JP2019091992A - 弾性波デバイスおよびその製造方法、フィルタ並びにマルチプレクサ - Google Patents
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Abstract
【課題】弾性波共振器への水分等の侵入を抑制すること。【解決手段】本発明は、第１面および側面１０ｅを有する第１基板１０と、前記第１基板１０の第１面に設けられた弾性波共振器と、前記弾性波共振器を覆い、前記第１基板１０の側面１０ｅのうち少なくとも前記第１面側の側面１０ｃと接する第１絶縁体膜１６と、を備える弾性波デバイスである。【選択図】図１
Description
本発明は、弾性波デバイスおよびその製造方法、フィルタ並びにマルチプレクサに関し、例えば基板に設けられた弾性波共振器を有する弾性波デバイスおよびその製造方法、フィルタ並びにマルチプレクサに関する。
近年、スマートフォンや携帯電話に代表される移動体通信機器のフィルタ等には、弾性波共振器を有する弾性波デバイスが用いられている。弾性波共振器を覆うように絶縁体膜を設けることが知られている（例えば特許文献１から３）。
絶縁体膜が弾性波共振器を覆うことで、大気中の水分等により弾性波共振器の特性が変動することを抑制できる。しかしながら、基板の周縁において、基板と絶縁体膜の界面から弾性波共振器に水分等が侵入する可能性がある。
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、弾性波共振器への水分等の侵入を抑制することを目的とする。
本発明は、第１面および側面を有する第１基板と、前記第１基板の第１面に設けられた弾性波共振器と、前記弾性波共振器を覆い、前記第１基板の側面のうち少なくとも前記第１面側の側面と接する第１絶縁体膜と、を備える弾性波デバイスである。
上記構成において、前記側面は、前記第１面側に設けられた第１側面と、前記第１面の反対の面である第２面側に設けられ、前記第１基板の中心からみたとき前記第１側面より外側に位置する第２側面と、を含み、前記第１絶縁体膜は、前記第１側面に接し、前記第２側面には設けられていない構成とすることができる。
上記構成において、前記第１基板の前記第１面の反対の面である第２面に接合された第２基板を備え、
前記第１絶縁体膜は、前記第１基板の側面に接する構成とすることができる。
前記第１絶縁体膜は、前記第１基板の側面に接する構成とすることができる。
上記構成において、前記第２基板の側面の少なくとも前記第１基板の反対側の側面は前記第１基板の中心からみたとき前記第１基板の側面より外側に位置し、前記第１絶縁体膜は、前記第２基板の側面の少なくとも前記第１基板の反対側の側面に設けられていない構成とすることができる。
上記構成において、前記第１基板と前記第２基板との間に設けられた第２絶縁体膜を備え、前記第１絶縁体膜と前記第２絶縁体膜とは接する構成とすることができる。
上記構成において、前記第１絶縁体膜と前記第２絶縁体膜とは同じ材料からなる構成とすることができる。
上記構成において、前記第１基板は圧電体基板であり、前記弾性波共振器は、前記第１基板の第１面に設けられた弾性波を励振するＩＤＴを有する弾性表面波共振器を含む構成とすることができる。
上記構成において、前記弾性波共振器は、前記第１基板の第１面に設けられた第１電極および第２電極と前記第１電極および前記第２電極に挟まれた圧電膜とを有する圧電薄膜共振器を含む構成とすることができる。
上記構成において、前記第１絶縁体膜は、無機絶縁体膜である構成とすることができる。
本発明は、上記弾性波デバイスを含むフィルタである。
本発明は、上記フィルタを含むマルチプレクサである。
本発明は、基板の第１面に弾性波共振器を形成する工程と、前記基板の第１面に前記弾性波共振器を囲むように溝を形成する工程と、前記弾性波共振器を覆い前記溝の側面に接するように絶縁体膜を形成する工程と、前記溝の底面において前記基板を切断する工程と、を含む弾性波デバイスの製造方法である。
本発明によれば、弾性波共振器への水分等の侵入を抑制することができる。
以下図面を参照し、本発明の実施例について説明する。
