JP2009118369A - Surface acoustic wave device, and method of manufacturing surface acoustic wave device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a surface acoustic wave (SAW) device capable of preventing troubles such as short-circuiting due to a conductive foreign substance, without damaging resonance property, and a method of manufacturing the SAW device. <P>SOLUTION: A SAW resonator 10 has: an inter-digital transducer (IDT) electrode 12 with an insulating film 20 formed on its surface; and a reflector 13 provided on a piezoelectric substrate 11. The insulating film 20 formed on a surface of each electrode finger 12a, 12b of the IDT electrode 12 is formed on an upper surface and a side surface (sidewall portion) of the other electrode finger 12a, 12b while providing an interval in the sidewall of each electrode finger 12a, 12b in which the surface of the sidewall is exposed with the piezoelectric substrate 11 so as not to be brought into contact with the piezoelectric substrate 11. The insulating film 20 is constituted of an anode oxide film formed by performing anode oxidization on aluminum that is a material for forming each electrode finger 12a, 12b. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、弾性表面波デバイス、および弾性表面波デバイスの製造方法に関するものである。   The present invention relates to a surface acoustic wave device and a method for manufacturing the surface acoustic wave device.

従来より、高周波デバイスの分野では、圧電基板の表面に形成したIDT(Interdigital Transducer)電極により圧電体表面に弾性表面波を励振させたり、弾性表面波を検出したりするように構成された弾性表面波デバイスが様々な電子機器に用いられている。弾性表面波デバイスとして、水晶やニオブ酸リチウムあるいはタンタル酸リチウムなどの圧電材料からなる圧電基板上に、IDT電極と、このIDT電極の両側に配置された一対の反射器とが設けられた弾性表面波デバイス(弾性表面波共振子)が、例えば特許文献1に示されている。
特許文献1に記載の弾性表面波デバイスにおいて、IDT電極は、アルミニウムなどからなる一方のバスバーに連結された複数の電極指と、他方のバスバーに連結された複数の電極指とが向かい合って互いに接触しないように交互に配置された構成となっている。この一方のバスバーと他方のバスバーを介してそれぞれの電極指間に交流電圧を印加することによりIDT電極が励振され、IDT電極から発振して圧電基板に伝搬される弾性表面波を反射器で反射させてIDT電極内に弾性表面波エネルギーを閉じ込めることにより、エネルギー損失が少なくQ値の高い共振特性を得られるようになっている。
Conventionally, in the field of high-frequency devices, an elastic surface configured to excite a surface acoustic wave on a piezoelectric body surface or detect a surface acoustic wave by an IDT (Interdigital Transducer) electrode formed on the surface of a piezoelectric substrate. Wave devices are used in various electronic devices. As a surface acoustic wave device, an elastic surface in which an IDT electrode and a pair of reflectors disposed on both sides of the IDT electrode are provided on a piezoelectric substrate made of a piezoelectric material such as quartz, lithium niobate, or lithium tantalate. A wave device (surface acoustic wave resonator) is disclosed in Patent Document 1, for example.
In the surface acoustic wave device described in Patent Document 1, the IDT electrodes are in contact with each other such that a plurality of electrode fingers connected to one bus bar made of aluminum or the like and a plurality of electrode fingers connected to the other bus bar face each other. It is the structure arranged alternately so that it may not. The IDT electrode is excited by applying an AC voltage between the electrode fingers via the one bus bar and the other bus bar, and the surface acoustic wave that oscillates from the IDT electrode and propagates to the piezoelectric substrate is reflected by the reflector. Thus, by confining the surface acoustic wave energy in the IDT electrode, it is possible to obtain resonance characteristics with low energy loss and high Q value.

ところで、弾性表面波デバイスにおける大きな特性不良要因の一つとして、IDT電極の電極指間に導電性を有する異物が付着することによるIDT電極の短絡がある。このような導電性異物によるIDT電極の短絡を防止するための手段として、IDT電極の表面に絶縁膜を形成する方法がある。例えば特許文献1に、弾性表面波デバイスを、酸素プラズマ中に置いてプラズマ放電を行う方法や、酸化液に浸漬する方法などにより、IDT電極の表面に酸化膜(酸化アルミニウム)を形成することが記載されており、この酸化膜はIDT電極の短絡防止用の絶縁膜とすることが可能である。   By the way, as one of the major characteristic failure factors in the surface acoustic wave device, there is a short circuit of the IDT electrode due to adhesion of a foreign substance having conductivity between the electrode fingers of the IDT electrode. As a means for preventing the IDT electrode from being short-circuited by such a conductive foreign material, there is a method of forming an insulating film on the surface of the IDT electrode. For example, in Patent Document 1, an oxide film (aluminum oxide) may be formed on the surface of an IDT electrode by a method in which a surface acoustic wave device is placed in oxygen plasma to perform plasma discharge or a method in which the surface acoustic wave device is immersed in an oxidizing solution. This oxide film can be used as an insulating film for preventing a short circuit of the IDT electrode.

特開昭63−10909号公報JP-A 63-10909

しかしながら、弾性表面波デバイスのIDT電極の表面全体に絶縁膜を形成すると、IDT電極の各電極指の側壁部分の絶縁膜が弾性表面波の伝搬面となる圧電基板と接触している状態となるので、絶縁膜が弾性表面波の励振を阻害して振動損失を増大させてしまう。例えば、弾性表面波デバイスが弾性表面波共振子である場合にはQ値の低下とCI(Crystal Impedance)値の増大を生じさせ、弾性表面波デバイスが弾性表面波フィルタである場合には伝送特性の挿入損失を増大させる。
また、絶縁膜が圧電基板に接触して弾性表面波の励振を阻害すると、弾性表面波デバイスの電気機械結合係数K2が小さくなって圧電効果が減じてしまう。例えば、弾性表面波デバイスが弾性表面波共振子である場合には、容量比γが増大して共振と反共振の周波数差が狭まり、共振子のインピーダンスが狭い周波数間隔で急激に変化してしまうため、発振回路において発振の条件を満たすことが困難になる。また、弾性表面波デバイスが共振子型の弾性表面波フィルタである場合には、通過帯域幅の広帯域化が困難になるなど、弾性表面波デバイスの振動特性が劣化する虞があるという問題があった。
However, when an insulating film is formed on the entire surface of the IDT electrode of the surface acoustic wave device, the insulating film on the side wall portion of each electrode finger of the IDT electrode is in contact with the piezoelectric substrate that is the propagation surface of the surface acoustic wave. As a result, the insulating film inhibits the excitation of the surface acoustic wave and increases the vibration loss. For example, when the surface acoustic wave device is a surface acoustic wave resonator, the Q value is lowered and the CI (Crystal Impedance) value is increased. When the surface acoustic wave device is a surface acoustic wave filter, transmission characteristics are generated. Increase the insertion loss.
Further, when the insulating film comes into contact with the piezoelectric substrate and inhibits the excitation of the surface acoustic wave, the electromechanical coupling coefficient K 2 of the surface acoustic wave device is reduced and the piezoelectric effect is reduced. For example, when the surface acoustic wave device is a surface acoustic wave resonator, the capacitance ratio γ increases, the frequency difference between resonance and anti-resonance narrows, and the impedance of the resonator suddenly changes at narrow frequency intervals. Therefore, it becomes difficult to satisfy the oscillation condition in the oscillation circuit. In addition, when the surface acoustic wave device is a resonator-type surface acoustic wave filter, there is a problem that the vibration characteristics of the surface acoustic wave device may be deteriorated, for example, it is difficult to widen the pass bandwidth. It was.

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.

〔適用例1〕本適用例にかかる弾性表面波デバイスは、圧電基板と、該圧電基板上に設けられ表面に絶縁膜が形成されたIDT電極とを少なくとも有する弾性表面波デバイスであって、前記絶縁膜が、前記圧電基板と接触しない態様で前記IDT電極の電極指の上面および側面に形成されていることを特徴とする。   Application Example 1 A surface acoustic wave device according to this application example is a surface acoustic wave device having at least a piezoelectric substrate and an IDT electrode provided on the piezoelectric substrate and having an insulating film formed on a surface thereof. An insulating film is formed on the upper surface and the side surface of the electrode finger of the IDT electrode so as not to contact the piezoelectric substrate.

