JPH07135443A - Surface acoustic wave device - Google Patents

Surface acoustic wave device

Info

Publication number
JPH07135443A
JPH07135443A JP28224493A JP28224493A JPH07135443A JP H07135443 A JPH07135443 A JP H07135443A JP 28224493 A JP28224493 A JP 28224493A JP 28224493 A JP28224493 A JP 28224493A JP H07135443 A JPH07135443 A JP H07135443A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
acoustic wave
surface acoustic
wave device
aluminum
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.)
Granted
Application number
JP28224493A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2818535B2 (en
Inventor
Atsushi Kamijo
敦 上條
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.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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 NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP5282244A priority Critical patent/JP2818535B2/en
Publication of JPH07135443A publication Critical patent/JPH07135443A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2818535B2 publication Critical patent/JP2818535B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide a surface acoustic wave device without deterioration in an insertion loss having an electrode wiring with excellent power withstanding performance. CONSTITUTION:A base film 2 of a metal or a compound including boron (B), carbon (C), silicon (Si), germanium (Ge), silicon carbide (SiO), boron nitride (BN) and silicon nitride (Si3N4) or the like whose thickness is 1-30Angstrom and an electrode wiring 3 made of an Al or Al alloy film having a uniaxial orientation structure of (111) whose film thickness is 500-3000Angstrom are formed on the surface of a piezoelectric substrate 1 in the surface acoustic wave device and the wiring 3 is processed interdigitally by the photolithography with precision.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は弾性表面波装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a surface acoustic wave device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、移動通信用および光通信用等にお
いて、フィルタとして多用されている弾性表面波装置
(以下、SAWフィルタと云う)は、一般に、水晶、タ
ンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウムおよび四ホウ酸リ
チウムのような単結晶圧電基板上、またはサファイヤ基
板上に酸化亜鉛膜を形成した圧電薄膜上に、すだれ状電
極等が配置されて形成されている。このすだれ状電極の
電極材料としては、アルミニウム(Al)あるいは銅
(Cu)およびシリコン(Si)、チタン(Ti)、パ
ラジウム(Pd)等を微量添加したアルムニウム合金が
用いられている。また、SAWフィルタにおける電極金
属としては、微細加工性に優れていること、電極負荷質
量効果を小さくするために比重が小さいこと、且つ挿入
損を小さくするために電気抵抗が低いことなどが要求さ
れるために、AlまたはAl合金以外の金属材料は適当
ではない。
2. Description of the Related Art Conventionally, surface acoustic wave devices (hereinafter referred to as SAW filters), which are widely used as filters in mobile communications, optical communications, etc., are generally made of quartz, lithium tantalate, lithium niobate, and tetranitrate. The interdigital transducer and the like are arranged and formed on a single crystal piezoelectric substrate such as lithium borate or on a piezoelectric thin film in which a zinc oxide film is formed on a sapphire substrate. As the electrode material of this interdigital electrode, an aluminum alloy to which aluminum (Al) or copper (Cu) and silicon (Si), titanium (Ti), palladium (Pd) and the like are added in a small amount is used. Further, the electrode metal in the SAW filter is required to have excellent fine workability, have a small specific gravity in order to reduce the electrode load mass effect, and have a low electric resistance in order to reduce the insertion loss. Therefore, metallic materials other than Al or Al alloys are not suitable.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のSAW
フィルタにおいては、当該SAWフィルタに高電力の信
号が入力されると、弾性表面波による圧電基板の振動に
よってAl電極が大きな応力を受け、これによりAl原
子が移動する、所謂ストレスマイグレーションが生起す
ることが知られている。この障害が発生すると、電気的
短絡、挿入損失の増大およびQ値の低下等を含むSAW
フィルタ特性上の劣化が生じる。しかも、このストレス
マイグレーションの発生頻度は、SAWフィルタの高周
波化とともに増大するため、SAWフィルタの高周波化
に対する大きな障害になるという欠点がある。
The conventional SAW described above is used.
In the filter, when a high-power signal is input to the SAW filter, the Al electrode receives a large stress due to the vibration of the piezoelectric substrate due to the surface acoustic waves, which causes a so-called stress migration in which Al atoms move. It has been known. When this fault occurs, SAW including electrical short circuit, increase of insertion loss, decrease of Q value, etc.
The filter characteristics deteriorate. Moreover, the frequency of occurrence of this stress migration increases as the frequency of the SAW filter increases, which is a major obstacle to increasing the frequency of the SAW filter.

【0004】このSAWフィルタの電極のストレスマイ
グレーションおよびLSI配線のエレクトロマイグレー
ション対策として、特願平4−75183号公報におい
ては、膜厚が1〜500オングストロームのチタン、バ
ナジウム、鉄、コバルト、ニッケル、銅およびイットリ
ウムの金属下地膜上に形成された(111)の一軸配向
構造を有するAlまたはAl合金による配線が提案され
ている。この構造のSAWフィルタ電極では、(11
1)配向性を有するために耐電力性に関しての信頼性
は、従来の多結晶構造のAl電極に比較して、確かに向
上するものの、下地膜の金属がこの金属膜上に形成され
るAl膜中に拡散し、Alとの合金化により電極の電気
抵抗が大きくなり、その結果としてSAWフィルタの挿
入損失が増大する結果になるという欠点がある。
As a countermeasure against the stress migration of the electrodes of this SAW filter and the electromigration of the LSI wiring, in Japanese Patent Application No. 4-75183, titanium, vanadium, iron, cobalt, nickel and copper having a film thickness of 1 to 500 angstroms are disclosed. Also, a wiring made of Al or Al alloy having a (111) uniaxially oriented structure formed on a metal underlayer of yttrium has been proposed. In the SAW filter electrode of this structure, (11
1) Although the reliability of the power resistance is improved as compared with the conventional Al electrode having a polycrystalline structure because of the orientation, the metal of the base film is Al formed on this metal film. There is a drawback in that the electric resistance of the electrode increases due to diffusion into the film and alloying with Al, resulting in an increase in insertion loss of the SAW filter.

