特開 2024-156215 弾性波デバイスおよびその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024156215

(43)【公開日】2024-11-01

(54)【発明の名称】弾性波デバイスおよびその製造方法

(51)【国際特許分類】

   H03H 9/25 20060101AFI20241025BHJP

   H03H 3/08 20060101ALI20241025BHJP

【ＦＩ】

H03H9/25 C

H03H3/08

【審査請求】未請求

【請求項の数】15

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023070518

(22)【出願日】2023-04-22

(71)【出願人】

【識別番号】518453730

【氏名又は名称】三安ジャパンテクノロジー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100171077

【弁理士】

【氏名又は名称】佐々木 健

(72)【発明者】

【氏名】熊 四輩

(72)【発明者】

【氏名】中村 浩

(72)【発明者】

【氏名】塩井 伸一

【テーマコード（参考）】

5J097

【Ｆターム（参考）】

5J097AA14

5J097AA21

5J097BB02

5J097BB11

5J097BB15

5J097EE08

5J097EE09

5J097FF04

5J097FF05

5J097HA03

5J097HA04

5J097JJ04

5J097JJ06

5J097JJ09

5J097KK10

(57)【要約】

【課題】温度特性が良好で、かつ、よりスプリアスが抑制された弾性波デバイスおよびその製造方法を提供する。
【解決手段】支持基板と、前記支持基板上に形成された媒質層と、前記媒質層上に形成された圧電基板と、前記圧電基板上に形成された共振器とを備え、前記媒質層は、第１音速領域と、前記媒質層の厚みの２分の１以上を貫通し、前記第１音速領域とは異なる音速の第２音速領域を有する弾性波デバイス。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

支持基板と、
前記支持基板上に形成された媒質層と、
前記媒質層上に形成された圧電基板と、
前記圧電基板上に形成された共振器と
を備え、
前記媒質層は、第１音速領域と、前記媒質層の厚みの２分の１以上を貫通し、前記第１音速領域とは異なる音速の第２音速領域を有する弾性波デバイス。

【請求項2】

前記第２音速領域は、上面視において、複数の領域が形成され、前記第２音速領域の平均面積が前記共振器の面積よりも小さく、かつ、前記共振器が形成された領域内において少なくとも２つ形成されている請求項１に記載の弾性波デバイス。

【請求項3】

前記媒質層を伝搬するバルク波の平均音速は、前記共振器が形成された領域と上面視において重なる領域において、前記共振器が励振する主モードの弾性波の速度よりも速い請求項１に記載の弾性波デバイス。

【請求項4】

前記媒質層を伝搬するバルク波の平均音速は、４５００ｍ／ｓから５５００ｍ／ｓである請求項１に記載の弾性波デバイス。

【請求項5】

前記媒質層と前記圧電基板の間に形成された第２媒質層を備える請求項１に記載の弾性波デバイス。

【請求項6】

前記第２媒質層は、上面視において、第３音速領域と第４音速領域を有する請求項５に記載の弾性波デバイス。

【請求項7】

前記第２媒質層と前記圧電基板の間に形成された第３媒質層を備える請求項５に記載の弾性波デバイス。

【請求項8】

前記第２音速領域は、上面視において、円形、楕円形または多角形である請求項１に記載の弾性波デバイス。

【請求項9】

前記支持基板は、サファイア、シリコン、アルミナ、スピネル、水晶またはガラスからなる請求項１に記載の弾性波デバイス。

【請求項10】

前記第１音速領域は、窒化シリコン、シリコン酸窒化物、シリコン、アルミナ、二酸化ケイ素または炭化ケイ素、からなる請求項１に記載の弾性波デバイス。

【請求項11】

前記第２音速領域は、窒化シリコン、シリコン酸窒化物、シリコン、アルミナ、二酸化ケイ素、炭化ケイ素、ゲルマニウム、タングステン、白金またはイリジウムからなる請求項１に記載の弾性波デバイス。

【請求項12】

前記第２音速領域の平均面積は、０．１μｍ２～５００μｍ２である請求項１に記載の弾性波デバイス。

【請求項13】

請求項１から１２のいずれか一項に記載の弾性波デバイスを備えるモジュール。

【請求項14】

支持基板上に第１音速膜を形成する工程と、
前記第１音速膜をパターニングする工程と、
前記パターニング工程で前記第１音速膜が取り除かれた領域に第２音速材料を充填する工程と、
前記第２音速材料を前記第１音速膜が露出するまで研磨する工程と
を含む弾性波デバイスの製造方法。

【請求項15】

支持基板上に第２音速膜を形成する工程と、
前記第２音速膜をパターニングする工程と、
前記パターニング工程で前記第２音速膜が取り除かれた領域に第１音速材料を充填し、かつ、前記第２音速膜を覆う工程と、
前記第１音速材料を研磨する工程と、を含み、
前記研磨する工程は、前記第２音速膜が露出しないようにする弾性波デバイスの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、弾性波デバイスおよびその製造方法に関する。詳しくはＳＨ波を用いる弾性表面波デバイス、例えば、フィルタ、デュプレクサまたはマルチプレクサに関する。

