JP2002043888A - 弾性表面波装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 良好な共振器特性やフィルタ特性を確保しつ
つ、ＩＤＴ電極やリフレクタの膜厚ばらつきによる周波
数ばらつきの影響を小さくすることが可能な弾性表面波
装置及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 圧電体基板２上に、比重が１５以上の金
属を主成分とし、膜厚が１０nm以上の層（高比重金属成
分含有層）と、比重が１０以下で、バルク値の体積抵抗
率が１０×１０^-8Ω・m以下の金属を主成分とし、膜厚が
１０nm以上の層（低比重金属成分含有層）を、それぞれ
一層以上備えた多層膜構造（例えば、Ｔｉ膜２１上に形
成された、膜厚１５０nmのＮｉ膜（低比重金属成分含有
層）２２と、Ｎｉ膜２２上に形成された、膜厚２５０nm
のＣｕ膜（低比重金属成分含有層）２３と、Ｃｕ膜２３
上に形成された、膜厚５０nmのＡｕ膜（高比重金属成分
含有層）２４を備えた多層膜構造のＩＤＴ電極３及びリ
フレクタ４，５を配設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明は、例えば帯域フィ
ルタや共振器として用いられる弾性表面波装置及びその
製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
帯域フィルタや共振器として弾性表面波装置が幅広く用
いられている。そして、帯域フィルタや共振器などの用
途に用いられる弾性表面波装置については、周波数特性
が良好であることが重要な要件となる。

【０００３】ところで、弾性表面波装置のＩＤＴ電極や
リフレクタを構成する材料（電極材料）については、利
用する弾性表面波のモードや用途によって、適した材料
が異なるのが通常である。例えば、ＳＨ波を利用した共
振器や帯域フィルタのＩＤＴ電極及びリフレクタ材料と
しては、薄い膜厚でＳＨ波を励振及び反射しやすいＡ
ｕ、Ｗ、Ｔａ、Ｐｔなどの比重が１５以上の金属が、好
適な材料として用いられることが多い。

【０００４】また、共振器や帯域フィルタなどにおいて
は、良好な特性を阻害する振動モードを抑えるために、
ＩＤＴ電極及びリフレクタの厚み（膜厚）の値が所定の
範囲に制約されることがあり、特性を阻害する振動モー
ドを抑えることを優先して、ＩＤＴ電極及びリフレクタ
の膜厚を所定の値に設定した場合、その膜厚値が、弾性
表面波を最も効率良く励振及び反射する膜厚値から大き
く離れてしまい、良好な特性が得られないというような
問題が生じる場合がある。

【０００５】さらに、ＩＤＴ電極及びリフレクタの膜厚
が制約されると、ＩＤＴ電極の抵抗値を十分に下げるこ
とが困難になり、高周波化への対応性が不十分になると
いう問題点がある。

【０００６】また、同一ウエハから複数個のフィルタや
共振器を作製する場合、周波数のばらつきは可能な限り
小さいことが望ましいが、そのためには、Ｎｉ、Ｃｕ、
Ａｌ、Ｍｇ、Ｃｏなどの比重が１０以下の材料を用いる
ことが有利である。しかし、これらの材料を用いた場
合、例えば、ＳＨ波を励振しにくく、所望の特性を備え
たフィルタや共振器を得ることが困難であるのが実情で
ある。

【０００７】また、従来は、Ａｕ、Ｗ、Ｔａ、Ｐｔなど
の比重が１５以上の金属を用いたＩＤＴ電極及びリフレ
クタを有するフィルタや共振器を作製する場合、ＩＤＴ
電極やリフレクタなどの成膜時の膜厚をできるだけ均一
にすることにより、同一ウエハから得られる複数個の弾
性表面波装置（フィルタや共振器など）の周波数ばらつ
きを抑える努力がなされているが、ＩＤＴ電極やリフレ
クタなどの膜厚を均一にするのにも限界があり、現実に
は、個々の素子に分割した後に、個別に周波数調整が行
われているのが実情である。これは、ＩＤＴ電極を構成
する電極膜の膜厚がわずかに違うだけでも音速の変化が
大きく、共振器やフィルタでの周波数ばらつきが大きく
なることによるものである。

【０００８】そして、周波数を調整を行う方法として
は、イオンビームを用いてＩＤＴ電極表面をエッチング
する方法、基板とＩＤＴ電極上に絶縁物を成膜する方
法、あるいは、ＲＩＥにより基板もしくはＩＤＴ電極を
エッチングする方法などが一般的に用いられている。そ
のため、スループットの低下によるコストの増加を招い
たり、電極や基板のダメージによる特性の劣化を招いた
りするという問題点がある。

【０００９】本願発明は、上記問題点を解決するもので
あり、良好な共振器特性やフィルタ特性を確保しつつ、
ＩＤＴ電極やリフレクタの膜厚ばらつきによる周波数ば
らつきの影響を小さくすることが可能な弾性表面波装置
及びその製造方法を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本願発明（請求項１）の弾性表面波装置は、圧電体
基板上に、(ａ)比重が１５以上の金属を主成分とし、膜
厚が１０nm以上の層（高比重金属成分含有層）と、(ｂ)
比重が１０以下で、バルク値の体積抵抗率（ａｔ ２０
℃）が１０×１０ ^-8Ω・m以下の金属を主成分とし、膜厚
が１０nm以上の層（低比重金属成分含有層）とをそれぞ
れ一層以上備えてなる多層膜構造を有するインターデジ
タルトランスデューサー（ＩＤＴ）電極、又は前記多層
膜構造を有するＩＤＴ電極及びリフレクタが配設されて
いることを特徴としている。

