JP2005304066A - Surface acoustic wave element and its manufacturing method - Google Patents
Surface acoustic wave element and its manufacturing method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005304066A JP2005304066A JP2005144915A JP2005144915A JP2005304066A JP 2005304066 A JP2005304066 A JP 2005304066A JP 2005144915 A JP2005144915 A JP 2005144915A JP 2005144915 A JP2005144915 A JP 2005144915A JP 2005304066 A JP2005304066 A JP 2005304066A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piezoelectric substrate
- electrode layer
- crystal
- acoustic wave
- 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.)
- Granted
Links
- 238000010897 surface acoustic wave method Methods 0.000 title claims abstract description 38
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 10
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 85
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 77
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 23
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 claims abstract description 5
- 229910013641 LiNbO 3 Inorganic materials 0.000 claims description 23
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 3
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 15
- 239000010408 film Substances 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 6
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 4
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000000992 sputter etching Methods 0.000 description 4
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 3
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 3
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 1
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 1
- 238000005566 electron beam evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000001659 ion-beam spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
Abstract
Description
この発明は、弾性表面波共振子または弾性表面波フィルタのような弾性表面波素子およびその製造方法に関するもので、特に、弾性表面波素子の電極の構造および形成方法に関するものである。 The present invention relates to a surface acoustic wave device such as a surface acoustic wave resonator or a surface acoustic wave filter and a method for manufacturing the same, and more particularly to a structure and a method for forming an electrode of a surface acoustic wave device.
弾性表面波素子は、周知のように、機械的振動エネルギーが固体表面付近にのみ集中して伝搬する弾性表面波を利用した電子部品であり、一般に、圧電性を有する圧電基板と、この圧電基板上に形成された、信号を印加するためのインタディジタル電極および/またはグレーティング電極のような電極とをもって構成される。 As is well known, a surface acoustic wave element is an electronic component that uses surface acoustic waves in which mechanical vibration energy is concentrated and propagated only near a solid surface. In general, a piezoelectric substrate having piezoelectricity and the piezoelectric substrate An interdigital electrode for applying a signal and / or an electrode such as a grating electrode is formed thereon.
このような弾性表面波素子において、電極材料としては、電気抵抗率が低く、比重の小さいAlまたはAlを主成分とするAl系合金を用いるのが一般的である。 In such a surface acoustic wave element, as an electrode material, it is common to use Al having a low electrical resistivity and a small specific gravity or an Al-based alloy containing Al as a main component.
しかしながら、Alは耐ストレスマイグレーション性が悪く、大きな電力を投入すると、電極にヒロックやボイドが発生し、やがては、電極が短絡または断線して、弾性表面波素子が破壊に至ることがある。 However, Al has poor stress migration resistance, and when a large amount of electric power is applied, hillocks and voids are generated in the electrode, and eventually the electrode may be short-circuited or disconnected, leading to destruction of the surface acoustic wave device.
上述した問題の解決を図るため、電極の成膜法として、イオンビームスパッタを用い、結晶配向性を向上させることによって、耐電力性を向上させる方法が、特開平7−162255号公報(特許文献1)において提案されている。また、Alをエピタキシャル成長させることによって、結晶方位を一定方向に配向させ、それによって、耐電力性を向上させる方法が、特開平3−48511号公報(特許文献2)において提案されている。 In order to solve the above-mentioned problem, as a method for forming an electrode, a method for improving power durability by using ion beam sputtering and improving crystal orientation is disclosed in JP-A-7-162255 (Patent Document). Proposed in 1). Japanese Patent Laid-Open No. 3-48511 (Patent Document 2) proposes a method in which Al is epitaxially grown to orient the crystal orientation in a certain direction, thereby improving the power durability.
しかしながら、特許文献1に記載の技術では、高周波、大電力用途に向けられるとき、耐電力性が不十分であるという問題がある。
However, the technique described in
また、特許文献2に記載の技術は、実質的に水晶基板に対してのみ適用可能であり、そのため、圧電性が大きく、フィルタ等に広く用いられている、LiNbO3 またはLiTaO3 基板上では、結晶性の良好なエピタキシャル膜を得ることが困難であるという問題がある。
そこで、この発明の目的は、上述したような問題を解決し得る、弾性表面波素子およびその製造方法を提供しようとすることである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a surface acoustic wave device and a method for manufacturing the same that can solve the above-described problems.
