JP2003110403A - 弾性表面波素子、それを用いた弾性表面波装置、弾性表面波素子の製造方法、および弾性表面波装置の製造方法 - Google Patents

弾性表面波素子、それを用いた弾性表面波装置、弾性表面波素子の製造方法、および弾性表面波装置の製造方法

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acoustic wave
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wave device
nicr
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坂口　　健二
Masanobu Watanabe
雅信 渡邊
Koji Takatori
光司 高取
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 落下試験においてパッケージ容器からの剥離
が生じず、かつ、特性が良好な弾性表面波装置を提供す
る。 【解決手段】 弾性表面波装置は、弾性表面波素子１０
と、パッケージ容器２０と、パッケージ電極２１とを備
える。弾性表面波素子１０は、圧電基板１と、アース電
極４と、中間電極７と、上部電極８と、バンプ電極９と
を含む。中間電極７は、Ｃｒ濃度が１５〜３０重量％の
ＮｉＣｒから成る。アース電極４等の電極パッド、およ
び上部電極８は、Ａｌから成る。バンプ電極９に超音波
または熱を加えながらバンプ電極９をパッケージ電極２
１に押圧して接合する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、弾性表面波素子
のバンプ電極の取付部に関するものであり、特に、超音
波を印加しながら行なう弾性表面波素子の実装に適した
バンプ電極を有する弾性表面波素子、それを用いた弾性
表面波装置、弾性表面波素子の製造方法、および弾性表
面波装置の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、電子部品の小型化および低背化に
伴い、弾性表面波素子の機能面を基板の実装面に対向さ
せて直接実装する、フェースダウン方式による弾性表面
波素子の実装が開発されている。このフェースダウン方
式による弾性表面波素子の実装においては、弾性表面波
素子の電極パッドがバンプ電極によりパッケージ容器の
パッケージ電極に接続される。
【０００３】図８を参照して、従来の弾性表面波素子１
００は、圧電基板１１０と、入力電極１２０と、出力電
極１３０と、アース電極１４０と、櫛型電極１５０と、
反射器電極１６０と、下地電極１７０と、中間電極１８
０と、バンプ電極１９０とを備える。
【０００４】圧電基板１１０は、タンタル酸リチウムか
ら成る。入力電極１２０、出力電極１３０、アース電極
１４０、櫛型電極１５０、および反射器電極１６０は、
１００〜２００ｎｍ程度のアルミニウム（Ａｌ）を主成
分とする金属の薄膜から成る。入力電極１２０、出力電
極１３０、およびアース電極１４０は、圧電基板１１０
の櫛型電極１５０および反射器電極１６０が形成された
面と同じ面に、櫛型電極１５０および反射器電極１６０
と同時に形成されるため櫛型電極１５０および反射器電
極１６０と同じ膜厚から成る。また、入力電極１２０、
出力電極１３０およびアース電極１４０は、高周波電圧
を櫛型電極１５０に供給するための電極パッドも兼ねて
いる。
【０００５】下地電極１７０、中間電極１８０およびバ
ンプ電極１９０は、入力電極１２０、出力電極１３０、
およびアース電極１４０，１４０上に形成される。下地
電極１７０、中間電極１８０およびバンプ電極１９０が
形成された領域の断面構造について説明する。図９は、
図８のＣ−Ｄ線における断面図である。図９を参照し
て、出力電極１３０およびアース電極１４０上に、下地
電極１７０、中間電極１８０およびバンプ電極１９０が
順次形成される。下地電極１７０は、膜厚が２００ｎｍ
程度のニッケルクロム（ＮｉＣｒ）から成る。中間電極
１８０は、膜厚が１０００ｎｍ程度のＡｌから成る。バ
ンプ電極１９０は、金（Ａｕ）から成る。
【０００６】圧電基板１１０の一主面に櫛型電極１５０
等が形成された弾性表面波素子１００は、機能面を下側
にしてバンプ電極１９０によりパッケージ容器のパッケ
ージ電極に接続される。すなわち、図１０に示すよう
に、バンプ電極１９０に超音波を印加することにより、
セラミックから成るパッケージ容器２００のパッケージ
電極２１０にバンプ電極１９０を接続して弾性表面波素
子１００を実装する。
【０００７】弾性表面波素子１００をパッケージ容器２
００に実装する場合、入力電極１２０、出力電極１３
０、およびアース電極１４０の電極パッドをバンプ電極
１９０によりパッケージ電極２１０に直接接続すること
も考えられるが、電極パッドをバンプ電極１９０により
パッケージ電極２１０に直接接続すると、入力電極１２
０、出力電極１３０およびアース電極１４０は、上述し
たように膜厚が１００〜５００ｎｍ程度であるため強度
が弱く、入力電極１２０等の電極パッドが剥がれ、十分
な接合強度を得ることができない。
【０００８】そこで、従来の弾性表面波素子１１０は、
上述したように入力電極１２０、出力電極１３０、およ
びアース電極１４０の一部に膜厚が１０００ｎｍ程度の
中間電極１８０を形成して入力電極１２０等の電極パッ
ドとパッケージ電極２１０との間で十分な接合強度を得
ている。
【０００９】また、中間電極１８０を入力電極１２０等
の電極パッド上に直接形成する構造においては、電極パ
ッドを構成するＡｌの表面が酸化した後に中間電極１８
