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(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】P2025025164
(43)【公開日】2025-02-21
(54)【発明の名称】弾性波装置
(51)【国際特許分類】
H03H 9/145 20060101AFI20250214BHJP
H03H 9/17 20060101ALI20250214BHJP
H03H 9/25 20060101ALI20250214BHJP
H03H 9/02 20060101ALI20250214BHJP
【ＦＩ】
H03H9/145 C
H03H9/17 F
H03H9/25 A
H03H9/02 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023129697
(22)【出願日】2023-08-09
(71)【出願人】
【識別番号】000006231
【氏名又は名称】株式会社村田製作所
(74)【代理人】
【識別番号】100189430
【弁理士】
【氏名又は名称】吉川 修一
(74)【代理人】
【識別番号】100190805
【弁理士】
【氏名又は名称】傍島 正朗
(72)【発明者】
【氏名】松森 仁明
(72)【発明者】
【氏名】森原 大輔
(72)【発明者】
【氏名】倉田 浩平
【テーマコード（参考）】
5J097
5J108
【Ｆターム（参考）】
5J097AA24
5J097BB11
5J097CC05
5J097DD19
5J097FF03
5J097KK09
5J097KK10
5J108AA07
5J108BB07
5J108BB08
5J108CC04
5J108EE03
5J108EE07
(57)【要約】
【課題】ビア導体の接合強度が向上した弾性波装置を提供する。
【解決手段】弾性波装置１は、主面１０ａおよび１０ｂを有する基板１０と、主面１０ａと対面する主面２０ａを有する基板２０と、主面２０ａに配置された機能電極３４と、主面１０ａと主面２０ａとの間に配置された支持部と、主面１０ａから主面１０ｂに向けて基板１０に配置されたビア導体１１と、を備え、支持部は、主面１０ａに配置され、ビア導体１１と接する金属膜３１と、金属膜３１を挟んでビア導体１１と反対側に配置された金属膜３２と、を有し、主面１０ａの平面視において、金属膜３１の領域はビア導体１１の領域を含み、かつ、金属膜３１の面積はビア導体１１の面積よりも大きく、金属膜３２の領域はビア導体１１の領域を含み、かつ、金属膜３２の面積はビア導体１１の面積よりも大きい。
【選択図】図１
【解決手段】弾性波装置１は、主面１０ａおよび１０ｂを有する基板１０と、主面１０ａと対面する主面２０ａを有する基板２０と、主面２０ａに配置された機能電極３４と、主面１０ａと主面２０ａとの間に配置された支持部と、主面１０ａから主面１０ｂに向けて基板１０に配置されたビア導体１１と、を備え、支持部は、主面１０ａに配置され、ビア導体１１と接する金属膜３１と、金属膜３１を挟んでビア導体１１と反対側に配置された金属膜３２と、を有し、主面１０ａの平面視において、金属膜３１の領域はビア導体１１の領域を含み、かつ、金属膜３１の面積はビア導体１１の面積よりも大きく、金属膜３２の領域はビア導体１１の領域を含み、かつ、金属膜３２の面積はビア導体１１の面積よりも大きい。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
互いに対向する第１主面および第２主面を有する第１基板と、
前記第１主面と対面する第３主面を有する第２基板と、
前記第３主面に配置された機能電極と、
前記第１主面と前記第３主面との間に配置され、前記第１主面と前記第３主面との間に空間が設けられるよう構成された支持部と、
前記第１主面から前記第２主面に向けて前記第１基板に配置されたビア導体と、を備え、
前記支持部は、
前記第１主面に配置され、前記ビア導体と接する第１金属膜と、
前記第１金属膜を挟んで前記ビア導体と反対側に配置され、前記第１金属膜と接する第２金属膜と、を有し、
前記第１主面の平面視において、
前記第１金属膜の領域は前記ビア導体の領域を含み、かつ、前記第１金属膜の面積は前記ビア導体の面積よりも大きく、
前記第２金属膜の領域は前記ビア導体の領域を含み、かつ、前記第２金属膜の面積は前記ビア導体の面積よりも大きい、
弾性波装置。
前記第１主面と対面する第３主面を有する第２基板と、
前記第３主面に配置された機能電極と、
前記第１主面と前記第３主面との間に配置され、前記第１主面と前記第３主面との間に空間が設けられるよう構成された支持部と、
前記第１主面から前記第２主面に向けて前記第１基板に配置されたビア導体と、を備え、
前記支持部は、
前記第１主面に配置され、前記ビア導体と接する第１金属膜と、
前記第１金属膜を挟んで前記ビア導体と反対側に配置され、前記第１金属膜と接する第２金属膜と、を有し、
前記第１主面の平面視において、
前記第１金属膜の領域は前記ビア導体の領域を含み、かつ、前記第１金属膜の面積は前記ビア導体の面積よりも大きく、
前記第２金属膜の領域は前記ビア導体の領域を含み、かつ、前記第２金属膜の面積は前記ビア導体の面積よりも大きい、
弾性波装置。
【請求項2】
前記第１主面の平面視において、
前記第１金属膜の領域は前記第２金属膜の領域を含み、かつ、前記第１金属膜の面積は前記第２金属膜の面積よりも大きい、
請求項１に記載の弾性波装置。
前記第１金属膜の領域は前記第２金属膜の領域を含み、かつ、前記第１金属膜の面積は前記第２金属膜の面積よりも大きい、
請求項１に記載の弾性波装置。
【請求項3】
前記第１金属膜は、
前記第１主面側から順に、第１主電極層、第１拡散防止層、および第１接合層を有し、
前記第２金属膜は、
前記第１主面側から順に、第２接合層、第２拡散防止層、および第２主電極層を有する、
請求項１または２に記載の弾性波装置。
前記第１主面側から順に、第１主電極層、第１拡散防止層、および第１接合層を有し、
前記第２金属膜は、
前記第１主面側から順に、第２接合層、第２拡散防止層、および第２主電極層を有する、
請求項１または２に記載の弾性波装置。
【請求項4】
前記支持部は、さらに、
前記第３主面に配置され、前記機能電極と接続され、前記第２金属膜と接する第３金属膜を有し、
前記第３主面の平面視において、
前記第３金属膜の領域は前記第２金属膜の領域を含み、かつ、前記第３金属膜の面積は前記第２金属膜の面積よりも大きい、
請求項１または２に記載の弾性波装置。
前記第３主面に配置され、前記機能電極と接続され、前記第２金属膜と接する第３金属膜を有し、
前記第３主面の平面視において、
前記第３金属膜の領域は前記第２金属膜の領域を含み、かつ、前記第３金属膜の面積は前記第２金属膜の面積よりも大きい、
請求項１または２に記載の弾性波装置。
【請求項5】
前記第２基板は圧電性を有し、
前記第３主面上にはＩＤＴ電極が配置され、
前記ＩＤＴ電極は、
互いに平行に配置された複数の第１電極指および複数の第２電極指と、
前記複数の第１電極指の一方端同士を接続するよう構成された第１バスバー電極と、
前記複数の第２電極指の一方端同士を接続するよう構成され、前記複数の第１電極指および前記複数の第２電極指を挟んで前記第１バスバー電極と対向配置された第２バスバー電極と、を有し、
前記機能電極は、前記複数の第１電極指および前記複数の第２電極指を含む、
請求項１に記載の弾性波装置。
前記第３主面上にはＩＤＴ電極が配置され、
前記ＩＤＴ電極は、
互いに平行に配置された複数の第１電極指および複数の第２電極指と、
前記複数の第１電極指の一方端同士を接続するよう構成された第１バスバー電極と、
