兰姆波器件及其制造方法
【专利摘要】本发明提供兰姆波器件及其制造方法，能够高精度地测定压电基板的厚度，能够容易地得到目标谐振特性。本发明的一个实施方式的兰姆波器件具有压电功能层（110）和支承体（120）。压电功能层具有压电基板（11）、IDT电极（12）以及切口部（14）。IDT电极配置在压电基板的表面上。切口部（14）设置在压电基板上，包含连接压电基板的表面与背面之间的阶梯面（140）。支承体具有支承面（201）和腔部（23）。支承面与压电基板的背面接合，隔着切口部（14）露出到压电基板的表面侧。腔部与支承面相邻设置，隔着压电基板而与IDT电极相对。
【专利说明】兰姆波器件及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及利用兰姆波(Lamb wave)的兰姆波器件及其制造方法。
【背景技术】
[0002]在便携设备的电波接收发送中使用声表面波(SAW:Surface Acoustic Wave)滤波器、压电薄膜谐振器(FBAR:Film Bulk Acoustic Resonator)。SAW滤波器例如主要使用3GHz以下的频带，FBAR例如主要使用1.6GHz以上的频带。由于在下一代便携电话中使用
3.5GHz频带的电波，因此，在下一代用途的滤波器元件中，与现有的滤波器(2GHz频带)相t匕，要求高频化。为了应对这种要求，正在进行兰姆波器件的开发。
[0003]兰姆波与声表面波同样，由形成在压电基板上的IDT(叉指换能器,inter digitaltransducer)电极进行激励。不同之处在于，SAff是在基板表面传播的波，与此相对，兰姆波是在基板的表面和背面反复反射进行传播的波。在兰姆波器件中，具有压电基板越薄，传播速度越快的性质。例如，SAW的传播速度大约为4000m/s，与此相对，在压电基板的厚度为Iym以下的情况下，兰姆波的传播速度为6000m/s以上。
[0004]在兰姆波器件中，压电基板的厚度大幅影响传播速度，当压电基板的厚度变化时，传播速度变化，谐振频率也偏移。因此，在制造兰姆波型谐振器时，为了得到目标谐振特性，需要高精度地管理压电基板的厚度。
[0005]例如在下述专利文献I中记载有如下的兰姆波型高频器件:在压电基板的一个面上形成有IDT电极，在压电基板的另一个面上形成有用于调整谐振频率的调整膜。并且，在下述专利文献2中记载有如下技术:为了抑制由于压电体薄膜的溶解而导致的厚度变动，选择该压电体薄膜的结晶方位，使得压电体薄膜的位于支承体侧的表面针对氢氟酸的蚀刻速率足够缓慢。
[0006]【专利文献I】日本特开2008-98974号公报
[0007]【专利文献2】日本特开2010-220204号公报
[0008]但是，在上述专利文献I记载的结构中存在如下问题:不仅需要管理压电基板，而且需要管理调整膜的厚度。并且，在上述专利文献2记载的方法中，材料的选择自由度窄，压电特性也可能受到限制。
【发明内容】
[0009]鉴于以上这种情况，本发明的目的在于，提供一种兰姆波器件及其制造方法，能够高精度地测定压电基板的厚度，能够容易地得到目标谐振特性。
[0010]为了实现上述目的，本发明的一个方式的兰姆波器件具有压电功能层和支承体。
[0011]上述压电功能层具有压电基板、IDT电极以及切口部。上述压电基板具有第I面和与上述第I面相对的第2面。上述IDT电极配置在上述第I面上。上述切口部设置在上述压电基板上，包含连接上述第I面与上述第2面之间的阶梯面。
[0012]上述支承体具有支承面和腔部。上述支承面与上述第2面接合，隔着上述切口部露出到上述第I面侧。上述腔部与上述支承面相邻设置，隔着上述压电基板而与上述IDT电极相对。
[0013]在本发明的一个方式的兰姆波器件的制造方法中，在层叠于支承体的规定厚度的压电基板上形成切口部，利用上述切口部测定上述压电基板的厚度，在上述压电基板的表面形成电极间隔根据上述压电基板的厚度而设定的IDT电极。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是概略地示出本发明的第I实施方式的兰姆波器件的结构的俯视图。
[0015]图2是图1中的[A]_[A]线方向剖视图。
[0016]图3是示出128Y-LN基板的相位速度特性的图。
[0017]图4是上述兰姆波器件的主要部分剖视图。
[0018]图5是说明上述兰姆波器件的制造方法的步骤剖视图。
[0019]图6是概略地示出本发明的第2实施方式的兰姆波器件的结构的俯视图。
[0020]图7是图6中的[B]-[B]线方向剖视图。
[0021]图8是概略地示出切割线的压电基板的俯视图。
[0022]图9是切割前后的兰姆波器件的主要部分剖视图。
[0023]图10是概略地示出本发明的第3实施方式的兰姆波器件的结构的俯视图。
[0024]图11是图10中的[C]-[C]线方向剖视图。
[0025]图12是上述兰姆波器件的主要部分放大图。
[0026]图13是概略地示出本发明的第4实施方式的兰姆波器件的结构的俯视图。
[0027]图14是图13中的[D]-[D]线方向剖视图。
[0028]图15是示出上述兰姆波器件的主要部分的制作步骤的剖视图。
[0029]图16是说明变形例的兰姆波器件的制造方法的步骤剖视图。
[0030]图17是说明变形例的兰姆波器件的制造方法的步骤剖视图。
[0031]图18是示出变形例的兰姆波器件的概略结构的俯视图。
[0032]标号说明
[0033]11:压电基板；12 =IDT 电极;14、24、34、44:切口部；15a、15b:外部连接端子；21:支承基板；22:接合层；23:腔部；44:填充材料；100、200、300、400:兰姆波器件；110:压电功能层；120:支承体；201:支承面。
【具体实施方式】
[0034]本发明的一个实施方式的兰姆波器件具有压电功能层和支承体。
[0035]上述压电功能层具有压电基板、IDT电极以及切口部。上述压电基板具有第I面和与上述第I面相对的第2面。上述IDT电极配置在上述第I面上。上述切口部设置在上述压电基板上，包含连接上述第I面与上述第2面之间的阶梯面。
[0036]上述支承体具有支承面和腔部。上述支承面与上述第2面接合，隔着上述切口部露出到上述第I面侧。上述腔部与上述支承面相邻设置，隔着上述压电基板而与上述IDT电极相对。
[0037]在上述兰姆波器件中，由于在压电基板上设置有包含连接第I面与第2面之间的阶梯面的切口部，因此，能够利用该阶梯面高精度地测定压电基板的厚度。由此，能够稳定地制造具有期望谐振特性的兰姆波器件。
[0038]压电基板的厚度的测定方法没有特别限定，典型地，使用触针式阶梯计来测定压电基板的厚度。并且，在压电基板与支承体的接合界面处的光学特性满足规定条件的情况下，也能够采用使用照相机的图像处理或使用光学式凹凸测定器等的厚度测定方法。
[0039]典型地，在使用上述切口部测定压电基板的厚度后，在压电基板的第I面上形成IDT电极。此时，根据压电基板的厚度评价来设定IDT电极的电极间距。兰姆波的谐振频率(Fr)与传播速度(V)、波长(λ)之间具有Fr=V/λ的关系。压电基板越薄，兰姆波的传播速度(V)越大。根据上述兰姆波器件，能够高精度地测定压电基板的厚度，因此，通过根据压电基板的厚度对IDT电极的电极间距进行调整，能够容易地得到目标谐振频率。
[0040]也可以是，上述压电基板的第I面具有与上述腔部相对的第I区域和包围上述第I区域的外侧的第2区域。该情况下，上述IDT电极配置在上述第I区域中，上述切口部设置在上述第2区域中。由此，能够避免由于存在切口部而损害兰姆波的传播特性。
[0041]切口部的形式没有特别限定，可以是贯通压电基板的贯通孔，也可以是形成在压电基板的面内或周缘的槽部或阶梯部。上述贯通孔的开口部的形状包括圆形、矩形及其它几何学的形状。开口部的开口宽度(包括开口直径)没有特别限定，能够根据基板厚度的测定手法而任意设定。例如，在使用触针式阶梯计来测定压电基板的厚度的情况下，还要基于触针的大小，开口宽度例如为30 μ m以上即可。
[0042]也可以是，上述切口部设置在压电基板上的多个位置。由此，在压电基板具有厚度分布的情况下，也能够稳定地形成具有能够得到目标谐振频率的电极间距的IDT电极。
[0043]也可以是，上述兰姆波器件还具有外部连接端子，上述外部连接端子配置于上述切口部，与上述IDT电极电连接。该情况下，外部连接端子不是支承在压电基板上，而是支承在支承体的支承面上。由此，在形成外部连接端子时或安装到外部电路基板时作用于压电基板的外力被缓和，因此，能够防止压电基板的损坏。
[0044]也可以是，上述压电功能层还具有填充层，上述填充层填充于上述切口部，由热膨胀系数比上述压电基板的热膨胀系数小的材料形成。由此，能够抑制由于温度变化而导致的压电基板的膨胀或收缩，能够缓和谐振频率的温度依赖特性。
[0045]在本发明的一个实施方式的兰姆波器件的制造方法中，在层叠于支承体的规定厚度的压电基板上形成切口部，利用上述切口部测定上述压电基板的厚度，在上述压电基板的表面形成电极间隔根据上述压电基板的厚度而设定的IDT电极。
[0046]在上述兰姆波器件的制造方法中，由于根据使用切口部测定出的压电基板的厚度来决定IDT电极的电极间距，因此，能够稳定地制造具有目标谐振频率的兰姆波器件。
[0047]下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
[0048]<第I实施方式>
[0049]图1和图2是示出本发明的一个实施方式的兰姆波器件的结构的概略图，图1是俯视图，图2是图1中的[A]-[A]线方向的剖视图。在各图中，X、Y、Z的各轴方向表示相互正交的3个轴方向，Z轴方向相当于兰姆波器件的厚度方向(高度方向)。
[0050][全体结构]
[0051]本实施方式的兰姆波器件100具有压电功能层110和支承体120。在本实施方式中，兰姆波器件100构成为在便携设备接收发送用滤波器中使用的兰姆波型谐振器。
[0052]压电功能层110具有压电基板11和IDT电极12。支承体120具有支承基板21和接合层22。支承体120以能够由IDT电极12进行激励的方式支承压电基板11。下面，对各部的详细情况进行说明。
[0053](压电基板)
[0054]压电基板11由压电材料构成，在本实施方式中，使用钽酸锂(LT)、铌酸锂(LN)等的压电性单晶材料。除此之外，作为压电材料，可以应用氮化铝(A1N)、氧化锌(ZnO)、锆钛酸铅(PZT)等。压电基板11的厚度没有特别限定，在本实施方式中大约为Iy m。
[0055]典型地，通过研磨等对规定厚度的基板进行薄化处理而形成压电基板11，但是，除此之外，也可以由通过溅射法等成膜的压电薄膜构成。
[0056]( IDT 电极)
[0057]IDT电极12配置在压电基板11的表面IlA(第I面)，具有一对梳形电极12a、12b。梳形电极12a、12b分别具有多个电极指13a、13b，一个电极指13a和另一个电极指13b以隔开规定间隔交替排列的方式相互相对配置。根据压电基板11的厚度、被激励的兰姆波的传播速度、压电功能层110的谐振频率等，设定电极指13a、13b的间隔(电极间距P)。电极指13a、13b的数量不限于图示例子，也可以由更多根数构成。
[0058]典型地，电极间距P为被激励的兰姆波的波长的二分之一(λ /2)。在设兰姆波的波长和传播速度(相位速度)分别为λ [m]和V[m/s]时，兰姆波器件100 (压电功能层110)的谐振频率Fr [Hz]满足下述关系。
[0059]Fr=V/λ …(I)
[0060]另一方面，压电基板越薄，兰姆波的传播速度越大，越是高阶模式，该倾向越显著。通常，通过与压电基板的厚度和波长之比即板厚比(厚度/波长)之间的关系来表示兰姆波的传播速度。作为一例，图3示出128Υ (128°旋转Y切)-LN基板的相位速度特性。在该例子中，板厚比0.2时的兰姆波(Al模式)的相位速度为13072 [m/s]。
[0061]构成IDT电极12的一对梳形电极12a、12b中的一个梳形电极例如与输入输出端子连接，另一个梳形电极例如与接地端子连接。虽然未图示，但是压电功能层110可以具有反射由IDT电极12激励的兰姆波的反射器。该情况下，反射器以夹着IDT电极12的方式分别配置在IDT电极12的两侧。
[0062](支承体)
[0063]支承体120具有支承压电功能层110的支承基板21、以及对压电功能层110与支承基板21之间进行接合的接合层22。
[0064]支承基板21由能够支承压电功能层110的具有适度强度或刚性的材料形成。作为这种材料，典型地采用硅，但是，除此之外，也可以采用金属、玻璃、蓝宝石、塑料等的各种材料。支承基板21的厚度例如大约为300 μ m。
[0065]典型地，接合层22可以应用粘接剂，除此之外，也可以应用金属焊料、粘接带等的各种材料。作为粘接剂，可使用紫外线固化树脂、热固化性树脂、热塑性树脂、感压型粘接剂
坐寸ο
[0066]接合层22形成支承体120的支承面201，与压电基板11的与表面IIA相对的背面IlB (第2面)接合。接合层22形成为矩形环状。由此，形成由压电基板11的背面11B、支承基板21的表面和接合层22的内周面划分的腔部23。
[0067]腔部23与支承面201相邻设置，隔着压电基板11而与IDT电极12相对。S卩，腔部23形成用于使压电基板11以规定谐振频率振动的自由空间。在设与腔部23相对的压电基板11的区域为压电基板11的第I区域111时，在该第I区域111的表面IlA侧分别配置IDT电极12的电极指13a、13b。另一方面，包围第I区域111的环状区域为压电基板11的第2区域112，该第2区域112相当于由支承体120 (接合层22)支承的区域。
[0068]腔部23的高度根据接合层22的厚度而设定为适当值，例如为I μ m。除此之外，也可以在由接合层22包围的支承基板21的表面区域中形成适度深度的凹部。由此，能够将腔部23的高度调整为任意大小。
[0069]可以根据需要而省略接合层22。S卩，支承基板21可以直接与压电基板11接合。该情况下，支承基板21构成支承体120，与压电基板11接合的支承基板21的表面形成支承体120的支承面201。并且，在上述情况下，腔部23由形成在支承基板21的表面上的凹部、开口或孔构成。
[0070](切口部)
[0071]如(I)式所示，根据兰姆波的传播速度(V)和波长(λ )决定兰姆波器件的谐振频率(Fr)，根据IDT电极12的电极指13a、13b的电极间距P (图2)设定波长(λ )。S卩，兰姆波型谐振元件的频率特性分别独立地依赖于压电基板11的厚度、IDT电极的电极间距。
[0072]但是，高精度地管理压电基板的厚度并不容易，为了得到目标厚度的压电基板，无法避免加工成本的增加和生产性的低下。并且，当压电基板的厚度在面内出现偏差时，传播速度(V)变动，很难得到期望的谐振频率。
[0073]因此，在本实施方式中，实际测定压电基板的厚度，根据其实测值调整IDT电极的电极间距，从而得到具有目标谐振频率的兰姆波器件。
[0074]S卩，在本实施方式的兰姆波器件100中，压电功能层110具有切口部14。切口部14设置在压电基板11上，包含连接压电基板11的表面IlA与背面IlB之间的阶梯面140。
[0075]在本实施方式中，切口部14设置在压电基板11的第2区域112中，由贯通压电基板11的贯通孔构成。因此，支承体120的支承面201的一部分隔着切口部14而露出到压电基板11的表面侧。
[0076]切口部14用于测定压电基板11的厚度。由于切口部14形成在压电基板11的第2区域112中，因此，切口部14的底部对应于支承体120的支承面201，因此，通过测定阶梯面140的高度(切口部14的深度)，能够高精度地取得压电基板11的厚度数据。结果，能够根据压电基板11的厚度来预测谐振频率的偏差并掌握应该调整的量，由此，通过设定IDT电极12的电极间距P，能够抑制制作出的兰姆波型谐振元件的偏差。
[0077]在本实施方式中，通过利用触针式阶梯计测定切口部14的阶梯面140，测定压电基板11的厚度。由此，能够高精度地测定压电基板11的厚度而不依赖于支承面201的光学性质。
[0078]例如在使用光干涉式阶梯计来测定切口部的深度的情况下，在从切口部露出的支承体的表面为透明体或树脂的情况下，由于光的透射、吸收等而很难得到规定以上的反射光强度，无法进行高精度的阶梯测定。另一方面，根据触针式阶梯计，能够进行高精度的阶梯测定而不会受支承体的光学特性影响。[0079]切口部14的开口部形成为大致矩形，但是不限于此，也可以形成为其它几何学形状。例如，切口部14的开口部也可以形成为如圆、椭圆、长圆等那样一部分包含圆弧的形状、星形、十字形状等的符号形状。切口部14的开口部的大小(开口宽度)只要是阶梯计的触针能够进入切口部14的内部的大小即可，没有特别限定，例如为30μπι以上。
[0080]切口部14的形成方法没有特别限定，可以应用蚀刻、激光加工、机械加工等的各种表面加工技术。切口部14的阶梯面140根据加工方法而具有不同形式，但是，可以如图4的(A)所示是与压电基板11的表面垂直的阶梯面141，也可以如图4的(B)所示是以规定角度倾斜的锥状的阶梯面142。
[0081]另外，根据加工方法，与垂直状的阶梯面141相比，有时优选锥状的阶梯面142。例如，在针对LT基板或LN基板而通过干蚀刻法形成阶梯面垂直的开口部的情况下，有时在开口部的周缘部再次堆积(再次沉积)蚀刻反应物。该情况下，由于上述周缘部的附着物的原因，很难高精度地测定该开口部的阶梯。另一方面，在这种基板上形成阶梯面为锥状的开口部的情况下，能够抑制堆积物再次附着到开口部的周缘部，能够提高阶梯的测定精度。
[0082]另外，切口部14的阶梯面的表面性状由于加工方法而变化。例如，在基于切割机的加工中，加工面粗糙，容易引起开口部周缘的碎屑。该情况下，很难进行高精度的阶梯测定。另一方面，根据干蚀刻加工，能够使加工面比较平滑，很难引起开口部周缘的碎屑。因此，能够进行高精度的阶梯测定，能够高精度地测定压电基板11的厚度。
[0083]切口部14的位置没有特别限定，但是，通过在IDT电极12的附近设置切口部14，能够高精度地测定IDT电极12的配置区域的压电基板11的厚度。并且，通过在第2区域112中形成切口部14，能够防止对在第I区域111中传播的兰姆波器件100的传播特性造成影响。
[0084]本实施方式的兰姆波器件100具有多个切口部14。如图1和图2所示，多个切口部14以夹着IDT电极12的方式分别设置在压电基板11的第2区域112中。由此，能够更高精度地测定压电基板11的厚度，并且，能够进行考虑到厚度偏差的IDT电极的电极间距调整。
[0085]多个切口部14分别可以是相互相同的形状，也可以是不同的形状。并且，大小也没有特别限定，能够根据各个切口部14的形状和位置等进行适当设定。
[0086]如上所述，在本实施方式的兰姆波器件100中，在压电基板11上设置包含连接压电基板11的表面IlA与背面IlB之间的阶梯面140 (141、142)的切口部14，因此，能够利用该阶梯面而高精度地测定压电基板11的厚度。由此，能够稳定地制造具有期望谐振特性的兰姆波器件。
[0087][制造方法]
[0088]接着，对如上所述构成的兰姆波器件100的制造方法进行说明。在本实施方式中，兰姆波器件100以晶圆级同时制作多个元件，在制作后按照每个元件进行单片化(芯片化)。
[0089]图5的(A)?(F)是说明本实施方式的兰姆波器件100的制造方法的每一个元件的概略步骤剖视图。
[0090]首先，如图5的(A)所示，准备比较厚的晶圆状的压电基板11W。作为压电基板11W，例如使用LT基板或LN基板。压电基板IlW的厚度没有特别限定，采用能够进行处理的程度的适度厚度，例如使用0.3mm的压电基板。[0091]接着，如图5的(B)所示，在压电基板IlW的背面侧形成环状的接合层22。作为接合层22，例如使用树脂系粘接材料。厚度成为形成腔部23所需要的厚度(例如I μ m)。
[0092]接着，如图5的(C)所示，压电基板IlW隔着接合层22而层叠在同样是晶圆状的支承基板21W的表面上。作为支承基板21W，例如使用厚度为300 μ m的硅基板。
[0093]接着，如图5的(D)所示，压电基板IlW薄化为规定厚度(例如I μ m)。由此，制作薄膜构造的压电基板11W。典型地，压电基板IlW的薄化处理使用CMP(Chemical MechanicalPolishing)法。
[0094]接着，如图5的(E)所示，在由接合层22支承的压电基板IlW上的区域(第2区域112)中形成贯通压电基板IlW的切口部14。
[0095]在本实施方式中，通过干蚀刻法形成切口部14。作为蚀刻装置，使用等离子体蚀刻装置(爱发科(ULVAC)公司制NLD)，作为蚀刻气体，使用C3F8与Ar的混合气体。蚀刻条件没有特别限定，但是，举出一例时，等离子体形成用的高频功率为600W (13.56MHz)，基板偏置为300W，处理压力为0.66Pa，蚀刻气体Ar的流量为80sccm，蚀刻气体C3F8的流量为20sccm。
[0096]在形成切口部14时，预先在压电基板IlW上形成规定抗蚀剂图案，将该抗蚀剂图案作为掩模对压电基板IlW进行蚀刻。切口部14被加工成形成锥状的阶梯面142 (参照图4的(B))，由此，能够抑制蚀刻材料再次堆积到切口部14的开口周缘部。作为这种阶梯面142的形成方法，例如可举出如下方法:以抗蚀剂开口部的大小随着蚀刻的进行而逐渐扩大的方式形成抗蚀剂掩模。
[0097]接着，利用形成的切口部14测定压电基板IlW的厚度。
[0098]切口部14贯通压电基板11W，并且切口部14的底部由接合层22形成，因此，切口部14的阶梯(切口部14的深度)相当于压电基板IlW的厚度。因此，通过测定切口部14的阶梯，能够测定该切口部14的形成位置处的压电基板IlW的厚度。
[0099]接着，在压电基板IlW的规定位置(第I区域111)形成根据测定出的压电基板IlW的厚度而设定的电极间隔(电极间距)的IDT电极12。由此，能够制作具有目标频率特性的兰姆波器件100。
[0100]具体而言，根据测定出的压电基板IlW的厚度估算得到期望频率特性的兰姆波的波长(λ )。由于IDT电极12的电极指13a、13b间的间隔(电极间距)相当于二分之一波长(入/2)，因此，能够根据计算出的波长λ决定电极间距。
[0101]进而，通过利用设置在压电基板IlW的面内的多个部位的多个切口部14，能够得知压电基板Iiw的厚度的面内分布。由此，能够按照每个区域形成电极间距不同的多个IDT电极12。
[0102]关于这种作用效果，在以晶圆级制作元件时，能够按照每个元件区域设定最佳的电极间距。或者，在I个元件区域中配置有多个IDT电极的兰姆波器件中，能够根据按照IDT电极的每个配置区域测定出的压电基板的厚度，按照每个区域设定最佳的电极间距。
[0103]如上所述，压电基板通过研磨或研削处理而薄化为规定厚度(例如I μ m)，但是，容易由于研磨偏差而在基板面内产生厚度偏差。以128Y-LN基板为例时，假定基板中心的厚度为1.0 μ m,基板外周部的厚度为0.8 μ m。当将谐振频率设定为3.5GHz时，通过设基板中心的波长为2.95 μ m，基板外周的波长为3.95 μ m，Al模式的兰姆波的传播速度如图3所示，在基板中心为10320m/s，在基板外周部为13825m/s。这样，能够在一张基板(晶圆)中实现期望的滤波器特性。
[0104]IDT电极12的制作方法没有特别限定。例如，能够采用在压电基板的表面形成的电极层上形成抗蚀剂图案，将该抗蚀剂图案作为掩模进行图案蚀刻的方法。或者，也可以采用在压电基板的表面形成的抗蚀剂掩模上形成电极层后，去除上述抗蚀剂掩模的方法(提离法)。
[0105]IDT电极12例如由Al、Al_Cu合金、Cu、Ru、Pt、Au、Ta、T1、Cr等的金属材料形成。IDT电极12的厚度没有特别限定，例如为0.2μπι。构成IDT电极12的金属膜能够通过各种方法形成，例如可以应用溅射法、真空蒸镀法、离子镀法等。该情况下，IDT电极12的结构材料可以残留在切口部14上，也可以制作覆盖切口部14的抗蚀剂掩模，从而制作IDT电极12。
[0106]在形成IDT电极12后，实施必要的后处理。然后，按照各个元件区域对压电基板IlW进行切割(单片化)。作为后处理，可举出外部连接端子的形成、保护膜的形成等。
[0107]如上所述制作出兰姆波器件100。根据本实施方式，根据使用切口部14测定出的压电基板11的厚度来决定IDT电极12的电极间距，因此，能够稳定地制造具有目标谐振频率的兰姆波器件。
[0108]〈第2实施方式〉
[0109]图6和图7是示出本发明的第2实施方式的兰姆波器件的结构的概略图。图6是示出晶圆级的相邻的2个元件区域的俯视图，图7是图6中的[Β]-[Β]线方向的剖视图。并且，图8是晶圆状态的压电基板的俯视图。
[0110]在各图中，Χ、Υ、Ζ的各轴方向表示相互正交的3个轴方向，Z轴方向相当于兰姆波器件的厚度方向(高度方向)。下面，主要对与第I实施方式不同的结构进行说明，对与上述实施方式相同的结构标注相同标号，省略或简化其说明。
[0111]本实施方式的兰姆波器件200具有压电功能层210和支承体220。压电功能层210具有压电基板Iiw (11)、IDT电极12、切口部24。
[0112]与第I实施方式同样，切口部24用于测定压电基板IlW的厚度并估算IDT电极12的电极间距P。切口部24由直线的槽部或阶梯部形成，形成在压电基板IlW的第2区域112中。在本实施方式中，切口部24沿着相邻的多个兰姆波器件200之间的边界部形成，更具体而言，沿着切割线L形成。
[0113]切口部24包含连接压电基板11的表面与背面之间的阶梯面240。切口部24例如通过干蚀刻法形成,阶梯面240例如形成为锥状。
[0114]切口部24形成为比切割刀片(切割刃)的宽度大的宽度。例如在使用30μπι宽的刀片进行切割的情况下，切口部24的宽度例如设定为50 μ m左右。由此，能够抑制切割时压电基板IlW的破损。图9的(A)、(B)是示出切割前后的压电基板IlW与支承基板21W的层叠基板的主要部分的放大剖视图。
[0115]另外，切口部24还兼具切割线L的作用，因此，形成在压电基板IlW的表面IlA的整个区域内，但是，由于由支承体220支承，因此，压电基板IlW的强度低下不会成为问题。
[0116]在本实施方式中，沿着切割线L形成切口部24，因此，能够在元件区域的整周的任意位置测定压电基板IlW的厚度。由此，能够高精度地测定IDT电极12的电极间距。
[0117]在如上所述构成的本实施方式的兰姆波器件200中，也能够得到与上述第I实施方式相同的作用效果。即，在本实施方式中，由于在压电基板IIW (11)上设置切口部24，因此，能够利用其阶梯面240而高精度地测定压电基板IlW (11)的厚度。由此，能够稳定地制造具有期望谐振特性的兰姆波器件。
[0118]〈第3实施方式〉
[0119]图10和图12是示出本发明的第3实施方式的兰姆波器件的结构的概略图。图10是示出晶圆级的相邻的2个元件区域的俯视图，图11是图10中的[C]-[C]线方向的剖视图。并且，图12是上述兰姆波器件的主要部分放大剖视图。
[0120]在各图中，X、Y、Z的各轴方向表示相互正交的3个轴方向，Z轴方向相当于兰姆波器件的厚度方向(高度方向)。下面，主要对与第I实施方式不同的结构进行说明，对与上述实施方式相同的结构标注相同标号，省略或简化其说明。
[0121]本实施方式的兰姆波器件300具有压电功能层310和支承体320。压电功能层310具有压电基板Iiw (11)、IDT电极12、切口部34。
[0122]与第I实施方式同样，切口部34用于测定压电基板IlW的厚度并估算IDT电极12的电极间距P。切口部34由直线的槽部或阶梯部形成，形成在压电基板IlW的第2区域112中。在本实施方式中，切口部34设置在相互相邻的2个兰姆波器件300的边界部，以连接一个兰姆波器件300的IDT电极12 (梳形电极12a)与另一个兰姆波器件300的IDT电极12 (梳形电极12b)之间的方式形成为带状。
[0123]切口部34包含连接压电基板11的表面与背面之间的阶梯面340。切口部34例如通过干蚀刻法形成，阶梯面340例如形成为锥状。
[0124]外部连接端子15a、15b分别设置在连接梳形电极12a、12b的上表面与切口部34的底部(支承层22的表面)之间的引出布线14a、14b上。引出布线14a、14b例如由Al、Al_Cu合金、Cu、Ru、Pt、Au、Ta、T1、Cr等的金属材料形成。外部连接端子15a、15b例如由Au的柱凸块、球凸块或楔凸块构成。如图12所示，也可以在引出布线14a、14b与外部连接端子15a、15b之间设置Ti/Au层等的基底层16。由此，能够提高两者间的紧密贴合性。
[0125]切口部34形成为贯通压电基板IlW的深度。因此，压电基板IlW的基底层即支承体320 (接合层22)的表面从切口部34露出。外部连接端子15a、15b形成在该露出的支承体320的表面上，因此，能够缓和在制作外部连接端子15a、15b时或安装到外部电路基板时作用于压电基板IlW的外力或机械冲击，能够防止压电基板IlW (11)的损坏。
[0126]S卩，在外部连接端子15a、15b的制作中使用键合工具(毛细管)的情况下，凸块被按压到基底基板上而形成。在本实施方式中，由于外部连接端子15a、15b支承在切口部34底部的支承体320上，因此，在制作外部连接端子15a、15b时，压电基板IIW不会从键合工具承受荷重，由此，能够防止压电基板IlW的损坏。
[0127]并且，在外部连接端子15a、15b以倒装片方式安装在外部电路基板上的情况下，来自贴片机(安装机)的按压力作用于元件。在本实施方式中，由于外部连接端子15a、15b支承在切口部34底部的支承体320上，因此，能够避免安装荷重直接作用于压电基板11，由此，能够抑制压电基板11的损坏。
[0128]〈第4实施方式〉
[0129]图13和图14是示出本发明的第4实施方式的兰姆波器件的结构的概略图，图13是俯视图，图14是图13中的[D]-[D]线方向的剖视图。下面，主要对与第I实施方式不同的结构进行说明，对与上述实施方式相同的结构标注相同标号，省略或简化其说明。
[0130]本实施方式的兰姆波器件400与第I实施方式的不同之处在于，在切口部14的内部填充有填充材料44。根据本实施方式的兰姆波器件400，能够抑制由于温度变化而引起的压电基板的膨胀或收缩，能够缓和谐振频率的温度依赖特性。
[0131]作为填充材料44，例如可使用SiO2那样热膨胀系数比压电基板11的热膨胀系数小的材料。在压电基板11由LT基板构成的情况下，具有抑制由于热负荷而引起的LT基板的热膨胀，抑制由于温度而引起的特性变动的效果。作为填充材料44，不限于SiO2，例如可以采用SiN等。
[0132]特别地，在本实施方式中，切口部14设置在IDT电极12的两侧，填充材料44嵌入兰姆波的传播方向。由此，能够提高温度补偿效果。
[0133]图15是说明将填充材料44填充到切口部14的填充方法的概略步骤图。如图15的(A)所示，在利用切口部14进行的压电基板11的厚度测定结束后，在压电基板11的表面整个区域中形成SiO2膜44?(图15的(B))。然后，通过对压电基板11的表面进行研磨，在切口部14内填充填充材料44 (图15的(C))。
