特許 7169083 弾性波デバイスおよびマルチプレクサ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-11-01

(45)【発行日】2022-11-10

(54)【発明の名称】弾性波デバイスおよびマルチプレクサ

(51)【国際特許分類】

   H03H 9/145 20060101AFI20221102BHJP

   H03H 9/25 20060101ALI20221102BHJP

【ＦＩ】

H03H9/145 Z

H03H9/25 C

H03H9/25 Z

H03H9/145 C

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2018072706

(22)【出願日】2018-04-04

(65)【公開番号】P2019186655

(43)【公開日】2019-10-24

【審査請求日】2021-01-07

(73)【特許権者】

【識別番号】000204284

【氏名又は名称】太陽誘電株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100087480

【弁理士】

【氏名又は名称】片山 修平

(72)【発明者】

【氏名】月舘 均

(72)【発明者】

【氏名】畑山 和重

【審査官】志津木 康

(56)【参考文献】

【文献】特表２０１８－５０６９３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１０／００４７４１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１７－０３４３６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－００７２３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１６－５１９８９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１３／０４７４３３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１６－０７２８０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０５－３０４４３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－２２４８９０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０３Ｈ３／００７－Ｈ０３Ｈ３／１０

Ｈ０３Ｈ９／００－Ｈ０３Ｈ９／７６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

支持基板と、
前記支持基板上に接合し、第１の厚さを有する第１領域と前記第１の厚さより大きい第２の厚さを有する第２領域とを有する圧電基板と、
前記圧電基板の前記第１領域上に設けられ、複数の第１電極指を各々有する一対の第１櫛型電極を備え、前記一対の第１櫛型電極の一方の第１櫛型電極における第１電極指の平均ピッチは前記第１の厚さより大きい第１弾性波共振器と、
前記圧電基板の前記第２領域上に設けられ、複数の第２電極指を各々有する一対の第２櫛型電極を備え、前記一対の第２櫛型電極の一方の第２櫛型電極における第２電極指の平均ピッチに対する前記第２の厚さの比は、前記一方の第１櫛型電極における第１電極指の平均ピッチに対する前記第１の厚さの比より大きい第２弾性波共振器と、
を備え、
前記一対の第１櫛型電極および前記一対の第２櫛型電極は主モードとしてＳＨ波を励振する弾性波デバイス。

【請求項2】

前記一方の第２櫛型電極における第２電極指の平均ピッチは前記第２の厚さより大きい請求項１に記載の弾性波デバイス。

【請求項3】

前記一方の第２櫛型電極における第２電極指の平均ピッチは前記第２の厚さより小さい請求項１に記載の弾性波デバイス。

【請求項4】

前記圧電基板は前記支持基板にアモルファス層を介し接合されている請求項１から３のいずれか一項に記載の弾性波デバイス。

【請求項5】

前記圧電基板と前記支持基板とに挟まれた中間層を備える請求項１から４のいずれか一項に記載の弾性波デバイス。

【請求項6】

前記圧電基板の前記第１領域と前記支持基板との間の前記中間層の第３の厚さは前記圧電基板の前記第２領域と前記支持基板との間の前記中間層の第４の厚さより大きい請求項５に記載の弾性波デバイス。

【請求項7】

前記圧電基板の前記第１領域と前記第２領域との前記中間層の反対側の面は略平坦である請求項６に記載の弾性波デバイス。

【請求項8】

前記第２弾性波共振器の共振周波数は前記第１弾性波共振器の共振周波数より低い請求項１から７のいずれか一項に記載の弾性波デバイス。

【請求項9】

前記圧電基板は、２０°以上かつ４８°以下のカット角を有するＹカットＸ伝搬タンタル酸リチウム基板である請求項１から８のいずれか一項に記載の弾性波デバイス。

【請求項10】

請求項１から９のいずれか一項に記載の弾性波デバイスを含み、
１または複数の前記第１弾性波共振器を含む第１フィルタと、
前記第１フィルタの通過帯域と重ならず、かつ前記第１フィルタの通過帯域より低い通過帯域を有し、１または複数の前記第２弾性波共振器を含む第２フィルタと、
を備えるマルチプレクサ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、弾性波デバイスおよびマルチプレクサに関し、例えば支持基板上に接合された圧電基板を有する弾性波デバイスおよびマルチプレクサに関する。

