WO2016068003A1 - 圧電モジュール - Google Patents

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WO2016068003A1
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piezoelectric
piezoelectric module
thin film
conductor pattern
support substrate
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岸本諭卓
伊田康之
小林英晃
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株式会社村田製作所
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    • H03H9/54Filters comprising resonators of piezoelectric or electrostrictive material

Definitions

  • the present invention relates to a piezoelectric module in which a piezoelectric resonator and other circuit elements are mounted.
  • a piezoelectric module such as a filter including a piezoelectric resonator
  • the piezoelectric resonator and other circuit elements may be integrated.
  • other circuit elements for example, an inductor, a capacitor, or the like constituting a matching circuit for a piezoelectric resonator.
  • the filter described in Patent Document 1 has a piezoelectric resonator and a capacitor formed on the surface of a substrate.
  • an object of the present invention is to provide a highly reliable piezoelectric module with improved weather resistance of circuit elements.
  • the piezoelectric module of the present invention includes a piezoelectric thin film on which a functional conductor is formed, a support substrate, a fixing layer that fixes the piezoelectric thin film to the support substrate, and a circuit element disposed between the piezoelectric thin film and the support substrate.
  • the weather resistance of the circuit element is improved without providing a protective member separately.
  • the circuit element is composed of a piezoelectric thin film or a conductor pattern formed on a support substrate.
  • a circuit element is formed without using a mounting component. Thereby, it is not necessary to use the structure which mounts mounting type components on a piezoelectric thin film or a support substrate, and generation
  • the fixed layer may include a void having a shape including a region where the functional conductor is formed, as viewed in a direction perpendicular to the surface of the piezoelectric thin film on which the resonator electrode is formed.
  • This configuration improves the characteristics of the piezoelectric resonator. Therefore, a piezoelectric module having high reliability and superior characteristics can be realized.
  • the conductor pattern overlaps the gap.
  • the circuit element and the piezoelectric resonator are close to each other or at least partially overlap each other. Therefore, the piezoelectric module can be formed in a small size.
  • the conductor pattern formation region overlaps the functional conductor formation region.
  • the piezoelectric module can be further reduced in size.
  • the entire conductor pattern formation region overlaps the functional conductor formation region.
  • the piezoelectric module can be formed even smaller.
  • the fixed layer may be an acoustic reflection layer in which a plurality of types of layers having different acoustic impedances are stacked.
  • a highly reliable piezoelectric module with improved weather resistance of the circuit element can be realized.
  • FIG. 1 is a side sectional view (corresponding to the AA sectional view in FIG. 2) showing the configuration of the piezoelectric module according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2A is a plan view of a surface on which a functional conductor is formed in the piezoelectric module according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2B is a plan view of a surface on which circuit elements are formed in the piezoelectric module according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a plan view (corresponding to the BB cross-sectional view in FIG. 2) showing the configuration of the interlayer wiring in the piezoelectric module according to the first embodiment of the present invention.
  • the piezoelectric module 10 includes a piezoelectric thin film 20, a fixed layer 30, and a support substrate 40.
  • the fixed layer 30 is bonded to the back surface of the piezoelectric thin film 20, and the support substrate 40 is bonded to the back surface of the fixed layer 30 (the surface opposite to the surface on which the piezoelectric thin film 20 abuts). With this configuration, the piezoelectric thin film 20 is supported on the support substrate 40 by the fixed layer 30.
  • the piezoelectric thin film 20 is a piezoelectric body such as LN (LiNbO 3 ) or LT (LiTaO 3 ).
  • the fixed layer 30 is an insulator such as SiO 2 .
  • the support substrate 40 is made of Si, sapphire, glass or the like.
  • Functional conductors 211 and 212 are formed on the surface of the piezoelectric thin film 20 (the surface opposite to the surface on the fixed layer 30 side).
  • the functional conductors 211 and 212 have a comb-teeth shape in plan view.
  • the functional conductors 211 and 212 are arranged so as to form a so-called IDT (Interdigital Transducer). With this configuration, a piezoelectric resonator is configured.
  • Wiring conductors 221 and 222 are formed on the surface of the piezoelectric thin film 20.
  • the wiring conductor 221 is connected to the functional conductor 211.
