Some content of this application is unavailable at the moment.
If this situation persist, please contact us atFeedback&Contact
1. (WO2019044203) ACOUSTIC WAVE DEVICE, HIGH FREQUENCY FRONT-END CIRCUIT, AND COMMUNICATION DEVICE
Document

明 細 書

発明の名称 弾性波装置、高周波フロントエンド回路及び通信装置

技術分野

0001  

背景技術

0002  

先行技術文献

特許文献

0003  

発明の概要

発明が解決しようとする課題

0004   0005  

課題を解決するための手段

0006   0007   0008   0009   0010   0011   0012   0013   0014   0015   0016  

発明の効果

0017  

図面の簡単な説明

0018  

発明を実施するための形態

0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067   0068   0069   0070   0071   0072   0073   0074   0075   0076   0077   0078   0079   0080   0081   0082   0083   0084   0085   0086   0087   0088   0089   0090   0091   0092   0093   0094   0095   0096   0097   0098  

符号の説明

0099  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11  

図面

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14  

明 細 書

発明の名称 : 弾性波装置、高周波フロントエンド回路及び通信装置

技術分野

[0001]
 本発明は、弾性波装置、高周波フロントエンド回路及び通信装置に関する。

背景技術

[0002]
 従来、弾性波装置は、携帯電話機のフィルタなどに広く用いられている。下記の特許文献1には、弾性波装置の一例が開示されている。この弾性波装置は、支持基板と、支持基板上に設けられており、圧電薄膜を含む積層膜と、積層膜上に設けられたIDT電極と、支持基板上及び積層膜上に設けられており、支持基板上から積層膜上に至っている絶縁層と、絶縁層上に設けられておりIDT電極と電気的に接続されている配線電極と、配線電極と電気的に接続されている外部接続端子とを有する。そして、外部接続端子は、平面視した場合に積層膜が存在しない領域に設けられているため、外部接続端子を接合する際の応力が、積層膜に直接加わらず、圧電薄膜を含む積層膜の割れや欠けが生じ難いとされている。

先行技術文献

特許文献

[0003]
特許文献1 : 国際公開第2016/208428号

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0004]
 特許文献1に記載の弾性波装置においては、積層膜及び支持基板の熱膨張係数は異なるため、弾性波装置に熱が加えられた際などには、積層膜と支持基板との間に応力が付加されることとなる。特に、積層膜の外縁と支持基板とが接触している部分において応力が集中する傾向がある。そのため、積層膜に割れや欠けが生じ易く、あるいは積層膜が支持基板から剥離し易かった。
[0005]
 本発明の目的は、積層膜の割れや欠けが生じ難く、支持基板と積層膜とが剥離し難い、弾性波装置、高周波フロントエンド回路及び通信装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

[0006]
 本発明に係る弾性波装置は、支持基板と、前記支持基板上に設けられており、平面視した場合に前記支持基板の外縁の少なくとも一部よりも内側に設けられており、かつ、圧電薄膜を含む積層膜と、前記積層膜上に設けられているIDT電極と、前記支持基板上及び前記積層膜上に設けられており、前記支持基板上から前記積層膜上に至っている絶縁層と、前記絶縁層上に設けられており、前記IDT電極と電気的に接続されている接続電極と、前記接続電極と電気的に接続されており、前記接続電極上に直接的にまたは間接的に設けられており、かつ、平面視した場合に前記支持基板上であって前記積層膜が設けられている領域の外側に設けられている、外部接続端子とを備え、前記支持基板における前記積層膜側の主面は、平面視した場合に前記積層膜の外縁の位置に凹部を有し、前記凹部は、前記絶縁層によって覆われている。
[0007]
 本発明に係る弾性波装置のある特定の局面では、前記積層膜の線膨脹係数と、前記支持基板の線膨張係数とは異なる。
[0008]
 本発明に係る弾性波装置の他の特定の局面では、前記凹部が、平面視した場合に前記支持基板上であって前記積層膜が設けられている領域の外側の全体に形成されている。この場合には、支持基板と積層膜とがより一層剥離し難い。
[0009]
 本発明に係る弾性波装置の別の特定の局面では、前記凹部が前記積層膜を囲むように設けられている。この場合には、支持基板と積層膜とがより一層剥離し難い。
[0010]
 本発明に係る弾性波装置のさらに別の特定の局面では、前記支持基板が、前記圧電薄膜を伝搬する弾性波の音速よりも伝搬するバルク波の音速が高い材料からなり、前記積層膜が、前記圧電薄膜を伝搬する弾性波の音速よりも伝搬するバルク波の音速が低い低音速膜を含み、前記低音速膜上に前記圧電薄膜が設けられている。この場合には、弾性波のエネルギーを効果的に閉じ込めることができる。
[0011]
 本発明に係る弾性波装置のさらに別の特定の局面では、前記積層膜が、前記圧電薄膜を伝搬する弾性波の音速よりも伝搬するバルク波の音速が高い高音速膜と、前記圧電薄膜を伝搬する弾性波の音速よりも伝搬するバルク波の音速が低い低音速膜とを含み、前記高音速膜上に前記低音速膜が設けられており、前記低音速膜上に前記圧電薄膜が設けられている。この場合には、弾性波のエネルギーを効果的に閉じ込めることができる。
[0012]
 本発明に係る弾性波装置のさらに別の特定の局面では、前記積層膜が、音響インピーダンスが相対的に高い高音響インピーダンス膜と、前記高音響インピーダンス膜に比べて音響インピーダンスが低い低音響インピーダンス膜とを有する音響反射層を含み、前記音響反射層上に前記圧電薄膜が設けられている。この場合には、弾性波のエネルギーを効果的に閉じ込めることができる。
[0013]
 本発明に係る弾性波装置のさらに別の特定の局面では、平面視した場合に、前記支持基板上であって前記積層膜が設けられている領域の外側の領域に直接的にまたは間接的に設けられており、前記IDT電極を囲んでいる開口部を有する支持部材と、前記支持部材上に、前記開口部を覆うように設けられているカバー部材と、前記接続電極に接続されるように、前記支持部材及び前記カバー部材を貫通しているアンダーバンプメタル層とがさらに備えられており、前記外部接続端子が、前記接続電極上に前記アンダーバンプメタル層を介して間接的に設けられているバンプであり、前記支持基板、前記支持部材及び前記カバー部材により囲まれた中空空間内に、前記IDT電極が位置している。
[0014]
 本発明に係る弾性波装置のさらに別の特定の局面では、前記外部接続端子が、前記接続電極上に直接的に設けられているバンプである。
[0015]
 本発明の高周波フロントエンド回路は、本発明に従い構成された弾性波装置と、パワーアンプとを備える。
[0016]
 本発明の通信装置は、本発明に従い構成された高周波フロントエンド回路と、RF信号処理回路とを備える。

