弾性波素子及びその製造方法
【課題】大型化を招くことなく、導電補助層を積層した電極部分を設けて、電気的抵抗を低めることができ、しかも電極を覆う誘電体層表面の段差や誘電体層の膜厚のばらつきを小さくすることができる、弾性波素子を提供する。
【解決手段】圧電基板１上にＩＤＴ電極３及び誘電体層１０が形成されており、ＩＤＴ電極３が、電極指６，７と、電極指６，７にそれぞれ連ねられているバスバー４，５とを有し、バスバー４，５の少なくとも一部に積層されるように導電補助層２が設けられており、該導電補助層２が、圧電基板１の上面１ａに形成された溝１ｃ，１ｄ内に埋め込まれている、弾性波素子１１。
【解決手段】圧電基板１上にＩＤＴ電極３及び誘電体層１０が形成されており、ＩＤＴ電極３が、電極指６，７と、電極指６，７にそれぞれ連ねられているバスバー４，５とを有し、バスバー４，５の少なくとも一部に積層されるように導電補助層２が設けられており、該導電補助層２が、圧電基板１の上面１ａに形成された溝１ｃ，１ｄ内に埋め込まれている、弾性波素子１１。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾性表面波素子や弾性境界波素子などの弾性波素子及びその製造方法に関し、より詳細には、ＩＤＴ電極のバスバー及び配線電極の少なくとも一部に導電補助層が積層されている構造を有す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表面波装置が広く用いられている。弾性表面波装置は、圧電基板と、圧電基板上に形成されたＩＤＴ電極とを有する。ＩＤＴ電極は、対向し合う一対のバスバーと、各バスバーから反対側のバスバーに向かって延びる複数本の電極指とを有する。また、圧電基板上には、ＩＤＴ電極を外部と電気的に接続するための配線電極が形成されている。配線電極は、ＩＤＴ電極のバスバーに電気的に接続されている。
【０００３】
複数本の電極指は、弾性表面波を励振させるために設けられている。従って、電極指の厚みは、目的とする共振特性やフィルタ特性に応じて選ばれる。これに対して、バスバーや配線電極は表面波を励振する部分ではない。従って、電気的抵抗を低めるために、バスバーの少なくとも一部や配線電極の電極膜厚を厚くしたり、あるいは複数の電極層を形成したりしている。
【０００４】
例えば、下記の特許文献１では、バスバー及び配線電極の少なくとも一部に複数の電極層を積層してなる電極層積層部が設けられている。特許文献１では、圧電基板の上面を覆うように絶縁膜が形成されている。絶縁膜はＩＤＴ電極を保護すると共に、弾性表面波装置の温度特性を改善するために設けられている。
【０００５】
図１０（ａ）は、特許文献１に記載のような従来の弾性表面波装置の電極構造を示す平面図である。弾性表面波装置１００１では、圧電基板１００２上に、ＩＤＴ電極１００３が形成されている。ＩＤＴ電極１００３は、一対のバスバー１００４，１００５を有する。バスバー１００４，１００５に、それぞれ、複数本の電極指１００６，１００７が接続されている。バスバー１００４，１００５に、それぞれ、配線電極１００８，１００９が接続されている。
【０００６】
バスバー１００４，１００５では、電気的抵抗を低めるために、第１の電極層１００４ａ，１００５ａ上に、第２の電極層１００４ｂ，１００５ｂが積層されている。すなわち、バスバー１００４，１００５は、複数の電極層を積層してなる積層電極部を有する。
【０００７】
また、弾性表面波装置１００１では、温度特性を改善するために、ＩＤＴ電極１００３を覆うように、図１０（ｂ）に示すように、絶縁膜１０１０が積層されている。絶縁膜１０１０を蒸着やスパッタリングなどにより形成した場合、図１０（ｂ）に示すように、絶縁膜１０１０の表面に段差Ａ１が生じる。また、絶縁膜１０１０の膜厚が部分的に異なることとなる。これは、上記電極積層部と、電極指１００６が設けられている部分とで、電極膜厚が異なることによる。絶縁膜１０１０の表面に上記段差Ａ１が形成されたり、絶縁膜１０１０の厚みが部分的に異なると、絶縁膜１０１０による温度特性改善効果や共振特性が低下する。
【０００８】
そこで、特許文献１では、電極積層部とＩＤＴ電極の電極指とを遠ざけた構造が開示されている。特許文献１では、配線電極が電極積層部を有する構造において、弾性表面波の波長をλとしたときに、該電極積層部を、１．０５λ〜２．６λ隔てて配置している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−２４４３５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１に記載の弾性表面波装置では、配線電極に設けられた電極層積層部、すなわち膜厚が厚い電極部分を、ＩＤＴ電極から遠ざけている。それによって、絶縁膜の表面の段差を抑制することができるとされている。
【００１１】
しかしながら、特許文献１の図２に示されているように、絶縁膜の表面の段差はさほど小さくされてはいない。そのため、反共振周波数におけるインピーダンスの共振周波数におけるインピーダンスに対する比であるインピーダンス比の劣化や挿入損失の劣化を十分に抑制することはできなかった。加えて、電極積層部とＩＤＴ電極の電極指を遠ざけると、結果的に弾性表面波装置の平面形状が大きくなるという問題もあった。
【００１２】
本発明の目的は、大型化を招くことなく、電気的抵抗を低めるための電極積層部に起因する誘電体層表面の段差を効果的に小さくすることが可能とされている、弾性波素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る弾性波素子は、圧電基板と、前記圧電基板上に形成されているＩＤＴ電極と、前記圧電基板上に形成された配線電極と、前記圧電基板上に形成された誘電体層とを備える。
【００１４】
本発明においては、前記ＩＤＴ電極が複数本の電極指と、複数本の電極指に連ねられているバスバーとを有し、前記バスバー及び前記配線電極の少なくとも一部に積層されており、導電体からなる導電補助層がさらに備えられている。前記圧電基板の上面には溝が形成されており、該溝内に前記導電補助層が埋め込まれており、前記ＩＤＴ電極が形成されている部分を少なくとも覆うように、前記誘電体層が形成されている。
【００１５】
本発明に係る弾性波素子のある特定の局面では、前記圧電基板の前記溝内に前記バスバーが至っており、前記圧電基板の溝内に形成されている前記導電補助層の上面に、前記バスバーの該溝内に至っている部分が積層されている。この場合には、バスバー部の電気抵抗を低くすることができる。
【００１６】
本発明に係る弾性波素子の他の特定の局面では、前記圧電基板の前記溝内に前記バスバーが至っており、前記バスバーの溝内に至っている部分の上面に前記導電補助層が積層されている。この場合には、マザーのウェハー段階での反りやうねりが少ない状態で複数本の電極指を含むＩＤＴ電極を高精度に形成することができる。
【００１７】
本発明に係る弾性波素子の別の特定の局面では、前記圧電基板に形成されている溝の深さをＤ、前記導電補助層の厚みをＷ、ＩＤＴ電極のピッチで定まる波長をλとしたとき、０．１λ＞｜Ｄ−Ｗ｜である。この場合には、誘電体層表面の段差をより一層小さくすることができる。
【００１８】
本発明に係る弾性波素子のさらに他の特定の局面では、前記圧電基板に形成されている溝の深さをＤ、前記導電補助層の厚みをＷ、前記溝内に至っている前記バスバー部分の厚みをＴとしたとき、（Ｗ＋Ｔ）が、ＩＤＴ電極のピッチで定まる波長をλとしたとき、０．１λ＞｜（Ｗ＋Ｔ）−Ｄ｜の範囲にある。（Ｗ＋Ｔ）がこの範囲内である場合には、誘電体層表面の段差をより一層小さくすることができる。
【００１９】
本発明に係る弾性波素子のさらに別の特定の局面では、前記圧電基板に形成されている溝が前記圧電基板の下面に至っており、前記導電補助層が前記圧電基板の下面に露出されている。この場合には、導電補助層により、圧電基板の下面に熱を効果的に放散させることができる。
【００２０】