  • the wiring conductor 222 is connected to the functional conductor 212.
  • the wiring conductors 221 and 222 are conductors that connect the functional conductors 211 and 212 to an external circuit.
  • the functional conductors 211 and 212 and the wiring conductors 221 and 222 are materials having high conductivity such as Al.
  • the void 300 is formed in the fixed layer 30.
  • the gap 300 is surrounded by the piezoelectric thin film 20, the fixed layer 30, and the support substrate 40. However, the gap 300 is inserted through the through hole 200 provided in the piezoelectric thin film 20.
  • the through-hole 200 is used when the gap 300 is formed.
  • a conductor pattern 50 is formed on the surface of the support substrate 40 (on the fixed layer 30 side). Both ends of the conductor pattern 50 are lead conductors, and a portion between the lead conductors at both ends has a meander shape. With this configuration, the conductor pattern 50 functions as an inductor.
  • the conductor pattern 50 is the same material as the functional conductors 211 and 212 and the wiring conductors 221 and 222.
  • the meander-shaped portion of the conductor pattern 50 is disposed in the region of the gap 300 in plan view. Further, the meander-shaped portion of the conductor pattern 50 overlaps the IDT region constituted by the functional conductors 211 and 212.
  • Both ends of the conductor pattern 50 are connected to the wiring conductors 221 and 222 by conductive via holes 240 penetrating the fixed layer 30 and the piezoelectric thin film 20 in the thickness direction.
  • an inductor that is a circuit element connected to the piezoelectric resonator is not exposed to the outside. Therefore, the weather resistance of the inductor can be improved.
  • the inductor and the piezoelectric resonator overlap in plan view. Therefore, the portion of the resonance circuit including the piezoelectric resonator and peripheral circuit elements connected to the piezoelectric resonator can be reduced in size. Furthermore, by using such a configuration, the inductor and the piezoelectric resonator overlap substantially on the entire surface. Therefore, the portion of the resonance circuit including the piezoelectric resonator and peripheral circuit elements connected to the piezoelectric resonator can be further reduced in size.
  • FIG. 4 and FIG. 5 are side cross-sectional views showing the shape in each step in the method for manufacturing a piezoelectric module according to the first embodiment of the present invention.
  • a conductor pattern 50 is formed on the surface of the support substrate 40.
  • a sacrificial layer 31 is formed on the surface of the support substrate 40.
  • the sacrificial layer 31 is, for example, ZnO.
  • the fixed layer 30 is formed on the surface of the support substrate 40.
  • the fixed layer 30 is formed by flattening the step of the sacrificial layer 31 after being formed so as to cover the sacrificial layer 31. Note that the fixed layer 30 in contact with the surface of the sacrificial layer 31 does not have to be completely removed during planarization.
  • the piezoelectric substrate P20 is bonded to the flattened surfaces of the fixed layer 30 and the sacrificial layer 31.
  • the piezoelectric substrate P20 is thinned by polishing or the like to form the piezoelectric thin film 20.
  • a through hole 200 is formed in the piezoelectric thin film 20.
  • the sacrificial layer 31 is removed through the through hole 200.
  • the sacrificial layer 31 is removed by wet etching.
  • voids 300 are formed in the fixed layer 30.
  • the piezoelectric module 10 is formed by obtaining the above manufacturing method.
  • an aspect in which an inductor is formed is shown, but an element having another circuit function such as a capacitor or a resistor may be formed.
  • an element having a circuit function is formed by forming a conductor pattern on the surface of the support substrate 40
  • a mounting type circuit element may be used.
  • the mounting type circuit element requires a conductor pattern on which the mounting type circuit element is mounted, and a joining member that joins the conductor pattern and the mounting type circuit element. Therefore, in the aspect in which the element having the circuit function is formed by the conductor pattern, there is no problem due to the mounting, and it is not necessary to separately use the mounting type circuit element and the joining member.
  • FIG. 6 is a side sectional view showing the configuration of the piezoelectric module according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7A is a plan view of the surface on which the functional conductor is formed in the piezoelectric module according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7B is a plan view of a surface on which circuit elements are formed in the piezoelectric module according to the second embodiment of the present invention.
