JP2022137818A

JP2022137818A - Elastic wave device and method for manufacturing the same, filter and multiplexer

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Publication number: JP2022137818A
Application number: JP2021037496A
Authority: JP
Inventors: 倫之栗原; Tomoyuki Kurihara; 尚由川原; Hisayoshi Kawahara; 洋平清水; Yohei Shimizu; 諭一ノ瀬; Satoshi Ichinose; 洋輔小西; Yosuke Konishi
Original assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Current assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Priority date: 2021-03-09
Filing date: 2021-03-09
Publication date: 2022-09-22

Abstract

To provide an elastic wave device, a filter and a multiplexer with a piezoelectric layer on a support substrate that can be miniaturized.SOLUTION: An elastic wave device has a support substrate 10, a via wiring 22, a metal layer 18, a piezoelectric layer 14, and an elastic wave element 15. The via wiring 22 penetrates the support substrate 10. The metal layer 18 is provided on the support substrate 10 and covers the via wiring 22. The elastic wave element 15 is provided on the piezoelectric layer 14. The piezoelectric layer 14 sandwiches a portion of an area 27 of the metal layer 18 between the support substrate 10 and the piezoelectric layer, and does not overlap at least a portion of the via wiring 22 in plan view.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、弾性波デバイスおよびその製造方法、フィルタおよびマルチプレクサに関し、例えば支持基板上に圧電層が設けられた弾性波デバイス、フィルタおよびマルチプレクサに関する。 The present invention relates to an acoustic wave device, its manufacturing method, a filter and a multiplexer, and more particularly to an acoustic wave device, filter and multiplexer having a piezoelectric layer on a support substrate.

スマートフォン等の通信機器に用いられる弾性波デバイスとして、支持基板上に圧電層が設けられた構造が知られている。支持基板と圧電層との間に金属層を設けることが知られている（例えば特許文献１～３）。 A structure in which a piezoelectric layer is provided on a support substrate is known as an acoustic wave device used in communication equipment such as smartphones. It is known to provide a metal layer between the support substrate and the piezoelectric layer (eg US Pat.

特開２００７－２１４７８２号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-214782 特開２０１７－０２２５０１号公報JP 2017-022501 A 国際公開第２０１６／０６８００３号WO2016/068003

支持基板上に、支持基板を貫通するビア配線と平面視において重なる金属層を設けることがある。この場合、ビア配線と金属層との位置合わせ精度が悪いため、金属層をビア配線より平面視において大きく形成する。このため、弾性波デバイスが大型化する。 A metal layer may be provided on the supporting substrate so as to overlap the via wiring penetrating the supporting substrate in plan view. In this case, since the alignment accuracy between the via wiring and the metal layer is poor, the metal layer is formed larger than the via wiring in plan view. Therefore, the acoustic wave device becomes large.

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、小型化することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to reduce the size.

本発明は、支持基板と、前記支持基板を貫通するビア配線と、前記支持基板上に設けられ、前記ビア配線を覆う金属層と、前記支持基板との間に前記金属層の一部の領域を挟み、前記支持基板上に設けられ、平面視において前記ビア配線の少なくとも一部と重ならない圧電層と、前記圧電層上に設けられた弾性波素子と、を備える弾性波デバイスである。 The present invention comprises a supporting substrate, via wiring penetrating through the supporting substrate, a metal layer provided on the supporting substrate and covering the via wiring, and a partial region of the metal layer between the supporting substrate and the supporting substrate. and a piezoelectric layer provided on the supporting substrate and not overlapping at least a part of the via wiring in plan view; and an acoustic wave element provided on the piezoelectric layer.

上記構成において、前記支持基板と前記圧電層との間に設けられた絶縁層と、前記金属層の一部の領域は前記支持基板と前記絶縁層との間に挟まれる構成とすることができる。 In the above structure, an insulating layer provided between the supporting substrate and the piezoelectric layer and a partial region of the metal layer may be sandwiched between the supporting substrate and the insulating layer. .

上記構成において、前記金属層上から前記圧電層上にかけて設けられ、前記ビア配線と前記弾性波素子とを電気的に接続する配線を備える構成とすることができる。 In the above configuration, a wiring may be provided from the metal layer to the piezoelectric layer to electrically connect the via wiring and the acoustic wave element.

上記構成において、前記配線は、平面視において前記ビア配線の少なくとも一部に重なる構成とすることができる。 In the above configuration, the wiring may overlap at least a part of the via wiring in plan view.

上記構成において、前記ビア配線は銅、銀または金を主成分とし、前記金属層はチタンまたはチタンタングステンを主成分とする構成とすることができる。 In the above structure, the via wiring may be mainly composed of copper, silver or gold, and the metal layer may be mainly composed of titanium or titanium-tungsten.

上記構成において、前記ビア配線は銅、銀または金を主成分とし、前記金属層はチタンまたはチタンタングステンを主成分とし、前記配線は、銀または金のうち前記ビア配線の主成分でない金属を主成分とする層を備える構成とすることができる。 In the above configuration, the via wiring is mainly composed of copper, silver, or gold, the metal layer is mainly composed of titanium or titanium tungsten, and the wiring is mainly composed of silver or gold, which is not the main component of the via wiring. It can be configured to include a layer as a component.

本発明は、上記弾性波デバイスを含むフィルタである。 The present invention is a filter including the above acoustic wave device.

本発明は、上記フィルタを含むマルチプレクサである。 The present invention is a multiplexer including the above filters.