本発明に係る弾性波素子のさらに別の特定の局面では、前記圧電基板の熱伝導率が前記導電補助層の熱伝導率よりも小さい。従って、導電補助層を介して熱をより一層効果的に放散させることができる。
【００２１】
本発明に係る弾性波素子の製造方法は、圧電基板を用意する工程と、前記圧電基板に、溝を形成する工程と、前記圧電基板の上面に複数本の電極指及び複数本の電極指に連なるバスバーを有するＩＤＴ電極を形成する工程と、前記圧電基板の上面に配線電極を形成する工程と、前記バスバー及び前記配線電極の少なくとも一部に積層される導電補助層を形成する工程とを備え、前記導電補助層を形成する工程において、該導電補助層を前記圧電基板の溝内に形成する。
【００２２】
本発明に係る弾性波素子のある特定の局面では、前記ＩＤＴ電極の形成に際し、前記バスバーを前記圧電基板に形成されている溝内に至るように形成し、前記導電補助層を溝内に至っているバスバー上に積層する。
【００２３】
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、前記圧電基板に形成されている溝内に前記導電補助層を形成した後に、前記ＩＤＴ電極を形成する工程を実施し、前記導電補助層上に前記ＩＤＴ電極の前記バスバーの少なくとも一部を積層する。
【００２４】
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、前記圧電基板に形成された溝に前記導電補助層を形成した後に、前記圧電基板の下面を該導電補助層が露出するように研削する工程がさらに備えられている。
【００２５】
この場合には、圧電基板の裏面に露出した導電補助層から熱を放散させることができる弾性波素子を得ることができる。従って、弾性波素子の放熱性を高めることができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明に係る弾性波素子では、圧電基板に形成されている溝内に導電補助層が埋め込まれており、バスバー及び配線電極の少なくとも一部が該導電補助層に積層されているため、導電補助層を積層したことにより、電気的抵抗を低めることができる。しかも、上記溝内に導電補助層が埋め込まれているため、該導電補助層とバスバー及び配線電極の少なくとも一部が積層されている部分の高さと、ＩＤＴ電極の他の電極部分との表面の高さの差を十分に小さくすることができる。よって、圧電基板上に形成されている誘電体層表面の段差を小さくすることができ、かつ誘電体層の膜厚の部分的なばらつきを小さくすることができるので、弾性波素子の周波数特性のばらつきや帯域幅のばらつきを小さくすることができる。
【００２７】
また、導電補助層の厚みと、溝の深さを近づけることにより、より好ましくは、一致させることにより、誘電体層の表面の平坦性を効果的に高めることができる。従って、導電補助層を含む電極積層部をＩＤＴ電極から遠ざける必要がないので、弾性波素子の大型化もまねかない。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施形態の弾性波素子の要部を示す正面断面図である。
【図２】本発明の一実施形態の弾性波素子の製造方法に際して用意される圧電基板を示す正面断面図である。
【図３】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の一実施形態の弾性波素子の製造方法において、圧電基板に溝を形成した状態を示す平面図及び（ａ）中のＢ１−Ｂ１線に沿う部分の断面図である。
【図４】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の一実施形態の製造方法において、圧電基板に形成された溝内に導電補助層を形成した状態を示す平面図及び（ａ）中のＢ２−Ｂ２線に沿う部分の断面図である。
【図５】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の一実施形態の弾性波素子の製造方法において、ＩＤＴ電極を形成した後の状態を示す平面図及び（ａ）中のＢ３−Ｂ３線に沿う部分の断面図である。
【図６】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第２の実施形態の弾性波素子の製造方法において、ＩＤＴ電極を形成した後の状態を示す平面図及び（ａ）中のＢ４−Ｂ４線に沿う部分の断面図である。
【図７】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第２の実施形態の製造方法において、ＩＤＴ電極形成後に導電補助層を形成した後の状態を示す平面図及び（ａ）中のＢ５−Ｂ５線に沿う部分の断面図である。
【図８】本発明の第２の実施形態の弾性波素子の製造方法において、誘電体層を形成した後の状態を示す側面断面図である。
【図９】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第３の実施形態の弾性波素子の製造方法を説明するための平面図及び（ａ）中のＢ６−Ｂ６線に沿う部分の断面図である。
【図１０】（ａ）及び（ｂ）は、従来の弾性表面波素子を説明するための平面図及び（ａ）中のＢ−Ｂ線に沿う部分の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
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。
【００３０】
図１は、第１の実施形態の弾性波素子としての弾性表面波素子の要部を示す断面図である。この弾性波素子の製造方法を図２〜図５（ａ），（ｂ）を参照して説明することにより、弾性波素子の構造を明らかにする。
【００３１】
先ず、図２に示すように、圧電基板１を用意する。圧電基板１は、適宜の圧電材料からなる。このような圧電材料としては、ニオブ酸リチウム、ニオブ酸カリウム、タンタル酸リチウム、水晶、ランガサイト、ＺｎＯ、ＰＺＴまたは４ホウ酸リチウムなどの一般的に知られている圧電材料を用いることができる。
【００３２】
次に、図３（ａ）に示すように、圧電基板１の上面１ａに、圧電基板１の下面に至らない溝１ｃ，１ｄを形成する。溝１ｃ，１ｄは、後述するＩＤＴ電極のバスバー及び配線電極が形成される部分に設けられる。溝１ｃ，１ｄの形成方法は特に限定されない。ドライプロセスを用いてもよく、ウェットプロセスを用いてもよい。本実施形態では、圧電基板１の上面１ａ上にレジストをマスク代わりに用い、Ａｒによるドライプロセスにより、圧電基板１を上面からエッチングする方法を用いる。
【００３３】
なお、溝１ｃ，１ｄでは、溝の内側面にテーパーが形成される。この場合、テーパーは、順テーパーであることが好ましい。それによって、テーパーが設けられている部分における後述する電極材料の断線を抑制することができる。順テーパーとは、図３（ｂ）に示すように、溝１ｃ，１ｄを囲む側壁１ｃ１，１ｄ１が、上面１ａから溝１ｃ，１ｄの底部に至るにつれて、溝１ｃ，１ｄの大きさが小さくなる方向のテーパーをいうものとする。
【００３４】
次に、図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、溝１ｃ，１ｄ内に、導電補助層２を形成する。導電補助層２は、適宜の導電性材料を用いて形成することができる。このような導電性材料としては、Ａｌ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｗ、Ａｇ、Ｐｄ、ＣｏまたはＭｎなどの一般的な金属もしくはこれらの金属を主体とする合金が挙げられる。導電補助層２は、単一の金属層により形成してもよく、複数の金属層を積層することにより形成してもよい。また、複数の金属層を形成した後に加熱することにより、合金化された金属を用いてもよい。本実施形態では、導電補助層２は、Ａｌからなる。
【００３５】
