DE112016003221T5

DE112016003221T5 - Schallwellenvorrichtung und Herstellungsverfahren dafür

Info

Publication number: DE112016003221T5
Application number: DE112016003221.8T
Authority: DE
Inventors: Taku KIKUCHI; Chihiro KONOMA; Masashi TSUBOKAWA; Ryo Nakagawa
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2015-07-17
Filing date: 2016-06-01
Publication date: 2018-04-19
Also published as: JPWO2017013945A1; US10924082B2; CN107534429A; KR20170134669A; CN107534429B; US20180097501A1; WO2017013945A1; KR101931506B1; JP6471802B2

Abstract

Es wird eine Schallwellenvorrichtung bereitgestellt, bei der ein Verziehen einer IDT-Elektrode, das mit der Anregung einer Schallwelle verursacht wird, verringert werden kann, und bei der die IMD-Eigenschaften verbessert werden können.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schallwellenvorrichtung und ein Herstellungsverfahren für die Schallwellenvorrichtung.
STAND DER TECHNIK
Schallwellenvorrichtungen werden bis zum heutigen Tag weithin in Mobiltelefonen und so weiter verwendet. Zum Beispiel offenbart das folgende Patentdokument 1 ein Beispiel einer Schallwellenvorrichtung, die eine IDT-(Interdigitaltransducer)-Elektrode enthält. Die offenbarte Schallwellenvorrichtung enthält ein piezoelektrisches Substrat, eine Zwischenschicht, die auf dem piezoelektrischen Substrat angeordnet ist, und einen Elektrodenfilm, der auf der Zwischenschicht angeordnet ist.
Zitierungsliste
Patentdokument
Patentdokument 1: Japanische ungeprüfte Patentanmeldungspublikation Nr. 2001-217672
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Technisches Problem
Wenn die Schallwellenvorrichtung des in Patentdokument 1 offenbarten Typs unter Verwendung eines Abhebeprozesses hergestellt wird, so werden ein Metallfilm für die Zwischenschicht und ein Metallfilm für den Elektrodenfilm auf das piezoelektrische Substrat und auf eine Resiststruktur aufgedampft. Ein Metall mit hohem Schmelzpunkt wird als das Metall für die Zwischenschicht verwendet. Daher kommt es mitunter vor, dass während eines Schrittes des Bildens der Zwischenschicht die Resiststruktur aufgrund von Strahlungswärme von einer Aufdampfungsquelle und Wärmeleitung von Aufdampfungspartikeln stark verformt wird. Durch eine solche Verformung wird in einigen Fällen eine Seitenfläche der Zwischenschicht stark geneigt. Dies kann zu der Möglichkeit führen, dass ein Verziehen des Elektrodenfilms, das durch die Erregung der IDT-Elektrode verursacht wird, zunimmt und dass sich die IMD-(Intermodulation-Distortion)-Eigenschaften verschlechtern.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Schallwellenvorrichtung, bei der ein Verziehen einer IDT-Elektrode, das mit der Anregung einer Schallwelle verursacht wird, ungeachtet des Schmelzpunktes des für die oben angesprochene Zwischenschicht verwendeten Metalls verringert werden kann, und bei der die IMD-Eigenschaften verbessert werden können, und ein Herstellungsverfahren für die Schallwellenvorrichtung bereitzustellen.
Lösung des Problems
Gemäß einer allgemeinen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Schallwellenvorrichtung bereitgestellt, die ein piezoelektrisches Substrat mit einer Elektrodenausbildungsfläche und eine IDT-Elektrode enthält, die auf der Elektrodenausbildungsfläche des piezoelektrischen Substrats angeordnet ist, wobei die IDT-Elektrode eine Direktkontaktschicht, die auf der Elektrodenausbildungsfläche des piezoelektrischen Substrats angeordnet ist, und eine Hauptelektrodenschicht, die auf der Direktkontaktschicht angeordnet ist, enthält, wobei die Direktkontaktschicht eine erste Schicht in direktem Kontakt mit dem piezoelektrischen Substrat und eine zweite Schicht in direktem Kontakt mit der Hauptelektrodenschicht enthält, wobei die erste Schicht eine erste Seitenfläche hat und die zweite Schicht hat eine zweite Seitenfläche, wobei mindestens Teile der ersten und zweiten Seitenflächen relativ zu einer normalen Richtung der Elektrodenausbildungsfläche so geneigt sind, dass ein Bereich einer Fläche der zweiten Schicht, wo die Fläche in direktem Kontakt mit der Hauptelektrodenschicht steht, kleiner ist als ein Bereich einer Fläche der ersten Schicht, wo die Fläche in direktem Kontakt mit dem piezoelektrischen Substrat steht, und wobei unter der Annahme, dass Winkel, die durch die geneigten Teile der ersten und zweiten Seitenflächen mit Bezug auf die normale Richtung der Elektrodenausbildungsfläche gebildet werden, als Neigungswinkel der ersten bzw. zweiten Seitenflächen definiert sind, der Neigungswinkel der zweiten Seitenfläche kleiner ist als der Neigungswinkel der ersten Seitenfläche.
Bei einer konkreten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat bei der oben beschriebenen Schallwellenvorrichtung die Hauptelektrodenschicht eine Seitenfläche, und unter der Annahme, dass ein Winkel, der durch die Seitenfläche der Hauptelektrodenschicht mit Bezug auf die normale Richtung der Elektrodenausbildungsfläche des piezoelektrischen Substrats gebildet wird, als ein Neigungswinkel der Seitenfläche der Hauptelektrodenschicht definiert ist, ist der Neigungswinkel der Seitenfläche der Hauptelektrodenschicht nicht größer als der Neigungswinkel der zweiten Seitenfläche. In diesem Fall kann ein Verziehen der Hauptelektrodenschicht, das mit der Anregung einer Schallwelle verursacht wird, weiter verringert werden.
Bei einer weiteren konkreten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist bei der oben beschriebenen Schallwellenvorrichtung ein Elastizitätsmodul eines Metalls, das die Direktkontaktschicht bildet, größer als ein Elastizitätsmodul eines Metalls, das die Hauptelektrodenschicht bildet. In diesem Fall kann das mit der Anregung der Schallwelle verursachte Verziehen der Hauptelektrodenschicht effektiv verringert werden.
Bei einer weiteren konkreten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist bei der oben beschriebenen Schallwellenvorrichtung ein Schmelzpunkt eines Metalls, das die Direktkontaktschicht bildet, mindestens so hoch wie ein Schmelzpunkt eines Metalls, das die Hauptelektrodenschicht bildet. In diesem Fall kann das mit der Anregung der Schallwelle verursachte Verziehen der Hauptelektrodenschicht zuverlässiger verringert werden.
Bei einer weiteren konkreten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht bei der oben beschriebenen Schallwellenvorrichtung die Direktkontaktschicht aus Ti, und die Hauptelektrodenschicht besteht aus AI. In diesem Fall kann das mit der Anregung der Schallwelle verursachte Verziehen der Hauptelektrodenschicht weiter verringert werden.
