WO2019044203A1 - 弾性波装置、高周波フロントエンド回路及び通信装置 - Google Patents

弾性波装置、高周波フロントエンド回路及び通信装置 Download PDF

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山本　浩司
賢俊 中川
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株式会社村田製作所
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Definitions

  • the present invention relates to an elastic wave device, a high frequency front end circuit, and a communication device.
  • Patent Document 1 discloses an example of an elastic wave device.
  • the elastic wave device is provided on the support substrate, the support substrate, the laminated film including the piezoelectric thin film, the IDT electrode provided on the laminated film, and the support substrate and the laminated film.
  • an external connection terminal electrically connected to the wiring electrode and the wiring electrode provided on the insulating layer and provided on the insulating film and electrically connected to the IDT electrode.
  • the external connection terminal is provided in the region where the laminated film does not exist in plan view, the stress in bonding the external connection terminal is not directly applied to the laminated film, and the laminated film including the piezoelectric thin film It is believed that cracking and chipping are unlikely to occur.
  • An object of the present invention is to provide an elastic wave device, a high frequency front end circuit, and a communication device in which cracking and chipping of the laminated film are less likely to occur and the supporting substrate and the laminated film are less likely to be separated.
  • the elastic wave device is provided on a support substrate and the support substrate, and is provided inside of at least a part of the outer edge of the support substrate in plan view, and a piezoelectric thin film
  • a connection electrode provided on the insulating layer and electrically connected to the connection electrode electrically connected to the IDT electrode and the connection electrode, and provided directly or indirectly on the connection electrode
  • an external connection terminal provided on the support substrate and outside the region where the laminated film is provided in plan view, and the laminated film side of the support substrate Of the main surface of the Having a recess in a position of an outer edge of the laminated film case, the recess is covered with the insulating layer.
  • the linear expansion coefficient of the laminated film and the linear expansion coefficient of the support substrate are different.
  • the recess is formed entirely on the support substrate and outside the region where the laminated film is provided in plan view. In this case, the support substrate and the laminated film are more difficult to peel off.
  • the recess is provided to surround the laminated film.
  • the support substrate and the laminated film are more difficult to peel off.
  • the supporting substrate is made of a material having a higher sound velocity of bulk wave propagating than the acoustic velocity of the elastic wave propagating the piezoelectric thin film
  • the laminated film is The piezoelectric thin film is provided on the low sound velocity film, including a low sound velocity film in which the sound velocity of the bulk wave propagating is lower than the sound velocity of the elastic wave propagating in the piezoelectric thin film. In this case, the energy of the elastic wave can be effectively confined.
  • the laminated film includes a high sound velocity film having a high sound velocity of a bulk wave propagating than the acoustic velocity of an elastic wave propagating the piezoelectric thin film;
  • the low sound velocity film is provided on the high sound velocity film, and the piezoelectric thin film is provided on the low sound velocity film. It is done. In this case, the energy of the elastic wave can be effectively confined.
  • the laminated film is a high acoustic impedance film having a relatively high acoustic impedance, and a low acoustic impedance film having a low acoustic impedance as compared to the high acoustic impedance film.
  • the piezoelectric thin film is provided on the acoustic reflection layer. In this case, the energy of the elastic wave can be effectively confined.
  • the elastic wave device directly or indirectly on the support substrate and outside the region where the laminated film is provided, in plan view.
  • a supporting member provided with an opening surrounding the IDT electrode, a cover member provided on the supporting member to cover the opening, and connected to the connection electrode And an under bump metal layer penetrating the support member and the cover member, and the external connection terminal is indirectly provided on the connection electrode via the under bump metal layer.
  • the IDT electrode is located in a hollow space surrounded by the support substrate, the support member, and the cover member.
  • the external connection terminal is a bump provided directly on the connection electrode.
  • the high frequency front end circuit of the present invention comprises an elastic wave device configured according to the present invention and a power amplifier.
  • the communication device of the present invention comprises a high frequency front end circuit configured according to the present invention and an RF signal processing circuit.
  • an elastic wave device it is possible to provide an elastic wave device, a high frequency front end circuit, and a communication device in which cracking and chipping of the laminated film are unlikely to occur and the supporting substrate and the laminated film are hardly peeled.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an elastic wave device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic plan cross-sectional view of the elastic wave device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic enlarged plan view showing the vicinity of the elastic wave resonator according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is an enlarged view of FIG. 1 showing the vicinity of the removal region of the support substrate in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of an elastic wave device according to a modification of the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic enlarged cross-sectional view of an elastic wave device according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a schematic enlarged cross-sectional view of an elastic wave device according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a schematic enlarged cross-sectional view of an elastic wave device according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a schematic enlarged cross-sectional view of an elastic wave device according to a first modified example of the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a schematic enlarged cross-sectional view of an elastic wave device according to a second modified example of the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a schematic cross-sectional view of an elastic wave device according to a fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a schematic cross-sectional view of an elastic wave device mounting structure according to a sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a block diagram of a communication device having a high frequency front end circuit.
  • FIG. 14 is a scanning type photomicrograph showing a part of an elastic wave device according to a third embodiment of the present invention
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an elastic wave device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic plan cross-sectional view of the elastic wave device according to the first embodiment.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view corresponding to a portion along the line II in FIG. The elastic wave resonator in FIG. 1 and FIG. 2 is shown by the schematic which added two diagonals to the rectangle.
  • the elastic wave device 1 has a support substrate 2.
  • the support substrate 2 is made of, for example, an appropriate material such as glass or Si.
  • the laminated film 3 including the piezoelectric thin film 6 is provided on the support substrate 2. Specifically, the laminated film 3 is provided inside of at least a part of the outer edge of the support substrate 2 in plan view.
  • the term “plan view” refers to viewing the elastic wave device 1 in the thickness direction of the support substrate 2 from the main surface side of the support substrate 2 on which the laminated film 3 is provided.
  • the laminated film 3 includes a high sound velocity film 4 and a low sound velocity film 5 in addition to the piezoelectric thin film 6. More specifically, the high sound velocity film 4 is provided on the support substrate 2, the low sound velocity film 5 is provided on the high sound velocity film 4, and the piezoelectric thin film 6 is provided on the low sound velocity film 5. There is.
  • the piezoelectric thin film 6 is made of a piezoelectric single crystal such as LiNbO 3 or LiTaO 3 .
  • the piezoelectric thin film 6 may be made of appropriate piezoelectric ceramics.
  • the high sound velocity film 4 is a film in which the sound velocity of the propagating bulk wave is higher than the sound velocity of the elastic wave propagating in the piezoelectric thin film 6.
  • the high sound velocity film 4 is made of, for example, a material containing aluminum nitride, aluminum oxide, silicon carbide, silicon oxynitride, silicon, a DLC film, or a diamond as a main component.
  • the material of the high sound velocity film 4 may be a material having a relatively high sound velocity.
  • the low sound velocity film 5 is a film in which the sound velocity of the propagating bulk wave is lower than the sound velocity of the elastic wave propagating in the piezoelectric thin film 6.
  • the low sound velocity film 5 is made of, for example, a material containing glass, silicon oxynitride, tantalum oxide or a compound obtained by adding fluorine or carbon or boron to silicon oxide as a main component.
  • the material of the low sound velocity film 5 may be a material having a relatively low sound velocity.
  • the laminated film 3 may include films other than the above-described films.
  • an elastic wave resonator 13A On the piezoelectric thin film 6, an elastic wave resonator 13A, an elastic wave resonator 13B, and an elastic wave resonator 13C are configured.
  • FIG. 3 is a schematic enlarged plan view showing the vicinity of the elastic wave resonator in the first embodiment. The wiring around the elastic wave resonator is omitted.
  • An IDT electrode 14 is provided on the piezoelectric thin film 6. By applying an alternating voltage to the IDT electrode 14, an elastic wave is excited. A reflector 15A and a reflector 15B are provided on both sides of the IDT electrode 14 in the elastic wave propagation direction.
  • the elastic wave resonator 13A is configured.
  • the elastic wave resonator 13B and the elastic wave resonator 13C shown in FIG. 1 are similarly configured.
  • the elastic wave resonator 13A, the elastic wave resonator 13B, and the elastic wave resonator 13C are electrically connected to one another by a plurality of wiring electrodes 16.
  • the number of elastic wave resonators in the elastic wave device 1 and the configuration of connection are not particularly limited.