【背景技術】

【0002】

スマートフォンを代表とする移動通信端末の高周波通信用システムにおいて、通信に使用する周波数帯以外の不要な信号を除去するために、高周波フィルタ等が用いられている。

【0003】

高周波フィルタ等には、弾性表面波（ＳＡＷ：Ｓｕｒｆａｃｅ ａｃｏｕｓｔｉｃ ｗａｖｅ）素子等を有する弾性波デバイスが用いられている。ＳＡＷ素子は、圧電基板上に一対の櫛型電極を有するＩＤＴ（Ｉｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｌ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）を形成した素子である。

【0004】

例えば、弾性表面波デバイスは、以下のように製造される。まず、弾性波を伝搬させる圧電基板とこの圧電基板よりも小さな熱膨張係数を持つ支持基板とを接合した多層膜基板を作成する。次に、その多層膜基板にフォトリソグラフィ技術を用いて多数のＩＤＴ電極を形成し、その後、ダイシングにより所定のサイズに切り出して弾性表面波デバイスとする。この製造方法では、多層膜基板を利用することにより、温度が変化したときの圧電基板の大きさの変化が支持基板により抑制されるため、弾性波デバイスとしての周波数特性が安定化する。

【0005】

例えば、特許文献１などにより、弾性波デバイスの温度特性を改善するため、圧電基板にヤング率が高く線膨張係数が小さいサファイア基板などの支持基板を貼り合わせて、温度変化による伸縮を抑制することが知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００９－２７８６１０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

特許文献１に開示のように、弾性波デバイスの温度特性を改善するため、圧電基板にヤング率が高く線膨張係数が小さいサファイア基板などの支持基板を貼り合わせて、温度変化による伸縮を抑制することが知られている。しかしながら、このような支持基板を用いた共振器には、特に高周波側にスプリアスが生じ、フィルタ特性に劣る。

【0008】

本開示は、上述の課題を解決するためになされた。本開示の目的は、温度特性が良好で、かつ、よりスプリアスが抑制された弾性波デバイスおよびその製造方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本開示にかかる弾性波デバイスは、
支持基板と、
前記支持基板上に形成された媒質層と、
前記媒質層上に形成された圧電基板と、
前記圧電基板上に形成された共振器と
を備え、
前記媒質層は、第１音速領域と、前記媒質層の厚みの２分の１以上を貫通し、前記第１音速領域とは異なる音速の第２音速領域を有する弾性波デバイスとした。

【0010】

前記第２音速領域は、上面視において、複数の領域が形成され、前記第２音速領域の平均面積が前記共振器の面積よりも小さく、かつ、前記共振器が形成された領域内において少なくとも２つ形成されていることが、本開示の一形態とされる。

【0011】

前記媒質層を伝搬するバルク波の平均音速は、前記共振器が形成された領域と上面視において重なる領域において、前記共振器が励振する主モードの弾性波の速度よりも速いことが、本開示の一形態とされる。

【0012】

前記媒質層を伝搬するバルク波の平均音速は、４５００ｍ／ｓから５５００ｍ／ｓであることが、本開示の一形態とされる。

【0013】

前記媒質層と前記圧電基板の間に形成された第２媒質層を備えることが、本開示の一形態とされる。

【0014】

前記第２媒質層は、上面視において、第３音速領域と前記第３音速領域と異なる音速を有する第４音速領域を有することが、本開示の一形態とされる。

【0015】

前記第２媒質層と前記圧電基板の間に形成された第３媒質層を備えることが、本発明の一形態とされる。

【0016】

前記第２音速領域は、上面視において、円形、楕円形または多角形であることが、本発明の一形態とされる。

【0017】

前記支持基板は、サファイア、シリコン、アルミナ、スピネル、水晶またはガラスからなることが、本発明の一形態とされる。

【0018】

前記第１音速領域は、窒化シリコン、シリコン酸窒化物、シリコン、アルミナ、二酸化ケイ素または炭化ケイ素からなることが、本発明の一形態とされる。

【0019】

前記第２音速領域は、窒化シリコン、シリコン酸窒化物、シリコン、アルミナ、二酸化ケイ素、炭化ケイ素、ゲルマニウム、タングステン、白金またはイリジウムからなることが、本発明の一形態とされる。

【0020】

前記第２音速領域の平均面積は、０．１μｍ^２～５００μｍ^２であることが、本発明の一形態とされる。

【0021】

前記弾性波デバイスを備えるモジュールが、本発明の一形態とされる。

【0022】

本開示にかかる弾性波デバイスの製造方法は、
支持基板上に第１音速膜を形成する工程と、
前記第１音速膜をパターニングする工程と、
前記パターニング工程で前記第１音速膜が取り除かれた領域に第２音速材料を充填する工程と、
前記第２音速材料を前記第１音速膜が露出するまで研磨する工程と
を含む弾性波デバイスの製造方法とした。

