(57)【要約】【課題】優れた信頼性を有する弾性波装置を提供する。【解決手段】弾性波装置１は、圧電基板１０と、ＩＤＴ電極２０と、パッド部２６ａ、２６ｂと、接続部２７ａ、２７ｂとを備えている。ＩＤＴ電極２０は、圧電基板１０の上に配されている。ＩＤＴ電極２０は、複数の電極指２２ａ、２２ｂ及びバスバー２３ａ、２３ｂを有し、互いに間挿し合う一対のくし歯状電極２１ａ、２１ｂからなる。接続部２７ａ、２７ｂは、ＩＤＴ電極２０とパッド部２６ａ、２６ｂとを接続している。パッド部２６ａ、２６ｂの少なくとも表層はＰｕｒｅＡｌまたはＰｕｒｅＡｕからなる。接続部の表層は、ＰｕｒｅＡｌまたはＰｕｒｅＡｕ以外の構成材料により構成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電基板と、
前記圧電基板の上に配され、複数の電極指及びバスバーを有し、互いに間挿し合う一対のくし歯状電極からなるＩＤＴ電極と、
パッド部と、
前記ＩＤＴ電極と前記パッド部とを接続している接続部と、
を備え、
前記パッド部の少なくとも表層はＰｕｒｅＡｌまたはＰｕｒｅＡｕからなる一方、前記接続部の表層は、ＰｕｒｅＡｌまたはＰｕｒｅＡｕ以外の構成材料により構成されている、弾性波装置。
【請求項２】
前記接続部の表層は、Ｃｕ，Ｗ，Ｔｉ，Ｃｒ，Ｔａ及びＳｉのうちの少なくともひとつを含むＡｌ合金からなる、請求項１に記載の弾性波装置。
【請求項３】
前記接続部の表層は、Ｃｕの含有率が０．１質量％〜２０質量％であるＡｌＣｕ合金からなる、請求項２に記載の弾性波装置。
【請求項４】
前記圧電基板は、ＬｉＮｂＯ３からなり、
前記ＩＤＴ電極の少なくとも一部の圧電基板側の表層はＴｉを含まない、請求項１〜３のいずれか一項に記載の弾性波装置。
【請求項５】
前記ＩＤＴ電極の少なくとも一部の圧電基板側の表層は、ＮｉＣｒ合金、またはＣｕ，Ｗ，Ｔｉ，Ｃｒ，Ｔａ及びＳｉのうちの少なくともひとつを含むＡｌ合金からなる、請求項４に記載の弾性波装置。
【請求項６】
前記圧電基板の上に前記複数の電極指を覆うように設けられた誘電体層をさらに備える、請求項１〜５のいずれか一項に記載の弾性波装置。
【請求項７】
請求項７に記載の弾性波装置の製造方法であって、
前記圧電基板の上に前記複数の電極指を覆うように誘電体膜をバイアススパッタリング法により形成し、エッチングにより前記誘電体膜の表面を平坦化することによって前記誘電体層を形成する、弾性波装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電基板上に配されたＩＤＴ電極を有する弾性波装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、フィルタ装置や共振子として、弾性表面波や弾性境界波等の弾性波を利用した弾性波装置が広く利用されるようになってきている。弾性波装置は、圧電基板と、圧電基板の上に配されたＩＤＴ電極とを有する。ＩＤＴ電極や配線は、弾性波装置の特性や信頼性に大きな影響を及ぼすため、従来、弾性波装置のＩＤＴ電極や配線の構成が種々提案されている。例えば特許文献１には、ＩＤＴ電極のパッド部の上に配された上部電極を、アルミニウム合金からなる第１層と、アルミニウム合金層の上に配されており、アルミニウムからなる第２層との積層体により構成することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−８６６２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、携帯電話端末等のモバイル機器の普及に伴って、弾性波装置をさらに小型化したいという要望が強まってきている。しかしながら、特許文献１に記載の電極構造を有する弾性波装置では、小型化すると、例えばＩＤＴ電極に高周波電力が印加された際に、ＩＤＴ電極から振動が生じ、ストレスマイグレーションによって配線に断線や短絡が生じる虞がある。