(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電単結晶からなる第１の基板が前記第１の基板とは熱膨張係数が異なる材料からなる第２の基板上に接合により積層された積層基板を備える弾性表面波素子であって、
前記第１の基板の一主面上に形成された少なくとも１対の櫛形電極を備え、
前記積層基板の前記第１の基板側の周縁部には、段差部または切り欠き部が形成され、前記段差部または前記切り欠き部が、前記第１の基板から前記第２の基板にわたって形成され、前記段差部または前記切り欠き部の深さは前記第１の基板の厚さと前記第２の基板の厚さの和よりも小さいことを特徴とする弾性表面波素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層基板を備える弾性表面波素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
移動体通信機器の発展にともない、機器を構成するキーデバイスの１つである弾性表面波素子の高性能化が求められている。近年の移動体通信システムにみられるように送信帯域と受信帯域が近接している場合には、使用温度範囲において急峻なカットオフ特性を実現することが困難となっている。これは、従来の弾性表面波素子に用いられる圧電基板の特性に依存するものである。すなわち、従来の圧電基板は、システムの要求帯域幅を実現するに十分な結合係数を有しているものの、一般に周波数温度係数が大きいためである。この問題に対応するため、既存の圧電基板とその圧電基板とは熱膨張係数の異なる補助基板とを張り合わせることによって、結合係数が大きくかつ温度安定性に優れた特性を有する弾性表面波素子が得られることが報告されている（非特許文献１）。
【０００３】
以下に、従来の弾性表面波素子について説明する。従来の弾性表面波素子の一例について、図８（ａ）に斜視図を、図８（ｂ）に図８（ａ）の線Ｚ−Ｚにおける断面図を示す。図８を参照して、従来の弾性表面波素子は、第１の基板４０１と、第２の基板４０２と、電極４０３ａおよび４０３ｂからなる櫛形電極４０３と、反射器４０４とを備える。ここで、第１の基板４０１には、たとえば３６°ＹカットＸ伝搬のタンタル酸リチウム単結晶が用いられ、第２の基板４０２には、たとえば第１の基板４０１の弾性表面波伝搬方向における熱膨張係数よりも小さい熱膨張係数を有するガラス基板が用いられる。第１の基板４０１の厚さは、第２の基板４０２よりも十分に薄く、かつ弾性表面波の波長に比べて十分厚い。たとえば、第１の基板４０１を４０ミクロン程度にし、第２の基板４０２を３１０ミクロン程度にする。第１の基板４０１と第２の基板４０２とは、接着剤等を介さずに実質的に直接接合されている。このような構造を備えることで、既存の圧電基板の特性を維持したまま、その周波数温度係数を制御することが可能となっていた。
【非特許文献１】Ｐｒｏｃ．  １９９７  ＩＥＥＥ  Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｓ  Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ、ｐｐ．２２７−２３０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の弾性表面波素子の場合には、厚さ数十ミクロンの圧電単結晶とガラス基板とを積層した積層構造を有するため、弾性表面波素子の取り扱いが困難であるという課題を有していた。たとえば、上記弾性表面波素子をパッケージに実装する際、特に、弾性表面波素子をピックアップする際に、圧電単結晶層にクラックや割れが発生する場合があった。また、ウエハから個々の弾性表面波素子に分割する際に、ガラス基板に対応した切断ブレードで切断すると、その材料特性の違いにより切断時に圧電単結晶部に割れや欠けが発生するという課題を有していた。
【０００５】
本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、取り扱いが容易で欠陥の少ない弾性表面波素子を提供することを目的とする。また、素子分離工程において欠陥が発生することを防止することによって、信頼性よく低コストで弾性表面波素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の弾性表面波素子は、圧電単結晶からなる第１の基板が前記第１の基板とは熱膨張係数が異なる材料からなる第２の基板上に接合により積層された積層基板を備える弾性表面波素子であって、前記第１の基板の一主面上に形成された少なくとも１対の櫛形電極を備え、前記積層基板の前記第１の基板側の周縁部には、段差部または切り欠き部が形成され、前記段差部または前記切り欠き部が、前記第１の基板から前記第２の基板にわたって形成され、前記段差部または前記切り欠き部の深さは前記第１の基板の厚さと前記第２の基板の厚さの和よりも小さいことを特徴とする。上記本発明の弾性表面波素子によれば、取り扱いが容易で欠陥のない弾性表面波素子が得られる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の弾性表面波素子では、圧電性材料からなる第１の基板側の周縁部に段差部または切り欠き部が形成されている。したがって、本発明の弾性表面波素子によれば、取り扱いが容易で欠陥の少ない弾性表面波素子が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１４】
