WO2002056466A1 - Dispositif a onde acoustique de surface et procede de fabrication - Google Patents

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WO2002056466A1
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piezoelectric substrate
face
surface acoustic
acoustic wave
reflector
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PCT/JP2001/010953
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Yoshio Maeda
Shouichi Komatsu
Yusuke Kinoshita
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Seiko Epson Corporation
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Definitions

  • the present invention relates to a surface acoustic wave device having interdigital electrodes for converting between an electric signal and a surface acoustic wave, and more particularly to a small surface acoustic wave device compatible with low frequencies.
  • S AW Surface Acoustic Wave
  • FIG. 15 is a plan view showing an example of a conventional SAW device.
  • the SAW device 1 is a one-port SAW resonator, and includes a piezoelectric substrate 2, comb-shaped electrodes (IDT (IntDrDigitalTrAnsducer)) 3, which are interdigital electrodes, and a reflector 4.
  • IDT IntDrDigitalTrAnsducer
  • the piezoelectric substrate 2 is formed in a rectangular plate shape with, for example, quartz. I DT 3 and reflector
  • Numeral 4 is formed by forming a conductive metal on the surface of the piezoelectric substrate 2 into a thin film by vapor deposition or sputtering or the like, and then forming an interdigital shape by photolithography or the like.
  • the IDT 3 is formed such that a plurality of electrode fingers 3a are arranged side by side at a predetermined pitch, and each end in the longitudinal direction is alternately short-circuited. That is, each comb tooth portion of the two comb-shaped electrodes is formed so as to alternately enter at a predetermined distance.
  • the IDT 3 has a function of converting between an electric signal and a surface acoustic wave (SAW) via an external terminal 5 that is electrically connected.
  • SAW surface acoustic wave
  • the reflector 4 is formed such that a plurality of conductor strips 4a are juxtaposed at a predetermined pitch and both ends in the longitudinal direction are short-circuited. Then, for example, two reflectors 4 having the same configuration are arranged so that the conductor strip 4a is parallel to the electrode finger 3a of the IDT 3. Further, the IDT 3 is formed so as to be sandwiched at a predetermined distance in the propagation direction of the surface acoustic wave, that is, in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the electrode finger 3 a of the IDT 3.
  • the reflector 4 has a function of reflecting the surface acoustic wave propagating from the IDT 3 and confining the energy of the surface acoustic wave inside.
  • the conventional technology described above has the following problems.
  • various types of information devices on which SAW devices are mounted tend to be extremely miniaturized.
  • various types of SAW devices such as high-frequency compatible SAW devices and low-frequency compatible SAW devices, are available. SAW devices also need to be miniaturized.
  • a Rayleigh wave there are two types of surface acoustic waves used for SAW devices: one called a Rayleigh wave and one called an SH wave (Shar e Horizon tal w'a v e).
  • These surface acoustic waves are, for example, when the propagation velocity is Rayleigh wave, 3 15 Om per second for ST-cut quartz X-propagation wave, and when the SH wave is 36-degree rotation Y-cut quartz Y propagation wave is 500 Om Every second.
  • FIG. 16 is a diagram for explaining the displacement component of the Rayleigh wave in the piezoelectric substrate 2 .
  • the Rayleigh wave travels in the propagation direction A while the displacement component U 3 in the depth direction of the piezoelectric substrate 2 and the displacement component U 3.
  • FIG. 17 is a diagram for explaining the displacement component of the SH wave in the piezoelectric substrate 2.
  • the SH wave travels in the propagation direction A, and the displacement component U 2 in the direction orthogonal to the propagation direction is almost zero. This is shown in Figure 18 when viewed from above.
  • the same quartz crystal can be used for the piezoelectric substrate that propagates the SH wave and the Rayleigh wave.
  • FIG. 19 there is a difference in a cut angle direction and a propagation direction described later.
  • the coordinates shown in FIG. 21 The relative displacement components of U1, U2, and U3 of the corresponding SH wave are shown in Fig. 21 with the Z direction in Fig. 20 normalized by wavelength on the horizontal axis, and the relative displacement on the vertical axis. It is.
  • FIG. 22 shows the relative values of the piezoelectric substrate that propagates Rayleigh waves when the piezoelectric substrate of Fig. 19 has the cut angle azimuth ( ⁇ , ⁇ , ⁇ ) force S (0, 123, 0).
  • FIG. 7 is a diagram similarly showing displacements U 1, U 2, and U 3 for each displacement component.
  • the displacement of the displacement U 3 in the depth direction ⁇ of the piezoelectric material is gradually reduced as compared with the SH wave.
  • the SH wave is a transverse wave
  • the SH wave can be reflected at the vertical end face of the piezoelectric substrate 2 in the traveling direction of the surface acoustic wave. It is converted to a bulk wave at the end face and does not return.
  • An object of the present invention is to solve the above-mentioned problem, to enable the Rayleigh wave to be reflected at the end face of the piezoelectric substrate, and to reduce the number of conductor strips for forming a reflector.
  • An object of the present invention is to provide a surface acoustic wave device that can be formed in a small size and that can handle low frequencies, and a method for manufacturing the same.
  • a rectangular plate-shaped piezoelectric substrate for transmitting a Rayleigh wave for transmitting a Rayleigh wave
  • a comb-shaped electrode formed by forming an interdigital electrode on the piezoelectric substrate
  • a reflector for transmitting a Rayleigh wave
  • the end face of at least the short side of the front surface side of the piezoelectric substrate is substantially parallel to the conductor strip at the position of a virtual node of the stress wave coming out of the conductor strip at the end of the reflector.
  • a surface acoustic wave device that is a reflection end face that reflects the stress wave by having a vertical smooth surface.
  • the comb-shaped electrode and the reflector ' are formed on the rectangular plate-shaped piezoelectric substrate that propagates the Rayleigh wave.
  • the end surface of the short side at least on the front surface side of the piezoelectric substrate has an end surface of a predetermined shape, the surface acoustic wave propagating through the piezoelectric substrate can be reflected by this end surface. Since the surface acoustic waves are reflected by the end faces of the pressure and electric circuit boards, all the surface acoustic waves need not be reflected only by the function of the reflector, so that the conductor strip of the reflector is accordingly reduced. The number can be reduced, and the size of the piezoelectric substrate can be reduced.
  • conditions for the surface acoustic wave of the Rayleigh wave to be reflected at the end face of the piezoelectric substrate are as follows.
  • the surface acoustic wave is converted to a Balta wave at the end face in the traveling direction and does not return.
  • the comb-shaped electrode and the reflector are provided on the piezoelectric substrate, under a predetermined condition, the surface acoustic wave traveling out of the comb-shaped electrode is reflected by the reflected wave reflected by the reflector. Then, I found that it became a stress wave as a simple simple vibration wave in the depth direction of the piezoelectric substrate, and was reflected from the reflector toward the end surface of the piezoelectric substrate.
  • the position of the end face of the piezoelectric substrate is the position of a virtual node of the stress wave emerging from the conductor strip at the end of the reflector.
  • the end surface of the piezoelectric substrate satisfies the boundary condition of free end surface and the reflection Since the waves do not hinder the vibration of the piezoelectric substrate, it is thought that confusion Balta waves, which dissipate vibration energy, will not be generated.
  • the end face of the piezoelectric substrate in order for the end face of the piezoelectric substrate to appropriately return the reflected wave, the end face needs to be substantially parallel to the conductor strip of the comb-shaped electrode and the reflector. As a result, the reflected wave is reflected in the correct direction.
  • the end face of the piezoelectric substrate needs to be a vertical smooth surface. As a result, the reflected wave is not irregularly reflected.
  • the SAW device since the surface acoustic wave propagating through the piezoelectric substrate can be reflected at the end face, all the surface acoustic waves are not reflected only by the function of the reflector. As a result, the number of conductor strips of the reflector can be reduced by that amount, and the piezoelectric substrate can be formed small.
  • the allowable value ⁇ is determined according to the number of conductor strips of the reflector when the number of electrode fingers of the comb-shaped electrode is fixed. It is characterized by.
  • the reflection end surface is provided at a position of a virtual node of the stress wave to a depth of a certain distance from the surface of the piezoelectric substrate. It is characterized in that the lower end of the reflection end face is provided with a step. According to the configuration of claim 4, since the formation of the reflection end face that requires strict positional accuracy is limited to a certain depth on the surface of the piezoelectric substrate, the stepped portion other than that is formed. When forming by cutting, the cutting process is facilitated.
  • the reflection end face is formed when a wafer forming a piezoelectric material is cut into a size for forming an individual piezoelectric substrate.
  • the portion corresponding to the reflection end face is formed by etching.
  • the formation of the reflective end face that requires strict positional accuracy can be performed easily and accurately as compared with, for example, cutting with a blade. Further, since chipping due to blade dicing can be avoided, the reflecting end face can be formed as a smooth surface. ⁇ '
  • the reflection end surface is formed by an inner side surface of a groove formed along the reflector outside the reflector on the surface side of the piezoelectric substrate. It is characterized by being constituted.
  • a flat portion can be secured on the outer peripheral edge of the surface of the piezoelectric substrate. This makes it possible to ensure airtightness with the cap member joined to the outer peripheral edge of the piezoelectric substrate surface. Therefore, the SAW propagation surface can be kept airtight.
  • a reflection end face of the piezoelectric substrate for reflecting a Rayleigh wave radiated from the comb-shaped electrode on the piezoelectric substrate and traveling on the surface of the piezoelectric substrate and returning to the comb-shaped electrode is positioned at a predetermined position by etching. It is characterized by being formed in.
  • the reflection end face requiring strict positional accuracy with high accuracy compared to, for example, dicing using a blade. Further, it is possible to avoid occurrence of chipping caused by dicing due to blades, so that the reflecting end surface can be formed to be a smooth surface.
  • the invention according to claim 8 is the configuration according to claim 7, wherein a step of forming an electrode material film on the surface of the piezoelectric substrate; And forming the reflective end face by etching using the reflective end face forming mask, and forming an electrode by performing a second patterning on the electrode material film. It is characterized by.
  • a reflection end face forming mask is created by diverting an electrode material film for forming an electrode, and the reflection end face is formed by etching the piezoelectric substrate.
  • the invention of claim 9 is characterized in that, in the constitution of claim 7 or 8, the etching is dry etching.
  • anisotropic etching becomes possible. Therefore, it is possible to accurately form a reflection end face requiring strict positional accuracy.
  • the first patterning step is performed by a lithographic process and a step of etching the electrode material film using a mask formed in the lithographic process. It is characterized by being composed.
  • the second patterning step includes a lithography step, and a step of etching the electrode material film using a mask formed in the lithography step.
  • the invention of claim 12 is the composition according to claim 11, wherein the lithographic step in the second putter-junging step uses an alignment mark formed on the electrode material film in the first putter-junging step.
  • Use the resist exposure mask It is characterized in that it is performed after being positioned relatively to the reflection end face.
  • the relative positional relationship between the base end portion of the outermost conductor strip of the reflector and the reflection end face can be accurately realized.
  • a thirteenth aspect of the present invention is characterized in that the surface acoustic wave device is manufactured using the method of manufacturing a surface acoustic wave device according to any one of the seventh to eleventh aspects.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view showing a first embodiment of a SAW device of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic plan view of the SAW device of FIG. 1;
  • FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing a part of the SAW device of FIG. 1 in an enlarged manner.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a method for obtaining a reflection end face position of the SAW device of FIG.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing an enlarged end of a piezoelectric substrate corresponding to the SAW device of FIG. 1;
  • FIG. 6 is a diagram for explaining a C I (crystal impedance) value when the position of the reflection end face of the SAW device in FIG. 1 is changed.
  • FIG. 7 is a graph illustrating a change in a range of an allowable value ⁇ with respect to a position of a reflection end face of the SAW device in accordance with a change in the number of electrodes of the reflector of the SAW device in FIG. 1.
  • FIG. 8 is a graph in which an elastic material is applied to both sides of the piezoelectric substrate of the SAW device in FIG. 1 and the CI value of the SAW device is measured.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a process of cutting a wafer forming a piezoelectric substrate of the Saw device of FIG. 1 into individual piezoelectric substrates forming individual Saw devices.
  • FIG. 10 is an enlarged front view showing a part of FIG. 9;
  • FIG. 11 In the cutting work shown in Fig. 10, the horizontal axis indicates the thickness of the dicing blade. 10 is a graph showing the distance C 3 from each base end of the conductor strip to the end face to be formed on the vertical axis.
  • FIG. 12 The horizontal axis shows the design frequency of the SAW device, and the vertical axis shows the change in the size of the piezoelectric substrate when the number of conductor strips required for the IDT and the reflector corresponding to each frequency is formed.
  • FIG. 13 is a schematic plan view showing a second embodiment of the SAW device of the present invention.
  • FIG. 14 is a schematic plan view showing a third embodiment of the SAW device of the present invention.
  • FIG. 15 is a schematic plan view showing a conventional SAW device.
  • FIG. 16 A conceptual diagram for explaining Rayleigh waves propagating in a piezoelectric material.
  • FIG. 17 is a conceptual diagram for explaining an SH wave that carries a piezoelectric material into a ⁇ (transport.)
  • FIG. 18 is a schematic perspective view for explaining an SH wave that propagates in a piezoelectric material.
  • FIG. 19 is a diagram showing a difference in crystal orientation between a piezoelectric material that propagates a Rayleigh wave and a piezoelectric material that propagates an SH wave.
  • FIG. 20 is a diagram illustrating a propagation direction of a surface acoustic wave propagating through a piezoelectric material.
  • FIG. 21 is a diagram showing a relative displacement of a displacement component of a SH wave.