上記導電補助層２の形成方法は、特に限定されず、蒸着またはスパッタリングなどの成膜方法を適宜用いることができる。好ましくは、導電補助層２の上面２ａが、圧電基板１の上面１ａと同じ高さ位置であることが望ましい。本実施形態では、導電補助層２の上面２ａの高さは圧電基板１の上面１ａよりも若干低くされている。すなわち、導電補助層２の厚みをＷ、溝１ｃ，１ｄの深さをＤとしたとき、本実施形態では、Ｄ−Ｗ＝０．０５λ（λ；ＩＤＴ電極のピッチで定まる波長）とされている。この｜Ｄ−Ｗ｜は０．１λ以下であることが好ましく、より望ましいのは、前述したように｜Ｄ−Ｗ｜＝０、すなわちＤ＝Ｗである。それによって、誘電体層表面の段差をより一層小さくすることができる。
【００３６】
上記のように、導電補助層２は、溝１ｃ，１ｄ内に埋め込まれている。
【００３７】
次に、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、蒸着もしくはスパッタリングなどの薄膜形成方法を用い、ＩＤＴ電極３及び配線電極８，９を形成する。ＩＤＴ電極３は、バスバー４，５と、バスバー４，５に接続された複数本の電極指６，７とを有する。ＩＤＴ電極３の形成に際しては、適宜の金属材料を、蒸着もしくはスパッタリングなどの薄膜形成方法により成膜し、パターニングすることにより行われる。
【００３８】
ＩＤＴ電極３を構成する金属材料については、特に限定されず、前述した導電補助層２を形成するのに用いられる一般的な金属もしくは合金を用いることができる。また、ＩＤＴ電極３の電極指６，７は、単一の金属層により形成されてもよく、複数の金属層を積層して形成されてもよい。また、複数の金属層を加熱し合金化することにより得られた合金によりＩＤＴ電極３の電極指６，７を形成しもよい。本実施形態では、Ｐｔ膜及びＡｌ膜をこの順序で積層してなる積層金属膜により電極指６，７が形成される。
【００３９】
ところで、ＩＤＴ電極３の形成に際しては、上記電極指６，７だけでなく、電極指６，７を形成する金属膜を、前述した導電補助層２が形成されている部分の上面にも成膜する。すなわち、電極指６，７と同じ金属膜からなる上部電極層４ａ，５ａが、バスバー４，５が形成される部分において、下方の導電補助層２の上面に形成される。また、配線電極８，９が形成される領域においては、予め溝内に埋め込まれていた導電補助層２上に、上記電極指６，７を構成する金属膜と同じ金属膜が形成される。
【００４０】
よって、バスバー４，５及び配線電極８，９は、下方の導電補助層と、導電補助層上に積層された金属膜とを有する。従って、電極指６，７に比べて、厚みが厚く、電気的抵抗が低いバスバー４，５及び配線電極８，９を形成することができる。
【００４１】
次に、上記配線電極８，９の少なくとも一部を露出させ、他の部分を覆うように圧電基板１上に図１に示す誘電体層１０を形成する。誘電体層１０の形成方法は、蒸着またはスパッタリングなどの適宜の薄膜形成方法により行うことができる。
【００４２】
誘電体層１０を構成する誘電体材料は特に限定されない。例えば、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＯＮ、ＳｉＣ、Ｔａ２Ｏ５、ＴｉＯ２、ＴｉＮ、Ａｌ２Ｏ３、ＴｅＯ２などを挙げることができる。また、誘電体層１０は、単一の誘電体膜により形成してもよく、複数の誘電体膜を積層することにより、形成してもよい。本実施形態では、誘電体層１０はＳｉＯ２膜からなる。ＳｉＯ２は正の周波数温度係数ＴＣＦを有する。他方、多くの圧電材料は負の周波数温度係数を有する。従って、ＳｉＯ２からなる誘電体層１０の形成により、温度特性を改善することができる。また、誘電体層１０の形成により、ＩＤＴ電極３の耐湿性を高めることができる。すなわち、誘電体層１０は、特性改善機能を果すだけでなく、電極保護機能をも果す。
【００４３】
本実施形態では、誘電体層１０は、配線電極８，９が形成されている部分以外を覆うように、形成されていたが、誘電体層１０は、特性を改善する上では、電極指６，７が設けられている部分を覆うように形成されていればよい。もっとも、本実施形態のように、バスバー４，５が設けられている部分にも至るように誘電体層１０を形成することが好ましい。それによって、ＩＤＴ電極３の耐湿性を高めることができる。
【００４４】
なお、配線電極８，９上に誘電体層１０が至っていてもよい。配線電極８，９は、外部と電気的に接続する部分である。従って、バンプなどの外部との電気的接続を果す部材が接合される領域を除いて、配線電極８，９上に誘電体層１０が形成されていてもよい。
【００４５】
上記のようにして、図１に断面図で要部を示す本実施形態の弾性波素子１１を得ることができる。なお、図１は、前述した図１０のＢ−Ｂ線に沿う部分に相当する部分の誘電体層１０を形成した後の状態を示す。
【００４６】
図１から明らかなように、弾性波素子１１では、誘電体層１０の表面に、段差１０ａが形成されている。しかしながら、段差１０ａの大きさすなわち高さ方向寸法は、非常に小さい。また、誘電体層１０においては、部分的な膜厚ばらつきも非常に小さい。これを、図１０（ａ）及び（ｂ）に示した従来例と対比することにより明らかにする。
【００４７】
図１０（ａ）に示した従来例では、電気的抵抗を低めるために、バスバー１００４，１００５が形成されている部分において、ＩＤＴ電極の電極指１００６に連ねられている電極層上に電極指１００６に比べてかなり厚みの厚い導電補助層１００４ａが積層されている。そのため、大きな段差Ａ１が絶縁膜１０１０の表面に形成されている。すなわち、導電補助層１００４ａの上面の高さと、電極指１００６の上面の高さとの差が、上記導電補助層１００４ａの厚みとなっている。そのため、高さ方向寸法が大きい段差Ａ１が形成されている。また、それに伴って、絶縁膜１０１０の膜厚も段差近傍において大きく変化している。
【００４８】
これに対して、本実施形態では、図１に示すように、電気的抵抗を低めるための導電補助層２が圧電基板１の溝１ｃ，１ｄに埋め込まれている。そのため、導電補助層２を設けたにもかかわらず、バスバー４の上面と電極指６との高さがさほど変わらない。むしろ、本実施形態では、導電補助層２の上面２ａが、圧電基板１の上面１ａよりも低いため、バスバー４の上面は、電極指６の上面よりも若干低くされている。
【００４９】
そのため、誘電体層１０の上面には、前述したように、非常に小さな段差１０ａが形成されているだけである。また、誘電体層１０の膜厚か部分的にほとんど変化していない。よって、本実施形態の弾性波素子１１では、従来の導電補助層や電極積層部を設けた弾性波素子に比べ、インピーダンス比や挿入損失のばらつきを小さくすることができる。加えて、誘電体層の表面における段差を抑制する必要がないため、導電補助層２を有する電極積層部分を、電極指６と大きな距離を隔てて遠ざける必要がない。よって、大型化を招くことなく、バスバー及び／または配線電極における電気的抵抗を低めることができる。従って、周波数特性や帯域幅のばらつきを低減することができるので、弾性波素子１１では、歩留りを高めることができる。
【００５０】
図６（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第２の実施形態の弾性波素子１１の製造方法を説明するための平面図及び（ａ）中のＢ４−Ｂ４線に沿う断面図である。
【００５１】
第２の実施形態においても、先ず、第１の実施形態と同様に、圧電基板１に溝１ｃ，１ｄを形成する。異なるところは、図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、溝１ｃ，１ｄに至るように、先ず、ＩＤＴ電極３とバスバー及び配線電極の一部を構成する電極層４ｂ，５ｂ，８ｂ，９ｂを電極指６，７と同一工程で同一材料により形成する。
【００５２】
しかる後、図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、溝１ｃ，１ｄ内に、導電補助層２を形成する。このように、溝１ｃ，１ｄを形成した後に、導電補助層２の形成に先立ち、ＩＤＴ電極３と、導電補助層２に積層される電極層４ｂ，５ｂ，８ｂ，９ｂを形成してもよい。この場合には、ＩＤＴ電極３を形成する工程が、導電補助層２を形成する前に行われるため、マザーのウェハー段階での反りやうねりが少ない状態で複数本の電極指６，７を含むＩＤＴ電極３を高精度に形成することができる。図８に示すように、第２の実施形態においても、上記ＩＤＴ電極３及び導電補助層２を形成した後に、圧電基板１の上面に誘電体層１０を形成する。このようにして、弾性波素子１２を得ることができる。
