JPH0595245A - 弾性表面波装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】第一の金属薄膜からなる共通電極の電極指が形
成してある側の端から、第二の金属薄膜からなる共通電
極の電極指が形成してある側の端までの距離Ｗ１が、第
一の金属薄膜の膜厚ｈとして、Ｗ１≧１．５Ｈとなるよ
うに構成、もしくは、第二の金属薄膜からなる入力、及
び出力用櫛形電極の非交差開口部の距離Ｗ２を第一の金
属薄膜の膜厚ｈ、櫛形電極の形成ピッチＰとして、Ｗ２
≧１．５Ｈ＋Ｐとなるように構成したものである。（但
し、Ｈはｈの平方根） 【効果】入力、出力用櫛形電極のショ−ト欠陥を防ぐこ
とができ、製造工程で高い歩留まりが得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、弾性表面波装置に係
り、特に、製造時における歩留まりが向上するように構
成した高周波の弾性表面波装置、及び、その製造方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】弾性表面波装置において、特に入力、及
び出力用櫛形電極の膜厚が厚くなると、電極内部での弾
性表面波の反射が大きくなり、周波数特性でリップルが
大きくなる不都合があり、特に、ＵＨＦ帯以上の高周波
では、櫛形電極の膜厚は１００ｎｍ程度と薄く設定する
必要がある。このため、パッケ−ジのピン端子とボンデ
ィングパッドを接続するワイヤボンディングの際、ボン
ディングパッドの強度が問題となる。つまり、櫛形電極
の膜厚が１００ｎｍ程度では強度が不足し、ボンディン
グパッドが剥がれてしまうため歩留まりが低下する不都
合がある。そこで、通常、ボンディングパッドは４００
〜６００ｎｍ程度の膜厚で形成している。また、ボンデ
ィングパッドと櫛形電極を接続する共通電極について
も、その電極の持つ抵抗を考慮し、素子特性での損失増
加を防ぐ意味でボンディングパッドと同じ膜厚としてい
る。

【０００３】このようなボンディングパッド厚付けの技
術として、例えば、特開昭５１−５４７９４号公報で
は、あらかじめ、厚付けするボンディングパッドの膜厚
と入力、及び出力用櫛形電極の膜厚の和分だけ成膜して
おき、ボンディングパッド部をホトレジストで保護して
化学溶液エッチングし、ボンディングパッド部以外の膜
厚を所望の入力、及び出力用櫛形電極の膜厚まで減少さ
せ、ボンディングパッド部のホトレジストを除去した
後、ホトリソグラフィ技術により入力、及び出力用櫛形
電極を形成し、各所望の膜厚をもつボンディングパッド
と入力、及び出力用櫛形電極を形成していた。なお、こ
の種の発明には、特開昭５６−５２９２０号公報があ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、入
力、及び出力用櫛形電極の膜厚のばらつきが成膜、及び
化学溶液エッチングで非常に大きくなる問題がある。す
なわち、エッチング速度の再現性、基板内均一性を良好
に保ことが難しく、エッチング中の高精度なモニタ方法
がない上、成膜時の基板内膜厚分布及び基板間膜厚ばら
つきが重畳し、入力、及び出力用櫛形電極の膜厚のばら
つきが大きくなるため弾性表面波装置の周波数特性にば
らつきを生じ、歩留まりが低下する不都合があった。

