JPH07162256A - 弾性表面波装置及びその製造方法 - Google Patents
弾性表面波装置及びその製造方法Info
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- JPH07162256A JPH07162256A JP30494493A JP30494493A JPH07162256A JP H07162256 A JPH07162256 A JP H07162256A JP 30494493 A JP30494493 A JP 30494493A JP 30494493 A JP30494493 A JP 30494493A JP H07162256 A JPH07162256 A JP H07162256A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 Ａｌ薄膜櫛形電極の膜厚が１５ｎｍ以下の場
合でも電極の断線のない弾性表面波装置およびその製造
方法を提供する。 【構成】 圧電基板上に非酸素雰囲気下でＡｌ薄膜を形
成した後、Ａｌ薄膜上にこの膜が酸素に曝されるを防ぐ
役目を果たす金属膜を非酸素雰囲気下で形成する。ま
た、Ａｌ薄膜櫛形電極膜厚が１５ｎｍ以下で比抵抗１６
×１０-8Ω−ｍ以下の弾性表面波装置となす。 【効果】 ＧＨｚ帯通信用高周波弾性表面波装置の実現
が可能となる。
合でも電極の断線のない弾性表面波装置およびその製造
方法を提供する。 【構成】 圧電基板上に非酸素雰囲気下でＡｌ薄膜を形
成した後、Ａｌ薄膜上にこの膜が酸素に曝されるを防ぐ
役目を果たす金属膜を非酸素雰囲気下で形成する。ま
た、Ａｌ薄膜櫛形電極膜厚が１５ｎｍ以下で比抵抗１６
×１０-8Ω−ｍ以下の弾性表面波装置となす。 【効果】 ＧＨｚ帯通信用高周波弾性表面波装置の実現
が可能となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、弾性表面波装置、特に
通信用の弾性表面波装置に関する。
通信用の弾性表面波装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のＧＨｚ帯弾性表面波装置は、例え
ば“高周波ＳＡＷデバイス用サブミクロンプロセスの検
討”，信学技報，ＵＳ９２−７（１９９２）に記載され
ているように、圧電基板上に膜厚５０ｎｍ以下の純Ａｌ
あるいはＡｌ合金薄膜（以下、Ａｌ薄膜という）からな
る櫛型状の電極が形成された構造をしている。
ば“高周波ＳＡＷデバイス用サブミクロンプロセスの検
討”，信学技報，ＵＳ９２−７（１９９２）に記載され
ているように、圧電基板上に膜厚５０ｎｍ以下の純Ａｌ
あるいはＡｌ合金薄膜（以下、Ａｌ薄膜という）からな
る櫛型状の電極が形成された構造をしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】弾性表面波装置の動作
帯域は高周波化の方向にあり、そのためには櫛型電極の
膜厚をより薄くする必要がある。ところが、膜厚をより
薄くしていくと、フォトレジストのベ−キング等の加熱
工程で、ピンホ−ルが発生し始める。特に、１５ｎｍ以
下で顕著となる。例えば、Ａｌ−Ｃｕ合金薄膜の場合、
純Ａｌ薄膜の場合に比べてピンホ−ルが発生し難く、膜
厚が１５ｎｍを超える場合にはピンホ−ルは発生しな
い。しかし、膜厚が１５ｎｍ以下になるとピンホ−ルの
発生を抑えることはできない。ピンホ−ルの直径は０．
５μｍ程度はあり、これはＧＨｚ帯弾性表面波装置の電
極線幅に相当する。そのため、電極が断線して電極形成
