JP2004336503A - 弾性表面波素子及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】優れたフィルタ特性を得ることができる弾性表面波素子及びその製造方法を提供する。
【解決手段】ＳＡＷ伝搬方向において隣接する共振子１０間に圧電基板２０を除去することで形成した溝４を設ける。ＳＡＷ伝搬方向に重なりを持つ共振子１０間が物理的に分離（アイソレイト）されるため、一方の共振子１０から発振した圧電基板２０内部を伝搬するバルク波（接合界面での反射波を含む）が他方の共振子１０へ入力することを防止でき、スプリアスの発生を抑えることができる。尚、溝４は、圧電基板２０をダイシングブレード等を用いて切断することで形成されるため、その側面（圧電基板２０の切断面）は粗面である。このため、溝４の側面に入射したバルク波は乱反射し、スプリアスを発生させる要因とならない。また、溝４は素子を個片化する際の圧電基板２００の切断と同一の工程で切断する。
【選択図】 図３
【解決手段】ＳＡＷ伝搬方向において隣接する共振子１０間に圧電基板２０を除去することで形成した溝４を設ける。ＳＡＷ伝搬方向に重なりを持つ共振子１０間が物理的に分離（アイソレイト）されるため、一方の共振子１０から発振した圧電基板２０内部を伝搬するバルク波（接合界面での反射波を含む）が他方の共振子１０へ入力することを防止でき、スプリアスの発生を抑えることができる。尚、溝４は、圧電基板２０をダイシングブレード等を用いて切断することで形成されるため、その側面（圧電基板２０の切断面）は粗面である。このため、溝４の側面に入射したバルク波は乱反射し、スプリアスを発生させる要因とならない。また、溝４は素子を個片化する際の圧電基板２００の切断と同一の工程で切断する。
【選択図】 図３
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧電性素子基板に支持基板が接合された接合基板を用いた弾性表面波（Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ：以下、ＳＡＷという）素子及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、弾性表面波（ＳＡＷ）素子は携帯電話機のバンドパスフィルタ等として幅広く活用されている。このＳＡＷ素子を利用したフィルタや共振器は小型であり、且つ安価であるといった特長がある。そのため携帯電話機等の通信機器の小型化にはＳＡＷ素子は不可欠なものとなっている。
【０００３】
近年では、携帯電話機等の高性能化に伴い、ＳＡＷ素子を用いたフィルタにもさらなる高性能化が求められている。例えばＳＡＷ素子は温度変化によって周波数変動してしまうため、この温度安定性を改善することもその一つである。
【０００４】
従来において、ＳＡＷ素子用の基板材料としては、圧電性素子基板（以下、圧電基板と略す）が用いられている。なかでもタンタル酸リチウム（以下、ＬＴという）やニオブ酸リチウム（以下、ＬＮという）は、大きな電気機械結合係数を持つ圧電材料であるため、広く利用されている。
【０００５】
しかしながら、ＬＴやＬＮ等の電気機械結合係数に優れた圧電材料は、温度変化に対して基板特性が不安定であるという欠点を持っている。これに対し、例えば水晶などの温度安定性に優れた圧電材料は、電気機械結合係数が小さいという欠点を持っている。このように、圧電材料の一般的な傾向として、電気機械結合係数の大きな材料は温度安定性に劣り、逆に、温度安定性に優れた水晶などの材料は電気機械結合係数が小さいという欠点を持つという相反する問題が存在する。このため、例えばＬＴで形成した基板（以下、ＬＴ基板という）を用いたＳＡＷ素子は、広帯域のフィルタ特性を実現するのに有利であるが、水晶基板などに比べ温度安定性に劣る。
【０００６】
以上のような相反する欠点を補い、大きな電気機械結合係数と優れた温度安定性とを両立する圧電基板を実現するために、従来において様々な方法が提案されている。例えば以下に示す非特許文献１には、ＬＮ基板又はＬＴ基板の表面に、これと逆の温度係数を持つ酸化珪素膜（ＳｉＯ２）を成膜した基板を用いることで、温度安定性を向上させる方法が開示されている。また、同じく以下に示す特許文献１には、ＬＴ基板表面にＳＡＷの波長以下程度の分極反転層を形成し、これの電界短絡効果を利用することによって温度安定性を向上させる方法が開示されている。このほかにも、例えば以下の特許文献２や非特許文献２等に、薄い圧電基板と厚い低膨張材料基板とを直接接合によって接合し、圧電基板の温度変化による伸縮を抑制することで、温度安定性を向上させる方法が開示されている。更に、以下の非特許文献３には、薄い圧電基板と厚い低膨張材料基板とを接着剤等を用いて接合し、同様に圧電基板の温度変化による伸縮を抑制して温度安定性を向上させる方法が開示されている。更にまた、以下に示す特許文献３には、２種類の基板を固相反応にて接合することで、ＳＡＷの特性を改善させる方法が開示されている。
【０００７】
ここで、上記したような接合基板を用いて作成した従来のＳＡＷ素子チップ１００を図１に示す。但し、図１では、例として１つのチップ上に４つの共振子（ワンポート共振子）１０が形成され、２つずつ（図１ではＡ及びＢ，Ｃ及びＤ）が組となってそれぞれフィルタを形成するデュプレクサタイプのＳＡＷ素子チップ１００について例を挙げる。図１に示すように、従来のＳＡＷ素子チップ１００は、裏面に支持基板３０が貼り合わされた圧電基板２０の表面上に、櫛形電極（ＩｎｔｅｒＤｉｇｉｔａｌ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ：ＩＤＴ）１１とこれをＳＡＷ伝搬方向において挟むように配置された反射電極１２とが、共振器１０毎に形成された構成を有している。一般的に同一のフィルタを形成する共振子１０同士は、ＳＡＷ伝搬方向において重ならない位置にレイアウトされるが、異なるフィルタを形成する共振子１０間では、チップ面積の縮小化を考慮して、ＳＡＷ伝搬方向に重なって配置される場合があった。
【０００８】
但し、ＳＡＷ素子に接合基板を用いた場合、これを多面取り構造の基板から１つの素子に個片化した際に圧電基板と支持基板との接合界面が剥離してしまうという問題が存在する。
【０００９】
このような問題を解決する方法としては、例えば以下に示す特許文献４で開示されるように、圧電基板と支持基板とを異なるダイシングソウで切断（ダイシング）する方法が考えられる。この従来技術を図２を用いて詳細に説明する。図２に示すように、本製造方法では、先ず、ＩＤＴ１１等が形成された圧電基板２０と支持基板３０との接合基板（ベース基板）を作製する（図２（ａ）参照）。
【００１０】
次に、上記で作製したベース基板を個々のＳＡＷ素子チップ１００に個片化するにあたり、ダイシングブレードを用いて個々のＳＡＷ素子チップ１００の境界部分の圧電基板２０を切断（除去）して溝８１を形成する（図２（ｂ）参照）。次に、上記の工程で使用したダイシングブレードよりも細い、即ち溝８１よりも細いダイシングブレードを使用して溝８１の底部から支持基板３０を、個々のＳＡＷ素子チップ１００の境界に沿って切断する（図２（ｃ）参照）。これにより、ＳＡＷ素子チップ１００が個片化される。
【００１１】
【特許文献１】
特許第２５１６８１７号公報
【特許文献２】
特開平１１−５５０７０号公報
【特許文献３】
特開平９−２０８３９９号公報
【特許文献４】
特開２００１−６０８４６号公報
【非特許文献１】
山之内ら，ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ． ｏｎ Ｓｏｎｉｃｓ ａｎｄ Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｓ．， ｖｏｌ．ＳＵ−３１， ｐｐ．５１−５７， １９８４
【非特許文献２】
大西ら，Ｐｒｏｃ． ｏｆ ＩＥＥＥ Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｓ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ， ｐｐ．３３５−３３８， １９９８
【非特許文献３】
山之内ら，Ｐｒｏｃ． ｏｆ ＩＥＥＥ Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｓ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ， ｐｐ．２３９−２４２， １９９９
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような圧電基板にこれよりも熱膨張係数が小さい支持基板を貼り合わせることで温度安定性を向上させる方法を用いたＳＡＷ素子チップでは、基板間に発生する応力で効率的に圧電基板の熱膨張を抑制するために圧電基板が薄く加工されている。このため、圧電基板上に形成したＩＤＴで深さ方向の成分を持って発生したバルク波が接合界面で強く反射してしまう。これは、特に基板間の接合強度が高い直接接合を用いた接合基板では、接合界面が鏡面であるため、強く現れる。
【００１３】
反射したバルク波は、ＳＡＷ伝搬方向に重なりを持って配列した共振子同士が十分に距離を隔てている場合は問題とならないが、昨今に見られるような小型化されたＳＡＷ素子チップでは、ＳＡＷ伝搬方向に隣接する共振子同士の距離が短く、ＳＡＷ伝搬方向に隣接する共振子に入力してしまい、スプリアスが発生してフィルタ特性が劣化してしまうという問題を発生させる。
【００１４】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたもので、優れたフィルタ特性を得ることができる弾性表面波素子及びその製造方法を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、本発明は、請求項１記載のように、一主面上に２つ以上の共振子が形成された圧電基板と、前記圧電基板の他主面に接合された支持基板とを有する弾性表面波素子において、少なくとも２つの前記共振子の励振部分が弾性表面波の伝搬方向における重なりを持ち、前記重なりを持つ前記共振子の組のうち少なくとも１組の共振子間の少なくとも一部の圧電基板が除去又は改質されている。弾性表面波の伝搬方向において重なりを持つ共振子間の圧電基板を少なくとも一部除去又は改質することで、両共振子間の少なくとも一部が物理的に分離されるため、一方の共振子から他方の共振子へ入力するバルク波を低減することができる。従って、スプリアスの発生を押え、良好なフィルタ特性を得ることができる。
【００１６】
また、本発明は、請求項２記載のように、一主面上に２つ以上の共振子が形成された圧電基板と、前記圧電基板の他主面に接合された支持基板とを有する弾性表面波素子において、全ての前記共振子同士の励振部分が弾性表面波の伝搬方向における重なりを持たず、前記共振子同士のうち少なくとも１組の共振子間の少なくとも一部の圧電基板が除去又は改質されている。弾性表面波の伝搬方向において重なりを持たない共振子間であってもバルク波の影響が微小に存在するため、この間の圧電基板の少なくとも一部を除去又は改質することで、スプリアスの発生を低減し、より良好なフィルタ特性を得ることができる。
【００１７】
また、請求項１又は２記載の前記弾性表面波素子は、例えば請求項３記載のように、前記２つ以上の共振子が２つ以上のフィルタを構成していてもよい。即ち、本発明は、デュプレクサやデュアルフィルタ等、複数のフィルタを有して成る弾性表面波素子にも適用することができる。但し、デュプレクサ等のような近傍の複数の周波数を使用する弾性表面波素子では、フィルタ特性がバルク波により影響を受け易いが、本発明はバルク波の伝搬を防止することが可能であるため、特に有効である。
【００１８】
また、請求項１から３の何れか１項に記載の前記弾性表面波素子は、好ましくは請求項４記載のように、前記支持基板が前記圧電基板の熱膨張係数よりも小さい熱膨張係数の圧電材料で作製される。これにより、圧電基板の熱膨張を抑制することができるため、弾性表面波素子の温度安定性を向上できる。
【００１９】
また、請求項１から４の何れか１項に記載の前記支持基板は、例えば請求項５記載のように、サファイアを主成分とする基板材料で作製されてもよい。一般的に使用されるリチウムタンタレートやリチウムナイオベート等よりも硬度が非常に高いサファイア基板を用いることで、支持基板に傷をつけずに、即ち支持基板の強度を低下させることなく、圧電基板を除去することが可能となる。また、サファイア基板は、同じく一般的に使用されるリチウムタンタレートやリチウムナイオベート等よりも熱膨張係数が小さく、ヤング率も大きいサファイアを支持基板に使用することで、効率的に圧電基板の熱膨張を抑制することが可能となり、弾性表面波素子の温度安定性を向上させることができる。バルク波は、放射される角度や速度がさまざまであるが、本発明はバルク波の周波数に関わらずこれの伝搬を防止することが可能であるため、特に有効である。
【００２０】
また、請求項１から５の何れか１項に記載の前記弾性表面波素子は、例えば請求項６記載のように、前記弾性表面波が漏洩表面波であってもよい。本発明による弾性表面波素子はバルク波を確実に抑えることが可能であるため、一般的にバルク波への変換が大きい漏洩表面波に対して特に有効である。
【００２１】
また、本発明は、請求項７記載のように、一主面上に２つ以上の共振子が形成された圧電基板と、前記圧電基板の他主面に接合された支持基板とを有する弾性表面波素子の製造方法において、共振部分が弾性表面波の伝搬方向における重なりを持つ前記共振子の組のうち少なくとも１組の共振子間の少なくとも一部の圧電基板を除去又は改質する工程を有して構成される。弾性表面波の伝搬方向において重なりを持つ共振子間の圧電基板を少なくとも一部除去又は改質することで、両共振子間の少なくとも一部が物理的に分離されるため、一方の共振子から他方の共振子へ入力するバルク波が低減された弾性表面波素子を製造することができる。従って、スプリアスの発生を押え、良好なフィルタ特性が得られる弾性表面波素子を製造することができる。
【００２２】
また、本発明は、請求項８記載のように、一主面上に２つ以上の共振子が形成された圧電基板と、前記圧電基板の他主面に接合された支持基板とを有する弾性表面波素子の製造方法において、共振部分が弾性表面波の伝搬方向における重なりを持たない前記共振子間の少なくとも一部の圧電基板を除去又は改質する工程を有して構成される。弾性表面波の伝搬方向において重なりを持たない共振子間であってもバルク波の影響が微小に存在するため、この間の圧電基板の少なくとも一部を除去又は改質することで、スプリアスの発生を低減し、より良好なフィルタ特性を得ることができる。
