DE112016002835T5

DE112016002835T5 - Vorrichtung für elastische Wellen

Info

Publication number: DE112016002835T5
Application number: DE112016002835.0T
Authority: DE
Inventors: Seiji Kai
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2015-06-25
Filing date: 2016-06-10
Publication date: 2018-03-08
Anticipated expiration: 2036-06-11
Also published as: WO2016208427A1; KR101979626B1; JP6519655B2; CN107615657B; US20180091116A1; DE112016002835B4; CN107615657A; US10637432B2; KR20170134626A; JPWO2016208427A1

Abstract

Es wird eine Vorrichtung für elastische Wellen mit einer hohlen Struktur bereitgestellt, bei der eine verringerte Wahrscheinlichkeit eines Reißens und Abplatzens eines piezoelektrischen Dünnfilms besteht, bei der eine verringerte Wahrscheinlichkeit einer Grenzflächendelaminierung in einem Filmstapel besteht, und die leicht durch Undichtigkeitsdetektion aussortiert werden kann, wenn die Vorrichtung für elastische Wellen defekt ist. Eine Vorrichtung für elastische Wellen 1 enthält ein Trägersubstrat 2, einen Filmstapel 3, der einen piezoelektrischen Dünnfilm 4 enthält, und eine IDT-Elektrode 5. Der Filmstapel 3 fehlt in einer Draufsicht teilweise in einer Region außerhalb einer Region, wo die IDT-Elektrode 5 angeordnet ist. Die Vorrichtung für elastische Wellen 1 enthält ferner eine Trägerschicht 8, die auf dem Trägersubstrat 2 in mindestens einem Abschnitt einer Region R angeordnet ist, wo der Filmstapel 3 teilweise fehlt, dergestalt, dass sie in einer Draufsicht eine Region umgibt, wo der Filmstapel 3 angeordnet ist, und ein Abdeckelement 9, das auf das Trägerschicht 8 angeordnet ist. Das Abdeckelement 9 bildet einen Hohlraum 7, der der IDT-Elektrode 5 zugewandt ist, zusammen mit dem piezoelektrischen Dünnfilm 4 und der Trägerschicht 8.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft Vorrichtungen für elastische Wellen, die einen Filmstapel enthält, der auf ein Trägersubstrat geschichtet ist.
STAND DER TECHNIK
Eine Vorrichtung für elastische Wellen, die im unten genannten Patentdokument 1 offenbart ist, enthält einen Filmstapel, der auf einem Trägersubstrat angeordnet ist, und einen piezoelektrischen Dünnfilm, der auf den Filmstapel geschichtet ist. Der Filmstapel enthält einen Film mit hoher Schallgeschwindigkeit und einen Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit. Der Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit wird aus einem Film gebildet, entlang dem sich eine Volumenwelle mit einer niedrigeren Schallgeschwindigkeit ausbreitet, als sich eine Volumenwelle entlang des piezoelektrischen Dünnfilms ausbreitet. Der Film mit hoher Schallgeschwindigkeit wird aus einem Film gebildet, entlang dem sich eine Volumenwelle mit einer höheren Schallgeschwindigkeit ausbreitet, als sich eine elastische Welle entlang des piezoelektrischen Dünnfilms ausbreitet. Eine Vorrichtung für elastische Wellen, die im unten genannten Patentdokument 2 offenbart ist, enthält einen piezoelektrischen Dünnfilm, auf dem eine Trägerschicht und ein Abdeckelement angeordnet sind, um einen Hohlraum zu bilden. Eine IDT-Elektrode ist in dem Hohlraum versiegelt.
Zitierungsliste
Patentdokumente

Patentdokument 1: WO 2012/086639 A1
Patentdokument 2: WO 2009/104438 A1

KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Technisches Problem
Die piezoelektrischen Dünnfilme der in den Patentdokumenten 1 und 2 offenbarten Vorrichtungen für elastische Wellen werden aus piezoelektrischen Einkristallen gebildet, wie zum Beispiel LiTaO₃. Solche piezoelektrischen Dünnfilme reißen und platzen leicht bei einer von außen einwirkenden Kraft. Insbesondere können solche piezoelektrischen Dünnfilme reißen und platzen, wenn zum Beispiel während des Schrittes des Bondens externer Verbindungsanschlüsse und des Zerschneidens mechanische Spannungen einwirken.
Bei der in Patentdokument 1 offenbarten Vorrichtung für elastische Wellen kann es auch während der Anbringung externer Verbindungsanschlüsse und des Zerschneidens zu einer Grenzflächendelaminierung in dem Stapel, der den piezoelektrischen Dünnfilm enthält, kommen.
Für eine Vorrichtung für elastische Wellen, wie in Patentdokument 2 offenbart, ist es notwendig, den versiegelten Zustand der hohlen Struktur beizubehalten. Der versiegelte Zustand der hohlen Struktur wird in der Regel durch eine Undichtigkeitsdetektion überprüft, und dementsprechend wird die Vorrichtung für elastische Wellen aussortiert, wenn die Vorrichtung für elastische Wellen defekt ist. Wenn jedoch die hohle Struktur, wie oben beschrieben, auf den in Patentdokument 1 offenbarten Stapel angewendet wird, so kann es unmöglich sein, den versiegelten Zustand der hohlen Struktur durch Undichtigkeitsdetektion zu überprüfen. In diesem Fall ist es schwierig, die Vorrichtung für elastische Wellen durch Undichtigkeitsdetektion auszusortieren, wenn die Vorrichtung für elastische Wellen defekt ist.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Vorrichtung für elastische Wellen mit einer hohlen Struktur, bei der die Wahrscheinlichkeit des Reißens und Abplatzens eines piezoelektrischen Dünnfilms reduziert ist, bei der die Wahrscheinlichkeit einer Grenzflächendelaminierung in einem Filmstapel reduziert ist und die leicht durch Undichtigkeitsdetektion aussortiert werden kann, wenn die Vorrichtung für elastische Wellen defekt ist.
Lösung des Problems
Eine Vorrichtung für elastische Wellen gemäß der vorliegenden Erfindung enthält ein Trägersubstrat, einen Filmstapel, der auf dem Trägersubstrat angeordnet ist und der mehrere Filme, einschließlich eines dielektrischen Dünnfilms, enthält, und eine IDT-Elektrode, die auf einer Fläche des piezoelektrischen Dünnfilms angeordnet ist. Der Filmstapel fehlt in einer Draufsicht teilweise in einer Region außerhalb einer Region, wo die IDT-Elektrode angeordnet ist. Die Vorrichtung für elastische Wellen enthält ferner eine Trägerschicht, die auf dem Trägersubstrat in mindestens einem Abschnitt einer Region, wo der Filmstapel teilweise fehlt, so angeordnet ist, dass sie in einer Draufsicht eine Region umgibt, wo der Filmstapel angeordnet ist, und ein Abdeckelement, das auf der Trägerschicht angeordnet ist und zusammen mit dem piezoelektrischen Dünnfilm und der Trägerschicht einen Hohlraum bildet, der der IDT-Elektrode zugewandt ist.