【0005】本発明は、上記の従来例の欠点を解決する
ことを意図したものであり、その目的とするところは、
耐電力性に優れるとともに、電気抵抗の低いAl電極を
備えた弾性表面波装置を提供することにある。
The present invention is intended to solve the above-mentioned drawbacks of the conventional example, and its purpose is to:
An object of the present invention is to provide a surface acoustic wave device including an Al electrode having excellent electric power resistance and low electric resistance.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明の弾性表面波装置
は、単結晶圧電基板または圧電薄膜を含む圧電基板上
に、アルミニウムまたはアルミニウム合金より成る電極
配線を備えて構成される弾性表面波装置において、前記
圧電薄膜上において形成され、前記単結晶圧電基板また
は圧電薄膜およびアルミニウムに対して濡れ性が高く、
且つアルミニウムとの反応性が低い金属または化合物に
より構成される、膜厚が1〜30オングストロームの下
地膜と、前記下地膜上に形成された(111)の一軸配
向構造を有するアルミニウムまたはアルミニウム合金に
より形成される電極配線とを備えて構成される。
A surface acoustic wave device according to the present invention comprises a single crystal piezoelectric substrate or a piezoelectric substrate including a piezoelectric thin film, and electrode wiring made of aluminum or aluminum alloy provided on the surface. In the piezoelectric thin film, high wettability to the single crystal piezoelectric substrate or piezoelectric thin film and aluminum,
And a base film having a film thickness of 1 to 30 angstroms, which is composed of a metal or a compound having a low reactivity with aluminum, and (111) uniaxially oriented structure aluminum or aluminum alloy formed on the base film. And the electrode wiring to be formed.

【0007】なお、前記単結晶圧電基板は、水晶、タン
タル酸リチウム、ニオブ酸リチウムおよび四ホウ酸リチ
ウムの内の何れかにより構成してもよく、また、前記圧
電基板は、サファイヤ基板上に形成された酸化亜鉛膜に
より構成してもよい。そして更に、前記下地膜は、前記
単結晶圧電基板または圧電薄膜およびアルミニウムに対
して濡れ性が高く、且つアルミニウムとの反応性の低い
金属、またはホウ素(B)、炭素(C)、シリコン(S
i)、ゲルマニウム(Ge)、炭化シリコン(Si
C)、窒化ホウ素(BN)および窒化シリコン(Si3
4 )等を含む化合物により構成してもよい。
The single crystal piezoelectric substrate may be made of any one of quartz, lithium tantalate, lithium niobate and lithium tetraborate, and the piezoelectric substrate is formed on a sapphire substrate. You may comprise by the formed zinc oxide film. Further, the base film is a metal having high wettability with respect to the single crystal piezoelectric substrate or the piezoelectric thin film and aluminum and having low reactivity with aluminum, or boron (B), carbon (C), silicon (S).
i), germanium (Ge), silicon carbide (Si
C), boron nitride (BN) and silicon nitride (Si 3
It may be composed of a compound containing N 4 ).

【0008】[0008]

【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, the present invention will be described with reference to the drawings.

【0009】図1(a)および(b)は、本発明の一実
施例のSAWフィルタにおけるすだれ状電極の平面およ
び断面を示す模式図である。図1に示されるように、本
実施例においては、圧電基板1の表面上に、厚さ1〜3
0オングストロームの金属、またはホウ素(B)、炭素
(C)、シリコン(Si)、ゲルマニウム(Ge)、炭
化シリコン(SiC)、窒化ホウ素(BN)および窒化
シリコン(Si3 4)等を含む化合物の下地膜2と、
500〜3000オングストロームの膜厚で、(11
1)の一軸配向構造を有するAlまたはAl合金膜によ
る電極配線3が形成されており、フォトリソグラフィに
より、図1(a)の平面図に示されるように、すだれ状
に微細加工されている。
1 (a) and 1 (b) are schematic views showing a plane and a cross section of the interdigital electrode in the SAW filter of one embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, in the present embodiment, the piezoelectric substrate 1 has a thickness of 1 to 3 on the surface thereof.
0 angstrom metal or compound containing boron (B), carbon (C), silicon (Si), germanium (Ge), silicon carbide (SiC), boron nitride (BN), silicon nitride (Si 3 N 4 ), etc. Base film 2 of
With a film thickness of 500 to 3000 angstroms, (11
1) The electrode wiring 3 made of an Al or Al alloy film having a uniaxially oriented structure is formed, and is finely processed by photolithography into a blind shape as shown in the plan view of FIG.

