CN1430330A - 声表面波元件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

提供改善电极的抗应力迁移性，从而耐电性优良的声表面波元件。例如为了在θ旋转Y切割(θ＝36°～42°)的LiTaO3压电基片(2)上形成电极(3)，形成将Ti或Cr作为主成分的基底电极层(5)后，在其上形成将Al作为主成分的Al电极层(4)。Al电极层(4)是外延生长的取向膜，而且成为具有双晶结构的多晶膜，该结构在X射线衍射极点图中观察的衍射图案具有多个对称中心。

Description

声表面波元件及其制造方法
技术领域
本发明涉及声表面波谐振子或声表面波滤波器那样的声表面波元件及其制造方法，尤其涉及声表面波元件的电极结构的形成方法。
背景技术
众所周知声表面波元件是利用机械振动能量仅集中在固体表面附近传播的声表面波的电子元件，一般具有带压电性的压电基片、在该压电基片上形成并施加取出信号用的叉指电极和/或栅形电极之类的电极而构成。
这种声表面波元件中，作为电极材料，一般采用电阻率低且比重小的Al或Al族合金。
然而，Al的抗应力迁移性差，接通大电功率时，电极产生小丘和空隙，最终会导致电极短路或断线，使声表面波元件破坏。
为了谋求解决上述问题，作为电极的成膜法，日本国专利7-162255号公报(专利文献1)中提出采用离子束溅射提高结晶取向性，改善耐电性的方法。
特开平3-48511号公报(专利文献2)中提出利用外延生长Al，使结晶方位按一定方向取向，从而改善耐电性的方法。
欧姆(オ-ム)社发行、日本学术振兴会声表面波元件技术第150委员会编的《声表面波元件技术手栅》(第267页)(非专利文献1)中记载利用Al中添加Cu提高耐电性。
(专利文献1)特开平7-162255号公报
(专利文献2)特开平3-48511号公报
(专利文献3)特开平6-6173号公报
(非专利文献1)日本学术振兴会声表面波技术第150委员会编，《声表面波元件技术手册》，オ-ム社，p.267
然而，专利文献1和3记载的已有技术不能充分适应近年的高频化和大功率化，作高频用途和大功率用途时，存在耐电性不够的问题。
利用专利文献2记载的已有技术取得结晶性良好的外延膜，实质上仅在晶体基片上达到。在由压电性大且要求频带宽的滤波器等中应用有利的LiTaO3或LiNbO3等压电单晶组成的基片上，利用专利文献2记载的技术难以得到结晶性良好的外延膜。因此，专利文献2记载的已有技术实质上对具有LiTaO3或LiNbO3基片的声表面波元件不适用。
根据非专利文献1记载的已有技术，利用在Al中添加Cu，的确可改变耐电性，但还没有达到足够的程度。
因此，本发明的目的是要提供能解决上述问题的声表面波元件及其制造方法。
发明内容
本发明者发现：将例如64°Y-X切割的LiNbO3组成的压电基片上所形成电极具有的以Al为主成份的Al电极层做成具有双晶结构的外延Al膜，从而实现优良的耐电性。这时，判明外延Al膜使Al膜的(111)面对压电基片的Z轴取向，而且(111)面向成为面向取向的双晶结构，进行特殊的结果生长。
如后文所述，具有双晶结构的外延膜的机械强度可比单晶高。因此，难以发生塑性形变，具有不容易产生声表面波器件中经常成为问题的应力迁移造成电极破坏的大优点。
对这种具有双晶结构的外延Al膜进一步调查的结果，证明存在的情况是：借助对工艺条件下功夫，可用带上述那样Al膜的(111)面对Z轴取向同时处延生长完全不同的机构生长结晶。这时，Al(111)面的取向方向与压电基片Z轴不同，而且具有多个Al(111)取向方向，是非常特别的结晶生长。这种结晶生成特别在Y切割压电单晶构成的压电基片等中，具体而言，在36°～42°Y切割LiTaO3基片等中，体现为特征。
在该见识下，本发明首先针对包括由压电单晶构成的压电基片和压电基片上形成的电极的声表面波元件，具有以下结构。