この発明は、LiNbO3 またはLiTaO3 の単結晶からなる圧電基板と、この圧電基板上に形成された電極とを備える、弾性表面波素子にまず向けられるものであって、上述した技術的課題を解決するため、次のような構成を備えることを特徴としている。 The present invention is first directed to a surface acoustic wave device including a piezoelectric substrate made of a single crystal of LiNbO 3 or LiTaO 3 and an electrode formed on the piezoelectric substrate. In order to solve the problem, the following features are provided.
すなわち、この発明は、上述の電極が、Alを主成分とするAl電極層を備え、このAl電極層が、Al結晶の(111)面の法線方向と圧電基板の結晶のZ軸とが実質的に一致するように一定方向に配向する結晶方位を有していることを特徴としている。 That is, according to the present invention, the above electrode includes an Al electrode layer mainly composed of Al, and the Al electrode layer has a normal direction of the (111) plane of the Al crystal and a Z axis of the crystal of the piezoelectric substrate. It has a crystal orientation that is oriented in a certain direction so as to substantially match.
上述のAl電極層の結晶は、双晶構造を有していることが好ましい。 The crystal of the Al electrode layer described above preferably has a twin structure.
上述の電極は、Al電極層と圧電基板との間に設けられる、Alの結晶性を向上させるための下地電極層をさらに備えていることが好ましい。 The above-described electrode preferably further includes a base electrode layer provided between the Al electrode layer and the piezoelectric substrate for improving the Al crystallinity.
上述の下地電極層は、好ましくは、TiおよびCrの少なくとも一方を主成分とする。 The above base electrode layer preferably contains at least one of Ti and Cr as a main component.
また、好ましくは、この発明において、圧電基板は、64°Y−XカットのLiNbO3 基板である。 Preferably, in the present invention, the piezoelectric substrate is a 64 ° YX cut LiNbO 3 substrate.
また、この発明において、Al電極層の表面および側面を覆う電気絶縁性の保護膜をさらに備えていてもよい。 Moreover, in this invention, you may further provide the electrically insulating protective film which covers the surface and side surface of Al electrode layer.
この発明は、また、LiNbO3 またはLiTaO3 の単結晶からなる圧電基板と、この圧電基板上に形成された電極とを備え、上述の電極が、AlからなるまたはAlを主成分とするAl電極層を備え、このAl電極層が、Al結晶の(111)面の法線方向と圧電基板の結晶のZ軸とが実質的に一致するように一定方向に配向する結晶方位を有している、上述のような弾性表面波素子の製造方法にも向けられる。 The present invention also includes a piezoelectric substrate made of a single crystal of LiNbO 3 or LiTaO 3 and an electrode formed on the piezoelectric substrate, and the electrode is made of Al or an Al electrode mainly composed of Al. The Al electrode layer has a crystal orientation that is oriented in a certain direction so that the normal direction of the (111) plane of the Al crystal and the Z axis of the crystal of the piezoelectric substrate substantially coincide with each other. The present invention is also directed to a method for manufacturing a surface acoustic wave device as described above.
この製造方法は、LiNbO3 またはLiTaO3 の単結晶からなる圧電基板を用意する工程と、圧電基板の表面の加工変質層を取り除く工程と、圧電基板上に電極を形成する工程とを備え、この電極形成工程は、圧電基板上に、TiおよびCrの少なくとも一方を主成分とする下地電極層を100℃以下の温度で真空蒸着法によって形成する工程と、この下地電極層上に、AlからなるまたはAlを主成分とするAl電極層を形成する工程とを備えることを特徴としている。 This manufacturing method includes a step of preparing a piezoelectric substrate made of a single crystal of LiNbO 3 or LiTaO 3 , a step of removing a work-affected layer on the surface of the piezoelectric substrate, and a step of forming an electrode on the piezoelectric substrate. The electrode forming step includes forming a base electrode layer containing at least one of Ti and Cr as a main component on a piezoelectric substrate by a vacuum deposition method at a temperature of 100 ° C. or less, and forming Al on the base electrode layer. Or a step of forming an Al electrode layer containing Al as a main component.
