JP5402841B2 - Surface acoustic wave device - Google Patents
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Description
本発明は弾性表面波デバイスに関し、詳しくは、弾性表面波を励振する櫛形電極(IDT;Interdigital Transducer)の周囲が絶縁膜で覆われた弾性表面波デバイスに関する。 The present invention relates to a surface acoustic wave device, and more particularly, to a surface acoustic wave device in which the periphery of an interdigital transducer (IDT) that excites a surface acoustic wave is covered with an insulating film.
圧電性を有する圧電基板の表面にIDTが形成され、IDTによって励振された弾性表面波を利用する弾性表面波デバイスにおいて、温度特性の補償などために、IDTを絶縁膜で被覆する構成が知られている。 In a surface acoustic wave device using a surface acoustic wave excited by IDT and having an IDT formed on the surface of a piezoelectric substrate having piezoelectricity, a configuration in which IDT is covered with an insulating film is known to compensate for temperature characteristics. ing.
例えば図7の断面図に示すように、圧電基板2上に、複数層102a〜102dからなる第1の導電膜102によりIDT123を形成し、IDT123を絶縁膜124で被覆するとともに、第1の導電膜102により形成された第1の配線パターン103に、導電性を有する層間接続膜106を介して、複数層104a〜104cからなる第2の導電膜104を接続する。第2の導電膜104により、電極パッド109等を含む第2の配線パターン105を形成し、バンプ132を介して実装する。(例えば、特許文献1参照)
For example, as shown in the cross-sectional view of FIG. 7, the IDT 123 is formed on the
樹脂パッケージ品など、弾性表面波デバイスが気密封止されない場合、第1の導電膜により形成されたIDTと絶縁膜との間の隙間に湿気が浸入し、浸入した湿気が結露したり、結露によりIDTが腐食したりすると、弾性表面波の音速が変化する。そのため、耐湿試験での電気特性が変化し、不良と判定されることがある。 When a surface acoustic wave device such as a resin package product is not hermetically sealed, moisture enters the gap between the IDT formed by the first conductive film and the insulating film. When the IDT corrodes, the sound velocity of the surface acoustic wave changes. For this reason, the electrical characteristics in the moisture resistance test may change and may be determined as defective.
絶縁膜による被覆を広げ、第1の導電膜のみならず第2の導電膜も絶縁膜によってできるだけ被覆するようにしても、層間の隙間からの湿気の浸入を遮断できない場合がある。 Even if the insulating film is widened so that not only the first conductive film but also the second conductive film is covered with the insulating film as much as possible, intrusion of moisture from the gaps between the layers may not be blocked.
本発明は、かかる実情に鑑み、耐湿性が向上し、耐湿試験での電気特性の変化を防止することができる弾性表面波デバイスを提供しようとするものである。 In view of such circumstances, the present invention is intended to provide a surface acoustic wave device that has improved moisture resistance and can prevent changes in electrical characteristics in a moisture resistance test.
本発明は、上記課題を解決するために、以下のように構成した弾性表面波デバイスを提供する。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a surface acoustic wave device configured as follows.
弾性表面波デバイスは、(a)圧電基板と、(b)前記圧電基板の主面にIDTを形成する第1の導電膜と、(c)前記第1の導電膜に隣接し、かつ前記第1の導電膜の周囲を取り囲むように、前記圧電基板の前記主面に形成された第1の絶縁膜と、(d)前記圧電基板の前記主面と前記第1の絶縁膜と前記第1の導電膜とに接合されるように形成された第2の導電膜と、(e)前記第1の絶縁膜に接合され、前記第1の導電膜を覆うように形成された第2の絶縁膜とを備えたタイプのものである。前記第1の導電膜と前記第1の絶縁膜との境界部分と前記第2の導電膜とが交差する領域及びその近傍領域において、前記第2の導電膜と前記第1の導電膜との間及び前記第2の導電膜と前記第1の絶縁膜との間に延在するように形成された目張り膜を備える。 The surface acoustic wave device includes: (a) a piezoelectric substrate; (b) a first conductive film that forms an IDT on a main surface of the piezoelectric substrate; and (c) adjacent to the first conductive film and the first conductive film. A first insulating film formed on the main surface of the piezoelectric substrate so as to surround the periphery of the one conductive film; (d) the main surface of the piezoelectric substrate, the first insulating film, and the first A second conductive film formed to be bonded to the first conductive film; and (e) a second insulating film formed to be bonded to the first insulating film and cover the first conductive film. It is of a type provided with a membrane. In the region where the boundary portion between the first conductive film and the first insulating film intersects the second conductive film and in the vicinity thereof, the second conductive film and the first conductive film And a weathering film formed to extend between the second conductive film and the first insulating film.
