-Kennlinie und ist so auf dem piezoelektrischen Substrat 110 angeordnet, dass sie die Elektrodenfinger 112a und 113a bedeckt. Die zweite dielektrische Schicht 116 ist eine Schicht zum Justieren der Resonanzfrequenz des Bauelements für elastische Wellen 101 und ist so angeordnet, dass sie die erste dielektrische Schicht 115 bedeckt. Über dem piezoelektrischen Substrat 110 überlappen sich die Region, in der der zweite elektrisch leitfähige Film 142 angeordnet ist, der die Sammelschienen 112b und 113b bildet, und die Region, in der die zweite dielektrische Schicht 116 angeordnet ist, einander nicht und sind verschiedene Regionen.
8B ist eine Schnittansicht eines Querschnitts eines Teils des Bauelements für elastische Wellen 101 entlang einer Linie VIIIB-VIIIB, die in 8A veranschaulicht ist. 9 ist eine Schnittansicht des gesamten Bauelements für elastische Wellen 101 entlang einer Linie IX-IX, die in 8A veranschaulicht ist. Das Bauelement für elastische Wellen 101, das in 9 veranschaulicht ist, enthält ferner Lötmetallisierungen 118. Die Lötmetallisierungen 118 sind auf Teilen von Kontaktinseln 120 angeordnet. Die Verdrahtung 114 und die Kontaktinsel 120 sind aus einem mehrschichtigen Korpus des ersten elektrisch leitfähigen Films 141 und des zweiten elektrisch leitfähigen Films 142 gebildet.
Ein Verfahren zur Herstellung des Bauelements für elastische Wellen 101, das in 9 veranschaulicht ist, wird mit Bezug auf 10A bis 10D beschrieben. Zuerst werden, wie in 10A veranschaulicht, der erste elektrisch leitfähige Film 141, die erste dielektrische Schicht 115 und die zweite dielektrische Schicht 116 auf dem piezoelektrischen Substrat 110 ausgebildet. Die Elektrodenfinger 112a und 113a der IDT-Elektrode 111 werden aus dem ersten elektrisch leitfähigen Film 141 gebildet. Danach, wie in 10B veranschaulicht, werden Teile der ersten dielektrischen Schicht 115 und der zweiten dielektrischen Schicht 116 so entfernt, dass Teile des ersten elektrisch leitfähigen Films 141 frei gelegt werden und Öffnungen 125 über dem piezoelektrischen Substrat 110 entstehen. Anschließend werden, wie in 10C veranschaulicht, die zweiten elektrisch leitfähigen Filme 142 in den Öffnungen 125 über dem piezoelektrischen Substrat 110 gebildet. Zu diesem Zeitpunkt wird der zweite elektrisch leitfähige Film 142 auf dem ersten elektrisch leitfähigen Film 141 angeordnet. Die Sammelschienen 112b und 113b, die Verdrahtung 114 und die Kontaktinsel 120 werden aus dem mehrschichtigen Korpus dieses ersten elektrisch leitfähigen Films 141 und zweiten elektrisch leitfähigen Films 142 gebildet. Dann wird, wie in 10D veranschaulicht, die Lötmetallisierung 118 auf dem zweiten elektrisch leitfähigen Film 142 gebildet, der die Kontaktinsel 120 bildet. In dieser Hinsicht wird die Oberfläche des zweiten elektrisch leitfähigen Films 142 in der Nähe einer Kontaktregion C zwischen dem zweiten elektrisch leitfähigen Film 142 und der Lötmetallisierung 118 mit der Luft in Kontakt gebracht.
Die US 2008 / 0266023 A1 beschreibt eine Anordnung von akustischen Oberflächenwellenfiltern auf einer Hauptoberfläche eines piezoelektrischen Substrats angrenzend an eine Abdeckung und innerhalb der Trägerschicht, wobei Außenelektroden auf der Seite der Abdeckung gegenüber der dem piezoelektrischen Substrat zugewandten Seite mit einem Antennenanschluss und einem Sendeeingangsanschluss an Verbindungsleitungen vorgesehen sind.
Die US 2006 / 0131991 A1 lehrt ein Oberflächenwellenbauelement, das ein piezoelektrisches Substrat mit niedrigem Widerstand, wobei eine Interdigitalelektrode auf einer Hauptoberfläche des Substrats vorgesehen ist, und einen Schutzfilm, der die Interdigitalelektrode bedeckt, umfasst.
Die US 2010 / 0127597 A1 lehrt eine akustische Grenzwellenvorrichtung, die einen piezoelektrischen Körper, eine auf dem piezoelektrischen Körper ausgebildete IDT-Schicht, eine auf dem piezoelektrischen Körper ausgebildete und mit der IDT-Schicht verbundene Anschlusselektrodenschicht, eine die IDT-Elektrodenschicht auf dem piezoelektrischen Körper zumindest teilweise bedeckende erste dielektrische Schicht und eine zweite dielektrische Schicht umfasst, die auf dem piezoelektrischen Körper ausgebildet ist, die erste dielektrische Schicht bedeckt und eine Öffnung aufweist, durch die zumindest ein Teil einer oberen Fläche einer Pad-Elektrodenschicht freigelegt ist.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Technisches Problem
11 ist ein Schaubild, das eine elektronische Komponente 102 veranschaulicht, die das Bauelement für elastische Wellen 101 enthält, das in 9 veranschaulicht ist. Die elektronische Komponente 102 enthält das Bauelement für elastische Wellen 101, und enthält ferner ein Montagesubstrat 131, Lot 139 und ein Isolierharz 132. Die elektronische Komponente 102 wird hergestellt, indem das Bauelement für elastische Wellen 101 und das Montagesubstrat 131 unter Verwendung des Lots 139 verbondet werden und danach das Isolierharz 132 so ausgebildet wird, dass es das Montagesubstrat 131 und das Bauelement für elastische Wellen 101 bedeckt.
Um das Bauelement für elastische Wellen 101 unter Verwendung des Lots 139 zu bonden, wird eine Lotpaste als ein Bondungsmittel verwendet. Weil aber die Lotpaste Flussmittel enthält, kann der zweite elektrisch leitfähige Film 142 im Fall des Kontakts zwischen dem Flussmittel und dem zweiten elektrisch leitfähigen Film 142 korrodieren. Insbesondere kann in dem Fall, wo AI (Aluminium) als das Material für den zweiten elektrisch leitfähigen Film 142 verwendet wird, eine chemische Reaktion zwischen AI und Halogenverbindungen (Chlorion oder dergleichen) in dem Flussmittel stattfinden, und der zweite elektrisch leitfähige Film 142 kann korrodieren. Folglich kann die Zuverlässigkeit der Verbondung zwischen dem Bauelement für elastische Wellen 101 und dem Montagesubstrat 131 abnehmen.
Die vorliegende Erfindung hat zur Aufgabe, ein Bauelement für elastische Oberflächenwellen bereitzustellen, bei dem Korrosion aufgrund von Flussmittel, das in einer Lotpaste enthalten ist, zum Zeitpunkt der Verbondung des Bauelements für elastische Oberflächenwellen und eines Montagesubstrats mittels Lot weitgehend vermieden wird. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer elektronischen Komponente, die das Bauelement für elastische Oberflächenwellen enthält.
Lösung des Problems
Das Bauelement für elastische Wellen gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Bauelement für elastische Oberflächenwellen und ist in Anspruch 1 definiert.
Bevorzugt ist die zweite dielektrische Schicht so angeordnet, dass sie die Oberfläche des zweiten elektrisch leitfähigen Films und die Oberfläche der ersten dielektrischen Schicht durchgängig bedeckt.
Es ist ferner bevorzugt, dass die zweite dielektrische Schicht auf der Oberfläche der ersten dielektrischen Schicht, die sich auf der IDT-Elektrode befindet, ausgebildet und planarisiert wird.
Es ist ferner bevorzugt, dass das Material für die zweite dielektrische Schicht eine höhere Ausbreitungsgeschwindigkeit der elastischen Wellen hat als die Ausbreitungsgeschwindigkeit der elastischen Wellen des Materials für die erste dielektrische Schicht.