０を形成することになり、電極パッドと中間電極１８０
との間で十分な接合強度が得られないため、電極パッド
および中間電極１８０を構成するＡｌと密着性の良い下
地電極１７０を電極パッドと中間電極１８０との間に形
成している。そして、ＮｉＣｒが下地電極１７０として
用いられる。Ａｌとの密着性の良いＴｉを下地電極１７
０として用いることも可能であるが、Ｔｉを下地電極１
７０として用いた場合、バンプ電極１９０に超音波を印
加して電極パッドをパッケージ電極２１０に接続する際
に圧電基板１１０にクラックが発生する。したがって、
電極パッドをパッケージ電極２１０に接続する際に圧電
基板１にクラックが発生するのを防止するために、Ｎｉ
Ｃｒが下地電極１７０として用いる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の弾性表
面波素子１００を１〜１．５ｍの高さから落下させる落
下試験において、弾性表面波素子１００が一定の確率で
パッケージ容器２００から剥がれるという問題がある。
剥がれる場所は、入力電極１２０等の電極パッドと下地
電極１７０との間である。
【００１１】また、入力電極１２０等の電極パッド上に
下地電極１７０および中間電極１８０を順次形成する場
合、下地電極１７０および中間電極１８０を形成する領
域以外の領域をレジストにより覆い、そのレジストをマ
スクとして電極パッド上に下地電極１７０および中間電
極１８０を連続形成した後にレジストを除去する、いわ
ゆるリフトオフ法が用いられる。この場合、引張応力の
強いＮｉＣｒを下地電極１７０として形成すると、中間
電極１８０用の材料であるＡｌが電極パッド上のみなら
ず櫛型電極１５０上にも形成されるという問題が生じ
る。
【００１２】すなわち、図１１を参照して、下地電極１
７０としてＮｉＣｒを入力電極１２０等の電極パッド上
に形成すると、レジスト２２０上にもＮｉＣｒ１７１が
形成され、ＮｉＣｒ１７１の引張応力によりレジスト２
２０の周辺部が上側に反り上がり、櫛型電極１５０の一
部が露出する。その結果、次の中間電極１８０の形成時
に、入力電極１２０等の電極パッド上のみならず、一部
の櫛型電極１５０上にもＡｌ２３０が形成され、弾性表
面波素子に特性不良が発生する。
【００１３】そこで、本発明は、かかる問題を解決する
ためになれたものであり、その目的は、落下試験におい
てパッケージ容器からの剥離が生じず、かつ、特性が良
好な弾性表面波装置を提供することである。
【００１４】また、本発明の別の目的は、落下試験にお
いてパッケージ容器からの剥離が生じず、かつ、特性が
良好な弾性表面波装置に用いる弾性表面波素子を提供す
ることである。
【００１５】さらに、本発明の別の目的は、弾性表面波
素子の製造方法、および弾性表面波装置の製造方法を提
供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】この発明によれば、弾性
表面波素子は、圧電基板と、圧電基板の一主面に形成さ
れた櫛型電極と、圧電基板の前記一主面に形成された電
極パッドと、電極パッド上に形成された中間電極と、中
間電極上に形成された上部電極と、上部電極上に形成さ
れたバンプ電極とを備え、中間電極は、引張応力が所定
値よりも弱く、かつ、電極パッドまたは上部電極との接
着力が所定値よりも強い金属薄膜から成る。
【００１７】引張応力が所定値よりも弱く、かつ、電極
パッドまたは上部電極との接着力が所定値よりも強い金
属薄膜から成る中間電極を電極パッドと上部電極との間
に設けることにより、電極パッド上に中間電極および上
部電極をリフトオフ法により一括形成しても、その形成
過程において櫛型電極上へ上部電極を構成する材料が形
成されず、弾性表面波素子の落下試験において電極パッ
ドまたは上部電極と中間電極との間で剥離は発生しな
い。
【００１８】好ましくは、中間電極は、Ｃｒ濃度が１５
〜３０重量％の範囲であるＮｉＣｒから成る。
【００１９】Ｃｒ濃度が１５重量％以上であるＮｉＣｒ
を中間電極に用いることにより、電極パッドまたは上部
電極と中間電極との間で剥離が発生しない弾性表面波素
子が作製される。また、Ｃｒ濃度が３０重量％以下であ
るＮｉＣｒを中間電極に用いることにより、中間電極と
上部電極とを連続形成する過程において櫛型電極上へ上
部電極を構成する材料が形成されない弾性表面波素子が
作製される。したがって、Ｃｒ濃度が１５〜３０重量％
の範囲であるＮｉＣｒを中間電極に用いることにより、
電極パッドまたは上部電極と中間電極との間で剥離が発
生せず、かつ、中間電極および上部電極の連続形成にお
いて櫛型電極へ上部電極の構成材料が形成されない弾性
表面波素子が作製される。
【００２０】好ましくは、中間電極は、Ｃｒ濃度が１８
〜２８重量％の範囲であるＮｉＣｒから成る。
【００２１】Ｃｒ濃度を１８〜２８重量％に制御して中
間電極を形成することにより、中間電極および上部電極
の一括形成における櫛型電極上への上部電極を構成する
材料の形成が一層防止され、弾性表面波装置の落下試験
において弾性表面波素子のパッケージ容器からの剥離が
一層防止される。
【００２２】好ましくは、ＮｉＣｒは、蒸発法により成
膜される。中間電極としてのＮｉＣｒを蒸発法により形
成することにより、弾性表面波素子において電極パッド
または上部電極との接着力をより一層強くするのに適し
たＮｉＣｒが形成される。
【００２３】好ましくは、上部電極は、ＡｌまたはＡｌ
を含む合金から成る。弾性表面波素子における中間電極
と上部電極との接着力がより一層強くなる。
【００２４】また、この発明によれば、弾性表面波装置
は、弾性表面波素子と、パッケージ電極が形成されたパ