が不可能になるという問題がある。
帯域は高周波化の方向にあり、そのためには櫛型電極の
膜厚をより薄くする必要がある。ところが、膜厚をより
薄くしていくと、フォトレジストのベ−キング等の加熱
工程で、ピンホ−ルが発生し始める。特に、１５ｎｍ以
下で顕著となる。例えば、Ａｌ−Ｃｕ合金薄膜の場合、
純Ａｌ薄膜の場合に比べてピンホ−ルが発生し難く、膜
厚が１５ｎｍを超える場合にはピンホ−ルは発生しな
い。しかし、膜厚が１５ｎｍ以下になるとピンホ−ルの
発生を抑えることはできない。ピンホ−ルの直径は０．
５μｍ程度はあり、これはＧＨｚ帯弾性表面波装置の電
極線幅に相当する。そのため、電極が断線して電極形成
が不可能になるという問題がある。
【０００４】本発明の目的は、Ａｌ薄膜櫛型電極の膜厚
が１５ｎｍ以下の場合でも電極の断線のない弾性表面波
装置およびその製造方法を提供することにある。
が１５ｎｍ以下の場合でも電極の断線のない弾性表面波
装置およびその製造方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的は、圧電基板上
に非酸素雰囲気下でＡｌ薄膜を形成した後、Ａｌ薄膜上
にこの膜が酸素に曝されるを防ぐ役目を果たす金属膜を
非酸素雰囲気下で形成することにより達成できる。その
結果、Ａｌ薄膜櫛形電極膜厚が１５ｎｍ以下の弾性表面
波装置を提供できる。
に非酸素雰囲気下でＡｌ薄膜を形成した後、Ａｌ薄膜上
にこの膜が酸素に曝されるを防ぐ役目を果たす金属膜を
非酸素雰囲気下で形成することにより達成できる。その
結果、Ａｌ薄膜櫛形電極膜厚が１５ｎｍ以下の弾性表面
波装置を提供できる。
【０００６】
【作用】まず、図４（ａ）〜図４（ｃ）により、加熱工
程におけるピンホ−ルの発生過程を説明する。図４
（ａ）は、圧電基板１の上にＡｌ薄膜２を形成した状態
である。図４（ｂ）は、Ａｌ薄膜２上にフォトレジスト
５を塗布した状態である。この状態でフォトレジスト５
を露光、現像すると、現像前後のベ−キング時の空気中
での加熱により、図４（ｃ）に示すように、Ａｌ薄膜２
の表面にＡｌ酸化膜７が形成され、かつＡｌ薄膜２にピ
ンホ−ル８が発生する。
程におけるピンホ−ルの発生過程を説明する。図４
（ａ）は、圧電基板１の上にＡｌ薄膜２を形成した状態
である。図４（ｂ）は、Ａｌ薄膜２上にフォトレジスト
５を塗布した状態である。この状態でフォトレジスト５
を露光、現像すると、現像前後のベ−キング時の空気中
での加熱により、図４（ｃ）に示すように、Ａｌ薄膜２
の表面にＡｌ酸化膜７が形成され、かつＡｌ薄膜２にピ
ンホ−ル８が発生する。
【０００７】また、このピンホ−ルはＡｌ薄膜を空気中
に室温で（加熱をせず）放置しただけでも１週間から１
ヶ月の間に徐々に発生する。しかし、真空中で加熱した
場合には発生しない。
に室温で（加熱をせず）放置しただけでも１週間から１
ヶ月の間に徐々に発生する。しかし、真空中で加熱した
場合には発生しない。
【０００８】このことから、本発明者は、ピンホ−ルの
発生原因はＡｌ薄膜の酸化にあると推定した。この考え
に基づき、Ａｌ薄膜上に上記の金属膜を形成した結果、
フォトリソグラフィ工程で加熱を行っても、Ａｌ薄膜は
酸化されず電極形成工程中にピンホ−ルが発生しないこ
とが分かった。
発生原因はＡｌ薄膜の酸化にあると推定した。この考え
に基づき、Ａｌ薄膜上に上記の金属膜を形成した結果、
フォトリソグラフィ工程で加熱を行っても、Ａｌ薄膜は
酸化されず電極形成工程中にピンホ−ルが発生しないこ
とが分かった。
【０００９】その結果、膜厚が１５ｎｍ以下と薄い場合
でも、電極としての機能を十分に果たす、例えば膜厚８
ｎｍで比抵抗１６×１０-8Ω−ｍのＡｌ薄膜櫛形電極を
有する弾性表面波装置の実現が可能となる。
でも、電極としての機能を十分に果たす、例えば膜厚８
ｎｍで比抵抗１６×１０-8Ω−ｍのＡｌ薄膜櫛形電極を
有する弾性表面波装置の実現が可能となる。
【００１０】
【実施例】実施例１ 本発明の実施例１を図１に示す。圧電基板として水晶基
板１を用い、抵抗加熱蒸着装置により水晶基板１上に、
真空度４×１０-5Ｐａ、基板温度４５℃、蒸着レ−ト５
ｎｍ／ｓでＡｌ薄膜２を１３ｎｍ蒸着する（図１
（ａ））。次に、真空を解かずに連続してＡｌ薄膜２の
上にＣｒ薄膜３を蒸着レ−ト０．１ｎｍ／ｓ以下で１０
ｎｍ蒸着する（図１（ｂ））。このとき、ＣｒがＡｌ薄
膜２と反応しＣｒ薄膜３との間にＡｌ−Ｃｒ合金層４が
形成される。次に、フォトリソグラフィ工程で線幅０．
５μｍ、線間隔０．５μｍのフォトレジストパタ−ン５
を形成する（図１（ｃ）〜（ｄ））。次に、このフォト
レジストパタ−ン５をマスクとして、Ｃｒ薄膜３、Ａｌ
−Ｃｒ合金層４およびＡｌ薄膜２をイオンミリングによ
りエッチングする（図１（ｅ））。次に、硝酸第２セリ
ウムアンモニウム溶液に室温で１０秒浸漬し、Ｃｒ薄膜
３およびＡｌ−Ｃｒ合金層４を除去してＡｌ薄膜櫛形電
極を形成し弾性表面波装置が完成する（図示せず）。こ
のときの電極膜厚は８ｎｍであり、１５ｎｍ以下の膜厚
の場合でも電極の形成が可能であることがわかる。ま
た、比抵抗は１６×１０-8Ω−ｍであり電極として十分
に機能するものであることがわかる。ここで、膜厚が厚
くなれば比抵抗がより小さくなることは云うまでもな
い。また、分析により、９ｗｔ％のＣｒが検出された。
また、この９ｗｔ％を単位面積当りの量（ｋｇ／ｍ2）
に換算するとが１．７×１０-6ｋｇ／ｍ2となり、この
値は電極膜厚によらず一定であった。このことは、Ａｌ
薄膜櫛形電極は、Ａｌ薄膜２の表面にＡｌ−Ｃｒ合金層
４の一部が残留した構造となっていることを意味してい
る。
板１を用い、抵抗加熱蒸着装置により水晶基板１上に、
真空度４×１０-5Ｐａ、基板温度４５℃、蒸着レ−ト５
ｎｍ／ｓでＡｌ薄膜２を１３ｎｍ蒸着する（図１
（ａ））。次に、真空を解かずに連続してＡｌ薄膜２の
上にＣｒ薄膜３を蒸着レ−ト０．１ｎｍ／ｓ以下で１０
ｎｍ蒸着する（図１（ｂ））。このとき、ＣｒがＡｌ薄
膜２と反応しＣｒ薄膜３との間にＡｌ−Ｃｒ合金層４が
形成される。次に、フォトリソグラフィ工程で線幅０．
５μｍ、線間隔０．５μｍのフォトレジストパタ−ン５
を形成する（図１（ｃ）〜（ｄ））。次に、このフォト
レジストパタ−ン５をマスクとして、Ｃｒ薄膜３、Ａｌ
−Ｃｒ合金層４およびＡｌ薄膜２をイオンミリングによ
りエッチングする（図１（ｅ））。次に、硝酸第２セリ
ウムアンモニウム溶液に室温で１０秒浸漬し、Ｃｒ薄膜
３およびＡｌ−Ｃｒ合金層４を除去してＡｌ薄膜櫛形電
極を形成し弾性表面波装置が完成する（図示せず）。こ
のときの電極膜厚は８ｎｍであり、１５ｎｍ以下の膜厚
の場合でも電極の形成が可能であることがわかる。ま
た、比抵抗は１６×１０-8Ω−ｍであり電極として十分
に機能するものであることがわかる。ここで、膜厚が厚
くなれば比抵抗がより小さくなることは云うまでもな
い。また、分析により、９ｗｔ％のＣｒが検出された。
また、この９ｗｔ％を単位面積当りの量（ｋｇ／ｍ2）
に換算するとが１．７×１０-6ｋｇ／ｍ2となり、この
値は電極膜厚によらず一定であった。このことは、Ａｌ
薄膜櫛形電極は、Ａｌ薄膜２の表面にＡｌ−Ｃｒ合金層
４の一部が残留した構造となっていることを意味してい
