JP6471802B2 - 弾性波装置及びその製造方法 - Google Patents

弾性波装置及びその製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP6471802B2
JP6471802B2 JP2017529491A JP2017529491A JP6471802B2 JP 6471802 B2 JP6471802 B2 JP 6471802B2 JP 2017529491 A JP2017529491 A JP 2017529491A JP 2017529491 A JP2017529491 A JP 2017529491A JP 6471802 B2 JP6471802 B2 JP 6471802B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
piezoelectric substrate
main electrode
electrode
adhesion layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2017529491A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2017013945A1 (ja
Inventor
拓 菊知
拓 菊知
智裕 木間
智裕 木間
雅 坪川
雅 坪川
中川 亮
亮 中川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Murata Manufacturing Co Ltd filed Critical Murata Manufacturing Co Ltd
Publication of JPWO2017013945A1 publication Critical patent/JPWO2017013945A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6471802B2 publication Critical patent/JP6471802B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02Details
    • H03H9/125Driving means, e.g. electrodes, coils
    • H03H9/13Driving means, e.g. electrodes, coils for networks consisting of piezoelectric or electrostrictive materials
    • H03H9/131Driving means, e.g. electrodes, coils for networks consisting of piezoelectric or electrostrictive materials consisting of a multilayered structure
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H3/00Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators
    • H03H3/007Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks
    • H03H3/08Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks for the manufacture of resonators or networks using surface acoustic waves
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H3/00Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators
    • H03H3/007Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks
    • H03H3/02Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks for the manufacture of piezoelectric or electrostrictive resonators or networks
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02Details
    • H03H9/125Driving means, e.g. electrodes, coils
    • H03H9/13Driving means, e.g. electrodes, coils for networks consisting of piezoelectric or electrostrictive materials
    • H03H9/132Driving means, e.g. electrodes, coils for networks consisting of piezoelectric or electrostrictive materials characterized by a particular shape
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02Details
    • H03H9/125Driving means, e.g. electrodes, coils
    • H03H9/145Driving means, e.g. electrodes, coils for networks using surface acoustic waves
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02Details
