WO2023022157A1 - 弾性波装置及び弾性波装置の製造方法 - Google Patents
弾性波装置及び弾性波装置の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- WO2023022157A1 WO2023022157A1 PCT/JP2022/030987 JP2022030987W WO2023022157A1 WO 2023022157 A1 WO2023022157 A1 WO 2023022157A1 JP 2022030987 W JP2022030987 W JP 2022030987W WO 2023022157 A1 WO2023022157 A1 WO 2023022157A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- substrate
- main surface
- insulator
- electrode
- wave device
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 title description 67
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 279
- 239000012212 insulator Substances 0.000 claims abstract description 158
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims abstract description 95
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 21
- 238000010030 laminating Methods 0.000 claims description 16
- 238000003475 lamination Methods 0.000 claims description 12
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 claims description 11
- WSMQKESQZFQMFW-UHFFFAOYSA-N 5-methyl-pyrazole-3-carboxylic acid Chemical compound CC1=CC(C(O)=O)=NN1 WSMQKESQZFQMFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N lithium niobate Chemical compound [Li+].[O-][Nb](=O)=O GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 7
- 238000005304 joining Methods 0.000 claims description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 59
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 53
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 53
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 14
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 13
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 8
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 8
- 235000019687 Lamb Nutrition 0.000 description 7
- 229910013641 LiNbO 3 Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 7
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 6
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 4
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 4
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 4
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 4
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 4
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 4
- 229910001020 Au alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N Magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 3
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 3
- 239000011295 pitch Substances 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003353 gold alloy Substances 0.000 description 2
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 2
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 2
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 2
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910016570 AlCu Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 description 1
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002601 GaN Inorganic materials 0.000 description 1
- JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N Gallium nitride Chemical compound [Ga]#N JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910003327 LiNbO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 229910052878 cordierite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- -1 diamond and glass Chemical compound 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N dimagnesium dioxido-bis[(1-oxido-3-oxo-2,4,6,8,9-pentaoxa-1,3-disila-5,7-dialuminabicyclo[3.3.1]nonan-7-yl)oxy]silane Chemical compound [Mg++].[Mg++].[O-][Si]([O-])(O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2)O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2 JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 229910052839 forsterite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- HCWCAKKEBCNQJP-UHFFFAOYSA-N magnesium orthosilicate Chemical compound [Mg+2].[Mg+2].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] HCWCAKKEBCNQJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 229910052863 mullite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 1
- 238000000992 sputter etching Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/02007—Details of bulk acoustic wave devices
- H03H9/02157—Dimensional parameters, e.g. ratio between two dimension parameters, length, width or thickness
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H3/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators
- H03H3/007—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks
- H03H3/02—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks for the manufacture of piezoelectric or electrostrictive resonators or networks
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/02007—Details of bulk acoustic wave devices
- H03H9/02015—Characteristics of piezoelectric layers, e.g. cutting angles
- H03H9/02031—Characteristics of piezoelectric layers, e.g. cutting angles consisting of ceramic
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/02228—Guided bulk acoustic wave devices or Lamb wave devices having interdigital transducers situated in parallel planes on either side of a piezoelectric layer
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/02535—Details of surface acoustic wave devices
- H03H9/02543—Characteristics of substrate, e.g. cutting angles
- H03H9/02574—Characteristics of substrate, e.g. cutting angles of combined substrates, multilayered substrates, piezoelectrical layers on not-piezoelectrical substrate
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/05—Holders; Supports
- H03H9/0504—Holders; Supports for bulk acoustic wave devices
- H03H9/0514—Holders; Supports for bulk acoustic wave devices consisting of mounting pads or bumps
- H03H9/0523—Holders; Supports for bulk acoustic wave devices consisting of mounting pads or bumps for flip-chip mounting
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/05—Holders; Supports
- H03H9/10—Mounting in enclosures
- H03H9/1007—Mounting in enclosures for bulk acoustic wave [BAW] devices
- H03H9/105—Mounting in enclosures for bulk acoustic wave [BAW] devices the enclosure being defined by a cover cap mounted on an element forming part of the BAW device
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/125—Driving means, e.g. electrodes, coils
- H03H9/145—Driving means, e.g. electrodes, coils for networks using surface acoustic waves
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/15—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material
- H03H9/17—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material having a single resonator
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/15—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material
- H03H9/17—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material having a single resonator
- H03H9/171—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material having a single resonator implemented with thin-film techniques, i.e. of the film bulk acoustic resonator [FBAR] type
- H03H9/172—Means for mounting on a substrate, i.e. means constituting the material interface confining the waves to a volume
- H03H9/173—Air-gaps
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/15—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material
- H03H9/17—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material having a single resonator
- H03H9/176—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material having a single resonator consisting of ceramic material
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/25—Constructional features of resonators using surface acoustic waves
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H3/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators
- H03H3/007—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks
- H03H3/02—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks for the manufacture of piezoelectric or electrostrictive resonators or networks
- H03H2003/021—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks for the manufacture of piezoelectric or electrostrictive resonators or networks the resonators or networks being of the air-gap type
Definitions
- the present disclosure relates to an elastic wave device and a method for manufacturing an elastic wave device.
- Patent Document 1 describes an elastic wave device.
- the acoustic wave device shown in Patent Document 1 may be wafer-level packaged by covering the electrodes with a substrate. In this case, there is a possibility that current will flow through the substrate between the plurality of extraction electrodes penetrating through the substrate.
- the present disclosure is intended to solve the above-described problems, and aims to suppress the flow of current between extraction electrodes.
- An elastic wave device includes: a first substrate; a piezoelectric layer overlapping the first substrate in a plan view and having a first main surface and a second main surface on the opposite side; a functional electrode provided on at least one of one main surface and a second main surface of the piezoelectric layer; a second substrate having a principal surface; a supporting portion that supports the second substrate between the first principal surface of the piezoelectric layer and the first principal surface of the second substrate; a first land provided on the first main surface of the second substrate and electrically connected to the through via; and the through via provided on the second main surface of the second substrate. and a second land electrically connected to the second substrate. and an insulator between the second main surface of and the second land and between the side wall of the through via and the second substrate.
- a method of manufacturing an elastic wave device includes: a first substrate; a piezoelectric layer having a first main surface and a second main surface opposite to the first main surface; and the first main surface of the piezoelectric layer. and a functional electrode provided on at least one of the second main surface, and a first substrate laminating step of laminating in a first direction; a second substrate laminating step of laminating an insulator and a first land on the first main surface of the second substrate; a first insulator forming step of forming an insulator on at least part of the second main surface of the second substrate; a through-hole forming step of forming a through-hole passing through the second substrate at a position overlapping the first land in plan view; a second main surface of the second substrate; a second insulator forming step of forming an insulator on the surface of the first land exposed to the through hole; and an insulator removing step of removing a part of the insulator formed in the second insulator forming
- the first land is laminated on the first main surface of the second substrate with an insulator interposed therebetween, and in the insulator removing step, the first land at a position overlapping with the through hole in plan view is removed. At least a part of the surface on the side of the second substrate is exposed, and in the through electrode forming step, at least one second land is formed on the second main surface of the second substrate via an insulator.
- FIG. 1A is a perspective view showing an elastic wave device according to a first embodiment
- FIG. 1B is a plan view showing the electrode structure of the first embodiment.
- FIG. 2 is a cross-sectional view of a portion along line II-II of FIG. 1A.
- FIG. 3A is a schematic cross-sectional view for explaining Lamb waves propagating through the piezoelectric layer of the comparative example.
- FIG. 3B is a schematic cross-sectional view for explaining a thickness-shear primary mode bulk wave propagating through the piezoelectric layer of the first embodiment.
- FIG. 4 is a schematic cross-sectional view for explaining the amplitude direction of a thickness-shear primary mode bulk wave propagating in the piezoelectric layer of the first embodiment.
- FIG. 1A is a perspective view showing an elastic wave device according to a first embodiment
- FIG. 1B is a plan view showing the electrode structure of the first embodiment.
- FIG. 2 is a cross-sectional view of a portion along line II
- FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of resonance characteristics of the elastic wave device of the first embodiment.
- FIG. 2 is an explanatory diagram showing the relationship between , and the fractional band.
- FIG. FIG. 7 is a plan view showing an example in which a pair of electrodes are provided in the elastic wave device of the first embodiment.
- FIG. 8 is a reference diagram showing an example of resonance characteristics of the elastic wave device of the first embodiment.
- FIG. 9 shows the ratio bandwidth when a large number of elastic wave resonators are configured in the elastic wave device of the first embodiment, and the phase rotation amount of the spurious impedance normalized by 180 degrees as the magnitude of the spurious. is an explanatory diagram showing the relationship between.
- FIG. 9 shows the ratio bandwidth when a large number of elastic wave resonators are configured in the elastic wave device of the first embodiment, and the phase rotation amount of the spurious impedance normalized by 180 degrees as the magnitude of the spurious.
- FIG. 10 is an explanatory diagram showing the relationship between d/2p, metallization ratio MR, and fractional bandwidth.
- FIG. 11 is an explanatory diagram showing a map of the fractional band with respect to the Euler angles (0°, ⁇ , ⁇ ) of LiNbO 3 when d/p is infinitely close to 0.
- FIG. 12 is a partially cutaway perspective view for explaining the elastic wave device according to the embodiment of the present disclosure.
- FIG. 13 is a plan view showing part of the elastic wave device according to the first embodiment.
- 14 is a cross-sectional view taken along line XIV-XIV in FIG. 13.
- FIG. 15 is a cross-sectional view taken along line XV-XV of FIG. 13.
- FIG. 16 is an enlarged view of area E of FIG. 14.
- FIG. 17 is an enlarged view of area F in FIG. 15.
- FIG. FIG. 18 is a cross-sectional view for explaining the first substrate lamination process according to the first embodiment.
- FIG. 19 is a cross-sectional view for explaining the first substrate lamination process according to the first embodiment.
- FIG. 20 is a cross-sectional view for explaining the first substrate lamination process according to the first embodiment.
- FIG. 21 is a cross-sectional view for explaining the second substrate lamination process according to the first embodiment.
- FIG. 22 is a cross-sectional view for explaining a bonding process according to the first embodiment;
- FIG. 23 is a cross-sectional view for explaining the second substrate thinning process according to the first embodiment.
- FIG. 24 is a cross-sectional view for explaining the first insulator forming process according to the first embodiment.
- FIG. 25 is an enlarged view of area E1 in FIG.
- FIG. 26 is a cross-sectional view for explaining a through-hole forming process according to the first embodiment.
- FIG. 27 is a cross-sectional view for explaining a second insulator formation step according to the first embodiment.
- FIG. 28 is a cross-sectional view for explaining the insulator removal process according to the first embodiment.
- FIG. 29 is a schematic cross-sectional view for explaining the seed layer forming process according to the first embodiment.
- FIG. 30 is a cross-sectional view for explaining a through electrode forming process according to the first embodiment.
- FIG. 31 is a cross-sectional view for explaining a through electrode forming process according to the first embodiment.
- FIG. 32 is a cross-sectional view for explaining a through electrode forming process according to the first embodiment.
- FIG. 33 is a cross-sectional view for explaining the seed layer removing process according to the first embodiment.
- FIG. 34 is a cross-sectional view for explaining the third insulator forming process according to the first embodiment.
- FIG. 35 is a cross-sectional view for explaining the bump forming process according to the first embodiment.
- FIG. 36 is a cross-sectional view for explaining the bump forming process according to the first embodiment.
- FIG. 37 is a cross-sectional view for explaining the bump forming process according to the first embodiment.
- FIG. 38 is a cross-sectional view showing extraction electrodes connected to a reference potential according to the first example of the elastic wave device according to the second embodiment.
- FIG. 39 is a cross-sectional view showing extraction electrodes connected to a reference potential according to the second example of the elastic wave device according to the second embodiment.
- FIG. 40 is a cross-sectional view showing extraction electrodes connected to a reference potential according to the third example of the elastic wave device according to the second embodiment.
- FIG. 41 is a circuit diagram showing an example of an acoustic wave device according to the second embodiment.
- FIG. 42 is a cross-sectional view for explaining the first insulator forming process according to the second embodiment.
- FIG. 43 is an enlarged view of area F1 in FIG.
- FIG. 44 is a cross-sectional view for explaining a through-hole forming process according to the second embodiment.
- FIG. 45 is a cross-sectional view for explaining a second insulator formation step according to the second embodiment.
- FIG. 46 is a cross-sectional view for explaining the insulator removing process according to the second embodiment.
- FIG. 47 is a schematic cross-sectional view illustrating a seed layer forming process according to the second embodiment.
- FIG. 48 is a cross-sectional view for explaining a through electrode forming process according to the second embodiment.
- FIG. 49 is a cross-sectional view for explaining a through electrode forming process according to the second embodiment.
- FIG. 50 is a cross-sectional view for explaining a through electrode forming process according to the second embodiment.
- FIG. 51 is a cross-sectional view for explaining the seed layer removing process according to the second embodiment.
- FIG. 52 is a cross-sectional view for explaining the third insulator formation process according to the second embodiment.
- FIG. 53 is a cross-sectional view for explaining the bump formation process according to the second embodiment.
- FIG. 54 is a cross-sectional view for explaining a bump formation process according to the second embodiment.
- FIG. 55 is a cross-sectional view for explaining the bump formation process according to the second embodiment.
- FIG. 1A is a perspective view showing an elastic wave device according to a first embodiment
- FIG. 1B is a plan view showing the electrode structure of the first embodiment.
- the elastic wave device 1 of the first embodiment has a piezoelectric layer 2 made of LiNbO 3 .
- the piezoelectric layer 2 may consist of LiTaO 3 .
- the cut angle of LiNbO 3 and LiTaO 3 is Z-cut in the first embodiment.
- the cut angles of LiNbO 3 and LiTaO 3 may be rotated Y-cut or X-cut.
- the Y-propagation and X-propagation ⁇ 30° propagation orientations are preferred.
- the thickness of the piezoelectric layer 2 is not particularly limited, it is preferably 50 nm or more and 1000 nm or less in order to effectively excite the thickness shear primary mode.
- the piezoelectric layer 2 has a first main surface 2a and a second main surface 2b facing each other in the Z direction. Electrode fingers 3 and 4 are provided on the first main surface 2a.
- the electrode finger 3 is an example of the "first electrode finger” and the electrode finger 4 is an example of the "second electrode finger”.
- the multiple electrode fingers 3 are multiple “first electrodes” connected to the first busbar electrodes 5 .
- a plurality of electrode fingers 4 are a plurality of “second electrodes” connected to second busbar electrodes 6 .
- the plurality of electrode fingers 3 and the plurality of electrode fingers 4 are interdigitated with each other.
- an IDT (Interdigital Transducer) electrode including electrode fingers 3 , electrode fingers 4 , first busbar electrodes 5 , and second busbar electrodes 6 is configured.
- the electrode fingers 3 and 4 have a rectangular shape and a length direction.
- the electrode finger 3 and the electrode finger 4 adjacent to the electrode finger 3 face each other in a direction perpendicular to the length direction.
- the length direction of the electrode fingers 3 and 4 and the direction perpendicular to the length direction of the electrode fingers 3 and 4 are directions that intersect the thickness direction of the piezoelectric layer 2 . Therefore, it can be said that the electrode finger 3 and the electrode finger 4 adjacent to the electrode finger 3 face each other in the direction intersecting the thickness direction of the piezoelectric layer 2 .
- the thickness direction of the piezoelectric layer 2 is defined as the Z direction (or first direction)
- the length direction of the electrode fingers 3 and 4 is defined as the Y direction (or second direction)
- the electrode fingers 3 and electrode fingers 4 may be described as the X direction (or the third direction).
- the length direction of the electrode fingers 3 and 4 may be interchanged with the direction orthogonal to the length direction of the electrode fingers 3 and 4 shown in FIGS. 1A and 1B. That is, in FIGS. 1A and 1B, the electrode fingers 3 and 4 may extend in the direction in which the first busbar electrodes 5 and the second busbar electrodes 6 extend. In that case, the first busbar electrode 5 and the second busbar electrode 6 extend in the direction in which the electrode fingers 3 and 4 extend in FIGS. 1A and 1B.
- a pair of structures in which the electrode fingers 3 connected to one potential and the electrode fingers 4 connected to the other potential are adjacent to each other are arranged in a direction perpendicular to the length direction of the electrode fingers 3 and 4. Multiple pairs are provided.
- the electrode finger 3 and the electrode finger 4 are adjacent to each other, not when the electrode finger 3 and the electrode finger 4 are arranged so as to be in direct contact, but when the electrode finger 3 and the electrode finger 4 are arranged with a gap therebetween. It refers to the case where the When the electrode finger 3 and the electrode finger 4 are adjacent to each other, there are electrodes connected to the hot electrode and the ground electrode, including other electrode fingers 3 and 4, between the electrode finger 3 and the electrode finger 4. is not placed.
- the logarithms need not be integer pairs, but may be 1.5 pairs, 2.5 pairs, and so on.
- the center-to-center distance, that is, the pitch, between the electrode fingers 3 and 4 is preferably in the range of 1 ⁇ m or more and 10 ⁇ m or less. Further, the center-to-center distance between the electrode fingers 3 and 4 means the center of the width dimension of the electrode fingers 3 in the direction orthogonal to the length direction of the electrode fingers 3 and the distance orthogonal to the length direction of the electrode fingers 4 . It is the distance connecting the center of the width dimension of the electrode finger 4 in the direction of
- the electrode fingers 3 and 4 when at least one of the electrode fingers 3 and 4 is plural (when there are 1.5 or more pairs of electrodes when the electrode fingers 3 and 4 are paired as a pair of electrode pairs), the electrode fingers 3.
- the center-to-center distance of the electrode fingers 4 refers to the average value of the center-to-center distances of adjacent electrode fingers 3 and electrode fingers 4 among 1.5 or more pairs of electrode fingers 3 and electrode fingers 4 .
- the width of the electrode fingers 3 and 4 that is, the dimension in the facing direction of the electrode fingers 3 and 4 is preferably in the range of 150 nm or more and 1000 nm or less.
- the center-to-center distance between the electrode fingers 3 and 4 is the distance between the center of the dimension (width dimension) of the electrode finger 3 in the direction perpendicular to the length direction of the electrode finger 3 and the length of the electrode finger 4. It is the distance connecting the center of the dimension (width dimension) of the electrode finger 4 in the direction orthogonal to the direction.
- the direction orthogonal to the length direction of the electrode fingers 3 and 4 is the direction orthogonal to the polarization direction of the piezoelectric layer 2 .
- “perpendicular” is not limited to being strictly perpendicular, but substantially perpendicular (the angle formed by the direction perpendicular to the length direction of the electrode fingers 3 and electrode fingers 4 and the polarization direction is, for example, 90° ⁇ 10°).
- a support substrate 8 is laminated on the second main surface 2b side of the piezoelectric layer 2 with an intermediate layer 7 interposed therebetween.
- the intermediate layer 7 and the support substrate 8 have a frame shape and, as shown in FIG. 2, openings 7a and 8a.
- a space (air gap) 9 is thereby formed.
- the space 9 is provided so as not to disturb the vibration of the excitation region C of the piezoelectric layer 2 . Therefore, the support substrate 8 is laminated on the second main surface 2b with the intermediate layer 7 interposed therebetween at a position not overlapping the portion where at least one pair of electrode fingers 3 and 4 are provided. Note that the intermediate layer 7 may not be provided. Therefore, the support substrate 8 can be directly or indirectly laminated to the second main surface 2b of the piezoelectric layer 2 .
- the intermediate layer 7 is made of silicon oxide.
- the intermediate layer 7 can be formed of an appropriate insulating material other than silicon oxide, such as silicon nitride and alumina.
- the support substrate 8 is made of Si.
- the plane orientation of the surface of Si on the piezoelectric layer 2 side may be (100), (110), or (111).
- high-resistance Si having a resistivity of 4 k ⁇ or more is desirable.
- the support substrate 8 can also be constructed using an appropriate insulating material or semiconductor material.
- Materials for the support substrate 8 include, for example, aluminum oxide, lithium tantalate, lithium niobate, piezoelectric materials such as crystal, alumina, magnesia, sapphire, silicon nitride, aluminum nitride, silicon carbide, zirconia, cordierite, mullite, and steer.
- Various ceramics such as tight and forsterite, dielectrics such as diamond and glass, and semiconductors such as gallium nitride can be used.
- the plurality of electrode fingers 3, electrode fingers 4, first busbar electrodes 5, and second busbar electrodes 6 are made of appropriate metals or alloys such as Al and AlCu alloys.
- the electrode fingers 3, the electrode fingers 4, the first busbar electrodes 5, and the second busbar electrodes 6 have a structure in which an Al film is laminated on a Ti film. Note that an adhesion layer other than the Ti film may be used.
- an AC voltage is applied between the multiple electrode fingers 3 and the multiple electrode fingers 4 . More specifically, an AC voltage is applied between the first busbar electrode 5 and the second busbar electrode 6 . As a result, it is possible to obtain resonance characteristics using a thickness-shear primary mode bulk wave excited in the piezoelectric layer 2 .
- d/p is set to 0.5 or less.
- the thickness-shear primary mode bulk wave is effectively excited, and good resonance characteristics can be obtained. More preferably, d/p is 0.24 or less, in which case even better resonance characteristics can be obtained.
- the electrode fingers 3 and the electrode fingers 4 When at least one of the electrode fingers 3 and the electrode fingers 4 is plural as in the first embodiment, that is, when the electrode fingers 3 and the electrode fingers 4 form a pair of electrodes, the electrode fingers 3 and the electrode fingers When there are 1.5 pairs or more of 4, the center-to-center distance p between the adjacent electrode fingers 3 and 4 is the average distance between the center-to-center distances between the adjacent electrode fingers 3 and 4 .
- the acoustic wave device 1 of the first embodiment has the above configuration, even if the logarithms of the electrode fingers 3 and 4 are reduced in an attempt to reduce the size, the Q value is unlikely to decrease. This is because the resonator does not require reflectors on both sides, and the propagation loss is small. The reason why the above reflector is not required is that the bulk wave of the thickness-shlip primary mode is used.
- FIG. 3A is a schematic cross-sectional view for explaining Lamb waves propagating through the piezoelectric layer of the comparative example.
- FIG. 3B is a schematic cross-sectional view for explaining a thickness-shear primary mode bulk wave propagating through the piezoelectric layer of the first embodiment.
- FIG. 4 is a schematic cross-sectional view for explaining the amplitude direction of a thickness-shear primary mode bulk wave propagating in the piezoelectric layer of the first embodiment.
- FIG. 3A shows an acoustic wave device as described in Patent Document 1, in which Lamb waves propagate through the piezoelectric layer.
- waves propagate through the piezoelectric layer 201 as indicated by arrows.
- the piezoelectric layer 201 has a first principal surface 201a and a second principal surface 201b, and the thickness direction connecting the first principal surface 201a and the second principal surface 201b is the Z direction.
- the X direction is the direction in which the electrode fingers 3 and 4 of the IDT electrodes are aligned.
- the Lamb wave the wave propagates in the X direction as shown.
- the wave is applied to the first main surface 2a and the second main surface 2b of the piezoelectric layer 2. , that is, in the Z direction, and resonate. That is, the X-direction component of the wave is significantly smaller than the Z-direction component. Further, since resonance characteristics are obtained by propagating waves in the Z direction, no reflector is required. Therefore, no propagation loss occurs when propagating to the reflector. Therefore, even if the number of electrode pairs consisting of the electrode fingers 3 and 4 is reduced in an attempt to promote miniaturization, the Q value is unlikely to decrease.
- the amplitude direction of the bulk wave of the primary thickness-shear mode is the first region 251 included in the excitation region C (see FIG. 1B) of the piezoelectric layer 2 and the first region 251 included in the excitation region C (see FIG. 1B). 2 area 252 is reversed.
- FIG. 4 schematically shows bulk waves when a voltage is applied between the electrode fingers 3 so that the electrode fingers 4 have a higher potential than the electrode fingers 3 .
- the first region 251 is a region of the excitation region C between the virtual plane VP1 that is orthogonal to the thickness direction of the piezoelectric layer 2 and bisects the piezoelectric layer 2 and the first main surface 2a.
- the second region 252 is a region of the excitation region C between the virtual plane VP1 and the second main surface 2b.
- At least one pair of electrodes consisting of the electrode fingers 3 and 4 is arranged. It is not always necessary to have a plurality of pairs of electrode pairs. That is, it is sufficient that at least one pair of electrodes is provided.
- the electrode finger 3 is an electrode connected to a hot potential
- the electrode finger 4 is an electrode connected to a ground potential.
- the electrode finger 3 may be connected to the ground potential and the electrode finger 4 to the hot potential.
- the at least one pair of electrodes are, as described above, electrodes connected to a hot potential or electrodes connected to a ground potential, and no floating electrodes are provided.
- FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of resonance characteristics of the elastic wave device of the first embodiment.
- the design parameters of the acoustic wave device 1 that obtained the resonance characteristics shown in FIG. 5 are as follows.
- Piezoelectric layer 2 LiNbO3 with Euler angles (0°, 0°, 90°) Thickness of piezoelectric layer 2: 400 nm
- Length of excitation region C (see FIG. 1B): 40 ⁇ m Number of electrode pairs consisting of electrode fingers 3 and 4: 21 pairs Center-to-center distance (pitch) between electrode fingers 3 and 4: 3 ⁇ m Width of electrode fingers 3 and 4: 500 nm d/p: 0.133
- Middle layer 7 Silicon oxide film with a thickness of 1 ⁇ m
- Support substrate 8 Si
- the excitation region C (see FIG. 1B) is a region where the electrode fingers 3 and 4 overlap when viewed in the X direction perpendicular to the length direction of the electrode fingers 3 and 4. .
- the length of the excitation region C is the dimension along the length direction of the electrode fingers 3 and 4 of the excitation region C. As shown in FIG. Here, the excitation region C is an example of the "intersection region".
- the inter-electrode distances of the electrode pairs consisting of the electrode fingers 3 and 4 are all equal in a plurality of pairs. That is, the electrode fingers 3 and the electrode fingers 4 are arranged at equal pitches.
- d/p is 0.5 or less, more preferably 0. .24 or less. This will be explained with reference to FIG.
- FIG. 6 shows d/2p, where p is the center-to-center distance between adjacent electrodes or the average distance of the center-to-center distances, and d is the average thickness of the piezoelectric layer 2. It is an explanatory view showing the relationship with the fractional bandwidth as.
- At least one pair of electrodes may be one pair, and the above p is the center-to-center distance between adjacent electrode fingers 3 and 4 in the case of one pair of electrodes. In the case of 1.5 pairs or more of electrodes, the average distance between the centers of adjacent electrode fingers 3 and 4 should be p.
- the thickness d of the piezoelectric layer 2 if the piezoelectric layer 2 has variations in thickness, a value obtained by averaging the thickness may be adopted.
- FIG. 7 is a plan view showing an example in which a pair of electrodes are provided in the elastic wave device of the first embodiment.
- a pair of electrodes having electrode fingers 3 and 4 are provided on first main surface 2 a of piezoelectric layer 2 .
- K in FIG. 7 is the intersection width.
- the number of pairs of electrodes may be one. Even in this case, if the above d/p is 0.5 or less, it is possible to effectively excite the bulk wave in the primary mode of thickness shear.
- the excitation region is an overlapping region of the plurality of electrode fingers 3 and 4 when viewed in the direction in which any adjacent electrode fingers 3 and 4 are facing each other. It is desirable that the metallization ratio MR of the adjacent electrode fingers 3 and 4 with respect to the region C satisfies MR ⁇ 1.75(d/p)+0.075. In that case, spurious can be effectively reduced. This will be described with reference to FIGS. 8 and 9. FIG.
- FIG. 8 is a reference diagram showing an example of resonance characteristics of the elastic wave device of the first embodiment.
- a spurious signal indicated by an arrow B appears between the resonance frequency and the anti-resonance frequency.
- d/p 0.08 and the Euler angles of LiNbO 3 (0°, 0°, 90°).
- the metallization ratio MR was set to 0.35.
- the metallization ratio MR will be explained with reference to FIG. 1B.
- the excitation region C is the portion surrounded by the dashed-dotted line.
- the excitation region C refers to the electrode finger that overlaps the electrode finger 4 when the electrode finger 3 and the electrode finger 4 are viewed in a direction orthogonal to the length direction of the electrode finger 3 and the electrode finger 4, that is, in the opposing direction. 3, a region of the electrode finger 4 overlapping the electrode finger 3, and a region between the electrode finger 3 and the electrode finger 4 where the electrode finger 3 and the electrode finger 4 overlap.
- the area of the electrode fingers 3 and 4 in the excitation region C with respect to the area of the excitation region C is the metallization ratio MR. That is, the metallization ratio MR is the ratio of the area of the metallization portion to the area of the excitation region C.
- the ratio of the metallization portion included in the entire excitation region C to the total area of the excitation region C should be MR.
- FIG. 9 shows the ratio bandwidth when a large number of elastic wave resonators are configured in the elastic wave device of the first embodiment, and the phase rotation amount of the spurious impedance normalized by 180 degrees as the magnitude of the spurious. is an explanatory diagram showing the relationship between. The ratio band was adjusted by changing the film thickness of the piezoelectric layer 2 and the dimensions of the electrode fingers 3 and 4 .
- FIG. 9 shows the results when the piezoelectric layer 2 made of Z-cut LiNbO 3 is used, but the same tendency is obtained when the piezoelectric layer 2 with other cut angles is used.
- the spurious is as large as 1.0.
- the fractional band exceeds 0.17, that is, exceeds 17%, a large spurious with a spurious level of 1 or more changes the parameters constituting the fractional band, even if the passband appear within. That is, as in the resonance characteristics shown in FIG. 8, a large spurious component indicated by arrow B appears within the band. Therefore, the specific bandwidth is preferably 17% or less. In this case, by adjusting the film thickness of the piezoelectric layer 2 and the dimensions of the electrode fingers 3 and 4, the spurious response can be reduced.
- FIG. 10 is an explanatory diagram showing the relationship between d/2p, metallization ratio MR, and fractional bandwidth.
- various elastic wave devices 1 with different d/2p and MR were configured, and the fractional bandwidth was measured.
- the hatched portion on the right side of the dashed line D in FIG. 10 is the area where the fractional bandwidth is 17% or less.
- FIG. 11 is an explanatory diagram showing a map of the fractional band with respect to the Euler angles (0°, ⁇ , ⁇ ) of LiNbO 3 when d/p is infinitely close to 0.
- FIG. A hatched portion in FIG. 11 is a region where a fractional bandwidth of at least 5% or more is obtained. When the range of the area is approximated, it becomes the range represented by the following formulas (1), (2) and (3).
- Equation (1) (0° ⁇ 10°, 20° to 80°, 0° to 60° (1-( ⁇ -50) 2 /900) 1/2 ) or (0° ⁇ 10°, 20° to 80°, [180 °-60° (1-( ⁇ -50) 2 /900) 1/2 ] ⁇ 180°) Equation (2) (0° ⁇ 10°, [180°-30°(1-( ⁇ -90) 2 /8100) 1/2 ] ⁇ 180°, arbitrary ⁇ ) Equation (3)
- the fractional band can be sufficiently widened, which is preferable.
- FIG. 12 is a partially cutaway perspective view for explaining the elastic wave device according to the embodiment of the present disclosure.
- the outer peripheral edge of the space 9 is indicated by a dashed line.
- the elastic wave device of the present disclosure may utilize plate waves.
- the elastic wave device 301 has reflectors 310 and 311 as shown in FIG. Reflectors 310 and 311 are provided on both sides of the electrode fingers 3 and 4 of the piezoelectric layer 2 in the elastic wave propagation direction.
- a Lamb wave as a plate wave is excited by applying an AC electric field to the electrode fingers 3 and 4 on the space 9.
- the reflectors 310 and 311 are provided on both sides, it is possible to obtain resonance characteristics due to Lamb waves as Lamb waves.
- the elastic wave devices 1 and 101 use bulk waves in the primary mode of thickness shear.
- the first electrode finger 3 and the second electrode finger 4 are adjacent electrodes, the thickness of the piezoelectric layer 2 is d, and the center of the first electrode finger 3 and the second electrode finger 4 is d/p is set to 0.5 or less, where p is the distance between them.
- the Q value can be increased even if the elastic wave device is miniaturized.
- the piezoelectric layer 2 is made of lithium niobate or lithium tantalate.
- the first principal surface 2a or the second principal surface 2b of the piezoelectric layer 2 has a first electrode finger 3 and a second electrode finger 4 facing each other in a direction intersecting the thickness direction of the piezoelectric layer 2. and the second electrode fingers 4 are desirably covered with a protective film.
- FIG. 13 is a plan view showing part of the elastic wave device according to the first embodiment.
- FIG. 13 is a plan view of the elastic wave element substrate 10 of the elastic wave device from the side where the cover member 40 is provided.
- 14 is a cross-sectional view taken along line XIV-XIV in FIG. 13.
- FIG. 15 is a cross-sectional view along XV-XV in FIG. 13.
- the elastic wave device according to the first embodiment includes an elastic wave element substrate 10 and a cover member 40.
- one of the directions parallel to the Z direction may be described as upward.
- the elastic wave device substrate 10 has a plurality of resonators SR1, SR2 and PR1.
- the resonator SR1 is a resonator having a functional electrode 30A
- the resonator SR2 is a resonator having a functional electrode 30B
- the resonator PR1 is a resonator having a functional electrode 30C.
- the acoustic wave device according to the first embodiment includes a series arm resonator inserted in series in a signal path from an input terminal to an output terminal (hereinafter referred to as a first path), and a node on the first path and a reference potential.
- the input terminal is the extraction electrode 50A
- the output terminal is the extraction electrode 50B
- the reference potential is connected to the extraction electrode 50C.
- the series arm resonators are resonator SR1 and resonator SR2, and the parallel arm resonator is resonator PR1.
- Resonators SR1 and SR2, which are series arm resonators have one terminal electrically connected to lead electrode 50A serving as an input terminal, and the other terminal electrically connected to lead electrode 50B serving as an output terminal.
- the resonator SR1 and the resonator SR2 are electrically connected in series.
- One terminal of the resonator PR1 is electrically connected to the wiring 12 connecting the resonators SR1 and SR2, and the other terminal is electrically connected to the extraction electrode 50C connected to the reference potential.
- the acoustic wave device substrate 10 includes functional electrodes 30A to 30C, support members, the piezoelectric layer 2, the first metal layer 35, the second metal layer 14, and the dielectric film 19.
- the support member is a member provided with the support substrate 8 .
- the support substrate 8 is an example of a "first substrate".
- the support substrate 8 is, for example, a silicon substrate.
- the support member further comprises an intermediate layer 7 .
- the intermediate layer 7 is laminated on the support substrate 8 .
- the intermediate layer 7 is, for example, a layer made of silicon oxide. Note that the intermediate layer 7 is not an essential component.
- the support member is provided with first spaces 91A to 91C.
- the first space 91 is a space formed by etching the sacrificial layer.
- the first space portions 91A to 91C are provided at positions overlapping at least part of the functional electrodes 30A to 30C, respectively, when viewed from above in the Z direction.
- the first spaces 91A-91C are formed in the intermediate layer .
- the first space portions 91A to 91C are spaces corresponding to the space portion 9 shown in FIG. Note that the first space portions 91A to 91C may be provided in the support substrate 8.
- the piezoelectric layer 2 is laminated on the supporting member. As shown in FIG. 14, in the first embodiment, the piezoelectric layer 2 is provided on the support substrate 8 with the intermediate layer 7 interposed therebetween.
- the piezoelectric layer 2 contains, for example, lithium niobate or lithium tantalate, and may further contain unavoidable impurities. It should be noted that the piezoelectric layer 2 is laminated on the support substrate 8 if the support member does not have the intermediate layer 7 .
- the piezoelectric layer 2 has a first main surface 2a and a second main surface 2b.
- the first main surface 2 a is the main surface of the piezoelectric layer 2 on the second substrate 41 side.
- the second main surface 2b is a main surface opposite to the first main surface 2a, and is the main surface of the piezoelectric layer 2 on the support substrate 8 side.
- the functional electrodes 30A to 30C include the first busbar electrode 5, the second busbar electrode 6 facing the first busbar electrode 5, and the electrode fingers 3 connected to the first busbar electrode 5, as shown in FIG. 1B. , and electrode fingers 4 connected to the second busbar electrodes 6 .
- the functional electrodes 30A to 30C are provided on at least one of the first main surface 2a and the second main surface 2b of the piezoelectric layer 2.
- FIG. In the first embodiment, the functional electrodes 30A-30C are provided on the first main surface 2a of the piezoelectric layer 2.
- the first metal layer 35 and the second metal layer 14 are supporting portions that support the cover member 40 on the acoustic wave device substrate 10 .
- a first metal layer 35 is provided on the piezoelectric layer 2 .
- the second metal layer 14 is laminated on the first metal layer 35 .
- the first metal layer 35 and the second metal layer 14 are metal laminates of gold or a gold alloy and other metals (eg, titanium, etc.). As shown in FIG. 15, the first metal layer 35 and the second metal layer 14 include those formed in a linear pattern surrounding the functional electrodes 30A to 30C when viewed from above in the Z direction. .
- the second metal layer 14 includes wirings 12 electrically connected to the functional electrodes 30A-30C.
- the wiring 12 electrically connects the extraction electrodes 50A to 50C and the resonators SR1, SR2 and PR1.
- the wiring 12 is thicker than the functional electrodes 30A-30C.
- the first metal layer 35 and the second metal layer 14 are made of the same material in the first embodiment, they are not limited to this and may be made of different materials.
- the dielectric film 19 is provided on the main surface (first main surface 2a) of the piezoelectric layer 2 on which the functional electrodes 30A to 30C and the functional electrodes 30A to 30C are provided.
- the dielectric film 19 is made of silicon oxide, for example.
- the cover member 40 is a member including the second substrate 41 . As shown in FIGS. 14 and 15, the cover member 40 includes a second substrate 41, an insulator 42, a seal metal layer 43, and an insulator 45 in the first embodiment. Further, the cover member 40 is provided with extraction electrodes 50A to 50D penetrating through the second substrate 41 and the insulators 42 and 45 .
- the second substrate 41 is a substrate that faces the first principal surface 2a of the piezoelectric layer 2 .
- the second substrate 41 is a substrate made of a semiconductor or conductor, such as a silicon substrate.
- the second substrate 41 has a first principal surface 41a, which is the principal surface on the acoustic wave device substrate 10 side, and a second principal surface 41b, which is the principal surface opposite to the first principal surface 41a.
- the second main surface 41b of the second substrate 41 is covered with an insulator 45 made of silicon oxide
- the first main surface 41a of the second substrate 41 is covered with an insulator 42 made of silicon oxide.
- the insulators 42 and 45 may be made of an appropriate insulating material such as aluminum oxide, aluminum nitride, boron nitride, silicon carbide, magnesium oxide, silicon (high resistance silicon), or the like.
- the sealing metal layer 43 is a metal layer that supports the acoustic wave device substrate 10 on the cover member 40 .
- a seal metal layer 43 is formed on a portion of the insulator 42 as shown in FIGS. As shown in FIGS. 14 and 15, the sealing metal layer 43 is formed in a linear pattern so as to surround the functional electrodes 30A to 30C when viewed from above in the Z direction.
- the seal metal layer 43 is adhered to the second metal layer 14 formed in a linear pattern. Thereby, the sealing metal layer 43 can seal the space between the acoustic wave device substrate 10 and the cover member 40 . Thereby, the functional electrodes 30A to 30C can be protected.
- the seal metal layer 43 is a metal laminate of gold or a gold alloy and another metal (such as titanium, for example).
- the sealing metal layer 43 is, for example, the same material as the second metal layer 14 .
- the extraction electrodes 50A to 50D are electrodes for connecting the elastic wave device to an external device.
- the extraction electrodes 50A to 50C are provided at positions overlapping the first metal layer 35 when viewed from above in the Z direction. At least one of the extraction electrodes serves as an input terminal, at least one extraction electrode serves as an output terminal, and at least one extraction electrode is connected to a reference potential.
- the lead electrode 50A serves as an input terminal
- the lead electrode 50B serves as an output terminal
- the lead electrode 50C is connected to a reference potential.
- the extraction electrode 50D is not electrically connected to the resonator. Note that the number of extraction electrodes is merely an example, and more electrodes may be provided.
- the lead-out electrodes 50A to 50D are provided one by one near the vertex of the rectangle of the cover member 40 when viewed in the Z direction. The positions of the electrodes are not particularly limited.
- FIG. 16 is an enlarged view of area E in FIG.
- FIG. 16 is a cross-sectional view showing the extraction electrode 50A.
- the extraction electrode 50A is provided so as to penetrate the cover member 40.
- the extraction electrode 50A includes a support portion 54A, a through via 59A, a first land 55A, a second land 57A, a seed layer 56A, and a bump 58A.
- the support portion 54A supports the second substrate 41 between the first main surface 2a of the piezoelectric layer 2 and the first main surface 41a of the second substrate 41.
- the support portion 54A is laminated on the first main surface 2a side of the piezoelectric layer 2 of the first land 55A, which will be described later.
- the support portion 54A is provided in a range surrounded by the seal metal layer 43, as shown in FIG.
- the supporting portion 54A joins the cover member 40 and the acoustic wave device substrate 10 by being adhered to the wiring 12 of the second metal layer 14 . This suppresses bending of the acoustic wave device substrate 10 .
- the through via 59A penetrates through the second substrate 41 .
- the through via 59A is a so-called bump metal and is made of Cu.
- the first land 55A is provided on the first main surface 41a of the second substrate 41 and electrically connected to the through via 59A.
- the first land 55A is laminated on the first main surface 41a of the second substrate 41 via the insulator 42 and on the through via 59A via the seed layer 56A.
- the first land 55A is provided in a range surrounded by the seal metal layer 43.
- the support portion 54A joins the cover member 40 and the acoustic wave element substrate 10 by being adhered to the support portion 54A. Thereby, the support portion 54A is electrically connected to the wiring 12 .
- the second land 57A is provided on the second main surface 41b of the second substrate 41 and electrically connected to the through via 59A.
- the second land 57A is laminated on the second main surface 41b side of the second substrate 41 of the through via 59A.
- the second land 57A is a so-called bump metal, and is a laminate in which a Cu layer and a Ni layer are plated with an Au layer.
- the seed layer 56A is laminated on the inner surface of the through via 59A and the surface on the second main surface 41b side.
- the seed layer 56A is a laminate in which a Cu layer is laminated on a Ti layer.
- the bump 58A is an electrode laminated on the second land 57A.
- the bump 58A is, for example, a BGA (Ball Grid Array) bump. Thereby, the bumps 58A to the functional electrodes 30A are electrically connected.
- an insulator 45A between the second main surface 41b of the second substrate 41 and the second land 57A, and an insulator 45A is provided between the first main surface 41a of the second substrate 41 and the first land 55A.
- an insulator 42A between the sidewall of the through via 59A and the second substrate 41 is an insulator 46A. That is, the lead-out electrode 50A is entirely covered with an insulator between the second substrate 41 and the lead-out electrode 50A.
- the insulators 45A, 42A, 46A are made of silicon oxide, for example.
- the resistance between the extraction electrode 50A and the second substrate 41 is increased, so that the occurrence of leakage current from the extraction electrode 50A to the second substrate 41 can be suppressed. As a result, it is possible to suppress current from flowing between the extraction electrodes 50A to 50D.
- the extraction electrode 50B is provided so as to penetrate the cover member 40.
- the extraction electrode 50B includes a support portion, a through via, a first land, a second land, a seed layer, and a bump, similarly to the extraction electrode 50A.
- the extraction electrode 50B similarly to the extraction electrode 50A, there is an insulator between the first main surface 41a of the second substrate 41 and the first land, and the second main surface 41b of the second substrate 41 and the second land are separated from each other. There is an insulator between them, and an insulator between the side walls of the through vias 59C and the second substrate 41 . That is, the lead-out electrode 50B is entirely covered with an insulator between the second substrate 41 and the lead-out electrode 50B.
- the resistance between the extraction electrode 50B and the second substrate 41 is increased, so that the occurrence of leakage current from the extraction electrode 50B to the second substrate 41 can be suppressed. As a result, it is possible to suppress current from flowing between the extraction electrodes 50A to 50D.
- FIG. 17 is an enlarged view of area F in FIG.
- FIG. 17 is a cross-sectional view showing the extraction electrode 50C.
- the extraction electrode 50C is provided so as to penetrate the cover member 40.
- FIG. 50 C of extraction electrodes are provided with the support part 54C, the through via 59C, the 2nd land 57C, the 1st land 55C, the seed layer 56C, and the bump 58C like the extraction electrode 50A.
- the lead-out electrode 50C is entirely covered with an insulator between the second substrate 41 and the lead-out electrode 50C.
- the resistance between the lead electrode 50C and the second substrate 41 increases, so that it is possible to suppress the flow of current from the second substrate 41 to the lead electrode 50A.
- the extraction electrode 50D is provided so as to penetrate the cover member 40.
- the extraction electrode 50D includes a support portion, a through via, a first land, a second land, a seed layer, and a bump, like the extraction electrode 50A.
- the extraction electrode 50D similarly to the extraction electrode 50A, there is an insulator between the first main surface 41a of the second substrate 41 and the first land, and the second main surface 41b of the second substrate 41 and the second land are separated. There is an insulator between them, and an insulator between the side walls of the through vias 59C and the second substrate 41 . That is, the lead-out electrode 50D and the second substrate 41 are entirely covered with an insulator.
- the resistance between the extraction electrode 50D and the second substrate 41 is increased, so that the current flowing from the second substrate 41 to the extraction electrode 50D can be suppressed. As a result, it is possible to suppress current from flowing between the extraction electrodes 50A to 50D.
- all the extraction electrodes are located between the first main surface 41a of the second substrate 41 and the first land, and between the second main surface 41b of the second substrate 41 and the second land. and between the side walls of the through via and the second substrate 41 .
- all of the extraction electrodes 50A to 50D are insulated from the second substrate 41, it is possible to further suppress current flow between the extraction electrodes.
- the elastic wave device according to the first embodiment is not limited to this.
- the acoustic wave device includes three resonators SR1, SR2, and PR1, but is not limited to this, and may include four or more resonators.
- the elastic wave device overlaps the first substrate (support substrate 8) in a plan view, and has the first main surface 2a and the second main surface on the opposite side.
- a piezoelectric layer 2 having a surface 2b; a functional electrode provided on at least one of a first main surface 2a of the piezoelectric layer 2 and a second main surface 2b of the piezoelectric layer 2;
- a second substrate 41 having a first main surface 41a facing in the first direction and a second main surface 41b on the opposite side, the first main surface 2a of the piezoelectric layer 2 and the first main surface 41a of the second substrate 41 a support portion that supports the second substrate 41 between the second substrate 41, a through via that penetrates the second substrate 41, and a second substrate that is provided on the first main surface 41a of the second substrate 41 and is electrically connected to the through via including a plurality of lead electrodes 50A to 50D including one land and a second land provided on the second main surface 41b of the second substrate 41 and electrically connected to the through
- the second substrate 41 may be a silicon substrate. Even in this case, the resistance between the lead-out electrode 50A and the second substrate 41 increases, so that it is possible to suppress the flow of current between the lead-out electrodes.
- all lead-out electrodes 50A to 50D are provided between the first main surface of the second substrate 41 and the first land, between the second main surface of the second substrate 41 and the second land, and between the sidewalls of the through vias. It has an insulator between it and the second substrate 41 . As a result, all of the extraction electrodes 50A to 50D are insulated from the second substrate 41, so that the flow of current between the extraction electrodes can be further suppressed.
- the functional electrodes 30A to 30C have one or more first electrode fingers 3 extending in a second direction intersecting the first direction and one or more first electrodes extending in a third direction orthogonal to the second direction. and one or more second electrode fingers 4 facing any of the fingers 3 and extending in the second direction.
- the thickness of the piezoelectric layer 2 is the thickness between the adjacent first electrode fingers 3 and the second electrode fingers 4 among the one or more first electrode fingers 3 and the one or more second electrode fingers 4. It is 2p or less when the center-to-center distance is p.
- the piezoelectric layer 2 contains lithium niobate or lithium tantalate. As a result, it is possible to provide an elastic wave device capable of obtaining good resonance characteristics.
- it is configured to be able to use bulk waves in the thickness-shlip mode. As a result, it is possible to provide an elastic wave device with a high coupling coefficient and good resonance characteristics.
- the thickness of the piezoelectric layer 2 is d, and the center between the adjacent first electrode fingers 3 and second electrode fingers 4 among the one or more first electrode fingers 3 and the one or more second electrode fingers 4 is d/p ⁇ 0.5, where p is the distance between them.
- a more desirable aspect is that d/p is 0.24 or less. Thereby, the acoustic wave device 1 can be miniaturized and the Q value can be increased.
- an excitation region C is a region where the first electrode fingers 3 and the second electrode fingers 4 are overlapped with each other when viewed in the facing direction.
- MR is the metallization ratio of one electrode finger 3 and one or more second electrode fingers 4, MR ⁇ 1.75(d/p)+0.075 is satisfied. In this case, the fractional bandwidth can be reliably set to 17% or less.
- the piezoelectric layer 2 is made of lithium niobate or lithium tantalate, and the Euler angles ( ⁇ , ⁇ , ⁇ ) of lithium niobate or lithium tantalate satisfy the following formula (1), formula (2) or It is in the range of formula (3). In this case, the fractional bandwidth can be widened sufficiently.
- Equation (1) (0° ⁇ 10°, 20° to 80°, 0° to 60° (1-( ⁇ -50) 2 /900) 1/2 ) or (0° ⁇ 10°, 20° to 80°, [180 °-60° (1-( ⁇ -50) 2 /900) 1/2 ] ⁇ 180°) Equation (2) (0° ⁇ 10°, [180°-30°(1-( ⁇ -90) 2 /8100) 1/2 ] ⁇ 180°, arbitrary ⁇ ) Equation (3)
- a method for manufacturing an acoustic wave device includes a first substrate laminating step, a second substrate laminating step, a bonding step, a second substrate thinning step, a first insulator forming step, and a penetrating step.
- An example of the method for manufacturing the acoustic wave device according to the first embodiment will be described below with reference to a cross-sectional view taken along line XIV-XIV in FIG. 13, that is, a cross-sectional view of the extraction electrode 50A.
- the first substrate lamination step is a step of laminating the piezoelectric layer 2 and the functional electrodes 30A to 30C on the support substrate 8 in the first direction.
- the bonding of the support member and the piezoelectric layer 2 the formation of the electrodes such as the functional electrode 30A, and the formation of the first space portions 91A to 91C are performed in the first embodiment.
- Such an acoustic wave device substrate 10 is formed.
- a sacrificial layer 91AS is formed on the second main surface of the piezoelectric layer 2, and then an intermediate layer is formed so as to cover the second main surface of the piezoelectric layer 2 and the sacrificial layer 91AS.
- a first portion 7A which will be 7, is deposited.
- the surface of the first portion 7A is flattened so that unevenness due to the influence of the sacrificial layer 91AS is eliminated.
- the second portion 7B which will be the intermediate layer 7, is formed on the support substrate 8.
- the first portion 7A and the second portion 7B are joined, and the piezoelectric layer 2 (piezoelectric substrate) is supported by the support substrate 8.
- electrodes are formed on the piezoelectric layer 2 as shown in FIG. Specifically, the first metal layer 35 is formed on the first main surface of the piezoelectric layer 2, and the functional electrodes 30A are patterned. Then, the second metal layer 14 is formed on the first metal layer 35 . Here, a part of the second metal layer 14 becomes the wiring 12 conducting to the functional electrode 30A. After that, the seal metal layer 43a and the support portion 54A are laminated on the second metal layer 14. As shown in FIG. Here, the seal metal layer 43a is an Au or Au alloy layer. After forming the electrodes, the periphery of the functional electrode 30A is masked with a resist, and a dielectric film 19 is formed. The functional electrode 30A is thereby covered with the dielectric film 19 .
- the piezoelectric layer 2 is formed with the first space 91A. Specifically, an etchant is injected into a through hole (not shown) provided in the piezoelectric layer to dissolve the sacrificial layer 91AS. As a result, the space where the sacrificial layer 91AS was located becomes the first space portion 91 . After that, a measuring instrument is connected to the wiring 12, and after confirming the frequency characteristics, the film thickness of the dielectric film 19 is adjusted by ion etching or the like. Adjustment of the film thickness of the dielectric film 19 is repeated until desired frequency characteristics are obtained.
- the elastic wave device substrate 10 can be manufactured by the first substrate lamination process described above.
- the method for manufacturing the acoustic wave device substrate 10 described above is merely an example, and the present invention is not limited to this.
- FIG. 21 is a cross-sectional view for explaining the second substrate lamination process according to the first embodiment.
- the second substrate lamination step is a step of laminating the insulator 42, the first land 55A and the seal metal layer 43b on the first main surface 41a of the second substrate 41.
- the first land 55A and the seal metal layer 43b are laminated on the first major surface 41a of the second substrate 41 with the insulator 42 interposed therebetween.
- FIG. 22 is a cross-sectional view for explaining the joining process according to the first embodiment.
- the acoustic wave element substrate 10 and the cover member 40 are placed so that the first main surface 2a of the piezoelectric layer 2 and the first main surface 41a of the second substrate 41 face each other.
- the seal metal layer 43a of the acoustic wave element substrate 10 and the seal metal layer 43b of the cover member 40 are Au--Au bonded, and the seal metal layer 43a and the seal metal layer 43b are integrated to form the seal metal layer. 43.
- the supporting portion 54A of the acoustic wave device substrate 10 and the first land 55A of the cover member 40 are Au--Au bonded.
- FIG. 23 is a cross-sectional view for explaining the second substrate thinning process according to the first embodiment.
- the second substrate thinning step is a step of grinding the second substrate 41 to reduce the thickness of the second substrate 41 . Thereby, the second main surface 41b of the second substrate 41 is formed.
- FIG. 24 is a cross-sectional view for explaining the first insulator forming process according to the first embodiment.
- the first insulator forming step is a step of forming an insulator 45 on the second main surface 41 b of the second substrate 41 .
- the insulator 45 is formed over the entire second main surface 41 b of the second substrate 41 .
- FIG. 25 is an enlarged view of area E1 in FIG. That is, FIG. 25 is an enlarged cross-sectional view of a portion of the cover member 40 where the extraction electrode 50A is provided.
- a method of manufacturing the extraction electrode 50A of the elastic wave device according to the first embodiment will be described below with reference to an enlarged view of the region E1.
- FIG. 26 is a cross-sectional view for explaining the through-hole forming process according to the first embodiment.
- the through-hole forming step is a step of forming through-holes 40 HA in the second substrate 41 .
- the through holes 40HA are formed through the second substrate 41 and the insulators 42 and 45 by dry etching, reactive ion etching, or the like.
- the through hole 40HA is provided at a position overlapping the first land 55A in plan view. As a result, the main surface of the first land 55A on the second substrate 41 side is exposed.
- FIG. 27 is a cross-sectional view for explaining the second insulator forming process according to the first embodiment.
- the second insulator forming step includes forming the insulator 45 on the second main surface 41b of the second substrate 41, the sidewalls of the through holes 40HA, and the surfaces of the first lands 55A exposed to the through holes 40HA. This is the step of forming 46A and 42EA.
- the insulator 45 is additionally formed on the second main surface 41b of the second substrate 41 by chemical vapor deposition or the like to insulate the sidewalls of the through holes 40HA.
- a body 46A is formed, and an insulator 42EA is formed on the surface of the first land 55A exposed to the through hole 40HA.
- FIG. 28 is a cross-sectional view for explaining the insulator removal process according to the first embodiment.
- the insulator removing step is a step of removing part of the insulator formed in the second insulator forming step.
- thinning of the insulator 45 on the second main surface 41b and removal of the insulator 42EA formed on the surface of the first land 55A exposed to the through hole 40HA are performed by etchback or the like. .
- the surface of the first land 55A exposed to the through hole 40HA is exposed.
- FIG. 29 is a schematic cross-sectional view for explaining the seed layer forming process according to the first embodiment.
- the seed layer forming step is a step of forming the seed layer 56 on the second main surface 41b of the second substrate 41, the side wall of the through hole 40HA, and the surface of the first land 55A exposed to the through hole 40HA.
- the seed layer 56A is formed by forming a Ti layer by sputtering or the like, and then laminating a Cu layer on the Ti layer.
- the through electrode forming step is a step of forming through vias 59A and second lands 57A in the through hole 40HA and part of the second main surface 41b of the second substrate 41.
- the seed layer 56A is patterned with a plating resist 50R1.
- through holes 40HA are filled with Cu to form through vias 59A, and a Cu layer, a Ni layer, and an Au layer are laminated in this order by plating.
- a second land 57A is formed.
- the plating resist 50R1 is removed. Thereby, the second land 57A is laminated on the second main surface 41b of the second substrate 41 via the insulator 45A.
- FIG. 33 is a cross-sectional view for explaining the seed layer removing process according to the first embodiment.
- the seed layer removing step is a step of removing the seed layer 56 except for the portion of the seed layer 56A that overlaps the second land 57A in plan view. Seed layer 56 is removed, for example, by cutting.
- FIG. 34 is a cross-sectional view for explaining the third insulator forming process according to the first embodiment.
- the third insulator forming step is a step of forming insulators 45 on the second main surface 41b of the second substrate 41 and the second lands 57A.
- the insulator 45 is additionally formed on the second main surface 41b of the second substrate 41 by chemical vapor deposition or the like, and the insulator 45 is formed on the second land 57A. form 45;
- the bump formation process is a second insulator formation process in which a part of the insulator formed on the second land 57A is removed to form a bump 58A.
- the first embodiment first, as shown in FIG. 35, the second main surface 41b of the second substrate 41 and part of the second land 57A are patterned with a resist 50R2.
- part of the insulator 45 is removed by etching.
- the resist 50R2 is removed. This exposes a portion of the second land 57A.
- a bump 58A is formed on the exposed surface of the second land 57A.
- the extraction electrode 50A can be manufactured.
- the other extraction electrodes 50B-50D are also manufactured in a similar manner.
- the elastic wave device according to the first embodiment can be manufactured.
- the area between the extraction electrodes 50A to 50D and the second substrate 41 is entirely covered with an insulating layer, the resistance between the extraction electrodes 50A and the second substrate 41 is increased. flow can be suppressed.
- the manufacturing method of the elastic wave device according to the first embodiment described above is merely an example, and is not limited to this.
- the third insulator formation step may not be performed, and the bumps 58A may be formed on the second lands 57A after the seed removal step.
- the first main surface 2a and the second main surface 2b opposite to the first main surface 2a are formed on the first substrate (supporting substrate 8). and the functional electrodes 30A to 30C provided on at least one of the first main surface 2a and the second main surface 2b of the piezoelectric layer 2 in a first direction;
- At least one second land 57A is formed on the second main surface 41b of the second substrate 41 via the insulator 45A in the step of forming the through electrodes.
- FIG. 38 is a cross-sectional view showing extraction electrodes connected to a reference potential according to the first example of the elastic wave device according to the second embodiment.
- FIG. 39 is a cross-sectional view showing extraction electrodes connected to a reference potential according to the second example of the elastic wave device according to the second embodiment.
- FIG. 40 is a cross-sectional view showing extraction electrodes connected to a reference potential according to the third example of the elastic wave device according to the second embodiment. 38 to 40 are sectional views corresponding to FIG. 17 of the elastic wave device according to the second embodiment.
- lead electrodes 50CA to 50CC connected to the reference potential are not entirely covered with an insulator from the second substrate 41. It is different from the first embodiment in this respect.
- An elastic wave device according to a second embodiment will be described below with reference to the drawings.
- symbol is attached
- the extraction electrodes 50CA to 50CC connected to the reference potential are arranged between the first main surface 41a of the second substrate 41 and the first land 55C, as shown in FIGS. There is no insulator between at least one of the second main surface 41b of the substrate 41 and the second land 57C and between the side wall of the through via 59C and the second substrate 41 . Thereby, the parasitic inductance of the extraction electrode connected to the reference potential can be reduced.
- the presence or absence of an insulator between the lead-out electrode connected to the reference potential and the second substrate 41 is not limited to those shown in FIGS. In other words, there may be no insulator between the extraction electrode connected to the reference potential and the second substrate 41 . Also, between the second main surface 41b of the second substrate 41 and the second land 57C, between the first main surface 41a of the second substrate 41 and the first land 55C, or between the side wall of the through via 59C and the second substrate 41 At least one of the gaps may be partially provided with no insulator.
- the electrical resistivity of the second substrate 41 is 100 ⁇ cm or less.
- the second substrate 41 is preferably a silicon substrate. Thereby, the electric resistivity can be made 1 ⁇ cm or less. As a result, when a plurality of extraction electrodes connected to the reference potential are provided, the resistance between the extraction electrodes connected to the reference potentials can be reduced.
- FIG. 41 is a circuit diagram showing an example of an elastic wave device according to the second embodiment.
- FIG. 41 is a circuit diagram of the acoustic wave device shown in FIGS. 38-40.
- the acoustic wave device according to the second embodiment includes a series arm resonator inserted in series in the first path and a parallel arm inserted in the second path, as in the first embodiment. It is a so-called ladder-type filter including a resonator.
- the input terminal IN is the extraction electrode 50A
- the output terminal OUT is the extraction electrode 50B
- the reference potential GND is connected to the extraction electrode 50C.
- a resistor R1 is a resistor between the lead electrode 50A, which is the input terminal IN, and the second substrate 41.
- a resistor R2 is a resistor between the lead-out electrode 50B, which is the output terminal OUT, and the second substrate 41.
- An inductance L1 is a parasitic inductance of the extraction electrode 50C connected to the reference potential GND.
- An inductance LG is a parasitic inductance between the second substrate 41 and the reference potential GND.
- the lead-out electrode 50A as the input terminal IN and the lead-out electrode 50B as the output terminal OUT are all covered with the insulator from the second substrate 41, the resistance R1 and resistance R2 can be increased. Thereby, it is possible to suppress the flow of current between the extraction electrodes 50A and 50B.
- the lead-out electrodes 50CA to 50CC connected to the reference potential have portions not covered with an insulator between the second substrate 41 and the second substrate 41 . Therefore, the extraction electrode connected to the reference potential is electrically connected to the second substrate 41 . As a result, the inductance L1 of the extraction electrodes 50CA to 50CC connected to the reference potential can be reduced, so that the attenuation pole can be changed and out-of-band attenuation can be reduced. Further, when a plurality of lead electrodes connected to the reference potential are provided, the plurality of lead electrodes connected to the reference potential are electrically connected to the second substrate 41, so that the inductance of the plurality of lead electrodes connected to the reference potential is reduced. can be used, so the out-of-band attenuation can be smaller.
- the extraction electrode 50CA connected to the reference potential at least a part between the first main surface 41a of the second substrate 41 and the first land 55C No insulation.
- the inductance L1 of the extraction electrode 50CA connected to the reference potential can be reduced, so that the out-of-band attenuation can be reduced.
- the elastic wave device has an insulator at least partially between the second main surface 41b of the second substrate 41 and the second land 57C in the extraction electrode 50CB connected to the reference potential. do not.
- the inductance L1 of the extraction electrode 50CB connected to the reference potential can be reduced, so that the out-of-band attenuation can be reduced.
- the acoustic wave device does not have an insulator in at least a portion between the side wall of the through via 59C and the second substrate 41 in the extraction electrode 50CC connected to the reference potential.
- the inductance L1 of the extraction electrode 50CC connected to the reference potential can be reduced, so that the out-of-band attenuation can be reduced.
- the second land 57C related to the lead-out electrode 50CA connected to the reference potential is formed on the second main surface 41b of the second substrate 41 as an insulator in the through electrode forming step. It is different from the first embodiment in that it is formed without intervening.
- the portions related to the extraction electrodes 50A and 50B are manufactured by the same method as in the first embodiment.
- An example of the method for manufacturing the acoustic wave device according to the second embodiment will be described below with reference to the drawings, taking a cross-sectional view of the extraction electrode 50CA connected to the reference potential as an example. Note that the description of the steps common to the method of manufacturing the elastic wave device according to the first embodiment will be omitted.
- FIG. 42 is a cross-sectional view for explaining the first insulator forming process according to the second embodiment.
- an insulator 45 is formed on part of the second main surface 41b of the second substrate 41 in the first insulator forming step. More specifically, after the insulator 45 is formed on the entire surface of the second main surface 41b of the second substrate 41, the insulator 45 is partially removed from the second main surface 41b of the second substrate 41 by etching or the like. , expose.
- the exposed portion of the second main surface 41b of the second substrate 41 is the portion of the second main surface 41b of the second substrate 41 where the second land 57C of the extraction electrode 50CA connected to the reference potential is provided. is.
- FIG. 43 is an enlarged view of area F1 in FIG. That is, FIG. 42 is an enlarged cross-sectional view of a portion of the cover member 40 where the extraction electrode 50CA connected to the reference potential is provided. A method of manufacturing the extraction electrode 50CA of the elastic wave device according to the second embodiment will be described below with reference to an enlarged view of the area F1.
- FIG. 44 is a cross-sectional view for explaining the through-hole forming process according to the second embodiment.
- the through-holes 40HC are formed to penetrate the second substrate 41 and the insulators 42 and 45, as in the first embodiment.
- the through hole 40HC is provided at a position overlapping the first land 55C in plan view. As a result, the main surface of the first land 55C on the second substrate 41 side is exposed.
- FIG. 45 is a cross-sectional view for explaining the second insulator forming process according to the second embodiment.
- an insulator 45EC is formed on the second main surface 41b of the second substrate 41 and an insulator 46C is formed on the sidewall of the through hole 40HC by chemical vapor deposition or the like.
- an insulator 42EC is formed on the surface of the first land 55C exposed to the through hole 40HC.
- FIG. 46 is a cross-sectional view for explaining the insulator removing process according to the second embodiment.
- the insulator 45EC on the second main surface 41b is removed by etching back or the like, and the insulator 42EC formed on the surface of the first land 55C exposed to the through hole 40HC is removed. is removed.
- the second main surface 41b of the second substrate 41 and the surfaces of the first lands 55C exposed to the through holes 40HC are exposed.
- FIG. 47 is a schematic cross-sectional view for explaining the seed layer forming process according to the second embodiment.
- a seed layer 56C is formed by sputtering or the like, as in the first embodiment.
- FIG. 48 to 50 are cross-sectional views for explaining the through electrode forming process according to the second embodiment.
- the through electrode forming step as in the first embodiment, as shown in FIG. 48, patterning is performed using a plating resist 50R1, through vias 59C and second lands 57A are formed as shown in FIG. As shown, the plating resist 50R1 is removed. Thereby, the second land 57C is laminated on the second main surface 41b of the second substrate 41 without an insulator interposed therebetween.
- FIG. 51 is a cross-sectional view for explaining the seed layer removing process according to the second embodiment. As shown in FIG. 51, in the seed layer removing step, as in the first embodiment, the seed layer 56 is removed except for the portion of the seed layer 56C that overlaps the second land 57C in plan view.
- FIG. 52 is a cross-sectional view for explaining the third insulator forming process according to the second embodiment.
- an insulator 45 is additionally formed on the second main surface 41b of the second substrate 41 by chemical vapor deposition or the like. Then, the insulator 45 is formed on the second land 57C.
- FIGS. 53 to 55 are cross-sectional views for explaining the bump forming process according to the second embodiment.
- patterning is performed with a resist 50R2 as shown in FIG. 53, and part of the insulator 45 is formed as shown in FIG. Then, as shown in FIG. 55, the resist 50R2 is removed. This exposes a portion of the second land 57C. After that, a bump 58C is formed on the exposed surface of the second land 57C.
- the extraction electrode 50CA connected to the reference potential can be manufactured.
- other extraction electrodes connected to the reference potential are also manufactured in a similar manner.
- the elastic wave device according to the second embodiment can be manufactured. Accordingly, in the elastic wave device, the insulator can be eliminated only between the lead-out electrode 50CA and the second main surface 41b of the second substrate 41, so that the inductance L1 of the lead-out electrode 50CA connected to the reference potential can be reduced. and the out-of-band attenuation can be reduced.
- the manufacturing method of the elastic wave device according to the second embodiment described above is merely an example, and is not limited to this.
- the third insulator formation process may not be performed, and the bumps 58C may be formed on the second lands 57C after the seed removal process.
- the insulator removing step a part of the second main surface 41b of the second substrate 41 is further exposed in plan view, and the penetrating portion is formed.
- the electrode forming step at least one second land 57C is formed on the second main surface 41b of the second substrate 41 without interposing an insulator.
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
Abstract
引き出し電極間で電流が流れることを抑制する。弾性波装置は、第1基板と、平面視で、第1基板に重なり、第1主面と、反対側の第2主面とを有する圧電層と、圧電層の第1主面及び圧電層の第2主面の少なくとも一方に設けられた機能電極と、圧電層の第1主面と第1方向に対向する第1主面と、反対側の第2主面とを有する第2基板と、複数の引き出し電極と、を含む。複数の引き出し電極は、圧電層の第1主面と第2基板の第1主面との間で第2基板を支持する支持部と、第2基板を貫通する貫通ビアと、第2基板の第1主面に設けられて貫通ビアと電気的に接続される第1ランドと、第2基板の第2主面に設けられて貫通ビアと電気的に接続される第2ランドと、を備える。少なくとも1つの引き出し電極において、第2基板の第1主面と第1ランドの間、第2基板の第2主面と第2ランドの間及び貫通ビアの側壁と第2基板との間に絶縁体を有する。
Description
本開示は、弾性波装置及び弾性波装置の製造方法に関する。
特許文献1には、弾性波装置が記載されている。
特許文献1に示す弾性波装置は、電極の上を基板で覆って、ウエハーレベルパッケージ化する場合がある。この場合、基板を貫通する複数の引き出し電極間で、基板を介して電流が流れてしまう可能性があった。
本開示は、上述した課題を解決するものであり、引き出し電極間で電流が流れることを抑制することを目的とする。
一態様に係る弾性波装置は、第1基板と、平面視で、前記第1基板に重なり、第1主面と、反対側の第2主面とを有する圧電層と、前記圧電層の第1主面及び前記圧電層の第2主面の少なくとも一方に設けられた機能電極と、前記圧電層の前記第1主面と第1方向に対向する第1主面と、反対側の第2主面とを有する第2基板と、前記圧電層の前記第1主面と前記第2基板の第1主面との間で前記第2基板を支持する支持部と、前記第2基板を貫通する貫通ビアと、前記第2基板の第1主面に設けられて前記貫通ビアと電気的に接続される第1ランドと、前記第2基板の第2主面に設けられて前記貫通ビアと電気的に接続される第2ランドと、を備える複数の引き出し電極と、を含み、少なくとも1つの前記引き出し電極において、前記第2基板の第1主面と第1ランドの間、前記第2基板の第2主面と第2ランドの間及び前記貫通ビアの側壁と前記第2基板との間に絶縁体を有する。
一態様に係る弾性波装置の製造方法は、第1基板に、第1主面及び前記第1主面と反対側の第2主面を有する圧電層と、前記圧電層の前記第1主面及び前記第2主面の少なくとも一方に設けられた機能電極と、を第1方向に積層する第1基板積層工程と、第1主面及び前記第1主面と反対側の第2主面を有する第2基板の前記第1主面に、絶縁体及び第1ランドを積層する第2基板積層工程と、前記第1基板と、前記第2基板とを、前記圧電層の前記第1主面と前記第2基板の前記第1主面とを対向させて、接合する接合工程と、前記第2基板の第2主面の少なくとも一部に、絶縁体を形成する第1の絶縁体形成工程と、平面視して、前記第1ランドと重なる位置に、前記第2基板を貫通する貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、前記第2基板の第2主面、前記貫通孔の側壁及び前記第1ランドの前記貫通孔に露出する面に、絶縁体を形成する第2の絶縁体形成工程と、前記第2の絶縁体形成工程で形成した絶縁体の一部を除去する絶縁体除去工程と、前記絶縁体除去工程の後に、前記貫通孔及び前記第2基板の第2主面に、貫通ビア及び第2ランドを形成する貫通電極形成工程と、を含み、前記第2基板積層工程において、前記第1ランドは、絶縁体を介して前記第2基板の第1主面に積層され、前記絶縁体除去工程において、平面視して、前記貫通孔と重なる位置の第1ランドの第2基板側の面の少なくとも一部を露出させ、前記貫通電極形成工程において、少なくとも1つの第2ランドは、前記第2基板の第2主面に絶縁体を介して形成される。
本開示によれば、引き出し電極間で電流が流れることを抑制することができる。
以下に、本開示の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態により本開示が限定されるものではない。なお、本開示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又は組み合わせが可能である変形例や第2実施の形態以降では第1の実施形態と共通の事柄についての記述を省略し、異なる点についてのみ説明する。特に、同様の構成による同様の作用効果については実施形態毎には逐次言及しない。
(第1実施形態)
図1Aは、第1実施形態の弾性波装置を示す斜視図である。図1Bは、第1実施形態の電極構造を示す平面図である。
図1Aは、第1実施形態の弾性波装置を示す斜視図である。図1Bは、第1実施形態の電極構造を示す平面図である。
第1実施形態の弾性波装置1は、LiNbO3からなる圧電層2を有する。圧電層2は、LiTaO3からなるものであってもよい。LiNbO3やLiTaO3のカット角は、第1実施形態では、Zカットである。LiNbO3やLiTaO3のカット角は、回転YカットやXカットであってもよい。好ましくは、Y伝搬及びX伝搬±30°の伝搬方位が好ましい。
圧電層2の厚みは、特に限定されないが、厚み滑り1次モードを効果的に励振するには、50nm以上、1000nm以下が好ましい。
圧電層2は、Z方向に対向し合う第1主面2aと、第2主面2bとを有する。第1主面2a上に、電極指3及び電極指4が設けられている。
ここで電極指3が「第1電極指」の一例であり、電極指4が「第2電極指」の一例である。図1A及び図1Bでは、複数の電極指3は、第1のバスバー電極5に接続されている複数の「第1電極」である。複数の電極指4は、第2のバスバー電極6に接続されている複数の「第2電極」である。複数の電極指3及び複数の電極指4は、互いに間挿し合っている。これにより、電極指3と、電極指4と、第1のバスバー電極5と、第2のバスバー電極6と、を備えるIDT(Interdigital Transuducer)電極が構成される。
電極指3及び電極指4は、矩形形状を有し、長さ方向を有する。この長さ方向と直交する方向において、電極指3と、電極指3と隣接する電極指4とが対向している。電極指3、4の長さ方向及び電極指3、4の長さ方向と直交する方向は、圧電層2の厚み方向に交差する方向である。このため、電極指3と、電極指3と隣接する電極指4とは、圧電層2の厚み方向に交差する方向において対向しているともいえる。以下の説明では、圧電層2の厚み方向をZ方向(又は第1方向)とし、電極指3、電極指4の長さ方向をY方向(又は第2方向)とし、電極指3、電極指4の直交する方向をX方向(又は第3方向)として、説明することがある。
また、電極指3、電極指4の長さ方向が図1A及び図1Bに示す電極指3、電極指4の長さ方向に直交する方向と入れ替わってもよい。すなわち、図1A及び図1Bにおいて、第1のバスバー電極5及び第2のバスバー電極6が延びている方向に電極指3、電極指4を延ばしてもよい。その場合、第1のバスバー電極5及び第2のバスバー電極6は、図1A及び図1Bにおいて電極指3、電極指4が延びている方向に延びることとなる。そして、一方電位に接続される電極指3と、他方電位に接続される電極指4とが隣り合う1対の構造が、上記電極指3、電極指4の長さ方向と直交する方向に、複数対設けられている。
ここで電極指3と電極指4とが隣り合うとは、電極指3と電極指4とが直接接触するように配置されている場合ではなく、電極指3と電極指4とが間隔を介して配置されている場合を指す。また、電極指3と電極指4とが隣り合う場合、電極指3と電極指4との間には、他の電極指3、電極指4を含む、ホット電極やグラウンド電極に接続される電極は配置されない。この対数は、整数対である必要はなく、1.5対、2.5対等であってもよい。
電極指3と電極指4との間の中心間距離すなわちピッチは、1μm以上、10μm以下の範囲が好ましい。また、電極指3と電極指4との間の中心間距離とは、電極指3の長さ方向と直交する方向における電極指3の幅寸法の中心と、電極指4の長さ方向と直交する方向における電極指4の幅寸法の中心とを結んだ距離となる。
さらに、電極指3、電極指4の少なくとも一方が複数本ある場合(電極指3、電極指4を一対の電極組とした場合に、1.5対以上の電極組がある場合)、電極指3、電極指4の中心間距離は、1.5対以上の電極指3、電極指4のうち隣り合う電極指3、電極指4それぞれの中心間距離の平均値を指す。
また、電極指3、電極指4の幅、すなわち電極指3、電極指4の対向方向の寸法は、150nm以上、1000nm以下の範囲が好ましい。なお、電極指3と電極指4との間の中心間距離とは、電極指3の長さ方向と直交する方向における電極指3の寸法(幅寸法)の中心と、電極指4の長さ方向と直交する方向における電極指4の寸法(幅寸法)の中心とを結んだ距離となる。
また、第1実施形態では、Zカットの圧電層を用いているため、電極指3、電極指4の長さ方向と直交する方向は、圧電層2の分極方向に直交する方向となる。圧電層2として他のカット角の圧電体を用いた場合には、この限りでない。ここにおいて、「直交」とは、厳密に直交する場合のみに限定されず、略直交(電極指3、電極指4の長さ方向と直交する方向と分極方向とのなす角度が例えば90°±10°)でもよい。
圧電層2の第2主面2b側には、中間層7を介して支持基板8が積層されている。中間層7及び支持基板8は、枠状の形状を有し、図2に示すように、開口部7a、8aを有する。それによって、空間部(エアギャップ)9が形成されている。
空間部9は、圧電層2の励振領域Cの振動を妨げないために設けられている。従って、上記支持基板8は、少なくとも1対の電極指3、電極指4が設けられている部分と重ならない位置において、第2主面2bに中間層7を介して積層されている。なお、中間層7は設けられずともよい。従って、支持基板8は、圧電層2の第2主面2bに直接又は間接に積層され得る。
中間層7は、酸化ケイ素で形成されている。もっとも、中間層7は、酸化ケイ素の他、窒化ケイ素、アルミナ等の適宜の絶縁性材料で形成することができる。
支持基板8は、Siにより形成されている。Siの圧電層2側の面における面方位は(100)や(110)であってもよく、(111)であってもよい。好ましくは、抵抗率4kΩ以上の高抵抗のSiが望ましい。もっとも、支持基板8についても適宜の絶縁性材料や半導体材料を用いて構成することができる。支持基板8の材料としては、例えば、酸化アルミニウム、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、水晶等の圧電体、アルミナ、マグネシア、サファイア、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、炭化ケイ素、ジルコニア、コージライト、ムライト、ステアタイト、フォルステライト等の各種セラミック、ダイヤモンド、ガラス等の誘電体、窒化ガリウム等の半導体等を用いることができる。
上記複数の電極指3、電極指4及び第1のバスバー電極5、第2のバスバー電極6は、Al、AlCu合金等の適宜の金属又は合金からなる。第1実施形態では、電極指3、電極指4及び第1のバスバー電極5、第2のバスバー電極6は、Ti膜上にAl膜を積層した構造を有する。なお、Ti膜以外の密着層を用いてもよい。
駆動に際しては、複数の電極指3と、複数の電極指4との間に交流電圧を印加する。より具体的には、第1のバスバー電極5と第2のバスバー電極6との間に交流電圧を印加する。それによって、圧電層2において励振される厚み滑り1次モードのバルク波を利用した、共振特性を得ることが可能とされている。
また、弾性波装置1では、圧電層2の厚みをd、複数対の電極指3、電極指4のうちいずれかの隣り合う電極指3、電極指4の中心間距離をpとした場合、d/pは0.5以下とされている。そのため、上記厚み滑り1次モードのバルク波が効果的に励振され、良好な共振特性を得ることができる。より好ましくは、d/pは0.24以下であり、その場合には、より一層良好な共振特性を得ることができる。
なお、第1実施形態のように電極指3、電極指4の少なくとも一方が複数本ある場合、すなわち、電極指3、電極指4を1対の電極組とした場合に電極指3、電極指4が1.5対以上ある場合、隣り合う電極指3、電極指4の中心間距離pは、各隣り合う電極指3、電極指4の中心間距離の平均距離となる。
第1実施形態の弾性波装置1では、上記構成を備えるため、小型化を図ろうとして、電極指3、電極指4の対数を小さくしたとしても、Q値の低下が生じ難い。これは、両側に反射器を必要としない共振器であり、伝搬ロスが少ないためである。また、上記反射器を必要としないのは、厚み滑り1次モードのバルク波を利用していることによる。
図3Aは、比較例の圧電層を伝播するラム波を説明するための模式的な断面図である。図3Bは、第1実施形態の圧電層を伝播する厚み滑り1次モードのバルク波を説明するための模式的な断面図である。図4は、第1実施形態の圧電層を伝播する厚み滑り1次モードのバルク波の振幅方向を説明するための模式的な断面図である。
図3Aでは、特許文献1に記載のような弾性波装置であり、圧電層をラム波が伝搬する。図3Aに示すように、圧電層201中を矢印で示すように波が伝搬する。ここで、圧電層201には、第1主面201aと、第2主面201bとがあり、第1主面201aと第2主面201bとを結ぶ厚み方向がZ方向である。X方向は、IDT電極の電極指3、4が並んでいる方向である。図3Aに示すように、ラム波では、波が図示のように、X方向に伝搬していく。板波であるため、圧電層201が全体として振動するものの、波はX方向に伝搬するため、両側に反射器を配置して、共振特性を得ている。そのため、波の伝搬ロスが生じ、小型化を図った場合、すなわち電極指3、4の対数を少なくした場合、Q値が低下する。
これに対して、図3Bに示すように、第1実施形態の弾性波装置では、振動変位は厚み滑り方向であるから、波は、圧電層2の第1主面2aと第2主面2bとを結ぶ方向、すなわちZ方向にほぼ伝搬し、共振する。すなわち、波のX方向成分がZ方向成分に比べて著しく小さい。そして、このZ方向の波の伝搬により共振特性が得られるため、反射器を必要としない。よって、反射器に伝搬する際の伝搬損失は生じない。従って、小型化を進めようとして、電極指3、電極指4からなる電極対の対数を減らしたとしても、Q値の低下が生じ難い。
なお、厚み滑り1次モードのバルク波の振幅方向は、図4に示すように、圧電層2の励振領域C(図1B参照)に含まれる第1領域251と、励振領域Cに含まれる第2領域252とで逆になる。図4では、電極指3と電極指4との間に、電極指4が電極指3よりも高電位となる電圧が印加された場合のバルク波を模式的に示してある。第1領域251は、励振領域Cのうち、圧電層2の厚み方向に直交し圧電層2を2分する仮想平面VP1と、第1主面2aとの間の領域である。第2領域252は、励振領域Cのうち、仮想平面VP1と、第2主面2bとの間の領域である。
弾性波装置1では、電極指3と電極指4とからなる少なくとも1対の電極が配置されているが、X方向に波を伝搬させるものではないため、この電極指3、電極指4からなる電極対の対数は複数対ある必要は必ずしもない。すなわち、少なくとも1対の電極が設けられてさえおればよい。
例えば、上記電極指3がホット電位に接続される電極であり、電極指4がグラウンド電位に接続される電極である。もっとも、電極指3がグラウンド電位に、電極指4がホット電位に接続されてもよい。第1実施形態では、少なくとも1対の電極は、上記のように、ホット電位に接続される電極又はグラウンド電位に接続される電極であり、浮き電極は設けられていない。
図5は、第1実施形態の弾性波装置の共振特性の例を示す説明図である。なお、図5に示す共振特性を得た弾性波装置1の設計パラメータは以下のとおりである。
圧電層2:オイラー角(0°、0°、90°)のLiNbO3
圧電層2の厚み:400nm
圧電層2の厚み:400nm
励振領域C(図1B参照)の長さ:40μm
電極指3、電極指4からなる電極の対数:21対
電極指3と電極指4との間の中心間距離(ピッチ):3μm
電極指3、電極指4の幅:500nm
d/p:0.133
電極指3、電極指4からなる電極の対数:21対
電極指3と電極指4との間の中心間距離(ピッチ):3μm
電極指3、電極指4の幅:500nm
d/p:0.133
中間層7:1μmの厚みの酸化ケイ素膜
支持基板8:Si
なお、励振領域C(図1B参照)とは、電極指3と電極指4の長さ方向と直交するX方向に視たときに、電極指3と電極指4とが重なっている領域である。励振領域Cの長さとは、励振領域Cの電極指3、電極指4の長さ方向に沿う寸法である。ここで、励振領域Cとは、「交差領域」の一例である。
第1実施形態では、電極指3、電極指4からなる電極対の電極間距離は、複数対において全て等しくした。すなわち、電極指3と電極指4とを等ピッチで配置した。
図5から明らかなように、反射器を有しないにもかかわらず、比帯域が12.5%である良好な共振特性が得られている。
ところで、上記圧電層2の厚みをd、電極指3と電極指4との電極の中心間距離をpとした場合、第1実施形態では、d/pは0.5以下、より好ましくは0.24以下である。これを、図6を参照して説明する。
図5に示した共振特性を得た弾性波装置と同様に、但しd/2pを変化させ、複数の弾性波装置を得た。図6は、第1実施形態の弾性波装置において、隣り合う電極の中心間距離又は中心間距離の平均距離をp、圧電層2の平均厚みをdとした場合、d/2pと、共振子としての比帯域との関係を示す説明図である。
図6に示すように、d/2pが0.25を超えると、すなわちd/p>0.5では、d/pを調整しても、比帯域は5%未満である。これに対して、d/2p≦0.25、すなわちd/p≦0.5の場合には、その範囲内でd/pを変化させれば、比帯域を5%以上とすることができ、すなわち高い結合係数を有する共振子を構成することができる。また、d/2pが0.12以下の場合、すなわちd/pが0.24以下の場合には、比帯域を7%以上と高めることができる。加えて、d/pをこの範囲内で調整すれば、より一層比帯域の広い共振子を得ることができ、より一層高い結合係数を有する共振子を実現することができる。従って、d/pを0.5以下とすることにより、上記厚み滑り1次モードのバルク波を利用した、高い結合係数を有する共振子を構成し得ることがわかる。
なお、少なくとも1対の電極は、1対でもよく、上記pは、1対の電極の場合、隣り合う電極指3、電極指4の中心間距離とする。また、1.5対以上の電極の場合には、隣り合う電極指3、電極指4の中心間距離の平均距離をpとすればよい。
また、圧電層2の厚みdについても、圧電層2が厚みばらつきを有する場合、その厚みを平均化した値を採用すればよい。
図7は、第1実施形態の弾性波装置において、1対の電極が設けられている例を示す平面図である。弾性波装置101では、圧電層2の第1主面2a上において、電極指3と電極指4とを有する1対の電極が設けられている。なお、図7中のKが交差幅となる。前述したように、本開示の弾性波装置では、電極の対数は1対であってもよい。この場合においても、上記d/pが0.5以下であれば、厚み滑り1次モードのバルク波を効果的に励振することができる。
弾性波装置1では、好ましくは、複数の電極指3、電極指4において、いずれかの隣り合う電極指3、電極指4が対向している方向に視たときに重なっている領域である励振領域Cに対する、上記隣り合う電極指3、電極指4のメタライゼーション比MRが、MR≦1.75(d/p)+0.075を満たすことが望ましい。その場合には、スプリアスを効果的に小さくすることができる。これを、図8及び図9を参照して説明する。
図8は、第1実施形態の弾性波装置の共振特性の一例を示す参考図である。矢印Bで示すスプリアスが、共振周波数と反共振周波数との間に現れている。なお、d/p=0.08として、かつLiNbO3のオイラー角(0°、0°、90°)とした。また、上記メタライゼーション比MR=0.35とした。
メタライゼーション比MRを、図1Bを参照して説明する。図1Bの電極構造において、1対の電極指3、電極指4に着目した場合、この1対の電極指3、電極指4のみが設けられるとする。この場合、一点鎖線で囲まれた部分が励振領域Cとなる。この励振領域Cとは、電極指3と電極指4とを、電極指3、電極指4の長さ方向と直交する方向すなわち対向方向に視たときに、電極指4と重なり合っている電極指3の領域、電極指3と重なり合っている電極指4の領域及び電極指3と電極指4とが重なり合っている電極指3と電極指4との間の領域である。そして、この励振領域Cの面積に対する、励振領域C内の電極指3及び電極指4の面積が、メタライゼーション比MRとなる。すなわち、メタライゼーション比MRは、メタライゼーション部分の面積の励振領域Cの面積に対する比である。
なお、複数対の電極指3、電極指4が設けられている場合、励振領域Cの面積の合計に対する全励振領域Cに含まれているメタライゼーション部分の割合をMRとすればよい。
図9は、第1実施形態の弾性波装置の、多数の弾性波共振子を構成した場合の比帯域と、スプリアスの大きさとしての180度で規格化されたスプリアスのインピーダンスの位相回転量との関係を示す説明図である。なお、比帯域については、圧電層2の膜厚や電極指3、電極指4の寸法を種々変更し、調整した。また、図9は、ZカットのLiNbO3からなる圧電層2を用いた場合の結果であるが、他のカット角の圧電層2を用いた場合においても、同様の傾向となる。
図9中の楕円Jで囲まれている領域では、スプリアスが1.0と大きくなっている。図9から明らかなように、比帯域が0.17を超えると、すなわち17%を超えると、スプリアスレベルが1以上の大きなスプリアスが、比帯域を構成するパラメータを変化させたとしても、通過帯域内に現れる。すなわち、図8に示す共振特性のように、矢印Bで示す大きなスプリアスが帯域内に現れる。よって、比帯域は17%以下であることが好ましい。この場合には、圧電層2の膜厚や電極指3、電極指4の寸法等を調整することにより、スプリアスを小さくすることができる。
図10は、d/2pと、メタライゼーション比MRと、比帯域との関係を示す説明図である。第1実施形態の弾性波装置1において、d/2pと、MRが異なる様々な弾性波装置1を構成し、比帯域を測定した。図10の破線Dの右側のハッチングを付して示した部分が、比帯域が17%以下の領域である。このハッチングを付した領域と、付していない領域との境界は、MR=3.5(d/2p)+0.075で表される。すなわち、MR=1.75(d/p)+0.075である。従って、好ましくは、MR≦1.75(d/p)+0.075である。その場合には、比帯域を17%以下としやすい。より好ましくは、図10中の一点鎖線D1で示すMR=3.5(d/2p)+0.05の右側の領域である。すなわち、MR≦1.75(d/p)+0.05であれば、比帯域を確実に17%以下にすることができる。
図11は、d/pを限りなく0に近づけた場合のLiNbO3のオイラー角(0°、θ、ψ)に対する比帯域のマップを示す説明図である。図11のハッチングを付して示した部分が、少なくとも5%以上の比帯域が得られる領域である。領域の範囲を近似すると、下記の式(1)、式(2)及び式(3)で表される範囲となる。
(0°±10°、0°~20°、任意のψ) …式(1)
(0°±10°、20°~80°、0°~60°(1-(θ-50)2/900)1/2)又は(0°±10°、20°~80°、[180°-60°(1-(θ-50)2/900)1/2]~180°) …式(2)
(0°±10°、[180°-30°(1-(ψ-90)2/8100)1/2]~180°、任意のψ) …式(3)
(0°±10°、20°~80°、0°~60°(1-(θ-50)2/900)1/2)又は(0°±10°、20°~80°、[180°-60°(1-(θ-50)2/900)1/2]~180°) …式(2)
(0°±10°、[180°-30°(1-(ψ-90)2/8100)1/2]~180°、任意のψ) …式(3)
従って、上記式(1)、式(2)又は式(3)のオイラー角範囲の場合、比帯域を十分に広くすることができ、好ましい。
図12は、本開示の実施形態に係る弾性波装置を説明するための部分切り欠き斜視図である。図12において、空間部9の外周縁を破線で示す。本開示の弾性波装置は、板波を利用するものであってもよい。この場合、図12に示すように、弾性波装置301は、反射器310、311を有する。反射器310、311は、圧電層2の電極指3、4の弾性波伝搬方向両側に設けられる。弾性波装置301では、空間部9上の電極指3、4に、交流電界を印加することにより、板波としてのラム波が励振される。このとき、反射器310、311が両側に設けられているため、板波としてのラム波による共振特性を得ることができる。
以上説明したように、弾性波装置1、101では、厚み滑り1次モードのバルク波が利用されている。また、弾性波装置1、101では、第1電極指3及び第2電極指4は隣り合う電極同士であり、圧電層2の厚みをd、第1電極指3及び第2電極指4の中心間距離をpとした場合、d/pが0.5以下とされている。これにより、弾性波装置が小型化しても、Q値を高めることができる。
弾性波装置1、101では、圧電層2がニオブ酸リチウム又はタンタル酸リチウムで形成されている。圧電層2の第1主面2a又は第2主面2bには、圧電層2の厚み方向に交差する方向において対向する第1電極指3及び第2電極指4があり、第1電極指3及び第2電極指4の上を保護膜で覆うことが望ましい。
図13は、第1実施形態に係る弾性波装置の一部を示す平面図である。図13は、弾性波装置の弾性波素子基板10を、カバー部材40が設けられる側から平面視した図となっている。図14は、図13のXIV-XIV線に沿った断面図である。図15は、図13のXV-XVに沿った断面図である。図13から図15に示すように、第1実施形態に係る弾性波装置は、弾性波素子基板10と、カバー部材40とを備える。以下の説明では、Z方向に平行な向きのうち、一方の向きを上として説明することがある。
図13に示すように、弾性波素子基板10は、複数の共振子SR1、SR2、PR1を有する。ここで、共振子SR1は、機能電極30Aを有する共振子であり、共振子SR2は、機能電極30Bを有する共振子であり、共振子PR1は、機能電極30Cを有する共振子である。第1実施形態に係る弾性波装置は、入力端子から出力端子までの信号経路(以下第1経路)に、直列に挿入された直列腕共振子と、第1経路上のノードと基準電位との間の経路(以下第2経路)に挿入された並列腕共振子と、を含む、いわゆるラダー型フィルタとなっている。ここで、入力端子は、引き出し電極50Aであり、出力端子は、引き出し電極50Bであり、基準電位は引き出し電極50Cと接続される。また、直列腕共振子は、共振子SR1及び共振子SR2であり、並列腕共振子は、共振子PR1である。直列腕共振子である共振子SR1、SR2は、一方の端子が入力端子である引き出し電極50Aと電気的に接続され、他方の端子が出力端子である引き出し電極50Bと電気的に接続される。ここで、共振子SR1と、共振子SR2とは、電気的に直列に接続される。共振子PR1は、一方の端子が、共振子SR1と共振子SR2とを結ぶ配線12に電気的に接続され、他方の端子が基準電位に接続された引き出し電極50Cと電気的に接続される。
第1実施形態では、弾性波素子基板10は、機能電極30A~30Cと、支持部材と、圧電層2と、第1金属層35、第2金属層14、誘電体膜19とを備える。
支持部材は、支持基板8を備える部材である。支持基板8は、「第1基板」の一例である。支持基板8は、例えばシリコン基板である。第1実施形態では、支持部材は、中間層7をさらに備える。中間層7は、支持基板8の上に積層される。中間層7は、例えば、酸化ケイ素からなる層である。なお、中間層7は必須の構成ではない。
図13から図15に示すように、支持部材には、第1空間部91A~91Cが設けられる。第1空間部91は、犠牲層のエッチングにより形成される空間である。第1空間部91A~91Cは、Z方向に平面視して、それぞれ機能電極30A~30Cの少なくとも一部と重なる位置に設けられる。第1実施形態では、第1空間部91A~91Cは、中間層7に形成されている。第1空間部91A~91Cは、図2に示す空間部9に相当する空間である。なお、第1空間部91A~91Cは、支持基板8に設けられるものであってもよい。
圧電層2は、支持部材に積層される。図14に示すように、第1実施形態では、圧電層2は、中間層7を介して支持基板8の上に設けられる。圧電層2は、例えば、ニオブ酸リチウム又はタンタル酸リチウムを含むが、さらに不可避不純物を含んでいてもよい。なお、支持部材が中間層7を備えていない場合、圧電層2は、支持基板8の上に積層される。圧電層2は、第1主面2aと、第2主面2bとを有する。第1主面2aは、圧電層2の主面のうち、第2基板41側の主面である。第2主面2bは、第1主面2aと反対側の主面であって、圧電層2の主面のうち、支持基板8側の主面である。
機能電極30A~30Cは、図1Bに示す、第1のバスバー電極5と、第1のバスバー電極5に対向する第2のバスバー電極6と、第1のバスバー電極5に接続される電極指3と、第2のバスバー電極6に接続される電極指4と、を有するIDT電極である。機能電極30A~30Cは、圧電層2の第1主面2a及び第2主面2bの少なくとも一方に設けられる。第1実施形態では、機能電極30A~30Cは、圧電層2の第1主面2aに設けられる。
第1金属層35及び第2金属層14は、カバー部材40を弾性波素子基板10に支持させる支持部である。第1金属層35は、圧電層2の上に設けられる。第2金属層14は、第1金属層35に積層される。第1金属層35及び第2金属層14は、金又は金合金と、他の金属(例えばチタン等)との金属積層である。第1金属層35及び第2金属層14は、図15に示すように、Z方向に平面視して、機能電極30A~30Cの周りを囲むように線状のパターンで形成されるものを含む。第2金属層14は、機能電極30A~30Cと電気的に接続される配線12を含む。配線12は、引き出し電極50A~50Cと、共振子SR1、SR2、PR1とを電気的に接続する。配線12は、機能電極30A~30Cよりも厚い。なお、第1実施形態においては、第1金属層35と、第2金属層14とは、同じ材料からなるが、これに限られず、異なる材料としてもよい。
図14に示すように、第1実施形態では、誘電体膜19が、機能電極30A~30C及び機能電極30A~30Cが設けられる圧電層2の主面(第1主面2a)に設けられる。誘電体膜19は、例えば、酸化ケイ素からなる。
カバー部材40は、第2基板41を含む部材である。図14及び図15に示すように、第1実施形態では、カバー部材40は、第2基板41と、絶縁体42と、シール金属層43と、絶縁体45とを備える。また、カバー部材40には、第2基板41及び絶縁体42、45を貫通する引き出し電極50A~50Dが設けられている。
第2基板41は、圧電層2の第1主面2aと対向する位置にある基板である。第2基板41は、半導体又は導電体からなる基板であり、例えば、シリコン基板である。第2基板41は、弾性波素子基板10側の主面である第1主面41aと、第1主面41aと反対側の主面を第2主面41bとを有する。第2基板41の第2主面41bは、酸化ケイ素からなる絶縁体45で覆われており、第2基板41の第1主面41aは、酸化ケイ素からなる絶縁体42で覆われている。なお、絶縁体42、45は、例えば、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、炭化ケイ素、酸化マグネシウム、シリコン(高抵抗シリコン)等、適宜の絶縁材料により構成してもよい。
シール金属層43は、弾性波素子基板10をカバー部材40に支持させる金属層である。シール金属層43は、図14及び図15で示すように、絶縁体42の一部に形成されている。シール金属層43は、図14及び図15に示すように、Z方向に平面視して、機能電極30A~30Cの周りを囲むように線状のパターンで形成されている。シール金属層43は、線状のパターンで形成された第2金属層14と接着される。これにより、シール金属層43は、弾性波素子基板10と、カバー部材40との間にある空間を密閉できる。これにより、機能電極30A~30Cを保護できる。シール金属層43は、金又は金合金と、他の金属(例えばチタン等)との金属積層である。シール金属層43は、例えば、第2金属層14と同じ材料である。
引き出し電極50A~50Dは、弾性波装置を外部の装置と接続するための電極である。引き出し電極50A~50Cは、Z方向に平面視して、第1金属層35と重なる位置に設けられる。引き出し電極のうち少なくとも1つの引き出し電極は、入力端子となり、少なくとも1つの引き出し電極は、出力端子となり、少なくとも1つの引き出し電極は、基準電位と接続される。第1実施形態では、引き出し電極50Aは、入力端子となる電極であり、引き出し電極50Bは出力端子となる電極であり、引き出し電極50Cは、基準電位と接続される。引き出し電極50Dは、共振子と電気的に接続されない。なお、引き出し電極の数は、単なる一例であり、これ以上備えていてもよい。第1実施形態では、図13に示すように、引き出し電極50A~50Dは、Z方向に平面視して、カバー部材40の矩形の頂点付近に1つずつ設けられるが、単なる一例であり、引き出し電極の位置は、特に限られない。
図16は、図14の領域Eの拡大図である。図16は、引き出し電極50Aを示す断面図である。図16に示すように、引き出し電極50Aは、カバー部材40を貫通するように設けられる。引き出し電極50Aは、支持部54Aと、貫通ビア59Aと、第1ランド55Aと、第2ランド57Aと、シード層56Aと、バンプ58Aとを備える。
支持部54Aは、圧電層2の第1主面2aと第2基板41の第1主面41aとの間で第2基板41を支持する。第1実施形態では、支持部54Aは、後述する第1ランド55Aの圧電層2の第1主面2a側に積層される。支持部54Aは、図14に示すように、シール金属層43で囲まれる範囲に設けられている。支持部54Aは、第2金属層14の配線12と接着されることにより、カバー部材40と、弾性波素子基板10とを接合する。これにより、弾性波素子基板10の撓みが抑制される。
貫通ビア59Aは、第2基板41を貫通する。貫通ビア59Aは、いわゆるバンプメタルであり、Cuからなる。
第1ランド55Aは、第2基板41の第1主面41aに設けられて貫通ビア59Aと電気的に接続される。第1実施形態では、第1ランド55Aは、第2基板41の第1主面41aに絶縁体42を介して、また、貫通ビア59Aにシード層56Aを介して積層されている。図14に示すように、第1ランド55Aは、シール金属層43で囲まれる範囲に設けられている。支持部54Aは、支持部54Aと接着されることにより、カバー部材40と、弾性波素子基板10とを接合する。これにより、支持部54Aは、配線12と電気的に接続される。
第2ランド57Aは、第2基板41の第2主面41bに設けられて貫通ビア59Aと電気的に接続される。第1実施形態では、第2ランド57Aは、貫通ビア59Aの、第2基板41の第2主面41b側に積層される。第2ランド57Aは、いわゆるバンプメタルであり、Cu層、Ni層にAu層をめっきした積層体である。
シード層56Aは、貫通ビア59Aの内側面及び第2主面41b側の面に積層される。シード層56Aは、Ti層にCu層を積層した積層体である。
バンプ58Aは、第2ランド57Aに積層される電極である。バンプ58Aは、例えば、BGA(Ball Grid Array)バンプである。これにより、バンプ58Aから機能電極30Aまでが電気的に接続される。
図16に示すように、第2基板41の第2主面41bと第2ランド57Aの間には、絶縁体45Aがあり、第2基板41の第1主面41aと第1ランド55Aの間には、絶縁体42Aがあり、貫通ビア59Aの側壁と第2基板41との間には、絶縁体46Aがある。すなわち、引き出し電極50Aは、第2基板41との間が全て絶縁体で覆われる。絶縁体45A、42A、46Aは、例えば、酸化シリコンからなる。これにより、引き出し電極50Aと第2基板41の間の抵抗が大きくなるので、引き出し電極50Aから第2基板41へリーク電流が発生することを抑制できる。これにより、引き出し電極50A~50D間で電流が流れることを抑制することができる。
引き出し電極50Bは、カバー部材40を貫通するように設けられる。引き出し電極50Bは、引き出し電極50Aと同様に、支持部と、貫通ビアと、第1ランドと、第2ランドと、シード層と、バンプとを備える。引き出し電極50Bにおいて、引き出し電極50Aと同様に、第2基板41の第1主面41aと第1ランドの間には、絶縁体があり、第2基板41の第2主面41bと第2ランドの間には、絶縁体があり、貫通ビア59Cの側壁と第2基板41との間には、絶縁体がある。すなわち、引き出し電極50Bは、第2基板41との間が全て絶縁体で覆われる。これにより、引き出し電極50Bと第2基板41の間の抵抗が大きくなるので、引き出し電極50Bから第2基板41へリーク電流が発生することを抑制できる。これにより、引き出し電極50A~50D間で電流が流れることを抑制することができる。
図17は、図15の領域Fの拡大図である。図17は、引き出し電極50Cを示す断面図である。図17に示すように、引き出し電極50Cは、カバー部材40を貫通するように設けられる。引き出し電極50Cは、引き出し電極50Aと同様に、支持部54Cと、貫通ビア59Cと、第2ランド57Cと、第1ランド55Cと、シード層56Cと、バンプ58Cとを備える。図17に示すように、第2基板41の第2主面41bと第2ランド57Cの間には、絶縁体45Cがあり、第2基板41の第1主面41aと第1ランド55Cの間には、絶縁体42Cがあり、貫通ビア59Cの側壁と第2基板41との間には、絶縁体46Cがある。すなわち、引き出し電極50Cは、第2基板41との間が全て絶縁体で覆われる。これにより、引き出し電極50Cと第2基板41の間の抵抗が大きくなるので、引き出し電極50Aに第2基板41から電流が流れることを抑制できる。これにより、引き出し電極50A~50D間で電流が流れることを抑制することができる。
引き出し電極50Dは、カバー部材40を貫通するように設けられる。第1実施形態では、引き出し電極50Dは、引き出し電極50Aと同様に、支持部と、貫通ビアと、第1ランドと、第2ランドと、シード層と、バンプとを備える。引き出し電極50Dにおいて、引き出し電極50Aと同様に、第2基板41の第1主面41aと第1ランドの間には、絶縁体があり、第2基板41の第2主面41bと第2ランドの間には、絶縁体があり、貫通ビア59Cの側壁と第2基板41との間には、絶縁体がある。すなわち、引き出し電極50Dは、第2基板41との間が全て絶縁体で覆われる。これにより、引き出し電極50Dと第2基板41の間の抵抗が大きくなるので、引き出し電極50Dに第2基板41から電流が流れることを抑制できる。これにより、引き出し電極50A~50D間で電流が流れることを抑制することができる。
以上説明したように、図13に係る例では、全ての引き出し電極において、第2基板41の第1主面41aと第1ランドの間、第2基板41の第2主面41bと第2ランドの間及び貫通ビアの側壁と第2基板41との間に絶縁体を有する。この場合、全ての引き出し電極50A~50Dと第2基板41とが絶縁されるので、引き出し電極間で電流が流れることをより抑制することができる。
以上、第1実施形態に係る弾性波装置の一例について説明したが、第1実施形態に係る弾性波装置は、これに限られない。例えば、図13に示す例では、弾性波装置は3つの共振子SR1、SR2、PR1を備えるが、これに限られず、4つ以上の共振子を備えてもよい。
以上説明したように、第1実施形態に係る弾性波装置は、第1基板(支持基板8)と、平面視で、第1基板に重なり、第1主面2aと、反対側の第2主面2bとを有する圧電層2と、圧電層2の第1主面2a及び圧電層2の第2主面2bの少なくとも一方に設けられた機能電極と、圧電層2の第1主面2aと第1方向に対向する第1主面41aと、反対側の第2主面41bとを有する第2基板41と、圧電層2の第1主面2aと第2基板41の第1主面41aとの間で第2基板41を支持する支持部と、第2基板41を貫通する貫通ビアと、第2基板41の第1主面41aに設けられて貫通ビアと電気的に接続される第1ランドと、第2基板41の第2主面41bに設けられて貫通ビアと電気的に接続される第2ランドと、を備える複数の引き出し電極50A~50Dと、を含み、少なくとも1つの引き出し電極50Aにおいて、第2基板41の第1主面41aと第1ランド55Aの間、第2基板41の第2主面41bと第2ランド57Aの間及び貫通ビア59Aの側壁と第2基板41との間に絶縁体42A、45A、46Aを有する。これにより、引き出し電極50Aと第2基板41との間の抵抗が大きくなるので、引き出し電極間で電流が流れることを抑制することができる。
また、第2基板41が、シリコン基板であってもよい。この場合でも、引き出し電極50Aと第2基板41との間の抵抗が大きくなるので、引き出し電極間で電流が流れることを抑制することができる。
望ましい態様として、全ての引き出し電極50A~50Dにおいて、第2基板41の第1主面と第1ランドの間、第2基板41の第2主面と第2ランドの間及び貫通ビアの側壁と第2基板41との間に絶縁体を有する。これにより、全ての引き出し電極50A~50Dと第2基板41とが絶縁されるので、引き出し電極間で電流が流れることをより抑制することができる。
望ましい態様として、機能電極30A~30Cは、第1方向に交差する第2方向に延びる1つ以上の第1電極指3と、第2方向に直交する第3方向に1つ以上の第1電極指3のいずれかと対向し、第2方向に延びる1つ以上の第2電極指4と、を有する。これにより、良好な共振特性が得られる弾性波装置を提供することができる。
望ましい態様として、圧電層2の厚みは、1つ以上の第1電極指3及び1つ以上の第2電極指4のうち、隣り合う第1電極指3と第2電極指4との間の中心間距離をpとした場合に2p以下である。これにより、弾性波装置1を小型化でき、かつQ値を高めることができる。
望ましい態様として、圧電層2が、ニオブ酸リチウム又はタンタル酸リチウムを含む。これにより、良好な共振特性が得られる弾性波装置を提供することができる。
望ましい態様として、厚み滑りモードのバルク波を利用可能に構成されている。これにより、結合係数が高まり、良好な共振特性が得られる弾性波装置を提供することができる。
望ましい態様として、圧電層2の厚みをd、1つ以上の第1電極指3及び1つ以上の第2電極指4のうち、隣り合う第1電極指3と第2電極指4との中心間距離をpとした場合、d/p≦0.5である。これにより、弾性波装置1を小型化でき、かつQ値を高めることができる。
さらに望ましい態様として、d/pが0.24以下である。これにより、弾性波装置1を小型化でき、かつQ値を高めることができる。
望ましい態様として、隣り合う第1電極指3と第2電極指4とが対向している方向に視たときに重なっている領域が励振領域Cであり、励振領域Cに対する、1つ以上の第1電極指3及び1つ以上の第2電極指4のメタライゼーション比をMRとしたときに、MR≦1.75(d/p)+0.075を満たす。この場合、比帯域を確実に17%以下にすることができる。
望ましい態様として、板波を利用可能に構成されている。これにより、良好な共振特性が得られる弾性波装置を提供することができる。
望ましい態様として、圧電層2は、ニオブ酸リチウム又はタンタル酸リチウムであり、ニオブ酸リチウム又はタンタル酸リチウムのオイラー角(φ,θ,ψ)が、以下の式(1)、式(2)又は式(3)の範囲にある。この場合、比帯域を十分に広くすることができる。
(0°±10°,0°~20°,任意のψ) …式(1)
(0°±10°,20°~80°,0°~60°(1-(θ-50)2/900)1/2)又は(0°±10°,20°~80°,[180°-60°(1-(θ-50)2/900)1/2]~180°) …式(2)
(0°±10°,[180°-30°(1-(ψ-90)2/8100)1/2]~180°,任意のψ) …式(3)
(0°±10°,20°~80°,0°~60°(1-(θ-50)2/900)1/2)又は(0°±10°,20°~80°,[180°-60°(1-(θ-50)2/900)1/2]~180°) …式(2)
(0°±10°,[180°-30°(1-(ψ-90)2/8100)1/2]~180°,任意のψ) …式(3)
第1実施形態に係る弾性波装置の製造方法は、第1基板積層工程と、第2基板積層工程と、接合工程と、第2基板薄化工程と、第1の絶縁体形成工程と、貫通孔形成工程と、第2の絶縁層形成工程と、絶縁体除去工程と、シード層形成工程と、貫通電極形成工程と、シード層除去工程と、第3の絶縁層形成工程と、バンプ形成工程とを含む。以下、第1実施形態に係る弾性波装置の製造方法の一例を、図13のXIV―XIV線の断面図、すなわち引き出し電極50Aに係る断面図を例に説明する。
図18から図20は、第1実施形態に係る第1基板積層工程を説明する断面図である。第1基板積層工程は、支持基板8に、圧電層2と、機能電極30A~30Cを第1方向に積層する工程である。第1実施形態に係る第1基板積層工程においては、支持部材と圧電層2との貼り合わせ、機能電極30A等の電極の形成及び第1空間部91A~91Cの形成により、第1実施形態に係る弾性波素子基板10が形成される。
まず、図18に示すように、圧電層2の第2主面に犠牲層91ASを成膜し、次に、圧電層2の第2主面と、犠牲層91ASとを覆うように、中間層7となる第1部分7Aを成膜する。第1部分7Aは、犠牲層91ASの影響による凹凸がなくなるように、表面が平坦化されている。次に、支持基板8に、中間層7となる第2部分7Bを成膜する。そして、第1部分7Aと第2部分7Bとを接合し、圧電層2(圧電基板)が支持基板8に支持される。
次に、図19に示すように、圧電層2に電極を形成する。具体的には、圧電層2の第1主面に、第1金属層35を形成し、機能電極30Aをパターン形成する。そして、第1金属層35の上に、第2金属層14を形成する。ここで、第2金属層14の一部は、機能電極30Aへ導通する配線12となる。その後、第2金属層14に、シール金属層43a及び支持部54Aを積層する。ここで、シール金属層43aは、Au又はAu合金の層である。電極形成後、機能電極30Aの周りは、レジストでマスクされ、誘電体膜19が形成される。これにより、機能電極30Aは、誘電体膜19で覆われる。
そして、図20に示すように、圧電層2に第1空間部91Aを形成する。具体的には、圧電層に設けられた図示しない貫通孔に、エッチング液を注入して、犠牲層91ASを溶解する。これにより、犠牲層91ASのあった空間が第1空間部91となる。その後、配線12へ測定器を接続し、周波数特性を確認後、イオンエッチング等により誘電体膜19の膜厚を調整する。誘電体膜19の膜厚の調整は、所望の周波数特性を得られるまで繰り返される。
以上説明した第1基板積層工程により、弾性波素子基板10を製造することができる。なお、以上説明した弾性波素子基板10の製法は、あくまで一例であり、これに限定されるものではない。
図21は、第1実施形態に係る第2基板積層工程を説明するための断面図である。図21に示すように、第2基板積層工程は、第2基板41の第1主面41aに、絶縁体42、第1ランド55A及びシール金属層43bを積層する工程である。ここで、第1ランド55A及びシール金属層43bは、絶縁体42を介して第2基板41の第1主面41aに積層される。
図22は、第1実施形態に係る接合工程を説明するための断面図である。図22に示すように、接合工程は、弾性波素子基板10と、カバー部材40とを、圧電層2の第1主面2aと、第2基板41の第1主面41aとを対向させて、接合する工程である。具体的には、弾性波素子基板10のシール金属層43aと、カバー部材40のシール金属層43bとをAu-Au接合し、シール金属層43aとシール金属層43bとを一体化し、シール金属層43とする。また、弾性波素子基板10の支持部54Aと、カバー部材40の第1ランド55AとをAu-Au接合する。
図23は、第1実施形態に係る第2基板薄化工程を説明するための断面図である。図23に示すように、第2基板薄化工程は、第2基板41を研削し、第2基板41の厚みを薄くする工程である。これにより、第2基板41の第2主面41bが形成される。
図24は、第1実施形態に係る第1の絶縁体形成工程を説明するための断面図である。図24に示すように、第1の絶縁体形成工程は、第2基板41の第2主面41bに絶縁体45を形成する工程である。第1実施形態では、第2基板41の第2主面41bの全面に絶縁体45が形成される。
図25は、図24の領域E1の拡大図である。すなわち、図25は、引き出し電極50Aが設けられる部分のカバー部材40の拡大断面図である。以下、領域E1に係る拡大図により、第1実施形態に係る弾性波装置の引き出し電極50Aの製造方法を説明する。
図26は、第1実施形態に係る貫通孔形成工程を説明するための断面図である。図26に示すように、貫通孔形成工程は、第2基板41に貫通孔40HAを形成する工程である。第1実施形態では、ドライエッチング、反応性イオンエッチング等により、第2基板41及び絶縁体42、45を貫通するように貫通孔40HAを形成する。貫通孔40HAは、平面視して、第1ランド55Aと重なる位置に設けられる。これにより、第1ランド55Aの第2基板41側の主面が露出する。
図27は、第1実施形態に係る第2の絶縁体形成工程を説明するための断面図である。図27に示すように、第2の絶縁体形成工程は、第2基板41の第2主面41b、貫通孔40HAの側壁及び第1ランド55Aの貫通孔40HAに露出する面に絶縁体45、46A、42EAを形成する工程である。第1実施形態では、第2の絶縁体形成工程では、化学気相成長法等により、第2基板41の第2主面41bの絶縁体45を追加製膜し、貫通孔40HAの側壁に絶縁体46Aを形成し、第1ランド55Aの貫通孔40HAに露出する面に絶縁体42EAを形成する。
図28は、第1実施形態に係る絶縁体除去工程を説明するための断面図である。図28に示すように、絶縁体除去工程は、第2の絶縁体形成工程で形成した絶縁体の一部を除去する工程である。第1実施形態では、エッチバック等により、第2主面41bの絶縁体45の薄化と、第1ランド55Aの貫通孔40HAに露出する面に形成された絶縁体42EAの除去とが行われる。これにより、第1ランド55Aの貫通孔40HAに露出する面が露出する。
図29は、第1実施形態に係るシード層形成工程を説明する模式的な断面図である。図29に示すように、シード層形成工程は、第2基板41の第2主面41b、貫通孔40HAの側壁及び第1ランド55Aの貫通孔40HAに露出する面にシード層56を形成する工程である。第1実施形態では、シード層56Aは、スパッタリング等により、Ti層を形成した後、Ti層の上にCu層を積層することによって形成される。
図30から図32は、第1実施形態に係る貫通電極形成工程を説明するための断面図である。図30及び図31に示すように、貫通電極形成工程は、貫通孔40HA及び第2基板41の第2主面41bの一部に、貫通ビア59A及び第2ランド57Aを形成する工程である。第1実施形態では、まず、図30に示すように、シード層56Aの上に、めっきレジスト50R1でパターニングする。次に、図31に示すように、シード層56上に、Cuで貫通孔40HAを埋めることで貫通ビア59Aを形成し、Cu層、Ni層、Au層の順でめっきにより積層することで、第2ランド57Aを形成する。そして、図32に示すように、めっきレジスト50R1を除去する。これにより、第2ランド57Aが、絶縁体45Aを介して、第2基板41の第2主面41bに積層される。
図33は、第1実施形態に係るシード層除去工程を説明するための断面図である。図33に示すように、シード層除去工程は、平面視して第2ランド57Aと重なる部分のシード層56Aを除くシード層56を除去する工程である。シード層56は、例えば、切削により除去される。
図34は、第1実施形態に係る第3の絶縁体形成工程を説明するための断面図である。図34に示すように、第3の絶縁体形成工程は、第2基板41の第2主面41b及び第2ランド57Aに絶縁体45を形成する工程である。第1実施形態では、第2の絶縁体形成工程では、化学気相成長法等により、第2基板41の第2主面41bの絶縁体45を追加製膜し、第2ランド57Aに絶縁体45を形成する。
図35から図37は、第1実施形態に係るバンプ形成工程を説明するための断面図である。図35から図37に示すように、バンプ形成工程は、第2の絶縁体形成工程で、第2ランド57Aに形成した絶縁体の一部を除去し、バンプ58Aを形成する工程である。第1実施形態では、まず、図35に示すように、第2基板41の第2主面41b及び第2ランド57Aの一部の上に、レジスト50R2でパターニングする。次に、図36に示すように、エッチングにより絶縁体45の一部を除去する。そして、図37に示すように、レジスト50R2を除去する。これにより、第2ランド57Aの一部を露出させる。その後、第2ランド57Aで露出した面にバンプ58Aを形成する。
以上の工程により、引き出し電極50Aを製造できる。第1実施形態においては、他の引き出し電極50B~50Dについても、同様の方法で製造される。
以上の工程により、第1実施形態に係る弾性波装置を製造できる。弾性波装置において、引き出し電極50A~50Dと第2基板41との間が全て絶縁層で覆われるため、引き出し電極50Aと第2基板41との間の抵抗が大きくなるので、引き出し電極間で電流が流れることを抑制することができる。なお、以上で説明した第1実施形態に係る弾性波装置の製造方法は、あくまでも一例であって、これに限られない。例えば、第3の絶縁体形成工程はされなくてもよく、シード除去工程の後に、第2ランド57Aにバンプ58Aを形成してもよい。
以上説明したように、第1実施形態に係る弾性波装置の製造方法は、第1基板(支持基板8)に、第1主面2a及び第1主面2aと反対側の第2主面2bを有する圧電層2と、圧電層2の第1主面2a及び第2主面2bの少なくとも一方に設けられた機能電極30A~30Cと、を第1方向に積層する第1基板積層工程と、第1主面41a及び第1主面41aと反対側の第2主面41bを有する第2基板41の第1主面41aに、絶縁体42及び第1ランド55Aを積層する第2基板積層工程と、第1基板と、第2基板41とを、圧電層2の第1主面2aと第2基板41の第1主面41aとを対向させて、接合する接合工程と、第2基板41の第2主面41bの少なくとも一部に、絶縁体45を形成する第1の絶縁体形成工程と、平面視して、第1ランド55Aと重なる位置に、第2基板41を貫通する貫通孔40HAを形成する貫通孔形成工程と、第2基板41の第2主面41b、貫通孔40HAの側壁及び第1ランド55Aの貫通孔40HAに露出する面に、絶縁体42EA、45A、46Aを形成する第2の絶縁体形成工程と、第2の絶縁体形成工程で形成した絶縁体の一部(絶縁体42EA)を除去する絶縁体除去工程と、絶縁体除去工程の後に、貫通孔40HA及び第2基板41の第2主面41bに、貫通ビア59A及び第2ランド57Aを形成する貫通電極形成工程と、を含み、第2基板積層工程において、第1ランド55Aは、絶縁体42を介して第2基板41の第1主面41aに積層され、絶縁体除去工程において、平面視して、貫通孔40HAと重なる位置の第1ランド55Aの第2基板41側の面の少なくとも一部を露出させ、貫通電極形成工程において、少なくとも1つの第2ランド57Aは、第2基板41の第2主面41bに絶縁体45Aを介して形成される。これにより、引き出し電極50Aと第2基板41との間の抵抗が大きくなるので、引き出し電極間で電流が流れることを抑制することができる。
(第2実施形態)
図38は、第2実施形態に係る弾性波装置の第1実施例に係る基準電位に接続された引き出し電極を示す断面図である。図39は、第2実施形態に係る弾性波装置の第2実施例に係る基準電位に接続された引き出し電極を示す断面図である。図40は、第2実施形態に係る弾性波装置の第3実施例に係る基準電位に接続された引き出し電極を示す断面図である。図38から図40は、第2実施形態に係る弾性波装置の図17に相当する断面図となっている。
図38は、第2実施形態に係る弾性波装置の第1実施例に係る基準電位に接続された引き出し電極を示す断面図である。図39は、第2実施形態に係る弾性波装置の第2実施例に係る基準電位に接続された引き出し電極を示す断面図である。図40は、第2実施形態に係る弾性波装置の第3実施例に係る基準電位に接続された引き出し電極を示す断面図である。図38から図40は、第2実施形態に係る弾性波装置の図17に相当する断面図となっている。
図38から図40に示すように、第2実施形態に係る弾性波装置は、基準電位に接続される引き出し電極50CA~50CCが、第2基板41との間が全て絶縁体で覆われていない点で第1実施形態と異なる。以下、図面を用いて第2実施形態に係る弾性波装置について説明する。なお、第1実施形態に係る弾性波装置と共通する部分については、符号を付して説明を省略する。
第2実施形態において、基準電位に接続された引き出し電極50CA~50CCは、図38から図40に示すように、第2基板41の第1主面41aと第1ランド55Cの間、第2基板41の第2主面41bと第2ランド57Cの間及び貫通ビア59Cの側壁と第2基板41との間のうち、少なくとも1つの間において絶縁体がない。これにより、基準電位に接続された引き出し電極の寄生インダクタンスを小さくすることができる。
第1実施例に係る基準電位に接続された引き出し電極50CAでは、図38に示すように、第2基板41の第1主面41aと第1ランド55Cの間には、絶縁体42Cがあり、貫通ビア59Cの側壁と第2基板41との間には、絶縁体46Cがあるが、第2基板41の第2主面41bと第2ランド57Cの間において絶縁体がない。
第2実施例に係る基準電位に接続された引き出し電極50CBでは、図39に示すように、第2基板41の第2主面41bと第2ランド57Cの間には、絶縁体45Cがあり、貫通ビア59Cの側壁と第2基板41との間には、絶縁体46Cがあるが、第2基板41の第1主面41aと第1ランド55Cの間には、絶縁体がない。
第3実施例に係る基準電位に接続された引き出し電極50CCでは、図40に示すように、第2基板41の第2主面41bと第2ランド57Cの間には、絶縁体45Cがあり、第2基板41の第1主面41aと第1ランド55Cの間には、絶縁体42Cがあるが、貫通ビア59Cの側壁と第2基板41との間には、絶縁体がない。
なお、基準電位に接続された引き出し電極と第2基板41との間の絶縁体の有無は、図38から図40で示すものに限られない。すなわち、基準電位に接続された引き出し電極と第2基板41との間には、絶縁体が全くなくてもよい。また、第2基板41の第2主面41bと第2ランド57Cの間、第2基板41の第1主面41aと第1ランド55Cの間又は貫通ビア59Cの側壁と第2基板41との間のうち、少なくとも1つの間において、一部絶縁体が設けられないものであってもよい。
第2実施形態において、第2基板41は、電気抵抗率が100Ω・cm以下である。第2基板41は、シリコン基板であることが好ましい。これにより、電気抵抗率が1Ω・cm以下とすることができる。これにより、基準電位に接続された引き出し電極が複数設けられる場合、複数の基準電位に接続された引き出し電極間の抵抗を小さくすることができる。
図41は、第2実施形態に係る弾性波装置の一例を示す回路図である。図41は、図38から図40で示す弾性波装置の回路図となっている。図41に示すように、第2実施形態に係る弾性波装置は、第1実施形態と同様、第1経路に、直列に挿入された直列腕共振子と、第2経路に挿入された並列腕共振子と、を含む、いわゆるラダー型フィルタとなっている。ここで、入力端子INは、引き出し電極50Aであり、出力端子OUTは、引き出し電極50Bであり、基準電位GNDは引き出し電極50Cと接続される。抵抗R1は、入力端子INである引き出し電極50Aと第2基板41との間の抵抗である。抵抗R2は、出力端子OUTである引き出し電極50Bと第2基板41との間の抵抗である。インダクタンスL1は、基準電位GNDに接続される引き出し電極50Cの寄生インダクタンスである。インダクタンスLGは、第2基板41と基準電位GND間の寄生インダクタンスである。
第2実施形態に係る弾性波装置では、入力端子INである引き出し電極50A及び出力端子OUTである引き出し電極50Bは、第2基板41との間が全て絶縁体で覆われているため、抵抗R1及び抵抗R2を大きくすることができる。これにより、引き出し電極50A、50B間で電流が流れることを抑制することができる。
