弾性波素子及びその製造方法
【課題】温度変化による特性の変化を抑制する温度補償用膜が形成されており、製造工程の煩雑さをさほど招くことなく温度補償用膜を容易に形成でき、かつ小型化を図ることが可能な弾性波素子の製造方法を提供する。
【解決手段】対向し合う第１，第２の主面１ａ，１ｂを有する圧電ウェーハ１を用意すう工程と、圧電ウェーハ１の第１の主面１ａのＩＤＴ電極４を形成する工程と、第２の主面１ｂ上にＳＯＧ法により温度補償用膜を形成する工程と、圧電ウェーハを複数の圧電基板に分割する工程とを備える、弾性波素子の製造方法。
【解決手段】対向し合う第１，第２の主面１ａ，１ｂを有する圧電ウェーハ１を用意すう工程と、圧電ウェーハ１の第１の主面１ａのＩＤＴ電極４を形成する工程と、第２の主面１ｂ上にＳＯＧ法により温度補償用膜を形成する工程と、圧電ウェーハを複数の圧電基板に分割する工程とを備える、弾性波素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、共振子や帯域フィルタなどに用いられる弾性波素子及びその製造方法に関し、より詳細には、圧電基板のＩＤＴ電極が形成されている面と反対側の面に温度補償用材料が設けられている弾性波素子及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、共振子や帯域フィルタなどに弾性波素子が広く用いられている。弾性波素子は、弾性表面波を利用した弾性表面波素子と、弾性境界波を利用した弾性境界波素子とに大別される。弾性波素子は、圧電基板と、圧電基板上に形成されたＩＤＴ電極とを有する。圧電基板としては、ＬｉＴａＯ３やＬｉＮｂＯ３などの圧電単結晶が用いられている。ＬｉＴａＯ３の熱膨張係数は約１６×１０−６／Ｋであり、ＬｉＮｂＯ３の熱膨張係数は約１５×１０−６／Ｋと大きい。そのため、ＬｉＴａＯ３やＬｉＮｂＯ３を圧電基板として用いた場合、温度変化による周波数特性の変化が大きくなりがちであった。そこで、従来、周波数特性の温度による変化を小さくするように様々方法で温度補償が行われている。
【０００３】
図１１は、従来の温度補償構造が備えられた弾性表面波素子の正面断面図である。
【０００４】
弾性表面波素子１００１は、圧電基板１００２と、圧電基板１００２上に形成された無機薄膜層１００３とを有する。無機薄膜層１００３上に、ＩＤＴ電極１００４が形成されている。
【０００５】
圧電基板１００２は、ＬｉＴａＯ３またはＬｉＮｂＯ３などの圧電単結晶からなる。無機薄膜層１００３は、ＳｉＯ２からなる。無機薄膜層１００３が正の周波数温度特性を有するＳｉＯ２からなり、ＬｉＴａＯ３やＬｉＮｂＯ３が負の周波数温度特性を有するため、周波数特性の温度による変化が小さくされている。
【０００６】
他方、下記の特許文献２では、図１２に示す弾性表面波装置が開示されている。弾性表面波装置１１０１では、パッケージ１１０２内に、弾性表面波素子１１０３が収納されている。弾性表面波素子１１０３は、ＬｉＴａＯ３やＬｉＮｂＯ３などの圧電単結晶からなる圧電基板１１０４を有する。圧電基板１１０４の下面に、ＩＤＴ電極１１０５が形成されている。
【０００７】
そして、圧電基板１１０４の上面には、ガラス質体からなる接着剤１１０６により、アルミナなどの絶縁性材料からなる絶縁性基板１１０７が接合されている。絶縁性基板１１０７の熱容量が圧電基板１１０４の熱容量よりも大きいため、ＩＤＴ電極の焦電破壊が生じ難いとされている。また、特許文献２では、ガラス質体からなる接着剤１１０６の線膨張係数や絶縁性基板１１０７の線膨張係数が４〜８×１０−６ｍ／℃であり、圧電基板１１０４の線膨張係数である１０〜４０×１０−６ｍ／℃と異なっていることにより、温度特性が良好になると記載されている。すなわち、線膨張係数の差により、温度変化による応力が圧電基板１１０４のＩＤＴ電極１１０５が形成されている面における表面波伝搬波長を変化させ、それによって温度特性が良好になると考えられると記載されている。
【特許文献１】特開平６−３２６５５３号公報
【特許文献２】特開２００２−１６４６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に記載の弾性表面波素子１００１では、圧電基板１００２のＩＤＴ電極１００４が形成される面側にＳｉＯ２などからなる温度補償用の無機薄膜層１００３が形成されている。従って、製造に際し、ＩＤＴ電極１００４の形成に先立ち、無機薄膜層１００３を形成する工程を実施しなければならなかった。そのため、製造工程が煩雑であり、コストが高くなりがちであった。
【０００９】
また、特許文献２に記載の弾性表面波素子１１０３では、圧電基板１１０４のＩＤＴ電極１１０５が形成されている側の面と反対側の面に接着剤１１０６を介して、絶縁性基板１１０７を接合するという煩雑な工程を実施しなければならなかった。
【００１０】
そのため、製造工程が煩雑であり、コストが高くなりがちであった。
【００１１】
加えて、圧電基板１１０４に接着剤１１０６を介して、アルミナなどからなる絶縁性基板１１０７が積層されているため、弾性表面波素子１１０３では、厚みが厚くなり、弾性表面波素子の小型化、低背化が困難になるという問題があった。
【００１２】
本発明の目的は、上述した従来技術の欠点を解消し、温度変化による特性の変化を小さくし得る温度補償用材料が用いられているにもかかわらず、薄型化を進めることができ、かつ簡単な製造工程で製造することができ、コストを低減することが可能とされている弾性表面波素子及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の弾性波素子は、対向し合う第１，第２の主面を有する圧電基板と、前記圧電基板の第１の主面上に設けられたＩＤＴ電極と、前記圧電基板の前記第２の主面上にＳＯＧにより形成された温度補償用膜とを備えることを特徴とする。
【００１４】
上記温度補償用膜は、様々な温度補償作用を有する材料により形成されるが、好ましくは、シリコン酸化膜により形成される。ＬｉＴａＯ３またはＬｉＮｂＯ３などの圧電単結晶が負の周波数温度係数を有するため、正の周波数温度係数を有するシリコン酸化膜を用いることにより、全体としての温度変化による周波数特性の変化を小さくすることができる。
【００１５】
本発明に係る弾性波素子の製造方法は、弾性波素子の製造方法であって、対向し合う第１，第２の主面を有する圧電ウェーハを用意する工程と、前記圧電ウェーハの第１の主面にＩＤＴ電極を形成する工程と、前記圧電ウェーハの第２の主面にＳＯＧ法により温度補償用膜を形成する工程と、前記圧電ウェーハを複数の圧電基板に分割する工程とを備えることを特徴とする。
【００１６】
本発明に係る弾性波素子の製造方法のある特定の局面では、前記圧電ウェーハの第２の主面側に所定の厚みを有する枠体を形成する工程と、前記枠体により囲まれた部分にＳＯＧ法により温度補償用膜形成用材料を充填する工程と、充填された温度補償用膜形成材料を焼成することにより温度補償用膜を形成する工程とがさらに備えられる。この場合には、枠体により囲まれた部分にＳＯＧ法により温度補償用膜形成用材料を充填し、焼成するだけで温度補償用膜を形成することができる。すなわち、簡単な工程で温度補償用膜を形成することができる。また、枠体の厚みをコントロールするだけで、温度補償用膜の厚みを容易にコントロールすることができる。
【００１７】
本発明に係る弾性波素子の製造方法の他の特定の局面では、前記枠体の形成がフォトリソグラフィにより樹脂をパターニングすることにより行われ、それによって樹脂パターン材からなる枠体が前記第２の主面上に形成される。この場合には、枠体を容易にかつ高精度に形成することができる。
【００１８】
本発明に係る弾性波素子の製造方法のさらに他の特定の局面では、前記圧電ウェーハの前記第２の主面に温度補償用膜形成材料を注入するための凹部を形成することにより、該凹部の周囲に前記圧電ウェーハの一部により前記圧電ウェーハの第２の主面側に前記枠体が形成される。この場合には、圧電ウェーハの第２の主面に凹部を形成することにより圧電ウェーハの一部により枠体が形成されるので、枠体を形成するために余分な材料を必要としない。
【００１９】
本発明に係る弾性波素子の製造方法の別の特定の局面では、前記圧電ウェーハの厚みを薄くするように前記圧電ウェーハの第２の主面を研磨する研磨工程がさらに備えられており、前記研磨工程後に前記温度補償用膜が形成される。この場合には、圧電ウェーハの厚みを目的とする厚みにした後に、温度補償用膜が形成されるので、温度補償用膜形成後に、煩雑な研磨工程を実施する必要がない。
【００２０】
本発明に係る弾性波素子の製造方法のさらに別の特定の局面では、前記研磨工程の前または後に前記圧電ウェーハの前記第１の主面に前記ＩＤＴ電極が形成される。このように、研磨工程の前または後のいずれの段階において、ＩＤＴ電極が形成されてもよい。
【００２１】
本発明に係る弾性波素子の製造方法のさらに他の特定の局面では、前記圧電ウェーハの前記第２の主面に前記温度補償用膜が形成された後に、該圧電ウェーハの厚みを薄くするように前記圧電基板の第１の主面を研磨する工程をさらに備え、該研磨工程後に圧電ウェーハの第１の主面に前記ＩＤＴ電極が形成される。この場合には、温度補償用膜形成後に、第１の主面側を研磨して圧電ウェーハの厚みを目的とする厚みに形成すればよく、しかる後第１の主面にＩＤＴ電極が形成されるので、容易にかつ高精度に弾性波素子を製造することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係る弾性波素子では、温度補償用膜が圧電基板の第２の主面上にＳＯＧにより形成されているので、ＳＯＧ法を用いて温度補償用膜を容易にかつ所望の厚みとなるように高精度に形成することができる。すなわち、接着剤を用いて、絶縁性基板を接合するといった煩雑な工程を実施する必要がない。また、ＩＤＴ電極形成面とは異なる面に温度補償用膜を形成すればよいため、ＩＤＴ電極を容易に形成することができるとともに、温度補償用膜の形成工程を、ＩＤＴ電極の形成前あるいは形成後のいずれの段階において行われてもよい。従って、製造工程の自由度も高められる。
【００２３】
しかも、本発明により得られる弾性波素子では、圧電基板の第２の主面に上記温度補償用膜がＳＯＧにより形成されているので、絶縁性基板を接着した構造に比べて、弾性波素子の薄型化を図ることも可能となる。
【００２４】
よって、本発明によれば、製造工程の煩雑さを招くことなく、温度による周波数特性の変化が小さく、薄型でありかつ安価な弾性波素子を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。
【００２６】
図１（ａ）〜（ｆ）及び図２（ａ）〜（ｃ）を参照して、本発明の一実施形態に係る弾性波素子の製造方法を説明する。
【００２７】
本実施形態では、まず、図１（ａ）に示すように、圧電ウェーハ１を用意する。圧電ウェーハ１は円板状の形状を有し、本実施形態では、ＬｉＴａＯ３からなる。もっとも、圧電ウェーハ１は、ＬｉＴａＯ３のほか、ＬｉＮｂＯ３や水晶などの様々な圧電単結晶からなるものであってもよい。
【００２８】
次に、圧電ウェーハ１の上面をサンブラにより研磨し、図１（ｂ）及び図２（ａ）に示すように、厚み２０〜４０μｍ、かつ直径１００ｍｍの円板状の圧電ウェーハ１Ａを用意する。圧電ウェーハ１Ａは、対向し合う第１の主面１ａと、第２の主面１ｂとを有する。
【００２９】
上記圧電ウェーハ１を研磨して厚みを薄くする加工は、本実施形態では、サンブラ法により行われるが、グラインダなどの他の研磨方法を用いてもよい。
【００３０】
次に、図１（ｃ）及び図２（ｂ）に示すように、圧電ウェーハ１Ａの第２の主面１ｂ上に、円環状の枠体２を形成する。
【００３１】
上記枠体２は、圧電ウェーハ１Ａの第２の主面１ｂ上の全面にフォトレジストなどの樹脂材料を全面に塗布し、樹脂層を形成した後、フォトリソグラフィー技術によりパターニングすることにより形成することができる。
【００３２】
本実施形態では、フォトリソグラフィーにより高さ３００μｍ及び幅２ｍｍの円環状の枠体２が形成されている。
【００３３】
本実施形態では、枠体２の外周縁が円板状の圧電ウェーハ１Ａの外周縁と一致されているが、枠体２の外周縁は圧電ウェーハ１Ａの第２の主面１ｂの内部に位置していてもよい。好ましくは、本実施形態のように、枠体２の外周縁を圧電ウェーハ１Ａの外周縁と一致させることにより、枠体２で囲まれた領域の面積を大きくすることができる。それによって、より多くの弾性波素子を得ることができる。
【００３４】
なお、枠体２の平面形状は、円環状に限らず、矩形枠状などの適宜の形状とされ得る。
【００３５】
次に、図１（ｄ）に示すように、枠体２で囲まれた領域に、ＳＯＧ（Ｓｐｉｎ ｏｎ Ｇｌａｓｓ）により、温度補償用膜形成用材料３を充填する。枠体２が設けられているので、液状の温度補償用膜形成用材料を充填した場合、温度補償用膜形成用材料３の厚さは枠体２の高さと等しくなる。すなわち、枠体２の厚みに応じた厚みの温度補償用膜を形成することができる。
【００３６】
本実施形態では、温度補償用膜形成用材料３として、ＳｉＯ２とポリシラザンとを含む液状の組成物を用いた。しかる後、２００〜３００℃の温度で１ｈ〜２ｈの時間維持し、温度補償用膜形成用材料３を焼成した。このようにして、図１（ｅ）及び図２（ｃ）に示すように、厚み３００μｍのＳｉＯ２膜からなる温度補償用膜３Ａを形成し、しかる後、枠体２を除去した。
【００３７】
次に、圧電ウェーハ１Ａの第１の主面１ａ上に、フォトリソグラフィー法により、複数の弾性表面波素子の電極構造を形成した。すなわち、少なくとも１つのＩＤＴ電極４を有する多数の電極構造を形成した。図３（ａ）は、圧電ウェーハ１Ａの第１の主面１ａを模式的に示す平面図であり、図３（ｂ）において、後で行われる分割の際の位置を示す複数の分割ラインＸ及び複数の分割ラインＹで囲まれた矩形の領域が１つの弾性表面波素子を構成する部分に相当する。この１つの弾性表面波素子が構成される部分内に、図３（ｂ）に示すように、ＩＤＴ電極４とＩＤＴ電極４の表面波伝搬方向両側に配置された反射器５，６とを形成した。すなわち、ＩＤＴ電極４及び反射器５，６を有する電極構造を、図３（ａ）の各弾性表面波素子形成領域に形成した。
【００３８】
図１（ｅ）では、ＩＤＴ電極４のみを参照番号を付して模式的に示すこととする。
【００３９】
上記ＩＤＴ電極４及び反射器５，６を形成する電極材料としては、本実施形態では、Ａｌを用いた。もっとも、電極材料は、上記Ａｌに限らず、Ａｌ−Ｃｕ、Ｃｕなどの適宜の金属もしくは合金を用いることができる。また、電極構造は、複数の金属膜を積層した構造であってもよい。
【００４０】
次に、図１（ｆ）に示すように、温度補償用膜３Ａの厚みを薄くするようにグラインダ法により全体を研磨した。このようにして、厚み１５０〜３５０μｍの温度補償用膜３Ｂを得た。
【００４１】
最後に、上記圧電ウェーハ１Ａを前述の図３（ａ）に示した分割ラインＸ，Ｙに沿って、ダイシングなどにより分割し、個々の弾性表面波素子を得た。
【００４２】
得られた弾性表面波素子を図４に模式的斜視図で示す。圧電ウェーハ１Ａの分割により得られた圧電基板１Ｂの第１の主面１ａ上にＩＤＴ電極４及び反射器５，６が形成されており、第２の主面１ｂ上に、温度補償用膜３Ｂが分割されて得られた温度補償用膜３Ｃが形成されている。
【００４３】
図４に示す弾性表面波素子７では、圧電基板１Ｂの第２の主面１ｂ側に温度補償用膜３Ｃが形成されているため、温度変化による周波数特性の変化を小さくすることができる。すなわち、ＳｉＯ２からなる温度補償用膜３Ｃの線膨張係数は数ｐｐｍ／℃でＬｉＴａＯ３より小さく、圧電基板１Ｂは、ＬｉＴａＯ３からなるため、線膨張係数は１６×１０―６／Ｋ程度である。この線膨張係数差による応力が温度変化の際に加わり、それによって、特許文献２に記載の弾性表面波装置の場合と同様に、温度変化による周波数特性の変化を抑制することができる。