    • H03H9/125Driving means, e.g. electrodes, coils
    • H03H9/145Driving means, e.g. electrodes, coils for networks using surface acoustic waves
    • H03H9/14538Formation
    • H03H9/14541Multilayer finger or busbar electrode
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/15Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material
    • H03H9/17Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material having a single resonator
    • H03H9/19Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material having a single resonator consisting of quartz
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/01Manufacture or treatment
    • H10N30/06Forming electrodes or interconnections, e.g. leads or terminals
    • H10N30/067Forming single-layered electrodes of multilayered piezoelectric or electrostrictive parts
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/80Constructional details
    • H10N30/85Piezoelectric or electrostrictive active materials
    • H10N30/853Ceramic compositions
    • H10N30/8542Alkali metal based oxides, e.g. lithium, sodium or potassium niobates

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)

Description

本発明は、弾性波装置及びその製造方法に関する。
従来、弾性波装置は、携帯電話機などに広く用いられている。例えば、下記の特許文献1では、IDT電極を有する弾性波装置の一例が開示されている。この弾性波装置は、圧電基板と、圧電基板上に設けられた中間層と、中間層上に設けられた電極膜とを有する。
特開2001−217672号公報
特許文献1に記載のような弾性波装置を、リフトオフ工法を用いて製造する場合、圧電基板上及びレジストパターン上に中間層用の金属膜及び電極膜用の金属膜を蒸着する。上記中間層用の金属には融点が高い金属が用いられていた。そのため、中間層を形成するに際し、蒸着源からの輻射熱や蒸着粒子からの熱伝導によりレジストパターンが大きく変形することがあった。それによって、中間層の側面が大きく傾斜することがあった。そのため、IDT電極が励振されたときの電極膜の歪みが大きくなり、IMD特性が劣化することがあった。
本発明の目的は、上記中間層用の金属の融点の如何に関わらず、弾性波が励振されたときのIDT電極の歪みを小さくすることができ、IMD特性を良好にすることができる、弾性波装置及びその製造方法を提供することにある。
本発明のある広い局面では、電極形成面を有する圧電基板と、前記圧電基板の前記電極形成面上に設けられているIDT電極とを備え、前記IDT電極が、前記圧電基板の前記電極形成面上に設けられている密着層と、前記密着層上に設けられている主電極層とを有し、前記密着層が、前記圧電基板に密着している第1の層と、前記主電極層に密着している第2の層とを有し、前記第1の層が第1の側面を有し、前記第2の層が第2の側面を有し、前記第1の層が前記圧電基板に密着している面の面積よりも前記第2の層が前記主電極層に密着している面の面積の方が小さくなるように、前記第1,第2の側面の少なくとも一部がそれぞれ前記電極形成面の法線方向から傾斜しており、前記第1,第2の側面の傾斜している部分と前記電極形成面の法線方向とがなす角度をそれぞれ前記第1,第2の側面の傾斜角度としたときに、前記第1の側面の前記傾斜角度よりも前記第2の側面の前記傾斜角度の方が小さい、弾性波装置が提供される。
本発明に係る弾性波装置の他の特定の局面では、前記主電極層が側面を有し、前記主電極層の前記側面と、前記圧電基板の前記電極形成面の法線方向とがなす角度を前記主電極層の前記側面の傾斜角度としたときに、前記主電極層の前記側面の前記傾斜角度が前記第2の側面の前記傾斜角度以下である。この場合には、弾性波が励振されたときの主電極層の歪みをより一層小さくすることができる。
本発明に係る弾性波装置のさらに他の特定の局面では、前記密着層を構成している金属の弾性率が前記主電極層を構成している金属の弾性率よりも大きい。この場合には、弾性波が励振されたときの主電極層の歪みを効果的に小さくすることができる。
本発明に係る弾性波装置の別の特定の局面では、前記密着層を構成している金属の融点が前記主電極層を構成している金属の融点以上である。この場合には、弾性波が励振されたときの主電極層の歪みをより確実に小さくすることができる。
本発明に係る弾性波装置のさらに別の特定の局面では、前記密着層がTiからなり、前記主電極層がAlからなる。この場合には、弾性波が励振されたときの主電極層の歪みをより一層小さくすることができる。
本発明の他の広い局面では、電極形成面を有する圧電基板と、前記圧電基板の前記電極形成面上に設けられているIDT電極とを備え、前記IDT電極が、前記圧電基板の前記電極形成面上に設けられている密着層と、前記密着層上に設けられている中間層と、前記中間層上に設けられている主電極層とを有し、前記密着層及び前記中間層がそれぞれ側面を有し、前記密着層において、前記圧電基板に密着している面の面積よりも前記中間層に密着している面の面積の方が小さくなるように、前記密着層の前記側面の少なくとも一部が前記電極形成面の法線方向から傾斜しており、前記中間層において、前記密着層に密着している面の面積よりも前記主電極層に接している面の面積の方が小さくなるように、前記中間層の前記側面の少なくとも一部が前記電極形成面の法線方向から傾斜しており、前記密着層の前記側面の傾斜している部分及び前記中間層の前記側面の傾斜している部分と前記電極形成面の法線方向とがなす角度をそれぞれ前記密着層の前記側面及び前記中間層の前記側面の傾斜角度としたときに、前記密着層の前記側面の前記傾斜角度よりも前記中間層の前記側面の前記傾斜角度の方が小さい、弾性波装置が提供される。この場合には、弾性波が励振されたときの主電極層の歪みをより一層小さくすることができる。
本発明に係る弾性波装置のさらに別の特定の局面では、前記主電極層が側面を有し、前記主電極層の前記側面と前記電極形成面の法線方向とがなす角度を前記主電極層の前記側面の傾斜角度としたときに、前記主電極層の前記側面の前記傾斜角度が前記中間層の前記側面の前記傾斜角度以下である。この場合には、弾性波が励振されたときの主電極層の歪みをより一層小さくすることができる。
本発明に係る弾性波装置のさらに別の特定の局面では、前記密着層を構成している金属の弾性率が前記中間層を構成している金属の弾性率以上であり、前記中間層を構成している金属の弾性率が前記主電極層を構成している金属の弾性率よりも大きい。この場合には、弾性波が励振されたときの主電極層の歪みを効果的に小さくすることができる。
本発明に係る弾性波装置のさらに別の特定の局面では、前記密着層を構成している金属の融点が前記中間層を構成している金属の融点以上であり、前記中間層を構成している金属の融点が前記主電極層を構成している金属の融点以上である。この場合には、弾性波が励振されたときの主電極層の歪みをより確実に小さくすることができる。
本発明に係る弾性波装置のさらに別の特定の局面では、前記密着層がNiCr及びTiの内のいずれか一方からなり、前記中間層がTiからなり、前記主電極層がAlからなる。この場合には、弾性波が励振されたときの主電極層の歪みをより一層小さくすることができる。
本発明に係る弾性波装置の製造方法は、密着層及び主電極層を有するIDT電極が圧電基板上に設けられた弾性波装置の製造方法であって、電極形成面を有する圧電基板を用意する工程と、前記圧電基板の前記電極形成面上にレジスト層を積層する工程と、前記レジスト層をパターニングする工程と、前記圧電基板上及び前記レジスト層上に、密着層用の金属膜を蒸着法により積層する工程と、前記密着層用の金属膜上に主電極層用の金属膜を蒸着法により積層する工程と、前記レジスト層を前記圧電基板から剥離する工程とを有する、IDT電極を前記圧電基板の前記電極形成面上に設ける工程とを備え、前記密着層が、前記圧電基板に密着している第1の層と、前記主電極層に密着している第2の層とを有し、前記第1の層が第1の側面を有し、前記第2の層が第2の側面を有し、前記圧電基板上及び前記レジスト層上に前記密着層用の金属膜を積層する工程において、蒸着法の条件を変えながら前記密着層用の金属膜を積層することにより、前記第1の層が前記圧電基板に密着している面の面積よりも前記第2の層が前記主電極層に密着する面の面積の方が小さくなるように、前記第1,第2の側面を前記電極形成面の法線方向から傾斜させ、前記第1,第2の側面と前記電極形成面の法線方向とがなす角度をそれぞれ前記第1,第2の側面の傾斜角度としたときに、前記第1の側面の前記傾斜角度よりも前記第2の側面の前記傾斜角度の方を小さくする。この場合には、弾性波が励振されたときの主電極層の歪みをより一層小さくすることができる。
本発明に係る弾性波装置の製造方法のある特定の局面では、前記圧電基板上及び前記レジスト層上に前記密着層用の金属膜を積層する工程において、前記第2の層を形成するときの蒸着法における成膜速度を、前記第1の層を形成するときの蒸着法における成膜速度よりも遅くする。この場合には、弾性波が励振されたときの主電極層の歪みをより確実に小さくすることができる。
本発明によれば、弾性波が励振されたときのIDT電極の歪みを小さくすることができ、IMD特性を良好にすることができる、弾性波装置及びその製造方法を提供し得る。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る弾性波装置の正面断面図である。 図2(a)は、本発明の第1の実施形態におけるIDT電極の拡大正面断面図であり、図2(b)は、本発明の第1の実施形態におけるIDT電極の部分切り欠き拡大正面断面図である。 図3は、比較例におけるIDT電極の拡大正面断面図である。 図4(a)及び図4(b)は、本発明の第1の実施形態及び比較例における、IDT電極の電極指の弾性波伝搬方向に沿う位置と、主電極層の圧電基板側の面における歪みのS成分との関係を示す図である。 図5は、歪みのS成分と3次高調波のレベルとの関係を示す図である。 図6(a)〜図6(c)は、本発明の第1の実施形態に係る弾性波装置の製造方法を説明するための部分切り欠き正面断面図である。 図7(a)及び図7(b)は、本発明の第1の実施形態に係る弾性波装置の製造方法を説明するための部分切り欠き正面断面図である。 図8は、本発明の第2の実施形態におけるIDT電極の正面断面図である。
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。
なお、本明細書に記載の各実施形態は、例示的なものであり、異なる実施形態間において、構成の部分的な置換または組み合わせが可能であることを指摘しておく。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る弾性波装置の正面断面図である。
弾性波装置1は、圧電基板3を有する。圧電基板3は、LiTaOからなる。なお、圧電基板の材料は特に限定されず、適宜の圧電単結晶や圧電セラミックスからなっていてもよい。より具体的には、圧電基板は、例えば、LiNbO、KNbO、水晶、ランガサイト、ZnO、PZT、あるいは、四ホウ素酸リチウムなどからなっていてもよい。
圧電基板3は、電極形成面3aを有する。電極形成面3a上には、IDT電極2が形成されている。IDT電極2に交流電圧を印加することにより、弾性波が励振される。本実施形態では、IDT電極2の弾性波伝搬方向における両側には、反射器8が設けられている。それによって、1ポート型の弾性波共振子が構成されている。なお、反射器は設けられていなくともよい。
図2(a)は、第1の実施形態におけるIDT電極の拡大正面断面図である。図2(b)は、第1の実施形態におけるIDT電極の部分切り欠き拡大正面断面図である。なお、より具体的には、図2(a)及び図2(b)では、IDT電極が有する複数の電極指の内の一本の電極指を拡大して示している。後述する図3、図6(a)〜図6(c)、図7(a)及び図7(b)並びに図8も同様である。
図2(a)に示されているように、IDT電極2は、圧電基板3の電極形成面3a上に設けられている密着層4を有する。密着層4上には、主電極層6が設けられている。密着層4は、圧電基板3に対する密着性が、主電極層6の圧電基板3に対する密着性よりも高い。密着層4は、圧電基板3に密着している第1の層4Aを有する。密着層4は、主電極層6に密着している第2の層4Bも有する。第1の層4Aと第2の層4Bとは、電極形成面3aの法線方向Zにおいて連続して設けられている。
本実施形態では、密着層4はTiからなる。なお、密着層は、特に限定されないが、圧電基板との密着性が高い適宜の金属からなることが好ましい。より具体的には、密着層は、例えば、Ti、Cr、NiCr、Zr、Ta、WまたはMoなどからなることが望ましい。
本明細書においては、主電極層6は、弾性波の励振において支配的な電極層である。本実施形態の主電極層6はAlからなる。なお、主電極層は、抵抗が低い適宜の金属からなることが好ましい。より具体的には、主電極層は、例えば、Al、Cu、AuまたはAgなどからなることが望ましい。また、主電極層を構成する金属に別の元素を添加することにより、ストレスマイグレーション耐性を高めてもよい。例えば、主電極層を構成する材料には、Alを主体とし、Cuが添加される合金などが好適に用いられる。
本実施形態では、密着層4の厚みは30nmであり、主電極層6の厚みは430nmである。IDT電極2の電極指間距離により規定される波長は4.6μmである。IDT電極2のデューティーは0.5である。なお、IDT電極の各層の厚み、IDT電極の波長及びデューティーは特に限定されない。
密着層4の第1の層4Aは、第1の側面4Acを有する。第2の層4Bも、第2の側面4Bcを有する。第1,第2の側面4Ac,4Bcは、それぞれ電極形成面3aの法線方向Zから傾斜している。より具体的には、第1の層4Aが圧電基板3に密着している面の面積よりも第2の層4Bが主電極層6に密着している面の面積の方が小さくなるように、第1,第2の側面4Ac,4Bcが傾斜している。なお、第1,第2の側面の少なくとも一部が、それぞれ電極形成面の法線方向から傾斜していればよい。また、主電極層6も側面6cを有する。
ここで、第1,第2の側面4Ac,4Bcと電極形成面3aの法線方向Zとがなす角度をそれぞれ第1,第2の側面4Ac,4Bcの傾斜角度とする。より具体的には、図2(b)に示されているように、電極形成面の法線方向Zに延びる一点鎖線Aと第1の側面4Acとがなす角度が、第1の側面4Acの傾斜角度θである。同様に、一点鎖線Bと第2の側面4Bcとがなす角度が、第2の側面4Bcの傾斜角度θである。なお、第1,第2の側面のそれぞれの一部が電極形成面の法線方向から傾斜している場合は、第1,第2の側面の傾斜している部分と電極形成面の法線方向とがなす角度が、第1,第2の側面の傾斜角度である。
本実施形態の特徴は、第1の側面4Acの傾斜角度θよりも第2の側面4Bcの傾斜角度θの方が小さいことにある。言い換えると、図2(a)に示した電極形成面3aからIDT電極2の積層方向に向かうにつれて、電極指の幅が細くなるように金属が積層されている。それによって、弾性波が励振されたときのIDT電極2における主電極層6の歪みを小さくすることができ、IMD特性を良好にすることができる。これを、以下において、比較例を用いて説明する。
図3は、比較例におけるIDT電極の拡大正面断面図である。
比較例における弾性波装置のIDT電極102の密着層104は、第1,第2の層104A,104Bを有する。第1,第2の層104A,104Bは、第1,第2の側面104Ac,104Bcを有する。比較例の弾性波装置では、第1の側面104Acの傾斜角度と第2の側面104Bcの傾斜角度との差がない。この点を除き、比較例における弾性波装置は、第1の実施形態の弾性波装置1と同様の構成を有する。
図4(a)及び図4(b)は、第1の実施形態及び比較例における、IDT電極の電極指の弾性波伝搬方向に沿う位置と、主電極層の圧電基板側の面における歪みのS成分との関係を示す図である。実線は第1の実施形態の結果を示し、破線は比較例の結果を示す。電極指が延びる方向に垂直な方向を電極指の幅方向としたとき、図4(a)及び図4(b)における横軸の値が0の位置は、電極指の幅方向の中心の位置に相当する。図4(a)は、電極指の幅方向の中心から一方の端面までの歪みの大きさを示している。図4(b)は、電極指の幅方向の中心から、図4(a)に示す端面とは反対側の端面までの歪みの大きさを示している。
上述したように、IDT電極に電圧を印加すると、弾性波が励振される。このとき、IDT電極の圧電基板側の面に応力が加わる。それによって、主電極層に歪みが生じる。本実施形態及び比較例においては、電極指の中心から端面に近づくほど、歪みが大きくなっている。また、図4(a)及び図4(b)に示されているように、本実施形態では、比較例よりも、歪みを小さくすることができている。
より具体的には、図4(a)に示されているように、電極指の一方の端面において、比較例では歪みが4.26×10−3であり、本実施形態では歪みが3.99×10−3である。このように、本実施形態では、比較例よりも歪みのS成分を0.27×10−3小さくすることができている。さらに、幅方向において、電極指の端面から電極指の幅方向の全体の長さの約10%の範囲において、本実施形態の歪みを比較例の歪みよりも効果的に小さくできていることがわかる。
図4(b)に示す電極指の端面においては、比較例では歪みが4.26×10−3であり、本実施形態では歪みが3.99×10−3である。このように、図4(b)に示す端面においても、本実施形態では、比較例よりも歪みのS成分を0.27×10−3小さくすることができている。さらに、幅方向において、電極指の図4(b)に示す端面から電極指の幅方向の全体の長さの約10%の範囲においても、本実施形態の歪みを比較例の歪みよりも効果的に小さくできていることがわかる。本実施形態により歪みを小さくし得ることについては、以下の理論によると考えられる。
本実施形態では、図2(a)に示されているように、密着層4の第1の側面4Acの傾斜角度よりも第2の側面4Bcの傾斜角度の方が小さい。それによって、弾性波が励振されたときにIDT電極2の電極指の側面付近に加わる応力が、主電極層6よりも圧電基板3側に分散される。このように、弾性波が励振されたときの、主電極層6の圧電基板3側の面における応力集中が緩和されるため、主電極層6の歪みが小さくなっている。
ここで、図2(b)に示されているように、主電極層6の側面6cと圧電基板3の電極形成面の法線方向Zに沿う一点鎖線Cとがなす角度は、主電極層6の側面6cの傾斜角度θである。このとき、本実施形態のように、主電極層6の側面6cの傾斜角度θは第2の側面4Bcの傾斜角度θ以下であることが好ましい。それによって、主電極層6の歪みをより一層小さくすることができる。なお、主電極層の側面は、一部が電極形成面の法線方向から傾斜していてもよく、あるいは、側面の全てが傾斜していてもよい。あるいは、主電極層の側面は、上記法線方向から傾斜している部分を有しなくともよい。側面が上記法線方向から傾斜していない場合、傾斜角度は0°である。
次に、歪みとIMD特性との関係を説明する。以下に、SH波を用いる場合の、歪みのS成分と3次高調波のレベルとの関係を示す。なお、下記の例においては、3次高調波は不要な波であり、3次高調波のレベルが低いほど、IMD特性が良好である。
図5は、歪みのS成分と3次高調波のレベルとの関係を示す図である。
図5に示されているように、歪みのS成分が小さいほど3次高調波のレベルが小さくなっていることがわかる。よって、IDT電極の歪みを小さくすれば、IMD特性を改善し得ることがわかる。
ところで、図2(a)に示されているように、密着層4は、主電極層6よりも圧電基板3側に位置している。加えて、上述したように、IDT電極2の電極指の側面付近に加わる応力は、主電極層6よりも圧電基板3側に分散される。本実施形態では、IDT電極2の密着層4はTiからなり、主電極層6はAlからなる。このように、密着層4を構成している金属の弾性率が、主電極層6を構成している金属の弾性率よりも大きいことが好ましい。それによって、弾性波が励振されるときに圧電基板3側から主電極層6に加わる応力を小さくすることができる。よって、主電極層6の歪みを効果的に抑制することができる。
次に、弾性波装置1の製造方法を説明する。
図6(a)〜図6(c)は、第1の実施形態に係る弾性波装置の製造方法を説明するための部分切り欠き正面断面図である。図7(a)及び図7(b)は、第1の実施形態に係る弾性波装置の製造方法を説明するための部分切り欠き正面断面図である。なお、図7(a)及び図7(b)は、図6(a)〜図6(c)に示す工程よりも後の工程を示す。
図6(a)に示すように、圧電基板3を用意する。次に、圧電基板3上にレジスト層7を積層する。次に、レジスト層7をパターニングする。それによって、レジスト層7が開口しており、圧電基板3が露出している部分を形成する。圧電基板3上にパターニングしたレジスト層7を形成するに際しては、例えば、ネガ型フォトレジストを用いたフォトリソグラフィー技術を用いることができる。
次に、図6(b)及び図6(c)に示すように、圧電基板3上及びレジスト層7上に密着層4用の金属膜を蒸着法により積層する。レジスト層7が開口している部分において上記金属膜が圧電基板3上に積層され、密着層4が形成される。
ところで、蒸着法により融点が高い金属膜がレジスト層7上に積層されると、金属膜の輻射熱によりレジスト層7が変形する。ここで、レジスト層7が開口している部分を横断する方向を幅方向Wとする。レジスト層7の上記変形により、レジスト層7が開口している部分の最小の幅W1が小さくなる。この幅W1が小さくなるほど、圧電基板3の電極形成面3aの法線方向Zから見たときの、圧電基板3が露出している部分の幅が小さくなる。密着層4の形成に際し、レジスト層7の上記変形が進行するため、密着層4の第1,第2の側面4Ac,4Bcは傾斜する。
このとき、本実施形態の弾性波装置1の製造においては、図6(b)に示す第1の層4Aを形成するときの成膜速度よりも、図6(c)に示す第2の層4Bを形成するときの成膜速度を遅くする。より具体的には、例えば、第1の層4Aを形成するときの成膜速度を5Å/sとし、第2の層4Bを形成するときの成膜速度を0.5Å/sとする。成膜速度が遅いほど、レジスト層7に蒸着する金属膜からの熱伝導や蒸着源からの輻射熱が抑制される。そのため、レジスト層7の温度の上昇も抑制される。レジスト層7は、高温になるほど、変形する速度が速い。よって、本実施形態では、第1の層4Aを形成しているときのレジスト層7の変形の速度よりも、第2の層4Bを形成しているときのレジスト層7の変形の速度を遅くすることができる。従って、第1の層4Aの第1の側面4Acの傾斜角度よりも第2の層4Bの第2の側面4Bcの傾斜角度の方を小さくすることができる。
第1の層を形成するときの蒸着法の条件と、第2の層を形成するときの蒸着法の条件とを異ならせることにより、圧電基板に金属粒子が接触してからの、該金属粒子の移動距離を制御してもよい。この場合においても、第1の層の第1の側面の傾斜角度よりも第2の層の第2の側面の傾斜角度の方を小さくすることができる。
本実施形態の弾性波装置1の製造方法の説明に戻り、次に、図7(a)に示すように、密着層4上に主電極層6用の金属を蒸着法により積層する。なお、本実施形態では、密着層4はTiからなり、主電極層6はAlからなる。このように、主電極層6を構成している金属の融点が、密着層4を構成している金属の融点以下であることが好ましい。それによって、主電極層6を形成するときにレジスト層7が加熱される温度を、密着層4を形成するときにレジスト層7が加熱される温度以下とすることができる。よって、主電極層6の側面6cの傾斜角度を、密着層4の第2の側面4Bcの傾斜角度以下に確実にすることができる。従って、弾性波が励振されたときの主電極層6の歪みをより確実に抑制することができる。
次に、図7(b)に示すように、図7(a)に示したレジスト層7を圧電基板3から剥離する。
図8は、本発明の第2の実施形態におけるIDT電極の部分切り欠き正面断面図である。
第2の実施形態の弾性波装置は、IDT電極12が密着層14と主電極層6との間に設けられている中間層15を有する点で、第1の実施形態と異なる。また、密着層14の構成も、第1の実施形態と異なる。上記以外の点においては、第2の実施形態の弾性波装置は、第1の実施形態の弾性波装置1と同様の構成を有する。
密着層14は、圧電基板3に対する密着性が、中間層15の圧電基板3に対する密着性以上である。密着層14は、側面14cを有する。密着層14の側面14cの傾斜角度は、第1の実施形態と異なり、一定である。本実施形態では、密着層14は、NiCr及びTiの内のいずれか一方からなる。なお、密着層を構成する金属は特に限定されないが、第1の実施形態と同様に、圧電基板との密着性がよい適宜の金属からなることが好ましい。
本実施形態では、中間層15は、Tiからなる。なお、中間層を構成する金属は、特に限定されない。密着層と中間層とが同じ金属からなっていてもよい。
中間層15は側面15cを有する。側面15cと圧電基板3の電極形成面3aの法線方向Zとがなす角度を側面15cの傾斜角度とする。このとき、中間層15の側面15cの傾斜角度は、密着層14の側面14cの傾斜角度よりも小さい。よって、第1の実施形態と同様に、弾性波を励振したときの主電極層6の歪みを小さくすることができる。従って、IMD特性を良好にすることができる。
なお、密着層の側面の少なくとも一部が電極形成面の法線方向から傾斜していればよい。中間層においても、中間層の側面の少なくとも一部が電極形成面の法線方向から傾斜していればよい。密着層の側面の一部が上記法線方向から傾斜している場合は、密着層の側面が傾斜している部分と上記法線方向とがなす角度が密着層の側面の傾斜角度である。中間層の側面の一部が上記法線方向から傾斜している場合は、中間層の側面が傾斜している部分と上記法線とがなす角度が中間層の側面の傾斜角度である。
さらに、主電極層6の側面6cの傾斜角度は、中間層15の側面15cの傾斜角度以下である。よって、弾性波を励振したときの主電極層6の歪みを効果的に小さくすることができる。
密着層14を構成している金属の融点は中間層15を構成している金属の融点以上である。よって、上述した製造方法と同様の方法により、中間層15の側面15cの傾斜角度を密着層14の側面14cの傾斜角度よりも容易に小さくすることができる。中間層15を構成している金属の融点は主電極層6を構成している金属の融点以上である。よって、主電極層6の側面6cの傾斜角度を確実に中間層15の側面15cの傾斜角度以下にすることができる。
密着層14を構成している金属の弾性率は中間層15を構成している金属の弾性率以上である。中間層15を構成している金属の弾性率は主電極層6を構成している金属の弾性率よりも大きい。よって、第1の実施形態と同様に、弾性波を励振したときの主電極層6の歪みをより一層小さくすることができる。
1…弾性波装置
2…IDT電極
3…圧電基板
3a…電極形成面
4…密着層
4A,4B…第1,第2の層
4Ac,4Bc…第1,第2の側面
6…主電極層
6c…側面
7…レジスト層
8…反射器
12…IDT電極
14…密着層
14c…側面
15…中間層
15c…側面
102…IDT電極
104…密着層
104A,104B…第1,第2の層
104Ac,104Bc…第1,第2の側面

Claims (12)

  1. 電極形成面を有する圧電基板と、
    前記圧電基板の前記電極形成面上に設けられているIDT電極と、
    を備え、
    前記IDT電極が、前記圧電基板の前記電極形成面上に設けられている密着層と、前記密着層上に設けられている主電極層と、を有し、
    前記密着層が、前記圧電基板に密着している第1の層と、前記主電極層に密着している第2の層と、を有し、
    前記第1の層が第1の側面を有し、前記第2の層が第2の側面を有し、
    前記第1の層が前記圧電基板に密着している面の面積よりも前記第2の層が前記主電極層に密着している面の面積の方が小さくなるように、前記第1,第2の側面の少なくとも一部がそれぞれ前記電極形成面の法線方向から傾斜しており、
    前記第1,第2の側面の傾斜している部分と前記電極形成面の法線方向とがなす角度をそれぞれ前記第1,第2の側面の傾斜角度としたときに、前記第1の側面の前記傾斜角度よりも前記第2の側面の前記傾斜角度の方が小さい、弾性波装置。
  2. 前記主電極層が側面を有し、前記主電極層の前記側面と、前記圧電基板の前記電極形成面の法線方向とがなす角度を前記主電極層の前記側面の傾斜角度としたときに、前記主電極層の前記側面の前記傾斜角度が前記第2の側面の前記傾斜角度以下である、請求項1に記載の弾性波装置。
  3. 前記密着層を構成している金属の弾性率が前記主電極層を構成している金属の弾性率よりも大きい、請求項1または2に記載の弾性波装置。
  4. 前記密着層を構成している金属の融点が前記主電極層を構成している金属の融点以上である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の弾性波装置。
  5. 前記密着層がTiからなり、前記主電極層がAlからなる、請求項1〜4のいずれか1項に記載の弾性波装置。
  6. 電極形成面を有する圧電基板と、
    前記圧電基板の前記電極形成面上に設けられているIDT電極と、
    を備え、
    前記IDT電極が、前記圧電基板の前記電極形成面上に設けられている密着層と、前記密着層上に設けられている中間層と、前記中間層上に設けられている主電極層と、を有し、
    前記密着層及び前記中間層がそれぞれ側面を有し、
    前記密着層において、前記圧電基板に密着している面の面積よりも前記中間層に密着している面の面積の方が小さくなるように、前記密着層の前記側面の少なくとも一部が前記電極形成面の法線方向から傾斜しており、前記中間層において、前記密着層に密着している面の面積よりも前記主電極層に接している面の面積の方が小さくなるように、前記中間層の前記側面の少なくとも一部が前記電極形成面の法線方向から傾斜しており、
    前記密着層の前記側面の傾斜している部分及び前記中間層の前記側面の傾斜している部分と前記電極形成面の法線方向とがなす角度をそれぞれ前記密着層の前記側面及び前記中間層の前記側面の傾斜角度としたときに、前記密着層の前記側面の前記傾斜角度よりも前記中間層の前記側面の前記傾斜角度の方が小さい、弾性波装置。
  7. 前記主電極層が側面を有し、前記主電極層の前記側面と前記電極形成面の法線方向とがなす角度を前記主電極層の前記側面の傾斜角度としたときに、前記主電極層の前記側面の前記傾斜角度が前記中間層の前記側面の前記傾斜角度以下である、請求項6に記載の弾性波装置。
  8. 前記密着層を構成している金属の弾性率が前記中間層を構成している金属の弾性率以上であり、前記中間層を構成している金属の弾性率が前記主電極層を構成している金属の弾性率よりも大きい、請求項6または7に記載の弾性波装置。
  9. 前記密着層を構成している金属の融点が前記中間層を構成している金属の融点以上であり、前記中間層を構成している金属の融点が前記主電極層を構成している金属の融点以上である、請求項6〜8のいずれか1項に記載の弾性波装置。
  10. 前記密着層がNiCr及びTiの内のいずれか一方からなり、前記中間層がTiからなり、前記主電極層がAlからなる、請求項6〜9のいずれか1項に記載の弾性波装置。
  11. 密着層及び主電極層を有するIDT電極が圧電基板上に設けられた弾性波装置の製造方法であって、
    電極形成面を有する圧電基板を用意する工程と、
    前記圧電基板の前記電極形成面上にレジスト層を積層する工程と、前記レジスト層をパターニングする工程と、前記圧電基板上及び前記レジスト層上に、密着層用の金属膜を蒸着法により積層する工程と、前記密着層用の金属膜上に主電極層用の金属膜を蒸着法により積層する工程と、前記レジスト層を前記圧電基板から剥離する工程と、を有する、IDT電極を前記圧電基板の前記電極形成面上に設ける工程と、
    を備え、
    前記密着層が、前記圧電基板に密着している第1の層と、前記主電極層に密着している第2の層と、を有し、前記第1の層が第1の側面を有し、前記第2の層が第2の側面を有し、
    前記圧電基板上及び前記レジスト層上に前記密着層用の金属膜を積層する工程において、蒸着法の条件を変えながら前記密着層用の金属膜を積層することにより、前記第1の層が前記圧電基板に密着している面の面積よりも前記第2の層が前記主電極層に密着する面の面積の方が小さくなるように、前記第1,第2の側面を前記電極形成面の法線方向から傾斜させ、前記第1,第2の側面と前記電極形成面の法線方向とがなす角度をそれぞれ前記第1,第2の側面の傾斜角度としたときに、前記第1の側面の前記傾斜角度よりも前記第2の側面の前記傾斜角度の方を小さくする、弾性波装置の製造方法。
  12. 前記圧電基板上及び前記レジスト層上に前記密着層用の金属膜を積層する工程において、前記第2の層を形成するときの蒸着法における成膜速度を、前記第1の層を形成するときの蒸着法における成膜速度よりも遅くする、請求項11に記載の弾性波装置の製造方法。
JP2017529491A 2015-07-17 2016-06-01 弾性波装置及びその製造方法 Active JP6471802B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015142768 2015-07-17
JP2015142768 2015-07-17
PCT/JP2016/066248 WO2017013945A1 (ja) 2015-07-17 2016-06-01 弾性波装置及びその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2017013945A1 JPWO2017013945A1 (ja) 2018-02-08
JP6471802B2 true JP6471802B2 (ja) 2019-02-20

Family

ID=57834473

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017529491A Active JP6471802B2 (ja) 2015-07-17 2016-06-01 弾性波装置及びその製造方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10924082B2 (ja)
JP (1) JP6471802B2 (ja)
KR (1) KR101931506B1 (ja)
CN (1) CN107534429B (ja)
DE (1) DE112016003221T5 (ja)
WO (1) WO2017013945A1 (ja)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6994855B2 (ja) * 2017-07-12 2022-01-14 京セラ株式会社 弾性波素子、分波器および通信装置
JP7001013B2 (ja) * 2018-08-01 2022-01-19 株式会社村田製作所 コイル部品、コイル部品の製造方法
CN115315899A (zh) * 2020-04-06 2022-11-08 株式会社村田制作所 弹性波装置
WO2022044869A1 (ja) * 2020-08-27 2022-03-03 株式会社村田製作所 弾性波装置
CN116547910A (zh) * 2020-12-04 2023-08-04 株式会社村田制作所 声波设备
CN114826185B (zh) * 2022-05-23 2023-03-10 河北时硕微芯科技有限公司 一种声表面滤波器封装方法及结构

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0522067A (ja) * 1991-07-15 1993-01-29 Oki Electric Ind Co Ltd 弾性表面波フイルタ
JP2001217672A (ja) 1999-11-26 2001-08-10 Murata Mfg Co Ltd 弾性表面波素子およびその製造方法
AU2002361093A1 (en) * 2001-12-28 2003-07-24 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Surface acoustic wave device, electronic component using the device, and composite module
JP4359551B2 (ja) * 2004-10-08 2009-11-04 アルプス電気株式会社 弾性表面波素子の製造方法
JP4279271B2 (ja) 2005-06-01 2009-06-17 アルプス電気株式会社 弾性表面波素子及びその製造方法
JP4043045B2 (ja) * 2005-09-20 2008-02-06 京セラ株式会社 弾性表面波素子及び弾性表面波装置
JP2012060420A (ja) * 2010-09-09 2012-03-22 Seiko Epson Corp 弾性表面波デバイス、電子機器及びセンサー装置
US9773964B2 (en) * 2011-12-27 2017-09-26 Kyocera Corporation Electronic component
US9496846B2 (en) * 2013-02-15 2016-11-15 Skyworks Filter Solutions Japan Co., Ltd. Acoustic wave device and electronic apparatus including same
JP2014158138A (ja) * 2013-02-15 2014-08-28 Panasonic Corp 弾性波装置とそれを用いたアンテナ共用器
CN110140295B (zh) * 2017-01-13 2023-02-28 株式会社村田制作所 弹性波装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR101931506B1 (ko) 2018-12-21
JPWO2017013945A1 (ja) 2018-02-08
CN107534429A (zh) 2018-01-02
WO2017013945A1 (ja) 2017-01-26
KR20170134669A (ko) 2017-12-06
DE112016003221T5 (de) 2018-04-19
CN107534429B (zh) 2020-12-11
US10924082B2 (en) 2021-02-16
US20180097501A1 (en) 2018-04-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6471802B2 (ja) 弾性波装置及びその製造方法
JP5648695B2 (ja) 弾性波装置及びその製造方法
US10862020B2 (en) Elastic wave device
WO2017013968A1 (ja) 弾性波装置
JP6481687B2 (ja) 弾性波装置
JP4760911B2 (ja) 弾性境界波装置
WO2009139108A1 (ja) 弾性境界波装置
JP6447624B2 (ja) 弾性波装置
US20190334499A1 (en) Elastic wave device
WO2017086004A1 (ja) 弾性波装置及びその製造方法
WO2015182521A1 (ja) 弾性波装置及びラダー型フィルタ
WO2017068828A1 (ja) 弾性波装置
WO2017187724A1 (ja) 弾性波装置
WO2015137089A1 (ja) 弾性波装置
JP7120441B2 (ja) 弾性波装置
JP5176863B2 (ja) 弾性波装置
WO2017110586A1 (ja) 弾性波装置
WO2014054580A1 (ja) 弾性表面波装置
JP6813084B2 (ja) 弾性波装置の製造方法
WO2021241681A1 (ja) 弾性波装置
WO2017212787A1 (ja) 弾性波装置
JP2007267117A (ja) 弾性表面波装置及びその製造方法
JP2017220924A (ja) 弾性波装置の製造方法
WO2018003657A1 (ja) 弾性波装置
WO2023048256A1 (ja) 弾性波装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20171003

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20181225

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190107

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6471802

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150