JP5112323B2

JP5112323B2 - 弾性境界波装置及びその製造方法

Info

Publication number: JP5112323B2
Application number: JP2008537425A
Authority: JP
Inventors: 慎西條; 冬爪　　敏之
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2006-09-29
Filing date: 2007-07-20
Publication date: 2013-01-09
Anticipated expiration: 2027-07-20
Also published as: DE112007002253B8; US20090179521A1; JPWO2008041404A1; US7902717B2; WO2008041404A1; DE112007002253T5; DE112007002253B4

Description

本発明は、圧電体と誘電体との間の境界を伝搬する弾性境界波を利用した弾性境界波装置及びその製造方法に関し、より詳細には、圧電体と誘電体との間に配置された電極膜が、Ａｕ合金からなる電極膜を用いて構成されている、弾性境界波装置及びその製造方法に関する。

従来、共振子や帯域フィルタとして利用されるデバイスとして弾性境界波装置が知られている。弾性境界波装置は、第１，第２の媒質間の界面にＩＤＴ電極を配置した構造を有する。弾性境界波装置では、上記界面を伝搬する弾性境界波が利用される。従って、弾性境界波装置は、第１，第２の媒質の界面と反対側の面で機械的に支持することができる。よって、パッケージ構造の簡略化及び小型化を図ることができる。

上記のような弾性境界波装置の一例が、下記の特許文献１に開示されている。特許文献１では、ＩＤＴ電極が、Ａｕ、Ａｇ、ＣｕもしくはＡｌまたはこれらの合金を用いて構成される旨が示されている。また、特許文献１では、耐電力性を高めるために、Ａｕ、Ａｇ、ＣｕもしくはＡｌまたはこれらの合金からなる電極層の少なくとも一方面にＴｉ、ＣｒまたはＮｉＣｒなどの他の金属材料からなる第２の電極層を積層してもよいことが示されている。もっとも、特許文献１において、具体的な実施例では、全て、Ａｕからなる電極層の上下にＴｉ層を積層したＩＤＴ電極のみが示されており、他の材料からなる具体的な実施例は示されていない。
ＷＯ２００４／０７０９４６

弾性境界波装置では、圧電体だけでなく、圧電体と誘電体層との境界に埋め込まれたＩＤＴ中においても弾性波が伝搬する。従って、ＩＤＴ電極に大きな応力が働くこととなる。よって、弾性境界波装置は、弾性表面波装置に比べて耐電力性が弱いという問題があった。

他方、特許文献１に記載の弾性境界波装置では、Ａｕからなる電極層の上下に、Ｔｉ層を積層することにより、耐電力性が高められるとされている。

しかしながら、Ａｕからなる電極層の上下にＴｉ層を積層した構造によっても、耐電力性はなお十分ではなく、耐電力性のより一層の向上が強く求められている。

また、弾性境界波装置では、耐電力性を高め得るだけでなく、挿入損失の低減も強く求められている。

本発明の目的は、上述した従来技術の現状に鑑み、耐電力性をより一層高めることができ、かつ低損失の弾性境界波装置及びその製造方法を提供することにある。

本発明によれば、圧電体と、前記圧電体に積層された誘電体と、前記圧電体と前記誘電体との間の境界に配置された電極膜とを備え、前記境界を伝搬する弾性境界波を利用した弾性境界波装置において、前記電極膜が、０．０１〜１．７重量％の割合でＣｕを含むＡｕ合金電極膜、０．０１〜２．５重量％の割合でＰｄを含むＡｕ合金電極膜及び０．０１〜１．０重量％の割合でＮｉを含むＡｕ合金電極膜の内のいずれかのＡｕ合金電極膜であることを特徴とする、弾性境界波装置が提供される。

好ましくは、上記電極膜は、０．０１〜１．７重量％の割合でＣｕを含むＡｕ合金電極膜、０．０１〜２．５重量％の割合でＰｄを含むＡｕ合金電極膜及び０．０１〜１．０重量％の割合でＮｉを含むＡｕ合金電極膜の内のいずれかのＡｕ合金電極膜により構成される。この場合には、挿入損失をより一層小さくすることができる。すなわち、純粋なＡｕを用いた場合に比べて、電気抵抗がＡｕよりも高いＣｕ、Ｐｄ及びＮｉを含むにもかかわらず、挿入損失をより一層小さくすることが可能となる。

本発明に係る弾性境界波装置の製造方法は、圧電体上に、ＤＣスパッタ法、ＲＦスパッタ法及び電子ビーム蒸着法の内のいずれかの方法によりＡｕ合金膜を成膜する工程と、前記Ａｕ合金膜が成膜された圧電体上に誘電体を積層する工程とを備え、前記Ａｕ合金膜の成膜に際し、原料として、０．０１〜１．７重量％の割合でＣｕを含むＡｕ合金、０．０１〜２．５重量％の割合でＰｄを含むＡｕ合金及び０．０１〜１．０重量％の割合でＮｉを含むＡｕ合金のいずれか、または前記Ａｕ合金の組成に相当する割合で用意された２種の金属単体を用いることを特徴とする。

本発明に係る弾性境界波装置の製造方法では、圧電体上にＡｕ合金膜を電極膜としてＤＣスパッタ法、ＲＦスパッタ法または電子ビーム蒸着法により成膜するに際し、原材料として、すなわちスパッタ法で用いるターゲットや電子ビーム蒸着に用いる蒸発源として、０．０１〜１．７重量％の割合でＣｕを含むＡｕ合金、０．０１〜２．５重量％の割合でＰｄを含むＡｕ合金及び０．０１〜１．０重量％のＮｉを含むＡｕ合金のいずれかを用いて、あるいは前記Ａｕ合金の組成に相当する割合で２種の金属単体を用いて成膜が行われる。従って、Ａｕ合金電極膜では、Ｃｕ、ＰｄまたはＮｉ含有割合が本発明の弾性境界波装置の範囲内となるため、耐電力性に優れた本発明の弾性境界波装置を得ることができる。そして、このように、スパッタ法におけるターゲットや電子ビーム蒸着法における蒸発源として用意されるＡｕ合金の組成を調整するだけで、あるいは２種の金属単体の割合を調整するだけで、容易にかつ確実に本発明に係る弾性境界波装置を製造することができる。

なお、本願出願人は、未だ公知ではないが、先に、圧電体上にＴｉ／Ｎｉ／Ａｕ／Ｎｉ／Ｔｉからなる積層膜を形成した後に、加熱によりＮｉをＡｕ中に拡散させることにより、Ａｕ−Ｎｉ合金層を形成する方法を開発し、出願した。この未だ公知ではない先願では、加熱によりＮｉがＡｕ中に拡散されることにより、電極膜の硬度が高められている。そして、この方法によれば、最初から合金を用いた場合に比べて組成制御が容易であるとされているが、最適組成となるように、拡散を制御するには、加熱プロセスを高精度に管理しなければならなかった。また、熱や電気的なエネルギーが加わることにより、Ｎｉの拡散がさらに進み、最適組成からずれるおそれがあった。

これに対して、本発明の製造方法では、当初からＡｕ合金を原材料として用いてＤＣスパッタ法、ＲＦスパッタ法または電子ビーム蒸着法によりＡｕ合金膜が形成されているので、目的とする組成のＡｕ合金膜を容易にかつ確実に形成することができるとともに、最適組成からのずれも生じ難い。

