弾性表面波デバイスの製造方法、弾性表面波デバイスおよび電子機器
【課題】すだれ状電極が外方に向いていなくても周波数調整を行える弾性表面波デバイスの製造方法、弾性表面波デバイスおよび電子機器を提供する。
【解決手段】本発明の製造方法は、圧電基板１２の一方の主面１２ａにすだれ状電極１４を形成した弾性表面波（ＳＡＷ）チップ１０を備えた弾性表面波デバイスに係るものである。そして弾性表面波デバイスの製造方法は、一方の主面１２ａとは反対側の他方の主面１２ｂにおけるすだれ状電極（ＩＤＴ）１４に対向する位置に周波数調整膜３０を形成し、この形成により生じる応力によって前記圧電基板を歪ませて、周波数を調整している。
【解決手段】本発明の製造方法は、圧電基板１２の一方の主面１２ａにすだれ状電極１４を形成した弾性表面波（ＳＡＷ）チップ１０を備えた弾性表面波デバイスに係るものである。そして弾性表面波デバイスの製造方法は、一方の主面１２ａとは反対側の他方の主面１２ｂにおけるすだれ状電極（ＩＤＴ）１４に対向する位置に周波数調整膜３０を形成し、この形成により生じる応力によって前記圧電基板を歪ませて、周波数を調整している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾性表面波デバイスの製造方法、弾性表面波デバイスおよび電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
弾性表面波（ＳＡＷ）チップは、圧電基板の一方の主面にすだれ状電極（ＩＤＴ）等を設けている。このようなＳＡＷチップの周波数調整は、従来、圧電基板の一方の主面上に誘電体膜を形成して、ＳＡＷの伝搬速度を変えることにより行われていた（特許文献１）。また、これとは別な周波数調整方法としては、ＩＤＴをエッチングする方法（特許文献１，２）や、圧電基板の一方の主面を削る方法（特許文献１，２）、圧電基板に漏洩ＳＡＷを励起するＳＡＷチップの場合に圧電基板の厚さを薄くする方法がある（特許文献２）。
【特許文献１】特開平９−１４８８７９号公報（段落０００４）
【特許文献２】特開２００６−２５３９３号公報（５−８頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前述したＳＡＷチップの周波数調整を行うには、ＩＤＴを設けた圧電基板の一方の主面を成膜装置の蒸発源やターゲットに向けなければならず、またはエッチング装置内に生成されるプラズマに向けなければならない。したがってＩＤＴと保持器とを対向させてＳＡＷチップを保持した場合や、ＩＤＴが気密封止されるようにＳＡＷチップを保持した場合では、ＳＡＷチップの周波数調整を行うことができなかった。
【０００４】
また圧電基板の厚さを変えて周波数調整する形態もあるが、これは漏洩ＳＡＷを励起するＳＡＷチップに対して有効である。すなわち特許文献２の段落００２４に記載されるように、漏洩ＳＡＷは、圧電基板の深さ方向にエネルギーを放射しながら伝搬するので、圧電基板の厚みを調整する事により周波数を変化させることができる。しかしながら、圧電基板の表面を伝搬するＳＡＷ、例えばレイリー波や表面横波を励起するＳＡＷチップでは、圧電基板の厚さを変えても周波数調整を行うことができない。
【０００５】
本発明は、ＩＤＴが外方に向いていなくても周波数調整を行える弾性表面波デバイスの製造方法、弾性表面波デバイスおよび電子機器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】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００７】
［適用例１］圧電基板の一方の主面にすだれ状電極を形成した弾性表面波チップを備えた弾性表面波デバイスの製造方法であって、前記一方の主面とは反対側の他方の主面における前記すだれ状電極に対向する位置に周波数調整膜を形成し、この形成により生じる応力によって前記圧電基板を歪ませて、周波数を調整する、ことを特徴とする弾性表面波デバイスの製造方法。
【０００８】
圧電基板の他方の主面上に周波数調整膜を形成しているので、周波数調整膜に起因する応力によって圧電基板が歪む。この歪みによって圧電基板の一方の主面が伸びたり縮んだりする。そして一方の主面にはすだれ状電極が形成してあるので、この一方の主面の伸び縮みによって、すだれ状電極の間隔が変動する。すなわち、すだれ状電極を構成している電極指の間隔が伸びまたは縮むことになる。このすだれ状電極の間隔の変動によって、圧電基板に励起される弾性表面波の周波数が変わる。したがって、すだれ状電極が設けられていない他方の主面に周波数調整膜を形成することによって、弾性表面波デバイスの周波数を調整できる。
【０００９】
［適用例２］前記周波数調整膜は、前記圧電基板の前記他方の主面に形成した後、表面をエッチングして厚さを調整することを特徴とする適用例１に記載の弾性表面波デバイスの製造方法。
周波数調整膜に起因する応力は、この周波数調整膜を形成する条件によって変動する。このため、既に形成してある周波数調整膜の応力を調整するには、この厚さを調整すればよい。したがって周波数調整膜を薄くすることにより、圧電基板に加わる応力を調整できるので、弾性表面波デバイスの周波数を調整できる。
【００１０】
［適用例３］前記圧電基板の前記他方の主面に前記周波数調整膜を形成した後、前記弾性表面波チップを保持部に搭載し、その後、前記周波数調整膜の表面をエッチングすることを特徴とする適用例２に記載の弾性表面波デバイスの製造方法。
これにより周波数調整膜を形成することにより周波数を粗く調整でき、周波数調整膜を薄くすることにより周波数を正確に調整できる。そして周波数を正確に調整する段階では、弾性表面波チップを保持部に搭載した後なので、周波数がずれてしまう等の不具合が生じるのを防止できる。また圧電基板の他方の主面に周波数調整膜を形成するので、弾性表面波チップを保持部に搭載した後であっても他方の主面が弾性表面波デバイスの外側に向いているので、弾性表面波デバイスの周波数調整を行える。
【００１１】
［適用例４］前記周波数調整膜は、第１周波数調整膜を形成した後、前記第１周波数調整膜の上に第２周波数調整膜を形成することによって厚さを調整することを特徴とする適用例１に記載の弾性表面波デバイスの製造方法。
周波数調整膜に起因する応力は、この周波数調整膜を形成する条件によって変動する。このため、既に形成してある周波数調整膜の応力を調整するには、この厚さを調整すればよい。したがって周波数調整膜の厚くすることにより、圧電基板に加わる応力を調整できるので、弾性表面波デバイスの周波数を調整できる。
【００１２】
［適用例５］圧電基板の一方の主面にすだれ状電極を設けた弾性表面波チップを有し、前記圧電基板の前記一方の主面とは反対側の他方の主面における前記すだれ状電極に対向した位置に、応力を生じる周波数調整膜を設けたことを特徴とする弾性表面波デバイス。
周波数調整膜を形成すると熱応力や真応力が生じる。この周波数調整膜に起因する応力によって圧電基板が歪む。この歪みによって圧電基板の一方の主面が伸びまたは縮む。そして一方の主面にはすだれ状電極が設けてあるので、この一方の主面の伸び縮みによって、すだれ状電極を構成する電極指の間隔が変動する。この間隔の変動によって、圧電基板に励起される弾性表面波の周波数が変わる。したがって、すだれ状電極が設けられていない他方の主面に周波数調整膜を設けることによって、弾性表面波デバイスの周波数を調整できる。
【００１３】
［適用例６］前記弾性表面波チップは、前記一方の主面を保持部に向けて、前記すだれ状電極と保持部の間に隙間を設けつつ前記保持部に接合したことを特徴とする適用例５に記載の弾性表面波デバイス。
圧電基板の他方の主面に周波数調整膜を設けたので、すだれ状電極を設けた一方の主面が弾性表面波デバイスの外側に向いていなくても、弾性表面波デバイスの周波数調整を行える。
【００１４】
［適用例７］前記弾性表面波チップは、前記一方の主面側を伝搬する弾性表面波が励起してなることを特徴とする適用例５または６に記載の弾性表面波デバイス。
これにより周波数調整膜を圧電基板に形成することによって生じる応力により、弾性表面波の周波数を変えることができる。
【００１５】
［適用例８］適用例５ないし７のいずれかに記載の弾性表面波デバイスを備えたことを特徴とする電子機器。
これにより前述した特徴を有する弾性表面波デバイスを用いた電子機器を得ることができる。そして前述した弾性表面波デバイスは、これの製造工程において周波数調整後に周波数がずれることを防止できるので、信頼性が高くなっている。したがって、電子機器の信頼性も高くできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に、本発明に係る弾性表面波デバイスの製造方法、弾性表面波デバイスおよび電子機器に関するものである。まず弾性表面波（ＳＡＷ）チップについて説明する。図１はＳＡＷチップの説明図である。ここで図１（Ａ）はＳＡＷチップの平面図、図１（Ｂ）はＳＡＷチップの一部を示す断面図である。ＳＡＷチップ１０は、圧電基板１２を有している。この圧電基板１２には、その一方の主面１２ａにすだれ状電極（ＩＤＴ）１４、パッド電極２２および反射器２４の電極パターン２８が設けてある。ＩＤＴ１４は、複数の電極指１８の一端をバスバー２０で接続した櫛部１６を２つ有している。そしてＩＤＴ１４は、一方の櫛部１６を構成する電極指１８の間に、他方の櫛部１６を構成する電極指１８を配設した構成となっている。またパッド電極２２は、ＳＡＷチップ１０の外部とＩＤＴ１４を導通するように、櫛部１６から引き出されて形成してある。
【００１７】
また反射器２４は、ＩＤＴ１４を構成する電極指１８の長さ方向に対して交差する方向、すなわちＳＡＷの伝搬方向における、ＩＤＴ１４を挟み込む位置に設けてある。反射器２４は、ＩＤＴ１４の電極指１８に対して平行に配置した導体ストリップ２６を複数有しており、その各端部が互いに接続している。これによりパッド電極２２を介してＩＤＴ１４に電気信号を加えることにより、圧電基板１２にＳＡＷが励起されて、伝搬してきたＳＡＷが反射器２４で反射することになる。したがってＩＤＴ１４と反射器２４でＳＡＷの伝搬路を形成することになる。
【００１８】
ここで前述したＳＡＷチップ１０は１ポート型であるが、本発明に用いられるＳＡＷチップは２ポート型であってもよい。また前述したＳＡＷチップ１０は反射器２４を備えた形態であるが、本発明に用いられるＳＡＷチップは反射器２４を備えていない形態であってもよい。
【００１９】
このようなＳＡＷチップ１０に励起するＳＡＷの周波数は、電極指１８の間隔に影響される。このため圧電基板１２が応力を受けて歪むと、電極指１８の間隔が変動して、ＳＡＷの周波数も変動することになる。そして圧電基板１２の一方の主面１２ａ側をＳＡＷが伝搬すれば、圧電基板１２が歪んだときにＳＡＷの周波数により大きな影響を与えることになる。この圧電基板１２の表面を伝搬する（バルク放射しない）ＳＡＷの具体的な一例としては、レイリー波や表面横波がある。このレイリー波や表面横波は、圧電基板１２の材料やカット角、ＳＡＷの伝搬方向を適宜調整することにより得ることができる。このようなＳＡＷを励起する圧電基板１２の具体的な一例としては、ＳＴカット水晶基板を挙げることができる。
【００２０】
したがって本実施形態に係るＳＡＷチップ１０は、圧電基板１２に応力を加えてＳＡＷの周波数を調整するために、圧電基板１２の他方の主面１２ｂ（一方の主面１２ａに対して反対側の主面）に周波数調整膜３０を設けている。この周波数調整膜３０は、圧電基板１２の他方の主面１２ｂに形成されると、圧電基板１２に応力を加えることのできる物質からなる膜であればよく、無機材料や有機材料の膜であればよい。そして無機材料膜としては、例えば金属膜や半導体膜、誘電体膜であればよい。さらに金属膜や半導体膜、誘電体膜の具体的な例としては、金やニッケル、チタン、クロム、酸化亜鉛、酸化チタン、フッ化マグネシウム、酸化アルミニウム等の膜であればよい。このような周波数調整膜３０によって圧電基板１２に応力を加えることにより電極指１８の間隔を調整して、目的とする周波数を得ている。
【００２１】
次に、ＳＡＷデバイスについて説明する。図２はＣＳＰ構造のＳＡＷデバイスの概略断面図である。ＳＡＷデバイス４０は、前述しＳＡＷチップ１０を保持部４２に搭載した構成である。すなわち、図２に示すＳＡＷデバイス４０は、ＳＡＷチップ１０の平面方向の大きさと同じなったチップサイズ（スケール）パッケージ（ＣＳＰ）構造になっている。そしてＳＡＷデバイス４０は、保持部４２として平板状の基板（保持基板４２ａ）を有しており、圧電基板１２の一方の主面１２ａと保持基板４２ａを向かい合わせつつ、ＳＡＷチップ１０を保持基板４２ａに搭載している。このとき圧電基板１２の一方の主面１２ａにおける周囲および保持基板４２ａの周囲の少なくともいずれか一方に設けた接合部４６によって、ＳＡＷチップ１０と保持基板４２ａが接合している。このため電極パターン２８は、保持基板４２ａに接触することなく、気密封止されている。またパッド電極２２（図２では図示せず）は、保持基板４２ａの上面や内部等に設けた導通手段（図示せず）を介して、保持基板４２ａの下面に設けた外部端子４４と導通している。そして周波数調整膜３０は、ＳＡＷデバイス４０の外側部分に設けてある。
【００２２】
次に、ＳＡＷデバイス４０の製造方法について説明する。まずＳＡＷチップ１０の製造工程について説明する。圧電基板１２の一方の主面１２ａに電極パターン２８を形成するための金属膜を形成しておく。この後、リソグラフィ技術を用いて金属膜上にレジストのマスクを形成する。そしてレジストのマスクに覆われていない部分の金属膜をエッチングすることにより、電極パターン２８を形成する。この後、金属膜上からレジストを除去して、ＳＡＷチップ１０を得る。なおＳＡＷチップ１０は、まず圧電基板１２がウエハの状態の時に電極パターン２８を形成し、その後ウエハを切断することにより形成すればよい。
【００２３】
次に、ＳＡＷデバイス４０の製造工程について説明する。前述した工程によって得たＳＡＷチップ１０は、接合部４６を介して保持基板４２ａと接合する。この接合の具体例としては、接合部４６を金属で形成しておき、プラズマ接合や加熱加圧接合を行って、ＳＡＷチップ１０と保持基板４２ａを接合すればよい。またＳＡＷチップ１０と保持基板４２ａは、直接接合や陽極接合によっても接合でき、さらに接合部４６としてロウ材を用いても接合できる。
【００２４】
なお保持基板４２ａには、様々な材料を利用できる。具体例としては、保持基板４２ａは、ＳＡＷチップ１０を形成する圧電基板１２と同じ材料からなるものであってもよく、ガラス基板からなるものであってもよい。これらの保持基板４２ａを構成する材料は、熱膨張係数をＳＡＷチップ１０と同じにしたり、ＳＡＷチップ１０と保持基板４２ａの接合する方法によったり等の様々な条件を考慮することにより決定すればよい。
【００２５】
この後、次のようにして周波数調整を行う。まず第１の周波数調整方法について説明する。この第１の周波数調整方法は、圧電基板１２の他方の主面１２ｂに周波数調整膜３０を形成し、この形成により周波数調整膜３０および圧電基板１２に応力を発生させ、圧電基板１２の一方の主面１２ａを歪ませて周波数調整を行う方法である。周波数調整膜３０は、真空蒸着、スパッタ、イオンプレーティングまたはイオンやプラズマのアシストを行える蒸着等の成膜方法を用いて圧電基板１２に形成すればよい。
【００２６】
そして周波数調整膜３０は、圧電基板１２の他方の主面１２ｂにおける少なくともＩＤＴ１４に対向する位置に形成すればよい。これにより周波数調整膜３０から圧電基板１２に応力を受けたときに、この応力が一方の主面１２ａに作用する。すなわち周波数調整膜３０を形成することにより生じる応力によって、圧電基板１２の側が凸になるようにＳＡＷチップ１０が湾曲した場合は、圧電基板１２の一方の主面１２ａが伸びるので、ＩＤＴ１４の電極指１８の間隔が広がり、ＳＡＷの周波数が低くなる。これに対し、周波数調整膜３０を形成することにより生じる応力によって、周波数調整膜３０の側が凸になるようにＳＡＷチップ１０が湾曲した場合は、圧電基板１２の一方の主面１２ａが縮むので、ＩＤＴ１４の電極指１８の間隔が狭まり、ＳＡＷの周波数が高くなる。
【００２７】