上述した製造方法において、好ましくは、64°Y−XカットのLiNbO3 基板が用いられる。 In the manufacturing method described above, a 64 ° YX cut LiNbO 3 substrate is preferably used.
この発明に係る弾性表面波素子によれば、LiNbO3 またはLiTaO3 の単結晶からなる圧電基板上に形成された電極が、Alを主成分とするAl電極層を備え、このAl電極層の結晶方位が、Al結晶の(111)面の法線方向と圧電基板の結晶のZ軸とが実質的に一致するように一定方向に配向する結晶方位となるようにされているので、ストレスマイグレーションによる電極のヒロックやボイドの発生を抑制でき、弾性表面波素子の耐電力性を改善することができる。 According to the surface acoustic wave device according to the present invention, the electrode formed on the piezoelectric substrate made of a single crystal of LiNbO 3 or LiTaO 3 includes the Al electrode layer mainly composed of Al, and the crystal of this Al electrode layer Since the orientation is a crystal orientation oriented in a certain direction so that the normal direction of the (111) plane of the Al crystal and the Z axis of the crystal of the piezoelectric substrate substantially coincide, Generation of hillocks and voids in the electrode can be suppressed, and the power durability of the surface acoustic wave element can be improved.
この発明に係る弾性表面波素子において、Al電極層の結晶が、双晶構造を有していると、結晶粒界を通じての電極構成原子の自己拡散によるヒロックやボイドの成長を防ぐ効果が発揮されるとともに、塑性変形のしにくさによる耐電力性を高める効果が発揮され、したがって、弾性表面波素子の耐電力性をより改善することができる。 In the surface acoustic wave device according to the present invention, if the crystal of the Al electrode layer has a twin crystal structure, the effect of preventing the growth of hillocks and voids due to self-diffusion of electrode constituent atoms through the crystal grain boundary is exhibited. In addition, the effect of increasing the power durability due to the difficulty of plastic deformation is exhibited, and therefore the power durability of the surface acoustic wave device can be further improved.
上述した弾性表面波素子において、Al電極層と圧電基板との間に、TiおよびCrの少なくとも一方を主成分とする下地電極層が設けられると、Al電極層におけるAlの結晶性をより向上させることができる。 In the surface acoustic wave device described above, if a base electrode layer mainly composed of at least one of Ti and Cr is provided between the Al electrode layer and the piezoelectric substrate, the crystallinity of Al in the Al electrode layer is further improved. be able to.
また、この発明に係る弾性表面波素子の製造方法によれば、LiNbO3 またはLiTaO3 の単結晶からなる圧電基板を用意し、この圧電基板の表面の加工変質層を取り除き、圧電基板上に電極を形成する、各工程を備え、この電極形成工程においては、圧電基板上に、TiおよびCrの少なくとも一方を主成分とする下地電極層を100℃以下の温度で真空蒸着法によって形成する工程と、この下地電極層上にAlからなるまたはAlを主成分とするAl電極層を形成する工程とが実施されるので、このAl電極層の結晶方位を、Al結晶の(111)面の法線方向と圧電基板の結晶のZ軸とが実質的に一致するように一定方向に配向する結晶方位となるようにすることができる。したがって、耐電力性が改善された弾性表面波素子を得ることができる。 In addition, according to the method for manufacturing a surface acoustic wave element according to the present invention, a piezoelectric substrate made of a single crystal of LiNbO 3 or LiTaO 3 is prepared, a work-affected layer on the surface of the piezoelectric substrate is removed, and an electrode is formed on the piezoelectric substrate. In this electrode forming step, a base electrode layer mainly composed of at least one of Ti and Cr is formed on the piezoelectric substrate by a vacuum deposition method at a temperature of 100 ° C. or lower. Then, a step of forming an Al electrode layer made of Al or containing Al as a main component on the underlying electrode layer is carried out. Therefore, the crystal orientation of the Al electrode layer is defined as the normal line of the (111) plane of the Al crystal. The crystal orientation can be oriented in a certain direction so that the direction and the Z-axis of the crystal of the piezoelectric substrate substantially coincide. Therefore, a surface acoustic wave element with improved power durability can be obtained.
