(57)【要約】【課題】圧電基板の裏面を粗くすることなく、バルク波による周波数特性の劣化を抑制することができる弾性波デバイスを提供する。【解決手段】弾性波デバイス１０は、（ａ）一方の主面１２ａにＩＤＴ１４，１６が形成され、ＩＤＴ１４により励振された弾性波が伝搬する圧電基板１２と、（ｂ）圧電基板１２の他方の主面１２ｂに接合された付加部材２０とを備える。付加部材２０は、ＩＤＴ１４により励振されたバルク波のうち、圧電基板１２内を圧電基板１２の他方の主面１２ｂに向かって伝搬し、他方の主面１２ｂから付加部材２０に入射する入射成分が、付加部材１２内において乱反射するように構成されている。【選択図】図１
2012015767.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の主面にＩＤＴが形成され、該ＩＤＴにより励振された弾性波が伝搬する圧電基板と、
前記圧電基板の他方の主面に接合された付加部材と、
を備え、
前記付加部材は、
前記ＩＤＴにより励振されたバルク波のうち、前記圧電基板内を前記圧電基板の前記他方の主面に向かって伝搬し、前記他方の主面から前記付加部材に入射する入射成分が、前記付加部材内において乱反射するように構成されたことを特徴とする、弾性波デバイス。
【請求項２】
前記付加部材は、
前記圧電基板の音響インピーダンスと実質的に同じ音響インピーダンスを有する第１の基材により形成され、
前記圧電基板の前記他方の主面に接合された接合面に対向する対向面が粗面であることを特徴とする、請求項１に記載の弾性波デバイス。
【請求項３】
前記付加部材は、
前記圧電基板の音響インピーダンスと実質的に同じ音響インピーダンスを有する第２の基材中に、前記圧電基板の音響インピーダンスと実質的に異なる音響インピーダンスを有する第１の部分が分散されていることを特徴とする、請求項１に記載の弾性波デバイス。
【請求項４】
前記付加部材は、前記圧電基板の音響インピーダンスと実質的に異なる音響インピーダンスを有する第３の基材中に、前記圧電基板の音響インピーダンスと実質的に同じ音響インピーダンスを有する第２の部分が分散され、前記圧電基板の前記他方の主面に前記第３の基材と前記第２の部分とが接合されていることを特徴とする、請求項１に記載の弾性波デバイス。
【請求項５】
前記付加部材の前記第１の基材、前記第２の基材、又は前記第２の部分は、前記圧電基板と同じ材料であることを特徴とする、請求項２乃至４のいずれか一つに記載の弾性波デバイス。
【請求項６】
前記圧電基板の前記他方の主面が鏡面研磨されていることを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか一つに記載の弾性波デバイス。
【請求項７】
請求項１乃至６に記載の弾性波デバイスの製造方法であって、
前記圧電基板の前記一方の主面に前記ＩＤＴを形成した後に、前記圧電基板の前記他方の主面に前記付加部材を接合することを特徴とする、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に関し、詳しくは、圧電基板を伝搬する弾性表面波又は弾性境界波を利用する弾性波デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
弾性波デバイスは、圧電性を有する圧電基板の表面に形成された櫛形電極（ＩＤＴ；Interdigital Transducer）によって、弾性表面波又は弾性境界波を励振する。このとき、ＩＤＴで発生する不要振動のバルク波によって、周波数特性の劣化を招くことがある。
【０００３】
例えば図７の断面図に模式的に示すように、弾性波デバイス１０ｘの入力側ＩＤＴ１４により励振された不要なバルク波が、矢印３０で示すように圧電基板１２の裏面１２ｂに向かって伝搬し、裏面１２ｂで反射した後、矢印３２で示すように伝搬して、出力側ＩＤＴ１６で受信されることにより、周波数特性にリップルが発生し、周波数特性の劣化を招くことがある。
【０００４】
これに対する対策として、圧電基板の裏面を粗面にすることが知られている。
【０００５】
例えば図８の断面図に示すように、圧電基板１１０の表面に入力側電極１２０ａ，１２０ｂと出力側電極１２２ａ，１２２ｂとが形成されている表面波フィルタにおいて、圧電基板１１０の裏面の外周縁のマージン枠１１０ａよりも内側に、粗面として形成した領域１１４を設ける。これにより、裏面の領域１１４においてバルク波を乱反射させ、出力側電極１２２ａ，１２２ｂ側に到達するバルク波を弱め、バルク波による周波数特性の劣化を抑制することができる。（例えば、特許文献１参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−８３９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
