JP4467403B2 - Surface acoustic wave element and communication apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、弾性表面波素子および通信装置に関するものである。より詳しくは、フェースダウン実装構造の弾性表面波素子であり、特に通過帯域外減衰量を改善した弾性表面波素子およびその弾性表面波素子を用いた通信装置に関するものである。 The present invention relates to a surface acoustic wave element and a communication device. More specifically, the present invention relates to a surface acoustic wave element having a face-down mounting structure, and more particularly to a surface acoustic wave element having improved attenuation outside the passband and a communication apparatus using the surface acoustic wave element.
近年、小形化,無調整化を図ることができる弾性表面波フィルタが各種通信装置に使用されるようになり、通信装置の高周波化,高機能化の進展に伴い、バンドパスフィルタ等として用いられる弾性表面波フィルタの通過帯域外減衰量を上げる要求が益々増大してきている。例えば、900MHz帯の携帯電話用フィルタとしては、通過帯域近傍の通過帯域外減衰量を向上させ、かつ数GHzの高周波数帯域における通過帯域外減衰量も向上させた高性能な高減衰フィルタが望まれている。 In recent years, surface acoustic wave filters that can be miniaturized and non-adjusted have come to be used in various communication devices, and are used as band-pass filters, etc., as communication devices increase in frequency and functionality. There is an increasing demand for increasing the attenuation outside the passband of a surface acoustic wave filter. For example, as a filter for a 900 MHz band cellular phone, a high-performance high attenuation filter that improves the attenuation outside the passband near the passband and also improves the attenuation outside the passband in the high frequency band of several GHz is desired. It is rare.
従来の弾性表面波(Surface Acoustic Wave、以下SAWと略す。)装置における弾性表面波素子の実装構造の模式的な断面図を図12に示す。図12に示す弾性表面波装置において、51は圧電基板、52は接地パッド、53はSAW素子用の圧電基板51上に形成された櫛形電極のIDT(Inter Digital Transducer)電極(励振電極)、54はパッケージ57に形成された導電パターン、55は接続用のバンプである。同図の構成では、接地パッド52およびIDT電極53を例えばAl−Cu膜で形成し、導電パターン54と接地パッド52とを例えばAuから成るバンプ55により接合して電気的に接続している。さらに、蓋体56をシーム溶接等によりパッケージ57上に接合層58を介して封止して、弾性表面波素子を収容した内部の気密性を保っている。
FIG. 12 shows a schematic cross-sectional view of a surface acoustic wave element mounting structure in a conventional surface acoustic wave (hereinafter abbreviated as SAW) apparatus. In the surface acoustic wave device shown in FIG. 12, 51 is a piezoelectric substrate, 52 is a ground pad, 53 is an interdigital transducer (IDT) electrode (excitation electrode) formed on the
このような従来のフェースダウン構造の弾性表面波装置における帯域外減衰量レベルの劣化の主原因は、例えば、弾性表面波素子の接地パッド52やIDT電極53およびパッケージ57の導電パターン54等の電極の電気抵抗の増加、あるいは寄生インダクタンスや浮遊容量(寄生容量)に起因する入出力間の電磁的結合である。特に、圧電基板51の一方主面にIDT電極53とともに接地パッド52等の入力パッド部と出力パッド部とを有するフィルタ領域が形成され、他方主面に導体層(図示せず)が形成された弾性表面波素子をフェースダウン実装した構造の弾性表面波装置の場合は、圧電基板51の他方主面にはフィルタ領域の入力パッド部および出力パッド部に対向する領域に導体層が形成されているため、入力パッド部と出力パッド部との間に容量結合が発生して入出力間が電磁的に結合してしまい、通過帯域外減衰量を劣化させてしまうという問題点がある。
弾性表面波素子は、圧電基板上に櫛歯状の励振電極(IDT電極)を作製した素子である。通常、圧電体は急激な温度変化により焦電性を示すため、圧電基板に励振電極を有する素子を作製する際に急激な温度変化のある工程を通すと、圧電基板の焦電性のため励振電極の電極間にスパークが発生して素子を破壊してしまうこととなる。そこで、なるべく圧電基板に電荷が蓄積しないようにするために、圧電基板の裏面全体にわたって導体層を形成することが一般的に行なわれている。しかし、この裏面導電体層は、素子作製工程中は焦電破壊防止に有効であるが、上述のような理由から素子自体の構成により通過帯域外減衰量を向上させるには不利に作用するものとなる(例えば、特許文献1を参照。)。 A surface acoustic wave element is an element in which comb-like excitation electrodes (IDT electrodes) are formed on a piezoelectric substrate. Usually, since a piezoelectric body exhibits pyroelectricity due to a rapid temperature change, when a device having an excitation electrode on a piezoelectric substrate is manufactured, a process with a rapid temperature change is performed due to the pyroelectricity of the piezoelectric substrate. Sparks are generated between the electrodes, and the element is destroyed. Therefore, in order to prevent charges from being accumulated in the piezoelectric substrate as much as possible, it is a common practice to form a conductor layer over the entire back surface of the piezoelectric substrate. However, this backside conductor layer is effective in preventing pyroelectric breakdown during the device fabrication process, but for the reasons described above, it acts disadvantageously to improve the attenuation outside the passband due to the configuration of the device itself. (For example, refer to Patent Document 1).
また、圧電基板の表面(一方主面)に励振電極,入力パッド部および出力パッド部が形成され、裏面(他方主面)に導体層が形成された弾性表面波素子を用いて、フェースアップ実装構造で、素子の裏面側がパッケージの上面に載置されて接地された構造の場合は、裏面の導体層を介した寄生容量による表面側の入力パッド部と出力パッド部との間の容量結合は問題とならないが、フェースダウン実装の場合は、裏面の導体層が接地されていないのでこの裏面の導体層を介した寄生容量による入力パッド部と出力パッド部との間の容量結合が問題となり、弾性表面波素子によるフィルタの通過帯域外減衰量を十分に確保することが難しくなるという問題点がある。 Also, using a surface acoustic wave element with an excitation electrode, an input pad portion and an output pad portion formed on the surface (one main surface) of the piezoelectric substrate, and a conductor layer formed on the back surface (the other main surface), face-up mounting In the case of a structure where the back side of the element is placed on the top surface of the package and grounded, capacitive coupling between the input pad portion on the front side and the output pad portion due to parasitic capacitance via the conductor layer on the back surface is Although there is no problem, in the case of face-down mounting, the back side conductor layer is not grounded, so capacitive coupling between the input pad part and the output pad part due to parasitic capacitance via this back side conductor layer becomes a problem, There is a problem that it is difficult to sufficiently secure the attenuation amount outside the passband of the filter by the surface acoustic wave element.
従って、本発明の目的は、フェースダウン実装構造をもつ弾性表面波素子において、フィルタの通過帯域外減衰量を向上させることができ、フィルタ特性が良好で信頼性にも優れた弾性表面波素子およびそれを用いた通信装置を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a surface acoustic wave device having a face-down mounting structure, which can improve the attenuation outside the passband of the filter, has good filter characteristics, and is excellent in reliability. It is to provide a communication apparatus using the same.
本発明の弾性表面波素子は、(1)圧電基板の一方主面に励振電極と入力パッド部と出力パッド部とを具備するフィルタ領域が形成され、他方主面に半導体層が形成されていることを特徴とするものである。 In the surface acoustic wave device of the present invention, (1) a filter region including an excitation electrode, an input pad portion, and an output pad portion is formed on one main surface of a piezoelectric substrate, and a semiconductor layer is formed on the other main surface. It is characterized by this.
また、本発明の弾性表面波素子は、(2)上記(1)の構成において、前記半導体層は、シリコン,ゲルマニウム,酸化チタン,酸化亜鉛,窒化アルミニウムのうち少なくとも1つまたはそれを主成分とする材料からなることを特徴とするものである。 In the surface acoustic wave device according to the present invention, (2) in the configuration of (1), the semiconductor layer has at least one of silicon, germanium, titanium oxide, zinc oxide, and aluminum nitride as a main component. It is characterized by being made of a material.
また、本発明の弾性表面波素子は、(3)上記(1)の構成において、前記半導体層は、酸素含有量が化学量論比組成より少ない、タンタル酸リチウム単結晶またはニオブ酸リチウム単結晶または四ホウ酸リチウム単結晶から成ることを特徴とするものである。 In the surface acoustic wave device according to the present invention, (3) in the configuration of (1), the semiconductor layer has a lithium tantalate single crystal or a lithium niobate single crystal whose oxygen content is less than the stoichiometric composition. Or it consists of a lithium tetraborate single crystal.
また、本発明の弾性表面波素子は、(4)上記(1)乃至(3)の各構成において、前記圧電基板は、前記一方主面側が圧電材料から成り、前記他方主面側が前記圧電材料より比誘電率が小さい他の材料から成ることを特徴とするものである。 In the surface acoustic wave device according to the present invention, (4) in each of the above constitutions (1) to (3), the piezoelectric substrate has the one principal surface made of a piezoelectric material and the other principal surface is the piezoelectric material. It is characterized by being made of another material having a smaller relative dielectric constant.
本発明の通信装置は、上記(1)乃至(4)の構成のいずれかの本発明の弾性表面波素子を有する、受信回路および送信回路の少なくとも一方を備えたことを特徴とするものである。 A communication apparatus according to the present invention includes at least one of a reception circuit and a transmission circuit having the surface acoustic wave element according to any one of the above configurations (1) to (4). .
本発明の弾性表面波素子において圧電基板の他方主面に形成されている半導体層は、直流的に見ると導体であるが、弾性表面波素子に形成されたフィルタの通過帯域付近の周波数では充分に高抵抗であるという周波数特性を持った層をいうものである。このような周波数特性は主に半導体層中のキャリアの移動度の周波数特性によるものである。キャリアの移動度の周波数特性は半導体層の結晶性,結晶粒径,不純物密度等を調整することで、所望の値に設定することができる。 In the surface acoustic wave device of the present invention, the semiconductor layer formed on the other principal surface of the piezoelectric substrate is a conductor when viewed in terms of direct current, but the frequency near the pass band of the filter formed on the surface acoustic wave device is sufficient. It is a layer having a frequency characteristic of high resistance. Such frequency characteristics are mainly due to the frequency characteristics of carrier mobility in the semiconductor layer. The frequency characteristics of carrier mobility can be set to a desired value by adjusting the crystallinity, crystal grain size, impurity density, and the like of the semiconductor layer.
本発明の弾性表面波素子によれば、弾性表面波素子の圧電基板の他方主面に半導体層が形成されていることにより、弾性表面波素子に形成されたフィルタの通過帯域付近の周波数では半導体層の中のキャリアが応答しない移動度とすることができるため、圧電基板の一方主面上の入力パッド部および出力パッド部との間に圧電基板の他方主面を介した容量結合が形成されることがない。従って、従来、寄生容量に起因して劣化していた通過帯域外減衰量特性を大幅に改善することができる。さらに、圧電基板の他方主面に直流的には導体である半導体層が形成されていることにより、製造プロセスにおける急激な温度変化により発生する電荷を効率的に逃がすことが可能となり、圧電基板の焦電性に起因する焦電破壊等の電極へのダメージを防止する効果を得ることができる。従って、本発明の弾性表面波素子によれば、焦電破壊を良好に防止する効果と通過帯域外減衰量特性の劣化を防止する効果との両方を得ることができる。 According to the surface acoustic wave device of the present invention, the semiconductor layer is formed on the other main surface of the piezoelectric substrate of the surface acoustic wave device, so that the semiconductor has a frequency near the passband of the filter formed on the surface acoustic wave device. Since the mobility in the carrier in the layer can be made unresponsive, capacitive coupling is formed between the input pad portion and the output pad portion on one main surface of the piezoelectric substrate via the other main surface of the piezoelectric substrate. There is nothing to do. Therefore, it is possible to greatly improve the attenuation characteristic outside the passband, which has been deteriorated due to the parasitic capacitance. Furthermore, by forming a semiconductor layer that is a direct current conductor on the other main surface of the piezoelectric substrate, it is possible to efficiently release charges generated by a rapid temperature change in the manufacturing process. An effect of preventing damage to the electrode such as pyroelectric breakdown due to pyroelectricity can be obtained. Therefore, according to the surface acoustic wave device of the present invention, it is possible to obtain both the effect of preventing the pyroelectric breakdown well and the effect of preventing the deterioration of the attenuation characteristic outside the passband.
また、本発明の弾性表面波素子によれば、半導体層がシリコン,ゲルマニウム,酸化チタン,酸化亜鉛,窒化アルミニウムのうち少なくとも1つまたはそれを主成分とする材料からなるときには、スパッタリング法や蒸着法等の簡易な成膜方法で、成膜圧力,成膜速度,成膜温度等の成膜条件を適当に調整することにより適当なキャリア移動度を持つ半導体層を形成することができる。また、適当な元素を添加したり組成比を調整したりすることにより、直流的に適当な導電率を持つよう調整することができる。 Further, according to the surface acoustic wave device of the present invention, when the semiconductor layer is made of at least one of silicon, germanium, titanium oxide, zinc oxide, and aluminum nitride, or a material mainly composed of it, a sputtering method or a vapor deposition method. A semiconductor layer having an appropriate carrier mobility can be formed by appropriately adjusting film forming conditions such as a film forming pressure, a film forming speed, and a film forming temperature by a simple film forming method such as the above. Further, by adding an appropriate element or adjusting the composition ratio, it can be adjusted to have an appropriate conductivity in terms of direct current.
また、本発明の弾性表面波素子によれば、半導体層が、酸素含有量が化学量論比組成より少ない、タンタル酸リチウム単結晶またはニオブ酸リチウム単結晶または四ホウ酸リチウム単結晶から成る場合には、前述のシリコン等と同様に、直流的には導体に見えるが弾性表面波装置が使用される周波数帯ではほぼ絶縁体に見えるという性質を持つ。従って、予め少なくとも圧電基板の他方主面の酸素含有量が化学量論比組成より少ない、タンタル酸リチウム単結晶またはニオブ酸リチウム単結晶または四ホウ酸リチウム単結晶から成る圧電基板を用いる場合には、フィルタの帯域通過特性に影響を与えずに励振電極に電荷が蓄積することを防止できる。従って、圧電基板の他方主面の全面に改めてシリコン等の半導体層を形成しなくとも弾性表面波素子の焦電破壊をより確実に防止することができる。しかも、焦電破壊を防止するために弾性表面波装置の製造工程において工程数を増加させる必要がない。 According to the surface acoustic wave device of the present invention, the semiconductor layer is composed of a lithium tantalate single crystal, a lithium niobate single crystal, or a lithium tetraborate single crystal having an oxygen content less than the stoichiometric composition. Like the above-described silicon or the like, it has a property that it looks like a conductor in a direct current but almost looks like an insulator in a frequency band in which a surface acoustic wave device is used. Therefore, when a piezoelectric substrate made of a lithium tantalate single crystal, a lithium niobate single crystal, or a lithium tetraborate single crystal in which the oxygen content of at least the other main surface of the piezoelectric substrate is less than the stoichiometric composition is used in advance. It is possible to prevent electric charges from accumulating on the excitation electrode without affecting the band pass characteristics of the filter. Therefore, pyroelectric breakdown of the surface acoustic wave element can be more reliably prevented without forming a semiconductor layer such as silicon on the entire other main surface of the piezoelectric substrate. In addition, there is no need to increase the number of steps in the manufacturing process of the surface acoustic wave device in order to prevent pyroelectric breakdown.
また、圧電基板が、一方主面側が圧電材料から成り、他方主面側がその圧電材料よりも比誘電率が小さい他の材料から成る場合には、フィルタの入力パッド部と出力パッド部との間の実効誘電率を小さくすることができ、これによっても寄生容量を低減することができる(これは寄生容量を形成する電極間の誘電率を小さくすることに相当する。)ので、フィルタの通過帯域外減衰特性をさらに改善することができる。特に、この圧電材料として、酸素含有量が化学量論比組成より少ない、タンタル酸リチウム単結晶またはニオブ酸リチウム単結晶または四ホウ酸リチウム単結晶を使用すると、焦電破壊を良好に防止する効果と実効誘電率を小さくする効果との両方を得ることができる。 When the piezoelectric substrate is made of a piezoelectric material on one main surface side and the other main surface side is made of another material having a relative dielectric constant smaller than that of the piezoelectric material, it is provided between the input pad portion and the output pad portion of the filter. The effective dielectric constant of the filter can be reduced, and this can also reduce the parasitic capacitance (this corresponds to reducing the dielectric constant between the electrodes forming the parasitic capacitance). The external attenuation characteristic can be further improved. In particular, when this piezoelectric material is a lithium tantalate single crystal, a lithium niobate single crystal or a lithium tetraborate single crystal whose oxygen content is less than the stoichiometric composition, the effect of preventing pyroelectric breakdown well And the effect of reducing the effective dielectric constant can be obtained.
そして、本発明の通信装置によれば、以上のような本発明の弾性表面波素子を通信装置の受信回路および送信回路の少なくとも一方に用いることにより、従来より要求されていた厳しい通過帯域外減衰量を満たすことができるものが得られ、また、良好な通過帯域外減衰量特性を有する弾性表面波素子でありながら小型であるので、他部品の実装面積をより大きく取ることができ、部品の選択の幅が広がるため、高機能な通信装置を実現することができる。 According to the communication apparatus of the present invention, the above-described severe out-of-band attenuation, which has been conventionally required, is achieved by using the surface acoustic wave element of the present invention as described above for at least one of the reception circuit and the transmission circuit of the communication apparatus. In addition, the surface acoustic wave element having good out-of-band attenuation characteristics can be obtained while being small, so that the mounting area of other parts can be increased. Since the range of selection widens, a highly functional communication device can be realized.
以上のように、本発明によれば、圧電基板の励振電極形成面を実装用基体の主面に対向させた実装(フリップチップ実装)を行なっても、フィルタの入力パッド部と出力パッド部とが他方主面の導体層を介して容量結合することがないので、小型の弾性表面波素子でありながら通過帯域外減衰量を劣化させないものとなる。しかも、作製工程において圧電基板の他方主面の全面に導体層が無くとも弾性表面波素子の焦電破壊を防止することができる。また、近年の部品に対する小型化・低背化の要求から、弾性表面波素子に対しても圧電基板の厚みを薄くすることが求められているが、圧電基板の他方主面に導体層を形成した場合には、圧電基板の一方主面の電極と他方主面の導体層との間の容量は大きくなり、従ってフィルタの入出力パッド部間の寄生容量の結合によって起こる通過帯域外減衰量の劣化はさらに深刻化するが、これに対しても、他方主面に半導体層を形成することにより、薄型でかつ良好な通過帯域外減衰量特性を有する弾性表面波素子を得ることができる。 As described above, according to the present invention, even when the mounting (flip chip mounting) is performed with the excitation electrode forming surface of the piezoelectric substrate facing the main surface of the mounting substrate, the input pad portion and the output pad portion of the filter Is not capacitively coupled through the conductor layer on the other main surface, so that the attenuation outside the passband is not deteriorated even though the surface acoustic wave element is small. In addition, pyroelectric breakdown of the surface acoustic wave element can be prevented even if there is no conductor layer on the entire other main surface of the piezoelectric substrate in the manufacturing process. Also, due to recent demands for miniaturization and low profile of parts, surface acoustic wave elements are also required to have a thin piezoelectric substrate, but a conductor layer is formed on the other main surface of the piezoelectric substrate. In this case, the capacitance between the electrode on one main surface of the piezoelectric substrate and the conductor layer on the other main surface becomes large, and therefore, the attenuation of the out-of-pass band caused by the coupling of the parasitic capacitance between the input / output pad portions of the filter. Although the deterioration becomes more serious, a thin surface acoustic wave device having a good out-of-pass attenuation characteristic can be obtained by forming a semiconductor layer on the other main surface.
そして、本発明の弾性表面波素子は、良好な通過帯域外減衰量特性を有するものでありながら小型であるので、この本発明の弾性表面波素子を有する受信回路および本発明の弾性表面波素子を有する送信回路の少なくとも一方を備えた本発明の通信装置によれば、本発明の弾性表面波装置による良好なフィルタ特性を利用しつつ他部品の実装面積を大きく取れる等により、高機能を実現できる通信装置を作製することができる。 Since the surface acoustic wave element of the present invention has a good out-of-pass band attenuation characteristic and is small in size, the receiving circuit having the surface acoustic wave element of the present invention and the surface acoustic wave element of the present invention According to the communication device of the present invention including at least one of the transmission circuits having high performance by realizing a large mounting area of other components while utilizing the good filter characteristics of the surface acoustic wave device of the present invention. A communication device that can be manufactured can be manufactured.
以下、本発明の弾性表面波素子の実施の形態の例について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下に説明する図面において同様の箇所には同じ符号を付すものとする。また、各電極の大きさや電極間の距離等、あるいは電極指の本数や間隔等については、説明のために模式的に図示したものであるので、これらに限定されるものではない。 Hereinafter, an example of an embodiment of a surface acoustic wave device of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings described below, the same portions are denoted by the same reference numerals. Further, the size of each electrode, the distance between the electrodes, the number of electrode fingers, the interval, and the like are schematically illustrated for explanation, and are not limited to these.
<実施の形態の例1>
図8に本発明の弾性表面波素子の実施の形態の例1における弾性表面波素子の一方主面の上面図を示す。また、この例1における弾性表面波素子の断面図を図1に示す。また、この例1の弾性表面波素子を実装した弾性表面波装置の断面図を図2に示す。
<Example 1 of embodiment>
FIG. 8 shows a top view of one main surface of the surface acoustic wave element in Example 1 of the surface acoustic wave element according to the present invention. A sectional view of the surface acoustic wave element in Example 1 is shown in FIG. FIG. 2 shows a cross-sectional view of a surface acoustic wave device in which the surface acoustic wave element of Example 1 is mounted.
図8に示すように、弾性表面波素子1の圧電基板2上にはフィルタ領域9(破線で囲んで示す。)が形成されている。フィルタ領域9には、共振器を構成する複数の励振電極3およびこれらを接続する接続電極4と、弾性表面波素子1と実装用基体31とを接続するための励振電極3に電気的に接続された入力パッド部5および出力パッド部6が形成されている。
As shown in FIG. 8, a filter region 9 (shown surrounded by a broken line) is formed on the
また、環状導体7は半田等を用いて、実装用基体31の上面にこれに対応させて形成された接地電極としても機能する基体側環状導体32と接続される。この例では、環状導体7はフィルタ領域9を取り囲むようにして一体に形成されており、フィルタ領域9のフィルタの接地電極として機能するとともに、圧電基板2と実装用基体31との間でフィルタ領域9を封止する役割を持つ。
The
図1に示すように、圧電基板2の他方主面には全面に半導体層22が形成されている。
As shown in FIG. 1, a
ここで、圧電基板2としてはタンタル酸リチウム単結晶やニオブ酸リチウム単結晶や四ホウ酸リチウム単結晶等を用いることができる。
Here, as the
また、圧電基板2の一方主面上の励振電極3には、アルミニウム,アルミニウム合金,銅,銅合金,金,金合金,タンタル,タンタル合金、またはこれらの材料から成る層の積層膜やこれらの材料とチタン,クロム等の材料から成る層との積層膜を用いることができる。これら積層膜の成膜方法としては、スパッタリング法や電子ビーム蒸着法を用いることができる。
The
この励振電極3をパターニングする方法としては、励振電極3の成膜後にフォトリソグラフィを行ない、次いでRIE(Reactive Ion Etching)やウェットエッチングを行なう方法がある。または、励振電極3の成膜前に圧電基板2の一方主面にレジストを形成しフォトリソグラフィを行なって所望のパターンを開口した後、積層膜を成膜し、その後レジストを不要部分に成膜された積層膜ごと除去するリフトオフプロセスを行なってもよい。
As a method of patterning the
次に、圧電基板2の他方主面の全面に半導体層22を形成する。半導体層22としては、シリコン,ゲルマニウム,酸化チタン,酸化亜鉛,窒化アルミニウムのうち少なくとも1つの材料、またはこれらのうち少なくとも1つを主成分とする材料を用いることができる。これらの材料が添加物を含んでもよい。その成膜方法としてはスパッタリング法や電子ビーム蒸着法を用いることができる。
Next, the
次に、励振電極3を保護するための保護膜30を図2に示すように成膜する。保護膜30の材料としては、シリコン,シリカ等を用いることができる。成膜方法としては、スパッタリング法,CVD(Chemical Vapor Deposition)法,電子ビーム蒸着法等を用いることができる。この保護膜成膜工程においては、良い膜質や密着性を得るために50〜300℃程度の温度が必要である場合があるが、そのような場合において圧電基板2の他方主面の半導体層22は焦電破壊の防止に有効に機能する。
Next, a
次に、入力パッド部5および出力パッド部6の上に新たな導体層を積層して、入力パッドおよび出力パッドを形成する。この新たな導体層は弾性表面波素子1と実装用基体31とを高い信頼性で電気的および/または構造的に接続するためのものであり、例えば接続に半田を用いる場合であれば、半田の濡れ性を確保し拡散を防止する機能を持ち、また接続に金バンプを用いる場合であれば、パッドの硬度を、金を超音波等を用いて接着できるように調整する機能を持つ。このような新たな導体層の材料・構造としては、クロム/ニッケル/金またはクロム/アルミニウムあるいはクロム/銀/金の積層膜や、金やアルミニウムの厚膜を用いることができる。成膜方法としては、スパッタリング法や電子ビーム蒸着法を用いることができる。なお、この新たな導体層成膜工程においても良い膜質や密着性を得るために50〜300℃程度の温度が必要である場合があるが、そのような場合においても圧電基板2の他方主面の半導体層22は焦電破壊の防止に有効に機能する。
Next, a new conductor layer is laminated on the
ここまでの工程で作製した圧電基板2の一方主面の励振電極3や入力パッド部5および出力パッド部6等のパターンは、図8に示したものと同様である。ただし、図8では保護膜30は図示していない。
The pattern of the
次に、ここまで1枚の圧電基板に多数個の弾性表面波素子領域を形成したいわゆる多数個取りの方法で作製を行なってきた場合は、圧電基板を弾性表面波素子領域毎に分離して多数個の弾性表面波素子1を得る。分離する方法としては、例えばダイシングブレードを用いたダイシング法やレーザ加工によるレーザカッティング法等を用いることができる。
Next, in the case where fabrication is performed by a so-called multi-cavity method in which a large number of surface acoustic wave element regions have been formed on a single piezoelectric substrate, the piezoelectric substrate is separated for each surface acoustic wave element region. A large number of surface
次に、図2に示すように、弾性表面波素子1を実装用基体31上に一方主面を対面させて実装する。
Next, as shown in FIG. 2, the surface
実装用基体31は弾性表面波素子1が上面に実装される回路基板であり、この実装用基体31の上面には、入力パッド部5および出力パッド部6に対応した入力端子および出力端子ならびに接地端子(いずれも図示せず)と、環状導体7に対応した基体側環状導体32とが形成されている。
The mounting
このような弾性表面波素子1および実装用基体31を用いた弾性表面波装置の例によれば、弾性表面波素子1の圧電基板2の一方主面にフィルタ領域9を取り囲んで環状導体7が形成されており、弾性表面波素子1の各パッドが実装用基体31の各端子に導体バンプを介して接続されるとともに、この環状導体7が実装用基体31の上面にこれに対応させて形成された基体側環状導体32に、例えば半田等のろう材33を用いて、内側を環状に封止するようにして接続されていることにより、弾性表面波素子1の動作面側の気密性を保つことができるので、弾性表面波素子1を外装保護材等による影響なく安定して動作させることができるとともに、その動作を長期間にわたって安定して行なわせることができ、高信頼性の弾性表面波装置とすることが可能となる。
According to the example of the surface acoustic wave device using the surface
また、これら環状導体7および基体側環状導体32により環状に気密封止された内部に、さらに例えば不活性ガスである窒素ガス等を封入することにより、各励振電極3や各パッド,各端子の酸化等による劣化を効果的に防止することができるので、さらに高信頼性とすることが可能となる。
Further, the inside of the
そして、図2に示すように、実装用基体31上に実装された弾性表面波素子1を外装樹脂34を用いて樹脂モールドし、実装用基体31を弾性表面波素子1毎に外装樹脂34とともにダイシング等により分断して、本発明の弾性表面波素子1を用いた弾性表面波装置を得る。外装樹脂34は窒化アルミニウム,銀,ニッケル等からなるフィラーを含んでいてもよい。このようなフィラーを含むことにより外装樹脂34の熱伝導率が上がり、これにより弾性表面波素子1の放熱性が改善されるため、励振電極3の耐電力性が改善される。
Then, as shown in FIG. 2, the surface
以上のようにして本発明の弾性表面波装置における弾性表面波素子1は、圧電基板2の一方主面にそれぞれ励振電極3と入力パッド部5と出力パッド部6とを具備するフィルタ領域9が形成されているとともに、圧電基板2の他方主面に半導体層22が形成されているため、従来のように、圧電基板の他方主面の全面にわたって導体層が形成されている場合に比べて、弾性表面波素子1に形成されたフィルタの通過帯域付近で半導体層22のキャリアが応答しないようにすることができるため、フィルタ領域9の入力パッド部5およびフィルタ領域9の出力パッド部6の間に形成される寄生容量を大幅に小さくすることができ、その寄生容量に起因する通過帯域外減衰量特性の劣化を抑えることができ、通過帯域外減衰量特性を大幅に改善することができる。
As described above, the surface
さらに、この例1では、圧電基板2の他方主面の全面に半導体層22が形成されていることにより、製造プロセスにおける急激な温度変化により発生する電荷を効率的に逃がすことが可能となり、圧電基板2の焦電性に起因する焦電破壊等の電極へのダメージを防止する効果を得ることができる。従って、本例1によれば、焦電破壊を良好に防止する効果と弾性表面波素子1に形成されたフィルタの通過帯域付近の周波数でキャリアが応答しないようにすることにより通過帯域外減衰量特性の劣化を防止する効果との両方を合わせ持つ弾性表面波素子1およびそれを用いた弾性表面波装置を提供することができる。
Further, in this example 1, since the
<実施の形態の例2>
例1では圧電基板2の他方主面の全面に半導体層22が形成されている場合を示したが、半導体層22のキャリア移動度を充分に下げることができない場合には、半導体層22をパターニングして、他方主面の一部に半導体層22の非形成領域を設けることが有効である。通過帯域外減衰量特性を改善し、かつ焦電破壊を防止するのに有効な非形成領域のパターンとしては、例えば、図3に他方主面の上面図で示すような、圧電基板2の一方主面上の入力パッド部5や出力パッド部6に対向する他方主面の領域5aや6aを非形成領域として半導体層22を形成しないものや、図4に同様の上面図で示すような、これらの領域5a,6aを周りの半導体層22から分離するように非形成領域を設けるものや、図5に同様の上面図で示すように、圧電基板2の一方主面のフィルタ領域9の入力パッド部5から共振器の励振電極3まで直流的に接続されている部分の全体に対向する領域5bおよびフィルタ領域9の出力パッド部6から共振器の励振電極3まで直流的に接続されている部分の全体に対向する領域6bを除いた単純なパターンのものや、図6に同様の上面図で示すように、寄生容量を介した容量的な結合をさらに確実に抑えるために、圧電基板2の一方主面のフィルタ領域9に対向する領域9aを除いて、圧電基板2の他方主面に半導体層22を形成したものや、図7に同様の上面図で示すような、半導体層22の非形成領域を複数点在させて寄生容量を形成する可能性のある面積を小さくしたものが挙げられる。
<Example 2 of embodiment>
In Example 1, the case where the
半導体層22に非形成領域を設けるためにパターニングする方法としては、半導体層22の成膜後にフォトリソグラフィを行ない、次いでRIE,ウェットエッチング,サンドブラスト等を行なう方法がある。または、半導体層22の成膜前に圧電基板2の一方主面にレジストを形成しフォトリソグラフィを行なって所望のパターンを開口した後、半導体層22を成膜し、その後レジストを不要部分に成膜された半導体層22ごと除去するリフトオフプロセスを行なってもよい。または、フォトリソグラフィを行なわず、リューター等を用いて所望のパターンに半導体層22を除去して非形成領域を直接形成してもよい。このとき、主として化学的な作用により半導体層22をエッチングして除去する方法を用いると、圧電基板2に大きなダメージを与えずに他方主面の半導体層22を部分的に確実に除去することができる。また、主として物理的な作用により半導体層22を研削して除去する方法を用いると、半導体層22を除去すると同時にその部分の圧電基板2の他方主面を元々の状態よりも粗くすることができ、これにより、フィルタ領域9から圧電基板2の内部を伝搬し、圧電基板2の他方主面で反射され、フィルタ領域9に形成されている励振電極3に結合して通過帯域外減衰量特性を劣化させていたバルク波を、圧電基板2の他方主面のこの部分で散乱させることができ、さらに通過帯域外減衰量特性を改善することができる。
As a method for patterning in order to provide a non-formation region in the
なお、半導体層22のうち圧電基板2の一方主面のフィルタ領域9に対向する領域9aを除くときには、圧電基板2の他方主面の半導体層22が除かれている領域9aの表面粗さを、半導体層22が形成されている領域の表面粗さよりも大きくするときにも、より広い面積で表面粗さを大きくしてバルク波の伝搬をより確実に抑制することができ、通過帯域外減衰量特性の劣化のうち、バルク波の伝搬により劣化していた分も効果的に低減することができるので、通過帯域外減衰量特性をさらに大幅に改善するのに有利なものとなる。
When the region 9a facing the
<実施の形態の例3>
図9に本発明の弾性表面波素子の実施の形態の例3における弾性表面波素子の一方主面を示す上面図を示す。本例では、圧電基板2の他方主面側の構成は図8に示す例と同様とし、圧電基板2の一方主面側で全ての励振電極3が環状導体7と直流的に導通するように、共振器を形成する励振電極3と環状導体7とを抵抗体10を介して接続した。また、環状電極7は実装用基体31の基体側環状導体32に接続して接地電位としている。このように、励振電極3が抵抗体10を介して環状導体7に電気的に接続されており、この環状導体7が接地電位とされているものとすることにより、圧電基板2の一方主面から実装用基体31の接地電極に電荷を逃がすことができるため、弾性表面波素子1の焦電破壊を効果的に防止することができる。
<Example 3 of embodiment>
FIG. 9 is a top view showing one main surface of the surface acoustic wave element in Example 3 of the embodiment of the surface acoustic wave element of the present invention. In this example, the configuration on the other main surface side of the
なお、この抵抗体10は、フィルタが使用される周波数帯においては十分に高抵抗で、ほとんど絶縁体に見える抵抗値となるように選択する。抵抗体10の材料としては、シリコンや酸化チタン等の高抵抗半導体を用いるのが好適である。これらの材料は、微量にホウ素等の元素を添加したり、組成比を調整したりすることにより、抵抗値を適正な値に制御することができる。
The
<実施の形態の例4>
本例4の断面図および上面図は例1と同様であるが、半導体層22の作製方法が異なる。
<Example 4 of embodiment>
A cross-sectional view and a top view of the fourth example are the same as those of the first example, but the manufacturing method of the
実施の形態の例1では圧電基板2の他方主面に改めて半導体層22を成膜によって形成したが、圧電基板2の他方主面を還元処理することにより酸素含有量が化学量論比組成より少ない状態とすることができ、このような状態ではタンタル酸リチウム単結晶またはニオブ酸リチウム単結晶または四ホウ酸リチウム単結晶は、直流においては導電性を持つが、弾性表面波素子1に形成されたフィルタの通過帯域付近ではほとんど絶縁体に見えるという性質を持つ。従って、例1で述べたような成膜によって形成した半導体層22と同様の効果を持つ半導体層を、圧電基板2の他方主面をあらかじめ還元処理することにより形成することができる。この例4では圧電基板2自体が半導体層22を持っていることから、IDT電極等の励振電極3を形成する工程に半導体層22を形成する工程を加える必要がない。他の工程は例1と同様である。
In Example 1 of the embodiment, the
<実施の形態の例5>
例2では寄生容量を形成する可能性のある半導体層22の形成面積を小さくすることで通過帯域外減衰量特性を改善したが、圧電基板2として、一方主面側が圧電材料から成り、他方主面がこの圧電材料よりも比誘電率が小さい他の材料から成る複合基板を用いると、半導体層22と圧電基板2の一方主面に形成されたパッド部5,6との間の実効比誘電率を小さくできるため、寄生容量を小さくすることができ、通過帯域外減衰量特性を改善することができる。
<Example 5 of embodiment>
In Example 2, the passband attenuation characteristic is improved by reducing the formation area of the
圧電基板2の圧電材料よりも比誘電率の小さい他の材料としては、シリコン(比誘電率3.4),サファイア(比誘電率9.4),石英(比誘電率3.8),水晶(比誘電率3.8),ガラス基板(比誘電率3.8程度),アルミナ(比誘電率8.5程度)等のセラミック基板、ポリイミド,液晶ポリマー(いずれも比誘電率が10以下のものが存在する。)等の樹脂基板等を用いることができる。
Other materials with a relative dielectric constant smaller than that of the piezoelectric material of the
また、圧電基板2を、圧電材料からなる第1の基板にシリコン,ガラス,サファイア,石英,水晶,樹脂等の圧電材料より熱膨張率が小さい他の材料からなる第2の基板を接合した複合基板とした場合には、温度変化による圧電基板2の歪み等に起因する弾性表面波素子1の周波数温度特性を改善することも可能となる。さらに、圧電基板2を、サファイア,石英,水晶,セラミックス等の、圧電材料からなる第1の基板よりも熱伝導率の高い他の材料から成る第2の基板を接合した複合基板とした場合には、フィルタ領域9で発生した熱を効率的に逃がすことが可能となるため、圧電基板2自身の昇温を抑えることができ、これによって周波数温度特性を改善することができるとともに、温度により加速される励振電極3の劣化を抑えることもできる。
Further, a composite in which the
本発明の弾性表面波素子は、通信装置に適用することができる。すなわち、少なくとも受信回路または送信回路の一方を備える通信装置において、本発明の弾性表面波素子をこれらの回路に含まれるバンドパスフィルタとして用いる。例えば、送信回路から出力された送信信号をミキサでキャリア周波数にのせて、不要信号をバンドパスフィルタで減衰させ、その後、パワーアンプで送信信号を増幅して、デュプレクサを通ってアンテナより送信することができる送信回路を備えた通信装置や、受信信号をアンテナで受信し、デュプレクサを通って、受信信号をローノイズアンプで増幅し、その後、バンドパスフィルタで不要信号を減衰して、ミキサでキャリア周波数から信号を分離し、この信号を取り出す受信回路へ伝送するような受信回路を備えた通信装置に適用可能であり、これら受信回路および送信回路の少なくとも一方に本発明の弾性表面波素子を採用すれば、伝送特性が向上した優れた本発明の通信装置を提供できる。 The surface acoustic wave element of the present invention can be applied to a communication device. That is, in a communication device including at least one of a receiving circuit and a transmitting circuit, the surface acoustic wave element of the present invention is used as a bandpass filter included in these circuits. For example, the transmission signal output from the transmission circuit is put on the carrier frequency by the mixer, the unnecessary signal is attenuated by the band pass filter, and then the transmission signal is amplified by the power amplifier and transmitted from the antenna through the duplexer. A communication device equipped with a transmission circuit that can perform reception, receives the received signal with an antenna, passes through a duplexer, amplifies the received signal with a low noise amplifier, attenuates unnecessary signals with a band-pass filter, and then uses a carrier frequency with a mixer The present invention can be applied to a communication apparatus having a receiving circuit that separates a signal from the signal and transmits the signal to a receiving circuit that extracts the signal. The surface acoustic wave device of the present invention is employed in at least one of the receiving circuit and the transmitting circuit. Thus, an excellent communication device of the present invention with improved transmission characteristics can be provided.
<第1の実施例>
まず、38.7°YカットX伝搬タンタル酸リチウム単結晶基板から成る圧電基板2(基板厚みは250μm)の一方主面にスパッタリング法により基板側からTi/Al−1質量%Cu/Ti/Al−1質量%Cuからなる4層の導体層を成膜した。層厚はそれぞれ6nm/209nm/6nm/209nmである。次に、この導体層をフォトリソグラフィとRIEとによりパターニングして、それぞれ励振電極3と入力パッド部5と出力パッド部6とを具備するフィルタ領域9を有する多数の弾性表面波素子領域を形成した。このときのエッチングガスにはBCl3およびCl2の混合ガスを用いた。励振電極3を形成する櫛歯状電極の電極指の線幅および隣り合う電極指間の距離はどちらも約1μmである。
<First embodiment>
First, Ti / Al-1 mass% Cu / Ti / Al-1 is formed on one main surface of a piezoelectric substrate 2 (substrate thickness is 250 μm) made of a 38.7 ° Y-cut X-propagating lithium tantalate single crystal substrate from the substrate side by sputtering. Four conductor layers made of mass% Cu were formed. The layer thicknesses are 6 nm / 209 nm / 6 nm / 209 nm, respectively. Next, this conductor layer was patterned by photolithography and RIE to form a number of surface acoustic wave element regions each having a
次に、スパッタリング法により圧電基板2の他方主面の全面にホウ素を微量に添加したシリコンから成る半導体層22を形成した。この半導体層22の厚みは200nmである。
Next, a
次に、入力パッド部5および出力パッド部6の上に新たなCr/Ni/Auから成る導体層を積層して入力パッドおよび出力パッドを形成した。この新たな導体層の厚みはそれぞれ6nm/1000nm/100nmである。
Next, a new conductor layer made of Cr / Ni / Au was laminated on the
次に、圧電基板2を弾性表面波素子領域毎にダイシングによって分離して多数個の弾性表面波素子1を得た。
Next, the
次に、弾性表面波素子1をLTCC(Low Temperature Co-fired Ceramics)基板からなる実装用基体31上に一方主面を対面させて実装した。ここで、LTCC基板は圧電基板2の一方主面に形成した環状導体7に対応する基体側環状導体32および弾性表面波素子1の入出力パッドと接続されるパッド電極を有しており、予めこれら基体側環状導体32およびパッド電極には半田を印刷しておいた。これに弾性表面波素子1を実装するにおいては、これら半田パターンに一致するように弾性表面波素子1を配置して超音波を印加することにより仮固定し、その後、加熱することにより半田を溶融することによって環状導体7と基体側環状導体32とを、および入出力パッドとパッド電極とを接続した。これにより、弾性表面波素子1のフィルタ領域9はLTCC基板の基体側環状導体32とこれに接続された環状導体7とによって完全に気密封止される。なお、弾性表面波素子1の実装工程は窒素雰囲気下で行なった。
Next, the surface
次に、樹脂モールドを行ない、弾性表面波素子1の他方主面(裏面)を外装樹脂34で保護し、最後に実装用基体31を各弾性表面波素子1間でダイシングすることにより、本発明の弾性表面波装置を得た。
Next, resin molding is performed, the other main surface (back surface) of the surface
また、比較例として、従来のように圧電基板の一方主面に励振電極と入力パッド部と出力パッド部とを具備するフィルタ領域を形成し、他方主面の全面に導体層を形成した弾性表面波素子を、実装用基体上に一方主面を対面させて実装させた弾性表面波装置を作製した。本比較例の上面図は図8と同様である。 As a comparative example, an elastic surface in which a filter region including an excitation electrode, an input pad portion, and an output pad portion is formed on one main surface of a piezoelectric substrate as in the prior art, and a conductor layer is formed on the entire other main surface. A surface acoustic wave device in which a wave element was mounted on a mounting substrate with one main surface facing each other was produced. The top view of this comparative example is the same as FIG.
このようにして作製した本発明の実施例と比較例について、図10にその周波数特性を線図で示す。図10の線図において、横軸は周波数(単位:MHz)を、縦軸は減衰量(単位:dB)を表し、点線の特性曲線はLT基板の他方主面の全面に導体層を形成した比較例の結果を示し、実線の特性曲線はLT基板の他方主面の全面に半導体層を形成した実施例の結果を示している。図10に示す結果から分かるように、この本発明の実施例の弾性表面波装置は、比較例のものに比べて非常に良好な通過帯域外減衰量を有している。特に、比較例のものと比べて、通過帯域近傍の通過帯域外減衰量が大幅に改善されている。 FIG. 10 is a diagram illustrating the frequency characteristics of the examples and comparative examples of the present invention thus manufactured. In the diagram of FIG. 10, the horizontal axis represents frequency (unit: MHz), the vertical axis represents attenuation (unit: dB), and the dotted characteristic curve shows a conductor layer formed on the entire other main surface of the LT substrate. The result of the comparative example is shown, and the solid characteristic curve shows the result of the example in which the semiconductor layer is formed on the entire other main surface of the LT substrate. As can be seen from the results shown in FIG. 10, the surface acoustic wave device according to the example of the present invention has a very good attenuation outside the passband as compared with the comparative example. In particular, the amount of attenuation outside the pass band in the vicinity of the pass band is greatly improved as compared with the comparative example.
また、実施例に対して半導体層22を図3〜図7に示すようにパターニングしたものについても作製して同様に周波数特性を評価したところ、同じく通過帯域近傍の通過帯域外減衰量が大幅に改善されていることが確認できた。
In addition, when the
<第2の実施例>
本実施例では、弾性表面波素子1の上面図は環状導体7を設けないことを除いて図8と同様であるが、封止構造が異なっている。本実施例では、図11に断面図で示したように、環状導体7を用いる代わりに励振電極3を局部的に保護するための環状絶縁体41およびカバー部材42からなる封止構造を用いて励振電極3を保護し、その周りを外装樹脂34によって保護し、外装樹脂34の上面から入力パッド部5、出力パッド部6および接地電極パッド部(図示せず)に達する貫通孔を設け、その中に導体柱43を充填することにより接続電極とした。このような構造とすることにより、環状導体7を用いる場合よりも小型な弾性表面波装置40とすることができる。
<Second embodiment>
In the present embodiment, the top view of the surface
ここで、環状絶縁体41は感光性ポリイミドと通常のフォトリソグラフィの工程を用いて形成した。また、カバー部材42にはガラスを用い、熱可塑性樹脂を用いて環状絶縁体41に接着した。外装樹脂34は感光性ポリイミドであり、フォトリソグラフィ工程によって貫通孔を形成した後、メッキにて導体柱43を形成し端子電極(接続電極)とした。
Here, the
また、比較例として、本実施例と同様の封止構造であるが、裏面に半導体層22を設けない弾性表面波素子を用いた弾性表面波装置を作製した。
Further, as a comparative example, a surface acoustic wave device using a surface acoustic wave element having a sealing structure similar to that of the present embodiment but not provided with the
このように作製した本発明の実施例および比較例について歩留まりを比較した結果、比較例のものについては封止工程中に焦電効果が原因となって起こったスパークによって全体の約2%が不良となったが、本発明の実施例のものについてはスパークによる不良は発生せず、封止工程の前後で歩留まりの低下は見られなかった。 As a result of comparing the yields of the examples and comparative examples of the present invention thus produced, about 2% of the whole of the comparative examples was defective due to the spark caused by the pyroelectric effect during the sealing process. However, in the examples of the present invention, no failure due to spark occurred, and no decrease in yield was observed before and after the sealing step.
なお、本発明は以上の実施の形態の例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることは何ら差し支えない。例えば、2個以上のフィルタ領域を同一の圧電基板上に設けてもよい。その場合には複数の弾性表面波素子を別々に作製した場合に比べて全体の占める面積を小型にすることができる。 In addition, this invention is not limited to the example of the above embodiment, A various change may be added in the range which does not deviate from the summary of this invention. For example, two or more filter regions may be provided on the same piezoelectric substrate. In that case, the area occupied by the whole can be reduced compared with the case where a plurality of surface acoustic wave elements are separately manufactured.
また、図8等ではラダー型フィルタを構成した場合の例を示したが、本発明はフィルタの構造を限定するものではなく、DMS型やIIDT型のフィルタを用いてもよい。また、入出力パッド部の配置も図8等に示した例に限定されるものではなく、入出力パッド部が圧電基板の対角上に位置するように配置されていても構わない。 Moreover, although the example at the time of comprising a ladder type filter was shown in FIG. 8, etc., this invention does not limit the structure of a filter, You may use the filter of a DMS type or an IDT type. Further, the arrangement of the input / output pad portions is not limited to the example shown in FIG. 8 and the like, and the input / output pad portions may be disposed on the diagonal of the piezoelectric substrate.
また、励振電極の材料も実施例に挙げた材料に限定されるものではなく、単層のAl,Au,Ta,W,Mo,Ti,Cuやその合金を用いたり、これらと圧電基板の間に密着層を挿入した構造としても構わない。 Further, the material of the excitation electrode is not limited to the materials mentioned in the embodiments, and a single layer of Al, Au, Ta, W, Mo, Ti, Cu or an alloy thereof may be used, or between these and the piezoelectric substrate. Alternatively, a structure in which an adhesion layer is inserted may be used.
また、図2等では本発明の弾性表面波素子を実装用基体にフリップチップ実装した例を示したが、セラミックスや樹脂からなるパッケージにフリップチップ実装しても構わない。 Moreover, although FIG. 2 etc. showed the example which carried out the flip chip mounting of the surface acoustic wave element of this invention to the base | substrate for mounting, you may carry out the flip chip mounting to the package which consists of ceramics or resin.
また、図11等では導体柱43を弾性表面波素子1の主面上に設けて端子電極としたが、圧電基板2に貫通孔を設け、この貫通孔の壁面に導体層を設けたり、この貫通孔に導体を充填したりすることによって端子電極を形成しても構わない。この場合、回路基板への実装はフェースアップ実装となるが、弾性表面波素子1自体のサイズが非常に小型になっているため、端子電極間の距離が非常に小さくなっている。これを端子電極の接続に半田を用いて回路基板に実装すると、弾性表面波素子の裏面(他方主面)に充分に焦電破壊防止の効果が得られる面積の接地電極を形成した場合には端子電極と接地電極が短絡してしまうという問題が発生するが、本発明のように半導体層22が形成されたものとすることにより、焦電破壊と短絡の問題とを同時に解決することができる。
In FIG. 11 and the like, the
さらに、以上の例では半導体層に非形成領域を設ける場合については、圧電基板の他方主面に半導体層を一旦形成してから所望の領域の半導体層を除去することを主に説明したが、半導体層を形成しない領域を予め設定しておいて、その領域以外に半導体層を形成するようにして所望の半導体非形成領域を配置するようにしても構わない。 Furthermore, in the above example, in the case where the non-formation region is provided in the semiconductor layer, it has been mainly explained that the semiconductor layer is once formed on the other main surface of the piezoelectric substrate and then the semiconductor layer in a desired region is removed. A region where a semiconductor layer is not formed may be set in advance, and a desired semiconductor non-formation region may be disposed so as to form a semiconductor layer in other regions.
1:弾性表面波素子
2:圧電基板
3:励振電極
4:接続電極
5:入力パッド部
6:出力パッド部
7:環状導体
8:接地電極パッド
9:フィルタ領域
10:抵抗体
22:半導体層
30:保護膜
31:実装用基体
32:基体側環状導体
33:ろう材
34:外装樹脂
40:弾性表面波装置
41:環状絶縁体
42:カバー部材
43:導体柱
5a:入力パッド部に対向する領域
5b:入力パッド部から前記励振電極まで直流的に接続されている部分に対向する領域
6a:出力パッド部に対向する領域
6b:出力パッド部から前記励振電極まで直流的に接続されている部分に対向する領域
9a:フィルタ領域に対向する領域
1: Surface acoustic wave element 2: Piezoelectric substrate 3: Excitation electrode 4: Connection electrode 5: Input pad portion 6: Output pad portion 7: Ring conductor 8: Ground electrode pad 9: Filter region
10: Resistor
22: Semiconductor layer
30: Protective film
31: Substrate for mounting
32: Base side annular conductor
33: Brazing material
34: Exterior resin
40: Surface acoustic wave device
41: Annular insulator
42: Cover member
43: Conductor pillar 5a: Region facing the input pad portion 5b: Region facing the DC connection portion from the input pad portion to the excitation electrode 6a: Region facing the output pad portion 6b: From the output pad portion Region facing the portion connected to the excitation electrode in a direct current manner 9a: Region facing the filter region
Claims (5)
前記半導体層は、前記入力パッド部及び出力パッド部の少なくとも一方と対向する領域を除いて形成されていることを特徴とする弾性表面波素子。 A surface acoustic wave element in which a filter region including an excitation electrode, an input pad portion, and an output pad portion is formed on one main surface of a piezoelectric substrate, and a semiconductor layer is formed on the other main surface,
The surface acoustic wave device according to claim 1, wherein the semiconductor layer is formed excluding a region facing at least one of the input pad portion and the output pad portion .
前記半導体層は、前記フィルタ領域と対向する領域を除いて形成されていることを特徴とする弾性表面波素子。The surface acoustic wave device according to claim 1, wherein the semiconductor layer is formed except for a region facing the filter region.
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