JP2005348026A - 弾性表面波素子および弾性表面波素子複合装置 - Google Patents

Abstract

【課題】半導体装置と複合化することができくし歯電極と基板の間の絶縁とくし歯電極と圧電薄膜の間の絶縁を確保しながら容易に形成することができる弾性表面波素子および弾性表面波素子複合装置を提供すること。
【解決手段】基板４０と、基板４０に設けられたくし歯電極３０と圧電薄膜８３とを有する弾性表面波素子２０であって、くし歯電極３０と基板４０の間に設けられた第１絶縁膜５１と、くし歯電極３０と圧電薄膜８３の間に設けられた第２絶縁膜８２とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、弾性表面波（ＳＡＷ：Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ）を利用した弾性表面波素子および弾性表面波素子複合装置に関する。

近年、電子部品の集積化が進み、また実装スペースの縮小化が進んでいる。このような中で、半導体装置と弾性表面波素子の複合化が検討されてきており、実装分野ではフリップチップボンディング法が用いられるようになっている。
半導体装置と弾性表面波素子を複合した複合装置が提案されている（特許文献１）。
特開平５−３０８１６３号公報（第２頁、図１）

特許文献１に開示されている半導体弾性表面波複合装置は、シリコン基板と水晶基板（圧電基板）を有している。シリコン基板の上には酸化膜が形成されている。水晶基板の一方の面には第１配線層が形成されていて、この水晶基板の第１配線層はシリコン基板の酸化膜上に配置される。水晶基板の他方の面には第２配線層が形成されていて、この第２配線層にはＳＡＷパターンエッチングによりＳＡＷ電極歯が形成される。
この水晶基板の一方の面側の第１配線層は、シリコン基板の酸化膜側に対して対面するように水晶基板の一方の面と他方の面をひっくり返してシリコン基板の酸化膜と水晶基板の第１配線層を接合した後に、水晶基板の第２配線層側にＳＡＷパターンを形成するという複雑な工程が必要になり、電気的な接続も難しい。

そこで本発明は上記課題を解消して、半導体装置と複合化することができ、くし歯電極と基板の間の絶縁とくし歯電極と圧電薄膜の間の絶縁を確保しながら容易に形成することができる弾性表面波素子および弾性表面波素子複合装置を提供することを目的とする。

上記目的は、第１の発明にあっては、基板と、前記基板に設けられたくし歯電極と圧電薄膜とを有する弾性表面波素子であって、前記くし歯電極と前記基板の間に設けられた第１絶縁膜と、前記くし歯電極と前記圧電薄膜の間に設けられた第２絶縁膜と、を備えることを特徴とする弾性表面波素子により、達成される。

第１の発明の構成によれば、弾性表面波素子は、基板と、この基板に設けられたくし歯電極と圧電薄膜を有している。第１絶縁膜は、このくし歯電極と基板の間に設けられて、くし歯電極と基板の電気絶縁を行う。第２絶縁膜は、くし歯電極と圧電薄膜の間に設けられてくし歯電極と圧電薄膜の電気絶縁を行う。
これにより、第１絶縁膜はくし歯電極と基板の間の電気的絶縁を確実に得るとともに、第２絶縁膜はくし歯電極と圧電薄膜の間の電気的絶縁を確実に得ることができる。
そして、圧電薄膜を形成する際には、この圧電薄膜は第２絶縁膜に対して形成すれば良い。このことから、仮に第１絶縁膜とその第１絶縁膜の上に形成されているくし歯電極という２つの異なる材質に対して直接圧電薄膜を形成する場合に比べて、圧電薄膜は第２絶縁膜という同一材質に対してだけ形成するだけですむので、圧電薄膜はより均一に成膜できる。
弾性表面波素子は、基板を用いて半導体装置と複合化することができ、くし歯電極と基板の間の絶縁とくし歯電極と圧電薄膜の間の絶縁を確保しながら容易に形成することができる。

