JPWO1998051011A1 - Boundary acoustic wave device and its manufacturing method - Google Patents
Boundary acoustic wave device and its manufacturing methodInfo
- Publication number
- JPWO1998051011A1 JPWO1998051011A1 JP10-547920A JP54792098A JPWO1998051011A1 JP WO1998051011 A1 JPWO1998051011 A1 JP WO1998051011A1 JP 54792098 A JP54792098 A JP 54792098A JP WO1998051011 A1 JPWO1998051011 A1 JP WO1998051011A1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- acoustic wave
- dielectric film
- electrode
- wave device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Abstract
(57)【要約】 電極から励振される弾性波の変換効率を向上させ、かつ電極間での寄生抵抗の影響をなくすことができる弾性境界波デバイス及びその製造方法を提供する。圧電性の第１の基板２の主面上にくし歯状電極３を形成し、このくし歯状電極３を覆いかつ平滑な表面４を持つように第１の基体２の主面に誘電体膜５を形成し、その上にＳｉ系の第２の基板６を張り合わせて構成する。 (57) [Abstract] A boundary acoustic wave device and its manufacturing method are provided, which can improve the conversion efficiency of acoustic waves excited from electrodes and eliminate the effects of parasitic resistance between electrodes. Comb-shaped electrodes are formed on the main surface of a piezoelectric first substrate. A dielectric film is formed on the main surface of the first base so as to cover the comb-shaped electrodes and have a smooth surface. A Si-based second substrate is then bonded on top of the dielectric film.
Description
【発明の詳細な説明】 弾性境界波デバイス及びその製造方法 技術分野 本発明は、例えばＴＶや携帯電話、ＰＨＳ等におけるフィルタ素子や発振子に 用いることができる弾性境界波デバイス及びその製造方法に関する。[Detailed Description of the Invention] Boundary acoustic wave device and its manufacturing method Technical Field The present invention relates to a boundary acoustic wave device that can be used, for example, as a filter element or oscillator in TVs, mobile phones, PHS, etc., and a manufacturing method thereof.
背景技術 弾性波を応用したデバイスの１つとして弾性表面波デバイス（ＳＡＷデバイス ：Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ Ｄｅｖｉｃｅ）が以前よりよ く知られている。このＳＡＷデバイスは、例えば４５ＭＨｚ〜２ＧＨｚの周波数 帯域における無線信号を処理する装置における各種回路、例えば送信用バンドパ スフィルタ、受信用バンドパスフィルタ、局発フィルタ、アンテナ共用器、ＩＦ フィルタ、ＦＭ変調器等に用いられる。BACKGROUND ART Surface acoustic wave devices (SAW devices) have long been well known as one type of device that utilizes acoustic waves. SAW devices are used in various circuits in equipment that processes radio signals in the 45 MHz to 2 GHz frequency band, such as transmit bandpass filters, receive bandpass filters, local oscillator filters, antenna duplexers, IF filters, and FM modulators.
図８にこのＳＡＷデバイスの基本的構成を示す。同図に示すようにＳＡＷデバ イスは、ＬｉＮｂＯ３ 等の圧電性基板１００上にＡｌ薄膜等の金属材料をエッ チング等により加工したくし歯状電極（ＩＤＴ：Ｉｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｌ Ｔ ｒａｎｓｄｕｃｅｒ）１０１、１０２を設けて構成される。そして、ＩＤＴ１０ １に高周波の電気信号が印加されると圧電性基板１００表面にＳＡＷ１０３が励 振される。励振されたＳＡＷ１０３は、圧電性基板１００表面を伝搬してＩＤＴ １０２に達し、ＩＤＴ１０２において再び電気信号に変換される。The basic configuration of this SAW device is shown in Figure 8. As shown in the figure, the SAW device is configured by providing interdigital transducers (IDTs) 101 and 102, which are formed by etching a metal material such as an Al thin film, on a piezoelectric substrate 100 such as LiNbO3. When a high-frequency electrical signal is applied to IDT 101, SAW 103 is excited on the surface of piezoelectric substrate 100. The excited SAW 103 propagates along the surface of piezoelectric substrate 100, reaches IDT 102, and is converted back into an electrical signal by IDT 102.
ところで、ＳＡＷデバイスは、固体表面と真空または気体の境界 面、すなわち固体表面を伝搬する弾性波を利用するために伝搬媒体である圧電性 基板の表面を自由表面とする必要がある。従って、ＳＡＷデバイスにおいては、 例えば半導体のパッケージに使用されるようなプラスチックモールドでチップを 覆うことができず、パッケージ内部に自由表面を確保するための中空部を設ける 必要がある。However, SAW devices utilize the boundary between a solid surface and a vacuum or gas, i.e., the surface of the piezoelectric substrate, which serves as the propagation medium, as a free surface in order to utilize the acoustic waves that propagate across the solid surface. Therefore, in SAW devices, the chip cannot be covered with a plastic mold, as is used in semiconductor packaging, and a hollow space must be provided inside the package to ensure a free surface.
しかしながら、パッケージ内部に中空部を設けた構造にすると、デバイスが比 較的高価かつ大型になるという問題がある。However, if a hollow portion is provided inside the package, the device becomes relatively expensive and large.
そこで、本発明者等は、ＳＡＷデバイスと同等の機能を有し、小型化が容易で かつコストダウンが容易な弾性境界波デバイスを提唱している。この弾性境界波 デバイスは、例えばくし歯状電極を挟むように圧電性基板とＳｉ基板とを張り合 わせて構成される。本発明は、かかる弾性境界波デバイスのさらなる改良を図っ たものである。Therefore, the inventors have proposed a boundary acoustic wave device that has the same functionality as a SAW device but can be easily miniaturized and reduced in cost. This boundary acoustic wave device is constructed, for example, by bonding a piezoelectric substrate and a Si substrate together so that an interdigital electrode is sandwiched between them. The present invention seeks to further improve such boundary acoustic wave devices.