（実施形態１）
実施形態１では、本発明の弾性表面波素子について、一例を説明する。
【００１５】
実施形態１の弾性表面波素子１００ａについて断面図を図１に示す。
【００１６】
図１を参照して、弾性表面波素子１００ａは、第１の基板１０１および第２の基板１０２を含む積層基板１０３と、櫛形電極１０４と、反射器１０５とを備える。そして、積層基板１０３の第１の基板１０１側の周縁部（側面）には、段差部１０６が形成されている。
【００１７】
第１の基板１０１は、圧電性材料からなる基板であり、たとえば圧電単結晶を用いることができる。圧電単結晶としては、たとえば、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、水晶、またはランガサイトなどを用いることができる。具体的には、たとえば、３６°ＹカットＸ伝搬のタンタル酸リチウムを用いることができる。第１の基板１０１の厚さは、素子によって異なるが、たとえば、５μｍ〜１００μｍとすることができる。第１の基板１０１は、第２の基板１０２上に直接積層されている。すなわち、第１の基板１０１は、接着剤などを介さずに、第２の基板１０２上に直接接合されている。
【００１８】
第２の基板１０２は、第１の基板１０１とは異なる材料からなり、第１の基板１０１とは異なる熱膨張係数を有する。第２の基板１０２には、たとえば、第１の基板１０１の弾性表面波伝搬方向における熱膨張係数よりも小さい熱膨張係数を有するガラス、シリコン、または石英などを用いることができる。第２の基板１０２の厚さは、素子によって異なるが、たとえば、２００μｍ〜４００μｍとすることができる。
【００１９】
櫛形電極１０４は、対向する一対の櫛形電極１０４ａおよび１０４ｂからなる。櫛形電極１０４は、第１の基板１０１の表面１０１ｓ上に形成される。表面１０１ｓは、第１の基板１０１の主面の１つである。櫛形電極１０４は、たとえば、アルミニウム合金からなる。なお、櫛形電極１０４は、複数形成されていてもよい。
【００２０】
反射器１０５は、櫛形電極１０４で励振された弾性表面波を閉じこめるために形成される。なお、櫛形電極１０４および反射器１０５には、必要に応じて様々な形状のものを用いることができる。
【００２１】
段差部１０６は、積層基板１０３のうち櫛形電極１０４が形成されている部分の側面に形成される。すなわち、段差部１０６は、積層基板１０３のうち、第１の基板１０１側の周縁部に形成される。これによって、第１の基板１０１の表面側（第２の基板１０２に接している面と反対側）の形状が、第２の基板１０２の底面側（第１の基板１０１に接している面と反対側）の形状よりも実質的に小さくなる。
【００２２】
図１の弾性表面波素子１００ａでは、段差部１０６が第１の基板１０１から第２の基板１０２にわたって形成されている。
【００２３】
上記実施形態１の弾性表面波素子１００ａでは、積層基板１０３のうち第１の基板１０１側の周縁部に段差部１０６が形成されている。このため、弾性表面波素子１００ａを取り扱う場合に、圧電性材料からなる基板１０１に触れることなくピンセットや真空チャック等でピックアップすることができ、第１の基板１０１に欠陥が生じることを抑制できる。したがって、実施形態１の弾性表面波素子１００ａによれば、第１の基板１０１に触れることなく素子を取り扱うことができ、取り扱いが容易で欠陥が少ない弾性表面波素子が得られる。
【００２４】
また、上記実施形態１では、第１の基板１０１と第２の基板１０２とが、接着剤を介さずに直接積層されている場合を示したが、第１の基板１０１と第２の基板１０２とが、接着剤を介して積層される場合でもよい（以下の実施形態において同様である）。この場合の弾性表面波素子の断面図を図２に示す。図２を参照して、第１の基板１０１は、接着剤１０７を介して第２の基板１０２上に積層（接合）されている。接着剤１０７には、たとえば、紫外線硬化型接着剤または常温硬化型接着剤などを用いることができる。図２に示す弾性表面波素子でも、上記実施形態１の弾性表面波素子１００ａと同様の効果が得られる。
【００２５】
（実施形態２）
実施形態２では、本発明の弾性表面波素子について、他の一例を説明する。なお、実施形態１で説明した部分については、重複する説明を省略する。
【００２６】
実施形態２の弾性表面波素子２００ａについて断面図を図３に示す。
【００２７】
図３を参照して、弾性表面波素子２００ａは、第１の基板１０１および第２の基板１０２を含む積層基板１０３と、第１の基板１０１の表面１０１ｓ上に形成された櫛形電極１０４と、反射器１０５とを備える。そして、積層基板１０３の第１の基板１０１側の周縁部には、切り欠き部２０１が形成されている。