第2実施形態に係る弾性波装置では、基準電位に接続された引き出し電極50CA~50CCは、第2基板41との間で、絶縁体で覆われていない部分がある。そのため、基準電位に接続された引き出し電極が、第2基板41と導通する。これにより、基準電位に接続された引き出し電極50CA~50CCのインダクタンスL1を小さくすることができるので、減衰極を変えることができ、帯域外減衰を小さくできる。また、基準電位に接続された引き出し電極が複数設けられる場合、基準電位に接続された複数の引き出し電極が第2基板41と導通するため、基準電位に接続された複数の引き出し電極のインダクタンスを小さくすることができるので、帯域外減衰をより小さくできる。
以上説明したように、第2実施形態に係る弾性波装置は、基準電位に接続される引き出し電極50CAにおいて、第2基板41の第1主面41aと第1ランド55Cの間の少なくとも一部において絶縁体を有しない。これにより、基準電位に接続された引き出し電極50CAのインダクタンスL1を小さくすることができるので、帯域外減衰を低下させることができる。
また、第2実施形態に係る弾性波装置は、基準電位に接続される引き出し電極50CBにおいて、第2基板41の第2主面41bと第2ランド57Cの間の少なくとも一部において絶縁体を有しない。これにより、基準電位に接続された引き出し電極50CBのインダクタンスL1を小さくすることができるので、帯域外減衰を低下させることができる。
また、第2実施形態に係る弾性波装置は、基準電位に接続される引き出し電極50CCにおいて、貫通ビア59Cの側壁と第2基板41との間の少なくとも一部において絶縁体を有しない。これにより、基準電位に接続された引き出し電極50CCのインダクタンスL1を小さくすることができるので、帯域外減衰を低下させることができる。
第2実施形態に係る弾性波装置の製造方法は、貫通電極形成工程において、基準電位に接続される引き出し電極50CAに係る第2ランド57Cが、第2基板41の第2主面41bに絶縁体を介さず形成される点で第1実施形態と異なる。ここで、引き出し電極50A、50Bに係る部分については、第1実施形態と同様の方法で製造される。以下、図面を用いて、第2実施形態に係る弾性波装置の製造方法の一例を、基準電位に接続される引き出し電極50CAに係る断面図を例に説明する。なお、第1実施形態に係る弾性波装置の製造方法と共通する工程については、説明を省略する。
図42は、第2実施形態に係る第1の絶縁体形成工程を説明するための断面図である。図42に示すように、第2実施形態では、第1の絶縁体形成工程において、第2基板41の第2主面41bの一部に絶縁体45が形成される。より詳しくは、第2基板41の第2主面41bの全面に絶縁体45を形成した後に、エッチング等により、第2基板41の第2主面41bの一部の絶縁体45を除去して、露出させる。ここで、第2基板41の第2主面41bを露出させた部分は、第2基板41の第2主面41bの、基準電位に接続される引き出し電極50CAの第2ランド57Cが設けられる部分である。
図43は、図42の領域F1の拡大図である。すなわち、図42は、基準電位に接続される引き出し電極50CAが設けられる部分のカバー部材40の拡大断面図である。以下、領域F1に係る拡大図により、第2実施形態に係る弾性波装置の引き出し電極50CAの製造方法を説明する。
図44は、第2実施形態に係る貫通孔形成工程を説明するための断面図である。図44に示すように、貫通孔形成工程では、第1実施形態と同様に、第2基板41及び絶縁体42、45を貫通するように貫通孔40HCを形成する。貫通孔40HCは、平面視して、第1ランド55Cと重なる位置に設けられる。これにより、第1ランド55Cの第2基板41側の主面が露出する。
図45は、第2実施形態に係る第2の絶縁体形成工程を説明するための断面図である。図45に示すように、第2実施形態では、化学気相成長法等により、第2基板41の第2主面41bに絶縁体45ECを形成し、貫通孔40HCの側壁に絶縁体46Cを形成し、第1ランド55Cの貫通孔40HCに露出する面に絶縁体42ECを形成する。
図46は、第2実施形態に係る絶縁体除去工程を説明するための断面図である。図46に示すように、第2実施形態では、エッチバック等により、第2主面41bの絶縁体45ECの除去と、第1ランド55Cの貫通孔40HCに露出する面に形成された絶縁体42ECの除去とが行われる。これにより、第2基板41の第2主面41b及び第1ランド55Cの貫通孔40HCに露出する面が露出する。
図47は、第2実施形態に係るシード層形成工程を説明する模式的な断面図である。図47に示すように、シード層形成工程では、第1実施形態と同様に、シード層56Cがスパッタリング等により形成される。
図48から図50は、第2実施形態に係る貫通電極形成工程を説明するための断面図である。貫通電極形成工程では、第1実施形態と同様に、図48に示すように、めっきレジスト50R1でパターニングし、図49に示すように、貫通ビア59C及び第2ランド57Aを形成し、図50に示すように、めっきレジスト50R1を除去する。これにより、第2ランド57Cが、絶縁体を介さずに、第2基板41の第2主面41bに積層される。
図51は、第2実施形態に係るシード層除去工程を説明するための断面図である。図51に示すように、シード層除去工程では、第1実施形態と同様に、平面視して第2ランド57Cと重なる部分のシード層56Cを除くシード層56を除去する。
図52は、第2実施形態に係る第3の絶縁体形成工程を説明するための断面図である。図52に示すように、第3の絶縁体形成工程では、第1実施形態と同様に、化学気相成長法等により、第2基板41の第2主面41bの絶縁体45を追加製膜し、第2ランド57Cに絶縁体45を形成する。
図53から図55は、第2実施形態に係るバンプ形成工程を説明するための断面図である。図53から図55に示すように、バンプ形成工程では、第1実施形態と同様に、図53に示すように、レジスト50R2でパターニングし、図54に示すように、絶縁体45の一部を除去し、図55に示すように、レジスト50R2を除去する。これにより、第2ランド57Cの一部を露出させる。その後、第2ランド57Cで露出した面にバンプ58Cを形成する。
以上の工程により、基準電位に接続される引き出し電極50CAを製造できる。第2実施形態においては、基準電位に接続される他の引き出し電極についても、同様の方法で製造される。
以上の工程により、第2実施形態に係る弾性波装置を製造できる。これにより、弾性波装置において、引き出し電極50CAと第2基板41の第2主面41bとの間にのみ絶縁体をなくすことができるので、基準電位に接続された引き出し電極50CAのインダクタンスL1を小さくすることができ、帯域外減衰を低下させることができる。なお、以上で説明した第2実施形態に係る弾性波装置の製造方法は、あくまでも一例であって、これに限られない。例えば、第1実施形態と同様、第3の絶縁体形成工程はされなくてもよく、シード除去工程の後に、第2ランド57Cにバンプ58Cを形成してもよい。
以上説明したように、第2実施形態に係る弾性波装置の製造方法は、絶縁体除去工程において、平面視して、第2基板41の第2主面41bの一部をさらに露出させ、貫通電極形成工程において、少なくとも1つの第2ランド57Cは、第2基板41の第2主面41bに絶縁体を介さず形成される。これにより、引き出し電極50CAと第2基板41の第2主面41bとの間にのみ絶縁体をなくすことができるので、基準電位に接続された引き出し電極50CAのインダクタンスL1を小さくすることができ、帯域外減衰を低下させることができる。
なお、上記した実施の形態は、本開示の理解を容易にするためのものであり、本開示を限定して解釈するためのものではない。本開示は、その趣旨を逸脱することなく、変更/改良され得るとともに、本開示にはその等価物も含まれる。
1、101、301 弾性波装置
2 圧電層
2a 第1主面
2b 第2主面
3 電極指(第1電極指)
4 電極指(第2電極指)
5 第1のバスバー電極
6 第2のバスバー電極
7 中間層
7a 開口部
7A 第1部分
7B 第2部分
8 支持基板(第1基板)
8a 開口部
9 空間部
10 弾性波素子基板
12 配線
14 第2金属層
19 誘電体膜
30A~30C 機能電極
35 第1金属層
40 カバー部材
40HA、40HC 貫通孔
41 第2基板
41a 第1主面
41b 第2主面
42、42A,42C、42EA、42EC 絶縁体
43、43a、43b シール金属層
45、45A、45C、45EC 絶縁体
46A、46C 絶縁体
50A~50D、50CA~50CC 引き出し電極
50R1 めっきレジスト
50R2 レジスト
54A、54C 支持部
55A、55C 第1ランド
56,56A、56C シード層
57A、57C 第2ランド
58A、58C バンプ
59A、59C 貫通ビア
91、91A~91C 第1空間部
91AS 犠牲層
201 圧電層
201a 第1主面
201b 第2主面
251 第1領域
252 第2領域
310、311 反射器
C 励振領域
VP1 仮想平面
SR1、SR2 共振子
PR1 共振子
R1、R2 抵抗
L1、LG インダクタンス
2 圧電層
2a 第1主面
2b 第2主面
3 電極指(第1電極指)
4 電極指(第2電極指)
5 第1のバスバー電極
6 第2のバスバー電極
7 中間層
7a 開口部
7A 第1部分
7B 第2部分
8 支持基板(第1基板)
8a 開口部
9 空間部
10 弾性波素子基板
12 配線
14 第2金属層
19 誘電体膜
30A~30C 機能電極
35 第1金属層
40 カバー部材
40HA、40HC 貫通孔
41 第2基板
41a 第1主面
41b 第2主面
42、42A,42C、42EA、42EC 絶縁体
43、43a、43b シール金属層
45、45A、45C、45EC 絶縁体
46A、46C 絶縁体
50A~50D、50CA~50CC 引き出し電極
50R1 めっきレジスト
50R2 レジスト
54A、54C 支持部
55A、55C 第1ランド
56,56A、56C シード層
57A、57C 第2ランド
58A、58C バンプ
59A、59C 貫通ビア
91、91A~91C 第1空間部
91AS 犠牲層
201 圧電層
201a 第1主面
201b 第2主面
251 第1領域
252 第2領域
310、311 反射器
C 励振領域
VP1 仮想平面
SR1、SR2 共振子
PR1 共振子
R1、R2 抵抗
L1、LG インダクタンス
Claims (17)
- 第1基板と、
平面視で、前記第1基板に重なり、第1主面と、反対側の第2主面とを有する圧電層と、
前記圧電層の第1主面及び前記圧電層の第2主面の少なくとも一方に設けられた機能電極と、
前記圧電層の前記第1主面と第1方向に対向する第1主面と、反対側の第2主面とを有する第2基板と、
前記圧電層の前記第1主面と前記第2基板の第1主面との間で前記第2基板を支持する支持部と、前記第2基板を貫通する貫通ビアと、前記第2基板の第1主面に設けられて前記貫通ビアと電気的に接続される第1ランドと、前記第2基板の第2主面に設けられて前記貫通ビアと電気的に接続される第2ランドと、を備える複数の引き出し電極と、を含み、
少なくとも1つの前記引き出し電極において、前記第2基板の第1主面と第1ランドの間、前記第2基板の第2主面と第2ランドの間及び前記貫通ビアの側壁と前記第2基板との間に絶縁体を有する、弾性波装置。 - 前記第2基板が、シリコン基板である、請求項1に記載の弾性波装置。
- 基準電位に接続される前記引き出し電極において、前記第2基板の第1主面と第1ランドの間の少なくとも一部において絶縁体を有しない、請求項1又は2に記載の弾性波装置。
- 基準電位に接続される前記引き出し電極において、前記第2基板の第2主面と第2ランドの間の少なくとも一部において絶縁体を有しない、請求項1から3のいずれか1項に記載の弾性波装置。
- 基準電位に接続される前記引き出し電極において、前記貫通ビアの側壁と前記第2基板との間の少なくとも一部において絶縁体を有しない、請求項1から4のいずれか1項に記載の弾性波装置。
- 全ての前記引き出し電極において、前記第2基板の第1主面と第1ランドの間、前記第2基板の第2主面と第2ランドの間及び前記貫通ビアの側壁と前記第2基板との間に絶縁体を有する、請求項1に記載の弾性波装置。
- 前記機能電極は、前記第1方向に交差する第2方向に延びる1つ以上の第1電極指と、前記第2方向に直交する第3方向に前記1つ以上の第1電極指のいずれかと対向し、前記第2方向に延びる1つ以上の第2電極指と、を有する、請求項1から6のいずれか1項に記載の弾性波装置。
- 前記圧電層の厚みは、前記1つ以上の第1電極指と前記1つ以上の第2電極指のうち、隣り合う第1電極指と第2電極指との間の中心間距離をpとした場合に2p以下である、請求項7に記載の弾性波装置。
- 前記圧電層が、ニオブ酸リチウム又はタンタル酸リチウムを含む、請求項7又は8に記載の弾性波装置。
- 厚み滑りモードのバルク波を利用可能に構成されている、請求項7から9のいずれか1項に記載の弾性波装置。
- 前記圧電層の厚みをd、前記1つ以上の第1電極指と前記1つ以上の第2電極指のうち、隣り合う第1電極指と第2電極指との中心間距離をpとした場合、d/p≦0.5である、請求項7から10のいずれか1項に記載の弾性波装置。
- d/pが0.24以下である、請求項11に記載の弾性波装置。
- 隣り合う第1電極指と第2電極指とが対向している方向に視たときに重なっている領域が励振領域であり、前記励振領域に対する、前記1つ以上の第1電極指及び前記1つ以上の第2電極指のメタライゼーション比をMRとしたときに、MR≦1.75(d/p)+0.075を満たす、請求項7から12のいずれか1項に記載の弾性波装置。
- 板波を利用可能に構成されている、請求項7から9のいずれか1項に記載の弾性波装置。
- 前記圧電層は、ニオブ酸リチウム又はタンタル酸リチウムであり、前記ニオブ酸リチウム又はタンタル酸リチウムのオイラー角(φ,θ,ψ)が、以下の式(1)、式(2)又は式(3)の範囲にある、請求項1から14のいずれか1項に記載の弾性波装置。
(0°±10°,0°~20°,任意のψ) …式(1)
(0°±10°,20°~80°,0°~60°(1-(θ-50)2/900)1/2)又は(0°±10°,20°~80°,[180°-60°(1-(θ-50)2/900)1/2]~180°) …式(2)
(0°±10°,[180°-30°(1-(ψ-90)2/8100)1/2]~180°,任意のψ) …式(3) - 第1基板に、第1主面及び前記第1主面と反対側の第2主面を有する圧電層と、前記圧電層の前記第1主面及び前記第2主面の少なくとも一方に設けられた機能電極と、を第1方向に積層する第1基板積層工程と、
第1主面及び前記第1主面と反対側の第2主面を有する第2基板の前記第1主面に、絶縁体及び第1ランドを積層する第2基板積層工程と、
前記第1基板と、前記第2基板とを、前記圧電層の前記第1主面と前記第2基板の前記第1主面とを対向させて、接合する接合工程と、
前記第2基板の第2主面の少なくとも一部に、絶縁体を形成する第1の絶縁体形成工程と、
平面視して、前記第1ランドと重なる位置に、前記第2基板を貫通する貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、
前記第2基板の第2主面、前記貫通孔の側壁及び前記第1ランドの前記貫通孔に露出する面に、絶縁体を形成する第2の絶縁体形成工程と、
前記第2の絶縁体形成工程で形成した絶縁体の一部を除去する絶縁体除去工程と、
前記絶縁体除去工程の後に、前記貫通孔及び前記第2基板の第2主面に、貫通ビア及び第2ランドを形成する貫通電極形成工程と、を含み、
前記第2基板積層工程において、前記第1ランドは、絶縁体を介して前記第2基板の第1主面に積層され、
前記絶縁体除去工程において、平面視して、前記貫通孔と重なる位置の第1ランドの第2基板側の面の少なくとも一部を露出させ、
前記貫通電極形成工程において、少なくとも1つの第2ランドは、前記第2基板の第2主面に絶縁体を介して形成される、弾性波装置の製造方法。 - 前記絶縁体除去工程において、平面視して、前記第2基板の前記第2主面の一部をさらに露出させ、
前記貫通電極形成工程において、少なくとも1つの第2ランドは、前記第2基板の第2主面に絶縁体を介さず形成される、請求項16に記載の弾性波装置の製造方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202280056699.6A CN117859267A (zh) | 2021-08-20 | 2022-08-16 | 弹性波装置以及弹性波装置的制造方法 |
US18/443,472 US20240186979A1 (en) | 2021-08-20 | 2024-02-16 | Acoustic wave device and method of manufacturing acoustic wave device |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US202163235185P | 2021-08-20 | 2021-08-20 | |
US63/235,185 | 2021-08-20 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
US18/443,472 Continuation US20240186979A1 (en) | 2021-08-20 | 2024-02-16 | Acoustic wave device and method of manufacturing acoustic wave device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2023022157A1 true WO2023022157A1 (ja) | 2023-02-23 |
Family
ID=85240617
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/JP2022/030987 WO2023022157A1 (ja) | 2021-08-20 | 2022-08-16 | 弾性波装置及び弾性波装置の製造方法 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20240186979A1 (ja) |
CN (1) | CN117859267A (ja) |
WO (1) | WO2023022157A1 (ja) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006179562A (ja) * | 2004-12-21 | 2006-07-06 | Seiko Epson Corp | 半導体装置、半導体装置の製造方法、回路基板、及び電子機器 |
JP2009177736A (ja) * | 2008-01-28 | 2009-08-06 | Murata Mfg Co Ltd | 電子部品の製造方法 |
JP2011077938A (ja) * | 2009-09-30 | 2011-04-14 | Kyocera Corp | 弾性波装置及びその製造方法 |
WO2016159018A1 (ja) * | 2015-03-31 | 2016-10-06 | 株式会社村田製作所 | 共振装置 |
US20210044277A1 (en) * | 2018-06-15 | 2021-02-11 | Resonant Inc. | Transversely-excited film bulk acoustic resonator package |
WO2021060522A1 (ja) * | 2019-09-27 | 2021-04-01 | 株式会社村田製作所 | 弾性波装置 |
-
2022
- 2022-08-16 WO PCT/JP2022/030987 patent/WO2023022157A1/ja active Application Filing
- 2022-08-16 CN CN202280056699.6A patent/CN117859267A/zh active Pending
-
2024
- 2024-02-16 US US18/443,472 patent/US20240186979A1/en active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006179562A (ja) * | 2004-12-21 | 2006-07-06 | Seiko Epson Corp | 半導体装置、半導体装置の製造方法、回路基板、及び電子機器 |
JP2009177736A (ja) * | 2008-01-28 | 2009-08-06 | Murata Mfg Co Ltd | 電子部品の製造方法 |
JP2011077938A (ja) * | 2009-09-30 | 2011-04-14 | Kyocera Corp | 弾性波装置及びその製造方法 |
WO2016159018A1 (ja) * | 2015-03-31 | 2016-10-06 | 株式会社村田製作所 | 共振装置 |
US20210044277A1 (en) * | 2018-06-15 | 2021-02-11 | Resonant Inc. | Transversely-excited film bulk acoustic resonator package |
WO2021060522A1 (ja) * | 2019-09-27 | 2021-04-01 | 株式会社村田製作所 | 弾性波装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN117859267A (zh) | 2024-04-09 |
US20240186979A1 (en) | 2024-06-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2023085362A1 (ja) | 弾性波装置 | |
WO2022211056A1 (ja) | 弾性波装置 | |
WO2023022157A1 (ja) | 弾性波装置及び弾性波装置の製造方法 | |
WO2022211097A1 (ja) | 弾性波装置及び弾性波装置の製造方法 | |
WO2022224972A1 (ja) | 弾性波装置及び弾性波装置の製造方法 | |
WO2023013694A1 (ja) | 弾性波装置及び弾性波装置の製造方法 | |
WO2022210683A1 (ja) | 弾性波装置及びその製造方法 | |
WO2022224973A1 (ja) | 弾性波装置及び弾性波装置の製造方法 | |
WO2023058728A1 (ja) | 弾性波装置及び弾性波装置の製造方法 | |
WO2023085368A1 (ja) | 弾性波装置 | |
WO2022168937A1 (ja) | 弾性波装置及び弾性波装置の製造方法 | |
WO2023058727A1 (ja) | 弾性波装置及び弾性波装置の製造方法 | |
WO2023054694A1 (ja) | 弾性波装置及び弾性波装置の製造方法 | |
WO2023090460A1 (ja) | 弾性波装置の製造方法 | |
WO2023157958A1 (ja) | 弾性波装置及び弾性波装置の製造方法 | |
WO2023058769A1 (ja) | 弾性波装置の製造方法 | |
WO2023058768A1 (ja) | 弾性波装置の製造方法 | |
US20240014796A1 (en) | Acoustic wave device | |
US20230412138A1 (en) | Acoustic wave device | |
WO2022210689A1 (ja) | 弾性波装置 | |
WO2022264914A1 (ja) | 弾性波装置 | |
WO2023085364A1 (ja) | 弾性波装置 | |
WO2024029609A1 (ja) | 弾性波装置 | |
WO2023090434A1 (ja) | 弾性波装置 | |
US20230412141A1 (en) | Acoustic wave device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 22858475 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: 202280056699.6 Country of ref document: CN |
|
NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 22858475 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |