JP2003198321A - 弾性表面波装置およびその製造方法 - Google Patents

弾性表面波装置およびその製造方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 挿入損失を低減できると共に、耐候性に優れ
てコストダウンできる弾性表面波装置及びその製造方法
を提供する。 【解決手段】 圧電基板１ａ上に、くし形電極部１ｂを
設ける。耐候性を向上させるための、窒化シリコン膜、
酸化シリコン膜および酸化窒化シリコン膜の少なくとも
１種類からなる機能膜４を、くし形電極部１ｂ上の少な
くとも一部に、ＥＣＲスパッタ法により成膜する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、窒化シリコン膜
（ＳｉＮ膜）、酸化シリコン膜（ＳｉＯ膜）および酸化
窒化シリコン膜（ＳｉＯＮ膜）の少なくとも一種からな
る薄膜を有する弾性表面波装置及びその製造方法に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、ＳｉＮ膜、ＳｉＯ膜、およびＳｉ
ＯＮ膜は、弾性表面波装置（以下、ＳＡＷデバイス）に
広く用いられている。それらの用途としては、ＳＡＷデ
バイスの周波数を調整する微調膜、耐候性を向上させる
ための保護膜（防湿膜）、温度特性を向上させるための
膜等などの機能膜が挙げられる。これら機能膜は、ＳＡ
Ｗデバイスの性能を左右する膜のため、その製造に関し
ては、安定性よく、かつ再現性よく形成されなければな
らない。
【０００３】また近年は、ＳＡＷデバイスの小型化や軽
量化への対応などでパッケージの一部にエポキシ樹脂等
の樹脂材料を使用することが多くなってきている。この
場合、上記樹脂材料が水分を透過させるので、パッケー
ジの樹脂材料部を透過した水分は、主にＡｌを中心とし
た材料で構成されるくし形電極部（以下、ＩＤＴとい
う）に腐食を発生させる原因となり、ＳＡＷデバイスと
しての特性を劣化させてきた。
【０００４】そのため耐湿性を向上させるための保護膜
形成技術は、特に重要になってきている。それぞれの膜
についてその形成方法は、ＳｉＯ膜に関しては、一般に
スパッタリング法と言われるＲＦスパッタリング、ＤＣ
スパッタリング、ＲＦマグネトロンスパッタリング等が
用いられ、ＳｉＮ膜、ＳｉＯＮ膜は、プラズマ−ＣＶＤ
(Chemical Vapor Deposition）法（以下Ｐ−ＣＶＤとい
う）などを用い成膜されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
各薄膜をＳＡＷデバイスのチップ（圧電基板上のＩＤ
Ｔ）上に機能膜として形成した場合、問題となるのは、
ＳＡＷデバイスの電気的特性の劣化であった。特に挿入
損失の劣化に関しては、機能膜の膜厚を厚くできない理
由の一つとなっている。例えば、許容される劣化量とな
る膜厚にて保護膜を機能膜として形成すると、例えば、
耐湿性向上のための保護膜としては、十分な性能を実現
できないというような課題があった。
【０００６】例を挙げると２ＧＨｚ帯のＳＡＷフィルタ
に耐湿性向上のためにＰ−ＣＶＤで１０ｎｍのＳｉＮ膜
を形成した場合、約０．３ｄＢの挿入損失の劣化が見ら
れる。この原因として、考えられるのが、Ｐ−ＣＶＤで
成膜されたＳｉＮ膜が緻密でないということが挙げられ
る。
【０００７】本発明の目的は、ＳＡＷデバイスに用いた
場合に特性劣化の抑制された、より緻密な、ＳｉＮ膜、
ＳｉＯ膜、及びＳｉＯＮ膜の少なくとも一種を機能膜と
して有するＳＡＷデバイス、及びそれを安定に得ること
が可能な製造方法を提供することにある。
【０００８】またＳＡＷデバイスの圧電基板にニオブ酸
リチウム（ＬｉＮｂＯ3）を用いた場合、成膜時に圧電
基板の温度を上げることができず、３００℃〜４００℃