本発明は、支持基板上に、前記支持基板を貫通するビア配線を覆うように金属層を形成する工程と、前記支持基板および前記金属層上に圧電層を形成する工程と、前記圧電層上に弾性波素子を形成する工程と、前記支持基板と前記圧電層との間に前記金属層の一部の領域を挟むように、平面視において前記ビア配線の少なくとも一部と重なる領域の圧電層を除去する工程と、を含む弾性波デバイスの製造方法である。 The present invention comprises the steps of: forming a metal layer on a support substrate so as to cover via wiring penetrating the support substrate; forming a piezoelectric layer on the support substrate and the metal layer; and forming an acoustic wave element in a region overlapping with at least a portion of the via wiring in plan view so that a portion of the metal layer is sandwiched between the supporting substrate and the piezoelectric layer. and a step of removing the acoustic wave device.

上記構成において、前記金属層上から前記圧電層上にかけて設けられ、前記ビア配線と前記弾性波素子とを電気的に接続する配線を形成する工程を含む構成とすることができる。 In the above configuration, the method may include a step of forming wiring that is provided from the metal layer to the piezoelectric layer and that electrically connects the via wiring and the acoustic wave element.

本発明によれば、小型化することができる。 According to the present invention, miniaturization can be achieved.

図１は、実施例１に係る弾性波デバイスの断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of an acoustic wave device according to Example 1. FIG. 図２は、実施例１における弾性波素子の平面図である。FIG. 2 is a plan view of the acoustic wave device in Example 1. FIG. 図３（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（その１）である。3A to 3C are cross-sectional views (part 1) showing the method of manufacturing the acoustic wave device according to the first embodiment. 図４（ａ）から図４（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（その２）である。4A to 4C are cross-sectional views (part 2) showing the method of manufacturing the acoustic wave device according to the first embodiment. 図５は、比較例１に係る弾性波デバイスの断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view of an acoustic wave device according to Comparative Example 1. FIG. 図６（ａ）から図６（ｃ）は、比較例１に係る弾性波デバイスの製造方法を示す断面図（その１）である。6A to 6C are cross-sectional views (1) showing the method of manufacturing an acoustic wave device according to Comparative Example 1. FIG. 図７（ａ）および図７（ｂ）は、比較例１に係る弾性波デバイスの製造方法を示す断面図（その２）である。7A and 7B are cross-sectional views (Part 2) showing the method of manufacturing an acoustic wave device according to Comparative Example 1. FIG. 図８（ａ）および図８（ｂ）は、それぞれ比較例１および実施例１に係る弾性波デバイスの平面図である。8A and 8B are plan views of acoustic wave devices according to Comparative Example 1 and Example 1, respectively. 図９は、実施例１の変形例１に係る弾性波デバイスに係る断面図である。9 is a cross-sectional view of an acoustic wave device according to Modification 1 of Embodiment 1. FIG. 図１０（ａ）は、実施例２に係るフィルタの回路図、図１０（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。FIG. 10A is a circuit diagram of a filter according to Example 2, and FIG. 10B is a circuit diagram of a duplexer according to Modification 1 of Example 2. FIG.

以下、図面を参照し本発明の実施例について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１は、実施例１に係る弾性波デバイスの断面図である。図１に示すように、支持基板１０上に圧電層１４が設けられている。支持基板１０と圧電層１４との間に絶縁層１３が設けられている。絶縁層１３は、支持基板１０上に設けられた境界層１１と、境界層１１上に設けられた温度補償膜１２と、を有する。圧電層１４上に金属膜１６が設けられている。金属膜１６は、弾性波素子１５を形成する。弾性波素子１５を覆うように保護膜１７が設けられている。支持基板１０を貫通するビア配線２２が設けられている。ビア配線２２は、支持基板１０を貫通する貫通孔２１内に埋め込まれている。支持基板１０上にビア配線２２を覆うように金属層１８が設けられている。支持基板１０の下面にビア配線２２に電気的に接続される端子２４が設けられている。 FIG. 1 is a cross-sectional view of an acoustic wave device according to Example 1. FIG. As shown in FIG. 1, a piezoelectric layer 14 is provided on the support substrate 10 . An insulating layer 13 is provided between the support substrate 10 and the piezoelectric layer 14 . The insulating layer 13 has a boundary layer 11 provided on the support substrate 10 and a temperature compensation film 12 provided on the boundary layer 11 . A metal film 16 is provided on the piezoelectric layer 14 . The metal film 16 forms the acoustic wave element 15 . A protective film 17 is provided to cover the acoustic wave element 15 . A via wiring 22 that penetrates the support substrate 10 is provided. The via wiring 22 is embedded in a through hole 21 passing through the support substrate 10 . A metal layer 18 is provided on the support substrate 10 so as to cover the via wiring 22 . A terminal 24 electrically connected to the via wiring 22 is provided on the lower surface of the support substrate 10 .

領域２６において圧電層１４および絶縁層１３が除去されている。領域２６は平面視においてビア配線２２と重なる。金属層１８のうち一部の領域２７上の圧電層１４および絶縁層１３は除去されておらず、金属層１８の一部の領域２７は支持基板１０と絶縁層１３との間に挟まれている。領域２６内の金属層１８上から圧電層１４および絶縁層１３の側面を介し圧電層１４上に配線２０が設けられている。配線２０は、密着層２０ａと密着層２０ａ上に設けられ密着層２０ａより抵抗率の小さい低抵抗層２０ｂを有する。配線２０の一部は金属膜１６上に設けられている。配線２０は、弾性波素子１５とビア配線２２とを電気的に接続する。 Piezoelectric layer 14 and insulating layer 13 are removed in region 26 . The region 26 overlaps the via wiring 22 in plan view. The piezoelectric layer 14 and the insulating layer 13 on a partial region 27 of the metal layer 18 are not removed, and the partial region 27 of the metal layer 18 is sandwiched between the support substrate 10 and the insulating layer 13. there is A wiring 20 is provided on the piezoelectric layer 14 from above the metal layer 18 in the region 26 via the side surfaces of the piezoelectric layer 14 and the insulating layer 13 . The wiring 20 has an adhesion layer 20a and a low resistance layer 20b provided on the adhesion layer 20a and having a lower resistivity than the adhesion layer 20a. A portion of the wiring 20 is provided on the metal film 16 . The wiring 20 electrically connects the acoustic wave element 15 and the via wiring 22 .