すなわち、本発明の第１の目的は、弾性境界波デバイスにおいて電極から励振 される弾性波の変換効率を向上させることができる弾性境界波デバイス及びその 製造方法を提供することを目的としている。That is, a first object of the present invention is to provide a boundary acoustic wave device and a manufacturing method thereof that can improve the conversion efficiency of an acoustic wave excited from an electrode in the boundary acoustic wave device.
また、本発明の第２の目的は、電極間での寄生抵抗の影響をなくすことができ る弾性境界波デバイス及びその製造方法を提供することを目的としている。A second object of the present invention is to provide a boundary acoustic wave device capable of eliminating the influence of parasitic resistance between electrodes, and a method for manufacturing the same.
発明の開示 かかる課題を解決するため、請求項１の本発明の弾性境界波デバイスは、圧電 性の第１の基体と、前記第１の基体の主面に形成され、弾性波を励振する電極と 、前記電極を覆いかつ平滑な表面を持つように前記第１の基体の主面に形成され た誘電体膜と、前記誘電体膜の表面に張り合わされたＳｉ系の第２の基体とを具 備する。DISCLOSURE OF THE INVENTION To solve this problem, the boundary acoustic wave device of the present invention comprises a piezoelectric first substrate, an electrode formed on the principal surface of the first substrate for exciting an acoustic wave, a dielectric film formed on the principal surface of the first substrate so as to cover the electrode and have a smooth surface, and a Si-based second substrate bonded to the surface of the dielectric film.
請求項２記載の本発明の弾性境界波デバイスの製造方法は、（ａ）圧電性の第 １の基体の主面に弾性波を励振する電極を形成する工程と、（ｂ）前記電極が形 成された第１の基体の主面に誘電体膜を形成する工程と、（ｃ）前記第１の基体 の主面に形成された誘電体膜の表面を平滑化する工程と、（ｄ）前記平滑化され た誘電体膜の表面にＳｉ系の第２の基体を張り合わせる工程とを具備する。A method for manufacturing a boundary acoustic wave device according to a second aspect of the present invention includes the steps of: (a) forming an electrode for exciting an acoustic wave on a main surface of a piezoelectric first substrate; (b) forming a dielectric film on the main surface of the first substrate on which the electrode is formed; (c) smoothing the surface of the dielectric film formed on the main surface of the first substrate; and (d) bonding a Si-based second substrate to the smoothed surface of the dielectric film.
請求項３記載の本発明の弾性境界波デバイスの製造方法は、上記（ｂ）工程に おいて誘電体膜を電極よりも厚く形成し、かつ上記（ｃ）工程において電極が表 面に露出しないように誘電体膜の表面を平滑化するものである。In the method for manufacturing a boundary acoustic wave device according to a third aspect of the present invention, the dielectric film is formed to be thicker than the electrodes in the step (b), and the surface of the dielectric film is smoothed in the step (c) so that the electrodes are not exposed on the surface.
図面の簡単な説明 図１は、本発明の一実施形態に係る弾性境界波デバイスの構成を示す分解斜視 図である。図２は、図１のＡ−Ａ矢視平面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 is an exploded perspective view showing the configuration of a boundary acoustic wave device according to one embodiment of the present invention. Figure 2 is a plan view taken along the line A-A in Figure 1.
図３は、本発明の弾性境界波デバイスの製造方法に係る一実施形態を説明する ための工程図である。FIG. 3 is a process diagram illustrating one embodiment of a method for manufacturing a boundary acoustic wave device according to the present invention.
図４は、本発明の弾性境界波デバイスにおける他の製造方法を説明するための 図である。FIG. 4 is a diagram illustrating another method for manufacturing a boundary acoustic wave device according to the present invention.
図５は、本発明の弾性境界波デバイスが用いられる移動体通信装置の構成を示 すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of a mobile communication device in which a boundary acoustic wave device according to the present invention is used.
図６は、本発明の弾性境界波デバイスが用いられるＲＦモジュレータの発振回 路の回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram of an oscillation circuit of an RF modulator in which a boundary acoustic wave device according to the present invention is used.
図７は、本発明の課題を説明するための図である。FIG. 7 is a diagram for explaining the problem to be solved by the present invention.
図８は、従来のＳＡＷデバイスの基本的構成を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing the basic configuration of a conventional SAW device.
発明を実施するための最良の形態 弾性境界波デバイスは、例えばＳｉ基板の表面にＡｌ電極を形成後、その上か ら誘電体膜を形成し、Ａｌ電極間に誘電体膜を埋めると共に、その上からＡｌ電 極が露出するまで研磨を行い、その上に圧電性基板を張り合わせることにより製 造されるのが一般的であると考えられるが、その場合以下の問題点がある。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Boundary acoustic wave devices are generally manufactured by forming aluminum electrodes on the surface of a silicon substrate, forming a dielectric film on top of the aluminum electrodes, filling the gaps between the aluminum electrodes, polishing the dielectric film until the aluminum electrodes are exposed, and then laminating a piezoelectric substrate on top of the dielectric film. However, this method presents the following problems.
すなわち、図７に示すように、一般的にＡｌ電極１０を研磨するときにＡｌ等 の金属膜はＳｉＯ２ 膜１１よりも柔らかいためＡｌ電極１０の表面に窪みを生 じる。この窪みの大きさは５μｍ程度のＡｌ電極幅ａに対して約３０ｎｍ程度で ある。このように窪みがあると、張り合わせた圧電性基板１２との間に空隙１３ を生じる。そして、このような空隙１３はＡｌ電極１０と圧電性基板１２とが密 着せず、Ａｌ電極１０から励振される弾性波の変換効率を低下させる。Specifically, as shown in Figure 7, when polishing an Al electrode 10, a metal film such as Al is generally softer than a SiO2 film 11, resulting in a depression on the surface of the Al electrode 10. The size of this depression is approximately 30 nm for an Al electrode width a of approximately 5 μm. The presence of this depression creates a gap 13 between the Al electrode 10 and the attached piezoelectric substrate 12. This gap 13 prevents the Al electrode 10 from adhering to the piezoelectric substrate 12, reducing the conversion efficiency of acoustic waves excited by the Al electrode 10.