  • the piezoelectric module 10A according to the present embodiment is different from the piezoelectric module 10 according to the first embodiment in the configuration of the conductor pattern 50A and the gap 300A constituting the circuit element. Other configurations are the same as those of the piezoelectric module 10 according to the first embodiment.
  • the conductor pattern 50 ⁇ / b> A is formed on the back surface of the piezoelectric thin film 20. In plan view, the conductor pattern 50A overlaps the gap 300A except for both ends in the extending direction. Further, the conductor pattern 50A does not overlap the IDT region in plan view.
  • the piezoelectric module 10A according to the present embodiment is highly reliable and small in size, like the piezoelectric module 10.
  • FIG. 8 is a side cross-sectional view showing the shape in each step in the method for manufacturing a piezoelectric module according to the second embodiment of the present invention.
  • a conductor pattern 50A is formed on the back surface of the piezoelectric substrate P20.
  • a sacrificial layer 31A is formed on the back surface of the piezoelectric substrate P20. At this time, the sacrificial layer 31A is formed so as to cover other than both ends of the conductor pattern 50A.
  • the fixed layer 30A is formed, and the support substrate 40 is bonded to the fixed layer 30A and the sacrificial layer 31A.
  • the piezoelectric substrate P20 is thinned to form the piezoelectric thin film 20, and the functional conductors 211 and 212 are formed on the surface of the piezoelectric thin film 20.
  • a through hole 200 is formed in the piezoelectric thin film 20, and the sacrificial layer 31A is removed to form a void 300A.
  • FIG. 9 is a side sectional view showing the configuration of the piezoelectric module according to the third embodiment of the present invention.
  • the shape of the fixed layer 30B is different from that of the piezoelectric module 10 according to the first embodiment in the piezoelectric module 10B according to the present embodiment.
  • the fixed layer 30 ⁇ / b> B is formed on the entire surface of the support substrate 40 so as to cover the conductor pattern 50. Even with such a configuration, like the piezoelectric module 10 according to the first embodiment, the piezoelectric module 10B is highly reliable and small.
  • FIG. 10 is a side sectional view showing the configuration of the piezoelectric module according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a plan view of a surface on which circuit elements are formed in a piezoelectric module according to the fourth embodiment of the present invention.
  • the piezoelectric module 10C according to the present embodiment is different from the piezoelectric module 10B according to the third embodiment in the arrangement position and shape of the conductor pattern 50C constituting the circuit element.
  • the conductor pattern 50C is formed at a position that does not overlap the gap 300 in the fixed layer 30C.
  • the conductor pattern 50 ⁇ / b> C may be in a shape that is close to the gap 300 and substantially conforms to the outer shape of the gap 300.
  • the conductor pattern 50C has a meander shape.
  • the piezoelectric module 10C is highly reliable and small. By setting it as such a structure, the conductor pattern 50C can be lengthened and an inductance can be earned, suppressing the increase in the area of the piezoelectric module 10C.
  • FIG. 12 is a side sectional view showing the configuration of the piezoelectric module according to the fifth embodiment of the present invention.
  • the piezoelectric module 10D according to the present embodiment differs from the piezoelectric module 10C according to the fourth embodiment in the arrangement position of the conductor pattern 50D constituting the circuit element.
  • the conductor pattern 50 ⁇ / b> D is disposed on the back surface of the piezoelectric thin film 20. Even with such a configuration, similarly to the piezoelectric module 10C according to the fourth embodiment, the piezoelectric module 10D is highly reliable and small.
  • FIG. 13 is a side cross-sectional view showing the configuration of the piezoelectric module according to the sixth embodiment of the present invention.
  • the piezoelectric module 10E according to this embodiment is different in the shape of the gap 300E from the piezoelectric module 10C according to the fourth embodiment.
  • the gap 300E is formed in a shape that penetrates the fixed layer 30E and the support substrate 40.
  • the conductor pattern 50E has the same configuration as the conductor pattern 50C. Even with such a configuration, the piezoelectric module 10E is highly reliable and small in size like the piezoelectric module 10C according to the fourth embodiment. Further, since the gap can be formed without forming the sacrificial layer, the piezoelectric module 10E can be formed by a simple manufacturing process.