【0010】一般に、水晶、タンタル酸リチウム、ニオ
ブ酸リチウムおよび四ホウ酸リチウムのような単結晶圧
電基板、またはサファイヤ基板上に酸化亜鉛膜が形成さ
れた圧電薄膜上に、直接AlまたはAl系合金を形成す
る過程を熱力学的に見てみると、これらの基板材料とA
lとの間の界面エネルギーは、基板材料の表面エネルギ
−とAlの表面エネルギ−の和よりも大きいために、こ
れらの基板上においてはAlは島状に成長してしまい、
多結晶構造による膜に転化してしまう状態となる。一
方、これらの基板およびAlに対して濡れ性が高く、且
つAlとの反応性の低い金属または化合物M(M=B、
C、Si、Ge、SiC、BNおよびSi3 4 )を下
地膜として、この上にAlを形成した場合には、実効的
にAlと基板間の界面エネルギ−が、基板上に直接Al
を形成する場合に比較して小さい値となるために、これ
らの下地膜上においては、Alは最も表面エネルギ−の
小さいAl(111)面が基板面に平行に成長した一軸
配向膜となる。この下地膜上のAl膜の一軸配向構造は
下地膜の膜厚に対して敏感であり、当該膜厚が1〜30
オングストロームの範囲内にない場合には、一軸配向構
造に乱れが生じてくる。この理由は、前記膜厚が適正な
下地膜厚を越えると、下地膜表面が平坦の状態ではなく
なり、その上に成長するAlの結晶粒には、Al(11
1)以外の方位を持ったものが混在してくることに起因
している。
Generally, an Al or Al-based alloy is directly formed on a piezoelectric thin film in which a zinc oxide film is formed on a single crystal piezoelectric substrate such as quartz, lithium tantalate, lithium niobate and lithium tetraborate, or a sapphire substrate. Thermodynamically looking at the process of forming the
Since the interfacial energy between the substrate and l is larger than the sum of the surface energy of the substrate material and the surface energy of Al, Al grows like islands on these substrates,
The film is converted into a film having a polycrystalline structure. On the other hand, a metal or compound M (M = B, which has high wettability to these substrates and Al and has low reactivity with Al,
When C, Si, Ge, SiC, BN, and Si 3 N 4 ) are used as the base film and Al is formed on the base film, the effective interface energy between Al and the substrate is Al directly on the substrate.
Since it has a smaller value than that in the case of forming Al, the Al (111) plane having the smallest surface energy on these underlayer films is a uniaxially oriented film in which the Al (111) plane is grown parallel to the substrate surface. The uniaxially oriented structure of the Al film on the underlayer film is sensitive to the film thickness of the underlayer film, and the film thickness is 1 to 30.
When it is not within the range of angstrom, the uniaxially oriented structure is disturbed. The reason for this is that when the film thickness exceeds an appropriate underlayer film thickness, the underlayer film surface is no longer flat, and Al (11
This is due to the mixture of things with directions other than 1).

【0011】本発明においては、前述のように、圧電基
板1の表面上に、1〜30オングストロームの金属、ま
たはホウ素(B)、炭素(C)、シリコン(Si)、ゲ
ルマニウム(Ge)、炭化シリコン(SiC)、窒化ホ
ウ素(BN)および窒化シリコン(Si3 4 )等を含
む化合物の下地膜2と、500〜3000オングストロ
ームの膜厚で、(111)の一軸配向構造を有するAl
またはAl合金膜による電極配線3を形成することによ
り、下地膜の金属または前記化合物MはAlとの反応性
が低いために、SAWフィルタを製作するプロセスの過
程または動作環境中おにおいても、これらの下地膜とそ
の上に形成されたAlまたはAl合金膜との拡散・合金
化反応が生じることがなく、これによりSAW電極配線
の電気抵抗の増加がなく、従ってSAWフィルタにおけ
る挿入損失の増大等を含むSAWフィルタ特性の劣化が
排除される。
In the present invention, as described above, on the surface of the piezoelectric substrate 1, a metal of 1 to 30 angstroms, or boron (B), carbon (C), silicon (Si), germanium (Ge), carbonization is used. A base film 2 of a compound containing silicon (SiC), boron nitride (BN), silicon nitride (Si 3 N 4 ) and the like, and Al having a film thickness of 500 to 3000 angstroms and a (111) uniaxial orientation structure.
Alternatively, by forming the electrode wiring 3 of an Al alloy film, the metal of the base film or the compound M has a low reactivity with Al, and therefore, even in the process of manufacturing the SAW filter or in the operating environment, Does not cause a diffusion / alloying reaction between the underlayer film of Al and the Al or Al alloy film formed thereon, and thus the electric resistance of the SAW electrode wiring does not increase, thus increasing the insertion loss of the SAW filter. The deterioration of the SAW filter characteristics including is eliminated.

【0012】図2は、本発明における電極膜形成用とし
て使用された、二次元イオンビームスパッタ装置の構成
を示すブロック図である。図2に示されるように、当該
二次元イオンビームスパッタ装置は、圧電基板1に対応
して、二つのイオンビームソース4および5と、Alま
たはAl合金のターゲット6と、下地膜に用いる金属ま
たは化合物Mのターゲット7と、これらの二つのターゲ
ット6および7より飛び出して来たスパッタ粒子束の開
閉を行うための、二つのシャッター8および9と、膜厚
をモニターし制御するための二つの膜厚計10および1
1と、基板上に堆積した膜の表面構造を観察するための
反射高速電子線回折(RHEED)用の電子銃(以下、
RHEED電子銃と云う)12と、蛍光スクリーン13
とを備えて構成される。なおスパッタガスのアルゴン
は、アルコンガスボンベ14により、マスフローコント
ローラ15および16を通して、二つのイオンビームソ
ース4および5に導入される。
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of a two-dimensional ion beam sputtering apparatus used for forming an electrode film in the present invention. As shown in FIG. 2, the two-dimensional ion beam sputtering apparatus corresponds to the piezoelectric substrate 1, two ion beam sources 4 and 5, an Al or Al alloy target 6, and a metal used for a base film or The target 7 of the compound M, two shutters 8 and 9 for opening and closing the sputtered particle flux that has jumped out of these two targets 6 and 7, and two films for monitoring and controlling the film thickness. Thickness gauge 10 and 1
1 and an electron gun for reflection high-energy electron diffraction (RHEED) for observing the surface structure of a film deposited on a substrate (hereinafter,
RHEED electron gun) 12 and fluorescent screen 13
And is configured. Argon as the sputtering gas is introduced into the two ion beam sources 4 and 5 by the Alcon gas cylinder 14 through the mass flow controllers 15 and 16.

【0013】本発明における電極膜形成時においては、
まず1×10-7Torrまで排気した後に、アルゴン圧
としては、2×10-4Torrの圧力でスパッタが行わ
れている。また、金属または化合物M(M=B、C、S
i、Ge、SiC、BNおよびSi3 4 )の下地膜、
およびこの上に形成されるAlまたはAl合金膜は、何
れもイオンソースのビーム電圧1200V、ビーム電流
50〜65mAおよび基板温度30度℃(室温)の状態
において成膜された。なお上記の条件下において、下地
膜用の金属または化合物、およびAlまたはAl合金に
対するスパッタレートは0.1〜2オングストローム/
秒であった。
When forming the electrode film in the present invention,
First, after evacuation to 1 × 10 −7 Torr, sputtering is performed at an argon pressure of 2 × 10 −4 Torr. In addition, a metal or compound M (M = B, C, S
i, Ge, SiC, BN and Si 3 N 4 ) base film,
And, the Al or Al alloy film formed thereon was formed under the condition that the beam voltage of the ion source was 1200 V, the beam current was 50 to 65 mA, and the substrate temperature was 30 ° C. (room temperature). Under the above conditions, the sputter rate for the metal or compound for the base film and Al or Al alloy is 0.1 to 2 angstrom /
It was seconds.

【0014】圧電基板については、34〜45°回転Y
カット水晶基板、−75°回転Yカット水晶基板、Xカ
ットタンタル酸リチウム(LiTaO3 :以下、LTと
云う)基板、36°回転YカットLT基板、128°回
転Yカットニオブ酸リチウム(LiNbO3 :以下、L
Nと云う)基板、41°回転YカットLN基板、64°
回転YカットLN基板、45°回転Xカット四ホウ酸リ
チウム(Li2 4 7 )基板およびサファイヤ基板上
に形成した酸化亜鉛(ZnO)膜等について調べたが、
その結果に顕著な差異が認められなかったので、以下に
おいては、上記の圧電基板の内、一例として64°回転
YカットLN基板を用いた場合の実施例について説明す
る。
For the piezoelectric substrate, rotate 34 to 45 ° Y
Cut quartz substrate, -75 ° rotated Y-cut quartz substrate, X-cut lithium tantalate (LiTaO 3 : LT) substrate, 36 ° rotated Y-cut LT substrate, 128 ° rotated Y-cut lithium niobate (LiNbO 3 : Below, L
N) substrate, 41 ° rotation Y-cut LN substrate, 64 °
The rotating Y-cut LN substrate, the 45 ° rotating X-cut lithium tetraborate (Li 2 B 4 O 7 ) substrate, and the zinc oxide (ZnO) film formed on the sapphire substrate were investigated.
Since no significant difference was found in the results, an example in which a 64 ° rotated Y-cut LN substrate is used among the above-mentioned piezoelectric substrates will be described below.

【0015】製作した本発明のSAWフィルタの耐電力
性については、特開平3−48511に記載されている
システムおよび方法により評価を行った。即ち、図3に
示されるように、信号発生器17の出力信号はパワーア
ンプ18により電力増幅されて、恒温槽19の内部に収
められているSAWフィルタ20に印加され、当該SA
Wフィルタ20の出力信号の電力は、パワーメータ21
により測定される。このパワーメータ21による電力測
定データはコンピュータ22に入力され、このコンピュ
ータ22を介して信号発生器17にフィ−ドバックされ
る。この帰還作用により、信号発生器17より出力され
た信号の周波数が制御され、SAWフィルタ20に印加
される信号の周波数は、常に伝送特性のピーク周波数と
なるように制御され設定されている。また、恒温槽19
内の温度は、SAWフィルタ20の特性劣化が加速され
るように85°に設定された。なお、SAWフィルタの
寿命については、下記のようにして決めている。即ち、
試験前におけるSAWフィルタ20の出力および試験開
始後の時間tにおける出力を、それぞれP0 およびP
(t)として、初期値より1.0dB低下した時点、即
ち、P(t)が次式に示される値となった時点を以って
SAWフィルタの寿命であるものと定義した。
The power resistance of the manufactured SAW filter of the present invention was evaluated by the system and method described in JP-A-3-48511. That is, as shown in FIG. 3, the output signal of the signal generator 17 is power-amplified by the power amplifier 18 and applied to the SAW filter 20 housed in the constant temperature bath 19, and the SA
The power of the output signal of the W filter 20 is measured by the power meter 21.
Measured by The power measurement data from the power meter 21 is input to the computer 22 and fed back to the signal generator 17 via the computer 22. Due to this feedback action, the frequency of the signal output from the signal generator 17 is controlled, and the frequency of the signal applied to the SAW filter 20 is controlled and set so as to always be the peak frequency of the transmission characteristic. Also, the constant temperature bath 19
The internal temperature was set to 85 ° so that the characteristic deterioration of the SAW filter 20 was accelerated. The life of the SAW filter is determined as follows. That is,
The output of the SAW filter 20 before the test and the output at time t after the start of the test are P 0 and P, respectively.
It is defined that (t) is the life of the SAW filter at the time point when it is 1.0 dB lower than the initial value, that is, when P (t) becomes the value shown in the following equation.

【0016】 P(t)≦ P0 −1.0(dB) …………(1) なお、この評価試験においては、上記の耐電力性の評価
に加えて、高温保管下において、4端子法による電極膜
の比抵抗変化についても測定が行われた。
P (t) ≦ P 0 −1.0 (dB) (1) In this evaluation test, in addition to the above-mentioned evaluation of power resistance, four terminals were stored under high temperature storage. The change in the specific resistance of the electrode film by the method was also measured.

