JP4225081B2 - 電子部品の製造方法、電子部品及び弾性表面波フィルタ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、α相タングステンからなる電極膜を備えた電子部品の製造方法、電子部品及び弾性表面波フィルタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、弾性表面波装置などの電子部品の電極膜では、低抵抗であることが求められる。また、例えば弾性表面波装置のインターデジタルトランスデューサ電極や反射器電極では、低抵抗であるだけでなく、高い膜硬度が要求される。さらに、成膜に際して基板の反りを生じさせない低応力の電極膜が求められている。
【０００３】
タングステン膜は、比抵抗がバルクで５μΩ・ｃｍ程度と低く、膜硬度が金属の中でもかなり大きい。従って、弾性表面波装置の電極膜としてタングステン電極を用いれば、挿入損失の低減を図ることができる。しかしながら、タングステンでは、成膜時の圧力により、膜応力すなわち基板に与える反りや比抵抗の変化が大きいことが知られている。
【０００４】
下記の特許文献１には、基板にバイアス電圧を印加してスパッタリングすることによりタングステン膜からなる電極膜を形成する方法が開示されている。ここでは、バイアス電圧を基板に印加することにより、比抵抗の上昇を抑制しつつ、膜応力を制御することができるとされている。そして、バイアス電圧Ｖと、ターゲット−基板間距離ＴＳと、成膜応力Ｐとを制御することにより、１１μΩｃｍ以下の低比抵抗であり、かつ１ＧＰａ以下の低応力のタングステン膜が形成されるとされている。
【０００５】
他方、下記の特許文献２には、Ａｒ及びキセノンＸｅの混合ガスを用いたスパッタリング法によりタングステン膜を形成する方法が開示されている。ここでは、スパッタリングガスとしてＸｅガスを用いた場合のタングステンの膜応力と、Ａｒガスを用いたときの膜応力が異なることが利用されている。Ｘｅと、Ａｒとの混合比を、０．１≦Ａｒ／（Ａｒ＋Ｘｅ）≦０．４の範囲とすることにより、低抵抗でかつ低応力のタングステン膜が形成されると記載されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平５−９７２１号公報
【特許文献２】
特開平５−２６３２２６号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に記載のバイアススパッタ法では、基板にバイアス電圧を印加しなければならなかった。従って、装置が複雑となり、設計の自由度が小さくなるという問題があった。また、通常のスパッタリング装置を用いて成膜を行うことができなかった。
【０００８】
特許文献２に記載の混合ガスを用いたスパッタリング法では、スパッタリングガスが高価であり、成膜コストが高くつかざるを得なかった。
本発明の目的は、上述した従来技術の欠点を解消し、複雑かつ高価な装置を必要とすることなく、また高価なスパッタリングガスを必要とせず、低抵抗でかつ高い膜硬度を有し、さらに膜応力が小さい、α相タングステン膜を電極膜として基板上に形成することができ、電子部品の製造方法、電子部品及び弾性表面波フィルタを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る製造方法の広い局面によれば、基板上に、α相タングステンからなる電極膜を１００℃〜３００℃の基板温度でスパッタリング法により形成する電極膜形成工程と、前記電極膜を所望の形状に加工する工程と、前記電極膜を熱処理する工程とを備える電子部品の製造方法が提供される。
【００１０】
本発明のある特定の局面では、前記電極膜を形成する工程が、２×１０-4Ｐａよりも高い真空度、すなわち２×１０-4Ｐａより低い圧力下で行われ、それによって、より一層低比抵抗のα相タングステン膜が得られる。
【００１１】
本発明の他の特定の局面では、前記熱処理工程が、１００℃〜４００℃の範囲で行われ、それによって、より一層低比抵抗かつ膜応力がより小さく、基板の反りを確実に抑制し得るα相タングステン膜を形成することができる。
【００１２】
本発明に係る製造方法の別の特定の局面では、前記電極膜形成工程において、α相タングステンからなる電極膜の形成に先立ち、少なくとも１層の他の金属材料からなる電極膜が形成され、次にα相タングステン膜からなる電極膜が形成される。従って、少なくとも１層の他の金属材料からなる電極膜を構成する金属材料として基板に対する密着性が優れたものを用いることにより、該電極膜とα相をタングステン膜からなる電極膜との積層構造を有する電極膜の基板に対する密着性を高めることができる。
【００１３】
本発明に係る製造方法のさらに他の特定の局面では、前記電極膜形成工程において、α相タングステン膜からなる電極膜が形成された後、少なくとも１層の他の金属からなる電極膜がα相タングステン膜上に形成される。従って、上記少なくとも１層の他の金属からなる電極膜として導電性に優れた金属材料からなるもの等を用いることにより、該電極膜とα相タングステン膜からなる電極膜との積層構造を有する電極膜の導電性などの特性を高めたりすることができる。
【００１４】
本発明に係る製造方法の別の特定の局面では、前記熱処理工程が、前記電極膜を所望の形状に加工する工程の前に行われる。従って、電極膜の形成に続いて熱処理を同じスパッタリング装置内で容易に行うことができる。
【００１５】
本発明に係る製造方法のさらに他の特定の局面では、前記電極膜を熱処理する工程が、前記電極膜を所望の形状に加工する工程の後に行われる。従って、電極膜が所望の形状とされた後に熱処理が行われるので、熱処理に際して膜応力を軽減することができ、基板の反りをより効果的に抑制することができる。
【００１６】
本発明に係る製造方法のさらに他の特定の局面では、前記基板として、圧電基板が用いられ、前記電子部品として弾性表面波装置が製造される。従って、本発明に係る電子部品として、低比抵抗でありかつ膜応力が小さな電極膜を有する弾性表面波装置を得ることができる。
【００１７】
本発明に係る電子部品は、基板と、基板上に直接または間接に形成されており、比抵抗が１５μΩｃｍ以下であり、かつ反りが１２０μｍ以下であるα相タングステン膜からなる電極膜とを備えることを特徴とする。
【００１８】
本発明に係る電子部品のある特定の局面では、前記α相タングステン膜からなる電極膜の前記基板側及び／または基板とは反対側の面に積層形成された少なくとも１層のα相タングステン以外の金属材料からなる電極膜をさらに備える。従って、α相タングステンからなる電極膜の上下に積層される他の金属材料からなる電極膜の材料を選定することにより、基板に対する積層金属膜からなる電極膜の密着性を高めたり、導電性を高めたりすることができる。
【００１９】
本発明に係る電子部品さらに他の特定の局面では、前記基板が圧電基板であり、前記電極膜により形成される少なくとも１つのインターデジタル電極を備え、前記電子部品として弾性表面波装置が構成されており、本発明に従って低比抵抗でありかつ各応力が小さく、基板の反りが生じ難い、弾性表面波装置を提供することができる。
【００２０】
本発明の他の広い局面によれば、圧電基板と前記圧電基板上に形成されており、かつα相タングステンからなる電極膜とを備える弾性表面波フィルタが提供される。このα相タングステンからなる電極膜は、本発明の電子部品の製造方法に従って構成される。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。
本発明に係る電子部品の製造方法では、図１に模式的に示すように、まずα相タングステンからなる電極膜が基板上に直接または間接に形成される。この場合、α相タングステンからなる電極膜の形成は、基板温度を１００〜３００℃の範囲としてスパッタリングにより行われる。
【００２２】
スパッタリングの装置については特に限定されず、平行平板型あるいはプラネタリ型スパッタリング装置を用いることができる。
スパッタリングに際しては、成膜中に所定の基板温度及び所望の到達真空度となるようにして、α相タングステンからなる電極膜が形成される。ターゲットとしては、タングステン単体が用いられる。また、スパッタリングガスとしては、Ａｒガスのみを用いることができる。もっとも、スパッタリングガスについては、Ａｒガス以外にＮｅ、Ｋｒ、Ｎ2ガスなどを用いてもよい。いずれにしても、スパッタリングガスの混合及び高価なスパッタリングガスの使用を避けることができるため、安価に電極膜を形成することができる。
【００２３】
α相タングステンからなる電極膜の形成に際しては、基板温度は１００〜３００℃とされる。これは、後述の実験例から明らかなように、１００〜３００℃の範囲とすることにより、低応力のα相タングステンからなる電極膜を形成することができるからである。
【００２４】
上記真空度は、好ましくは２×１０-4Ｐａよりも高い真空度とされる。到達真空度が２×１０-4Ｐａよりも低い場合には、十分に低抵抗かつ低応力のα相タングステン膜からなる電極膜を形成することが困難となることがある。
【００２５】
また、上記基板としては、特に限定されず、α相タングステン膜からなる電極膜が形成される様々な電子部品に応じて、適宜の材料からなる基板を用いることができる。例えば、弾性表面波装置を得る場合には、上記基板として、水晶などの圧電単結晶あるいはチタン酸ジルコン酸鉛系セラミックスのような圧電セラミックスからなる圧電基板が用いられる。圧電基板上にＺｎＯ薄膜などの圧電薄膜を形成してなる圧電基板を用いてもよく、あるいは絶縁基板上に圧電薄膜を形成してなる圧電基板を用いてもよい。
【００２６】
Ａｒガスをスパッタリングガスとして用いた場合、そのガス圧の制御は、ガス圧制御バルブやガス流量制御装置を用いて、１．０〜２．０Ｐａの範囲になるように制御すればよい。図１３に示すように、前述ガス圧範囲であれば、基板加熱温度２００℃で反り量±１２０μｍ以内に抑えることができる。
【００２７】
上記のようにして、スパッタリングに際しての雰囲気及び基板温度を制御した後、ターゲットにＤＣ電力を１００〜２００Ｗ印加することにより、Ａｒイオンが生成され、ターゲットがスパッタリングされ、タングステン粒子が基板上に堆積され、α相タングステン膜からなる電極膜が形成される。
【００２８】
なお、上記ＤＣ電力の大きさは、ターゲットの寸法によって適宜変更すればよい。ターゲットの寸法が１０．１６ｃｍ径程度の円板である場合には、上記のように１００〜２００Ｗ程度の電力を印加すればよい。
【００２９】
上記のようにして、電極膜形成工程が行われるが、その後、電極膜の形状加工工程または電極膜の熱処理工程が行われる。電極膜の形状加工工程は、電極膜の熱処理工程前または後のいずれに行われてもよい。
【００３０】
電極膜加工前に熱処理を行った場合には、基板の反りが大きくなり、膜応力が大きく剥がれる恐れがある。これに対して、電極膜加工後に熱処理を施した場合には、電極膜が所望の形状とされた後であるため、膜応力を軽減でき、基板の反りをより効果的に抑制することができる。従って、好ましくは、電極加工後に熱処理工程を施すことが望ましい。
【００３１】
好ましくは、スパッタリング装置内において、電極膜を形成した後、大気開放することなく、熱処理が行われる。この熱処理は、所定温度で数時間維持することにより行われ得る。所定温度とは、好ましくは、１００〜４００℃の温度であり、後述の実験例から明らかなように、この温度範囲で熱処理を行うことにより、低応力かつ低抵抗のα相タングステン膜からなる電極膜が形成され得る。
【００３２】
なお、上記熱処理は、スパッタリングガスから電極膜が形成された基板を取り出した後、多数の基板を一度に熱処理し得る熱処理装置を用いて行ってもよい。この場合の熱処理の雰囲気については特に限定されず、真空または不活性ガスからなる雰囲気が用いられる。
【００３３】
電極膜の形状加工工程は、フォトリソグラフィ−エッチングなどの適宜の方法で行われ得る。この電極膜の形状加工工程により、例えば弾性表面波装置のインターデジタルトランスデューサ用電極などの所望の形状の電極が形成される。
【００３４】
なお、上記電極膜形成工程においては、基板上にα相タングステン膜からなる電極膜のみを形成してもよく、あるいはα相タングステン膜からなる電極膜の上方及び／また下方に、他の金属からなる少なくとも一層の電極膜を形成してもよい。このように、α相タングステン膜からなる電極膜と他の金属膜からなる電極膜とを積層することにより、他の金属膜の導電性や基板に対する密着性を利用して、より低抵抗及び／または基板に対する密着力に優れた電極膜を形成することができる。
【００３５】
次に、具体的な実験例につき説明する。
（実験例１）
図２に示したスパッタリング装置を用い、水晶基板上に、下記のスパッタリング条件でα相タングステン電極膜を形成した。図２において、スパッタリング装置１は、スパッタ室２を有する。スパッタ室２内は、図示しない吸引源により排気され、所望の到達真空度になるように構成されている。スパッタ室２内においては、陽極３と対向するようにターゲット４が配置されている。陽極３のターゲット側の面に基板５が積層されている。
【００３６】
なお６はシャッターを示し、７はＤＣ源を示す。また、スパッタガスは、ガス流入口８からスパッタ室２に導入され、排気口９から排出されるように構成されている。
【００３７】
ターゲット：タングステン単体、直径１０．１６ｃｍ
基板温度：２００℃
スパッタリングガス：Ａｒガス、１．１Ｐａ
印加電力：ＤＣ１００Ｗ
到達真空度：６．８×１０-5Ｐａ
得られたタングステンからなる電極膜の結晶性をＸＲＤ（Ｘ線回折法）により測定した。結果を図３に示す。また、比較のために、基板を加熱することなく、他は上記と同じ条件でタングステン膜を形成した。この比較例におけるタングステン膜のＸＲＤスペクトルを図４に示す。
【００３８】
図４から明らかなように、基板を加熱することなく成膜したときに得られたＸＲＤスペクトルでは、強度の大きなピークがβ相タングステン（２００）であり、ほとんどβ相タングステンであることがわかる。また、この比較のために成膜したタングステン膜では、比抵抗は１５７０μΩｃｍと、非常に高かった。さらに、得られたタングステン膜に亀裂が生じていた。
【００３９】
これに対して、基板温度を２００℃に加熱することにより得られたタングステン膜では、図３から明らかなように、強度の大きなピークがα相タングステン（１１０）であり、α相タングステン膜が形成されていることがわかる。また、このα相タングステンからなる電極膜では、比抵抗は１４．１μΩｃｍと低かった。また、得られた電極膜に亀裂は認めれなかった。
【００４０】
従って、成膜に際し、基板温度を２００℃とすることにより、基板を加熱しなかった場合に比べて、亀裂を生じさせることなく、低抵抗のα相タングステン膜を形成し得ることがわかる。
【００４１】
（実験例２）
次に、上記実験例１を同様の方法で、但し成膜に際しての基板温度を種々変更し、さらに成膜後にスパッタリング装置１内において、３００℃で約３時間１×１０-5Ｐａの真空度下に維持することにより熱処理工程を実施した。このようにして得られた各タングステン膜のＸＲＤスペクトルにおけるα相タングステンであることを示す（１１０）ピークの強度と、比抵抗とを求めた。結果を図５及び図６に示す。なお、図５では、成膜に際してのＡｒガスの圧力は、実験例１と同様に１．１Ｐａとし、図６では、１．５Ｐａとした結果を示す。
【００４２】
図５及び図６において、□がα相であることを示すピーク強度であり、×がβ相を示す（２００）ピークの強度を示し、〇が比抵抗の結果を示す。
図６から明らかなように、成膜に際してのＡｒガス圧力が１．５Ｐａの場合には、基板温度すなわち成膜温度が２３℃（常温）の場合には、α相が主体であるものの、抵抗の高いβ相が生じているため、比抵抗が２４μΩｃｍと高かった。これに対して、１００℃以上の基板温度で成膜した場合には、Ａｒガスの圧力が１．１Ｐａ及び１．５Ｐａのいずれであっても、安定なα相タングステン膜が形成されていることがわかる。すなわち、図５のＡｒガス圧１．１Ｐａとして成膜温度を１００℃以上とすることにより、比抵抗が１５μΩｃｍ以下の非常に低いα相タングステン膜を形成し得ることがわかる。
【００４３】
また、実験例２の図５に示した結果の場合、すなわちＡｒガス圧が１．１Ｐａ及び３００℃で熱処理が行われて形成されたタングステン膜における反りを測定した。この反り量及び比抵抗と成膜温度との関係を図７に示す。なお、図７における比抵抗の図５の目盛よりも拡大されていることを指摘しておく。
【００４４】
図７から明らかなように、成膜温度が高くなるにつれて、比抵抗が低下し、他方、α相タングステン膜の反り量は成膜温度が高くなるにつれて大きくなることがわかる。３００℃の成膜温度では、反り量は１２４μｍとなり、この反り量を越えると、例えば基板に対する電極膜の密着性が損なわれたり、所望とする電気的特性を得られないことがある。従って、基板の反り量の成膜温度による上昇を考慮すると、低比抵抗かつ低応力のα相タングステン膜からなる電極膜を形成するには、基板温度は３００℃以下であることが必要であることがわかる。
【００４５】
すなわち、実験例１及び２から、基板温度を１００℃〜３００℃の範囲とすることにより、低応力で反りが少なく、低比抵抗のα相タングステンからなる電極膜を形成し得ることがわかる。
【００４６】
（実験例３）
印加したＤＣ電力を１００Ｗ、Ａｒガスの圧力を１．１Ｐａ、成膜温度を２００℃とし、到達真空度を種々異ならせたことを除いては、実験例１と同様にしてタングステン膜を成膜した。このようにして得られたタングステン膜の比抵抗を測定した。到達真空度と比抵抗との関係を図８に〇でプロットして示す。
【００４７】
図８から明らかなように、到達真空度が低下すると比抵抗が高くなり、２．５×１０-4Ｐａ以上の真空度では、比抵抗が１５μΩｃｍより高くなることがわかる。従って、安定して比抵抗１５μΩｃｍ以下にするには、到達真空度を２．０×１０-4Ｐａよりも低くすればよいことがわかる。２．０×１０-5Ｐａまで真空度を高めると、比抵抗が１１μΩｃｍと低くなり、１０μΩｃｍに近い低比抵抗のタングステン膜を得ることができる。
【００４８】
（実験例４）
実験例３と同様にして種々の到達真空度でスパッタリングによりタングステン膜を形成した後、大気開放することなく３５０℃の温度で約３時間減圧下で熱処理した。このようにして熱処理が施された各タングステン膜について、実験例３と同様に比抵抗を求め、到達真空度と比抵抗との関係を求めた。結果を図８に×でプロットして示す。
【００４９】
図８から明らかなように、熱処理を行った場合においても、上記到達真空度が低くなるにつれて比抵抗が高くなることがわかる。また、熱処理を施すことにより、熱処理を行わなかった実験例３の場合と比べて、いずれの到達真空度においても比抵抗を低くし得ることがわかる。
【００５０】
（実験例５）
次に、実験例４と同様にして、但し成膜温度を２００℃とし、熱処理温度を種々変更してタングステン膜を成膜した。このようにして得られたタングステン膜の熱処理温度と、反り量及び比抵抗との関係を図９に示す。図９において、×が反り量、〇が比抵抗を示す。
【００５１】
図９から明らかなように、熱処理温度が高くなるにつれて、比抵抗が小さくなり、熱処理温度が４００℃の場合でも、反りは１００μｍ以下と小さいことがわかる。また、熱処理温度が５００℃になると、比抵抗が逆に高くなり、反り量が１００μｍ以上となることがわかる。
【００５２】
図９より、熱処理温度を２００℃〜４００℃の範囲とすれば、低応力で低比抵抗のタングステンからなる電極膜を形成し得ることがわかる。好ましくは、３００〜４００℃の範囲で熱処理を行えば、反り量を１００μｍ以下とし、かつ比抵抗を１３μΩｃｍ以下と非常に小さくし得ることがわかる。
【００５３】
図９の結果は、成膜温度が２００℃の場合であるが、成膜温度が１００℃の場合には、熱処理温度も成膜温度と同じ１００℃とすることを考慮し、熱処理温度範囲は１００〜４００℃の範囲とすればよく、それによって成膜温度が２００℃の上記実験例の場合と同様に、十分小さな比抵抗及び反り量を実現することができる。
【００５４】
上述してきた実験例では、基板上にα相タングステンからなる電極膜が形成されていたが、本発明においては、α相タングステンからなる電極膜の上方及び／または下方に少なくとも１層の他の金属からなる電極膜が形成されていてもよい。図１０はこのような変形例を示す部分切欠断面図である。
【００５５】
基板２１上に、α相タングステンからなる電極膜２２を形成する前に、同じスパッタリング装置内で、電極膜２３がまず基板２１上に成膜される。電極膜２３としては、Ｔｉ、ＡｌまたはＣｒＮｉ合金などからなる電極膜を用いることができ、それによって基板２１に対する電極膜２３の密着性が高められる。しかる後、上記実験例と同様にして、電極膜２３上に、α相タングステンからなる電極膜２２が形成される。
【００５６】
次に、α相タングステンからなる電極膜２２上に、電極膜２４が同じスパッタリング装置内で形成される。電極膜２４は、ＡｕやＡｌなどの導電性に優れた材料により構成され得る。
【００５７】
図１０に示した変形例では、電極膜２２の下方に形成された電極膜２１がＡｌ、ＴｉまたはＣｒＮｉ合金からなるため、積層構造の電極膜の基板２１に対する密着性が高められ、かつ電極膜２４がＡｕやＡｌからなるため、導電性が高められる。
【００５８】
このように、本発明に係る電子部品では、α相タングステンからなる電極膜の上方及び下方に、α相タングステン以外の金属からなる電極膜を積層することにより、導電性や基板に対する密着性を高めることができる。
【００５９】
なお、図１０では、電極膜２２の上方及び下方にそれぞれ１層の電極膜２３，２４が形成されていたが、タングステン以外の金属からなる電極膜は、電極膜２２の上方及び下方において、複数層形成されていてもよい。また、電極膜２２の上方または下方の一方にのみ他の金属材料からなる電極膜が形成されていてもよい。
【００６０】
また、図１０に示した変形例では、電極膜２３がＴｉ、ＡｌまたはＣｒＮｉ合金により構成されていたが、他の金属を用いてもよい。さらに、電極膜２４についても、ＡｕやＡｌだけでなく、Ａｇなどのα相タングステンよりも比抵抗が小さい他の金属や合金を用いてもよい。
【００６１】
α相タングステンからなる電極膜２２は、基板に対する密着強度が十分に高くはない。従って、電極膜２２の反り量が大きくなると、電極膜が剥離する恐れがある。これに対して、本変形例のように、密着強度がα相タングステンに比べて良好な電極膜２３を用いることにより、上記膜剥がれを確実に防止することができる。
【００６２】
図１１は、本発明の電子部品の製造方法で製造される電子部品の一例を示す模式的平面図である。ここでは、電子部品としての弾性表面波フィルタ３１が示されている。弾性表面波フィルタ３１は、水晶基板からなる圧電基板３２上に、ＩＤＴ電極３３，３４及び反射器電極３５，３６を形成した構造を有する。本発明に従って、圧電基板３２上に、まずα相タングステンからなる電極膜をスパッタリングにより全面に形成した後、図示のＩＤＴ電極３３，３４及び反射器電極３５，３６を反応性イオンエッチングなどにより加工することにより形成する。しかる後、本発明に従って上記熱処理を施すことにより、図１１に示した弾性表面波装置３１を得ることができる。従って、α相タングステン膜からなる電極を本発明に従って、高価なスパッタリングガスを用いることなく、複雑な装置を用いることなく製造でき、しかも低抵抗でありかつ膜硬度の大きな電極構造を有する弾性表面波装置３１を得ることができる。
【００６３】
なお、上記圧電基板としては、水晶基板以外の圧電基板材料を用いることができる。例えば、ＬｉＴａＯ3基板やＬｉＮｂＯ3基板を上記圧電基板として用いた場合においても、同様の特性を得ることができる。
【００６４】
図１２はこのようにして得られた弾性表面波装置の減衰量周波数特性及び群遅延時間周波数特性を示す図である。
なお、本発明は、弾性表面波装置に限らず、α相タングステンからなる電極膜を有する電子部品の製造方法に一般に適用することができ、本発明における電子部品は弾性表面波装置に限定されるものではない。
【００６５】
【発明の効果】
本発明に係る電子部品の製造方法では、基板上に、１００〜３００℃基板温度でスパッタリング法によりα相タングステンからなる電極膜が形成され電極膜形成工程と、電極膜を所望の形状に加工する工程と、電極膜を熱処理する工程とを備えるため、スパッタリングに際して複雑な装置を必要とすることなく、上記基板温度範囲を制御するだけで、高価なガスを用いることもなく、比抵抗が小さくかつ膜硬度の大きなα相タングステンからなる電極膜を安価に形成することができる。従って、電子部品のコストを効果的に低減することが所望となるとともに、低抵抗でありかつ膜硬度の高い、しかも反りの少ないα相タングステンからなる電極膜を有する電子部品を提供することが可能となる。
【００６６】
本発明の電子部品では、基板上にα相タングステン膜からなる電極膜が直接または間接に形成されており、該α相タングステン膜からなる電極膜の比抵抗が１５μΩｃｍ以下であり、反りが１２０μｍ以下であるため、硬度の高いα相タングステン膜を用いた電極膜であって、抵抗が小さくかつ反りが小さいため、 からの剥がれが生じ難い、電極膜を備えた電子部品を提供することができる。
【００６７】
本発明に係る弾性表面波フィルタでは、基板上にα相タングステンからなる電極膜が形成されている。この電極膜は、本発明に係る製造方法に従って形成され得る。従って、比抵抗が小さくかつ膜硬度の大きなα相タングステンからなる電極膜を安価に形成し得るため、低抵抗であり、かつ膜硬度の高い、しかも反りの少ないα相タングステンからなる電極膜を備えた弾性表面波フィルタを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の製造方法を説明するための略図的工程図。
【図２】本発明で用いられるスパッタリング装置の一例を示す概略構成図。
【図３】実験例１において成膜されたα相タングステン膜のＸＲＤスペクトルを示す図。
【図４】実験例１において比較のために成膜された比較例のタングステン膜のＸＲＤスペクトルを示す図。
【図５】実験例２において、成膜温度と、ＸＲＤスペクトルにおけるα相タングステンに基づくピーク強度及び比抵抗との関係を示す図。
【図６】実験例２において、成膜温度と、ＸＲＤスペクトルにおけるα相タングステンに基づくピーク強度及び比抵抗との関係を示す図。
【図７】実験例２において、成膜温度を変化させた場合のα相タングステン膜の反り量と比抵抗との変化を示す図。
【図８】実験例３，４において得られたタングステン膜の、成膜に際しての到達真空度と比抵抗との関係を示す図。
【図９】実験例４において、熱処理工程の熱処理温度を変化させた場合のα相タングステンからなる電極膜の反り量及び比抵抗の変化を示す図。
【図１０】本発明の電子部品の変形例を説明するための部分切欠断面図であり、α相タングステンからなる電極膜の上下に他の金属からなる電極膜が形成されている構造を示す図。
【図１１】本発明の電子部品の一例としての弾性表面波装置を示す模式的平面図。
【図１２】図１１に示した弾性表面波装置の減衰量周波数特性及び群遅延時間特性を示す図。
【図１３】基板を２００℃に加熱した場合と、加熱しなかった場合のＡｒガス圧と基板の反り量との関係を示す図。
【符号の説明】
１…スパッタリング装置
２…スパッタ室
３…陽極
５…ターゲット
２１…基板
２２…α相タングステンからなる電極膜
２３，２４…電極膜
３１…弾性表面波装置
３２…圧電基板
３３，３４…ＩＤＴ電極
３５，３６…反射器電極
【発明の属する技術分野】
本発明は、α相タングステンからなる電極膜を備えた電子部品の製造方法、電子部品及び弾性表面波フィルタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、弾性表面波装置などの電子部品の電極膜では、低抵抗であることが求められる。また、例えば弾性表面波装置のインターデジタルトランスデューサ電極や反射器電極では、低抵抗であるだけでなく、高い膜硬度が要求される。さらに、成膜に際して基板の反りを生じさせない低応力の電極膜が求められている。
【０００３】
タングステン膜は、比抵抗がバルクで５μΩ・ｃｍ程度と低く、膜硬度が金属の中でもかなり大きい。従って、弾性表面波装置の電極膜としてタングステン電極を用いれば、挿入損失の低減を図ることができる。しかしながら、タングステンでは、成膜時の圧力により、膜応力すなわち基板に与える反りや比抵抗の変化が大きいことが知られている。
【０００４】
下記の特許文献１には、基板にバイアス電圧を印加してスパッタリングすることによりタングステン膜からなる電極膜を形成する方法が開示されている。ここでは、バイアス電圧を基板に印加することにより、比抵抗の上昇を抑制しつつ、膜応力を制御することができるとされている。そして、バイアス電圧Ｖと、ターゲット−基板間距離ＴＳと、成膜応力Ｐとを制御することにより、１１μΩｃｍ以下の低比抵抗であり、かつ１ＧＰａ以下の低応力のタングステン膜が形成されるとされている。
【０００５】
他方、下記の特許文献２には、Ａｒ及びキセノンＸｅの混合ガスを用いたスパッタリング法によりタングステン膜を形成する方法が開示されている。ここでは、スパッタリングガスとしてＸｅガスを用いた場合のタングステンの膜応力と、Ａｒガスを用いたときの膜応力が異なることが利用されている。Ｘｅと、Ａｒとの混合比を、０．１≦Ａｒ／（Ａｒ＋Ｘｅ）≦０．４の範囲とすることにより、低抵抗でかつ低応力のタングステン膜が形成されると記載されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平５−９７２１号公報
【特許文献２】
特開平５−２６３２２６号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に記載のバイアススパッタ法では、基板にバイアス電圧を印加しなければならなかった。従って、装置が複雑となり、設計の自由度が小さくなるという問題があった。また、通常のスパッタリング装置を用いて成膜を行うことができなかった。
【０００８】
特許文献２に記載の混合ガスを用いたスパッタリング法では、スパッタリングガスが高価であり、成膜コストが高くつかざるを得なかった。
本発明の目的は、上述した従来技術の欠点を解消し、複雑かつ高価な装置を必要とすることなく、また高価なスパッタリングガスを必要とせず、低抵抗でかつ高い膜硬度を有し、さらに膜応力が小さい、α相タングステン膜を電極膜として基板上に形成することができ、電子部品の製造方法、電子部品及び弾性表面波フィルタを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る製造方法の広い局面によれば、基板上に、α相タングステンからなる電極膜を１００℃〜３００℃の基板温度でスパッタリング法により形成する電極膜形成工程と、前記電極膜を所望の形状に加工する工程と、前記電極膜を熱処理する工程とを備える電子部品の製造方法が提供される。
【００１０】
本発明のある特定の局面では、前記電極膜を形成する工程が、２×１０-4Ｐａよりも高い真空度、すなわち２×１０-4Ｐａより低い圧力下で行われ、それによって、より一層低比抵抗のα相タングステン膜が得られる。
【００１１】
本発明の他の特定の局面では、前記熱処理工程が、１００℃〜４００℃の範囲で行われ、それによって、より一層低比抵抗かつ膜応力がより小さく、基板の反りを確実に抑制し得るα相タングステン膜を形成することができる。
【００１２】
本発明に係る製造方法の別の特定の局面では、前記電極膜形成工程において、α相タングステンからなる電極膜の形成に先立ち、少なくとも１層の他の金属材料からなる電極膜が形成され、次にα相タングステン膜からなる電極膜が形成される。従って、少なくとも１層の他の金属材料からなる電極膜を構成する金属材料として基板に対する密着性が優れたものを用いることにより、該電極膜とα相をタングステン膜からなる電極膜との積層構造を有する電極膜の基板に対する密着性を高めることができる。
【００１３】
本発明に係る製造方法のさらに他の特定の局面では、前記電極膜形成工程において、α相タングステン膜からなる電極膜が形成された後、少なくとも１層の他の金属からなる電極膜がα相タングステン膜上に形成される。従って、上記少なくとも１層の他の金属からなる電極膜として導電性に優れた金属材料からなるもの等を用いることにより、該電極膜とα相タングステン膜からなる電極膜との積層構造を有する電極膜の導電性などの特性を高めたりすることができる。
【００１４】
本発明に係る製造方法の別の特定の局面では、前記熱処理工程が、前記電極膜を所望の形状に加工する工程の前に行われる。従って、電極膜の形成に続いて熱処理を同じスパッタリング装置内で容易に行うことができる。
【００１５】
本発明に係る製造方法のさらに他の特定の局面では、前記電極膜を熱処理する工程が、前記電極膜を所望の形状に加工する工程の後に行われる。従って、電極膜が所望の形状とされた後に熱処理が行われるので、熱処理に際して膜応力を軽減することができ、基板の反りをより効果的に抑制することができる。
【００１６】
本発明に係る製造方法のさらに他の特定の局面では、前記基板として、圧電基板が用いられ、前記電子部品として弾性表面波装置が製造される。従って、本発明に係る電子部品として、低比抵抗でありかつ膜応力が小さな電極膜を有する弾性表面波装置を得ることができる。
【００１７】
本発明に係る電子部品は、基板と、基板上に直接または間接に形成されており、比抵抗が１５μΩｃｍ以下であり、かつ反りが１２０μｍ以下であるα相タングステン膜からなる電極膜とを備えることを特徴とする。
【００１８】
本発明に係る電子部品のある特定の局面では、前記α相タングステン膜からなる電極膜の前記基板側及び／または基板とは反対側の面に積層形成された少なくとも１層のα相タングステン以外の金属材料からなる電極膜をさらに備える。従って、α相タングステンからなる電極膜の上下に積層される他の金属材料からなる電極膜の材料を選定することにより、基板に対する積層金属膜からなる電極膜の密着性を高めたり、導電性を高めたりすることができる。
【００１９】
本発明に係る電子部品さらに他の特定の局面では、前記基板が圧電基板であり、前記電極膜により形成される少なくとも１つのインターデジタル電極を備え、前記電子部品として弾性表面波装置が構成されており、本発明に従って低比抵抗でありかつ各応力が小さく、基板の反りが生じ難い、弾性表面波装置を提供することができる。
【００２０】
本発明の他の広い局面によれば、圧電基板と前記圧電基板上に形成されており、かつα相タングステンからなる電極膜とを備える弾性表面波フィルタが提供される。このα相タングステンからなる電極膜は、本発明の電子部品の製造方法に従って構成される。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。
本発明に係る電子部品の製造方法では、図１に模式的に示すように、まずα相タングステンからなる電極膜が基板上に直接または間接に形成される。この場合、α相タングステンからなる電極膜の形成は、基板温度を１００〜３００℃の範囲としてスパッタリングにより行われる。
【００２２】
スパッタリングの装置については特に限定されず、平行平板型あるいはプラネタリ型スパッタリング装置を用いることができる。
スパッタリングに際しては、成膜中に所定の基板温度及び所望の到達真空度となるようにして、α相タングステンからなる電極膜が形成される。ターゲットとしては、タングステン単体が用いられる。また、スパッタリングガスとしては、Ａｒガスのみを用いることができる。もっとも、スパッタリングガスについては、Ａｒガス以外にＮｅ、Ｋｒ、Ｎ2ガスなどを用いてもよい。いずれにしても、スパッタリングガスの混合及び高価なスパッタリングガスの使用を避けることができるため、安価に電極膜を形成することができる。
【００２３】
α相タングステンからなる電極膜の形成に際しては、基板温度は１００〜３００℃とされる。これは、後述の実験例から明らかなように、１００〜３００℃の範囲とすることにより、低応力のα相タングステンからなる電極膜を形成することができるからである。
【００２４】
上記真空度は、好ましくは２×１０-4Ｐａよりも高い真空度とされる。到達真空度が２×１０-4Ｐａよりも低い場合には、十分に低抵抗かつ低応力のα相タングステン膜からなる電極膜を形成することが困難となることがある。
【００２５】
また、上記基板としては、特に限定されず、α相タングステン膜からなる電極膜が形成される様々な電子部品に応じて、適宜の材料からなる基板を用いることができる。例えば、弾性表面波装置を得る場合には、上記基板として、水晶などの圧電単結晶あるいはチタン酸ジルコン酸鉛系セラミックスのような圧電セラミックスからなる圧電基板が用いられる。圧電基板上にＺｎＯ薄膜などの圧電薄膜を形成してなる圧電基板を用いてもよく、あるいは絶縁基板上に圧電薄膜を形成してなる圧電基板を用いてもよい。
【００２６】
Ａｒガスをスパッタリングガスとして用いた場合、そのガス圧の制御は、ガス圧制御バルブやガス流量制御装置を用いて、１．０〜２．０Ｐａの範囲になるように制御すればよい。図１３に示すように、前述ガス圧範囲であれば、基板加熱温度２００℃で反り量±１２０μｍ以内に抑えることができる。
【００２７】
上記のようにして、スパッタリングに際しての雰囲気及び基板温度を制御した後、ターゲットにＤＣ電力を１００〜２００Ｗ印加することにより、Ａｒイオンが生成され、ターゲットがスパッタリングされ、タングステン粒子が基板上に堆積され、α相タングステン膜からなる電極膜が形成される。
【００２８】
なお、上記ＤＣ電力の大きさは、ターゲットの寸法によって適宜変更すればよい。ターゲットの寸法が１０．１６ｃｍ径程度の円板である場合には、上記のように１００〜２００Ｗ程度の電力を印加すればよい。
【００２９】
上記のようにして、電極膜形成工程が行われるが、その後、電極膜の形状加工工程または電極膜の熱処理工程が行われる。電極膜の形状加工工程は、電極膜の熱処理工程前または後のいずれに行われてもよい。
【００３０】
電極膜加工前に熱処理を行った場合には、基板の反りが大きくなり、膜応力が大きく剥がれる恐れがある。これに対して、電極膜加工後に熱処理を施した場合には、電極膜が所望の形状とされた後であるため、膜応力を軽減でき、基板の反りをより効果的に抑制することができる。従って、好ましくは、電極加工後に熱処理工程を施すことが望ましい。
【００３１】
好ましくは、スパッタリング装置内において、電極膜を形成した後、大気開放することなく、熱処理が行われる。この熱処理は、所定温度で数時間維持することにより行われ得る。所定温度とは、好ましくは、１００〜４００℃の温度であり、後述の実験例から明らかなように、この温度範囲で熱処理を行うことにより、低応力かつ低抵抗のα相タングステン膜からなる電極膜が形成され得る。
【００３２】
なお、上記熱処理は、スパッタリングガスから電極膜が形成された基板を取り出した後、多数の基板を一度に熱処理し得る熱処理装置を用いて行ってもよい。この場合の熱処理の雰囲気については特に限定されず、真空または不活性ガスからなる雰囲気が用いられる。
【００３３】
電極膜の形状加工工程は、フォトリソグラフィ−エッチングなどの適宜の方法で行われ得る。この電極膜の形状加工工程により、例えば弾性表面波装置のインターデジタルトランスデューサ用電極などの所望の形状の電極が形成される。
【００３４】
なお、上記電極膜形成工程においては、基板上にα相タングステン膜からなる電極膜のみを形成してもよく、あるいはα相タングステン膜からなる電極膜の上方及び／また下方に、他の金属からなる少なくとも一層の電極膜を形成してもよい。このように、α相タングステン膜からなる電極膜と他の金属膜からなる電極膜とを積層することにより、他の金属膜の導電性や基板に対する密着性を利用して、より低抵抗及び／または基板に対する密着力に優れた電極膜を形成することができる。
【００３５】
次に、具体的な実験例につき説明する。
（実験例１）
図２に示したスパッタリング装置を用い、水晶基板上に、下記のスパッタリング条件でα相タングステン電極膜を形成した。図２において、スパッタリング装置１は、スパッタ室２を有する。スパッタ室２内は、図示しない吸引源により排気され、所望の到達真空度になるように構成されている。スパッタ室２内においては、陽極３と対向するようにターゲット４が配置されている。陽極３のターゲット側の面に基板５が積層されている。
【００３６】
なお６はシャッターを示し、７はＤＣ源を示す。また、スパッタガスは、ガス流入口８からスパッタ室２に導入され、排気口９から排出されるように構成されている。
【００３７】
ターゲット：タングステン単体、直径１０．１６ｃｍ
基板温度：２００℃
スパッタリングガス：Ａｒガス、１．１Ｐａ
印加電力：ＤＣ１００Ｗ
到達真空度：６．８×１０-5Ｐａ
得られたタングステンからなる電極膜の結晶性をＸＲＤ（Ｘ線回折法）により測定した。結果を図３に示す。また、比較のために、基板を加熱することなく、他は上記と同じ条件でタングステン膜を形成した。この比較例におけるタングステン膜のＸＲＤスペクトルを図４に示す。
【００３８】
図４から明らかなように、基板を加熱することなく成膜したときに得られたＸＲＤスペクトルでは、強度の大きなピークがβ相タングステン（２００）であり、ほとんどβ相タングステンであることがわかる。また、この比較のために成膜したタングステン膜では、比抵抗は１５７０μΩｃｍと、非常に高かった。さらに、得られたタングステン膜に亀裂が生じていた。
【００３９】
これに対して、基板温度を２００℃に加熱することにより得られたタングステン膜では、図３から明らかなように、強度の大きなピークがα相タングステン（１１０）であり、α相タングステン膜が形成されていることがわかる。また、このα相タングステンからなる電極膜では、比抵抗は１４．１μΩｃｍと低かった。また、得られた電極膜に亀裂は認めれなかった。
【００４０】
従って、成膜に際し、基板温度を２００℃とすることにより、基板を加熱しなかった場合に比べて、亀裂を生じさせることなく、低抵抗のα相タングステン膜を形成し得ることがわかる。
【００４１】
（実験例２）
次に、上記実験例１を同様の方法で、但し成膜に際しての基板温度を種々変更し、さらに成膜後にスパッタリング装置１内において、３００℃で約３時間１×１０-5Ｐａの真空度下に維持することにより熱処理工程を実施した。このようにして得られた各タングステン膜のＸＲＤスペクトルにおけるα相タングステンであることを示す（１１０）ピークの強度と、比抵抗とを求めた。結果を図５及び図６に示す。なお、図５では、成膜に際してのＡｒガスの圧力は、実験例１と同様に１．１Ｐａとし、図６では、１．５Ｐａとした結果を示す。
【００４２】
図５及び図６において、□がα相であることを示すピーク強度であり、×がβ相を示す（２００）ピークの強度を示し、〇が比抵抗の結果を示す。
図６から明らかなように、成膜に際してのＡｒガス圧力が１．５Ｐａの場合には、基板温度すなわち成膜温度が２３℃（常温）の場合には、α相が主体であるものの、抵抗の高いβ相が生じているため、比抵抗が２４μΩｃｍと高かった。これに対して、１００℃以上の基板温度で成膜した場合には、Ａｒガスの圧力が１．１Ｐａ及び１．５Ｐａのいずれであっても、安定なα相タングステン膜が形成されていることがわかる。すなわち、図５のＡｒガス圧１．１Ｐａとして成膜温度を１００℃以上とすることにより、比抵抗が１５μΩｃｍ以下の非常に低いα相タングステン膜を形成し得ることがわかる。
【００４３】
また、実験例２の図５に示した結果の場合、すなわちＡｒガス圧が１．１Ｐａ及び３００℃で熱処理が行われて形成されたタングステン膜における反りを測定した。この反り量及び比抵抗と成膜温度との関係を図７に示す。なお、図７における比抵抗の図５の目盛よりも拡大されていることを指摘しておく。
【００４４】
図７から明らかなように、成膜温度が高くなるにつれて、比抵抗が低下し、他方、α相タングステン膜の反り量は成膜温度が高くなるにつれて大きくなることがわかる。３００℃の成膜温度では、反り量は１２４μｍとなり、この反り量を越えると、例えば基板に対する電極膜の密着性が損なわれたり、所望とする電気的特性を得られないことがある。従って、基板の反り量の成膜温度による上昇を考慮すると、低比抵抗かつ低応力のα相タングステン膜からなる電極膜を形成するには、基板温度は３００℃以下であることが必要であることがわかる。
【００４５】
すなわち、実験例１及び２から、基板温度を１００℃〜３００℃の範囲とすることにより、低応力で反りが少なく、低比抵抗のα相タングステンからなる電極膜を形成し得ることがわかる。
【００４６】
（実験例３）
印加したＤＣ電力を１００Ｗ、Ａｒガスの圧力を１．１Ｐａ、成膜温度を２００℃とし、到達真空度を種々異ならせたことを除いては、実験例１と同様にしてタングステン膜を成膜した。このようにして得られたタングステン膜の比抵抗を測定した。到達真空度と比抵抗との関係を図８に〇でプロットして示す。
【００４７】
図８から明らかなように、到達真空度が低下すると比抵抗が高くなり、２．５×１０-4Ｐａ以上の真空度では、比抵抗が１５μΩｃｍより高くなることがわかる。従って、安定して比抵抗１５μΩｃｍ以下にするには、到達真空度を２．０×１０-4Ｐａよりも低くすればよいことがわかる。２．０×１０-5Ｐａまで真空度を高めると、比抵抗が１１μΩｃｍと低くなり、１０μΩｃｍに近い低比抵抗のタングステン膜を得ることができる。
【００４８】
（実験例４）
実験例３と同様にして種々の到達真空度でスパッタリングによりタングステン膜を形成した後、大気開放することなく３５０℃の温度で約３時間減圧下で熱処理した。このようにして熱処理が施された各タングステン膜について、実験例３と同様に比抵抗を求め、到達真空度と比抵抗との関係を求めた。結果を図８に×でプロットして示す。
【００４９】
図８から明らかなように、熱処理を行った場合においても、上記到達真空度が低くなるにつれて比抵抗が高くなることがわかる。また、熱処理を施すことにより、熱処理を行わなかった実験例３の場合と比べて、いずれの到達真空度においても比抵抗を低くし得ることがわかる。
【００５０】
（実験例５）
次に、実験例４と同様にして、但し成膜温度を２００℃とし、熱処理温度を種々変更してタングステン膜を成膜した。このようにして得られたタングステン膜の熱処理温度と、反り量及び比抵抗との関係を図９に示す。図９において、×が反り量、〇が比抵抗を示す。
【００５１】
図９から明らかなように、熱処理温度が高くなるにつれて、比抵抗が小さくなり、熱処理温度が４００℃の場合でも、反りは１００μｍ以下と小さいことがわかる。また、熱処理温度が５００℃になると、比抵抗が逆に高くなり、反り量が１００μｍ以上となることがわかる。
【００５２】
図９より、熱処理温度を２００℃〜４００℃の範囲とすれば、低応力で低比抵抗のタングステンからなる電極膜を形成し得ることがわかる。好ましくは、３００〜４００℃の範囲で熱処理を行えば、反り量を１００μｍ以下とし、かつ比抵抗を１３μΩｃｍ以下と非常に小さくし得ることがわかる。
【００５３】
図９の結果は、成膜温度が２００℃の場合であるが、成膜温度が１００℃の場合には、熱処理温度も成膜温度と同じ１００℃とすることを考慮し、熱処理温度範囲は１００〜４００℃の範囲とすればよく、それによって成膜温度が２００℃の上記実験例の場合と同様に、十分小さな比抵抗及び反り量を実現することができる。
【００５４】
上述してきた実験例では、基板上にα相タングステンからなる電極膜が形成されていたが、本発明においては、α相タングステンからなる電極膜の上方及び／または下方に少なくとも１層の他の金属からなる電極膜が形成されていてもよい。図１０はこのような変形例を示す部分切欠断面図である。
【００５５】
基板２１上に、α相タングステンからなる電極膜２２を形成する前に、同じスパッタリング装置内で、電極膜２３がまず基板２１上に成膜される。電極膜２３としては、Ｔｉ、ＡｌまたはＣｒＮｉ合金などからなる電極膜を用いることができ、それによって基板２１に対する電極膜２３の密着性が高められる。しかる後、上記実験例と同様にして、電極膜２３上に、α相タングステンからなる電極膜２２が形成される。
【００５６】
次に、α相タングステンからなる電極膜２２上に、電極膜２４が同じスパッタリング装置内で形成される。電極膜２４は、ＡｕやＡｌなどの導電性に優れた材料により構成され得る。
【００５７】
図１０に示した変形例では、電極膜２２の下方に形成された電極膜２１がＡｌ、ＴｉまたはＣｒＮｉ合金からなるため、積層構造の電極膜の基板２１に対する密着性が高められ、かつ電極膜２４がＡｕやＡｌからなるため、導電性が高められる。
【００５８】
このように、本発明に係る電子部品では、α相タングステンからなる電極膜の上方及び下方に、α相タングステン以外の金属からなる電極膜を積層することにより、導電性や基板に対する密着性を高めることができる。
【００５９】
なお、図１０では、電極膜２２の上方及び下方にそれぞれ１層の電極膜２３，２４が形成されていたが、タングステン以外の金属からなる電極膜は、電極膜２２の上方及び下方において、複数層形成されていてもよい。また、電極膜２２の上方または下方の一方にのみ他の金属材料からなる電極膜が形成されていてもよい。
【００６０】
また、図１０に示した変形例では、電極膜２３がＴｉ、ＡｌまたはＣｒＮｉ合金により構成されていたが、他の金属を用いてもよい。さらに、電極膜２４についても、ＡｕやＡｌだけでなく、Ａｇなどのα相タングステンよりも比抵抗が小さい他の金属や合金を用いてもよい。
【００６１】
α相タングステンからなる電極膜２２は、基板に対する密着強度が十分に高くはない。従って、電極膜２２の反り量が大きくなると、電極膜が剥離する恐れがある。これに対して、本変形例のように、密着強度がα相タングステンに比べて良好な電極膜２３を用いることにより、上記膜剥がれを確実に防止することができる。
【００６２】
図１１は、本発明の電子部品の製造方法で製造される電子部品の一例を示す模式的平面図である。ここでは、電子部品としての弾性表面波フィルタ３１が示されている。弾性表面波フィルタ３１は、水晶基板からなる圧電基板３２上に、ＩＤＴ電極３３，３４及び反射器電極３５，３６を形成した構造を有する。本発明に従って、圧電基板３２上に、まずα相タングステンからなる電極膜をスパッタリングにより全面に形成した後、図示のＩＤＴ電極３３，３４及び反射器電極３５，３６を反応性イオンエッチングなどにより加工することにより形成する。しかる後、本発明に従って上記熱処理を施すことにより、図１１に示した弾性表面波装置３１を得ることができる。従って、α相タングステン膜からなる電極を本発明に従って、高価なスパッタリングガスを用いることなく、複雑な装置を用いることなく製造でき、しかも低抵抗でありかつ膜硬度の大きな電極構造を有する弾性表面波装置３１を得ることができる。
【００６３】
なお、上記圧電基板としては、水晶基板以外の圧電基板材料を用いることができる。例えば、ＬｉＴａＯ3基板やＬｉＮｂＯ3基板を上記圧電基板として用いた場合においても、同様の特性を得ることができる。
【００６４】
図１２はこのようにして得られた弾性表面波装置の減衰量周波数特性及び群遅延時間周波数特性を示す図である。
なお、本発明は、弾性表面波装置に限らず、α相タングステンからなる電極膜を有する電子部品の製造方法に一般に適用することができ、本発明における電子部品は弾性表面波装置に限定されるものではない。
【００６５】
【発明の効果】
本発明に係る電子部品の製造方法では、基板上に、１００〜３００℃基板温度でスパッタリング法によりα相タングステンからなる電極膜が形成され電極膜形成工程と、電極膜を所望の形状に加工する工程と、電極膜を熱処理する工程とを備えるため、スパッタリングに際して複雑な装置を必要とすることなく、上記基板温度範囲を制御するだけで、高価なガスを用いることもなく、比抵抗が小さくかつ膜硬度の大きなα相タングステンからなる電極膜を安価に形成することができる。従って、電子部品のコストを効果的に低減することが所望となるとともに、低抵抗でありかつ膜硬度の高い、しかも反りの少ないα相タングステンからなる電極膜を有する電子部品を提供することが可能となる。
【００６６】
本発明の電子部品では、基板上にα相タングステン膜からなる電極膜が直接または間接に形成されており、該α相タングステン膜からなる電極膜の比抵抗が１５μΩｃｍ以下であり、反りが１２０μｍ以下であるため、硬度の高いα相タングステン膜を用いた電極膜であって、抵抗が小さくかつ反りが小さいため、 からの剥がれが生じ難い、電極膜を備えた電子部品を提供することができる。
【００６７】
本発明に係る弾性表面波フィルタでは、基板上にα相タングステンからなる電極膜が形成されている。この電極膜は、本発明に係る製造方法に従って形成され得る。従って、比抵抗が小さくかつ膜硬度の大きなα相タングステンからなる電極膜を安価に形成し得るため、低抵抗であり、かつ膜硬度の高い、しかも反りの少ないα相タングステンからなる電極膜を備えた弾性表面波フィルタを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の製造方法を説明するための略図的工程図。
【図２】本発明で用いられるスパッタリング装置の一例を示す概略構成図。
【図３】実験例１において成膜されたα相タングステン膜のＸＲＤスペクトルを示す図。
【図４】実験例１において比較のために成膜された比較例のタングステン膜のＸＲＤスペクトルを示す図。
【図５】実験例２において、成膜温度と、ＸＲＤスペクトルにおけるα相タングステンに基づくピーク強度及び比抵抗との関係を示す図。
【図６】実験例２において、成膜温度と、ＸＲＤスペクトルにおけるα相タングステンに基づくピーク強度及び比抵抗との関係を示す図。
【図７】実験例２において、成膜温度を変化させた場合のα相タングステン膜の反り量と比抵抗との変化を示す図。
【図８】実験例３，４において得られたタングステン膜の、成膜に際しての到達真空度と比抵抗との関係を示す図。
【図９】実験例４において、熱処理工程の熱処理温度を変化させた場合のα相タングステンからなる電極膜の反り量及び比抵抗の変化を示す図。
【図１０】本発明の電子部品の変形例を説明するための部分切欠断面図であり、α相タングステンからなる電極膜の上下に他の金属からなる電極膜が形成されている構造を示す図。
【図１１】本発明の電子部品の一例としての弾性表面波装置を示す模式的平面図。
【図１２】図１１に示した弾性表面波装置の減衰量周波数特性及び群遅延時間特性を示す図。
【図１３】基板を２００℃に加熱した場合と、加熱しなかった場合のＡｒガス圧と基板の反り量との関係を示す図。
【符号の説明】
１…スパッタリング装置
２…スパッタ室
３…陽極
５…ターゲット
２１…基板
２２…α相タングステンからなる電極膜
２３，２４…電極膜
３１…弾性表面波装置
３２…圧電基板
３３，３４…ＩＤＴ電極
３５，３６…反射器電極
Claims (12)
- 基板上に、α相タングステンからなる電極膜を１００℃〜３００℃の基板温度でスパッタリング法により形成する電極膜形成工程と、
前記電極膜を所望の形状に加工する工程と、
前記電極膜を熱処理する工程とを備える、電子部品の製造方法。 - 前記電極膜を形成する工程が、２×１０-4Ｐａよりも高い真空度で行われる、請求項１に記載の電子部品の製造方法。
- 前記熱処理工程が、１００℃〜４００℃の範囲で行われる、請求項１または２に記載の電子部品の製造方法。
- 前記電極膜形成工程において、α相タングステンからなる電極膜の形成に先立ち、少なくとも１層の他の金属材料からなる電極膜が形成され、次にα相タングステン膜が形成される、請求項１〜３のいずれかに記載の電子部品の製造方法。
- 前記電極膜形成工程において、α相タングステン膜からなる電極膜が形成された後、少なくとも１層の他の金属からなる電極膜がα相タングステン膜上に形成される、請求項１〜４のいずれかに記載の電子部品の製造方法。
- 前記熱処理工程が、前記電極膜を所望の形状に加工する工程の前に行われる、請求項１〜５のいずれかに記載の電子部品の製造方法。
- 前記電極膜を熱処理する工程が、前記電極膜を所望の形状に加工する工程の後に行われる、請求項１〜５のいずれかに記載の電子部品の製造方法。
- 前記基板として、圧電基板が用いられ、前記電子部品として弾性表面波装置が製造される、請求項１〜７のいずれかに記載の電子部品の製造方法。
- 基板と、基板上に直接または間接に形成されており、比抵抗が１５μΩｃｍ以下であり、かつ反りが１２０μｍ以下であるα相タングステン膜からなる電極膜とを備える、電子部品。
- 前記α相タングステン膜の前記基板側及び／または基板とは反対側の面に積層形成された少なくとも１層のα相タングステン以外の金属材料からなる電極膜をさらに備える、請求項９に記載の電子部品。
- 前記基板が圧電基板であり、前記電極膜により形成される少なくとも１つのインターデジタル電極を備え、前記電子部品として弾性表面波装置が構成されている、請求項９または１０に記載の電子部品。
- 圧電基板と、圧電基板上に形成されており、かつα相タングステンからなる電極膜とを備えることを特徴とする、弾性表面波フィルタ。
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