JPH08274571A - Diamond base material and element for surface acoustic wave element - Google Patents

Diamond base material and element for surface acoustic wave element

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JPH08274571A
JPH08274571A JP7780595A JP7780595A JPH08274571A JP H08274571 A JPH08274571 A JP H08274571A JP 7780595 A JP7780595 A JP 7780595A JP 7780595 A JP7780595 A JP 7780595A JP H08274571 A JPH08274571 A JP H08274571A
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JP
Japan
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acoustic wave
surface acoustic
diamond
electrode portion
wave device
Prior art date
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Pending
Application number
JP7780595A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenjiro Higaki
賢次郎 桧垣
Hideaki Nakahata
英章 中幡
Satoru Fujii
知 藤井
Hiroyuki Kitabayashi
弘之 北林
Shinichi Shikada
真一 鹿田
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.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: To improve adhesion on a diamond surface by forming an Al electrode part with an Al including at least one or more specified wt.% elements out of prescribed elements such as Si, etc. CONSTITUTION: The Al electrode part formed on a diamond layer is formed with the Al including at least one or more kinds of 0.1-5.0wt.% element out of Si, Sc, Ti, Cr, Mn, Ni, Nb, Mo, Pd, Ta and W. In such a case, high adhesion is obtained by applying coupling with added metal or an Al atom, and simultaneously, coupling with diamond carbon. Also, since added quantity is selected so as not to impair element characteristic, the peeling of an electrode part when wire bonding is applied is controlled, which enables mounting on a package.

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、ダイヤモンド層とアル
ミニウム(Al)金属電極との密着性を改良した表面弾
性波素子または表面弾性波素子用ダイヤモンド基材に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a surface acoustic wave device or a diamond substrate for a surface acoustic wave device having improved adhesion between a diamond layer and an aluminum (Al) metal electrode.

【0002】[0002]

【従来の技術】高周波での応用を可能とするものとし
て、ダイヤモンドと圧電体の積層構造を用いた表面弾性
波素子が開発されている(特開昭64−62911、特
開平3−198412)。
2. Description of the Related Art A surface acoustic wave device using a laminated structure of diamond and a piezoelectric material has been developed as a device that can be applied at high frequencies (Japanese Patent Laid-Open Nos. 64-62911 and 3-198412).

【0003】このダイヤモンド膜またはダイヤモンド層
を基板に用いた表面弾性波素子は例えば次のように作製
される。
A surface acoustic wave device using this diamond film or diamond layer as a substrate is manufactured, for example, as follows.

【0004】まず、Si等の基板の上に、気相合成によ
りダイヤモンド膜を形成する。このダイヤモンド膜の表
面を研磨により平滑にする。さらに、この表面が平滑に
なったダイヤモンド膜を基板として、この上に励振用電
極部と圧電体薄膜を形成する。
First, a diamond film is formed on a substrate such as Si by vapor phase synthesis. The surface of this diamond film is smoothed by polishing. Further, this diamond film having a smooth surface is used as a substrate, and an excitation electrode portion and a piezoelectric thin film are formed thereon.

【0005】ここで、励振用電極部は、櫛形等の形状の
実際作用する電極部と、パッケージ等と結合するための
ワイヤボンディングするためのパッド電極部からなるの
が普通である。
Here, the excitation electrode portion is usually composed of an electrode portion having a comb shape or the like which actually acts, and a pad electrode portion for wire bonding for coupling with a package or the like.

【0006】さらにこの電極部を形成する材料として
は、表面弾性波素子の特性を劣化させにくいという理由
でAl,Al−Cu,Al−Sc等が用いられてきた。
Further, as a material for forming the electrode portion, Al, Al-Cu, Al-Sc, etc. have been used because they are less likely to deteriorate the characteristics of the surface acoustic wave element.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、Al、
Al−Cu,Al−Sc等を使用した電極部は、ワイヤ
ボンディング加工の際に、パッド電極部がダイヤモンド
表面から剥離しやすいという問題があり、このためパッ
ケージと素子のパッド電極部のワイヤボンディングが困
難になるという問題があった。
However, Al,
The electrode part using Al-Cu, Al-Sc, etc. has a problem that the pad electrode part is easily separated from the diamond surface during the wire bonding process. Therefore, the wire bonding between the package and the pad electrode part of the element is difficult. There was a problem that it would be difficult.

【0008】従って、表面弾性波素子としての特性を劣
化させることなく、ワイヤボンディング加工等の工程に
耐えるダイヤモンド表面弾性波と十分な密着性を有する
励振用電極部の材料の開発が望まれている。
Therefore, it is desired to develop a material for the excitation electrode portion having sufficient adhesion to the diamond surface acoustic wave which can withstand the steps such as wire bonding without deteriorating the characteristics of the surface acoustic wave element. .

