説明

弾性表面波デバイス及びその製造方法

【課題】配線の耐湿性を向上させることにより、信頼性を高めることが可能な弾性表面波デバイス及びその製造方法を提供する。
【解決手段】圧電基板2と、前記圧電基板2上に設けられたIDT6と、前記圧電基板2上に設けられ、前記IDT6に接続され、前記IDT6と同じ金属からなる配線電極12と、少なくとも前記配線電極12が露出するように、前記圧電基板2上に設けられた無機絶縁層20と、前記無機絶縁層20から露出した前記配線電極12と前記無機絶縁層20との境界の上に、前記配線電極12の側面12aを覆うように設けられた絶縁樹脂層22と、前記配線電極12及び前記絶縁樹脂層22の上に設けられた金属層14及び18と、を具備する弾性表面波デバイス。

【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及びその製造方法に関し、特に櫛型電極からなるIDTを有した弾性表面波デバイス及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、情報化社会の進展と共に、携帯電話に代表される移動体通信機器の普及が進んでいる。弾性波デバイスは、こうした移動体通信機器にデュプレクサ、受信用バンドパスフィルタ及び送信用バンドパスフィルタ等として使用されており、小型化、軽量化、及び信頼性の向上が要求されている。
【0003】
弾性波デバイスの一つに、圧電基板の表面に櫛型電極からなるIDT(Interdigital Transducer)及び反射器を備えた弾性表面波デバイスがある。弾性表面波デバイスに電気信号が入力されると、IDTにより弾性波が励振され、通過帯域の周波数を有した電気信号として出力される。
【0004】
従来例として、特許文献1に開示された弾性表面波デバイスについて説明する。特許文献1には、配線電極の上に反応抑制膜と金属層とを設ける技術が開示されている。
【0005】
図1(a)は従来例に係る弾性表面波デバイス100の上面図である。例えばLiNbOやLiTaO等の圧電体からなる圧電基板2上に、例えばAl等の金属からなる反射器4及びIDT6が設けられている。また、IDT6と接続されている配線10、及び配線10と接続された外部接続端子8が、各々設けられている。
【0006】
図1(b)は、図1(a)のA−Aに沿った断面図である。図1(b)に示すように、配線10は、圧電基板2上に設けられたAlからなる配線電極12、配線電極12の上に順に積層されたTi等からなる第1金属層14、Pd等からなる第2金属層16、及びAu等からなる第3金属層18、並びに配線電極12と第1金属層14との間に設けられた無機絶縁層20からなる。
【0007】
図2(a)は、従来例の変形例であり、無機絶縁層20が配線電極12の側面を覆うように設けられている。特許文献1によれば、配線電極12と各金属層との反応を抑制できるため、配線電極12と各金属層との接合、及び配線10と外部接続端子8との接合を強固にすることができると記載されている。
【特許文献1】特許第3405329号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
しかしながら、図1(b)の例では配線電極12の側面12aが露出しているため、配線10は耐湿性に欠け、水分が浸入した場合に配線電極12が腐食し、弾性表面波デバイスの信頼性が低下する可能性がある。
【0009】
図2(b)は、図2(a)の配線電極12の側面12a付近の拡大図である。図2(b)に示すように、圧電基板2と配線電極12との間に大きな段差があるため、無機絶縁層20の厚さが薄くなる可能性がある。この場合、図1(b)の例と同様に、耐湿性に欠け、信頼性が低下する可能性がある。
【0010】
本発明は、上記課題に鑑み、配線の耐湿性を向上させることにより、信頼性を高めることが可能な弾性表面波デバイス及びその製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明は、圧電基板と、前記圧電基板上に設けられたIDTと、前記圧電基板上に設けられ、前記IDTに接続され、前記IDTと同じ金属からなる配線電極と、少なくとも前記配線電極が露出するように、前記圧電基板上に設けられた無機絶縁層と、前記無機絶縁層から露出した前記配線電極と前記無機絶縁層との境界の上に、前記配線電極の側面を覆うように設けられた絶縁樹脂層と、前記配線電極及び前記絶縁樹脂層の上に設けられた金属層と、を具備することを特徴とする弾性表面波デバイスである。本発明によれば、配線電極が絶縁樹脂層により保護されるため、配線の耐湿性が向上し、弾性表面波デバイスの信頼性を高めることができる。
【0012】
上記構成において、前記絶縁樹脂層の端部は、順テーパー部である構成とすることができる。この構成によれば、絶縁樹脂層の厚さが薄くなることを防ぐことができ、また金属層にクラックが発生することも防ぐことができる。このため、配線の耐湿性がさらに向上し、弾性表面波デバイスの信頼性をさらに高めることができる。
【0013】
上記構成において、前記無機絶縁層は前記配線電極の上に重なるように設けられている構成とすることができる。この構成によれば、配線電極を無機絶縁層で覆うため、配線の耐湿性がさらに向上し、弾性表面波デバイスの信頼性をさらに高めることができる。
【0014】
上記構成において、前記絶縁樹脂層は感光性樹脂からなる構成とすることができる。この構成によれば、絶縁樹脂層を精度よく形成することが可能となる。
【0015】
上記構成において、前記感光性樹脂は感光性ポリイミドである構成とすることができる。この構成によれば、絶縁樹脂層を精度よく形成することができ、かつ順テーパー部を容易に形成することができる。
【0016】
上記構成において、前記IDT及び前記配線電極はAlまたはAl−Cuからなる構成とすることができる。
【0017】
上記構成において、前記金属層は、前記配線電極と接するTi層と、前記Ti層の上に位置するAu層とを含む構成とすることができる。この構成によれば、配線電極と各金属層との接合が強固で、かつ低抵抗な配線を得ることができる。
【0018】
本発明は、圧電基板上に、IDTと、前記IDTに接続された配線電極とを、同じ金属から形成する工程と、前記圧電基板上に、少なくとも前記配線電極が露出するように、無機絶縁層を設ける工程と、前記無機絶縁層から露出した前記配線電極と前記無機絶縁層との境界の上に絶縁樹脂層を設ける工程と、前記配線電極及び前記絶縁樹脂層の上に金属層を設ける工程と、を具備することを特徴とする弾性表面波デバイスの製造方法である。本発明によれば、配線電極が絶縁樹脂層により保護されるため、配線の耐湿性が向上し、弾性表面波デバイスの信頼性を高めることができる。
【0019】
上記構成において、前記絶縁樹脂層を設ける工程は、前記絶縁樹脂層の端部が順テーパーとなるように、前記絶縁樹脂層を設ける工程とすることができる。この構成によれば、絶縁樹脂層の厚さが薄くなることを防ぐことができ、また金属層にクラックが発生することも防ぐことができる。このため、配線の耐湿性がさらに向上し、弾性表面波デバイスの信頼性をさらに高めることができる。
【0020】
上記構成において、前記無機絶縁層を設ける工程は、前記無機絶縁層が前記配線電極の上に重なるように、前記無機絶縁層を設ける工程とすることができる。この構成によれば、配線電極を無機絶縁層で覆うため、配線の耐湿性がさらに向上し、弾性表面波デバイスの信頼性をさらに高めることができる。
【0021】
上記構成において、前記絶縁樹脂層を設ける工程は、感光性樹脂をフォトリソグラフィ法で成形する工程と、前記成形された感光性樹脂を加熱する工程とを含む構成とすることができる。この構成によれば、絶縁樹脂層を精度よく形成することができ、かつ順テーパー部を容易に形成することができる。
【0022】
上記構成において、前記加熱する工程は、前記圧電基板の前記IDTが設けられた面、及び前記IDTが設けられていない面の両面から加熱する工程とすることができる。この構成によれば、絶縁樹脂層の順テーパー部の形状制御を精度よく、かつ効率的に行うことができる。
【発明の効果】
【0023】
本発明によれば、配線の耐湿性を向上させることにより、信頼性を高めることが可能な弾性表面波デバイス及びその製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0024】
図面を用いて、本発明の実施例について説明する。
【実施例1】
【0025】
図3(a)は実施例1に係る弾性表面波デバイス200の上面図である。図3(a)に示すように、従来例と同様に、例えばLiNbOやLiTaO等の圧電体からなる圧電基板2上に、例えばAlやAl−Cu等の金属からなる反射器4及びIDT6、配線10、並びに外部接続端子8が設けられている。例えばSiO等のケイ素化合物からなる無機絶縁層20が、少なくとも外部接続端子8と配線電極12とが露出するように、圧電基板2上に設けられている(後述)。図3(a)においては、無機絶縁層20を透視して反射器4及びIDT6を図示している。
【0026】
図3(b)は、図3(a)のA−Aに沿った断面図である。図3(b)に示すように、圧電基板2上に、例えば厚さ350nmの配線電極12が設けられている。また、配線電極12が露出するように例えば厚さ50nmの無機絶縁層20が設けられている。無機絶縁層20から露出した配線電極12と無機絶縁層20との境界の上には、例えば感光性ポリイミド等の感光性樹脂からなる、例えば厚さ1μmの絶縁樹脂層22が、配線電極12の側面12aを覆うように設けられている。配線電極12及び絶縁樹脂層22の上には例えば厚さ200nmの第1金属層14が設けられ、その上には例えば厚さ150nmの第3金属層18が設けられている。絶縁樹脂層22の端部は順テーパー部22aとなっている。
【0027】
配線電極12は、反射器4及びIDT6と同じ金属、例えばAlやAl−Cu等からなる。第3金属層18は例えばAuのように、低抵抗の金属からなる。第1金属層14は、配線電極12を形成するAl及び第3金属層18を形成するAuと密着性のよい金属、例えばTiからなる。
【0028】
次に、実施例1に係る弾性表面波フィルタ200の製造方法について説明する。図4は弾性表面波フィルタ200の製造方法を示すフローチャートであり、図5(a)から図6は製造方法を示す断面図である。
【0029】
図5(a)は図4のステップS10を示す断面図であり、圧電基板2を準備する。
【0030】
図5(b)はステップS11を示す断面図である。例えばスパッタリング法により、圧電基板2上にAl膜、またはAl−Cu膜を成膜する。その後、フォトリソグラフィ法により、反射器4、IDT6、外部接続端子8、及び配線電極12を形成する。すなわち、これらは同じ金属から形成される。
【0031】
図5(c)はステップS12を示す断面図である。圧電基板2上に、例えばSiOの膜を成膜する。フォトリソグラフィ法により、外部接続端子8及び配線電極12上に位置するSiO膜を除去する。これにより、外部接続端子8及び配線電極12が露出するように、無機絶縁層20が形成される。
【0032】
図5(d)はステップS13及びS14を示す断面図である。圧電基板2上に、例えば感光性ポリイミド樹脂をスピン塗布する。その後、フォトリソグラフィ法により感光性ポリイミド樹脂を成形することで、無機絶縁層20から露出した配線電極12と無機絶縁層20との境界の上に、配線電極12の側面12aを覆うように絶縁樹脂層22が形成される。
【0033】
ステップS14において絶縁樹脂層22を加熱し、硬化させる。このとき、例えばオーブンを使用して、圧電基板2のIDT6の設けられている面、及びIDT6の設けられていない面の両面から加熱する。加熱硬化工程後の絶縁樹脂層22の端部は、順テーパー部22aとなる。
【0034】
図6はステップS15を示す断面図である。蒸着及びリフトオフ法により、配線電極12及び絶縁樹脂層22の上に第1金属層14を、第1金属層14の上に第3金属層18を、各々形成する。以上の工程により、実施例1に係る弾性波表面デバイス200が完成する。
【0035】
実施例1によれば、配線電極12の側面12aを絶縁樹脂層22で覆うことにより、配線電極12を保護することができる。さらに第1金属層14及び第3金属層18により配線電極12及び絶縁樹脂層22を完全に覆うことができる。このため、配線10の耐湿性が向上し、弾性表面波デバイス200の信頼性を高めることが可能となる。また、絶縁樹脂層22の端部は順テーパー部22aであるため、無機絶縁層20と絶縁樹脂層22との段差が緩やかになる。このため、絶縁樹脂層22の厚さが薄くなることを防止することができる。また、第1金属層14及び第3金属層18にクラックが発生することを防止することもできる。従って、配線10の耐湿性がより向上する。
【0036】
上述したように、第1金属層14は配線電極12を形成する金属、及び第3金属層18を形成する金属と密着性のよい金属からなる。配線電極12と第3金属層18との間に、第1金属層14を挟み込んだ構成とすることで、配線10が強固に形成されることとなり、弾性表面波デバイス200の信頼性が向上する。また、第3金属層18を例えばAuのような低抵抗の金属で形成できるため、配線10の抵抗を低くすることができる。
【0037】
無機絶縁層20には、SiOの他に例えばSiN、SiOC等のケイ素化合物を用いることができる。また、無機絶縁層20は少なくとも外部接続端子8と配線電極12とが露出するように設けられていればよい。
【0038】
絶縁樹脂層22は感光性樹脂、特に感光性ポリイミドとしたが、これに限定されない。しかし、ステップS13においてフォトリソグラフィ法を行うことにより、絶縁樹脂層22を精度よく形成できることから、感光性樹脂であることが好ましい。またステップS14において加熱することにより、容易に順テーパー部22aを形成できることから、感光性ポリイミドであることが好ましい。
【0039】
ステップS14の加熱工程では、圧電基板2のIDT6の設けられている面、又はIDT6の設けられていない面のどちらか片方の面から加熱してもよい。しかし、絶縁樹脂層22の順テーパー部22aの形状制御を精度よく、かつ効率的に行うことができるため、両面から加熱することが好ましい。
【実施例2】
【0040】
図7は実施例2に係る弾性表面波デバイス300の断面図である。
【0041】
図7に示すように、無機絶縁層20が、配線電極12と重なるように設けられている。配線電極12と無機絶縁層20との境界の上には、無機絶縁層20を介して配線電極12の側面12aを覆うように絶縁樹脂層22が設けられている。
【0042】
実施例2によれば、配線電極12の側面12aを無機絶縁層20で覆うため、耐湿性をさらに向上させることができ、弾性表面波デバイス300の信頼性を高くすることが可能となる。
【0043】
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【0044】
【図1】図1(a)は従来例に係る弾性表面波デバイス100の上面図であり、図1(b)はA−Aに沿った断面図である。
【図2】図2(a)は従来例の変形例に係る弾性表面波デバイス100のA−Aに沿った断面図であり、図2(b)は配線電極12の側面12a付近の拡大図である。
【図3】図3(a)は実施例1に係る弾性表面波デバイス200の上面図であり、図3(b)はA−Aに沿った断面図である。
【図4】図4は弾性表面波デバイス200の製造方法を示すフローチャートである。
【図5】図5(a)から図5(d)は弾性表面波デバイス200の製造方法を示す断面図である。
【図6】図6は弾性表面波デバイス200の製造方法を示す断面図である。
【図7】図7は実施例2に係る弾性表面波デバイス300の断面図である。
【符号の説明】
【0045】
圧電基板 2
反射器 4
IDT 6
外部接続端子 8
配線 10
配線電極 12
第1金属層 14
第2金属層 16
第3金属層 18
無機絶縁層 20
絶縁樹脂層 22

【特許請求の範囲】
【請求項1】
圧電基板と、
前記圧電基板上に設けられたIDTと、
前記圧電基板上に設けられ、前記IDTに接続され、前記IDTと同じ金属からなる配線電極と、
少なくとも前記配線電極が露出するように、前記圧電基板上に設けられた無機絶縁層と、
前記無機絶縁層から露出した前記配線電極と前記無機絶縁層との境界の上に、前記配線電極の側面を覆うように設けられた絶縁樹脂層と、
前記配線電極及び前記絶縁樹脂層の上に設けられた金属層と、を具備することを特徴とする弾性表面波デバイス。
【請求項2】
前記絶縁樹脂層の端部は、順テーパー部であることを特徴とする請求項1記載の弾性表面波デバイス。
【請求項3】
前記無機絶縁層は前記配線電極の上に重なるように設けられていることを特徴とする請求項1または2記載の弾性表面波デバイス。
【請求項4】
前記絶縁樹脂層は感光性樹脂からなることを特徴とする請求項1から3いずれか一項記載の弾性表面波デバイス。
【請求項5】
前記感光性樹脂は感光性ポリイミドであることを特徴とする請求項4記載の弾性表面波デバイス。
【請求項6】
前記IDT及び前記配線電極はAlまたはAl−Cuからなることを特徴とする請求項1から5いずれか一項記載の弾性表面波デバイス。
【請求項7】
前記金属層は、前記配線電極と接するTi層と、前記Ti層の上に位置するAu層とを含むことを特徴とする請求項1から6いずれか一項記載の弾性表面波デバイス。
【請求項8】
圧電基板上に、IDTと、前記IDTに接続された配線電極とを、同じ金属から形成する工程と、
前記圧電基板上に、少なくとも前記配線電極が露出するように、無機絶縁層を設ける工程と、
前記無機絶縁層から露出した前記配線電極と、前記無機絶縁層との境界の上に絶縁樹脂層を設ける工程と、
前記配線電極及び前記絶縁樹脂層の上に金属層を設ける工程と、を具備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9】
前記絶縁樹脂層を設ける工程は、前記絶縁樹脂層の端部が順テーパーとなるように、前記絶縁樹脂層を設ける工程であることを特徴とする請求項8記載の弾性表面波デバイスの製造方法。
【請求項10】
前記無機絶縁層を設ける工程は、前記無機絶縁層が前記配線電極の上に重なるように、前記無機絶縁層を設ける工程であることを特徴とする請求項8または9記載の弾性表面波デバイスの製造方法。
【請求項11】
前記絶縁樹脂層を設ける工程は、感光性樹脂をフォトリソグラフィ法で成形する工程と、前記成形された感光性樹脂を加熱する工程とを含むことを特徴とする請求項8から10いずれか一項記載の弾性表面波デバイスの製造方法。
【請求項12】
前記加熱する工程は、前記圧電基板の前記IDTが設けられた面、及び前記IDTが設けられていない面の両面から加熱する工程であることを特徴とする請求項11記載の弾性表面波デバイスの製造方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【公開番号】特開2009−232138(P2009−232138A)
【公開日】平成21年10月8日(2009.10.8)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−74885(P2008−74885)
【出願日】平成20年3月24日(2008.3.24)
【出願人】(398067270)富士通メディアデバイス株式会社 (198)
【Fターム(参考)】