JP4521451B2

JP4521451B2 - 弾性表面波デバイス及びその製造方法

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Publication number: JP4521451B2
Application number: JP2008074885A
Authority: JP
Inventors: 俊一相川; 正幸北島; 慶二津田
Original assignee: Fujitsu Media Devices Ltd
Current assignee: Fujitsu Media Devices Ltd
Priority date: 2008-03-24
Filing date: 2008-03-24
Publication date: 2010-08-11
Anticipated expiration: 2028-03-24
Also published as: JP2009232138A; US20090236934A1; US7911116B2

Description

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。

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。

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（ＩｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｌＴｒａｎｓｄｕｃｅｒ）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。

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。

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_３やＬｉＴａＯ_３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。

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。

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。
特許第３４０５３２９号公報

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。

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。

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。

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し、かつ少なくとも一部の領域は前記圧電基板上に接触するように設けられ、前記圧電基板上に接触する領域の上面が、前記配線電極の上面より低い位置にある無機絶縁層と、前記配線電極の上面、前記圧電基板上に接触する前記無機絶縁層の上面、及び前記配線電極の側面の各々に対向し、かつ前記各々の面を覆うように、連続的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、前記配線電極に接触するよう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。

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。

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、前記絶縁樹脂層は、前記配線電極の上に重なる前記無機絶縁層の上面、前記圧電基板上に接触する前記無機絶縁層の上面、及び前記無機絶縁層の側面の各々に対向し、かつ前記各々の面を覆う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。

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。

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。

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。

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。

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し、少なくとも一部の領域は前記圧電基板に接触し、かつ前記圧電基板に接触する領域の上面が、前記配線電極の上面より低い位置にあるように、無機絶縁層を設ける工程と、前記配線電極の上面、前記圧電基板上に接触する前記無機絶縁層の上面、及び前記配線電極の側面の各々に対向し、かつ前記各々の面を覆うように、連続的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、前記配線電極に接触するよう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。

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。

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り、前記絶縁樹脂層を設ける工程は、前記配線電極の上に重なる前記無機絶縁層の上面、前記圧電基板上に接触する前記無機絶縁層の上面、及び前記無機絶縁層の側面の各々に対向し、かつ前記各々の面を覆うように、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、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。

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。

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。

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。

図面を用いて、本発明の実施例について説明する。

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_３やＬｉＴａＯ_３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_２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。

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。

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。

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。

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。

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。

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_２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_２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。

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。

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。

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。

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。

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。

無機絶縁層２０には、ＳｉＯ_２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。

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。

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。

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。

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。

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。

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（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（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（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

圧電基板２
反射器４
ＩＤＴ６
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

Claims

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し、かつ少なくとも一部の領域は前記圧電基板上に接触するように設けられ、前記圧電基板上に接触する領域の上面が、前記配線電極の上面より低い位置にある無機絶縁層と、
前記配線電極の上面、前記圧電基板上に接触する前記無機絶縁層の上面、及び前記配線電極の側面の各々に対向し、かつ前記各々の面を覆うように、連続的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、前記配線電極に接触するよう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。
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。
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、
前記絶縁樹脂層は、前記配線電極の上に重なる前記無機絶縁層の上面、前記圧電基板上に接触する前記無機絶縁層の上面、及び前記無機絶縁層の側面の各々に対向し、かつ前記各々の面を覆う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。
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。
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。
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。
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。
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し、少なくとも一部の領域は前記圧電基板に接触し、かつ前記圧電基板に接触する領域の上面が、前記配線電極の上面より低い位置にあるように、無機絶縁層を設ける工程と、
前記配線電極の上面、前記圧電基板上に接触する前記無機絶縁層の上面、及び前記配線電極の側面の各々に対向し、かつ前記各々の面を覆うように、連続的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、前記配線電極に接触するよう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。
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。
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り、
前記絶縁樹脂層を設ける工程は、前記配線電極の上に重なる前記無機絶縁層の上面、前記圧電基板上に接触する前記無機絶縁層の上面、及び前記無機絶縁層の側面の各々に対向し、かつ前記各々の面を覆うように、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または９記載の弾性表面波デバイスの製造方法。
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。
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。