(57)【要約】【課題】ＳＡＷ素子をＦＣＢ実装するＳＡＷ装置の信頼性を高める。特にバンプ接合部近傍での圧電基板やＩＤＴ電極膜の割れを防ぐ。【解決手段】単結晶圧電基板の表面にＩＤＴ電極を備えかつ金属バンプを介してベース基板上にＦＣＢ実装されたＳＡＷ素子を１以上含むＳＡＷ装置で、ＩＤＴ電極は、単結晶圧電基板上に順次積層した窒化チタン又はチタンからなる下地層とＡｌ層とを含む積層膜により形成されかつ、単結晶圧電基板は４６°以上の回転Ｙ‐Ｘ伝搬タンタル酸リチウム基板である。単結晶圧電基板は、６４°回転Ｙ‐Ｘ伝搬ニオブ酸リチウム基板でも良い。【選択図】図７
2007288764.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
単結晶圧電基板の表面に交差指状電極を備えかつ金属バンプを介してベース基板上にフリップチップ実装された弾性表面波素子を１以上含む弾性表面波装置であって、
前記交差指状電極は、前記単結晶圧電基板上に順次積層した窒化チタン又はチタンからなる下地層とアルミニウム層とを含む積層膜により形成され、かつ
前記単結晶圧電基板は、４６°以上の回転ＹカットＸ伝搬タンタル酸リチウム基板である
ことを特徴とする弾性表面波装置。
【請求項２】
単結晶圧電基板の表面に交差指状電極を備えかつ金属バンプを介してベース基板上にフリップチップ実装された弾性表面波素子を１以上含む弾性表面波装置であって、
前記交差指状電極は、前記単結晶圧電基板上に順次積層した窒化チタン又はチタンからなる下地層とアルミニウム層とを含む積層膜により形成され、かつ
前記単結晶圧電基板は、６４°回転ＹカットＸ伝搬ニオブ酸リチウム基板である
ことを特徴とする弾性表面波装置。
【請求項３】
前記交差指状電極のアルミニウム層が単結晶構造である
請求項１または２に記載の弾性表面波装置。
【請求項４】
前記交差指状電極のアルミニウム層が双晶構造である
請求項１または２に記載の弾性表面波装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾性表面波装置に係り、特に、金属バンプを介してフリップチップ実装される弾性表面波素子の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧電効果によって発生する弾性表面波（Surface Acoustic Wave／以下、ＳＡＷということがある）を利用するＳＡＷ装置は、小型軽量で高機能化に適することから、共振器やフィルタ、デュプレクサ等として近年広く使用されている。
【０００３】
かかるＳＡＷ装置は、一般に、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ3）やニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3）等の圧電性を有する単結晶基板の表面に弾性表面波を励振する複数の交差指状電極（インターデジタルトランスデューサ：Interdigital Transducer／以下、ＩＤＴということがある）を設けたチップ状のＳＡＷ素子を形成し、これをベース基板上に搭載して気密封止することにより構成される。
【０００４】
また、このようなＳＡＷ装置を開示するものとして下記特許文献がある。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３‐１０１３７２号公報
【特許文献２】ＷＯ９９／１６１６８号公報
【特許文献３】特開２００５‐０３９６７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、ＳＡＷ装置の一つである例えばアンテナデュプレクサは、携帯電話機のＲＦ部（高周波部）に備えられ、送信増幅器の後段に位置して大きな電力が印加されるため高い耐電力性能が要求される。