図１（ａ）は、実施例１に係る弾性波デバイスの平面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ断面図である。図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、基板１０は、例えばタンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）基板、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）基板または水晶基板等の圧電基板である。基板１０は、上面１０ａ（第１面）、上面１０ａの反対の面である下面１０ｂ（第２面）および側面１０ｅを有する。基板１０の厚さは例えば１００μｍから２５０μｍである。基板１０の上面１０ａの周縁には溝１１が形成されている。溝１１の深さは例えば１０μｍから１００μｍである。側面１０ｅは、上面１０ａ側の側面１０ｃ（溝１１の側面）と下面１０ｂ側の側面１０ｄを有している。側面１０ｃと１０ｄとの間は溝１１の底面において段差となっている。これにより、側面１０ｄは側面１０ｃより外側に位置している。側面１０ｃと１０ｄとの距離は例えば１０μｍから３０μｍである。
基板１０の上面１０ａ上に弾性表面波共振器５２が設けられている。弾性表面波共振器５２は、ＩＤＴ（Interdigital Transducer）２６および反射器２８を有している。反射器２８はＩＤＴ２６の弾性波の伝搬方向の両側に設けられている。ＩＤＴ２６は一対の櫛型電極２４を有している。櫛型電極２４は、各々複数の電極指２４ａ、複数のダミー電極指２４ｂおよびバスバー２４ｃを有している。複数の電極指２４ａおよび複数のダミー電極指２４ｂはバスバー２４ｃに接続されている。一対の櫛型電極２４の一方に電極指２４ａは一対の櫛型電極２４の他方のダミー電極指２４ｂと電極指２４ａの延伸方向において対向している。ＩＤＴ２６のバスバー２４ｃには配線２４ｄが接続されている。配線２４ｄ上にはパッド２２が設けられている。図１（ａ）では、アポダイズ型の弾性表面波共振器を図示しているが、弾性表面波共振器は正規型でもよい。正規型の場合、ダミー電極指は設けられていなくてもよい。
ＩＤＴ２６、反射器２８および配線２４ｄは、基板１０の上面１０ａに設けられた金属膜２０により形成される。金属膜２０は、例えばアルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、ルテニウム（Ｒｕ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、白金（Ｐｔ）および金（Ａｕ）等の少なくとも１つを主成分とする単層または積層した金属膜である。金属膜２０は、例えば基板１０側からＴｉ膜およびＡｌ膜である、またはＲｕ膜およびＣｕ膜である。金属膜２０の膜厚は例えば３００ｎｍである。
基板１０上に弾性表面波共振器５２を覆うように絶縁体膜１６が設けられている。絶縁体膜１６は、上面１０ａの周縁、側面１０ｃおよび溝１１の底面において基板１０に接し、側面１０ｄには設けられていない。絶縁体膜１６は、耐湿性に優れた膜であり、例えば窒化シリコン（ＳｉＮｘ）、酸化シリコン（ＳｉＯ２）、酸化窒化シリコン（ＳｉＯｘＮｙ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）およびダイヤモンドライクカーボン等を主成分とする無機絶縁体膜（例えば金属酸化物膜または金属窒化物膜）である。絶縁体膜１６の膜厚は例えば１０ｎｍから１００ｎｍであり、例えば５０ｎｍである。
配線２４ｄ上の絶縁体膜１６に開口１７が設けられている。開口１７を介し配線２４ｄと接続するように、金属膜２０上にパッド２２が設けられている。パッド２２は、金属膜であり、例えば金属膜２０側からＴｉ膜およびＡｕ膜である。
［実施例１の製造方法］
図２（ａ）から図３（ｃ）は、実施例１に係る弾性波デバイスの製造方法を示す断面図である。図２（ａ）に示すように、基板１０は平坦な上面１０ａおよび下面１０ｂを有している。基板１０の上面１０ａ上に金属膜２０を形成する。金属膜２０は、例えば真空蒸着法またはスパッタリング法とリフトオフ法とを用い形成する。リフトオフ法の代わりに、ドライエッチング法等のエッチング法を用い、金属膜２０を所望の形状にパターニングしてもよい。これにより、金属膜２０から弾性表面波共振器５２が形成される。
図２（ａ）から図３（ｃ）は、実施例１に係る弾性波デバイスの製造方法を示す断面図である。図２（ａ）に示すように、基板１０は平坦な上面１０ａおよび下面１０ｂを有している。基板１０の上面１０ａ上に金属膜２０を形成する。金属膜２０は、例えば真空蒸着法またはスパッタリング法とリフトオフ法とを用い形成する。リフトオフ法の代わりに、ドライエッチング法等のエッチング法を用い、金属膜２０を所望の形状にパターニングしてもよい。これにより、金属膜２０から弾性表面波共振器５２が形成される。