圧電基板の裏面を粗面にする対策を施さない場合、周波数特性にリップルが発生し、特性上許容できない場合がある。しかしながら、バルク波を乱反射させるために圧電基板の裏面をラッピング加工などにより粗くすると、微小なクラックが入り、後の加工工程時に圧電基板が割れやすくなる。圧電基板の裏面は、クラックの発生を減少させるためには、鏡面状態が好ましい。
【０００８】
一方、近年、電子部品の低背化の要求が高い。低背化のため、圧電基板の厚みを薄くすることが考えられる。しかし、圧電基板は、薄くすると強度が不足するため、工程中でクラックが発生したり割れたりしやすくなる。
【０００９】
また、圧電基板の薄化、粗面化により、圧電基板の反りが発生しやすくなり、製造工程中における圧電基板の取り扱いが面倒になる。
【００１０】
さらに、圧電基板を薄くするほどバルク波の影響が大きくなるため、バルク波による周波数特性の劣化を抑制するためには、圧電基板の裏面をより粗面化する必要がある。しかし、圧電基板の裏面をより粗面化すると、圧電基板は、一層、割れやすくなる。
【００１１】
圧電基板の裏面を粗面化しなければ、割れ等の問題は起こらないが、バルク波による周波数特性の劣化を招く。
【００１２】
本発明は、かかる実情に鑑み、圧電基板の裏面を粗くすることなく、バルク波による周波数特性の劣化を抑制することができる弾性波デバイスを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、上記課題を解決するために、以下のように構成した弾性波デバイスを提供する。
【００１４】
弾性波デバイスは、（ａ）一方の主面にＩＤＴが形成され、該ＩＤＴにより励振された弾性波が伝搬する圧電基板と、（ｂ）前記圧電基板の他方の主面に接合された付加部材とを備える。前記付加部材は、前記ＩＤＴにより励振されたバルク波のうち、前記圧電基板内を前記圧電基板の前記他方の主面に向かって伝搬し、前記他方の主面から前記付加部材に入射する入射成分が、前記付加部材内において乱反射するように構成されている。
【００１５】
上記構成において、ＩＤＴにより励振されたバルク波の一部が付加部材に入射し、付加部材内で乱反射するため、ＩＤＴに到達するバルク波は弱くなる。その結果、バルク波によるデバイス特性への悪影響を低減することができる。
【００１６】
上記構成によれば、圧電基板の他方の主面を粗面にする必要がない。また、圧電基板には付加部材が接合されている。そのため、製造工程中における圧電基板の割れなどの不具合発生を防止することができる。
【００１７】
好ましい第１の態様において、前記付加部材は、前記圧電基板の音響インピーダンスと実質的に同じ音響インピーダンスを有する第１の基材により形成される。前記付加部材は、前記圧電基板の前記他方の主面に接合された接合面に対向する対向面が粗面である。
【００１８】
この場合、圧電基板から付加部材に入射したバルク波は、粗面である付加部材の対向面で乱反射する。
【００１９】
好ましい第２の態様において、前記付加部材は、前記圧電基板の音響インピーダンスと実質的に同じ音響インピーダンスを有する第２の基材中に、前記圧電基板の音響インピーダンスと実質的に異なる音響インピーダンスを有する第１の部分が分散されている。
【００２０】
この場合、付加部材の第２の基材中に分散された第１の部分は、第２の基材とは実質的に異なる音響インピーダンスを有するため、圧電基板から付加部材に入射したバルク波は、第１の部分で乱反射する。
【００２１】
好ましい第３の態様において、前記付加部材は、前記圧電基板の音響インピーダンスと実質的に異なる音響インピーダンスを有する第３の基材中に、前記圧電基板の音響インピーダンスと実質的に同じ音響インピーダンスを有する第２の部分が分散され、前記圧電基板の前記他方の主面に前記第３の基材と前記第２の部分とが接合されている。
【００２２】
この場合、圧電基板と付加部材の第２の部分とは音響インピーダンスが実質的に同じであるため、バルク波は、圧電基板から、圧電基板の他方の主面に接合された付加部材の第２の部分に入射する。付加部材の第２の部分に入射したバルク波は、付加部材の第３の基材と第２の部分との音響インピーダンスが実質的に異なるため、付加部材の第２の部分と第３の基材との界面で乱反射する。
【００２３】
好ましくは、前記付加部材の前記第１の基材、前記第２の基材、又は前記第２の部分は、前記圧電基板と同じ材料である。
【００２４】
この場合、付加部材の第１の基材、第２の基材、又は第２の部分の音響インピーダンスを、圧電基板の音響インピーダンスと実質的に同じにすることが容易である。
【００２５】
好ましくは、前記圧電基板の前記他方の主面が鏡面研磨されている。
【００２６】
この場合、圧電基板は、薄くしても割れにくい。また、圧電基板に付加部材を接合することが容易である。
【００２７】
また、本発明は、上記各構成の弾性波デバイスの製造方法を提供する。
【００２８】
弾性波デバイスの製造方法は、前記圧電基板の前記一方の主面に前記ＩＤＴを形成した後に、前記圧電基板の前記他方の主面に前記付加部材を接合する。
【００２９】
圧電基板に付加部材が接合されていない状態で圧電基板にＩＤＴを形成すると、圧電基板に付加部材が接合されいる状態で圧電基板にＩＤＴを形成する場合よりも、圧電基板の反りを低減できる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、圧電基板の裏面を粗くすることなく、バルク波による周波数特性の劣化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】弾性波デバイスの断面図である。（実施例１）
【図２】弾性波デバイスの断面図である。（実施例１の変形例）
【図３】弾性波デバイスの要部断面図である。（実施例２）
【図４】弾性波デバイスの要部断面図である。（実施例３）
【図５】付加部材の断面図である。（実施例３）
【図６】付加部材の断面図である。（実施例３の変形例）
【図７】弾性波デバイスの断面図である。（説明例）
【図８】弾性表面波フィルタの断面図である。（従来例）
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図６を参照しながら説明する。
【００３３】
＜実施例１＞  実施例１の弾性波デバイス１０について、図１及び図２を参照しながら説明する。
【００３４】
図１は、実施例１の弾性波デバイス１０の構成を模式的に示す断面図である。図１に示すように、実施例１の弾性波デバイス１０は、圧電基板１２の一方の主面である表面１２ａに入力側ＩＤＴ１４と出力側ＩＤＴ１６とが形成されている。圧電基板１２の他方の主面である裏面１２ｂには、付加部材２０が接合されている。
【００３５】
付加部材２０は、圧電基板１２の裏面１２ｂに接合された接合面２０ａに対向する対向面２０ｂが粗面である。すなわち、付加部材２０の対向面２０ｂは、凹凸を有する。
【００３６】
付加部材２０は、圧電基板１２の音響インピーダンスと実質的に同じ音響インピーダンスを有する第１の基材により形成する。圧電基板１２と同じ材料で形成すると、付加部材２０の第１の基材が、圧電基板１２の音響インピーダンスと実質的に同じ音響インピーダンスを有するようにすることが容易である。
【００３７】
圧電基板１２の裏面１２ｂに、圧電基板１２の音響インピーダンスと実質的に同じ音響インピーダンスを有する付加部材２０が接合されているため、入力側ＩＤＴ１４により励振されたバルク波のうち、圧電基板１２の裏面１２ｂに向けて圧電基板１２内を伝搬する成分の大部分が付加部材２２に入射する。付加部材２０に入射した入射成分は、矢印３４で示すように、粗面にされた付加部材２０の対向面２０ｂで乱反射する。
【００３８】
そのため、出力側ＩＤＴ１６に到達するバルク波が弱くなり、バルク波による周波数特性の劣化を抑制することができる。
【００３９】
バルク波が圧電基板１２の裏面１２ｂから付加部材２０に入射すればよいので、圧電基板１２の裏面１２ｂは鏡面でなくても構わない。
【００４０】
付加部材２０の対向面２０ｂは、出力側ＩＤＴ１６に到達するバルク波が弱くなるように、凹凸が形成されていればよい。そのため、例えば図２の断面図に構成を模式的に示す変形例の弾性波デバイス１０ａのように、付加部材２２の対向面２２ｂが、大きなうねりを持っていてもよい。
【００４１】
次に、弾性波デバイス１０を作製手順の一例について説明する。
【００４２】
まず、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）等の圧電基板のウエハを準備する。ウエハは、物理強度確保を確保するため、裏面が鏡面研磨されたものを用いる。
【００４３】
