JP6791390B2 - 弾性波装置、高周波フロントエンド回路及び通信装置 - Google Patents

弾性波装置、高周波フロントエンド回路及び通信装置 Download PDF

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Description

本発明は、弾性波装置、高周波フロントエンド回路及び通信装置に関する。
従来、弾性波装置は、携帯電話機のフィルタなどに広く用いられている。下記の特許文献１には、弾性波装置の一例が開示されている。この弾性波装置は、支持基板と、支持基板上に設けられており、圧電薄膜を含む積層膜と、積層膜上に設けられたＩＤＴ電極と、支持基板上及び積層膜上に設けられており、支持基板上から積層膜上に至っている絶縁層と、絶縁層上に設けられておりＩＤＴ電極と電気的に接続されている配線電極と、配線電極と電気的に接続されている外部接続端子とを有する。そして、外部接続端子は、平面視した場合に積層膜が存在しない領域に設けられているため、外部接続端子を接合する際の応力が、積層膜に直接加わらず、圧電薄膜を含む積層膜の割れや欠けが生じ難いとされている。
国際公開第２０１６／２０８４２８号
特許文献１に記載の弾性波装置においては、積層膜及び支持基板の熱膨張係数は異なるため、弾性波装置に熱が加えられた際などには、積層膜と支持基板との間に応力が付加されることとなる。特に、積層膜の外縁と支持基板とが接触している部分において応力が集中する傾向がある。そのため、積層膜に割れや欠けが生じ易く、あるいは積層膜が支持基板から剥離し易かった。
本発明の目的は、積層膜の割れや欠けが生じ難く、支持基板と積層膜とが剥離し難い、弾性波装置、高周波フロントエンド回路及び通信装置を提供することにある。
本発明に係る弾性波装置は、支持基板と、前記支持基板上に設けられており、平面視した場合に前記支持基板の外縁の少なくとも一部よりも内側に設けられており、かつ、圧電薄膜を含む積層膜と、前記積層膜上に設けられているＩＤＴ電極と、前記支持基板上及び前記積層膜上に設けられており、前記支持基板上から前記積層膜上に至っている絶縁層と、前記絶縁層上に設けられており、前記ＩＤＴ電極と電気的に接続されている接続電極と、前記接続電極と電気的に接続されており、前記接続電極上に直接的にまたは間接的に設けられており、かつ、平面視した場合に前記支持基板上であって前記積層膜が設けられている領域の外側に設けられている、外部接続端子とを備え、前記支持基板における前記積層膜側の主面は、平面視した場合に前記積層膜の外縁の位置に凹部を有し、前記凹部は、前記絶縁層によって覆われている。
本発明に係る弾性波装置のある特定の局面では、前記積層膜の線膨脹係数と、前記支持基板の線膨張係数とは異なる。
本発明に係る弾性波装置の他の特定の局面では、前記凹部が、平面視した場合に前記支持基板上であって前記積層膜が設けられている領域の外側の全体に形成されている。この場合には、支持基板と積層膜とがより一層剥離し難い。
本発明に係る弾性波装置の別の特定の局面では、前記凹部が前記積層膜を囲むように設けられている。この場合には、支持基板と積層膜とがより一層剥離し難い。
本発明に係る弾性波装置のさらに別の特定の局面では、前記支持基板が、前記圧電薄膜を伝搬する弾性波の音速よりも伝搬するバルク波の音速が高い材料からなり、前記積層膜が、前記圧電薄膜を伝搬する弾性波の音速よりも伝搬するバルク波の音速が低い低音速膜を含み、前記低音速膜上に前記圧電薄膜が設けられている。この場合には、弾性波のエネルギーを効果的に閉じ込めることができる。
本発明に係る弾性波装置のさらに別の特定の局面では、前記積層膜が、前記圧電薄膜を伝搬する弾性波の音速よりも伝搬するバルク波の音速が高い高音速膜と、前記圧電薄膜を伝搬する弾性波の音速よりも伝搬するバルク波の音速が低い低音速膜とを含み、前記高音速膜上に前記低音速膜が設けられており、前記低音速膜上に前記圧電薄膜が設けられている。この場合には、弾性波のエネルギーを効果的に閉じ込めることができる。
本発明に係る弾性波装置のさらに別の特定の局面では、前記積層膜が、音響インピーダンスが相対的に高い高音響インピーダンス膜と、前記高音響インピーダンス膜に比べて音響インピーダンスが低い低音響インピーダンス膜とを有する音響反射層を含み、前記音響反射層上に前記圧電薄膜が設けられている。この場合には、弾性波のエネルギーを効果的に閉じ込めることができる。
本発明に係る弾性波装置のさらに別の特定の局面では、平面視した場合に、前記支持基板上であって前記積層膜が設けられている領域の外側の領域に直接的にまたは間接的に設けられており、前記ＩＤＴ電極を囲んでいる開口部を有する支持部材と、前記支持部材上に、前記開口部を覆うように設けられているカバー部材と、前記接続電極に接続されるように、前記支持部材及び前記カバー部材を貫通しているアンダーバンプメタル層とがさらに備えられており、前記外部接続端子が、前記接続電極上に前記アンダーバンプメタル層を介して間接的に設けられているバンプであり、前記支持基板、前記支持部材及び前記カバー部材により囲まれた中空空間内に、前記ＩＤＴ電極が位置している。