図１（ａ），（ｂ）は、本発明の一実施形態の弾性境界波フィルタ装置を説明するための模式的正面断面図及び電極構造を示す模式的拡大正面断面図である。図２は、一実施形態の弾性境界波フィルタ装置の電極構造を示す模式的平面図である。図３は、実施例１において評価したＡｕ合金膜中のＮｉ濃度と耐電力性の指標となる故障電力との関係を示す図である。図４（ａ）は、実施例２で作製した１ポート型弾性境界波共振子の電極構造を示す模式的平面図であり、図４（ｂ）は、実施例２及び比較例２におけるインピーダンス比、共振抵抗及び反共振抵抗を示す図である。図５は、実施例２及び比較例２のインピーダンス周波数特性を示す図である。図６は、実施例２及び比較例２の位相周波数特性を示す図である。図７は、実施例３におけるＣｕ含有Ａｕ合金膜におけるＣｕ濃度と挿入損失との関係を示す図である。図８は、実施例３におけるＰｄ含有Ａｕ合金膜におけるＰｄ濃度と挿入損失との関係を示す図である。図９は、実施例３におけるＮｉ含有Ａｕ合金膜におけるＮｉ濃度と挿入損失との関係を示す図である。図１０は、Ａｕ中に各種金属を添加した場合の添加割合（質量％）とＡｕ合金のビッカース硬度との関係を示す図である。図１１は、Ａｕに様々な金属を添加した場合の添加割合（原子％）と電気抵抗率との関係を示す図である。図１２は、電子ビーム蒸着に用いた原材料としてのＡｕ−Ｃｕ合金のインゴットのＣｕ濃度と、電子ビーム蒸着により形成されたＡｕ−Ｃｕ薄膜中のＣｕ濃度との関係を示す図である。図１３は、電子ビーム蒸着に用いた原材料としてのＡｕ−Ｐｄ合金のインゴットのＰｄ濃度と、電子ビーム蒸着により形成されたＡｕ−Ｐｄ薄膜中のＰｄ濃度との関係を示す図である。図１４は、電子ビーム蒸着に用いた原材料としてのＡｕ−Ｎｉ合金のインゴットのＮｉ濃度と、電子ビーム蒸着により形成されたＡｕ−Ｎｉ薄膜中のＮｉ濃度との関係を示す図である。図１５は、Ｃｕ、Ａｕ、Ｎｉ及びＰｄの蒸気圧曲線を示す図である。

符号の説明

１…弾性境界波フィルタ装置
２…圧電体
３…誘電体
４…電極膜
４ａ，４ｅ…Ｔｉ膜
４ｂ，４ｄ…Ｐｔ膜
４ｃ…Ａｕ合金膜
１１…ＩＤＴ
１２，１３…反射器
２１…不平衡端子
２２…第１の平衡端子
２３…第２の平衡端子
２４…縦結合共振子型弾性境界波フィルタ部
２５…弾性境界波共振子
２６，２７…弾性境界波共振子
３１〜３５…第１〜第５のＩＤＴ
３６，３７…反射器

以下、図面を参照しつつ本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。

（実施例１）
図１（ａ），（ｂ）及び図２は、それぞれ、本発明の一実施形態に係る弾性境界波フィルタ装置を説明するための模式的正面断面図及び電極構造を拡大して示す模式的正面断面図、及び電極構造を示す平面図である。

本実施形態の弾性境界波フィルタ装置１は、圧電体２と、圧電体２上に積層された誘電体３とを有する。圧電体２としては、１５°ＹカットＸ伝搬のＬｉＮｂＯ_３単結晶基板が用いられている。また、誘電体３は、ＳｉＯ_２からなる。上記圧電体２と誘電体３との境界には、すなわち圧電体２の上面には、ＩＤＴを含む電極膜４が形成されている。

電極膜４として、ＩＤＴと、短絡型グレーティング反射器とを有する縦結合共振子型フィルタ部を形成した。このようにして、９００ＭＨｚ帯に通過帯域を有する縦結合共振子型の弾性境界波フィルタ装置１を実施例１として作製した。

本実施形態の弾性境界波フィルタ装置１では、上記電極膜４により図２に模式的平面図で示す電極構造が構成されている。図２に示すように、不平衡端子２１と、第１，第２の平衡端子２２，２３との間に、５ＩＤＴ型の縦結合共振子型弾性境界波フィルタ部２４が接続されている。縦結合共振子型弾性境界波フィルタ部２４は、中央に配置された第１のＩＤＴ３１と、第１のＩＤＴ３１の境界波伝搬方向両側に配置された第２，第３のＩＤＴ３２，３３と、第１〜第３のＩＤＴ３１〜３３が配置されている領域の境界波伝搬方向両側に配置された第４，第５のＩＤＴ３４，３５と、反射器３６，３７とを有する。第２，第３のＩＤＴ３２，３３の各一端が共通接続されて、不平衡端子２１に接続されている。不平衡端子２１には、アース電位との間に、１ポート型弾性境界波共振子２５が接続されている。また、第２，第３のＩＤＴ３２，３３の各他端はアース電位に接続されている。

中央の第１のＩＤＴ３１は、境界波伝搬方向に２分割されて設けられた第１，第２の分割ＩＤＴ部３１ａ，３１ｂを有する。分割ＩＤＴ部３１ａ，３１ｂの各一端は共通バスバーで電気的に接続されており、アース電位に接続されている。第１の分割ＩＤＴ部３１ａの他端が、第４のＩＤＴ３４の一端と共通接続されて、１ポート型弾性境界波共振子２６を介して第１の平衡端子２２に接続されている。第４のＩＤＴ３４の他端はアース電位に接続されている。

第２の分割ＩＤＴ部３１ｂのアース電位に接続されている側とは反対側の端部である他端が、第５のＩＤＴ３５の一端と共通接続されて、１ポート型弾性境界波共振子２７を介して第２の平衡端子２３に接続されている。第５のＩＤＴ３５の他端はアース電位に接続されている。従って、縦結合共振子型弾性境界波フィルタ部２４を用いて、平衡−不平衡変換機能のフィルタ装置が構成されている。

なお、上記電極膜４の形成は、電子ビーム蒸着により行い、ＳｉＯ_２からなる誘電体３の形成はＲＦマグネトロンスパッタにより行った。

より具体的には、上記電極膜４として、図１（ｂ）に示すように、ＬｉＮｂＯ_３からなる圧電体２上に、順にＴｉ膜４ａ、Ｐｔ膜４ｂ、Ａｕ合金膜４ｃ、Ｐｔ膜４ｄ及びＴｉ膜４ｅをこの順序で電子ビーム蒸着法により成膜し、積層してなる積層金属膜を形成した。Ａｕ合金膜４ｃの電子ビーム蒸着による成膜に際しては、原材料としての蒸着源として、ＡｕにＣｕ、ＰｄまたはＮｉを含む組成のＡｕ合金を用いた。より具体的には、Ｃｕを全体の１．１重量％の割合で含むＡｕ合金、Ｐｄを全体の０．９重量％の割合でＡｕ合金、Ｎｉを全体の１．１重量％の割合で含むＡｕ合金を用いた。

上記Ａｕ合金膜４ｃの厚みは１２０ｎｍとした。また、Ｐｔ膜４ｂ，４ａの厚みは１０ｎｍ、Ｔｉ膜４ａ，４ｅの厚みは１０ｎｍとした。このようにして得られた各弾性境界波フィルタ装置の耐電力性試験を以下の要領で行った。

耐電力性試験………弾性境界波フィルタ装置の通過帯域全体をスイープしつつ一定電力を印加し、挿入損失が最も変化する周波数を選択し、その挿入損失の変化量が０．３ｄＢ以上となった場合の電力値を耐電力性評価の目安としての故障電力とした。従って、故障電力が大きいほど耐電力性が高いことを意味する。

結果を下記の表１に示す。なお、比較のために、Ａｕ合金膜に代えて、純粋なＡｕからなるＡｕ膜を用いたことを除いては、上記と同様にして作製した弾性境界波フィルタ装置を比較例１として用意し、同様に故障電力を評価した。結果を下記の表１に示す。

表１から明らかなように、純粋なＡｕ膜を用いた場合に比べて、上記Ａｕ合金膜を用いた場合には、Ａｕ−Ｐｄ合金、Ａｕ−Ｎｉ合金及びＡｕ−Ｃｕ合金のいずれにおいても、故障電力が高くなり、耐電力性が高められていることがわかる。これは、ＡｕにＣｕ、ＰｄまたはＮｉを添加して構成されたＡｕ合金では、膜硬度がＡｕに比べて高められるので、Ａｕのマイグレーションが抑制され、それによって、耐電力性が高められていることによると考えられる。