金属膜２０を覆うように誘電体膜（不図示）が設けられていてもよい。誘電体膜は例えば共振周波数を調整するための周波数調整膜であり、例えば酸化シリコン膜または窒化シリコン膜である。誘電体膜は、例えば、スパッタリング法またはＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法を用い形成し、ドライエッチング法等のエッチング法を用い所望の形状にパターニングされる。
図２（ｂ）に示すように、弾性表面波共振器５２を囲むように基板１０の上面１０ａに溝１１を形成する。溝１１は、例えばダイシングブレードを用いたハーフダイシングにより形成する。溝１１は、エッチング法またはブラスト法を用い形成してもよい。
図２（ｃ）に示すように、基板１０上に弾性表面波共振器５２を覆うように絶縁体膜１６を形成する。絶縁体膜１６は、溝１１の側面１０ｃおよび底面、並びに溝１１近傍の基板１０の上面１０ａに接するように形成される。絶縁体膜１６は、例えばスパッタリング法、ＣＶＤ法またはＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）法を用い形成する。
図３（ａ）に示すように、金属膜２０上に絶縁体膜１６の開口１７を形成する。開口１７は、例えばドライエッチング法またはウェットエッチング法を用い形成する。
図３（ｂ）に示すように、開口１７上にパッド２２を形成する。パッド２２は、例えば真空蒸着法またはスパッタリング法とリフトオフ法とを用い形成する。
図３（ｃ）に示すように、溝１１内に基板１０を貫通する溝１３を形成する。溝１３は、例えばダイシングブレードを用いたフルダイシングにより形成する。これにより、基板１０が複数のチップ５０に分割される。劈開等により基板１０を分割してもよい。
図４は、実施例１に係る弾性波デバイスの製造方法を示す平面図である。図４に示すように、溝１３を形成することで、基板１０は複数のチップ５０に分割される。チップ５０はウエハ内にマトリックス状に設けられている。
［比較例１］
図５（ａ）は、比較例１に係る弾性波デバイスの平面図、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＡ−Ａ断面図である。図５（ａ）および図５（ｂ）に示すように、比較例１では、基板１０の上面１０ａに溝１１は形成されておらず、上面１０ａはほぼ平坦である。基板１０の周縁の領域６０に絶縁体膜１６は設けられておらず、領域６０の内側の領域６２において絶縁体膜１６は基板１０に接している。
図５（ａ）は、比較例１に係る弾性波デバイスの平面図、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＡ−Ａ断面図である。図５（ａ）および図５（ｂ）に示すように、比較例１では、基板１０の上面１０ａに溝１１は形成されておらず、上面１０ａはほぼ平坦である。基板１０の周縁の領域６０に絶縁体膜１６は設けられておらず、領域６０の内側の領域６２において絶縁体膜１６は基板１０に接している。
［比較例２］
図６は、比較例２に係る弾性波デバイスの断面図である。図６に示すように、比較例２では、基板１０の周縁の領域６４において絶縁体膜１６は基板１０に接している。比較例２では、基板１０を切断するときに、絶縁体膜１６にクラックおよび／または剥がれが生じる。このため、絶縁体膜１６と基板１０の界面から弾性表面波共振器５２に水分等が侵入する。
図６は、比較例２に係る弾性波デバイスの断面図である。図６に示すように、比較例２では、基板１０の周縁の領域６４において絶縁体膜１６は基板１０に接している。比較例２では、基板１０を切断するときに、絶縁体膜１６にクラックおよび／または剥がれが生じる。このため、絶縁体膜１６と基板１０の界面から弾性表面波共振器５２に水分等が侵入する。
そこで、比較例１では、図５（ｂ）のように、基板１０の周縁の領域６０に絶縁体膜１６を設けない。これにより、基板１０を切断するときに、絶縁体膜１６にクラックおよび／または剥離が生じることを抑制できる。しかしながら、領域６０を設けることになる。さらに、絶縁体膜１６と基板１０との界面からの水分等の侵入を抑制するため領域６２を設けることになる。これにより、チップサイズが大きくなる。