  • FIG. 14 is a side sectional view showing the configuration of the piezoelectric module according to the seventh embodiment of the present invention.
  • the piezoelectric module 10F according to the present embodiment differs from the piezoelectric module 10E according to the sixth embodiment in the arrangement position of the conductor pattern 50F constituting the circuit element.
  • the conductor pattern 50F is disposed on the back surface of the piezoelectric thin film 20. Even with such a configuration, the piezoelectric module 10F is highly reliable and small as in the piezoelectric module 10E according to the sixth embodiment.
  • FIG. 15 is a side sectional view showing the configuration of the piezoelectric module according to the eighth embodiment of the present invention.
  • the piezoelectric module 10G according to this embodiment is different from the piezoelectric module 10D according to the fifth embodiment in that the fixed layer 30 is formed by the acoustic reflection layer 60.
  • the acoustic reflection layer 60 is formed by laminating a plurality of layers having different acoustic impedances.
  • the low acoustic impedance layer is, for example, SiO2
  • the high acoustic impedance layer is, for example, a metal such as W or a dielectric such as AlN or SiN.
  • the acoustic reflection layer 60 is bonded to the support substrate 40 with an adhesive layer 61.
  • the piezoelectric module 10G is highly reliable and small.
  • the conductor pattern 50 ⁇ / b> A may be provided in any layer constituting the acoustic reflection layer 60.
  • the aspect of configuring the surface acoustic wave resonator has been described.
  • the above-described conductive pattern forming aspect is also applied to the aspect of configuring the plate wave resonator and the bulk wave resonator. can do.
  • Piezoelectric module 20 Piezoelectric thin film 30, 30A, 30B, 30C, 30E: Fixed layer 31, 31A: Sacrificial layer 40: Support substrates 50, 50A, 50C, 50D, 50E, 50F: Conductor pattern 60: Acoustic reflection layer 61: Adhesive layer 200: Through hole 211, 212: Functional conductor 221, 222: Wiring conductor 240: Conductive via hole 300, 300A, 300E: Air gap

