(57)【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弾性波素子と、
前記圧電基板上に形成され、前記弾性波素子と電気的に接続された配線と、
前記圧電基板上に形成され、前記配線を介して前記弾性波素子と電気的に接続された電極パッドと、
前記弾性波素子、及び前記配線を覆うように、前記圧電基板上に形成された絶縁層と、を具備し、
前記配線のうち前記絶縁層と接触している領域の配線及び前記電極パッドは複数の金属層からなり、前記複数の金属層の各々は前記弾性波素子の電極を形成する金属より水分に対する耐腐食性が高い金属からなることを特徴とする弾性波デバイス。
【請求項２】
前記配線のうち、前記絶縁層と接触している領域の配線は、前記弾性波素子の電極を形成する金属を含まないことを特徴とする請求項１記載の弾性波デバイス。
【請求項３】
前記弾性波素子は、Ａｌ又はＡｌを含む合金からなることを特徴とする請求項１又は２記載の弾性波デバイス。
【請求項４】
前記配線及び前記電極パッドは、Ｔｉ，Ｔａ，Ａｕ，及びＰｔの少なくとも１つからなることを特徴とする請求項１から３いずれか一項記載の弾性波デバイス。
【請求項５】
前記配線及び前記電極パッドは複数の金属層からなり、前記複数の金属層の各々は前記弾性波素子の電極を形成する金属より水分に対する耐腐食性が高い金属からなることを特徴とする請求項１から４いずれか一項記載の弾性波デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、弾性波デバイスに関し、特にＩＤＴを封止した弾性波デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、移動体通信機器等に使用されるフィルタやデュプレクサとして弾性波デバイスが広く使用されている。近年、小型化の要求に応え、弾性波素子のサイズまで弾性波デバイスのパッケージを小型化したＷＬＰ（Ｗａｆｅｒ  Ｌｅｖｅｌ  Ｐａｃｋａｇｅ：ウェハ・レベル・パッケージ）型弾性波デバイスが開発されている。
【０００３】
例えば特許文献１には、圧電基板に近い方から順に、Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ／Ｔｉにより電極パッドを形成し、ＩＤＴを封止する樹脂部と電極パッドとの密着性を高める弾性波デバイスが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１５９１２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の弾性波デバイスでは、例えば配線や電極パッドを形成する金属層のうち上層にクラック等が生じた場合、水分の浸入により配線や電極パッドが腐食することがあった。
【０００６】
本願発明は上記課題に鑑み、配線及び電極パッドの腐食を抑制できる信頼性の高い弾性波デバイスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願発明は、圧電基板と、前記圧電基板上に形成されたＩＤＴと、前記圧電基板上に形成され、前記ＩＤＴと電気的に接続された配線と、前記圧電基板上に形成され、前記配線を介して前記弾性波素子と電気的に接続された電極パッドと、前記弾性波素子、及び前記配線を覆うように、前記圧電基板上に形成された絶縁層と、を具備し、前記配線のうち前記絶縁層と接触している領域の配線及び前記電極パッドは複数の金属層からなり、前記複数の金属層の各々は前記弾性波素子の電極を形成する金属より水分に対する耐腐食性が高い金属からなる弾性波デバイスである。本発明によれば、配線及び電極パッドの腐食を抑制することが可能となる。従って、弾性波デバイスの信頼性を高めることができる。
【０００８】
上記構成において、前記配線のうち、前記絶縁層と接触している領域の配線は、前記ＩＤＴを形成する金属を含まない構成とすることができる。この構成によれば、応力が発生しやすい領域で、配線及び電極パッドの耐腐食性を高め、効果的に腐食を抑制することができる。従って、弾性波デバイスの信頼性を高めることができる。
【０００９】
上記構成において、前記ＩＤＴは、Ａｌ又はＡｌを含む合金からなる構成とすることができる。この構成によれば、良好なデバイス特性を得ることができ、かつ配線及び電極パッドの腐食を抑制して、弾性波デバイスの信頼性を高めることができる。
【００１０】
上記構成において、前記配線及び前記電極パッドは、Ｔｉ，Ｔａ，Ａｕ，及びＰｔの少なくとも１つからなる構成とすることができる。この構成によれば、耐腐食性の高い金属により配線及び電極パッドを形成するため、腐食を抑制することができ、弾性波デバイスの信頼性を高めることができる。
【００１１】
上記構成において、前記配線及び前記電極パッドは複数の金属層からなり、前記複数の金属層の各々は前記ＩＤＴを形成する金属より水分に対する耐腐食性が高い金属からなる構成とすることができる。この構成によれば、配線及び電極パッドが多層構造でも、複数の金属層が高い耐腐食性を有するため、腐食を抑制することができ、弾性波デバイスの信頼性を高めることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、配線及び電極パッドの腐食を抑制できる信頼性の高い弾性波デバイスを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１（ａ）は比較例に係る弾性波デバイスを例示する平面図であり、図１（ｂ）は比較例に係る弾性波デバイスを例示する断面図である。
【図２】図２（ａ）は実施例１に係る弾性波デバイスを例示する平面図であり、図２（ｂ）は実施例１に係る弾性波デバイスを例示する断面図である。
【図３】図３（ａ）から図３（ｄ）は、実施例１に係る弾性波デバイスの製造方法を例示する断面図である。
【図４】図４（ａ）から図４（ｃ）は、実施例１に係る弾性波デバイスの製造方法を例示する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図面を用いて、本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００１５】
まず実施例の効果を明らかにするため、比較例について説明する。図１（ａ）は比較例に係る弾性波デバイスを例示する平面図であり、図１（ｂ）は比較例に係る弾性波デバイスを例示する断面図である。図１（ａ）では、後述する絶縁層１２は透視して図示している。図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ｂ断面を例示している。
【００１６】
図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、弾性波デバイスは、圧電基板２、ＩＤＴ（Ｉｎｔｅｒ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）４及び反射器５等からなる弾性波素子１、保護膜６、配線３、電極パッド１０、絶縁層１２、電極ポスト１４、及び端子１６を備える。図１（ａ）に示すように、複数のＩＤＴ４及び端子１６が、配線３により電気的に接続されている。配線３は、後述する電極パッド１０間を接続するパッド間配線８、及びＩＤＴ４とパッド間配線８とを接続する引き出し配線７からなる。つまり、図１（ａ）中の横方向の配線が縦方向の配線がパッド間配線８であり、縦方向の配線が引き出し配線７である。
【００１７】
図１（ｂ）に示すように、ＩＤＴ４、反射器５及び引き出し配線７は、例えばＡｌ等の金属からなり、例えばＬｉＴａＯ３やＬｉＮｂＯ３等の圧電体からなる圧電基板２上に形成されている。保護膜６は、例えばＳｉＯ２（二酸化シリコン）やＳｉＮ（窒化シリコン）等のシリコン化合物からなる。保護膜６は、ＩＤＴ４、引き出し配線７、及びパッド間配線８のＡｌ層１８（後述）を覆っている。パッド間配線８は、引き出し配線７を介してＩＤＴ４と電気的に接続されている。パッド間配線８は、圧電基板２に近い方から順に、例えばＡｌ層１８、Ｔｉ層２０、Ａｕ層２２、Ｔｉ層２４等の金属層を積層したものである。
【００１８】
電極パッド１０は、パッド間配線８を介してＩＤＴ４と電気的に接続されている。電極パッド１０は、圧電基板２に近い方から順に、例えばＡｌ層１８、Ｔｉ層２０、Ａｕ層２２等の金属層を積層したものである。パッド間配線８及び電極パッド１０の最下層に位置するＡｌ層１８は、ＩＤＴ４を形成する工程において形成され、弾性波デバイスの外部に露出している。
【００１９】
例えばエポキシ樹脂等の絶縁体からなる絶縁層１２は、ＩＤＴ４、引き出し配線７の一部、及びパッド間配線８を覆う。図１（ａ）の点線で囲まれた領域に示すように、ＩＤＴ４の上側には中空部１３が形成される。すなわち絶縁層１２は、ＩＤＴ４の上側に中空部１３が形成されるように、ＩＤＴ４を封止する。ＩＤＴ４上に中空部１３が形成されるため、ＩＤＴ４の励振は妨げられない。絶縁層１２は、引き出し配線７の一部、及びパッド間配線８と接触している。
【００２０】
絶縁層１２には開口部が形成されており、開口部には例えばＣｕ等の金属からなる電極ポスト１４が形成されている。電極ポスト１４上には、例えばＳｎ−Ａｇ等の半田からなる端子１６が形成されている。電極ポスト１４は電極パッド１０のＡｕ層２２と接触している。つまり、ＩＤＴ４は、引き出し配線７、パッド間配線８、電極パッド１０、及び電極ポスト１４を介して端子１６と電気的に接続する。
【００２１】
例えば弾性波デバイスを実装する工程におけるリフローのように、弾性波デバイスが加熱された場合、パッド間配線８と絶縁層１２とが接触している領域では、絶縁層１２の収縮によりパッド間配線８に応力が生じることがあった。パッド間配線８に応力が加わると、パッド間配線８上層のＡｕ層２２、Ｔｉ層２０及び２４にクラック等の損傷が生じる可能性があった。上層が損傷したパッド間配線８が、高温・高湿度の環境下に置かれると、水分が損傷箇所から浸入し、パッド間配線８最下層のＡｌ層１８が水分により腐食することがあった。
【００２２】
また、弾性波デバイスに加わる荷重や温度変化によって、電極パッド１０と電極ポスト１４との間に応力が生じて、電極パッド１０上層のＴｉ層２０及びＡｕ層２２が損傷することがあった。この場合も、損傷箇所から浸入した水分により、電極パッド１０下層のＡｌ層１８が腐食することがあった。さらに、弾性波デバイスの端部において露出しているＡｌ層１８が腐食する可能性もあった。上記のようなパッド間配線８や電極パッド１０を形成するＡｌ層１８の腐食により、弾性波デバイスの信頼性が低下する恐れがあった。
【００２３】
次に実施例１について説明する。図２（ａ）は実施例１に係る弾性波デバイスを例示する平面図であり、図２（ｂ）は実施例１に係る弾性波デバイスを例示する断面図である。既述した構成と同じ構成については、説明を省略する。
【００２４】
図２（ａ）に示すように、ＩＤＴ４、反射器５、及び引き出し配線７のうち絶縁層１２に接触しない領域（これを第１引き出し配線９とする）は、Ａｌからなる。これに対し、引き出し配線７のうち絶縁層１２に接触する領域（これを第２引き出し配線１１とする）、パッド間配線８、及び電極パッド１０はＡｌを含まない。すなわち、第２引き出し配線１１、パッド間配線８及び電極パッド１０を形成する金属は、ＩＤＴ４を形成する金属を含まない。なお、図２（ａ）中では、引き出し配線７のうち、黒塗りの領域を第１引き出し配線９、白抜きの領域を第２引き出し配線１１として図示している。
【００２５】
図２（ｂ）に示すように、より詳細には、パッド間配線８及び第２引き出し配線１１は、圧電基板２に近い方から順に、Ｔｉ層２０、Ａｕ層２２及びＴｉ層２４を積層してなる。電極パッド１０は圧電基板２に近い方から順に、Ｔｉ層２０、及びＡｕ層２２を積層してなる。言い換えれば、電極パッド１０は、パッド間配線８から最上層のＴｉ層２４を除いたものである。すなわち、第２引き出し配線１１を形成する金属、パッド間配線８を形成する金属、及び電極パッド１０を形成する複数の金属の各々は、ＩＤＴ４を形成する金属よりも、水分に対する耐腐食性が高い。
【００２６】
なお、圧電基板２の上面から絶縁層１２の上面までの高さは例えば９０μｍ、中空部１３上における絶縁層１２の厚さは例えば６０μｍである。Ａｌ層１８の厚さは例えば３５０ｎｍ、Ｔｉ層２０の厚さは例えば２００ｎｍ、Ａｕ層２２の厚さは例えば１５０ｎｍ、Ｔｉ層２４の厚さは例えば２００ｎｍ、である。
【００２７】
次に実施例１に係る弾性波デバイスの製造方法について説明する。図３（ａ）から図４（ｃ）は、実施例１に係る弾性波デバイスの製造方法を例示する断面図である。
【００２８】
図３（ａ）に示すように、圧電基板２上に、例えば蒸着法及びリフトオフ法により、例えばＡｌからなるＩＤＴ４及び第１引き出し配線９となるＡｌ層１８を形成する。このとき、反射器５も形成される。また、第２引き出し配線１１、パッド間配線８及び電極パッド１０が形成される領域には、Ａｌ層１８は形成されない。
【００２９】
図３（ｂ）に示すように、ＩＤＴ４及びＡｌ層１８を覆う保護膜６を、例えばスパッタ法により形成する。
【００３０】
図３（ｃ）に示すように、圧電基板２上に、例えば蒸着法及びリフトオフ法により、下から順にＴｉ層２０、Ａｕ層２２及びＴｉ層２４を形成する。これにより、Ｔｉ層２０、Ａｕ層２２及びＴｉ層２４からなる、第２引き出し配線１１及びパッド間配線８が形成される。また、例えばエッチング等によりＴｉ層２４の一部を除去して、Ａｕ層２２を露出させることで、電極パッド１０が形成される。
【００３１】
図３（ｄ）に示すように、ＩＤＴ４、引き出し配線７、パッド間配線８及び電極パッド１０上に、例えばテンティング法により例えばエポキシ樹脂を形成する。その後、エポキシ樹脂の露光現像を行うことにより、ＩＤＴ４上に中空部を、電極パッド１０上に開口部をそれぞれ有し、ＩＤＴ４、引き出し配線７及びパッド間配線８を覆う絶縁層１２が形成される。
【００３２】
図４（ａ）に示すように、電極パッド１０上に、例えばメッキ法により、例えばＣｕからなる電極ポスト１４を形成する。
【００３３】
図４（ｂ）に示すように、電極ポスト１４上に、例えば印刷法により、Ｓｎ−Ａｇ等の半田からなる端子１６を形成する。
【００３４】
図４（ｃ）に示すように、ダイシング法により、絶縁層１２及び圧電基板２を切断する。以上の工程により、実施例１に係る弾性波デバイスが完成する。
【００３５】
実施例１によれば、第２引き出し配線１１、パッド間配線８及び電極パッド１０が、ＩＤＴ４を形成するＡｌよりも水分に対する耐腐食性の高いＴｉ，Ａｕ等で形成される。このため、第２引き出し配線１１、パッド間配線８及び電極パッド１０の耐腐食性が高まる。第２引き出し配線１１、パッド間配線８及び電極パッド１０が損傷した場合でも、第２引き出し配線１１、パッド間配線８や電極パッド１０の腐食を抑制することが可能となる。また、パッド間配線８がＡｌ層を含まないため、Ａｌ層が弾性波デバイスの外部に露出することもない。つまり弾性波デバイスの外部に露出したパッド間配線８の損傷を抑制できる。従って、弾性波デバイスの信頼性を高めることができる。
【００３６】
実施例１では、パッド間配線８、及び引き出し配線７のうち第２引き出し配線１１が、耐腐食性の高い金属からなるとした。しかし例えば、パッド間配線８、及び引き出し配線７の全体が耐腐食性の高い金属からなるとしてもよい。言い換えれば、配線３の少なくとも一部の領域における配線、及び電極パッド１０は、ＩＤＴ４を形成する金属よりも、水分に対する耐腐食性が高い金属で形成される。
【００３７】
実施例１では、絶縁層１２と接触しているパッド間配線８、及び引き出し配線７のうち絶縁層１２と接触する領域である第２引き出し配線１１が、ＩＤＴ４を形成する金属（Ａｌ）を含まない。このため、応力が発生しやすい領域において、パッド間配線８及び引き出し配線７の耐腐食性を高めることができる。従って、効果的に腐食を抑制することができる。
【００３８】
