JP2014013991A - ラム波デバイスおよびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の一実施形態に係るラム波デバイスは、圧電機能層110と、支持体120とを具備する。圧電機能層は、圧電基板11と、IDT電極12と、切欠き部14とを有する。IDT電極は、圧電基板の表面に配置される。切欠き部14は、圧電基板に設けられ、圧電基板の表面と裏面との間を連絡する段差面140を含む。支持体は、支持面201と、キャビティ部23とを有する。支持面は、圧電基板の裏面に接合され、切欠き部14を介して圧電基板の表面側に露出する。キャビティ部は、支持面に隣接して設けられ、圧電基板を介してIDT電極と対向する。
【選択図】図2
Description
上記圧電機能層は、圧電基板と、IDT電極と、切欠き部とを有する。上記圧電基板は、第1の面と、上記第1の面に対向する第2の面とを有する。上記IDT電極は、上記第1の面に配置される。上記切欠き部は、上記圧電基板に設けられ、上記第1の面と上記第2の面との間を連絡する段差面を含む。
上記支持体は、支持面と、キャビティ部とを有する。上記支持面は、上記第2の面に接合され、上記切欠き部を介して上記第1の面側に露出する。上記キャビティ部は、上記支持面に隣接して設けられ、上記圧電基板を介して上記IDT電極と対向する。
上記切欠き部を利用して上記圧電基板の厚みが測定される。
上記圧電基板の厚みに応じて設定された電極間隔のIDT電極が上記圧電基板の表面に形成される。
上記圧電機能層は、圧電基板と、IDT電極と、切欠き部とを有する。上記圧電基板は、第1の面と、上記第1の面に対向する第2の面とを有する。上記IDT電極は、上記第1の面に配置される。上記切欠き部は、上記圧電基板に設けられ、上記第1の面と上記第2の面との間を連絡する段差面を含む。
上記支持体は、支持面と、キャビティ部とを有する。上記支持面は、上記第2の面に接合され、上記切欠き部を介して上記第1の面側に露出する。上記キャビティ部は、上記支持面に隣接して設けられ、上記圧電基板を介して上記IDT電極と対向する。
上記切欠き部を利用して上記圧電基板の厚みが測定される。
上記圧電基板の厚みに応じて設定された電極間隔のIDT電極が上記圧電基板の表面に形成される。
図1および図2は、本発明の一実施形態に係るラム波デバイスの構成を示す概略図であり、図1は平面図、図2は図1における[A]−[A]線方向の断面図である。各図においてX,YおよびZの各軸方向は、相互に直交する3軸方向を示しており、Z軸方向はラム波デバイスの厚み方向(高さ方向)に相当する。
本実施形態のラム波デバイス100は、圧電機能層110と、支持体120とを有する。本実施形態においてラム波デバイス100は、携帯機器の送受信用フィルタに用いられるラム波型共振器として構成される。
圧電基板11は、圧電材料で構成され、本実施形態では、タンタル酸リチウム(LT)、ニオブ酸リチウム(LN)等の圧電性単結晶材料が用いられる。これ以外にも、圧電材料として、窒化アルミニウム(AlN)や酸化亜鉛(ZnO)、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)等が適用可能である。圧電基板11の厚みは特に限定されず、本実施形態では約1μmである。
IDT電極12は、圧電基板11の表面11A(第1の面)に配置され、一対の櫛形電極12a,12bを有する。櫛形電極12a,12bは、それぞれ複数の電極指13a,13bを有し、一方の電極指13aと他方の電極指13bとが所定の間隔をおいて交互に配列するように相互に対向して配置されている。電極指13a,13bの間隔(電極ピッチp)は、圧電基板11の厚み、励振されるラム波の伝播速度、圧電機能層110の共振周波数等に応じて設定される。電極指13a,13bの数は図示の例に限られず、より多くの本数で構成されてもよい。
Fr=V/λ …(1)
の関係を満たす。
支持体120は、圧電機能層110を支持する支持基板21と、圧電機能層110と支持基板21との間を接合する接合層22とを有する。
ラム波デバイスの共振周波数(Fr)は、(1)式で示したようにラム波の伝播速度(V)と波長(λ)によって定まり、波長(λ)は、IDT電極12の電極指13a,13bの電極ピッチp(図2)で設定される。すなわちラム波型共振素子の周波数特性は、圧電基板11の厚み、IDT電極の電極ピッチにそれぞれ独立に依存する。