【００２８】
切り欠き部２０１は、積層基板１０３のうち櫛形電極１０４が形成されている部分の側面に形成される。すなわち、切り欠き部２０１は、積層基板１０３のうち、第１の基板１０１側の周縁部に形成される。これによって、第１の基板１０１の表面側（第２の基板１０２に接している面と反対側）の形状が、第２の基板１０２の底面側（第１の基板１０１に接している面と反対側）の形状よりも実質的に小さくなる。
【００２９】
図３の弾性表面波素子２００ａでは、切り欠き部２０１が第１の基板１０１から第２の基板１０２にわたって形成されている。
【００３０】
上記実施形態２の弾性表面波素子２００ａでは、積層基板１０３のうち第１の基板１０１側の周縁部に切り欠き部２０１が形成されている。したがって、実施形態２の弾性表面波素子２００ａによれば、圧電性材料からなる第１の基板１０１に触れることなく素子を取り扱うことができ、取り扱いが容易で欠陥が少ない弾性表面波素子が得られる。
【００３１】
また、上記実施形態２では、第１の基板１０１が、接着剤を介さずに第２の基板１０２上に直接積層（接合）されている場合を示した。しかし、第１の基板１０１は、接着剤を介して第２の基板１０２上に積層（接合）されてもよい。この場合でも、上記実施形態２の弾性表面波素子２００ａと同様の効果が得られる。
【００３２】
（実施形態３）
実施形態３では、実施形態１で説明した弾性表面波素子１００ａを製造する方法の一例について説明する。なお、実施形態１で説明した部分については、重複する説明を省略する。
【００３３】
図４を参照して、実施形態３の製造方法では、まず、図４（ａ）に示すように、第１の基板１０１となる第１の基板１０１ａ（厚さが、たとえば０．２ｍｍ）を、第２の基板１０２となる第２の基板１０２ａ（厚さが、たとえば１ｍｍ）上に直接積層（接合）する。本実施の形態では、出発材料として、たとえば厚さ０．２ｍｍの第１の基板１０１ａと、厚さ１ｍｍの第２の基板１０２ａとを用いて接合を行うことができるが、これは、基板洗浄工程でのハンドリングや、それぞれの基板の平行度、平坦度の確保等を考慮して設定すればよく、特に厚さに関しては制限はない。
【００３４】
第１の基板１０１ａを、第２の基板１０２ａ上に直接積層する方法について、一例を以下に説明する。まず、表面を平坦化し清浄化した第１の基板１０１ａおよび第２の基板１０２ａを準備し、それぞれの基板表面を、たとえばアンモニア系水溶液を用いて親水化処理する。次に、それぞれの基板を純水でリンスし、乾燥させる。乾燥させるにはスピン乾燥機等を利用することが好ましい。この工程により、それぞれの基板表面は水酸基（−ＯＨ）で終端されており親水性を有する。
【００３５】
次に、親水化された第１の基板１０１ａの一主面と第２の基板１０２ａの一主面とを向かい合わせ、重ね合わせる。これにより、第１の基板１０１ａおよび第２の基板１０２ａは、主に水素結合を介して接合される（初期接合）。この段階では、接合強度が不十分であるため、初期接合された基板を熱処理し接合強度を高める。これにより、前記初期接合は主に分子間力によるものに変化し、強固な接合体を得ることができる。なお、基板同士を重ね合わせる際、あらかじめ乾燥させた基板を用いなくともよく、両基板を乾燥させずに、水を介したまま重ね合わせ、熱処理を行ってもよい。
【００３６】
その後、図４（ｂ）に示すように、第１の基板１０１ａと第２の基板１０２ａとを適当な厚さになるまで薄くする。第１の基板１０１および第２の基板１０２は、素子の目的に応じて所定の厚さ（たとえば、第１の基板１０１の厚さが０．０３ｍｍ、第２の基板１０２の厚さが０．３２ｍｍ）にする必要がある。そこで、直接接合された第１の基板１０１ａおよび第２の基板１０２ａを、上記設定厚さにまで機械研削および研磨により薄板化を行う。なお、直接接合により積層化された第１の基板１０１ａおよび第２の基板１０２ａは、従来の機械研削や研磨工程に対しても、十分な接合強度を有しており、薄板化工程において両基板の剥離等が生じることはない。
【００３７】
薄板化については、具体的には、以下のように行うことができる。第１の基板１０１ａの表面側は、弾性表面波が伝搬するため、ある程度まで、たとえば０．１ｍｍ程度まで機械的研削により薄板化を行った後、通常のメカノケミカル研磨により鏡面仕上げを行い、最終的に所定の厚さ（たとえば、０．０３ｍｍ）になるようにすればよい。また、第２の基板１０２ａは、機械的研削のみにより所定の厚さまで薄板化を行えばよい。
【００３８】
なお、図４（ａ）および（ｂ）では、初期接合された基板を熱処理した後、薄板化処理を行う場合について説明したが、基板の組み合わせや最終基板厚さに応じて、熱処理と薄板化を複数回繰り返しながら、熱処理温度を段階的に高めていってもよい。これによって、高い接合強度有する積層基板を得ることができる。
【００３９】
以上の工程により、圧電単結晶等の圧電性材料からなる第１の基板１０１ａと、低熱膨張係数を有するガラスなどからなる第２の基板１０２ａとの積層基板を得ることができる。
【００４０】
その後、図４（ｃ）に示すように、櫛形電極１０４および反射器１０５を、第１の基板１０１ａの表面１０１ｓに形成する。櫛形電極１０４および反射器１０５は、従来のフォトリソグラフィ技術を用いて形成できる。このようにして、第１の基板１０１ａおよび第２の基板１０２ａが積層された積層基板と、櫛形電極１０４とが形成される。通常、この工程まではウエハ単位で行われ、以下の工程によって素子分離が行われる。以上のように、実施形態３の製造方法は、表面１０１ｓに一対の櫛形電極１０４が形成され圧電性材料からなる第１の基板１０１ａが、第１の基板１０１ａとは異なる材料からなる第２の基板１０２ａ上に積層された積層基板を形成する工程を含む。
【００４１】
その後、図４（ｄ）および（ｅ）に示すように、２つの工程によってウエハの切断（素子の分離）を行う。以下に、素子の分離工程を説明する。
【００４２】
まず、図４（ｄ）に示すように、第１の基板１０１ａおよび第２の基板１０２ａからなる積層基板をウエハ固定用のベースフィルム１０８に固定した後、積層基板のうち第１の基板１０１ａ側であって櫛形電極１０４の周囲の部分に溝１０９を形成する。溝１０９は、基板１０１ａを研削することによって形成できる。第１の基板１０１ａは、溝１０９によって切断され、第１の基板１０１となる。第１の基板１０１ａを研削することによって除去する部分は、素子の分離部分に対応する部分である。このとき、第１の基板１０１ａの研削（切断）には、たとえば、厚さ０．２ｍｍ、砥粒の粒子径が８．５±０．７μｍ（累積高さ５０％点での粒子径：ＪＩＳ  Ｒ  ６００１、ＩＳＯ８４８６−１、ＩＳＯ８４８６−２）の切断ブレードを用いることができる。なお、溝１０９の深さを第１の基板１０１ａの厚さよりも大きくすることによって図１に示した弾性表面波素子を製造することができる。
【００４３】
なお、第１の基板１０１ａの除去は、エッチングによって行ってもよい。この場合には、通常のフォトリソ工程およびエッチング工程によって、第１の基板１０１ａの一部を除去すればよい。
【００４４】
その後、図４（ｅ）に示すように、第１の基板１０１ａおよび第２の基板１０２ａからなる積層基板のうち、上記図４（ｄ）の工程で形成した溝１０９の略中央部を溝１０９よりも細い幅で研削して切断することによって素子ごとに分離する。このとき、たとえば、図４（ｄ）の研削工程で用いた切断ブレードよりも薄い切断ブレード、たとえば厚さ０．０８ｍｍの切断ブレードを用いて、形成される溝１１０（第２の切断溝）の中心が溝１０９の中心と略一致するようにして切断すればよい。切断された第２の基板１０２ａは、第２の基板１０２となる。また、溝１０９を形成する際に除去された部分は、段差部１０６となる。
【００４５】
その後、ベースフィルム１０８から各素子を分離することによって、第１の基板１０１の周囲に段差部１０６が形成された弾性表面波素子１００ａが得られる。
【００４６】
なお、第１の基板１０１ａを研削して切断する上記工程では、第１の基板１０１ａを構成する圧電単結晶の機械的性質に合わせて、砥粒粒径の細かい切断ブレードで切断することにより、チッピングや基板割れ等の欠陥を抑えることができる。一方、第２の基板１０２ａは比較的柔らかい材質であるガラスなどからなる。したがって、第２の基板１０２ａを第１の基板１０１ａと同様の切断ブレードで切断した場合には、切断ブレードの摩耗が激しく、また目詰まりを起こしてブレードが破損する場合がある。そこで、第２の基板１０２ａを切断する工程では、砥粒粒径の粗い、たとえば砥粒の粒子径が２４．０±１．５μｍ程度（累積高さ５０％点の粒子径）の切断ブレードで切断することが好ましい。すなわち、第１の基板１０１ａの切断に用いる切断ブレードよりも砥粒粒径が粗い切断ブレードを用いて第２の基板１０２ａを切断することによって、切断ブレードを長寿命化することができ、生産性よく低コストに弾性表面波素子を製造できる。
【００４７】
なお、図４（ｄ）および（ｅ）の各工程で使用する切断ブレードの幅や、材料、砥粒粒径に特に制限はなく、段差部１０６が形成できれば、それぞれの基板を構成する材料に適した切断ブレードを選択すればよい。
【００４８】
また、第１の基板１０１ａを切断するときの切断速度（研削速度）は、弾性表面波素子の欠陥の発生を抑えるため低速である方が好ましく、たとえば、２ｍｍ／ｓｅｃ．で実施することができる。同様に、第２の基板１０２ａを切断するときの切断速度（研削速度）は、切断速度が遅いほど良好な切断面を得ることができるが、生産性の観点から、第１の基板１０１ａの切断速度よりも速いことが好ましい。第２の基板１０２ａは、たとえば、４ｍｍ／ｓｅｃ．の切断速度で切断すればよい。実施形態３の製造方法では、図４（ｄ）の切断工程によって第１の基板１０１ａに幅が広い溝１０９が形成されるため、図４（ｅ）の切断工程の切断速度を前記速度よりも速くしても、第１の基板１０１にチッピングやウエハ欠けなどの悪影響を与えることはない。すなわち、第２の基板１０２ａを切断中にチッピングが生じても、第１の基板１０１と第２の基板１０２ａとの接合境界を越えて第１の基板１０１に欠けを生じることはない。このように、第１の基板１０１ａの研削を、第２の基板１０２ａの研削よりも遅い速度で行うことによって、欠陥が少ない弾性表面波素子が得られる。また、第２の基板１０２ａの研削を、第１の基板１０１ａの研削よりも速い速度で行うことによって、生産性よく低コストに弾性表面波素子を製造できる。