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明者等は、以上の要
望に鑑み、鋭意研究し、AlまたはAl−Cu、Al−
Sc等の金属電極層と、ダイヤモンド層の密着性を増大
するために、両物質と強固な結合を形成可能な種々の金
属を添加することにより上記問題点を解決できることを
見いだし、本発明を完成するにいたった。
Means for Solving the Problems In view of the above demands, the inventors of the present invention have diligently studied and made Al or Al-Cu, Al-
It was found that the above problems can be solved by adding various metals capable of forming a strong bond with both substances in order to increase the adhesion between the metal electrode layer such as Sc and the diamond layer, and the present invention was completed. Came to do.

【0010】すなわち、本発明に係る表面弾性波素子用
ダイヤモンド基材は、少なくともダイヤモンド層とAl
電極部とを有する表面弾性波素子用基材において、ダイ
ヤモンド層上に形成される該Al電極部が、Si,S
c,Ti,Cr,Mn,Ni,Nb,Mo,Pd,T
a,Wのうち少なくとも1種類以上の元素を0.1〜
5.0重量%含むAlで形成されることを特徴とするも
のである。
That is, the diamond substrate for a surface acoustic wave device according to the present invention has at least a diamond layer and Al.
In a substrate for a surface acoustic wave device having an electrode portion, the Al electrode portion formed on the diamond layer is made of Si, S
c, Ti, Cr, Mn, Ni, Nb, Mo, Pd, T
at least one element of a and W is 0.1 to 0.1
It is characterized by being formed of Al containing 5.0% by weight.

【0011】また本発明に係る表面弾性波素子用ダイヤ
モンド基材は、少なくともダイヤモンド層とAl電極部
とを有する表面弾性波素子用基材において、ダイヤモン
ド層上に形成される該Al電極部が、Si,Sc,T
i,Cr,Mn,Ni,Nb,Mo,Pd,Ta,Wの
うち少なくとも1種類以上の元素を0.1〜5.0重量
%と、Cuを0.1〜5.0重量%とを含むAlで形成
されることを特徴とするものである。
Further, the diamond base material for a surface acoustic wave element according to the present invention is a surface acoustic wave element base material having at least a diamond layer and an Al electrode portion, wherein the Al electrode portion formed on the diamond layer is Si, Sc, T
0.1 to 5.0 wt% of at least one element of i, Cr, Mn, Ni, Nb, Mo, Pd, Ta and W, and 0.1 to 5.0 wt% of Cu. It is characterized by being formed of Al containing Al.

【0012】また本発明に係る表面弾性波素子用ダイヤ
モンド基材は、少なくともダイヤモンド層とAl電極部
とを有する表面弾性波素子用基材において、ダイヤモン
ド層上に形成される該Al電極部が、Si,Ti,C
r,Mn,Ni,Nb,Mo,Pd,Ta,Wのうち少
なくとも1種類以上の元素を0.1〜5.0重量%と、
Scを0.1〜5.0重量%とを含むAlで形成される
ことを特徴とするものである。
The surface acoustic wave element base material for a surface acoustic wave device according to the present invention is a surface acoustic wave device base material having at least a diamond layer and an Al electrode part, wherein the Al electrode part formed on the diamond layer is: Si, Ti, C
0.1 to 5.0% by weight of at least one element out of r, Mn, Ni, Nb, Mo, Pd, Ta and W,
It is characterized by being formed of Al containing 0.1 to 5.0% by weight of Sc.

【0013】さらに本発明発明に係る表面弾性波素子用
ダイヤモンド基材は、ダイヤモンド層が、気相合成ダイ
ヤモンドであることを特徴とするものである。
Further, the diamond substrate for a surface acoustic wave device according to the present invention is characterized in that the diamond layer is a vapor phase synthetic diamond.

【0014】また本発明発明に係る表面弾性波素子は、
少なくともダイヤモンド層と、圧電体層と、励振用Al
電極部とを有する表面弾性波素子において、ダイヤモン
ド層上に形成される該Al電極部が、Si,Sc,T
i,Cr,Mn,Ni,Nb,Mo,Pd,Ta,Wの
うち少なくとも1種類以上の元素を0.1〜5.0重量
%含むAlで形成されることを特徴とするものである。
The surface acoustic wave device according to the present invention is
At least diamond layer, piezoelectric layer, and excitation Al
In a surface acoustic wave device having an electrode portion, the Al electrode portion formed on the diamond layer is made of Si, Sc, T
It is characterized in that it is formed of Al containing 0.1 to 5.0% by weight of at least one element of i, Cr, Mn, Ni, Nb, Mo, Pd, Ta and W.

