JP2003209457A - 弾性表面波装置及びその製造方法 - Google Patents

弾性表面波装置及びその製造方法

Info

Publication number
JP2003209457A
JP2003209457A JP2002006409A JP2002006409A JP2003209457A JP 2003209457 A JP2003209457 A JP 2003209457A JP 2002006409 A JP2002006409 A JP 2002006409A JP 2002006409 A JP2002006409 A JP 2002006409A JP 2003209457 A JP2003209457 A JP 2003209457A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
litao
acoustic wave
wave device
surface acoustic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2002006409A
Other languages
English (en)
Inventor
Masao Ecchu
昌夫 越中
Naomitsu Fujishita
直光 藤下
Isao Murase
功 村瀬
Mitsuteru Matsumoto
光輝 松元
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP2002006409A priority Critical patent/JP2003209457A/ja
Publication of JP2003209457A publication Critical patent/JP2003209457A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 LiTaO基板の+C表面に分極反転領域
を形成することができないという課題があった。 【解決手段】 LiTaO基板の+C面に金属膜若し
くは該金属の酸化物膜を形成した後、空気又は酸素を含
むガス雰囲気下で金属膜若しくは酸化物膜側が正電圧と
なるように、該膜とLiTaO基板の−C面との間に
電圧を印加しながらLiTaO基板を加熱する。所望
の加熱時間が経過したら、印加した電圧を落とし、Li
TaO基板を冷却する。これによって、LiTaO
基板の+C表面に分極反転層を形成することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は圧電結晶であるL
iTaO基板の表層部に金属拡散層を形成してなる弾
性表面波装置及びその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図4は、例えば特許第2565346号
公報に開示されるLiTaO基板の−C表面に分極反
転領域を有する従来の弾性表面波装置を示す断面図であ
る。図において、100はLiTaO基板であって、
その自発分極に関するマイナス面である−C表面に分極
反転領域101を有する。この分極反転領域101は、
該弾性表面波装置の反射器として機能するようにインタ
ーディジタル電極102の両側に配置されている。10
2はインターディジタル電極であって、アルミニウム
(Al)合金などで形成される。
【0003】上記公報に開示される分極反転領域101
の形成方法について説明する。先ず、LiTaO基板
100の−C表面に分極反転領域101を形成すべき部
分のみ開口した保護膜を付着する。このあと、保護膜を
付着したLiTaO基板100を酸(例えば、安息香
酸)中に浸漬する。
【0004】上記処理によって、LiTaO基板10
0内の上記保護膜が付着されていない領域のLiがH
に交換される。LiがHに交換された領域は、L
iTaO基板100の自発分極に関して逆極の分極反
転領域101となる。該方法は、いわゆるプロトン置換
法と呼ばれるものである。
【0005】しかしながら、このプロトン交換法をLi
TaO基板100の+C表面に対して施しても、Li
がHに交換されることがなく、分極反転領域101
を形成することができない。
【0006】一方、特許第2615020号公報に開示
される弾性表面波装置は、LiNbO基板の+C表面
に分極反転領域を設けたものである。この製造方法を説
明すると、先ず、LiNbO基板の+C表面に部分的
にTi薄膜を付着する。次に、該Ti薄膜を+C表面に
形成したLiNbO基板を、不活性ガス雰囲気でその
キュリー点温度より低く1030℃以上の温度で熱処理
をする。
【0007】上記処理によって、上記Ti薄膜のTiが
LiNbO基板に拡散してTi拡散領域が形成され
る。該Ti拡散領域は、LiNbO基板の自発分極に
関して逆極の分極反転領域となる。
【0008】しかしながら、上述した方法をLiTaO
基板に適用したところ、同様の現象は生じなかったこ
とも同時に示されている。この原因としてTiはLiT
aO 基板には熱拡散しにくいことが挙げられている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】従来の弾性表面波装置
の製造方法では、LiTaO基板の+C表面に分極反
転領域を形成することができないという課題があった。
【0010】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、LiTaO基板の+C表面に分
極反転層を形成することで、その損失特性を向上させる
ことができる弾性表面波装置及びその製造方法を得るこ
とを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】この発明に係る弾性表面
波装置は、LiTaO基板の+C面側にその自発分極
と逆極となる分極反転層を備えるものである。
【0012】この発明に係る弾性表面波装置は、LiT
aO基板の+C面に形成した電極膜の下部において、
分極反転層の層厚を他の部分より厚くするものである。
【0013】この発明に係る弾性表面波装置は、LiT
aO基板の+C面に形成した電極膜の下部のみに分極
反転層を設けたものである。
【0014】この発明に係る弾性表面波装置は、分極反
転層が、クロム(Cr)、銅(Cu)若しくはこれらの
酸化物を+C面側からLiTaO基板内に拡散させた
拡散層からなるものである。
【0015】この発明に係る弾性表面波装置の製造方法
は、LiTaO基板の+C面に金属膜若しくは該金属
の酸化物膜を形成する表面膜形成ステップと、空気又は
酸素を含むガス雰囲気下で、金属膜若しくは酸化物膜側
が正電圧となるように、該膜とLiTaO基板の−C
面との間に電圧を印加しながら、LiTaO基板を加
熱する拡散層形成ステップとを備えるものである。
【0016】この発明に係る弾性表面波装置の製造方法
は、表面膜形成ステップにて、電極パターンに合わせて
金属膜若しくは該金属の酸化物膜を形成するものであ
る。
【0017】この発明に係る弾性表面波装置の製造方法
は、電極パターンの形成にリフトオフ法を用いるもので
ある。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態1.図1はこの発明の実施の形態1による弾
性表面波装置の断面図である。図において、1はLiT
aO基板であって、+C面側に金属拡散層2を有す
る。2は金属拡散層(分極反転層)で、LiTaO
板1の自発分極(図中、Psで示す)とは反対方向の分
極(図中、−Psで示す)を有する。この金属拡散層2
の構成材としては、LiTaO基板1への拡散が容易
なクロム(Cr)や銅(Cu)、これらの酸化物が挙げ
られる。3はAlやAl合金からなるインターディジタ
ル電極(電極膜)である。
【0019】先ず、該弾性表面波装置の概要について説
明する。インターディジタル電極3に高周波信号を印加
すると、LiTaO基板1表面に弾性表面波が励振さ
れる。このとき、金属拡散層2が無いと、その音波の一
部は基板1の内側に洩れて、弾性表面波の伝搬の損失と
なる。
【0020】一方、金属拡散層2、即ち分極反転層が存
在すると、弾性表面波のエネルギーは、その分極反転層
2の領域に押し留まるように作用する。この結果、弾性
表面波の伝搬損失は減少する。
【0021】上記作用は、弾性表面波装置を高周波バン
ドパスフィルタとして構成すると、帯域内損失が小さい
フィルタを実現できることを意味している。
【0022】次に、この弾性表面波装置の製造方法につ
いて説明する。図2は実施の形態1による弾性表面波装
置を製造する際の構成を示す断面図である。図におい
て、4は金属薄膜(若しくは、該金属の酸化物薄膜)で
あって、具体的にはCrやCu若しくはこれらの酸化物
が用いられる。5はLiTaO基板1の裏面電極で、
LiTaO基板1の−C面に設けられる。また、この
裏面電極5としては、Al(若しくはAl合金)を裏面
にスパッタ成膜して形成するか、導体板の上にただ単に
LiTaO基板を置くだけでも良い。6は直流電源で
あって、金属薄膜(若しくは、該金属の酸化物薄膜)4
側が正電圧となるように、該膜4と裏面電極5との間に
電圧を印加する。
【0023】先ず、LiTaO基板1の+C表面全面
に金属薄膜4を成膜する(表面膜形成ステップ)。具体
的には、例えばスパッタ装置などで成膜する。次に、L
iTaO基板1の裏面に例えばスパッタ装置などでA
l合金を成膜し、裏面電極5を形成する。
【0024】続いて、金属薄膜4が正極となるように、
直流電源6を金属薄膜4と裏面電極5とに接続する。こ
のあと、該LiTaO基板1を高温条件に温度調節が
可能なオーブンに入れる。このとき、該オーブンは、空
気又は酸素を含むガス雰囲気とする。また、オーブンの
代わりにホットプレートを用いても良い。
【0025】LiTaO基板1が割れないように、オ
ーブンによって徐々に所定の温度まで昇温させる。この
温度としては、直流電源6で印加する電圧と加熱時間と
の兼ね合いで決めるが、通常200〜400℃程度の範
囲の中から選定される。
【0026】所定温度に達すると、直流電源6を制御し
て金属薄膜4と裏面電極5との間に電圧をゆっくりと印
加してその状態を保持する。所望の加熱時間が経過した
ら、再び直流電源6を制御して金属薄膜4と裏面電極5
との間に印加した電圧を落とし、直流電源6の接続を切
り離し、LiTaO基板1が割れないようにゆっくり
と冷却する。これによって、LiTaO基板1の+C
表面に金属薄膜4を構成する金属の金属拡散層2が形成
される。ここまでの処理が拡散層形成ステップに相当す
る。
【0027】このあと、金属薄膜4をウェットエッチン
グ液で除去した上で、リフトオフ用のレジストマスクを
形成する。続いて、該LiTaO基板1上にAl(若
しくはAl合金)膜を成膜してリフトオフすることで、
インターディジタル電極3を作成する。
【0028】以上のように、この実施の形態1によれ
ば、LiTaO基板1の+C面に金属薄膜4を形成
し、空気又は酸素を含むガス雰囲気下で金属薄膜4側が
正電圧となるように、該膜4とLiTaO基板1の−
C面との間に電圧を印加しながら加熱することで、Li
TaO基板1の+C表面に金属拡散層2、即ち自発分
極に関して逆極となる分極反転層を形成することができ
る。
【0029】なお、上記実施の形態1では、インターデ
ィジタル電極3の形成にリフトオフ法を用いる例を示し
たが、リフトオフの代わりにドライエッチングによりイ
ンターディジタル電極3のパターン形成を行なっても良
い。しかしながら、プラズマによる基板ダメージがない
リフトオフと併用する方が、弾性表面波装置の損失特性
を向上させる上でも望ましい。
【0030】また、上記実施の形態1では、金属薄膜4
についてのみ説明したが、該金属の酸化物薄膜を用いて
もよく同様の効果を奏する。
【0031】実施の形態2.図3はこの発明の実施の形
態2による弾性表面波装置を製造する際の構成を示す断
面図である。図において、4aはインターディジタル電
極3の下地膜となってパターニングされた金属薄膜であ
る。この金属薄膜4aの構成材としては、LiTaO
基板1への拡散が容易なクロム(Cr)や銅(Cu)、
これらの酸化物が挙げられる。なお、図1及び図2と同
一構成要素には同一符号を付して重複する説明を省略す
る。
【0032】図に示すように、この実施の形態2による
弾性表面波装置において、LiTaO基板1の+C表
面に形成された所望のインターディジタル電極3の下側
に位置する金属拡散層2の層厚が厚く形成されている。
具体的には、例えば共振器型の弾性表面波装置の反射器
となる電極の下側のみに金属拡散層2を形成すること
で、反射器の反射率が向上する。これにより、弾性表面
波装置の損失特性を向上させることができる。
【0033】次に図3を参照して実施の形態2による弾
性表面波装置の製造方法について説明する。先ず、上記
実施の形態1と同様にして、金属拡散層2をLiTaO
基板1の+C面全体に形成する。このとき、例えばL
iTaO基板1の+C面の全面にCrを拡散させ、イ
ンターディジタル電極3の下側にはCuを拡散させるよ
うにしても良い(このCrとCuの関係を逆にしても良
い)。
【0034】次に、基板1の金属拡散層2が形成された
面にリフトオフ用のレジストパターンを形成する。続い
て、上記レジストパターンを形成した基板1表面上に、
金属薄膜4a及びAl(若しくはAl合金)膜を重ねて
成膜する。このあと、リフトオフすることによってイン
ターディジタル電極3が作成される。
【0035】次に、所望のインターディジタル電極3、
例えば反射器となる電極3の下側に位置する金属薄膜4
a側が正電圧となるように、該電極3及び裏面電極5
(不図示)に直流電源6を接続して電圧を印加する。こ
の電圧印加を継続しながら、試料を200〜400℃程
度の温度範囲で加熱する。
【0036】これによって、電圧を印加したインターデ
ィジタル電極3の下側において、金属薄膜4aを構成す
る金属が著しくLiTaO基板1側に電界拡散する。
この結果として、図3に示すように、電圧を印加した特
定のインターディジタル電極3の下側に位置する金属拡
散層2の層厚が厚くなる。
【0037】以上のように、この実施の形態2によれ
ば、金属拡散層2を所望のインターディタル電極3の下
側のみ厚く形成するので、上記実施の形態1と比較して
より低損失の弾性表面波装置を提供することができる。
【0038】なお、上記実施の形態2では、金属拡散層
2がLiTaO基板1の+C全面とインターディジタ
ル電極3の下側とに設ける例を示したが、LiTaO
基板1の+C全面に形成せずに所望のインターディジタ
ル電極3の下側のみに形成するようにしてもよい。
【0039】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、Li
TaO基板の+C表面に金属薄膜若しくは該金属の酸
化物膜(例えば、クロム(Cr)、銅(Cu)若しくは
これらの酸化物)を形成した後、空気又は酸素を含むガ
ス雰囲気下で金属膜若しくは酸化物膜側が正電圧となる
ように該膜とLiTaO基板の−C面との間に電圧を
印加しながら、LiTaO基板を加熱することによ
り、LiTaO基板の+C表面に分極反転層を形成す
ることができ、ひいては低損失の弾性表面波装置を提供
することができるという効果がある。
【0040】この発明によれば、分極反転層を所望の電
極膜の下側のみ厚く形成するか、若しくは、分極反転層
を所望の電極膜の下側のみに形成するので、さらに低損
失の弾性表面波装置を提供することができるという効果
がある。
【0041】この発明によれば、電極パターンの形成に
リフトオフ法を用いるので、LiTaO基板にダメー
ジを与えることがないという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1による弾性表面波装
置の断面図である。
【図2】 実施の形態1による弾性表面波装置を製造す
る際の構成を示す断面図である。
【図3】 この発明の実施の形態2による弾性表面波装
置を製造する際の構成を示す断面図である。
【図4】 従来の弾性表面波装置を示す断面図である。
【符号の説明】
1 LiTaO基板、2 金属拡散層(分極反転
層)、3 インターディジタル電極(電極膜)、4,4
a 金属薄膜(若しくは、該金属の酸化物薄膜)、5
裏面電極、6 直流電源。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村瀬 功 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 松元 光輝 兵庫県小野市匠台12番地 株式会社セルコ 内 Fターム(参考) 5J097 AA01 BB17 EE08 FF01 FF08 GG03 HA03 HB05 KK09

