JP6358341B2 - 弾性波装置及びその製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、弾性波装置及びその製造方法に関する。
板波を用いた弾性波装置が種々提案されている。下記の特許文献1や下記の特許文献2には、板波を利用しており、かつ空洞を有する弾性波装置が開示されている。特許文献1では、空洞を形成するにあたり、あらかじめ犠牲層が形成される。この犠牲層上に圧電薄膜が積層される。圧電薄膜には、エッチング用貫通孔が形成されている。このエッチング用貫通孔からエッチングすることにより、犠牲層を除去している。それによって、空洞を形成している。特許文献2においても、同様のエッチング用貫通孔が、反射器の外側の領域に設けられている。
特開2014−13991号公報 WO2012/073871 A1
特許文献1や特許文献2に記載のように、エッチング用貫通孔が設けられている場合、その分だけ圧電薄膜の面積が大きくなっていた。また、犠牲層の面積も大きくなっていた。圧電薄膜の面積や犠牲層の面積が大きくなると、最終的に、圧電基板を含む弾性波装置のサイズが大きくなる。従って、圧電薄膜の面積や犠牲層の面積を小さくすることが、弾性波装置の小型化を図る上での課題となっていた。
本発明の目的は、エッチング用貫通孔の位置を工夫することにより、小型化を図り得る弾性波装置及びその製造方法を提供することにある。
本発明に係る弾性波装置は、上面に凹部が設けられている支持基板と、対向し合う第1の主面及び第2の主面を有し、前記第2の主面側から前記支持基板の前記凹部を覆うように積層された圧電基板と、前記圧電基板の前記第1の主面及び前記第2の主面の内の一方に設けられており、少なくとも、弾性波を励振するためのIDT電極を含み、弾性波が伝搬する弾性波装置用機能電極と、を備え、前記支持基板の前記凹部が前記圧電基板により覆われて空洞が構成されており、前記圧電基板の前記第1の主面と前記第2の主面とを貫通する貫通部が、前記圧電基板に設けられており、該貫通部は、前記空洞につながっており、前記圧電基板の前記第1の主面側から平面視した場合に、前記弾性波装置用機能電極が形成されている領域の外周を包含する、最小の矩形領域内に前記貫通部の少なくとも一部が位置している。
本発明に係る弾性波装置のある特定の局面では、前記貫通部の少なくとも一部が、前記矩形領域内の弾性波伝搬方向における端部に位置している。この場合には、弾性波の励振効率の低下が生じ難い。
本発明に係る弾性波装置の他の特定の局面では、前記弾性波装置用機能電極が、反射器を有しない。このように、本発明は、反射器を有しない弾性波装置であってもよい。
本発明に係る弾性波装置の他の特定の局面では、前記貫通部が、前記IDT電極における隣り合う電極指間の領域に配置されている。隣り合う電極指間の領域に貫通部が配置されているため、IDT電極による弾性波励振効率の低下が生じ難い。
本発明に係る弾性波装置の別の特定の局面では、前記弾性波装置用機能電極は、さらに、前記IDT電極の弾性波伝搬方向両側に配置された一対の反射器を含む。このように、本発明の弾性波装置では、IDT電極の両側に、反射器が備えられていてもよい。
本発明に係る弾性波装置の他の特定の局面では、前記貫通部が、前記IDT電極における隣り合う電極指間の領域及び前記反射器における隣り合う電極指間の領域の内の少なくとも一方に配置されている。この場合には、IDT電極及び/または反射器の機能が低下し難い。
本発明に係る弾性波装置の別の特定の局面では、前記IDT電極が、対向し合う第1及び第2のバスバーと、前記第1及び第2のバスバーにそれぞれ電気的に接続された第1及び第2の電極指とを有し、前記第1及び第2のバスバーが、弾性波伝搬方向と交差する方向に延びている。このように、第1及び第2のバスバーは、弾性波伝搬方向と平行でなく、交差する方向に延びていてもよい。
本発明に係る弾性波装置のさらに他の特定の局面では、前記矩形領域が、前記弾性波装置用機能電極が設けられている領域よりも大きく、前記貫通部の少なくとも一部が、前記弾性波装置用機能電極の外側に配置されている。この場合には、弾性波装置用機能電極の機能が低下し難い。