発明の効果

[0017]
 本発明によれば、積層膜の割れや欠けが生じ難く、支持基板と積層膜とが剥離し難い、弾性波装置、高周波フロントエンド回路及び通信装置を提供することができる。

図面の簡単な説明

[0018]
[図1] 図1は、本発明の第1の実施形態に係る弾性波装置の略図的断面図である。
[図2] 図2は、本発明の第1の実施形態に係る弾性波装置の略図的平面断面図である。
[図3] 図3は、本発明の第1の実施形態における弾性波共振子付近を示す模式的拡大平面図である。
[図4] 図4は、本発明の第1の実施形態における支持基板の除去領域付近を示す、図1の拡大図である。
[図5] 図5は、本発明の第1の実施形態の変形例に係る弾性波装置の略図的断面図である。
[図6] 図6は、本発明の第2の実施形態に係る弾性波装置の模式的拡大断面図である。
[図7] 図7は、本発明の第3の実施形態に係る弾性波装置の模式的拡大断面図である。
[図8] 図8は、本発明の第4の実施形態に係る弾性波装置の模式的拡大断面図である。
[図9] 図9は、本発明の第4の実施形態の第1の変形例に係る弾性波装置の模式的拡大断面図である。
[図10] 図10は、本発明の第4の実施形態の第2の変形例に係る弾性波装置の模式的拡大断面図である。
[図11] 図11は、本発明の第5の実施形態に係る弾性波装置の略図的断面図である。
[図12] 図12は、本発明の第6の実施形態に係る弾性波装置実装構造体の略図的断面図である。
[図13] 図13は、高周波フロントエンド回路を有する通信装置の構成図である。
[図14] 図14は、本発明の第3の実施形態に係る弾性波装置の一部を示す走査型顕微鏡写真である。