また、Ａｌ電極１０がＳｉ基板１４に直接接している場合には、Ｓｉ基板とし て比抵抗が１００Ω・ｃｍ程度の高抵抗のものを用いた場合でも、Ａｌ電極１０ 間に導電性が生じるため無効電流Ａが流れ境界波デバイスの特性劣化に結び付く 。例えばＡｌくし歯状電極が電極幅１μｍ、ピッチ２μｍ、電極交差幅０．１ｍ ｍ，電極対数３０対の場合、くし歯状電極に１３３Ωの寄生抵抗（並列回路で無 効電流として寄与する。）が生じる。携帯電話用高周波段フィルタの場合、一般 的に５０Ω系で使用されるため、このような小さな寄生抵抗は大きな損失として 働くため実質的に使用に耐えないフィルタとなるおそれがある。Furthermore, when the Al electrode 10 is in direct contact with the Si substrate 14, even if a high-resistivity Si substrate (approximately 100 Ω-cm) is used, conductivity occurs between the Al electrodes 10, causing reactive current A to flow and degrading the characteristics of the boundary wave device. For example, if an Al interdigital transducer has an electrode width of 1 μm, a pitch of 2 μm, an electrode overlap width of 0.1 mm, and 30 electrode pairs, a parasitic resistance of 133 Ω (which contributes to reactive current in a parallel circuit) will be generated in the interdigital transducer. Since high-frequency filters for mobile phones are generally used in 50 Ω systems, such a small parasitic resistance can result in significant losses, potentially rendering the filter unusable.
これに対して本発明では、圧電性の第１の基体側に弾性波を励振する電極及び その上に誘電体膜を形成し、その誘電体膜表面を平滑化するように構成したので 、圧電性の第１の基体と弾性波を励振す る電極との間が密着して隙間がない。よって、電極から励振される弾性波の変換 効率を向上させることができる。In contrast, the present invention forms an electrode that excites elastic waves on the piezoelectric first substrate, and a dielectric film on top of that, with the surface of the dielectric film smoothed. This creates tight contact between the piezoelectric first substrate and the electrode that excites elastic waves, eliminating any gaps. This improves the conversion efficiency of elastic waves excited by the electrode.
また、弾性波を励振する電極とＳｉ系の第２の基板との間に誘電体膜が介在し ており、すなわち弾性波を励振する電極とＳｉ系の第２の基板とが直接接してい ないので、電極間での寄生抵抗の影響をなくすことができる。Furthermore, since a dielectric film is interposed between the electrode for exciting the acoustic wave and the Si-based second substrate, i.e., the electrode for exciting the acoustic wave and the Si-based second substrate are not in direct contact with each other, the influence of parasitic resistance between the electrodes can be eliminated.
以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図１及び図２は本発明の一実施形態に係る弾性境界波デバイスの構成を示す図 であって、図１は分解斜視図、図２は図１のＡ−Ａ矢視平面図である。1 and 2 are diagrams illustrating the configuration of a boundary acoustic wave device according to an embodiment of the present invention, where FIG. 1 is an exploded perspective view and FIG. 2 is a plan view taken along the line A-A in FIG. 1 .
これらの図に示すように、この弾性境界波デバイス１は、圧電性の第１の基板 ２の主面上にくし歯状電極３を形成し、このくし歯状電極３を覆いかつ平滑な表 面４を持つように第１の基体２の主面に誘電体膜５を形成し、その上にＳｉ系の 第２の基板６を張り合わせて構成される。As shown in these figures, this boundary acoustic wave device 1 is constructed by forming an interdigital electrode 3 on the main surface of a piezoelectric first substrate 2, forming a dielectric film 5 on the main surface of the first substrate 2 so as to cover the interdigital electrode 3 and provide a smooth surface 4, and then laminating a Si-based second substrate 6 on top of the dielectric film 5.
第１の基板２としては、例えばＬｉＮｂＯ３ が用いられる。しかし、ＬｉＴ ａＯ３ 、水晶等の他の圧電性の材料を用いることも可能である。The first substrate 2 may be made of, for example, LiNbO3, but may also be made of other piezoelectric materials such as LiTaO3 or quartz.
くし歯状電極３の材質は、例えばＡｌが用いられる。しかし、他の導電性材料 、例えば、Ｃｕ、ＴａおよびこれらのＡｌ合金等を用いることも可能である。ま た、これらの材料を積層させてもよい。くし歯状電極３は、例えば励振用の対向 する一対のくし歯状電極７と受信用の対向する一対のくし歯状電極８とにより構 成される。しかし、これらの電極をそれぞれ複数設けてもよい。また、くし歯状 電極３の他に例えばこれらの電極を挟むように反射電極を設けてもよい。さらに 、こうした電極ばかりでなく、例えばこれらの電極を 挟むように吸音材を形成するようにしてもよい。The interdigital electrode 3 is made of aluminum, for example. However, other conductive materials, such as copper, tantalum, and aluminum alloys thereof, can also be used. These materials may also be laminated. The interdigital electrode 3 is composed of, for example, a pair of opposing excitation interdigital electrodes 7 and a pair of opposing receiving interdigital electrodes 8. However, multiple electrodes of each type may be provided. In addition to the interdigital electrode 3, reflecting electrodes may be provided, for example, sandwiching these electrodes. Furthermore, in addition to these electrodes, sound-absorbing material may be formed, for example, sandwiching these electrodes.
要するに、本発明に係る弾性境界波デバイスは、例えば従来のＳＡＷデバイス に代えて用いられるものであって、すなわちフィルタ、遅延線、共振器、発振器 、アナログ信号処理用回路、増幅器、コンバルバメモリ等に用いられるが、くし 歯状電極３等の構成はこれらの用途、仕様等に応じて適宜設計変更される。In short, the boundary acoustic wave device according to the present invention can be used in place of conventional SAW devices, for example, in filters, delay lines, resonators, oscillators, analog signal processing circuits, amplifiers, convoluted memories, etc., and the configuration of the interdigital electrodes 3 and other components can be modified as appropriate depending on the application, specifications, etc.