支持基板１０は、一例として厚さが７５μｍのサファイア基板であり、例えば厚さが５０μｍ～５００μｍのアルミナ基板、スピネル基板、水晶基板またはシリコン基板である。絶縁層１３は、例えば酸化シリコン膜、窒化シリコン膜または酸化アルミニウム膜等の単層または複合層の無機絶縁層である。境界層１１は、一例として厚さが１．１μｍ～１．３５μｍの酸化アルミニウム膜であり、温度補償膜１２より音速の速い膜である。温度補償膜１２は、一例として厚さが４５０ｎｍ～６６０ｎｍの酸化シリコン膜であり、例えばフッ素等の不純物を含む酸化シリコン膜または無添加の酸化シリコン膜である。温度補償膜１２の弾性定数の温度係数の符号は圧電層１４の弾性定数の温度係数の符号と反対である。圧電層１４は、一例として厚さが０．７５μｍ～１．１μｍの４２°回転ＹカットＸ伝搬単結晶タンタル酸リチウム基板であり、例えば回転Ｙカット伝搬タンタル酸リチウム基板または回転ＹカットＸ伝搬ニオブ酸リチウム基板である。圧電層１４は絶縁層１３を介さず支持基板１０に直接設けられていてもよい。支持基板１０と絶縁層１３との界面は鏡面でもよいが凹凸面でもよい。温度補償膜１２と圧電層１４との間に、温度補償膜１２と圧電層１４とを接合する接合層が設けられていてもよい。接合層は、一例として厚さが１０ｎｍの酸化アルミニウム膜である。 The support substrate 10 is, for example, a sapphire substrate with a thickness of 75 μm, such as an alumina substrate, a spinel substrate, a crystal substrate, or a silicon substrate with a thickness of 50 μm to 500 μm. The insulating layer 13 is a single-layer or composite inorganic insulating layer such as a silicon oxide film, a silicon nitride film, or an aluminum oxide film. The boundary layer 11 is, for example, an aluminum oxide film having a thickness of 1.1 μm to 1.35 μm, and is a film having a higher sound velocity than the temperature compensating film 12 . The temperature compensation film 12 is, for example, a silicon oxide film with a thickness of 450 nm to 660 nm, such as a silicon oxide film containing impurities such as fluorine or an additive-free silicon oxide film. The sign of the temperature coefficient of elastic constant of the temperature compensating film 12 is opposite to the sign of the temperature coefficient of elastic constant of the piezoelectric layer 14 . The piezoelectric layer 14 is, for example, a 42° rotated Y-cut X-propagating single crystal lithium tantalate substrate having a thickness of 0.75 μm to 1.1 μm, such as a rotated Y-cut propagating lithium tantalate substrate or a rotated Y-cut X-propagating niobium substrate. It is a lithium oxide substrate. The piezoelectric layer 14 may be provided directly on the support substrate 10 without the insulating layer 13 interposed therebetween. The interface between the support substrate 10 and the insulating layer 13 may be a mirror surface or an uneven surface. A bonding layer that bonds the temperature compensation film 12 and the piezoelectric layer 14 may be provided between the temperature compensation film 12 and the piezoelectric layer 14 . The bonding layer is, for example, an aluminum oxide film with a thickness of 10 nm.

金属膜１６は、例えばアルミニウム膜、アルミニウム合金膜またはモリブデン膜である。保護膜１７は、例えば酸化シリコン膜または窒化シリコン膜等の絶縁膜である。金属層１８は、一例として厚さが０．１μｍのチタン膜であり、例えばチタンタングステン膜であり、配線２０とビア配線２２との間の相互拡散防止のバリア層である。密着層２０ａは一例として厚さが２００ｎｍのチタン膜であり、例えばチタンタングステン膜である。低抵抗層２０ｂは一例として厚さが１０００ｎｍの金膜である。ビア配線２２は例えば上面の径が４０μｍの銅層であり、例えば銀層または金層である。端子２４は、一例として支持基板１０側から厚さが２μｍの銅膜、厚さが５μｍのニッケル膜および厚さが０．３μｍの金膜である。 The metal film 16 is, for example, an aluminum film, an aluminum alloy film, or a molybdenum film. The protective film 17 is an insulating film such as a silicon oxide film or a silicon nitride film. The metal layer 18 is, for example, a titanium film having a thickness of 0.1 μm, such as a titanium tungsten film, and is a barrier layer for preventing mutual diffusion between the wiring 20 and the via wiring 22 . The adhesion layer 20a is, for example, a titanium film with a thickness of 200 nm, such as a titanium tungsten film. The low resistance layer 20b is, for example, a gold film with a thickness of 1000 nm. The via wiring 22 is, for example, a copper layer with an upper surface diameter of 40 μm, and is, for example, a silver layer or a gold layer. The terminals 24 are, for example, a copper film with a thickness of 2 μm, a nickel film with a thickness of 5 μm, and a gold film with a thickness of 0.3 μm from the support substrate 10 side.

