(57)【要約】【課題】横モードスプリアスを抑制すること。【解決手段】圧電基板１０と、前記圧電基板上に設けられ、少なくとも一部において各々の電極指が互い違いに配列方向に配列し、前記配列方向で前記各々の電極指が重なる交差領域５０を形成する一対の櫛歯電極と、前記交差領域における前記一対の櫛歯電極上方に設けられ、前記各々の電極指の延伸方向における前記交差領域内の中央領域５２から前記中央領域の両側に設けられたエッジ領域５４にかけて設けられた第１溝部１７ａを有し、前記エッジ領域の膜厚と前記中央領域の膜厚とが異なる付加膜１６と、を備える弾性波デバイス。【選択図】図２
2019050544.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電基板と、
前記圧電基板上に設けられ、少なくとも一部において各々の電極指が互い違いに配列方向に配列し、前記配列方向で前記各々の電極指が重なる交差領域を形成する一対の櫛歯電極と、
前記交差領域における前記一対の櫛歯電極上方に設けられ、前記各々の電極指の延伸方向における前記交差領域内の中央領域から前記中央領域の両側に設けられたエッジ領域にかけて設けられた第１溝部を有し、前記エッジ領域の膜厚と前記中央領域の膜厚とが異なる付加膜と、
を備える弾性波デバイス。
【請求項２】
前記エッジ領域の前記付加膜の膜厚は前記中央領域の前記付加膜の膜厚より大きい請求項１記載の弾性波デバイス。
【請求項３】
前記第１溝部を前記延伸方向で断面視したとき、前記第１溝部の少なくとも一部は傾斜によって形成されている請求項１または２に記載の弾性波デバイス。
【請求項４】
前記付加膜は、前記延伸方向における前記交差領域の外側の領域における前記一対の櫛歯電極上方に設けられ、前記交差領域から前記外側の領域にかけて設けられた第２溝部を有する請求項１から３のいずれか一項に記載の弾性波デバイス。
【請求項５】
前記櫛歯電極と前記付加膜との間に誘電体膜を備える請求項１から４のいずれか一項に記載の弾性波デバイス。
【請求項６】
前記第１溝部は、前記付加膜を貫通する請求項１から５のいずれか一項に記載の弾性波デバイス。
【請求項７】
圧電基板と、
前記圧電基板上に設けられ、少なくとも一部において各々の電極指が互い違いに配列方向に配列し、前記配列方向で前記各々の電極指が重なる交差領域を形成する一対の櫛歯電極と、
前記各々の電極指の延伸方向における前記交差領域の中央領域における前記一対の櫛歯電極上方に設けられ、前記延伸方向における前記中央領域の両側において前記中央領域の両側に向けて上面が低くなるように傾斜する第１付加膜と、
前記交差領域内において前記中央領域の前記延伸方向の両側に設けられたエッジ領域における前記一対の櫛歯電極上に設けられ、前記延伸方向における前記中央領域側において前記中央領域側に向けて上面が低くなるように傾斜し、最大膜厚が前記第１付加膜の最大膜厚と異なる第２付加膜と、
を備える弾性波デバイス。
【請求項８】
前記一対の櫛歯電極を含む弾性波共振器を備える請求項１から７のいずれか一項に記載の弾性波デバイス。
【請求項９】
前記弾性波共振器を含むフィルタを備える請求項８に記載の弾性波デバイス。
【請求項１０】
前記フィルタを含むマルチプレクサを備える請求項９に記載の弾性波デバイス。
【請求項１１】
少なくとも一部において各々の電極指が互い違いに配列方向に配列し、前記配列方向で前記各々の電極指が重なる交差領域を形成する一対の櫛歯電極を、圧電基板上に形成する工程と、
前記交差領域における前記一対の櫛歯電極上方に付加膜を形成する工程と、
マスク層をマスクに、前記付加膜をドライエッチングすることにより、前記各々の電極指の延伸方向における前記交差領域内の中央領域から前記中央領域の両側に設けられたエッジ領域にかけて前記付加膜に第１溝部を形成しかつ前記中央領域の前記付加膜の膜厚と前記エッジ領域の前記付加膜の膜厚とを異ならせる工程と、
を含む弾性波デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾性波デバイスおよびその製造方法に関し、例えば櫛歯電極を有する弾性波デバイスおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話を代表とする高周波通信用システムにおいて、通信に使用する周波数帯以外の不要な信号を除去するために、高周波フィルタ等が用いられている。高周波フィルタ等には、弾性表面波（ＳＡＷ：Surface acoustic wave）共振器等の弾性波共振器が用いられている。ＳＡＷ共振器においては、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）基板またはニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）基板等の圧電基板上に複数の電極指を有する櫛歯電極（すなわちＩＤＴ（Interdigital Transducer））が形成されている。
【０００３】
弾性表面波共振器では、横モードスプリアスが生じることがある。横モードスプリアスを抑制するために、ＩＤＴの交差領域内のエッジ領域の音速を中央領域より遅くすることが知られている（例えば特許文献１、２）。このような構造をピストンモードという。スプリアスを抑制するため、ＩＤＴ上に設けられた誘電体膜の上面を傾斜させることが知られている（例えば特許文献３）。交差領域における誘電体膜を他の領域より厚くすることが知られている（例えば特許文献４）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１０１３５０号公報
【特許文献２】特表２０１３−５４４０４１号公報
【特許文献３】国際公開第２０１２／１５７１０１号
【特許文献４】特開２０１６−２６４４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
交差領域に付加膜を設け、中央領域とエッジ領域とで付加膜の膜厚を異ならせることでピストンモード構造が実現できる。これにより、横モードスプリアスを抑制することができる。しかしながら、中央領域とエッジ領域との間には膜厚が変化する遷移領域が形成される。これにより、理想的なピストンモード構造とはならず、横モードスプリアスの抑制は十分ではない。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、横モードスプリアスを抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、圧電基板と、前記圧電基板上に設けられ、少なくとも一部において各々の電極指が互い違いに配列方向に配列し、前記配列方向で前記各々の電極指が重なる交差領域を形成する一対の櫛歯電極と、前記交差領域における前記一対の櫛歯電極上方に設けられ、前記各々の電極指の延伸方向における前記交差領域内の中央領域から前記中央領域の両側に設けられたエッジ領域にかけて設けられた第１溝部を有し、前記エッジ領域の膜厚と前記中央領域の膜厚とが異なる付加膜と、を備える弾性波デバイスである。
【０００８】
上記構成において、前記エッジ領域の前記付加膜の膜厚は前記中央領域の前記付加膜の膜厚より大きい構成とすることができる。
【０００９】
上記構成において、前記第１溝部を前記延伸方向で断面視したとき、前記第１溝部の少なくとも一部は傾斜によって形成されている構成とすることができる。
【００１０】
上記構成において、前記付加膜は、前記延伸方向における前記交差領域の外側の領域における前記一対の櫛歯電極上方に設けられ、前記交差領域から前記外側の領域にかけて設けられた第２溝部を有する構成とすることができる。
【００１１】
上記構成において、前記櫛歯電極と前記付加膜との間に誘電体膜を備える構成とすることができる。
【００１２】
上記構成において、前記第１溝部は、前記付加膜を貫通する構成とすることができる。
【００１３】
本発明は、圧電基板と、前記圧電基板上に設けられ、少なくとも一部において各々の電極指が互い違いに配列方向に配列し、前記配列方向で前記各々の電極指が重なる交差領域を形成する一対の櫛歯電極と、前記各々の電極指の延伸方向における前記交差領域の中央領域における前記一対の櫛歯電極上方に設けられ、前記延伸方向における前記中央領域の両側において前記中央領域の両側に向けて上面が低くなるように傾斜する第１付加膜と、前記交差領域内において前記中央領域の前記延伸方向の両側に設けられたエッジ領域における前記一対の櫛歯電極上に設けられ、前記延伸方向における前記中央領域側において前記中央領域側に向けて上面が低くなるように傾斜し、最大膜厚が前記第１付加膜の最大膜厚と異なる第２付加膜と、を備える弾性波デバイスである。
【００１４】
上記構成において、前記一対の櫛歯電極を含む弾性波共振器を備える構成とすることができる。
【００１５】
上記構成において、前記弾性波共振器を含むフィルタを備える構成とすることができる。
【００１６】
上記構成において、前記フィルタを含むマルチプレクサを備える構成とすることができる。
【００１７】
本発明は、少なくとも一部において各々の電極指が互い違いに配列方向に配列し、前記配列方向で前記各々の電極指が重なる交差領域を形成する一対の櫛歯電極を、圧電基板上に形成する工程と、前記交差領域における前記一対の櫛歯電極上方に付加膜を形成する工程と、マスク層をマスクに、前記付加膜をドライエッチングすることにより、前記各々の電極指の延伸方向における前記交差領域内の中央領域から前記中央領域の両側に設けられたエッジ領域にかけて前記付加膜に第１溝部を形成しかつ前記中央領域の前記付加膜の膜厚と前記エッジ領域の前記付加膜の膜厚とを異ならせる工程と、を含む弾性波デバイスの製造方法である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、横モードスプリアスを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１（ａ）は、実施例１に係る弾性波共振器の平面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【図２】図２（ａ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ断面図、図２（ｂ）は音速を示す図である。
【図３】図３（ａ）および図３（ｂ）は、比較例１における図２（ｂ）の領域Ａ付近の付加膜の断面図および拡大図である。
【図４】図４（ａ）および図４（ｂ）は、実施例１における図２（ｂ）の領域Ａ付近の付加膜の断面図および拡大図である。
【図５】図５（ａ）から図５（ｃ）は、実施例１に係る弾性波共振器の製造方法を示す断面図（その１）である。
【図６】図６（ａ）および図６（ｂ）は、実施例１に係る弾性波共振器の製造方法を示す断面図（その２）である。
【図７】図７は、実験１におけるバイアスパワーに対する溝部の深さＤ２を示す図である。
【図８】図８は、実験２におけるウエハＮｏに対するユニフォミティを示す図である。
【図９】図９（ａ）および図９（ｂ）は、実施例１における溝部の平面図である。
【図１０】図１０（ａ）および図１０（ｂ）は、実施例１の変形例に係る弾性波共振器の断面図である。
【図１１】図１１（ａ）および図１１（ｂ）は、実施例１の変形例に係る弾性波共振器の断面図である。
【図１２】図１２（ａ）および図１２（ｂ）は、実施例１の変形例に係る弾性波共振器の断面図である。
【図１３】図１３は、実施例１の変形例に係る弾性波共振器の断面図である。
【図１４】図１４（ａ）は、実施例２に係るフィルタの回路図、  図１４（ｂ）は、実施例２の変形例１に係るデュプレクサの回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下図面を参照し、本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００２１】
図１（ａ）は、実施例１に係る弾性波共振器の平面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。図１（ａ）において、誘電体膜および付加膜は図示を省略している。弾性波の伝搬方向（すなわち電極指の配列方向）をＸ方向、電極指の延伸方向をＹ方向、圧電基板の上面の法線方向をＺ方向とする。Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向は、圧電基板１０の結晶方位のＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向とは必ずしも対応しない。
【００２２】
図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、圧電基板１０上にＩＤＴ２２および反射器２４が形成されている。ＩＤＴ２２および反射器２４は、圧電基板１０に形成された金属膜１２により形成される。ＩＤＴ２２は、対向する一対の櫛歯電極２５を備える。櫛歯電極２５は、複数の電極指２６（櫛歯）と、複数の電極指２６が接続されたバスバー２８を備える。一対の櫛歯電極２５は、少なくとも一部において電極指２６がほぼ互い違いとなるように、対向して設けられている。
【００２３】
一対の櫛歯電極２５の電極指２６が交差する領域が交差領域５０である。交差領域５０において電極指２６が励振する弾性波は、主に電極指２６の配列方向（Ｘ方向）に伝搬する。同じ櫛歯電極２５における電極指２６のピッチλがほぼ弾性波の波長となる。交差領域５０のうち電極指２６が延伸するＹ方向の中央が中央領域５２である。中央領域５２の両端に設けられた領域がエッジ領域５４である。一方の櫛歯電極２５の電極指２６の先端と他方の櫛歯電極２５のバスバー２８との間の領域がギャップ領域５６である。ダミー電極指が設けられている場合、ギャップ領域は電極指の先端とダミー電極指の先端の間の領域である。バスバー２８の領域がバスバー領域５８である。
【００２４】
圧電基板１０上に電極指２６を覆うように誘電体膜１４が設けられている。誘電体膜１４上に付加膜１６が設けられている。圧電基板１０は、例えばタンタル酸リチウム基板またはニオブ酸リチウム基板である。圧電基板１０をニオブ酸リチウム基板とする場合、例えば回転Ｙカットニオブ酸リチウム基板を用いる。回転Ｙカット角が１２７．８６°においてレイリー波の電気機械結合係数が最大となる。Ｃａｍｐｂｅｌｌ＆Ｊｏｎｅｓ法を用いシミュレーションすると、回転Ｙカット角が１２０°から１４０°の範囲ではレイリー波の電気機械結合係数はリーキー波の電気機械結合係数より大きくなる。よって、レイリー波が主モードとなり、リーキー波は不要波となる。レイリー波を主モードとする場合、回転Ｙカット角は１２０°以上かつ１４０°以下が好ましい。また、１２７．８６°に対し製造上のばらつきを考慮し、回転Ｙカット角は１２６°以上かつ１３０°以下が好ましい。
【００２５】
ニオブ酸リチウム基板では、回転Ｙカット角が０°においてリーキー波の電気機械結合係数が最大となる。回転Ｙカット角が−１０°から１０°の範囲ではリーキー波の電気機械結合係数はレイリー波の電気機械結合係数より大きくなる。よって、リーキー波が主モードとなり、レイリー波は不要波となる。リーキー波を主モードとする場合、回転Ｙカット角は−１０°以上かつ１０°以下が好ましい。また、製造上のばらつきを考慮し、回転Ｙカット角は−３°以上かつ３°以下が好ましい。
【００２６】
金属膜１２は、例えばアルミニウムまたは銅を主成分とする膜である。金属膜１２は、例えば圧電基板１０側からルテニウム膜、銅膜およびクロム膜である。誘電体膜１４は、例えば酸化シリコン膜であり、温度補償膜である。酸化シリコン膜は、無添加でもよく、弗素等の元素が添加されていてもよい。誘電体膜１４が温度補償膜として機能するため、圧電基板１０の弾性率の温度係数と逆符号の弾性率の温度定数を有する。誘電体膜１４を設けることで、共振周波数等の周波数温度係数の絶対値を小さくできる。
【００２７】
付加膜１６は、例えば弾性表面波の音速より横波音速が遅い材料からなる。付加膜１６としては、例えば酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５またはＴａＯｘ）膜または酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５またはＮｂＯｘ）膜、酸化テルル、酸化タングステン膜、酸化チタン膜または弗素を添加した酸化シリコン等の絶縁膜または金属膜を用いることができる。付加膜１６の密度は誘電体膜１４より大きいことが好ましい。これにより、付加膜１６を薄くできる。
【００２８】
付加膜１６は界面を含まない単体の膜であることが好ましい。これにより、付加膜１６をエッチングするときに、付加膜１６が不均一エッチングされることを抑制できる。また、界面に起因した音響的な損失および／または付加膜１６内での剥がれを抑制できる。
【００２９】
図２（ａ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ断面図、図２（ｂ）は音速を示す図である。図２（ａ）に示すように、エッジ領域５４における付加膜１６ｂの膜厚Ｔ２およびバスバー領域５８における付加膜１６ｄの膜厚Ｔ３は、中央領域５２における付加膜１６ａおよびギャップ領域５６における付加膜１６ｃの膜厚Ｔ１より大きい。付加膜１６は、溝部１７ａから１７ｃを有している。溝部１７ａは中央領域５２とエッジ領域５４との間に形成されている。溝部１７ｂは、エッジ領域５４とギャップ領域５６との間に形成されている。溝部１７ｃは、ギャップ領域５６とバスバー領域５８との間に形成されている。溝部１７ａから１７ｃは付加膜１６を貫通している。
【００３０】
バスバー領域５８の付加膜１６ｄ上に金属膜３０が設けられている。金属膜３０は金属膜１２と電気的に接続されている。金属膜３０は、弾性波共振器同士を接続する配線である。金属膜３０としては、銅膜、金膜またはアルミニウム膜を用いることができる。
【００３１】
図２（ｂ）に示すように、ギャップ領域５６の音速は電極指２６の密度が低いため、交差領域５０の音速より速い。これにより、弾性波は交差領域５０内に閉じ込められる。さらに、エッジ領域５４の付加膜１６ｂが中央領域５２の付加膜１６ａより厚いため、エッジ領域５４の音速が中央領域５２の音速より遅くなる。これにより、交差領域５０内の基本横モードの強度分布がＹ方向にフラットとなる。さらに、高次横モードの結合係数が小さくなる。これらにより、横モードスプリアスを抑制するピストンモードを実現することができる。
【００３２】
膜厚Ｔ２とＴ１の差は付加膜１６の密度、ヤング率および音速等の材質により定める。例えば、エッジ領域５４の音速は中央領域５２の音速より１％から３％遅いことが好ましい。この音速差を実現するため、例えば付加膜１６の材料が酸化ニオブまたは酸化タンタルの場合、膜厚差Ｔ２−Ｔ１は波長λ（電極指のピッチ）で規格化した膜厚で約０．８％以上であることが好ましい。例えば膜厚Ｔ１は１ｎｍから２０ｎｍであり、膜厚差Ｔ２−Ｔ１は、１０ｎｍから１００ｎｍである。
【００３３】
ピストンモードを実現するため、エッジ領域５４のＹ方向の幅は、５λ以下（例えば交差領域５０の幅の１／４以下）が好ましく、２λ以下（例えば交差領域５０の幅の１／１０以下）がより好ましい。エッジ領域５４のＹ方向の幅は、０．１λ以上（例えば交差領域５０の幅の１／２００以上）が好ましく０．５λ以上（例えば交差領域５０の幅の１／４０以上）がより好ましい。
【００３４】
バスバー領域５８上に付加膜１６を設けることにより、バスバー領域５８における音速が遅くなる。これにより、バスバー領域５８に高次横モードの不要波のエネルギーが集中する。ギャップ領域５６への高次横モードの不要波の閉じ込めを弱めるため、横モードスプリアスを抑制できる。バスバー領域５８における付加膜１６ｄの膜厚Ｔ３は、バスバー領域５８の音速を遅くするため、エッジ領域５４における付加膜１６ｂの膜厚Ｔ２以上が好ましい。バスバー領域５８上の付加膜１６ｄは、Ｙ方向においてバスバー領域５８全体に設けてもよいが、バスバー領域５８上の一部（例えばギャップ領域５６側の一部）に設けてもよい。
【００３５】
バスバー領域５８に金属膜３０を設けることにより、バスバー領域５８における音速がより遅くなる。これにより、横モードスプリアスをより抑制できる。
【００３６】
溝部１７ａでは、付加膜１６が設けられていない。このため、溝部１７ａでは、中央領域５２より音速が速くなる。溝部１７ｂおよび１７ｃではギャップ領域５６より音速が速くなる。
【００３７】
図３（ａ）および図３（ｂ）は、比較例１における図２（ｂ）の領域Ａ付近の付加膜の断面図および拡大図である。図３（ａ）に示すように、中央領域５２とエッジ領域５４との間およびエッジ領域５４とギャップ領域５６との間の領域において付加膜１６の膜厚はなだらかに変化する。これにより、中央領域５２とエッジ領域５４との間の遷移領域５５ａおよびエッジ領域５４とギャップ領域５６との間の遷移領域５５ｂにおいて音速はなだらかに変化する。付加膜１６の膜厚を急峻に変化させることは製造上難しい。音速がなだらかに変化すると理想的なピストンモード条件からずれるため、横モードスプリアスが十分に抑圧されない。
【００３８】
図４（ａ）および図４（ｂ）は、実施例１における図２（ｂ）の領域Ａ付近の付加膜の断面図および拡大図である。なお、溝部１７ａが付加膜１６を貫通すると、理論的には溝部１７ａの音速は図２（ｂ）のように非常に速くなるが図４（ｂ）は、溝部１７ａの音速を現実的に図示している。図４（ａ）に示すように、中央領域５２からエッジ領域５４にかけておよびエッジ領域５４からギャップ領域５６にかけてそれぞれ溝部１７ａおよび１７ｂが形成する。これにより、遷移領域５５ａおよび５５ｂにおいて付加膜１６の膜厚が急峻に変化する。よって、音速は急峻に変化するため、理想的なピストンモード条件に近づく。これにより、横モードスプリアスが抑圧される。
【００３９】
溝部１７ａおよび１７ｂの膜厚の遷移領域を含む幅Ｗ１およびＷ２は、例えば１０ｎｍから１μｍである。膜厚の変化を急峻にするため、幅Ｗ１およびＷ２は５μｍ以下が好ましい。溝部１７ａおよび１７ｂの深さＤ１は、例えば１ｎｍから膜厚Ｔ１であり、５ｎｍ以上が好ましい。
【００４０】
［実施例１の製造方法］
次に実施例１に係る弾性波共振器の製造方法を説明する。図５（ａ）から図６（ｂ）は、実施例１に係る弾性波共振器の製造方法を示す断面図である。図５（ａ）に示すように、圧電基板１０上に金属膜１２を形成する。金属膜１２により、ＩＤＴ２２および反射器２４が形成される。ＩＤＴ２２および反射器２４は、例えばスパッタリング法およびエッチング法、または、蒸着法およびリフトオフ法を用い形成する。
【００４１】
図５（ｂ）に示すように、圧電基板１０上にＩＤＴ２２および反射器２４を覆うように誘電体膜１４を形成する。誘電体膜１４は、例えばＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法またはスパッタリング法を用い形成する。誘電体膜１４の上面を例えばエッチング法またはＣＭＰ（Chemical mechanical Polishing）法を用い平坦化する。図５（ｃ）に示すように、誘電体膜１４上に付加膜１６を形成する。付加膜１６は、例えばスパッタリング法およびエッチング法、または、蒸着法およびリフトオフ法を用い形成する。
【００４２】
図６（ａ）に示すように、付加膜１６上に開口６２を有するマスク層６０を形成する。マスク層６０は例えばフォトレジストである。開口６２は、中央領域５２およびギャップ領域５６に形成されている。マスク層６０をマスクに付加膜１６を矢印６４のようにエッチングする。これにより、中央領域５２およびギャップ領域５６の付加膜１６の膜厚Ｔ４は、エッジ領域５４およびバスバー領域５８の付加膜１６の膜厚Ｔ３より小さくなる。このとき、エッチング条件を適切に選択することで、中央領域５２とエッジ領域５４との間に溝部１７ｄが形成され、エッジ領域５４とギャップ領域５６との間に溝部１７ｅが形成され、ギャップ領域５６とバスバー領域５８との間に溝部１７ｆが形成される。溝部１７ｄから１７ｆの深さはＤ２である。
【００４３】
図６（ｂ）のように、マスク層６０を除去する。その後、金属膜３０を形成する。金属膜３０は、例えばスパッタリング法およびエッチング法、蒸着法およびリフトオフ法、またはめっき法を用い形成する。付加膜１６および金属膜３０上に開口６７を有するマスク層６６を形成する。マスク層６６は例えばフォトレジストである。開口６７は、交差領域５０およびギャップ領域５６に形成されている。マスク層６６をマスクに付加膜１６を矢印６８のようにエッチングする。これにより、中央領域５２およびギャップ領域５６の付加膜１６ａおよび１６ｃの膜厚Ｔ１は、膜厚Ｔ４より小さくなる。エッジ領域５４の付加膜１６ｂの膜厚Ｔ２はバスバー領域５８の付加膜１６ｄの膜厚Ｔ３より小さくなる。エッチング条件を適切に選択することで、溝部１７ｄから１７ｆは、付加膜１６を貫通し、溝部１７ａから１７ｃとなる。溝部１７ａから１７ｃは付加膜１６を貫通するため、溝部１７ａから１７ｃの深さＤ１はほぼ膜厚Ｔ１となる。図６（ｂ）のエッチングにより、周波数調整を行ってもよい。また、付加膜１６上に周波数調整膜を設けてもよい。
【００４４】
図６（ａ）では、中央領域５２の付加膜１６の膜厚をエッジ領域５４の付加膜１６の膜厚より例えば４０ｎｍから３００ｎｍ程度小さくする。このため、付加膜１６のエッチング量は例えば４０ｎｍから３００ｎｍである。図６（ｂ）では、付加膜１６のエッチング量は例えば１ｎｍから３０ｎｍである。この場合、溝部１７ａから１７ｃは主に図６（ａ）のエッチングにおいて形成し、図６（ｂ）では、付加膜１６を均一にエッチングしてもよい。
【００４５】
［エッチング実験１］
溝部を形成するエッチング条件について検討した。付加膜１６を酸化ニオブ膜とし、ドライエッチング装置としてＩＣＰ（Inductive Coupled Plasma）型エッチング装置を用いた。表１は、エッチング条件ＡからＦにおけるエッチングレートと溝部１７ｄから１７ｆの深さＤ２を示す表である。
【表１】
2019050544.tif 000003
【００４６】
表１において、深さＤ２は、付加膜１６を１１５ｎｍエッチングしたときの溝部１７ｄから１７ｆの深さＤ２である。ＩＣＰパワーはＩＣＰコイルに加える高周波パワー、バイアスパワーは、ウエハを配置する下部電極に加える高周波パワーである。ＣＦ４流量およびＡｒ流量は、エッチングガスとして用いるＣＦ４ガスおよびＡｒガスの流量である。圧力はエッチングガスの圧力である。
【００４７】
図７は、実験１におけるバイアスパワーに対する溝部の深さＤ２を示す図である。表１および図７に示すように、深さＤ２はバイアスパワーに大きく依存し、ＩＣＰパワー、ＣＦ４流量にはほとんど依存しない。バイアスパワーが大きいと、エッチングガスのイオンが加速されてウエハ表面に衝突するときに、イオン衝撃による物理エッチングが促進される。物理的なエッチングでは、凹凸の側壁近傍では、イオンが側壁と凹底部とで多重反射および／または多重散乱され、凹凸の境界付近が他の領域に比べ大きくエッチングされる。これにより、バイアスパワーが大きいと、溝部の深さＤ２が大きくなる。このように、バイアスパワーを調整することで、溝部の深さを調整できる。なお、バイアスパワーが大きすぎると、凸部の側壁に化学的エッチングの副生成物が堆積する。この堆積物が大量に生成されるとバリとなる。バリは塵の原因となる。よって、堆積物の膜厚が１００ｎｍ以下、好ましくは２０ｎｍ以下となるように、バイアスパワーを調整することが好ましい。
【００４８】
［エッチング実験２］
実験１の条件ＢおよびＦを用い、複数のウエハを連続し、エッチングレートのウエハ面内のユニフォミティを測定した。ユニフォミティは（ＭＡＸ−ＭＩＮ）／ＡＶＲ×１００［％］である。ＭＡＸ、ＭＩＮおよびＡＶＲは、それぞれウエハ面内の最大エッチングレート、ウエハ面内の最小エッチングレート、およびウエハ面内のエッチングレートの平均である。条件Ｂは溝部の深さＤ２が６ｎｍの条件であり、条件Ｆは溝部がほとんど形成されない条件である。条件Ｆは、条件Ｂとエッチングレートをほぼ同じとするため、条件ＢよりＩＣＰパワーを大きくしている。
【００４９】
図８は、実験２におけるウエハＮｏに対するユニフォミティを示す図である。ウエハＮｏは、連続してエッチングしたウエハの時系列の番号を示す。図８に示すように、条件Ｂは条件Ｆよりユニフォミティがよい。これは、ＩＣＰパワーを大きくすると、プラズマ分布がＩＣＰコイルの形状を反映するためと考えられる。条件Ｂでは、エッチングレートのユニフォミティが良好でかつ溝部を形成できる。また、弗素系のエッチングガスを用いた場合、金属弗化物の蒸気圧が低くかつ沸点が高くなることがある。例えば酸化ニオブ膜をエッチングする場合、酸化ニオブの反応物ＮｂＦ５は酸化シリコンの反応物ＳｉＦ４に比べ蒸気圧が６桁以上低くかつ沸点が３００℃以上高い。このため、ＮｂＦ５は気化または揮発し難く、化学的エッチングではエッチングが難しい。例えば、ＮｂＦ５または付加膜内のＮｂを含む金属不純物がマスクとなり、エッチング面が荒れてしまう。条件Ｂのようにバイアスパワーを大きくすると、物理的なエッチングが促進され、エッチング面の荒れが抑制できる。よって、付加膜１６の上面の面荒れに起因する弾性波の散乱等が抑制できる。これにより、弾性波散乱による損失を抑制できる。
【００５０】
図９（ａ）および図９（ｂ）は、実施例１における溝部の平面図である。図９（ａ）に示すように、膜厚の厚い付加膜１６ｂおよび１６ｄはＩＤＴ２２内に設け、反射器２４には設けなくてもよい。この場合、溝部１７ａから１７ｃはＩＤＴ２２に設けられ、反射器２４に設けられない。溝部１７ａおよび１７ｂはＩＤＴ２２内のエッジ領域５４を囲むように形成される。溝部１７ｃは、ＩＤＴ２２内のバスバー領域５８を囲むように形成される。
【００５１】
図９（ｂ）に示すように、膜厚の厚い付加膜１６ｂおよび１６ｄはＩＤＴ２２および反射器２４に設けてもよい。この場合、溝部１７ａから１７ｃはＩＤＴ２２および反射器２４に設けられる。溝部１７ａおよび１７ｂはＩＤＴ２２および反射器２４のエッジ領域５４を囲むように形成される。溝部１７ｃは、ＩＤＴ２２および反射器２４のバスバー領域５８を囲むように形成される。
【００５２】
［実施例１の変形例］
図１０（ａ）から図１３は、実施例１の変形例に係る弾性波共振器の断面図である。図１０（ａ）に示すように、金属膜３０は設けられていなくてもよい。バスバー領域５８の付加膜１６ｄの膜厚は、エッジ領域５４の付加膜１６ｂの膜厚と同じでもよい。その他の構成は実施例１の図２（ａ）と同じであり説明を省略する。
【００５３】
図１０（ｂ）に示すように、溝部１７ａから１７ｃは付加膜１６を貫通していない。付加膜１６ａから１６ｄは一体である。その他の構成は図１０（ａ）と同じであり説明を省略する。
【００５４】
図１１（ａ）および図１１（ｂ）に示すように、バスバー領域５８には付加膜１６は設けられていなくてもよい。その他の構成は図１０（ａ）および図１０（ｂ）と同じであり説明を省略する。
【００５５】
図１２（ａ）および図１２（ｂ）に示すように、誘電体膜１４は設けられておらず、付加膜１６は、圧電基板１０および金属膜１２に直接接触してもよい。金属膜１２を覆うように金属膜１２より薄い保護膜が設けられ、付加膜１６は保護膜に接触してもよい。その他の構成は図１０（ａ）および図１１（ａ）と同じであり説明を省略する。
【００５６】
図１３に示すように、図５（ｂ）において、ＣＭＰ法を用い誘電体膜１４の上面を平坦化すると、上面が曲面となることがある。しかし、この曲面は、電極指２６に対応した凹凸と比べると非常に大きな曲率を有する。
【００５７】
実施例１およびその変形例によれば、エッジ領域５４の付加膜１６ｂの膜厚Ｔ２が中央領域５２の付加膜１６ａの膜厚Ｔ１と異なる。このとき、付加膜１６は、中央領域５２からエッジ領域５４にかけて設けられた溝部１７ａ（第１溝部）を有する。これにより、中央領域５２とエッジ領域５４との間の付加膜１６の膜厚の遷移領域における付加膜１６の膜厚の変化を急峻にできる。よって、理想的なピストンモードに近づき、横モードスプリアスを抑制できる。
【００５８】
エッジ領域５４の付加膜１６ｂの膜厚Ｔ２は中央領域５２の付加膜１６ａの膜厚Ｔ１より小さくてもよい。異方性係数が正の場合は、エッジ領域５４における弾性表面波の音速を中央領域５２における音速より遅くすることによりピストンモード構造が実現できる。このため、エッジ領域５４の付加膜１６ｂの膜厚Ｔ２は中央領域５２の付加膜１６ａの膜厚Ｔ１より大きいことが好ましい。
【００５９】
溝部１７ａのＹ方向の側面は傾斜している。例えば、溝部１７ａをＹ方向で断面視したとき、溝部１７ａの少なくとも一部は傾斜によって形成されている。すなわち、付加膜１６ａ（第１付加膜）は、中央領域５２におけるＩＤＴ２２上方に設けられ、中央領域５２の両側において中央領域５２の両側に向けて上面が低くなるように傾斜する。付加膜１６ｂ（第２付加膜）は、エッジ領域５４におけるＩＤＴ２２上方に設けられ、中央領域５２側において中央領域５２に向けて上面が低くなるように傾斜する。これにより、溝部１７ａの側面の傾斜を急峻にでき、より理想的なピストンモードに近づき、横モードスプリアスを抑制できる。
【００６０】
付加膜１６は、ギャップ領域５６およびバスバー領域５８に設けられていなくてもよい。ギャップ領域５６（Ｙ方向における交差領域５０の外側の領域）においてＩＤＴ２２上方に付加膜１６が設けられていてもよい。付加膜１６は、交差領域５０からギャップ領域５６にかけて設けられた溝部１７ｂ（第２溝部）を有する。これにより、横モードスプリアスをより抑制できる。
【００６１】
付加膜１６は、バスバー領域５８に設けられていてもよい。バスバー領域５８における付加膜１６ｄの膜厚はエッジ領域５４における付加膜１６ｂの膜厚以上であることが好ましい。これにより、横モードスプリアスをより抑制できる。
【００６２】
ＩＤＴ２２と付加膜１６との間に誘電体膜１４を備える。誘電体膜１４の弾性率の温度係数を圧電基板１０の弾性率の温度係数の逆符号とすることで、周波数温度係数を０に近づけることができる。付加膜１６の密度を誘電体膜１４の密度より大きくする。または、付加膜１６のバルク音速を誘電体膜１４のバルク音速より遅くする。これにより、付加膜１６を薄くできる。
【００６３】
溝部１７ａから１７ｃは、付加膜１６を貫通することが好ましい。これにより、溝部１７ａの側面の傾斜を急峻にでき、横モードスプリアスをより抑制できる。
【００６４】
図６（ａ）のように、マスク層６０をマスクに、付加膜１６をドライエッチングすることにより、中央領域５２とエッジ領域５４との間の付加膜１６に溝部１７ａから１７ｃを形成しかつ中央領域５２の付加膜１６ａの膜厚をエッジ領域５４の付加膜１６ｂの膜厚と異ならせる。これにより、溝部１７ａから１７ｃを形成できる。
【実施例２】
【００６５】
実施例２は、実施例１およびその変形例の弾性波共振器を用いたフィルタおよびデュプレクサの例である。図１４（ａ）は、実施例２に係るフィルタの回路図である。図１４（ａ）に示すように、入力端子Ｔ１と出力端子Ｔ２との間に、１または複数の直列共振器Ｓ１からＳ４が直列に接続されている。入力端子Ｔ１と出力端子Ｔ２との間に、１または複数の並列共振器Ｐ１からＰ４が並列に接続されている。１または複数の直列共振器Ｓ１からＳ４および１または複数の並列共振器Ｐ１からＰ４の少なくとも１つに実施例１から３およびその変形例の弾性波共振器を用いることができる。ラダー型フィルタの共振器の個数等は適宜設定できる。
【００６６】
［実施例２の変形例１］
図１４（ｂ）は、実施例２の変形例１に係るデュプレクサの回路図である。図１４（ｂ）に示すように、共通端子Ａｎｔと送信端子Ｔｘとの間に送信フィルタ７０が接続されている。共通端子Ａｎｔと受信端子Ｒｘとの間に受信フィルタ７２が接続されている。送信フィルタ７０は、送信端子Ｔｘから入力された信号のうち送信帯域の信号を送信信号として共通端子Ａｎｔに通過させ、他の周波数の信号を抑圧する。受信フィルタ７２は、共通端子Ａｎｔから入力された信号のうち受信帯域の信号を受信信号として受信端子Ｒｘに通過させ、他の周波数の信号を抑圧する。送信フィルタ７０および受信フィルタ７２の少なくとも一方を実施例２のフィルタとすることができる。
【００６７】
フィルタは実施例１およびその変形例の弾性波共振器を含む。これにより、横モードスプリアスに起因したリップルを抑制できる。また、送信フィルタ７０および受信フィルタ７２の少なくとも一方を実施例１およびその変形例の弾性波共振器を含むフィルタとすることができる。マルチプレクサとしてデュプレクサを例に説明したがトリプレクサまたはクワッドプレクサでもよい。
【００６８】
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】
【００６９】
１０  圧電基板
１２  金属膜
１４  誘電体膜
１６、１６ａ−１６ｃ  付加膜
１７ａ−１７ｆ  溝部
２２  ＩＤＴ
２４  反射器
２５  櫛歯電極
２６  電極指
２８  バスバー
５０  交差領域
５２  中央領域
５４  エッジ領域
５６  ギャップ領域
５８  バスバー領域
６０  マスク層
７０  送信フィルタ
７２  受信フィルタ
【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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