【0023】

本開示にかかる弾性波デバイスの製造方法の別の例は、
支持基板上に第２音速膜を形成する工程と、
前記第２音速膜をパターニングする工程と、
前記パターニング工程で前記第２音速膜が取り除かれた領域に第１音速材料を充填し、かつ、前記第２音速膜覆う工程と、
前記第１音速材料を研磨する工程と、を含み、
前記研磨する工程は、前記第２音速膜が露出しないようにする弾性波デバイスの製造方法とした。

【発明の効果】

【0024】

本開示によれば、温度特性が良好で、かつ、よりスプリアスが抑制された弾性波デバイスおよびその製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】図１は、実施の形態１にかかる弾性波デバイス１を示す断面図である。

【図2】図２は、実施の形態１にかかる弾性波デバイス１のデバイスチップ５を示す断面図である。

【図3】図３は、弾性波デバイス１のデバイスチップ５を透視した斜視図である。

【図4】図４は、第２音速領域１２Ｂのパターンの例を示す図である。

【図5】図５は、実施の形態１にかかる弾性波デバイスの弾性波素子５０の例を示す図である。

【図6】図６は、実施の形態２にかかる弾性波デバイス１のデバイスチップ５を示す断面図である。

【図7】図７は、実施の形態３にかかる弾性波デバイス１のデバイスチップ５を示す断面図である。

【図8】図８は、弾性波デバイス１の製造方法を説明するための図である。

【図9】図９は、実施の形態２にかかる弾性波デバイス１の製造方法を説明するための図である。

【図10】図１０は、弾性波デバイス１の第２の製造方法を説明するための図である。

【図11】図１１は、実施の形態３にかかる弾性波デバイス１の製造方法を説明するための図である。

【図12】図１２は、実施の形態１から３にかかる弾性波デバイス１が適用されるモジュールの縦断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

実施の形態について添付の図面に従って説明する。なお、各図中、同一または相当する部分には同一の符号が付される。当該部分の重複説明は適宜に簡略化ないし省略される。

【0027】

実施の形態１．
図１は、実施の形態１にかかる弾性波デバイス１を示す断面図である。

【0028】

図１に示すように、弾性波デバイス１は、配線基板３、外部接続端子３１、デバイスチップ５、電極パッド９、バンプ１５および封止部１７を備える。

【0029】

例えば、配線基板３は、樹脂からなる多層基板である。例えば、配線基板３は、複数の誘電体層からなる低温同時焼成セラミックス（Ｌｏｗ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏ－ｆｉｒｅｄ Ｃｅｒａｍｉｃｓ：ＬＴＣＣ）多層基板である。

【0030】

外部接続端子３１は、配線基板３の下面に複数形成される。

【0031】

電極パッド９は、配線基板３の主面に複数形成される。例えば、電極パッド９は、銅または銅を含む合金で形成される。例えば、電極パッド９の厚みは、１０μｍから２０μｍである。

【0032】

バンプ１５は、電極パッド９のそれぞれの上面に形成される。例えば、バンプ１５は、金バンプである。例えば、バンプ１５の高さは、１０μｍから５０μｍである。

【0033】

配線基板３とデバイスチップ５の間は、空隙１６が形成されている。

【0034】

デバイスチップ５は、バンプ１５を介して、配線基板３にフリップチップボンディングにより実装される。デバイスチップ５は、複数のバンプ１５を介して複数の電極パッド９と電気的に接続される。

【0035】

デバイスチップ５は、弾性波素子５０が形成される基板である。例えば、デバイスチップ５の主面において、複数の弾性波素子５０を含む、送信用フィルタと受信用フィルタとが形成される。

【0036】

送信用フィルタは、所望の周波数帯域の電気信号が通過し得るように形成される。例えば、送信用フィルタは、複数の直列共振器と複数の並列共振器からなるラダー型フィルタである。

【0037】

受信用フィルタは、所望の周波数帯域の電気信号が通過し得るように形成される。例えば、受信用フィルタは、ラダー型フィルタである。

【0038】

封止部１７は、デバイスチップ５を覆うように形成される。例えば、封止部１７は、合成樹脂等の絶縁体により形成される。例えば、封止部１７は、金属で形成される。

【0039】

封止部１７が合成樹脂で形成される場合、当該合成樹脂は、エポキシ樹脂、ポリイミドなどである。好ましくは、封止部１７は、エポキシ樹脂を用い、低温硬化プロセスを用いてエポキシ樹脂で形成される。

【0040】

図２は、実施の形態１にかかる弾性波デバイス１のデバイスチップ５を示す断面図である。

【0041】

図２に示すように、デバイスチップ５は、圧電基板１１、媒質層１２、支持基板１３を備える。圧電基板１１上には弾性波素子５０が形成されている。

【0042】

圧電基板１１は、例えば、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウムまたは水晶などの圧電単結晶で形成された基板である。別の例では、圧電基板１１は、圧電セラミックスで形成された基板である。

【0043】

圧電基板１１の厚みは、例えば、０．３μｍから５μｍとすることができる。

【0044】

媒質層１２は、第１音速領域１２Ａと第２音速領域１２Ｂを含む。第１音速領域１２Ａは、例えば、窒化シリコン、シリコン酸窒化物、シリコン、アルミナ、二酸化ケイ素または炭化ケイ素からなる。第２音速領域１２Ｂは、例えば、窒化シリコン、シリコン酸窒化物、シリコン、アルミナ、二酸化ケイ素、炭化ケイ素、ゲルマニウム、タングステン、白金またはイリジウムからなるが、第１音速領域１２Ａで採用した材料とは異なる材料とする。

【0045】

図２に示すように、第２音速領域１２Ｂは、第１音速領域１２Ａを貫通するように形成されてもよい。すなわち、媒質層１２は、圧電基板１１側においても、支持基板１３側においても、第２音速領域１２Ｂが露出するように形成されてもよい。第２音速領域１２Ｂは、媒質層１２の厚みの２分の１以上の厚みで形成されてもよい。

【0046】

別の例によれば、媒質層１２は、第２音速領域１２Ｂが圧電基板１１側に露出しないように形成されてもよい。

【0047】

また、別の例によれば、媒質層１２は、第２音速領域１２Ｂが支持基板１３側に露出しないように形成されてもよい。

【0048】

第１音速領域１２Ａと第２音速領域１２Ｂは、媒質層１２を伝搬するバルク波の平均音速が、弾性波素子５０が共振器として励振する主モードの弾性波の速度よりも速くなるように構成される。弾性波素子５０が共振器として励振する主モードの弾性波の速度は、共振器の共振周波数と構造で決まる音速である。平均音速とは、第１の媒質（長さをＬ１、音速をＶ１とする。）と第２の媒質（長さをＬ２、音速をＶ２とする。）からなる、ある媒質を音波が進むときに、（Ｌ１＋Ｌ２）／（（Ｌ１／Ｖ１）＋（Ｌ２／Ｖ２））で表されるものである。

【0049】

一例によれば、媒質層１２を伝搬するバルク波の平均音速は、４５００ｍ／ｓから５５００ｍ／ｓとすることができる。これにより、圧電基板１１内に弾性波が閉じ込められやすくなる。媒質層１２を伝搬するバルク波の平均音速は、圧電基板１１を伝搬するバルク波の音速の１．１倍以上が好ましく、１．２倍以上がより好ましく、１．３倍以上がさらに好ましい。媒質層１２を伝搬するバルク波の平均音速が速すぎると、媒質層１２と圧電基板１１との境界でバルク波が反射されやすくなってスプリアスが大きくなる恐れがある。

【0050】

したがって、媒質層１２を伝搬するバルク波の平均音速は、圧電基板１１を伝搬するバルク波の音速の２．５倍以下が好ましく、２．０倍以下がより好ましい。第２音速領域１２Ｂを伝搬するバルク波の音速が圧電基板１１を伝搬するバルク波の音速の２．５倍以上であったとしても、第２音速領域１２Ｂを、第２音速領域１２Ｂにおいて反射されるバルク波が共振しないように配置することが望ましい。

【0051】

支持基板１３を伝搬するバルク波の音速は、媒質層１２を伝搬するバルク波の平均音速の２．０倍以下が好ましい。支持基板１３を伝搬するバルク波の音速が媒質層１２を伝搬するバルク波の平均音速よりも速すぎると、バルク波が支持基板１３で反射されやすくなってスプリアスが大きくなる恐れがあるためである。媒質層１２において、第２音速領域１２Ｂを伝搬するバルク波の音速が圧電基板１１を伝搬するバルク波の音速の２．５倍以上であったとしても、第２音速領域１２Ｂを、第２音速領域１２Ｂにおいて反射されるバルク波が共振しないように配置することができる。これにより、媒質層１２を伝搬するバルク波の平均音速を上げることができ、支持基板１３を伝搬するバルク波の音速差を小さくすることができる。

【0052】

支持基板１３は、例えば、サファイア、シリコン、アルミナ、スピネル、窒化ケイ素、アルミナイトライド、炭化ケイ素、酸窒化ケイ素、ダイヤモンド、水晶、ガラスなどで形成することができる。支持基板１３は、熱膨張係数が小さいほどよい。弾性波デバイス１の温度特性が向上するからである。熱膨張係数が小さいサファイア基板は、ヤング率が高く、凹凸形状やギザギザ形状を有するような表面加工が困難であり、歩留まりが著しく低下する。従って、支持基板１３は、フラットな平板状の直方体形状であることが望ましい。

【0053】

支持基板１３の厚みは、例えば、５０μｍから２００μｍとすることができる。

【0054】

図３は、弾性波デバイス１のデバイスチップ５を透視した斜視図である。図３に示すように、第２音速領域１２Ｂは、分割された複数の領域が形成されている。また、第２音速領域１２Ｂは、一つの共振器（弾性波素子５０）が形成された領域に、３つ以上形成されている。図３に示すように、第２音速領域１２Ｂは、一つの共振器（弾性波素子５０）が形成された領域に、１０以上形成されてもよいし、２０以上形成されてもよい。より多く形成されているほうが、圧電基板１１を伝搬してきたバルク波の反射が散乱して、スプリアスがより抑制されるからである。

【0055】

第２音速領域１２Ｂの上面視における形状は、図３に示すように、円形でもよい。別の例によれば、楕円形、多角形でもよい。これら形状の組み合わせでもよいし、大きさを適宜変えてもよい。すべての第２音速領域１２Ｂの上面視における平均面積は、例えば、０．１μｍ^２～５００μｍ^２とすることができる。第２音速領域１２Ｂの数、上面視における面積および形状または配置は、圧電基板１１を伝搬してきたバルク波をどのように制御するかにより、適宜設計される。

【0056】

第２音速領域１２Ｂの立体形状は、図３に示すように、円柱形状でもよい。別の例によれば、円錐台形状、三角錐台形状、三角柱形状、四角錘台形状、四角柱形状でもよい。より多角形の錘台形状または柱体形状でもよい。これら立体形状の組み合わせでもよいし、大きさを適宜変えてもよい。第２音速領域１２Ｂの数、立体形状または配置は、圧電基板１１を伝搬してきたバルク波をどのように制御するかにより、適宜設計される。

【0057】

図３においては、第２音速領域１２Ｂが、複数の領域に分割して形成された例を示したが、これに限られない。図４は、第２音速領域１２Ｂのパターンの例を示す図である。図４に示すように、複数点在する第２音速領域１２Ｂ同士が、例えば、より細い直線または曲線のストライプ状の第２音速領域１２ＢＳにより、一つながりになっていてもよい。図４に示すように、ストライプ状の第２音速領域１２ＢＳにより、一つながりになっていたとしても、複数点在する第２音速領域１２Ｂ同士が、例えば、より細い直線または曲線のストライプ状の第２音速領域１２ＢＳにより、一つながりになっていてもよい。

【0058】

図３に示すように、デバイスチップ５は、媒質層１２と圧電基板１１の間に形成された第２媒質層１４を備えてもよい。第２媒質層１４については、後述する実施の形態２において説明する。

【0059】

次に、図５を用いて、圧電基板１１上に形成された弾性波素子５０の例を説明する。図５は、実施の形態１にかかる弾性波デバイスの弾性波素子５０の例を示す図である。

【0060】

図５に示されるように、ＩＤＴ（Ｉｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｌ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）５１と一対の反射器５２とは、圧電基板１１の主面に形成される。ＩＤＴ電極５１と一対の反射器５２は、弾性波（主にＳＨ波）を励振し得るように設けられる。

【0061】

例えば、ＩＤＴ電極５１と一対の反射器５２とは、アルミニウムと銅の合金で形成される。例えば、ＩＤＴ電極５１と一対の反射器５２とは、アルミニウム、モリブデン、イリジウム、タングステン、コバルト、ニッケル、ルテニウム、クロム、ストロンチウム、チタン、パラジウム、銀などの適宜の金属もしくはこれらの合金で形成される。

【0062】

例えば、ＩＤＴ電極５１と一対の反射器５２とは、複数の金属層が積層した積層金属膜により形成される。例えば、ＩＤＴ電極５１と一対の反射器５２との厚みは、１５０ｎｍから４５０ｎｍである。

【0063】

ＩＤＴ電極５１は、一対の櫛形電極５１ａを備える。一対の櫛形電極５１ａは、互いに対向する。櫛形電極５１ａは、複数の電極指５１ｂとバスバー５１ｃとを備える。

【0064】

複数の電極指５１ｂは、長手方向を合わせて配置される。バスバー５１ｃは、複数の電極指５１ｂを接続する。

【0065】

一対の反射器５２の一方は、ＩＤＴ電極５１の一側に隣接する。一対の反射器５２の他方は、ＩＤＴ電極５１の他側に隣接する。

【0066】

以上で説明された実施の形態１によれば、より温度特性が良好で、かつ、よりスプリアスが抑制された弾性波デバイスを提供することができる。

【0067】

実施の形態２．
図６は、実施の形態２にかかる弾性波デバイス１のデバイスチップ５を示す断面図である。図６に示すように、実施の形態２にかかるデバイスチップ５は、圧電基板１１と媒質層１２の間に配置された第２媒質層１４を備える。

【0068】

第２媒質層１４は、例えば、窒化シリコン、シリコン酸窒化物、シリコン、アルミナ、二酸化ケイ素、炭化ケイ素などの材料により適宜形成することができる。第２媒質層１４の厚みは、例えば、０．１μｍから５μｍとすることができる。

【0069】

第２媒質層１４は、圧電基板１１を伝搬してきたバルク波を所定の音速により一次的に制御し、バルク波を媒質層１２へ伝搬させることになるため、よりスプリアス抑制のための設計あるいはＱ値を向上させるための設計の選択肢が広がる。別の例によれば、第２媒質層１４は、例えば、圧電基板１１側に露出する第２音速領域１２Ｂの材料として金属を採用した場合などにおいて、例えば、圧電基板１１が１μ以下に薄膜化された場合、弾性波デバイス１の高周波特性に影響がでるなどの寄生容量が生じる場合に、採用し得る。また、別の例によれば、媒質層１２と圧電基板１１の接合に支障があるような材料を用いて媒質層１２を形成した場合などに採用し得る。

【0070】

第１音速領域１２Ａと第２音速領域１２Ｂは、媒質層１２を伝搬するバルク波の平均音速が、弾性波素子５０が共振器として励振する主モードの弾性波の速度よりも速くなるように構成される。弾性波素子５０が共振器として励振する主モードの弾性波の速度は、共振器の共振周波数と構造で決まる音速である。平均音速とは、第１の媒質（長さをＬ１、音速をＶ１とする。）と第２の媒質（長さをＬ２、音速をＶ２とする。）からなる、ある媒質を音波が進むときに、（Ｌ１＋Ｌ２）／（（Ｌ１／Ｖ１）＋（Ｌ２／Ｖ２））で表されるものである。

【0071】

一例によれば、媒質層１２を伝搬するバルク波の平均音速は、４５００ｍ／ｓから５５００ｍ／ｓとすることができる。これにより、圧電基板１１および第２媒質層１４内に弾性波が閉じ込められやすくなる。媒質層１２を伝搬するバルク波の平均音速は、圧電基板１１を伝搬するバルク波の音速の１．１倍以上が好ましく、１．２倍以上がより好ましく、１．３倍以上がさらに好ましい。媒質層１２を伝搬するバルク波の平均音速が速すぎると、媒質層１２と圧電基板１１との境界でバルク波が反射されやすくなってスプリアスが大きくなる恐れがある。

【0072】

したがって、媒質層１２を伝搬するバルク波の平均音速は、圧電基板１１を伝搬するバルク波の音速の２．５倍以下が好ましく、２．０倍以下がより好ましい。第２音速領域１２Ｂを伝搬するバルク波の音速が圧電基板１１を伝搬するバルク波の音速の２．５倍以上であったとしても、第２音速領域１２Ｂを、第２音速領域１２Ｂにおいて反射されるバルク波が共振しないように配置することが望ましい。

【0073】

支持基板１３を伝搬するバルク波の音速は、媒質層１２を伝搬するバルク波の平均音速の２．０倍以下が好ましい。支持基板１３を伝搬するバルク波の音速が媒質層１２を伝搬するバルク波の平均音速よりも速すぎると、バルク波が支持基板１３で反射されやすくなってスプリアスが大きくなる恐れがあるためである。媒質層１２において、第２音速領域１２Ｂを伝搬するバルク波の音速が第２媒質層１４を伝搬するバルク波の音速の２．５倍以上であったとしても、第２音速領域１２Ｂを、第２音速領域１２Ｂにおいて反射されるバルク波が共振しないように配置することができる。これにより、媒質層１２を伝搬するバルク波の平均音速を上げることができ、支持基板１３を伝搬するバルク波の音速差を小さくすることができる。

【0074】

他の構成は、実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。

【0075】

以上で説明された実施の形態２によれば、温度特性が良好で、よりスプリアスが抑制され、かつ、Ｑ値が向上した弾性波デバイスを提供することができる。

【0076】

実施の形態３．
図７は、実施の形態３にかかる弾性波デバイス１のデバイスチップ５を示す断面図である。図７に示すように、実施の形態３にかかる弾性波デバイス１のデバイスチップ５の第２媒質層１４は、第３音速領域２２Ａと第４音速領域２２Ｂを備える。

【0077】

第３音速領域２２Ａは、例えば、窒化シリコン、シリコン酸窒化物、シリコン、アルミナ、二酸化ケイ素、炭化ケイ素、ゲルマニウム、タングステン、白金またはイリジウムからなる。第４音速領域２２Ｂは、例えば、窒化シリコン、シリコン酸窒化物、シリコン、アルミナ、二酸化ケイ素、炭化ケイ素、ゲルマニウム、タングステン、白金またはイリジウムからなるが、第３音速領域２２Ａで採用した材料とは異なる材料とする。

【0078】

第４音速領域２２Ｂは、圧電基板１１側に露出するように形成されてもよい。あるいは、第４音速領域２２Ｂは、圧電基板１１側に露出しないように形成されてもよい。また、第４音速領域２２Ｂは、媒質層１２側に露出するように形成されてもよい。あるいは、第４音速領域２２Ｂは、媒質層１２側に露出しないように形成されてもよい。

【0079】

別の例によれば、第４音速領域２２Ｂは、第３音速領域２２Ａを貫通するように形成されてもよい。すなわち、第２媒質層１４は、圧電基板１１側においても、媒質層１２側においても、第４音速領域２２Ｂが露出するように形成されてもよい。

【0080】

図７に示すように、第４音速領域２２Ｂは、第２音速領域１２Ｂと上面視において、重ならない領域に形成することができる。

【0081】

また、第２媒質層１４と圧電基板１１の間に第３媒質層を形成してもよい。第３媒質層は、例えば、窒化シリコン、シリコン酸窒化物、シリコン、アルミナ、二酸化ケイ素、炭化ケイ素などの材料により適宜形成することができる。第３媒質層の厚みは、例えば、０．１μｍから５μｍとすることができる。

【0082】

第３音速領域２２Ａと第４音速領域２２Ｂは、第２媒質層１４を伝搬するバルク波の平均音速が、弾性波素子５０が共振器として励振する主モードの弾性波の速度よりも速くなるように構成される。弾性波素子５０が共振器として励振する主モードの弾性波の速度は、共振器の共振周波数と構造で決まる音速である。平均音速とは、第１の媒質（長さをＬ１、音速をＶ１とする。）と第２の媒質（長さをＬ２、音速をＶ２とする。）からなる、ある媒質を音波が進むときに、（Ｌ１＋Ｌ２）／（（Ｌ１／Ｖ１）＋（Ｌ２／Ｖ２））で表されるものである。

【0083】

一例によれば、第２媒質層１４を伝搬するバルク波の平均音速は、４５００ｍ／ｓから５５００ｍ／ｓとすることができる。これにより、圧電基板１１内に弾性波が閉じ込められやすくなる。第２媒質層１４を伝搬するバルク波の平均音速は、圧電基板１１を伝搬するバルク波の音速の１．１倍以上が好ましく、１．２倍以上がより好ましく、１．３倍以上がさらに好ましい。第２媒質層１４を伝搬するバルク波の平均音速が速すぎると、圧電基板１１と第２媒質層１４との境界でバルク波が反射されやすくなってスプリアスが大きくなる恐れがある。

【0084】

したがって、第２媒質層１４を伝搬するバルク波の平均音速は、圧電基板１１を伝搬するバルク波の音速の２．５倍以下が好ましく、２．０倍以下がより好ましい。第４音速領域２２Ｂを伝搬するバルク波の音速が第２媒質層１４を伝搬するバルク波の音速の２．５倍以上であったとしても、第４音速領域２２Ｂを、第４音速領域２２Ｂにおいて反射されるバルク波が共振しないように配置することが望ましい。第１音速領域１２Ａと第２音速領域１２Ｂは、媒質層１２を伝搬するバルク波の平均音速が、第２媒質層１４を伝搬するバルク波の平均音速よりも速くなるように構成されてもよい。

【0085】

以上で説明された実施の形態３によれば、温度特性が良好で、よりスプリアスが抑制され、かつ、Ｑ値が向上した弾性波デバイスを提供することができる。

【0086】

次に、実施の形態１にかかる弾性波デバイス１の製造方法について説明する。図８は、実施の形態１にかかる弾性波デバイス１の製造方法を説明するための図である。

【0087】

図８（ａ）に示すように、支持基板１３上に、第１音速膜を形成する。次いで、第１音速膜をパターニングする。パターニング工程は、リフトオフ法やエッチング法など、第１音速膜の材料により適宜工法を選択する。

【0088】

図８（ｂ）に示すように、パターニング工程により第１音速膜が取り除かれた領域に、第２音速材料を充填する。第２音速材料の充填方法は、スキージ法、蒸着法、スパッタリング法など、材料により適宜工法を選択する。

【0089】

図８（ｃ）に示すように、第２音速材料を、第１音速膜が露出するまで研磨する。研磨工程は、化学研磨工法、機械研磨工法を材料により適宜選択する。

【0090】

図８（ｄ）に示すように、研磨工程後、圧電基板１１と接合する。圧電基板１１上に所望のデバイス特性を得るよう弾性波素子５０を構成し、パッケージ工程を得て、実施の形態１にかかる弾性波デバイス１を得た。

【0091】

次に、実施の形態２にかかる弾性波デバイス１の製造方法を説明する。図９は、実施の形態２にかかる弾性波デバイス１の製造方法を説明するための図である。

【0092】

図９（ａ）に示すように、図８（ｃ）の研磨工程後、第２媒質層１４の材料を塗布する。第２媒質層１４は、例えば、窒化シリコン、シリコン酸窒化物、シリコン、アルミナ、二酸化ケイ素、炭化ケイ素などの材料により適宜形成する。

【0093】

第２媒質層１４の材料を塗布した後、第２媒質層１４の材料を研磨する。研磨工程は、化学研磨工法、機械研磨工法を材料により適宜選択する。研磨工程は、第２媒質層１４の厚みを、例えば、０．１μｍから５μｍとするまで研磨することができる。

【0094】

図９（ｂ）に示すように、研磨工程後、圧電基板１１と接合する。所望のデバイス特性を得るよう弾性波素子５０を構成し、パッケージ工程を得て、実施の形態２にかかる弾性波デバイス１を得た。

【0095】

次に、弾性波デバイス１の第２の製造方法について説明する。図１０は、弾性波デバイス１の第２の製造方法を説明するための図である。

【0096】

図１０（ａ）に示すように、支持基板１３上に、第２音速膜を形成する。次いで、第２音速膜をパターニングする。パターニング工程は、リフトオフ法やエッチング法など、第２音速膜の材料により適宜工法を選択する。

【0097】

図１０（ｂ）に示すように、パターニング工程により第２音速膜が取り除かれた領域に、第１音速材料を充填する。第１音速材料の充填方法は、スキージ法、蒸着法、スパッタリング法、押込みなど、材料により適宜工法を選択する。

【0098】

図１０（ｃ）に示すように、第１音速材料を研磨する。第１音速膜が露出するまで研磨してもよいし、露出させないようにしてもよい。研磨工程は、化学研磨工法、機械研磨工法を材料により適宜選択する。

【0099】

図１０（ｄ）に示すように、研磨工程後、圧電基板１１と接合する。所望のデバイス特性を得るよう弾性波素子５０を構成し、パッケージ工程を得て、弾性波デバイス１を得た。

【0100】

次に、実施の形態３にかかる弾性波デバイス１の製造方法について説明する。図１１は、実施の形態３にかかる弾性波デバイス１の製造方法を説明するための図である。

【0101】

図１１（ａ）に示すように、圧電基板１１上に、第４音速膜を形成する。次いで、図１１（ｂ）に示すように、第４音速膜をパターニングする。パターニング工程は、リフトオフ法やエッチング法など、第４音速膜の材料により適宜工法を選択する。

【0102】

図１１（ｃ）に示すように、パターニング工程により第４音速膜が取り除かれた領域に、第３音速材料を充填する。第３音速材料の充填方法は、スキージ法、蒸着法、スパッタリング法、押込みなど、材料により適宜工法を選択する。

【0103】

図１１（ｄ）に示すように、第３音速材料を研磨する。第４音速膜が露出するまで研磨してもよいし、露出させないようにしてもよい。研磨工程は、化学研磨工法、機械研磨工法を材料により適宜選択する。

【0104】

研磨工程後、上述の図１０（ｃ）に関する説明における研磨工程後に得られた支持基板１３および媒質層１２と、接合する。圧電基板１１上に、所望のデバイス特性を得るよう弾性波素子５０を構成し、パッケージ工程を得て、実施の形態３にかかる弾性波デバイス１を得た。

【0105】

図１２は、実施の形態１から３にかかる弾性波デバイス１が適用されるモジュールの縦断面図である。なお、実施の形態１から３の部分と同一又は相当部分には同一符号が付される。当該部分の説明は省略される。

【0106】

図１２において、モジュール１００は、配線基板１３０と複数の外部接続端子１３１と集積回路部品ＩＣと弾性波デバイス１とインダクタ１１１と封止部１１７とを備える。

【0107】

複数の外部接続端子３１は、配線基板１３０の下面に形成される。複数の外部接続端子１３１は、予め設定された移動通信端末のマザーボードに実装される。

【0108】

例えば、集積回路部品ＩＣは、配線基板１３０の内部に実装される。集積回路部品ＩＣは、スイッチング回路とローノイズアンプとを含む。

【0109】

弾性波デバイス１は、配線基板１３０の主面に実装される。

【0110】

インダクタ１１１は、配線基板１３０の主面に実装される。インダクタ１１１は、インピーダンスマッチングのために実装される。例えば、インダクタ１１１は、Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｐａｓｓｉｖｅ Ｄｅｖｉｃｅ（ＩＰＤ）である。

【0111】

封止部１１７は、弾性波デバイス１を含む複数の電子部品を封止する。

【0112】

以上で説明されたモジュール１００は、弾性波デバイス１を備える。このため、より温度特性が良好で、かつ、よりスプリアスが抑制された弾性波デバイスを備えるモジュールを提供できる。

【0113】

少なくとも一つの実施形態のいくつかの側面が説明されたが、様々な改変、修正および改善が当業者にとって容易に想起されることを理解されたい。かかる改変、修正および改善は、本開示の一部となることが意図され、かつ、本開示の範囲内にあることが意図される。

【0114】

理解するべきことだが、ここで述べられた方法および装置の実施形態は、上記説明に記載され又は添付図面に例示された構成要素の構造および配列の詳細への適用に限られない。方法および装置は、他の実施形態で実装し、様々な態様で実施又は実行することができる。

【0115】

特定の実装例は、例示のみを目的としてここに与えられ、限定されることを意図しない。

【0116】

本開示で使用される表現および用語は、説明目的であって、限定としてみなすべきではない。ここでの「含む」、「備える」、「有する」、「包含する」およびこれらの変形の使用は、以降に列挙される項目およびその均等物並びに付加項目の包括を意味する。

【0117】

「又は（若しくは）」の言及は、「又は（若しくは）」を使用して記載される任意の用語が、当該記載の用語の一つの、一つを超える、およびすべてのものを示すように解釈され得る。

【0118】

前後左右、頂底上下、横縦、表裏への言及は、いずれも、記載の便宜を意図する。当該言及は、本開示の構成要素がいずれか一つの位置的又は空間的配向に限られるものではない。したがって、上記説明および図面は、例示にすぎない。

【符号の説明】

【0119】

１ 弾性波デバイス、 ３ 配線基板、 ５ デバイスチップ、 １７ 封止部
１１ 圧電基板、 １２ 媒質層、 １３ 支持基板、 ５０ 弾性波素子
１２Ａ 第１音速領域
１２Ｂ 第２音速領域
１４ 第２媒質層、
２２Ａ 第３音速領域
２２Ｂ 第４音速領域
１００ モジュール、 １１１ インダクタ、 １１７ 封止部、 １３０ 配線基板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】