上述の製造方法において、圧電基板として、64°Y−XカットのLiNbO3 基板が用いられると、Al電極層のAl結晶の(111)面の法線方向と圧電基板の結晶のZ軸とが実質的に一致するように一定方向に配向する結晶方位をより確実に与えることができる。 In the above manufacturing method, when a 64 ° YX cut LiNbO 3 substrate is used as the piezoelectric substrate, the normal direction of the (111) plane of the Al crystal of the Al electrode layer and the Z axis of the crystal of the piezoelectric substrate A crystal orientation that is oriented in a certain direction so as to be substantially coincident can be provided more reliably.
図1は、この発明の一実施形態による弾性表面波素子1の一部を示す断面図であり、圧電基板2上に電極3が形成された部分を示している。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a part of a surface
圧電基板2は、LiNbO3 またはLiTaO3 の単結晶から構成される。また、電極3は、AlからなるまたはAlを主成分とするAl電極層4を備え、さらに、Al電極層4と圧電基板2との間には、Alの結晶性を向上させるための下地電極層5が設けられる。下地電極層5は、たとえば、Tiから構成される。
The
なお、図示しないが、Al電極層4の表面および側面を覆う電気絶縁性の保護膜がさらに形成されてもよい。
Although not shown, an electrically insulating protective film that covers the surface and side surfaces of the
圧電基板2としては、好ましくは、64°Y−XカットのLiNbO3 基板が用いられる。したがって、圧電基板2の結晶のY軸方向およびZ軸方向は、それぞれ、図1に矢印で示した方向に向いている。X軸方向は、紙面に垂直な方向にある。
As the
圧電基板2上に電極3を形成するにあたって、たとえばイオンエッチングによる前処理が施される。これは、研磨等によって圧電基板2の表面に生じた厚さ数nmの加工変質層を取り除くためのものであり、それによって、圧電基板2の表面にエピタキシャル成長可能な結晶面を露出させることができる。
In forming the
上述した加工変質層を取り除いた結果、図2に示すように、圧電基板2の表面は、Z面6をテラスとした非常に微小な階段状構造となる。このZ面6の最表面は、図3(a)において白抜きの円によって図解的に示すように、酸素原子7が、0.297nm間隔に並んでいる状態となっている。
As a result of removing the above-mentioned work-affected layer, as shown in FIG. 2, the surface of the
次いで、上述のように酸素原子7が配列された圧電基板2のZ面6上に、下地電極層5が成膜される。下地電極層5を形成するため、たとえば、最小原子間隔が0. 292nmで六方最密構造のTiを成膜すると、図3(b)において濃度の比較的高い網かけを施した円によって図解的に示すように、Ti原子8の結晶の(001)面が圧電基板2のZ面6に平行になる方向にエピタキシャル成長する。
Next, the
図3(b)に示すように、Ti原子8の最小原子間隔は、LiNbO3 基板からなる圧電基板2のZ面6における酸素原子7の最小原子間隔にほぼ一致するため、結晶性が非常に良好なTi薄膜を得ることができる。
As shown in FIG. 3B, the minimum atomic spacing of the Ti atoms 8 substantially coincides with the minimum atomic spacing of the oxygen atoms 7 on the
Ti原子8は、酸素原子7と結び付きやすく、また、その最小原子間隔が、Alの最小原子間隔よりも、圧電基板2としてのLiNbO3 基板上の酸素原子7の間隔に近いため、後述するAl電極層4を圧電基板2上に直接成膜するよりも、良好な結晶性が得られる。なお、図3(b)に示したTi原子8の原子配列は、その(001)面の最下面の原子配列を示している。
Since the Ti atoms 8 are likely to be combined with the oxygen atoms 7 and the minimum atomic interval is closer to the interval between the oxygen atoms 7 on the LiNbO 3 substrate as the
上述した下地電極層5の形成にあたっては、100℃以下の温度で真空蒸着法によって形成する方法が適用される。この真空蒸着法において、100℃より高い温度を付与すると、Ti原子8の配向方向が変わるため、後述するAl電極層の成膜において、Al結晶の(111)面または(110)面が圧電基板2に垂直に成長するように変化し、良好な結晶性を得にくい。
In forming the
次いで、下地電極層5上にAl電極層4が形成される。より詳細には、最小原子間隔が0. 286nmで面心立方構造のAlを、Ti原子8が配列された下地電極層5上に成膜すると、図3(c)において濃度の比較的低い網かけを施した円によって図解的に示すように、Al原子9の結晶の(111)面がTiの(001)面に平行になるようにエピタキシャル成長する。
Next, the
