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JP3317274B2 - 弾性表面波装置及び弾性表面波装置の製造方法 - Google Patents

弾性表面波装置及び弾性表面波装置の製造方法

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JP3317274B2
JP3317274B2 JP14680099A JP14680099A JP3317274B2 JP 3317274 B2 JP3317274 B2 JP 3317274B2 JP 14680099 A JP14680099 A JP 14680099A JP 14680099 A JP14680099 A JP 14680099A JP 3317274 B2 JP3317274 B2 JP 3317274B2
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克弘 筏
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、圧電基板上に複数
種類のIDTを形成してなる弾性表面波装置及び弾性表
面波装置の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、移動体通信機器の高機能化として
2つ以上の通信システムをもつマルチバンド対応の携帯
電話の検討がなされている。また、携帯電話の伝送周波
数の高周波化が進んでいる。
【0003】そのため、例えば、800MHz帯の携帯
電話と1.5GHz以上の携帯電話のシステムを共用で
きる携帯端末においては、その2つの異なる周波数それ
ぞれに、RF用バンドパスフィルタが必要となる。
【0004】このような携帯端末の小型・軽量化のため
には、部品のサイズ低減には限界があるので1つの部品
に2つのフィルタの機能を持たせることが望まれる。
【0005】そのため、一つの圧電基板上に複数種の機
能を持たせることが考えられてきており、一つの圧電基
板上に膜厚の異なる二種類のIDT等の電極を形成する
ことで、二種類の異なる周波数に対応する弾性表面波装
置が考えられている。
【0006】このような弾性表面波装置の製造方法とし
て、特開平10−190390号のような製造方法が提
案されている。以下、この弾性表面波装置の製造方法
を、図6に基づいて説明する。
【0007】まず、圧電基板101上に所定の膜厚を有
する電極104aを形成する。そして電極104aを含
む圧電基板101上にレジストを付与する。次に第1の
弾性表面波素子のIDTのパターンに対応する部分を遮
蔽部とするマスクを用いて露光し、現像して露光部分の
レジストを除去する。その結果、図6(a)に示すよう
に、露光しなかった第1の弾性表面波素子のIDTのパ
ターンに対応する部分のレジスト102aが残る。
【0008】さらに、エッチングによりレジスト102
aに対応する部分の電極 を除いて電極104aを除去
した後、レジスト102aを除去して図6(b)に示す
ように、第1の弾性表面波素子110のIDT111を
形成する。
【0009】次に、第1の弾性表面波素子のIDT11
1を含む圧電基板101上にレジストを付与し、第2の
弾性表面波素子のIDTに対応する部分を開口部とする
マスクを用いて露光し、現像して露光部分のレジストを
除去する。その結果、図6(c)に示すように、レジス
ト102bに第2の弾性表面波素子のIDTに対応する
部分に開口部が形成される。
【0010】そして、図6(d)に示すように、レジス
ト102bを含む圧電基板101上に第1の弾性表面波
素子110のIDT111の膜厚より小さい膜厚を有す
る電極104bを形成する。
【0011】最後に、レジスト102bを除去すること
により、同時にレジスト102b上に形成された電極1
04bを除去し、図6(e)に示すように、第1の弾性
表面波素子110のIDT111の膜厚より小さい膜厚
を有する第2の弾性表面波素子120のIDT121を
形成する。
【0012】以上のような製造方法により、異なる周波
数特性を有する弾性表面波素子を同一圧電基板上に形成
