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WO2013094517A1 - 弾性境界波装置及びその製造方法 - Google Patents

弾性境界波装置及びその製造方法 Download PDF

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WO2013094517A1
WO2013094517A1 PCT/JP2012/082365 JP2012082365W WO2013094517A1 WO 2013094517 A1 WO2013094517 A1 WO 2013094517A1 JP 2012082365 W JP2012082365 W JP 2012082365W WO 2013094517 A1 WO2013094517 A1 WO 2013094517A1
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electrode
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dielectric layer
electrode layer
acoustic wave
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三村　昌和
西條　慎
真理 佐治
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Murata Manufacturing Co Ltd
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    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
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    • 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
    • H03H3/10—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 for obtaining desired frequency or temperature coefficient
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    • 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
    • H03H9/14538—Formation
    • H03H9/14541—Multilayer finger or busbar electrode

Definitions

  • the present invention relates to a so-called three-medium structure boundary acoustic wave device in which an IDT electrode, a first dielectric layer, and a second dielectric layer are laminated in this order on a piezoelectric body, and a manufacturing method thereof, in particular.
  • the present invention relates to a boundary acoustic wave device having a structure in which a wiring electrode connected to an IDT electrode is formed by laminating first and second electrode layers, and a manufacturing method thereof.
  • Patent Document 1 discloses a so-called three-medium structure boundary acoustic wave device.
  • an IDT electrode and a wiring electrode connected to the IDT electrode are formed on the piezoelectric body.
  • a first dielectric layer is formed so as to cover the IDT electrode.
  • the thickness of the first dielectric layer is adjusted by etching. Thereby, frequency adjustment is performed. After the frequency adjustment, a second dielectric layer is formed on the first dielectric layer.
  • Patent Document 2 discloses a boundary acoustic wave device having a structure in which a wiring electrode connected to an IDT electrode is formed by laminating two electrode layers. That is, the first electrode layer is formed on the piezoelectric body. The first electrode layer is formed so as to reach the IDT electrode constituent part and the wiring electrode constituent part connected to the IDT electrode. However, the second electrode layer is laminated on the first electrode layer only in the wiring electrode constituent portion. By forming the second electrode layer from a metal having a relatively low electrical resistance, the wiring resistance is reduced.
  • the second electrode layer when the second electrode layer is formed in a portion where the first dielectric layer is not formed in order to prevent the exposed electrode portion from being etched, it is formed as in Patent Document 2.
  • the lower first electrode layer may be etched in a region between the first dielectric layer and the second electrode layer or a boundary portion between the two. Therefore, there is still a possibility of disconnection between the IDT electrode and the wiring electrode.
  • An object of the present invention is to provide a boundary acoustic wave device and a method of manufacturing the same, in which even if the frequency is adjusted by etching the first dielectric layer, disconnection of the first electrode layer hardly occurs. .
  • a boundary acoustic wave device includes a piezoelectric body, a first electrode layer formed on the piezoelectric body and forming at least an IDT electrode, and partially laminated on the first electrode layer.
  • Second electrode layer In the present invention, the first electrode layer is formed so as to reach an IDT electrode constituent part and a wiring electrode constituent part connected to the IDT electrode constituent part, and the second electrode layer is formed in the wiring electrode constituent part. It is laminated on the first electrode layer.
  • the boundary acoustic wave device according to the present invention further includes a first dielectric layer that covers the IDT electrode and does not cover the wiring electrode component, and is laminated on the first dielectric layer. A second dielectric layer, and the second electrode layer is formed so as to reach the upper surface of the end portion of the first dielectric layer closer to the wiring electrode component from the wiring electrode component. Has been.
  • the IDT electrode includes first and second bus bars, a plurality of first electrode fingers connected to the first bus bar, and a second
  • the electrode finger crossing portion has a plurality of second electrode fingers connected to the bus bar, and the plurality of first electrode fingers and the plurality of second electrode fingers are interleaved with each other. Is configured.
  • the portion of the second electrode layer reaching the first dielectric layer does not reach the upper portion of the electrode finger crossing portion of the IDT electrode, and the upper portion of the first or second bus bar. Has reached. In this case, since the second electrode layer does not reach the IDT electrode finger crossing portion, the boundary acoustic wave device can be reliably operated.
  • the method for manufacturing a boundary acoustic wave device includes a step of preparing a piezoelectric body in which a first electrode layer is formed in a region including an IDT electrode constituent portion and a wiring electrode constituent portion on an upper surface; Forming a first dielectric layer on the electrode layer above the IDT electrode component, and after forming the first dielectric layer, the second electrode layer is moved from the wiring electrode component to the electrode layer.
  • the IDT electrode includes first and second bus bars, a plurality of electrode fingers connected to the first bus bar, and a second A plurality of electrode fingers connected to the bus bar, and a plurality of first electrode fingers and a plurality of second electrode fingers are interleaved with each other.
  • An IDT electrode is formed.