上記構成において、第1の導電膜と第1の絶縁膜との境界部分と、第2の導電膜と第1の絶縁膜との界面は、目張り膜によって離され、直接は接続されない。目張り膜を設けると、外部からの湿気が、圧電基板の主面と第2の導電膜との界面の隙間から、第2の導電膜と第1の絶縁膜との界面の隙間に浸入しても目張り膜で遮断し、外部からの湿気が、第1の導電膜と第1の絶縁膜との境界部分には達しないようにすることができる。これにより、耐湿性が向上し、耐湿試験での電気特性の変化を防止することができる。 In the above configuration, the boundary portion between the first conductive film and the first insulating film and the interface between the second conductive film and the first insulating film are separated by the weathering film and are not directly connected. When the weathering film is provided, moisture from the outside enters the gap at the interface between the second conductive film and the first insulating film from the gap at the interface between the main surface of the piezoelectric substrate and the second conductive film. Further, it is possible to prevent the moisture from the outside from reaching the boundary portion between the first conductive film and the first insulating film. Thereby, moisture resistance improves and the change of the electrical property in a moisture resistance test can be prevented.
好ましくは、前記目張り膜は、層間接続膜である。前記層間接続膜は、(i)前記第1の導電膜に接合された、導電性を有する本体部と、(ii)該本体部から、前記第1の導電膜と前記第1の絶縁膜との境界部分を越えて、前記第1の絶縁膜上に膨出した、導電性を有する膨出部とを有する。 Preferably, the weathering film is an interlayer connection film. The interlayer connection film includes: (i) a conductive main body joined to the first conductive film; and (ii) from the main body, the first conductive film and the first insulating film. And a bulging portion having conductivity which bulges on the first insulating film beyond the boundary portion.
この場合、層間接続膜の本体部に膨出部を追加するだけ目張り膜を形成できるため、製造コストを上げることなく、耐湿試験での電気特性の変化を防止することができる。 In this case, since the cover film can be formed by adding the bulging portion to the main body of the interlayer connection film, it is possible to prevent changes in electrical characteristics in the moisture resistance test without increasing the manufacturing cost.
本発明によれば、耐湿性が向上し、耐湿試験での電気特性の変化を防止することができる。 According to the present invention, moisture resistance is improved, and changes in electrical characteristics in a moisture resistance test can be prevented.
以下、本発明の実施の形態について、図1〜図6を参照しながら説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS.
<実施例1> 実施例1の弾性表面波デバイス10について、図1〜図3を参照しながら説明する。
Example 1 A surface
図1(a)は、実施例1の弾性表面波デバイス10の平面図である。図1(b)は、図1(a)の線A−Aに沿って切断した断面図である。図1(a)において右側の部分は、絶縁膜16,18を取り除いた状態を示している。
FIG. 1A is a plan view of the surface
図1に示すように、実施例1の弾性表面波デバイス10は、圧電基板12の主面12aに、1層又は2層以上の金属膜からなる第1の導電膜によりIDT20が形成されている。IDT20は、バスバー22と、バスバー22に接続された複数本の電極指24とからなる。図1(a)では一方のIDT20のみを図示しているが、一方のIDT20のそれぞれの電極指24と、不図示の他方のIDTの電極指とが、それぞれ互いに間挿し合うように構成されている。
As shown in FIG. 1, in the surface
圧電基板12の主面12aには、IDT20に隣接し、かつIDT20の周囲を取り囲むように、第1の絶縁膜14が形成されている。IDT20と第1の絶縁膜14との間の境界部分には、隙間21が形成されている。なお、隙間21は誇張して図示している。
A first
IDT20のバスバー22と第1の絶縁膜14の上には、IDT20と第1の絶縁膜14との間の境界部分の隙間21を跨ぐように、層間接続膜26が形成されている。
An
さらに、1層又は2層以上の金属膜からなる第2の導電膜28が、圧電基板12の主面12aと、第1の絶縁膜14と、層間接続膜26の上に形成され、圧電基板12の主面12aと、第1の絶縁膜14と、層間接続膜26とに接合されている。
Further, a second
また、第1の絶縁膜14と、IDT20と、第2の導電膜28の上に、IDT20を覆うように、第2の絶縁膜16が形成されている。第2の絶縁膜16は、第1の絶縁膜14と、IDT20と、第2の導電膜28とに接合されている。第2の絶縁膜16の上には、第3の絶縁膜18が形成されている。第3の絶縁膜18は、第1の絶縁膜14及び第2の絶縁膜16が圧電基板12の主面12a上に露出しないように、第1の絶縁膜14と第2の絶縁膜16とを完全に覆うように形成され、第3の絶縁膜18の外周縁近傍部分は、圧電基板12の主面12aに接合されている。
Further, the second
層間接続膜26は、IDT20のバスバー22上に形成された本体部26pと、本体部26pから、IDT20と第1の絶縁膜14との境界部分を越えて、第1の絶縁膜14上に膨出した膨出部26qとを有する。第2の導電膜28は、層間接続膜26の本体部26p及び膨出部26qに接合されており、IDT20のバスバー22と第2の導電膜28とは層間接続膜26を介して接続されている。
The
層間接続膜26は、IDT20と第1の絶縁膜14との境界部分と第2の導電膜28とが交差する領域及びその近傍領域に延在している部分を含み、目張り膜として機能する。
The
すなわち、層間接続膜26が介在するため、IDT20と第1の絶縁膜14との境界部分の隙間21と、第2の導電膜28と第1の絶縁膜14との界面とは、直接には接続されていない。そのため、矢印30,31で示すように、外部からの湿気が、圧電基板12の主面12aと第2の導電膜28との界面の隙間から、第2の導電膜28と第1の絶縁膜14との界面の隙間に浸入しても、層間接続膜26で遮断され、外部からの湿気は、IDT20と第1の絶縁膜14との境界部分の隙間21には達しない。その結果、耐湿性が向上し、弾性表面波デバイス10の耐湿試験において、電気特性の変化を防止することができる。
That is, since the
層間接続膜26に、第1の絶縁膜14とIDT20との境界部分の隙間21を跨ぐ部分を追加するだけでよいので、製造コストを上げることなく、耐湿試験での電気特性の変化を防止することができる。
Since it is only necessary to add to the
次に、実施例1の弾性表面波デバイス10の製造工程の一例について、図2及び図3の断面図を参照しながら説明する。
Next, an example of the manufacturing process of the surface
まず、図2(1)に示すように、ニオブ酸リチウム(LiNbO3)の圧電基板12の主面12aに、スパッタリングによりSiO2膜14sを成膜する。
First, as shown in FIG. 2A, a SiO 2 film 14s is formed on the
次いで、図2(2)に示すように、SiO2膜14s上にレジストを塗布し、露光することにより、所定パターンのマスク50を形成する。
Next, as shown in FIG. 2B, a resist 50 is applied onto the SiO 2 film 14s and exposed to form a
次いで、図2(3)に示すように、マスク50を介して、SiO2膜14tをドライエッチングする。
Next, as shown in FIG. 2 (3), the SiO 2 film 14 t is dry-etched through the
次いで、Ti、Al、合金などの1層又は2層以上の金属膜をスパッタリングにより成膜した後、マスク50とマスク50の上に形成された金属膜を除去して、図2(4)に示すように、SiO2膜14tに埋め込まれたIDT20を形成する。このとき、SiO2膜14tのエッチング面に金属膜を完全に密着させることは困難であり、SiO2膜14tとIDT20との境界部分に、隙間が形成される。
Next, after one or more metal films such as Ti, Al, and alloy are formed by sputtering, the
次いで、SiO2膜14tを所定形状にエッチングし、図2(5)に示すように、第1の絶縁膜14を形成する。
Next, the SiO 2 film 14t is etched into a predetermined shape to form the first insulating
次いで、所定の形状の1層又は2層以上の金属膜を形成することにより、図2(6)に示すように、IDT20のバスバー22上に、層間接続膜26を形成する。例えば、層間接続膜26として、密着性の優れたTi膜、又はTi/Al/Ti膜を形成する。
Next, an
なお、図2及び図3では図示していないが、層間接続膜26は、第1の絶縁膜14の上にも形成し、層間接続膜26が、IDT20と第1の絶縁膜14との境界部分と第2の導電膜28とが交差する領域及びその近傍領域に延在するように形成する。
Although not shown in FIGS. 2 and 3, the
次いで、Ti、Al、合金などの、所定の形状の1層又は2層以上の金属膜を形成することにより、図2(7)に示すように、第2の導電膜28を形成する。
Next, a second
次いで、図3(8)に示すように、SiO2膜16sを成膜する。 Next, as shown in FIG. 3 (8), a SiO 2 film 16s is formed.
