JP2006128809A - 弾性表面波素子および通信装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 圧電基板2の一方主面に励振電極3と入力パッド部と出力パッド部とを具備するフィルタ領域が形成され、他方主面に半導体層22が形成された弾性表面波素子1を、実装用基体上に一方主面を対面させて実装している弾性表面波装置である。弾性表面波素子1の作製工程で発生する焦電破壊を防止するために圧電基板2の他方主面に設けられていた導体層に代えて、キャリア移動度の小さい半導体層2を形成したことによって、フィルタ領域の入力パッド部および出力パッド部間に形成されていた寄生容量による入力パッド部および出力パッド部間の結合量を大幅に小さくすることができ、これにより、通過帯域外減衰量を改善することができる。
【選択図】 図1
Description
図8に本発明の弾性表面波素子の実施の形態の例1における弾性表面波素子の一方主面の上面図を示す。また、この例1における弾性表面波素子の断面図を図1に示す。また、この例1の弾性表面波素子を実装した弾性表面波装置の断面図を図2に示す。
例1では圧電基板2の他方主面の全面に半導体層22が形成されている場合を示したが、半導体層22のキャリア移動度を充分に下げることができない場合には、半導体層22をパターニングして、他方主面の一部に半導体層22の非形成領域を設けることが有効である。通過帯域外減衰量特性を改善し、かつ焦電破壊を防止するのに有効な非形成領域のパターンとしては、例えば、図3に他方主面の上面図で示すような、圧電基板2の一方主面上の入力パッド部5や出力パッド部6に対向する他方主面の領域5aや6aを非形成領域として半導体層22を形成しないものや、図4に同様の上面図で示すような、これらの領域5a,6aを周りの半導体層22から分離するように非形成領域を設けるものや、図5に同様の上面図で示すように、圧電基板2の一方主面のフィルタ領域9の入力パッド部5から共振器の励振電極3まで直流的に接続されている部分の全体に対向する領域5bおよびフィルタ領域9の出力パッド部6から共振器の励振電極3まで直流的に接続されている部分の全体に対向する領域6bを除いた単純なパターンのものや、図6に同様の上面図で示すように、寄生容量を介した容量的な結合をさらに確実に抑えるために、圧電基板2の一方主面のフィルタ領域9に対向する領域9aを除いて、圧電基板2の他方主面に半導体層22を形成したものや、図7に同様の上面図で示すような、半導体層22の非形成領域を複数点在させて寄生容量を形成する可能性のある面積を小さくしたものが挙げられる。
図9に本発明の弾性表面波素子の実施の形態の例3における弾性表面波素子の一方主面を示す上面図を示す。本例では、圧電基板2の他方主面側の構成は図8に示す例と同様とし、圧電基板2の一方主面側で全ての励振電極3が環状導体7と直流的に導通するように、共振器を形成する励振電極3と環状導体7とを抵抗体10を介して接続した。また、環状電極7は実装用基体31の基体側環状導体32に接続して接地電位としている。このように、励振電極3が抵抗体10を介して環状導体7に電気的に接続されており、この環状導体7が接地電位とされているものとすることにより、圧電基板2の一方主面から実装用基体31の接地電極に電荷を逃がすことができるため、弾性表面波素子1の焦電破壊を効果的に防止することができる。
本例4の断面図および上面図は例1と同様であるが、半導体層22の作製方法が異なる。
例2では寄生容量を形成する可能性のある半導体層22の形成面積を小さくすることで通過帯域外減衰量特性を改善したが、圧電基板2として、一方主面側が圧電材料から成り、他方主面がこの圧電材料よりも比誘電率が小さい他の材料から成る複合基板を用いると、半導体層22と圧電基板2の一方主面に形成されたパッド部5,6との間の実効比誘電率を小さくできるため、寄生容量を小さくすることができ、通過帯域外減衰量特性を改善することができる。
まず、38.7°YカットX伝搬タンタル酸リチウム単結晶基板から成る圧電基板2(基板厚みは250μm)の一方主面にスパッタリング法により基板側からTi/Al−1質量%Cu/Ti/Al−1質量%Cuからなる4層の導体層を成膜した。層厚はそれぞれ6nm/209nm/6nm/209nmである。次に、この導体層をフォトリソグラフィとRIEとによりパターニングして、それぞれ励振電極3と入力パッド部5と出力パッド部6とを具備するフィルタ領域9を有する多数の弾性表面波素子領域を形成した。このときのエッチングガスにはBCl3およびCl2の混合ガスを用いた。励振電極3を形成する櫛歯状電極の電極指の線幅および隣り合う電極指間の距離はどちらも約1μmである。
本実施例では、弾性表面波素子1の上面図は環状導体7を設けないことを除いて図8と同様であるが、封止構造が異なっている。本実施例では、図11に断面図で示したように、環状導体7を用いる代わりに励振電極3を局部的に保護するための環状絶縁体41およびカバー部材42からなる封止構造を用いて励振電極3を保護し、その周りを外装樹脂34によって保護し、外装樹脂34の上面から入力パッド部5、出力パッド部6および接地電極パッド部(図示せず)に達する貫通孔を設け、その中に導体柱43を充填することにより接続電極とした。このような構造とすることにより、環状導体7を用いる場合よりも小型な弾性表面波装置40とすることができる。
2:圧電基板
3:励振電極
4:接続電極
5:入力パッド部
6:出力パッド部
7:環状導体
8:接地電極パッド
9:フィルタ領域
10:抵抗体
22:半導体層
30:保護膜
31:実装用基体
32:基体側環状導体
33:ろう材
34:外装樹脂
40:弾性表面波装置
41:環状絶縁体
42:カバー部材
43:導体柱
5a:入力パッド部に対向する領域
5b:入力パッド部から前記励振電極まで直流的に接続されている部分に対向する領域
6a:出力パッド部に対向する領域
6b:出力パッド部から前記励振電極まで直流的に接続されている部分に対向する領域
9a:フィルタ領域に対向する領域
Claims (5)
- 圧電基板の一方主面に励振電極と入力パッド部と出力パッド部とを具備するフィルタ領域が形成され、他方主面に半導体層が形成されていることを特徴とする弾性表面波素子。
- 前記半導体層は、シリコン,ゲルマニウム,酸化チタン,酸化亜鉛,窒化アルミニウムのうち少なくとも1つまたはそれを主成分とする材料からなることを特徴とする請求項1記載の弾性表面波素子。
- 前記半導体層は、酸素含有量が化学量論比組成より少ない、タンタル酸リチウム単結晶またはニオブ酸リチウム単結晶または四ホウ酸リチウム単結晶から成ることを特徴とする請求項1記載の弾性表面波素子。
- 前記圧電基板は、前記一方主面側が圧電材料から成り、前記他方主面側が前記圧電材料より比誘電率が小さい他の材料から成ることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の弾性表面波素子。
- 請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の弾性表面波素子を有する、受信回路および送信回路の少なくとも一方を備えたことを特徴とする通信装置。
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