WO2015098694A1 - 弾性波装置及びその製造方法 - Google Patents

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WO2015098694A1
WO2015098694A1 PCT/JP2014/083555 JP2014083555W WO2015098694A1 WO 2015098694 A1 WO2015098694 A1 WO 2015098694A1 JP 2014083555 W JP2014083555 W JP 2014083555W WO 2015098694 A1 WO2015098694 A1 WO 2015098694A1
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piezoelectric substrate
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comb
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拓 菊知
福田　大輔
康政 谷口
三村　昌和
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株式会社村田製作所
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Definitions

  • the present invention relates to an acoustic wave device in which a dielectric film is disposed between a piezoelectric substrate and an IDT electrode, and a manufacturing method thereof.
  • Patent Document 1 discloses an example of this type of acoustic wave device.
  • a dielectric layer is formed on a piezoelectric substrate.
  • a first IDT electrode and a second IDT electrode are provided on the dielectric layer.
  • the thickness of the dielectric layer between the first IDT electrode and the piezoelectric substrate is different from the thickness of the dielectric layer between the second IDT electrode and the piezoelectric substrate.
  • the electromechanical coupling coefficient is varied by varying the thickness of the dielectric layer. Thereby, the specific bandwidth of the first IDT electrode is different from the specific bandwidth of the second IDT electrode.
  • an elastic wave device having a dielectric film as described in Patent Document 1 when static electricity is applied, electrostatic breakdown may occur.
  • static electricity may occur due to frictional charging in a cleaning process after resin sealing.
  • the IDT electrode is composed of two comb electrodes interleaved with each other. Therefore, when static electricity is applied to the IDT electrode, the IDT electrode has a gap between one comb electrode and the other comb electrode. The potential difference becomes very large. As a result, the IDT electrode may be electrostatically broken.
  • An object of the present invention is to provide an elastic wave device that is less prone to electrostatic breakdown due to static electricity and a method for manufacturing the same.
  • An elastic wave device includes a piezoelectric substrate, a dielectric film formed on the piezoelectric substrate, and an IDT electrode formed on the dielectric film and having first and second comb electrodes. And first and second wiring electrodes that are electrically connected to the first and second comb electrodes, respectively, and the first and second comb electrodes are respectively electrode fingers and A first electrode connected to the first and second comb electrodes and having a bus bar in contact with the electrode finger, the conductivity of the piezoelectric substrate being higher than the conductivity of the dielectric film; At least one of the wiring electrode, the second wiring electrode, the bus bar of the first comb electrode, and the bus bar of the second comb electrode has a portion in direct contact with the piezoelectric substrate.
  • At least one of the first and second wiring electrodes protrudes from a region outside the dielectric film at the piezoelectric substrate. In contact with.
  • At least one of the first and second wiring electrodes includes a lower electrode layer, an upper electrode layer stacked on the lower electrode layer, and The upper electrode layer is in contact with the piezoelectric substrate.
  • both the first and second wiring electrodes have a portion in direct contact with the piezoelectric substrate.
  • At least one of the bus bars of the first and second comb electrodes has a portion in direct contact with the piezoelectric substrate.
  • the piezoelectric substrate is a reduced piezoelectric substrate.
  • a frame-shaped support member that is laminated on the piezoelectric substrate and is provided so as to surround a portion where the IDT electrode is formed; And a lid member provided so as to close the opening of the support member, thereby forming a wafer level package structure.
  • the method for manufacturing an acoustic wave device according to the present invention is a method for manufacturing the acoustic wave device according to the present invention, and includes the following steps.
  • both the first and second wiring electrodes are formed so as to have a portion in direct contact with the piezoelectric substrate.
  • At least one of the bus bars of the first and second comb electrodes has a portion in direct contact with the piezoelectric substrate.
  • First and second bus bars are provided.
  • the dielectric positioned outside the region where the IDT electrode is formed The film is removed by etching.
  • the elastic wave device and the manufacturing method thereof according to the present invention even if static electricity is applied, electrostatic breakdown is unlikely to occur in the first and second comb electrodes constituting the IDT electrode. Therefore, even if static electricity is applied in the process of applying heat during the manufacturing process or the cleaning process, it is difficult for the acoustic wave device to fail.
  • FIG. 1 is a partially cutaway cross-sectional view showing a main part of an acoustic wave device according to an embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view of a portion along line AA in FIG.
  • FIG. 2 is a schematic plan view for explaining the electrode structure of the acoustic wave device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a front sectional view of an acoustic wave device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic plan view for explaining an electrode structure of an acoustic wave device according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic front sectional view for explaining the operation of the elastic wave device of the embodiment.
  • FIG. 6 is a schematic front sectional view for explaining an electrode structure of an elastic wave device of a comparative example.
  • FIG. 3 is a front sectional view of an acoustic wave device according to an embodiment of the present invention.
  • the acoustic wave device 1 has a piezoelectric substrate 2.
  • a substrate made of a piezoelectric single crystal such as LiTaO 3 or LiNbO 3 can be used.
  • a substrate made of piezoelectric ceramics may be used as the piezoelectric substrate 2.
  • a reduced piezoelectric substrate is used as the piezoelectric substrate 2.
  • the electrical conductivity of the piezoelectric substrate 2 is higher than that of a piezoelectric substrate that has not been reduced. Accordingly, static electricity can be discharged to the piezoelectric substrate 2 side more effectively.
  • Dielectric films 3 and 3 are formed on the piezoelectric substrate 2.
  • the dielectric film 3 is made of silicon oxide.
  • the dielectric material constituting the dielectric film 3 is not limited to silicon oxide.
  • An appropriate dielectric material such as silicon nitride, silicon oxynitride, aluminum nitride, tantalum oxide, titanium oxide, or alumina can be used.
  • the dielectric film 3 is provided to adjust the electromechanical coupling coefficient of the elastic wave used in the elastic wave device 1.