Bei einer speziellen Ausführungsform der Vorrichtung für elastische Wellen gemäß der vorliegenden Erfindung wird der piezoelektrische Dünnfilm aus LiTaO₃ gebildet. Dies trägt effektiv zur weiteren Reduzierung der Wahrscheinlichkeit eines Reißens und Abplatzens des piezoelektrischen Dünnfilms durch Einwirkung einer äußeren Kraft bei.
Bei einer weiteren konkreten Ausführungsform der Vorrichtung für elastische Wellen gemäß der vorliegenden Erfindung enthält die Vorrichtung für elastische Wellen ferner eine erste Isolierschicht, die so angeordnet ist, dass sie sich von mindestens einem Abschnitt der Region, wo der Filmstapel fehlt, auf den piezoelektrischen Dünnfilm erstreckt, und eine Verdrahtungselektrode, die elektrisch mit der IDT-Elektrode verbunden ist. Die Verdrahtungselektrode erstreckt sich von der Oberseite des piezoelektrischen Dünnfilms auf die erste Isolierschicht bis hin zu einem Abschnitt der ersten Isolierschicht, der sich in der Region befindet, wo der Filmstapel fehlt. Dies verringert die Wahrscheinlichkeit eines Abtrennens der Verdrahtungselektrode.
Bei einer weiteren konkreten Ausführungsform der Vorrichtung für elastische Wellen gemäß der vorliegenden Erfindung erstreckt sich die erste Isolierschicht von der Oberseite des piezoelektrischen Dünnfilms über eine Seitenfläche des Filmstapels hinweg bis zu mindestens einem Abschnitt der Region, wo der Filmstapel fehlt. Dies ist effektiv bei einer weiteren Reduzierung der Wahrscheinlichkeit einer Grenzflächendelaminierung in dem Filmstapel.
Bei einer weiteren konkreten Ausführungsform der Vorrichtung für elastische Wellen gemäß der vorliegenden Erfindung hat die erste Isolierschicht eine geneigte Fläche, die von dem Trägersubstrat fort weist. Die geneigte Fläche ist so geneigt, dass sie sich dem piezoelektrischen Dünnfilm umso mehr nähert, je weiter sich die geneigte Fläche von der Region, wo der Filmstapel fehlt, in Richtung eines Abschnitts erstreckt, der sich auf dem piezoelektrischen Dünnfilm befindet. Dies verringert weiter die Wahrscheinlichkeit eines Abtrennens der Verdrahtungselektrode auf der ersten Isolierschicht.
Bei einer weiteren konkreten Ausführungsform der Vorrichtung für elastische Wellen gemäß der vorliegenden Erfindung erstreckt sich die geneigte Fläche der ersten Isolierschicht von der Oberseite des Trägersubstrats zu dem Abschnitt der ersten Isolierschicht, der sich auf dem piezoelektrischen Dünnfilm befindet.
Bei einer weiteren konkreten Ausführungsform der Vorrichtung für elastische Wellen gemäß der vorliegenden Erfindung erstreckt sich die erste Isolierschicht von der geneigten Fläche der ersten Isolierschicht zu der Region, wo der Filmstapel fehlt.
Bei einer weiteren konkreten Ausführungsform der Vorrichtung für elastische Wellen gemäß der vorliegenden Erfindung enthält der Filmstapel den piezoelektrischen Dünnfilm und einen Film mit hoher Schallgeschwindigkeit, entlang dem sich eine Volumenwelle mit einer höheren Schallgeschwindigkeit ausbreitet, als sich eine elastische Welle entlang des piezoelektrischen Dünnfilms ausbreitet. Der piezoelektrische Dünnfilm wird auf den Film mit hoher Schallgeschwindigkeit gelegt.
Bei einer weiteren konkreten Ausführungsform der Vorrichtung für elastische Wellen gemäß der vorliegenden Erfindung enthalten die mehreren Filme des Filmstapels den piezoelektrischen Dünnfilm, einen Film mit hoher Schallgeschwindigkeit, entlang dem sich eine Volumenwelle mit einer höheren Schallgeschwindigkeit ausbreitet, als sich eine elastische Welle entlang des piezoelektrischen Dünnfilms ausbreitet, und einen Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit, der auf den Film mit hoher Schallgeschwindigkeit gelegt ist, entlang dem sich eine Volumenwelle mit einer niedrigeren Schallgeschwindigkeit ausbreitet, als sich eine elastische Welle entlang des piezoelektrischen Dünnfilms ausbreitet. Der piezoelektrische Dünnfilm wird auf den Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit gelegt. Dies ist effektiv, um eine elastische Welle innerhalb des piezoelektrischen Dünnfilms einzuschließen.
Bei einer weiteren konkreten Ausführungsform der Vorrichtung für elastische Wellen gemäß der vorliegenden Erfindung enthält der Filmstapel den piezoelektrischen Dünnfilm, einen Film mit hoher akustischer Impedanz, der eine relativ hohe akustische Impedanz aufweist, und einen Film mit niedriger akustischer Impedanz, der eine niedrigere akustische Impedanz aufweist als der Film mit hoher akustischer Impedanz. Dies ist effektiv, um eine elastische Welle innerhalb des piezoelektrischen Dünnfilms einzuschließen.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Die vorliegende Erfindung stellt eine Vorrichtung für elastische Wellen mit einer hohlen Struktur bereit und bei der eine verringerte Wahrscheinlichkeit eines Reißens und Abplatzens eines piezoelektrischen Dünnfilms besteht, bei der eine verringerte Wahrscheinlichkeit einer Grenzflächendelaminierung in einem Filmstapel besteht, und die leicht durch Undichtigkeitsdetektion aussortiert werden kann, wenn die Vorrichtung für elastische Wellen defekt ist.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1(a) ist eine schematische vordere Schnittansicht einer Vorrichtung für elastische Wellen gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und 1(b) ist eine schematische Draufsicht, die deren Elektrodenstruktur davon zeigt.
2(a) ist eine schematische Draufsicht, die die Position einer Trägerschicht in einer bekannten Vorrichtung für elastische Wellen veranschaulicht, 2(b) ist eine teilweise geöffnete schematische Schnittansicht entlang der Linie A-A in 2(a), und 2(c) ist eine teilweise geöffnete schematische Schnittansicht, die ein Verfahren zur Undichtigkeitsdetektion für die bekannte Vorrichtung für elastische Wellen veranschaulicht.
