JPH1168496A - 弾性表面波デバイスの構造及び製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 四ほう酸リチウム基板を用いた弾性表面デバ
イスには多くの不要モードが存在するが、その中でバル
ク波により不要波を低減する構造を得た。 【解決手段】 四ほう酸リチウム基板の主面上に表面波
の伝搬方向に沿って少なくとも１個のＩＤＴを配置した
弾性表面波デバイスにおいて、裏面側にエッチングで溝
あるいは穴を多数形成し、バルク波を減衰及び散乱させ
る弾性表面波デバイスの構造。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は表面波デバイスに関
し、特に圧電基板に四ほう酸リチウム単結晶を用い、該
基板下面からのバルク波の反射を抑圧したた弾性表面波
デバイスの構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、表面波デバイスの小型化、低損失
化、低価格化等はめざましいものがあり、携帯電話端末
等の無線機の普及に大きく貢献している。図４（ａ）は
トランスバーサル型フィルタの電極パターンの一例を示
す模式的平面図であって、圧電基板１１の主面上にＩＤ
Ｔが励起または受信する表面波の伝搬方向に沿って２つ
のＩＤＴ１２、ＩＤＴ１３を所定の間隔をおいて配置し
て構成した弾性表面波デバイスである。ＩＤＴ１２、１
３はそれぞれ互いに間挿し合う複数本の電極指を有する
一対のくし形電極により構成され、ＩＤＴ１２の一方の
くし形電極は入力端子に接続し、他方のくし形電極は接
地する。そして、ＩＤＴ１３の一方のくし形電極は出力
端子に接続し、ＩＤＴ１３の他方のくし形電極は接地す
る。

【０００３】周知のように、ＩＤＴ１２を信号の送信側
としＩＤＴ１３を信号の受信側とすれば、所謂トランス
バーサル型ＳＡＷフィルタが構成できる。このトランス
バーサル型ＳＡＷフィルタにおいては、送信側ＩＤＴ１
２で励起された表面波が圧電基板上を伝搬し受信側ＩＤ
Ｔ１３に到達し、情報を伝達する。しかし、伝搬する表
面波エネルギーの一部はＩＤＴ１３でピックアップされ
ずに図中右端側の基板端面に達して反射し、この反射波
がＩＤＴ１３でピックアップされてスプリアスとなる。

【０００４】このスプリアスの低減策として、図４
（ｂ）に示すように基板の両端部に吸音材１４を塗布
し、ＩＤＴ１３を透過した表面波のエネルギーを吸収し
て減衰さるか、あるいは同（ｃ）に示すように基板の両
端部を表面波の伝搬方向の対して傾斜をつけて切断し、
この基板端面からの反射波の進行方向をＩＤＴ１３から
ずらすことにより、反射波を受信させないようにして、
スプリアスを抑圧している。

【０００５】一方、ＩＤＴ１２により励振されたバルク
波が圧電基板１１の内部に放射され、圧電基板１１の下
面及び端面により反射され、ＩＤＴ１３に受信されるこ
とによりスプリアスが生ずることがある。この解決策と
して、図５（ａ）に一例を示すように圧電基板１１の下
面を機械加工により溝やスクラッチ１５を多数施すか、
あるいは同（ｂ）に示すように機械加工による多数の穴
を施し、不要波であるバルク波を散乱させスプリアスを
低減する手段が行われている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
圧電基板の下面に機械加工による溝、スクラッチ、穴等
を施してバルク波を低減する方法においては、その工数
のため大幅なコストアップになるという問題があった。
しかも、機械加工による方法では溝、スクラッチ、穴等
の加工バラツキが生じ、スプリアスを十分に抑圧するこ
とができず、所望の特性が得られないという問題があっ
た。また、機械加工のため必要以上の深さに加工する場
合が屡々生じ、基板強度の劣化を来たしていた。この劣
化を防ぐため基板の厚さを大幅に増加せざるを得ないと
いう問題があった。本発明は上述したような問題を解決
するためになされたものであって、バルク波が原因のス
プリアスを十分に抑止し、低コスト、量産に適した構造
を持つ弾性表面波デバイスを提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係る弾性表面波デバイスの構造の請求項１記
載の発明は、四ほう酸リチウム単結晶の主表面上に表面
波の伝搬方向に沿って少なくとも１個のＩＤＴを配置し
た弾性表面波デバイスにおいて、前記ＩＤＴ電極の形成
面と対向する面にフォトリソ−エッチング手法を用いて
溝あるいは穴を多数形成し、バルク波を減衰または散乱
させてスプリアスを低減したことを特徴とする弾性表面
波デバイスの構造である。請求項２記載の発明は、四ほ
う酸リチウム単結晶の主表面上に表面波の伝搬方向に沿
って少なくとも１個以上のＩＤＴを配置したウエハの上
下面にレジスト膜を塗布し、下面のレジスト膜に所定の
マスクを介して露光、現像した後、該ウエハをエッチン
グ液に浸漬し所定の厚さまでウエハ基板をエッチング
し、前記レジスト膜を剥離してウエハ下面にバルク波を
散乱させる溝あるいは穴を多数形成することを特徴とす
る弾性表面波デバイスの製造方法である。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下本発明を図面に示した実施の
形態に基づいて詳細に説明する。図１（ａ）は本発明に
係るトランスバーサル型ＳＡＷフィルタの一実施例の構
成を示す平面図であり、図１（ｂ）は同（ａ）のＡ−Ａ
に於ける断面図、図１（ｃ）は下面図である。四ほう酸
リチウム単結晶基板１の主面上にＩＤＴが励起または受
信する表面波の伝搬方向に沿って２つのＩＤＴ２、ＩＤ
Ｔ３を所定の間隔をおいて配置する。ＩＤＴ２、３はそ
れぞれ互いに間挿し合う複数本の電極指を有する一対の
くし形電極により構成され、ＩＤＴ２の一方のくし形電
極は入力端子に接続し、他方のくし形電極は接地する。
そして、ＩＤＴ３の一方のくし形電極は出力端子に接続
し、ＩＤＴ３の他方のくし形電極は接地する。このくし
形電極は蒸着あるいはスパッタ等の手段でアルミニウム
合金を四ほう酸リチウム単結晶基板１上に付着し、フォ
トリソ−エッチング技法を用いて形成する。

