JPH0697760A - 表面弾性波素子および表面弾性波素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 耐マイグレーション特性に優れ、電極が断線
しにくく、信頼性の高い、また、耐用寿命の長い表面弾
性波素子を提供する。 【構成】 ダイヤモンド層と、ダイヤモンド層上に形成
される圧電体薄膜と、特定の波長の表面弾性波を発生
し、これを取出すために１対の電極とを備える表面弾性
波素子であって、電極の少なくとも一方がダイヤモンド
層の表面上に気相成長によりエピタキシャル成長させた
銅電極であることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、たとえば高周波フィル
タなどに用いることのできる表面弾性波素子に関するも
のであり、特にダイヤモンドを用いた表面弾性波素子お
よびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】表面弾性波素子は、弾性体表面を伝搬す
る表面波を利用した電気−機械変換素子である。

【０００３】図３は、表面波弾性波素子を概略的に示す
斜視図である。図３を参照してこの表面弾性波素子２０
は、圧電体２８の上に１対の櫛形電極２６および２７を
形成することにより構成されている。櫛形電極２６に電
気信号を印加すると、圧電体２８に歪みが生じ、この歪
みが表面弾性波となって圧電体２８を伝搬し、もう一方
の櫛形電極２７で電気信号として取出される。このよう
に表面弾性波素子では、表面波の励振に圧電体の圧電現
象が利用される。

【０００４】この素子の周波数特性は、図３に示すよう
に、櫛形電極における電極の周期をλ₀ 、表面弾性波の
速度をＶとすれば、ｆ₀ ＝Ｖ／λ₀ で定められる周波数
ｆ₀を中心とした帯域通過特性となる。

【０００５】表面弾性波素子は、部品点数が少なく、小
型にすることができ、しかも、表面波の伝搬経路上にお
いて信号の出入りが容易である。この素子は、フィル
タ、遅延線、発振器、共振器、コンボルバ、および、相
関器に応用することができる。

【０００６】特に、表面弾性波フィルタは、早くからテ
レビの中間周波数フィルタとして実用化され、さらに、
ＶＴＲおよび各種の通信機器用フィルタに応用されてき
ている。

【０００７】この表面弾性波素子は、ＬｉＮｂＯ₃ 、お
よび、ＬｉＴａＯ₃ 等の圧電体単結晶上に櫛形電極を形
成することによって製造されてきた。近年、ＺｎＯ等の
圧電体薄膜をガラス等の基板上にスパッタ等の技術で成
膜したものが用いられるようになってきている。しかし
ながら、ガラス上に成膜したＺｎＯ等の圧電体薄膜は、
通常配向性のある多結晶であり、散乱による損失が多
く、１００ＭＨ_Z 以上の高周波帯で使用するには適して
いなかった。

【０００８】一方、移動通信等の分野に用いられる表面
弾性フィルタにおいては、より高い周波数域で使用され
る素子が望まれている。上述したように、電極周期λ₀
がより小さくなるか、あるいは、表面波の速度Ｖがより
大きくなれば、素子の周波数特性はより高い中心周波数
ｆ₀ を有するようになる。

【０００９】そこで、弾性波がより早く伝搬される材
料、たとえば、サファイアおよびダイヤモンド等の上に
圧電体膜を積層させた表面弾性波素子が開発されてきて
いる（たとえば、特開昭５４−３８８７４号公報および
特開昭６４−６２９１１号公報参照）。

【００１０】特に、ダイヤモンド中における音速は最も
早くさらに熱的および化学的にも安定であるので、表面
弾性波素子を形成する基板としてダイヤモンドが注目さ
れている。ダイヤモンドを用いる表面弾性波素子は、生
産性および価格の面から、基板上にダイヤモンド薄膜を
形成し、このダイヤモンド薄膜上に圧電体薄膜を形成す
るものが主に検討されている。