従って、信頼性が低くなるという問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、優れた信頼性を有する弾性波装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る弾性波装置は、圧電基板と、ＩＤＴ電極と、パッド部と、接続部とを備えている。ＩＤＴ電極は、圧電基板の上に配されている。ＩＤＴ電極は、複数の電極指及びバスバーを有し、互いに間挿し合う一対のくし歯状電極からなる。接続部は、ＩＤＴ電極とパッド部とを接続している。パッド部の少なくとも表層はＰｕｒｅＡｌまたはＰｕｒｅＡｕからなる。接続部の表層は、ＰｕｒｅＡｌまたはＰｕｒｅＡｕ以外の構成材料により構成されている。
【０００７】
なお、本発明において、「ＰｕｒｅＡｌ」には、例えば、０．００１質量％以下の濃度で不純物を含むＡｌが含まれるものとする。「ＰｕｒｅＡｕ」には、例えば、０．００１質量％以下の濃度で不純物を含むＡｕが含まれるものとする。
【０００８】
本発明に係る弾性波装置の別の特定の局面では、接続部の表層は、Ｃｕ，Ｗ，Ｔｉ，Ｃｒ，Ｔａ及びＳｉのうちの少なくともひとつを含むＡｌ合金からなる。
【０００９】
本発明に係る弾性波装置の他の特定の局面では、接続部の表層は、Ｃｕの含有率が０．１質量％〜２０質量％であるＡｌＣｕ合金からなる。
【００１０】
本発明に係る弾性波装置のさらに他の特定の局面では、圧電基板は、ＬｉＮｂＯ３からなる。ＩＤＴ電極の少なくとも一部の圧電基板側の表層はＴｉを含まない。
【００１１】
本発明に係る弾性波装置のさらに別の特定の局面では、ＩＤＴ電極の少なくとも一部の圧電基板側の表層はＮｉＣｒ合金、またはＣｕ，Ｗ，Ｔｉ，Ｃｒ，Ｔａ及びＳｉのうちの少なくともひとつを含むＡｌ合金からなる。
【００１２】
本発明に係る弾性波装置のまた他の特定の局面では、弾性波装置は、誘電体層をさらに備えている。誘電体層は、圧電基板の上に複数の電極指を覆うように設けられている。
【００１３】
本発明に係る弾性波装置の製造方法では、圧電基板の上に複数の電極指を覆うように誘電体膜をバイアススパッタリング法により形成し、エッチングにより誘電体膜の表面を平坦化することによって誘電体層を形成する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、優れた信頼性を有する弾性波装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る弾性波装置の略図的平面図である。
【図２】図１の線ＩＩ−ＩＩにおける略図的断面図である。
【図３】本発明の一実施形態における弾性波装置の製造工程を説明するための略図的断面図である。
【図４】本発明の一実施形態における弾性波装置の製造工程を説明するための略図的断面図である。
【図５】本発明の一実施形態における弾性波装置の製造工程を説明するための略図的断面図である。
【図６】本発明の一実施形態における弾性波装置の製造工程を説明するための略図的断面図である。
【図７】本発明の一実施形態における弾性波装置の製造工程を説明するための略図的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を実施した好ましい形態の一例について説明する。但し、下記の実施形態は、単なる例示である。本発明は、下記の実施形態に何ら限定されない。
【００１７】
また、実施形態等において参照する各図面において、実質的に同一の機能を有する部材は同一の符号で参照することとする。また、実施形態等において参照する図面は、模式的に記載されたものであり、図面に描画された物体の寸法の比率等は、現実の物体の寸法の比率等とは異なる場合がある。図面相互間においても、物体の寸法比率等が異なる場合がある。具体的な物体の寸法比率等は、以下の説明を参酌して判断されるべきである。
【００１８】
（弾性波装置１の構成）
図１は、本実施形態に係る弾性波装置の略図的平面図である。図２は、図１の線ＩＩ−ＩＩにおける略図的断面図である。
【００１９】
図１及び図２に示す弾性波装置１は、弾性表面波を利用した弾性表面波装置であり、より詳細には、弾性表面波共振子である。但し、本発明は、これに限定されない。本発明に係る弾性波装置は、弾性表面波フィルタ装置等の弾性表面波共振子以外の弾性波装置であってもよい。また、本発明に係る弾性波装置は、弾性境界波を用いた弾性境界波共振子や弾性境界波フィルタ装置等の弾性境界波装置であってもよい。
【００２０】
弾性波装置１は、圧電基板１０を有する。圧電基板１０は、適宜の圧電材料により構成することができる。具体的には、本実施形態では、圧電基板１０がＬｉＮｂＯ３により構成されている例について説明する。但し、本発明において、圧電基板の構成材料は特に限定されない。本発明において、圧電基板は、例えば、ＬｉＴａＯ３、水晶等により構成されていてもよい。
【００２１】
圧電基板１０の一主面１０ａの上には、ＩＤＴ電極２０と、一対の反射器２５ａ、２５ｂとが配されている。一対の反射器２５ａ、２５ｂは、ＩＤＴ電極２０の弾性波伝搬方向ｘの両側に配されている。
【００２２】
ＩＤＴ電極２０は、一対のくし歯状電極２１ａ、２１ｂを有する。一対のくし歯状電極２１ａ、２１ｂのそれぞれは、複数の電極指２２ａ、２２ｂと、バスバー２３ａ、２３ｂとを有する。バスバー２３ａ、２３ｂは、複数の電極指２２ａ、２２ｂを接続している。くし歯状電極２１ａとくし歯状電極２１ｂとは互いに間挿し合っている。
【００２３】
また、圧電基板１０の一主面１０ａの上には、パッド部２６ａ、２６ｂと、接続部２７ａ、２７ｂとが配されている。パッド部２６ａ、２６ｂは、くし歯状電極２１ａ、２１ｂとは離間して配されている。パッド部２６ａ、２６ｂは、接続部２７ａ、２７ｂによりくし歯状電極２１ａ、２１ｂに接続されている。パッド部２６ａ、２６ｂは、例えばＡｕバンプやＡｕワイヤ等の接続部材３１により他の部品と接続される部分である。
【００２４】
圧電基板１０の一主面１０ａの上には、少なくとも複数の電極指２２ａ、２２ｂを覆うように誘電体層３０が設けられている。本実施形態では、誘電体層３０は、ＩＤＴ電極２０及び反射器２５ａ、２５ｂの全体を覆うように設けられている。誘電体層３０は、例えば、酸化ケイ素や窒化ケイ素等の材料から構成されている。本実施形態では、誘電体層３０が圧電基板とは逆符号の周波数温度係数（Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ  ｏｆ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ：ＴＣＦ）を有する酸化ケイ素により構成されている。このため、誘電体層３０は、ＩＤＴ電極２０の保護層としての機能と、弾性波装置１のＴＣＦを小さくする機能とを兼ね備えている。
【００２５】
また、誘電体層３０の厚みは、ＩＤＴ電極２０により励振される弾性表面波の音速に影響を及ぼすため、誘電体層３０の厚みを調整することにより弾性波装置１の共振周波数を調整することができる。
【００２６】
なお、誘電体層３０は、単一の誘電体膜により構成されていてもよいし、複数の誘電体膜の積層体により構成されていてもよい。具体的には、誘電体層３０は、圧電基板１０の上に配された酸化ケイ素層と、その酸化ケイ素層の上に配された窒化ケイ素層とを含む積層体により構成されていてもよい。
【００２７】
パッド部２６ａ、２６ｂの少なくとも表層はＰｕｒｅＡｌまたはＰｕｒｅＡｕからなる一方、それ以外の部分は、ＰｕｒｅＡｌまたはＰｕｒｅＡｕ以外の構成材料により構成されている。パッド部２６ａ、２６ｂの表層は比較的やわらかいＰｕｒｅＡｌまたはＰｕｒｅＡｕにより構成されているため、接続部材３１の接着強度が高い。但し、パッド部２６ａ、２６ｂの厚みに対する、表層の厚みの比が大きすぎると、パッド部２６ａ、２６ｂの表層が、接続部材３１を形成する際に変形してはみ出す場合があり、小さすぎると、接続部材３１の接着強度が低下する。従って、パッド部２６ａ、２６ｂの厚みに対する、表層の厚みの比（（ＰｕｒｅＡｌまたはＰｕｒｅＡｕにより構成されている層の厚み）／（パッド部２６ａ、２６ｂの厚み））は、１％以上であることが好ましく、５％以上であることがより好ましく、１５％以上であることがさらに好ましい。また、パッド部２６ａ、２６ｂの厚みに対する、表層の厚みの比は、７５％以下であることが好ましく、２５％以下であることがより好ましい。
【００２８】
接続部２７ａ、２７ｂの表層は、Ｃｕ，Ｗ，Ｔｉ，Ｃｒ，Ｔａ及びＳｉのうちの少なくともひとつを含むＡｌ合金からなることが好ましい。なかでも、ＡｌＣｕ合金が接続部２７ａ、２７ｂの構成材料として好ましく用いられ、Ｃｕの含有率が０．１質量％〜２０質量％であるＡｌＣｕ合金が接続部２７ａ、２７ｂの構成材料としてより好ましく用いられる。
【００２９】
また、圧電基板１０がＬｉＮｂＯ３からなる場合、圧電基板１０側の導電層がＴｉを含まないことが好ましい。具体的には、ＩＤＴ電極２０及び反射器２５ａ、２５ｂの圧電基板１０側の導電層は、ＮｉＣｒ合金、またはＣｕ，Ｗ，Ｔｉ，Ｃｒ，Ｔａ及びＳｉのうちの少なくともひとつを含むＡｌ合金からなることが好ましい。
【００３０】
図２に示すように、本実施形態の弾性波装置１は、圧電基板１０の一主面１０ａの上に第１〜第３の導電層４１〜４３を有する。電極指２２ａ、２２ｂ及びバスバー２３ａ、２３ｂ並びに反射器２５ａ、２５ｂは、第１の導電層４１により構成されている。接続部２７ａ、２７ｂは、第１の導電層４１と、第１の導電層４１の上に配された第３の導電層４３により構成されている。パッド部２６ａ、２６ｂは、実質的に第２の導電層４２により構成されている。
【００３１】
第１の導電層４１は、複数の導電層の積層体により構成されている。第１の導電層４１を構成している複数の導電層の最も圧電基板１０側の層は、ＮｉＣｒ合金層である。より具体的には、第１の導電層４１は、圧電基板１０側から、ＮｉＣｒ合金層（厚み：１０ｎｍ）、Ｐｔ層（厚み：３０ｎｍ）、Ｔｉ層（厚み：１０ｎｍ）、ＡｌＣｕ合金層（Ｃｕの含有率：１０質量％、厚み：１２０ｎｍ）及びＴｉ層（厚み：１０ｎｍ）がこの順番で積層された積層体により構成されている。
【００３２】
第２の導電層４２は、複数の導電層の積層体により構成されている。第２の導電層４２を構成している複数の導電層の最も圧電基板１０側の層は、ＡｌＣｕ合金層である。一方、第２の導電層４２の最外層を構成しているのは、ＰｕｒｅＡｕ層である。より具体的には、第２の導電層４２は、圧電基板１０側から、ＡｌＣｕ合金（Ｃｕの含有率：１質量％、厚み：１８００ｎｍ）、Ｔｉ層（厚み：１００ｎｍ）及びＰｕｒｅＡｕ層（厚み５００ｎｍ）がこの順番で積層された積層体により構成されている。
【００３３】
第３の導電層４３は、第１の導電層４１の上に配されている。このため、第３の導電層４３は、圧電基板１０とは直接接触していない。第３の導電層は、複数の導電層の積層体により構成されている。第３の導電層４３の圧電基板１０とは反対側の最外層を構成しているのは、ＡｌＣｕ合金層である。より具体的には、第３の導電層４３は、Ｔｉ層（厚み１００ｎｍ）及びＡｌＣｕ合金（Ａｌの含有率：１質量％、厚み：１５００ｎｍ）がこの順番で積層された積層体により構成されている。
【００３４】
（弾性波装置１の製造方法）
図３〜図７は、本実施形態における弾性波装置１の製造工程を説明するための略図的断面図である。但し、ここで説明する製造方法は単なる一例である。本発明は、以下の製造方法に何ら限定されない。
【００３５】
まず、図３に示すように、圧電基板１０の上に、第１の導電層４１を形成する。その後、図４に示すように、第２の導電層４２をする。第１及び第２の導電層４１，４２の形成は、例えば、スパッタリング法や蒸着法等の成膜方法と、リフトオフ法等のパターニング方法とを適宜組み合わせることにより行うことができる。
【００３６】
次に、図５に示すように、複数の電極指２２ａ、２２ｂの上を含め、圧電基板１０の主面１０ａの実質的に全体を覆うように誘電体膜３２を形成する。誘電体膜３２の形成は、例えば、スパッタリング法や蒸着法等により行うことができる。本実施形態では、バイアススパッタリング法によって誘電体膜３２を形成する。しかし、この場合、電極指２２ａ、２２ｂの上方に形成された誘電体膜３２に凹凸ができ、それに起因するノイズが発生する。そのため、エッチバック法を用いて、誘電体膜３２の表面を平坦化する。具体的には、誘電体膜３２に対して、誘電体膜３２とエッチング比率がほぼ等しいレジストを塗布した後、イオンプラズマ等を用いたドライエッチング等のエッチングを行うことにより、誘電体膜３２の表面を平坦化する。
【００３７】
次に、図６に示すように、たとえば反応性イオンプラズマエッチング等のエッチングにより誘電体膜３２の一部分を除去することにより、第１の導電層４１の接続部２７ａ、２７ｂを構成している部分、第２の導電層４２の少なくとも一部を露出させる。
【００３８】
次に、図７に示すように、第３の導電層４３を形成することにより、弾性波装置１を完成させることができる。なお、第３の導電層４３の形成は、例えば、スパッタリング法や蒸着法等の成膜方法と、リフトオフ法等のパターニング方法とを適宜組み合わせることにより行うことができる。
【００３９】
以上説明したように、弾性波装置１では、パッド部２６ａ、２６ｂの表層は、ＰｕｒｅＡｌまたはＰｕｒｅＡｕにより構成されている。このため、パッド部２６ａ、２６ｂと、ＡｕバンプやＡｕワイヤ等の接続部材３１とを強固に接続することができる。また、接続部２７ａ、２７ｂの表層は、ＰｕｒｅＡｌ，ＰｕｒｅＡｕ以外の構成材料により構成されている。このため、高周波電圧印加時に、くし歯状電極２１ａ、２１ｂから生じる振動により、接続部２７ａ、２７ｂからのストレスマイグレーションが生じ難い。従って、接続部２７ａ、２７ｂが断線したり短絡したりすることを効果的に抑制することができる。その結果、優れた信頼性を実現することができる。
【００４０】
また、接続部２７ａ、２７ｂの表層は、Ｃｕ，Ｗ，Ｔｉ，Ｃｒ，Ｔａ及びＳｉのうちの少なくともひとつを含むＡｌ合金からなることが好ましい。なかでも、ＡｌＣｕ合金が接続部２７ａ、２７ｂの構成材料として好ましく用いられ、Ｃｕの含有率が０．１質量％〜２０質量％であるＡｌＣｕ合金が接続部２７ａ、２７ｂの構成材料としてより好ましく用いられる。
【００４１】
また、弾性波装置１では、第１および第２の導電層４１、４２の圧電基板１０側の導電層がＴｉを含んでいない。具体的には、本実施形態では、圧電基板１０側の導電層は、ＮｉＣｒ合金、またはＡｌＣｕ合金からなる。このため、圧電基板側の導電層にＴｉが含まれている場合とは異なり、圧電基板１０がＬｉＮｂＯ３からなる場合であってもＴｉが拡散することに起因して圧電基板にクラックが生じることを抑制することができる。
【符号の説明】
【００４２】
１…弾性波装置
１０…圧電基板
１０ａ…圧電基板の主面
２０…ＩＤＴ電極
２１ａ、２１ｂ…くし歯状電極
２２ａ、２２ｂ…電極指
２３ａ、２３ｂ…バスバー
２５ａ、２５ｂ…反射器
２６ａ、２６ｂ…パッド部
２７ａ、２７ｂ…接続部
３０…誘電体層
３１…接続部材
３２…誘電体膜
４１…第１の導電層
４２…第２の導電層
４３…第３の導電層
【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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