図２は、実施例１における弾性波素子の平面図である。図２に示すように、弾性波素子１５は弾性表面波共振器である。圧電層１４上にＩＤＴ（Interdigital Transducer）４０と反射器４２が形成されている。ＩＤＴ４０は、互いに対向する１対の櫛型電極４０ａを有する。櫛型電極４０ａは、複数の電極指４０ｂと複数の電極指４０ｂを接続するバスバー４０ｃとを有する。反射器４２は、ＩＤＴ４０の両側に設けられている。ＩＤＴ４０が圧電層１４に弾性表面波を励振する。弾性波の波長は一対の櫛型電極４０ａの一方の櫛型電極４０ａの電極指４０ｂのピッチにほぼ等しい。すなわち、弾性波の波長は一対の櫛型電極４０ａの電極指４０ｂのピッチの２倍にほぼ等しい。ＩＤＴ４０および反射器４２は例えばアルミニウム膜またはアルミニウム合金膜により形成される。圧電層１４上にＩＤＴ４０および反射器４２を覆うように保護膜または温度補償膜が設けられていてもよい。 FIG. 2 is a plan view of the acoustic wave device in Example 1. FIG. As shown in FIG. 2, the acoustic wave device 15 is a surface acoustic wave resonator. An IDT (Interdigital Transducer) 40 and a reflector 42 are formed on the piezoelectric layer 14 . The IDT 40 has a pair of comb electrodes 40a facing each other. The comb-shaped electrode 40a has a plurality of electrode fingers 40b and a bus bar 40c connecting the plurality of electrode fingers 40b. Reflectors 42 are provided on both sides of the IDT 40 . The IDT 40 excites surface acoustic waves in the piezoelectric layer 14 . The wavelength of the elastic wave is substantially equal to the pitch of the electrode fingers 40b of one comb-shaped electrode 40a of the pair of comb-shaped electrodes 40a. That is, the wavelength of the elastic wave is almost equal to twice the pitch of the electrode fingers 40b of the pair of comb-shaped electrodes 40a. The IDT 40 and reflector 42 are made of, for example, an aluminum film or an aluminum alloy film. A protective film or temperature compensating film may be provided on the piezoelectric layer 14 to cover the IDT 40 and the reflector 42 .

［実施例１の製造方法］
図３（ａ）から図４（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３（ａ）に示すように、支持基板１０に貫通孔２１を形成する。なお、この時点では貫通孔２１は支持基板１０を貫通してなくてもよい。貫通孔２１は例えばレーザ光を照射することにより形成する。貫通孔２１内にビア配線２２を形成する。貫通孔２１内および支持基板１０の上面に金属層を例えばめっき法を用い形成する。支持基板１０上の金属層を例えばＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）法を用い除去する。これにより、ビア配線２２が貫通孔２１内に埋め込まれる。 [Manufacturing method of Example 1]
3A to 4C are cross-sectional views showing the method of manufacturing the acoustic wave device according to the first embodiment. As shown in FIG. 3A, through holes 21 are formed in the support substrate 10 . Note that the through hole 21 does not have to penetrate the support substrate 10 at this point. The through hole 21 is formed by irradiating laser light, for example. A via wiring 22 is formed in the through hole 21 . A metal layer is formed in the through holes 21 and on the upper surface of the support substrate 10 by, for example, plating. The metal layer on the support substrate 10 is removed using, for example, CMP (Chemical Mechanical Polishing). As a result, the via wiring 22 is embedded in the through hole 21 .

図３（ｂ）に示すように、支持基板１０上にビア配線２２を覆うように金属層１８を形成する。金属層１８の形成は、真空蒸着法およびリフトオフ法、またはスパッタリング法およびエッチング法を用いる。 As shown in FIG. 3B, a metal layer 18 is formed on the support substrate 10 so as to cover the via wiring 22 . The formation of the metal layer 18 uses a vacuum evaporation method and a lift-off method, or a sputtering method and an etching method.

図３（ｃ）に示すように、支持基板１０上に絶縁層１３を形成する。絶縁層１３の形成には例えばＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法を用いる。絶縁層１３上に圧電基板を接合する。絶縁層１３上に絶縁層と圧電基板とを接合する接合層を形成してもよい。圧電基板の接合には例えば表面活性化法を用いる。圧電基板の上面を例えばＣＭＰ法を用い研磨することで所望の厚さの圧電層１４を形成する。 As shown in FIG. 3(c), an insulating layer 13 is formed on the support substrate 10. Then, as shown in FIG. A CVD (Chemical Vapor Deposition) method, for example, is used to form the insulating layer 13 . A piezoelectric substrate is bonded onto the insulating layer 13 . A bonding layer may be formed on the insulating layer 13 to bond the insulating layer and the piezoelectric substrate. A surface activation method, for example, is used to join the piezoelectric substrates. A piezoelectric layer 14 having a desired thickness is formed by polishing the upper surface of the piezoelectric substrate using, for example, the CMP method.

図４（ａ）に示すように、圧電層１４上に金属膜１６を形成することで弾性波素子１５を形成する。金属膜１６は、例えば真空蒸着法およびリフトオフ法、またはスパッタリング法およびエッチング法を用い形成する。圧電層１４上に弾性波素子１５を覆うように保護膜１７を形成する。保護膜１７は、例えばＣＶＤ法を用い形成する。 As shown in FIG. 4A, the elastic wave element 15 is formed by forming the metal film 16 on the piezoelectric layer 14 . The metal film 16 is formed using, for example, a vacuum deposition method and lift-off method, or a sputtering method and an etching method. A protective film 17 is formed on the piezoelectric layer 14 so as to cover the acoustic wave element 15 . The protective film 17 is formed using, for example, the CVD method.

図４（ｂ）に示すように、平面視においてビア配線２２と重なる領域２６における圧電層１４および絶縁層１３を除去する。圧電層１４および絶縁層１３の除去に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る。例えば圧電層１４がタンタル酸リチウムまたはニオブ酸リチウムを主成分とし、絶縁層１３が酸化シリコン、窒化シリコンおよび／または酸化アルミニウムを主成分とする場合、フッ素系のガス（例えばＳＦ_６、ＣＦ_４、ＣＨＦ_３等）を用い圧電層１４および絶縁層１３をドライエッチングする。金属層１８の材料としてフッ素系ガスによるエッチング速度が圧電層１４および絶縁層１３のエッチング速度より遅い材料を選択する。このような材料として、チタンまたはチタンタングステンがある。これにより、金属層１８はほとんどエッチングされない。金属層１８の一部の領域２７は支持基板１０と絶縁層１３および圧電層１４との間に挟まれる。 As shown in FIG. 4B, the piezoelectric layer 14 and the insulating layer 13 are removed from the region 26 overlapping the via wiring 22 in plan view. A dry etching method or a wet etching method, for example, is used to remove the piezoelectric layer 14 and the insulating layer 13 . For example, when the piezoelectric layer 14 is mainly composed of lithium tantalate or lithium niobate and the insulating layer 13 is mainly composed of silicon oxide, silicon nitride and/or aluminum oxide, a fluorine-based gas (such as SF ₆ , CF ₄ , CHF ₃ , etc.) is used to dry etch the piezoelectric layer 14 and the insulating layer 13 . As the material of the metal layer 18, a material whose etching rate with fluorine-based gas is slower than the etching rate of the piezoelectric layer 14 and the insulating layer 13 is selected. Such materials include titanium or titanium tungsten. As a result, the metal layer 18 is hardly etched. A partial region 27 of metal layer 18 is sandwiched between support substrate 10 and insulating layer 13 and piezoelectric layer 14 .

図４（ｃ）に示すように、金属層１８上から圧電層１４および絶縁層１３の側面を介し圧電層１４上にかけて配線２０を形成する。配線２０は、例えば密着層２０ａと密着層２０ａ上のシード層（不図示）をスパッタリング法を用い形成し、シード層上に低抵抗層２０ｂを電解めっき法を用い形成する。その後、支持基板１０の裏面を研磨または研削する。支持基板１０の下面にビア配線２２と接続する端子２４を形成する。これにより、図１の弾性波デバイスが製造される。 As shown in FIG. 4C, the wiring 20 is formed from the metal layer 18 to the piezoelectric layer 14 via the side surfaces of the piezoelectric layer 14 and the insulating layer 13 . The wiring 20 is formed, for example, by forming an adhesion layer 20a and a seed layer (not shown) on the adhesion layer 20a by sputtering, and forming a low resistance layer 20b on the seed layer by electroplating. After that, the back surface of the support substrate 10 is polished or ground. A terminal 24 connected to the via wiring 22 is formed on the lower surface of the support substrate 10 . Thereby, the acoustic wave device of FIG. 1 is manufactured.

［比較例１］
図５は、比較例１に係る弾性波デバイスの断面図である。図５に示すように比較例１では、平面視において金属層１８は領域２６と重なる。すなわち、金属層１８は、支持基板１０と圧電層１４および絶縁層１３との間に挟まれていない。その他の構成は実施例１と同じであり説明を省略する。 [Comparative Example 1]
FIG. 5 is a cross-sectional view of an acoustic wave device according to Comparative Example 1. FIG. As shown in FIG. 5, in Comparative Example 1, the metal layer 18 overlaps the region 26 in plan view. That is, the metal layer 18 is not sandwiched between the support substrate 10 and the piezoelectric layer 14 and insulating layer 13 . Other configurations are the same as those of the first embodiment, and description thereof is omitted.

図６（ａ）から図７（ｂ）は、比較例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６（ａ）に示すように、支持基板１０内にビア配線２２を形成する。図６（ｂ）に示すように、支持基板１０上に絶縁層１３を形成する。絶縁層１３上に圧電基板を接合し、圧電基板を薄膜化し圧電層１４を形成する。 6A to 7B are cross-sectional views showing a method for manufacturing an acoustic wave device according to Comparative Example 1. FIG. As shown in FIG. 6A, via wirings 22 are formed in the support substrate 10 . As shown in FIG. 6B, an insulating layer 13 is formed on the support substrate 10 . A piezoelectric substrate is bonded onto the insulating layer 13 and the piezoelectric substrate is thinned to form the piezoelectric layer 14 .

図６（ｃ）に示すように、領域２６の圧電層１４および絶縁層１３を除去することで、ビア配線２２が露出する。このとき、圧電層１４および絶縁層１３を除去するエッチングにより、ビア配線２２の上面に凹凸５０（例えばディッシング）が形成される。例えばビア配線２２が低抵抗の銅、金または銀を主成分とするとき、フッ素系ガスを用いたドライエッチングにより、ビア配線２２の上面に凹凸５０が形成される。 As shown in FIG. 6C, the via wiring 22 is exposed by removing the piezoelectric layer 14 and the insulating layer 13 in the region 26 . At this time, the etching that removes the piezoelectric layer 14 and the insulating layer 13 forms unevenness 50 (for example, dishing) on the upper surface of the via wiring 22 . For example, when the via wiring 22 is mainly composed of low-resistance copper, gold, or silver, unevenness 50 is formed on the upper surface of the via wiring 22 by dry etching using a fluorine-based gas.

図７（ａ）に示すように、支持基板１０上にビア配線２２を覆うように金属層１８を形成する。図７（ｂ）に示すように、圧電層１４上に弾性波素子１５および保護膜１７を形成する。その後、配線２０を形成し、支持基板１０の下面を研磨または研削し、支持基板１０の下面に端子２４を形成する。これにより、図５の比較例１に係る弾性波デバイスが製造される。 As shown in FIG. 7A, a metal layer 18 is formed on the support substrate 10 so as to cover the via wiring 22 . As shown in FIG. 7B, an acoustic wave element 15 and a protective film 17 are formed on the piezoelectric layer 14 . After that, the wiring 20 is formed, the lower surface of the support substrate 10 is polished or ground, and the terminals 24 are formed on the lower surface of the support substrate 10 . Thereby, the acoustic wave device according to Comparative Example 1 of FIG. 5 is manufactured.

図８（ａ）および図８（ｂ）は、それぞれ比較例１および実施例１に係る弾性波デバイスの平面図である。図８（ａ）に示すように、比較例１では、平面視においてビア配線２２と重なりかつビア配線２２より大きく金属層１８が設けられている。金属層１８は例えばビア配線２２と配線２０内の低抵抗層２０ｂとのバリア層である。金属層１８は、ビア配線２２の金属元素（例えば銅）と低抵抗層２０ｂの金属元素（例えば金）が相互拡散または反応することを抑制する。配線２０の密着層２０ａを厚くすることで、密着層２０ａをバリア層とすることも考えられる。しかし、密着層２０ａを厚くすると配線２０の抵抗が高くなってしまう。そこで、配線２０とは別に金属層１８を設けている。貫通孔２１は図６（ａ）のようにレーザ光等により形成する。このため、ビア配線２２の平面形状はバラツキやすく、ビア配線２２と金属層１８との合わせ精度は高くない。このため、金属層１８とビア配線２２とのマージンを大きくする。圧電層１４を除去する領域２６は、金属層１８より大きくする。金属層１８とビア配線２２とのマージンは、一例として７．５μｍであり、例えば５μｍ～２０μｍである。比較例１では、領域２６が金属層１８より小さいと、図７（ａ）において、金属層１８の一部が圧電層１４上に形成され、他の配線等とショートする。 8A and 8B are plan views of acoustic wave devices according to Comparative Example 1 and Example 1, respectively. As shown in FIG. 8A, in Comparative Example 1, a metal layer 18 is provided that overlaps with the via wiring 22 and is larger than the via wiring 22 in plan view. The metal layer 18 is, for example, a barrier layer between the via wiring 22 and the low resistance layer 20b in the wiring 20. FIG. The metal layer 18 suppresses mutual diffusion or reaction between the metal element (eg, copper) of the via wiring 22 and the metal element (eg, gold) of the low resistance layer 20b. By thickening the adhesion layer 20a of the wiring 20, the adhesion layer 20a may be used as a barrier layer. However, if the adhesion layer 20a is thickened, the resistance of the wiring 20 will increase. Therefore, the metal layer 18 is provided separately from the wiring 20 . The through hole 21 is formed by a laser beam or the like as shown in FIG. 6(a). For this reason, the planar shape of the via wiring 22 is likely to vary, and the alignment accuracy between the via wiring 22 and the metal layer 18 is not high. Therefore, the margin between the metal layer 18 and the via wiring 22 is increased. The area 26 where the piezoelectric layer 14 is removed is larger than the metal layer 18 . A margin between the metal layer 18 and the via wiring 22 is, for example, 7.5 μm, for example, 5 μm to 20 μm. In Comparative Example 1, if the region 26 is smaller than the metal layer 18, a part of the metal layer 18 is formed on the piezoelectric layer 14 in FIG.

図８（ｂ）に示すように、実施例１では、金属層１８の一部の領域２７と圧電層１４とが重なる。これは、実施例１では、図３（ｂ）のように、絶縁層１３および圧電層１４を形成する前に金属層１８を形成するためである。これにより領域２６の大きさを比較例１に比べ矢印５１分小さくできる。よって、弾性波デバイスの小型化が可能となる。なお、金属層１８として、配線２０とビア配線２２とのバリア層として機能する例に説明したが、金属層１８は他の理由によりビア配線２２を覆ってもよい。 As shown in FIG. 8B, in Example 1, the partial region 27 of the metal layer 18 and the piezoelectric layer 14 overlap. This is because in Example 1, the metal layer 18 is formed before the insulating layer 13 and the piezoelectric layer 14 are formed, as shown in FIG. 3B. As a result, the size of the region 26 can be reduced by 51 arrows compared to the first comparative example. Therefore, it is possible to miniaturize the acoustic wave device. Although the metal layer 18 functions as a barrier layer between the wiring 20 and the via wiring 22, the metal layer 18 may cover the via wiring 22 for other reasons.

実施例１によれば、圧電層１４は、支持基板１０との間に絶縁層１３を介し金属層１８の一部の領域２７を挟み、支持基板１０上に設けられ、平面視においてビア配線２２と重ならない。これにより、図８（ｂ）の矢印５１のように、弾性波デバイスを小型化できる。また、金属層１８により、支持基板１０と圧電層１４および絶縁層１３との密着性を向上できる。なお、圧電層１４は平面視においてビア配線２２の一部と重なってもよい。 According to the first embodiment, the piezoelectric layer 14 is provided on the support substrate 10 with the partial region 27 of the metal layer 18 sandwiched between the support substrate 10 and the via wiring 22 in plan view. does not overlap with As a result, the size of the acoustic wave device can be reduced as indicated by an arrow 51 in FIG. 8(b). Moreover, the metal layer 18 can improve the adhesion between the support substrate 10 and the piezoelectric layer 14 and the insulating layer 13 . The piezoelectric layer 14 may partially overlap the via wiring 22 in plan view.

比較例１の図６（ｃ）のように、領域２６における圧電層１４および絶縁層１３を除去するときに、ビア配線２２の上面が露出すると、エッチングガスまたはエッチング液によりビア配線２２の上面に凹凸５０が形成される。これにより、図５のように、金属層１８の上面および配線２０の上面に凹凸が形成される。よって、ビア配線２２と金属層１８との接続性または信頼性が劣化する、および／または金属層１８と配線２０との接続性または信頼性が劣化することがある。実施例１では、図４（ｂ）のように、領域２６における圧電層１４および絶縁層１３を除去するときに、ビア配線２２の上面が金属層１８により保護され露出しない。よって、金属層１８の上面および配線２０の上面に凹凸が形成されることを抑制できる。よって、ビア配線２２と金属層１８との接続性または信頼性が向上する、および／または金属層１８と配線２０との接続性または信頼性が向上する。 As shown in FIG. 6C of Comparative Example 1, when the top surface of the via wiring 22 is exposed when the piezoelectric layer 14 and the insulating layer 13 in the region 26 are removed, the top surface of the via wiring 22 is exposed to the etching gas or the etching liquid. Asperities 50 are formed. As a result, unevenness is formed on the upper surface of the metal layer 18 and the upper surface of the wiring 20, as shown in FIG. Therefore, the connectivity or reliability between the via wiring 22 and the metal layer 18 may deteriorate, and/or the connectivity or reliability between the metal layer 18 and the wiring 20 may deteriorate. In Example 1, as shown in FIG. 4B, when removing the piezoelectric layer 14 and the insulating layer 13 in the region 26, the upper surface of the via wiring 22 is protected by the metal layer 18 and is not exposed. Therefore, it is possible to suppress the formation of unevenness on the upper surface of the metal layer 18 and the upper surface of the wiring 20 . Therefore, connectivity or reliability between the via wiring 22 and the metal layer 18 is improved, and/or connectivity or reliability between the metal layer 18 and the wiring 20 is improved.

絶縁層１３は、支持基板１０と圧電層１４との間に設けられ、金属層１８の一部の領域２７は支持基板１０と絶縁層１３との間に挟まれる。このように、絶縁層１３が設けられていてもよい。 The insulating layer 13 is provided between the support substrate 10 and the piezoelectric layer 14 , and a partial region 27 of the metal layer 18 is sandwiched between the support substrate 10 and the insulating layer 13 . Thus, the insulating layer 13 may be provided.

配線２０は、金属層１８上から圧電層１４上にかけて設けられ、ビア配線２２と弾性波素子１５とを電気的に接続する。配線２０が平面視においてビア配線２２の少なくとも一部に重なる場合、金属層１８を設けることで、金属層１８をビア配線２２と配線２０との間のバリア層として機能させることができる。 The wiring 20 is provided from the metal layer 18 to the piezoelectric layer 14 and electrically connects the via wiring 22 and the acoustic wave element 15 . When the wiring 20 overlaps at least a part of the via wiring 22 in plan view, the metal layer 18 can function as a barrier layer between the via wiring 22 and the wiring 20 by providing the metal layer 18 .

ビア配線２２は銅、銀または金を主成分とし、金属層１８はチタンまたはチタンタングステンを主成分とする。これにより、図４（ｂ）のように、圧電層１４および絶縁層１３を除去するときに、金属層１８がエッチングされない。よって、比較例１の図８（ｂ）のようなビア配線２２の上面の凹凸５０を抑制できる。 The via wiring 22 is mainly composed of copper, silver or gold, and the metal layer 18 is mainly composed of titanium or titanium tungsten. As a result, the metal layer 18 is not etched when the piezoelectric layer 14 and the insulating layer 13 are removed as shown in FIG. 4(b). Therefore, unevenness 50 on the upper surface of via wiring 22 as shown in FIG. 8B of Comparative Example 1 can be suppressed.

さらに、配線２０は、銀または金のうちビア配線２２の主成分でない金属を主成分とする低抵抗層２０ｂを備える。例えば、ビア配線２２は銅を主成分とし、低抵抗層２０ｂは金を主成分とする。このとき、金属層１８は、低抵抗層２０ｂとビア配線２２とのバリア層として機能する。なお、ある層がある元素を主成分とするとは、ある層に主成分以外の意図的または意図しない不純物が含まれることを許容する。ある層におけるある元素の濃度は例えば５０原子％以上であり、例えば８０原子％以上である。チタンタングステンのように、２つの元素を主成分とする場合、チタンの濃度とタングステンの濃度の合計が例えば５０原子％以上であり、例えば８０原子％以上であり、チタンの濃度およびタングステンの濃度は各々例えば１０％原子％以上である。 Furthermore, the wiring 20 includes a low-resistance layer 20 b whose main component is a metal other than silver or gold, which is not the main component of the via wiring 22 . For example, the via wiring 22 is mainly composed of copper, and the low resistance layer 20b is mainly composed of gold. At this time, the metal layer 18 functions as a barrier layer between the low resistance layer 20 b and the via wiring 22 . Note that a layer containing a certain element as a main component allows intentional or unintended impurities other than the main component to be contained in a certain layer. The concentration of a certain element in a certain layer is, for example, 50 atomic % or more, for example, 80 atomic % or more. When two elements are the main components like titanium tungsten, the total concentration of titanium and tungsten is, for example, 50 atomic % or more, for example, 80 atomic % or more, and the titanium concentration and the tungsten concentration are Each is, for example, 10% atomic % or more.

［実施例１の変形例１］
図９は、実施例１の変形例１に係る弾性波デバイスに係る断面図である。図９に示すように、支持基板１０の周縁の圧電層１４および絶縁層１３が除去されている。支持基板１０の周縁上に環状封止層３０が設けられている。環状封止層３０は、金属層であり、例えば支持基板１０側から厚さが２０μｍの銅層、厚さが２．５μｍのニッケル層である。リッド３１は、例えば厚さが３０μｍのコバール板である。リッド３１の下面に金属層３４が設けられている。金属層３４は例えば金膜である。環状封止層３０と金属層３４とは半田層３２により接続されている。半田層３２は例えば厚さが４μｍのＡｕＳｎである。環状封止層３０とリッド３１により弾性波素子１５は空隙３８に封止される。環状封止層３０は金属層１８ａおよびビア配線２２ａを介し端子２４ａに電気的に接続される。 [Modification 1 of Embodiment 1]
9 is a cross-sectional view of an acoustic wave device according to Modification 1 of Embodiment 1. FIG. As shown in FIG. 9, the piezoelectric layer 14 and the insulating layer 13 on the periphery of the support substrate 10 are removed. An annular sealing layer 30 is provided on the peripheral edge of the support substrate 10 . The annular sealing layer 30 is a metal layer, for example, a copper layer with a thickness of 20 μm and a nickel layer with a thickness of 2.5 μm from the support substrate 10 side. The lid 31 is, for example, a Kovar plate with a thickness of 30 μm. A metal layer 34 is provided on the lower surface of the lid 31 . The metal layer 34 is, for example, a gold film. Annular sealing layer 30 and metal layer 34 are connected by solder layer 32 . The solder layer 32 is, for example, AuSn with a thickness of 4 μm. The acoustic wave element 15 is sealed in the air gap 38 by the annular sealing layer 30 and the lid 31 . Annular sealing layer 30 is electrically connected to terminal 24a through metal layer 18a and via wiring 22a.

