本発明の弾性波素子の第1の構成は、圧電 基板と、前記圧電基板上に形成された櫛歯型 の電極と、前記電極を被覆するように形成さ れた絶縁層とを備えた弾性波素子であって、 前記絶縁層上に形成された変位調整膜を備え 、前記変位調整膜は、前記絶縁層を形成する 物質よりも音速が遅い物質で形成されたもの である。このような構成とすることで、不要 波を抑えることができるとともに、温度特性 を向上することができる。

 本発明の弾性波素子は、上記構成を基本� ��して、以下のような様々な態様をとること� ��できる。

 すなわち、本発明の弾性波素子において� ��前記電極は、金属もしくは該金属を主成分� ��する合金、または金属と他の金属とから構� ��された積層膜で構成することができる。

 また、本発明の弾性波素子は、前記絶縁層� ��SiO ₂ により形成され、前記変位調整膜がSiO ₂ よりも音速が遅い物質の単層、またはSiO ₂ よりも音速が遅い物質のうちいずれかの物質 を主成分とする積層膜により形成されている 構成とすることができる。

 また、本発明の弾性波素子において、前� ��変位調整膜は、Au,Ag,Pt,Ta,Cu,W,Ti,Niの単層、ま たはAu,Ag,Pt,Ta,Cu,W,Ti,Niのうちいずれかの物質� �主成分とする積層膜により形成されている� �成とすることができる。

 また、本発明の弾性波素子の第2の構成は 、圧電基板と、前記圧電基板上に形成された 櫛歯型の電極と、前記電極間において、前記 電極と略等しい膜厚に形成された第1の絶縁� �と、前記電極及び第1の絶縁層を被覆するよ� ��に形成された第2の絶縁層とを備えた弾性波 素子であって、前記第2の絶縁層上に形成さ� �た変位調整膜を備え、前記変位調整膜は、� �記第2の絶縁層を形成する物質よりも音速が� ��い物質で形成されたものである。このよう� ��構成とすることで、不要波を抑えることが� ��きるとともに、温度特性を向上することが� ��きる。また、製造時に研磨工程が不要であ� ��ため、製造が容易であるとともに製造コス� ��を削減することができる。

 また、本発明の弾性波素子の製造方法は� ��圧電基板と、前記圧電基板上に形成された� ��歯型の電極と、前記電極を被覆するように� ��成された絶縁層と、前記絶縁層上に形成さ� ��、前記絶縁層よりも音速が遅い物質で構成� ��れた変位調整膜とを備えた弾性波素子の製� ��方法であって、前記圧電基板上に前記電極� ��形成する工程と、前記圧電基板上に、前記� ��極を被覆するように前記絶縁層を形成する� ��程と、前記絶縁層上に前記変位調整膜を形� ��する工程とを含むものである。このような� ��法によれば、製造時に研磨工程が不要であ� ��ため、製造が容易であるとともに製造コス� ��を削減することができる。

 また、本発明の通信モジュールは、上記� ��性波素子を備えたものである。

 また、本発明の通信装置は、上記通信モ� ��ュールを備えたものである。

 (実施の形態)
  〔1.弾性波素子の構成〕
 図1は、実施の形態1における弾性波素子の� �成を示す。図1において、弾性波素子1は、圧 電基板14上に櫛形のIDT電極13が形成され、さ� �にIDT電極13を覆うようにSiO ₂ 膜12が形成されている。本実施の形態では、� ��らにSiO ₂ 膜12の上部に変位調整膜11が形成されている� �変位調整膜11は、SiO ₂ 膜12を形成する物質よりも音速が遅い物質の� ��層膜か、SiO ₂ 膜12を形成する物質よりも音速が遅い物質を� ��成分とする積層膜により形成されている。� ��えば、変位調整膜11は、金(Au),銀(Ag),白金(Pt) ,タンタル(Ta),銅(Cu),タングステン(W),チタン(Ti ),ニッケル(Ni)のうちのいずれかの単層膜か、 いずれかの物質を主成分とする積層膜により 形成されていることが好ましい。特に、Ta及� ��Wは、SiO ₂ の音速に近い音速を有するため、共振周波数 の変動が少なく好ましい。また、Tiは、SiO ₂ との密着性に優れているため好ましい。なお 、SiO ₂ 膜12は、絶縁層の一例である。

 通常の物質の線膨張係数は正で、一般的な� ��法を用いて弾性波素子を形成すると、その� ��性波素子のTCFは負となり、素子の温度が変� ��すると特性が変動してしまう。そのため、T CFが正であるSiO ₂ と組み合わせてTCFを0に近くなるようにして� �る。ところが、TCFを改善するためにSiO ₂ 膜の膜厚を厚くすると、前述の図18に示すよ� ��に不要波のレベルが大きくなる。すなわち� ��TCFと不要波のレベルとの間には、トレード� ��フの関係がある。

 図2Aは、変位調整膜11がAuで形成され、その� ��さを1nmとした時の主応答の共振周波数のエ� ��ルギーの分布を示す。図2Bは、同様の構成� �おける反共振周波数のエネルギー分布を示� �。図2Cは、同様の構成における不要波の共振 周波数でのエネルギー分布を示す。図3A~図3C� ��、変位調整膜11の膜厚を10nmとした時の主応� ��の共振周波数(図3A)、反共振周波数(図3B)、� �要波の共振周波数(図3C)でのエネルギー分布� ��示す。図4A~図4Cは、変位調整膜11の膜厚を30n mとした時の主応答の共振周波数(図4A)、反共� ��周波数(図4B)、不要波の共振周波数(図4C)で� �エネルギー分布を示す。各図において、領� �21は変位調整膜11におけるエネルギー分布、� ��域22はSiO ₂ 膜12におけるエネルギー分布、領域23はIDT電� �13におけるエネルギー分布、領域24は圧電基� ��14におけるエネルギー分布を示す。

 図2A及び図2Bに示すように、変位調整膜11が� ��い場合は、主応答の共振周波数及び反共振� ��波数でのエネルギーが高い領域が、SiO ₂ 膜12の領域22と圧電基板14の領域24との界面近� ��まで到達しているが、図4A及び図4Bに示すよ うに、変位調整膜11が厚い場合は、主応答の� ��振周波数及び反共振周波数でのエネルギー� ��高い領域が、弾性波素子1の表面(変位調整� �11の領域21)に集中する。これは、SiO ₂ の音速よりもAuの音速の方が遅いためである� ��例えば、シリコンカーバイト(SiC)のように� �SiO ₂ の音速よりも音速が速い物質で変位調整膜11� ��形成した場合は、逆にエネルギーが高い領� ��が圧電基板14の内部側に移動し、圧電基板14 の線膨張係数の影響度が高くなり、TCFが劣化 する。図5に示すように、Auを10nmの膜厚で形� �した場合とSiCを10nmの膜厚で形成した場合と� ��比較すると、Auを形成した方がTCFが改善さ� �る。すなわち、変位調整膜11をAuで形成した� ��合、応答時の共振周波数及び反共振周波数� ��エネルギーが高い領域が弾性波素子1の表面 に集中するため、圧電基板14の線膨張係数の� ��響度が低くなり、TCFが改善される。

 なお、図5は、変位調整膜11を膜厚5nmのAuで� �成した場合、膜厚10nmのAuで形成した場合、� �厚20nmのAuで形成した場合、膜厚10nmのSiCで形� ��した場合、変位調整膜11を形成しない場合(� ��来公知例)の、SiO ₂ 膜12の膜厚とTCFとの関係を示す。図5に示すグ ラフにおいて、横軸はSiO ₂ 膜12の膜厚である。

 ところが、図6に示すように、SiO ₂ 膜12の膜厚を同一として不要波のレベルを比� ��した場合、SiO ₂ 膜12上に変位調整膜11を形成することにより� �要波のレベルが大きくなる。これは、エネ� �ギーが高い領域が弾性波素子1の表面に移動� ��、不要波が発生しやすくなるためである。� ��お、図6は、図5に示す変位調整膜11の各条件 における、SiO ₂ 膜12の膜厚と不要波との関係を示す。

 しかし、図7及び図8に示すように、同じTCF� �比較すると、SiO ₂ 膜12の膜厚を薄膜化できるので、不要波は改� ��されることがわかる。図示の例では、TCFが� ��ロに近いほど良いので、Auを膜厚10nmで形成� ��る構成が最も良い。なお、図7は、図5に示� �変位調整膜11の各条件における、共振周波数 のTCFと不要波のレベルとの関係を示す。また 、図8は、図5に示す変位調整膜11の各条件に� �ける、反共振周波数のTCFと不要波のレベル� �の関係を示す。

 また、変位調整膜11の膜厚を10nmとし、変� ��調整膜のヤング率と密度とを(表2)に示す条� ��で変化させ、不要波の大きさを測定した。� ��振周波数のTCFが0ppm/℃の時の不要波の大き� �は、図9~図11に示すような分布になり、変位� ��整膜11を音速が遅い物質で形成するほど不� �波が抑制されることがわかる。また、変位� �整膜11の膜厚は、最適値があることがわかる 。

 なお、図9及び図11は、変位調整膜11を様々� �物質で形成した場合の、変位調整膜11の膜厚 と不要波の大きさとの関係を示す。図10は、� ��位調整膜11を様々な物質で形成した場合の� �変位調整膜11の音速と不要波の大きさとの関 係を示す。図9及び図10に示す測定結果が得ら れた測定に用いた物質は、WSSTレジスト、金(A u)、銀(Ag)、白金(Pt)、タンタル(Ta)、銅(Cu)、タ ングステン(W)、チタン(Ti)である。図9に示す� ��定結果が得られた測定では、上記物質に加� ��てAuと密着層(Ti1、Ti2、Ti3)との積層膜につい ても測定を行った。また、図11に示す測定結� ��が得られた測定に用いた物質は、Au、Ti、Au� ��Tiとの積層膜である。また、ニッケル(Ni)に� ��いても測定を行い、(表2)に示すようにSiO ₂ よりも音速が遅いことを確認した(図9及び図1 1へのプロットは省略)。

 以上のように、SiO ₂ 膜12上に、SiO ₂ 膜12の音速よりも遅い音速を有する変位調整� ��11を形成したことにより、エネルギーが弾� �波素子1の表面に集中することになる。よっ� ��、圧電基板14の線膨張係数の影響が少なく� �り、TCFを改善することができる。また、SiO ₂ 膜12を薄くすることができるので、不要波の� ��生を抑えることができる。

 なお、本実施の形態では、SiO ₂ 膜12は単層としたが、IDT電極13と略等しい膜� �に形成された第1の絶縁層(例えばSiO ₂ 膜)と、第1の絶縁層を被覆するように形成さ� ��た第2の絶縁層(例えば第1の絶縁層と同じSiO ₂ 膜)との積層構造としても、同様の効果が得� �れる。このように構成することで、製造時� �研磨工程が不要になるため、製造コストを� �減することができる。

  〔2.弾性波素子の製造方法〕
 図12A~図12Fは、本実施の形態の弾性波素子の 製造工程を示す断面図である。図12A~図12Fに� �す製造工程において用いた変位調整膜11は、 AuとTiの積層膜である。

 まず、図12Aに示す圧電基板14を用意する� �

 次に、図12Bに示すように、圧電基板14の� �面上に密着層であるTi膜13aを介し、Ti膜13a上� ��Cu膜13bを形成する。なお、本実施の形態で� �、Ti膜13aの膜厚は20nmとし、Cu膜13bの膜厚は100 nmとした。

 次に、図12Cに示すように、Ti膜13a及びCu膜 13b上に電極パターニング用のフォトレジスト を形成し、フォトリソグラフィーによるパタ ーニングを行う。次に、Ti膜13a及びCu膜13bを� �ッチング処理し、フォトレジストを除去し� �IDT電極13を形成する。

 次に、図12Dに示すように、Ti膜13a及びCu膜13b を覆うように、圧電基板11上にSiO ₂ 膜12を形成する。本実施の形態では、SiO ₂ 膜12はCVD法(化学蒸着法)を用いて、膜厚が550nm になるまで成長させて成膜した。成膜後のSiO ₂ 膜12は、IDT電極12の上部位置に突起部12aが形� �される。

 次に、図12Eに示すように、SiO ₂ 膜12の突起部12aを除去し、SiO ₂ 膜12の表面を平坦化する。なお、本実施の形� ��では、平坦化処理にはCMP法(化学機械研磨法 )を用いた。

 次に、図12Fに示すように、SiO ₂ 膜12の表面に密着層であるTi膜11bを形成し、Ti 膜11b上にAu膜11aを蒸着処理によって成長させ� ��変位調整膜11を形成する。なお、本実施の� �態では、Au膜11aの膜厚を15nm、Ti膜11bの膜厚を 5nmとした。

 また、SiO ₂ 膜12の膜厚が0.3μm以上の時には、変位調整膜1 1の電位の影響が少ないので、Au/Tiの積層膜で 構成された変位調整膜11はアースまたはフロ� ��ティングのいずれでも特性に差は見られな� ��。また、図9に示すように、Auの代わりにAg,P t,Ta,Cu,W,Ti,WSSTレジスト、Niなどを用いる構成� �あっても、本実施の形態と同様の製造方法� �製造することができる。また、本実施の形� �では、Au/Tiの積層膜で構成された変位調整膜 11を形成する製造方法について説明したが、� ��層の変位調整膜11を形成する場合も同様の� �造方法を用いることができる。

 なお、本実施の形態では、SiO ₂ 膜12は単層としたが、IDT電極13と略等しい膜� �に形成された第1の絶縁層(例えばSiO ₂ 膜)と、第1の絶縁層を被覆するように形成さ� ��た第2の絶縁層(例えば第1の絶縁層と同じSiO ₂ 膜)との積層構造としてもよい。その場合の� �造方法は、図12Cに示すIDT電極13を形成後、IDT 電極13間にIDT電極13の膜厚に略等しい第1の絶� ��層を形成する。この時、IDT電極13及び第1の� ��縁層の表面は略平面である。次に、IDT電極1 3及び第1の絶縁層を被覆するように第2の絶縁 層を形成する。このように製造することで、 図12Dに示すような突起部12aが形成されないた め、突起部12aの除去工程が不要になる。よっ て、研磨作業が不要になるため、製造が容易 になるとともに製造コストを削減することが できる。

  〔3.通信モジュールの構成〕
 図13は、本実施の形態の弾性波素子を備え� �通信モジュールの一例を示す。図13に示すよ うに、デュプレクサー52は、受信フィルタ54� �送信フィルタ55とを備えている。また、受信 フィルタ54には、例えばバランス出力に対応� ��た受信端子62a及び62bが接続されている。ま� ��、送信フィルタ55には、パワーアンプ63が接 続されている。ここで、受信フィルタ54及び� ��信フィルタ55には、本実施の形態における� �性波素子1が含まれている。

 受信動作を行う際、受信フィルタ54は、� �ンテナ端子61を介して入力される受信信号の うち、所定の周波数帯域の信号のみを通過さ せ、受信端子62a及び62bから外部へ出力する。 また、送信動作を行う際、送信フィルタ55は� ��送信端子64から入力されてパワーアンプ63で 増幅された送信信号のうち、所定の周波数帯 域の信号のみを通過させ、アンテナ端子61か� ��外部へ出力する。

 なお、図13に示す通信モジュールの構成� �一例であり、他の形態の通信モジュールに� �発明の弾性波素子あるいはデュプレクサー� �搭載しても、同様の効果が得られる。

  〔4.通信装置の構成〕
 図14は、本実施の形態の弾性波素子を備え� �通信装置の一例として、携帯電話端末のRFブ ロックを示す。また、図14に示す構成は、GSM( Global System for Mobile Communications)通信方式及� ��W-CDMA(Wideband Code Divition Multiple Access)通信� �式に対応した携帯電話端末の構成を示す。� �た、本実施の形態におけるGSM通信方式は、85 0MHz帯、950MHz帯、1.8GHz帯、1.9GHz帯に対応して� �る。また、携帯電話端末は、図14に示す構成 以外にマイクロホン、スピーカー、液晶ディ スプレイなどを備えているが、本実施の形態 における説明では不要であるため図示を省略 した。ここで、受信フィルタ54,76,77,78,79,送信 フィルタ55には、本実施の形態における弾性� ��素子1が含まれている。

 まず、アンテナ71を介して入力される受� �信号は、その通信方式がW-CDMAかGSMかによっ� �アンテナスイッチ回路72で、動作の対象とす るLSIを選択する。入力される受信信号がW-CDMA 通信方式に対応している場合は、受信信号を デュプレクサー52に出力するように切り換え� ��。デュプレクサー52に入力される受信信号� �、受信フィルタ54で所定の周波数帯域に制限 されて、バランス型の受信信号がLNA73に出力� ��れる。LNA73は、入力される受信信号を増幅� �、LSI75に出力する。LSI75では、入力される受� ��信号に基づいて音声信号への復調処理を行� ��たり、携帯電話端末内の各部を動作制御す� ��。

 一方、信号を送信する場合は、LSI75は送� �信号を生成する。生成された送信信号は、� �ワーアンプ74で増幅されて送信フィルタ55に� ��力される。送信フィルタ55は、入力される� �信信号のうち所定の周波数帯域の信号のみ� �通過させる。送信フィルタ55から出力される 送信信号は、アンテナスイッチ回路72を介し� ��アンテナ71から外部に出力される。

 また、入力される受信信号がGSM通信方式� ��対応した信号である場合は、アンテナスイ� ��チ回路72は、周波数帯域に応じて受信フィ� �タ76~79のうちいずれか一つを選択し、受信信 号を出力する。受信フィルタ76~79のうちいず� ��か一つで帯域制限された受信信号は、LSI82� �入力される。LSI82は、入力される受信信号に 基づいて音声信号への復調処理を行ったり、 携帯電話端末内の各部を動作制御する。一方 、信号を送信する場合は、LSI82は送信信号を� ��成する。生成された送信信号は、パワーア� ��プ80または81で増幅されて、アンテナスイッ チ回路72を介してアンテナ71から外部に出力� �れる。

  〔5.実施の形態の効果、他〕
 本実施の形態によれば、SiO ₂ 膜12上に、SiO ₂ 膜12を形成している物質よりも音速が遅い物� ��で構成された変位調整膜11を形成すること� �より、不要波の発生を抑えることができる� �ともに、TCFを向上することができる。よっ� �、信頼性が高い弾性波素子、通信モジュー� �、通信装置を実現することができる。

 なお、本発明の弾性波素子またはそれを� ��えた通信モジュールを適用可能な通信装置� ��、携帯電話端末、PHS端末などがあるが、こ� ��らに限定されない。