【００４９】
上記実施形態３の製造方法によれば、実施形態１で説明した弾性表面波素子１００ａを容易に製造できる。また、実施形態３の製造方法によれば、製造過程で圧電性材料からなる基板に欠けやチッピングが生じることがないため、信頼性および歩留まりよく、低コストに弾性表面波素子を製造できる。
【００５０】
なお、図４に示した弾性表面波素子を製造する場合には、第１の基板１０１ａまたは第２の基板１０２ａ上に櫛形電極１０４および反射器１０５を形成してから、第１の基板１０１ａと第２の基板１０２ａとを積層すればよい（以下の実施形態において同様である）。このとき、まず第１の基板１０１ａまたは第２の基板１０２ａに凹部を形成し、この凹部に櫛形電極１０４および反射器１０５を形成してもよい。
【００５１】
また、図２に示した弾性表面波素子を製造する場合には、第１の基板１０１ａと第２の基板１０２ａとを接着剤によって接着すればよい（以下の実施形態において同様である）。
【００５２】
（実施形態４）
実施形態４では、実施形態２で説明した弾性表面波素子２００ａを製造する方法について、一例を説明する。なお、上記実施形態で説明した部分については、重複する説明を省略する。
【００５３】
図５を参照して、実施形態４の製造方法では、まず、図５（ａ）に示すように、第１の基板１０１となる第１の基板１０１ａと、第２の基板１０２となる第２の基板１０２ａとを接合する。
【００５４】
その後、図５（ｂ）に示すように、第１の基板１０１ａと第２の基板１０２ａとを適当な厚さに薄板化する。
【００５５】
その後、図５（ｃ）に示すように、櫛形電極１０４および反射器１０５を、第１の基板１０１ａの表面側の一主面に形成する。図５（ａ）〜（ｃ）の工程は、実施形態３で説明した工程と同様である。
【００５６】
その後、図５（ｄ）および（ｅ）に示すように、２つの工程によってウエハの切断（素子の分離）を行う。以下に、素子の分離工程を説明する。
【００５７】
まず、図５（ｄ）に示すように、第１の基板１０１ａおよび第２の基板１０２ａからなる積層基板をウエハ固定用のベースフィルム１０８に固定した後、積層基板のうち第１の基板１０１ａ側であって櫛形電極１０４の周囲の部分を研削することによって除去し、断面略Ｖ字状の溝２０２を形成する。第１の基板１０１ａは、溝２０２によって切断され、第１の基板１０１となる。第１の基板１０１ａを研削によって除去する部分は、素子の分離部分に対応する部分である。このときの工程は、切断ブレードとしてＶ字型の切断ブレードを用いる点以外は上記実施形態３で説明した図４（ｄ）の工程と同様である。
【００５８】
その後、図５（ｅ）に示すように、第１の基板１０１ａおよび第２の基板１０２ａからなる積層基板のうち、上記図５（ｄ）の工程で形成した溝２０２の略中央部を溝２０２よりも細い幅で研削して切断することによって素子ごとに分離する。このときの切断工程は、たとえば、図５（ｄ）の研削工程で用いた切断ブレードよりも薄い切断ブレードを用いて、形成される溝２０３（第２の切断溝）の中心が、溝２０２の中心と略一致するようにして行うことができる。切断された第２の基板１０２ａは、第２の基板１０２となる。なお、溝２０２の形状と溝２０３の幅とを変更することによって、図３または図８に示した弾性表面波素子を製造することができる。
【００５９】
以上の工程によって、第１の基板１０１の周囲に切り欠き部２０１が形成された弾性表面波素子２００が得られる。
【００６０】
上記実施形態４の製造方法によれば、実施形態２で説明した弾性表面波素子２００ａを容易に製造できる。また、実施形態４の製造方法によれば、製造過程で圧電性材料からなる基板に欠けやチッピングが生じることがないため、信頼性および歩留まりよく、低コストに弾性表面波素子を製造できる。
【００６１】
（実施形態５）
実施形態５では、本発明の弾性表面波デバイスについて、２つの例を説明する。実施形態５の弾性表面波デバイスについて、一例の断面図を図６に、他の一例の断面図を図７に示す。
【００６２】
図６の弾性表面波デバイス３００は、回路基板３０１（ハッチングは省略する）と、接着剤３０２によって回路基板３０１に固定された弾性表面波素子３０３とを備える。なお、弾性表面波素子３０３は、パッケージに固定されてもよい。弾性表面波素子の周囲の気密を確保するため、弾性表面波素子３０３の上方は、接着剤３０４とリッド３０５とによって封止されている。なお、リッド３０５をはんだによって溶接してもよい。回路基板３０１と弾性表面波素子３０３とは、金属ワイヤ３０６によって、電気的に接続されている。また、弾性表面波デバイス３００は、必要に応じて他の電子部品を備える。
【００６３】
回路基板３０１には、アルミナや低温焼成セラミクスからなる多層基板などを用いることができる。リッド３０５には、金属またはセラミクスからなるリッドを用いることができる。金属ワイヤ３０６には、アルミニウムや金からなるワイヤを用いることができる。
【００６４】
弾性表面波素子３０３は、実施形態１または２で説明した本発明の弾性表面波素子である。図６に示すように、弾性表面波素子３０３は、回路基板３０１にフェイスアップ方式で実装されている。
【００６５】
なお、弾性表面波素子３０３は、フェイスダウン方式で実装されてもよい。このような弾性表面波デバイス３００ａについて、図７に示す。弾性表面波デバイス３００ａでは、弾性表面波素子３０３が導電性バンプ３０７によって、回路基板３０１上の電気配線（図示せず）に電気的に接続されている。そして、弾性表面波素子３０３は、封止樹脂３０８によって封止されている。なお、振動空間を確保するため、弾性表面波素子３０３と回路基板３０１との間には空隙が設けられている。
【００６６】
フェイスダウン方式で実装する方法について以下に一例を説明する。まず、弾性表面波素子３０３上に導電性バンプ３０７を形成する。その後、弾性表面波素子３０３の機能部と回路基板３０１とを対向させ、電気的に接続させる。電気的に接続させる方法としては、超音波を印加する方法、導電性接着剤を用いる方法、はんだを用いる方法などを用いることができる。その後、たとえば、エポキシ系の封止樹脂３０８を塗布して硬化させることによって、弾性表面波素子３０３の機能部の周囲を気密状態にする。なお、弾性表面波素子３０３の機能部の周囲を気密状態にするために、金属やセラミクスからなる蓋を配置してもよい。
【００６７】
上記本発明の弾性表面波デバイスは、本発明の弾性表面波素子を用いている。したがって、本発明によれば、歩留まりよく容易に製造でき、信頼性が高い弾性表面波デバイスが得られる。特に、弾性表面波デバイス３００ａでは、弾性表面波素子３０３を封止樹脂３０８によって封止する際に、段差部がダムの役割を果たし、封止樹脂３０８が機能部（振動領域）に侵入することを防止できる。これによって、封止樹脂３０８の粘度が変化した場合でも振動空間を確実に確保することができ、特性劣化のない弾性表面波デバイスが得られる。
【００６８】
上記本発明の弾性表面波デバイスは、携帯電話などの移動体通信機器において弾性表面波フィルタとして用いることができる。弾性表面波フィルタは、所望の周波数の信号だけを通過させる機能を有し、無線回路のキーデバイスとなっている。一般的な弾性表面波デバイスは、誘電体フィルタなどに比べて選択性に優れたデバイスである。しかしながら、近年の急速な移動体通信の進展によってより高い選択性が求められており、従来の弾性表面波デバイスでは特性の温度依存性が大きいという問題があった。これに対し、本発明の弾性表面波デバイスは、積層基板を用いた弾性表面波素子３０３を備えるため、温度特性が良好で、周波数の選択性が高い。
【００６９】
また、上記本発明の弾性表面波デバイスは、自動車のキーレスエントリー用の発振子などにも使用できる。
【実施例】
【００７０】
（参考例１）
参考例１の弾性表面波素子では、第１の基板１０１に３６°ＹカットＸ伝搬のタンタル酸リチウム（厚さ０．０３ｍｍ）を用いた。また、第２の基板１０２として、第１の基板１０１の弾性表面波伝搬方向の熱膨張係数よりも小さい熱膨張係数を有するガラス（厚さ０．３２ｍｍ）を用いた。また、第１の基板１０１および第２の基板１０２は、接着剤等を介さずに実質的に直接接合した。
【００７１】
以下に、上記参考例１の弾性表面波素子について、実施形態３で説明した製造方法で製造した一例を説明する。
【００７２】
まず、あらかじめ、平坦化、清浄化された第１の基板１０１ａ（厚さ０．２ｍｍ）および第２の基板１０２ａ（厚さ１ｍｍ）を準備し、それぞれの基板表面を、アンモニア系水溶液を用いて親水化処理した。次に、それぞれの基板を純水でリンスし、乾燥させた。乾燥にはスピン乾燥機等を利用した。この工程により、それぞれの基板表面は水酸基（−ＯＨ）で終端され親水性を有するようになった。
【００７３】
次に、親水化された第１の基板１０１ａおよび第２の基板１０２ａの一方主面同士を向かい合わせ、重ね合わせた。これによって、第１の基板１０１ａと第２の基板１０２ａとは、主に水素結合を介して接合された。その後、２００℃で１２０分間熱処理することによって接合強度を高めた。
【００７４】
次に、第１の基板１０１ａおよび第２の基板１０２ａを所定の厚さ（０．０３ｍｍと０．３２ｍｍ）に薄板化した。薄板化は、機械研削および研磨によって行った。
【００７５】
具体的には、第１の基板１０１ａの表面側は、基板表面を弾性表面波が伝搬するため、ある程度まで、たとえば０．１ｍｍ程度まで機械的研削により薄板化を行った後、通常のメカノケミカル研磨により鏡面仕上げを行い、最終的に厚さが０．０３ｍｍとなるようにした。また、第２の基板１０２ａは、機械的研削のみにより所定の厚さまで薄板化を行った。
【００７６】