図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、パッド間配線８の及び引き出し配線７のうち絶縁層１２と接触する領域の配線、言い換えれば中空部１３に露出しない領域の配線は、ＩＤＴ４を形成する金属を含まない。これに対し、パッド間配線８及び引き出し配線７のうち絶縁層１２と接触しない領域の配線、言い換えれば中空部１３に露出する領域の配線は、ＩＤＴ４を形成する金属を含んでもよい。また、パッド間配線８の全体及び引き出し配線７の全体が、ＩＤＴ４を形成する金属を含まないとしてもよい。この場合、例えばＡｌからなるＩＤＴ４のバスバーに、例えばＴｉ／Ａｕ／Ｔｉからなり、Ａｌを含まない引き出し配線７が接続されることになる。絶縁層１２と配線３とが接触する領域では応力が発生しやすいため、パッド間配線８及び引き出し配線７のうち絶縁層１２と接触する領域の配線の全ては、ＩＤＴ４を形成する金属を含まないことが好ましい。
【００３９】
第２引き出し配線１１、パッド間配線８及び電極パッド１０を形成する耐腐食性の高い金属として、Ａｕ及びＴｉ以外に、例えばＴａ及びＰｔ等がある。ただし、第２引き出し配線１１、パッド間配線８及び電極パッド１０を形成する金属はこれらに限定されず、ＩＤＴ４を形成する金属より、水分に対する耐腐食性が高ければよい。
【００４０】
ＩＤＴ４はＡｌ以外の金属を用いて形成してもよい。しかし、ＩＤＴ４にＡｌ、又はＡｌを含む合金を用いた場合、良好なデバイス特性を得ることができる。従って、ＩＤＴ４はＡｌ、又はＡｌを含む合金を用いて形成することが好ましい。その一方で、第２引き出し配線１１、パッド間配線８及び電極パッド１０は耐腐食性の高い金属で形成することができる。これにより、良好なデバイス特性を得ることができ、かつ電極パッド及び配線の腐食を抑制して弾性波デバイスの信頼性を高めることができる。
【００４１】
実施例１では、第２引き出し配線１１、パッド間配線８及び電極パッド１０は複数の金属層を積層した多層構造としたが、第２引き出し配線１１、パッド間配線８及び電極パッド１０は多層構造に限定されない。つまり第２引き出し配線１１、パッド間配線８及び電極パッド１０は、ＩＤＴ４を形成する金属より耐腐食性の高い金属により構成された単層構造でもよい。なお、多層構造を用いる場合、複数の金属層の各々が、ＩＤＴ４を形成する金属より耐腐食性の高い金属により構成されることで、腐食を抑制することができる。
【００４２】
実施例１では弾性表面波デバイスについて説明したが、本願発明は弾性境界波デバイス、ＦＢＡＲ（Ｆｉｌｍ  Ｂｕｌｋ  Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｒｅｓｏｎａｔｏｒ：圧電薄膜共振器）等、他の弾性波デバイスにも適用可能である。ＦＢＡＲを用いる場合、圧電膜を挟む上部電極及び下部電極を形成する金属が、実施例１におけるＩＤＴを形成する金属に相当する。
【００４３】
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００４４】
弾性波素子          １
圧電基板            ２
配線                ３
ＩＤＴ              ４
引き出し配線        ７
パッド間配線        ８
第１引き出し配線    ９
電極パッド          １０
第２引き出し配線    １１
絶縁層              １２
中空部              １３
電極ポスト          １４
端子                １６
Ａｌ層              １８
Ｔｉ層              ２０，２４
Ａｕ層              ２２
【図１】
0005394948.tif 000002
【図２】
0005394948.tif 000003
【図３】
0005394948.tif 000004
【図４】
0005394948.tif 000005