即，电极的特征为：该所述电极是外延长生长的取向膜，同时具有多膜构成的电极层，该电极层具有在X射线衍射极点图观察的衍射图案有多个对称中心的双晶结构。
最好所述电极层将Al作为主成分。
最好所述电极还具有基底电极层，设置在所述电极层与所述压电基片之间，用于改善所述电极层的结晶性。最好所述基底电极层将Ti和Cr中的至少一个作为主成分。
又，本发明具有将Ti和Cr中的至少一个作为主成分用于改善Al电极层结晶性的基底电极层以及为了使所述基底电极层表面上的结晶面更加洁净的，具有形成在基底电极层上而且上面形成Al电极层的中间电极层。
所述压电基片由LiNbO3或LiTaO3的单晶构成为佳，所述压电基片是θ旋转Y切割(θ＝36°～42°)的LiTaO3基片更好。
关于本发明的声表面波元件具有的电极层的结晶方位，最好X射线衍射中，将X射线的入射方位取为电极层的(200)时，电极层的[111]结晶方位取向为与X射线衍射极点图中检测出的对称斑点的中心大致一致。
最好也可使X射线衍射极点图的对称斑点中心存在2个以上，电极层的[111]结晶方位有2个以上的生长方向，电极层的[111]结晶方位取向为与所述X射线衍射图中检测处的对称斑点中心大致一致。
上述情况下，最好X射线衍射极点图的对称斑点为3重对称或6重对称。
关于本发明的声表面波元件制造方法，其中该声表面波元件具有由Y切割压电单晶构成的压电基片和在压电基片上形成的电极，电极具有将Al作为主成份的Al电极层和设置在Al电极层与压电基片之间用于改善Al电极层的结晶性的基底电极层，Al电极层是外延生长的取向膜，同时是多晶膜，具有X射线衍射极点图中观察的图案有多个对称中心的双晶结构。
本发明的声表面波元件制造方法，包括准备由所述Y切割压电单晶构成的压电基片的工序，
在压电基片上形成基底电极层的工序，以及
在所述基底电极上形成所述Al电极层的工序，同时在形成基底电极层的工序前，还具有使压电基片的表面露出结晶面，由此，对压电基片进行可使Al电极层外延生长用的蚀刻处理的工序。
作为蚀刻处理工序中用的蚀刻剂，采用从磷酸、焦磷酸、安息香酸、辛酸、盐酸、硝酸、硫酸、氟酸、缓冲氟酸(BHF)和硫酸氢钾中选择的至少一种。
又，对具有又晶结构的外延Al膜进一步进行调查的结果，判明的情况为：用带上述那样Al膜的(111)面对Z轴取向同时与外延生长完全不同的机构，进行结晶生长。这是例如36°Y切割的LiTaO3那样低切割角基片上看到的结晶生长，Al(111)面的取向方向与压电基片的Z轴不同，而且具有多个Al(111)取向方向，是非常特别的结晶生长。
上述结晶生长，有时利用对基底电极层和Al电极层进行成膜时的工艺条件得不到。对此进行步骤调查的结果表明：虽然用70℃以上的加热层膜形成Ti构成的基底电极层，但不用50℃以下的常温甚至低温的成膜形成Al电极层，则Al电极层不成为具有双晶结构的外延Al膜。利用加热成膜形成Al电极层，则由于Al与Ti相互扩散，防碍Al的外延生长。
本发明的声表面波元件制造方法，其中声表面波元件具有压电基片和压电基片上形成的电极，电极具有将Al作为主成的Al电极层和设置在Al电极层与所述压电基片之间用于改善Al电极层的结晶性的基底电极层，该方法包括以下工序
准备压电基片的工序，
利用70℃以上的加热或成膜在压电基片上形成所述基底电极层的工序，以及
接着利用50℃以下的低温成膜形成所述Al电极层的工序。
最好利用加热成膜形成基底电极层的工序用300℃以下的温度实施。
最好利用低温成膜形成所述Al电极层的工序用0℃以上的温度实施。
本发明中作为压电基片，适合采用由Y切割的压电单晶构成的基片。这时所述压电基片由LiNbO3或LiTaO3的单晶构成为佳，所述压电基片是θ旋转Y切割(θ＝36°～42°)的LiTaO3基片更好。
又，最好形成Al电极层的工序中，形成Al电极层，使其具有双晶结构的外延膜。
本发明中，最好在形成基底电极层的工序前，还具有使压电基片的表面露出结晶面，由此，对所述压电基片进行可使Al电极层外延生长用的蚀刻处理的工序。作为构成该基底电极层的材料，适合采用将Ti和Cr中的至少一个作为主成分的材料。