第２の発明は、第１の発明の構成において、前記圧電薄膜に接する前記第２絶縁膜の部分が平坦化されていることを特徴とする。
第２の発明の構成によれば、圧電薄膜に接する第２絶縁膜の部分が平坦化されている。
これにより、圧電薄膜を形成しようとする第２絶縁膜の部分が平坦化されているので、第２絶縁膜の部分の上に形成された圧電薄膜には段差が生じることなく、圧電薄膜は平坦で均一に成膜することができる。

第３の発明は、第１の発明または第２の発明の構成において、前記圧電薄膜の上には、電極膜が形成されていることを特徴とする。
第３の発明の構成によれば、圧電薄膜の上には電極膜が形成されている。
これにより、弾性表面波素子の電気機械結合係数を向上させて、周波数の広帯域化を図ってＱ値を向上させることができる。

第４の発明は、第３の発明の構成において、前記基板は、半導体基板であることを特徴とする。
第４の発明の構成によれば、基板は半導体基板である。
これにより、第１絶縁膜は、半導体基板とくし歯電極の間を電気的に確実に絶縁することができる。

第５の発明は、第４の発明の構成において、前記第１絶縁膜または前記第２絶縁膜は、水分不透過膜を有していることを特徴とする。
第５の発明の構成によれば、第１絶縁膜または第２絶縁膜は、水分不透過膜を有している。
これにより、第１絶縁膜または第２絶縁膜において水分が透過するのを防ぐことができる。この水分不透過膜としては、たとえばＳｉＮ（窒化シリコン）を採用することができる。

上記目的は、第６の発明にあっては、基板と前記基板に設けられたくし歯電極と圧電薄膜とを有する弾性表面波素子と、前記基板に設けられた半導体装置と、を備える弾性表面波素子複合装置であって、前記弾性表面波素子は、前記くし歯電極と前記基板の間に設けられた第１絶縁膜と、前記くし歯電極と前記圧電薄膜の間に設けられた第２絶縁膜と、を備えることを特徴とする弾性表面波素子複合装置により、達成される。

第６の発明の構成によれば、弾性表面波素子は、半導体装置を配置するための基板に対して設けられたくし歯電極と圧電薄膜を有している。第１絶縁膜は、このくし歯電極と基板の間に設けられて、くし歯電極と基板の電気絶縁を行う。第２絶縁膜は、くし歯電極と圧電薄膜の間に設けられてくし歯電極と圧電薄膜の電気絶縁を行う。
これにより、第１絶縁膜はくし歯電極と基板の間の電気的絶縁を確実に得るとともに、第２絶縁膜はくし歯電極と圧電薄膜の間の電気的絶縁を確実に得ることができる。
そして、圧電薄膜を形成する際には、この圧電薄膜は第２絶縁膜に対して形成すれば良い。このことから、仮に第１絶縁膜とその第１絶縁膜の上に形成されているくし歯電極という２つの異なる材質に対して直接圧電薄膜を形成する場合に比べて、圧電薄膜は第２絶縁膜という同一材質に対してだけ形成するだけですむので、圧電薄膜はより均一に成膜できる。
弾性表面波素子は、基板を用いて半導体装置と複合化することができ、くし歯電極と基板の間の絶縁とくし歯電極と圧電薄膜の間の絶縁を確保しながら容易に形成することができる。

第７の発明は、第６の発明の構成において、前記弾性表面波素子の前記くし歯電極と、前記半導体装置の配線が、同一層に形成されていることを特徴とする。
第７の発明の構成によれば、弾性表面波素子のくし歯電極と半導体装置の配線が、同一層に形成されている。
これにより、くし歯電極と半導体装置の配線は、製造時に同時に形成することができる。

第８の発明は、第７の発明の構成において、前記圧電薄膜に接する前記第２絶縁膜の部分が平坦化されていることを特徴とする。
第８の発明の構成によれば、圧電薄膜に接する第２絶縁膜の部分が平坦化されている。
これにより、圧電薄膜を形成しようとする第２絶縁膜の部分が平坦化されているので、第２絶縁膜の部分の上に形成された圧電薄膜には段差が生じることなく、圧電薄膜は平坦で均一に成膜することができる。