る。
【００１１】また、この状態で空気中に室温で１ヶ月以
上放置しても、ピンホ−ルは発生しなかった。これは、
時間の経過と共にＡｌ薄膜２中のＡｌ原子がＡｌ−Ｃｒ
合金層４の表面に移動し表面にＡｌ酸化膜７が形成され
るが（図１（ｆ））、Ａｌ薄膜２自体は酸化されないた
めである。
上放置しても、ピンホ−ルは発生しなかった。これは、
時間の経過と共にＡｌ薄膜２中のＡｌ原子がＡｌ−Ｃｒ
合金層４の表面に移動し表面にＡｌ酸化膜７が形成され
るが（図１（ｆ））、Ａｌ薄膜２自体は酸化されないた
めである。
【００１２】また、本実施例のＡｌ薄膜２は純Ａｌで
も、Ａｌ−Ｃｕ合金等のＡｌ合金薄膜を用いても構わな
い。例えば、Ａｌ−Ｃｕ合金の場合は弾性表面波装置の
耐電力性（耐ストレスマイグレ−ション）が向上する。
以下の実施例においても同様である。
も、Ａｌ−Ｃｕ合金等のＡｌ合金薄膜を用いても構わな
い。例えば、Ａｌ−Ｃｕ合金の場合は弾性表面波装置の
耐電力性（耐ストレスマイグレ−ション）が向上する。
以下の実施例においても同様である。
【００１３】また、本実施例では、Ａｌ薄膜２のイオン
ミリング時に、Ａｌ薄膜２は金属膜としてのＣｒ薄膜３
で被覆された状態にあり、Ａｌ酸化膜が最表面にないの
で（図１（ｅ））、Ａｒ等のイオンミリングガスを導入
する前のチャンバの真空度を、Ａｌ酸化膜の場合（従
来）のように１０-5Ｐａと高くする必要はなく、１０-4
Ｐａ程度の低い真空度で良い。したがって、従来に比べ
イオンミリング装置チャンバ内の排気時間を約１／３に
短縮できスル−プットが大幅に向上する。
ミリング時に、Ａｌ薄膜２は金属膜としてのＣｒ薄膜３
で被覆された状態にあり、Ａｌ酸化膜が最表面にないの
で（図１（ｅ））、Ａｒ等のイオンミリングガスを導入
する前のチャンバの真空度を、Ａｌ酸化膜の場合（従
来）のように１０-5Ｐａと高くする必要はなく、１０-4
Ｐａ程度の低い真空度で良い。したがって、従来に比べ
イオンミリング装置チャンバ内の排気時間を約１／３に
短縮できスル−プットが大幅に向上する。
【００１４】また、金属膜としてＣｒを用いる場合に
は、次のような副次的な効果がある。Ｃｒの反射率はＡ
ｌの約５０％であるためフォトリソグラフィ工程での反
射防止膜が不要となる。Ａｌはアルカリ系現像液でエッ
チングされるため、レジストパタ−ンの形成に失敗した
場合、Ａｌから再び形成しなければならないが、Ｃｒは
現像液でエッチングされないためその必要がない。
は、次のような副次的な効果がある。Ｃｒの反射率はＡ
ｌの約５０％であるためフォトリソグラフィ工程での反
射防止膜が不要となる。Ａｌはアルカリ系現像液でエッ
チングされるため、レジストパタ−ンの形成に失敗した
場合、Ａｌから再び形成しなければならないが、Ｃｒは
現像液でエッチングされないためその必要がない。
【００１５】実施例２ 本発明の実施例２を図２に示す。実施例１と同様に、Ｃ
ｒ薄膜３、Ａｌ−Ｃｒ合金層４およびＡｌ薄膜２をイオ
ンミリングによりエッチングした後、ポリイミド樹脂、
フォトレジスト等６によって平坦化する（図２
（ａ））。次に、Ｃｒ薄膜３及びＡｌ−Ｃｒ合金層４を
イオンミリングによってエッチバックしＡｌ薄膜櫛形電
極を形成し弾性表面波装置が完成する（図２（ｂ）また
は図２（ｂ´））。イオンミリングはエッチング量の制
御が容易なので、Ａｌ−Ｃｒ合金層４の除去量を任意に
決めることができ、図２（ｂ）の様に任意に量の合金層
４を残すことも、図２（ｂ´）の様に合金層４をすべて
除去することもできる。
ｒ薄膜３、Ａｌ−Ｃｒ合金層４およびＡｌ薄膜２をイオ
ンミリングによりエッチングした後、ポリイミド樹脂、