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 LiTaO基板の+C面側にその自発
    分極と逆極となる分極反転層を備えた弾性表面波装置。
  2. 【請求項2】 LiTaO基板の+C面に形成した電
    極膜の下部において、分極反転層の層厚を他の部分より
    厚くす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】 LiTaO基板の+C面に形成した電
    極膜の下部のみに分極反転層を設けたことを特徴とする
    請求項1記載の弾性表面波装置。
  4. 【請求項4】 分極反転層は、クロム(Cr)、銅(C
    u)若しくはこれらの酸化物を+C面側からLiTaO
    基板内に拡散させた拡散層からなることを特徴とする
    請求項1から請求項3のうちのいずれか1項記載の弾性
    表面波装置。
  5. 【請求項5】 LiTaO基板の+C面に金属膜若し
    くは該金属の酸化物膜を形成する表面膜形成ステップ
    と、 空気又は酸素を含むガス雰囲気下で、上記金属膜若しく
    は上記酸化物膜側が正電圧となるように、該膜と上記L
    iTaO基板の−C面との間に電圧を印加しながら、
    上記LiTaO基板を加熱する拡散層形成ステップと
    を備えた弾性表面波装置の製造方法。
  6. 【請求項6】 表面膜形成ステップにて、電極パターン
    に合わせて金属膜若しくは該金属の酸化物膜を形成する
    ことを特徴とする請求項5記載の弾性表面波装置の製造
    方法。
  7. 【請求項7】 電極パターンの形成にリフトオフ法を用
    いることを特徴とする請求項6記載の弾性表面波装置の
    製造方法。
JP2002006409A 2002-01-15 2002-01-15 弾性表面波装置及びその製造方法 Pending JP2003209457A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002006409A JP2003209457A (ja) 2002-01-15 2002-01-15 弾性表面波装置及びその製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002006409A JP2003209457A (ja) 2002-01-15 2002-01-15 弾性表面波装置及びその製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003209457A true JP2003209457A (ja) 2003-07-25

Family

ID=27645190

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002006409A Pending JP2003209457A (ja) 2002-01-15 2002-01-15 弾性表面波装置及びその製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2003209457A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013545353A (ja) * 2010-10-15 2013-12-19 コミシリア ア レネルジ アトミック エ オ エナジーズ オルタネティヴズ 均質な材料から形成された不均質な音響構造
WO2021125013A1 (ja) * 2019-12-19 2021-06-24 株式会社村田製作所 弾性波装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013545353A (ja) * 2010-10-15 2013-12-19 コミシリア ア レネルジ アトミック エ オ エナジーズ オルタネティヴズ 均質な材料から形成された不均質な音響構造
US9209779B2 (en) 2010-10-15 2015-12-08 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Heterogenous acoustic structure formed from a homogeneous material
WO2021125013A1 (ja) * 2019-12-19 2021-06-24 株式会社村田製作所 弾性波装置
JP7464062B2 (ja) 2019-12-19 2024-04-09 株式会社村田製作所 弾性波装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3317274B2 (ja) 弾性表面波装置及び弾性表面波装置の製造方法
JPH1155070A (ja) 弾性表面波素子とその製造方法
EP1467483B1 (en) Method for manufacturing a surface acoustic wave device
JPH06252688A (ja) 圧電共振装置
JP2003209457A (ja) 弾性表面波装置及びその製造方法
JP2006246050A (ja) 複合圧電ウエハ及び弾性表面波装置
JP2001168674A (ja) 圧電共振子及び電子機器
JP2004282232A (ja) 弾性表面波デバイス
JP4967393B2 (ja) 弾性表面波装置
JP2009118369A (ja) 弾性表面波デバイス、弾性表面波デバイスの製造方法
JP3832214B2 (ja) Saw素子及びその製造方法
JP2020057952A (ja) 弾性表面波装置およびその製造方法
JPH04335620A (ja) 分極反転制御方法
JP2004356700A (ja) 圧電共振子の製造方法、ならびに圧電共振子、圧電フィルタ、およびデュプレクサ
JP3341596B2 (ja) 表面波装置
JP2615020B2 (ja) 超音波トランスジューサ及び表面波デバイス
JP4372489B2 (ja) 周期分極反転構造の製造方法
JP2001094382A (ja) 弾性表面波装置およびその製造方法
JPH06164293A (ja) 弾性表面波共振子
JPH04294625A (ja) 弾性表面波素子
JP2001085969A (ja) 弾性表面波デバイス
JP2006229937A (ja) 弾性表面波デバイス
JP2001094383A (ja) 弾性表面波装置およびその製造方法
JP2002076820A (ja) Saw共振片及びその製造方法
JPH04369915A (ja) 弾性表面波装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20040325

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20051212

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20060110

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20060313

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20061212