(57)【要約】  バンプを用いたフリップチップボンディングに際し、圧電基板にクラックが生じ難いだけでなく、配線パターン同士の電気的接続部であるコンタクト部の接触抵抗が低く、挿入損失を改善することができる弾性波装置を提供する。  圧電基板２上に第１，第２の積層導電膜が形成されており、第１の積層導電膜３３により、ＩＤＴ電極及び第１の配線パターン１６が形成されており、第２の積層導電膜３１により、バンプ３２が接続される電極パッド９及び第２の配線パターン１７が形成されており、第２の配線パターン１７が第１の配線パターン１６上に重なり合って両者が電気的に接続される少なくとも１つのコンタクト部Ｂが形成されており、第１の積層導電膜３３の最上層導電膜がＴｉ膜３３ａからなり、第２の積層導電膜３１の最下層導電膜がＡｌまたはＡｌを主体とする合金からなるＡｌ系導電膜３１ｃである、弾性波装置１。
2009016906.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電基板と、
前記圧電基板上に形成された第１の積層導電膜と、
前記圧電基板上に形成された第２の積層導電膜とを備え、
前記第１の積層導電膜により、少なくとも複数本の電極指を有するＩＤＴ及び該ＩＤＴに接続された第１の配線パターンが形成されており、
前記第２の積層導電膜により、少なくとも電極パッド及び該電極パッドに連ねられた第２の配線パターンが形成されており、
前記第２の配線パターンが、前記第１の配線パターンに重ねられている少なくとも１つのコンタクト部を有し、
前記第２の積層導電膜が、ＡｌまたはＡｌを主体とする合金からなる最下層導電膜を有し、
前記第１の積層導電膜が、Ｔｉからなる最上層導電膜と、前記最上層導電膜より下方に配置されたＡｌまたはＡｌを主体とする合金からなるＡｌ系導電膜とを有することを特徴とする、弾性波装置。
【請求項２】
圧電基板と、
前記圧電基板上に形成された第１の積層導電膜と、
前記圧電基板上に形成された第２の積層導電膜とを備え、
前記第１の積層導電膜により、少なくとも複数本の電極指を有するＩＤＴ及び該ＩＤＴに接続された第１の配線パターンが形成されており、
前記第２の積層導電膜により、少なくとも電極パッド及び該電極パッドに連ねられた第２の配線パターンが形成されており、
前記第２の配線パターンが、前記第１の配線パターンに重ねられている少なくとも１つのコンタクト部において、前記第１，第２の配線パターン間に積層された層間導電膜をさらに備え、
前記第２の積層導電膜が、ＡｌまたはＡｌを主体とする合金からなる最下層導電膜を有し、
前記第１の積層導電膜の最上層導電膜がＡｌまたはＡｌを主体とする合金からなるＡｌ系導電膜からなることを特徴とする、弾性波装置。
【請求項３】
圧電基板と、
前記圧電基板上に形成された第１の積層導電膜と、
前記圧電基板上に形成された第２の積層導電膜とを備え、
前記第１の積層導電膜により、少なくとも複数本の電極指を有するＩＤＴ及び該ＩＤＴに接続された第１の配線パターンが形成されており、
前記第２の積層導電膜により、少なくとも電極パッド及び該電極パッドに連ねられた第２の配線パターンが形成されており、
前記第２の配線パターンが、前記第１の配線パターンに重ねられている少なくとも１つのコンタクト部において、前記第１，第２の配線パターン間に積層された層間導電膜をさらに備え、
前記第２の積層導電膜が、ＡｌまたはＡｌを主体とする合金からなる最下層導電膜を有し、
前記第１の積層導電膜が、Ｔｉからなる最上層導電膜と、前記最上層導電膜より下方に配置されたＡｌまたはＡｌを主体とする合金からなるＡｌ系導電膜とを有することを特徴とする、弾性波装置。
【請求項４】
前記層間導電膜が、Ｔｉからなることを特徴とする、請求項２または３に記載の弾性波装置。
【請求項５】
前記第１の積層導電膜が、前記Ａｌ系導電膜よりも下方に積層されており、Ｃｕ、Ａｕ及びＡｇを除き、Ａｌよりも密度の大きい金属または該金属を主体とする合金からなる高密度導電膜をさらに有する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の弾性波装置。
【請求項６】
前記第１の積層導電膜において、Ａｌよりも密度の大きい前記金属が、Ｐｔである、請求項５に記載の弾性波装置。
【請求項７】
前記第１の積層導電膜において、前記Ａｌ系導電膜と、前記高密度導電膜との間に積層されたＴｉ膜をさらに備える、請求項５または６に記載の弾性波装置。
【請求項８】
前記第２の積層導電膜が、前記最下層導電膜よりも上方に配置されたＴｉ膜と、該Ｔｉ膜よりも上方に配置されており、ＡｌまたはＡｌを主体とする合金からなるＡｌ系導電膜をさらに含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載の弾性波装置。
【請求項９】
パッケージをさらに備え、前記圧電基板及び第１，第２の積層導電膜を有する弾性波フィルタチップが前記パッケージにフリップチップボンディングされている、請求項１〜８のいずれか１項に記載の弾性波装置。
【請求項１０】
圧電基板と、圧電基板上に形成された第１，第２の積層導電膜とを備え、前記第１の積層導電膜により、少なくとも複数本の電極指を有するＩＤＴ及び該ＩＤＴに連ねられた第１の配線パターンが形成されており、前記第２の積層導電膜により、少なくとも、電極パッド及び該電極パッドに連ねられた第２の配線パターンが形成されており、前記第２の配線パターンが、前記第１の配線パターン上に少なくとも１つのコンタクト部において重ねられている、弾性波装置の製造方法であって、
圧電基板上に、前記第１の積層導電膜が形成される部分が開口部とされている第１のレジストパターンを形成する工程と、
前記第１の積層導電膜を形成するために、少なくともＡｌまたはＡｌを主体とする合金からなるＡｌ系導電膜及びＴｉ膜をこの順序で成膜する工程と、
前記第１のレジストパターンと、第１のレジストパターン上の不要金属膜とをリフトオフにより除去する工程と、
前記圧電基板上に、前記第２の積層導電膜が形成される部分が開口部とされている第２のレジストパターンを形成する工程と、
前記第２の積層導電膜を形成するために、少なくともＡｌまたはＡｌを主体とする合金からなるＡｌ系導電膜を形成する工程とを備える、弾性波装置の製造方法。
【請求項１１】
圧電基板と、圧電基板上に形成された第１，第２の積層導電膜とを備え、前記第１の積層導電膜により、少なくとも複数本の電極指を有するＩＤＴ及び該ＩＤＴに連ねられた第１の配線パターンが形成されており、前記第２の積層導電膜により、少なくとも、電極パッド及び該電極パッドに連ねられた第２の配線パターンが形成されており、前記第２の配線パターンが、前記第１の配線パターン上に少なくとも１つのコンタクト部において重ねられている、弾性波装置の製造方法であって、
圧電基板上に、前記第１の積層導電膜が形成される部分が開口部とされている第１のレジストパターンを形成する工程と、
前記第１の積層導電膜を形成するために、ＡｌまたはＡｌを主体とする合金からなるＡｌ系導電膜を形成する工程と、
前記第１のレジストパターンと、第１のレジストパターン上の不要金属膜とをリフトオフにより除去する工程と、
少なくとも前記コンタクト部を含む部分が開口部とされている第２のレジストパターンを形成する工程と、
前記層間導電膜を形成するための金属膜を形成する工程と、
前記第２のレジストパターンと、第２のレジストパターン上の不要金属膜とをリフトオフにより除去する工程と、
前記圧電基板上に、前記第２の積層導電膜が形成される部分が開口部とされている第３のレジストパターンを形成する工程と、
前記第２の積層導電膜を形成するために、ＡｌまたはＡｌを主体とする合金からなるＡｌ系導電膜を形成する工程とを備える、弾性波装置の製造方法。
【請求項１２】
前記第１の積層導電膜を形成するためのＡｌ系導電膜の形成前に、Ｃｕ、Ａｕ及びＡｇを除き、Ａｌよりも密度の大きい金属または該金属を主体とする合金からなる高密度金属膜及びＴｉ膜をこの順序で形成する工程と、