Es ist ferner bevorzugt, dass das Material für die zweite dielektrische Schicht eine geringere Feuchtigkeitsdurchlässigkeit hat als die Feuchtigkeitsdurchlässigkeit des Materials für die erste dielektrische Schicht.
Eine elektronische Komponente gemäß der vorliegenden Erfindung enthält das oben beschriebene Bauelement für elastische Wellen und enthält ferner, außer dem Bauelement für elastische Wellen: ein Montagesubstrat zum Montieren des Bauelements für elastische Wellen, und Lot, das zwischen dem Bauelement für elastische Wellen und dem Montagesubstrat angeordnet ist, wobei das Lot nicht in Kontakt mit dem zweiten elektrisch leitfähigen Film des Bauelements für elastische Wellen steht und in Kontakt mit der Lötmetallisierung steht.
Ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Bauelements für elastische Wellen enthält das Ausbilden eines ersten elektrisch leitfähigen Films auf einem piezoelektrischen Substrat, das Ausbilden einer ersten dielektrischen Schicht auf dem piezoelektrischen Substrat, so dass der erste elektrisch leitfähige Film bedeckt wird, das Ausbilden einer ersten Öffnung in der ersten dielektrischen Schicht, so dass ein Teil des ersten elektrisch leitfähigen Films freigelegt wird, das Ausbilden eines zweiten elektrisch leitfähigen Films in der ersten Öffnung, das Ausbilden einer zweiten dielektrischen Schicht dergestalt, dass sie die erste dielektrische Schicht und den zweiten elektrisch leitfähigen Film bedeckt, das Ausbilden einer zweiten Öffnung in der zweiten dielektrischen Schicht dergestalt, dass ein Teil des zweiten elektrisch leitfähigen Films freigelegt wird, und das Ausbilden einer Lötmetallisierung in der zweiten Öffnung.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
In dem Bauelement für elastische Wellen gemäß der vorliegenden Erfindung ist die zweite dielektrische Schicht über dem piezoelektrischen Substrat so angeordnet, dass sie die andere Region als die Kontaktregion zwischen dem zweiten elektrisch leitfähigen Film und der Lötmetallisierung bedeckt. Folglich wird der zweite elektrisch leitfähige Film mit der Lötmetallisierung und der zweiten dielektrischen Schicht bedeckt und wird nicht der Luft ausgesetzt. Demgemäß kommt zum Zeitpunkt der Verbondung des Bauelements für elastische Wellen mit dem Montagesubstrat unter Verwendung des Lots Flussmittel, das in dem Lot enthalten ist, nicht in Kontakt mit dem zweiten elektrisch leitfähigen Film. Infolge dessen findet keine chemische Reaktion zwischen einem halogenierten Element in dem Flussmittel, das in der Lotpaste enthalten ist, und dem Material, das in dem zweiten elektrisch leitfähigen Film enthalten ist, statt, und eine Korrosion des zweiten elektrisch leitfähigen Films wird weitgehend verhindert.
In der elektronischen Komponente gemäß der vorliegenden Erfindung steht das Lot nicht mit dem zweiten elektrisch leitfähigen Film des Bauelements für elastische Wellen in Kontakt und steht mit der Lötmetallisierung in Kontakt. Das heißt, die andere Region als die Kontaktregion zwischen dem zweiten elektrisch leitfähigen Film und der Lötmetallisierung wird mit der zweiten dielektrischen Schicht bedeckt, und das Lot haftet nicht an dem zweiten elektrisch leitfähigen Film. Das Flussmittel, das in der Lotpaste enthalten ist, haftet zum Zeitpunkt der Montage nicht an dem zweiten elektrisch leitfähigen Film, so dass der zweite elektrisch leitfähige Film des Bauelements für elastische Wellen, das in der elektronischen Komponente enthalten ist, weitgehend vor Korrosion geschützt ist.
Bei einem Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Bauelements für elastische Wellen gemäß der vorliegenden Erfindung werden die erste dielektrische Schicht, der erste elektrisch leitfähige Film und der zweite elektrisch leitfähige Film auf dem piezoelektrischen Substrat gebildet, und danach wird die zweite dielektrische Schicht darauf gebildet, die zweite Öffnung wird nur in der Region gebildet, die mit der Lötmetallisierung versehen werden soll, und die Lötmetallisierung wird darin gebildet. Folglich wird, nachdem das Bauelement für elastische Wellen hergestellt wurde, der zweite elektrisch leitfähige Film nicht der Luft ausgesetzt. Infolge dessen kommt in dem Fall, wo das Bauelement für elastische Wellen mit dem Montagesubstrat unter Verwendung des Lots verbondet wird, das Flussmittel, das in der Lotpaste enthalten ist, nicht mit dem zweiten elektrisch leitfähigen Film in Kontakt, und der zweite elektrisch leitfähige Films wird weitgehend vor Korrosion geschützt.
Figurenliste

1 ist eine perspektivische Ansicht eines Bauelements für elastische Wellen 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2A ist eine Schnittansicht (nur Schnittfläche) des Bauelements für elastische Wellen 1 entlang einer Linie IIA-IIA, die in 2B veranschaulicht ist.
2B ist eine Schnittansicht (nur Schnittfläche) des Bauelements für elastische Wellen 1 entlang einer Linie IIB-IIB, die in 1 veranschaulicht ist.
2C ist eine Schnittansicht (nur Schnittfläche) des Bauelements für elastische Wellen 1 entlang einer Linie IIC-IIC, die in 1 veranschaulicht ist.
3 ist ein Schaubild des Bauelements für elastische Wellen 1 in einer Grundrissansicht in einem Zustand, in dem eine Lötmetallisierung 18 und eine zweite dielektrische Schicht 16 weggelassen sind.
4A ist ein Schaubild, das ein erstes modifiziertes Beispiel des Bauelements für elastische Wellen 1 veranschaulicht, und ist eine Schnittansicht (nur Schnittfläche) eines Bauelements für elastische Wellen 1A entlang einer Linie IVA-IVA, die in 4B veranschaulicht ist.
4B ist ein Schaubild, das das erste modifizierte Beispiel des Bauelements für elastische Wellen 1 veranschaulicht, und ist eine Schnittansicht (nur Schnittfläche) des Bauelements für elastische Wellen 1A entlang einer Linie IVB-IVB, die in 4A veranschaulicht ist.
4C ist ein Schaubild, das das erste modifizierte Beispiel des Bauelements für elastische Wellen 1 veranschaulicht, und ist eine Schnittansicht (nur Schnittfläche) des Bauelements für elastische Wellen 1A entlang einer Linie IVC-IVC, die in 4A veranschaulicht ist.
5 ist ein Schaubild einer elektronischen Komponente 2, die das Bauelement für elastische Wellen 1 enthält, im gleichen Schnitt betrachtet wie der Querschnitt entlang der Linie IIC-IIC, die in 1 veranschaulicht ist.
6A ist ein Schaubild, das ein Verfahren zur Herstellung des Bauelements für elastische Wellen 1 veranschaulicht, und veranschaulicht einen Schritt zum Bilden eines ersten elektrisch leitfähigen Films 41 auf einem piezoelektrischen Substrat 10. 6A ist ein Schaubild, im gleichen Schnitt betrachtet wie der Querschnitt entlang der Linie IIC-IIC, die in 1 veranschaulicht ist.
6B ist ein Schaubild, das das Verfahren zur Herstellung des Bauelements für elastische Wellen 1 veranschaulicht, und veranschaulicht einen ersten Schritt zum Bilden der ersten dielektrischen Schicht 15 auf dem piezoelektrischen Substrat 10, das mit dem ersten elektrisch leitfähigen Film 41 versehen ist. 6B ist ein Schaubild, im gleichen Schnitt betrachtet wie der Querschnitt entlang der Linie IIC-IIC, die in 1 veranschaulicht ist.
6C ist ein Schaubild, das das Verfahren zur Herstellung des Bauelements für elastische Wellen 1 veranschaulicht, und veranschaulicht einen zweiten Schritt zum Bilden der ersten dielektrischen Schicht 15 auf dem piezoelektrischen Substrat 10, das mit dem ersten elektrisch leitfähigen Film 41 versehen ist. 6C ist ein Schaubild, im gleichen Schnitt betrachtet wie der Querschnitt entlang der Linie IIC-IIC, die in 1 veranschaulicht ist.