本発明に係る弾性波装置のさらに別の特定の局面では、前記外部接続端子が、前記接続電極上に直接的に設けられているバンプである。
本発明の高周波フロントエンド回路は、本発明に従い構成された弾性波装置と、パワーアンプとを備える。
本発明の通信装置は、本発明に従い構成された高周波フロントエンド回路と、ＲＦ信号処理回路とを備える。
本発明によれば、積層膜の割れや欠けが生じ難く、支持基板と積層膜とが剥離し難い、弾性波装置、高周波フロントエンド回路及び通信装置を提供することができる。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る弾性波装置の略図的断面図である。 図２は、本発明の第１の実施形態に係る弾性波装置の略図的平面断面図である。 図３は、本発明の第１の実施形態における弾性波共振子付近を示す模式的拡大平面図である。 図４は、本発明の第１の実施形態における支持基板の除去領域付近を示す、図１の拡大図である。 図５は、本発明の第１の実施形態の変形例に係る弾性波装置の略図的断面図である。 図６は、本発明の第２の実施形態に係る弾性波装置の模式的拡大断面図である。 図７は、本発明の第３の実施形態に係る弾性波装置の模式的拡大断面図である。 図８は、本発明の第４の実施形態に係る弾性波装置の模式的拡大断面図である。 図９は、本発明の第４の実施形態の第１の変形例に係る弾性波装置の模式的拡大断面図である。 図１０は、本発明の第４の実施形態の第２の変形例に係る弾性波装置の模式的拡大断面図である。 図１１は、本発明の第５の実施形態に係る弾性波装置の略図的断面図である。 図１２は、本発明の第６の実施形態に係る弾性波装置実装構造体の略図的断面図である。 図１３は、高周波フロントエンド回路を有する通信装置の構成図である。 図１４は、本発明の第３の実施形態に係る弾性波装置の一部を示す走査型顕微鏡写真である。
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は、本発明の第１の実施形態に係る弾性波装置の略図的断面図である。図２は、第１の実施形態に係る弾性波装置の略図的平面断面図である。なお、図１は、図２中のＩ−Ｉ線に沿う部分に相当する断面図である。図１及び図２における弾性波共振子を矩形に２本の対角線を加えた略図により示す。
図１及び図２に示すように、弾性波装置１は支持基板２を有する。支持基板２は、例えば、ガラスやＳｉなどの適宜の材料からなる。
支持基板２上には、圧電薄膜６を含む積層膜３が設けられている。具体的には、積層膜３は、平面視した場合に支持基板２の外縁の少なくとも一部よりも内側に設けられている。なお、本明細書において平面視とは、支持基板２の積層膜３が設けられている主面側から、弾性波装置１を支持基板２の厚み方向に見ることをいう。図１に示すように、積層膜３は、圧電薄膜６の他に、高音速膜４及び低音速膜５を有する。より具体的には、支持基板２上に高音速膜４が設けられており、高音速膜４上に低音速膜５が設けられており、低音速膜５上に圧電薄膜６が設けられている。
本実施形態では、圧電薄膜６は、ＬｉＮｂＯ３やＬｉＴａＯ３などの圧電単結晶からなる。なお、圧電薄膜６は、適宜の圧電セラミックスからなっていてもよい。
高音速膜４は、圧電薄膜６を伝搬する弾性波の音速よりも、伝搬するバルク波の音速が高い膜である。高音速膜４は、例えば、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、炭化ケイ素、酸窒化ケイ素、ケイ素、ＤＬＣ膜またはダイヤモンドを主成分とする材料などからなる。なお、高音速膜４の材料は、相対的に高音速な材料であればよい。
低音速膜５は、圧電薄膜６を伝搬する弾性波の音速よりも、伝搬するバルク波の音速が低い膜である。低音速膜５は、例えば、ガラス、酸窒化ケイ素、酸化タンタルまたは酸化ケイ素にフッ素、炭素やホウ素を加えた化合物を主成分とする材料などからなる。なお、低音速膜５の材料は、相対的に低音速な材料であればよい。
高音速膜４、低音速膜５及び圧電薄膜６が積層された積層膜３を有するため、弾性波装置１においては、弾性波のエネルギーを効果的に閉じ込めることができる。なお、低音速膜５は必ずしも設けられていなくともよい。積層膜３は、上記各膜以外の膜を含んでいてもよい。
圧電薄膜６上においては、弾性波共振子１３Ａ、弾性波共振子１３Ｂ及び弾性波共振子１３Ｃが構成されている。
図３は、第１の実施形態における弾性波共振子付近を示す模式的拡大平面図である。なお、弾性波共振子の周囲の配線は省略している。