していた。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】このような製造方法に
おいて、第2の弾性表面波素子のIDT形成後、IDT
の膜厚及びIDTの電極線幅が所定の範囲から外れ所望
の周波数特性とならなかった場合、先に形成した第1の
弾性表面波素子の周波数が所望の周波数特性であって
も、その弾性表面波装置は不良となるという問題があっ
た。
【0014】すなわち、第1、第2の弾性表面波素子を
同一の圧電基板上に形成して複合素子としたことによ
り、どちらか一方の弾性表面波素子の周波数特性が所望
の値から外れるだけで不良となるため、別々の圧電基板
上に形成した場合に比べて、格段に不良率があがるとい
う問題を有していた。
【0015】また、一般に、レジストを付与する工程に
おいて、レジストの密着性および耐プラズマ性の向上を
目的としてレジストを加熱するが、上記のように圧電基
板上に周波数特性の異なる弾性表面波素子を配置した弾
性表面波装置の製造方法に適用する場合には次のような
不具合があった。
【0016】すなわち、第2の弾性表面波素子のIDT
を構成するためのレジストを加熱すると、圧電基板が焦
電性を有するため、レジスト加熱時の温度変化により第
1の弾性表面波素子のIDT電極間に電位差が発生し放
電が発生する。この放電によりIDTの焦電破壊が起こ
る可能性がある。また、IDTの焦電破壊が起こらない
微少な放電であってもレジストが破れるおそれがあり、
第2の弾性表面波素子のIDTをリフトオフ工法により
構成する際に、第1の弾性表面波のIDT電極がショー
トしてしまうおそれがあった。
【0017】本発明は、上述の問題を鑑みてなされたも
のであり、圧電基板上に周波数特性の異なる弾性表面波
素子を構成する際に、不良率が低減された信頼性の高い
弾性表面波装置及び弾性表面波装置の製造方法を提供す
ることを目的としている。
【0018】
【0019】
【0020】本発明の請求項に係る弾性表面波装置の
製造方法では、圧電基板上に第1、第2の弾性表面波素
子を形成してなる弾性表面波装置の製造方法において、
第1の弾性表面波素子のIDTを形成すると同時にID
Tの入出力側とアース側とを短絡用電極により接続させ
る工程と、第1の弾性表面波素子のIDT及び短絡用電
極が形成された基板上全面にレジストを付与し加熱する
工程と、第2の弾性表面波素子のIDTが形成される領
域のレジストのみを除去する工程と、第2の弾性表面波
素子の電極膜厚と等しい膜厚の導電膜を形成する工程
と、レジストおよびレジスト上に形成されている導電膜
をリフトオフすることにより第2の弾性表面波素子のI
DTを形成する工程と、第1の弾性表面波素子に接続さ
れた短絡用配線の一部を切断する工程と、前記IDT上
を含む圧電基板上に絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁
膜の厚みを減少させることにより周波数を調整する工程
と、を備えている。
【0021】これにより、第2の弾性表面波素子のリフ
トオフ後において第1の弾性表面波のIDT電極がショ
ートすることを抑えることができる。
【0022】また、本発明の請求項に係る弾性表面波
装置の製造方法では、前記周波数を調整する工程の前
に、第1、第2の弾性表面波素子の周波数をウェハプロ
ービングにより測定する工程を備え、前記絶縁膜を形成
する工程の後に、前記第1、第2の弾性表面波素子のそ
れぞれのIDT上に形成される絶縁膜の厚みが互いに異
なるように調整する工程を備えている。
【0023】本発明の請求項に係る弾性表面波素子の
製造方法では、前記第1の弾性表面波素子のIDTを形
成する工程及び第2の弾性表面波素子のIDTを形成す
る工程において、第1、第2の弾性表面波素子の周波数
が所定の周波数より高くなるようにIDTを形成し、前
記絶縁膜の厚みが互いに異なるように調整する工程にお
いて、少なくとも一方の弾性表面波素子の周波数を所定
の値まで低くすると同時に、他方の弾性表面波素子の周
波数を所定の値よりも低くくし、前記周波数を調整する
工程において、他方の弾性表面波素子上の絶縁膜のみを
エッチングすることにより、他方の弾性表面波素子の周
波数を所定の値にしている。
【0024】本発明の請求項に係る弾性表面波素子の
製造方法では、前記第1の弾性表面波素子のIDTを形
成する工程及び第2の弾性表面波素子のIDTを形成す
る工程において、第1、第2の弾性表面波素子の周波数
が所定の周波数より高くなるようにIDTを形成し、第
1、第2の弾性表面波素子上の絶縁膜を同時にエッチン
グすることにより、一方の周波数を所望の値まで高める
工程を備え、他方の弾性表面波素子の周波数をウェハプ
ロービングにより測定し、他方の弾性表面波素子上の絶
縁膜のみをプラズマエッチングして、他方の弾性表面波
素子の周波数を所望の値まで高めている。
【0025】これら請求項2〜4に係る弾性表面波装置
の製造方法により、第1、第2の弾性表面波素子の周波
数特性を効果的に調整することができる。
【0026】
【発明の実施の形態】以下、本発明の第1の実施形態に
係る弾性表面波装置の製造方法を図に基づいて説明す
る。まず、図6に示した従来の製造方法と同様に、圧電
基板の上面全面に第一の弾性表面波素子のIDTや反射
器等と等しい膜厚の電極を形成する。電極は、Alなど
の導電性材料を蒸着、スパッタリング、メッキ等の適宜
の方法で付与することにより形成される。
【0027】次に、電極上に全面にポジ型のレジストを
付与する。このレジスト上に、第1の弾性表面波素子の
IDTや反射器等の部分が遮蔽部とされたマスクを用い
て露光し、しかる後、露光されたレジスト部分を除去す
ることにより、レジストをパターニングする。
【0028】その後、レジストを侵さないが、電極を除
去し得るエッチャントを用いてエッチングを行い、図1
(a)に示すように、第1の弾性表面波素子10である
一端子対共振子のIDT11、反射器12,12、入出
力パッド13,14、短絡電極15,15を形成する。
また、図1(a)に示すように、短絡電極15,15
は、入出力パッド13,14と反射器12,12間を短
絡するように構成される。このエッチングでは湿式、プ
ラズマ等を用いた乾式を問わず、また、リフトオフによ
り電極形成されてもよい。
【0029】次に、圧電基板1上に、ポジ型のレジスト
を全面に付与し、しかる後に、第2の弾性表面波素子2
0側において、IDTや反射器等のパターン形状部分が
開口部とされたマスクをレジスト上に積層して露光し、
露光された部分のレジストを除去することにより、図1
(b)に示すようにパターニング形状の開口2Xを有す
るレジスト2を得る。なお、図1(b)から明らかなよ
うに、第1の弾性表面波素子10側においては、レジス
ト2により、IDT11、反射器12,12、入出力パ
ッド13,14、短絡電極15,15が保護されてい
る。
【0030】この段階で、レジスト2を加熱処理するこ
とにより、レジストの密着性を向上させるとともに、耐
プラズマ性を向上させている。この際、短絡電極15に
より入出力パッド13,14と反射器12,12間が短
絡されているため、それぞれの部分における電位差がな
くなって同電位となるため、放電が生じずIDTやレジ
ストの破損の恐れが無くなる。次に、第2の弾性表面波
素子20のIDTに等しい膜厚の電極を付与する。しか
る後、レジスト2上に付与されている電極をレジスト2
とともにリフトオフし、第2の弾性表面波素子20のI
DT21、反射器22,22、入出力パッド23,24
を得ている。さらに、図1(c)に示すように短絡電極
の一部を切断する。例えば、レジストを利用し、フォト
リソグラフィーとエッチングにより切断する。
【0031】次に、図1(d)に示すように、圧電基板
1上に絶縁膜3を形成する。絶縁膜3はSiO2とし、
RFマグネトロンスパッタにより形成した。なお、外部
回路に接続するために、第1の弾性表面波素子10の入
出力パッド13,14及び第2の弾性表面波素子20の
入出力パッド23,24上の絶縁膜3は除去されてい
る。
【0032】以上のように、本実施の形態では、圧電基
板上に電極膜厚を異ならせて周波数特性を異ならせた第
1、第2の弾性表面波素子を形成するにあたり、第1の
弾性表面波素子のIDTを形成すると同時にIDTの入
出力パッドおよび反射器とをそれぞれ短絡電極により接
続させ、第2の弾性表面波素子のIDTを形成したあと
短絡用配線を切断する工程を用いることにより、第1の
弾性表面波のIDTがショートすることを抑えることが
できる。また、第1、第2の弾性表面波素子の上にSi
2膜を形成することにより、周波数を調整できるので
複合素子としての不良率を低減することが可能となる。
【0033】次に、本発明の第2の実施形態に係る弾性
表面波装置及び弾性表面波装置の製造方法を図に基づい
て説明する。なお、上記第1の実施形態と同じ部分には
同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
【0034】図2は、第1、第2の弾性表面波素子3
0、40の構成と、ウェハプロービング位置を示す図で
ある。第1の弾性表面波素子30は、直列腕共振子3
1、32と並列腕共振子33、34、35からなるラダ
ー型フィルタであり、同様に第2の弾性表面素子40
は、直列腕共振子41、42と並列腕共振子43、4
4、45からなるラダー型フィルタである。
【0035】また、第1の弾性表面波素子30の入出力
パッド36〜38及び第2の弾性表面波素子40の入出
力パッド46〜48を除いてSiO2からなる絶縁膜3
を形成している。さらに、絶縁膜3は第1の弾性表面波
素子30上の膜厚と第1の弾性表面波素子40上の膜厚
とは異ならされており、段差3Xが形成されている。
【0036】また、図2に示すように、プローブ50
は、第1の弾性表面波素子30の入出力パッド36〜3
8及び第2の弾性表面波素子40の入出力パッド46〜
48に接続して、ウェハプロービングを行うためのもの
である。
【0037】図3(a)は、絶縁膜3を均一に形成した
状態の概略断面図であり、第1の弾性表面波素子30の
周波数特性が調整により最適化されている。また、第2
の弾性表面波素子40の周波数特性は絶縁膜3を付ける
前は所望の周波数より高くしておき、かつ図3(a)の
状態では所望の周波数より低くなっている。
【0038】次に、第2の弾性表面波素子の周波数特性
をウェハプロービングにより測定し、その測定結果から
周波数特性の調整量を求める。そして、以下の工程によ
り、第2の弾性表面波素子の周波数特性を調整した結
果、図2に示した絶縁膜の段差3Xを形成されることと
なる。
【0039】以下、第2の弾性表面波素子の周波数特性
を調整する工程について図3を用いて説明する。
【0040】まず、絶縁膜3上に全面にポジ型のレジス
トを付与する。このレジスト上に、第1の弾性表面波フ
ィルタ素子30に対応する部分が遮蔽部とされたマスク
を用いて露光し、しかる後、露光されたレジスト部分を
除去することにより、図3(b)に示すパターニングさ
れたレジスト2aを得る。
【0041】次に、レジスト2aを侵さないが、絶縁膜
3を除去し得るエッチャントを用いてエッチングを行
い、図3(c)に示すように絶縁膜3に段差3Xを形成
する。このエッチングでは湿式、プラズマ等を用いた乾
式を問わない。
【0042】図4は、第2の弾性表面波素子40の周波
数特性の変化を示したものである。図4には、実線が絶
縁膜無し、破線が29nm形成時、そして一点鎖線が1
3nmまでプラズマエッチングしたときの特性を示して
いる。図4から明らかなように、SiO2からなる絶縁
膜の厚みエッチングすることにより周波数特性が調整さ
れている。
【0043】以上のように、本実施形態によれば、第
1、第2の弾性表面波素子の上にSiO2膜を形成する
ことにより、複合素子としての不良率を低減することが
可能となる。特に、第1、第2の弾性表面波素子の上に
成膜するSiO2膜をそれぞれ異ならせることにより、
異なる2つの弾性表面波素子の周波数を効果的に調整
し、複合素子の不良率を低減することができる。
【0044】次に、本発明の第3の実施形態に係る弾性
表面波装置の製造方法を説明する。なお、上記第1、第
2の実施形態と同一部分には同一符号を付し、詳細な説
明は省略する。本実施の形態は、第2の実施形態と同様
に第1、第2の弾性表面波素子上の絶縁膜の膜厚を異な
らせる方法である。
【0045】図5(a)は図3(a)と同様に絶縁膜3
を形成した状態であるが、第1の弾性表面波フィルタ素
子の周波数は最適値より低く設定されている。すなわ
ち、図5(a)の絶縁膜3は、図3(a)の絶縁膜3に
比べてその膜厚を厚く設定されている。
【0046】このような絶縁膜3を形成した後、第1の
弾性表面波素子30の周波数特性をウェハプロービング
により測定し、その測定結果から周波数特性の調整量を
求める。
【0047】さらに、図5(b)に示すように、第1の
弾性表面波素子30の周波数が所望の値となるよう、絶
縁膜3の表面をプラズマエッチングし、絶縁膜3の厚み
を所定の厚みにし、第1の弾性表面波素子30の周波数
特性を所望の値にする。
【0048】その後、第2の弾性表面波素子40の周波
数特性をウェハプロービングにより測定し、その測定結
果から周波数特性の調整量を求める。
【0049】次に、図5(b)の絶縁膜3上に全面にポ
ジ型のレジストを付与する。このレジスト上に、第1の
弾性表面波素子30の部分が遮蔽部とされたマスクを用
いて露光し、しかる後、露光されたレジスト部分を除去
することにより、図5(c)に示すパターングされたレ
ジスト2aを得る。
【0050】次に、レジスト2aを侵さないが、絶縁膜
3を除去し得るエッチャントを用いてエッチングを行
い、図5(d)に示すように絶縁膜3に段差3Xを形成
する。このエッチングでは湿式、プラズマ等を用いた乾
式を問わない。
【0051】本実施の形態によれば、第1、第2の弾性
表面波素子の上にSiO2膜を形成することにより、複
合素子としての不良率を低減することが可能となる。特
に、第1の弾性表面波素子の上に成膜するSiO2膜を
調整してから、第2の弾性表面波素子の上に成膜するS
iO2膜を調整しているので、第2の実施形態に比べ
て、さらに2つの弾性表面波素子の周波数を効果的に調
整することができ、複合素子の不良率を低減することが
できる。
【0052】なお、第2、第3の実施形態で説明した第
1、第2の弾性表面波素子の上に成膜する絶縁膜をそれ
ぞれ異ならせることにより、異なる2つの弾性表面波素
子の周波数を効果的に調整する手法は、第1の実施形態
で説明した一端子対共振子にも用いることができるもの
である。すなわち、本発明の第1〜3の実施形態で説明
した手法は、弾性表面波素子が共振子、フィルタ、デュ
プレクサ等どのような形態であっても適用することがで
きるものである。また、反射器のない構成の弾性表面波
素子でも同様に適用できる。
【0053】また、上記各実施の形態では、第2の弾性
表面波素子の導電膜の厚みが第1の弾性表面波素子の導
電膜の厚みより薄くなっているが、逆に、第2の弾性表
面波フィルタ素子2の導電膜の厚みが厚くてもよいもの
である。
【0054】さらに、各実施形態の圧電基板は、LiT
aO3、LiNbO3または、水晶、四硼酸リチウム、ラ
ンガサイトなどの圧電単結晶、あるいはチタン酸ジルコ
ン酸鉛系圧電セラミックスのような圧電セラミックある
いはアルミナなどの絶縁基板上にZnOなどの圧電性薄
膜を形成した圧電基板等どのようなものを用いてもよ
く、IDTや反射器等の電極材料として、AlやAl合
金その他導電材料であればどのようなものでも本発明は
適用できる。また、周波数特性を調整する絶縁膜もSi
2に限らるものではない。
【0055】
【発明の効果】本発明では、圧電基板上に電極膜厚の異
なる第1、第2の弾性表面波素子を形成して構成するに
あたり、第1の弾性表面波素子のIDTの入出力パッド
およびIDTと反射器とをそれぞれ短絡電極により接続
させ、第2の弾性表面波素子のIDT電極を形成したあ
と接続部を切断する工程を追加しているので、第2の弾
性表面波素子のリフトオフ後において第1の弾性表面波
のIDT電極がショートすることを抑えることができ
る。また、第1、第2の弾性表面波素子の上にSiO2
膜を形成することにより、複合素子としての不良率を低
減することが可能となる。
【0056】また、特に請求項1に係る弾性表面波装置
及び請求項3〜5に係る弾性表面波装置の製造方法によ
れば、第1、第2の弾性表面波素子の上に成膜する絶縁
膜をそれぞれ異ならせることにより、異なる2つの弾性
表面波素子の周波数を効果的に調整し、複合素子の不良
率を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態に係る弾性表面波装置
の工程を示す概略平面図である。
【図2】本発明の第2の実施形態に係る弾性表面波装置
を示す概略平面図である。
【図3】本発明の第2の実施形態に係る弾性表面波装置
の工程を示す概略断面図である。
【図4】本発明の絶縁膜による周波数の変化を示す特性
図である。
【図5】本発明の第3の実施形態に係る弾性表面波装置
の工程を示す概略断面図である。
【図6】従来の弾性表面波装置の工程を示す概略断面図
である。
【符号の説明】
1 圧電基板 2 レジスト 2X レジストの開口 3 絶縁膜 10 第1の弾性表面波素子 11 IDT 12 反射器 13,14 入出力パッド 15 短絡電極 20 第2の弾性表面波素子 21 IDT 22 反射器 23,24 入出力パッド

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】圧電基板上に第1、第2の弾性表面波素子
    を形成してなる弾性表面波装置の製造方法において、第
    1の弾性表面波素子のIDTを形成すると同時にIDT
    の入出力側とアース側とを短絡用電極により接続させる
    工程と、第1の弾性表面波素子のIDT及び短絡用電極
    が形成された基板上全面にレジストを付与し加熱する工
    程と、第2の弾性表面波素子のIDTが形成される領域
    のレジストのみを除去する工程と、第2の弾性表面波素
    子の電極膜厚と等しい膜厚の導電膜を形成する工程と、
    レジストおよびレジスト上に形成されている導電膜をリ
    フトオフすることにより第2の弾性表面波素子のIDT
    を形成する工程と、第1の弾性表面波素子に接続された
    短絡用配線の一部を切断する工程と、前記IDT上を含
    む圧電基板上に絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜の
    厚みを減少させることにより周波数を調整する工程と、
    を備えることを特徴とする弾性表面波装置の製造方法。
  2. 【請求項2】前記周波数を調整する工程の前に、第1、
    第2の弾性表面波素子の周波数をウェハプロービングに
    より測定する工程を備え、前記絶縁膜を形成する工程の
    後に、前記第1、第2の弾性表面波素子のそれぞれのI
    DT上に形成される絶縁膜の厚みが互いに異なるように
    調整する工程を備えることを特徴とする請求項記載の
    弾性表面波装置の製造方法。
  3. 【請求項3】前記第1の弾性表面波素子のIDTを形成
    する工程及び第2の弾性表面波素子のIDTを形成する
    工程において、第1、第2の弾性表面波素子の周波数が
    所定の周波数より高くなるようにIDTを形成し、前記
    絶縁膜の厚みが互いに異なるように調整する工程におい
    て、少なくとも一方の弾性表面波素子の周波数を所定の
    値まで低くすると同時に、他方の弾性表面波素子の周波
    数を所定の値よりも低くくし、前記周波数を調整する工
    程において、他方の弾性表面波素子上の絶縁膜のみをエ
    ッチングすることにより、他方の弾性表面波素子の周波
    数を所定の値にすることを特徴する請求項記載の弾性
    表面波装置の製造方法。
  4. 【請求項4】前記第1の弾性表面波素子のIDTを形成
    する工程及び第2の弾性表面波素子のIDTを形成する
    工程において、第1、第2の弾性表面波素子の周波数が
    所定の周波数より高くなるようにIDTを形成し、第
    1、第2の弾性表面波素子上の絶縁膜を同時にエッチン
    グすることにより、一方の周波数を所望の値まで高める
    工程を備え、他方の弾性表面波素子の周波数をウェハプ
    ロービングにより測定し、他方の弾性表面波素子上の絶
    縁膜のみをプラズマエッチングして、他方の弾性表面波
    素子の周波数を所望の値まで高めることを特徴する請求
    記載の弾性表面波装置の製造方法。
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