フォトレジスト等６によって平坦化する（図２
（ａ））。次に、Ｃｒ薄膜３及びＡｌ−Ｃｒ合金層４を
イオンミリングによってエッチバックしＡｌ薄膜櫛形電
極を形成し弾性表面波装置が完成する（図２（ｂ）また
は図２（ｂ´））。イオンミリングはエッチング量の制
御が容易なので、Ａｌ−Ｃｒ合金層４の除去量を任意に
決めることができ、図２（ｂ）の様に任意に量の合金層
４を残すことも、図２（ｂ´）の様に合金層４をすべて
除去することもできる。
【００１６】また、イオンミリングは、本発明の金属膜
としてＡｌと選択性のある適当なエッチング液が無い金
属を用いる場合に、金属膜を除去する有効な手段とな
る。
としてＡｌと選択性のある適当なエッチング液が無い金
属を用いる場合に、金属膜を除去する有効な手段とな
る。
【００１７】実施例３ 本発明の実施例３を図３に示す。実施例１と同様にＡｌ
薄膜２とＣｒ薄膜３の２層膜を形成した後、Ｃｒ薄膜３
及びＡｌ−Ｃｒ合金層４を硝酸第２セリウムアンモニウ
ム溶液で除去する（図３（ａ））。Ａｌ薄膜２の表面に
はＡｌ−Ｃｒ合金層４の一部が残留している。次に、フ
ォトレジストパタ−ン５をマスクとして、一部残留した
Ａｌ−Ｃｒ合金層４およびＡｌ薄膜２をイオンミリング
によりエッチングする（図３（ｂ））。次に、フォトレ
ジストパタ−ン５を除去してＡｌ薄膜櫛形電極を形成し
弾性表面波装置が完成する（図３（ｃ））。
薄膜２とＣｒ薄膜３の２層膜を形成した後、Ｃｒ薄膜３
及びＡｌ−Ｃｒ合金層４を硝酸第２セリウムアンモニウ
ム溶液で除去する（図３（ａ））。Ａｌ薄膜２の表面に
はＡｌ−Ｃｒ合金層４の一部が残留している。次に、フ
ォトレジストパタ−ン５をマスクとして、一部残留した
Ａｌ−Ｃｒ合金層４およびＡｌ薄膜２をイオンミリング
によりエッチングする（図３（ｂ））。次に、フォトレ
ジストパタ−ン５を除去してＡｌ薄膜櫛形電極を形成し
弾性表面波装置が完成する（図３（ｃ））。
【００１８】以上の実施例では、Ａｌ薄膜等の膜形成を
抵抗加熱蒸着装置により行ったが、他の真空蒸着法、ス
パッタリング法により行っても良い。
抵抗加熱蒸着装置により行ったが、他の真空蒸着法、ス
パッタリング法により行っても良い。
【００１９】また、金属膜として、Ｃｒ，Ｍｇ、Ｐｄ、
Ｔｉ、Ｃｕ、Ｎｉ、ＢｅおよびＹからなる群の中から選
ばれた１種を用いる場合、Ａｌ薄膜の酸化防止の他に弾
性表面波装置の耐電力性を向上に有効である。
Ｔｉ、Ｃｕ、Ｎｉ、ＢｅおよびＹからなる群の中から選
ばれた１種を用いる場合、Ａｌ薄膜の酸化防止の他に弾
性表面波装置の耐電力性を向上に有効である。
【００２０】なお、本発明の電極技術は半導体素子にも
適用可能である。
適用可能である。
【００２１】
【発明の効果】本発明によれば、膜厚１５ｎｍ以下でも
断線の無いＡｌ薄膜櫛形電極を形成でき、ＧＨｚ帯通信
用高周波弾性表面波装置の実現が可能となる。
断線の無いＡｌ薄膜櫛形電極を形成でき、ＧＨｚ帯通信
用高周波弾性表面波装置の実現が可能となる。
【図１】本発明の実施例１の製造工程図である。
【図２】本発明の実施例２の製造工程図である。
【図３】本発明の実施例３の製造工程図である。
【図４】従来の技術におけるピンホ−ルの発生過程の説
明図である。
明図である。
１…圧電基板、２…Ａｌ薄膜、３…Ｃｒ薄膜、４…Ａｌ
−Ｃｒ合金層、５…フォトレジスト、６…ポリイミド樹
脂、フォトレジスト等、７…Ａｌ酸化膜、８…ピンホ−
ル。
−Ｃｒ合金層、５…フォトレジスト、６…ポリイミド樹
脂、フォトレジスト等、７…Ａｌ酸化膜、８…ピンホ−