  • the IDT electrode 14 may be provided indirectly on the piezoelectric thin film 6.
  • the laminated film 3 may have a silicon oxide film on the piezoelectric thin film 6.
  • the IDT electrode 14 is provided directly on the silicon oxide film. That is, the IDT electrode 14 may be provided on the laminated film 3.
  • the support substrate 2 has a removal region R1 in which the laminated film 3 is partially removed in the region outside the region in which the IDT electrode is provided.
  • FIG. 4 is an enlarged view of FIG. 1 showing the vicinity of the removal region of the support substrate in the first embodiment.
  • the elastic wave device 1 of the present embodiment has an insulating layer 19 provided in the removal region R1 of the support substrate 2 and provided on the piezoelectric thin film 6.
  • the insulating layer 19 has a first portion 19 a provided on the piezoelectric thin film 6 and a second portion 19 b located in the removal region R 1.
  • the insulating layer 19 is not particularly limited, it is made of, for example, an organic insulator such as polyimide, epoxy resin or acrylic resin, or an inorganic insulator such as silicon oxide.
  • the support substrate 2 has an outer edge contact portion X located at the outer edge of the portion in contact with the laminated film 3.
  • a recess 12 is provided in the removal region R1 of the support substrate 2 so as to be continuous with the outer edge contact portion X.
  • the recess 12 includes a connecting portion 2a that connects the outer edge contact portion X and the portion where the removal region R1 is lowered.
  • the portion where the removal area R1 connected to the connection portion 2a is low is the bottom of the recess 12 in the present embodiment.
  • the recess 12 includes a portion where the removal region R1 is lowered at a portion directly connected to the outer edge contact portion X.
  • the recess 12 includes the entire connection portion 2 a.
  • the connection portion 2 a is one of the surfaces in the recess 12.
  • the concave portion 12 can be provided, for example, by forming a resist layer on the laminated film 3 and forming a resist layer on the portion of the removal region R1 where the concave portion 12 is not provided, and then etching the support substrate 2.
  • the recess 12 is provided so as to surround the laminated film 3.
  • the connection portion 2a is continuous with the entire outer edge contact portion X.
  • the recess 12 may not surround the laminated film 3, and the connection portion 2 a may be connected to at least a part of the outer edge contact portion X.
  • the recess 12 is inclined with respect to the thickness direction of the support substrate 2 and has an inner surface 12 b connected to the connection portion 2 a.
  • the insulating layer 19 extends to the outer edge contact portion X and extends into the recess 12.
  • the structure of the recessed part 12 is not limited above,
  • the recessed part 12 may have surfaces other than the connection part 2a and the inner surface 12b.
  • the bottom portion of the recess 12 is a portion where the connection portion 2 a and the inner surface 12 b are connected in the elastic wave device 1.
  • the part in which surfaces other than the connection part 2a and the inner surface 12b were connected may be a bottom part.
  • the height of the portion other than the portion where the concave portion 12 of the removal region R1 of the support substrate 2 is provided is the same as the height of the portion in contact with the laminated film 3.
  • the height is a position in a direction parallel to the thickness direction of the support substrate 2.
  • the supporting substrate 2 side is lower than the piezoelectric thin film 6 side.
  • the elastic wave device 1 has a connection electrode 17 connected to the elastic wave resonator 13A shown in FIG. As shown in FIG. 4, the connection electrode 17 extends from above the piezoelectric thin film 6 onto the first portion 19 a of the insulating layer 19 and further onto the second portion 19 b.
  • connection electrode 17 reaches the removal region R1 of the support substrate 2.
  • the connection electrode 17 is indirectly provided on the support substrate 2 via the insulating layer 19.
  • the connection electrode 17 may be provided directly on the support substrate 2.
  • the support substrate 2 is made of a material having a low electric resistance, it is preferable that the support substrate 2 be provided on the insulating layer 19. As a result, the electrical characteristics of the elastic wave device 1 do not easily deteriorate.
  • a support member 7 is provided in the removal area R ⁇ b> 1 of the support substrate 2.
  • the support member 7 has an opening 7a surrounding the elastic wave resonator 13A, the elastic wave resonator 13B, and the elastic wave resonator 13C.
  • the support member 7 is provided so as to cover a part of the connection electrode 17.
  • the support member 7 is made of an appropriate resin.
  • a cover member 8 is provided on the support member 7 so as to cover the opening 7 a.
  • An under bump metal layer 9 is provided to penetrate the support member 7 and the cover member 8.
  • the surface on the piezoelectric thin film 6 side of the under bump metal layer 9 is connected to the connection electrode 17.
  • Bumps 10 as external connection terminals are provided on the under bump metal layer 9.
  • the bump 10 is indirectly provided on the connection electrode 17 via the under bump metal layer 9.
  • the bumps 10 are provided on the support substrate 2 in a plan view and outside the region where the laminated film 3 is provided.
  • the external connection terminal in the present invention is not limited to a bump, and may be a member for electrically connecting the elastic wave device 1 to the outside.
  • the external connection terminal may include an under bump metal layer in addition to the bumps.
  • An elastic wave resonator 13A, an elastic wave resonator 13B and an elastic wave resonator 13C are located in a hollow space surrounded by the support substrate 2, the support member 7 and the cover member 8.
  • the elastic wave resonator 13A, the elastic wave resonator 13B, and the elastic wave resonator 13C are electrically connected to the outside through the connection electrode 17, the under bump metal layer 9, and the bumps 10.
  • the elastic wave device 1 has a WLP (Wafer Level Package) structure.
  • the elastic wave device 1 is not limited to the above, and may be, for example, an elastic wave device included in a CSP (Chip Size Package) structure.
  • the features of the present embodiment are provided on the support substrate 2 and the support substrate 2 and provided on the inner side of at least a part of the outer edge of the support substrate 2 in plan view, and the piezoelectric thin film 6 Insulating layer provided on the laminated film 3 from the supporting substrate 2 and provided on the laminated substrate 3, the IDT electrode 14 provided on the laminated film 3, the supporting substrate 2 and the laminated film 3 19 and a connection electrode 17 provided on the insulating layer 19 and electrically connected to the IDT electrode, and electrically connected to the connection electrode 17 directly or indirectly on the connection electrode 17 And an external connection terminal provided on the support substrate 2 and outside the region where the laminated film 3 is provided in plan view. And the main surface of the support substrate 2 on the laminated film 3 side is Has a recess 12 in the position of the outer edge of the laminated film 3 when facing is that the recess 12 is covered with the insulating layer 19.
  • the main surface on the laminated film 3 side of the support substrate 2 has the recess 12 at the position of the outer edge of the laminated film 3 in plan view, and the recess 12 is covered by the insulating layer 19, for example Even if thermal stress is applied when the linear expansion coefficients of the support substrate 2 and the laminated film 3 are different, the insulating layer 19 covers the vicinity of the outer edge contact portion X in the recess 12 where the thermal stress is most applied. Therefore, the thermal stress is relaxed in the vicinity of the outer edge contact portion X to which the thermal stress is most applied, and the support substrate 2 and the laminated film 3 are hardly peeled off.
  • the bumps 10 as external connection terminals are provided in a region where the laminated film 3 does not exist in plan view, the stress when bonding the bumps 10 is not directly applied to the laminated film 3, and the piezoelectric thin film 6 is not It is possible to prevent the occurrence of cracking or chipping of the laminated film 3 including the above.
  • the main surface on the laminated film 3 side of the support substrate 2 has a recess 12 at the position of the outer edge of the laminated film 3 in plan view, and the recess 12 is covered by the insulating layer 19.
  • the following is the configuration 1) and 2).
  • the concave portion 12 is provided on the support substrate 2 so as to include the connection portion 2a connected to the outer edge contact portion X.
  • the insulating layer 19 reaches the outer edge contact portion X and the connection portion 2a.
  • the elastic wave device 1 has the laminated film 3 and the support substrate 2 includes the removal region R1.
  • the support substrate 2 and the laminated film 3 are not easily peeled off even when stress is applied. Furthermore, since the insulating layer 19 extends on the piezoelectric thin film 6, displacement of the laminated film 3 in the direction away from the support substrate 2 can be suppressed. Therefore, peeling between the support substrate 2 and the laminated film 3 can be effectively suppressed.
  • the recess 12 is preferably provided so as to surround the laminated film 3 as in the present embodiment.
  • the entire outer edge contact portion X can be covered with the insulating layer 19, and the support substrate 2 and the laminated film 3 are more difficult to peel off.
  • the insulating layer 19 preferably extends to the bottom of the recess 12. Thereby, the area in which the insulating layer 19 contacts the connection portion 2a can be increased, and the adhesion between the support substrate 2 and the insulating layer 19 can be enhanced. Therefore, the support substrate 2 and the laminated film 3 are more difficult to peel off.
  • the end face of the first portion 19a of the insulating layer 19 including the portion in contact with the piezoelectric thin film 6 is inclined with respect to the thickness direction.
  • the vicinity of the portion from the second portion 19 b to the first portion 19 a of the insulating layer 19 is also inclined.
  • the connection electrode 17 is also inclined in the vicinity of the portion from above the piezoelectric thin film 6 to above the insulating layer 19, and extends from above the second portion 19b of the insulating layer 19 to above the first portion 19a. It is inclined in the vicinity.
  • a portion from on the second portion 19 b of the insulating layer 19 to on the first portion 19 a is referred to as a third portion.
  • the thickness of the portion provided on the third portion of the connection electrode 17 is the same as that of the portions provided on the first portion 19 a and the second portion 19 b of the connection electrode 17. It tends to be thinner than the thickness.
  • the third portion since the third portion is inclined, the thickness of the portion provided in the third portion of the connection electrode 17 is thicker than in the case where the third portion is not inclined. can do. Therefore, disconnection of the connection electrode 17 is unlikely to occur.
  • the insulating layer 19 and the connection electrode 17 may not necessarily be inclined as described above.
  • the inner surface 12 b of the recess 12 is preferably inclined so as to approach the connection portion 2 a with respect to the thickness direction of the support substrate 2.
  • the direction of shear stress applied between the removal region R1 and the insulating layer 19 in the support substrate 2 is not parallel to the direction in which the inner surface 12b extends. Therefore, by providing the concave portion 12 having the inner surface 12 b, the influence of the shear stress on the portion where the support substrate 2 and the laminated film 3 are in contact can be alleviated. Therefore, the support substrate 2 and the laminated film 3 are more difficult to peel off.
  • the inner surface 12b is more preferably directly connected to the connection portion 2a as in the present embodiment.
  • the volume of the recess 12 can be reduced, and the inclination of the surface of the insulating layer 19 on the connection electrode 17 side is unlikely to be a steep angle. Therefore, the disconnection of the connection electrode 17 can be suppressed, and the support substrate 2 and the laminated film 3 do not easily peel off.
  • connection portion 2 a of the recess 12 extends in parallel with the thickness direction of the support substrate 2.
  • the connection portion 2a may extend from the outer edge contact portion X side in the direction in which the removal region R1 is lowered, and may be inclined with respect to the thickness direction of the support substrate 2.
  • the connection portion 2a and the inner surface 12b may include curved surface portions.
  • the shape of the cross section of the recess 12 shown in FIG. 4 is a triangle in this embodiment.
  • the shape of the cross section of the recessed part 12 is not limited above, For example, a rectangle, a trapezoid, or fan shape etc. may be sufficient.
  • the support substrate 2 is made of, for example, a relatively high sound velocity material such as Si
  • the high sound velocity film 4 may not be provided. Also in this case, the same effect as described above can be obtained.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of an elastic wave device according to a modification of the first embodiment of the present invention.
  • the support substrate 2 is made of a material similar to the above-described high sound velocity film, in which the sound velocity of the bulk wave propagating is higher than the sound velocity of the elastic wave propagating the piezoelectric thin film 6.
  • the piezoelectric thin film 6 is provided on the low sound velocity film 5.
  • the laminated film 73 does not include a high sound velocity film. Also in this case, the energy of the elastic wave can be effectively confined, and the support substrate 2 and the laminated film 73 do not easily peel off.
  • FIG. 6 is a schematic enlarged cross-sectional view of an elastic wave device according to a second embodiment. 6 shows a cross section corresponding to the cross section shown in FIG. The same applies to each schematically enlarged cross-sectional view described later.
  • the present embodiment differs from the first embodiment in that the entire removal region R2 is lowered, and the connection portion 22a is continuous with the entire outer edge contact portion X.
  • the elastic wave device of the present embodiment has the same configuration as the elastic wave device 1 of the first embodiment except for the above point.
  • connection portion 22 a in the present embodiment is a step portion between the portion in contact with the laminated film 3 of the support substrate 22 and the removal region R2.
  • the insulating layer 19 extends to the outer edge contact portion X and the connection portion 22a. Therefore, also in the present embodiment, since the outer edge contact portion X is covered by the insulating layer 19, the support substrate 22 and the laminated film 3 do not easily peel off.
  • the concave portion of the support substrate includes the lowered portion in the case where the support substrate is provided with the step portion and the portion of the support substrate is lowered. Even when the lower portion of the support substrate extends from the step portion of the support substrate to the outer edge of the support substrate, the lower portion is a recess. In the second embodiment shown in FIG. 6, the recess is formed entirely on the support substrate 22 in the plan view and outside the region where the laminated film 3 is provided.
  • the support substrate 2 may be etched.
  • FIG. 7 is a schematic enlarged cross-sectional view of an elastic wave device according to a third embodiment.
  • the present embodiment differs from the first embodiment in that the support substrate 32 has a recess 12 and the entire removal area R3 is lowered as in the second embodiment.
  • the elastic wave device of the present embodiment has the same configuration as the elastic wave device 1 of the first embodiment except for the above point.
  • the recess 12 is provided so as to include a part of the connection portion 32 a.
  • the connection portion 32 a has a portion corresponding to the surface in the recess 12 and a portion corresponding to the above-described step portion similar to the second embodiment.
  • the insulating layer 19 extends to the outer edge contact portion X and the connection portion 32 a. More specifically, the insulating layer 19 extends to a portion corresponding to the stepped portion of the connection portion 32 a and a portion corresponding to the surface in the recess 12. Accordingly, the outer edge contact portion X is covered with the insulating layer 19 and the adhesion between the support substrate 32 and the insulating layer 19 can be further enhanced, so the support substrate 2 and the laminated film 3 are further peeled off. hard.
  • the direction in which the portion corresponding to the stepped portion in the connecting portion 32 a extends may be different from the direction in which the portion corresponding to the surface in the recess 12 extends.
  • the configuration of the third embodiment is shown by the scanning type photomicrograph of FIG. It can be seen that the insulating layer extends to the surface in the step portion and the recessed portion and extends onto the piezoelectric thin film.
  • FIG. 8 is a schematic enlarged cross-sectional view of an elastic wave device according to a fourth embodiment.
  • the present embodiment differs from the first embodiment in that the laminated film 43 includes the acoustic reflection layer 43A.
  • the elastic wave device of the present embodiment has the same configuration as the elastic wave device 1 of the first embodiment except for the above point.
  • the acoustic reflection layer 43A has a plurality of high acoustic impedance films with relatively high acoustic impedance, and a plurality of low acoustic impedance films with low acoustic impedance as compared to the high acoustic impedance film. More specifically, as shown in FIG. 8, a high acoustic impedance film 44a and a high acoustic impedance film 44b, and a low acoustic impedance film 45a and a low acoustic impedance film 45b are alternately stacked.
  • the number of layers of the high acoustic impedance film and the low acoustic impedance film is not particularly limited.
  • the piezoelectric thin film 6 is provided on the acoustic reflection layer 43A. Thereby, the energy of the elastic wave can be effectively confined.
  • the outer edge contact portion X is covered by the insulating layer 19, the support substrate 2 and the laminated film 43 do not easily peel off.
  • the form of the support substrate 2 and the connection portion 2a is not limited to the same as that of the first embodiment. Also in the case of the first modified example and the second modified example described below, it is difficult for the support substrate and the laminated film 43 to peel off.
  • FIG. 9 is a schematic enlarged cross-sectional view of an elastic wave device according to a first modification of the fourth embodiment.
  • the entire removal region R2 is lowered, and the connecting portion 22a is continuous with the entire outer edge contact portion X.
  • FIG. 10 is a schematic enlarged cross-sectional view of an elastic wave device according to a second modification of the fourth embodiment.
  • the support substrate 32 of the present modification has the recess 12 and the entire removal area R3 is low.
  • FIG. 11 is a schematic cross-sectional view of an elastic wave device according to a fifth embodiment.
  • FIG. 11 shows a cross section corresponding to the cross section shown in FIG. The same applies to FIG. 12 described later.
  • the elastic wave device 51 of the present embodiment differs from that of the first embodiment in that the bumps 10 are provided directly on the connection electrode 17. Also in the present embodiment, as in the first embodiment, the support substrate 2 and the laminated film 3 do not easily peel off.
  • FIG. 12 is a schematic cross-sectional view of an elastic wave device mounting structure according to a sixth embodiment.
  • the elastic wave device mounting structure 60 has a mounting substrate 62.
  • the elastic wave device 51 of the fifth embodiment is mounted on the mounting substrate 62. More specifically, a plurality of connection terminals 68 are provided on the mounting substrate 62. The bumps 10 of the elastic wave device 51 are joined to the connection terminals 68, respectively.
  • a sealing resin 69 is provided on the mounting substrate 62 so as to cover the elastic wave device 51.
  • the elastic wave device 51 is mounted on the mounting substrate 62.
  • the elastic wave device mounting structure 60 has a CSP structure.
  • the elastic wave device 51 in the elastic wave device mounting structure 60 has the configuration of the fifth embodiment, the supporting substrate 2 and the laminated film 3 are not easily peeled off also in the present embodiment.
  • the elastic wave device of each of the above embodiments can be used as a duplexer of a high frequency front end circuit or the like. An example of this is described below.
  • FIG. 13 is a block diagram of a communication device and a high frequency front end circuit. Note that, in the same drawing, each component connected to the high frequency front end circuit 230, for example, the antenna element 202 and the RF signal processing circuit (RFIC) 203 are also illustrated.
  • the high frequency front end circuit 230 and the RF signal processing circuit 203 constitute a communication device 240.
  • the communication device 240 may include a power supply, a CPU, and a display.
  • the high frequency front end circuit 230 includes a switch 225, duplexers 201A and 201B, filters 231 and 232, low noise amplifier circuits 214 and 224, and power amplifier circuits 234a, 234b, 244a and 244b.
  • the high frequency front end circuit 230 and the communication device 240 in FIG. 13 are an example of the high frequency front end circuit and the communication device, and the present invention is not limited to this configuration.
  • the duplexer 201A has filters 211 and 212.
  • the duplexer 201B includes filters 221 and 222.
  • the duplexers 201A and 201B are connected to the antenna element 202 via the switch 225.
  • the elastic wave device may be a duplexer 201A or 201B, or may be a filter 211, 212, 221 or 222.
  • the elastic wave device is also applied to a multiplexer including three or more filters, for example, a triplexer in which antenna terminals of three filters are shared, a hexaplexer in which antenna terminals of six filters are shared. Can.
  • the elastic wave device includes an elastic wave resonator, a filter, a duplexer, and a multiplexer including three or more filters.
  • the multiplexer is not limited to the configuration including both the transmission filter and the reception filter, and may be configured to include only the transmission filter or only the reception filter.
  • the switch 225 connects the antenna element 202 and a signal path corresponding to a predetermined band in accordance with a control signal from a control unit (not shown), and is formed of, for example, a single pole double throw (SPDT) type switch .
  • SPDT single pole double throw
  • the number of signal paths connected to the antenna element 202 is not limited to one, and may be plural. That is, the high frequency front end circuit 230 may support carrier aggregation.
  • the low noise amplifier circuit 214 is a reception amplifier circuit that amplifies a high frequency signal (here, a high frequency received signal) that has passed through the antenna element 202, the switch 225, and the duplexer 201A, and outputs the amplified signal to the RF signal processing circuit 203.
  • the low noise amplifier circuit 224 is a reception amplifier circuit that amplifies a high frequency signal (here, a high frequency received signal) that has passed through the antenna element 202, the switch 225, and the duplexer 201B, and outputs the amplified signal to the RF signal processing circuit 203.
  • the power amplifier circuits 234 a and 234 b are transmission amplifier circuits that amplify a high frequency signal (here, a high frequency transmission signal) output from the RF signal processing circuit 203 and output the amplified high frequency signal to the antenna element 202 via the duplexer 201 A and the switch 225.
  • the power amplifier circuits 244 a and 244 b are transmission amplifier circuits that amplify a high frequency signal (here, a high frequency transmission signal) output from the RF signal processing circuit 203 and output the amplified high frequency signal to the antenna element 202 via the duplexer 201 B and the switch 225. .
  • the RF signal processing circuit 203 performs signal processing on the high frequency reception signal input from the antenna element 202 via the reception signal path by down conversion or the like, and outputs the reception signal generated by the signal processing. Further, the RF signal processing circuit 203 performs signal processing of the input transmission signal by up conversion or the like, and outputs a high frequency transmission signal generated by the signal processing to the power amplifier circuits 234a, 234b, 244a, 244b.
  • the RF signal processing circuit 203 is, for example, an RFIC.
  • the communication device may include a BB (baseband) IC. In this case, the BBIC processes the received signal processed by the RFIC. Also, the BBIC processes the transmission signal and outputs it to the RFIC.
  • the reception signal processed by the BBIC or the transmission signal before the signal processing by the BBIC is, for example, an image signal or an audio signal.
  • the high-frequency front end circuit 230 may include a duplexer according to a modification of the duplexers 201A and 201B instead of the duplexers 201A and 201B.
  • the filters 231 and 232 in the communication device 240 are connected between the RF signal processing circuit 203 and the switch 225 without passing through the low noise amplifier circuits 214 and 224 and the power amplifier circuits 234a, 234b, 244a and 244b.
  • the filters 231 and 232 are also connected to the antenna element 202 via the switch 225 in the same manner as the duplexers 201A and 201B.
  • the elastic wave device includes the elastic wave resonator, the filter, the duplexer, the multiplexer including three or more filters, and the like. It is difficult for the supporting substrate and the laminated film including the piezoelectric thin film to be separated, and cracking and chipping of the laminated film are less likely to occur.
  • the elastic wave device, the high frequency front end circuit, and the communication device according to the embodiments of the present invention have been described above by using the embodiments and the modifications thereof, but the present invention relates to any component in the embodiments and the modifications Another embodiment realized by combining the above, a variation obtained by applying various modifications to those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention with respect to the above embodiment, a high frequency front end circuit according to the present invention
  • the present invention also includes various devices incorporating a communication device.
  • the present invention can be widely used in communication devices such as cellular phones as elastic wave resonators, filters, duplexers, multiplexers applicable to multiband systems, front end circuits, and communication devices.
  • Low acoustic impedance film 51 ... Elastic wave device 60 . Elastic wave device Mounting structure 62 ... mounting substrate 68 ... connection terminal 69 ... sealing resin 73 ... laminated film 201A, 201B ... duplexer 202 ... antenna element 203 ... RF signal processing circuit 211, 21 ... Filter 214 ... Low noise amplifier circuit 221, 222 ... Filter 224 ... Low noise amplifier circuit 225 ... Switch 230 ... High frequency front end circuit 231, 232 ... Filter 234a, 234b ... Power amplifier circuit 240 ... Communication device 244a, 244b ... Power amplifier circuit R1 ⁇ R3 ... Removal area X ... Outer edge contact area

Landscapes

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Abstract

積層膜の割れや欠けが生じ難く、支持基板と積層膜とが剥離し難い、弾性波装置、高周波フロントエンド回路及び通信装置を提供する。　弾性波装置１は、支持基板２と、支持基板２上に設けられており、平面視した場合に支持基板２の外縁の少なくとも一部よりも内側に設けられており、かつ、圧電薄膜６を含む積層膜３と、積層膜３上に設けられているＩＤＴ電極１６と、支持基板２上及び積層膜３上に設けられており、支持基板２上から積層膜３上に至っている絶縁層１９と、絶縁層１９上に設けられており、ＩＤＴ電極１６と電気的に接続されている接続電極１７と、接続電極１７と電気的に接続されており、接続電極１７上に直接的にまたは間接的に設けられており、かつ、平面視した場合に支持基板２上であって積層膜３が設けられている領域の外側に設けられている、外部接続端子とを備え、支持基板２における積層膜３側の主面は、平面視した場合に積層膜３の外縁の位置に凹部１２を有し、凹部１２は、絶縁層１９によって覆われている。

Description

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

Claims (11)

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