WO2017187768A1 - 弾性波装置及びその製造方法 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to an elastic wave device and a manufacturing method thereof.
- Patent Document 1 discloses an elastic wave device having two elastic wave filters configured on the same piezoelectric substrate.
- the two acoustic wave filters have an insulating film provided so as to cover each IDT electrode.
- the film thickness of the IDT electrode and the insulating film of one elastic wave filter are larger than the film thickness of the IDT electrode and the insulating film of the other elastic wave filter.
- the insertion loss of the elastic wave filter can be reduced by optimizing the film thickness of the IDT electrode and the film thickness of the insulating film.
- each IDT electrode In Patent Document 1, in order to make the film thickness of the IDT electrode and the insulating film of one elastic wave filter out of the two elastic wave filters different from the IDT electrode and the insulating film of the other elastic wave filter, each IDT electrode Are formed in a separate process. Similarly, when an acoustic wave device having three acoustic wave filters is manufactured, the insertion loss of each acoustic wave filter can be reduced by making the film thicknesses of the IDT electrodes and the insulating films of the three acoustic wave filters different. However, in this method, since the process of forming the IDT electrode needs to be performed three times, the productivity cannot be sufficiently increased.
- An object of the present invention is to provide an elastic wave device and a method for manufacturing the same that can increase productivity and reduce insertion loss.
- the acoustic wave device is provided on the piezoelectric substrate so as to cover the piezoelectric substrate, the first to third IDT electrodes provided on the piezoelectric substrate, and the first to third IDT electrodes.
- the first to third acoustic wave elements including the third IDT electrode and the dielectric film are configured, and the densities of the materials constituting the first to third IDT electrodes are all the same density.
- the density converted thickness the density converted thicknesses of the first and second IDT electrodes are equal, and the density converted thickness of the third IDT electrode is the first and second IDTs. It is different from the thickness in terms of density of the electrode.
- the first to third IDT electrodes have different electrode finger pitches.
- the density-converted thickness of the dielectric film is set to the density of the material constituting each of the dielectric film and the first to third IDT electrodes.
- the first of the total of the density-converted thickness of the dielectric film positioned on the first IDT electrode and the density-converted thickness of the first IDT electrode Of the IDT electrode with respect to the electrode finger pitch and the second sum of the density-converted thickness of the dielectric film and the density-converted thickness of the second IDT electrode located on the second IDT electrode.
- the total of the density-converted thickness of the dielectric film located on the third IDT electrode and the density-converted thickness of the third IDT electrode IDT electrode A ratio different pitches from each other. In this case, the insertion loss of the first to third acoustic wave elements can be effectively reduced.
- the first to third elastic wave elements are first to third elastic wave filters.
- the material constituting the first and second IDT electrodes is different from the material constituting the third IDT electrode.
- the method for manufacturing an acoustic wave device includes a step of preparing a piezoelectric substrate, a step of providing first and second IDT electrodes on the piezoelectric substrate, and a third IDT electrode on the piezoelectric substrate. Providing a thickness of a region covering the first IDT electrode and covering the first IDT electrode, and covering the second and third IDT electrodes on the piezoelectric substrate.
- first to third elastic wave elements including the first to third IDT electrodes and the dielectric film
- the step of providing the first to third IDT electrodes when the thickness obtained by converting all the densities of the materials constituting the first to third IDT electrodes as the same density is defined as the density-converted thickness, , Making the density equivalent thickness of the second IDT electrode equal, Serial third the density conversion the thickness first IDT electrode, varied with the density conversion thickness of the second IDT electrode.
- electrode finger pitches of the first to third IDT electrodes are made different from each other in the step of providing the first to third IDT electrodes.
- the dielectric material in the step of providing the dielectric film, is the same as the dielectric film so as to cover the first to third IDT electrodes.
- a resist layer is laminated on the first dielectric film in a region where the first dielectric film covers the first IDT electrode, The dielectric film 1 is etched.
- the same dielectric as the dielectric film is formed so as to cover the first to third IDT electrodes.
- a resist layer is laminated on the first dielectric film in a region where the first dielectric film covers the second and third IDT electrodes. Then, after further forming a second dielectric film made of the same dielectric as the first dielectric film on the first dielectric film, the resist layer is peeled off.
- the thickness in terms of density of the dielectric film is set to a material that constitutes the dielectric film and the first to third IDT electrodes, respectively.
- the density of all of the above is located on the first IDT electrode.
- the ratio of the sum of the density-converted thickness of the dielectric film and the density-converted thickness of the first IDT electrode to the electrode finger pitch of the first IDT electrode, and the position located on the second IDT electrode The ratio of the sum of the thickness in terms of density of the dielectric film and the second IDT electrode to the electrode finger pitch of the second IDT electrode, and the dielectric film located on the third IDT electrode Density equivalent thickness Made different from the ratio of the total said third electrode finger pitch of the IDT electrode of said density conversion thickness of the third IDT electrodes together. In this case, the insertion loss of the first to third acoustic wave elements can be effectively reduced.
- the first to third acoustic wave elements are first to third acoustic wave filters.
- a material constituting the first and second IDT electrodes and a material constituting the third IDT electrode are provided. Different.
- an elastic wave device and a method for manufacturing the same that can increase productivity and reduce insertion loss.
- FIG. 1 is a schematic front sectional view of an acoustic wave device according to a first embodiment of the present invention.
- FIG. 2 is a circuit diagram of the first acoustic wave filter according to the first embodiment of the present invention.
- 3 (a) to 3 (d) are schematic cross-sectional views for explaining a method for manufacturing an acoustic wave device according to the first embodiment of the present invention.
- 4 (a) to 4 (c) are schematic cross-sectional views for explaining a modification of the method for manufacturing the acoustic wave device according to the first embodiment of the present invention.
- FIG. 5 is a schematic front sectional view of an elastic wave device of a comparative example.
- FIG. 6 is a diagram showing attenuation frequency characteristics of the first elastic wave filter in the first embodiment and the comparative example of the present invention.
- FIG. 1 is a schematic front sectional view according to the first embodiment of the present invention.
- the acoustic wave device 1 has a piezoelectric substrate 2.
- the piezoelectric substrate 2 may be made of a piezoelectric single crystal such as LiNbO 3 or LiTaO 3 or may be made of an appropriate piezoelectric ceramic.