本发明中，最好还具有利用50℃以下的低温成膜在基底电极层上形成用于使基底电极层表面上的结晶面为更加洁净的状态的中间电极层的工序，
形成Al电极层的工序中在中间电极层形成Al电极层。
最好所述中间电极层将Ti和Cr中的至少一个作为主成分，或者由与基底电极层相同的材料构成为佳。
又，最好利用低温成膜形成中间电极层的工序用0℃以上的温度实施。
附图说明
图1是示出本发明一实施形态的声表面波元件的一部分的剖视图。
图2是按照本发明实施的实施例1中所得Al电极层4的X射线衍射极点图。
图3是为了说明衍射图案而在图2添加辅助线的图。
图4是按照本发明实施的实施例2中所得Al电极层4的X射线衍射极点图。
图5是为了说明衍射图案而在图4添加辅助线的图。
图6是为了说明衍射图案而在图4添加与图5中不同的辅助线的图。
图7是示出应成为基底电极层5的Ti的成膜温度与Al电极层4中Al(200)入射的X射线衍射极点图中斑点强度的关系的图。
图8是示出实施本发明另一实施形态的制造方法所得声表面波元件的一部分的剖视图。
标号说明
1为声表面波元件，2为压电基片，3为电极，4为Al电极层，5为基底电极层。
具体实施形态
图1是示出本发明一实施形态的声表面波元件1的一部分的剖视图，示出压电基片2上形成的电极3。
压电基片2由压电单晶(例如Y切割的LiTaO3或LiNbO3的单晶)构成。利用θ旋转Y切割(θ＝36°～42°)的LiTaO3基片构成压电基片2更好。
电极3具有Al或Al族合金那样将Al作为主成份的Al电极层4。Al电极层4与压电基片2之间设置改善Al电极层4的结晶性用的基底电极层5。基底电极层5将例如Ti和Ci中的至少一个作为主成份。
为了制造这种表面波元件1，实施准备压电基片2，在该压电基片2上形成基底电极层5，接着在基底电极层5上形成Al电极层4的各工序，进而，为了对电极3提供叉指形状，可用光刻制版技术和干蚀刻技术。
Al电极层4的特征为：该层是外延生长的取向膜，而且是具有双晶结构的多晶膜，X射线衍射极点图中观察的衍射图案具有多个对称中心。
为了给Al电极层4提供这种特征的结晶结构，制造声表面波元件1时，在形成基底电极层5的工序前，使压电基片2的表面露出结晶面，由此，对压电基片2进行Al电极层4可外延生长用的蚀刻处理。
作为上述蚀刻处理工序中用的蚀刻剂，适合采用磷酸、焦磷酸、安息香酸、辛酸、盐酸、硝酸、硫酸、氟酸、缓冲氟酸(BHF)和硫酸氢钾中的任一种或两种以上的混合溶液。
对上述蚀刻处理所得的结果利用研磨等去除压电基片2的表面上产生的几nm的加工变质层，从而使压电基片的表面露出结晶面，可传达外延生长所需的晶格排列信息。
Al电基层中存在晶界，通常可以说使声表面波元件耐电性变差。这是因为由于应力迁移使Al本身通过晶界扩散，产生称为小丘和空隙的缺陷。然而，按照本发明得到的多晶Al电极4中，晶界为一个原子间隔以下，实质上不产生通过该晶界的自扩散。
另一方面，对金属的机械强度而言，多晶高于单晶。这是金属塑性形变机构造成的。即，其原因在于塑性形变产生外力(声表面波元件领域中的压电效应引起的振动)等造成的晶体滑移变形，单晶中，仅由最容易活动的滑移系统的活动引起该形变，反之，多晶中则要求多个滑移系统的活动(参考文献：丸善《金属便览》，第5改订版，第337～343页)。因此，引起塑性形变的难度与引起应力迁移所造成电极破坏的难度相关，使粒径小的电极结构具有高耐电性。
由于这些原因，使Al电极层4成为具有双晶结构的取向膜，可同时具有防止生长通过晶界电极组成原子自扩散造成的小丘和空隙的效果和难以塑性形变带来的高耐电性，其耐电性非常优良。
如上述非专利文献1所记载，早已公知利用Al电极层4添加Cu等异种金属，抑制小丘和空隙的产生，能改善耐电性。因此，Al电极层4中，除采用双晶结构的外延Al膜外，还采取添加Cu等的对策，则能实现耐电性的进一步提高。作为这样对提高耐电性有效的添加物，除Cu外，还有Mg、Ni和Mo等。因此，利用含微量这些添加物的Al族合金构成Al电极层4，则能进一步提高耐电性。
虽然图1中未示出，但可形成电绝缘性的薄膜，覆盖电极3的上表面和侧面。
下面说明本发明所涉及声表面波元件及其制造方法的较具体实施例。
实施例1
为了制作本发明实施例1的声表面波滤波器，首先准备由36°Y切割的LiTaO3单晶构成的压电基片2，常温下对该压电基片2进行10分钟利用缓冲氟酸(BHF)溶液的前处理，去除压电基片2的表面上存在的防碍外延生长的表面变质层。
其次，利用电子束蒸镀法在成膜温度180℃下形成由Ti构成的基底电极层5，使其厚度为20nm，并且在真空中冷却到室温。
上述冷却后，接着形成Al构成的Al电极层4。
对这样制得的Al电极层4进行X射线衍射分析。图2示出由该分析得到的X射线衍射极点图。该X射线衍射极点图是将X射线的入射方位取为Al电极层4的(200)入射而得到的。图3是为了说明图2所示衍射图案而在图2添加辅助线的图。
如图2和图3所示，Al电极层4成为观察Al(200)入射的X射线衍射极点图中具有多个对称斑点的衍射斑点那样的外延薄膜。图2和图3所示的6个斑点表示对来自Al的(200)面的反射信号的检测。
从图3可知，这样检测到的6个衍射斑点是2组3重对称斑点。各斑点与相应对称中心之间的方向间隔为约55度，各对称中心与Al的[11]结晶方位大致一致。对称中心与压电基片的法线(极点图的中心)在方向偏离±10～20度。图3中，对称中心与极点图中心的间隔在方向为17度左右，但该角度随成膜温度和压电基片的状况偏移，因而考虑这种偏移时，如上文所述那样，可以说该角度在±10～20的范围内。
Al(200)入射的极点图中，观察了重对称斑点呈现Al的[111]结晶方位取向成与该对称斑点的中心一致，即这是Al的[111]取向轴在该对称中心方向生长的3轴取向膜。
观察2组3重对称斑点又呈现对称斑点的中心存在2个，Al的[111]结晶方位有2个生长方向。换句话说，这意味着Al[111]取向的单晶在2个取向方向生长晶体，即双晶结构。
这样，可断定构成Al电极层4的膜是具有2个生长方向的Al(111)的3轴取向外延膜，而且是具有双晶结构的多晶膜。
接着，用光刻制版技术和干蚀刻技术将电极3加工成叉指形状，从而得到作为声表面波元件的声表面波滤波器。
作为对上述实施例1的比较例，不对Ti加热地进行成膜时以形成基底电极层5，作为电动层4，得不到外延膜，而成为Al的(111)面垂直于压电基片2生长的1轴取向膜。
进行耐电性比较时，实施例1的声表面波滤波器相对于比较例的声表面波滤波器，其加一定电功率时的故障发生间隔为后者的1000倍以上。
实施例2
准备由42°Y切割的LiTaO3单晶构成的压电基片2。然后，用与实施例1的制作工序相同的工序在压电基片2上形成基底电极层5，进而在该层上形成Al电极层4。
图4示出此实施例2的Al电极层4的Al(200)入射的X射线衍射极点图。图5和图6是为了说明而在图4添加辅助线的图。
从图4、图5和图6可知，Al电极层4能做成观察具有多个对称中心的衍射斑点那样的外延薄膜。图4、图5和图6存在的12个斑点表示对Al的(200)面的反射信号的检测。
从图5进一步可知，上述那样检测到的12个衍射斑点是2组6重对称斑点。与实施例时相同，各斑点与相应对称中心之间的方向间隔为约55度，各对称中心与Al的[111]结晶方位大致一致。对称中心与压电基片2的法线(极点图的中心)在方向偏差±10～20度。
Al(200)入射的极点图中，观察6重对称斑点表明这时Al[111]取向膜在该对称中心方向生长的3轴取向膜。
又，6重对称斑点，其本身为双晶。其原因在于Al(200)入射时，把来自Al(111)单晶的衍射斑点检测为位于离开对称中心约55度的3重对称斑点。具体而言，这时(100)、(010)和(001)的3个对称斑点。即，从图6可知，6重对称斑点由2组3重对称斑点构成。这2组3重对称斑点处于相互旋转180度的位置关系。