Bei einer anderen allgemeinen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Schallwellenvorrichtung bereitgestellt, die ein piezoelektrisches Substrat mit einer Elektrodenausbildungsfläche und eine IDT-Elektrode enthält, die auf der Elektrodenausbildungsfläche des piezoelektrischen Substrats angeordnet ist, wobei die IDT-Elektrode enthält: eine Direktkontaktschicht, die auf der Elektrodenausbildungsfläche des piezoelektrischen Substrats angeordnet ist, eine Zwischenschicht, die auf der Direktkontaktschicht angeordnet ist, und eine Hauptelektrodenschicht, die auf der Zwischenschicht angeordnet ist, wobei sowohl die Direktkontaktschicht als auch die Zwischenschicht eine Seitenfläche hat, wobei mindestens ein Teil der Seitenfläche der Direktkontaktschicht relativ zu einer normalen Richtung der Elektrodenausbildungsfläche so geneigt ist, dass ein Bereich einer Fläche der Direktkontaktschicht, wo die Fläche in direktem Kontakt mit der Zwischenschicht steht, kleiner ist als ein Bereich einer Fläche der Direktkontaktschicht, wo die Fläche in direktem Kontakt mit dem piezoelektrischen Substrat steht, und mindestens ein Teil der Seitenfläche der Zwischenschicht relativ zu der normalen Richtung der Elektrodenausbildungsfläche so geneigt ist, dass ein Bereich einer Fläche der Zwischenschicht, wo die Fläche in direktem Kontakt mit der Hauptelektrodenschicht steht, kleiner ist als ein Bereich einer Fläche der Zwischenschicht, wo die Fläche in direktem Kontakt mit der Direktkontaktschicht steht, und wobei unter der Annahme, dass ein Winkel, der durch den geneigten Teil der Seitenfläche der Direktkontaktschicht gebildet wird, und ein Winkel, der durch den geneigten Teil der Seitenfläche der Zwischenschicht mit Bezug auf die normale Richtung der Elektrodenausbildungsfläche gebildet wird, als ein Neigungswinkel der Seitenfläche der Direktkontaktschicht bzw. ein Neigungswinkel der Seitenfläche der Zwischenschicht definiert sind, der Neigungswinkel der Seitenfläche der Zwischenschicht kleiner ist als der Neigungswinkel der Seitenfläche der Direktkontaktschicht. In diesem Fall kann das mit der Anregung der Schallwelle verursachte Verziehen der Hauptelektrodenschicht weiter verringert werden.
Bei einer weiteren konkreten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat bei der oben beschriebenen Schallwellenvorrichtung die Hauptelektrodenschicht eine Seitenfläche, und unter der Annahme, dass ein Winkel, der durch die Seitenfläche der Hauptelektrodenschicht mit Bezug auf die normale Richtung der Elektrodenausbildungsfläche gebildet wird, als ein Neigungswinkel der Seitenfläche der Hauptelektrodenschicht definiert ist, ist der Neigungswinkel der Seitenfläche der Hauptelektrodenschicht nicht größer als der Neigungswinkel der Seitenfläche der Zwischenschicht. In diesem Fall kann das mit der Anregung der Schallwelle verursachte Verziehen der Hauptelektrodenschicht weiter verringert werden.
Bei einer weiteren konkreten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist bei der oben beschriebenen Schallwellenvorrichtung ein Elastizitätsmodul eines Metalls, das die Direktkontaktschicht bildet, mindestens so groß wie ein Elastizitätsmodul eines Metalls, das die Zwischenschicht bildet, und der Elastizitätsmodul des Metalls, das die Zwischenschicht bildet, ist größer als ein Elastizitätsmodul eines Metalls, das die Hauptelektrodenschicht bildet. In diesem Fall kann das mit der Anregung der Schallwelle verursachte Verziehen der Hauptelektrodenschicht effektiv verringert werden.
Bei einer weiteren konkreten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist bei der oben beschriebenen Schallwellenvorrichtung ein Schmelzpunkt eines Metalls, das die Direktkontaktschicht bildet, mindestens so hoch wie ein Schmelzpunkt eines Metalls, das die Zwischenschicht bildet, und der Schmelzpunkt des Metalls, das die Zwischenschicht bildet, ist mindestens so hoch wie ein Schmelzpunkt eines Metalls, das die Hauptelektrodenschicht bildet. In diesem Fall kann das mit der Anregung der Schallwelle verursachte Verziehen der Hauptelektrodenschicht zuverlässiger verringert werden.
Bei einer weiteren konkreten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht bei der oben beschriebenen Schallwellenvorrichtung die Direktkontaktschicht aus einem von NiCr und Ti, die Zwischenschicht besteht aus Ti, und die Hauptelektrodenschicht besteht aus AI. In diesem Fall kann das mit der Anregung der Schallwelle verursachte Verziehen der Hauptelektrodenschicht weiter verringert werden.
Die vorliegende Erfindung stellt ferner ein Herstellungsverfahren für eine Schallwellenvorrichtung bereit, bei der eine IDT-Elektrode, die eine Direktkontaktschicht und eine Hauptelektrodenschicht enthält, auf einem piezoelektrischen Substrat angeordnet ist, wobei das Herstellungsverfahren die Schritte des Herstellens des piezoelektrischen Substrats, das eine Elektrodenausbildungsfläche aufweist, und des Bildens der IDT-Elektrode auf der Elektrodenausbildungsfläche des piezoelektrischen Substrats enthält, wobei der Schritt des Bildens der IDT-Elektrode diese Schritte enthält: Laminieren einer Resistschicht auf der Elektrodenausbildungsfläche des piezoelektrischen Substrats, Strukturieren der Resistschicht, Laminieren eines Metallfilms für die Direktkontaktschicht sowohl auf dem piezoelektrischen Substrat als auch auf der Resistschicht durch einen Aufdampfungsprozess, Laminieren eines Metallfilms für die Hauptelektrodenschicht auf dem Metallfilm für die Direktkontaktschicht durch einen Aufdampfungsprozess, und Ablösen der Resistschicht von dem piezoelektrischen Substrat, wobei die Direktkontaktschicht eine erste Schicht in direktem Kontakt mit dem piezoelektrischen Substrat und eine zweite Schicht in direktem Kontakt mit der Hauptelektrodenschicht enthält, wobei die erste Schicht eine erste Seitenfläche hat, wobei die zweite Schicht eine zweite Seitenfläche hat, und wobei in dem Schritt des Laminierens des Metallfilms für die Direktkontaktschicht sowohl auf dem piezoelektrischen Substrat als auch auf der Resistschicht der Metallfilm für die Direktkontaktschicht laminiert wird, während Bedingungen des Aufdampfungsprozesses verändert werden, um die ersten und zweiten Seitenflächen in einem Zustand zu bilden, der relativ zu einer normalen Richtung der Elektrodenausbildungsfläche geneigt ist, und um einen Bereich einer Fläche der zweiten Schicht, wo die Fläche in direktem Kontakt mit der Hauptelektrodenschicht steht, kleiner auszulegen als einen Bereich einer Fläche der ersten Schicht, wo die Fläche in direktem Kontakt mit dem piezoelektrischen Substrat steht, so dass unter der Annahme, dass Winkel, die durch die ersten und zweiten Seitenflächen mit Bezug auf die normale Richtung der Elektrodenausbildungsfläche gebildet werden, als Neigungswinkel der ersten bzw. zweiten Seitenflächen definiert sind, der Neigungswinkel der zweiten Seitenfläche kleiner ist als der Neigungswinkel der ersten Seitenfläche. In diesem Fall kann das mit der Anregung der Schallwelle verursachte Verziehen der Hauptelektrodenschicht weiter verringert werden.
Bei einer weiteren konkreten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird in dem Schritt des Laminierens des Metallfilms für die Direktkontaktschicht sowohl auf dem piezoelektrischen Substrat als auch auf der Resistschicht in dem oben beschriebenen Herstellungsverfahren für die Schallwellenvorrichtung eine Filmbildungsgeschwindigkeit in dem Aufdampfungsprozess, wenn die zweite Schicht gebildet wird, auf langsamer eingestellt als eine Filmbildungsgeschwindigkeit in dem Aufdampfungsprozess, wenn die erste Schicht gebildet wird. In diesem Fall kann das mit der Anregung der Schallwelle verursachte Verziehen der Hauptelektrodenschicht zuverlässiger verringert werden.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Schallwellenvorrichtung erhalten werden, bei der das Verziehen der IDT-Elektrode, das mit der Anregung der Schallwelle verursacht wird, verringert werden kann, und bei der die IMD-Eigenschaften verbessert werden können. Ein Herstellungsverfahren für die Schallwellenvorrichtung kann ebenfalls erhalten werden.
Figurenliste

1 ist eine vordere Schnittansicht einer Schallwellenvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2(a) ist eine vergrößerte vordere Schnittansicht einer IDT-Elektrode in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und
2(b) ist eine teilweise geöffnete, vergrößerte vordere Schnittansicht der IDT-Elektrode in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
3 ist eine vergrößerte vordere Schnittansicht einer IDT-Elektrode in einem Vergleichsbeispiel.
4(a) und 4(b) sind Diagramme, die jeweils Relationen zwischen einer Position eines Elektrodenfingers der IDT-Elektrode entlang einer Ausbreitungsrichtung einer Schallwelle und einer S₄-Komponente des Verziehens in einer Fläche einer Hauptelektrodenschicht auf der Seite näher bei dem piezoelektrischen Substrat in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und dem Vergleichsbeispiel zeigen.
5 ist ein Kurvendiagramm, das eine Relation zwischen der S₄-Komponente des Verziehens und einem Pegel einer dritten Oberwelle zeigt.
6(a) bis 6(c) sind teilweise geöffnete, geschnittene Vorderansichten der IDT-Elektrode, anhand derer ein Herstellungsverfahren für die Schallwellenvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert wird.
7(a) und 7(b) sind teilweise geöffnete, geschnittene Vorderansichten der IDT-Elektrode, anhand derer das Herstellungsverfahren für die Schallwellenvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert wird.
8 ist eine vordere Schnittansicht einer IDT-Elektrode in einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die vorliegende Erfindung wird anhand der folgenden Beschreibung praktischer Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen verdeutlicht.
Es ist anzumerken, dass die in dieser Beschreibung offenbarten Ausführungsformen lediglich veranschaulichend sind und dass optional ein teilweises Ersetzen oder Kombinieren einzelner Bestandteile zwischen den verschiedenen Ausführungsformen möglich ist.
1 ist eine vordere Schnittansicht einer Schallwellenvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Die Schallwellenvorrichtung 1 enthält ein piezoelektrisches Substrat 3. Das piezoelektrische Substrat 3 besteht aus LiTaO₃. Es ist anzumerken, dass die Materialien des piezoelektrischen Substrats nicht auf bestimmte beschränkt sind und dass das piezoelektrische Substrat aus einem zweckmäßigen von piezoelektrischen Einkristallen oder piezoelektrischer Keramik bestehen kann. Genauer gesagt, kann das piezoelektrische Substrat zum Beispiel aus LiNbO₃, KNbO₃, Quarz, Langasit, ZnO, PZT (piezoelektrischem Zirkonattitanat) oder Lithiumtetraborat bestehen.
Das piezoelektrische Substrat 3 hat eine Elektrodenausbildungsfläche 3a. Eine IDT-Elektrode 2 wird auf der Elektrodenausbildungsfläche 3a gebildet. Eine Schallwelle wird angeregt, wenn eine Wechselspannung an die IDT-Elektrode 2 angelegt wird. In dieser Ausführungsform werden Reflektoren 8 auf beiden Seiten der IDT-Elektrode 2 in einer Ausbreitungsrichtung der Schallwelle angeordnet. Mit einer solchen Anordnung wird ein Resonator für Schallwellen vom Ein-Port-Typ gebildet. Die Reflektoren brauchen nicht immer vorhanden zu sein.
2(a) ist eine vergrößerte vordere Schnittansicht einer IDT-Elektrode in der ersten Ausführungsform. 2(b) ist eine teilweise geöffnete, vergrößerte vordere Schnittansicht der IDT-Elektrode in der ersten Ausführungsform. Genauer gesagt, veranschaulicht jede der 2(a) und 2(b), in einem vergrößerten Maßstab, einen von mehreren Elektrodenfingern der IDT-Elektrode. Das gilt in ähnlicher Form für 3, 6(a) bis 6(c), 7(a) und 7(b) und 8, die später noch beschrieben werden.
Wie in 2(a) veranschaulicht, enthält die IDT-Elektrode 2 eine Direktkontaktschicht 4, die auf der Elektrodenausbildungsfläche 3a des piezoelektrischen Substrats 3 angeordnet ist. Eine Hauptelektrodenschicht 6 ist auf der Direktkontaktschicht 4 angeordnet. Die Direktkontaktschicht 4 hat eine höhere Adhäsion an das piezoelektrische Substrat 3 als die Hauptelektrodenschicht 6 an das piezoelektrische Substrat 3. Die Direktkontaktschicht 4 eine erste Schicht 4A in direktem Kontakt mit dem piezoelektrischen Substrat 3 enthält. Die Direktkontaktschicht 4 enthält ferner eine zweite Schicht 4B in direktem Kontakt mit der Hauptelektrodenschicht 6. Die erste Schicht 4A und die zweite Schicht 4B werden durchgehend in einer normalen Richtung Z der Elektrodenausbildungsfläche 3a ausgebildet.
In dieser Ausführungsform besteht die Direktkontaktschicht 4 aus Ti. Obgleich die Materialien der Direktkontaktschicht nicht auf bestimmte beschränkt sind, besteht die Direktkontaktschicht bevorzugt aus einem zweckmäßigen Metall mit hoher Adhäsion an das piezoelektrische Substrat. Genauer gesagt, besteht die Direktkontaktschicht zweckmäßigerweise zum Beispiel aus Ti, Cr, NiCr, Zr, Ta, W oder Mo.
In dieser Beschreibung dient die Hauptelektrodenschicht 6 als eine dominierende Elektrodenschicht beim Anregen der Schallwelle. Die Hauptelektrodenschicht 6 besteht in dieser Ausführungsform aus AI. Die Hauptelektrodenschicht besteht bevorzugt aus einem zweckmäßigen Metall mit einem geringen Widerstand. Genauer gesagt, besteht die Hauptelektrodenschicht zweckmäßigerweise zum Beispiel aus AI, Cu, Au oder Ag. Die Festigkeit gegen Spannungsmigration kann verbessert werden, indem ein weiteres Element zu dem Metall hinzugefügt wird, das die Hauptelektrodenschicht bildet. Zum Beispiel wird eine Legierung, die AI als einen Hauptbestandteil enthält und der Cu beigegeben wird, bevorzugt als ein Material der Hauptelektrodenschicht verwendet.
In dieser Ausführungsform hat die Direktkontaktschicht 4 eine Dicke von 30 nm, und die Hauptelektrodenschicht 6 hat eine Dicke von 430 nm. Eine Wellenlänge, die durch eine Distanz zwischen den Elektrodenfingern der IDT-Elektrode 2 spezifiziert wird, beträgt 4,6 µm. Die IDT-Elektrode 2 hat ein Metallisierungsverhältnis von 0,5. Die Dicken der einzelnen Schichten der IDT-Elektrode und die Wellenlänge und das Metallisierungsverhältnis der IDT-Elektrode sind nicht auf bestimmte beschränkt.
Die erste Schicht 4A der Direktkontaktschicht 4 hat eine erste Seitenfläche 4Ac. Die zweite Schicht 4B hat eine zweite Seitenfläche 4Bc. Die ersten und zweiten Seitenflächen 4Ac und 4Bc sind jeweils relativ zu der normalen Richtung Z der Elektrodenausbildungsfläche 3a geneigt. Genauer gesagt, sind die ersten und zweiten Seitenflächen 4Ac und 4Bc so geneigt, dass ein Bereich einer Fläche der zweiten Schicht 4B, wo die Fläche in direktem Kontakt mit der Hauptelektrodenschicht 6 steht, kleiner ist als ein Bereich einer Fläche der ersten Schicht 4A, wo die Fläche in direktem Kontakt mit dem piezoelektrischen Substrat 3 steht. Es ist lediglich erforderlich, dass mindestens Teile der ersten und zweiten Seitenflächen jeweils relativ zu der normalen Richtung Z der Elektrodenausbildungsfläche 3a geneigt sind. Außerdem hat die Hauptelektrodenschicht 6 eine Seitenfläche 6c.
Die Winkel, die durch die ersten und zweiten Seitenflächen 4Ac und 4Bc mit Bezug auf die normale Richtung Z der Elektrodenausbildungsfläche 3a gebildet werden, sind hier als Neigungswinkel der ersten und zweiten Seitenflächen 4Ac bzw. 4Bc definiert. Genauer gesagt ist, wie in 2(b) veranschaulicht, ein Winkel, der zwischen einer Strich-Punkt-Strich-Linie A, die sich in der normalen Richtung Z der Elektrodenausbildungsfläche erstreckt, und der ersten Seitenfläche 4Ac gebildet wird, ein Neigungswinkel θ₁ der ersten Seitenfläche 4Ac. Gleichermaßen ist ein Winkel, der zwischen einer Strich-Punkt-Strich-Linie B und der zweiten Seitenfläche 4Bc gebildet wird, ein Neigungswinkel θ₂ der zweiten Seitenfläche 4Bc. In dem Fall, wo Teile der ersten und zweiten Seitenflächen relativ zu der normalen Richtung der Elektrodenausbildungsfläche geneigt sind, sind Winkel, die durch die geneigten Teile der ersten und zweiten Seitenflächen mit Bezug auf die normale Richtung der Elektrodenausbildungsfläche gebildet werden, die Neigungswinkel der ersten bzw. zweiten Seitenflächen.
Diese Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass der Neigungswinkel θ₂ der zweiten Seitenfläche 4Bc kleiner ist als der Neigungswinkel θ₁ der ersten Seitenfläche 4Ac. Anders ausgedrückt: Metalle werden so laminiert, dass eine Breite des Elektrodenfingers in einer Richtung, die von der Elektrodenausbildungsfläche 3a, in 2(a) veranschaulicht, fort weist, entlang einer Laminierungsrichtung der IDT-Elektrode 2 allmählich schmaler wird. Mit dem oben erwähnten Merkmal kann ein Verziehen der Hauptelektrodenschicht 6 in der IDT-Elektrode 2, das mit der Anregung der Schallwelle verursacht wird, verringert werden, und die IMD-Eigenschaften können verbessert werden. Dieser Punkt wird unten im Vergleich zu einem Vergleichsbeispiel beschrieben.
3 ist eine vergrößerte vordere Schnittansicht einer IDT-Elektrode in dem Vergleichsbeispiel.
Eine Direktkontaktschicht 104 einer IDT-Elektrode 102 in einer Schallwellenvorrichtung des Vergleichsbeispiels enthält erste und zweiten Schichte 104A und 104B. Die ersten und zweiten Schichten 104A und 104B haben erste bzw. zweite Seitenflächen 104Ac und 104Bc. Bei der Schallwellenvorrichtung des Vergleichsbeispiels gibt es keinen Unterschied zwischen einem Neigungswinkel der ersten Seitenfläche 104Ac und einem Neigungswinkel der zweiten Seitenfläche 104Bc. Mit Ausnahme des oben erwähnten Punktes hat die Schallwellenvorrichtung des Vergleichsbeispiels eine ähnliche Struktur wie die Schallwellenvorrichtung 1 der ersten Ausführungsform.
4(a) und 4(b) sind Diagramme, die jeweils Relationen zwischen einer Position des Elektrodenfingers der IDT-Elektrode entlang der Ausbreitungsrichtung der Schallwelle und einer S₄-Komponente des Verziehens in einer Fläche der Hauptelektrodenschicht auf der Seite näher bei dem piezoelektrischen Substrat in der ersten Ausführungsform und dem Vergleichsbeispiel zeigen. Eine durchgezogene Linie stellt das Ergebnis dar, das mit der ersten Ausführungsform erhalten wird, und eine durchbrochene Linie stellt das Ergebnis dar, das mit dem Vergleichsbeispiel erhalten wird. Unter der Annahme, dass eine Richtung senkrecht zu einer Erstreckungsrichtung des Elektrodenfingers eine Breitenrichtung des Elektrodenfinger ist, entspricht eine Position, wo ein Wert einer horizontalen Achse in jeder der 4(a) und 4(b) null (0) ist, einer mittleren Position des Elektrodenfingers in seiner Breitenrichtung. 4(a) zeigt die Größenordnung des Verziehens in einer Region von der Mitte des Elektrodenfingers in der Breitenrichtung bis zu seiner Endfläche. 4(b) zeigt die Größenordnung des Verziehens in einer Region von der Mitte des Elektrodenfingers in der Breitenrichtung bis zu seiner Endfläche auf der Seite, die der in 4(a) veranschaulichten Endfläche gegenüber liegt.
Wie oben beschrieben, wird eine Schallwelle angeregt, wenn eine Spannung an die IDT-Elektrode angelegt wird. In diesem Moment wirken mechanischen Spannungen auf der Oberfläche der IDT-Elektrode auf der Seite näher bei dem piezoelektrischen Substrat. Dies verursacht ein Verziehen in der Hauptelektrodenschicht. In dieser Ausführungsform und dem Vergleichsbeispiel nimmt die Größenordnung des Verziehens in dem Maße zu, wie sich die oben angesprochene Position von der Mitte des Elektrodenfingers her der Endfläche nähert. Ferner kann, wie aus den 4(a) und 4(b) zu erkennen, das Verziehen in dieser Ausführungsform im Vergleich zu dem Vergleichsbeispiel verringert werden.
Genauer gesagt beträgt, wie in 4(a) gezeigt, das Verziehen an der einen Endfläche des Elektrodenfingers 4,26 × 10^-3 bei dem Vergleichsbeispiel und 3,99 × 10^-3 bei dieser Ausführungsform. Somit kann gemäß dieser Ausführungsform die S₄-Komponente des Verziehens um 0,27 × 10^-3 im Vergleich zum Vergleichsbeispiel verringert werden. Darüber hinaus ist zu sehen, dass das Verziehen bei dieser Ausführungsform im Vergleich zum Vergleichsbeispiel in einer Region, die sich über etwa 10 % einer gesamten Länge des Elektrodenfingers in der Breitenrichtung von der Endfläche des Elektrodenfingers erstreckt, effektiv verringert werden kann.
An der Endfläche des Elektrodenfingers, wie durch 4(b) dargestellt, beträgt das Verziehen 4,26 × 10^-3 bei dem Vergleichsbeispiel und 3,99 × 10^-3 bei dieser Ausführungsform. Somit kann gemäß dieser Ausführungsform ebenfalls die S₄-Komponente des Verziehens um 0,27 × 10^-3 im Vergleich zum Vergleichsbeispiel an der durch 4(b) dargestellten Endfläche verringert werden. Darüber hinaus ist zu sehen, dass bei dieser Ausführungsform auch in der Breitenrichtung das Verziehen im Vergleich zum Vergleichsbeispiel in der Region, die sich über etwa 10 % der gesamten Länge des Elektrodenfingers in der Breitenrichtung der Endfläche des Elektrodenfingers, wie durch 4(b) dargestellt, erstreckt, effektiv verringert werden kann. Der Grund, warum gemäß dieser Ausführungsform das Verziehen verringert werden kann, wird in folgender Theorie vermutet.
Bei dieser Ausführungsform, wie in 2(a) veranschaulicht, ist der Neigungswinkel der zweiten Seitenfläche 4Bc der Direktkontaktschicht 4 kleiner als der ihrer ersten Seitenfläche 4Ac. Dementsprechend werden die mechanischen Spannungen, die auf die Seitenfläche des Elektrodenfingers der IDT-Elektrode 2 und um sie herum mit der Anregung der Schallwelle wirken, zu einem größeren Maß in Richtung des piezoelektrischen Substrats 3 verteilt als in Richtung der Hauptelektrodenschicht 6. Weil also die Konzentration der mechanischen Spannungen auf der Fläche der Hauptelektrodenschicht 6 auf der Seite näher bei dem piezoelektrischen Substrat 3 mit der Anregung der Schallwelle gemindert wird, wird das Verziehen der Hauptelektrodenschicht 6 verringert.
Wie in 2(b) veranschaulicht, ist ein Winkel, der zwischen der Seitenfläche 6c der Hauptelektrodenschicht 6 und einer Strich-Punkt-Strich-Linie C, die sich in der normalen Richtung Z der Elektrodenausbildungsfläche des piezoelektrischen Substrats 3 erstreckt, gebildet wird, ein Neigungswinkel θ₃ der Seitenfläche 6c der Hauptelektrodenschicht 6. Unter dieser Annahme ist, wie in dieser Ausführungsform, der Neigungswinkel θ₃ der Seitenfläche 6c der Hauptelektrodenschicht 6 bevorzugt maximal so groß der Neigungswinkel θ₂ der zweiten Seitenfläche 4Bc. Mit einem solchen Merkmal kann das Verziehen der Hauptelektrodenschicht 6 weiter verringert werden. Die Seitenfläche der Hauptelektrodenschicht kann relativ zu der normalen Richtung der Elektrodenausbildungsfläche so geneigt sein, dass nur ein Teil der Seitenfläche geneigt ist, oder dass die gesamte Seitenfläche geneigt ist. Alternativ braucht die Seitenfläche der Hauptelektrodenschicht keine Region aufzuweisen, die relativ zu der normalen Richtung der Elektrodenausbildungsfläche geneigt ist. Wenn die Seitenfläche der Hauptelektrodenschicht nicht relativ zu der normalen Richtung der Elektrodenausbildungsfläche geneigt ist, so beträgt ihr Neigungswinkel 0°.
Im Folgenden wird eine Relation zwischen dem Verziehen und den IMD-Eigenschaften beschrieben. Das Folgende stellt eine Relation zwischen der S₄-Komponente des Verziehens und einem Pegel einer dritten Oberwelle im Fall der Verwendung einer SH-(Scherhorizontal)-Welle dar. In einem unten beschriebenen Beispiel ist die dritte Oberwelle eine unerwünschte Welle, und die IMD-Eigenschaften werden umso mehr verbessert, je niedriger der Pegel der dritten Oberwelle ist.
5 ist ein Kurvendiagramm, das die Relation zwischen der S₄-Komponente des Verziehens und dem Pegel der dritten Oberwelle zeigt.
Wie aus 5 zu erkennen, sinkt der Pegel der dritten Oberwelle in dem Maße, wie sich die S₄-Komponente des Verziehens verringert. Folglich versteht es sich, dass die IMD-Eigenschaften verbessert werden können, indem das Verziehen der IDT-Elektrode gemindert wird.
Wie in 2(a) veranschaulicht, ist die Direktkontaktschicht 4 auf der Seite näher bei dem piezoelektrischen Substrat 3 als die Hauptelektrodenschicht 6 positioniert. Außerdem werden, wie oben beschrieben, die mechanischen Spannungen, die auf der Seitenfläche des Elektrodenfingers der IDT-Elektrode 2 und dort herum wirken, zu einem größeren Maße in Richtung des piezoelektrischen Substrats 3 verteilt als in Richtung der Hauptelektrodenschicht 6. Bei dieser Ausführungsform besteht die Direktkontaktschicht 4 der IDT-Elektrode 2 aus Ti, und ihre Hauptelektrodenschicht 6 besteht aus AI. Somit ist ein Elastizitätsmodul des Metalls, das die Direktkontaktschicht 4 bildet, bevorzugt größer als der des Metalls, das die Hauptelektrodenschicht 6 bildet. Dies macht es möglich, mechanischen Spannungen zu reduzieren, die auf die Hauptelektrodenschicht 6 von der Seite her, die das piezoelektrische Substrat 3 enthält, mit der Anregung der Schallwelle wirken. Infolge dessen kann das Verziehen der Hauptelektrodenschicht 6 effektiv unterdrückt werden.
Im Folgenden wird ein Herstellungsverfahren für die Schallwellenvorrichtung 1 beschrieben.
6(a) bis 6(c) sind teilweise geöffnete, geschnittene Vorderansichten der IDT-Elektrode, anhand derer das Herstellungsverfahren für die Schallwellenvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform erläutert wird. 7(a) und 7(b) sind teilweise geöffnete, geschnittene Vorderansichten der IDT-Elektrode, anhand derer das Herstellungsverfahren für die Schallwellenvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform erläutert wird. Es ist anzumerken, dass die 7(a) und 7(b) Schritte darstellen, die nach den in den 6(a) bis 6(c) veranschaulichten Schritten ausgeführt werden.
Wie in 6(a) veranschaulicht, wird das piezoelektrische Substrat 3 hergestellt. Dann wird eine Resistschicht 7 auf das piezoelektrische Substrat 3 laminiert. Dann wird die Resistschicht 7 einer Strukturierung unterzogen. Mit der Strukturierung werden Öffnungen in Teilregionen der Resistschicht 7 gebildet, und das piezoelektrische Substrat 3 wird in den geöffneten Regionen freigelegt. Zum Beispiel kann die Fotolithografietechnik, die einen negativen Photoresist verwendet, in dem Schritt des Bildens der strukturierten Resistschicht 7 auf dem piezoelektrische Substrat 3 verwendet werden.