前記第２の積層導電膜を形成するためのＡｌ系導電膜の形成後に、Ｔｉ膜及びＡｌまたはＡｌを主体とする合金からなるＡｌ系導電膜をこの順序で形成する工程とをさらに備える、請求項１０または１１に記載の弾性波装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば共振子や帯域フィルタとして用いられる弾性波装置及びその製造方法に関し、より詳細には、圧電基板上に形成されている配線パターン同士が積層される部分が改良された弾性波装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話機の小型化に伴って、携帯電話機に用いられる帯域フィルタにおいても小型化が強く求められている。この種の帯域フィルタとしては、弾性表面波を利用した弾性表面波装置が広く用いられている。小型化を進めるために、弾性表面波装置では、圧電基板上にＩＤＴ（インターデジタルトランスデューサ）等を形成するための導電膜が形成された弾性表面波フィルタチップが、パッケージに対して、ワイヤーボンディングではなく、バンプを用いたフリップチップボンディングにより接続されている。【０００３】
この種の弾性表面波装置の一例が、下記の特許文献１に開示されている。【０００４】
図２３は、特許文献１に開示されている弾性表面波装置を説明するための部分切欠正面断面図である。弾性表面波装置１００１は、圧電基板１００２を有する。圧電基板１００２上に、積層導電膜によりＩＤＴ１００３が形成されている。ＩＤＴ１００３は、Ｃｕからなる主電極層１００３ａを有する。主電極層１００３ａの下側には、Ｔｉからなる密着層１００３ｂが積層されている。Ｔｉからなる密着層１００３ｂの形成により、ＩＤＴ１００３の圧電基板１００２に対する密着強度が高められている。【０００５】
また、主電極層１００３ａの上側には、Ａｌからなる保護層１００３ｃが積層されている。ＡｌはＣｕよりも酸化され難いため、主電極層１００３ａを保護層１００３ｃにより保護することができる。なお、弾性表面波装置１００１では、周波数温度特性を改善するために、また保護を図るために、酸化ケイ素膜１００４によりＩＤＴ１００３が被覆されている。【０００６】
他方、下記の特許文献２では、ＩＤＴが、圧電基板上に形成されたＴｉからなる下地層と、下地層上に形成されており、Ａｌからなる主電極層とを有する。すなわち、上から順にＡｌ／Ｔｉの積層構造を有するＩＤＴが示されている。また、特許文献２では、ＩＤＴに電気的に接続される電極パッドが、Ａｌからなる下部電極と、Ａｌからなる上部電極と、下部電極と上部電極との間に積層されており、Ｔｉからなるバリア層とを有する。すなわち、電極パッドは、上から順にＡｌ／Ｔｉ／Ａｌの積層構造を有する。これは、比較的柔らかいＡｌからなる下部電極を圧電基板上に形成することにより、フリップチップボンディング時におけるバンプを用いた接合に際しての圧電基板のクラックを防止するためである。
【特許文献１】特開２００６−１１５５４８号公報
【特許文献２】特開２００３−１７４０５６号公報
【発明の開示】
【０００７】
特許文献２に記載のように、バンプ接合が行われる電極パッド部分において、最下層の電極層をＡｌとすることにより、圧電基板のクラックを防止することができる。
【０００８】
いま、弾性表面波装置のＩＤＴに連なる配線パターンを第１の配線パターンとし、上記電極パッドに連なる配線パターンを第２の配線パターンとする。
【０００９】
上記電極パッドに連なる第２の配線パターンは、電極パッドと同時に形成される。従って、特許文献２に記載のように電極パッド部分を形成した場合、電極パッドに連なる第２の配線パターンも同様に、Ａｌ／Ｔｉ／Ａｌの積層構造を有することとなる。このような第２の配線パターンが、ＩＤＴに連なる第１の配線パターンに重ねられて電気的に接続されるコンタクト部においては、上記第２の配線パターンの最下層の導電膜であるＡｌ膜が、第１の配線パターンの最上層の導電膜に重ねられることとなる。
【００１０】
従って、特許文献１に記載のように、ＩＤＴを構成する積層導電膜を、Ａｌ／Ｃｕ／Ｔｉの積層構造とした場合、第１の配線パターンも同様の積層構造を有するため、コンタクト部においては、Ａｌ膜とＡｌ膜とが重ねられることとなる。このような構造では、コンタクト部における接触抵抗が大きくなり、弾性表面波装置の挿入損失が悪化しがちであった。
【００１１】
他方、本願発明者は、信頼性や耐電力性を高めるために、ＩＤＴ及びＩＤＴに連なる第１の配線パターンを、上から順に、Ａｌ／Ｔｉ／Ｐｔ／ＮｉＣｒ合金の積層導電膜で形成することを検討した。主たる電極層としてＡｌ膜及びＰｔ膜を用いることにより、特に、Ａｌより密度の大きなＰｔ膜を用いることにより反射係数を高めることが可能となる。しかしながら、この場合においても、上記電極パッドに連なる第２の配線パターンがＡｌ／Ｔｉ／Ａｌである場合、両者の接続部であるコンタクト部において、Ａｌ膜上に、やはりＡｌ膜が重ねられることになり、コンタクト抵抗が大きくなり、弾性表面波装置の挿入損失が悪化することがわかった。
【００１２】
本発明の目的は、フリップチップボンディング時に圧電基板のクラックが生じ難いだけでなく、配線パターン同士が電気的に接続されるコンタクト部における接触抵抗を低めることができ、それによって挿入損失を改善することが可能とされている弾性波装置を提供することにある。
【００１３】
本願の第１の発明によれば、圧電基板と、前記圧電基板上に形成された第１の積層導電膜と、前記圧電基板上に形成された第２の積層導電膜とを備え、前記第１の積層導電膜により、少なくとも複数本の電極指を有するＩＤＴ及び該ＩＤＴに接続された第１の配線パターンが形成されており、前記第２の積層導電膜により、少なくとも電極パッド及び該電極パッドに連ねられた第２の配線パターンが形成されており、前記第２の配線パターンが、前記第１の配線パターンに重ねられている少なくとも１つのコンタクト部を有し、前記第２の積層導電膜が、ＡｌまたはＡｌを主体とする合金からなる最下層導電膜を有し、前記第１の積層導電膜が、Ｔｉからなる最上層導電膜と、前記最上層導電膜より下方に配置されたＡｌまたはＡｌを主体とする合金からなるＡｌ系導電膜とを有することを特徴とする、弾性波装置が提供される。
【００１４】
第２の発明によれば、圧電基板と、前記圧電基板上に形成された第１の積層導電膜と、前記圧電基板上に形成された第２の積層導電膜とを備え、前記第１の積層導電膜により、少なくとも複数本の電極指を有するＩＤＴ及び該ＩＤＴに接続された第１の配線パターンが形成されており、前記第２の積層導電膜により、少なくとも電極パッド及び該電極パッドに連ねられた第２の配線パターンが形成されており、前記第２の配線パターンが、前記第１の配線パターンに重ねられている少なくとも１つのコンタクト部において、前記第１，第２の配線パターン間に積層された層間導電膜をさらに備え、前記第２の積層導電膜が、ＡｌまたはＡｌを主体とする合金からなる最下層導電膜を有し、前記第１の積層導電膜の最上層導電膜がＡｌまたはＡｌを主体とする合金からなるＡｌ系導電膜からなることを特徴とする、弾性波装置が提供される。
【００１５】
第３の発明によれば、圧電基板と、前記圧電基板上に形成された第１の積層導電膜と、前記圧電基板上に形成された第２の積層導電膜とを備え、前記第１の積層導電膜により、少なくとも複数本の電極指を有するＩＤＴ及び該ＩＤＴに接続された第１の配線パターンが形成されており、前記第２の積層導電膜により、少なくとも電極パッド及び該電極パッドに連ねられた第２の配線パターンが形成されており、前記第２の配線パターンが、前記第１の配線パターンに重ねられている少なくとも１つのコンタクト部において、前記第１，第２の配線パターン間に積層された層間導電膜をさらに備え、前記第２の積層導電膜が、ＡｌまたはＡｌを主体とする合金からなる最下層導電膜を有し、前記第１の積層導電膜が、Ｔｉからなる最上層導電膜と、前記最上層導電膜より下方に配置されたＡｌまたはＡｌを主体とする合金からなるＡｌ系導電膜とを有することを特徴とする、弾性波装置が提供される。