【０００５】上記従来技術のほか、ボンディングパッド
厚付け技術として、第一の金属薄膜を成膜し、まず所望
の膜厚のボンディングパッド、及び共通電極をホトリソ
グラフィ技術により形成した後、第二の金属薄膜を成膜
し、お互いに弾性表面波を送受する入力、出力用櫛形電
極、ボンディングパッド及び共通電極を同じくホトリソ
グラフィ技術により形成する弾性表面波装置の製造方法
がある。ところが、セルラ−無線機に用いる弾性表面波
装置の場合、８００〜９００ＭＨｚで用いられるため入
力、及び出力用櫛形電極の電極幅が約１μｍとなるた
め、ホトリソグラフィ技術の解像力が問題となる。第一
の金属薄膜からなるボンディングパッド及び共通電極を
厚付け形成した後に入力、及び出力用櫛形電極形成する
工程において、共通電極と近接する櫛形電極の電極先端
部においてホトレジストの残渣が生じ、櫛形電極のショ
−ト欠陥が発生する不具合が生じる。特に、不具合は密
着露光によるホトリソグラフィ技術において顕著であ
る。また、この現象は、電極線幅が細くなり高精度なホ
トリソグラフィ技術が要求される高周波用弾性表面波装
置において顕著に発生する。この原因として、第一の金
属薄膜でボンディングパッド及び共通電極が厚付け形成
されているため、第二の金属薄膜から形成する櫛形電極
の電極先端部と厚付け形成された共通電極との間で段差
が発生し、上記段差を覆う部分でホトレジストが厚くな
ると同時に裾を引き、その部分の露光条件が合わなくな
ることから、密着露光時において光の回折により像がぼ
けるためと考えた。

【０００６】本発明の目的は、第一の金属薄膜からなる
ボンディングパッド及び共通電極と、第二の金属薄膜か
らなるお互いに弾性表面波を送受する入力、及び出力用
櫛形電極、ボンディングパッド及び共通電極からなる弾
性表面波装置において、第二の金属薄膜からなる入力、
及び出力用櫛形電極側の共通電極端と第一の金属薄膜か
らなる入力、及び出力用櫛形電極側の共通電極端の露光
時における、回折効果による櫛形電極のショ−ト欠陥を
防止し、製造工程で高い歩留まりが得られるように構成
した弾性表面波装置、及びその製造方法を提供すること
にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、第一の金属薄膜からなる共通電極の電極
指が形成してある側の端から、第二の金属薄膜からなる
共通電極の、電極指が形成してある側の端までの距離Ｗ
１を、第一の金属薄膜の膜厚ｈとして、Ｗ１≧１．５Ｈ
（但し、Ｈはｈの平方根）となるように構成、もしく
は、第二の金属薄膜からなる入力、及び出力用櫛形電極
の非交差開口部の距離Ｗ２を第一の金属薄膜の膜厚ｈ、
櫛形電極の形成ピッチＰとして、Ｗ２≧１．５Ｈ＋Ｐと
なるように構成したものである。

【０００８】

【作用】このような手段をとることにより、密着露光時
の回折効果によって発生するホトレジスト残渣による櫛
形電極のショ−ト欠陥が低減される。すなわち、第一の
金属薄膜からなるボンディングパッド及び共通電極と、
第二の金属薄膜からなるお互いに弾性表面波を送受する
入力、出力用櫛形電極、ボンディングパッド及び共通電
極からなる弾性表面波装置の電極形成において、第二の
金属薄膜からなる入力、出力用櫛形電極を密着露光法で
形成する場合、第一の金属薄膜からなるボンディングパ
ッド及び共通電極の電極膜厚ｈ分だけマスクとウエハの
密着度が低下し、光の回折による像のぼけが生じる。こ
の像のぼけが原因で、共通電極に近い部分の櫛形電極先
端部にホトレジスト残渣が生じるのである。一般的にこ
の像のぼけによる像の輪郭の位置ずれ量ｄ（以下像のぼ
けとする）は電極膜厚ｈにより、ｄ＝ＡＨ（Ａは定数、
Ｈはｈの平方根）と表わされる。なお、紫外線露光では
Ａの値は、 １．５程度であることが実験結果より分か
った。よって、第二の金属薄膜からなる入力、出力用櫛
形電極を露光する場合、回折効果による像のぼけｄ分だ
け第二の金属薄膜からなる入力、出力用櫛形電極先端部
と共通電極の端とを回折効果による像のぼけが無視でき
る距離だけ離すことにより、櫛形電極のショ−ト欠陥を
防止でき、高精度なホトリソグラフィが可能となり、製
造工程での高い歩留まりが得られるような弾性表面波装
置が実現できる。さらに、ボンディングパッド及び共通
電極を厚付けできるため、電極の持つ抵抗分を低減でき
るため、弾性表面波装置の素子特性での損失の増加を防
ぐことができる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の第一の実施例を図１及び図２
により説明する。

【００１０】本発明の第一の実施例の弾性表面波装置
は、図１の平面図、及び図２の図１のＩＩ−ＩＩ矢視断
面図に示したような構成になっている。３６度回転Ｙ軸
切断Ｘ軸伝搬のタンタル酸リチウム単結晶（３６Ｙ−Ｘ
ＬｉＴａＯ₃）からなる圧電性基板１の上に、第一の
金属薄膜である純Ａｌを電子ビ−ム蒸着により６００ｎ
ｍ厚に成膜し、その上にホトレジストを塗布後、露光及
び現像により、ボンディングパッド１、共通電極２のホ
トレジストパタ−ンを形成した。つぎに、このホトレジ
ストパタ−ンをマスクとして、湿式化学エッチングによ
り純Ａｌをエッチング除去し、ボンディングパッド２、
共通電極３を形成したものである。

【００１１】このように、圧電性基板１の上に、第一の
金属薄膜からなるボンディングパッド２、共通電極３を
形成した後、その上に、第二の金属薄膜であるＡｌ−Ｔ
ｉ膜を１００ｎｍの厚さにＤＣマグネトロンスパッタ法
により成膜し、前述した露光、現像及びエッチング等の
ホトリソグラフィ技術により、電極線幅１．２μｍの入
力、出力用櫛形電極４、５、３０μｍ角のボンディング
パッド２’、電極幅１０μｍの共通電極３’、及びシ−
ルド電極６を形成した。この時、第二の金属薄膜からな
る入力、出力用櫛形電極側の共通電極３’端と、第一の
金属薄膜からなる入力、出力用櫛形電極側の共通電極３
端の距離Ｗ１が１．５μｍとなるように構成した。な
お、第一の金属薄膜からなる入力、出力用櫛形電極側の
共通電極３端の距離は、図３の実験結果から決定したも
のである。図３はボンディングパッド、共通電極の電極
膜厚ｈの場合、解像可能な入力、出力用櫛形電極側の共
通電極端の距離Ｗ１ついての関係を示したものであり、
距離Ｗ１は１．５Ｈの曲線に乗っていることが分かっ
た。すなわち、電極膜厚が６００ｎｍの場合、Ｗ１は
１．２μｍ以上離してやることにより解像可能であり、
１．２μｍ未満であると、光の回折の影響で未解像とな
る。この結果より、第一の金属薄膜からなる共通電極
の、電極指が形成してある側の端から、第二の金属薄膜
からなる共通電極の、電極指が形成してある側の端まで
の距離Ｗ１が、第一の金属薄膜の膜厚ｈとして、Ｗ１≧
１．５Ｈとなるように構成する必要がある。

【００１２】本発明の第二の実施例の弾性表面波装置
は、図４の平面図、及び図５として図４のＶ−Ｖ矢視断
面図に示すように、第二の金属薄膜からなる入力、及び
出力用櫛形電極４，５の非交差開口部の距離Ｗ２を通常
の非交差開口部の距離Ｐ（Ｐは櫛形電極の形成ピッチ）
に加え１．５μｍ長く形成した。つまり、Ｗ２≧１．５
Ｈ＋Ｐとなるように構成したものである。