［比較例１と実施例１の比較］
比較例１と実施例１の寸法を比較する。図７（ａ）および図７（ｂ）は、それぞれ比較例１および実施例１の製造方法を示す断面図である。一点鎖線７０は、基板１０を切断するための溝１３の中心線である。図７（ａ）に示すように、比較例１では、基板１０を切断するためフルダイシングすると、ダイシングのための溝１３の幅Ｌ２は、例えば７５μｍである。領域６０および６２を設けるため隣のチップ５０のパッド２２間距離Ｌ１は例えば１５０μｍとなる。
比較例１と実施例１の寸法を比較する。図７（ａ）および図７（ｂ）は、それぞれ比較例１および実施例１の製造方法を示す断面図である。一点鎖線７０は、基板１０を切断するための溝１３の中心線である。図７（ａ）に示すように、比較例１では、基板１０を切断するためフルダイシングすると、ダイシングのための溝１３の幅Ｌ２は、例えば７５μｍである。領域６０および６２を設けるため隣のチップ５０のパッド２２間距離Ｌ１は例えば１５０μｍとなる。
図７（ｂ）に示すように、実施例１では、基板１０を切断するための溝１３を溝１１に設ける。このため、切断する基板１０の厚さが図７（ａ）より薄くなる。よって、ダイシングのための溝１３の幅Ｌ３は、図７（ａ）の幅Ｌ２より狭くてよい。幅Ｌ３は例えば５０μｍである。溝１１の幅Ｌ２は幅Ｌ３より広く例えば７５μｍである。溝１３を形成するときに絶縁体膜１６にクラックおよび／または剥離は生じても溝１１の底面内に収まるため、溝１１の底面に絶縁体膜１６が設けられていてもよい。絶縁体膜１６と基板１０とは、側面１０ｃにおいて接するため、比較例１の領域６２に相当する領域を設けなくてもよい。よって、隣のチップ５０のパッド２２間距離Ｌ１は例えば７７μｍとなる。
実施例１では、絶縁体膜１６と基板１０の側面１０ｃとが接している。これにより、絶縁体膜１６と基板１０の側面１０ｃとの界面から弾性表面波共振器５２への水分等の侵入を抑制することができる。さらに、比較例１のように溝１１を設けない場合に比べ、チップサイズを小型化しても比較例１と同程度の耐湿性を確保できる。
［実施例１の変形例１］
図８（ａ）から図１０（ｃ）は、実施例１の変形例に係る弾性波デバイスの断面図である。図８（ａ）に示すように、実施例１の変形例１では、絶縁体膜１６はパッド２２を覆うように設けられ、開口１７はパッド２２上に設けられている。このように、絶縁体膜１６はパッド２２上に設けられていてもよい。その他の構成は実施例１と同じであり説明を省略する。
図８（ａ）から図１０（ｃ）は、実施例１の変形例に係る弾性波デバイスの断面図である。図８（ａ）に示すように、実施例１の変形例１では、絶縁体膜１６はパッド２２を覆うように設けられ、開口１７はパッド２２上に設けられている。このように、絶縁体膜１６はパッド２２上に設けられていてもよい。その他の構成は実施例１と同じであり説明を省略する。
［実施例１の変形例２］
図８（ｂ）に示すように、実施例１の変形例２では、基板１２は上面１２ａ、上面１２ａの反対の面である下面１２ｂおよび側面１２ｅを有する。基板１２の上面１２ａに基板１０の下面１０ｂが直接接合されている。基板１０と１２とは例えば常温接合されている基板１０の厚さは、例えば１μｍから１００μｍである。基板１２は、例えばシリコン基板、サファイア基板、アルミナ基板、スピネル基板、ガラス基板または水晶基板である。基板１２は基板１０より弾性表面波の伝搬方向における線熱膨張係数が小さい。これにより、弾性表面波共振器５２の共振周波数等の周波数温度係数を小さくできる。基板１０の厚さを例えば弾性表面波の波長程度以下とすることにより、スプリアスを抑制できる。
図８（ｂ）に示すように、実施例１の変形例２では、基板１２は上面１２ａ、上面１２ａの反対の面である下面１２ｂおよび側面１２ｅを有する。基板１２の上面１２ａに基板１０の下面１０ｂが直接接合されている。基板１０と１２とは例えば常温接合されている基板１０の厚さは、例えば１μｍから１００μｍである。基板１２は、例えばシリコン基板、サファイア基板、アルミナ基板、スピネル基板、ガラス基板または水晶基板である。基板１２は基板１０より弾性表面波の伝搬方向における線熱膨張係数が小さい。これにより、弾性表面波共振器５２の共振周波数等の周波数温度係数を小さくできる。基板１０の厚さを例えば弾性表面波の波長程度以下とすることにより、スプリアスを抑制できる。