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Abstract

圧電モジュール(10)は、圧電薄膜(20)、固定層(30)、および支持基板(40)を備える。圧電薄膜(20)は、固定層(30)によって支持基板(40)に支持されている。圧電薄膜(20)の表面には機能導体(211,212)が形成されている。機能導体(211,212)に重なる領域を含むように、固定層(30)には空隙(300)が形成されている。支持基板(40)の固定層(30)側の面には、空隙(300)の領域内に、回路素子を構成する導体パターン(50)が形成されている。

Description

圧電モジュール
 本発明は、圧電共振器と他の回路素子とが搭載された圧電モジュールに関する。
 現在、圧電共振器を用いたフィルタが各種実用化されている。このように圧電共振器を含むフィルタ等の圧電モジュールでは、圧電共振器と、他の回路素子を一体化して構成することがある。ここで、他の回路素子としては、例えば、圧電共振器用の整合回路を構成するインダクタ、キャパシタ等である。
 特許文献1に記載のフィルタは、基板の表面に圧電共振器およびキャパシタが形成されている。
特開2010-93398号公報
 しかしながら、特許文献1に記載されたフィルタの構成では、基板表面に回路素子が形成されているため、回路素子の耐候性が低く、別途耐候性を向上させる構造を追加しなければならない。
 したがって、この発明の目的は、回路素子の耐候性を向上させた、信頼性の高い圧電モジュールを提供することにある。
 この発明の圧電モジュールは、機能導体が形成された圧電薄膜と、支持基板と、圧電薄膜を支持基板に固定する固定層と、圧電薄膜と支持基板との間に配置された回路素子と、を備える。
 この構成では、保護用の部材を別途設けることなく、回路素子の耐候性が向上する。
 また、この発明の圧電モジュールでは、回路素子は、圧電薄膜または支持基板に形成された導体パターンからなることが好ましい。
 この構成では、実装型部品を用いることなく回路素子が形成される。これにより、実装型部品を圧電薄膜または支持基板に実装する構造を用いなくてもよく、実装構造に起因する不良の発生を抑制できる。
 また、この発明の圧電モジュールでは、圧電薄膜における共振器用電極が形成される面に直交する方向に視て、固定層は、機能導体が形成される領域を含む形状の空隙を備えていてもよい。
 この構成では、圧電共振器の特性が向上する。したがって、信頼性が高く、より優れた特性を有する圧電モジュールを実現できる。
 また、この発明の圧電モジュールでは、導体パターンは空隙と重なることが好ましい。
 この構成では、回路素子と圧電共振器とが近接もしくは少なくとも部分的に重なる。したがって、圧電モジュールを小型に形成することができる。
 また、この発明の圧電モジュールでは、導体パターンの形成領域は、機能導体の形成領域と重なっていることが好ましい。
 この構成では、圧電モジュールをさらに小型に形成することができる。
 また、この発明の圧電モジュールでは、導体パターンの形成領域の全体は、機能導体の形成領域と重なっている。
 この構成では、圧電モジュールをより一層小型に形成することができる。
 また、この発明の圧電モジュールでは、固定層は、音響インピーダンスが異なる複数種類の層を積層した音響反射層であってもよい。
 この構成であっても、回路素子の耐候性が向上し、信頼性の高い圧電モジュールを実現できる。
 この発明によれば、回路素子の耐候性を向上させた、信頼性の高い圧電モジュールを実現することができる。
本発明の第1の実施形態に係る圧電モジュールの構成を示す側面断面図である。 本発明の第1の実施形態に係る圧電モジュールにおける機能導体が形成される面および回路素子が形成される面の平面図である。 本発明の第1の実施形態に係る圧電モジュールにおける層間配線の構成を示す平面図である。 本発明の第1の実施形態に係る圧電モジュールの製造方法における各工程での形状を示す側面断面図である。 本発明の第1の実施形態に係る圧電モジュールの製造方法における各工程での形状を示す側面断面図である。 本発明の第2の実施形態に係る圧電モジュールの構成を示す側面断面図である。 本発明の第2の実施形態に係る圧電モジュールにおける機能導体が形成される面および回路素子が形成される面の平面図である。 本発明の第2の実施形態に係る圧電モジュールの製造方法における各工程での形状を示す側面断面図である。 本発明の第3の実施形態に係る圧電モジュールの構成を示す側面断面図である。 本発明の第4の実施形態に係る圧電モジュールの構成を示す側面断面図である。 本発明の第4の実施形態に係る圧電モジュールにおける回路素子が形成される面の平面図である。 本発明の第5の実施形態に係る圧電モジュールの構成を示す側面断面図である。 本発明の第6の実施形態に係る圧電モジュールの構成を示す側面断面図である。 本発明の第7の実施形態に係る圧電モジュールの構成を示す側面断面図である。 本発明の第8の実施形態に係る圧電モジュールの構成を示す側面断面図である。