誘電体膜５は、例えばＳｉＯ２ が用いられる。誘電体膜５は、くし歯状電極 ３を覆いかつ平滑な表面４を持っている。このことは、第１にくし歯状電極３と Ｓｉ系の第２の基板６との間には誘電体膜５が介在しており、第２に誘電体膜５ の表面４とＳｉ系の第２の基板６との間に隙間がなく密着していることを意味す る。The dielectric film 5 is made of, for example, SiO2. The dielectric film 5 covers the interdigital electrode 3 and has a smooth surface 4. This means that, first, the dielectric film 5 is interposed between the interdigital electrode 3 and the Si-based second substrate 6, and second, there is no gap between the surface 4 of the dielectric film 5 and the Si-based second substrate 6, and they are in close contact with each other.
第２の基板６としては、例えばＳｉが用いられる。しかし、アモルファスシリ コンやポリシリコン等の他のＳｉ系の材料を用いることも可能である。くし歯状 電極３とＳｉ系の第２の基板６との間には誘電体膜５が介在しているため、Ｓｉ 系の第２の基板６は、半導体集積回路に通常用いられているように意図的にｎ− 型、ｐ−型として比抵抗を下げたものをも用いた場合にもくし歯状電極３の直流 的な漏れを防ぐことが可能である。The second substrate 6 is made of, for example, silicon. However, other silicon-based materials, such as amorphous silicon or polysilicon, can also be used. Because the dielectric film 5 is interposed between the interdigital electrode 3 and the Si-based second substrate 6, DC leakage from the interdigital electrode 3 can be prevented even when the Si-based second substrate 6 is intentionally made n-type or p-type to reduce resistivity, as is commonly used in semiconductor integrated circuits.
ところで、弾性境界波は２種の固体間の境界面を伝搬する弾性波である。この 弾性境界波の存在に関する理論的な検討は、例えば清水、入野等の「ＺｎＯとガ ラスの境界面を伝搬するストンリー波の理論的検討」学信論（Ｃ），Ｊ６５−Ｃ ，１１，ｐｐ．８８３−８９０により取り扱われている。この論文では、２種の 固体の一方は圧電材料であるＺｎＯ、もう一方はガラスの組み合わせの場合が取 り扱われているが、２種の固体のうち少なくともどちらか一方に弾性波を励振す るために圧電性があり２種の固体の境界面に弾性波のエネ ルギーが集中して伝搬する波を用いて弾性境界波デバイスを実現することができ る。An elastic boundary wave is an elastic wave that propagates along the boundary between two solids. Theoretical studies on the existence of elastic boundary waves are discussed, for example, in Shimizu, Irino, et al., "Theoretical Study of Stoneley Waves Propagating at the Boundary Between ZnO and Glass," Journal of Physics (C), J65-C, 11, pp. 883-890. This paper deals with a combination of two solids, one of which is a piezoelectric material, ZnO, and the other, glass. However, since at least one of the two solids has piezoelectricity to excite an elastic wave, an elastic boundary wave device can be realized using waves that propagate by concentrating the energy of the elastic wave at the boundary between the two solids.
次に、本発明の弾性境界波デバイスの製造方法について説明する。Next, a method for manufacturing a boundary acoustic wave device according to the present invention will be described.
図３はその製造方法に係る一実施形態を説明するための図である。なお、ここ では２００ＭＨｚ程度の高周波信号に使われる弾性境界波デバイスを想定してい る。3 is a diagram illustrating one embodiment of the manufacturing method, assuming a boundary acoustic wave device used for high-frequency signals of about 200 MHz.
まず、圧電性の第１の基板２上に蒸着またはスパッタ法によりＡｌ膜３ａを成 形する（図３（ａ））。Ａｌ膜３ａの厚さは、例えば、０．０２〜０．０７λ＝ ０．１０〜０．１５μｍ、好ましくは、０．０５λ＝０．１２μｍとする。（こ こで、λは波長である。） 次に、写真蝕刻等の方法によりＡｌ膜３ａを加工し、くし歯状電極パターン３ ｂを形成する（図３（ｂ））。First, an Al film 3a is formed on a piezoelectric first substrate 2 by vapor deposition or sputtering (Figure 3(a)). The thickness of the Al film 3a is, for example, 0.02-0.07λ = 0.10-0.15 μm, preferably 0.05λ = 0.12 μm (where λ is the wavelength). Next, the Al film 3a is processed by photoetching or other methods to form an interdigital electrode pattern 3b (Figure 3(b)).
次に、くし歯状電極パターン３ｂが形成された圧電性の第１の基板２上にＳｉ Ｏ２ 膜５ａをスパッタ等により成膜する（図３（ｃ））。ＳｉＯ２ 膜５ａの 厚さは例えば０．２〜０．７λ＝１．２〜１．５μｍ、好ましくは、０．５λ＝ １．２μｍを若干越えるものとする。従って、ＳｉＯ２ 膜５ａはＡｌ膜３ａを 越える厚さとする必要がある。Next, a SiO2 film 5a is formed by sputtering or the like on the piezoelectric first substrate 2 on which the interdigital electrode pattern 3b is formed (FIG. 3(c)). The thickness of the SiO2 film 5a is, for example, 0.2 to 0.7λ = 1.2 to 1.5 μm, preferably slightly greater than 0.5λ = 1.2 μm. Therefore, the SiO2 film 5a must be thicker than the Al film 3a.
次に、ＳｉＯ２ 膜５ａの表面を研磨し、ＳｉＯ２ 膜５ａの表面の凹凸をな くし平滑化する（図３（ｄ））。これによりＳｉＯ２膜５ａの厚さは例えば０． ５λ＝１．２μｍとする。その際、くし歯状電極パターン３ｂはＳｉＯ２ 膜５ ａにより覆われている。Next, the surface of the SiO2 film 5a is polished to remove any irregularities and make it smooth (FIG. 3(d)). As a result, the thickness of the SiO2 film 5a is set to, for example, 0.5λ = 1.2 μm. At this time, the comb-shaped electrode pattern 3b is covered with the SiO2 film 5a.