这样，可说明实施例2中，由于具有2相双晶结构的图5所示6重对称斑点，该Al电极层4形成称为“双晶的双晶”(单晶域有4个)的膜结构。即，可认为图2中观察到的2组3重对称斑点分别为双晶。
图4中，观察非常复杂的衍射斑点，但本实施例2得到的Al电极层4也是具有2个生长方向的Al(111)的3轴取向外延膜，这点与实施例1时本质上相同。
接着，用光刻制版技术和干蚀刻技术将电极3加工成叉指形状，取得作为声表面波元件1的声波表面波滤波器。这时，本实施例2仍然与作为比较例的声表面波滤波器比较，该比较例具有作为Al的(111)面垂直于压电基片生长的1轴取向膜的Al电极层。这时，本实施例的耐电性可为比较例的1000倍以上。即，实施例的情况下，也断定耐电性方面与实施例1时效果相同。
实施例3
实施例3中，制作作为具有图1所示结构的声表面波元件1的声表面波滤波器。
首先，准备由36°Y切割的LiTaO3单晶构成的压电基片2。
其次，利用电子束蒸镀法以成膜温度70℃在压电基片2上形成由Ti构成的基底电极层5，使其厚度为20nm，并且在真空中冷却到50℃以下。
上述冷却后，接着形成由Al构成的Al电极层4。这样得到的Al电极层4在X射线衍射中的Al(111)半值宽度为2°。作为比较例，形成上述基底电极层5和Al电极层4时不加热地进行成膜。该比较例情况下的Al(111)半值宽度为约5°。因而，根据实施例3，证实可显著高取向化。
接着，用光刻制版技术和干蚀刻技术将电极3加工成叉指形状，从而得到作为声表面波元件1的声表面波滤波器。
对本实施例3的声表波滤波器和上述比较例的声表面波滤波器的耐电性进行比较时，实施例与比较例相比，加一定电功率时的故障发生间隔变长。
实施例4
实施例4中，制作作为具有图8所示结构的声表面波元件1a的声表面波滤波器。
首先，准备由36°Y切割的LiTaO3单晶构成的压电基片2。
其次，利用电子束蒸镀法以成膜温度70℃在压电基片2上形成由Ti构成的基底电极层5，使其厚度为10nm，并且在真空中冷却到50℃以下。
上述冷却后，接着用50°以下的成膜温度形成由与基底电极层5相同的材料Ti构成的中间电极层6，使其厚度为10nm。
接着，形成由Al构成的Al电极层4，使其厚度为100nm。
这样得到的Al电极层4在X射线衍射中的Al(111)半值宽度为1.8°。因此，根据实施例4，证实与上述比较例相林，进而相对于实施例3，可进一步显著高取向化。
接着，用光刻制版技术和干蚀刻技术将电极3加工成叉指形状，从而得到作为声表面波元件1a的声表面波滤波器。
对这种声表面波滤波器的耐电性进行评价时，与比较例相比当然不用说，即使与实施例相比，也能进一步延长加一定电功率时的故障发生间隔。
实施例5
实施例5中制作作为具有图8所示结构的声表面波元件la的声表面波滤波器。
首先，准备36°Y切割的LiTaO3单晶构成的压电基片2，并且在常温下对该压电基片2进行10分钟利用缓冲氟酸(BHF)溶液的前处理，去除压电基片2的表面上存在的防碍外延生长的表面变质层。
其次，利用电子束蒸镀法在层膜温度180°下形成由Ti构成的基底电极层5，使其厚度为10nm，并且在真空中冷却到室温。
上述冷却后，接着将与基底电极层5相同的材料Ti加以成膜为厚度10nm，从而形成中间电极层6。
接着，形成由Al构成的Al电极层4，使其厚度为100nm。
对这样取得的Al电极层4进行X射线衍射分析。其结果得到与实施例1中所得X射线衍射极性图相同的图。
即，如图3所示，Al电极层4成为观察Al(200)入射的X射线衍射极点图中6个衍射斑点那样的外延薄膜。由于将Al的(200)面的反射信号检测为2组3重对称斑点，断定构成Al由极层4的膜是3轴取向外延膜，而且是具有双晶结构的多晶膜。
接着，用光刻制版技术和干蚀刻技术将电极3加工成叉指形状，从而得到作为声表面波元件1a的声表面波滤波器。
