JP3884729B2 - Method for manufacturing surface acoustic wave element and method for evaluating electrode film - Google Patents
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Description
本発明は、表面弾性波素子の製造方法及び電極膜の評価方法に関するものである。 The present invention relates to a method for manufacturing a surface acoustic wave device and a method for evaluating an electrode film.
近年、誘電体を用いたフィルタや共振子に替わって、表面弾性波装置の一種である表面弾性波フィルタや表面弾性波共振子が、携帯電話、コードレス電話等の移動体通信機器の高周波回路に採用されることが多くなっている。これは、表面弾性波フィルタは、誘電体フィルタに比べて寸法が小さいことや、同一寸法における電気特性が高いこと等の理由によるものである。 In recent years, instead of filters and resonators using dielectrics, surface acoustic wave filters and surface acoustic wave resonators, which are types of surface acoustic wave devices, have been used as high-frequency circuits for mobile communication devices such as mobile phones and cordless phones. More and more are being adopted. This is because the surface acoustic wave filter is smaller in size than the dielectric filter and has high electrical characteristics in the same dimension.
このような表面弾性波装置は、主に、圧電性基板と、この圧電性基板上に積層された電極膜の成形により得られた櫛形電極(インターデジタルトランスデューサ、以下「IDT」と略す。)と、圧電性基板及びIDTを収容するパッケージとを備えている。圧電性基板の材料としては、ニオブ酸リチウム(LiNbO3)、タンタル酸リチウム(LiTaO3)及び水晶などが用いられ、特に、RF帯域フィルタ用を作製する場合には、大きな電気機械結合係数を有するニオブ酸リチウム又はタンタル酸リチウムが用いられることが多い。なお、ニオブ酸リチウムは、電気機械結合係数が大きいことから64゜回転Yカットのものが用いられ、タンタル酸リチウムは、電気機械結合係数が大きく且つ周波数温度係数が比較的小さいことから34〜44゜回転Yカットのものが用いられる。また、電極膜の材料には、多くの場合、低比重及び低抵抗といった特長を有するアルミニウムが用いられる。 Such a surface acoustic wave device mainly includes a piezoelectric substrate and a comb-shaped electrode (interdigital transducer, hereinafter abbreviated as “IDT”) obtained by molding an electrode film laminated on the piezoelectric substrate. And a package containing the piezoelectric substrate and the IDT. As the material of the piezoelectric substrate, lithium niobate (LiNbO 3 ), lithium tantalate (LiTaO 3 ), quartz, and the like are used, and particularly when an RF band filter is manufactured, it has a large electromechanical coupling coefficient. Lithium niobate or lithium tantalate is often used. Since lithium niobate has a large electromechanical coupling coefficient, a 64 ° rotation Y-cut is used. Lithium tantalate has a large electromechanical coupling coefficient and a relatively low frequency temperature coefficient, so that it is 34 to 44. A rotation Y cut type is used. In many cases, aluminum having characteristics such as low specific gravity and low resistance is used as a material for the electrode film.
表面弾性波装置は、上述したように携帯電話機などのRF帯域(800MHz〜2GHz)で用いられることがあり、例えば1GHz帯で使用する場合には、IDTの電極指幅(線幅)及び電極間隙をともに1μm程度にまで小さくする必要がある。ところが、表面弾性波装置の動作時に、圧電性基板上のIDTには周波数に比例した繰り返し応力が加わり、この繰り返し応力に起因するアルミニウム原子のマイグレーションが生じて、IDTにはヒロック(突起)やボイド(空乏)等の欠陥が生じてしまうため、装置の寿命が短縮化されるという不具合があった。すなわち、装置の寿命にとっては、IDT(すなわち、電極膜)の耐電力性が非常に重要な要素となっている。なお、IDTの劣化現象は、高周波化だけでなく、印加電圧の増大によっても顕著に現れる。また、設計上、周波数が高くなるにつれて、電極膜をより薄く、電極指幅をより狭くしなければならないので、結果的にこのような劣化現象が助長されることとなる。 As described above, the surface acoustic wave device may be used in an RF band (800 MHz to 2 GHz) of a cellular phone or the like. For example, when used in a 1 GHz band, the electrode finger width (line width) and electrode gap of the IDT are used. Must be reduced to about 1 μm. However, during the operation of the surface acoustic wave device, a repetitive stress proportional to the frequency is applied to the IDT on the piezoelectric substrate, and migration of aluminum atoms due to this repetitive stress occurs, and the IDT has a hillock (projection) or void. Since defects such as (depletion) occur, there is a problem that the life of the apparatus is shortened. That is, the power durability of the IDT (that is, the electrode film) is a very important factor for the life of the device. The deterioration phenomenon of IDT appears not only by increasing the frequency but also by increasing the applied voltage. In addition, as the frequency increases in design, the electrode film must be thinner and the electrode finger width narrower, and as a result, such a deterioration phenomenon is promoted.
携帯電話機の小型化には、携帯電話機の高周波部分で大きなスペースを占めている分波器(デュプレクサ)を小型にすることが有効である。そこで、分波器として採用されてきた誘電体デュプレクサから表面弾性波デュプレクサへの変更が提案されている。ただ、この表面弾性波デュプレクサは、非常に小型な部品ではあるものの、デュプレクサの特に送信側に加わる大電力に対する耐電力性に問題があった。なお、表面弾性波装置のIDT形成領域を広く設計して実効的な電力密度を低くすることにより、耐電力性を上げることもできなくはないが、このような場合にはある程度以上の小型化が図れなくなってしまうという不具合が生じる。 In order to reduce the size of a mobile phone, it is effective to reduce the size of a duplexer that occupies a large space in the high-frequency part of the mobile phone. Therefore, a change from a dielectric duplexer that has been adopted as a duplexer to a surface acoustic wave duplexer has been proposed. However, although this surface acoustic wave duplexer is a very small component, there is a problem in power durability against large power applied to the transmission side of the duplexer, in particular. In addition, it is not impossible to improve the power durability by designing the IDT formation region of the surface acoustic wave device broadly and reducing the effective power density. There is a problem that cannot be achieved.
以上のような理由により、表面弾性波装置のIDTの耐電力性、すなわち圧電性基板上に形成される電極膜の耐電力性の向上が強く求められてきた。 For the above reasons, there has been a strong demand for improving the power durability of the IDT of the surface acoustic wave device, that is, the power durability of the electrode film formed on the piezoelectric substrate.