第９の発明は、第８の発明の構成において、前記圧電薄膜の上には、電極膜が形成されていることを特徴とする。
第９の発明の構成によれば、圧電薄膜の上には電極膜が形成されている。
これにより、弾性表面波素子の電気機械結合係数を向上させて、周波数の広帯域化を図ってＱ値を向上させることができる。

以下、本発明の好適な実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の弾性表面波素子複合装置の好ましい実施形態を示す平面図である。
図１に示す弾性表面波素子複合装置１０は、弾性表面波素子２０と駆動ＩＣ（集積回路）２１を有している。弾性表面波素子複合装置１０は、図１の例では平面で見てたとえば矩形状を有しており、長さＬと幅Ｗを有している。弾性表面波素子複合装置１０は、駆動ＩＣの領域Ａと弾性表面波素子の領域Ｂを有している。領域Ａは領域Ｂの横に形成されていて、駆動ＩＣの領域Ａには駆動ＩＣ２１が設けられている。この駆動ＩＣ２１は、弾性表面波素子２０とともに共通の基板上に設けられる半導体装置の一例である。

図１に示す弾性表面波素子２０は、弾性表面波素子の領域Ｂに配置されていて、くし歯電極３０と２つの反射器３１，３２を有している。くし歯電極３０は、すだれ状電極ともいい、ＩＤＴ（Ｉｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｌ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）ともいう。くし歯電極３０と２つの反射器３１，３２は、たとえばアルミニウム、またはアルミニウムを成分とする合金、あるいはＴｉＮ／Ａｌ合金／ＴｉＮ構造、あるいはＣｕ，Ｔａ，Ｗ，Ｃｒ，Ａｕあるいはその合金などにより作られている。

くし歯電極３０は、反射器３１，３２の間に配置されていて、反射器３１、くし歯電極３０、反射器３２の順に長さＬ方向に沿って直列に並ぶようにして配列されている。くし歯電極３０は、たとえば駆動ＩＣ２１側からの駆動電圧の供給により弾性表面波を励振して、所定の周波数の振動を出力する機能を有している。反射器３１，３２は、くし歯電極３０を挟むようにして形成されているが、これらの反射器３１，３２はくし歯電極３０が励振した弾性表面波を反射して、反射器３１，３２内に弾性表面波を閉じ込めるようになっている。
このように弾性表面波素子２０は、電気的エネルギーを機械的エネルギーに変換するために圧電材料の表面を伝播する波を利用した振動デバイスである。

図２は、図１の弾性表面波素子複合装置１０のＸ−Ｘ線における断面構造例を示している。
図２に示す弾性表面波素子複合装置１０の断面構造では、駆動ＩＣの領域Ａと弾性表面波素子の領域Ｂを示している。弾性表面波素子複合装置１０は、駆動ＩＣ２１と弾性表面波素子２０を有している。

図２の駆動ＩＣ２１と弾性表面波素子２０は、共通の基板４０の上に一体的に形成されている。基板４０はたとえば半導体基板である。この基板４０は、シリコン、ＧａＡｓ，ＳｉＧｅ，ＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）のいずれかにより作られた平板状の基板である。このＳＯＩは、絶縁膜上に形成した単結晶シリコン基板である。

この共通の基板４０の上には、駆動ＩＣ２１と弾性表面波素子２０が並べて形成されている。
基板４０の形成面４１の上には、層間絶縁膜４２が形成されている。この層間絶縁膜４２は、駆動ＩＣ２１と弾性表面波素子２０に対して共通の電気絶縁膜である。層間絶縁膜４２は、たとえばＳｉＯ_２により作ることができる。層間絶縁膜４２は、たとえば２つの層４２Ａと４２Ｂから構成されている。