圧電薄膜６上には、ＩＤＴ電極１４が設けられている。ＩＤＴ電極１４に交流電圧を印加することにより、弾性波が励振される。ＩＤＴ電極１４の弾性波伝搬方向両側には、反射器１５Ａ及び反射器１５Ｂが設けられている。これにより、弾性波共振子１３Ａが構成されている。図１に示す弾性波共振子１３Ｂ及び弾性波共振子１３Ｃも同様に構成されている。弾性波共振子１３Ａ、弾性波共振子１３Ｂ及び弾性波共振子１３Ｃは、複数の配線電極１６により互いに電気的に接続されている。もっとも、弾性波装置１おける弾性波共振子の個数や接続の構成は特に限定されない。
なお、ＩＤＴ電極１４は、圧電薄膜６上に間接的に設けられていてもよい。例えば、積層膜３は、圧電薄膜６上に酸化ケイ素膜を有していてもよい。この場合には、ＩＤＴ電極１４は酸化ケイ素膜上に直接的に設けられることになる。つまり、ＩＤＴ電極１４は、積層膜３上に設けられていてもよい。
ここで、平面視において、支持基板２は、ＩＤＴ電極が設けられている領域の外側の領域において、積層膜３が部分的に除去されている除去領域Ｒ１を有する。
図４は、第１の実施形態における支持基板の除去領域付近を示す、図１の拡大図である。
本実施形態の弾性波装置１は、支持基板２の除去領域Ｒ１に設けられており、かつ圧電薄膜６上に至るように設けられている絶縁層１９を有する。絶縁層１９は、圧電薄膜６上に設けられている第１の部分１９ａ及び除去領域Ｒ１に位置している第２の部分１９ｂを有する。絶縁層１９は、特に限定されないが、例えば、ポリイミド、エポキシ樹脂、アクリル樹脂などの有機絶縁体や酸化ケイ素などの無機絶縁体からなる。
ここで、支持基板２は、積層膜３に接触している部分の外縁に位置する外縁接触部Ｘを有する。外縁接触部Ｘに連なるように、支持基板２の除去領域Ｒ１に凹部１２が設けられている。凹部１２は、外縁接触部Ｘと除去領域Ｒ１が低くなっている部分とを接続している接続部２ａを含む。接続部２ａが接続された上記除去領域Ｒ１が低くなっている部分とは、本実施形態においては、凹部１２の底部である。このように、凹部１２は、除去領域Ｒ１が、外縁接触部Ｘに直接連なっている部分において低くなっている部分を含む。弾性波装置１では、凹部１２は接続部２ａの全体を含む。接続部２ａは凹部１２内の面のうちの１つである。
凹部１２は、例えば、積層膜３上にレジスト層を形成し、除去領域Ｒ１の凹部１２を設けない部分にレジスト層を形成した後に、支持基板２をエッチングすることにより設けることができる。
図２に示すように、凹部１２は、積層膜３を囲むように設けられている。これにより、接続部２ａは外縁接触部Ｘの全体に連なっている。なお、凹部１２は積層膜３を囲んでいなくともよく、接続部２ａは外縁接触部Ｘの少なくとも一部に連なっていればよい。
図４に戻り、凹部１２は、支持基板２の厚み方向に対して傾斜しており、接続部２ａに接続されている内面１２ｂを有する。絶縁層１９は外縁接触部Ｘに至っており、かつ凹部１２内に至っている。なお、凹部１２の構成は上記に限定されず、例えば、凹部１２は接続部２ａ及び内面１２ｂ以外の面を有していてもよい。凹部１２の底部は、弾性波装置１においては、接続部２ａと内面１２ｂとが接続された部分である。なお、例えば、接続部２ａ以外の面と内面１２ｂとが接続された部分が底部であってもよい。
本実施形態においては、支持基板２の除去領域Ｒ１の凹部１２が設けられている部分以外の高さは、積層膜３と接している部分の高さと同じである。なお、本明細書において高さとは、支持基板２の厚み方向に平行な方向における位置である。圧電薄膜６側よりも支持基板２側の方が低い。
弾性波装置１は、図１に示す弾性波共振子１３Ａに接続されている接続電極１７を有する。図４に示すように、接続電極１７は、圧電薄膜６上から、絶縁層１９の第１の部分１９ａ上に至り、さらに第２の部分１９ｂ上に至っている。
支持基板２の除去領域Ｒ１に接続電極１７が至っている。接続電極１７は、絶縁層１９を介して、支持基板２上に間接的に設けられている。なお、接続電極１７は、支持基板２上に直接的に設けられていてもよい。もっとも、支持基板２が、電気抵抗が低い材料からなる場合には、絶縁層１９上に設けられていることが好ましい。それによって、弾性波装置１の電気的特性が劣化し難い。
図１に示すように、支持基板２の除去領域Ｒ１には、支持部材７が設けられている。支持部材７は、弾性波共振子１３Ａ、弾性波共振子１３Ｂ及び弾性波共振子１３Ｃを囲んでいる開口部７ａを有する。支持部材７は、接続電極１７の一部を覆うように設けられている。支持部材７は適宜の樹脂からなる。
支持部材７上には、開口部７ａを覆うようにカバー部材８が設けられている。支持部材７及びカバー部材８を貫通するように、アンダーバンプメタル層９が設けられている。アンダーバンプメタル層９の圧電薄膜６側の面は、接続電極１７に接続されている。アンダーバンプメタル層９上には、外部接続端子としてのバンプ１０が設けられている。本実施形態では、バンプ１０は、接続電極１７上にアンダーバンプメタル層９を介して間接的に設けられている。バンプ１０は、平面視した場合に支持基板２上であって積層膜３が設けられている領域の外側に設けられている。なお、本発明における外部接続端子は、バンプには限定されず、弾性波装置１を外部に電気的に接続する部材であればよい。例えば、外部接続端子はバンプに加えてアンダーバンプメタル層を含んでいてもよい。