  • FIG. 22 is a diagram showing a relative displacement of a displacement component of one Rayleigh wave.
  • FIG. 23 is an overall view of the SAW device of FIG. 5, (1) is a plan view, and (2) is a side sectional view taken along line C-C.
  • FIG. 24 is an explanatory diagram of a method of forming the Saw device shown in FIG. 23 on a wafer by etching.
  • FIG. 25 is an explanatory view of a SAW device in which a groove is formed on the outside of the reflector by etching, (1) is a plan view, and (2) is a side sectional view taken along line AA.
  • FIG. 26 is an explanatory diagram of a method of forming the SAW device shown in FIG. 25 by etching on a wafer.
  • FIG. 27 is an explanatory diagram of an ICP dry etching apparatus.
  • FIG. 28 This is a flowchart of the manufacturing process of the SAW device shown in Fig. 25.
  • FIG. 29 is a first explanatory view of the manufacturing process of the SAW device shown in FIG. 25.
  • FIG. 30 is a second explanatory view of the manufacturing process of the SAW device shown in FIG. 25.
  • FIG. 31 is a third explanatory view of the manufacturing process of the SAW device shown in FIG. 25.
  • FIG. 32 is a plan view of an alignment mark to be put on the wafer.
  • FIG. 33 is a plan view of an alignment mark drawn on a second photomask.
  • FIG. 34 is a plan view showing a state in which the alignment mark shown in FIG. 32 and the alignment mark shown in FIG. 33 are superimposed.
  • FIG. 35 is a side sectional view showing a state where a cap member is attached to the SAW device shown in FIG. 25. ,
  • FIG. 36 is a plan view of a SAW oscillator.
  • FIG. 37 is a graph of a result of measuring a variation in the position of the reflection end face when the reflection end face is formed by etching.
  • Fig. 38 is a graph of the measurement results of CI values in a plurality of SAW devices. (1) is the measurement result of CI values in a SAW device formed by etching the reflection end face, and (2) is the reflection end face. This is the measurement result of the CI value of a SAW device in which is not formed by etching.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a first embodiment of the SAW device of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view of the same SAW device 10 as that of FIG. 1, and the conductor strips of the comb-shaped electrode (IDT) 13 and the reflector 14 are provided to facilitate understanding of the points of explanation. The number of loops is shown.
  • IDT comb-shaped electrode
  • This S AW device 10 includes a piezoelectric substrate 12, a comb-shaped electrode 13 serving as an interdigital electrode, and a reflector 14.
  • the piezoelectric substrate 1 2 as a piezoelectric material, e.g., quartz, lithium tantalate (L i T a 0 3) , Z n to lithium niobate (L i N b 0 3) single crystal substrate or S i board such It is composed of a multi-layer substrate such as a substrate on which O film is formed, and is formed so as to have a crystal orientation that propagates a Rayleigh wave as described in FIG.
  • the shape of the piezoelectric substrate 12 is, for example, a rectangular plate as shown in the figure, and the end surfaces 15 and 16 of the short sides thereof are set at positions described later in detail.
  • the comb-shaped electrode (IDT) 13 and the reflector 14 are formed by depositing a conductive metal such as aluminum or titanium in the form of a thin film on the surface of the piezoelectric substrate 12 by vapor deposition or sputtering.
  • the IDT 13 is formed in an interdigitated form by trilithography or the like. Specifically, the IDT 13 is twice as large as a predetermined pitch PT in which a plurality of electrode fingers 13a are formed by a space S. And are formed so that each end in the longitudinal direction is short-circuited. That is, each comb tooth portion of the two comb-shaped electrodes is formed so as to alternately enter at a predetermined distance.
  • the IDT 31 has a function of converting between an electric signal and a surface acoustic wave (SAW) via an external terminal 5 shown in FIG. 15 which is electrically connected.
  • SAW surface acoustic wave
  • reflectors 14 and 14 are provided with a gap G therebetween.
  • the reflectors 14 are arranged side by side at a predetermined pitch of the space S, like the conductor strips 14 a and the force S, IDT 13, and both ends in the longitudinal direction are short-circuited. It is formed so that.
  • two reflectors 14 and 14 of the same configuration are connected to conductor strip 14 a Force A predetermined distance in parallel with the electrode finger 13a of SIDT 13 and the IDT 13 in the direction of surface acoustic wave propagation, that is, in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the electrode finger 13a of IDT 13 It is formed so as to be sandwiched therebetween.
  • the reflectors 14 and 14 are IDT 1
  • the SAW device 10 is formed so as to correspond to a low frequency of, for example, about 106 MHz, and has a logarithm of IDT 13 (a pair of electrode fingers 1).
  • the number of pairs of 3a) 60 pairs, the number of conductor strips of the reflector 14 is about 105.
  • FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a part including the reflector 14 and the end face of the piezoelectric substrate of the SAW device i0. .
  • Figure 3 shows some of the dimensions of the reflector 14, but the width P of the reflector 14a is
  • both 14 a and 14 b have the same width as space S. Also a reflector.
  • the width ⁇ of S and the reflector 14a is set to ⁇ 4, respectively.
  • the height ⁇ of the electrode finger 13 a is approximately H
  • the end face 15 of the short side of at least the front side of the piezoelectric substrate 12 is used.
  • the conductor strips 14b and 14c at the end of the reflector are set at the positions of each virtual node of each stress wave that emerges from the conductor strip. It is the end face.
  • the reflection end surfaces 15 and 16 will be described in detail below.
  • a piezoelectric substrate 12 that transmits a single Rayleigh wave is employed. ing.
  • the surface acoustic wave is usually converted into a Balta wave at the end face in the traveling direction, and returns. It was not coming.
  • the IDT 13 and the reflector 14 are provided on the piezoelectric substrate 12, under predetermined conditions, an elastic surface wave traveling out of the comb-shaped electrode is propagated by the reflector. When it encounters the reflected wave that is reflected, it becomes a stress wave T as a simple simple vibration wave in the depth direction of the piezoelectric substrate 12, and from the reflector 14 to the piezoelectric substrate end faces 15, 16 It was found to be emitted toward.
  • One of the conditions for forming such a reflective end face is as follows: the position of the end face of the piezoelectric substrate 12 shown in FIG. 5 (1), the force S, the conductor strip at the end of the reflector 14, It is necessary to be the position of the hypothetical node J of the stress wave T shown in Fig. 4, which emerges from b and 14c.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a method for obtaining such an end surface position.
  • FIG. 4 is a diagram imaginarily showing the waveform of the stress wave T which is such a simple vibration wave.
  • a stress wave T has the same period ⁇ as the surface acoustic wave, and the node J and the antinode V of the stress wave ⁇ alternate at ⁇ 2.
  • the position of the end surface of the piezoelectric substrate 12 that can be used as the reflection end surface is half a wavelength when the inner ends of the conductor strips 14 b and 14 c at the end of the reflector 14 are used as the base end. Since the position of the node J of the repeated stress wave T comes at the position,
  • Reflection end surface position iixPR ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ Formula (1)
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing an enlarged end portion of the piezoelectric substrate 12 corresponding to the SAW device 10 in FIG. 1, that is, in this figure, the position where the end surface of the piezoelectric substrate 12 should be provided is
  • the conductor strips 14b or 14c located at the outermost end of the reflector 14 are located at a distance B outward from the base end of the conductor strip 14b or 14c. , This distance B is based on the above equation (1),
  • Reflection end surface position B (nxP R) Sat (P R / 2) ⁇ -
  • the difference in the size of ⁇ 1 and ⁇ 2 corresponding to the distance ⁇ is due to the difference in the number of ⁇ , and when the above expression (2) is satisfied, ⁇ 1 and ⁇ 2 may be the same.
  • the end face 1 is located at a distance B outward from the base end.
  • the end faces 15 and 16 of the piezoelectric substrate 12 in order for the end faces 15 and 16 of the piezoelectric substrate 12 to properly return reflected waves, the end faces of the electrode fingers 13 a and the conductor strip 1 of the IDT 13 and the reflector 14 must be used. 4 Must be approximately parallel to a. As a result, the reflected wave is reflected in the right direction.
  • the end faces 15 and 16 of the piezoelectric substrate 12 need to be vertical smooth surfaces. Thus, the reflected wave is not irregularly reflected.
  • the reflection end surfaces 15 and 16 of the piezoelectric substrate 12 do not need to be provided over the entire thickness thereof. 1 ': may be provided as an inner vertical plane.
  • the depth t of the reflection end faces 15 and 16 corresponds to the thickness of the piezoelectric material of the piezoelectric substrate 12 involved in the propagation of the surface acoustic wave. This depth t is preferably equal to ⁇ 2. , Set to more.
  • FIG. 6 shows the CI (crystal I) of the SAW device 10 when the reflection end surfaces 15 and 16 of the piezoelectric substrate 12 are formed by changing the value of ⁇ based on the above equation (2). Impedance) value.
  • Fig. 6 (a) shows the values of n above for some integers 4, 5, and 6;
  • Fig. 6 (b) shows the reflection end faces 15 and 16 at each position.
  • the CI values are summarized in a graph.
  • the horizontal axis corresponds to the change in the position of the reflective end faces 15 and 16, and the vertical axis is the CI value.
  • the CI value changes periodically corresponding to each value of n in the above equation (2). Then, for example, if the location of 4 ⁇ shown in the figure is set as the allowable line L, for each value of n, within the range indicated by (PR / 2) ⁇ ⁇ It can be seen that there is an allowable value that satisfies the allowable line L.
  • Figure 7 shows the result of simulation of the range of this tolerance value (PR / 2) ⁇ ⁇ , with the horizontal axis representing the plus and minus (PR / 2) ⁇ the relative tolerance corresponding to ⁇ , and the vertical axis representing the CI. It is the figure which took the value.
  • the position where the relative tolerance on the horizontal axis is 0 is the position (P R / 2), and the left and right positions that deviate from that position correspond to plus or minus (P RZ2)- ⁇ .
  • the allowable line L of the C I value is set to 40 ⁇ , the cutting position tolerance is about 0.6.
  • FIG. 8 shows the same configuration as the SAW device 10 described with reference to FIG. 1, with the end faces 15 and 16 provided at the positions forming the reflection end faces as described above. (Reflecting end surfaces 15 and 16)
  • An elastic material for example, silicone, was applied to the 'SAW device 10' to measure the CI value.
  • Figure 8 shows the results of multiple experiments under the same conditions.
  • the CI value which was small before application, increased with silicone application.
  • the surface acoustic waves that have reached the reflection end surfaces 15 and 16 are absorbed by the elastic material and are not reflected back to the IDT 13, so that the energy confinement effect is not exhibited and the CI It is considered that the value has increased.
  • the surface acoustic waves based on the Rayleigh wave propagating through the piezoelectric substrate 12 can be reflected at the reflection end surfaces 15 and 16, so that Since the surface acoustic wave need not be reflected only by the function of the reflector 14, the number of conductor strips 14 a of the reflector 14 can be reduced by that amount, and low frequencies can be handled.
  • the piezoelectric substrate 12 constituting the SAW device 10 can be formed in a small size.
  • FIG. 9 and 10 are views showing a part of the manufacturing process of the SAW device 10 of the present embodiment.
  • the SAW device 10 of the present embodiment has a structure in which a wafer 20 made of, for example, quartz or the like as a piezoelectric material has a crystal orientation necessary for propagating the above-mentioned Rayleigh wave.
  • a wafer 20 made of, for example, quartz or the like as a piezoelectric material has a crystal orientation necessary for propagating the above-mentioned Rayleigh wave.
  • the bottom surface of the wafer 20 in which the plurality of IDTs 13 and the reflectors 14 and 14 are formed in a matrix shape is stuck on a glass plate using, for example, hot menoret wax. Next, a cutting step is performed. .
  • FIG. 9 shows a process of cutting the wafer 20 into individual piezoelectric substrates 12 forming individual SAW devices 10. That is, the wafer 20 is cut by a plurality of cutting lines C 1 parallel to the long side direction of each SAW device 10 and a plurality of cutting lines C 2 along a direction orthogonal to the cutting lines C 1.
  • the cutting process along the cutting line C1 is not related to the reflection end surfaces 15 and 16 of the piezoelectric substrate 12 described above, it is not necessary to have strict precision related to its function. In the same manner as in the process, for example, it can be appropriately cut by a predetermined blade or the like.
  • the piezoelectric substrate 12 is cut so that the end face formed by cutting along the cutting line C 2 functions as the reflection end faces 15 and 16. Need more precise processing.
  • '' Fig. 10 is an enlarged view of the cut portion along the cutting line C2 as viewed from the front side of Fig. 9. In the wafer 20 of Fig.
  • the piezoelectric substrate 1 2 The conductor strips at each end of the reflectors 14 and 14 formed at the end are defined as D.
  • the distance between the base ends of 14b and 14c is D, and the conductor strip at each end is D.
  • the distance from each base end of 14 b and 14 c to the end face to be formed is C, the thickness of the dicing blade 23 used for cutting is E, and the actual cutting width is F. Have been.
  • the thickness E of the dicing blade 23 is almost the same as the cutting width F. If the distance D between the base ends of the conductor strips 14b and 14c at each end and the thickness E of the blade of the dicing blade 23 used for cutting, the conductor strip is determined. It is necessary to devise such that the distance C3 from the base end of each of the tips 14b and 14c to the end face to be formed satisfies n PR.
  • a conductor strip at each end in FIG. 10 is used.
  • the distance D between the base ends of the tapes 14b and 14c was set to, for example, 312 ⁇ , and cutting was performed using a dicing blade 23 having a blade thickness ⁇ of 15 ⁇ .
  • the distance C 3 from each base end of the conductor strips 14 b and 14 c at each end to the end face to be formed is 81.3 ( ⁇ ).