程度までの加熱を必要とするＰ−ＣＶＤでの成膜は、Ｌ
ｉＮｂＯ3からなる圧電基板には、適用不可能であっ
た。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明のＳＡＷデバイス
は、上記課題を解決するために、圧電基板上に、ＩＤＴ
が設けられ、耐候性を向上させるための、ＳｉＮ膜、Ｓ
ｉＯ膜およびＳｉＯＮ膜の少なくとも１種類からなる機
能膜が、ＩＤＴ上の少なくとも一部に成膜され、ＩＤＴ
及び機能膜を備えた圧電基板を収納するパッケージが、
少なくとも一部に透湿性を有する部材にて設けられ、上
記機能膜は、電子サイクロトロン共鳴スパッタリング法
（以下、電子サイクロトロン共鳴をＥＣＲと、スパッタ
リングをスパッタと略記する）により形成されているこ
とを特徴としている。
【００１０】上記ＳＡＷデバイスにおいては、上記くし
形電極部及び機能膜を備えた圧電基板を収納するパッケ
ージは、前記圧電基板をフリップチップボンディングで
実装し、かつ透湿性を有する樹脂にて前記圧電基板を封
止する構造であってもよい。
【００１１】上記ＳＡＷデバイスでは、前記機能膜は、
室温で成膜されていることが好ましい。
【００１２】上記構成によれば、ＥＣＲスパッタ法によ
り機能膜を成膜したので、より緻密な機能膜を形成で
き、耐候性の向上を確実化できる。また、ＥＣＲスパッ
タ法では、機能膜の形成に圧電基板の加熱を必要とせ
ず、例えば室温にて上記機能膜を形成できるので、加熱
による特性劣化が生じるＬｉＮｂＯ3基板にも適用でき
ると共に、圧電基板上のＩＤＴに対する加熱に起因する
焦電破壊を回避できる。
【００１３】この結果、上記構成では、耐候性を向上で
きるので、エポキシ樹脂等の安価で小型化できるが透湿
性を有する部材を例えばパッケージの少なくとも一部に
用いても、透過した水分による経時的な特性劣化を低減
できて、コストダウンを図れる。
【００１４】また、ＳｉＮ膜は、圧電基板との線膨張率
の違いにより、ＳｉＯ膜よりも密着性で劣る場合があ
る。この場合、機能膜は、ＳｉＮ膜を備え、膜厚方向に
て窒素濃度が変化していることが好ましい。窒素濃度が
変化している機能膜の場合においては、表面側の窒素濃
度がＩＤＴ側の窒素濃度より大きくなっていることが望
ましい。さらに、上記機能膜においては、表面側はＳｉ
Ｎ膜になり、ＩＤＴ側はＳｉＯ膜になっていることが好
ましい。
【００１５】上記構成によれば、機能膜としてＳｉＮ膜
を備え、機能膜がその膜厚方向にて窒素濃度を変化、例
えば表面側の窒素濃度をＩＤＴ側の窒素濃度より大きく
設定することで、耐湿性の向上と圧電基板への密着性の
改善とを両立することができる。
【００１６】上記ＳＡＷデバイスにおいては、機能膜
は、ＳｉＮ膜を有し、上記ＳｉＮ膜の膜厚が３ｎｍ以
上、およびＩＤＴのＳＡＷの波長の２．０％以下に設定
されていることが好ましい。
【００１７】上記構成によれば、上記ＳｉＮ膜を上記の
ように設定することにより、耐湿性をより確実に確保で
きる。
【００１８】上記ＳＡＷデバイスでは、機能膜は、最下
層（ＩＤＴ側）にＳｉＯ膜、中間層にＳｉＯＮ膜、最上
層にＳｉＮ膜を有していることが望ましい。
【００１９】上記ＳＡＷデバイスにおいては、中間層
は、ＳｉＮ膜とＳｉＯ膜とが互いに積層された多層構造
を備えていてもよい。
【００２０】上記構成によれば、上記ＳｉＮ膜を最上層
に設定することにより、耐湿性をより確実に確保でき
る。
【００２１】本発明の他のＳＡＷデバイスは、前記の課
題を解決するために、圧電基板上に、ＩＤＴが設けら
れ、耐候性を向上させるための、ＳｉＮ膜を含む機能膜
が、ＩＤＴ上の少なくとも一部にＥＣＲスパッタ法によ
り成膜され、ＩＤＴ及び機能膜を備えた圧電基板を収納
するパッケージが、少なくとも一部に透湿性を有する部
材にて設けられ、上記機能膜は、膜厚方向にて窒素濃度
が変化していることを特徴としている。
