(57)【要約】【課題】弾性表面波共振器をラダー型に接続した弾性表面波素子において、レイアウト上自由度の少ない場合でもショートバーの引き回しを可能とする弾性表面波素子を提供する。【解決手段】駆動電極と反射電極を有する弾性表面波共振器がラダー型に接続され、ウェハプロセスにより、圧電ウェハ上に形成される複数の弾性表面波素子から個々に切り出される弾性表面波素子であって、前記ウェハプロセスにより、前記複数個の弾性表面波素子をダイシングにより個別に分離する境界を示すダイシング用パターンが形成され、前記ダイシング用パターンで囲われる弾性表面波素子の駆動電極と反射電極間を通して前記駆動電極を構成する櫛形電極と、前記ダイシング用パターンとを接続するショートバーが形成され、前記ダイシング用パターンに沿って、個々に切り出される。【選択図】　図４
2004080126.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動電極と反射電極を有する弾性表面波共振器がラダー型に接続され、ウェハプロセスにより、圧電ウェハ上に形成される複数の弾性表面波素子から個々に切り出される弾性表面波素子であって、
前記ウェハプロセスにより、前記複数個の弾性表面波素子をダイシングにより個別に分離する境界を示すダイシング用パターンが形成され、
前記ダイシング用パターンで囲われる弾性表面波素子の駆動電極と反射電極間を通して前記駆動電極を構成する櫛形電極と、前記ダイシング用パターンとを接続するショートバーが形成され、
前記ダイシング用パターンに沿って、個々に切り出されたことを特徴とする弾性表面波素子。
【請求項２】
請求項１において、
前記弾性表面波共振器の少なくとも１つの共振器の駆動電極の電極幅Ｌｉｄｔと、反射電極の電極幅Ｌｒｅｆ及び前記ショートバーの電極幅Ｌｓの関係が、
Ｌｉｄｔ≦Ｌｓ≦Ｌｒｅｆである
ことを特徴とする弾性表面波素子。
【請求項３】
請求項１において、
前記弾性表面波共振器の少なくとも１つの共振器の駆動電極の電極幅Ｌｉｄｔと、反射電極の電極幅Ｌｒｅｆ及び前記ショートバーの電極幅Ｌｓの関係が、
Ｌｉｄｔ≦Ｌｓ≦Ｌｒｅｆである
ことを特徴とする弾性表面波素子。
【請求項４】
請求項１において、
前記弾性表面波共振器の少なくとも１つの共振器の反射電極と前記ショートバーと間の距離ａと、駆動電極と前記ショートバーとの距離ｂ及び、前記駆動電極の周期λｉｄｔと前記反射電極の周期λｒｅｆの関係が、
λｉｄｔ／２≦ａ≦ｂ≦λｒｅｆ／２
であることを特徴とする弾性表面波素子。
【請求項５】
請求項１において、
前記弾性表面波共振器の少なくとも１つの共振器の反射電極と前記ショートバーと間の距離ａと、駆動電極と前記ショートバーとの距離ｂ及び、前記駆動電極の周期λｉｄｔと前記反射電極の周期λｒｅｆの関係が、
λｉｄｔ／２≦ｂ≦ａ≦λｒｅｆ／２
であることを特徴とする弾性表面波素子。
【請求項６】
請求項１において、
前記弾性表面波共振器の少なくとも１つの共振器の反射電極と前記ショートバーと間の距離ａと、駆動電極と前記ショートバーとの距離ｂ及び、前記駆動電極の周期λｉｄｔと前記反射電極の周期λｒｅｆの関係が、
λｒｅｆ／２≦ａ≦ｂ≦λｉｄｔ／２
であることを特徴とする弾性表面波素子。
【請求項７】
請求項１において、
前記弾性表面波共振器の少なくとも１つの共振器の反射電極と前記ショートバーと間の距離ａと、駆動電極と前記ショートバーとの距離ｂ及び、前記駆動電極の周期λｉｄｔと前記反射電極の周期λｒｅｆの関係が、
λｒｅｆ／２≦ｂ≦ａ≦λｉｄｔ／２
であることを特徴とする弾性表面波素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、弾性表面波素子に関する。特に、ウェハプロセス工程における焦電効果による電極損傷を有効に防止された弾性表面波素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話などの無線装置の急速な小型化・高機能化が進んでいる。前記無線装置の高周波回路にはフィルタが使用されており、装置の小型化に対応してフィルタとして、弾性表面波素子が使用されている。
【０００３】
弾性表面波素子は、圧電基板上に形成された駆動電極と反射電極で構成される共振器を有し、櫛形電極により構成される駆動電極により弾性表面波を生成し、駆動電極と反射電極で形成される共振特性を持って前記弾性表面波を取り出すことにより、前記共振特性に応じたフィルタ出力が得られるものである。
【０００４】
弾性表面波素子は、圧電基板ウェハ上に形成される複数の同一種の弾性表面波素子をダイシングによりチップ状に個々に切り出し、個別にパッケージ化されるが、弾性表面波素子を形成するウェハプロセス工程において、焦電効果等により電極間で電位差が発生し、放電破壊により櫛形電極が破損する恐れがある。
【０００５】
かかる問題を回避するべく、従来技術としてショートバー（接続パターン）を用い、電極‐電極間や電極‐ダイシング用パターン間をウェハプロセスにおいて同電位になるように接続していた。しかし、従来技術としての特開２００１‐３０８６７０号公報に記載される発明にあっては、前記放電破壊防止用のショートバーを引き回すスペースを確保するために電極間の接続に金属ワイヤを用いる構成である。あるいは、特開２０００‐４０９３２号公報に記載される発明にあっては、各共振器の正負電極をショートバーで接続する構成である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、いずれの従来例においても圧電基板ウェハ上におけるチップレイアウトの制約上、ショートバーを自由に引き回せないという不都合が存在し、特に前者の公報記載の発明では、ショートバーを引くスペース確保のためにボンディングワイヤ等を用いなければならなかった。また、後者の公報記載の発明では、ショートバーは、各共振器の正負電極間を接続するのみであり、ダイシング用パターンには、接続されておらず、十分な放電破壊防止は行なえない構成であった。
【０００７】
このために、特に電極指間の距離が狭くなる高周波フィルタの製造工程において電極指破損率を増やす要因となっていた。
【０００８】
したがって、本発明の目的は、弾性表面波共振器をラダー型に接続した弾性表面波素子において、レイアウト上自由度の少ない場合でもショートバーの引き回しを可能とする弾性表面波素子を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成する本発明に従う弾性表面波素子は、第１の態様として、それぞれ駆動電極と反射電極を有する弾性表面波共振器がラダー型に接続される、複数個の弾性表面波素子をウェハプロセスにより圧電ウェハ上に形成する弾性表面波素子において、前記複数個の弾性表面波素子をダイシングにより個別に分離する境界を示すダイシング用パターンを形成し、前記ダイシング用パターンで囲われる弾性表面波素子の駆動電極と反射電極間を通して前記駆動電極を構成する櫛形電極と、前記ダイシング用パターンとを接続するショートバーを形成することを特徴とする。
【００１０】
上記の目的を達成する本発明に従う弾性表面波素子は、第２の態様として、第１の態様において、前記弾性表面波共振器の少なくとも１つの共振器の駆動電極の電極幅Ｌｉｄｔと、反射電極の電極幅Ｌｒｅｆ及び前記ショートバーの電極幅Ｌｓの関係が、Ｌｉｄｔ≦Ｌｓ≦Ｌｒｅｆであることを特徴とする。
【００１１】
上記の目的を達成する本発明に従う弾性表面波素子は、第３の態様として、第１の態様において、前記弾性表面波共振器の少なくとも１つの共振器の駆動電極の電極幅Ｌｉｄｔと、反射電極の電極幅Ｌｒｅｆ及び前記ショートバーの電極幅Ｌｓの関係が、Ｌｒｅｆ≦Ｌｓ≦Ｌｉｄｔであることを特徴とする。
【００１２】
また、上記の目的を達成する本発明に従う弾性表面波素子は、第４の態様として、第１の態様において、前記弾性表面波共振器の少なくとも１つの共振器の反射電極と前記ショートバーと間の距離ａと、駆動電極と前記ショートバーとの距離ｂ及び、前記駆動電極の周期λｉｄｔと前記反射電極の周期λｒｅｆの関係が、
λｉｄｔ／２≦ａ≦ｂ≦λｒｅｆ／２
であることを特徴とする。
【００１３】
更に、上記の目的を達成する本発明に従う弾性表面波素子は、第５の態様として、第１の態様において、前記弾性表面波共振器の少なくとも１つの共振器の反射電極と前記ショートバーと間の距離ａと、駆動電極と前記ショートバーとの距離ｂ及び、前記駆動電極の周期λｉｄｔと前記反射電極の周期λｒｅｆの関係が、
λｉｄｔ／２≦ｂ≦ａ≦λｒｅｆ／２
であることを特徴とする。
【００１４】
上記の目的を達成する本発明に従う弾性表面波素子は、第６の態様として、第１の態様において、前記弾性表面波共振器の少なくとも１つの共振器の反射電極と前記ショートバーと間の距離ａと、駆動電極と前記ショートバーとの距離ｂ及び、前記駆動電極の周期λｉｄｔと前記反射電極の周期λｒｅｆの関係が、
λｒｅｆ／２≦ａ≦ｂ≦λｉｄｔ／２
であることを特徴とする。
【００１５】
また、上記の目的を達成する本発明に従う弾性表面波素子は、第７の態様として、第１の態様において、前記弾性表面波共振器の少なくとも１つの共振器の反射電極と前記ショートバーと間の距離ａと、駆動電極と前記ショートバーとの距離ｂ及び、前記駆動電極の周期λｉｄｔと前記反射電極の周期λｒｅｆの関係が、
λｒｅｆ／２≦ｂ≦ａ≦λｉｄｔ／２
であることを特徴とする。
【００１６】
本発明の特徴は、図面を参照して以下に説明する発明の実施の形態例から更に明らかになる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に図面に従い、本発明の実施の形態例を説明する。図１は本発明に従う弾性表面波素子を製造する工程におけるウェハを説明する図である。ウェハ状のＬｉＴａＯ３等の圧電基板１００に、それぞれチップに切り出される複数の弾性表面波素子２００の電極パターンがウェハプロセスにより形成される。各チップ領域は、導電性のダイシング用パターン６で区切られ、この導電性パターン６に沿ってダイシングソーにより各チップに切り出される。
【００１８】
図２は、例としてダイシング用パターン６で囲われた図１に円で示した箇所の弾性表面波素子２００を構成する共振器の配置とそれらの接続パターンを示す。図４は更に弾性表面波素子２００に含まれる１つの共振器を構成する駆動電極１と反射電極２の部分を拡大して示す図である。
【００１９】
図２の例では、それぞれ駆動電極１と反射電極２で構成される４つの共振器１８，１９，２０，２１を有し、配線パターン７で各共振器が接続され、図３に示す等価回路で表されるフィルタを構成している。更に、図２に示すように、フィルタの入力信号用パッド３、出力信号用パッド４及び接地電位用パッド５を通して導電パターン９によりダイシング用パターン６に接続されている。
【００２０】
したがって、弾性表面波素子２００中の入力信号用パッド３、出力信号用パッド４及び接地電位用パッド５は共通電位にされている。かかる共通電位を接地電位とすることにより、ウェハプロセス工程において、接地電位に繋がる部位には電荷が生ずることなく、焦電による影響を受けない。
【００２１】
しかし、図２の構成において、パッド部位のみを導電パターン９によりダイシング用パターン６に接続するだけでは共振器を構成する部位が、接地電位から浮き、ウェハプロセス工程において電荷が形成される部分があり、焦電効果により放電破壊に繋がる恐れがある。
【００２２】
本発明では、図２において、円で示した共振器部分即ち、図４に拡大して示される部分にショートバー８を設け、これに導電パターン８０を通してダイシング用パターン６に接続している。図４を参照すると、入力信号用パッド３、出力信号用パッド４及び接地電位用パッド５がダイシング用パターン６に接続されるのみでは、共振器２１の駆動電極１の入力側櫛形電極１−ａが接地電位から浮いてしまう。このために共振器２１の駆動電極１の入力側櫛形電極１−ａをダイシング用パターン６に接続するための導電パターンの引き回しを、駆動電極１と反射電極２の間を利用してショートバー８を通すようにしている。
【００２３】
更に、ショートバー８よりも電極幅の広い導電パターン８０を介してショートバー８をダイシング用パターン６に接続する。
【００２４】
これにより、ショートバー８及び導電パターン８０によって電荷が密なところから薄いところに移動し、電極間で電位差が発生し難くなる。このように、共振器２１の駆動電極１がダイシング用パターン６に接続され、ウェハプロセス工程において接地電位に保たれ、焦電効果による放電破壊を防止できる。ウェハプロセス工程完了後は、先に説明したようにダイシング用パターン６に沿って、個々のチップに切り離される。これにより、入力信号用パッド３、出力信号用パッド４及び、共振器２１の駆動電極１は、電気的に独立にされる。
【００２５】
図５、図６は、図４に示すショートバー８の形成において、それぞれショートバー８と駆動電極１との接続形態及び、好ましい電極パターンのサイズを検討する図である。
【００２６】
図５の例では、ショートバー８は、駆動電極１と直接に接続されている例である。また、図６に示す例では、駆動電極１と接続される配線パターン７にショートバー８を接続する態様である。何れの場合も、ショートバー８は、図２、図４に示されると同様に導電パターン８０を通して、ダイシング用パターン６に接続される。
【００２７】
更に、図５、図６において、駆動電極１のパターン幅１０をＬｉｄｔ、反射電極２のパターン幅１１をＬｒｅｆ、ショートバー８のパターン幅１２をＬｓとすると、弾性表面波素子のおける弾性表面波の位相の連続性を保つために、好ましい態様では次の関係を有する。
【００２８】
Ｌｉｄｔ≦Ｌｓ≦Ｌｒｅｆ、若しくは、Ｌｒｅｆ≦Ｌｓ≦Ｌｉｄｔである。
【００２９】
また、電極間の距離に関して考察すると、図５、図６において、駆動電極１の櫛形電極の周期１３をλｉｄｔ、反射電極２の電極周期１４をλｒｅｆ、更にショートバー８反射電極２間の距離１５をａ、ショートバー８と駆動電極１間の距離ｂ、駆動電極１の電極指間の距離１７をＧとする。この時、弾性表面波素子のおける弾性表面波の位相の連続性を保つために、好ましい態様では次の関係を有する。
【００３０】
λｉｄｔ／２≦ａ≦ｂ≦λｒｅｆ／２、λｉｄｔ／２≦ｂ≦ａ≦λｒｅｆ／２、
λｒｅｆ／２≦ａ≦ｂ≦λｉｄｔ／２若しくは、λｒｅｆ／２≦ｂ≦ａ≦λｉｄｔ／２、
である。
【００３１】
なお、図３乃至図６において、反射電極２の駆動電極１と反対側の電極指の幅が広く形成されている。これは、ウェハプロセスにおけるエッチングの際の膜剥離を防止するためであり、本発明の実施上において影響を与えるものではない。
【００３２】
次に具体的実施例について説明する。図７は、実施例として１チップに二つのフィルタ２２，２３におけるＰＣＳスプリット（ｓｐｌｉｔ）タイプが形成される例であり、例えば、本実施例の弾性表面波素子は、ＰＣＳの送信フィルタで通過帯域（送信帯域）及び減衰帯域（受信帯域）を２分割し、主に低損失で高減衰特性を有するフィルタが要求されるＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　Ａｃｃｅｓｓ）方式の携帯電話に対して好適に使用可能である。
【００３３】
実施例として、二つのフィルタ２２，２３のそれぞれは、並列共振器１９―直列共振器１８−並列共振器２０−直列共振器１８−並列共振器２０−直列共振器２１をラダー型に接続した弾性表面波素子を４２°Ｙ−Ｘ　ＬｉＴａＯ３の圧電基板に形成している。
【００３４】
図８は、１チップのうちの１つのフィルタにおける共振器の配置と接続パターンを図２と同様に示している。
【００３５】
入力信号用パッド３、出力信号用パッド４及び接地電位パッド５は、図２に示したと同様にダイシング用パターン６に接続されている。更に、本発明の特徴として図８の円で囲った部分の拡大図を示す図９、図１０に示されるように共振器１８，２１を構成する駆動電極１の共通電位に繋がっていない櫛形電極側を、駆動電極１と反射電極２との間を通るショートバー８に接続し、より幅の広い導電パターン８０を介してダイシング用パターン６に接続している。
【００３６】
次に、このようなショートバー８を用いた本発明の構成と、従来例とを図１１及び図１２により比較する。
【００３７】
図１１Ａは、図８との比較において、ショートバー８及び、導電パターン８０が存在していない。その他の構成は図８と同様である。かかる構成の弾性表面波素子のウェハプロセス工程終了後の電極指の拡大写真を図１１Ｂに示す。
【００３８】
図１１Ｂにおいて円で囲った部分に破損が生じているのが観察される。これに対し、図８に示すショートバー８を設けた構成では、電極指の破損は観察されなかった。
【００３９】
更に、図１２により電気的特性について観察する。図１２は、横軸に周波数、縦軸に減衰量とした時の弾性表面波素子の通過帯域特性を示している。図１２において、（イ）はショートバー８を設けていない図１１Ａの構成に対する通過帯域特性であり、（ロ）は本発明に従う図８に示す構成に対する通過帯域特性である。
【００４０】
図１２から、図１１Ａに示すショートバー８を設けない構成（イ）では、通過帯域内において、ディップが生じていることが認められ、これにより通過帯域の平坦性がなく狭い通過帯域特性となる。これに対し、本発明に従う図８に示す特性（ロ）には、ディップは生じておらず、広い通過帯域特性が得られることが理解できる。
【００４１】
【発明の効果】
以上図面に従い、実施の形態例を説明したように、本発明により弾性表面波共振器をラダー型に接続した弾性表面波素子の製造工程において、レイアウト上自由度の無い場合でもスマートなショートバーの引き回しにより、ウェハ表面上の焦電効果によって起こる電極指破損防止が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従う弾性表面波素子の製造工程におけるウェハを説明する図である。
【図２】図１において、ダイシング用パターン６で囲われた図１に円で示した箇所の一つの弾性表面波素子の共振器の配置とそれらの接続パターンを示す。
【図３】図２の弾性表面波素子の等価回路を示す図である。
【図４】弾性表面波素子に含まれる１つの共振器を構成する駆動電極１と反射電極２の部分を拡大して示す図である。
【図５】図４に示すショートバー８と駆動電極１との接続形態及び、好ましい電極パターンのサイズを検討する図（その１）である。
【図６】図４に示すショートバー８と駆動電極１との接続形態及び、好ましい電極パターンのサイズを検討する図（その２）である。
【図７】実施例として１チップに二つのフィルタにおけるＰＣＳスプリット（ｓｐｌｉｔ）タイプが形成される例を示す図である。
【図８】１チップのうちの１つフィルタにおける共振器の配置と接続パターンを図２と同様に示す図である。
【図９】図８の円で囲った部分の拡大図を示す図（その１）である。
【図１０】図８の円で囲った部分の拡大図を示す図（その２）である。
【図１１】本発明の効果を説明するための電極指の状態を示す比較図である。
【図１２】本発明の効果を説明するための通過帯域特性の比較図である。
【符号の説明】
１　駆動電極（ＩＤＴ）
２　反射電極
３　入力信号用パッド
４　出力信号用パッド
５　接地電位用パッド
６　ダイシング用パターン
７　配線パターン
８　ショートバー
９、８０　導電パターン
１０　ＩＤＴのパターン幅　Ｌｉｄｔ
１１　反射電極のパターン幅　　Ｌｒｅｆ
１２　ショートバーのパターン幅　　Ｌｓ
１３　ＩＤＴの周期　λｉｄｔ
１４：反射電極の周期　λｒｅｆ
１５：ショートバーと反射電極間の距離　ａ
１６：ショートバーとＩＤＴ間の距離　ｂ
【図１】
2004080126.tif 000003
【図２】
2004080126.tif 000004
【図３】
2004080126.tif 000005
【図４】
2004080126.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2004080126.tif 000009
【図８】
2004080126.tif 000010
【図９】
2004080126.tif 000011
【図１０】
2004080126.tif 000012
【図１１】
2004080126.tif 000013
【図１２】
2004080126.tif 000014