この結果、図3(c)に示すように、Al原子9の入り方によって、圧電基板2のZ軸方向に延びる軸を回転軸として、互いに180°回転させたような2種の結晶方位を持った結晶構造を有するAl電極層4が成膜される。このような結晶構造は、一般に双晶と呼ばれる。上述の2種の結晶方位は、それぞれ、1/2の確率で現れ、得られたAl電極層4は、太い破線10で示すような位置に結晶粒界すなわち双晶面を有する多結晶となる。
As a result, as shown in FIG. 3 (c), two kinds of crystal orientations, which are rotated by 180 ° with respect to the axis extending in the Z-axis direction of the
なお、図3では、図示を簡単化するため、Ti原子8を1原子層分だけ図示したが、実際には、数ないし数100の原子層が形成される。 In FIG. 3, for the sake of simplicity, only one atomic layer of Ti atoms 8 is illustrated, but actually, several to several hundred atomic layers are formed.
図3(c)において、Al結晶の(200)、(020)および(002)方向が矢印で示されている。なお、実際には、これらの軸は、図3(c)の紙面上にはなく、約35°紙面より手前側に向いている。 In FIG. 3C, the (200), (020) and (002) directions of the Al crystal are indicated by arrows. Actually, these axes are not on the paper surface of FIG. 3 (c), but are directed to the near side from the paper surface of about 35 °.
このようにして、図1に示すように、64°Y−XカットのLiNbO3 基板からなる圧電基板2上に、そのZ面6(図2および図3参照)に平行に(111)面が成長したAl電極層4を得ることができる。
Thus, as shown in FIG. 1, on the
一般に、Al電極層における結晶粒界の存在は、弾性表面波素子の耐電力性を劣化させると言われている。これは、ストレスマイグレーションによって、結晶粒界を通じて、Alが自己拡散し、ヒロックやボイドと呼ばれる欠陥が成長するからである。しかしながら、この発明に従って得られた多結晶のAl電極層4にあっては、結晶粒界は1原子間隔以下であり、この結晶粒界を通じての自己拡散は実質的に起こらない。
In general, it is said that the presence of crystal grain boundaries in the Al electrode layer deteriorates the power durability of the surface acoustic wave device. This is because Al undergoes self-diffusion through crystal grain boundaries due to stress migration, and defects called hillocks and voids grow. However, in the polycrystalline
一方、金属の機械的強度については、単結晶よりは多結晶の方が高い。これは、金属の塑性変形メカニズムによる。すなわち、塑性変形は、外力(弾性表面波素子の分野にあっては、圧電効果による振動)等による結晶のすべり変形を生じさせるが、単結晶では、最も活動しやすいすべり系の活動だけで引き起こされるのに対し、多結晶では、複数のすべり系の活動が要求されることに起因する(参考文献:丸善「金属便覧」改訂5版・第337〜343頁)。このようなことから、塑性変形の起きにくさは、ストレスマイグレーションによる電極破壊の起きにくさにもつながり、粒径の小さい電極構造が高い耐電力性をもたらす。 On the other hand, regarding the mechanical strength of the metal, the polycrystal is higher than the single crystal. This is due to the plastic deformation mechanism of the metal. In other words, plastic deformation causes slip deformation of the crystal due to external forces (in the field of surface acoustic wave devices, vibration due to the piezoelectric effect), but in single crystals, it is caused only by the activity of the slip system that is most active. On the other hand, polycrystals are caused by the fact that a plurality of sliding activities are required (reference: Maruzen "Metal Handbook" revised 5th edition, pages 337-343). For this reason, the difficulty of plastic deformation also leads to the difficulty of electrode destruction due to stress migration, and an electrode structure having a small particle diameter provides high power durability.