以上の工程により、圧電単結晶からなる第１の基板１０１ａと、低熱膨張係数を有するガラスからなる第２の基板１０２ａとの積層基板を得ることができた。
【００７７】
次に、櫛形電極１０４および反射器１０５を、従来のフォトリソグラフィ技術を用いて、第１の基板１０１ａの表面に形成した。
【００７８】
次に、ウエハの切断（素子の分離）を行った。まず、上記積層基板をベースフィルム１０８に固定した。
【００７９】
次に、第１の切断工程で、第１の基板１０１ａの厚さと同等の深さの溝１０９を形成した。本実施例では、厚さ０．２ｍｍ、砥粒の粒子径が８．５±０．７μｍ（累積高さ５０％点での粒子径）の切断ブレードを用いて、溝１０９の形成（第１の基板１０１ａの切断）を行った。
【００８０】
次に、第２の切断工程で、前記第１の切断工程よりも薄い切断ブレードである厚さ０．０８ｍｍの切断ブレードを用いて、溝１１０を形成した。このとき、形成される溝１１０（第２の切断溝）の中心が溝１０９の中心と略一致するようにして、素子分離を行った。
【００８１】
このようにして、基板１０１の周囲におよそ０．０５ｍｍの幅を有する段差部１０６を備えた弾性表面波素子を得ることができた。
【００８２】
なお、前記第１の切断工程では、第１の基板を構成する圧電単結晶の機械的性質に合わせて、砥粒粒径の細かい切断ブレードで切断することにより、チッピングや基板割れ等の欠陥を抑えることができる。一方、比較的柔らかい材質であるガラスからなる第２の基板を、第１の基板と同様の切断ブレードで切断した場合には、切断ブレードの摩耗が激しく、また目詰まりを起こしブレードが破損する場合がある。そこで、前記第２の切断工程では、砥粒の粒子径が粗い、たとえば粒子径が２４．０±１．５μｍ程度の切断ブレードで切断することが好ましい。
【００８３】
また、第１の切断工程の切断速度は、弾性表面波素子の欠陥を抑えるため、低速である方が好ましい。実施例１では、２ｍｍ／ｓｅｃ．で実施した。同様に、第２の基板の切断においても、切断速度が遅いほど良好な切断面を得ることができるが、実施例１では生産性の観点から、４ｍｍ／ｓｅｃ．で行った。実施例１では、第１の切断工程によって溝１０９が形成されているために、第２の切断工程の切断速度を前記速度よりも速くしても、第１の基板１０１にチッピングやウエハ欠けなど悪影響を与えることはない。すなわち、第２の基板１０２ａを切断中にチッピングが生じても、第１の基板１０１と第２の基板１０２との接合境界を越えて第１の基板１０１に欠けを生じることはない。
【００８４】
（実施例１）
実施例１では、図１で説明した弾性表面波素子を製造した一例について説明する。
【００８５】
実施例１の弾性表面波素子では、第１の基板１０１に６４°ＹカットＸ伝搬のニオブ酸リチウム（厚さ０．０２ｍｍ）を用いた。また、第２の基板１０２として、第１の基板１０１の弾性表面波伝搬方向の熱膨張係数よりも小さい熱膨張係数を有するガラス（厚さ０．３３ｍｍ）を用いた。また、第１の基板１０１および第２の基板１０２は、接着剤等を介さずに実質的に直接接合した。
【００８６】
以下に、実施例１の弾性表面波素子について、実施形態３で説明した製造方法で製造した一例を説明する。
【００８７】
まず、第１の基板１０１ａ（厚さ０．２ｍｍ）と第２の基板１０２ａ（厚さ１ｍｍ）とを接合した。このときの工程は実施例１で説明した方法と同様に行った。以上の工程により、圧電単結晶からなる第１の基板１０１ａと、低熱膨張係数を有するガラスからなる第２の基板１０２ａとの積層基板を得ることができた。
【００８８】
次に、第１の基板１０１ａおよび第２の基板１０２ａを、それぞれ所定の厚さ（０．０２ｍｍと０．３３ｍｍ）に薄板化した。薄板化は、機械研削および研磨によって行った。
【００８９】
具体的には、第１の基板１０１ａの表面側は、基板表面を弾性表面波が伝搬するため、ある程度まで、たとえば０．１ｍｍ程度まで機械的研削により薄板化を行った後、通常のメカノケミカル研磨により鏡面仕上げを行い、最終的に厚さが０．０２ｍｍとなるようにした。また、第２の基板１０２ａは、機械的研削のみにより所定の厚さまで薄板化を行った。
【００９０】
次に、櫛形電極１０４および反射器１０５を、従来のフォトリソグラフィ技術を用いて、第１の基板１０１ａ表面に形成した。この工程まではウエハ単位で行った。
【００９１】
次に、ウエハの切断（素子の分離）を参考例１と同様に、第１および第２の切断工程によって行った。ただし、実施例１では、第１の切断工程で形成する溝１０９を、第１の基板１０１ａと第２の基板１０２ａとの接合界面から、さらに約０．０３ｍｍ深く形成した。実施例１では、厚さが０．２ｍｍで、砥粒の粒子径が８．５±０．７μｍ（累積高さ５０％点での粒子径）の切断ブレードを用いて、第１の切断工程を行った。
【００９２】
次に、第２の切断工程で、前記第１の切断工程よりも薄い切断ブレード、たとえば厚さ０．０８ｍｍの切断ブレードを用いて、溝１１０を形成した。このとき、形成される溝１１０（第２の切断溝）の中心が溝１０９の中心と略一致するようにして、素子分離を行った。