そこで先ず、アルミニウム原子のマイグレーションによる電極膜の劣化現象を改善する手段として、アルミニウムにCu等の異種金属を微量添加して、電極膜をAl−Cu合金製にする技術が、下記非特許文献1に開示されている。このような電極膜のAl合金化により、電極膜にヒロックやボイドが発生する事態が抑制されるため、IDTの耐電力性が向上する。なお、電極膜をAl合金化する技術に関しては、下記特許文献1〜4等に開示されている。いずれの技術も、電極膜材料のアルミニウムに異種金属を微量添加することで、アルミニウム原子のマイグレーションを抑制し、IDTの劣化現象を抑止している。このような技術を用いることで、確かに耐電力性の向上は図れるが、このようにして耐電力性の向上が図られた表面弾性波素子であっても、大電力が印加されるデュプレクサに使用できるほどの十分な耐電力性は備えていない。 Therefore, first, as a means for improving the deterioration phenomenon of the electrode film due to migration of aluminum atoms, a technique of adding a trace amount of a different metal such as Cu to aluminum to make the electrode film made of an Al—Cu alloy is described in Non-Patent Document 1 below. Is disclosed. Such Al alloying of the electrode film suppresses the occurrence of hillocks and voids in the electrode film, thereby improving the power durability of the IDT. In addition, the technique for forming an electrode film into an Al alloy is disclosed in Patent Documents 1 to 4 listed below. In any of these techniques, migration of aluminum atoms is suppressed and an IDT deterioration phenomenon is suppressed by adding a small amount of a different metal to aluminum as an electrode film material. By using such a technology, it is possible to improve the power durability. However, even a surface acoustic wave device that has been improved in this way has a duplexer to which a large amount of power is applied. It does not have enough power resistance to be used.
ところで、アルミニウムの拡散速度は結晶粒内よりも結晶粒界の方が速い、すなわち、粒界拡散が優先的であると考えられている。従って、表面弾性波装置における繰り返し応力に起因するアルミニウム原子のマイグレーションは、主に結晶粒界で生じていると考えられ、これは従来も指摘されていることである。 By the way, it is considered that the diffusion rate of aluminum is higher in the crystal grain boundary than in the crystal grain, that is, the grain boundary diffusion is preferential. Therefore, migration of aluminum atoms due to repetitive stress in the surface acoustic wave device is considered to occur mainly at the crystal grain boundary, which has been pointed out in the past.
そのため、アルミニウム電極膜の結晶粒界を縮小又は除去し、より好ましくは単結晶化することで、耐電力性を大幅に向上することができると予測され、電極膜をほぼ単結晶の状態にした技術が下記特許文献5に開示されている。この特許文献5には、略単結晶である電極膜を得るために、分子線エピタキシ法を用いて電極膜を作製する技術が開示されている。 Therefore, it is predicted that the electric power durability can be greatly improved by reducing or removing the crystal grain boundary of the aluminum electrode film, and more preferably by making it into a single crystal, and the electrode film is almost in a single crystal state. The technique is disclosed in Patent Document 5 below. This Patent Document 5 discloses a technique for producing an electrode film using a molecular beam epitaxy method in order to obtain an electrode film that is substantially single crystal.
また、表面弾性波装置の電極膜に、単結晶若しくは結晶方位的に一定方向に配向したアルミニウム膜を適用する技術は、下記特許文献6に開示されている。ここで、圧電性基板として、25度回転Yカットから39度回転Yカットの範囲にある回転Yカット水晶基板を用い、高速(成膜速度4nm/秒)且つ低温(基板温度80℃)で蒸着することにより、(311)配向膜が得られ、この膜が単結晶に近いエピタキシャル膜であるとしている。 A technique for applying an aluminum film oriented in a single crystal or a crystal orientation in a fixed direction to an electrode film of a surface acoustic wave device is disclosed in Patent Document 6 below. Here, as the piezoelectric substrate, a rotated Y-cut quartz substrate in the range of 25-degree rotated Y-cut to 39-degree rotated Y-cut is used, and vapor deposition is performed at a high speed (film formation speed of 4 nm / second) and at a low temperature (substrate temperature of 80 ° C.). By doing so, a (311) orientation film is obtained, and this film is assumed to be an epitaxial film close to a single crystal.
下記特許文献7にも、弾性表面波素子用の電極膜としてアルミニウム単結晶を用いることが開示されており、このようなアルミニウム単結晶膜を作製する方法について記載されている。より具体的には、圧電性基板としてSTカットやLSTカットの水晶を用い、電極膜が積層される基板表面に、微小な半球状の島が略均一に存在する島状構造をエッチング成形等で形成している。このような島状構造の表面に、アルミニウムを蒸着法あるいはスパッタ法で積層することでアルミニウム単結晶膜が得られる。 Patent Document 7 below also discloses that an aluminum single crystal is used as an electrode film for a surface acoustic wave element, and describes a method for producing such an aluminum single crystal film. More specifically, ST-cut or LST-cut quartz is used as the piezoelectric substrate, and an island-like structure in which minute hemispherical islands exist substantially uniformly on the surface of the substrate on which the electrode film is laminated is formed by etching or the like. Forming. An aluminum single crystal film can be obtained by laminating aluminum on the surface of such an island structure by vapor deposition or sputtering.
下記特許文献8には、非常に遅い成膜速度で膜形成をおこなうと、アルミニウム単結晶膜が得られることが示されている。より具体的には、LSTカット水晶基板上への真空蒸着法によるアルミニウム単結晶膜の形成、128度回転Yカットニオブ酸リチウム基板上への真空蒸着法によるアルミニウム単結晶膜の形成、112度Xカットタンタル酸リチウム基板上への真空蒸着法によるアルミニウム単結晶膜の形成が可能であるとしている。 Patent Document 8 below shows that an aluminum single crystal film can be obtained when film formation is performed at a very low film formation rate. More specifically, formation of an aluminum single crystal film by vacuum deposition on an LST cut quartz substrate, formation of an aluminum single crystal film by vacuum deposition on a 128-degree rotated Y-cut lithium niobate substrate, 112 degrees X An aluminum single crystal film can be formed on a cut lithium tantalate substrate by vacuum deposition.
下記特許文献9及び下記特許文献10には、64度回転Yカットニオブ酸リチウム圧電性基板、38〜44度回転Yカットタンタル酸リチウム単結晶基板上にIDTを形成した表面弾性波装置であって、IDTがチタン下地金属膜とこの金属膜上に積層されたアルミニウム膜とで構成されており、チタン下地金属膜によってアルミニウム膜が単結晶化することが示されている。
前述した従来の表面弾性波装置や表面弾性波素子においては、電極膜の結晶性の評価方法に問題があった。すなわち、表面弾性波素子の電極膜は、その結晶性を、X線回折法、RHEED(反射高速電子線回折)法及び制限視野電子線回折法のいずれかの方法によって評価するため、評価にかなりの時間と手間を要すると共に高価な装置を必要とする。従って、電極膜の結晶性を簡単に評価することが難しいという問題があった。なお、電極膜の結晶性をRHEED法並びにX線回折法で評価する技術は、上記特許文献11等にも開示されている。 In the conventional surface acoustic wave device and surface acoustic wave element described above, there is a problem in the method for evaluating the crystallinity of the electrode film. That is, the electrode film of the surface acoustic wave device is evaluated for its crystallinity by any of the X-ray diffraction method, the RHEED (reflection high-energy electron diffraction) method, and the limited-field electron diffraction method. Time and labor, and expensive equipment is required. Therefore, there is a problem that it is difficult to easily evaluate the crystallinity of the electrode film. A technique for evaluating the crystallinity of the electrode film by the RHEED method and the X-ray diffraction method is also disclosed in Patent Document 11 and the like.
本発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、簡易な方法で電極膜の結晶性が評価される表面弾性波素子の製造方法及び電極膜の評価方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a method for manufacturing a surface acoustic wave device and a method for evaluating an electrode film, in which the crystallinity of the electrode film is evaluated by a simple method. To do.
本発明に係る表面弾性波素子の製造方法は、圧電性基板上に表面の面方位が(311)面となるように形成されたアルミニウム電極膜の比抵抗値を測定して、このアルミニウム電極膜を構成するアルミニウムが単結晶であるか否かを評価するステップと、比抵抗値の測定によって単結晶であると評価されたアルミニウム電極膜をパターニングして、櫛形電極を形成するステップとを有し、アルミニウム電極膜を構成するアルミニウムが単結晶であるか否かを評価する際、比抵抗値が基準値以上である場合に、アルミニウム電極膜を構成するアルミニウムが単結晶であると評価することを特徴とする。 The method of manufacturing a surface acoustic wave device according to the present invention measures the specific resistance value of an aluminum electrode film formed on a piezoelectric substrate so that the surface orientation is the (311) plane, and this aluminum electrode film constitutes a step of aluminum to assess whether a single crystal, by patterning the aluminum electrode film was evaluated as a single crystal by measurement of specific resistance value, have a forming a comb-shaped electrode When evaluating whether or not the aluminum constituting the aluminum electrode film is a single crystal, if the specific resistance value is equal to or higher than the reference value, the aluminum constituting the aluminum electrode film is evaluated to be a single crystal. Features.
発明者らは、鋭意研究の末、表面弾性波素子を作製する際、圧電性基板上に表面の面方位が(311)面となるように形成したアルミニウム電極膜の結晶性は、その比抵抗の値に基づいて、単結晶か否かを評価することができることを新たに見いだした。従って、この表面弾性波素子の製造方法においては、単結晶と多結晶との間の比抵抗値を基準値とし、この基準値よりも比抵抗値が高いアルミニウム電極膜は単結晶化していると評価することで、圧電性基板上に表面の面方位が(311)面となるように形成されたアルミニウム電極膜は、その比抵抗値が測定されて、構成材料であるアルミニウムが単結晶であるか否かを評価される。そして、その評価によりアルミニウムが単結晶であると評価されたアルミニウム電極膜をパターニングして、櫛形電極を形成する。この比抵抗値によるアルミニウム電極膜の結晶性の評価は、X線回折法やRHEED法、制限視野電子線回折法を用いて評価する従来の方法に比べて、手間や時間がかからず、また評価に用いる装置も比較的安価である。そのため、本発明に係る表面弾性波素子の製造方法におけるアルミニウム電極膜の結晶性評価は、従来の表面弾性波素子の製造方法におけるアルミニウム電極膜の結晶性評価に比べて、簡単におこなうことができる。 The inventors of the present invention have made researches on the crystallinity of the aluminum electrode film formed on the piezoelectric substrate so that the surface orientation is the (311) plane when producing a surface acoustic wave device. It was newly found that it is possible to evaluate whether or not it is a single crystal based on the value of. Therefore, in this method of manufacturing a surface acoustic wave device, the specific resistance value between the single crystal and the polycrystal is used as a reference value, and the aluminum electrode film having a specific resistance value higher than the reference value is single-crystallized. By evaluating the aluminum electrode film formed on the piezoelectric substrate so that the surface orientation is the (311) plane , the specific resistance value is measured, and the constituent material aluminum is a single crystal. Whether it is evaluated. And the aluminum electrode film | membrane evaluated that aluminum is a single crystal by the evaluation is patterned, and a comb-shaped electrode is formed. The evaluation of the crystallinity of the aluminum electrode film based on this specific resistance value is less time consuming and time consuming than the conventional methods for evaluation using the X-ray diffraction method, the RHEED method, and the limited-field electron diffraction method. The apparatus used for evaluation is also relatively inexpensive. Therefore, the crystallinity evaluation of the aluminum electrode film in the method for manufacturing the surface acoustic wave device according to the present invention can be performed more easily than the crystallinity evaluation of the aluminum electrode film in the conventional method for manufacturing the surface acoustic wave device. .
また、アルミニウム電極膜の膜厚が350nm以上400nm以下である場合、該アルミニウム電極膜の比抵抗値の基準値は2.98μΩcmであることが好ましい。アルミニウム電極膜の膜厚が230nm以上270nm以下である場合、該アルミニウム電極膜の比抵抗値の基準値は3.10μΩcmであることが好ましい。アルミニウム電極膜の膜厚が100nm以上200nm以下である場合、該アルミニウム電極膜の比抵抗値の基準値は3.20μΩcmであることが好ましい。 When the thickness of the aluminum electrode film is 350 nm or more and 400 nm or less, the reference value of the specific resistance value of the aluminum electrode film is preferably 2.98 μΩcm. When the thickness of the aluminum electrode film is 230 nm or more and 270 nm or less, the reference value of the specific resistance value of the aluminum electrode film is preferably 3.10 μΩcm. When the thickness of the aluminum electrode film is 100 nm or more and 200 nm or less, the reference value of the specific resistance value of the aluminum electrode film is preferably 3.20 μΩcm.
また、アルミニウム電極膜の膜厚をd(nm)とすると、該アルミニウム電極膜の比抵抗値の基準値r(μΩcm)は、下記式(1)
r=−0.000984d+3.349 ・・・(1)
を満たすことが好ましい。
When the thickness of the aluminum electrode film is d (nm), the reference value r (μΩcm) of the specific resistance value of the aluminum electrode film is expressed by the following formula (1)
r = −0.000984d + 3.349 (1)
It is preferable to satisfy.
また、アルミニウム電極膜を構成するアルミニウムにはCuが偏析しており、このアルミニウム電極膜の膜厚が350nm以上400nm以下である場合には、該アルミニウム電極膜の比抵抗値の基準値は3.28μΩcmであることが好ましく、アルミニウム電極膜の膜厚が230nm以上270nm以下である場合には、該アルミニウム電極膜の比抵抗値の基準値は3.40μΩcmであることが好ましく、また、アルミニウム電極膜の膜厚が100nm以上200nm以下である場合には、該アルミニウム電極膜の比抵抗値の基準値は3.50μΩcmであることが好ましい。 Further, Cu is segregated in the aluminum constituting the aluminum electrode film, and when the film thickness of the aluminum electrode film is 350 nm or more and 400 nm or less, the reference value of the specific resistance value of the aluminum electrode film is 3. When the film thickness of the aluminum electrode film is 230 nm or more and 270 nm or less, the reference value of the specific resistance value of the aluminum electrode film is preferably 3.40 μΩcm, and the aluminum electrode film When the film thickness is 100 nm or more and 200 nm or less, the reference value of the specific resistance value of the aluminum electrode film is preferably 3.50 μΩcm.
また、アルミニウム電極膜を構成するアルミニウムにはCuが偏析しており、このアルミニウム電極膜の膜厚をd(nm)とすると、該アルミニウム電極膜の比抵抗値の基準値r(μΩcm)は、下記式(2)
r=−0.000984d+3.649 ・・・(2)
を満たすことが好ましい。
In addition, Cu is segregated in the aluminum constituting the aluminum electrode film. When the film thickness of the aluminum electrode film is d (nm), the reference value r (μΩcm) of the specific resistance value of the aluminum electrode film is Following formula (2)
r = −0.000984d + 3.649 (2)
It is preferable to satisfy.
本発明に係る電極膜の評価方法は、圧電性基板上に表面の面方位が(311)面となるように形成されたアルミニウム電極膜の比抵抗値を測定して、このアルミニウム電極膜を構成するアルミニウムが単結晶であるか否かを評価し、その際、比抵抗値が基準値以上である場合に、アルミニウム電極膜を構成するアルミニウムが単結晶であると評価することを特徴とする。 The method for evaluating an electrode film according to the present invention comprises measuring the specific resistance value of an aluminum electrode film formed on a piezoelectric substrate so that the surface orientation is the (311) plane, and constituting the aluminum electrode film. It is characterized in that it is evaluated whether the aluminum to be formed is a single crystal, and in that case, when the specific resistance value is equal to or higher than a reference value, it is evaluated that the aluminum constituting the aluminum electrode film is a single crystal .
上述したように、発明者らは、鋭意研究の末、圧電性基板上に表面の面方位が(311)面となるように形成したアルミニウム電極膜の結晶性は、単結晶と多結晶との間の比抵抗値を基準値とし、この基準値よりも比抵抗値が高いアルミニウム電極膜は単結晶化していると評価することで、単結晶か否かを評価することができることを新たに見いだした。従って、比抵抗の値に基づいて、アルミニウム電極膜の結晶性を評価するこの電極膜の評価方法においては、X線回折法やRHEED法、制限視野電子線回折法を用いて評価する従来の方法に比べて、手間や時間がかからず、また評価に用いる装置も比較的安価である。そのため、本発明に係る電極膜の評価方法においては、従来の電極膜の評価方法に比べて、簡単にアルミニウム電極膜の結晶性評価をおこなうことができる。
As described above, the inventors of the present invention have made researches on the crystallinity of an aluminum electrode film formed on a piezoelectric substrate so that the surface orientation is (311) plane . It was newly found that it is possible to evaluate whether or not it is a single crystal by evaluating that the aluminum electrode film having a higher specific resistance value than the reference value is single-crystallized. It was. Therefore, in this electrode film evaluation method for evaluating the crystallinity of an aluminum electrode film based on the value of specific resistance, a conventional method of evaluating using an X-ray diffraction method, a RHEED method, or a limited-field electron diffraction method Compared to, it does not take time and effort, and the apparatus used for evaluation is relatively inexpensive. Therefore, in the electrode film evaluation method according to the present invention, the crystallinity of the aluminum electrode film can be easily evaluated as compared with the conventional electrode film evaluation method.
本発明によれば、簡易な方法で電極膜の結晶性が評価される表面弾性波素子の製造方法及び電極膜の評価方法が提供される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method of the surface acoustic wave element by which the crystallinity of an electrode film is evaluated by a simple method, and the evaluation method of an electrode film are provided.
以下、添付図面を参照して本発明に係る表面弾性波素子の製造方法及び電極膜の評価方法を実施するにあたり最良と思われる形態について詳細に説明する。なお、同一又は同等の要素については同一の符号を付し、説明が重複する場合にはその説明を省略する。 DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments that are considered to be the best for carrying out a surface acoustic wave device manufacturing method and an electrode film evaluation method according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the same or equivalent element, and the description is abbreviate | omitted when description overlaps.
図1は、本発明の実施形態に係る表面弾性波装置の概略断面図である。図1に示すように、本発明に係る表面弾性波装置10は、表面弾性波素子12と、この表面弾性波素子が搭載される実装基板14と、表面弾性波素子12を封止するカバー16とを備えている。表面弾性波素子12の下面12aには、3対の入出力電極18上に嵩上げ電極20が積層された後述するパッド電極22が形成されている。実装基板14の表面弾性波素子12が搭載される面14aには、表面弾性波素子12動作用に必要な電圧を印加するための金メッキ電極24が形成されている。そして、図に示すように対応する表面弾性波素子12のパッド電極22と実装基板14の金メッキ電極24とは、金バンプ26を介して接続されている。カバー16は、表面弾性波素子12を密封封止して保護するための部材であり、表面弾性波素子12の側面を四方から囲むダム部16Aと表面弾性波素子12の上面12bを覆うキャップ部16Bの2つの部材で構成されている。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a surface acoustic wave device according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, a surface
次に、図2を参照しつつ、表面弾性波装置10を構成する表面弾性波素子12についてより詳しく説明する。図2は、表面弾性波素子12を示した概略斜視図である。図2に示したように、表面弾性波素子12は、圧電性基板28と、この圧電性基板28上に積層されたバッファ層30と、圧電性基板28上にバッファ層30を介して形成されたパッド電極22とを有している。
Next, the surface
圧電性基板28は、タンタル酸リチウム製の単結晶基板であり、水平断面が略正方形である角柱形状を有している。
The
6つのパッド電極22はそれぞれ、Cuが偏析している単結晶アルミニウム電極膜(後述)を成形した入出力電極18と、入出力電極18部分の厚さを厚くするための嵩上げ電極20とを有する。このパッド電極22は、圧電性基板28の対向する2辺に沿うように3つずつ配置されている。そして、各辺に沿う3つのパッド電極22は、その辺の中央に位置するパッド電極22を中心に等距離だけ離間するような配置となっている。パッド電極22をこのような配置にすることで、表面弾性波素子12を実装基板14上にフリップチップ実装した際、表面弾性波素子12の重心と圧電性基板28の重心とが実装基板14表面の法線方向に並ぶため、表面弾性波素子12が高い安定性を有することとなる。なお、本明細書における単結晶アルミニウムとは、単結晶の圧電性基板にエピタキシャル成長したアルミニウム膜であり、粒界の全くない完全な単結晶アルミニウム膜以外に、わずかな粒界を含む単結晶や高配向多結晶膜も含まれる。また、本明細書における単結晶には、粒界の全くない完全な単結晶以外に、わずかな粒界を含む単結晶や高い配向性を有する多結晶も含まれるものとする。
Each of the six
バッファ層30は、基板28材料のタンタル酸リチウムの格子定数と、電極18材料のアルミニウムの格子定数の間の格子定数を有するTiNで構成されている。
The
図2では省略しているが表面弾性波素子12の表面12a上には、図3に示すように、パッド電極22の他に櫛形電極及び所定の配線パターンが形成されている。図3は、表面弾性波素子12に形成された電極パターンを示した概略構成図である。図3の各符号22A〜22Fは、図2に示した各パッド電極22A〜22Fに対応しており、このうちの4つのパッド電極22A,22B,22E,22Fが6つのラダー型櫛形電極32に接続されている。具体的には、中央に位置するパッド電極22Bとパッド電極22Eとの間には、4つの櫛形電極32(直列腕共振器32A)が直列に接続されている。また、この4つの直列腕共振器32Aの中央の2つを挟む配線位置からは配線が引き出され、それぞれ櫛形電極32(並列腕共振器32B)を介してパッド電極22Aとパッド電極22Fとに接続されている。パッド電極22A及びパッド電極22Fはグランドに接続されている。
Although not shown in FIG. 2, on the
なお、電極パターンは図3に示したものに限られず、櫛形電極32の数、配線パターンなどを適宜変更してもよい。ただし、図3に示した電極パターンのように点対称の関係を有するような電極パターンを採用することにより、表面弾性波素子12を実装基板14上にフリップチップ実装した際、表面弾性波素子12の重心と圧電性基板28の重心とが実装基板14表面の法線方向に並ばせることが可能であるため、表面弾性波素子12の安定性を向上させることができる。
The electrode pattern is not limited to that shown in FIG. 3, and the number of
次に、図1に示した表面弾性波装置10を作製する手順について、図4を参照しつつ説明する。図4は、図1に示した表面弾性波装置10を作製する手順について示した図である。
Next, a procedure for producing the surface
まず、3インチ径の圧電性基板28を準備し、この圧電性基板28の表面28aに水洗処理を施して不純物を除去した後、この表面28aがターゲット材の方向を向くようにスパッタリング装置内にセットする。そして、純度99.9%の金属チタンをターゲット材とし、窒素とアルゴンとの混合ガス雰囲気中でスパッタリングをおこない、圧電性基板28の表面28a全面にTiNバッファ層30を成膜する(図4(a)参照)。
First, a
圧電性基板28上にバッファ層30を成膜した後、スパッタリング装置内を真空に保持したまま、ターゲット材を0.5wt%濃度でCuが添加されたアルミニウムに変更して、圧電性基板28上に厚さ300nm程度のアルミニウム電極膜34を成膜する(図4(b)参照)。このようにして成膜されたアルミニウム膜34にはCuが偏析しており、このようなCu偏析によりアルミニウム膜の耐電力性の向上が図られている。アルミニウム電極膜34は、TiNバッファ層30により圧電性基板28との格子の不整合が緩和されており、単結晶化していると考えられる。そこで、アルミニウム電極膜が確実に単結晶化しているか否か、すなわちアルミニウム電極膜34の結晶性を後述する評価方法により評価する。
After the
結晶性の評価により、アルミニウム電極膜34の単結晶化が確認された圧電性基板28については、バッファ層30及び電極膜34を公知のフォトリソグラフィ(フォトエッチング)技術を用いて、作製する素子数(例えば、200個)に対応する数の上述の電極パターン(入出力電極18、櫛形電極32、配線パターンなど)を作製する(図4(c)参照)。
With respect to the
パターニングの後、入出力電極18の作製と同様の手順により、電極パターンの入出力電極18上に厚さ500nm程度の嵩上げ電極20を形成して、表面弾性波素子12の作製が完了する。このとき嵩上げ電極20には、大気に触れてその表面にAl2O3からなる絶縁膜が形成されている。さらに各嵩上げ電極20には、バンプボンダによって作られた球状のAuが押し当てられると共に超音波振動が加えられて、嵩上げ電極20表面に形成された絶縁膜を貫通するバンプ26が形成される(図4(d)参照)。なお、入出力電極18と嵩上げ電極20との間には、適宜、バンプ26のAu原子が入出力電極18に拡散する事態を抑止するためのクロム(Cr)膜や入出力電極18と嵩上げ電極20との密着性を向上させるためのTiN膜を介在させてもよい。
After the patterning, the raised
バンプ26形成後は、BT樹脂製の実装基板14上に表面弾性波素子12をフリップチップ実装する。すなわち、表面弾性波素子12のバンプ26が形成された面12aを実装基板14の素子搭載面14aと対向させた状態で、バンプ26と実装基板14の金メッキ電極24とが接触するように位置合わせをおこないつつ表面弾性波素子12を実装基板14上に搭載する。そして、表面弾性波素子12を実装基板14上に搭載した後、コレット(図示せず)で表面弾性波素子12を真空吸着により支持すると共に実装基板14の面方向に超音波振動させて、バンプ26と金メッキ電極24とを接合する(図4(e)参照)。最後に、実装基板14上に格子状パターンのBT樹脂製ダム部プレート(厚さ0.4mm)と、同じくBT樹脂製の平板状キャッププレート(厚さ0.2mm)を被せて各表面弾性波素子12を密封封止した後、ダイシング加工することにより、表面弾性波装置10の各装置の作製が完了する(図4(f)参照)。なお、実装基板14とダム部プレート(ダム部16A)との間、及び、ダム部プレートとキャッププレート(キャップ部16B)との間は、樹脂接着剤で接着される。
After the
次に、圧電性基板28上に形成されたアルミニウム電極膜の結晶性を評価する方法について説明する。上述したアルミニウム電極膜は、その比抵抗値を測定して、その測定結果に基づいて結晶性の評価をおこなった。アルミニウム電極膜の結晶性と比抵抗値との関係について、以下の実施例により詳細に説明する。
Next, a method for evaluating the crystallinity of the aluminum electrode film formed on the
圧電性基板として39°回転Yカットタンタル酸リチウム基板を複数枚準備し、この圧電性基板の表面を水洗処理して不純物を除去した後、各圧電性基板上に、上述した方法と同様のスパッタリング法によってTiNバッファ層及びアルミニウム電極膜を順次積層した。アルミニウム電極膜成膜用のターゲット材には、0.5wt%濃度でCuが添加されたアルミニウムを用いて、アルミニウム電極膜にCuを偏析させた。また、表面の面方位が(311)面となるようにアルミニウム電極膜を成膜した。 A plurality of 39 ° rotated Y-cut lithium tantalate substrates are prepared as piezoelectric substrates, the surface of the piezoelectric substrate is washed with water to remove impurities, and then the same sputtering method as described above is performed on each piezoelectric substrate. A TiN buffer layer and an aluminum electrode film were sequentially laminated by the method. As a target material for forming an aluminum electrode film, aluminum to which Cu was added at a concentration of 0.5 wt% was used to segregate Cu on the aluminum electrode film. In addition, an aluminum electrode film was formed so that the surface orientation was the (311) plane.
各圧電性基板のTiN膜の膜厚には4nmを選択した。また、各圧電性基板のアルミニウム電極膜の膜厚には150nm近傍(100nm以上200nm以下)、250nm近傍(230nm以上270nm以下)及び375nm近傍(350nm以上400nm以下)の3箇所を選択した。なお、各圧電性基板のアルミニウム電極膜の厚さについては、150nm、250nm及び375nmを中央値としてある程度分散させたものを、それぞれの厚さについて複数枚準備した。 The thickness of the TiN film on each piezoelectric substrate was selected to be 4 nm. In addition, as the film thickness of the aluminum electrode film of each piezoelectric substrate, three locations of around 150 nm (100 nm to 200 nm), 250 nm (230 nm to 270 nm) and 375 nm (350 nm to 400 nm) were selected. In addition, as for the thickness of the aluminum electrode film of each piezoelectric substrate, a plurality of dispersions having respective thicknesses of 150 nm, 250 nm, and 375 nm with a median value were prepared.
各試料それぞれについて、アルミニウム電極膜の膜厚の測定と比抵抗値の測定をおこなった。膜厚の測定には、蛍光X線膜厚計を用いたが、他の公知の計測器を用いて測定してもよい。また、比抵抗値の測定は、各試料36のアルミニウム電極膜表面36aの中心位置にある測定点Aと、オリエンテーションフラットOFに対して垂直な方向に測定点Aを挟んで等距離(20mm間隔)に並ぶ測定点B及び測定点Cと、オリエンテーションフラットOFに対して平行な方向に測定点Aを挟んで等距離(20mm間隔)に並ぶ測定点D及び測定点Eとの、合計5点においておこない、その平均値を比抵抗値とした(図5参照)。なお、比抵抗値の測定には国際電気株式会社製の抵抗率測定器VR−30Aを用いたが、他の公知の抵抗率測定器を用いて測定してもよい。
For each sample, the thickness of the aluminum electrode film and the specific resistance value were measured. Although the fluorescent X-ray film thickness meter was used for the measurement of the film thickness, it may be measured using another known measuring instrument. Further, the specific resistance value is measured by equidistant (20 mm intervals) with the measurement point A in the center position of the aluminum
そして、アルミニウム電極膜の膜厚の測定と比抵抗値の測定をおこなった各試料について、X線回折法を用いてその結晶性を確認した。X線回折法に用いた装置は、Philips社製の薄膜材料結晶性解析X線回折装置X‘Pert−MRDである。各試料の結晶性は、極点図法によるスポット確認と、このスポットのX線ロッキングカーブ半値幅(FWHM)との両方により確認した。 And about each sample which measured the film thickness of the aluminum electrode film, and the measurement of the specific resistance value, the crystallinity was confirmed using the X ray diffraction method. The apparatus used for the X-ray diffraction method is a thin film material crystallinity analysis X-ray diffraction apparatus X'Pert-MRD manufactured by Philips. The crystallinity of each sample was confirmed by both spot confirmation by pole figure method and X-ray rocking curve half width (FWHM) of this spot.
図6(a)は、アルミニウム電極膜の膜厚が375nm近傍における、アルミニウム電極膜の結晶性と抵抗率(すなわち、比抵抗値)との関係を示したグラフである。このグラフにおいて、黒塗丸印は、単結晶であると確認された試料のデータであり、黒塗四角印は、単結晶ではないと確認された試料のデータである。このグラフからわかるように、単結晶の試料と単結晶ではない試料との比抵抗値は、3.28μΩcmを中心に隔てられており、単結晶試料の比抵抗値の方が単結晶ではない試料の比抵抗値より高くなっている。 FIG. 6A is a graph showing the relationship between the crystallinity of the aluminum electrode film and the resistivity (that is, the specific resistance value) when the film thickness of the aluminum electrode film is around 375 nm. In this graph, black circles are data of a sample confirmed to be a single crystal, and black squares are data of a sample confirmed not to be a single crystal. As can be seen from this graph, the specific resistance value between the single crystal sample and the non-single crystal sample is separated around 3.28 μΩcm, and the specific resistance value of the single crystal sample is not a single crystal sample. The specific resistance value is higher.
図6(b)は、アルミニウム電極膜の膜厚が250nm近傍における、アルミニウム電極膜の結晶性と抵抗率との関係を示したグラフである。このグラフにおいて、黒塗丸印は、単結晶であると確認された試料のデータであり、黒塗四角印は、単結晶ではないと確認された試料のデータである。このグラフからわかるように、単結晶の試料と単結晶ではない試料との比抵抗値は、3.40μΩcmを中心に隔てられており、単結晶試料の比抵抗値の方が単結晶ではない試料の比抵抗値より高くなっている。 FIG. 6B is a graph showing the relationship between the crystallinity of the aluminum electrode film and the resistivity when the film thickness of the aluminum electrode film is around 250 nm. In this graph, black circles are data of a sample confirmed to be a single crystal, and black squares are data of a sample confirmed not to be a single crystal. As can be seen from this graph, the specific resistance value between the single crystal sample and the non-single crystal sample is separated around 3.40 μΩcm, and the specific resistance value of the single crystal sample is not a single crystal sample. The specific resistance value is higher.
図6(c)は、アルミニウム電極膜の膜厚が150nm近傍における、アルミニウム電極膜の結晶性と抵抗率との関係を示したグラフである。このグラフにおいて、黒塗丸印は、単結晶であると確認された試料のデータであり、黒塗四角印は、単結晶ではないと確認された試料のデータである。このグラフからわかるように、単結晶の試料と単結晶ではない試料との比抵抗値は、3.50μΩcmを中心に隔てられており、単結晶試料の比抵抗値の方が単結晶ではない試料の比抵抗値より高くなっている。 FIG. 6C is a graph showing the relationship between the crystallinity of the aluminum electrode film and the resistivity when the film thickness of the aluminum electrode film is around 150 nm. In this graph, black circles are data of a sample confirmed to be a single crystal, and black squares are data of a sample confirmed not to be a single crystal. As can be seen from this graph, the specific resistance value between the single crystal sample and the non-single crystal sample is separated from the center of 3.50 μΩcm, and the specific resistance value of the single crystal sample is not a single crystal sample. The specific resistance value is higher.
以上で説明したような実施例1により、発明者らは、アルミニウム電極膜の膜厚に関わらず、アルミニウム電極膜が単結晶である試料とアルミニウム電極膜が単結晶ではない試料とは、ある基準値を中心にその比抵抗値が隔てられ、アルミニウム電極膜が単結晶である試料の比抵抗値の方がそうでない試料の比抵抗値より高くなることを新たに見出した。すなわち、アルミニウム電極膜の比抵抗値を測定することで、手間や時間を要し且つ高価な装置を要する従来の評価方法に比べて、簡単にアルミニウム電極膜の結晶性を評価することができる。 According to Example 1 as described above, the inventors have determined that a sample in which the aluminum electrode film is a single crystal and a sample in which the aluminum electrode film is not a single crystal are a standard regardless of the thickness of the aluminum electrode film. It was newly found that the specific resistance value is separated around the value, and the specific resistance value of the sample in which the aluminum electrode film is a single crystal is higher than the specific resistance value of the sample in which the aluminum electrode film is not. That is, by measuring the specific resistance value of the aluminum electrode film, the crystallinity of the aluminum electrode film can be easily evaluated as compared with the conventional evaluation method that requires labor and time and requires an expensive apparatus.
また、評価が簡単におこなうことができるため、上述したように表面弾性波素子12の製造工程フローに容易に組み込むことができる。従って、このような結晶性の評価方法により単結晶であると評価されたアルミニウム電極膜34のみをパターニングして櫛形電極32を形成することで、表面弾性波素子12や表面弾性波装置10の作製が完了する前に、単結晶ではないアルミニウム電極膜が積層された圧電性基板を検出して排除することができる。そのため、特性が良好な表面弾性波素子及び表面弾性波装置を効率よく作製することが可能である。
Moreover, since evaluation can be performed easily, it can be easily incorporated into the manufacturing process flow of the surface
また発明者らは、Cuが偏析していないアルミニウム電極膜の結晶性についても、上述した実施例1と同様の方法により、アルミニウム電極膜の比抵抗値を測定して、その測定結果に基づいて評価した。すなわち、圧電性基板として39°回転Yカットタンタル酸リチウム基板を複数枚準備し、この圧電性基板の表面を水洗処理して不純物を除去した後、各圧電性基板上に、上述した方法と同様のスパッタリング法によってTiNバッファ層及びアルミニウム電極膜を順次積層した。なお、アルミニウム電極膜成膜用のターゲット材には、純度99.999%の純アルミニウムを用いた。 The inventors also measured the specific resistance value of the aluminum electrode film with respect to the crystallinity of the aluminum electrode film in which Cu is not segregated by the same method as in Example 1, and based on the measurement result. evaluated. That is, a plurality of 39 ° rotated Y-cut lithium tantalate substrates are prepared as piezoelectric substrates, the surface of the piezoelectric substrate is washed with water to remove impurities, and the same method as described above is applied to each piezoelectric substrate. A TiN buffer layer and an aluminum electrode film were sequentially laminated by the sputtering method. Note that pure aluminum having a purity of 99.999% was used as a target material for forming an aluminum electrode film.
図7(a)は、アルミニウム電極膜の膜厚が375nm近傍における、アルミニウム電極膜の結晶性と抵抗率(すなわち、比抵抗値)との関係を示したグラフである。このグラフにおいて、黒塗丸印は、単結晶であると確認された試料のデータであり、黒塗四角印は、単結晶ではないと確認された試料のデータである。このグラフからわかるように、単結晶の試料と単結晶ではない試料との比抵抗値は、2.98μΩcmを中心に隔てられており、単結晶試料の比抵抗値の方が単結晶ではない試料の比抵抗値より高くなっている。 FIG. 7A is a graph showing the relationship between the crystallinity of the aluminum electrode film and the resistivity (that is, the specific resistance value) when the film thickness of the aluminum electrode film is around 375 nm. In this graph, black circles are data of a sample confirmed to be a single crystal, and black squares are data of a sample confirmed not to be a single crystal. As can be seen from this graph, the specific resistance value between the single crystal sample and the non-single crystal sample is separated around 2.98 μΩcm, and the specific resistance value of the single crystal sample is not a single crystal sample. The specific resistance value is higher.
図7(b)は、アルミニウム電極膜の膜厚が250nm近傍における、アルミニウム電極膜の結晶性と抵抗率との関係を示したグラフである。このグラフにおいて、黒塗丸印は、単結晶であると確認された試料のデータであり、黒塗四角印は、単結晶ではないと確認された試料のデータである。このグラフからわかるように、単結晶の試料と単結晶ではない試料との比抵抗値は、3.10μΩcmを中心に隔てられており、単結晶試料の比抵抗値の方が単結晶ではない試料の比抵抗値より高くなっている。 FIG. 7B is a graph showing the relationship between the crystallinity of the aluminum electrode film and the resistivity when the film thickness of the aluminum electrode film is around 250 nm. In this graph, black circles are data of a sample confirmed to be a single crystal, and black squares are data of a sample confirmed not to be a single crystal. As can be seen from this graph, the specific resistance value between the single crystal sample and the non-single crystal sample is separated from the center of 3.10 μΩcm, and the specific resistance value of the single crystal sample is not a single crystal sample. The specific resistance value is higher.
図7(c)は、アルミニウム電極膜の膜厚が150nm近傍における、アルミニウム電極膜の結晶性と抵抗率との関係を示したグラフである。このグラフにおいて、黒塗丸印は、単結晶であると確認された試料のデータであり、黒塗四角印は、単結晶ではないと確認された試料のデータである。このグラフからわかるように、単結晶の試料と単結晶ではない試料との比抵抗値は、3.20μΩcmを中心に隔てられており、単結晶試料の比抵抗値の方が単結晶ではない試料の比抵抗値より高くなっている。 FIG. 7C is a graph showing the relationship between the crystallinity of the aluminum electrode film and the resistivity when the film thickness of the aluminum electrode film is around 150 nm. In this graph, black circles are data of a sample confirmed to be a single crystal, and black squares are data of a sample confirmed not to be a single crystal. As can be seen from this graph, the specific resistance value between the single crystal sample and the non-single crystal sample is separated from the center of 3.20 μΩcm, and the specific resistance value of the single crystal sample is not a single crystal sample. The specific resistance value is higher.
以上で説明した実施例2により、発明者らは、アルミニウム電極膜にCuが偏析していない場合であっても、アルミニウム電極膜が単結晶である試料とアルミニウム電極膜が単結晶ではない試料とは、ある基準値を中心にその比抵抗値が隔てられ、アルミニウム電極膜が単結晶である試料の比抵抗値の方がアルミニウム電極膜が単結晶でない試料の比抵抗値より高くなるとの知見を得た。すなわち、Cuが偏析していないアルミニウム電極膜の比抵抗値を測定することでも、手間や時間を要し且つ高価な装置を要する従来の評価方法に比べて、簡単にアルミニウム電極膜の結晶性を評価することができる。 According to Example 2 described above, the inventors have obtained a sample in which the aluminum electrode film is a single crystal and a sample in which the aluminum electrode film is not a single crystal, even when Cu is not segregated in the aluminum electrode film. Is that the resistivity value is separated around a certain reference value, and the resistivity value of the sample whose aluminum electrode film is single crystal is higher than the resistivity value of the sample whose aluminum electrode film is not single crystal. Obtained. In other words, even when measuring the specific resistance value of an aluminum electrode film in which Cu is not segregated, the crystallinity of the aluminum electrode film can be easily improved as compared with the conventional evaluation method that requires labor and time and requires an expensive apparatus. Can be evaluated.
次に、上述した実施例1及び実施例2の両方の実験結果について、図8を参照しつつ説明する。図8は、実施例1における各膜厚の中央値とその比抵抗の基準値との関係及び実施例2における各膜厚の中央値とその比抵抗の基準値との関係とを示したグラフである。このグラフではアルミニウム電極膜の膜厚(nm)を横軸に、比抵抗値(μΩcm)を縦軸に示している。また、このグラフおいて、黒塗菱印は実施例1に係るデータであり、黒塗四角印は実施例2に係るデータである。 Next, the experimental results of both Example 1 and Example 2 will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a graph showing the relationship between the median value of each film thickness and the reference value of the specific resistance in Example 1 and the relationship between the median value of each film thickness and the reference value of the specific resistance in Example 2. It is. In this graph, the thickness (nm) of the aluminum electrode film is shown on the horizontal axis, and the specific resistance value (μΩcm) is shown on the vertical axis. In this graph, the black diamonds are data according to Example 1, and the black squares are data according to Example 2.
この図8のグラフから、実施例1及び実施例2に係るデータはいずれも、直線的に減少していることがわかる。また図8のグラフから、アルミニウム電極膜の膜厚を変えて実施例1及び実施例2に係るデータの数を増加させた場合でも、少なくとも表面弾性波素子に採用される一般的なアルミニウム電極膜の厚さである100nm以上500nm以下の範囲においてはやはり直線的に並ぶものと推測される。そこで、実施例1のデータを直線近似したところ、膜厚をd(nm)、比抵抗値をr(μΩcm)とすると、
r=−0.000984d+3.649 ・・・(1)
となった。すなわち、実施例1においては、アルミニウム電極膜の比抵抗値が上記式(1)で求められるrよりも大きい場合、そのアルミニウム電極膜は単結晶となっていると評価することができる。
From the graph of FIG. 8, it can be seen that both the data according to Example 1 and Example 2 decrease linearly. Further, from the graph of FIG. 8, even when the number of data according to Example 1 and Example 2 is increased by changing the film thickness of the aluminum electrode film, at least a general aluminum electrode film employed in the surface acoustic wave device In the range of 100 nm or more and 500 nm or less which is the thickness of the film, it is presumed that they are also linearly arranged. Therefore, when the data of Example 1 was linearly approximated, assuming that the film thickness was d (nm) and the specific resistance value was r (μΩcm),
r = −0.000984d + 3.649 (1)
It became. That is, in Example 1, when the specific resistance value of an aluminum electrode film is larger than r calculated | required by said Formula (1), it can be evaluated that the aluminum electrode film is a single crystal.
一方、実施例2のデータを直線近似したところ、膜厚をd(nm)、比抵抗値をr(μΩcm)とすると、
r=−0.000984d+3.349 ・・・(2)
となった。すなわち、実施例2においては、アルミニウム電極膜の比抵抗値が上記式(2)で求められるrよりも大きい場合、そのアルミニウム電極膜は単結晶となっていると評価することができる。
On the other hand, when the data of Example 2 was linearly approximated, assuming that the film thickness was d (nm) and the specific resistance value was r (μΩcm),
r = −0.000984d + 3.349 (2)
It became. That is, in Example 2, when the specific resistance value of the aluminum electrode film is larger than r obtained by the above formula (2), it can be evaluated that the aluminum electrode film is a single crystal.
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。すなわち、上述した例では、アルミニウム電極膜の抵抗値がある基準値よりも大きい場合に単結晶であると評価したが、アルミニウム電極膜の表面の面方位によっては、アルミニウム電極膜の抵抗値がある基準値よりも小さい場合に単結晶であると評価される場合もある。このような違いは、上述した実施例1や実施例2と同様又は同等の方法により、所望の面方位について単結晶評価の種々の要素(基準値や膜厚など)を調べ、評価の方法を適宜変更すればよい。 The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible. That is, in the above-described example, when the resistance value of the aluminum electrode film is larger than a reference value, it is evaluated as a single crystal. However, depending on the surface orientation of the surface of the aluminum electrode film, there is a resistance value of the aluminum electrode film. When it is smaller than the reference value, it may be evaluated as a single crystal. Such differences are determined by investigating various elements (e.g., reference values and film thicknesses) of single crystal evaluation with respect to a desired plane orientation by the same or equivalent method as in Example 1 or Example 2 described above. What is necessary is just to change suitably.
また、実施例1及び実施例2においては、TiNバッファ層の膜厚として4nmを選択したが、この膜厚を2〜6nmの範囲で変化させても、上述した評価方法を変更することなく結晶性を評価することができた。さらに、圧電性基板として39°回転Yカットタンタル酸リチウムを使用した例について説明したが、例えば、38〜44°回転Yカットタンタル酸リチウムであれば、同様の評価方法によりアルミニウム電極膜の結晶性を評価することができる。 In Example 1 and Example 2, 4 nm was selected as the film thickness of the TiN buffer layer. However, even if this film thickness is changed in the range of 2 to 6 nm, the above-described evaluation method is not changed. The sex could be evaluated. Furthermore, although the example which used 39 degree rotation Y cut lithium tantalate as a piezoelectric substrate was demonstrated, for example, if it is 38-44 degree rotation Y cut lithium tantalate, crystallinity of an aluminum electrode film will be carried out by the same evaluation method. Can be evaluated.
10…表面弾性波装置、12…表面弾性波素子、14…実装基板、18…入出力電極、
20…嵩上げ電極、22…パッド電極、24…金メッキ電極、26…バンプ、28…圧電性基板、30…バッファ層、32…櫛形電極、34…アルミニウム電極膜。
DESCRIPTION OF
20 ... Raised electrode, 22 ... Pad electrode, 24 ... Gold-plated electrode, 26 ... Bump, 28 ... Piezoelectric substrate, 30 ... Buffer layer, 32 ... Comb electrode, 34 ... Aluminum electrode film.
Claims (10)
前記比抵抗値の測定によって単結晶であると評価された前記アルミニウム電極膜をパターニングして、櫛形電極を形成するステップとを有し、
前記アルミニウム電極膜を構成するアルミニウムが単結晶であるか否かを評価する際、前記比抵抗値が基準値以上である場合に、前記アルミニウム電極膜を構成するアルミニウムが単結晶であると評価する、表面弾性波素子の製造方法。 The resistivity value of the aluminum electrode film formed on the piezoelectric substrate so that the surface orientation is the (311) plane is measured, and it is determined whether or not the aluminum constituting the aluminum electrode film is a single crystal. An evaluation step;
Patterning the aluminum electrode film was evaluated as a single crystal by the measurement of the resistivity, have a forming a comb-shaped electrode,
When evaluating whether or not the aluminum constituting the aluminum electrode film is a single crystal, if the specific resistance value is equal to or higher than a reference value, the aluminum constituting the aluminum electrode film is evaluated as a single crystal. A method for manufacturing a surface acoustic wave device.
r=−0.000984d+3.349 ・・・(1)
を満たす、請求項1に記載の表面弾性波素子の製造方法。 When the film thickness of the aluminum electrode film is d (nm), the reference value r (μΩcm) of the specific resistance value of the aluminum electrode film is expressed by the following formula (1)
r = −0.000984d + 3.349 (1)
The method for manufacturing a surface acoustic wave device according to claim 1 , wherein:
r=−0.000984d+3.649 ・・・(2)
を満たす、請求項1に記載の表面弾性波素子の製造方法。 Cu is segregated in the aluminum constituting the aluminum electrode film, and when the film thickness of the aluminum electrode film is d (nm), the reference value r (μΩcm) of the specific resistance value of the aluminum electrode film is: Following formula (2)
r = −0.000984d + 3.649 (2)
The method for manufacturing a surface acoustic wave device according to claim 1 , wherein:
その際、前記比抵抗値が基準値以上である場合に、前記アルミニウム電極膜を構成するアルミニウムが単結晶であると評価する、電極膜の評価方法。 The resistivity value of the aluminum electrode film formed on the piezoelectric substrate so that the surface orientation is the (311) plane is measured, and it is determined whether or not the aluminum constituting the aluminum electrode film is a single crystal. Evaluate and
In that case, when the said specific resistance value is more than a reference value, the aluminum which comprises the said aluminum electrode film is evaluated as a single crystal, The evaluation method of an electrode film.
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