これらのことから、Al電極層4を、双晶構造を持つ配向膜とすることによって、結晶粒界を通じての電極構成原子の自己拡散によるヒロックやボイドの成長を防ぐ効果と、塑性変形のしにくさに起因する高耐電力性とを併せ持つ、非常に耐電力性に優れたものとすることができる。
From these facts, by making the
上述した実施形態では、Al電極層4を、双晶構造を持つ配向膜としたが、LiNbO3 またはLiTaO3 の単結晶からなる圧電基板を備える、弾性表面波素子の場合、Al電極層は、その結晶が必ずしも双晶構造を有している必要はない。すなわち、Al電極層は、単に、Al結晶の(111)面の法線方向と圧電基板の結晶のZ軸とが実質的に一致するように一定方向に配向する結晶方位を有してさえいればよく、1軸配向であっても、3軸配向であってもよい。
In the embodiment described above, the
また、上述した実施形態では、圧電基板2として、64°Y−XカットのLiNbO3 基板を用いたが、前処理により表面の加工変質層を取り除き、エピタキシャル成長可能な結晶面を露出させることができるため、異なるカット角を持つ基板に対しても有効である。また、結晶構造が酷似するLiTaO3 基板においても同様の効果が得られる。
In the embodiment described above, a 64 ° YX cut LiNbO 3 substrate is used as the
また、Al電極層4の材料としてAlを用いたが、耐電力性向上に効果がある添加物、たとえば、Cu、Mg、Ni、Mo等をAlに微量添加した合金を用いてもよい。
Further, although Al is used as the material of the
また、下地電極層5の材料として、Tiを用いたが、Tiを主成分とする合金を用いても、さらには、Alの結晶性向上に効果がある他の金属、たとえば、CrまたはCrを主成分とする合金を用いてもよい。
Further, although Ti is used as the material of the
また、圧電基板2の前処理のために、イオンエッチングを用いたが、化学機械研磨、スクラバ洗浄等、他の方法を用いてもよい。
In addition, although ion etching is used for the pretreatment of the
この発明の実施例に係る弾性表面波フィルタを作製するため、まず、64°Y−XカットのLiNbO3 圧電性基板に対して、イオンエッチングによる前処理を行ない、基板表面に存在する厚さ数nmの加工変質層を取り除いた。 In order to produce a surface acoustic wave filter according to an embodiment of the present invention, first, a 64 ° YX cut LiNbO 3 piezoelectric substrate is pretreated by ion etching, and the number of thicknesses present on the substrate surface The process-affected layer of nm was removed.
次に、電子ビーム蒸着法により、Tiからなる下地電極層を、基板温度50℃において、5nmの厚さとなるように形成し、続いて、AlからなるAl電極層を、200nmの厚さとなるように形成した。このようにして、Al電極層を、その結晶の(111)面が圧電基板におけるLiNbO3 のZ軸に垂直となるように、エピタキシャル成長させることができた。 Next, a base electrode layer made of Ti is formed to have a thickness of 5 nm at a substrate temperature of 50 ° C. by an electron beam evaporation method, and then an Al electrode layer made of Al is made to have a thickness of 200 nm. Formed. In this way, the Al electrode layer could be epitaxially grown so that the (111) plane of the crystal was perpendicular to the Z axis of LiNbO 3 in the piezoelectric substrate.
次いで、上述の下地電極層およびAl電極層からなる電極をフォトリソグラフィ技術およびドライエッチング技術を用いて、インタディジタル形状に加工し、実施例に係る弾性表面波フィルタを得た。 Next, the electrode composed of the base electrode layer and the Al electrode layer described above was processed into an interdigital shape using a photolithography technique and a dry etching technique to obtain a surface acoustic wave filter according to the example.