支持基板２、支持部材７及びカバー部材８により囲まれた中空空間内に、弾性波共振子１３Ａ、弾性波共振子１３Ｂ及び弾性波共振子１３Ｃが位置している。弾性波共振子１３Ａ、弾性波共振子１３Ｂ及び弾性波共振子１３Ｃは、接続電極１７、アンダーバンプメタル層９及びバンプ１０を介して外部に電気的に接続される。
このように、弾性波装置１はＷＬＰ（Ｗａｆｅｒ Ｌｅｖｅｌ Ｐａｃｋａｇｅ）構造である。なお、弾性波装置１は上記に限定されず、例えば、ＣＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓｉｚｅ Ｐａｃｋａｇｅ）構造に含まれる弾性波装置などであってもよい。
本実施形態の特徴は、支持基板２と、支持基板２上に設けられており、平面視した場合に支持基板２の外縁の少なくとも一部よりも内側に設けられており、かつ、圧電薄膜６を含む積層膜３と、積層膜３上に設けられているＩＤＴ電極１４と、支持基板２上及び積層膜３上に設けられており、支持基板２上から積層膜３上に至っている絶縁層１９と、絶縁層１９上に設けられており、ＩＤＴ電極と電気的に接続されている接続電極１７と、接続電極１７と電気的に接続されており、接続電極１７上に直接的にまたは間接的に設けられており、かつ、平面視した場合に、支持基板２上であって積層膜３が設けられている領域の外側に設けられている外部接続端子と、を備えた弾性波装置１であって、支持基板２における積層膜３側の主面は、平面視した場合に積層膜３の外縁の位置に凹部１２を有し、凹部１２が絶縁層１９によって覆われていることにある。
これによって、支持基板２における積層膜３側の主面は、平面視した場合に積層膜３の外縁の位置に凹部１２を有し、凹部１２が絶縁層１９によって覆われているため、例えば、支持基板２と積層膜３の線膨張係数が異なっている場合に熱応力が加えられたとしても、凹部１２の中にあり最も熱応力が加えられる外縁接触部Ｘ付近が絶縁層１９によって覆われているため、最も熱応力がかかる外縁接触部Ｘ付近において熱応力が緩和され、支持基板２と積層膜３とが剥離し難い。
また、外部接続端子としてのバンプ１０は、平面視した場合に積層膜３が存在しない領域に設けられているため、バンプ１０を接合する際の応力が積層膜３に直接加わらず、圧電薄膜６を含む積層膜３の割れや欠けを生じ難くすることを可能にしている。
なお、支持基板２における積層膜３側の主面は、平面視した場合に積層膜３の外縁の位置に凹部１２を有し、凹部１２は絶縁層１９によって覆われているというのは、別の表現をすれば、以下の構成１）と２）になる。１）支持基板２に、上記外縁接触部Ｘに連なっている接続部２ａを含むように凹部１２が設けられている。２）絶縁層１９が外縁接触部Ｘ及び接続部２ａに至っている。なお、この構成は、弾性波装置１が積層膜３を有し、支持基板２が除去領域Ｒ１を含むことを前提とする。外縁接触部Ｘは絶縁層１９により覆われているため、応力が加えられた際などにおいても、支持基板２と積層膜３とが剥離し難い。さらに、絶縁層１９は圧電薄膜６上に至っているため、積層膜３が支持基板２から離れる方向に変位することを抑制することができる。よって、支持基板２と積層膜３との剥離を効果的に抑制することができる。
凹部１２は、本実施形態のように、積層膜３を囲むように設けられていることが好ましい。それによって、外縁接触部Ｘの全てを絶縁層１９により覆うことができ、支持基板２と積層膜３とがより一層剥離し難い。
図４に示すように、絶縁層１９は、凹部１２の底部に至っていることが好ましい。それによって、絶縁層１９が接続部２ａに接する面積を大きくすることができ、支持基板２と絶縁層１９との密着性を高めることができる。従って、支持基板２と積層膜３とがより一層剥離し難い。
ところで、本実施形態においては、絶縁層１９の第１の部分１９ａにおける、圧電薄膜６に接している部分を含む端面は、厚み方向に対して傾斜している。絶縁層１９の第２の部分１９ｂから第１の部分１９ａに至る部分付近も傾斜している。絶縁層１９に沿い、接続電極１７も、圧電薄膜６上から絶縁層１９上に至る部分付近において傾斜しており、絶縁層１９の第２の部分１９ｂ上から第１の部分１９ａ上に至る部分付近において傾斜している。
ここで、絶縁層１９の第２の部分１９ｂ上から第１の部分１９ａ上に至る部分を第３の部分とする。第３の部分が垂直に延びている場合には、接続電極１７の第３の部分に設けられる部分の厚みは、接続電極１７の第１の部分１９ａ及び第２の部分１９ｂに設けられる部分の厚みよりも薄くなる傾向がある。これに対して、本実施形態においては第３の部分は傾斜しているため、第３の部分が傾斜していない場合よりも、接続電極１７の第３の部分に設けられる部分の厚みを厚くすることができる。よって接続電極１７の断線が生じ難い。なお、絶縁層１９及び接続電極１７は、必ずしも上記のように傾斜していなくともよい。