【００５３】
弾性波素子１２においても、導電補助層２が溝１ｃ，１ｄ内に埋め込まれているため、導電補助層２をバスバー４，５及び配線電極８，９が形成されている部分に設け、電気的抵抗の低減を図った場合においても、誘電体層１０の表面の段差１０ａを非常に小さくすることができる。加えて、誘電体層１０の段差付近における膜厚のばらつきも小さくすることができる。さらに、第２の実施形態においても、導電補助層２は、誘電体層１０で被覆されているため、耐湿性が低下するおそれもない。
【００５４】
なお、導電補助層２の上面は、圧電基板１の上面１ａよりも高くされている。このように、導電補助層２は、溝１ｃ，１ｄ内に埋め込まれるが、その全部が溝１ｃ，１ｄの内部に位置されている必要は必ずしもない。
【００５５】
さらに、導電補助層２の上面２ａは、ＩＤＴ電極の電極指６の上面よりも若干低くされている。好ましくは、導電補助層２の上面２ａは、ＩＤＴ電極の電極指６の上面と面一であることが望ましい。それによって、誘電体層１０の表面における段差をなくすことができ、あるいは段差を非常に小さくすることができる。
【００５６】
図９（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第３の実施形態の弾性波素子を説明するための平面図及び（ａ）中のＢ６−Ｂ６線に沿う部分の断面図である。第３の実施形態の弾性波素子１３では、導電補助層２が圧電基板１の下面１ｂに至り、下面１ｂに露出している。その他の点については、弾性波素子１３は、第１の実施形態の弾性波素子１１と同様である。
【００５７】
本実施形態では、導電補助層２の下面２ｂが露出している。従って、矢印Ｃで示すように、電極指６，７で発生した熱を、導電補助層２を介して圧電基板１の下面１ｂ側に放散させることができる。従って、弾性波素子１３では、放熱性を効果的に高めることができる。
【００５８】
また、本実施形態においても、導電補助層２が溝１ｃ，１ｄに埋め込まれているため、誘電体層１０の表面の段差１０ａを非常に小さくすることができる。
【００５９】
第３の実施形態の弾性波素子１３の製造に際しては、第１の実施形態と同様にして、溝１ｃ，１ｄを形成し、導電補助層２を形成した後に、圧電基板１の下面側から研削加工を施せばよい。研削により、導電補助層２の下面を露出させることができる。
【００６０】
第３の実施形態においては、導電補助層２は、圧電基板１よりも熱伝導性の高い材料により形成することが望ましい。それによって、放熱性をより一層効果的に高めることができる。さらに好ましくは、導電補助層２の熱伝導率を、ＩＤＴ電極３の電極指６の熱伝導率よりも高くすることが望ましい。よって、放熱性をさらに高めることができる。
【００６１】
上述してきた第１〜第３の実施形態から明らかなように、本発明においては、溝１ｃ，１ｄ内に、溝１ｃ，１ｄの深さ方向に沿う全部分があるいはその少なくとも一部が埋め込まれるように導電補助層２を形成する。従って、導電補助層２が形成されている部分の電極の表面の高さと、導電補助層２が形成されていない電極部分の表面の高さの差を非常に小さくすることができる。それによって、誘電体層１０の表面における段差を小さくすることができる。この場合、好ましくは、導電補助層２が形成されている積層電極部分の表面の高さと、他の電極部分の高さが一致していることが好ましい。本願発明者によれば、溝１ｃ，１ｄの深さをＤ、導電補助層２の厚みをＷ、溝１ｃ，１ｄ内に至っているバスバー４，５の部分の厚みをＴとしたとき、（Ｗ＋Ｔ）が、０．１λ＞｜（Ｗ＋Ｔ）−Ｄ｜（λ；ＩＤＴ電極のピッチで定まる波長）の範囲内にあれば、誘電体層１０の表面の段差Ａ１を十分に小さくすることができ、それによって周波数温度特性や比帯域幅などの特性の変化を非常に小さくし得ることが確かめられている。従って、好ましくは、（Ｗ＋Ｔ）は、０．１λ＞｜（Ｗ＋Ｔ）−Ｄ｜の範囲内とすることが望ましい。
【００６２】
第１〜第３の実施形態では、一対のバスバー４，５を有する弾性表面波共振子である弾性波素子を説明したが、本発明は、複数のＩＤＴ電極を有する弾性波共振子や弾性波フィルタに広く適用することができる。また、弾性表面波を利用した弾性表面波素子だけでなく、弾性境界波を利用した弾性境界波素子にも本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００６３】
１…圧電基板
１ａ…上面
１ｂ…下面
１ｃ，１ｄ…溝
１ｃ１，１ｄ１…側壁
２…導電補助層
２ａ…上面
２ｂ…下面
３…ＩＤＴ電極
４，５…バスバー
４ａ，５ａ…上部電極層
４ｂ，５ｂ，８ｂ，９ｂ…電極層
６，７…電極指
８，９…配線電極
１０…誘電体層
１０ａ…段差
１１…弾性波素子
１２…弾性波素子
１３…弾性波素子
Ａ１…段差
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾性表面波素子や弾性境界波素子などの弾性波素子及びその製造方法に関し、より詳細には、ＩＤＴ電極のバスバー及び配線電極の少なくとも一部に導電補助層が積層されている構造を有す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表面波装置が広く用いられている。弾性表面波装置は、圧電基板と、圧電基板上に形成されたＩＤＴ電極とを有する。ＩＤＴ電極は、対向し合う一対のバスバーと、各バスバーから反対側のバスバーに向かって延びる複数本の電極指とを有する。また、圧電基板上には、ＩＤＴ電極を外部と電気的に接続するための配線電極が形成されている。配線電極は、ＩＤＴ電極のバスバーに電気的に接続されている。
【０００３】
複数本の電極指は、弾性表面波を励振させるために設けられている。従って、電極指の厚みは、目的とする共振特性やフィルタ特性に応じて選ばれる。これに対して、バスバーや配線電極は表面波を励振する部分ではない。従って、電気的抵抗を低めるために、バスバーの少なくとも一部や配線電極の電極膜厚を厚くしたり、あるいは複数の電極層を形成したりしている。
【０００４】
例えば、下記の特許文献１では、バスバー及び配線電極の少なくとも一部に複数の電極層を積層してなる電極層積層部が設けられている。特許文献１では、圧電基板の上面を覆うように絶縁膜が形成されている。絶縁膜はＩＤＴ電極を保護すると共に、弾性表面波装置の温度特性を改善するために設けられている。
【０００５】
図１０（ａ）は、特許文献１に記載のような従来の弾性表面波装置の電極構造を示す平面図である。弾性表面波装置１００１では、圧電基板１００２上に、ＩＤＴ電極１００３が形成されている。ＩＤＴ電極１００３は、一対のバスバー１００４，１００５を有する。バスバー１００４，１００５に、それぞれ、複数本の電極指１００６，１００７が接続されている。バスバー１００４，１００５に、それぞれ、配線電極１００８，１００９が接続されている。
【０００６】
バスバー１００４，１００５では、電気的抵抗を低めるために、第１の電極層１００４ａ，１００５ａ上に、第２の電極層１００４ｂ，１００５ｂが積層されている。すなわち、バスバー１００４，１００５は、複数の電極層を積層してなる積層電極部を有する。
【０００７】
また、弾性表面波装置１００１では、温度特性を改善するために、ＩＤＴ電極１００３を覆うように、図１０（ｂ）に示すように、絶縁膜１０１０が積層されている。絶縁膜１０１０を蒸着やスパッタリングなどにより形成した場合、図１０（ｂ）に示すように、絶縁膜１０１０の表面に段差Ａ１が生じる。また、絶縁膜１０１０の膜厚が部分的に異なることとなる。これは、上記電極積層部と、電極指１００６が設けられている部分とで、電極膜厚が異なることによる。絶縁膜１０１０の表面に上記段差Ａ１が形成されたり、絶縁膜１０１０の厚みが部分的に異なると、絶縁膜１０１０による温度特性改善効果や共振特性が低下する。
【０００８】
そこで、特許文献１では、電極積層部とＩＤＴ電極の電極指とを遠ざけた構造が開示されている。特許文献１では、配線電極が電極積層部を有する構造において、弾性表面波の波長をλとしたときに、該電極積層部を、１．０５λ〜２．６λ隔てて配置している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−２４４３５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１に記載の弾性表面波装置では、配線電極に設けられた電極層積層部、すなわち膜厚が厚い電極部分を、ＩＤＴ電極から遠ざけている。それによって、絶縁膜の表面の段差を抑制することができるとされている。
【００１１】
しかしながら、特許文献１の図２に示されているように、絶縁膜の表面の段差はさほど小さくされてはいない。そのため、反共振周波数におけるインピーダンスの共振周波数におけるインピーダンスに対する比であるインピーダンス比の劣化や挿入損失の劣化を十分に抑制することはできなかった。加えて、電極積層部とＩＤＴ電極の電極指を遠ざけると、結果的に弾性表面波装置の平面形状が大きくなるという問題もあった。
【００１２】
本発明の目的は、大型化を招くことなく、電気的抵抗を低めるための電極積層部に起因する誘電体層表面の段差を効果的に小さくすることが可能とされている、弾性波素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る弾性波素子は、圧電基板と、前記圧電基板上に形成されているＩＤＴ電極と、前記圧電基板上に形成された配線電極と、前記圧電基板上に形成された誘電体層とを備える。
【００１４】
本発明においては、前記ＩＤＴ電極が複数本の電極指と、複数本の電極指に連ねられているバスバーとを有し、前記バスバー及び前記配線電極の少なくとも一部に積層されており、導電体からなる導電補助層がさらに備えられている。前記圧電基板の上面には溝が形成されており、該溝内に前記導電補助層が埋め込まれており、前記ＩＤＴ電極が形成されている部分を少なくとも覆うように、前記誘電体層が形成されている。
【００１５】
本発明に係る弾性波素子のある特定の局面では、前記圧電基板の前記溝内に前記バスバーが至っており、前記圧電基板の溝内に形成されている前記導電補助層の上面に、前記バスバーの該溝内に至っている部分が積層されている。この場合には、バスバー部の電気抵抗を低くすることができる。
【００１６】
本発明に係る弾性波素子の他の特定の局面では、前記圧電基板の前記溝内に前記バスバーが至っており、前記バスバーの溝内に至っている部分の上面に前記導電補助層が積層されている。この場合には、マザーのウェハー段階での反りやうねりが少ない状態で複数本の電極指を含むＩＤＴ電極を高精度に形成することができる。
【００１７】
本発明に係る弾性波素子の別の特定の局面では、前記圧電基板に形成されている溝の深さをＤ、前記導電補助層の厚みをＷ、ＩＤＴ電極のピッチで定まる波長をλとしたとき、０．１λ＞｜Ｄ−Ｗ｜である。この場合には、誘電体層表面の段差をより一層小さくすることができる。
【００１８】
本発明に係る弾性波素子のさらに他の特定の局面では、前記圧電基板に形成されている溝の深さをＤ、前記導電補助層の厚みをＷ、前記溝内に至っている前記バスバー部分の厚みをＴとしたとき、（Ｗ＋Ｔ）が、ＩＤＴ電極のピッチで定まる波長をλとしたとき、０．１λ＞｜（Ｗ＋Ｔ）−Ｄ｜の範囲にある。（Ｗ＋Ｔ）がこの範囲内である場合には、誘電体層表面の段差をより一層小さくすることができる。
【００１９】
本発明に係る弾性波素子のさらに別の特定の局面では、前記圧電基板に形成されている溝が前記圧電基板の下面に至っており、前記導電補助層が前記圧電基板の下面に露出されている。この場合には、導電補助層により、圧電基板の下面に熱を効果的に放散させることができる。
【００２０】
本発明に係る弾性波素子のさらに別の特定の局面では、前記圧電基板の熱伝導率が前記導電補助層の熱伝導率よりも小さい。従って、導電補助層を介して熱をより一層効果的に放散させることができる。
【００２１】
本発明に係る弾性波素子の製造方法は、圧電基板を用意する工程と、前記圧電基板に、溝を形成する工程と、前記圧電基板の上面に複数本の電極指及び複数本の電極指に連なるバスバーを有するＩＤＴ電極を形成する工程と、前記圧電基板の上面に配線電極を形成する工程と、前記バスバー及び前記配線電極の少なくとも一部に積層される導電補助層を形成する工程とを備え、前記導電補助層を形成する工程において、該導電補助層を前記圧電基板の溝内に形成する。
【００２２】
本発明に係る弾性波素子のある特定の局面では、前記ＩＤＴ電極の形成に際し、前記バスバーを前記圧電基板に形成されている溝内に至るように形成し、前記導電補助層を溝内に至っているバスバー上に積層する。
【００２３】
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、前記圧電基板に形成されている溝内に前記導電補助層を形成した後に、前記ＩＤＴ電極を形成する工程を実施し、前記導電補助層上に前記ＩＤＴ電極の前記バスバーの少なくとも一部を積層する。
【００２４】
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、前記圧電基板に形成された溝に前記導電補助層を形成した後に、前記圧電基板の下面を該導電補助層が露出するように研削する工程がさらに備えられている。
【００２５】
この場合には、圧電基板の裏面に露出した導電補助層から熱を放散させることができる弾性波素子を得ることができる。従って、弾性波素子の放熱性を高めることができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明に係る弾性波素子では、圧電基板に形成されている溝内に導電補助層が埋め込まれており、バスバー及び配線電極の少なくとも一部が該導電補助層に積層されているため、導電補助層を積層したことにより、電気的抵抗を低めることができる。しかも、上記溝内に導電補助層が埋め込まれているため、該導電補助層とバスバー及び配線電極の少なくとも一部が積層されている部分の高さと、ＩＤＴ電極の他の電極部分との表面の高さの差を十分に小さくすることができる。よって、圧電基板上に形成されている誘電体層表面の段差を小さくすることができ、かつ誘電体層の膜厚の部分的なばらつきを小さくすることができるので、弾性波素子の周波数特性のばらつきや帯域幅のばらつきを小さくすることができる。
【００２７】
また、導電補助層の厚みと、溝の深さを近づけることにより、より好ましくは、一致させることにより、誘電体層の表面の平坦性を効果的に高めることができる。従って、導電補助層を含む電極積層部をＩＤＴ電極から遠ざける必要がないので、弾性波素子の大型化もまねかない。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施形態の弾性波素子の要部を示す正面断面図である。
【図２】本発明の一実施形態の弾性波素子の製造方法に際して用意される圧電基板を示す正面断面図である。
【図３】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の一実施形態の弾性波素子の製造方法において、圧電基板に溝を形成した状態を示す平面図及び（ａ）中のＢ１−Ｂ１線に沿う部分の断面図である。
【図４】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の一実施形態の製造方法において、圧電基板に形成された溝内に導電補助層を形成した状態を示す平面図及び（ａ）中のＢ２−Ｂ２線に沿う部分の断面図である。
【図５】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の一実施形態の弾性波素子の製造方法において、ＩＤＴ電極を形成した後の状態を示す平面図及び（ａ）中のＢ３−Ｂ３線に沿う部分の断面図である。
【図６】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第２の実施形態の弾性波素子の製造方法において、ＩＤＴ電極を形成した後の状態を示す平面図及び（ａ）中のＢ４−Ｂ４線に沿う部分の断面図である。
【図７】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第２の実施形態の製造方法において、ＩＤＴ電極形成後に導電補助層を形成した後の状態を示す平面図及び（ａ）中のＢ５−Ｂ５線に沿う部分の断面図である。
【図８】本発明の第２の実施形態の弾性波素子の製造方法において、誘電体層を形成した後の状態を示す側面断面図である。
【図９】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第３の実施形態の弾性波素子の製造方法を説明するための平面図及び（ａ）中のＢ６−Ｂ６線に沿う部分の断面図である。
【図１０】（ａ）及び（ｂ）は、従来の弾性表面波素子を説明するための平面図及び（ａ）中のＢ−Ｂ線に沿う部分の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
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。
【００３０】
図１は、第１の実施形態の弾性波素子としての弾性表面波素子の要部を示す断面図である。この弾性波素子の製造方法を図２〜図５（ａ），（ｂ）を参照して説明することにより、弾性波素子の構造を明らかにする。
【００３１】
先ず、図２に示すように、圧電基板１を用意する。圧電基板１は、適宜の圧電材料からなる。このような圧電材料としては、ニオブ酸リチウム、ニオブ酸カリウム、タンタル酸リチウム、水晶、ランガサイト、ＺｎＯ、ＰＺＴまたは４ホウ酸リチウムなどの一般的に知られている圧電材料を用いることができる。
【００３２】
次に、図３（ａ）に示すように、圧電基板１の上面１ａに、圧電基板１の下面に至らない溝１ｃ，１ｄを形成する。溝１ｃ，１ｄは、後述するＩＤＴ電極のバスバー及び配線電極が形成される部分に設けられる。溝１ｃ，１ｄの形成方法は特に限定されない。ドライプロセスを用いてもよく、ウェットプロセスを用いてもよい。本実施形態では、圧電基板１の上面１ａ上にレジストをマスク代わりに用い、Ａｒによるドライプロセスにより、圧電基板１を上面からエッチングする方法を用いる。
【００３３】
なお、溝１ｃ，１ｄでは、溝の内側面にテーパーが形成される。この場合、テーパーは、順テーパーであることが好ましい。それによって、テーパーが設けられている部分における後述する電極材料の断線を抑制することができる。順テーパーとは、図３（ｂ）に示すように、溝１ｃ，１ｄを囲む側壁１ｃ１，１ｄ１が、上面１ａから溝１ｃ，１ｄの底部に至るにつれて、溝１ｃ，１ｄの大きさが小さくなる方向のテーパーをいうものとする。
【００３４】
次に、図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、溝１ｃ，１ｄ内に、導電補助層２を形成する。導電補助層２は、適宜の導電性材料を用いて形成することができる。このような導電性材料としては、Ａｌ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｗ、Ａｇ、Ｐｄ、ＣｏまたはＭｎなどの一般的な金属もしくはこれらの金属を主体とする合金が挙げられる。導電補助層２は、単一の金属層により形成してもよく、複数の金属層を積層することにより形成してもよい。また、複数の金属層を形成した後に加熱することにより、合金化された金属を用いてもよい。本実施形態では、導電補助層２は、Ａｌからなる。
【００３５】
上記導電補助層２の形成方法は、特に限定されず、蒸着またはスパッタリングなどの成膜方法を適宜用いることができる。好ましくは、導電補助層２の上面２ａが、圧電基板１の上面１ａと同じ高さ位置であることが望ましい。本実施形態では、導電補助層２の上面２ａの高さは圧電基板１の上面１ａよりも若干低くされている。すなわち、導電補助層２の厚みをＷ、溝１ｃ，１ｄの深さをＤとしたとき、本実施形態では、Ｄ−Ｗ＝０．０５λ（λ；ＩＤＴ電極のピッチで定まる波長）とされている。この｜Ｄ−Ｗ｜は０．１λ以下であることが好ましく、より望ましいのは、前述したように｜Ｄ−Ｗ｜＝０、すなわちＤ＝Ｗである。それによって、誘電体層表面の段差をより一層小さくすることができる。
【００３６】
上記のように、導電補助層２は、溝１ｃ，１ｄ内に埋め込まれている。
【００３７】
次に、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、蒸着もしくはスパッタリングなどの薄膜形成方法を用い、ＩＤＴ電極３及び配線電極８，９を形成する。ＩＤＴ電極３は、バスバー４，５と、バスバー４，５に接続された複数本の電極指６，７とを有する。ＩＤＴ電極３の形成に際しては、適宜の金属材料を、蒸着もしくはスパッタリングなどの薄膜形成方法により成膜し、パターニングすることにより行われる。
【００３８】
ＩＤＴ電極３を構成する金属材料については、特に限定されず、前述した導電補助層２を形成するのに用いられる一般的な金属もしくは合金を用いることができる。また、ＩＤＴ電極３の電極指６，７は、単一の金属層により形成されてもよく、複数の金属層を積層して形成されてもよい。また、複数の金属層を加熱し合金化することにより得られた合金によりＩＤＴ電極３の電極指６，７を形成しもよい。本実施形態では、Ｐｔ膜及びＡｌ膜をこの順序で積層してなる積層金属膜により電極指６，７が形成される。
【００３９】
ところで、ＩＤＴ電極３の形成に際しては、上記電極指６，７だけでなく、電極指６，７を形成する金属膜を、前述した導電補助層２が形成されている部分の上面にも成膜する。すなわち、電極指６，７と同じ金属膜からなる上部電極層４ａ，５ａが、バスバー４，５が形成される部分において、下方の導電補助層２の上面に形成される。また、配線電極８，９が形成される領域においては、予め溝内に埋め込まれていた導電補助層２上に、上記電極指６，７を構成する金属膜と同じ金属膜が形成される。
【００４０】
よって、バスバー４，５及び配線電極８，９は、下方の導電補助層と、導電補助層上に積層された金属膜とを有する。従って、電極指６，７に比べて、厚みが厚く、電気的抵抗が低いバスバー４，５及び配線電極８，９を形成することができる。
【００４１】
次に、上記配線電極８，９の少なくとも一部を露出させ、他の部分を覆うように圧電基板１上に図１に示す誘電体層１０を形成する。誘電体層１０の形成方法は、蒸着またはスパッタリングなどの適宜の薄膜形成方法により行うことができる。
【００４２】
誘電体層１０を構成する誘電体材料は特に限定されない。例えば、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＯＮ、ＳｉＣ、Ｔａ２Ｏ５、ＴｉＯ２、ＴｉＮ、Ａｌ２Ｏ３、ＴｅＯ２などを挙げることができる。また、誘電体層１０は、単一の誘電体膜により形成してもよく、複数の誘電体膜を積層することにより、形成してもよい。本実施形態では、誘電体層１０はＳｉＯ２膜からなる。ＳｉＯ２は正の周波数温度係数ＴＣＦを有する。他方、多くの圧電材料は負の周波数温度係数を有する。従って、ＳｉＯ２からなる誘電体層１０の形成により、温度特性を改善することができる。また、誘電体層１０の形成により、ＩＤＴ電極３の耐湿性を高めることができる。すなわち、誘電体層１０は、特性改善機能を果すだけでなく、電極保護機能をも果す。
【００４３】
本実施形態では、誘電体層１０は、配線電極８，９が形成されている部分以外を覆うように、形成されていたが、誘電体層１０は、特性を改善する上では、電極指６，７が設けられている部分を覆うように形成されていればよい。もっとも、本実施形態のように、バスバー４，５が設けられている部分にも至るように誘電体層１０を形成することが好ましい。それによって、ＩＤＴ電極３の耐湿性を高めることができる。
【００４４】
なお、配線電極８，９上に誘電体層１０が至っていてもよい。配線電極８，９は、外部と電気的に接続する部分である。従って、バンプなどの外部との電気的接続を果す部材が接合される領域を除いて、配線電極８，９上に誘電体層１０が形成されていてもよい。
【００４５】
上記のようにして、図１に断面図で要部を示す本実施形態の弾性波素子１１を得ることができる。なお、図１は、前述した図１０のＢ−Ｂ線に沿う部分に相当する部分の誘電体層１０を形成した後の状態を示す。
【００４６】
図１から明らかなように、弾性波素子１１では、誘電体層１０の表面に、段差１０ａが形成されている。しかしながら、段差１０ａの大きさすなわち高さ方向寸法は、非常に小さい。また、誘電体層１０においては、部分的な膜厚ばらつきも非常に小さい。これを、図１０（ａ）及び（ｂ）に示した従来例と対比することにより明らかにする。
【００４７】
図１０（ａ）に示した従来例では、電気的抵抗を低めるために、バスバー１００４，１００５が形成されている部分において、ＩＤＴ電極の電極指１００６に連ねられている電極層上に電極指１００６に比べてかなり厚みの厚い導電補助層１００４ａが積層されている。そのため、大きな段差Ａ１が絶縁膜１０１０の表面に形成されている。すなわち、導電補助層１００４ａの上面の高さと、電極指１００６の上面の高さとの差が、上記導電補助層１００４ａの厚みとなっている。そのため、高さ方向寸法が大きい段差Ａ１が形成されている。また、それに伴って、絶縁膜１０１０の膜厚も段差近傍において大きく変化している。
【００４８】
これに対して、本実施形態では、図１に示すように、電気的抵抗を低めるための導電補助層２が圧電基板１の溝１ｃ，１ｄに埋め込まれている。そのため、導電補助層２を設けたにもかかわらず、バスバー４の上面と電極指６との高さがさほど変わらない。むしろ、本実施形態では、導電補助層２の上面２ａが、圧電基板１の上面１ａよりも低いため、バスバー４の上面は、電極指６の上面よりも若干低くされている。
【００４９】
そのため、誘電体層１０の上面には、前述したように、非常に小さな段差１０ａが形成されているだけである。また、誘電体層１０の膜厚か部分的にほとんど変化していない。よって、本実施形態の弾性波素子１１では、従来の導電補助層や電極積層部を設けた弾性波素子に比べ、インピーダンス比や挿入損失のばらつきを小さくすることができる。加えて、誘電体層の表面における段差を抑制する必要がないため、導電補助層２を有する電極積層部分を、電極指６と大きな距離を隔てて遠ざける必要がない。よって、大型化を招くことなく、バスバー及び／または配線電極における電気的抵抗を低めることができる。従って、周波数特性や帯域幅のばらつきを低減することができるので、弾性波素子１１では、歩留りを高めることができる。
【００５０】
図６（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第２の実施形態の弾性波素子１１の製造方法を説明するための平面図及び（ａ）中のＢ４−Ｂ４線に沿う断面図である。
【００５１】
第２の実施形態においても、先ず、第１の実施形態と同様に、圧電基板１に溝１ｃ，１ｄを形成する。異なるところは、図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、溝１ｃ，１ｄに至るように、先ず、ＩＤＴ電極３とバスバー及び配線電極の一部を構成する電極層４ｂ，５ｂ，８ｂ，９ｂを電極指６，７と同一工程で同一材料により形成する。
【００５２】
しかる後、図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、溝１ｃ，１ｄ内に、導電補助層２を形成する。このように、溝１ｃ，１ｄを形成した後に、導電補助層２の形成に先立ち、ＩＤＴ電極３と、導電補助層２に積層される電極層４ｂ，５ｂ，８ｂ，９ｂを形成してもよい。この場合には、ＩＤＴ電極３を形成する工程が、導電補助層２を形成する前に行われるため、マザーのウェハー段階での反りやうねりが少ない状態で複数本の電極指６，７を含むＩＤＴ電極３を高精度に形成することができる。図８に示すように、第２の実施形態においても、上記ＩＤＴ電極３及び導電補助層２を形成した後に、圧電基板１の上面に誘電体層１０を形成する。このようにして、弾性波素子１２を得ることができる。
【００５３】
弾性波素子１２においても、導電補助層２が溝１ｃ，１ｄ内に埋め込まれているため、導電補助層２をバスバー４，５及び配線電極８，９が形成されている部分に設け、電気的抵抗の低減を図った場合においても、誘電体層１０の表面の段差１０ａを非常に小さくすることができる。加えて、誘電体層１０の段差付近における膜厚のばらつきも小さくすることができる。さらに、第２の実施形態においても、導電補助層２は、誘電体層１０で被覆されているため、耐湿性が低下するおそれもない。
【００５４】
なお、導電補助層２の上面は、圧電基板１の上面１ａよりも高くされている。このように、導電補助層２は、溝１ｃ，１ｄ内に埋め込まれるが、その全部が溝１ｃ，１ｄの内部に位置されている必要は必ずしもない。
【００５５】
さらに、導電補助層２の上面２ａは、ＩＤＴ電極の電極指６の上面よりも若干低くされている。好ましくは、導電補助層２の上面２ａは、ＩＤＴ電極の電極指６の上面と面一であることが望ましい。それによって、誘電体層１０の表面における段差をなくすことができ、あるいは段差を非常に小さくすることができる。
【００５６】
図９（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第３の実施形態の弾性波素子を説明するための平面図及び（ａ）中のＢ６−Ｂ６線に沿う部分の断面図である。第３の実施形態の弾性波素子１３では、導電補助層２が圧電基板１の下面１ｂに至り、下面１ｂに露出している。その他の点については、弾性波素子１３は、第１の実施形態の弾性波素子１１と同様である。
【００５７】
本実施形態では、導電補助層２の下面２ｂが露出している。従って、矢印Ｃで示すように、電極指６，７で発生した熱を、導電補助層２を介して圧電基板１の下面１ｂ側に放散させることができる。従って、弾性波素子１３では、放熱性を効果的に高めることができる。
【００５８】
また、本実施形態においても、導電補助層２が溝１ｃ，１ｄに埋め込まれているため、誘電体層１０の表面の段差１０ａを非常に小さくすることができる。
【００５９】
第３の実施形態の弾性波素子１３の製造に際しては、第１の実施形態と同様にして、溝１ｃ，１ｄを形成し、導電補助層２を形成した後に、圧電基板１の下面側から研削加工を施せばよい。研削により、導電補助層２の下面を露出させることができる。
【００６０】
第３の実施形態においては、導電補助層２は、圧電基板１よりも熱伝導性の高い材料により形成することが望ましい。それによって、放熱性をより一層効果的に高めることができる。さらに好ましくは、導電補助層２の熱伝導率を、ＩＤＴ電極３の電極指６の熱伝導率よりも高くすることが望ましい。よって、放熱性をさらに高めることができる。
【００６１】
上述してきた第１〜第３の実施形態から明らかなように、本発明においては、溝１ｃ，１ｄ内に、溝１ｃ，１ｄの深さ方向に沿う全部分があるいはその少なくとも一部が埋め込まれるように導電補助層２を形成する。従って、導電補助層２が形成されている部分の電極の表面の高さと、導電補助層２が形成されていない電極部分の表面の高さの差を非常に小さくすることができる。それによって、誘電体層１０の表面における段差を小さくすることができる。この場合、好ましくは、導電補助層２が形成されている積層電極部分の表面の高さと、他の電極部分の高さが一致していることが好ましい。本願発明者によれば、溝１ｃ，１ｄの深さをＤ、導電補助層２の厚みをＷ、溝１ｃ，１ｄ内に至っているバスバー４，５の部分の厚みをＴとしたとき、（Ｗ＋Ｔ）が、０．１λ＞｜（Ｗ＋Ｔ）−Ｄ｜（λ；ＩＤＴ電極のピッチで定まる波長）の範囲内にあれば、誘電体層１０の表面の段差Ａ１を十分に小さくすることができ、それによって周波数温度特性や比帯域幅などの特性の変化を非常に小さくし得ることが確かめられている。従って、好ましくは、（Ｗ＋Ｔ）は、０．１λ＞｜（Ｗ＋Ｔ）−Ｄ｜の範囲内とすることが望ましい。
【００６２】
第１〜第３の実施形態では、一対のバスバー４，５を有する弾性表面波共振子である弾性波素子を説明したが、本発明は、複数のＩＤＴ電極を有する弾性波共振子や弾性波フィルタに広く適用することができる。また、弾性表面波を利用した弾性表面波素子だけでなく、弾性境界波を利用した弾性境界波素子にも本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００６３】
１…圧電基板
１ａ…上面
１ｂ…下面
１ｃ，１ｄ…溝
１ｃ１，１ｄ１…側壁
２…導電補助層
２ａ…上面
２ｂ…下面
３…ＩＤＴ電極
４，５…バスバー
４ａ，５ａ…上部電極層
４ｂ，５ｂ，８ｂ，９ｂ…電極層
６，７…電極指
８，９…配線電極
１０…誘電体層
１０ａ…段差
１１…弾性波素子
１２…弾性波素子
１３…弾性波素子
Ａ１…段差
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電基板と、
前記圧電基板上に形成されているＩＤＴ電極と、
前記圧電基板上に形成された配線電極と、
前記圧電基板上に形成された誘電体層とを備え、
前記ＩＤＴ電極が複数本の電極指と、複数本の電極指に連ねられているバスバーとを有し、
前記バスバー及び前記配線電極の少なくとも一部に積層されており、導電体からなる導電補助層をさらに備え、前記圧電基板の上面に溝が形成されており、該溝内に前記導電補助層が埋め込まれており、前記ＩＤＴ電極が形成されている部分を少なくとも覆うように、前記誘電体層が形成されている、弾性波素子。
【請求項２】
前記圧電基板の前記溝内に前記バスバーが至っており、
前記圧電基板の溝内に形成されている前記導電補助層の上面に、前記バスバーの該溝内に至っている部分が積層されている、請求項１に記載の弾性波素子。
【請求項３】
前記圧電基板の前記溝内に前記バスバーが至っており、前記バスバーの溝内に至っている部分の上面に前記導電補助層が積層されている、請求項１に記載の弾性波素子。
【請求項４】
前記圧電基板に形成されている溝の深さをＤ、前記導電補助層の厚みをＷ、ＩＤＴ電極のピッチで定まる波長をλとしたとき、０．１λ＞｜Ｄ−Ｗ｜である、請求項１から３のいずれか１項に記載の弾性波素子。
【請求項５】
前記圧電基板に形成されている溝の深さをＤ、前記導電補助層の厚みをＷ、前記溝内に至っている前記バスバー部分の厚みをＴ、ＩＤＴ電極のピッチで定まる波長をλとしたとき、（Ｗ＋Ｔ）が、０．１λ＞｜（Ｗ＋Ｔ）−Ｄ｜の範囲にある、請求項２または３に記載の弾性波素子。
【請求項６】
前記圧電基板に形成されている溝が前記圧電基板の下面に至っており、前記導電補助層が前記圧電基板の下面に露出されている、請求項１または２に記載の弾性波素子。
【請求項７】
前記圧電基板の熱伝導率が前記導電補助層の熱伝導率よりも小さい、請求項６に記載の弾性波素子。
【請求項８】
圧電基板を用意する工程と、前記圧電基板に、溝を形成する工程と、
前記圧電基板の上面に複数本の電極指及び複数本の電極指に連なるバスバーを有するＩＤＴ電極を形成する工程と、
前記圧電基板の上面に配線電極を形成する工程と、
前記バスバー及び前記配線電極の少なくとも一部に積層される導電補助層を形成する工程とを備え、
前記導電補助層を形成する工程において、該導電補助層を前記圧電基板の溝内に形成する、弾性波素子の製造方法。
【請求項９】
前記ＩＤＴ電極の形成に際し、前記バスバーを前記圧電基板に形成されている溝内に至るように形成し、前記導電補助層を溝内に至っているバスバー上に積層する、請求項８に記載の弾性波素子の製造方法。
【請求項１０】
前記圧電基板に形成されている溝内に前記導電補助層を形成した後に、前記ＩＤＴ電極を形成する工程を実施し、前記導電補助層上に前記ＩＤＴ電極の前記バスバーの少なくとも一部を積層する、請求項８に記載の弾性波素子の製造方法。
【請求項１１】
前記圧電基板に形成された溝に前記導電補助層を形成した後に、前記圧電基板の下面を該導電補助層が露出するように研削する工程をさらに備える、請求項８に記載の弾性波素子の製造方法。
【請求項１】
圧電基板と、
前記圧電基板上に形成されているＩＤＴ電極と、
前記圧電基板上に形成された配線電極と、
前記圧電基板上に形成された誘電体層とを備え、
前記ＩＤＴ電極が複数本の電極指と、複数本の電極指に連ねられているバスバーとを有し、
前記バスバー及び前記配線電極の少なくとも一部に積層されており、導電体からなる導電補助層をさらに備え、前記圧電基板の上面に溝が形成されており、該溝内に前記導電補助層が埋め込まれており、前記ＩＤＴ電極が形成されている部分を少なくとも覆うように、前記誘電体層が形成されている、弾性波素子。
【請求項２】
前記圧電基板の前記溝内に前記バスバーが至っており、
前記圧電基板の溝内に形成されている前記導電補助層の上面に、前記バスバーの該溝内に至っている部分が積層されている、請求項１に記載の弾性波素子。
【請求項３】
前記圧電基板の前記溝内に前記バスバーが至っており、前記バスバーの溝内に至っている部分の上面に前記導電補助層が積層されている、請求項１に記載の弾性波素子。
【請求項４】
前記圧電基板に形成されている溝の深さをＤ、前記導電補助層の厚みをＷ、ＩＤＴ電極のピッチで定まる波長をλとしたとき、０．１λ＞｜Ｄ−Ｗ｜である、請求項１から３のいずれか１項に記載の弾性波素子。
【請求項５】
前記圧電基板に形成されている溝の深さをＤ、前記導電補助層の厚みをＷ、前記溝内に至っている前記バスバー部分の厚みをＴ、ＩＤＴ電極のピッチで定まる波長をλとしたとき、（Ｗ＋Ｔ）が、０．１λ＞｜（Ｗ＋Ｔ）−Ｄ｜の範囲にある、請求項２または３に記載の弾性波素子。
【請求項６】
前記圧電基板に形成されている溝が前記圧電基板の下面に至っており、前記導電補助層が前記圧電基板の下面に露出されている、請求項１または２に記載の弾性波素子。
【請求項７】
前記圧電基板の熱伝導率が前記導電補助層の熱伝導率よりも小さい、請求項６に記載の弾性波素子。
【請求項８】
圧電基板を用意する工程と、前記圧電基板に、溝を形成する工程と、
前記圧電基板の上面に複数本の電極指及び複数本の電極指に連なるバスバーを有するＩＤＴ電極を形成する工程と、
前記圧電基板の上面に配線電極を形成する工程と、
前記バスバー及び前記配線電極の少なくとも一部に積層される導電補助層を形成する工程とを備え、
前記導電補助層を形成する工程において、該導電補助層を前記圧電基板の溝内に形成する、弾性波素子の製造方法。
【請求項９】
前記ＩＤＴ電極の形成に際し、前記バスバーを前記圧電基板に形成されている溝内に至るように形成し、前記導電補助層を溝内に至っているバスバー上に積層する、請求項８に記載の弾性波素子の製造方法。
【請求項１０】
前記圧電基板に形成されている溝内に前記導電補助層を形成した後に、前記ＩＤＴ電極を形成する工程を実施し、前記導電補助層上に前記ＩＤＴ電極の前記バスバーの少なくとも一部を積層する、請求項８に記載の弾性波素子の製造方法。
【請求項１１】
前記圧電基板に形成された溝に前記導電補助層を形成した後に、前記圧電基板の下面を該導電補助層が露出するように研削する工程をさらに備える、請求項８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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−９９９２５（Ｐ２０１２−９９９２５Ａ）
【公開日】平成２４年５月２４日（２０１２．５．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２４４１４４（Ｐ２０１０−２４４１４４）
【出願日】平成２２年１０月２９日（２０１０．１０．２９）
【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２４年５月２４日（２０１２．５．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月２９日（２０１０．１０．２９）
【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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