WO2023228985A1 - 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 PDF

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WO2023228985A1
WO2023228985A1 PCT/JP2023/019398 JP2023019398W WO2023228985A1 WO 2023228985 A1 WO2023228985 A1 WO 2023228985A1 JP 2023019398 W JP2023019398 W JP 2023019398W WO 2023228985 A1 WO2023228985 A1 WO 2023228985A1
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piezoelectric layer
wave device
resonator
protective film
thickness
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PCT/JP2023/019398
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English (en)
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Inventor
翔 永友
Original Assignee
株式会社村田製作所
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    • 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
    • H03H3/08—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 resonators or 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
    • H03H9/02—Details
    • H03H9/125—Driving means, e.g. electrodes, coils
    • H03H9/145—Driving means, e.g. electrodes, coils for networks using surface acoustic waves

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 thickness of the protective film may be adjusted using a processing device to have a thickness corresponding to the thickness of the piezoelectric layer.
  • the thickness of the protective film changes rapidly beyond what the processing equipment can handle. Sometimes it was necessary to process it to make it look like this. Therefore, it becomes difficult to adjust the thickness of the protective film in accordance with the thickness of the piezoelectric layer, and it may become difficult to make the frequency characteristics of adjacent resonators uniform.
  • the present disclosure is intended to solve the above-mentioned problems, and aims to make the frequency characteristics of adjacent resonators or elastic wave devices uniform.
  • An elastic wave device includes a plurality of resonators, each of the plurality of resonators including a support member having a thickness in a first direction, and a piezoelectric layer provided in the first direction of the support member. , a functional electrode provided in the first direction of the piezoelectric layer, and a protective film provided in the first direction of the piezoelectric layer in which the resonator is provided, and the support member includes a functional electrode provided in the first direction of the piezoelectric layer; When viewed in plan, there is a space at a position where at least a portion overlaps with the functional electrode, and the plurality of resonators include a first resonator and a second resonator adjacent to the first resonator.
  • the protective film has an elastic modulus at a first position different from an elastic modulus at a second position different from the first position, and the first position is arranged in a plan view in the first direction.
  • the second position overlaps with the space of the first resonator, and the second position overlaps with the space of the second resonator when viewed in plan in the first direction.
  • a method for manufacturing an acoustic wave device includes a laminating step of laminating a piezoelectric layer on a support member, an electrode forming step of forming a functional electrode on the piezoelectric layer, and a protective layer on the piezoelectric layer on which the functional electrode is formed. a protective film forming step of forming a film; and a singulating step of singulating the supporting member after the protective film forming step to form an acoustic wave device;
  • the piezoelectric layer has a first position and a second position where the piezoelectric layer is thinner than the thickness of the piezoelectric layer at the first position, and has the first position.
  • the first acoustic wave device including the piezoelectric layer is adjacent to the second acoustic wave device including the piezoelectric layer having the second position before the singulation step, and in the protective film forming step,
  • the elastic modulus of the protective film formed at the first position is different from the elastic modulus of the protective film formed at the second position.
  • FIG. 1A is a perspective view showing the elastic wave device of the 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 taken along line II-II in FIG. 1A.
  • FIG. 3A is a schematic cross-sectional view for explaining Lamb waves propagating through a piezoelectric layer in a 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 the bulk wave of the thickness shear primary mode propagating through the piezoelectric layer of the first embodiment.
  • FIG. 1A is a perspective view showing the elastic wave device of the 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 taken 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. 6 shows that in the acoustic wave device of the first embodiment, when p is the distance between the centers of adjacent electrodes or the average distance between the centers, and d is the average thickness of the piezoelectric layer, d/2p and the resonator.
  • FIG. 7 is a schematic plan view showing an example in which a pair of electrodes are provided in the acoustic wave device of the first embodiment.
  • FIG. 8 is a reference diagram showing an example of the resonance characteristics of the elastic wave device of the first embodiment.
  • FIG. 9 shows the fractional band of the elastic wave device of the first embodiment when a large number of elastic wave resonators are configured, and the amount of phase rotation of spurious impedance normalized by 180 degrees as the magnitude of spurious.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram showing the relationship between d/2p, metallization ratio MR, and fractional band.
  • FIG. 11 is an explanatory diagram showing a map of fractional bands with respect to Euler angles (0°, ⁇ , ⁇ ) of LiNbO 3 when d/p is brought as close to 0 as possible.
  • 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 schematic cross-sectional view showing a part of the elastic wave device according to the first embodiment.
  • FIG. 14 is a circuit diagram showing an example of the elastic wave device according to the first embodiment shown in FIG. 13.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating the relationship between the thickness of the piezoelectric layer and the required thickness of the protective film of the acoustic wave device according to the first embodiment.
  • FIG. 16 is a schematic cross-sectional view for explaining the lamination step of the method for manufacturing an acoustic wave device according to the second embodiment.
  • FIG. 17 is a schematic cross-sectional view for explaining the electrode forming step of the method for manufacturing an acoustic wave device according to the second embodiment.
  • FIG. 18 is a schematic cross-sectional view for explaining the protective film forming step of the method for manufacturing an acoustic wave device according to the second embodiment.
  • FIG. 16 is a schematic cross-sectional view for explaining the lamination step of the method for manufacturing an acoustic wave device according to the second embodiment.
  • FIG. 17 is a schematic cross-sectional view for explaining the electrode forming step of the
  • FIG. 19 is a schematic cross-sectional view for explaining the film thickness adjustment step of the method for manufacturing an acoustic wave device according to the second embodiment.
  • FIG. 20 is a schematic cross-sectional view for explaining the singulation step of the method for manufacturing an acoustic wave device according to the second embodiment.
  • FIG. 21 is a schematic cross-sectional view for explaining the etching process of the acoustic wave device according to the second embodiment.
  • FIG. 22 is a flowchart showing a method for manufacturing an elastic wave device according to the second embodiment.
  • FIG. 1A is a perspective view showing the elastic wave device of the 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 be made of LiTaO 3 .
  • the cut angle of LiNbO 3 and LiTaO 3 is a Z cut in the first embodiment.
  • the cut angle of LiNbO 3 or LiTaO 3 may be a rotational Y cut or an X cut.
  • the propagation directions of Y propagation and X propagation are ⁇ 30°.
  • the thickness of the piezoelectric layer 2 is not particularly limited, but 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 electrode fingers 4 are provided on the first main surface 2a. Note that the electrode fingers 3 and 4 may be provided on the second main surface 2b.
  • the electrode finger 3 is an example of a "first electrode finger”
  • the electrode finger 4 is an example of a "second electrode finger”.
  • the plurality of electrode fingers 3 are a plurality of "first electrode fingers” connected to the first bus bar 5.
  • the plurality of electrode fingers 4 are a plurality of "second electrode fingers” connected to the second bus bar 6.
  • the plurality of electrode fingers 3 and the plurality of electrode fingers 4 are inserted into each other.
  • an IDT (Interdigital Transducer) electrode including the electrode finger 3, the electrode finger 4, the first bus bar 5, and the second bus bar 6 is configured.
  • the electrode fingers 3 and 4 have a rectangular shape and have a length direction. In the direction orthogonal to this length direction, the electrode fingers 3 and the electrode fingers 4 adjacent to the electrode fingers 3 are opposed to each other.
  • 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 intersecting the thickness direction of the piezoelectric layer 2. Therefore, it can be said that the electrode fingers 3 and the electrode fingers 4 adjacent to the electrode fingers 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 the Z direction (or the first direction)
  • the length direction of the electrode fingers 3 and 4 is the Y direction (or the second direction)
  • the electrode fingers 3 and 4 are referred to as the Y direction (or the second direction).
  • the direction orthogonal to each other is referred to as the X direction (or the third direction).
  • the length direction of the electrode fingers 3 and 4 may be replaced with the direction perpendicular to the length directions 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 be extended in the direction in which the first bus bar 5 and the second bus bar 6 extend. In that case, the first bus bar 5 and the second bus bar 6 will extend in the direction in which the electrode fingers 3 and 4 extend in FIGS. 1A and 1B. Then, a pair of adjacent electrode fingers 3 connected to one potential and electrode fingers 4 connected to the other potential are arranged in a direction perpendicular to the length direction of the electrode fingers 3 and 4. Multiple pairs are provided.
  • the electrode fingers 3 and 4 when the electrode fingers 3 and 4 are adjacent to each other, it does not mean that the electrode fingers 3 and 4 are arranged so as to be in direct contact with each other, but when the electrode fingers 3 and 4 are arranged with a gap between them. This refers to the case where the In addition, when the electrode fingers 3 and 4 are adjacent to each other, there are other electrodes between the electrode fingers 3 and 4 that are connected to the hot electrode or the ground electrode, including other electrode fingers 3 and 4. is not placed. This logarithm does not need to be an integer pair, and may be 1.5 pairs or 2.5 pairs.
  • the distance between the centers of the electrode fingers 3 and 4, that is, the pitch, is preferably in the range of 1 ⁇ m or more and 10 ⁇ m or less.
  • the center-to-center distance between the electrode fingers 3 and 4 refers to the center of the width dimension of the electrode fingers 3 in a direction perpendicular to the length direction of the electrode fingers 3, and the center of the width dimension of the electrode fingers 3 in a direction perpendicular to the length direction of the electrode fingers 4. This is the distance between the center of the width dimension of the electrode finger 4 in the direction shown in FIG.
  • the electrode fingers 3 and 4 when there are multiple electrode fingers 3 and at least one of the electrode fingers 4 (when the electrode fingers 3 and 4 are considered as one pair of electrode sets, there are 1.5 or more pairs of electrode sets), the electrode fingers 3.
  • the distance between the centers of the electrode fingers 4 refers to the average value of the distance between the centers 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 opposing 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 fingers 3 in the direction perpendicular to the length direction of the electrode fingers 3 and the length of the electrode fingers 4. This is the distance between the center of the dimension (width dimension) of the electrode finger 4 in the direction orthogonal to this direction.
  • a direction perpendicular to the length direction of the electrode fingers 3 and 4 is a direction perpendicular to the polarization direction of the piezoelectric layer 2. This is not the case when a piezoelectric material having a different cut angle is used as the piezoelectric layer 2.
  • “orthogonal” is not limited to strictly orthogonal, but approximately orthogonal (for example, the angle between the direction orthogonal to the length direction of the electrode fingers 3 and 4 and the polarization direction is 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. Intermediate layer 7 and support substrate 8 form a support member.
  • the intermediate layer 7 and the support substrate 8 have a frame-like shape, and have openings 7a and 8a, as shown in FIG. As a result, a space (air gap) 9 is formed.
  • the support substrate 8 may have a shape having a recessed portion. Further, the space 9 may be formed by a recess provided in the intermediate layer.
  • the space 9 is provided so as not to hinder 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 that does not overlap with the portion where at least one pair of electrode fingers 3 and 4 are provided. Note that the support substrate 8 may be laminated directly or indirectly on the second main surface 2b of the piezoelectric layer 2. That is, the intermediate layer 7 may not be provided. In that case, the support substrate 8 forms the support member.
  • the intermediate layer 7 is made of silicon oxide.