凹部１２の内面１２ｂは、支持基板２の厚み方向に対して、接続部２ａに近づくように傾斜していることが好ましい。この場合には、支持基板２における除去領域Ｒ１と絶縁層１９との間に加わるせん断応力の方向と、内面１２ｂが延びる方向とは平行ではない。よって、上記内面１２ｂを有する凹部１２が設けられていることにより、支持基板２と積層膜３とが接触している部分に対する上記せん断応力の影響を緩和することができる。従って、支持基板２と積層膜３とがより一層剥離し難い。
内面１２ｂは、本実施形態のように、接続部２ａに直接的に接続されていることがより好ましい。それによって、凹部１２の容積を小さくすることができ、絶縁層１９の接続電極１７側の面の傾斜が急角度になり難い。よって、接続電極１７の断線を抑制することができ、かつ支持基板２と積層膜３とが剥離し難い。
弾性波装置１においては、凹部１２の接続部２ａは、支持基板２の厚み方向に平行に延びている。なお、接続部２ａは、外縁接触部Ｘ側から除去領域Ｒ１が低くなる方向に延びていればよく、支持基板２の厚み方向に対して傾斜していてもよい。接続部２ａ及び内面１２ｂは、曲面の部分を含んでいてもよい。図４に示す凹部１２の横断面の形状は、本実施形態においては三角形である。なお、凹部１２の横断面の形状は上記に限定されず、例えば、矩形、台形、あるいは扇形などであってもよい。
支持基板２が、例えば、Ｓｉなどの相対的に高音速な材料からなっている場合においては、高音速膜４は設けられていなくともよい。この場合においても、上記と同様の効果を得ることができる。
図５は、本発明の第１の実施形態の変形例に係る弾性波装置の略図的断面図である。
本変形例においては、支持基板２は、上述した高音速膜と同様の、圧電薄膜６を伝搬する弾性波の音速よりも伝搬するバルク波の音速が高い材料からなる。積層膜７３においては、低音速膜５上に圧電薄膜６が設けられている。積層膜７３は高音速膜を含まない。この場合においても、弾性波のエネルギーを効果的に閉じ込めることができ、かつ支持基板２と積層膜７３とが剥離し難い。
図６は、第２の実施形態に係る弾性波装置の模式的拡大断面図である。なお、図６は、図４が示す断面に相当する断面を示す。後述する各模式的拡大断面図においても同様である。
本実施形態は、除去領域Ｒ２の全体が低くなっており、接続部２２ａが外縁接触部Ｘの全体に連なっている点において、第１の実施形態と異なる。上記の点以外においては、本実施形態の弾性波装置は第１の実施形態の弾性波装置１と同様の構成を有する。
本実施形態における接続部２２ａは、支持基板２２の積層膜３に接している部分と除去領域Ｒ２との間における段差部である。絶縁層１９は、外縁接触部Ｘ及び接続部２２ａに至っている。よって、本実施形態においても、外縁接触部Ｘは絶縁層１９により覆われているため、支持基板２２と積層膜３とが剥離し難い。
ここで、本明細書において支持基板の凹部は、支持基板に段差部が設けられており、支持基板の一部が低くなっている場合における、該低くなっている部分を含むものとする。支持基板において低くなっている部分が、支持基板の段差部から支持基板の外縁に至っている場合においても、該低くなってる部分は凹部であるものとする。図６に示す第２の実施形態においては、凹部は、平面視した場合に支持基板２２上であって積層膜３が設けられている領域の外側の全体に形成されている。
なお、除去領域Ｒ２の全体を低くするに際し、例えば、積層膜３上にレジスト層を形成した後に、支持基板２をエッチングすればよい。
図７は、第３の実施形態に係る弾性波装置の模式的拡大断面図である。
本実施形態は、支持基板３２が、凹部１２を有し、かつ第２の実施形態と同様に除去領域Ｒ３の全体が低くなっている点において、第１の実施形態と異なる。上記の点以外においては、本実施形態の弾性波装置は第１の実施形態の弾性波装置１と同様の構成を有する。
本実施形態においては、凹部１２は接続部３２ａの一部を含むように設けられている。接続部３２ａは、凹部１２内の面に相当する部分と、第２の実施形態と同様の上記段差部に相当する部分とを有する。絶縁層１９は、外縁接触部Ｘ及び接続部３２ａに至っている。より具体的には、絶縁層１９は、接続部３２ａの上記段差部に相当する部分及び凹部１２内の面に相当する部分に至っている。従って、外縁接触部Ｘは絶縁層１９により覆われており、かつ支持基板３２と絶縁層１９との密着性をより一層高めることができるため、支持基板３２と積層膜３とがより一層剥離し難い。
なお、例えば図７に示す断面において、接続部３２ａにおける上記段差部に相当する部分が延びる方向と、凹部１２内の面に相当する部分が延びる方向とが異なっていてもよい。
ここで、第３の実施形態の構成を、図１４の走査型顕微鏡写真により示す。絶縁層が段差部及び凹部内の面に至っており、かつ圧電薄膜上に至っていることがわかる。
図８は、第４の実施形態に係る弾性波装置の模式的拡大断面図である。
本実施形態においては、積層膜４３が音響反射層４３Ａを含む点において、第１の実施形態と異なる。上記の点以外においては、本実施形態の弾性波装置は第１の実施形態の弾性波装置１と同様の構成を有する。
音響反射層４３Ａは、音響インピーダンスが相対的に高い複数の高音響インピーダンス膜と、高音響インピーダンス膜に比べて音響インピーダンスが低い複数の低音響インピーダンス膜とを有する。より具体的には、図８に示すように、高音響インピーダンス膜４４ａ及び高音響インピーダンス膜４４ｂ並びに低音響インピーダンス膜４５ａ及び低音響インピーダンス膜４５ｂが交互に積層されている。なお、高音響インピーダンス膜及び低音響インピーダンス膜の層数は特に限定されない。
音響反射層４３Ａ上に圧電薄膜６が設けられている。それによって、弾性波のエネルギーを効果的に閉じ込めることができる。加えて、本実施形態においても、外縁接触部Ｘは絶縁層１９により覆われているため、支持基板２と積層膜４３とが剥離し難い。
なお、積層膜４３が音響反射層４３Ａを含む場合においても、支持基板２や接続部２ａの形態は第１の実施形態と同様のものには限定されない。以下に示す第１の変形例及び第２の変形例の場合においても、支持基板と積層膜４３とが剥離し難い。
図９は、第４の実施形態の第１の変形例に係る弾性波装置の模式的拡大断面図である。
本変形例の支持基板２２は、第２の実施形態と同様に、除去領域Ｒ２の全体が低くなっており、接続部２２ａが外縁接触部Ｘの全体に連なっている。
図１０は、第４の実施形態の第２の変形例に係る弾性波装置の模式的拡大断面図である。
本変形例の支持基板３２は、第３の実施形態と同様に、凹部１２を有し、かつ除去領域Ｒ３の全体が低くなっている。
図１１は、第５の実施形態に係る弾性波装置の略図的断面図である。なお、図１１は、図１が示す断面に相当する断面を示す。後述する図１２においても同様である。
本実施形態の弾性波装置５１は、接続電極１７上に直接的にバンプ１０が設けられている点において、第１の実施形態と異なる。本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、支持基板２と積層膜３とが剥離し難い。
図１２は、第６の実施形態に係る弾性波装置実装構造体の略図的断面図である。
弾性波装置実装構造体６０は、実装基板６２を有する。実装基板６２上に第５の実施形態の弾性波装置５１が実装されている。より具体的には、実装基板６２上には、複数の接続端子６８が設けられている。接続端子６８には、それぞれ弾性波装置５１のバンプ１０が接合されている。実装基板６２上には、弾性波装置５１を覆うように封止樹脂６９が設けられている。これにより、弾性波装置５１は実装基板６２上に実装されている。このように、弾性波装置実装構造体６０は、ＣＳＰ構造である。
弾性波装置実装構造体６０における弾性波装置５１は、第５の実施形態の構成を有するため、本実施形態においても支持基板２と積層膜３とが剥離し難い。
上記各実施形態の弾性波装置は、高周波フロントエンド回路のデュプレクサなどとして用いることができる。この例を下記において説明する。
図１３は、通信装置及び高周波フロントエンド回路の構成図である。なお、同図には、高周波フロントエンド回路２３０と接続される各構成要素、例えば、アンテナ素子２０２やＲＦ信号処理回路（ＲＦＩＣ）２０３も併せて図示されている。高周波フロントエンド回路２３０及びＲＦ信号処理回路２０３は、通信装置２４０を構成している。なお、通信装置２４０は、電源、ＣＰＵやディスプレイを含んでいてもよい。
高周波フロントエンド回路２３０は、スイッチ２２５と、デュプレクサ２０１Ａ，２０１Ｂと、フィルタ２３１，２３２と、ローノイズアンプ回路２１４，２２４と、パワーアンプ回路２３４ａ，２３４ｂ，２４４ａ，２４４ｂとを備える。なお、図１３の高周波フロントエンド回路２３０及び通信装置２４０は、高周波フロントエンド回路及び通信装置の一例であって、この構成に限定されるものではない。
デュプレクサ２０１Ａは、フィルタ２１１，２１２を有する。デュプレクサ２０１Ｂは、フィルタ２２１，２２２を有する。デュプレクサ２０１Ａ，２０１Ｂは、スイッチ２２５を介してアンテナ素子２０２に接続される。なお、上記弾性波装置は、デュプレクサ２０１Ａ，２０１Ｂであってもよいし、フィルタ２１１，２１２，２２１，２２２であってもよい。
さらに、上記弾性波装置は、例えば、３つのフィルタのアンテナ端子が共通化されたトリプレクサや、６つのフィルタのアンテナ端子が共通化されたヘキサプレクサなど、３以上のフィルタを備えるマルチプレクサについても適用することができる。