【００１１】図４は、従来のダイヤモンドを用いた表面
弾性波素子を概略的に示す断面図である。

【００１２】図４を参照して、この表面弾性波素子３０
は、たとえば、シリコン等からなる基板３１と、基板３
１上に形成されるダイヤモンド薄膜３２と、ダイヤモン
ド薄膜３２の表面上に金属薄膜をエッチングすることに
よりパターニングされた櫛形電極３６、３７と、櫛形電
極３６、３７が形成されたダイヤモンド薄膜３２の表面
上に形成される圧電体層３８、たとえば、ＺｎＯ膜とを
含む。この櫛形電極３６、３７は、表面弾性波を発生さ
せ、これを取出すためのものであり、インターディジタ
ル・トランスデューサ（ＩＤＴ）電極とも称せられる。

【００１３】従来、この櫛形電極３６、３７の材料とし
ては、抵抗率の小さい電位が好ましく、たとえば、Ａ
ｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｗ、Ｍｏ、ならびに、Ｔｉの上
にＡｌを形成するような２種類以上の金属を組合せたも
のなどが用いられる。中でも、櫛形電極の材料として
は、通常アルミニウムが用いられる。櫛形電極の材料と
して、アルミニウムを用いるのは、電極の作製が容易で
あり、比重が小さく電気負荷質量効果が少なく、また伝
導率が高いなどの長所を備えているためである。

【００１４】また、櫛形電極の材料として、アルミニウ
ムにＴｉ、Ｎｉ、Ｍｇ、Ｐｄ等の耐マイグレーション特
性に優れた添加物を微量添加した材料を用いた表面弾性
波素子が知られている（たとえば、特開平３−４０５１
０号公報参照）。

【００１５】櫛形電極は、従来以下の工程により作製さ
れる。まず、ダイヤモンド薄膜の表面上に均一に電極用
金属をＭＯＣＶＤ法や、蒸着法や、スパッタ等により成
膜する。次にレジストを電極用金属の表面に均一に塗布
し、ガラス等の透明平板に電極のパターンを形成したマ
スクを載せたのち、水銀ランプ等を用いて露光し、レジ
ストパターンを形成する。このレジストパターンを形成
する工程は、電子ビーム法により形成することもある。
次に、所望の電極のレジストパターンが形成されたレジ
ストをマスクとして、ウエットエッチング法や、反応性
イオンエッチング（Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃ
ｈｉｎｇ：ＲＩＥ）法により櫛形電極を作製する。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
アルミニウム電極を有する表面弾性波素子は、故障した
り、アルミニウム電極が断線しやすいという問題があっ
た。基板および／または薄膜による応力，圧電によるひ
ずみ等が原因となって、特に、櫛形電極をサブミクロン
以下の微細配線にすると、このような断線が発生しやす
い傾向があった。このような櫛形電極の断線は、表面弾
性波素子の不良の原因となったり、ひいては、表面弾性
波素子に対する信頼性の低下の原因となったりしてい
た。

【００１７】従来のアルミニウム電極は、結晶学的に
は、結晶が不均一に配向した多結晶アルミニウムにより
形成される。ダイヤモンドの格子定数は、約３．５６７
Åであり、Ａｌの格子定数は、約４．０５０Åである。

【００１８】そして、Ａｌのダイヤモンドに対する格子
不整合は、１３．５％である。このように、アルミニウ
ムとダイヤモンドとは格子不整合が大きいため、アルミ
ニウムをダイヤモンド上に気相成長すると、アルミニウ
ムはエピタキシャル成長しない。

【００１９】ダイヤモンド上に気相成長されたアルミニ
ウムは、エピタキシャル欠陥や損傷や、異常成長した結
晶を含む、結晶が不均一に配向した多結晶アルミニウム
となる。このような結晶が不均一に配向した多結晶アル
ミニウムからなるＡｌ電極は、エレクトロマイグレーシ
ョンにより、たとえば、（１１１）内に滑りが発生する
等し、結晶が不均一な部分において、ボイドが形成さ
れ、ボイドが発達することにより断線したりする。