次いで、図3(9)に示すように、SiN膜18sを成膜する。
Next, as shown in FIG. 3 (9), a
次いで、SiO2膜16sとSiN膜18sをエッチングして、図3(10)に示すように、SiO2膜16sから第2の絶縁膜16を形成し、SiN膜18sから第3の絶縁膜18を形成する。
Next, the SiO 2 film 16 s and the
次いで、図3(11)において矢印52で示すように、必要に応じて、第3の絶縁膜18を加工し、周波数特性を調整する。
Next, as shown by an
次いで、図3(12)に示すように、第2の導電膜28の上に、Auでバンプ29を形成する。
Next, as shown in FIG. 3 (12), bumps 29 are formed of Au on the second
<実施例2> 実施例2の弾性表面波デバイス10aについて、図4を参照しながら説明する。
Example 2 A surface
実施例2の弾性表面波デバイス10aは、実施例1の弾性表面波デバイス10と略同様に構成されている。以下では、実施例1と同様の構成部分には同じ符号を用い、実施例1との相違点を中心に説明する。
The surface
図4は、実施例4の弾性表面波デバイス10aの平面図である。図4において右側の部分は、絶縁膜16,18を取り除いた状態を示している。
FIG. 4 is a plan view of the surface
図4に示すように、IDT20のバスバー22と第2の導電膜28との間に介在する層間接続膜26aは、IDT20のバスバー22上にのみ形成されている。この層間接続膜26aとは別に、IDT20と第1の絶縁膜14との間の境界部分の隙間21を跨ぐように目張り膜27が形成され、間張り膜27の上に第2の導電膜28が延在している。
As shown in FIG. 4, the
目張り膜27を設けると、IDT20と第1の絶縁膜14との境界部分の隙間21と、第2の導電膜28と第1の絶縁膜14との界面とは、直接接続されていない。そのため、矢印30で示すように、外部からの湿気が、圧電基板12の主面12aと第2の導電膜28との界面の隙間から、第2の導電膜28と第1の絶縁膜14との界面の隙間に浸入しても、目張り膜27で遮断され、外部からの湿気は、IDT20と第1の絶縁膜14との境界部分の隙間21には達しない。その結果、耐湿性が向上し、弾性表面波デバイス10aの耐湿試験において、電気特性の変化を防止することができる。
When the
目張り膜27は、層間接続膜26aと同じ材料で形成しても、層間接続膜26aとは異なる材料で形成してもよい。また、絶縁材料を用いて形成してもよい。例えば、ポリイミドなどの不溶性の樹脂材料を用いて目張り膜27を形成する。
The weathering
目張り膜27は自由に材料を選択することができるので、第1の絶縁膜14や第2の導電膜28とは界面に隙間ができにくい材料を用いて、より耐湿性を向上させることができる。
Since the material for the
<実施例3> 実施例3の弾性表面波デバイス10bについて、図5を参照しながら説明する。
Example 3 A surface
図5は、実施例3の弾性表面波デバイス10bの平面図である。図5において右側の部分は、絶縁膜16,18を取り除いた状態を示している。
FIG. 5 is a plan view of the surface
実施例3の弾性表面波デバイス10bは、実施例2と同様に、IDT20と第1の絶縁膜14との間の境界部分の隙間21を跨ぐように、目張り膜27が形成され、目張り膜27の上に第2の導電膜28が延在している。
In the surface
実施例3の弾性表面波デバイス10bは、実施例1及び実施例2とは異なり、IDT20のバスバー22と第2の導電膜28とは、層間接続膜を介することなく、直接接続さている。
In the surface
弾性表面波デバイス10bには目張り膜27が設けられているため、実施例2と同様に、耐湿性が向上し、弾性表面波デバイス10bの耐湿試験において、電気特性の変化を防止することができる。また、目張り膜27は自由に材料を選択することができるので、第1の絶縁膜14や第2の導電膜28とは界面に隙間ができにくい材料を用いて、より耐湿性を向上させることができる。
Since the surface
<比較例> 比較例の弾性表面波デバイス10xについて、図6を参照しながら説明する。
<Comparative Example> A surface
図6は、比較例の弾性表面波デバイス10xの平面図である。図6において右側の部分は、絶縁膜16,18を取り除いた状態を示している。
FIG. 6 is a plan view of a surface
図6に示すように、層間接続膜26xは、IDT20のバスバー22上のみに形成され、本体部のみを有しており、膨出部は形成されていない。第2の導電膜28とIDT20と第1の絶縁膜14との境界部分とが交差する領域及びその近傍には、目張り膜が形成されていない。
As shown in FIG. 6, the
比較例の弾性表面波デバイス10xは、図6において矢印30で示すように、外部からの湿気が、圧電基板12の主面12aと第2の導電膜28との界面の隙間から浸入すると、第2の導電膜28と第1の絶縁膜14との界面を経て、矢印32,34で示すように、IDT20と第1の絶縁膜14との境界部分の隙間21に浸入し、IDT20の電極指24に達する。
In the surface
浸入した湿気が電極指24の近傍で結露したり、結露によりIDT20の電極指24が腐食したりすると、弾性表面波の音速が変化するため、耐湿試験での電気特性が変化する。
When the infiltrated moisture condenses in the vicinity of the
これに対し、実施例1〜3のように層間接続膜26や目張り膜27を設けると、IDT20と第1の絶縁膜14との境界部分の隙間21と、第2の導電膜28と第1の絶縁膜14との界面とが、直接、接続されないため、IDT20と第1の絶縁膜14との境界部分の隙間21への湿気の浸入を遮断することができるため、耐湿性が向上し、耐湿試験での電気特性の変化を防止することができる。
On the other hand, when the
<まとめ> 以上のように、IDT20と第1の絶縁膜14との間の境界部分を跨ぐように、層間接続膜26又は目張り膜27を設けることにより、耐湿性が向上し、耐湿試験での電気特性の変化を防止することができる。
<Summary> As described above, by providing the
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変更を加えて実施することが可能である。 The present invention is not limited to the above embodiment, and can be implemented with various modifications.
10,10a,10b,10x 弾性表面波デバイス
12 圧電基板
12a 主面
14 第1の絶縁膜
16 第2の絶縁膜
18 第3の絶縁膜
20 IDT(第1の導電膜)
21 隙間
22 バスバー
24 電極指
26 層間接続膜(目張り膜)
27 目張り膜
28 第2の導電膜
29 バンプ
10, 10a, 10b, 10x Surface
21
27
Claims (2)
前記圧電基板の主面にIDTを形成する第1の導電膜と、
前記第1の導電膜に隣接し、かつ前記第1の導電膜の周囲を取り囲むように、前記圧電基板の前記主面に形成された第1の絶縁膜と、
前記圧電基板の前記主面と前記第1の絶縁膜と前記第1の導電膜とに接合されるように形成された第2の導電膜と、
前記第1の絶縁膜に接合され、前記第1の導電膜を覆うように形成された第2の絶縁膜と、
を備えた弾性表面波デバイスにおいて、
前記第1の導電膜と前記第1の絶縁膜との境界部分と前記第2の導電膜とが交差する領域及びその近傍領域において、前記第2の導電膜と前記第1の導電膜との間及び前記第2の導電膜と前記第1の絶縁膜との間に延在するように形成された目張り膜を備えたことを特徴とする、弾性表面波デバイス。 A piezoelectric substrate;
A first conductive film for forming IDT on a main surface of the piezoelectric substrate;
A first insulating film formed on the main surface of the piezoelectric substrate so as to be adjacent to the first conductive film and surround the periphery of the first conductive film;
A second conductive film formed so as to be bonded to the main surface of the piezoelectric substrate, the first insulating film, and the first conductive film;
A second insulating film bonded to the first insulating film and formed to cover the first conductive film;
In a surface acoustic wave device comprising:
In the region where the boundary portion between the first conductive film and the first insulating film intersects the second conductive film and in the vicinity thereof, the second conductive film and the first conductive film A surface acoustic wave device comprising a weather strip formed to extend between and between the second conductive film and the first insulating film.
前記第1の導電膜に接合された、導電性を有する本体部と、該本体部から、前記第1の導電膜と前記第1の絶縁膜との境界部分を越えて、前記第1の絶縁膜上に膨出した、導電性を有する膨出部とを有する層間接続膜であることを特徴とする、請求項1に記載の弾性表面波デバイス。 The weather membrane is
A main body having conductivity, joined to the first conductive film, and the first insulation from the main body beyond the boundary between the first conductive film and the first insulating film 2. The surface acoustic wave device according to claim 1, wherein the surface acoustic wave device is an interlayer connection film having a conductive bulge portion that bulges on the film.
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