【0017】次に、本発明の第1の実施例について、上
記の評価試験結果を踏まえて説明する。本発明の第1の
実施例としては、金属または化合物M(M=B、C、S
i、Ge、SiC、BNおよびSi3 4 )の下地膜の
膜厚をパラメータとして変えてやり、この下地膜の上に
2000オングストロームの膜厚のAl膜を形成して、
RHEED電子銃12によりAl膜の表面構造の観察が
行われた。この結果は、下記の表1に示されているとう
りであり、金属または化合物Mの下地膜厚が1〜30オ
ングストロームの範囲にある状態においては、この上に
形成されるAl膜は(111)の一軸配向構造をとる
が、下地膜がない場合、または下地膜厚が30オングス
トロームを越える場合には、Al膜は多結晶構造または
一軸配向構造が崩れた構造(多結晶と配向が混在した構
造)となる。なお、本実施例においては、下地膜上にA
l膜を形成した場合の結果について記述しているが、A
l膜の代わりに、Al−4.5wt%Cu膜またはAl
−2.0wt%Si膜のAl合金膜を用いた場合におい
ても、Al膜の場合と同様な結果が得られている。
Next, a first embodiment of the present invention will be described based on the above evaluation test results. As a first embodiment of the present invention, a metal or compound M (M = B, C, S
i, Ge, SiC, BN, and Si 3 N 4 ) are used as parameters to change the film thickness, and an Al film having a film thickness of 2000 angstrom is formed on the base film.
The surface structure of the Al film was observed by the RHEED electron gun 12. This result is as shown in Table 1 below, and when the underlayer film thickness of the metal or compound M is in the range of 1 to 30 angstroms, the Al film formed thereon has a thickness of (111). ) Has a uniaxially oriented structure, but when there is no underlayer film or when the underlayer film thickness exceeds 30 angstroms, the Al film has a polycrystalline structure or a structure in which the uniaxially oriented structure is broken (polycrystal and orientation are mixed). Structure). Incidentally, in this embodiment, A
I have described the results when I film was formed.
Al-4.5 wt% Cu film or Al instead of the I film
Even when the Al alloy film of −2.0 wt% Si film is used, the same result as in the case of the Al film is obtained.

【0018】[0018]

【表1】 [Table 1]

【0019】次に、本発明の第2の実施例としては、金
属または化合物M(M=B、C、Si、Ge、SiC、
BNおよびSi3 N4 )の各下地膜において、この上に
形成されたAl膜の表面構造が、多結晶構造(下地な
し)、(111)一軸配向構造(下地膜厚1〜30オン
グストローム)、および下地膜厚が30オングストロー
ムを越えた配向の崩れた構造(多結晶と配向が混在した
構造)を有する膜を、フォトリソグラフィにより、すだ
れ状電極に加工してSAWフィルタを構成し、当該SA
Wフィルタに対する投入電力を1Wとして耐電力性の試
験を行った。製作された本実施例のSAWフィルタは、
下地膜厚をも含めた電極膜厚は2100オングストロー
ムであり、中心周波数836.5MHzにおいて測定さ
れた挿入損失は6.1dBであった。なお、比較のため
に、チタン下地膜を有するSAWフィルタをも製作し、
同様の耐電力性の評価試験を併わせて行った。下記の表
2に示されるように、Al膜は(111)の一軸配向構
造になる、金属または化合物M(M=B、C、Si、G
e、SiC、BNおよびSi3 4 )の下地膜を用いる
と、多結晶構造または配向構造の崩れた構造のAl膜に
比較して、本実施例においては、耐電力性が格段に向上
されていることが分かる。しかしながら、チタン下地膜
を有するSAWフィルタの場合には、Al膜が(11
1)の一軸配向構造になっても、耐電力性寿命は、金属
または化合物M(M=B、C、Si、Ge、SiC、B
NおよびSi3 4 )の下地膜上の(111)一軸配向
構造Al膜に比較すると、極めて小さい値になってい
る。
Next, as a second embodiment of the present invention, a metal or compound M (M = B, C, Si, Ge, SiC,
BN and Si 3 N 4 ), The surface structure of the Al film formed thereon has a polycrystalline structure (without a base), a (111) uniaxially oriented structure (a base film thickness of 1 to 30 Å), and a base film thickness of 30. A SAW filter is constructed by processing a film having a structure in which the orientation exceeds angstroms (structure in which polycrystal and orientation are mixed) into a interdigital electrode by photolithography to form a SAW filter.
A power resistance test was conducted with the applied power to the W filter set to 1 W. The manufactured SAW filter of this embodiment is
The electrode film thickness including the underlying film thickness was 2100 Å, and the insertion loss measured at the center frequency of 836.5 MHz was 6.1 dB. For comparison, a SAW filter having a titanium underlayer was also manufactured,
The same evaluation test of power durability was also performed. As shown in Table 2 below, the Al film has a uniaxially oriented structure of (111), which is a metal or compound M (M = B, C, Si, G).
The use of a base film of e, SiC, BN and Si 3 N 4 ) markedly improves the power resistance in this embodiment, as compared with the Al film having a polycrystalline structure or a structure in which the orientation structure is broken. I understand that. However, in the case of a SAW filter having a titanium underlayer, the Al film is (11
1) Even if it becomes a uniaxially oriented structure, the power withstanding life is still metal or compound M (M = B, C, Si, Ge, SiC, B).
Compared with the (111) uniaxially oriented Al film on the N and Si 3 N 4 base film, the value is extremely small.

【0020】[0020]

【表2】 [Table 2]