【００２２】上記ＳＡＷデバイスでは、前記機能膜は、
表面側の窒素濃度がくし形電極部側の窒素濃度より大き
くなっていることが好ましい。
【００２３】上記構成によれば、機能膜としてＳｉＮ膜
を備え、機能膜がその膜厚方向にて窒素濃度を変化、例
えば表面側の窒素濃度をＩＤＴ側の窒素濃度より大きく
設定することで、耐湿性の向上と圧電基板への密着性の
改善とを両立することができる。
【００２４】上記ＳＡＷデバイスにおいては、前記機能
膜上に、周波数調整のための酸化シリコン膜が形成され
ていてもよい。上記構成によれば、機能膜上に、周波数
調整のための酸化シリコン膜を形成することにより、圧
電基板上のＩＤＴの周波数を、耐候性を維持しながら微
調整できる。
【００２５】本発明のＳＡＷデバイスの製造方法は、前
記の課題を解決するために、圧電基板上に、ＩＤＴを有
する弾性表面波装置の製造方法において、耐候性を向上
させるための、ＳｉＮ膜、ＳｉＯ膜およびＳｉＯＮ膜の
少なくとも１種類からなる機能膜を、ＩＤＴ上の少なく
とも一部に、ＥＣＲスパッタ法により成膜することを特
徴としている。
【００２６】上記方法によれば、ＥＣＲスパッタ法を用
いて、ＩＤＴ上に緻密で高純度のＳｉＮ、ＳｉＯ、Ｓｉ
ＯＮの少なくとも一種の機能膜が形成されるため、他の
成膜方法で見られるような特性劣化が軽減されたＳＡＷ
デバイスが安定に得られる、それにより、特性劣化のた
めに、ＳｉＮ、ＳｉＯ、ＳｉＯＮの成膜ができなかった
ＳＡＷデバイスにも、成膜することが可能になり、信頼
性の高い、または特性の改善をはかったＳＡＷデバイス
が実現できる。
【００２７】特に、近年用いられるようになってきた、
パッケージの一部が透湿性を有する材料で構成されるＳ
ＡＷデバイスについても、特性劣化のない、ＳｉＮ膜等
の形成が可能になったため、より良好な電気的特性と高
い信頼性と低コストを兼ね備えたＳＡＷデバイスを、よ
り確実に実現可能になる。
【００２８】
【発明の実施の形態】本発明に係るＳＡＷデバイスの実
施の各形態について図１ないし図９に基づいて説明すれ
ば、以下の通りである。本実施の第一形態では、図１に
示すように、ＳＡＷフィルタ１がパッケージ２内に収納
されている。
【００２９】ＳＡＷフィルタ１では、例えば４０±５°
ＹｃｕｔＸ伝搬ＬｉＴａＯ3からなる圧電基板１ａ上
に、複数のＩＤＴ（くし形電極部）１ｂや、上記ＩＤＴ
１ｂに対する入出力端子１ｃがフォトリソグラフィー法
等により形成されたアルミニウム・銅（ＡｌＣｕ）電極
（箔）によって設けられている。
【００３０】ＩＤＴ１ｂは、帯状の基端部（バスバー）
と、その基端部の一方の側部から直交する方向に延びる
複数の、互いに平行な電極指とを備えた電極指部を２つ
備えており、上記各電極指部の電極指の側部を互いに対
面するように互いの電極指間に入り組んだ状態にて上記
各電極指部を有するものである。
【００３１】このようなＩＤＴ１ｂでは、各電極指の長
さや幅、隣り合う各電極指の間隔、互いの電極指間での
入り組んだ状態の対面長さを示す交叉幅を、それぞれ設
定することにより信号変換特性や、通過帯域の設定が可
能となっている。さらに、ＳＡＷフィルタ１において
は、入出力端子１ｃ上に、後述するバンプボンディング
を確実化するためのパッド層１ｄが導体により形成され
ている。
【００３２】一方、パッケージ２は、アルミナ等のセラ
ミックスからなる有底箱状の本体２ａと、本体２ａの開
口を覆って本体２ａ内を封止するキャップとしての、板
状のセラミックリッド２ｂと、本体２ａに対しセラミッ
クリッド２ｂを接着する接着剤部２ｃとを有している。
接着剤部２ｃには、エポキシ樹脂を用いている。これに
より、ＳＡＷデバイスでは、パッケージ２の一部にエポ
キシ樹脂からなる透湿部を有することになる。
【００３３】また、本体２ａの内表面上には、本体２ａ
内にＳＡＷフィルタ１を、金（Ａｕ）からなるバンプ３
のバンプボンディングにより装着したときに、各入出力
端子１ｃにそれぞれ対面する位置に、金（Ａｕ）からな
る内部端子２ｄが形成されている。
【００３４】そして、ＳＡＷデバイスにおいては、バン
プボンディングの位置を除く、ＩＤＴ１ｂ、入出力端子
１ｃ、パッド層１ｄ及びそれらを有する圧電基板１ａの
表面上を全面にて覆うように、保護膜（機能膜）として
のＳｉＮ膜４がＥＣＲスパッタ法により成膜されてい
る。
【００３５】ＳｉＮ膜４は、コストダウンや鉛フリー化
のためにパッケージ２の樹脂封止化やプラスティックパ
ッケージを用いた場合のＳＡＷフィルタ１の電極（ＩＤ
Ｔ等）の耐湿性を向上させるために、用いられている。
【００３６】一般的な条件でＰ−ＣＶＤにより、ＳｉＮ
膜を成膜した場合、十分な耐湿性（今回の場合、６０
℃，９０−９５％ＲＨ中で６Ｖの負荷を印加した耐湿負
荷試験で評価した）を得るには、１０ｎｍ程度の膜厚が
最低でも必要になる。
【００３７】しかし、Ｐ−ＣＶＤで成膜した場合、ＳＡ
Ｗデバイスの特性の劣化は大きく、２ＧＨｚ帯のラダー
型フィルタの場合、なにも成膜しないＳＡＷデバイスと
比較すると０．３ｄＢ程度の挿入損失の劣化が見られ
る。ＲＦ帯で使用されるＳＡＷデバイスでこの０．３ｄ
Ｂは大きく、電極設計の改善でもカバーしきれない値で
ある。
【００３８】次に、ＥＣＲスパッタ装置を用いてＳｉＮ
膜４を成膜した場合について説明する。ＥＣＲスパッタ
装置（代表例としてＮＴＴアフティ株式会社製、固体ソ
ースＥＣＲプラズマ成膜装置を例に説明する。）の原理
を説明する（詳細については、精密工学会誌ＶｏＬ．６
６、ＮＯ．４，２０００ ｐｐ５１１〜５１６「ＥＣＲ
プラズマを用いた高品質薄膜形成」天沢他に詳しい）。
【００３９】磁界の中でサイクロトロン運動（回転運
動）している電子に対してサイクロトロン周波数と同一
のマイクロ波を与えると共鳴が起こる。これが電子サイ
クロトロン共鳴（ＥＣＲ）である。
【００４０】ＥＣＲを用いた場合、電子を効率よく加速
させることができ、高密度のプラズマの発生が可能にな
る。図２にＥＣＲスパッタ装置の代表例（前述ＮＴＴア
フティ製装置の概略図）を示す。
【００４１】成膜のプロセスは以下のように進行する。
プラズマ室１１の周囲の磁気コイル１２からＥＣＲ条件
を与える磁界を発生させる。この状態でプラズマ室１１
内にガス１３を導入し、マイクロ波１４を印加するとプ
ラズマが発生する。このプラズマがプラズマ流１５とし
て引き出され、基板１６に到達する。
【００４２】この装置の特徴として、プラズマ流１５の
周囲に固体ソースをターゲット１７として配置してＲＦ
電力１８を例えば１３．５６ＭＨｚにて印加できる機能
を備えている。これにより、プラズマ流１５にてスパッ
タされた固体ソースの各種元素を、プラズマ流１５とと
もに基板１６上に成膜することができる。
【００４３】固体ソースにＳｉを用い、導入ガスにＡｒ
＋Ｎ2を用いると基板１６上には、ＳｉＮが、Ａｒ＋Ｏ2
ではＳｉＯが成膜される。また、Ａｒ＋Ｎ2＋Ｏ2を用い
ることで、ＳｉＯＮが成膜される。
【００４４】また、ＲＦスパッタ法や蒸着法の場合は基
板加熱が必要になるが、実施の形態でも示すように、Ｅ
ＣＲスパッタ法を用いた場合、特に基板加熱を必要とし
ないで、室温成膜が可能となる。また、Ｓｉ固体ソース
の場合、Ｓｉ結晶を切り出す形で製造されるため、不純
物のほとんど無い固体ソースの製造が可能で、その結
果、純度の高い膜が成膜可能である。
【００４５】今回は、ＳｉＮ膜４の成膜なので固体ソー
スには、Ｓｉ単結晶から切り出し加工をしたものを用い
る。以下の条件で成膜を行なった。
【００４６】
【表１】
【００４７】上記条件でＥＣＲスパッタ法にて成膜した
場合（図３では）およびＰ−ＣＶＤ法で、膜厚１０ｎ
ｍのＳｉＮ膜を成膜した場合（図３では）の、ＳＡＷ
フィルタの各フィルタ特性を図３に示す。
【００４８】上記条件でＥＣＲ法にて成膜した場合は、
成膜無しのＳＡＷフィルタ（図３では）と比較しても
ほとんど、挿入損失の劣化の無いことが判る。図４
（ｃ）に示すように、成膜無しのＳＡＷフィルタ１’
は、図１（ｃ）に示すＳＡＷフィルタ１から、ＳｉＮ膜
４を省いたものである。
【００４９】また、図５に、Ｐ−ＣＶＤ法とＥＣＲスパ
ッタ法とでＳｉＮ膜をそれぞれ成膜した場合におけるＳ
ＡＷフィルタの挿入損失の膜厚依存性を示す。この結果
からもＥＣＲスパッタ法で成膜したＳｉＮ膜４を保護膜
として用いたＳＡＷデバイスの特性劣化が少ないことが
判る。
【００５０】また、図５の結果から、ＳｉＮ膜４のＳＡ
Ｗデバイスの特性劣化から見た場合の成膜上限値は、約
３０ｎｍ（今回は、タンタル酸リチウム基板使用の２Ｇ
Ｈｚ帯フィルタのため、３０ｎｍは、弾性表面波（ＳＡ
Ｗ）の中心波長の２．０％に相当する）である。
【００５１】また、図６には、ＥＣＲスパッタ法で成膜
したＳｉＮ膜（膜厚は、１ｎｍ、３ｎｍ、５ｎｍ、１０
ｎｍ）の耐湿試験結果を示す。特性の劣化を挿入損失の
劣化量でみた場合、ＳｉＮ膜の膜厚が１ｎｍでは、特性
劣化が見られ、耐湿性から見た必要な膜厚は、３ｎｍ以
上と言える。ＳｉＮ膜無しのものは、図４（ａ）ないし
（ｃ）に示したＳＡＷデバイスである。
【００５２】また、図３、図５に示した試験結果に用い
た各ＳＡＷデバイスはすべて同じＩＤＴ１ｂ及びパッケ
ージ２の規格を有するＳＡＷデバイスを用い、フィルタ
特性の違いは、ＳｉＮ膜４の有無、および成膜方法の違
いに起因している。
【００５３】ＥＣＲスパッタ法は、以下の各利点を有し
ている。ＳＡＷデバイスは、成膜時の温度の上昇、下降
によって、その焦電性により内部に電荷が蓄積され、電
極が破壊される場合（焦電破壊）がある。その対応のた
め、本来、電気的には接続されていない、互いに対向す
るＩＤＴの各電極を、外部で互いに接続し、成膜プロセ
スが終了次第、その接続をカットするという工程を別に
設けている。このような接続を設けてもＩＤＴ電極の破
壊を完全には回避できない。このため、ＥＣＲスパッタ
法のように、加熱プロセスが少ない、または省略できる
ことはＳＡＷデバイスの製造に有利となる。
【００５４】圧電基板に、ＬｉＮｂＯ3基板を用いた場
合、一般にＰ−ＣＶＤでＳｉＮを成膜する３５０℃程度
でＬｉＮｂＯ3基板自体が劣化し、挿入損失が悪化す
る。したがって、Ｐ−ＣＶＤは、ＬｉＮｂＯ3基板には
使用できないが、ＥＣＲスパッタ法は、室温で成膜でき
るため、電極の焦電破壊を生じ易いＬｉＮｂＯ3基板に
も適用できる。
【００５５】その上、ＥＣＲスパッタ法の他の利点とし
て、保護膜の平坦性が挙げられる。Ｐ−ＣＶＤで得られ
た保護膜に比べて、ＥＣＲスパッタ法にて得られた保護
膜の方が平坦に近くなる。保護膜は、ＳＡＷの伝搬する
部分に成膜されるため、ＳＡＷデバイスのフィルタ特性
に与える影響が非常に大きい。
【００５６】まず、Ｐ−ＣＶＤにより保護膜を成膜する
と、保護膜にポア（空孔）が発生し、保護膜は、電極・
基板に対して均一な厚みに形成されるため、上記ポアに
よって凹凸の大きなものとなる。この場合、その凹凸部
分を伝搬するＳＡＷはロスが大きくなる。
【００５７】しかしながら、ＥＣＲスパッタ法で得られ
る保護膜は、ポアの発生が抑制されて緻密で、電極の端
面ではテーパー状になるので、平坦に近くなり、そこを
伝搬するＳＡＷのロスがＰ−ＣＶＤと比べて小さくでき
る。
【００５８】さらに、保護膜上に、酸化シリコン膜を付
加してもよい。上記酸化シリコン膜の付加により、耐候
性の向上と共に、周波数調整も可能となる。ＥＣＲスパ
ッタ法では、酸化シリコン膜を連続成膜できる。
【００５９】次に、実施の第二形態について図７に基づ
き説明する。実施の第二形態では、実施の第一形態と同
様に耐湿性向上のための保護膜として、ＳｉＮ膜４に代
えて、ＳｉＯ膜〜ＳｉＯＮ膜〜ＳｉＮ膜をこの順にてＩ
ＤＴ１ｂ上に互いに積層して順次成膜した連続膜が、組
成を順次変えた保護膜として設けられている。
【００６０】今回は、以下の条件で、上記連続膜の成膜
を行なった。
【００６１】
【表２】
【００６２】
【表３】
【００６３】表３のガス流量の変化（単位はｓｃｃｍ：
Ａｒガスは、４０ｓｃｃｍ一定）ステップ時の成膜レ
ートは、１０ｎｍ／ｍｉｎ、ステップ時は４ｎｍ／ｍ
ｉｎであった。
【００６４】この〜のステップでＳＡＷデバイス上
にＳｉＯ膜〜ＳｉＯＮ膜〜ＳｉＮ膜の連続膜を約３００
ｎｍの成膜した。また各ステップでは、連続的にガス流
量を変化させた。
【００６５】上記連続膜の膜厚方向での各元素濃度（モ
ル％）を測定した。その結果を図７に示した。この測定
は、連続膜をその表面側からＡｒガス等で削っていき、
削った部分の元素の含量を、例えば原子吸光やＩＣＰ分
析により定量分析して行なった。
【００６６】この条件で成膜したＳＡＷフィルタのフィ
ルタ特性を測定したところ（対照デバイスは、２ＧＨｚ
帯のラダー型フィルタ）成膜無しのものと比較してもほ
とんど劣化の無いことが判った。
【００６７】また、このデバイスを樹脂で封止したパッ
ケージに入れ、耐湿負荷試験（６０℃、９０−９５％Ｒ
Ｈ（相対湿度）中で６Ｖの負荷）で評価したところ、１
０００Ｈ（時間）をクリアし十分な耐湿性が見られた。
試験後の電極を観察したところ、保護膜のハガレや割れ
は見られなかった。
【００６８】
【表４】
【００６９】表４にガス流量の変化と屈折率（単位はｓ
ｃｃｍ：Ａｒガスは、４０ｓｃｃｍ一定）成膜時の各ス
テップにおける屈折率の測定結果を表４に示す。屈折率
は、ポイントでの分析になるが、ＳｉＯ（１．４６）か
らＳｉＮ（１．９７）まで連続的に変化していることが
判る。また、最下層をＳｉＯにすることで、ＩＤＴ１ｂ
と連続層との密着性を高めることができる。
【００７０】次に、本発明に係る実施の第三形態につい
て説明する。実施の第三形態では、実施の第一形態のＳ
ｉＮ膜４に代えて、耐湿性向上のための保護膜として、
最下層（電極側）はＳｉＯ、中間層はＳｉＮ＋ＳｉＯ、
最上層はＳｉＮとなるような４層の多層構造にて成膜し
た多層膜が設けられている。
【００７１】今回は、以下の条件で成膜を行なった。
【００７２】
【表５】
【００７３】
【表６】
【００７４】この〜のステップでＳＡＷデバイス上
に最下層（電極側）はＳｉＯ、中間層はＳｉＮ＋Ｓｉ
Ｏ、最上層はＳｉＮとなるような４層の多層構造を有す
る保護膜を形成した。この条件で成膜したＳＡＷフィル
タのフィルタ特性を測定したところ、（対照デバイス
は、２ＧＨｚ帯のラダー型フィルタ）成膜無しのものと
比較してもほとんど劣化の無いことが判った。
【００７５】またこのデバイスを樹脂で封止したパッケ
ージに入れ、耐湿負荷試験（６０℃、９０−９５％ＲＨ
中で６Ｖの負荷）で評価したところ、１０００Ｈをクリ
アし十分な耐湿性が見られた。試験後の電極を観察した
ところ、保護膜のハガレや割れは見られなかった。
【００７６】また、上記の各実施の形態から明らかなよ
うに、本発明では、ＥＣＲスパッタ法を用いたことによ
り、圧電基板１ａに対する加熱を必要としないため、保
護膜の形成時における温度の上下で生じる、ＩＤＴ１ｂ
等の電極膜の破壊は発生していない。また、ニオブ酸リ
チウム（ＬｉＮｂＯ3）基板のように加熱すると基板の
特性が変化してしまうような材料にも、本発明は適用可
能である。
【００７７】上記の成膜条件は、一例であり、成膜レー
トを上げるためにガス流量を変化させても構わない。ま
た、ＳＡＷデバイスも説明のために一例を挙げたもの
で、周波数帯やＳＡＷフィルタ１の構造に、本発明は拘
束されるものではない。また、上記では、バンプボンデ
ィングを用いた例を挙げたが、ワイヤボンディングを用