【００１１】圧電体基板上に、比重が１５以上の金属を
主成分とし、膜厚が１０nm以上の層（高比重金属成分含
有層）と、比重が１０以下で、バルク値の体積抵抗率が
１０×１０^-8Ω・m以下の金属を主成分とし、膜厚が１０
nm以上の層（低比重金属成分含有層）を、それぞれ一層
以上備えた多層膜構造のＩＤＴ電極、又は、ＩＤＴ電極
及びリフレクタを配設することにより、良好な共振器特
性やフィルタ特性を確保することが可能になるととも
に、膜厚のばらつきによる周波数のばらつきを抑制する
ことが可能になる。したがって、個別に周波数調整を行
うことを不要とし、スループットの向上によってコスト
の低減を図ることが可能になるとともに、基板、ＩＤＴ
電極、リフレクタのダメージを減らして良品率を向上さ
せることが可能になる。

【００１２】すなわち、高比重金属成分含有層を備えて
いることにより、例えばＳＨ波などを励振及び反射しや
すくなり、また、低比重金属成分含有層を備えているこ
とにより、同一ウエハから複数個のフィルタや共振器を
作製する場合における、周波数のばらつきを抑制するこ
とが可能になり、良好な共振器特性やフィルタ特性など
を備えた弾性表面波装置を得ることが可能になる。ま
た、良好な励振効率や反射効率を確保することが可能な
膜厚範囲で、特性に悪影響を及ぼす振動モードを抑える
ことが可能となり、良好な特性を得ることが可能にな
る。

【００１３】また、請求項２の弾性表面波装置は、ＩＤ
Ｔ電極又はリフレクタを構成する、高比重金属成分含有
層及び低比重金属成分含有層を合わせた層数（合計層
数）が２〜１０層の範囲にあることを特徴としている。

【００１４】ＩＤＴ電極及びリフレクタを構成する、高
比重金属成分含有層及び低比重金属成分含有層の合計層
数を２層以上、１０層以下とすることにより、過度に複
雑な積層工程を必要としたりすることなく、周波数のば
らつきが少なく、良好な共振器特性やフィルタ特性を備
えた弾性表面波装置を得ることが可能になり、本願発明
を実効あらしめることができる。

【００１５】また、請求項３の弾性表面波装置は、高比
重金属成分含有層を構成する、比重が１５以上の金属
が、Ａｕ、Ｗ、Ｔａ、Ｐｔ、及びこれらの少なくとも１
種を含む合金からなる群より選ばれるものであり、低比
重金属成分含有層を構成する、比重が１０以下で、バル
ク値の体積抵抗率（ａｔ ２０℃）が１０×１０^-8Ω・m
以下の金属が、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｃｏ、Ｆｅ、
Ｚｎ及びこれらの少なくとも１種を含む合金からなる群
より選ばれるものであることを特徴としている。

【００１６】高比重金属成分含有層を構成する、比重が
１５以上の金属として、Ａｕ、Ｗ、Ｔａ、Ｐｔ、及びこ
れらの少なくとも１種を含む合金からなる群より選ばれ
るものを用い、低比重金属成分含有層を構成する、比重
が１０以下で、バルク値の体積抵抗率（ａｔ ２０℃）
が１０×１０^-8Ω・m以下の金属として、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａ
ｌ、Ｍｇ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｚｎ及びこれらの少なくとも１
種を含む合金からなる群より選ばれるものを用いること
により、周波数のばらつきが少なく、良好な共振器特性
やフィルタ特性を備えた弾性表面波装置を得ることが可
能になり、本願発明を実効あらしめることができる。

【００１７】また、請求項４の弾性表面波装置は、ＳＨ
波の励振を利用するものであることを特徴としている。

【００１８】本願発明を、ＳＨ波の励振を利用する弾性
表面波装置に適用することにより、効率よくＳＨ波を励
振及び反射しやすく、良好な共振器特性やフィルタ特性
を備え、しかも周波数のばらつきの小さい弾性表面波装
置を得ることができるようになる。

【００１９】また、請求項５の弾性表面波装置は、ＩＤ
Ｔ電極又はリフレクタを構成する低比重金属成分含有層
の体積が、ＩＤＴ電極又はリフレクタの全体積の２５〜
９８％の範囲にあることを特徴としている。

【００２０】低比重金属成分含有層の体積を、該低比重
金属成分含有層が構成するＩＤＴ電極又はリフレクタの
全体積の２５〜９８％の範囲となるようにした場合、良
好な共振器特性やフィルタ特性を確保することが可能に
なるとともに、膜厚のばらつきによる周波数のばらつき
を抑制することが可能になり、ひいては、個別の周波数
調整を不要とし、スループットの向上によってコストの
低減を図ることが可能になるとともに、基板、ＩＤＴ電
極、リフレクタのダメージを減らして良品率を向上させ
ることが可能になる。

【００２１】なお、低比重金属成分含有層の体積を、Ｉ
ＤＴ電極又はリフレクタの全体積の２５〜９８％の範囲
としたのは、体積がＩＤＴ電極又はリフレクタの全体積
の２５未満になると、膜厚ばらつきに対するフィルタ特
性のばらつきが大きくなり、また、９８％を超えると、
リフレクタでの弾性表面波反射率が悪くなることによ
る。

【００２２】また、請求項６の弾性表面波装置は、ＩＤ
Ｔ電極又はリフレクタを構成する低比重金属成分含有層
の体積が、該低比重金属成分含有層が構成するＩＤＴ電
極又はリフレクタの全体積の６０〜９８％の範囲にある
ことを特徴としている。

【００２３】ＩＤＴ電極又はリフレクタを構成する低比
重金属成分含有層の体積を、該低比重金属成分含有層が
構成するＩＤＴ電極又はリフレクタの全体積の６０〜９
８％の範囲にあるようにすることにより、さらに良好な
共振器特性やフィルタ特性を確保することが可能になる
とともに、膜厚のばらつきによる周波数のばらつきを抑
制することが可能になる。

【００２４】また、請求項７の弾性表面波装置は、ＩＤ
Ｔ電極又はリフレクタにおいて、低比重金属成分含有層
が、高比重金属成分含有層よりも圧電体基板に近い位置
に配設されていることを特徴としている。

【００２５】ＩＤＴ電極又はリフレクタにおいて、低比
重金属成分含有層を、高比重金属成分含有層よりも圧電
体基板に近い位置に配設するようにした場合、リフレク
タによる弾性表面波反射効果と膜厚ばらつきによる周波
数ばらつきの抑制効果の両方の効果を得ることが可能に
なる。

【００２６】また、請求項８の弾性表面波装置は、高比
重金属成分含有層が、ＩＤＴ電極又はリフレクタの最表
層として配設されていることを特徴としている。

【００２７】高比重金属成分含有層を、ＩＤＴ電極又は
リフレクタの最表層として配設することにより、やむを
得ず周波数調整を行うことが必要になった場合にも、微
量のイオンビームを照射するだけで、効率よく周波数調
整を行うことができるため、特性の劣化を抑制すること
ができる。

【００２８】また、請求項９の弾性表面波装置は、低比
重金属成分含有層がＮｉを主成分とする層であり、高比
重金属成分含有層がＡｕを主成分とする層であることを
特徴としている。

【００２９】低比重金属成分含有層として、Ｎｉを主成
分とする層を用い、高比重金属成分含有層として、Ａｕ
を主成分とする層を用いることにより、Ｎｉによる膜厚
ばらつきの影響緩和効果と、Ａｕによる弾性表面波の高
反射効果の両方の効果を得ることができるようになる。

【００３０】また、請求項１０の弾性表面波装置は、低
比重金属成分含有層がＣｕを主成分とする層であること
を特徴としている。

【００３１】低比重金属成分含有層として、Ｃｕを主成
分とする層を用いることにより、膜の比抵抗を低減する
ことが可能になり、良好なフィルタや共振器特性を得る
ことができるようになる。

【００３２】また、請求項１１の弾性表面波装置は、Ｉ
ＤＴ電極又はリフレクタが、Ａｕを主成分とする高比重
金属成分含有層、Ｃｕを主成分とする低比重金属成分含
有層、及びＮｉを主成分とする低比重金属成分含有層を
備えており、かつ、ＩＤＴ電極又はリフレクタの全体積
に対する、Ａｕを主成分とする高比重金属成分含有層の
体積が、ＩＤＴ電極又はリフレクタの全体積の２〜３０
％、Ｃｕを主成分とする低比重金属成分含有層の体積
が、ＩＤＴ電極又はリフレクタの全体積の１０〜６０
％、Ｎｉを主成分とする低比重金属成分含有層の体積
が、ＩＤＴ電極又はリフレクタの全体積の１５〜７８％
の範囲にあることを特徴としている。

【００３３】ＩＤＴ電極又はリフレクタが、Ａｕを主成
分とする高比重金属成分含有層と、Ｃｕを主成分とする
低比重金属成分含有層及びＮｉを主成分とする低比重金
属成分含有層を備えている場合に、ＩＤＴ電極又はリフ
レクタの全体積に対する、Ａｕを主成分とする高比重金
属成分含有層の体積を、ＩＤＴ電極又はリフレクタの全
体積の２〜３０％、Ｃｕを主成分とする低比重金属成分
含有層の体積を、ＩＤＴ電極又はリフレクタの全体積の
１０〜６０％、Ｎｉを主成分とする低比重金属成分含有
層の体積を、ＩＤＴ電極又はリフレクタの全体積の１５
〜７８％の範囲となるようにすることにより、共振器や
フィルタに用いた場合の不要波を抑え、良好な特性を得
ることができるようになる。

【００３４】また、請求項１２の弾性表面波装置は、Ｉ
ＤＴ電極又はリフレクタにおいて、Ａｕを主成分とする
高比重金属成分含有層と圧電体基板の間に、Ｃｕを主成
分とする低比重金属成分含有層が配設され、かつ、Ｃｕ
を主成分とする低比重金属成分含有層と圧電体基板の間
に、Ｎｉを主成分とする低比重金属成分含有層が配設さ
れていることを特徴としている。

【００３５】ＩＤＴ電極又はリフレクタにおいて、Ａｕ
を主成分とする高比重金属成分含有層と圧電体基板の間
に、Ｃｕを主成分とする低比重金属成分含有層を配設す
るとともに、Ｃｕを主成分とする低比重金属成分含有層
と圧電体基板の間に、Ｎｉを主成分とする低比重金属成
分含有層を配設することにより、共振器やフィルタとし
て用いた場合の不要波の抑制効果と、共振抵抗の低減効
果の両方の効果を得ることが可能になる。

【００３６】また、本願発明（請求項１３）の弾性表面
波装置の製造方法は、オイラー角が（０、θ、φ）ｓで
表され、前記θが１２５゜＜θ＜１３２゜及びこれと等
価な範囲の水晶回転Ｙ板からなる圧電体基板の母基板
に、表面波伝搬方向と水晶Ｘ軸とのなす角度φが約９０
度となるように、請求項１〜１２のいずれかに記載の、
複数のＩＤＴ電極、又は複数のＩＤＴ電極及びリフレク
タを形成する工程と、母基板を所定の位置で切断するこ
とにより、個々の弾性表面波素子に分割する工程とを具
備することを特徴としている。