3(a) ist eine schematische Draufsicht, die die Position einer Trägerschicht in der Vorrichtung für elastische Wellen gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, 3(b) ist eine teilweise geöffnete schematische Schnittansicht entlang der Linie B-B in 3(a), und 3(c) ist eine teilweise geöffnete schematische Schnittansicht, die ein Verfahren zur Undichtigkeitsdetektion für die Vorrichtung für elastische Wellen gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
4 ist eine schematische vordere Schnittansicht einer Vorrichtung für elastische Wellen gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
5 ist eine vereinfachte Draufsicht der Vorrichtung für elastische Wellen gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
6 ist eine vereinfachte Draufsicht, die einen relevanten Abschnitt der Vorrichtung für elastische Wellen gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
7(a) ist eine teilweise geöffnete vergrößerte Schnittansicht, die einen Abschnitt zeigt, der sich entlang der Linie C-C in 6 erstreckt, und
7(b) ist eine teilweise geöffnete schematische Schnittansicht, die den relevanten Abschnitt in 7(a) in einer vergrößerten Ansicht zeigt.
8(a) ist eine teilweise geöffnete schematische Schnittansicht, die in einer vergrößerten Ansicht einen relevanten Abschnitt einer Vorrichtung für elastische Wellen gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, und
8(b) ist eine teilweise geöffnete schematische Schnittansicht, die den relevanten Abschnitt in einer weiter vergrößerten Ansicht zeigt.
9 ist eine schematische vordere Schnittansicht eines Filmstapels, der in einer Vorrichtung für elastische Wellen gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
10 ist eine schematische vordere Schnittansicht eines Filmstapels, der in einer Vorrichtung für elastische Wellen gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
11 ist eine vereinfachte Vorderansicht, die eine Modifizierung eines Filmstapels veranschaulicht.
BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Es werden nun konkrete Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben, um die Erfindung zu erläutern.
Es wird darauf verwiesen, dass die verschiedenen im vorliegenden Text offenbarten Ausführungsformen veranschaulichend sind und dass teilweise Ersetzungen und Kombinationen von Konfigurationen zwischen verschiedenen Ausführungsformen möglich sind.
Erste Ausführungsform
1(a) ist eine schematische vordere Schnittansicht einer Vorrichtung für elastische Wellen gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und 1(b) ist eine schematische Draufsicht, die deren Elektrodenstruktur zeigt.
Eine Vorrichtung für elastische Wellen 1 enthält ein Trägersubstrat 2. Das Trägersubstrat 2 hat voneinander weg weisende erste und zweite Hauptflächen 2a und 2b. Ein Filmstapel 3 ist auf der ersten Hauptfläche 2a angeordnet. Der Filmstapel 3 enthält einen Film mit hoher Schallgeschwindigkeit 3a, einen Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit 3b, der auf den Film mit hoher Schallgeschwindigkeit 3a gelegt ist, und einen piezoelektrischen Dünnfilm 4, der auf den Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit 3b gelegt ist. Der piezoelektrische Dünnfilm 4 befindet sich an der obersten Position des Filmstapels 3. Der Film mit hoher Schallgeschwindigkeit 3a ist ein Film, entlang dem sich eine Volumenwelle mit einer höheren Schallgeschwindigkeit ausbreitet, als sich eine elastische Welle entlang des piezoelektrischen Dünnfilms 4 ausbreitet. Der Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit 3b ist ein Film, entlang dem sich eine Volumenwelle mit einer niedrigeren Schallgeschwindigkeit ausbreitet, als sich eine elastische Welle entlang des piezoelektrischen Dünnfilms 4 ausbreitet.
Die Schallgeschwindigkeit einer Volumenwelle ist für jedes Material intrinsisch. Volumenwellen enthalten P-Wellen, die in der Fortbewegungsrichtung der Wellen, d. h. in der Längsrichtung, schwingen, und S-Wellen, die in der Richtung senkrecht zur Fortbewegungsrichtung, d. h. in der Querrichtung, schwingen. Diese Volumenwellen breiten sich entlang eines jeden des piezoelektrischen Dünnfilms 4, des Films mit hoher Schallgeschwindigkeit 3a und des Films mit niedriger Schallgeschwindigkeit 3b aus. Während P-Wellen und S-Wellen auf isotropen Materialien verfügbar sind, sind P-Wellen, langsame S-Wellen und schnelle S-Wellen auf anisotropen Materialien verfügbar. Wenn eine Oberflächenschallwelle auf einem anisotropen Material angeregt wird, so kommen zwei S-Wellen vor, d. h. eine SH-Welle und eine SV-Welle. Im Sinne des vorliegenden Textes bezieht sich von diesen drei Modi, d. h. der P-Welle, der SH-Welle und der SV-Welle, die Schallgeschwindigkeit der elastischen Welle, die der Hauptmodus der Ausbreitung entlang des piezoelektrischen Dünnfilms 4 ist, auf die Schallgeschwindigkeit des Modus, der verwendet wird, um ein Durchlassband als ein Filter oder Resonanzkennlinien als ein Resonator zu erreichen.
Eine Adhäsionsschicht kann zwischen dem Film mit hoher Schallgeschwindigkeit 3a und dem piezoelektrischen Dünnfilm 4 gebildet werden. Die Ausbildung der Adhäsionsschicht verbessert die Adhäsion zwischen dem Film mit hoher Schallgeschwindigkeit 3a und dem piezoelektrischen Dünnfilm 4. Die Adhäsionsschicht kann aus einem Harz oder Metall, zum Beispiel einem Epoxidharz oder Polyimidharz, gebildet werden.
Zu geeigneten piezoelektrischen Dünnfilmmaterialien gehören unter anderem beispielsweise LiTaO₃, LiNbO₃, ZnO, AlN und PZT. In dieser Ausführungsform wird der piezoelektrische Dünnfilm 4 aus LiTaO₃ gebildet. Es ist anzumerken, dass auch andere piezoelektrische Einkristalle verwendet werden können. Der piezoelektrische Dünnfilm 4 hat bevorzugt eine Dicke von 1,5λ oder weniger, wobei λ die Wellenlänge einer elastischen Welle ist, die durch die Elektrodenperiode der IDT-Elektrode bestimmt wird. Das liegt daran, dass die Auswahl der Dicke des piezoelektrischen Dünnfilms 4 innerhalb des Bereichs von 1,5λ oder weniger eine Justierung des elektromechanischen Kopplungsfaktors ermöglicht.
Der Film mit hoher Schallgeschwindigkeit 3a wird aus einem geeigneten Material gebildet, das die oben beschriebene Schallgeschwindigkeitsbeziehung erfüllt. Zu solchen Materialien gehören piezoelektrische Materialien, wie zum Beispiel Aluminiumnitrid, Aluminiumoxid, Siliziumcarbid, Siliziumnitrid, Siliziumoxynitrid, DLC-Filme, Silizium, Saphir, Lithiumtantalat, Lithiumniobat und Quarz, verschiedene Keramikmaterialien, wie zum Beispiel Aluminiumoxid, Zirkonoxid, Cordierit, Mullit, Steatit und Forsterit, und andere Materialien, wie zum Beispiel Magnesiumoxid und Diamant. Materialien, die auf diesen Materialien basieren, und Materialien auf der Basis von Gemischen dieser Materialien können ebenfalls verwendet werden.
Der Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit 3b wird aus einem geeigneten Material gebildet, entlang dem sich eine Volumenwelle mit einer niedrigeren Schallgeschwindigkeit ausbreitet, als sich eine elastische Welle entlang des piezoelektrischen Dünnfilms ausbreitet 4. Zu solchen Materialien gehören Siliziumoxid, Glas, Siliziumoxynitrid, Tantaloxid und Siliziumoxide, die mit Elementen wie zum Beispiel Fluor, Kohlenstoff und Bor dotiert sind. Der Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit 3b kann auch aus Mischmaterialien auf der Grundlage dieser Materialien gebildet werden.
Das Schichten des Filmstapels, der den Film mit hoher Schallgeschwindigkeit 3a und den Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit 3b enthält, auf den piezoelektrischen Dünnfilm 4 erhöht den Gütewert, wie in Patentdokument 1 besprochen. Der Filmstapel 3 kann mehrere Filme mit hoher Schallgeschwindigkeit und mehrere Filme mit niedriger Schallgeschwindigkeit enthalten. Zum Beispiel kann, wie in der vereinfachten Vorderansicht in 11 gezeigt, der Filmstapel 3 auf dem Trägersubstrat 2, der Reihe nach von der Seite des Trägersubstrats 2 aus, einen Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit 3b, einen Film mit hoher Schallgeschwindigkeit 3a, einen Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit 3b und einen piezoelektrischen Dünnfilm 4 enthalten. Dies ist effektiv, um die Energie der verwendeten elastischen Welle innerhalb des Abschnitts zu halten, der durch das Übereinanderlegen des piezoelektrischen Dünnfilms 4 und des Films mit niedriger Schallgeschwindigkeit 3b gebildet wird. Außerdem können Störmodi höherer Ordnung verringert werden, indem man die Störmodi höherer Ordnung zur Seite des Trägersubstrats 2 des Films mit hoher Schallgeschwindigkeit 3a entweichen lässt. Somit können gute Kennlinien aufgrund der verwendeten elastischen Welle, wie zum Beispiel gute Resonanzkennlinien oder Filterkennlinien, erreicht werden, und unerwünschte Frequenzgänge aufgrund Modi höherer Ordnung können verringert werden. Der Filmstapel 3 kann ferner noch andere Filme als den piezoelektrischen Dünnfilm 4, den Film mit hoher Schallgeschwindigkeit 3a und den Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit 3b enthalten, zum Beispiel dielektrische Filme.
Eine IDT-Elektrode 5 ist auf dem piezoelektrischen Dünnfilm 4 angeordnet. Die IDT-Elektrode 5 ist elektrisch mit Verdrahtungselektroden 6a und 6b verbundenen.
Genauer gesagt, wird die in 1(b) gezeigte Elektrodenstruktur auf dem piezoelektrischen Dünnfilm 4 gebildet. Das heißt, die IDT-Elektrode 5 und Reflektoren 13 und 14, die sich auf beiden Seiten der IDT-Elektrode 5 in der Ausbreitungsrichtung elastischer Wellen befinden, werden gebildet, wodurch ein Ein-Port-Resonator für elastische Wellen entsteht. Es ist anzumerken, dass jede beliebige Elektrodenstruktur, die eine IDT-Elektrode enthält, in der vorliegenden Erfindung gebildet werden kann. Es können mehrere Resonatoren zu einem Filter kombiniert werden. Zu Beispielen eines solchen Filters gehören Kettenfilter, längsgekoppelte Resonatorfilter und Gitterfilter.
Die IDT-Elektrode 5 enthält erste und zweite Sammelschienen und erste und zweite Elektrodenfinger. Die ersten und zweiten Elektrodenfinger erstrecken sich in der Richtung senkrecht zur Ausbreitungsrichtung elastischer Wellen. Die ersten und zweiten Elektrodenfinger sind ineinander verschachtelt. Die ersten Elektrodenfinger sind mit der ersten Sammelschiene verbunden, wohingegen die zweiten Elektrodenfinger mit der zweiten Sammelschiene verbunden sind.
Zu Beispielen von Materialien, die zum Bilden der IDT-Elektrode 5 verwendet werden können, gehören unter anderem beispielsweise geeignete Metalle und Legierungen, wie zum Beispiel Cu, Ni, Ni-Cr-Legierungen, Al-Cu-Legierungen, Ti, Al und Pt. Diese können allein oder in Kombination verwendet werden. Die IDT-Elektrode 5 kann auch aus einem Metallfilmstapel gebildet werden, der aus mehreren Metallfilmen zusammengesetzt ist.
Die IDT-Elektrode 5 kann durch einen beliebigen Prozess gebildet werden. Zum Beispiel kann die IDT-Elektrode 5 auf dem piezoelektrischen Dünnfilm 4 durch Verdampfen und Abheben gebildet werden.
Die Vorrichtung für elastische Wellen 1 hat einen Hohlraum 7, der der IDT-Elektrode 5 zugewandt ist. Insbesondere ist eine Trägerschicht 8, die eine Öffnung hat, auf dem Trägersubstrat 2 angeordnet. Die Trägerschicht 8 ist rahmenförmig. Die Trägerschicht 8 wird aus einem Kunstharz gebildet. Die Trägerschicht 8 kann auch aus einem anorganischen isolierenden Material gebildet werden.
Die Struktur, die durch Übereinanderlegen des Filmstapels 3 gebildet wird, fehlt teilweise auf dem Trägersubstrat 2. Insbesondere hat die erste Hauptfläche 2a des Trägersubstrats 2 eine Region R, wo die Struktur, die durch Übereinanderlegen des Filmstapels 3 gebildet wird, außerhalb der Region fehlt, wo der Filmstapel 3 angeordnet ist. Der Filmstapel 3 kann durch einen beliebigen Prozess teilweise entfernt werden. Zum Beispiel kann der Filmstapel 3 von dem darunterliegenden Abschnitt, wo die Trägerschicht 8 angeordnet werden soll, entfernt werden, indem ein Resist unter Verwendung einer Fotolithografie-Technik strukturiert wird und dann der Filmstapel 3 beispielsweise mittels eines RIE-Systems zurückgeätzt wird.
Die Vorrichtung für elastische Wellen 1 hat die Trägerschicht 8, die in einem Abschnitt der Region R angeordnet ist. Insbesondere ist die Trägerschicht 8 so angeordnet, dass sie in einer Draufsicht die Region umgibt, wo der Filmstapel 3 angeordnet ist.