【００２３】
また、請求項７又は８記載の前記工程は、例えば請求項９記載のように、回転切削刃又はレーザ光を用いて前記共振子間の少なくとも一部の圧電基板を除去又は改質してもよい。
【００２４】
また、請求項７から９の何れか１項に記載の前記製造方法は、請求項１０のように、前記支持基板に前記圧電基板よりも熱膨張係数が小さい基板材料を用いることが好ましい。これにより、圧電基板の熱膨張を抑制することができるため、弾性表面波素子の温度安定性を向上できる。
【００２５】
また、本発明は、請求項１１記載のように、一主面上に２つ以上の共振子が形成された多面取り構造の圧電基板と、前記圧電基板の他主面に接合された支持基板とを有する弾性表面波素子の製造方法において、前記弾性表面波素子を個片化するための切断ライン上の圧電基板の少なくとも一部を除去する第１の工程と、レーザ光又はスクライブを用いて前記切断ラインに沿って前記弾性表面波素子を分離する第２の工程とを有して構成される。弾性表面波素子を個々に分離する、即ち支持基板をレーザ光やスクライブ等を用いて切断することで、支持基板の強度が高い場合でも、接合界面が剥離することなく素子を個片化することができる。従って、両基板の接合強度が低下することを防止できるため、温度安定性が劣化することを防止でき、優れたフィルタ特性を得ることが可能となる。
【００２６】
また、請求項１１記載の前記第１の工程は、例えば請求項１２記載のように、レーザ光又は回転切削刃を用いて前記切断ラインに沿って前記圧電基板の少なくとも一部を除去してもよい。
【００２７】
また、請求項１１記載の前記製造方法は、好ましくは請求項１３記載のように、前記弾性表面波素子を個片化するための切断ライン上であって少なくとも前記圧電基板と前記支持基板との接合界面を含む領域を改質する第３の工程を有して構成される。切断ライン上における少なくとも接合界面付近の領域を改質することで、この部分を切断し易くすることが可能となるため、より切断時の接合界面の剥離を防止することができる。
【００２８】
また、請求項１１記載の前記第１の工程は、請求項１４記載のように、前記切断ライン上の前記圧電基板の一部を残すように該圧電基板を切断することが好ましい。圧電基板の一部を薄く残しておくことで、支持基板を切断した際に剥離する部分を、薄く残した領域に限定することが可能となるため、より切断時の接合界面の剥離を防止することができる。
【００２９】
また、請求項１１記載の前記第１の工程は、請求項１５記載のように、前記第２の工程で使用する前記スクライブの針又は前記レーザ光の断面の幅よりも太い幅で、前記切断ライン上の前記圧電基板の少なくとも一部を除去することが好ましい。圧電基板に形成した溝の幅よりも細いスクライブの針やレーザ光を使用することで、圧電基板に傷を付けたり、変質させたりすることを防止できる。また、支持基板の切断部と接合界面とをできるだけ離すことで、支持基板の切断時に接合界面の剥離も低減できる。
【００３０】
また、本発明は、請求項１６記載のように、一主面上に２つ以上の共振子が形成された多面取り構造の圧電基板と、前記圧電基板の他主面に接合された支持基板とを有する弾性表面波素子の製造方法において、前記弾性表面波素子を個片化するための切断ライン上であって少なくとも前記圧電基板と前記支持基板との接合界面を含む領域を改質する第１の工程と、前記圧電基板及び／又は前記支持基板を加熱することで前記切断ラインに沿って前記弾性表面波素子を分離する第２の工程とを有して構成される。切断ラインに沿って少なくとも接合界面を改変し、これに熱処理を施すことで素子を個片化するように構成することで、支持基板の強度が高い場合でも、接合界面が剥離することなく素子を個片化することができる。従って、両基板の接合強度が低下することを防止できるため、温度安定性が劣化することを防止でき、優れたフィルタ特性を得ることが可能となる。
【００３１】
また、請求項１１から１６の何れか１項に記載の前記製造方法は、例えば請求項１７記載のように、前記支持基板の硬度が前記圧電基板の硬度よりも高くともよい。
【００３２】
また、請求項１１から１７の何れか１項に記載の前記支持基板は、請求項１８記載のように、サファイア基板で作製されることが好ましい。一般的に使用されるリチウムタンタレートやリチウムナイオベート等よりも硬度が非常に高いサファイア基板を用いることで、支持基板に傷をつけずに、即ち支持基板の強度を低下させることなく、圧電基板を除去することが可能となる。また、サファイア基板は、同じく一般的に使用されるリチウムタンタレートやリチウムナイオベート等よりも熱膨張係数が小さく、ヤング率も大きいサファイアを支持基板に使用することで、効率的に圧電基板の熱膨張を抑制することが可能となり、弾性表面波素子の温度安定性を向上させることができる。
【００３３】
また、請求項１８記載の前記サファイア基板は、請求項１９記載のように、前記サファイア基板はサファイア結晶におけるＲ面又はＡ面の基板であることが好ましい。加工のし易いＲ面又はＡ面のサファイア基板を用いることで、容易に素子を個片化することができる。
【００３４】
また、請求項１８記載の前記圧電基板上の弾性表面波の伝搬方向は、請求項２０記載のように、前記サファイア基板のｃ軸投影線及び該ｃ軸投影線の垂直方向と異なることが好ましい。サファイア基板のｃ軸投影線方向及びその垂直方向は、切断の際に欠けることが多く、加工が困難である。そこで、サファイア基板の切断方向を上記の方向とは異なる方向とすることで、容易に素子を個片化することが可能となる。
【００３５】
また、請求項２０記載の前記弾性表面波の伝搬方向と前記ｃ軸投影線とのなす角は、例えば請求項２１記載のように、４５°±２°であることが好ましい。弾性表面波の伝搬方向とｃ軸投影線とのなす角を４５°とすることで、最も加工が容易となる。また、その角度のマージンを、サファイア基板の加工時のマージンである±２°とすることで、サファイア基板の使用が容易となる。
【００３６】
また、請求項１１から２１の何れか１項に記載の前記圧電基板は、例えば請求項２２記載のように、リチウムタンタレート基板又はリチウムナイオベート基板を用いることができる。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を好適に実施した形態について図面を用いて詳細に説明する。
【００３８】
〔第１の実施形態〕
先ず、本発明の第１の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図３は、本実施形態による弾性表面波（ＳＡＷ）素子チップ１の構成を示す図である。尚、図３（ａ）はＳＡＷ素子チップ１の上面図であり、（ｂ）はそのＸ１−Ｘ１断面図である。
【００３９】
図３に示すように、ＳＡＷ素子チップ１は、圧電基板２０の第２の主面（これを裏面とする）に支持基板３０が接合され、同じく圧電基板２０の第１の主面（これを表面とする）に櫛形電極（ＩＤＴ）１１及び反射電極１２を有して成る共振子１０が形成された構成を有する。
【００４０】
圧電基板２０には、切り出し角が回転Ｙカット板である４２°ＹカットＸ伝搬リチウムタンタレート（ＳＡＷの伝搬方向Ｘの線膨張係数が１６．１ｐｐｍ／℃）の圧電単結晶基板（以下、ＬＴ基板という）を用いた。但し、このほかにも、切り出し角が回転Ｙカット板である６４°ＹカットＸ伝搬リチウムナイオベート（ＬｉＮｂＯ３：ＳＡＷの伝搬方向Ｘの線膨張係数が１５．４ｐｐｍ／℃）の圧電単結晶基板（以下、ＬＮ基板という）や、水晶等の圧電材料基板を用いることも可能である。尚、４２°ＹカットＸ伝搬ＬＴ基板は漏洩表面波を使用している。また、同様に漏洩表面波を使用する基板としては、ＬＳＴカットの水晶基板や１２８°ＹカットＸ伝搬ＬＮ基板等が存在し、これらを使用することも可能である。
【００４１】
また、支持基板３０には、圧電基板（ＬＴやＬＮ等）よりも線膨張係数がより小さく且つヤング率が大きい基板である、Ｒ面カットのサファイア（ＳＡＷの伝搬方向Ｘの線膨張係数が５．３ｐｐｍ／℃）基板やシリコン基板等を用いることができる。以下の説明では、例としてＲ面カットのサファイア基板（以下、サファイア基板と略す）を使用し、この厚さを３００μｍとした。
【００４２】
本実施形態では、圧電基板２０と支持基板３０とを例えば接合面に表面活性化処理を用いた基板接合方法により直接接合する。表面活性化処理を施した基板接合方法を用いることで、両基板（２０，３０）の接合強度が上昇し、支持基板３０によるＳＡＷ素子チップ１の温度安定性が向上する。但し、この他にも樹脂やその他の接着材料を用いて圧電基板２０と支持基板３０とを貼り合わせても良い。
【００４３】
図３では、圧電基板２０の表面に形成された共振子１０が各々ワンポート共振子である。４つの共振子１０のうち２つずつをそれぞれ配線パターン１３で接続することで、例えば１．９ＧＨｚ帯のフィルタが２組形成されている。この際、ＳＡＷの波長を２．１μｍとする。即ち、図３に示すＳＡＷ素子チップ１は１．９ＧＨｚ帯のデュプレクサとして構成されている。但し、各々のフィルタを多段（例えば４段）構造のラダー型フィルタ１０ａで構成する場合、その構成は図４（ａ）に示すように、直列碗１３１に接続されたＩＤＴ１１１を含んで形成された共振子（これを直列共振子Ｓという）と並列碗１３２に接続されたＩＤＴ１１２を含んで形成された共振子（これを並列共振子Ｐという）とを有した構成となる。図４（ａ）に示す４段構造のラダー型フィルタ１０ａの回路図を図４（ｂ）に示す。但し、以下の説明では、簡略化のため、図３のような、ワンポート共振子を４つ（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）用い、このうちＡとＢとが送信用フィルタを構成し、ＣとＤとが受信用フィルタを構成するデュプレクサを例に挙げる。
【００４４】
図３に示す例では、４つの共振子１０（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）のうち、同一のフィルタを構成する共振子同士（Ａ及びＢ／Ｃ及びＤ）はＳＡＷの伝搬方向において重ならないようにレイアウトされているが、異なるフィルタを構成する共振子同士（例えばＡ及びＣ／Ｂ及びＤ）はＳＡＷ伝搬方向において重なりを持つ。このような構成では、圧電基板２０と支持基板３０との接合界面で反射したバルク波がＳＡＷ伝搬方向において重なりを持つ共振子（例えばＡ／ＣであればＣ／Ａ，Ｂ／ＤであればＤ／Ｂ）に入力してしまい、スプリアスが発生する。これは特にチップの小型化のために、共振子間の距離を確保できない場合に重大な問題となる。
【００４５】
そこで本実施形態では、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、ＳＡＷ伝搬方向において隣接する共振子１０間（ＡとＣとの間，ＢとＤとの間）に、圧電基板２０を除去することで形成した溝４を設ける。これにより、ＳＡＷ伝搬方向に重なりを持つ共振子１０間が物理的に分離（アイソレイト）されるため、図５に示すように、一方の共振子１０から発振した圧電基板２０内部を伝搬するバルク波（接合界面での反射波を含む）が他方の共振子１０へ入力することを防止でき、スプリアスの発生を抑えることができる。尚、溝４は、後述するように、圧電基板２０をダイシングブレード等を用いて切断することで形成されるため、その側面（圧電基板２０の切断面）は粗面である。このため、溝４の側面に入射したバルク波は乱反射し、スプリアスを発生させる要因とならない。また、これも後で述べるが、レーザ照射などを行って、結果的にクラックを形成することによってもバルク波の伝搬を防ぐことができる。クラックは幅が非常に狭い溝であり、圧電基板を物理的に分離できる。
【００４６】
次に、本実施形態によるＳＡＷ素子チップ１の製造方法について、以下に図面を用いて詳細に説明する。
【００４７】
図６は、ＳＡＷ素子チップ１の製造方法を説明するためのプロセス図である。但し、本実施形態では、量産性の向上及びチップ１つあたりの製造コストの低減を実現するために、多面取り構造を用いる。
【００４８】
本製造方法では、先ず、図６（ａ）に示すように、製品形態よりも厚い圧電基板２０Ａと支持基板３０とを接合し、接合基板を作成する。この際、両基板（２０Ａ，３０）の接合面には、例えばアルゴン（Ａｒ）等の不活性ガスや酸素のイオンビーム，中性子ビーム又はプラズマ等を用いた表面活性化処理を施すことが好ましい。このように活性化処理を行うことで、両基板（２０Ａ，３０）の接合強度を向上することが可能となる。また、両基板（２０Ａ，３０）を接合する際、これらを１００℃程度以下の温度下で挟み込むように加圧することで、より接合強度を向上させることができる。以上のように表面活性化処理を用いた基板接合方法を採用することで、両基板（２０Ａ，３０）を接合した後に、１０００℃以上での高温でアニール処理を施す必要がないため、基板の破損を招く恐れがなく、且つ様々な基板を接合することができる。
【００４９】
次に、本実施形態では、図６（ｂ）に示すように、上記で作成した接合基板における少なくとも圧電基板２０Ａを製品形態として使用する程度の厚みまで切削／研磨する。但し、図６（ａ）の工程において、製品形態程度の厚みの圧電基板２０を使用した場合、この工程は省略することができる。また、支持基板３０に関しても製品形態よりも厚い基板を用いた場合、この工程において同様に切削／研磨する。更に、この工程の後に２００℃程度以下の低温でアニール処理を行うことで、接合強度を向上させることもできる。切削／研磨後にアニール処理を行うことで、熱応力の発生を可能な限り低減されるため、基板が破損することを防止できる。
【００５０】
圧電基板２０と支持基板３０との接合基板を作成すると、次に図６（ｃ）に示すように、圧電基板２０表面に金属膜１１Ａを形成し、この上にフォトリソグラフィ技術を用いてマスク１１ａを形成した後、この上からエッチングを施すことで、図６（ｄ）に示すように、ＩＤＴ１１や反射電極１２及び配線パターン（信号を入出力するための電極パッドも含む）１３（図３参照）が２次元配列して複数形成された多面取り構造のベース基板が作製できる。
【００５１】