 本発明の第1の実施形態に係る圧電モジュールについて、図を参照して説明する。図1は、本発明の第1の実施形態に係る圧電モジュールの構成を示す側面断面図(図2におけるA-A断面図に相当する。)である。図2(A)は、本発明の第1の実施形態に係る圧電モジュールにおける機能導体が形成される面の平面図である。図2(B)は、本発明の第1の実施形態に係る圧電モジュールにおける回路素子が形成される面の平面図である。図3は、本発明の第1の実施形態に係る圧電モジュールにおける層間配線の構成を示す平面図(図2におけるB-B断面図に相当する。)である。
 圧電モジュール10は、圧電薄膜20、固定層30、および支持基板40を備える。固定層30は、圧電薄膜20の裏面に接着しており、固定層30の裏面(圧電薄膜20が当接する面と反対側の面)には、支持基板40が接着している。この構成によって、圧電薄膜20は、固定層30によって支持基板40に支持されている。
 圧電薄膜20は、LN(LiNbO)、LT(LiTaO)等の圧電体である。固定層30は、SiO等の絶縁体である。支持基板40は、Si、サファイヤ、ガラス等である。
 圧電薄膜20の表面(固定層30側の面と反対側の面)には、機能導体211,212が形成されている。機能導体211,212は平面視して櫛歯形状である。機能導体211,212は、所謂IDT(Interdigital Transducer)を形成するように配置されている。この構成により、圧電共振器が構成される。
 圧電薄膜20の表面には、配線導体221,222が形成されている。配線導体221は、機能導体211に接続されている。配線導体222は、機能導体212に接続されている。配線導体221,222は、機能導体211,212を外部回路に接続する導体である。機能導体211,212、配線導体221,222は、Al等の導電率の高い材料である。
 固定層30には、空隙300が形成されている。空隙300は、圧電薄膜20、固定層30および支持基板40によって囲まれている。ただし、空隙300は、圧電薄膜20に設けられた貫通孔200に挿通している。この貫通孔200は、空隙300を形成する際に利用されている。
 支持基板40の表面(固定層30側)には、導体パターン50が形成されている。導体パターン50は、両端が引き回し導体であり、これら両端の引き回し導体の間の部分がミアンダ形状である。この構成によって、導体パターン50は、インダクタとして機能する。導体パターン50は、機能導体211,212および配線導体221,222と同様の材料である。
 導体パターン50におけるミアンダ形状の部分は、平面視して空隙300の領域内に配置されている。さらに、導体パターン50におけるミアンダ形状の部分は、機能導体211,212によって構成されるIDTの領域と重なっている。
 導体パターン50の両端は、固定層30および圧電薄膜20を厚み方向に貫通する導電性ビアホール240によって、配線導体221,222に接続されている。
 このような構成を用いることによって、圧電共振器に接続する回路素子であるインダクタが外部に露出しない。したがって、インダクタの耐候性を向上させることができる。
 また、このような構成を用いることによって、インダクタと圧電共振器とが平面視して重なる。したがって、圧電共振器と、この圧電共振器に接続する周辺の回路素子とからなる共振回路の部分を小型にすることができる。さらに、このような構成を用いることによって、インダクタと圧電共振器とが略全面で重なる。したがって、圧電共振器と、この圧電共振器に接続する周辺の回路素子とからなる共振回路の部分をさらに小型にすることができる。
 また、本実施形態の構成では、インダクタを構成する導体パターン50と圧電共振器とが空隙300によって離間されているので、それぞれの相互干渉を抑制することができる。
 このような構成からなる圧電モジュール10は、次に示す工程によって形成される。図4および図5は、本発明の第1の実施形態に係る圧電モジュールの製造方法における各工程での形状を示す側面断面図である。
 図4(A)に示すように、支持基板40の表面に、導体パターン50を形成する。次に、図4(B)に示すように、支持基板40の表面に、犠牲層31を形成する。犠牲層31は、例えば、ZnOである。
 次に、図4(C)に示すように、支持基板40の表面に固定層30を形成する。固定層30は、犠牲層31を覆うように形成した後に、犠牲層31の段差を平坦化することによって形成される。なお、犠牲層31の表面に当接する固定層30は、平坦化の際に全て削除しなくてもよい。
 次に、図4(D)に示すように、平坦化された固定層30および犠牲層31の表面に、圧電基板P20を接着する。次に、図5(A)に示すように、圧電基板P20を研磨等によって薄膜化し、圧電薄膜20を形成する。