前記複数の第２電極指の一方端同士を接続するよう構成され、前記複数の第１電極指および前記複数の第２電極指を挟んで前記第１バスバー電極と対向配置された第２バスバー電極と、を有し、
前記機能電極は、前記複数の第１電極指および前記複数の第２電極指を含む、
請求項１に記載の弾性波装置。
【請求項6】
前記支持部は、さらに、
前記第３主面に配置され、前記機能電極と接続され、前記第２金属膜と接する第３金属膜を有し、
前記第３金属膜は、前記第１バスバー電極および前記第２バスバー電極を含み、
前記第３主面の平面視において、
前記第３金属膜の領域は前記第２金属膜の領域を含み、かつ、前記第３金属膜の面積は前記第２金属膜の面積よりも大きい、
請求項５に記載の弾性波装置。
前記第３主面に配置され、前記機能電極と接続され、前記第２金属膜と接する第３金属膜を有し、
前記第３金属膜は、前記第１バスバー電極および前記第２バスバー電極を含み、
前記第３主面の平面視において、
前記第３金属膜の領域は前記第２金属膜の領域を含み、かつ、前記第３金属膜の面積は前記第２金属膜の面積よりも大きい、
請求項５に記載の弾性波装置。
【請求項7】
前記機能電極は、前記第３主面から順に、第１平面電極、圧電薄膜、第２平面電極を有する、
請求項１に記載の弾性波装置。
請求項１に記載の弾性波装置。
【請求項8】
前記第１基板は、シリコンを含む、
請求項１または２に記載の弾性波装置。
請求項１または２に記載の弾性波装置。
【請求項9】
さらに、
前記第１基板と前記ビア導体との間に配置された金属層を備え、
前記ビア導体は、銅を含み、
前記金属層は、銅の線膨張係数とシリコンの線膨張係数との間の線膨張係数を有する、
請求項１または２に記載の弾性波装置。
前記第１基板と前記ビア導体との間に配置された金属層を備え、
前記ビア導体は、銅を含み、
前記金属層は、銅の線膨張係数とシリコンの線膨張係数との間の線膨張係数を有する、
請求項１または２に記載の弾性波装置。
【請求項10】
さらに、
前記第２主面に配置された絶縁膜を備え、
前記第２主面に垂直かつ前記ビア導体の中心軸を通る切断面において、前記第２主面に平行な方向に対向する前記ビア導体の両端部のうちの前記絶縁膜と接している両端部の長さは、前記第２主面に平行な方向に対向する前記ビア導体の両端部のうちの前記第１基板と接している両端部の長さよりも小さい、
請求項１または２に記載の弾性波装置。
前記第２主面に配置された絶縁膜を備え、
前記第２主面に垂直かつ前記ビア導体の中心軸を通る切断面において、前記第２主面に平行な方向に対向する前記ビア導体の両端部のうちの前記絶縁膜と接している両端部の長さは、前記第２主面に平行な方向に対向する前記ビア導体の両端部のうちの前記第１基板と接している両端部の長さよりも小さい、
請求項１または２に記載の弾性波装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、弾性波装置に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、圧電薄膜共振器と、圧電薄膜共振器が配置された第１基板（圧電性基板）と、第１基板とで圧電薄膜共振器を挟むように配置された第２基板（蓋基板）と、第２基板に形成された高抵抗率材料の薄膜と、第１基板に設けられたビア導体と、を備える電子デバイスが開示されている。これによれば、圧電薄膜共振器の信号が第２基板に結合することを抑制しつつ当該信号を第１基板側から入出力できるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１８－１３７７４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
圧電薄膜共振器（弾性波共振器）の信号を入出力させる構造として、圧電材料で構成された基板を加工してビア導体を形成すると、弾性波共振器の信号劣化が懸念される。
【0005】
これに対して、蓋基板にビア導体を形成して弾性波共振器の信号を入出力させる構造が挙げられる。ただし本構造の場合、弾性波共振器の信号劣化を抑制するには、蓋基板に形成されるビア導体の接合強度を向上させる必要がある。
【0006】
そこで、本発明は、ビア導体の接合強度が向上した弾性波装置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】
【0007】
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る弾性波装置は、互いに対向する第１主面および第２主面を有する第１基板と、第１主面と対面する第３主面を有する第２基板と、第３主面に配置された機能電極と、第１主面と第３主面との間に配置され、第１主面と第３主面との間に空間が設けられるよう構成された支持部と、第１主面から第２主面に向けて第１基板に配置されたビア導体と、を備え、支持部は、第１主面に配置され、ビア導体と接する第１金属膜と、第１金属膜を挟んでビア導体と反対側に配置され、第１金属膜と接する第２金属膜と、を有し、第１主面の平面視において、第１金属膜の領域はビア導体の領域を含み、かつ、第１金属膜の面積はビア導体の面積よりも大きく、第２金属膜の領域はビア導体の領域を含み、かつ、第２金属膜の面積はビア導体の面積よりも大きい。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、ビア導体の接合強度が向上した弾性波装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】実施の形態に係る弾性波装置の断面図である。
【図2A】実施の形態に係る弾性波装置の第１平面図である。
【図2B】実施の形態に係る弾性波装置の第２平面図である。
【図2C】実施の形態に係る弾性波装置の第３平面図である。
【図3A】実施の形態に係る弾性波装置を構成する弾性波共振子の第１例を模式的に表す平面図および断面図である。
【図3B】実施の形態に係る弾性波装置を構成する弾性波共振子の第２例を模式的に表す断面図である。
【図3C】実施の形態に係る弾性波装置を構成する弾性波共振子の第３例を模式的に表す断面図である。
【図4】実施の形態に係る弾性波装置のビア導体およびその周辺を拡大した断面図である。
【図5】実施の形態に係る弾性波装置を構成する金属膜の積層構造の一例を示す断面図である。
【図6】実施の形態に係る弾性波装置のビア導体と第１基板との界面を示す断面図である。
【図7】比較例に係る弾性波装置のビア導体と第１基板との界面を示す断面図である。
【図8】実施の形態に係る弾性波装置のビア導体開口部の断面図である。
【図9】実施の形態の変形例に係る弾性波装置の断面図である。
【図10】実施の形態の変形例に係る弾性波装置の第１平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本開示の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置および接続形態などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。以下の実施の形態における構成要素のうち、独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。また、図面に示される構成要素の大きさまたは大きさの比は、必ずしも厳密ではない。
【0011】
なお、各図は、本発明を示すために適宜強調、省略、または比率の調整を行った模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではなく、実際の形状、位置関係、および比率とは異なる場合がある。各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略または簡素化される場合がある。