本製造方法では次に、上記で作製したベース基板を個々のＳＡＷ素子チップ１に個片化する工程に移行する。この工程では、圧電基板２０を切断する段階と支持基板３０を切断する段階とで異なる切断手段を用いる。但し、上述の特許文献４で開示された方法には、支持基板３０が例えばサファイアやシリコン等の一般的な圧電基板よりも硬い材料で形成されていた場合、切断部付近の接合界面が剥離し易く、また、切削速度の制御もセンシティブとなるため、製造効率が低下し、大量生産が困難となるという問題が存在する。更に、ダイシングに用いるブレードの磨耗が早く、製造装置の寿命が短くなるという問題も存在する。そこで、圧電基板２０よりも硬い支持基板（サファイア基板）３０を用いた本実施形態では、これ（支持基板）を切断する手段として、ダイシングブレードを用いた手法以外であるレーザ光を用いた手法を採用する。ダイシングブレードよりも切断部にかける負荷（衝撃や振動）が小さいレーザ光を用いることで、切削速度の制御が容易で且つ切断部付近の接合界面が剥離するという問題やダイシングブレードの寿命が短くなるという問題を回避でき、効率よく且つ高い歩留りでＳＡＷ素子チップを大量生産することができる。以下に、この工程を図６に基づいて説明する。
【００５２】
先ず、図６（ｅ）に示すように、ダイシングブレードを用いて個々のＳＡＷ素子チップ１の境界部分（これを切断ラインという）の圧電基板２０のみを切断（除去）し、溝８１を形成する。この際、同一の工程で、ＳＡＷ伝搬方向において重なっているＩＤＴ１１の間（溝４に相当：図３参照）の領域の圧電基板２０部分も切断（除去）する。即ち、本実施形態では、ＳＡＷ素子チップ１の分離部分（切断ライン）と、ＳＡＷ伝搬方向における共振子１０間の分離部分とを同一の工程で除去する。これにより、製造工程を新たに追加すること無く、バルク波によるスプリアスが防止されたＳＡＷ素子チップ１を製造することができる。尚、この工程では、例えば幅が２００μｍで粒度が＃２０００のダイアモンドブレードを用い、ベース基板が搭載されたステージの送り速度を５ｍｍ／秒として、同幅程度の溝４及び８１を形成した。但し、これに限定されず、幅４０μｍから２００μｍ程度のダイシングブレードであれば、換言すれば幅４０μｍから２００μｍ程度の溝４を形成することが可能なダイシングブレードであれば如何なるものを用いてもよい。また、溝４の幅は、ＳＡＷ素子チップ１の境界部分（切断ライン）に形成する溝８１よりも狭くすることも可能であるため、溝４を作製するためのダイシングブレードに幅４０μｍ程度以下の細いものを用いてもよい。更に、上記ではダイアモンドブレードを用いた場合を例に挙げたが、これを例えばレジンブレードとすることで、支持基板３０に傷をつけることなく、即ち支持基板３０の強度を落とすことなく、圧電基板２０のみを切断することが可能である。
【００５３】
次に、本製造方法では、溝８１よりも細い幅のレーザ光を用いて、上記工程により露出された支持基板３０を、個々のＳＡＷ素子チップ１の境界に沿って切断する（図６（ｆ）参照）。これにより、切断ライン付近の接合界面が剥離することを防止しつつ、ＳＡＷ素子チップ１を個片化することができる。
【００５４】
また、図６（ｆ）では、支持基板３０の切断にレーザ光を用いてＳＡＷ素子チップ１を個片化したが、この他の方法として、例えば図７に示すように、図６（ｅ）の工程で露出された部分における支持基板３０に、個々のＳＡＷ素子チップ１の境界（切断ライン）に沿ってスクライブ装置を用いて傷８２を付け（図７（ａ）参照）、このスクライブによる傷８２に沿ってブレーキ装置を用いて支持基板３０を割ることで、ＳＡＷ素子チップ１を個片化してもよい。この際、スクライブ装置には、先端の太さが溝８１よりも細い（ダイシングブレードを２００μｍとした場合では例えば１５０μｍ）のダイアモンド針を使用する。
【００５５】
更に、圧電基板２０及び支持基板３０を切断する工程では、比較的大出力で優れたレーザ特性を有するＹＡＧレーザ等を用いて両基板を溶融する手法を用いることも可能である。即ち、図６（ａ）〜（ｄ）の工程で接合基板上にＩＤＴ１１等を作製した後に、図８に示すように、レーザ光を用いて圧電基板２０を溶融して溝８１’を形成し（図８（ｂ）参照）、次に同様に、レーザ光を用いて支持基板３０を溶融して切断する（図８（ｃ）参照）。尚、このような方法を採用する場合、溝４は別の工程、例えば圧電基板２０を溶融する前の工程でダイシングブレードを用いて形成しておくと良い（図８（ａ）参照）。
【００５６】
また、上記では圧電基板２０及び支持基板３０を溶融して切断する手法を例に挙げたが、溶融せずに多光子吸収により改質層を形成し、この改質層に外力を与えて切断する手法も用いることができる。このような手法を用いた工程を以下に図９を用いて説明する。
【００５７】
図９に示すように、先ず、図６（ａ）〜（ｄ）の工程で接合基板上にＩＤＴ１１等を作製した後に、ダイシングブレード等を用いて溝４を形成する（図９（ａ）参照）。次に、ＳＡＷ素子チップ１を個片化する際の切断部分（切断ライン）における接合界面を含む領域に焦点を合わせてレーザ光を照射する。これにより、融解又は多光子吸収により改質された領域（改質部９１）が形成される（図９（ｂ）参照）。この際、改質部９１は、接合界面から例えば上下（圧電基板２０側及び支持基板３０側にそれぞれ）１０μｍ程度の領域とする。その後、このベース基板に加熱処理を施すことで、圧電基板２０と支持基板３０との熱膨張係数の違いから、接合界面に熱応力を発生させ、ベース基板を切断する。これにより、ＳＡＷ素子チップ１が個片化される（図９（ｃ）参照）。
【００５８】
また、切断時に改質する部分は図９（ｂ）に示すような圧電基板２０と支持基板３０との接合基板に限定されず、例えば図１０に示すように、圧電基板２０の表面（支持基板３０と反対側）付近（深さ１０μｍ程度）や支持基板３０の表面（圧電基板２０と反対側）付近（深さ１００μｍ程度）の領域にも改質部９２を設けても良い。これにより、より確実且つ歩留りよくベース基板を切断することができる。
【００５９】
更に、図９（ｂ）や図１０に示すように少なくとも接合界面付近を改質することで、この部分は切断し易くなる。そこで、上述のような加熱処理でなく、ダイシングブレードやレーザ光やスクライブ等を用いてＳＡＷ素子チップ１を個片化しても、圧電基板２０と支持基板３０とが剥離することなく、ＳＡＷ素子チップ１を個片化できる。
【００６０】
次に、以上のように作製したＳＡＷ素子チップ１のフィルタ特性を図１１を用いて詳細に説明する。尚、図１１は、ＳＡＷ素子チップ１を１．９ＧＨｚ帯のデュプレクサとして作製した場合のフィルタ特性を示しており、その際の圧電基板（ＬＴ基板）２の厚さを３０μｍとし、支持基板（サファイア基板）３の厚さを３００μｍとした。
【００６１】
このようなＳＡＷ素子チップ１において、バルク波の影響がある場合、フィルタ特性の高周波側にスプリアスが発生するため、一般的に受信帯域として使用される受信用フィルタの帯域の抑圧度が劣化する。これに対し、図１１に示すように、本実施形態による構成とすることで、スプリアスを大幅に改善することができ、良好なフィルタ特性が得られた。
【００６２】
以上のように、本実施形態によれば、ＳＡＷ伝搬方向において重なりを持つ共振子１０間を物理的に分離することが可能となるため、これらの間でバルク波が入力されることを防止でき、スプリアスの発生を抑えて良好なフィルタ特性を得ることが可能となる。更に、本実施形態では、２段階の基板切断工程を採用し、支持基板の切断にレーザ光を用いているため、支持基板を圧電基板よりも硬い材料で形成した場合でも、切削速度の制御が容易で且つ切断部付近の接合界面が剥離するという問題やダイシングブレードの寿命が短くなるという問題を回避でき、効率よく且つ高い歩留りで大量生産することが可能となる。
【００６３】
〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図１２は、本実施形態によるＳＡＷ素子チップ２の構成を示す図である。尚、図１２（ａ）はＳＡＷチップの上面図であり、（ｂ）はそのＸ２−Ｘ２断面図である。
【００６４】
図１２に示すように、ＳＡＷ素子チップ２は、第１の実施形態によるＳＡＷ素子チップ１（図３参照）において、ＳＡＷ伝搬方向の重なりを持って隣接する共振子１０間（ＡとＣとの間，ＢとＣとの間）に形成する溝２４が、圧電基板２０を完全に分断しない構成を有している。即ち、圧電基板２０が数μｍ（例えば５μｍ）程度残して除去されている。
【００６５】
このような構成は、例えば支持基板３０が圧電基板２０よりも軟らかい材料（例えばガラス等）で形成された場合に特に有効であり、圧電基板２０のダイシング時に支持基板３０が破損することを防止できる。但し、支持基板３０を第１の実施形態と同様に圧電基板２０よりも硬い材料（サファイアやシリコン等）で形成した場合でも本実施形態による構成を適用することで、支持基板３０が破損する可能性をより抑えることができる。尚、圧電基板２０を厚み方向に数μｍ程度残したとしても、一方の共振子１０から他方の共振子１０へバルク波が入力されることを十分に防止することが可能であり、スプリアスの発生を抑えられる。
【００６６】
次に、本実施形態によるＳＡＷ素子チップ２の製造方法について、以下に図面を用いて詳細に説明する。
【００６７】
図１３は、ＳＡＷ素子チップ２の製造方法を説明するためのプロセス図である。本製造方法でも、第１の実施形態における製造方法と同様に、量産性の向上及びチップ１つあたりの製造コストの低減を目的として、多面取り構造を用いる。
【００６８】
本製造方法では、先ず、図６に示す製造方法と同様な工程を用いて、ＩＤＴ１１等が形成された圧電基板２０と支持基板３０との接合基板（ベース基板）を作製する（図６（ａ）〜（ｄ）参照）。
【００６９】
次に、上記で作製したベース基板を個々のＳＡＷ素子チップ２に個片化するにあたり、ダイシングブレードを用いて個々のＳＡＷ素子チップ２の境界部分（切断ライン）の圧電基板２０を貫通しない程度に（５μｍ程度残して）切断（除去）する（図１３（ａ）参照）。この際、同一の工程で、ＳＡＷ伝搬方向において重なっているＩＤＴ１１の間（溝２４に相当）の領域の圧電基板２０部分も貫通しない程度（同様に５μｍ程度残して）切断（除去）する。これにより、製造工程を新たに追加することなく、バルク波によるスプリアスが防止されたＳＡＷ素子チップ２を製造することができる。尚、この工程では、例えば幅が１００μｍで粒度が＃２０００のダイアモンドブレードを用い、ベース基板が搭載されたステージの送り速度を５ｍｍ／秒として、同幅程度の溝２４及び８３を形成した。但し、これに限定されず、第１の実施形態と同様に、幅４０μｍから２００μｍ程度のダイシングブレードであれば、換言すれば幅４０μｍから２００μｍ程度の溝２４を形成することが可能なダイシングブレードであれば如何なるものを用いてもよい。また、溝２４は、ＳＡＷ素子チップ２の境界部分に形成する溝８３よりも狭くすることも可能であるため、溝２４を作製するためのダイシングブレードに幅４０μｍ程度以下の細いものを用いても良い。
【００７０】
以上のように、厚さ数μｍ程度を残して圧電基板２０を除去した後、本製造方法では、溝８３よりも細い幅のレーザ光を用いて、溝８３の底部から支持基板３０を、個々のＳＡＷ素子チップ１の境界に沿って切断する（図１３（ｂ）参照）。これにより、切断ライン付近の整合界面が剥離することを防止しつつ、ＳＡＷ素子チップ２を個片化することができる。但し、本実施形態では、レーザ光に限定されず、溝８３よりも細い切断手段であれば、ダイシングブレードを用いて支持基板３０（残った圧電基板２０も含む）を切断しても良い。即ち、本実施形態のように、切断ライン上の圧電基板２０を微小に残しておくことで、ダイシングブレード等を用いて支持基板３０を切断した場合でも、接合界面の剥離を強度の弱い部分、即ち圧電基板２０が薄く残された部分（溝８３の底部）のみに抑えることができる。また、このほかにも、例えば図１４に示すように、溝８３の底部に支持基板３０まで十分に到達する傷８４をＳＡＷ素子チップ２の境界に沿ってスクライブ装置を用いて形成し（図１４（ａ）参照）、このスクライブによる傷８４に沿ってブレーキ装置を用いて支持基板３０を割ることで、ＳＡＷ素子チップ２を個片化しても良い。この際、スクライブ装置には、第１の実施形態における製造方法と同様に、先端の太さが溝８３よりも細いダイアモンド針を使用する。
【００７１】
以上のように、本実施形態によれば、ＳＡＷ伝搬方向において重なりを持つ共振子１０間を実質的に物理的に分離することが可能となるため、これらの間でバルク波が入力されることを防止でき、スプリアスの発生を抑えて良好なフィルタ特性を得ることが可能となる。更に、本実施形態では、２段階の基板切断工程を採用し、支持基板の切断にレーザ光を用いているため、支持基板を圧電基板よりも硬い材料で形成した場合でも、切削速度の制御が容易で且つ切断部分付近の接合界面が剥離するという問題やダイシングブレードの寿命が短くなるという問題を回避でき、効率よく且つ高い歩留りで大量生産することが可能となる。更に、支持基板の切断にダイシングブレードを用いた場合でも、圧電基板と支持基板との剥離を薄膜化された部分（溝８３）のみに抑えることが可能となるため、接合強度を維持することが可能となり、温度安定性が低下することを防止できる。
【００７２】
また、他の構成及び製造方法は、第１の実施形態と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
【００７３】
〔第３の実施形態〕
次に、本発明の第３の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図１５は、本実施形態によるＳＡＷ素子チップ３の構成を示す図である。尚、図１５（ａ）はＳＡＷ素子チップ３の上面図であり、（ｂ）はそのＸ３−Ｘ３断面図である。
【００７４】
図１５に示すように、ＳＡＷ素子チップ３は、第１の実施形態によるＳＡＷ素子チップ１（図３参照）において、ＳＡＷ伝搬方向の重なりを持って隣接する共振子１０間（ＡとＣとの間，ＢとＤとの間）に形成する溝３４が、圧電基板２０を貫通して支持基板３０に達した構成を有している。即ち、支持基板３０が数〜数１０μｍ（例えば１０μｍ）程度、圧電基板２０と共に除去されている。但し、支持基板３０を切削する上限としては、支持基板３０の強度の低下がＳＡＷ素子チップ３の耐久性及び温度安定性を損なわない程度とする。
【００７５】
このように、支持基板３０が強度を十分に有していれば、圧電基板２０と共に支持基板３０の一部も除去した構成としても、接合界面が剥離することなく、ＳＡＷ素子チップ３を個片化することが可能である。尚、他の構成及び製造方法は第１の実施形態と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
【００７６】
〔第４の実施形態〕
次に、本発明の第４の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図１６は、本実施形態によるＳＡＷ素子チップ４の構成を示す図である。尚、図１６（ａ）はＳＡＷ素子チップ４の上面図であり、（ｂ）はそのＸ４−Ｘ４断面図である。
【００７７】
本実施形態によるＳＡＷ素子チップ４は、図１６に示すように、第１の実施形態による圧電基板２０の除去部分（図３における溝４に相当）が、圧電基板２０を改質させた部分（改質部４４）に置き換えられた構成を有する。これにより、圧電基板２０の連続性が無くなり、改質部４４を介してバルク波が伝搬することを防止できる。
【００７８】
圧電基板４４の一部を改質させる手段としては、レーザ光等を使用することができる。レーザ光を改質部分に照射することで、この部分で溶融又は多光子吸収が起こり、圧電基板２０の改質が生じる。これにより、圧電基板２０の性質的な連続性が損なわれるため、一方の共振子１０から他方の共振子１０へバルク波が入力されることを十分に抑えることが可能であり、スプリアスの発生を抑えられる。また、圧電基板２０を物理的に除去することが無いため、圧電基板２０と支持基板３０との接合強度が低下することを回避でき、ＳＡＷ素子チップ４の温度安定性が低下することを防止できる。また、改質層を形成後、チップに温度変化を与えると熱応力により改質層で圧電基板にクラックが入ることがある。この場合、溝幅としては非常に狭いが、第１の実施形態のように圧電基板が分割されていることになるため、結果としてバルク波の伝搬をさらに抑えることが可能となる。
【００７９】
次に、本実施形態によるＳＡＷ素子チップ４の製造方法について、以下に図面を用いて詳細に説明する。
【００８０】
図１７は、ＳＡＷ素子チップ４の製造方法を説明するためのブロック図である。本製造方法でも、第１の実施形態と同様に、量産性の向上及びチップ１つあたりの製造コストの削減を目的として、多面取り構造を用いる。
【００８１】
本製造方法では、先ず、図６に示す製造方法と同様な工程を用いて、ＩＤＴ１１等が形成された圧電基板２０と支持基板３０との接合基板（ベース基板）を作製する（図６（ａ）〜（ｄ）参照）。
【００８２】
次に、ＳＡＷ伝搬方向に重なりを持つ共振子１０間の連続性をなくすために、レーザ光を用いて対応する領域（改質部４４）を照射し、これを改質する（図１７（ａ）参照）。その後、ベース基板を個々のＳＡＷ素子チップ２に個片化するにあたり、ダイシングブレードを用いて個々のＳＡＷ素子チップ２の境界部分（切断ライン）の圧電基板２０を切断（除去）した（図１７（ｂ）参照）後、溝８１よりも細い幅のレーザ光を用いて、溝８１の底部から支持基板３０を、個々のＳＡＷ素子チップ４の境界に沿って切断する（図１７（ｃ）参照）。これにより、切断部付近の整合界面が剥離することを防止しつつ、ＳＡＷ素子チップ４を個片化することができる。他の構成及び製造方法は、第１の実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００８３】
また以上では、ＳＡＷ伝搬方向における重なりを持つ共振子１０間の圧電基板２０を上面から下面に渡って改質させた場合について例を挙げたが、本発明はこれに限定されず、例えば第２の実施形態における溝２４に相当するような圧電基板２０の裏面（支持基板３０側）に到達しないような領域、または第３の実施形態における溝３４のような支持基板３０の上層まで達した領域を改質させることで、両共振子１０間を分離するように構成することも可能である。
【００８４】
〔第５の実施形態〕
次に、本発明の第５の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図１８は、本実施形態によるＳＡＷ素子チップ５の構成を示す図である。尚、図１８（ａ）はＳＡＷ素子チップ５の上面図であり、（ｂ）はそのＸ５−Ｘ５断面図である。
【００８５】
図１８に示すように、ＳＡＷ素子チップ５は、ＳＡＷ伝搬方向に重なりを持つ共振子１０間の領域であって、その一部（少なくとも共振子１０同士がＳＡＷ伝搬方向において重なる領域）のみの圧電基板２０が改質された構成を有する。
【００８６】
レーザ光を用いて圧電基板２０を改質させる構成とすることで、チップ５全体を跨がらず、少なくとも共振子１０同士がＳＡＷ伝搬方向において重なる領域であって両共振子１０の間の領域のみに介在する改質部５４を形成することが可能となる。即ち、圧電基板２０がバルク波に対して部分的に分断された構成のＳＡＷ素子チップ５を形成することができる。尚、他の構成及び製造方法は、第４の実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００８７】
また、上記では圧電基板２０を部分的に改質させた場合について例を挙げたが、本発明はこれに限定されず、図１９に示すように、改質部５４に相当する領域をレーザ光等を用いて除去した構成（溝５４’）としても良い。これにより、同様に圧電基板２０をバルク波に対して部分的に分断することが可能となるため、バルク波によるスプリアスが抑制されたＳＡＷ素子チップ５’を形成することができる。
【００８８】
〔第６の実施形態〕
次に、本発明の第６の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図２０は、本実施形態によるＳＡＷ素子チップ６の構成を示す上面図である。
【００８９】
図２０に示すように、ＳＡＷ素子チップ６は、圧電基板２０上に形成されたＩＤＴ１１がＳＡＷ伝搬方向において重ならないようにレイアウトされている。即ち、ＳＡＷ素子チップ６は、共振子１０同士がＳＡＷ伝搬方向に重なりを持たない。大部分のバルク波はＳＡＷ伝搬方向に圧電基板２０の深さ方向の成分を持って伝搬するため、共振子１０同士のＳＡＷ伝搬方向の重なりを無くすことで、一方の共振子１０から出力されたバルク波が他の共振子１０へ入力することを防止でき、スプリアスの発生を抑制できる。
【００９０】
このような構成を有するＳＡＷ素子チップ６は、例えば図６（ｃ）及び（ｄ）に示す工程において形成するＩＤＴ１１や配線パターン１３のレイアウトを図２０に示すようなものとし、（ｅ）に示す工程における溝４を形成する手順を削除することで作製することができる。
【００９１】
また、以上のような構成において、図２１のＳＡＷ素子チップ６’に示すように、ＳＡＷ伝搬方向に並ぶ（重なりを有さなくても良い）共振子１０間の一部を分断するような改質部６４’（溝であってもよい）を形成することで、よりバルク波の影響を低減することができ、スプリアスの発生を抑制できる。
【００９２】
更に、本実施形態は、例えば図１８に示すような第５の実施形態によるＳＡＷ素子チップ５と組み合わせることで、図２２のＳＡＷ素子チップ７に示すように、ＳＡＷ伝搬方向において重なりを持たない共振子１０の組であって、それらの間に溝又は改質部を形成することができない構成を有する共振子１０同士を互いにＳＡＷ方向の重なりを持たないようにレイアウトする。これにより、例えばＳＡＷ伝搬方向における共振子１０間に配線パターン１３等が形成されたＳＡＷ素子チップにおいてもバルク波の影響が最大限に低減させることができる。
【００９３】
尚、他の構成及び製造方法は、上記した各実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００９４】
〔他の実施形態〕
以上、説明した実施形態は本発明の好適な一実施形態にすぎず、本発明はその趣旨を逸脱しない限り種々変形して実施可能である。
【００９５】
例えば、上記した各実施形態では、支持基板３０としてＲ面カットのサファイア基板を用いたが、この代わりにＡ面カットのサファイア基板を用いてもよい。サファイアのＲ面又はＡ面は、その面内でｃ軸投影線に平行方向とその垂直方向との加工が難しい。
【００９６】
一般的なＳＡＷ素子チップでは、ほとんどの場合、ＳＡＷ伝搬方向に平行方向及び垂直方向にウェハを切断して得られた長方形のサファイア基板が用いられている。そのため、図２３に示すように、圧電基板２０のＳＡＷ伝搬方向をサファイア基板（これの符号を３とする）のｃ軸投影方向に平行或いは垂直とすると、サファイア基板３を切断することが困難となってしまう。
【００９７】
このような問題を解決するために、本発明では、サファイア基板の切断方向をｃ軸投影方向に平行或いは垂直な方向からずらして設定する。これを図２４を用いて説明する。
【００９８】
図２４に示すように、圧電基板２０上のＳＡＷ伝搬方向をサファイア基板３のｃ軸投影方向に対して略４５°傾ける。これにより、サファイア基板３の切断方向もｃ軸投影方向に対して４５°傾くので、加工がし易く安定した特性のＳＡＷ素子を得ることができる。尚、一般的にサファイア基板３は作製時に±２°のマージンを有して設計されているため、傾ける角度のマージンも±２°となる。
【００９９】
以上、各実施形態で挙げたパラメータ等の数値、材料等は一例にすぎず、本発明は、その趣旨を逸脱しない限り種々変形することができる。また、ＳＡＷ素子も１つの共振子で構成されるものに限定されず、複数個の共振子を有してなるラダー型フィルタや多重モード結合型フィルタやこれらのフィルタを用いたデュプレクサやデュアルフィルタ等を適用することができる。
【０１００】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、バルク波によるスプリアスや接合界面の剥離が低減され、優れたフィルタ特性が得られる弾性表面波素子及びその製造方法を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術によるＳＡＷ素子チップ１００の構成を示す図であり、（ａ）はその上面図であり、（ｂ）はそのＸ１００−Ｘ１００断面図である。
【図２】図１に示すＳＡＷ素子チップ１００の製造方法の一例を示すプロセス図である。
【図３】本発明の第１の実施形態によるＳＡＷ素子チップ１の構成を示す図であり、（ａ）はその上面図であり、（ｂ）はそのＸ１−Ｘ１断面図である。
【図４】本発明で使用するラダー型フィルタ１１０の一例を示す上面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態によるＳＡＷ素子チップ１におけるバルク波の伝搬を説明するための図である。
【図６】本発明の第１の実施形態によるＳＡＷ素子チップ１の製造方法を示すプロセス図である。
【図７】本発明の第１の実施形態によるＳＡＷ素子チップ１の他の製造方法を示すプロセス図である（１）。
【図８】本発明の第１の実施形態によるＳＡＷ素子チップ１の他の製造方法を示すプロセス図である（２）。
【図９】本発明の第１の実施形態によるＳＡＷ素子チップ１の他の製造方法を示すプロセス図である（３）。
【図１０】本発明の第１の実施形態によるＳＡＷ素子チップ１の他の製造方法を示すプロセス図である（４）。
【図１１】本発明の第１の実施形態のよるＳＡＷ素子チップ１のフィルタ特性を示すグラフである。
【図１２】本発明の第２の実施形態によるＳＡＷ素子チップ２の構成を示す図であり、（ａ）はその上面図であり、（ｂ）はそのＸ２−Ｘ２断面図である。
【図１３】本発明の第２の実施形態によるＳＡＷ素子チップ２の製造方法を示すプロセス図である。
【図１４】本発明の第２の実施形態によるＳＡＷ素子チップ２の他の製造方法を示すプロセス図である。
【図１５】本発明の第３の実施形態によるＳＡＷ素子チップ３の構成を示す図であり、（ａ）はその上面図であり、（ｂ）はそのＸ３−Ｘ３断面図である。
【図１６】本発明の第４の実施形態によるＳＡＷ素子チップ４の構成を示す図であり、（ａ）はその上面図であり、（ｂ）はそのＸ４−Ｘ４断面図である。
【図１７】本発明の第４の実施形態によるＳＡＷ素子チップ４の他の製造方法を示すプロセス図である。
【図１８】本発明の第５の実施形態によるＳＡＷ素子チップ５の構成を示す図であり、（ａ）はその上面図であり、（ｂ）はそのＸ５−Ｘ５断面図である。
【図１９】本発明の第５の実施形態によるＳＡＷ素子チップ５’の構成を示す図であり、（ａ）はその上面図であり、（ｂ）はそのＸ５’−Ｘ５’断面図である。
【図２０】本発明の第６の実施形態によるＳＡＷ素子チップ６の構成を示す上面図である。
【図２１】本発明の第６の実施形態によるＳＡＷ素子チップ６’の構成を示す図であり、（ａ）はその上面図であり、（ｂ）はそのＸ６’−Ｘ６’断面図である。
【図２２】本発明の第６の実施形態によるＳＡＷ素子チップ７の構成を示す図であり、（ａ）はその上面図であり、（ｂ）はそのＸ７−Ｘ７断面図である。
【図２３】本発明で使用するサファイア基板の構成を説明するための図である（１）。
【図２４】本発明で使用するサファイア基板の構成を説明するための図である（２）。
【符号の説明】
１、２、３、４、５、５’、６、６’、７ ＳＡＷ素子チップ
４、２４、３４ 溝
１０ 共振子
１０ａ ラダー型フィルタ
１０Ａ 送信用フィルタ
１０Ｂ 受信用フィルタ
１１ ＩＤＴ
１２ 反射電極
１３ 配線パターン
２０、２０Ａ 圧電基板
３０ 支持基板
４４、５４、５４’、６４ 改質部
８１、８１’、８３ 溝
９１、９２ 改質部
１１１、１１２ ＩＤＴ
１３１ 直列碗
１３２ 並列碗
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧電性素子基板に支持基板が接合された接合基板を用いた弾性表面波（Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ：以下、ＳＡＷという）素子及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、弾性表面波（ＳＡＷ）素子は携帯電話機のバンドパスフィルタ等として幅広く活用されている。このＳＡＷ素子を利用したフィルタや共振器は小型であり、且つ安価であるといった特長がある。そのため携帯電話機等の通信機器の小型化にはＳＡＷ素子は不可欠なものとなっている。
【０００３】
近年では、携帯電話機等の高性能化に伴い、ＳＡＷ素子を用いたフィルタにもさらなる高性能化が求められている。例えばＳＡＷ素子は温度変化によって周波数変動してしまうため、この温度安定性を改善することもその一つである。
【０００４】
従来において、ＳＡＷ素子用の基板材料としては、圧電性素子基板（以下、圧電基板と略す）が用いられている。なかでもタンタル酸リチウム（以下、ＬＴという）やニオブ酸リチウム（以下、ＬＮという）は、大きな電気機械結合係数を持つ圧電材料であるため、広く利用されている。
【０００５】
しかしながら、ＬＴやＬＮ等の電気機械結合係数に優れた圧電材料は、温度変化に対して基板特性が不安定であるという欠点を持っている。これに対し、例えば水晶などの温度安定性に優れた圧電材料は、電気機械結合係数が小さいという欠点を持っている。このように、圧電材料の一般的な傾向として、電気機械結合係数の大きな材料は温度安定性に劣り、逆に、温度安定性に優れた水晶などの材料は電気機械結合係数が小さいという欠点を持つという相反する問題が存在する。このため、例えばＬＴで形成した基板（以下、ＬＴ基板という）を用いたＳＡＷ素子は、広帯域のフィルタ特性を実現するのに有利であるが、水晶基板などに比べ温度安定性に劣る。
