JP3524188B2 - 弾性表面波装置 - Google Patents
弾性表面波装置Info
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Description
て電気信号を弾性表面波に変換する変換器、或いは弾性
表面波を電気信号に変換する変換器を有した弾性表面波
装置に関するものである。
たすだれ状電極或いは変換器（Interdigital Transduce
r ；以下、ＩＤＴという）と呼ばれるものを有し、それ
で電気信号と弾性表面波間の変換を行うものである。な
かでも、弾性表面波フィルタは小型、軽量、かつ無調整
という特長を持ち、さらに、製造プロセスには半導体デ
バイスの製造に用いられるフォトリソグラフィ技術を利
用できるので、量産性に優れている。図２は、従来の弾
性表面波フィルタの概略図である。この弾性表面波フィ
ルタは圧電基板１上に形成された入力ＩＤＴ１０と出力
ＩＤＴ２０を備えている。ＩＤＴ１０は電気信号を弾性
表面波に変換する機能を有し、このＩＤＴ１０には２つ
の入力端子３１，３２を介して高周波電源３３からの信
号が入力されている。なお、図２には高周波電源３３の
内部インピーダンス３４が示されている。ＩＤＴ２０は
弾性表面波を電気信号に変換する機能を有し、ＩＤＴ２
０に接続された２つの出力端子３５，３６には負荷抵抗
３７が接続されている。ここで、図２の弾性表面波の動
作原理を説明する。高周波電源３３からの高周波の電気
信号が印加されると、ＩＤＴ１０によって圧電基板１上
に電界が発生する。電界の発生によって、圧電基板１に
は結晶構造にしたがった歪が生ずる。この歪が圧電基板
１上に弾性表面波を励起して放射する。弾性表面波は圧
電基板１上を図２のように伝搬し、ＩＤＴ２０に到達す
る。ＩＤＴ２０は到達した弾性表面波を電気信号に変換
し、出力端子３５，３６から電気信号が出力される。
フィルタを示す構造図であり、同図（ｉ）は平面図、同
図（ii）は（ｉ）のＡ−Ｂ断面図である。圧電基板１上
に形成されたＩＤＴ１０は、すだれ状の弾性表面波励振
電極部１１と、入力用引き出し電極部１２とで構成され
ている。ＩＤＴ２０もＩＤＴ１０と同様であり、すだれ
状の弾性表面波励振電極部２１と、出力用引き出し電極
部２２とで構成されている。各ＩＤＴ１０，２０と弾性
表面波の伝搬路の上部には、保護膜４０が形成されてい
る。保護膜４０は、実装時のハンダシール或いはシーム
ウエルドによるヤニや金属粉末等によるチップ表面の汚
染を防止するために設けられ、酸化シリコン（Ｓｉ
Ｏ2 ）で形成されている。圧電基板１には、電気機械結
合係数の比較的大きいタンタル酸リチウム、ニオブ酸リ
チウム或いは温度特性に優れた水晶等が用いられる。圧
電基板１と各弾性表面波励振電極部１１，２１との間に
は、それら圧電基板１と弾性表面波励振電極部１１，２
１の密着性を向上させるための下地電極４１が設けられ
ている。下地電極４１としては、通常クロムが用いられ
ている。
の表面が振動する。振動に対する負荷を軽くして弾性表
面波の伝搬損失を少なくするために、弾性表面波励振電
極部１１，２１には比重の小さい金属材料がそれぞれ選
定される。よって、弾性表面波励振電極部１１，２１に
は、例えばアルミニウム或いは銅、シリコンを数パーセ
ント含んだアルミニウム合金等がそれぞれ用いられる。
それら弾性表面波励振電極部１１，２１の膜厚は、動作
周波数によって異なるが、自動車電話等で使用される８
００〜９００ＭHz帯では、約１０００〜３０００オング
ストローム程度である。ボンディングを容易にするた
め、各引き出し電極部１２，２２の金属材料には金が用
いられる。引き出し電極部１２，２２である金の膜厚
は、約２０００〜５０００オングストローム程度であ
る。下地電極４１のクロムの膜厚は、弾性表面波装置の
特性に影響を与えないように、通常５０〜１００オング
ストローム程度の薄さに設定される。保護膜４０の膜厚
は、自動車電話等で使用される８００〜９００ＭHz帯で
は、１５００〜６０００オングストローム程度である。
弾性表面波装置では、次のような課題があった。各ＩＤ
Ｔ１０，２０及び弾性表面波の伝搬路の上に形成された
保護膜４０と、弾性表面波励振電極部１１，２１の密着
性が悪い。そのため、製造時にＳｉＯ2が剥離し、ＩＤ
Ｔ１０，２０に機械敵損傷を与えたり、または塵埃によ
る汚染を与え、弾性表面波装置の歩留まりが低下してい
た。保護膜４０と弾性表面波励振電極部１１，２１の密
着性にのみ注目した場合、保護膜４０に加熱とアニール
を行って保護膜４０を結晶化することで密着性が向上す
ると考えられる。ところが、加熱によって引き出し電極
部１２，２２の金と弾性表面波励振電極部１１，２１の
アルミニウム等で合金化が進行し、弾性表面波装置の特
性が低下する。また、加熱による結晶化で圧電基板１上
に歪み等が発生し、弾性表面波装置の精度が低下する等
の問題があった。
決するために、圧電基板上に形成された弾性表面波励振
電極部と、前記弾性表面波励振電極部を覆うように前記
圧電基板上に形成された保護膜とを備えた弾性表面波装
置において、前記弾性表面波励振電極部と前記保護膜と
の間に、クロム、チタン、ニッケルのうち少なくとも１
つを含み、かつ、５０〜１００オングストロームの厚さ
を有する金属膜が形成されている。
したので、保護膜がクロム等を含む金属膜に密着し、こ
の保護膜と弾性表面波励振電極部の間の密着性が高めら
れ、製造時の該保護膜の剥がれが防止される。したがっ
て、前記課題を解決できるのである。
弾性表面波装置の構造図であり、同図（ｉ）は平面図、
同図（ii）は（ｉ）におけるＡ−Ｂの部分断面図であ
る。この弾性表面波装置は、図３と同様に２変換器構造
の弾性表面波フィルタである。圧電基板５１の上部には
電気信号を弾性表面波に変換する入力ＩＤＴ６０と、弾
性表面波を電気信号に変換する出力ＩＤＴ７０が形成さ
れている。ＩＤＴ６０は、すだれ状の弾性表面波励振電
極部６１と、入力用引き出し電極部６２とで構成されて
いる。同様に、ＩＤＴ７０もすだれ状の弾性表面波励振
電極部７１と、出力用引き出し電極部７２とで構成され
ている。各ＩＤＴ６０，７０と弾性表面波の伝搬路の上
部には、保護膜８０が形成されている。保護膜８０は、
実装時のハンダシール或いはシームウエルドによるヤニ
や金属粉末等によるチップ表面の汚染を防止するために
設けられている。圧電基板５１には、電気機械結合係数
の比較的大きいタンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウ
ム、或いは温度特性に優れた水晶等が用いられる。圧電
基板５１と各弾性表面波励振電極部６１，７１との間に
は、それら圧電基板５１と弾性表面波励振電極部６１，
７１の密着性を向上させるための下地電極６３，７３
が、それぞれ形成されている。それら下地電極６３，７
３としては、従来と同様にクロムが用いられている。本
実施例の弾性表面波装置は従来と異なり、各弾性表面波
励振電極部６１，７１の上には、保護膜８０と各弾性表
面波励振電極部６１，７１との密着性を向上させる金属
膜６４，７４が、図１（ii）のように堆積されている。
る金属材料には、アルミニウム、銅或いはシリコンを数
パーセント含んだアルミニウム合金が使用されている。
引き出し電極部６２，７２のを構成する金属材料には、
ボンディングが容易になるように金が用いられている。
保護膜８０にはＳｉＯ2 が用いられている。各弾性表面
波励振電極部６１，７１上に堆積された金属膜６４，７
４には、保護膜８０と弾性表面波励振電極部６１，７１
間の密着性を高めるために、クロムが用いられている。
弾性表面波励振電極部６１，７１の膜厚は、例えば１０
００〜３０００オングストローム程度であり、引き出し
電極部６２，７２である金の膜厚は、約２０００〜５０
００オングストローム程度である。下地電極６３，７３
のクロムの膜厚は、弾性表面波装置の特性に影響を与え
ないように５０〜１００オングストローム程度の薄さに
設定される。保護膜８０の膜厚は、１５００〜６０００
オングストローム程度である。金属膜６４，７４の膜厚
は、下地電極６３，７３と同様、弾性表面波装置の特性
に影響を与えないように、５０〜１００オングストロー
ム程度に堆積されている。
１，７１の電極材料であるアルミニウム、銅或いはシリ
コンを数パーセント含んだアルミニウム合金と、圧電基
板５１間に備えられたクロムは、圧電基板５１と弾性表
面波励振電極部６１，７１の密着性を向上させている
が、このクロムは保護膜のＳｉＯ2 等の絶縁膜に対して
も密着性が優れている。従って、クロムを弾性表面波励
振電極部６１，７１上に薄く堆積し、そのクロム上に保
護膜８０を積層することにより、弾性表面波励振電極部
６１，７１と保護膜８０の密着性が向上する。図１の弾
性表面波装置は、図２と同様に高周波電源３３と負荷抵
抗３７に接続され、従来と同様の動作を行う。以上のよ
うに、本実施例では、弾性表面波励振電極部６１，７１
上に金属膜６４，７４であるクロムを５０〜１００オン
グストローム程度堆積し、金属膜６４，７４の上に保護
膜８０を形成している。そのため、弾性表面波装置の特
性を変えることなく、弾性表面波励振電極部６１，７１
と保護膜８０の密着性を向上できる。弾性表面波励振電
極部６１，７１と保護膜８０との密着性の向上により、
製造時のＳｉＯ2 膜の剥離がなくなり、ＩＤＴ６０，７
０の機械的損傷や、塵埃による汚染が防止されて歩留ま
りが向上する。なお、本発明は、上記実施例に限定され
ず種々の変形が可能である。その変形例としては、例え
ば次のようなものがある。
ルタに本発明を適用した場合を説明しているが、保護膜
を有するすべての弾性表面波装置に適用した場合でも、
同様の効果が得られる。 （２） 上記実施例では、弾性表面波励振電極部６１，
７１と保護膜８０との密着性を向上するためにクロムを
用いているが、クロムに限定されるものではなく、例え
ば、チタン、ニッケル、ニッケルクロム等の金属或いは
合金を用いても、同様に弾性表面波励振電極部６１，７
１と保護膜８０の密着性が向上する。また、クロムの変
わりに、弾性表面波励振電極部６１，７１と保護膜８０
に密着性のある絶縁体を用いることも可能である。
れば、弾性表面波励振電極部と保護膜との間に、クロ
ム、チタン、ニッケルのうち少なくとも１つを含み、か
つ、５０〜１００オングストロームの厚さを有する金属
膜を設けている。これにより、金属膜による周波数特性
への悪影響を抑制しつつ、圧電基板上に形成された保護
膜の剥離を抑制することが可能になり、弾性表面波装置
の歩留まりが向上する。
である。
る。
Claims (8)
- 【請求項１】 圧電基板上に形成された弾性表面波励振
電極部と、前記弾性表面波励振電極部を覆うように前記
圧電基板上に形成された保護膜とを備えた弾性表面波装
置において、 前記弾性表面波励振電極部と前記保護膜との間に形成さ
れた金属膜を有し、該金属膜は、クロム、チタン、ニッ
ケルのうち少なくとも１つを含み、かつ、５０〜１００
オングストロームの厚さを有することを特徴とする弾性
表面波装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の弾性表面波装置におい
て、前記保護膜はＳｉＯ 2 を含むことを特徴とする弾性
表面波装置。 - 【請求項３】 請求項１または２記載の弾性表面波装置
において、前記弾性表面波励振電極部の厚さは、１００
０〜３０００オングストロームであることを特徴とする
弾性表面波装置。 - 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか１項に記載の弾
性表面波装置において、前記弾性表面波励振電極部は、
アルミニウムを含むことを特徴とする弾性表面波装置。 - 【請求項５】 請求項１〜４のいずれか１項に記載の弾
性表面波装置において、前記圧電基板と前記弾性表面波
励振電極部との間には、クロムを含む下地電極が形成さ
れていることを特徴とする弾性表面波装置。 - 【請求項６】 請求項１〜５のいずれか１項に記載の弾
性表面波装置において、前記圧電基板は、タンタル酸リ
チウム、ニオブ酸リチウム、水晶のうちの少なくとも１
つを含むことを特徴とする弾性表面波装置。 - 【請求項７】 請求項１〜６のいずれか１項に記載の弾
性表面波装置において、前記弾性表面波励振電極部に
は、金を含む入出力電極が接続されていることを特徴と
する弾性表面波装置。 - 【請求項８】 請求項１〜７のいずれか１項に記載の弾
性表面波装置において、前記入出力電極の厚さは、２０
００〜５０００オングストロームであることを特徴とす
る弾性表面波装置。
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- 1995-01-23 JP JP00842095A patent/JP3524188B2/ja not_active Expired - Fee Related
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