  • this C 3 is 81.3 ( ⁇ )
  • Fig. 11 shows the thickness ⁇ of the dicing blade 23 on the horizontal axis, and the conductor strips 14b and 14c on the vertical axis.
  • 6 is a graph showing a distance C 3 from an end to an end face to be formed.
  • the reflection end faces 15 and 16 of the present embodiment can be formed.
  • such accurate dicing may be performed from the surface of the piezoelectric substrate 12 to a depth t, and the U-shaped groove shown in FIG. Once 25 is formed, the remaining part can be quickly separated by a dicing blade with a thinner blade at the approximate position of the cutting center C4. Device 10 is obtained.
  • FIG. 23 is an overall view of the SAW device 10 of FIG.
  • FIG. 1A is a plan view
  • FIG. 2B is a side sectional view taken along line CC.
  • FIG. 23 is an overall view of the SAW device 10 of FIG.
  • FIG. 1A is a plan view
  • FIG. 2B is a side sectional view taken along line CC.
  • FIG. 24 is an explanatory diagram of a method for forming a plurality of Saw devices 10 on a wafer by etching. As shown by hatching in FIG. 24, the wafer may be etched to the same width as the above cutting width F or the blade thickness E of the dicing blade with the cutting line C2 as the center line.
  • the reflection end face can be formed into a shape that leaves the step portion 12 as described in FIG.
  • the cutting can be performed by a method that does not require a relatively high density, thereby facilitating manufacture.
  • FIG. 25 is an explanatory view of a SAW device in which a groove is formed outside the reflector by etching.
  • FIG. 1A is a plan view
  • FIG. 2B is a side sectional view taken along line AA.
  • a groove 52 is formed outside the reflector 14 along the reflector 14, and the reflection end faces 15, 16 are formed by the inner side surface of the groove 52. Is formed.
  • the formation positions B of the reflection end faces 15 and 16 are the same as those in FIG.
  • the length s of the groove 52 is formed to be equal to or longer than the width w of the comb-shaped electrode 13 and the reflector 14. Since the comb-shaped electrode 13 emits a Rayleigh wave from the entire width thereof, by forming the length S of the groove 52 to be equal to or greater than the width w of the comb-shaped electrode 13, the Rayleigh wave is generated at the reflection end faces 15 and 16. Can be all reflected.
  • the depth t of the groove 52 is formed to be 1/2 or more as in FIG.
  • the Rayleigh wave propagates from the surface of the piezoelectric substrate 12 to a depth of 1/2; therefore, by setting the depth t of the groove 52 to 12 or more, the reflection end face 15, 1 At 6, all Rayleigh waves can be reflected.
  • the width r of the groove 52 is formed to be nXPR.
  • FIG. 26 is an explanatory diagram of a method of forming a plurality of Saw devices 50 on a wafer by etching.
  • the grooves 52 of each SAW device 50 on the wafer, which are indicated by hatching in FIGS. 26 and 26, are all formed simultaneously by etching.
  • the etching of the groove 52 is performed by dry etching.
  • the etching gas is turned into plasma to generate fluorine radicals, and the fluorine substrates are used to process the piezoelectric substrate to perform etching.
  • ICP dry etching equipment can be used.
  • Figure 27 shows an illustration of the ICP dry etching system.
  • ICP inductively coupled plasma
  • an exhaust pipe 118 for discharging the used gas in the chamber 102 is provided. The exhaust pipe 118 is connected to an exhaust pump (not shown) and further connected to an abatement device (not shown) so that the used gas can be discharged to the outside.
  • An induction coil 122 is provided outside the upper part of the chamber 102 so as to surround the chamber 102.
  • the induction coil 122 is connected to the first high frequency power supply 124.
  • the stage 104 is connected to the second high frequency power supply 126.
  • the etching gas is turned into plasma by a magnetic field generated in the chamber 102 by the induction coil 122 to generate fluorine radicals. Further, by the bias electric field generated in the chamber 100 by the second high-frequency power supply 126, fluorine radicals act on the wafer 20 from above vertically to perform anisotropic etching. If the above-mentioned ICP dry etching apparatus 100 is used, an etching rate of, for example, 1 to 2 ⁇ m / mi 11 can be obtained, and the etching of the groove is completed in about 15 to 30 minutes.
  • FIG. 28 is a flowchart of a manufacturing process of the SAW device 50 shown in FIG. FIG. 29, FIG. 30 and FIG. 31 are explanatory diagrams of the manufacturing process of the SAW device 50. The following steps are performed simultaneously for a plurality of SAW devices 5Q formed on the same wafer.
  • a film 54 such as A1 serving as an electrode material is formed on the surface of the piezoelectric substrate 12 (step 70).
  • the electrode material film 54 is formed by a vapor deposition method or a sputtering method.
  • a first pattern jung is performed on the electrode material film 54 to form a mask for forming a reflection end face (Step 72).
  • the first patterning step includes a lithographic step (step 74) and an electrode material film etching step (step 80).
  • Photolithography which exposes the resist with light, is almost as good as lithography. Luffy can be adopted.
  • a resist 56 is applied to the surface of the electrode material film 54 (step 76).
  • the resist 56 is exposed through a first photomask (not shown) and developed (step 78).
  • the shape of the portion for etching the piezoelectric substrate 12 is drawn on the first photomask.
  • the resist at the portion where the electrode material film 54 is etched can be removed.
  • the electrode material film 54 is etched using the resist 56 as a mask (step 80).
  • the ICP dry etching apparatus 100 shown in FIG. 27 can also be used for etching the electrode material film 54.
  • the electrode material film 54 in the case of A 1 film uses a gas containing chlorine, such as carbon tetrachloride (CC 1 4) and boron trichloride (BC 1 3) as the etching gas. Chlorine radicals produced by these plasma, more be reacted with A 1 film, A 1 film is removed becomes A 1 C 1 4.
  • the electrode material film 54 is patterned and the reflection end face forming mask 55 is formed.
  • the register 56 is removed (step 82).
  • the resist is removed by a method of treating with ozone water.
  • the resist 56 can be removed at the same time by etching the piezoelectric substrate 12 for a relatively long time.
  • the piezoelectric substrate 12 is etched using the reflection end face forming mask 55 (step 84).
  • an ICP dry etching apparatus 100 shown in FIG. 27 can be used. The specific etching procedure is as follows.
  • the piezoelectric substrate 12 (wafer 20) on which the processing up to step 82 has been completed is placed on the stainless steel 104 in the chamber 102.
  • the vacuum pump 106 is operated to reduce the pressure in the chamber 102 to about 0.02 Torr (2.67 Pa).
  • each gas is supplied into the chamber 102. That is, C 4 F 8 gas is supplied at a flow rate of 30 sccm from the etching gas supply means 11 2, Ar gas is supplied at a flow rate of 10 sccm from the rare gas supply means 114, and the oxygen gas supply means 1 is supplied. Supply oxygen gas at a flow rate of 2 sccm from 16.
  • the output of the first high-frequency power supply 124 is set to about 120 OW, and the induction coil 122 is energized to generate a magnetic field in the chamber 102. Then, the first A r molecule activation in the chamber, further activated A r molecules collide with C 4 F 8 molecules, C 4 F 8 molecules are activated. Then, a fluorine radical is generated from the activated C 4 F 8 molecule.
  • C _! F 8 molecules activated by Rukoto to react with oxygen molecules, many more fluorine radicals are produced.
  • the output of the second high frequency power supply 126 is set to about 30 OW, and a bias electric field is generated in the chamber 102 via the stage 104.
  • the generated fluorine radicals receive a force and act on the piezoelectric substrate 12 from above vertically.
  • a quartz material becomes S i F 4 is Ru removed.
  • the anisotropic etching is performed in the vertical direction of the piezoelectric substrate 12. Since the reflection end face forming mask 55 is used, only the portions where the reflection end faces 15 and. 16 are to be formed are etched.
  • a second patterning is performed on the electrode material film 54 to form a comb-shaped electrode, a reflector, and the like (step 86).
  • the second patterning step also includes a lithography step (step 88) and an electrode material film etching step (step 96).
  • Photolithography in which the resist is exposed to light, can be employed in the lithographic process.
  • a resist 57 is applied to the surface of the electrode material film 54 (step 90).
  • the second photomask is positioned with respect to the piezoelectric substrate 12 (step 92).
  • an alignment mark is puttered at any position on the wafer surface.
  • the alignment mark for example, a mark 58 shown in FIG. 32 is formed. That is, by etching the dark electrode material film 54, the surface of the light wafer 20 is exposed in a cross shape.
  • the cross shape is configured by arranging four squares at equal intervals. The interval at which each square is arranged is, for example, 50 zm.
  • an alignment mark is also drawn on the second photomask corresponding to the mark 58 on the wafer.
  • a cross shape 59 having the same shape as the cross shape of the mark 58 is drawn in a dark color on the translucent portion of the second photomask.
  • the + shape 59 is composed of two rectangles superimposed at the center, but the four corners of the two crosses 59 are notched at the specified width from the long side of each rectangle. 5 9a is provided.
  • the predetermined width is made to coincide with (PRZ 2) ′ ⁇ , which is an allowable value of the formation position of the reflection end face shown in FIG. For example, the frequency is in the 1 0 6.
  • the allowable value of the reflection end face formation position is about 5 ⁇ m.
  • the cross shape of the mark 59 in the second photomask is superimposed on the cross shape of the mark 58 in the wafer.
  • the second photomask is fixed at a position where the light color of the wafer 20 can be visually recognized through all the notches 59 a of the mark 59.
  • the resist 57 is exposed and developed through a second photomask (not shown) (step 94).
  • the shape of the electrode pattern to be formed is drawn on the second photomask together with the mark 59 described above.
  • the resist at the portion where the electrode material film 54 is etched is removed.
  • the electrode material film 54 is etched using the resist 57 as a mask (step 96).
  • the specific method is the same as step 80 in the first pattern / Jung process.
  • the electrode material film 54 is putt réelle, and a comb-shaped electrode, a reflector, and the like are formed.
  • the electrode material film for forming the electrode is diverted to the reflective end face forming mask.
  • a method for forming a substrate and etching a piezoelectric substrate was described.
  • the method of forming the mask for forming the reflection end face is not limited to this, and a mask for forming the reflection end face may be formed by forming a mask material coating other than the electrode material coating. Cr, Ag, tungsten, etc. can be used as the mask material.
  • a mask material film is formed in step 70, and the first patterning process in step 72 is performed to create a reflective end face forming mask. Then, after the etching of the piezoelectric substrate is completed in step 84, the reflective end face forming mask formed of the mask material film is removed. Next, an electrode material film is formed, and the second patterning step of step 86 is performed to form an electrode. According to this method, the Saw device 50 can be formed in the same manner as described above.
  • FIG. 35 is a side cross-sectional view of the SAW device 50 equipped with a cap member.
  • the Saw device 50 formed as described above is used by attaching a cap member 60 for keeping the Saw propagation surface airtight in order to prevent a frequency change due to oxidation of the comb-shaped electrode 13 and the like.
  • the cap member 60 is formed of a glass substrate or the like.
  • a cavity 62 is provided at the center of the cap member 60 to keep the comb electrodes 13 and the like in a nitrogen atmosphere.
  • a sealing electrode 64 is formed on the peripheral portion of the surface of the piezoelectric substrate 12 using an electrode forming material. The sealing electrode 64 and the cap member 60 are anodically bonded to keep the Saw propagation surface of the piezoelectric substrate 12 airtight.
  • an external electrode 66 is provided on the surface of the cap member 60 in order to externally supply current to the comb-shaped electrode 13. Further, a snoring hole 67 penetrating the cap member 60 is formed above the electrode pad 68 of the comb-shaped electrode. By encapsulating a conductive material in the snorle hole 67, the electrode pad 68 of the comb-shaped electrode and the external electrode 66 are electrically connected to each other, so that electricity can be supplied to the comb-shaped electrode 13 from the outside.
  • FIG. 36 is a plan view of a SAW oscillator formed using the SAW device 50.
  • the SAW oscillator 200 is formed by forming a wiring pattern 204 on the surface of a package 202 made of ceramic or the like, and connecting the SAW device 50 and the integrated circuit element (IC) 206 formed as described above. It is mounted to form an oscillation circuit.
  • the connection between the S AW device 50 and the integrated circuit element 206 and the wiring pattern 204 is made by wire bonding or the like.
  • oxidation of the comb electrodes of the SAW device 50 is prevented.
  • a cap member is attached to the surface of the package 202 in the same manner as described above in order to prevent the contamination and to prevent the entry of foreign matter.
  • Fig. 37 is a graph showing the results of measuring the variation in the position of the reflective end face when the reflective end face was formed by etching.
  • the reflecting end face was formed by etching according to the method described above, and the distance B from the base end of the outermost conductor strip of the reflector to the reflecting end face was measured. Since 100 or more SAW devices are formed simultaneously on one wafer, 30 out of them were randomly extracted and the position of the reflective end face was measured.
  • the vertical axis of the graph in Fig. 37 is the measured value of the distance B.
  • the average value is indicated by ⁇
  • the average value ⁇ 3 ⁇ ( ⁇ is the standard deviation) is indicated by an error bar. Note that 7.36 ⁇ m is the design value.
  • SAW devices were created on five wafers, and measurements were made along the circumference.
  • the horizontal axis of the graph in FIG. 37 is the wafer number on which the SAW device was formed. .
  • Figure 38 is a graph of the measurement results of CI values for a plurality of SAW devices.
  • Figure (1) shows the CI value measurement results for a SAW device with a reflective end face formed by etching
  • Figure (2) shows the CI value measurement results for a SAW device without a reflective end face formed as described above. It is.