すなわち、上記弾性波装置は、弾性波共振子、フィルタ、デュプレクサ、３以上のフィルタを備えるマルチプレクサを含む。そして、該マルチプレクサは、送信フィルタ及び受信フィルタの双方を備える構成に限らず、送信フィルタのみ、または、受信フィルタのみを備える構成であってもかまわない。
スイッチ２２５は、制御部（図示せず）からの制御信号に従って、アンテナ素子２０２と所定のバンドに対応する信号経路とを接続し、例えば、ＳＰＤＴ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｐｏｌｅ Ｄｏｕｂｌｅ Ｔｈｒｏｗ）型のスイッチによって構成される。なお、アンテナ素子２０２と接続される信号経路は１つに限らず、複数であってもよい。つまり、高周波フロントエンド回路２３０は、キャリアアグリゲーションに対応していてもよい。
ローノイズアンプ回路２１４は、アンテナ素子２０２、スイッチ２２５及びデュプレクサ２０１Ａを経由した高周波信号（ここでは高周波受信信号）を増幅し、ＲＦ信号処理回路２０３へ出力する受信増幅回路である。ローノイズアンプ回路２２４は、アンテナ素子２０２、スイッチ２２５及びデュプレクサ２０１Ｂを経由した高周波信号（ここでは高周波受信信号）を増幅し、ＲＦ信号処理回路２０３へ出力する受信増幅回路である。
パワーアンプ回路２３４ａ，２３４ｂは、ＲＦ信号処理回路２０３から出力された高周波信号（ここでは高周波送信信号）を増幅し、デュプレクサ２０１Ａ及びスイッチ２２５を経由してアンテナ素子２０２に出力する送信増幅回路である。パワーアンプ回路２４４ａ，２４４ｂは、ＲＦ信号処理回路２０３から出力された高周波信号（ここでは高周波送信信号）を増幅し、デュプレクサ２０１Ｂ及びスイッチ２２５を経由してアンテナ素子２０２に出力する送信増幅回路である。
ＲＦ信号処理回路２０３は、アンテナ素子２０２から受信信号経路を介して入力された高周波受信信号を、ダウンコンバートなどにより信号処理し、当該信号処理して生成された受信信号を出力する。また、ＲＦ信号処理回路２０３は、入力された送信信号をアップコンバートなどにより信号処理し、当該信号処理して生成された高周波送信信号をパワーアンプ回路２３４ａ，２３４ｂ，２４４ａ，２４４ｂへ出力する。ＲＦ信号処理回路２０３は、例えば、ＲＦＩＣである。なお、通信装置は、ＢＢ（ベースバンド）ＩＣを含んでいてもよい。この場合、ＢＢＩＣは、ＲＦＩＣで処理された受信信号を信号処理する。また、ＢＢＩＣは、送信信号を信号処理し、ＲＦＩＣに出力する。ＢＢＩＣで処理された受信信号や、ＢＢＩＣが信号処理する前の送信信号は、例えば、画像信号や音声信号等である。
なお、高周波フロントエンド回路２３０は、上記デュプレクサ２０１Ａ，２０１Ｂに代わり、デュプレクサ２０１Ａ，２０１Ｂの変形例に係るデュプレクサを備えていてもよい。
他方、通信装置２４０におけるフィルタ２３１，２３２は、ローノイズアンプ回路２１４，２２４及びパワーアンプ回路２３４ａ，２３４ｂ，２４４ａ，２４４ｂを介さず、ＲＦ信号処理回路２０３とスイッチ２２５との間に接続されている。フィルタ２３１，２３２も、デュプレクサ２０１Ａ，２０１Ｂと同様に、スイッチ２２５を介してアンテナ素子２０２に接続される。
以上のように構成された高周波フロントエンド回路２３０及び通信装置２４０によれば、本発明の弾性波装置である、弾性波共振子、フィルタ、デュプレクサ、３以上のフィルタを備えるマルチプレクサなどを備えることにより、支持基板と、圧電薄膜を含む積層膜とが剥離し難く、かつ積層膜の割れや欠けが生じ難い。
以上、本発明の実施形態に係る弾性波装置、高周波フロントエンド回路及び通信装置について、実施形態及びその変形例を挙げて説明したが、本発明は、上記実施形態及び変形例における任意の構成要素を組み合わせて実現される別の実施形態や、上記実施形態に対して本発明の主旨を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例や、本発明に係る高周波フロントエンド回路及び通信装置を内蔵した各種機器も本発明に含まれる。
本発明は、弾性波共振子、フィルタ、デュプレクサ、マルチバンドシステムに適用できるマルチプレクサ、フロントエンド回路及び通信装置として、携帯電話機などの通信機器に広く利用できる。
１…弾性波装置
２…支持基板
２ａ…接続部
３…積層膜
４…高音速膜
５…低音速膜
６…圧電薄膜
７…支持部材
７ａ…開口部
８…カバー部材
９…アンダーバンプメタル層
１０…バンプ
１２…凹部
１２ｂ…内面
１３Ａ〜１３Ｃ…弾性波共振子
１４…ＩＤＴ電極
１５Ａ，１５Ｂ…反射器
１６…配線電極
１７…接続電極
１９…絶縁層
１９ａ，１９ｂ…第１，第２の部分
２２…支持基板
２２ａ…接続部
３２…支持基板
３２ａ…接続部
４３…積層膜
４３Ａ…音響反射層
４４ａ，４４ｂ…高音響インピーダンス膜