  • the intermediate layer 7 can be formed of an appropriate insulating material such as silicon nitride, alumina, etc. in addition to silicon oxide.
  • the support substrate 8 is made of Si.
  • the plane orientation of the Si surface on the piezoelectric layer 2 side may be (100), (110), or (111).
  • Si has a high resistivity of 4 k ⁇ or more.
  • the support substrate 8 can also be constructed using an appropriate insulating material or semiconductor material. Examples of materials for the support substrate 8 include aluminum oxide, lithium tantalate, lithium niobate, piezoelectric materials such as crystal, alumina, magnesia, sapphire, silicon nitride, aluminum nitride, silicon carbide, zirconia, cordierite, mullite, and star. Various ceramics such as tite and forsterite, dielectrics such as diamond and glass, semiconductors such as gallium nitride, etc. can be used.
  • the plurality of electrode fingers 3, electrode fingers 4, first bus bar 5, and second bus bar 6 are made of an appropriate metal or alloy such as Al or AlCu alloy.
  • the electrode finger 3, the electrode finger 4, the first bus bar 5, and the second bus bar 6 have a structure in which an Al film is laminated on a Ti film. Note that an adhesive layer other than the Ti film may be used.
  • an AC voltage is applied between the plurality of electrode fingers 3 and the plurality of electrode fingers 4. More specifically, an AC voltage is applied between the first bus bar 5 and the second bus bar 6. Thereby, it is possible to obtain resonance characteristics using the bulk wave of the thickness shear primary mode excited in the piezoelectric layer 2.
  • d/p is set to be 0.5 or less. Therefore, the bulk wave of the thickness shear primary mode 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 4 are When there are 1.5 or more pairs of electrode fingers 4, the distance between the centers of adjacent electrode fingers 3 and 4 is the average distance between the centers of each adjacent electrode finger 3 and electrode finger 4.
  • the elastic wave device 1 of the first embodiment has the above configuration, even if the logarithms of the electrode fingers 3 and 4 are made smaller in an attempt to achieve miniaturization, the Q value is unlikely to decrease. This is because the resonator does not require reflectors on both sides and has little propagation loss. Further, the reason why the reflector is not required is because the bulk wave of the thickness shear first mode is used.
  • FIG. 3A is a schematic cross-sectional view for explaining Lamb waves propagating in a piezoelectric layer of a 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 the bulk wave of the thickness shear primary mode propagating through the piezoelectric layer of the first embodiment.
  • FIG. 3A shows an elastic wave device as described in Patent Document 1, in which Lamb waves propagate through a piezoelectric layer.
  • waves propagate in the piezoelectric layer 201 as indicated by arrows.
  • the piezoelectric layer 201 has a first main surface 201a and a second main surface 201b, and the thickness direction connecting the first main surface 201a and the second main surface 201b is the Z direction.
  • the X direction is the direction in which the electrode fingers 3 and 4 of the IDT electrode are lined up.
  • the Lamb wave the wave propagates in the X direction as shown.
  • the piezoelectric layer 201 vibrates as a whole, but since the wave propagates in the X direction, reflectors are placed on both sides to obtain resonance characteristics. Therefore, wave propagation loss occurs, and when miniaturization is attempted, that is, when the number of logarithms of electrode fingers 3 and 4 is decreased, the Q value decreases.
  • the vibration displacement is in the thickness sliding direction, so the waves are generated between the first principal surface 2a and the second principal surface of the piezoelectric layer 2. It propagates almost in the direction connecting the surface 2b, that is, in the Z direction, and resonates. That is, the X-direction component of the wave is significantly smaller than the Z-direction component. Since resonance characteristics are obtained by the propagation of waves in the Z direction, a reflector is not required. Therefore, no propagation loss occurs when propagating to the reflector. Therefore, even if the number of pairs of electrodes 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 thickness shear primary 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.
  • the second area 252 is the opposite.
  • FIG. 4 schematically shows a bulk wave when a voltage is applied between the electrode fingers 3 and 4 such 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 a virtual plane VP1 that is perpendicular 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 principal surface 2b.
  • the elastic wave device 1 at least one pair of electrodes consisting of an electrode finger 3 and an electrode finger 4 are disposed, but since the wave is not propagated in the X direction, There does not necessarily have to be a plurality of pairs of electrodes. That is, it is only necessary that at least one pair of electrodes be 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
  • the electrode finger 4 may be connected to the hot potential.
  • at least one pair of electrodes is an electrode connected to a hot potential or an electrode connected to a ground potential, as described above, and no floating electrode is 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 elastic wave device 1 that obtained the resonance characteristics shown in FIG. 5 are as follows.
  • Piezoelectric layer 2 LiNbO 3 with Euler angles (0°, 0°, 90°) Thickness of piezoelectric layer 2: 400 nm
  • Length of excitation region C (see Figure 1B): 40 ⁇ m Number of pairs of electrodes 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
  • 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 orthogonal to the length direction of the electrode fingers 3 and 4. .
  • the length of the excitation region C is a dimension along the length direction of the electrode fingers 3 and 4 of the excitation region C.
  • the excitation region C is an example of a "crossing region.”
  • the center-to-center distances of the electrode pairs consisting of the electrode fingers 3 and 4 were all made equal. That is, the electrode fingers 3 and the electrode fingers 4 were 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 and the resonator in the acoustic wave device of the first embodiment, where p is the distance between the centers of adjacent electrodes or the average distance between the centers, and d is the average thickness of the piezoelectric layer 2.
  • At least one pair of electrodes may be one pair, and in the case of one pair of electrodes, the above p is the distance between the centers of adjacent electrode fingers 3 and 4. Furthermore, in the case of 1.5 or more pairs of electrodes, the average distance between the centers of adjacent electrode fingers 3 and 4 may be set to p.
  • the thickness d of the piezoelectric layer 2 if the piezoelectric layer 2 has thickness variations, a value obtained by averaging the thicknesses may be adopted.
  • FIG. 7 is a schematic 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 including electrode fingers 3 and electrode fingers 4 are provided on the first main surface 2a of the 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-mentioned d/p is 0.5 or less, the bulk wave of the thickness shear primary mode can be excited effectively.
  • excitation is an area where any of the adjacent electrode fingers 3 and electrode fingers 4 overlap when viewed in the direction in which they 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 explained with reference to FIGS. 8 and 9.
  • FIG. 8 is a reference diagram showing an example of the resonance characteristics of the elastic wave device of the first embodiment.
  • a spurious signal indicated by arrow B appears between the resonant frequency and the anti-resonant 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.
  • This 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 perpendicular to the length direction of the electrode finger 3 and the electrode finger 4, that is, in the opposite direction. 3, a region of the electrode finger 4 overlapping with 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 becomes the metallization ratio MR. That is, the metallization ratio MR is the ratio of the area of the metallized portion to the area of the excitation region C.
  • the ratio of the metallized portion included in the entire excitation region C to the total area of the excitation region C may be taken as MR.
  • FIG. 9 shows the fractional band of the elastic wave device of the first embodiment when a large number of elastic wave resonators are configured, and the amount of phase rotation of spurious impedance normalized by 180 degrees as the magnitude of spurious.
  • FIG. 9 shows the results when using the Z-cut piezoelectric layer 2 made of LiNbO 3 , the same tendency occurs even when piezoelectric layers 2 having other cut angles are 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 will affect the pass band even if the parameters that make up the fractional band are changed. Appear within. That is, as in the resonance characteristics shown in FIG. 8, a large spurious signal indicated by arrow B appears within the band. Therefore, it is preferable that the fractional band is 17% or less. In this case, by adjusting the thickness of the piezoelectric layer 2, the dimensions of the electrode fingers 3, 4, etc., the spurious can be reduced.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram showing the relationship between d/2p, metallization ratio MR, and fractional band.
  • various elastic wave devices 1 having different d/2p and MR were configured, and the fractional bands were measured.
  • the hatched area on the right side of the broken line D in FIG. 10 is a region where the fractional band is 17% or less.
  • the fractional band can be reliably set to 17% or less.
  • FIG. 11 is an explanatory diagram showing a map of fractional bands with respect to Euler angles (0°, ⁇ , ⁇ ) of LiNbO 3 when d/p is brought as close to 0 as possible.
  • the hatched areas in FIG. 11 are regions where a fractional band of at least 5% or more can be obtained. When the range of the region is approximated, it becomes the range expressed by the following equations (1), (2), and (3).
  • the fractional band can be made sufficiently wide, 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 periphery of the space 9 is indicated by a broken line.
  • the elastic wave device of the present disclosure may utilize plate waves.
  • the elastic wave device 301 includes reflectors 310 and 311.
  • the 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.
  • the reflectors 310 and 311 are provided on both sides, resonance characteristics due to Lamb waves as plate waves can be obtained.
  • the elastic wave devices 1 and 101 utilize bulk waves in the primary thickness shear mode.
  • the first electrode finger 3 and the second electrode finger 4 are adjacent electrodes, and 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 When the distance between the two is p, d/p is set to be 0.5 or less. Thereby, even if the elastic wave device is downsized, the Q value can be increased.
  • the piezoelectric layer 2 is formed of lithium niobate or lithium tantalate.
  • the first main surface 2a or the second main surface 2b of the piezoelectric layer 2 has a first electrode finger 3 and a second electrode finger 4 that face each other in a direction intersecting the thickness direction of the piezoelectric layer 2. It is desirable to cover the fingers 3 and the second electrode fingers 4 with a protective film.
  • FIG. 13 is a schematic cross-sectional view showing a part of the elastic wave device according to the first embodiment.
  • an elastic wave device 1A according to the first embodiment is an elastic wave device including a plurality of resonators.
  • the plurality of resonators include a first resonator R1 and a second resonator R2. Equipped with.
  • the first resonator R1 and the second resonator R2 are adjacent to each other when viewed from above in the Z direction. Two resonators being adjacent to each other means that there is no other elastic wave device between the two resonators when viewed in plan in the Z direction.
  • the first resonator R1 and the second resonator R2 include a functional electrode, a support member 80, a piezoelectric layer 2, and a protective film 14.
  • the functional electrodes of the first resonator R1 and the second resonator R2 are IDT electrodes including electrode fingers 3 and 4 and bus bars 5 and 6.
  • the IDT electrode is provided on the first main surface 2a of the piezoelectric layer 2.
  • the support member 80 includes a support substrate 8 and an intermediate layer 7.
  • the support member 80 has a plurality of spaces 9.
  • the space portion 9 is provided at a position where at least a portion thereof overlaps with the first resonator R1 and the second resonator R2, respectively, when viewed from above in the Z direction.
  • the space 9 penetrates only the intermediate layer 7, but the space 9 is not limited to this, and may penetrate the support member 80 in the Z direction, and the space 9 penetrates the piezoelectric layer 7 of the intermediate layer 7. It may be provided on the layer 2 side.
  • the support member 80 is not limited to this, and may be made of the support substrate 8 without the intermediate layer 7.
  • the space 9 may be provided on the piezoelectric layer 2 side of the support substrate 8.
  • the space portion 9 located at a position overlapping the first resonator R1 and the second resonator R2 when viewed in plan in the Z direction will be referred to as the space portion of the first resonator R1 and the space portion of the second resonator R2, respectively. This will be explained as a space part of the resonator R2.