いたＳＡＷデバイスでも同様に有効である。
【００７８】なお、上記の実施の各形態では、ケース状
のパッケージ２を用いた例を挙げたが、上記に限定され
ることはなく、例えば図８及び図９に示すように、チッ
プサイズパッケージ２２であってもよい。上記チップサ
イズパッケージ２２は、ＳＡＷフィルタ１を、多層基板
２４に対してフリップチップボンディングで実装した
後、封止樹脂２６により覆うようにＳＡＷフィルタ１を
多層基板２４上にて封止したものである。このとき、封
止樹脂２６は、水蒸気を透過させる透湿性を有する部材
である。
【００７９】このようなチップサイズパッケージ２２を
有する弾性表面波装置においては、ＳＡＷフィルタ１
は、透湿性を有する封止樹脂２６でのみ封止されている
だけであるため、図１に示すような有底箱状のパッケー
ジ２に比べて、ＩＤＴ１ｂ、入出力端子１ｃ、パッド層
１ｄ等の、ＳＡＷフィルタ１の特性に影響する部材の保
護が困難である。
【００８０】しかしながら、本発明では、ＥＣＲスパッ
タ法により成膜された保護膜（機能膜）によって、ＳＡ
Ｗフィルタ１のバンプボンディングの位置を除く、ＩＤ
Ｔ１ｂ、入出力端子１ｃ、パッド層１ｄおよびそれらを
有する圧電基板１ａの表面上の全面が覆われているた
め、ＥＣＲスパッタ法により成膜された緻密な保護膜
（機能膜）による耐候性の向上が得られると共に、ＳＡ
Ｗフィルタ１の圧電基板１ａにおいて、圧電基板１ａと
封止樹脂２６とが互いに接している部分にも保護膜（機
能膜）が成膜されている。
【００８１】これにより、本発明においては、特に水分
が侵入しやすい、圧電基板１ａと封止樹脂２６との界面
からの水分の侵入を防ぐことができ、耐候性のさらなる
向上が得られる。
【００８２】
【発明の効果】本発明のＳＡＷデバイスは、以上のよう
に、圧電基板上に、ＩＤＴが設けられ、耐候性を向上さ
せるための、ＳｉＮ膜、ＳｉＯ膜およびＳｉＯＮ膜の少
なくとも１種類からなる機能膜が、ＩＤＴ上の少なくと
も一部に成膜され、ＩＤＴ及び機能膜を備えた圧電基板
を収納するパッケージが、少なくとも一部に透湿性を有
する部材にて設けられ、上記機能膜は、ＥＣＲスパッタ
法により形成されている構成である。
【００８３】それゆえ、上記構成は、ＥＣＲスパッタ法
により機能膜を成膜したので、より緻密な機能膜を形成
でき、耐候性の向上を確実化できる。また、ＥＣＲスパ
ッタ法では、機能膜の形成に圧電基板の加熱を必要とし
ないので、圧電基板上に設けられたＩＤＴへの加熱によ
る悪影響も抑制できる。
【００８４】この結果、上記構成では、耐候性を向上で
きるので、エポキシ樹脂等の安価で小型化できるが透湿
性を有する部材を例えばパッケージに用いても、吸湿に
よる経時的な特性劣化を低減できて、コストダウンを図
れるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＳＡＷデバイスの説明図であって、
（ａ）は要部破断平面図、（ｂ）は要部破断正面図、
（ｃ）は要部拡大断面図である。
【図２】上記ＳＡＷデバイスの一製造プロセスに用い
る、ＥＣＲスパッタ装置の概略構成図である。
【図３】上記ＳＡＷデバイスのＳＡＷフィルタと、従来
のＳＡＷフィルタと、機能膜としてのＳｉＮ膜無しのＳ
ＡＷフィルタとにおける、各挿入損失をそれぞれ示すグ
ラフである。
【図４】ＳｉＮ膜無しのＳＡＷデバイスの説明図であっ
て、（ａ）は要部破断平面図、（ｂ）は要部破断正面
図、（ｃ）は要部拡大断面図である。
【図５】上記ＳＡＷデバイスのＳＡＷフィルタと、従来
のＳＡＷフィルタとにおける、ＳｉＮ膜の膜厚に対する
挿入損失の関係をそれぞれ示すグラフである。
【図６】上記ＳＡＷデバイスのＳＡＷフィルタにおけ
る、ＳｉＮ膜の各膜厚と挿入損失の経時的変化の関係を
それぞれ示すグラフである。
【図７】上記ＳＡＷフィルタにおける、連続膜の膜厚方