Ein Abdeckelement 9 ist so angeordnet, dass es die Öffnung in der Trägerschicht 8 verschließt. Das Abdeckelement 9 bildet den Hohlraum 7, der der IDT-Elektrode 5 zugewandt ist, zusammen mit der Trägerschicht 8 und dem Trägersubstrat 2.
In der Trägerschicht 8 und dem Abdeckelement 9 sind ebenfalls Durchgangslöcher ausgebildet, die sich durch sie hindurch erstrecken. Lötmetallisierungsschichten 10a und 10b sind in den Durchgangslöchern angeordnet. Metallkontakthöcker 11a und 11b sind an die Lötmetallisierungsschichten 10a bzw. 10b gebondet.
Die Lötmetallisierungsschichten 10a und 10b und die Metallkontakthöcker 11a und 11b werden aus einem geeigneten Metall oder einer geeigneten Legierung gebildet.
Das untere Ende der Lötmetallisierungsschicht 10a wird an die Verdrahtungselektrode 6a gebondet. Das untere Ende der Lötmetallisierungsschicht 10b wird an die Verdrahtungselektrode 6b gebondet. Somit dienen die Abschnitte der Verdrahtungselektroden 6a und 6b, die an die Lötmetallisierungsschichten 10a und 10b gebondet sind, als Elektrodenanschlussbereiche zum Verbinden mit externen Verbindungsanschlüssen. In dieser Ausführungsform sind die Metallkontakthöcker 11a und 11b als externe Verbindungsanschlüsse bereitgestellt.
Bei der Vorrichtung für elastische Wellen 1 sind die oben beschriebenen Elektrodenanschlussbereiche in der Region R angeordnet. Somit wirken keine mechanischen Spannungen direkt auf den Abschnitt, der durch Übereinanderlegen des Filmstapels 3 gebildet wird, während des Bondens der Metallkontakthöcker 11a und 11b, die als externe Verbindungsanschlüsse dienen. Bei der Vorrichtung für elastische Wellen 1 besteht somit eine verringerte Wahrscheinlichkeit eines Reißens und Abplatzens des piezoelektrischen Dünnfilms 4. Bei der Vorrichtung für elastische Wellen 1 besteht ebenfalls eine verringerte Wahrscheinlichkeit einer Grenzflächendelaminierung in dem Filmstapel 3. Bei der Vorrichtung für elastische Wellen 1 besteht eine verringerte Wahrscheinlichkeit eines Reißens und Abplatzens des piezoelektrischen Dünnfilms 4 und einer Grenzflächendelaminierung nicht nur dann, wenn mechanische Spannungen während des Ausbildens der Metallkontakthöcker 11a und 11b wirken, sondern auch, wenn mechanische Spannungen während des Vereinzelns durch Zerschneiden wirken.
Außerdem hat die Vorrichtung für elastische Wellen 1 die Trägerschicht 8, die in der Region R angeordnet ist, wo der Filmstapel 3 teilweise fehlt. Somit kann der Vorrichtung für elastische Wellen 1 leicht durch Undichtigkeitsdetektion aussortiert werden, wenn der Vorrichtung für elastische Wellen 1 defekt ist. Diese wird nun im Detail im Vergleich zu einer bekannten Struktur beschrieben.
2(a) ist eine schematische Draufsicht, die die Position einer Trägerschicht in einer bekannten Vorrichtung für elastische Wellen veranschaulicht. 2(b) ist eine teilweise geöffnete schematische Schnittansicht entlang der Linie A-A in 2(a). 2(c) ist eine teilweise geöffnete schematische Schnittansicht, die ein Verfahren zur Undichtigkeitsdetektion für die bekannte Vorrichtung für elastische Wellen veranschaulicht. In den 2(a) bis 2(c) sind die Verdrahtungselektroden und die genaue Struktur des Filmstapels nicht gezeigt.
Wie in den 2(a) und 2(b) gezeigt, hat eine bekannte Vorrichtung für elastische Wellen 101 eine Trägerschicht 108, die auf einem piezoelektrischen Dünnfilm 104 angeordnet ist. Wenn jedoch Reißen oder Grenzflächendelaminierung in dem Abschnitt der Vorrichtung für elastische Wellen 101 unter dem piezoelektrischen Dünnfilms 104 auftritt, wie in 2(c) gezeigt, so kann eine Undichtigkeitsdetektion unmöglich werden, weil das Reißen oder Delaminieren nicht den Hohlraum erreicht. In diesem Fall kann der versiegelte Zustand der hohlen Struktur nicht durch Undichtigkeitsdetektion überprüft werden, und ist es schwierig, die Vorrichtung für elastische Wellen 101 durch Undichtigkeitsdetektion auszusortieren, wenn der Vorrichtung für elastische Wellen 101 defekt ist.
3(a) ist eine schematische Draufsicht, die die Position der Trägerschicht in der Vorrichtung für elastische Wellen gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. 3(b) ist eine teilweise geöffnete schematische Schnittansicht entlang der Linie B-B in 3(a). 3(c) ist eine teilweise geöffnete schematische Schnittansicht, die ein Verfahren zur Undichtigkeitsdetektion für die Vorrichtung für elastische Wellen gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. In den 3(a) bis 3(c) sind die Verdrahtungselektroden 6a und 6b und die genaue Struktur des Filmstapels 3 nicht gezeigt.
Wie in den 3(a) und 3(b) gezeigt, hat die Vorrichtung für elastische Wellen 1 die Trägerschicht 8, die in der Region R angeordnet ist, wie oben beschrieben, wo der Filmstapel 3 teilweise fehlt. Das heißt, die Trägerschicht 8 ist nicht auf dem piezoelektrischen Dünnfilm 4 angeordnet. Wie in 3(c) gezeigt, erreicht daher ein Reißen oder Delaminieren den Hohlraum 7 in der Vorrichtung für elastische Wellen 1, und das Reißen oder Delaminieren kann zur Undichtigkeitsdetektion verwendet werden. Somit kann selbst dann, wenn Reißen oder Grenzflächendelaminierung in dem Abschnitt der Vorrichtung für elastische Wellen 1 unter dem piezoelektrischen Dünnfilm 4 auftritt, der versiegelte Zustand der hohlen Struktur durch Undichtigkeitsdetektion überprüft werden, und dementsprechend kann der Vorrichtung für elastische Wellen 1 leicht aussortiert werden, wenn der Vorrichtung für elastische Wellen 1 defekt ist.
Zweite Ausführungsform
4 ist eine schematische vordere Schnittansicht einer Vorrichtung für elastische Wellen gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie in 4 gezeigt, enthält eine Vorrichtung für elastische Wellen 21 IDT-Elektroden 5a bis 5c, die auf einem piezoelektrischen Dünnfilm 4 angeordnet sind. Die IDT-Elektroden 5a bis 5c sind elektrisch mittels Verdrahtungselektroden 6a bis 6d miteinander verbunden.
Bei der Vorrichtung für elastische Wellen 21 wird das untere Ende einer Lötmetallisierungsschicht 10a an die Verdrahtungselektrode 6a gebondet, und das untere Ende einer Lötmetallisierungsschicht 10b wird an die Verdrahtungselektrode 6d gebondet. Somit dienen die Abschnitte der Verdrahtungselektroden 6a und 6d, die an die Lötmetallisierungsschichten 10a und 10b gebondet sind, als Elektrodenanschlussbereiche zum Verbinden mit externen Verbindungsanschlüssen.
In dieser Ausführungsform bilden die IDT-Elektroden 5a bis 5c mehrere Oberflächenschallwellenresonatoren, die miteinander verbunden sind, wodurch ein Bandpassfilter entsteht. Es ist anzumerken, dass jeder beliebige Filterschaltkreis gebildet werden kann.
Eine erste Isolierschicht 12 wird auf dem Trägersubstrat 2 angeordnet. Die erste Isolierschicht 12 wird aus einem Kunstharz gebildet. Zu Beispielen von Kunstharzen gehören Polyimid und Epoxid. Die erste Isolierschicht 12 kann aus einem beliebigen Material gebildet werden, einschließlich anorganischer isolierender Materialien. Zu Beispielen von Materialien, die zum Bilden der ersten Isolierschicht 12 verwendet werden können, gehören geeignete Materialien, wie zum Beispiel SOG, SiO₂, TEOS und SiN. Die erste Isolierschicht 12 erstreckt sich von der Region R der ersten Hauptfläche 2a des Trägersubstrats 2 über eine Seitenfläche 3d des Filmstapels 3 hinweg zur Oberseite des piezoelektrischen Dünnfilms 4.
Bei der Vorrichtung für elastische Wellen 21 sind die oben beschriebenen Elektrodenanschlussbereiche in der Region R angeordnet. Somit wirken keine mechanischen Spannungen direkt auf den Abschnitt, der durch Übereinanderlegen des Filmstapels 3 gebildet wird, während des Bondens der Metallkontakthöcker 11a und 11b, die als externe Verbindungsanschlüsse dienen. Bei der Vorrichtung für elastische Wellen 21 besteht somit eine verringerte Wahrscheinlichkeit eines Reißens und Abplatzens des piezoelektrischen Dünnfilms 4. Bei der Vorrichtung für elastische Wellen 21 besteht ebenfalls eine verringerte Wahrscheinlichkeit einer Grenzflächendelaminierung in dem Filmstapel 3. Bei der Vorrichtung für elastische Wellen 1 besteht eine verringerte Wahrscheinlichkeit eines Reißens und Abplatzens des piezoelektrischen Dünnfilms 4 und einer Grenzflächendelaminierung nicht nur dann, wenn mechanische Spannungen während des Ausbildens der Metallkontakthöcker 11a und 11b wirken, sondern auch, wenn mechanische Spannungen während des Vereinzelns durch Zerschneiden wirken.
5 ist eine vereinfachte Draufsicht der Vorrichtung für elastische Wellen 21. 5 zeigt in einer vereinfachten Weise die Elektrodenstruktur unter dem oben beschriebenen Abdeckelement 9 mit Blick durch das Abdeckelement 9, wobei die Metallkontakthöcker 11a und 11b zurückbleiben. Die Regionen, wo die IDT-Elektroden 5a bis 5c angeordnet sind, sind als Rechtecke gezeigt. 4 ist eine Schnittansicht des Abschnitts, der sich entlang der Linie I-I in 5 erstreckt. 6 zeigt in einer vergrößerten Ansicht die genaue Struktur der Verdrahtungselektrode 6a, auf der die Lötmetallisierungsschicht 10a angeordnet ist. In 6 befindet sich die Verdrahtungselektrode 6a innerhalb der Region R. Die gestrichelte Linie in 6 zeigt den Abschnitt, an den die Lötmetallisierungsschicht 10a gebondet ist. Der Abschnitt, der sich entlang der Linie C-C in 6 erstreckt, entspricht dem Abschnitt, der sich zwischen den Strichlinien B1 und B2 in 4 erstreckt.
7(a) ist eine teilweise geöffnete schematische Schnittansicht, die in einer vergrößerten Ansicht den Abschnitt zeigt, der sich entlang der Linie C-C erstreckt, d. h. den Abschnitt, der durch die Strichlinien B1 und B2 angedeutet ist.
Wie in 7(a) gezeigt, erstreckt sich die erste Isolierschicht 12 von ihrem Abschnitt, der sich in der Region R befindet, auf den piezoelektrischen Dünnfilm 4. In diesem Fall hat, wie in einer vergrößerten Ansicht in 7(b) gezeigt, die erste Isolierschicht 12 eine geneigte Fläche 12a, die von dem Trägersubstrat 2 über der Seitenfläche 3d des Filmstapels 3 fort weist. Die geneigte Fläche 12a ist so angeordnet, dass sie sich um so weiter von der ersten Hauptfläche 2a des Trägersubstrats 2 entfernt, je weiter sich die geneigte Fläche 12a von oberhalb der Region R zu oberhalb des piezoelektrischen Dünnfilms 4 erstreckt. Dementsprechend wird der Winkel zwischen der ersten Hauptfläche 2a und einer geneigten Fläche 6a1 der Verdrahtungselektrode 6a kleiner. Dies verringert den Durchbiegungsgrad in dem Abschnitt der Verdrahtungselektrode 6a, wo die geneigte Fläche 6a1 angeordnet ist. Anders ausgedrückt: Die erste Isolierschicht 12 kann den Einfluss der Stufe zwischen dem Abschnitt der ersten Hauptfläche 2a des Trägersubstrats 2 in der Region R außerhalb der Seitenfläche 3d und der Oberseite des piezoelektrischen Dünnfilms 4 mindern. Dies verringert die Wahrscheinlichkeit eines Abtrennens der Verdrahtungselektrode 6a.
Es ist wünschenswert, dass der Winkel C1 zwischen der geneigten Fläche 12a und der ersten Hauptfläche 2a des Trägersubstrats 2 80° oder weniger beträgt.
Besonders wünschenswert ist es, dass eine geneigte Fläche 12b an einem inneren Rand 12c der ersten Isolierschicht 12 angeordnet ist. Es ist wünschenswert, dass der Winkel C2 zwischen der geneigten Fläche 12b und der ersten Hauptfläche 2a 80° oder weniger beträgt. Dies verringert die Wahrscheinlichkeit eines Abtrennens der Verdrahtungselektrode 6a oberhalb der geneigten Fläche 12b.
Besonders bevorzugt können der Winkel C1 zwischen der geneigten Fläche 12a und der ersten Hauptfläche 2a und der Winkel C2 zwischen der geneigten Fläche 12b und der ersten Hauptfläche 2a 60° oder weniger betragen. Ganz besonders bevorzugt können der Winkel C1 zwischen der geneigten Fläche 12a und der ersten Hauptfläche 2a und der Winkel C2 zwischen der geneigten Fläche 12b und der ersten Hauptfläche 2a 45° oder weniger betragen.
Wie oben beschrieben, wird der Biegegrad der Verdrahtungselektrode 6a verringert. Dies verringert die Wahrscheinlichkeit eines Abtrennens beim Anlegen von Wärme und während des Schrittes des Ausbildens der Verdrahtungselektrode 6a.
Außerdem bedeckt die erste Isolierschicht 12 die Seitenfläche 3d des Filmstapels 3. Dies verringert die Wahrscheinlichkeit einer Grenzflächendelaminierung in dem Filmstapel 3. Die übrigen Merkmale ähneln denen der ersten Ausführungsform.
Bei der Vorrichtung für elastische Wellen 21 ist die Trägerschicht 8 in der Region R angeordnet, wo der Filmstapel 3 teilweise fehlt. Die Vorrichtung für elastische Wellen 21 kann somit leicht durch Undichtigkeitsdetektion aussortiert werden, wenn die Vorrichtung für elastische Wellen 21 defekt ist.
Dritte Ausführungsform
8(a) ist eine teilweise geöffnete schematische Schnittansicht, die in einer vergrößerten Ansicht einen relevanten Abschnitt einer Vorrichtung für elastische Wellen gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, und 8(b) ist eine teilweise geöffnete schematische Schnittansicht, die den relevanten Abschnitt in einer weiter vergrößerten Ansicht zeigt. 8(a) und 8(b) sind geschnittene Ansichten des Abschnitts, der dem Abschnitt entspricht, der in den 7(a) und 7(b) für die zweite Ausführungsform gezeigt ist.
Wie in 8(a) gezeigt, ist eine erste Isolierschicht 22 in der dritten Ausführungsform so angeordnet, dass sie sich von der oben beschriebenen Region R zu der ersten Hauptfläche 2a des Trägersubstrats 2 auf den piezoelektrischen Dünnfilm 4 erstreckt. Die erste Isolierschicht 12 der Vorrichtung für elastische Wellen gemäß der zweiten Ausführungsform erstreckt sich dabei in der Region R auswärts, und die erste Isolierschicht 22 in der dritten Ausführungsform hat eine geneigte Fläche 22a, die an einem Ende in Kontakt mit der ersten Hauptfläche 2a des Trägersubstrats 2 steht. Das heißt, die erste Isolierschicht 12 erstreckt sich nicht außerhalb der geneigten Fläche 22a. Wie in der zweiten Ausführungsform, ist eine geneigte Fläche 22b, die sich zur Oberseite des piezoelektrischen Dünnfilms 4 erstreckt, ebenfalls auf dem piezoelektrischen Dünnfilm 4 angeordnet.
Wie in 8(b) gezeigt, ist es wünschenswert, dass der Winkel C1 zwischen der geneigten Fläche 22a und der ersten Hauptfläche 2a und der Winkel C2 zwischen der geneigten Fläche 22b und der ersten Hauptfläche 2a 80° oder weniger betragen, wie in der zweiten Ausführungsform.
Besonders bevorzugt können der Winkel C1 zwischen der geneigten Fläche 22a und der ersten Hauptfläche 2a und der Winkel C2 zwischen der geneigten Fläche 22b und der ersten Hauptfläche 2a 60° oder weniger betragen. Ganz besonders bevorzugt können der Winkel C1 zwischen der geneigten Fläche 22a und der ersten Hauptfläche 2a und der Winkel C2 zwischen der geneigten Fläche 22b und der ersten Hauptfläche 2a 45° oder weniger können.
Somit kann sich die erste Isolierschicht 22 von ihrem Abschnitt, der sich über dem piezoelektrischen Dünnfilm 4 befindet, erstrecken und kann an der geneigten Fläche 22a enden, die sich in Richtung der Region R erstreckt. In diesem Fall werden, wie in der ersten Ausführungsform, eine Lötmetallisierungsschicht und ein Metallkontakthöcker an die Verdrahtungselektrode 6a in der Region R gebondet, was die Wahrscheinlichkeit eines Reißens und Abplatzens des piezoelektrischen Dünnfilms 4 verringert. Außerdem hat die Verdrahtungselektrode 6a die geneigte Fläche 6a1, was die Wahrscheinlichkeit eines Abtrennens der Verdrahtungselektrode 6a verringert.
In der dritten Ausführungsform ist die Trägerschicht 8 in der Region R angeordnet, wo der Filmstapel 3 teilweise fehlt. Die Vorrichtung für elastische Wellen kann somit leicht durch Undichtigkeitsdetektion aussortiert werden, wenn die Vorrichtung für elastische Wellen defekt ist.
Vierte Ausführungsform
9 ist eine vordere Schnittansicht eines Filmstapels, der in einer Vorrichtung für elastische Wellen gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird. In der vierten Ausführungsform enthält ein Filmstapels 71 einen Film mit hoher Schallgeschwindigkeit 3a und einen piezoelektrischen Dünnfilm 4. Wie in dem Filmstapel 71, braucht kein Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit vorhanden zu sein. Die Vorrichtung für elastische Wellen gemäß der vierten Ausführungsform ist mit der Vorrichtung für elastische Wellen 1 gemäß der ersten Ausführungsform identisch, außer dass der Filmstapel 3 durch den Filmstapel 71 ersetzt wird. Somit realisiert die vierte Ausführungsform die gleichen vorteilhaften Auswirkungen wie die erste Ausführungsform.
Fünfte Ausführungsform
10 ist eine schematische vordere Schnittansicht eines Filmstapels, der in einer Vorrichtung für elastische Wellen gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird. In der fünften Ausführungsform enthält ein Filmstapel 82 einen Film mit hoher akustischer Impedanz 82a, der eine relativ hohe akustische Impedanz aufweist, und einen Film mit niedriger akustischer Impedanz 82b, der eine relativ niedrige akustische Impedanz aufweist, auf dem Film mit hoher akustischer Impedanz 82a. Der piezoelektrische Dünnfilm 4 wird auf den Film mit niedriger akustischer Impedanz 82b gelegt. Der Filmstapel 3 kann durch den Filmstapel 82 ersetzt werden. Somit brauchen in der vorliegenden Erfindung ein Filmstapel, der einen Film mit hoher Schallgeschwindigkeit und einen Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit enthält, wie oben beschrieben, nicht verwendet zu werden; statt dessen kann ein Filmstapel mit einer Struktur, die durch Übereinanderlegen eines Films mit hoher akustischer Impedanz und eines Films mit niedriger akustischer Impedanz gebildet wird, verwendet werden.
In der vorliegenden Erfindung kann ein Filmstapel mit jeder beliebigen Struktur verwendet werden, die einen piezoelektrischen Dünnfilm enthält.
Somit kann ein Filmstapel durch Übereinanderschichten mehrerer dielektrischer Filme gebildet werden, um die Temperatureigenschaften zu verbessern.
Bei Vorrichtungen für elastische Wellen gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Trägerschicht in der Region angeordnet, wo der piezoelektrische Dünnfilm und der Filmstapels teilweise fehlen. Diese Vorrichtungen für elastische Wellen können somit leicht durch Undichtigkeitsdetektion aussortiert werden, wenn die Vorrichtungen für elastische Wellen defekt sind.
Bezugszeichenliste

1, 21: Vorrichtung für elastische Wellen
2: Trägersubstrat
2a, 2b: erste und zweite Hauptflächen
3: Filmstapel
3a: Film mit hoher Schallgeschwindigkeit
3b: Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit
3d: Seitenfläche
4: piezoelektrischer Dünnfilm
5, 5a bis 5c: IDT-Elektrode
6, 6a bis 6d: Verdrahtungselektrode
6a1: geneigte Fläche
7: Hohlraum
8: Trägerschicht
9: Abdeckelement
10a, 10b: Lötmetallisierungsschicht
11a, 11b: Metallkontakthöcker
12, 22: erste Isolierschicht
12a, 12b, 22a, 22b: geneigte Fläche
12c: innerer Rand
13, 14: Reflektor
71: Filmstapel
82: Filmstapel
82a: Film mit hoher akustischer Impedanz
82b: Film mit niedriger akustischer Impedanz

Claims

Vorrichtung für elastische Wellen, umfassend: ein Trägersubstrat, einen auf dem Trägersubstrat angeordneten Filmstapel, wobei der Filmstapel mehrere Filme einschließlich eines piezoelektrischen Dünnfilms umfasst, und eine IDT-Elektrode, die auf einer Oberfläche des piezoelektrischen Dünnfilms angeordnet ist, wobei der Filmstapel in einem Bereich außerhalb eines Bereichs, wo die IDT-Elektrode in der Draufsicht angeordnet ist, teilweise nicht vorhanden ist, wobei die Vorrichtung für elastische Wellen ferner umfasst: eine Trägerschicht, die auf dem Trägersubstrat in zumindest einem Teil des Bereichs angeordnet ist, wo der Filmstapel teilweise nicht vorhanden ist, um einen Bereich zu umgeben, wo der Filmstapel in der Draufsicht angeordnet ist, und ein Abdeckelement, das auf der Trägerschicht angeordnet ist, wobei das Abdeckelement einen Hohlraum ausbildet, der zusammen mit dem piezoelektrischen Dünnfilm und der Trägerschicht der IDT-Elektrode zugewandt ist.
Vorrichtung für elastische Wellen nach Anspruch 1, wobei der piezoelektrische Dünnfilm LiTaO3 umfasst.
Vorrichtung für elastische Wellen nach Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend: eine erste isolierende Schicht, die so angeordnet ist, dass sie sich von zumindest einem Teil des Bereichs, wo der Filmstapel nicht vorhanden ist, auf den piezoelektrischen Dünnfilm erstreckt, und eine Verdrahtungselektrode, die elektrisch mit der IDT-Elektrode verbunden ist, wobei sich die Verdrahtungselektrode von der Oberseite des piezoelektrischen Dünnfilms auf die erste Isolierschicht erstreckt, um einen Teil der ersten Isolierschicht zu erreichen, die sich in dem Bereich befindet, wo der Filmstapel nicht vorhanden ist.
Vorrichtung für elastische Wellen nach Anspruch 3, wobei sich die erste isolierende Schicht von der Oberseite des piezoelektrischen Dünnfilms über eine Seitenfläche des Filmstapels zu zumindest einem Teil des Bereichs erstreckt, wo der Filmstapel nicht vorhanden ist.
Vorrichtung für elastische Wellen nach Anspruch 3 oder 4, wobei die erste isolierende Schicht eine geneigte Fläche aufweist, die dem Trägersubstrat abgewandt ist, wobei die geneigte Fläche so geneigt ist, dass sie sich näher am piezoelektrischen Dünnfilm befindet, während sich die geneigte Fläche von dem Bereich, wo der Filmstapel nicht vorhanden ist, in Richtung eines Teils erstreckt, der sich auf dem piezoelektrischen Dünnfilm befindet.
Vorrichtung für elastische Wellen nach Anspruch 5, wobei sich die geneigte Oberfläche der ersten isolierenden Schicht von der Oberseite des Trägersubstrats zu dem Teil der ersten isolierenden Schicht erstreckt, der sich auf dem piezoelektrischen Dünnfilm befindet.
Vorrichtung für elastische Wellen nach Anspruch 5 oder 6, wobei sich die erste isolierende Schicht von der geneigten Fläche der ersten isolierenden Schicht zu dem Bereich erstreckt, wo der Filmstapel nicht vorhanden ist.
Vorrichtung für elastische Wellen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Filmstapel den piezoelektrischen Dünnfilm und einen Film hoher Schallgeschwindigkeit umfasst, entlang dem sich eine Volumenwelle mit einer höheren Schallgeschwindigkeit ausbreitet als eine elastische Welle sich entlang des piezoelektrischen Dünnfilms ausbreitet, wobei der piezoelektrische Dünnfilm auf den Film hoher Schallgeschwindigkeit geschichtet ist.
Vorrichtung für elastische Wellen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die mehreren Filme des Filmstapels den piezoelektrischen Dünnfilm, einen Film hoher Schallgeschwindigkeit, entlang dem sich eine Volumenwelle mit einer höheren Schallgeschwindigkeit ausbreitet als eine elastische Welle sich entlang des piezoelektrischen Dünnfilms ausbreitet, und einen Film niedriger Schallgeschwindigkeit beinhalten, der auf den Film hoher Schallgeschwindigkeit geschichtet ist, entlang dem sich eine Volumenwelle mit einer niedrigeren Schallgeschwindigkeit ausbreitet als eine elastische Welle sich entlang des piezoelektrischen Dünnfilms ausbreitet, wobei der piezoelektrische Dünnfilm auf den Film niedriger Schallgeschwindigkeit geschichtet ist.
Vorrichtung für elastische Wellen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Filmstapel den piezoelektrischen Dünnfilm, einen Film hoher akustischer Impedanz, der eine relativ hohe akustische Impedanz aufweist, und einen Film niedriger akustischer Impedanz, der eine niedrigere akustische Impedanz als der Film hoher akustischer Impedanz aufweist, umfasst.