ッケージ容器と、パッケージ容器を気密封止するキャッ
プとを備え、弾性表面波素子は、圧電基板と、圧電基板
の一主面に形成された櫛型電極と、圧電基板の一主面に
形成された電極パッドと、電極パッド上に形成された中
間電極と、中間電極上に形成された上部電極と、上部電
極上に形成されたバンプ電極とを含み、中間電極は、引
張応力が所定値よりも弱く、かつ、電極パッドまたは上
部電極との接着力が所定値よりも強い金属薄膜から成
り、バンプ電極は、パッケージ電極に接続される。
【００２５】弾性表面波装置を構成する弾性表面波素子
を、引張応力が所定値よりも弱く、かつ、電極パッドま
たは上部電極との接着力が所定値よりも強い金属薄膜か
ら成る中間電極を用いて作製することにより、特性不良
が生じず、かつ、落下試験において弾性表面波素子のパ
ッケージ容器からの剥離が生じない弾性表面波装置が作
製される。
【００２６】好ましくは、中間電極は、Ｃｒ濃度が１５
〜３０重量％の範囲であるＮｉＣｒから成る。
【００２７】Ｃｒ濃度が１５〜３０重量％の範囲である
ＮｉＣｒを中間電極に用いることにより、電極パッドま
たは上部電極と中間電極との間で剥離が発生せず、か
つ、中間電極および上部電極の連続形成において櫛型電
極へ上部電極の構成材料が形成されない弾性表面波素子
が作製される。そして、この弾性表面波素子を用いれ
ば、特性不良が生じず、かつ、落下試験において弾性表
面波素子がパッケージ容器から剥離しない弾性表面波装
置が作製される。
【００２８】好ましくは、中間電極は、Ｃｒ濃度が１８
〜２８重量％の範囲であるＮｉＣｒから成る。
【００２９】特性が安定し、かつ、落下試験において弾
性表面波素子の剥離が発生しない弾性表面波装置が、安
定して作製される。
【００３０】好ましくは、ＮｉＣｒは、蒸発法により成
膜される。中間電極としてのＮｉＣｒを蒸発法により形
成することにより、中間電極および上部電極の一括形成
における櫛型電極上への上部電極を構成する材料の形成
を一層防止し、かつ、弾性表面波装置の落下試験におい
て弾性表面波素子のパッケージ容器からの剥離を一層防
止するのに適したＮｉＣｒが形成される。
【００３１】好ましくは、上部電極は、ＡｌまたはＡｌ
を含む合金から成る。弾性表面波装置において、弾性表
面波素子のパッケージ容器からの剥離が一層防止され
る。
【００３２】また、この発明によれば、弾性表面波素子
の製造方法は、圧電基板の一主面に所定パターンの櫛型
電極および電極パッドを形成する第１の工程と、電極パ
ッドの一部分以外の領域と櫛型電極の領域とにレジスト
を形成する第２の工程と、レジストをマスクとして電極
パッドの一部分に、中間電極を形成する第３の工程と、
レジストをマスクとして中間電極上に上部電極を形成す
る第４の工程と、レジストを除去する第５の工程と、上
部電極上にバンプ電極を形成する第６の工程とを含み、
第３の工程において、引張応力が所定値よりも弱く、か
つ、電極パッドまたは上部電極との接着力が所定値より
も強い金属薄膜を中間電極として形成する。
【００３３】引張応力が所定値よりも弱く、かつ、電極
パッドまたは上部電極との接着力が所定値よりも強い金
属薄膜から成る中間電極を用いることにより、中間電極
および上部電極の連続形成に用いるレジストの反りが防
止され、櫛型電極上への上部電極を構成する金属の形成
が防止される。また、弾性表面波素子の落下試験におい
て電極パッドまたは上部電極と中間電極との間で剥離が
発生しない。
【００３４】好ましくは、第３の工程において、Ｃｒ濃
度が１５〜３０重量％の範囲であるＮｉＣｒから成る中
間電極が形成される。
【００３５】Ｃｒ濃度が３０重量％以下であるＮｉＣｒ
を中間電極に用いることにより、中間電極の引張応力が
所定値よりも弱くなる。また、Ｃｒ濃度が１５重量％以
上であるＮｉＣｒを中間電極に用いることにより、電極
パッドまたは上部電極と中間電極との接着力が所定値よ
りも強くなる。したがって、Ｃｒ濃度が１５〜３０重量
％の範囲であるＮｉＣｒを中間電極に用いることによ
り、電極パッドまたは上部電極と中間電極との間で剥離
が発生せず、かつ、中間電極および上部電極の連続形成
において櫛型電極上に上部電極の構成材料が形成されな
い弾性表面波素子が作製される。
【００３６】好ましくは、第３の工程において、Ｃｒ濃
度が１８〜２８重量％の範囲であるＮｉＣｒから成る中
間電極が形成される。
【００３７】中間電極および上部電極の連続形成におい
て櫛型電極上への上部電極を構成する金属の形成がより
一層防止される。また、電極パッドまたは上部電極と中
間電極との接着力がより一層強くなる。
【００３８】好ましくは、ＮｉＣｒは、蒸発法により成
膜される。中間電極としてのＮｉＣｒを蒸発法により形
成することにより、中間電極および上部電極の連続形成
において櫛型電極上への上部電極を構成する金属の形成
を一層防止し、かつ、電極パッドまたは上部電極と中間
電極との接着力をより一層強くするのに適したＮｉＣｒ
が形成される。
【００３９】また、この発明によれば、弾性表面波装置
の製造方法は、圧電基板の一主面に所定パターンの櫛型
電極および電極パッドを形成する第１の工程と、電極パ
ッドの一部分以外の領域と櫛型電極の領域とにレジスト
を形成する第２の工程と、レジストをマスクとして電極
パッドの一部分に、中間電極を形成する第３の工程と、
レジストをマスクとして中間電極上に上部電極を形成す
る第４の工程と、レジストを除去する第５の工程と、上
部電極上にバンプ電極を形成する第６の工程と、バンプ
電極とパッケージ容器のパッケージ電極とを超音波また
は熱を加えながら押圧し接続する第７の工程とを含み、
第３の工程において、引張応力が所定値よりも弱く、か