Dann werden, wie in den 6(b) und 6(c) veranschaulicht, Metallfilme für die Direktkontaktschicht 4 sowohl auf das piezoelektrische Substrat 3 als auch auf die Resistschicht 7 durch einen Aufdampfungsprozess laminiert. Die Direktkontaktschicht 4 wird, während die Metallfilme auf das piezoelektrische Substrat 3 laminiert sind, in jeder der geöffneten Regionen der Resistschicht 7 gebildet.
Bei dieser Gelegenheit wird, wenn ein Metallfilm mit einem hohen Schmelzpunkt auf die Resistschicht 7 durch den Aufdampfungsprozess laminiert wird, die Resistschicht 7 aufgrund von Strahlungswärme von dem Metallfilm verformt. Hier wird angenommen, dass eine Richtung, die sich über die geöffnete Region der Resistschicht 7 erstreckt, eine Breitenrichtung W ist. Mit der oben beschriebenen Verformung der Resistschicht 7 wird eine kleinste Breite W1 der geöffneten Region der Resistschicht 7 verringert. In dem Maße, wie die Breite W1 verringert wird, wird eine Breite der geöffneten Region, wo das piezoelektrische Substrat 3 frei liegt, beim Blick aus der normalen Richtung Z der Elektrodenausbildungsfläche 3a des piezoelektrischen Substrats 3, ebenfalls verkleinert. Weil also die oben beschriebene Verformung der Resistschicht 7 während des Schrittes des Bildens der Direktkontaktschicht 4 voranschreitet, werden die ersten und zweiten Seitenflächen 4Ac und 4Bc der Direktkontaktschicht 4 jeweils geneigt.
Bei der Herstellung der Schallwellenvorrichtung 1 gemäß dieser Ausführungsform wird eine Filmbildungsgeschwindigkeit in dem Schritt des Bildens der ersten Schicht 4A, wie in 6(b) veranschaulicht, so eingestellt, dass sie größer ist als diejenige in dem Schritt des Bildens der zweiten Schicht 4B, wie in 6(c) veranschaulicht. Genauer gesagt, wird beispielsweise die Filmbildungsgeschwindigkeit in dem Schritt des Bildens der ersten Schicht 4A auf 5 Å/s eingestellt, und die Filmbildungsgeschwindigkeit in dem Schritt des Bildens der zweiten Schicht 4B wird auf 0,5 Å/s eingestellt. Die Wärmeleitung von dem auf die Resistschicht 7 aufgedampften Metallfilm und die Strahlungswärme von einer Aufdampfungsquelle werden auf ein umso niedrigeres Niveau gedrückt, je langsamer die Filmbildungsgeschwindigkeit wird. Daher wird auch ein Temperaturanstieg der Resistschicht 7 unterdrückt. Die Resistschicht 7 verformt sich bei einer höheren Temperatur mit einer höheren Geschwindigkeit. Somit kann in dieser Ausführungsform eine Verformungsgeschwindigkeit der Resistschicht 7 in dem Schritt des Bildens der zweiten Schicht 4B langsamer ausgelegt werden als die der Resistschicht 7 in dem Schritt des Bildens der ersten Schicht 4A. Infolge dessen kann der Neigungswinkel der zweiten Seitenfläche 4Bc der zweiten Schicht 4B auf einen kleineren Wert gebracht werden als der der ersten Seitenfläche 4Ac der ersten Schicht 4A.
Alternativ kann eine Distanz, um die sich Metallteilchen bewegen, nachdem sie in Kontakt mit dem piezoelektrischen Substrat gekommen sind, gesteuert werden, indem Bedingungen des Aufdampfungsprozesses in dem Schritt des Bildens der ersten Schicht anders eingestellt werden als die des Aufdampfungsprozesses in dem Schritt des Bildens der zweiten Schicht. Mit einer solchen Steuerung kann der Neigungswinkel der zweiten Seitenfläche der zweiten Schicht auf einen kleineren Wert gebracht werden als der der ersten Seitenfläche der ersten Schicht.
Wieder Bezug nehmend auf die Beschreibung des Herstellungsverfahrens für die Schallwellenvorrichtung 1 gemäß dieser Ausführungsform, wird dann, wie in 7(a) veranschaulicht, ein Metall für die Hauptelektrodenschicht 6 auf die Direktkontaktschicht 4 durch einen Aufdampfungsprozess laminiert. Bei dieser Ausführungsform besteht die Direktkontaktschicht 4 aus Ti, und die Hauptelektrodenschicht 6 besteht aus AI. Somit ist ein Schmelzpunkt des Metalls, das die Hauptelektrodenschicht 6 bildet, bevorzugt nicht höher als der des Metalls, das die Direktkontaktschicht 4 bildet. Mit einem solchen Merkmal kann die Temperatur, auf die die Resistschicht 7 in dem Schritt des Bildens der Hauptelektrodenschicht 6 erwärmt wird, auf einen Wert gebracht werden, der nicht höher ist als die Temperatur, auf die die Resistschicht 7 in dem Schritt des Bildens der Direktkontaktschicht 4 erwärmt wird. Dementsprechend kann der Neigungswinkel der Seitenfläche 6c der Hauptelektrodenschicht 6 zuverlässiger auf maximal den Wert der zweiten Seitenfläche 4Bc der Direktkontaktschicht 4 gebracht werden. Folglich kann das Verziehen der Hauptelektrodenschicht 6, das mit der Anregung der Schallwelle verursacht wird, zuverlässiger unterdrückt werden.
Dann wird, wie in 7(b) veranschaulicht, die in 7(a) veranschaulichte Resistschicht 7 von dem piezoelektrischen Substrat 3 abgelöst.
8 ist eine teilweise geöffnete, vordere Schnittansicht einer IDT-Elektrode in einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Eine Schallwellenvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dadurch, dass eine IDT-Elektrode 12 eine Zwischenschicht 15 enthält, die zwischen einer Direktkontaktschicht 14 und der Hauptelektrodenschicht 6 angeordnet ist. Ferner hat die Direktkontaktschicht 14 eine Struktur, die sich von der der Direktkontaktschicht 4 in der ersten Ausführungsform unterscheidet. Mit Ausnahme der oben angesprochenen Punkte hat die Schallwellenvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform eine Struktur ähnliche der der Schallwellenvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform.
Die Direktkontaktschicht 14 besitzt eine höhere Adhäsion an das piezoelektrische Substrat 3 als die Zwischenschicht 15 an das piezoelektrische Substrat 3. Die Direktkontaktschicht 14 hat eine Seitenfläche 14c. Ein Neigungswinkel der Seitenfläche 14c der Direktkontaktschicht 14 ist im Gegensatz zur ersten Ausführungsform konstant. In der zweiten Ausführungsform besteht die Direktkontaktschicht 14 aus einem von NiCr und Ti. Obgleich ein Metall, das die Direktkontaktschicht bildet, nicht auf ein bestimmtes beschränkt ist, besteht die Direktkontaktschicht bevorzugt aus einem zweckmäßigen Metall, das eine gute Adhäsion an das piezoelektrische Substrat wie in der ersten Ausführungsform aufweist.
Bei dieser Ausführungsform besteht die Zwischenschicht 15 aus Ti. Ein Metall, das die Zwischenschicht bildet, ist nicht auf ein bestimmtes beschränkt. Die Direktkontaktschicht und die Zwischenschicht können aus dem gleichen Metall bestehen.
Die Zwischenschicht 15 hat eine Seitenfläche 15c. Ein Winkel, der zwischen der Seitenfläche 15c und der normalen Richtung Z der Elektrodenausbildungsfläche 3a des piezoelektrischen Substrats 3 gebildet wird, ist als ein Neigungswinkel der Seitenfläche 15c definiert. Unter dieser Annahme ist der Neigungswinkel der Seitenfläche 15c der Zwischenschicht 15 kleiner als der der Seitenfläche 14c der Direktkontaktschicht 14. Wie in der ersten Ausführungsform kann daher das Verziehen der Hauptelektrodenschicht 6, das mit der Anregung der Schallwelle verursacht wird, verringert werden. Infolge dessen können die IMD-Eigenschaften verbessert werden.
Es ist lediglich erforderlich, dass mindestens ein Teil der Seitenfläche der Direktkontaktschicht relativ zu der normalen Richtung der Elektrodenausbildungsfläche geneigt ist. In Bezug auf die Zwischenschicht ist es ebenfalls lediglich erforderlich, dass mindestens ein Teil der Seitenfläche der Zwischenschicht relativ zu der normalen Richtung der Elektrodenausbildungsfläche geneigt ist. Wenn ein Teil der Seitenfläche der Direktkontaktschicht relativ zu der normalen Richtung der Elektrodenausbildungsfläche geneigt ist, so ist ein Winkel, der zwischen dem geneigten Teil der Seitenfläche der Direktkontaktschicht und der oben angesprochenen normalen Richtung gebildet wird, der Neigungswinkel der Seitenfläche der Direktkontaktschicht. Wenn ein Teil der Seitenfläche der Zwischenschicht relativ zu der normalen Richtung der Elektrodenausbildungsfläche geneigt ist, so ist ein Winkel, der zwischen dem geneigten Teil der Seitenfläche der Zwischenschicht und der oben erwähnten normalen Linie gebildet wird, der Neigungswinkel der Seitenfläche der Zwischenschicht.
Darüber hinaus ist der Neigungswinkel der Seitenfläche 6c der Hauptelektrodenschicht 6 nicht größer als der der Seitenfläche 15c der Zwischenschicht 15. Infolge dessen kann das Verziehen der Hauptelektrodenschicht 6, das mit der Anregung der Schallwelle verursacht wird, effektiv unterdrückt werden.
Ein Schmelzpunkt des Metalls, das die Direktkontaktschicht 14 bildet, ist mindestens so hoch wie der des Metalls, das die Zwischenschicht 15 bildet. Dementsprechend kann der Neigungswinkel der Seitenfläche 15c der Zwischenschicht 15 auf einfache Weise kleiner ausgelegt werden als der der Seitenfläche 14c der Direktkontaktschicht 14, indem ein Verfahren ähnlich dem oben beschriebenen Herstellungsverfahren verwendet wird. Der Schmelzpunkt des Metalls, das die Zwischenschicht 15 bildet, ist so hoch wie der des Metalls, das die Hauptelektrodenschicht 6 bildet. Dementsprechend kann der Neigungswinkel der Seitenfläche 6c der Hauptelektrodenschicht 6 zuverlässig auf einen Wert gebracht werden, der maximal so groß ist wie der der Seitenfläche 15c der Zwischenschicht 15.
Ein Elastizitätsmodul des Metalls, das die Direktkontaktschicht 14 bildet, ist größer als der des Metalls, das die Zwischenschicht 15 bildet. Der Elastizitätsmodul des Metalls, das die Zwischenschicht 15 bildet, ist größer als der des Metalls, das die Hauptelektrodenschicht bildet 6. Dementsprechend kann das Verziehen der Hauptelektrodenschicht 6, das mit der Anregung der Schallwelle verursacht wird, weiter verringert werden, wie in der ersten Ausführungsform.
Bezugszeichenliste

1: Schallwellenvorrichtung
2: IDT-Elektrode
3: piezoelektrisches Substrat
3a: Elektrodenausbildungsfläche
4: Direktkontaktschicht
4A, 4B: erste und zweite Schichten
4Ac, 4Bc: erste und zweite Seitenflächen
6: Hauptelektrodenschicht
6c: Seitenfläche
7: Resistschicht
8: Reflektor
12: IDT-Elektrode
14: Direktkontaktschicht
14c: Seitenfläche
15: Zwischenschicht
15c: Seitenfläche
102: IDT-Elektrode
104: Direktkontaktschicht
104A, 104B: erste und zweite Schichten
104Ac, 104Bc: erste und zweite Seitenflächen

Claims

Schallwellenvorrichtung, umfassend: ein piezoelektrisches Substrat mit einer Elektrodenausbildungsoberfläche und eine IDT-Elektrode, die auf der Elektrodenausbildungsoberfläche des piezoelektrischen Substrats vorgesehen ist, wobei die IDT-Elektrode eine auf der Elektrodenausbildungsoberfläche vorgesehene Nahkontaktschicht umfasst und eine auf der Nahkontaktschicht angeordnete Hauptelektrodenschicht, wobei die Nahkontaktschicht eine erste Schicht in engem Kontakt mit dem piezoelektrisches Substrat und eine zweite Schicht in engem Kontakt mit der Hauptelektrodenschicht umfasst, wobei die erste Schicht eine erste laterale Oberfläche und die zweite Schicht eine zweite laterale Oberfläche besitzt, wobei wenigstens Teile der ersten und zweiten lateralen Oberflächen relativ zu einer Normalenrichtung der Elektrodenausbildungsoberfläche derart geneigt ist, dass ein Bereich einer Oberfläche der zweiten Schicht, wobei die Oberfläche in engem Kontakt mit der Hauptelektrodenschicht ist, kleiner ist als ein Bereich einer Oberfläche der ersten Schicht, wobei die Oberfläche in engem Kontakt mit dem piezoelektrischen Substrat ist, und wobei unter der Annahme, dass von den in Bezug auf die Normalenrichtung der Elektrodenausbildungsoberfläche geneigten Teilen gebildete Winkel jeweils als Neigungswinkel der ersten und zweiten lateralen Oberflächen definiert sind, der Neigungswinkel der zweiten lateralen Oberfläche kleiner ist als der Neigungswinkel der ersten lateralen Oberfläche.
Schallwellenvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Hauptelektrodenschicht eine laterale Oberfläche besitzt und wobei unter der Annahme, dass ein von der lateralen Oberfläche der Hauptelektrodenschicht in Bezug auf die Normalenrichtung der Elektrodenausbildungsoberfläche des piezoelektrischen Substrats gebildeter Winkel als ein Neigungswinkel der lateralen Oberfläche der Hauptelektrodenschicht definiert ist, der Neigungswinkel der lateralen Oberfläche der Hauptelektrodenschicht gleich oder kleiner als der Neigungswinkel der zweiten lateralen Oberfläche ist.
Schallwellenvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein Elastizitätsmodul eines Metalls, das die Nahkontaktschicht bildet, größer ist als ein Elastizitätsmodul eines Metalls, das die Hauptelektrodenschicht bildet.
Schallwellenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei ein Schmelzpunkt eines Metalls, das die Nahkontaktschicht bildet, gleich oder größer ist als ein Schmelzpunkt eines Metalls, das die Hauptelektrodenschicht bildet.
Schallwellenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Nahkontaktschicht aus Ti besteht und wobei die Hauptelektrodenschicht aus AI besteht.
Schallwellenvorrichtung umfassend: ein piezoelektrisches Substrat mit einer Elektrodenausbildungsoberfläche und eine IDT-Elektrode, die auf der Elektrodenausbildungsoberfläche des piezoelektrischen Substrats angeordnet ist, wobei die IDT-Elektrode eine Nahkontaktschicht umfasst, die auf der Elektrodenausbildungsoberfläche des piezoelektrischen Substrats angeordnet ist, eine Zwischenschicht auf der Nahkontaktschicht angeordnet ist und eine Hauptelektrodenschicht auf der Zwischenschicht angeordnet ist, wobei die Nahkontaktschicht und die Zwischenschicht jeweils eine laterale Oberfläche besitzen, wobei wenigstens ein Teil der lateralen Oberfläche der Nahkontaktschicht relativ zu einer Normalenrichtung der Elektrodenausbildungsschicht derart geneigt ist, dass ein Bereich einer Oberfläche der Nahkontaktschicht, wobei die Oberfläche in engem Kontakt mit der Zwischenschicht ist, kleiner ist als ein Bereich einer Oberfläche der Nahkontaktschicht, wobei die Oberfläche in engem Kontakt mit dem piezoelektrischen Substrat ist, und wobei wenigstens ein Teil der lateralen Oberfläche der Zwischenschicht relativ zu der Normalenrichtung der Elektrodenausbildungsoberfläche derart geneigt ist, dass ein Bereich einer Oberfläche der Zwischenschicht, wobei die Oberfläche in engem Kontakt mit der Hauptelektrodenschicht ist, kleiner ist als ein Bereich einer Oberfläche der Zwischenschicht, wobei die Oberflächen in engem Kontakt mit der Nahkontaktschicht ist, und wobei unter der Annahme, dass ein von dem geneigten Teil der lateralen Oberfläche der Nahkontaktschicht gebildeter Winkel und ein von dem geneigten Teil der lateralen Oberfläche der Zwischenschicht in Bezug auf die Normalenrichtung der Elektrodenausbildungsoberfläche als ein Neigungswinkel der lateralen Oberfläche der Nahkontaktschicht bzw. als ein Neigungswinkel der lateralen Oberfläche der Zwischenschicht definiert sind, der Neigungswinkel der lateralen Oberfläche der Zwischenschicht kleiner ist als der Neigungswinkel der lateralen Oberfläche der Nahkontaktschicht.
Schallwellenvorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Hauptelektrodenschicht eine Seitenfläche hat, und unter der Annahme, dass ein Winkel, der durch die Seitenfläche der Hauptelektrodenschicht mit Bezug auf die normale Richtung der Elektrodenausbildungsfläche gebildet wird, als ein Neigungswinkel der Seitenfläche der Hauptelektrodenschicht definiert ist, der Neigungswinkel der Seitenfläche der Hauptelektrodenschicht nicht größer ist als der Neigungswinkel der Seitenfläche der Zwischenschicht
Schallwellenvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, wobei ein Elastizitätsmodul eines Metalls, das die Direktkontaktschicht bildet, mindestens so groß ist wie ein Elastizitätsmodul eines Metalls, das die Zwischenschicht bildet, und der Elastizitätsmodul des Metalls, das die Zwischenschicht bildet, größer ist als ein Elastizitätsmodul eines Metalls, das die Hauptelektrodenschicht bildet.
Schallwellenvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei ein Schmelzpunkt eines Metalls, das die Direktkontaktschicht bildet, mindestens so hoch ist wie ein Schmelzpunkt eines Metalls, das die Zwischenschicht bildet, und der Schmelzpunkt des Metalls, das die Zwischenschicht bildet, mindestens so hoch ist wie ein Schmelzpunkt eines Metalls, das die Hauptelektrodenschicht bildet.
Schallwellenvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei die Direktkontaktschicht aus einem von NiCr und Ti besteht, die Zwischenschicht aus Ti besteht und die Hauptelektrodenschicht aus AI besteht.
Herstellungsverfahren für eine Schallwellenvorrichtung, bei der eine IDT-Elektrode, die eine Direktkontaktschicht und eine Hauptelektrodenschicht enthält, auf einem piezoelektrischen Substrat angeordnet ist, wobei das Herstellungsverfahren die Schritte umfasst: Herstellen des piezoelektrischen Substrats, das eine Elektrodenausbildungsfläche aufweist, und Bilden der IDT-Elektrode auf der Elektrodenausbildungsfläche des piezoelektrischen Substrats, wobei der Schritt des Bildens der IDT-Elektrode die Schritte umfasst: Laminieren einer Resistschicht auf der Elektrodenausbildungsfläche des piezoelektrischen Substrats, Strukturieren der Resistschicht, Laminieren eines Metallfilms für die Direktkontaktschicht sowohl auf dem piezoelektrischen Substrat als auch auf der Resistschicht durch einen Aufdampfungsprozess, Laminieren eines Metallfilms für die Hauptelektrodenschicht auf dem Metallfilm für die Direktkontaktschicht durch einen Aufdampfungsprozess, und Ablösen der Resistschicht von dem piezoelektrischen Substrat, wobei die Direktkontaktschicht eine erste Schicht in direktem Kontakt mit dem piezoelektrischen Substrat und eine zweite Schicht in direktem Kontakt mit der Hauptelektrodenschicht enthält, wobei die erste Schicht eine erste Seitenfläche hat, und wobei die zweite Schicht eine zweite Seitenfläche hat, und in dem Schritt des Laminierens des Metallfilms für die Direktkontaktschicht sowohl auf dem piezoelektrischen Substrat als auch auf der Resistschicht der Metallfilm für die Direktkontaktschicht laminiert wird, während Bedingungen des Aufdampfungsprozesses verändert werden, um die ersten und zweiten Seitenflächen in einem Zustand zu bilden, der relativ zu einer normalen Richtung der Elektrodenausbildungsfläche geneigt ist, und um einen Bereich einer Fläche der zweiten Schicht, wo die Fläche in direktem Kontakt mit der Hauptelektrodenschicht steht, kleiner auszulegen als einen Bereich einer Fläche der ersten Schicht, wo die Fläche in direktem Kontakt mit dem piezoelektrischen Substrat steht, so dass unter der Annahme, dass Winkel, die durch die ersten und zweiten Seitenflächen mit Bezug auf die normale Richtung der Elektrodenausbildungsfläche gebildet werden, als Neigungswinkel der ersten bzw. zweiten Seitenflächen definiert sind, der Neigungswinkel der zweiten Seitenfläche kleiner ist als der Neigungswinkel der ersten Seitenfläche.
Herstellungsverfahren für die Schallwellenvorrichtung nach Anspruch 11, wobei in dem Schritt des Laminierens des Metallfilms für die Direktkontaktschicht sowohl auf dem piezoelektrischen Substrat als auch auf der Resistschicht eine Filmbildungsgeschwindigkeit in dem Aufdampfungsprozess, wenn die zweite Schicht gebildet wird, auf langsamer eingestellt wird als eine Filmbildungsgeschwindigkeit in dem Aufdampfungsprozess, wenn die erste Schicht gebildet wird.