本発明に係る弾性波装置の製造方法は、対向し合う第1及び第2の主面を有する圧電基板の前記第1の主面上に、弾性波を励振するためのIDT電極を含み、弾性波が伝搬する弾性波装置用機能電極を形成する工程と、前記圧電基板の前記第2の主面上に、犠牲層を形成する工程と、前記犠牲層に接するように、支持基板を、前記圧電基板の前記第2の主面側に積層する工程と、前記圧電基板に貫通部を形成する工程と、前記貫通部を通してエッチングにより前記犠牲層を消失させて空洞を形成する工程と、を備え、前記貫通部を形成する工程において、前記圧電基板の前記第1の主面側から平面視した場合に、前記弾性波装置用機能電極が形成されている領域の外周を包含する、最小の矩形領域内に、前記貫通部の少なくとも一部が位置するように、前記貫通部を形成する。
本発明に係る弾性波装置の製造方法のある特定の局面では、前記弾性波装置用機能電極は、さらに、前記IDT電極の弾性波伝搬方向両側に配置された一対の反射器を含む。
本発明に係る弾性波装置及びその製造方法によれば、貫通部の少なくとも一部が上記最小の矩形領域内に位置しているため、弾性波装置の小型化を図ることができる。
図1(a)及び図1(b)は、本発明の第1の実施形態に係る弾性波装置の平面図及び部分切欠正面断面図である。 図2は、本発明の第2の実施形態の弾性波装置におけるIDT電極に設けられている部分の模式的平面図である。 図3は、本発明の第3の実施形態の弾性波装置におけるIDT電極に設けられている部分の模式的平面図である。 図4は、本発明の第4の実施形態の弾性波装置におけるIDT電極に設けられている部分の模式的平面図である。 図5は、本発明の第5の実施形態の弾性波装置におけるIDT電極に設けられている部分の模式的平面図である。 図6は、本発明の第6の実施形態の弾性波装置におけるIDT電極に設けられている部分の模式的平面図である。 図7は、本発明の第7の実施形態の弾性波装置におけるIDT電極に設けられている部分の模式的平面図である。 図8は、本発明の第8の実施形態の弾性波装置におけるIDT電極に設けられている部分の模式的平面図である。 図9(a)〜図9(c)は、本発明の第1の実施形態に係る弾性波装置の製造工程を説明するための各正面断面図である。 図10(a)及び図10(b)は、本発明の第1の実施形態に係る弾性波装置の製造工程を説明するための各正面断面図である。 図11(a)〜図11(c)は、本発明の第1の実施形態に係る弾性波装置の製造工程を説明するための各正面断面図である。 図12(a)は、比較例の弾性波装置の要部を示す模式的平面図であり、図12(b)は、第1の実施形態の弾性波装置の要部の模式的平面図である。
以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。
なお、本明細書に記載の各実施形態は、例示的なものであり、異なる実施形態間において、構成の部分的な置換または組み合わせが可能であることを指摘しておく。
図1(a)及び図1(b)は、本発明の第1の実施形態に係る弾性波装置の平面図及び部分切欠正面断面図である。
弾性波装置1は、板波としてのラム波を利用した弾性波装置である。弾性波装置1は、支持基板2を有する。支持基板2は、上面2a及び下面2bを有する。上面2aに、上面2aに向かって開いた凹部2cが設けられている。支持基板2は酸化ケイ素、窒化アルミニウムまたはアルミナなどの適宜の誘電体、またはSiなどにより形成することができる。
支持基板2の下面2bには、補強基板3が積層されている。補強基板3は必須ではない。支持基板2の強度が十分に高ければ、補強基板3は省略してもよい。補強基板3は、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、窒化アルミニウムなどの適宜の誘電体、あるいはSiなどの半導体により構成することができる。
支持基板2の上面2a上には、圧電基板4が積層されている。圧電基板4は、薄く、例えば、厚み0.05λ〜1λ程度の薄膜状である。それによって、板波を十分に励振させることが可能とされている。なお、基板材料や構造、板波のモードによって圧電基板の最適な厚みの値は異なる。
上記圧電基板4は、LiTaOからなる。なお、圧電基板4は、他の圧電単結晶からなるものであってもよい。
圧電基板4は、対向し合う第1の主面4a及び第2の主面4bを有する。圧電基板4は、第2の主面4b側から支持基板2の上面2a上に積層されている。従って、凹部2cを覆うように圧電基板4が設けられている。そのため、凹部2cと圧電基板4とで囲まれた空洞5が形成されている。
圧電基板4の第1の主面4a上には、弾性波装置用機能電極として、IDT電極6が設けられている。IDT電極6は、適宜の金属もしくは合金からなる。このような金属もしくは合金としては、Al、Cu、Ag、Pt、Ti、Fe、Mo、Ta、W、Cr、Niなどの金属、あるいはこれらの金属を含む合金を用いることができる。好ましくは、AlもしくはAlを主体とする合金からなることが望ましい。なお、Alを主体とする合金とは、50重量%を超えてAlを含む合金であることを意味する。なお、IDT電極6は、これらの金属を積層したものであってもよい。
WO2012/073871号に開示されているように、このような構造では、LiTaOのオイラー角を特定の範囲に選択することにより、板波の二次モードを効率よく励振させることができる。
弾性波装置1の特徴は、この圧電基板4において、貫通部4d,4eが特定の領域に設けられていることにある。それによって、弾性波装置1では、平面積を小さくすることができ、小型化を図ることができる。これを、以下において詳述する。
IDT電極6は、第1のバスバー6aと、第1のバスバー6aと対向している第2のバスバー6bとを有する。第1のバスバー6aに、複数本の第1の電極指6cの一端が接続されている。第2のバスバー6bには、複数本の第2の電極指6dの一端が接続されている。第1の電極指6cと、第2の電極指6dとは、互いに間挿し合っている。
また、第2の電極指6dの先端とギャップを隔てて、第1のダミー電極指6eが設けられている。第1のダミー電極指6eの一端が、第1のバスバー6aに接続されている。同様に、第1の電極指6cの先端とギャップを隔てて、第2のダミー電極指6fが設けられている。第2のダミー電極指6fの一端は、第2のバスバー6bに接続されている。
弾性波装置1において、弾性波伝搬方向は、上記第1及び第2の電極指6c,6dが延びる方向と直交する方向である。貫通部4d,4eは、弾性波伝搬方向において、隣り合う電極指間の領域に設けられている。
ここで、隣り合う電極指は、第1及び第2の電極指6c、6dだけでなく、第1及び第2のダミー電極指6e,6fをも含むものとする。
より具体的には、貫通部4dは、弾性波伝搬方向最外側の第1のダミー電極指6eと、その内側に位置している第1の電極指6cとの間の領域に設けられている。貫通部4eは、弾性波伝搬方向最外側の第1のダミー電極指6eとその内側の第1の電極指6cとの間の領域に設けられている。
上記貫通部4d,4eは、空洞5を設けるための工程において、エッチングホールとして用いられる。後述する製造方法から明らかなように、凹部2cを充填するように犠牲層を形成しておき、圧電基板4を積層したのちに、貫通部4d,4eからエッチャントを進入させ、犠牲層を除去する。
前述した特許文献1や特許文献2では、エッチングホールとしての貫通孔が、IDT電極や反射器が形成されている領域の外周を包含する、最小の矩形領域の外側の領域に設けられていた。従って、圧電基板や犠牲層等の面積が大きくなってしまい、結果として、弾性波装置1のサイズが大きくなってしまっていた。
これに対して、弾性波装置1では、貫通部4d,4eは、弾性波装置用機能電極としてのIDT電極6が形成されている領域の外周を包含する、最小の矩形領域A内に位置している。図12(a)に示す比較例と、図12(b)に示す本実施形態とを対比すれば明らかなように、従来例に相当の比較例に比べて、本実施形態によれば、弾性波装置の小型化を図ることができる。なお、図12(a)に示す比較例の弾性波装置101では、貫通部104d,104eは最小の矩形領域Aの外側に位置している。
特に、弾性波装置1では、貫通部4d,4eは、IDT電極を包含する最小の矩形領域A内において、隣り合う電極指間の領域に設けられており、電極指が存在する領域には存在していない。従って、貫通部4d,4eを設けたとしても、IDT電極6の電極としての機能も阻害されがたい。よって、板波の励振効率をさほど低めることなく、小型化を図ることが可能となる。
なお、弾性波装置1のように、第1のバスバー6a及び第2のバスバー6bが、弾性波伝搬方向と平行の場合、上記最小の矩形領域AはIDT電極6の外周を結んだ領域になる。この場合、第1のバスバー6a及び第2のバスバー6bの外側の辺(弾性波伝搬方向と直交する方向における外側の辺)が、矩形領域Aの一対の辺を構成している。そして、第1のバスバー6a及び第2のバスバー6bの外側の辺の一端同士を結ぶ辺と、他端同士を結ぶ辺とが、矩形領域Aの残りの一対の辺を構成している。従って、特に限定されるわけではないが、最小の矩形領域Aは、弾性波伝搬方向と平行な一対の辺を有する。
なお、一般的に、IDT電極の電極指長手方向に直行する方向が、弾性波の伝搬方向となる。
さらに、弾性波のエネルギーは、弾性波伝搬方向において、IDT電極6の内側にいくほど高くなり、外側にいくほど低くなる。したがって、第1の実施形態の方が後述する第2の実施形態よりも励振効率は高くなりやすい。これは後述する第3〜第8の実施形態でも同様であり、エッチング用貫通部をIDT電極の外側(矩形領域A内の弾性波伝搬方向端部側)の方向に置いたほうが、励振効率が良くなる。
さらに、第1の実施形態では、2つの貫通部4d,4eが設けられているが、貫通部は1つであってもよいし、3つ以上あってもよい。これは、後述する第2〜第8の実施形態、及び、弾性波装置1の製造工程でも同様である。
以下、図2〜図8を参照して、第2〜第8の実施形態の弾性波装置を説明する。
図2〜図8では、弾性波装置用機能電極としてのIDT電極、あるいはIDT電極及び反射器が構成されている部分を模式的に平面図で示す。
第2の実施形態の弾性波装置21では、図2に示すように、第1の実施形態と同様のIDT電極6が圧電基板4上に設けられている。異なるところは、貫通部4dに代えて、貫通部4gが、IDT電極6を包含する最小の矩形領域A内において、弾性波伝搬方向において最も外側の電極指間の領域よりも内側の電極指間の領域に設けられていることにある。その他の点については、弾性波装置21は、第1の実施形態の弾性波装置1と同様である。
貫通部4gのように、貫通部はIDT電極6を包含する最小の矩形領域A内に設けることができる。
また、貫通部4gは交差領域の外側部分に存在するので、弾性波の励振効率をさほど低めることなく、小型化を図ることができる。
図3は、第3の実施形態の弾性波装置31のIDT電極6が設けられている領域を示す模式的平面図である。第3の実施形態の弾性波装置31では、圧電基板4上にIDT電極6が設けられている。このIDT電極6を包含する最小の矩形領域Aにおいて、弾性波伝搬方向端部に貫通部4hが設けられている。貫通部4hが設けられている部分において、第1のダミー電極指6eの一部が欠落している。しかしながら、第1のダミー電極指6eの一部が欠落していたとしても、IDT電極6による励振効率はさほど低下しない。
また、貫通部4hは、その全体が矩形領域A内に位置しておらず、貫通部4hの少なくとも一部分が矩形領域A内に位置している。なお、貫通部4hの過半部分が矩形領域A内にある場合の方が、貫通部4hの過半部分が矩形領域Aの外にある場合と比べて、より小型化を図ることができる。したがって、小型化を図るためには、貫通部4hの過半部分が矩形領域A内にある場合の方が好ましい。ただし、励振効率の観点では、貫通部4hの過半部分が矩形領域A外にある場合の方が好ましい。
なお、図3では、1個の貫通部4hを設けたが、エッチングホールとして用いる場合、さらに1個以上の貫通部が設けられていることが望ましい。
図4は、第4の実施形態における弾性波装置41のIDT電極42が設けられている部分を示す模式的平面図である。弾性波装置41では、圧電基板4上に、IDT電極42が設けられている。IDT電極42は、第1のバスバー42aと、第2のバスバー42bとを有する。第1のバスバー42aに、第1の電極指42cの一端が接続されている。第2のバスバー42bに、第2の電極指42dの一端が接続されている。また、本実施形態においても、第1及び第2のダミー電極指42e,42fが、それぞれ、第2,第1の電極指42d,42cの先端とギャップを隔てて設けられている。
本実施形態の弾性波装置41が、弾性波装置1と異なるところは、第1のバスバー42a及び第2のバスバー42bが、弾性波伝搬方向と平行ではないことにある。より具体的には、第1のバスバー42aは、弾性波伝搬方向と交差する方向に延び、弾性波伝搬方向一端からIDT電極42の中央に近づくにつれて、電極指の延びる方向の外側にいくように傾斜している第1バスバー部42a1を有する。第1バスバー部42a1に第2バスバー部42a2が連なっている。第2バスバー部42a2は、IDT電極42の弾性波伝搬方向中央から、弾性波伝搬方向端部に向かうにつれて、電極指の延びる方向中央に近づくように延ばされている。
第1バスバー部42a1と、第2バスバー部42a2とは、IDT電極42の弾性波伝搬方向中心を通り、電極指の延びる方向に通る中心線に対して、線対称とされている。
第2のバスバー42bも、同様に、第1バスバー部42b1及び第2バスバー部42b2を有する。従って、IDT電極42は、外形が略菱形状とされている。
IDT電極42を包含する最小の矩形領域Aを一点鎖線で示す。この矩形領域A内に、貫通部4iが設けられている。図4から明らかなように、IDT電極42の外形が菱形であるため、第2バスバー部42a2の外側に、ある程度の大きさのスペースが存在する。従って、貫通部4iをこのスペースに配置することができる。この場合においても、IDT電極42を包含する最小の矩形領域A内に、貫通部4iが設けられているため、小型化を図ることができる。
また、本実施形態においても、貫通部4iは、矩形領域A内の弾性波伝搬方向端部に位置している。よって、第3の実施形態の弾性波装置31と同様に、励振効率をさほど妨げることなく、小型化を図ることができる。
なお、第1〜第4の実施形態の弾性波装置1,21,31,41では、IDT電極6,42が交差幅重み付けされていた。もっとも、本発明においては、IDT電極は、交差幅重み付けが施されておらずともよい。
また、貫通部4iは、IDT電極42内にある、隣り合う電極指間の領域に設けられてもよい。
さらに、第1〜第4の実施形態の弾性波装置1,21,31,41は、IDT電極6またはIDT電極42を有しており、反射器を有していなかった。本発明の弾性波装置では、IDT電極の弾性波伝搬方向両側に反射器が設けられていてもよい。
図5は、第5の実施形態の弾性波装置において、IDT電極及び反射器が設けられている領域を示す模式的平面図である。
弾性波装置51では、IDT電極52の弾性波伝搬方向両側に反射器53,54が設けられている。IDT電極52は、弾性波伝搬方向と平行に延びる第1及び第2のバスバー部52a,52bを有する。第1のバスバー部52aに、複数本の第1の電極指52cの一端が接続されている。第2のバスバー52bに複数本の第2の電極指52dの一端が接続されている。複数本の第1の電極指52cと、複数本の第2の電極指52dとが、互いに間挿し合っている。IDT電極52は、交差幅重み付けが施されていない、正規型のIDT電極である。
反射器53,54は、それぞれ、複数本の電極指53a,54aの両端を短絡してなるグレーティング反射器である。
圧電基板4上に、弾性波装置用機能電極として、IDT電極52と、反射器53,54とが設けられている。弾性波装置用機能電極とは、弾性波が伝搬するように機能している電極を広く含むものとする。従って、弾性波を励振するためのIDT電極52だけでなく、弾性波が伝搬し、反射させる反射器53,54も弾性波装置用機能電極に含まれる。
弾性波装置51では、矩形領域Aは、IDT電極52と、反射器53,54とが設けられている部分を包含する最小の矩形領域である。
弾性波装置51では、貫通部4jが、反射器54の設けられている領域内に位置している。貫通部4jが上記矩形領域A内に設けられているので、弾性波装置51においても、小型化を図ることができる。
特に、貫通部4jは、電極指上ではなく、反射器54における隣り合う電極指間の領域に位置している。従って、弾性波の伝搬特性にも影響を与え難い。
さらに、貫通部4jは反射器の外側すなわち、矩形領域A内の弾性波伝搬方向端部側の方向に置かれているので、反射効率は良い。
貫通部4jは、反射器53が設けられている領域内に設けてもよい。さらに、貫通部4jは、IDT電極52が設けられている領域内に設けてもよい。
なお、IDT電極52内に貫通部4jを設ける場合も、電極指上ではなく、隣り合う電極指間の領域に配置することで、弾性波の伝搬特性にも影響を与え難いように設計することができる。
図6は、第6の実施形態に係る弾性波装置61の弾性波装置用機能電極が設けられている部分を示す模式的平面図である。弾性波装置61では、IDT電極52及び反射器53,54が、弾性波装置51と同様に構成されている。弾性波装置61が、弾性波装置51と異なるところは、貫通部4kが、矩形領域Aの境界部分(矩形領域Aの外側から矩形領域A内に至る部分)に設けられていることにある。すなわち、貫通部4kは、その一部が矩形領域A内に位置している。このように、貫通部4kの一部のみが矩形領域A内に位置していてもよい。このような例としては、例えば、反射器53または54の一部すなわち、矩形領域A内の弾性波伝搬方向端部側部分をダミー電極にした構造が挙げられ、この場合には、ダミー電極の一部を欠落させ、欠落させた部分に貫通部4kを設けてもよい。
図7に示す、第7の実施形態の弾性波装置71では、一方の反射器53Aが、長さの異なる電極指53a1,53a2,53a3の両端を短絡した形を有する。従って、反射器53Aの電極指の延びる方向一端側において、短絡している部分53bが、弾性波伝搬方向と斜め方向に交差する方向に延びている。よって、反射器53Aは、電極指53a1,53a3を上底及び下底とする台形の形状を有している。従って、短絡している部分53bの外側であって、かつ矩形領域A内に、ある程度の大きさのスペースが存在する。このスペースに貫通部4mが設けられている。
このように、反射器53Aのように、外形が矩形ではない反射器を用いてもよい。その場合には、最小の矩形領域A内に反射器53Aの外側に貫通部4mを容易に形成することができる。
また、貫通部4mは、IDT電極52内にある、隣り合う電極指間の領域に設けられてもよいし、反射器53Aまたは反射器54内にある、隣り合う電極指間の領域に設けられてもよい。
図8は、第8の実施形態に係る弾性波装置81の弾性波装置用機能電極が設けられている部分を示す模式的平面図である。弾性波装置81では、IDT電極82の弾性波伝搬方向両側に反射器83,84が設けられている。IDT電極82は、交差幅重み付けが施されていない。
第1のバスバー82aと、第2のバスバー82bとが、弾性波伝搬方向と交差する斜め方向に延びている。複数本の第1の電極指82cと、複数本の第2の電極指82dが互いに間挿し合っている。第1の電極指82c及び第2の電極指82dとが延びる方向と直交する方向が弾性波伝搬方向となる。第1及び第2のバスバー82a,82bでは、第1の電極指82c及び第2の電極指82dの一端が接続される内側の辺と、外側の辺とのいずれもが、弾性波伝搬方向と斜め方向に交差する方向に延びている。反射器83,84においても、複数本の電極指を短絡しているバスバー部分83a,84aは、第1のバスバー82aの延びる方向の延長上に存在する。また、バスバー部分83b,84bは、第2のバスバー82bの弾性波伝搬方向の延長上に存在する。従って、反射器83,84の短絡しているバスバー部分83a,83b,84a,84bもまた、弾性波伝搬方向と斜め方向に交差している。このような、IDT電極82及び反射器83,84を有する弾性波装置用機能電極の場合、弾性波装置用機能電極を包含する最小の矩形領域Aは一点鎖線で示す通りとなる。本実施形態においても、最小の矩形領域Aは、弾性波伝搬方向と平行に延びる一対の辺を有している。
上記最小の矩形領域A内に貫通部4n、4pが設けられている。ここでは、最小の矩形領域Aは、弾性波伝搬方向に延びる一対の長辺と、一対の長辺の両端同士を結ぶ一対の短辺とを有することとなる。反射器83,84においては、上記最小の矩形領域Aの一方の長辺との間に比較的大きなスペースが存在する。従って、このスペースに、図示のように、貫通部4n,4pを容易に位置させることができる。
なお、貫通部4n,4pは、矩形領域A内の弾性波伝搬方向端部に位置している。従って、本実施形態においても、弾性波の励振効率をさほど低めることなく、小型化を図ることができる。
なお、IDT電極を含む弾性波装置用機能電極は、圧電基板4の第1の主面4aに形成されていたが、第2の主面4bに形成されていてもよい。これについては、第1〜第7の実施形態についても同様である。
また、貫通部4n,4pは、IDT電極82内にある、隣り合う電極指間の領域に設けられてもよいし、反射器83または反射器84内にある、隣り合う電極指間の領域に設けられてもよい。
次に、第1の実施形態の弾性波装置の製造方法を例にとり、本発明の弾性波装置の製造方法を説明する。
まず、図9(a)に示すように、LiTaOからなるウエハ4Aを用意する。ウエハ4Aの一方主面に犠牲層91を形成する。犠牲層91は、例えばCuを蒸着することにより形成することができる。犠牲層91は、エッチングにより消失する適宜の材料により形成することができる。
次に、図9(b)に示すように、犠牲層91を形成した後に、支持基板を構成するために、スパッタリングなどにより、酸化ケイ素膜92を形成する。
次に、図9(c)に示すように、酸化ケイ素膜92を研磨し、支持基板2を得る。それによって、支持基板2において、上面2aに向かって開いた凹部2cに、犠牲層91が充填されていることとなる。
次に、図10(a)に示すように、補強基板3を支持基板2に接合する。ウエハ4AのIDT電極6が形成されることが予定されている側の面を研磨装置で研磨する。研磨に際しては、図10(a)の破線Bで示す位置まで研磨し、それによってウエハ4Aを薄くする。このようにして、図10(b)に示すように、支持基板2上に、圧電薄膜からなる圧電基板4が積層された構造が得られる。
しかる後、図11(a)に示すように、圧電基板4上にIDT電極6を含む電極構造を形成する。
次に、図11(b)に示すように、圧電基板4を貫通するように、レーザー等による穴あけ加工を行う。このようにして、貫通部4d,4eを設ける。しかる後、犠牲層91を除去するエッチャントにより、犠牲層91を除去する。このようにして、図11(c)に示すように、弾性波装置1を得ることができる。
なお、本発明の弾性波装置を製造する方法は本実施形態の製造方法に限定されるものではない。また、本発明が対象とする弾性波装置は、板波を利用したものに限定されず、他の波を利用したものであってもよい。さらに、弾性波共振子に限らず、複数の弾性波共振子が接続されている弾性波フィルタなどの様々な回路構成の弾性波装置に本発明を適用することができる。
さらに、本発明の弾性波装置は、様々な電子機器や通信機器に広く用いられる。電子機器としては、例えば、センサーがある。通信機器としては、例えば、本発明の弾性波装置を含むデュプレクサ、本発明の弾性波装置とPA(Power Amplifier)及び/またはLNA(Low Noise Amplifier)及び/またはSW(Switch)を含む通信モジュール機器、その通信モジュール機器を含む移動体通信機器やヘルスケア通信機器等がある。移動体通信機器としては、携帯電話、スマートフォン、カーナビゲーション等がある。ヘルスケア通信機器としては、体重計や体脂肪計等がある。ヘルスケア通信機器や移動体通信機器は、アンテナ、RFモジュール、LSI、ディスプレイ、入力部、電源等を備えている。
1,21,31,41,51,61,71,81…弾性波装置
2…支持基板
2a…上面
2b…下面
2c…凹部
3…補強基板
4…圧電基板
4A…ウエハ
4a…第1の主面
4b…第2の主面
4d,4e,4g,4h,4i,4j,4k,4m,4n,4p…貫通部
5…空洞
6,42…IDT電極
6a…第1のバスバー
6b…第2のバスバー
6c…第1の電極指
6d…第2の電極指
6e…第1のダミー電極指
6f…第2のダミー電極指
42a…第1のバスバー
42a1,42b1…第1バスバー部
42a2,42b2…第2バスバー部