つ、電極パッドまたは上部電極との接着力が所定値より
も強い金属薄膜を中間電極として形成する。
【００４０】引張応力が所定値よりも弱く、かつ、電極
パッドまたは上部電極との接着力が所定値よりも強い金
属薄膜から成る中間電極を弾性表面波素子に用いること
により、中間電極および上部電極の連続形成に用いるレ
ジストの反りが防止され、櫛型電極上への上部電極を構
成する金属の形成が防止される。また、作製された弾性
表面波装置の落下試験において、弾性表面波素子のパッ
ケージ容器からの剥離が防止される。
【００４１】好ましくは、第３の工程において、Ｃｒ濃
度が１５〜３０重量％の範囲であるＮｉＣｒから成る中
間電極が形成される。
【００４２】Ｃｒ濃度が３０重量％以下であるＮｉＣｒ
を中間電極に用いることにより、中間電極の引張応力が
所定値よりも弱くなる。また、Ｃｒ濃度が１５重量％以
上であるＮｉＣｒを中間電極に用いることにより、電極
パッドまたは上部電極と中間電極との接着力が所定値よ
りも強くなる。したがって、Ｃｒ濃度が１５〜３０重量
％の範囲であるＮｉＣｒから成る中間電極を弾性表面波
素子に用いることにより、弾性表面波素子がパッケージ
容器から剥離せず、かつ、特性不良が発生しない弾性表
面波装置が作製される。
【００４３】好ましくは、第３の工程において、Ｃｒ濃
度が１８〜２８重量％の範囲であるＮｉＣｒから成る中
間電極が形成される。
【００４４】中間電極および上部電極の連続形成におい
て櫛型電極上への上部電極を構成する金属の形成がより
一層防止される。また、作製された弾性表面波装置の落
下試験において、弾性表面波素子のパッケージ容器から
の剥離がより一層防止される。
【００４５】好ましくは、ＮｉＣｒは、蒸発法により成
膜される。中間電極としてのＮｉＣｒを蒸発法により形
成することにより、中間電極および上部電極の連続形成
において櫛型電極上への上部電極を構成する金属の形成
を一層防止し、かつ、弾性表面波装置の落下試験におい
て弾性表面波素子のパッケージ容器からの剥離を一層防
止するのに適したＮｉＣｒが形成される。
【００４６】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面
を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または
相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００４７】図１を参照して、本発明の実施の形態によ
る弾性表面波素子１０は、圧電基板１と、入力電極２
と、出力電極３と、アース電極４と、櫛型電極５と、反
射器電極６と、中間電極７と、上部電極８と、バンプ電
極９とを含む。
【００４８】圧電基板１は、タンタル酸リチウムから成
る。入力電極２、出力電極３、アース電極４、櫛型電極
５および反射器電極６は、膜厚が１００〜４００ｎｍで
あるアルミニウム（Ａｌ）の薄膜から成る。櫛型電極５
および反射器電極６は、弾性表面波素子１０が機能する
ための素子電極である。また、入力電極２、出力電極３
およびアース電極４は、高周波電圧を櫛型電極５に供給
するとともに、パッケージ容器と電気的および物理的に
接続するための電極パッドを兼ねている。そして、入力
電極２、出力電極３、アース電極４、櫛型電極５および
反射器電極６は、真空蒸着またはスパッタリングにより
圧電基板１の一主面に同時に形成され、フォトリソグラ
フィおよびエッチングを用いて図１に示す平面構造にパ
ターニングされる。したがって、入力電極２、出力電極
３、およびアース電極４は、櫛型電極５および反射器電
極６と同じ膜厚を有する。
【００４９】入力電極２、出力電極３およびアース電極
４の一部分には、中間電極７、上部電極８、およびバン
プ電極９が形成される。図２は、図１のＡ−Ｂ線におけ
る断面図である。図２を参照して、出力電極３およびア
ース電極４は、圧電基板１の一主面に形成され、中間電
極７が出力電極３およびアース電極４の一部に形成され
る。そして、上部電極８が中間電極７上に形成され、バ
ンプ電極９が上部電極８上に形成される。
【００５０】中間電極７は、膜厚が２００ｎｍであり、
クロム（Ｃｒ）濃度が１５〜３５重量％のニッケルクロ
ムＮｉＣｒから成る。上部電極８は、膜厚が１０００ｎ
ｍのＡｌから成る。バンプ電極９は、金（Ａｕ）から成
る。中間電極７は、真空蒸着により形成され、上部電極
８は、真空蒸着またはスパッタリングにより形成され
る。バンプ電極９は、超音波を印加しながらＡｕワイヤ
の先端部に形成されたボールを上部電極８上に圧着し、
その後、ボールの部分からＡｕワイヤを切断することに
より形成される。
【００５１】なお、図２においては、入力電極２および
もう１つのアース電極４は、省略されているが、入力電
極２およびもう１つのアース電極４上にも、出力電極３
およびアース電極４と同じように中間電極７、上部電極
８およびバンプ電極９が形成される。
【００５２】図３を参照して、本発明による弾性表面波
装置５０は、弾性表面波素子１０と、パッケージ容器２
０と、パッケージ電極２１，２２と、キャップ３０と、
外部電極３１，３２とを備える。パッケージ容器２０
は、セラミックから成る。パッケージ電極２１，２２
は、所定のパターンにパターニングされ、パッケージ容
器２０の内側に形成される。弾性表面波素子１０は、櫛
型電極５等が形成された機能面を下側にしてバンプ電極
９，９をパッケージ電極２１，２２に接続することによ
り実装される。なお、機能面を下側にした実装方法をフ
ェースダウン実装という。このフェースダウン実装によ
り出力電極３はバンプ電極９によりパッケージ電極２２
に接続され、アース電極４は、バンプ電極９によりパッ