４５ａ，４５ｂ…低音響インピーダンス膜
５１…弾性波装置
６０…弾性波装置実装構造体
６２…実装基板
６８…接続端子
６９…封止樹脂
７３…積層膜
２０１Ａ，２０１Ｂ…デュプレクサ
２０２…アンテナ素子
２０３…ＲＦ信号処理回路
２１１，２１２…フィルタ
２１４…ローノイズアンプ回路
２２１，２２２…フィルタ
２２４…ローノイズアンプ回路
２２５…スイッチ
２３０…高周波フロントエンド回路
２３１，２３２…フィルタ
２３４ａ，２３４ｂ…パワーアンプ回路
２４０…通信装置
２４４ａ，２４４ｂ…パワーアンプ回路
Ｒ１〜Ｒ３…除去領域
Ｘ…外縁接触部

Claims (11)

  1. 支持基板と、
    前記支持基板上に設けられており、平面視した場合に前記支持基板の外縁の少なくとも一部よりも内側に設けられており、かつ、圧電薄膜を含む積層膜と、
    前記積層膜上に設けられているＩＤＴ電極と、
    前記支持基板上及び前記積層膜上に設けられており、前記支持基板上から前記積層膜上に至っている絶縁層と、
    前記絶縁層上に設けられており、前記ＩＤＴ電極と電気的に接続されている接続電極と、
    前記接続電極と電気的に接続されており、前記接続電極上に直接的にまたは間接的に設けられており、かつ、平面視した場合に前記支持基板上であって前記積層膜が設けられている領域の外側に設けられている、外部接続端子と、
    を備え、
    前記支持基板における前記積層膜側の主面は、平面視した場合に前記積層膜の外縁の位置に凹部を有し、
    前記凹部は、前記絶縁層によって覆われている、弾性波装置。
  2. 前記積層膜の線膨脹係数と、前記支持基板の線膨張係数とは異なる、請求項１に記載の弾性波装置。
  3. 前記凹部が、平面視した場合に前記支持基板上であって前記積層膜が設けられている領域の外側の全体に形成されている、請求項１または２に記載の弾性波装置。
  4. 前記凹部が前記積層膜を囲むように設けられている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  5. 前記支持基板が、前記圧電薄膜を伝搬する弾性波の音速よりも伝搬するバルク波の音速が高い材料からなり、
    前記積層膜が、前記圧電薄膜を伝搬する弾性波の音速よりも伝搬するバルク波の音速が低い低音速膜を含み、
    前記低音速膜上に前記圧電薄膜が設けられている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  6. 前記積層膜が、前記圧電薄膜を伝搬する弾性波の音速よりも伝搬するバルク波の音速が高い高音速膜と、前記圧電薄膜を伝搬する弾性波の音速よりも伝搬するバルク波の音速が低い低音速膜と、を含み、
    前記高音速膜上に前記低音速膜が設けられており、
    前記低音速膜上に前記圧電薄膜が設けられている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  7. 前記積層膜が、音響インピーダンスが相対的に高い高音響インピーダンス膜と、前記高音響インピーダンス膜に比べて音響インピーダンスが低い低音響インピーダンス膜と、を有する音響反射層を含み、
    前記音響反射層上に前記圧電薄膜が設けられている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  8. 平面視した場合に、前記支持基板上であって前記積層膜が設けられている領域の外側の領域に直接的にまたは間接的に設けられており、前記ＩＤＴ電極を囲んでいる開口部を有する支持部材と、
    前記支持部材上に、前記開口部を覆うように設けられているカバー部材と、
    前記接続電極に接続されるように、前記支持部材及び前記カバー部材を貫通しているアンダーバンプメタル層と、
    をさらに備え、
    前記外部接続端子が、前記接続電極上に前記アンダーバンプメタル層を介して間接的に設けられているバンプであり、
    前記支持基板、前記支持部材及び前記カバー部材により囲まれた中空空間内に、前記ＩＤＴ電極が位置している、請求項１〜７のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  9. 前記外部接続端子が、前記接続電極上に直接的に設けられているバンプである、請求項１〜７のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  10. 請求項１〜９のいずれか１項に記載の弾性波装置と、
    パワーアンプと、
    を備える、高周波フロントエンド回路。
  11. 請求項１０に記載の高周波フロントエンド回路と、
    ＲＦ信号処理回路と、
    を備える、通信装置。
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