  • the second electrode layer is formed, a portion of the second electrode layer reaching the first dielectric layer does not reach the upper part of the electrode finger crossing portion, and the first or second The second electrode layer is formed so as to reach above the second bus bar. In this case, since the second electrode layer does not reach the IDT electrode finger crossing portion, the boundary acoustic wave device can be reliably operated.
  • the second electrode layer reaches the upper surface of the end portion of the first dielectric layer closer to the wiring electrode component from the wiring electrode component. Therefore, it is difficult to expose the first electrode layer between the first dielectric layer and the second electrode layer and at the boundary between them. Therefore, even if the frequency is adjusted by etching the first dielectric layer, disconnection of the first electrode layer hardly occurs.
  • the yield of the boundary acoustic wave device can be increased and the reliability can be increased.
  • FIG. 1A and 1B are a schematic plan view for explaining a boundary acoustic wave device according to an embodiment of the present invention and a main part thereof, and are taken along line AA in FIG. It is typical front sectional drawing.
  • 2A to 2C are schematic cross-sectional views for explaining a method of manufacturing a boundary acoustic wave device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3A is a plan view showing an electrode structure in one embodiment of the present invention
  • FIG. 3B is a front cross-sectional view for explaining a frequency adjustment step.
  • FIG. 4 is a partially enlarged front view showing a main part of the boundary acoustic wave device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic front sectional view for explaining a conventional method for manufacturing a boundary acoustic wave device.
  • 6A and 6B are a schematic front cross-sectional view of a conventional boundary acoustic wave device and a schematic front cross-sectional view for explaining problems in the manufacturing method steps.
  • FIGS. 1 to 3 a boundary acoustic wave device manufacturing method and a boundary acoustic wave device according to an embodiment of the present invention will be described.
  • a boundary acoustic wave device having a so-called three-medium structure in which a piezoelectric body, an IDT electrode, a first dielectric layer, and a second dielectric layer are laminated in this order is manufactured.
  • the piezoelectric body 1 is prepared.
  • an appropriate piezoelectric single crystal or piezoelectric ceramic such as LiTaO 3 and LiNbO 3 can be used.
  • the first electrode layer 2 is formed on the upper surface of the piezoelectric body 1.
  • the first electrode layer 2 has an IDT electrode constituent part and a wiring electrode constituent part connected to the IDT electrode constituent part. More specifically, Al, Cu, Au, Pt or an alloy mainly composed of these is formed on the upper surface of the piezoelectric body 1 and patterned.
  • the IDT electrode 2A includes a first bus bar 2A1 and a second bus bar 2A2 that extend in parallel to each other in the boundary acoustic wave propagation direction.
  • a plurality of first electrode fingers 2A3 are connected to the first bus bar 2A1.
  • a plurality of second electrode fingers 2A4 are also connected to the second bus bar 2A2.
  • the plurality of first electrode fingers 2A3 and second electrode fingers 2A4 extend in a direction orthogonal to the boundary acoustic wave propagation direction, and are interleaved with each other.
  • a portion where the first electrode finger 2A3 and the second electrode finger 2A4 are interleaved, that is, a portion where the electrode fingers 2A3 and 2A4 appear to overlap each other in the elastic wave propagation direction is an electrode finger crossing portion.
  • Reflectors 2B and 2C are well-known grating type reflectors.
  • the wiring electrode component is connected to the IDT electrode 2A.
  • the wiring electrode lower layer portions 2D and 2E are constituted by the first electrode layer 2 in the wiring electrode constituting portion.
  • the wiring electrode lower layer portion is used as an electrode pad for electrical connection with the outside.
  • the thickness of the first electrode layer 2 is about 0.1 ⁇ when the boundary acoustic wave has a wavelength ⁇ .
  • ⁇ is about 2.0 ⁇ m. Therefore, the thickness of the IDT electrode 2A, that is, the thickness of the first electrode layer is about 200 nm. However, this thickness may be changed depending on the frequency band used by the boundary acoustic wave device.
  • the formation of the first electrode layer 2 having the above electrode structure on the piezoelectric body 1 can be performed by a well-known photolithography method.
  • the first dielectric layer 3 is formed on the piezoelectric body 1 on which the first electrode layer 2 is formed.
  • a material constituting the first dielectric layer 3 an appropriate dielectric can be used.
  • the first dielectric layer 3 is made of silicon oxide.
  • the thickness of the first dielectric layer 3 is finally about 0.3 ⁇ to 0.5 ⁇ . For example, in the case of a boundary acoustic wave device in the 2 GHz band, it is about 600 nm to 1000 nm.
  • the first dielectric layer 3 when the first dielectric layer 3 is formed, the first dielectric layer 3 is previously formed thicker than the final thickness of the first dielectric layer 3. This is for the next frequency adjustment.
  • the thickness should be about 100 nm to 200 nm with respect to the final thickness of the dielectric layer.
  • the first dielectric layer 3 is patterned. That is, the first dielectric layer 3 is patterned so as to cover the portion where the IDT electrode 2A is formed but not the wiring electrode constituent portion.