6D ist ein Schaubild, das das Verfahren zur Herstellung des Bauelements für elastische Wellen 1 veranschaulicht, und veranschaulicht einen dritten Schritt zum Bilden der ersten dielektrischen Schicht 15 auf dem piezoelektrischen Substrat 10, das mit dem ersten elektrisch leitfähigen Film 41 versehen ist. 6D ist ein Schaubild, im gleichen Schnitt betrachtet wie der Querschnitt entlang der Linie IIC-IIC, die in 1 veranschaulicht ist.
7A ist ein Schaubild, das das Verfahren zur Herstellung des Bauelements für elastische Wellen 1 veranschaulicht, und veranschaulicht einen ersten Schritt zum Bilden eines zweiten elektrisch leitfähigen Films 42, einer zweiten dielektrischen Schicht 16 und einer Lötmetallisierung 18 nach dem Schritt, der in 6D veranschaulicht ist. 7A ist ein Schaubild, im gleichen Schnitt betrachtet wie der Querschnitt entlang der Linie IIC-IIC, die in 1 veranschaulicht ist.
7B ist ein Schaubild, das das Verfahren zur Herstellung des Bauelements für elastische Wellen 1 veranschaulicht, und veranschaulicht einen zweiten Schritt zum Bilden des zweiten elektrisch leitfähigen Films 42, der zweiten dielektrischen Schicht 16 und der Lötmetallisierung 18 nach dem Schritt, der in 6D veranschaulicht ist. 7B ist ein Schaubild, im gleichen Schnitt betrachtet wie der Querschnitt entlang der Linie IIC-IIC, die in 1 veranschaulicht ist.
7C ist ein Schaubild, das das Verfahren zur Herstellung des Bauelements für elastische Wellen 1 veranschaulicht, und veranschaulicht einen dritten Schritt zum Bilden des zweiten elektrisch leitfähigen Films 42, der zweiten dielektrischen Schicht 16 und der Lötmetallisierung 18 nach dem Schritt, der in 6D veranschaulicht ist. 7C ist ein Schaubild, im gleichen Schnitt betrachtet wie der Querschnitt entlang der Linie IIC-IIC, die in 1 veranschaulicht ist.
7D ist ein Schaubild, das das Verfahren zur Herstellung des Bauelements für elastische Wellen 1 veranschaulicht, und veranschaulicht einen vierten Schritt zum Bilden des zweiten elektrisch leitfähigen Films 42, der zweiten dielektrischen Schicht 16 und der Lötmetallisierung 18 nach dem Schritt, der in 6D veranschaulicht ist. 7D ist ein Schaubild, im gleichen Schnitt betrachtet wie der Querschnitt entlang der Linie IIC-IIC, die in 1 veranschaulicht ist.
7E ist ein Schaubild, das das Verfahren zur Herstellung des Bauelements für elastische Wellen 1 veranschaulicht, und veranschaulicht einen fünften Schritt zum Bilden eines zweiten elektrisch leitfähigen Films 42, der zweiten dielektrischen Schicht 16 und der Lötmetallisierung 18 nach dem Schritt, der in 6D veranschaulicht ist. 7E ist ein Schaubild, im gleichen Schnitt betrachtet wie der Querschnitt entlang der Linie IIC-IIC, die in 1 veranschaulicht ist.
8A ist eine Schnittansicht des Bauelements für elastische Wellen 101 gemäß der JP 2011-244065 A , von oben betrachtet.
8B ist eine Schnittansicht des Bauelements für elastische Wellen 101 entlang einer Linie VIIIB-VIIIB, die in 8A veranschaulicht ist (Stand der Technik).
9 ist eine Schnittansicht des Bauelements für elastische Wellen 101 entlang einer Linie IX-IX, die in 8A veranschaulicht ist (Stand der Technik).
10A ist ein Schaubild, das einen ersten Schritt eines Verfahrens zur Herstellung des Bauelements für elastische Wellen 101 veranschaulicht, das in 9 veranschaulicht ist (Stand der Technik).
10B ist ein Schaubild, das einen zweiten Schritt des Verfahrens zur Herstellung des Bauelements für elastische Wellen 101 veranschaulicht, das in 9 veranschaulicht ist (Stand der Technik).
10C ist ein Schaubild, das einen dritten Schritt des Verfahrens zur Herstellung des Bauelements für elastische Wellen 101 veranschaulicht, das in 9 veranschaulicht ist (Stand der Technik).
10D ist ein Schaubild, das einen vierten Schritt des Verfahrens zur Herstellung des Bauelements für elastische Wellen 101 veranschaulicht, das in 9 veranschaulicht ist (Stand der Technik).
11 ist eine Schnittansicht einer elektronischen Komponente 102, die das Bauelement für elastische Wellen 101 enthält, das in 9 veranschaulicht ist (Stand der Technik).

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
(Bauelement für elastische Wellen)
Wie in 1 und 2A bis 2C veranschaulicht, enthält ein Bauelement für elastische Wellen 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform mindestens ein piezoelektrisches Substrat 10, eine IDT (Inter Digital Transducer)-Elektrode 11, Verdrahtung 14, Kontaktinseln 20, eine erste dielektrische Schicht 15, eine zweite dielektrische Schicht 16 und eine Lötmetallisierung 18.
Das piezoelektrische Substrat 10 wird aus einem zweckmäßigen piezoelektrischen Material gebildet. Zu Beispielen der Materialien für das piezoelektrische Substrat 10 gehören Lithiumniobat, Kaliumniobat, Lithiumtantalat, Quarz, Langasit, Zinkoxid, PZT und Lithiumtetraborat. In der Erläuterung der vorliegenden Ausführungsform wird ein um 127° gedrehtes LiNbO₃-Substrat mit Y-Schnitt und X-Ausbreitung als ein Beispiel des piezoelektrischen Substrats 10 erwähnt.
Die IDT-Elektrode 11 ist auf dem piezoelektrischen Substrat 10 angeordnet. Die IDT-Elektrode 11 enthält erste und zweite kammförmige Elektroden 12 und 13. Die ersten und zweiten kammförmigen Elektroden 12 und 13 haben mehrere Elektrodenfinger 12a bzw. 13a, die entlang der Ausbreitungsrichtung der elastischen Welle (Y-Richtung) angeordnet sind, und Sammelschienen 12b bzw. 13b, die mit den mehreren Elektrodenfingern 12a und 13a verbunden sind. Die ersten und zweiten kammförmigen Elektroden 12 und 13 greifen ineinander. Das heißt, die ersten und zweiten kammförmigen Elektroden 12 und 13 sind so angeordnet, dass die Elektrodenfinger 12a und 13a abwechselnd in der Ausbreitungsrichtung der elastischen Welle angeordnet sind. In dieser Hinsicht können ein Paar Reflektoren (in der Zeichnung nicht gezeigt) auf beiden Seiten in der Ausbreitungsrichtung der elastischen Welle der Region angeordnet sein, die mit der IDT-Elektrode 11 versehen ist.
Des Weiteren sind die Verdrahtung 14 und die Kontaktinseln 20 über dem piezoelektrischen Substrat 10 angeordnet. Die Verdrahtung 14 verbindet die IDT-Elektrode 11 elektrisch mit den Kontaktinseln 20. Wie in 2A veranschaulicht, ist ein Ende der Verdrahtung 14 mit der Sammelschiene 12b oder der Sammelschiene 13b verbunden, und das andere Ende der Verdrahtung 14 ist mit einer Kontaktinsel 20 verbunden. Die Formen und Anordnungen der IDT-Elektrode 11, der Verdrahtung 14 und der Kontaktinseln 20, wie in 2A veranschaulicht, sind lediglich Beispiele. Mehrere IDT-Elektroden 11, Verdrahtung 14 und Kontaktinseln 20 können nach Bedarf auf dem piezoelektrischen Substrat 10 angeordnet sein.
