JP2018050135A - 弾性波デバイス及び弾性波デバイスの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】櫛形電極に対する絶縁膜の被覆性を向上させること。【解決手段】基板１０上に、開口７２を有し且つ開口７２における側面が逆テーパ形状をしたマスク層７０を形成する工程と、マスク層７０をマスクに櫛形電極２２を構成する金属を堆積して金属層４４を形成する工程と、金属層４４を形成するときよりも基板１０の上面の法線に対して大きな角度で金属原子が基板１０に入射するようにマスク層７０をマスクに櫛形電極２２を構成する金属を堆積して金属層４４上に櫛形電極２２の上面を構成する金属層４６を形成する工程と、マスク層７０をリフトオフ法によって除去する工程と、マスク層７０を除去した後、基板１０上に櫛形電極２２を覆う絶縁膜５０を形成する工程と、を備える弾性波デバイスの製造方法である。【選択図】図３

Description

本発明は、弾性波デバイス及び弾性波デバイスの製造方法に関する。

圧電基板上に設けられた櫛形電極を絶縁膜で被覆した弾性波デバイスが知られている。櫛形電極に対する絶縁膜の被覆性を向上させるため又は伝搬周波数のばらつきを低減させるために、櫛形電極を異なる材料からなる複数の導体層で構成し、各材料のエッチングレートの違いを利用して、各導体層の側面を圧電基板の上面の法線に対して異なる角度で傾けることが知られている（例えば、特許文献１、２）。また、櫛形電極を構成する複数の層のうちの少なくとも１つの層を金属で形成し、別の層を金属に硬化効果を与える材料で形成することで、マイグレーションを抑制することが知られている（例えば、特許文献３）。また、電極指上に側面が傾斜した質量付加膜を設けることで電気機械結合係数を高くすることが知られている（例えば、特許文献４）。

特開２００８−７９２７５号公報 国際公開第０３／０５８８１３号 特表２００５−５１６５１７号公報 国際公開第２０１２／１０２１３１号

櫛形電極の表面における絶縁膜の被覆性が悪いと、信頼性や特性の低下が生じてしまう。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、櫛形電極に対する絶縁膜の被覆性を向上させることを目的とする。

本発明は、圧電基板上に、開口を有し且つ前記開口における側面が逆テーパ形状をしたマスク層を形成する工程と、前記マスク層をマスクに櫛形電極を構成する金属を堆積して第１金属層を形成する工程と、前記第１金属層を形成するときよりも前記圧電基板の上面の法線に対して大きな角度で金属原子が前記圧電基板に入射するように前記マスク層をマスクに前記櫛形電極を構成する金属を堆積して前記第１金属層上に前記櫛形電極の上面を構成する第２金属層を形成する工程と、前記マスク層をリフトオフ法によって除去する工程と、前記マスク層を除去した後、前記圧電基板上に前記櫛形電極を覆う絶縁膜を形成する工程と、を備える弾性波デバイスの製造方法である。

上記構成において、前記第１金属層を形成する工程は、真空蒸着法によって前記第１金属層を形成し、前記第２金属層を形成する工程は、前記第１金属層を形成するときよりも低い真空度での真空蒸着法によって前記第２金属層を形成する構成とすることができる。

上記構成において、前記第２金属層を形成する工程の前に、前記第１金属層を形成するときよりも低く且つ前記第２金属層を形成するときよりも高い真空度での真空蒸着法によって前記第１金属層上に第３金属層を形成する工程を備える構成とすることができる。

上記構成において、前記第１金属層を形成する工程は、真空蒸着法によって前記第１金属層を形成し、前記第２金属層を形成する工程は、スパッタリング法によって前記第２金属層を形成する構成とすることができる。

上記構成において、前記第１金属層を形成する工程は、スパッタリング法によって前記第１金属層を形成し、前記第２金属層を形成する工程は、前記第１金属層を形成するときよりも前記圧電基板とターゲットとの距離を短くしたスパッタリング法によって前記第２金属層を形成する構成とすることができる。

上記構成において、前記第２金属層を形成する工程の前に、前記第１金属層を形成するときよりも前記圧電基板と前記ターゲットとの距離を短くし且つ前記第２金属層を形成するときよりも前記圧電基板と前記ターゲットとの距離を長くしたスパッタリング法によって前記第１金属層上に第３金属層を形成する工程を備える構成とすることができる。

上記構成において、前記第１金属層を形成する工程は、前記マスク層の前記側面に前記第１金属層が形成されないように前記第１金属層を形成する構成とすることができる。

上記構成において、前記第１金属層を形成する工程は、前記第２金属層よりも厚い前記第１金属層を形成する構成とすることができる。

上記構成において、前記絶縁膜を形成する工程は、前記櫛形電極よりも薄い前記絶縁膜を形成する構成とすることができる。

上記構成において、前記絶縁膜を形成する工程は、前記櫛形電極よりも厚い前記絶縁膜を形成し、前記絶縁膜の上面を平坦化する工程を備える構成とすることができる。

本発明は、圧電基板と、前記圧電基板上に設けられ、前記圧電基板の上面の法線に対して第１角度で傾いた側面を有する第１金属層と、前記第１金属層上に前記第１金属層に含まれる金属を含んで設けられ、前記圧電基板の上面の法線に対して前記第１角度よりも大きい第２角度で傾いた側面を有する第２金属層と、を有し、前記第２金属層が上面を構成する櫛形電極と、前記櫛形電極を覆う絶縁膜と、を備える弾性波デバイスである。

上記構成において、前記櫛形電極は、前記第１金属層と前記第２金属層との間に前記第１金属層及び前記第２金属層に含まれる金属を含んで設けられ、前記圧電基板の上面の法線に対して前記第１角度よりも大きく且つ前記第２角度よりも小さい第３角度で傾いた側面を有する第３金属層を有する構成とすることができる。

本発明によれば、櫛形電極に対する絶縁膜の被覆性を向上させることができる。

図１は実施例１に係る弾性波デバイスの平面図である。 図２（ａ）は弾性波共振器の平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ間の断面図、図２（ｃ）は図２（ｂ）のＩＤＴ近傍を拡大した図である。 図３（ａ）から図３（ｅ）は実施例１に係る弾性波デバイスの製造方法を示す断面図である。 図４（ａ）から図４（ｃ）は比較例１に係る弾性波デバイスの製造方法を示す断面図である。 図５（ａ）から図５（ｄ）は比較例２に係る弾性波デバイスの製造方法を示す断面図である。 図６は真空蒸着法における真空度を低下させる他の方法を示す図である。 図７（ａ）及び図７（ｂ）は金属層をスパッタリング法で形成する場合を示す図である。 図８は実施例２に係る弾性波デバイスに備わる弾性波共振器のＩＤＴ近傍の断面図である。 図９（ａ）から図９（ｅ）は実施例２に係る弾性波デバイスの製造方法を示す断面図である。 図１０は実施例３に係る弾性波デバイスに備わる弾性波共振器のＩＤＴ近傍の断面図である。 図１１（ａ）及び図１１（ｂ）は実施例３に係る弾性波デバイスの製造方法を示す断面図である。 図１２は比較例３に係る弾性波デバイスの製造方法を示す断面図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施例について説明する。

図１は、実施例１に係る弾性波デバイス１００の平面図である。図１のように、実施例１の弾性波デバイス１００は、基板１０上に、直列共振器Ｓ１からＳ４及び並列共振器Ｐ１からＰ３を構成する複数の弾性波共振器２０、配線６０、及びパッド６２が設けられたラダー型フィルタである。

基板１０は、例えばタンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ_３）基板などの圧電基板である。タンタル酸リチウム基板の一例として、例えば３４°〜５０°ＹカットＸ伝搬タンタル酸リチウム基板が挙げられる。基板１０は、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ_３）基板でもよいし、サファイア基板などの支持基板に圧電基板を貼り付けた基板でもよい。

弾性波共振器２０は、例えば弾性表面波共振器である。弾性波共振器２０は、１ポート共振器であり、ＩＤＴ（Interdigital Transducer）とその両側に設けられた反射器Ｒとを備える。

配線６０及びパッド６２は、金（Ａｕ）膜などの金属膜を含んで構成されている。配線６０は、弾性波共振器２０間及び弾性波共振器２０とパッド６２との間を接続する。パッド６２上にバンプ６４が設けられている。バンプ６４は、例えば金バンプ又は銅バンプであり、例えばスタッドバンプ又はめっきバンプである。

直列共振器Ｓ１からＳ４は、入力端子ＩＮであるパッド６２と出力端子ＯＵＴであるパッド６２との間に配線６０を介して直列に接続されている。並列共振器Ｐ１からＰ３の一端は配線６０を介して直列共振器Ｓ１からＳ４に接続され、他端は配線６０を介してグランド端子ＧＮＤであるパッド６２に接続されている。

図２（ａ）は、弾性波共振器２０の平面図、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ間の断面図、図２（ｃ）は、図２（ｂ）のＩＤＴ近傍を拡大した図である。図２（ａ）から図２（ｃ）のように、弾性波共振器２０は、１対の櫛形電極２２からなるＩＤＴと、ＩＤＴを挟む１対の反射器Ｒと、を備える。櫛形電極２２は、複数の電極指２４と、複数の電極指２４が接続されるバスバー２６と、を備える。１対の櫛形電極２２は、電極指２４がほぼ互い違いとなるように対向して設けられている。電極指２４が励振する弾性波は、主に電極指２４の配列方向に伝搬する。１対の反射器Ｒは、弾性波の伝搬方向でＩＤＴを挟んで設けられ、弾性波を反射する。

基板１０上に、ＩＤＴ（櫛形電極２２）及び反射器Ｒよりも薄い膜厚でＩＤＴ（櫛形電極２２）及び反射器Ｒを覆う絶縁膜５０が設けられている。絶縁膜５０は、例えば酸化シリコン（ＳｉＯ_２）膜、窒化シリコン（ＳｉＮ）膜、炭化シリコン（ＳｉＣ）膜、フッ素添加酸化シリコン（ＳｉＯＦ）膜、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）膜、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ_２）膜、又は酸化チタン（ＴｉＯ_２）膜などである。絶縁膜５０の厚さは例えば１０ｎｍである。絶縁膜５０は、ＩＤＴ（櫛形電極２２）及び反射器Ｒが水分に曝されて腐食することを抑制する保護膜としての機能を有する。

櫛形電極２２は、チタン（Ｔｉ）層２８とアルミニウム（Ａｌ）層３０とアルミニウム（Ａｌ）層３２の積層構造をしている。Ｔｉ層２８の厚さは例えば１６０ｎｍである。Ａｌ層３０の厚さは例えば１００ｎｍである。Ａｌ層３２の厚さは例えば１２０ｎｍである。Ｔｉ層２８及びＡｌ層３０の側面は、基板１０の上面の法線に対してほぼ同じ角度で傾いていて、その角度は例えば１０°である。Ａｌ層３２の側面は、基板１０の上面の法線に対してＴｉ層２８及びＡｌ層３０よりも大きい角度で傾いていて、その角度は例えば５０°である。ここで、基板１０の上面の法線に対して同じ角度で傾斜した側面を有するＴｉ層２８とＡｌ層３０をまとめて金属層４４とする。また、基板１０の上面の法線に対して金属層４４よりも大きな角度で傾斜した側面を有するＡｌ層３２を金属層４６とする。

ＩＤＴの寸法の一例を以下に示す。電極指２４のピッチ間隔Ｐは例えば２．３μｍである。この場合、電極指２４が励振する弾性波の波長λは例えば４．６μｍである。ＩＤＴの開口長は例えば９２μｍ（２０λ）である。電極指２４の間隔Ｓは例えば１．１μｍである。電極指２４の下面の幅Ｗ１は例えば１．０μｍである。電極指２４の上面の幅Ｗ２は例えば０．７８μｍである。デューティ比は例えば５２％である。

なお、櫛形電極２２は、ＴｉとＡｌで形成される場合に限られず、Ｔｉ、Ａｌ、銅（Ｃｕ）、クロム（Ｃｒ）、ルテニウム（Ｒｕ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、白金（Ｐｔ）、及び金（Ａｕ）のうちの少なくとも１種を含んで形成されてもよい。櫛形電極２２は、単層金属膜でもよいし、積層金属膜でもよい。

図３（ａ）から図３（ｅ）は、実施例１に係る弾性波デバイス１００の製造方法を示す断面図である。図３（ａ）のように、基板１０上に、少なくとも櫛形電極２２が形成される領域に開口７２を有するレジスト膜からなるマスク層７０を形成する。マスク層７０の厚さは例えば１μｍである。マスク層７０は、開口７２において逆テーパ形状の側面を有する。

図３（ｂ）のように、マスク層７０をマスクとして、真空蒸着法を用いて、基板１０上にＴｉ層２８とＡｌ層３０とをこの順に形成する。すなわち、金属層４４を形成する。真空蒸着は、例えば４×１０^−４Ｐａの真空度（第１真空度）で行う。４×１０^−４Ｐａのような高真空度での真空蒸着によって金属を堆積することで、金属原子は基板１０の上面にほぼ垂直に入射するようになる。なお、金属原子には、原子単体の他に、複数の原子が結合したクラスターなども含まれる。金属原子が基板１０の上面にほぼ垂直に入射する場合、マスク層７０上に堆積される金属層４４が庇となって、マスク層７０の開口７２内に形成される金属層４４は台形形状になる。また、マスク層７０の側面が逆テーパ形状になっているため、マスク層７０の側面に金属層４４は形成され難い。

図３（ｃ）のように、マスク層７０をマスクとして、第１真空度よりも低い第２真空度での真空蒸着法によって、Ａｌ層３０の上面にＡｌ層３２を形成する。すなわち、金属層４４上に金属層４６を形成する。第２真空度としては、例えば４×１０^−２Ｐａが挙げられる。第１真空度から第２真空度への真空度の低下は、例えば真空蒸着装置のチャンバー内に導入するアルゴンガスの流量を増やすことで行う。真空蒸着法において、真空度があまり高くない場合では、基板１０の上面の法線に対して角度を伴って基板１０に入射する金属原子が多くなる。すなわち、基板１０の上面に斜め方向から入射する金属原子が多くなる。このため、マスク層７０の開口７２内に形成される金属層４６は、金属層４４よりも基板１０の上面の法線に対して大きな角度で傾いた側面を有するようになる。また、金属層４６はマスク層７０の側面にも形成されるが、金属層４４が既に形成されているために、マスク層７０の側面の下側部分には形成され難い。

図３（ｄ）のように、マスク層７０をリフトオフ法によって除去する。図３（ｃ）で説明したように、マスク層７０の側面の下側部分は金属層が形成され難くて露出しているため、マスク層７０をリフトオフ法で除去することができる。これにより、Ｔｉ層２８、Ａｌ層３０、及びＡｌ層３２の積層構造をした櫛形電極２２が形成される。なお、図示は省略しているが、櫛形電極２２と同時に反射器Ｒも形成される。

図３（ｅ）のように、スパッタリング法（例えば高周波（ＲＦ）スパッタリング法やマグネトロンスパッタリング法など）又は化学気相成長（ＣＶＤ）法（例えばプラズマＣＶＤ法など）を用いて、基板１０上に櫛形電極２２よりも薄い膜厚で櫛形電極２２を覆う絶縁膜５０を形成する。なお、図示は省略しているが、絶縁膜５０は反射器Ｒも覆う。

ここで、実施例１の弾性波デバイスの効果を説明するにあたり、比較例の弾性波デバイスについて説明する。図４（ａ）から図４（ｃ）は、比較例１に係る弾性波デバイスの製造方法を示す断面図である。図４（ａ）のように、圧電基板８０上に、少なくとも櫛形電極が形成される領域に開口８４を有するレジスト膜からなるマスク層８２を形成する。マスク層８２は、開口８４において逆テーパ形状の側面を有する。

図４（ｂ）のように、マスク層８２をマスクとして、スパッタリング法によって櫛形電極を構成する金属（例えばＴｉ、Ａｌ）を堆積して、櫛形電極と同じ層構造をした金属層８６を形成する。スパッタリング法では、圧電基板８０の上面の法線に対して大きな角度で圧電基板８０に入射する金属原子が多いため、金属層８６はマスク層８２の側面にも形成される。このため、マスク層８２をリフトオフ法によって除去することが難しくなる。

また、マスク層８２をリフトオフ法で除去できたとしても、マスク層８２の側面に金属層８６が形成されているため、図４（ｃ）のように、金属層８６からなる櫛形電極８８に大きなバリが発生するようになる。これにより、弾性波デバイスの特性にばらつきが生じてしまう。

図５（ａ）から図５（ｄ）は、比較例２に係る弾性波デバイスの製造方法を示す断面図である。図５（ａ）のように、圧電基板８０上に、少なくとも櫛形電極が形成される領域に開口８４を有するレジスト膜からなるマスク層８２を形成する。マスク層８２は、開口８４において逆テーパ形状の側面を有する。

図５（ｂ）のように、マスク層８２をマスクとして、高真空度（例えば４×１０^−４Ｐａ）での真空蒸着法によって櫛形電極を構成する金属（例えばＴｉ、Ａｌ）を堆積して、櫛形電極と同じ層構造をした金属層８６を形成する。高真空度での真空蒸着では、上述したように、金属原子が圧電基板８０の上面にほぼ垂直に入射するため、マスク層８２の開口８４内に形成される金属層８６は台形形状になる。また、マスク層８２の側面は逆テーパ形状をしているため、マスク層８２の側面に金属層８６は形成され難い。

図５（ｃ）のように、マスク層８２をリフトオフ法で除去する。マスク層８２の側面に金属層８６が形成され難いため、マスク層８２はリフトオフ法によって除去することができる。これにより、金属層８６からなる櫛形電極８８が形成される。マスク層８２の側面に金属層８６が形成され難いため、櫛形電極８８にバリが発生し難くなる。

図５（ｄ）のように、スパッタリング法又はＣＶＤ法を用いて、圧電基板８０上に櫛形電極８８よりも薄い膜厚で櫛形電極８８を覆う絶縁膜９０を形成する。

比較例２によれば、高真空度での真空蒸着法によって金属層８６を形成しているため、金属原子が圧電基板８０の上面にほぼ垂直に入射することから、櫛形電極８８の肩の部分（上面と側面の角部）は直角に近い形状となる。このため、絶縁膜９０が櫛形電極８８の肩の部分で破損や剥離が生じることがある。絶縁膜９０に破損や剥離が生じた場合、櫛形電極８８が水分に曝されて腐食が生じ特性が劣化してしまう。

一方、実施例１によれば、図３（ａ）のように、基板１０上に開口７２を有し且つ開口７２における側面が逆テーパ形状をしたマスク層７０を形成する。図３（ｂ）のように、マスク層７０をマスクに櫛形電極２２を構成するＴｉ及びＡｌを堆積して金属層４４を形成する。図３（ｃ）のように、金属層４４を形成するときよりも基板１０の上面の法線に対して大きな角度で金属原子が基板１０に入射するようにマスク層７０をマスクにＡｌを堆積して金属層４４上に金属層４６を形成する。金属層４６は櫛形電極２２の上面を構成する。図３（ｄ）のように、マスク層７０をリフトオフ法によって除去する。図３（ｅ）のように、基板１０上に櫛形電極２２を覆う絶縁膜５０を形成する。これにより、櫛形電極２２は、基板１０の上面の法線に対して第１角度で傾いた側面を有する金属層４４と、金属層４４上に金属層４４に含まれる金属（Ａｌ）を含んで設けられ、基板１０の上面の法線に対して金属層４４よりも大きい第２角度で傾いた側面を有し且つ櫛形電極２２の上面を構成する金属層４６と、を有する。金属層４６の側面が基板１０の上面の法線に対して大きな角度で傾いていることから、櫛形電極２２の肩の部分は緩やかなテーパ形状となっている。このため、櫛形電極２２を覆う絶縁膜５０が櫛形電極２２の肩の部分で破損や剥離することを抑制でき、また、櫛形電極２２の側面における絶縁膜５０の厚みを確保することができる。したがって、櫛形電極２２を覆う絶縁膜５０の被覆性を向上させることができ、弾性波デバイスの特性劣化を抑制できる。

また、実施例１によれば、基板１０の上面に斜め方向から入射する金属原子の量を制御することで、金属層４４の側面と金属層４６の側面の傾きを変えている。このため、金属層４４と金属層４６とが同じ材料を含んで構成されていても、金属層４４の側面と金属層４６の側面の傾きを変えることができる。すなわち、金属材料の制限を受けずに、側面が所望の大きさで傾いた金属層４４と金属層４６とを形成することができる。

また、実施例１によれば、図３（ｅ）のように、櫛形電極２２よりも薄い絶縁膜５０を形成する。櫛形電極を覆う絶縁膜が薄い場合、比較例２のように櫛形電極の肩の部分が直角に近い形状をしていると、絶縁膜に破損や剥離が生じやすい。しかしながら、実施例１では、櫛形電極２２の肩の部分は緩やかなテーパ形状になっているため、絶縁膜５０が薄い場合でも絶縁膜５０に破損や剥離が生じることを抑制できる。

また、実施例１によれば、Ｔｉ層２８の厚さは１６０ｎｍ、Ａｌ層３０の厚さは１００ｎｍ、Ａｌ層３２の厚さは１２０ｎｍとなっている。すなわち、金属層４４の厚さ（Ｔｉ層２８とＡｌ層３０の合計厚さ）は、金属層４６の厚さ（Ａｌ層３２）よりも厚い。基板１０の上面の法線に対する金属層４４の側面の角度は比較的小さいことから、金属層４４を厚くすることで、櫛形電極２２の断面積を大きくして電気抵抗を小さくすることができる。

また、実施例１によれば、金属層４４を形成するときよりも低い真空度での真空蒸着法によって金属層４６を形成する。これにより、金属層４６の形成において、金属層４４を形成するときよりも基板１０の上面の法線に対して大きな角度で金属原子が基板１０に入射するようになる。また、金属層４４と金属層４６とを共に真空蒸着法で形成することで、基板１０を途中で大気に曝すことなく連続した成膜によって金属層４４と金属層４６とを形成できる。よって、金属層４４と金属層４６との界面に不純物が入り込むことを抑制できる。

なお、実施例１では、金属層４４を形成するときの真空度から金属層４６を形成するときの真空度に低下させる方法としてアルゴンガスの流量を増やす場合を例に示したが、その他の方法によって真空度を低下させてもよい。図６は、真空蒸着法における真空度を低下させる他の方法を示す図である。図６のように、真空蒸着装置のチャンバー５２内に基板１０と蒸着源５４とが対向して配置されている。この場合に、真空蒸着中にイオン銃５６で例えば酸素イオンを基板１０に向かって照射するイオンビームアシスト蒸着を行うことで、基板１０上における真空度を低下させてもよい。

なお、実施例１では、金属層４４と金属層４６とを、異なる真空度での真空蒸着法によって形成する場合を例に示したが、この場合に限られない。例えば、金属層４４と金属層４６とを同じ真空度（例えば高真空度）での真空蒸着法によって形成し且つ金属層４６を形成するときは金属層４４を形成するときよりも蒸着源に対して基板１０を傾けて行ってもよい。また、金属層４４を真空蒸着法（例えば高真空度での真空蒸着法）で形成し、金属層４６をスパッタリング法で形成してもよい。スパッタリング法は真空蒸着法に比べて基板１０の上面の法線に対して大きな角度で金属原子が基板１０に入射し易いためである。

また、金属層４４と金属層４６とを共にスパッタリング法によって形成してもよい。このことについて図７（ａ）及び図７（ｂ）を用いて説明する。図７（ａ）は、金属層４４をスパッタリング法で形成する場合を示す図、図７（ｂ）は、金属層４６をスパッタリング法で形成する場合を示す図である。図７（ａ）及び図７（ｂ）のように、スパッタリング装置のチャンバー５８内に基板１０とターゲット５９とが対向して配置されている。図７（ａ）のように、金属層４４は、基板１０とターゲット５９との間隔を距離Ｌ１にしたスパッタリング法で形成する。図７（ｂ）のように、金属層４６は、基板１０とターゲット５９との間隔を距離Ｌ１よりも短い距離Ｌ２にしたスパッタリング法で形成する。基板１０とターゲット５９との間の距離が短くなるほど、基板１０の上面の法線に対して大きな角度で金属原子が基板１０に入射するようになる。したがって、図７（ａ）及び図７（ｂ）の方法によっても、金属層４６の形成において、金属層４４を形成するときよりも基板１０の上面の法線に対して大きな角度で金属原子が基板１０に入射するようになる。

なお、実施例１において、金属層４４は、金属原子が基板１０の上面にほぼ垂直に入射する条件で形成される場合に限られない。基板１０の上面に斜め方向から入射する金属原子を有する条件で金属層４４を形成してもよい。しかしながら、バリの低減やリフトオフの容易性を考慮すると、基板１０の上面にほぼ垂直に金属原子が入射して、開口７２でのマスク層７０の側面に金属層４４が形成されないようにすることが好ましい。

なお、実施例１では、金属層４４は基板１０の上面の法線に対して１０°傾いた側面を有し、金属層４６は基板１０の上面の法線に対して５０°傾いた側面を有する場合を例に示したがこれに限られる訳ではなく、５°から６５°の範囲内で傾いた側面を有する場合でもよい。絶縁膜５０の被覆性の点から、基板１０の上面の法線に対する金属層４６の側面の傾きは、４０°以上且つ６５°以下の場合が好ましく、４５°以上且つ６５°以下の場合がより好ましく、５０°以上且つ６５°以下の場合がさらに好ましい。櫛形電極２２の断面積を大きくして電気抵抗を小さくする点から、基板１０の上面の法線に対する金属層４４の側面の傾きは、５°以上且つ２０°以下が好ましく、５°以上且つ１５°以下がより好ましく、５°以上且つ１０°以下がさらに好ましい。

図８は、実施例２に係る弾性波デバイスに備わる弾性波共振器のＩＤＴ近傍の断面図である。図８のように、実施例２では、ＩＤＴを構成する櫛形電極２２ａは、Ｔｉ層２８及びＡｌ層３０からなる金属層４４とＡｌ層３２である金属層４６との間にＡｌ層３４である金属層４８が設けられている。Ｔｉ層２８の厚さは例えば１６０ｎｍである。Ａｌ層３０の厚さは例えば８０ｎｍである。Ａｌ層３２、３４の厚さは例えば７０ｎｍである。金属層４４の側面は、基板１０の上面の法線に対して例えば１０°で傾いている。金属層４６の側面は、基板１０の上面の法線に対して例えば５０°で傾いている。金属層４８の側面は、基板１０の上面の法線に対して金属層４４よりも大きい角度且つ金属層４６よりも小さい角度で傾いていて、その角度は例えば３０°である。電極指２４の下面の幅Ｗ１は例えば１．０μｍ、上面の幅Ｗ２は例えば０．７２μｍである。その他の構成は、実施例１と同じであるため説明を省略する。

図９（ａ）から図９（ｅ）は、実施例２に係る弾性波デバイスの製造方法を示す断面図である。図９（ａ）のように、基板１０上に、少なくとも櫛形電極２２ａが形成される領域に開口７２を有するレジスト膜からなるマスク層７０を形成する。マスク層７０をマスクとして、例えば４×１０^−４Ｐａの真空度（第１真空度）での真空蒸着法によって、基板１０上にＴｉ層２８とＡｌ層３０とからなる金属層４４を形成する。実施例１で説明したように、４×１０^−４Ｐａのような高真空度での真空蒸着では、金属原子は基板１０の上面にほぼ垂直に入射するため、マスク層７０の開口７２内に形成される金属層４４は台形形状になる。また、マスク層７０の側面が逆テーパ形状になっているため、マスク層７０の側面に金属層４４は形成され難い。

図９（ｂ）のように、マスク層７０をマスクとして、第１真空度よりも低い第２真空度での真空蒸着法によって、Ａｌ層３０の上面にＡｌ層３４を形成する。すなわち、金属層４４上に金属層４８を形成する。第２真空度としては、例えば１×１０^−２Ｐａが挙げられる。第１真空度よりも低い第２真空度で真空蒸着を行うことで、金属層４８の形成では、金属層４４を形成するときよりも基板１０の上面の法線に対して大きな角度で金属原子が基板１０に入射するようになる。このため、マスク層７０の開口７２内に形成される金属層４８は、金属層４４よりも基板１０の上面の法線に対して大きな角度で傾いた側面を有するようになる。また、金属層４８はマスク層７０の側面にも形成されるが、金属層４４が既に形成されているために、マスク層７０の側面の下側部分には形成され難い。

図９（ｃ）のように、マスク層７０をマスクとして、第２真空度よりも低い第３真空度での真空蒸着法によって、Ａｌ層３４の上面にＡｌ層３２を形成する。すなわち、金属層４８上に金属層４６を形成する。第３真空度としては、例えば４×１０^−２Ｐａが挙げられる。第２真空度よりも低い第３真空度で真空蒸着を行うことで、金属層４６の形成では、金属層４８を形成するときよりも基板１０の上面の法線に対して大きな角度で金属原子が基板１０に入射するようになる。このため、マスク層７０の開口７２内に形成される金属層４６は、金属層４８よりも基板１０の上面の法線に対して大きな角度で傾いた側面を有するようになる。

図９（ｄ）のように、マスク層７０をリフトオフ法によって除去する。これにより、Ｔｉ層２８、Ａｌ層３０、Ａｌ層３４、Ａｌ層３２の積層構造をした櫛形電極２２ａが形成される。

図９（ｅ）のように、スパッタリング法又はＣＶＤ法を用いて、基板１０上に櫛形電極２２ａよりも薄い膜厚で櫛形電極２２ａを覆う絶縁膜５０を形成する。

実施例２によれば、図９（ｂ）のように、金属層４６を形成する前に、金属層４４を形成するときよりも低く且つ金属層４６を形成するときよりも高い真空度での真空蒸着法によって金属層４４上に金属層４８を形成する。したがって、金属層４４と金属層４６との間に、基板１０の上面の法線に対して金属層４４よりも大きく且つ金属層４６よりも小さい角度で傾いた側面を有する金属層４８が形成される。これにより、櫛形電極２２ａは丸みを帯びた形状に近づくため、櫛形電極２２ａの上面に形成される絶縁膜５０の膜厚と側面に形成される絶縁膜５０の膜厚との差が小さくなり、櫛形電極２２ａを覆う絶縁膜５０の破損や剥離をさらに抑制でき、絶縁膜５０の被覆性をさらに向上できる。また、金属層４４から金属層４８を全て真空蒸着法で形成しているため、基板１０を途中で大気に曝さなくて済み、金属層の界面に不純物が入り込むことを抑制できる。

また、実施例２によれば、電極指２４は丸みを帯びた形状に近づくため、複数の電極指２４間に生じる形状のばらつきを抑えることができる。

なお、実施例２において、図７（ａ）及び図７（ｂ）で説明したようなスパッタリング法によって金属層４４と金属層４６を形成する場合では、金属層４４を形成するときよりも基板１０とターゲット５９との距離を短くし且つ金属層４６を形成するときよりも基板１０とターゲット５９との距離を長くしたスパッタリング法で金属層４８を形成してもよい。この場合でも、金属層４４から金属層４８の全てをスパッタリング法で形成しているため、基板１０を途中で大気に曝さなくて済み、金属層の界面に不純物が入り込むことを抑制できる。

なお、実施例２では、櫛形電極２２ａの側面の角度が３段階に変化する場合を例に示したが、４段階以上で変化する場合でもよい。

図１０は、実施例３に係る弾性波デバイスに備わる弾性波共振器のＩＤＴ近傍の断面図である。図１０のように、実施例３では、櫛形電極２２ｂを覆う絶縁膜５０ａの厚さが櫛形電極２２ｂよりも厚く、絶縁膜５０ａの上面は平坦面となっている。絶縁膜５０ａの厚さは例えば１μｍである。絶縁膜５０ａは、基板１０を構成する圧電基板の弾性定数の温度係数とは逆符号の温度係数の弾性定数を有し、例えば酸化シリコン（ＳｉＯ_２）膜又はフッ素添加酸化シリコン（ＳｉＯＦ）膜などである。絶縁膜５０ａは、保護膜としての機能に加え、温度変化による特性変化を抑制する温度補償膜としての機能を有する。

基板１０は、例えばニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ_３）基板である。ニオブ酸リチウム基板の一例として、例えば１２８°±１０°ＹカットＸ伝搬ニオブ酸リチウム基板、０°±１０°ＹカットＸ伝搬ニオブ酸リチウム基板、１５°±１０°ＹカットＸ伝搬ニオブ酸リチウム基板が挙げられる。基板１０は、タンタル酸リチウム基板でもよいし、支持基板に圧電基板を貼り付けた基板でもよい。

櫛形電極２２ｂは、チタン（Ｔｉ）層３６、銅（Ｃｕ）層３８、銅（Ｃｕ）層４０、チタン（Ｔｉ）層４２の積層構造をしている。Ｔｉ層３６の厚さは例えば１０ｎｍ〜８０ｎｍである。Ｃｕ層３８の厚さは例えば１４０ｎｍである。Ｃｕ層４０の厚さは例えば９０ｎｍである。Ｔｉ層４２の厚さは１０ｎｍである。Ｔｉ層３６及びＣｕ層３８の側面は、基板１０の上面の法線に対してほぼ同じ角度で傾いていて、その角度は例えば１０°である。Ｃｕ層４０及びＴｉ層４２の側面は、基板１０の上面の法線に対してほぼ同じ角度で且つＴｉ層３６及びＣｕ層３８よりも大きい角度で傾いていて、その角度は例えば５０°である。基板１０の上面の法線に対して同じ角度で傾斜した側面を有するＴｉ層３６とＣｕ層３８とが金属層４４であり、基板１０の上面の法線に対して金属層４４よりも大きな角度で且つ互いに同じ角度で傾斜した側面を有するＣｕ層４０とＴｉ層４２とが金属層４６である。

ＩＤＴの寸法の一例を以下に示す。電極指２４のピッチ間隔Ｐは例えば２μｍである。この場合、電極指２４が励振する弾性波の波長λは例えば４μｍである。ＩＤＴの開口長は例えば８０μｍ（２０λ）である。電極指２４の間隔Ｓは例えば１μｍである。電極指２４の下面の幅Ｗ１は例えば１．０μｍである。電極指２４の上面の幅Ｗ２は例えば０．７８μｍである。デューティ比は例えば５０％である。

図１１（ａ）及び図１１（ｂ）は、実施例３に係る弾性波デバイスの製造方法を示す断面図である。まず、実施例１の図３（ａ）から図３（ｄ）で説明した工程と同様の工程を実施する。これにより、Ｔｉ層３６、Ｃｕ層３８、Ｃｕ層４０、及びＴｉ層４２の積層構造をした櫛形電極２２ｂが形成される。その後、図１１（ａ）のように、スパッタリング法又はＣＶＤ法を用いて、基板１０上に櫛形電極２２ｂを覆い且つ櫛形電極２２ｂよりも厚い絶縁膜５０ａを形成する。図１１（ｂ）のように、絶縁膜５０ａに対して例えばＣＭＰ（Chemical Mechanical Polish）などの研磨処理を施して、絶縁膜５０ａの上面を平坦化する。

図１２は、比較例３に係る弾性波デバイスの製造方法を示す断面図である。まず、比較例２の図５（ａ）から図５（ｃ）で説明した工程と同じ工程を実施する。その後、図１２のように、スパッタリング法又はＣＶＤ法を用いて、圧電基板８０上に櫛形電極８８を覆い且つ櫛形電極８８よりも厚い絶縁膜９０ａを形成する。その後、絶縁膜９０ａに対して研磨処理を施すがここでは説明を省略する。

比較例３によれば、櫛形電極８８を覆い且つ櫛形電極８８よりも厚い絶縁膜９０ａを形成すると、櫛形電極８８の電極指の間に絶縁膜９０ａが形成されていない溝部が大きく形成されてしまう。これは、櫛形電極８８が矩形に近い台形形状をしているため、櫛形電極８８間に絶縁膜９０ａが埋め込まれ難いためである。

一方、実施例３によれば、金属層４４を形成するときよりも基板１０の上面の法線に対して大きな角度で金属原子が基板１０に入射するように金属層４６を形成している。このため、櫛形電極２２ｂの肩の部分は緩やかな角度をしたテーパ形状となっている。これにより、図１１（ａ）のように、櫛形電極２２ｂを覆い且つ櫛形電極２２ｂよりも厚い絶縁膜５０ａを形成したとしても、櫛形電極２２ｂの電極指２４の間に絶縁膜５０ａが埋め込まれ易く、電極指２４の間で絶縁膜５０ａが形成されていない溝部を小さくできる。このため、絶縁膜を過度に厚く形成しなくても、図１１（ｂ）のように、絶縁膜５０ａの上面を平坦化することができる。このため、製造工程の短縮が図れる。

実施例１から実施例３においては、弾性波共振器として弾性表面波共振器を例に示したが、弾性境界波共振器又はラブ波共振器でもよい。また、弾性波デバイスとしてラダー型フィルタを例に示したが、多重モード型フィルタなどの他の弾性波フィルタの場合でもよい。また、弾性波デバイスは、ラダー型フィルタ又は多重モード型フィルタを送信フィルタ及び受信フィルタに用いた分波器の場合でもよい。

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

１０ 基板
２０ 弾性波共振器
２２〜２２ｂ 櫛形電極
２４ 電極指
２６ バスバー
２８、３６、４２ Ｔｉ層
３０〜３４ Ａｌ層
３８、４０ Ｃｕ層
４４〜４８ 金属層
５０、５０ａ 絶縁膜
５２、５８ チャンバー
５４ 蒸着源
５６ イオン銃
５９ ターゲット
６０ 配線
６２ パッド
６４ バンプ
７０ マスク層
７２ 開口

Claims (12)

1. 圧電基板上に、開口を有し且つ前記開口における側面が逆テーパ形状をしたマスク層を形成する工程と、
   前記マスク層をマスクに櫛形電極を構成する金属を堆積して第１金属層を形成する工程と、
   前記第１金属層を形成するときよりも前記圧電基板の上面の法線に対して大きな角度で金属原子が前記圧電基板に入射するように前記マスク層をマスクに前記櫛形電極を構成する金属を堆積して前記第１金属層上に前記櫛形電極の上面を構成する第２金属層を形成する工程と、
   前記マスク層をリフトオフ法によって除去する工程と、
   前記マスク層を除去した後、前記圧電基板上に前記櫛形電極を覆う絶縁膜を形成する工程と、を備える弾性波デバイスの製造方法。
2. 前記第１金属層を形成する工程は、真空蒸着法によって前記第１金属層を形成し、
   前記第２金属層を形成する工程は、前記第１金属層を形成するときよりも低い真空度での真空蒸着法によって前記第２金属層を形成する、請求項１記載の弾性波デバイスの製造方法。
3. 前記第２金属層を形成する工程の前に、前記第１金属層を形成するときよりも低く且つ前記第２金属層を形成するときよりも高い真空度での真空蒸着法によって前記第１金属層上に第３金属層を形成する工程を備える、請求項２記載の弾性波デバイスの製造方法。
4. 前記第１金属層を形成する工程は、真空蒸着法によって前記第１金属層を形成し、
   前記第２金属層を形成する工程は、スパッタリング法によって前記第２金属層を形成する、請求項１記載の弾性波デバイスの製造方法。
5. 前記第１金属層を形成する工程は、スパッタリング法によって前記第１金属層を形成し、
   前記第２金属層を形成する工程は、前記第１金属層を形成するときよりも前記圧電基板とターゲットとの距離を短くしたスパッタリング法によって前記第２金属層を形成する、請求項１記載の弾性波デバイスの製造方法。
6. 前記第２金属層を形成する工程の前に、前記第１金属層を形成するときよりも前記圧電基板と前記ターゲットとの距離を短くし且つ前記第２金属層を形成するときよりも前記圧電基板と前記ターゲットとの距離を長くしたスパッタリング法によって前記第１金属層上に第３金属層を形成する工程を備える、請求項５記載の弾性波デバイスの製造方法。
7. 前記第１金属層を形成する工程は、前記マスク層の前記側面に前記第１金属層が形成されないように前記第１金属層を形成する、請求項１から６のいずれか一項記載の弾性波デバイスの製造方法。
8. 前記第１金属層を形成する工程は、前記第２金属層よりも厚い前記第１金属層を形成する、請求項１から７のいずれか一項記載の弾性波デバイスの製造方法。
9. 前記絶縁膜を形成する工程は、前記櫛形電極よりも薄い前記絶縁膜を形成する、請求項１から８のいずれか一項記載の弾性波デバイスの製造方法。
10. 前記絶縁膜を形成する工程は、前記櫛形電極よりも厚い前記絶縁膜を形成し、
    前記絶縁膜の上面を平坦化する工程を備える、請求項１から８のいずれか一項記載の弾性波デバイスの製造方法。
11. 圧電基板と、
    前記圧電基板上に設けられ、前記圧電基板の上面の法線に対して第１角度で傾いた側面を有する第１金属層と、前記第１金属層上に前記第１金属層に含まれる金属を含んで設けられ、前記圧電基板の上面の法線に対して前記第１角度よりも大きい第２角度で傾いた側面を有する第２金属層と、を有し、前記第２金属層が上面を構成する櫛形電極と、
    前記櫛形電極を覆う絶縁膜と、を備える弾性波デバイス。
12. 前記櫛形電極は、前記第１金属層と前記第２金属層との間に前記第１金属層及び前記第２金属層に含まれる金属を含んで設けられ、前記圧電基板の上面の法線に対して前記第１角度よりも大きく且つ前記第２角度よりも小さい第３角度で傾いた側面を有する第３金属層を有する、請求項１１記載の弾性波デバイス。

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