  • the second electrode layer 4 is formed immediately above the first electrode layer 2 in the region where the first dielectric layer 3 has been removed. Therefore, as shown in FIGS. 3A and 3B, the second electrode layer 4 is formed so as to cover the wiring electrode component but not the IDT electrode 2A.
  • the end portions 4 a and 4 b on the IDT electrode 2 A side of the second electrode layer 4 are the end portions of the first dielectric layer 3. It is formed so as to reach the upper surface. Accordingly, the first electrode layer 2 is not exposed at the boundary between the second electrode layer 4 and the first dielectric layer 3.
  • the material constituting the second electrode layer 4 an appropriate metal material can be used.
  • the resistance of the wiring electrode can be reduced.
  • the second electrode layer 4 is formed using a metal having a low electrical resistance such as Al, Cu, or Au or an alloy mainly composed of these metals.
  • the second electrode layer 4 is preferably made of a metal having a lower resistance than the first electrode layer 2. Thereby, the electrical resistance of the wiring electrode can be further reduced.
  • the thickness of the second electrode layer 4 is not particularly limited, but may be about 0.5 ⁇ m to 3 ⁇ m in order to reduce the resistance.
  • patterning may be performed using a well-known photolithography method.
  • the first dielectric layer 3 is then etched to adjust the frequency.
  • the etching for adjusting the frequency can be performed by an appropriate method such as RIE or ion milling.
  • the portion to be etched is the first dielectric layer 3 portion located on the electrode finger crossing portion of the IDT electrode 2A. However, since only this portion cannot be selectively etched, the wiring electrode constituent portion is also etched at the same time as indicated by an arrow A in FIG.
  • the first electrode layer 2 is not exposed upward at the boundary between the second electrode layer 4 and the first dielectric layer 3. Therefore, disconnection of the first electrode layer 2 due to etching can be reliably prevented.
  • the first electrode layer 1002 may be etched and disconnected.
  • the first dielectric layer 1013 has no gap between the first dielectric layer 1013 and the second electrode layer 1014.
  • a second electrode layer 1014 is shown.
  • the first dielectric layer 1013 and the second electrode layer 1014 are stacked on the piezoelectric body 1011 and the first electrode layer 1012.
  • a second dielectric layer 1015 is laminated so as to cover the first dielectric layer 1013.
  • the side surface of the first dielectric layer 1013 is actually inclined as shown in FIG. 6B.
  • the side surface of the second electrode layer 1014 is also inclined.
  • the end portions of the first dielectric layer 1013 and the second electrode layer 1014 cannot be accurately patterned in the vertical direction, and a gap as indicated by the arrow D shown in the figure has to be generated. Therefore, when etching or the like is performed as shown by the arrow E prior to the formation of the second dielectric layer 1015, there is still a problem that the first electrode layer 1012 is disconnected.
  • the end portions 4a and 4b of the second electrode layer 4 run on the upper surface of the first dielectric layer 3, and both There is no gap between them. Therefore, the first electrode layer 2 is not exposed upward. Therefore, even if etching is performed by reactive ion etching or ion milling, disconnection of the first electrode layer 2 can be reliably prevented.
  • the second dielectric layer 5 is laminated as shown in FIG.
  • an appropriate dielectric material having a faster transverse sound velocity than the first dielectric layer 3 for example, silicon nitride, silicon, silicon carbide, aluminum oxide, aluminum nitride, or the like can be used.
  • FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
  • the end portions 4 a and 4 b of the second electrode layer 4 are formed so as to reach the upper surface of the first dielectric layer 3.
  • the end portions 4a and 4b reach above the first and second bus bars 2A1 and 2A2 of the IDT electrode 2A and do not reach the electrode finger crossing portion.
  • the second electrode layer 4 reaches the IDT electrode finger intersection, excitation of the boundary acoustic wave is hindered. Therefore, the operation of the boundary acoustic wave device may not be reliably obtained.
  • the disconnection of the first electrode layer 2 occurs in the vicinity of the connection portion between the first and second bus bars 2A1 and 2A2 and the wiring electrodes, and therefore above the first and second bus bars 2A1 and 2A2. If the 2nd electrode layer 4 is formed so that it may reach, disconnection of the 1st electrode layer 2 can be prevented reliably.
  • the distance between the end of the electrode finger crossing portion of the IDT electrode shown in FIG. 4 and the end of the first dielectric layer 3 is a, the end 4a of the second electrode layer 4 and the first dielectric layer.
  • the distance from the end of 3 is b.
  • a ⁇ b Preferably, a ⁇ b.
  • the electrical resistance between the wiring electrode component and the IDT electrode 2A increases as the formation range of the first dielectric layer 3 increases, that is, as the distance a increases. Therefore, the loss of the boundary acoustic wave device 6 is increased.
  • the first dielectric layer 3 may not be formed on the electrode finger crossing due to manufacturing variations, and the second electrode layer 4 may be located.
  • the width b of the overlapping portion between the first dielectric layer 3 and the second electrode layer 4 is too small, the portion where the second electrode layer 4 overlaps the first dielectric layer 3 due to manufacturing variations. May disappear. In that case, the first electrode layer 2 may be exposed.