しかしながら、圧電基板の厚みを精度よく管理することは容易ではなく、目的とする厚みの圧電基板を得るためには加工コストの増大と生産性の低下が避けられない。また圧電基板の厚みが面内でばらつくと、伝播速度(V)が変動し、所望の共振周波数が得られにくくなる。
そこで本実施形態では、圧電基板の厚みを実際に測定し、その実測値に応じてIDT電極の電極ピッチを調整することによって、目的とする共振周波数を有するラム波デバイスを得るようにしている。
次に、以上のように構成されるラム波デバイス100の製造方法について説明する。本実施形態においてラム波デバイス100は、ウェーハレベルで複数個の素子が同時に作製され、作製後は素子毎に個片化(チップ化)される。
図6および図7は、本発明の第1の実施形態に係るラム波デバイスの構成を示す概略図である。図6はウェーハレベルにおける隣接する2つの素子領域を示す平面図であり、図7は図6における[B]−[B]線方向の断面図である。また図8はウェーハ状態の圧電基板の平面図である。
図10および図12は、本発明の第3の実施形態に係るラム波デバイスの構成を示す概略図である。図10はウェーハレベルにおける隣接する2つの素子領域を示す平面図であり、図11は図10における[C]−[C]線方向の断面図である。また図12は上記ラム波デバイスの要部拡大断面図である。
図13および図14は、本発明の第4の実施形態に係るラム波デバイスの構成を示す概略図であり、図13は平面図、図14は図13における[D]−[D]線方向の断面図である。以下、第1の実施形態と異なる構成について主に説明し、上述の実施形態と同様の構成については同様の符号を付しその説明を省略または簡略化する。
12…IDT電極
14,24,34,44…切欠き部
15a,15b…外部接続端子
21…支持基板
22…接合層
23…キャビティ部
44…充填材
100,200,300,400…ラム波デバイス
110…圧電機能層
120…支持体
201…支持面
Claims (11)
- 第1の面と前記第1の面に対向する第2の面とを有する圧電基板と、前記第1の面に配置されたIDT電極と、前記圧電基板に設けられ前記第1の面と前記第2の面との間を連絡する段差面を含む切欠き部と、を有する圧電機能層と、
前記第2の面に接合され前記切欠き部を介して前記第1の面側に露出する支持面と、前記支持面に隣接して設けられ前記圧電基板を介して前記IDT電極と対向するキャビティ部と、を有する支持体と
を具備するラム波デバイス。 - 請求項1に記載のラム波デバイスであって、
前記第1の面は、前記キャビティ部と対向する第1の領域と、前記第1の領域の外側を囲む第2の領域とを有し、
前記IDT電極は、前記第1の領域に配置され、
前記切欠き部は、前記第2の領域に設けられる
ラム波デバイス。 - 請求項1又は2に記載のラム波デバイスであって、
前記切欠き部は、円形又は矩形の開口部を有する貫通孔である
ラム波デバイス。 - 請求項3に記載のラム波デバイスであって、
前記貫通孔は30μm以上の開口幅を有する
ラム波デバイス。 - 請求項1又は2に記載のラム波デバイスであって、
前記切欠き部は、直線的な溝部又は段部である
ラム波デバイス。 - 請求項1〜5のいずれか1項に記載のラム波デバイスであって、
前記切欠き部は、複数の切欠き部を含み、
前記複数の切欠き部は、前記圧電基板上の複数の位置に設けられる
ラム波デバイス。 - 請求項1〜6のいずれか1項に記載のラム波デバイスであって、
前記切欠き部に配置され、前記IDT電極と電気的に接続される外部接続端子をさらに具備する
ラム波デバイス。 - 請求項1〜6のいずれか1項に記載のラム波デバイスであって、
前記圧電機能層は、前記切欠き部に充填された充填層をさらに有し、
前記充填層は、前記圧電基板よりも熱膨張係数が小さい材料で形成される
ラム波デバイス。 - 請求項1〜9のいずれか1項に記載のラム波デバイスであって、
前記支持面は、前記支持体に設けられた接着材料層を含む
ラム波デバイス。 - 支持体に積層された所定厚みの圧電基板に切欠き部を形成し、
前記切欠き部を利用して前記圧電基板の厚みを測定し、
前記圧電基板の厚みに応じて設定された電極間隔のIDT電極を前記圧電基板の表面に形成する
ラム波デバイスの製造方法。 - 請求項10に記載のラム波デバイスの製造方法であって、
前記切欠き部を形成する工程は、前記切欠き部をドライエッチング法で形成する
ラム波型デバイスの製造方法。
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