発明を実施するための形態

[0019]
 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。
[0020]
 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。
[0021]
 図1は、本発明の第1の実施形態に係る弾性波装置の略図的断面図である。図2は、第1の実施形態に係る弾性波装置の略図的平面断面図である。なお、図1は、図2中のI-I線に沿う部分に相当する断面図である。図1及び図2における弾性波共振子を矩形に2本の対角線を加えた略図により示す。
[0022]
 図1及び図2に示すように、弾性波装置1は支持基板2を有する。支持基板2は、例えば、ガラスやSiなどの適宜の材料からなる。
[0023]
 支持基板2上には、圧電薄膜6を含む積層膜3が設けられている。具体的には、積層膜3は、平面視した場合に支持基板2の外縁の少なくとも一部よりも内側に設けられている。なお、本明細書において平面視とは、支持基板2の積層膜3が設けられている主面側から、弾性波装置1を支持基板2の厚み方向に見ることをいう。図1に示すように、積層膜3は、圧電薄膜6の他に、高音速膜4及び低音速膜5を有する。より具体的には、支持基板2上に高音速膜4が設けられており、高音速膜4上に低音速膜5が設けられており、低音速膜5上に圧電薄膜6が設けられている。
[0024]
 本実施形態では、圧電薄膜6は、LiNbO やLiTaO などの圧電単結晶からなる。なお、圧電薄膜6は、適宜の圧電セラミックスからなっていてもよい。
[0025]
 高音速膜4は、圧電薄膜6を伝搬する弾性波の音速よりも、伝搬するバルク波の音速が高い膜である。高音速膜4は、例えば、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、炭化ケイ素、酸窒化ケイ素、ケイ素、DLC膜またはダイヤモンドを主成分とする材料などからなる。なお、高音速膜4の材料は、相対的に高音速な材料であればよい。
[0026]
 低音速膜5は、圧電薄膜6を伝搬する弾性波の音速よりも、伝搬するバルク波の音速が低い膜である。低音速膜5は、例えば、ガラス、酸窒化ケイ素、酸化タンタルまたは酸化ケイ素にフッ素、炭素やホウ素を加えた化合物を主成分とする材料などからなる。なお、低音速膜5の材料は、相対的に低音速な材料であればよい。
[0027]
 高音速膜4、低音速膜5及び圧電薄膜6が積層された積層膜3を有するため、弾性波装置1においては、弾性波のエネルギーを効果的に閉じ込めることができる。なお、低音速膜5は必ずしも設けられていなくともよい。積層膜3は、上記各膜以外の膜を含んでいてもよい。
[0028]
 圧電薄膜6上においては、弾性波共振子13A、弾性波共振子13B及び弾性波共振子13Cが構成されている。
[0029]
 図3は、第1の実施形態における弾性波共振子付近を示す模式的拡大平面図である。なお、弾性波共振子の周囲の配線は省略している。
[0030]
 圧電薄膜6上には、IDT電極14が設けられている。IDT電極14に交流電圧を印加することにより、弾性波が励振される。IDT電極14の弾性波伝搬方向両側には、反射器15A及び反射器15Bが設けられている。これにより、弾性波共振子13Aが構成されている。図1に示す弾性波共振子13B及び弾性波共振子13Cも同様に構成されている。弾性波共振子13A、弾性波共振子13B及び弾性波共振子13Cは、複数の配線電極16により互いに電気的に接続されている。もっとも、弾性波装置1おける弾性波共振子の個数や接続の構成は特に限定されない。
[0031]
 なお、IDT電極14は、圧電薄膜6上に間接的に設けられていてもよい。例えば、積層膜3は、圧電薄膜6上に酸化ケイ素膜を有していてもよい。この場合には、IDT電極14は酸化ケイ素膜上に直接的に設けられることになる。つまり、IDT電極14は、積層膜3上に設けられていてもよい。
[0032]
 ここで、平面視において、支持基板2は、IDT電極が設けられている領域の外側の領域において、積層膜3が部分的に除去されている除去領域R1を有する。
[0033]
 図4は、第1の実施形態における支持基板の除去領域付近を示す、図1の拡大図である。
[0034]
 本実施形態の弾性波装置1は、支持基板2の除去領域R1に設けられており、かつ圧電薄膜6上に至るように設けられている絶縁層19を有する。絶縁層19は、圧電薄膜6上に設けられている第1の部分19a及び除去領域R1に位置している第2の部分19bを有する。絶縁層19は、特に限定されないが、例えば、ポリイミド、エポキシ樹脂、アクリル樹脂などの有機絶縁体や酸化ケイ素などの無機絶縁体からなる。
[0035]
 ここで、支持基板2は、積層膜3に接触している部分の外縁に位置する外縁接触部Xを有する。外縁接触部Xに連なるように、支持基板2の除去領域R1に凹部12が設けられている。凹部12は、外縁接触部Xと除去領域R1が低くなっている部分とを接続している接続部2aを含む。接続部2aが接続された上記除去領域R1が低くなっている部分とは、本実施形態においては、凹部12の底部である。このように、凹部12は、除去領域R1が、外縁接触部Xに直接連なっている部分において低くなっている部分を含む。弾性波装置1では、凹部12は接続部2aの全体を含む。接続部2aは凹部12内の面のうちの1つである。
[0036]
 凹部12は、例えば、積層膜3上にレジスト層を形成し、除去領域R1の凹部12を設けない部分にレジスト層を形成した後に、支持基板2をエッチングすることにより設けることができる。
[0037]
 図2に示すように、凹部12は、積層膜3を囲むように設けられている。これにより、接続部2aは外縁接触部Xの全体に連なっている。なお、凹部12は積層膜3を囲んでいなくともよく、接続部2aは外縁接触部Xの少なくとも一部に連なっていればよい。
[0038]
 図4に戻り、凹部12は、支持基板2の厚み方向に対して傾斜しており、接続部2aに接続されている内面12bを有する。絶縁層19は外縁接触部Xに至っており、かつ凹部12内に至っている。なお、凹部12の構成は上記に限定されず、例えば、凹部12は接続部2a及び内面12b以外の面を有していてもよい。凹部12の底部は、弾性波装置1においては、接続部2aと内面12bとが接続された部分である。なお、例えば、接続部2a以外の面と内面12bとが接続された部分が底部であってもよい。
[0039]
 本実施形態においては、支持基板2の除去領域R1の凹部12が設けられている部分以外の高さは、積層膜3と接している部分の高さと同じである。なお、本明細書において高さとは、支持基板2の厚み方向に平行な方向における位置である。圧電薄膜6側よりも支持基板2側の方が低い。
[0040]
 弾性波装置1は、図1に示す弾性波共振子13Aに接続されている接続電極17を有する。図4に示すように、接続電極17は、圧電薄膜6上から、絶縁層19の第1の部分19a上に至り、さらに第2の部分19b上に至っている。
[0041]
 支持基板2の除去領域R1に接続電極17が至っている。接続電極17は、絶縁層19を介して、支持基板2上に間接的に設けられている。なお、接続電極17は、支持基板2上に直接的に設けられていてもよい。もっとも、支持基板2が、電気抵抗が低い材料からなる場合には、絶縁層19上に設けられていることが好ましい。それによって、弾性波装置1の電気的特性が劣化し難い。
[0042]
 図1に示すように、支持基板2の除去領域R1には、支持部材7が設けられている。支持部材7は、弾性波共振子13A、弾性波共振子13B及び弾性波共振子13Cを囲んでいる開口部7aを有する。支持部材7は、接続電極17の一部を覆うように設けられている。支持部材7は適宜の樹脂からなる。
[0043]
 支持部材7上には、開口部7aを覆うようにカバー部材8が設けられている。支持部材7及びカバー部材8を貫通するように、アンダーバンプメタル層9が設けられている。アンダーバンプメタル層9の圧電薄膜6側の面は、接続電極17に接続されている。アンダーバンプメタル層9上には、外部接続端子としてのバンプ10が設けられている。本実施形態では、バンプ10は、接続電極17上にアンダーバンプメタル層9を介して間接的に設けられている。バンプ10は、平面視した場合に支持基板2上であって積層膜3が設けられている領域の外側に設けられている。なお、本発明における外部接続端子は、バンプには限定されず、弾性波装置1を外部に電気的に接続する部材であればよい。例えば、外部接続端子はバンプに加えてアンダーバンプメタル層を含んでいてもよい。
[0044]
 支持基板2、支持部材7及びカバー部材8により囲まれた中空空間内に、弾性波共振子13A、弾性波共振子13B及び弾性波共振子13Cが位置している。弾性波共振子13A、弾性波共振子13B及び弾性波共振子13Cは、接続電極17、アンダーバンプメタル層9及びバンプ10を介して外部に電気的に接続される。
[0045]
 このように、弾性波装置1はWLP(Wafer Level Package)構造である。なお、弾性波装置1は上記に限定されず、例えば、CSP(Chip Size Package)構造に含まれる弾性波装置などであってもよい。
[0046]
 本実施形態の特徴は、支持基板2と、支持基板2上に設けられており、平面視した場合に支持基板2の外縁の少なくとも一部よりも内側に設けられており、かつ、圧電薄膜6を含む積層膜3と、積層膜3上に設けられているIDT電極14と、支持基板2上及び積層膜3上に設けられており、支持基板2上から積層膜3上に至っている絶縁層19と、絶縁層19上に設けられており、IDT電極と電気的に接続されている接続電極17と、接続電極17と電気的に接続されており、接続電極17上に直接的にまたは間接的に設けられており、かつ、平面視した場合に、支持基板2上であって積層膜3が設けられている領域の外側に設けられている外部接続端子と、を備えた弾性波装置1であって、支持基板2における積層膜3側の主面は、平面視した場合に積層膜3の外縁の位置に凹部12を有し、凹部12が絶縁層19によって覆われていることにある。
[0047]
 これによって、支持基板2における積層膜3側の主面は、平面視した場合に積層膜3の外縁の位置に凹部12を有し、凹部12が絶縁層19によって覆われているため、例えば、支持基板2と積層膜3の線膨張係数が異なっている場合に熱応力が加えられたとしても、凹部12の中にあり最も熱応力が加えられる外縁接触部X付近が絶縁層19によって覆われているため、最も熱応力がかかる外縁接触部X付近において熱応力が緩和され、支持基板2と積層膜3とが剥離し難い。
[0048]
 また、外部接続端子としてのバンプ10は、平面視した場合に積層膜3が存在しない領域に設けられているため、バンプ10を接合する際の応力が積層膜3に直接加わらず、圧電薄膜6を含む積層膜3の割れや欠けを生じ難くすることを可能にしている。
[0049]
 なお、支持基板2における積層膜3側の主面は、平面視した場合に積層膜3の外縁の位置に凹部12を有し、凹部12は絶縁層19によって覆われているというのは、別の表現をすれば、以下の構成1)と2)になる。1)支持基板2に、上記外縁接触部Xに連なっている接続部2aを含むように凹部12が設けられている。2)絶縁層19が外縁接触部X及び接続部2aに至っている。なお、この構成は、弾性波装置1が積層膜3を有し、支持基板2が除去領域R1を含むことを前提とする。外縁接触部Xは絶縁層19により覆われているため、応力が加えられた際などにおいても、支持基板2と積層膜3とが剥離し難い。さらに、絶縁層19は圧電薄膜6上に至っているため、積層膜3が支持基板2から離れる方向に変位することを抑制することができる。よって、支持基板2と積層膜3との剥離を効果的に抑制することができる。
[0050]
 凹部12は、本実施形態のように、積層膜3を囲むように設けられていることが好ましい。それによって、外縁接触部Xの全てを絶縁層19により覆うことができ、支持基板2と積層膜3とがより一層剥離し難い。
[0051]
 図4に示すように、絶縁層19は、凹部12の底部に至っていることが好ましい。それによって、絶縁層19が接続部2aに接する面積を大きくすることができ、支持基板2と絶縁層19との密着性を高めることができる。従って、支持基板2と積層膜3とがより一層剥離し難い。
[0052]
 ところで、本実施形態においては、絶縁層19の第1の部分19aにおける、圧電薄膜6に接している部分を含む端面は、厚み方向に対して傾斜している。絶縁層19の第2の部分19bから第1の部分19aに至る部分付近も傾斜している。絶縁層19に沿い、接続電極17も、圧電薄膜6上から絶縁層19上に至る部分付近において傾斜しており、絶縁層19の第2の部分19b上から第1の部分19a上に至る部分付近において傾斜している。
[0053]
 ここで、絶縁層19の第2の部分19b上から第1の部分19a上に至る部分を第3の部分とする。第3の部分が垂直に延びている場合には、接続電極17の第3の部分に設けられる部分の厚みは、接続電極17の第1の部分19a及び第2の部分19bに設けられる部分の厚みよりも薄くなる傾向がある。これに対して、本実施形態においては第3の部分は傾斜しているため、第3の部分が傾斜していない場合よりも、接続電極17の第3の部分に設けられる部分の厚みを厚くすることができる。よって接続電極17の断線が生じ難い。なお、絶縁層19及び接続電極17は、必ずしも上記のように傾斜していなくともよい。
[0054]
 凹部12の内面12bは、支持基板2の厚み方向に対して、接続部2aに近づくように傾斜していることが好ましい。この場合には、支持基板2における除去領域R1と絶縁層19との間に加わるせん断応力の方向と、内面12bが延びる方向とは平行ではない。よって、上記内面12bを有する凹部12が設けられていることにより、支持基板2と積層膜3とが接触している部分に対する上記せん断応力の影響を緩和することができる。従って、支持基板2と積層膜3とがより一層剥離し難い。
[0055]
 内面12bは、本実施形態のように、接続部2aに直接的に接続されていることがより好ましい。それによって、凹部12の容積を小さくすることができ、絶縁層19の接続電極17側の面の傾斜が急角度になり難い。よって、接続電極17の断線を抑制することができ、かつ支持基板2と積層膜3とが剥離し難い。
[0056]
 弾性波装置1においては、凹部12の接続部2aは、支持基板2の厚み方向に平行に延びている。なお、接続部2aは、外縁接触部X側から除去領域R1が低くなる方向に延びていればよく、支持基板2の厚み方向に対して傾斜していてもよい。接続部2a及び内面12bは、曲面の部分を含んでいてもよい。図4に示す凹部12の横断面の形状は、本実施形態においては三角形である。なお、凹部12の横断面の形状は上記に限定されず、例えば、矩形、台形、あるいは扇形などであってもよい。
[0057]
 支持基板2が、例えば、Siなどの相対的に高音速な材料からなっている場合においては、高音速膜4は設けられていなくともよい。この場合においても、上記と同様の効果を得ることができる。
[0058]
 図5は、本発明の第1の実施形態の変形例に係る弾性波装置の略図的断面図である。
[0059]
 本変形例においては、支持基板2は、上述した高音速膜と同様の、圧電薄膜6を伝搬する弾性波の音速よりも伝搬するバルク波の音速が高い材料からなる。積層膜73においては、低音速膜5上に圧電薄膜6が設けられている。積層膜73は高音速膜を含まない。この場合においても、弾性波のエネルギーを効果的に閉じ込めることができ、かつ支持基板2と積層膜73とが剥離し難い。
[0060]
 図6は、第2の実施形態に係る弾性波装置の模式的拡大断面図である。なお、図6は、図4が示す断面に相当する断面を示す。後述する各模式的拡大断面図においても同様である。
[0061]
 本実施形態は、除去領域R2の全体が低くなっており、接続部22aが外縁接触部Xの全体に連なっている点において、第1の実施形態と異なる。上記の点以外においては、本実施形態の弾性波装置は第1の実施形態の弾性波装置1と同様の構成を有する。
[0062]
 本実施形態における接続部22aは、支持基板22の積層膜3に接している部分と除去領域R2との間における段差部である。絶縁層19は、外縁接触部X及び接続部22aに至っている。よって、本実施形態においても、外縁接触部Xは絶縁層19により覆われているため、支持基板22と積層膜3とが剥離し難い。
[0063]