Die Elektrodenfinger 12a und 13a in der IDT-Elektrode 11 werden aus dem ersten elektrisch leitfähigen Film 41 gebildet. Der erste elektrisch leitfähige Film 41 wird zum Beispiel aus einem Metall gebildet, zum Beispiel Au, Cu, Ag, W, Ta, Pt, Ni, Mo, AI, Ti, Cr, Pd, Co oder Mn, oder einer Legierung, die mindestens eines der Metalle als eine primäre Komponente enthält. Alternativ kann der erste elektrisch leitfähige Film 41 ein mehrschichtiger Korpus aus mehreren elektrisch leitfähigen Filmen sein, die aus den oben beschriebenen Metallen und Legierungen bestehen. Der erste elektrisch leitfähige Film 41 wird zum Beispiel aus einem mehrschichtigen Film gebildet, in dem eine NiCr-Schicht (Dicke: 10 nm), eine Pt-Schicht (Dicke: 33 nm), eine Ti-Schicht (Dicke: 10 nm), eine Al-Cu-Legierungsschicht (Dicke: 130 nm) und eine Ti-Schicht (Dicke: 10 nm) in dieser Reihenfolge übereinander angeordnet sind. Folglich kann ein hoher Reflexionskoeffizient realisiert werden. Es ist zu beachten, dass die Wellenlänge der IDT-Elektrode 11 in diesem Fall 1,9 µm beträgt und das Metallisierungsverhältnis 0,5 beträgt.
In der IDT-Elektrode 11 werden die Sammelschienen 12b und 13b, die Verdrahtung 14 und die Kontaktinseln 20 aus einem mehrschichtigen Korpus aus dem ersten elektrisch leitfähigen Film 41 und dem zweiten elektrisch leitfähigen Film 42 gebildet. Der erste elektrisch leitfähige Film 41 ist wie oben beschrieben. Der zweite elektrisch leitfähige Film 42 wird zum Beispiel aus einem Metall, zum Beispiel Au, Cu, Ag, W, Ta, Pt, Ni, Mo, AI, Ti, Cr, Pd, Co oder Mn, oder aus einer Legierung, die mindestens eines der Metalle als eine primäre Komponente enthält, gebildet. Alternativ kann der zweite elektrisch leitfähige Film 42 ein mehrschichtiger Korpus aus mehreren elektrisch leitfähigen Filmen sein, der aus den oben beschriebenen Metallen und Legierungen besteht. Der zweite elektrisch leitfähige Film 42 wird zum Beispiel aus einem mehrschichtigen Film gebildet, in dem eine Al-Cu-Legierungsschicht (Dicke: 700 nm), eine Ti-Schicht (Dicke: 600 nm) und eine AI-Schicht (Dicke: 1,140 nm) in dieser Reihenfolge von der Seite des piezoelektrischen Substrats 10 her übereinander angeordnet sind.
Die Dicken der Sammelschienen 12b und 13b, der Verdrahtung 14 und der Kontaktinsel 20, die aus dem ersten elektrisch leitfähigen Film 41 und dem zweiten elektrisch leitfähigen Film 42 gebildet sind, sind größer als die Dicken der Elektrodenfinger 12a und 13a, die aus dem ersten elektrisch leitfähigen Film 41 gebildet sind. In dem Fall, wo die Dicken der Sammelschienen 12b und 13b, der Verdrahtung 14 und der Kontaktinsel 20 groß sind, kann der Wert des elektrischen Widerstands so reduziert werden, dass die Einfügeverluste reduziert und die mechanische Festigkeit vergrößert werden kann.
Mindestens ein Teil der IDT-Elektrode 11 muss aus dem ersten elektrisch leitfähigen Film 41 gebildet werden. Die gesamte IDT-Elektrode 11 kann aus dem ersten elektrisch leitfähigen Film 41 gebildet werden. Insbesondere brauchen die Sammelschienen 12b und 13b lediglich aus dem ersten elektrisch leitfähigen Film 41 gebildet zu werden. Mindestens ein Teil der Verdrahtung 14 muss aus dem mehrschichtigen Korpus gebildet werden, der den ersten elektrisch leitfähigen Film 41 und den zweiten elektrisch leitfähigen Film 42, der auf dem ersten elektrisch leitfähigen Film 41 angeordnet ist, enthält. Oder anders ausgedrückt: Die gesamte Verdrahtung 14 ist nicht unbedingt der mehrschichtige Korpus des ersten elektrisch leitfähigen Films 41 und des zweiten elektrisch leitfähigen Films 42. Mindestens ein Teil der Kontaktinsel 20 muss aus dem zweiten elektrisch leitfähigen Film 42 gebildet werden. Die gesamte Kontaktinsel 20 kann aus dem zweiten elektrisch leitfähigen Film 42 gebildet werden.
Die Lötmetallisierung 18 ist auf einem Teil der Kontaktinsel 20 angeordnet. Die Lötmetallisierung 18 ist ein Anschluss, der die elektrische Kennlinie des Bauelements für elastische Wellen 1 nach außen leitet, und ist eine Stelle, wo das Bauelement für elastische Wellen 1 mit dem Montagesubstrat 31 (siehe 5) unter Verwendung des Lots 39 verbondet ist. Zum Zeitpunkt der Verbondung unter Verwendung des Lots 39 kann ein Löthöcker zum Verbonden (in der Zeichnung nicht gezeigt) im Voraus auf der Lötmetallisierung 18 ausgebildet werden, oder ein Löthöcker zum Verbonden (in der Zeichnung nicht gezeigt) kann auf dem Montagesubstrat 31 im Voraus ausgebildet werden.
Die Lötmetallisierung 18 enthält ein Material, an das sich das Lot 39 leicht anhaftet, und enthält ein Material, das die Diffusion des in dem Lot 39 enthaltenen Materials in die Lötmetallisierung 18 erschwert. Um die Adhäsion des Lots 39 zu erleichtern, wird zum Beispiel ein Metall, beispielsweise Au, verwendet. Um eine Diffusion zu unterdrücken, wird zum Beispiel ein Metall, beispielsweise Ni oder Cu, als eine Sperrschicht verwendet.
Außerdem wird die erste dielektrische Schicht 15 auf dem piezoelektrischen Substrat 10 angeordnet. Die erste dielektrische Schicht 15 ist eine Schicht zum Justieren des Frequenzbandes des Bauelements für elastische Wellen 1 und ist eine Schicht zum Verbessern der Frequenz-Temperatur-Kennlinie. Die erste dielektrische Schicht 15 ist so angeordnet, dass sie die Elektrodenfinger 12a und 13a der IDT-Elektrode 11 bedeckt und die oberen Abschnitte (Z-Richtungs-Seite) der Sammelschienen 12b und 13b, die Verdrahtung 14 und die Kontaktinseln 20 nicht bedeckt, während sie mit den Seitenflächen der Sammelschienen 12b und 13b, der Verdrahtung 14 und den Kontaktinseln 20 in Kontakt steht. Folglich befinden sich die Elektrodenfinger 12a und 13a der IDT-Elektrode 11 in einem Zustand, in dem sie in die erste dielektrische Schicht 15 eingebettet sind. Die durch die IDT-Elektrode 11 angeregte elastische Welle breitet sich nicht nur auf der Oberfläche des piezoelektrischen Substrats 10 aus, sondern auch durch das Innere der ersten dielektrischen Schicht 15.
Zu Beispielen der Materialien für die erste dielektrische Schicht 15 gehören Si₃N₄, SiON, SiC, Ta₂O₅, TiO₂, TiN, Al₂O₃ und TeO₂. In der vorliegenden Ausführungsform wird zum Beispiel eine SiO₂-Schicht als die erste dielektrische Schicht 15 verwendet.