図２に示す駆動ＩＣ２１は、弾性表面波２０に対して駆動電圧を供給するための装置である。駆動ＩＣ２１は、たとえばトランジスタのような素子４４が複数個設けられている。これらの素子４４は、基板４０の形成面４１に形成されている。形成面４１の上には幾つかの金属配線４５が所定のパターンで形成されている。この金属配線４５は、基板４０の形成面４１と層４２Ａの間に形成されている。もう１つの層４２Ｂには別の金属配線４７が形成されている。金属配線４７は、素子４４に対してコンタクトプラグ４６を通じて電気的に接続され、コンタクトプラグ４６Ａを通じて金属配線４５に接続されている。
図２に示す層間絶縁膜４２の層４２Ｂの面４９の上には、第１絶縁膜５１が形成されている。この第１絶縁膜５１は、領域Ａと領域Ｂのそれぞれに同時に同一層あるいは同一面上に形成されている。

図２に示す第１絶縁膜５１は、上述したように層４２Ｂの面４９の上において、領域Ａおよび領域Ｂにおいてそれぞれ同一面において形成されている。
第１絶縁膜５１は、好ましくは第１層５１Ａと第２層５１Ｂの２層構造になっている。第２層５１Ｂは第１層５１Ａの上に積層して形成されている。第１層５１Ａは、たとえばＳｉＯ_２により形成されている。この第１層５１Ａの面６０は、好ましくは化学的機械研磨（ＣＭＰ）により平坦化処理されている。したがって面６０が平坦面になっている。
第２層５１Ｂは、たとえばＳｉＮにより作られている。この第２層５１Ｂは平坦面である面６０の上に対して平坦になるように形成することができる。この第２層５１Ｂは、水分を透過させない水分不透過膜の役割を果たす。このような第１層５１Ａと第２層５１Ｂは、領域Ｂのみならず領域Ａにおいても形成されている。
第１層５１Ａの中であって、層４２Ｂの面４９の上には、金属配線６１が形成されている。この金属配線６１は、たとえば金属配線４７に対して金属のコンタクトプラグ６２により電気的に接続されている。

図２に示す上述した層間絶縁膜４２および第１絶縁膜５１は、ＳｉＯ_２の単層構造，ＳｉＯ_２＋ＳｉＮの積層体の他に、ＰＳＧ（Ｐｈｏｓｐｈｏ Ｓｉｌｉｃａｔｅ Ｇｌａｓｓ），ＢＰＳＧ（Ｂｏｒｏ−Ｐｈｏｓｐｈｏ Ｓｉｌｉｃａｔｅ Ｇｌａｓｓ），ＳＯＧ（Ｓｐｉｎ−Ｏｎ−Ｇｌａｓｓ）のいずれかを採用しても勿論構わない。層間絶縁膜４２と第１絶縁膜５１の厚さの最適値についてはたとえば、１００ｎｍから２００００ｎｍ程度まで通常用いられるが、特に限定されるものではない。

第１絶縁膜５１の第１層５１Ａが、ＳｉＯ_２で作られる時には、化学的機械研磨（ＣＭＰ）により面６０を平坦化することができる。しかし第１層５１ＡがＳＯＧで作られる場合には、ＳＯＧを形成するだけで第１層５１Ａの平坦化が可能である。
このように第１層５１Ａの面６０を平坦化することにより、この後第２層５１Ｂと、第２層５１Ｂの上に形成される圧電薄膜７０およびくし歯電極３０などの形成の際にそれぞれの平坦度を確保することができる。なお、本発明の第１絶縁膜の概念としては、図２の層間絶縁膜４２を含むようにしてもよい。いずれにしても、第１絶縁膜は基板４０とくし歯電極３０の間の電気的絶縁を図るものである。

図２に示す第１絶縁膜５１の第２層５１Ｂの上には、さらに圧電薄膜７０が形成されている。この圧電薄膜７０は、領域Ａと領域Ｂにそれぞれ同時に同じ厚みで形成されている。圧電薄膜７０の厚みは、たとえば１００ｎｍないし５０００ｎｍ（１０００オングストロームないし５００００オングストローム）の範囲で形成されるが、一例としてたとえば５００ｎｍの厚みを採用することができる。
しかし、この圧電薄膜７０の厚みは弾性表面波素子に求められる周波数および帯域などによって決まるために、一概に良好な厚さを指定することはできず、この範囲に限るものではない。通常は圧電薄膜の厚みは、Ｋｈ比（２πｈ／λ）により規定することができる。このλは波長であり、ｈは圧電薄膜の厚みである。

図２の領域Ｂの弾性表面波素子２０では、この圧電薄膜７０の上にさらにくし歯電極３０が形成されている。図２では図面の簡単化のためにくし歯電極３０のみが形成されているが、図１に示す反射器３１，３２も同様にして形成されている。図２では図面の簡単化のためにくし歯電極３０が代表して例示されている。この点については、図示している本発明の他の実施形態でも同じである。

くし歯電極３０の厚みｅは、たとえば４０ｎｍないし５００ｎｍ（４００オングストロームないし５０００オングストローム）の範囲で形成することができる。くし歯電極３０は、電気接続部７７を介して駆動ＩＣ２１側の金属配線６１に対して電気的に接続されている。これによって、駆動ＩＣ２１はくし歯電極３０側に対して駆動電圧を供給することができる。

弾性表面波素子２０のくし歯電極３０の上には、さらに第２絶縁膜８２と圧電薄膜８３、そして電極膜８４が順次積層して形成されている。
第２絶縁膜８２は、たとえばＳｉＯ_２により作られている。第２絶縁膜８２は、これに限らず第１絶縁膜５１あるいは層間絶縁膜４２と同様な材質により作ることも可能である。

第２絶縁膜８２の厚みは、たとえば５．０ｎｍないし２００ｎｍ（５０オングストロームないし２０００オングストローム）の厚さで形成する。第２絶縁膜８２の厚みｔは、できる限り小さいほうが望ましい。このように厚みｔを小さく設定するのは、くし歯電極３０が振動を生じた時に、くし歯電極３０と圧電薄膜８３の間の振動の伝播を確保するためである。

圧電薄膜８３は、第２絶縁膜８２の上にさらに形成されている。圧電薄膜８３の上にはさらに電極膜８４が形成されている。このように電極膜８４が圧電薄膜８３の上に形成されることにより、電気機械結合係数（ｋ^２）の向上を図り、振動周波数の広帯域化およびＱ値の向上を図ることができる。
第２絶縁膜８２がくし歯電極３０を覆うようにして圧電薄膜７０の上に形成されるのは、圧電薄膜８３が第２絶縁膜８２を用いてくし歯電極３０と圧電薄膜７０の上において均一に形成できるようにするためである。

図３は、図２の本発明の実施形態に対する比較例を示している。図３の例では、圧電薄膜８３０がくし歯３０を覆うようにして絶縁膜８００の上に形成されている。
この圧電薄膜８３０がくし歯３０および絶縁膜８００に対して直接形成されてしまうと、圧電薄膜８３０はアルミニウム製のくし歯３０とＳｉＯ_２の絶縁膜８００に対して直接形成されることになる。このために、圧電薄膜８３０はＡｌ部分８５０と絶縁膜８００の絶縁部分８６０の２つの異なる部分に対して形成されてしまう。しかし、圧電薄膜８３０は異種材料に対して形成することが難しく、しかも圧電薄膜８３０は凹凸形状になってしまう。このような比較例のような構造を採用してしまうと、圧電薄膜８３０の膜厚が均一にならず、振動の波の伝播損失が大きくなってしまう。