【０００６】
以上のような相反する欠点を補い、大きな電気機械結合係数と優れた温度安定性とを両立する圧電基板を実現するために、従来において様々な方法が提案されている。例えば以下に示す非特許文献１には、ＬＮ基板又はＬＴ基板の表面に、これと逆の温度係数を持つ酸化珪素膜（ＳｉＯ２）を成膜した基板を用いることで、温度安定性を向上させる方法が開示されている。また、同じく以下に示す特許文献１には、ＬＴ基板表面にＳＡＷの波長以下程度の分極反転層を形成し、これの電界短絡効果を利用することによって温度安定性を向上させる方法が開示されている。このほかにも、例えば以下の特許文献２や非特許文献２等に、薄い圧電基板と厚い低膨張材料基板とを直接接合によって接合し、圧電基板の温度変化による伸縮を抑制することで、温度安定性を向上させる方法が開示されている。更に、以下の非特許文献３には、薄い圧電基板と厚い低膨張材料基板とを接着剤等を用いて接合し、同様に圧電基板の温度変化による伸縮を抑制して温度安定性を向上させる方法が開示されている。更にまた、以下に示す特許文献３には、２種類の基板を固相反応にて接合することで、ＳＡＷの特性を改善させる方法が開示されている。
【０００７】
ここで、上記したような接合基板を用いて作成した従来のＳＡＷ素子チップ１００を図１に示す。但し、図１では、例として１つのチップ上に４つの共振子（ワンポート共振子）１０が形成され、２つずつ（図１ではＡ及びＢ，Ｃ及びＤ）が組となってそれぞれフィルタを形成するデュプレクサタイプのＳＡＷ素子チップ１００について例を挙げる。図１に示すように、従来のＳＡＷ素子チップ１００は、裏面に支持基板３０が貼り合わされた圧電基板２０の表面上に、櫛形電極（ＩｎｔｅｒＤｉｇｉｔａｌ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ：ＩＤＴ）１１とこれをＳＡＷ伝搬方向において挟むように配置された反射電極１２とが、共振器１０毎に形成された構成を有している。一般的に同一のフィルタを形成する共振子１０同士は、ＳＡＷ伝搬方向において重ならない位置にレイアウトされるが、異なるフィルタを形成する共振子１０間では、チップ面積の縮小化を考慮して、ＳＡＷ伝搬方向に重なって配置される場合があった。
【０００８】
但し、ＳＡＷ素子に接合基板を用いた場合、これを多面取り構造の基板から１つの素子に個片化した際に圧電基板と支持基板との接合界面が剥離してしまうという問題が存在する。
【０００９】
このような問題を解決する方法としては、例えば以下に示す特許文献４で開示されるように、圧電基板と支持基板とを異なるダイシングソウで切断（ダイシング）する方法が考えられる。この従来技術を図２を用いて詳細に説明する。図２に示すように、本製造方法では、先ず、ＩＤＴ１１等が形成された圧電基板２０と支持基板３０との接合基板（ベース基板）を作製する（図２（ａ）参照）。
【００１０】
次に、上記で作製したベース基板を個々のＳＡＷ素子チップ１００に個片化するにあたり、ダイシングブレードを用いて個々のＳＡＷ素子チップ１００の境界部分の圧電基板２０を切断（除去）して溝８１を形成する（図２（ｂ）参照）。次に、上記の工程で使用したダイシングブレードよりも細い、即ち溝８１よりも細いダイシングブレードを使用して溝８１の底部から支持基板３０を、個々のＳＡＷ素子チップ１００の境界に沿って切断する（図２（ｃ）参照）。これにより、ＳＡＷ素子チップ１００が個片化される。
【００１１】
【特許文献１】
特許第２５１６８１７号公報
【特許文献２】
特開平１１−５５０７０号公報
【特許文献３】
特開平９−２０８３９９号公報
【特許文献４】
特開２００１−６０８４６号公報
【非特許文献１】
山之内ら，ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ． ｏｎ Ｓｏｎｉｃｓ ａｎｄ Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｓ．， ｖｏｌ．ＳＵ−３１， ｐｐ．５１−５７， １９８４
【非特許文献２】
大西ら，Ｐｒｏｃ． ｏｆ ＩＥＥＥ Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｓ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ， ｐｐ．３３５−３３８， １９９８
【非特許文献３】
山之内ら，Ｐｒｏｃ． ｏｆ ＩＥＥＥ Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｓ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ， ｐｐ．２３９−２４２， １９９９
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような圧電基板にこれよりも熱膨張係数が小さい支持基板を貼り合わせることで温度安定性を向上させる方法を用いたＳＡＷ素子チップでは、基板間に発生する応力で効率的に圧電基板の熱膨張を抑制するために圧電基板が薄く加工されている。このため、圧電基板上に形成したＩＤＴで深さ方向の成分を持って発生したバルク波が接合界面で強く反射してしまう。これは、特に基板間の接合強度が高い直接接合を用いた接合基板では、接合界面が鏡面であるため、強く現れる。
【００１３】
反射したバルク波は、ＳＡＷ伝搬方向に重なりを持って配列した共振子同士が十分に距離を隔てている場合は問題とならないが、昨今に見られるような小型化されたＳＡＷ素子チップでは、ＳＡＷ伝搬方向に隣接する共振子同士の距離が短く、ＳＡＷ伝搬方向に隣接する共振子に入力してしまい、スプリアスが発生してフィルタ特性が劣化してしまうという問題を発生させる。
【００１４】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたもので、優れたフィルタ特性を得ることができる弾性表面波素子及びその製造方法を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、本発明は、請求項１記載のように、一主面上に２つ以上の共振子が形成された圧電基板と、前記圧電基板の他主面に接合された支持基板とを有する弾性表面波素子において、少なくとも２つの前記共振子の励振部分が弾性表面波の伝搬方向における重なりを持ち、前記重なりを持つ前記共振子の組のうち少なくとも１組の共振子間の少なくとも一部の圧電基板が除去又は改質されている。弾性表面波の伝搬方向において重なりを持つ共振子間の圧電基板を少なくとも一部除去又は改質することで、両共振子間の少なくとも一部が物理的に分離されるため、一方の共振子から他方の共振子へ入力するバルク波を低減することができる。従って、スプリアスの発生を押え、良好なフィルタ特性を得ることができる。
【００１６】
また、本発明は、請求項２記載のように、一主面上に２つ以上の共振子が形成された圧電基板と、前記圧電基板の他主面に接合された支持基板とを有する弾性表面波素子において、全ての前記共振子同士の励振部分が弾性表面波の伝搬方向における重なりを持たず、前記共振子同士のうち少なくとも１組の共振子間の少なくとも一部の圧電基板が除去又は改質されている。弾性表面波の伝搬方向において重なりを持たない共振子間であってもバルク波の影響が微小に存在するため、この間の圧電基板の少なくとも一部を除去又は改質することで、スプリアスの発生を低減し、より良好なフィルタ特性を得ることができる。
【００１７】
また、請求項１又は２記載の前記弾性表面波素子は、例えば請求項３記載のように、前記２つ以上の共振子が２つ以上のフィルタを構成していてもよい。即ち、本発明は、デュプレクサやデュアルフィルタ等、複数のフィルタを有して成る弾性表面波素子にも適用することができる。但し、デュプレクサ等のような近傍の複数の周波数を使用する弾性表面波素子では、フィルタ特性がバルク波により影響を受け易いが、本発明はバルク波の伝搬を防止することが可能であるため、特に有効である。
【００１８】
また、請求項１から３の何れか１項に記載の前記弾性表面波素子は、好ましくは請求項４記載のように、前記支持基板が前記圧電基板の熱膨張係数よりも小さい熱膨張係数の圧電材料で作製される。これにより、圧電基板の熱膨張を抑制することができるため、弾性表面波素子の温度安定性を向上できる。
【００１９】
また、請求項１から４の何れか１項に記載の前記支持基板は、例えば請求項５記載のように、サファイアを主成分とする基板材料で作製されてもよい。一般的に使用されるリチウムタンタレートやリチウムナイオベート等よりも硬度が非常に高いサファイア基板を用いることで、支持基板に傷をつけずに、即ち支持基板の強度を低下させることなく、圧電基板を除去することが可能となる。また、サファイア基板は、同じく一般的に使用されるリチウムタンタレートやリチウムナイオベート等よりも熱膨張係数が小さく、ヤング率も大きいサファイアを支持基板に使用することで、効率的に圧電基板の熱膨張を抑制することが可能となり、弾性表面波素子の温度安定性を向上させることができる。バルク波は、放射される角度や速度がさまざまであるが、本発明はバルク波の周波数に関わらずこれの伝搬を防止することが可能であるため、特に有効である。
【００２０】
また、請求項１から５の何れか１項に記載の前記弾性表面波素子は、例えば請求項６記載のように、前記弾性表面波が漏洩表面波であってもよい。本発明による弾性表面波素子はバルク波を確実に抑えることが可能であるため、一般的にバルク波への変換が大きい漏洩表面波に対して特に有効である。
【００２１】
また、本発明は、請求項７記載のように、一主面上に２つ以上の共振子が形成された圧電基板と、前記圧電基板の他主面に接合された支持基板とを有する弾性表面波素子の製造方法において、共振部分が弾性表面波の伝搬方向における重なりを持つ前記共振子の組のうち少なくとも１組の共振子間の少なくとも一部の圧電基板を除去又は改質する工程を有して構成される。弾性表面波の伝搬方向において重なりを持つ共振子間の圧電基板を少なくとも一部除去又は改質することで、両共振子間の少なくとも一部が物理的に分離されるため、一方の共振子から他方の共振子へ入力するバルク波が低減された弾性表面波素子を製造することができる。従って、スプリアスの発生を押え、良好なフィルタ特性が得られる弾性表面波素子を製造することができる。
【００２２】
また、本発明は、請求項８記載のように、一主面上に２つ以上の共振子が形成された圧電基板と、前記圧電基板の他主面に接合された支持基板とを有する弾性表面波素子の製造方法において、共振部分が弾性表面波の伝搬方向における重なりを持たない前記共振子間の少なくとも一部の圧電基板を除去又は改質する工程を有して構成される。弾性表面波の伝搬方向において重なりを持たない共振子間であってもバルク波の影響が微小に存在するため、この間の圧電基板の少なくとも一部を除去又は改質することで、スプリアスの発生を低減し、より良好なフィルタ特性を得ることができる。
【００２３】
また、請求項７又は８記載の前記工程は、例えば請求項９記載のように、回転切削刃又はレーザ光を用いて前記共振子間の少なくとも一部の圧電基板を除去又は改質してもよい。
【００２４】
また、請求項７から９の何れか１項に記載の前記製造方法は、請求項１０のように、前記支持基板に前記圧電基板よりも熱膨張係数が小さい基板材料を用いることが好ましい。これにより、圧電基板の熱膨張を抑制することができるため、弾性表面波素子の温度安定性を向上できる。
【００２５】
また、本発明は、請求項１１記載のように、一主面上に２つ以上の共振子が形成された多面取り構造の圧電基板と、前記圧電基板の他主面に接合された支持基板とを有する弾性表面波素子の製造方法において、前記弾性表面波素子を個片化するための切断ライン上の圧電基板の少なくとも一部を除去する第１の工程と、レーザ光又はスクライブを用いて前記切断ラインに沿って前記弾性表面波素子を分離する第２の工程とを有して構成される。弾性表面波素子を個々に分離する、即ち支持基板をレーザ光やスクライブ等を用いて切断することで、支持基板の強度が高い場合でも、接合界面が剥離することなく素子を個片化することができる。従って、両基板の接合強度が低下することを防止できるため、温度安定性が劣化することを防止でき、優れたフィルタ特性を得ることが可能となる。
【００２６】
また、請求項１１記載の前記第１の工程は、例えば請求項１２記載のように、レーザ光又は回転切削刃を用いて前記切断ラインに沿って前記圧電基板の少なくとも一部を除去してもよい。
【００２７】
また、請求項１１記載の前記製造方法は、好ましくは請求項１３記載のように、前記弾性表面波素子を個片化するための切断ライン上であって少なくとも前記圧電基板と前記支持基板との接合界面を含む領域を改質する第３の工程を有して構成される。切断ライン上における少なくとも接合界面付近の領域を改質することで、この部分を切断し易くすることが可能となるため、より切断時の接合界面の剥離を防止することができる。
【００２８】
また、請求項１１記載の前記第１の工程は、請求項１４記載のように、前記切断ライン上の前記圧電基板の一部を残すように該圧電基板を切断することが好ましい。圧電基板の一部を薄く残しておくことで、支持基板を切断した際に剥離する部分を、薄く残した領域に限定することが可能となるため、より切断時の接合界面の剥離を防止することができる。
【００２９】
また、請求項１１記載の前記第１の工程は、請求項１５記載のように、前記第２の工程で使用する前記スクライブの針又は前記レーザ光の断面の幅よりも太い幅で、前記切断ライン上の前記圧電基板の少なくとも一部を除去することが好ましい。圧電基板に形成した溝の幅よりも細いスクライブの針やレーザ光を使用することで、圧電基板に傷を付けたり、変質させたりすることを防止できる。また、支持基板の切断部と接合界面とをできるだけ離すことで、支持基板の切断時に接合界面の剥離も低減できる。
【００３０】
また、本発明は、請求項１６記載のように、一主面上に２つ以上の共振子が形成された多面取り構造の圧電基板と、前記圧電基板の他主面に接合された支持基板とを有する弾性表面波素子の製造方法において、前記弾性表面波素子を個片化するための切断ライン上であって少なくとも前記圧電基板と前記支持基板との接合界面を含む領域を改質する第１の工程と、前記圧電基板及び／又は前記支持基板を加熱することで前記切断ラインに沿って前記弾性表面波素子を分離する第２の工程とを有して構成される。切断ラインに沿って少なくとも接合界面を改変し、これに熱処理を施すことで素子を個片化するように構成することで、支持基板の強度が高い場合でも、接合界面が剥離することなく素子を個片化することができる。従って、両基板の接合強度が低下することを防止できるため、温度安定性が劣化することを防止でき、優れたフィルタ特性を得ることが可能となる。
【００３１】
また、請求項１１から１６の何れか１項に記載の前記製造方法は、例えば請求項１７記載のように、前記支持基板の硬度が前記圧電基板の硬度よりも高くともよい。
【００３２】
また、請求項１１から１７の何れか１項に記載の前記支持基板は、請求項１８記載のように、サファイア基板で作製されることが好ましい。一般的に使用されるリチウムタンタレートやリチウムナイオベート等よりも硬度が非常に高いサファイア基板を用いることで、支持基板に傷をつけずに、即ち支持基板の強度を低下させることなく、圧電基板を除去することが可能となる。また、サファイア基板は、同じく一般的に使用されるリチウムタンタレートやリチウムナイオベート等よりも熱膨張係数が小さく、ヤング率も大きいサファイアを支持基板に使用することで、効率的に圧電基板の熱膨張を抑制することが可能となり、弾性表面波素子の温度安定性を向上させることができる。
【００３３】
また、請求項１８記載の前記サファイア基板は、請求項１９記載のように、前記サファイア基板はサファイア結晶におけるＲ面又はＡ面の基板であることが好ましい。加工のし易いＲ面又はＡ面のサファイア基板を用いることで、容易に素子を個片化することができる。
【００３４】
また、請求項１８記載の前記圧電基板上の弾性表面波の伝搬方向は、請求項２０記載のように、前記サファイア基板のｃ軸投影線及び該ｃ軸投影線の垂直方向と異なることが好ましい。サファイア基板のｃ軸投影線方向及びその垂直方向は、切断の際に欠けることが多く、加工が困難である。そこで、サファイア基板の切断方向を上記の方向とは異なる方向とすることで、容易に素子を個片化することが可能となる。
【００３５】
また、請求項２０記載の前記弾性表面波の伝搬方向と前記ｃ軸投影線とのなす角は、例えば請求項２１記載のように、４５°±２°であることが好ましい。弾性表面波の伝搬方向とｃ軸投影線とのなす角を４５°とすることで、最も加工が容易となる。また、その角度のマージンを、サファイア基板の加工時のマージンである±２°とすることで、サファイア基板の使用が容易となる。
【００３６】
また、請求項１１から２１の何れか１項に記載の前記圧電基板は、例えば請求項２２記載のように、リチウムタンタレート基板又はリチウムナイオベート基板を用いることができる。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を好適に実施した形態について図面を用いて詳細に説明する。
【００３８】
〔第１の実施形態〕
先ず、本発明の第１の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図３は、本実施形態による弾性表面波（ＳＡＷ）素子チップ１の構成を示す図である。尚、図３（ａ）はＳＡＷ素子チップ１の上面図であり、（ｂ）はそのＸ１−Ｘ１断面図である。
【００３９】
図３に示すように、ＳＡＷ素子チップ１は、圧電基板２０の第２の主面（これを裏面とする）に支持基板３０が接合され、同じく圧電基板２０の第１の主面（これを表面とする）に櫛形電極（ＩＤＴ）１１及び反射電極１２を有して成る共振子１０が形成された構成を有する。
【００４０】
圧電基板２０には、切り出し角が回転Ｙカット板である４２°ＹカットＸ伝搬リチウムタンタレート（ＳＡＷの伝搬方向Ｘの線膨張係数が１６．１ｐｐｍ／℃）の圧電単結晶基板（以下、ＬＴ基板という）を用いた。但し、このほかにも、切り出し角が回転Ｙカット板である６４°ＹカットＸ伝搬リチウムナイオベート（ＬｉＮｂＯ３：ＳＡＷの伝搬方向Ｘの線膨張係数が１５．４ｐｐｍ／℃）の圧電単結晶基板（以下、ＬＮ基板という）や、水晶等の圧電材料基板を用いることも可能である。尚、４２°ＹカットＸ伝搬ＬＴ基板は漏洩表面波を使用している。また、同様に漏洩表面波を使用する基板としては、ＬＳＴカットの水晶基板や１２８°ＹカットＸ伝搬ＬＮ基板等が存在し、これらを使用することも可能である。
【００４１】
また、支持基板３０には、圧電基板（ＬＴやＬＮ等）よりも線膨張係数がより小さく且つヤング率が大きい基板である、Ｒ面カットのサファイア（ＳＡＷの伝搬方向Ｘの線膨張係数が５．３ｐｐｍ／℃）基板やシリコン基板等を用いることができる。以下の説明では、例としてＲ面カットのサファイア基板（以下、サファイア基板と略す）を使用し、この厚さを３００μｍとした。
【００４２】
本実施形態では、圧電基板２０と支持基板３０とを例えば接合面に表面活性化処理を用いた基板接合方法により直接接合する。表面活性化処理を施した基板接合方法を用いることで、両基板（２０，３０）の接合強度が上昇し、支持基板３０によるＳＡＷ素子チップ１の温度安定性が向上する。但し、この他にも樹脂やその他の接着材料を用いて圧電基板２０と支持基板３０とを貼り合わせても良い。
【００４３】
図３では、圧電基板２０の表面に形成された共振子１０が各々ワンポート共振子である。４つの共振子１０のうち２つずつをそれぞれ配線パターン１３で接続することで、例えば１．９ＧＨｚ帯のフィルタが２組形成されている。この際、ＳＡＷの波長を２．１μｍとする。即ち、図３に示すＳＡＷ素子チップ１は１．９ＧＨｚ帯のデュプレクサとして構成されている。但し、各々のフィルタを多段（例えば４段）構造のラダー型フィルタ１０ａで構成する場合、その構成は図４（ａ）に示すように、直列碗１３１に接続されたＩＤＴ１１１を含んで形成された共振子（これを直列共振子Ｓという）と並列碗１３２に接続されたＩＤＴ１１２を含んで形成された共振子（これを並列共振子Ｐという）とを有した構成となる。図４（ａ）に示す４段構造のラダー型フィルタ１０ａの回路図を図４（ｂ）に示す。但し、以下の説明では、簡略化のため、図３のような、ワンポート共振子を４つ（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）用い、このうちＡとＢとが送信用フィルタを構成し、ＣとＤとが受信用フィルタを構成するデュプレクサを例に挙げる。
【００４４】
図３に示す例では、４つの共振子１０（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）のうち、同一のフィルタを構成する共振子同士（Ａ及びＢ／Ｃ及びＤ）はＳＡＷの伝搬方向において重ならないようにレイアウトされているが、異なるフィルタを構成する共振子同士（例えばＡ及びＣ／Ｂ及びＤ）はＳＡＷ伝搬方向において重なりを持つ。このような構成では、圧電基板２０と支持基板３０との接合界面で反射したバルク波がＳＡＷ伝搬方向において重なりを持つ共振子（例えばＡ／ＣであればＣ／Ａ，Ｂ／ＤであればＤ／Ｂ）に入力してしまい、スプリアスが発生する。これは特にチップの小型化のために、共振子間の距離を確保できない場合に重大な問題となる。
【００４５】
そこで本実施形態では、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、ＳＡＷ伝搬方向において隣接する共振子１０間（ＡとＣとの間，ＢとＤとの間）に、圧電基板２０を除去することで形成した溝４を設ける。これにより、ＳＡＷ伝搬方向に重なりを持つ共振子１０間が物理的に分離（アイソレイト）されるため、図５に示すように、一方の共振子１０から発振した圧電基板２０内部を伝搬するバルク波（接合界面での反射波を含む）が他方の共振子１０へ入力することを防止でき、スプリアスの発生を抑えることができる。尚、溝４は、後述するように、圧電基板２０をダイシングブレード等を用いて切断することで形成されるため、その側面（圧電基板２０の切断面）は粗面である。このため、溝４の側面に入射したバルク波は乱反射し、スプリアスを発生させる要因とならない。また、これも後で述べるが、レーザ照射などを行って、結果的にクラックを形成することによってもバルク波の伝搬を防ぐことができる。クラックは幅が非常に狭い溝であり、圧電基板を物理的に分離できる。
【００４６】
次に、本実施形態によるＳＡＷ素子チップ１の製造方法について、以下に図面を用いて詳細に説明する。
【００４７】
図６は、ＳＡＷ素子チップ１の製造方法を説明するためのプロセス図である。但し、本実施形態では、量産性の向上及びチップ１つあたりの製造コストの低減を実現するために、多面取り構造を用いる。
【００４８】
本製造方法では、先ず、図６（ａ）に示すように、製品形態よりも厚い圧電基板２０Ａと支持基板３０とを接合し、接合基板を作成する。この際、両基板（２０Ａ，３０）の接合面には、例えばアルゴン（Ａｒ）等の不活性ガスや酸素のイオンビーム，中性子ビーム又はプラズマ等を用いた表面活性化処理を施すことが好ましい。このように活性化処理を行うことで、両基板（２０Ａ，３０）の接合強度を向上することが可能となる。また、両基板（２０Ａ，３０）を接合する際、これらを１００℃程度以下の温度下で挟み込むように加圧することで、より接合強度を向上させることができる。以上のように表面活性化処理を用いた基板接合方法を採用することで、両基板（２０Ａ，３０）を接合した後に、１０００℃以上での高温でアニール処理を施す必要がないため、基板の破損を招く恐れがなく、且つ様々な基板を接合することができる。
【００４９】
次に、本実施形態では、図６（ｂ）に示すように、上記で作成した接合基板における少なくとも圧電基板２０Ａを製品形態として使用する程度の厚みまで切削／研磨する。但し、図６（ａ）の工程において、製品形態程度の厚みの圧電基板２０を使用した場合、この工程は省略することができる。また、支持基板３０に関しても製品形態よりも厚い基板を用いた場合、この工程において同様に切削／研磨する。更に、この工程の後に２００℃程度以下の低温でアニール処理を行うことで、接合強度を向上させることもできる。切削／研磨後にアニール処理を行うことで、熱応力の発生を可能な限り低減されるため、基板が破損することを防止できる。
【００５０】
圧電基板２０と支持基板３０との接合基板を作成すると、次に図６（ｃ）に示すように、圧電基板２０表面に金属膜１１Ａを形成し、この上にフォトリソグラフィ技術を用いてマスク１１ａを形成した後、この上からエッチングを施すことで、図６（ｄ）に示すように、ＩＤＴ１１や反射電極１２及び配線パターン（信号を入出力するための電極パッドも含む）１３（図３参照）が２次元配列して複数形成された多面取り構造のベース基板が作製できる。
【００５１】
本製造方法では次に、上記で作製したベース基板を個々のＳＡＷ素子チップ１に個片化する工程に移行する。この工程では、圧電基板２０を切断する段階と支持基板３０を切断する段階とで異なる切断手段を用いる。但し、上述の特許文献４で開示された方法には、支持基板３０が例えばサファイアやシリコン等の一般的な圧電基板よりも硬い材料で形成されていた場合、切断部付近の接合界面が剥離し易く、また、切削速度の制御もセンシティブとなるため、製造効率が低下し、大量生産が困難となるという問題が存在する。更に、ダイシングに用いるブレードの磨耗が早く、製造装置の寿命が短くなるという問題も存在する。そこで、圧電基板２０よりも硬い支持基板（サファイア基板）３０を用いた本実施形態では、これ（支持基板）を切断する手段として、ダイシングブレードを用いた手法以外であるレーザ光を用いた手法を採用する。ダイシングブレードよりも切断部にかける負荷（衝撃や振動）が小さいレーザ光を用いることで、切削速度の制御が容易で且つ切断部付近の接合界面が剥離するという問題やダイシングブレードの寿命が短くなるという問題を回避でき、効率よく且つ高い歩留りでＳＡＷ素子チップを大量生産することができる。以下に、この工程を図６に基づいて説明する。
【００５２】
先ず、図６（ｅ）に示すように、ダイシングブレードを用いて個々のＳＡＷ素子チップ１の境界部分（これを切断ラインという）の圧電基板２０のみを切断（除去）し、溝８１を形成する。この際、同一の工程で、ＳＡＷ伝搬方向において重なっているＩＤＴ１１の間（溝４に相当：図３参照）の領域の圧電基板２０部分も切断（除去）する。即ち、本実施形態では、ＳＡＷ素子チップ１の分離部分（切断ライン）と、ＳＡＷ伝搬方向における共振子１０間の分離部分とを同一の工程で除去する。これにより、製造工程を新たに追加すること無く、バルク波によるスプリアスが防止されたＳＡＷ素子チップ１を製造することができる。尚、この工程では、例えば幅が２００μｍで粒度が＃２０００のダイアモンドブレードを用い、ベース基板が搭載されたステージの送り速度を５ｍｍ／秒として、同幅程度の溝４及び８１を形成した。但し、これに限定されず、幅４０μｍから２００μｍ程度のダイシングブレードであれば、換言すれば幅４０μｍから２００μｍ程度の溝４を形成することが可能なダイシングブレードであれば如何なるものを用いてもよい。また、溝４の幅は、ＳＡＷ素子チップ１の境界部分（切断ライン）に形成する溝８１よりも狭くすることも可能であるため、溝４を作製するためのダイシングブレードに幅４０μｍ程度以下の細いものを用いてもよい。更に、上記ではダイアモンドブレードを用いた場合を例に挙げたが、これを例えばレジンブレードとすることで、支持基板３０に傷をつけることなく、即ち支持基板３０の強度を落とすことなく、圧電基板２０のみを切断することが可能である。
【００５３】
次に、本製造方法では、溝８１よりも細い幅のレーザ光を用いて、上記工程により露出された支持基板３０を、個々のＳＡＷ素子チップ１の境界に沿って切断する（図６（ｆ）参照）。これにより、切断ライン付近の接合界面が剥離することを防止しつつ、ＳＡＷ素子チップ１を個片化することができる。
【００５４】
また、図６（ｆ）では、支持基板３０の切断にレーザ光を用いてＳＡＷ素子チップ１を個片化したが、この他の方法として、例えば図７に示すように、図６（ｅ）の工程で露出された部分における支持基板３０に、個々のＳＡＷ素子チップ１の境界（切断ライン）に沿ってスクライブ装置を用いて傷８２を付け（図７（ａ）参照）、このスクライブによる傷８２に沿ってブレーキ装置を用いて支持基板３０を割ることで、ＳＡＷ素子チップ１を個片化してもよい。この際、スクライブ装置には、先端の太さが溝８１よりも細い（ダイシングブレードを２００μｍとした場合では例えば１５０μｍ）のダイアモンド針を使用する。
【００５５】
更に、圧電基板２０及び支持基板３０を切断する工程では、比較的大出力で優れたレーザ特性を有するＹＡＧレーザ等を用いて両基板を溶融する手法を用いることも可能である。即ち、図６（ａ）〜（ｄ）の工程で接合基板上にＩＤＴ１１等を作製した後に、図８に示すように、レーザ光を用いて圧電基板２０を溶融して溝８１’を形成し（図８（ｂ）参照）、次に同様に、レーザ光を用いて支持基板３０を溶融して切断する（図８（ｃ）参照）。尚、このような方法を採用する場合、溝４は別の工程、例えば圧電基板２０を溶融する前の工程でダイシングブレードを用いて形成しておくと良い（図８（ａ）参照）。
【００５６】
また、上記では圧電基板２０及び支持基板３０を溶融して切断する手法を例に挙げたが、溶融せずに多光子吸収により改質層を形成し、この改質層に外力を与えて切断する手法も用いることができる。このような手法を用いた工程を以下に図９を用いて説明する。
【００５７】
図９に示すように、先ず、図６（ａ）〜（ｄ）の工程で接合基板上にＩＤＴ１１等を作製した後に、ダイシングブレード等を用いて溝４を形成する（図９（ａ）参照）。次に、ＳＡＷ素子チップ１を個片化する際の切断部分（切断ライン）における接合界面を含む領域に焦点を合わせてレーザ光を照射する。これにより、融解又は多光子吸収により改質された領域（改質部９１）が形成される（図９（ｂ）参照）。この際、改質部９１は、接合界面から例えば上下（圧電基板２０側及び支持基板３０側にそれぞれ）１０μｍ程度の領域とする。その後、このベース基板に加熱処理を施すことで、圧電基板２０と支持基板３０との熱膨張係数の違いから、接合界面に熱応力を発生させ、ベース基板を切断する。これにより、ＳＡＷ素子チップ１が個片化される（図９（ｃ）参照）。
【００５８】
また、切断時に改質する部分は図９（ｂ）に示すような圧電基板２０と支持基板３０との接合基板に限定されず、例えば図１０に示すように、圧電基板２０の表面（支持基板３０と反対側）付近（深さ１０μｍ程度）や支持基板３０の表面（圧電基板２０と反対側）付近（深さ１００μｍ程度）の領域にも改質部９２を設けても良い。これにより、より確実且つ歩留りよくベース基板を切断することができる。
【００５９】
更に、図９（ｂ）や図１０に示すように少なくとも接合界面付近を改質することで、この部分は切断し易くなる。そこで、上述のような加熱処理でなく、ダイシングブレードやレーザ光やスクライブ等を用いてＳＡＷ素子チップ１を個片化しても、圧電基板２０と支持基板３０とが剥離することなく、ＳＡＷ素子チップ１を個片化できる。
【００６０】
次に、以上のように作製したＳＡＷ素子チップ１のフィルタ特性を図１１を用いて詳細に説明する。尚、図１１は、ＳＡＷ素子チップ１を１．９ＧＨｚ帯のデュプレクサとして作製した場合のフィルタ特性を示しており、その際の圧電基板（ＬＴ基板）２の厚さを３０μｍとし、支持基板（サファイア基板）３の厚さを３００μｍとした。
【００６１】
このようなＳＡＷ素子チップ１において、バルク波の影響がある場合、フィルタ特性の高周波側にスプリアスが発生するため、一般的に受信帯域として使用される受信用フィルタの帯域の抑圧度が劣化する。これに対し、図１１に示すように、本実施形態による構成とすることで、スプリアスを大幅に改善することができ、良好なフィルタ特性が得られた。
【００６２】
以上のように、本実施形態によれば、ＳＡＷ伝搬方向において重なりを持つ共振子１０間を物理的に分離することが可能となるため、これらの間でバルク波が入力されることを防止でき、スプリアスの発生を抑えて良好なフィルタ特性を得ることが可能となる。更に、本実施形態では、２段階の基板切断工程を採用し、支持基板の切断にレーザ光を用いているため、支持基板を圧電基板よりも硬い材料で形成した場合でも、切削速度の制御が容易で且つ切断部付近の接合界面が剥離するという問題やダイシングブレードの寿命が短くなるという問題を回避でき、効率よく且つ高い歩留りで大量生産することが可能となる。
【００６３】
〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図１２は、本実施形態によるＳＡＷ素子チップ２の構成を示す図である。尚、図１２（ａ）はＳＡＷチップの上面図であり、（ｂ）はそのＸ２−Ｘ２断面図である。
【００６４】
図１２に示すように、ＳＡＷ素子チップ２は、第１の実施形態によるＳＡＷ素子チップ１（図３参照）において、ＳＡＷ伝搬方向の重なりを持って隣接する共振子１０間（ＡとＣとの間，ＢとＣとの間）に形成する溝２４が、圧電基板２０を完全に分断しない構成を有している。即ち、圧電基板２０が数μｍ（例えば５μｍ）程度残して除去されている。
【００６５】
このような構成は、例えば支持基板３０が圧電基板２０よりも軟らかい材料（例えばガラス等）で形成された場合に特に有効であり、圧電基板２０のダイシング時に支持基板３０が破損することを防止できる。但し、支持基板３０を第１の実施形態と同様に圧電基板２０よりも硬い材料（サファイアやシリコン等）で形成した場合でも本実施形態による構成を適用することで、支持基板３０が破損する可能性をより抑えることができる。尚、圧電基板２０を厚み方向に数μｍ程度残したとしても、一方の共振子１０から他方の共振子１０へバルク波が入力されることを十分に防止することが可能であり、スプリアスの発生を抑えられる。
【００６６】
次に、本実施形態によるＳＡＷ素子チップ２の製造方法について、以下に図面を用いて詳細に説明する。
【００６７】
図１３は、ＳＡＷ素子チップ２の製造方法を説明するためのプロセス図である。本製造方法でも、第１の実施形態における製造方法と同様に、量産性の向上及びチップ１つあたりの製造コストの低減を目的として、多面取り構造を用いる。
【００６８】
本製造方法では、先ず、図６に示す製造方法と同様な工程を用いて、ＩＤＴ１１等が形成された圧電基板２０と支持基板３０との接合基板（ベース基板）を作製する（図６（ａ）〜（ｄ）参照）。
【００６９】
次に、上記で作製したベース基板を個々のＳＡＷ素子チップ２に個片化するにあたり、ダイシングブレードを用いて個々のＳＡＷ素子チップ２の境界部分（切断ライン）の圧電基板２０を貫通しない程度に（５μｍ程度残して）切断（除去）する（図１３（ａ）参照）。この際、同一の工程で、ＳＡＷ伝搬方向において重なっているＩＤＴ１１の間（溝２４に相当）の領域の圧電基板２０部分も貫通しない程度（同様に５μｍ程度残して）切断（除去）する。これにより、製造工程を新たに追加することなく、バルク波によるスプリアスが防止されたＳＡＷ素子チップ２を製造することができる。尚、この工程では、例えば幅が１００μｍで粒度が＃２０００のダイアモンドブレードを用い、ベース基板が搭載されたステージの送り速度を５ｍｍ／秒として、同幅程度の溝２４及び８３を形成した。但し、これに限定されず、第１の実施形態と同様に、幅４０μｍから２００μｍ程度のダイシングブレードであれば、換言すれば幅４０μｍから２００μｍ程度の溝２４を形成することが可能なダイシングブレードであれば如何なるものを用いてもよい。また、溝２４は、ＳＡＷ素子チップ２の境界部分に形成する溝８３よりも狭くすることも可能であるため、溝２４を作製するためのダイシングブレードに幅４０μｍ程度以下の細いものを用いても良い。
【００７０】
以上のように、厚さ数μｍ程度を残して圧電基板２０を除去した後、本製造方法では、溝８３よりも細い幅のレーザ光を用いて、溝８３の底部から支持基板３０を、個々のＳＡＷ素子チップ１の境界に沿って切断する（図１３（ｂ）参照）。これにより、切断ライン付近の整合界面が剥離することを防止しつつ、ＳＡＷ素子チップ２を個片化することができる。但し、本実施形態では、レーザ光に限定されず、溝８３よりも細い切断手段であれば、ダイシングブレードを用いて支持基板３０（残った圧電基板２０も含む）を切断しても良い。即ち、本実施形態のように、切断ライン上の圧電基板２０を微小に残しておくことで、ダイシングブレード等を用いて支持基板３０を切断した場合でも、接合界面の剥離を強度の弱い部分、即ち圧電基板２０が薄く残された部分（溝８３の底部）のみに抑えることができる。また、このほかにも、例えば図１４に示すように、溝８３の底部に支持基板３０まで十分に到達する傷８４をＳＡＷ素子チップ２の境界に沿ってスクライブ装置を用いて形成し（図１４（ａ）参照）、このスクライブによる傷８４に沿ってブレーキ装置を用いて支持基板３０を割ることで、ＳＡＷ素子チップ２を個片化しても良い。この際、スクライブ装置には、第１の実施形態における製造方法と同様に、先端の太さが溝８３よりも細いダイアモンド針を使用する。
【００７１】
以上のように、本実施形態によれば、ＳＡＷ伝搬方向において重なりを持つ共振子１０間を実質的に物理的に分離することが可能となるため、これらの間でバルク波が入力されることを防止でき、スプリアスの発生を抑えて良好なフィルタ特性を得ることが可能となる。更に、本実施形態では、２段階の基板切断工程を採用し、支持基板の切断にレーザ光を用いているため、支持基板を圧電基板よりも硬い材料で形成した場合でも、切削速度の制御が容易で且つ切断部分付近の接合界面が剥離するという問題やダイシングブレードの寿命が短くなるという問題を回避でき、効率よく且つ高い歩留りで大量生産することが可能となる。更に、支持基板の切断にダイシングブレードを用いた場合でも、圧電基板と支持基板との剥離を薄膜化された部分（溝８３）のみに抑えることが可能となるため、接合強度を維持することが可能となり、温度安定性が低下することを防止できる。
【００７２】
また、他の構成及び製造方法は、第１の実施形態と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
【００７３】
〔第３の実施形態〕
次に、本発明の第３の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図１５は、本実施形態によるＳＡＷ素子チップ３の構成を示す図である。尚、図１５（ａ）はＳＡＷ素子チップ３の上面図であり、（ｂ）はそのＸ３−Ｘ３断面図である。
【００７４】
図１５に示すように、ＳＡＷ素子チップ３は、第１の実施形態によるＳＡＷ素子チップ１（図３参照）において、ＳＡＷ伝搬方向の重なりを持って隣接する共振子１０間（ＡとＣとの間，ＢとＤとの間）に形成する溝３４が、圧電基板２０を貫通して支持基板３０に達した構成を有している。即ち、支持基板３０が数〜数１０μｍ（例えば１０μｍ）程度、圧電基板２０と共に除去されている。但し、支持基板３０を切削する上限としては、支持基板３０の強度の低下がＳＡＷ素子チップ３の耐久性及び温度安定性を損なわない程度とする。
【００７５】
このように、支持基板３０が強度を十分に有していれば、圧電基板２０と共に支持基板３０の一部も除去した構成としても、接合界面が剥離することなく、ＳＡＷ素子チップ３を個片化することが可能である。尚、他の構成及び製造方法は第１の実施形態と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
【００７６】
〔第４の実施形態〕
次に、本発明の第４の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図１６は、本実施形態によるＳＡＷ素子チップ４の構成を示す図である。尚、図１６（ａ）はＳＡＷ素子チップ４の上面図であり、（ｂ）はそのＸ４−Ｘ４断面図である。
【００７７】
本実施形態によるＳＡＷ素子チップ４は、図１６に示すように、第１の実施形態による圧電基板２０の除去部分（図３における溝４に相当）が、圧電基板２０を改質させた部分（改質部４４）に置き換えられた構成を有する。これにより、圧電基板２０の連続性が無くなり、改質部４４を介してバルク波が伝搬することを防止できる。
【００７８】
圧電基板４４の一部を改質させる手段としては、レーザ光等を使用することができる。レーザ光を改質部分に照射することで、この部分で溶融又は多光子吸収が起こり、圧電基板２０の改質が生じる。これにより、圧電基板２０の性質的な連続性が損なわれるため、一方の共振子１０から他方の共振子１０へバルク波が入力されることを十分に抑えることが可能であり、スプリアスの発生を抑えられる。また、圧電基板２０を物理的に除去することが無いため、圧電基板２０と支持基板３０との接合強度が低下することを回避でき、ＳＡＷ素子チップ４の温度安定性が低下することを防止できる。また、改質層を形成後、チップに温度変化を与えると熱応力により改質層で圧電基板にクラックが入ることがある。この場合、溝幅としては非常に狭いが、第１の実施形態のように圧電基板が分割されていることになるため、結果としてバルク波の伝搬をさらに抑えることが可能となる。
【００７９】
次に、本実施形態によるＳＡＷ素子チップ４の製造方法について、以下に図面を用いて詳細に説明する。
【００８０】
図１７は、ＳＡＷ素子チップ４の製造方法を説明するためのブロック図である。本製造方法でも、第１の実施形態と同様に、量産性の向上及びチップ１つあたりの製造コストの削減を目的として、多面取り構造を用いる。
【００８１】
本製造方法では、先ず、図６に示す製造方法と同様な工程を用いて、ＩＤＴ１１等が形成された圧電基板２０と支持基板３０との接合基板（ベース基板）を作製する（図６（ａ）〜（ｄ）参照）。
【００８２】
次に、ＳＡＷ伝搬方向に重なりを持つ共振子１０間の連続性をなくすために、レーザ光を用いて対応する領域（改質部４４）を照射し、これを改質する（図１７（ａ）参照）。その後、ベース基板を個々のＳＡＷ素子チップ２に個片化するにあたり、ダイシングブレードを用いて個々のＳＡＷ素子チップ２の境界部分（切断ライン）の圧電基板２０を切断（除去）した（図１７（ｂ）参照）後、溝８１よりも細い幅のレーザ光を用いて、溝８１の底部から支持基板３０を、個々のＳＡＷ素子チップ４の境界に沿って切断する（図１７（ｃ）参照）。これにより、切断部付近の整合界面が剥離することを防止しつつ、ＳＡＷ素子チップ４を個片化することができる。他の構成及び製造方法は、第１の実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００８３】
また以上では、ＳＡＷ伝搬方向における重なりを持つ共振子１０間の圧電基板２０を上面から下面に渡って改質させた場合について例を挙げたが、本発明はこれに限定されず、例えば第２の実施形態における溝２４に相当するような圧電基板２０の裏面（支持基板３０側）に到達しないような領域、または第３の実施形態における溝３４のような支持基板３０の上層まで達した領域を改質させることで、両共振子１０間を分離するように構成することも可能である。
【００８４】
〔第５の実施形態〕
次に、本発明の第５の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図１８は、本実施形態によるＳＡＷ素子チップ５の構成を示す図である。尚、図１８（ａ）はＳＡＷ素子チップ５の上面図であり、（ｂ）はそのＸ５−Ｘ５断面図である。
【００８５】
図１８に示すように、ＳＡＷ素子チップ５は、ＳＡＷ伝搬方向に重なりを持つ共振子１０間の領域であって、その一部（少なくとも共振子１０同士がＳＡＷ伝搬方向において重なる領域）のみの圧電基板２０が改質された構成を有する。
【００８６】
レーザ光を用いて圧電基板２０を改質させる構成とすることで、チップ５全体を跨がらず、少なくとも共振子１０同士がＳＡＷ伝搬方向において重なる領域であって両共振子１０の間の領域のみに介在する改質部５４を形成することが可能となる。即ち、圧電基板２０がバルク波に対して部分的に分断された構成のＳＡＷ素子チップ５を形成することができる。尚、他の構成及び製造方法は、第４の実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００８７】
また、上記では圧電基板２０を部分的に改質させた場合について例を挙げたが、本発明はこれに限定されず、図１９に示すように、改質部５４に相当する領域をレーザ光等を用いて除去した構成（溝５４’）としても良い。これにより、同様に圧電基板２０をバルク波に対して部分的に分断することが可能となるため、バルク波によるスプリアスが抑制されたＳＡＷ素子チップ５’を形成することができる。
【００８８】
〔第６の実施形態〕
次に、本発明の第６の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図２０は、本実施形態によるＳＡＷ素子チップ６の構成を示す上面図である。
【００８９】
図２０に示すように、ＳＡＷ素子チップ６は、圧電基板２０上に形成されたＩＤＴ１１がＳＡＷ伝搬方向において重ならないようにレイアウトされている。即ち、ＳＡＷ素子チップ６は、共振子１０同士がＳＡＷ伝搬方向に重なりを持たない。大部分のバルク波はＳＡＷ伝搬方向に圧電基板２０の深さ方向の成分を持って伝搬するため、共振子１０同士のＳＡＷ伝搬方向の重なりを無くすことで、一方の共振子１０から出力されたバルク波が他の共振子１０へ入力することを防止でき、スプリアスの発生を抑制できる。
【００９０】
このような構成を有するＳＡＷ素子チップ６は、例えば図６（ｃ）及び（ｄ）に示す工程において形成するＩＤＴ１１や配線パターン１３のレイアウトを図２０に示すようなものとし、（ｅ）に示す工程における溝４を形成する手順を削除することで作製することができる。
【００９１】
また、以上のような構成において、図２１のＳＡＷ素子チップ６’に示すように、ＳＡＷ伝搬方向に並ぶ（重なりを有さなくても良い）共振子１０間の一部を分断するような改質部６４’（溝であってもよい）を形成することで、よりバルク波の影響を低減することができ、スプリアスの発生を抑制できる。
【００９２】
更に、本実施形態は、例えば図１８に示すような第５の実施形態によるＳＡＷ素子チップ５と組み合わせることで、図２２のＳＡＷ素子チップ７に示すように、ＳＡＷ伝搬方向において重なりを持たない共振子１０の組であって、それらの間に溝又は改質部を形成することができない構成を有する共振子１０同士を互いにＳＡＷ方向の重なりを持たないようにレイアウトする。これにより、例えばＳＡＷ伝搬方向における共振子１０間に配線パターン１３等が形成されたＳＡＷ素子チップにおいてもバルク波の影響が最大限に低減させることができる。
【００９３】
尚、他の構成及び製造方法は、上記した各実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００９４】
〔他の実施形態〕
以上、説明した実施形態は本発明の好適な一実施形態にすぎず、本発明はその趣旨を逸脱しない限り種々変形して実施可能である。
【００９５】
例えば、上記した各実施形態では、支持基板３０としてＲ面カットのサファイア基板を用いたが、この代わりにＡ面カットのサファイア基板を用いてもよい。サファイアのＲ面又はＡ面は、その面内でｃ軸投影線に平行方向とその垂直方向との加工が難しい。
【００９６】
一般的なＳＡＷ素子チップでは、ほとんどの場合、ＳＡＷ伝搬方向に平行方向及び垂直方向にウェハを切断して得られた長方形のサファイア基板が用いられている。そのため、図２３に示すように、圧電基板２０のＳＡＷ伝搬方向をサファイア基板（これの符号を３とする）のｃ軸投影方向に平行或いは垂直とすると、サファイア基板３を切断することが困難となってしまう。
【００９７】
このような問題を解決するために、本発明では、サファイア基板の切断方向をｃ軸投影方向に平行或いは垂直な方向からずらして設定する。これを図２４を用いて説明する。
【００９８】
図２４に示すように、圧電基板２０上のＳＡＷ伝搬方向をサファイア基板３のｃ軸投影方向に対して略４５°傾ける。これにより、サファイア基板３の切断方向もｃ軸投影方向に対して４５°傾くので、加工がし易く安定した特性のＳＡＷ素子を得ることができる。尚、一般的にサファイア基板３は作製時に±２°のマージンを有して設計されているため、傾ける角度のマージンも±２°となる。
【００９９】
以上、各実施形態で挙げたパラメータ等の数値、材料等は一例にすぎず、本発明は、その趣旨を逸脱しない限り種々変形することができる。また、ＳＡＷ素子も１つの共振子で構成されるものに限定されず、複数個の共振子を有してなるラダー型フィルタや多重モード結合型フィルタやこれらのフィルタを用いたデュプレクサやデュアルフィルタ等を適用することができる。
【０１００】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、バルク波によるスプリアスや接合界面の剥離が低減され、優れたフィルタ特性が得られる弾性表面波素子及びその製造方法を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術によるＳＡＷ素子チップ１００の構成を示す図であり、（ａ）はその上面図であり、（ｂ）はそのＸ１００−Ｘ１００断面図である。
【図２】図１に示すＳＡＷ素子チップ１００の製造方法の一例を示すプロセス図である。
【図３】本発明の第１の実施形態によるＳＡＷ素子チップ１の構成を示す図であり、（ａ）はその上面図であり、（ｂ）はそのＸ１−Ｘ１断面図である。
【図４】本発明で使用するラダー型フィルタ１１０の一例を示す上面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態によるＳＡＷ素子チップ１におけるバルク波の伝搬を説明するための図である。
【図６】本発明の第１の実施形態によるＳＡＷ素子チップ１の製造方法を示すプロセス図である。
【図７】本発明の第１の実施形態によるＳＡＷ素子チップ１の他の製造方法を示すプロセス図である（１）。
【図８】本発明の第１の実施形態によるＳＡＷ素子チップ１の他の製造方法を示すプロセス図である（２）。
【図９】本発明の第１の実施形態によるＳＡＷ素子チップ１の他の製造方法を示すプロセス図である（３）。
【図１０】本発明の第１の実施形態によるＳＡＷ素子チップ１の他の製造方法を示すプロセス図である（４）。
【図１１】本発明の第１の実施形態のよるＳＡＷ素子チップ１のフィルタ特性を示すグラフである。
【図１２】本発明の第２の実施形態によるＳＡＷ素子チップ２の構成を示す図であり、（ａ）はその上面図であり、（ｂ）はそのＸ２−Ｘ２断面図である。
【図１３】本発明の第２の実施形態によるＳＡＷ素子チップ２の製造方法を示すプロセス図である。
【図１４】本発明の第２の実施形態によるＳＡＷ素子チップ２の他の製造方法を示すプロセス図である。
【図１５】本発明の第３の実施形態によるＳＡＷ素子チップ３の構成を示す図であり、（ａ）はその上面図であり、（ｂ）はそのＸ３−Ｘ３断面図である。
【図１６】本発明の第４の実施形態によるＳＡＷ素子チップ４の構成を示す図であり、（ａ）はその上面図であり、（ｂ）はそのＸ４−Ｘ４断面図である。
【図１７】本発明の第４の実施形態によるＳＡＷ素子チップ４の他の製造方法を示すプロセス図である。
【図１８】本発明の第５の実施形態によるＳＡＷ素子チップ５の構成を示す図であり、（ａ）はその上面図であり、（ｂ）はそのＸ５−Ｘ５断面図である。
【図１９】本発明の第５の実施形態によるＳＡＷ素子チップ５’の構成を示す図であり、（ａ）はその上面図であり、（ｂ）はそのＸ５’−Ｘ５’断面図である。
【図２０】本発明の第６の実施形態によるＳＡＷ素子チップ６の構成を示す上面図である。
【図２１】本発明の第６の実施形態によるＳＡＷ素子チップ６’の構成を示す図であり、（ａ）はその上面図であり、（ｂ）はそのＸ６’−Ｘ６’断面図である。
【図２２】本発明の第６の実施形態によるＳＡＷ素子チップ７の構成を示す図であり、（ａ）はその上面図であり、（ｂ）はそのＸ７−Ｘ７断面図である。
【図２３】本発明で使用するサファイア基板の構成を説明するための図である（１）。
【図２４】本発明で使用するサファイア基板の構成を説明するための図である（２）。
【符号の説明】
１、２、３、４、５、５’、６、６’、７ ＳＡＷ素子チップ
４、２４、３４ 溝
１０ 共振子
１０ａ ラダー型フィルタ
１０Ａ 送信用フィルタ
１０Ｂ 受信用フィルタ
１１ ＩＤＴ
１２ 反射電極
１３ 配線パターン
２０、２０Ａ 圧電基板
３０ 支持基板
４４、５４、５４’、６４ 改質部
８１、８１’、８３ 溝
９１、９２ 改質部
１１１、１１２ ＩＤＴ
１３１ 直列碗
１３２ 並列碗
Claims (22)
- 一主面上に２つ以上の共振子が形成された圧電基板と、前記圧電基板の他主面に接合された支持基板とを有する弾性表面波素子において、
少なくとも２つの前記共振子の励振部分が弾性表面波の伝搬方向における重なりを持ち、
前記重なりを持つ前記共振子の組のうち少なくとも１組の共振子間の少なくとも一部の圧電基板が除去又は改質されていることを特徴とする弾性表面波素子。 - 一主面上に２つ以上の共振子が形成された圧電基板と、前記圧電基板の他主面に接合された支持基板とを有する弾性表面波素子において、
全ての前記共振子同士の励振部分が弾性表面波の伝搬方向における重なりを持たず、
前記共振子同士のうち少なくとも１組の共振子間の少なくとも一部の圧電基板が除去又は改質されていることを特徴とする弾性表面波素子。 - 前記２つ以上の共振子が、２つ以上のフィルタを構成することを特徴とする請求項１又は２記載の弾性表面波素子。
- 前記支持基板の熱膨張係数が前記圧電基板の熱膨張係数よりも小さいことを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の弾性表面波素子。
- 前記支持基板がサファイアを主成分としていることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の弾性表面波素子。
- 前記弾性表面波が漏洩表面波であることを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の弾性表面波素子。
- 一主面上に２つ以上の共振子が形成された圧電基板と、前記圧電基板の他主面に接合された支持基板とを有する弾性表面波素子の製造方法において、
共振部分が弾性表面波の伝搬方向における重なりを持つ前記共振子の組のうち少なくとも１組の共振子間の少なくとも一部の圧電基板を除去又は改質する工程を有することを特徴とする弾性表面波素子の製造方法。 - 一主面上に２つ以上の共振子が形成された圧電基板と、前記圧電基板の他主面に接合された支持基板とを有する弾性表面波素子の製造方法において、
共振部分が弾性表面波の伝搬方向における重なりを持たない前記共振子間の少なくとも一部の圧電基板を除去又は改質する工程を有することを特徴とする弾性表面波素子の製造方法。 - 前記工程は、回転切削刃又はレーザ光を用いて前記共振子間の少なくとも一部の圧電基板を除去又は改質することを特徴とする請求項７又は８記載の弾性表面波素子の製造方法。
- 前記支持基板の熱膨張係数が前記圧電基板の熱膨張係数よりも小さいことを特徴とする請求項７から９の何れか１項に記載の弾性表面波素子の製造方法。
- 一主面上に２つ以上の共振子が形成された多面取り構造の圧電基板と、前記圧電基板の他主面に接合された支持基板とを有する弾性表面波素子の製造方法において、
前記弾性表面波素子を個片化するための切断ライン上の圧電基板の少なくとも一部を除去する第１の工程と、
レーザ光又はスクライブを用いて前記切断ラインに沿って前記弾性表面波素子を分離する第２の工程と
を有することを特徴とする弾性表面波素子の製造方法。 - 前記第１の工程は、レーザ光又は回転切削刃を用いて前記切断ラインに沿って前記圧電基板の少なくとも一部を除去することを特徴とする請求項１１記載の弾性表面波素子の製造方法。
- 前記弾性表面波素子を個片化するための切断ライン上であって少なくとも前記圧電基板と前記支持基板との接合界面を含む領域を改質する第３の工程を有することを特徴とする請求項１１記載の弾性表面波素子の製造方法。
- 前記第１の工程は、前記切断ライン上の前記圧電基板の一部を残すように該圧電基板を切断することを特徴とする請求項１１記載の弾性表面波素子の製造方法。
- 前記第１の工程は、前記第２の工程で使用する前記スクライブの針又は前記レーザ光の断面の幅よりも太い幅で、前記切断ライン上の前記圧電基板の少なくとも一部を除去することを特徴とする請求項１１記載の弾性表面波素子の製造方法。
- 一主面上に２つ以上の共振子が形成された多面取り構造の圧電基板と、前記圧電基板の他主面に接合された支持基板とを有する弾性表面波素子の製造方法において、
前記弾性表面波素子を個片化するための切断ライン上であって少なくとも前記圧電基板と前記支持基板との接合界面を含む領域を改質する第１の工程と、
前記圧電基板及び／又は前記支持基板を加熱することで前記切断ラインに沿って前記弾性表面波素子を分離する第２の工程と
を有することを特徴とする弾性表面波素子の製造方法。 - 前記支持基板の硬度が前記圧電基板の硬度よりも高いことを特徴とする請求項１１から１６の何れか１項に記載の弾性表面波素子の製造方法。
- 前記支持基板はサファイア基板であることを特徴とする請求項１１から１７の何れか１項に記載の弾性表面波素子の製造方法。
- 前記サファイア基板はサファイア結晶におけるＲ面又はＡ面の基板であることを特徴とする請求項１８記載の弾性表面波素子の製造方法。
- 前記圧電基板上の弾性表面波の伝搬方向は、前記サファイア基板のｃ軸投影線及び該ｃ軸投影線の垂直方向とは異なることを特徴とする請求項１８記載の弾性表面波の製造方法。
- 前記弾性表面波の伝搬方向と前記ｃ軸投影線とのなす角は、４５°±２°であることを特徴とする請求項２０記載の弾性表面波素子の製造方法。
- 前記圧電基板は、リチウムタンタレート基板又はリチウムナイオベート基板であることを特徴とする請求項１１から２１の何れか１項に記載の弾性表面波素子の製造方法。
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