実施例１の変形例１のように、支持基板１０上に弾性波素子１５を封止する環状封止層３０およびリッド３１等の封止部が設けられていてもよい。 As in Modification 1 of Embodiment 1, a sealing portion such as an annular sealing layer 30 and a lid 31 for sealing the acoustic wave element 15 may be provided on the support substrate 10 .

実施例２は、フィルタおよびデュプレクサの例である。図１０（ａ）は、実施例２に係るフィルタの回路図である。図１０（ａ）に示すように、入力端子Ｔｉｎと出力端子Ｔｏｕｔ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Ｔｉｎと出力端子Ｔｏｕｔとの間に、１または複数の並列共振器Ｐ１からＰ３が並列に接続されている。実施例２のフィルタの共振器の少なくとも１つを実施例１およびその変形例の弾性波素子１５で形成してもよい。直列共振器および並列共振器の個数等は適宜設定できる。フィルタとしてラダー型フィルタを例に説明したが、フィルタは多重モード型フィルタでもよい。 Example 2 is an example of a filter and duplexer. FIG. 10A is a circuit diagram of a filter according to Example 2. FIG. As shown in FIG. 10(a), one or more series resonators S1 to S4 are connected in series between an input terminal Tin and an output terminal Tout. One or more parallel resonators P1 to P3 are connected in parallel between the input terminal Tin and the output terminal Tout. At least one of the resonators of the filter of Example 2 may be formed of the acoustic wave device 15 of Example 1 and its modification. The number of series resonators and parallel resonators can be set appropriately. Although the ladder-type filter has been described as an example of the filter, the filter may be a multi-mode filter.

図１０（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１０（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５２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５４が接続されている。送信フィルタ５２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５４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５２および受信フィルタ５４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。 FIG. 10B is a circuit diagram of a duplexer according to modification 1 of embodiment 2. FIG. As shown in FIG. 10B, a transmission filter 52 is connected between the common terminal Ant and the transmission terminal Tx. A receive filter 54 is connected between the common terminal Ant and the receive terminal Rx. The transmission filter 52 passes the signal in the transmission band among the high-frequency signals input from the transmission terminal Tx to the common terminal Ant as the transmission signal, and suppresses the signals of other frequencies. The reception filter 54 passes the signal in the reception band among the high-frequency signals input from the common terminal Ant to the reception terminal Rx as the reception signal, and suppresses the signals of other frequencies. At least one of the transmission filter 52 and the reception filter 54 can be the filter of the second embodiment.

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。 A duplexer has been described as an example of a multiplexer, but a triplexer or a quadplexer may be used.

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。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to such specific embodiments, and various modifications and variations can be made within the scope of the gist of the present invention described in the scope of claims. Change is possible.

１０支持基板
１１境界層
１２温度補償膜
１３絶縁層
１４圧電層
１５弾性波素子
１８金属層
２０配線
２０ａ密着層
２０ｂ低抵抗層
２２ビア配線
２６、２７領域
５２送信フィルタ
５４受信フィルタ
REFERENCE SIGNS LIST 10 support substrate 11 boundary layer 12 temperature compensation film 13 insulation layer 14 piezoelectric layer 15 acoustic wave element 18 metal layer 20 wiring 20a adhesion layer 20b low resistance layer 22 via wiring 26, 27 region 52 transmission filter 54 reception filter

Claims

a support substrate;
a via wiring penetrating through the supporting substrate;
a metal layer provided on the support substrate and covering the via wiring;
a piezoelectric layer provided on the support substrate with a partial region of the metal layer sandwiched between the support substrate and the piezoelectric layer, which does not overlap at least a portion of the via wiring in a plan view;
an acoustic wave element provided on the piezoelectric layer;
An acoustic wave device comprising:

an insulating layer provided between the support substrate and the piezoelectric layer;
2. The acoustic wave device according to claim 1, wherein a partial region of said metal layer is sandwiched between said support substrate and said insulating layer.

3. The acoustic wave device according to claim 1, further comprising a wiring provided from the metal layer to the piezoelectric layer and electrically connecting the via wiring and the acoustic wave element.

4. The acoustic wave device according to claim 3, wherein the wiring overlaps at least part of the via wiring in plan view.

5. The acoustic wave device according to claim 1, wherein the via wiring is mainly composed of copper, silver or gold, and the metal layer is mainly composed of titanium or titanium tungsten.

the via wiring is mainly composed of copper, silver or gold, the metal layer is mainly composed of titanium or titanium tungsten,
5. The acoustic wave device according to claim 4, wherein the wiring comprises a layer mainly composed of a metal other than silver or gold, which is not the main component of the via wiring.

A filter comprising the acoustic wave device according to any one of claims 1 to 6.

A multiplexer including the filter of claim 7.

forming a metal layer on a support substrate so as to cover via wiring that penetrates the support substrate;
forming a piezoelectric layer on the support substrate and the metal layer;
forming an acoustic wave element on the piezoelectric layer;
removing a portion of the piezoelectric layer that overlaps at least a portion of the via wiring in plan view so that a portion of the metal layer is sandwiched between the supporting substrate and the piezoelectric layer;
A method of manufacturing an acoustic wave device comprising:

10. The method of manufacturing an acoustic wave device according to claim 9, further comprising the step of forming a wiring extending from the metal layer to the piezoelectric layer and electrically connecting the via wiring and the acoustic wave element.