JP6635794B2 - 弾性波デバイス及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、弾性波デバイス及びその製造方法に関する。

圧電基板上に弾性波を励振するＩＤＴ（Interdigital Transducer）が設けられ、圧電基板の上面を伝搬する弾性表面波を利用した弾性波デバイスが知られている。弾性波デバイスは、小型軽量で且つ所定の周波数帯域外の信号に対する減衰量が大きいことから、例えば携帯電話端末などの無線通信機器のフィルタや分波器などに用いられている。

弾性表面波を利用した弾性波デバイスでは、ＩＤＴが弾性表面波を励振する際に、弾性表面波の他に圧電基板の内部を進むバルク波が発生する。バルク波が圧電基板の下面で反射して上面に到達すると、弾性波デバイスの特性が劣化してしまう。そこで、バルク波が圧電基板の下面で反射して上面に到達することを抑制するために、圧電基板の下面を凸凹にすることや（例えば、特許文献１）、圧電基板の下面に改質層を形成すること（例えば、特許文献２）が知られている。

また、圧電基板の内部に改質層を形成することで、振動周波数を調整することが知られている（例えば、特許文献３）。また、隣り合う共振子間の圧電基板に改質層を形成することで、一方の共振子から他方の共振子にバルク波が到達することを抑制することが知られている（例えば、特許文献４）。

特開２０００−２７８０９０号公報 特開平３−１１４３１０号公報 特開２００７−３２４５１３号公報 特開２００４−３３６５０３号公報

しかしながら、バルク波が圧電基板の下面で反射して上面に到達することを抑制するために圧電基板の下面に凸凹や改質層を設けた場合、圧電基板の強度が低下してしまう。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、バルク波が圧電基板の下面で反射して上面に到達することを抑制しつつ、圧電基板の強度の低下を抑制することを目的とする。

本発明は、タンタル酸リチウム基板又はニオブ酸リチウム基板である圧電基板と、前記圧電基板上に形成され、弾性波を励振するグレーティング電極と前記グレーティング電極を接続するバスバーとを有する一対の櫛型電極が対向するＩＤＴ（Ｉｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｌ Ｔｒａｎｃｅｄｕｃｅｒ）と、前記圧電基板の内側に収まり前記ＩＤＴの下に間隔をあけて配置され、前記圧電基板の材料が改質したアモルファス構造である複数の改質領域と、を備え、前記複数の改質領域の間隔は、前記圧電基板内を伝搬するバルク波の波長よりも短いことを特徴とする弾性波デバイスである。

本発明は、圧電基板と、前記圧電基板上に形成され、弾性波を励振するグレーティング電極と前記グレーティング電極を接続するバスバーとを有する一対の櫛型電極が対向するＩＤＴ（Ｉｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｌ Ｔｒａｎｃｅｄｕｃｅｒ）と、前記圧電基板の内側に収まり前記ＩＤＴの下に間隔をあけて点在して配置され、前記圧電基板の材料が改質した複数の改質領域と、を備え、前記複数の改質領域は、前記圧電基板のへき開方向とは異なる方向で線に沿ってそれぞれ設けられ、前記異なる方向に交差する方向で並んだ第１改質領域群と第２改質領域群を構成し、前記第１改質領域群の前記改質領域は、前記第２改質領域群の前記改質領域と前記交差する方向から見たときに重ならずに設けられていることを特徴とする弾性波デバイスである。

上記構成において、前記圧電基板は、回転ＹカットＸ伝搬のタンタル酸リチウム基板又は回転ＹカットＸ伝搬のニオブ酸リチウム基板であり、前記複数の改質領域は、前記圧電基板の結晶方位のＸ軸方向で線に沿って設けられている構成とすることができる。

本発明は、圧電基板と、前記圧電基板上に形成され、弾性波を励振するグレーティング電極と前記グレーティング電極を接続するバスバーとを有する一対の櫛型電極が対向するＩＤＴ（Ｉｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｌ Ｔｒａｎｃｅｄｕｃｅｒ）と、前記圧電基板の内側に収まり前記ＩＤＴの下に間隔をあけて点在して配置され、前記圧電基板の材料が改質した複数の改質領域と、前記圧電基板の下面に上面が接合された支持基板と、を備え、前記圧電基板は、第１方向の線膨張係数が前記第１方向に交差する第２方向の線膨張係数よりも大きく、前記支持基板は、前記第１方向と前記第２方向とで同程度の線膨張係数を有し、前記複数の改質領域は、前記第１方向で線に沿って設けられていることを特徴とする弾性波デバイスである。

上記構成において、前記圧電基板は、回転ＹカットＸ伝搬のタンタル酸リチウム基板又は回転ＹカットＸ伝搬のニオブ酸リチウム基板であり、前記支持基板は、サファイア基板又はスピネル基板であり、前記第１方向は、前記圧電基板の結晶方位のＸ軸方向である構成とすることができる。

上記構成において、前記複数の改質領域は、前記圧電基板のへき開方向とは異なる方向で線に沿って設けられている構成とすることができる。

上記構成において、前記複数の改質領域は、前記圧電基板の２つ以上の異なる深さに設けられている構成とすることができる。

本発明は、タンタル酸リチウム基板又はニオブ酸リチウム基板である圧電基板と、前記圧電基板上に形成され、弾性波を励振するグレーティング電極と前記グレーティング電極を接続するバスバーとを有する一対の櫛型電極が対向するＩＤＴ（Ｉｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｌ Ｔｒａｎｃｅｄｕｃｅｒ）と、前記圧電基板の内側に収まり前記ＩＤＴの下に間隔をあけて配置され、前記圧電基板の材料が改質したアモルファス構造である複数の改質領域と、を備え、前記複数の改質領域は、前記ＩＤＴの下に前記弾性波の伝搬方向で線に沿って並んで設けられていることを特徴とする弾性波デバイスである。

上記構成において、前記複数の改質領域は、前記弾性波の伝搬方向に交差する方向の前記ＩＤＴの中央近傍に設けられている構成とすることができる。

本発明は、圧電基板上に、弾性波を励振するグレーティング電極と前記グレーティング電極を接続するバスバーとを有する一対の櫛型電極が対向するＩＤＴ（Ｉｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｌ Ｔｒａｎｃｅｄｕｃｅｒ）を形成する工程と、前記ＩＤＴを形成した後、前記圧電基板の下面側から前記圧電基板内にレーザ光を照射して、前記圧電基板の内側に収まり前記ＩＤＴの下に間隔をあけてアモルファス構造である複数の改質領域を形成する工程と、を備え、前記複数の改質領域を形成する工程は、前記複数の改質領域の間隔が前記圧電基板内を伝播するバルク波の波長よりも短くなるように複数の改質領域を形成することを特徴とする弾性波デバイスの製造方法である。

上記構成において、前記圧電基板の下面を支持基板の上面に接合する工程を備え、前記複数の改質領域を形成する工程は、前記支持基板の下面側から前記圧電基板内にレーザ光を照射して、前記複数の改質領域を形成する構成とすることができる。

本発明によれば、バルク波が圧電基板の下面で反射して上面に到達することを抑制しつつ、圧電基板の強度の低下を抑制することができる。

図１（ａ）は、実施例１に係る弾性波デバイスを示す平面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ間の断面図である。 図２は、弾性表面波共振子を示す平面図である。 図３（ａ）及び図３（ｂ）は、実施例１に係る弾性波デバイスの第１の製造方法を示す断面図、図３（ｃ）は、第１の製造方法を示す平面図である。 図４（ａ）から図４（ｃ）は、実施例１に係る弾性波デバイスの第２の製造方法を示す断面図である。 図５は、ＩＤＴの下の圧電基板内に改質領域が設けられたことによる効果を説明するための図である。 図６は、実施例１の変形例１に係る弾性波デバイスの一部の平面図である。 図７（ａ）から図７（ｃ）は、実施例１の変形例２から変形例４に係る弾性波デバイスの一部の平面図である。 図８は、実施例２に係る弾性波デバイスを示す断面図である。 図９は、実施例３に係る弾性波デバイスを示す平面図である。 図１０は、実施例４に係る弾性波デバイスを示す断面図である。 図１１（ａ）から図１１（ｃ）は、実施例４に係る弾性波デバイスの第１の製造方法を示す断面図である。 図１２（ａ）から図１２（ｄ）は、実施例４に係る弾性波デバイスの第２の製造方法を示す断面図である。 図１3は、圧電基板と支持基板とが接合した接合基板を用い且つ圧電基板内に改質領域が設けられていない場合でのバルク波について説明する図である。 図１４は、圧電基板と支持基板とが接合した接合基板を用いた場合に、圧電基板内に改質領域が設けられることによる効果を説明するための図である。 図１５（ａ）から図１５（ｄ）は、複数の改質領域が圧電基板の線膨張係数の大きい第１方向で線に沿って設けられていることの効果を説明するための図である。

以下、図面を参照して、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１００を示す平面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ間の断面図である。なお、図１（ａ）では、改質領域を見やすくするためにＩＤＴ及び反射器を省略して図示している。図１（ａ）及び図１（ｂ）のように、実施例１の弾性波デバイス１００は、入力電極パッドＩＮと出力電極パッドＯＵＴとの間に、１又は複数の直列共振子Ｓ１からＳ５が直列に接続され、１又は複数の並列共振子Ｐ１、Ｐ２が並列に接続された、ラダー型フィルタである。直列共振子Ｓ１からＳ５及び並列共振子Ｐ１、Ｐ２は、弾性表面波共振子である。直列共振子Ｓ１からＳ５及び並列共振子Ｐ１、Ｐ２は、１ポート共振子であり、圧電基板１０上に設けられたＩＤＴ（Interdigital Transducer）とＩＤＴの両側に設けられた反射器Ｒとを備える。圧電基板１０は、例えば厚さ１００μｍ〜１５０μｍの４２°回転ＹカットＸ伝搬のタンタル酸リチウム（ＬＴ）基板である。ＩＤＴ及び反射器Ｒは、例えばアルミニウム（Ａｌ）などの金属膜である。

ここで、弾性表面波共振子について詳しく説明する。図２は、弾性表面波共振子を示す平面図である。図２のように、弾性表面波共振子は、圧電基板１０上に、ＩＤＴと、弾性表面波の伝搬方向でＩＤＴの両側に位置する反射器Ｒと、を備える。ＩＤＴは、対向した一対の櫛型電極６０を含む。一対の櫛型電極６０それぞれは、複数のグレーティング電極（電極指）６２と、複数のグレーティング電極６２が接続されるバスバー６４と、を含む。一対の櫛型電極６０それぞれのグレーティング電極６２は、例えば互い違いに配置されている。複数のグレーティング電極６２は、圧電基板１０の表面に弾性波を励振する。反射器Ｒは、弾性波を反射する。なお、一対の櫛型電極６０それぞれは、バスバー６４に接続されたダミー電極指を備えていてもよい。

図１（ａ）及び図１（ｂ）のように、直列共振子Ｓ１のＩＤＴの一端は信号配線１６ａを介して入力電極パッドＩＮに接続されている。直列共振子Ｓ１のＩＤＴの他端は信号配線１６ａを介して直列共振子Ｓ２及び並列共振子Ｐ１のＩＤＴの一端に接続されている。直列共振子Ｓ２のＩＤＴの他端は信号配線１６ａを介して直列共振子Ｓ３のＩＤＴの一端に接続されている。並列共振子Ｐ１のＩＤＴの他端はグランド配線１６ｂを介してグランド電極パッドＧＮＤに接続されている。直列共振子Ｓ３のＩＤＴの他端は信号配線１６ａを介して直列共振子Ｓ４及び並列共振子Ｐ２のＩＤＴの一端に接続されている。直列共振子Ｓ４のＩＤＴの他端は信号配線１６ａを介して直列共振子Ｓ５のＩＤＴの一端に接続されている。並列共振子Ｐ２のＩＤＴの他端はグランド配線１６ｂを介してグランド電極パッドＧＮＤに接続されている。直列共振子Ｓ５のＩＤＴの他端は信号配線１６ａを介して出力電極パッドＯＵＴに接続されている。

直列共振子Ｓ２、Ｓ４及び並列共振子Ｐ１、Ｐ２において、ＩＤＴ直下の圧電基板１０内に、圧電基板１０の下面１２及び上面１４に露出せずに、複数の改質領域１８が点在して設けられている。すなわち、複数の改質領域１８は、圧電基板１０内にのみ設けられ、ＩＤＴの下に間隔をあけて配置されている。直列共振子Ｓ１、Ｓ３、Ｓ５のＩＤＴ直下の圧電基板１０内には、改質領域１８は設けられていない。改質領域１８は、圧電基板１０内にレーザ光が照射されたことで、レーザ光の熱によって圧電基板１０の材料が改質した領域である。改質領域１８は、アモルファス構造をしている。なお、ＩＤＴの下に間隔をあけて複数の改質領域１８が設けられているとは、複数の複数の改質領域１８が複数のグレーティング電極６２の下に設けられているだけでなく、複数のグレーティング電極６２の間に設けられている場合も含むものである。

複数の改質領域１８は、弾性波の伝搬方向で線に沿ってそれぞれ設けられ、弾性波の伝搬方向に交差する方向で並んだ第１改質領域群２０ａ、第２改質領域群２０ｂ、及び第３改質領域群２０ｃを構成する。第１改質領域群２０ａ及び第３改質領域群２０ｃは、弾性波の伝搬方向に交差する方向でＩＤＴの端近傍に設けられ、第２改質領域群２０ｂは、ＩＤＴの中央近傍に設けられている。

第１改質領域群２０ａ〜第３改質領域群２０ｃの改質領域１８は、圧電基板１０内の同程度の深さ位置に設けられている。改質領域１８の大きさＨは、例えば３μｍ〜８μｍである。改質領域１８の間隔Ｉは、例えば４μｍ〜１６μｍである。圧電基板１０の上面１４から改質領域１８の中心までの深さＤは、例えば５μｍ〜９０μｍである。

次に、実施例１の弾性波デバイス１００の製造方法について説明する。図３（ａ）及び図３（ｂ）は、実施例１に係る弾性波デバイス１００の第１の製造方法を示す断面図、図３（ｃ）は、第１の製造方法を示す平面図である。図３（ａ）及び図３（ｃ）のように、レーザ照射装置５０を用い、ウエハ状の圧電基板１０の上面１４側から圧電基板１０内にレーザ光５２を照射する。これにより、圧電基板１０の材料がレーザ光５２の熱により改質した複数の改質領域１８が形成される。例えば、ステルスレーザ装置を用い、３６０ｍｍ／ｓｅｃで移動させつつ０．０１Ｗの出力パワーでレーザ光５２を圧電基板１０内に照射することで、大きさＨが３μｍ〜８μｍ程度、間隔Ｉが８μｍ程度、深さＤが１１μｍ程度の複数の改質領域１８が形成される（大きさＨ、間隔Ｉ、及び深さＤは図１（ｂ）参照）。