  • Figure 12 shows the size of the electrodes (reflector / IDT / reflector) when the design frequency is plotted on the horizontal axis and the required number of conductor strips is formed on the vertical axis for the conventional SAW device 1.
  • the change in the magnitude is shown by a curve P corresponding to each frequency.
  • the logarithm of 10 units is 120 pairs, and the number of conductor strips of the reflector is 120.
  • the size of the piezoelectric substrate that is, the size (length) of the chip, is about 7.1 mm.
  • the logarithm of the IDT is 60 pairs, the number of conductor strips of the reflector is 105, and the size of the piezoelectric substrate is large.
  • the size (length) of the chip is about 4.9 mm, and it can be significantly reduced in size.
  • FIG. 13 is a schematic plan view showing a SAW device 30 according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 portions denoted by the same reference numerals as those in FIG. 1 and FIG. 2 have the same configuration, and thus redundant description will be omitted.
  • This S AW device 30 is composed of two IDTs 13 and 13 arranged in a line, reflectors 14 and 14 arranged on both outer sides, and a reflector between IDTs 13 and 13. It is a two-port type with 14 and two input / output terminals.
  • the reflection end faces 15 and 16 can be formed in the same manner as in the S AW device 10 described above, and the same operation and effect can be exhibited.
  • FIG. 14 is a schematic plan view showing a SAW device 40 according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 portions denoted by the same reference numerals as those in FIG. 1 and FIG. 2 have the same configuration, and thus redundant description will be omitted. '
  • This SAW device 40 performs a filter function. It has two IDTs 13 and 13 arranged in parallel, with reflectors 14 and 14 arranged on both outsides. Is a dual mode type where two are provided.
  • This SAW device 40 is also similar to the SAW device 10 described above.
  • the reflection end surfaces 15 and 16 can be formed, and the same operation and effect can be obtained.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, and is applicable to all forms of SAW devices without departing from the spirit of the invention described in the claims.
  • each of the above-described embodiments can be omitted as necessary, or can be combined with other components different from those described above, or any of the individual components.
  • the Rayleigh wave can be reflected at the end face of the piezoelectric substrate, and the number of conductor strips of the reflector is reduced, so that the reflector can be downsized. It is possible to provide a surface acoustic wave device that can be formed and is compatible with low frequencies.

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Description

明細書 弾性表面波装置及びその製造方法 技術分野 ·
本発明は、 電気信号と弾性表面波との間の変換を行うすだれ状電極を有する弾 性表面波装置に係り、 特に、 低周波数に対応した小型な弾性表面波装置に関する ものである。 背景技術
近年、 携帯電話やテレビ受像機等の電子部品や通信部品において、 共振子や帯 域フィルタ等として弾性表面波装匱 （以下、 「S AW (S u r f a c e A c o u s t i c W a. v e ) デバイスという」） が使用されている。
図 1 5は、 従来の S AWデバイスの一例を示す平面図である。
この SAWデバイス 1は、 1ポート型 SAW共振子であり、 圧電基板 2とすだ れ状電極である櫛形電極 （ I DT ( I n t e r D i g i t a l T r a n s d u c e r )) 3及び反射器 4を備えている。
圧電基板 2は、 例えば水晶で矩形板状に形成されている。 I DT 3及び反射器
4は、 圧電基板 2の表面に導体金属を蒸着あるいはスパッタリング等により薄膜 状に形成した上で、 フォ トリソグラフィ等によりすだれ状となるように形成され ている。
具体的には、 I DT 3は、 複数の電極指 3 aが所定のピッチで並設されて長手 方向の各端部が交互に短絡されるように形成されている。' 即ち、 2つの櫛形状の 電極の各櫛歯部分が、 所定距離隔てて互い違いに入り込むように形成されている 。 この I DT 3は、 電気的に接続されている外部端子 5を介して電気信号と弾性 表面波 （SAW) との間の変換を行う機能を有する。
反射器 4は、 複数の導体ストリ ップ 4 aが所定のピッチで並設されて長手方向 の各両端部が短絡されるように形成されている。 そして、 例えば、 同一構成の 2 つの反射器 4が、 導体ス トリップ 4 aが I DT 3の電極指 3 aと平行になるよう に、 かつ I DT 3を弾性表面波の伝播方向、 即ち I DT 3の電極指 3 aの長手方 向に直交する方向に所定距離隔てて挟み込むように形成されている。 この反射器 4は、 I DT 3から伝搬してくる弾性表面波を反射して、 弾性表面波のエネルギ 一を内部に閉じこめる機能を有する。
このような構成において、 電気信号が、 外部端子 5を介して I DT 3に入力さ れると、 圧電効果により弾性表面波に変換される。 この弾性表面波は、 I DT 3 の電極指 3 aの長手方向に対して直交方向に伝搬され、 I DT 3の両側から反射 器 4に放射される。 このとき、 圧電基板 2の材質、 電極の厚みや電極の幅等で決 定される伝搬速度と I D T 3の電極指 3 aの電極周期 d。 に等しい波長を持つ弾 性表面波が、 最も強く励振される。 この弾性表面波は、 反射'器 4により多段反射 されて I DT 3に戻され、 共振周波数付近の周波数 （動作周波数） の電気信号に 変換されて I DT 3から外部端子 5を介して出力される。
ところで、 以上に説明した従来技術においては、 以下のような問題がある。 近年、 SAWデバイスが搭載される各種情報機器類等は、 きわめて小型化され ていく傾向にあり、 搭載機器の目的に応じて、 高周波数対応の SAWデバイスや 、 低周波数対応の S A Wデバイス等の各種 S A Wデバイ'スも小型化される必要が ある。
ここで、 SAWデバイスに利用される弾性表面波の種類として、 レイリー波と 呼ばれるものと、 S H波 (S h a r e Ho r i z o n t a l W'a v e) と呼 ばれるものがある。
これらの表面弾性波は、 例えばその伝搬速度がレイリー波の場合、 S Tカッ ト 水晶 X伝搬波において 3 1 5 Om毎秒， SH波の場合、 3 6度回転 Yカツ ト水晶 Y伝搬波において 500 Om毎秒である。
S AWデバイスの周波数は f = ν/λ (ν =圧電基板の音速、 λ二振動波の波長 ) であることから、 周波数 f が低いと波長は長くなり、 I DTの間隔は大きくな つてしまう。 このため、 低周波数に対応した SAWデバイスを小型化する上では 、 速度の遅いレイリー波を用いる必要性が高くなる。
また、 このレイリー波と SH波は、 さらに次のような特性上の違いを有してい る。 図 1 6は、 圧電基板 2におけるレイリー波の変位成分を説明する図であり、 レ イリ一波は、 伝搬方向 Aに進行しながら、 圧電基板 2の深さ方向への変位成分 U 3とこれに直交する方向で圧電基板 2の表面における変位成分 U 1を有しており 、 全体として、 水面に立つ波と似ている。
これに対して、 図 1 7は、 圧電基板 2における S H波の変位成分を説明する図 であり、 S H波は、 伝搬方向 Aに進行しながら、 これと直交する方向の変位成分 U 2がほとんどを占めており、 これを上から見ると図 1 8のようである。
また、 S H波とレイ リー波を伝搬する圧電基板は、 例えば、 同じ水晶を用いる ことができるが、 図 1 9に示すように、 後述するカッ ト角方位と伝搬方向に違い がある。 そして、 図 1 9の圧電基板のカッ ト角方位 （φ， θ， ψ) 力 S ( 0 , 1 2 6 , 9 0 ) の S H波を伝搬する水晶基板の場合、 図 2 0に示す座標に対応する S H 波の U l， U 2 , U 3の相対変位成分は、 横軸に図 2 0の Z方向を波長で規格化 して示し、 縦軸に相対変位をとると図 2 1に示される。
また、 図 2 2は、 レイ リー波を伝搬する圧電材料として、 図 1 9の圧電基板の カッ ト角方位 （φ, θ, ψ) 力 S ( 0 , 1 2 3， 0 ) の場合の相対変位 U 1 , U 2 , U 3を各変位成分毎に同様に示した図である。
このように、 レイリー波の場合には、 S H波と比べて、 圧電材料の深さ方向 Ζ の変位 U 3の変位が次第に少なくなっている。
さらに、 S H波は、 横波であることから、 圧電基板 2の弾性表面波の進行方向 の垂直端面にて反射できることがわかっているが、 レイリー波は圧電基板 2の弾 性表面波の進行方向の端面でバルク波に変換され、 もどってこない。
以上の点を考慮すると、 低周波数に対応した小型の S AWデバイスをつくる場 合には、 レイ リー波を伝搬する圧電材料を使用する必要があるが、 その弾性表面 波は、 基板端面で反射できないために、 エネルギーを閉じこめるためには、 必ず 反射器を必要とする。
しかも、 この反射器にて十分な効率で弾性表面波を反射する必要があるから、 多くの本数の導体ス トリ ップで反射器を形成する必要があり、 その分十分な面積 を持つ圧電基板を用いなければならず、 小型化に限界があるという問題がある。 発明の開示
本発明の目的は、 上記問題を解消して、 レイリー波を圧電基板の端面で反射で きるようにして、 反射器を形成するための導体ス トリ ップの本数を减らすことに より、 小型に形成することができる、 低周波数に対応した弾性表面波装置および その製造方法を提供することである。
上記目的は、 請求項 1の発明によれば、 レイ リー波を伝搬する矩形板状の圧電 基板と、 この圧電基板にすだれ状電極を形成して設けた櫛形電極及び反射器とを 備えており、 前記圧電基板の少なく とも表面側の短辺の端面が、 前記反射器の端 部の導体ストリ ップから出る応力波の仮想の節の位置にて、 前記導体ス トリ ップ に略平行で、 垂直な平滑面とすることで、 前記応力波を反射する反射端面とされ ている弾性表面波装置により、 達成される。
請求項 1の構成によれば、 レイリー波を伝搬する矩形板状の圧電基板には、 櫛 形電極と反射器'とが形成されている。 この場合、 圧電基板の少なく とも表面側の 短辺の端面が所定形状の端面とされることで、 圧電基板を伝搬する弾性表面波を この端面にて反射させることができる。 そして、 圧,電基板の端面で弾性表面波を 反射させることで、 全ての弾性表面波を反射器の機能だけによつて反射させなく てすむから、 その分反射器の導体ス トリ ップの数を減らすことができ、 圧電基板 を小型にすることが可能となる。
ここで、 レイリー波の弾性表面波が圧電基板端面にて反射されるための条件は 、 本発明者等の研究によれば、 次の通りである。
通常、 レイリー波を伝搬する S AWデバイスにおいて、 弾性表面波は、 その進 行方向の端面でバルタ波に変換されて、 もどってこない。 しかしながら、 圧電基 '板上に櫛形電極と反射器とが設けられている場合に、 所定の条件の下では、 櫛形 電極から出て進行する弾性表面波が、 反射器にて反射される反射波と出会うと、 圧電基板の深さ方向への単純な単振動の波としての応力波となって、' 反射器から 圧電基板端面へ向かって反射されることを見いだした。
このような現象を実現するためには、 第 1に圧電基板の端面の位置が反射器の 端部の導体ス トリ ップから出る応力波の仮想の節の位置になっていることである 。 この場合には、 圧電基板の端面において、 端面自由の境界条件を満足し、 反射 波は圧電基板の振動を妨げないので、 振動エネルギーの散逸となる錯乱バルタ波 を発生しないと考えられる。 また、 圧電基板の端面が適切に反射波を戻すために は、 その端面が櫛形電極及び反射器の導体ス トリ ップに略平行である必要がある 。 これにより、 反射波は正しい方向へ反射される。 また、 圧電基板の端面は、 垂 直な平滑面とされる必要がある。 これにより、 反射波は、 乱反射されることがな い。