次に、ＳｉＯ２ 膜５ａの表面４及びＳｉ系の第２の基板６の主面を例えば過 酸化アンモニア水により表面処理することにより、両者の表面を水酸基化する（ 図３（ｅ））。Next, the surface 4 of the SiO2 film 5a and the main surface of the Si-based second substrate 6 are surface-treated with, for example, aqueous ammonia peroxide, thereby converting the surfaces of both into hydroxyl groups (FIG. 3(e)).
次に、ＳｉＯ２ 膜５ａの表面４とＳｉ系の第２の基板６の主面 とを対接させ、約 ３００℃で１〜２時間程度加熱する（図３（ｆ））。Next, the surface 4 of the SiO2 film 5a is brought into contact with the main surface of a Si-based second substrate 6, and the resulting structure is heated at approximately 300°C for approximately 1 to 2 hours (FIG. 3(f)).
かかる熱処理により２種の基板表面にあるＯＨ基同士が結合しＨ２ Ｏが遊離 し、異種材料であるＳｉＯ２ 膜５ａとＳｉ系の第２の基板６とを直接接合する ことができる。なお、加熱温度は、好ましくは約 ３００℃であるが、 １００ 〜１０００℃の間とすることができる。 １００℃以下ではＯＨ基同士が結合す る反応を生じないし、１０００℃以上では要素部材に熱的悪影響を及ぼす可能性 があるからである。This heat treatment bonds OH groups on the surfaces of the two substrates, liberating H2O and directly bonding the dissimilar materials, the SiO2 film 5a and the Si-based second substrate 6. The heating temperature is preferably approximately 300°C, but can be between 100 and 1000°C. Temperatures below 100°C do not cause the OH groups to bond, while temperatures above 1000°C may have adverse thermal effects on the component parts.
以上の製造工程を経て形成された弾性境界波デバイスは、図２に示したように 、くし歯状電極３と圧電性の第１に基板２との間に隙間がなく密着しているので 、くし歯状電極３から励振される弾性波の変換効率を向上させることができる。As shown in FIG. 2 , the boundary acoustic wave device formed through the above manufacturing process has tight contact with the interdigital electrode 3 and the piezoelectric first substrate 2 with no gap between them, thereby improving the conversion efficiency of the acoustic waves excited by the interdigital electrode 3.
また、くし歯状電極３とＳｉ系の第２の基板６との間に誘電体膜５が介在してお り、すなわちくし歯状電極３とＳｉ系の第２の基板６とが直接接していないので 、くし歯状電極３の電極指間での寄生抵抗の影響をなくすことができる。 なお 、上記製造方法では、図３（ｄ）に示したように、くし歯状電極パターン３ｂが ＳｉＯ２ 膜５ａにより覆われる程度まで、ＳｉＯ２ 膜５ａの表面を研磨して いたが、図４に示すように、くし歯状電極パターン３ｂが露出するまで、ＳｉＯ ２ 膜５ａの表面を研磨しても構わない。これによっても、くし歯状電極３から 励振される弾性波の変換効率を向上させることができるという効果を奏するから である。Furthermore, since the dielectric film 5 is interposed between the interdigital electrode 3 and the Si-based second substrate 6, i.e., the interdigital electrode 3 and the Si-based second substrate 6 are not in direct contact with each other, the effect of parasitic resistance between the electrode fingers of the interdigital electrode 3 can be eliminated. In the above manufacturing method, the surface of the SiO2 film 5a is polished to the extent that the interdigital electrode pattern 3b is covered by the SiO2 film 5a, as shown in FIG. 3(d). However, as shown in FIG. 4, the surface of the SiO2 film 5a may be polished until the interdigital electrode pattern 3b is exposed. This also has the effect of improving the conversion efficiency of the acoustic wave excited by the interdigital electrode 3.
本発明に係る弾性境界波デバイスは、例えばフィルタ、遅延線、共振器、発振 器、アナログ信号処理用回路、増幅器、コンバルバメモリ等に用いられる。そし て、これらの弾性境界波デバイスを備え たフィルタ、遅延線、共振器等は、携帯電話、ＰＨＳ、ＴＶ等に用いられる。Boundary acoustic wave devices according to the present invention are used in, for example, filters, delay lines, resonators, oscillators, analog signal processing circuits, amplifiers, convoluted memories, etc. Filters, delay lines, resonators, etc., including these boundary acoustic wave devices, are used in mobile phones, PHS phones, TVs, etc.
図５は携帯電話、ＰＨＳ等の移動体通信装置の構成を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of a mobile communication device such as a mobile phone or PHS.
同図に示すように、アンテナ１５１を介して受信した受信波は、アンテナ共用 器１５２により受信系に分離される。分離された受信信号は、アンプ１５３によ り増幅された後、受信用バンドパスフィルタ１５４により所望の帯域が抽出され 、ミキサ１５５に入力される。ミキサ１５５には、ＰＬＬ発振器１５６により発 振された局発信号が局発フィルタ１５７を介して入力されている。ミキサ１５５ の出力は、ＩＦフィルタ１５８、ＦＭ復調器１５９を介してスピーカ１６０より 受信音として出力される。一方、マイク１６１より入力された送話音は、ＦＭ変 調器１６２を介してミキサ１６３に入力される。ミキサ１６３には、ＰＬＬ発振 器１６４により発振された局発信号が入力されている。ミキサ１６３の出力は、 送信用バンドパスフィルタ１６５、パワーアンプ１６６及びアンテナ共用器１５ ２を介してアンテナ１５１より送信波として出力される。As shown in the figure, received waves received via antenna 151 are separated into receiving signals by antenna duplexer 152. The separated received signals are amplified by amplifier 153, and the desired band is extracted by receiving bandpass filter 154 and input to mixer 155. A local oscillator signal generated by PLL oscillator 156 is input to mixer 155 via local oscillator filter 157. The output of mixer 155 is output as received sound from speaker 160 via IF filter 158 and FM demodulator 159. Meanwhile, transmitted sound input from microphone 161 is input to mixer 163 via FM modulator 162. A local oscillator signal generated by PLL oscillator 164 is input to mixer 163. The output of the mixer 163 passes through a transmission bandpass filter 165, a power amplifier 166, and an antenna duplexer 152, and is output as a transmission wave from the antenna 151.
本発明に係る弾性境界波デバイスは、この移動通信装置の各部に使用すること ができる。例えば、送信用バンドパスフィルタ１６５、受信用バンドパスフィル タ１５４、局発フィルタ１５７及びアンテナ共用器１５２には、本発明に係る弾 性境界波デバイスがＲＦ段のフィルタとして使われる。ＩＦフィルタ１５８には 、本発明に係る弾性境界波デバイスがチャネル選局に不可欠な狭帯域のＩＦ段の フィルタとして使われる。ＦＭ変調器１６２には、本発明に係る弾性境界波デバ イスが音声のＦＭ変調における共振子として使われる。Boundary acoustic wave devices according to the present invention can be used in various components of this mobile communication device. For example, boundary acoustic wave devices according to the present invention are used as RF-stage filters in the transmit bandpass filter 165, receive bandpass filter 154, local oscillator filter 157, and antenna duplexer 152. The IF filter 158 uses a boundary acoustic wave device according to the present invention as a narrow-band IF-stage filter essential for channel selection. The FM modulator 162 uses a boundary acoustic wave device according to the present invention as a resonator for FM modulation of audio.
本発明に係る弾性境界波デバイスは、ＶＴＲやＣＡＴＶに用いら れるＲＦモジュレータの発振回路等にも用いることができる。その回路構成を図 ６に示す。１６７は本発明に係る弾性境界波デバイスであり、１６８は回路部で ある。The boundary acoustic wave device according to the present invention can also be used in the oscillator circuits of RF modulators used in VTRs and CATVs. The circuit configuration is shown in Figure 6. 167 denotes the boundary acoustic wave device according to the present invention, and 168 denotes the circuit section.
産業上の利用可能性 以上詳述したように、本発明の弾性境界波デバイスによれば、圧電性の第１の 基体と、前記第１の基体の主面に形成され、弾性波を励振する電極と、前記電極 を覆いかつ平滑な表面を持つように前記第１の基体の主面に形成された誘電体膜 と、前記誘電体膜の表面に張り合わされたＳｉ系の第２の基体とを具備したので 、電極から励振される弾性波の変換効率を向上させ、かつ電極間での寄生抵抗の 影響をなくすことができる。INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above in detail, the boundary acoustic wave device of the present invention comprises a piezoelectric first substrate, an electrode formed on the principal surface of the first substrate for exciting an acoustic wave, a dielectric film formed on the principal surface of the first substrate so as to cover the electrode and have a smooth surface, and a Si-based second substrate bonded to the surface of the dielectric film. This improves the conversion efficiency of acoustic waves excited by the electrode and eliminates the effects of parasitic resistance between the electrodes.
また、本発明の弾性境界波デバイスの製造方法によれば、圧電性の第１の基体 の主面に弾性波を励振する電極を形成する工程と、前記電極が形成された第１の 基体の主面に誘電体膜を形成する工程と、前記第１の基体の主面に形成された誘 電体膜の表面を平滑化する工程と、前記平滑化された誘電体膜の表面にＳｉ系の 第２の基体を張り合わせる工程とを具備したので、電極から励振される弾性波の 変換効率が向上した弾性境界波デバイスを提供できる。この場合、誘電体膜を電 極よりも厚く形成し、かつ電極が表面に露出しないように誘電体膜の表面を平滑 化すれば、電極間での寄生抵抗の影響もなくすことができる。Furthermore, a method for manufacturing a boundary acoustic wave device according to the present invention includes the steps of forming an electrode for exciting an acoustic wave on the principal surface of a piezoelectric first substrate, forming a dielectric film on the principal surface of the first substrate on which the electrode is formed, smoothing the surface of the dielectric film formed on the principal surface of the first substrate, and bonding a Si-based second substrate to the surface of the smoothed dielectric film, thereby providing a boundary acoustic wave device with improved conversion efficiency of acoustic waves excited by the electrodes. In this case, if the dielectric film is formed thicker than the electrodes and the surface of the dielectric film is smoothed so that the electrodes are not exposed on the surface, the effect of parasitic resistance between the electrodes can be eliminated.
───────────────────────────────────────────────────── （注）この公表は、国際事務局（ＷＩＰＯ）により国際公開された公報を基に作 成したものである。 なおこの公表に係る日本語特許出願（日本語実用新案登録出願）の国際公開の 効果は、特許法第１８４条の１０第１項（実用新案法第４８条の１３第２項）に より生ずるものであり、本掲載とは関係ありません。───────────────────────────────────────────────────── (Note) This publication is based on the publication published internationally by the International Bureau of Patents (WIPO). The effect of the international publication of the Japanese patent application (Japanese utility model registration application) related to this publication arises pursuant to Article 184-10, Paragraph 1 of the Patent Act (Article 48-13, Paragraph 2 of the Utility Model Act) and is unrelated to this publication.
Claims (3)
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11840597 | 1997-05-08 | ||
| JP9-118405 | 1997-05-08 | ||
| PCT/JP1998/002008 WO1998051011A1 (en) | 1997-05-08 | 1998-05-06 | Elastic boundary wave device and method of its manufacture |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPWO1998051011A1 true JPWO1998051011A1 (en) | 1999-10-05 |
| JP3781435B2 JP3781435B2 (en) | 2006-05-31 |
Family
ID=14735843
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP54792098A Expired - Lifetime JP3781435B2 (en) | 1997-05-08 | 1998-05-06 | Boundary acoustic wave device and manufacturing method thereof |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6046656A (en) |
| EP (1) | EP0920129B1 (en) |
| JP (1) | JP3781435B2 (en) |
| KR (1) | KR100301322B1 (en) |
| CN (1) | CN100347953C (en) |
| DE (1) | DE69836719T2 (en) |
| WO (1) | WO1998051011A1 (en) |
Families Citing this family (45)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2788176B1 (en) * | 1998-12-30 | 2001-05-25 | Thomson Csf | GUIDED ACOUSTIC WAVE DEVICE IN A THIN LAYER OF PIEZOELECTRIC MATERIAL ADHESED BY A MOLECULAR ADHESIVE ONTO A CARRIER SUBSTRATE AND MANUFACTURING METHOD |
| JP3317274B2 (en) * | 1999-05-26 | 2002-08-26 | 株式会社村田製作所 | Surface acoustic wave device and method of manufacturing surface acoustic wave device |
| FR2799906B1 (en) * | 1999-10-15 | 2002-01-25 | Pierre Tournois | INTERFACE ACOUSTIC WAVE FILTER, PARTICULARLY FOR WIRELESS LINKS |
| FR2837636B1 (en) * | 2002-03-19 | 2004-09-24 | Thales Sa | LITHIUM TANTALATE INTERFACE ACOUSTIC WAVE DEVICE |
| JP3841053B2 (en) * | 2002-07-24 | 2006-11-01 | 株式会社村田製作所 | Surface acoustic wave device and manufacturing method thereof |
| JP3815424B2 (en) * | 2002-11-08 | 2006-08-30 | 株式会社村田製作所 | Boundary acoustic wave device |
| WO2004095699A1 (en) * | 2003-04-18 | 2004-11-04 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Elastic boundary wave device |
| DE10325281B4 (en) * | 2003-06-04 | 2018-05-17 | Snaptrack, Inc. | Electroacoustic component and method of manufacture |
| DE112004001841B4 (en) * | 2003-10-03 | 2009-03-12 | Murata Mfg. Co., Ltd., Nagaokakyo-shi | Surface acoustic wave device |
| JP3894917B2 (en) * | 2003-11-12 | 2007-03-22 | 富士通メディアデバイス株式会社 | Boundary acoustic wave device and manufacturing method thereof |
| WO2005060094A1 (en) * | 2003-12-16 | 2005-06-30 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Acoustic boundary wave device |
| CN101964642A (en) | 2004-01-13 | 2011-02-02 | 株式会社村田制作所 | Boundary acoustic wave device |
| WO2005069486A1 (en) | 2004-01-19 | 2005-07-28 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Acoustic boundary wave device |
| JPWO2005086345A1 (en) * | 2004-03-05 | 2008-01-24 | 株式会社村田製作所 | Boundary acoustic wave device |
| CN101741342A (en) * | 2004-03-29 | 2010-06-16 | 株式会社村田制作所 | Boundary Acoustic Wave Device |
| JP4497159B2 (en) * | 2004-04-08 | 2010-07-07 | 株式会社村田製作所 | Boundary acoustic wave filter |
| DE102004045181B4 (en) * | 2004-09-17 | 2016-02-04 | Epcos Ag | SAW device with reduced temperature response and method of manufacture |
| US7683735B2 (en) * | 2005-02-16 | 2010-03-23 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Balanced acoustic wave filter |
| JP4178328B2 (en) * | 2005-04-25 | 2008-11-12 | 株式会社村田製作所 | Boundary acoustic wave device |
| WO2006123518A1 (en) * | 2005-05-16 | 2006-11-23 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Boundary acoustic wave device |
| JP4466655B2 (en) * | 2005-05-20 | 2010-05-26 | 株式会社村田製作所 | Boundary acoustic wave device |
| JP2008235950A (en) * | 2005-05-26 | 2008-10-02 | Murata Mfg Co Ltd | Elastic boundary wave device |
| US20100078795A1 (en) * | 2005-07-01 | 2010-04-01 | Koninklijke Philips Electronics, N.V. | Electronic device |
| JP4001157B2 (en) * | 2005-07-22 | 2007-10-31 | 株式会社村田製作所 | Boundary acoustic wave device |
| RU2008122547A (en) * | 2005-11-07 | 2009-12-20 | Айрм Ллк (Bm) | COMPOUNDS AND COMPOSITIONS AS MODULATORS OF ARPP (ACTIVATED RECEPTORS OF PROLIFERATOR PEROXIS) |
| DE102005055871A1 (en) * | 2005-11-23 | 2007-05-24 | Epcos Ag | Guided bulk acoustic wave operated component for e.g. ladder filter, has dielectric layer with low acoustic impedance, and metal layer including partial layer with high impedance, where ratio between impedances lies in certain range |
| DE102005055870A1 (en) * | 2005-11-23 | 2007-05-24 | Epcos Ag | Electroacoustic component, has layer system arranged between carrier substrate and piezo substrate, and comprising metal layer and dielectric layer, where thickness of piezo substrate is maximally half of thickness of carrier substrate |
| JP4412286B2 (en) * | 2006-01-20 | 2010-02-10 | セイコーエプソン株式会社 | Manufacturing method of surface acoustic wave device |
| DE102006003850B4 (en) * | 2006-01-26 | 2015-02-05 | Epcos Ag | Electroacoustic component |
| WO2007099742A1 (en) * | 2006-03-02 | 2007-09-07 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Acoustic wave device and method for fabricating the same |
| ATE543254T1 (en) * | 2006-04-06 | 2012-02-15 | Murata Manufacturing Co | DUPLEXER |
| DE102006019961B4 (en) * | 2006-04-28 | 2008-01-10 | Epcos Ag | Electroacoustic component |
| JP2008067289A (en) | 2006-09-11 | 2008-03-21 | Fujitsu Media Device Kk | Elastic wave device and filter |
| JP4943787B2 (en) * | 2006-09-13 | 2012-05-30 | 太陽誘電株式会社 | Elastic wave device, resonator and filter |
| JP4917396B2 (en) * | 2006-09-25 | 2012-04-18 | 太陽誘電株式会社 | Filters and duplexers |
| EP2104228A4 (en) * | 2006-12-25 | 2014-10-08 | Murata Manufacturing Co | ELASTIC LIMIT WAVE DEVICE |
| JP4793450B2 (en) * | 2007-01-19 | 2011-10-12 | 株式会社村田製作所 | Method for manufacturing boundary acoustic wave device |
| DE102007012383B4 (en) * | 2007-03-14 | 2011-12-29 | Epcos Ag | Working with guided bulk acoustic waves component |
| WO2010032383A1 (en) * | 2008-09-22 | 2010-03-25 | 株式会社村田製作所 | Elastic boundary wave device |
| JP2010130031A (en) * | 2008-11-25 | 2010-06-10 | Panasonic Corp | Boundary acoustic wave element and electronic apparatus using the same |
| WO2010122993A1 (en) | 2009-04-22 | 2010-10-28 | 株式会社村田製作所 | Elastic boundary wave device and manufacturing method therefor |
| CN102484466A (en) * | 2009-09-11 | 2012-05-30 | 松下电器产业株式会社 | Elastic wave element and elastic wave element sensor |
| JP5724262B2 (en) | 2010-09-16 | 2015-05-27 | 株式会社村田製作所 | Electronic components |
| CN104716924B (en) * | 2013-12-11 | 2017-10-24 | 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 | Graphene resonator and preparation method thereof |
| JP6335831B2 (en) * | 2015-04-16 | 2018-05-30 | 信越化学工業株式会社 | Manufacturing method of bonded substrate |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3736532A (en) * | 1971-07-14 | 1973-05-29 | Us Navy | Ultrasonic delay lines |
| DE2607837C2 (en) * | 1975-03-04 | 1984-09-13 | Murata Manufacturing Co., Ltd., Nagaokakyo, Kyoto | Multi-layer interdigital transducer for surface acoustic waves |
| US4328472A (en) * | 1980-11-03 | 1982-05-04 | United Technologies Corporation | Acoustic guided wave devices |
| JPH0247889B2 (en) * | 1982-01-23 | 1990-10-23 | Yasutaka Shimizu | SUTONRIIHASOSHI |
| US4567392A (en) * | 1983-12-09 | 1986-01-28 | Clarion Co., Ltd. | Sezawa surface-acoustic-wave device using ZnO(0001)/SiO2 / Si(100)(011) |
| US4484098A (en) * | 1983-12-19 | 1984-11-20 | United Technologies Corporation | Environmentally stable lithium niobate acoustic wave devices |
| US4676104A (en) * | 1985-08-06 | 1987-06-30 | United Technologies Corporation | Surface skimming bulk acoustic wave accelerometer |
| JPH0346232U (en) * | 1989-09-12 | 1991-04-30 | ||
| JP3132065B2 (en) * | 1991-08-08 | 2001-02-05 | 住友電気工業株式会社 | Surface acoustic wave device and method of manufacturing the same |
| JP3132078B2 (en) * | 1991-09-19 | 2001-02-05 | 住友電気工業株式会社 | Surface acoustic wave device and method of manufacturing the same |
| JP3205976B2 (en) * | 1992-09-14 | 2001-09-04 | 住友電気工業株式会社 | Surface acoustic wave device |
| US5448126A (en) * | 1993-10-05 | 1995-09-05 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Surface acoustic wave-semiconductor composite device |
| JPH07212174A (en) * | 1994-01-11 | 1995-08-11 | Hitachi Ltd | Boundary acoustic wave device |
| WO1998052279A1 (en) * | 1997-05-12 | 1998-11-19 | Hitachi, Ltd. | Elastic wave device |
-
1998
- 1998-05-06 EP EP98919491A patent/EP0920129B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-05-06 WO PCT/JP1998/002008 patent/WO1998051011A1/en not_active Ceased
- 1998-05-06 DE DE69836719T patent/DE69836719T2/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-05-06 US US09/147,485 patent/US6046656A/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-05-06 JP JP54792098A patent/JP3781435B2/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-05-06 CN CNB988005840A patent/CN100347953C/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-05-06 KR KR1019980710966A patent/KR100301322B1/en not_active Expired - Lifetime
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3781435B2 (en) | Boundary acoustic wave device and manufacturing method thereof | |
| JPWO1998051011A1 (en) | Boundary acoustic wave device and its manufacturing method | |
| CN100508380C (en) | Elastic boundary wave device and method of manufacturing the same | |
| US7067956B2 (en) | Surface acoustic wave device, filter device and method of producing the surface acoustic wave device | |
| CN101714858B (en) | Process for a boundary acoustic wave device | |
| US12278614B2 (en) | Multilayer piezoelectric substrate with reduced side leakage and transverse mode suppression | |
| JP6856825B2 (en) | Elastic wave device, demultiplexer and communication device | |
| US7331092B2 (en) | Method and manufacturing surface acoustic wave device | |
| JP5856408B2 (en) | Acoustic wave devices and modules | |
| US20230031568A1 (en) | Acoustic wave resonator with reduced size | |
| CN114221632A (en) | Multilayer piezoelectric substrate with controllable delta frequency temperature coefficient | |
| CN110771039B (en) | Elastic wave device, wave splitter and communication device | |
| JP2024095689A (en) | Acoustic wave device, method for fabricating same, and radio frequency filter | |
| CN101150302A (en) | Acoustic Devices and Filters | |
| WO2005099091A1 (en) | Elastic boundary wave filter | |
| US20210408999A1 (en) | Elastic wave device, splitter, and communication apparatus | |
| JP2001053579A (en) | Surface acoustic wave devices and mobile communication devices | |
| JP3913700B2 (en) | Surface acoustic wave device and manufacturing method thereof | |
| JP3702050B2 (en) | Boundary acoustic wave device | |
| JP7551371B2 (en) | Wafer manufacturing method, acoustic wave device and manufacturing method thereof | |
| JP3779389B2 (en) | Boundary acoustic wave device and manufacturing method thereof | |
| US20250300626A1 (en) | Elastic wave element and communication device | |
| JP2001085972A (en) | Substrate for surface acoustic wave device and surface acoustic wave device |