  • the conductivity of silicon oxide is 1.0 ⁇ 10 ⁇ 17 S / m or more and 1.0 ⁇ 10 ⁇ 16 S / m or less
  • the conductivity of LiNbO 3 is 1.0 ⁇ 10 ⁇ 10 S / m or more
  • It is 1.0 ⁇ 10 ⁇ 9 S / m or less
  • the conductivity of LiTaO 3 is 1.0 ⁇ 10 ⁇ 12 S / m or more and 1.0 ⁇ 10 ⁇ 10 S / m or less. That is, the conductivity of the piezoelectric substrate 2 is set higher than that of the dielectric film 3 made of silicon oxide.
  • IDT electrodes 4A and 4B are formed on the dielectric film 3.
  • the IDT electrodes 4A and 4B each have a first comb electrode 5 and a second comb electrode 6.
  • the comb electrodes 5 and 6 have bus bar portions 5a and 6a and a plurality of electrode fingers.
  • FIG. 2 is a schematic plan view showing the electrode structure on the piezoelectric substrate 2.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
  • each of the comb electrodes 5 and 6 has a plurality of electrode fingers. The electrode fingers of the comb electrode 5 and the electrode fingers of the comb electrode 6 are inserted into each other.
  • the dielectric film 3 described above is not formed in the hatched hatched regions B1 to B3. Further, the dielectric film 3 is not formed in a region below the support member 11 described later with reference to FIG.
  • the dielectric film 3 is positioned below in the region where the electrode finger of the comb electrode 5 and the electrode finger of the comb electrode 6 are interleaved. Since the dielectric film 3 is provided, the electromechanical coupling coefficient of the elastic wave excited by the IDT electrodes 4A and 4B can be adjusted by adjusting the thickness and composition of the dielectric film 3.
  • the first wiring electrode 7 is electrically connected to the first comb electrode 5 of the IDT electrode 4A.
  • the first wiring electrode 7 covers a part of the bus bar portion 5a of the first comb electrode 5 and directly contacts the piezoelectric substrate 2 outside the first comb electrode 5 as indicated by an arrow C1. ing.
  • the second wiring electrode 8 a is electrically connected to the second comb electrode 6.
  • the second wiring electrode 8 a is provided so as to cover a part of the upper surface of the bus bar portion 6 a of the second comb electrode 6. Further, the second wiring electrode 8a is in direct contact with the upper surface of the piezoelectric substrate 2 as indicated by an arrow C2 at a portion outside the bus bar portion 6a.
  • the first wiring electrode 8b is connected to the first comb electrode 5 on the second IDT electrode 4B side as well.
  • a second wiring electrode 9 is electrically connected to the second comb electrode 6.
  • the second wiring electrode 8a on the first IDT electrode 4A side and the first wiring electrode 8b on the IDT electrode 4B side are integrally connected by the connecting portion 8c. Thereby, the IDT electrode 4A and the IDT electrode 4B are connected in series.
  • the second wiring electrode 9 covers a part of the upper portion of the bus bar portion 6 a of the second comb electrode 6.
  • the second wiring electrode 9 is also in direct contact with the upper surface of the piezoelectric substrate 2 as indicated by an arrow C3.
  • the first and second comb electrodes 5 and 6 as the first electrode film are made of an appropriate metal or alloy such as Al, Cu, Pt, Au, W, Ta, Mo, AlCu, NiCr, or Ti. Can be formed.
  • the comb electrodes 5 and 6 may be formed using a laminated metal film formed by laminating a plurality of metal films.
  • the first wiring electrodes 7 and 8b and the second wiring electrodes 8a and 9 can also be formed using the appropriate metal or alloy described above. Further, the first wiring electrodes 7 and 8a and the second wiring electrodes 8a and 9 may be formed using the same metal material as the comb electrodes 5 and 6, or may be formed using different metal materials. Good. Alternatively, a stacked metal film formed by stacking a plurality of metal films may be used. That is, at least one of the first wiring electrodes 7 and 8b and the second wiring electrodes 8a and 9 has, for example, a lower electrode layer and an upper electrode layer stacked on the lower electrode layer. The electrode layer may be in contact with the piezoelectric substrate.
  • the first wiring electrodes 7 and 8b and the second wiring electrodes 8a and 9 are in direct contact with the upper surface of the piezoelectric substrate 2 at portions indicated by arrows C1 to C3.
  • the conductivity of the piezoelectric substrate 2 is higher than the conductivity of the dielectric film 3. Therefore, as will be described later, when static electricity is applied, the static electricity can be released to the piezoelectric substrate 2 side. Therefore, electrostatic breakdown of the comb electrodes 5 and 6 can be reliably suppressed.
  • a frame-like support member 11 is provided on the piezoelectric substrate 2.
  • the support member 11 can be formed using synthetic resin or ceramics.
  • the support member 11 has a rectangular shape.
  • the support member 11 is provided with a through-hole penetrating vertically.
  • An under bump metal layer 12 is formed in the through hole.
  • the under bump metal layer 12 can also be formed using an appropriate metal or alloy.
  • the lid member 13 is fixed to the upper surface of the support member 11 so as to close the opening above the support member 11. Thereby, the space in which the IDT electrodes 4A and 4B are formed is sealed.
  • the lid member 13 can be formed of an appropriate insulating material such as synthetic resin or insulating ceramics.
  • a through hole is also formed in the lid member 13. The through hole of the lid member 13 is formed in a region where the under bump metal layer 12 is provided.
  • Metal bumps 14 are bonded onto the under bump metal layer 12.
  • the metal bumps 14 can be formed using Au, solder, or the like.
  • the elastic wave device 1 can be surface-mounted on a circuit board or the like from the side where the metal bumps 14 and 14 are provided.