  • the piezoelectric layer 2 has a through hole 2H.
  • the through hole 2H is a hole that penetrates the piezoelectric layer 2 and the protective film 14 in the Z direction.
  • the through hole 2H communicates with the space 9.
  • the through hole 2H is provided at a position that does not overlap with the functional electrode of the resonator when viewed in plan in the Z direction.
  • the piezoelectric layer 2 has a different thickness depending on its position on the XY plane. When viewed in plan in the Z direction, the thickness of the piezoelectric layer 2 at a position overlapping with the second position P2 is smaller than the thickness of the piezoelectric layer 2 at a position overlapping with the first position P1.
  • the first position P1 is a position on the protective film 14, which will be described later, and is a position that overlaps with the space of the first resonator R1 when viewed from above in the Z direction.
  • the second position P2 is a position on the protective film 14 that is different from the first position P1, and is a position that overlaps with the space of the second resonator R2 when viewed from above in the Z direction.
  • This difference in the thickness of the piezoelectric layer 2 is due to manufacturing variations in the process of laminating the piezoelectric layer 2.
  • the difference in the thickness of the piezoelectric layer 2 between the first position P1 and the second position P2 causes a difference in frequency characteristics between the adjacent first resonator R1 and second resonator.
  • the thickness of the piezoelectric layer 2 can be measured by optical measurement such as ellipsometry or high frequency probe (RF probe) measurement.
  • optical measurement such as ellipsometry or high frequency probe (RF probe) measurement.
  • RF probe measurement is performed on the mode of the acoustic wave device 1A, that is, the mode whose frequency depends on the thickness of the piezoelectric layer 2, and the frequency of the obtained mode is By converting to thickness, the distribution of the thickness of the piezoelectric layer in the XY plane can be obtained.
  • the protective film 14 is a film provided on the main surface of the piezoelectric layer 2.
  • the protective film 14 is made of a dielectric material such as silicon oxide or silicon oxynitride.
  • the protective film 14 is made of silicon oxide, for example.
  • the protective film 14 is formed of a single layer over the entire first main surface 2a of the piezoelectric layer 2 so as to cover the first main surface 2a, the first resonator R1, and the functional electrodes of the second resonator. Provided in layers.
  • the protective film 14 being a single layer means that the protective film 14 is made of the same material throughout the Z direction.
  • the thickness of the protective film 14 varies depending on the position on the XY plane.
  • the thickness of the protective film 14 is different between the first position P1 and the second position P2.
  • the thickness of the protective film 14 at the first position P1 is smaller than the thickness at the second position P2.
  • the thickness of the protective film 14, like the thickness of the piezoelectric layer 2 can be measured by optical measurement such as ellipsometry or by RF probe measurement. Thereby, the difference in frequency characteristics between the first resonator R1 and the second resonator R2, which is caused by the difference in the thickness of the piezoelectric layer 2, can be reduced.
  • the thickness of the piezoelectric layer 2 required to make the frequency characteristics of the first resonator R1 and the second resonator R2 uniform will be described as the required thickness of the piezoelectric layer 2.
  • the elastic modulus of the protective film 14 is made uniform in the XY plane, if there is a large difference in the thickness of the piezoelectric layer 2 between the first position P1 and the second position P2, It is necessary to perform processing so that the difference in the required thickness of the protective film 14 between the position P2 and the required thickness becomes large. In this case, the difference in the required thickness of the protective film 14 may become so large that processing is difficult.
  • the elastic modulus of the protective film 14 differs depending on the position on the XY plane.
  • the elastic modulus of the protective film 14 is different between the first position P1 and the second position P2.
  • the elastic modulus of the protective film 14 at the first position P1 is smaller than that at the second position P2.
  • the elastic modulus of the protective film 14 can be measured as a longitudinal wave elastic modulus measured by a pulse laser method, an X-ray reflectance method, or the like. This can prevent the frequency characteristics of the adjacent first resonator R1 and second resonator R2 from becoming different due to the difference in the thickness of the piezoelectric layer 2.
  • the difference in thickness of the protective film 14 required between the first position P1 and the second position P2 can be made small enough to be processed, so that the thickness distribution of the piezoelectric layer can be adjusted.
  • the thickness of the protective film can be easily adjusted accordingly. Therefore, the frequency characteristics of the adjacent first resonator R1 and second resonator R2 can be made uniform.
  • the elastic modulus of the protective film 14 can be adjusted by changing parameters such as the bias power of the sputtering device depending on the position in the XY plane. Further, the elastic modulus of the protective film 14 can be adjusted by changing the composition of the protective film 14 depending on the position in the XY plane. For example, when the protective film 14 is made of silicon oxide or silicon oxynitride, the elastic modulus of the protective film 14 can be partially increased by partially increasing the Si composition ratio.
  • FIG. 14 is a circuit diagram showing an example of the elastic wave device according to the first embodiment shown in FIG. 13.
  • the elastic wave device 1A has an input terminal IN, an output terminal OUT, a series arm connecting the input terminal IN and the output terminal OUT, and a parallel arm connecting the node of the series arm and the ground. , it is a so-called ladder type filter.
  • the plurality of resonators included in the elastic wave device 1A include a series arm resonator provided in a series arm and a parallel arm resonator provided in a parallel arm.
  • the series arm resonators are resonators SR1 to SR3.
  • the resonators SR1 to SR3 are electrically connected in series.
  • the parallel arm resonators are resonators PR1 to PR4.
  • One terminal of the resonator PR1 is electrically connected to the input terminal IN via wiring, and the other terminal is electrically connected to the ground.
  • One terminal of the resonator PR2 is electrically connected to the wiring connecting the resonator SR1 and the resonator SR2, and the other terminal is electrically connected to the ground.
  • One terminal of the resonator PR3 is electrically connected to the wiring connecting the resonators SR2 and SR3, and the other terminal is electrically connected to the ground.
  • One terminal of the resonator PR4 is electrically connected to the output terminal OUT via wiring, and the other terminal is electrically connected to the ground. Note that the number and calibration of the series arm resonators and parallel arm resonators shown in FIG. 14 are merely examples, and are not limited thereto.
  • the series arm resonator and the parallel arm resonator may be resonators divided by resonators connected in parallel or in series.
  • the first resonator R1 and the second resonator R2 are resonators inserted in the same signal path. That is, the first resonator R1 and the second resonator R2 are both series arm resonators or parallel arm resonators.
  • the first resonator R1 and the second resonator R2 are both series arm resonators or parallel arm resonators.
  • the first resonator R1 and the second resonator R2 are both series arm resonators or parallel arm resonators.
  • the resonators SR1 to SR3 one of the two adjacent resonators is the first resonator R1, and the other is the second resonator R2.
  • the resonators PR1 to PR4 one of two adjacent resonators is the first resonator R1 and the other is the second resonator R2.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating the relationship between the thickness of the piezoelectric layer and the required thickness of the protective film of the acoustic wave device according to the first embodiment. More specifically, FIG. 15 shows the thickness of the protective film required to make the frequency characteristics of the resonators at positions 1 to 5 of the piezoelectric layer the same, given the thickness of the piezoelectric layer 2. Positions 1 to 5 of the piezoelectric layer are different positions of the piezoelectric layer 2, respectively.
  • the resonators related to positions 1 to 5 of the piezoelectric layer refer to resonators provided at positions that overlap with the space portions 9 that overlap with positions 1 to 5 of the piezoelectric layer when viewed in plan in the Z direction.
  • the resonator at position 2 of the piezoelectric layer is adjacent to the resonators at positions 1 and 3 of the piezoelectric layer, and the resonator at position 4 of the piezoelectric layer is adjacent to the resonator at positions 3 and 5 of the piezoelectric layer. adjacent to the child.
  • the comparative example is an acoustic wave device in which the elastic modulus of the protective film 14 is made uniform in the XY plane.
  • the example is an acoustic wave device according to the first embodiment in which the elastic modulus of the protective film 14 is made smaller as the thickness of the piezoelectric layer 2 becomes larger. As shown in FIG.
  • the required thickness of the protective film 14 can be varied between positions of adjacent resonators. It can be seen that the thickness distribution of the protective film 14 can be made gentler.
  • the elastic wave device includes a plurality of resonators, and each of the plurality of resonators includes a support member 80 having a thickness in the first direction, and a first
  • the piezoelectric layer 2 includes a piezoelectric layer 2 provided in a direction, a functional electrode provided in a first direction of the piezoelectric layer 2, and a protective film 14 provided in a first direction of the piezoelectric layer 2 provided with a resonator.
  • the support member 80 has a space 9 at a position that at least partially overlaps the functional electrode when viewed in plan in the first direction.
  • the plurality of resonators include a first resonator R1 and a second resonator R2 adjacent to the first resonator R1.
  • the elastic modulus of the protective film 19 at the first position P1 is different from the elastic modulus at the second position P2, which is different from the first position P1.
  • the first position P1 overlaps with the space 9 of the first resonator R1 when viewed in plan in the first direction.
  • the second position P2 overlaps with the space 9 of the second resonator R2 when viewed in plan in the first direction. This can prevent the frequency characteristics of the adjacent first resonator R1 and second resonator R2 from becoming different due to the difference in the thickness of the piezoelectric layer 2.
  • the difference in the thickness of the protective film 14 required between the first position P1 and the second position P2 must be made as small as possible. I can do it. Therefore, the frequency characteristics of the adjacent first resonator R1 and second resonator R2 can be made uniform.
  • the thickness of the piezoelectric layer 2 at a position overlapping with the second position P2 is thinner than the thickness of the piezoelectric layer 2 at a position overlapping with the first position P1, and the protective film 14 is , when viewed in plan in the first direction, the elastic modulus at the first position P1 is smaller than the elastic modulus at the second position P2.
  • the difference in the thickness of the protective film 14 required between the first position P1 and the second position P2 can be made small enough to be more processable. Therefore, the frequency characteristics of the adjacent first resonator R1 and second resonator R2 can be made uniform.
  • a desirable embodiment further includes an input terminal IN, an output terminal OUT, a series arm connecting the input terminal IN and the output terminal OUT, and a parallel arm connecting the node of the series arm and the ground.
  • the plurality of resonators include a series arm resonator provided in a series arm and a parallel arm resonator provided in a parallel arm, and the first resonator and the second resonator are series arm resonators. be. Thereby, the frequency characteristics of the series arm resonators can be made uniform.
  • a desirable embodiment further includes an input terminal IN, an output terminal OUT, a series arm connecting the input terminal IN and the output terminal OUT, and a parallel arm connecting the node of the series arm and the ground.
  • the plurality of resonators include a series arm resonator provided in a series arm and a parallel arm resonator provided in a parallel arm, and the first resonator and the second resonator are parallel arm resonators. be. Thereby, the frequency characteristics of the parallel arm resonators can be made uniform.
  • the piezoelectric layer 2 contains lithium niobate or lithium tantalate. Thereby, it is possible to provide an elastic wave device that can obtain good resonance characteristics.
  • the Euler angles ( ⁇ , ⁇ , ⁇ ) of lithium niobate or lithium tantalate constituting the piezoelectric layer 2 fall within the range of the following formula (1), formula (2), or formula (3). It is in. In this case, the fractional band can be made sufficiently wide.
  • the functional electrodes include a first busbar 5, a second busbar 6 facing the first busbar 5, and a plurality of first electrode fingers 3 whose one end is connected to the first busbar 5. , a plurality of second electrode fingers 4 whose one end is connected to the first bus bar 5.
  • d/p is 0.5 or less, where d is the thickness of the piezoelectric layer 2, and p is the center-to-center distance between adjacent first electrode fingers 3 and second electrode fingers 4. This makes it possible to effectively excite bulk waves in the first-order thickness shear mode.
  • d/p is 0.24 or less.
  • the excitation region is a region where adjacent first electrode fingers 3 and second electrode fingers 4 overlap when viewed in the opposing direction, a plurality of first electrode fingers 3 with respect to the excitation region And when the metallization ratio of the second electrode finger 4 is MR, MR ⁇ 1.75(d/p)+0.075 is satisfied. Thereby, spurious can be effectively reduced.
  • it is configured to be able to utilize thickness-shear mode bulk waves. This increases the coupling coefficient and provides good resonance characteristics.
  • the acoustic wave device according to the second embodiment includes a lamination process, an electrode formation process, a protective film formation process, a film thickness inspection process, a film thickness adjustment process, a singulation process, and an etching process.
  • FIG. 16 is a schematic cross-sectional view for explaining the lamination step of the method for manufacturing an acoustic wave device according to the second embodiment.
  • the lamination process is a process of laminating the piezoelectric layer 2 on the support member 80.
  • the sacrificial layer 7S and the intermediate layer 7 are laminated on the support substrate 8, and the piezoelectric layer 2 is laminated on the side of the sacrificial layer 7S and the intermediate layer 7 of the support substrate 8. are stacked.
  • the laminated piezoelectric layer 2 is made thinner by grinding the main surface of the piezoelectric layer 2 opposite to the second main surface 2b.
  • the first position P1 and the second position P2 of the piezoelectric layer 2 have different thicknesses.
  • the laminate of the piezoelectric layer 2, intermediate layer 7, and support substrate 8, on which a plurality of acoustic wave devices are formed may be referred to as a "mother substrate”.
  • the first position P1 is on the piezoelectric layer of the first acoustic wave device 1B
  • the second position P2 is on the piezoelectric layer of the second acoustic wave device 1C.
  • the first elastic wave device 1B and the second elastic wave device 1C are elastic wave devices according to the second embodiment.
  • the first elastic wave device 1B and the second elastic wave device 1C are adjacent to each other on the motherboard before the singulation process described below. Two elastic wave devices being adjacent to each other means that there is no other elastic wave device between the two elastic wave devices when viewed in plan in the Z direction.
  • FIG. 17 is a schematic cross-sectional view for explaining the electrode forming step of the method for manufacturing an acoustic wave device according to the second embodiment.
  • the electrode forming step is a step of forming functional electrodes of the resonator on the piezoelectric layer 2.
  • a plurality of functional electrodes are provided on the first main surface 2a of the piezoelectric layer 2.
  • the functional electrode is an IDT electrode having electrode fingers 3 and 4 and bus bars 5 and 6 shown in FIG.
  • the functional electrodes are each provided at a position where at least a portion thereof overlaps with the sacrificial layer 7S when viewed in plan in the Z direction.
  • the thickness distribution of the piezoelectric layer is measured before the protective film forming step.
  • the thickness distribution of the piezoelectric layer is measured, for example, by optical measurement such as ellipsometry after the piezoelectric layer 2 is laminated.
  • the thickness distribution of the piezoelectric layer 2 may be obtained by measuring the frequency of the mode of the acoustic wave device by RF probe measurement after forming the functional electrodes. In this case, by performing RF probe measurement on a mode whose frequency depends on the thickness of the piezoelectric layer 2 and converting the obtained frequency of the mode to the thickness of the piezoelectric layer 2, the thickness distribution of the piezoelectric layer 2 can be determined. can get.
  • FIG. 18 is a schematic cross-sectional view for explaining the protective film forming step of the method for manufacturing an acoustic wave device according to the second embodiment.
  • the protective film forming step is a step of forming a protective film 14 on the piezoelectric layer 2 on which the functional electrodes are formed.
  • a protective film 14 is formed on the first main surface 2a of the piezoelectric layer 2 so as to cover the functional electrode.
  • the protective film 14 is formed so that the elastic modulus of the protective film 14 provided at the first position P1 and the second position P2 is different based on the thickness distribution of the piezoelectric layer 2 measured above. Ru.
  • the elastic modulus is partially increased.
  • the elastic modulus may be partially increased by partially increasing the amount of silicon relative to oxygen.
  • the required thickness distribution of the protective film 14 can be made gentle enough to be processable.
  • the distribution of elastic modulus of the protective film 14 is measured using a pulse laser method, an X-ray reflectance method, or the like. Thereby, the required thickness distribution of the protective film 14 can be calculated from the thickness distribution of the piezoelectric layer 2 and the elastic modulus distribution of the protective film 14 measured above.
  • the film thickness inspection process is a process of measuring and inspecting the film thickness distribution of the protective film 14.
  • the thickness distribution of the protective film 14 is measured using the method for measuring the film thickness distribution of the piezoelectric layer 2 described above.
  • the film thickness inspection process if the film thickness distribution of the protective film 14 does not match the required film thickness distribution of the protective film 14, it is determined that the film thickness of the protective film 14 is not appropriate, and the film thickness is Proceed to the adjustment process.
  • the thickness distribution of the protective film 14 matches the required thickness distribution of the protective film 14 in the film thickness inspection process, it is determined that the thickness of the protective film 14 is appropriate. Then proceed to the singulation process.
  • FIG. 19 is a schematic cross-sectional view for explaining the film thickness adjustment step of the method for manufacturing an acoustic wave device according to the second embodiment.
  • the film thickness adjustment process is a process of adjusting the film thickness of the protective film 14.
  • the thickness of the protective film 14 is adjusted by thinning the protective film 14 by ion milling. Ion milling is performed by processing the protective film 14 with an ion beam while moving the ion beam irradiation position along a processing path in a fixed direction.
  • the process proceeds to the film thickness inspection process again.
  • the film thickness adjustment process and the film thickness inspection process are repeated until it is determined that the thickness of the protective film 14 is appropriate. Thereby, the frequency characteristics of the first elastic wave device 1B and the second elastic wave device 1C can be made uniform in the singulation process described later.
  • FIG. 20 is a schematic cross-sectional view for explaining the singulation step of the method for manufacturing an acoustic wave device according to the second embodiment.
  • the singulation step is a step in which the mother substrate after the protective film formation step is singulated into a plurality of acoustic wave devices.
  • the motherboard is patterned in a grid shape and the boundary portions of each chip of the plurality of acoustic wave devices are removed to separate the first acoustic wave device 1B and the second acoustic wave device 1C.
  • a plurality of elastic wave devices are individually divided into chips.
  • FIG. 21 is a schematic cross-sectional view for explaining the etching process of the acoustic wave device according to the second embodiment.
  • the etching process is a process of removing the sacrificial layer 7S to form the space 9. More specifically, in the etching process, a through hole 2H is provided at a position overlapping the sacrificial layer 7S of the piezoelectric layer 2 when viewed from above in the Z direction, and after protecting the inner wall of the through hole 2H with a resist, an etching solution is applied to the through hole. The sacrificial layer 7S is injected from 2H and the space 9 is formed.
  • the through holes 2H are provided by dry etching the piezoelectric layer 2 after resist patterning. Further, the resist on the inner wall of the through hole 2H is removed after the sacrificial layer 7S is dissolved. As a result, a plurality of elastic wave devices including the first elastic wave device 1B and the second elastic wave device 1C are manufactured.
  • FIG. 22 is a flowchart showing a method for manufacturing an elastic wave device according to the second embodiment.
  • the method for manufacturing an elastic wave device according to the second embodiment is performed in the following steps.
  • the piezoelectric layer 2 is laminated on the support member 80 (step S10), electrodes such as functional electrodes are formed on the piezoelectric layer 2 (step S20), the protective film 14 is laminated on the piezoelectric layer 2 (step S30), and the protective film 14 is laminated on the piezoelectric layer 2 (step S30).
  • the film thickness is inspected (step S40). As a result of the inspection, if it is determined that the thickness distribution of the protective film is not appropriate (step S50: No), the thickness of the protective film 14 is adjusted (step S60).
  • step S50 the mother board is cut into pieces to form an acoustic wave device (step S70), and the sacrificial layer 7S is etched (step S80). ), the elastic wave device according to the second embodiment is manufactured.
  • the method for manufacturing an elastic wave device according to the second embodiment is not limited to the process shown in FIG. 22, and may include other steps, or the steps may be interchanged.
  • the method for manufacturing an acoustic wave device includes a lamination step of laminating the piezoelectric layer 2 on the support member 80, an electrode forming step of forming a functional electrode on the piezoelectric layer 2, and a step of laminating the piezoelectric layer 2 on the support member 80,
  • the method includes a protective film forming step of forming a protective film 14 on the piezoelectric layer 2 on which the protective film is formed, and a singulating step of dividing the support member 80 after the protective film forming step into pieces to form an acoustic wave device.
  • the piezoelectric layer 2 that is laminated on the support member 80 in the lamination process is placed between a first position P1 and a second position P2 where the thickness of the piezoelectric layer 2 is thinner than the thickness of the piezoelectric layer 2 at the first position P1. and has.
  • the first acoustic wave device 1B including the piezoelectric layer 2 having the first position P1 is adjacent to the second elastic wave device 1C including the piezoelectric layer 2 having the second position P2 before the singulation process. ing.
  • the elastic modulus of the protective film 14 formed at the first position P1 is different from the elastic modulus of the protective film 14 formed at the second position P2.
  • the frequency characteristics of the adjacent first elastic wave device 1B and second elastic wave device 1C can be made uniform.
  • a desirable embodiment further includes a film thickness adjustment step of adjusting the film thickness of the protective film 14.
  • the thickness of the protective film 14 of the adjacent first acoustic wave device 1B and second acoustic wave device 1C can be set to the required thickness of the protective film 14, so that The frequency characteristics of the elastic wave device 1B and the second elastic wave device 1C can be made more uniform.
  • the film thickness of the protective film 14 is adjusted by ion milling.
  • the elastic modulus of the protective film 14 is partially different in the protective film lamination process, it is necessary to make the frequency characteristics of the first position P1 and the second position P2 similar. Since the thickness distribution of the protective film 14 is made gentle enough to be processed by ion milling, the frequency characteristics of the adjacent first elastic wave device 1B and second elastic wave device 1C are It can be made uniform.
  • Each of the plurality of resonators is a support member having a thickness in a first direction; a piezoelectric layer provided in the first direction of the support member; a functional electrode provided in the first direction of the piezoelectric layer; a protective film provided in a first direction of the piezoelectric layer provided with the resonator; Equipped with The support member has a space portion at a position at least partially overlapping with the functional electrode when viewed in plan in the first direction;
  • the plurality of resonators include a first resonator and a second resonator adjacent to the first resonator,
  • the protective film has an elastic modulus at a first position different from an elastic modulus at a second position different from the first position, The first position overlaps the space of the first resonator when viewed in plan in the first direction, The second position overlaps the space of the second resonator when viewed in plan in the first direction;
  • the thickness of the piezoelectric layer at a position overlapping with the second position is thinner than the thickness of the piezoelectric layer at a position overlapping with the first position
  • ⁇ 3> further comprising an input terminal, an output terminal, a series arm connecting the input terminal and the output terminal, and a parallel arm connecting a node of the series arm and ground
  • the plurality of resonators include a series arm resonator provided in the series arm and a parallel arm resonator provided in the parallel arm,
  • ⁇ 4> further comprising an input terminal, an output terminal, a series arm connecting the input terminal and the output terminal, and a parallel arm connecting a node of the series arm and ground
  • the plurality of resonators include a series arm resonator provided in the series arm and a parallel arm resonator provided in the parallel arm
  • ⁇ 5> The acoustic wave device according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 4>, wherein the piezoelectric layer contains lithium niobate or lithium tantalate.
  • the functional electrode includes a first busbar, a second busbar facing the first busbar, a plurality of first electrode fingers whose one end is connected to the first busbar, and the first busbar.
  • the acoustic wave device according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 6>, which is an IDT electrode having a plurality of second electrode fingers having one end connected to the .
  • ⁇ 8> The elasticity according to ⁇ 7>, wherein d/p is 0.5 or less, where d is the thickness of the piezoelectric layer, and p is the center-to-center distance between adjacent first and second electrode fingers. wave device.
  • ⁇ 9> The elastic wave device according to ⁇ 8>, wherein the d/p is 0.24 or less.
  • an excitation area is an overlapping area when the first electrode finger and the second electrode finger adjacent to each other are viewed in opposing directions, a plurality of the first electrode fingers and the second electrode finger with respect to the excitation area
  • MR is the metallization ratio of the two electrode fingers.
  • the first acoustic wave device including the piezoelectric layer having the first position is adjacent to the second elastic wave device including the piezoelectric layer having the second position before the singulation step,
  • the elastic wave device is formed so that the elastic modulus of the protective film formed at the first position is different from the elastic modulus of the protective film formed at the second position.

Landscapes

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Abstract

隣接する共振子同士の周波数特性を均一にする。弾性波装置は、複数の共振子を備える。複数の共振子の各々が、第１方向に厚みを有する支持部材と、支持部材の第１方向に設けられる圧電層と、圧電層の第１方向に設けられる機能電極と、共振子が設けられた圧電層の第１方向に設けられる保護膜と、を備える。支持部材には、第１方向に平面視して、機能電極と少なくとも一部が重なる位置に空間部がある。複数の共振子は、第１の共振子と第１の共振子と隣接する第２の共振子とを含む。保護膜は、第１の位置における弾性率が、第１の位置と異なる第２の位置における弾性率と異なっている。第１の位置は、第１方向に平面視して、第１の共振子の空間部と重なっている。第２の位置は、第１方向に平面視して、第２の共振子の空間部と重なっている。

Description

弾性波装置及び弾性波装置の製造方法
　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。
特開２０１２－２５７０１９号公報
　特許文献１に示す弾性波装置において、周波数特性を均一にするために、加工装置により保護膜の膜厚を調整して、圧電層の厚みに対応する厚みとする場合がある。このとき、隣接する位置であって圧電層の厚みの差が大きい位置においては、周波数特性を均一にするには、加工装置が対応可能な程度を超えて、保護膜の膜厚が急激に変化するよう加工する必要が生じることがあった。そのため、圧電層の厚みに対応した保護膜の膜厚調整が困難となり、隣接する共振子同士の周波数特性を均一にすることが困難となる可能性があった。
　本開示は、上述した課題を解決するものであり、隣接する共振子又は弾性波装置同士の周波数特性を均一にすることを目的とする。
　一態様に係る弾性波装置は、複数の共振子を備え、前記複数の共振子の各々が、第１方向に厚みを有する支持部材と、前記支持部材の前記第１方向に設けられる圧電層と、前記圧電層の前記第１方向に設けられる機能電極と、前記共振子が設けられた前記圧電層の第１方向に設けられる保護膜と、を備え、前記支持部材には、前記第１方向に平面視して、前記機能電極と少なくとも一部が重なる位置に空間部があり、前記複数の共振子は、第１の共振子と前記第１の共振子と隣接する第２の共振子とを含み、前記保護膜は、第１の位置における弾性率が、前記第１の位置と異なる第２の位置における弾性率と異なっており、前記第１の位置は、前記第１方向に平面視して、前記第１の共振子の空間部と重なっており、前記第２の位置は、前記第１方向に平面視して、前記第２の共振子の空間部と重なっている。
　一態様に係る弾性波装置の製造方法は、支持部材に圧電層を積層する積層工程と、前記圧電層に機能電極を形成する電極形成工程と、前記機能電極が形成された前記圧電層に保護膜を形成する保護膜形成工程と、前記保護膜形成工程後の前記支持部材を個片化して弾性波装置とする個片化工程と、を有し、前記積層工程において前記支持部材に積層される前記圧電層は、第１の位置と、前記第１の位置における圧電層の厚みより、前記圧電層の厚みが薄い位置である第２の位置とを有し、前記第１の位置を有する圧電層を備える第１の弾性波装置は、前記第２の位置を有する圧電層を備える第２の弾性波装置と、前記個片化工程前において隣接しており、前記保護膜形成工程において、前記第１の位置に形成される前記保護膜の弾性率は、前記第２の位置に形成される前記保護膜の弾性率と異なるように形成される。
　本開示によれば、隣接する共振子又は弾性波装置同士の周波数特性に均一にすることができる。
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。 図２は、図１ＡのＩＩ－ＩＩ線に沿う部分の断面図である。 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。 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模式的な平面図である。 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。 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。 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。 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１３は、第１実施形態に係る弾性波装置の一部を示す模式的な断面図である。 図１４は、図１３に示す第１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１５は、第１実施形態に係る弾性波装置の圧電層の厚みと要求される保護膜の膜厚との関係を説明する図である。 図１６は、第２実施形態に係る弾性波装置の製造方法の積層工程を説明するための模式的な断面図である。 図１７は、第２実施形態に係る弾性波装置の製造方法の電極形成工程を説明するための模式的な断面図である。 図１８は、第２実施形態に係る弾性波装置の製造方法の保護膜形成工程を説明するための模式的な断面図である。 図１９は、第２実施形態に係る弾性波装置の製造方法の膜厚調整工程を説明するための模式的な断面図である。 図２０は、第２実施形態に係る弾性波装置の製造方法の個片化工程を説明するための模式的な断面図である。 図２１は、第２実施形態に係る弾性波装置のエッチング工程を説明するための模式的な断面図である。 図２２は、第２実施形態に係る弾性波装置の製造方法を示すフローチャートである。
　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実施形態以降では第１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。
　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の主面２ａと、第２の主面２ｂとを有する。第１の主面２ａ上に、電極指３及び電極指４が設けられている。なお、電極指３及び電極指４は、第２の主面２ｂ上に設けられていてもよい。
　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５に接続されている複数の「第１電極指」である。複数の電極指４は、第２のバスバー６に接続されている複数の「第２電極指」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５と、第２のバスバー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５及び第２のバスバー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５及び第２のバスバー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の主面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、支持部材を形成する。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。なお、支持基板８は、凹部を有する形状であってもよい。また、空間部９は、中間層に設けられた凹部によって形成されていてもよい。
　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の主面２ｂに中間層７を介して積層されている。なお、支持基板８は、圧電層２の第２の主面２ｂに直接又は間接に積層され得る。すなわち、中間層７は設けられずともよい。その場合、支持基板８が、支持部材を形成する。
　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５、第２のバスバー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５、第２のバスバー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５と第２のバスバー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の主面２０１ａと、第２の主面２０１ｂとがあり、第１の主面２０１ａと第２の主面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の主面２ａと第２の主面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の主面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の主面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
　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
　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からなる電極対の中心間距離は、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模式的な平面図である。弾性波装置１０１では、圧電層２の第１の主面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）
　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の主面２ａ又は第２の主面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模式的な断面図である。図１３に示すように、第１実施形態に係る弾性波装置１Ａは、複数の共振子を備える弾性波装置である。複数の共振子は、第１の共振子Ｒ１と、第２の共振子Ｒ２とを含む。を備える。第１の共振子Ｒ１及び第２の共振子Ｒ２とは、Ｚ方向に平面視して隣接している。２つの共振子同士が隣接するとは、Ｚ方向に平面視して、該２つの共振子の間に他の弾性波装置がないことを指す。第１の共振子Ｒ１及び第２の共振子Ｒ２は、機能電極と、支持部材８０と、圧電層２と、保護膜１４とを含む。
　第１の共振子Ｒ１及び第２の共振子Ｒ２の機能電極は、電極指３、４と、バスバー５、６とを備えるＩＤＴ電極である。ＩＤＴ電極は、圧電層２の第１の主面２ａに設けられる。
　支持部材８０は、支持基板８と、中間層７とを備える。支持部材８０には、複数の空間部９がある。空間部９は、Ｚ方向に平面視して、それぞれ第１の共振子Ｒ１、第２の共振子Ｒ２と、少なくとも一部が重なる位置に設けられる。なお、図１３の例では、空間部９は、中間層７のみを貫通しているが、これに限られず、支持部材８０をＺ方向に貫通するものであってもよく、中間層７の圧電層２側に設けられるもので合ってもよい。また、支持部材８０は、これに限られず、中間層７を有さず支持基板８からなるものであってもよい。この場合、空間部９は、支持基板８の圧電層２側に設けられるものであってもよい。以下の説明において、Ｚ方向に平面視して、第１の共振子Ｒ１、第２の共振子Ｒ２と重なる位置にある空間部９を、それぞれ第１の共振子Ｒ１の空間部、第２の共振子Ｒ２の空間部として説明する。
　圧電層２には、貫通孔２Ｈがある。貫通孔２Ｈは、圧電層２及び保護膜１４をＺ方向に貫通する孔である。貫通孔２Ｈは、空間部９と連通している。貫通孔２Ｈは、Ｚ方向に平面視して、共振子の機能電極と重ならない位置に設けられる。
　圧電層２は、ＸＹ平面上の位置によって厚みが異なる。Ｚ方向に平面視して、第２の位置Ｐ２と重なる位置における圧電層２の厚みは、第１の位置Ｐ１と重なる位置における圧電層２の厚みより小さい。第１の位置Ｐ１とは、後述する保護膜１４にある位置であって、Ｚ方向に平面視して、第１の共振子Ｒ１の空間部と重なる位置である。第２の位置Ｐ２とは、第１の位置Ｐ１と異なる、保護膜１４にある位置であって、Ｚ方向に平面視して、第２の共振子Ｒ２の空間部と重なる位置である。この圧電層２の厚みの差は、圧電層２を積層する工程における製造上のばらつきに由来する。この場合、第１の位置Ｐ１と第２の位置Ｐ２とにおける圧電層２の厚みの差により、隣接する第１の共振子Ｒ１と第２の共振子との周波数特性に違いが生じる。
　圧電層２の厚みは、エリプソメトリーなどの光学測定又は高周波プローブ（ＲＦプローブ）測定で測定できる。ここで、ＲＦプローブ測定を用いる場合、弾性波装置１Ａのモード、すなわち圧電層２の厚みに周波数が依存しているモードについてＲＦプローブ測定を行い、得られた該モードの周波数を圧電層２の厚みに変換することで、圧電層の厚みのＸＹ平面における分布が得られる。
　保護膜１４は、圧電層２の主面に設けられる膜である。保護膜１４は、酸化シリコン、酸窒化シリコン等の誘電体からなる。保護膜１４は、例えば、酸化ケイ素からなる。保護膜１４は、第１の主面２ａ、第１の共振子Ｒ１及び第２の共振子の機能電極を覆うように、圧電層２の第１の主面２ａの全面に亘って単一の層で設けられる。ここで、保護膜１４が単一の層であるとは、保護膜１４がＺ方向に亘って、同じ材料からなることを指す。
　保護膜１４は、ＸＹ平面上の位置によって厚みが異なる。保護膜１４の厚みは、第１の位置Ｐ１と、第２の位置Ｐ２とで異なる。第１実施形態では、保護膜１４は、第１の位置Ｐ１における厚みが、第２の位置Ｐ２における位置の厚みより小さい。ここで、保護膜１４の厚みは、圧電層２の厚みと同様、エリプソメトリーなどの光学測定又はＲＦプローブ測定で測定できる。これにより、圧電層２の厚みの差により生じる、第１の共振子Ｒ１と第２の共振子Ｒ２との周波数特性の違いを小さくすることができる。
　以下、第１の共振子Ｒ１と第２の共振子Ｒ２との周波数特性を均一にするのに要求される圧電層２の厚みを、要求される圧電層２の厚みとして説明する。ここで、保護膜１４の弾性率をＸＹ平面で均一にすると、第１の位置Ｐ１と第２の位置Ｐ２とで圧電層２の厚みの差が大きい場合、第１の位置Ｐ１と第２の位置Ｐ２とにおいて要求される保護膜１４の厚みの差が大きくなるように加工する必要がある。この場合、要求される保護膜１４の厚みの差が、加工が困難な程度に大きくなることがある。
　保護膜１４の弾性率は、ＸＹ平面上の位置によって異なる。保護膜１４の弾性率は、第１の位置Ｐ１と、第２の位置Ｐ２とで異なる。第１実施形態では、保護膜１４は、第１の位置Ｐ１における弾性率が、第２の位置Ｐ２における弾性率より小さい。保護膜１４の弾性率は、パルスレーザ法やＸ線反射率法などで測定した縦波弾性率として測定できる。これにより、圧電層２の厚みの差により、隣接する第１の共振子Ｒ１と第２の共振子Ｒ２との周波数特性が異なるものとなることを抑制できる。また、これにより、第１の位置Ｐ１と第２の位置Ｐ２とで要求される保護膜１４の膜厚の差を、加工可能な程度に小さくすることができるので、圧電層の厚みの分布に応じた保護膜の膜厚の調整を容易にすることができる。したがって、隣接する第１の共振子Ｒ１と第２の共振子Ｒ２との周波数特性を均一にすることができる。
　保護膜１４の弾性率は、保護膜１４をスパッタリングにより積層する場合、スパッタ装置のバイアスパワー等のパラメータをＸＹ平面における位置によって変えることで調整できる。また、保護膜１４の弾性率は、保護膜１４の組成をＸＹ平面における位置によって変えることでも調整できる。例えば、保護膜１４が酸化シリコン又は酸窒化シリコンからなる場合、Ｓｉの組成比を部分的に高くすることで、保護膜１４の弾性率を部分的に大きくすることができる。
　図１４は、図１３に示す第１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１４に示すように、弾性波装置１Ａは、入力端子ＩＮと、出力端子ＯＵＴと、入力端子ＩＮと出力端子ＯＵＴを結ぶ直列腕と、直列腕のノードとグラウンドとを結ぶ並列腕とを有する、いわゆるラダー型フィルタとなっている。弾性波装置１Ａが備える複数の共振子は、直列腕に設けられた直列腕共振子と、並列腕に設けられた並列腕共振子と、を含む。図１４において、直列腕共振子は、共振子ＳＲ１～ＳＲ３である。直列腕共振子である共振子ＳＲ１～ＳＲ３は、一方の端子が、入力端子ＩＮと電気的に接続され、他方の端子が、出力端子ＯＵＴと電気的に接続される。ここで、共振子ＳＲ１～ＳＲ３は、電気的に直列に接続される。一方で、図１４において、並列腕共振子は、共振子ＰＲ１～ＰＲ４である。共振子ＰＲ１は、一方の端子が、配線を介して入力端子ＩＮと電気的に接続され、他方の端子がグラウンドと電気的に接続される。共振子ＰＲ２は、一方の端子が、共振子ＳＲ１と共振子ＳＲ２とを結ぶ配線に電気的に接続され、他方の端子がグラウンドと電気的に接続される。共振子ＰＲ３は、一方の端子が、共振子ＳＲ２と共振子ＳＲ３とを結ぶ配線に電気的に接続され、他方の端子がグラウンドと電気的に接続される。共振子ＰＲ４は、一方の端子が、配線を介して出力端子ＯＵＴと電気的に接続され、他方の端子がグラウンドと電気的に接続される。なお、図１４に示す直列腕共振子及び並列腕共振子の数及び較正は単なる一例でありこれに限られない。例えば、直列腕共振子及び並列腕共振子は、並列又は直列に接続された共振子で分割された共振子であってもよい。
　第１の共振子Ｒ１及び第２の共振子Ｒ２は、同じ信号経路に挿入された共振子である。すなわち、第１の共振子Ｒ１及び第２の共振子Ｒ２は、いずれも直列腕共振子又は並列腕共振子である。第１実施形態では、共振子ＳＲ１～ＳＲ３のうち、互いに隣接する２つの共振子は、一方が第１の共振子Ｒ１であり、他方が第２の共振子Ｒ２である。これにより、直列腕共振子同士の周波数特性が均一にされるので、弾性波装置１Ａの周波数特性を向上できる。第１実施形態では、共振子ＰＲ１～ＰＲ４のうち、互いに隣接する２つの共振子は、一方が第１の共振子Ｒ１で、他方が第２の共振子Ｒ２である。これにより、並列腕共振子同士の周波数特性が均一にされるので、弾性波装置１Ａの周波数特性を向上できる。