溝１１の底面は基板１２の上面１２ａである。絶縁体膜１６は、基板１０の側面１０ｅに接し、基板１２の側面１２ｅには設けられていない。その他の構成は実施例１と同じであり説明を省略する。
[実施例１の変形例３]
図８（ｃ）に示すように、実施例１の変形例３では、溝１１の底面が基板１２の途中まで達している。このため、基板１２の側面１２ｅは、上面１２ａ側の側面１２ｃと下面１２ｂ側の側面１２ｄを有する。絶縁体膜１６は、基板１０の側面１０ｅおよび基板１２の側面１２ｃに接し、基板１２の側面１２ｄには設けられていない。その他の構成は実施例１の変形例２と同じであり説明を省略する。
図８（ｃ）に示すように、実施例１の変形例３では、溝１１の底面が基板１２の途中まで達している。このため、基板１２の側面１２ｅは、上面１２ａ側の側面１２ｃと下面１２ｂ側の側面１２ｄを有する。絶縁体膜１６は、基板１０の側面１０ｅおよび基板１２の側面１２ｃに接し、基板１２の側面１２ｄには設けられていない。その他の構成は実施例１の変形例２と同じであり説明を省略する。
[実施例１の変形例４]
図９（ａ）に示すように、実施例１の変形例４では、基板１０と１２との間に絶縁体膜１８が設けられている。基板１０と絶縁体膜１８とは接し、基板１２と絶縁体膜１８とは接している。絶縁体膜１８は、耐湿性に優れた膜であり、例えば窒化シリコン、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、酸化アルミニウムおよびダイヤモンドライクカーボン等を主成分とする無機絶縁体膜である。絶縁体膜１８の膜厚は例えば１０ｎｍから１００ｎｍであり、例えば５０ｎｍである。
図９（ａ）に示すように、実施例１の変形例４では、基板１０と１２との間に絶縁体膜１８が設けられている。基板１０と絶縁体膜１８とは接し、基板１２と絶縁体膜１８とは接している。絶縁体膜１８は、耐湿性に優れた膜であり、例えば窒化シリコン、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、酸化アルミニウムおよびダイヤモンドライクカーボン等を主成分とする無機絶縁体膜である。絶縁体膜１８の膜厚は例えば１０ｎｍから１００ｎｍであり、例えば５０ｎｍである。
溝１１は、絶縁体膜１８の途中まで達している。溝１１の底面において、絶縁体膜１６と１８とは接している。絶縁体膜１６は基板１０の側面１０ｅに接し、基板１２の側面１２ｅには設けられていない。その他の構成は、実施例１の変形例２と同じであり説明を省略する。
[実施例１の変形例５]
図９（ｂ）に示すように、実施例１の変形例５では、溝１１は、絶縁体膜１８を貫通し基板１２の途中まで達している。溝１１の底面において、絶縁体膜１６と基板１２とは接している。絶縁体膜１６は、基板１０の側面１０ｅ、絶縁体膜１８の側面および基板１２の側面１２ｃに接し、基板１２の側面１２ｄには設けられていない。その他の構成は実施例１の変形例４と同じであり説明を省略する。
図９（ｂ）に示すように、実施例１の変形例５では、溝１１は、絶縁体膜１８を貫通し基板１２の途中まで達している。溝１１の底面において、絶縁体膜１６と基板１２とは接している。絶縁体膜１６は、基板１０の側面１０ｅ、絶縁体膜１８の側面および基板１２の側面１２ｃに接し、基板１２の側面１２ｄには設けられていない。その他の構成は実施例１の変形例４と同じであり説明を省略する。
実施例１の変形例４および５では、絶縁体膜１６および１８が基板１０および弾性表面波共振器５２を覆うため弾性表面波共振器５２の耐湿性をより向上できる。また、基板１２を切断するときに、絶縁体膜１６および１８が基板１０から剥離されることが抑制できる。特に、絶縁体膜１６と１８とが同じ材料からなる場合、絶縁体膜１６と１８との密着性が高くなる。よって、弾性表面波共振器５２の耐湿性をより向上できる。
実施例１およびその変形例１から５のように、弾性波共振器を弾性表面波共振器とすることができる。基板１０上に金属膜２０を覆うように誘電体膜が設けられていてもよい。誘電体膜は金属膜２０より薄くてもよい。また、誘電体膜は金属膜２０より厚くてもよい。誘電体膜が金属膜２０より厚い場合、誘電体膜を酸化シリコン膜（弗素等の元素が添加されていてもよい）とすることにより、周波数温度特性を抑制できる。
［実施例１の変形例６］