圧電基板１０内にレーザ光５２を照射する際、複数の改質領域１８が、圧電基板１０のへき開方向５４と異なる方向で線に沿って形成されるようにする。圧電基板１０が４２°回転ＹカットＸ伝搬のＬＴ基板の場合において、オリエンテーションフラットに垂直な方向が圧電基板１０の結晶方位のＸ軸方向であるとすると、オリエンテーションフラットに対して４５°程度傾いた方向がへき開方向５４となる。この場合、複数の改質領域１８が、オリエンテーションフラットに垂直な方向（すなわち、圧電基板１０の結晶方位のＸ軸方向）で線に沿って形成されるようにする。複数の改質領域１８を圧電基板１０のへき開方向５４と異なる方向で線に沿って形成することで、圧電基板１０に割れやクラックが発生することを抑制できる。

レーザ光５２は、例えばグリーンレーザ光であり、例えばＮｄ：ＹＡＧレーザの第２高調波である。波長が５００ｎｍ程度のレーザ光を用いることにより、圧電基板１０内に効率よく改質領域１８を形成することができる。なお、レーザ光５２の波長は、圧電基板１０の材料に応じ適宜設定することができる。

図２（ｂ）のように、圧電基板１０上に、一般的な方法を用いて、ＩＤＴ及び反射器Ｒを形成する。この際、圧電基板１０に形成した位置合わせマーカー（不図示）を用いて、ＩＤＴ及び反射器Ｒが改質領域１８の直上に位置するように形成する。また、圧電基板１０上に、一般的な方法を用いて、各配線及び各電極パッドを形成する。その後、例えばダイシングによってウエハ状の圧電基板１０を個片化することで、実施例１の弾性波デバイス１００が形成される。

図４（ａ）から図４（ｃ）は、実施例１に係る弾性波デバイス１００の第２の製造方法を示す断面図である。図４（ａ）のように、ウエハ状の圧電基板１０上に、一般的な方法を用いて、ＩＤＴ、反射器Ｒ、各配線、及び各電極パッドを形成する。図４（ｂ）のように、圧電基板１０上に、ＩＤＴなどを保護するための保護テープ５６を形成する。

図４（ｃ）のように、レーザ照射装置５０を用い、圧電基板１０の下面１２側から圧電基板１０内にレーザ光５２を照射して複数の改質領域１８を形成する。圧電基板１０の下面１２が鏡面である場合、圧電基板１０の下面１２側から圧電基板１０内にレーザ光５２を照射して改質領域１８を形成することができる。この際、圧電基板１０上に形成されたＩＤＴを位置合わせマーカーとして用い、改質領域１８がＩＤＴの直下に位置するように形成する。複数の改質領域１８は、図３（ｃ）で説明したように、圧電基板１０のへき開方向５４と異なる方向で線に沿って形成されるようにする。その後、例えばダイシングによってウエハ状の圧電基板１０を個片化することで、実施例１の弾性波デバイス１００が形成される。

実施例１によれば、図１（ａ）及び図１（ｂ）のように、ＩＤＴの下に間隔をあけて圧電基板１０内に改質領域１８が設けられている。改質領域１８は、例えばアモルファス構造をしている。図５は、ＩＤＴの下の圧電基板１０内に改質領域１８が設けられたことによる効果を説明するための図である。図５のように、ＩＤＴの下の圧電基板１０内に改質領域１８が設けられることで、ＩＤＴによる弾性表面波の励振に伴って発生するバルク波５８が改質領域１８によって減衰される。これにより、バルク波５８が圧電基板１０の下面１２で反射して上面１４に到達することを抑制でき、フィルタ特性を改善することができる。また、圧電基板の下面に凸凹や改質層が形成されている場合、圧電基板の下面は損傷を受けているため、圧電基板の下面に力が加わると割れやクラックが発生し易い。圧電基板の割れやクラックの発生は、圧電基板の薄層化が進むに連れて顕著となる。しかしながら、実施例１では、改質領域１８は圧電基板１０内にのみ設けられているため、圧電基板１０の下面１２を鏡面処理化することができるようになり、圧電基板１０の強度低下を抑制することができる。

図６は、実施例１の変形例１に係る弾性波デバイスの一部の平面図である。なお、図６では、改質領域を見やすくするためにＩＤＴ及び反射器を省略して図示している。図６のように、実施例１の変形例１の弾性波デバイスでは、ＩＤＴ直下の圧電基板１０内の全面を覆って改質領域１８が設けられている。その他の構成は、実施例１と同じであるため、説明を省略する。実施例１の変形例１によれば、ＩＤＴ直下の圧電基板１０内の全面を覆って改質領域１８が設けられているため、バルク波５８が改質領域１８によって効果的に減衰される。一方、実施例１によれば、図１（ａ）のように、ＩＤＴ直下の圧電基板１０内に複数の改質領域１８が点在して設けられている。これにより、ＩＤＴ直下の圧電基板１０内の全面を覆って改質領域１８が設けられる場合に比べて、改質領域１８が形成された領域を小さくすることができるため、圧電基板１０の強度を向上させることができる。

また、実施例１によれば、図３（ｃ）で説明したように、複数の改質領域１８は、圧電基板１０のへき開方向５４と異なる方向で線に沿って設けられている。これにより、圧電基板１０に割れやクラックが発生することを抑制できる。

また、実施例１によれば、図１（ｂ）のように、改質領域１８は、圧電基板１０の厚さ方向における中央よりも上面１４側に位置して設けられている。これにより、上面１４側から下面１２側に進行するバルク波５８を減衰させることができることに加え、圧電基板１０の側面で反射して上面１４に進行するバルク波５８も効果的に減衰させることができる。改質領域１８は、例えば、圧電基板１０の上面１４から圧電基板１０の厚さの１／４の範囲内に設けられている場合が好ましく、１／６の範囲内に設けられている場合がより好ましく、１／８の範囲内に設けられている場合がさらに好ましい。