  • the elastic wave device 1 After the elastic wave device 1 is assembled, it may be washed at a high pressure. In such a cleaning process, static electricity may be generated due to frictional charging between the support member 11 and the lid member 13 and the high-pressure cleaning water. In particular, when the support member 11 and the lid member 13 are made of a synthetic resin, the support member 11 and the lid member 13 are easily charged with static electricity.
  • the first wiring electrode 7 and the second wiring electrode 8a are in direct contact with the piezoelectric substrate 2, respectively. Further, the first wiring electrode 8 b and the second wiring electrode 9 also have a portion in direct contact with the piezoelectric substrate 2.
  • the conductivity of the piezoelectric substrate 2 is higher than the conductivity of the dielectric film 3. Therefore, in the acoustic wave device 1, static electricity is emitted not to the dielectric film 3 but to the piezoelectric substrate 2 side. Therefore, electrostatic breakdown is unlikely to occur in the first comb electrode 5 and the second comb electrode 6 connected to different potentials.
  • both the first wiring electrode 7 and the second wiring electrode 8a are in direct contact with the piezoelectric substrate 2 .
  • the present invention is not limited to this. is not.
  • the first wiring electrode 7 is in direct contact with the piezoelectric substrate 2
  • the second wiring electrode is not necessarily in direct contact with the piezoelectric substrate 2.
  • both the first wiring electrode 7 and the second wiring electrode 8a are in direct contact with the piezoelectric substrate 2.
  • the piezoelectric substrate 2 is prepared.
  • the dielectric film 3 is formed on the piezoelectric substrate 2.
  • the method for forming the dielectric film 3 is not particularly limited. A thin film forming method such as sputtering, vapor deposition, or ALD can be used.
  • the dielectric film 3 In forming the dielectric film 3, a single dielectric film or a plurality of dielectric films may be stacked. That is, the dielectric film 3 may be a laminated dielectric film.
  • IDT electrodes 4A and 4B are formed.
  • the IDT electrodes 4A and 4B can be formed by an appropriate thin film microfabrication technique such as a lift-off method.
  • the dielectric film 3 is removed by etching such as a dry etching method in at least a part of the region where the IDT electrodes 4A and 4B are not formed.
  • the dielectric film 3 is removed in a portion including a region surrounded by arrows B1 to B3 shown in FIG. 2 and a region below the support member 11.
  • the IDT electrodes 4A and 4B as a mask, only the dielectric film on which the IDT electrodes 4A and 4B are not disposed can be easily and selectively removed.
  • the first wiring electrode 7, the second wiring electrode 8a, the first wiring electrode 8b, the second wiring electrode 9, and the connecting portion 8c are formed as a second-layer metal film.
  • the formation method is not particularly limited, and an appropriate film formation method such as vapor deposition or sputtering may be used.
  • first wiring electrodes 7 and 8b and the second wiring electrodes 8a and 9 are formed, patterning may be performed by an appropriate thin film microfabrication technique such as a lift-off method.
  • the dielectric film 3 is removed on the piezoelectric substrate 2 by etching as described above, and there is a portion where the upper surface of the piezoelectric substrate 2 is exposed. Accordingly, as indicated by arrows C1 to C3 in FIG. 3, the first wiring electrodes 7 and 8b and the second wiring electrodes 8a and 9 are reliably and easily brought into direct contact with the upper surface of the piezoelectric substrate 2. Can do.
  • the second wiring electrodes 7, 8 b, 8 a, 9 are in direct contact with the upper surface of the piezoelectric substrate 2.
  • the first and second wiring electrodes may not be in direct contact with the piezoelectric substrate 2 in all the resonator components. That is, the first and second wiring electrodes may be in direct contact with the piezoelectric substrate 2 only in the resonator portion where electrostatic breakdown is likely to occur.
  • the first and second wiring electrodes 7, 8 b, 8 a, 9 are in direct contact with the piezoelectric substrate 2 in all the IDT electrodes 4 A, 4 B as in the present embodiment.
  • each elastic wave apparatus 1 is obtained by dicing. Also in this dicing, electrostatic breakdown may occur due to charging due to peeling in the dicing tape attaching step and peeling step and generation of pyroelectric charges due to heating. Even in that case, electrostatic breakdown can be reliably suppressed according to the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic plan view for explaining an electrode structure of an acoustic wave device according to another embodiment of the present invention.
  • the wiring electrodes 7 to 9 are in direct contact with the piezoelectric substrate in the regions C1 to C3. That is, the bus bar portions of the IDT electrodes 4A and 4B are not formed in the regions C1 to C3 surrounded by the broken lines. Regions C1 to C3 are electrode missing portions in the IDT electrode. In this missing portion, no dielectric film is provided. Accordingly, the wiring electrodes 7 to 9 are in direct contact with the piezoelectric substrate in the regions C1 to C3.
  • the first and second wiring electrodes are in contact with the piezoelectric substrate.
  • the electrodes in the IDT electrodes 4A and 4B are not the first and second wiring electrodes.
  • the bus bar portion excluding the finger may be in direct contact with the piezoelectric substrate.
  • the dielectric film may be removed in the regions C1 to C3 in FIG. In that case, since the dielectric film does not exist in the regions C1 to C3, the bus bar portion is in direct contact with the piezoelectric substrate.
  • At least one of the first wiring electrode, the second wiring electrode, the first comb electrode bus bar, and the second comb electrode bus bar is in contact with the piezoelectric substrate. What is necessary is just to have a part.
  • both the first wiring electrode and the second wiring electrode are in contact with the piezoelectric substrate.
  • both the first comb electrode bus bar and the second comb electrode bus bar are preferably in contact with the piezoelectric substrate.
  • FIG. 5 is a front sectional view schematically showing the structure of the acoustic wave device prepared as an example.
  • the piezoelectric substrate 2 is made of LiNbO 3 .
  • a 10 nm thick SiO 2 film was formed as the dielectric film 3 on the piezoelectric substrate 2.
  • a metal film having a thickness of 280 nm made of NiCr, Pt, Ti, and AlCu was formed on the dielectric film 3 as the IDT electrode 4 having the first and second comb electrodes 5 and 6 described above.
  • a metal film made of Ti and AlCu having a thickness of 3100 nm was formed as the first and second wiring electrodes 7 and 8a.
  • a SiO 2 layer 22 having a thickness of 730 nm and a SiN layer 23 having a thickness of 20 nm were formed.
  • the SiO 2 layer 22 was provided to improve temperature characteristics.
  • the SiN layer 23 was provided as a protective film.
  • an elastic wave device 101 shown in FIG. 6 was prepared.
  • the first wiring electrode 102 and the second wiring electrode 103 are elastic except that they are not in contact with the piezoelectric substrate 2 and are located above the dielectric film 3. It was the same as the wave device 21.
  • the destruction rate of the comb-tooth electrode portion generated during high-pressure jet cleaning is 13% in the comparative example, whereas in the acoustic wave device 21 of the above embodiment, the length of the wiring electrode that is in direct contact with the piezoelectric substrate When the thickness was 4 ⁇ m, 10.7%, 7.9% for 15 ⁇ m, and 5.7% for 100 ⁇ m were confirmed. Therefore, it can be seen that the electrostatic breakdown that occurs during high-pressure jet cleaning can be effectively suppressed by the first and second wiring electrodes 7 and 8a being in direct contact with the piezoelectric substrate 2.
  • the elastic wave device 1 described above two resonators are connected in series.
  • the elastic wave device of the present invention may be a single elastic wave resonator, or three or more resonators. Or a plurality of filters may be formed on the piezoelectric substrate.
  • the wiring electrode may be in direct contact with the piezoelectric substrate outside the region where the dielectric film is provided.
  • the elastic wave device of the present invention is not limited to one using a surface acoustic wave, and may be one using a boundary acoustic wave.
  • the acoustic wave device 1 has a so-called wafer level package (WLP) structure having a frame-shaped support member 11 and a lid member 13.
  • WLP wafer level package
  • the elastic wave device of the present invention is not limited to the one having such a WLP structure.
  • the WLP structure includes the support member 11 and the lid member 13 made of synthetic resin, it is easily charged with static electricity. Therefore, the present invention is more effective in an elastic wave device having a WLP structure.

Abstract

　静電破壊が生じ難い、弾性波装置を提供する。　圧電基板２上に誘電体膜３が形成されており、誘電体膜３上に、第１のくし歯電極５と第２のくし歯電極６とを有するＩＤＴ電極４Ａが形成されており、第１，第２のくし歯電極５，６に、それぞれ、第１，第２の配線電極７，８ａが電気的に接続されており、第１，第２のくし歯電極５，６がそれぞれ電極指と電極指が接触されるバスバーを有し、圧電基板２の導電率が、誘電体膜３の導電率よりも高く、第１の配線電極７、第２の配線電極８ａ、第１のくし歯電極５のバスバー及び第２のくし歯電極６のバスバーのうちの少なくとも１つが、圧電基板２に直接接触している部分を有する、弾性波装置１。

Description

弾性波装置及びその製造方法
　本発明は、圧電基板とＩＤＴ電極との間に誘電体膜が配置されている弾性波装置及びその製造方法に関する。
　従来、共振子や帯域フィルタとして弾性波装置が広く用いられている。下記の特許文献１には、この種の弾性波装置の一例が開示されている。特許文献１では、圧電基板上に誘電体層が形成されている。誘電体層上に、第１のＩＤＴ電極と、第２のＩＤＴ電極とが設けられている。第１のＩＤＴ電極と圧電基板との間の誘電体層の厚みが、第２のＩＤＴ電極と圧電基板との間の誘電体層の厚みと異なっている。誘電体層の厚みを異ならせることにより、電気機械結合係数が異ならされている。それによって、第１のＩＤＴ電極における比帯域幅と、第２のＩＤＴ電極における比帯域幅とが異ならされている。
特開２０１２－１６９７０７号公報
　特許文献１に記載のような誘電体膜を有する弾性波装置では、静電気が加わると、静電破壊が生じることがあった。例えば、樹脂封止後の洗浄工程などにおいて、摩擦帯電により静電気が生じることがある。通常、ＩＤＴ電極は、互いに間挿し合っている２つのくし歯電極から構成されているため、静電気がＩＤＴ電極に加わると、ＩＤＴ電極において一方のくし歯電極と他方のくし歯電極との間の電位差が非常に大きくなる。その結果、ＩＤＴ電極が静電破壊することがあった。
　本発明の目的は、静電気による静電破壊が生じ難い弾性波装置及びその製造方法を提供することにある。
　本発明に係る弾性波装置は、圧電基板と、前記圧電基板上に形成された誘電体膜と、前記誘電体膜上に形成されており、第１及び第２のくし歯電極を有するＩＤＴ電極と、前記第１及び第２のくし歯電極にそれぞれ電気的に接続されている第１及び第２の配線電極とを備え、前記第１，第２のくし歯電極が、それぞれ、電極指と前記電極指が接触されたバスバーを有し、前記誘電体膜の導電率よりも前記圧電基板の導電率が高く、前記第１及び第２のくし歯電極に電気的に接続されている第１の配線電極、第２の配線電極、前記第１のくし歯電極のバスバー及び第２のくし歯電極のバスバーのうち少なくとも１つが、前記圧電基板に直接接触している部分を有する。
　本発明に係る弾性波装置のある特定の局面では、前記第１及び第２の配線電極のうち少なくとも一方の配線電極が、前記誘電体膜の外側の領域にはみ出している位置で、前記圧電基板と接触している。
　本発明に係る弾性波装置の他の特定の局面では、前記第１及び第２の配線電極のうち少なくとも一方の配線電極が、下方電極層と、前記下方電極層に積層された上方電極層とを有し、前記上方電極層が前記圧電基板に接触している。
　本発明に係る弾性波装置のさらに他の特定の局面では、前記第１，第２の配線電極がともに、前記圧電基板に直接接触している部分を有する。
　本発明に係る弾性波装置のさらに他の特定の局面では、前記第１及び第２のくし歯電極のバスバーのうち少なくとも一方が、前記圧電基板に直接接触している部分を有している。
　本発明に係る弾性波装置のさらに他の特定の局面では、前記圧電基板が還元処理された圧電基板である。
　本発明に係る弾性波装置のさらに別の特定の局面では、前記圧電基板上に積層されており、前記ＩＤＴ電極が形成されている部分を囲むように設けられた枠状の支持部材と、前記支持部材の開口を閉成するように設けられた蓋材とを備え、ウエハレベルパッケージ構造とされている。
　本発明の弾性波装置の製造方法は、本発明に係る弾性波装置を製造する方法であり、下記の各工程を備える。
　圧電基板上に導電率が圧電基板よりも低い誘電体膜を形成する工程。
　前記誘電体膜上に、ＩＤＴ電極を形成するために、第１及び第２のくし歯電極を形成する工程。
　前記第１及び第２のくし歯電極に電気的に接続されている第１の配線電極、第２の配線電極、第１のくし歯電極のバスバー及び第２のくし歯電極のバスバーのうち少なくとも１つを、前記圧電基板に接する部分を有するように形成する工程。
　本発明に係る弾性波装置の製造方法のある特定の局面では、前記第１及び第２の配線電極がともに、前記圧電基板に直接接触している部分を有するように形成する。
　本発明に係る弾性波装置の製造方法の別の特定の局面では、前記第１及び第２のくし歯電極のバスバーのうち少なくとも一方が、前記圧電基板に直接接触している部分を有するように第１，第２のバスバーを設ける。
　本発明に係る弾性波装置の製造方法のさらに別の特定の局面では、前記圧電基板上に誘電体膜を形成する工程において、前記ＩＤＴ電極が形成される領域の外側に位置している誘電体膜をエッチングにより除去する。
　本発明に係る弾性波装置及びその製造方法によれば、静電気が加わったとしてもＩＤＴ電極を構成している第１及び第２のくし歯電極における静電破壊が生じ難い。従って、製造時の熱が加わる工程や洗浄工程において静電気が加わったとしても、弾性波装置の不良が生じ難い。
図１は、本発明の一実施形態に係る弾性波装置の要部を示す部分切欠き断面図であり、図２中のＡ－Ａ線に沿う部分の断面図である。 図２は、本発明の一実施形態の弾性波装置の電極構造を説明するための模式的平面図である。 図３は、本発明の一実施形態に係る弾性波装置の正面断面図である。 図４は、本発明の他の実施形態に係る弾性波装置の電極構造を説明するための模式的平面図である。 図５は、実施例の弾性波装置の作用を説明するための略図的正面断面図である。 図６は、比較例の弾性波装置の電極構造を説明するための略図的正面断面図である。
　以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。
　図３は、本発明の一実施形態に係る弾性波装置の正面断面図である。弾性波装置１は、圧電基板２を有する。圧電基板２としては、ＬｉＴａＯ３やＬｉＮｂＯ３などの圧電単結晶からなる基板を用いることができる。また、圧電基板２として圧電セラミックスからなる基板を用いてもよい。