【0012】
本開示の回路構成において、「接続される」とは、電極および／または配線導体で直接接続される場合だけでなく、インダクタおよびキャパシタなどの整合素子、ならびにスイッチ回路を介して電気的に接続される場合も含む。「ＡおよびＢの間に接続される」とは、ＡおよびＢの間でＡおよびＢの両方に接続されることを意味する。
【0013】
また、「平行」および「垂直」などの要素間の関係性を示す用語、「矩形」などの要素の形状を示す用語、ならびに、数値範囲は、厳格な意味のみを表すのではなく、実質的に同等な範囲、例えば数％程度の誤差をも含むことを意味する。
【0014】
（実施の形態）
［１ 弾性波装置１の構造］
図１は、実施の形態に係る弾性波装置１の断面図である。図２Ａは、実施の形態に係る弾性波装置１の第１平面図である。図２Ｂは、実施の形態に係る弾性波装置１の第２平面図である。図２Ｃは、実施の形態に係る弾性波装置１の第３平面図である。図２Ａは、ｚ軸正側から基板２０の主面２０ａを平面視（透視）した図であり、図２Ｂは、ｚ軸正側から基板１０の主面１０ａを平面視（透視）した図であり、図２Ｃは、ｚ軸正側から基板１０の主面１０ｂを平面視した図である。図１は、図２Ａ、図２Ｂおよび図２ＣのＩ－Ｉ線における断面図である。
［１ 弾性波装置１の構造］
図１は、実施の形態に係る弾性波装置１の断面図である。図２Ａは、実施の形態に係る弾性波装置１の第１平面図である。図２Ｂは、実施の形態に係る弾性波装置１の第２平面図である。図２Ｃは、実施の形態に係る弾性波装置１の第３平面図である。図２Ａは、ｚ軸正側から基板２０の主面２０ａを平面視（透視）した図であり、図２Ｂは、ｚ軸正側から基板１０の主面１０ａを平面視（透視）した図であり、図２Ｃは、ｚ軸正側から基板１０の主面１０ｂを平面視した図である。図１は、図２Ａ、図２Ｂおよび図２ＣのＩ－Ｉ線における断面図である。
【0015】
【0016】
基板１０は、第１基板の一例であり、互いに対向する主面１０ａ（第１主面）および１０ｂ（第２主面）を有する。本実施の形態において、基板１０はシリコンを含む。
【0017】
基板２０は、第２基板の一例であり、互いに対向する主面２０ａ（第３主面）および２０ｂを有する。主面１０ａと主面２０ａとは対面している。本実施の形態において、基板２０は圧電性を有する。
【0018】
ビア導体１１は、図１に示すように、主面１０ａから主面１０ｂに向けて基板１０に配置された電極である。本実施の形態では、ビア導体１１は、主面１０ａと主面１０ｂとの間で基板１０を貫通する空洞に充填された貫通電極である。ビア導体１１は、例えば、Ｃｕ（銅）を主成分とする金属部材で構成される。
【0019】
なお、ビア導体１１は、主面１０ａから主面１０ｂまで延びた一本のビア導体でなくてもよく、複数のビア導体が基板１０内に形成された平面電極を介して接続された構成を有してもよい。
【0020】
金属膜３１は、第１金属膜の一例であり、図１および図２Ｂに示すように、主面１０ａに配置され、ビア導体１１と接する平面電極である。金属膜３１は、例えば、複数の金属層の積層体である。なお、金属膜３１の具体的な積層構造例については、図５にて説明する。
【0021】
金属膜３２は、第２金属膜の一例であり、図１および図２Ｂに示すように、金属膜３１を挟んでビア導体１１と反対側に配置され、金属膜３１と接する平面電極である。金属膜３２は、例えば、複数の金属層の積層体である。なお、金属膜３２の具体的な積層構造例については、図５にて説明する。
【0022】
金属膜３３は、第３金属膜の一例であり、図１および図２Ａに示すように、主面２０ａに配置され、機能電極３４と接続され、金属膜３２と接する平面電極である。金属膜３３は、例えば、複数の金属層の積層体である。なお、金属膜３３の具体的な積層構造例については、図５にて説明する。
【0023】
【0024】
図１に示すように、金属膜３１、３２および３３は、支持部を構成し、主面１０ａと主面２０ａとの間にこの順で積層配置されており、主面１０ａと主面２０ａとの間に空間が設けられるよう構成される。
【0025】
絶縁膜１３は、主面１０ｂに配置され、例えばシリコン酸化膜である。絶縁膜２３は、主面２０ａに配置され、例えばシリコン酸化膜である。なお、絶縁膜１３および２３の少なくとも一方は、無くてもよい。
【0026】
［２ 基板２０、機能電極３４および金属膜３３の構造］
次に、基板２０、機能電極３４および金属膜３３の構造例について説明する。図３Ａは、実施の形態に係る弾性波装置１を構成する弾性波共振子６０の第１例を模式的に表す平面図および断面図である。同図には、弾性波装置１を構成する弾性波共振子６０の基本構造が例示されている。なお、図３Ａに示された弾性波共振子６０は、弾性波装置１を構成する弾性波共振子の典型的な構造を説明するためのものであって、電極を構成する電極指の本数および長さなどは、これに限定されない。
次に、基板２０、機能電極３４および金属膜３３の構造例について説明する。図３Ａは、実施の形態に係る弾性波装置１を構成する弾性波共振子６０の第１例を模式的に表す平面図および断面図である。同図には、弾性波装置１を構成する弾性波共振子６０の基本構造が例示されている。なお、図３Ａに示された弾性波共振子６０は、弾性波装置１を構成する弾性波共振子の典型的な構造を説明するためのものであって、電極を構成する電極指の本数および長さなどは、これに限定されない。
【0027】
弾性波共振子６０は、基板２０と、櫛形電極６０ａおよび６０ｂとで構成されている。
【0028】
図３Ａの（ａ）に示すように、基板２０の上には、互いに対向する一対の櫛形電極６０ａおよび６０ｂが形成されている。櫛形電極６０ａは、互いに平行な複数の電極指６１ａ（第１電極指）と、複数の電極指６１ａの一方端同士を接続するバスバー電極６２ａ（第１バスバー電極）とで構成されている。また、櫛形電極６０ｂは、互いに平行な複数の電極指６１ｂ（第２電極指）と、複数の電極指６１ｂの一方端同士を接続するバスバー電極６２ｂ（第２バスバー電極）とで構成されている。複数の電極指６１ａおよび６１ｂは、弾性波伝搬方向（Ｘ軸方向）と直交する方向に沿って形成されている。バスバー電極６２ａとバスバー電極６２ｂとは、電極指６１ａおよび６１ｂを挟んで対向配置されている。櫛形電極６０ａおよび６０ｂは、ＩＤＴ（InterDigital Transducer）電極５４を構成している。
【0029】
ここで、本実施の形態に係る弾性波装置１が弾性表面波を利用して電気機械変換を行う場合、図１および図２Ａに示された機能電極３４は、複数の電極指６１ａおよび複数の電極指６１ｂを含む。また、図１および図２Ａに示された金属膜３３は、バスバー電極６２ａおよび６２ｂを含む。
【0030】
なお、弾性波共振子６０は、弾性波伝搬方向（Ｘ軸方向）におけるＩＤＴ電極５４の両端に反射器を有してもよい。
【0031】
図３Ａの（ｂ）に示すように、ＩＤＴ電極５４は、例えば、密着層５４０と主電極層５４２との積層構造となっている。
【0032】
密着層５４０は、基板２０と主電極層５４２との密着性を向上させるための層であり、材料として、例えば、Ｔｉが用いられる。主電極層５４２は、材料として、例えば、Ｃｕを１％含有したＡｌが用いられる。保護層５５は、櫛形電極６０ａおよび６０ｂを覆うように形成されている。保護層５５は、主電極層５４２を外部環境から保護する、周波数温度特性を調整する、および、耐湿性を高めるなどを目的とする層であり、例えば、二酸化ケイ素を主成分とする誘電体膜である。
【0033】