なお周波数調整膜３０は、図３に示すように、圧電基板１２の他方の主面１２ｂにおけるＩＤＴ１４に対向する位置に形成するとともに、圧電基板１２に励起されたＳＡＷが伝搬する方向に沿って形成してもよい。すなわち周波数調整膜３０は、ＳＡＷの伝搬路に合わせて形成してもよい。また周波数調整膜３０は、圧電基板１２の他方の主面１２ｂの全面に形成してもよい。このように周波数調整膜３０を設ける面積を大きくすると、圧電基板１２により大きな応力が加わり、周波数を調整できる範囲が広くなる。なお圧電基板１２の一部分に周波数調整膜３０を形成する場合は、マスクを用いて成膜を行えばよい。
【００２８】
そして圧電基板１２に加える応力は、周波数調整膜３０の条件、例えば、成膜材料や膜厚、膜の形成位置、成膜装置、成膜時におけるＳＡＷチップ１０の加熱の状況、成膜レート等を変えることによって調整でき、また成膜装置内に生成するプラズマやイオンの生成条件を変えることによっても調整できる。
【００２９】
したがってＳＡＷチップ１０の周波数を調整するには、まず圧電基板１２に加わる応力、すなわちＳＡＷの周波数の変化と、周波数調整膜３０の条件との関係を予め求めておく。そして製造されたＳＡＷチップ１０にＳＡＷを励起して、このＳＡＷの周波数を測定した後、目標とする周波数と測定した周波数との差を求め、この差に合った周波数調整膜３０の条件を前記関係から選択する。この後、この選択した条件で圧電基板１２の他方の主面１２ｂに成膜を行って、周波数調整膜３０を形成すればよい。
【００３０】
また周波数調整の別な方法としては、ＳＡＷチップ１０にＳＡＷを励起して、このＳＡＷの周波数を測定しながら圧電基板１２の他方の主面１２ｂに周波数調整膜３０を形成し、測定している周波数が目標とする周波数に到達したら周波数調整膜３０の形成を停止する方法であってもよい。
これにより周波数調整されたＳＡＷデバイス４０を得る。
【００３１】
なお前述した周波数調整膜３０は、図４に示すような積層構造であってもよい。すなわち圧電基板１２の他方の主面１２ｂに第１周波数調整膜３０ａを設けた後、この第１周波数調整膜３０ａの上に第２周波数調整膜３０ｂを設ける形態であってもよい。この場合、第１周波数調整膜３０ａと第２周波数調整膜３０ｂとのそれぞれを、別の材料によって形成することができ、また成膜条件等を変えて形成することもできる。これにより圧電基板１２に加わる応力を調整できる。
【００３２】
そして第１周波数調整膜３０ａに腐食しやすい材料を用いた場合は、この第１周波数調整膜３０ａに比べて腐食し難い材料を第２周波数調整膜３０ｂに用いることができる。これにより圧電基板１２に加わる応力を調整するとともに、周波数調整膜３０が経年変化して応力が変わり、周波数が変動することを防止できる。なお第２周波数調整膜３０ｂを第１周波数調整膜３０ａの上に設けるばかりでなく、第１周波数調整膜３０ａの側面にも設けて、第１周波数調整膜３０ａを覆うようにすれば、第１周波数調整膜３０ａをより腐食し難くできる。
【００３３】
また第１周波数調整膜３０ａを形成するときに、ＳＡＷチップ１０を加熱しながら行い、第２周波数調整膜３０ｂを形成するときにＳＡＷチップ１０を加熱しないで行ってもよい。これにより第１周波数調整膜３０ａで圧電基板１２に加わる応力を粗く調整でき、第２周波数調整膜３０ｂで圧電基板１２に加わる応力を正確に調整できる。さらに第１周波数調整膜３０ａは、ＳＡＷチップ１０を形成する段階、特に圧電基板１２がウエハ状態になっている段階で形成しておき、第２周波数調整膜３０ｂは、ＳＡＷチップ１０と保持基板４２ａを接合した後に形成してもよい。これにより第１周波数調整膜３０ａで圧電基板１２に加わる応力を粗く調整でき、第２周波数調整膜３０ｂで圧電基板１２に加わる応力を正確に調整できるとともに、調整後の周波数がずれるのを防止できる。
【００３４】
また第２の周波数調整方法は、次のようになっている。この第２の周波数調整方法は、ＳＡＷチップ１０の圧電基板１２における他方の主面１２ｂに周波数調整膜３０を形成した後、この周波数調整膜３０を適宜エッチングして、この周波数調整膜３０の厚さを調整し、この調整後の周波数調整膜３０および圧電基板１２に生じる応力によって、圧電基板１２の一方の主面１２ａの歪を調整することにより周波数調整を行う方法である。具体的には、まず第１の周波数調整方法で説明したように周波数調整膜３０を形成しておく。このとき周波数調整膜３０は、目標とするＳＡＷチップ１０の周波数が得られるときよりも、厚く形成しておく。この場合、圧電基板１２に加わる応力を大きくするために、ＳＡＷチップ１０を加熱して周波数調整膜３０を形成することもできる。
【００３５】
この後、周波数調整膜３０の表面をドライエッチングして、この周波数調整膜３０の厚さを調整する。この厚さの調整は、ＳＡＷチップ１０が室温程度になっているとき、または周波数温度特性の基準となる温度になっているとき等に行えばよい。そしてＳＡＷの周波数の変化と周波数調整膜３０の厚さとの関係を予め求めておき、周波数調整膜３０が設けられただけのＳＡＷチップ１０の周波数を測定した後、目標とする周波数と測定した周波数との差を求め、この差に合った周波数調整膜３０のエッチング量を前記関係から求め、この求めた条件にあわせてエッチングを行えばよい。
【００３６】
また周波数調整の別な方法としては、ＳＡＷチップ１０にＳＡＷを励起して、このＳＡＷの周波数を測定しながら周波数調整膜３０のドライエッチングを行い、測定している周波数が目標とする周波数に到達したらドライエッチングを停止する方法であってもよい。
これにより周波数調整されたＳＡＷデバイス４０を得る。
【００３７】
なお第２の周波数調整方法では、ＳＡＷチップ１０を形成する段階、特に圧電基板１２がウエハ状態になっている段階で周波数調整膜３０を設けておき、ＳＡＷチップ１０と保持基板４２ａを接合した後にエッチングを行って目標とする周波数に合わせ込んでもよい。このようにすると圧電基板１２に加わる応力を正確に調整できる。
【００３８】
このようなＳＡＷデバイス４０の製造方法およびＳＡＷデバイス４０によれば、周波数調整膜３０により圧電基板１２に応力を加えて、一方の主面１２ａに設けたＩＤＴ１４の電極指１８の間隔を変えることができるので、ＳＡＷの周波数を調整できる。すなわち圧電基板１２におけるＩＤＴ１４を設けた一方の主面１２ａとは反対側の主面１２ｂを利用することによって、一方の主面１２ａが成膜装置の蒸発源やターゲットに向いてなく、またエッチング装置内に生成されるプラズマに曝されないようになっていても、ＳＡＷの周波数を調整できる。
【００３９】
そしてＳＡＷチップ１０を保持部４２に接合した後に周波数調整を行えば、調整後の周波数が変動するのを防止できる。すなわちＳＡＷチップ１０を保持部４２に接合する前段階で周波数調整を行うと、ＳＡＷチップ１０を保持部４２に接合することによって周波数がずれることがある。具体的な一例としては、ＩＤＴ１４が気密封止されている構造なので、接合部４６からのアウトガスの影響を受けて、周波数がずれてしまう。したがってＳＡＷチップ１０を保持部４２に接合した後に周波数調整を行えば、このような周波数ズレが発生するのを防止でき、高信頼性のＳＡＷデバイス４０を得る。
【００４０】
またＳＡＷデバイス４０は、電極パターン２８を気密封止しているので、エッチングを用いて周波数調整膜３０の厚さを調整する場合であっても、エッチングガスが電極パターン２８に付くことを防止できる。このため残留ガスが影響して、ＳＡＷデバイス４０が経年変化等することを防止でき、長期信頼性を向上できる。
【００４１】
そして本実施形態で説明したＳＡＷデバイス４０の製造方法およびＳＡＷデバイス４０では、圧電基板１２に加わる応力を利用して周波数調整を行っているので、特にレイリー波や表面横波等のバルク放射のないＳＡＷを励起するものに対して有効になる。すなわち、単に圧電基板１２の厚さを調整しただけでは、レイリー波や表面横波等のバルク放射のないＳＡＷを励起するＳＡＷデバイス４０の周波数調整を行うことができないが、本実施形態では、圧電基板１２に応力を加えて歪ませ、ＩＤＴ１４の間隔を調整しているので、周波数調整を行える。
【００４２】