向での各元素の含量変化を示すグラフである。
【図８】上記ＳＡＷデバイスに関するパッケージの一変
形例を示す概略断面図である。
【図９】上記パッケージの斜視図である。
【符号の説明】
１ａ 圧電基板 １ｂ ＩＤＴ（くし形電極部） ４ ＳｉＮ膜（機能膜）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０３Ｈ 9/145 Ｈ０１Ｌ 41/18 １０１Ａ

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】圧電基板上に、くし形電極部が設けられ、 耐候性を向上させるための、窒化シリコン膜、酸化シリ
    コン膜および酸化窒化シリコン膜の少なくとも１種類か
    らなる機能膜が、くし形電極部上の少なくとも一部に成
    膜され、 くし形電極部及び機能膜を備えた圧電基板を収納するパ
    ッケージが、少なくとも一部に透湿性を有する部材にて
    設けられ、 上記機能膜は、電子サイクロトロン共鳴スパッタリング
    法により形成されていることを特徴とする、弾性表面波
    装置。
  2. 【請求項２】上記くし形電極部及び機能膜を備えた圧電
    基板を収納するパッケージは、前記圧電基板をフリップ
    チップボンディングで実装し、かつ透湿性を有する樹脂
    にて前記圧電基板を封止する構造であることを特徴とす
    る、請求項１記載の弾性表面波装置。
  3. 【請求項３】前記機能膜は、室温で成膜されていること
    を特徴とする、請求項１または２記載の弾性表面波装
    置。
  4. 【請求項４】前記機能膜は、窒化シリコン膜を有し、上
    記窒化シリコン膜の膜厚が３ｎｍ以上、およびくし形電
    極部における弾性表面波の波長の２．０％以下に設定さ
    れていることを特徴とする、請求項１、２または３記載
    の弾性表面波装置。
  5. 【請求項５】機能膜は、最下層（電極側）に酸化シリコ
    ン膜、中間層に酸化窒化シリコン膜、最上層に窒化シリ
    コン膜を有していることを特徴とする、請求項１ないし
    ４の何れか１項に記載の弾性表面波装置。
  6. 【請求項６】中間層は、窒化シリコン膜と酸化シリコン
    膜とが互いに積層された多層構造を備えていることを特
    徴とする、請求項５記載の弾性表面波装置。
  7. 【請求項７】圧電基板上に、くし形電極部が設けられ、 耐候性を向上させるための、窒化シリコン膜を含む機能
    膜が、くし形電極部上の少なくとも一部に電子サイクロ
    トロン共鳴スパッタリング法により成膜され、くし形電
    極部及び機能膜を備えた圧電基板を収納するパッケージ
    が、少なくとも一部に透湿性を有する部材にて設けら
    れ、 上記機能膜は、膜厚方向にて窒素濃度が変化しているこ
    とを特徴とする、弾性表面波装置。
  8. 【請求項８】前記機能膜は、表面側の窒素濃度がくし形
    電極部側の窒素濃度より大きくなっていることを特徴と
    する、請求項７記載の弾性表面波装置。
  9. 【請求項９】前記機能膜上に、周波数調整のための酸化
    シリコン膜が形成されていることを特徴とする、請求項
    １ないし８の何れか１項に記載の弾性表面波装置。
  10. 【請求項１０】圧電基板上に、くし形電極部を有する弾
    性表面波装置の製造方法において、 耐候性を向上させるための、窒化シリコン膜、酸化シリ
    コン膜および酸化窒化シリコン膜の少なくとも１種類か
    らなる機能膜を、くし形電極部上の少なくとも一部に、
    電子サイクロトロン共鳴スパッタリング法により成膜す
    ることを特徴とする弾性表面波装置の製造方法。
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