【００３７】母基板に複数のＩＤＴ電極、又は複数のＩ
ＤＴ電極及びリフレクタを形成した後、この母基板を切
断して、個々の弾性表面波装置に分割することにより弾
性表面波装置を製造するようにした場合、ＩＤＴ電極や
リフレクタが、上述のような多層膜構造を有しているこ
とから、個々の弾性表面波装置の、ＩＤＴ電極やリフレ
クタを構成する電極膜の膜厚ばらつきによる周波数のば
らつきを抑制することが可能になり、効率よく、特性の
ばら付きの少ない弾性表面波装置を製造することが可能
になる。また、個別の周波数調整が不要になることか
ら、スループットの向上によるコストの低減を図ること
が可能になるとともに、基板、ＩＤＴ電極、リフレクタ
のダメージを減らして高い良品率を実現することができ
るようになる。

【００３８】また、本願発明（請求項１４）の弾性表面
波装置は、請求項１３の弾性表面波素子の製造方法によ
り製造された弾性表面波装置であって、複数のＩＤＴ電
極、又は複数のＩＤＴ電極及びリフレクタが形成された
圧電体基板の母基板を切断して、個々の弾性表面波素子
に分割することにより形成されたものであることを特徴
としている。

【００３９】本願発明の弾性表面波装置は、複数のＩＤ
Ｔ電極、又は複数のＩＤＴ電極及びリフレクタが形成さ
れた圧電体基板の母基板を切断することにより形成され
たものであって、ＩＤＴ電極、リフレクタが、多層膜構
造を有しており、電極膜の膜厚ばらつきによる周波数の
ばらつきが少なく、個別の周波数特性を必要としないこ
とから、良好な共振器特性やフィルタ特性を備え、しか
も、特性ばらつきの少ない、弾性表面波装置を低コスト
で提供することができるようになる。

【００４０】

【発明の実施の形態】以下に、本願発明の実施形態を示
して、本願発明の特徴とするところをさらに詳しく説明
する。図１は、本願発明の一実施形態にかかる弾性表面
波装置を示す平面図である。

【００４１】この弾性表面波装置１は、圧電体基板２上
に、インターデジタルトランスデューサー（ＩＤＴ）電
極３を配設するとともに、ＩＤＴ電極３の表面伝播方向
両側に、リフレクタ（反射器）４，５を配設することに
より形成された弾性表面波装置であって、表面波として
ラブ波のようなＳＨ波を利用した端面反射型の表面波共
振子である。

【００４２】そして、ＩＤＴ電極３は、互いに間挿し合
う電極子１３ａ，１３ｂを有する一対のくし歯電極３
ａ、３ｂを備えており、電極子１３ａ，１３ｂは、表面
伝播方向と直交する方向に延ばされている。また、リフ
レクタ（反射器）４，５は、グレーティング型の反射器
であり、複数本の電極子１４，１５が両端で短絡された
構造を有している。

【００４３】また、この実施形態の弾性表面波素子にお
いては、ＩＤＴ電極３及びリフレクタ４，５は、図２に
示すように、多層膜構造を有している。すなわち、ＩＤ
Ｔ電極３及びリフレクタ４，５は、 圧電体基板２の表面に形成された、膜厚５nmのＴｉ膜
２１と、 Ｔｉ膜２１上に形成された、膜厚１５０nmのＮｉ膜
（低比重金属成分含有層）２２と、 Ｎｉ膜２２上に形成された、膜厚２５０nmのＣｕ膜
（低比重金属成分含有層）２３と、 Ｃｕ膜２３上に形成された、膜厚５０nmのＡｕ膜（高
比重金属成分含有層）２４とを備えた４層膜構造を有し
ている。なお、Ｔｉ膜２１は、圧電体基板と電極金属層
との密着力を向上させるために設けたものである。

【００４４】なお、低比重金属成分含有層の体積のＩＤ
Ｔ電極３又はリフレクタ４，５の全体積に対する割合は
８８％となっている。また、Ｎｉ膜２２の体積のＩＤＴ
電極３又はリフレクタ４，５の全体積に対する割合は３
３％となり、Ｃｕ膜２３の体積のＩＤＴ電極３又はリフ
レクタ４，５の全体積に対する割合は５５％となり、Ａ
ｕ膜２４の体積のＩＤＴ電極３又はリフレクタ４，５の
全体積に対する割合は１１％となっている。

【００４５】また、この実施形態では、ＩＤＴ電極３又
はリフレクタ４，５を構成する低比重金属成分含有層
（Ｎｉ膜２２及びＣｕ膜２３）が、高比重金属成分含有
層（Ａｕ膜２４）よりも圧電体基板２に近い位置に配設
されており、高比重金属成分含有層（Ａｕ膜２４）は最
表層として配設されている。

【００４６】また、この実施形態では、Ａｕ膜（高比重
金属成分含有層）２４と圧電体基板２の間に、Ｃｕ膜
（低比重金属成分含有層）２３が配設され、かつ、Ｃｕ
膜２３と圧電体基板２の間に、Ｎｉ膜（低比重金属成分
含有層）２２が配設されている。

【００４７】なお、この実施形態の弾性表面波装置１に
おいて、多層膜構造のＩＤＴ電極３及びリフレクタ４，
５を形成するにあたっては、成膜方法として、ＥＢ蒸着
法を用いた。

【００４８】また、多層膜構造のＩＤＴ電極３及びリフ
レクタ４，５を形成するためのパターニング方法として
は、リフトオフプロセスを用いた。すなわち、圧電体基
板（ウエハ）上に、例えば、フォトリソグラフィー法に
より所定のパターンの感光性樹脂（レジスト）膜を形成
した後、Ｔｉ膜、Ｎｉ膜、Ｃｕ膜、Ａｕ膜の順に成膜を
行った後、溶剤を用いてレジストを剥離すると同時に不
要部の金属膜を除去することにより、図１及び図２に示
すような多層膜構造のＩＤＴ電極３及びリフレクタ４，
５を備えた弾性表面波装置１を製造した。

【００４９】この弾性表面波装置１においては、圧電体
基板２上に、膜厚５nmのＴｉ膜２１と、Ｔｉ膜２１上に
形成された、膜厚１５０nmのＮｉ膜（低比重金属成分含
有層）２２と、Ｎｉ膜２２上に形成された、膜厚２５０
nmのＣｕ膜（低比重金属成分含有層）２３と、Ｃｕ膜２
３上に形成された、膜厚５０nmのＡｕ膜（高比重金属成
分含有層）２４からなる多層膜構造のＩＤＴ電極３、及
びリフレクタ４，５を備えており、高比重金属成分含有
層を備えていることにより、例えばＳＨ波などを励振及
び反射しやすくなり、また、低比重金属成分含有層を備
えていることにより、同一ウエハから複数個のフィルタ
や共振器を作製する場合における、周波数のばらつきを
抑制することが可能になる。

【００５０】また、この実施形態の弾性表面波装置１の
ように、ＳＨ波の励振を利用する弾性表面波装置におい
ては、効率よくＳＨ波を励振することが可能で、良好な
共振器特性やフィルタ特性を備えた弾性表面波装置を得
ることができる。

【００５１】なお、この実施形態の弾性表面波装置１
は、オイラー角が（０、θ、φ）ｓで表され、θが１２
５゜＜θ＜１３２゜及びこれと等価な範囲の水晶回転Ｙ
板からなる圧電体基板の母基板に、表面波伝搬方向と水
晶Ｘ軸とのなす角度φが約９０度となるように、上述の
ような多層膜構造のＩＤＴ電極、又はＩＤＴ電極及びリ
フレクタを形成した後、母基板を所定の位置で切断し
て、個々の弾性表面波素子に分割する工程を経て、効率
よく製造することができる。

【００５２】なお、このような方法で図１に示す容易な
弾性表面波装置１を製造した場合、ＩＤＴ電極３やリフ
レクタ４，５が、上述のような多層膜構造を有している
ことから、個々の弾性表面波装置の、ＩＤＴ電極３やリ
フレクタ４，５を構成する電極膜の膜厚ばらつきによる
周波数のばらつきを抑制することが可能で、効率よく、
特性のばら付きの少ない弾性表面波装置を製造すること
ができる。

【００５３】［特性の評価］図３に示すようなウエハ
（母基板）３０を用意し、このウエハ（母基板）の所定
の位置に、図１，図２に示すような多層膜構造のＩＤＴ
電極３及びリフレクタ４，５を備えた複数のフィルタ
（実施例のフィルタ）を作製するとともに、ウエハ（母
基板）３０に形成された多数のフィルタのうち、図３
に、番号１〜９で示す位置のフィルタについて、インサ
ーションロス及び中心周波数を測定した。その結果を表
１に示す。なお、各フィルタの目標中心周波数は２００
ＭＨｚである。

【００５４】

【表１】

【００５５】また、比較のため、上記実施形態の場合と
同じ成膜設備を用いて、ウエハ（母基板）上に、Ｔｉ
膜、Ａｕ膜の順に電極膜を成膜することにより形成した
ＩＤＴ電極及びリフレクタを備えた複数のフィルタ（比
較例のフィルタ）を作製し、上記実施例のフィルタの場
合と同様に、図３に、番号１〜９で示す位置のフィルタ
について、インサーションロス及び中心周波数を測定し
た。その結果を表１に併せて示す。なお、この比較例の
フィルタの場合も、目標中心周波数は２００ＭＨｚであ
る。

【００５６】表１より、多層膜構造を有する実施例のフ
ィルタにおいては、比較例のフィルタに比べて、中心周
波数のばらつきが少なく、インサーションロスも小さい
ことがわかる。

【００５７】このように、実施例のフィルタと比較例の
フィルタとは、同じ成膜装置を用いて成膜を行ってお
り、膜厚分布が同等であるにもかかわらず、実施例のフ
ィルタにおいては周波数のばらつきが改善され、かつ、
インサーションロスが小さくなっていることから、かか
る特性の向上が、本願発明の電極構造の作用効果による
ものであることがわかる。

【００５８】したがって、成膜装置の面内膜厚分布が十
分に小さいとき、ＩＤＴ電極及びリフレクタの構造とし
て、本願発明の多層膜構造を採用することにより、周波
数調整を不要とすることが可能になり、スループットの
向上によるコストの低減を図ることが可能になるととも
に、基板、ＩＤＴ電極、リフレクタのダメージを減らし
て高い良品率を実現することが可能になる。また、良好
な励振効率や反射効率を確保することが可能な膜厚範囲
で、特性に悪影響を及ぼす振動モードを抑えることが可
能となり、良好な特性を得ることが可能になる。

