JPH06350377A - 弾性表面波素子 - Google Patents
弾性表面波素子Info
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- JPH06350377A JPH06350377A JP14032293A JP14032293A JPH06350377A JP H06350377 A JPH06350377 A JP H06350377A JP 14032293 A JP14032293 A JP 14032293A JP 14032293 A JP14032293 A JP 14032293A JP H06350377 A JPH06350377 A JP H06350377A
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- electrode
- layer
- film
- surface acoustic
- acoustic wave
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-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/02535—Details of surface acoustic wave devices
- H03H9/02818—Means for compensation or elimination of undesirable effects
- H03H9/02929—Means for compensation or elimination of undesirable effects of ageing changes of characteristics, e.g. electro-acousto-migration
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- Acoustics & Sound (AREA)
- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】内部損失が少なく、しかも耐電力性が高い、特
性良好かつ長寿命な弾性表面波素子を提供することにあ
る。 【構成】弾性表面波素子電極の少なくとも一部を、基板
に直接接触する第１層電極と、其の上に重なる第２層電
極とよりなる積層構造とし、第１層電極のマイグレーシ
ョン耐性は第２層電極のマイグレーション耐性より高
く、かつ、第１層電極の比抵抗は第２層電極の比抵抗よ
りも高くする。そのためには、Ｔｉ，Ｐｄ，Ｎｂ，Ｎ
ｉ，Ｍｇ，Ｇｅ，Ｓｉ，Ｃｏ，Ｚｎ，Ｔａ，Ａｕ，Ａ
ｇ，Ｐｔ，Ｃｒ，Ｈｆ，Ｚｒ，Ｃｄ，Ｗ，Ｖ，Ｌｉ，Ｃ
ｕの中の何れかを０．１≦ｙ≦２０％含有するＡｌ合金
で第１層電極を形成させる。
性良好かつ長寿命な弾性表面波素子を提供することにあ
る。 【構成】弾性表面波素子電極の少なくとも一部を、基板
に直接接触する第１層電極と、其の上に重なる第２層電
極とよりなる積層構造とし、第１層電極のマイグレーシ
ョン耐性は第２層電極のマイグレーション耐性より高
く、かつ、第１層電極の比抵抗は第２層電極の比抵抗よ
りも高くする。そのためには、Ｔｉ，Ｐｄ，Ｎｂ，Ｎ
ｉ，Ｍｇ，Ｇｅ，Ｓｉ，Ｃｏ，Ｚｎ，Ｔａ，Ａｕ，Ａ
ｇ，Ｐｔ，Ｃｒ，Ｈｆ，Ｚｒ，Ｃｄ，Ｗ，Ｖ，Ｌｉ，Ｃ
ｕの中の何れかを０．１≦ｙ≦２０％含有するＡｌ合金
で第１層電極を形成させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、特性良好で、圧電性基
板上に形成した金属薄膜よりなる電極の耐電力性が高
く、大電力での長時間にわたる継続使用にもマイグレー
ションによる電極破壊が生じ難い、信頼性の高い弾性表
面波素子に関する。
板上に形成した金属薄膜よりなる電極の耐電力性が高
く、大電力での長時間にわたる継続使用にもマイグレー
ションによる電極破壊が生じ難い、信頼性の高い弾性表
面波素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、弾性表面波素子の応用範囲が広が
り、大電力を伝送する弾性表面波フィルタや大振幅の表
面波が定在波として存在する弾性表面波共振器の需要が
増加している。動作周波数も数百ＭＨｚから数ＧＨｚと
高周波化が要求されるようになってきており、また、高
出力化のために内部損失の低減および高耐電力性を持つ
新しい構造が要求されるようになってきている。高周波
化を図るためには、使用するすだれ状くし形電極の対向
電極指間ピッチを狭くすると同時に電極指幅も狭くする
必要が有り、例えば中心周波数１ＧＨｚの場合には電極
指幅は約１μｍとなる。このような微細電極を用いた弾
性表面波素子では、動作時に弾性表面波によって生ずる
基板表面の歪みが、基板表面に接して形成された薄膜電
極の構成材料に内部応力を発生させ、その応力が電極膜
の臨界剪断応力を越えた部分では電極材料原子が結晶粒
界を通路として移動し、電極に空隙（ボイド），突起
（ヒロック）を発生させ、弾性表面波素子特性の劣化お
よび電極破壊が生じるということが信頼性面での問題点
として挙げられている。
り、大電力を伝送する弾性表面波フィルタや大振幅の表
面波が定在波として存在する弾性表面波共振器の需要が
増加している。動作周波数も数百ＭＨｚから数ＧＨｚと
高周波化が要求されるようになってきており、また、高
出力化のために内部損失の低減および高耐電力性を持つ
新しい構造が要求されるようになってきている。高周波
化を図るためには、使用するすだれ状くし形電極の対向
電極指間ピッチを狭くすると同時に電極指幅も狭くする
