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WO2011036980A1 - 弾性波フィルタ - Google Patents

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Publication number
WO2011036980A1
WO2011036980A1 PCT/JP2010/064776 JP2010064776W WO2011036980A1 WO 2011036980 A1 WO2011036980 A1 WO 2011036980A1 JP 2010064776 W JP2010064776 W JP 2010064776W WO 2011036980 A1 WO2011036980 A1 WO 2011036980A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
wiring portion
wave filter
layer
elastic wave
electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2010/064776
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
和則 井上
隆志 松田
道雄 三浦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Taiyo Yuden Co Ltd
Original Assignee
Taiyo Yuden Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Taiyo Yuden Co Ltd filed Critical Taiyo Yuden Co Ltd
Publication of WO2011036980A1 publication Critical patent/WO2011036980A1/ja
Priority to US13/344,274 priority Critical patent/US9231553B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic elements; Electromechanical resonators
    • H03H9/02—Details
    • H03H9/02535—Details of surface acoustic wave devices
    • H03H9/02992—Details of bus bars, contact pads or other electrical connections for finger electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic elements; Electromechanical resonators
    • H03H9/02—Details
    • H03H9/02535—Details of surface acoustic wave devices
    • H03H9/02818—Means for compensation or elimination of undesirable effects
    • H03H9/02952—Means for compensation or elimination of undesirable effects of parasitic capacitance
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic elements; Electromechanical resonators
    • H03H9/46—Filters
    • H03H9/64—Filters using surface acoustic waves
    • H03H9/6423—Means for obtaining a particular transfer characteristic
    • H03H9/6433—Coupled resonator filters
    • H03H9/6483—Ladder SAW filters
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic elements; Electromechanical resonators
    • H03H9/70—Multiple-port networks for connecting several sources or loads, working on different frequencies or frequency bands, to a common load or source
    • H03H9/72—Networks using surface acoustic waves
    • H03H9/725—Duplexers

Definitions

  • the present disclosure relates to an elastic wave filter.
  • High-frequency devices used for mobile phones and the like are required to be downsized.
  • High-frequency devices such as filters and duplexers using surface acoustic waves (SAW) have contributed to miniaturization of mobile phones due to their small size and light weight, but further miniaturization and high performance are required.
  • SAW surface acoustic waves
  • By reducing the size of the filter and duplexer the distance between adjacent wirings is shortened, and parasitic capacitance may be generated between the wirings. When parasitic capacitance is generated between the wirings, the filter characteristics may be deteriorated.
  • Patent Document 1 discloses that in order to reduce parasitic capacitance generated between wirings, an insulating pattern is formed on a substrate with a resin or the like, and a wiring part is formed thereon.
  • the high-frequency device disclosed in Patent Document 1 includes an insulating pattern for reducing the parasitic capacitance between wirings, leading to an increase in cost.
  • An object of the present invention is to realize a structure for reducing parasitic capacitance between wirings at low cost.
  • the present disclosure discloses a piezoelectric substrate, a comb-shaped electrode formed on the piezoelectric substrate, a wiring portion connected to the comb-shaped electrode, and a dielectric formed so as to cover the comb-shaped electrode A wiring layer, wherein the wiring portion includes a lower layer wiring portion in the same layer as the comb-shaped electrode, and an upper layer wiring portion disposed above the lower layer wiring portion, and the upper layer wiring The portion includes a region having an electrode width larger than the electrode width of the lower wiring portion.
  • a structure that reduces the parasitic capacitance between wirings can be realized at low cost.
  • FIG. 3 is a top view of the elastic wave filter according to the first embodiment.
  • FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line ZZ in FIG. 1A.
  • Partial sectional view of elastic wave filter used for electromagnetic field simulation Partial sectional view of a comparative elastic wave filter used for electromagnetic field simulation Characteristic diagram showing electrode spacing dependence of parasitic capacitance A characteristic diagram showing changes in filter characteristics depending on the distance between wires Partial sectional view of the elastic wave filter according to the second embodiment.
  • FIG. Partial sectional view of an acoustic wave filter according to Example 4 Sectional drawing which shows the manufacturing process of the elastic wave filter concerning Example 4.
  • FIG. Sectional drawing which shows the manufacturing process of the elastic wave filter concerning Example 4.
  • FIG. 5 Partial sectional view of an acoustic wave filter according to Example 5 Communication module block diagram Block diagram of communication device
  • the acoustic wave filter includes a piezoelectric substrate, a comb-shaped electrode formed on the piezoelectric substrate, a wiring portion connected to the comb-shaped electrode, and a dielectric formed so as to cover the comb-shaped electrode.
  • a wiring layer wherein the wiring portion includes a lower layer wiring portion in the same layer as the comb-shaped electrode, and an upper layer wiring portion disposed above the lower layer wiring portion, and the upper layer wiring
  • the portion includes a region having an electrode width larger than the electrode width of the lower wiring portion.
  • the electrode width of the portion in contact with the lower wiring portion in the upper wiring portion may be narrower than the electrode width of the lower wiring portion.
  • the acoustic wave filter may have a structure having a gap between the upper wiring portion and the dielectric layer.
  • the upper wiring portion includes a plurality of metal layers, and any one of the plurality of metal layers is formed of a material having a tensile stress or a material having a compressive stress. Can do.
  • the thickness of the electrode of the wiring part As one of the measures to reduce the wiring resistance, there is a method of increasing the thickness of the electrode of the wiring part.
  • the electrode in the wiring portion is formed at the same time as the comb-shaped electrode in the resonator, if the thickness of the electrode in the wiring portion is increased, the thickness of the comb-shaped electrode is also increased. Since the thickness of the comb-shaped electrode in the resonator is determined based on the characteristics of the resonator and the like, if the thickness is increased for the purpose of reducing the wiring resistance, desired pass characteristics may not be obtained. Therefore, there is a method of forming the wiring portion thick after forming the comb-shaped electrode. Regarding the thickening of the wiring part, it is difficult to make the wiring part extremely thick because there is a balance between the manufacturing cost and the adhesion with the lower comb-shaped electrode layer.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-282707 discloses that an insulating pattern is formed on a substrate with a resin or the like and a wiring portion is formed thereon in order to reduce parasitic capacitance.
  • it is necessary to form an insulating pattern leading to an increase in cost, and man-hours for forming the insulating pattern are generated, resulting in an increase in manufacturing cost. End up.
  • a step is generated between the comb-shaped electrode portion and the wiring portion, there is a problem that electrical connection becomes insufficient at the step.
  • the insulating pattern disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-282707 is made of resin.
  • the comb-shaped electrode and the wiring portion are electrically connected without forming an insulating layer made of resin.
  • the main feature is to reduce the parasitic capacitance between the wirings while maintaining it. Thereby, the acoustic wave filter can be downsized.
  • FIG. 1A is a top view of an acoustic wave filter having the wiring structure of the first embodiment.
  • 1B is a cross-sectional view of the ZZ portion shown in FIG. 1A.
  • the elastic wave filter shown in FIGS. 1A and 1B includes a piezoelectric substrate 1, a series resonator 2a, a parallel resonator 2b, a wiring portion 3, and a dielectric layer 4.
  • the elastic wave filter of the present embodiment is a ladder type filter in which a plurality of resonators are connected in a ladder shape.
  • the piezoelectric substrate 1 is a LiNbO 3 single crystal substrate.
  • the piezoelectric substrate 1 is made of LiNbO 3 , but can also be made of LiTaO 3 .
  • the series resonator 2 a and the parallel resonator 2 b are provided on the piezoelectric substrate 1.
  • the series resonator 2a is connected to the series arm of the elastic wave filter.
  • the parallel resonator 2b is connected to the parallel arm of the elastic wave filter.
  • the series resonator 2a includes comb-shaped electrodes 2c and 2d arranged to face each other.
  • the parallel resonator 2b includes comb-teeth electrodes 2e and 2f arranged to face each other.
  • the elastic wave filter can extract a signal in an arbitrary frequency band based on the resonance frequency and antiresonance frequency set in the plurality of series resonators 2a and parallel resonators 2b.
  • the wiring part 3 is provided on the piezoelectric substrate 1.
  • the wiring part 3 connects each series resonator 2a and parallel resonator 2b.
  • the wiring part 3 includes input / output electrodes 3a and 3b, a ground electrode 3c, a lower layer wiring part 3d, and an upper layer wiring part 3e.
  • the input / output electrodes 3a and 3b and the ground electrode 3c are provided with electrode pads.
  • the lower layer wiring portion 3d and the upper layer wiring portion 3e connect the series resonator 2a and the parallel resonator 2b.
  • the lower wiring portion 3d is formed at the same time when the comb-shaped electrodes 2c to 2f in the series resonator 2a and the parallel resonator 2b are formed on the piezoelectric substrate 1.
  • the lower wiring part 3d can be formed of a laminated film containing, for example, copper (Cu) as a main component, and the film thickness T1 can be set to 130 nm, for example.
  • the upper layer wiring part 3e is provided on the lower layer wiring part 3d.
  • the upper layer wiring portion 3e includes an upper layer portion 3f having an electrode width W1 and a lower layer portion 3g having an electrode width W2 smaller than the electrode width W1.
  • the electrode widths W1 and W2 are in a relationship of “W1> W2,” so that the end portions 3m and 3n of the upper layer portion 3f protrude in the main plane direction of the piezoelectric substrate 1 from the lower layer portion 3g. Yes.
  • the upper layer wiring portion 3e can be formed of a laminated film containing Cu as a main component in the same manner as the lower layer wiring portion 3d, and the film thickness T2 can be set to 2 ⁇ m, for example.
  • the dielectric layer 4 is interposed between the end portions 3 m and 3 n of the upper layer wiring portion 3 e and the piezoelectric substrate 1.
  • the dielectric layer 4 can be formed of SiO 2 .
  • the thickness T3 of the dielectric layer 4 can be set to 720 nm, for example.
  • FIG. 2A and 2B are partial cross-sectional views of the elastic wave filter used in the electromagnetic field simulation
  • FIG. 2A shows the structure of the elastic wave filter of this example
  • FIG. 2B shows the structure of the elastic wave filter of the comparative example.
  • the acoustic wave filter shown in FIG. 2A includes a piezoelectric substrate 1 having a thickness T11 of 50 ⁇ m, a series resonator 2a (electrode) and a lower layer wiring portion 3d having a thickness T12 of 130 nm, and an upper layer wiring portion 3e having a thickness T13 of 2 ⁇ m.
  • the dielectric layer 4 having a thickness T14 of 720 nm is provided.
  • the distance W11 between the series resonator 2a and the lower layer wiring portion 3d was 30 ⁇ m.
  • the acoustic wave filter shown in FIG. 2B includes a piezoelectric substrate 101 having a thickness T21 similar to the thickness T11 shown in FIG. 2A, a series resonator 102a and a lower layer wiring portion 103d having a thickness T22 similar to the thickness T12.
  • the upper-layer wiring part 103e having a thickness T23 similar to the thickness T13 and the dielectric layer 104 having a thickness T24 similar to the thickness T14 are provided.
  • the difference between the elastic wave filter shown in FIG. 2A and the elastic wave filter shown in FIG. 2B is the shape of the upper layer wiring portion. In the upper wiring portion 3e shown in FIG.
  • the end portion 3m of the upper layer portion 3f is protruded in the main plane direction of the piezoelectric substrate 1 with respect to the lower layer portion 3g. That is, the electrode interval D1 between the upper layer wiring portion 3e and the series resonator 2a adjacent thereto is smaller than the distance W11.
  • the upper wiring portion 103e and the lower wiring portion 103d have the same electrode width. That is, the electrode interval D1 between the upper layer wiring portion 103e and the adjacent series resonator 102a is the same as the distance W21.
  • FIG. 2C shows the result of electromagnetic field simulation using the elastic wave filter shown in FIG. 2A and the elastic wave filter shown in FIG. 2B.
  • the value of the parasitic capacitance C generated between the series resonator 2a and the wiring portion 3 when the electrode interval D1 in the acoustic wave filter shown in each of FIGS. 2A and 2B was changed was measured.
  • the parasitic capacitance C between the wirings increases as the electrode interval D1 decreases.
  • the parasitic capacitance C of the elastic wave filter of this embodiment is about 0.5 pF
  • the parasitic capacitance C of the elastic wave filter of the comparative example is about 0.7 pF. That is, it can be seen that the acoustic wave filter of this example has a parasitic capacitance of about 30% smaller than that of the comparative example.
  • FIG. 3 shows the pass characteristic (solid line) when the parasitic capacitance between the wiring portion and the series resonator is increased by 30% as in the comparative example, and the pass characteristic (broken line) of the acoustic wave filter of the present embodiment. Showing change. That is, the characteristic indicated by the solid line indicates the pass characteristic of the elastic wave filter of the comparative example having the electrode interval D1 of 1 ⁇ m, and the characteristic indicated by the broken line indicates the pass characteristic of the elastic wave filter of the present embodiment having the electrode interval D1 of 1 ⁇ m. . As shown by the solid line in FIG. 3, when the parasitic capacitance is increased by 30%, it is understood that the pass characteristic is deteriorated with respect to the filter characteristic (dashed line) before the parasitic capacitance is increased by 30%.
  • the elastic wave filter of the present embodiment can be reduced in size while ensuring a pass characteristic with little deterioration.
  • the materials and film thickness dimensions of the piezoelectric substrate 1, the series resonator 2a, the parallel resonator 2b, the wiring portion 3, and the dielectric layer 4 employed in this embodiment are merely examples, and a simulation similar to that of this embodiment is used. If the results and filter pass characteristics can be secured, it can be realized with other materials and film thickness dimensions.
  • FIG. 4 shows a partial cross-sectional view of the structure of the second embodiment of the acoustic wave filter.
  • the elastic wave filter of the second embodiment is characterized in that the electrode width W3 of the lower layer wiring portion 3d is larger than the electrode width W2 of the lower layer portion 3g of the upper layer wiring portion 3e (opening width in the dielectric layer 4). . That is, the electrode width W1, the electrode width W2, and the electrode width W3 of the upper layer portion 3f of the upper layer wiring portion 3e are: W1>W3> W2 Have the relationship.
  • the conductor near the piezoelectric substrate 1 in the upper layer wiring portion 3e is reduced, and therefore between adjacent electrodes (between the series resonator 2a and the wiring portion 3 in this embodiment).
  • the parasitic capacitance C can be further reduced.
  • FIG. 5 shows a partial cross-sectional view of the structure of the third embodiment of the acoustic wave filter.
  • the elastic wave filter of the third embodiment has a structure in which a part of the dielectric layer 4 is removed from the elastic wave filter of the second embodiment shown in FIG.
  • the dielectric layer 4 has a structure in which the concave portions 4a and 4b are formed in a region including a portion where the end portions 3h and 3i of the upper layer portion 3f of the upper layer wiring portion 3e are in contact with each other.
  • the dielectric layer 4 is formed by removing the regions including the portions where the end portions 3 h and 3 i of the upper layer portion 3 f of the upper layer wiring portion 3 e are in contact with each other to form the recesses 4 a and 4 b.
  • An air layer having a dielectric constant ⁇ lower than at least the dielectric layer 4 (SiO 2 ) can be provided between adjacent electrodes (between the series resonator 2a and the wiring portion 3 in this embodiment). Therefore, the parasitic capacitance C between the electrodes adjacent to each other can be further reduced.
  • the dielectric constant ⁇ of SiO 2 is about 2.1, and the dielectric constant ⁇ of air is about 1.0.
  • the elastic wave filter shown in FIG. 5 When the elastic wave filter shown in FIG. 5 is manufactured, first, the elastic wave filter of the second embodiment shown in FIG. 4 is manufactured, and then portions corresponding to the recesses 4 a and 4 b are opened on the dielectric layer 4. Pattern the resist. Next, the dielectric layers 4 are etched using a method such as wet etching to form the recesses 5a and 5b. Finally, the resist is removed.
  • FIG. 6 is a partial cross-sectional view of the structure of the fourth embodiment of the acoustic wave filter.
  • the elastic wave filter of the fourth embodiment has a structure in which voids 5a and 5b are formed between the upper wiring portion 3e and the dielectric layer 4 in the elastic wave filter of the second embodiment shown in FIG. That is, the upper wiring portion 3e and the dielectric layer 4 are not in contact with each other.
  • the dielectric constant ⁇ decreases, and the electrodes adjacent to each other (this embodiment) Then, the parasitic capacitance C between the series resonator 2a and the wiring portion 3 can be further reduced.
  • the dielectric constant ⁇ is about 2.1, but the gaps 5a and 5b (air layers) as in this embodiment. ), The dielectric constant ⁇ becomes approximately 1.0.
  • FIG. 7A to 7E are partial cross-sectional views showing the manufacturing process of the acoustic wave filter of the fourth embodiment.
  • the acoustic wave filter of the fourth embodiment is manufactured, first, an electrode film containing Cu as a main component is formed on the piezoelectric substrate 1 formed of a material containing LiNbO 3 by using a sputtering method or a vapor deposition method. Then, it is patterned into a shape corresponding to the lower layer wiring portion 3d.
  • comb-shaped electrodes 2c to 2f in the series resonator 2a and the parallel resonator 2b are simultaneously formed in the formation process of the lower layer wiring portion 3d.
  • a dielectric layer 4 containing SiO 2 is formed on the piezoelectric substrate 1.
  • a part of the dielectric layer 4 is removed by etching to form a gap 4c.
  • a resist 11 that is a positive resist is applied on the lower wiring portion 3d and the dielectric layer 4, and exposure, development, and post-baking are performed in two steps. A pattern having a stepped cross-sectional shape is formed. In the case of using a negative resist as the resist, coating and exposure are performed in two steps, and development and post-baking can be performed only once. At this time, the resist 11 is formed so as to cover the dielectric layer 4.
  • the resist 11 forms a gap 11a corresponding to the upper layer wiring portion 3e.
  • the resist 11 is formed so that a part of the lower layer wiring portion 3d is exposed.
  • an electrode film 13 containing Cu as a main component is formed on the resist 11 and the lower wiring portion 3d.
  • the resist 11 is removed. Thereby, the elastic wave filter of the fourth embodiment provided with the gaps 5a and 5b between the upper wiring part 3e and the dielectric layer 4 can be manufactured.
  • FIG. 8 is a partial sectional view showing the structure of the fifth embodiment of the acoustic wave filter.
  • the elastic wave filter of the fifth embodiment is the same as the elastic wave filter of the fourth embodiment shown in FIG. 6, wherein the upper layer wiring portion 3e is formed by laminating a plurality of metals, and tensile stress or compressive stress in the plurality of metal layers is applied. It is a structure deformed by using.
  • the upper layer wiring portion 3e has a two-layer structure in which the first layer 3j and the second layer 3k are stacked in this embodiment.
  • the first layer 3j preferably includes a material having a tensile stress, and preferably includes, for example, titanium (Ti).
  • the second layer 3k preferably includes a material having a compressive stress, and preferably includes, for example, copper (Cu).
  • the materials of the first layer 3j and the second layer 3k are not limited to these.
  • the upper wiring portion 3e may have a structure including three or more metal films.
  • the upper layer wiring portion 3e is provided with the first layer 3j and the second layer 3k having different stresses, a tensile stress is generated in the first layer 3j when the upper layer wiring portion 3e is formed by sputtering or vapor deposition. Or, compressive stress is generated in the second layer 3k. Accordingly, the end portions 3 m and 3 n of the upper layer wiring portion 3 e are deformed in the direction away from the piezoelectric substrate 1. In the structure shown in FIG. 8, the end portions 3m and 3n of the upper wiring portion 3e are warped upward. The end portions 3m and 3n are portions facing the piezoelectric substrate 1 across the dielectric layer 4 in the upper wiring portion 3e. Thereby, the distance between the upper layer wiring portion 3e and the series resonator 2a becomes larger than the distance between the upper layer wiring portion 3e and the series resonator 2a in the acoustic wave filter of the fourth embodiment.
  • the upper wiring portion 3e is made of a metal laminated film, and the first layer 3j as the upper layer includes a material having tensile stress, or compressive stress is applied to the second layer 3k as the lower layer.
  • the end portions 3m and 3n of the upper layer wiring portion 3e are warped away from the piezoelectric substrate 1 due to stress. Therefore, the distance between adjacent electrodes (in this embodiment, the distance between the series resonator 2a and the upper layer wiring portion 3e) is increased, and the parasitic capacitance C can be further reduced.
  • FIG. 9 shows an example of a communication module provided with an elastic wave filter according to the present embodiment.
  • the duplexer 62 includes a reception filter 62a and a transmission filter 62b.
  • the reception filter 62a is connected to reception terminals 63a and 63b corresponding to, for example, balanced output.
  • the transmission filter 62b is connected to the transmission terminal 65 via the power amplifier 64.
  • the reception filter 62a includes the elastic wave filter according to the present embodiment.
  • the reception filter 62a When performing a reception operation, the reception filter 62a passes only a signal in a predetermined frequency band among reception signals input via the antenna terminal 61, and outputs the signal from the reception terminals 63a and 63b to the outside. Further, when performing a transmission operation, the transmission filter 62b passes only a signal in a predetermined frequency band among transmission signals input from the transmission terminal 65 and amplified by the power amplifier 64, and outputs the signal from the antenna terminal 61 to the outside. To do.
  • the communication module with the elastic wave filter according to the present embodiment, it is possible to reduce the size of the module while ensuring good pass characteristics.
  • the configuration of the communication module shown in FIG. 9 is an example, and the same effect can be obtained even if the filter according to the present embodiment is mounted on a communication module of another form.
  • FIG. 10 shows an RF block of a mobile phone terminal as an example of a communication device including the acoustic wave filter according to the present embodiment or the communication module described above.
  • the communication apparatus shown in FIG. 10 shows a configuration of a mobile phone terminal that supports a GSM (Global System for Mobile Communications) communication system and a W-CDMA (Wideband Code Division Multiple Access) communication system.
  • the GSM communication system in the present embodiment corresponds to the 850 MHz band, 950 MHz band, 1.8 GHz band, and 1.9 GHz band.
  • the mobile phone terminal includes a microphone, a speaker, a liquid crystal display, and the like. However, illustration is omitted because it is not necessary in the description of the present embodiment.
  • the reception filters 73a and 77 to 80 include the acoustic wave filters according to the present embodiment.
  • the received signal input through the antenna 71 selects an LSI to be operated by the antenna switch circuit 72 depending on whether the communication method is W-CDMA or GSM.
  • the input received signal is compatible with the W-CDMA communication system, switching is performed so that the received signal is output to the duplexer 73.
  • the reception signal input to the duplexer 73 is limited to a predetermined frequency band by the reception filter 73 a, and a balanced reception signal is output to the LNA 74.
  • the LNA 74 amplifies the input received signal and outputs it to the LSI 76.
  • the LSI 76 performs a demodulation process on the audio signal based on the input received signal, and controls the operation of each unit in the mobile phone terminal.
  • the LSI 76 when transmitting a signal, the LSI 76 generates a transmission signal.
  • the generated transmission signal is amplified by the power amplifier 75 and input to the transmission filter 73b.
  • the transmission filter 73b passes only a signal in a predetermined frequency band among input transmission signals.
  • the transmission signal output from the transmission filter 73 b is output from the antenna 71 to the outside via the antenna switch circuit 72.
  • the antenna switch circuit 72 selects any one of the reception filters 77 to 80 according to the frequency band and outputs the received signal. To do. A reception signal whose band is limited by any one of the reception filters 77 to 80 is input to the LSI 83.
  • the LSI 83 performs a demodulation process on the audio signal based on the input received signal, and controls the operation of each unit in the mobile phone terminal. On the other hand, when transmitting a signal, the LSI 83 generates a transmission signal.
  • the generated transmission signal is amplified by the power amplifier 81 or 82 and output from the antenna 71 to the outside via the antenna switch circuit 72.
  • the communication device By providing the communication device with the elastic wave filter or the communication module according to this embodiment, the communication device can be reduced in size while ensuring good pass characteristics.
  • the upper wiring portion 3e since the electrode width of the upper wiring portion 3e is larger than the electrode width of the lower wiring portion 3d, the upper wiring portion 3e does not directly contact the high dielectric constant piezoelectric substrate 1,
  • the piezoelectric substrate 1 is disposed on the piezoelectric substrate 1 with a dielectric layer 4 having a dielectric constant lower than that of the piezoelectric substrate 1 interposed therebetween.
  • the parasitic capacitance generated between the adjacent electrodes can be reduced. Therefore, even if the distance between adjacent electrodes is reduced, the parasitic capacitance does not increase significantly and the pass characteristics do not deteriorate significantly. Therefore, the acoustic wave filter, communication module, and communication device can be downsized while ensuring good pass characteristics.
  • the electrode width W2 of the lower layer portion 3g of the upper layer wiring portion 3e is smaller than the electrode width W3 of the lower layer wiring portion 3d, that is, the width of the opening in the dielectric layer 4 where the lower layer portion 3g is present.
  • the recesses 4a and 4b are formed in the region where the ends 3h and 3i of the upper layer wiring portion 3e are in contact, so that at least the dielectric layer 4 is interposed between the adjacent electrodes. Since an air layer having a dielectric constant lower than that of (SiO 2 ) can be provided, parasitic capacitance can be further reduced.
  • the gaps 5a and 5b are formed so that the upper wiring portion 3e and the dielectric layer 4 are not in contact with each other, so that the upper wiring portion 3e is in contact with the lower wiring portion 3d. Except for the place where the air gap is present, all can pass through the air layer having a low dielectric constant, so that the parasitic capacitance can be further reduced.
  • the upper wiring portion 3e is formed of a plurality of metal layers, and the metal layer of the first layer 3j, which is the upper layer, is formed of a material having tensile stress.
  • the parts 3m and 3n are lifted by the tensile stress of the first layer 3j.
  • the metal layer of the second layer 3k as the lower layer is formed of a material having a compressive stress, the end portions 3m and 3n of the upper wiring portion 3e are lifted by the compressive stress of the second layer 3k.
  • the piezoelectric substrate 1 in this Embodiment is an example of the piezoelectric substrate of this invention.
  • the comb electrodes 2e and 2f in the present embodiment are examples of the comb electrodes of the present invention.
  • the wiring part 3 in this Embodiment is an example of the wiring part of this invention.
  • the dielectric layer 4 in the present embodiment is an example of the dielectric layer of the present invention.
  • the lower layer wiring portion 3d in the present embodiment is an example of the lower layer wiring portion of the present invention.
  • the upper wiring portion 3e in the present embodiment is an example of the upper wiring portion of the present invention.
  • (Appendix 1) A piezoelectric substrate; A comb-shaped electrode formed on the piezoelectric substrate; A wiring portion connected to the comb-shaped electrode; A communication module including an acoustic wave device including a dielectric layer formed to cover the comb-shaped electrode, The wiring portion includes a lower layer wiring portion in the same layer as the comb-shaped electrode, and an upper layer wiring portion disposed on the lower layer wiring portion, The communication module, wherein the upper wiring portion includes a region having an electrode width larger than that of the lower wiring portion.
  • Appendix 3 The communication module according to appendix 2, wherein a gap is provided between the upper layer wiring portion and the dielectric layer.
  • the upper wiring portion includes a plurality of metal layers, The communication module according to appendix 3, wherein any one of the plurality of metal layers is formed of a material having a tensile stress or a material having a compressive stress.
  • a piezoelectric substrate A piezoelectric substrate; A comb-shaped electrode formed on the piezoelectric substrate; A wiring portion connected to the comb-shaped electrode; A communication device including an acoustic wave filter including a dielectric layer formed to cover the comb-shaped electrode;
  • the wiring portion includes a lower layer wiring portion in the same layer as the comb-shaped electrode, and an upper layer wiring portion disposed on the lower layer wiring portion,
  • the upper layer wiring portion includes a region having an electrode width larger than that of the lower layer wiring portion.
  • Appendix 6 The communication apparatus according to appendix 5, wherein an electrode width of a portion in contact with the lower wiring portion in the upper wiring portion is narrower than an electrode width of the lower wiring portion.
  • Appendix 7 The communication device according to appendix 6, wherein a gap is provided between the upper wiring portion and the dielectric layer.
  • the upper wiring portion includes a plurality of metal layers, The communication device according to appendix 7, wherein any one of the plurality of metal layers is formed of a material having a tensile stress or a material having a compressive stress.
  • This application is useful for elastic wave filters, communication modules, and communication devices.

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Abstract

【課題】配線間の寄生容量を低減する構造を低コストで実現する。【解決手段】圧電基板１と、圧電基板１上に形成された櫛歯型電極を含む共振器２ａ及び２ｂと、櫛歯型電極に接続された配線部３と、櫛歯型電極を覆うように形成された誘電体層４とを備える弾性波フィルタであって、配線部３は、櫛歯型電極と同層の下層配線部３ｄと、下層配線部３ｄの上部に配された上層配線部３ｅとを備え、上層配線部３ｅは、下層配線部３ｄの電極幅よりも大きな電極幅を有する領域を備えている。

Description

弾性波フィルタ
　本願の開示は、弾性波フィルタに関する。
　携帯電話等に用いられる高周波デバイスは、小型化が求められている。弾性表面波（ＳＡＷ）を用いたフィルタやデュープレクサなどの高周波デバイスは、小型軽量といった特徴で携帯電話の小型化に貢献してきたが、さらに小型化、高性能化が求められている。フィルタ、デュープレクサを小型化することにより、隣り合う配線間の距離が短くなり、配線間に寄生容量が発生する場合がある。配線間に寄生容量が発生すると、フィルタ特性が悪化してしまうことがある。
　特許文献１は、配線間に生じる寄生容量を低減するために、基板に樹脂などで絶縁パターンを形成し、その上に配線部を形成することを開示している。
特開２００４－２８２７０７号公報
　特許文献１が開示している高周波デバイスは、配線間の寄生容量を低減するための絶縁パターンを備えているため、コストアップにつながってしまう。
　本発明の目的は、配線間の寄生容量を低減する構造を低コストで実現することである。
　本願の開示は、圧電基板と、前記圧電基板上に形成された櫛歯型電極と、前記櫛歯型電極に接続された配線部と、前記櫛歯型電極を覆うように形成された誘電体層とを備える弾性波フィルタであって、前記配線部は、前記櫛歯型電極と同層の下層配線部と、前記下層配線部の上部に配された上層配線部とを備え、前記上層配線部は、前記下層配線部の電極幅よりも大きな電極幅を有する領域を備えている。
　本願の開示によれば、配線間の寄生容量を低減する構造を低コストで実現できる。
実施例１にかかる弾性波フィルタの上面図 図１ＡにおけるＺ－Ｚ部の断面図である。 電磁界シミュレーションに用いた弾性波フィルタの部分断面図 電磁界シミュレーションに用いた比較例の弾性波フィルタの部分断面図 寄生容量の電極間隔依存性を表した特性図 配線間距離によるフィルタ特性の変化を表した特性図 実施例２にかかる弾性波フィルタの部分断面図 実施例３にかかる弾性波フィルタの部分断面図 実施例４にかかる弾性波フィルタの部分断面図 実施例４にかかる弾性波フィルタの製造工程を示す断面図 実施例４にかかる弾性波フィルタの製造工程を示す断面図 実施例４にかかる弾性波フィルタの製造工程を示す断面図 実施例４にかかる弾性波フィルタの製造工程を示す断面図 実施例４にかかる弾性波フィルタの製造工程を示す断面図 実施例５にかかる弾性波フィルタの部分断面図 通信モジュールのブロック図 通信装置のブロック図
　弾性波フィルタは、圧電基板と、前記圧電基板上に形成された櫛歯型電極と、前記櫛歯型電極に接続された配線部と、前記櫛歯型電極を覆うように形成された誘電体層とを備える弾性波フィルタであって、前記配線部は、前記櫛歯型電極と同層の下層配線部と、前記下層配線部の上部に配された上層配線部とを備え、前記上層配線部は、前記下層配線部の電極幅よりも大きな電極幅を有する領域を備えている。
　弾性波フィルタにおいて、前記上層配線部における前記下層配線部に接する部分の電極幅は、前記下層配線部の電極幅よりも狭い構成とすることができる。
　弾性波フィルタにおいて、前記上層配線部と前記誘電体層との間に空隙を有する構成とすることができる。
　弾性波フィルタにおいて、前記上層配線部は、複数の金属層を備え、前記複数の金属層のうちいずれか一つが、引っ張り応力を持つ材料または圧縮応力を持つ材料で形成されている構成とすることができる。
　（実施の形態）
　　〔１．弾性波フィルタの構成〕
　近年、携帯電話端末などの通信機器は、さらなる小型化が進んでいる。通信機器を小型化するための一つの手段として、弾性波フィルタの小型化、あるいは弾性波フィルタに備わる共振器の小型化がある。しかし、弾性波フィルタにおける共振器の大きさは、フィルタ特性の仕様（インピーダンス等）からおおよそ決まるため、あまり小型化が望めない。そこで、共振器同士を接続している配線部を縮小することで、弾性波フィルタを小型化することができる。しかしながら、配線部の長さを短くしたり、配線部の電極幅を細くしたりすると、配線部の抵抗値（以下、配線抵抗と称する）が高くなってしまい、弾性波フィルタの損失が大きくなってしまう。
　配線抵抗を減らす方策の一つとして、配線部の電極の厚さを厚くする方法がある。しかし、配線部における電極は共振器における櫛歯型電極と同時に形成されるため、配線部の電極の厚さを厚くすると櫛歯型電極の厚さも厚くなってしまう。共振器における櫛歯型電極の厚さは、共振器の特性などに基づき決められるため、配線抵抗を減らす目的で厚くしてしまうと所望の通過特性を得ることができなくなってしまうことがある。そのため、櫛歯型電極を形成後、配線部の厚さを厚く形成する方法がある。配線部の厚膜化に関しては、製造コストや下層の櫛歯型電極層との密着性の兼ね合いもあり、極端に厚くすることは難しい。
　また、配線抵抗を減らすために配線部の配線部を隣り合う素子の間際まで広げると、配線間や配線と素子間の寄生容量が増加するという課題がある。特に、弾性波フィルタで利用されるタンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ3）やニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3）は誘電率εが高いため、寄生容量も大きくなる（ε＝４０程度）。特開２００４－２８２７０７号公報には、基板配線間の寄生容量が大きくなると、フィルタの特性が悪化することが開示されている。
　特開２００４－２８２７０７号公報は、寄生容量を低減するために、基板に樹脂などで絶縁パターンを形成し、その上に配線部を形成することを開示している。特開２００４－２８２７０７号公報が開示している構成では、絶縁パターンを形成する必要があるためコストアップにつながってしまうとともに、絶縁パターンを形成するための工数が発生するため製造コストも増加してしまう。また、櫛歯型電極部と配線部との間に段差が生じるため、その段差で電気的接続が不十分になるという問題点があった。さらに、特開２００４－２８２７０７号公報が開示している絶縁パターンは、樹脂で形成されている。したがって、櫛歯型電極表面を誘電体層で覆うことで温度特性を改善した弾性波フィルタでは、誘電体層の形成時に樹脂が存在すると、誘電体層の形成条件によっては、樹脂が分解して劣化、あるいは、樹脂に吸着あるいは分解時に発生する水などのガスで誘電体層が劣化する可能性がある。そのため、樹脂による絶縁層を形成する前に誘電体層を形成するなど、製造工程の大幅な変更が必要となるという問題があった。
　本実施の形態は、櫛歯型電極表面を誘電体で覆うことで温度特性を改善した弾性波フィルタにおいて、樹脂による絶縁層を形成することなく、櫛歯型電極と配線部の電気的接続を保ちつつ、配線間の寄生容量を低減することを主な特徴としている。これにより、弾性波フィルタの小型化が可能となる。
　以下、本実施の形態にかかる弾性波フィルタの実施例について説明する。
　　（第１実施例）
　図１Ａは、第１実施例の配線構造を有する弾性波フィルタの上面図である。図１Ｂは、図１Ａに示すＺ－Ｚ部の断面図である。
　図１Ａ及び図１Ｂに示す弾性波フィルタは、圧電基板１、直列共振器２ａ、並列共振器２ｂ、配線部３、および誘電体層４を備えている。本実施の形態の弾性波フィルタは、複数の共振器を梯子形に接続したラダー型フィルタである。
　圧電基板１は、ＬｉＮｂＯ3単結晶の基板である。本実施例では、圧電基板１は、ＬｉＮｂＯ3で形成したが、ＬｉＴａＯ3で形成することもできる。
　直列共振器２ａ、並列共振器２ｂは、圧電基板１上に備わる。直列共振器２ａは、弾性波フィルタの直列腕に接続されている。並列共振器２ｂは、弾性波フィルタの並列腕に接続されている。なお、直列共振器２ａは、互いに対向配置した櫛歯型電極２ｃ及び２ｄを備えている。並列共振器２ｂは、互いに対向配置した櫛歯型電極２ｅ及び２ｆを備えている。弾性波フィルタは、複数の直列共振器２ａ、並列共振器２ｂにおいて設定されている共振周波数及び反共振周波数によって、任意の周波数帯域の信号を抽出することができる。
　配線部３は、圧電基板１上に備わる。配線部３は、各直列共振器２ａ及び並列共振器２ｂを接続している。配線部３は、入出力電極３ａ及び３ｂ、接地電極３ｃ、下層配線部３ｄ、上層配線部３ｅを含む。入出力電極３ａ及び３ｂ、接地電極３ｃは、電極パッドが備わる。下層配線部３ｄ及び上層配線部３ｅは、直列共振器２ａ及び並列共振器２ｂを接続している。下層配線部３ｄは、圧電基板１上に直列共振器２ａ及び並列共振器２ｂにおける櫛歯型電極２ｃ～２ｆを形成する時に、同時に形成される。下層配線部３ｄは、例えば銅（Ｃｕ）を主成分とした積層膜で形成することができ、膜厚Ｔ１は例えば１３０ｎｍとすることができる。上層配線部３ｅは、図１Ｂに示すように、下層配線部３ｄの上に備わる。上層配線部３ｅは、電極幅Ｗ１を有する上層部３ｆと、電極幅Ｗ１よりも小さい電極幅Ｗ２を有する下層部３ｇとを備えている。上層配線部３ｅは、電極幅Ｗ１及びＷ２が「Ｗ１＞Ｗ２」の関係となっているため、上層部３ｆの端部３ｍ及び３ｎは下層部３ｇよりも圧電基板１の主平面方向に突出している。上層配線部３ｅは、下層配線部３ｄと同じくＣｕを主成分とした積層膜で形成することができ、膜厚Ｔ２は例えば２μｍとすることが
できる。
　誘電体層４は、少なくとも一部が、上層配線部３ｅの端部３ｍ及び３ｎと圧電基板１との間に介在している。誘電体層４は、ＳｉＯ2で形成することができる。誘電体層４の厚
さＴ３は、例えば７２０ｎｍとすることができる。
　図２Ａ及び図２Ｂは、電磁界シミュレーションに用いた弾性波フィルタの部分断面図を示し、図２Ａは本実施例の弾性波フィルタの構造、図２Ｂは比較例の弾性波フィルタの構造を示す。図２Ａに示す弾性波フィルタは、厚さＴ１１が５０μｍの圧電基板１と、厚さＴ１２が１３０ｎｍの直列共振器２ａ（電極）及び下層配線部３ｄと、厚さＴ１３が２μｍの上層配線部３ｅ、厚さＴ１４が７２０ｎｍの誘電体層４を備えている。直列共振器２ａと下層配線部３ｄとの距離Ｗ１１は、３０μｍとした。図２Ｂに示す弾性波フィルタは、図２Ａに示す厚さＴ１１と同様の厚さＴ２１を有する圧電基板１０１と、厚さＴ１２と同様の厚さＴ２２を有する直列共振器１０２ａ及び下層配線部１０３ｄと、厚さＴ１３と同様の厚さＴ２３を有する上層配線部１０３ｅと、厚さＴ１４と同様の厚さＴ２４を有する誘電体層１０４とを備えている。図２Ａに示す弾性波フィルタと図２Ｂに示す弾性波フィルタとの違いは、上層配線部の形状である。図２Ａに示す上層配線部３ｅは、上層部３ｆの端部３ｍを下層部３ｇに対して、圧電基板１の主平面方向に突出させている。すなわち、上層配線部３ｅとそれに隣り合う直列共振器２ａとの電極間隔Ｄ１は、距離Ｗ１１よりも小さい。一方、図２Ｂに示す弾性波フィルタは、上層配線部１０３ｅと下層配線部１０３ｄとは同じ電極幅を有する。すなわち、上層配線部１０３ｅとそれに隣り合う直列共振器１０２ａとの電極間隔Ｄ１は、距離Ｗ２１と同じである。
　図２Ｃは、図２Ａに示す弾性波フィルタと図２Ｂに示す弾性波フィルタとを用いて電磁界シミュレーションを行った結果を示す。シミュレーションは、図２Ａ及び図２Ｂのそれぞれに示す弾性波フィルタにおける電極間隔Ｄ１を変化させたときの、直列共振器２ａと配線部３との間に生じる寄生容量Ｃの値を計測した。図２Ｃに示すように、電極間隔Ｄ１が狭くなるにつれて、配線間の寄生容量Ｃは大きくなる。特に、図２Ｂに示す比較例の弾性波フィルタの場合、電極間隔Ｄ１を狭めると、上層配線部１０３ｅ及び下層配線部１０３ｄと直列共振器１０２ａとの間隔が狭まるため、電極間隔Ｄ１が狭くなるにつれて寄生容量Ｃの値が大幅に増加する。しかし、図２Ａに示す本実施例の弾性波フィルタの場合、上層配線部３ｅの上層部３ｆの電極幅Ｗ１を大きくして電極間隔Ｄ１を狭めても、直列共振器２ａと下層配線部３ｄとの間隔Ｗ１１は固定しているため、寄生容量Ｃの増加の割合が少ない。例えば、電極間隔Ｄ１を１μｍとしたとき、本実施例の弾性波フィルタの寄生容量Ｃは約０．５ｐＦで、比較例の弾性波フィルタの寄生容量Ｃは約０．７ｐＦである。すなわち、本実施例の弾性波フィルタは、比較例の弾性波フィルタに比べて寄生容量が３０％程度小さくなることがわかる。
　図３は、上記比較例のように配線部と直列共振器との間の寄生容量が３０％増えた場合の通過特性（実線）と、本実施例の弾性波フィルタの通過特性（破線）の変化を示す。すなわち、実線で示す特性は、電極間隔Ｄ１が１μｍの比較例の弾性波フィルタの通過特性を示し、破線で示す特性は、電極間隔Ｄ１が１μｍの本実施例の弾性波フィルタの通過特性を示す。図３における実線に示すように、寄生容量が３０％増えた場合、寄生容量が３０％増える前のフィルタ特性（破線）に対して、通過特性が劣化していることがわかる。
　以上のように本実施例の弾性波フィルタは、小型化するために、隣接する電極間隔Ｄ１を狭めたとしても、寄生容量Ｃが大幅に増加しないため、通過特性の劣化を低減することができる。したがって、本実施例の弾性波フィルタは、劣化が少ない通過特性を確保しながら、小型化を図ることができる。
　なお、本実施例で採用した圧電基板１、直列共振器２ａ、並列共振器２ｂ、配線部３、および誘電体層４の材料や膜厚寸法などは一例であり、本実施例と同様のシミュレーション結果やフィルタ通過特性を確保できれば、他の材料や膜厚寸法で実現することができる。
　　（第２実施例）
　図４は、弾性波フィルタの第２実施例の構造の部分断面図を示す。第２実施例の弾性波フィルタは、下層配線部３ｄの電極幅Ｗ３を、上層配線部３ｅの下層部３ｇの電極幅Ｗ２（誘電体層４における開口幅）よりも大きくしたことを特徴としている。すなわち、上層配線部３ｅの上層部３ｆの電極幅Ｗ１、電極幅Ｗ２、電極幅Ｗ３は、
　　Ｗ１＞Ｗ３＞Ｗ２
の関係を有している。
　図４に示す弾性波フィルタによれば、上層配線部３ｅにおける圧電基板１に近い部分の導体が減るため、互いに隣接する電極間（本実施例では直列共振器２ａと配線部３との間）の寄生容量Ｃをより低減することができる。
　　（第３実施例）
　図５は、弾性波フィルタの第３実施例の構造の部分断面図を示す。第３実施例の弾性波フィルタは、図４に示す第２実施例の弾性波フィルタにおいて、誘電体層４の一部を除去した構造である。具体的には、誘電体層４において、上層配線部３ｅの上層部３ｆの端部３ｈ及び３ｉが接する部分を含む領域に、凹部４ａ及び４ｂを形成した構造である。
　図５に示す弾性波フィルタによれば、誘電体層４において、上層配線部３ｅの上層部３ｆの端部３ｈ及び３ｉが接する部分を含む領域を除去して凹部４ａ及び４ｂを形成したことにより、隣接する電極間（本実施例では直列共振器２ａと配線部３との間）に、少なくとも誘電体層４（ＳｉＯ2）よりも誘電率εが低い空気層を設けることができる。よって、互いに隣接する電極間の寄生容量Ｃを、より低減することができる。なお、ＳｉＯ2の誘電率εは約２．１で、空気の誘電率εは約１．０である。
　図５に示す弾性波フィルタを製造する場合は、まず図４に示す第２実施例の弾性波フィルタを作製した後、誘電体層４の上に、凹部４ａ及び４ｂに相当する部分が開口したレジストをパターニングする。次に、誘電体層４をウェットエッチングなどの方法を用いてエッチングすることにより、凹部５ａ及び５ｂが形成される。最後に、レジストを除去する。
　　（第４実施例）
　図６は、弾性波フィルタの第４実施例の構造の部分断面図である。第４実施例の弾性波フィルタは、図４に示す第２実施例の弾性波フィルタにおいて、上層配線部３ｅと誘電体層４との間に空隙５ａ及び５ｂを形成した構造である。すなわち、上層配線部３ｅと誘電体層４とは接していない構造である。
　図６に示す弾性波フィルタによれば、上層配線部３ｅと誘電体層４との間に空隙５ａ及び５ｂを形成することにより、誘電率εが低下し、互いに隣接する電極間（本実施例では直列共振器２ａと配線部３との間）の寄生容量Ｃをより低減することができる。具体的には、電極間に誘電体層４（ＳｉＯ2）のみが介在している場合は、誘電率εは約２．１であるが、本実施例のように空隙５ａ及び５ｂ（空気層）を形成することにより、誘電率εは約１．０となる。
　図７Ａ～図７Ｅは、第４実施例の弾性波フィルタの製造工程を示す部分断面図である。第４実施例の弾性波フィルタを製造する場合は、まず、ＬｉＮｂＯ3を含む材料で形成された圧電基板１の上に、Ｃｕを主成分とする電極膜をスパッタリング法または蒸着法を用いて形成し、下層配線部３ｄに相当する形状にパターニングする。なお、図示は省略しているが、下層配線部３ｄの形成工程において、同時に直列共振器２ａ及び並列共振器２ｂにおける櫛歯型電極２ｃ～２ｆを形成する。次に、図７Ａに示すように、圧電基板１の上に、ＳｉＯ2を含む誘電体層４を形成する。次に、図７Ｂに示すように、誘電体層４の一部をエッチングにより除去して、空隙４ｃを形成する。次に、図７Ｃに示すように、下層配線部３ｄ及び誘電体層４の上に、ポジ型レジストであるレジスト１１を塗布、露光、現像、および、ポストベークを２回に分けて行うことで断面形状がステップ状になるパターンを形成する。レジストとしてネガ型を使う場合は、塗布、露光を２回に分けて行い、現像およびポストベークは１回だけで済ませることができる。このとき、レジスト１１は、誘電体層４を覆うように形成する。また、レジスト１１は、上層配線部３ｅに相当する空隙１１ａを形成する。また、レジスト１１は、下層配線部３ｄの一部が露出するように形成する。次に、図７Ｄに示すように、レジスト１１及び下層配線部３ｄの上に、Ｃｕを主成分とする電極膜１３を形成する。次に、図７Ｅに示すように、レジスト１１を除去する。これにより、上層配線部３ｅと誘電体層４との間に空隙５ａ及び５ｂを備えた、第４実施例の弾性波フィルタを製造することができる。
　　（第５実施例）
　図８は、弾性波フィルタの第５実施例の構造を示す部分断面図である。第５実施例の弾性波フィルタは、図６に示す第４実施例の弾性波フィルタにおいて、上層配線部３ｅを複数の金属を積層して形成し、複数の金属層における引っ張り応力または圧縮応力を用いて変形させた構造である。具体的には、上層配線部３ｅは、本実施例では第１層３ｊと第２層３ｋとを積層した２層構造である。第１層３ｊは、引っ張り応力を持つ材料を含ませることが好ましく、例えばチタン（Ｔｉ）を含ませることが好ましい。第２層３ｋは、圧縮応力を持つ材料を含ませることが好ましく、例えば銅（Ｃｕ）を含ませることが好ましい。なお、第１層３ｊ及び第２層３ｋの材料は、これらに限定されない。また、上層配線部３ｅは、金属膜を３層以上含む構造としてもよい。
　上層配線部３ｅを応力が異なる第１層３ｊ及び第２層３ｋを備えたことにより、スパッタリング法または蒸着法を用いて上層配線部３ｅを形成する際に、第１層３ｊにおいて引っ張り応力が発生するか、第２層３ｋにおいて圧縮応力が発生する。したがって、上層配線部３ｅの端部３ｍ及び３ｎが、圧電基板１から遠ざかる方向へ変形する。図８に示す構造では、上層配線部３ｅの端部３ｍ及び３ｎが上方に反っている。なお、端部３ｍ及び３ｎは、上層配線部３ｅにおいて、誘電体層４を挟んで圧電基板１に対向している部分である。これにより、上層配線部３ｅと直列共振器２ａとの距離が、第４実施例の弾性波フィルタにおける上層配線部３ｅと直列共振器２ａとの距離に比べて、大きくなる。
　図８に示す弾性波フィルタによれば、上層配線部３ｅを金属積層膜とし、上層である第１層３ｊを引っ張り応力を持つ材料を含ませ、あるいは下層である第２層３ｋに圧縮応力を持つ材料を含ませることにより、上層配線部３ｅの端部３ｍ及び３ｎが応力により圧電基板１から遠ざかる方向へ反る。したがって、隣接する電極間距離（本実施例では、直列共振器２ａと上層配線部３ｅとの距離）が広がり、寄生容量Ｃをより低減することができる。
　　〔２．通信モジュールの構成〕
　図９は、本実施の形態にかかる弾性波フィルタを備えた通信モジュールの一例を示す。図９に示すように、デュープレクサ６２は、受信フィルタ６２ａと送信フィルタ６２ｂとを備えている。また、受信フィルタ６２ａには、例えばバランス出力に対応した受信端子６３ａ及び６３ｂが接続されている。また、送信フィルタ６２ｂは、パワーアンプ６４を介して送信端子６５に接続している。ここで、受信フィルタ６２ａは、本実施の形態にかかる弾性波フィルタを備えている。
　受信動作を行う際、受信フィルタ６２ａは、アンテナ端子６１を介して入力される受信信号のうち、所定の周波数帯域の信号のみを通過させ、受信端子６３ａ及び６３ｂから外部へ出力する。また、送信動作を行う際、送信フィルタ６２ｂは、送信端子６５から入力されてパワーアンプ６４で増幅された送信信号のうち、所定の周波数帯域の信号のみを通過させ、アンテナ端子６１から外部へ出力する。
　本実施の形態にかかる弾性波フィルタを通信モジュールに備えることで、良好な通過特性を確保しながら、モジュールの小型化が可能となる。
　なお、図９に示す通信モジュールの構成は一例であり、他の形態の通信モジュールに本実施の形態にかかるフィルタを搭載しても、同様の効果が得られる。
　　〔３．通信装置の構成〕
　図１０は、本実施の形態にかかる弾性波フィルタ、または前述の通信モジュールを備えた通信装置の一例として、携帯電話端末のＲＦブロックを示す。また、図１０に示す通信装置は、ＧＳＭ（Global System for Mobile Communications）通信方式及びＷ－ＣＤＭＡ（Wideband Code Division Multiple Access）通信方式に対応した携帯電話端末の構成を示す。また、本実施の形態におけるＧＳＭ通信方式は、８５０ＭＨｚ帯、９５０ＭＨｚ帯、１．８ＧＨｚ帯、１．９ＧＨｚ帯に対応している。また、携帯電話端末は、図１０に示す構成以外にマイクロホン、スピーカー、液晶ディスプレイなどを備えているが、本実施の形態における説明では不要であるため図示を省略した。ここで、受信フィルタ７３ａ、７７～８０は、本実施の形態にかかる弾性波フィルタを備えている。
　まず、アンテナ７１を介して入力される受信信号は、その通信方式がＷ－ＣＤＭＡかＧＳＭかによってアンテナスイッチ回路７２で、動作の対象とするＬＳＩを選択する。入力される受信信号がＷ－ＣＤＭＡ通信方式に対応している場合は、受信信号をデュープレクサ７３に出力するように切り換える。デュープレクサ７３に入力される受信信号は、受信フィルタ７３ａで所定の周波数帯域に制限されて、バランス型の受信信号がＬＮＡ７４に出力される。ＬＮＡ７４は、入力される受信信号を増幅し、ＬＳＩ７６に出力する。ＬＳＩ７６では、入力される受信信号に基づいて音声信号への復調処理を行ったり、携帯電話端末内の各部を動作制御したりする。
　一方、信号を送信する場合は、ＬＳＩ７６は送信信号を生成する。生成された送信信号は、パワーアンプ７５で増幅されて送信フィルタ７３ｂに入力される。送信フィルタ７３ｂは、入力される送信信号のうち所定の周波数帯域の信号のみを通過させる。送信フィルタ７３ｂから出力される送信信号は、アンテナスイッチ回路７２を介してアンテナ７１から外部に出力される。
　また、入力される受信信号がＧＳＭ通信方式に対応した信号である場合は、アンテナスイッチ回路７２は、周波数帯域に応じて受信フィルタ７７～８０のうちいずれか一つを選択し、受信信号を出力する。受信フィルタ７７～８０のうちいずれか一つで帯域制限された受信信号は、ＬＳＩ８３に入力される。ＬＳＩ８３は、入力される受信信号に基づいて音声信号への復調処理を行ったり、携帯電話端末内の各部を動作制御したりする。一方、信号を送信する場合は、ＬＳＩ８３は送信信号を生成する。生成された送信信号は、パワーアンプ８１または８２で増幅されて、アンテナスイッチ回路７２を介してアンテナ７１から外部に出力される。
　本実施の形態にかかる弾性波フィルタ、または通信モジュールを通信装置に備えることで、良好な通過特性を確保しながら、通信装置を小型化することができる。
　　〔４．実施の形態の効果、他〕
　本実施の形態によれば、上層配線部３ｅの電極幅を下層配線部３ｄの電極幅よりも大きくしたことにより、上層配線部３ｅは、高誘電率の圧電基板１には直接接触せず、圧電基板１よりも誘電率が低い誘電体層４を挟んで圧電基板１上に配置される。これにより、隣接する電極との間に発生する寄生容量を低減することができる。したがって、隣接する電極間の距離を小さくしたとしても寄生容量が大幅に増加せず、通過特性も大幅に劣化しないので、良好な通過特性を確保しながら弾性波フィルタ、通信モジュール、通信装置を小型化することができる。
　また、特許文献１に開示されている絶縁パターンなどのように、寄生容量を生じさせる電界を絶縁する部材を別途備えなくてもよいため、低コストに実現することができる。
　また、図４に示すように、上層配線部３ｅの下層部３ｇの電極幅Ｗ２を下層配線部３ｄの電極幅Ｗ３よりも小さく、すなわち誘電体層４において下層部３ｇが内在する開口部の幅寸法を下層配線部３ｄの電極幅Ｗ３よりも小さくしたことにより、圧電基板１に近い配線層が少なくなるので、より寄生容量を低減することができる。
　また、図５に示すように、誘電体層４において、上層配線部３ｅの端部３ｈ及び３ｉが接する領域に凹部４ａ及び４ｂを形成したことにより、隣接する電極間に、少なくとも誘電体層４（ＳｉＯ2）よりも誘電率が低い空気層を設けることができるので、より寄生容量を低減することができる。
　また、図６に示すように、上層配線部３ｅと誘電体層４とが非接触となるように空隙５ａ及び５ｂを形成したことにより、上層配線部３ｅにおいて、下層配線部３ｄと接触している箇所以外は、全て誘電率が低い空気層を介することができるので、より寄生容量を低減することができる。
　また、図８に示すように、上層配線部３ｅを複数の金属層で形成し、上層である第１層３ｊの金属層が引っ張り応力を持つ材料で形成したことにより、上層配線部３ｅの端部３ｍ及び３ｎが第１層３ｊの引っ張り応力によって浮き上がることになる。また、下層である第２層３ｋの金属層が圧縮応力を持つ材料で形成したことにより、上層配線部３ｅの端部３ｍ及び３ｎが第２層３ｋの圧縮応力によって浮き上がることになる。これにより、上層配線部３ｅとそれ隣接する電極との間の距離が大きくなるので、より寄生容量を低減することができる。
　なお、本実施の形態における圧電基板１は、本発明の圧電基板の一例である。本実施の形態における櫛歯型電極２ｅ及び２ｆは、本発明の櫛歯型電極の一例である。本実施の形態における配線部３は、本発明の配線部の一例である。本実施の形態における誘電体層４は、本発明の誘電体層の一例である。本実施の形態における下層配線部３ｄは、本発明の下層配線部の一例である。本実施の形態における上層配線部３ｅは、本発明の上層配線部の一例である。
　本実施の形態に関して、以下の付記を開示する。
　　（付記１）
　圧電基板と、
　前記圧電基板上に形成された櫛歯型電極と、
　前記櫛歯型電極に接続された配線部と、
　前記櫛歯型電極を覆うように形成された誘電体層とを備える弾性波デバイスを備えた通信モジュールであって、
　前記配線部は、前記櫛歯型電極と同層の下層配線部と、前記下層配線部の上部に配された上層配線部とを備え、
　前記上層配線部は、前記下層配線部の電極幅よりも大きな電極幅を有する領域を備えている、通信モジュール。
　　（付記２）
　前記上層配線部における前記下層配線部に接する部分の電極幅は、前記下層配線部の電極幅よりも狭い、付記１記載の通信モジュール。
　　（付記３）
　前記上層配線部と前記誘電体層との間に空隙を有する、付記２記載の通信モジュール。
　　（付記４）
　前記上層配線部は、複数の金属層を備え、
　前記複数の金属層のうちいずれか一つが、引っ張り応力を持つ材料または圧縮応力を持つ材料で形成されている、付記３記載の通信モジュール。
　　（付記５）
　圧電基板と、
　前記圧電基板上に形成された櫛歯型電極と、
　前記櫛歯型電極に接続された配線部と、
　前記櫛歯型電極を覆うように形成された誘電体層とを備える弾性波フィルタを備えた通信装置であって、
　前記配線部は、前記櫛歯型電極と同層の下層配線部と、前記下層配線部の上部に配された上層配線部とを備え、
　前記上層配線部は、前記下層配線部の電極幅よりも大きな電極幅を有する領域を備えている、通信装置。
　　（付記６）
　前記上層配線部における前記下層配線部に接する部分の電極幅は、前記下層配線部の電極幅よりも狭い、付記５記載の通信装置。
　　（付記７）
　前記上層配線部と前記誘電体層との間に空隙を有する、付記６記載の通信装置。
　　（付記８）
　前記上層配線部は、複数の金属層を備え、
　前記複数の金属層のうちいずれか一つが、引っ張り応力を持つ材料または圧縮応力を持つ材料で形成されている、付記７記載の通信装置。
　本願は、弾性波フィルタ、通信モジュール、通信装置に有用である。
　１　圧電基板
　２ａ　直列共振器
　２ｂ　並列共振器
　２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ　櫛歯型電極
　３　配線部
　３ｄ　下層配線部
　３ｅ　上層配線部
　３ｆ　上層部
　３ｇ　下層部
　３ｈ，３ｉ，３ｍ，３ｎ　端部
　３ｊ　第１層
　３ｋ　第２層
　４　誘電体層
　４ａ，４ｂ　凹部
　５ａ，５ｂ　空隙

Claims (4)

  1. 　圧電基板と、
    　前記圧電基板上に形成された櫛歯型電極と、
    　前記櫛歯型電極に接続された配線部と、
    　前記櫛歯型電極を覆うように形成された誘電体層とを備える弾性波フィルタであって、
    　前記配線部は、前記櫛歯型電極と同層の下層配線部と、前記下層配線部の上部に配された上層配線部とを備え、
    　前記上層配線部は、前記下層配線部の電極幅よりも大きな電極幅を有する領域を備えている、弾性波フィルタ。
  2. 　前記上層配線部における前記下層配線部に接する部分の電極幅は、前記下層配線部の電極幅よりも狭い、請求項１記載の弾性波フィルタ。
  3. 　前記上層配線部と前記誘電体層との間に空隙を有する、請求項２記載の弾性波フィルタ。
  4. 　前記上層配線部は、複数の金属層を備え、
    　前記複数の金属層のうちいずれか一つが、引っ張り応力を持つ材料または圧縮応力を持つ材料で形成されている、請求項３記載の弾性波フィルタ。
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