【００４４】
上記温度補償用膜３Ｃの厚みＴは、圧電基板の厚みｔに対し、ｔ／Ｔ＜０．５の割合とすることが好ましい。薄いと加工ができず、０．５を超えるとＴＣＦが劣化することがある。
【００４５】
圧電ウェーハの第２の主面側の粗さをＪＩＳＢ０６０１の表面粗さのＲａ値で、０．２〜０．４の範囲とすることにより、バルク波による影響を抑制することができる。
【００４６】
また、本実施形態では、圧電ウェーハ１Ａを用意した後に、ＳＯＧ法により温度補償用膜形成用材料３を塗工し、焼成するという簡単な工程で温度補償用膜３Ａを形成することができる。加えて、上記枠体２の厚みにより、温度補償用膜３Ａの厚みをコントロールすることができるので、温度補償用膜３Ａ、最終的に用意される温度補償用膜３Ｃの厚みを高精度にかつ容易に制御することも可能となる。よって、本実施形態によれば、温度変化による特性の変化が少なく、しかも安価な弾性表面波素子を提供することができる。また、加熱される工程がさほど多くないため、それによっても、得られる弾性波素子の信頼性を高めることができる。
【００４７】
好ましくは、ＳＯＧにより温度補償用膜形成用材料３を塗工するに先立ち、圧電ウェーハ１または圧電ウェーハ１Ａの第２の主面の粗さをＪＩＳＢ０６０１における表面粗さのＲａ値において、０．４μｍ以下とすることが好ましい。それによって、正確な厚みの温度補償用膜を確実に形成することができるとともに、温度補償用膜と圧電基板との密着性を高めることも可能となる。
【００４８】
また、好ましくは、温度補償用膜３Ｂを形成した後の温度補償用膜３Ｂの表面の粗さは、ＪＩＳＢ０６０１において、０．４μｍ以下とすることが好ましい。
【００４９】
なお、図４では、弾性表面波を利用した弾性表面波素子７を示したが、図４の一点鎖線Ｃで示すように誘電体層を積層し、弾性境界波素子を形成してもよい。すなわち、本発明は、弾性表面波素子だけでなく、弾性境界波素子の製造にも適応することができる。
【００５０】
上記実施形態では、枠体２を形成した後に、温度補償用膜３Ａが形成されていたが、この温度補償用膜を形成する工程は様々に変形することができる。
【００５１】
図５（ａ）〜（ｅ）は、第１の変形例を説明するための各正面断面図である。本変形例では、図５（ａ）に示すように、圧電ウェーハ１を用意し、図５（ｂ）に示すように、圧電ウェーハ１の上面に枠状のレジスト１１を形成する。枠状のレジスト１１は、円環状の形状を有し、サンドブラストに耐え得る材料、例えばサンブラ用のレジストにより形成されている。
【００５２】
しかる後、サンドブラスト加工により圧電ウェーハ１の第２の主面側を研磨する。このようにして、図５（ｃ）に示す凹部１ｄが形成された圧電ウェーハ１Ｄを得る。凹部１ｄの深さは、充填される温度補償用膜形成用材料の塗工厚みとなるように選ばれている。
【００５３】
次に、図５（ｄ）に示すように、上記レジスト１１を除去する。
【００５４】
そして、図５（ｅ）に示すように、上記凹部１ｄ内に、温度補償用膜形成用材料３を充填する。しかる後、上記実施形態と同様にして、温度補償用膜形成用材料３を焼成することにより、圧電ウェーハ１Ｄの凹部１ｄ内に温度補償用膜を形成することができる。
【００５５】
本変形例のように、圧電ウェーハ１の第２の主面側に凹部１ｄを形成し、凹部１ｄを取り囲む圧電ウェーハ部分１ｅにより、上記実施形態における枠体２を形成してもよい。この場合においても、圧電ウェーハ部分１ｅが枠体２と同様に作用するため、凹部１ｄの深さをコントロールすることにより温度補償用膜形成用材料３の塗工厚みを容易に設定することができる。
【００５６】
図６（ａ）〜（ｃ）は、温度補償用膜を形成する工程の第２の変形例を説明するための各正面断面図である。本変形例では、上記実施形態と同様に、圧電ウェーハを用意し、研磨し、圧電ウェーハ１Ａを得る。次に、圧電ウェーハ１Ａの第２の主面１ｂ上に、ＳＯＧ法により温度補償用膜形成用材料３を直接所望の厚みとなるように塗工する。このように、枠体２は必ずしも形成されずともよく、また凹部１ｄの形成により周囲に枠体部分を形成せずともよい。
【００５７】
図６（ｃ）に示す工程では、周囲に枠体２が存在しないため、比較的粘度が低い温度補償用膜形成用材料３を用いた場合、塗工厚みを高精度に制御することは困難である。しかしながら、比較的高粘度の温度補償用膜形成用材料３を用いれば、枠体２を形成せずとも、温度補償用膜の厚みを高精度に制御することは可能である。この場合、枠体２の形成等の余分な工程を必要としないため、工程の簡略化を図ることができる。
【００５８】
図７（ａ）〜（ｅ）は、本発明の第２の実施形態の弾性表面波素子の製造方法を説明するための各模式的正面断面図である。
【００５９】
第２の実施形態では、まず、第１の実施形態と同様に、厚み３５０μｍのＬｉＴａＯ３からなる圧電ウェーハ１を用意し、第１の実施形態と同様にして研磨工程を実施し、厚みが２０〜４０μｍ程度に薄くされた圧電ウェーハ１Ａを得る。
【００６０】
次に、本実施形態では、図７（ｃ）に示すように、圧電ウェーハ１Ａの第１の主面１ａ上にフォトリソグラフィー法により、ＩＤＴ電極４を含む電極構造を形成する。すなわち、第１の実施形態とは、工程の順序が異なり、温度補償用膜形成用材料の塗工に先立ち、ＩＤＴ電極４が形成される。
【００６１】
ＩＤＴ電極４を含む電極構造の形成方法自体は、第１の実施形態と同様にして行われる。
【００６２】
次に、図７（ｄ）に示すように、圧電ウェーハ１Ａの第２の主面１ｂ上に、温度補償用膜形成用材料３をＳＯＧ法により塗工する。この場合、第１の実施形態と同様に、枠体２を形成した後に、温度補償用膜形成用材料３を充填してもよい。
【００６３】
もっとも、本実施形態では、温度補償用膜形成用材料３を最終的な温度補償用膜の厚みよりもかなり厚く、例えば４００〜５００μｍ程度の厚みにＳＯＧ法により塗工する。
【００６４】
しかる後、温度補償用膜形成用材料３を２００〜３００℃の温度で１ｈ〜２ｈ程度の時間維持し、焼成する。このようにして、厚みの厚い温度補償用膜３Ａを形成する。しかる後、サンブラ法により研磨し、最終的な厚みが１５０〜３５０μｍ程度の温度補償用膜３Ｂを形成する。最後に、第１の実施形態と同様に、圧電ウェーハ１Ａを分割することにより、個々の弾性表面波素子を得ることができる。
【００６５】
本実施形態のように、圧電ウェーハ１Ａに、ＩＤＴ電極４を形成した後に、温度補償用膜形成用材料３の塗工及び焼成を行ってもよい。
【００６６】
図８（ａ）〜（ｅ）は、本発明の第３の実施形態の製造方法を説明するための各模式的正面断面図である。
【００６７】
本実施形態では、厚みの厚い圧電ウェーハ１を用意した後に、次に圧電ウェーハ１の第１の主面１ａ上に、ＩＤＴ電極４を含む電極構造を形成する。電極の形成は、第１の実施形態と同様の方法で行え得る。しかる後、圧電ウェーハ１をサンブラ、グラインド法により第２の主面側から研磨し、厚み１５０〜３５０μｍの圧電ウェーハ１Ａを得る。このように、第２の実施形態とは逆に、ＩＤＴ電極４を含む電極構造の形成後に圧電ウェーハ１を研磨してもよい。
【００６８】
以後の工程は、第３の実施形態では、第２の実施形態と同様に行われる。すなわち、図８（ｄ）に示すように、厚みの厚い温度補償用膜形成用材料３をＳＯＧ法により塗工した後、焼成し、図８（ｅ）に示すように、研磨により最終的な厚みの温度補償用膜３Ｂを得る。
【００６９】
図９（ａ）〜（ｅ）は、本発明の第４の実施形態に係る弾性表面波素子の製造方法を説明するための各模式的正面断面図である。
【００７０】
第４の実施形態では、圧電ウェーハ１を用意した後に、第１，第２の実施形態の場合と同様に、圧電ウェーハ１を第２の主面側から研磨し、厚みの薄い圧電ウェーハ１Ａを得る。
【００７１】
第４の実施形態では、圧電ウェーハ１Ａを得た後に、第２の主面１ｂ上にまず温度補償用膜形成用材料３をＳＯＧ法により塗工する。この場合、最終的な温度補償用膜の厚みよりかなり厚く、温度補償用膜形成用材料３を塗工する。しかる後、温度補償用膜形成用材料３を第１の実施形態〜第３の実施形態と同様に焼成し、温度補償用膜を得る。
【００７２】
次に、第２，第３の実施形態と同様に、得られた温度補償用膜の厚みを薄くするようにサンブラ、グラインド法により研磨する。このようにして、図９（ｄ）に示すように、圧電ウェーハ１Ａの第２の主面１ｂ上に厚みの薄い温度補償用膜３Ｂが形成される。しかる後、圧電ウェーハ１Ａの第１の主面１ａ側に、ＩＤＴ電極４を含む電極構造を形成する。本実施形態のように、ＩＤＴ電極４を含む電極構造の形成を、温度補償用膜３Ｂの形成後に行ってもよい。
【００７３】
図１０（ａ）〜（ｅ）は、本発明の第５の実施形態の製造方法を説明するための各模式的正面断面図である。
【００７４】
本実施形態では、圧電ウェーハ１を用意した後に、図１０（ｂ）に示すように圧電ウェーハ１の第２の主面１ｂ上に、温度補償用膜形成用材料３をＳＯＧ法により厚く塗工する。
【００７５】
しかる後、焼成し、図１０（ｃ）に示すように、温度補償用膜３Ａを形成する。圧電ウェーハ１を第１の主面１ａ側からサンブラ、グラインド法により研磨し、厚みが２０〜４０μｍとする圧電ウェーハ１Ａを得る。
【００７６】
従って、本実施形態では、圧電ウェーハ１は、第１の主面１ａ側から研磨され、薄くされている。
【００７７】
次に、図１０（ｄ）に示すように、圧電ウェーハ１Ａの第１の主面１ａ上にＩＤＴ電極４を含む電極構造を形成する。
【００７８】
最後に、温度補償用膜３Ａをサンブラ法により研磨し、厚みが１５０〜３５０μｍ程度の温度補償用膜３Ｂを得る。本実施形態のように、温度補償用膜を形成した後に、圧電ウェーハの研磨を行ってもよい。
【００７９】
上記第２〜第５の実施形態においても、温度補償用膜の形成は、圧電ウェーハの第２の主面側から温度補償用膜形成用材料をＳＯＧ法で塗工し、焼成することにより行われる。従って、第１の実施形態の場合と同様に、煩雑な工程を得ることなく、容易に厚みの薄い温度補償用膜３Ｂを形成することができる。従って、第１の実施形態の場合と同様に、工程の煩雑をさほど招くことなく、安価であり、かつ薄型の弾性表面波素子を提供することができる。第２〜第５の実施形態においても、弾性表面波素子だけでなく、弾性境界波素子の製造方法にも適用することができる。
【００８０】
第１〜第５の実施形態から明らかなように、本発明によれば、温度補償用膜の形成、ＩＤＴ電極を含む電極構造の形成及び圧電ウェーハの研磨等の各工程の順序を様々に変更することができる。従って、製造に際しての自由度を高めることも可能となり、それによっても、コストを低減することができる。なお、温度補償用膜を構成する材料としては、ＳｉＯ２に限らず、同様な形で形成できる低膨張係数のものであれば良い。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】（ａ）〜（ｆ）は、本発明の第１の実施形態に係る弾性波素子の製造方法を説明するための各正面断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第１の実施形態に係る弾性波素子の製造方法を説明するための各斜視図である。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は、第１の実施形態の製造方法において圧電ウェーハを分割する工程を説明するための模式的平面図及び１つの弾性波素子上に形成される電極構造を示す模式的平面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態で得られる弾性波素子を示す斜視図である。
【図５】（ａ）〜（ｅ）は、第１の実施形態の変形例における温度補償用膜の形成工程を説明するための各正面断面図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は、第１の実施形態の第２の変形例において、圧電ウェーハ上に温度補償用膜を形成する各工程を説明するための各正面断面図である。
【図７】（ａ）〜（ｅ）は、本発明の第２の実施形態に係る弾性表面波素子の製造方法を説明するための各正面断面図である。
【図８】（ａ）〜（ｅ）は、本発明の第３の実施形態に係る弾性表面波素子の製造方法を説明するための各正面断面図である。
【図９】（ａ）〜（ｅ）は、本発明の第４の実施形態に係る弾性表面波素子の製造方法を説明するための各正面断面図である。
【図１０】（ａ）〜（ｅ）は、本発明の第５の実施形態に係る弾性表面波素子の製造方法を説明するための各正面断面図である。
【図１１】従来の弾性表面波素子を示す正面断面図である。
【図１２】従来の弾性表面波装置の一例を示す正面断面図である。
【符号の説明】
【００８２】
１…圧電ウェーハ
１Ａ…圧電ウェーハ
１Ｂ…圧電基板
１Ｄ…圧電ウェーハ
１ａ…第１の主面
１ｂ…第２の主面
１ｄ…凹部
１ｅ…圧電ウェーハ部分
２…枠体
３…温度補償用膜形成用材料
３Ａ〜３Ｃ…温度補償用膜
４…ＩＤＴ電極
５，６…反射器
７…弾性表面波素子
１１…レジスト
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、共振子や帯域フィルタなどに用いられる弾性波素子及びその製造方法に関し、より詳細には、圧電基板のＩＤＴ電極が形成されている面と反対側の面に温度補償用材料が設けられている弾性波素子及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、共振子や帯域フィルタなどに弾性波素子が広く用いられている。弾性波素子は、弾性表面波を利用した弾性表面波素子と、弾性境界波を利用した弾性境界波素子とに大別される。弾性波素子は、圧電基板と、圧電基板上に形成されたＩＤＴ電極とを有する。圧電基板としては、ＬｉＴａＯ３やＬｉＮｂＯ３などの圧電単結晶が用いられている。ＬｉＴａＯ３の熱膨張係数は約１６×１０−６／Ｋであり、ＬｉＮｂＯ３の熱膨張係数は約１５×１０−６／Ｋと大きい。そのため、ＬｉＴａＯ３やＬｉＮｂＯ３を圧電基板として用いた場合、温度変化による周波数特性の変化が大きくなりがちであった。そこで、従来、周波数特性の温度による変化を小さくするように様々方法で温度補償が行われている。
【０００３】
図１１は、従来の温度補償構造が備えられた弾性表面波素子の正面断面図である。
【０００４】
弾性表面波素子１００１は、圧電基板１００２と、圧電基板１００２上に形成された無機薄膜層１００３とを有する。無機薄膜層１００３上に、ＩＤＴ電極１００４が形成されている。
【０００５】
圧電基板１００２は、ＬｉＴａＯ３またはＬｉＮｂＯ３などの圧電単結晶からなる。無機薄膜層１００３は、ＳｉＯ２からなる。無機薄膜層１００３が正の周波数温度特性を有するＳｉＯ２からなり、ＬｉＴａＯ３やＬｉＮｂＯ３が負の周波数温度特性を有するため、周波数特性の温度による変化が小さくされている。
【０００６】
他方、下記の特許文献２では、図１２に示す弾性表面波装置が開示されている。弾性表面波装置１１０１では、パッケージ１１０２内に、弾性表面波素子１１０３が収納されている。弾性表面波素子１１０３は、ＬｉＴａＯ３やＬｉＮｂＯ３などの圧電単結晶からなる圧電基板１１０４を有する。圧電基板１１０４の下面に、ＩＤＴ電極１１０５が形成されている。
【０００７】
そして、圧電基板１１０４の上面には、ガラス質体からなる接着剤１１０６により、アルミナなどの絶縁性材料からなる絶縁性基板１１０７が接合されている。絶縁性基板１１０７の熱容量が圧電基板１１０４の熱容量よりも大きいため、ＩＤＴ電極の焦電破壊が生じ難いとされている。また、特許文献２では、ガラス質体からなる接着剤１１０６の線膨張係数や絶縁性基板１１０７の線膨張係数が４〜８×１０−６ｍ／℃であり、圧電基板１１０４の線膨張係数である１０〜４０×１０−６ｍ／℃と異なっていることにより、温度特性が良好になると記載されている。すなわち、線膨張係数の差により、温度変化による応力が圧電基板１１０４のＩＤＴ電極１１０５が形成されている面における表面波伝搬波長を変化させ、それによって温度特性が良好になると考えられると記載されている。
【特許文献１】特開平６−３２６５５３号公報
【特許文献２】特開２００２−１６４６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に記載の弾性表面波素子１００１では、圧電基板１００２のＩＤＴ電極１００４が形成される面側にＳｉＯ２などからなる温度補償用の無機薄膜層１００３が形成されている。従って、製造に際し、ＩＤＴ電極１００４の形成に先立ち、無機薄膜層１００３を形成する工程を実施しなければならなかった。そのため、製造工程が煩雑であり、コストが高くなりがちであった。
【０００９】
また、特許文献２に記載の弾性表面波素子１１０３では、圧電基板１１０４のＩＤＴ電極１１０５が形成されている側の面と反対側の面に接着剤１１０６を介して、絶縁性基板１１０７を接合するという煩雑な工程を実施しなければならなかった。
【００１０】
そのため、製造工程が煩雑であり、コストが高くなりがちであった。
【００１１】
加えて、圧電基板１１０４に接着剤１１０６を介して、アルミナなどからなる絶縁性基板１１０７が積層されているため、弾性表面波素子１１０３では、厚みが厚くなり、弾性表面波素子の小型化、低背化が困難になるという問題があった。
【００１２】
本発明の目的は、上述した従来技術の欠点を解消し、温度変化による特性の変化を小さくし得る温度補償用材料が用いられているにもかかわらず、薄型化を進めることができ、かつ簡単な製造工程で製造することができ、コストを低減することが可能とされている弾性表面波素子及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の弾性波素子は、対向し合う第１，第２の主面を有する圧電基板と、前記圧電基板の第１の主面上に設けられたＩＤＴ電極と、前記圧電基板の前記第２の主面上にＳＯＧにより形成された温度補償用膜とを備えることを特徴とする。
【００１４】
上記温度補償用膜は、様々な温度補償作用を有する材料により形成されるが、好ましくは、シリコン酸化膜により形成される。ＬｉＴａＯ３またはＬｉＮｂＯ３などの圧電単結晶が負の周波数温度係数を有するため、正の周波数温度係数を有するシリコン酸化膜を用いることにより、全体としての温度変化による周波数特性の変化を小さくすることができる。
【００１５】
本発明に係る弾性波素子の製造方法は、弾性波素子の製造方法であって、対向し合う第１，第２の主面を有する圧電ウェーハを用意する工程と、前記圧電ウェーハの第１の主面にＩＤＴ電極を形成する工程と、前記圧電ウェーハの第２の主面にＳＯＧ法により温度補償用膜を形成する工程と、前記圧電ウェーハを複数の圧電基板に分割する工程とを備えることを特徴とする。
【００１６】
本発明に係る弾性波素子の製造方法のある特定の局面では、前記圧電ウェーハの第２の主面側に所定の厚みを有する枠体を形成する工程と、前記枠体により囲まれた部分にＳＯＧ法により温度補償用膜形成用材料を充填する工程と、充填された温度補償用膜形成材料を焼成することにより温度補償用膜を形成する工程とがさらに備えられる。この場合には、枠体により囲まれた部分にＳＯＧ法により温度補償用膜形成用材料を充填し、焼成するだけで温度補償用膜を形成することができる。すなわち、簡単な工程で温度補償用膜を形成することができる。また、枠体の厚みをコントロールするだけで、温度補償用膜の厚みを容易にコントロールすることができる。
【００１７】
本発明に係る弾性波素子の製造方法の他の特定の局面では、前記枠体の形成がフォトリソグラフィにより樹脂をパターニングすることにより行われ、それによって樹脂パターン材からなる枠体が前記第２の主面上に形成される。この場合には、枠体を容易にかつ高精度に形成することができる。
【００１８】
本発明に係る弾性波素子の製造方法のさらに他の特定の局面では、前記圧電ウェーハの前記第２の主面に温度補償用膜形成材料を注入するための凹部を形成することにより、該凹部の周囲に前記圧電ウェーハの一部により前記圧電ウェーハの第２の主面側に前記枠体が形成される。この場合には、圧電ウェーハの第２の主面に凹部を形成することにより圧電ウェーハの一部により枠体が形成されるので、枠体を形成するために余分な材料を必要としない。
【００１９】
本発明に係る弾性波素子の製造方法の別の特定の局面では、前記圧電ウェーハの厚みを薄くするように前記圧電ウェーハの第２の主面を研磨する研磨工程がさらに備えられており、前記研磨工程後に前記温度補償用膜が形成される。この場合には、圧電ウェーハの厚みを目的とする厚みにした後に、温度補償用膜が形成されるので、温度補償用膜形成後に、煩雑な研磨工程を実施する必要がない。
【００２０】
本発明に係る弾性波素子の製造方法のさらに別の特定の局面では、前記研磨工程の前または後に前記圧電ウェーハの前記第１の主面に前記ＩＤＴ電極が形成される。このように、研磨工程の前または後のいずれの段階において、ＩＤＴ電極が形成されてもよい。
【００２１】
本発明に係る弾性波素子の製造方法のさらに他の特定の局面では、前記圧電ウェーハの前記第２の主面に前記温度補償用膜が形成された後に、該圧電ウェーハの厚みを薄くするように前記圧電基板の第１の主面を研磨する工程をさらに備え、該研磨工程後に圧電ウェーハの第１の主面に前記ＩＤＴ電極が形成される。この場合には、温度補償用膜形成後に、第１の主面側を研磨して圧電ウェーハの厚みを目的とする厚みに形成すればよく、しかる後第１の主面にＩＤＴ電極が形成されるので、容易にかつ高精度に弾性波素子を製造することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係る弾性波素子では、温度補償用膜が圧電基板の第２の主面上にＳＯＧにより形成されているので、ＳＯＧ法を用いて温度補償用膜を容易にかつ所望の厚みとなるように高精度に形成することができる。すなわち、接着剤を用いて、絶縁性基板を接合するといった煩雑な工程を実施する必要がない。また、ＩＤＴ電極形成面とは異なる面に温度補償用膜を形成すればよいため、ＩＤＴ電極を容易に形成することができるとともに、温度補償用膜の形成工程を、ＩＤＴ電極の形成前あるいは形成後のいずれの段階において行われてもよい。従って、製造工程の自由度も高められる。
【００２３】
しかも、本発明により得られる弾性波素子では、圧電基板の第２の主面に上記温度補償用膜がＳＯＧにより形成されているので、絶縁性基板を接着した構造に比べて、弾性波素子の薄型化を図ることも可能となる。
【００２４】
よって、本発明によれば、製造工程の煩雑さを招くことなく、温度による周波数特性の変化が小さく、薄型でありかつ安価な弾性波素子を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。
【００２６】
図１（ａ）〜（ｆ）及び図２（ａ）〜（ｃ）を参照して、本発明の一実施形態に係る弾性波素子の製造方法を説明する。
【００２７】
本実施形態では、まず、図１（ａ）に示すように、圧電ウェーハ１を用意する。圧電ウェーハ１は円板状の形状を有し、本実施形態では、ＬｉＴａＯ３からなる。もっとも、圧電ウェーハ１は、ＬｉＴａＯ３のほか、ＬｉＮｂＯ３や水晶などの様々な圧電単結晶からなるものであってもよい。
【００２８】
次に、圧電ウェーハ１の上面をサンブラにより研磨し、図１（ｂ）及び図２（ａ）に示すように、厚み２０〜４０μｍ、かつ直径１００ｍｍの円板状の圧電ウェーハ１Ａを用意する。圧電ウェーハ１Ａは、対向し合う第１の主面１ａと、第２の主面１ｂとを有する。
【００２９】
上記圧電ウェーハ１を研磨して厚みを薄くする加工は、本実施形態では、サンブラ法により行われるが、グラインダなどの他の研磨方法を用いてもよい。
【００３０】
次に、図１（ｃ）及び図２（ｂ）に示すように、圧電ウェーハ１Ａの第２の主面１ｂ上に、円環状の枠体２を形成する。
【００３１】
上記枠体２は、圧電ウェーハ１Ａの第２の主面１ｂ上の全面にフォトレジストなどの樹脂材料を全面に塗布し、樹脂層を形成した後、フォトリソグラフィー技術によりパターニングすることにより形成することができる。
【００３２】
本実施形態では、フォトリソグラフィーにより高さ３００μｍ及び幅２ｍｍの円環状の枠体２が形成されている。
【００３３】
本実施形態では、枠体２の外周縁が円板状の圧電ウェーハ１Ａの外周縁と一致されているが、枠体２の外周縁は圧電ウェーハ１Ａの第２の主面１ｂの内部に位置していてもよい。好ましくは、本実施形態のように、枠体２の外周縁を圧電ウェーハ１Ａの外周縁と一致させることにより、枠体２で囲まれた領域の面積を大きくすることができる。それによって、より多くの弾性波素子を得ることができる。
【００３４】
なお、枠体２の平面形状は、円環状に限らず、矩形枠状などの適宜の形状とされ得る。
【００３５】
次に、図１（ｄ）に示すように、枠体２で囲まれた領域に、ＳＯＧ（Ｓｐｉｎ ｏｎ Ｇｌａｓｓ）により、温度補償用膜形成用材料３を充填する。枠体２が設けられているので、液状の温度補償用膜形成用材料を充填した場合、温度補償用膜形成用材料３の厚さは枠体２の高さと等しくなる。すなわち、枠体２の厚みに応じた厚みの温度補償用膜を形成することができる。
【００３６】
本実施形態では、温度補償用膜形成用材料３として、ＳｉＯ２とポリシラザンとを含む液状の組成物を用いた。しかる後、２００〜３００℃の温度で１ｈ〜２ｈの時間維持し、温度補償用膜形成用材料３を焼成した。このようにして、図１（ｅ）及び図２（ｃ）に示すように、厚み３００μｍのＳｉＯ２膜からなる温度補償用膜３Ａを形成し、しかる後、枠体２を除去した。
【００３７】
次に、圧電ウェーハ１Ａの第１の主面１ａ上に、フォトリソグラフィー法により、複数の弾性表面波素子の電極構造を形成した。すなわち、少なくとも１つのＩＤＴ電極４を有する多数の電極構造を形成した。図３（ａ）は、圧電ウェーハ１Ａの第１の主面１ａを模式的に示す平面図であり、図３（ｂ）において、後で行われる分割の際の位置を示す複数の分割ラインＸ及び複数の分割ラインＹで囲まれた矩形の領域が１つの弾性表面波素子を構成する部分に相当する。この１つの弾性表面波素子が構成される部分内に、図３（ｂ）に示すように、ＩＤＴ電極４とＩＤＴ電極４の表面波伝搬方向両側に配置された反射器５，６とを形成した。すなわち、ＩＤＴ電極４及び反射器５，６を有する電極構造を、図３（ａ）の各弾性表面波素子形成領域に形成した。
【００３８】
図１（ｅ）では、ＩＤＴ電極４のみを参照番号を付して模式的に示すこととする。
【００３９】
上記ＩＤＴ電極４及び反射器５，６を形成する電極材料としては、本実施形態では、Ａｌを用いた。もっとも、電極材料は、上記Ａｌに限らず、Ａｌ−Ｃｕ、Ｃｕなどの適宜の金属もしくは合金を用いることができる。また、電極構造は、複数の金属膜を積層した構造であってもよい。
【００４０】
次に、図１（ｆ）に示すように、温度補償用膜３Ａの厚みを薄くするようにグラインダ法により全体を研磨した。このようにして、厚み１５０〜３５０μｍの温度補償用膜３Ｂを得た。
【００４１】
最後に、上記圧電ウェーハ１Ａを前述の図３（ａ）に示した分割ラインＸ，Ｙに沿って、ダイシングなどにより分割し、個々の弾性表面波素子を得た。
【００４２】
得られた弾性表面波素子を図４に模式的斜視図で示す。圧電ウェーハ１Ａの分割により得られた圧電基板１Ｂの第１の主面１ａ上にＩＤＴ電極４及び反射器５，６が形成されており、第２の主面１ｂ上に、温度補償用膜３Ｂが分割されて得られた温度補償用膜３Ｃが形成されている。
【００４３】
図４に示す弾性表面波素子７では、圧電基板１Ｂの第２の主面１ｂ側に温度補償用膜３Ｃが形成されているため、温度変化による周波数特性の変化を小さくすることができる。すなわち、ＳｉＯ２からなる温度補償用膜３Ｃの線膨張係数は数ｐｐｍ／℃でＬｉＴａＯ３より小さく、圧電基板１Ｂは、ＬｉＴａＯ３からなるため、線膨張係数は１６×１０―６／Ｋ程度である。この線膨張係数差による応力が温度変化の際に加わり、それによって、特許文献２に記載の弾性表面波装置の場合と同様に、温度変化による周波数特性の変化を抑制することができる。
【００４４】
上記温度補償用膜３Ｃの厚みＴは、圧電基板の厚みｔに対し、ｔ／Ｔ＜０．５の割合とすることが好ましい。薄いと加工ができず、０．５を超えるとＴＣＦが劣化することがある。
【００４５】
圧電ウェーハの第２の主面側の粗さをＪＩＳＢ０６０１の表面粗さのＲａ値で、０．２〜０．４の範囲とすることにより、バルク波による影響を抑制することができる。
【００４６】
また、本実施形態では、圧電ウェーハ１Ａを用意した後に、ＳＯＧ法により温度補償用膜形成用材料３を塗工し、焼成するという簡単な工程で温度補償用膜３Ａを形成することができる。加えて、上記枠体２の厚みにより、温度補償用膜３Ａの厚みをコントロールすることができるので、温度補償用膜３Ａ、最終的に用意される温度補償用膜３Ｃの厚みを高精度にかつ容易に制御することも可能となる。よって、本実施形態によれば、温度変化による特性の変化が少なく、しかも安価な弾性表面波素子を提供することができる。また、加熱される工程がさほど多くないため、それによっても、得られる弾性波素子の信頼性を高めることができる。
【００４７】
好ましくは、ＳＯＧにより温度補償用膜形成用材料３を塗工するに先立ち、圧電ウェーハ１または圧電ウェーハ１Ａの第２の主面の粗さをＪＩＳＢ０６０１における表面粗さのＲａ値において、０．４μｍ以下とすることが好ましい。それによって、正確な厚みの温度補償用膜を確実に形成することができるとともに、温度補償用膜と圧電基板との密着性を高めることも可能となる。
【００４８】
また、好ましくは、温度補償用膜３Ｂを形成した後の温度補償用膜３Ｂの表面の粗さは、ＪＩＳＢ０６０１において、０．４μｍ以下とすることが好ましい。
【００４９】
なお、図４では、弾性表面波を利用した弾性表面波素子７を示したが、図４の一点鎖線Ｃで示すように誘電体層を積層し、弾性境界波素子を形成してもよい。すなわち、本発明は、弾性表面波素子だけでなく、弾性境界波素子の製造にも適応することができる。
【００５０】
上記実施形態では、枠体２を形成した後に、温度補償用膜３Ａが形成されていたが、この温度補償用膜を形成する工程は様々に変形することができる。
【００５１】
図５（ａ）〜（ｅ）は、第１の変形例を説明するための各正面断面図である。本変形例では、図５（ａ）に示すように、圧電ウェーハ１を用意し、図５（ｂ）に示すように、圧電ウェーハ１の上面に枠状のレジスト１１を形成する。枠状のレジスト１１は、円環状の形状を有し、サンドブラストに耐え得る材料、例えばサンブラ用のレジストにより形成されている。
【００５２】
しかる後、サンドブラスト加工により圧電ウェーハ１の第２の主面側を研磨する。このようにして、図５（ｃ）に示す凹部１ｄが形成された圧電ウェーハ１Ｄを得る。凹部１ｄの深さは、充填される温度補償用膜形成用材料の塗工厚みとなるように選ばれている。
【００５３】
次に、図５（ｄ）に示すように、上記レジスト１１を除去する。
【００５４】
そして、図５（ｅ）に示すように、上記凹部１ｄ内に、温度補償用膜形成用材料３を充填する。しかる後、上記実施形態と同様にして、温度補償用膜形成用材料３を焼成することにより、圧電ウェーハ１Ｄの凹部１ｄ内に温度補償用膜を形成することができる。
【００５５】
本変形例のように、圧電ウェーハ１の第２の主面側に凹部１ｄを形成し、凹部１ｄを取り囲む圧電ウェーハ部分１ｅにより、上記実施形態における枠体２を形成してもよい。この場合においても、圧電ウェーハ部分１ｅが枠体２と同様に作用するため、凹部１ｄの深さをコントロールすることにより温度補償用膜形成用材料３の塗工厚みを容易に設定することができる。
【００５６】
図６（ａ）〜（ｃ）は、温度補償用膜を形成する工程の第２の変形例を説明するための各正面断面図である。本変形例では、上記実施形態と同様に、圧電ウェーハを用意し、研磨し、圧電ウェーハ１Ａを得る。次に、圧電ウェーハ１Ａの第２の主面１ｂ上に、ＳＯＧ法により温度補償用膜形成用材料３を直接所望の厚みとなるように塗工する。このように、枠体２は必ずしも形成されずともよく、また凹部１ｄの形成により周囲に枠体部分を形成せずともよい。
【００５７】
図６（ｃ）に示す工程では、周囲に枠体２が存在しないため、比較的粘度が低い温度補償用膜形成用材料３を用いた場合、塗工厚みを高精度に制御することは困難である。しかしながら、比較的高粘度の温度補償用膜形成用材料３を用いれば、枠体２を形成せずとも、温度補償用膜の厚みを高精度に制御することは可能である。この場合、枠体２の形成等の余分な工程を必要としないため、工程の簡略化を図ることができる。
【００５８】
図７（ａ）〜（ｅ）は、本発明の第２の実施形態の弾性表面波素子の製造方法を説明するための各模式的正面断面図である。
【００５９】
第２の実施形態では、まず、第１の実施形態と同様に、厚み３５０μｍのＬｉＴａＯ３からなる圧電ウェーハ１を用意し、第１の実施形態と同様にして研磨工程を実施し、厚みが２０〜４０μｍ程度に薄くされた圧電ウェーハ１Ａを得る。
【００６０】
次に、本実施形態では、図７（ｃ）に示すように、圧電ウェーハ１Ａの第１の主面１ａ上にフォトリソグラフィー法により、ＩＤＴ電極４を含む電極構造を形成する。すなわち、第１の実施形態とは、工程の順序が異なり、温度補償用膜形成用材料の塗工に先立ち、ＩＤＴ電極４が形成される。
【００６１】
ＩＤＴ電極４を含む電極構造の形成方法自体は、第１の実施形態と同様にして行われる。
【００６２】
次に、図７（ｄ）に示すように、圧電ウェーハ１Ａの第２の主面１ｂ上に、温度補償用膜形成用材料３をＳＯＧ法により塗工する。この場合、第１の実施形態と同様に、枠体２を形成した後に、温度補償用膜形成用材料３を充填してもよい。
【００６３】
もっとも、本実施形態では、温度補償用膜形成用材料３を最終的な温度補償用膜の厚みよりもかなり厚く、例えば４００〜５００μｍ程度の厚みにＳＯＧ法により塗工する。
【００６４】
しかる後、温度補償用膜形成用材料３を２００〜３００℃の温度で１ｈ〜２ｈ程度の時間維持し、焼成する。このようにして、厚みの厚い温度補償用膜３Ａを形成する。しかる後、サンブラ法により研磨し、最終的な厚みが１５０〜３５０μｍ程度の温度補償用膜３Ｂを形成する。最後に、第１の実施形態と同様に、圧電ウェーハ１Ａを分割することにより、個々の弾性表面波素子を得ることができる。
【００６５】
本実施形態のように、圧電ウェーハ１Ａに、ＩＤＴ電極４を形成した後に、温度補償用膜形成用材料３の塗工及び焼成を行ってもよい。
【００６６】
図８（ａ）〜（ｅ）は、本発明の第３の実施形態の製造方法を説明するための各模式的正面断面図である。
【００６７】
本実施形態では、厚みの厚い圧電ウェーハ１を用意した後に、次に圧電ウェーハ１の第１の主面１ａ上に、ＩＤＴ電極４を含む電極構造を形成する。電極の形成は、第１の実施形態と同様の方法で行え得る。しかる後、圧電ウェーハ１をサンブラ、グラインド法により第２の主面側から研磨し、厚み１５０〜３５０μｍの圧電ウェーハ１Ａを得る。このように、第２の実施形態とは逆に、ＩＤＴ電極４を含む電極構造の形成後に圧電ウェーハ１を研磨してもよい。
【００６８】
以後の工程は、第３の実施形態では、第２の実施形態と同様に行われる。すなわち、図８（ｄ）に示すように、厚みの厚い温度補償用膜形成用材料３をＳＯＧ法により塗工した後、焼成し、図８（ｅ）に示すように、研磨により最終的な厚みの温度補償用膜３Ｂを得る。
【００６９】
図９（ａ）〜（ｅ）は、本発明の第４の実施形態に係る弾性表面波素子の製造方法を説明するための各模式的正面断面図である。
【００７０】
第４の実施形態では、圧電ウェーハ１を用意した後に、第１，第２の実施形態の場合と同様に、圧電ウェーハ１を第２の主面側から研磨し、厚みの薄い圧電ウェーハ１Ａを得る。
【００７１】
第４の実施形態では、圧電ウェーハ１Ａを得た後に、第２の主面１ｂ上にまず温度補償用膜形成用材料３をＳＯＧ法により塗工する。この場合、最終的な温度補償用膜の厚みよりかなり厚く、温度補償用膜形成用材料３を塗工する。しかる後、温度補償用膜形成用材料３を第１の実施形態〜第３の実施形態と同様に焼成し、温度補償用膜を得る。
【００７２】
次に、第２，第３の実施形態と同様に、得られた温度補償用膜の厚みを薄くするようにサンブラ、グラインド法により研磨する。このようにして、図９（ｄ）に示すように、圧電ウェーハ１Ａの第２の主面１ｂ上に厚みの薄い温度補償用膜３Ｂが形成される。しかる後、圧電ウェーハ１Ａの第１の主面１ａ側に、ＩＤＴ電極４を含む電極構造を形成する。本実施形態のように、ＩＤＴ電極４を含む電極構造の形成を、温度補償用膜３Ｂの形成後に行ってもよい。
【００７３】
図１０（ａ）〜（ｅ）は、本発明の第５の実施形態の製造方法を説明するための各模式的正面断面図である。
【００７４】
本実施形態では、圧電ウェーハ１を用意した後に、図１０（ｂ）に示すように圧電ウェーハ１の第２の主面１ｂ上に、温度補償用膜形成用材料３をＳＯＧ法により厚く塗工する。
【００７５】
しかる後、焼成し、図１０（ｃ）に示すように、温度補償用膜３Ａを形成する。圧電ウェーハ１を第１の主面１ａ側からサンブラ、グラインド法により研磨し、厚みが２０〜４０μｍとする圧電ウェーハ１Ａを得る。
【００７６】
従って、本実施形態では、圧電ウェーハ１は、第１の主面１ａ側から研磨され、薄くされている。
【００７７】
次に、図１０（ｄ）に示すように、圧電ウェーハ１Ａの第１の主面１ａ上にＩＤＴ電極４を含む電極構造を形成する。
【００７８】
最後に、温度補償用膜３Ａをサンブラ法により研磨し、厚みが１５０〜３５０μｍ程度の温度補償用膜３Ｂを得る。本実施形態のように、温度補償用膜を形成した後に、圧電ウェーハの研磨を行ってもよい。
【００７９】
上記第２〜第５の実施形態においても、温度補償用膜の形成は、圧電ウェーハの第２の主面側から温度補償用膜形成用材料をＳＯＧ法で塗工し、焼成することにより行われる。従って、第１の実施形態の場合と同様に、煩雑な工程を得ることなく、容易に厚みの薄い温度補償用膜３Ｂを形成することができる。従って、第１の実施形態の場合と同様に、工程の煩雑をさほど招くことなく、安価であり、かつ薄型の弾性表面波素子を提供することができる。第２〜第５の実施形態においても、弾性表面波素子だけでなく、弾性境界波素子の製造方法にも適用することができる。
【００８０】
第１〜第５の実施形態から明らかなように、本発明によれば、温度補償用膜の形成、ＩＤＴ電極を含む電極構造の形成及び圧電ウェーハの研磨等の各工程の順序を様々に変更することができる。従って、製造に際しての自由度を高めることも可能となり、それによっても、コストを低減することができる。なお、温度補償用膜を構成する材料としては、ＳｉＯ２に限らず、同様な形で形成できる低膨張係数のものであれば良い。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】（ａ）〜（ｆ）は、本発明の第１の実施形態に係る弾性波素子の製造方法を説明するための各正面断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第１の実施形態に係る弾性波素子の製造方法を説明するための各斜視図である。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は、第１の実施形態の製造方法において圧電ウェーハを分割する工程を説明するための模式的平面図及び１つの弾性波素子上に形成される電極構造を示す模式的平面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態で得られる弾性波素子を示す斜視図である。
【図５】（ａ）〜（ｅ）は、第１の実施形態の変形例における温度補償用膜の形成工程を説明するための各正面断面図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は、第１の実施形態の第２の変形例において、圧電ウェーハ上に温度補償用膜を形成する各工程を説明するための各正面断面図である。
【図７】（ａ）〜（ｅ）は、本発明の第２の実施形態に係る弾性表面波素子の製造方法を説明するための各正面断面図である。
【図８】（ａ）〜（ｅ）は、本発明の第３の実施形態に係る弾性表面波素子の製造方法を説明するための各正面断面図である。
【図９】（ａ）〜（ｅ）は、本発明の第４の実施形態に係る弾性表面波素子の製造方法を説明するための各正面断面図である。
【図１０】（ａ）〜（ｅ）は、本発明の第５の実施形態に係る弾性表面波素子の製造方法を説明するための各正面断面図である。
【図１１】従来の弾性表面波素子を示す正面断面図である。
【図１２】従来の弾性表面波装置の一例を示す正面断面図である。
【符号の説明】
【００８２】
１…圧電ウェーハ
１Ａ…圧電ウェーハ
１Ｂ…圧電基板
１Ｄ…圧電ウェーハ
１ａ…第１の主面
１ｂ…第２の主面
１ｄ…凹部
１ｅ…圧電ウェーハ部分
２…枠体
３…温度補償用膜形成用材料
３Ａ〜３Ｃ…温度補償用膜
４…ＩＤＴ電極
５，６…反射器
７…弾性表面波素子
１１…レジスト
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向し合う第１，第２の主面を有する圧電基板と、
前記圧電基板の第１の主面上に設けられたＩＤＴ電極と、
前記圧電基板の前記第２の主面上にＳＯＧにより形成された温度補償用膜とを備えることを特徴とする、弾性波素子。
【請求項２】
前記温度補償用膜がシリコン酸化膜である、請求項１に記載の弾性波素子。
【請求項３】
弾性波素子の製造方法であって、
対向し合う第１，第２の主面を有する圧電ウェーハを用意する工程と、
前記圧電ウェーハの第１の主面にＩＤＴ電極を形成する工程と、
前記圧電ウェーハの第２の主面にＳＯＧ法により温度補償用膜を形成する工程と、
前記圧電ウェーハを複数の圧電基板に分割する工程とを備えることを特徴とする、弾性波素子の製造方法。
【請求項４】
前記圧電ウェーハの第２の主面側に所定の厚みを有する枠体を形成する工程と、
前記枠体により囲まれた部分にＳＯＧ法により温度補償用膜形成用材料を充填する工程と、
充填された温度補償用膜形成材料を焼成することにより温度補償用膜を形成する工程とをさらに備える、請求項３に記載の弾性波素子の製造方法。
【請求項５】
前記枠体の形成がフォトリソグラフィにより樹脂をパターニングすることにより行われ、それによって樹脂パターン材からなる枠体が前記第２の主面上に形成される、請求項４に記載の弾性波素子の製造方法。
【請求項６】
前記圧電ウェーハの前記第２の主面に温度補償用膜形成材料を注入するための凹部を形成することにより、該凹部の周囲に前記圧電ウェーハの一部によって前記圧電ウェーハの第２の主面側に前記枠体が形成される、請求項４に記載の弾性波素子の製造方法。
【請求項７】
前記圧電ウェーハの厚みを薄くするように前記圧電ウェーハの第２の主面を研磨する研磨工程がさらに備えられており、前記研磨工程後に前記温度補償用膜が形成される、請求項４〜６のいずれか１項に記載の弾性波素子の製造方法。
【請求項８】
前記研磨工程の前または後に前記圧電ウェーハの前記第１の主面に前記ＩＤＴ電極が形成される、請求項７に記載の弾性波素子の製造方法。
【請求項９】
前記圧電ウェーハの前記第２の主面に前記温度補償用膜が形成された後に、該圧電ウェーハの厚みを薄くするように前記圧電基板の第１の主面を研磨する工程をさらに備え、該研磨工程後に圧電ウェーハの第１の主面に前記ＩＤＴ電極が形成される、請求項４〜６のいずれか１項に記載の弾性波素子の製造方法。
【請求項１】
対向し合う第１，第２の主面を有する圧電基板と、
前記圧電基板の第１の主面上に設けられたＩＤＴ電極と、
前記圧電基板の前記第２の主面上にＳＯＧにより形成された温度補償用膜とを備えることを特徴とする、弾性波素子。
【請求項２】
前記温度補償用膜がシリコン酸化膜である、請求項１に記載の弾性波素子。
【請求項３】
弾性波素子の製造方法であって、
対向し合う第１，第２の主面を有する圧電ウェーハを用意する工程と、
前記圧電ウェーハの第１の主面にＩＤＴ電極を形成する工程と、
前記圧電ウェーハの第２の主面にＳＯＧ法により温度補償用膜を形成する工程と、
前記圧電ウェーハを複数の圧電基板に分割する工程とを備えることを特徴とする、弾性波素子の製造方法。
【請求項４】
前記圧電ウェーハの第２の主面側に所定の厚みを有する枠体を形成する工程と、
前記枠体により囲まれた部分にＳＯＧ法により温度補償用膜形成用材料を充填する工程と、
充填された温度補償用膜形成材料を焼成することにより温度補償用膜を形成する工程とをさらに備える、請求項３に記載の弾性波素子の製造方法。
【請求項５】
前記枠体の形成がフォトリソグラフィにより樹脂をパターニングすることにより行われ、それによって樹脂パターン材からなる枠体が前記第２の主面上に形成される、請求項４に記載の弾性波素子の製造方法。
【請求項６】
前記圧電ウェーハの前記第２の主面に温度補償用膜形成材料を注入するための凹部を形成することにより、該凹部の周囲に前記圧電ウェーハの一部によって前記圧電ウェーハの第２の主面側に前記枠体が形成される、請求項４に記載の弾性波素子の製造方法。
【請求項７】
前記圧電ウェーハの厚みを薄くするように前記圧電ウェーハの第２の主面を研磨する研磨工程がさらに備えられており、前記研磨工程後に前記温度補償用膜が形成される、請求項４〜６のいずれか１項に記載の弾性波素子の製造方法。
【請求項８】
前記研磨工程の前または後に前記圧電ウェーハの前記第１の主面に前記ＩＤＴ電極が形成される、請求項７に記載の弾性波素子の製造方法。
【請求項９】
前記圧電ウェーハの前記第２の主面に前記温度補償用膜が形成された後に、該圧電ウェーハの厚みを薄くするように前記圧電基板の第１の主面を研磨する工程をさらに備え、該研磨工程後に圧電ウェーハの第１の主面に前記ＩＤＴ電極が形成される、請求項４〜６のいずれか１項に記載の弾性波素子の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００９−２６７６６５（Ｐ２００９−２６７６６５Ａ）
【公開日】平成２１年１１月１２日（２００９．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１１３４１７（Ｐ２００８−１１３４１７）
【出願日】平成２０年４月２４日（２００８．４．２４）
【出願人】（０００００６２３１）株式会社村田製作所 (3,635)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１１月１２日（２００９．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年４月２４日（２００８．４．２４）
【出願人】（０００００６２３１）株式会社村田製作所 (3,635)
【Ｆターム（参考）】
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