　好ましくは、圧電基板２として還元処理された圧電基板が用いられる。圧電基板２が還元処理されていると、還元処理がされていない圧電基板に比べて圧電基板２の導電率がより高くなる。従って、より一層効果的に静電気を圧電基板２側に放電させることができる。
　圧電基板２上に、誘電体膜３，３が形成されている。誘電体膜３は、本実施形態では、酸化ケイ素からなる。誘電体膜３を構成する誘電体材料は酸化ケイ素に限定されない。窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、窒化アルミ、酸化タンタル、酸化チタン、アルミナなどの適宜の誘電体材料を用いることができる。誘電体膜３は、弾性波装置１において、利用する弾性波の電気機械結合係数を調整するために設けられている。
　酸化ケイ素の導電率は１．０×１０－１７Ｓ／ｍ以上、１．０×１０－１６Ｓ／ｍ以下であり、ＬｉＮｂＯ３の導電率は１．０×１０－１０Ｓ／ｍ以上、１．０×１０－９Ｓ／ｍ以下であり、ＬｉＴａＯ３の導電率は１．０×１０－１２Ｓ／ｍ以上、１．０×１０－１０Ｓ／ｍ以下である。すなわち、圧電基板２の導電率は、酸化ケイ素からなる誘電体膜３の導電率よりも高くされている。
　誘電体膜３上に、ＩＤＴ電極４Ａ，４Ｂが形成されている。ＩＤＴ電極４Ａ，４Ｂは、それぞれ、第１のくし歯電極５と第２のくし歯電極６とを有する。くし歯電極５，６は、バスバー部５ａ，６ａと、複数本の電極指とを有する。
　図２は、上記圧電基板２上の電極構造を示す模式的平面図である。また、図１は、図２のＡ－Ａ線に沿う断面図である。
　図２に示すように、本実施形態では、２つのＩＤＴ電極４Ａ，４Ｂが直列に接続されている。くし歯電極５，６は、それぞれ、複数本の電極指を有する。くし歯電極５の電極指とくし歯電極６の電極指が互いに間挿し合っている。
　図２の電極構造において、前述した誘電体膜３は斜線のハッチングを付した領域Ｂ１～Ｂ３には形成されていない。また、誘電体膜３は、図３を参照して後述する支持部材１１の下方の領域においても形成されていない。
　従って、ＩＤＴ電極４Ａ，４Ｂにおいては、くし歯電極５の電極指と、くし歯電極６の電極指とが間挿し合っている領域においては、下方に誘電体膜３が位置している。誘電体膜３が設けられているため、誘電体膜３の厚みや組成を調整することにより、ＩＤＴ電極４Ａ，４Ｂで励振される弾性波の電気機械結合係数を調整することができる。
　上記ＩＤＴ電極４Ａの第１のくし歯電極５に、第１の配線電極７が電気的に接続されている。第１の配線電極７は、第１のくし歯電極５のバスバー部５ａの一部を覆い、かつ第１のくし歯電極５外において、矢印Ｃ１で示すように圧電基板２上に直接接触している。
　第２のくし歯電極６に、第２の配線電極８ａが電気的に接続されている。第２の配線電極８ａは、第２のくし歯電極６のバスバー部６ａの上面の一部を覆うように設けられている。また、第２の配線電極８ａは、バスバー部６ａ外の部分では、矢印Ｃ２が示すように圧電基板２の上面に直接接触している。
　第２のＩＤＴ電極４Ｂ側においても、同様に、第１のくし歯電極５に第１の配線電極８ｂが接続されている。第２のくし歯電極６に、第２の配線電極９が電気的に接続されている。本実施形態では、第１のＩＤＴ電極４Ａ側の第２の配線電極８ａと、ＩＤＴ電極４Ｂ側の第１の配線電極８ｂとが連結部８ｃにより一体に連ねられている。それによって、ＩＤＴ電極４Ａと、ＩＤＴ電極４Ｂとが直列に接続されている。
　第２の配線電極９は、第２のくし歯電極６のバスバー部６ａの上部の一部を覆っている。また、第２の配線電極９も、矢印Ｃ３で示すように圧電基板２の上面に直接接触している。
　１層目の電極膜である上記第１，第２のくし歯電極５，６は、Ａｌ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ、ＡｌＣｕ、ＮｉＣｒ、Ｔｉなどの適宜の金属もしくは合金を用いて形成することができる。なお、くし歯電極５，６は、複数の金属膜を積層してなる積層金属膜を用いて形成してもよい。
　第１の配線電極７，８ｂ及び第２の配線電極８ａ，９についても、上述した適宜の金属もしくは合金を用いて形成することができる。また、第１の配線電極７，８ａ及び第２の配線電極８ａ，９は、くし歯電極５，６と同じ金属材料を用いて形成されてもよく、異なる金属材料を用いて形成されてもよい。また、複数の金属膜を積層してなる積層金属膜を用いて形成してもよい。すなわち、第１の配線電極７，８ｂ及び第２の配線電極８ａ，９のうち少なくとも一方の配線電極が、例えば下方電極層と、下方電極層に積層された上方電極層とを有し、上方電極層が圧電基板に接触している構造であってもよい。
　本実施形態では、上記第１の配線電極７，８ｂ及び第２の配線電極８ａ，９が、矢印Ｃ１～Ｃ３で示す部分において圧電基板２の上面に直接接触している。
　他方、誘電体膜３の導電率よりも、圧電基板２の導電率が高い。従って、後述するように、静電気が加わった場合に、静電気を圧電基板２側に逃がすことができる。よって、くし歯電極５，６の静電破壊を確実に抑制することができる。
　図３に戻り、上記圧電基板２上に、枠状の支持部材１１が設けられている。支持部材１１は、合成樹脂やセラミックスを用いて形成することができる。支持部材１１は、矩形状の形状を有する。支持部材１１には、上下に貫く貫通孔が設けられている。この貫通孔内に、アンダーバンプメタル層１２が形成されている。
　アンダーバンプメタル層１２についても、適宜の金属もしくは合金を用いて形成することができる。
　上記支持部材１１の上方の開口を閉成するように、蓋材１３が支持部材１１の上面に固定されている。それによって、ＩＤＴ電極４Ａ，４Ｂが形成されている空間が封止されている。蓋材１３は、合成樹脂や、絶縁性セラミックスなどの適宜の絶縁性材料により形成することができる。蓋材１３にも貫通孔が形成されている。蓋材１３の貫通孔は、アンダーバンプメタル層１２が設けられている領域に形成されている。アンダーバンプメタル層１２上に、金属バンプ１４が接合されている。金属バンプ１４は、Ａｕやはんだなどを用いて形成することができる。
　弾性波装置１は、上記金属バンプ１４，１４が設けられている側から、回路基板などに表面実装され得る。