【背景技術】

【0002】

圧電基板の弾性表面波を用いた弾性波デバイスの周波数温度特性を向上させるため支持基板上に圧電基板を接合することが知られている。圧電基板の厚さを弾性表面波の波長以下とすることでスプリアスを抑制できることが知られている（例えば特許文献１）。支持基板と圧電基板との間に圧電基板よりバルク音速が遅い低音速膜を設けることが知られている（例えば特許文献２）。圧電基板の厚さを異ならせることが知られている（例えば特許文献３から５）

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１７－３４３６３号公報

【文献】国際公開２０１２／０８６６３９号

【文献】特開２０１３－１５７８３９号公報

【文献】特開２００５－２２３６１０号公報

【文献】特開平５－３０４４３６号公報

【文献】特表２０１８－５０６９３０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

共振周波数の異なる弾性表面波共振器を同一基板に設けるためには、電極指のピッチを異ならせる、電極指の膜厚を異ならせる、および／または電極指を覆う絶縁膜の膜厚を異ならせる、等の方法がある。しかしながら、共振周波数を大きく異ならせようとすると、いずれの方法も製造方法が複雑になる、および／または製造方法が制約される。

【0005】

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、共振周波数の異なる弾性波共振器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】

【0006】

本発明は、支持基板と、前記支持基板上に接合し、第１の厚さを有する第１領域と前記第１の厚さより大きい第２の厚さを有する第２領域とを有する圧電基板と、前記圧電基板の前記第１領域上に設けられ、複数の第１電極指を各々有する一対の第１櫛型電極を備え、前記一対の第１櫛型電極の一方の第１櫛型電極における第１電極指の平均ピッチは前記第１の厚さより大きい第１弾性波共振器と、前記圧電基板の前記第２領域上に設けられ、複数の第２電極指を各々有する一対の第２櫛型電極を備え、前記一対の第２櫛型電極の一方の第２櫛型電極における第２電極指の平均ピッチに対する前記第２の厚さの比は、前記一方の第１櫛型電極における第１電極指の平均ピッチに対する前記第１の厚さの比より大きい第２弾性波共振器と、を備え、前記一対の第１櫛型電極および前記一対の第２櫛型電極は主モードとしてＳＨ波を励振する弾性波デバイスである。

【0007】

上記構成において、前記一方の第２櫛型電極における第２電極指の平均ピッチは前記第２の厚さより大きい構成とすることができる。

【0008】

上記構成において、前記一方の第２櫛型電極における第２電極指の平均ピッチは前記第２の厚さより小さい構成とすることができる。

【0009】

上記構成において、前記圧電基板は前記支持基板にアモルファス層を介し直接接合されている構成とすることができる。

【0010】

上記構成において、前記圧電基板と前記支持基板とに挟まれた中間層を備える構成とすることができる。

【0011】

上記構成において、前記圧電基板の前記第１領域と前記支持基板との間の前記中間層の第３の厚さは前記圧電基板の前記第２領域と前記支持基板との間の前記中間層の第４の厚さより大きい構成とすることができる。

【0012】

上記構成において、前記圧電基板の前記第１領域と前記第２領域との前記中間層の反対側の面は略平坦である構成とすることができる。

【0013】

上記構成において、前記第２弾性波共振器の共振周波数は前記第１弾性波共振器の共振周波数より低い構成とすることができる。

【0014】

上記構成において、前記圧電基板は、２０°以上かつ４８°以下のカット角を有するＹカットＸ伝搬タンタル酸リチウム基板である構成とすることができる。

【0015】

本発明は、上記弾性波デバイスを含み、１または複数の前記第１弾性波共振器を含む第１フィルタと、前記第１フィルタの通過帯域と重ならず、かつ前記第１フィルタの通過帯域より低い通過帯域を有し、１または複数の前記第２弾性波共振器を含む第２フィルタと、を備えるマルチプレクサである。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、共振周波数の異なる弾性波共振器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】図１（ａ）は、弾性波共振器の平面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ－Ａ断面図である。