なお前述したＳＡＷデバイス４０はＣＳＰ構造であるが、本発明に係るＳＡＷデバイスはＣＳＰ構造に限定されることはない。すなわちＳＡＷデバイスは、ＳＡＷチップ１０を構成する圧電基板１２の他方の主面１２ｂが外方に向いているものであればよい。
【００４３】
図５は第１変形例に係るＳＡＷデバイスの概略断面図である。第１変形例に係るＳＡＷデバイス５０は、保持部４２として保持基板４２ａとパッケージ４２ｂを有している。ＳＡＷチップ１０は、接合部６４を用いて保持基板４２ａに片持ち状に搭載してある。このＳＡＷチップ１０は、平面サイズが保持基板４２ａよりも小さくなっており、接合部６４の一部が露出している。そして接合部６４は、ＳＡＷチップ１０に設けたパッド電極２２（図５では図示せず）と導通している。
【００４４】
またパッケージ４２ｂは、上方に向けて開口した凹陥部５２を有している。この凹陥部５２の側面は階段状になっており、この階段部５４の上面にボンディング電極５６が設けてある。このボンディング電極５６は、パッケージ４２ｂの下面に設けた外部端子５８と導通している。そして凹陥部５２の底面に設けた接合材６２の上に保持基板４２ａを配設することにより、ＳＡＷチップ１０を保持部４２に搭載している。またＳＡＷチップ１０と保持基板４２ａとを接合する接合部６４にワイヤ６０の一端が接続している。このワイヤ６０の他端は、ボンディング電極５６に接続している。これにより外部端子５８とパッド電極２２は１対１に導通している。
【００４５】
このようなＳＡＷデバイス５０であっても、圧電基板１２の他方の主面１２ｂがＳＡＷデバイス５０の外方に向いているので、前述した実施形態と同様な周波数調整を行うことができる。したがって周波数調整膜３０よって圧電基板１２に応力を加えて、ＳＡＷデバイス５０の周波数調整ができる。
【００４６】
また本変形例に係るＳＡＷデバイス５０は、ＳＡＷチップ１０を片持ち状に支持しているので、ＳＡＷチップ１０が保持部４２や接合部６４から受ける応力の影響を小さくできる。すなわちＳＡＷチップ１０は、支持されている基端側に対して反対側、すなわち先端側が自由端になっているので、保持部４２が湾曲したり、接合部６４が収縮等しても、これに伴って湾曲することがなく、保持部４２や接合部６４から受ける応力を小さくできる。この場合、ＳＡＷチップ１０の基端側により近い部分に接合部６４を設けることにより、ＳＡＷチップ１０が保持部４２や接合部６４から受ける応力の影響をより小さくできる。これにより周波数調整膜３０によってＳＡＷデバイス５０の周波数を調整でき、その後にＳＡＷデバイス５０を電子機器等に搭載しても周波数が変動するのを防止できる。すなわち周波数調整膜３０によって高精度の周波数調整を行える。
【００４７】
図６は第２変形例に係るＳＡＷデバイスの概略断面図である。第２変形例に係るＳＡＷデバイス７０は、第１の変形例に係るＳＡＷデバイス５０と同様の構成であるが、ＳＡＷチップ１０と保持基板４２ａとの接合方法が異なっている。すなわち第２変形例に係るＳＡＷデバイス７０は、ＳＡＷチップ１０の周囲に接合部７２を設けるようになっているが、ＳＡＷチップ１０の周縁部を完全に囲むようになっているのではなく、各パッド電極２２（図６では図示せず）同士が導通しないようになっている。このようなＳＡＷデバイス７０であっても、圧電基板１２の他方の主面１２ｂがＳＡＷデバイス７０の外方に向いているので、前述した実施形態と同様の周波数調整を行える。したがって周波数調整膜３０によって圧電基板１２に応力を加えることにより、ＳＡＷデバイス７０の周波数調整ができる。
【００４８】
なおＳＡＷデバイス４０，５０，７０に求められる精度等によっては、圧電基板１２の他方の主面１２ｂに周波数調整膜３０を設けてＳＡＷチップ１０の周波数を正確に調整した後、このＳＡＷチップ１０を保持部４２に搭載してもよい。この場合、ＳＡＷチップ１０を保持部４２に搭載した後に、周波数調整膜３０を新たに加える工程や、エッチングを行う工程を必要としない。
【００４９】
そして前述したＳＡＷデバイス４０，５０，７０は、様々な電子機器に搭載できる。この電子機器の一例としては、図７に示す受信機を挙げることができる。受信機８０は、受信アンテナ８２、低雑音増幅器（ＬＮＡ）８４、混合器８６、局部発振器８８、中間周波（ＩＦ）増幅器９０および検波器９２を備えている。具体的には、受信アンテナ８２は、ＬＮＡ８４を介して混合器８６の入力に接続している。また局部発振器８８も混合器８６の入力に接続している。この局部発振器８８は、ＳＡＷデバイス４０，５０，７０と、このＳＡＷデバイス４０，５０，７０に接続した発振回路を備えている。これにより局部発振器８８は、周波数信号を混合器８６に確実に出力できる。そして混合器８６の出力には、ＩＦ増幅器９０と検波器９２が直列に接続している。
【００５０】
そして相手方となる送信機から送信された信号は、受信アンテナ８２を介してＬＮＡ８４に入力し、ＬＮＡ８４で増幅された後に混合器８６に入力する。混合器８６は、局部発振器８８から周波数信号を入力して、ＬＮＡ８４から入力した信号をダウンコンバートして出力する。ダウンコンバートされた信号は、ＩＦ増幅器９０で増幅された後、検波器９２に入力して検波される。このような構成にすることにより、受信機８０は、前記送信機から送られた信号を受信することができる。また受信機８０は、局部発振器８８にＳＡＷデバイス４０，５０，７０を備えているので、一定の周波数を出力できる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】ＳＡＷチップの説明図である。
【図２】ＣＳＰ構造のＳＡＷデバイスの概略断面図である。
【図３】周波数調整膜の変形例を説明するＳＡＷチップの底面図である。
【図４】積層構造の周波数調整膜の断面図である。
【図５】第１変形例に係るＳＡＷデバイスの概略断面図である。
【図６】第２変形例に係るＳＡＷデバイスの概略断面図である。
【図７】電子機器の一例である受信機の構成を説明するブロック図である。
【符号の説明】
【００５２】
１０………弾性表面波（ＳＡＷ）チップ、１２………圧電基板、１２ａ………一方の主面、１２ｂ………他方の主面、１４………すだれ状電極（ＩＤＴ）、１８………電極指、２４………反射器、３０………周波数調整膜、３０ａ………第１周波数調整膜、３０ｂ………第２周波数調整膜、４０，５０，７０………ＳＡＷデバイス、４２………保持部、８０………受信機。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾性表面波デバイスの製造方法、弾性表面波デバイスおよび電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
弾性表面波（ＳＡＷ）チップは、圧電基板の一方の主面にすだれ状電極（ＩＤＴ）等を設けている。このようなＳＡＷチップの周波数調整は、従来、圧電基板の一方の主面上に誘電体膜を形成して、ＳＡＷの伝搬速度を変えることにより行われていた（特許文献１）。また、これとは別な周波数調整方法としては、ＩＤＴをエッチングする方法（特許文献１，２）や、圧電基板の一方の主面を削る方法（特許文献１，２）、圧電基板に漏洩ＳＡＷを励起するＳＡＷチップの場合に圧電基板の厚さを薄くする方法がある（特許文献２）。
【特許文献１】特開平９−１４８８７９号公報（段落０００４）
【特許文献２】特開２００６−２５３９３号公報（５−８頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前述したＳＡＷチップの周波数調整を行うには、ＩＤＴを設けた圧電基板の一方の主面を成膜装置の蒸発源やターゲットに向けなければならず、またはエッチング装置内に生成されるプラズマに向けなければならない。したがってＩＤＴと保持器とを対向させてＳＡＷチップを保持した場合や、ＩＤＴが気密封止されるようにＳＡＷチップを保持した場合では、ＳＡＷチップの周波数調整を行うことができなかった。
【０００４】
また圧電基板の厚さを変えて周波数調整する形態もあるが、これは漏洩ＳＡＷを励起するＳＡＷチップに対して有効である。すなわち特許文献２の段落００２４に記載されるように、漏洩ＳＡＷは、圧電基板の深さ方向にエネルギーを放射しながら伝搬するので、圧電基板の厚みを調整する事により周波数を変化させることができる。しかしながら、圧電基板の表面を伝搬するＳＡＷ、例えばレイリー波や表面横波を励起するＳＡＷチップでは、圧電基板の厚さを変えても周波数調整を行うことができない。