 ここで、本明細書において支持基板の凹部は、支持基板に段差部が設けられており、支持基板の一部が低くなっている場合における、該低くなっている部分を含むものとする。支持基板において低くなっている部分が、支持基板の段差部から支持基板の外縁に至っている場合においても、該低くなってる部分は凹部であるものとする。図6に示す第2の実施形態においては、凹部は、平面視した場合に支持基板22上であって積層膜3が設けられている領域の外側の全体に形成されている。
[0064]
 なお、除去領域R2の全体を低くするに際し、例えば、積層膜3上にレジスト層を形成した後に、支持基板2をエッチングすればよい。
[0065]
 図7は、第3の実施形態に係る弾性波装置の模式的拡大断面図である。
[0066]
 本実施形態は、支持基板32が、凹部12を有し、かつ第2の実施形態と同様に除去領域R3の全体が低くなっている点において、第1の実施形態と異なる。上記の点以外においては、本実施形態の弾性波装置は第1の実施形態の弾性波装置1と同様の構成を有する。
[0067]
 本実施形態においては、凹部12は接続部32aの一部を含むように設けられている。接続部32aは、凹部12内の面に相当する部分と、第2の実施形態と同様の上記段差部に相当する部分とを有する。絶縁層19は、外縁接触部X及び接続部32aに至っている。より具体的には、絶縁層19は、接続部32aの上記段差部に相当する部分及び凹部12内の面に相当する部分に至っている。従って、外縁接触部Xは絶縁層19により覆われており、かつ支持基板32と絶縁層19との密着性をより一層高めることができるため、支持基板2と積層膜3とがより一層剥離し難い。
[0068]
 なお、例えば図7に示す断面において、接続部32aにおける上記段差部に相当する部分が延びる方向と、凹部12内の面に相当する部分が延びる方向とが異なっていてもよい。
[0069]
 ここで、第3の実施形態の構成を、図14の走査型顕微鏡写真により示す。絶縁層が段差部及び凹部内の面に至っており、かつ圧電薄膜上に至っていることがわかる。
[0070]
 図8は、第4の実施形態に係る弾性波装置の模式的拡大断面図である。
[0071]
 本実施形態においては、積層膜43が音響反射層43Aを含む点において、第1の実施形態と異なる。上記の点以外においては、本実施形態の弾性波装置は第1の実施形態の弾性波装置1と同様の構成を有する。
[0072]
 音響反射層43Aは、音響インピーダンスが相対的に高い複数の高音響インピーダンス膜と、高音響インピーダンス膜に比べて音響インピーダンスが低い複数の低音響インピーダンス膜とを有する。より具体的には、図8に示すように、高音響インピーダンス膜44a及び高音響インピーダンス膜44b並びに低音響インピーダンス膜45a及び低音響インピーダンス膜45bが交互に積層されている。なお、高音響インピーダンス膜及び低音響インピーダンス膜の層数は特に限定されない。
[0073]
 音響反射層43A上に圧電薄膜6が設けられている。それによって、弾性波のエネルギーを効果的に閉じ込めることができる。加えて、本実施形態においても、外縁接触部Xは絶縁層19により覆われているため、支持基板2と積層膜43とが剥離し難い。
[0074]
 なお、積層膜43が音響反射層43Aを含む場合においても、支持基板2や接続部2aの形態は第1の実施形態と同様のものには限定されない。以下に示す第1の変形例及び第2の変形例の場合においても、支持基板と積層膜43とが剥離し難い。
[0075]
 図9は、第4の実施形態の第1の変形例に係る弾性波装置の模式的拡大断面図である。
[0076]
 本変形例の支持基板22は、第2の実施形態と同様に、除去領域R2の全体が低くなっており、接続部22aが外縁接触部Xの全体に連なっている。
[0077]
 図10は、第4の実施形態の第2の変形例に係る弾性波装置の模式的拡大断面図である。
[0078]
 本変形例の支持基板32は、第3の実施形態と同様に、凹部12を有し、かつ除去領域R3の全体が低くなっている。
[0079]
 図11は、第5の実施形態に係る弾性波装置の略図的断面図である。なお、図11は、図1が示す断面に相当する断面を示す。後述する図12においても同様である。
[0080]
 本実施形態の弾性波装置51は、接続電極17上に直接的にバンプ10が設けられている点において、第1の実施形態と異なる。本実施形態においても、第1の実施形態と同様に、支持基板2と積層膜3とが剥離し難い。
[0081]
 図12は、第6の実施形態に係る弾性波装置実装構造体の略図的断面図である。
[0082]
 弾性波装置実装構造体60は、実装基板62を有する。実装基板62上に第5の実施形態の弾性波装置51が実装されている。より具体的には、実装基板62上には、複数の接続端子68が設けられている。接続端子68には、それぞれ弾性波装置51のバンプ10が接合されている。実装基板62上には、弾性波装置51を覆うように封止樹脂69が設けられている。これにより、弾性波装置51は実装基板62上に実装されている。このように、弾性波装置実装構造体60は、CSP構造である。
[0083]
 弾性波装置実装構造体60における弾性波装置51は、第5の実施形態の構成を有するため、本実施形態においても支持基板2と積層膜3とが剥離し難い。
[0084]
 上記各実施形態の弾性波装置は、高周波フロントエンド回路のデュプレクサなどとして用いることができる。この例を下記において説明する。
[0085]
 図13は、通信装置及び高周波フロントエンド回路の構成図である。なお、同図には、高周波フロントエンド回路230と接続される各構成要素、例えば、アンテナ素子202やRF信号処理回路(RFIC)203も併せて図示されている。高周波フロントエンド回路230及びRF信号処理回路203は、通信装置240を構成している。なお、通信装置240は、電源、CPUやディスプレイを含んでいてもよい。
[0086]
 高周波フロントエンド回路230は、スイッチ225と、デュプレクサ201A,201Bと、フィルタ231,232と、ローノイズアンプ回路214,224と、パワーアンプ回路234a,234b,244a,244bとを備える。なお、図13の高周波フロントエンド回路230及び通信装置240は、高周波フロントエンド回路及び通信装置の一例であって、この構成に限定されるものではない。
[0087]
 デュプレクサ201Aは、フィルタ211,212を有する。デュプレクサ201Bは、フィルタ221,222を有する。デュプレクサ201A,201Bは、スイッチ225を介してアンテナ素子202に接続される。なお、上記弾性波装置は、デュプレクサ201A,201Bであってもよいし、フィルタ211,212,221,222であってもよい。
[0088]
 さらに、上記弾性波装置は、例えば、3つのフィルタのアンテナ端子が共通化されたトリプレクサや、6つのフィルタのアンテナ端子が共通化されたヘキサプレクサなど、3以上のフィルタを備えるマルチプレクサについても適用することができる。
[0089]
 すなわち、上記弾性波装置は、弾性波共振子、フィルタ、デュプレクサ、3以上のフィルタを備えるマルチプレクサを含む。そして、該マルチプレクサは、送信フィルタ及び受信フィルタの双方を備える構成に限らず、送信フィルタのみ、または、受信フィルタのみを備える構成であってもかまわない。
[0090]
 スイッチ225は、制御部(図示せず)からの制御信号に従って、アンテナ素子202と所定のバンドに対応する信号経路とを接続し、例えば、SPDT(Single Pole Double Throw)型のスイッチによって構成される。なお、アンテナ素子202と接続される信号経路は1つに限らず、複数であってもよい。つまり、高周波フロントエンド回路230は、キャリアアグリゲーションに対応していてもよい。
[0091]
 ローノイズアンプ回路214は、アンテナ素子202、スイッチ225及びデュプレクサ201Aを経由した高周波信号(ここでは高周波受信信号)を増幅し、RF信号処理回路203へ出力する受信増幅回路である。ローノイズアンプ回路224は、アンテナ素子202、スイッチ225及びデュプレクサ201Bを経由した高周波信号(ここでは高周波受信信号)を増幅し、RF信号処理回路203へ出力する受信増幅回路である。
[0092]
 パワーアンプ回路234a,234bは、RF信号処理回路203から出力された高周波信号(ここでは高周波送信信号)を増幅し、デュプレクサ201A及びスイッチ225を経由してアンテナ素子202に出力する送信増幅回路である。パワーアンプ回路244a,244bは、RF信号処理回路203から出力された高周波信号(ここでは高周波送信信号)を増幅し、デュプレクサ201B及びスイッチ225を経由してアンテナ素子202に出力する送信増幅回路である。
[0093]
 RF信号処理回路203は、アンテナ素子202から受信信号経路を介して入力された高周波受信信号を、ダウンコンバートなどにより信号処理し、当該信号処理して生成された受信信号を出力する。また、RF信号処理回路203は、入力された送信信号をアップコンバートなどにより信号処理し、当該信号処理して生成された高周波送信信号をパワーアンプ回路234a,234b,244a,244bへ出力する。RF信号処理回路203は、例えば、RFICである。なお、通信装置は、BB(ベースバンド)ICを含んでいてもよい。この場合、BBICは、RFICで処理された受信信号を信号処理する。また、BBICは、送信信号を信号処理し、RFICに出力する。BBICで処理された受信信号や、BBICが信号処理する前の送信信号は、例えば、画像信号や音声信号等である。
[0094]
 なお、高周波フロントエンド回路230は、上記デュプレクサ201A,201Bに代わり、デュプレクサ201A,201Bの変形例に係るデュプレクサを備えていてもよい。
[0095]
 他方、通信装置240におけるフィルタ231,232は、ローノイズアンプ回路214,224及びパワーアンプ回路234a,234b,244a,244bを介さず、RF信号処理回路203とスイッチ225との間に接続されている。フィルタ231,232も、デュプレクサ201A,201Bと同様に、スイッチ225を介してアンテナ素子202に接続される。
[0096]
 以上のように構成された高周波フロントエンド回路230及び通信装置240によれば、本発明の弾性波装置である、弾性波共振子、フィルタ、デュプレクサ、3以上のフィルタを備えるマルチプレクサなどを備えることにより、支持基板と、圧電薄膜を含む積層膜とが剥離し難く、かつ積層膜の割れや欠けが生じ難い。
[0097]
 以上、本発明の実施形態に係る弾性波装置、高周波フロントエンド回路及び通信装置について、実施形態及びその変形例を挙げて説明したが、本発明は、上記実施形態及び変形例における任意の構成要素を組み合わせて実現される別の実施形態や、上記実施形態に対して本発明の主旨を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例や、本発明に係る高周波フロントエンド回路及び通信装置を内蔵した各種機器も本発明に含まれる。
[0098]
 本発明は、弾性波共振子、フィルタ、デュプレクサ、マルチバンドシステムに適用できるマルチプレクサ、フロントエンド回路及び通信装置として、携帯電話機などの通信機器に広く利用できる。

符号の説明

[0099]
1…弾性波装置
2…支持基板
2a…接続部
3…積層膜
4…高音速膜
5…低音速膜
6…圧電薄膜
7…支持部材
7a…開口部
8…カバー部材
9…アンダーバンプメタル層
10…バンプ
12…凹部
12b…内面
13A~13C…弾性波共振子
14…IDT電極
15A,15B…反射器
16…配線電極
17…接続電極
19…絶縁層
19a,19b…第1,第2の部分
22…支持基板
22a…接続部
32…支持基板
32a…接続部
43…積層膜
43A…音響反射層
44a,44b…高音響インピーダンス膜
45a,45b…低音響インピーダンス膜
51…弾性波装置
60…弾性波装置実装構造体
62…実装基板
68…接続端子
69…封止樹脂
73…積層膜
201A,201B…デュプレクサ
202…アンテナ素子
203…RF信号処理回路
211,212…フィルタ
214…ローノイズアンプ回路
221,222…フィルタ
224…ローノイズアンプ回路
225…スイッチ
230…高周波フロントエンド回路
231,232…フィルタ
234a,234b…パワーアンプ回路
240…通信装置
244a,244b…パワーアンプ回路
R1~R3…除去領域
X…外縁接触部

請求の範囲

[請求項1]
 支持基板と、
 前記支持基板上に設けられており、平面視した場合に前記支持基板の外縁の少なくとも一部よりも内側に設けられており、かつ、圧電薄膜を含む積層膜と、
 前記積層膜上に設けられているIDT電極と、
 前記支持基板上及び前記積層膜上に設けられており、前記支持基板上から前記積層膜上に至っている絶縁層と、
 前記絶縁層上に設けられており、前記IDT電極と電気的に接続されている接続電極と、
 前記接続電極と電気的に接続されており、前記接続電極上に直接的にまたは間接的に設けられており、かつ、平面視した場合に前記支持基板上であって前記積層膜が設けられている領域の外側に設けられている、外部接続端子と、
を備え、
 前記支持基板における前記積層膜側の主面は、平面視した場合に前記積層膜の外縁の位置に凹部を有し、
 前記凹部は、前記絶縁層によって覆われている、弾性波装置。
[請求項2]
 前記積層膜の線膨脹係数と、前記支持基板の線膨張係数とは異なる、請求項1に記載の弾性波装置。
[請求項3]
 前記凹部が、平面視した場合に前記支持基板上であって前記積層膜が設けられている領域の外側の全体に形成されている、請求項1または2に記載の弾性波装置。
[請求項4]
 前記凹部が前記積層膜を囲むように設けられている、請求項1~3のいずれか1項に記載の弾性波装置。
[請求項5]
 前記支持基板が、前記圧電薄膜を伝搬する弾性波の音速よりも伝搬するバルク波の音速が高い材料からなり、
 前記積層膜が、前記圧電薄膜を伝搬する弾性波の音速よりも伝搬するバルク波の音速が低い低音速膜を含み、
 前記低音速膜上に前記圧電薄膜が設けられている、請求項1~4のいずれか1項に記載の弾性波装置。
[請求項6]
 前記積層膜が、前記圧電薄膜を伝搬する弾性波の音速よりも伝搬するバルク波の音速が高い高音速膜と、前記圧電薄膜を伝搬する弾性波の音速よりも伝搬するバルク波の音速が低い低音速膜と、を含み、
 前記高音速膜上に前記低音速膜が設けられており、
 前記低音速膜上に前記圧電薄膜が設けられている、請求項1~4のいずれか1項に記載の弾性波装置。
[請求項7]
 前記積層膜が、音響インピーダンスが相対的に高い高音響インピーダンス膜と、前記高音響インピーダンス膜に比べて音響インピーダンスが低い低音響インピーダンス膜と、を有する音響反射層を含み、
 前記音響反射層上に前記圧電薄膜が設けられている、請求項1~4のいずれか1項に記載の弾性波装置。
[請求項8]
 平面視した場合に、前記支持基板上であって前記積層膜が設けられている領域の外側の領域に直接的にまたは間接的に設けられており、前記IDT電極を囲んでいる開口部を有する支持部材と、
 前記支持部材上に、前記開口部を覆うように設けられているカバー部材と、
 前記接続電極に接続されるように、前記支持部材及び前記カバー部材を貫通しているアンダーバンプメタル層と、
をさらに備え、
 前記外部接続端子が、前記接続電極上に前記アンダーバンプメタル層を介して間接的に設けられているバンプであり、
 前記支持基板、前記支持部材及び前記カバー部材により囲まれた中空空間内に、前記IDT電極が位置している、請求項1~7のいずれか1項に記載の弾性波装置。
[請求項9]
 前記外部接続端子が、前記接続電極上に直接的に設けられているバンプである、請求項1~7のいずれか1項に記載の弾性波装置。
[請求項10]
 請求項1~9のいずれか1項に記載の弾性波装置と、
 パワーアンプと、
を備える、高周波フロントエンド回路。
[請求項11]
 請求項10に記載の高周波フロントエンド回路と、
 RF信号処理回路と、
を備える、通信装置。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5]

[ 図 6]

[ 図 7]

[ 図 8]

[ 図 9]

[ 図 10]

[ 図 11]

[ 図 12]

[ 図 13]

[ 図 14]