【図2】図２（ａ）および図２（ｂ）は、比較例１に係る弾性波共振器の断面図である。

【図3】図３は、比較例２に係る弾性波デバイスの断面図である。

【図4】図４（ａ）および図４（ｂ）は、圧電基板の厚さＴ／ピッチＬに対する共振周波数ｆｒを示す図である。

【図5】図５（ａ）および図５（ｂ）は、実施例１に係る弾性波デバイスの断面図である。

【図6】図６は、実施例１を用いたデュプレクサの回路図である。

【図7】図７は、実施例１における基板１０の平面図である。

【図8】図８（ａ）から図８（ｅ）は、実施例１に係る弾性波デバイスの製造方法を示す断面図（その１）である。

【図9】図９（ａ）から図９（ｄ）は、実施例１に係る弾性波デバイスの製造方法を示す断面図（その２）である。

【図10】図１０（ａ）および図１０（ｂ）は、実施例２に係る弾性波デバイスの断面図である。

【図11】図１１（ａ）および図１１（ｂ）は、実施例２の変形例１に係る弾性波デバイスの断面図である。

【図12】図１２（ａ）から図１２（ｄ）は、実施例２の変形例１に係る弾性波デバイスの製造方法を示す断面図（その１）である。

【図13】図１３（ａ）から図１３（ｃ）は、実施例２の変形例１に係る弾性波デバイスの製造方法を示す断面図（その２）である。

【図14】図１４（ａ）および図１４（ｂ）は、実施例２の変形例１に係る弾性波デバイスの製造方法を示す断面図（その３）である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

［弾性波共振器の説明］
図１（ａ）は、弾性波共振器の平面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ－Ａ断面図である。電極指１４の配列方向をＸ方向、電極指１４の延伸する方向をＹ方向、圧電基板１０ａの上面の法線方向をＺ方向とする。Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向は、圧電基板１０ａの結晶方位のＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向とは必ずしも対応しない。

【0020】

図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、弾性波共振器２０では、基板１０は、支持基板１０ｂと支持基板１０ｂに接合された圧電基板１０ａとを有する。圧電基板１０ａ上にＩＤＴ１８および反射器１９が形成されている。ＩＤＴ１８および反射器１９は、基板１０上に形成された金属膜１２により形成される。ＩＤＴ１８は、対向する一対の櫛型電極１６を備える。一対の櫛型電極１６は、それぞれ複数の電極指１４と、複数の電極指１４が接続されたバスバー１５と、を備える。一対の櫛型電極１６の電極指１４が重なる領域が交差領域５６である。交差領域５６の少なくとも一部において、一対の櫛型電極１６のうち一方の櫛型電極の電極指と他方の櫛型電極の電極指とがほぼ互い違いとなるように、対向して設けられている。

【0021】

交差領域５６において電極指１４が励振する弾性波は、主にＸ方向に伝搬する。一方の櫛型電極１６の電極指１４のピッチＬがほぼ弾性波の波長λとなる。圧電基板１０ａは、例えばタンタル酸リチウム基板またはニオブ酸リチウム基板であり、例えば回転ＹカットＸ伝搬タンタル酸リチウム基板または回転ＹカットＸ伝搬ニオブ酸リチウム基板ある。支持基板１０ｂは、例えばサファイア基板、スピネル基板、アルミナ基板、ガラス基板、水晶基板またはシリコン基板である。支持基板１０ｂの線熱膨張係数は圧電基板１０ａの線熱膨張係数より小さい。これにより、弾性波共振器の周波数温度係数（ＴＣＦ：Temperature Coefficient of Frequency）を抑制できる。金属膜１２は、例えばアルミニウム膜または銅膜である。基板１０上に、電極指１４を覆うように保護膜または温度補償膜として機能する絶縁膜が設けられていてもよい。

【0022】

［比較例１］
図２（ａ）および図２（ｂ）は、比較例１に係る弾性波共振器の断面図である。図２（ａ）に示すように、圧電基板１０ａ上に弾性波共振器２０ａおよび配線２２ａが設けられている。図２（ｂ）に示すように、圧電基板１０ａ上に弾性波共振器２０ｂおよび配線２２ｂが設けられている。弾性波共振器２０ａおよび２０ｂは、例えばデュプレクサのそれぞれ受信フィルタおよび送信フィルタに用いられる。送信フィルタと受信フィルタとでは通過帯域が重ならない。このため、弾性波共振器２０ａと２０ｂとの共振周波数は大きく異なる。弾性波共振器２０ｂは２０ａより共振周波数が低い。

【0023】

弾性波共振器２０ｂの共振周波数を弾性波共振器２０ａの共振周波数より低くするため、弾性波共振器２０ｂの電極指１４のピッチＬ２は、弾性波共振器２０ａの電極指１４のピッチＬ１より大きい。また、弾性波共振器２０ｂの電極指１４の膜厚Ｈ２は、弾性波共振器２０ａの電極指１４の膜厚Ｈ１より大きい。弾性波共振器２０ａを形成したチップと弾性波共振器２０ｂを形成したチップをパッケージに実装することで、例えばデュプレクサが形成できる。しかしながら複数のチップをパッケージに実装するとデュプレクサ等の弾性波デバイスが大型化する。

【0024】

［比較例２］
図３は、比較例２に係る弾性波デバイスの断面図である。図３に示すように、弾性波共振器２０ａおよび２０ｂは単一の基板１０上に設けられている。電極指１４を覆うように絶縁膜２４が設けられている。絶縁膜２４は、例えば酸化シリコン膜または窒化シリコン膜であり、保護膜または温度補償膜として機能する。弾性波共振器２０ａと２０ｂとの共振周波数を異ならせるため、絶縁膜２４の電極指１４上の膜厚Ｈ１´およびＨ２´を異ならせてもよい。

【0025】

比較例２のように、弾性波共振器２０ａと２０ｂを単一基板１０上に形成すると弾性波デバイスを小型化できる。弾性波共振器２０ａと２０ｂとの共振周波数を大きく異ならせるためには、電極指のピッチを異ならせる、電極指１４の膜厚を異ならせる、および／または電極指１４を覆う絶縁膜２４の膜厚を異ならせる、等の方法がある。しかしながら、ピッチＬ１およびＬ２を大きく異ならせようとすると、加工精度が低下してしまう。また、膜厚Ｈ１とＨ２、および／または膜厚Ｈ１´とＨ２´を大きく異ならせようとすると、製造工程が複雑になる。そこで、上記以外の方法で共振周波数を大きく異ならせる方法を検討した。

【0026】

［シミュレーション］
圧電基板１０ａの厚さＴに対する弾性波共振器２０の共振周波数を３次元有限要素法を用いシミュレーションした。シミュレーション条件は以下である。
支持基板１０ｂ：厚さが５００μｍのサファイア基板
圧電基板１０ａ：厚さＴの４２°回転ＹカットＸ伝搬タンタル酸リチウム基板
金属膜１２：膜厚が４００ｎｍのアルミニウム膜
電極指１４のピッチＬ：２０μｍ
電極指１４の対数：１００対
開口長（交差領域５６の長さ）：２５λ

【0027】

図４（ａ）および図４（ｂ）は、圧電基板の厚さＴ／ピッチＬに対する共振周波数ｆｒを示す図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）の範囲Ａの拡大図である。ドットはシミュレーション結果を示し、ドットをつなぐ曲線は近似曲線である。圧電基板１０ａの厚さＴはピッチＬで規格化している。図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、圧電基板１０ａの厚さＴがピッチＬ以上では共振周波数ｆｒはほぼ一定である。このとき電極指１４が励振する弾性表面波の波長はほぼピッチＬである。圧電基板１０ａの厚さＴがピッチＬ以下となると、共振周波数ｆｒが高くなる。

【0028】

厚さＴがピッチＬ以上のとき、電極指１４は弾性表面波（例えばＳＨ（Shear Horizontal）波）を励振するときにバルク波を励振する。このバルク波が圧電基板１０ａと支持基板１０ｂとの界面で反射されると、スプリアスとなる。また、バルク波が励振されるため弾性波共振器の損失が大きくなる。これに対し、厚さＴがピッチＬ以下ではバルク波に起因したスプリアスおよび損失が抑制される。図４（ａ）および図４（ｂ）のように、厚さＴがピッチＬ以下のときに共振周波数ｆｒが厚さＴに大きく依存する理由は明確ではないが、バルク波の抑制が起因していると考えられる。

【実施例1】

【0029】

シミュレーション結果に基づき実施例について説明する。図５（ａ）および図５（ｂ）は、実施例１に係る弾性波デバイスの断面図である。図５（ａ）および図５（ｂ）に示すように、圧電基板１０ａは厚さがＴ１の領域３０と厚さがＴ２の領域３２を有している。領域３０上には弾性波共振器２０ａおよび配線２２ａが設けられ、領域３２上には弾性波共振器２０ｂおよび配線２２ｂが設けられている。弾性波共振器２０ａおよび２０ｂの電極指１４のピッチＬ１およびＬ２は同程度である。弾性波共振器２０ａおよび２０ｂの電極指１４を覆うように絶縁膜２４が設けられている。弾性波共振器２０ａと２０ｂでは、電極指１４の膜厚は製造誤差程度に略同じであり、絶縁膜２４の膜厚は製造誤差程度に略同じである。厚さＴ１およびＴ２のうち少なくとも厚さＴ１はピッチＬ１より小さい。これにより、電極指１４および絶縁膜２４の膜厚がほぼ同じでも弾性波共振器２０ａと２０ｂとの共振周波数を大きく異ならせることができる。なお、絶縁膜２４は電極指１４より薄くてもよいし、厚くてもよい。また、絶縁膜２４は設けられていなくてもよい。

【0030】

図６は、実施例１を用いたデュプレクサの回路図である。図６に示すように、共通端子Ａｎｔと送信端子Ｔｘの間に送信フィルタ５０が接続され、共通端子Ａｎｔと受信端子Ｒｘとの間に受信フィルタ５２が接続されている。送信フィルタ５０では、共通端子Ａｎｔと送信端子Ｔｘとの間に１または複数の直列共振器Ｓ１からＳ４が直列に接続され、１または並列共振器Ｐ１からＰ３が並列に接続されている。

【0031】

受信フィルタ５２では、共通端子Ａｎｔと受信端子Ｒｘとの間に直列共振器Ｓ５、ＤＭＳ１およびＤＭＳ２が直列に接続されている。ＤＭＳ１およびＤＭＳ２は２重モード弾性表面波（Double Mode Surface Acoustic）フィルタ等の多重モード型フィルタである。ＤＭＳ１およびＤＭＳ２は各々３つのＩＤＴ１８ａから１８ｃを有している。ＩＤＴ１８ａから１８ｃは弾性波の伝搬方向に配列されている。ＤＭＳ１のＩＤＴ１８ｂの一端は直列共振器Ｓ５に電気的に接続され、他端は接地されている。ＤＭＳ１のＩＤＴ１８ａおよび１８ｃの一端はそれぞれＤＭＳ２のＩＤＴ１８ａおよび１８ｃの一端に電気的に接続されている。ＤＭＳ１およびＤＭＳ２のＩＤＴ１８ａおよび１８ｃの他端は接地されている。ＤＭＳ２のＩＤＴ１８ｂの一端は受信端子Ｒｘに電気的接続され、他端は接地されている。

【0032】

送信フィルタ５０は送信端子Ｔｘに入力する高周波信号のうち送信帯域の信号を共通端子Ａｎｔに通過させ、他の周波数帯域の信号を抑圧する。受信フィルタ５２は共通端子Ａｎｔに入力する高周波信号のうち受信帯域の信号を受信端子Ｒｘに通過させ、他の周波数帯域の信号を抑圧する。送信フィルタ５０がラダー型フィルタを含み、受信フィルタ５２が多重モード型フィルタを含む例を説明したが、送信フィルタ５０が多重モード型フィルタを含み、受信フィルタ５２を含んでもよい。送信フィルタ５０および受信フィルタ５２はいずれもラダー型フィルタを含んでもよい。また、送信フィルタ５０および受信フィルタ５２内の共振器の個数は適宜設定できる。

【0033】

図７は、実施例１における基板１０の平面図である。図７に示すように、圧電基板１０ａの領域３０上に弾性波共振器２０ａおよび配線２２ａが設けられている。弾性波共振器２０ａは直列共振器Ｓ５、ＤＭＳ１およびＤＭＳ２を含む。配線２２ａは弾性波共振器２０ａと接続されている。配線２２ｃは配線２２ａと立体交差している。配線２２ａは共通パッドＰａｎｔ、受信パッドＰｒｘおよびグランドパッドＰｇｎｄを含む。パッド上にはバンプ２６が設けられている。

【0034】

圧電基板１０ａの領域３２上に弾性波共振器２０ｂおよび配線２２ｂが設けられている。弾性波共振器２０ｂは直列共振器Ｓ１からＳ４、並列共振器Ｐ１からＰ３を含む。配線２２ｂは弾性波共振器２０ｂと接続されている。配線２２ｂは共通パッドＰａｎｔ、送信パッドＰｔｘおよびグランドパッドＰｇｎｄを含む。パッド上にはバンプ２６が設けられている。共通パッドＰａｎｔ、送信パッドＰｔｘ、受信パッドＰｒｘおよびグランドパッドＰｇｎｄは、バンプ２６を介し共通端子Ａｎｔ、送信端子Ｔｘ、受信端子Ｒｘおよびグランド端子に電気的に接続されている。

【0035】

送信フィルタ５０と受信フィルタ５２との通過帯域は重ならず、送信フィルタ５０の通過帯域は受信フィルタ５２の通過帯域より低い。領域３０の圧電基板１０ａの厚さＴ１を領域３２の圧電基板１０ａの厚さＴ２より小さくしている。このため、弾性波共振器２０ａと２０ｂとで、電極指１４の膜厚をほぼ同じにし、絶縁膜２４の膜厚をほぼ同じしても、弾性波共振器２０ａの共振周波数を弾性波共振器２０ｂの共振周波数より大きくできる。送信フィルタ５０（および受信フィルタ５２）内の弾性波共振器２０ｂ（および２０ａ）の間の共振周波数の差は小さいため電極指１４のピッチＬ２（またはＬ１）を異ならせることで対応できる。よって、簡単な製造工程で単一基板１０上に共振周波数の大きく異なる弾性波共振器２０ａおよび２０ｂを形成することができる。よって、単一基板１０上に通過帯域の重ならない送信フィルタ５０と受信フィルタ５２を形成することができる。

【0036】

図５（ａ）のように、送信フィルタ５０の通過帯域が受信フィルタ５２の通過帯域より低い場合、領域３２および３０にそれぞれ送信フィルタ５０および受信フィルタ５２を形成する。図５（ｂ）のように、送信フィルタ５０の通過帯域が受信フィルタ５２の通過帯域より高い場合、領域３０および３２にそれぞれ送信フィルタ５０および受信フィルタ５２を形成する。図５（ａ）および図５（ｂ）において、支持基板１０ｂの厚さは例えば５０μｍから５００μｍであり、厚さＴ１およびＴ２の少なくとも一方はピッチＬ１およびＬ２以下である。

【0037】

［実施例１の製造方法］
図８（ａ）から図９（ｄ）は、実施例１に係る弾性波デバイスの製造方法を示す断面図である。図８（ａ）に示すように、支持基板１０ｂの上面に圧電基板１０ａの下面を、常温において直接接合する。接合方法は例えば特許文献１と同じである。すなわち、支持基板１０ｂの上面および圧電基板１０ａの下面を不活性元素のイオンビーム、中性ビームまたはプラズマにより活性化する。その後支持基板１０ｂと圧電基板１０ａとを常温において接合する。このとき、支持基板１０ｂと圧電基板１０ａとの間には、例えば１ｎｍから８ｎｍの厚さのアモルファス層１０ｄが形成される。このように、支持基板１０ｂと圧電基板１０ａとを常温において接合すると、アモルファス層１０ｄが形成される。アモルファス層１０ｄは圧電基板１０ａに比べ非常に薄いため、支持基板１０ｂと圧電基板１０ａとは直接接合されている。アモルファス層１０ｄは非常に薄いため図８（ａ）および図１３（ｂ）以外の図では図示を省略する。

【0038】

図８（ｂ）に示すように、圧電基板１０ａの上面を、例えばＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）法を用い研磨することで平坦化する。図８（ｃ）に示すように、領域３０の圧電基板１０ａを薄膜化する。例えば圧電基板１０ａの上面にレーザ光５４を照射しアブレーション加工する。これにより、領域３０の圧電基板１０ａが薄膜化する。図８（ｄ）に示すように、圧電基板１０ａの領域３０および３２上に、例えば真空蒸着法またはスパッタリング法を用い金属膜１２を成膜する。図８（ｅ）に示すように、金属膜１２を、例えばフォトリソグラフィ法およびエッチング法を用い所望の形状にパターンニングする。これにより、圧電基板１０ａの領域３０上に弾性波共振器２０ａおよび配線２２ａが形成され、領域３２上に弾性波共振器２０ｂおよび配線２２ｂが形成される。

【0039】

図９（ａ）に示すように、弾性波共振器２０ａ、２０ｂを覆うように絶縁膜２４を例えば真空蒸着法、スパッタリング法またはＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法を用い成膜する。図９（ｂ）に示すように、絶縁膜２４を、例えばフォトリソグラフィ法およびエッチング法を用い所望の形状にパターンニングする。これにより、弾性波共振器２０ａおよび２０ｂの電極指１４上の絶縁膜２４は残存し、配線２２ａおよび２２ｂ上の絶縁膜２４が除去される。図９（ｃ）に示すように、配線２２ａ、２２ｂおよび絶縁膜２４上に、例えば真空蒸着法、スパッタリング法またはめっき法を用い金属膜２７を成膜する。金属膜２７は例えば金膜である。図９（ｄ）に示すように、金属膜２７を、例えばフォトリソグラフィ法およびエッチング法を用い所望の形状にパターンニングする。これにより、配線２２ａおよび２２ｂ上に低抵抗な金属膜２８が形成され、弾性波共振器２０ａおよび２０ｂ上の金属膜２７が除去される。

【0040】

図８（ａ）から図９（ｄ）のように、図８（ｃ）の領域３０の圧電基板１０ａの薄膜化以外の製造工程は、弾性波共振器２０ａと２０ｂとで共通にできる。よって、共振周波数の異なる弾性波共振器２０ａおよび２０ｂを容易に製造することができる。

【実施例2】

【0041】

図１０（ａ）および図１０（ｂ）は、実施例２に係る弾性波デバイスの断面図である。図１０（ａ）および図１０（ｂ）に示すように、中間層１０ｃが支持基板１０ｂと圧電基板１０ａとの間に挟まれている。中間層１０ｃの弾性率の温度係数は圧電基板１０ａの弾性率の温度係数と逆符号である。これにより、弾性波共振器２０ａおよび２０ｂの周波数温度係数（ＴＣＦ）をより抑制できる。中間層１０ｃとしては例えば酸化シリコン膜、シリコン膜、窒化アルミニウム膜または窒化シリコン膜を用いることができる。中間層１０ｃの厚さは例えばピッチＬ１およびＬ２以下である。その他の構成は実施例１と同じであり説明を省略する。

【0042】

［実施例２の変形例１］
図１１（ａ）および図１１（ｂ）は、実施例２の変形例１に係る弾性波デバイスの断面図である。図１１（ａ）および図１１（ｂ）に示すように、領域３０における中間層１０ｃの厚さＴ３は領域３２における中間層１０ｃの厚さＴ４より大きい。厚さＴ１＋Ｔ３は厚さＴ２＋Ｔ４にほぼ等しい。これにより、圧電基板１０ａの領域３０と３２との境界の上面はほぼ平坦である。

【0043】

［実施例２の変形例１の製造方法］
図１２（ａ）から図１４（ｂ）は、実施例２の変形例１に係る弾性波デバイスの製造方法を示す断面図である。図１２（ａ）に示すように圧電基板１０ａを準備する。図１２（ｂ）に示すように、領域３０の圧電基板１０ａを薄膜化する。例えば領域３０の圧電基板１０ａの表面にレーザ光５４を照射しアブレーション加工する。これにより、圧電基板１０ａに領域３０および３２が形成される。図１２（ｃ）に示すように、段差を有する圧電基板１０ａ表面上に中間層１０ｃを例えば真空蒸着法、スパッタリング法またはＣＶＤ法を用い成膜する。図１２（ｄ）に示すように、中間層１０ｃの表面を例えばＣＭＰ法を用い平坦化する。

【0044】

図１３（ａ）に示すように、以下上下を逆に示す。図１３（ｂ）に示すように、支持基板１０ｂの上面と平坦化した中間層１０ｃの表面とを常温において直接接合する。このとき、図８（ａ）と同様に、支持基板１０ｂと中間層１０ｃとの間にアモルファス層１０ｄが形成される。中間層１０ｃが酸化シリコン膜の場合、酸化シリコン膜と支持基板１０ｂとの常温接合が難しいことがある。支持基板１０ｂと中間層１０ｃとを常温接合する場合、中間層１０ｃはシリコン膜、窒化アルミニウム膜または窒化シリコン膜等の酸化シリコン膜以外の絶縁膜であることが好ましい。図１３（ｃ）に示すように、圧電基板１０ａの上面を例えばＣＭＰ法を用い平坦化する。これにより、支持基板１０ｂと圧電基板１０ａとの間に中間層１０ｃを有する複合基板である基板１０が形成される。

【0045】

図１４（ａ）に示すように、図８（ｄ）および図８（ｅ）と同様に、圧電基板１０ａの領域３０上に弾性波共振器２０ａおよび配線２２ａを形成し、領域３２上に弾性波共振器２０ｂおよび配線２２ｂを形成する。図１４（ｂ）に示すように、図９（ａ）から図９（ｄ）と同様に絶縁膜２４および金属膜２８を形成する。

【0046】

実施例２の変形例１では、圧電基板１０ａの領域３０と３２との上面が平坦である。このため、圧電基板１０ａ上への弾性波共振器２０ａおよび２０ｂ、配線２２ａおよび２２ｂ等の形成が容易となる。また、圧電基板１０ａをバンプを用い実装するときにバンプの高さが均一となりバンプの接続性が安定する。

【0047】

実施例１，２およびその変形例によれば、圧電基板１０ａは、厚さＴ１（第１の厚さ）を有する領域３０（第１領域）と厚さＴ２（第１の厚さより大きい第２の厚さ）を有する領域３２（第２領域）とを有する。領域３０上に設けられた弾性波共振器２０ａ（第１弾性波共振器）は、複数の電極指１４（第１電極指）を各々有する一対の櫛型電極１６（第１櫛型電極）を備え、櫛型電極１６の一方の電極指１４の平均ピッチＬ１は厚さＴ１より大きい。領域３２上に設けられた弾性波共振器２０ｂ（第２弾性波共振器）、複数の電極指１４（第２電極指）を各々有する一対の櫛型電極１６（第２櫛型電極）を備える。

【0048】

これにより、図４（ａ）および図４（ｂ）のように、弾性波共振器２０ａの共振周波数を弾性波共振器２０ｂの共振周波数より高くできる。よって、共振周波数の異なる弾性波共振器２０ａおよび２０ｂを容易に形成することができる。また、弾性波共振器２０ａにおけるスプリアスおよび損失を抑制できる。

【0049】

弾性波共振器２０ｂの櫛型電極１６の一方の電極指１４の平均ピッチＬ２を厚さＴ２より大きくすることで、弾性波共振器２０ｂにおけるスプリアスおよび損失を抑制できる。平均ピッチＬ２を厚さＴ２より小さくすることで、弾性波共振器２０ａと２０ｂとの共振周波数の差を大きくできる。

【0050】

実施例１およびその変形例のように、圧電基板１０ａは支持基板１０ｂにアモルファス層１０ｄを介し接合されていてもよい。実施例２およびその変形例のように、圧電基板１０ａと支持基板１０ｂとに挟まれた中間層１０ｃを備えていてもよい。中間層１０ｃの弾性率の温度係数を圧電基板１０ａの弾性率の温度係数と逆符号とする。これにより、弾性波共振器２０ａおよび２０ｂの周波数温度係数を抑制できる。

【0051】

実施例２の変形例１のように、圧電基板１０ａの領域３０と支持基板１０ｂとの間の中間層１０ｃの厚さＴ３（第３の厚さ）は圧電基板１０ａの領域３２と支持基板１０ｂとの間の中間層１０ｃの厚さＴ４（第４の厚さ）より大きくする。これにより、領域３０と３２との圧電基板１０ａの上面（中間層１０ｃの反対側の面）の段差を厚さＴ１とＴ２との差より小さくする。これにより、圧電基板１０ａ上の弾性波共振器２０ａおよび２０ｂ等の形成が容易となる。領域３０と３２との圧電基板１０ａの上面は製造誤差程度に略平坦であることが好ましい。

【0052】

弾性波共振器２０ａおよび２０ｂの櫛型電極１６が励振する弾性波はＳＨ波であることが好ましい。電極指１４がＳＨ波を励振する場合、バルク波が励振されやすい。よって、圧電基板１０ａの厚さＴ１をピッチＬ１より小さくすると、弾性波共振器２０ａの共振周波数がより高くなる。

【0053】

櫛型電極１６がＳＨ波を励振するため、圧電基板１０ａは、２０°以上かつ４８°以下のカット角を有するＹカットＸ伝搬タンタル酸リチウム基板であることが好ましい。カット角は、３０°以上が好ましく、３８°以上がより好ましい。カット角は、４６°以下が好ましく、４４°以下がより好ましい。

【0054】

図６および図７のように、マルチプレクサでは、受信フィルタ５２（第１フィルタ）は、１または複数の弾性波共振器２０ａを含み、送信フィルタ５０（第２フィルタ）は、１または複数の弾性波共振器２０ｂを含む。送信フィルタ５０の通過帯域と受信フィルタ５２の通過帯域とが重ならない場合、弾性波共振器２０ａと２０ｂとの共振周波数を大きく異ならせる。このため、圧電基板１０ａの厚さＴ１およびＴ２を異ならせることで共振周波数を異ならせる。これにより、同一圧電基板１０ａに通過帯域の重ならない送信フィルタ５０および受信フィルタ５２を容易に形成することができる。

【0055】

マルチプレクサとして、デュプレクサの例を説明したが、トリプレクサまたはクワッドプレクサでもよい。圧電基板１０ａに厚さが異なる領域を３か所以上設けることで、圧電基板１０ａ上に３個以上の通過帯域の異なるフィルタを形成することもできる。

【0056】

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかか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。

【符号の説明】

【0057】

１０ 基板
１０ａ 圧電基板
１０ｂ 支持基板
１０ｃ 中間層
１２ 金属膜
１４ 電極指
１６ 櫛型電極
２０、２０ａ、２０ｂ 弾性波共振器
３０、３２ 領域
５０ 送信フィルタ
５２ 受信フィルタ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】