上述の実施例による電極に備えるAl電極層のXRD極点図が図4に示されている。図4は、Alの(200)面からの反射をとったもので、図の中心が基板の法線方向を示している。図4に示すように、中心から約23°傾いた所に中心を持つAlの(200)面の6回対称のスポットが現れている。 An XRD pole figure of the Al electrode layer provided in the electrode according to the above-described embodiment is shown in FIG. FIG. 4 shows reflection from the (200) plane of Al, and the center of the figure shows the normal direction of the substrate. As shown in FIG. 4, a 6-fold symmetric spot of the (200) plane of Al appears at a center inclined at about 23 ° from the center.
このことから、図1に示すように、Al電極層4の(111)軸方向が、圧電基板2の法線方向から約23°傾いて一定方向に配向しており、圧電基板2のZ軸にほぼ沿って、エピタキシャル成長していることがわかる。また、図4のように、Alの(200)面からの反射信号の検出点が6回対称を示すことから、Alの結晶がAlの(111)面を中心に180°回転したような2種の結晶方位を持つ双晶構造であることがわかる。そして、このAl電極層4は、格段に優れた結晶性を示すことが確認された。
From this, as shown in FIG. 1, the (111) axis direction of the
比較例として、イオンエッチングによる処理を行なわず、TiおよびAlの成膜を、基板温度200℃において行なったところ、エピタキシャル膜は得られず、Alの(111)面が基板に垂直に成長する1軸配向膜となった。この比較例のXRD極点図を図5に示す。図5は、Alの(002)面からの反射をとったものである。 As a comparative example, when a film of Ti and Al is formed at a substrate temperature of 200 ° C. without performing a process by ion etching, an epitaxial film is not obtained, and the (111) plane of Al grows perpendicularly to the substrate. An axial alignment film was obtained. The XRD pole figure of this comparative example is shown in FIG. FIG. 5 shows reflection from the (002) plane of Al.
耐電力性の比較を行なったところ、実施例に係る弾性表面波フィルタは、比較例に係る弾性表面波フィルタと比較すると、一定電力を加えたときの故障発生に至る時間が1000倍以上と長くなった。 As a result of comparison of power durability, the surface acoustic wave filter according to the example has a time to failure of 1000 times longer when a constant power is applied, compared with the surface acoustic wave filter according to the comparative example. became.
1 弾性表面波素子
2 圧電基板
3 電極
4 Al電極層
5 下地電極層
6 Z面
8 Ti原子
9 Al原子
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記電極は、Alを主成分とするAl電極層を備え、前記Al電極層は、Al結晶の(111)面の法線方向と前記圧電基板の結晶のZ軸とが実質的に一致するように一定方向に配向する結晶方位を有している、弾性表面波素子。 A surface acoustic wave device comprising a piezoelectric substrate made of a single crystal of LiNbO 3 or LiTaO 3 and an electrode formed on the piezoelectric substrate,
The electrode includes an Al electrode layer containing Al as a main component, and the Al electrode layer is configured such that a normal direction of the (111) plane of the Al crystal and a Z axis of the crystal of the piezoelectric substrate substantially coincide with each other. A surface acoustic wave device having a crystal orientation oriented in a certain direction.
LiNbO3 またはLiTaO3 の単結晶からなる圧電基板を用意する工程と、前記圧電基板の表面の加工変質層を取り除く工程と、前記圧電基板上に電極を形成する工程とを備え、
前記電極形成工程は、前記圧電基板上に、TiおよびCrの少なくとも一方を主成分とする下地電極層を100℃以下の温度で真空蒸着法によって形成する工程と、前記下地電極層上に、AlからなるまたはAlを主成分とするAl電極層を形成する工程とを備える、弾性表面波素子の製造方法。 A piezoelectric substrate comprising a single crystal of LiNbO 3 or LiTaO 3 and an electrode formed on the piezoelectric substrate, the electrode comprising an Al electrode layer made of Al or containing Al as a main component, and the Al electrode The layer has a crystal orientation in which the normal direction of the (111) plane of the Al crystal and the Z axis of the crystal of the piezoelectric substrate substantially coincide with each other. A manufacturing method comprising:
A step of preparing a piezoelectric substrate made of a single crystal of LiNbO 3 or LiTaO 3 , a step of removing a work-affected layer on the surface of the piezoelectric substrate, and a step of forming an electrode on the piezoelectric substrate,
The electrode forming step includes a step of forming a base electrode layer containing at least one of Ti and Cr as a main component on the piezoelectric substrate by a vacuum deposition method at a temperature of 100 ° C. or lower, and an Al layer on the base electrode layer. Or a step of forming an Al electrode layer containing Al as a main component.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005144915A JP4179307B2 (en) | 2000-07-14 | 2005-05-18 | Surface acoustic wave device and manufacturing method thereof |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000214083 | 2000-07-14 | ||
JP2001021048 | 2001-01-30 | ||
JP2005144915A JP4179307B2 (en) | 2000-07-14 | 2005-05-18 | Surface acoustic wave device and manufacturing method thereof |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001127009A Division JP3846221B2 (en) | 2000-07-14 | 2001-04-25 | Surface acoustic wave device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005304066A true JP2005304066A (en) | 2005-10-27 |
JP4179307B2 JP4179307B2 (en) | 2008-11-12 |
Family
ID=35334966
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005144915A Expired - Lifetime JP4179307B2 (en) | 2000-07-14 | 2005-05-18 | Surface acoustic wave device and manufacturing method thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4179307B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109150128A (en) * | 2017-06-27 | 2019-01-04 | 日本电波工业株式会社 | Surface acoustic wave device and its manufacturing method |
-
2005
- 2005-05-18 JP JP2005144915A patent/JP4179307B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109150128A (en) * | 2017-06-27 | 2019-01-04 | 日本电波工业株式会社 | Surface acoustic wave device and its manufacturing method |
CN109150128B (en) * | 2017-06-27 | 2023-08-18 | Ndk声表滤波器股份有限公司 | Surface acoustic wave element and method for manufacturing the same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4179307B2 (en) | 2008-11-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3846221B2 (en) | Surface acoustic wave device | |
JP4279271B2 (en) | Surface acoustic wave device and manufacturing method thereof | |
JP4809042B2 (en) | Surface acoustic wave device and manufacturing method thereof | |
US20110115334A1 (en) | Surface acoustic wave element | |
JP4019693B2 (en) | Surface acoustic wave device | |
WO2012128268A1 (en) | Piezoelectric device and manufacturing method for piezoelectric device | |
JP2005253034A (en) | Surface acoustic wave device | |
JP3797144B2 (en) | Surface acoustic wave device | |
KR100477847B1 (en) | Surface acoustic wave device and manufacturing method therefor | |
JP4179307B2 (en) | Surface acoustic wave device and manufacturing method thereof | |
JP2003258594A (en) | Surface acoustic wave device and manufacturing method therefor | |
Kadota et al. | Shear bulk wave transducer made of (1120)-plane epitaxial ZnO film on R-sapphire | |
JP6450669B2 (en) | Metalizing layer with high power durability and high conductivity | |
JP3938021B2 (en) | Manufacturing method of surface acoustic wave device | |
JP2004056355A (en) | Manufacturing method of thin film element | |
JPH09199969A (en) | Thin film body | |
JP4788473B2 (en) | Bulk acoustic wave device and manufacturing method thereof | |
JP2002353768A (en) | Surface acoustic wave element | |
JP2003069357A (en) | Manufacturing method of surface acoustic wave element and the surface acoustic wave element | |
JPH08130435A (en) | Surface acoustic wave device and its manufacture | |
JPH1093368A (en) | Manufacture of surface acoustic wave device | |
JP2004040616A (en) | Surface acoustic wave element and its manufacturing method | |
JP2003015098A (en) | Lower electrode and optical element utilizing the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080214 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080226 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20080423 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080805 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080818 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4179307 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110905 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120905 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120905 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130905 Year of fee payment: 5 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |