特開 2024-92164 弾性波デバイス

(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】P2024092164

(43)【公開日】2024-07-08

(54)【発明の名称】弾性波デバイス

(51)【国際特許分類】

   H03H 9/145 20060101AFI20240701BHJP

   H03H 9/25 20060101ALI20240701BHJP

【ＦＩ】

H03H9/145 D

H03H9/25 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022207908

(22)【出願日】2022-12-26

(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】100098202

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 信彦

(72)【発明者】

【氏名】小坂 直弘

(72)【発明者】

【氏名】中村 浩

【テーマコード（参考）】

5J097

【Ｆターム（参考）】

5J097AA14

5J097DD21

5J097DD29

5J097EE08

5J097FF04

5J097FF05

5J097JJ04

5J097JJ06

5J097JJ09

5J097KK10

(57)【要約】

【課題】弾性波デバイスにインターデジタルキャパシタを、より適切且つ合理的に備えさせる。
【解決手段】デバイスチップ２における共振器５の形成領域外の領域に形成された少なくとも一つのインターデジタルキャパシタ６と、共振器５の形成領域外の領域に形成されて共振器５及びインターデジタルキャパシタ６に電気的に接続された配線７とを備えてなる弾性波デバイス１である。インターデジタルキャパシタ６は、デバイスチップ２に形成させた櫛歯状電極６ａとこの櫛歯状電極６ａを含むインターデジタルキャパシタ６の形成領域を覆う絶縁層６ｄとからなる。絶縁層６ｄ上に少なくとも一部を位置させるように形成された金属層８を備えている。共振器５及びインターデジタルキャパシタ６を構成する櫛歯状電極６ａをデバイスチップ２第一金属膜９から構成させると共に、金属層８を、第一金属膜９及び絶縁層６ｄの形成後に形成された第二金属膜１０から構成させる。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

デバイスチップと、
前記デバイスチップの一面に形成されたＩＤＴ電極を含む少なくとも一つの共振器と、
前記デバイスチップの前記一面における前記共振器の形成領域外の領域に形成された少なくとも一つのインターデジタルキャパシタと、
前記デバイスチップの前記一面における前記共振器の形成領域外の領域に形成されて前記共振器及び前記インターデジタルキャパシタに電気的に接続された配線とを備えてなる弾性波デバイスであって、
前記インターデジタルキャパシタは、前記デバイスチップの一面に形成させた櫛歯状電極とこの櫛歯状電極を含む前記インターデジタルキャパシタの形成領域を覆う絶縁層とからなると共に、
前記絶縁層上に少なくとも一部を位置させるように形成された金属層とを備えており、
前記共振器及び前記インターデジタルキャパシタを構成する前記櫛歯状電極を前記デバイスチップの前記一面に同時に形成された第一金属膜から構成させると共に、
前記金属層を、前記第一金属膜及び前記絶縁層の形成後に形成された第二金属膜から構成させてなる、弾性波デバイス。

【請求項2】

前記絶縁層の一部を、前記インターデジタルキャパシタを構成する前記櫛歯状電極の電極指間に充填させて、前記インターデジタルキャパシタの誘電体層として機能するようにしてなる、請求項１に記載の弾性波デバイス。

【請求項3】

前記配線の少なくとも一部を、前記第二金属膜から形成させなる、請求項１に記載の弾性波デバイス。

【請求項4】

前記金属層を、前記共振器及びインターデジタルキャパシタ側とグランドとの間に位置される前記配線の一部としてなる、請求項１に記載の弾性波デバイス。

【請求項5】

前記デバイスチップに対向配置されたパッケージ基板と、前記パッケージ基板と共働して前記デバイスチップを気密封止する封止樹脂とを備えると共に、
前記封止樹脂を、その一部が前記金属層に接触させるように、形成させてなる、請求項１に記載の弾性波デバイス。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、モバイル通信機器などにおいて周波数フィルタなどとして使用するのに適した弾性波デバイスの改良に関する。

【背景技術】

【0002】

モバイル通信機器などにおいて周波数フィルタなどとして使用される弾性波デバイスとして、特許文献１に示されるものがある。
特許文献１のものでは、デバイスチップの一面上に形成された付加共振子を絶縁層で覆う構成が示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】国際公開第２０１９－１０７２８０号（段落番号００９３参照）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

この発明が解決しようとする主たる問題点は、この種の弾性波デバイスにインターデジタルキャパシタを、より適切且つ合理的に備えさせるようにする点にある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

前記課題を達成するために、この発明にあっては、弾性波デバイスを、デバイスチップと、
前記デバイスチップの一面に形成されたＩＤＴ電極を含む少なくとも一つの共振器と、
前記デバイスチップの前記一面における前記共振器の形成領域外の領域に形成された少なくとも一つのインターデジタルキャパシタと、
前記デバイスチップの前記一面における前記共振器の形成領域外の領域に形成されて前記共振器及び前記インターデジタルキャパシタに電気的に接続された配線とを備えてなる弾性波デバイスであって、
前記インターデジタルキャパシタは、前記デバイスチップの一面に形成させた櫛歯状電極とこの櫛歯状電極を含む前記インターデジタルキャパシタの形成領域を覆う絶縁層とからなると共に、
前記絶縁層上に少なくとも一部を位置させるように形成された金属層とを備えており、
前記共振器及び前記インターデジタルキャパシタを構成する前記櫛歯状電極を前記デバイスチップの前記一面に同時に形成された第一金属膜から構成させると共に、
前記金属層を、前記第一金属膜及び前記絶縁層の形成後に形成された第二金属膜から構成させてなる、ものとした。

【0006】

前記絶縁層の一部を、前記インターデジタルキャパシタを構成する前記櫛歯状電極の電極指間に充填させて、前記インターデジタルキャパシタの誘電体層として機能させるようにすることが、この発明の態様の一つとされる。

【0007】

また、前記配線の少なくとも一部を、前記第二金属膜から形成させるようにすることが、この発明の態様の一つとされる。

【0008】

また、前記金属層を、前記共振器及びインターデジタルキャパシタ側とグランドとの間に位置される前記配線の一部とすることが、この発明の態様の一つとされる。

【0009】

また、前記デバイスチップに対向配置されたパッケージ基板と、前記パッケージ基板と共働して前記デバイスチップを気密封止する封止樹脂とを備えると共に、
前記封止樹脂を、その一部が前記金属層に接触させるように、形成させるようにすることが、この発明の態様の一つとされる。

【発明の効果】

【0010】

この発明にあっては、インターデジタルキャパシタを構成する絶縁層は金属層で覆われており、インターデジタルキャパシタの形成領域では、櫛歯状電極と絶縁層と金属層の三層構造となっている。これにより、インターデジタルキャパシタの形成領域での弾性波の抑制は強固となる。
また、前記三層構造となった箇所では、金属層によってインターデジタルキャパシタの容量増大を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１は、この発明の一実施の形態にかかる弾性波デバイスを構成するデバイスチップの平面構成図である。

【図2】図２は、図１の要部拡大構成図である。

【図3】図３は、前記弾性波デバイスの要部断面構成図であり、図２におけるＡ－Ａ線相当位置で前記弾性波デバイスを断面にして示している。

【図4】図４は、前記弾性波デバイスの要部断面構成図であり、図２におけるＢ－Ｂ線相当位置で前記弾性波デバイスを断面にして示している。

【図5】図５は、前記弾性波デバイスの要部断面構成図であり、図２におけるＣ－Ｃ線相当位置で前記弾性波デバイスを断面にして示している。

【図6】図６は、前記弾性波デバイスの一部の回路を示した構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、図１～図６に基づいて、この発明の典型的な実施の形態について、説明する。この実施の形態にかかる弾性波デバイス１は、モバイル通信機器などにおいて周波数フィルタなどとして使用するのに適したものである。

【0013】

かかる弾性波デバイス１は、デバイスチップ２をバンプ４を介してパッケージ基板３に実装させてなる。

【0014】

デバイスチップ２の一面２ａ上には、少なくとも一つの共振器５と、少なくとも一つのインターデジタルキャパシタ６と、配線７と、金属層８とが形成されている。
インターデジタルキャパシタ６は、前記デバイスチップ２の前記一面２ａにおける前記共振器５の形成領域外の領域に形成される。
配線７は、前記デバイスチップ２の前記一面２ａにおける前記共振器５の形成領域外の領域に形成されて前記共振器５及び前記インターデジタルキャパシタ６に電気的に接続される。
金属層８は、少なくともその一部を、インターデジタルキャパシタ６を構成する絶縁層６ｄ上に位置させるように形成される。

【0015】

典型的には、前記デバイスチップ２は、一辺を０．５ないし１ｍｍとし、厚さを０．１５ないし０．２ｍｍとする四角形の板状をなすように構成される。また、前記パッケージ基板３は、一辺を０．７ないし３ｍｍとし、厚さを０．１５ないし０．２ｍｍとする四角形の板状をなすように構成される。弾性波デバイス１は厚さを０．４ないし０．６ｍｍ程度とする。

【0016】

図１および図２に前記デバイスチップ２の一例の要部構成を示す。図１ではデバイスチップ２の右上隅に形成された二つの共振器５と一つのインターデジタルキャパシタ６を覆う金属層８のみを実線で表し、その他の構成は省略している。

【0017】

その断面構造の要部を図３ないし図５に示す。符号２ｂはデバイスチップ２の前記一面２ａに対向する他面、符号３はパッケージ基板、符号３ａは前記一面２ａに向き合うパッケージ基板３の基板面、符号５は共振器、符号６はインターデジタルキャパシタ、符号４は金などの導電性金属からなるバンプである。
デバイスチップ２とパッケージ基板３とはデバイスチップ２側の配線７に接続されたバンプパッド２ｃとパッケージ基板３側の配線（図示は省略する。）に接続されたバンプパッド３ｂとの間に介在されて両バンプパッド２ｃ、３ｂにそれぞれ固着されたる前記バンプ４によって電気的に接続されている。
前記バンプパッド２ｃ、３ｂとバンプ４はなじみの良い金属同士、典型的には金やアルミニウムから構成されて接合される。
パッケージ基板３における前記デバイスチップ２の実装側の基板面２ａと反対の外面（図示は省略する。）には弾性波デバイス１を図示しないマザーボードなどに接続するための図示しない外部接続端子が形成される。

【0018】

デバイスチップ２は、弾性波を伝搬させる機能を持つ。デバイスチップ２には、典型的には、タンタル酸リチウムやニオブ酸リチウムなどの圧電体が用いられる。また、デバイスチップ２は、これら圧電体を、サファイア、シリコン、アルミナ、スピネル、水晶またはガラスなどの支持体に積層させて、構成される場合もある。

【0019】

デバイスチップ２の一面２ａには、導電性金属膜（後述の第一金属膜９に相当する。）からなる前記共振器５が形成されている。共振器５は典型的にはデバイスチップ２上に複数個形成される。
共振器５を構成する導電性金属膜の厚さ、つまり、後述の第一金属膜９の厚さＬ１（図３参照）、すなわち、デバイスチップ２の一面２ａに直交する向きでの後述の第一金属膜９の厚さＬ１は、典型的には、０．１ないし０．２μｍの範囲とされる。
かかる導電性金属膜は、典型的には、フォトリソグラフィ技術により形成される。

【0020】

図示の例では、共振器５はＩＤＴ電極５ａと、ＩＤＴ電極５ａを挟むようにして形成される反射器５ｄとを有する。ＩＤＴ電極５ａは、電極対からなり、各電極対は弾性波の伝搬方向ｘに長さ方向を交叉させるように平行配列された複数の電極指５ｂ同士をこれらの一端側においてバスバー５ｃで接続させてなる。反射器５ｄは、弾性波の伝搬方向ｘに長さ方向を交叉させるように平行配列された複数の電極指５ｅの端部間をバスバー５ｆで接続させてなる。

【0021】

インターデジタルキャパシタ６は、デバイスチップ２の一面２ａに、導電性金属膜（後述の第一金属膜９に相当する。）によって形成された櫛歯状電極６ａを、絶縁層６ｄで覆ってなる。
インターデジタルキャパシタ６を構成する導電性金属膜は共振器５を構成する導電性金属膜と同時に形成される。
インターデジタルキャパシタ６を構成する櫛歯状電極６ａも、電極対からなり、各電極対はそれぞれ平行配列された複数の電極指６ｂ同士をこれらの一端側においてバスバー６ｃで接続させてなる。
インターデジタルキャパシタ６を構成する絶縁層６ｄは、絶縁性を備えた合成樹脂から構成され、その一部を前記櫛歯状電極６ａの電極指６ｂ間に充填させて、前記インターデジタルキャパシタ６の誘電体層として機能するようになっている。
絶縁層６ｄは櫛歯状電極６ａの形成領域の全体を覆うように形成されている。

【0022】

図６に図１ないし図５に示される２つの共振器５と１つのインターデジタルキャパシタ６とよってデバイスチップ２上に備えられる回路１１の概念を示す。

【0023】

また、デバイスチップ２の一面２ａには、前記共振器５と前記インターデジタルキャパシタ６とに接続された配線７が形成されている。この配線７も導電性金属膜（後述の第二金属膜１０に相当する。）から形成されている。
かかる配線７も、典型的には、フォトリソグラフィ技術により形成される。
図示の例では、配線７の一部がバンプパッド２ｃとなっている。

【0024】

デバイスチップ２とパッケージ基板３とは、共振器５の形成領域にバンプ４及びバンプパッド２ｃ、３ｂ分のギャップ１２（隙間）を形成させた状態で、バンプ４によって接続されている。これにより、弾性波デハイス１への信号印加時に共振器５の弾性波を抑制しないようになっている。
このようにデバイスチップ２にパッケージ基板３を対向配置した状態から封止樹脂層１３を形成することで、前記パッケージ基板３と共働して前記デバイスチップ２を気密封止している。前記封止樹脂層１３は、デバイスチップ２の他面２ｂと、デバイスチップ２の厚さ方向に沿った側面２ｄとを覆うと共に、デバイスチップ２の外縁側においてデバイスチップ２とパッケージ基板３との間に入り込んでデバイスチップ２の全周に亘って前記ギャップ１２を気密封止する（図２ないし図５参照）。

【0025】

インターデジタルキャパシタ６は、絶縁層６ｄの一部をインターデジタルキャパシタ６を構成する櫛歯状電極６ａの電極指６ｂ間に充填させてなることから、インターデジタルキャパシタ６の形成箇所では弾性波は抑制される。この実施の形態にあっては、インターデジタルキャパシタ６を構成する絶縁層６ｄは金属層８で覆われており、インターデジタルキャパシタ６の形成領域では、櫛歯状電極６ａと絶縁層６ｄと金属層８の三層構造（あるいは三重構造）となっている（図４、図５）。これにより、インターデジタルキャパシタ６の形成領域での弾性波の抑制は強固となる。図示の例では、共振器５の電極指５ｂの長さ方向ｙ１（図２参照）に対しインターデジタルキャパシタ６の電極指５ｅの長さ方向ｙ２（図２参照）が直交するようにしてあるが、前記三層構造により弾性波の抑制は強固となることから、共振器５の電極指５ｂの長さ方向ｙ１に対しインターデジタルキャパシタ６の電極指６ｂの長さ方向ｙ２が平行となるようにインターデジタルキャパシタ６を形成させても支障はない。

【0026】

また、この実施の形態にあっては、前記共振器５及び前記インターデジタルキャパシタ６を構成する前記櫛歯状電極６ａを前記デバイスチップ２の前記一面２ａに同時に形成された第一金属膜９（下層金属膜）から構成させると共に、
前記金属層８を、前記第一金属膜９及び前記絶縁層６ｄの形成後に形成された第二金属膜１０（上層金属膜）から構成させている。

【0027】

図示の例では、第一金属膜９の厚さＬ１よりも第二金属膜１０の厚さＬ２（図３参照）が大きくなるようにしてある。

【0028】

また、前記配線７の少なくとも一部を、前記第二金属膜１０から形成させなる。図１ないし図５に示される範囲では、前記配線７の全体を第二金属膜１０から形成させている。

【0029】

具体的には、デバイスチップ２の一面２ａに第一金属膜９を形成させ、次いで、絶縁層６ｄを形成させ、最後に第二金属膜１０を形成させる。デバイスチップ２の一面２ａ上には第一金属膜９と第二金属膜１０の二層構造となった箇所１４と、前記三層構造となった箇所１５と、第一金属膜９のみが存在する箇所と、第二金属膜１０のみが存在する箇所とが作出される。

【0030】

二層構造となった箇所１４で共振器５のバスバー５ｃと配線７、および、インターデジタルキャパシタ６のバスバー６ｃと配線７とが接続されている（図４参照）。

【0031】

三層構造となった箇所１５では、金属層８によってインターデジタルキャパシタ６の容量増大を図ることができる（図４、図５参照）。
また、前記ギャップ１２内に入り込んだ前記封止樹脂層１３は金属層８によって金属層８には触れても絶縁層６ｄに触れないように形成させることができ、封止樹脂層１３の形成によりインターデジタルキャパシタ６の容量に変化をもたらさないようにすることができる。したがって、インターデジタルキャパシタ６をデバイスチップ２の一面２ａの辺（外縁）に近い位置に形成し易くなる。

【0032】

図示の例では、前記金属層８は、前記共振器５及びインターデジタルキャパシタ６側とグランド（ＧＮＤ）との間に位置される前記配線７の一部７ａとなっている。グランドに連なる配線の一部７ａは抵抗及びインダクタンスを小さくするために幅広、すなわち、前記デバイスチップ２の一面２ａに平行となる向きでの寸法を大きくするように形成される。これにより、このようにした場合、前記金属層８をグランドに連なる配線７の一部７ａによって都合良く利用可能となる。

【0033】

なお、当然のことながら、本発明は以上に説明した実施態様に限定されるものではなく、本発明の目的を達成し得るすべての実施態様を含むものである。

【符号の説明】

【0034】

１ 弾性波デバイス
２ デバイスチップ
２ａ 一面
２ｂ 他面
２ｃ バンプパッド
２ｄ 側面
３ パッケージ基板
３ａ 基板面
３ｂ バンプパッド
３ｃ 他面
４ バンプ
５ 共振器
５ａ ＩＤＴ電極
５ｂ 電極指
５ｃ バスバー
５ｄ 反射器
５ｅ 電極指
５ｆ バスバー
６ インターデジタルキャパシタ
６ａ 櫛歯状電極
６ｂ 電極指
６ｃ バスバー
６ｄ 絶縁層
７ 配線
７ａ 配線の一部
８ 金属層
９ 第一金属膜
１０ 第二金属膜
１１ 回路
１２ ギャップ
１３ 封止樹脂層
１４ 二層構造となった箇所
１５ 三層構造となった箇所
Ｌ１、Ｌ２ 厚さ
ｘ 伝搬方向
ｙ１、ｙ２ 長さ方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】