ル。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浅井 健吾 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 崎山 和之 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ＡＶ機器事業部内
Claims (5)
- 【請求項１】圧電基板と、圧電基板上に形成されたＡｌ
薄膜櫛形電極を有する弾性表面波装置において、上記Ａ
ｌ薄膜櫛形電極の膜厚は１５ｎｍ以下であることを特徴
とする弾性表面波装置。 - 【請求項２】上記Ａｌ薄膜櫛形電極の表面近傍部はＡｌ
合金化しており、該合金化のための金属の上記Ａｌ薄膜
櫛形電極全体に対する含有量は９ｗｔ％以下である請求
項１記載の弾性表面波装置。 - 【請求項３】上記Ａｌ薄膜櫛形電極の上記Ａｌ合金化部
分の残部は、上記Ａｌ合金とは異なるＡｌ合金で構成さ
れている請求項２記載の弾性表面波装置。 - 【請求項４】圧電基板上ＡｌまたはＡｌ合金膜を形成す
る工程と、該ＡｌまたはＡｌ合金膜上に該ＡｌまたはＡ
ｌ合金膜が酸素に曝されるを防ぐ役目を果たす金属膜を
非酸素雰囲気下で形成する工程と、該金属膜を除去する
工程を有することを特徴とする弾性表面波装置の製造方
法。 - 【請求項５】上記金属膜は、Ｃｒ、Ｍｇ、Ｐｄ、Ｔｉ、
Ｃｕ、Ｎｉ、ＢｅおよびＹからなる群の中から選ばれた
少なくとも１種からなる請求項４記載の弾性表面波装置
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30494493A JPH07162256A (ja) | 1993-12-06 | 1993-12-06 | 弾性表面波装置及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30494493A JPH07162256A (ja) | 1993-12-06 | 1993-12-06 | 弾性表面波装置及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07162256A true JPH07162256A (ja) | 1995-06-23 |
Family
ID=17939202
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30494493A Pending JPH07162256A (ja) | 1993-12-06 | 1993-12-06 | 弾性表面波装置及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07162256A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006109287A (ja) * | 2004-10-08 | 2006-04-20 | Alps Electric Co Ltd | 弾性表面波素子及びその製造方法 |
-
1993
- 1993-12-06 JP JP30494493A patent/JPH07162256A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006109287A (ja) * | 2004-10-08 | 2006-04-20 | Alps Electric Co Ltd | 弾性表面波素子及びその製造方法 |
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