なお、密着層５４０、主電極層５４２および保護層５５を構成する材料は、上述した材料に限定されない。さらに、ＩＤＴ電極５４は、上記積層構造でなくてもよい。ＩＤＴ電極５４は、例えば、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄなどの金属または合金から構成されてもよく、また、上記の金属または合金から構成される複数の積層体から構成されてもよい。また、保護層５５は、形成されていなくてもよい。
【0034】
次に、基板２０の積層構造について説明する。
【0035】
図３Ａの（ｃ）に示すように、基板２０は、高音速支持基板５１と、低音速膜５２と、圧電膜５３とを備え、高音速支持基板５１、低音速膜５２および圧電膜５３がこの順で積層された構造を有している。
【0036】
圧電膜５３は、例えばθ°ＹカットＸ伝搬ＬｉＴａＯ３圧電単結晶または圧電セラミックス（Ｘ軸を中心軸としてＹ軸からθ°回転した軸を法線とする面で切断したリチウムタンタレート単結晶、またはセラミックスであって、Ｘ軸方向に弾性表面波が伝搬する単結晶またはセラミックス）からなる。なお、各フィルタの要求仕様により、圧電膜５３として使用される圧電単結晶の材料およびカット角θが適宜選択される。
【0037】
高音速支持基板５１は、低音速膜５２、圧電膜５３ならびにＩＤＴ電極５４を支持する基板である。高音速支持基板５１は、さらに、圧電膜５３を伝搬する表面波および境界波などの弾性波よりも、高音速支持基板５１中のバルク波の音速が高速となる基板であり、弾性表面波を圧電膜５３および低音速膜５２が積層されている部分に閉じ込め、高音速支持基板５１より下方に漏れないように機能する。高音速支持基板５１の材料としては、例えば、窒化アルミニウム、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、水晶などの圧電体、アルミナ、サファイア、マグネシア、窒化ケイ素、炭化ケイ素、ジルコニア、コージライト、ムライト、ステアタイト、フォルステライト、スピネル、サイアロンなどのセラミック、酸化アルミニウム、酸窒化ケイ素、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）、ダイヤモンドなどの誘電体、もしくはシリコンなどの半導体、または上記材料を主成分とする材料を用いることができる。なお、上記スピネルには、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｍｎなどから選ばれる１以上の元素と酸素とを含有するアルミニウム化合物が含まれる。上記スピネルの例としては、ＭｇＡｌ２Ｏ４、ＦｅＡｌ２Ｏ４、ＺｎＡｌ２Ｏ４、ＭｎＡｌ２Ｏ４を挙げることができる。
【0038】
低音速膜５２は、圧電膜５３を伝搬するバルク波よりも、低音速膜５２中のバルク波の音速が低速となる膜であり、圧電膜５３と高音速支持基板５１との間に配置される。この構造と、弾性波が本質的に低音速な媒質にエネルギーが集中するという性質とにより、弾性表面波エネルギーのＩＤＴ電極外への漏れが抑制される。低音速膜５２の材料としては、例えば、ガラス、酸化ケイ素、酸窒化ケイ素、酸化リチウム、酸化タンタル、もしくは酸化ケイ素にフッ素、炭素やホウ素を加えた化合物などの誘電体、または上記材料を主成分とする材料を用いることができる。
【0039】
なお、基板２０の上記積層構造によれば、圧電基板を単層で使用している従来の構造と比較して、共振周波数および反共振周波数におけるＱ値を大幅に高めることが可能となる。すなわち、Ｑ値が高い弾性波共振子を構成し得るので、当該弾性波共振子を用いて、挿入損失が小さいフィルタを構成することが可能となる。
【0040】
なお、高音速支持基板５１は、支持基板と、圧電膜５３を伝搬する表面波および境界波などの弾性波よりも、伝搬するバルク波の音速が高速となる高音速膜とが積層された構造を有していてもよい。この場合、高音速膜の材料としては、高音速支持基板５１の材料と同じ材料を用いることができる。また、支持基板の材料としては、例えば、窒化アルミニウム、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、水晶などの圧電体、アルミナ、サファイア、マグネシア、窒化ケイ素、炭化ケイ素、ジルコニア、コージライト、ムライト、ステアタイト、フォルステライトなどのセラミック、ダイヤモンド、ガラスなどの誘電体、シリコン、窒化ガリウムなどの半導体、もしくは樹脂、または上記材料を主成分とする材料を用いることができる。
【0041】
なお、本明細書において、「材料の主成分」とは、当該材料に占める割合が５０重量％を超える成分をいう。上記主成分は、単結晶、多結晶およびアモルファスのうちいずれかの状態、もしくは、これらが混在した状態で存在していてもよい。
【0042】
図３Ｂは、実施の形態に係る弾性波装置１を構成する弾性波共振子６０の第２例を模式的に表す断面図である。図３Ａに示した弾性波共振子６０では、ＩＤＴ電極５４が、圧電膜５３を有する基板２０上に形成された例を示したが、当該ＩＤＴ電極５４が形成される基板は、図３Ｂに示すように、圧電体層の単層からなる圧電単結晶基板５７であってもよい。
【0043】
圧電単結晶基板５７は、例えば、ＬｉＮｂＯ３の圧電単結晶で構成されている。本例に係る弾性波共振子は、ＬｉＮｂＯ３の圧電単結晶基板５７と、ＩＤＴ電極５４と、圧電単結晶基板５７上およびＩＤＴ電極５４上に形成された保護層５８と、で構成されている。
【0044】
上述した圧電膜５３および圧電単結晶基板５７は、弾性波装置１の要求通過特性などに応じて、適宜、積層構造、材料、カット角、および、厚みを変更してもよい。上述したカット角以外のカット角を有するＬｉＴａＯ３圧電基板などを用いた弾性波共振子であっても、上述した圧電膜５３を用いた弾性波共振子６０と同様の効果を奏することができる。
【0045】
また、ＩＤＴ電極５４が形成される圧電性基板は、支持基板と、エネルギー閉じ込め層と、圧電膜とが、この順で積層された構造を有していてもよい。圧電膜上にＩＤＴ電極５４が形成される。圧電膜は、例えば、ＬｉＴａＯ３圧電単結晶または圧電セラミックスが用いられる。支持基板は、圧電膜、エネルギー閉じ込め層、およびＩＤＴ電極５４を支持する基板である。
【0046】
エネルギー閉じ込め層は１層または複数の層からなり、その少なくとも１つの層を伝搬するバルク弾性波の速度は、圧電膜近傍を伝搬する弾性波の速度よりも大きい。例えば、エネルギー閉じ込め層は、低音速層と、高音速層との積層構造となっていてもよい。低音速層は、圧電膜を伝搬する弾性波の音速よりも、低音速層中のバルク波の音速が低速となる膜である。高音速層は、圧電膜を伝搬する弾性波の音速よりも、高音速層中のバルク波の音速が高速となる膜である。なお、支持基板を高音速層としてもよい。
【0047】
また、エネルギー閉じ込め層は、音響インピーダンスが相対的に低い低音響インピーダンス層と、音響インピーダンスが相対的に高い高音響インピーダンス層とが、交互に積層された構成を有する音響インピーダンス層であってもよい。
【0048】
また、図３Ｃは、実施の形態に係る弾性波装置１を構成する弾性波共振子６０の第３例を模式的に表す断面図である。図３Ｃには、弾性波装置１の弾性波共振子として、バルク弾性波共振子が示されている。同図に示すように、バルク弾性波共振子は、例えば、支持基板６５と、下部電極６６と、圧電体層６７と、上部電極６８と、を有しており、支持基板６５、下部電極６６、圧電体層６７、および上部電極６８がこの順で積層された構成となっている。
【0049】
支持基板６５は、下部電極６６、圧電体層６７、および上部電極６８を支持するための基板であり、例えば、シリコン基板である。なお、支持基板６５は、下部電極６６と接触する領域に、空洞が設けられている。これにより、圧電体層６７を自由に振動させることが可能となる。
【0050】
下部電極６６は、第１平面電極の一例であり、支持基板６５の一方面上に形成されている。上部電極６８は、第２平面電極の一例であり、支持基板６５の一方面上に形成されている。下部電極６６および上部電極６８は、材料として、例えば、Ｃｕを１％含有したＡｌが用いられる。
【0051】
圧電体層６７は、圧電薄膜の一例であり、下部電極６６と上部電極６８との間に形成されている。圧電体層６７は、例えば、ＺｎＯ（酸化亜鉛）、ＡｌＮ（窒化アルミニウム）、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）、ＫＮ（ニオブ酸カリウム）、ＬＮ（リチウムニオベイト）、ＬＴ（リチウムタンタレート）、水晶、およびＬｉＢＯ（ホウ酸リチウム）の少なくとも１つを主成分とする。
【0052】
上記積層構成を有するバルク弾性波共振子は、下部電極６６と上部電極６８との間に電気的なエネルギーを印加することで圧電体層６７内にてバルク弾性波を誘発して共振を発生させるものである。このバルク弾性波共振子により生成されるバルク弾性波は、下部電極６６と上部電極６８との間を、圧電体層６７の膜面に垂直な方向に伝搬する。つまり、バルク弾性波共振子は、バルク弾性波を利用した共振子である。
【0053】
ここで、本実施の形態に係る弾性波装置１がバルク弾性波を利用して電気機械変換を行う場合、図１および図２Ａに示された機能電極３４は、下部電極６６、圧電体層６７、および上部電極６８を含む。また、図１および図２Ａに示された基板２０は、圧電性を有さず、支持基板６５を含んでもよい。
【0054】
［３ 基板１０、ビア導体１１および金属膜３１～３３の接合構造］
次に、基板１０、ビア導体１１および金属膜３１～３３の接合構造について説明する。図４は、実施の形態に係る弾性波装置１のビア導体１１およびその周辺を拡大した断面図である。同図は、図１の領域ＩＶにおける顕微鏡像である。同図に示すように、基板１０の内部にビア導体１１が形成され、ビア導体１１の上側（ｚ軸正方向）開口部には平面電極１２が接合され、ビア導体１１の下側（ｚ軸負方向）開口部には金属膜３１が接合されている。また、金属膜３１のｚ軸負方向側に金属膜３２、金属膜３３、および基板２０がこの順で接合されている。
次に、基板１０、ビア導体１１および金属膜３１～３３の接合構造について説明する。図４は、実施の形態に係る弾性波装置１のビア導体１１およびその周辺を拡大した断面図である。同図は、図１の領域ＩＶにおける顕微鏡像である。同図に示すように、基板１０の内部にビア導体１１が形成され、ビア導体１１の上側（ｚ軸正方向）開口部には平面電極１２が接合され、ビア導体１１の下側（ｚ軸負方向）開口部には金属膜３１が接合されている。また、金属膜３１のｚ軸負方向側に金属膜３２、金属膜３３、および基板２０がこの順で接合されている。
【0055】
ここで、図２Ｂに示すように、主面１０ａの平面視において、（図２Ｂの右上方の）金属膜３１の領域は（図２Ｂの右上方の）ビア導体１１の領域を含み、かつ、（図２Ｂの右上方の）金属膜３１の面積は（図２Ｂの右上方の）ビア導体１１の面積よりも大きい。また、主面１０ａの平面視において、（図２Ｂの右上方の）金属膜３２の領域は（図２Ｂの右上方の）ビア導体１１の領域を含み、かつ、（図２Ｂの右上方の）金属膜３２の面積は（図２Ｂの右上方の）ビア導体１１の面積よりも大きい。
【0056】
言い換えると、図４に示すように、主面１０ａに垂直な方向（ｚ軸方向）かつビア導体１１を通る切断面（図２Ａ～図２ＣのＩ－Ｉ切断面）において、金属膜３１の長さＬ３１はビア導体１１の長さＤ１１（直径）よりも大きく、かつ、金属膜３２の長さＬ３２はビア導体１１の長さＤ１１（直径）よりも大きい。
【0057】
主面１０ａの平面視において、金属膜３１および３２の各領域がビア導体１１の領域に含まれる場合、金属膜３１および３２の圧縮応力の全てがビア導体１１にかかってしまい、ビア導体１１が変形したり、ビア導体１１が基板１０から剥がれたりする可能性がある。これに対して、本実施の形態に係る弾性波装置１の上記構成によれば、主面１０ａの平面視において、ビア導体１１の領域が金属膜３１および３２の各領域に含まれ、金属膜３１の面積がビア導体１１の面積よりも大きく、かつ、金属膜３２の面積がビア導体１１の面積よりも大きい。これにより、ビア導体１１のｘ軸方向に隣接する基板１０が金属膜３１と接合されるため、金属膜３１と接合される基板１０が金属膜３１および３２の圧縮応力を吸収してビア導体１１の変形および剥がれを抑制できる。言い換えると、ビア導体１１の固定化を促進できる。さらに、金属膜３２は金属膜３３と接合され、金属膜３３は基板２０と接合されるので、金属膜３１および３２で発生する圧縮応力を基板２０側にも分散できる。よって、ビア導体１１の接合強度が向上した弾性波装置１を提供することが可能となる。
【0058】
なお、本明細書において、領域Ａが領域Ｂを含むとは、領域Ｂの全域が領域Ａ内に配置されていると定義される。
【0059】
次に、金属膜３１～３３の積層構造について説明する。図５は、実施の形態に係る弾性波装置１を構成する金属膜３１～３３の積層構造の一例を示す断面図である。同図は、図４の領域Ｖを模式的に拡大した断面図である。
【0060】
図５に示すように、金属膜３１は、主面１０ａ側から、中間層３１６、中間層３１５、主電極層３１４、中間層３１３、中間層３１２および接合層３１１を有する。
【0061】
中間層３１３（第１中間層）および中間層３１６は、例えばＴｉ（チタン）を主成分とする金属層であり、拡散防止層として機能する。
【0062】
中間層３１２および中間層３１５は、例えばＰｔ（白金）を主成分とする金属層であり、中間層３１３および３１６とともに、拡散防止層として機能する。
【0063】
主電極層３１４は、第１主電極層の一例であり、例えばＡｌ（アルミニウム）およびＣｕ（銅）を主成分とする金属層であり、金属膜３１のうちで高周波信号を伝送する主媒体として機能する。
【0064】
接合層３１１は、第１接合層の一例であり、例えばＡｕ（金）を主成分とする金属層であり、金属膜３２と電気的および機械的に良好な接合をする機能を有する。
【0065】
なお、本実施の形態に係る金属膜３１において、中間層３１２および３１５は無くてもよい。さらに、金属膜３１は、主電極層３１４のみで構成されていてもよい。
【0066】
また、図５に示すように、金属膜３２は、主面１０ａ側から、接合層３２１、中間層３２２、中間層３２３、主電極層３２４、および中間層３２５を有する。
【0067】
接合層３２１は、第２接合層の一例であり、例えばＡｕ（金）を主成分とする金属層であり、金属膜３１と電気的および機械的に良好な接合をする機能を有する。
【0068】
中間層３２２は、例えばＰｔ（白金）を主成分とする金属層であり、中間層３２３とともに、拡散防止層として機能する。
【0069】
中間層３２３（第２中間層）および中間層３２５は、例えばＴｉ（チタン）を主成分とする金属層であり、拡散防止層として機能する。
【0070】
主電極層３２４は、第２主電極層の一例であり、例えばＡｌ（アルミニウム）およびＣｕ（銅）を主成分とする金属層であり、金属膜３２のうちで高周波信号を伝送する主媒体として機能する。
【0071】
なお、本実施の形態に係る金属膜３２において、中間層３２２は無くてもよい。さらに、金属膜３２は、主電極層３２４のみで構成されていてもよい。
【0072】
また、図５に示すように、金属膜３３は、主面１０ａ側から、中間層３３１、主電極層３３２、および中間層３３３を有する。
【0073】
中間層３３１および３３３は、例えばＴｉ（チタン）を主成分とする金属層であり、拡散防止層として機能する。
【0074】