【０００７】
このため、上記特許文献１（特開２００３‐１０１３７２）では、ＩＤＴを形成する電極材料としてエピタキシャル成長させたアルミニウム単結晶膜を使用し、耐電力性を向上させている。また、このようなエピタキシャルアルミニウムによる電極膜を形成するには単結晶圧電基板の格子に整合させるバッファ層（下地層）が必要となるため、同文献では圧電基板上に窒化チタンからなる下地膜を設け、その上にアルミニウム単結晶膜を形成する。また上記特許文献２（ＷＯ９９／１６１６８）並びに特許文献３（特開２００５‐３９６７６）でも同様に、タンタル酸リチウム又はニオブ酸リチウム基板上に窒化チタン又はチタンからなるバッファ層を設け、その上にアルミニウム単結晶膜を形成している。
【０００８】
一方、異なる材料の単結晶下地層の上に薄膜をエピタキシャル成長させる場合、格子の整合は薄膜の欠陥（例えば点欠陥や積層欠陥、転位、双晶など）により緩和されることが一般的に知られている。しかしながら、エピタキシャル膜として安定に存在することは可能ではあるものの、欠陥が形成されるまでには薄膜内に大きな内部応力が生じる。したがって成膜後ひとたび外部から応力が加わると、エピタキシャル薄膜自身が破壊されるか、あるいは下地層が破壊されることによりデバイスとしての機能が失われる損傷が生じる可能性がある。
【０００９】
このような格子の不整合による薄膜破壊は、ＳＡＷチップをワイヤボンディングしていた旧来の実装構造では問題とはならなかった。ところが、ＳＡＷ装置の小型薄型化の要請からベース基板へのＳＡＷチップの実装は、旧来のダイボンディングやワイヤボンディング方式から、ワイヤを張る面積・高さが不要なフリップチップボンディング（以下、ＦＣＢということがある）方式に移行しつつある。
【００１０】
ＦＣＢ実装は、例えば金バンプを金めっきしたベース基板に超音波を併用して熱圧着することにより行われるが、実装にあたっては、単結晶圧電基板上にエピタキシャルアルミニウム電極を形成したＳＡＷチップをベース基板の接続パッドに対して電気的に接続すると同時に、当該チップをベース基板上に機械的に保持する必要がある。ＳＡＷチップをベース基板上に機械的に保持するには、製品にかかる衝撃力やハンダリフロー時の熱的な衝撃にも耐え得る強度が必要となる。しかも、ＳＡＷチップ上のエピタキシャル膜には、前に述べたように格子の不整合によりそれ自身に大きな内部応力が内在し、この内部応力のほかに上記衝撃（製品への衝撃やハンダリフロー時の熱的衝撃）が加わることとなる。
【００１１】
本発明者が多数のＳＡＷ装置のサンプルを作製し実験検討したところ、金バンプが形成された圧電基板領域やその周辺領域あるいはＩＤＴ電極膜に亀裂（割れ）が認められることがあり、このような欠陥は上述したような内部応力が原因であると考えられる。そして、このような亀裂の発生は当該ＳＡＷ装置の電気特性の劣化や断線不良の原因ともなり得ることから、ＳＡＷ装置の信頼性を損なうおそれがある。
【００１２】
したがって、本発明の目的は、かかる問題を解決し、ＳＡＷ素子をＦＣＢ実装するＳＡＷ装置の信頼性をより一層向上させる点にある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記課題を解決し目的を達成するため、本発明の第一の弾性表面波装置は、単結晶圧電基板の表面に交差指状電極を備えかつ金属バンプを介してベース基板上にフリップチップ実装された弾性表面波素子を１以上含む弾性表面波装置であって、前記交差指状電極は、前記単結晶圧電基板上に順次積層した窒化チタン又はチタンからなる下地層とアルミニウム層とを含む積層膜により形成され、かつ前記単結晶圧電基板は、４６°以上の回転カット角を有するＹカットＸ伝搬タンタル酸リチウム基板である。