【００１３】この構成により、安価な密着露光装置を用
いて、露光時の回折効果による膜厚の厚いボンディング
パッドを含む共通電極と櫛形電極近接部での像のぼけを
防止でき、高精度なホトリソグラフィが可能となった。
すなわち、製造工程での櫛形電極ショ−ト欠陥による歩
留まりが、従来の５０％から７０％に向上し、量産で高
歩留まりな弾性表面波装置が実現できた。また、ボンデ
ィングパッドと櫛形電極を接続する共通電極について
も、その電極の持つ抵抗を考慮し、素子特性での損失増
加を防ぐ意味でボンディングパッドと同じ膜厚で形成で
きた。

【００１４】本発明の製造方法の流れは図６に示すとお
りである。まず、圧電性基板１上にＡｌ７を蒸着し、ホ
トレジスト８を塗布、露光、現像、エッチングのホトリ
ソグラフィ技術により、第一の金属薄膜からなるボンデ
ィングパッドを含む共通電極３を形成する。その後、Ｄ
Ｃマグネトロンスパッタ法でＡｌ系合金９を成膜し、ホ
トリソグラフィ技術により、第一の金属薄膜からなるボ
ンディングパッドを含む共通電極３上に、第二の金属薄
膜からなる入力、出力用櫛形電極４，５、ボンディング
パッド２’、共通電極３を形成した製造方法である。

【００１５】なお、第一の金属薄膜からなるボンディン
グパッド２、共通電極３の材料は、純Ａｌに限らず、Ａ
ｌ系合金であっても良い。また、圧電性基板は、ＬｉＴ
ａＯ₃に限らず、ニオブ酸リチウム単結晶基板（ＬｉＮ
ｂＯ₃）、あるいは水晶基板であっても良い。さらに、
第二の金属薄膜からなる入力、出力用櫛形電極４，５、
ボンディングパッド２’、共通電極３’、及びシ−ルド
電極６の電極材料はＡｌ−Ｔｉに限らず、他のＡｌ系合
金であっても良い。

【００１６】弾性表面波装置は、電圧を印加して基板に
機械的振動を生じさせるので、余分な慣性的負荷が加わ
るのは、好ましくなく、導電性良好で軽い材料、たとえ
ばＡｌあるいはＡｌ合金で電極を形成することが好まし
い。ボンディングパッド及び共通電極の厚付け材料は、
導電性の面から本実施例では、純Ａｌを選定した。機械
振動を生じる櫛形電極は、耐マイグレ−ション性が重要
であるため、導電性は多少低いが、耐マイグレ−ション
性の良好なＡｌ−Ｔｉ合金を選定した。また、櫛形電極
形成には、電極幅に高い寸法精度が要求されるため、湿
式化学エッチングに代わり、ＲＩＥ技術を用いた。

【００１７】なお、本発明の弾性表面波装置は、櫛形電
極の膜厚は十分に薄く、逆にボンディングパッドはボン
ディング時に剥離しないだけ十分に厚くしなければなら
ない高周波の信号処理用弾性表面波装置に好適である。

【００１８】図７は、本発明の弾性表面波装置を用いて
構成した移動無線機システムのアンテナ分波器の実施例
である。この分波器の送信フィルタ１０、受信フィルタ
１１に弾性表面波装置を用いた。送信フィルタ１０、受
信フィルタ１１はそれぞれ、分岐回路１２を介してアン
テナ１３と接続されている。移動無線機システムに用い
る送信フィルタ１０、受信フィルタ１１は、耐電力性を
必要とするほか、８００〜９００ＭＨｚと高周波である
ため、弾性表面波装置を構成する入力、出力用櫛形電極
が１μｍ程度と微細となる。このため、本発明を用いる
ことにより、高精度な弾性表面波装置が提供できる。

【００１９】なお、本発明は移動無線機システムに限ら
ず、ＶＴＲ、またはＣＡＴＶ用コンバ−タ、衛星放送用
受信機システム等に用いる弾性表面波装置においても有
効な手段であることはいうまでもない。

【００２０】

【発明の効果】本発明によれば、第一の金属薄膜からな
るボンディングパッド、共通電極と、第二の金属薄膜か
らなるお互いに弾性表面波を送受する入力、出力用櫛形
電極及びボンディングパッド、共通電極からなる弾性表
面波装置において、第二の金属薄膜からなる入力、出力
用櫛形電極側の共通電極端と第一の金属薄膜からなる入
力、出力用櫛形電極側の共通電極端の距離Ｗ１、及び第
二の金属薄膜からなる入力、出力用櫛形電極の非交差開
口部の距離Ｗ２の関係を考慮することにより、入力、出
力用櫛形電極のショ−ト欠陥を防止でき、製造工程での
高い歩留まりが得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例の平面図、

【図２】本発明の第一の実施例の図１のＩＩ−ＩＩ矢視
断面図、

【図３】電極膜厚と距離の関係の説明図、

【図４】本発明の第二の実施例の平面図、

【図５】本発明の第二の実施例のＡ−Ａ’面の断面図、

【図６】本発明の製造方法のフローチャート、

【図７】本発明を用いた移動無線機のアンテナ分波器の
説明図。

【符号の説明】

１…圧電性基板、 ２…第一の金属薄膜からなるボンディングパッド、 ２’…第二の金属薄膜からなるボンディングパッド、 ３…第一の金属薄膜からなる共通電極、 ３’…第二の金属薄膜からなる共通電極、 ４…入力櫛形電極、 ５…出力櫛形電極、 ６…シ−ルド電極。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 湯原 章綱 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式 会社日立製作所映像メデイア研究所内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧電性基板上に、第一の金属薄膜からなる
   ボンディングパッド及び共通電極と、前記第二の金属薄
   膜からなるお互いに弾性表面波を送受する入力、出力用
   櫛形電極と前記第一の金属薄膜からなる前記ボンディン
   グパッド及び前記共通電極と重なる位置に形成された前
   記第二の金属薄膜からなる前記ボンディングパッド及び
   前記共通電極からなる弾性表面波装置において、前記第
   一の金属薄膜からなる共通電極の、電極指が形成してあ
   る側の先端から、前記第二の金属薄膜からなる前記共通
   電極の、前記電極指が形成してある側の端までの距離Ｗ
   １が、前記第一の金属薄膜の膜厚をｈとして、Ｗ１≧
   １．５Ｈ（但し、Ｈはｈの平方根）となるように構成し
   たことを特徴とする弾性表面波装置。
2. 【請求項２】圧電性基板上に、第一の金属薄膜からなる
   ボンディングパッド及び共通電極と、第二の金属薄膜か
   らなるお互いに弾性表面波を送受する入力、出力用櫛形
   電極、と前記第一の金属薄膜からなる前記ボンディング
   パッド及び前記共通電極と重なる位置に形成された前記
   第二の金属薄膜からなる前記ボンディングパッド及び前
   記共通電極からなる弾性表面波装置において、前記第二
   の金属薄膜からなる入力、出力用櫛形電極の非交差開口
   部の距離Ｗ２を前記第一の金属薄膜の膜厚ｈ、櫛形電極
   の形成ピッチＰとして、Ｗ２≧１．５Ｈ＋Ｐ（但し、Ｈ
   はｈの平方根）となるように構成したことを特徴とする
   弾性表面波装置。
3. 【請求項３】請求項１または２において、前記圧電性基
   板上に、前記第一の金属薄膜からなる前記ボンディング
   パッド、前記共通電極を形成する工程と、前記第二の金
   属薄膜からなるお互いに弾性表面波を送受する入力、出
   力用櫛形電極、及び前記ボンディングパッド、前記共通
   電極を形成する工程からなる弾性表面波装置の製造方法
   において、前記第一の金属薄膜、及び前記第二の金属薄
   膜をそれぞれＡｌ、またはＡｌ系合金で形成した弾性表
   面波装置の製造方法。
4. 【請求項４】請求項１または２に記載の前記弾性表面波
   装置を使用した移動無線機システム。