次いで、ウエハの裏面に、付加部材として、ウエハと実質的に同じ音響インピーダンスを持つ材料層（薄膜）を形成する。例えば、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition；化学的気相成長法）やスパッタリング法により、ウエハと同じ材料であるタンタル酸リチウム等の薄膜を形成する。周波数特性の劣化を抑制する効果が得られるなら、金属やセラミック材料等で材料層を形成しても構わない。
【００４４】
次いで、外部に露出する材料層の表面を粗面化する。研磨やサンドブラストなどの物理加工によって、材料層の表面を荒らしてもよい。あるいは、フォトリソグラフとエッチングを組み合わせて材料層の表面に凹凸を形成することにより、粗面化してもよい。
【００４５】
材料層の成膜時にメタルマスクを使い、表面に凹凸を有する材料層を形成してもよい。この場合は、材料層の形成と同時に材料層の方面を荒らすことになる。
【００４６】
次いで、材料層とは反対側のウエハの表面にＩＤＴや配線パターン等を形成する。ＩＤＴ等の形成方法は、一般的な方法でよく、特に問わない。
【００４７】
その後、通常のＳＡＷ（弾性表面波）デバイスと同じ後工程を経て、弾性波デバイス１０が完成する。
【００４８】
ウエハの表面にＩＤＴを形成した後に、ウエハの裏面に材料層を形成してもよい。この場合、ウエハの裏面に材料層を形成した後にウエハの表面にＩＤＴを形成する場合と比べて、ウエハの反りが少ない状態で、ＩＤＴを形成できる。
【００４９】
ウエハの裏面は鏡面であるため、ウエハの割れの起点となるクラックを生じさせることなく、バルク波による周波数特性の劣化を抑制することができる。
【００５０】
ウエハの裏面が鏡面状態であり、その上、ウエハの裏面に付加部材が接合されるため、ウエハを薄くしても付加部材で補強される。その結果、加工工程中において、ウエハは割れにくい。
【００５１】
したがって、デバイス低背化における物理強度確保と特性実現（バルク波による周波数特性の劣化の抑制）の両立が可能となる。
【００５２】
＜実施例２＞  実施例２の弾性波デバイス１０ｂについて、図３を参照しながら説明する。
【００５３】
図３は、実施例２の弾性波デバイス１０ｂの構成を模式的に示す要部断面図である。図３に示すように、実施例２の弾性波デバイス１０ｂは、実施例１の弾性波デバイス１０と略同様の構成である。以下では、実施例１と同じ構成部分には同じ符号を用い、実施例１と相違する部分を中心に説明する。
【００５４】
実施例２の弾性波デバイス１０ｂは、圧電基板１２の裏面１２ｂに接合された付加部材２４の構成が、実施例１とは異なる。
【００５５】
付加部材２４は、第２の基材２４ｓ中に、第１の部分が分散されている。第２の基材２４ｓは、圧電基板１２の音響インピーダンスと実質的に同じ音響インピーダンスを有する。第１の部分２４ｔは、圧電基板１２の音響インピーダンスと実質的に異なる音響インピーダンスを有する。第１の部分２４ｔは、第２の基材２４ｓ中に分散された気泡や、第２の基材２４ｓとは異なる材料の粒子等である。
【００５６】
付加部材２４の第２の基材２４ｓは、圧電基板１２の音響インピーダンスと実質的に同じ音響インピーダンスを有するため、入力側ＩＤＴ１４により励振されたバルク波のうち、圧電基板１２の裏面１２ｂに向けて圧電基板１２内を伝搬する成分の大部分が、付加部材２４に入射する。第２の基材２４ｓと、第２の基材２４ｓ中に分散された第１の部分２４ｔとは音響インピーダンスが実質的に異なるため、付加部材２４に入射したバルク波は、第１の部分２４ｔで乱反射する。
【００５７】
そのため、出力側ＩＤＴ１６に到達するバルク波が弱くなり、バルク波による周波数特性の劣化を抑制することができる。
【００５８】
バルク波が圧電基板１２の裏面１２ｂから付加部材２４に入射すればよいので、圧電基板１２の裏面１２ｂは鏡面でなくても構わない。
【００５９】
例えば、タンタル酸リチウムの圧電基板１２の裏面１２ｂに、付加部材２４として、タンタル酸リチウムの多孔質薄膜を形成する。この場合、実施例１と同じ手順で、圧電基板のウエハの裏面に、ウエハと同等の音響インピーダンスを有するタンタル酸リチウムの材料層（薄膜）を形成するときに、材料層の内部に空気や、ウエハと実質的に異なる音響インピーダンスを有する添加材料などを混入させ、付加部材である材料層の第２の基材中に分散した気泡や添加材料などによって第１の部分を形成する。
【００６０】
ウエハ裏面は粗面にする必要がないため、ウエハの割れの起点となるクラックを生じさせることなく、入力側ＩＤＴ１６に到達するバルク波を弱め、バルク波による周波数特性の劣化を抑制することができる。
【００６１】