 次に、図5(B)に示すように、圧電薄膜20に機能導体211,212を形成する。この際、図示していないが、配線導体221,222も圧電薄膜20に形成する。なお、導電性ビアホール240は、機能導体211,212および配線導体221,222の形成前に、圧電薄膜20および固定層30に形成する。
 次に、図5(C)に示すように、圧電薄膜20に貫通孔200を形成する。そして、貫通孔200を介して、犠牲層31を除去する。例えば、犠牲層31をウェットエッチングによって除去する。この処理によって、固定層30には空隙300が形成される。
 以上の製造方法を得ることによって、圧電モジュール10が形成される。
 なお、本実施形態では、インダクタを形成する態様を示したが、キャパシタ、抵抗等の他の回路機能を有する素子を形成してもよい。また、本実施形態では、支持基板40の表面に導体パターンを形成することによって、回路機能を有する素子を形成する態様を示したが、実装型の回路素子を用いてもよい。ただし、実装型の回路素子では、実装型の回路素子が実装される導体パターン、この導体パターンと実装型の回路素子を接合する接合部材を必要とする。したがって、導体パターンによって回路機能を有する素子を形成する態様の方が、実装による不具合が生じず、実装型の回路素子、接合部材を別に用いなくてもよい。
 次に、本発明の第2の実施形態に係る圧電モジュールについて図を参照して説明する。図6は、本発明の第2の実施形態に係る圧電モジュールの構成を示す側面断面図である。図7(A)は、本発明の第2の実施形態に係る圧電モジュールにおける機能導体が形成される面の平面図である。図7(B)は、本発明の第2の実施形態に係る圧電モジュールにおける回路素子が形成される面の平面図である。
 本実施形態に係る圧電モジュール10Aは、回路素子を構成する導体パターン50Aおよび空隙300Aの構成が第1の実施形態に係る圧電モジュール10と異なる。他の構成は、第1の実施形態に係る圧電モジュール10と同じである。
 導体パターン50Aは、圧電薄膜20の裏面に形成されている。平面視して、導体パターン50Aは、伸長する方向の両端を除き、空隙300Aに重なっている。また、平面視して、導体パターン50Aは、IDTの領域と重なっていない。
 この構成によって、本実施形態に係る圧電モジュール10Aは、圧電モジュール10と同様に、信頼性が高く小型となる。
 このような構成からなる圧電モジュール10Aは、次に示す工程によって形成される。図8は、本発明の第2の実施形態に係る圧電モジュールの製造方法における各工程での形状を示す側面断面図である。
 図8(A)に示すように、圧電基板P20の裏面に導体パターン50Aを形成する。次に、図8(B)に示すように、圧電基板P20の裏面に犠牲層31Aを形成する。この際、犠牲層31Aは、導体パターン50Aの両端以外を覆うように形成されている。
 次に、図8(C)に示すように、固定層30Aを形成し、支持基板40を固定層30Aおよび犠牲層31Aに接着する。
 次に、図8(D)に示すように、圧電基板P20を薄膜化して圧電薄膜20を形成し、圧電薄膜20の表面に機能導体211,212を形成する。
 次に、図8(E)に示すように、圧電薄膜20に貫通孔200を形成し、犠牲層31Aを除去することによって、空隙300Aを形成する。
 次に、本発明の第3の実施形態に係る圧電モジュールについて図を参照して説明する。図9は、本発明の第3の実施形態に係る圧電モジュールの構成を示す側面断面図である。
 本実施形態に係る圧電モジュール10Bは、第1の実施形態に係る圧電モジュール10に対して、固定層30Bの形状が異なる。固定層30Bは、導体パターン50を覆うように、支持基板40の表面の全面に形成されている。このような構成であっても、第1の実施形態に係る圧電モジュール10と同様に、圧電モジュール10Bは、信頼性が高く小型となる。
 次に、本発明の第4の実施形態に係る圧電モジュールについて図を参照して説明する。図10は、本発明の第4の実施形態に係る圧電モジュールの構成を示す側面断面図である。図11は、本発明の第4の実施形態に係る圧電モジュールにおける回路素子が形成される面の平面図である。
 本実施形態に係る圧電モジュール10Cは、第3の実施形態に係る圧電モジュール10Bに対して、回路素子を構成する導体パターン50Cの配置位置および形状が異なる。導体パターン50Cは、固定層30Cにおける空隙300に重ならない位置に形成されている。この際、導体パターン50Cは、空隙300に近接し且つ空隙300の外形に略沿う形状であるとよい。導体パターン50Cはミアンダ形状からなる。
 このような構成であっても、第3の実施形態に係る圧電モジュール10Bと同様に、圧電モジュール10Cは、信頼性が高く小型となる。このような構成とすることによって、導体パターン50Cを長くすることができ、圧電モジュール10Cの面積の増加を抑制しながら、インダクタンスを稼ぐことができる。
 次に、本発明の第5の実施形態に係る圧電モジュールについて図を参照して説明する。図12は、本発明の第5の実施形態に係る圧電モジュールの構成を示す側面断面図である。
 本実施形態に係る圧電モジュール10Dは、第4の実施形態に係る圧電モジュール10Cに対して、回路素子を構成する導体パターン50Dの配置位置が異なる。導体パターン50Dは、圧電薄膜20の裏面に配置されている。このような構成であっても、第4の実施形態に係る圧電モジュール10Cと同様に、圧電モジュール10Dは、信頼性が高く小型となる。
 次に、本発明の第6の実施形態に係る圧電モジュールについて図を参照して説明する。図13は、本発明の第6の実施形態に係る圧電モジュールの構成を示す側面断面図である。
 本実施形態に係る圧電モジュール10Eは、第4の実施形態に係る圧電モジュール10Cに対して、空隙300Eの形状が異なる。空隙300Eは、固定層30Eおよび支持基板40を貫通する形状で形成されている。導体パターン50Eは、導体パターン50Cと同じ構成である。このような構成であっても、第4の実施形態に係る圧電モジュール10Cと同様に、圧電モジュール10Eは、信頼性が高く小型となる。また、犠牲層を形成することなく空隙を形成することができるので、簡素な製造工程によって、圧電モジュール10Eを形成することができる。
 次に、本発明の第7の実施形態に係る圧電モジュールについて図を参照して説明する。図14は、本発明の第7の実施形態に係る圧電モジュールの構成を示す側面断面図である。
 本実施形態に係る圧電モジュール10Fは、第6の実施形態に係る圧電モジュール10Eに対して、回路素子を構成する導体パターン50Fの配置位置が異なる。導体パターン50Fは、圧電薄膜20の裏面に配置されている。このような構成であっても、第6の実施形態に係る圧電モジュール10Eと同様に、圧電モジュール10Fは、信頼性が高く小型となる。
 次に、本発明の第8の実施形態に係る圧電モジュールについて図を参照して説明する。図15は、本発明の第8の実施形態に係る圧電モジュールの構成を示す側面断面図である。
 本実施形態に係る圧電モジュール10Gは、第5の実施形態に係る圧電モジュール10Dに対して、固定層30が音響反射層60によって形成されている点で異なる。
 音響反射層60は、音響インピーダンスが異なる複数の層を積層することによって形成されている。低音響インピーダンス層は、例えばSiO2であり、高音響インピーダンス層は、例えばW等の金属、または、AlN,SiN等の誘電体である。音響反射層60は、接着層61によって支持基板40に接着されている。
 このような構成であっても、第5の実施形態に係る圧電モジュール10Dと同様に、圧電モジュール10Gは、信頼性が高く小型となる。
 なお、導体パターン50Aは、音響反射層60を構成するいずれの層に設けてもよい。
 また、上述の各実施形態では、表面弾性波共振器を構成する態様を示したが、板波共振器、バルク波共振器を構成する態様に対しても、上述の導体パターンの形成態様を適用することができる。
10,10A,10B,10C,10D,10E,10F,10G:圧電モジュール
20:圧電薄膜
30,30A,30B,30C,30E:固定層
31,31A:犠牲層
40:支持基板
50,50A,50C,50D,50E,50F:導体パターン
60:音響反射層
61:接着層
200:貫通孔
211,212:機能導体
221,222:配線導体
240:導電性ビアホール
300,300A,300E:空隙

Claims (7)

  1.  機能導体が形成された圧電薄膜と、
     支持基板と、
     前記圧電薄膜を前記支持基板に固定する固定層と、
     前記圧電薄膜と前記支持基板との間に配置された回路素子と、
     を備える圧電モジュール。
  2.  前記回路素子は、前記圧電薄膜または前記支持基板に形成された導体パターンからなる、
     請求項1に記載の圧電モジュール。
  3.  前記圧電薄膜における前記共振器用電極が形成される面に直交する方向に視て、
     前記固定層は、前記機能導体が形成される領域を含む形状の空隙を備える、
     請求項1または請求項2に記載の圧電モジュール。
  4.  前記導体パターンは、前記空隙と重なる、
     請求項3に記載の圧電モジュール。
  5.  前記導体パターンの形成領域は、前記機能導体の形成領域と重なっている、
     請求項4に記載の圧電モジュール。
  6.  前記導体パターンの形成領域の全体は、前記機能導体の形成領域と重なっている、
     請求項5に記載の圧電モジュール。
  7.  前記固定層は、音響インピーダンスが異なる複数種類の層を積層した音響反射層である、
     請求項1または請求項2に記載の圧電モジュール。
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