これに対して、図２の実施形態では、第２絶縁膜８２が予めアルミニウム製のくし歯電極３０と圧電薄膜７０の異種材料の上に形成されている。この第２絶縁膜８２の上に対して圧電薄膜８３が形成できる。つまり圧電薄膜８３は、同一種類の材料である第２絶縁膜８２に対して均一に形成することができる。このことから圧電薄膜８３は異種材料の上に直接形成する必要が無くなり、圧電薄膜８３における振動の波の伝播損失を小さくすることができる。
この場合に、第２絶縁膜８２の面９０は、やはりたとえば化学的機械研磨（ＣＭＰ）により平坦面にすることにより、圧電薄膜８３は平坦で均一な面を形成することができる。また、第２絶縁膜８２としてＳＯＧを用いることにより平坦化することもできる。

図２における圧電薄膜７０，８３は圧電膜ともいい材質としては、ＺｎＯ（酸化亜鉛）に限らず、たとえばＡｌＮ（窒化アルミニウム），ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛），ＫＮｂＯ３（ニオブ酸カリウム）のいずれかを用いることもできる。
図２における第１絶縁膜５１は、半導体基板である基板４０とくし歯電極３０の間に設けられて電気絶縁を確保する。第２絶縁膜８２は、くし歯電極３０と圧電薄膜８３の間に設けられて、くし歯電極３０と圧電薄膜８３の電気絶縁を確保する。

次に、本発明の別の実施形態について説明する。
図４は、本発明の弾性表面波素子複合装置の別の実施形態を示している。
図４に示す弾性表面波素子複合装置１０の構造は、図２に示す弾性表面波素子複合装置１０の構造とほとんど同じであるので、図４の構成要素が、図２の対応する構成要素と同じである場合には、同じ符号を記してその説明を用いる。そして図４における構成要素は、対応する図２における構成要素の作用効果を同じように生じるものである。

図４における実施形態が図２における実施形態と異なるのは次の点である。すなわち、くし歯電極３０は、駆動ＩＣ２１の金属配線４７に対して電気配線部１７７を通じて電気的に接続されている。この電気配線部１７７は、弾性表面波素子２０の中に形成されており、電気配線部１７７は、圧電薄膜７０、第１絶縁膜５１および層間絶縁膜４２の層４２Ｂを通っている。その他に駆動ＩＣ２１には電極端子（パッド）１７８を有している。

図５は、本発明のさらに別の実施形態を示している。
図５の本発明の実施形態では、基板４０の形成面４１の上に第１絶縁膜５１が直接形成されている。この第１絶縁膜５１は、第１層５１Ａと第２層５１Ｂの積層構造体である。第１絶縁膜５１は、たとえばＳｉＯ_２により作られている。この第１絶縁膜５１は、駆動ＩＣ２１と弾性表面波素子２０に共通して面４１の上に形成される絶縁膜である。駆動ＩＣ２１の素子４４は、基板４０と第１層５１Ａの間に形成されている。金属配線４５は、第１層５１Ａに形成されている。金属配線４７は第２層５１Ｂに形成されている。金属配線６１は第２絶縁膜８２の中に形成されている。コンタクトプラグ６２は金属配線６１と４７を接続している。コンタクトプラグ４６は、素子４４と金属配線４７を電気的に接続しており、コンタクトプラグ４６Ａは金属配線４５と金属配線４７を接続している。

くし歯電極３０は、第１絶縁膜５１の第２層５１Ｂの面１００の上に形成されている。この面１００の上には、第２絶縁膜８２が形成されている。第２絶縁膜８２は、第１層８２Ａと第２層８２Ｂの積層体である。第１層８２ＡはたとえばＳｉＯ_２であり、第２層８２ＢはたとえばＳｉＮである。第２層８２Ｂは既に述べたように水分を通さない水分不透過膜の役割を果たしている。

