JPH10107572A

JPH10107572A - 弾性表面波装置

Info

Publication number: JPH10107572A
Application number: JP25810996A
Authority: JP
Inventors: Toshiya Matsuda; 敏哉松田; Yoshihisa Amano; 義久天野; Miki Ito; 幹伊藤; Emi Kagai; 恵美加賀井; Yoshihide Ikegami; 佳秀池上
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1996-09-30
Filing date: 1996-09-30
Publication date: 1998-04-24

Abstract

(57)【要約】【課題】圧電基板上に複雑微細に金属電極を形成する
必要のある弾性表面波装置においても、簡便かつ迅速に
陽極酸化処理が行え、特性劣化の心配の全くない信頼性
の非常に優れた弾性表面波装置を提供すること。【解決手段】圧電基板１上に弾性表面波を発生させる
ための櫛歯状の励振電極層と、厚さが100 ｎｍ以下の金
属薄膜層３を順次積層するとともに、金属薄膜層３を陽
極酸化せしめ、励振電極層の表面を陽極酸化層で被覆し
たことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧電基板上に複数
の電極指を有する励振電極を設けて成る弾性表面波（Ｓ
ＡＷ）フィルタ等の弾性表面波装置に関する。

【０００２】

【従来の技術とその問題点】従来より、弾性表面波フィ
ルタや弾性表面波共振器等の弾性表面波装置として、タ
ンタル酸リチウムやニオブ酸リチウム等の単結晶から成
る圧電基板上に、櫛歯状を成す電極指を交互に組み合わ
せて構成される励振電極の多数を、直列または並列に回
路接続しているものが知られている。

【０００３】上記励振電極の表面には、導電性の異物が
付着するなどして特性不良が誘発されないように、Ｓｉ
Ｏ₂などの絶縁材料から成る保護膜で覆っている。この
ような保護膜は、蒸着法, スパッタ法, ＣＶＤ法等の各
種薄膜形成法で形成している。

【０００４】ところが、保護膜の膜厚を厚く形成すると
挿入損失が増大し、フィルタ特性として好ましくないた
め、フィルタ特性に大きな影響を与えないように薄く形
成しなければならなかった。例えば、励振電極の膜厚が
500 ｎｍであるとすると、保護膜の膜厚は50ｎｍ程度以
下が好ましい。

【０００５】一方、保護膜の膜厚が励振電極の膜厚より
も薄いと、従来から行われている蒸着法, スパッタ法,
ＣＶＤ法などの各種薄膜形成法では、励振電極の側部に
保護膜を覆うことは困難となるため、保護膜としては不
十分なものとならざるを得なかった。また、導電性異物
等が付着したり雰囲気に晒されるなどして特性劣化を招
いていた。

【０００６】そこで、励振電極の側面部にも保護膜を被
覆するより確実な方法として、励振電極の表面に対して
陽極酸化処理を行う方法が考えられる。すなわち、まず
圧電基板上にフォトリソグラフィと蒸着法（もしくは、
スパッタ法，ＣＶＤ法）などの薄膜形成法で励振電極を
形成し、しかる後に励振電極を電圧印加手段に電気的に
接続した状態で薬液中で電圧印加せしめることにより、
励振電極の表面のみを酸化させるのである。このような
陽極酸化処理によれば、酸化物から成る保護層は励振電
極の表面に一様に形成されることになり、従来のように
励振電極の側面部が露出するといった問題を解消させる
ことができる。

【０００７】しかしながら、圧電基板上に非常に微細に
且つ多数形成され、一対の櫛歯状電極が電気的に離れて
いる励振電極の全てを電気的に接続し、迅速に陽極酸化
処理を行わせることは非常に困難である。特に、ＭＨｚ
帯域以上の高周波に適用させる弾性表面波装置において
は電極構造が非常に微細となるため、このような陽極酸
化処理の方法では対応できなかったのである。

【０００８】そこで、本発明では圧電基板上に複雑微細
に金属電極を形成する必要のある弾性表面波装置におい
ても、簡便かつ迅速に陽極酸化処理が行え、特性劣化の
心配の全くない信頼性の非常に優れた弾性表面波装置を
提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成させるた
めに、本発明の弾性表面波装置は、圧電基板上に弾性表
面波を発生させるための櫛歯状の励振電極層と、厚さが
100 ｎｍ以下の金属薄膜層を順次積層するとともに、前
記金属薄膜層を陽極酸化せしめ、前記励振電極層の表面
を陽極酸化層で被覆したことを特徴とする。

【００１０】また、圧電基板上に、櫛歯状の金属電極層
と、厚さが100 ｎｍ以下の金属薄膜層を順次積層すると
ともに、前記金属電極層の一部及び前記金属薄膜層を陽
極酸化せしめ、表面が陽極酸化された層で被覆されてい
る励振電極を成すことを特徴とする。

【００１１】また、圧電基板上に、厚さ100 ｎｍ以下の
金属薄膜層と櫛歯状の励振電極となる金属電極層を順次
積層するとともに、前記金属薄膜層の露出部と前記金属
電極層の外表面を陽極酸化せしめ、表面が陽極酸化層で
被覆された励振電極を形成したことを特徴とする。

【００１２】ここで、金属電極層と金属薄膜層とは同一
材質のものであってもよく、またそうでなくともよい
が、双方共に同一材質のものとすれば作製が容易である
だけでなく、金属電極層と金属薄膜層との接合強度も良
好となる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る実施の形態に
ついて図面に基づき詳細に説明する。例えば、図１にそ
の一部分を模式的に示すように、本発明の弾性表面波装
置Ｓは、圧電基板１上に、弾性表面波を発生させる励振
電極（金属電極層２）が設けられており、この励振電極
は多数の電極指が所定間隔で並んだ櫛歯状を成すもので
ある。なお、第１図は簡単のため弾性表面波装置Ｓを構
成する弾性表面波共振子の一つについて示したものであ
り、他の弾性表面波共振子との接続については図示を省
略している。

【００１４】また、例えば図１のＡ−Ａ線断面における
部分断面は図３（ｅ）に示すように、圧電基板１上に、
励振電極を構成する金属電極層２、及び100 ｎｍ以下の
厚さの陽極酸化層６が順次積層されている領域と、ワイ
ヤーボンディング用の電極パッド部３上に陽極酸化され
なかった100 ｎｍ以下の金属薄膜層４が積層されている
領域とが形成されている。

【００１５】また、同様にして図１のＡ−Ａ線断面にお
ける部分断面は、図４（ｅ）に示すように、圧電基板１
上に、励振電極を構成する金属電極層２、及び陽極酸化
層６が順次積層されている領域と、陽極酸化されなかっ
た金属薄膜層４上にワイヤーボンディング用の電極パッ
ド部が積層されている領域とが形成されるようにしても
よい。

【００１６】ここで、弾性表面波装置Ｓの等価回路は図
２に示すように、直列接続された多数の弾性表面波共振
子１０と、並列接続された多数の弾性表面波共振子２０
等から構成され、いわゆるバランス型フィルタなどの弾
性表面波フィルタになっており、このように構成された
弾性表面波装置Ｓは、複数の直列接続された弾性表面波
共振子１でもってローパスフィルタを構成し、並列接続
された弾性表面波共振子２でもってハイパスフィルタを
構成して所望の特性を得るものとして機能させている。

【００１７】ここで、圧電基板１はタンタル酸リチウ
ム、ニオブ酸リチウム、四ほう酸リチウム等の単結晶か
ら成るものである。また、金属電極層２はアルミニウム
やアルミニウムを主成分とする合金（Ａｌ−Ｓｉ系，Ａ
ｌ−Ｃｕ系，Ａｌ−Ｔｉ系等）、タンタル、クロム、ニ
オブ、銅等を好適に用いることができ、ＣＶＤ法、スパ
ッタ法、真空蒸着法など各種薄膜形成法により形成され
る。

【００１８】また、金属薄膜層４は陽極酸化が可能な金
属材料からなり厚さ100 ｎｍ以下に成膜されるものであ
り、アルミニウム、タンタル、クロム、ニオブ、銅等を
好適に使用できる。厚さを100 ｎｍ以下とするのは、完
全に陽極酸化が可能で且つフィルタ特性である挿入損失
が大きくならないからである。これより厚すぎると陽極
酸化しきれない領域ができて励振電極がショートする恐
れがあったり、挿入損失が増加するなどして好ましくな
いからである。また陽極酸化層６は金属薄膜層４が陽極
酸化によって形成された酸化物であり、例えば金属薄膜
層４がアルミニウムであれば酸化アルミニウム（Ａｌ₂
Ｏ₃）となる。

【００１９】ここで、陽極酸化とは圧電基板１を容器内
に入れた所定の電解液中に浸し、圧電基板１上に形成さ
れた金属薄膜層４が＋側、電解液中の電極が−側となる
ように、金属薄膜層４、直流電圧印加手段、及び電解液
中の電極とを電気的に接続し、この状態で直流電圧印加
手段により所定の電圧を印加させるようにして行う処理
をいうものとする。

【００２０】次に、上記弾性表面波装置の製造工程につ
いて、図３及び図４に基づいて説明する。

【００２１】第１の製造方法についてまず、表面が研磨及び洗浄された圧電基板１を用意し、
図３（ａ）に示すように、圧電基板１上に陽極酸化可能
な材料から成る励振電極やワイヤーボンディング用の電
極パッドとなる領域（以下、電極パッド部という）など
に対して所定形状に金属電極層２，３を（３は電極パッ
ド部）積層するが、これは各種薄膜形成法で成膜した金
属膜をフォトリソグラフィにより所望の形状にパターン
ニングして得られる。

【００２２】次に、図３（ｂ）に示すように、圧電基板
１上の所定領域、及び金属電極層２，電極パッド部３上
に、陽極酸化可能な材料から成る金属薄膜層４を各種薄
膜形成法により積層する。

【００２３】次に、図３（ｃ）に示すように、電極パッ
ド部３上など保護膜が不必要な領域上にフォトリソグラ
フィによりパターニングされたフォトレジスト層５を形
成する。

【００２４】そして、図３（ｄ）に示すように、フォト
レジスト層５が覆われていない金属電極層２上の金属薄
膜層４、及び図３（ｃ）における金属薄膜層４で覆われ
ていない金属電極層２の側部２ａに対して陽極酸化を施
し、この金属薄膜層４の全てを陽極酸化せしめる。

【００２５】最後に、図３（ｅ）に示すように、フォト
レジスト層５を有機溶剤などにより除去して、その後所
定領域にワイヤボンディング等を行って、所望の弾性表
面波装置を完成させる。

【００２６】この第１の製造方法によれば、電極パッド
部３以外の全ての電極の上面及び側面が保護膜で被覆さ
れた弾性表面波フィルタを容易に作製できる。

【００２７】第２の製造方法について次に、第２の製造方法について図４に基づいて説明す
る。

【００２８】まず、表面が研磨及び洗浄された圧電基板
１を用意し、図４（ａ）に示すように、圧電基板１上に
陽極酸化可能な材料から成る金属薄膜層４を各種薄膜形
成法により被着形成する。

【００２９】次に、図４（ｂ）に示すように、金属薄膜
層４上に励振電極やワイヤーボンディング用の電極パッ
ド部などに対して所定形状に金属電極層２，電極パッド
部３を積層するが、これは各種薄膜形成法で成膜した金
属膜をフォトリソグラフィにより所望の形状にパターン
ニングして得られる。

【００３０】次に、図４（ｃ）に示すように、電極パッ
ド部３上など保護膜が不必要な領域上にフォトリソグラ
フィによりパターニングされたフォトレジスト層５を形
成する。

【００３１】そして、図４（ｄ）に示すように、フォト
レジスト層５が覆われていない金属電極層２の表面及び
金属薄膜層４の露出部に対して陽極酸化を施し、この金
属薄膜層４の全てを陽極酸化せしめる。

【００３２】最後に、図４（ｅ）に示すように、フォト
レジスト層５を有機溶剤などにより除去して、その後所
定領域にワイヤボンディング等を行って、所望の弾性表
面波装置を完成させる。

【００３３】この第２の製造方法によっても、電極パッ
ド部３以外の全ての電極の上面及び側面が保護膜で被覆
された弾性表面波フィルタを容易に作製できる。

【００３４】なお、弾性表面波装置は上記形態の弾性表
面波フィルタに限定されるものではなく、要旨を逸脱し
ない範囲で適宜変更し実施が可能である。

【００３５】

【実施例】次に、具体的な実施例について説明する。

【００３６】〔実施例１〕まず、３６°ＹカットでＸ伝
搬のタンタル酸リチウム単結晶の圧電基板を用意し、こ
の圧電基板上に電極指の反転パターン形状が得られるよ
うに、フォトリソグラフィによりリフトオフ用レジスト
パターンを形成した。その後、蒸着法により陽極酸化可
能な金属であるアルミニウムを約500 ｎｍの膜厚に被着
形成した。次に、リフトオフを行い図３（ａ）に示すよ
うに、所望のパターン形状の励振電極等の金属電極層を
圧電基板上に形成した。

【００３７】次に、図３（ｂ）に示すように、少なくと
も励振電極等の金属電極層が形成されていない基板上、
及び金属電極層上に膜厚約50ｎｍの金属薄膜層を蒸着法
により被着形成した。

【００３８】さらに、図３（ｃ）に示すように、金属電
極層のおけるワイヤーボンディングパッド上、及び保護
膜の形成が不要な領域にレジストをフォトリソグラフィ
によりレジストパターンを形成した。

【００３９】そしてしかる後に、直流電圧印加手段に金
属薄膜層と、電解液を入れた容器中の電極とを接続した
状態で、容器内で陽極酸化を行った。これにより、図３
（ｄ）に示すように、電解液に浸された金属薄膜層の全
てが陽極酸化された。

【００４０】次に、図３（ｅ）に示すように、レジスト
パターンを除去してワイヤーボンディング等を施して所
望の弾性表面波フィルタを得、通過帯域約900 ＭＨｚで
フィルタ特性を測定したところ、挿入損失は少なく非常
に良好であった。また、これによって得られた陽極酸化
層により弾性表面波を発生させる金属電極層は完全に被
覆され、保護膜としての機能を充分に発揮することがで
きた。

【００４１】〔実施例２〕まず、３６°ＹカットでＸ伝
搬のタンタル酸リチウム単結晶の圧電基板を用意し、図
４（ａ）に示すように、この圧電基板上のほぼ一面にア
ルミニウムの金属薄膜層を蒸着法で約50ｎｍの膜厚に被
着形成した。

【００４２】次に、金属薄膜層上に励振電極の反転パタ
ーンにフォトリソグラフィによりリフトオフ用レジスト
パターンを形成し、その後、これらパターンの上に、陽
極酸化が可能なアルミニウムを蒸着法により約500 ｎｍ
の厚みに被着形成した。そして、リフトオフにより図４
（ｂ）に示すように、所望の励振電極のパターン形状に
金属電極層をパターニングした。

【００４３】さらに、図４（ｃ）に示すように、金属電
極層のおけるワイヤーボンディングパッド上、及び保護
膜の形成が不要な領域にレジストをフォトリソグラフィ
によりレジストパターンを形成した。

【００４４】そしてしかる後に、直流電圧印加手段に金
属薄膜層と、電解液を入れた容器中の電極とを接続した
状態で、容器内で陽極酸化を行った。これにより、図４
（ｄ）に示すように、電解液に浸された金属電極層の表
面、及び金属薄膜層の露出部全てが陽極酸化された。

【００４５】最後に、図４（ｅ）に示すように、レジス
トパターンを除去して所望の弾性表面波フィルタを得
た、通過帯域約900 ＭＨｚでフィルタ特性を測定したと
ころ、挿入損失は小さく非常に良好であった。また、こ
れによって得られた陽極酸化層により弾性表面波を発生
させる金属電極層は完全に被覆され、保護膜としての機
能を充分に発揮することができるようになった。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の弾性表面
波装置によれば、フィルタや共振子を構成する金属電極
層の上部や下部に陽極酸化可能な100 ｎｍ以下の金属薄
膜層を形成することにより、陽極酸化処理の際に金属電
極層が全て電気的に接続された状態となるので、所望形
状の金属電極層の表面をすべて陽極酸化層で完全に覆う
ことが可能となる。これにより、陽極酸化処理が非常に
簡便でかつ迅速に行うことの可能な優れた弾性表面波装
置を提供できる。

【００４７】さらに、金属薄膜層及び／又は金属電極層
の表面を完全に陽極酸化せしめることで、従来、蒸着
法、スパッタ法、ＣＶＤ法等の薄膜形成法で金属電極層
上に成膜していた保護膜より、いっそう確実に金属電極
層の保護を行うことが可能な信頼性の優れた弾性表面波
装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る弾性表面波装置の一部分を示す平
面図。

【図２】本発明に係る弾性表面波装置の一例の等価回路
を説明する回路図。

【図３】（ａ）〜（ｅ）は、それぞれ本発明に係る弾性
表面波装置の第１の製造方法の各工程を説明する部分断
面図。

【図４】（ａ）〜（ｅ）は、それぞれ本発明に係る弾性
表面波装置の第２の製造方法の各工程を説明する部分断
面図。

【符号の説明】

１・・・圧電基板２・・・金属電極層３・・・電極パッド部４・・・金属薄膜層６・・・陽極酸化層Ｓ・・・弾性表面波装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者加賀井恵美京都府相楽郡精華町光台３丁目５番地京セラ株式会社中央研究所内 (72)発明者池上佳秀京都府相楽郡精華町光台３丁目５番地京セラ株式会社中央研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧電基板上に弾性表面波を発生させるた
めの櫛歯状の励振電極層と、厚さが100 ｎｍ以下の金属
薄膜層を順次積層するとともに、前記金属薄膜層を陽極
酸化せしめ、前記励振電極層の表面を陽極酸化層で被覆
したことを特徴とする弾性表面波装置。
【請求項２】圧電基板上に、厚さ100 ｎｍ以下の金属
薄膜層と櫛歯状の励振電極となる金属電極層を順次積層
するとともに、前記金属薄膜層の露出部と前記金属電極
層の外表面を陽極酸化せしめ、表面が陽極酸化層で被覆
された励振電極を形成したことを特徴とする弾性表面波
装置。