このようにして、 請求項 1の S A Wデバイスでは、 圧電基板を伝搬する弾性表 面波を端面にて反射させることができるので、 全ての弾性表面波を反射器の機能 だけによつて反射させなくてすむから、 その分反射器の導体ス トリップの数を減 らすことが可能となり、 圧電基板を小型に形成することができる。
請求項 2の発明は、 請求項 1の構成において、 前記反射端面は、 反射器の端部 の導体ス トリ ップの基端部から前記反射端面までの距離 Bが、 B = ( n X P R ) 土 ( P R 2 ) χδ (ただし、 η =整数、 P R = λ/ 2、 δ =許容値、 λ=レイ リ一 波の波長とする） により規定されることを特徴とする。
請求項 2の構成によれば、 反射器の端部の導体ス トリ ップの基端部から前記反 射端面までの距離 Βが、 B = ( n x P R ) 土 （P R / 2 ) χδ (ただし、 η =整数 、 P R = X/ 2 Ν δ =許容値、 λ=周波数とする） という条件を満たす位置を求め ることにより、 反射端面の位置を前記応力波の仮想の節の箇所に適切に定めるこ とができる。
請求項 3の発明は、 請求項 2の構成において、 前記許容値 δが、 櫛形電極の電 極指の対数を一定とした時に、 前記反射器の導体ス トリップの数に対応して定め られることを特徴とする。
請求項 3の構成によれば、 反射端面の位置を求めるに当たり、 反射器の導体ス トリップの数に対応して、 寸法精度を考慮することが可能となる。
請求項 4の発明は、 請求項 1ないし 3の構成において、 前記反射端面は、 前記 応力波の仮想の節の位置にて、 前記圧電基板の表面から一定の距離の深さまで設 けられており、 反射端面の下端には段部を設けた形状であることを特徴とする。 請求項 4の構成によれば、 厳しい位置精度が求められる反射端面の形成が、 圧 電基板の表面の一定の深さまでに限定されるから、 それ以外の箇所である段部の 切断により形成する場合に、 切断工程が容易となる。
請求項 5の発明は、 請求項 1ないし 4の構成において、 前記反射端面は、 圧電 材料を形成するウェハから個々の圧電基板を形成する大きさに切断される際に形 成され、 少なく とも、 前記反射端面に対応する部分は、 エッチングにより形成さ れることを特徴とする。
請求項 5の構成によれば、 厳しい位置精度が求められる反射端面の形成が、 例 えば、 ブレードによる切断等と比較して、 容易に精度よく行える。 また、 ブレー ドによるダイシングに伴うチッピングの発生を回避することができるので、 反射 端面を平滑面に形成することができる。 · '
さらに請求項 5の構成によれば、 ウェハ上に複数の S A Wデバイスを形成する 場合でも、 エッチングにより一括して反射端面を形成することが可能である。 従 つて、 例えばダイシングにより順次反射端面を形成する場合と比較して、 製造時 間を短縮することができるとともに、 製造コス トを削減することができる。 請求項 6の発明は、 請求項 1ないし 5の構成において、 前記反射端面は、 前記 圧電基板の表面側において、 前記反射器の外側に前記反射器に沿って形成された 溝部の、 内側側面によって構成されていることを特徴としている。
請求項 6の構成によれば、 圧電基板表面の外周縁に平坦部分を確保することが できる。 これにより、 圧電基板表面の外周縁部に接合されるキャップ部材との気 密性を確保することが可能となる。 従って、 S AW伝搬面を気密に保持すること ができる。
請求項 7の発明は、 圧電基板上の櫛形電極から放射され前記圧電基板の表面を 進行するレイリー波を、 反射して前記櫛形電極に戻すための前記圧電基板の反射 端面を、 エッチングにより所定位置に形成することを特徴としている。
請求項 7の構成によれば、 厳しい位置精度が求められる反射端面の形成を、 例 えばブレードによるダイシング等と比較して、 容易に精度よく行うことができる 。 また、 プレードによるダイシングに伴うチッビングの発生を回避することがで きるので、 反射端面を平滑面に形成することができる。
さらに請求項 7の構成によれば、 ウェハ上に複数の S A Wデバイスを形成する 場合でも、 エッチングにより一括して反射端面を形成することが可能である。 従 つて、 例えばダイシングにより順次反射端面を形成する場合と比較して、 製造時 間を短縮することができるとともに、 製造コス トを削減することができる。
請求項 8の発明は、 請求項 7の構成において、 前記圧電基板の表面に電極材料 被膜を形成する工程と、 前記電極材料被膜に第 ].のパターニングを行って反射端 面形成用マスクを形成する工程と、 前記反射端面形成用マスクを使用してエッチ ングにより前記反射端面を形成する工程と、 前記電極材料被膜に第 2のパター二 ングを行って電極を形成する工程と、 を有することを特徴としている。
請求項 8の構成によれば、 電極を形成するための電極材料被膜を流用して反射 端面形成用マスクを作成し、 圧電基板をエッチングして反射端面を形成する。 こ れにより、 反射端面形成用マスクを作成するためのマスク材料被膜を別途形成す る必要がなく、 またマスク材料被膜を除去する必要がない。 従って、 製造時間を 短縮することができるとともに、 製造コス トを削減することができる。
請求項 ·9の発明は、 請求項 7または 8の構成において、 前記エッチングほ、 ド ライエッチ:/グであることを特徴と している。
請求項 9の構成によれば、 異方性エッチングが可能となる。 従って、 厳しい位 置精度が求められる反射端面の形成を、 精度よく行うことができる。
請求項 1 0の発明は、 請求項 8の構成において、 前記第 のパターニング工程 は、 リ ソグラフイエ程と、 そのリ ソグラフイエ程で形成したマスクを使用して前 記電極材料被膜をェツチングする工程とにより構成されることを特徴としている 。
請求項 1 1の発明は、 請求項 8の構成において、 前記第 2のパターニング工程 は、 リ ソグラフィ工程と、 そのリ ソグラフィ工程で形成したマスクを使用して前 記電極材料被膜をェツチングする工程とにより構成されることを特徴としている 請求項 1 0または 1 1の構成によれば、 厳しい位置精度が求められる反射端面 の形成を、 精度よく行うことができる。
請求項 1 2の発明は、 請求項 1 1の構成において、 前記第 2のパターユングェ 程におけるリソグラフイエ程は、 前記第 1のパターユング工程において前記電極 材料被膜に形成したァライメントマークを用いて、 レジス ト露光用マスクを前記 反射端面に対して相対的に位置決めした上で行うことを特徴としている。
請求項 1 2の構成によれば、 反射器の最も外側の導体ストリップにおける基端 部と、 反射端面との相対的な位置関係を、 正確に実現す.ることができる。
請求項 1 3の発明は、 請求項 7ないし 1 1のいずれかに記載の弾性表面波装置 の製造方法を使用して製造したことを特徴としている。
請求項 1 3の構成によれば、 請求項 7ないし 1 1の構成による効果を伴った弾 性表面波装匱とすることができる。 図面の簡単な説明 '
【図 1】 本発明の S AWデバイスの第 1の実施形態を示す概略斜視図であ る。
【図 2】 図 1の S AWデバイスの概略平面図である。
【図 3】 図 1の S AWデバイスの一部を拡大して示した拡大断面図である 【図 4】 図 1の S AWデバイスの反射端面位置を求めるための手法を説明 する図である。
【図 5】 図 1の S AWデバイスに対応する圧電基板の端部を拡大して示す 概略断面図である。
【図 6】 図 1の S AWデバイスの反射端面位置を変化させた場合の C I (クリスタルインピーダンス） 値を説明するための図である。
【図 7】 図 1の S AWデバイスの反射器の電極数の変化に対応して、 S A Wデバィスの反射端面位置に関する許容値 δの範囲の変化を計測したグラフであ る。
【図 8】 図 1の S AWデバイスの圧電基板の両端辺に、 弾性材料を塗布し て、 S AWデバイスの C I値を計測したグラフである。
【図 9】 図 1の S AWデバイスの圧電基板を形成するウェハを個別の S A Wデバイスを形成する個々の圧電基板に切断する工程を示す図である。
【図 1 0】 図 9の一部を拡大して示す正面図である。
【図 1 1】 図 1 0の切断作業において、 横軸にダイシングブレード刃の厚 みを Eをとり、 縦軸に導体ス トリ ップの各基端から、 形成されるべき端面までの 距離 C 3を示したグラフである。
【図 1 2】 横軸に SAWデバイスの設計周波数をとり、 縦軸に各周波数に 対応させた I DT及び反射器に必要な導体ストリップ本数を形成した場合の圧電 基板の大きさの変化を示したグラフである。
【図 1 3】 本発明の S AWデバイスの第 2の実施形態を示す概略平面図で める。
【図 1 4】 本発明の SAWデバイスの第 3の実施形態を示す概略平面図で める。
【図 1 5】 従来の S AWデバイスを示す概略平面図である。
【図 1 6】 圧電材料を伝搬するレイリー波を説明する.ための概念図である
【図 1 7】 圧電材料を^ (云搬する SH波を説明するための概念図である。 【図 1 8】 圧電材料を伝搬する S H波を説明するための概略斜視図である
【図 1 9】 レイリ一波を伝搬する圧電材料と S H波を伝搬する圧電材料の 結晶方位の違いを示す図である。
【図 20】 圧電材料を伝搬する弾性表面波の伝搬方向を示す図である。 【図 2 1】 SH波の変位成分の相対変位を示した図である。
【図 2 2】 レイリ一波の変位成分の相対変位を示した図である。
【図 2 3】 図 5の S AWデバイスの全体図であり、 （ 1 ) は平面図であり、 (2) は C一 C線における側面断面図である。
【図 24】 ウェハ上でエッチングにより図 2 3に示す S A Wデバイスを形 成する方法の説明図である。
【図 2 5】 反射器の外側にエッチングにより溝部を形成した SAWデバイ スの説明図でり、 （1) は平面図であり、 （2) は A— A線における側面断面図で める。
【図 26】 ウェハ上でエッチングにより図 2 5に示す SAWデバイスを形 成する方法の説明図である。 【図 2 7】 I C P ドライエッチング装置の説明図である。
【図 2 8】 図 2 5に示す SAWデバイスの製造工程のフローチヤ であ る'
【図 2 9】 図 2 5に示す SAWデバイスの製造工程の第 1説明図である。
【図 3 0】 図 2 5に示す SAWデバイスの製造工程の第 2説明図である。 【図 3 1】 図 2 5に示す S AWデバイスの製造工程の第 3説明図である。
【図 3 2】 ウェハ上にパターユングするァライメントマークの平面図であ る,
【図 3 3】 第 2フォ トマスクに描画するァライメントマークの平面図であ る,
【図 34】 図 3 2に示すァライメン トマークと、 図 3 3に示すァライメン トマークとを、 重ね合わせた状態の平面図である。
【図 3 5】 図 2 5に示す SAWデバイスにキャップ部材を装着した状態の 側面断面図である。 ，
【図 3 6】 S AW発振器の平面図である。
【図 3 7】 反射端面をエッチングで形成した場合の、 反射端面位置のばら つきを計測した結果のグラフである。
【図 3 8】 複数の S A Wデバイスにおける C I値の測定結果のグラフであ り、 （ 1 ) は反射端面をエッチングで形成した S AWデバイスにおける C I値の 測定結果であり、 （2) は反射端面をエッチングで形成していない S AWデバイ スにおける C I値の測定結果である。
発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて説明する。
図 1は、 本発明の S AWデバイスの第 1の実施形態の概略構成を示す斜視図で ある。 また、 図 2は、 図 1 と同じ SAWデバイス 1 0の平面図であり、 説明のポ イントを理解しやすくするため、 櫛形電極 （ I DT) 1 3及び反射器 1 4の導体 ス ト リ ップの数を変えて示している。
この S AWデバイス 1 0は、 圧電基板 1 2と、 すだれ状電極である櫛形電極 1 3及び反射器 1 4を備えている。
圧電基板 1 2は、 圧電材料として、 例えば、 水晶， リチウムタンタレート （L i T a 03 ), リチウムナイオベート （L i N b 03 ) 等の単結晶基板や S i 基 板へ Z n O成膜した基板等の多層膜基板等でなり、 図 1 9で説明したように、 レ イリ一波を伝搬する結晶方位となるように^成されている。 圧電基板 1 2の形状 は、 例えば、 図示されているように、 矩形板状とされており、 その各短辺の端面 1 5 , 1 6は後で詳しく説明する位置に定められている。
櫛形電極 （ I DT) 1 3及び反射器 1 4は、 圧電基.板 1 2の表面に、 アルミ二 ゥムゃチタン等の導体金属を蒸着あるいはスパッタリング等により薄膜状に形成 した上で、 フォ 卜リ ソグラフィ等により、 すだれ状となるよ 'うに形成されてレ、る 具体的には、 I DT 1 3は、 複数の電極指 1 3 aがスペース Sでなる所定のピ ツチ P Tの 2倍で並設されて長手方向の各端部が短絡するように形成されている 。 即ち、 2つの櫛形状の電極の各櫛歯部分が、 所定距離隔てて互い違いに入り込 むように形成されている。 この I DT 3 1は、 電気的に接続されている図 1 5に 示す外部端子 5を介して電気信号と弾性表面波 （SAW) との間の変換を行う機 能を有する。
I DT 1 3の両側には、 それぞれギャップ Gを隔てて、 反射器 14, 1 4が設 けられている。 反射器 1 4は、 複数の導体ス トリ ップ 1 4 a力 S、 I DT 1 3と同 じょうに、 スペース Sでなる所定のピッチで並設されて長手方向の各両端部が短 絡されるように形成されている。
そして、 例えば、 同一構成の 2つの反射器 1 4, 1 4が、 導体ストリ ップ 1 4 a力 S I D T 1 3の電極指 1 3 a と平行になるように、 かつ I D T 1 3を弾性表面 波の伝搬方向、 即ち I D T 1 3の電極指 1 3 aの長手方向に直交する方向に所定 距離隔てて挟み込むように形成されている。 この反射器 1 4， 1 4は、 I DT 1
3から伝搬してくる弾性表面波を反射して、 弾性表面波のエネルギーを内部に閉 じこめる機能を有する。
ここで、 本実施形態では、 S AWデバイス 1 0は、 例えば 1 0 6メガヘルツ程 度の低周波数に対応するように形成され、 I D T 1 3の対数 （対となる電極指 1
3 aの対の数） 6 0対、 反射器 1 4の導体ス ト リ ップの数 1 0 5本程度の小サイ ズチップを用いている。
図 3は、 SAWデバイス i 0の反射器 1 4と圧電基板端面を含む一部を拡大し て示した断面である。 .
図 3は反射器 1 4の寸法の一部を示したものであるが、 反射器 1 4 aの幅 Pは
1 4 b と同じで 1 4 a と 1 4 bはともにスペース Sと同じ幅である。 また反射器.