第２絶縁膜８２がくし歯電極３０と第１絶縁膜５１の第２層５１Ｂの上に形成された後に、圧電薄膜８３が第２絶縁膜８２の上に形成されている。このために、圧電薄膜８３が直接くし歯電極３０と第２層５１Ｂに対して形成される場合すなわち圧電薄膜８３が異種材料の上に直接形成される場合に比べて、圧電薄膜８３を第２絶縁膜８２の同一材質の上に形成できるので、圧電薄膜８３の厚みを均一化できる。これによって、圧電薄膜８３は、振動の波の伝播損失を小さくすることができる。
電極膜８４が圧電薄膜８３の上に形成されていることから、既に述べたように電気機械結合係数の向上を図り、振動周波数の広帯域化が行え、そしてＱ値の向上を図ることができる。

図２、図４および図５の各実施例において、弾性表面波素子２０ではくし歯電極３０の図示をしているが、実際には図１に示すくし歯電極３０、反射器３１および反射器３２も同一面１００上に形成されている。
図５の実施形態においては、くし歯電極３０が、駆動ＩＣ２１の金属配線６１とともに、同一面１００に形成されている。すなわちくし歯電極３０と金属配線６１は、第１絶縁膜５１の第２層５１Ｂの同一面１００上に形成されている。このことから、くし歯電極３０と金属配線６１は同時に同一面１００に対して製造過程において同時に形成することができる。このようにくし歯電極３０と金属配線６１を同一面１００上に形成することにより、信号の遅延を少なくし、導通抵抗を下げることができる。

図６は、本発明のさらに別の実施形態を示している。図６の実施形態は図２の実施形態とほぼ同じであり同一の箇所には同じ符号を記してその説明を用いている。
図６の実施形態が図２の実施形態と異なるのは、第２絶縁膜８２、圧電薄膜８３および電極膜８４の形状である。第２絶縁膜８２が、第１絶縁膜５１に比べてかなり薄く形成されているのは上述の各実施形態と同じである。第２絶縁膜８２は、くし歯電極３０の凹凸に応じて凹凸形状を有している。これに対応して圧電薄膜８３および電極膜８４も多少凹凸形状になっている。

このような第２絶縁膜８２、圧電薄膜８３および電極膜８４の形状は、図６の実施形態に限らず図４の実施形態および図５の実施形態についても適用することができる。
しかし、図６の第２絶縁膜８２、圧電薄膜８３および電極膜８４のように、凹凸形状を有しているものではなく、図２、図４、図５に示すように第２絶縁膜８２と圧電薄膜８３および電極膜８４が平坦化されている方が、振動の波の伝播損失を小さくする上で好ましい。

本発明の実施形態では、第１絶縁膜はくし歯電極と基板の間の電気的絶縁を図るとともに、第２絶縁膜はくし歯電極と圧電薄膜の間の電気絶縁を確実に得ることができる。そして圧電薄膜を形成する際に、この圧電薄膜は第２絶縁膜に対して形成すれば良い。このことから、たとえば第１絶縁膜とその第１絶縁膜の上に形成されているくし歯電極の２つの異なる材質に対して直接圧電薄膜を形成する場合に比べて、圧電薄膜は第２絶縁膜という同一材質のものに対してだけ形成するので、圧電薄膜は均一に成膜できる。
弾性表面波素子は、半導体装置と複合化することができ、弾性表面波素子複合装置は、くし歯電極と基板の間の絶縁とくし歯電極と圧電薄膜の間の絶縁を確保しながら容易に形成することができる。
本発明の実施形態では、圧電薄膜を形成しようとする第２絶縁膜の部分が平坦化されることにより、第２絶縁膜の部分の上に形成された圧電薄膜には段差が生じることなく圧電薄膜は平坦で均一に成膜することができる。弾性表面波素子の電気機械結合係数を向上させて、広帯域化してＱ値を向上させることができる。

本発明の実施形態では、弾性表面波はレイリー波のみでなく、セザワ波およびその高次モード、あるいはリーキー波、横波なども使用可能である。
本発明の実施形態では、くし歯電極と基板の間に第１絶縁膜を設けることにより、くし歯電極と基板、特に半導体基板との電気的絶縁が可能である。

本発明の実施形態では、第２絶縁膜をくし歯電極と圧電薄膜の間に積極的に設けることにより、圧電薄膜は同一材質である第２絶縁膜に対して形成すれば良いので、圧電薄膜の成膜時の均一化が図れる。これによって圧電薄膜は、振動の波の伝播損失を少なくすることができる。
第２絶縁膜を平坦化して形成することにより、圧電薄膜には段差が生じなくなり、平坦で均一に成膜することができる。これによって圧電薄膜の波の伝播損失をさらに小さくすることができる。

本発明の弾性表面波素子複合装置は、半導体弾性表面波素子複合装置とも呼ぶことができる。この弾性表面波素子複合装置は、基準クロックを発生させる機能のみでなく、センサーあるいはアクチュエーターとしても適用することができる。
なお、絶縁膜のＳｉＯ_２膜は、たとえばスパッタやＣＶＤ（化学的蒸着法）により形成でき、ＳｉＮ膜はＣＶＤやスパッタにより形成できる。また、ＺｎＯはスパッタやＣＶＤにより形成できる。基板は、半導体基板の他に、ガラス基板や水晶基板であってもよい。

本発明は、上記実施形態に限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。
上記実施形態の各構成は、その一部を省略したり、上記とは異なるように任意に組み合わせることができる。

本発明の弾性表面波素子複合装置の形状例を示す平面図。 図１の弾性表面波素子複合装置のＸ−Ｘ線における断面構造例を示す図。 本発明の実施形態に対する比較例を示す図。 本発明の弾性表面波素子複合装置の別の実施形態を示す断面図。 本発明の弾性表面波素子複合装置のさらに別の実施形態を示す断面図。 本発明の弾性表面波素子複合装置のさらに別の実施形態を示す断面図。

符号の説明

１０・・・弾性表面波素子複合装置、２０・・・弾性表面波素子、２１・・・駆動ＩＣ（半導体装置の一例）、３０・・・くし歯電極、３１，３２・・・反射器、４０・・・基板、５１・・・第１絶縁膜、８２・・・第２絶縁膜、８３・・・圧電薄膜、８４・・・電極膜

Claims (9)

1. 基板と、前記基板に設けられたくし歯電極と圧電薄膜とを有する弾性表面波素子であって、
   前記くし歯電極と前記基板の間に設けられた第１絶縁膜と、
   前記くし歯電極と前記圧電薄膜の間に設けられた第２絶縁膜と、
   を備えることを特徴とする弾性表面波素子。
2. 前記圧電薄膜に接する前記第２絶縁膜の部分が平坦化されていることを特徴とする請求項１に記載の弾性表面波素子。
3. 前記圧電薄膜の上には、電極膜が形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の弾性表面波素子。
4. 前記基板は、半導体基板であることを特徴とする請求項３に記載の弾性表面波素子。
5. 前記第１絶縁膜または前記第２絶縁膜は、水分不透過膜を有していることを特徴とする請求項４に記載の弾性表面波素子。
6. 基板と前記基板に設けられたくし歯電極と圧電薄膜とを有する弾性表面波素子と、前記基板に設けられた半導体装置と、を備える弾性表面波素子複合装置であって、
   前記弾性表面波素子は、
   前記くし歯電極と前記基板の間に設けられた第１絶縁膜と、
   前記くし歯電極と前記圧電薄膜の間に設けられた第２絶縁膜と、
   を備えることを特徴とする弾性表面波素子複合装置。
7. 前記弾性表面波素子の前記くし歯電極と、前記半導体装置の配線が、同一層に形成されていることを特徴とする請求項６に記載の弾性表面波素子複合装置。
8. 前記圧電薄膜に接する前記第２絶縁膜の部分が平坦化されていることを特徴とする請求項７に記載の弾性表面波素子複合装置。
9. 前記圧電薄膜の上には、電極膜が形成されていることを特徴とする請求項８に記載の弾性表面波素子複合装置。

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