主電極層３３２は、例えばＡｌ（アルミニウム）およびＣｕ（銅）を主成分とする金属層であり、金属膜３３のうちで高周波信号を伝送する主媒体として機能する。
【0075】
なお、本実施の形態に係る金属膜３３において、中間層３３１および３３３は無くてもよく、金属膜３３は主電極層３３２のみで構成されていてもよい。
【0076】
【0077】
また、図２Ｂに示すように、主面１０ａの平面視において、（図２Ｂの右上方の）金属膜３１の領域は（図２Ｂの右上方の）金属膜３２の領域を含み、かつ、（図２Ｂの右上方の）金属膜３１の面積は（図２Ｂの右上方の）金属膜３２の面積よりも大きい。
【0078】
【0079】
これによれば、金属膜３２の接合により金属膜３１の端部形状を変形させることがないので、基板１０と金属膜３１との接合により、ビア導体１１にかかる圧縮応力の低減を促進できる。
【0080】
【0081】
【0082】
これによれば、金属膜３２が、主面２０ａ上における機能電極３４および金属膜３３の配置領域を制限することなく、機能電極３４および金属膜３３の配置レイアウトを優先できる。
【0083】
次に、ビア導体１１と基板１０との接合状態について説明する。図６は、実施の形態に係る弾性波装置１のビア導体１１と基板１０との界面を示す断面図である。同図は、図４の領域ＶＩを模式的に拡大した断面図である。
【0084】
図６に示すように、弾性波装置１は、基板１０とビア導体１１との間に配置された金属層１４を有する。金属層１４は、例えばＴｉを主成分とする。金属層１４は、ビア導体１１の主成分であるＣｕの線膨張係数と、基板１０を構成するＳｉの線膨張係数との間の線膨張係数を有する。
【0085】
これによれば、金属層１４は、熱履歴によりビア導体１１に応力がかかりビア導体１１が基板１０から剥がれることを抑制する緩衝材として機能できる。また、金属層１４は、ＣｕおよびＳｉの拡散防止膜として機能できる。
【0086】
また、Ｓｉで構成される基板１０にビア導体１１を充填するための円筒状空洞を基板１０に形成する工程に起因して、基板１０の円筒状空洞の内壁には、スキャロップと呼ばれる貝殻状の凹凸構造が発生する。図７は、比較例に係る弾性波装置のビア導体１１と基板１０との界面を示す断面図である。比較例に係る弾性波装置は、本実施の形態に係る弾性波装置１と比較して、ビア導体１１と基板１０との界面形状のみが異なる。
【0087】
図７に示された比較例に係る弾性波装置では、ビア導体１１と基板１０との界面形状は、スキャロップの凹凸構造が見られ、凸部の先端が先鋭となった形状となっている。このため、上記凹凸構造の先端では、電気抵抗が高くなり発熱し易くなり、ビア導体１１の接合強度が低下する。また、上記凹凸構造によりビア導体１１と基板１０との界面にボイドが発生し易くなり、ビア導体１１の接合強度が低下する。
【0088】
これに対して、本実施の形態に係る弾性波装置１では、図６に示すように、スキャロップの凹凸構造の凸部先端が平坦化されている。これによれば、上記凹凸構造の先端での電気抵抗を低減して発熱を抑制でき、また、ビア導体１１と基板１０との界面でのボイド発生を抑制できるので、ビア導体１１の接合強度を向上できる。
【0089】
【0090】
本実施の形態に係る弾性波装置１は、図１に示すように、主面１０ｂに配置された絶縁膜１３を備える。絶縁膜１３は、例えばシリコン酸化膜であり、主面１０ｂにおいて隣接する平面電極１２間で高周波信号が漏洩することを抑制する機能を有する。
【0091】
ここで、図４および図８に示すように、主面１０ｂに垂直（ｚ軸方向）かつビア導体１１の中心軸を通る切断面（図２Ａ～図２ＣのＩ－Ｉ切断面）において、主面１０ｂに平行な方向に対向するビア導体１１の両端部のうちの絶縁膜１３と接している両端部の長さＤ１３は、主面１０ｂに平行な方向に対向するビア導体１１の両端部のうちの基板１０と接している両端部の長さＤ１１よりも小さい。
【0092】
これによれば、主面１０ｂ付近のビア導体１１の端部が、絶縁膜１３に覆われるので、熱履歴によりビア導体１１が上記開口部にて基板１０から剥がれることを抑制できる。
【0093】
［４ 変形例に係る弾性波装置１Ａの構造］
図９は、実施の形態の変形例に係る弾性波装置１Ａの断面図である。図１０は、実施の形態の変形例に係る弾性波装置１Ａの第１平面図である。図１０は、ｚ軸正側から基板２０の主面２０ａを平面視（透視）した図である。なお、弾性波装置１Ａにおいて、ｚ軸正側から基板１０の主面１０ａを平面視（透視）した図は、図２Ｂの第２平面図と同じであり、ｚ軸正側から基板１０の主面１０ｂを平面視した図は、図２Ｃの第３平面図と同じである。図９は、図１０のＩＸ－ＩＸ線における断面図である。
図９は、実施の形態の変形例に係る弾性波装置１Ａの断面図である。図１０は、実施の形態の変形例に係る弾性波装置１Ａの第１平面図である。図１０は、ｚ軸正側から基板２０の主面２０ａを平面視（透視）した図である。なお、弾性波装置１Ａにおいて、ｚ軸正側から基板１０の主面１０ａを平面視（透視）した図は、図２Ｂの第２平面図と同じであり、ｚ軸正側から基板１０の主面１０ｂを平面視した図は、図２Ｃの第３平面図と同じである。図９は、図１０のＩＸ－ＩＸ線における断面図である。
【0094】
図９および図１０に示すように、弾性波装置１Ａは、基板１０および２０と、金属膜３１、３２および３３と、機能電極３４と、ビア導体１１と、絶縁膜１３および２３と、平面電極１２と、バンプ電極４０と、を備える。本変形例に係る弾性波装置１Ａは、実施の形態に係る弾性波装置１と比較して、ビア導体１１、金属膜３１、３２および３３の配置関係が異なる。以下、本変形例に係る弾性波装置１Ａについて、実施の形態に係る弾性波装置１と同じ構成については説明を省略し、異なる構成を中心に説明する。
【0095】
金属膜３１は、第１金属膜の一例であり、図９に示すように、主面１０ａに配置され、ビア導体１１と接する平面電極である。金属膜３１は、例えば、複数の金属層の積層体である。
【0096】
金属膜３２は、第２金属膜の一例であり、図９に示すように、金属膜３１と接する平面電極である。金属膜３２は、例えば、複数の金属層の積層体である。
【0097】
【0098】
機能電極３４は、主面２０ａ上に配置され、基板２０とで電気機械変換を行う。
【0099】
図９に示すように、金属膜３１、３２および３３は、支持部を構成し、主面１０ａと主面２０ａとの間にこの順で積層配置されており、主面１０ａと主面２０ａとの間に空間が設けられるよう構成される。
【0100】
図９において、２つのビア導体１１のうちの右方のビア導体１１は、主面１０ａおよび２０ａを平面視した場合、機能電極３４と重なっていない。
【0101】
［５ 効果など］
以上のように、本実施の形態に係る弾性波装置１は、互いに対向する主面１０ａおよび１０ｂを有する基板１０と、主面１０ａと対面する主面２０ａを有する基板２０と、主面２０ａに配置された機能電極３４と、主面１０ａと主面２０ａとの間に配置され、主面１０ａと主面２０ａとの間に空間が設けられるよう構成された支持部と、主面１０ａから主面１０ｂに向けて基板１０に配置されたビア導体１１と、を備え、支持部は、主面１０ａに配置され、ビア導体１１と接する金属膜３１と、金属膜３１を挟んでビア導体１１と反対側に配置され、金属膜３１と接する金属膜３２と、を有し、主面１０ａの平面視において、金属膜３１の領域はビア導体１１の領域を含み、かつ、金属膜３１の面積はビア導体１１の面積よりも大きく、金属膜３２の領域はビア導体１１の領域を含み、かつ、金属膜３２の面積はビア導体１１の面積よりも大きい。
以上のように、本実施の形態に係る弾性波装置１は、互いに対向する主面１０ａおよび１０ｂを有する基板１０と、主面１０ａと対面する主面２０ａを有する基板２０と、主面２０ａに配置された機能電極３４と、主面１０ａと主面２０ａとの間に配置され、主面１０ａと主面２０ａとの間に空間が設けられるよう構成された支持部と、主面１０ａから主面１０ｂに向けて基板１０に配置されたビア導体１１と、を備え、支持部は、主面１０ａに配置され、ビア導体１１と接する金属膜３１と、金属膜３１を挟んでビア導体１１と反対側に配置され、金属膜３１と接する金属膜３２と、を有し、主面１０ａの平面視において、金属膜３１の領域はビア導体１１の領域を含み、かつ、金属膜３１の面積はビア導体１１の面積よりも大きく、金属膜３２の領域はビア導体１１の領域を含み、かつ、金属膜３２の面積はビア導体１１の面積よりも大きい。
【0102】
これによれば、ビア導体１１のｘ軸方向に隣接する基板１０が金属膜３１と接合されるため、金属膜３１と接合される基板１０が金属膜３１および３２の圧縮応力を吸収できるのでビア導体１１の変形および剥がれを抑制できる。
【0103】
また例えば、弾性波装置１において、主面１０ａを平面視した場合、金属膜３１の領域は金属膜３２の領域を含み、かつ、金属膜３１の面積は金属膜３２の面積よりも大きい。
【0104】
これによれば、金属膜３２の接合により金属膜３１の端部形状を変形させることがないので、基板１０と金属膜３１との接合により、ビア導体１１にかかる圧縮応力の低減を促進できる。
【0105】
また例えば、弾性波装置１において、金属膜３１は、主面１０ａ側から順に、主電極層３１４、中間層３１３、および接合層３１１を有し、金属膜３２は、主面１０ａ側から順に、接合層３２１、中間層３２３、および主電極層３２４を有する。
【0106】
これによれば、金属膜３１および３２のそれぞれが、異なる機能を有する複数の金属層で構成されているので、金属膜３１および３２の良好な接合を実現できる。
【0107】
また例えば、弾性波装置１において、支持部は、さらに、主面２０ａに配置され、機能電極３４と接続され、金属膜３２と接する金属膜３３を有し、主面２０ａの平面視において、金属膜３３の領域は金属膜３２の領域を含み、かつ、金属膜３３の面積は金属膜３２の面積よりも大きい。
【0108】
これによれば、金属膜３２が、主面２０ａ上における機能電極３４および金属膜３３の配置領域を制限することなく、機能電極３４および金属膜３３の配置レイアウトを優先できる。
【0109】
また例えば、弾性波装置１において、基板２０は圧電性を有し、主面２０ａ上にはＩＤＴ電極５４が配置され、ＩＤＴ電極５４は、互いに平行に配置された複数の電極指６１ａおよび複数の電極指６１ｂと、複数の電極指６１ａの一方端同士を接続するよう構成されたバスバー電極６２ａと、複数の電極指６１ｂの一方端同士を接続するよう構成され、複数の電極指６１ａおよび複数の電極指６１ｂを挟んでバスバー電極６２ａと対向配置されたバスバー電極６２ｂと、を有し、機能電極３４は、複数の電極指６１ａおよび複数の電極指６１ｂを含む。
【0110】
これによれば、ビア導体１１の接合強度が向上した弾性表面波デバイスを提供できる。
【0111】
また例えば、弾性波装置１において、支持部は、さらに、主面２０ａに配置され、機能電極３４と接続され、金属膜３２と接する金属膜３３を有し、金属膜３３は、バスバー電極６２ａおよび６２ｂを含み、主面２０ａの平面視において、金属膜３３の領域は金属膜３２の領域を含み、かつ、金属膜３３の面積は金属膜３２の面積よりも大きい。
【0112】
これによれば、金属膜３２が、主面２０ａ上における機能電極３４および金属膜３３の配置領域を制限することなく、機能電極３４および金属膜３３の配置レイアウトを優先できる。
【0113】
また例えば、弾性波装置１において、機能電極３４は、主面２０ａから順に、下部電極６６、圧電体層６７、および上部電極６８を有する。
【0114】
これによれば、ビア導体１１の接合強度が向上したバルク弾性波デバイスを提供できる。
【0115】
また例えば、弾性波装置１において、基板１０は、シリコンを含む。
【0116】
これによれば、基板１０の加工精度が向上する。
【0117】
また例えば、弾性波装置１は、さらに、基板１０とビア導体１１との間に配置された金属層１４を備え、ビア導体１１はＣｕを含み、金属層１４は、銅の線膨張係数とＳｉの線膨張係数との間の線膨張係数を有する。
【0118】
これによれば、金属層１４は、熱履歴によりビア導体１１に応力がかかりビア導体１１が基板１０から剥がれることを抑制する緩衝材として機能できる。また、金属層１４は、ＣｕおよびＳｉの拡散防止膜として機能できる。
【0119】
また例えば、弾性波装置１は、さらに、主面１０ｂに配置された絶縁膜１３を備え、主面１０ｂに垂直かつビア導体１１の中心軸を通る第５切断面において、主面１０ｂに平行な方向に対向するビア導体１１の両端部のうちの絶縁膜１３と接している両端部の長さＤ１３は、主面１０ｂに平行な方向に対向するビア導体１１の両端部のうちの基板１０と接している両端部の長さＤ１１よりも小さい。
【0120】
これによれば、主面１０ｂ付近のビア導体１１の端部が絶縁膜１３に覆われるので、熱履歴によりビア導体１１が主面１０ｂの開口部にて基板１０から剥がれることを抑制できる。
【0121】
（その他の実施の形態）
以上、本発明に係る弾性波装置について、実施の形態を挙げて説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。上記実施の形態に対して本発明の主旨を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例や、本発明に係る弾性波装置を内蔵した各種機器も本発明に含まれる。
以上、本発明に係る弾性波装置について、実施の形態を挙げて説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。上記実施の形態に対して本発明の主旨を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例や、本発明に係る弾性波装置を内蔵した各種機器も本発明に含まれる。
【0122】
以下に、上記実施の形態に基づいて説明した弾性波装置の特徴を示す。
【0123】
＜１＞
互いに対向する第１主面および第２主面を有する第１基板と、
前記第１主面と対面する第３主面を有する第２基板と、
前記第３主面に配置された機能電極と、
前記第１主面と前記第３主面との間に配置され、前記第１主面と前記第３主面との間に空間が設けられるよう構成された支持部と、
前記第１主面から前記第２主面に向けて前記第１基板に配置されたビア導体と、を備え、
前記支持部は、
前記第１主面に配置され、前記ビア導体と接する第１金属膜と、
前記第１金属膜を挟んで前記ビア導体と反対側に配置され、前記第１金属膜と接する第２金属膜と、を有し、
前記第１主面の平面視において、
前記第１金属膜の領域は前記ビア導体の領域を含み、かつ、前記第１金属膜の面積は前記ビア導体の面積よりも大きく、
前記第２金属膜の領域は前記ビア導体の領域を含み、かつ、前記第２金属膜の面積は前記ビア導体の面積よりも大きい、弾性波装置。
互いに対向する第１主面および第２主面を有する第１基板と、
前記第１主面と対面する第３主面を有する第２基板と、
前記第３主面に配置された機能電極と、
前記第１主面と前記第３主面との間に配置され、前記第１主面と前記第３主面との間に空間が設けられるよう構成された支持部と、
前記第１主面から前記第２主面に向けて前記第１基板に配置されたビア導体と、を備え、
前記支持部は、
前記第１主面に配置され、前記ビア導体と接する第１金属膜と、
前記第１金属膜を挟んで前記ビア導体と反対側に配置され、前記第１金属膜と接する第２金属膜と、を有し、
前記第１主面の平面視において、
前記第１金属膜の領域は前記ビア導体の領域を含み、かつ、前記第１金属膜の面積は前記ビア導体の面積よりも大きく、
前記第２金属膜の領域は前記ビア導体の領域を含み、かつ、前記第２金属膜の面積は前記ビア導体の面積よりも大きい、弾性波装置。
【0124】
＜２＞
前記第１主面の平面視において、
前記第１金属膜の領域は前記第２金属膜の領域を含み、かつ、前記第１金属膜の面積は前記第２金属膜の面積よりも大きい、＜１＞に記載の弾性波装置。
前記第１主面の平面視において、
前記第１金属膜の領域は前記第２金属膜の領域を含み、かつ、前記第１金属膜の面積は前記第２金属膜の面積よりも大きい、＜１＞に記載の弾性波装置。
【0125】
＜３＞
前記第１金属膜は、
前記第１主面側から順に、第１主電極層、第１拡散防止層、および第１接合層を有し、
前記第２金属膜は、
前記第１主面側から順に、第２接合層、第２拡散防止層、および第２主電極層を有する、＜１＞または＜２＞に記載の弾性波装置。
前記第１金属膜は、
前記第１主面側から順に、第１主電極層、第１拡散防止層、および第１接合層を有し、
前記第２金属膜は、
前記第１主面側から順に、第２接合層、第２拡散防止層、および第２主電極層を有する、＜１＞または＜２＞に記載の弾性波装置。
【0126】
＜４＞
前記支持部は、さらに、
前記第３主面に配置され、前記機能電極と接続され、前記第２金属膜と接する第３金属膜を有し、
前記第３主面の平面視において、
前記第３金属膜の領域は前記第２金属膜の領域を含み、かつ、前記第３金属膜の面積は前記第２金属膜の面積よりも大きい、＜１＞～＜３＞のいずれかに記載の弾性波装置。
前記支持部は、さらに、
前記第３主面に配置され、前記機能電極と接続され、前記第２金属膜と接する第３金属膜を有し、
前記第３主面の平面視において、
前記第３金属膜の領域は前記第２金属膜の領域を含み、かつ、前記第３金属膜の面積は前記第２金属膜の面積よりも大きい、＜１＞～＜３＞のいずれかに記載の弾性波装置。
【0127】
＜５＞
前記第２基板は圧電性を有し、
前記第３主面上にはＩＤＴ電極が配置され、
前記ＩＤＴ電極は、
互いに平行に配置された複数の第１電極指および複数の第２電極指と、
前記複数の第１電極指の一方端同士を接続するよう構成された第１バスバー電極と、
前記複数の第２電極指の一方端同士を接続するよう構成され、前記複数の第１電極指および前記複数の第２電極指を挟んで前記第１バスバー電極と対向配置された第２バスバー電極と、を有し、
前記機能電極は、前記複数の第１電極指および前記複数の第２電極指を含む、＜１＞～＜３＞のいずれかに記載の弾性波装置。
前記第２基板は圧電性を有し、
前記第３主面上にはＩＤＴ電極が配置され、
前記ＩＤＴ電極は、
互いに平行に配置された複数の第１電極指および複数の第２電極指と、
前記複数の第１電極指の一方端同士を接続するよう構成された第１バスバー電極と、
前記複数の第２電極指の一方端同士を接続するよう構成され、前記複数の第１電極指および前記複数の第２電極指を挟んで前記第１バスバー電極と対向配置された第２バスバー電極と、を有し、
前記機能電極は、前記複数の第１電極指および前記複数の第２電極指を含む、＜１＞～＜３＞のいずれかに記載の弾性波装置。
【0128】
＜６＞
前記支持部は、さらに、
前記第３主面に配置され、前記機能電極と接続され、前記第２金属膜と接する第３金属膜を有し、
前記第３金属膜は、前記第１バスバー電極および前記第２バスバー電極を含み、
前記第３主面の平面視において、
前記第３金属膜の領域は前記第２金属膜の領域を含み、かつ、前記第３金属膜の面積は前記第２金属膜の面積よりも大きい、＜５＞に記載の弾性波装置。
前記支持部は、さらに、
前記第３主面に配置され、前記機能電極と接続され、前記第２金属膜と接する第３金属膜を有し、
前記第３金属膜は、前記第１バスバー電極および前記第２バスバー電極を含み、
前記第３主面の平面視において、
前記第３金属膜の領域は前記第２金属膜の領域を含み、かつ、前記第３金属膜の面積は前記第２金属膜の面積よりも大きい、＜５＞に記載の弾性波装置。
【0129】
＜７＞
前記機能電極は、前記第３主面から順に、第１平面電極、圧電薄膜、第２平面電極を有する、＜１＞～＜４＞のいずれかに記載の弾性波装置。
前記機能電極は、前記第３主面から順に、第１平面電極、圧電薄膜、第２平面電極を有する、＜１＞～＜４＞のいずれかに記載の弾性波装置。
【0130】
＜８＞
前記第１基板は、シリコンを含む、＜１＞～＜７＞のいずれかに記載の弾性波装置。
前記第１基板は、シリコンを含む、＜１＞～＜７＞のいずれかに記載の弾性波装置。
【0131】
＜９＞
さらに、
前記第１基板と前記ビア導体との間に配置された金属層を備え、
前記ビア導体は、銅を含み、
前記金属層は、銅の線膨張係数とシリコンの線膨張係数との間の線膨張係数を有する、＜１＞～＜８＞のいずれかに記載の弾性波装置。
さらに、
前記第１基板と前記ビア導体との間に配置された金属層を備え、
前記ビア導体は、銅を含み、
前記金属層は、銅の線膨張係数とシリコンの線膨張係数との間の線膨張係数を有する、＜１＞～＜８＞のいずれかに記載の弾性波装置。
【0132】
＜１０＞
さらに、
前記第２主面に配置された絶縁膜を備え、
前記第２主面に垂直かつ前記ビア導体の中心軸を通る第５切断面において、前記第２主面に平行な方向に対向する前記ビア導体の両端部のうちの前記絶縁膜と接している両端部の長さは、前記第２主面に平行な方向に対向する前記ビア導体の両端部のうちの前記第１基板と接している両端部の長さよりも小さい、＜１＞～＜９＞のいずれかに記載の弾性波装置。
さらに、
前記第２主面に配置された絶縁膜を備え、
前記第２主面に垂直かつ前記ビア導体の中心軸を通る第５切断面において、前記第２主面に平行な方向に対向する前記ビア導体の両端部のうちの前記絶縁膜と接している両端部の長さは、前記第２主面に平行な方向に対向する前記ビア導体の両端部のうちの前記第１基板と接している両端部の長さよりも小さい、＜１＞～＜９＞のいずれかに記載の弾性波装置。
【産業上の利用可能性】
【0133】
本発明は、小型の弾性波装置として、携帯電話機などの通信機器に広く利用できる。
【符号の説明】
【0134】
１、１Ａ 弾性波装置
１０、２０ 基板
１０ａ、１０ｂ、２０ａ、２０ｂ 主面
１１ ビア導体
１２ 平面電極
１３、２３ 絶縁膜
１４ 金属層
３１、３２、３３ 金属膜
３４ 機能電極
４０ バンプ電極
５１ 高音速支持基板
５２ 低音速膜
５３ 圧電膜
５４ ＩＤＴ電極
５５、５８ 保護層
５７ 圧電単結晶基板
６０ 弾性波共振子
６０ａ、６０ｂ 櫛形電極
６１ａ、６１ｂ 電極指
６２ａ、６２ｂ バスバー電極
６５ 支持基板
６６ 下部電極
６７ 圧電体層
６８ 上部電極
３１４、３２４、３３２、５４２ 主電極層
３１２、３１３、３１５、３１６、３２２、３２３、３２５、３３１、３３３ 中間層
３１１、３２１ 接合層
５４０ 密着層
１０、２０ 基板
１０ａ、１０ｂ、２０ａ、２０ｂ 主面
１１ ビア導体
１２ 平面電極
１３、２３ 絶縁膜
１４ 金属層
３１、３２、３３ 金属膜
３４ 機能電極
４０ バンプ電極
５１ 高音速支持基板
５２ 低音速膜
５３ 圧電膜
５４ ＩＤＴ電極
５５、５８ 保護層
５７ 圧電単結晶基板
６０ 弾性波共振子
６０ａ、６０ｂ 櫛形電極
６１ａ、６１ｂ 電極指
６２ａ、６２ｂ バスバー電極
６５ 支持基板
６６ 下部電極
６７ 圧電体層
６８ 上部電極
３１４、３２４、３３２、５４２ 主電極層
３１２、３１３、３１５、３１６、３２２、３２３、３２５、３３１、３３３ 中間層
３１１、３２１ 接合層
５４０ 密着層
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】