図１０（ａ）に示すように、実施例１の変形例６では、基板１０上に圧電薄膜共振器５４が設けられている。圧電薄膜共振器５４は、下部電極３２、圧電膜３４および上部電極３６を有する。下部電極３２は、基板１０上に空隙３０を介し設けられている。圧電膜３４は下部電極３２上に設けられている。上部電極３６は圧電膜３４上に設けられている。圧電膜３４の少なくとも一部を挟み下部電極３２と上部電極３６とが対向する領域は弾性波が共振する共振領域３５である。平面視において、共振領域３５は空隙３０に含まれる。下部電極３２および上部電極３６上にパッド２２が設けられている。
図１０（ａ）に示すように、実施例１の変形例６では、基板１０上に圧電薄膜共振器５４が設けられている。圧電薄膜共振器５４は、下部電極３２、圧電膜３４および上部電極３６を有する。下部電極３２は、基板１０上に空隙３０を介し設けられている。圧電膜３４は下部電極３２上に設けられている。上部電極３６は圧電膜３４上に設けられている。圧電膜３４の少なくとも一部を挟み下部電極３２と上部電極３６とが対向する領域は弾性波が共振する共振領域３５である。平面視において、共振領域３５は空隙３０に含まれる。下部電極３２および上部電極３６上にパッド２２が設けられている。
基板１０は、例えばシリコン基板、サファイア基板、アルミナ基板、スピネル基板、ガラス基板または水晶基板である。下部電極３２および上部電極３６は、例えばＲｕ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔａ、Ｐｔ、ロジウム（Ｒｈ）およびイリジウム（Ｉｒ）の少なくとも１つを主成分とする単層または積層した金属膜である。下部電極３２は、例えば基板１０側からＣｒ膜およびＲｕ膜である。上部電極３６は、例えば圧電膜３４側からＲｕ膜およびＣｒ膜である。
圧電膜３４は、例えば窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、チタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ3）を主成分とする。圧電膜３４がＡｌＮを主成分とする場合、共振特性の向上または圧電性の向上のため他の元素を含んでもよい。例えば、添加元素として、Ｓｃ（スカンジウム）、２族元素もしくは１２族元素と４族元素との２つの元素、または２族元素もしくは１２族元素と５族元素との２つの元素を用いることにより、圧電膜３４の圧電性が向上する。このため、圧電薄膜共振器の実効的電気機械結合係数を向上できる。２族元素は、例えばＣａ（カルシウム）、Ｍｇ（マグネシウム）またはＳｒ（ストロンチウム）である。１２族元素は例えばＺｎ（亜鉛）である。４族元素は、例えばＴｉ、Ｚｒ（ジルコニウム）またはＨｆ（ハフニウム）である。５族元素は、例えばＴａ、Ｎｂ（ニオブ）またはＶ（バナジウム）である。さらに、圧電膜３４は、窒化アルミニウムを主成分とし、Ｂ（ボロン）を含んでもよい。
その他の構成は実施例１と同じであり説明を省略する。
［実施例１の変形例７］
図１０（ｂ）に示すように、実施例１の変形例７では、基板１０と基板１２の間に絶縁体膜１８が設けられている。基板１０と絶縁体膜１８とは接し、基板１２と絶縁体膜１８とは接している。溝１１の底面は絶縁体膜１８の途中まで達している。基板１２は、例えばシリコン基板、サファイア基板、アルミナ基板、スピネル基板、ガラス基板または水晶基板である。その他の構成は、実施例１の変形例４および６と同じであり説明を省略する。
図１０（ｂ）に示すように、実施例１の変形例７では、基板１０と基板１２の間に絶縁体膜１８が設けられている。基板１０と絶縁体膜１８とは接し、基板１２と絶縁体膜１８とは接している。溝１１の底面は絶縁体膜１８の途中まで達している。基板１２は、例えばシリコン基板、サファイア基板、アルミナ基板、スピネル基板、ガラス基板または水晶基板である。その他の構成は、実施例１の変形例４および６と同じであり説明を省略する。
［実施例１の変形例８］
図１０（ｃ）に示すように、実施例１の変形例８では、溝１１は基板１２の途中まで達している。その他の構成は、実施例１の変形例７と同じであり説明を省略する。
図１０（ｃ）に示すように、実施例１の変形例８では、溝１１は基板１２の途中まで達している。その他の構成は、実施例１の変形例７と同じであり説明を省略する。
実施例１の変形例６から８のように、弾性波共振器を圧電薄膜共振器とすることができる。空隙３０は、基板１０の上面１０ａに形成された凹部内に設けられていてもよい。空隙３０の代わりに圧電膜３４内の弾性波を反射する音響多層膜が設けられていてもよい。共振領域３５の平面形状は、例えば楕円形状、円形状または多角形状とすることができる。