  • the distance (ab) between the end 4a of the second electrode layer 4 and the electrode finger crossing portion becomes small, the second electrode layer 4 reaches above the electrode finger crossing.
  • a, b and (ab) vary depending on the frequency band of the boundary acoustic wave device to be used, that is, depending on the value of ⁇ , but it is preferable that a ⁇ b as described above.
  • the boundary acoustic wave device including the IDT electrode 2A and the reflectors 2B and 2C has been described.
  • the function to be performed can be appropriately modified.

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Abstract

　第１の誘電体層をエッチングすることにより周波数調整が行われたとしても、第１の電極層の断線が生じ難い、弾性境界波装置を提供する。　圧電体１上に第１の電極層２及び第１の電極層２上に部分的に積層された第２の電極層４が形成されており、第１の電極層２がＩＤＴ電極２ＡとＩＤＴ電極２Ａに連なる配線電極に至るように形成されており、第２の電極層４が配線電極構成部分において第１の電極層２に積層されており、ＩＤＴ電極を覆い、配線電極を覆わないように第１の誘電体層３が設けられており、第１の誘電体層３上に第２の誘電体層５が積層されており、第２の電極層４が、配線電極構成部分から配線電極構成部分に近い側の第１の誘電体層３の端部の上面に至るように形成されている、弾性境界波装置６。

Description

弾性境界波装置及びその製造方法
　本発明は、圧電体上に、ＩＤＴ電極、第１の誘電体層及び第２の誘電体層がこの順序で積層されている、いわゆる三媒質構造の弾性境界波装置及びその製造方法に関し、特に、ＩＤＴ電極に連なる配線電極が第１，第２の電極層を積層した構造を有する弾性境界波装置及びその製造方法に関する。
　従来、２つの媒質層の境界を伝搬する弾性境界波を利用した弾性境界波装置が種々提案されている。例えば、下記の特許文献１には、いわゆる三媒質構造の弾性境界波装置が開示されている。この弾性境界波装置の製造に際しては、圧電体上にＩＤＴ電極と、ＩＤＴ電極に連なる配線電極とを形成する。次に、ＩＤＴ電極を覆うように第１の誘電体層を形成する。次に、第１の誘電体層をエッチングしてその厚みを調整する。それによって、周波数調整を行う。周波数調整後に、第１の誘電体層上に第２の誘電体層を形成する。
　また、下記の特許文献２には、ＩＤＴ電極に連なる配線電極が２層の電極層を積層してなる構造とされている弾性境界波装置が開示されている。すなわち、圧電体上に第１の電極層を形成する。この第１の電極層は、ＩＤＴ電極構成部分と、ＩＤＴ電極に連なる配線電極構成部分に至るように形成される。しかるに、配線電極構成部分においてのみ、第１の電極層上に第２の電極層を積層する。第２の電極層を相対的に低い電気抵抗の金属により形成することにより、配線抵抗の低減が図られている。
ＷＯ２００５／０９３９４９ 特開２０１０－１３００３１号公報
　特許文献２に記載のような、第１の誘電体層及び第２の電極層を形成した構造の弾性境界波装置において周波数を調整するために、特許文献１に記載の方法を用いることが考えられる。すなわち、第１の誘電体層を形成した後に、第１の誘電体層をエッチングする弾性境界波装置の製造方法を用いることが考えられる。特許文献２の構造においては、配線電極のうち外部と電気的に接続される部分を露出させるために、第１の誘電体層は配線電極を覆わないように形成される。従って、周波数を調整するために、該第１の誘電体層をエッチングした場合、第１の誘電体層が形成されていない部分において、露出している電極部分がエッチングされるおそれがある。特に、第１の誘電体層に比べ、ＩＤＴ電極を形成するための金属層は薄いため、エッチングによりＩＤＴ電極に連なる配線電極部分において断線するおそれがある。
　また、露出している電極部分がエッチングされるのを防ぐために、第１の誘電体層が形成されていない部分に第２の電極層を形成した場合にも、特許文献２のように形成する場合には、第１の誘電体層と第２の電極層との間の領域や両者の境界部分において下方の第１の電極層がエッチングされるおそれがある。従って、やはり、ＩＤＴ電極と配線電極との間で断線するおそれがある。
　本発明の目的は、第１の誘電体層をエッチングすることにより周波数調整が行われたとしても第１の電極層の断線が生じ難い、弾性境界波装置及びその製造方法を提供することにある。
　本発明に係る弾性境界波装置は、圧電体と、前記圧電体上に形成されており少なくともＩＤＴ電極を形成している第１の電極層と、前記第１の電極層上に部分的に積層された第２の電極層とを備える。本発明では、第１の電極層が、ＩＤＴ電極構成部分と、前記ＩＤＴ電極構成部分に連なる配線電極構成部分に至るように形成されており、前記第２の電極層が前記配線電極構成部分において前記第１の電極層に積層されている。本発明の弾性境界波装置は、さらに、前記ＩＤＴ電極を覆い、前記配線電極構成部分を覆わないように設けられている第１の誘電体層と、前記第１の誘電体層上に積層された第２の誘電体層とを備え、前記第２の電極層が、前記配線電極構成部分から該配線電極構成部分に近い側の第１の誘電体層の端部の上面に至るように形成されている。
　本発明に係る弾性境界波装置のある特定の局面では、前記ＩＤＴ電極が、第１及び第２のバスバーと、第１のバスバーに接続された複数本の第１の電極指と、第２のバスバーに接続されている複数本の第２の電極指とを有し、複数本の第１の電極指と複数本の第２の電極指とが互いに間挿し合っている部分が電極指交叉部を構成している。そして、前記第２の電極層の前記第１の誘電体層上に至っている部分が、前記ＩＤＴ電極の前記電極指交叉部の上方には至らず、前記第１または第２のバスバーの上方部分に至っている。この場合、第２の電極層がＩＤＴ電極指交叉部に至っていないため、弾性境界波装置を確実に動作させることができる。
　本発明に係る弾性境界波装置の製造方法は、上面にＩＤＴ電極構成部分と配線電極構成部分とを含む領域において第１の電極層が形成されている圧電体を用意する工程と、前記第１の電極層上に、ＩＤＴ電極構成部分の上方に第１の誘電体層を形成する工程と、前記第１の誘電体層の形成後に、第２の電極層を、前記配線電極構成部分から前記第１の誘電体層の上面の一部に至るように形成する工程と、前記第１の誘電体層をエッチングすることにより周波数調整を行う工程と、前記周波数調整後に、第１の誘電体層を覆うように第２の誘電体層を形成する工程とを備える。
　本発明に係る弾性境界波装置の製造方法のある特定の局面では、前記ＩＤＴ電極が、第１，第２のバスバーと、第１のバスバーに接続されている複数本の電極指と、第２のバスバーに接続されている複数本の電極指とを有し、複数本の第１の電極指と複数本の第２の電極指とが互いに間挿し合っている電極指交叉部を有するようにＩＤＴ電極が形成されている。ここでは、前記第２の電極層の形成に際し、第２の電極層の前記第１の誘電体層上に至っている部分が、前記電極指交叉部の上方には至らず、前記第１または第２のバスバーの上方に至るように前記第２の電極層を形成する。この場合、第２の電極層がＩＤＴ電極指交叉部に至っていないため、弾性境界波装置を確実に動作させることができる。
　本発明に係る弾性境界波装置及びその製造方法によれば、第２の電極層が、配線電極構成部分から配線電極構成部分に近い側の第１の誘電体層の端部の上面に至るように形成されているため、第１の誘電体層と第２の電極層との間及びそれらの境界において第１の電極層が露出し難い。従って、第１の誘電体層をエッチングして周波数調整を行ったとしても、第１の電極層の断線が生じ難い。
　よって、弾性境界波装置の歩留まりを高め、かつ信頼性を高めることができる。
図１（ａ）及び（ｂ）は、本発明の一実施形態に係る弾性境界波装置を説明するための模式的平面図及びその要部を示し、（ａ）中のＡ－Ａ線に沿う模式的正面断面図である。 図２（ａ）～（ｃ）は、本発明の一実施形態に係る弾性境界波装置の製造方法を説明するための各略図的断面図である。 図３（ａ）は、本発明の一実施形態における電極構造を示す平面図、図３（ｂ）は周波数調整工程を説明するための正面断面図である。 図４は、本発明の一実施形態の弾性境界波装置の要部を示す部分拡大正面図である。 図５は、従来の弾性境界波装置の製造方法を説明するための、模式的正面断面図である。 図６（ａ）及び（ｂ）は、従来の弾性境界波装置の略図的正面断面図及びその製造方法工程における問題点を説明するための模式的正面断面図である。
　以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。
　図１～図３を参照して、本発明の一実施形態に係る弾性境界波装置の製造方法及び弾性境界波装置を説明する。
　本発明では、圧電体、ＩＤＴ電極、第１の誘電体層及び第２の誘電体層がこの順序で積層されている、いわゆる三媒質構造の弾性境界波装置を製造する。
　まず、図２（ａ）に示すように、圧電体１を用意する。圧電体１としては、ＬｉＴａＯ３及びＬｉＮｂＯ３などの適宜の圧電単結晶または圧電セラミックスを用いることができる。
　次に、圧電体１の上面に、第１の電極層２を形成する。第１の電極層２はＩＤＴ電極構成部分と、ＩＤＴ電極構成部分に連なる配線電極構成部分を有する。より具体的には、Ａｌ、Ｃｕ、ＡｕまたはＰｔもしくはこれらを主体とする合金を圧電体１の上面において成膜し、パターニングする。それによって、図３（ａ）に示すＩＤＴ電極２Ａと、反射器２Ｂ，２Ｃと、配線電極下層部分２Ｄ，２Ｅとを構成する。ＩＤＴ電極２Ａは、弾性境界波伝搬方向において互いに平行に延びる第１のバスバー２Ａ１と第２のバスバー２Ａ２を有する。第１のバスバー２Ａ１に、複数本の第１の電極指２Ａ３が接続されている。第２のバスバー２Ａ２にも、複数本の第２の電極指２Ａ４が接続されている。複数本の第１の電極指２Ａ３と第２の電極指２Ａ４とは弾性境界波伝搬方向と直交する方向に延びており、かつ互いに間挿し合っている。第１の電極指２Ａ３と第２の電極指２Ａ４とが間挿し合っている部分、すなわち弾性波伝搬方向において電極指２Ａ３，２Ａ４が重なり合って見える部分が、電極指交叉部である。
　反射器２Ｂ，２Ｃは、周知のグレーティング型反射器である。
　配線電極構成部分は、ＩＤＴ電極２Ａに連ねられている。本実施形態では、配線電極構成部分において、上記第１の電極層２により、配線電極下層部分２Ｄ，２Ｅが構成されている。この配線電極下層部分は、外部と電気的に接続するための電極パッドとされている。
　上記第１の電極層２の厚みは、弾性境界波の波長λとしたとき、０．１λ程度である。例えば２ＧＨｚ帯の弾性境界波装置の場合、λは約２．０μｍである。従って、ＩＤＴ電極２Ａの厚み、すなわち第１の電極層の厚みは２００ｎｍ程度である。もっとも、この厚みは、弾性境界波装置の使用する周波数帯によって変更してもよい。
　なお、圧電体１上に上記のような電極構造を有する第１の電極層２の形成は、周知のフォトリソグラフィー法により行い得る。
　次に、上記のようにして、第１の電極層２が上面に形成された圧電体１上において、第１の誘電体層３を形成する。第１の誘電体層３を構成する材料としては適宜の誘電体を用いることができる。本実施形態では、第１の誘電体層３は酸化珪素からなる。第１の誘電体層３の厚みは、最終的には０．３λ～０．５λ程度である。例えば２ＧＨｚ帯の弾性境界波装置の場合には、６００ｎｍ～１０００ｎｍ程度となる。
　もっとも、第１の誘電体層３を形成するに際しては、予め、最終的な第１の誘電体層３の厚みよりも厚く第１の誘電体層３を形成する。これは、次に行う周波数調整のためである。通常、２ＧＨｚ帯の弾性境界波装置では、最終的な誘電体層の厚みの中心値に対し、１００ｎｍ～２００ｎｍ程度厚くしておけば良い。
　次に、図２（ｃ）に示すように、上記第１の誘電体層３をパターニングする。すなわち、ＩＤＴ電極２Ａが形成されている部分を覆うが、配線電極構成部分を覆わないように第１の誘電体層３をパターニングする。
　次に、上記第１の誘電体層３が除去された領域内の第１の電極層２の直上に、第２の電極層４を形成する。従って、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、第２の電極層４は配線電極構成部分を覆うが、ＩＤＴ電極２Ａを覆わないように形成する。
　特に、本実施形態では、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、第２の電極層４のＩＤＴ電極２Ａ側の端部４ａ，４ｂが、第１の誘電体層３の端部上面に至るように形成する。それによって第２の電極層４と第１の誘電体層３との境界において、第１の電極層２が露出しない。
　上記第２の電極層４を構成する材料としては適宜の金属材料を用いることができる。第２の電極層４を配線電極構成部分において第１の電極層２に積層することにより、配線電極の低抵抗化を図ることができる。好ましくは、第２の電極層４は、ＡｌやＣｕ，Ａｕのような電気抵抗の低い金属もしくはこれらを主体とする合金を用いて形成することが望ましい。すなわち、第２の電極層４は、第１の電極層２よりも低抵抗の金属で構成されることが好ましい。それによって、配線電極の電気抵抗をより一層低めることができる。
　上記第２の電極層４の厚みは特に限定されないが、低抵抗化を図る上では、０．５μｍ～３μｍ程度とすれば良い。
　上記第２の電極層４の形成に際しては、第１の電極層２と同様に、周知のフォトリソグラフィー法を用いてパターニングすれば良い。
　上記第２の電極層４を形成した後に、周波数特性を測定する。その結果に基づき、次に、第１の誘電体層３をエッチングし、周波数調整を行う。この周波数調整についてのエッチングは、ＲＩＥやイオンミリングなどの適宜の方法により行い得る。エッチングする部分は、ＩＤＴ電極２Ａの電極指交叉部上に位置している第１の誘電体層３部分である。もっとも、この部分のみを選択的にエッチングすることはできないため、同時に図３（ｂ）の矢印Ａで示すように、配線電極構成部分もエッチングされることとなる。
　しかしながら、本実施形態では、第２の電極層４と第１の誘電体層３との境界において第１の電極層２が上方に露出していない。従って、エッチングによる第１の電極層２の断線を確実に防止することができる。
　図５及び図６に示す従来法と対比して本実施形態の効果をより具体的に説明する。
　特許文献１に記載の周波数調整方法を特許文献２の構造に適用する場合、図５に矢印Ｂで示す方向からエッチングを行う。すなわち、圧電体１００１上にＩＤＴ電極及び配線電極構成部分に設けられた第１の電極層１００２が積層されている。この第１の電極層１００２上に、第１の誘電体層１００３及び第２の電極層１００４が積層されている。ここでは、第１の誘電体層１００３が、ＩＤＴ電極構成部分を被覆している。第２の電極層１００４は配線電極構成部分において第１の電極層１００２に積層されている。
　もっとも、第１の誘電体層１００３と、第２の電極層１００４との間に隙間Ｃが存在する。従って、反応性イオンエッチングやイオンミリングなどによりエッチングして第１の誘電体層１００３の厚みを薄くしようとすると、第１の電極層１００２がエッチングされ断線するおそれがあった。
　また、特許文献２の図３では、図６（ａ）に示すように、第１の誘電体層１０１３と第２の電極層１０１４との間に隙間がないように第１の誘電体層１０１３及び第２の電極層１０１４が形成されているように図示されている。なお、図６（ａ）においては、圧電体１０１１及び第１の電極層１０１２上に、上記第１の誘電体層１０１３及び第２の電極層１０１４が積層されている。さらに、第１の誘電体層１０１３を覆うように第２の誘電体層１０１５が積層されている。しかしながら、このような構造をフォトリソグラフィー法により得ようとした場合、実際には、図６（ｂ）に示すように、第１の誘電体層１０１３の側面が傾斜する。同様に、第２の電極層１０１４の側面も傾斜する。
　すなわち、第１の誘電体層１０１３及び第２の電極層１０１４の端部を正確に垂直方向にパターニングすることはできず、図示の矢印Ｄで示すような隙間が生じざるを得ない。そのため、第２の誘電体層１０１５の形成に先立ち矢印Ｅで示すようにエッチングなどを施した場合、やはり、第１の電極層１０１２の断線が生じるという問題があった。
　上記のように、前述した特許文献２に記載の構成に特許文献１に記載の製造方法を用いた場合、第１の電極層の断線が避けられ難い。
　これに対して、本実施形態では、図３（ｂ）に示したように、第２の電極層４の端部４ａ，４ｂが、第１の誘電体層３の上面に乗り上げており、両者の間に隙間が生じない。よって、第１の電極層２が上方に露出していない。そのため、反応性イオンエッチングやイオンミリングなどによりエッチングを施したとしても、第１の電極層２の断線を確実に防止することができる。
　本実施形態の製造方法では、上記周波数調整を行った後に、図１（ｂ）に示したように、第２の誘電体層５を積層する。第２の誘電体層５としては、第１の誘電体層３よりも横波音速が速い適宜の誘電体材料、例えば窒化珪素、珪素、炭化珪素、酸化アルミニウム、窒化アルミニウムなどを用いることができる。
　このようにして、図１（ｂ）に示す弾性境界波装置６を得ることができる。なお、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ－Ａ断面図である。
　なお、上記弾性境界波装置６では、第２の電極層４の端部４ａ，４ｂが第１の誘電体層３の上面に至るように形成されている。
　ここで、端部４ａ，４ｂは、ＩＤＴ電極２Ａの第１，第２のバスバー２Ａ１，２Ａ２の上方に至っており、電極指交叉部には至っていないことが望ましい。第２の電極層４がＩＤＴ電極指交叉部に至っていると、弾性境界波の励振が妨げられる。そのため、弾性境界波装置の動作が確実に得られない場合がある。また、第１の電極層２の断線が生じるのは、第１，第２のバスバー２Ａ１，２Ａ２と配線電極との接続部分近傍であるため、第１，第２のバスバー２Ａ１，２Ａ２の上方に至るように第２の電極層４が形成されておれば、第１の電極層２の断線を確実に防止することができる。
　図４に示すＩＤＴ電極の電極指交叉部の端部と第１の誘電体層３の端部との間の距離をａ、第２の電極層４の端部４ａと第１の誘電体層３の端部との間の距離をｂとする。本発明では、上記ｂ＞０である。そして、好ましくは、ａ≧ｂである。それによって、上記のように、第２の電極層４の端部４ａが、バスバーの上方に位置することとなる。
　上記配線電極構成部分とＩＤＴ電極２Ａの間の電気抵抗は、第１の誘電体層３の形成範囲が広いほど、すなわち距離ａが大きいほど、大きくなる。そのため、弾性境界波装置６の損失が大きくなる。
　他方、距離ａの値が小さすぎると、製造ばらつきにより、電極指交叉部上に第１の誘電体層３が形成されず、第２の電極層４が位置するおそれがある。
　さらに、第１の誘電体層３と第２の電極層４の重なり部分の幅ｂが小さすぎると、製造ばらつきにより、第２の電極層４が第１の誘電体層３の上方に重なる部分がなくなるおそれがある。その場合には、第１の電極層２が露出するおそれがある。加えて、第２の電極層４の端部４ａと電極指交叉部との距離である（ａ－ｂ）が小さくなると、第２の電極層４が電極指交叉の上方に至ることになる。
　上記のような種々の点を検討したところ、２ＧＨｚ帯の弾性境界波装置を得る場合、ａ＜１０μｍ，ｂ＞２μｍ，（ａ－ｂ）＞２μｍとすれば、上記のような不具合が発生し難いと見いだした。
　上記ａ，ｂ及び（ａ－ｂ）の寸法については、使用する弾性境界波装置の周波数帯によってすなわちλの値によって変化するが、上記のとおり、ａ≧ｂであることが好ましい。
　上述した実施形態の弾性境界波装置及びその製造方法では、ＩＤＴ電極２Ａ及び反射器２Ｂ，２Ｃを有する弾性境界波装置につき説明したが、本発明において、ＩＤＴ電極及び反射器の形態は、目的とする機能において適宜変形され得る。
１…圧電体
２…第１の電極層
３…第１の誘電体層
４…第２の電極層
５…第２の誘電体層
６…弾性境界波装置

Claims (4)

  1. 　圧電体と、
    　前記圧電体上に形成されており少なくともＩＤＴ電極を形成している第１の電極層と、
    　前記第１の電極層上に部分的に積層された第２の電極層とを備え、
    　前記第１の電極層が、ＩＤＴ電極構成部分と、前記ＩＤＴ電極構成部分に連なる配線電極構成部分に至るように形成されており、前記第２の電極層が前記配線電極構成部分において前記第１の電極層に積層されており、
    　前記ＩＤＴ電極を覆い、前記配線電極構成部分を覆わないように設けられている第１の誘電体層と、
    　前記第１の誘電体層上に積層された第２の誘電体層とをさらに備え、
    　前記第２の電極層が、前記配線電極構成部分から該配線電極構成部分に近い側の前記第１の誘電体層の端部の上面に至るように形成されている、弾性境界波装置。
  2. 　前記ＩＤＴ電極が、第１及び第２のバスバーと、第１のバスバーに接続された複数本の第１の電極指と、第２のバスバーに接続されている複数本の第２の電極指とを有し、複数本の第１の電極指と複数本の第２の電極指とが互いに間挿し合っている部分が電極指交叉部を構成しており、
    　前記第２の電極層の前記第１の誘電体層上に至っている部分が、前記ＩＤＴ電極の前記電極指交叉部の上方には至らず、前記第１または第２のバスバーの上方部分に至っている、請求項１に記載の弾性境界波装置。
  3. 　請求項１または２に記載の弾性境界波装置の製造方法であって、
    　上面にＩＤＴ電極構成部分と配線電極構成部分とを含む領域において第１の電極層が形成されている圧電体を用意する工程と、
    　前記第１の電極層上に、ＩＤＴ電極構成部分の上方に第１の誘電体層を形成する工程と、
    　前記第１の誘電体層の形成後に、第２の電極層を、前記配線電極構成部分から前記第１の誘電体層の上面の一部に至るように形成する工程と、
    　前記第１の誘電体層をエッチングすることにより周波数調整を行う工程と、
    　前記周波数調整後に、前記第１の誘電体層を覆うように第２の誘電体層を形成する工程とを備える、弾性境界波装置の製造方法。
  4. 　前記ＩＤＴ電極が、第１，第２のバスバーと、第１のバスバーに接続されている複数本の電極指と、第２のバスバーに接続されている複数本の電極指とを有し、複数本の第１の電極指と複数本の第２の電極指とが互いに間挿し合っている電極指交叉部を有するようにＩＤＴ電極が形成されており、前記第２の電極層の形成に際し、前記第２の電極層の前記第１の誘電体層上に至っている部分が、前記電極指交叉部の上方には至らず、前記第１または第２のバスバーの上方に至るように前記第２の電極層を形成する、請求項３に記載の弾性境界波装置の製造方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017520195A (ja) * 2014-07-07 2017-07-20 スカイワークスフィルターソリューションズジャパン株式会社 弾性波デバイスと、これを使用したアンテナデュプレクサ、モジュール及び通信機器

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005093949A1 (ja) * 2004-03-29 2005-10-06 Murata Manufacturing Co., Ltd. 弾性境界波装置の製造方法及び弾性境界波装置
JP2007329584A (ja) * 2006-06-06 2007-12-20 Fujitsu Media Device Kk 弾性境界波素子、共振器およびフィルタ
JP2010166148A (ja) * 2009-01-13 2010-07-29 Murata Mfg Co Ltd 弾性波装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005093949A1 (ja) * 2004-03-29 2005-10-06 Murata Manufacturing Co., Ltd. 弾性境界波装置の製造方法及び弾性境界波装置
JP2007329584A (ja) * 2006-06-06 2007-12-20 Fujitsu Media Device Kk 弾性境界波素子、共振器およびフィルタ
JP2010166148A (ja) * 2009-01-13 2010-07-29 Murata Mfg Co Ltd 弾性波装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017520195A (ja) * 2014-07-07 2017-07-20 スカイワークスフィルターソリューションズジャパン株式会社 弾性波デバイスと、これを使用したアンテナデュプレクサ、モジュール及び通信機器

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