　図１５は、第１実施形態に係る弾性波装置の圧電層の厚みと要求される保護膜の膜厚との関係を説明する図である。より詳しくは、図１５は、圧電層２の厚みとした場合に、圧電層の位置１～５に係る共振子の周波数特性を同じにするために、要求される保護膜の膜厚を示す。圧電層の位置１～５は、圧電層２のそれぞれ異なる位置である。ここで、圧電層の位置１～５に係る共振子とは、Ｚ方向に平面視して、圧電層の位置１～５と重なる空間部９と重なる位置に設けられた共振子を指す。ここで、圧電層の位置２に係る共振子は、圧電層の位置１及び３に係る共振子と隣接し、圧電層の位置４に係る共振子は、圧電層の位置３及び５に係る共振子と隣接している。図１５において、比較例は、保護膜１４の弾性率を、ＸＹ平面で均一にした弾性波装置である。図１５において、実施例は、保護膜１４の弾性率を、圧電層２の厚みが大きいほど小さくした、第１実施形態に係る弾性波装置である。図１５に示すように、保護膜１４の弾性率を、圧電層２の厚みの分布に応じて異ならせることで、隣接する共振子に係る位置同士における、要求される保護膜１４の厚みの差を小さくすることができ、保護膜１４の厚みの分布を緩やかなものにすることができることが分かる。
　以上説明したように、第１実施形態に係る弾性波装置は、複数の共振子を備え、複数の共振子の各々が、第１方向に厚みを有する支持部材８０と、支持部材８０の第１方向に設けられる圧電層２と、圧電層２の第１方向に設けられる機能電極と、共振子が設けられた圧電層２の第１方向に設けられる保護膜１４と、を備える。支持部材８０には、第１方向に平面視して、機能電極と少なくとも一部が重なる位置に空間部９がある。複数の共振子は、第１の共振子Ｒ１と第１の共振子Ｒ１と隣接する第２の共振子Ｒ２とを含む。保護膜１９は、第１の位置Ｐ１における弾性率が、第１の位置Ｐ１と異なる第２の位置Ｐ２における弾性率と異なっている。第１の位置Ｐ１は、第１方向に平面視して、第１の共振子Ｒ１の空間部９と重なっている。第２の位置Ｐ２は、第１方向に平面視して、第２の共振子Ｒ２の空間部９と重なっている。これにより、圧電層２の厚みの差により、隣接する第１の共振子Ｒ１と第２の共振子Ｒ２との周波数特性が異なるものとなることを抑制できる。また、保護膜１４を加工して膜厚を調整する場合、第１の位置Ｐ１と第２の位置Ｐ２とで要求される保護膜１４の膜厚の差を、加工可能な程度に小さくすることができる。したがって、隣接する第１の共振子Ｒ１と第２の共振子Ｒ２との周波数特性との周波数特性を均一にすることができる。
　望ましい態様として、第１方向に平面視して、第２の位置Ｐ２と重なる位置における圧電層２の厚みは、第１の位置Ｐ１と重なる位置における圧電層２の厚みより薄く、保護膜１４は、第１方向に平面視して、第１の位置Ｐ１における弾性率が、第２の位置Ｐ２における弾性率より小さい。これにより、圧電層２の厚みの差により、隣接する第１の共振子Ｒ１と第２の共振子Ｒ２との周波数特性が異なるものとなることをより抑制できる。また、第１の位置Ｐ１と第２の位置Ｐ２とで要求される保護膜１４の膜厚の差を、より加工可能な程度に小さくすることができる。したがって、隣接する第１の共振子Ｒ１と第２の共振子Ｒ２との周波数特性との周波数特性を均一にすることができる。
　望ましい態様として、入力端子ＩＮと、出力端子ＯＵＴと、入力端子ＩＮと出力端子ＯＵＴを結ぶ直列腕と、直列腕のノードとグラウンドとを結ぶ並列腕と、をさらに有する。複数の共振子は、直列腕に設けられた直列腕共振子と、並列腕に設けられた並列腕共振子とを含み、第１の共振子及び第２の共振子は、直列腕共振子である。これにより、直列腕共振子同士の周波数特性を均一にすることができる。
　望ましい態様として、入力端子ＩＮと、出力端子ＯＵＴと、入力端子ＩＮと出力端子ＯＵＴを結ぶ直列腕と、直列腕のノードとグラウンドとを結ぶ並列腕と、をさらに有する。複数の共振子は、直列腕に設けられた直列腕共振子と、並列腕に設けられた並列腕共振子とを含み、第１の共振子及び第２の共振子は、並列腕共振子である。これにより、並列腕共振子同士の周波数特性を均一にすることができる。
　望ましい態様として、圧電層２は、ニオブ酸リチウムまた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。
　より望ましい態様として、圧電層２を構成しているニオブ酸リチウムまた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）または式（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）　または　（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）
　望ましい態様として、機能電極は、第１のバスバー５と、第１のバスバー５と対向する第２のバスバー６と、第１のバスバー５に一方端が接続された複数の第１電極指３と、第１のバスバー５に一方端が接続された複数の第２電極指４と、を有するＩＤＴ電極である。これにより、厚み滑り１次モードのバルク波を励振することができる。
　望ましい態様として、圧電層２の膜厚をｄ、隣り合う第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以下である。これにより、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。
　より望ましい態様として、ｄ／ｐは、０．２４以下である。これにより、厚み滑り１次モードのバルク波をより効果的に励振することができる。
　望ましい態様として、隣り合う第１電極指３及び第２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を励振領域とした場合、励振領域に対する、複数の第１電極指３及び第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。これにより、スプリアスを効果的に小さくすることができる。
　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。
（第２実施形態）
　以下、第２実施形態に係る弾性波装置について説明する。第１実施形態では、１つの弾性波装置１Ａにおいて、保護膜１４の弾性率を、圧電層２の厚みの分布に応じて、共振子の空間部と重なる位置毎に異ならせている弾性波装置について説明したが、第２実施形態では、複数の弾性波装置の製造工程で、１つのウエハにおいて、保護膜１４の弾性率を、圧電層２の厚みの分布に応じて、弾性波装置毎に異ならせている。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を説明する。第２実施形態に係る弾性波装置は、積層工程と、電極形成工程と、保護膜形成工程と、膜厚検査工程と、膜厚調整工程と、個片化工程と、エッチング工程とを含む。
　図１６は、第２実施形態に係る弾性波装置の製造方法の積層工程を説明するための模式的な断面図である。図１６に示すように、積層工程は、支持部材８０に圧電層２を積層する工程である。第２実施形態では、支持基板８に犠牲層７Ｓ及び中間層７を積層し、支持基板８の犠牲層７Ｓ及び中間層７側に圧電層２を積層することで、支持部材８０に圧電層２が積層される。ここで、積層された圧電層２は、圧電層２の第２の主面２ｂと反対側の主面を研削することで薄くされる。このとき、圧電層２の第１の位置Ｐ１と第２の位置Ｐ２とは、厚みが異なっている。以下、複数の弾性波装置が形成される、圧電層２、中間層７及び支持基板８の積層体を「マザー基板」として説明することがある。
　ここで、第１の位置Ｐ１は、第１の弾性波装置１Ｂが備える圧電層にあり、第２の位置Ｐ２は、第２の弾性波装置１Ｃが備える圧電層にある。第１の弾性波装置１Ｂ及び第２の弾性波装置１Ｃは、第２実施形態に係る弾性波装置である。第１の弾性波装置１Ｂと第２の弾性波装置１Ｃとは、後述する個片化工程の前では、マザー基板上で隣接している。２つの弾性波装置同士が隣接するとは、Ｚ方向に平面視して、該２つの弾性波装置の間に他の弾性波装置がないことを指す。
　図１７は、第２実施形態に係る弾性波装置の製造方法の電極形成工程を説明するための模式的な断面図である。図１７に示すように、電極形成工程は、圧電層２に共振子の機能電極を形成する工程である。第２実施形態では、圧電層２の第１の主面２ａに、複数の機能電極が設けられる。ここで、機能電極は、図２で示した電極指３、４及びバスバー５、６を有するＩＤＴ電極である。第２実施形態では、機能電極は、Ｚ方向に平面視して少なくとも一部が犠牲層７Ｓと重なる位置にそれぞれ設けられる。
　第２実施形態では、保護膜形成工程の前に圧電層の厚みの分布が測定される。圧電層の厚みの分布は、例えば、圧電層２を積層した後に、エリプソメトリーなどの光学測定により測定される。また、機能電極を形成した後にＲＦプローブ測定により弾性波装置のモードの周波数が測定することで、圧電層２の厚みの分布を得てもよい。この場合、圧電層２の厚みに周波数が依存しているモードについてＲＦプローブ測定を行い、得られた該モードの周波数を圧電層２の厚みに変換することで、圧電層２の厚みの分布が得られる。
　図１８は、第２実施形態に係る弾性波装置の製造方法の保護膜形成工程を説明するための模式的な断面図である。図１８に示すように、保護膜形成工程は、機能電極が形成された圧電層２に保護膜１４を形成する工程である。第２実施形態では、圧電層２の第１の主面２ａに機能電極を覆うように保護膜１４を形成する。このとき、上記で測定した圧電層２の厚みの分布に基づいて、第１の位置Ｐ１と第２の位置Ｐ２とで設けられる保護膜１４の弾性率が異なるように、保護膜１４が形成される。具体的には、加工装置により保護膜の密度を部分的に高くすることで、弾性率を部分的に大きくする。また、保護膜１４が酸化シリコンを含む場合、酸素に対するシリコンの量を部分的に高くすることで、弾性率を部分的に大きくしてもよい。これにより、後述する膜厚調整工程で、要求される保護膜１４の膜厚の分布を加工可能な程度に緩やかにすることができる。保護膜１４の積層後、パルスレーザ法やＸ線反射率法などで保護膜１４の弾性率の分布が測定される。これにより、上記で測定した圧電層２の厚みの分布及び保護膜１４の弾性率の分布により、要求される保護膜１４の膜厚の分布が算出できる。
　膜厚検査工程は、保護膜１４の膜厚の分布を測定して検査する工程である。膜厚検査工程では、上述した圧電層２の膜厚の分布の測定方法を用いて保護膜１４の膜厚の分布が測定される。膜厚検査工程で、保護膜１４の膜厚の分布が、要求される保護膜１４の膜厚の分布と一致していない場合、保護膜１４の膜厚が適正でないと判断して、膜厚調整工程に進む。一方で、膜厚検査工程で、保護膜１４の膜厚の分布が、要求される保護膜１４の膜厚の分布と一致している場合、保護膜１４の膜厚が適正であると判断して、個片化工程に進む。
　図１９は、第２実施形態に係る弾性波装置の製造方法の膜厚調整工程を説明するための模式的な断面図である。図１９に示すように、膜厚調整工程は、保護膜１４の膜厚を調整する工程である。膜厚調整工程では、イオンミリングで保護膜１４を薄くすることにより保護膜１４の膜厚の調整が行われる。イオンミリングは、イオンビームの照射位置を一定方向の加工経路に沿って移動させながら、イオンビームで保護膜１４を加工することで行われる。膜厚調整工程後は、再び膜厚検査工程に進む。膜厚調整工程と膜厚検査工程とは、膜厚検査工程で、保護膜１４の膜厚が適正であると判断されるまで繰り返される。これにより、後述する個片化工程で、第１の弾性波装置１Ｂと第２の弾性波装置１Ｃとの周波数特性を均一にすることができる。
　図２０は、第２実施形態に係る弾性波装置の製造方法の個片化工程を説明するための模式的な断面図である。図２０に示すように、個片化工程は、保護膜形成工程後のマザー基板を個片化して複数の弾性波装置とする工程である。個片化工程では、マザー基板を格子状にパターニングして、複数の弾性波装置のチップ単位の境界部分を除去することで、第１の弾性波装置１Ｂと第２の弾性波装置１Ｃとを含む複数の弾性波装置がチップ単位に個別に分けられる。
　図２１は、第２実施形態に係る弾性波装置のエッチング工程を説明するための模式的な断面図である。図２１に示すように、エッチング工程は、犠牲層７Ｓを除去して空間部９を形成する工程である。より詳しくは、エッチング工程では、Ｚ方向に平面視して、圧電層２の犠牲層７Ｓに重なる位置に貫通孔２Ｈを設け、貫通孔２Ｈの内壁をレジストで保護した後に、エッチング液を貫通孔２Ｈから注入し、犠牲層７Ｓを溶解して空間部９を形成する。第２実施形態では、貫通孔２Ｈは、レジストパターニング後に圧電層２をドライエッチングすることによって設けられる。また、貫通孔２Ｈの内壁のレジストは、犠牲層７Ｓの溶解後に除去される。これにより、第１の弾性波装置１Ｂと第２の弾性波装置１Ｃとを含む、複数の弾性波装置が製造される。
　図２２は、第２実施形態に係る弾性波装置の製造方法を示すフローチャートである。図２２に示すように、第２実施形態に係る弾性波装置の製造方法は、以下の手順で行われる。支持部材８０に圧電層２を積層し（ステップＳ１０）、圧電層２に機能電極等の電極を形成し（ステップＳ２０）、圧電層２に保護膜１４を積層し（ステップＳ３０）、保護膜の膜厚を検査する（ステップＳ４０）。検査の結果、保護膜の膜厚の分布が適正でないと判断された場合（ステップＳ５０：Ｎｏ）、保護膜１４の膜厚を調整する（ステップＳ６０）。保護膜１４の膜厚の検査と保護膜１４の膜厚の調整とは、保護膜の膜厚の分布が、要求される保護膜１４の膜厚の分布となるまで繰り返される。検査の結果、保護膜の膜厚の分布が適正と判断された場合（ステップＳ５０：Ｙｅｓ）、マザー基板を個片化して弾性波装置とし（ステップＳ７０）、犠牲層７Ｓをエッチングする（ステップＳ８０）ことで、第２実施形態に係る弾性波装置が製造される。なお、第２実施形態に係る弾性波装置の製造方法は、図２２に係る工程に限られず、例えば、その他のステップを含んでもよく、ステップ同士が入れ替わっていてもよい。
　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、支持部材８０に圧電層２を積層する積層工程と、圧電層２に機能電極を形成する電極形成工程と、機能電極が形成された圧電層２に保護膜１４を形成する保護膜形成工程と、保護膜形成工程後の支持部材８０を個片化して弾性波装置とする個片化工程と、を有する。積層工程において支持部材８０に積層される圧電層２は、第１の位置Ｐ１と、第１の位置Ｐ１における圧電層２の厚みより、圧電層２の厚みが薄い位置である第２の位置Ｐ２とを有する。第１の位置Ｐ１を有する圧電層２を備える第１の弾性波装置１Ｂは、第２の位置Ｐ２を有する圧電層２を備える第２の弾性波装置１Ｃと、個片化工程前において隣接している。保護膜形成工程において、第１の位置Ｐ１に形成される保護膜１４の弾性率は、第２の位置Ｐ２に形成される保護膜１４の弾性率と異なるように形成される。これにより、圧電層２の厚みの差により、隣接する第１の弾性波装置１Ｂと第２の弾性波装置１Ｃ同士の周波数特性が異なるものとなることを抑制できる。また、保護膜１４を加工して膜厚を調整する場合、第１の位置Ｐ１と第２の位置Ｐ２とで要求される保護膜１４の膜厚の差を、加工可能な程度に小さくすることができる。したがって、隣接する第１の弾性波装置１Ｂと第２の弾性波装置１Ｃとの周波数特性を均一にすることができる。
　望ましい態様として、保護膜１４の膜厚を調整する膜厚調整工程をさらに有する。これにより、隣接する第１の弾性波装置１Ｂと第２の弾性波装置１Ｃの保護膜１４の膜厚を、要求される保護膜１４の膜厚とすることができるので、隣接する第１の弾性波装置１Ｂと第２の弾性波装置１Ｃとの周波数特性をより均一にすることができる。
　また、膜厚調整工程において、保護膜１４の膜厚の調整は、イオンミリングで行われる。この場合、保護膜積層工程で、保護膜１４の弾性率を部分的に異ならせているので、第１の位置Ｐ１と第２の位置Ｐ２との周波数特性を同様のものとするのに要求される保護膜１４の膜厚の分布を、イオンミリングで加工可能な程度に緩やかなものとされているので、隣接する第１の弾性波装置１Ｂと第２の弾性波装置１Ｃとの周波数特性を均一にすることができる。
　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。
　また、本発明は、下記の態様をとることもできる。
＜１＞
　複数の共振子を備え、
　前記複数の共振子の各々が、
　第１方向に厚みを有する支持部材と、
　前記支持部材の前記第１方向に設けられる圧電層と、
　前記圧電層の前記第１方向に設けられる機能電極と、
　前記共振子が設けられた前記圧電層の第１方向に設けられる保護膜と、
　を備え、
　前記支持部材には、前記第１方向に平面視して、前記機能電極と少なくとも一部が重なる位置に空間部があり、
　前記複数の共振子は、第１の共振子と前記第１の共振子と隣接する第２の共振子とを備え、
　前記保護膜は、第１の位置における弾性率が、前記第１の位置と異なる第２の位置における弾性率と異なっており、
　前記第１の位置は、前記第１方向に平面視して、前記第１の共振子の空間部と重なっており、
　前記第２の位置は、前記第１方向に平面視して、前記第２の共振子の空間部と重なっている、
　弾性波装置。
＜２＞
　前記第１方向に平面視して、前記第２の位置と重なる位置における圧電層の厚みは、前記第１の位置と重なる位置における圧電層の厚みより薄く、
　前記保護膜は、前記第１方向に平面視して、前記第１の位置における弾性率が、前記第２の位置における弾性率より小さい、＜１＞に記載の弾性波装置。
＜３＞
　入力端子と、出力端子と、前記入力端子と前記出力端子を結ぶ直列腕と、前記直列腕のノードとグラウンドとを結ぶ並列腕と、をさらに有し、
　前記複数の共振子は、前記直列腕に設けられた直列腕共振子と、前記並列腕に設けられた並列腕共振子とを含み、
　前記第１の共振子及び前記第２の共振子は、前記直列腕共振子である、＜１＞または＜２＞に記載の弾性波装置。
＜４＞
　入力端子と、出力端子と、前記入力端子と前記出力端子を結ぶ直列腕と、前記直列腕のノードとグラウンドとを結ぶ並列腕と、をさらに有し、
　前記複数の共振子は、前記直列腕に設けられた直列腕共振子と、前記並列腕に設けられた並列腕共振子とを含み、
　前記第１の共振子及び前記第２の共振子は、前記並列腕共振子である、＜１＞または＜２＞に記載の弾性波装置。
＜５＞
　前記圧電層は、ニオブ酸リチウムまたはタンタル酸リチウムを含む、＜１＞から＜４＞のいずれか１つに記載の弾性波装置。
＜６＞
　前記圧電層を構成しているニオブ酸リチウムまた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）または式（３）の範囲にある、＜５＞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）　または　（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）
＜７＞
　前記機能電極は、第１のバスバーと、前記第１のバスバーと対向する第２のバスバーと、前記第１のバスバーに一方端が接続された複数の第１電極指と、前記第１のバスバーに一方端が接続された複数の第２電極指と、を有するＩＤＴ電極である、＜１＞から＜６＞のいずれか１つに記載の弾性波装置。
＜８＞
　前記圧電層の膜厚をｄ、隣り合う前記第１電極指及び前記第２電極指の中心間距離をｐとした場合、ｄ／ｐが０．５以下である、＜７＞に記載の弾性波装置。
＜９＞
　前記ｄ／ｐは、０．２４以下である、＜８＞に記載の弾性波装置。
＜１０＞
　隣り合う前記第１電極指及び前記第２電極指が対向している方向に視たときに重なっている領域を励振領域とした場合、前記励振領域に対する、複数の前記第１電極指及び前記第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、＜７＞から＜９＞のいずれか１つに記載の弾性波装置。
＜１１＞
　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、＜１＞から＜１０＞のいずれか１つに記載の弾性波装置。
＜１２＞
　支持部材に圧電層を積層する積層工程と、
　前記圧電層に機能電極を形成する電極形成工程と、
　前記機能電極が形成された前記圧電層に保護膜を形成する保護膜形成工程と、
　前記保護膜形成工程後の前記支持部材を個片化して弾性波装置とする個片化工程と、
　を有し、
　前記積層工程において前記支持部材に積層される前記圧電層は、第１の位置と、前記第１の位置における圧電層の厚みより、前記圧電層の厚みが薄い位置である第２の位置とを有し、
　前記第１の位置を有する圧電層を備える第１の弾性波装置は、前記第２の位置を有する圧電層を備える第２の弾性波装置と、前記個片化工程前において隣接しており、
　前記保護膜形成工程において、前記第１の位置に形成される前記保護膜の弾性率は、前記第２の位置に形成される前記保護膜の弾性率と異なるように形成される、弾性波装置の製造方法。
＜１３＞
　前記保護膜の膜厚を調整する膜厚調整工程をさらに有する、＜１２＞に記載の弾性波装置の製造方法。
＜１４＞
　前記膜厚調整工程において、前記保護膜の膜厚の調整は、イオンミリングで行われる、＜１３＞に記載の弾性波装置の製造方法。
１、１Ａ～１Ｃ、１０１、３０１　弾性波装置
２　圧電層
２ａ　第１の主面
２ｂ　第２の主面
２Ｈ　貫通孔
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
６　第２のバスバー
７　中間層
７ａ　開口部
７Ｓ　犠牲層
８　支持基板
８ａ　開口部
９　空間部
１４　保護膜
８０　支持部材
２０１　圧電層
２０１ａ　第１の主面
２０１ｂ　第２の主面
２５１　第１領域
２５２　第２領域
３１０、３１１　反射器
Ｃ　励振領域（交差領域）
Ｐ１　第１の位置
Ｐ２　第２の位置
Ｒ１　第１の共振子
Ｒ２　第２の共振子
ＶＰ１　仮想平面

Claims (14)

  1. 　複数の共振子を備え、
    　前記複数の共振子の各々が、
    　第１方向に厚みを有する支持部材と、
    　前記支持部材の前記第１方向に設けられる圧電層と、
    　前記圧電層の前記第１方向に設けられる機能電極と、
    　前記共振子が設けられた前記圧電層の第１方向に設けられる保護膜と、
    　を備え、
    　前記支持部材には、前記第１方向に平面視して、前記機能電極と少なくとも一部が重なる位置に空間部があり、
    　前記複数の共振子は、第１の共振子と前記第１の共振子と隣接する第２の共振子とを含み、
    　前記保護膜は、第１の位置における弾性率が、前記第１の位置と異なる第２の位置における弾性率と異なっており、
    　前記第１の位置は、前記第１方向に平面視して、前記第１の共振子の空間部と重なっており、
    　前記第２の位置は、前記第１方向に平面視して、前記第２の共振子の空間部と重なっている、
    　弾性波装置。
  2. 　前記第１方向に平面視して、前記第２の位置と重なる位置における圧電層の厚みは、前記第１の位置と重なる位置における圧電層の厚みより薄く、
    　前記保護膜は、前記第１方向に平面視して、前記第１の位置における弾性率が、前記第２の位置における弾性率より小さい、請求項１に記載の弾性波装置。
  3. 　入力端子と、出力端子と、前記入力端子と前記出力端子を結ぶ直列腕と、前記直列腕のノードとグラウンドとを結ぶ並列腕と、をさらに有し、
    　前記複数の共振子は、前記直列腕に設けられた直列腕共振子と、前記並列腕に設けられた並列腕共振子とを含み、
    　前記第１の共振子及び前記第２の共振子は、前記直列腕共振子である、請求項１または２に記載の弾性波装置。
  4. 　入力端子と、出力端子と、前記入力端子と前記出力端子を結ぶ直列腕と、前記直列腕のノードとグラウンドとを結ぶ並列腕と、をさらに有し、
    　前記複数の共振子は、前記直列腕に設けられた直列腕共振子と、前記並列腕に設けられた並列腕共振子とを含み、
    　前記第１の共振子及び前記第２の共振子は、前記並列腕共振子である、請求項１または２に記載の弾性波装置。
  5. 　前記圧電層は、ニオブ酸リチウムまたはタンタル酸リチウムを含む、請求項１に記載の弾性波装置。
  6. 　前記圧電層を構成しているニオブ酸リチウムまた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）または式（３）の範囲にある、請求項５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）　または　（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）
  7. 　前記機能電極は、第１のバスバーと、前記第１のバスバーと対向する第２のバスバーと、前記第１のバスバーに一方端が接続された複数の第１電極指と、前記第１のバスバーに一方端が接続された複数の第２電極指と、を有するＩＤＴ電極である、請求項１に記載の弾性波装置。
  8. 　前記圧電層の膜厚をｄ、隣り合う前記第１電極指及び前記第２電極指の中心間距離をｐとした場合、ｄ／ｐが０．５以下である、請求項７に記載の弾性波装置。
  9. 　前記ｄ／ｐは、０．２４以下である、請求項８に記載の弾性波装置。
  10. 　隣り合う前記第１電極指及び前記第２電極指が対向している方向に視たときに重なっている領域を励振領域とした場合、前記励振領域に対する、複数の前記第１電極指及び前記第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に記載の弾性波装置。
  11. 　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１に記載の弾性波装置。
  12. 　支持部材に圧電層を積層する積層工程と、
    　前記圧電層に機能電極を形成する電極形成工程と、
    　前記機能電極が形成された前記圧電層に保護膜を形成する保護膜形成工程と、
    　前記保護膜形成工程後の前記支持部材を個片化して弾性波装置とする個片化工程と、
    　を有し、
    　前記積層工程において前記支持部材に積層される前記圧電層は、第１の位置と、前記第１の位置における圧電層の厚みより、前記圧電層の厚みが薄い位置である第２の位置とを有し、
    　前記第１の位置を有する圧電層を備える第１の弾性波装置は、前記第２の位置を有する圧電層を備える第２の弾性波装置と、前記個片化工程前において隣接しており、
    　前記保護膜形成工程において、前記第１の位置に形成される前記保護膜の弾性率は、前記第２の位置に形成される前記保護膜の弾性率と異なるように形成される、弾性波装置の製造方法。
  13. 　前記保護膜の膜厚を調整する膜厚調整工程をさらに有する、請求項１２に記載の弾性波装置の製造方法。
  14. 　前記膜厚調整工程において、前記保護膜の膜厚の調整は、イオンミリングで行われる、請求項１３に記載の弾性波装置の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2012065304A (ja) * 2010-08-16 2012-03-29 Seiko Epson Corp 圧電振動デバイス及びその製造方法、共振周波数の調整方法
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