＜実施例３＞  実施例３の弾性波デバイス１０ｃについて、図４〜図６を参照しながら説明する。
【００６２】
図４は、実施例３の弾性波デバイス１０ｃの構成を模式的に示す要部断面図である。図４に示すように、実施例３の弾性波デバイス１０ｃは、圧電基板１２の裏面１２ｂに接合された付加部材２６の構成が、実施例１とは異なる。
【００６３】
付加部材２６は、圧電基板１２の音響インピーダンスと実質的に異なる音響インピーダンスを有する第３の基材２６ｓ中に、圧電基板１２の音響インピーダンスと実質的に同じ音響インピーダンスを有する第２の部分２６ｔが分散されている。圧電基板１２の裏面１２ｂには、第３の基材２６ｓと第２の部分２６ｔとが接合されている。
【００６４】
次に、弾性波デバイス１０ｃの作製手順の一例について説明する。
【００６５】
まず、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）等の圧電基板のウエハを準備する。ウエハは、物理強度と接着性を確保するため、裏面が鏡面研磨されたものを用いる。
【００６６】
次いで、ウエハの表面にＩＤＴは配線パターン等を形成する。ＩＤＴ等の形成方法は、一般的な方法でよく、特に問わない。
【００６７】
次いで、ウエハの裏面に、付加部材を形成する。付加部材は次のように種々の方法で形成することができる。
【００６８】
例えば、図５の断面図に示すように、付加部材２６となる樹脂シートの表面２６ａに、第２の部分としてウエハと同じ材料を微粉化した微小部材２４ｔを埋め込み、樹脂シートの表面２６ａをウエハの裏面に貼り付け、微小部材２４ｔをウエハの裏面に密着させる。
【００６９】
あるいは、図６の断面図示すように、ウエハと異なる音響インピーダンスを有する基材２７ｔ中に、ウエハと同じ材料を粉末状にした微小部材２７ｔを混ぜた樹脂シート２７を、鎖線２７ｘに沿って切断し、微小部材２７ｔを露出させた切断面を、ウエハの裏面に貼り付け、微小部材２７ｔをウエハの裏面に密着させる。
【００７０】
あるいは、ウエハと同じ材料を微粉化した微小部材を混ぜた樹脂を、ウエハの裏面に塗布する。
【００７１】
あるいは、ウエハと同じ材料を微粉化した微小部材を混ぜた材料を、ウエハの裏面に溶射する。
【００７２】
微小部材は、ランダムにウエハの裏面に密着させることが好ましい。
【００７３】
その後、通常のＳＡＷ（弾性表面波）デバイスと同じ後工程を経て、弾性波デバイス１０ｃが完成する。
【００７４】
ウエハの裏面に付加部材を接合した後に、ウエハの表面にＩＤＴを形成してもよい。
【００７５】
ウエハの表面にＩＤＴ等を形成した後に、ウエハの裏面に付加部材を接合すると、ウエハの裏面に付加部材を接合した後にウエハの表面にＩＤＴ等を形成する場合よりも、ウエハの反りが少ない状態でＩＤＴ等を形成することができる。また、ウエハの表面にＩＤＴ等を形成した後に、ウエハの裏面に付加部材を接合すると、付加部材の接合後は裏面を吸着しなくてもよいため、吸着しにくい樹脂シートなどを付加部材として用いることができる。
【００７６】
＜まとめ＞  圧電基板１２の裏面１２ｂに付加部材２０，２２，２４，２６を接合することにより、圧電基板１２の裏面１２ｂを粗くすることなく、バルク波による周波数特性の劣化を抑制することができる。
【００７７】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変更を加えて実施することが可能である。
【００７８】
例えば、本発明は、弾性表面波を利用する弾性波デバイスに限らず、弾性境界波を利用する弾性波デバイスについても適用することができる。
【符号の説明】
【００７９】
１０，１０ａ〜１０ｃ，１０ｘ  弾性波デバイス
１２  圧電基板
１２ａ  表面（一方の主面）
１２ｂ  裏面（他方の主面）
１４  入力側ＩＤＴ
１６  出力側ＩＤＴ
２０  付加部材
２０ａ  接合面
２２  付加部材
２２ｂ  対向面
２４  付加部材
２４ｓ  第２の基材
２４ｔ  第１の部分
２６  付加部材
２６ｓ  第３の基材
２６ｔ  第２の部分
【図１】
2012015767.tif 000003
【図２】
2012015767.tif 000004
【図３】
2012015767.tif 000005
【図４】
2012015767.tif 000006
【図５】
2012015767.tif 000007
【図６】
2012015767.tif 000008
【図７】
2012015767.tif 000009
【図８】
2012015767.tif 000010