　ところで、弾性波装置１を組み立てた後に高圧で洗浄することがある。このような洗浄工程において、支持部材１１や蓋材１３と高圧洗浄水との摩擦帯電により静電気が発生することがある。特に、支持部材１１や蓋材１３が合成樹脂からなる場合、支持部材１１や蓋材１３では静電気が帯電しやすい。
　従来の弾性波装置では、静電気が帯電すると、ＩＤＴ電極の一方のくし歯電極と他方のくし歯電極との間で電位差が生じ、静電破壊が発生することがあった。
　これに対して、本実施形態によれば、上記第１の配線電極７と第２の配線電極８ａとが、それぞれ、圧電基板２に直接接触している。また、第１の配線電極８ｂと第２の配線電極９も、圧電基板２に直接接触している部分を有する。他方、誘電体膜３の導電率に比べて、圧電基板２の導電率の方が高くなっている。よって、弾性波装置１では、静電気が誘電体膜３ではなく、圧電基板２側に出されることになる。そのため、異なる電位に接続される第１のくし歯電極５と、第２のくし歯電極６とにおける静電破壊が生じ難い。なお、本実施形態では、第１の配線電極７と第２の配線電極８ａがともに圧電基板２に直接接触している箇所を有している構成について説明しているが、これに限られるものではない。たとえば、第１の配線電極７が圧電基板２に直接接触しておれば、第２の配線電極は必ずしも圧電基板２に直接接触していなくてもよい。ただし、第１の配線電極７と第２の配線電極８ａがともに圧電基板２に直接接触しているほうがより望ましい構造であることは先に述べた通りである。
　次に、上記弾性波装置１の製造方法を説明する。弾性波装置１の製造に際しては、まず、圧電基板２を用意する。次に、圧電基板２上に、誘電体膜３を形成する。誘電体膜３の形成方法は特に限定されない。スパッタリング、蒸着またはＡＬＤなどの薄膜形成方法を用いることができる。
　上記誘電体膜３の形成に際しては、単一の誘電体膜を形成しても、複数の誘電体膜を積層してもよい。すなわち、誘電体膜３は、積層誘電体膜であってもよい。
　次に、ＩＤＴ電極４Ａ，４Ｂを形成する。ＩＤＴ電極４Ａ，４Ｂは、リフトオフ法などの適宜の薄膜微細加工技術により形成することができる。
　次に、ＩＤＴ電極４Ａ，４Ｂが形成されていない領域の少なくとも一部の領域において、誘電体膜３をドライエッチング法などのエッチングにより除去する。本実施形態では、図２に示した矢印Ｂ１～Ｂ３で囲まれている領域と、支持部材１１の下方の領域とを含む部分において、誘電体膜３を除去する。この場合、ＩＤＴ電極４Ａ，４Ｂをマスクとして用いることにより、ＩＤＴ電極４Ａ，４Ｂが配置されていない誘電体膜のみを容易に選択的に除去することができる。
　次に、２層目の金属膜として、第１の配線電極７、第２の配線電極８ａ、第１の配線電極８ｂ、第２の配線電極９及び連結部８ｃを形成する。形成方法は特に限定されず、蒸着、スパッタリングなどの適宜の成膜方法を用いればよい。
　また、この第１の配線電極７，８ｂや第２の配線電極８ａ，９の形成に際しては、リフトオフ法などの適宜の薄膜微細加工技術によりパターニングすればよい。この場合、誘電体膜３が上記のようにエッチングにより圧電基板２上において除去されて、圧電基板２の上面が露出している部分が存在する。従って、図３に矢印Ｃ１～Ｃ３で示したように、上記第１の配線電極７，８ｂ及び第２の配線電極８ａ，９を、圧電基板２の上面に確実にかつ容易に直接接触させることができる。
　なお、上記実施形態では、ＩＤＴ電極４Ａにより形成される共振子と、ＩＤＴ電極４Ｂで形成される共振子との双方において、異なる電位に接続されるくし歯電極５，６に接続される第１，第２の配線電極７，８ｂ，８ａ，９が圧電基板２の上面に直接接触されていた。本発明においては、全ての共振子構成部分において、第１，第２の配線電極を圧電基板２に直接接触させずともよい。すなわち、静電破壊が生じやすい共振子部分においてのみ、第１，第２の配線電極を圧電基板２に直接接触させてもよい。好ましくは、本実施形態のように、全てのＩＤＴ電極４Ａ，４Ｂにおいて、第１，第２の配線電極７，８ｂ，８ａ，９を圧電基板２に直接接触させることが望ましい。
　なお、上記製造方法は単一の弾性波装置１の製造工程として説明したが、実際には、マザーの構造体を作製した後、ダイシングすることにより、個々の弾性波装置１を得る。このダイシングに際しても、ダイシングテープ貼り付け工程および剥離工程での剥離による帯電や加熱による焦電荷の発生により、静電破壊が発生することがある。その場合においても、本発明に従って静電破壊を確実に抑制することができる。
　図４は、本発明の他の実施形態に係る弾性波装置の電極構造を説明するための模式的平面図である。本実施形態では、領域Ｃ１～Ｃ３において、配線電極７～９が圧電基板に直接接触している。すなわち、破線で囲まれた領域Ｃ１～Ｃ３において、ＩＤＴ電極４Ａ，４Ｂのバスバー部分が形成されていない。領域Ｃ１～Ｃ３は、ＩＤＴ電極における電極欠落部となっている。この欠落部においては、誘電体膜も設けられない。従って、領域Ｃ１～Ｃ３において、配線電極７～９が圧電基板に直接接触することとなる。
　なお、図２及び図４に示した実施形態では、第１，第２の配線電極を圧電基板に接触させていたが、第１，第２の配線電極ではなく、ＩＤＴ電極４Ａ，４Ｂにおける電極指を除くバスバー部分を圧電基板に直接接触させてもよい。例えば、図４の領域Ｃ１～Ｃ３において、誘電体膜を除去し、逆にバスバー部分を電極欠落部を有しない構造としてもよい。その場合には、領域Ｃ１～Ｃ３において、誘電体膜が存在しないため、バスバー部分が圧電基板に直接接触することとなる。
　従って、本発明においては、第１の配線電極、第２の配線電極、第１のくし歯電極のバスバー、及び第２のくし歯電極のバスバーのうち少なくとも１つは圧電基板に接触している部分を有しておればよい。
　好ましくは、前述した実施形態のように、第１の配線電極及び第２の配線電極の双方が圧電基板に接触していることが望ましい。同様に、第１のくし歯電極のバスバー及び第２のくし歯電極のバスバーについても、双方が圧電基板に接触していることが好ましい。それによって静電破壊をより確実に抑制することができる。
　次に、具体的な実験例に基づき上記実施形態の効果を説明する。
　図５は、実施例として用意した弾性波装置の構造を略図的に示す正面断面図である。この弾性波装置２１では、ＬｉＮｂＯ３により圧電基板２を構成した。この圧電基板２上に、誘電体膜３として、厚み１０ｎｍのＳｉＯ２膜を形成した。しかる後、この誘電体膜３上に、前述した第１，第２のくし歯電極５，６を有するＩＤＴ電極４として、ＮｉＣｒ、Ｐｔ、Ｔｉ、ＡｌＣｕからなり、厚み２８０ｎｍの金属膜を形成した。次に、第１，第２の配線電極７，８ａとして、厚み３１００ｎｍのＴｉ、ＡｌＣｕからなる金属膜を成膜した。さらに、厚み７３０ｎｍのＳｉＯ２層２２と、厚み２０ｎｍのＳｉＮ層２３を形成した。上記ＳｉＯ２層２２は温度特性を改善するために設けた。また、ＳｉＮ層２３は保護膜として設けた。
　比較のために図６に示す弾性波装置１０１を用意した。この弾性波装置１０１では、第１の配線電極１０２及び第２の配線電極１０３が、圧電基板２に接触しておらず、誘電体膜３の上方に位置していることを除いては、弾性波装置２１と同様とした。
　その結果、高圧ジェット洗浄時に発生するくし歯電極部の破壊率は、比較例では１３％となることに対して、上記実施例の弾性波装置２１では、圧電基板と直接接する配線電極の長さが４μｍの場合１０．７％、１５μｍの場合７．９％、１００μｍの場合５．７％と低くなっていく傾向を確認した。従って、第１，第２の配線電極７，８ａが圧電基板２と直接接触していることにより、高圧ジェット洗浄時に発生する静電破壊を効果的に抑制し得ることがわかる。
　なお、上述した弾性波装置１では、２つの共振子が直列に接続されていたが、本発明の弾性波装置は、単一の弾性波共振子であってもよく、あるいは３以上の共振子や複数のフィルタが圧電基板上に形成されている構造を有していてもよい。いずれにしても、ＩＤＴ電極の下方に誘電体膜が設けられている構成において、誘電体膜が設けられている領域外において、配線電極が圧電基板に直接接触されておればよい。
　また、本発明の弾性波装置は、弾性表面波を利用したものに限らず、弾性境界波を利用したものであってもよい。
　さらに、上記弾性波装置１は、枠状の支持部材１１及び蓋材１３を有する、いわゆるウエハレベルパッケージ（ＷＬＰ）構造を有している。本発明の弾性波装置は、このようなＷＬＰ構造を有するものに限定されるものではない。もっとも、ＷＬＰ構造は、合成樹脂からなる支持部材１１や蓋材１３を有するため、静電気を帯びやすい。従って、本発明は、ＷＬＰ構造の弾性波装置においてより効果的である。
１…弾性波装置
２…圧電基板
３…誘電体膜
４，４Ａ，４Ｂ…ＩＤＴ電極
５，６…第１，第２のくし歯電極
５ａ，６ａ…バスバー部
７，８ｂ…第１の配線電極
８ａ，９…第２の配線電極
８ｃ…連結部
１１…支持部材
１２…アンダーバンプメタル層
１３…蓋材
１４…金属バンプ
２１…弾性波装置
２２…ＳｉＯ２層
２３…ＳＩＮ層

Claims (11)

  1. 　圧電基板と、
    　前記圧電基板上に形成された誘電体膜と、
    　前記誘電体膜上に形成されており、第１及び第２のくし歯電極を有するＩＤＴ電極と、
    　前記第１及び第２のくし歯電極にそれぞれ電気的に接続されている第１及び第２の配線電極とを備え、
    　前記第１，第２のくし歯電極が、それぞれ、電極指と前記電極指が接触されたバスバーを有し、
    　前記誘電体膜の導電率よりも前記圧電基板の導電率が高く、
    　前記第１及び第２のくし歯電極に電気的に接続されている第１の配線電極、第２の配線電極、前記第１のくし歯電極のバスバー及び前記第２のくし歯電極のバスバーのうちの少なくとも１つが、前記圧電基板に直接接触している部分を有する、弾性波装置。
  2. 　前記第１及び第２の配線電極のうち少なくとも一方の配線電極が、前記誘電体膜の外側の領域にはみ出している位置で、前記圧電基板と接触している、請求項１に記載の弾性波装置。
  3. 　前記第１及び第２の配線電極のうち少なくとも一方の配線電極が、下方電極層と、前記下方電極層に積層された上方電極層とを有し、前記上方電極層が前記圧電基板に接触している、請求項１または２に記載の弾性波装置
  4. 　前記第１，第２の配線電極がともに、前記圧電基板に直接接触している部分を有する、請求項１～３のいずれか一項に記載の弾性波装置。
  5. 　前記第１及び第２のくし歯電極のバスバーのうち少なくとも一方が、前記圧電基板に直接接触している部分を有する、請求項１～４のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  6. 　前記圧電基板が還元処理された圧電基板である、請求項１～５のいずれか一項に記載の弾性波装置。
  7. 　前記圧電基板上に積層されており、前記ＩＤＴ電極が形成されている部分を囲むように設けられた枠状の支持部材と、
    　前記支持部材の開口を閉成するように設けられた蓋材とを備え、
    　ウエハレベルパッケージ構造とされている、請求項１～６のいずれか一項に記載の弾性波装置。
  8. 　請求項１～７のいずれか一項に記載の弾性波装置の製造方法であって、
    　圧電基板上に導電率が圧電基板よりも低い誘電体膜を形成する工程と、
    　前記誘電体膜上に、ＩＤＴ電極を形成するために、第１及び第２のくし歯電極を形成する工程と、
    　前記第１及び第２のくし歯電極に電気的に接続されている第１の配線電極、第２の配線電極、第１のくし歯電極のバスバー及び第２のくし歯電極のバスバーのうち少なくとも１つを、前記圧電基板に接する部分を有するように形成する工程とを備える、弾性波装置の製造方法。
  9. 　前記第１及び第２の配線電極がともに、前記圧電基板に直接接触している部分を有するように形成する、請求項８に記載の弾性波装置の製造方法。
  10. 　前記第１及び第２のくし歯電極のバスバーのうち少なくとも一方が、前記圧電基板に直接接触している部分を有するように第１，第２のバスバーを設ける、請求項８または９に記載の弾性波装置の製造方法。
  11. 　前記圧電基板上に誘電体膜を形成する工程において、前記ＩＤＴ電極が形成される領域の外側に位置している誘電体膜をエッチングにより除去する、請求項８～１０のいずれか１項に記載の弾性波装置の製造方法。
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