【００９３】
このようにして、第１の基板１０１の周囲におよそ０．０５ｍｍの幅を有する段差部１０６を備えた弾性表面波素子を得ることができた。
【００９４】
（参考例２）
参考例２の弾性表面波素子では、第１の基板１０１に４１°ＹカットＸ伝搬のニオブ酸リチウム（厚さ０．１０ｍｍ）を用いた。また、第２の基板１０２として、第１の基板１０１の弾性表面波伝搬方向の熱膨張係数よりも小さい熱膨張係数を有するガラス（厚さ０．２５ｍｍ）を用いた。また、第１の基板１０１および第２の基板１０２は、接着剤等を介さずに実質的に直接接合した。
【００９５】
以下に、参考例２の弾性表面波素子について、実施形態３で説明した製造方法で製造した一例を説明する。
【００９６】
まず、第１の基板１０１ａ（厚さ０．２ｍｍ）と第２の基板１０２ａ（厚さ１ｍｍ）とを接合した。このときの工程は実施例１で説明した方法と同様に行った。以上の工程により、圧電単結晶からなる第１の基板１０１ａと、低熱膨張係数を有するガラスからなる第２の基板１０２ａとの積層基板を得ることができた。
【００９７】
次に、第１の基板１０１ａおよび第２の基板１０２ａを所定の厚さ（０．１０ｍｍと０．２５ｍｍ）に薄板化した。薄板化は、機械研削および研磨によって行った。
【００９８】
具体的には、第１の基板１０１ａの表面側は、基板表面を弾性表面波が伝搬するため、通常のメカノケミカル研磨により鏡面仕上げを行い、最終的に厚さが０．１０ｍｍとなるようにした。また、第２の基板１０２ａは、機械的研削のみにより所定の厚さまで薄板化を行った。
【００９９】
次に、櫛形電極１０４を、従来のフォトリソグラフィ技術を用いて、第１の基板１０１ａ表面に形成した。この工程まではウエハ単位で行った。
【０１００】
次に、ウエハの切断（素子の分離）を参考例１と同様に、第１および第２の切断工程によって行った。ただし、参考例２では、第１の切断工程で形成する溝１０９を、第１の基板１０１ａの表面から約０．０５ｍｍの深さ（第１の基板１０１ａと第２の基板１０２ａの界面に到達しない深さ）になるように形成した。参考例２では、厚さが０．２ｍｍで、砥粒の粒子径が８．５±０．７μｍ（累積高さ５０％点での粒子径）の切断ブレードを用いて、第１の切断工程を行った。
【０１０１】
次に、第２の切断工程で、前記第１の切断工程よりも薄い切断ブレード、たとえば厚さ０．０８ｍｍの切断ブレードを用いて、形成される溝１１０（第２の切断溝）の中心が溝１０９の中心と略一致するようにして、溝１１０を形成し、素子分離を行った。
【０１０２】
このようにして、第１の基板１０１の周囲におよそ０．０５ｍｍの幅を有する段差部１０６を備えた弾性表面波素子を得ることができた。
【０１０３】
以上、本発明の実施の形態について例を挙げて説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の技術的思想に基づき、他の実施形態へ適用することができる。
【０１０４】
たとえば、上記実施形態では、反射器を備える弾性表面波素子を示したが、反射器がない弾性表面波素子でもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１０５】
本発明は、取り扱いが容易で欠陥の少ない弾性表面波素子得るために有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】本発明の弾性表面波素子について、一例を示す断面図である。
【図２】本発明の弾性表面波素子について、その他の例を示す断面図である。
【図３】本発明の弾性表面波素子について、その他の一例を示す断面図である。
【図４】本発明の弾性表面波素子の製造方法について、一例を示す工程図である。
【図５】本発明の弾性表面波素子の製造方法について、他の一例を示す工程図である。
【図６】本発明の弾性表面波デバイスについて、一例を示す断面図である。
【図７】本発明の弾性表面波デバイスについて、他の一例を示す断面図である。
【図８】従来の弾性表面波素子について一例を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図である。
【符号の説明】
【０１０７】
１００、２００、３０３  弾性表面波素子
１０１、１０１ａ  第１の基板
１０１ｓ  表面
１０２、１０２ａ  第２の基板
１０３  積層基板
１０４、１０４ａ、１０４ｂ  櫛形電極
１０５  反射器
１０６  段差部
１０９、１１０、２０２、２０３  溝
２０１  切り欠き部
３００  弾性表面波デバイス
３０１  基板
【図１】
0004368930.tif 000002
【図２】
0004368930.tif 000003
【図３】
0004368930.tif 000004
【図４】
0004368930.tif 000005
【図５】
0004368930.tif 000006
【図６】
0004368930.tif 000007
【図７】
0004368930.tif 000008
【図８】
0004368930.tif 000009