【００２０】また、このような結晶が不均一に配向した
多結晶アルミニウムからなるＡｌ電極は、高圧レベルの
信号を印加すると、表面弾性波による強い応力を受け、
ストレスマイグレーションを起こす。ストレスマイグレ
ーションが発生すると、電気的短絡や、伝搬損失の増加
や、たとえば、表面弾性波共振子（ＳＡＷ共振子）のＱ
値の低下などの特性劣化が生じる。また、粒界拡散によ
るストレスマイグレーションによりアルミニウム電極が
断線する。

【００２１】また、特開平３−４０５１０号公報に記載
される表面弾性波素子では、耐マイグレーション特性の
向上を図っているが、表面弾性波素子の電極として、ア
ルミニウムを主体とする合金を用いている結果、ダイヤ
モンド層の表面上に電極材料を均一な結晶または、均一
に近い結晶として形成することができず、なお耐マイグ
レーション特性が十分であるとはいえなかった。

【００２２】従来の表面弾性波素子の製造方法では、電
極をエッチングにより形成していたが、微細な配線を有
する形を製造する際に、エッチングにより電極を形成す
るのが困難である場合もあった。

【００２３】本発明は、以上のような問題を解決するた
めになされたものであって、電極が耐マイグレーション
特性に優れ、断線しにくいとともに、電気的抵抗の小さ
い表面弾性波素子およびその製造方法を提供することを
目的とする。

【００２４】

【課題を解決するための手段】本発明に従う表面弾性波
素子は、ダイヤモンド層と、ダイヤモンド層上に形成さ
れる圧電体薄膜と、特定の波長の表面弾性波を発生さ
せ、これを取出すための１対の電極とを備える表面弾性
波素子であって、電極の少なくとも一方がダイヤモンド
層の表面上に気相成長によりエピタキシャル成長させた
銅電極であることを特徴とする。

【００２５】ダイヤモンド層は、好ましくは、単結晶ダ
イヤモンド層または高度配向性多結晶ダイヤモンド層で
ある。

【００２６】また、本発明に従う表面弾性波素子の製造
方法は、基板上に気相合成によりダイヤモンド層を形成
する工程と、ダイヤモンド層の表面上に気相成長により
所定形状の銅電極を形成する工程とを備える。

【００２７】上記所定形状の銅電極を形成する工程は、
好ましくは、ダイヤモンド層の表面上に所定形状の電極
パターンの反転パターンを形成する工程と、形成された
反転パターンをマスクにし、露出するダイヤモンド層表
面上に銅を気相成長する工程とを備える。

【００２８】

【作用】ダイヤモンドの格子定数は、約３．５６７Åで
あり、Ｃｕの格子定数は、約３．６２０Åである。そし
て、Ｃｕのダイヤモンドの対する格子不整合は１．５％
である。

【００２９】このように、銅とダイヤモンドとは格子不
整合が小さく、Ｃｕをダイヤモンド上に気相成長する際
に、銅をエピタキシャル成長させることができる。

【００３０】この結果、ダイヤモンド層として、ダイヤ
モンド単結晶層を用い、ダイヤモンド単結晶の表面上に
気相成長により銅電極を形成すると、銅電極は、結晶
が、単結晶ないし単結晶に近い均一な結晶とすることが
でき、エレクトロマイグレーションやストレスマイグレ
ーションに対し非常に強くなる。

【００３１】また、ダイヤモンド層として、高度配向性
のダイヤモンド単結晶層を用い、高度配向性のダイヤモ
ンドを多結晶層の表面上に気相成長により銅電極を形成
すると、銅電極は単結晶に近い均一な結晶とすることが
でき、エレクトロマイグレーションやストレスマイグレ
ーションに対し非常に強くなる。

【００３２】本発明に従う表面ダイヤモンド素子の銅電
極は、結晶が単結晶ないし単結晶に近い均一な結晶であ
るため、エレクトロマイグレーションによりボイドが形
成される原因となる粒界の滑り面が形成されず、また
は、形成され難いため、ボイドが発達することによって
生じる銅電極の断線が生じにくい。

【００３３】また、本発明に従う表面弾性波素子の銅電
極は、結晶が単結晶ないし単結晶に近い均一な結晶であ
るため、粒界拡散によりストレスマイグレーションによ
る特性劣化や、断線が生じにくい。

【００３４】また、銅は、アルミニウムに比べ電気抵抗
が小さく、表面弾性波素子の電極材料として、アルミニ
ウムにより優れている。

【００３５】

【実施例】以下、本発明に従う表面弾性波素子の製造方
法の一実施例について、図面を用いて説明する。

【００３６】図１および図２は、本発明に従う表面弾性
波素子の製造方法の一実施例を概略的に説明する工程図
である。

【００３７】図１を参照して、図１（ａ）において、ダ
イヤモンド薄膜を形成する基板１を準備する。ダイヤモ
ンド薄膜を形成する基板１としては、特に限定されない
が、たとえば、Ｓｉ、Ｍｏ、Ｗ、ＧａＡｓ、および、Ｌ
ｉＮｂＯ₃ などの半導体材料および無機材料の基板を用
いることができる。

【００３８】次に、図１（ｂ）において、基板１上にダ
イヤモンド薄膜２を形成する。ダイヤモンド薄膜２を基
板１上に形成する形成方法は、特に限定されないが、熱
フィラメントＣＶＤ法等の熱ＣＶＤ法、マイクロ波プラ
ズマＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法や、スパッタ等の方法
を用いることができる。原料ガスを分解励起して、ダイ
ヤモンドを気相合成法で成長させる方法としては、たと
えば、（１）熱電子放射材を１５００Ｋ以上の温度に加
熱して原料ガスを活性化する方法、（２）直流、高周
波、マスクはマイクロ波電界による放電を利用する方
法、（３）イオン衝撃を利用する方法、（４）レーザな
どの光を照射する方法、（５）原料ガスを燃焼させる方
法等がある。

【００３９】この発明において、使用する原料物質とし
ては、炭素含有化合物が一般的である。この炭素含有化
合物は、好ましくは、水素ガスとの組合せで用いられ
る。また、必要に応じて、酸素含有化合物および／また
は不活性ガスとを組合せて用いられる場合もある。

【００４０】炭素含有化合物としては、たとえば、メタ
ン、エタン、プロパン、ブタン等のパラフィン系炭化水
素や、エチレン、プロピレン、ブチレン等のオレフィン
系炭化水素は、アセチレン、アリレン等のアセチレン系
炭化水素や、ブタジエン等のジオレフィン系炭化水素
や、シクロプロパン、シクロブタン、シクロペンタン、
シクロヘキサン等の脂環式炭化水素や、アセトン、ジエ
チルケトン、ベンゾフェノン等のケトン類、メタノー
ル、エタノール等のアルコール類、トリメチルアミン、
トリエチルアミン等のアミン類、炭酸ガス、一酸化炭素
などを挙げることができる。これらは、１種類を単独で
用いることもできるし、２種類以上を併用することもで
きる。あるいは、炭素含有化合物はグラファイト、石
炭、コークスなどの炭素原子のみからなる物質であって
もよい。

【００４１】酸素含有化合物としては、酸素、水、一酸
化炭素、二酸化炭素、過酸化水素が容易に入手できるゆ
え好ましい。

【００４２】不活性ガスは、たとえば、アルゴン、ヘリ
ウム、ネオン、クリプトン、キセノン、ラドンである。

【００４３】基板１上に単結晶ダイヤモンド層を形成す
るには、たとえば、ダイヤモンド単結晶基材を気相合成
する核として用い、上記した気相合成法等の条件を制御
することにより、ダイヤモンド単結晶基材上に、ダイヤ
モンド薄膜をエピタキシャル成長させることにより形成
することができる（たとえば、そのような文献として、
Ｃ．Ｗｉｌｄ ｅｔ ａｌ，２ｎｄ Ｉｎｔｅｒｎａｔ
ｉｏｎａｌ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ Ｄｉａｍｏｎｄ Ｍ
ａｔｅｒｉａｌｓ，ｐ．２２４〜（１９９１）参照）。

【００４４】また、基板１上に高度配向性多結晶ダイヤ
モンド層を形成するには、たとえば、面方位を揃えた複
数のダイヤモンド単結晶基材を基板１上に配列してお
き、この面方位を揃えた複数のダイヤモンド単結晶基材
が配列された基板１上に、上記した気相合成法等の条件
を制御することにより、ダイヤモンド薄膜をエピタキシ
ャル成長させることにより形成することができる（たと
えば、そのような文献として、Ｍ．Ｗ．Ｇｅｉｓ Ｄｉ
ａｍｏｎｄ ａｎｄ Ｒｅｌａｔｅｄ Ｍａｔｅｒｉａ
ｌｓ，Ｖｏｌ．１，ｐ．６８４〜（１９９２）参照）。

【００４５】次に、図１（ｃ）において、基板１上に形
成されたダイヤモンド薄膜２の結晶成長の終了面２ｅを
鏡面研磨加工する。

【００４６】次に、図１（ｄ）において、ダイヤモンド
薄膜２の結晶成長の終了面２ｅ上にマスク材３を均一に
形成する。マスク材３の材料としては、特に限定される
ものではないがたとえば、ＳｉＯ₂ 、ＳｉＮ等を用いる
ことができる。

【００４７】マスク材３として、ＳｉＯ₂ 、ＳｉＮ等を
用いるのは、後の工程において、銅を選択メタルＣＶＤ
法を用いてダイヤモンド薄膜２の結晶成長の鏡面加工し
た終了面２ｅ上に気相成長させるためである（たとえ
ば、そのような文献として、Ｙ．Ａｒｉｔａ，ｅｔ ａ
ｌ．，ＩＥＥＥ ＩＥＤＭ９０，ｐ．３９〜ｐ．４２お
よび、Ｔ．Ｏｈｍｉ，ｅｔ ａｌ．，ＩＥＥＥ ＩＥＤ
Ｍ９０，Ｐ．２８５〜ｐ．２８８参照）。ダイヤモンド
薄膜２の表面上にマスク材３を均一に形成するには、公
知のＣＶＤ法、スパッタ法、蒸着等の方法を用いること
ができる。

【００４８】次に、図１（ｅ）において、マスク材３の
表面上にレジスト材４を均一に塗布する。このようなレ
ジスト材４の材料としては、特に限定されるものではな
いが、たとえば、感光性高分子等のフォトレジスト等を
用いることができる。フォトレジスト材の材料として
は、ノボラック−ナフトキノンジアジド系のポジ型フォ
トレジスト材料や、環化イソプレンゴムと芳香族ビスア
ジドからなるネガ型フォトレジスト材料等の通常のフォ
トレジスト材料を用いればよい。レジスト材４の塗布方
法は、スピンコート法やナイフコート法の通常の塗布方
法を用いればよい。

【００４９】次に、図１（ｆ）において、リソグラフィ
法を用いて、レジスト材４に電極パターンの反転パター
ンのレジストパターンを形成する。ＵＶ（紫外光）等を
用いてもよく、また、電子ビーム（ＥＶ）によって、直
接、レジスト材４を描画・感光させてレジストパターン
を形成してもよい。

【００５０】次に、図２（ａ）において、マスク材３を
エッチングする。このようなエッチング方法としては、
反応性イオンエッチング法等の通常のエッチング方法を
用いればよい。

【００５１】次に、図２（ｂ）において、レジスト材４
を除去する。次に、図２（ｃ）において、マスク材３に
形成されたマスクパターンに従って、ダイヤモンド薄膜
２上に気相成長により銅電極６、７を選択エピタキシャ
ル成長させる。銅を気相成長させる原料としては、銅錯
体、たとえば、下記の化学式で示される銅錯体を用いる
ことができる。

【００５２】

【化１】

【００５３】そして、マスク材として、たとえば、Ｓｉ
Ｏ₂ 、ＳｉＮ、等を用いることにより、露出するダイヤ
モンド薄膜２の表面上に銅を気相成長することができ、
この成長は、選択エピタキシャル成長となる。

【００５４】次に、図２（ｄ）において、マスク材３を
エッチング除去する。このようなエッチング方法として
は、ウエットエッチング法や、ドライエッチング法や、
反応性イオンエッチング法等を用いることができる。

【００５５】次に図２（ｅ）において、圧電体薄膜８を
ＣＶＤ法によって形成する。この発明に用いられる圧電
体薄膜８としては、ＺｎＯ、ＡｌＮ，Ｐｂ（Ｚｒ、Ｔ
ｉ）Ｏ ₃ 、（Ｐｂ、Ｌａ）（Ｚｒ、Ｔｉ）Ｏ₃ 、ＬｉＴ
ａＯ₃ 、ＬｉＮｂＯ₃ 、ＳｉＯ ₂ 、Ｔａ₂ Ｏ₅ 、Ｎｂ₂
Ｏ₅ 、ＢｅＯ、Ｌｉ₂ Ｂ₄ Ｏ₇ 、ＫＮｂＯ₃ 、ＺｎＳ、
ＺｎＳｅ、およびＣｄＳなどを主成分とするものを使用
することができる。圧電体薄膜８は、高度に配向した多
結晶がより好ましい。

【００５６】なお、本実施例では、ダイヤモンド薄膜２
の表面上に、銅を選択メタルＣＶＤ法を用い、銅電極
６、７を気相成長する工程を示している。この銅電極
６、７を形成する工程は、従来のダイヤモンド薄膜２の
表面上に均一に銅を気相成長により成膜した後、銅薄膜
の表面上にレジスト材を均一に塗布し、リソグラフィと
エッチングを用い銅電極を作製してもよい。しかしなが
ら、本実施例によれば、マスク材に電極パターンの反転
パターンのマスクパターンを形成した後、反転パターン
に従って、ダイヤモンド薄膜の表面上に銅電極を選択的
に気相成長させている結果、高精度、電極に加工損傷の
少ない電極を形成することができる。

【００５７】特に、本発明に従う表面弾性波素子の製造
方法は、微細配線の電極を有する表面弾性波素子を製造
する際に有用である。

【００５８】実施例１ 以下、本発明の一具体例を例示的に説明する。

【００５９】まず、シリコン基板上に（１１０）配向が
交配的なダイヤモンド薄膜を、熱フィラメントＣＶＤ法
により、以下の条件で形成した。

【００６０】 （実験条件） 原料ガス（流量） ：ＣＨ₄ ／Ｈ₂ ＝３％（２Ｓ
ＬＭ） ガス圧 ：８０Ｔｏｒｒ フィラメント温度 ：２２００℃ 基板温度 ：９６０℃ 以上の条件により、シリコン基板上に（１１０）配向の
強いダイモンド薄膜を形成することができた。

【００６１】ダイヤモンド薄膜を５０μｍの厚さに成長
させた後、ダイヤモンド薄膜の結晶成長の終了面２ｅ側
を、鏡面加工した。

【００６２】次に、鏡面加工したダイヤモンド薄膜の表
面上に、ＣＶＤ法によりＳｉＯ₂ のマスク材を膜厚０．
２μｍで均一に被着した。

【００６３】次に、マスク材の表面上にＰＭＭＡを滴下
し、スピンコート法によりレジスト層を膜厚１．１μｍ
で均一に塗布した。プリベイクの後、所望の電極パター
ンを形成したフォトマスクを用い、ＵＶ（紫外光）を照
射して、前記レジスト層を露光し、現像、リンス、ポス
トベイクし、前記レジスト層にフォトマスクに形成した
電極パターンと反転パターンのレジストパターンを形成
した。

【００６４】次に、レジストパターンに従って、反応性
イオンエッチング法により、ＳｉＯ ₂ をエッチングし
た。反応ガスとしては、たとえば、ＣＦ₄ とＨ₂ の混合
ガスや、ＣＨＦ₃ とＯ₂ との混合ガス等を用いればよ
い。反応性イオンエッチングは、ダイヤモンド薄膜の表
面を露出するまで行なった。

【００６５】次に、通常の方法に従ってレジスト法を除
去し、ダイヤモンド薄膜の表面上にフォトマスクに形成
した電極パターンと反転パターンのマスクパターンを形
成した。

【００６６】次に、マスクパターンを有するダイヤモン
ド薄膜の表面上に銅を気相成長により選択的に成長させ
た。

【００６７】まず、反応室にノズルを用い、Ｃｕ（ｈｆ
ａ）₂ を、水素に希釈して導入した。

【００６８】反応室の圧力を約２０００Ｐａに維持し、
基材１１の温度を３５０°Ｃ、ノズルの温度を１２０°
Ｃ、反応室の温度を７０°Ｃに保持し、Ｃｕ薄膜をマス
クパターンに従って、ダイヤモンド薄膜の表面上に選択
成長させた。形成した銅電極の薄膜の膜厚は、０．１μ
ｍであり、この操作により、ダイヤモンド薄膜の表面上
に銅電極に気相成長させることができた。

【００６９】次に、ＳｉＯ₂ をエッチング除去した。こ
のＳｉＯ₂ の除去は、反応性イオンエッチング法により
行なった。反応ガスとしては、たとえば、ＣＦ₄ とＨ₂
との混合ガスや、ＣＨＦ₃ とＯ₂ との混合ガス等を用い
ればよい。

【００７０】上記操作により、ダイヤモンド薄膜の表面
上に銅電極を気相成長させることができた。この銅電極
を取出して観察したところ、ほぼ一体の単結晶となって
いた。単結晶となっているか否かの判断は、Ｘ線解析法
を用いて行なった。この判定は、電子線解析を用いて行
なうこともできる。

【００７１】なお、作製した銅電極は、膜厚が１０００
Åであり、電極幅、および電極間隔が２μｍの櫛形電極
であった。

【００７２】次に、この櫛形電極を作製したダイヤモン
ド薄膜の上に、圧電体薄膜として、ＺｎＯ薄膜を０．９
μｍの厚みで形成した。ＺｎＯ薄膜は、マグネトロンス
パッタ装置を用いて形成した。

【００７３】比較例１として、実施例１と同一形状、同
一サイズの櫛形電極をアルミニウムを用いて形成する以
外は、実施例１と同様の表面弾性波素子を作製した。

【００７４】比較例２として、実施例１と同一形状、同
一サイズの櫛形電極をアルミニウム中にＳｉを０．５
％、Ｃｕを１．０％添加したアルミニウムを主体とする
アルミニウム合金を用いて形成する以外は、実施例１と
同様の表面弾性波素子を作製した。

【００７５】なお、比較例１、比較例２の櫛形電極のそ
れぞれは、従来の方法で作製した。以上のようにして得
られた実施例１、比較例１、ならびに、比較例２の表面
弾性波素子について、それぞれ、表面弾性波応力（ＳＡ
Ｗ応力）が１．５×１０⁵Ｎ／ｍ² になるように高周波
を印加し、それぞれの表面弾性波素子の特性劣化を測定
した。

【００７６】この特性劣化の判断は、表面弾性波の中心
周波数が、５００ｋＨｚずれるまでの時間を測定するこ
とにより行なった。

【００７７】実施例１では、５０時間まで表面弾性波素
子の特性劣化が観察されなかった。これに対し、比較例
１は、２時間で表面弾性波素子の特性劣化が観察され、
また、比較例２は、１０時間で表面弾性波素子の特性劣
化が観察された。

【００７８】以上の結果より明らかなように、本発明に
従う表面弾性波素子は、従来の表面弾性波素子に比べ、
耐マイグレーション特性が著しく向上している。本発明
に従う表面弾性波素子は、耐マイグレーション特性が著
しく向上している結果、特性劣化や断線等を生じにく
く、良好な信頼性を有する。

【００７９】

【発明の効果】本発明に従う表面弾性波素子は、上述し
た構成を有する結果、耐マイグレーション特性に優れて
いる。

【００８０】また、本発明に従う表面弾性波素子の銅電
極は、エピタキシャル成長をする。したがって、ダイヤ
モンド単結晶層または高度配向性多結晶ダイヤモンド層
上に本発明に従って気相成長させた銅電極は、単結晶な
いし単結晶に近い均一な結晶構造を有する結果、ボイド
の発生等が生じにくく、電極が断線しにくい。

【００８１】また、本発明に従う表面弾性波素子は、耐
マイグレーション特性に優れている結果、不良を生じに
くく、高い信頼性を有し、また、耐用寿命が長い。

【００８２】また、本発明に従う表面弾性波素子の製造
方法は、上記した構成を有する結果、ダイヤモンド層の
表面上に、高精度、加工損傷の少ない、高アスペクト比
を有し、かつ、エピタキシャル成長させた銅電極を形成
することができる。本発明に従う表面弾性波素子の製造
方法は、サブミクロンの微細な銅電極を形成するのに特
に有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従う表面弾性波素子の製造方法の一実
施例を概略的に説明する工程図である。

【図２】本発明に従う表面弾性波素子の製造方法の一実
施例を概略的に説明する工程図である。

【図３】従来の表面弾性波素子を概略的に示す斜視図で
ある。

【図４】従来のダイヤモンドを用いた表面弾性波素子を
概略的に示す断面図である。

【符号の説明】

１、３１ 基板 ２、３２ ダイヤモンド薄膜 ３ マスク材 ４ レジスト材 ６、７ 銅電極 ８、３８ 圧電体薄膜 ２０、３０ 表面弾性波素子 ２６、２７、３６、３７ 櫛形電極 ２８ 圧電体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 桧垣 賢次郎 兵庫県伊丹市昆陽北一丁目１番１号 住友 電気工業株式会社伊丹製作所内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ダイヤモンド層と、前記ダイヤモンド層
   上に形成される圧電体薄膜と、特定の波長の表面弾性波
   を発生させ、これを取出すための１対の電極とを備える
   表面弾性波素子であって、 前記電極の少なくとも一方が前記ダイヤモンド層の表面
   上に気相成長によりエピタキシャル成長させた銅電極で
   あることを特徴とする、表面弾性波素子。
2. 【請求項２】 前記ダイヤモンド層が単結晶ダイヤモン
   ド層であることを特徴とする、請求項１記載の表面弾性
   波素子。
3. 【請求項３】 前記ダイヤモンド層が高度配向性多結晶
   ダイヤモンド層であることを特徴とする、請求項１記載
   の表面弾性波素子。
4. 【請求項４】 基板上に気相合成によりダイヤモンド層
   を形成する工程と、前記ダイヤモンド層の表面上に気相
   成長により所定形状の銅電極を形成する工程とを備え
   る、表面弾性波素子の製造方法。
5. 【請求項５】 前記所定形状の銅電極を形成する工程
   は、前記ダイヤモンド層の表面上に前記所定形状の電極
   パターンの反転パターンを形成する工程と、 前記形成された反転パターンをマスクにし、露出するダ
   イヤモンド層表面上に銅を気相成長する工程とを備え
   る、請求項４記載の表面弾性波素子の製造方法。