また、実施例１によれば、改質領域１８は、配線及び電極パッドの直下には設けられていない。これは、配線及び電極パッドの直下に改質領域１８が設けられていてもバルク波５８を減衰させる効果は小さいためである。また、配線及び電極パッドの直下に改質領域１８が設けられていると、バルク波５８を減衰させる効果が小さいにも関わらず、改質領域１８の領域が大きくなるために圧電基板１０に割れやクラックが発生し易くなるためである。したがって、改質領域１８は、ＩＤＴの直下にのみ設けられ、その他の領域には設けられていない場合でもよい。

また、実施例１によれば、図４（ａ）から図４（ｃ）のように、圧電基板１０上にＩＤＴを形成した後、圧電基板１０の下面１２側から圧電基板１０内にレーザ光５２を照射して改質領域１８を形成している。この製造方法によれば、ＩＤＴを位置合わせマーカーとして用いることができるため、ＩＤＴ直下の圧電基板１０内に改質領域１８を容易に形成することができる。

なお、実施例１において、圧電基板１０の強度低下を抑制する点から、改質領域１８は、圧電基板１０の下面１２だけでなく側面にも露出していない場合が好ましい。また、複数の改質領域１８は、図１（ａ）のように、弾性波の伝搬方向で線に沿って設けられている場合に限られず、図７（ａ）の実施例１の変形例２のように、弾性波の伝搬方向から斜めに傾いた方向で線に沿って設けられていてもよい。この場合、圧電基板１０のへき開方向５４と重ならない方向で線に沿って設けられていることが好ましい。また、図７（ｂ）の実施例１の変形例３のように、弾性波の伝搬方向に交差する方向で線に沿って設けられていてもよい。また、図７（ｃ）の実施例１の変形例４のように、改質領域１８は、弾性波の伝搬方向に延びた１つの塊として設けられていてもよい。なお、図７（ａ）から図７（ｃ）では、改質領域を見やすくするためにＩＤＴ及び反射器を省略して図示している。

なお、実施例１において、直列共振子Ｓ１、Ｓ３、Ｓ５のＩＤＴ直下の圧電基板１０内に改質領域１８が設けられている場合でもよい。すなわち、複数の共振子が設けられている場合、少なくとも１つの共振子のＩＤＴ直下の圧電基板１０内に改質領域１８が設けられていればよく、全ての共振子のＩＤＴ直下の圧電基板１０内に改質領域１８が設けられていてもよい。また、１つのＩＤＴ直下の圧電基板１０内に、３つの第１〜第３改質領域群２０ａ〜２０ｃが設けられている場合に限られず、１つの改質領域群が設けられている場合でもよいし、２つや４つ以上の改質領域群が設けられている場合でもよい。弾性波の伝搬方向に交差する方向のＩＤＴの中央近傍でバルク波５８が大きいことから、ＩＤＴの中央近傍の直下の圧電基板１０内に改質領域１８が設けられていることが好ましい。また、線に沿って設けられた複数の改質領域１８の間隔は、バルク波５８を効果的に減衰させる点から、バルク波５８の波長よりも小さい場合が好ましい。

なお、実施例１では、圧電基板１０は、４２°回転ＹカットＸ伝搬のＬＴ基板である場合を例に示したがその他の圧電基板の場合でもよい。例えば３６°〜４８°回転ＹカットＸ伝搬のＬＴ基板の場合でもよいし、６４°又は１２８°回転ＹカットＸ伝搬のニオブ酸リチウム基板（ＬＮ基板）の場合でもよい。

図８は、実施例２に係る弾性波デバイス２００を示す断面図である。図８のように、実施例２の弾性波デバイス２００では、線に沿って設けられた複数の改質領域１８は、圧電基板１０の２つ以上の異なる深さに位置して設けられている。複数の改質領域１８は、所定のパターンを繰り返して２つ以上の異なる深さに位置している場合でもよいし、ランダムに２つ以上の異なる深さに位置している場合でもよい。その他の構成は、実施例１と同じであるため、説明を省略する。

実施例２によれば、複数の改質領域１８は、圧電基板１０の２つ以上の異なる深さに設けられている。これにより、複数の改質領域１８が同じ深さに並んで設けられている場合に比べて、圧電基板１０に割れやクラックが発生することを抑制することができる。

図９は、実施例３に係る弾性波デバイス３００を示す平面図である。なお、図９では、改質領域を見やすくするためにＩＤＴ及び反射器を省略して図示している。また、図９では、図の明瞭化のために、複数の改質領域１８の個数を実施例１よりも少なくして図示している。図９のように、第１改質領域群２０ａの改質領域１８と第２改質領域群２０ｂの改質領域１８とは、弾性波の伝搬方向に交差する方向から見て重ならずに設けられている。第２改質領域群２０ｂの改質領域１８と第３改質領域群２０ｃの改質領域１８とは、弾性波の伝搬方向に交差する方向から見て重ならずに設けられている。このように、弾性波の伝搬方向に交差する方向で隣り合う改質領域群の改質領域１８は、弾性波の伝搬方向に交差する方向から見て並んで形成されていない。その他の構成は、実施例１と同じであるため、説明を省略する。

実施例３によれば、第１改質領域群２０ａの改質領域１８と第２改質領域群２０ｂの改質領域１８とは、弾性波の伝搬方向に交差する方向から見て重ならずに設けられている。これにより、第１改質領域群２０ａと第２改質領域群２０ｂとが近接して設けられる場合でも、互いの改質領域１８が圧電基板１０のへき開方向５４に並んで設けられることを抑制でき、圧電基板１０に割れやクラックが発生することを抑制できる。

図１０は、実施例４に係る弾性波デバイス４００を示す断面図である。図１０のように、実施例４の弾性波デバイス４００は、圧電基板１０の下面１２に支持基板３０の上面３４が接合されている。圧電基板１０と支持基板３０との境界において、圧電基板１０を構成する原子と支持基板３０を構成する原子とがアモルファス層を形成することにより、圧電基板１０と支持基板３０とは強固に接合されている。支持基板３０は、例えばサファイア基板などの絶縁基板である。圧電基板１０は、上述したように、例えば４２°回転ＹカットＸ伝搬のＬＴ基板である。支持基板３０の厚さは、例えば１００μｍ〜３００μｍである。圧電基板１０の厚さは、例えば２０μｍ〜１００μｍである。

圧電基板１０が４２°回転ＹカットＸ伝搬のＬＴ基板である場合、結晶方位のＸ軸方向を第１方向とし、第１方向に交差する方向（例えば直交する方向）を第２方向とした場合、第１方向の線膨張係数（約１６．１ｐｐｍ／℃）は第２方向の線膨張係数（約９．５ｐｐｍ／℃）よりも大きい。一方、支持基板３０がサファイア基板である場合、第１方向の線膨張係数と第２方向の線膨張係数とは同程度（７ｐｐｍ／℃）である。複数の改質領域１８は、圧電基板１０の線膨張係数が大きい第１方向で線に沿って設けられている。その他の構成は、実施例１と同じであるため、説明を省略する。

次に、実施例４の弾性波デバイス４００の製造方法について説明する。図１１（ａ）から図１１（ｃ）は、実施例４に係る弾性波デバイス４００の第１の製造方法を示す断面図である。図１１（ａ）のように、支持基板３０の上面３４に圧電基板１０の下面１２が接合され、圧電基板１０が研磨によって所望の厚さに薄層化されたウエハ状の接合基板４０を準備する。

図１１（ｂ）のように、レーザ照射装置５０を用い、圧電基板１０の上面１４側から圧電基板１０内にレーザ光５２を照射して複数の改質領域１８を形成する。

図１１（ｃ）のように、圧電基板１０上に、一般的な方法を用いて、ＩＤＴ、反射器Ｒ、各配線、及び各電極パッドを形成する。その後、例えばダイシングによってウエハ状の接合基板４０を個片化することで、実施例４の弾性波デバイス４００が形成される。

図１２（ａ）から図１２（ｄ）は、実施例４に係る弾性波デバイス４００の第２の製造方法を示す断面図である。図１２（ａ）のように、支持基板３０の上面３４に圧電基板１０の下面１２が接合され、圧電基板１０が研磨によって所望の厚さに薄層化されたウエハ状の接合基板４０を準備する。

図１２（ｂ）のように、圧電基板１０上に、一般的な方法を用いて、ＩＤＴ、反射器Ｒ、各配線、及び各電極パッドを形成する。図１２（ｃ）のように、圧電基板１０上に、ＩＤＴなどを保護するための保護テープ５６を形成する。

図１２（ｄ）のように、レーザ照射装置５０を用い、支持基板３０の下面３２側から圧電基板１０内にレーザ光５２を照射して複数の改質領域１８を形成する。支持基板３０の下面３２が鏡面である場合、支持基板３０の下面３２側から圧電基板１０内にレーザ光５２を照射して改質領域１８を形成することができる。この際、実施例１で説明したように、圧電基板１０上に形成されたＩＤＴを位置合わせマーカーとして用い、改質領域１８がＩＤＴの直下に位置するように形成する。その後、例えばダイシングによってウエハ状の接合基板４０を個片化することで、実施例４の弾性波デバイス４００が形成される。

ここで、図１３を用いて、圧電基板１０と支持基板３０とが接合した接合基板４０を用い且つ圧電基板１０内に改質領域１８が設けられていない場合でのバルク波５８について説明する。図１３のように、支持基板３０の上面３４の平坦性が悪いために、圧電基板１０の厚さがウエハ内で大きく変動する。このため、圧電基板１０が厚い箇所では、圧電基板１０の下面１２で反射されるバルク波５８の影響は小さいが、圧電基板１０が薄い箇所では、バルク波５８の影響は大きいことが生じ得る。このように、圧電基板１０と支持基板３０とが接合した接合基板４０を用いた場合には、バルク波５８の影響度合いがウエハ内で変わることが生じてしまい、チップ歩留まりに悪影響を及ぼすことがある。

一方、実施例４によれば、圧電基板１０内に改質領域１８が設けられている。図１４は、圧電基板１０と支持基板３０とが接合した接合基板４０を用いた場合に、圧電基板１０内に改質領域１８が設けられることによる効果を説明するための図である。図１４のように、圧電基板１０の厚さによらずにバルク波５８が改質領域１８によって減衰されるため、圧電基板１０の下面１２でのバルク波５８の反射を抑制でき、フィルタ特性及びチップ歩留まりを改善することができる。また、圧電基板１０の下面１２は支持基板３０に接合されるため、圧電基板１０の下面１２に凸凹や改質層を形成することは難しい。しかしながら、実施例４では、改質領域１８は圧電基板１０の下面１２に露出していないため、支持基板３０の上面３４に圧電基板１０の下面１２を接合させることに支障は生じない。

また、実施例４によれば、圧電基板１０は、第１方向（４２°回転ＹカットＸ伝搬のＬＴ基板における結晶方位のＸ軸方向）の線膨張係数が第１方向に交差する第２方向の線膨張係数よりも大きい。支持基板３０は、第１方向と第２方向とで同程度の線膨張係数を有する。複数の改質領域１８は、圧電基板１０の線膨張係数の大きい第１方向で線に沿って設けられている。図１５（ａ）から図１５（ｄ）は、複数の改質領域１８が圧電基板１０の線膨張係数の大きい第１方向で線に沿って設けられていることの効果を説明するための図である。図１５（ａ）及び図１５（ｃ）は、接合基板４０の断面図であり、図１５（ｂ）及び図１５（ｄ）は、接合基板４０の平面図である。また、図１５（ａ）及び図１５（ｂ）は、室温（例えば２５℃）での接合基板４０の状態を示し、図１５（ｃ）及び図１５（ｄ）は、高温（例えば８０℃）での接合基板４０の状態を示している。図１５（ｃ）及び図１５（ｄ）のように、高温状態では、圧電基板１０の第１方向の線膨張係数が第２方向よりも大きく、支持基板３０の線膨張係数は第１方向と第２方向とで同程度であることから、接合基板４０は第１方向で中央部が凸になるように反った形状となる。このような場合に、例えば複数の改質領域１８が第２方向で線に沿って形成されていると、接合基板４０の反りに伴い改質領域１８が起点となって圧電基板１０に割れやクラックが発生し易くなる。これに対し、実施例４のように、複数の改質領域１８が第１方向で線に沿って形成されていると、接合基板４０が反った場合でも改質領域１８を起点とする圧電基板１０の割れやクラックの発生を抑制することができる。

また、実施例４によれば、図１２（ａ）から図１２（ｄ）のように、圧電基板１０の下面１２を支持基板３０の上面３４に接合した後に、圧電基板１０上にＩＤＴを形成する。その後、支持基板３０の下面３２側から圧電基板１０内にレーザ光５２を照射して改質領域１８を形成している。この製造方法によれば、実施例１の図４（ａ）から図４（ｃ）の場合と同様に、ＩＤＴを位置合わせマーカーとして用いることができるため、ＩＤＴの下の圧電基板１０内に改質領域１８を容易に形成することができる。

なお、実施例４では、圧電基板１０が、４２°回転ＹカットＸ伝搬のＬＴ基板の場合を例に示したが、３６°〜４８°回転ＹカットＸ伝搬のＬＴ基板や、６８°又は１２８°回転ＹカットＸ伝搬のＬＮ基板の場合でもよい。回転ＹカットＸ伝搬のＬＴ基板及び回転ＹカットＸ伝搬のＬＮ基板では、結晶方位のＸ軸方向（第１方向）の線膨張係数が、Ｘ軸方向に交差する方向（第２方向）の線膨張係数よりも大きくなる。また、支持基板３０は、サファイア基板の場合に限られず、例えばスピネル基板の場合でもよい。スピネル基板もサファイア基板と同様に、第１方向と第２方向とで同程度の線膨張係数を有する。

なお、実施例４においても、実施例１の変形例１〜変形例４、実施例２、及び実施例３の構造を適用してもよい。

なお、実施例１から実施例４において、直列共振子及び／又は並列共振子は、弾性表面波共振子の場合に限らず、ラブ波共振子や弾性境界波共振子の場合でもよい。また、弾性波デバイスは、ラダー型フィルタの場合に限られず、多重モード型フィルタの場合でもよいし、その他のフィルタの場合でもよいし、共振器の場合でもよい。

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 圧電基板
１２ 圧電基板の下面
１４ 圧電基板の上面
１８ 改質領域
２０ａ 第１改質領域群
２０ｂ 第２改質領域群
２０ｃ 第３改質領域群
３０ 支持基板
３２ 支持基板の下面
３４ 支持基板の上面
４０ 接合基板
５０ レーザ照射装置
５２ レーザ光
５４ へき開方向
５８ バルク波
６０ 櫛型電極
６２ グレーティング電極
６４ バスバー
１００〜４００ 弾性波デバイス

Claims (11)

1. タンタル酸リチウム基板又はニオブ酸リチウム基板である圧電基板と、
   前記圧電基板上に形成され、弾性波を励振するグレーティング電極と前記グレーティング電極を接続するバスバーとを有する一対の櫛型電極が対向するＩＤＴ（Ｉｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｌ Ｔｒａｎｃｅｄｕｃｅｒ）と、
   前記圧電基板の内側に収まり前記ＩＤＴの下に間隔をあけて配置され、前記圧電基板の材料が改質したアモルファス構造である複数の改質領域と、を備え、
   前記複数の改質領域の間隔は、前記圧電基板内を伝搬するバルク波の波長よりも短いことを特徴とする弾性波デバイス。
2. 圧電基板と、
   前記圧電基板上に形成され、弾性波を励振するグレーティング電極と前記グレーティング電極を接続するバスバーとを有する一対の櫛型電極が対向するＩＤＴ（Ｉｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｌ Ｔｒａｎｃｅｄｕｃｅｒ）と、
   前記圧電基板の内側に収まり前記ＩＤＴの下に間隔をあけて点在して配置され、前記圧電基板の材料が改質した複数の改質領域と、を備え、
   前記複数の改質領域は、前記圧電基板のへき開方向とは異なる方向で線に沿ってそれぞれ設けられ、前記異なる方向に交差する方向で並んだ第１改質領域群と第２改質領域群を構成し、
   前記第１改質領域群の前記改質領域は、前記第２改質領域群の前記改質領域と前記交差する方向から見たときに重ならずに設けられていることを特徴とする弾性波デバイス。
3. 前記圧電基板は、回転ＹカットＸ伝搬のタンタル酸リチウム基板又は回転ＹカットＸ伝搬のニオブ酸リチウム基板であり、
   前記複数の改質領域は、前記圧電基板の結晶方位のＸ軸方向で線に沿って設けられていることを特徴とする請求項１または２記載の弾性波デバイス。
4. 圧電基板と、
   前記圧電基板上に形成され、弾性波を励振するグレーティング電極と前記グレーティング電極を接続するバスバーとを有する一対の櫛型電極が対向するＩＤＴ（Ｉｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｌ Ｔｒａｎｃｅｄｕｃｅｒ）と、
   前記圧電基板の内側に収まり前記ＩＤＴの下に間隔をあけて点在して配置され、前記圧電基板の材料が改質した複数の改質領域と、
   前記圧電基板の下面に上面が接合された支持基板と、を備え、
   前記圧電基板は、第１方向の線膨張係数が前記第１方向に交差する第２方向の線膨張係数よりも大きく、
   前記支持基板は、前記第１方向と前記第２方向とで同程度の線膨張係数を有し、
   前記複数の改質領域は、前記第１方向で線に沿って設けられていることを特徴とする弾性波デバイス。
5. 前記圧電基板は、回転ＹカットＸ伝搬のタンタル酸リチウム基板又は回転ＹカットＸ伝搬のニオブ酸リチウム基板であり、
   前記支持基板は、サファイア基板又はスピネル基板であり、
   前記第１方向は、前記圧電基板の結晶方位のＸ軸方向であることを特徴とする請求項４記載の弾性波デバイス。
6. 前記複数の改質領域は、前記圧電基板のへき開方向とは異なる方向で線に沿って設けられていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項記載の弾性波デバイス。
7. 前記複数の改質領域は、前記圧電基板の２つ以上の異なる深さに設けられていることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項記載の弾性波デバイス。
8. タンタル酸リチウム基板又はニオブ酸リチウム基板である圧電基板と、
   前記圧電基板上に形成され、弾性波を励振するグレーティング電極と前記グレーティング電極を接続するバスバーとを有する一対の櫛型電極が対向するＩＤＴ（Ｉｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｌ Ｔｒａｎｃｅｄｕｃｅｒ）と、
   前記圧電基板の内側に収まり前記ＩＤＴの下に間隔をあけて配置され、前記圧電基板の材料が改質したアモルファス構造である複数の改質領域と、を備え、
   前記複数の改質領域は、前記ＩＤＴの下に前記弾性波の伝搬方向で線に沿って並んで設けられていることを特徴とする弾性波デバイス。
9. 前記複数の改質領域は、前記弾性波の伝搬方向に交差する方向の前記ＩＤＴの中央近傍に設けられていることを特徴とする請求項８記載の弾性波デバイス。
10. 圧電基板上に、弾性波を励振するグレーティング電極と前記グレーティング電極を接続するバスバーとを有する一対の櫛型電極が対向するＩＤＴ（Ｉｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｌ Ｔｒａｎｃｅｄｕｃｅｒ）を形成する工程と、
    前記ＩＤＴを形成した後、前記圧電基板の下面側から前記圧電基板内にレーザ光を照射して、前記圧電基板の内側に収まり前記ＩＤＴの下に間隔をあけてアモルファス構造である複数の改質領域を形成する工程と、を備え、
    前記複数の改質領域を形成する工程は、前記複数の改質領域の間隔が前記圧電基板内を伝播するバルク波の波長よりも短くなるように複数の改質領域を形成することを特徴とする弾性波デバイスの製造方法。
11. 前記圧電基板の下面を支持基板の上面に接合する工程を備え、
    前記複数の改質領域を形成する工程は、前記支持基板の下面側から前記圧電基板内にレーザ光を照射して、前記複数の改質領域を形成することを特徴とする請求項１０記載の弾性波デバイスの製造方法。

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