Die Dicke der ersten dielektrischen Schicht 15 ist größer als die Dicken der Elektrodenfinger 12a und 13a der IDT-Elektrode 11 und beträgt zum Beispiel etwa 20 % bis etwa 50 % in einem Verhältnis relativ zur Wellenlänge der elastischen Welle. Die Gründe dafür sind folgende. Falls die Dicke der ersten dielektrischen Schicht 15 zu groß ist, so kann das Durchlassband des Bauelements für elastische Wellen 1 nicht ausgebildet werden, und es kann keine wünschenswerte Filterkennlinie realisiert werden, und falls die Dicke der ersten dielektrischen Schicht 15 zu klein ist, so kann keine wünschenswerte Frequenz-Temperatur-Kennlinie erhalten werden. Insbesondere beträgt in dem Fall, wo ein LiNbO₃-Substrat als das piezoelektrische Substrat 10 verwendet wird, der TCF (Temperaturkennlinienkompensationsfaktor) etwa -90 bis -70 ppm/°C, und um die Temperaturkennlinie des Bauelements für elastische Wellen 1 in diesem Bereich zu kompensieren, muss die Dicke der ersten dielektrischen Schicht 15 in ausreichendem Maße erhöht werden. In der vorliegenden Ausführungsform beträgt die Dicke der ersten dielektrischen Schicht 15 zum Beispiel 620 nm.
Des Weiteren wird bevorzugt die Fläche 21 auf der Oberseite (Z-Richtungs-Seite) der ersten dielektrischen Schicht 15 planarisiert. Falls es eine Unebenheit auf der Oberfläche der ersten dielektrischen Schicht 15 gibt, so wird die elastische Welle, die sich durch das Innere der ersten dielektrischen Schicht 15 hindurch ausbreitet, an der Unebenheit unregelmäßig reflektiert, und der Reflexionskoeffizient der elastischen Welle wird verkleinert. Mit der planarisierten Fläche 21 der ersten dielektrischen Schicht 15 kann ein großer Reflexionskoeffizient erhalten werden. Folglich kann die Temperaturkennlinie kompensiert werden, ohne die Frequenz-Kennlinie des Bauelements für elastische Wellen 1 signifikant zu verschlechtern.
Die zweite dielektrische Schicht 16 ist auf den Sammelschienen 12b und 13b der IDT-Elektrode 11, auf der Verdrahtung 14, auf den Kontaktinseln 20 und auf der ersten dielektrischen Schicht 15 angeordnet. Insbesondere wird die zweite dielektrische Schicht 16 entlang der Oberfläche der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht 42 und der Fläche 21 der ersten dielektrischen Schicht 15 durchgängig in der Region NC, mit Ausnahme der Kontaktregion C, zwischen der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht 42, die die Kontaktinsel 20 und die Lötmetallisierung 18 bildet, ausgebildet. Es ist zu beachten, dass in dem Bauelement für elastische Wellen 1 die Dicke der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht 42 größer ist als die Dicke der ersten dielektrischen Schicht 15 und darum die zweite dielektrische Schicht 16 eine Form mit einer Stufe von der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht 42 in Richtung der ersten dielektrischen Schicht 15 hat.
3 ist ein Schaubild des Bauelements für elastische Wellen 1 in einem Zustand, in dem die Lötmetallisierung 18 und die zweite dielektrische Schicht 16 weggelassen sind, in einer Grundrissansicht. In 3 ist die Kontaktregion C zwischen der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht 42 und der Lötmetallisierung 18 durch eine Kreuzschraffur angezeigt, und die Region NC, mit Ausnahme der Kontaktregion C, ist durch eine horizontale Streifenschraffur angezeigt. Wie in 2B, 2C und 3 veranschaulicht, ist die zweite elektrisch leitfähige Schicht 42, welche die Sammelschienen 12b und 13b, die Verdrahtung 14 und die Kontaktinseln 20 bildet, mit der Lötmetallisierung 18 und der zweiten dielektrischen Schicht 16 bedeckt und wird darum nicht der Luft ausgesetzt.
Die zweite dielektrische Schicht 16 ist eine Schicht zum Justieren der Resonanzfrequenz des Bauelements für elastische Wellen 1. Dementsprechend ist es bevorzugt, dass die zweite dielektrische Schicht 16 auf der Fläche 21 der ersten dielektrischen Schicht 15, die sich auf der IDT-Elektrode 11 befindet, ausgebildet und planarisiert wird. Falls die Form der zweiten dielektrischen Schicht 16 uneben ist, so wird die elastische Welle an der zweiten dielektrischen Schicht 16 unregelmäßig reflektiert, und der Reflexionskoeffizient wird verkleinert. Dann kann ein großer Reflexionskoeffizient durch Planarisieren der Form der zweiten dielektrischen Schicht 16 erhalten werden. Folglich kann die Resonanzfrequenz justiert werden, ohne die Frequenz-Kennlinie des Bauelements für elastische Wellen 1 zu verschlechtern.
Die zweite dielektrische Schicht 16 wird zum Beispiel aus einem einzelnen Film oder einem mehrschichtigen Film gebildet, der aus SiO₂, SiN, Si₃N₄, SiON, SiC, Ta₂O₅, TiO₂, TiN, Al₂O₃, TeO₂ und dergleichen besteht.
Bevorzugt wird die zweite dielektrische Schicht 16 aus einem Material gebildet, das eine höhere Ausbreitungsgeschwindigkeit der elastischen Wellen aufweist als die Ausbreitungsgeschwindigkeit der elastischen Wellen der ersten dielektrischen Schicht 15. Die Resonanzfrequenz wird durch Ändern der Dicke der zweiten dielektrischen Schicht 16 justiert, und falls die Ausbreitungsgeschwindigkeit der elastischen Wellen in der zweiten dielektrischen Schicht 16 hoch ist, so kann die Resonanzfrequenz leicht justiert werden. In dieser Hinsicht braucht die Dicke der zweiten dielektrischen Schicht 16 nur eine Dicke zu sein, die es ermöglicht, die durch die IDT-Elektrode 11 angeregte elastische Welle als einen Hauptmodus zu verwenden. In der vorliegenden Ausführungsform beträgt die Dicke der zweiten dielektrischen Schicht 16 zum Beispiel 20 nm.
Bevorzugt wird die zweite dielektrische Schicht 16 aus einem Material gebildet, dessen Feuchtigkeitsdurchlässigkeit geringer ist als die Feuchtigkeitsdurchlässigkeit der ersten dielektrischen Schicht 15. In der vorliegenden Ausführungsform ist das Material für die zweite dielektrische Schicht 16 zum Beispiel SiN. Die Feuchtigkeitsdurchlässigkeit von SiN ist geringer als die Feuchtigkeitsdurchlässigkeit von SiO₂ (des Materials für die erste dielektrische Schicht), und darum kann die Feuchtigkeitsbeständigkeit des Bauelements für elastische Wellen 1 unter Verwendung von SiN als das Material für die zweite dielektrische Schicht 16 erhöht werden.
In dem Bauelement für elastische Wellen 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die zweite dielektrische Schicht 16 über dem piezoelektrischen Substrat 10 so angeordnet, dass sie die Region NC, mit Ausnahme der Kontaktregion C, zwischen der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht 42 und der Lötmetallisierung 18 bedeckt. Folglich wird die zweite elektrisch leitfähige Schicht 42, die die Sammelschienen 12b und 13b, die Verdrahtung 14 und die Kontaktinseln 20 bildet, mit der Lötmetallisierung 18 und der zweiten dielektrischen Schicht 16 bedeckt und ist in einem Zustand, in dem sie nicht mit der Luft in Kontakt steht. Darum kommt in dem Fall, wo das Bauelement für elastische Wellen 1 mit dem Montagesubstrat 31 unter Verwendung des Lots 39 verbondet wird, das Flussmittel, das in dem Lot 39 enthalten ist, nicht mit der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht 42 in Kontakt. Infolge dessen findet keine chemische Reaktion zwischen einem halogenierten Element (zum Beispiel Chlorion) in dem Flussmittel, das in der Lotpaste enthalten ist, und dem Material, das in dem zweiten elektrisch leitfähigen Film 42 enthalten ist, statt, und eine Korrosion des zweiten elektrisch leitfähigen Films 42 wird weitgehend verhindert.
Es ist ferner bevorzugt, dass die zweite dielektrische Schicht 16 so ausgebildet wird, dass sie die Oberfläche durchgängig von der Oberfläche der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht 42 bis zu der Fläche 21 der ersten dielektrischen Schicht 15 bedeckt. Zum Zeitpunkt der Montage kann ein Kontakt zwischen dem Flussmittel und der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht 42 mit dieser Struktur zuverlässig verhindert werden.
Es ist ferner bevorzugt, dass die zweite dielektrische Schicht 16 auf der Fläche 21 der ersten dielektrischen Schicht 15, die sich auf der IDT-Elektrode 11 befindet, ausgebildet und planarisiert wird. Folglich kann ein hoher Reflexionskoeffizient mit Bezug auf die angeregte elastische Welle erhalten werden, und die Resonanzfrequenz kann justiert werden, ohne die Frequenz-Kennlinie des Bauelements für elastische Wellen 1 zu verschlechtern.
4A bis 4C sind Schaubilder, die ein erstes modifiziertes Beispiel des Bauelements für elastische Wellen 1 veranschaulichen. In den Zeichnungen sind die gleichen Konfigurationen wie jene in dem Bauelement für elastische Wellen 1 mit den gleichen Bezugszahlen angezeigt, und auf Erläuterungen wird verzichtet.
In einem Bauelement für elastische Wellen 1A gemäß dem ersten modifizierten Beispiel ist die Dicke einer zweiten elektrisch leitfähigen Schicht 42A, welche die Sammelschienen 12bA und 13bA, die Verdrahtung 14A und die Kontaktinseln 20A bildet, kleiner als die Dicke einer ersten dielektrischen Schicht 15A. Dann wird eine zweite dielektrische Schicht 16A entlang der Oberfläche der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht 42A und der Fläche 21 der ersten dielektrischen Schicht 15A gebildet. Gemäß dieser Struktur kann das Bauelement für elastische Wellen 1A mit einem flachen Profil hergestellt werden.
Des Weiteren steht die Lötmetallisierung 18A des Bauelements für elastische Wellen 1A nicht nur mit der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht 42A in Kontakt, sondern wird auch so ausgebildet, dass sie einen Teil der zweiten dielektrischen Schicht 16A an der Grenze zwischen der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht 42A und der zweiten dielektrischen Schicht 16A bedeckt. Folglich wird ein Spalt zwischen der Lötmetallisierung 18A und der zweiten dielektrischen Schicht 16A zuverlässig beseitigt. Infolge dessen kann bei der Montage des Bauelements für elastische Wellen 1A ein Kontakt zwischen dem Flussmittel und der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht 42A zuverlässig verhindert werden.
Auch in dem Bauelement für elastische Wellen 1A gemäß dem ersten modifizierten Beispiel wird die zweite dielektrische Schicht 16A über dem piezoelektrischen Substrat 10 so angeordnet, dass sie die Region NC, mit Ausnahme der Kontaktregion C, zwischen der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht 42A und der Lötmetallisierung 18A bedeckt. Das heißt, die zweite elektrisch leitfähige Schicht 42A wird mit der Lötmetallisierung 18A und der zweiten dielektrischen Schicht 16A bedeckt und befindet sich in einem Zustand, in dem sie nicht mit der Luft in Berührung kommt. Folglich kommt in dem Fall, wo das Bauelement für elastische Wellen 1A mit dem Montagesubstrat 31 unter Verwendung des Lots 39 verbondet wird, das Flussmittel, das in dem Lot 39 enthalten ist, nicht mit der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht 42A in Kontakt. Infolge dessen findet keine chemische Reaktion zwischen einem halogenierten Element in dem Flussmittel, das in der Lotpaste enthalten ist, und dem Material, das in dem zweiten elektrisch leitfähigen Film 42A enthalten ist, statt, und eine Korrosion des zweiten elektrisch leitfähigen Films 42A wird weitgehend verhindert.
(Elektronische Komponente, die das Bauelement für elastische Wellen enthält)
5 ist ein Schaubild, das eine elektronische Komponente 2 veranschaulicht, die das Bauelement für elastische Wellen 1 enthält. Zu Beispielen von elektronischen Komponenten 2 gehört ein HF-Schaltkreis-Package. Die elektronische Komponente 2 enthält das Bauelement für elastische Wellen 1 und enthält ferner das Montagesubstrat 31, das Lot 39 und ein Isolierharz 32. Die elektronische Komponente 2 wird hergestellt, indem das Bauelement für elastische Wellen 1 unter Verwendung des Lots 39 an das Montagesubstrat 31 gebondet wird und danach das Isolierharz 32 so ausgebildet wird, dass es das Montagesubstrat 31 und das Bauelement für elastische Wellen 1 bedeckt. Das Material für das Lot 39 ist zum Beispiel eine Lotpaste, die aus einer eutektischen Zusammensetzung von Sn, Ag, Cu und dergleichen hergestellt wird. Das Material für das Isolierharz 32 ist zum Beispiel ein Epoxidharz.
Wie in 11 veranschaulicht, steht in der elektronischen Komponente 102 gemäß dem Stand der Technik das Lot 139 mit der Kontaktinsel 120 des Bauelements für elastische Wellen 101 in Kontakt. Folglich kann sich zum Zeitpunkt der Montage das Flussmittel, das in der Lotpaste enthalten ist, an die zweite elektrisch leitfähige Schicht 142 anhaften, welche die Kontaktinsel 120 bildet, und die zweite elektrisch leitfähige Schicht 142 des Bauelements für elastische Wellen 101, das in der elektronischen Komponente 102 enthalten ist, kann korrodieren.
In der elektronischen Komponente 2 gemäß der vorliegenden Ausführungsform steht das Lot 39 nicht mit der Kontaktinsel 20 des Bauelements für elastische Wellen 1 in Kontakt und steht mit der Lötmetallisierung in Kontakt 18. Das heißt, die zweite elektrisch leitfähige Schicht 42, welche die Kontaktinsel 20 bildet, wird mit der Lötmetallisierung 18 und der zweiten dielektrischen Schicht 16 bedeckt, und das Lot 39 haftet nicht an der der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht 42. Folglich haftet das Flussmittel, das in der Lotpaste enthalten ist, zum Zeitpunkt der Montage nicht an der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht 42, so dass die zweite elektrisch leitfähige Schicht 42 des Bauelements für elastische Wellen 1, das in der elektronischen Komponente 2 enthalten ist, weitgehend vor Korrosion geschützt ist.
(Verfahren zur Herstellung eines Bauelements für elastische Wellen)
Ein Verfahren zur Herstellung des Bauelements für elastische Wellen 1 wird mit Bezug auf 6A bis 6D und 7A bis 7E beschrieben. Das Verfahren zur Herstellung des Bauelements für elastische Wellen 1 enthält mindestens einen Schritt zum Bilden eines ersten elektrisch leitfähigen Films, einen Schritt zum Bilden einer ersten dielektrischen Schicht, einen Schritt zum Bilden einer ersten Öffnung, einen Schritt zum Bilden einer zweiten elektrisch leitfähigen Schicht, einen Schritt zum Bilden einer zweiten dielektrischen Schicht, einen Schritt zum Bilden einer zweiten Öffnung und einen Schritt zum Bilden einer Lötmetallisierung.
Wie in 6A veranschaulicht, ist der Schritt zum Bilden eines ersten elektrisch leitfähigen Films ein Schritt zum Bilden des ersten elektrisch leitfähigen Films 41 auf dem piezoelektrischen Substrat 10. Der erste elektrisch leitfähige Film 41 bildet die Elektrodenfinger 12a und 13a der IDT-Elektrode 11, einen Teil der Sammelschienen 12b und 13b, einen Teil der Verdrahtung 14 und einen Teil der Kontaktinsel 20. Der erste elektrisch leitfähige Film 41 wird zum Beispiel durch einen Prozess zum Bilden eines Dünnfilms, zum Beispiel durch Abheben, gebildet.
Wie in den 6B bis 6D veranschaulicht, ist der Schritt zum Bilden der ersten dielektrischen Schicht ein Schritt zum Bilden der ersten dielektrischen Schicht 15, die eine zuvor festgelegte Dicke hat, auf dem piezoelektrischen Substrat 10, so dass der erste elektrisch leitfähige Film 41 bedeckt wird.
Wenn zuerst die erste dielektrische Schicht 15, die eine zuvor festgelegte Dicke hat, gebildet wird, wie in 6B veranschaulicht, wird eine erste dielektrische Schicht 15P, die eine größere Dicke hat als die Dicke der ersten dielektrischen Schicht 15, gebildet. Die erste dielektrische Schicht 15P wird durch ein Vorspannungs-Aufsputterverfahren oder dergleichen gebildet. Unmittelbar nach dem Ausbilden der ersten dielektrischen Schicht 15P wird ein konvexer Abschnitt 21a in der Fläche 21P der ersten dielektrischen Schicht 15P gebildet, weil die Form des ersten elektrisch leitfähigen Films 41 auf dem piezoelektrischen Substrat 10 übertragen wird. Die Höhe des konvexen Abschnitts 21a beträgt zum Beispiel etwa 3 % in einem Verhältnis relativ zur Wellenlänge der sich ausbreitenden elastischen Welle. Falls es eine Unebenheit auf der Fläche 21 der ersten dielektrischen Schicht 15 gibt, nehmen die Einfügeverluste des Bauelements für elastische Wellen 1 zu, so dass anschließend die Fläche 21P der ersten dielektrischen Schicht 15P durch ein Verfahren planarisiert wird, das in 6C und 6D veranschaulicht ist.
Zuerst, wie in 6C veranschaulicht, wird eine Opferschicht 22 so gebildet, dass sie die erste dielektrische Schicht 15P bedeckt. Für die Opferschicht 22 wird zum Beispiel ein Photoresist, beispielsweise BARC (untere Antireflexionsbeschichtung) oder TARC (obere Antireflexionsbeschichtung), SOG (Spin-On-Glass) oder dergleichen verwendet wird. Die Opferschicht 22 wird zum Beispiel durch ein Aufschleuderverfahren gebildet. Die Dicke der Opferschicht 22 ist größer als die Höhe des konvexen Abschnitts 21a der Fläche 21P der ersten dielektrischen Schicht 15P. Folglich wird die gesamte Fläche 21P der ersten dielektrischen Schicht 15P mit der Opferschicht 22 bedeckt.
Anschließend, wie in 6D veranschaulicht, werden die Opferschicht 22 und die Fläche 21P der ersten dielektrischen Schicht 15P einer Rückätzung (Materialabtrag) unterzogen. Diese Rückätzung wird zum Beispiel durch ein Trockenätzverfahren oder ein Nassätzverfahren ausgeführt. Folglich werden die Fläche 21P und der konvexe Abschnitt 21a der ersten dielektrischen Schicht 15P entfernt, und die Fläche 21 der ersten dielektrischen Schicht 15 wird planarisiert. Die Unterschiede in der Höhe der Fläche 21 der ersten dielektrischen Schicht 15 betragen zum Beispiel etwa 0 % bis etwa 1 % in einem Verhältnis relativ zur Wellenlänge der sich ausbreitenden elastischen Welle.
Bei der Rückätzung liegt das Ätzselektionsverhältnis der ersten dielektrischen Schicht 15P zu der Opferschicht 22 bevorzugt innerhalb des Bereichs von 0,6:1 bis 1.4:1. Besonders bevorzugt liegt das Auswahlverhältnis zweckmäßigerweise nahe 1:1. Die Fläche 21 der ersten dielektrischen Schicht 15 wird mittels einer Rückätzung in einem solchen Auswahlverhältnis weiter planarisiert.
Wie in 7A veranschaulicht, ist der Schritt zum Bilden einer ersten Öffnung ein Schritt zum Bilden der ersten Öffnung 25 durch Entfernen eines Teils der ersten dielektrischen Schicht 15. Die erste Öffnung 25 wird so gebildet, das der erste elektrisch leitfähige Film 41, der an den Sammelschienen 12b und 13b der IDT-Elektrode 11 angeordnet ist, freigelegt wird und von der Stelle des freigelegten elektrisch leitfähigen Films 41 bis zu der Stelle, an der die Verdrahtung 14 und die Kontaktinsel 20 ausgebildet werden sollen, durchgehend ist. Das Entfernen der ersten dielektrischen Schicht 15 wird zum Beispiel durch das Trockenätzverfahren oder das Nassätzverfahren ausgeführt.
Wie in 7B veranschaulicht, ist der Schritt zum Bilden eines zweiten elektrisch leitfähigen Films ein Schritt zum Bilden des zweiten elektrisch leitfähigen Films 42 in der ersten Öffnung 25. Der zweite elektrisch leitfähige Film 42 wird auf dem ersten elektrisch leitfähigen Film 41 angeordnet, der in der ersten Öffnung 25 vorhanden ist. Ein geschichteter Korpus, der aus dem ersten elektrisch leitfähigen Film 41 und dem zweiten elektrisch leitfähigen Film 42 besteht, bildet die Sammelschienen 12b und 13b, die Verdrahtung 14 und die Kontaktinsel 20. Der zweite elektrisch leitfähige Film 42 wird zum Beispiel durch einen Dünnfilmbildungsprozess, zum Beispiel Abheben, gebildet.
Wie in 7C veranschaulicht, ist der Schritt zum Bilden einer zweiten dielektrischen Schicht ein Schritt zum Bilden der zweiten dielektrischen Schicht 16 dergestalt, dass sie die erste dielektrische Schicht 15 und den zweiten elektrisch leitfähigen Film 42 bedeckt. Wie in 6D veranschaulicht, wird die Fläche 21 der ersten dielektrischen Schicht 15 gebildet und planarisiert, und darum wird die zweite dielektrische Schicht 16 ebenfalls über der IDT-Elektrode 11 (in der Z-Richtung) gebildet und planarisiert. Die zweite dielektrische Schicht 16 wird zum Beispiel durch den Dünnfilmbildungsprozess, zum Beispiel ein Verdampfungsverfahren und ein Sputterverfahren, so gebildet, dass sie eine gleichmäßige Dicke hat.
Wie in 7D veranschaulicht, ist der Schritt zum Bilden der zweiten Öffnung ein Schritt zum Bilden der zweiten Öffnung 26 durch Entfernen eines Teils der zweiten dielektrischen Schicht 16. Die zweite Öffnung 26 wird so gebildet, dass ein Teil des zweiten elektrisch leitfähigen Films 42 auf der Kontaktinsel 20 freigelegt wird, indem die zweite dielektrische Schicht 16 über der Kontaktinsel 20 (in der Z-Richtung) entfernt wird. Das Entfernen der zweiten dielektrischen Schicht 16 wird zum Beispiel durch das Trockenätzverfahren oder das Nassätzverfahren ausgeführt.
Wie in 7E veranschaulicht, ist der Schritt zum Bilden einer Lötmetallisierung ein Schritt zum Bilden der Lötmetallisierung 18 in der zweiten Öffnung 26. Die Lötmetallisierung 18 wird durch Herstellen eines Filmes aus einem Metall in der zweiten Öffnung 26 gebildet. Die zweite Öffnung 26 wird durch die Lötmetallisierung 18 verschlossen, und der zweite elektrisch leitfähige Film 42 auf der Kontaktinsel 20 wird nicht freigelegt. Die Lötmetallisierung 18 wird auf der Kontaktinsel 20 gebildet, und dadurch wird die Kontaktinsel 20 elektrisch mit der Lötmetallisierung 18 verbunden. Die Lötmetallisierung 18 wird zum Beispiel durch ein Plattierungswachstumsverfahren so gebildet, dass die Dicke der Lötmetallisierung 18 größer wird als die Dicke der zweiten dielektrischen Schicht 16. Das Bauelement für elastische Wellen 1 wird durch diese Schritte hergestellt, die in 6A bis 6D und 7A bis 7E veranschaulicht sind.
In dem Verfahren zur Herstellung des Bauelements für elastische Wellen 101 gemäß dem Stand der Technik, wie oben beschrieben (siehe 10A bis 10D), wird, nachdem die erste dielektrische Schicht 115 und die zweite dielektrische Schicht 116 auf dem piezoelektrischen Substrat 10 gebildet wurden, die Öffnung 125 gebildet, und der zweite elektrisch leitfähige Film 142 wird darin gebildet.
Folglich wird der zweite elektrisch leitfähige Film 142 nicht mit der zweiten dielektrischen Schicht 116 bedeckt und wird mit der Luft in Kontakt gebracht.