[0134]在上述第3和第4实施方式中，为了测定压电基板11的厚度而形成的切口部14、34能够在形成IDT电极12后作为其它构造部发挥功能。并且，能够通过与第I实施方式相同的步骤制作第2~第4实施方式的兰姆波器件。
[0135]以上说明了本发明的实施方式，但是，本发明不仅限于上述实施方式，当然能够在不脱离本发明主旨的范围内施加各种变更。
[0136]例如 ，在以上的各实施方式中，支承压电基板的支承体由支承基板21和接合层22构成，但是不限于此，例如也可以采用图16和图17所示的元件构造。
[0137]图16是说明支承体的腔部由支承基板的贯通孔形成的兰姆波器件的制造方法的概略步骤剖视图。规定厚度的压电基板51层叠在支承体50的表面上之后，压电基板51薄化为规定厚度(图16的(A)、(B))。接着，在压电基板51的规定位置，依次形成基板厚度测定用的切口部54和根据测定出的厚度来调整电极间距的IDT电极52 (图16的(C)、(D))。然后，在IDT电极52正下方的支承体50内形成腔部53后，使包覆腔部53的罩55与支承体50的背面接合(图16的(E)、(F))。
[0138]图17是说明具有在支承基板60表面的接合层67中嵌入牺牲层66后溶解去除牺牲层66而形成的腔部63的兰姆波器件的制造方法的概略步骤剖视图。牺牲层66形成在压电基板61的背面，在层叠到支承基板60时，在接合层67的内部嵌入牺牲层66(图17的(A)、(B))。接着，压电基板61薄化为规定厚度后，形成基板厚度测定用的切口部64 (图17的(C)、(D))。此时，切口部64形成为其一部分到达牺牲层66。然后，根据使用切口部64测定的压电基板61的厚度测定结果制作IDT电极62后，经由切口部64溶解去除牺牲层66(图 17 的(E)、(F))。
[0139]并且，如图18所示，也可以在IDT电极12的周围形成多个圆形的切口部74，通过这种结构，也能够得到与上述相同的作用效果。
【权利要求】
1.一种兰姆波器件，其中， 该兰姆波器件具有压电功能层和支承体， 所述压电功能层具有压电基板、IDT电极以及切口部，所述压电基板具有第I面和与所述第I面相对的第2面，所述IDT电极配置在所述第I面上，所述切口部设置在所述压电基板上，包含连接所述第I面与所述第2面之间的阶梯面， 所述支承体具有支承面和腔部，所述支承面与所述第2面接合，隔着所述切口部露出到所述第I面侧，所述腔部与所述支承面相邻设置，隔着所述压电基板而与所述IDT电极相对。
2.根据权利要求1所述的兰姆波器件，其中， 所述第I面具有与所述腔部相对的第I区域和包围所述第I区域的外侧的第2区域， 所述IDT电极配置在所述第I区域中， 所述切口部设置在所述第2区域中。
3.根据权利要求1或2所述的兰姆波器件，其中， 所述切口部是具有圆形或矩形的开口部的贯通孔。
4.根据权利要求3所述的兰姆波器件，其中， 所述贯通孔具有30 μ m以上的开口宽度。
5.根据权利要求1或2所述的兰姆波器件，其中， 所述切口部是直线的槽部或阶梯部。
6.根据权利要求1或2所述的兰姆波器件，其中， 所述切口部包含多个切口部， 所述多个切口部设置在所述压电基板上的多个位置。
7.根据权利要求1或2所述的兰姆波器件，其中， 所述兰姆波器件还具有外部连接端子，该外部连接端子配置于所述切口部，与所述IDT电极电连接。
8.根据权利要求1或2所述的兰姆波器件，其中， 所述压电功能层还具有填充于所述切口部的填充层， 所述填充层由热膨胀系数比所述压电基板的热膨胀系数小的材料形成。
9.根据权利要求1或2所述的兰姆波器件，其中， 所述支承面包含设置于所述支承体的粘接材料层。
10.一种兰姆波器件的制造方法，其中， 在层叠于支承体的规定厚度的压电基板上形成切口部， 利用所述切口部测定所述压电基板的厚度， 在所述压电基板的表面形成电极间隔根据所述压电基板的厚度而设定的IDT电极。
11.根据权利要求10所述的兰姆波器件的制造方法，其中， 在形成所述切口部的步骤中，通过干蚀刻法形成所述切口部。
【文档编号】H03H9/25GK103532513SQ201310130405
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年4月16日 优先权日:2012年7月4日
【发明者】高桥智之, 入枝泰成, 中村健太郎 申请人:太阳诱电株式会社