【０００９】更に、図１（ｂ）、（ｃ）に一例を示すよ
うに、四ほう酸リチウム単結晶基板１の下面にフォトリ
ソ−エッチングにより溝４を多数形成することにより、
四ほう酸リチウム単結晶基板１の下面からのバルク波の
反射を散乱させトランスバーサル型ＳＡＷフィルタに生
じるスプリアスを改善するものである。

【００１０】トランスバーサル型ＳＡＷフィルタの下面
に上記の溝４を形成する製法の一実施例を、図２（ａ）
〜（ｅ）に示した断面図を用いて順を追って説明する。
図２（ａ）は四ほう酸リチウム単結晶基板１上に周知の
手法を用いて対となるＩＤＴ２、３を多数形成したウェ
ハの断面図である。このウェハの上下面にレジスト膜５
をスピンナー等を用いて塗布したものの断面図を図２
（ｂ）示す。この場合、基板を加工する下面側のレジス
ト膜を厚く塗布し、ＩＤＴ側のレジスト膜に影響を与え
ないようにする。または、レジスト膜の種類を上下面で
異ならせることにより、ＩＤＴ側のレジスト膜に影響を
与えないようにしてもよい。また、上面のＩＤＴ側に塗
布する膜は必ずしもレジスト膜である必要はなく、エッ
チング液に耐え容易に剥離できるものであればよい。次
に、四ほう酸リチウム単結晶基板１の下面に所望の溝を
形成するため、ウェハの下面のレジスト膜５にマスクを
介して露光し、下面のレジスト膜５に所望の溝パターン
を焼き付ける。このウェハを現像したものの断面図を図
２（ｃ）に示す。図２（ｄ）は前記ウェハを酸性エッチ
ング液（例えば希硝酸）に浸漬し、レジスト膜５が剥離
された部分の四ほう酸リチウム単結晶基板１をエッチン
グして、溝６を形成した時の断面図である。このウェハ
から四ほう酸リチウム単結晶基板１の上下面に塗布した
レジスト膜５を剥離し、ダイシング等を用いて個片に切
断してそれぞれトランスバーサルフィルタ素子としたも
のの断面図を図２（ｅ）に示す。上記したように、四ほ
う酸リチウム単結晶基板１の下面に施した溝６の加工処
理はウェハの状態で一括処理することが可能である。

【００１１】上記のように、ウェハの下面に溝６がエッ
チング手段により一括して加工されるため、機械加工に
比べて大幅なコストダウンが可能となると共に、機械加
工に比べ溝の幅、深さ及び位置の精度が大いに改善さ
れ、トランスバーサル型ＳＡＷフィルタのスプリアスの
抑圧に及ぼす効果は大きい。更に、四ほう酸リチウム単
結晶基板１の溝あるいは穴の深さを均一に制御できるた
め前記基板強度の劣化を防止すると共に基板が厚くなる
ことを防ぐことができる。

【００１２】図３（ａ）〜（ｄ）は本発明に係る他の実
施例の構造を示す下面図である。フォトリソグラフィ技
法を用いたエッチングにより、図３（ａ）〜（ｄ）に示
すパターンの加工を四ほう酸リチウム単結晶基板１の下
面に施すことにより、上記バルク波の下面からの反射を
散乱させスプリアスを大幅に低減することが可能とな
る。本発明の特徴は加工形状、位置および深さ等が自由
に制御できる点であり、機械加工では実現出来ないよう
なパターンを形成することが可能である。その結果、機
械加工では得られなかったスプリアス抑圧効果を得るこ
とができる。図３（ａ）は不規則な穴を基板下面に多数
あけた例であり、図３（ｂ）〜（ｄ）はスプリアスの抑
圧に効果ある領域のみにエッチング加工を施し、四ほう
酸リチウム単結晶基板１の機械強度の劣化等の防止した
例ある。図３（ｂ）は前記基板１の下面中央に溝を形成
した例であり、同（ｃ）はバルク波の強度分布に応じて
前記基板１の下面に大小の穴から構成される最適なパタ
ーンを形成した例であり、同（ｄ）は前記基板１の上面
のＩＤＴパターンに対応してその下面に溝からなるパタ
ーンを形成した例である。それぞれパターンはエッチン
グにより形成され、スプリアスの抑圧効果は若干異なる
ものの従来の機械加工に比べれば大幅に低減することが
可能となった。

【００１３】上記実施例では、四ほう酸リチウム単結晶
基板の下面に形成するいくつかパターンについて説明し
たが、前記基板の上面に形成した電極パターンや圧電基
板厚さ等の条件により種々のパターンが考えられ、上記
したパターンに限定されるものではない。また、２つの
ＩＤＴを用いたトランスバーサル型ＳＡＷフィルタを例
に本発明を説明したが、本発明はこれに限定するもので
はなく、種々の弾性表面波デバイス、例えば１ポート表
面波共振子、２ポート表面波共振子、結合型表面波共振
子フィルタ等へ適用できることは云うまでもない。

【００１４】パターン（溝等）の製法の実施例に関して
も、圧電基板上に予めＩＤＴ電極パターンを形成してか
ら、所望のパターンの加工を行う例について説明した
が、逆に基板の下面に所望のパターン加工を行った後に
ＩＤＴ電極パターンを形成してもよい。また、圧電基板
として四ほう酸リチウムを例にとり説明したが、これに
限らずエッチング加工が可能な材質、例えば、水晶等に
本発明が適用できることは云うまでもない。

【００１５】

【発明の効果】本発明は以上説明したように圧電基板の
下面に種々のパターンの溝、穴等を形成できるので、Ｉ
ＤＴ電極が励起するバルク波を圧電基板の下面で乱反射
させる結果、受信側のＩＤＴ電極がピックアップするバ
ルク波を大幅に削減できる。従、弾性表面波デバイスの
不要応答を大幅に抑圧することができる。更に、溝加工
がウェハ状態のまま一括処理が可能であるので大幅な工
数削減が可能であり、コスト低減に大きな効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る弾性表面波デバイスの実施の一形
態例を示す図で、（ａ）は平面図（ｂ）はその断面図、
（ｃ）は下面図である。

【図２】図（ａ）〜（ｅ）は本発明に係る基板下面の溝
形成の製法を順序を追って説明する断面図である。

【図３】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の他の実施例である
基板下面のパターン形状を示す図である。

【図４】（ａ）従来の弾性表面波デバイスの平面図、
（ｂ）スプリアスを抑圧するために基板両端に吸音材を
塗布した例、（ｃ）は基板の両端を傾斜を付けて切断し
た例である。

【図５】（ａ）、（ｂ）は不要モードを抑圧するため、
従来の弾性表面波デバイスの下面に施された形状を示す
図である。

【符号の説明】

１・・圧電基板 ２、３・・ ＩＤＴ ４、６・・溝 ５・・レジスト膜

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 四ほう酸リチウム単結晶の主表面上に表
   面波の伝搬方向に沿って少なくとも１個のＩＤＴを配置
   した弾性表面波デバイスにおいて、前記ＩＤＴ電極の形
   成面と対向する面にフォトリソ−エッチング手法を用い
   て溝あるいは穴を多数形成し、バルク波を減衰または散
   乱させてスプリアスを低減したことを特徴とする弾性表
   面波デバイスの構造。
2. 【請求項２】 四ほう酸リチウム単結晶の主表面上に表
   面波の伝搬方向に沿って少なくとも１個以上のＩＤＴを
   配置したウエハの上下面にレジスト膜を塗布し、下面の
   レジスト膜に所定のマスクを介して露光、現像した後、
   該ウエハをエッチング液に浸漬し所定の厚さまでウエハ
   基板をエッチングし、前記レジスト膜を剥離してウエハ
   下面にバルク波を散乱させる溝あるいは穴を多数形成す
   ることを特徴とする弾性表面波デバイスの製造方法。