この構成によれば、IDT電極の側壁部分の絶縁膜が圧電基板に接触しないように形成されているので、絶縁膜がIDT電極の表面全面を覆うように形成されてIDT電極の側壁部分の絶縁膜が圧電基板と接触している場合に起こり得る不具合を回避できる。例えば、絶縁膜が弾性表面波の伝搬を阻害して振動損失を増大させ、弾性表面波デバイスが弾性表面波共振子である場合のQ値の低下とCI値の増大や、弾性表面波デバイスが弾性表面波フィルタである場合の伝送特性の挿入損失の増大を防止できる。また、絶縁膜が圧電基板に接触して弾性表面波の励振を阻害することにより、弾性表面波デバイスの電気機械結合係数K2が小さくなって圧電効果が減じてしまうことによって起こり得る不具合を回避できる。例えば、弾性表面波デバイスが共振子型の弾性表面波フィルタである場合に、容量比γが増大して共振と反共振の周波数差が狭まり、共振子のインピーダンスが狭い周波数間隔に急激に変化してしまうことによって、発振回路において発振の条件を満たすことが困難になることを回避できる。また、弾性表面波デバイスが共振子型の弾性表面波フィルタである場合には、通過帯域幅の広帯域化が困難になるなどの振動特性の劣化を抑制することができる。
したがって、振動特性を損ねることなく、導電性の異物によるIDT電極の短絡を防止することが可能な弾性表面波デバイスを提供することができる。
According to this configuration, since the insulating film on the side wall portion of the IDT electrode is formed so as not to contact the piezoelectric substrate, the insulating film is formed so as to cover the entire surface of the IDT electrode to insulate the side wall portion of the IDT electrode. Problems that may occur when the film is in contact with the piezoelectric substrate can be avoided. For example, when an insulating film inhibits the propagation of surface acoustic waves and increases vibration loss, the Q value decreases and the CI value increases when the surface acoustic wave device is a surface acoustic wave resonator. An increase in insertion loss of transmission characteristics in the case of a surface acoustic wave filter can be prevented. In addition, since the insulating film is in contact with the piezoelectric substrate and inhibits the excitation of the surface acoustic wave, the electromechanical coupling coefficient K 2 of the surface acoustic wave device is reduced, thereby avoiding a problem that may occur due to the reduction of the piezoelectric effect. it can. For example, when the surface acoustic wave device is a resonator-type surface acoustic wave filter, the capacitance ratio γ increases and the frequency difference between resonance and anti-resonance narrows, and the impedance of the resonator changes rapidly in a narrow frequency interval. As a result, it is possible to avoid difficulty in satisfying the oscillation condition in the oscillation circuit. Further, when the surface acoustic wave device is a resonator type surface acoustic wave filter, it is possible to suppress deterioration of vibration characteristics such as difficulty in widening the passband.
Therefore, it is possible to provide a surface acoustic wave device that can prevent a short circuit of the IDT electrode due to a conductive foreign substance without impairing vibration characteristics.

〔適用例2〕上記適用例にかかる弾性表面波デバイスにおいて、前記絶縁膜が、前記IDT電極形成用金属材料の酸化膜であることを特徴とする。   Application Example 2 In the surface acoustic wave device according to the application example, the insulating film is an oxide film of the metal material for forming the IDT electrode.

この構成によれば、IDT電極そのものを陽極酸化させることにより絶縁膜を形成することができるので、比較的簡便な製造工程により、IDT電極の表面に均一な絶縁膜を形成することができる。また、陽極酸化により形成される酸化膜は、例えばIDT電極の形成用金属材料の自然酸化膜や、加熱処理することなどにより得られる酸化膜に比して、厚い厚みを有して且つ強固な酸化膜を形成することができるので、絶縁性に優れた絶縁膜を備えた弾性表面波デバイスを提供することができる。   According to this configuration, since the insulating film can be formed by anodizing the IDT electrode itself, a uniform insulating film can be formed on the surface of the IDT electrode by a relatively simple manufacturing process. Further, the oxide film formed by anodic oxidation has a thicker thickness and is stronger than, for example, a natural oxide film of a metal material for forming an IDT electrode or an oxide film obtained by heat treatment or the like. Since an oxide film can be formed, a surface acoustic wave device including an insulating film having excellent insulating properties can be provided.

〔適用例3〕上記適用例にかかる弾性表面波デバイスにおいて、前記IDT電極の形成材料としてアルミニウムまたはアルミニウムを主成分とする合金が用いられ、前記絶縁膜が、前記IDT電極を陽極酸化することにより形成された陽極酸化膜であることを特徴とする。   Application Example 3 In the surface acoustic wave device according to the application example, aluminum or an alloy containing aluminum as a main component is used as a material for forming the IDT electrode, and the insulating film is formed by anodizing the IDT electrode. It is a formed anodic oxide film.

この構成によれば、アルミニウムまたはアルミニウムを主成分とする合金は、加工およびコストの点から弾性表面波デバイスのIDT電極材料として従来より最も多く用いられているとともに、陽極酸化によりアルマイトを形成する金属材料の代表的なものである。これにより、上記適用例にかかる弾性表面波デバイスのIDT電極の形成用材料として好適あり、周知の陽極酸化条件により、IDT電極の表面に均一な絶縁膜を安定して形成することができる。   According to this configuration, aluminum or an alloy containing aluminum as a main component has been most frequently used as an IDT electrode material of a surface acoustic wave device from the viewpoint of processing and cost, and a metal that forms anodized by anodization. It is a representative material. Thereby, it is suitable as a material for forming the IDT electrode of the surface acoustic wave device according to the application example described above, and a uniform insulating film can be stably formed on the surface of the IDT electrode under well-known anodic oxidation conditions.

〔適用例4〕本適用例にかかる弾性表面波デバイスの製造方法は、圧電基板と、該圧電基板上に設けられ表面に絶縁膜が形成されたIDT電極とを少なくとも有し、前記絶縁膜が、前記圧電基板と接触しない態様で前記IDT電極の電極指の上面および側面に形成されている弾性表面波デバイスの製造方法であって、前記圧電基板上にフォトリソグラフィ法を用いて前記IDT電極を形成し、前記IDT電極上のフォトレジストを残したままにするIDT電極形成工程と、少なくとも前記IDT電極が形成された領域の前記圧電基板上に、前記IDT電極の厚みよりも薄い厚みにて犠牲層を形成する犠牲層形成工程と、前記フォトレジストを除去して前記IDT電極の表面の一部を露出させるフォトレジスト除去工程と、前記フォトレジスト除去工程の後で、少なくとも前記IDT電極の電極指の上面および側面に前記絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程と、前記絶縁膜形成工程の後で、前記犠牲層を除去する犠牲層除去工程と、を含むことを特徴とする。   Application Example 4 A method for manufacturing a surface acoustic wave device according to this application example includes at least a piezoelectric substrate and an IDT electrode provided on the piezoelectric substrate and having an insulating film formed on the surface. A method of manufacturing a surface acoustic wave device formed on an upper surface and a side surface of an electrode finger of the IDT electrode so as not to contact the piezoelectric substrate, wherein the IDT electrode is formed on the piezoelectric substrate using a photolithography method. Forming and leaving the photoresist on the IDT electrode, and sacrificing at least a thickness of the IDT electrode on the piezoelectric substrate in the region where the IDT electrode is formed A sacrificial layer forming step of forming a layer, a photoresist removing step of removing part of the surface of the IDT electrode by removing the photoresist, and the photoresist After the leaving step, an insulating film forming step for forming the insulating film on at least an upper surface and a side surface of the electrode finger of the IDT electrode, and a sacrificial layer removing step for removing the sacrificial layer after the insulating film forming step, , Including.

この構成によれば、IDT電極形成工程でIDT電極上にフォトレジストを残したままにしているので、犠牲層形成工程で、例えばスパッタリング法などにより犠牲層を形成するとき、犠牲層はIDT電極上に残したままのフォトレジスト上や、IDT電極が形成された領域およびその周辺の圧電基板上に積層される。このとき、フォトレジストがスパッタリングの障壁となるため、露出しているIDT電極の側壁部分には犠牲層はほとんど積層されず、圧電基板上にIDT電極よりも薄い厚みにて形成された犠牲層の厚み分だけ、IDT電極の側壁部分が犠牲層により覆われた状態になる。そして、次の絶縁膜形成工程で絶縁膜を形成することにより、IDT電極の側壁部分のうち犠牲層に覆われた部分を除いたIDT電極の表面に絶縁膜が形成されるので、絶縁膜を圧電基板と接触しない態様でIDT電極の電極指の上面および側面に形成することができる。
これにより、絶縁膜が圧電基板と接触している場合に起こり得るQ値の低下やCI値の増大などの振動損失の増大や、電気機械結合係数K2が小さくなって圧電効果が減ずることによる振動特性の劣化などの不具合を抑えることができる。したがって、振動特性を損なうことなく、導電性の異物によるIDT電極の短絡を防止することが可能な弾性表面波デバイスを製造することができる。
According to this configuration, since the photoresist is left on the IDT electrode in the IDT electrode forming step, when the sacrificial layer is formed in the sacrificial layer forming step by, for example, a sputtering method, the sacrificial layer is formed on the IDT electrode. Then, it is laminated on the photoresist as it is, on the region where the IDT electrode is formed and on the surrounding piezoelectric substrate. At this time, since the photoresist serves as a barrier for sputtering, the sacrificial layer is hardly stacked on the exposed side wall of the IDT electrode, and the sacrificial layer formed on the piezoelectric substrate with a thickness smaller than that of the IDT electrode. The side wall portion of the IDT electrode is covered with the sacrificial layer by the thickness. Then, by forming the insulating film in the next insulating film forming step, the insulating film is formed on the surface of the IDT electrode excluding the portion covered with the sacrificial layer among the sidewall portions of the IDT electrode. It can form in the upper surface and side surface of the electrode finger of an IDT electrode in the aspect which does not contact a piezoelectric substrate.
As a result, an increase in vibration loss such as a decrease in Q value and an increase in CI value that can occur when the insulating film is in contact with the piezoelectric substrate, or a decrease in the piezoelectric effect due to a decrease in the electromechanical coupling coefficient K 2. Problems such as deterioration of vibration characteristics can be suppressed. Therefore, it is possible to manufacture a surface acoustic wave device that can prevent the IDT electrode from being short-circuited by a conductive foreign material without impairing vibration characteristics.

〔適用例5〕上記適用例にかかる弾性表面波デバイスの製造方法において、前記絶縁膜を形成する工程で、前記IDT電極の形成用金属材料を酸化させて酸化膜を形成し、この酸化膜を前記絶縁膜とすることを特徴とする。   Application Example 5 In the surface acoustic wave device manufacturing method according to the application example described above, in the step of forming the insulating film, the metal material for forming the IDT electrode is oxidized to form an oxide film. The insulating film is used.

この構成によれば、IDT電極そのものを陽極酸化させることにより絶縁膜を形成することができ、簡便な製造工程により、IDT電極の表面に均一な絶縁膜を形成することができる。また、陽極酸化する際の印加電圧を制御することにより、例えばIDT電極の形成用金属材料の自然酸化膜や、加熱処理することなどにより得られる酸化膜に比して、厚い厚みを有して且つ強固な酸化膜を形成することができるので、絶縁性に優れた絶縁膜を備えた弾性表面波デバイスを製造することができる。   According to this configuration, the insulating film can be formed by anodizing the IDT electrode itself, and a uniform insulating film can be formed on the surface of the IDT electrode by a simple manufacturing process. Further, by controlling the applied voltage at the time of anodizing, for example, it has a thicker thickness than a natural oxide film of a metal material for forming an IDT electrode or an oxide film obtained by heat treatment or the like. In addition, since a strong oxide film can be formed, a surface acoustic wave device including an insulating film having excellent insulating properties can be manufactured.

〔適用例6〕上記適用例にかかる弾性表面波デバイスの製造方法において、前記IDT電極形成工程で、前記IDT電極の形成材料としてアルミニウムまたはアルミニウムを主成分とする合金が用いられ、前記絶縁膜形成工程で、前記IDT電極を陽極酸化させることにより陽極酸化膜からなる前記絶縁膜を形成することを特徴とする。   Application Example 6 In the surface acoustic wave device manufacturing method according to the application example described above, in the IDT electrode formation step, aluminum or an alloy containing aluminum as a main component is used as a material for forming the IDT electrode, and the insulating film is formed. In the step, the insulating film made of an anodized film is formed by anodizing the IDT electrode.

この構成によれば、アルミニウムまたはアルミニウムを主成分とする合金は、加工性やコストなどの利点から弾性表面波デバイスのIDT電極材料として従来より最も多く用いられているとともに、陽極酸化によりアルマイトを形成する金属材料として陽極酸化の適用金属の代表的なものである。したがって、周知の陽極酸化条件により、IDT電極表面に均一な絶縁膜を安定して形成することができる。   According to this configuration, aluminum or an alloy containing aluminum as a main component has been most frequently used as an IDT electrode material of a surface acoustic wave device because of advantages such as workability and cost, and anodized by anodization. As the metal material to be used, it is a representative metal applied to anodic oxidation. Therefore, a uniform insulating film can be stably formed on the surface of the IDT electrode under known anodic oxidation conditions.

〔適用例7〕上記適用例にかかる弾性表面波デバイスの製造方法において、前記犠牲層形成工程で、前記犠牲層の形成用材料には無機の両性酸化物が用いられ、前記犠牲層除去工程で、希酸を用いて前記犠牲層を溶解させて除去することを特徴とする。   Application Example 7 In the surface acoustic wave device manufacturing method according to the application example, an inorganic amphoteric oxide is used as a material for forming the sacrificial layer in the sacrificial layer forming step, and in the sacrificial layer removing step, The sacrificial layer is dissolved and removed using dilute acid.

この構成によれば、無機の両性酸化物からなる犠牲層は希酸により除去することができるとともに、IDT電極の材料に例えばアルミニウムやアルミニウム合金を用いた場合、アルミニウムやアルミニウム合金は表面に形成される自然酸化膜の作用により希酸にはほとんど溶解しないので、犠牲層除去工程で、絶縁膜が形成されたIDT電極をほとんど侵すことなく犠牲層を除去して上記適用例にかかる弾性表面波デバイスを製造することができる。   According to this configuration, the sacrificial layer made of an inorganic amphoteric oxide can be removed with a dilute acid, and when the IDT electrode material is, for example, aluminum or an aluminum alloy, the aluminum or aluminum alloy is formed on the surface. The surface acoustic wave device according to the above application example is obtained by removing the sacrificial layer almost without damaging the IDT electrode on which the insulating film is formed in the sacrificial layer removing step. Can be manufactured.

〔適用例8〕上記適用例にかかる弾性表面波デバイスの製造方法において、前記犠牲層形成工程で、前記犠牲層の形成用材料に酸化亜鉛が用いられ、前記犠牲層除去工程で、希塩酸または希硝酸を用いて前記犠牲層を溶解させて除去することを特徴とする。   Application Example 8 In the surface acoustic wave device manufacturing method according to the application example, zinc oxide is used as a material for forming the sacrificial layer in the sacrificial layer forming step, and dilute hydrochloric acid or dilute in the sacrificial layer removing step. The sacrificial layer is dissolved and removed using nitric acid.

この構成によれば、酸化亜鉛は希塩酸または希硝酸により比較的容易に溶解して除去することができるとともに、IDT電極の材料に例えばアルミニウムやアルミニウム合金を用いた場合、アルミニウムやアルミニウム合金は表面に形成される自然酸化膜の作用により希塩酸または希硝酸にはほとんど溶解しない。これにより、犠牲層除去工程で、絶縁膜が形成されたIDT電極をほとんど侵すことなく犠牲層を除去して上記適用例にかかる弾性表面波デバイスを製造することができる。   According to this configuration, zinc oxide can be dissolved and removed relatively easily with dilute hydrochloric acid or dilute nitric acid, and when aluminum or an aluminum alloy is used as the material of the IDT electrode, for example, the aluminum or aluminum alloy is not on the surface. It hardly dissolves in dilute hydrochloric acid or dilute nitric acid due to the action of the natural oxide film formed. As a result, the sacrificial layer can be removed in the sacrificial layer removing step without substantially damaging the IDT electrode on which the insulating film is formed, and the surface acoustic wave device according to the application example can be manufactured.

以下、弾性表面波デバイスの一実施形態であるSAW(Surface Acoustic Wave)共振子について図面を参照して説明する。
(第1の実施形態)
図1は、本実施形態のSAW共振子10を説明するものであり、図1(a)は斜視図、同図(b)は、(a)のA−A線断面図、同図(c)は、(b)の図中Bの範囲の断面を拡大して説明する部分拡大断面図である。また、図2(a)〜(c)および図3(a)〜(d)は、SAW共振子の製造過程を説明する部分拡大断面図であり、それぞれの製造過程における図1(c)と同じ断面部分を示している。
Hereinafter, a SAW (Surface Acoustic Wave) resonator as an embodiment of a surface acoustic wave device will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
1A and 1B illustrate a SAW resonator 10 according to this embodiment. FIG. 1A is a perspective view, FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. ) Is a partially enlarged cross-sectional view illustrating a cross section in a range B in FIG. 2 (a) to 2 (c) and FIGS. 3 (a) to 3 (d) are partial enlarged cross-sectional views for explaining the manufacturing process of the SAW resonator, and FIG. 1 (c) in each manufacturing process. The same cross section is shown.

〔SAW共振子〕
まず、SAW共振子の構造について説明する。
図1(a)に示すように、SAW共振子10は、水晶などの圧電材料からなる矩形状の圧電基板11上に、IDT電極12と反射器13が備えられている。圧電基板11は表裏に主面14,15を有し、一方の主面14にIDT電極12と反射器13が形成されている。
[SAW resonator]
First, the structure of the SAW resonator will be described.
As shown in FIG. 1A, the SAW resonator 10 includes an IDT electrode 12 and a reflector 13 on a rectangular piezoelectric substrate 11 made of a piezoelectric material such as quartz. The piezoelectric substrate 11 has main surfaces 14 and 15 on the front and back, and an IDT electrode 12 and a reflector 13 are formed on one main surface 14.

IDT電極12は二つの櫛型の交差指電極を有し、一方の交差指電極のバスバーに連結された複数の電極指12aと、他方の交差指電極のバスバーに連結された複数の電極指12bとが、向かい合って互いに接触しないように配置されて形成されている。IDT電極12は、本実施形態ではアルミニウム(Al)で形成され、二つの交差指電極の電極指12aと電極指12bのそれぞれに逆相の電圧が印加されることで弾性表面波を励振できるように構成されている。   The IDT electrode 12 has two comb-shaped cross finger electrodes, a plurality of electrode fingers 12a connected to the bus bar of one cross finger electrode, and a plurality of electrode fingers 12b connected to the bus bar of the other cross finger electrode. Are arranged so as not to contact each other. In this embodiment, the IDT electrode 12 is made of aluminum (Al), and a surface acoustic wave can be excited by applying reverse-phase voltages to the electrode fingers 12a and 12b of the two intersecting finger electrodes. It is configured.

反射器13は、IDT電極12を両側から挟むように配置されて形成されている。そして、IDT電極12から伝搬された弾性表面波を反射器13で反射させて、圧電基板11の中央部にエネルギーを封じ込める役目を果たしている。なお、本実施形態では反射器13もIDT電極12と同様にアルミニウムで形成されている。   The reflector 13 is disposed and formed so as to sandwich the IDT electrode 12 from both sides. The surface acoustic wave propagated from the IDT electrode 12 is reflected by the reflector 13 and serves to contain energy in the central portion of the piezoelectric substrate 11. In the present embodiment, the reflector 13 is also made of aluminum like the IDT electrode 12.

図1(b)に示すように、IDT電極12における電極指12aと電極指12b間の距離は等間隔ピッチPにて形成され、励振される弾性表面波の波長λはλ=2Pの関係になる。また、IDT電極12は厚みHにて形成されている。また、圧電基板11の厚みtは弾性表面波の4波長(4λ)以上の厚みに設定されている。   As shown in FIG. 1B, the distance between the electrode finger 12a and the electrode finger 12b in the IDT electrode 12 is formed at an equal pitch P, and the wavelength λ of the excited surface acoustic wave has a relationship of λ = 2P. Become. The IDT electrode 12 is formed with a thickness H. Further, the thickness t of the piezoelectric substrate 11 is set to a thickness of 4 wavelengths (4λ) or more of the surface acoustic wave.

図1(c)に示すように、IDT電極12の各電極指12a,12bの表面には、絶縁膜20が形成されている。この絶縁膜20は、各電極指12a,12bの側壁部分において、圧電基板11と接触しないように圧電基板11との間に側壁部分の表面が露出された所定の隙間を設けて、各電極指12a,12bの上面および側面に形成されている。本実施形態の絶縁膜20は、各電極指12a,12bの形成用材料であるアルミニウムを陽極酸化させることにより形成された陽極酸化膜からなっている。   As shown in FIG. 1C, an insulating film 20 is formed on the surface of each electrode finger 12 a, 12 b of the IDT electrode 12. The insulating film 20 is provided with a predetermined gap in which the surface of the side wall portion is exposed between the electrode fingers 12a and 12b so as not to contact the piezoelectric substrate 11 at the side wall portions of the electrode fingers 12a and 12b. It is formed on the upper and side surfaces of 12a and 12b. The insulating film 20 of the present embodiment is made of an anodic oxide film formed by anodizing aluminum that is a material for forming the electrode fingers 12a and 12b.

上記実施形態のSAW共振子10によれば、絶縁膜20が、IDT電極12の各電極指12a,12bに、圧電基板11と接触しない態様で各電極指12a,12bの上面および側面に形成されている。これにより、絶縁膜がIDT電極12の各電極指12a,12bの表面全体を覆うように形成された場合のように、各電極指12a,12bの側壁部分の絶縁膜20が圧電基板11と接触していることにより弾性表面波の励振を阻害し、振動損失を増大させてQ値の低下やCI値の増大が生じたり、電気機械結合係数K2が小さくなって圧電効果が減じたりすることがない。したがって、振動特性を損ねることなく、導電性の異物によるIDT電極12の各電極指12a,12bどうしの短絡を防止することが可能なSAW共振子10を提供することができる。
また、絶縁膜20が、IDT電極12の形成用金属材料であるアルミニウムを陽極酸化することによる陽極酸化膜からなっている。これにより、別個の絶縁膜材料を塗布する場合などに比して均一な絶縁膜20を形成することができるとともに、例えばアルミニウムの自然酸化膜や加熱処理することなどにより得られる酸化膜よりも厚い厚みを有し、且つ強固な酸化膜を形成することができるので、絶縁膜20は絶縁性に優れている。
According to the SAW resonator 10 of the above embodiment, the insulating film 20 is formed on the upper and side surfaces of the electrode fingers 12a and 12b on the electrode fingers 12a and 12b of the IDT electrode 12 so as not to contact the piezoelectric substrate 11. ing. Thereby, the insulating film 20 on the side walls of the electrode fingers 12a and 12b is in contact with the piezoelectric substrate 11 as in the case where the insulating film is formed so as to cover the entire surface of the electrode fingers 12a and 12b of the IDT electrode 12. This inhibits excitation of surface acoustic waves and increases vibration loss, resulting in a decrease in Q value and an increase in CI value, or a decrease in electromechanical coupling coefficient K 2 and a decrease in piezoelectric effect. There is no. Therefore, it is possible to provide the SAW resonator 10 that can prevent the electrode fingers 12a and 12b of the IDT electrode 12 from being short-circuited by the conductive foreign matter without impairing the vibration characteristics.
The insulating film 20 is made of an anodized film formed by anodizing aluminum that is a metal material for forming the IDT electrode 12. As a result, it is possible to form a uniform insulating film 20 as compared with a case where a separate insulating film material is applied and the like, and is thicker than an oxide film obtained by, for example, a natural oxide film of aluminum or heat treatment. Since the insulating film 20 has a thickness and can form a strong oxide film, the insulating film 20 is excellent in insulation.

〔SAW共振子の製造方法〕
次に、上記第1の実施形態のSAW共振子10の製造方法について図2および図3を参照して説明する。なお、図2および図3において、圧電基板11の厚みとIDT電極12との厚みの比率は実際とは異なり、圧電基板11の厚みは薄く図示してある。
図2(a)において、まず、圧電基板11上に、蒸着法あるいはスパッタリング法などにより、IDT電極の形成用金属材料であるアルミニウム薄膜12Mを積層させる。次に、アルミニウム薄膜12M上に、このアルミニウム薄膜12Mをフォトリソグラフィ法によりパターニングしてIDT電極12を形成するためのフォトレジスト膜90をスピンコート法や浸漬法などにより形成する。
次に、図2(b)に示すように、フォトレジスト膜90にIDT電極12パターンを露光してから現像することにより、IDT電極12のフォトレジストパターン90Pを形成する。そして、図2(c)に示すように、フォトレジストパターン90Pをエッチングレジストとしてアルミニウム薄膜12Mをエッチングすることにより、複数の電極指12a,12bを有するIDT電極12を形成する。なお、本実施形態では、図示はしないが、IDT電極12と同じアルミニウムからなる反射器13も、上述したIDT電極12と同様な形成方法によりIDT電極12と同時に形成する。
[Method for Manufacturing SAW Resonator]
Next, a method for manufacturing the SAW resonator 10 of the first embodiment will be described with reference to FIGS. 2 and 3, the ratio of the thickness of the piezoelectric substrate 11 and the thickness of the IDT electrode 12 is different from the actual thickness, and the thickness of the piezoelectric substrate 11 is shown thin.
In FIG. 2A, first, an aluminum thin film 12M, which is a metal material for forming IDT electrodes, is laminated on the piezoelectric substrate 11 by vapor deposition or sputtering. Next, a photoresist film 90 for forming the IDT electrode 12 is formed by patterning the aluminum thin film 12M on the aluminum thin film 12M by a photolithography method by a spin coating method or a dipping method.
Next, as shown in FIG. 2B, the photoresist film 90 is exposed to the IDT electrode 12 pattern and developed to form a photoresist pattern 90P of the IDT electrode 12. Then, as shown in FIG. 2C, the aluminum thin film 12M is etched using the photoresist pattern 90P as an etching resist, thereby forming the IDT electrode 12 having a plurality of electrode fingers 12a and 12b. In the present embodiment, although not shown, the reflector 13 made of the same aluminum as the IDT electrode 12 is formed simultaneously with the IDT electrode 12 by the same formation method as the IDT electrode 12 described above.

次に、図3(a)に示すように、スパッタリング法などにより両性の無機材料からなる薄膜である犠牲層55を、IDT電極12の厚みよりも薄い厚みに形成する。本実施形態では、犠牲層55として、無機の両性酸化物である酸化亜鉛(ZnO)を用いる。
犠牲層55をスパッタリング法で積層させたとき、犠牲層55は、IDT電極12の上面に残されているフォトレジストパターン90P上と、IDT電極12の各電極指12a,12b間およびIDT電極12の周辺に露出している圧電基板11の表面に積層される。このとき、IDT電極12の各電極指12a,12bの側壁部分には、フォトレジストパターン90Pが障壁となって犠牲層55はほとんど積層されず、圧電基板11側の側壁部分の一部のみが圧電基板11上に積層された犠牲層55で覆われた状態となる。なお、IDT電極12の各電極指12a,12b間の圧電基板11上に積層される犠牲層55は、上述したとおりフォトレジストパターン90Pが障壁となって各電極指12a,12bの側壁部分に近い位置ほど積層されにくくなるので、各電極指12a,12b間の中央部分に厚く積層され、各電極指12a,12bの側壁部分にいくにしたがって薄くなる略円弧状の断面形状を呈して積層される。
Next, as shown in FIG. 3A, a sacrificial layer 55, which is a thin film made of an amphoteric inorganic material, is formed to a thickness smaller than the thickness of the IDT electrode 12 by sputtering or the like. In this embodiment, zinc oxide (ZnO), which is an inorganic amphoteric oxide, is used as the sacrificial layer 55.
When the sacrificial layer 55 is laminated by the sputtering method, the sacrificial layer 55 is formed on the photoresist pattern 90P remaining on the upper surface of the IDT electrode 12, between the electrode fingers 12a and 12b of the IDT electrode 12, and the IDT electrode 12. It is laminated on the surface of the piezoelectric substrate 11 exposed to the periphery. At this time, the sacrificial layer 55 is hardly laminated on the side wall portions of the electrode fingers 12a and 12b of the IDT electrode 12 due to the photoresist pattern 90P as a barrier, and only a part of the side wall portion on the piezoelectric substrate 11 side is piezoelectric. The state is covered with the sacrificial layer 55 laminated on the substrate 11. The sacrificial layer 55 laminated on the piezoelectric substrate 11 between the electrode fingers 12a and 12b of the IDT electrode 12 is close to the side wall portions of the electrode fingers 12a and 12b with the photoresist pattern 90P serving as a barrier as described above. Since it becomes difficult to stack as the position increases, it is stacked thickly at the central portion between the electrode fingers 12a and 12b, and is stacked with a substantially arcuate cross-sectional shape that becomes thinner toward the side wall portions of the electrode fingers 12a and 12b. .

次に、フォトレジストパターン90Pを剥離すると、図3(b)に示すように、フォトレジストパターン90Pとともにフォトレジストパターン90P上に積層された犠牲層55が除去され、圧電基板11上に、IDT電極12と犠牲層55とが残される。   Next, when the photoresist pattern 90P is peeled, as shown in FIG. 3B, the sacrificial layer 55 laminated on the photoresist pattern 90P together with the photoresist pattern 90P is removed, and the IDT electrode is formed on the piezoelectric substrate 11. 12 and the sacrificial layer 55 are left.

次に、図3(c)に示すように、IDT電極12の露出されている表面に絶縁膜20を形成する。本実施形態では、アルミニウムからなるIDT電極12を陽極酸化させることによりアルミニウムの表面に形成される陽極酸化膜を絶縁膜20とする。IDT電極12の表面に陽極酸化による酸化膜を形成する方法としては、例えば、IDT電極12を構成する各電極指12a,12bのそれぞれを陽極側として陽極酸化用の電源と接続した状態で、IDT電極12および犠牲層55が形成された圧電基板11を陽極酸化液に浸す。この陽極酸化液には、前記陽極酸化用の電源の陰極側と接続された陰極板が浸されている。そして、陽極酸化用の電源からIDT電極12を構成する各電極指12a,12bを陽極として、所定の電解電圧を印加して電流を流しアルミニウムを電解酸化することによってIDT電極12の表面に酸化膜からなる絶縁膜20を形成する。
なお、陽極酸化液としては、例えば燐酸塩の水溶液または、ほう酸塩の水溶液の混合液や、クエン酸塩やアジピン酸塩などの中性近傍の塩の水溶液を用いることができる。また、陽極酸化液の液温は、絶縁膜20として成膜される陽極酸化膜が多孔性の被膜となるのを避けるため室温程度が望ましく、例えば、ほう酸塩の水溶液を用いた場合は20〜30°C程度が望ましい。
Next, as shown in FIG. 3C, an insulating film 20 is formed on the exposed surface of the IDT electrode 12. In the present embodiment, the insulating film 20 is an anodized film formed on the surface of aluminum by anodizing the IDT electrode 12 made of aluminum. As a method for forming an oxide film by anodic oxidation on the surface of the IDT electrode 12, for example, in a state where each electrode finger 12a, 12b constituting the IDT electrode 12 is connected to a power source for anodic oxidation on the anode side, the IDT The piezoelectric substrate 11 on which the electrode 12 and the sacrificial layer 55 are formed is immersed in an anodizing solution. In this anodizing solution, a cathode plate connected to the cathode side of the anodizing power source is immersed. An oxide film is formed on the surface of the IDT electrode 12 by applying a predetermined electrolysis voltage to cause the electrode fingers 12a and 12b constituting the IDT electrode 12 as an anode from a power source for anodization to flow a current and electrolytically oxidize aluminum. An insulating film 20 made of is formed.
As the anodizing solution, for example, an aqueous solution of a phosphate, a mixed solution of an aqueous solution of borate, or an aqueous solution of a neutral salt such as citrate or adipate can be used. The temperature of the anodic oxidation solution is preferably about room temperature in order to avoid the anodic oxidation film formed as the insulating film 20 from being a porous film. About 30 ° C is desirable.

このような条件下で陽極酸化して得られる酸化膜からなる絶縁膜20は、陽極酸化する際の印加電圧に略比例した膜厚に制御してIDT電極12の表面に形成できる。また、例えばアルミニウムを加熱することなどによって得られる酸化物であるアルミナ(Al23)や、空気中でアルミニウムの表面に自然に形成される酸化膜などに比して厚く形成することができ、また、強固な酸化膜となる。これにより、IDT電極12の陽極酸化により得られる酸化膜からなる絶縁膜20は、IDT電極12の各電極指12a,12bに導電性の異物が付着することによる短絡などの電気的なトラブルをより効果的に防止する保護膜となり得る。 The insulating film 20 made of an oxide film obtained by anodizing under such conditions can be formed on the surface of the IDT electrode 12 by controlling the film thickness to be approximately proportional to the applied voltage when anodizing. Further, it can be formed thicker than alumina (Al 2 O 3 ), which is an oxide obtained by heating aluminum, or an oxide film naturally formed on the surface of aluminum in the air. Moreover, it becomes a strong oxide film. As a result, the insulating film 20 made of an oxide film obtained by anodic oxidation of the IDT electrode 12 is more susceptible to electrical troubles such as a short circuit due to adhesion of conductive foreign matter to the electrode fingers 12a and 12b of the IDT electrode 12. The protective film can be effectively prevented.

そして、図3(d)に示すように、例えば1%の塩酸(HCl)あるいは硝酸(HNO3)などの希酸により犠牲層55を除去することによってSAW共振子10を得る。
犠牲層55は、両性酸化物である酸化亜鉛により形成されているので、希酸に対しては塩基性酸化物として作用して比較的容易に溶解する。一方、アルミニウムからなるIDT電極12の大部分の表面に形成されている絶縁膜20、および犠牲層55で覆われて絶縁膜20が形成されなかったIDT電極12の各電極指12a,12bの圧電基板11側の側壁部分が自然酸化されて形成された酸化膜は、希酸にはほとんど溶解されない。これにより、IDT電極12の表面をほとんど侵すことなく犠牲層55を除去することができる。
Then, as shown in FIG. 3D, the SAW resonator 10 is obtained by removing the sacrificial layer 55 with a dilute acid such as 1% hydrochloric acid (HCl) or nitric acid (HNO 3 ).
Since the sacrificial layer 55 is formed of zinc oxide which is an amphoteric oxide, it acts as a basic oxide with respect to dilute acid and dissolves relatively easily. On the other hand, the piezoelectric film of the electrode fingers 12a and 12b of the insulating film 20 formed on the surface of most of the IDT electrode 12 made of aluminum and the IDT electrode 12 covered with the sacrificial layer 55 and not formed with the insulating film 20 is used. The oxide film formed by naturally oxidizing the side wall portion on the substrate 11 side is hardly dissolved in the diluted acid. Thereby, the sacrificial layer 55 can be removed with almost no attack on the surface of the IDT electrode 12.

上記実施形態のSAW共振子10の製造方法によれば、IDT電極12の形成工程でIDT電極12上にフォトレジストパターン90Pを残したままにしている。これにより、犠牲層55の形成工程でスパッタリング法などにより犠牲層55を形成したとき、フォトレジストパターン90Pがスパッタリングの障壁となって、IDT電極12の各電極指12a,12bの側壁部分には犠牲層55はほとんど積層されず、各電極指12a,12bよりも薄い厚みにて圧電基板11上に形成される。すると、犠牲層55の厚み分だけ各電極指12a,12bの側壁部分が犠牲層55により覆われた状態になる。そして、次の絶縁膜20の形成工程で絶縁膜20を形成することにより、各電極指12a,12bの側壁部分のうち犠牲層55に覆われた部分を除いた各電極指12a,12bの表面に絶縁膜20が形成されるので、絶縁膜20を圧電基板11と接触しない態様でIDT電極12の各電極指12a,12bの上面および側面(側壁部分)に形成することができる。
これにより、振動特性を損なうことなく、導電性の異物によるIDT電極12の各電極指12a,12bの短絡を防止することが可能なSAW共振子10を製造することができる。
According to the method of manufacturing the SAW resonator 10 of the above embodiment, the photoresist pattern 90P is left on the IDT electrode 12 in the process of forming the IDT electrode 12. Thus, when the sacrificial layer 55 is formed by a sputtering method or the like in the step of forming the sacrificial layer 55, the photoresist pattern 90P becomes a barrier for sputtering, and the side walls of the electrode fingers 12a and 12b of the IDT electrode 12 are sacrificed. The layer 55 is hardly laminated and is formed on the piezoelectric substrate 11 with a thickness thinner than that of the electrode fingers 12a and 12b. Then, the side walls of the electrode fingers 12 a and 12 b are covered with the sacrificial layer 55 by the thickness of the sacrificial layer 55. Then, by forming the insulating film 20 in the next step of forming the insulating film 20, the surface of each electrode finger 12a, 12b excluding the portion covered with the sacrificial layer 55 among the side walls of each electrode finger 12a, 12b. Thus, the insulating film 20 can be formed on the upper surface and side surfaces (side wall portions) of the electrode fingers 12a and 12b of the IDT electrode 12 in a manner that does not contact the piezoelectric substrate 11.
Thereby, the SAW resonator 10 capable of preventing the electrode fingers 12a and 12b of the IDT electrode 12 from being short-circuited by the conductive foreign material without impairing the vibration characteristics can be manufactured.

(第2の実施形態)
上記第1の実施形態のSAW共振子10およびその製造方法では、アルミニウムからなるIDT電極12を陽極酸化することにより形成される陽極酸化膜を絶縁膜20とした。このようにIDT電極12の形成用金属材料の酸化膜を絶縁膜20とすることに限らず、絶縁性材料をIDT電極12表面に積層させて絶縁膜とすることもできる。
(Second Embodiment)
In the SAW resonator 10 and the manufacturing method thereof according to the first embodiment, the insulating film 20 is an anodized film formed by anodizing the IDT electrode 12 made of aluminum. Thus, the oxide film of the metal material for forming the IDT electrode 12 is not limited to the insulating film 20, but an insulating material can be laminated on the surface of the IDT electrode 12 to form the insulating film.

図4(a)〜(c)は、IDT電極の形成用金属材料の酸化膜以外の絶縁膜が形成されたSAW共振子の製造過程を説明するものであり、それぞれの製造過程における図1(c)と同じ断面部分を示す部分拡大断面図である。なお、本実施形態のSAW共振子の製造方法のうち、上記第1の実施形態で説明した、図2(a)〜(c)および図3(a),(b)までの製造過程は同一であるため説明を省略するとともに、上記第1の実施形態と同じ構成については同一符号を付して説明を省略する。   FIGS. 4A to 4C illustrate the manufacturing process of the SAW resonator in which the insulating film other than the oxide film of the metal material for forming the IDT electrode is formed. FIG. It is a partial expanded sectional view which shows the same cross-sectional part as c). In the SAW resonator manufacturing method of the present embodiment, the manufacturing process up to FIGS. 2A to 2C and FIGS. 3A and 3B described in the first embodiment is the same. Therefore, the description thereof is omitted, and the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.

図4(a)は、上記第1の実施形態のSAW共振子10の製造方法において、図3(b)で図示したものと同じ製造過程まで進められた状態を示している。すなわち、圧電基板11上にIDT電極12を形成し、さらに犠牲層55を積層させた後に、余分な犠牲層55などを除去して、IDT電極12の各電極指12a,12b間およびIDT電極12周辺の圧電基板11上に犠牲層55を残した状態である。
次に、図4(b)に示すように、スパッタリング法などにより二酸化珪素(SiO2)などの酸化物、あるいは窒化珪素(Si34)などの窒化物などからなる絶縁膜20'を積層させる。
FIG. 4A shows a state in which the SAW resonator 10 according to the first embodiment has been advanced to the same manufacturing process as that shown in FIG. That is, after forming the IDT electrode 12 on the piezoelectric substrate 11 and further laminating the sacrificial layer 55, the extra sacrificial layer 55 and the like are removed, and between the electrode fingers 12 a and 12 b of the IDT electrode 12 and the IDT electrode 12. In this state, the sacrificial layer 55 is left on the peripheral piezoelectric substrate 11.
Next, as shown in FIG. 4B, an insulating film 20 ′ made of an oxide such as silicon dioxide (SiO 2 ) or a nitride such as silicon nitride (Si 3 N 4 ) is laminated by sputtering or the like. Let

スパッタリング法により形成される絶縁膜20'は、IDT電極12の表面および犠牲層55の表面に積層される。このとき、IDT電極12の表面に形成される絶縁膜20'のうち、各電極指12a,12bの側壁部分に絶縁膜20'が積層されていくにしたがって、側壁部分の上方側に積層された絶縁膜20'が障壁となり、各電極指12a,12bの側壁部分の圧電基板11側と、犠牲層55上の各電極指12a,12bの側壁部分側とへの絶縁膜20'の積層が阻害される。特に、各電極指12a,12bの側壁部分のうち圧電基板11側の犠牲層55に覆われた部分との境目付近には絶縁膜20'がほとんど積層されずに、各電極指12a,12bの側壁部分の表面が僅かに露出した隙間が生じた状態となる。   The insulating film 20 ′ formed by sputtering is stacked on the surface of the IDT electrode 12 and the surface of the sacrificial layer 55. At this time, of the insulating film 20 ′ formed on the surface of the IDT electrode 12, the insulating film 20 ′ is stacked on the upper side of the side wall portion as the side walls of the electrode fingers 12a and 12b are stacked. The insulating film 20 ′ becomes a barrier, and the lamination of the insulating film 20 ′ on the side of the piezoelectric substrate 11 on the side wall portions of the electrode fingers 12a and 12b and the side wall portion side of the electrode fingers 12a and 12b on the sacrificial layer 55 is inhibited. Is done. In particular, the insulating film 20 ′ is hardly laminated near the boundary between the electrode fingers 12 a and 12 b and the portion covered with the sacrificial layer 55 on the piezoelectric substrate 11 side, and the electrode fingers 12 a and 12 b are not laminated. A gap is generated in which the surface of the side wall portion is slightly exposed.

次に、図4(c)に示すように、例えば1%の塩酸あるいは硝酸などの希酸により犠牲層55を除去することによってSAW共振子10'を得る。このとき、IDT電極12の大部分の表面と犠牲層55との表面に積層されている絶縁膜20'は希酸にはほとんど溶解しないが、IDT電極12の各電極指12a,12bの側壁部分のうち、圧電基板11側の犠牲層55に覆われていた部分との境目付近において、上記したように絶縁膜20'がほとんど積層されずに形成された隙間から希酸が浸入して犠牲層55を溶解し、犠牲層55上の絶縁膜20'はリフトオフされて除去される。また、犠牲層55が除去されるのにともなって各電極指12a,12bの側壁部分の圧電基板11側のアルミニウムが露出されていくが、アルミニウム表面が自然酸化されて形成された酸化膜は希酸にはほとんど溶解されないので、IDT電極12の表面をほとんど侵すことなく犠牲層55を除去することができる。
以上説明したように、犠牲層55および犠牲層55上に積層された不要な絶縁膜20'を除去することにより、IDT電極12の各電極指12a,12bの側壁部分において、圧電基板11と接触しない態様で、各電極指12a,12bの上面および側面(側壁部分)に形成された絶縁膜20'を有するSAW共振子10'が製造される。
Next, as shown in FIG. 4C, the sacrificial layer 55 is removed by dilute acid such as 1% hydrochloric acid or nitric acid to obtain the SAW resonator 10 ′. At this time, the insulating film 20 ′ laminated on the most part of the IDT electrode 12 and the surface of the sacrificial layer 55 hardly dissolves in dilute acid, but the side wall portions of the electrode fingers 12 a and 12 b of the IDT electrode 12. Among these, in the vicinity of the boundary with the portion covered with the sacrificial layer 55 on the piezoelectric substrate 11 side, as described above, dilute acid enters through the gap formed with the insulating film 20 ′ being hardly stacked, and the sacrificial layer 55 is dissolved, and the insulating film 20 ′ on the sacrificial layer 55 is lifted off and removed. As the sacrificial layer 55 is removed, the aluminum on the side of the piezoelectric substrate 11 on the side walls of the electrode fingers 12a and 12b is exposed, but the oxide film formed by natural oxidation of the aluminum surface is rare. Since the acid is hardly dissolved, the sacrificial layer 55 can be removed with almost no attack on the surface of the IDT electrode 12.
As described above, by removing the sacrificial layer 55 and the unnecessary insulating film 20 ′ laminated on the sacrificial layer 55, the side walls of the electrode fingers 12 a and 12 b of the IDT electrode 12 are in contact with the piezoelectric substrate 11. In such a manner, the SAW resonator 10 ′ having the insulating film 20 ′ formed on the upper surface and the side surface (side wall portion) of each electrode finger 12a, 12b is manufactured.

上記第2の実施形態の製造方法によれば、IDT電極12の表面に、圧電基板11と接触しないように形成された絶縁膜20'を有することにより、優れた特性を維持したまま、導電性の異物による短絡などのトラブルに対する耐性の強いSAW共振子10'を製造することができる。   According to the manufacturing method of the second embodiment, by having the insulating film 20 ′ formed on the surface of the IDT electrode 12 so as not to contact the piezoelectric substrate 11, the conductive property is maintained while maintaining excellent characteristics. The SAW resonator 10 ′ having a high resistance to troubles such as a short circuit due to the foreign material can be manufactured.

以上、発明者によってなされた本発明の実施の形態について具体的に説明したが、本発明は上記した実施の形態およびその変形例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。   Although the embodiments of the present invention made by the inventor have been specifically described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments and modifications thereof, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. It is possible to make changes.

例えば、上記第1および第2の実施形態では、IDT電極12を構成する一対の交差指電極の各電極指12a,12bの両方ともに絶縁膜20,20'を形成した。これに限らず、いずれか一方の交差指電極の電極指12aまたは電極指12bのみに絶縁膜20,20'を形成する構成としても、導電性の異物の付着による短絡を防止することができる。   For example, in the first and second embodiments, the insulating films 20 and 20 ′ are formed on both the electrode fingers 12 a and 12 b of the pair of cross finger electrodes constituting the IDT electrode 12. Not only this but also the structure which forms the insulating films 20 and 20 'only in the electrode finger 12a or the electrode finger 12b of any one of the cross finger electrodes can prevent a short circuit due to adhesion of conductive foreign matter.

また、上記第1の実施形態では、IDT電極12の形成用金属材料であるアルミニウムを陽極酸化することにより得られる陽極酸化膜を絶縁膜20とした。これに限らず、絶縁膜として十分な絶縁性を確保できる厚みに形成すれば、例えばアルミニウムを加熱処理して得られる酸化物であるアルミナを絶縁膜20とすることも可能である。   In the first embodiment, the insulating film 20 is an anodic oxide film obtained by anodizing aluminum which is a metal material for forming the IDT electrode 12. However, the insulating film 20 may be made of alumina, which is an oxide obtained by heat treatment of aluminum, for example, if the insulating film is formed to a thickness that can ensure sufficient insulation.

また、上記第1および第2の実施形態で説明した圧電基板11には水晶を用いたが、これに限定されない。水晶以外に、窒化アルミニウム(AlN)、ニオブ酸リチウム(LiNbO3)、タンタル酸リチウム(LiTaO3)、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)、四ほう酸リチウム(Li247)などの酸化物基板や、ガラス基板上に窒化アルミニウム、五酸化タンタル(Ta25)などの薄膜圧電材料を積層させて構成された圧電基板を用いることもできる。 Further, although the crystal is used for the piezoelectric substrate 11 described in the first and second embodiments, the present invention is not limited to this. In addition to quartz, oxides such as aluminum nitride (AlN), lithium niobate (LiNbO 3 ), lithium tantalate (LiTaO 3 ), lead zirconate titanate (PZT), lithium tetraborate (Li 2 B 4 O 7 ) A piezoelectric substrate formed by stacking a thin film piezoelectric material such as aluminum nitride or tantalum pentoxide (Ta 2 O 5 ) on a substrate or a glass substrate can also be used.

また、上記第1および第2の実施形態では、IDT電極12および反射器13の形成用金属材料としてアルミニウムを用いたが、これに限定されない。例えば、陽極酸化により絶縁膜20を形成する第1の実施形態では、チタン(Ti)、タンタル(Ta)、タングステン(W)などの金属材料を用いることもできる。また、第2の実施形態では、金(Au)とクロム(Cr)の多層膜、あるいはマグネシウム(Mg)などを用いることも可能である。   Moreover, in the said 1st and 2nd embodiment, although aluminum was used as a metal material for formation of the IDT electrode 12 and the reflector 13, it is not limited to this. For example, in the first embodiment in which the insulating film 20 is formed by anodic oxidation, a metal material such as titanium (Ti), tantalum (Ta), or tungsten (W) can be used. In the second embodiment, a multilayer film of gold (Au) and chromium (Cr), magnesium (Mg), or the like can be used.

また、上記第1および第2の実施形態では、弾性表面波デバイスの一例として1ポート型のSAW共振子10,10'およびその製造方法について詳細に説明した。これに限定されず、より高い周波数帯に利用可能な2ポート型のSAW共振子であってもよく、この他、SAWフィルタ、あるいはセンサやコンボルバなどのSAW遅延素子などの、圧電基板上にIDT電極が形成されてなる他の弾性表面波デバイスであってもよい。   In the first and second embodiments, the 1-port SAW resonators 10 and 10 ′ and the manufacturing method thereof have been described in detail as an example of the surface acoustic wave device. However, the present invention is not limited to this, and a 2-port SAW resonator that can be used in a higher frequency band may be used. In addition, an IDT may be formed on a piezoelectric substrate such as a SAW filter or a SAW delay element such as a sensor or a convolver. Other surface acoustic wave devices in which electrodes are formed may be used.

(a)は、弾性表面波デバイスの一実施形態であるSAW共振子を説明する斜視図、(b)は、(a)のA−A線断面図、(c)は、(b)の図中Bの範囲の部分拡大断面図。(A) is a perspective view explaining the SAW resonator which is one Embodiment of a surface acoustic wave device, (b) is the sectional view on the AA line of (a), (c) is a figure of (b). The partial expanded sectional view of the range of middle B. (a)〜(c)は、第1の実施形態のSAW共振子の製造方法における製造過程を説明する部分拡大断面図。(A)-(c) is the elements on larger scale explaining the manufacturing process in the manufacturing method of the SAW resonator of 1st Embodiment. (a)〜(d)は、第1の実施形態のSAW共振子の製造方法における製造過程を説明する部分拡大断面図。(A)-(d) is the elements on larger scale explaining the manufacturing process in the manufacturing method of the SAW resonator of 1st Embodiment. (a)〜(c)は、第2の実施形態のSAW共振子の製造方法における製造過程を説明する部分拡大断面図。(A)-(c) is the elements on larger scale explaining the manufacturing process in the manufacturing method of the SAW resonator of 2nd Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

10,10’…弾性表面波デバイスとしてのSAW共振子、11…圧電基板、12…IDT電極、12a,12b…IDT電極の各電極指、12M…IDT電極の形成用金属材料としてのアルミニウム薄膜、13…反射器、20,20’…絶縁膜、55…犠牲層、90P…フォトレジストとしてのフォトレジストパターン。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10,10 '... SAW resonator as a surface acoustic wave device, 11 ... Piezoelectric substrate, 12 ... IDT electrode, 12a, 12b ... Each electrode finger of IDT electrode, 12M ... Aluminum thin film as metal material for formation of IDT electrode, DESCRIPTION OF SYMBOLS 13 ... Reflector, 20, 20 '... Insulating film, 55 ... Sacrificial layer, 90P ... Photoresist pattern as photoresist.

Claims (8)

圧電基板と、該圧電基板上に設けられ表面に絶縁膜が形成されたIDT電極とを少なくとも有する弾性表面波デバイスであって、
前記絶縁膜が、前記圧電基板と接触しない態様で前記IDT電極の電極指の上面および側面に形成されていることを特徴とする弾性表面波デバイス。
A surface acoustic wave device having at least a piezoelectric substrate and an IDT electrode provided on the piezoelectric substrate and having an insulating film formed on a surface thereof,
2. The surface acoustic wave device according to claim 1, wherein the insulating film is formed on an upper surface and a side surface of the electrode finger of the IDT electrode so as not to contact the piezoelectric substrate.
請求項1に記載の弾性表面波デバイスにおいて、
前記絶縁膜が、前記IDT電極の形成用金属材料の酸化膜であることを特徴とする弾性表面波デバイス。
The surface acoustic wave device according to claim 1,
2. The surface acoustic wave device according to claim 1, wherein the insulating film is an oxide film of a metal material for forming the IDT electrode.
請求項2に記載の弾性表面波デバイスにおいて、
前記IDT電極の形成材料としてアルミニウムまたはアルミニウムを主成分とする合金が用いられ、
前記絶縁膜が、前記IDT電極を陽極酸化することにより形成された陽極酸化膜であることを特徴とする弾性表面波デバイス。
The surface acoustic wave device according to claim 2,
Aluminum or an alloy containing aluminum as a main component is used as a material for forming the IDT electrode,
2. The surface acoustic wave device according to claim 1, wherein the insulating film is an anodized film formed by anodizing the IDT electrode.
圧電基板と、該圧電基板上に設けられ表面に絶縁膜が形成されたIDT電極とを少なくとも有し、前記絶縁膜が、前記圧電基板と接触しない態様で前記IDT電極の電極指の上面および側面に形成されている弾性表面波デバイスの製造方法であって、
前記圧電基板上にフォトリソグラフィ法を用いて前記IDT電極を形成し、前記IDT電極上のフォトレジストを残したままにするIDT電極形成工程と、
少なくとも前記IDT電極が形成された領域の前記圧電基板上に、前記IDT電極の厚みよりも薄い厚みにて犠牲層を形成する犠牲層形成工程と、
前記フォトレジストを除去して前記IDT電極の表面の一部を露出させるフォトレジスト除去工程と、
前記フォトレジスト除去工程の後で、少なくとも前記IDT電極の電極指の上面および側面に前記絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程と、
前記絶縁膜形成工程の後で、前記犠牲層を除去する犠牲層除去工程と、を含むことを特徴とする弾性表面波デバイスの製造方法。
The piezoelectric substrate and at least an IDT electrode provided on the piezoelectric substrate and having an insulating film formed on the surface thereof, and the insulating film does not contact the piezoelectric substrate. A method of manufacturing a surface acoustic wave device formed in
Forming the IDT electrode on the piezoelectric substrate using a photolithography method and leaving the photoresist on the IDT electrode; and
A sacrificial layer forming step of forming a sacrificial layer with a thickness smaller than the thickness of the IDT electrode on at least the piezoelectric substrate in the region where the IDT electrode is formed;
Removing the photoresist to expose a portion of the surface of the IDT electrode; and
After the photoresist removing step, an insulating film forming step of forming the insulating film on at least the upper surface and the side surface of the electrode finger of the IDT electrode;
And a sacrificial layer removing step of removing the sacrificial layer after the insulating film forming step.
請求項4に記載の弾性表面波デバイスの製造方法において、
前記絶縁膜を形成する工程で、前記IDT電極の形成用金属材料を酸化させて酸化膜を形成し、この酸化膜を前記絶縁膜とすることを特徴とする弾性表面波デバイスの製造方法。
In the manufacturing method of the surface acoustic wave device according to claim 4,
In the step of forming the insulating film, the metal material for forming the IDT electrode is oxidized to form an oxide film, and the oxide film is used as the insulating film.
請求項4または5に記載の弾性表面波デバイスの製造方法において、
前記IDT電極形成工程で、前記IDT電極の形成用金属材料としてアルミニウムまたはアルミニウムを主成分とする合金が用いられ、
前記絶縁膜形成工程で、前記IDT電極を陽極酸化させることにより陽極酸化膜からなる前記絶縁膜を形成することを特徴とする弾性表面波デバイスの製造方法。
In the manufacturing method of the surface acoustic wave device according to claim 4 or 5,
In the IDT electrode forming step, aluminum or an alloy containing aluminum as a main component is used as a metal material for forming the IDT electrode.
A method of manufacturing a surface acoustic wave device, wherein the insulating film made of an anodized film is formed by anodizing the IDT electrode in the insulating film forming step.
請求項4または5のいずれか一項に記載の弾性表面波デバイスの製造方法において、
前記犠牲層形成工程で、前記犠牲層の形成用材料には無機の両性酸化物が用いられ、
前記犠牲層除去工程で、希酸を用いて前記犠牲層を溶解させて除去することを特徴とする弾性表面波デバイスの製造方法。
In the manufacturing method of the surface acoustic wave device according to any one of claims 4 and 5,
In the sacrificial layer forming step, an inorganic amphoteric oxide is used as a material for forming the sacrificial layer,
In the sacrificial layer removing step, the sacrificial layer is dissolved and removed using dilute acid.
請求項6に記載の弾性表面波デバイスの製造方法において、
前記犠牲層形成工程で、前記犠牲層の形成用材料に酸化亜鉛が用いられ、
前記犠牲層除去工程で、希塩酸または希硝酸を用いて前記犠牲層を溶解させて除去することを特徴とする弾性表面波デバイスの製造方法。
In the manufacturing method of the surface acoustic wave device according to claim 6,
In the sacrificial layer forming step, zinc oxide is used as a material for forming the sacrificial layer,
In the sacrificial layer removing step, the sacrificial layer is dissolved and removed using dilute hydrochloric acid or dilute nitric acid.
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