次に、上記実施例１の弾性境界波フィルタ装置１において、Ａｕ合金膜４ｃについて、Ｎｉを様々な割合で含むＡｕ合金膜４ｃを用い、同様にして、弾性境界波フィルタ装置を作製し、耐電力性を評価した。結果を図３に示す。

図３から明らかなように、Ａｕ−Ｎｉ合金によりＡｕ合金膜４ｃを形成した場合、Ｎｉの割合が高くなるほど耐電力性が高められていることがわかる。すなわち、Ｎｉの割合を高めることにより、Ａｕ合金膜４ｃの硬度が高められ、それによってマイグレーション抑制効果が大きくなることがわかる。

なお、本願発明者の実験によれば、ＣｕやＰｄを含むＡｕ合金膜においても、ＣｕやＰｄの含有割合を高めることにより、同様に耐電力性をより一層高め得ることが確認されている。

なお、Ａｕ合金膜４ｃの上下に配置されているＰｔ膜４ｂ，４ｄは、Ａｕや、Ｃｕ、Ｐｄ及びＮｉの外側のＴｉ膜４ａ，４ｅへの拡散を防止する拡散防止層として設けられている。また、Ｔｉ膜４ａ，４ｅは、ＳｉまたはＬｉＮｂＯ_３との密着性を高める密着性改善層として設けられている。もっとも、本発明においては、Ｔｉ膜４ａ，４ｅは必ずしも設けられずともよく、またＰｔ膜４ｂ，４ｄについても必ずしも設けられずともよい。

（実施例２）
次に、図４（ａ）に示す電極構造を有する１ポート型弾性境界波共振子を作製し、評価した。図４（ａ）に示すように、圧電体２上に、ＩＤＴ１１及びＩＤＴ１１の両側に配置された反射器１２，１３を有するように電極膜４が成膜されている。そして、図４（ａ）では図示は省略されているが、この電極膜４を覆うように、図１（ａ）に示した場合と同様に、誘電体３が積層されている。本実験例においても、圧電体２としては、１５°ＹカットＸ伝搬のＬｉＮｂＯ_３単結晶基板を用い、上記電極膜４を電子ビーム蒸着により形成した後に、誘電体として、ＳｉＯ_２をＲＦマグネトロンスパッタにより成膜した。

なお、上記電極膜４において、ＩＤＴ１１は、図１（ｂ）に示した電極膜構成と同様に、Ｔｉ膜４ａ／Ｐｔ膜４ｂ／Ａｕ合金膜４ｃ／Ｐｔ膜４ｄ／Ｔｉ膜４ｅの積層金属膜とした。そして、Ａｕ合金膜４ｃとしては、Ｃｕ１．１重量％を含むＡｕ合金を蒸着源として電子ビーム蒸着することにより成膜した。図４（ｂ）は、このようにして得られた１ポート型弾性境界波共振子における共振抵抗、反共振抵抗及びインピーダンス比を示す。なお、インピーダンス比とは、反共振周波数におけるインピーダンスの共振周波数におけるインピーダンスに対する割合をいうものとする。

図４（ｂ）においては、上記Ａｕ合金膜４ｃを用いた実施例２の１ポート型弾性境界波共振子についての結果と、Ａｕ合金膜に代えて純粋なＡｕ膜を用いたことを除いては上記実施例２と同様にして構成された比較例２の１ポート型弾性境界波共振子の結果を示す。

図５は実施例２及び比較例２の弾性境界波共振子のインピーダンス周波数特性を示し、図６は、実施例２及び比較例２の弾性境界波共振子の位相特性を示す。図５及び図６のいずれにおいても、実線が実施例２の結果を、破線が比較例２の結果を示す。

図４（ｂ）から明らかなように、比較例２に比べて実施例２では、Ａｕ合金膜４ｃを用いているため、すなわちＣｕの添加により、共振抵抗及び反共振抵抗のいずれもが高くなっていることがわかる。共振抵抗の増大は、Ａｕに不純物が添加されたことによる電極膜の電気抵抗の増大によるものであり、反共振抵抗の増大は、膜硬度の上昇によるダンピング損失抑制効果によるものである。

なお、「貴金属の科学応用編」（本郷成人監修中貴金属工業株式会社）のＰ．８４によれば、Ａｕに他の金属を含有することにより、Ａｕの硬度が高められることが示されている。すなわち、図１０及び図１１に示されているように、Ａｕに他の金属を添加することにより、金属膜のビッカース硬度が高くなり、かつそれに伴って電気抵抗率も高くなることも示されている。

実施例２のように、ＡｕにＣｕを微量添加してなるＡｕ合金膜４ｃを用いた場合には、電極膜の電気抵抗の増大による内部損失よりも、膜硬度の上昇によるダンピング損失低減効果の方がより大きいと考えられる。そのため、上記のように、１ポート型弾性境界波共振子におけるインピーダンス比が比較例２の場合と比べて大きくなり、周波数特性が改善され得ることがわかる。

（実施例３）
実施例１で耐電力性を評価した弾性境界波フィルタ装置１について、Ｃｕを含むＡｕ合金膜におけるＣｕの濃度を０．０１〜４．８重量％の割合までの範囲で変化させ、挿入損失とＣｕ濃度との関係を評価した。結果を表２及び図７に示す。

表２及び図７から明らかなように、Ａｕ合金膜４ｃにおけるＣｕ濃度０、すなわち純粋なＡｕに比べ、Ｃｕをごく微量の割合で添加したＡｕ合金膜では、挿入損失は純粋なＡｕ膜を用いた場合よりも小さく、改善されることがわかる。特に、Ｃｕ濃度が０．０１〜１．７重量％以下の範囲では、挿入損失はＣｕを含有しない純粋なＡｕ膜の場合の挿入損失以下となることがわかる。従って、Ａｕに、０．０１〜１．７重量％の範囲の割合でＣｕを含むＡｕ合金膜を用いることにより、耐電力性の向上と、挿入損失の改善の双方を果たし得ることがわかる。よって、好ましくは、Ｃｕ含有Ａｕ合金膜を用いる場合、Ｃｕ濃度は０．０１〜１．７重量％の範囲であることが望ましい。

また、Ｃｕ濃度をさらに高めた場合には、挿入損失は若干劣化することとなる。もっとも、純粋なＡｕ膜の場合の挿入損失に比べて、０．３ｄＢ程度挿入損失が増大したとしても、この種のＲＦ段の帯域フィルタでは、許容範囲である。従って、図７からＣｕ濃度が４．８重量％以下であれば、挿入損失の値は上記許容範囲内となるため、挿入損失の大きさを許容範囲内として、純粋なＡｕ膜を用いた場合と比べて耐電力性を高めることができる。よって、Ｃｕ含有Ａｕ合金膜を用いる場合には、Ｃｕの含有割合は、全体の０．０１〜４．８重量％の範囲とされる。

（実施例４）
実施例３と同様に、ただしＣｕに代えて、ＰｄをＡｕに添加してなるＡｕ合金膜を用い、Ｐｄ濃度を変化させ、挿入損失を評価した。結果を表３及び図８に示す。

表３及び図８から明らかなように、Ｐｄ含有Ａｕ合金膜を用いた場合においても、ＡｕにＰｄを添加していない純粋なＡｕ膜の場合に比べ、ごく微量のＰｄを添加した場合、電気抵抗が高くなるにも関わらず、挿入損失がより小さくなっていることがわかる。そして、Ｐｄの濃度が０．０１〜２．５重量％の範囲であれば、純粋なＡｕ膜を用いた場合の挿入損失以下の挿入損失とし得ることがわかる。従って、好ましくは、Ｐｄ含有割合は、０．０１〜２．５重量％の範囲とされる。

なお、Ｃｕを添加した場合に比べ、Ｐｄを添加した場合に挿入損失が劣化する濃度範囲が０．０１〜２．５重量％と広い範囲となったのは、Ｐｄの添加による膜抵抗の増大はＣｕの添加による膜抵抗の増大よりも小さいためと考えられる。

また、図８から挿入損失が純粋なＡｕ膜の場合の挿入損失＋０．３ｄＢの許容範囲内とするには、Ｐｄの添加割合は、６．８重量％以下であればよいことがわかった。従って、Ｐｄ含有Ａｕ合金膜を用いる場合には、Ｐｄの割合は全体の０．０１〜６．８重量％の範囲とすればよいことがわかる。

（実施例５）
実施例３，４と同様にして、ただし、ＣｕやＰｄに代えてＮｉの濃度を変化させてなるＡｕ合金膜を用いて挿入損失を評価した。結果を表４及び図９に示す。

表４及び図９から明らかなように、Ｎｉを添加することにより、Ｎｉ添加量が微量の場合、挿入損失を純粋なＡｕ膜の場合に比べて改善し得ることがわかる。もっとも、挿入損失改善幅はＣｕやＰｄの場合に比べて小さい。これは、図１１に示すように、ＣｕやＰｄの場合に比べて、Ｎｉを添加した場合に膜抵抗が大きく増加することによると考えられる。

もっとも、図９より、Ｎｉの濃度は０．０１〜１．０重量％の範囲では、挿入損失は、純粋なＡｕ膜の場合の挿入損失より小さい。従って、耐電力性と低挿入損失の双方を実現し得ることがわかる。また、実施例３の場合と同様に、許容範囲内の挿入損失を得るには、図８から３．５重量％以下とすればよいことがわかった。従って、本発明では、Ｎｉ含有Ａｕ合金膜を用いる場合には、Ｎｉの含有割合は０．０１〜３．５重量％の範囲とされている。

なお、上記実施例１〜３では、Ａｕ合金からなる蒸着源を原材料として用い、電子ビーム蒸着法によりＡｕ合金膜を形成したが、Ａｕ合金からなるターゲットを用いてＤＣスパッタ法やＲＦスパッタ法によりＡｕ合金膜を成膜してもよい。また、Ａｕ合金からなる蒸着源やターゲットを用いる方法の他、各Ａｕ合金の組成に対応するように、Ａｕと、Ｃｕ、ＰｄまたはＮｉとを用意してもよい。例えば、スパッタに際し、Ａｕターゲットと、Ｃｕターゲット、ＰｄターゲットまたはＮｉターゲットを、上記各Ａｕ合金の組成に応じた量となるように配置して成膜を行ってもよい。この場合においても、電子ビーム蒸着やスパッタにより成膜するに際し、原材料の組成を制御することにより、得られるＡｕ合金膜の組成の制御を容易にかつ確実に行うことができる。

本願発明者の実験によれば、上記ＤＣスパッタ法、ＲＦスパッタ法または電子ビーム蒸着に際し、原材料として０．０１〜４．８重量％のＣｕを含むＡｕ合金、０．０１〜２０．０重量％のＰｄを含むＡｕ合金または０．０１〜１０．５重量％のＮｉを含むＡｕ合金をそれぞれ用いれば、該原材料の組成に応じたＡｕ合金膜を確実に形成し得ることが確かめられている。これを、図１２〜図１５を参照して説明する。

Ｃｕ、ＰｄまたはＮｉを含むＡｕ合金の各インゴットを蒸着源として、電子ビーム蒸着により各合金薄膜を形成した場合の蒸着源となるインゴット中のＣｕ、ＰｄまたはＮｉの濃度と、得られた薄膜中のＣｕ、ＰｄまたはＮｉの濃度との関係を図１２〜図１４にそれぞれ示す。

図１２〜図１４から明らかなように、蒸着材料として用いるインゴット中の濃度と、電子ビーム蒸着により形成される薄膜中の濃度とは相関があるものの、必ずしも同じとなっていないことがわかる。これは、図１５に示すように、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ及びＰｄの温度による蒸気圧が異なることによる。すなわち、図１５に示す蒸気圧曲線から明らかなように、蒸発のし易い順から、Ｃｕ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｎｉであるため、Ａｕ−Ｃｕ合金では、電子ビーム蒸着により形成される薄膜中のＣｕ濃度は蒸着源の濃度と同等もしくは蒸着源の濃度よりも高くなるものの、ＡｕＮｉ合金及びＡｕＰｄ合金では、逆に、薄膜中のＮｉ濃度及びＰｄ濃度が蒸着源におけるＮｉ濃度及びＰｄ濃度より低くなる。

よって、図１２〜図１４の結果から求められた式により、０．０１〜４．８重量％のＣｕを含む組成のＡｕ合金、０．０１〜２０．０重量％のＰｄを含む組成のＡｕ合金または０．０１〜１０．５重量％のＮｉを含む組成のＡｕ合金をそれぞれ用いればよいことがわかる。

従って、本発明の製造方法では、圧電体上に、ＤＣスパッタ法、ＲＦスパッタ法、電子ビーム蒸着法のいずれかの方法でＡｕ合金膜を成膜する工程において、Ａｕ合金膜の原材料として、上記各組成のＡｕ合金のいずれかを用いることにより、あるいはこの各合金組成に相当する２種の金属、すなわちＡｕとＣｕ、ＰｄまたはＮｉとを用いて成膜すればよい。そして、Ａｕ合金膜を成膜した後に、誘電体を適宜の方法で積層すればよい。誘電体の積層方法については、上記実施例１のように、ＲＦマグネトロンスパッタに限定されず、ＤＣスパッタ法や電子ビーム蒸着法により行われてもよい。

また、上記実施例１〜３では、密着改善層としてＴｉ膜４ａ，４ｅを形成したが、密着改善層として、ＮｉＣｒやＣｒなどの同様の作用効果を有する金属膜を形成してもよい。

また、Ｐｔ膜を拡散防止層として形成していたが、Ｐｔ膜に代えて、他の拡散防止効果を発揮する金属膜を形成してもよい。

さらに、上記実施例１〜３では、１５°ＹカットＸ伝搬のＬｉＮｂＯ_３を圧電体２として用いたが、他のカット角のＬｉＮｂＯ_３を用いてもよく、あるいはＬｉＴａＯ_３や水晶などの他の圧電体を用いてもよい。

さらに、誘電体についても、ＳｉＯ_２以外の酸化ケイ素を用いてもよく、あるいは窒化ケイ素などの他の誘電体材料を用いてもよい。

Claims

圧電体と、前記圧電体に積層された誘電体と、前記圧電体と前記誘電体との間の境界に配置された電極膜とを備え、前記境界を伝搬する弾性境界波を利用した弾性境界波装置において、
前記電極膜が、０．０１〜１．７重量％の割合でＣｕを含むＡｕ合金電極膜、０．０１〜２．５重量％の割合でＰｄを含むＡｕ合金電極膜及び０．０１〜１．０重量％の割合でＮｉを含むＡｕ合金電極膜の内のいずれかのＡｕ合金電極膜であることを特徴とする、弾性境界波装置。
圧電体上に、ＤＣスパッタ法、ＲＦスパッタ法及び電子ビーム蒸着法の内のいずれかの方法によりＡｕ合金膜を成膜する工程と、前記Ａｕ合金膜が成膜された圧電体上に誘電体を積層する工程とを備え、
前記Ａｕ合金膜の成膜に際し、原料として、０．０１〜１．７重量％の割合でＣｕを含むＡｕ合金、０．０１〜２．５重量％の割合でＰｄを含むＡｕ合金及び０．０１〜１．０重量％の割合でＮｉを含むＡｕ合金のいずれか、または前記Ａｕ合金の組成に相当する割合で用意された２種の金属単体を用いることを特徴とする、弾性境界波装置の製造方法。