- first to third IDT electrodes 4A to 4C are provided on the piezoelectric substrate 2.
- the first to third IDT electrodes 4A to 4C preferably have different electrode finger pitches.
- the first to third IDT electrodes 4A to 4C are made of an appropriate metal.
- the first to third IDT electrodes 4A to 4C may be made of a single-layer metal film, or may be made of a laminated metal film.
- the first and second IDT electrodes 4A and 4B are made of the same material.
- the third IDT electrode 4C is made of a material different from that of the first and second IDT electrodes 4A and 4B.
- the first to third IDT electrodes 4A to 4C may be made of the same material.
- a dielectric film 5 is provided on the piezoelectric substrate 2 so as to cover the first to third IDT electrodes 4A to 4C.
- the dielectric film 5 has a first region A that is a region covering the first IDT electrode 4A.
- the dielectric film 5 also has second and third regions B and C that are regions covering the second and third IDT electrodes 4B and 4C.
- the thickness of the dielectric film 5 in the first region A is thicker than the thickness in the second and third regions B and C.
- the thickness of the dielectric film 5 in the first region A may be different from the thickness in the second and third regions B and C.
- the thickness in the first region A of the dielectric film 5 may be smaller than the thickness in the second and third regions B and C.
- the dielectric film 5 is made of SiO 2.
- the material of the dielectric film 5 is not limited to the above.
- the thicknesses obtained by converting all the densities of the materials constituting the dielectric film 5 and the first to third IDT electrodes 4A to 4C to the same density are the dielectric film 5 and the first to third IDTs.
- the thickness in terms of density of each of the electrodes 4A to 4C is used.
- the thickness obtained by converting the density of each of the above materials as the density of AlCu may be used as the density-converted thickness.
- the density-converted thicknesses of the first and second IDT electrodes 4A and 4B are substantially the same.
- the density-converted thickness of the third IDT electrode 4C is thinner than the density-converted thickness of the first and second IDT electrodes 4A, 4B.
- substantially the same thickness indicates that there is no difference in the thickness of the IDT electrode and the like to such an extent that the filter characteristics are not substantially affected.
- the density-converted thicknesses of the first and second IDT electrodes 4A and 4B may be different from the density-converted thickness of the third IDT electrode 4C.
- the thickness in terms of density of the first and second IDT electrodes 4A and 4B may be thinner than the thickness in terms of density of the third IDT electrode 4C.
- a first acoustic wave filter 3 ⁇ / b> A is configured as a first acoustic wave element including the first IDT electrode 4 ⁇ / b> A and the dielectric film 5.
- second and third acoustic wave filters 3B and 3C as second and third acoustic wave elements including the second and third IDT electrodes 4B and 4C and the dielectric film 5 are configured.
- the elastic wave device 1 is a triple filter having first to third elastic wave filters 3A to 3C.
- the first elastic wave filter 3A is a reception filter having a band 3 reception band of 1805 MHz or more and 1880 MHz or less.
- the second elastic wave filter 3B is a reception filter having a pass band of 2110 MHz or more and 2170 MHz or less, which is the reception band of Band1.
- the third elastic wave filter 3 ⁇ / b> C is a reception filter having a pass band of 2620 MHz or more and 2690 MHz or less, which is the Band 7 reception band.
- the passbands of the first to third elastic wave filters 3A to 3C are not particularly limited.
- the first to third elastic wave filters 3A to 3C may be transmission filters or reception filters.
- FIG. 2 is a circuit diagram of the first acoustic wave filter in the first embodiment.
- the first acoustic wave filter 3 ⁇ / b> A has an input terminal 6 and an output terminal 7.
- the input terminal 6 is connected to the antenna terminal.
- the antenna terminal is connected to the antenna.
- a longitudinally coupled resonator type acoustic wave filter 8 is connected between the input terminal 6 and the output terminal 7.
- a resonator S ⁇ b> 1 is connected between the input terminal 6 and the longitudinally coupled resonator type acoustic wave filter 8.
- a resonator P1 is connected between a connection point between the longitudinally coupled resonator type acoustic wave filter 8 and the output terminal 7 and the ground potential.
- the resonators S1, P1 are resonators for adjusting characteristics.
- the longitudinally coupled resonator type acoustic wave filter 8 is not particularly limited, but is a 5IDT type longitudinally coupled resonator type acoustic wave filter.
- the first elastic wave filter 3A includes a plurality of first IDT electrodes 4A shown in FIG.
- the plurality of first IDT electrodes 4 ⁇ / b> A are IDT electrodes of the longitudinally coupled resonator type acoustic wave filter 8.
- the first elastic wave filter 3A and the second and third elastic wave filters are commonly connected to the antenna terminal.
- the circuit configuration of the first elastic wave filter 3A is not limited to the above.
- the circuit configurations of the second and third acoustic wave filters are not particularly limited.
- the present embodiment is characterized in that the thickness of the first region A of the dielectric film 5 is different from the thicknesses of the second and third regions B and C, and the first and second IDT electrodes.
- the difference in thickness in terms of density of 4A and 4B is that the thickness in terms of density of the third IDT electrode 4C is different.
- FIG. 3A to FIG. 3D are schematic cross-sectional views for explaining the method for manufacturing the acoustic wave device according to the first embodiment.
- a piezoelectric substrate 2 is prepared.
- the first and second IDT electrodes 4A and 4B are provided on the piezoelectric substrate 2 so that the electrode finger pitches are different from each other. Since the first and second IDT electrodes 4A and 4B are provided in the same process, they are made of the same material and have substantially the same thickness.
- the third IDT electrode 4C is formed on the piezoelectric substrate 2 so that the electrode finger pitch and the above-mentioned thickness in terms of density are different from those of the first and second IDT electrodes 4A and 4B. Is provided.
- the material of the first and second IDT electrodes 4A and 4B may be different from the material of the third IDT electrode 4C.
- a more suitable IDT electrode material can be used for each of the first and second elastic wave filters and the third elastic wave filter. Therefore, the filter characteristics of the first to third elastic wave filters can be preferably improved.
- a first dielectric film 5X is provided so as to cover the first to third IDT electrodes 4A to 4C.
- the first dielectric film 5X is made of the same dielectric as the dielectric film 5 shown in FIG.
- the ratio of the total thickness of the dielectric film in terms of density and the thickness in terms of density of the IDT electrode to the electrode finger pitch of the IDT electrode is defined as a total film thickness-electrode finger pitch ratio.
- the first dielectric film 5X is provided so that the thickness of the first dielectric film 5X is such that the insertion loss of the first acoustic wave filter is small. More specifically, in the method of manufacturing the acoustic wave device 1 of the present embodiment, the total film thickness-electrode finger pitch ratio of the first dielectric film 5X and the first IDT electrode 4A is 10.7%.
- a first dielectric film 5X is provided.
- the preferable total film thickness-electrode finger pitch ratio varies depending on the materials of the IDT electrode and the dielectric film and the pass band of the elastic wave filter.
- the thickness of the dielectric film may be adjusted so that the total film thickness-electrode finger pitch ratio becomes an optimum value in the acoustic wave filter.
- a resist layer 9 is stacked on the first dielectric film 5X in the first region A1 where the first dielectric film 5X covers the first IDT electrode 4A.
- the second and third regions B1 and C1 where the first dielectric film 5X covers the second and third IDT electrodes 4B and 4C are etched.
- a dielectric film 5 is obtained in which the thickness in the first region A and the thicknesses of the second and third regions B and C are different.
- the resist layer 9 is peeled off.
- the acoustic wave device 1 having the first to third acoustic wave filters 3A to 3C shown in FIG. 1 is obtained.
- the first and second IDT electrodes 4A and 4B can be provided simultaneously, and in the first region A, the total film thickness of the dielectric film 5 and the first IDT electrode 4A minus the electrode finger.
- the pitch ratio can be set to an optimum value. Therefore, productivity can be improved and insertion loss of the first elastic wave filter 3A can be reduced.
- the total film thickness-electrode finger pitch ratio of the dielectric film 5 and the second IDT electrode 4B or the dielectric film 5 and the third IDT electrode 4C is an optimum value. It is desirable to perform etching so that Thereby, productivity can be improved, and the insertion loss of the first elastic wave filter 3A and the insertion loss of the second elastic wave filter 3B or the third elastic wave filter 3C can be reduced.
- the total film thickness-electrode finger pitch ratio of the dielectric film 5 and the second IDT electrode 4B and the total film thickness-electrode finger pitch ratio of the dielectric film 5 and the third IDT electrode 4C are optimal. It is desirable to perform etching so as to obtain a value. In this case, in the steps shown in FIGS. 3A and 3B, the density-converted thicknesses of the second and third IDT electrodes 4B and 4C are set to the above-mentioned total film thickness-electrode finger.
- the pitch ratio may be an optimum value. More specifically, the thickness of the dielectric film 5 in the second and third regions B and C when the above-described total film thickness-electrode finger pitch ratio is the optimum value is the same.
- the thickness in terms of density of the second and third IDT electrodes 4B and 4C may be adjusted. Thereby, productivity can be improved and insertion loss of the first to third elastic wave filters 3A to 3C can be effectively reduced.
- the resist layer 9 is provided in the first region A1 on the first dielectric film 5X, but the manufacturing shown in FIGS. 4A to 4C is performed.
- the elastic wave device 1 can also be obtained by a modification of the method. More specifically, as shown in FIG. 4A, a resist layer 19 may be provided in the second and third regions B2 and C2 on the first dielectric film 15X. In this case, next, as shown in FIG. 4B, a second dielectric film 15Y is provided on the first region A2 and the resist layer 19 on the first dielectric film 15X. The second dielectric film 15Y is made of the same dielectric material as the first dielectric film 15X. Thereafter, the resist layer 19 is peeled off, and the acoustic wave device 1 is obtained as shown in FIG.
- the thickness of the first dielectric film 15X shown in FIG. 4B is the thickness at which the total film thickness-electrode finger pitch ratio of the first dielectric film 15X and the second IDT electrode 4B becomes an optimum value. It is preferable that Alternatively, the thickness of the first dielectric film 15X is preferably set so that the total film thickness-electrode finger pitch ratio of the first dielectric film 15X and the third IDT electrode 4C is an optimum value. The thickness of the first and second dielectric films 15X and 15Y is set to the optimum value of the total film thickness-electrode finger pitch ratio of the first and second dielectric films 15X and 15Y and the first IDT electrode 4A. It is preferable to use a thickness.
- the insertion loss can be reduced in the first elastic wave filter 3A by comparing the first embodiment and the comparative example.
- the comparative example is different from the first embodiment in that the thickness of the dielectric film 105 is the same in the first to third regions A3 to C3.
- the thickness of the dielectric film 105 in the first region A3 is made thinner than that in the first embodiment. More specifically, the thickness in the first region A3 of the dielectric film 105 is the same as the thickness in the second and third regions B and C of the dielectric film 5 in the first embodiment shown in FIG. It is thickness.
- the total film thickness-electrode finger pitch ratio of the dielectric film 105 and the first IDT electrode 4A is 9.1%.
- FIG. 6 is a diagram showing attenuation frequency characteristics of the first elastic wave filter in the first embodiment and the comparative example.
- a solid line shows the result of the first embodiment, and a broken line shows the result of the comparative example.
- the insertion loss can be made smaller than in the comparative example.
- the thickness in the first region of the dielectric film is different from the thickness in the second and third regions, and the total film thickness in the first acoustic wave filter minus the electrode finger pitch.
- the ratio is a suitable value. Therefore, the insertion loss of the first elastic wave filter can be reduced. Moreover, as described above, productivity can be increased.
- the thickness of the portion of the dielectric film 5 disposed on the second IDT electrode 4B and the third IDT electrode 4C The thickness of the portion arranged in is the same thickness.
- the sum of the density converted thickness of the second IDT electrode 4B and the density converted thickness of the dielectric film 5 is different from the sum of the density converted thickness of the third IDT electrode 4C and the density converted thickness of the dielectric film 5.
- the dielectric film 5 may be flattened in the second and third regions B and C. Thereby, the sum of the density conversion thickness of the second IDT electrode 4B and the density conversion thickness of the dielectric film 5 is the same as the sum of the density conversion thickness of the third IDT electrode 4C and the density conversion thickness of the dielectric film 5. It may be said. Also in this case, it is preferable that the total film thickness-electrode finger pitch ratio in the first to third elastic wave filters 3A to 3C is different from each other. More preferably, in each of the first to third elastic wave filters 3A to 3C, the total film thickness-electrode finger pitch ratio is set to an optimum value.
- the thickness of the dielectric film 5 in the first region A is larger than the thickness in the second and third regions B and C.
- the thickness of the dielectric film 5 in the first region A may be smaller than the thickness in the second and third regions B and C.
- a resist layer 9 is provided in the second and third regions B1 and C1 on the first dielectric film 5X, and the first dielectric film The thickness relationship as described above may be obtained by etching the 5X first region A1.
- the resist layer 19 may be provided in the first region A2 of the first dielectric film 15X.
- the second dielectric film on the second and third regions B2 and C2 and the resist layer 19 on the first dielectric film 15X. 15Y is provided.
- the first to third acoustic wave elements including the first to third IDT electrodes 4A to 4C are the first to third acoustic wave filters 3A to 3C.
- the first to third acoustic wave elements are not limited to acoustic wave filters, and at least one of the first to third acoustic wave elements is, for example, an acoustic wave resonator. Also good.
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Abstract
生産性を高めることができ、かつ挿入損失を小さくすることができる、弾性波装置を提供する。 弾性波装置1は、圧電基板2と、圧電基板2上に設けられている第1~第3のIDT電極4A~4Cと、第1~第3のIDT電極4A~4Cを覆うように圧電基板2上に設けられており、かつ第1のIDT電極4Aを覆っている第1の領域Aの厚みと、第2及び第3のIDT電極4B,4Cを覆っている第2,第3の領域B,Cの厚みとが異なる誘電体膜5とを備える。第1~第3のIDT電極4A~4C及び誘電体膜5を含む第1~第3の弾性波フィルタ3A~3C(第1~第3の弾性波素子)が構成されている。第1~第3のIDT電極4A~4Cをそれぞれ構成している材料の密度を全て同じ密度として換算した厚みを密度換算厚みとしたときに、第1,第2のIDT電極4A,4Bの密度換算厚みが等しく、第3のIDT電極4Cの密度換算厚みは第1,第2のIDT電極4A,4Bの密度換算厚みと異なる。
Description
本発明は、弾性波装置及びその製造方法に関する。
従来、弾性波装置が携帯電話機のフィルタなどに広く用いられている。例えば、下記の特許文献1では、同じ圧電基板において構成された2つの弾性波フィルタを有する弾性波装置が開示されている。2つの弾性波フィルタは、それぞれのIDT電極を覆うように設けられた絶縁膜を有する。一方の弾性波フィルタのIDT電極の膜厚及び絶縁膜の膜厚は、他方の弾性波フィルタのIDT電極の膜厚及び絶縁膜の膜厚よりも厚い。IDT電極の膜厚及び絶縁膜の膜厚を最適化することにより、弾性波フィルタの挿入損失を小さくし得る。
特許文献1においては、2つの弾性波フィルタのうち一方の弾性波フィルタのIDT電極及び絶縁膜と、他方の弾性波フィルタのIDT電極及び絶縁膜との膜厚を異ならせるため、それぞれのIDT電極が別の工程において形成される。同様に、3つの弾性波フィルタを有する弾性波装置を作製した場合、3つの弾性波フィルタのIDT電極及び絶縁膜の膜厚を異ならせることで、各弾性波フィルタの挿入損失を小さくし得る。しかしながら、この方法ではIDT電極を形成する工程を3回行う必要があるため、生産性を十分に高めることはできなかった。
本発明の目的は、生産性を高めることができ、かつ挿入損失を小さくすることができる、弾性波装置及びその製造方法を提供することにある。
本発明に係る弾性波装置は、圧電基板と、前記圧電基板上に設けられている第1~第3のIDT電極と、前記第1~第3のIDT電極を覆うように前記圧電基板上に設けられており、かつ前記第1のIDT電極を覆っている領域の厚みと、前記第2及び第3のIDT電極を覆っている領域の厚みとが異なる誘電体膜とを備え、前記第1~第3のIDT電極及び前記誘電体膜を含む第1~第3の弾性波素子が構成されており、前記第1~第3のIDT電極をそれぞれ構成している材料の密度を全て同じ密度として換算した厚みを密度換算厚みとしたときに、前記第1,第2のIDT電極の前記密度換算厚みが等しく、前記第3のIDT電極の前記密度換算厚みは前記第1,第2のIDT電極の前記密度換算厚みと異なる。
本発明に係る弾性波装置のある特定の局面では、前記第1~第3のIDT電極は互いに電極指ピッチが異なる。
本発明に係る弾性波装置の他の特定の局面では、前記誘電体膜の密度換算厚みを、前記誘電体膜及び前記第1~第3のIDT電極をそれぞれ構成している材料の密度を全て同じ密度として換算した厚みとしたときに、前記第1のIDT電極上に位置している前記誘電体膜の前記密度換算厚み及び前記第1のIDT電極の前記密度換算厚みの合計の前記第1のIDT電極の電極指ピッチに対する比と、前記第2のIDT電極上に位置している前記誘電体膜の前記密度換算厚み及び前記第2のIDT電極の前記密度換算厚みの合計の前記第2のIDT電極の電極指ピッチに対する比と、前記第3のIDT電極上に位置している前記誘電体膜の前記密度換算厚み及び前記第3のIDT電極の前記密度換算厚みの合計の前記第3のIDT電極の電極指ピッチに対する比とが互いに異なる。この場合には、第1~第3の弾性波素子の挿入損失を効果的に小さくすることができる。
本発明に係る弾性波装置のさらに他の特定の局面では、前記第1~第3の弾性波素子が第1~第3の弾性波フィルタである。
本発明に係る弾性波装置のさらに他の特定の局面では、前記第1,第2のIDT電極を構成している材料と、前記第3のIDT電極を構成している材料とが異なる。
本発明に係る弾性波装置の製造方法は、圧電基板を用意する工程と、前記圧電基板上に、第1,第2のIDT電極を設ける工程と、前記圧電基板上に、第3のIDT電極を設ける工程と、前記圧電基板上に、前記第1~第3のIDT電極を覆うように、かつ前記第1のIDT電極を覆う領域の厚みと、前記第2及び第3のIDT電極を覆う領域の厚みとが異なるように、誘電体膜を設ける工程とを備え、前記第1~第3のIDT電極及び前記誘電体膜を含む第1~第3の弾性波素子を構成し、前記第1~第3のIDT電極を設ける工程において、前記第1~第3のIDT電極をそれぞれ構成している材料の密度を全て同じ密度として換算した厚みを密度換算厚みとしたときに、前記第1,第2のIDT電極の前記密度換算厚みを等しくし、前記第3のIDT電極の前記密度換算厚みを前記第1,第2のIDT電極の前記密度換算厚みと異ならせる。
本発明に係る弾性波装置の製造方法のある特定の局面では、前記第1~第3のIDT電極を設ける工程において、前記第1~第3のIDT電極の電極指ピッチを互いに異ならせる。
本発明に係る弾性波装置の製造方法の他の特定の局面では、前記誘電体膜を設ける工程において、前記第1~第3のIDT電極を覆うように、前記誘電体膜と同じ誘電体からなる第1の誘電体膜を設けた後に、前記第1の誘電体膜上における、前記第1の誘電体膜が前記第1のIDT電極を覆っている領域にレジスト層を積層し、前記第1の誘電体膜をエッチングする。
本発明に係る弾性波装置の製造方法のさらに他の特定の局面では、前記誘電体膜を設ける工程において、前記第1~第3のIDT電極を覆うように、前記誘電体膜と同じ誘電体からなる第1の誘電体膜を設けた後に、前記第1の誘電体膜上における、前記第1の誘電体膜が前記第2,第3のIDT電極を覆っている領域にレジスト層を積層し、前記第1の誘電体膜上に、前記第1の誘電体膜と同じ誘電体からなる第2の誘電体膜をさらに形成した後に前記レジスト層を剥離する。
本発明に係る弾性波装置の製造方法のさらに他の特定の局面では、前記誘電体膜の密度換算厚みを、前記誘電体膜及び前記第1~第3のIDT電極をそれぞれ構成している材料の密度を全て同じ密度として換算した厚みとしたときに、前記第1~第3のIDT電極を設ける工程及び前記誘電体膜を設ける工程において、前記第1のIDT電極上に位置している前記誘電体膜の前記密度換算厚み及び前記第1のIDT電極の前記密度換算厚みの合計の前記第1のIDT電極の電極指ピッチに対する比と、前記第2のIDT電極上に位置している前記誘電体膜及び前記第2のIDT電極の前記密度換算厚みの合計の前記第2のIDT電極の電極指ピッチに対する比と、前記第3のIDT電極上に位置している前記誘電体膜の前記密度換算厚み及び前記第3のIDT電極の前記密度換算厚みの合計の前記第3のIDT電極の電極指ピッチに対する比とを互いに異ならせる。この場合には、第1~第3の弾性波素子の挿入損失を効果的に小さくすることができる。
本発明に係る弾性波装置の製造方法の別の特定の局面では、前記第1~第3の弾性波素子が第1~第3の弾性波フィルタである。
本発明に係る弾性波装置の製造方法のさらに別の特定の局面では、前記第1,第2のIDT電極を構成している材料と、前記第3のIDT電極を構成している材料とが異なる。
本発明によれば、生産性を高めることができ、かつ挿入損失を小さくすることができる、弾性波装置及びその製造方法を提供することができる。
以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。
なお、本明細書に記載の各実施形態は、例示的なものであり、異なる実施形態間において、構成の部分的な置換または組み合わせが可能であることを指摘しておく。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る模式的正面断面図である。
弾性波装置1は、圧電基板2を有する。圧電基板2は、LiNbO3やLiTaO3などの圧電単結晶からなっていてもよく、適宜の圧電セラミックスからなっていてもよい。
圧電基板2上には、第1~第3のIDT電極4A~4Cが設けられている。本実施形態のように、第1~第3のIDT電極4A~4Cは、互いに電極指ピッチが異なることが好ましい。第1~第3のIDT電極4A~4Cは、適宜の金属からなる。第1~第3のIDT電極4A~4Cは、単層の金属膜からなっていてもよく、あるいは、積層金属膜からなっていてもよい。
第1,第2のIDT電極4A,4Bは同じ材料からなる。他方、本実施形態では、第3のIDT電極4Cは、第1,第2のIDT電極4A,4Bとは異なる材料からなる。なお、第1~第3のIDT電極4A~4Cは同じ材料からなっていてもよい。
第1~第3のIDT電極4A~4Cを覆うように、圧電基板2上に誘電体膜5が設けられている。誘電体膜5は、第1のIDT電極4Aを覆っている領域である第1の領域Aを有する。誘電体膜5は、第2,第3のIDT電極4B,4Cを覆っている領域である第2,第3の領域B,Cも有する。弾性波装置1においては、誘電体膜5の第1の領域Aにおける厚みは、第2,第3の領域B,Cにおける厚みよりも厚い。なお、誘電体膜5の第1の領域Aにおける厚みと、第2,第3の領域B,Cにおける厚みとが異なっていればよい。例えば、誘電体膜5の第1の領域Aにおける厚みが、第2,第3の領域B,Cにおける厚みよりも薄くともよい。
誘電体膜5はSiO2からなる。なお、誘電体膜5の材料は上記に限定されない。
ここで、誘電体膜5及び第1~第3のIDT電極4A~4Cをそれぞれ構成している材料の密度を全て同じ密度として換算した厚みを、誘電体膜5及び第1~第3のIDT電極4A~4Cのそれぞれの密度換算厚みとする。例えば、上記それぞれの材料の密度をAlCuの密度として換算した厚みを密度換算厚みとしてもよい。このとき、第1,第2のIDT電極4A,4Bの密度換算厚みは実質的に同じである。他方、本実施形態では、第3のIDT電極4Cの密度換算厚みは、第1,第2のIDT電極4A,4Bの密度換算厚みよりも薄い。なお、本明細書において、実質的に同じ厚みとは、フィルタ特性にほぼ影響を与えない程度にIDT電極などの厚みに差がないことを示す。
第1,第2のIDT電極4A,4Bの密度換算厚みと第3のIDT電極4Cの密度換算厚みとは、異なっていればよい。第1,第2のIDT電極4A,4Bの密度換算厚みは、第3のIDT電極4Cの密度換算厚みより薄くともよい。
弾性波装置1においては、第1のIDT電極4A及び誘電体膜5を含む第1の弾性波素子としての、第1の弾性波フィルタ3Aが構成されている。同様に、第2,第3のIDT電極4B,4C及び誘電体膜5を含む第2,第3の弾性波素子としての、第2,第3の弾性波フィルタ3B,3Cが構成されている。弾性波装置1は、第1~第3の弾性波フィルタ3A~3Cを有するトリプルフィルタである。
本実施形態では、第1の弾性波フィルタ3Aは、Band3の受信帯域である1805MHz以上、1880MHz以下の通過帯域を有する受信フィルタである。第2の弾性波フィルタ3Bは、Band1の受信帯域である2110MHz以上、2170MHz以下の通過帯域を有する受信フィルタである。第3の弾性波フィルタ3Cは、Band7の受信帯域である2620MHz以上、2690MHz以下の通過帯域を有する受信フィルタである。
なお、第1~第3の弾性波フィルタ3A~3Cの通過帯域は特に限定されない。また、第1~第3の弾性波フィルタ3A~3Cは送信フィルタであってもよく、受信フィルタであってもよい。
図2は、第1の実施形態における第1の弾性波フィルタの回路図である。
第1の弾性波フィルタ3Aは、入力端子6及び出力端子7を有する。入力端子6はアンテナ端子に接続される。なお、アンテナ端子はアンテナに接続される。入力端子6と出力端子7との間には、縦結合共振子型弾性波フィルタ8が接続されている。入力端子6と縦結合共振子型弾性波フィルタ8との間には、共振子S1が接続されている。縦結合共振子型弾性波フィルタ8と出力端子7との間の接続点とグラウンド電位との間には、共振子P1が接続されている。共振子S1,P1は特性調整用の共振子である。
縦結合共振子型弾性波フィルタ8は、特に限定されないが、5IDT型の縦結合共振子型弾性波フィルタである。本実施形態では、第1の弾性波フィルタ3Aは図1に示した第1のIDT電極4Aを複数有する。複数の第1のIDT電極4Aは、縦結合共振子型弾性波フィルタ8のIDT電極である。
第1の弾性波フィルタ3A及び第2,第3の弾性波フィルタは、上記アンテナ端子に共通接続されている。なお、第1の弾性波フィルタ3Aの回路構成は上記には限定されない。第2,第3の弾性波フィルタの回路構成も、特に限定されない。
図1に戻り、本実施形態の特徴は、誘電体膜5の第1の領域Aの厚みと第2,第3の領域B,Cの厚みとが異なり、かつ第1,第2のIDT電極4A,4Bの密度換算厚みと第3のIDT電極4Cの密度換算厚みとが異なることにある。これにより、弾性波装置1の生産性を高めることができ、かつ挿入損失を小さくすることができる。これを、以下において、本実施形態の弾性波装置1の製造方法と共に説明する。
図3(a)~図3(d)は、第1の実施形態に係る弾性波装置の製造方法を説明するための模式的断面図である。
図3(a)に示すように、圧電基板2を用意する。次に、圧電基板2上に、互いに電極指ピッチが異なるように、第1,第2のIDT電極4A,4Bを設ける。第1,第2のIDT電極4A,4Bは同じ工程において設けられるため、同じ材料からなり、かつ実質的に同じ厚みである。
次に、図3(b)に示すように、圧電基板2上に、第1,第2のIDT電極4A,4Bと電極指ピッチ及び上記密度換算厚みが異なるように、第3のIDT電極4Cを設ける。このとき、第1,第2のIDT電極4A,4Bの材料と、第3のIDT電極4Cの材料とを異ならせてもよい。これにより、上記第1,第2の弾性波フィルタ及び上記第3の弾性波フィルタのそれぞれに、より適したIDT電極の材料を用いることができる。よって、第1~第3の弾性波フィルタのフィルタ特性を好適に高めることができる。
次に、図3(c)に示すように、第1~第3のIDT電極4A~4Cを覆うように、第1の誘電体膜5Xを設ける。第1の誘電体膜5Xは、図1に示した誘電体膜5と同じ誘電体からなる。
ここで、誘電体膜の密度換算厚み及びIDT電極の密度換算厚みの合計の、IDT電極の電極指ピッチに対する比を総膜厚-電極指ピッチ比とする。図3(c)に示す工程では、第1の誘電体膜5Xの厚みが、上記第1の弾性波フィルタの挿入損失が小さくなる厚みとなるように、第1の誘電体膜5Xを設ける。より具体的には、本実施形態の弾性波装置1の製造方法では、第1の誘電体膜5X及び第1のIDT電極4Aの総膜厚-電極指ピッチ比が10.7%となるように、第1の誘電体膜5Xを設ける。
なお、好ましい総膜厚-電極指ピッチ比は、IDT電極及び誘電体膜の材料や、弾性波フィルタの通過帯域により異なる。総膜厚-電極指ピッチ比が、弾性波フィルタにおける最適な値となるように、誘電体膜の厚みを調整すればよい。
次に、第1の誘電体膜5X上における、第1の誘電体膜5Xが第1のIDT電極4Aを覆っている第1の領域A1にレジスト層9を積層する。次に、第1の誘電体膜5Xにおける、第1の誘電体膜5Xが第2,第3のIDT電極4B,4Cを覆っている第2,第3の領域B1,C1をエッチングする。これにより、図3(d)に示すように、上記第1の領域Aにおける厚みと上記第2,第3の領域B,Cの厚みとが異なる、誘電体膜5を得る。
次に、レジスト層9を剥離する。これにより、図1に示す第1~第3の弾性波フィルタ3A~3Cを有する弾性波装置1を得る。
上述した製造方法により、第1,第2のIDT電極4A,4Bを同時に設けることができ、かつ第1の領域Aにおいて、誘電体膜5及び第1のIDT電極4Aの総膜厚-電極指ピッチ比を最適な値とすることができる。よって、生産性を高めることができ、かつ第1の弾性波フィルタ3Aの挿入損失を小さくすることができる。
好ましくは、図3(c)に示す工程において、誘電体膜5及び第2のIDT電極4Bまたは誘電体膜5及び第3のIDT電極4Cの総膜厚-電極指ピッチ比が最適な値となるようにエッチングすることが望ましい。それによって、生産性を高めることができ、かつ第1の弾性波フィルタ3Aの挿入損失及び第2の弾性波フィルタ3Bまたは第3の弾性波フィルタ3Cの挿入損失を小さくすることができる。
より好ましくは、誘電体膜5及び第2のIDT電極4Bの総膜厚-電極指ピッチ比と、誘電体膜5及び第3のIDT電極4Cの総膜厚-電極指ピッチ比とが最適な値となるようにエッチングすることが望ましい。なお、この場合には、図3(a)及び図3(b)に示す工程において、第2,第3のIDT電極4B,4Cの密度換算厚みを、上記の双方の総膜厚-電極指ピッチ比が最適な値となるものとすればよい。より具体的には、上記の双方の総膜厚-電極指ピッチ比が最適な値となるときの第2,第3の領域B,Cにおける誘電体膜5の厚みが同じ厚みとなるように、第2,第3のIDT電極4B,4Cの密度換算厚みを調整すればよい。それによって、生産性を高めることができ、かつ第1~第3の弾性波フィルタ3A~3Cの挿入損失を効果的に小さくすることができる。
図3(c)に示した工程では、第1の誘電体膜5X上における第1の領域A1にレジスト層9が設けられていたが、図4(a)~図4(c)に示す製造方法の変形例によっても弾性波装置1を得ることができる。より具体的には、図4(a)に示すように、第1の誘電体膜15X上における第2,第3の領域B2,C2にレジスト層19を設けてもよい。この場合には、次に、図4(b)に示すように、第1の誘電体膜15X上における第1の領域A2及びレジスト層19上に、第2の誘電体膜15Yを設ける。第2の誘電体膜15Yは、第1の誘電体膜15Xと同じ誘電体からなる。しかる後、レジスト層19を剥離し、図4(c)に示すように、弾性波装置1を得る。
なお、図4(b)に示す第1の誘電体膜15Xの厚みを、第1の誘電体膜15X及び第2のIDT電極4Bの総膜厚-電極指ピッチ比が最適な値となる厚みとすることが好ましい。または、第1の誘電体膜15Xの厚みを、第1の誘電体膜15X及び第3のIDT電極4Cの総膜厚-電極指ピッチ比が最適な値となる厚みとすることが好ましい。第1,第2の誘電体膜15X,15Yの厚みを、第1,第2の誘電体膜15X,15Y及び第1のIDT電極4Aの総膜厚-電極指ピッチ比が最適な値となる厚みとすることが好ましい。
以下において、第1の実施形態と比較例とを比較することにより、第1の弾性波フィルタ3Aにおいて挿入損失を小さくし得ることを示す。
図5に示すように、比較例は、誘電体膜105の厚みが第1~第3の領域A3~C3において同じ厚みである点で、第1の実施形態と異なる。比較例では、誘電体膜105の第1の領域A3における厚みは、第1の実施形態よりも薄くされている。より具体的には、誘電体膜105の第1の領域A3における厚みは、図1に示した第1の実施形態における誘電体膜5の第2,第3の領域B,Cにおける厚みと同じ厚みである。比較例における第1の弾性波フィルタ103Aにおいては、誘電体膜105及び第1のIDT電極4Aの総膜厚-電極指ピッチ比は9.1%である。
図6は、第1の実施形態及び比較例における第1の弾性波フィルタの減衰量周波数特性を示す図である。実線は第1の実施形態の結果を示し、破線は比較例の結果を示す。
図6に示すように、第1の実施形態では、比較例よりも挿入損失を小さくすることができている。第1の実施形態では、誘電体膜の第1の領域における厚みと、第2,第3の領域における厚みとが異ならされており、かつ第1の弾性波フィルタにおける総膜厚-電極指ピッチ比が好適な値とされている。そのため、第1の弾性波フィルタの挿入損失を小さくすることができる。しかも、上述したように、生産性を高めることができる。
図1では誘電体膜5は模式的に示されているが、本実施形態では、誘電体膜5の第2のIDT電極4B上に配置された部分の厚みと、第3のIDT電極4C上に配置された部分の厚みとは同じ厚みである。第2のIDT電極4Bの密度換算厚み及び誘電体膜5の密度換算厚みの合計と、第3のIDT電極4Cの密度換算厚み及び誘電体膜5の密度換算厚みの合計とは異なる。
なお、第2,第3の領域B,Cにおいて、誘電体膜5が平坦化されていてもよい。これにより、第2のIDT電極4Bの密度換算厚み及び誘電体膜5の密度換算厚みの合計と、第3のIDT電極4Cの密度換算厚み及び誘電体膜5の密度換算厚みの合計とが同じとされていてもよい。この場合においても、第1~第3の弾性波フィルタ3A~3Cにおける総膜厚-電極指ピッチ比が互いに異なっていることが好ましい。より好ましくは、第1~第3の弾性波フィルタ3A~3Cのそれぞれにおいて、総膜厚-電極指ピッチ比が最適な値とされていることが望ましい。
弾性波装置1においては、誘電体膜5の第1の領域Aにおける厚みは、第2,第3の領域B,Cにおける厚みよりも厚い。なお、誘電体膜5の第1の領域Aにおける厚みは、第2,第3の領域B,Cにおける厚みよりも薄くともよい。この場合には、例えば、図3(c)に示した工程において、第1の誘電体膜5X上の第2,第3の領域B1,C1にレジスト層9を設け、第1の誘電体膜5Xの第1の領域A1をエッチングすることにより、上記のような厚みの関係としてもよい。
あるいは、図4(a)に示した工程において、第1の誘電体膜15Xの第1の領域A2にレジスト層19を設けてもよい。この場合には、次に、図4(b)に示した工程において、第1の誘電体膜15X上の第2,第3の領域B2,C2及びレジスト層19上に第2の誘電体膜15Yを設ける。
本実施形態では、第1~第3のIDT電極4A~4Cを含む第1~第3の弾性波素子は第1~第3の弾性波フィルタ3A~3Cである。なお、第1~第3の弾性波素子は弾性波フィルタには限定されず、第1~第3の弾性波素子のうち少なくとも1つの弾性波素子は、例えば、弾性波共振子などであってもよい。
1…弾性波装置
2…圧電基板
3A~3C…第1~第3の弾性波フィルタ
4A~4C…第1~第3のIDT電極
5…誘電体膜
5X…第1の誘電体膜
6…入力端子
7…出力端子
8…縦結合共振子型弾性波フィルタ
9…レジスト層
15X,15Y…第1,第2の誘電体膜
19…レジスト層
103A…第1の弾性波フィルタ
105…誘電体膜
S1,P1…共振子
2…圧電基板
3A~3C…第1~第3の弾性波フィルタ
4A~4C…第1~第3のIDT電極
5…誘電体膜
5X…第1の誘電体膜
6…入力端子
7…出力端子
8…縦結合共振子型弾性波フィルタ
9…レジスト層
15X,15Y…第1,第2の誘電体膜
19…レジスト層
103A…第1の弾性波フィルタ
105…誘電体膜
S1,P1…共振子
Claims (12)
- 圧電基板と、
前記圧電基板上に設けられている第1~第3のIDT電極と、
前記第1~第3のIDT電極を覆うように前記圧電基板上に設けられており、かつ前記第1のIDT電極を覆っている領域の厚みと、前記第2及び第3のIDT電極を覆っている領域の厚みとが異なる誘電体膜と、
を備え、
前記第1~第3のIDT電極及び前記誘電体膜を含む第1~第3の弾性波素子が構成されており、
前記第1~第3のIDT電極をそれぞれ構成している材料の密度を全て同じ密度として換算した厚みを密度換算厚みとしたときに、前記第1,第2のIDT電極の前記密度換算厚みが等しく、前記第3のIDT電極の前記密度換算厚みは前記第1,第2のIDT電極の前記密度換算厚みと異なる、弾性波装置。 - 前記第1~第3のIDT電極は互いに電極指ピッチが異なる、請求項1に記載の弾性波装置。
- 前記誘電体膜の密度換算厚みを、前記誘電体膜及び前記第1~第3のIDT電極をそれぞれ構成している材料の密度を全て同じ密度として換算した厚みとしたときに、前記第1のIDT電極上に位置している前記誘電体膜の前記密度換算厚み及び前記第1のIDT電極の前記密度換算厚みの合計の前記第1のIDT電極の電極指ピッチに対する比と、前記第2のIDT電極上に位置している前記誘電体膜の前記密度換算厚み及び前記第2のIDT電極の前記密度換算厚みの合計の前記第2のIDT電極の電極指ピッチに対する比と、前記第3のIDT電極上に位置している前記誘電体膜の前記密度換算厚み及び前記第3のIDT電極の前記密度換算厚みの合計の前記第3のIDT電極の電極指ピッチに対する比とが互いに異なる、請求項1または2に記載の弾性波装置。
- 前記第1~第3の弾性波素子が第1~第3の弾性波フィルタである、請求項1~3のいずれか1項に記載の弾性波装置。
- 前記第1,第2のIDT電極を構成している材料と、前記第3のIDT電極を構成している材料とが異なる、請求項1~4のいずれか1項に記載の弾性波装置。
- 圧電基板を用意する工程と、
前記圧電基板上に、第1,第2のIDT電極を設ける工程と、
前記圧電基板上に、第3のIDT電極を設ける工程と、
前記圧電基板上に、前記第1~第3のIDT電極を覆うように、かつ前記第1のIDT電極を覆う領域の厚みと、前記第2及び第3のIDT電極を覆う領域の厚みとが異なるように、誘電体膜を設ける工程と、
を備え、
前記第1~第3のIDT電極及び前記誘電体膜を含む第1~第3の弾性波素子を構成し、
前記第1~第3のIDT電極を設ける工程において、前記第1~第3のIDT電極をそれぞれ構成している材料の密度を全て同じ密度として換算した厚みを密度換算厚みとしたときに、前記第1,第2のIDT電極の前記密度換算厚みを等しくし、前記第3のIDT電極の前記密度換算厚みを前記第1,第2のIDT電極の前記密度換算厚みと異ならせる、弾性波装置の製造方法。 - 前記第1~第3のIDT電極を設ける工程において、前記第1~第3のIDT電極の電極指ピッチを互いに異ならせる、請求項6に記載の弾性波装置の製造方法。
- 前記誘電体膜を設ける工程において、前記第1~第3のIDT電極を覆うように、前記誘電体膜と同じ誘電体からなる第1の誘電体膜を設けた後に、前記第1の誘電体膜上における、前記第1の誘電体膜が前記第1のIDT電極を覆っている領域にレジスト層を積層し、前記第1の誘電体膜をエッチングする、請求項6または7に記載の弾性波装置の製造方法。
- 前記誘電体膜を設ける工程において、前記第1~第3のIDT電極を覆うように、前記誘電体膜と同じ誘電体からなる第1の誘電体膜を設けた後に、前記第1の誘電体膜上における、前記第1の誘電体膜が前記第2,第3のIDT電極を覆っている領域にレジスト層を積層し、前記第1の誘電体膜上に、前記第1の誘電体膜と同じ誘電体からなる第2の誘電体膜をさらに形成した後に前記レジスト層を剥離する、請求項6または7に記載の弾性波装置の製造方法。
- 前記誘電体膜の密度換算厚みを、前記誘電体膜及び前記第1~第3のIDT電極をそれぞれ構成している材料の密度を全て同じ密度として換算した厚みとしたときに、前記第1~第3のIDT電極を設ける工程及び前記誘電体膜を設ける工程において、前記第1のIDT電極上に位置している前記誘電体膜の前記密度換算厚み及び前記第1のIDT電極の前記密度換算厚みの合計の前記第1のIDT電極の電極指ピッチに対する比と、前記第2のIDT電極上に位置している前記誘電体膜及び前記第2のIDT電極の前記密度換算厚みの合計の前記第2のIDT電極の電極指ピッチに対する比と、前記第3のIDT電極上に位置している前記誘電体膜の前記密度換算厚み及び前記第3のIDT電極の前記密度換算厚みの合計の前記第3のIDT電極の電極指ピッチに対する比とを互いに異ならせる、請求項6~9のいずれか1項に記載の弾性波装置の製造方法。
- 前記第1~第3の弾性波素子が第1~第3の弾性波フィルタである、請求項6~10のいずれか1項に記載の弾性波装置の製造方法。
- 前記第1,第2のIDT電極を構成している材料と、前記第3のIDT電極を構成している材料とが異なる、請求項6~11のいずれか1項に記載の弾性波装置の製造方法。
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