42b…第2のバスバー
42c…第1の電極指
42d…第2の電極指
42e…第1のダミー電極指
42f…第2のダミー電極指
52…IDT電極
52a…第1のバスバー部
52b…第2のバスバー部
52c…第1の電極指
52d…第2の電極指
53,53A,54…反射器
53a,54a,53a,53a1,53a2,53a3…電極指
53b…短絡している部分
82…IDT電極
82a…第1のバスバー
82b…第2のバスバー
82c…第1の電極指
82d…第2の電極指
83,84…反射器
83a,83b,84a,84b…バスバー部分
91…犠牲層
92…酸化ケイ素膜
A…矩形領域

Claims (10)

  1. 上面に凹部が設けられている支持基板と、
    対向し合う第1の主面及び第2の主面を有し、前記第2の主面側から前記支持基板の前記凹部を覆うように積層された圧電基板と、
    前記圧電基板の前記第1の主面及び前記第2の主面の内の一方に設けられており、少なくとも、弾性波を励振するためのIDT電極を含み、弾性波が伝搬する弾性波装置用機能電極と、
    を備え、
    前記支持基板の前記凹部が前記圧電基板により覆われて空洞が構成されており、
    前記圧電基板の前記第1の主面と前記第2の主面とを貫通する貫通部が、前記圧電基板に設けられており、
    該貫通部は、前記空洞につながっており、
    前記圧電基板の前記第1の主面側から平面視した場合に、前記弾性波装置用機能電極が形成されている領域の外周を包含する、最小の矩形領域内に前記貫通部の少なくとも一部が位置している、弾性波装置。
  2. 前記貫通部の少なくとも一部が、前記矩形領域内の弾性波伝搬方向における端部に位置している、請求項1に記載の弾性波装置。
  3. 前記弾性波装置用機能電極が、反射器を有しない、請求項1または2に記載の弾性波装置。
  4. 前記貫通部が、前記IDT電極における隣り合う電極指間の領域に配置されている、請求項1〜3のいずれか1項に記載の弾性波装置。
  5. 前記弾性波装置用機能電極は、さらに、前記IDT電極の弾性波伝搬方向両側に配置された一対の反射器を含む、請求項1または2に記載の弾性波装置。
  6. 前記貫通部が、前記IDT電極における隣り合う電極指間の領域及び前記反射器における隣り合う電極指間における領域の内の少なくとも一方に配置されている、請求項5に記載の弾性波装置。
  7. 前記IDT電極が、対向し合う第1及び第2のバスバーと、前記第1及び第2のバスバーにそれぞれ電気的に接続された第1及び第2の電極指とを有し、
    前記第1及び第2のバスバーが、弾性波伝搬方向と交差する方向に延びている、請求項1〜6のいずれか1項に記載の弾性波装置。
  8. 前記矩形領域が、前記弾性波装置用機能電極が設けられている領域よりも大きく、
    前記貫通部の少なくとも一部が、前記弾性波装置用機能電極の外側に配置されている、請求項1〜7のいずれか1項に記載の弾性波装置。
  9. 対向し合う第1及び第2の主面を有する圧電基板の前記第1の主面上に、弾性波を励振するためのIDT電極を含み、弾性波が伝搬する弾性波装置用機能電極を形成する工程と、
    前記圧電基板の前記第2の主面上に、犠牲層を形成する工程と、
    前記犠牲層に接するように、支持基板を、前記圧電基板の前記第2の主面側に積層する工程と、
    前記圧電基板に貫通部を形成する工程と、
    前記貫通部を通してエッチングにより前記犠牲層を消失させて空洞を形成する工程と、を備え、
    前記貫通部を形成する工程において、
    前記圧電基板の前記第1の主面側から平面視した場合に、前記弾性波装置用機能電極が形成されている領域の外周を包含する、最小の矩形領域内に、前記貫通部の少なくとも一部が位置するように、前記貫通部を形成する、弾性波装置の製造方法。
  10. 前記弾性波装置用機能電極は、さらに、前記IDT電極の弾性波伝搬方向両側に配置された一対の反射器を含む、請求項9に記載の弾性波装置の製造方法。
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