【００１６】
第２，第３の発明において、好ましくは、上記層間導電膜は、Ｔｉからなる。その場合、コンタクト部における接触抵抗を低めることができる。それによって、挿入損失を低減することができる。
【００１７】
第１〜第３の発明では、好ましくは、前記第１の積層導電膜が、前記Ａｌ系導電膜よりも下方に積層されており、Ｃｕ、Ａｕ及びＡｇを除き、Ａｌよりも密度の大きい金属または該金属を主体とする合金からなる高密度導電膜を有する。この場合には、高密度導電膜を有するため、耐電力性や信頼性を高めることができる。
【００１８】
より好ましくは、第１の積層導電膜において、上記Ａｌ系導電膜と、上記高密度導電膜との間にＴｉ膜が積層され、それによって、ＡｌもしくはＡｌを主体とする合金と、上記高密度導電膜を構成している金属または合金との拡散を抑制することができる。
【００１９】
Ａｌよりも密度の大きい上記金属としては、特に限定されないが、好ましくはＰｔが用いられる。
【００２０】
また、本発明においては、好ましくは、第２の積層導電膜が、前記最下層導電膜よりも上方に配置されたＴｉ膜と、該Ｔｉ膜よりも上方に配置されており、ＡｌまたはＡｌを主体とする合金からなるＡｌ系導電膜とをさらに含む。この場合には、Ａｌ／Ｔｉ／ＡｌＣｕ合金とすることができる。従って、Ａｌ上に形成されたＡｕバンプとの接合信頼性が良好とされる。
【００２１】
本発明に係る弾性波装置では、パッケージがさらに備えられていてもよく、その場合、上記圧電基板及び第１，第２の積層導電膜を有する弾性波フィルタチップが該パッケージにフリップチップボンディングされる。フリップチップボンディングを行ったとしても、上記第２の積層導電膜がＡｌまたはＡｌを主体とする合金からなる最下層導電膜を有するため、圧電基板上に形成された第２の積層導電膜からなる電極パッドにおいてバンプ接合を果たすことにより、圧電基板のクラックを確実に防止することができる。
【００２２】
本願の第４の発明によれば、圧電基板と、圧電基板上に形成された第１，第２の積層導電膜とを備え、前記第１の積層導電膜により、少なくとも複数本の電極指を有するＩＤＴ及び該ＩＤＴに連ねられた第１の配線パターンが形成されており、前記第２の積層導電膜により、少なくとも、電極パッド及び該電極パッドに連ねられた第２の配線パターンが形成されており、前記第２の配線パターンが、前記第１の配線パターン上に少なくとも１つのコンタクト部において重ねられている、弾性波装置の製造方法であって、圧電基板上に、前記第１の積層導電膜が形成される部分が開口部とされている第１のレジストパターンを形成する工程と、前記第１の積層導電膜を形成するために、少なくともＡｌまたはＡｌを主体とする合金からなるＡｌ系導電膜及びＴｉ膜をこの順序で成膜する工程と、前記第１のレジストパターンと、第１のレジストパターン上の不要金属膜とをリフトオフにより除去する工程と、前記圧電基板上に、前記第２の積層導電膜が形成される部分が開口部とされている第２のレジストパターンを形成する工程と、前記第２の積層導電膜を形成するために、少なくともＡｌまたはＡｌを主体とする合金からなるＡｌ系導電膜を形成する工程とを備える、弾性波装置の製造方法が提供される。
【００２３】
第５の発明によれば、圧電基板と、圧電基板上に形成された第１，第２の積層導電膜とを備え、前記第１の積層導電膜により、少なくとも複数本の電極指を有するＩＤＴ及び該ＩＤＴに連ねられた第１の配線パターンが形成されており、前記第２の積層導電膜により、少なくとも、電極パッド及び該電極パッドに連ねられた第２の配線パターンが形成されており、前記第２の配線パターンが、前記第１の配線パターン上に少なくとも１つのコンタクト部において重ねられている、弾性波装置の製造方法であって、圧電基板上に、前記第１の積層導電膜が形成される部分が開口部とされている第１のレジストパターンを形成する工程と、前記第１の積層導電膜を形成するために、ＡｌまたはＡｌを主体とする合金からなるＡｌ系導電膜を形成する工程と、前記第１のレジストパターンと、第１のレジストパターン上の不要金属膜とをリフトオフにより除去する工程と、少なくとも前記コンタクト部を含む部分が開口部とされている第２のレジストパターンを形成する工程と、前記層間導電膜を形成するための金属膜を形成する工程と、前記第２のレジストパターンと、第２のレジストパターン上の不要金属膜とをリフトオフにより除去する工程と、前記圧電基板上に、前記第２の積層導電膜が形成される部分が開口部とされている第３のレジストパターンを形成する工程と、前記第２の積層導電膜を形成するために、ＡｌまたはＡｌを主体とする合金からなるＡｌ系導電膜を形成する工程とを備える、弾性波装置の製造方法が提供される。
【００２４】
第４，第５の発明では、好ましくは、前記第１の積層導電膜を形成するためのＡｌ系導電膜の形成前に、Ｃｕ、Ａｕ及びＡｇを除き、Ａｌよりも密度の大きい金属または該金属を主体とする合金からなる高密度金属膜及びＴｉ膜をこの順序で形成する工程と、前記第２の積層導電膜を形成するためのＡｌ系導電膜の形成後に、Ｔｉ膜及びＡｌまたはＡｌを主体とする合金からなるＡｌ系導電膜をこの順序で形成する工程とがさらに備えられる。
（発明の効果）
【００２５】
第１の発明に係る弾性波装置では、電極パッドが第２の積層導電膜からなり、該第２の積層導電膜がＡｌまたはＡｌを主体とする合金からなるＡｌ系導電膜を最下層の導電膜として有する。そのため、バンプによるフリップチップボンディングが上記電極パッド上において行われたとしても、圧電基板に接している最下層の導電膜が比較的柔らかいため、圧電基板にクラックが生じ難い。
【００２６】
また、第１の配線パターンが第１の積層導電膜からなり、第２の配線パターンが第２の積層導電膜からなるため、コンタクト部においては、第１の積層導電膜の最上層の導電膜がＴｉからなり、第２の積層導電膜の最下層の導電膜がＡｌ系導電膜からなるため、両者の接触抵抗は比較的低い。従って、接触抵抗を低めることができ、それによって、挿入損失の改善を図ることが可能となる。
【００２７】
第２の発明に係る弾性波装置においても、電極パッドが第２の積層導電膜からなり、該第２の積層導電膜がＡｌ系導電膜からなる最下層導電膜を有する。そのため、電極パッド上においてバンプによるフリップチップボンディングを行ったとしても、圧電基板に接している最下層導電膜が比較的柔らかいため、圧電基板にクラックが生じ難い。
【００２８】
また、第２の発明に係る弾性波装置においても、コンタクト部においては、第２の配線パターンを構成している第２の積層導電膜のＡｌ系導電膜からなる最下層導電膜と、第１の配線パターンを構成している第１の積層導電膜のＡｌ系導電膜からなる最上層導電膜との間に、Ｔｉからなる層間導電膜が配置されている。すなわちＴｉを介してＡｌ系導電膜同士が積層されているため、接触抵抗を低めることができる。よって、弾性波装置の挿入損失を小さくすることが可能となる。
【００２９】
第３の発明に係る弾性波装置においても、電極パッドが第２の積層導電膜からなり、該第２の積層導電膜がＡｌ系導電膜からなる最下層導電膜を有する。そのため、電極パッド上においてバンプによるフリップチップボンディングを行ったとしても、圧電基板に接している最下層導電膜が比較的柔らかいため、圧電基板にクラックが生じ難い。
【００３０】
また、第３の発明に係る弾性波装置においても、コンタクト部においては、第２の配線パターンを構成している第２の積層導電膜のＡｌ系導電膜からなる最下層導電膜と、第１の配線パターンを構成している第１の積層導電膜のＴｉからなる最上層導電膜との間に、Ｔｉからなる層間導電膜が配置されている。すなわちＴｉ同士が積層されているため、接触抵抗を低めることができる。よって、弾性波装置の挿入損失を改善することが可能となる。
【００３１】
また、第３の発明に係る弾性波装置は、第１の積層導電膜において、Ｔｉからなる最上層導電膜を有しているので、主たる電極層であるＡｌ系導電膜の表面がＴｉ膜により保護される。例えば、層間導電膜の形成や第２の積層導電膜の形成に際し現像液などが用いられるが、現像液などにより、Ａｌ系導電膜がダメージを受けるのを防止できる。よって、弾性波装置の電気的特性の劣化を防止することができる。
【００３２】
第４の発明に係る弾性波装置の製造方法によれば、圧電基板上において、上記第１のレジストパターンの形成、第１の積層導電膜を形成するための成膜工程、リフトオフによる第１のレジストパターン及び不要金属膜の除去、第２のレジストパターンの形成及び第２の積層導電膜を形成するための金属膜の形成の各工程を経るだけで、第１の発明に係る弾性波装置を容易に得ることができる。
【００３３】
第５の発明に係る弾性波装置の製造方法によれば、第１のレジストパターンの形成、第１の積層導電膜を形成するためのＡｌ系導電膜の成膜、リフトオフによる第１のレジストパターン及び不要金属膜の除去、第２のレジストパターンの形成、層間導電膜を形成するための金属膜の形成、リフトオフによる第２のレジストパターン及び不要金属膜の除去、第３のレジストパターンの形成及び第２の積層導電膜を形成するための金属膜の形成の各工程を経るだけで、第２の発明に係る弾性波装置を容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態に係る弾性波装置の要部を示す図であり、図２のＡ−Ａ線に沿う階段断面図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態の弾性波装置の平面図である。
【図３】図３は、本発明の一実施形態の弾性波装置が送信フィルタとして用いられるデュプレクサの回路構成を示す図である。
【図４】図４は、図３に示したデュプレクサの模式的平面図である。
【図５】図５は、比較のために用意した比較例の弾性波装置の要部を示す部分切欠断面図である。
【図６】図６（ａ），（ｂ）は、第１の実施形態及び比較例の弾性波装置の直列腕共振子のインピーダンス周波数特性及び位相周波数特性を示す図である。
【図７】図７は、第１の実施形態の直列腕共振子及び比較例の直列腕共振子のインピーダンススミスチャートを示す図である。
【図８】図８は、第１の実施形態及び比較例の弾性波装置の各直列腕共振子の反射特性Ｓ１１のリターンロスを示す図である。
【図９】図９は、第１の実施形態の弾性波装置及び比較例の弾性波装置の減衰量周波数特性を示す図である。
【図１０】図１０は、第１の実施形態の弾性波装置において、アニール処理を行った場合と行わない場合の直列腕共振子のインピーダンススミスチャートを示す図である。
【図１１】図１１は、第１の実施形態の弾性波装置において、アニール処理を行った場合と行わなかった場合の直列腕共振子の反射特性Ｓ１１のリターンロスを示す図である。
【図１２】図１２は、第２の実施形態の弾性波装置の要部を示す断面図である。
【図１３】図１３は、第２の実施形態の弾性波装置の直列腕共振子及び比較例の弾性波装置の直列腕共振子のインピーダンススミスチャートを示す図である。
【図１４】図１４は、第２の実施形態及び比較例の弾性波装置の各直列腕共振子の反射特性Ｓ１１のリターンロスを示す図である。
【図１５】図１５は、第２の実施形態の弾性波装置及び比較例の弾性波装置の減衰量周波数特性を示す図である。
【図１６】図１６は、第２の実施形態の弾性波装置において、アニール処理を行った場合と行わない場合の直列腕共振子のインピーダンススミスチャートを示す図である。
【図１７】図１７は、第２の実施形態の弾性波装置において、アニール処理を行った場合と行わなかった場合の直列腕共振子の反射特性Ｓ１１のリターンロスを示す図である。
【図１８】図１８は、第３の実施形態の弾性波装置及び第２の比較例の弾性波装置の減衰量周波数特性を示す図である。
【図１９】図１９（ａ）〜（ｇ）は、第１の実施形態の弾性波装置の製造方法を説明するための各模式的断面図である。
【図２０】図２０（ａ）〜（ｅ）は、第２の実施形態の弾性波装置の製造方法を説明するための各模式的断面図である。
【図２１】図２１は、第４の実施形態の弾性波装置の要部を示す断面図である。
【図２２】図２２（ａ）及び（ｂ）は、本発明が適用される弾性境界波装置の一例を模式的に示す正面断面図及びその要部を示す模式的正面断面図である。
【図２３】図２３は、従来の弾性表面波装置の部分切欠断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１…弾性表面波装置
２…圧電基板
３…デュプレクサ
４…送信フィルタ
５…アンテナ端子
６…送信端子
７…受信端子
８…受信フィルタ
９〜１３…電極パッド
１４…接続導電部
１５ａ〜１５ｃ…電極パッド
１６…第１の配線パターン
１７…第２の配線パターン
２１…ＩＤＴ電極
２２，２３…反射器
２４…絶縁膜
３１…第２の積層導電膜
３１ａ…Ａｌ膜
３１ｂ…Ｔｉ膜
３１ｃ…ＡｌＣｕ合金膜
３２…バンプ
３３…第１の積層導電膜
３３ａ…Ｔｉ膜
３３ｂ…ＡｌＣｕ合金膜
３３ｃ…Ｔｉ膜
３３ｄ…Ｐｔ膜
３３ｅ…ＮｉＣｒ合金膜
４１…パッケージ基板
４２，４３…弾性表面波フィルタチップ
５１…第１のレジストパターン
５１ａ…開口部
５２…第１の積層導電膜
５３…第２のレジストパターン
５３ａ…開口部
５４…第２の積層導電膜
６１…第１の積層導電膜
６２…第２のレジストパターン
６３…層間導電膜
６４…第２の積層導電膜
１０１…弾性表面波装置
１０２…第１の積層導電膜
１０２ａ…ＡｌＣｕ合金膜
１０２ｂ…Ｔｉ膜
１０２ｃ…Ｐｔ膜
１０２ｄ…ＮｉＣｒ合金膜
１０２ｅ…Ｔｉ膜
１０３…第１の配線パターン
１０４…第２の積層導電膜
１０４ａ…Ａｌ膜
１０４ｂ…Ｔｉ膜
１０４ｃ…ＡｌＣｕ合金膜
１０５…第２の配線パターン
１０６…層間導電膜
２０１…弾性境界波装置
２０２…圧電基板
２０３，２０６…電極パッド
２０７…金属バンプ
２１６…コンタクト部
２３１…電極
２３２…誘電体
２３４，２３５…アンダー・バンプ・メタル層
３０１…弾性表面波装置
Ｓ１〜Ｓ７…直列腕共振子
Ｐ１〜Ｐ３…並列腕共振子
Ｌ１〜Ｌ３…インダクタンス
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。【００３７】
図２は、本発明の第１の実施形態に係る弾性波装置の模式的平面図である。本実施形態の弾性波装置は、弾性表面波装置である。弾性表面波装置１は、圧電基板２を有する。本実施形態では、カット角１２６°のＬｉＮｂＯ３基板が用いられている。もっとも、圧電基板２は、他のカット角のＬｉＮｂＯ３基板、あるいはＬｉＴａＯ３や水晶などの他の圧電単結晶により形成されていてもよく、あるいは圧電セラミックスにより形成されていてもよい。【００３８】
圧電基板２上に、図示の電極構造を形成することにより、弾性表面波装置１が構成されている。弾性表面波装置１は、ラダー型回路構成を有する弾性表面波フィルタであり、図３に示すデュプレクサ３の送信フィルタ４を構成するために用いられる。デュプレクサ３は、ＥＧＳＭ方式の携帯電話用のデュプレクサであり、送信側通過帯域は、８８０〜９１５ＭＨｚである。【００３９】
図３に示すように、デュプレクサ３は、アンテナに接続されるアンテナ端子５と、送信端子６と、受信端子７とを有する。アンテナ端子５と送信端子６との間に送信フィルタ４が接続されている。【００４０】
他方、アンテナ端子５と受信端子７との間に受信フィルタ８が接続されている。受信フィルタ８は、図３ではブロックで示されているが、ラダー型回路構成の弾性表面波フィルタなどの適宜の回路構成の帯域フィルタにより形成され得る。【００４１】
他方、送信フィルタ４は、アンテナ端子５と送信端子６とを結んでいる直列腕に挿入された複数の直列腕共振子Ｓ１〜Ｓ７と、並列腕共振子Ｐ１〜Ｐ３とを有する。並列腕共振子Ｐ１は、直列腕共振子Ｓ２，Ｓ３間の接続点とグラウンド電位との間に接続されている。並列腕共振子Ｐ２は、直列腕共振子Ｓ５，Ｓ６間の接続点とグラウンド電位との間に接続されている。並列腕共振子Ｐ１，Ｐ２のグラウンド電位側端部は共通接続されており、かつインダクタンスＬ１を介してグラウンド電位に接続されている。【００４２】
並列腕共振子Ｐ３は、直列腕共振子Ｓ７とグラウンド電位との間に接続されている。また、並列腕共振子Ｐ３に直列にインダクタンスＬ２が接続されている。【００４３】
他方、アンテナ端子５と、グラウンド電位との間に、インピーダンス調整用のインダクタンスＬ３が接続されている。【００４４】
図２に戻り、弾性表面波装置１は、上述した送信フィルタ４の内、直列腕共振子Ｓ１〜Ｓ７及び並列腕共振子Ｐ１〜Ｐ３を形成している弾性表面波フィルタチップである。より具体的には、圧電基板２上に、送信信号が入力される送信端子６としての電極パッド１０と、出力端子としての電極パッド９とが形成されている。また、圧電基板２上には、グラウンド電位に接続されている複数の電極パッド１１〜１３が形成されている。電極パッド１１と電極パッド１２とは、接続導電部１４により電気的に接続されている。【００４５】
他方、圧電基板２上には、グラウンド電位や送信入出力端に接続されていない浮き電極パッド１５ａ〜１５ｃも形成されている。【００４６】
上記直列腕共振子Ｓ１〜Ｓ７及び並列腕共振子Ｐ１〜Ｐ３は、いずれも、複数本の電極指を有するＩＤＴと、ＩＤＴの表面波伝搬方向両側に配置された一対の反射器とを有する１ポート型弾性表面波共振子である。直列腕共振子Ｓ１を例にとると、互いに間挿し合う複数本の電極指を有するＩＤＴ電極２１と、ＩＤＴ電極２１の表面波伝搬方向両側に配置された反射器２２，２３とが備えられている。なお、図２において、直列腕共振子Ｓ１〜Ｓ７及び並列腕共振子Ｐ１〜Ｐ３の寸法が異なるのは、それぞれ、所望とするフィルタ特性を得るために、静電容量などが異ならされているためである。【００４７】
圧電基板２上においては、上記電極構造を形成するために、第１の積層導電膜と、第２の積層導電膜とが形成されている。より具体的には、電極パッド９〜１３、接続導電部１４及び電極パッド１５ａ〜１５ｃが第２の積層導電膜により形成されている。また、これらの各電極パッド９〜１３はいずれかに連ねられている電極部分である第２の配線パターン１７もまた、第２の積層導電膜により形成されている。【００４８】
本実施形態では、第２の積層導電膜は、圧電基板上に形成されたＡｌＣｕ合金膜、Ｔｉ膜及びＡｌ膜をこの順序で積層した構造を有する。すなわち、第２の積層導電膜は、上から順に、Ａｌ／Ｔｉ／ＡｌＣｕ合金の積層構造を有する。ＡｌＣｕ合金は、Ｃｕを１０重量％含み、残部がＡｌからなるＡｌを主体とする合金である。各層の厚みは、Ａｌ／Ｔｉ／ＡｌＣｕ合金＝１１４０／２００／５００である。なお、各層の厚みの単位はｎｍである。【００４９】
言い換えれば、第２の積層導電膜は、ＡｌまたはＡｌを主成分とする合金からなるＡｌ系導電膜からなる一対の主電極間にＴｉ膜を積層した構造を有する。なお、Ｔｉ膜は、Ａｌ膜と、ＡｌＣｕ合金膜との間の拡散を防止するために設けられているバリア層である。Ａｌ膜及びＡｌＣｕ合金膜が、主電極層である。主電極層とは、ＩＤＴ、電極パッドまたは配線パターンなどにおいて、支配的な電極層をいうものとし、上記バリア層や、後述する保護層としてのＴｉ膜や密着層としてのＮｉＣｒ合金膜よりも厚みの相対的に厚い電極層をいうものとする。【００５０】
図１は、図２のＡ−Ａ線に沿う階段断面図である。ここでは、電極パッド９を構成している第２の積層導電膜３１上にバンプ３２が形成されている状態が示されている。上記バンプ３２が形成される位置を、図２においては、円で示す。図１に戻り、上記第２の積層導電膜３１は、上から順に上述したＡｌ膜３１ａ、Ｔｉ膜３１ｂ及びＡｌＣｕ合金膜３１ｃを積層した構造を有する。【００５１】
従って、比較的柔らかいＡｌＣｕ合金膜３１ｃが圧電基板２に接触しているため、バンプ３２を用いてフリップチップボンディングした場合に、圧電基板２に大きな衝撃は加わり難い。よって、圧電基板２のクラックを確実に防止することができる。【００５２】
他方、上記圧電基板２上に形成されている電極構造の内、第２の積層導電膜３１により形成されている部分以外は、第１の積層導電膜３３により形成されている。すなわち、各共振子Ｓ１〜Ｓ７，Ｐ１〜Ｐ３のＩＤＴ、反射器及びこれらに連なるバスバーを含む第１の配線パターン１６は第１の積層導電膜からなる。【００５３】
図１に示すように、直列腕共振子Ｓ１の反射器２３が形成されている部分近傍では、反射器２３を覆うように絶縁膜２４が形成されている。なお、絶縁膜２４は、直列腕共振子Ｓ１のＩＤＴ電極２１及び反射器２２をも覆うように、また他の直列腕共振子Ｓ２〜Ｓ７及び並列腕共振子Ｐ１〜Ｐ３のＩＤＴ及び反射器をも覆うように形成されている。【００５４】
絶縁膜２４は、図１では、単一の絶縁層として形成されているが、本実施形態では、厚み１０００ｎｍのＳｉＯ２膜及び厚み５０ｎｍのＳｉＮ膜を順次成膜し、積層した。ＳｉＯ２膜の厚みとＳｉＮ膜の厚みの合計は約１０５０ｎｍである。【００５５】
圧電基板２は、前述したようにＬｉＮｂＯ３からなる。従って、ＳｉＯ２膜の形成により、周波数温度係数ＴＣＦの絶対値を小さくすることができ、温度特性の安定化を図ることが可能とされている。【００５６】
第１の積層導電膜３３は、ＮｉＣｒ合金膜、Ｐｔ膜、Ｔｉ膜、ＡｌＣｕ合金膜及びＴｉ膜をこの順序で積層した構造を有する。上から順に示すと、Ｔｉ膜３３ａ／ＡｌＣｕ合金膜３３ｂ／Ｔｉ膜３３ｃ／Ｐｔ膜３３ｄ／ＮｉＣｒ合金膜３３ｅであり、その厚みは、Ｔｉ／ＡｌＣｕ合金／Ｔｉ／Ｐｔ／ＮｉＣｒ合金＝１０／１４０／１０／８０／１０（単位はｎｍ）である。上記ＡｌＣｕ合金膜３３ｂは、Ｃｕを１重量％含み、残部がＡｌからなるＡｌＣｕ合金膜である。また、ＮｉＣｒ合金膜３３ｅは、Ｎｉを８０重量％含み、残部がＣｒからなるＮｉＣｒ合金膜である。【００５７】
図１に示すように、第１の積層導電膜３３においては、最下層の導電膜がＮｉＣｒ合金膜３３ｅであり、Ａｌに比べて硬い。しかしながら、第１の積層導電膜３３は、バンプ３２が接合される部分ではないため、それほど軟らかくする必要はない。【００５８】
逆に、上記ＮｉＣｒ合金膜３３ｅは、圧電基板２に対する密着性に優れている。従って、ＩＤＴ電極２１を含む電極部分の圧電基板２に対する密着性を高めることができる。【００５９】
他方、第１の積層導電膜３３は、主電極層として、１４０ｎｍの厚みのＡｌＣｕ合金膜３３ｂと、８０ｎｍのＰｔ膜３３ｄとを有する。Ｐｔは、Ａｌよりも密度が高いので第１の積層導電膜３３からなるＩＤＴの密度が高められる。ＩＤＴの密度が高いので反射係数を高めることができる。また、Ｃｕと異なり、Ｐｔは酸化し難い。【００６０】
さらに、ＡｌＣｕ合金膜３３ｂと、Ｐｔ膜３３ｄとの間に、薄いＴｉ膜３３ｃがバリア層として積層されているため、Ａｌと、Ｐｔとの拡散が生じ難い。【００６１】
また、主電極層として低抵抗金属のＡｌＣｕ合金膜３３ｂを積層したのでＩＤＴの抵抗を低減することができる。【００６２】
さらに、第１の積層導電膜３３では、ＡｌＣｕ合金膜３３ｂの上面に、すなわち最上層の導電層としてＴｉ膜３３ａが形成されている。ＡｌＣｕ合金膜３３ｂがＴｉ膜３３ａで被覆されているため、本実施形態では、図１に示されているコンタクト部Ｂにおける接触抵抗を低めることができる。これをより詳細に説明する。【００６３】
コンタクト部Ｂとは、第１の配線パターン１６と、第２の配線パターン１７とが電気的に接続されるように、第２の配線パターン１７が第１の配線パターン１６上に重なり合っている部分である。図１では、電極パッド９と直列腕共振子Ｓ１とが接続されている部分において、上記コンタクト部Ｂが形成されているが、圧電基板２上においては、電極パッド１０〜１３に連なる第２の配線パターン１７と第１の配線パターン１６とが接続される部分においても同様にコンタクト部が形成されている。【００６４】
前述したように、この種のコンタクト部Ｂでは、従来、Ａｌ膜とＡｌ膜とが直接接触された場合には、接触抵抗が高くなり、挿入損失が悪化するという問題があった。これに対して、本実施形態では、図１に示すように、第１の積層導電膜３３の最上層の導電膜は、厚み１０ｎｍのＴｉ膜３３ａである。他方、第２の積層導電膜３１の最下層の導電膜は、ＡｌＣｕ合金膜３１ｃである。従って、コンタクト部Ｂでは、ＡｌＣｕ合金／Ｔｉの積層構造が形成される。このような積層構造では、界面における接触抵抗は、Ａｌ−Ａｌ界面に比べて低くされ得る。従って、上記弾性表面波装置１における挿入損失を小さくすることが可能となる。【００６５】
図２では、第２の配線パターン１７が第１の配線パターン１６の端部のみと重なっている。第２の配線パターン１７が、第１の配線パターン１６の大部分を覆うように延ばされていてもよい。【００６６】
なお、図４は、本実施形態の弾性表面波装置１が搭載されるデュプレクサの略図的平面図である。デュプレクサ３は、パッケージを構成するパッケージ基板４１を有する。パッケージ基板４１上に、送信フィルタ４（図３参照）を構成する弾性表面波フィルタチップ４２及び受信フィルタを構成する弾性表面波フィルタチップ４３がフリップチップボンディングにより実装されている。図４では、フリップチップボンディングに際し、バンプにより接合される部分を一点鎖線で描かれた円で示すこととする。【００６７】
上記実施形態の弾性表面波装置１は、この送信側の弾性表面波フィルタチップ４２に相当するものであり、パッケージ基板４１上にフリップチップボンディングにより実装される。【００６８】
図５は、比較のために用意した弾性表面波装置のコンタクト部の構造を説明するための模式的階段断面図である。図５に示されている部分は、上記実施形態について示した図１に示した部分に相当するので、上記実施形態と同じ部分については同じ参照番号を付することとする。【００６９】
図５に示す比較例の弾性表面波装置１１０１では、圧電基板２上に、第１の積層導電膜１１０２と、第２の積層導電膜１１０４とが形成されている。第１の積層導電膜１１０２は、ＩＤＴ電極（図示せず）及び反射器２３並びに第１の配線パターン１１０３を形成している。他方、第２の積層導電膜１１０４は、バンプ３２が接合される電極パッド９と、電極パッド９に連ねられた第２の配線パターン１１０５とを形成している。そして、コンタクト部Ｂにおいて、第１の配線パターン１１０３上に、第２の配線パターン１１０５が重なって、両者が電気的に接続されている。【００７０】
比較例の弾性表面波装置１１０１では、第１の積層導電膜１１０２は、上から順にＡｌＣｕ合金膜１１０２ａ／Ｔｉ膜１１０２ｂ／Ｐｔ膜１１０２ｃ／ＮｉＣｒ合金膜１１０２ｄ＝１４０／１０／８５／１０（単位とはｎｍ）の各厚みとなるようにこれらを積層した構造を有する。ＡｌＣｕ合金膜１１０２ａは、第１の実施形態の場合と同様に、１重量％のＣｕを含み、残部がＡｌからなるＡｌＣｕ合金膜である。また、ＮｉＣｒ合金膜１１０２ｄは、上記実施形態で用いたＮｉＣｒ合金膜と同様にした。【００７１】
他方、第２の積層導電膜１１０４は、上から順にＡｌ膜１１０４ａ／Ｔｉ膜１１０４ｂ／ＡｌＣｕ合金膜１１０４ｃを、Ａｌ／Ｔｉ／ＡｌＣｕ合金＝１１４０／２００／５００（単位はｎｍ）の厚みとなるように積層した構造を有する。ＡｌＣｕ合金膜１１０４ｃは、Ｃｕを１０重量％含み、残部がＡｌからなるＡｌＣｕ合金膜である。すなわち、上記実施形態の第２の積層導電膜と同様に形成されている。従って、比較例の弾性表面波装置１１０１においても、フリップチップボンディングに際し、バンプ３２を用いて接合したとしても、圧電基板２においてクラックが生じ難い。【００７２】
他方、上記コンタクト部Ｂにおいては、第１の積層導電膜１１０２の最上層の導電膜がＡｌＣｕ合金膜１１０２ａであり、Ａｌを主体とする導電膜である。これに、第２の積層導電膜１１０４の最下層の導電膜であるＡｌＣｕ合金膜１１０４ｃが重なっている。従って、両者の界面は、ＡｌＣｕ合金膜１１０４ｃ／ＡｌＣｕ合金膜１１０２ａである。【００７３】
図６（ａ）及び（ｂ）は、上記実施形態の弾性表面波装置１及び比較例の弾性表面波装置１１０１の各直列腕共振子Ｓ１のインピーダンス周波数特性及び位相周波数特性を示す。図７は、上記実施形態の弾性表面波装置１及び比較例の弾性表面波装置１１０１の各直列腕共振子Ｓ１のインピーダンススミスチャートを示す図であり、図８は、該直列腕共振子の反射係数Ｓ１１のリターンロスを示す図である。図６（ａ），（ｂ）〜図８において、実線は実施形態の結果を、破線は比較例の結果を示す。【００７４】
図６（ａ）及び（ｂ）〜図８から明らかなように、特に、インピーダンススミスチャート及びリターンロスを示す図７及び図８から明瞭に現れているように、実施形態によれば、比較例に比べて共振点と反共振点との間の周波数域、すなわち通過帯域となる周波数域において挿入損失を小さくし得ることがわかる。【００７５】
また、図８より、フィルタ通過帯域高域側肩部、すなわち９１０〜９３０ＭＨｚにおけるリターンロスが比較例に比べて、小さくされていることがわかる。【００７６】
これは、第２の配線パターンと第１の配線パターンとが接続されている上記コンタクト部Ｂにおける接触抵抗が低められていることによる。【００７７】
従って、本実施形態の弾性表面波装置１によれば、上記比較例の弾性表面波装置１１０１に比べて、挿入損失の低減を図ることが可能となる。【００７８】
なお、図９は、前述した第１の実施形態における弾性表面波装置１及び比較例の弾性表面波装置１１０１の減衰量周波数特性を示す図であり、実線が実施形態の結果を、破線が比較例の結果を示す。図９から明らかなように、第１の実施形態によれば、比較例に比べて最小挿入損失を０．１８ｄＢ改善し得ることがわかる。【００７９】
また、上記実施形態の弾性表面波装置１では、製造工程において加熱によるアニール処理を施すことにより、挿入損失をより一層改善することができる。これを、図１０及び図１１を参照して説明する。【００８０】
図１０は、上記実施形態の弾性表面波装置の製造に際し、２８０℃の温度に６０分維持するアニール処理を施した場合の直列腕共振子のインピーダンススミスチャート及び該アニール処理を施さなかった場合のインピーダンススミスチャートを示す図である。図１１は、上記アニール処理を施した場合の直列腕共振子の反射特性のリターンロス及びアニール処理を施さなかった場合の直列腕共振子の反射特性のリターンロスを示す図である。実線がアニール処理後の特性を、破線がアニール処理を行わない場合の特性を示す。【００８１】
図１０及び図１１から明らかなように、アニール処理を施すことにより、共振子特性が改善され、挿入損失をより一層小さくし得ることがわかる。【００８２】
このアニール処理とは、ウェーハ状態で弾性表面波装置１の電極構造を形成し、絶縁膜２４を形成した後に、個々の弾性表面波フィルタチップにダイシングする前に加熱する処理である。この加熱は、アニール炉にウェーハを通過させる方法、あるいは適宜のヒーターを用いて加熱する方法などに行い得る。アニール処理の温度及び時間は、使用するウェーハ及び電極によっても異なるが、第１の積層導電膜の最上層のＡｌ系導電膜の酸化層を還元させ得る限り、適宜の条件とすることができる。例えば、２３０〜２８０℃程度の温度で、６０〜３６０分程度維持すればよい。【００８３】
第１の積層導電膜の最上層の導電膜がＡｌまたはＡｌを主体とする合金からなるため、表面に酸化層を有している場合であっても、上記アニール処理により、該酸化層が還元され、接触抵抗を低めることができる。【００８４】
図１２は、本発明の第２の実施形態に係る弾性波装置の要部を示す模式的正面断面図である。弾性表面波装置１０１は、第１の積層導電膜の構造及び上記コンタクト部の構造が異なることを除いては、第１の実施形態の弾性表面波装置１と同様である。従って、図１２を参照して異なる部分を主として説明し、他の部分については、第１の実施形態の説明を援用することにより省略することとする。【００８５】
弾性表面波装置１０１では、圧電基板２上において、第１の積層導電膜１０２と、第２の積層導電膜１０４とが形成されている。第１の積層導電膜１０２は、ＩＤＴや反射器２３と、これらに連なる第１の配線パターン１０３を形成するために用いられている。他方、第２の積層導電膜１０４は、電極パッド９及び電極パッド９に連なる第２の配線パターン１０５を形成するために用いられている。電極パッド９上においては、バンプ３２を用いてボンディングが行われる。【００８６】
他方、本実施形態では、第１の配線パターン１０３と、第２の配線パターン１０５とが積層されて電気的に接続されるコンタクト部Ｂにおいて、層間導電膜１０６が積層されている。【００８７】
第１の積層導電膜１０２は、上から順にＡｌＣｕ合金膜１０２ａ／Ｔｉ膜１０２ｂ／Ｐｔ膜１０２ｃ／ＮｉＣｒ合金膜１０２ｄをこの順序で積層した構造を有する。各導電膜の厚みは、ＡｌＣｕ合金／Ｔｉ／Ｐｔ／ＮｉＣｒ合金＝１４０／１０／８５／１０（単位はｎｍ）である。従って、主たる電極層は、厚みが１４０ｎｍであるＡｌＣｕ合金膜１０２ａ及び厚みが８５ｎｍであるＰｔ膜１０２ｃである。【００８８】
よって、Ｃｕ、Ａｕ及びＡｇを除き、Ａｌよりも密度の高いＰｔ膜１０２ｃを主電極層として備えるため、耐電力性に優れており、かつ耐酸化性においても優れている。【００８９】
他方、ＡｌＣｕ合金膜１０２ａは、Ｃｕを１重量％含み、残部がＡｌからなるＡｌ系合金からなる。従って、耐酸化性に優れている。【００９０】
他方、第２の積層導電膜１０４は、上から順に、Ａｌ膜１０４ａ／Ｔｉ膜１０４ｂ／ＡｌＣｕ合金膜１０４ｃをこの順序で積層した構造を有する。厚みは、Ａｌ／Ｔｉ／ＡｌＣｕ合金＝１１４０／２００／５００（単位はｎｍ）である。従って、厚みが１１４０ｎｍ及び５００ｎｍであるＡｌ膜１０４ａ及びＡｌＣｕ合金膜１０４ｃが主たる電極層である。Ｔｉ膜１０４ｂはバリア層である。【００９１】
なお、ＡｌＣｕ合金膜１０４ｃは、Ｃｕを１０重量％含み、残部がＡｌからなるＡｌ系合金膜からなる。【００９２】
層間導電膜１０６は、Ｔｉからなり、その厚みは本実施形態では１００ｎｍである。なお、層間導電膜１０６の厚みは、１００ｎｍに限らず、５ｎｍ以上であれば層間導電膜として十分に機能する。もっとも、層間導電膜１０６の厚みが厚すぎると電気抵抗が大きくなることがあるため、２００ｎｍ以下であることが望ましい。【００９３】
本実施形態においても、電極パッド９においては、最下層の導電膜が上記ＡｌＣｕ合金膜１０４ｃであるため、すなわち、Ａｌ系合金膜からなるため比較的軟らかく、従って、バンプ３２を用いたフリップチップボンディングに際し、圧電基板２にクラックが生じ難い。【００９４】
加えて、コンタクト部Ｂにおいては、第２の配線パターン１０５が第１の配線パターン１０３上に重なって電気的接続が図られている。ここで、第２の積層導電膜１０４の最下層に位置しているＡｌＣｕ合金膜１０４ｃと、第１の積層導電膜１０２の最上層の導電膜であるＡｌＣｕ合金膜１０２ａとの間に層間導電膜１０６が配置されている。従って、Ａｌ系膜同士が接触する界面は存在しない。よって、本実施形態においても、コンタクト部における接触抵抗の低減を図ることができ、それによって挿入損失を改善することができる。これを、図１３及び図１４を参照して説明する。【００９５】
図１３は、上記第２の実施形態の弾性表面波装置１０１及び前述した比較例の弾性表面波装置１１０１の各直列腕共振子Ｓ１のインピーダンススミスチャートを示す図であり、図１４は各直列腕共振子の反射特性Ｓ１１のリターンロスを示す図である。なお、図１３及び図１４において実線は第２の実施形態の結果を、破線は比較例の結果を示す。図１３及び図１４から明らかなように、第２の実施形態においても、比較例に比べて、挿入損失が小さくされ得ることがわかる。【００９６】
また、図１５は、第２の実施形態及び比較例の弾性表面波装置の減衰量周波数特性を示す図であり、実線が第２の実施形態の結果を、破線が比較例の結果を示す。図１５から明らかなように、最小挿入損失が、比較例に比べて第２の実施形態によれば、０．１６ｄＢ改善していることがわかる。【００９７】
また、上記層間導電膜１０６を有する第２の実施形態においては、加熱によるアニール処理を施すことにより、挿入損失をより一層改善することができる。これを、図１６及び図１７を参照して説明する。【００９８】
図１６は、第２の実施形態の弾性表面波装置１０１の製造に際し、２８０℃の温度に１時間維持するアニール処理を施した場合の直列腕共振子のインピーダンススミスチャートと、アニール処理を施さなかった場合の同じく直列腕共振子のインピーダンススミスチャートを示す図である。また、図１７は、アニール処理を施した場合及び施さなかった場合の各反射特性のリターンロスを示す図である。実線がアニール処理後の特性を、破線がアニール処理を行わない場合の特性を示す。【００９９】
図１６及び図１７から明らかなように、上記アニール処理を施すことにより、挿入損失をより一層小さくし得ることがわかる。【０１００】
第３の実施形態として、第２の実施形態の弾性表面波装置１０１と同様の弾性表面波表面波装置を作製した。もっとも、第３の実施形態の弾性表面波装置の作製に際しては、カット角１２６°のＬｉＮｂＯ３基板上に、ＳｉＯ２膜を２２０ｎｍの厚みに成膜し、ＩＤＴや反射器が形成される部分をエッチングした後、金属膜を付与し、第１の積層導電膜を形成した。第１の積層導電膜は、上から順にＡｌＣｕ合金膜、Ｔｉ膜、Ｐｔ膜／ＮｉＣｒ合金膜を、１４０／１０／８５／１０（単位はｎｍ）の厚みとした。ＡｌＣｕ合金膜は、Ｃｕを１重量％含み、残部がＡｌからなる組成のものを用い、ＮｉＣｒ合金膜については、第１の実施形態と同様とした。ＩＤＴにおける電極指ピッチは２μｍ、デューティは０．５とした。また、第２の積層導電膜は第１の実施形態と同様とした。ＳｉＯ２膜を１０００ｎｍの厚みにさらに成膜し、しかる後周波数調整用のＳｉＮ膜を５０ｎｍの厚みに成膜し、絶縁膜２４を形成した。【０１０１】
なお、ＬｉＮｂＯ３基板のカット角は１２４°〜１２８°でもよく、Ｐｔ膜厚は７０〜９０ｎｍ、ＡｌＣｕ合金膜厚は８０〜１４０ｎｍでもよい。Ｘ軸を回転軸にして上記カット角回転させたＹ軸を法線とする面にＸ軸方向に弾性表面波が伝搬するようにＩＤＴが形成されている。【０１０２】
第３の実施形態によれば、ＣｕがＩＤＴに用いられていないので酸化による特性の劣化も生じ難い。よって、耐候信頼性も高められる。【０１０３】
次に、第３の実施形態の弾性表面波装置と、比較のために、第１の積層導電膜に代えて、従来例に従って、上からＴｉ／Ｐｔ／ＮｉＣｒ合金が１０／１００／１０ｎｍの厚みに成膜してなるＰｔ膜を用いたことを除いては、第３の実施形態と同様にして形成された第２の比較例の弾性表面波装置等を用意した。図１８は、第３の実施形態の弾性表面波装置と、上記第２の比較例の弾性表面波装置の減衰量周波数特性を示す図である。図１８から明らかなように、第２の比較例に比べて、第３の実施形態によれば、最小挿入損失が約０．２６ｄＢ改善されていることがわかる。【０１０４】
これはＩＤＴにＡｌＣｕ合金膜を加えたことによりオーミック損を低減した効果である。【０１０５】
なお、Ａｌよりも密度の高い高密度金属をＩＤＴに用いる構成は十分な反射係数を得ることができる公知技術である。密度が２６９９（ｋｇ／ｍ３）のＡｌよりも密度の高い金属として、Ｐｔ以外にもＡｕ，Ｃｕ，Ｔａ，Ｗ，Ａｇ，Ｎｉ，Ｍｏ，ＮｉＣｒ，Ｃｒ，Ｔｉが挙げられる。但し、Ｃｕ及びＡｇは酸化され易い。また、Ａｕでは耐電力性が低くなる。従って、好ましくは、Ｃｕ、Ａｇ及びＡｕを除いた高密度金属が用いられる。【０１０６】
だが、酸化されやすいＣｕやＡｇ、耐電力性の弱いＡｕを除くと、他のこれらの金属は、全て比抵抗の大きな金属である。そのため、密度の高い金属のみを主電極とすると、オーミック損増加によりロスが劣化する。それに対して本発明では、Ａｌなどの比抵抗の小さな金属をＰｔなどの密度の高い金属と組み合わせることにより、十分な反射係数を維持したまま、オーミック損を減らすことが可能である。密度の高い金属としては、密度が２１４００（ｋｇ／ｍ３）のＰｔ、密度が１６６７８（ｋｇ／ｍ３）のＴａ、密度が１９２６５（ｋｇ／ｍ３）のＷ、密度が１０２１９（ｋｇ／ｍ３）のＭｏなど、密度が１００００（ｋｇ／ｍ３）以上の金属が望ましい。特に、融点が２０００℃以下のＰｔは蒸着による成膜が容易なので、さらに望ましい。【０１０７】
各導電膜の成膜方法は、特に限定されるわけではないが、適宜のエッチング法やリフトオフ等を用いて形成することができる。図１９（ａ）〜（ｇ）は、第１の実施形態の弾性表面波装置における第１，第２の積層導電膜の形成方法の実施形態を示す各模式的正面断面図である。【０１０８】
まず、図１９（ａ）に示すように、圧電基板２上に第１のレジストパターン５１をレジスト塗布することにより形成する。【０１０９】
次に、図１９（ｂ）に示すようにフォトリソグラフィ法により、第１のレジストパターン５１に開口部５１ａを形成する。開口部５１ａは、第１の積層導電膜が形成される部分に相当する。【０１１０】
次に、図１９（ｃ）示すように、第１の積層導電膜５２を形成する。図１９（ｃ）では、第１の積層導電膜５２は単一の導電膜のように図示されているが、前述した第１の実施形態のように、複数層の導電層を順次形成する。この各導電層の形成は、蒸着、メッキ、もしくはスパッタリングなどの適宜の薄膜形成方法により行い得る。【０１１１】
しかる後、図１９（ｄ）に示すように、溶剤を用いて上記第１のレジストパターン５１を除去する。すなわち、リフトオフにより第１のレジストパターン５１上の不要金属膜も同時に除去する。このようにして、図１９（ｄ）に示すように、第１の積層導電膜５２を圧電基板２上に形成することができる。この第１の積層導電膜５２は、前述したＩＤＴ電極及び反射器並びに第１の配線パターンを形成している。しかる後、図１９（ｅ）に示すように、第２のレジストパターン５３を、開口部５３ａが第２の積層導電膜が形成される部分に開口部を有するように形成する。次に、図１９（ｆ）に示す第２の積層導電膜５４をコンタクト部Ｂを有するように形成し、リフトオフにより第２のレジストパターン５３と不要金属膜を除去する。しかる後、図１９（ｇ）に示すように、バンプ３２を接合する。【０１１２】
また、図２０は、第２の実施形態における第１，第２の積層導電膜及び層間導電膜を形成する工程を説明するための各模式的正面断面図である。【０１１３】
第２の実施形態においても、第１の実施形態の製造方法と同様にして、圧電基板２上において、図示しない第１のレジストパターンを形成した後、第１の積層導電膜を形成する各導電層を順次形成し、リフトオフ法により第１のレジストパターンと不要金属膜を除去することにより、図２０（ａ）に示す第１の積層導電膜６１を形成する。しかる後、図２０（ｂ）に示すように、層間導電膜が形成される部分を開口部とする第２のレジストパターン６２を形成し、層間導電膜６３を形成するためのＴｉ膜を全面に成膜し、しかる後にリフトオフにより第２のレジストパターン６２と、第２のレジストパターン６２上の不要Ｔｉ膜を除去することにより形成される。【０１１４】
しかる後、図２０（ｄ）に示すように、層間導電膜６３の少なくとも一部を覆い、コンタクト部Ｂが形成されるように、第２の積層導電膜６４を形成する。第２の積層導電膜６４は、第１の実施形態の第２の積層導電膜と同様に形成することができる。ここでは、第２のレジストパターン６２を用いてＴｉからなる層間導電膜６３が形成されていたので、第３のレジストパターンとして、開口部が第２の積層導電膜６４が形成される部分に相当するレジストパターンを形成した後、同様の方法を実施すればよい。しかる後、図２０（ｅ）に示すようにバンプ３２を第２の積層導電膜６４上に形成する。【０１１５】
図２１は、本発明の第４の実施形態に係る弾性表面波装置の要部を説明するための部分切欠正面断面図であり、第２の実施形態において示した図１２に相当する図である。第４の実施形態の弾性表面波装置３０１は、第１の積層導電膜１０２が、最上部にＴｉ膜１０２ｅを有することを除いては、第２の実施形態と同様とされている。従って、同一部分については、同一の参照番号を付することにより省略する。本実施形態では、第１の積層導電膜１０２は、上から順に、Ｔｉ膜１０２ｅ／ＡｌＣｕ合金膜１０２ａ／Ｔｉ膜１０２ｂ／Ｐｔ膜１０２ｃ／ＮｉＣｒ合金膜１０２ｄをこの順序で積層した構造を有する。最上部のＴｉ膜１０２ｅの厚みは、他の導電膜が第２の実施形態の場合と同様である場合、１０ｎｍとした。【０１１６】
また、第２の積層導電膜１０４については、第２の実施形態と同様に、上から順に、Ａｌ膜１０４ａ／Ｔｉ膜１０４ｂ／ＡｌＣｕ合金膜１０４ｃをこの順序で積層した構造を有し、厚みは第２の実施形態の場合と同様である。従って、本実施形態は、第２の実施形態と同様に、圧電基板２のクラックを確実に防止できる効果を有する。さらに、第１の積層導電膜１０２において、最上部にＴｉ膜１０２ｅを有するため、主たる電極層であるＡｌＣｕ合金膜１０２ａの表面がＴｉ膜１０２ｅにより保護される。例えば、層間導電膜１０６や第２の積層導電膜１０４の形成に際し現像液などが用いられるが、現像液などにより、ＡｌＣｕ合金膜１０２ａがダメージを受け難い。よって、電気的特性の劣化を防止することができる。【０１１７】
また、コンタクト部Ｂにおいては、第２の積層導電膜１０４のＡｌ系導電膜からなる最下層導電膜であるＡｌＣｕ合金膜１０４ｃと、第１の積層導電膜１０２の最上層導電膜であるＴｉ膜との間に、Ｔｉ膜からなる層間導電膜１０６が配置されている。層間導電膜１０６の厚みは、第２の実施形態の場合と同様、１００ｎｍである。第２の実施形態の場合と同様、接触抵抗を低めることができる。よって、弾性表面波装置３０１の挿入損失をより改善することが可能となる。なお、Ｔｉ膜１０６の厚みは、１００ｎｍに限らないのは第２の実施形態と同様である。【０１１８】
なお、上記第１〜第４の実施形態では、図３に示した携帯電話機用デュプレクサの送信フィルタに本発明の弾性表面波装置を適用した例を示したが、本発明に係る弾性波装置は、携帯電話機の送信フィルタだけでなく、様々な帯域フィルタや弾性波共振子等に広く用いることができる。【０１１９】
また、本発明は、弾性表面波装置以外の弾性波装置、例えば弾性境界波装置にも用いることができる。図２２（ａ）及び（ｂ）は、本発明が適用される弾性境界波装置の一例を模式的に示す正面断面図及びその要部を示す模式的正面断面図である。弾性境界波装置２０１では、圧電基板２０２と、誘電体２３２との間に電極２３１が形成されている。この電極２３１は、ＩＤＴと、ＩＤＴに接続された第１の配線と、電極パッド２０３，２０６に接続された第２の配線パターンとを本発明に従って有する。これらの電極構造は、第１の積層導電膜と第２の積層導電膜とからなる。第１の積層導電膜により、ＩＤＴとＩＤＴに接続された第１の配線とが形成されている。第２の積層導電膜により、電極パッド２０３，２０６と、電極パッド２０３，２０６に連ねられた第２の配線パターンとが形成されている。ＩＤＴ、第１の配線パターン及び第２の配線パターンについては、上述した実施形態と同様とされている。【０１２０】
電極パッド２０３，２０６をそれぞれ露出させるように、誘電体２３２に複数の貫通孔が形成されている。図２２（ｂ）に示すように、貫通孔内で、アンダー・バンプ・メタル層２３４，２３５が設けられている。アンダー・バンプ・メタル層２３５上に金属バンプ２０７が設けられている。ここでは、第１の配線パターンの一部の上に第２の配線パターンが重ねられて、少なくとも１つのコンタクト部２１６が設けられている。このような弾性境界波装置においても、本発明に従って、コンタクト部２１６における第１の積層導電膜と第２の積層導電膜との接触抵抗の増加を防止することができる。従って、挿入損失を小さくすることができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【国際調査報告】
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