1 4 &の幅 （図 2に示す電極指 1 3 aもほぼ同じ） とスペース Sとを合わせた P Rは λ/2 (λ は表面弾性波の波長） に設定されている。 したがってスペース
Sと反射器 1 4 aの幅 Ρは、 それぞれ λΖ 4に設定されている。
したがって、 ピッチ Ρと電極指 1 3 aの幅 （導体ストリップ 1 4 a も同じ） は
、 それぞれ λ/4に設定されている。 また、 電極指 1 3 aの高さ Ηは、 およそ H
Ζλ= 0. 0 2ないし 0. 0 4とされている。
そして、 本実施形態では、 圧電基板 1 2の少なく とも表面側の短辺の端面 1 5
, 1 6力 S、 前記反射器の端部の導体ス トリ ップ 1 4 b， 1 4 cから出るそれぞれ の応力波の各仮想の節の位置に定めることで、 この応力波を反射する反射端面と されている。
この反射端面 1 5， 1 6について、 以下に詳しく説明する。
本実施形態では、 上述したように、 低周波数 （例えば、 1 0 6メガヘルツ程度 ) 対応の SAWデバイス 1 0を小型に形成するに当たり、 圧電基板 1 2 としてレ イリ一波を伝搬するものを採用している。
このようなレイリー波を伝搬する S AWデバイスにおいは、 既に述べたように 、 通常、 弾性表面波は、 その進行方向の端面でバルタ波に変換されて、 もどって こないとされていた。 しかしながら、 圧電基板 1 2上に I DT 1 3と反射器 1 4 とが設けられている場合に、 所定の条件の下では、 櫛形電極から出て進行する弾 性表面波が、 反射器にて反射される反射波と出会うと、 圧電基板 1 2の深さ方向 への単純な単振動の波と しての応力波 Tとなって、 反射器 1 4から圧電基板端面 1 5, 1 6へ向かって出射されることを見いだした。
このような反射端面を形成する条件のひとつとして、 図 5に示す圧電基板 1 2 の端面の位置 1 5 (1 6) 力 S、 反射器 1 4の端部の導体ス トリ ップ, 1 4 b， 1 4 cから出る、 図 4に示す応力波 Tの仮想の節 Jの位匱になっていることが必要で ある。
図 4はこのような端面位置を求めるための手法を説明する図である。
図 4は、 このような単振動の波である応力波 Tの波形を仮想して示した図であ る。 図において、 このような応力波 Tは、 表面弾性波と同じ周期 λ を持ち、 λΖ 2で、 応力波 Τの節 J と腹 Vが交代している。
したがって、 反射端面とすることができる圧電基板 1 2の端面位置は、 反射器 1 4の端部の導体ストリ ップ 1 4 b , 1 4 cの内端部を基端とすると半波長ずつ の位置で繰り返し応力波 Tの節 Jの位置がくるから、
反射端面位置 = iixPR · ■ ■ ■ ■式 （ 1 )
となる。 '
図 5は、 図 1の SAWデバイス 1 0に対応する圧電基板 1 2の端部を拡大して 示す概略断面図であり、 すなわち、 この図において、 圧電基板 1 2の端面を設け るべき位置は、 反射器 1 4の最も外側の端部に位置する導体ス トリップ 1 4 bも しくは 1 4 cの基端部から、 外側に向かって Bの距離隔てられた箇所である。 ， この距離 Bは、 上記式 （1) に基づいて、
反射端面位置 B= (nxP R) 土 （P R/2) χδ - · '式 （2)
(ただし、 ηは整数で、 δは、 後述する許容値）
となる。
また、 図 1及び図 2において、 距離 Βに対応する Β 1 と Β 2の大きさの違いは 、 上記 ηの数に違いに起因するものであり、 上記式 （2) を満たす場合には、 Β 1 と Β 2は同じでもよい。 このような反射器 1 4の最も外側の端部に位置する導体ス トリ ップ 1 4 bもし くは 1 4 cの基端部から、 外側に向かって Bの距離隔てられた箇所に端面 1 5， 1 6を設けることにより、 圧電基板 1 2の端面において、 端面自由の境界条件を 満足し、 反射波は圧電基板 1 2の振動を妨げないので、 振動エネルギーの散逸と なる散乱バルタ波 （ s c a t t e r i n g b u l k w v e ) を発生せずに 、 弾性表面波を反射することができると考えられる。
さらに、 圧電基板 1 2の端面 1 5， 1 6が適切に反射波を戻すためには、 その 端面が I DT 1 3及び反射器 1 4の各電極指 1 3 a , 導体ス トリ ップ 1 4 aに略 平行である必要がある。 これにより、 反射波は正しい方向へ'反射される。
また、 圧電基板 1 2の端面 1 5， 1 6は、 垂直な平滑面とされる必要がある。 これにより、 反射波は、 乱反射されることがない。
さらに、 図 5に示されているように、 圧電基板 1 2の反射端面 1 5， 1 6は、 その厚み全体に設ける必要はなく、 例えば、 段部 2 1を残して、 この段部' 2 1'の： 内側の垂直面として設けてもよい。 この場合、 反射端面 1 5 , 1 6の深さ tは、 . 弾性表面波の伝搬に関与する圧電基板 1 2の圧電材料の厚みに対応し、 この深さ tは好ましくは、 λΖ2と同等か、 それ以上に設定される。
また、 図 1の S AWデバイス 1 0の反射端面を図 5で説明したような段部 1 2 を残すように形成することで、 後述する製造方法を採用することができ、 製造上 の利点がある。 .
図 6は、 圧電基板 1 2の反射端面 1 5， 1 6を上述の （ 2) 式に基づいて、 そ の ηの値を変化させて形成した場合の S AWデバイス 1 0の C I (クリスタルイ ンピーダンス） 値を求めたものである。
図 6 (a) は、 上記 nの値をいくつかの整数 4、 5、 6について設けた位置に ついて示し、 図 6 (b) は、 その各位置に反射端面 1 5， 1 6を設けた場合の C I値をグラフにまとめたもので、 横軸が反射端面 1 5， 1 6の位置の変化に対応 しており、 縦軸は C I値となっている。
図 6 (b ) に示されているように、 上記式 （ 2) の各 nの値に対応して、 C I 値は周期的に変化している。 そして、 例えば、 図示された 4 ΟΩの箇所を許容ラ イン Lとして設定すると各 nの値毎に、 それぞれ （P R/2) · δ で示す範囲で 許容ライン Lを満たす許容値があることがわかる。
図 7は、 この許容値 （P R / 2) · δ の範囲をシュミ レーシヨ ンした結果であ り、 横軸にプラスマイナス （P R/ 2) ■ δ に相当する相対公差をとり、 縦軸に C I値をとった図である。 すなわち、 横軸の相対公差が 0の場合が (P R/2) の位置であり、 その位置よりはずれた左右の位置がプラスマイナス （P RZ2) - δに相当する。
この場合、 I DT 1 3の電極指 1 3 aの数を 80対 （M= 8 0) に固定し、 反 射器 1 4の導体ストリップ 1 4 aの本数 （N) を 8 0本とした場合が示されてい る。 C I値の許容ライン Lを 40Ωとして設定した場合の切断位置公差はおよそ 0. 6程度となる。
図 8は、 図 1で説明した SAWデバイス 1 0と同一の構成で、 その端面 1 5， 1 6を上記のように反射端面を構成する位置に設け、 試みに圧電基板 1 2,の両端 辺 （反射端面 1 5 , 1 6の領域） に、 弾性材料， 例えばシリコーンを塗布して、 ' SAWデバイス 1 0の C I値を計測したものである。 なお図 8には、 同じ条件で 複数回の実験を行った結果 示している。
図示されるように塗布前において小さかった C I値は、 シリコーンを塗布する と増大して'いる。 すなわち、 反射端面 1 5， 1 6に到達した弾性表面波は、 弾性 材料により吸収されてしまい、 反射されずに I DT 1 3に戻されない結果、 エネ ルギ一の閉じこめ作用が発揮されず、 C I値が増大していると考えられる。
かく して、 本実施形態の S AWデバイス 1 0においては、 圧電基板 1 2を伝搬 するレイリ一波に基づく弾性表面波を反射端面 1 5， 1 6にて反射させることが できるので、 全ての弾性表面波を反射器 1 4の機能だけによつて反射させなくて すむから、 その分反射器 1 4の導体スト リ ップ 1 4 aの数を減らすことが可能と なり、 低周波数に対応した SAWデバイス 1 0を構成する圧電基板 1 2を小型に 形成することができる。
図 9及び図 1 0は、 本実施形態の S AWデバイス 1 0の製造工程の一部を示す 図である。
本実施形態の S AWデバイス 1 0は、 圧電材料としての例えば水晶等でなるゥ ェハ 2 0を、 上述したレイリ一波を伝搬させるために必要な結晶方位を有する構 成に形成し、 このウェハ 2 0に対して、 マトリタス状に、 複数の I D T 1 3と反 射器 1 4， 1 4の複数の電極指及び導体ス トリ ップを形成することにより設ける 工程までは従来と同じである。
そして、 この複数の I D T 1 3と反射器 1 4， 1 4をマ トリクス状に形成した ウェハ 2 0の底面を、 例えば、 ガラス板上にホッ トメノレ トワックス等を用いて張 りつける。 次いで、 切断工程を行う。 .
図 9には、 ウェハ 2 0を個別の S AWデバイス 1 0を形成する個々の圧電基板 1 2に切断する工程が示されている。 すなわち、 ウェハ 2 0は、 各 S AWデバイ ス 1 0の長辺方向に平行な複数の切断線 C 1 と、 これと直交する方向に沿った複 数の切断線 C 2により切断される。
ここで、 切断線 C 1に沿った切断工程は、 上述した圧電基板 1 2の反射端面 1 5， 1 6と関係ないので、 その機能と関連する程度にきびしい精度は不要である から、 従来の工程と同様に、 例えば、 所定のブレード等により適宜切断できる。 これに対して、 切断線 C 2に沿った切断工程は、 各圧電基板 1 2の切断線 C 2 に沿った切断により形成される端面が反射端面 1 5 , 1 6として機能するように 切断する必要があり、 より精密な加工が必要となる。 ' 図 1 0は、 この切断線 C 2による切断箇所を図 9の手前から見た拡大図である 図 1 0のウェハ 2 0において、 長さ方向に隣接する圧電基板 1 2 , 1 2の上に 形成されている反射器 1 4 , 1 4の各端部の導体ス ト リ ップ 1 4 b , 1 4 cの各 基端間の距離を Dとし、 各端部の導体ス トリ ップ 1 4 b , 1 4 cの各基端から、 形成されるべき端面までの距離を Cとし、 切断に使用されるダイシングブレード 2 3の刃の厚みを Eとし、 実際の切断幅を Fとして表されている。
そして、 上記距離 Dの中心に切断中心 C 4を位置させると仮定すると、 各端部 の導体ス トリ ップ 1 4 b， 1 4 cの各基端から、 形成されるべき端面までの距離 C 3は、 上述した式 （ 1 ) 及び図 1 0の関係より、
C 3 = n X P R = ( D - E ) / 2 · · ·式 ( 3 )
となる。
したがって、 ダイシングブレード 2 3の刃の厚み Eを切断幅 Fとほぼ同じとす れば、 各端部の導体ス トリ ップ 14 b， 1 4 cの各基端間の距離 Dと、 切断に使 用されるダイシングブレード 23の刃の厚み Eとの関係で、 導体ス トリ ップ 1 4 b , 1 4 cの各基端から、 形成されるべき端面までの距離 C 3が、 n ■ P Rを満 たすように工夫する必要がある。
そこで、 周波数が 1 0 6. 2 5メガヘルツの S AWデバイス 1 0を作るにあた り、 上記のような方法を実行するために、 例えば、 図 1 0の各端部の導体ス トリ 'ップ 1 4 b , 1 4 cの各基端間の距離 Dを、 例えば 3 1 2 μηιとし、 ダイシング ブレード 2 3の刃の厚み Εが 1 5 Ομπιのものを用いて切断してみた。
しかしながら、 この場合の各数値を、 上記式 （3') に当てはめると、
C 3 = (D-E) / 2
= (3 1 2. 6 - 1 5 0) / 2 ' = 8 1. 3 (μπι)
各端部の導体ス トリップ 1 4 b, 1 4 cの各基端から、 形成されるべき端面ま での距離 C 3は、 8 1. 3 (μπι) という結果となる。 ' この C 3が 8 1. 3 (μπι) という結果について、 .応力波との関^から反射端 面として機能するかどうかを検討すると、 製造すべき S'AWデバイス 1 0の周波 数が 1 0 6. 2 5メガヘルツであるから、 波長 λ は、 2 9. 6 5 μΐ となる。 Ρ R =\/ 2であるから、 Ρ R = 2 9. 6 5 / 2で、 P Rは 1 4. 8 2 (μπι) と なる。
これにより、 図 1 1を作成してみると、 図 1 1は、 横軸にダイシングブレード 23の刃の厚み Εをとり、 縦軸に導体ス トリ ップ 1 4 b, 1 4 cの各基端から、 形成されるべき端面までの距離 C 3をとつたグラフである。 図 1 1において、 縦 軸 8 1. 3 (μπι) は、 η = 5と η = 6のほぼ中間となり応力波 Τの腹 Vにあた り、 C I値が高くなつてしまうことがわかる。
したがって、 距離 C 3を応力波 Τの腹 Jに合わせるためには、 グラフより、 ダ イシングブレード 2 3の刃の厚み Eは、 例えば、 より薄い 1 3 8μπι (C 3 = 8 7. 3μιη、 η = 6 ) 力、、 より厚い 1 6 7 μπι (C 3 = 7 2. 8μπι、 η = 5 ) と する必要がある。
このよ うにして、 図 1 0に示した切断をダイシングブレード 2 3を用いる場合 にも、 その刃の厚み Eと切断幅 Fとの関係を正確に求めることで、 本実施形態の 反射端面 1 5 , 1 6を形成することができる。
そして、 図 5を参照してわかるように、 このような正確なダイシングは、 圧電 基板 1 2の表面から、 深さ tまで行えばよく、 深さ tまで図 1 0に示す U字状の 溝 2 5を形成してしまえば、 残りの部分を、 より刃の厚みの薄いダイシングプレ ードにより、 切断中心 C 4のおおよその位置を迅速に切り離せば、 図 5で説明し た端面形状の S A Wデバイス 1 0が得られる。
さらに、 上述のように、 最初ダイシングブレード 2 3を用いることなく'、 例え ば所定のゥエツ トエッチングまたはドライエッチングにより、 上述した U字状の 溝 2 5を形成すれば、 より正確な端面位匱を設けることができる。 そして、 この 場合も、 U字状の溝 2 5を形成してしまえば、 残りの部分を、 刃の厚みの薄いダ ィシングブレードにより、 切断中心 C 4のおおよその位置を迅速に切り離せば、 図 5.で説明した端面形状の S AWデバイス 1 0が得られる。 '； 図 2 3は、 図 5の S AWデバイス 1 0の全体図である。 同図 （1 ) は平面図で あり、 同図 （2 ) は C— C線における側面断面図である。 一方、 図 2 4は、 ゥェ ハ上で複数の S A Wデバイス 1 0をエッチングにより形成する方法の説明図であ る。 図 2 4においてハッチングで示したように、 切断線 C 2を中心線として、 上 記の切断幅 Fまたはダイシングブレードの刃厚 Eと同じ幅に、 ウェハのエツチン グを行えばよい。
図 1の S AWデバイス 1 0をこのように製造すると、 その反射端面を図 5で説 明したような段部 1 2を残すような形状とすることができる。 この場合、 上述し たように、 圧電基板 1 2の表面から深さ tまで精密に加工すれば、 後は比較的精 密度を要しない方法で切断できるので、 製造が容易となる。
図 2 5は、 反射器の外側にエッチングにより溝部を形成した S AWデバイスの 説明図である。 同図 （ 1 ) は平面図であり、 同図 （2 ) は A— A線における側面 断面図である。
図 2 5の S AWデバイス 5 0では、 反射器 1 4の外側に反射器 1 4に沿って溝 部 5 2が形成され、 その溝部 5 2の内側側面によつて反射端面 1 5 , 1 6が形成 されている。 反射端面 1 5 , 1 6の形成位置 Bは、 図 5と同じ位置とする。 なお、 溝部 5 2の長さ sは、 櫛形電極 1 3および反射器 1 4の幅 w以上の長さ に形成する。 櫛形電極 1 3ではその幅全体からレイ リー波を放射するので、 溝部 5 2の長さ Sを櫛形電極 1 3の幅 w以上に形成することにより、 反射端面 1 5， 1 6においてレイリ一波を全て反射することができる。
また、 溝部 5 2の深き tは、 図 5と周様に； 1 / 2以上に形成する。 レイ リー波 は、 圧電基板 1 2の表面から深さ； 1 / 2の範囲内で伝搬されるので、 溝部 5 2の 深さ tを； 1 2以上とすることにより、 反射端面 1 5 , 1 6においてレイリー波 を全て反射することができる。
さらに、 溝部 5 2の幅 rは、 n X P Rとなる幅に形成する。 これにより、 仮に 溝部 5 2の内側側面により構成される反射端面 1 5， 1 6をレイリー波が通過し たとしても、 そめ通過したレイリー波は溝部 5 2の外側側面で反射されることに なる。 従って、 レイリー波を確実に反射することができる。
'図 2 6は、 ウェハ上で複数の S A Wデバイス 5 0をエッチングにより形成する 方法の説明図である。 図 2 6,においてハッチングで示した、 ウェハ上の各 S AW デバイス 5 0の各溝部 5 2は、 エッチングにより全て同時に形成する。
溝部 5 2のエッチングは、 ドライエッチングにより行う。 ドライエッチングに は、 C 4 F 8等の C F系ガスや、 S F 6等の S F系ガスなどの、 フッ素を含むガス をエッチングガスと して使用する。 このェツチングガスをプラズマ化してフッ素 ラジカルを生成し、 このフッ素ラジカルで圧電基板を処理することによりエッチ ングを行う。
なお、 エッチングガスに酸素ガスを添加すれば、 フッ素ラジカルの生成量が増 加してプラズマ濃度が高くなり、 エッチングレートを上げることができる。 また 、 H eや A rなど分子量の小さい希ガスを添加すれば、 低エネルギーでプラズマ を発生させることができるとともに、 発生したプラズマを維持することができる 圧電基板のドライエッチングには、 以下に説明する I C P ドライエッチング装 置を使用すること できる。 図 2 7に I C P ドライエッチング装置の説明図を示 す。 I C P (誘導結合型プラズマ） ドライエッチング装置 1 0 0として、 まずチ ヤンバ 1 0 2'を設ける。 また、 チャンバ 1 0 2内にはウェハ 2 0を載置するテー ブル 1 0 4を設ける。 さらに、 チャンバ 1 0 2内を真空引きする真空ポンプ 1 0 6を設ける。
また、 チャンバ 1 0 2内にエッチングガスを供給するエッチングガス供給手段 1 1 2、 不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段 1 1 4、 および酸素ガスを供 給する酸素ガス供給手段 1 1 6を設ける。 一方、 チャンバ 1 0 2内の使用済みガ スを排出する排気配管 1 1 8を設ける。 なお、 排気配管 1 1 8は図示しない排気 ポンプに接続し、 さらに図示しない除害装置に接続して、 前記使用済みガスを外 部に排出可能とする。
チャンバ 1 0 2の上部外側には、 チャンバ 1 0 2を取り巻くように誘導コイル 1 2 2を設ける。 なお、 誘導コイル 1 2 2は第 1高周波電源 1 2 4に接続する。 一方、 .ステージ 1 0 4は第 2高周波電源 1 2 6に接続する。
そして、 誘導コイル 1 2 2がチャンバ 1 0 2内に発生させる磁界により、 エツ ' チングガスがプラズマ化されてフッ素ラジカルを生成する。 さらに、 第 2高周波 電源 1 2 6がチャンバ 1 0 0内に発生させるバイアス電界により、 フッ素ラジカ ルが垂直上方からウェハ 2 0に作用して、 異方性エッチングが施される。 なお、 上記の I C P ドライエツチング装置 1 0 0を使用すれば、 例えば 1〜 2 μ m/m i 11のエッチングレートが得られ、 1 5〜3 0分程度で溝部のエッチングが完了 する。
図 2 8は、 図 2 5に示す S AWデバイス 5 0の製造工程のフローチヤ一トであ る。 また、 図 2 9、 図 3 0および図 3 1は、 S A Wデバイス 5 0の製造工程の説 明図である。 なお以下の各工程は、 同一のウェハに形成する複数の S AWデバイ ス 5 Qについて、 同時に行う。
まず、 図 2 9 ( 1 ) に示すように、 圧電基板 1 2の表面に、 電極材料となる A 1等の被膜 5 4を形成する （ステップ 7 0 )。 電極材料被膜 5 4の形成は、 蒸着 法ゃスパッタ法などによって行う。
次に、 電極材料被膜 5 4に第 1のパターユングを行って、 反射端面形成用マス クを形成する (ステップ 7 2 )。 第 1のパターユング工程は、 リ ソグラフイエ程 (ステップ 7 4 ) と、 電極材料被膜のエッチング工程 （ステヅプ 8 0 ) とにより 構成する。 リ ソグラフイエ程には、 光によってレジス トを露光するフォ トリソグ ラフィを採用することができる。 まず、 図 2 9 (2) に示すように、 電極材料被 膜 54の表面にレジス ト 5 6を塗布する （ステップ 7 6)。 次に、 図示しない第 1フォ トマスクを介してレジス ト 5 6を露光し、 現像する (ステップ 7 8 )。 な お、 第 1フォ トマスクには圧電基板 1 2をエッチングする部分の形状が描画され ている。 以上により、 図 2 9 (3) に示すように、 電極材料被膜 54をエツチン グする部分のレジス トが除去ざれる。
次に、 図 3 0 ( 1 ) に示すように、 このレジスト 5 6をマスクとして、 電極材 料被膜 54をエッチングする （ステップ 8 0 )。 電極材料被膜 5 4のエッチング にも、 図 2 7に示した I C P ドライエッチング装置 1 00を使用することができ る。 なお、 電極材料被膜 54が A 1膜の場合には、 エッチングガスとして四塩化 炭素 （C C 1 4) や三塩化ホウ素 （B C 1 3) などの塩素を含むガスを使用する 。 これらをプラズマ化して生成した塩素ラジカルを、 A 1膜と反応させることに より、 A 1 C 1 4となって A 1膜が除去される。 以上により、 電極材料被膜 54 がパターユングされ、 反射端面形成用マスク 5 5が形成される。
次に、 図 3 0 (2) に示すように、 レジス ト 5 6を除去する （ステップ 8 2) 。 レジス トの除去は、 オゾン水で処理する方法などによって行う。 なお、 次述す る反射端面形成工程において、 圧電基板 1 2のエッチングを比較的長時間行うこ とにより、 同時にレジス ト 5 6の除去を行うこともできる。
次に、 図 3 0 (3) に示すように、 反射端面形成用マスク 5 5を使用して、 圧 電基板 1 2をエッチングする （ステップ 8 4)。 圧電基板 1 2のエッチングには 、 図 2 7に示した I C P ドライエッチング装置 1 00を使用することができる。 具体的なエッチングの手順は以下の通りである。
まず、 チャンバ 1 0 2内のステニジ 1 04上に、 ステップ 8 2までの処理を終 えた圧電基板 1 2 (ウェハ 2 0) を載置する。 次に、 真空ポンプ 1 06を運転し て、 チャンバ 1 0 2内を 0. 0 2 T o r r (2. 6 7 P a ) 程度にまで減圧する 。 次に、 チャンバ 1 0 2内に各ガスを供給する。 すなわち、 エッチングガス供給 手段 1 1 2から C4F 8ガスを流量 3 0 s c c mで供給し、 希ガス供給手段 1 1 4から A rガスを流量 1 0 s c cmで供給し、 酸素ガス供給手段 1 1 6から酸素 ガスを流量 2 s c c mで供給する。 次に、 第 1高周波電源 1 2 4の出力を 1 2 0 O W程度に設定し、 誘導コイル 1 2 2に通電して、 チャンバ 1 0 2内に磁界を発生させる。 すると、 まずチャンバ 内の A r分子が活性化され、 さらに活性化された A r分子が C 4 F 8分子と衝突 して、 C 4 F 8分子が活性化される。 そして、 活性化された C 4 F 8分子からフッ 素ラジカルが生成される。 なお、 活性化された C _! F 8分子が酸素分子と反応す ることにより、 さらに多くのフッ素ラジカルが生成される。
次に、 第 2高周波電源 1 2 6の出力を 3 0 O W程度に設定し、 ステージ 1 0 4 を介して、 チャンバ 1 0 2内にバイアス電界を発生させる。 これにより、 生成さ れたフッ素ラジカルが力を受けて、 垂直上方から圧電基板 1 2に作用する。 そし て、 圧電基板 1 2が水晶材料の場合には、 S i F 4となって水晶材料が除去され る。 以上により、 圧電基板 1 2の垂直方向に、 異方性エッチングが施される。 な お、 反射端面形成用マスク 5 5を使用しているので、 反射端面 1 5 , . 1 6を形成 する部分のみにエッチングが施される。
次に、 電極材料被膜 5 4に第 2のパターニングを行って、 櫛形電極および反射 器等を形成する （ステップ 8 6 )。 第 2のパターニング工程も、 第 1のパター二 ング工程と同様に、 リ ソグラフイエ程 (ステップ 8 8 ) と、 電極材料被膜のエツ チング工程 (ステップ 9 6 ) とにより構成する。 リ ソグラフイエ程には、 光によ つてレジス トを露光するフォ トリ ソグラフィを採用することができる。 まず、 図 3 1 ( 1 ) に示すように、 電極材料被膜 5 4の表面にレジス ト 5 7を塗布する (ステップ 9 0 )。
次に、 圧電基板 1 2に対する第 2フォ トマスクの位置決めを行う （ステップ 9 2 )。 その前提と して、 第 1パターユング工程において、 ウェハ表面のいずれか の位置に、 ァライメントマークをパターユングしておく。 なお、 ウェハに対する 第 2フォトマスクの回転方向の位置決めを可能とするため、 2個以上のァライメ ントマークをパターニングしておくのが好ましい。 ァライメントマークと して、 例えば図 3 2に示すマーク 5 8を形成しておく。 すなわち、 濃色の電極材料被膜 5 4をエッチングすることにより、 淡色のウェハ 2 0の表面を十字型に露出させ る。 なお、 十字型は 4個の正方形を等間隔に配置することによって構成されるが 、 それぞれの正方形の配置される間隔を例えば 5 0 z mとする。 一方、 ウェハのマーク 5 8に対応して、 第 2フォ トマスクにもァライメン トマ ークを描画しておく。 ァライメントマークとして、 例えば図 3 3に示すマーク 5
9を形成しておく。 すなわち、 第 2フォ トマスクの透光部分に、 マーク 5 8の十 字型'と同形状の十字型 5 9を濃色により描画する。 +字型 5 9は 2個の長方形を 中央で重ね合わせて構成されるが、 十字型 5 9を構成する 2個の長方形の四隅に は、 それぞれの長方形における長辺から所定幅に、 切り欠き 5 9 aを設ける。 そ の所定幅は、 図 5に示す反射端面の形成位置の許容値である、 （P R Z 2 ) ' δに 一致させる。 例えば、 周波数が 1 0 6 . 2 5 Μ Η Ζの S A Wデバイスにおいて、 櫛形電極の電極指の数および反射器の導体ス トリ ップの数をそれぞれ 8 0本とし た上で、 C I値を 4 0 Ω以下とする場合の反射端面形成位置の許容値は、 約 5 μ mとなる。 ·
そして、 図 3 4に示すように、 ゥェハにおけるマーク 5 8の十字型に対して、 第 2フォ 卜マスクにおけるマーク 5 9の十字型を重ね合わせる。 ここで、 マーク 5 9の全ての切り欠き 5 9 aを通して、 ウェハ 2 0の淡色を視認できる位置に、 第 2フォトマスクを固定する。 このように固定した第 2フォトマスクを使用して 、 第 2パターユング工程を行うことにより、 第 1パターユング工程で形成した反 射端面の位置は、 第 2パターユング工程で形成する電極の位置に対して、 許容値 内の位置となる。
次に、 図示しない第 2フォトマスクを介してレジス ト 5 7を露光し、 現像する (ステップ 9 4 )。 なお、 第 2フォトマスクには、 上述したマーク 5 9 とともに 、 形成する電極パターンの形状が描画されている。 以上により、 図 3 1 ( 2 ) に 示すように、 電極材料被膜 5 4をエッチングする部分のレジス トが除去される。 次に、 図 3 1 ( 3 ) に示すように、 このレジス 卜 5 7をマスクとして、 電極材 料被膜 5 4をエッチングする （ステップ 9 6 )。 その具体的な方法は、 第 1パタ 一ユング工程におけるステップ 8 0と同様である。 以上により、 電極材料被膜 5 4がパターユングされ、 櫛形電極および反射器等が形成される。
最後に、 図 3 1 ( 4 ) に示すように、 レジス ト 5 7を除去する （ステップ 9 8 )。 以上により、 S A Wデバイス 5 0が完成する。
以上には、 電極を形成するための電極材料被膜を流用して反射端面形成用マス クを作成し、 圧電基板をエッチングする方法について説明した。 し力 し、 反射端 面形成用マスクを作成する方法はこれに限られるものではなく、 電極材料被膜以 外のマスク材料被膜を形成して、 反射端面形成用マスクを作成してもよい。 マス ク材料には、 C r、 A g、 タングステン等を使用することができる。
この場合、 ステップ 7 0でマスク材料被膜を形成し、 ステップ 7 2の第 1パタ 一二ング工程を行って、 反射端面形成用マスクを作成する。 そして、 ステップ 8 4で圧電基板のエッチングが終了した後、 マスク材料被膜で形成した反射端面形 成用マスクを除去する。 次に、 電極材料被膜を形成し、 ステップ 8 6の第 2パタ 一ユング工程を行って、 電極を作成する。 この方法によっても、 上記と同様に S A Wデバイス 5 0を形成することができる。
図 3 5は、 キヤップ部材を装着した S A Wデバイス 5 0の側面断面図である。 上記のように形成した S AWデバイス 5 0は、 櫛形電極 1 3等の酸化による周波 数変化を防止するため、 S A W伝搬面を気密に保持するキャップ部材 6 0を装着 して使用する。 キャップ部材 6 0はガラス基板等により形成する。 キャップ部材 6 0の中央部にはキヤビティ 6 2を設けて、 櫛形電極 1 3等を窒素雰囲気に保持 する。 また、 圧電基板 1 2表面の周縁部には、 電極形成材料により封止電極 6 4 を形成する。 ぞして、 この封止電極 6 4とキャップ部材 6 0とを陽極接合する'こ とにより、 圧電基板 1 2の S A W伝搬面を気密に保持する。
一方、 外部から櫛形電極 1 3に通電するため、 キャップ部材 6 0の表面には外 部電極 6 6を設ける。 また、 櫛形電極の電極パッド 6 8の上方に、 キャップ部材 6 0を貫通するスノレーホ一ノレ 6 7を形成する。 そして、 このスノレーホール 6 7に 導電性材料を封入することにより、 櫛形電極の電極パッド 6 8と上記外部電極 6 6とを導通させて、 外部から櫛形電極 1 3への通電を可能とする。
図 3 6は、 S AWデバイス 5 0を使用して形成した S AW発振器の平面図であ る。 S AW発振器 2 0 0は、 セラミック等のパッケージ 2 0 2の表面に配線パタ ーン 2 0 4を形成し、 上記のように形成した S A Wデバイス 5 0および集積回路 素子 （ I C ) 2 0 6を実装して、 発振回路を形成したものである。 S AWデバイ ス 5 0および集積回路素子 2 0 6と、 配線パターン 2 0 4との間は、 ワイヤボン デイング等により接続する。 一方、 S AWデバイス 5 0の櫛形電極等の酸化を防 止するため、 また異物の混入を防止するため、 パッケージ 2 0 2の表面には、 上 記と同様にキヤップ部材を装着する。
図 3 7は、 反射端面をエッチングで形成した場合の、 反射端面位置のばらつき を計測した結果のグラフである。 上記の方法により反射端面をエッチングで形成 し、 反射器の最も外側の導体ス トリ ップにおける基端部から、 反射端面までの距 離 Bを計測した。 なお、 1枚のウェハにおいて 1 0 0個以上の S AWデバイスが 同時に形成されるので、 その中からランダムに 3 0個を抽出して反射端面位置を 計測した。 図 3 7のグラフの縦軸は距離 Bの計測値であり、 平均値を〇で示すと ともに、 平均値 ± 3 σ ( σは標準偏差） の値をエラーバーで示している。 なお、 7. 3 6 μ mが設計値である。 また、 5枚のウェハにおいて S AWデバイスを作 成し、 周様に計測を行った。 図 3 7のグラフの横軸は、 S AWデバイスを形成し たウェハ番号である。 .
反射端面位置を計測した S A Wデバイスの周波数は、 1 0 6 . 2 5 MH zであ る。 よって、 '図 5に示すように、 距離 Bの許容値は以下の式で表される。 .. B =設計値土 （P R/ 2 ) · δ
=設計値土 （ 1 4. 8 2 / 2 ) · 0. 6 8
=設計値 ± 5 . 0 4 { μ χη)
図 3 7では、 各ウェハにおいて、 ほとんどの S AWデバイスが、 この許容値の範 囲内に形成されていることがわかる。 エツチングで反射端面を形成することによ り、 上記のように寸法精度を確保できることが確認された。
図 3 8は、 複数の S AWデバイスにおける C I値の測定結果のグラフである。 同図 （ 1 ) は、 反射端面をエッチングで形成した S AWデバイスにおける C I値 の測定結果であり、 同図 （2 ) は、 反射端面を上記に従って形成していない S A Wデバイスにおける C I値の測定結果である。
同図 （ 2 ) では、 C I値の高い S AWデバイスも存在するのに対して、 同図 ( 1 ) では、 C I値が 2 0〜 2 5 Ωの低い値に集中している。 エッチングで反射 端面を形成することにより寸法精度を確保できるので、 上記のように C I値を低 く抑えることができる。 そして、 C I値を低減した S AWデバイスを使用するこ とにより、 S AW発振器等において、 集積回路素子 （ I C) の発振余裕度を確保 することができる。
図 1 2は、 従来の SAWデバイス 1に関して、 横軸に設計周波数をとり、 縦軸 に必要な導体ス トリ ップ本数を形成した場合の、 電極 （反射器/ I DT/反射器 ) の大きさの変化を、 各周波数に対応させて、 曲線 Pにより示したものである。 曲線 P上で、 例えば、 従来の設計パラメータでは周波数 1 0 6メガヘルツの S AWデバイスをつくる場合には、 10丁の対数が 1 20対、 反射器の導体ス トリ ップ本数 1 20本であり、 圧電基板の大きさ， すなわちチップの大きさ （長さ） は約 7. 1 mmとなる。
しかしながら、 本実施形態の S AWデバイス 1 0では、 点 Iで示すように、 そ の I DTの対数が 60対、 反射器の導体ス トリ ップ本数 1 0 5本となり、 圧電基 板の大きさ， すなわちチップの大きさ （長さ） は約 4. 9mmとなり、 著しく小 型化することができる。
' 図 1 3は、 本発明の第 2の実施形態にかかる S AWデバイス 3 0を示す概略平 面図であ'る。
図 1 3において、 図 1及び図 2と同一の符号を付した箇所は共通する構成であ るから重複する説明は省略する。
この S AWデバイス 3 0は、 ふたつの I D T 1 3 , 1 3を一列に並べて、 両外 側に反射器 1 4， 1 4をそれぞれ配置し、 I DT 1 3， 1 3の間にも反射器 1 4 を設けたもので、 入出力端子が 2つずつ設けられた 2ポート式のものである。 この S AWデバイス 3 0においても、 上述した S AWデバイス 1 0と同様にし て反射端面 1 5， 1 6を形成することができ、 同様の作用効果を発揮する。
図 1 4は、 本発明の第 3の実施形態にかかる S AWデバイス 40を示す概略平 面図である。
図 1 4において、 図 1及び図 2と同一の符号を付した箇所は共通する構成であ るから重複する説明は省略する。 '
この SAWデバイス 4 0は、 フィルタ機能を果たすもので、 2個の I DT 1 3 , 1 3を並列に並べて、 それぞれ両外側に反射器 1 4, 1 4を配匱したもので、 入出力端子が 2つずつ設けられた 2重モード式のものである。
この SAWデバイス 4 0においても、 上述した SAWデバイス 1 0と同様にし て反射端面 1 5 , 1 6を形成することができ、 同様の作用効果を発揮する。 本発明は、 上述の実施形態に限定されるものではなく、 請求項に記載の発明の 趣旨を逸脱しない範囲であらゆる形態の S AWデバイスに適用される。
特に、 上述の各実施形態の個々の構成は、 必要により省略したり、 これらと異 なる他の構成と、 あるいは個々の構成同志任意に組み合わせることができる。
産業上の利用可能性
以上述べたように、 本発明によれば、 レイ リー波を圧電基板の端面で反射でき るようにして、 反射器の導体ス ト リ ップの本数を減らすことにより、 反射器を小 型に形成することができる、 低周波数に対応した弾性表面波装置を提供すること ができる。

Claims

請求の範囲
1 . レイ リー波を伝搬する矩形板状の圧電基板と、
この圧電基板にすだれ状電極を形成して設けた櫛形電極及び反射器と を備えており、
前記圧電基板の少なく とも表面側の短辺の端面が、 前記反射器の端部の導体ス トリップから出る応力波の仮想の節の位置にて、 前記導体ストリップに略平行で 、 垂直な平滑面とすることで、 前記応力波を反射する反射端面とされている ことを特徴とする弾性表面波装置。
2. 前記反射端面は、 反射器の端部の導体ス ト リ ップの基端部から前記反射端面 ' までの距離 Bが、
B = (n xP R) 士 （P R/ 2 ) x5
(ただし、 n =整数、 P R =X/ 2 δ =許容値、 λ=レイ リー波の波長とする） により規定されることを特徴とする、 請求項 1に記載の弾性表面波装置。 '
3. 前記許容値 δが、 櫛形電極の電極指の対数を一定とした時に、 前記反射器の 導体ス トリ ップの数に対応して定められることを特徴とする、 請求項 2に記載の 弾性表面波装置。
4. 前記反射端面は、 前記応力波の仮想の節の位置にて、 前記圧電基板の表面か ら一定の距離の深さまで設けられており、 反射端面の下端には段部を設け.た形状 であることを特徴とする、 請求項 1ないし 3のいずれかに記載の弾性表面波装置 。
5. 前記反射端面は、 圧電材料を形成するウェハから個々の圧電基板を形成する 大きさに切断される際に形成され、 少なくとも、 前記反射端面に対応する部分は 、 エッチングにより形成されることを特徴とする、 請求項 1ないし 4のいずれか に記載の弾性表面波装置。
6. 前記反射端面は、 前記圧電基板の表面側において、 前記反射器の外側に前記 反射器に沿つて形成された溝部の、 内側側面によつて構成されていることを特徴 とする、 請求項 1ないし 5のいずれかに記載の弾性表面波装置。
7. 圧電基板上の櫛形電極から放射され前記圧電基板の表面を進行するレイリー 波を、 反射して前記櫛形電極に戻すための前記圧電基板の反射端面を、 エツチン グにより所定位置に形成することを特徴とする弾性表面波装置の製造方法。
8 . 前記圧電基板の表面に電極材料被膜を形成する工程と、 前記電極材料被膜に 第 1のパターニングを行って反射端面形成用マスクを形成する工程と、 前記反射 端面形成用マスクを使用してエッチングにより前記反射端面を形成する工程と、 前記電極材料被膜に第 2のパターニングを行って電極を形成する工程と、 を有す ることを特徴とする、 請求項 7に記載の弾性表面波装置の製造方法。
9 . 前記エッチングは、 ドライエッチングであることを特徴とする、 請求項 7ま たは 8に記載の弾性表面波装置の製造方法。
1 0 . 前記第 1のパターエング工程は、 リ ソグラフイエ程.と、 そのリ ソグラフィ 工程で形成したマスクを使用して前記電極材料被膜をエッチングする工程とによ り構成されることを特徴とする、 請求項 8に記載の弾性表面波装置の製造方法。
1 1 . 前記第 2のバタ.一ユング工程は、 リ ソグラフイエ程と、 そのリ ソグラフィ. 工程で形成したマスクを使用して前記電極材料被膜をェツチングする工程とによ り構成されることを特徴とする、 請求項 8に記載の弾性表面波装置の製造方法。
1 2 . 前記第 2のパターユング工程におけるリ ソグラフイエ程は、 前記第 1のパ ターニング工程において前記電極材料被膜に形成したァライ'メントマークを用い て、 レジスト露光用マスクを前記反射端面に対して相対的に位置決めした上で行 うことを特徴とする請求項 1 1に記載の弾性表面波装置の製造方法。 .
1 3 . 請求項 7ないし 1 1のいずれかに記載の弾性表面波装置の製造方法を使用 して製造したことを特徴とする弾性表面波装置。
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