【００１４】
また本発明の第二の弾性表面波装置は、単結晶圧電基板の表面に交差指状電極を備えかつ金属バンプを介してベース基板上にフリップチップ実装された弾性表面波素子を１以上含む弾性表面波装置であって、前記交差指状電極は、前記単結晶圧電基板上に順次積層した窒化チタン又はチタンからなる下地層とアルミニウム層とを含む積層膜により形成され、かつ前記単結晶圧電基板は、６４°回転ＹカットＸ伝搬ニオブ酸リチウム基板である。
【００１５】
ＳＡＷ素子をＦＣＢ実装した場合にエピタキシャル膜の格子の不整合が大きな薄膜の内部応力を発生させ、これに機械的あるいは熱的な衝撃が加わってエピタキシャル膜の破壊や下地単結晶圧電基板の破壊などを生じさせ、ＳＡＷ装置のデバイスとしての機能が損なわれる損傷が生じ得ることは既に述べたとおりである。本発明者は、このような問題を解決する方法を種々検討した結果、ＳＡＷ素子を構成する圧電基板として特定高カットの基板を使用することが有利であることを見出した。
【００１６】
具体的には、図１から図６は単結晶圧電基板上に形成したアルミニウムエピタキシャル膜のＸ線回折による極点図であり、図１から図５はＹ軸をそれぞれ３６°、３９°、４６°、４８°および５２°回転した新たなＹ′軸に垂直に切り出したＬｉＴａＯ3単結晶圧電基板上にバッファ層（ＴｉＮ薄膜）を設けてその上にエピタキシャル成長させたアルミニウム（１１１）の極点図であり、図６はＹ軸を６４°回転した新たなＹ′軸に垂直に切り出したＬｉＮｂＯ3単結晶圧電基板上に同様にバッファ層（ＴｉＮ薄膜）を設けてその上にエピタキシャル成長させたアルミニウム（１１１）の極点図である。尚、当該ＴｉＮ薄膜やアルミニウムエピタキシャル膜の詳細な成膜条件等については、後の実施例の説明において述べる。
【００１７】
これらの図において、Ａ点はアルミニウム（１１１）の信号である。一方、Ｂ点はアルミニウム以外の信号である。このＢ点はＴｉＮ薄膜やアルミニウム膜を成膜する前の単結晶圧電基板にも観察されるものであり、この位置は単結晶圧電基板のＺ軸面の方向に一致する。これら極点図から分かるように、単結晶圧電基板からの信号の位置と、アルミニウム（１１１）の位置の差が単結晶圧電基板のＹ軸を回転させて、新たなＹ´軸に垂直に切り出したＹ軸の回転角（カット角）によって異なっている。つまり、圧電基板のカット角３６°〜５２°により、格子の不整合が異なることが考えられる。不整合の差はエピタキシャル膜の内部応力の差となり、この内部応力の差がフリップチップ接合強度の差を生じさせ、ＳＡＷ装置の信頼性を低下させる原因となることが予想される。
【００１８】
エピタキシャル膜の格子の不整合による内部応力は次のように説明されている。エピタキシャル膜の原子は、下地単結晶基板表面の原子の配列によるポテンシャルが低い位置に配列される。この配列で定まる位置は、エピタキシャル膜材料の格子定数とは異なり、エピタキシャル膜の原子配列に歪が発生する。下地単結晶基板の格子定数とエピタキシャル膜の格子定数の不整合が大きいほど、膜の歪が大きくなり、結果として膜の内部応力を増大させている。
【００１９】
ＴｉＮ薄膜（バッファ層）によりアルミニウム（１１１）面は、下地単結晶圧電基板のＺ軸面に平行にエピタキシャル成長する。Ｚ軸面が基板表面に平行なほど格子の不整合は少なく、内部応力は低いと考えられる。また、単結晶圧電基板のカット角が大きくなれば、Ｚ軸面と基板表面のなす角は小さくなる。上記極点図の観察から、圧電基板のカット角を大きくするほど圧電基板のＺ軸面の信号位置Ｂ点における仰角とアルミニウム（１１１）の信号位置Ａ点における仰角の角度範囲が近づき、カット角４６°では圧電基板のＺ軸面の仰角とアルミニウム（１１１）の仰角範囲が１０°以内の差である。したがって、カット角が４６°以上（ＬｉＴａＯ3基板の場合例えば４６°〜５２°，ＬｉＮｂＯ3基板の場合６４°）になるほど単結晶圧電基板とアルミニウムの格子の不整合は少なくなり、内部応力は小さくなると考えられる。尚、これらのカット角を有する圧電基板を使用したサンプルを多数作製して基板割れの状態を観察した結果について、後の実施例の説明において述べる。
【００２０】
したがって本発明では、上述のようにＳＡＷ素子を構成するため使用する単結晶圧電基板として、４６°以上（特に４６°以上５２°以下）の回転カット角を有するＹカットＸ伝搬タンタル酸リチウム基板または６４°回転ＹカットＸ伝搬ニオブ酸リチウム基板を用いる。そして、当該圧電基板上に窒化チタン又はチタンからなる下地層（バッファ層）を設け、その上にアルミニウム薄膜を設けることによりＩＤＴ電極を形成する。これにより、当該ＳＡＷ素子をベース基板上にＦＣＢ実装してＳＡＷ装置を製造した場合に、バンプ接合部近傍の圧電基板やＩＤＴ電極膜等に亀裂や割れが発生することを防ぎ、当該ＳＡＷ装置の信頼性を向上させることが出来る。
【００２１】
また、本発明によれば、従来の一手法のように耐電力性を向上させるため電極材料に添加物（例えばＣｕやＴｉ等）を混入した合金を使用することなく、純アルミニウムによって電極膜を形成しつつ耐電力性を高めることが出来るから、ＩＤＴ電極が腐食しやすくなったりあるいは電気抵抗が増大するなどの問題を回避し、挿入損失が小さく良好な電気特性と耐腐食性を備えたＳＡＷ装置を作製することが可能となる。さらに本発明では、ＩＤＴ電極のアルミニウム層を単結晶構造または双晶構造とすることが望ましい。これにより電気抵抗が小さく低損失・高効率で長寿命のＳＡＷ装置を実現することが出来る。
【００２２】
尚、本発明は、高い耐電力性を求められるＳＡＷデュプレクサに好ましく適用できるものであるが、これに限定されず、例えばバンドパスフィルタやローパスフィルタ、ハイパスフィルタ等の各種ＳＡＷフィルタ、トリプレクサその他、弾性表面波を利用するＳＡＷ素子を１つ以上含む様々なＳＡＷ装置に対し本発明は適用可能である。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、ＦＣＢ実装によりＳＡＷ素子を基板上に搭載して構成するＳＡＷ装置の信頼性を向上させることが出来る。
【００２４】
本発明の他の目的、特徴および利点は、以下の本発明の実施の形態および実施例の説明により明らかにする。尚、本発明はこれら実施形態および実施例に限定されず、特許請求の範囲に記載の範囲内で種々の変更を行うことができることは当業者に明らかである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図７は、本発明の一実施形態に係るＳＡＷ装置を示すものである。同図に示すようにこのＳＡＷ装置１１は、ベース基板２５の表面にＳＡＷ素子２１を搭載し、当該ＳＡＷ素子２１を実装したベース基板２５の表面を蓋体３１により気密封止したものである。ベース基板２５へのＳＡＷ素子２１の搭載は、フェースダウンによるＦＣＢ実装により行う。すなわち、ＳＡＷ素子２１側に形成した接続用の電極２２と、ベース基板２５上に設けた接続パッド２６とを金属バンプ（例えばＡｕバンプ）２３を介して接合することにより、ＳＡＷ素子２１を電気的および機械的にベース基板２５に対し接続する。尚、例えばデュプレクサを構成する場合には、ＳＡＷ素子２１として、互いに中心周波数の異なる２つのＳＡＷ素子（送信用ＳＡＷ素子と受信用ＳＡＷ素子）をベース基板２５上に設ける。
【００２６】
ＳＡＷ素子２１は、４６°回転Ｙ‐Ｘ伝搬ＬｉＴａＯ3単結晶圧電基板の表面にバッファ層としてＴｉＮ（又はＴｉ）からなる薄膜をエピタキシャル成長により形成した後、その上に更にＡｌ薄膜をエピタキシャル成長させることによって電極膜を形成し、当該電極膜をフォトリソグラフィー技術およびドライエッチング技術を用いてパターニングすることによりＩＤＴを形成する。
【００２７】
尚、上記圧電基板は、４６°から５２°のいずれかのカット角を有するＬｉＴａＯ3単結晶圧電基板であっても良く、６４°回転Ｙ‐Ｘ伝搬ＬｉＮｂＯ3単結晶圧電基板を使用することも可能である。これらのカット角の単結晶圧電基板を用いることで、単結晶圧電基板と電極膜（Ａｌ薄膜）間の結晶格子の不整合が少なくなり、内部応力を小さく抑えて圧電基板やＩＤＴ電極部の割れを防ぐことが出来る。また上記Ａｌ薄膜は、高い耐電力性を実現するために単結晶構造を備えるものとすることが望ましいが、完全な単結晶構造でなくても（例えば双晶構造や結晶粒界の少ない多結晶構造等となっていても）良い。
【００２８】
上記電極膜を形成した圧電基板の表面には、当該ＳＡＷ素子２１をベース基板２５にＦＣＢ実装するための複数の接続パッド２２を形成する。これらの接続パッド２２は、例えばＣｒ（クロム）薄膜とＡｌ薄膜をこの順に積層成膜し、フォトリソグラフィー技術およびドライエッチング技術を用いて所定数の接続パッドを形成する。そして、これら接続パッド２２にＡｕボールを超音波接合することによりＦＣＢ実装用の金属バンプ２３を形成する。尚、上記ＳＡＷ素子２１（ＩＤＴ、接続パッド）の形成にあたっては、１枚の圧電ウエハ上に複数のＳＡＷ素子を同時に形成し、これら形成した各素子をダイシングによりチップ状に分割して個々のＳＡＷ素子とすれば良い。
【００２９】
ベース基板２５は、樹脂、セラミック又は樹脂にフィラー等を混合した複合材料からなる基板等のいずれであっても良く、構成材料は特に問わない。ベース基板２５の底面（ＳＡＷ素子２１の実装面と反対側）には、外部接続用の端子（図示せず）を設ける。更に、ベース基板２５の上面や底面、内部の配線層には、各種の素子や配線、グランド電極等を設けることが可能である。また、蓋体３１は、ＳＡＷ素子２１を取り囲むようにベース基板２５上に設けられＳＡＷ素子２１の収容空間を形成する枠体（所謂ダム）３２と、枠体３２の上に載せられて前記収納空間の上面を塞ぐ天板３３とからなり、ベース基板２５上に実装されたＳＡＷ素子２１を気密封止する。
【実施例１】
【００３０】
以下、本発明の実施例につき説明する。
【００３１】
３６°、３９°、４６°、４８°および５２°の各回転Ｙ‐Ｘ伝搬ＬｉＴａＯ3単結晶圧電基板を純水ブラシ洗浄器で洗浄し、当該基板の表面にＴｉＮ膜とＡｌ膜とをスパッタリング装置によりＴｉＮ、Ａｌの順に成膜する。このとき成膜条件として、ＴｉＮ膜は、金属Ｔｉターゲットを用い、ＡｒとＮ2 を５０：５０の比率のガスで圧力０．５Ｐａとなるように流量を調整し、ターゲットに加える電力をＤＣ０．２ｋＷ、パワー密度で約０．１Ｗ／ｃｍ2となるように制御し、ＴｉＮ膜を４ｎｍの厚さに形成した。ＴｉＮ膜を形成した上記４種類の単結晶圧電基板を、真空のままＡｌ成膜室へ搬送しＡｌ膜を成膜した。Ａｌ膜の成膜条件としては、純度６ＮのＡｌターゲットを用い、Ａｒガスで０．５Ｐａとなるように流量を調整し、ターゲットに加える電力をＤＣ２ｋＷ、パワー密度で約１Ｗ／ｃｍ2となるように制御した。
【００３２】
そして成膜したＡｌ膜の結晶性をＸ線回折により評価した。その結果が前記図１から図５に示した各極点図である（図１：３６°，図２：３９°，図３：４６°，図４：４８°，図５：５２°）。また、６４°回転Ｙ‐Ｘ伝搬ＬｉＮｂＯ3単結晶圧電基板についても同様にＴｉＮ膜とＡｌ膜とを成膜し、Ａｌ膜の結晶性をＸ線回折により評価した。その結果が前記図６に示した極点図である。
【００３３】
このようにして形成したエピタキシャルＡｌ膜とＴｉＮ膜にフォトリソグラフィー技術およびドライエッチング技術を用いてＳＡＷ共振器となるＩＤＴを複数のＳＡＷ素子形成領域について同時にパターニングした。その後、ＦＣＢ実装用のＡｕバンプを設ける接続パッド（導電パッド）を形成するため、Ｃｒ（クロム）膜、Ａｌ膜の順に成膜し、フォトリソグラフィー技術およびドライエッチング技術を用いて当該接続パッドを形成した。そして、これら接続パッドにＡｕバンプをＡｕボールの超音波接合により設けた。このときの条件は、超音波パワーが１４８ｍＷ、荷重５０ｇ、超音波印加時間は３０ｍｓｅｃである。各ＳＡＷ素子には６個のＡｕバンプを設け、その後、各ＳＡＷ素子をウェハダイシングによりチップ状に分割して個々のＳＡＷ素子とした。
【００３４】
一方、フリップチップ実装するベース基板は、ガラスエポキシ基板にＮｉ／Ａｕのめっき電極を形成し、プラズマ洗浄を行い、表面を清浄化した。このベース基板に上記チップ状のＳＡＷ素子を、ＡｕバンプがＮｉ／Ａｕめっき面に接するように配置し、超音波併用熱圧着を行うことによりＦＣＢ実装を行った。ＦＣＢ実装の条件は、超音波パワーが５００ｍＷ、荷重５００ｇ、超音波印加時間１００ｍｓｅｃであり、ベース基板を加熱するステージ温度は１５０℃である。
【００３５】
このようにしてＦＣＢ実装したＳＡＷ素子の接続パッド部分をＡｕバンプ形成面の裏面側から観察して、その部分の単結晶圧電基板の割れの発生数をカウントした。単結晶圧電基板の割れの現象は、ＦＣＢ実装の機械強度を低下させ、耐衝撃性や耐熱衝撃性を極端に劣化させて製品としての機能を停止させる可能性があるため、これを防ぐことが強く望まれる。
【００３６】
下記表１は、上記６種類の単結晶圧電基板を用いたＳＡＷ素子のパッド部分の基板割れの発生数を示したものである。
【００３７】
【表１】
2007288764.tif 000003
【００３８】
この表から明らかなように、３６°、３９°回転Ｙ‐Ｘ伝搬カットＬｉＴａＯ3単結晶圧電基板を使用したものについてはそれぞれ、２．５％、０．５％の基板割れが発生しているのに対し、４６°、４８°および５２°の各回転Ｙ‐Ｘ伝搬カットＬｉＴａＯ3単結晶圧電基板並びに６４°回転Ｙ‐Ｘ伝搬カットＬｉＮｂＯ3単結晶圧電基板を使用したものについては、基板割れは全く発生していない。
【００３９】
この要因は、エピタキシャルＡｌ膜の内部応力の差によるものと考えられる。すなわち、４６°以上の回転カット角を有するＬｉＴａＯ3基板および６４°のカット角を有するＬｉＮｂＯ3基板の上に形成したエピタキシャルＡｌ膜のほうが内部応力が小さい膜であるため、接続パッド部分の単結晶圧電基板の割れが発生しなかったと考えられる。内部応力はヘテロエピタキシャル膜の下地単結晶との格子のずれに起因すると考えられ、Ｘ線回折で観られた、下地単結晶圧電基板のＺ軸とアルミニウム（１１１）の位置のずれが要因と思われる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】３６°回転Ｙ‐Ｘ伝搬ＬｉＴａＯ3単結晶圧電基板に成膜したエピタキシャルアルミニウム層の（１１１）極点図である。
【図２】３９°回転Ｙ‐Ｘ伝搬ＬｉＴａＯ3単結晶圧電基板に成膜したエピタキシャルアルミニウム層の（１１１）極点図である。
【図３】４６°回転Ｙ‐Ｘ伝搬ＬｉＴａＯ3単結晶圧電基板に成膜したエピタキシャルアルミニウム層の（１１１）極点図である。
【図４】４８°回転Ｙ‐Ｘ伝搬ＬｉＴａＯ3単結晶圧電基板に成膜したエピタキシャルアルミニウム層の（１１１）極点図である。
【図５】５２°回転Ｙ‐Ｘ伝搬ＬｉＴａＯ3単結晶圧電基板に成膜したエピタキシャルアルミニウム層の（１１１）極点図である。
【図６】６４°回転Ｙ‐Ｘ伝搬ＬｉＮｂＯ3単結晶圧電基板に成膜したエピタキシャルアルミニウム層の（１１１）極点図である。
【図７】本発明の一実施形態に係るＳＡＷ装置を示す概念図である。
【符号の説明】
【００４１】
１１  ＳＡＷ装置
２１  ＳＡＷ素子（ＳＡＷチップ）
２２  接続用電極
２３  Ａｕバンプ
２５  ベース基板
２６  接続パッド
３１  蓋体
３２  枠体（ダム）
３３  天板
【図１】
2007288764.tif 000004
【図２】
2007288764.tif 000005
【図３】
2007288764.tif 000006
【図４】
2007288764.tif 000007
【図５】
2007288764.tif 000008
【図６】
2007288764.tif 000009
【図７】
2007288764.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成19年4月6日(2007.4.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
単結晶圧電基板の表面に交差指状電極と接続用電極とを備えかつＡｕバンプを介して超音波接合によりベース基板上にフリップチップ実装された弾性表面波素子を１以上含む弾性表面波装置であって、
前記交差指状電極は、前記単結晶圧電基板上に順次積層した窒化チタン又はチタンからなる下地層とアルミニウム層とを含む積層膜により形成され、かつ
前記接続用電極は、クロム薄膜とアルミニウム薄膜とを順に積層してなり、
前記単結晶圧電基板は、４６°から５２°の回転ＹカットＸ伝搬タンタル酸リチウム基板であり、
前記アルミニウム層は、Ｘ線回折による極点図においてスポットが現れる膜であり、
前記単結晶圧電基板のＺ軸面の信号位置における仰角と前記アルミニウム層の（１１１）面の信号位置における仰角との差が１０°以内であり、
これにより、前記圧電単結晶基板と前記アルミニウム層との間の結晶格子の不整合を少なくした
ことを特徴とする弾性表面波装置。
【請求項２】
単結晶圧電基板の表面に交差指状電極と接続用電極とを備えかつＡｕバンプを介して超音波接合によりベース基板上にフリップチップ実装された弾性表面波素子を１以上含む弾性表面波装置であって、
前記交差指状電極は、前記単結晶圧電基板上に順次積層した窒化チタン又はチタンからなる下地層とアルミニウム層とを含む積層膜により形成され、かつ
前記接続用電極は、クロム薄膜とアルミニウム薄膜とを順に積層してなり、
前記単結晶圧電基板は、６４°回転ＹカットＸ伝搬ニオブ酸リチウム基板であり、
前記アルミニウム層は、Ｘ線回折による極点図においてスポットが現れる膜であり、
前記単結晶圧電基板のＺ軸面の信号位置における仰角と前記アルミニウム層の（１１１）面の信号位置における仰角との差が１０°以内であり、
これにより、前記圧電単結晶基板と前記アルミニウム層との間の結晶格子の不整合を少なくした
ことを特徴とする弾性表面波装置。
【請求項３】
前記交差指状電極のアルミニウム層が単結晶構造である
請求項１または２に記載の弾性表面波装置。
【請求項４】
前記交差指状電極のアルミニウム層が双晶構造である
請求項１または２に記載の弾性表面波装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、弾性表面波装置に係り、特に、Ａｕバンプを介して超音波接合によりフリップチップ実装される弾性表面波素子の構造に関する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
したがって、本発明の目的は、かかる問題を解決し、Ａｕバンプを介して超音波接合によりＳＡＷ素子をＦＣＢ実装するＳＡＷ装置の信頼性をより一層向上させる点にある。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
前記課題を解決し目的を達成するため、本発明の第一の弾性表面波装置は、単結晶圧電基板の表面に交差指状電極と接続用電極とを備えかつＡｕバンプを介して超音波接合によりベース基板上にフリップチップ実装された弾性表面波素子を１以上含む弾性表面波装置であって、前記交差指状電極は、前記単結晶圧電基板上に順次積層した窒化チタン又はチタンからなる下地層とアルミニウム層とを含む積層膜により形成され、かつ前記接続用電極は、クロム薄膜とアルミニウム薄膜とを順に積層してなり、前記単結晶圧電基板は、４６°から５２°の回転ＹカットＸ伝搬タンタル酸リチウム基板であり、前記アルミニウム層は、Ｘ線回折による極点図においてスポットが現れる膜であり、前記単結晶圧電基板のＺ軸面の信号位置における仰角と前記アルミニウム層の（１１１）面の信号位置における仰角との差が１０°以内であり、これにより、前記圧電単結晶基板と前記アルミニウム層との間の結晶格子の不整合を少なくしたものである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
また本発明の第二の弾性表面波装置は、単結晶圧電基板の表面に交差指状電極と接続用電極とを備えかつＡｕバンプを介して超音波接合によりベース基板上にフリップチップ実装された弾性表面波素子を１以上含む弾性表面波装置であって、前記交差指状電極は、前記単結晶圧電基板上に順次積層した窒化チタン又はチタンからなる下地層とアルミニウム層とを含む積層膜により形成され、かつ前記接続用電極は、クロム薄膜とアルミニウム薄膜とを順に積層してなり、前記単結晶圧電基板は、６４°回転ＹカットＸ伝搬ニオブ酸リチウム基板であり、前記アルミニウム層は、Ｘ線回折による極点図においてスポットが現れる膜であり、前記単結晶圧電基板のＺ軸面の信号位置における仰角と前記アルミニウム層の（１１１）面の信号位置における仰角との差が１０°以内であり、これにより、前記圧電単結晶基板と前記アルミニウム層との間の結晶格子の不整合を少なくしたものである。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
本発明によれば、Ａｕバンプを介して超音波接合によりＳＡＷ素子を基板上にＦＣＢ実装するＳＡＷ装置の信頼性を向上させることが出来る。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
図７は、本発明の一実施形態に係るＳＡＷ装置を示すものである。同図に示すようにこのＳＡＷ装置１１は、ベース基板２５の表面にＳＡＷ素子２１を搭載し、当該ＳＡＷ素子２１を実装したベース基板２５の表面を蓋体３１により気密封止したものである。ベース基板２５へのＳＡＷ素子２１の搭載は、フェースダウンによるＦＣＢ実装により行う。すなわち、ＳＡＷ素子２１側に形成した接続用の電極２２と、ベース基板２５上に設けた接続パッド２６とをＡｕバンプ２３を介して接合することにより、ＳＡＷ素子２１を電気的および機械的にベース基板２５に対し接続する。尚、例えばデュプレクサを構成する場合には、ＳＡＷ素子２１として、互いに中心周波数の異なる２つのＳＡＷ素子（送信用ＳＡＷ素子と受信用ＳＡＷ素子）をベース基板２５上に設ける。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
上記電極膜を形成した圧電基板の表面には、当該ＳＡＷ素子２１をベース基板２５にＦＣＢ実装するための複数の接続用電極２２を形成する。これらの接続用電極２２は、Ｃｒ（クロム）薄膜とＡｌ薄膜をこの順に積層成膜し、フォトリソグラフィー技術およびドライエッチング技術を用いて所定数の接続用電極を形成する。そして、これら接続用電極２２にＡｕボールを超音波接合することによりＦＣＢ実装用のＡｕバンプ２３を形成する。尚、上記ＳＡＷ素子２１（ＩＤＴ、接続用電極）の形成にあたっては、１枚の圧電ウエハ上に複数のＳＡＷ素子を同時に形成し、これら形成した各素子をダイシングによりチップ状に分割して個々のＳＡＷ素子とすれば良い。