In dem Verfahren zur Herstellung des Bauelements für elastische Wellen 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird, nachdem die erste dielektrische Schicht 15 und der zweite elektrisch leitfähige Film 42 auf dem piezoelektrischen Substrat 10 gebildet wurden, die zweite dielektrische Schicht 16 darauf gebildet, die zweite Öffnung 26 wird nur in der Region gebildet, die mit der Lötmetallisierung 18 versehen werden soll, und die Lötmetallisierung 18 wird darin gebildet. Folglich wird, nachdem das Bauelement für elastische Wellen 1 hergestellt wurde, der zweite elektrisch leitfähige Film 42 nicht der Luft ausgesetzt. Infolge dessen kommt in dem Fall, wo das Bauelement für elastische Wellen 1 mit dem Montagesubstrat 31 unter Verwendung des Lots 39 verbondet wird, das Flussmittel, das in der Lotpaste enthalten ist, nicht mit dem zweiten elektrisch leitfähigen Film 42 in Kontakt, und der zweite elektrisch leitfähige Film 42 wird weitgehend vor Korrosion geschützt.
Des Weiteren wird in dem Verfahren zur Herstellung des Bauelements für elastische Wellen 1 die erste dielektrische Schicht 15P, die eine große Dicke aufweist, einmal ausgebildet, und danach wird die Fläche 21 der ersten dielektrischen Schicht 15 planarisiert, indem die Fläche 21P der ersten dielektrischen Schicht 15P einer Rückätzung unterzogen wird. Folglich entstehen keine Unebenheiten auf der Fläche 21 der ersten dielektrischen Schicht 15, eine Verstärkung der Einfügeverluste der elastischen Welle kann unterdrückt werden, und Störrauschen aufgrund eines Modus höherer Ordnung der elastischen Welle kann reduziert werden. Des Weiteren wird die zweite dielektrische Schicht 16, die auf der Fläche 21 der ersten dielektrischen Schicht 15 ausgebildet wird, so planarisiert, dass das Auftreten von Verschiebungen der Frequenz-Kennlinie, zum Beispiel der Resonanzfrequenz und der Antiresonanzfrequenz, und eine Verschiebung des TCF unterdrückt werden können. Folglich kann das Bauelement für elastische Wellen 1 mit einer wünschenswerten Resonanzkennlinie hergestellt werden.
Die vorliegende Ausführungsform schränkt die in den Ansprüchen beschriebene Erfindung nicht ein und kann innerhalb der Grenzen der technischen Idee auf verschiedene Weise modifiziert werden. Zum Beispiel kann die Sammelschiene Teil der Konfiguration der Verdrahtung sein. Des Weiteren kann eine dielektrische Schicht zur Temperaturkennlinienkompensation separat zwischen dem piezoelektrischen Substrat und der IDT-Elektrode angeordnet sein.
Des Weiteren ist zwar in der vorliegenden Ausführungsform das Bauelement für elastische Wellen als ein Beispiel von 1-Port-Resonatoren für elastische Wellen gezeigt, doch die Ausführungsform wird auch auf Filter für elastische Wellen, Abzweigfilter für elastische Wellen und dergleichen angewendet. Obgleich das Bauelement für elastische Wellen eine Rayleigh-Welle (P + SV (schervertikal) als einen Hauptmodus verwendet, kann jede beliebige Art von elastischer Oberflächenwelle als der Hauptmodus verwendet werden, und außer der Rayleigh-Welle kann auch eine elastische Welle, zum Beispiel eine Love-Welle oder eine verlustbehaftete Welle (leaky wave), als der Hauptmodus verwendet werden.
Bezugszeichenliste

1, 1A: Bauelement für elastische Wellen,
2: elektronische Komponente,
10: piezoelektrisches Substrat,
11: IDT-Elektrode,
12: erste kammförmige Elektrode,
13: zweite kammförmige Elektrode,
12a, 13a: Elektrodenfinger,
12b, 13b: Sammelschiene,
14: Verdrahtung,
15: erste dielektrische Schicht,
16: zweite dielektrische Schicht,
18: Lötmetallisierung,
19: Löthöcker,
20: Kontaktinsel,
21: Oberfläche der ersten dielektrischen Schicht,
21a: konvexer Abschnitt,
22: Opferschicht,
25: erste Öffnung,
26: zweite Öffnung,
31: Montagesubstrat,
32: Isolierharz,
39: Lot,
41: erster elektrisch leitfähiger Film,
42: zweiter elektrisch leitfähiger Film,
C: Kontaktregion zwischen zweitem elektrisch leitfähigem Film und Lötmetallisierung,
NC: andere Region als die Kontaktregion zwischen zweitem elektrisch leitfähigem Film und Lötmetallisierung

Claims

Bauelement für elastische Oberflächenwellen (1, 1A), umfassend: ein piezoelektrisches Substrat (10), einen ersten elektrisch leitfähigen Film (41), der eine IDT-Elektrode (11) umfasst, und eine Verdrahtung (14), die auf dem piezoelektrischen Substrat (10) angeordnet ist, einen zweiten elektrisch leitfähigen Film (42), eine Kontaktinsel (20), die auf einem ersten elektrisch leitfähigem Film (41)angeordnet ist, umfasst, eine Lötmetallisierung (18), die auf dem zweiten elektrisch leitfähigen Film (42) angeordnet ist, und eine erste dielektrische Schicht (15), die auf dem piezoelektrischen Substrat (10) so angeordnet ist, dass sie mindestens einen Teil der IDT-Elektrode (11) bedeckt, eine zweite dielektrische Schicht (16), die auf dem zweiten elektrisch leitfähigen Film (42) und der ersten dielektrischen Schicht (15) angeordnet ist, wobei die Verdrahtung (14) die IDT-Elektrode (11) und die Kontaktinsel (20) verbindet, wobei der zweite elektrisch leitfähige Film (42) mit der Lötmetallisierung (18) und der zweiten dielektrischen Schicht (16) bedeckt ist und die zweite dielektrische Schicht (16) über dem piezoelektrischen Substrat (10) so angeordnet ist, dass sie eine Region (NC) mit Ausnahme einer Kontaktregion (C) zwischen dem zweiten elektrisch leitfähigen Film (42) und der Lötmetallisierung (18) bedeckt.
Bauelement für elastische Oberflächenwellen (1, 1A) nach Anspruch 1, wobei der zweite elektrisch leitfähige Film (42) einen weiteren Teil der Verdrahtung (14) umfasst.
Bauelement für elastische Oberflächenwellen (1, 1A) nach Anspruch 1, wobei die zweite dielektrische Schicht so angeordnet ist, dass sie die Oberfläche des zweiten elektrisch leitfähigen Films und die Oberfläche der ersten dielektrischen Schicht durchgängig bedeckt.
Bauelement für elastische Oberflächenwellen (1, 1A) nach Anspruch 1, wobei die zweite dielektrische Schicht (16) auf der Oberfläche der ersten dielektrischen Schicht (15) gebildet und planarisiert wird, die sich auf der IDT-Elektrode (11) befindet.
Bauelement für elastische Oberflächenwellen (1, 1A) nach Anspruch 1, wobei das Material für die zweite dielektrische Schicht (16) eine höhere Ausbreitungsgeschwindigkeit der elastischen Wellen hat als die Ausbreitungsgeschwindigkeit der elastischen Wellen des Materials für die erste dielektrische Schicht (15).
Bauelement für elastische Oberflächenwellen (1, 1A) nach Anspruch 1, wobei das Material für die zweite dielektrische Schicht (16) eine geringere Feuchtigkeitsdurchlässigkeit hat als die Feuchtigkeitsdurchlässigkeit des Materials für die erste dielektrische Schicht (15).
Elektronische Komponente, umfassend: ein Bauelement für elastische Oberflächenwellen (1, 1A) nach Anspruch 1, ein Montagesubstrat (32), auf dem das Bauelement für elastische Oberflächenwellen (1, 1A) montiert ist, und Lot (39), das zwischen dem Bauelement für elastische Oberflächenwellen (1, 1A) und dem Montagesubstrat (32) angeordnet ist, wobei das Lot (39) nicht mit dem zweiten elektrisch leitfähigen Film (42) des Bauelements für elastische Wellen in Kontakt steht und mit der Lötmetallisierung in Kontakt steht.