実施例１の変形例２から８において、実施例１の変形例１のように、パッド２２上に絶縁体膜１６を設け、絶縁体膜１６に開口１７を設けてもよい。
実施例１およびその変形例によれば、絶縁体膜１６（第１絶縁体膜）は、弾性表面波共振器５２または圧電薄膜共振器５４等の弾性波共振器を覆い、基板１０（第１基板）の側面１０ｅのうち少なくとも上面１０ａ（第１面）側の側面１０ｃと接する。これにより、弾性波共振器への水分等の侵入を抑制することができる。また、図７（ａ）および図７（ｂ）において説明したように、チップ５０を小型化できる。
また、実施例１およびその変形例１および６によれば、基板１０の側面１０ｅは、上面１０ａ側に設けられた側面１０ｃ（第１側面）と、下面１０ｂ（第２面）側に設けられ、基板１０の中心からみたとき側面１０ｃより外側に位置する側面１０ｄ（第２側面）と、を含む。絶縁体膜１６は、側面１０ｃに接し、側面１０ｄには設けられていない。これにより、基板１０を切断するときの絶縁体膜１６のクラックおよび／または剥離が側面１０ｃまで達することを抑制できる。よって、弾性波共振器への水分等の侵入を抑制することができる。
実施例１の変形例２−５、７および８のように、基板１２(第２基板)が基板１０の下面１０ｂに接合されている。絶縁体膜１６は、基板１０の側面１０ｅに接する。このように、基板１２の上面１２ａ上に基板１０が設けられていてもよい。基板１２および基板１０は、同じ材料からなる基板でもよく、異なる材料からなる基板でもよい。
また、基板１２の側面１２ｅの少なくとも基板１０の反対側の側面１２ｄは基板１０の中心からみたとき基板１０の側面１０ｅより外側に位置する。絶縁体膜１６は、基板１２の側面１２ｄに設けられていない。これにより、基板１０を切断するときの絶縁体膜１６のクラックおよび／または剥離が側面１０ｃまで達することを抑制できる。
実施例１の変形例４、５、７および８のように、絶縁体膜１８（第２絶縁体膜）は、基板１０と１２との間に設けられている。絶縁体膜１６と１８とは接している。これにより、弾性波共振器の耐湿性をより向上させることができる。
絶縁体膜１６と１８とは同じ材料からなることが好ましい。これにより、絶縁体膜１６と１８との密着性が向上し、絶縁体膜１６と１８との間に界面が形成されない。よって、基板１０と絶縁体膜１６および１８との間への水分の侵入をより抑制できる。
実施例１の変形例２−５のように、基板１０は圧電体基板であり、弾性波共振器は、基板１０の上面１０ａに設けられた弾性波を励振するＩＤＴ２６を有する弾性表面波共振器５２を含む。これにより、弾性表面波共振器５２の耐湿性を向上できる。
実施例１の変形例６から８のように、弾性波共振器は、基板１０の上面１０ａに設けられた下部電極３２（第１電極）および上部電極３６（第２電極）と圧電膜３４とを有する圧電薄膜共振器５４を含む。これにより、圧電薄膜共振器５４の耐湿性を向上できる。
絶縁体膜１６は、無機絶縁体膜である。これにより、弾性波共振器の耐湿性をより向上できる。
図２（ａ）のように、基板１０の上面１０ａに弾性波共振器を形成する。図２（ｂ）のように、基板１０の上面１０ａに弾性波共振器を囲むように溝１１を形成する。図２（ｃ）のように、弾性波共振器を覆い溝１１の側面１０ｃに接するように絶縁体膜１６を形成する。図３（ｃ）のように、溝１１の底面において基板１０を切断する。これにより、実施例１およびその変形例に係る弾性波デバイスを製造できる。
実施例１およびその変形例の図では、１つの基板１０の上面１０ａに１つの弾性波共振器が設けられている例を図示しているが、１つの基板１０にフィルタを形成する場合、１つの基板１０の上面１０ａには複数の弾性波共振器が設けられていてもよい。
実施例２は、実施例１およびその変形例の弾性波共振器を用いたフィルタおよびデュプレクサの例である。図１１（ａ）は、実施例２に係るフィルタの回路図である。図１１（ａ）に示すように、入力端子Ｔ１と出力端子Ｔ２との間に、１または複数の直列共振器Ｓ１からＳ４が直列に接続されている。入力端子Ｔ１と出力端子Ｔ２との間に、１または複数の並列共振器Ｐ１からＰ４が並列に接続されている。１または複数の直列共振器Ｓ１からＳ４および１または複数の並列共振器Ｐ１からＰ４の少なくとも１つの共振器に実施例１およびその変形例の弾性波共振器を用いることができる。１または複数の直列共振器Ｓ１からＳ４および１または複数の並列共振器Ｐ１からＰ４は、全て１つの基板１０の上面１０ａに設けられていてもよい。これによりフィルタの耐湿性を向上できる。ラダー型フィルタの共振器の個数等は適宜設定できる。フィルタは多重モードフィルタでもよい。
図１１（ｂ）は、実施例２の変形例１に係るデュプレクサの回路図である。図１１（ｂ）に示すように、共通端子Ａｎｔと送信端子Ｔｘとの間に送信フィルタ４０が接続されている。共通端子Ａｎｔと受信端子Ｒｘとの間に受信フィルタ４２が接続されている。送信フィルタ４０は、送信端子Ｔｘから入力された高周波信号のうち送信帯域の信号を送信信号として共通端子Ａｎｔに通過させ、他の周波数の信号を抑圧する。受信フィルタ４２は、共通端子Ａｎｔから入力された高周波信号のうち受信帯域の信号を受信信号として受信端子Ｒｘに通過させ、他の周波数の信号を抑圧する。送信フィルタ４０および受信フィルタ４２の少なくとも一方を実施例２のフィルタとすることができる。
マルチプレクサとしてデュプレクサを例に説明したがトリプレクサまたはクワッドプレクサでもよい。
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
１０、１２ 基板
１０ａ、１２ａ 上面
１０ｂ、１２ｂ 下面
１０ｃ−１０ｅ、１２ｃ−１２ｅ 側面
１１、１３ 溝
１６、１８ 絶縁体膜
２０ 金属膜
２２ パッド
２４ 櫛型電極
２６ ＩＤＴ
２８ 反射器
３０ 空隙
３２ 下部電極
３４ 圧電膜
３５ 共振領域
３６ 上部電極
４０ 送信フィルタ
４２ 受信フィルタ
５０ チップ
５２ 弾性表面波共振器
１０ａ、１２ａ 上面
１０ｂ、１２ｂ 下面
１０ｃ−１０ｅ、１２ｃ−１２ｅ 側面
１１、１３ 溝
１６、１８ 絶縁体膜
２０ 金属膜
２２ パッド
２４ 櫛型電極
２６ ＩＤＴ
２８ 反射器
３０ 空隙
３２ 下部電極
３４ 圧電膜
３５ 共振領域
３６ 上部電極
４０ 送信フィルタ
４２ 受信フィルタ
５０ チップ
５２ 弾性表面波共振器
Claims (12)
- 第１面および側面を有する第１基板と、
前記第１基板の第１面に設けられた弾性波共振器と、
前記弾性波共振器を覆い、前記第１基板の側面のうち少なくとも前記第１面側の側面と接する第１絶縁体膜と、
を備える弾性波デバイス。 - 前記側面は、前記第１面側に設けられた第１側面と、前記第１面の反対の面である第２面側に設けられ、前記第１基板の中心からみたとき前記第１側面より外側に位置する第２側面と、を含み、
前記第１絶縁体膜は、前記第１側面に接し、前記第２側面には設けられていない請求項１に記載の弾性波デバイス。 - 前記第１基板の前記第１面の反対の面である第２面に接合された第２基板を備え、
前記第１絶縁体膜は、前記第１基板の側面に接する請求項１に記載の弾性波デバイス。 - 前記第２基板の側面の少なくとも前記第１基板の反対側の側面は前記第１基板の中心からみたとき前記第１基板の側面より外側に位置し、
前記第１絶縁体膜は、前記第２基板の側面の少なくとも前記第１基板の反対側の側面に設けられていない請求項３に記載の弾性波デバイス。 - 前記第１基板と前記第２基板との間に設けられた第２絶縁体膜を備え、
前記第１絶縁体膜と前記第２絶縁体膜とは接する請求項３または４に記載の弾性波デバイス。 - 前記第１絶縁体膜と前記第２絶縁体膜とは同じ材料からなる請求項５に記載の弾性波デバイス。
- 前記第１基板は圧電体基板であり、
前記弾性波共振器は、前記第１基板の第１面に設けられた弾性波を励振するＩＤＴを有する弾性表面波共振器を含む請求項３から６のいずれか一項に記載の弾性波デバイス。 - 前記弾性波共振器は、前記第１基板の第１面に設けられた第１電極および第２電極と前記第１電極および前記第２電極に挟まれた圧電膜とを有する圧電薄膜共振器を含む請求項１から６のいずれか一項に記載の弾性波デバイス。
- 前記第１絶縁体膜は、無機絶縁体膜である請求項１から８のいずれか一項に記載の弾性波デバイス。
- 請求項１から９のいずれか一項に記載の弾性波デバイスを含むフィルタ。
- 請求項１０に記載のフィルタを含むマルチプレクサ。
- 基板の第１面に弾性波共振器を形成する工程と、
前記基板の第１面に前記弾性波共振器を囲むように溝を形成する工程と、
前記弾性波共振器を覆い前記溝の側面に接するように絶縁体膜を形成する工程と、
前記溝の底面において前記基板を切断する工程と、
を含む弾性波デバイスの製造方法。
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