【０００５】
本発明は、ＩＤＴが外方に向いていなくても周波数調整を行える弾性表面波デバイスの製造方法、弾性表面波デバイスおよび電子機器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】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００７】
［適用例１］圧電基板の一方の主面にすだれ状電極を形成した弾性表面波チップを備えた弾性表面波デバイスの製造方法であって、前記一方の主面とは反対側の他方の主面における前記すだれ状電極に対向する位置に周波数調整膜を形成し、この形成により生じる応力によって前記圧電基板を歪ませて、周波数を調整する、ことを特徴とする弾性表面波デバイスの製造方法。
【０００８】
圧電基板の他方の主面上に周波数調整膜を形成しているので、周波数調整膜に起因する応力によって圧電基板が歪む。この歪みによって圧電基板の一方の主面が伸びたり縮んだりする。そして一方の主面にはすだれ状電極が形成してあるので、この一方の主面の伸び縮みによって、すだれ状電極の間隔が変動する。すなわち、すだれ状電極を構成している電極指の間隔が伸びまたは縮むことになる。このすだれ状電極の間隔の変動によって、圧電基板に励起される弾性表面波の周波数が変わる。したがって、すだれ状電極が設けられていない他方の主面に周波数調整膜を形成することによって、弾性表面波デバイスの周波数を調整できる。
【０００９】
［適用例２］前記周波数調整膜は、前記圧電基板の前記他方の主面に形成した後、表面をエッチングして厚さを調整することを特徴とする適用例１に記載の弾性表面波デバイスの製造方法。
周波数調整膜に起因する応力は、この周波数調整膜を形成する条件によって変動する。このため、既に形成してある周波数調整膜の応力を調整するには、この厚さを調整すればよい。したがって周波数調整膜を薄くすることにより、圧電基板に加わる応力を調整できるので、弾性表面波デバイスの周波数を調整できる。
【００１０】
［適用例３］前記圧電基板の前記他方の主面に前記周波数調整膜を形成した後、前記弾性表面波チップを保持部に搭載し、その後、前記周波数調整膜の表面をエッチングすることを特徴とする適用例２に記載の弾性表面波デバイスの製造方法。
これにより周波数調整膜を形成することにより周波数を粗く調整でき、周波数調整膜を薄くすることにより周波数を正確に調整できる。そして周波数を正確に調整する段階では、弾性表面波チップを保持部に搭載した後なので、周波数がずれてしまう等の不具合が生じるのを防止できる。また圧電基板の他方の主面に周波数調整膜を形成するので、弾性表面波チップを保持部に搭載した後であっても他方の主面が弾性表面波デバイスの外側に向いているので、弾性表面波デバイスの周波数調整を行える。
【００１１】
［適用例４］前記周波数調整膜は、第１周波数調整膜を形成した後、前記第１周波数調整膜の上に第２周波数調整膜を形成することによって厚さを調整することを特徴とする適用例１に記載の弾性表面波デバイスの製造方法。
周波数調整膜に起因する応力は、この周波数調整膜を形成する条件によって変動する。このため、既に形成してある周波数調整膜の応力を調整するには、この厚さを調整すればよい。したがって周波数調整膜の厚くすることにより、圧電基板に加わる応力を調整できるので、弾性表面波デバイスの周波数を調整できる。
【００１２】
［適用例５］圧電基板の一方の主面にすだれ状電極を設けた弾性表面波チップを有し、前記圧電基板の前記一方の主面とは反対側の他方の主面における前記すだれ状電極に対向した位置に、応力を生じる周波数調整膜を設けたことを特徴とする弾性表面波デバイス。
周波数調整膜を形成すると熱応力や真応力が生じる。この周波数調整膜に起因する応力によって圧電基板が歪む。この歪みによって圧電基板の一方の主面が伸びまたは縮む。そして一方の主面にはすだれ状電極が設けてあるので、この一方の主面の伸び縮みによって、すだれ状電極を構成する電極指の間隔が変動する。この間隔の変動によって、圧電基板に励起される弾性表面波の周波数が変わる。したがって、すだれ状電極が設けられていない他方の主面に周波数調整膜を設けることによって、弾性表面波デバイスの周波数を調整できる。
【００１３】
［適用例６］前記弾性表面波チップは、前記一方の主面を保持部に向けて、前記すだれ状電極と保持部の間に隙間を設けつつ前記保持部に接合したことを特徴とする適用例５に記載の弾性表面波デバイス。
圧電基板の他方の主面に周波数調整膜を設けたので、すだれ状電極を設けた一方の主面が弾性表面波デバイスの外側に向いていなくても、弾性表面波デバイスの周波数調整を行える。
【００１４】
［適用例７］前記弾性表面波チップは、前記一方の主面側を伝搬する弾性表面波が励起してなることを特徴とする適用例５または６に記載の弾性表面波デバイス。
これにより周波数調整膜を圧電基板に形成することによって生じる応力により、弾性表面波の周波数を変えることができる。
【００１５】
［適用例８］適用例５ないし７のいずれかに記載の弾性表面波デバイスを備えたことを特徴とする電子機器。
これにより前述した特徴を有する弾性表面波デバイスを用いた電子機器を得ることができる。そして前述した弾性表面波デバイスは、これの製造工程において周波数調整後に周波数がずれることを防止できるので、信頼性が高くなっている。したがって、電子機器の信頼性も高くできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に、本発明に係る弾性表面波デバイスの製造方法、弾性表面波デバイスおよび電子機器に関するものである。まず弾性表面波（ＳＡＷ）チップについて説明する。図１はＳＡＷチップの説明図である。ここで図１（Ａ）はＳＡＷチップの平面図、図１（Ｂ）はＳＡＷチップの一部を示す断面図である。ＳＡＷチップ１０は、圧電基板１２を有している。この圧電基板１２には、その一方の主面１２ａにすだれ状電極（ＩＤＴ）１４、パッド電極２２および反射器２４の電極パターン２８が設けてある。ＩＤＴ１４は、複数の電極指１８の一端をバスバー２０で接続した櫛部１６を２つ有している。そしてＩＤＴ１４は、一方の櫛部１６を構成する電極指１８の間に、他方の櫛部１６を構成する電極指１８を配設した構成となっている。またパッド電極２２は、ＳＡＷチップ１０の外部とＩＤＴ１４を導通するように、櫛部１６から引き出されて形成してある。
【００１７】
また反射器２４は、ＩＤＴ１４を構成する電極指１８の長さ方向に対して交差する方向、すなわちＳＡＷの伝搬方向における、ＩＤＴ１４を挟み込む位置に設けてある。反射器２４は、ＩＤＴ１４の電極指１８に対して平行に配置した導体ストリップ２６を複数有しており、その各端部が互いに接続している。これによりパッド電極２２を介してＩＤＴ１４に電気信号を加えることにより、圧電基板１２にＳＡＷが励起されて、伝搬してきたＳＡＷが反射器２４で反射することになる。したがってＩＤＴ１４と反射器２４でＳＡＷの伝搬路を形成することになる。
【００１８】
ここで前述したＳＡＷチップ１０は１ポート型であるが、本発明に用いられるＳＡＷチップは２ポート型であってもよい。また前述したＳＡＷチップ１０は反射器２４を備えた形態であるが、本発明に用いられるＳＡＷチップは反射器２４を備えていない形態であってもよい。
【００１９】
このようなＳＡＷチップ１０に励起するＳＡＷの周波数は、電極指１８の間隔に影響される。このため圧電基板１２が応力を受けて歪むと、電極指１８の間隔が変動して、ＳＡＷの周波数も変動することになる。そして圧電基板１２の一方の主面１２ａ側をＳＡＷが伝搬すれば、圧電基板１２が歪んだときにＳＡＷの周波数により大きな影響を与えることになる。この圧電基板１２の表面を伝搬する（バルク放射しない）ＳＡＷの具体的な一例としては、レイリー波や表面横波がある。このレイリー波や表面横波は、圧電基板１２の材料やカット角、ＳＡＷの伝搬方向を適宜調整することにより得ることができる。このようなＳＡＷを励起する圧電基板１２の具体的な一例としては、ＳＴカット水晶基板を挙げることができる。