【００５９】また、中心周波数ばらつきをさらに小さく
する必要が生じた場合には、良好な共振器特性やフィル
タ特性を得られる範囲で、例えば、ＮｉやＡｌなどの、
比重が小さく音速の速い金属の割合を増やす（すなわ
ち、低比重金属成分含有層の層数を増やしたり、膜厚を
大きくしたりする）ことにより対応することが可能であ
る。

【００６０】本願発明は、さらにその他の点において
も、上記実施形態に限定されるものではなく、圧電体基
板の構成材料や具体的な形状、ＩＤＴ電極及びリフレク
タを構成する高比重金属成分含有層及び低比重金属成分
含有層の具体的な組成や膜厚、層数、高比重金属成分含
有層と低比重金属成分含有層の組み合わせ態様などに関
し、発明の範囲内において、種々の応用、変形を加える
ことが可能である。

【００６１】

【発明の効果】上述のように、本願発明（請求項１）の
弾性表面波装置は、圧電体基板上に、比重が１５以上の
金属を主成分とし、膜厚が１０nm以上の層（高比重金属
成分含有層）と、比重が１０以下で、バルク値の体積抵
抗率が１０×１０^-8Ω・m以下の金属を主成分とし、膜厚
が１０nm以上の層（低比重金属成分含有層）を、それぞ
れ一層以上備えた多層膜構造のＩＤＴ電極、又は、ＩＤ
Ｔ電極及びリフレクタを配設するようにしている（すな
わち、密度が大きく圧電体基板上の弾性表面波の伝播速
度を小さくする効果の大きい高比重金属成分含有層と、
密度が小さく圧電体基板上の弾性表面波の伝播速度を小
さくする効果の小さいすなわち膜厚ばらつきに対して周
波数ばらつきが小さい低比重金属成分含有層とを組み合
わせて多層膜構造としている）ので、良好な共振器特性
やフィルタ特性を確保しつつ、同一ウエハ内で作成され
た複数個の共振器及びフィルタにおいて中心周波数ばら
つきを小さくすることが可能になる。

【００６２】したがって、従来は、必要であった個別の
周波数調整を行うことが不要になり、スループットの大
幅な向上を実現することが可能になり、ひいてはコスト
の低減を図ることが可能になる。

【００６３】また、周波数調整を行うことによる圧電体
基板のダメージや異物の付着による特性の低下を招くこ
とがないため、良品率を向上させることが可能になると
ともに、良好な励振効率や反射効率を確保することが可
能な膜厚範囲で、特性に悪影響を及ぼす振動モードを抑
えることが可能となり、良好な特性を得ることが可能に
なる。

【００６４】また、ＩＤＴ電極及びリフレクタの構造を
変化させることにより、励振効率や反射効率の高い膜厚
で特性に悪影響を及ぼす振動モードを抑えることが可能
となり、通常の単層膜よりも良好な特性を得ることが可
能である。

【００６５】また、請求項２の弾性表面波装置のよう
に、ＩＤＴ電極及びリフレクタを構成する、高比重金属
成分含有層及び低比重金属成分含有層の合計層数を２層
以上、１０層以下とすることにより、過度に複雑な積層
工程を必要とすることなく、良好な共振器特性やフィル
タ特性を備え、膜厚のばらつきによる周波数のばらつき
を抑制することが可能な弾性表面波装置を得ることが可
能になり、本願発明を実効あらしめることができる。

【００６６】また、請求項３の弾性表面波装置のよう
に、高比重金属成分含有層を構成する、比重が１５以上
の金属として、Ａｕ、Ｗ、Ｔａ、Ｐｔ及びこれらの少な
くとも１種を含む合金からなる群より選ばれるものを用
い、低比重金属成分含有層を構成する、比重が１０以下
で、バルク値の体積抵抗率（ａｔ ２０℃）が１０×１
０^-8Ω・m以下の金属として、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｍｇ、
Ｃｏ、Ｆｅ、Ｚｎ及びこれらの少なくとも１種を含む合
金からなる群より選ばれるものを用いることにより、良
好な共振器特性やフィルタ特性を備え、膜厚のばらつき
による周波数のばらつきを抑制することが可能な弾性表
面波装置を得ることができる。

【００６７】また、請求項４の弾性表面波装置のよう
に、本願発明を、ＳＨ波の励振を利用する弾性表面波装
置に適用した場合、効率よくＳＨ波を励振及び反射しや
すく、良好な共振器特性やフィルタ特性を備え、しかも
周波数のばらつきの小さい弾性表面波装置を得ることが
できる。

【００６８】また、請求項５の弾性表面波装置のよう
に、低比重金属成分含有層の体積を、該低比重金属成分
含有層が構成するＩＤＴ電極又はリフレクタの全体積の
２５〜９８％の範囲となるようにした場合、良好な共振
器特性やフィルタ特性を確保することが可能になるとと
もに、膜厚のばらつきによる周波数のばらつきを抑制す
ることが可能になり、ひいては、個別の周波数調整を不
要とし、スループットの向上によってコストの低減を図
ることが可能になるとともに、基板、ＩＤＴ電極、リフ
レクタのダメージを減らして良品率を向上させることが
可能になる。

【００６９】また、請求項６の弾性表面波装置のよう
に、ＩＤＴ電極又はリフレクタを構成する低比重金属成
分含有層の体積を、該低比重金属成分含有層が構成する
ＩＤＴ電極又はリフレクタの全体積の６０〜９８％の範
囲にあるようにすることにより、さらに良好な共振器特
性やフィルタ特性を確保することが可能になるととも
に、膜厚のばらつきによる周波数のばらつきを抑制する
ことが可能になる。

【００７０】また、請求項７の弾性表面波装置のよう
に、ＩＤＴ電極又はリフレクタにおいて、低比重金属成
分含有層を、高比重金属成分含有層よりも圧電体基板に
近い位置に配設するようにした場合、リフレクタによる
弾性表面波反射効果と膜厚ばらつきによる周波数ばらつ
きの抑制効果の両方の効果を得ることが可能になる。

【００７１】また、請求項８の弾性表面波装置のよう
に、高比重金属成分含有層を、ＩＤＴ電極又はリフレク
タの最表層として配設するようにした場合、やむを得ず
周波数調整を行うことが必要になった場合にも、微量の
イオンビームを照射するだけで、効率よく周波数調整を
行うことができるため、特性の劣化を抑制することが可
能になる。

【００７２】また、請求項９の弾性表面波装置のよう
に、低比重金属成分含有層として、Ｎｉを主成分とする
層を用い、高比重金属成分含有層として、Ａｕを主成分
とする層を用いるようにした場合、Ｎｉによる膜厚ばら
つきの影響緩和効果と、Ａｕによる弾性表面波の高反射
効果の両方の効果を得ることが可能になる。

【００７３】また、請求項１０の弾性表面波装置のよう
に、低比重金属成分含有層として、Ｃｕを主成分とする
層を用いることにより、膜の比抵抗を低減することが可
能になり、良好なフィルタや共振器特性を得ることが可
能になる。

【００７４】また、請求項１１の弾性表面波装置のよう
に、ＩＤＴ電極又はリフレクタが、Ａｕを主成分とする
高比重金属成分含有層と、Ｃｕを主成分とする低比重金
属成分含有層及びＮｉを主成分とする低比重金属成分含
有層を備えている場合に、ＩＤＴ電極又はリフレクタの
全体積に対する、Ａｕを主成分とする高比重金属成分含
有層の体積を、ＩＤＴ電極又はリフレクタの全体積の２
〜３０％、Ｃｕを主成分とする低比重金属成分含有層の
体積を、ＩＤＴ電極又はリフレクタの全体積の１０〜６
０％、Ｎｉを主成分とする低比重金属成分含有層の体積
を、ＩＤＴ電極又はリフレクタの全体積の１５〜７８％
の範囲となるようにした場合、共振器やフィルタに用い
た場合の不要波を抑え、良好な特性を得ることができる
ようになる。

【００７５】また、請求項１２の弾性表面波装置のよう
に、ＩＤＴ電極又はリフレクタにおいて、Ａｕを主成分
とする高比重金属成分含有層と圧電体基板の間に、Ｃｕ
を主成分とする低比重金属成分含有層を配設するととも
に、Ｃｕを主成分とする低比重金属成分含有層と圧電体
基板の間に、Ｎｉを主成分とする低比重金属成分含有層
を配設するようにした場合、共振器やフィルタとして用
いた場合の不要波の抑制効果と、共振抵抗の低減効果の
両方の効果を得ることが可能になる。

【００７６】また、本願発明（請求項１３）の弾性表面
波装置の製造方法は、オイラー角が（０、θ、φ）ｓで
表され、θが１２５゜＜θ＜１３２゜及びこれと等価な
範囲の水晶回転Ｙ板からなる圧電体基板の母基板に、表
面波伝搬方向と水晶Ｘ軸とのなす角度φが約９０度とな
るように、請求項１〜１２のいずれかに記載の、複数の
ＩＤＴ電極、又は複数のＩＤＴ電極及びリフレクタを形
成した後、母基板を所定の位置で切断することにより、
個々の弾性表面波装置に分割するようにしているので、
個々の弾性表面波装置の、ＩＤＴ電極やリフレクタを構
成する電極膜の膜厚ばらつきによる周波数のばらつきを
抑制することが可能になり、効率よく、特性のばら付き
の少ない弾性表面波装置を製造することが可能になる。
また、個別の周波数調整が不要になることから、スルー
プットの向上によるコストの低減を図ることが可能にな
るとともに、基板、ＩＤＴ電極、リフレクタのダメージ
を減らして高い良品率を実現することができるようにな
る。

【００７７】また、請求項１４の弾性表面波装置は、複
数のＩＤＴ電極、又は複数のＩＤＴ電極及びリフレクタ
が形成された圧電体基板の母基板を切断することにより
形成されたものであって、ＩＤＴ電極、リフレクタが、
多層膜構造を有しており、電極膜の膜厚ばらつきによる
周波数のばらつきが少なく、個別の周波数特性を必要と
しないことから、良好な共振器特性やフィルタ特性を備
え、しかも、特性ばらつきの少ない、弾性表面波装置を
低コストで提供することができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の一実施形態にかかる弾性表面波装置
を示す平面図である。

【図２】本願発明の一実施形態にかかる弾性表面波装置
のＩＤＴの構造を示す断面図である。

【図３】ウエハ内に形成された複数のフィルタのうち、
特性を測定したフィルタの位置（測定ポイント）を示す
図である。

【符号の説明】

１ 弾性表面波装置 ２ 圧電体基板 ３ インターデジタル（ＩＤＴ）電極 ３ａ，３ｂ くし歯電極 ４，５ リフレクタ（反射器） １３ａ，１３ｂ 電極子 １４，１５ 電極子 ２１ Ｔｉ膜 ２２ Ｎｉ膜（低比重金属成分含有層） ２３ Ｃｕ膜（低比重金属成分含有層） ２４ Ａｕ膜（高比重金属成分含有層） ３０ ウエハ（圧電体基板の母基板）

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧電体基板上に、 (ａ)比重が１５以上の金属を主成分とし、膜厚が１０nm
   以上の層（高比重金属成分含有層）と、 (ｂ)比重が１０以下で、バルク値の体積抵抗率（ａｔ
   ２０℃）が１０×１０ ^-8Ω・m以下の金属を主成分とし、
   膜厚が１０nm以上の層（低比重金属成分含有層）とをそ
   れぞれ一層以上備えてなる多層膜構造を有するインター
   デジタルトランスデューサー（ＩＤＴ）電極、又は前記
   多層膜構造を有するＩＤＴ電極及びリフレクタが配設さ
   れていることを特徴とする弾性表面波装置。
2. 【請求項２】ＩＤＴ電極又はリフレクタを構成する、高
   比重金属成分含有層及び低比重金属成分含有層を合わせ
   た層数（合計層数）が２〜１０層の範囲にあることを特
   徴とする請求項１記載の弾性表面波装置。
3. 【請求項３】高比重金属成分含有層を構成する、比重が
   １５以上の金属が、Ａｕ、Ｗ、Ｔａ、Ｐｔ及びこれらの
   少なくとも１種を含む合金からなる群より選ばれるもの
   であり、 低比重金属成分含有層を構成する、比重が１０以下で、
   バルク値の体積抵抗率（ａｔ ２０℃）が１０×１０^-8
   Ω・m以下の金属が、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｃｏ、Ｆ
   ｅ、Ｚｎ及びこれらの少なくとも１種を含む合金からな
   る群より選ばれるものであることを特徴とする請求項１
   又は２記載の弾性表面波装置。
4. 【請求項４】ＳＨ波の励振を利用するものであることを
   特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の弾性表面波
   装置。
5. 【請求項５】ＩＤＴ電極又はリフレクタを構成する低比
   重金属成分含有層の体積が、ＩＤＴ電極又はリフレクタ
   の全体積の２５〜９８％の範囲にあることを特徴とする
   請求項１〜４のいずれかに記載の弾性表面波装置。
6. 【請求項６】ＩＤＴ電極又はリフレクタを構成する低比
   重金属成分含有層の体積が、該低比重金属成分含有層が
   構成するＩＤＴ電極又はリフレクタの全体積の６０〜９
   ８％の範囲にあることを特徴とする請求項１〜５のいず
   れかに記載の弾性表面波装置。
7. 【請求項７】ＩＤＴ電極又はリフレクタにおいて、低比
   重金属成分含有層が、高比重金属成分含有層よりも圧電
   体基板に近い位置に配設されていることを特徴とする請
   求項１〜６のいずれかに記載の弾性表面波装置。
8. 【請求項８】高比重金属成分含有層が、ＩＤＴ電極又は
   リフレクタの最表層として配設されていることを特徴と
   する請求項１〜７のいずれかに記載の弾性表面波装置。
9. 【請求項９】低比重金属成分含有層がＮｉを主成分とす
   る層であり、高比重金属成分含有層がＡｕを主成分とす
   る層であることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに
   記載の弾性表面波装置。
10. 【請求項１０】低比重金属成分含有層がＣｕを主成分と
    する層であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか
    に記載の弾性表面波装置。
11. 【請求項１１】ＩＤＴ電極又はリフレクタが、Ａｕを主
    成分とする高比重金属成分含有層、Ｃｕを主成分とする
    低比重金属成分含有層、及びＮｉを主成分とする低比重
    金属成分含有層を備えており、かつ、 ＩＤＴ電極又はリフレクタの全体積に対する、Ａｕを主
    成分とする高比重金属成分含有層の体積が、ＩＤＴ電極
    又はリフレクタの全体積の２〜３０％、Ｃｕを主成分と
    する低比重金属成分含有層の体積が、ＩＤＴ電極又はリ
    フレクタの全体積の１０〜６０％、Ｎｉを主成分とする
    低比重金属成分含有層の体積が、ＩＤＴ電極又はリフレ
    クタの全体積の１５〜７８％の範囲にあることを特徴と
    する請求項１〜１０のいずれかに記載の弾性表面波装
    置。
12. 【請求項１２】ＩＤＴ電極又はリフレクタにおいて、 Ａｕを主成分とする高比重金属成分含有層と圧電体基板
    の間に、Ｃｕを主成分とする低比重金属成分含有層が配
    設され、かつ、 Ｃｕを主成分とする低比重金属成分含有層と圧電体基板
    の間に、Ｎｉを主成分とする低比重金属成分含有層が配
    設されていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれ
    かに記載の弾性表面波装置。
13. 【請求項１３】オイラー角が（０、θ、φ）ｓで表さ
    れ、前記θが１２５゜＜θ＜１３２゜及びこれと等価な
    範囲の水晶回転Ｙ板からなる圧電体基板の母基板に、表
    面波伝搬方向と水晶Ｘ軸とのなす角度φが約９０度とな
    るように、請求項１〜１２のいずれかに記載の、複数の
    ＩＤＴ電極、又は複数のＩＤＴ電極及びリフレクタを形
    成する工程と、 母基板を所定の位置で切断することにより、個々の弾性
    表面波素子に分割する工程とを具備することを特徴とす
    る弾性表面波装置の製造方法。
14. 【請求項１４】請求項１３の弾性表面波素子の製造方法
    により製造された弾性表面波装置であって、 複数のＩＤＴ電極、又は複数のＩＤＴ電極及びリフレク
    タが形成された圧電体基板の母基板を切断して、個々の
    弾性表面波素子に分割することにより形成されたもので
    あることを特徴とする弾性表面波装置。