ケージ電極２１に接続される。また、外部電極３１は、
パッケージ電極２１に接続され、外部電極３２は、パッ
ケージ電極２２に接続される。キャップ３０は、弾性表
面波素子１０を気密封止する。
【００５３】なお、図３においては、入力電極２および
もう１つのアース電極４は図示されていないが、入力電
極２およびもう１つのアース電極４もバンプ電極９によ
りパッケージ電極に接続される。
【００５４】図４を参照して、弾性表面波素子１０のバ
ンプ電極９によるパッケージ電極２１への接続について
詳細に説明する。弾性表面波素子１０の機能面を下側に
してバンプ電極９をパッケージ電極２１に接触させる。
そして、超音波または熱を加えながらバンプ電極９を押
圧してアース電極４等の電極パッドをパッケージ電極２
１に接続する。
【００５５】図５および図６を参照して、弾性表面波素
子１０および弾性表面波装置５０の製造方法について説
明する。図５を参照して、タンタル酸リチウムから成る
圧電基板１を洗浄し（図５の（ａ））、圧電基板１の一
主面に膜厚が３００ｎｍ程度であるＡｌを主成分とする
金属薄膜１１を形成する（図５の（ｂ））。そして、フ
ォトリソグラフィおよびエッチングにより金属薄膜１１
を所定のパターンにパターニングして入力電極２、出力
電極３、アース電極４、櫛型電極５および反射器電極６
を形成する（図５の（ｃ））。なお、図５の（ｃ）以下
においては、入力電極２、もう１つのアース電極４およ
び反射器電極６が省略されている。
【００５６】その後、入力電極２、出力電極３、アース
電極４、櫛型電極５およびアース電極６を覆うようにレ
ジスト１２をスピンコートにより塗布し、プリベイクを
施してレジスト１２を乾燥させる（図５の（ｄ））。そ
して、フォトリソグラフィおよびエッチングにより、入
力電極２、出力電極３、およびアース電極４の一部分に
中間電極７および上部電極８を形成できるようにレジス
ト１２をパターニングし、レジスト１２１〜１２３を形
成する（図５の（ｅ））。
【００５７】そうすると、レジスト１２１〜１２３をマ
スクとして真空蒸着により、膜厚が２００ｎｍであり、
Ｃｒ濃度が２５重量％であるＮｉＣｒから成る中間電極
７を形成し、続いて、連続蒸着により膜厚が１０００ｎ
ｍであるＡｌから成る上部電極８を中間電極７上に形成
する（図５の（ｆ））。より具体的には、Ｎｉ，Ｃｒ，
Ａｌをそれぞれ別々のルツボに入れ、Ｎｉを入れたルツ
ボとＣｒを入れたルツボとを加熱してＮｉＣｒを蒸着
し、続いてＡｌを入れたルツボを加熱してＡｌをＮｉＣ
ｒから成る中間電極７上に蒸着する。また、ルツボに入
れるＮｉの重量に対するＣｒの重量の比を２５％にする
ことにより中間電極７としてのＮｉＣｒ中のＣｒ濃度が
２５重量％になるように制御される。この場合、レジス
ト１２１〜１２３上には、それぞれ、ＮｉＣｒ１３１〜
１３３およびＡｌ１４１〜１４３が形成される。
【００５８】図６を参照して、中間電極７および上部電
極８を連続形成した後、レジスト１２１〜１２３を除去
し、入力電極２、出力電極３、およびアース電極４の一
部分にのみ中間電極７および上部電極８を形成する（図
６の（ｇ））。なお、レジスト１２１〜１２３をマスク
として中間電極７および上部電極８を連続形成し、その
後、レジスト１２１〜１２３を除去することにより、入
力電極２、出力電極３およびアース電極４上に中間電極
７および上部電極８を一括形成する方法をリフトオフ法
という。
【００５９】中間電極７および上部電極８が連続形成さ
れた後、Ａｕワイヤの先端部に形成されたボールを超音
波を印加しながら上部電極８上に圧着し、その後、ボー
ルの部分からＡｕワイヤを切断することによりバンプ電
極９，９を形成する（図６の（ｈ））。これにより、弾
性表面波素子１０の形成が完了する。
【００６０】弾性表面波素子１０が形成されると、機能
面を下側にしてバンプ電極９，９をパッケージ電極２
１，２２に接触させ、超音波を印加しながらバンプ電極
９，９を押圧して出力電極３およびアース電極４等の電
極パッドをパッケージ電極２１，２２に接続する（図６
の（ｉ））。そして、キャップ３０により弾性表面波素
子１０を気密封止し、外部電極３１，３２を形成して弾
性表面波装置５０が製造される（図６の（ｊ））。
【００６１】上記においては、ＮｉとＣｒとを別々のル
ツボに入れて中間電極７を構成するＮｉＣｒを真空蒸着
により形成するとして説明したが、この発明において
は、ＮｉＣｒの合金からなるＮｉＣｒインゴットを１つ
のルツボに入れて中間電極７を構成するＮｉＣｒを真空
蒸着により形成してもよい。
【００６２】この場合、ＮｉＣｒインゴット中のＣｒ濃
度と、真空蒸着により形成されたＮｉＣｒ膜中のＣｒ濃
度とは異なる。これは、ＮｉＣｒインゴットを入れるル
ツボの温度、ＮｉＣｒインゴットとウェハ（圧電基板１
を意味する）との距離、および成膜レートによってＮｉ
とＣｒとの蒸気圧比率が異なるからである。
【００６３】ＮｉＣｒインゴットを１つのルツボに入れ
て真空蒸着によってＮｉＣｒ膜を形成した場合のＮｉＣ
ｒ膜中のＣｒ濃度とＮｉＣｒインゴット中のＣｒ濃度と
の関係を図７に示す。図７において、縦軸は、ＮｉＣｒ
膜中のＣｒ濃度（重量％）を示し、横軸は、ＮｉＣｒイ
ンゴット中のＣｒ濃度（重量％）を示す。ＮｉＣｒ膜中
のＣｒ濃度は、ＮｉＣｒインゴット中のＣｒ濃度に比例
して増加する。しかし、ＮｉＣｒ膜中のＣｒ濃度は、Ｎ
ｉＣｒインゴット中のＣｒ濃度とは異なる。たとえば、
ＮｉＣｒインゴット中のＣｒ濃度が２０重量％である場
合、真空蒸着により形成したＮｉＣｒ膜中のＣｒ濃度は
３４重量％となる。そして、ＮｉＣｒインゴットから真
空蒸着によりＮｉＣｒ膜を形成する場合、ＮｉＣｒイン
ゴット中のＣｒ濃度を３重量％〜３０重量％の範囲で変
化させてＮｉＣｒ膜中のＣｒ濃度を５重量％〜５０重量
％の範囲で変化させる。
【００６４】図７においては、ＮｉＣｒ膜中のＣｒ濃度
は、ＮｉＣｒインゴット中のＣｒ濃度と次式の関係を満
たす。
【００６５】
【数１】
【００６６】ただし、ｘ：ＮｉＣｒインゴット中のＣｒ
濃度、ｙ：ＮｉＣｒ膜中のＣｒ濃度である。
【００６７】したがって、この発明においては、好まし
くは、ＮｉＣｒ膜中のＣｒ濃度およびＮｉＣｒインゴッ
ト中のＣｒ濃度が式（１）の関係を満たす真空蒸着によ
り形成したＮｉＣｒを中間電極７として用いる。
【００６８】ＮｉＣｒインゴットを用いた真空蒸着によ
り中間電極７としてＮｉＣｒを形成する場合、図５およ
び図６に示す製造工程の（ｆ）工程は次のようになる。
すなわち、フォトリソグラフィおよびエッチングにより
レジスト１２をパターニングしてレジスト１２１〜１２
３を形成した後（図５の（ｄ））、レジスト１２１〜１
２３をマスクとして、Ｃｒ濃度が７．２重量％であるＮ
ｉＣｒインゴットから真空蒸着により膜厚が２００ｎｍ
であり、Ｃｒ濃度が２５重量％であるＮｉＣｒ膜を中間
電極７として形成し、続いて、連続蒸着により膜厚が１
０００ｎｍであるＡｌから成る上部電極８を中間電極７
上に形成する。その他の工程ついては、上述したとおり
である。
【００６９】上述した製造方法において、中間電極７を
構成するＮｉＣｒ中のＣｒ濃度を５〜５０重量％の範囲
で変化させて弾性表面波素子を作製し、その作製した弾
性表面波素子の櫛型電極５の領域にＡｌが形成されてい
るかを調査するとともに、弾性表面波素子をパッケージ
容器に実装した弾性表面波装置の落下試験を行ない、弾
性表面波素子がパッケージ容器から剥離する割合を調べ
た。この場合、真空蒸着に用いるＮｉの重量とＣｒの重
量との比を変えることにより、またはＮｉＣｒインゴッ
ト中のＣｒ濃度を変えることにより中間電極７を構成す
るＮｉＣｒ中のＣｒ濃度を５〜５０重量％の範囲で変化
させた。その結果を表１に示す。なお、落下試験は、１
〜１．５ｍの高さから行なわれた。
【００７０】
【表１】
【００７１】中間電極７としてのＮｉＣｒ中のＣｒ濃度
が５重量％では３１．５％の弾性表面波装置において弾
性表面波素子のパッケージ容器からの剥離が観測され、
Ｃｒ濃度が１０重量％では５．２６％の弾性表面波装置
において弾性表面波素子のパッケージ容器からの剥離が
観測された。そして、１５重量％以上のＣｒ濃度では、
弾性表面波素子のパッケージ容器からの剥離が観測され
ない。このように、弾性表面波素子のパッケージ容器か
らの剥離は、中間電極７としてのＮｉＣｒに含まれるＣ
ｒ濃度に依存し、Ｃｒ濃度が１５重量％以上になると、
弾性表面波素子のパッケージ容器からの剥離が生じない
ことが見出された。
【００７２】これは、ＮｉＣｒ中のＣｒ濃度を高くする
ことによって入力電極２等の電極パッドおよび上部電極
８を構成するＡｌとの接着力が強くなるためと考えられ
る。
【００７３】一方、中間電極７のＣｒ濃度を変化させて
作製した弾性表面波素子における櫛型電極５上へのＡｌ
の形成の有無を調査した結果、Ｃｒ濃度が５〜３５重量
％までの範囲では、櫛型電極５上へのＡｌの形成が観測
されなかった。そして、Ｃｒ濃度が４０重量％で櫛型電
極５上へのＡｌの形成が１．３０％の弾性表面波素子に
おいて観測され、Ｃｒ濃度が４５重量％で櫛型電極５上
へのＡｌの形成が１６．３％の弾性表面波素子において
観測され、Ｃｒ濃度が５０重量％で櫛型電極５上へのＡ
ｌの形成が５６．３％の弾性表面波素子において観測さ
れた。
【００７４】このように、Ｃｒ濃度が５〜３５重量％の
範囲では、中間電極７としてのＮｉＣｒは、引張応力が
所定値よりも小さく、中間電極７および上部電極８を連
続形成するときのマスクであるレジスト１２１〜１２３
が上側に反らないため、櫛型電極５上へＡｌが形成され
ないと考えられる。
【００７５】上述したように、入力電極２等の電極パッ
ドと上部電極８との間に形成される中間電極７を構成す
るＮｉＣｒ中のＣｒ濃度を１５〜３５重量％の範囲に制
御することによって、弾性表面波素子において櫛型電極
５上へのＡｌの形成を防止でき、かつ、弾性表面波装置
の落下試験において弾性表面波素子のパッケージ容器か
らの剥離を防止できる。
【００７６】このように、弾性表面波素子において櫛型
電極５上へのＡｌの形成を防止し、かつ、弾性表面波装
置の落下試験において弾性表面波素子のパッケージ容器
からの剥離を防止するという観点からは、中間電極７と
してのＮｉＣｒ中のＣｒ濃度を１５〜３５重量％の範囲
に制御すればよいが、この発明においては、好ましく
は、中間電極７としてのＮｉＣｒ中のＣｒ濃度を１５〜
３０重量％の範囲で制御する。ＮｉＣｒ膜中のＣｒ濃度
を１５〜３０重量％の範囲に制御するには、Ｃｒ濃度が
８〜１８重量％の範囲であるＮｉＣｒインゴットを用い
ればよい。
【００７７】したがって、本発明においては、中間電極
７を構成するＮｉＣｒ中のＣｒ濃度を１５〜３０重量％
の範囲に制御して弾性表面波素子およびそれを用いた弾
性表面波装置を作製することを特徴とする。
【００７８】また、本発明においては、不良が発生しな
い弾性表面波素子および弾性表面波装置を作製する際の
マージンを確保するため、中間電極７を構成するＮｉＣ
ｒ中のＣｒ濃度を、好ましくは、１８〜２８重量％の範
囲に制御して弾性表面波素子およびそれを用いた弾性表
面波装置を作製することを特徴とする。ＮｉＣｒ膜中の
Ｃｒ濃度を１８〜２８重量％の範囲に制御するには、Ｃ
ｒ濃度が１０〜１７重量％の範囲であるＮｉＣｒインゴ
ットを用いればよい。
【００７９】Ｃｒ濃度を１５〜３０重量％の範囲に制御
したＮｉＣｒを中間電極７に用いることは、入力電極２
等の電極パッドおよび上部電極８との接着力が所定値よ
りも強く、かつ、引張応力が所定値よりも小さい金属層
を中間電極７に用いることに相当する。つまり、Ｃｒ濃
度が１５重量％以上であるＮｉＣｒは、電極パッドまた
は上部電極を構成するＡｌとの接着力が１０7Ｐａより
も強い金属薄膜を構成する。また、Ｃｒ濃度が３０重量
％以下であるＮｉＣｒは、引張応力が１０6Ｐａよりも
弱い金属薄膜を構成する。したがって、本発明において
は、Ｃｒ濃度が１５〜３０重量％であるＮｉＣｒから成
る中間電極に限らず、引張応力が所定値よりも弱く、か
つ、電極パッドまたは上部電極との接着力が所定値より
も強い金属薄膜から成る中間電極であれば何であっても
よい。
【００８０】なお、図５および図６の説明においては、
中間電極７としてのＮｉＣｒは真空蒸着により形成され
るとして説明したが、中間電極７としてのＮｉＣｒをス
パッタリングにより形成してもよい。すなわち、中間電
極７としてのＮｉＣｒ膜中のＣｒ濃度が１５〜３０重量
％、好ましくは、１８〜２８重量％であるＮｉＣｒ膜を
形成することができれば、スパッタリングにより中間電
極７としてのＮｉＣｒを形成してもよい。この場合、Ｎ
ｉおよびＣｒが別々のターゲットとしてチャンバーに設
置され、ＲＦパワーがＮｉおよびＣｒに独立に印加され
る。そして、アルゴン（Ａｒ）がスパッタガスとして用
いられる。ＮｉＣｒ中のＣｒ濃度は、２つのターゲット
であるＮｉおよびＣｒに印加されるＲＦパワーを変化さ
せることにより５〜５０重量％の範囲で制御される。す
なわち、Ｃｒ濃度を増やすとき、Ｃｒターゲットに印加
されるＲＦパワーを大きくし、Ｃｒ濃度を減少させると
き、Ｃｒターゲットに印加されるＲＦパワーを小さくす
る。
【００８１】また、上記においては、圧電基板１は、タ
ンタル酸リチウムから成るとして説明したが、本発明に
おいては、圧電基板１は、ニオブ酸リチウムまたは酸化
亜鉛膜を設けた絶縁基板、水晶、およびランガサイトの
いずれかから構成されていればよい。
【００８２】さらに、入力電極２、出力電極３、アース
電極４、櫛型電極５、反射器電極６、および上部電極８
は、Ａｌから成るとして説明したが、本発明において
は、これに限らず、入力電極２、出力電極３、アース電
極４、櫛型電極５、反射器電極６、および上部電極８
は、Ａｌに５％の銅（Ｃｕ）を添加した合金、またはＡ
ｕにより構成されていてもよい。
【００８３】また、さらに、バンプ電極９は、Ａｕバン
プにより構成されるとして説明したが、本発明において
は、これに限らず、バンプ電極９は、メッキまたは蒸着
により形成された半田バンプにより構成されていてもよ
い。
【００８４】今回開示された実施の形態はすべての点で
例示であって制限的なものではないと考えられるべきで
ある。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明では
なくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲
と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる
ことが意図される。
【００８５】
【発明の効果】本発明によれば、弾性表面波素子は、入
力電極等の電極パッドと上部電極との間にＣｒ濃度が１
５〜３５重量％の範囲であるＮｉＣｒから成る中間電極
を設けたので、特性不良が生じず、かつ、落下試験にお
いて弾性表面波素子がパッケージ容器から剥離しない弾
性表面波素子を作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明による弾性表面波素子の平面図であ
る。
【図２】 図１に示すＡ−Ｂ線における断面図である。
【図３】 この発明による弾性表面波装置の断面図であ
る。
【図４】 図３に示すバンプ電極部分の拡大断面図であ
る。
【図５】 図３に示す弾性表面波素子および弾性表面波
装置の製造方法を説明するための第１の工程図である。
【図６】 図３に示す弾性表面波素子および弾性表面波
装置の製造方法を説明するための第２の工程図である。
【図７】 ＮｉＣｒ膜中のＣｒ濃度とＮｉＣｒインゴッ
ト中のＣｒ濃度との関係を示す図である。
【図８】 従来の弾性表面波素子の平面図である。
【図９】 図８に示すＣ−Ｄ線における断面図である。
【図１０】 図９に示すバンプ電極部分の拡大断面図で
ある。
【図１１】 従来の弾性表面波素子の作製過程における
問題点を説明するための弾性表面波素子の一部断面図で
ある。
【符号の説明】
１，１１０ 圧電基板、２，１２０ 入力電極、３，１
３０ 出力電極、４，１４０ アース電極、５，１５０
櫛型電極、６，１６０ 反射器電極、７，１８０ 中
間電極、８ 上部電極、９，１９０ バンプ電極、１０
弾性表面波素子、１１ 金属薄膜、１２，１２１〜１
２３ レジスト、２０，２００ パッケージ容器、２
１，２２，２１０ パッケージ電極、３０ キャップ、
３１，３２外部電極、１３１〜１３３，１７１ ＮｉＣ
ｒ、１４１〜１４３，２３０ Ａｌ、１７０ 下地電
極。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高取 光司 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株式 会社村田製作所内 Ｆターム(参考） 5J097 AA24 DD24 FF03 HA02 JJ09 KK01 KK10

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 圧電基板と、 前記圧電基板の一主面に形成された櫛型電極と、 前記圧電基板の前記一主面に形成された電極パッドと、 前記電極パッド上に形成された中間電極と、 前記中間電極上に形成された上部電極と、 前記上部電極上に形成されたバンプ電極とを備え、 前記中間電極は、引張応力が所定値よりも弱く、かつ、
    前記電極パッドまたは前記上部電極との接着力が所定値
    よりも強い金属薄膜から成る、弾性表面波素子。
  2. 【請求項２】 前記中間電極は、Ｃｒ濃度が１５〜３０
    重量％の範囲であるＮｉＣｒから成る、請求項１に記載
    の弾性表面波素子。
  3. 【請求項３】 前記中間電極は、Ｃｒ濃度が１８〜２８
    重量％の範囲であるＮｉＣｒから成る、請求項１に記載
    の弾性表面波素子。
  4. 【請求項４】 前記ＮｉＣｒは、蒸発法により成膜され
    る、請求項２または請求項３に記載の弾性表面波素子。
  5. 【請求項５】 前記上部電極は、ＡｌまたはＡｌを含む
    合金から成る、請求項１から請求項４のいずれか１項に
    記載の弾性表面波素子。
  6. 【請求項６】 弾性表面波素子と、 パッケージ電極が形成されたパッケージ容器と、 前記パッケージ容器を気密封止するキャップとを備え、 前記弾性表面波素子は、 圧電基板と、 前記圧電基板の一主面に形成された櫛型電極と、 前記圧電基板の前記一主面に形成された電極パッドと、 前記電極パッド上に形成された中間電極と、 前記中間電極上に形成された上部電極と、 前記上部電極上に形成されたバンプ電極とを含み、 前記中間電極は、引張応力が所定値よりも弱く、かつ、
    前記電極パッドまたは前記上部電極との接着力が所定値
    よりも強い金属薄膜から成り、 前記バンプ電極は、前記パッケージ電極に接続される、
    弾性表面波装置。
  7. 【請求項７】 前記中間電極は、Ｃｒ濃度が１５〜３０
    重量％の範囲であるＮｉＣｒから成る、請求項６に記載
    の弾性表面波装置。
  8. 【請求項８】 前記中間電極は、Ｃｒ濃度が１８〜２８
    重量％の範囲であるＮｉＣｒから成る、請求項６に記載
    の弾性表面波装置。
  9. 【請求項９】 前記ＮｉＣｒは、蒸発法により成膜され
    る、請求項７または請求項８に記載の弾性表面波装置。
  10. 【請求項１０】 前記上部電極は、ＡｌまたはＡｌを含
    む合金から成る、請求項６から請求項９のいずれか１項
    に記載の弾性表面波装置。
  11. 【請求項１１】 圧電基板の一主面に所定パターンの櫛
    型電極および電極パッドを形成する第１の工程と、 前記電極パッドの一部分以外の領域と前記櫛型電極の領
    域とにレジストを形成する第２の工程と、 前記レジストをマスクとして前記電極パッドの一部分
    に、中間電極を形成する第３の工程と、 前記レジストをマスクとして前記中間電極上に上部電極
    を形成する第４の工程と、 前記レジストを除去する第５の工程と、 前記上部電極上にバンプ電極を形成する第６の工程とを
    含み、 前記第３の工程において、引張応力が所定値よりも弱
    く、かつ、前記電極パッドまたは前記上部電極との接着
    力が所定値よりも強い金属薄膜を前記中間電極として形
    成する、弾性表面波素子の製造方法。
  12. 【請求項１２】 前記第３の工程において、Ｃｒ濃度が
    １５〜３０重量％の範囲であるＮｉＣｒから成る中間電
    極が形成される、請求項１１に記載の弾性表面波素子の
    製造方法。
  13. 【請求項１３】 前記第３の工程において、Ｃｒ濃度が
    １８〜２８重量％の範囲であるＮｉＣｒから成る中間電
    極が形成される、請求項１１に記載の弾性表面波素子の
    製造方法。
  14. 【請求項１４】 前記ＮｉＣｒは、蒸発法により成膜さ
    れる、請求項１２または請求項１３に記載の弾性表面波
    素子の製造方法。
  15. 【請求項１５】 圧電基板の一主面に所定パターンの櫛
    型電極および電極パッドを形成する第１の工程と、 前記電極パッドの一部分以外の領域と前記櫛型電極の領
    域とにレジストを形成する第２の工程と、 前記レジストをマスクとして前記電極パッドの一部分
    に、中間電極を形成する第３の工程と、 前記レジストをマスクとして前記中間電極上に上部電極
    を形成する第４の工程と、 前記レジストを除去する第５の工程と、 前記上部電極上にバンプ電極を形成する第６の工程と、 前記バンプ電極とパッケージ容器のパッケージ電極とを
    超音波または熱を加えながら押圧し接続する第７の工程
    とを含み、 前記第３の工程において、引張応力が所定値よりも弱
    く、かつ、前記電極パッドまたは前記上部電極との接着
    力が所定値よりも強い金属薄膜を前記中間電極として形
    成する、弾性表面波装置の製造方法。
  16. 【請求項１６】 前記第３の工程において、Ｃｒ濃度が
    １５〜３０重量％の範囲であるＮｉＣｒから成る中間電
    極が形成される、請求項１５に記載の弾性表面波装置の
    製造方法。
  17. 【請求項１７】 前記第３の工程において、Ｃｒ濃度が
    １８〜２８重量％の範囲であるＮｉＣｒから成る中間電
    極が形成される、請求項１５に記載の弾性表面波装置の
    製造方法。
  18. 【請求項１８】 前記ＮｉＣｒは、蒸発法により成膜さ
    れる、請求項１６または請求項１７に記載の弾性表面波
    装置の製造方法。
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