【0021】次に、本発明の第3の実施例について説明
する。前述の第2の実施例においては、下地膜上にAl
膜を形成したSAWフィルタの耐電力性の結果について
説明したが、本実施例においては、Al膜の代わりに、
Al−4.5wt%Cu合金膜を用いたSAWフィルタ
の耐電力性寿命の結果について説明する。下記の表3に
示されるように、Al−4.5wt%Cu合金膜が(1
11)の一軸配向構造となる、金属または化合物M(M
=B、C、Si、Ge、SiC、BNおよびSi
3 4 )の下地膜を用いると、多結晶構造または配向構
造の崩れた構造のAl−4.5wt%Cu合金膜に比較
して、耐電力性が格段に向上されることが分かる。ま
た、同じ下地膜上の(111)一軸配向構造を有するA
l膜と、Al−4.5wt%Cu合金膜とを比較してみ
ても、後者の耐電力性が著しく向上されることが分か
る。しかしながら、チタン下地膜を有するSAWフィル
タの場合には、Al−4.5wt%Cu合金膜が(11
1)の一軸配向構造になっても、耐電力性寿命は、金属
または化合物M(M=B、C、Si、Ge、SiC、B
NおよびSi3 4 )の下地膜上の、(111)一軸配
向構造Al−4.5wt%Cu合金膜に比較すると、極
めて小さい値になっている。
Next, a third embodiment of the present invention will be described. In the above-mentioned second embodiment, Al is formed on the base film.
Although the result of the power resistance of the SAW filter having the film formed thereon has been described, in the present embodiment, instead of the Al film,
The result of the power withstanding life of the SAW filter using the Al-4.5 wt% Cu alloy film will be described. As shown in Table 3 below, the Al-4.5 wt% Cu alloy film is (1
11) Metal or compound M (M
= B, C, Si, Ge, SiC, BN and Si
It can be seen that the use of the 3 N 4 ) base film significantly improves the power resistance as compared with the Al-4.5 wt% Cu alloy film having a polycrystalline structure or a structure in which the orientation structure is broken. A having a (111) uniaxially oriented structure on the same underlying film
Comparing the 1 film and the Al-4.5 wt% Cu alloy film, it is found that the power resistance of the latter is remarkably improved. However, in the case of the SAW filter having the titanium base film, the Al-4.5 wt% Cu alloy film is (11
1) Even if it becomes a uniaxially oriented structure, the power withstanding life is still metal or compound M (M = B, C, Si, Ge, SiC, B).
The value is extremely small as compared with the (111) uniaxially oriented Al-4.5 wt% Cu alloy film on the N and Si 3 N 4 ) base film.

【0022】[0022]

【表3】 [Table 3]

【0023】以上において説明した第2および第3の実
施例より明らかなように、同じ(111)の一軸配向構
造を有するにも関わらず。厚さ1〜30オングストロー
ムのB、C、Si、Ge、SiC、BNおよびSi3
4 の下地膜上に形成されたAl膜またはAl合金膜は、
チタン下地膜上に形成されたAl膜またはAl合金膜よ
りも耐電力性において優れている。この原因を探るため
に、高温保管下における比抵抗を測定したが、前記B、
C、Si、Ge、SiC、BNおよびSi3 4 の下地
膜を用いた場合には、これらの下地膜の違いによる顕著
な差異は認められなかったので、20オングストローム
のSi下地膜上ならびに20オングストロームのチタン
下地膜上に形成された膜厚2000オングストロームの
Al膜に対応して行われた試験結果について説明する。
As is apparent from the second and third embodiments described above, despite having the same (111) uniaxially oriented structure. 1 to 30 Å thick B, C, Si, Ge, SiC, BN and Si 3 N
The Al film or Al alloy film formed on the base film of 4 is
It is superior in power resistance to an Al film or an Al alloy film formed on a titanium base film. In order to investigate this cause, the specific resistance under high temperature storage was measured.
When C, Si, Ge, SiC, BN and Si 3 N 4 base films were used, no significant difference due to the difference in these base films was observed. The test results performed for an Al film having a film thickness of 2000 angstrom formed on the titanium underlayer film having an angstrom will be described.

【0024】図4は、200°Cにおいて保管された場
合の比抵抗の変化率を、保管時間に対してプロットした
ものであり、チタン下地膜上に形成されたAl膜におい
ては、比抵抗が保管時間の推移とともに増大するのに対
比して、シリコン下地膜上に形成されたAl膜において
は、そのような傾向は認められず、前記第2および第3
の実施例における耐電力性の差異は、電極膜の比抵抗の
増加の有無に起因する挿入損失増大の有無の違いである
ものと考えることができる。上述のB、C、Si、G
e、SiC、BNおよびSi3 4 の下地膜を用いた場
合に、電極膜比抵抗の増加が生起しないのは、これらの
B、C、Si、Ge、SiC、BNおよびSi3 4
が共にAlとの反応性が低いために、拡散合金化反応が
生じないことによるものと考えられる。
FIG. 4 is a plot of the change rate of the specific resistance when stored at 200 ° C. against the storage time. In the Al film formed on the titanium underlayer, the specific resistance is In contrast to the increase with the passage of storage time, in the Al film formed on the silicon underlayer film, such a tendency is not observed, and the second and third
It can be considered that the difference in the power withstanding property in the above example is the difference in the presence or absence of an increase in insertion loss due to the presence or absence of an increase in the specific resistance of the electrode film. B, C, Si, G mentioned above
The use of e, SiC, BN and Si 3 N 4 underlayers does not cause an increase in the electrode film specific resistance due to these B, C, Si, Ge, SiC, BN and Si 3 N 4 etc. It is considered that the diffusion alloying reaction does not occur due to the low reactivity with Al.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、単結晶
圧電基板または圧電薄膜を含む圧電基板上に、アルミニ
ウムまたはアルミニウム合金より成る電極配線を備えて
構成される弾性表面波装置に適用されて、前記圧電薄膜
上において形成され、前記単結晶圧電基板または圧電薄
膜およびアルミニウムに対して濡れ性が高く、且つアル
ミニウムとの反応性が低い金属または化合物により構成
される、膜厚が1〜30オングストロームの下地膜を備
え、当該下地膜上に形成される(111)の一軸配向構
造を有するアルミニウムまたはアルミニウム合金により
形成される電極配線を設けることにより、前記弾性表面
波装置の電極の耐電力性を向上させることができるとい
う効果があり、また、SAWフィルタに適用する場合に
は、当該フィルタの挿入損失における劣化を排除するこ
とができるという効果がある。
As described above, the present invention is applied to a surface acoustic wave device constructed by providing electrode wiring made of aluminum or aluminum alloy on a single crystal piezoelectric substrate or a piezoelectric substrate including a piezoelectric thin film. And is formed on the piezoelectric thin film and is made of a metal or a compound that has high wettability with the single crystal piezoelectric substrate or the piezoelectric thin film and aluminum and has low reactivity with aluminum, and has a film thickness of 1 to 30. By providing an electrode wiring formed of aluminum or an aluminum alloy having a uniaxial orientation structure of (111) formed on the underlying film of Angstrom, the power resistance of the electrode of the surface acoustic wave device is provided. Of the SAW filter, and when applied to a SAW filter, There is an effect that it is possible to eliminate the deterioration in the insertion loss.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例の部分構造を示す平面図および
断面図である。
FIG. 1 is a plan view and a sectional view showing a partial structure of an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施例の評価試験用として用いたイオ
ンビームスパッタ装置の概要を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing an outline of an ion beam sputtering apparatus used for an evaluation test of an example of the present invention.

【図3】本発明の実施例の耐電力評価試験システムを示
す概念図である。
FIG. 3 is a conceptual diagram showing a power withstand evaluation test system according to an embodiment of the present invention.

【図4】下地膜厚の違いによる比抵抗値の変化を示す図
である。
FIG. 4 is a diagram showing a change in specific resistance value due to a difference in underlying film thickness.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 圧電基板 2 下地膜 3 電極配線 4、5 イオンビームソース 6、7 ターゲット 8、9 シャッタ− 10、11 膜厚計 12 RHEED電子銃 13 蛍光スクリーン 14 アルゴンガスボンベ 15、16 マスフローコントローラ 17 信号発生器 18 パワーアンプ 19 恒温槽 20 SAWフィルタ 21 パワーメータ 22 コンピュータ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Piezoelectric substrate 2 Underlayer film 3 Electrode wiring 4, 5 Ion beam source 6, 7 Target 8, 9 Shutter -10, 11 Thickness meter 12 RHEED electron gun 13 Fluorescent screen 14 Argon gas cylinder 15, 16 Mass flow controller 17 Signal generator 18 Power amplifier 19 Constant temperature bath 20 SAW filter 21 Power meter 22 Computer

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 単結晶圧電基板または圧電薄膜を含む圧
電基板上に、アルミニウムまたはアルミニウム合金より
成る電極配線を備えて構成される弾性表面波装置におい
て、 前記圧電薄膜上において形成され、前記単結晶圧電基板
または圧電薄膜およびアルミニウムに対して濡れ性が高
く、且つアルミニウムとの反応性が低い金属または化合
物により構成される、膜厚が1〜30オングストローム
の下地膜と、 前記下地膜上に形成された(111)の一軸配向構造を
有するアルミニウムまたはアルミニウム合金により形成
される電極配線と、 を備えて構成されることを特徴とする弾性表面波装置。
1. A surface acoustic wave device comprising electrode wiring made of aluminum or aluminum alloy on a single crystal piezoelectric substrate or a piezoelectric substrate including a piezoelectric thin film, wherein the single crystal is formed on the piezoelectric thin film. A base film having a film thickness of 1 to 30 angstroms, which is formed of a metal or a compound having high wettability to a piezoelectric substrate or a piezoelectric thin film and aluminum and having low reactivity with aluminum, and formed on the base film. 2. A surface acoustic wave device comprising: (111) electrode wiring formed of aluminum or an aluminum alloy having a uniaxially oriented structure.
【請求項2】 前記単結晶圧電基板が、水晶、タンタル
酸リチウム、ニオブ酸リチウムおよび四ホウ酸リチウム
の内の何れかにより構成されることを特徴とする請求項
1記載の弾性表面波装置。
2. The surface acoustic wave device according to claim 1, wherein the single crystal piezoelectric substrate is made of any one of quartz, lithium tantalate, lithium niobate, and lithium tetraborate.
【請求項3】 前記圧電基板が、サファイヤ基板上に形
成された酸化亜鉛膜により構成されることを特徴とする
請求項1記載の弾性表面波装置。
3. The surface acoustic wave device according to claim 1, wherein the piezoelectric substrate is formed of a zinc oxide film formed on a sapphire substrate.
【請求項4】 前記下地膜が、前記単結晶圧電基板また
は圧電薄膜およびアルミニウムに対して濡れ性が高く、
且つアルミニウムとの反応性の低い金属、またはホウ素
(B)、炭素(C)、シリコン(Si)、ゲルマニウム
(Ge)、炭化シリコン(SiC)、窒化ホウ素(B
N)および窒化シリコン(Si3 4 )等を含む化合物
により構成されることを特徴とする請求項1記載の弾性
表面波装置。
4. The base film has high wettability with respect to the single crystal piezoelectric substrate or the piezoelectric thin film and aluminum,
A metal having low reactivity with aluminum, or boron (B), carbon (C), silicon (Si), germanium (Ge), silicon carbide (SiC), boron nitride (B)
2. The surface acoustic wave device according to claim 1, wherein the surface acoustic wave device is composed of a compound containing N) and silicon nitride (Si 3 N 4 ).
JP5282244A 1993-11-11 1993-11-11 Surface acoustic wave device Expired - Fee Related JP2818535B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5282244A JP2818535B2 (en) 1993-11-11 1993-11-11 Surface acoustic wave device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5282244A JP2818535B2 (en) 1993-11-11 1993-11-11 Surface acoustic wave device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH07135443A true JPH07135443A (en) 1995-05-23
JP2818535B2 JP2818535B2 (en) 1998-10-30

Family

ID=17649934

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5282244A Expired - Fee Related JP2818535B2 (en) 1993-11-11 1993-11-11 Surface acoustic wave device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2818535B2 (en)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999016168A1 (en) * 1997-09-22 1999-04-01 Tdk Corporation Surface acoustic wave apparatus and method of production thereof
WO2000074235A1 (en) * 1999-05-31 2000-12-07 Tdk Corporation Surface acoustic wave device
US6388361B1 (en) 1999-10-18 2002-05-14 Fujitsu Limited Surface acoustic wave device and process for manufacturing the same
US6486591B2 (en) 2000-12-14 2002-11-26 Fujitsu Media Devices Limited Surface acoustic wave device
US6903488B2 (en) 2001-09-21 2005-06-07 Tdk Corporation SAW device and manufacturing method
KR100701771B1 (en) * 1998-08-25 2007-03-30 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 Surface Acoustic Wave Resonator, Filter, Duplexer, Communication Apparatus and Method of Manufacturing Surface Acoustic Wave Resonator
US7605524B2 (en) 2005-11-10 2009-10-20 Nihon Dempa Kogyo Co., Ltd. Surface acoustic wave device and method of manufacturing the same
JP2016105559A (en) * 2014-12-01 2016-06-09 株式会社村田製作所 Acoustic wave resonator, acoustic wave filter and duplexer
JP2021193818A (en) * 2016-07-06 2021-12-23 京セラ株式会社 Elastic wave element, filter element, and communication device

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5631213A (en) * 1979-08-24 1981-03-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd Surface elastic wave element
JPS5955615A (en) * 1982-09-24 1984-03-30 Hitachi Ltd Elastic surface wave device and its producing method
JPH0316409A (en) * 1989-06-14 1991-01-24 Hitachi Ltd Surface acoustic wave device and manufacture thereof
JPH05183373A (en) * 1991-12-30 1993-07-23 Murata Mfg Co Ltd Electrode material for surface acoustic wave element
JPH05226337A (en) * 1992-02-10 1993-09-03 Nec Corp Thin film wiring and its manufacture

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5631213A (en) * 1979-08-24 1981-03-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd Surface elastic wave element
JPS5955615A (en) * 1982-09-24 1984-03-30 Hitachi Ltd Elastic surface wave device and its producing method
JPH0316409A (en) * 1989-06-14 1991-01-24 Hitachi Ltd Surface acoustic wave device and manufacture thereof
JPH05183373A (en) * 1991-12-30 1993-07-23 Murata Mfg Co Ltd Electrode material for surface acoustic wave element
JPH05226337A (en) * 1992-02-10 1993-09-03 Nec Corp Thin film wiring and its manufacture

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999016168A1 (en) * 1997-09-22 1999-04-01 Tdk Corporation Surface acoustic wave apparatus and method of production thereof
US6316860B1 (en) 1997-09-22 2001-11-13 Tdk Corporation Surface acoustic wave device, and its fabrication process
KR100701771B1 (en) * 1998-08-25 2007-03-30 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 Surface Acoustic Wave Resonator, Filter, Duplexer, Communication Apparatus and Method of Manufacturing Surface Acoustic Wave Resonator
WO2000074235A1 (en) * 1999-05-31 2000-12-07 Tdk Corporation Surface acoustic wave device
US6407486B1 (en) 1999-05-31 2002-06-18 Tdk Corporation Surface acoustic wave device
US6388361B1 (en) 1999-10-18 2002-05-14 Fujitsu Limited Surface acoustic wave device and process for manufacturing the same
US6486591B2 (en) 2000-12-14 2002-11-26 Fujitsu Media Devices Limited Surface acoustic wave device
US6903488B2 (en) 2001-09-21 2005-06-07 Tdk Corporation SAW device and manufacturing method
US7467447B2 (en) 2001-09-21 2008-12-23 Tdk Corporation Method of manufacturing a SAW device
US7605524B2 (en) 2005-11-10 2009-10-20 Nihon Dempa Kogyo Co., Ltd. Surface acoustic wave device and method of manufacturing the same
JP2016105559A (en) * 2014-12-01 2016-06-09 株式会社村田製作所 Acoustic wave resonator, acoustic wave filter and duplexer
JP2021193818A (en) * 2016-07-06 2021-12-23 京セラ株式会社 Elastic wave element, filter element, and communication device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2818535B2 (en) 1998-10-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5162690A (en) Surface acoustic wave device
US6316860B1 (en) Surface acoustic wave device, and its fabrication process
WO1998051009A1 (en) SURFACE ACOUSTIC WAVE AND BULK ACOUSTIC WAVE DEVICES USING A Zn(1-x) YxO PIEZOELECTRIC LAYER DEVICE
JP3387060B2 (en) Surface acoustic wave device
JPH0340510A (en) Elastic surface wave device
US5152864A (en) Method of manufacturing surface acoustic wave device
JP2818535B2 (en) Surface acoustic wave device
JP3208977B2 (en) Method for forming electrodes of surface acoustic wave device
US6909341B2 (en) Surface acoustic wave filter utilizing a layer for preventing grain boundary diffusion
JP2003101372A5 (en)
JP2003101372A (en) Surface acoustic wave device and manufacturing method therefor
JP3033331B2 (en) Manufacturing method of thin film wiring
JP2545983B2 (en) Surface acoustic wave device
JPH05183373A (en) Electrode material for surface acoustic wave element
JP2936228B2 (en) Surface acoustic wave filter
JP3317860B2 (en) Surface acoustic wave device and method of manufacturing the same
JPH11163661A (en) Surface acoustic wave device
JPH05206776A (en) Surface acoustic wave element and its production
JP3308749B2 (en) Method for manufacturing surface acoustic wave device, and surface acoustic wave device manufactured using the same
JP3624535B2 (en) SAW device and manufacturing method thereof
JP2001094382A (en) Surface acoustic wave device and its manufacturing method
Kimura et al. High power-durable and low loss single-crystalline Al/Ti electrodes for RF SAW devices
JPH0314309A (en) Surface acoustic wave device
JPH08130435A (en) Surface acoustic wave device and its manufacture
JPH08139546A (en) Formation of electrode of surface acoustic wave element

Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 19970930

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070821

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080821

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080821

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090821

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090821

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100821

Year of fee payment: 12

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees