JPS6050077B2 - 弾性表面波デバイスの製造方法 - Google Patents
弾性表面波デバイスの製造方法Info
- Publication number
- JPS6050077B2 JPS6050077B2 JP52106629A JP10662977A JPS6050077B2 JP S6050077 B2 JPS6050077 B2 JP S6050077B2 JP 52106629 A JP52106629 A JP 52106629A JP 10662977 A JP10662977 A JP 10662977A JP S6050077 B2 JPS6050077 B2 JP S6050077B2
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- JP
- Japan
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- acoustic wave
- surface acoustic
- film
- center frequency
- electrode
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、中心周波数精度の高い弾性表面波デバイスの
製造方法に関するものである。
製造方法に関するものである。
弾性表面波デバイスは、一般には第１図に示すように、
圧電性基板１の表面に形成された電気信号を弾性表面波
に変換するための入力インタディジタル・トランスジュ
ーサ（入力ＩＤＴ）２および弾性表面波を電気信号に変
換するための出力インタディジタル・トランスジューサ
（出力ＩＤＴ）４、ならびに前記両者間に存在する弾性
表面波の伝搬路３から構成されている。
圧電性基板１の表面に形成された電気信号を弾性表面波
に変換するための入力インタディジタル・トランスジュ
ーサ（入力ＩＤＴ）２および弾性表面波を電気信号に変
換するための出力インタディジタル・トランスジューサ
（出力ＩＤＴ）４、ならびに前記両者間に存在する弾性
表面波の伝搬路３から構成されている。
入・出力［ＤＴはホトレジエッチング技術を用いて作成
されている。弾性表面波デバイスの中心周波数精度はＩ
ＤＴ電極の寸法精度に依存するため、中心周波数精度の
高い弾性表面波デバイスの製造には、再現性よく電極薄
膜の高精度加工が実現できるホトレジエッチング技術が
必要である。特に、ＩＤＴ電極幅が数μｍの弾性表面波
デバイスの製造においては、現状の化学エッチング法で
は十分な加工精度を得ることは困難であるので、高精度
の得られるイオンエッチング法あるいはスパッタエッチ
ング法を用いてＩＤＴ電極を作成している。この際、Ｉ
ＤＴの電極材料としてホトレジストに比ベエツチング速
度の大きい（約３倍）Ａｕ（膜厚数千八）か一般に用い
られている。しかし、Ａｕを電極材料として弾性表面波
デバイスを作成した場合には、電極寸法のばらつきに起
因する中心周波数ばらつきの外に、Ａｕの膜厚はらつき
に起因する中心周波数ばらつきをも生ずる。実験による
と、例えば、中心周波数ｌ００ＭＨ２の弾性表面波フィ
ルタにおいてＡｕの膜厚変化１０００八に対する中心周
波数のシフトは約８００ＫＨ２であり、中心周波数精度
を±Ｊ１００ＫＨ２以内とするには、Ａｕ膜厚数千Λに
対して約±１００八以内の膜厚精度を必要とする。この
値は、現状のＡｕ膜形成プロセスにおいては非常に厳し
い値てあり、Ａｕを電極材料とする弾性表面波デバイス
の中心周波数精度劣化の原因となつて７いる。この問題
を解決する方法として、電極材料ににを用いることが考
えられている。
されている。弾性表面波デバイスの中心周波数精度はＩ
ＤＴ電極の寸法精度に依存するため、中心周波数精度の
高い弾性表面波デバイスの製造には、再現性よく電極薄
膜の高精度加工が実現できるホトレジエッチング技術が
必要である。特に、ＩＤＴ電極幅が数μｍの弾性表面波
デバイスの製造においては、現状の化学エッチング法で
は十分な加工精度を得ることは困難であるので、高精度
の得られるイオンエッチング法あるいはスパッタエッチ
ング法を用いてＩＤＴ電極を作成している。この際、Ｉ
ＤＴの電極材料としてホトレジストに比ベエツチング速
度の大きい（約３倍）Ａｕ（膜厚数千八）か一般に用い
られている。しかし、Ａｕを電極材料として弾性表面波
デバイスを作成した場合には、電極寸法のばらつきに起
因する中心周波数ばらつきの外に、Ａｕの膜厚はらつき
に起因する中心周波数ばらつきをも生ずる。実験による
と、例えば、中心周波数ｌ００ＭＨ２の弾性表面波フィ
ルタにおいてＡｕの膜厚変化１０００八に対する中心周
波数のシフトは約８００ＫＨ２であり、中心周波数精度
を±Ｊ１００ＫＨ２以内とするには、Ａｕ膜厚数千Λに
対して約±１００八以内の膜厚精度を必要とする。この
値は、現状のＡｕ膜形成プロセスにおいては非常に厳し
い値てあり、Ａｕを電極材料とする弾性表面波デバイス
の中心周波数精度劣化の原因となつて７いる。この問題
を解決する方法として、電極材料ににを用いることが考
えられている。
Ａ１はＡｕに比べ、膜厚ばらつきによる中心周波数ばら
つきの影響が小さく（ふ以下）、実用上問題にならない
。しかも、Ａｕに比べ、Ａ１電極は弾性表面波の伝搬損
失が小さく、高周波帯における電極材料としてメリット
がある。しかし、Ａ１電極を用いると、十分な加工精度
が得られないため、現在では数Ｐｍ以下の電極幅をもつ
弾性表面波デバイスに対しては、Ｎ電極は実用化されて
いない。この理由は、Ａ１のイオンエッチング速度がＡ
ｕに比べ極めて小さく（約１１３）、ホトレジストと同
程度であるので、ホトレジストパターンに忠実にイオン
エッチングを行うためには、ホトレジストの膜厚はＮに
比べ十分厚いことが必要であるからである。一般に、に
電極の膜厚はワイヤボンディングの信頼性から数千Ａ以
上であることが要求されているので、上記のことを勘案
すると、ホトレジストの膜厚は少なくとも数千人以上て
あることが必要である。一方、数μ瓦の線幅のホトマス
クパターンをホトレジストに忠実に転写するためには、
ホトレジストの膜厚は数千Ａ以下にする必要があり、相
矛質する条件が要求されるので、膜厚数千Ａ以上の厚い
Ａ１膜をＡｕ膜（膜厚数千Ａ）と同様の精度で歩留りよ
くイオンエッチングすることは不可能であつた。また、
Ａｌのエッチング速度が小さいため、通常１００００Ａ
の膜厚のＡ１膜をイオンエッチングするために数十分（
印加電圧５００Ｖ１イオン電流５０７ＴＬＡ）を要し、
生産性を低下させる要因となつていた。本発明の目的は
、弾性表面波デバイスの製造において、従来不可能であ
つた厚いＡ１膜の高精度加工を、新しい技術的思想にも
とづいて可能とし、弾性表面波デバイスの中心周波数触
精度を向上することができる弾性表面波デバイスの製造
方．−法を提供することてある。
つきの影響が小さく（ふ以下）、実用上問題にならない
。しかも、Ａｕに比べ、Ａ１電極は弾性表面波の伝搬損
失が小さく、高周波帯における電極材料としてメリット
がある。しかし、Ａ１電極を用いると、十分な加工精度
が得られないため、現在では数Ｐｍ以下の電極幅をもつ
弾性表面波デバイスに対しては、Ｎ電極は実用化されて
いない。この理由は、Ａ１のイオンエッチング速度がＡ
ｕに比べ極めて小さく（約１１３）、ホトレジストと同
程度であるので、ホトレジストパターンに忠実にイオン
エッチングを行うためには、ホトレジストの膜厚はＮに
比べ十分厚いことが必要であるからである。一般に、に
電極の膜厚はワイヤボンディングの信頼性から数千Ａ以
上であることが要求されているので、上記のことを勘案
すると、ホトレジストの膜厚は少なくとも数千人以上て
あることが必要である。一方、数μ瓦の線幅のホトマス
クパターンをホトレジストに忠実に転写するためには、
ホトレジストの膜厚は数千Ａ以下にする必要があり、相
矛質する条件が要求されるので、膜厚数千Ａ以上の厚い
Ａ１膜をＡｕ膜（膜厚数千Ａ）と同様の精度で歩留りよ
くイオンエッチングすることは不可能であつた。また、
Ａｌのエッチング速度が小さいため、通常１００００Ａ
の膜厚のＡ１膜をイオンエッチングするために数十分（
印加電圧５００Ｖ１イオン電流５０７ＴＬＡ）を要し、
生産性を低下させる要因となつていた。本発明の目的は
、弾性表面波デバイスの製造において、従来不可能であ
つた厚いＡ１膜の高精度加工を、新しい技術的思想にも
とづいて可能とし、弾性表面波デバイスの中心周波数触
精度を向上することができる弾性表面波デバイスの製造
方．−法を提供することてある。
本発明は、中心周波数のばらつきを生ずるＩＤＴ電極寸
法のばらつきが、圧電性基板に対して電気的な短絡効果
を与える部分の寸法のばらつきによつて決定されるとい
う認識に基づく。
法のばらつきが、圧電性基板に対して電気的な短絡効果
を与える部分の寸法のばらつきによつて決定されるとい
う認識に基づく。
先ず圧電性・基板上りＡｌ膜（膜厚数千Ａ以上）を形成
し、その表面に所望のレジストパターンを形成し、エッ
チングが等方的でエッチング速度の大きい化学的なエッ
チング法（例えば、化学エッチング、プラズマエッチン
グ等）を用いて、イオン衝撃により容易に高精度エッチ
ングが可能な薄さの膜厚になるまでに膜をエッチングし
、次いで残された薄いＡｌ膜をイオン衝撃による物理的
なエッチング法（例えば、イオンエッチング、スパッタ
エッチング等）を用いて高精度て加工することにより、
中心周波数のばらつきの少ない弾性表面波デバイスを製
造することを特徴とする。前記したように、弾性表面波
デバイスの電極材）料としてＡ１を用いた場合には、実
用上、Ａｌ膜厚のばらつきに起因する中心周波数のばら
つきは無視できる。
し、その表面に所望のレジストパターンを形成し、エッ
チングが等方的でエッチング速度の大きい化学的なエッ
チング法（例えば、化学エッチング、プラズマエッチン
グ等）を用いて、イオン衝撃により容易に高精度エッチ
ングが可能な薄さの膜厚になるまでに膜をエッチングし
、次いで残された薄いＡｌ膜をイオン衝撃による物理的
なエッチング法（例えば、イオンエッチング、スパッタ
エッチング等）を用いて高精度て加工することにより、
中心周波数のばらつきの少ない弾性表面波デバイスを製
造することを特徴とする。前記したように、弾性表面波
デバイスの電極材）料としてＡ１を用いた場合には、実
用上、Ａｌ膜厚のばらつきに起因する中心周波数のばら
つきは無視できる。
したがつて、中心周波数ばらつきに関してプロセス上の
問題は電極の寸法精度たけとなる。発明者らが、中心周
波数精度と電極寸法精度・との関係を詳細に検討したと
ころ、ホトレジエッチングプロセスで実際上問題となる
のは、ＩＤＴ電極幅のばらつきに起因する中心周波数ば
らつきであることが判明した。さらに、弾性表面波デバ
イスにおける電極寸法は、圧電性基板に対する電気・的
な短絡効果を与える部分の寸法によつて実質的に決まる
ことが判明した。したがつて、中心周波数精度の高い弾
性表面波デバイスを歩留りよく製造するためには、圧電
性基板に対して電気的短絡効果を与えている部分を高精
度て加工すればよいことがわかり、本発明の方法を用い
ることによつて、本発明の目的を達成することができる
。以下本発明を実施例を用いて詳細に説明する。第２図
は本発明に係る弾性表面波デバイス製造法の一実施例と
して、弾性表面波フィルタの製造プツロセスを示す説明
図である。フィルタの溝成は、圧電性基板１としてニオ
ブ酸リチウム（ＬｌＮｂＯ３）単結晶を用い、入出力１
ＤＴは共に１０対の正規型しく歯状電極で、中心周波数
は１００ｒ！４Ｆ［Ｚ、電極幅および非電極部幅は共に
５μ瓦である。
問題は電極の寸法精度たけとなる。発明者らが、中心周
波数精度と電極寸法精度・との関係を詳細に検討したと
ころ、ホトレジエッチングプロセスで実際上問題となる
のは、ＩＤＴ電極幅のばらつきに起因する中心周波数ば
らつきであることが判明した。さらに、弾性表面波デバ
イスにおける電極寸法は、圧電性基板に対する電気・的
な短絡効果を与える部分の寸法によつて実質的に決まる
ことが判明した。したがつて、中心周波数精度の高い弾
性表面波デバイスを歩留りよく製造するためには、圧電
性基板に対して電気的短絡効果を与えている部分を高精
度て加工すればよいことがわかり、本発明の方法を用い
ることによつて、本発明の目的を達成することができる
。以下本発明を実施例を用いて詳細に説明する。第２図
は本発明に係る弾性表面波デバイス製造法の一実施例と
して、弾性表面波フィルタの製造プツロセスを示す説明
図である。フィルタの溝成は、圧電性基板１としてニオ
ブ酸リチウム（ＬｌＮｂＯ３）単結晶を用い、入出力１
ＤＴは共に１０対の正規型しく歯状電極で、中心周波数
は１００ｒ！４Ｆ［Ｚ、電極幅および非電極部幅は共に
５μ瓦である。
第２図ａに示すように、ＬｉＮｌＯ３基板１の表面の全
体に真空蒸着により膜厚１００００へのＡ１膜２を形成
する。次に、Ｎ膜表面を膜厚４０００Ａのポジタイプ・
ホトレジスト（Ａｘ−１３５０Ｊ）３でおおい、露光・
現像により上記したＩＤＴ寸法をもつホトレジストパタ
ーンをＮ膜２上に形成する（第２図ｂ）。次に、リン酸
、硝酸および酢酸からなる混合液（混合容積比３：１：
１）を用いて、非常極部に相当する部分のＡｌ膜を９０
００Ａの深さまで化学エッチング（４０℃、３分間）す
る（第２図ｃ）。この際、化学エッチングはＡ１膜に対
して等方的に進行するので、化学エッチング終了後の電
極部断面は、第２図ｃに示すようにホトレジストパター
ンに対してアンダカツトを生ずる。次に、イオンミリン
グ装置を用いてＬｉＮｂＯ３基板の表面に対して垂速に
イオンを衝撃させ（印加電圧５００Ｖ１イオン電流５０
７７１．Ａで８分間）、非電極部に残された薄いＡ１膜
（膜厚１０００Ａ）を除去する（第２図ｄ）。この場合
のホトレジスト３の膜厚はイオンエッチングされるべき
Ａ１膜２の厚みに対して４倍の厚さであるため、レジス
トパターンに対してアンダカツトを生じない。次に、ア
セトンを用いてホトレジストをはく離する（第２図ｅ）
。このようにして、電極幅精度±２μｍ以下の弾性表面
波デバイスを得ることができる。本発明の他の実施例と
して、上記の実施例中のイオンミリング装置にかえてス
パッタエッチング装置を用いても全く同様の電極幅精度
をもつ弾性表面波デバイスを得ることができる。以上述
べたごとく、本発明によると、従来不可能であつた厚い
ＡＩ膜（膜厚数千Ａ以上）の高精度加工が可能となり、
従来技術で得られる化学工ツチング精度０．３μｍ以上
に対して、電極幅精度０．２μｍ以下の１ＤＴ電極を再
現性よく製造することができる。
体に真空蒸着により膜厚１００００へのＡ１膜２を形成
する。次に、Ｎ膜表面を膜厚４０００Ａのポジタイプ・
ホトレジスト（Ａｘ−１３５０Ｊ）３でおおい、露光・
現像により上記したＩＤＴ寸法をもつホトレジストパタ
ーンをＮ膜２上に形成する（第２図ｂ）。次に、リン酸
、硝酸および酢酸からなる混合液（混合容積比３：１：
１）を用いて、非常極部に相当する部分のＡｌ膜を９０
００Ａの深さまで化学エッチング（４０℃、３分間）す
る（第２図ｃ）。この際、化学エッチングはＡ１膜に対
して等方的に進行するので、化学エッチング終了後の電
極部断面は、第２図ｃに示すようにホトレジストパター
ンに対してアンダカツトを生ずる。次に、イオンミリン
グ装置を用いてＬｉＮｂＯ３基板の表面に対して垂速に
イオンを衝撃させ（印加電圧５００Ｖ１イオン電流５０
７７１．Ａで８分間）、非電極部に残された薄いＡ１膜
（膜厚１０００Ａ）を除去する（第２図ｄ）。この場合
のホトレジスト３の膜厚はイオンエッチングされるべき
Ａ１膜２の厚みに対して４倍の厚さであるため、レジス
トパターンに対してアンダカツトを生じない。次に、ア
セトンを用いてホトレジストをはく離する（第２図ｅ）
。このようにして、電極幅精度±２μｍ以下の弾性表面
波デバイスを得ることができる。本発明の他の実施例と
して、上記の実施例中のイオンミリング装置にかえてス
パッタエッチング装置を用いても全く同様の電極幅精度
をもつ弾性表面波デバイスを得ることができる。以上述
べたごとく、本発明によると、従来不可能であつた厚い
ＡＩ膜（膜厚数千Ａ以上）の高精度加工が可能となり、
従来技術で得られる化学工ツチング精度０．３μｍ以上
に対して、電極幅精度０．２μｍ以下の１ＤＴ電極を再
現性よく製造することができる。
これによつて中心周波数１００ＭＨｚに対する中心周波
精度±１００ＫＨｚの弾性表面波デバイスの製造が可能
となる。しかも本発明によれば、Ａ１膜をイオンエッチ
ングのみでエッチング゛加工する場合に要していた時間
の数分の一に短縮できるので、生産性が向上し、コスト
が低下するという効果もある。
精度±１００ＫＨｚの弾性表面波デバイスの製造が可能
となる。しかも本発明によれば、Ａ１膜をイオンエッチ
ングのみでエッチング゛加工する場合に要していた時間
の数分の一に短縮できるので、生産性が向上し、コスト
が低下するという効果もある。
第１図は、弾性表面波デバイスの構成要素の配７置を示
す平面図、第２図ａ−ｅは、本発明よる弾性表面波デバ
イスの製造方法をプロセスの流れとして示したものであ
る。 １・・・・・・圧電性基板、２・・・・・・入力１ＤＴ
１３・・・・・・伝搬路。
す平面図、第２図ａ−ｅは、本発明よる弾性表面波デバ
イスの製造方法をプロセスの流れとして示したものであ
る。 １・・・・・・圧電性基板、２・・・・・・入力１ＤＴ
１３・・・・・・伝搬路。
Claims (1)
- １ 圧電体表面に導体薄膜を形成し、上記導体薄膜上に
所望の形状のホトレジストパターンを形成し、上記ホト
レジストパターンをマスクとして、除去されるべき導体
薄膜が圧電性基板に対して十分な電気的な短絡効果を有
し、かつホトレジストの膜厚に対して数分の一の膜厚と
なるまで導体薄膜を化学的方法でエッチングし、さらに
イオン衝撃による物理的な方法で残りの導体薄膜を上記
ホトレジストパターンをマスクとしエッチングすること
によりインターディジタルトランスジューサを作成する
ことを特徴とする弾性表面波デバイスの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52106629A JPS6050077B2 (ja) | 1977-09-07 | 1977-09-07 | 弾性表面波デバイスの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52106629A JPS6050077B2 (ja) | 1977-09-07 | 1977-09-07 | 弾性表面波デバイスの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5440542A JPS5440542A (en) | 1979-03-30 |
| JPS6050077B2 true JPS6050077B2 (ja) | 1985-11-06 |
Family
ID=14438395
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP52106629A Expired JPS6050077B2 (ja) | 1977-09-07 | 1977-09-07 | 弾性表面波デバイスの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6050077B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60102171U (ja) * | 1983-12-16 | 1985-07-12 | ヤンマーディーゼル株式会社 | 農用トラクタ−のステアリング装置 |
| JPH0246431B2 (ja) * | 1984-04-21 | 1990-10-16 | Daihatsu Motor Co Ltd |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56149811A (en) * | 1980-04-23 | 1981-11-19 | Hitachi Ltd | Elastic surface wave device and its preparation |
| JPS57137472A (en) * | 1981-02-17 | 1982-08-25 | Nec Corp | Etching method for polycrystalline silicon |
-
1977
- 1977-09-07 JP JP52106629A patent/JPS6050077B2/ja not_active Expired
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60102171U (ja) * | 1983-12-16 | 1985-07-12 | ヤンマーディーゼル株式会社 | 農用トラクタ−のステアリング装置 |
| JPH0246431B2 (ja) * | 1984-04-21 | 1990-10-16 | Daihatsu Motor Co Ltd |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5440542A (en) | 1979-03-30 |
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