作为对上述实施例5的比较例，不对Ti加热地进行成膜时以形成基底电极层5，作为电动层4，得不到外延膜，而成为Al的(111)面垂直于压电基片2生长的1轴取向膜。
进行耐电性比较时，实施例5的声表面波滤波器相对于比较例的声表面波滤波器，其加一定电功率时的故障发生间隔为后者的1000倍以上。
实施例6
实施例6中制作作为具有图8所示结构的声表面波元件1a的声表面波滤波器。
准备42°Y切割的LiTaO3单晶构成的压电基片2。然后，用与实施例3的制作工序相同的工序在压电基片2上形成基底电极层5，并且在该层5上形成中间电极层6，进而在该层6上形成Al电极层4。
对这样得到的Al电极层4进行X射线衍射分析。其结果得到与实施例2中所得X射线衍射极点图相同的图。
即，从图5进一步可知，图4所示检测到的12个衍射斑点是2组6重对称斑点。各斑点与相应对称中心之间的方向间隔为约55度，各对称中心与Al的[111]结晶方位大致一致。对称中心与电极基片2的法线在方向偏离±10～20度。而且，图5中，对称中心与极点图中心的间隔在方向为17度左右，但该角度随成膜温度和压电基片2的状况等偏移，因而考虑这种偏移时，如以上所述那样，可以说该角度在±10～20度的范围内。
Al(200)入射的极点图中，观察6重对称斑点表明这时Al[111]取向膜在该对称中心方向生长的3轴取向膜。
又，6重对称斑点，其本身为双晶。其原因在于Al(200)入射时，把来自Al(111)单晶的衍射斑点检测为位于离开对称中心约55度的3重对称斑点。具体而言，这时(100)、(010)和(001)的3个对称斑点。观察2组3重对称斑点表明对称斑点的中心存在2个，Al的[111]结晶方位有2个生长方向。换句话说，这意味着Al[111]取向的单晶在2个方向生长结晶，即成为双晶结构。从图6可知，这2组3重对称斑点具有相互旋转180度的位置关系。
这样，可说明实施例6中，由于具有2相双晶结构的图5所示6重对称斑点，该Al电极层4形成称为“双晶的双晶”(单晶域有4个)的膜结构。即，可认为图3中观察到的2组3重对称斑点分别为双晶。
图4中，观察非常复杂的衍射斑点，但本实施例6得到的Al电极层4也是具有2个生长方向的Al(111)的3轴取向外延膜，这点与实施例1时本质上相同。
接着，用光刻制版技术和干蚀刻技术将电极3加工成叉指形状，取得作为声表面波元件1的声波表面波滤波器。这时，本实施例4仍然与作为比较例的声表面波滤波器比较，该比较例具有作为Al的(111)面垂直于压电基片生长的1轴取向膜的Al电极层。这时，本实施例的耐电性可为比较例的1000倍以上。
以上说明的实施例1～6中作为压电基片2，分别采用36°Y切割LiTaO3基片和42°Y切割LiTaO3基片，但作为压电基片2，只要是压电单晶构成的，可用任何基片。再者，对Y切割角而言，尤其在36°～42°的范围内为佳。对成为压电基片材料的压电单晶而言，最好是LiTao3或LiNbO3的单晶。
上述实施例1～6中，作为基底电极层5的材料，采用Ti，但已证实采用有效改变Al电极层4的结晶性的其他金属(例如Cr)或以这些金属为主成份的合金也能取得同样效果。
实施例1～6中，将形成基底电极层5时的Ti的成膜温度取为180℃，但成膜温度不受此限制。关于该成膜温度，在其变化时，由实验已证实Al(200)入射的X射线衍射极点图的斑点强度如图7那样变化。
如图7所示，利用将基底电极层6的成膜温度取为70℃以上，在该层5上所形成Al电极层4中检测衍射斑点，两者均可为具有双晶结构的外延Al膜，但为了得到衍射强度较高(即结晶性较好)的Al膜，希望将成为基底电极层5的Ti的成膜温度设定的较高。
再者，该成膜温度取得过高，则会造成电烧焦，压电基片2产生破裂的危险性高，因而实用上希望成膜温度为300℃以下。
实施形态和实施例中，电极层将Al作为为主成份，但将具有面小立方结晶结构的金属(例如Pt、Au、Cu、Ag等)作为主成份也能得到同样的结果。
如上所述，根据本发明的声表面波元件，由压电单晶构成的压电基片上形成的电极所具有的电极层是外延生长的取向膜，同时是具有双晶结构的多晶膜，该双晶结构在X射线衍射极点图中观察的衍射图案具有多个对称中心，因而电极中能抑制小丘和空隙的发生，同时能使塑性形变难以发生，可提高声表面波元件的耐电性。
作为上述电极层的材料，采用电阻率低且比重小的Al，则能得到良好的滤波特性。
上述声表面波元件中，在电极层与压电基片之间设置将例如Ti和Cr中的至少一个作为主成分用于改善电极层结晶性的基底电极层时，能进一步改善电极层的结晶性。
本发明中，还具有在基底电极层上利用50℃以下的低温层膜形成用于使基底电极层表面上的结晶为较结净状态的中间电极层的工序，如果做成在该中间电极层上形成Al电极层，则即使为了利用加热层膜形成基底电极层而在其表面形成氧化层，也能利用中间电极层保持高取向性，同时提供用于形成Al电极层的较结净结晶面，可使Al电极层的结晶性更加良好。
本发明中，作为压电基片，采用由LiNbO3或LiTaO3单晶构成的基片，则压电性大，声表面波元件构成滤波器等的情况下，可使其宽带化。
作为压电基片，采用θ旋转Y切割(θ＝36°～42°)的LiTaO3基片，则能更可靠更方便地提供上述那种电极层中的特别结晶结构。
根据本发明的声表面波元件制造方法，在形成基底电极层的工序前，具有使压电基片的表面露出结晶面，由此，对压电基片施加用于使Al电极层可外延生长的蚀刻处理的工序，因而压电基片的表面上形成基底电极屏并且接着形成Al电极层时，能较可靠地对Al电极层传达外延生长所需的晶格排列信息。
根据本发明的声表面波元件制造方法，在压电基片上形成具有将Al作为主成份的Al电极层和设置在Al电极层与压电基片之间用于改变Al电极层结晶性的基底电极层的电极时，利用70℃以上的加热成膜形成基底电极层后，利用50℃以下的低温成膜形成Al电极。
因此，形成基底电极层时，从加热成膜提供其结晶生长所需的能量，使基底电极层中得到高取向膜，能提高其上形成的Al电极层的结晶性，改善电极的抗应力迁移性，可提高所得声表面波元件的耐电性。
另一方面，形成Al电极层时，采用50℃以下的低温成膜，因而Al电极层在成膜时能不发生Al与基底电极层所含材料的相互扩散，可防止这种相互扩散造成的Al电极层劣化。
利用加热成膜形成基底电极层的工序中，采用300℃以下的温度，则能可靠防止由于电烧焦而发生压电基片破裂。
利用低温成膜形成Al电极层的工序中，采用0℃以上的温度时，不需要特殊的冷却机构，可避免其带来的成本提高的问题。

Claims (25)

1.一种声表面波元件，其特征在于，包括
压电单晶构成的压电基片，以及
所述压电基片上形成的电极；
所述电极是外延生长的取向膜，同时具有多晶膜构成的电极层，该电极层具有在X射线衍射极点图观察的衍射图案有多个对称中心的双晶结构。
2.如权利要求1所述的声表面波元件，其特征在于，
所述电极层将Al作为主成分。
3.如权利要求1所述的声表面波元件，其特征在于，
所述电极还具有基底电极层，设置在所述电极层与所述压电基片之间，用于改善所述电极层的结晶性。
4.如权利要求3所述的声表面波元件，其特征在于，
所述基底电极层将Ti和Cr中的至少一个作为主成分。
5.如权利要求3所述的声表面波元件，其特征在于，
具有形成在所述基底电极层上而且上面形成所述Al电极层的中间电极层，以便所述基底电极层表面上的结晶面为更加洁净的状态。
6.如权利要求1所述的声表面波元件，其特征在于，
所述压电基片由LiNbO3或LiTaO3的单晶构成。
7.如权利要求6所述的声表面波元件，其特征在于，
所述压电基片是θ旋转Y切割(θ＝36°～42°)的LiTaO3基片。
8.如权利要求1所述的声表面波元件，其特征在于，
X射线衍射中，将X射线的入射方位取为所述电极层的(200)时，所述电极层的[111]结晶方位取向为与X射线衍射极点图中检测出的对称斑点的中心大致一致。
9.如权利要求1所述的声表面波元件，其特征在于，
X射线衍射中，将X射线的入射方位取为所述电极层的(200)时，所述X射线衍射极点图的对称斑点中心存在2个以上，所述电极层的[111]结晶方位有2个以上的生长方向，所述电极层的[111]结晶方位取向为与所述X射线衍射图中检测处的对称斑点中心大致一致。
10.如权利要求9所述的声表面波元件，其特征在于，
所述X射线衍射极点图的对称斑点为3重对称或6重对称。
11.一种声表面波元件的制造方法，其特征在于，
该声表面波元件包括由Y切割压电单晶构成的压电基片和在所述压电基片上形成的电极，所述电极具有将Al作为主成份的Al电极层和设置在所述Al电极层与所述压电基片之间用于改善所述Al电极层的结晶性的基底电极层，
所述Al电极层是外延生长的取向膜，同时是具有X射线衍射极点图中观察的图案有多个对称中心的双晶结构的多晶膜；
所述制造方法包括以下工序
准备由所述Y切割压电单晶构成的压电基片的工序、
在所述压电基片上形成所述基底电极层的工序，以及
在所述基底电极上形成所述Al电极层的工序；
而且，在形成所述基底电极层的工序前，还具有使所述压电基片的表面露出结晶面、由此对所述压电基片进行可使所述Al电极层外延生长用的蚀刻处理的工序。
12.如权利要求11所述的声表面波元件的制造方法，其特征在于，
作为所述蚀刻处理工序中用的蚀刻剂，采用从磷酸、焦磷酸、安息香酸、辛酸、盐酸、硝酸、硫酸、氟酸、缓冲氟酸(BHF)和硫酸氢钾中选择的至少一种。
13.一种声表面波元件的制造方法，其特征在于，
该声表面波元件具有压电基片和所述压电基片上形成的电极，所述电极具有将Al作为主成的Al电极层和设置在所述Al电极层与所述压电基片之间用于改善Al电极层的结晶性的基底电极层；
所述制造方法包括以下工序
准备所述压电基片的工序、
利用70℃以上的加热或成膜在所述压电基片上形成所述基底电极层的工序，以及
接着利用50℃以下的低温成膜形成所述Al电极层的工序。
14.如权利要求13所述的声表面波元件的制造方法，其特征在于，
用300℃以下的温度实施利用加热成膜形成所述基底电极层的工序。
15.如权利要求13所述的声表面波元件的制造方法，其特征在于，
用0℃以上的温度实施利用低温成膜形成所述Al电极层的工序。
16.如权利要求13所述的声表面波元件的制造方法，其特征在于，
所述压电基片由Y切割压电单晶构成。
17.如权利要求16所述的声表面波元件的制造方法，其特征在于，
所述压电基片由LiNbO3或LiTaO3的单晶构成。
18.如权利要求17所述的声表面波元件的制造方法，其特征在于，
所述压电基片是θ旋转Y切割(θ＝36°～42°)的LiTaO3基片。
19.如权利要求13所述的声表面波元件的制造方法，其特征在于，
在形成所述Al电极层的工序中，形成所述Al电极层、使其具有双晶结构的外延膜。
20.如权利要求19所述的声表面波元件的制造方法，其特征在于，
在形成所述基底电极层的工序前，还具有使所述压电基片的表面露出结晶面，由此对所述压电基片进行可使所述Al电极层外延生长用的蚀刻处理的工序。
21.如权利要求13所述的声表面波元件的制造方法，其特征在于，
所述基底电极层将Ti和Cr中的至少一个作为主成分。
22.如权利要求13所述的声表面波元件的制造方法，其特征在于，还包括
利用50℃以下的低温成膜在所述基底电极层上形成用于使所述基底电极层表面上的结晶面为更加洁净的状态的中间电极层的工序；
在形成所述Al电极层的工序中，在所述中间电极层形成所述Al电极层。
23.如权利要求22所述的声表面波元件的制造方法，其特征在于，
所述中间电极层将Ti和Cr中的至少一个作为主成分。
24.如权利要求22所述的声表面波元件的制造方法，其特征在于，
所述中间电极层由与所述基底电极层相同的材料构成。
25.如权利要求22所述的声表面波元件的制造方法，其特征在于，
用0℃以上的温度实施利用低温成膜形成所述中间电极层的工序。
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