【００２０】
したがって本実施形態に係るＳＡＷチップ１０は、圧電基板１２に応力を加えてＳＡＷの周波数を調整するために、圧電基板１２の他方の主面１２ｂ（一方の主面１２ａに対して反対側の主面）に周波数調整膜３０を設けている。この周波数調整膜３０は、圧電基板１２の他方の主面１２ｂに形成されると、圧電基板１２に応力を加えることのできる物質からなる膜であればよく、無機材料や有機材料の膜であればよい。そして無機材料膜としては、例えば金属膜や半導体膜、誘電体膜であればよい。さらに金属膜や半導体膜、誘電体膜の具体的な例としては、金やニッケル、チタン、クロム、酸化亜鉛、酸化チタン、フッ化マグネシウム、酸化アルミニウム等の膜であればよい。このような周波数調整膜３０によって圧電基板１２に応力を加えることにより電極指１８の間隔を調整して、目的とする周波数を得ている。
【００２１】
次に、ＳＡＷデバイスについて説明する。図２はＣＳＰ構造のＳＡＷデバイスの概略断面図である。ＳＡＷデバイス４０は、前述しＳＡＷチップ１０を保持部４２に搭載した構成である。すなわち、図２に示すＳＡＷデバイス４０は、ＳＡＷチップ１０の平面方向の大きさと同じなったチップサイズ（スケール）パッケージ（ＣＳＰ）構造になっている。そしてＳＡＷデバイス４０は、保持部４２として平板状の基板（保持基板４２ａ）を有しており、圧電基板１２の一方の主面１２ａと保持基板４２ａを向かい合わせつつ、ＳＡＷチップ１０を保持基板４２ａに搭載している。このとき圧電基板１２の一方の主面１２ａにおける周囲および保持基板４２ａの周囲の少なくともいずれか一方に設けた接合部４６によって、ＳＡＷチップ１０と保持基板４２ａが接合している。このため電極パターン２８は、保持基板４２ａに接触することなく、気密封止されている。またパッド電極２２（図２では図示せず）は、保持基板４２ａの上面や内部等に設けた導通手段（図示せず）を介して、保持基板４２ａの下面に設けた外部端子４４と導通している。そして周波数調整膜３０は、ＳＡＷデバイス４０の外側部分に設けてある。
【００２２】
次に、ＳＡＷデバイス４０の製造方法について説明する。まずＳＡＷチップ１０の製造工程について説明する。圧電基板１２の一方の主面１２ａに電極パターン２８を形成するための金属膜を形成しておく。この後、リソグラフィ技術を用いて金属膜上にレジストのマスクを形成する。そしてレジストのマスクに覆われていない部分の金属膜をエッチングすることにより、電極パターン２８を形成する。この後、金属膜上からレジストを除去して、ＳＡＷチップ１０を得る。なおＳＡＷチップ１０は、まず圧電基板１２がウエハの状態の時に電極パターン２８を形成し、その後ウエハを切断することにより形成すればよい。
【００２３】
次に、ＳＡＷデバイス４０の製造工程について説明する。前述した工程によって得たＳＡＷチップ１０は、接合部４６を介して保持基板４２ａと接合する。この接合の具体例としては、接合部４６を金属で形成しておき、プラズマ接合や加熱加圧接合を行って、ＳＡＷチップ１０と保持基板４２ａを接合すればよい。またＳＡＷチップ１０と保持基板４２ａは、直接接合や陽極接合によっても接合でき、さらに接合部４６としてロウ材を用いても接合できる。
【００２４】
なお保持基板４２ａには、様々な材料を利用できる。具体例としては、保持基板４２ａは、ＳＡＷチップ１０を形成する圧電基板１２と同じ材料からなるものであってもよく、ガラス基板からなるものであってもよい。これらの保持基板４２ａを構成する材料は、熱膨張係数をＳＡＷチップ１０と同じにしたり、ＳＡＷチップ１０と保持基板４２ａの接合する方法によったり等の様々な条件を考慮することにより決定すればよい。
【００２５】
この後、次のようにして周波数調整を行う。まず第１の周波数調整方法について説明する。この第１の周波数調整方法は、圧電基板１２の他方の主面１２ｂに周波数調整膜３０を形成し、この形成により周波数調整膜３０および圧電基板１２に応力を発生させ、圧電基板１２の一方の主面１２ａを歪ませて周波数調整を行う方法である。周波数調整膜３０は、真空蒸着、スパッタ、イオンプレーティングまたはイオンやプラズマのアシストを行える蒸着等の成膜方法を用いて圧電基板１２に形成すればよい。
【００２６】
そして周波数調整膜３０は、圧電基板１２の他方の主面１２ｂにおける少なくともＩＤＴ１４に対向する位置に形成すればよい。これにより周波数調整膜３０から圧電基板１２に応力を受けたときに、この応力が一方の主面１２ａに作用する。すなわち周波数調整膜３０を形成することにより生じる応力によって、圧電基板１２の側が凸になるようにＳＡＷチップ１０が湾曲した場合は、圧電基板１２の一方の主面１２ａが伸びるので、ＩＤＴ１４の電極指１８の間隔が広がり、ＳＡＷの周波数が低くなる。これに対し、周波数調整膜３０を形成することにより生じる応力によって、周波数調整膜３０の側が凸になるようにＳＡＷチップ１０が湾曲した場合は、圧電基板１２の一方の主面１２ａが縮むので、ＩＤＴ１４の電極指１８の間隔が狭まり、ＳＡＷの周波数が高くなる。
【００２７】
なお周波数調整膜３０は、図３に示すように、圧電基板１２の他方の主面１２ｂにおけるＩＤＴ１４に対向する位置に形成するとともに、圧電基板１２に励起されたＳＡＷが伝搬する方向に沿って形成してもよい。すなわち周波数調整膜３０は、ＳＡＷの伝搬路に合わせて形成してもよい。また周波数調整膜３０は、圧電基板１２の他方の主面１２ｂの全面に形成してもよい。このように周波数調整膜３０を設ける面積を大きくすると、圧電基板１２により大きな応力が加わり、周波数を調整できる範囲が広くなる。なお圧電基板１２の一部分に周波数調整膜３０を形成する場合は、マスクを用いて成膜を行えばよい。
【００２８】
そして圧電基板１２に加える応力は、周波数調整膜３０の条件、例えば、成膜材料や膜厚、膜の形成位置、成膜装置、成膜時におけるＳＡＷチップ１０の加熱の状況、成膜レート等を変えることによって調整でき、また成膜装置内に生成するプラズマやイオンの生成条件を変えることによっても調整できる。
【００２９】
したがってＳＡＷチップ１０の周波数を調整するには、まず圧電基板１２に加わる応力、すなわちＳＡＷの周波数の変化と、周波数調整膜３０の条件との関係を予め求めておく。そして製造されたＳＡＷチップ１０にＳＡＷを励起して、このＳＡＷの周波数を測定した後、目標とする周波数と測定した周波数との差を求め、この差に合った周波数調整膜３０の条件を前記関係から選択する。この後、この選択した条件で圧電基板１２の他方の主面１２ｂに成膜を行って、周波数調整膜３０を形成すればよい。
【００３０】
また周波数調整の別な方法としては、ＳＡＷチップ１０にＳＡＷを励起して、このＳＡＷの周波数を測定しながら圧電基板１２の他方の主面１２ｂに周波数調整膜３０を形成し、測定している周波数が目標とする周波数に到達したら周波数調整膜３０の形成を停止する方法であってもよい。
これにより周波数調整されたＳＡＷデバイス４０を得る。
【００３１】
なお前述した周波数調整膜３０は、図４に示すような積層構造であってもよい。すなわち圧電基板１２の他方の主面１２ｂに第１周波数調整膜３０ａを設けた後、この第１周波数調整膜３０ａの上に第２周波数調整膜３０ｂを設ける形態であってもよい。この場合、第１周波数調整膜３０ａと第２周波数調整膜３０ｂとのそれぞれを、別の材料によって形成することができ、また成膜条件等を変えて形成することもできる。これにより圧電基板１２に加わる応力を調整できる。
【００３２】
そして第１周波数調整膜３０ａに腐食しやすい材料を用いた場合は、この第１周波数調整膜３０ａに比べて腐食し難い材料を第２周波数調整膜３０ｂに用いることができる。これにより圧電基板１２に加わる応力を調整するとともに、周波数調整膜３０が経年変化して応力が変わり、周波数が変動することを防止できる。なお第２周波数調整膜３０ｂを第１周波数調整膜３０ａの上に設けるばかりでなく、第１周波数調整膜３０ａの側面にも設けて、第１周波数調整膜３０ａを覆うようにすれば、第１周波数調整膜３０ａをより腐食し難くできる。
【００３３】
また第１周波数調整膜３０ａを形成するときに、ＳＡＷチップ１０を加熱しながら行い、第２周波数調整膜３０ｂを形成するときにＳＡＷチップ１０を加熱しないで行ってもよい。これにより第１周波数調整膜３０ａで圧電基板１２に加わる応力を粗く調整でき、第２周波数調整膜３０ｂで圧電基板１２に加わる応力を正確に調整できる。さらに第１周波数調整膜３０ａは、ＳＡＷチップ１０を形成する段階、特に圧電基板１２がウエハ状態になっている段階で形成しておき、第２周波数調整膜３０ｂは、ＳＡＷチップ１０と保持基板４２ａを接合した後に形成してもよい。これにより第１周波数調整膜３０ａで圧電基板１２に加わる応力を粗く調整でき、第２周波数調整膜３０ｂで圧電基板１２に加わる応力を正確に調整できるとともに、調整後の周波数がずれるのを防止できる。
【００３４】
また第２の周波数調整方法は、次のようになっている。この第２の周波数調整方法は、ＳＡＷチップ１０の圧電基板１２における他方の主面１２ｂに周波数調整膜３０を形成した後、この周波数調整膜３０を適宜エッチングして、この周波数調整膜３０の厚さを調整し、この調整後の周波数調整膜３０および圧電基板１２に生じる応力によって、圧電基板１２の一方の主面１２ａの歪を調整することにより周波数調整を行う方法である。具体的には、まず第１の周波数調整方法で説明したように周波数調整膜３０を形成しておく。このとき周波数調整膜３０は、目標とするＳＡＷチップ１０の周波数が得られるときよりも、厚く形成しておく。この場合、圧電基板１２に加わる応力を大きくするために、ＳＡＷチップ１０を加熱して周波数調整膜３０を形成することもできる。
【００３５】
この後、周波数調整膜３０の表面をドライエッチングして、この周波数調整膜３０の厚さを調整する。この厚さの調整は、ＳＡＷチップ１０が室温程度になっているとき、または周波数温度特性の基準となる温度になっているとき等に行えばよい。そしてＳＡＷの周波数の変化と周波数調整膜３０の厚さとの関係を予め求めておき、周波数調整膜３０が設けられただけのＳＡＷチップ１０の周波数を測定した後、目標とする周波数と測定した周波数との差を求め、この差に合った周波数調整膜３０のエッチング量を前記関係から求め、この求めた条件にあわせてエッチングを行えばよい。
【００３６】
また周波数調整の別な方法としては、ＳＡＷチップ１０にＳＡＷを励起して、このＳＡＷの周波数を測定しながら周波数調整膜３０のドライエッチングを行い、測定している周波数が目標とする周波数に到達したらドライエッチングを停止する方法であってもよい。
これにより周波数調整されたＳＡＷデバイス４０を得る。
【００３７】
なお第２の周波数調整方法では、ＳＡＷチップ１０を形成する段階、特に圧電基板１２がウエハ状態になっている段階で周波数調整膜３０を設けておき、ＳＡＷチップ１０と保持基板４２ａを接合した後にエッチングを行って目標とする周波数に合わせ込んでもよい。このようにすると圧電基板１２に加わる応力を正確に調整できる。
【００３８】
このようなＳＡＷデバイス４０の製造方法およびＳＡＷデバイス４０によれば、周波数調整膜３０により圧電基板１２に応力を加えて、一方の主面１２ａに設けたＩＤＴ１４の電極指１８の間隔を変えることができるので、ＳＡＷの周波数を調整できる。すなわち圧電基板１２におけるＩＤＴ１４を設けた一方の主面１２ａとは反対側の主面１２ｂを利用することによって、一方の主面１２ａが成膜装置の蒸発源やターゲットに向いてなく、またエッチング装置内に生成されるプラズマに曝されないようになっていても、ＳＡＷの周波数を調整できる。
【００３９】
そしてＳＡＷチップ１０を保持部４２に接合した後に周波数調整を行えば、調整後の周波数が変動するのを防止できる。すなわちＳＡＷチップ１０を保持部４２に接合する前段階で周波数調整を行うと、ＳＡＷチップ１０を保持部４２に接合することによって周波数がずれることがある。具体的な一例としては、ＩＤＴ１４が気密封止されている構造なので、接合部４６からのアウトガスの影響を受けて、周波数がずれてしまう。したがってＳＡＷチップ１０を保持部４２に接合した後に周波数調整を行えば、このような周波数ズレが発生するのを防止でき、高信頼性のＳＡＷデバイス４０を得る。
【００４０】
またＳＡＷデバイス４０は、電極パターン２８を気密封止しているので、エッチングを用いて周波数調整膜３０の厚さを調整する場合であっても、エッチングガスが電極パターン２８に付くことを防止できる。このため残留ガスが影響して、ＳＡＷデバイス４０が経年変化等することを防止でき、長期信頼性を向上できる。
【００４１】
そして本実施形態で説明したＳＡＷデバイス４０の製造方法およびＳＡＷデバイス４０では、圧電基板１２に加わる応力を利用して周波数調整を行っているので、特にレイリー波や表面横波等のバルク放射のないＳＡＷを励起するものに対して有効になる。すなわち、単に圧電基板１２の厚さを調整しただけでは、レイリー波や表面横波等のバルク放射のないＳＡＷを励起するＳＡＷデバイス４０の周波数調整を行うことができないが、本実施形態では、圧電基板１２に応力を加えて歪ませ、ＩＤＴ１４の間隔を調整しているので、周波数調整を行える。
【００４２】
なお前述したＳＡＷデバイス４０はＣＳＰ構造であるが、本発明に係るＳＡＷデバイスはＣＳＰ構造に限定されることはない。すなわちＳＡＷデバイスは、ＳＡＷチップ１０を構成する圧電基板１２の他方の主面１２ｂが外方に向いているものであればよい。
【００４３】
図５は第１変形例に係るＳＡＷデバイスの概略断面図である。第１変形例に係るＳＡＷデバイス５０は、保持部４２として保持基板４２ａとパッケージ４２ｂを有している。ＳＡＷチップ１０は、接合部６４を用いて保持基板４２ａに片持ち状に搭載してある。このＳＡＷチップ１０は、平面サイズが保持基板４２ａよりも小さくなっており、接合部６４の一部が露出している。そして接合部６４は、ＳＡＷチップ１０に設けたパッド電極２２（図５では図示せず）と導通している。
【００４４】
またパッケージ４２ｂは、上方に向けて開口した凹陥部５２を有している。この凹陥部５２の側面は階段状になっており、この階段部５４の上面にボンディング電極５６が設けてある。このボンディング電極５６は、パッケージ４２ｂの下面に設けた外部端子５８と導通している。そして凹陥部５２の底面に設けた接合材６２の上に保持基板４２ａを配設することにより、ＳＡＷチップ１０を保持部４２に搭載している。またＳＡＷチップ１０と保持基板４２ａとを接合する接合部６４にワイヤ６０の一端が接続している。このワイヤ６０の他端は、ボンディング電極５６に接続している。これにより外部端子５８とパッド電極２２は１対１に導通している。
【００４５】
このようなＳＡＷデバイス５０であっても、圧電基板１２の他方の主面１２ｂがＳＡＷデバイス５０の外方に向いているので、前述した実施形態と同様な周波数調整を行うことができる。したがって周波数調整膜３０よって圧電基板１２に応力を加えて、ＳＡＷデバイス５０の周波数調整ができる。
【００４６】
また本変形例に係るＳＡＷデバイス５０は、ＳＡＷチップ１０を片持ち状に支持しているので、ＳＡＷチップ１０が保持部４２や接合部６４から受ける応力の影響を小さくできる。すなわちＳＡＷチップ１０は、支持されている基端側に対して反対側、すなわち先端側が自由端になっているので、保持部４２が湾曲したり、接合部６４が収縮等しても、これに伴って湾曲することがなく、保持部４２や接合部６４から受ける応力を小さくできる。この場合、ＳＡＷチップ１０の基端側により近い部分に接合部６４を設けることにより、ＳＡＷチップ１０が保持部４２や接合部６４から受ける応力の影響をより小さくできる。これにより周波数調整膜３０によってＳＡＷデバイス５０の周波数を調整でき、その後にＳＡＷデバイス５０を電子機器等に搭載しても周波数が変動するのを防止できる。すなわち周波数調整膜３０によって高精度の周波数調整を行える。
【００４７】
図６は第２変形例に係るＳＡＷデバイスの概略断面図である。第２変形例に係るＳＡＷデバイス７０は、第１の変形例に係るＳＡＷデバイス５０と同様の構成であるが、ＳＡＷチップ１０と保持基板４２ａとの接合方法が異なっている。すなわち第２変形例に係るＳＡＷデバイス７０は、ＳＡＷチップ１０の周囲に接合部７２を設けるようになっているが、ＳＡＷチップ１０の周縁部を完全に囲むようになっているのではなく、各パッド電極２２（図６では図示せず）同士が導通しないようになっている。このようなＳＡＷデバイス７０であっても、圧電基板１２の他方の主面１２ｂがＳＡＷデバイス７０の外方に向いているので、前述した実施形態と同様の周波数調整を行える。したがって周波数調整膜３０によって圧電基板１２に応力を加えることにより、ＳＡＷデバイス７０の周波数調整ができる。
【００４８】
なおＳＡＷデバイス４０，５０，７０に求められる精度等によっては、圧電基板１２の他方の主面１２ｂに周波数調整膜３０を設けてＳＡＷチップ１０の周波数を正確に調整した後、このＳＡＷチップ１０を保持部４２に搭載してもよい。この場合、ＳＡＷチップ１０を保持部４２に搭載した後に、周波数調整膜３０を新たに加える工程や、エッチングを行う工程を必要としない。
【００４９】
そして前述したＳＡＷデバイス４０，５０，７０は、様々な電子機器に搭載できる。この電子機器の一例としては、図７に示す受信機を挙げることができる。受信機８０は、受信アンテナ８２、低雑音増幅器（ＬＮＡ）８４、混合器８６、局部発振器８８、中間周波（ＩＦ）増幅器９０および検波器９２を備えている。具体的には、受信アンテナ８２は、ＬＮＡ８４を介して混合器８６の入力に接続している。また局部発振器８８も混合器８６の入力に接続している。この局部発振器８８は、ＳＡＷデバイス４０，５０，７０と、このＳＡＷデバイス４０，５０，７０に接続した発振回路を備えている。これにより局部発振器８８は、周波数信号を混合器８６に確実に出力できる。そして混合器８６の出力には、ＩＦ増幅器９０と検波器９２が直列に接続している。
【００５０】
そして相手方となる送信機から送信された信号は、受信アンテナ８２を介してＬＮＡ８４に入力し、ＬＮＡ８４で増幅された後に混合器８６に入力する。混合器８６は、局部発振器８８から周波数信号を入力して、ＬＮＡ８４から入力した信号をダウンコンバートして出力する。ダウンコンバートされた信号は、ＩＦ増幅器９０で増幅された後、検波器９２に入力して検波される。このような構成にすることにより、受信機８０は、前記送信機から送られた信号を受信することができる。また受信機８０は、局部発振器８８にＳＡＷデバイス４０，５０，７０を備えているので、一定の周波数を出力できる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】ＳＡＷチップの説明図である。
【図２】ＣＳＰ構造のＳＡＷデバイスの概略断面図である。
【図３】周波数調整膜の変形例を説明するＳＡＷチップの底面図である。
【図４】積層構造の周波数調整膜の断面図である。
【図５】第１変形例に係るＳＡＷデバイスの概略断面図である。
【図６】第２変形例に係るＳＡＷデバイスの概略断面図である。
【図７】電子機器の一例である受信機の構成を説明するブロック図である。
【符号の説明】
【００５２】
１０………弾性表面波（ＳＡＷ）チップ、１２………圧電基板、１２ａ………一方の主面、１２ｂ………他方の主面、１４………すだれ状電極（ＩＤＴ）、１８………電極指、２４………反射器、３０………周波数調整膜、３０ａ………第１周波数調整膜、３０ｂ………第２周波数調整膜、４０，５０，７０………ＳＡＷデバイス、４２………保持部、８０………受信機。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電基板の一方の主面にすだれ状電極を形成した弾性表面波チップを備えた弾性表面波デバイスの製造方法であって、
前記一方の主面とは反対側の他方の主面における前記すだれ状電極に対向する位置に周波数調整膜を形成し、
この形成により生じる応力によって前記圧電基板を歪ませて、周波数を調整する、
ことを特徴とする弾性表面波デバイスの製造方法。
【請求項２】
前記周波数調整膜は、前記圧電基板の前記他方の主面に形成した後、表面をエッチングして厚さを調整することを特徴とする請求項１に記載の弾性表面波デバイスの製造方法。
【請求項３】
前記圧電基板の前記他方の主面に前記周波数調整膜を形成した後、前記弾性表面波チップを保持部に搭載し、その後、前記周波数調整膜の表面をエッチングすることを特徴とする請求項２に記載の弾性表面波デバイスの製造方法。
【請求項４】
前記周波数調整膜は、第１周波数調整膜を形成した後、前記第１周波数調整膜の上に第２周波数調整膜を形成することによって厚さを調整することを特徴とする請求項１に記載の弾性表面波デバイスの製造方法。
【請求項５】
圧電基板の一方の主面にすだれ状電極を設けた弾性表面波チップを有し、
前記圧電基板の前記一方の主面とは反対側の他方の主面における前記すだれ状電極に対向した位置に、応力を生じる周波数調整膜を設けたことを特徴とする弾性表面波デバイス。
【請求項６】
前記弾性表面波チップは、前記一方の主面を保持部に向けて、前記すだれ状電極と保持部の間に隙間を設けつつ前記保持部に接合したことを特徴とする請求項５に記載の弾性表面波デバイス。
【請求項７】
前記弾性表面波チップは、前記一方の主面側を伝搬する弾性表面波が励起してなることを特徴とする請求項５または６に記載の弾性表面波デバイス。
【請求項８】
請求項５ないし７のいずれかに記載の弾性表面波デバイスを備えたことを特徴とする電子機器。
【請求項１】
圧電基板の一方の主面にすだれ状電極を形成した弾性表面波チップを備えた弾性表面波デバイスの製造方法であって、
前記一方の主面とは反対側の他方の主面における前記すだれ状電極に対向する位置に周波数調整膜を形成し、
この形成により生じる応力によって前記圧電基板を歪ませて、周波数を調整する、
ことを特徴とする弾性表面波デバイスの製造方法。
【請求項２】
前記周波数調整膜は、前記圧電基板の前記他方の主面に形成した後、表面をエッチングして厚さを調整することを特徴とする請求項１に記載の弾性表面波デバイスの製造方法。
【請求項３】
前記圧電基板の前記他方の主面に前記周波数調整膜を形成した後、前記弾性表面波チップを保持部に搭載し、その後、前記周波数調整膜の表面をエッチングすることを特徴とする請求項２に記載の弾性表面波デバイスの製造方法。
【請求項４】
前記周波数調整膜は、第１周波数調整膜を形成した後、前記第１周波数調整膜の上に第２周波数調整膜を形成することによって厚さを調整することを特徴とする請求項１に記載の弾性表面波デバイスの製造方法。
【請求項５】
圧電基板の一方の主面にすだれ状電極を設けた弾性表面波チップを有し、
前記圧電基板の前記一方の主面とは反対側の他方の主面における前記すだれ状電極に対向した位置に、応力を生じる周波数調整膜を設けたことを特徴とする弾性表面波デバイス。
【請求項６】
前記弾性表面波チップは、前記一方の主面を保持部に向けて、前記すだれ状電極と保持部の間に隙間を設けつつ前記保持部に接合したことを特徴とする請求項５に記載の弾性表面波デバイス。
【請求項７】
前記弾性表面波チップは、前記一方の主面側を伝搬する弾性表面波が励起してなることを特徴とする請求項５または６に記載の弾性表面波デバイス。
【請求項８】
請求項５ないし７のいずれかに記載の弾性表面波デバイスを備えたことを特徴とする電子機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−３８７７３（Ｐ２００９−３８７７３Ａ）
【公開日】平成２１年２月１９日（２００９．２．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２０３５６２（Ｐ２００７−２０３５６２）
【出願日】平成１９年８月３日（２００７．８．３）
【出願人】（０００００３１０４）エプソントヨコム株式会社 (1,528)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年２月１９日（２００９．２．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月３日（２００７．８．３）
【出願人】（０００００３１０４）エプソントヨコム株式会社 (1,528)
【Ｆターム（参考）】
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