【0015】また本発明発明に係る表面弾性波素子は、
少なくともダイヤモンド層と、圧電体層と、励振用Al
電極部とを有する表面弾性波素子において、ダイヤモン
ド層上に形成される該Al電極部が、Si,Sc,T
i,Cr,Mn,Ni,Nb,Mo,Pd,Ta,Wの
うち少なくとも1種類以上の元素を0.1〜5.0重量
%と、Cuを0.1〜5.0重量%とを含むAlで形成
されることを特徴とするものである。
The surface acoustic wave device according to the present invention is
At least diamond layer, piezoelectric layer, and excitation Al
In a surface acoustic wave device having an electrode portion, the Al electrode portion formed on the diamond layer is made of Si, Sc, T
0.1 to 5.0 wt% of at least one element of i, Cr, Mn, Ni, Nb, Mo, Pd, Ta and W, and 0.1 to 5.0 wt% of Cu. It is characterized by being formed of Al containing Al.

【0016】さらに本発明発明に係る表面弾性波素子
は、少なくともダイヤモンド層と、圧電体層と、励振用
Al電極部とを有する表面弾性波素子において、ダイヤ
モンド層上に形成される該Al電極部が、Si,Ti,
Cr,Mn,Ni,Nb,Mo,Pd,Ta,Wのうち
少なくとも1種類以上の元素を0.1〜5.0重量%
と、Scを0.1〜5.0重量%とを含むAlで形成さ
れることを特徴とするものである。
Further, the surface acoustic wave device according to the present invention is a surface acoustic wave device having at least a diamond layer, a piezoelectric layer, and an exciting Al electrode part, and the Al electrode part formed on the diamond layer. But Si, Ti,
0.1 to 5.0% by weight of at least one element of Cr, Mn, Ni, Nb, Mo, Pd, Ta, W
And Al containing 0.1 to 5.0% by weight of Sc.

【0017】また本発明発明に係る表面弾性波素子は、
ダイヤモンド層が、Si基板上に設けられた気相合成ダ
イヤモンドであることを特徴とするものである。
The surface acoustic wave device according to the present invention is
The diamond layer is characterized in that it is a vapor phase synthetic diamond provided on a Si substrate.

【0018】さらに本発明発明に係る表面弾性波素子
は、圧電体が、ZnOまたは、Li,Na,K,Rb,
Mn,Cuのうち少なくとも1種類以上の元素を含む絶
縁性ZnOであることを特徴とするものである。
Further, in the surface acoustic wave device according to the present invention, the piezoelectric material is ZnO or Li, Na, K, Rb,
It is characterized by being an insulating ZnO containing at least one element of Mn and Cu.

【0019】さらに本発明発明に係る表面弾性波素子
は、圧電体が、LiNbO3 であることを特徴とするも
のである。
Further, the surface acoustic wave device according to the present invention is characterized in that the piezoelectric body is LiNbO 3 .

【0020】以下さらに詳しく本発明を説明する。The present invention will be described in more detail below.

【0021】(Al電極部)本発明においてはAl電極
部の形状に特に制限はない。一般には、ワイヤボンディ
ング用のパッド電極部と、励振等の作用をおこなう櫛形
電極部とからなることが望ましい。
(Al Electrode Portion) In the present invention, the shape of the Al electrode portion is not particularly limited. Generally, it is desirable that the pad electrode portion for wire bonding and the comb-shaped electrode portion that performs an action such as excitation are formed.

【0022】本発明においては、Al電極部の形成方法
については特に制限はない。例えば、DCスパッタ法、
RFスパッタ法、イオンビームスパッタ法、真空蒸着
法、イオンプレーティング法等の公知に方法が好適に使
用できる。
In the present invention, the method for forming the Al electrode portion is not particularly limited. For example, DC sputtering method,
Known methods such as an RF sputtering method, an ion beam sputtering method, a vacuum vapor deposition method and an ion plating method can be preferably used.

【0023】本発明発明においては、所定の金属の添加
方法に特に制限はない。例えば、スパッタ法において、
ターゲット金属中に所定の金属を所定量混合する方法は
好適に使用可能である。
In the present invention, the method of adding the predetermined metal is not particularly limited. For example, in the sputtering method,
A method of mixing a predetermined amount of a predetermined metal in the target metal can be preferably used.

【0024】Al電極部に添加された金属の定量は、形
成されたAl金属電極部の一部の金属分析により可能で
ある。例えば、原子吸光法は好適に使用可能である。
The quantification of the metal added to the Al electrode portion can be carried out by metal analysis of a part of the formed Al metal electrode portion. For example, the atomic absorption method can be preferably used.

【0025】本発明においては、添加された金属はAl
電極部に一様に分布している必要はない。特に、ダイヤ
モンドとの界面近傍では、添加された金属が平均濃度以
上に存在することもあり得る。
In the present invention, the added metal is Al
It does not need to be uniformly distributed in the electrode part. In particular, in the vicinity of the interface with diamond, the added metal may be present at an average concentration or higher.

【0026】さらに本発明においては、作用のための櫛
形電極の形状につては特に制限されない。
Further, in the present invention, the shape of the comb-shaped electrode for the operation is not particularly limited.

【0027】またワイヤボンディング用のパッド電極部
の形状についても特に制限されず、ワイヤボンディング
加工の条件により選択可能である。例えば、ワイヤボン
ディング用のワイヤの大きさ、ワイヤの材質、ボンディ
ング数等である。
Also, the shape of the pad electrode portion for wire bonding is not particularly limited and can be selected depending on the conditions of wire bonding processing. For example, the size of the wire for wire bonding, the material of the wire, the number of bondings, and the like.

【0028】さらに、本発明においては、Al電極部の
厚さについては特に制限はない。素子特性に影響を与え
ない程度であればよく、例えば櫛形電極では100オン
グストローム以上2000オングストローム以下であれ
ばよく、パッド電極では500オングストローム以上で
あれば好適に使用可能である。
Further, in the present invention, the thickness of the Al electrode portion is not particularly limited. As long as it does not affect the device characteristics, for example, the comb electrode may have a thickness of 100 angstroms or more and 2000 angstroms or less, and the pad electrode may have a thickness of 500 angstroms or more.

【0029】(添加金属)本発明において、Al,Al
−Cu,Al−Scの電極部材料に添加する金属元素の
種類は、Si,Sc,Ti,Cr,Mn,Ni,Nb,
Mo,Pd,Ta,Wのうち少なくとも1種類つ以上の
元素である。
(Additional Metal) In the present invention, Al, Al
The types of metal elements added to the electrode material of -Cu, Al-Sc are Si, Sc, Ti, Cr, Mn, Ni, Nb,
It is at least one kind of element among Mo, Pd, Ta, and W.

【0030】本発明において、添加された金属が、ダイ
ヤモンドとAlの密着性を増大させる理由はいくつか考
えられる。
In the present invention, the reason why the added metal increases the adhesiveness between diamond and Al can be considered.

【0031】最も強い密着性をもたらすものの1つとし
ては、添加金属がAl原子と結合すると同時に、さらに
ダイヤモンド炭素とも結合を形成するものである。この
結合の存在は、両物質の界面近傍で特に可能性が高い。
例えば、炭素とSi、Ti、W等が化合物を形成するこ
とは知られている。また表面に存在する酸化物と金属と
の結合(例えば、Mo−O−C)、さらには、金属と炭
素の共有結合形成(例えば、Cr−C)等も考えられ
る。
One of the materials that provides the strongest adhesion is that the added metal forms a bond with the Al atom and simultaneously with the diamond carbon. The presence of this bond is particularly likely near the interface of both materials.
For example, it is known that carbon, Si, Ti, W, etc. form a compound. In addition, a bond between an oxide existing on the surface and a metal (for example, Mo-O-C), and a covalent bond formation between a metal and carbon (for example, Cr-C) are also considered.

【0032】従って、本発明においては、添加金属によ
る密着性向上の効果は、主にダイヤモンドとAl電極と
の界面近傍での現象であるものと推定され得る。
Therefore, in the present invention, it can be presumed that the effect of improving the adhesion by the added metal is a phenomenon mainly in the vicinity of the interface between the diamond and the Al electrode.

【0033】添加量は、従って、0.01〜5%程度と
少量であり、そのため素子の特性を大きく損なうことは
ない。
Therefore, the amount of addition is as small as about 0.01 to 5%, so that the characteristics of the device are not significantly impaired.

【0034】(ダイヤモンド層)本発明発明において
は、ダイヤモンド膜は、単結晶ダイヤモンドまたは多結
晶ダイヤモンドのいずれも使用可能である。
(Diamond Layer) In the present invention, the diamond film may be either single crystal diamond or polycrystalline diamond.

【0035】該ダイヤモンド膜を得る方法は特に制限さ
れない。より具体的には、単結晶ダイヤモンドを用いて
もよく、また他の材料(基材)上に、ダイヤモンド膜を
気相成長させて合成してもよい。また、エピタキシアル
膜としてもよい。
The method for obtaining the diamond film is not particularly limited. More specifically, single crystal diamond may be used, or a diamond film may be vapor-grown on another material (base material) and synthesized. Further, it may be an epitaxial film.

【0036】該基材としては特に制限されず、表面弾性
波素子の用途により選択可能である。例えば、Si等の
半導体、金属、ガラス、セラミックス等が使用可能であ
る。
The base material is not particularly limited and can be selected depending on the use of the surface acoustic wave device. For example, a semiconductor such as Si, metal, glass, ceramics or the like can be used.

【0037】本発明においては、該ダイヤモンド膜の形
成方法は特に制限されず、公知の方法を好適に使用可能
である。例えばCVD(化学気相成長)法、マイクロ波
プラズマCVD法、PVD(物理的気相成長)法、スパ
ッタ法、イオンプレーティング法、プラズマジェット
法、火炎法およびフィラメント法等である。
In the present invention, the method for forming the diamond film is not particularly limited, and known methods can be preferably used. For example, there are a CVD (chemical vapor deposition) method, a microwave plasma CVD method, a PVD (physical vapor deposition) method, a sputtering method, an ion plating method, a plasma jet method, a flame method, a filament method and the like.

【0038】(圧電体)本発明発明において、使用可能
な圧電体については特に制限はない。圧電体として種々
の単結晶やセラミックス等が好適に使用可能である。例
えば、ZnOまたは金属添加ZnO、またはLiNbO
3 等が好ましく使用可能である。
(Piezoelectric Body) In the present invention, there is no particular limitation on the piezoelectric body that can be used. Various single crystals and ceramics can be preferably used as the piezoelectric body. For example, ZnO or metal-doped ZnO, or LiNbO
3 etc. can be preferably used.

【0039】該圧電体膜の形成方法は特に制限されず、
公知の方法が使用可能である。例えばCVD(化学気相
成長)法、マイクロ波プラズマCVD法、PVD(物理
的気相成長)法、スパッタ法、イオンプレーティング法
等である。
The method for forming the piezoelectric film is not particularly limited,
Known methods can be used. For example, there are a CVD (chemical vapor deposition) method, a microwave plasma CVD method, a PVD (physical vapor deposition) method, a sputtering method, an ion plating method and the like.

【0040】(ワイヤーボンディング)本発明において
使用可能なワイヤボンディング方法については特に制限
はない。一般的に用いられているウエッジボンディン
グ、ボールボンディング法等が使用可能である。
(Wire Bonding) The wire bonding method that can be used in the present invention is not particularly limited. Generally used wedge bonding, ball bonding, etc. can be used.

【0041】使用ワイヤの線径、材料、パッド電極部の
形状、ボンディングの数等により選択可能である。
It can be selected depending on the wire diameter of the wire used, the material, the shape of the pad electrode portion, the number of bondings, and the like.

【0042】(密着性の評価)ワイヤボンディングの際
に、パッド電極部にかかる力のためパッド電極部がダイ
ヤモンド表面弾性波から剥離する可能性があり、密着性
強度がその値以上であることが必要である。
(Evaluation of Adhesion) At the time of wire bonding, the pad electrode portion may be separated from the diamond surface acoustic wave due to the force applied to the pad electrode portion, and the adhesion strength may be more than that value. is necessary.

【0043】従って、ダイヤモンド膜とAl電極部との
密着性の評価するために、ワイヤボンディングの法に依
存する種々の方法が応用可能である。
Therefore, in order to evaluate the adhesion between the diamond film and the Al electrode portion, various methods depending on the wire bonding method can be applied.

【0044】例えば、引っ張り接着強さ、剥離接着強
さ、衝撃接着強さ(JISハンドブック接着、日本規格
協会)に準じた評価法法、またはワイヤボンディングの
際に剥離が起こる回数を測定して評価する方法等が使用
可能である。
For example, an evaluation method according to tensile adhesion strength, peel adhesion strength, impact adhesion strength (JIS handbook adhesion, Japanese Standards Association) or the number of times peeling occurs during wire bonding is evaluated. The method etc. which do can be used.

【0045】本発明においては、上記の密着性の評価と
して、100固のパッド電極部(サイズ400μmx 4
00μm、厚さ0.6μm)に実際にウエッジボンダー
(ワイヤサイズ25μmφ、Al(1重量%Si)を用
いてワイヤボンディングし、ワイヤボンディング失敗率
を計算する方法が好適に使用可能である。
In the present invention, 100 solid pad electrode portions (size 400 μm × 4
A method of actually performing wire bonding on a wedge bonder (wire size: 25 μmφ, Al (1 wt% Si)) to 00 μm, thickness: 0.6 μm, and calculating the wire bonding failure rate can be suitably used.

【0046】さらに、ボンディングされたワイヤの引っ
張り試験による破断強度を測定することにより評価可能
である(例えばMIL STD 883C)。
Further, it can be evaluated by measuring the breaking strength of the bonded wire by a tensile test (for example, MIL STD 883C).

【0047】本発明にかかるボンディングされたAlワ
イヤの上記引っ張り試験による破断強度においては、少
なくとも50%以上が3g以上であることが望ましく、
70%以上であることがさらに望ましく、特に望ましく
は90%以上である。
In the breaking strength of the bonded Al wire according to the present invention by the above tensile test, it is desirable that at least 50% or more is 3 g or more,
It is more preferably 70% or more, and particularly preferably 90% or more.

【0048】同様に、本発明にかかるボンディングされ
たAuワイヤの引っ張り試験による破断強度において
は、少なくとも50%以上が4g以上であることが望ま
しく、70%以上であることがさらに望ましく、特に望
ましくは90%以上である。
Similarly, in the breaking strength of the bonded Au wire according to the present invention as measured by a tensile test, 50% or more is preferably 4 g or more, more preferably 70% or more, and particularly preferably. 90% or more.

【0049】(素子損失)本発明において、素子特性に
対する影響を評価することが好ましいが、その方法にお
いては特に制限されない。例えば、表面弾性波素子フィ
ルターを形成し、その素子損失を評価することが可能で
ある。
(Element Loss) In the present invention, it is preferable to evaluate the influence on the element characteristics, but the method is not particularly limited. For example, it is possible to form a surface acoustic wave element filter and evaluate the element loss.

【0050】本発明においては、AL電極部に金属添加
することによっては、素子損失がまったく変化しないこ
とが望ましい。金属添加量が過大の場合、素子損失は増
大する。
In the present invention, it is desirable that the element loss does not change at all by adding a metal to the AL electrode portion. If the amount of metal added is too large, the element loss increases.

【0051】[0051]

【作用】本発明に係る表面弾性波素子用ダイヤモンド基
材及び素子は、電極部材料にダイヤモンド層との密着性
を増加させる金属が添加されたAlを使用する。添加量
は、素子特性を損なわないように選択される。従って、
電極部のワイヤボンディングの際の剥離が制御され、パ
ッケージに実装可能となる。
The diamond base material and element for surface acoustic wave devices according to the present invention use Al to which a metal that increases the adhesion to the diamond layer is added to the electrode material. The addition amount is selected so as not to impair the device characteristics. Therefore,
The peeling of the electrode portion at the time of wire bonding is controlled, and it becomes possible to mount the electrode portion on the package.

【0052】[0052]

【実施例】以下実施例により、本発明をさらに詳しく説
明する。ただし、本発明はこれに限定されるものではな
い。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples. However, the present invention is not limited to this.

【0053】Si基板上に、マイクロ波プラズマCVD
法において、以下の条件でダイヤモンド膜を形成する。
Microwave plasma CVD on a Si substrate
In the method, a diamond film is formed under the following conditions.

【0054】ダイヤモンド膜形成条件 マイクロ波パワー:150W 反応ガス:CH4 :H2 =2:100 ガス圧力:40mTorr 成膜温度:800℃ 膜厚:35μm 得られたダイヤモンド膜表面を研磨し、ダイヤモンド膜
厚を20μmとし、表面弾性波素子用基板とする。
Conditions for diamond film formation Microwave power: 150 W Reaction gas: CH 4 : H 2 = 2: 100 Gas pressure: 40 mTorr Film formation temperature: 800 ° C. Film thickness: 35 μm The obtained diamond film surface was polished to form a diamond film. The thickness is set to 20 μm and is used as a surface acoustic wave device substrate.

【0055】さらに該基板上に電極層をDCスパッタリ
ングにより形成する。ここで使用する電極部材料は表1
に示されている。
Further, an electrode layer is formed on the substrate by DC sputtering. The electrode material used here is shown in Table 1.
Is shown in.

【0056】電極層形成条件 DCパワー:2.5kW 成膜速度:50オングストローム/秒 スパッタガス:Ar ガス圧力:10mTorr 成膜温度:室温 膜厚:500オングストローム 得られた電極層をフォトリソグラフィー法を用いて、パ
ッド電極部を有する1.5μmの間隔を有する櫛形電極
部を形成する。
Electrode layer forming conditions DC power: 2.5 kW Film forming rate: 50 Å / sec Sputtering gas: Ar gas pressure: 10 mTorr Film forming temperature: room temperature Film thickness: 500 Å The obtained electrode layer was formed by photolithography. To form a comb-shaped electrode portion having a gap of 1.5 μm and having a pad electrode portion.

【0057】得られた基板上にさらに、スパッタリング
法により、ZnO(2原子モル%のLiを含む)圧電体
層を形成した。
A ZnO (containing 2 atomic mol% of Li) piezoelectric layer was further formed on the obtained substrate by a sputtering method.

【0058】ZnO膜形成条件 RFパワー:150W スパッタガス:Ar:O2 =80:20 ガス圧力:50mTorr 成膜温度:300℃ さらに得られた素子のパッド電極部直上部のZnOをフ
ォトリソグラフィーを用いて除去し、パッド電極部を露
出させる。
ZnO film formation conditions RF power: 150 W Sputtering gas: Ar: O 2 = 80: 20 Gas pressure: 50 mTorr Film formation temperature: 300 ° C. ZnO directly above the pad electrode portion of the obtained device was subjected to photolithography. To remove the pad electrode portion.

【0059】さらに、パッド電極部直上部分にさらに膜
厚5500オングストロームのAl(1重量%Si)電
極材料を積上げて、素子を得る。
Further, an Al (1 wt% Si) electrode material having a film thickness of 5500 Å is further stacked on the portion directly above the pad electrode portion to obtain an element.

【0060】得られる素子を表面弾性波フィルターと
し、1.5GHz近傍の透過帯域から挿入損失を測定す
る。この結果は表1にまとめられている。
The element obtained is used as a surface acoustic wave filter, and the insertion loss is measured from the transmission band near 1.5 GHz. The results are summarized in Table 1.

【0061】さらにパッド電極に対しウエッジボンダー
を用いて線径25μmのAl ワイヤーを100箇所ボン
ディングし、パッド電極が剥離する数を測定し、百分率
でボンディング失敗率とした。結果は表1にまとめられ
ている。
Further, 100 points of Al wires having a wire diameter of 25 μm were bonded to the pad electrode using a wedge bonder, and the number of peeling of the pad electrode was measured, and the bonding failure rate was expressed as a percentage. The results are summarized in Table 1.

【0062】[0062]

【表1】 [Table 1]

【0063】[0063]

【発明の効果】本発明に係る表面弾性波素子用ダヤモン
ド基材および素子は、電極部材料にダイヤモンド膜との
密着性を改良するため金属が添加されたAlを使用し、
しかも添加量が素子特性を損なわないように制御されて
いる。
EFFECTS OF THE INVENTION The diamond base material and element for surface acoustic wave device according to the present invention use Al containing a metal added to the electrode material to improve the adhesion with the diamond film.
Moreover, the addition amount is controlled so as not to impair the device characteristics.

【0064】従って、電極部でのワイヤボンディング加
工の際の剥離が制御され、パッケージに実装可能とす
る。
Therefore, the peeling at the time of wire bonding processing in the electrode portion is controlled, and it becomes possible to mount it on the package.

【0065】[0065]

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北林 弘之 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 (72)発明者 鹿田 真一 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 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Hiroyuki Kitabayashi 1-1-1 Kunyo Kita, Itami City, Hyogo Prefecture Sumitomo Electric Industries, Ltd. Itami Works (72) Shinichi Shikada 1-1 Kunyo Kita, Itami City, Hyogo Prefecture No. 1 Itami Works, Sumitomo Electric Industries, Ltd.

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくともダイヤモンド層とAl電極部
とを有する表面弾性波素子用基材において、ダイヤモン
ド層上に形成される該Al電極部が、Si,Sc,T
i,Cr,Mn,Ni,Nb,Mo,Pd,Ta,Wの
うち少なくとも1種類以上の元素を0.1〜5.0重量
%含むAlで形成されることを特徴とする表面弾性波素
子用ダイヤモンド基材。
1. A surface acoustic wave device substrate having at least a diamond layer and an Al electrode portion, wherein the Al electrode portion formed on the diamond layer is made of Si, Sc, T.
A surface acoustic wave element formed of Al containing 0.1 to 5.0% by weight of at least one element of i, Cr, Mn, Ni, Nb, Mo, Pd, Ta and W. Diamond base material.
【請求項2】 少なくともダイヤモンド層とAl電極部
とを有する表面弾性波素子用基材において、ダイヤモン
ド層上に形成される該Al電極部が、Si,Sc,T
i,Cr,Mn,Ni,Nb,Mo,Pd,Ta,Wの
うち少なくとも1種類以上の元素を0.1〜5.0重量
%と、Cuを0.1〜5.0重量%とを含むAlで形成
されることを特徴とする表面弾性波素子用ダイヤモンド
基材。
2. A surface acoustic wave device substrate having at least a diamond layer and an Al electrode portion, wherein the Al electrode portion formed on the diamond layer is Si, Sc, T.
0.1 to 5.0 wt% of at least one element of i, Cr, Mn, Ni, Nb, Mo, Pd, Ta and W, and 0.1 to 5.0 wt% of Cu. A diamond substrate for a surface acoustic wave device, which is formed of Al containing Al.
【請求項3】 少なくともダイヤモンド層とAl電極部
とを有する表面弾性波素子用基材において、ダイヤモン
ド層上に形成される該Al電極部が、Si,Ti,C
r,Mn,Ni,Nb,Mo,Pd,Ta,Wのうち少
なくとも1種類以上の元素を0.1〜5.0重量%と、
Scを0.1〜5.0重量%とを含むAlで形成される
ことを特徴とする表面弾性波素子用ダイヤモンド基材。
3. A surface acoustic wave device substrate having at least a diamond layer and an Al electrode portion, wherein the Al electrode portion formed on the diamond layer is Si, Ti, C.
0.1 to 5.0% by weight of at least one element out of r, Mn, Ni, Nb, Mo, Pd, Ta and W,
A diamond base material for a surface acoustic wave device, which is formed of Al containing 0.1 to 5.0% by weight of Sc.
【請求項4】 前記ダイヤモンド層が、気相合成ダイヤ
モンドであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか
に記載の表面弾性波素子用ダイヤモンド基材。
4. The diamond base material for a surface acoustic wave device according to claim 1, wherein the diamond layer is a vapor-phase synthetic diamond.
【請求項5】 少なくともダイヤモンド層と、圧電体層
と、励振用Al電極部とを有する表面弾性波素子におい
て、ダイヤモンド層上に形成される該Al電極部が、S
i,Sc,Ti,Cr,Mn,Ni,Nb,Mo,P
d,Ta,Wのうち少なくとも1種類以上の元素を0.
1〜5.0重量%含むAlで形成されることを特徴とす
る表面弾性波素子。
5. A surface acoustic wave device having at least a diamond layer, a piezoelectric layer, and an exciting Al electrode portion, wherein the Al electrode portion formed on the diamond layer is S.
i, Sc, Ti, Cr, Mn, Ni, Nb, Mo, P
At least one element selected from d, Ta, and W is 0.
A surface acoustic wave device formed of Al containing 1 to 5.0% by weight.
【請求項6】 少なくともダイヤモンド層と、圧電体層
と、励振用Al電極部とを有する表面弾性波素子におい
て、ダイヤモンド層上に形成される該Al電極部が、S
i,Sc,Ti,Cr,Mn,Ni,Nb,Mo,P
d,Ta,Wのうち少なくとも1種類以上の元素を0.
1〜5.0重量%と、Cuを0.1〜5.0重量%とを
含むAlで形成されることを特徴とする表面弾性波素
子。
6. A surface acoustic wave device having at least a diamond layer, a piezoelectric layer, and an exciting Al electrode portion, wherein the Al electrode portion formed on the diamond layer is S.
i, Sc, Ti, Cr, Mn, Ni, Nb, Mo, P
At least one element selected from d, Ta, and W is 0.
A surface acoustic wave device formed of Al containing 1 to 5.0 wt% and Cu of 0.1 to 5.0 wt%.
【請求項7】 少なくともダイヤモンド層と、圧電体層
と、励振用Al電極部とを有する表面弾性波素子におい
て、ダイヤモンド層上に形成される該Al電極部が、S
i,Ti,Cr,Mn,Ni,Nb,Mo,Pd,T
a,Wのうち少なくとも1種類以上の元素を0.1〜
5.0重量%と、Scを0.1〜5.0重量%とを含む
Alで形成されることを特徴とする表面弾性波素子。
7. A surface acoustic wave device having at least a diamond layer, a piezoelectric layer, and an excitation Al electrode portion, wherein the Al electrode portion formed on the diamond layer is S.
i, Ti, Cr, Mn, Ni, Nb, Mo, Pd, T
at least one element of a and W is 0.1 to 0.1
A surface acoustic wave device formed of Al containing 5.0% by weight and 0.1 to 5.0% by weight of Sc.
【請求項8】 前記ダイヤモンド層が、Si基板上に設
けられた気相合成ダイヤモンドであることを特徴とする
請求項5〜7のいずれかに記載の表面弾性波素子。
8. The surface acoustic wave device according to claim 5, wherein the diamond layer is a vapor phase synthetic diamond provided on a Si substrate.
【請求項9】 前記圧電体が、ZnOまたは、Li,N
a,K,Rb,Mn,Cuのうち少なくとも1種類以上
の元素を含む絶縁性ZnOであることを特徴とする請求
項8に記載の表面弾性波素子。
9. The piezoelectric material is ZnO or Li, N
The surface acoustic wave device according to claim 8, wherein the surface acoustic wave device is an insulating ZnO containing at least one kind of element among a, K, Rb, Mn, and Cu.
【請求項10】 前記圧電体が、LiNbO3 であるこ
とを特徴とする請求項8に記載の表面弾性波素子。
10. The surface acoustic wave device according to claim 8, wherein the piezoelectric body is LiNbO 3 .
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015106805A1 (en) * 2014-01-15 2015-07-23 Epcos Ag Electroacoustic filter and method of manufacturing an electroacoustic filter

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