必要が有り、例えば中心周波数１ＧＨｚの場合には電極
指幅は約１μｍとなる。このような微細電極を用いた弾
性表面波素子では、動作時に弾性表面波によって生ずる
基板表面の歪みが、基板表面に接して形成された薄膜電
極の構成材料に内部応力を発生させ、その応力が電極膜
の臨界剪断応力を越えた部分では電極材料原子が結晶粒
界を通路として移動し、電極に空隙（ボイド），突起
（ヒロック）を発生させ、弾性表面波素子特性の劣化お
よび電極破壊が生じるということが信頼性面での問題点
として挙げられている。
【０００３】上記問題点を回避するために、従来も例え
ば、特公昭６１−４７０１０号公報には、Ａｌに少量の
Ｃｕを添加して硬化させた電極材料を用いて単層膜電極
を形成する技術が記載されている。電極膜を硬化させる
手段としては、Ｃｕの他にも、Ｔｉ，Ｎｉ，Ｍｇ，Ｐｄ
等を添加する方法も行なわれている。また、特開昭６２
−２７２６１０号公報には少なくとも一部の電極を、基
板に接する第１の層を純Ａｌ又は低濃度に第１の不純物
を添加したＡｌで形成し、第２の層を低濃度に第２の不
純物を添加したＡｌで形成し、かつ、第２の不純物には
Ｔｉ，Ｃｒ，Ｖ，Ｍｎのなかの何れか一つを用いた積層
構造にする技術が、また、特開昭６３−３１４９０６号
公報には、基板に接する第１の層は高純度のＡｌで５０
〜２０００Åの膜厚に形成し、第２の層はマイグレーシ
ョン防止の働きをもつＣｕ，Ｓｉ，Ｔｉ等の少なくとも
１種類以上の不純物金属を含有するＡｌ合金で形成し
た、積層構造にする技術が開示されている。
ば、特公昭６１−４７０１０号公報には、Ａｌに少量の
Ｃｕを添加して硬化させた電極材料を用いて単層膜電極
を形成する技術が記載されている。電極膜を硬化させる
手段としては、Ｃｕの他にも、Ｔｉ，Ｎｉ，Ｍｇ，Ｐｄ
等を添加する方法も行なわれている。また、特開昭６２
−２７２６１０号公報には少なくとも一部の電極を、基
板に接する第１の層を純Ａｌ又は低濃度に第１の不純物
を添加したＡｌで形成し、第２の層を低濃度に第２の不
純物を添加したＡｌで形成し、かつ、第２の不純物には
Ｔｉ，Ｃｒ，Ｖ，Ｍｎのなかの何れか一つを用いた積層
構造にする技術が、また、特開昭６３−３１４９０６号
公報には、基板に接する第１の層は高純度のＡｌで５０
〜２０００Åの膜厚に形成し、第２の層はマイグレーシ
ョン防止の働きをもつＣｕ，Ｓｉ，Ｔｉ等の少なくとも
１種類以上の不純物金属を含有するＡｌ合金で形成し
た、積層構造にする技術が開示されている。
【０００４】しかし、上記従来の電極構成による弾性表
面波素子の場合、単層膜構造では、Ａｌ膜にＣｕ，Ｔ
ｉ，Ｎｉ，Ｍｇ，Ｐｄ等を添加して電極膜の硬化を行な
う際に、添加量を増加するに伴い硬化強度は増大し耐電
力性は増大するが、同時に電極膜の比抵抗が増加するた
めに内部損失が増大するという問題が生じ、添加する元
素および添加する量が大幅に制限されていた。また、二
層膜積層構造では、基板に接する第一層の電極薄膜がマ
イグレーションに弱い高純度Ａｌ又はそれに近い材質の
薄膜であるために、基板表面の弾性波歪によって最も強
く内部応力が発生される第一層電極薄膜がマイグレーシ
ョンによって破壊され、それが弾性表面波素子の寿命を
決定していた。
面波素子の場合、単層膜構造では、Ａｌ膜にＣｕ，Ｔ
ｉ，Ｎｉ，Ｍｇ，Ｐｄ等を添加して電極膜の硬化を行な
う際に、添加量を増加するに伴い硬化強度は増大し耐電
力性は増大するが、同時に電極膜の比抵抗が増加するた
めに内部損失が増大するという問題が生じ、添加する元
素および添加する量が大幅に制限されていた。また、二
層膜積層構造では、基板に接する第一層の電極薄膜がマ
イグレーションに弱い高純度Ａｌ又はそれに近い材質の
薄膜であるために、基板表面の弾性波歪によって最も強
く内部応力が発生される第一層電極薄膜がマイグレーシ
ョンによって破壊され、それが弾性表面波素子の寿命を
決定していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術は、何
れも、電極膜の硬化強度を増大させて耐電力性の向上を
図ることと、電極膜の比抵抗を減少させて動作時の内部
損失を低減させることの両方を、同時に実現させること
は出来ないという問題点を抱えていた。
れも、電極膜の硬化強度を増大させて耐電力性の向上を
図ることと、電極膜の比抵抗を減少させて動作時の内部
損失を低減させることの両方を、同時に実現させること
は出来ないという問題点を抱えていた。
【０００６】本発明は、上記従来の弾性表面波素子の、
電極膜の機械的強度を高めるのに伴って比抵抗が増大す
るという問題点を克服し、しかも、比抵抗の増大を比較
的低く抑制することにより素子の内部損失の増大を抑制
した弾性表面波素子を提供することを課題とする。
電極膜の機械的強度を高めるのに伴って比抵抗が増大す
るという問題点を克服し、しかも、比抵抗の増大を比較
的低く抑制することにより素子の内部損失の増大を抑制
した弾性表面波素子を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明においては、圧電性を有する基板上に配設し
た、弾性表面波を励振，伝搬または反射する電極の少な
くとも一部の電極は、基板に直接接触する第１層薄膜電
極と、其の上に重なる第２層薄膜電極とが、夫々異なる
材料で形成された積層構造を有し、上記第１層薄膜電極
のマイグレーション耐性は第２層薄膜電極のマイグレー
ション耐性より高く、かつ、第１層薄膜電極の比抵抗は
第２層薄膜電極の比抵抗よりも高いものを用いることに
した。また具体的には、第１層薄膜電極は、ＭをＴｉ，
Ｐｄ，Ｎｂ，Ｎｉ，Ｍｇ，Ｇｅ，Ｓｉ，Ｃｏ，Ｚｎ，Ｔ
ａ，Ａｕ，Ａｇ，Ｐｔ，Ｃｒ，Ｈｆ，Ｚｒ，Ｃｄ，Ｗ，
Ｖ，Ｌｉ，Ｃｕの中から選んだ１元素とし、ｘとｙをｘ
＋ｙ＝１００で重量百分率により合金組成を表す数値と
したとき、膜厚方向平均重量組成がＡｌｘＭｙなるアル
ミニウム合金により形成され、０．１≦ｙ≦２０となる
ようにする。
に本発明においては、圧電性を有する基板上に配設し
た、弾性表面波を励振，伝搬または反射する電極の少な
くとも一部の電極は、基板に直接接触する第１層薄膜電
極と、其の上に重なる第２層薄膜電極とが、夫々異なる
材料で形成された積層構造を有し、上記第１層薄膜電極
のマイグレーション耐性は第２層薄膜電極のマイグレー
ション耐性より高く、かつ、第１層薄膜電極の比抵抗は
第２層薄膜電極の比抵抗よりも高いものを用いることに
した。また具体的には、第１層薄膜電極は、ＭをＴｉ，
Ｐｄ，Ｎｂ，Ｎｉ，Ｍｇ，Ｇｅ，Ｓｉ，Ｃｏ，Ｚｎ，Ｔ
ａ，Ａｕ，Ａｇ，Ｐｔ，Ｃｒ，Ｈｆ，Ｚｒ，Ｃｄ，Ｗ，
Ｖ，Ｌｉ，Ｃｕの中から選んだ１元素とし、ｘとｙをｘ
＋ｙ＝１００で重量百分率により合金組成を表す数値と
したとき、膜厚方向平均重量組成がＡｌｘＭｙなるアル
ミニウム合金により形成され、０．１≦ｙ≦２０となる
ようにする。
【０００８】
【作用】圧電性弾性表面波基板に電極膜を形成する方法
としては、スパッタリング法及び真空蒸着法があるが、
膜の緻密性及び合金膜の組成安定性の点から主にスパッ
タリング法が用いられている。従来、単層からなる電極
膜では、耐電力性を向上させるために、ＡｌにＣｕ，Ｔ
ｉ，Ｎｉ，Ｍｇ，Ｐｄ等を添加して粒界拡散によるマイ
グレーション破壊を防止してきたが、上記添加物の添加
量増加に伴って比抵抗が大幅に増加し、素子の内部損失
を増大させるという別の問題を生ずるために、添加元素
および添加量が制約されていた。また、従来、２層膜か
らなる積層電極膜では、第１層膜がマイグレーション耐
性に弱い純Ａｌ又はそれに近い膜であり、第２層膜がＴ
ｉ，Ｃｕ，Ｍｇ等の不純物を含有するＡｌ系合金薄膜で
あるため、素子の動作時に、基板表面の弾性波によって
最も強く応力を受ける第１層膜にマイグレーション破壊
が発生して弾性表面波素子の寿命を比較的短いものにし
ていた。
としては、スパッタリング法及び真空蒸着法があるが、
膜の緻密性及び合金膜の組成安定性の点から主にスパッ
タリング法が用いられている。従来、単層からなる電極
膜では、耐電力性を向上させるために、ＡｌにＣｕ，Ｔ
ｉ，Ｎｉ，Ｍｇ，Ｐｄ等を添加して粒界拡散によるマイ
グレーション破壊を防止してきたが、上記添加物の添加
量増加に伴って比抵抗が大幅に増加し、素子の内部損失
を増大させるという別の問題を生ずるために、添加元素
および添加量が制約されていた。また、従来、２層膜か
らなる積層電極膜では、第１層膜がマイグレーション耐
性に弱い純Ａｌ又はそれに近い膜であり、第２層膜がＴ
ｉ，Ｃｕ，Ｍｇ等の不純物を含有するＡｌ系合金薄膜で
あるため、素子の動作時に、基板表面の弾性波によって
最も強く応力を受ける第１層膜にマイグレーション破壊
が発生して弾性表面波素子の寿命を比較的短いものにし
ていた。
【０００９】本発明者は、電極のマイグレーション耐性
を損なうことなく電極の比抵抗を低減できる２層構造電
極を検討し、その有効性を確認した。すなわち、基板に
直接接する第１層電極にはマイグレーション耐性の良好
な電極膜を用い、その上に、第２層電極として第１層電
極よりもマイグレーション耐性は劣るが比抵抗が低く内
部損失が少なくなる電極膜を形成させる。２層の合計膜
厚は、単層の場合とほぼ等しくなるようにする。この様
な２層積層構造電極は、第１層電極だけからなる単層構
造電極よりも抵抗が低くなり、従って、素子の内部損失
が低減する。しかも、マイグレーション耐性は単層構造
電極と同等以上になる。各電極膜の膜厚が薄くなること
により、結晶粒径も小さくなるために耐電力性が向上し
たものと考えられる。
を損なうことなく電極の比抵抗を低減できる２層構造電
極を検討し、その有効性を確認した。すなわち、基板に
直接接する第１層電極にはマイグレーション耐性の良好
な電極膜を用い、その上に、第２層電極として第１層電
極よりもマイグレーション耐性は劣るが比抵抗が低く内
部損失が少なくなる電極膜を形成させる。２層の合計膜
厚は、単層の場合とほぼ等しくなるようにする。この様
な２層積層構造電極は、第１層電極だけからなる単層構
造電極よりも抵抗が低くなり、従って、素子の内部損失
が低減する。しかも、マイグレーション耐性は単層構造
電極と同等以上になる。各電極膜の膜厚が薄くなること
により、結晶粒径も小さくなるために耐電力性が向上し
たものと考えられる。
【００１０】第１層薄膜電極は、ＭをＴｉ，Ｐｄ，Ｎ
ｂ，Ｎｉ，Ｍｇ，Ｇｅ，Ｓｉ，Ｃｏ，Ｚｎ，Ｔａ，Ａ
ｕ，Ａｇ，Ｐｔ，Ｃｒ，Ｈｆ，Ｚｒ，Ｃｄ，Ｗ，Ｖ，Ｌ
ｉ，Ｃｕの中から選んだ１元素とし、ｘとｙをｘ＋ｙ＝
１００で重量百分率により合金組成を表す数値としたと
き、膜厚方向平均重量組成がＡｌｘＭｙなるアルミニウ
ム合金となるように、Ｍなる金属を０．１≦ｙ≦２０％
の範囲内でＡｌに添加してマイグレーション耐性をＡｌ
よりも向上させてある。ＡｌへのＭなる金属の添加量
が、０．１ｗｔ％未満の場合は、対電力性向上の効果が
見られず、２０ｗｔ％よりも多い場合は、電極膜の比抵
抗が高くなり素子の内部損失が増大し過ぎて実用的では
なくなる。
ｂ，Ｎｉ，Ｍｇ，Ｇｅ，Ｓｉ，Ｃｏ，Ｚｎ，Ｔａ，Ａ
ｕ，Ａｇ，Ｐｔ，Ｃｒ，Ｈｆ，Ｚｒ，Ｃｄ，Ｗ，Ｖ，Ｌ
ｉ，Ｃｕの中から選んだ１元素とし、ｘとｙをｘ＋ｙ＝
１００で重量百分率により合金組成を表す数値としたと
き、膜厚方向平均重量組成がＡｌｘＭｙなるアルミニウ
ム合金となるように、Ｍなる金属を０．１≦ｙ≦２０％
の範囲内でＡｌに添加してマイグレーション耐性をＡｌ
よりも向上させてある。ＡｌへのＭなる金属の添加量
が、０．１ｗｔ％未満の場合は、対電力性向上の効果が
見られず、２０ｗｔ％よりも多い場合は、電極膜の比抵
抗が高くなり素子の内部損失が増大し過ぎて実用的では
なくなる。
【００１１】
【実施例】実施例１：図１は、３６°回転Ｙ軸切断Ｘ軸
伝搬ＬｉＴａＯ3基板１上に、第１層電極１３を、０．
６ｗｔ％Ｔｉ含有のＡｌ合金で膜厚５０ｎｍ、第２層電
極１４を純Ａｌで膜厚５０ｎｍ、幅は共に１００μｍに
形成した２層積層構造の第１実施例電極の断面図を示し
ている。図２は、比較用に、３６°回転Ｙ軸切断Ｘ軸伝
搬ＬｉＴａＯ3基板１の上に、０．６ｗｔ％Ｔｉ含有の
Ａｌ合金で、膜厚１００ｎｍ，幅１００μｍに形成した
単層電極１５の断面図を示す。上記二種類の電極の比抵
抗を四端子法により測定した結果、図２に示した単層膜
では６．０μΩｃｍ、図１に示した第１実施例２層膜で
は４．３μΩｃｍとなって、２層膜とすることにより実
効的比抵抗を約３０％低減できたことになる。
伝搬ＬｉＴａＯ3基板１上に、第１層電極１３を、０．
６ｗｔ％Ｔｉ含有のＡｌ合金で膜厚５０ｎｍ、第２層電
極１４を純Ａｌで膜厚５０ｎｍ、幅は共に１００μｍに
形成した２層積層構造の第１実施例電極の断面図を示し
ている。図２は、比較用に、３６°回転Ｙ軸切断Ｘ軸伝
搬ＬｉＴａＯ3基板１の上に、０．６ｗｔ％Ｔｉ含有の
Ａｌ合金で、膜厚１００ｎｍ，幅１００μｍに形成した
単層電極１５の断面図を示す。上記二種類の電極の比抵
抗を四端子法により測定した結果、図２に示した単層膜
では６．０μΩｃｍ、図１に示した第１実施例２層膜で
は４．３μΩｃｍとなって、２層膜とすることにより実
効的比抵抗を約３０％低減できたことになる。
【００１２】また、２層膜電極を、第１層電極膜を０．
６ｗｔ％Ｔｉ含有のＡｌ合金、第２層電極膜を０．２ｗ
ｔ％Ｔｉ含有のＡｌ合金で形成し、上記同様にして比抵
抗を測定した結果、単層膜では上記の如く６．０μΩｃ
ｍであったのに対し、上記２層膜電極では５．２μΩｃ
ｍとなって、２層膜とすることにより実効的比抵抗を約
１３％低減できた。
６ｗｔ％Ｔｉ含有のＡｌ合金、第２層電極膜を０．２ｗ
ｔ％Ｔｉ含有のＡｌ合金で形成し、上記同様にして比抵
抗を測定した結果、単層膜では上記の如く６．０μΩｃ
ｍであったのに対し、上記２層膜電極では５．２μΩｃ
ｍとなって、２層膜とすることにより実効的比抵抗を約
１３％低減できた。
【００１３】実施例２：図３（ａ）は本発明第２実施例
である弾性表面波２開口共振器の平面図、図３（ｂ）は
図３（ａ）中に示すＡ−Ａ’線断面図である。圧電性基
板１ａにはＳＴカット水晶基板を用い、この基板上に１
組の送受波電極２，２’が開口１０００μｍ、２８対で
互いに弾性表面波を送受するように設けられており、ボ
ンディングパッド３，３’と接続されている。ボンディ
ングパッド３，３’は直径２５μｍのＡｌ線またはＡｕ
線よりなるボンディングワイヤで、カンパッケージステ
ム７の入出力ピン４，４’に電気的に接続されている。
また、上記１組の送受波電極２，２’の両側には７５０
本の金属スプリットからなる反射器５，５’が設けら
れ、２開口弾性表面波共振器を構成している。上記送受
波電極２，２’、反射器５，５’の電極の膜厚は１００
ｎｍで、共振周波数は６９７ＭＨｚ，Ｑ≒４０００とな
っており、実施例電極を２層積層構造とし、比較用に単
層構造電極の物も製作した。電極材料には表１に示した
各種のＡｌ系合金を用いている。２層構造電極では、第
２層目にはＡｌ膜を用い、膜厚はそれぞれ５０ｎｍで、
単層電極の場合は膜厚１００ｎｍとした。電極膜は何れ
もＤＣマグネトロンスパッタリング法により基板１ａ上
に形成させた後、フォトリソグラフィ技術によりパター
ン形成した。なお、送受波電極２，２’、反射器５，
５’を形成させた基板１ａは導電性接着剤６でＴＯ−５
カンパッケージステム７に接着してある。各電極材料で
電極パターンを形成した弾性表面波共振器を、単層膜，
２層膜それぞれの構成につき加速劣化試験を行った結果
を表１に示す。試験結果は、単層Ａｌ膜の寿命に対する
倍率で表してある。加速劣化試験の条件は、周囲温度１
２０℃，入力電力１００ｍＷである。なお、この場合の
寿命は共振周波数が試験開始時点から、±５０ｋＨｚ変
化した時間をもって示した。表１から単層膜構造でも電
極材料としてＡｌ合金を用いれば寿命が伸びることが判
るが、本発明を実施して２層構造にすれば更に長い寿命
が得られることが判る。
である弾性表面波２開口共振器の平面図、図３（ｂ）は
図３（ａ）中に示すＡ−Ａ’線断面図である。圧電性基
板１ａにはＳＴカット水晶基板を用い、この基板上に１
組の送受波電極２，２’が開口１０００μｍ、２８対で
互いに弾性表面波を送受するように設けられており、ボ
ンディングパッド３，３’と接続されている。ボンディ
ングパッド３，３’は直径２５μｍのＡｌ線またはＡｕ
線よりなるボンディングワイヤで、カンパッケージステ
ム７の入出力ピン４，４’に電気的に接続されている。
また、上記１組の送受波電極２，２’の両側には７５０
本の金属スプリットからなる反射器５，５’が設けら
れ、２開口弾性表面波共振器を構成している。上記送受
波電極２，２’、反射器５，５’の電極の膜厚は１００
ｎｍで、共振周波数は６９７ＭＨｚ，Ｑ≒４０００とな
っており、実施例電極を２層積層構造とし、比較用に単
層構造電極の物も製作した。電極材料には表１に示した
各種のＡｌ系合金を用いている。２層構造電極では、第
２層目にはＡｌ膜を用い、膜厚はそれぞれ５０ｎｍで、
単層電極の場合は膜厚１００ｎｍとした。電極膜は何れ
もＤＣマグネトロンスパッタリング法により基板１ａ上
に形成させた後、フォトリソグラフィ技術によりパター
ン形成した。なお、送受波電極２，２’、反射器５，
５’を形成させた基板１ａは導電性接着剤６でＴＯ−５
カンパッケージステム７に接着してある。各電極材料で
電極パターンを形成した弾性表面波共振器を、単層膜，
２層膜それぞれの構成につき加速劣化試験を行った結果
を表１に示す。試験結果は、単層Ａｌ膜の寿命に対する
倍率で表してある。加速劣化試験の条件は、周囲温度１
２０℃，入力電力１００ｍＷである。なお、この場合の
寿命は共振周波数が試験開始時点から、±５０ｋＨｚ変
化した時間をもって示した。表１から単層膜構造でも電
極材料としてＡｌ合金を用いれば寿命が伸びることが判
るが、本発明を実施して２層構造にすれば更に長い寿命
が得られることが判る。
【００１４】
【表１】
【００１５】Ｔｉ，Ｐｄ，Ｎｂ，Ｎｉ，Ｍｇ，Ｇｅ，Ｓ
ｉ，Ｃｏ，Ｚｎ，Ｔａ，Ａｕ，Ａｇ，Ｐｔ，Ｃｒ，Ｈ
ｆ，Ｚｒ，Ｃｄ，Ｗ，Ｖ，Ｌｉ，Ｃｕのなかの少なくと
も１元素をＡｌに添加することにより寿命は向上し、２
層膜にすることにより更に寿命は向上している。
ｉ，Ｃｏ，Ｚｎ，Ｔａ，Ａｕ，Ａｇ，Ｐｔ，Ｃｒ，Ｈ
ｆ，Ｚｒ，Ｃｄ，Ｗ，Ｖ，Ｌｉ，Ｃｕのなかの少なくと
も１元素をＡｌに添加することにより寿命は向上し、２
層膜にすることにより更に寿命は向上している。
【００１６】実施例３：図４（ａ）は本発明第３実施例
弾性表面波素子の平面図、図４（ｂ）は図４（ａ）中に
示すＡ−Ａ’線断面図である。圧電性基板１ｂはＳＨモ
ードの疑似表面波を伝搬する３６°回転Ｙ軸切断、Ｘ軸
伝搬のＬｉＴａＯ3である。電極構成は、入力電極８，
出力電極９が交互に配置されており、入出力電極の個数
は、入力電極８が２個，出力電極９が３個で、多電極型
構造となっている。入力電極８及び出力電極９は、それ
ぞれ、くし形電極指１０から構成され、図４(ｂ）の断
面図に示すように、くし形電極指１０の電極指幅とくし
形電極指の無い部分（スペース部）の幅は等しくなって
いる。また、入出力電極８，９の間には接地用電極パタ
ーン１１が形成されている。更に、圧電性基板１ｂの表
面は、入出力電極８，９及び接地用電極パターン１１と
電気的に絶縁された浮き電極パターン１２で覆った構造
となっている。なお、この多電極型弾性表面波素子の中
心周波数は８８０ＭＨｚで、入出力電極８，９のくし形
電極指の電極指幅，スペース幅は共に１．２μｍ、接地
用電極パターン１１の幅は５μｍである。電極構成は２
層構造で比較用に単層構造の物も製作した。電極材料に
は表２に示した各種のＡｌ系合金を用いた。電極の合計
膜厚は１００ｎｍとし、２層構造時には、第２層目は純
Ａｌ膜を用い、膜厚はそれぞれ５０ｎｍである。電極膜
はＤＣマグネトロンスパッタリング法により基板１ａ上
に形成させた後、フォトリソグラフィ技術によりパター
ン形成を行った。各電極材料で電極パターンを形成した
多電極型弾性表面波素子を、単層膜，２層膜のそれぞれ
の構成につき加速劣化試験を行った結果を表２に示す。
試験結果は、単層Ａｌ膜の寿命に対する倍率として表し
ている。加速劣化試験の条件は、実施例２と同様であ
る。
弾性表面波素子の平面図、図４（ｂ）は図４（ａ）中に
示すＡ−Ａ’線断面図である。圧電性基板１ｂはＳＨモ
ードの疑似表面波を伝搬する３６°回転Ｙ軸切断、Ｘ軸
伝搬のＬｉＴａＯ3である。電極構成は、入力電極８，
出力電極９が交互に配置されており、入出力電極の個数
は、入力電極８が２個，出力電極９が３個で、多電極型
構造となっている。入力電極８及び出力電極９は、それ
ぞれ、くし形電極指１０から構成され、図４(ｂ）の断
面図に示すように、くし形電極指１０の電極指幅とくし
形電極指の無い部分（スペース部）の幅は等しくなって
いる。また、入出力電極８，９の間には接地用電極パタ
ーン１１が形成されている。更に、圧電性基板１ｂの表
面は、入出力電極８，９及び接地用電極パターン１１と
電気的に絶縁された浮き電極パターン１２で覆った構造
となっている。なお、この多電極型弾性表面波素子の中
心周波数は８８０ＭＨｚで、入出力電極８，９のくし形
電極指の電極指幅，スペース幅は共に１．２μｍ、接地
用電極パターン１１の幅は５μｍである。電極構成は２
層構造で比較用に単層構造の物も製作した。電極材料に
は表２に示した各種のＡｌ系合金を用いた。電極の合計
膜厚は１００ｎｍとし、２層構造時には、第２層目は純
Ａｌ膜を用い、膜厚はそれぞれ５０ｎｍである。電極膜
はＤＣマグネトロンスパッタリング法により基板１ａ上
に形成させた後、フォトリソグラフィ技術によりパター
ン形成を行った。各電極材料で電極パターンを形成した
多電極型弾性表面波素子を、単層膜，２層膜のそれぞれ
の構成につき加速劣化試験を行った結果を表２に示す。
試験結果は、単層Ａｌ膜の寿命に対する倍率として表し
ている。加速劣化試験の条件は、実施例２と同様であ
る。
【００１７】
【表２】
【００１８】寿命倍率は実施例２の場合と多少異なる
が、Ｔｉ，Ｐｄ，Ｎｂ，Ｎｉ，Ｍｇ，Ｇｅ，Ｓｉ，Ｃ
ｏ，Ｚｎ，Ｔａ，Ａｕ，Ａｇ，Ｐｔ，Ｃｒ，Ｈｆ，Ｚ
ｒ，Ｃｄ，Ｗ，Ｖ，Ｌｉ，Ｃｕの中の少なくとも１元素
をＡｌに添加することにより寿命は向上し、本発明によ
り２層膜にすることにより更に寿命は向上している。
が、Ｔｉ，Ｐｄ，Ｎｂ，Ｎｉ，Ｍｇ，Ｇｅ，Ｓｉ，Ｃ
ｏ，Ｚｎ，Ｔａ，Ａｕ，Ａｇ，Ｐｔ，Ｃｒ，Ｈｆ，Ｚ
ｒ，Ｃｄ，Ｗ，Ｖ，Ｌｉ，Ｃｕの中の少なくとも１元素
をＡｌに添加することにより寿命は向上し、本発明によ
り２層膜にすることにより更に寿命は向上している。
【００１９】なお、基板に直接接する第１層電極のマイ
グレーション耐性の良否が寿命に如何に影響するかを見
るために、２層構造電力からなる実施例３と同様な構造
の素子で、第一層目を純Ａｌ電極とし、第２層目を０．
４ｗｔ％Ｔｉ含有のＡｌ合金電極とした素子Ｉと、第１
層目を０．４ｗｔ％Ｔｉ含有のＡｌ合金電極とし、第二
層目を純Ａｌ電極とした素子IIの加速劣化試験による比
較を行ったところ、素子IIの寿命は素子Ｉの寿命より約
８倍長寿命であった。この事からも第１層電極のマイグ
レーション耐性が素子の耐電力性向上に重要であること
がわかる。加速劣化試験条件は、実施例３と同様に行っ
た。
グレーション耐性の良否が寿命に如何に影響するかを見
るために、２層構造電力からなる実施例３と同様な構造
の素子で、第一層目を純Ａｌ電極とし、第２層目を０．
４ｗｔ％Ｔｉ含有のＡｌ合金電極とした素子Ｉと、第１
層目を０．４ｗｔ％Ｔｉ含有のＡｌ合金電極とし、第二
層目を純Ａｌ電極とした素子IIの加速劣化試験による比
較を行ったところ、素子IIの寿命は素子Ｉの寿命より約
８倍長寿命であった。この事からも第１層電極のマイグ
レーション耐性が素子の耐電力性向上に重要であること
がわかる。加速劣化試験条件は、実施例３と同様に行っ
た。
【００２０】上記各実施例の２層構造電極では、第２層
目をＡｌ電極としたが、Ａｌ系合金またはＡｌ系以外の
金属，合金でも構わない。また、電極膜の全体の膜厚は
本実施例では１００ｎｍとしたが、さらに厚くとも薄く
とも差し支えない。上記各実施例では、２層構造電極の
各層の電極膜厚は全体の膜厚の半分である５０ｎｍの場
合について示したが、さらに厚くとも薄くとも構わな
い。電極膜の作成過程については、電極膜は成膜後その
ままの状態でも成膜後アニール処理を行った状態でも本
発明による効果が得られることが確認されている。
目をＡｌ電極としたが、Ａｌ系合金またはＡｌ系以外の
金属，合金でも構わない。また、電極膜の全体の膜厚は
本実施例では１００ｎｍとしたが、さらに厚くとも薄く
とも差し支えない。上記各実施例では、２層構造電極の
各層の電極膜厚は全体の膜厚の半分である５０ｎｍの場
合について示したが、さらに厚くとも薄くとも構わな
い。電極膜の作成過程については、電極膜は成膜後その
ままの状態でも成膜後アニール処理を行った状態でも本
発明による効果が得られることが確認されている。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、弾
性表面波素子の、電極膜の材料選択範囲が大幅に拡大さ
れると共に、電極膜の実効的比抵抗の低減、従って素子
内部損失の低減ができ、また、大幅に耐電力性の向上を
図ることができる。
性表面波素子の、電極膜の材料選択範囲が大幅に拡大さ
れると共に、電極膜の実効的比抵抗の低減、従って素子
内部損失の低減ができ、また、大幅に耐電力性の向上を
図ることができる。
【図１】第１実施例電極の断面図である。
【図２】比較用に製作した単層電極の断面図である。
【図３】図３（ａ）は本発明第２実施例の２開口弾性表
面波共振器の平面図、図３（ｂ）は図３（ａ）中に示す
Ａ−Ａ’線断面図である。
面波共振器の平面図、図３（ｂ）は図３（ａ）中に示す
Ａ−Ａ’線断面図である。
【図４】図４（ａ）は本発明第３実施例である弾性表面
波素子の平面図、図４（ｂ）は図４（ａ）中に示すＡ−
Ａ’線断面図である。
波素子の平面図、図４（ｂ）は図４（ａ）中に示すＡ−
Ａ’線断面図である。
１，１ａ，１ｂ…圧電性基板、２，２’…送受波電極、
３，３’…ボンディングパッド、４，４’…入出力ピ
ン、５，５’…反射器、６…導電性接着剤、７…カンパ
ッケージステム、８…入力電極、９…出力電極、１０…
くし形電極指、１１…接地用電極パターン、１２…浮き
電極パターン、１３…第１層電極、１４…第２層電極、
１５…単層電極。
３，３’…ボンディングパッド、４，４’…入出力ピ
ン、５，５’…反射器、６…導電性接着剤、７…カンパ
ッケージステム、８…入力電極、９…出力電極、１０…
くし形電極指、１１…接地用電極パターン、１２…浮き
電極パターン、１３…第１層電極、１４…第２層電極、
１５…単層電極。
Claims (2)
- 【請求項１】圧電性を有する基板上に配設した、弾性表
面波を励振，伝搬または反射する電極の少なくとも一部
の電極は、基板に直接接触する第１層薄膜電極と、其の
上に重なる第２層薄膜電極とが、夫々異なる材料で形成
された積層構造を有し、上記第１層薄膜電極のマイグレ
ーション耐性は第２層薄膜電極のマイグレーション耐性
より高く、かつ、第１層薄膜電極の比抵抗は第２層薄膜
電極の比抵抗よりも高いことを特徴とする弾性表面波素
子。 - 【請求項２】第１層薄膜電極は、ＭをＴｉ，Ｐｄ，Ｎ
ｂ，Ｎｉ，Ｍｇ，Ｇｅ，Ｓｉ，Ｃｏ，Ｚｎ，Ｔａ，Ａ
ｕ，Ａｇ，Ｐｔ，Ｃｒ，Ｈｆ，Ｚｒ，Ｃｄ，Ｗ，Ｖ，Ｌ
ｉ，Ｃｕの中から選んだ１元素とし、ｘとｙをｘ＋ｙ＝
１００で重量百分率により合金組成を表す数値としたと
き、膜厚方向平均重量組成がＡｌｘＭｙなるアルミニウ
ム合金により形成され、０．１≦ｙ≦２０であることを
特徴とする請求項１記載の弾性表面波素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14032293A JPH06350377A (ja) | 1993-06-11 | 1993-06-11 | 弾性表面波素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14032293A JPH06350377A (ja) | 1993-06-11 | 1993-06-11 | 弾性表面波素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06350377A true JPH06350377A (ja) | 1994-12-22 |
Family
ID=15266126
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14032293A Pending JPH06350377A (ja) | 1993-06-11 | 1993-06-11 | 弾性表面波素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06350377A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999005788A1 (fr) * | 1997-07-28 | 1999-02-04 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Dispositif de traitement d'ondes acoustiques de surface et son procede de fabrication |
| US5909156A (en) * | 1995-12-13 | 1999-06-01 | Fujitsu Limited | Surface acoustic wave device with multilayer electrodes and method for manufacturing the same |
| EP1124265A2 (de) * | 2000-02-12 | 2001-08-16 | Robert Bosch Gmbh | Piezoelektrischer Keramikkörper mit silberhaltigen Innenelektroden |
| EP1184978A2 (en) | 2000-07-31 | 2002-03-06 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Surface acoustic wave device and method of producing the same |
| WO2005086345A1 (ja) * | 2004-03-05 | 2005-09-15 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | 弾性境界波装置 |
| US6965190B2 (en) | 2001-09-12 | 2005-11-15 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Surface acoustic wave device |
| WO2006046545A1 (ja) * | 2004-10-26 | 2006-05-04 | Kyocera Corporation | 弾性表面波素子及び通信装置 |
| KR100701771B1 (ko) * | 1998-08-25 | 2007-03-30 | 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 | 표면탄성파 공진기, 필터, 듀플렉서, 통신 장치 및 표면탄성파 공진기의 제조방법 |
| US7218038B2 (en) | 2003-05-26 | 2007-05-15 | Fujitsu Media Devices Limited | Surface acoustic wave element, and surface acoustic wave device including the same |
| WO2011058930A1 (ja) * | 2009-11-13 | 2011-05-19 | 株式会社村田製作所 | 弾性波素子及びその製造方法 |
| US11108375B2 (en) | 2018-12-05 | 2021-08-31 | Taiyo Yuden Co., Ltd. | Acoustic wave device, method of fabricating the same, filter, and multiplexer |
-
1993
- 1993-06-11 JP JP14032293A patent/JPH06350377A/ja active Pending
Cited By (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5909156A (en) * | 1995-12-13 | 1999-06-01 | Fujitsu Limited | Surface acoustic wave device with multilayer electrodes and method for manufacturing the same |
| KR100295072B1 (ko) * | 1995-12-13 | 2001-07-12 | 아끼구사 나오유끼 | 탄성표면파소자및그제조방법 |
| EP0936734A4 (en) * | 1997-07-28 | 2000-10-25 | Toshiba Kk | SURFACE ACOUSTIC WAVE PROCESSING DEVICE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF |
| WO1999005788A1 (fr) * | 1997-07-28 | 1999-02-04 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Dispositif de traitement d'ondes acoustiques de surface et son procede de fabrication |
| US6377138B1 (en) * | 1997-07-28 | 2002-04-23 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Surface acoustic wave device with a layered conductive film and method of producing the same |
| KR100701771B1 (ko) * | 1998-08-25 | 2007-03-30 | 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 | 표면탄성파 공진기, 필터, 듀플렉서, 통신 장치 및 표면탄성파 공진기의 제조방법 |
| EP1124265A2 (de) * | 2000-02-12 | 2001-08-16 | Robert Bosch Gmbh | Piezoelektrischer Keramikkörper mit silberhaltigen Innenelektroden |
| US6700311B2 (en) * | 2000-02-12 | 2004-03-02 | Robert Bosch Gmbh | Piezoelectric ceramic body having silver-containing internal electrodes |
| EP1124265A3 (de) * | 2000-02-12 | 2005-03-30 | Robert Bosch Gmbh | Piezoelektrischer Keramikkörper mit silberhaltigen Innenelektroden |
| EP1184978A3 (en) * | 2000-07-31 | 2008-03-26 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Surface acoustic wave device and method of producing the same |
| EP1184978A2 (en) | 2000-07-31 | 2002-03-06 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Surface acoustic wave device and method of producing the same |
| US6965190B2 (en) | 2001-09-12 | 2005-11-15 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Surface acoustic wave device |
| US7218038B2 (en) | 2003-05-26 | 2007-05-15 | Fujitsu Media Devices Limited | Surface acoustic wave element, and surface acoustic wave device including the same |
| WO2005086345A1 (ja) * | 2004-03-05 | 2005-09-15 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | 弾性境界波装置 |
| US7323803B2 (en) | 2004-03-05 | 2008-01-29 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Boundary acoustic wave device |
| WO2006046545A1 (ja) * | 2004-10-26 | 2006-05-04 | Kyocera Corporation | 弾性表面波素子及び通信装置 |
| JPWO2006046545A1 (ja) * | 2004-10-26 | 2008-08-07 | 京セラ株式会社 | 弾性表面波素子及び通信装置 |
| US7795788B2 (en) | 2004-10-26 | 2010-09-14 | Kyocera Corporation | Surface acoustic wave element and communication device |
| JP4686472B2 (ja) * | 2004-10-26 | 2011-05-25 | 京セラ株式会社 | 弾性表面波素子及び通信装置 |
| WO2011058930A1 (ja) * | 2009-11-13 | 2011-05-19 | 株式会社村田製作所 | 弾性波素子及びその製造方法 |
| JP5327336B2 (ja) * | 2009-11-13 | 2013-10-30 | 株式会社村田製作所 | 弾性波素子及びその製造方法 |
| US11108375B2 (en) | 2018-12-05 | 2021-08-31 | Taiyo Yuden Co., Ltd. | Acoustic wave device, method of fabricating the same, filter, and multiplexer |
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