特許 7403960 弾性波デバイスおよびその製造方法、フィルタ並びにマルチプレクサ

(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】2023-12-15

(45)【発行日】2023-12-25

(54)【発明の名称】弾性波デバイスおよびその製造方法、フィルタ並びにマルチプレクサ

(51)【国際特許分類】

   H03H 9/25 20060101AFI20231218BHJP

   H03H 3/08 20060101ALI20231218BHJP

   H03H 9/72 20060101ALI20231218BHJP

   H03H 9/64 20060101ALI20231218BHJP

【ＦＩ】

H03H9/25 C

H03H3/08

H03H9/72

H03H9/64 Z

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2019046395

(22)【出願日】2019-03-13

(65)【公開番号】P2020150415

(43)【公開日】2020-09-17

【審査請求日】2022-02-22

(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】清水 洋平

【審査官】及川 尚人

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－１１５８７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１９／００３０６４８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１１／０７４４６４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１３／１８７４１０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１５－２１６５２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－２１６４５１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０３Ｈ ９／００－９／７６

Ｈ０３Ｈ ３／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

多結晶基板または単結晶基板である支持基板と、
前記支持基板上に設けられた圧電基板と、
前記圧電基板上に設けられた一対の櫛型電極と、
前記支持基板と前記圧電基板との間に設けられ、前記支持基板の屈折率よりも低い屈折率を有する第１絶縁層と、
前記第１絶縁層と前記支持基板との間に設けられ、前記支持基板との間の第１面の表面粗さは前記第１絶縁層との間の第２面の表面粗さより大きく、前記第１絶縁層より屈折率が高くかつ前記支持基板より屈折率が低い第２絶縁層と、
を備え、
前記支持基板の側面には前記支持基板の構成元素を主成分としアモルファスまたは多結晶である複数の改質領域が平面方向に設けられており、
前記第２絶縁層の屈折率と前記第１絶縁層の屈折率との差は、前記支持基板の屈折率と前記第２絶縁層の屈折率との差以上である弾性波デバイス。

【請求項2】

多結晶基板または単結晶基板である支持基板と、
前記支持基板上に設けられた圧電基板と、
前記圧電基板上に設けられた一対の櫛型電極と、
前記支持基板と前記圧電基板との間に設けられ、前記支持基板の屈折率よりも低い屈折率を有する第１絶縁層と、
前記第１絶縁層と前記支持基板との間に設けられ、前記支持基板との間の第１面の表面粗さは前記第１絶縁層との間の第２面の表面粗さより大きく、前記第１絶縁層より屈折率の高い第２絶縁層と、
を備え、
前記支持基板の側面には前記支持基板の構成元素を主成分としアモルファスまたは多結晶である複数の改質領域が平面方向に設けられており、
前記第１絶縁層と前記第２絶縁層との主成分は同じであり、前記第２絶縁層は前記第１絶縁層に添加されていない不純物を含む弾性波デバイス。

【請求項3】

多結晶基板または単結晶基板である支持基板と、
前記支持基板上に設けられた圧電基板と、
前記圧電基板上に設けられた一対の櫛型電極と、
前記支持基板と前記圧電基板との間に設けられ、前記支持基板の屈折率よりも低い屈折率を有する第１絶縁層と、
前記第１絶縁層と前記支持基板との間に設けられ、前記支持基板との間の第１面の表面粗さは前記第１絶縁層との間の第２面の表面粗さより大きく、前記第１絶縁層より屈折率の高い第２絶縁層と、
を備え、
前記支持基板の側面には前記支持基板の構成元素を主成分としアモルファスまたは多結晶である複数の改質領域が平面方向に設けられており、
前記第１絶縁層および前記第２絶縁層の主成分は酸化シリコンであり、前記第２絶縁層の酸化ゲルマニウムまたは酸化ジルコニウムの濃度は前記第１絶縁層の酸化ゲルマニウムまたは酸化ジルコニウムの濃度より高い弾性波デバイス。

【請求項4】

前記第１絶縁層および前記第２絶縁層の弾性定数の温度係数の符号は前記圧電基板の弾性定数の温度係数の符号と反対である請求項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】

前記第１絶縁層および前記第２絶縁層の音速は、前記支持基板の音速より遅い請求項４に記載の弾性波デバイス。

【請求項6】

前記第１面の算術平均粗さは１０ｎｍ以上であり、前記第２面の算術平均粗さは１ｎｍ以下である請求項１から５のいずれか一項に記載の弾性波デバイス。

【請求項7】

前記支持基板は単結晶基板である請求項１から６のいずれか一項に記載の弾性波デバイス。

【請求項8】

前記改質領域はアモルファスである請求項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】

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を含むフィルタ。

【請求項10】

請求項９に記載のフィルタを含むマルチプレクサ。

【請求項11】

支持基板と、前記支持基板上に設けられた圧電基板と、前記支持基板と前記圧電基板との間に設けられ、前記支持基板の屈折率よりも低い屈折率を有する第１絶縁層と、前記第１絶縁層と前記支持基板との間に設けられ、前記支持基板との間の第１面の表面粗さは前記第１絶縁層との間の第２面の表面粗さより大きく、前記第１絶縁層より屈折率が高くかつ前記支持基板より屈折率の低い第２絶縁層と、を備える複合基板に前記圧電基板側からレーザ光を照射し前記支持基板内に改質領域を形成する工程と、
前記改質領域に沿って前記複合基板を割断する工程と、
を含み、
前記第２絶縁層の屈折率と前記第１絶縁層の屈折率との差は、前記支持基板の屈折率と前記第２絶縁層の屈折率との差以上である弾性波デバイスの製造方法。

【請求項12】

支持基板と、前記支持基板上に設けられた圧電基板と、前記支持基板と前記圧電基板との間に設けられ、前記支持基板の屈折率よりも低い屈折率を有する第１絶縁層と、前記第１絶縁層と前記支持基板との間に設けられ、前記支持基板との間の第１面の表面粗さは前記第１絶縁層との間の第２面の表面粗さより大きく、前記第１絶縁層より屈折率の高い第２絶縁層と、を備える複合基板に前記圧電基板側からレーザ光を照射し前記支持基板内に改質領域を形成する工程と、
前記改質領域に沿って前記複合基板を割断する工程と、
を含み、
前記第１絶縁層と前記第２絶縁層との主成分は同じであり、前記第２絶縁層は前記第１絶縁層に添加されていない不純物を含む弾性波デバイスの製造方法。

【請求項13】

支持基板と、前記支持基板上に設けられた圧電基板と、前記支持基板と前記圧電基板との間に設けられ、前記支持基板の屈折率よりも低い屈折率を有する第１絶縁層と、前記第１絶縁層と前記支持基板との間に設けられ、前記支持基板との間の第１面の表面粗さは前記第１絶縁層との間の第２面の表面粗さより大きく、前記第１絶縁層より屈折率の高い第２絶縁層と、を備える複合基板に前記圧電基板側からレーザ光を照射し前記支持基板内に改質領域を形成する工程と、
前記改質領域に沿って前記複合基板を割断する工程と、
を含み、
前記第１絶縁層および前記第２絶縁層の主成分は酸化シリコンであり、前記第２絶縁層の酸化ゲルマニウムまたは酸化ジルコニウムの濃度は前記第１絶縁層の酸化ゲルマニウムまたは酸化ジルコニウムの濃度より高い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】

本発明は、弾性波デバイスおよびその製造方法、フィルタ並びにマルチプレクサに関し、例えば櫛型電極を有する弾性波デバイスおよびその製造方法、フィルタ並びにマルチプレクサに関する。

【背景技術】

【0002】

スマートフォン等の通信機器に用いられる弾性波共振器として、弾性表面波共振器が知られている。弾性表面波共振器を形成する圧電基板を支持基板に接合することが知られている。支持基板の上面を粗面とすることが知られている（例えば特許文献１および２）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１５－１１５８７０号公報

【文献】米国特許第１００２０７９６号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１および２のように、支持基板の上面を粗面化することで、スプリアス等が抑制される。しかしながら、弾性波デバイスをチップ化が難しくなることがある。

【0005】

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、適切にチップ化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、多結晶基板または単結晶基板である支持基板と、前記支持基板上に設けられた圧電基板と、前記圧電基板上に設けられた一対の櫛型電極と、前記支持基板と前記圧電基板との間に設けられ、前記支持基板の屈折率よりも低い屈折率を有する第１絶縁層と、前記第１絶縁層と前記支持基板との間に設けられ、前記支持基板との間の第１面の表面粗さは前記第１絶縁層との間の第２面の表面粗さより大きく、前記第１絶縁層より屈折率が高くかつ前記支持基板より屈折率が低い第２絶縁層と、を備え、前記支持基板の側面には前記支持基板の構成元素を主成分としアモルファスまたは多結晶である複数の改質領域が平面方向に設けられており、前記第２絶縁層の屈折率と前記第１絶縁層の屈折率との差は、前記支持基板の屈折率と前記第２絶縁層の屈折率との差以上である弾性波デバイスである。

【0007】

上記構成において、前記第１絶縁層および前記第２絶縁層の弾性定数の温度係数の符号は前記圧電基板の弾性定数の温度係数の符号と反対である構成とすることができる。

【0008】

上記構成において、前記第１絶縁層および前記第２絶縁層の音速は、前記支持基板の音速より遅い構成とすることができる。

【0009】

本発明は、多結晶基板または単結晶基板である支持基板と、前記支持基板上に設けられた圧電基板と、前記圧電基板上に設けられた一対の櫛型電極と、前記支持基板と前記圧電基板との間に設けられ、前記支持基板の屈折率よりも低い屈折率を有する第１絶縁層と、前記第１絶縁層と前記支持基板との間に設けられ、前記支持基板との間の第１面の表面粗さは前記第１絶縁層との間の第２面の表面粗さより大きく、前記第１絶縁層より屈折率の高い第２絶縁層と、を備え、前記支持基板の側面には前記支持基板の構成元素を主成分としアモルファスまたは多結晶である複数の改質領域が平面方向に設けられており、前記第１絶縁層と前記第２絶縁層との主成分は同じであり、前記第２絶縁層は前記第１絶縁層に添加されていない不純物を含む弾性波デバイス。

【0010】

本発明は、多結晶基板または単結晶基板である支持基板と、前記支持基板上に設けられた圧電基板と、前記圧電基板上に設けられた一対の櫛型電極と、前記支持基板と前記圧電基板との間に設けられ、前記支持基板の屈折率よりも低い屈折率を有する第１絶縁層と、前記第１絶縁層と前記支持基板との間に設けられ、前記支持基板との間の第１面の表面粗さは前記第１絶縁層との間の第２面の表面粗さより大きく、前記第１絶縁層より屈折率の高い第２絶縁層と、を備え、前記支持基板の側面には前記支持基板の構成元素を主成分としアモルファスまたは多結晶である複数の改質領域が平面方向に設けられており、前記第１絶縁層および前記第２絶縁層の主成分は酸化シリコンであり、前記第２絶縁層の酸化ゲルマニウムまたは酸化ジルコニウムの濃度は前記第１絶縁層の酸化ゲルマニウムまたは酸化ジルコニウムの濃度より高い弾性波デバイスである。

【0011】

上記構成において、前記第１面の算術平均粗さは１０ｎｍ以上であり、前記第２面の算術平均粗さは１ｎｍ以下である構成とすることができる。

【0012】

上記構成において、前記支持基板は単結晶基板である構成とすることができる。
上記構成において、前記改質領域はアモルファスである構成とすることができる。

【0013】

本発明は、上記弾性波デバイスを含むフィルタである。

【0014】

本発明は、上記のフィルタを含むマルチプレクサである。

【0016】

本発明は、支持基板と、前記支持基板上に設けられた圧電基板と、前記支持基板と前記圧電基板との間に設けられ、前記支持基板の屈折率よりも低い屈折率を有する第１絶縁層と、前記第１絶縁層と前記支持基板との間に設けられ、前記支持基板との間の第１面の表面粗さは前記第１絶縁層との間の第２面の表面粗さより大きく、前記第１絶縁層より屈折率が高くかつ前記支持基板より屈折率が低い第２絶縁層と、を備える複合基板に前記圧電基板側からレーザ光を照射し前記支持基板内に改質領域を形成する工程と、前記改質領域に沿って前記複合基板を割断する工程と、を含み、前記第２絶縁層の屈折率と前記第１絶縁層の屈折率との差は、前記支持基板の屈折率と前記第２絶縁層の屈折率との差以上である弾性波デバイスの製造方法である。
本発明は、支持基板と、前記支持基板上に設けられた圧電基板と、前記支持基板と前記圧電基板との間に設けられ、前記支持基板の屈折率よりも低い屈折率を有する第１絶縁層と、前記第１絶縁層と前記支持基板との間に設けられ、前記支持基板との間の第１面の表面粗さは前記第１絶縁層との間の第２面の表面粗さより大きく、前記第１絶縁層より屈折率の高い第２絶縁層と、を備える複合基板に前記圧電基板側からレーザ光を照射し前記支持基板内に改質領域を形成する工程と、前記改質領域に沿って前記複合基板を割断する工程と、を含み、前記第１絶縁層と前記第２絶縁層との主成分は同じであり、前記第２絶縁層は前記第１絶縁層に添加されていない不純物を含む弾性波デバイスの製造方法である。
本発明は、支持基板と、前記支持基板上に設けられた圧電基板と、前記支持基板と前記圧電基板との間に設けられ、前記支持基板の屈折率よりも低い屈折率を有する第１絶縁層と、前記第１絶縁層と前記支持基板との間に設けられ、前記支持基板との間の第１面の表面粗さは前記第１絶縁層との間の第２面の表面粗さより大きく、前記第１絶縁層より屈折率の高い第２絶縁層と、を備える複合基板に前記圧電基板側からレーザ光を照射し前記支持基板内に改質領域を形成する工程と、前記改質領域に沿って前記複合基板を割断する工程と、を含み、前記第１絶縁層および前記第２絶縁層の主成分は酸化シリコンであり、前記第２絶縁層の酸化ゲルマニウムまたは酸化ジルコニウムの濃度は前記第１絶縁層の酸化ゲルマニウムまたは酸化ジルコニウムの濃度より高い弾性波デバイスの製造方法である。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、適切にチップ化することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】図１（ａ）は、実施例１における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）から図２（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１）である。

【図3】図３（ａ）から図３（ｃ）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4】図４（ａ）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３）であり、図４（ｂ）は、実施例１における複合基板の側面図である。

【図5】図５は、比較例におけるサンプルＡからＢのアドミッタンスを示す図である。

【図6】図６は、比較例における課題を説明する図である。

【図7】図７（ａ）は、実施例２に係るフィルタの回路図、図７（ｂ）は、実施例２の変形例１に係るデュプレクサの回路図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、図面を参照し本発明の実施例について説明する。

【実施例1】

【0020】

図１（ａ）は、実施例１における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。電極指の配列方向をＸ方向、電極指の延伸方向をＹ方向、支持基板および圧電基板の積層方向をＺ方向とする。Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向は、圧電基板の結晶方位のＸ軸方向およびＹ軸方向とは必ずしも対応しない。圧電基板が回転ＹカットＸ伝搬基板の場合、Ｘ方向は結晶方位のＸ軸方向となる。

【0021】

図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、支持基板１０上に絶縁層１７が設けられている。絶縁層１７上に絶縁層１１が設けられている。絶縁層１１上に圧電基板１２が設けられている。支持基板１０と絶縁層１７との間の界面５０は粗面である。絶縁層１７と１１との界面５１、絶縁層１１と圧電基板１２との界面５２および圧電基板１２の上面５３は平坦面である。界面５０の算術平均表面粗さＲａは界面５１、５２および上面５３の算術表面粗さより大きい。

【0022】

圧電基板１２上に弾性波共振器２０が設けられている。弾性波共振器２０はＩＤＴ２２および反射器２４を有する。反射器２４はＩＤＴ（Inter Digital Transducer）２２のＸ方向の両側に設けられている。ＩＤＴ２２および反射器２４は、圧電基板１２上の金属膜１４により形成される。

【0023】

ＩＤＴ２２は、対向する一対の櫛型電極１８を備える。櫛型電極１８は、複数の電極指１５と、複数の電極指１５が接続されたバスバー１６と、を備える。一対の櫛型電極１８の電極指１５が交差する領域が交差領域２５である。交差領域２５の長さが開口長である。一対の櫛型電極１８は、交差領域２５の少なくとも一部において電極指１５がほぼ互い違いとなるように、対向して設けられている。交差領域２５において複数の電極指１５が励振する弾性波は、主にＸ方向に伝搬する。一対の櫛型電極１８のうち一方の櫛型電極の電極指１５のピッチがほぼ弾性波の波長λとなる。弾性波の波長λはほぼ電極指１５の２本分のピッチとなる。反射器２４は、ＩＤＴ２２の電極指１５が励振した弾性波（弾性表面波）を反射する。これにより弾性波はＩＤＴ２２の交差領域２５内に閉じ込められる。

【0024】

圧電基板１２は、単結晶タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ_３）基板、単結晶ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ_３）基板または単結晶水晶基板であり、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である。絶縁層１１は、例えば酸化シリコン（ＳｉＯ_２）を主成分とする。絶縁層１１は、酸化シリコンを主成分とし、弗素等の不純物を含んでいてもよい。絶縁層１１の弾性定数の温度係数の符号は圧電基板１２の弾性定数の温度係数の符号の反対である。これにより、弾性波共振器の周波数温度係数を小さくできる。

【0025】

絶縁層１７の屈折率は絶縁層１１の屈折率より大きい。絶縁層１７は、酸化シリコンを主成分とし、酸化ゲルマニウム（ＧｅＯ_２）または酸化ジルコニウム（ＺｒＯ_２）を含む。Ｓｉに対するＧｅまたはＺｒの重量濃度は例えば１０ｐｐｍ以上かつ１００００ｐｐｍ以下であり、例えば１００ｐｐｍ以上かつ１０００ｐｐｍ以下である。これにより、酸化シリコン膜の屈折率を大きくできる。

【0026】

支持基板１０は、圧電基板１２のＸ方向の線膨張係数より小さな線膨張係数を有する。これにより、弾性波共振器の周波数温度係数を小さくできる。支持基板１０は、例えばサファイア基板、アルミナ基板、スピネル基板、シリコン基板または炭化シリコン基板である。サファイア基板はｒ面、ｃ面またはａ面を上面とする単結晶酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）基板である。アルミナ基板は多結晶酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）基板である。スピネル基板は単結晶または多結晶スピネル（ＭｇＡｌ_２Ｏ_４）基板である。シリコン基板は単結晶または多結晶シリコン（Ｓｉ）基板である。炭化シリコン基板は単結晶または多結晶炭化シリコン（ＳｉＣ）基板である。

【0027】

金属膜１４は、例えばアルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）またはモリブデン（Ｍｏ）を主成分とする膜であり、例えばアルミニウム膜、銅膜またはモリブデン膜である。電極指１５と圧電基板１２との間にチタン（Ｔｉ）膜またはクロム（Ｃｒ）膜等の密着膜が設けられていてもよい。密着膜は電極指１５より薄い。電極指１５を覆うように絶縁膜が設けられていてもよい。絶縁膜は保護膜または温度補償層として機能する。

【0028】

支持基板１０の厚さは例えば５０μｍから５００μｍである。絶縁層１７の厚さは例えば０．５μｍから５．０μｍである。絶縁層１１の厚さは、例えば０．５μｍから１０μｍであり、例えば弾性波の波長λ以下である。圧電基板１２の厚さは例えば０．５μｍから２０μｍであり、例えば弾性波の波長λ以下である。弾性波の波長λは例えば１μｍから６μｍである。２本の電極指１５を１対としたときの対数は例えば２０対から３００対である。ＩＤＴ２２のデュティ比は、電極指１５の太さ／電極指１５のピッチであり、例えば３０％から８０％である。ＩＤＴ２２の開口長は例えば１０λから５０λである。

【0029】

［実施例１の製造方法］
図２（ａ）から図４（ａ）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２（ａ）に示すように、表面が粗面である支持基板１０を準備する。図２（ｂ）に示すように、支持基板１０上に絶縁層１７を例えばＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法、スパッタリング法または真空蒸着法を用い形成する。支持基板１０と絶縁層１７との界面５０は粗面となる。絶縁層１７の上面を例えばＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）法を用い平坦化する。

【0030】

図２（ｃ）に示すように、絶縁層１７上に絶縁層１１を例えばＣＶＤ法、スパッタリング法または真空蒸着法を用い形成する。絶縁層１７と１１との界面５１は平坦面となる。図２（ｄ）に示すように、接合層１３は例えば酸化アルミニウム層、窒化アルミニウム層、ダイヤモンドライクカーボン層、炭化シリコン層、窒化シリコン層またはシリコン層である。接合層１３の厚さは例えば１ｎｍから１００ｎｍである。接合層１３を介さず絶縁層１１と圧電基板１２とを接合してもよい。接合には例えば表面活性化法を用いる。絶縁層１１と圧電基板１２との間の界面５２は平坦面となる。絶縁層１１および圧電基板１２に比べ接合層１３は十分に薄い。

【0031】

図３（ａ）に示すように、圧電基板１２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１０、絶縁層１７、１１および圧電基板１２を有する複合基板６２（ウエハ）が形成される。圧電基板１２の上面に金属膜１４からなる弾性波共振器２０を形成する。図３（ｂ）に示すように、切断領域にレーザ光３３を圧電基板１２の上方から照射する。これにより、支持基板１０内に改質領域３４を形成する。改質領域３４は例えば支持基板１０が溶融しアモルファスおよび／または多結晶となった領域である。改質領域３４は支持基板１０の構成元素からなる。レーザ光３３は例えばＮｄ：ＹＡＧレーザの第２高調波であり、レーザ光３３の波長は例えば５３２ｎｍであり、例えば５００ｎｍから６００ｎｍである。レーザ光は可視光、紫外線または赤外線でもよい。レーザ光３３のパワーは例えば０．０１Ｗである。図３（ｃ）に示すように、支持基板１０の下面（図３（ｃ）では上面）をダイシングフィルム３５を貼り付ける。ダイシングフィルム３５を介しブレーク刃を支持基板１０に押し付ける。

【0032】

図４（ａ）に示すように、支持基板１０は改質領域３４において割断され、支持基板１０が個片化（チップ化）される。これにより、実施例１の弾性波デバイスが形成される。図４（ｂ）は、実施例１における複合基板の側面図である。図４（ｂ）に示すように、図３（ｂ）において、レーザ光３３をパルス光とし、一定の速度で走査した場合、支持基板１０の側面には平面方向に配列する複数の改質領域３４が露出する。改質領域３４の大きさＤ１は例えば１μｍから１０μｍであり、改質領域３４の平面方向の間隔Ｄ２は例えば改質領域３４の大きさの１．５倍から５倍程度である。

【0033】

［比較例］
比較例を用い絶縁層１７を設ける理由を説明する。絶縁層１７を設けず、支持基板１０と絶縁層１１との界面の表面粗さが異なる弾性波共振器を作製した。作製条件は以下である。
支持基板１０：サファイア基板
絶縁層１１：厚さが０．４λの酸化シリコン膜
圧電基板１２：厚さが０．４λの４２°回転Ｙカットタンタル酸リチウム基板

【0034】

各サンプルの支持基板１０と絶縁層１１との間の界面５０ａの算術平均粗さＲａは以下である。
サンプルＡ：約１００ｎｍ
サンプルＢ：約１０ｎｍ
サンプルＣ：１ｎｍ以下（ほぼ鏡面）

【0035】

図５は、比較例におけるサンプルＡからＣのアドミッタンスを示す図である。図５に示すように、共振周波数ｆｒおよび反共振周波数ｆａより高い周波数帯域にスプリアス５９が生成される。スプリアス５９は、ＩＤＴ２２が主モードの弾性波を励振するときに同時に励振されたバルク波が支持基板１０と絶縁層１１との界面で反射することで生成される。サンプルＣでは大きなスプリアス５９が観察される。サンプルＢではスプリアス５９が少し小さくなる。サンプルＡではスプリアス５９はかなり小さくなる。このように、支持基板１０と絶縁膜との間に粗面を設けることで、バルク波は粗面で散乱され、バルク波に起因するスプリアスを抑制できる。

【0036】

図６は、比較例における課題を説明する図であり、比較例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６に示すように、レーザ光３３を圧電基板１２側から支持基板１０内に照射するときにレーザ光３３界面５０ａの粗面において散乱される。これにより、支持基板１０内に改質領域３４が形成されにくくなる。レーザ光の波長は数１００ｎｍであり、界面５０ａのＲａがスプリアスの抑制に効果がある１０ｎｍ以上ではレーザ光３３が散乱されやすくなる。

【0037】

レーザ光３３を支持基板１０の下面から照射することも考えられる。しかし、圧電基板１２、絶縁層１１および支持基板１０は透明なため、圧電基板１２上に弾性波共振器を形成するプロセスにおいて、ウエハを認識できるように下面を梨地面（粗面）とする。このため、レーザ光３３を支持基板１０の下面から照射するためには、支持基板１０の下面を鏡面とすることになる。圧電基板１２に弾性波共振器を形成した後に、支持基板１０の下面を研磨しようとすると支持基板１０の厚さのばらつきが大きくなる。これにより、改質領域３４の深さがばらついてしまう。よって、レーザ光３３は圧電基板１２側から支持基板１０に照射することが好ましい。

【0038】

実施例１によれば、支持基板１０および絶縁層１７（第２絶縁層）の屈折率は絶縁層１１の屈折率より大きい。支持基板１０と絶縁層１７との間の界面５０（第１面）の表面粗さを絶縁層１１（第１絶縁層）と１７との間の界面５１（第２面）の表面粗さより大きくする。このように、界面５０を粗面とすることにより、図５のように、バルク波に起因するスプリアスを抑制できる。界面５１を平坦面とし、絶縁層１７の屈折率を絶縁層１１の屈折率より大きくする。これにより、図３（ｂ）のように、複合基板６２に圧電基板１２側からレーザ光３３を照射し支持基板１０内に改質領域３４を形成するときに、レーザ光３３は界面５０において散乱されにくくなる。図３（ｃ）のように、改質領域３４に沿って複合基板６２を割断することで、適切にチップ化することができる。

【0039】

例えば、支持基板１０をサファイアとすると屈折率は１．７６８である。絶縁層１１を酸化シリコンとすると屈折率は１．４５７である。絶縁層１７を酸化イリジウムまたは酸化ゲルマニウムを添加した酸化シリコンとすると、屈折率を１．７程度とすることができる。

【0040】

支持基板１０の屈折率と絶縁層１１の屈折率との差が０．１または０．２以上の場合、図６のように絶縁層１１と支持基板１０との界面５０ａでレーザ光３３が散乱されやすい。そこで、絶縁層１７を設けることが好ましい。絶縁層１７の屈折率は支持基板１０の屈折率より小さいことが好ましい。絶縁層１７と１１との屈折率の差は絶縁層１７と支持基板１０との屈折率の差以上であることが好ましい。絶縁層１７と１１との屈折率の差は絶縁層１７と支持基板１０との屈折率の差の２倍以上であることが好ましい。これにより、レーザ光３３は界面５０より界面５１で反射されやすくなるため、粗面での散乱を抑制できる。なお、屈折率はレーザ光３３の波長等の可視光における屈折率であることが好ましい。

【0041】

絶縁層１１および１７の弾性定数の温度係数の符号は前記圧電基板の弾性定数の温度係数の符号と反対である。これにより、弾性波共振器の周波数温度係数を小さくできる。

【0042】

絶縁層１１および１７の音響インピーダンスが支持基板の音響インピーダンスより小さい（すなわち絶縁層１１および１７の音速は支持基板１０の音速より遅い）。これにより、バルク波は絶縁層１１と１７の界面５１で反射されにくく、絶縁層１７と支持基板１０との界面で反射される。よって、バルク波が散乱されスプリアスを抑制できる。

【0043】

例えば、支持基板１０をサファイアとすると音響インピーダンスは４４．４×１０^６ｋｇ／ｍ^２・ｓである。絶縁層１１を酸化シリコンとすると音響インピーダンスは１５．７×１０^６ｋｇ／ｍ^２・ｓである。絶縁層１７を酸化イリジウムまたは酸化ゲルマニウムを添加した酸化シリコンとすると、音響インピーダンスを１５×１０^６ｋｇ／ｍ^２・ｓ程度とすることができる。

【0044】

支持基板１０の音響インピーダンスは絶縁層１１および１７の音響インピーダンスの１．５倍以上が好ましく、２倍以上がより好ましい。絶縁層１７と支持基板１０との音響インピーダンスの差は絶縁層１７と１１との音響インピーダンスの差以上であることが好ましい。絶縁層１７と支持基板１０との音響インピーダンスの差は絶縁層１７と１１との音響インピーダンスの差の２倍以上であることが好ましい。これにより、バルク波は平坦面である界面５１より粗面である界面５０で反射されやすくなるため、スプリアスを抑制できる。

【0045】

絶縁層１１と１７の主成分は同じであり、絶縁層１７は絶縁層１１に添加されていない不純物を含む。これにより、絶縁層１１と１７の音響インピーダンスをほぼ同じとし、絶縁層１７の屈折率を大きくできる。例えば、絶縁層１１および１７の主成分を酸化シリコンとし、絶縁層１７の酸化ゲルマニウムまたは酸化ジルコニウムの濃度を絶縁層１１の酸化ゲルマニウムまたは酸化ジルコニウムの濃度より高くする。これにより、絶縁層１１と１７の音響インピーダンスをほぼ同じとし、絶縁層１７の屈折率を大きくできる。

【0046】

レーザダイシング法を用いて切断した弾性波デバイスでは、支持基板１０の側面には支持基板１０の構成元素を主成分とする複数の改質領域３４が平面方向に設けられる。改質領域３４は、レーザ光により溶融しその後固体となった溶融痕であり、支持基板１０の結晶構造と異なる結晶構造を有するアモルファスおよび／または多結晶である。また、圧電基板１２、絶縁層１１および支持基板１０はレーザ光３３に対し透光性を有する。

【0047】

スプリアスを抑制するため、界面５１の算術平均粗さＲａは１０ｎｍ以上が好ましく、１００ｎｍ以上がより好ましい。レーザ光３３の散乱を抑制するため、界面５１および５２の算術平均粗さは１ｎｍ以下が好ましく、０．５ｎｍ以下がより好ましい。

【0048】

ＩＤＴ２２がＳＨ（Shear Horizontal）を励振するとき、バルク波が生成されやすい。圧電基板１２が３６°以上かつ４８°以下回転Ｙカットタンタル酸リチウム基板のとき、ＳＨ波が励振される。よって、このとき、界面５０を粗面とすることが好ましい。圧電基板１２の厚さが弾性波の波長λ以下のとき、すなわち電極指１５のピッチの平均値に２倍以下のとき、損失が抑制される。また、支持基板１０の上面から圧電基板１２の上面までの距離が電極指１５のピッチの平均値に４倍以下のとき、損失が抑制される。

【0049】

弾性波が支持基板１０に漏れないように、支持基板１０の音響インピーダンスは圧電基板１２の音響インピーダンスより高い（すなわち支持基板１０の音速は圧電基板１２の音速より速い）ことが好ましい。また、絶縁層１１および１７内に弾性波が伝搬するため絶縁層１１および１７の音響インピーダンスは圧電基板１２および支持基板１０の音響インピーダンスより低い（すなわち絶縁層１１および１７の音速は圧電基板１２および支持基板１０の音速より遅い）ことが好ましい。

【実施例2】

【0050】

図７（ａ）は、実施例２に係るフィルタの回路図である。図７（ａ）に示すように、入力端子Ｔｉｎと出力端子Ｔｏｕｔとの間に、１または複数の直列共振器Ｓ１からＳ３が直列に接続されている。入力端子Ｔｉｎと出力端子Ｔｏｕｔとの間に、１または複数の並列共振器Ｐ１およびＰ２が並列に接続されている。１または複数の直列共振器Ｓ１からＳ３および１または複数の並列共振器Ｐ１およびＰ２の少なくとも１つに実施例１の弾性波共振器を用いることができる。ラダー型フィルタの共振器の個数等は適宜設定できる。フィルタは、多重モード型フィルタでもよい。

【0051】

［実施例２の変形例１］
図７（ｂ）は、実施例２の変形例１に係るデュプレクサの回路図である。図７（ｂ）に示すように、共通端子Ａｎｔと送信端子Ｔｘとの間に送信フィルタ４０が接続されている。共通端子Ａｎｔと受信端子Ｒｘとの間に受信フィルタ４２が接続されている。送信フィルタ４０は、送信端子Ｔｘから入力された高周波信号のうち送信帯域の信号を送信信号として共通端子Ａｎｔに通過させ、他の周波数の信号を抑圧する。受信フィルタ４２は、共通端子Ａｎｔから入力された高周波信号のうち受信帯域の信号を受信信号として受信端子Ｒｘに通過させ、他の周波数の信号を抑圧する。送信フィルタ４０および受信フィルタ４２の少なくとも一方を実施例２のフィルタとすることができる。

【0052】

マルチプレクサとしてデュプレクサを例に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。

【0053】

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】

【0054】

１０ 支持基板
１１、１７ 絶縁層
１２ 圧電基板
１３ 接合層
１５ 電極指
１８ 櫛型電極
２０ 弾性波共振器
２２ ＩＤＴ
３３ レーザ光
５０－５２ 界面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】