JPWO2003058813A1 - 弾性表面波装置およびこれを用いた電子部品および複合モジュール - Google Patents
弾性表面波装置およびこれを用いた電子部品および複合モジュール Download PDFInfo
- Publication number
- JPWO2003058813A1 JPWO2003058813A1 JP2003559017A JP2003559017A JPWO2003058813A1 JP WO2003058813 A1 JPWO2003058813 A1 JP WO2003058813A1 JP 2003559017 A JP2003559017 A JP 2003559017A JP 2003559017 A JP2003559017 A JP 2003559017A JP WO2003058813 A1 JPWO2003058813 A1 JP WO2003058813A1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- acoustic wave
- wave device
- surface acoustic
- metal layer
- 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
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/25—Constructional features of resonators using surface acoustic waves
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/125—Driving means, e.g. electrodes, coils
- H03H9/145—Driving means, e.g. electrodes, coils for networks using surface acoustic waves
- H03H9/14538—Formation
- H03H9/14541—Multilayer finger or busbar electrode
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/02535—Details of surface acoustic wave devices
- H03H9/02637—Details concerning reflective or coupling arrays
- H03H9/02653—Grooves or arrays buried in the substrate
- H03H9/02661—Grooves or arrays buried in the substrate being located inside the interdigital transducers
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/46—Filters
- H03H9/64—Filters using surface acoustic waves
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
Abstract
弾性表面波装置は圧電基板とその上に設けられた電極とを備える。電極は圧電基板の上方に設けられた台形状の断面を有する第１の金属層と、圧電基板の上方で第１の金属層と同じ位置に設けられた第２の金属層とを有する。その弾性表面波装置は電極の側面の形状を規制することにより伝搬周波数のばらつきが小さい。
Description
技術分野
本発明は通信機器などに用いられる弾性表面波装置およびこれを用いた電子部品に関するものである。
背景技術
弾性表面波装置は、ウエハ状の圧電基板全面に蒸着などにより金属層を形成し、その上にレジストを塗布し、露光、現像した後ドライエッチングすることにより所望の電極パターンを形成し、個片に切断することにより製造されている。
この方法では、形成される電極の断面形状は方形で、その側面は圧電基板に対してほぼ垂直となり外形が急峻に変化する。このように電極の端面が急峻であると発生した弾性表面波が電極端面で反射され所望の周波数特性が得難くなる。
この問題に対応する特開平９−４６１６８号公報に記載されている従来の弾性表面波装置１４０を図１４に示す。すなわち、圧電基板１４１に垂直な方向の断面がなだらかな凸形状の電極１４２により電極の端面での弾性表面波の反射を抑制し、所望の周波数特性を得る。
一般に弾性表面波装置の伝搬周波数は櫛型電極の間隔、層厚などにより決まるが、櫛型電極はフォトリソグラフィーを用いることにより電極間隔、層厚の精度を高くすることができる。
電極間隔が一定の場合に層厚が厚かったり電極材料の密度が大きいと周波数が低くなる傾向がある。すなわち電極の重量が大きいと圧電基板の振動が抑制され振動する周波数が低くなる。
圧電基板に垂直な方向の断面がなだらかな凸形状の電極を有する装置では、電極端面での弾性表面波の反射は抑制されるが、電極の断面形状を規定し難く、電極形状、寸法、電極質量などがばらつき易い。したがって弾性表面波装置の伝搬周波数がばらつく。
また、実装や封止時に弾性表面波装置の電極表面に導電性の異物が付着すると弾性表面波装置の特性が劣化したりショートしたりする。
この問題を解決した、特開平９−１５３７５５号公報に記載された弾性表面波素子を図１５に示す。すなわち、圧電基板１０１上に電極１０２を形成し、電極１０２を含む圧電基板１０１表面を絶縁層１０３で覆う。絶縁層１０３は、弾性表面波装置の表面に導電性の異物が付着しても特性が劣化したりショートしたりするのを防止する。
ヒートサイクルなどによる熱膨張収縮で絶縁層１０３の伸び縮みが繰り返されると絶縁層１０３が変質したりストレスや周囲の部材との熱膨張係数の差から生じる力を受ける。従来の電極１０２を含む圧電基板１０１表面を単に絶縁層１０３で覆っただけでは、絶縁層１０３と電極１０２および圧電基板１０１の間の密着力が低下し絶縁層１０３が剥離し、特性が劣化したりショートしたりし易くなる。
また、絶縁層１０３の厚みを厚くして強度を上げると弾性表面波装置のロスが大きくなり、絶縁層１０３の厚みが薄いと弾性表面波装置のロスは低減できるが絶縁層１０３が剥離しやすくなる。
発明の開示
弾性表面波装置は圧電基板とその上に設けられた電極とを備える。電極は圧電基板の上方に設けられた台形状の断面を有する第１の金属層と、圧電基板の上方で第１の金属層と同じ位置に設けられた第２の金属層とを有する。
その弾性表面波装置は電極の側面の形状を規制することにより伝搬周波数のばらつきが小さい。
発明を実施するための最良の形態
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における弾性表面波装置の電極の断面図である。
図１において、圧電基板１にＴｉ層２とＡｌ層３が設けられる。
従来の弾性表面波装置の電極については伝搬周波数を目標値に合わせるために層厚と電極寸法は制御されているが、電極側面の形状については管理されていない。電極間隔が一定の場合層厚が厚かったり電極材料の密度が大きいと周波数が低くなる傾向がある。すなわち電極の重量が大きいと圧電基板の振動が抑制され振動する周波数が低くなる。従って、電極の間隔と層厚だけを高精度に制御しても電極の質量がばらつくと結果として伝搬周波数がばらつく。
電極の重量が層厚、電極材料の密度以外に電極の形状すなわち電極側面の形状、平坦性によりばらつく。したがって電極側面の形状、平坦性を抑制することにより電極重量を管理し、周波数のばらつきを抑制できる。
以下に本実施の形態の弾性表面波装置の製造工程について説明する。
ＬｉＴａＯ３などからなるウエハ状の圧電基板１上にＴｉなどからなる金属を例えばスパッタリングなどの方法により所定の層厚のＴｉ層２を形成する。
次にＴｉ層２の上にＡｌなどからなる金属をスパッタリングなどの方法により所定の層厚のＡｌ層３を形成し、必要に応じてこの操作を所定回数繰り返しＴｉ層２とＡｌ層３を交互に積層し、最上層にＴｉ層２を形成した電極を得る。
なお、Ｔｉ層２とＡｌ層３の積層順序、層厚は必要に応じて変えてもかまわない。
次に、金属層上にレジストを塗布し、所定のフォトマスクを合わせて例えばステッパーなどの装置を用いて露光、現像し、不要なレジストを除去して所定のパターンを形成する。
次に例えばドライエッチングなどの方法により金属層に櫛型電極、反射器電極、パッド電極などの所定の電極パターンを形成する。ドライエッチングに際してはドライエッチング条件を制御することにより電極の断面形状を電極の上面より下面の方が広い台形状で、電極側面が略直線的であり、電極側面の表面の凹凸をほぼ平坦にする。
ドライエッチングは例えばＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ−Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ）などの方法により行われるが、塩素系のラジカルやＢＣｌ２ ＋などの質量の重いイオンを用い、圧電基板に対して高周波のバイアスを印加することにより効率よく基板をエッチングできる。
電極の断面形状を電極の上面より下面の方が広い台形状とするためには、ラジカルと質量の重いイオンの存在比率をほば１：１付近にし、大きな電力の高い高周波バイアス例えば１００Ｗを印加する。これにより一旦はじき飛ばされた金属成分を圧電基板に近い部分に集め上面より下面の方が広い台形状電極が得られる。
その後、残ったレジストを除去し、ダイシング装置などを用いて切断し、個片の弾性表面波装置２１を得る。
次にこうして得られた弾性表面波装置２１を用いて電子部品を組み立てる。
図８は弾性表面波装置２１を用いた電子部品の断面図である。電子部品は凹部を有するベース部材２０と、弾性表面波装置２１と、バンプ２２と、弾性表面波装置２１に設けたパッド電極２３と、ベース部材２０の凹部に設けた引き出し電極２４と、ベース部材２０の外部表面に設けた端子電極２５と、蓋体２６と、蓋体２６のベース部材２０側の面に設けた接着部材２７とで構成されている。
弾性表面波装置２１のパッド電極２３に金などの良導性金属からなるバンプ２２を形成する。次に予め引き出し電極２４および端子電極２５を設けたベース部材２０に、弾性表面波装置２１をバンプ２２が引き出し電極２４と接触するように機能面を下にしてフェイスダウン状態で配設する。そして、超音波などによりバンプ２２をベース部材２０に接合、実装する。その後、封止装置などを用いて弾性表面波装置２１を実装したベース部材２０と、予め半田などの接着部材２７を担持させた蓋体２６を、接着部材２７側がベース部材２０と対向するように配設し、加熱することにより接合、封止し、電子部品を得る。
なお、電子部品の作製にあたっては上述した方法、構成以外に、必要に応じて他の方法例えばワイヤボンディングなどで弾性表面波装置２１を実装してもかまわない。接着部材１８として金または金を含むろう材、メッキなどを用いてもかまわない。また、ベース部材の内部にバンプと外部端子を接続するための配線を設けてもかまわない。
電極の最下層にＴｉまたはＴａなどの金属を用いることにより圧電基板１上に配向性の良い金属層を形成することができ、ＴｉまたはＴａなどの金属とＡｌなどの金属を積層することにより弾性表面波装置２１の耐電力特性を高めることができる。
また、最上層にＴｉまたはＴａなどの金属を用いることによりドライエッチング時に発生する最上層の電極表面の損傷を抑制することができ、電極形状および寸法を均一化することにより電極質量のばらつきを低減し弾性表面波装置２１の伝搬周波数のばらつきを低減することができる。また、最上層に設けたＴｉまたはＴａは最上層の下に配設したＡｌまたはＡｌ合金に比べ化学的に安定であるため、装置の耐候性、特に耐湿性を安定にすることができる。
電極は断面形状を電極の上面より下面の方が広い台形状でかつ側面を略直線的で電極側面の表面を凹凸をほぼ平坦にする、すなわちドライエッチング時に発生するサイドエッチングを抑制し電極形状および寸法を均一化することにより電極重量のばらつきを低減し弾性表面波装置２１の伝搬周波数のばらつきを低減することができる。
このような電極の形状を得るには電極材料としてドライエッチングレートの異なる金属または合金を複数組み合わせる。またはドライエッチング時に一旦気化または荷電粒子によりはじき飛ばされた金属または合金が再凝集して固体になる性能の異なる金属または合金を複数組み合わせ、選択した金属または合金に合わせてドライエッチング条件を制御することによってもその形状が得られる。
本実施の形態１ではドライエッチングされ易い金属としてＡｌを用いたがこれ以外に例えばＡｌ−Ｃｕ合金やその他のドライエッチングされ易い金属などを用いることができる。また、ドライエッチングされ難い金属としてはＴｉを用いたがこれ以外に例えばＴａやその他のドライエッチングされ難い金属または合金などを用いることができる。
このように電極材料、電極形状、ドライエッチング条件を制御することにより、電極側面を略直線的にし電極側面の表面の凹凸をほぼ平坦にすることができる。
図２は図１の電極の側面の部分Ｘの拡大図である。弾性表面波装置はＴｉ層２とＡｌ層３とを有する。
電極の側面の凹凸について、Ａｌ層３の表面に対して垂直な方向のＴｉ層２の凹凸を層間段差（ｈ）により規定する。本実施の形態１では層間段差（ｈ）は１ｎｍであったが、弾性表面波装置２１の伝搬周波数のばらつきを抑制するためにはばらつきを考慮しても層間段差（ｈ）を５ｎｍ以下にすることが望ましい。同様に電極側面の表面の凹凸およびうねりは５ｎｍ以下にすることが望ましい。凹凸およびうねりが５ｎｍを越えると電極重量のばらつきに与える影響が無視できなくなり弾性表面波装置２１の伝搬周波数のばらつきに作用し、その影響が無視できなくなる。ここでうねりとは段差のような局部的な凹凸ではなく、表面上の広い範囲のなだらかな凹凸のことである。
なお、場所により層間段差（ｈ）の大きさが異なる場合は最大値のみを示すものとする。
また、ドライエッチングにより電極のない部分の圧電基板１もエッチングされる。圧電基板１のエッチング量が大きいと見掛け上電極が厚くなったのと同じように、弾性表面波装置２１の伝搬周波数が低周波数側にシフトさせるとともに伝搬周波数のばらつきの原因になる。したがって圧電基板１のエッチングは小さい方が望ましい。
図３は図１の電極の側面の部分Ｙの拡大図である。圧電基板１のエッチング量はドライエッチング済みの圧電基板１で電極のある部分の圧電基板１の表面を基準として電極のない部分の圧電基板１の表面までの距離を基板掘れ量（ｄ）により規定する。さらにエッチング量は電極側面の傾斜角度（θ）をエッチングされていない圧電基板１の表面と最下層の電極に接して設けた電極の側面のなす角度により規定する。本実施の形態１では基板掘れ量（ｄ）は５ｎｍであったがばらつきを考慮しても基板掘れ量（ｄ）を１０ｎｍ以下にすることが望ましい。なお、基板掘れ量（ｄ）が１０ｎｍを越えると実質的な電極の厚さすなわち基板の掘れた距離を加えた合計の厚みが見掛け上実際の電極よりも厚くなったものと同じ作用をし、その影響が無視できなくなり弾性表面波装置２１の伝搬周波数が低周波数側にシフトするとともに伝搬周波数のばらつきの原因になる。
電極の側面はドライエッチングにより多少損傷を受けるが、電極の断面形状を電極の上面より下面の方が広い台形状になるようにドライエッチング条件を制御する。これにより電極側面への損傷を緩和し電極側面の最上層の凹凸が相対的に最も小さくなり、電極形状および寸法を均一化することができ電極重量のばらつきを低減し弾性表面波装置２１の伝搬周波数のばらつきを低減することができる。
図１において、電極の最下面幅（Ｌ）と電極間隔（Ｓ）は、本実施の形態１ではＬ／（Ｌ＋Ｓ）が０．５９〜０．６１の範囲である。Ｌ／（Ｌ＋Ｓ）をこの規定値の範囲に限定することにより電極形状および寸法を均一化することができ電極重量のばらつきを低減し弾性表面波装置２１の伝搬周波数のばらつきを低減することができる。ばらつきを考慮してもＬ／（Ｌ＋Ｓ）は０．５８〜０．６５の範囲であることが望ましい。なお、Ｌ／（Ｌ＋Ｓ）が０．５８未満であったり０．６５を超えたりすると電極側面の表面の平坦性が悪くなり、凹凸が発生し電極重量のばらつきが大きくなり弾性表面波装置２１の伝搬周波数のばらつきが大きくなる。
また、図１において電極の上面幅（Ａ）と最下面幅（Ｌ）は、実施の形態１ではＡ／Ｌが０．８２〜０．８５の範囲であったが、Ａ／Ｌをこの規定値の範囲に限定することにより電極形状および寸法を均一化することができ電極重量のばらつきを低減し弾性表面波装置２１の伝搬周波数のばらつきを低減することができる。上面より下面の幅の方が広い台形状の断面を有する電極はＡ／Ｌは制御可能範囲が０．８〜０．９で、かつＡ／Ｌのセンター値に対してばらつきが±０．００４の範囲であることが望ましい。
なお、Ａ／Ｌが０．８未満であったり０．９を超えたりすると電極側面の表面の平坦性が悪くなり、凹凸ができ電極重量のばらつきが大きくなり弾性表面波装置２１の伝搬周波数のばらつきが大きくなる。
また、上面より下面の幅の方が狭い台形状の断面を有する電極では、Ａ／Ｌは１．１〜１．３の範囲にあり、かつＡ／Ｌのセンター値に対してばらつきが±０．００４の範囲に入ることが望ましい。
また、電極形状を左右対称にすることにより伝搬波の反射を均一化することができるとともに電極形状の精度を高めることができる。したがって弾性表面波装置２１の伝搬周波数のばらつきを低減することができる。
図３において電極側面の傾斜角（θ）は、本実施の形態１では７３〜７５度でる。傾斜角（θ）を規定値の範囲に限定することにより電極側面の形状を均一化することができ電極重量のばらつきを低減し弾性表面波装置２１の伝搬周波数のばらつきを低減することができる。角度（θ）は、ばらつきを考慮しても７０〜８０度であることが望ましい。なお、傾斜角（θ）が７０度よりも小さかったり８０度を超えたりすると電極側面の表面の平坦性が悪くなり、凹凸ができ電極重量のばらつきが大きくなり弾性表面波装置２１の伝搬周波数のばらつきが大きくなる。
本実施の形態１における電極ではドライエッチングレートの異なる金属を複数種類積層している。そのためエッチングされにくい層は方形状であり、エッチングされやすい層の形状は上面より下面の幅の方が広い台形状となる。方形状と台形状の段差を小さくし、電極側面の表面をほぼ平坦にすることにより電極形状および寸法を均一化することができ電極重量のばらつきを低減し弾性表面波装置２１の伝搬周波数のばらつきを低減することができる。
従来、電極間隔や電極厚だけを制御し電極形状を例えば方形状や台形状に管理したとしても伝搬周波数の平均値は制御できるが電極の重量がばらつき、伝搬周波数がばらついていた。本実施の形態では電極の重量が層厚、電極材料の密度以外に電極の形状すなわち電極側面の形状、平坦性を制御することにより電極重量を管理し、弾性表面波装置の伝播周波数のばらつきを抑制することができる。
また、電極形状のばらつきが電極重量のばらつきに与える影響は電極材料として用いる金属の質量が大きいもの程が大きい。したがって電極重量のばらつきを抑制するためにはなるべく質量の小さな金属を用いる方が有利である。
図４に示すように、電極形状は上面より下面の幅の方が狭い台形状としてもかまわない。この形状を得るためには、ドライエッチング用イオン流中のラジカルとＢＣｌ２ ＋などの質量の重いイオンの存在比率を１：１よりも質量の重いイオンの存在比率を高め、さらに圧電基板に対して印加する高周波のバイアスを小さくして例えば４０Ｗを印加する。これにより質量の重いイオンによる電極側面のサイドエッチングを促進できるため電極形状を上面より下面の幅の方が狭い台形状が得られる。また、このようにして形成した電極、圧電基板上に図５に示すように保護層を設けてもよい。
また、このようにして得られた弾性表面波装置２１とＰＩＮダイオードまたはＧａＡｓ系半導体などからなる切替スイッチとローパスフィルターと配線を内蔵した基板またはパッケージを組み合わせて複数モジュールなどの電子部品を構成することにより、送、受信信号を切替え特性周波数のみを取り出すことのできる複合機能を有する複合モジュール電子部品を得ることができる。
（実施の形態２）
図６は本発明の実施の形態２における弾性表面波装置の電極の断面図である。実施の形態１の図１で説明したものと同一のものについては同一番号を付与し、詳細な説明は省略する。
その弾性表面波装置は圧電基板１と、圧電基板１上に設けられた電極とを備える。電極３０は方形状の断面を有する第１の金属層６３と、第１の金属層６３上に設けられた、第１の金属層６３より幅の広い第２の金属層６２とを有する。
第１と第２の金属層６３、６２はエッチングレートが異なり、第１の金属層６３は第２の金属層６２よりエッチングレートが大きい。このエッチングレートはドライエッチングでのエッチングレートである。また、第１と第２の金属層６３、６２は気化後の再凝集性能が異なってもよい。第１の金属層６３はＡｌを含有し、第２の金属層６２はＴｉとＴａとのうちの一方を含有する。
第２の金属層６２の側面の凹凸は第１の金属６３の側面の凹凸より小さく、双方の側面はほぼ平坦である。具体的には、実施の形態１と同様の理由で側面の表面は５ナノメートル以下の凹凸を有することが望ましい。第１と第２の金属層６３、６２の側面の層間段差は５ナノメートル以下であることが望ましい。
電極の圧電基板から遠い上面の幅（Ａ）と遠い下面の幅（Ｌ）は、Ａ／Ｌが０．９８〜１．０１の範囲であることが望ましい。
また、実施の形態１と同様に圧電基板の電極のない部分に掘れ量が１０ナノメートル以下である部分を有してもよい。
また図７に示すように、弾性表面波装置は電極を被覆するＳｉＯ２等の絶縁性の保護層６４を備えてもよい。
一般にドライエッチングを行うと電極の下部にいく程周囲の帯電などの影響を受けて荷電粒子の進行方向が曲がり易くなり電極下部の側面がエッチングされやすくなるいわゆるサイドエッチングがおこりやすい。しかしドライエッチング条件を制御することによりサイドエッチングをほとんど起こらなくすることができ、電極側面の凹凸の発生を抑制し、電極側面の平坦性を高めることができる。
電極３０の断面形状を方形状とするためには、ドライエッチングのイオン流中の塩素系のラジカルとＢＣｌ２ ＋などの質量の重いイオンの存在比率をほば１：１付近にし、実施の形態１よりも小さい高周波バイアス例えば６０Ｗを印加する。これによりエッチングで金属成分をはじき飛ばされる割合と圧電基板に近い部分に再度金属成分が集まる割合のバランスをとることができ、電極の断面形状を方形状とすることができる。
電極３０の側面の平坦性は電極最上面の電極幅をＡ、電極最下面の電極幅をＬとした時、サイドエッチングの程度をＡ／Ｌで評価する。実施の形態２ではＡ／Ｌは１．０００〜１．００２であったが、制御可能範囲としては０．９８〜１．０１の範囲であることが望ましい。Ａ／Ｌが１．０１を超えるとサイドエッチングなどの影響が現れ電極３０の重量が小さくなると共に重量のばらつきが大きくなり、弾性表面波装置の伝搬周波数のばらつきが大きくなる。
また、Ａ／Ｌの値のばらつきがＡ／Ｌのセンター値に対して±０．００４の範囲にある時電極３０の重量のばらつきが小さくなり、弾性表面波装置の伝搬周波数のばらつきを小さくするのに有効である。
従ってドライエッチング時に発生するサイドエッチングを抑制すれば電極形状および寸法を均一化することができ電極重量のばらつきを低減し弾性表面波装置２１の伝搬周波数のばらつきを低減することができる。
電極３０を形成した後、スパッタリングまたはＣＶＤなどの方法により電極３０および圧電基板１の表面上にＳｉＯ２の薄膜を形成し保護層６４を形成する。
このような構成により、電極３０を方形状とし電極側面が略直線的で表面の凹凸を平坦にすることができる。したがって、電極３０の形状および寸法、その側面の形状を均一化でき、電極３０の重量のばらつきを低減でき、弾性表面波装置の伝搬周波数のばらつきを低減できる。電極３０と圧電基板１上を絶縁性の保護層３１で被覆することにより電極３０上に導電性の異物、例えば金属ダストなどが付着してもショートすることがなくなるため不良を低減することができる。
なお、本実施の形態２では保護層６４を電極３０および圧電基板１の表面に被覆したが、電極３０上にのみ被覆してもかまわない。また保護層はＳｉＯ２以外に絶縁性を有する他の物質を用いてもかまわない。
電極３０の側面の凹凸を平坦化し電極を互いに干渉しにくい配置にすることにより、側面を圧電基板に対してほぼ垂直にしても電極端面での反射を抑制することができ所望の周波数特性を得ることができる。
（実施の形態３）
図９は本発明の実施の形態３における弾性表面波装置の電極の断面図である。弾性表面波装置ではＬｉＴａＯ３などからなる圧電基板１１上にドライエッチングされ難いＴｉなどからなる第１の金属層１２とその上にドライエッチングされ易いＡｌなどからなる第２の金属層１３を交互に各々２層ずつ積層し、さらにその上に第１の金属層１２を形成し、フォトリソグラフィー法などを用いて所望の電極パターン１４が形成される。さらに、少なくとも電極パターン１４を含む圧電基板１１上は炭化珪素などの絶縁物からなる保護層１５で被覆される。
圧電基板１１に垂直な方向の電極１４の断面は第２の金属層１３の上面が下面よりも小さい台形状で、複数ある第１の金属層１２のうち電極パターン１４の最上層と最下層にある第１の金属層１２を除いた中間に設けた第１の金属層１６は電極１４の側面部で第２の金属層１３よりも外側に突出している。
電極１４の側面の突出部１７はアンカーとなって保護層１５と電極パターン１４の密着力を高め保護層１５を剥離し難くする。
以下に電極１４の製造工程について説明する。
ＬｉＴａＯ３などからなるウエハ状の圧電基板１１上にＴｉなどの金属からなる第１の金属層１２を例えばスパッタリングなどの方法により所定の厚さに形成する。
次に第１の金属層１２の上にＡｌなどからなる金属をスパッタリングなどの方法により所定厚さの第２の金属層１３を形成し、必要に応じてこの操作を所定回数繰り返し第１の金属層１２と第２の金属層１３が交互に積層され、最上層に第１の金属層１２が形成される。
なお、第１の金属層１２と第２の金属層１３の積層順序、厚さは必要に応じて変えてもかまわない。
次に、金属層上にレジストを塗布し、所定のフォトマスクを合わせて例えばステッパーなどの装置を用いて露光、現像し、不要なレジストを除去して所定のパターンの電極１４を形成する。
次に例えばドライエッチングなどの方法により金属層に櫛型電極、反射器電極、パッド電極などの所定の電極１４を形成する。ドライエッチングに際してはドライエッチング条件を制御することにより電極の断面形状を電極の上面より下面の方が広い台形状で、電極側面に第２の金属層１３の突出部１７を形成する。
ドライエッチングは例えばＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ−Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ）などの方法により行われる。塩素系のラジカルや質量の重いイオンを用い、圧電基板に対して高周波のバイアスを印加することにより効率よく電極１４をエッチングできる。
電極の断面を電極の上面より下面の方が広い台形状とするためには、ラジカルと質量の重いイオンの存在比率をほば１：１付近にし、高い高周波バイアスを印加する。これにより一旦はじき飛ばされた金属成分が圧電基板に近い部分に最凝集し、上面より下面の方が広い台形状が得られる。
その後、残ったレジストを除去し、電極１４を含む圧電基板１１上に炭化珪素などの絶縁物からなる保護層１５を例えば高周波スパッタリングなどの方法で形成し、ダイシング装置などを用いて切断し、個片の弾性表面波装置４１を得る。
次にこうして得られた弾性表面波装置４１を用いて電子部品４２を組み立てる。
図１２は弾性表面波装置４１を用いた電子部品４２の断面図である。電子部品４２ではアルミナなどからなる搭載部材であるベース部材４３の凹部４４底面にタングステンなどの上に金などを重ねて引き出し電極４５が形成されている。引き出し電極４５は、ベース部材４３の外周面で引き出し電極４５と接続するタングステンなどの上に金などを重ねてなる端子電極４６を備える。引き出し電極４５上に金などからなるバンプ４７を介して、弾性表面波装置４１に設けた電極パターン１４に接続するパッド電極４８と接続され、弾性表面波装置４１がフェイスダウン実装される。そして金−錫などからなる接着部材４９を担持させたアルミナなどからなる蓋体５０によりベース部材４３を押圧加熱することにより接着部材４９を溶融し、弾性表面波装置４１が気密封止される。
なお、電子部品は上述した方法、構成以外に以下の方法でも形成できる。すなわち、必要に応じて他の方法例えばワイヤボンディングなどで弾性表面波装置４１をフェイスアップ実装してもかまわないし、接着部材４９として銀または銀を含むろう材、メッキ、半田、非鉛半田などを用いてもかまわない。また、ベース部材の内部にバンプと外部端子を接続するための配線を設けてもかまわない。
電極材料としてその最下層にＴｉまたはＴｉ合金またはＴａまたはＴａ合金などの金属を用いることにより、圧電基板１１上に配向性の良い金属層を形成でき、弾性表面波装置４１の耐電力特性を高めることができる。
また、最上層にＴｉまたはＴｉ合金またはＴａまたはＴａ合金などの金属を用いることによりドライエッチング時に発生する最上層の電極表面の損傷を抑制することができる。これにより、電極形状および寸法を均一化することにより電極重量のばらつきを低減し弾性表面波装置４１の伝搬周波数のばらつきを低減することができる。
また、最上層に設けた第１の金属層はその下に配設したＡｌまたはＡｌ合金に比べ化学的に安定であるため保護層１５との密着性が良く耐久性にも優れている。したがって弾性表面波装置４１の耐候性、特に耐電力特性および耐湿特性を向上させることができる。
このように台形状で突出部１７を有する電極１４を得るには電極材料としてドライエッチングレートの異なる金属または合金を複数組み合わせる。またはドライエッチング時に一旦気化または荷電粒子によりはじき飛ばされた金属または合金が再凝集して固体になる性能の異なる金属または合金を複数組み合わせ、選択した金属または合金に合わせてドライエッチング条件を制御することによっても電極１４が得られる。
本実施の形態３ではドライエッチングされ易い第２の金属層の材料としてＡｌを用いたがこれ以外に例えばＡｌ−Ｃｕ合金やその他のドライエッチングされ易い金属などを用いることができる。また、ドライエッチングされ難い金属としてはＴｉを用いたがこれ以外に例えばＴａやそれらの合金およびその他のドライエッチングされ難い金属または合金などを用いることができる。
また、保護層１５としては炭化珪素を用いたがこれ以外に酸化珪素、窒化珪素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウムなどを用いることができる。
図１０は図９の電極１４の部分Ｘの拡大図である。
図１０において、電極パターン１４側面の表面から突き出した突出部１７は電極パターン１４側面の第２の金属層１３の表面に対して垂直な方向の第１の金属層１２の突出の程度を層間段差（ｈ）により規定する。実施の形態３では層間段差（ｈ）は１３ｎｍであったが、弾性表面波装置４１の保護層１５の密着性を高めるためには層間段差（ｈ）を７ｎｍ以上にすることが望ましい。
一方電極パターン１４側面の表面のうねりは弾性表面波装置４１の伝搬周波数ばらつきを抑制するためには５ｎｍ以下にすることが望ましい。
ここでうねりとは段差のような局部的な凹凸ではなく、表面上の広い範囲のなだらかな凹凸のことである。
なお、場所により層間段差（ｈ）の大きさが異なる場合は最大値のみを示すものとする。
また、ドライエッチングにより電極のない部分の圧電基板１１もエッチングされるが、圧電基板１１のエッチング量が大きいと見掛け上電極が厚くなったのと同じように作用する。これは弾性表面波装置４１の伝搬周波数が低周波数側にシフトさせるとともに伝搬周波数のばらつきの原因になるため圧電基板１１のエッチングは小さい方が望ましい。
図１１は図９の電極の側面の部分Ｙの拡大図である。圧電基板１１のエッチング量は圧電基板１１で電極１４のある部分の表面を基準として電極１４のない部分の圧電基板１１表面までの距離を基板掘れ量（ｄ）により規定する。さらに電極１４側面の傾斜角度（θ）をエッチングされていない圧電基板１１の表面と最下層の電極に接して設けた第２の金属層１３のなす角度（θ）により規定する。実施の形態３では基板掘れ量（ｄ）は５ｎｍであったがばらつきを考慮しても基板掘れ量（ｄ）を１０ｎｍ以下にすることが望ましい。
なお、基板掘れ量（ｄ）が１０ｎｍを超えると実質的な電極に厚さすなわち基板の掘れた距離を加えた合計の厚みが見掛け上実際の電極１４よりも厚くなったのと同じ作用をし、その影響が無視できなくなり弾性表面波装置４１の伝搬周波数が低周波数側にシフトするとともに伝搬周波数のばらつきの原因になる。
また電極１４の側面はドライエッチングにより多少損傷を受ける。しかし電極１４の断面を上面より下面の方が広い台形状になるようにドライエッチング条件を制御することにより電極１４の側面への損傷を緩和できる。さらに側面の最上層の凹凸を最も小さくすることにより、電極形状および寸法を均一化でき電極の重量のばらつきを低減し弾性表面波装置４１の伝搬周波数のばらつきを低減することができる。
また、図１１において電極パターン１４側面の傾斜角（θ）は、本実施の形態３では７３〜７５度である。傾斜角（θ）をその規定値の範囲に限定することにより電極パターン１４側面の形状を均一化することができ電極重量のばらつきを低減し弾性表面波装置４１の伝搬周波数のばらつきを低減することができる。傾斜角（θ）は、ばらつきを考慮しても７０〜８０度であることが望ましい。傾斜角（θ）が７０度よりも小さかったり８０度を超えたりすると電極１４の側面の平坦性が悪くなり、凹凸ができ電極重量のばらつきが大きくなり弾性表面波装置４１の伝搬周波数のばらつきが大きくなる。
また、図９において電極１４の最下面の幅（Ｌ）と間隔（Ｓ）は、実施の形態３ではＬ／（Ｌ＋Ｓ）が０．５９〜０．６１であったが、Ｌ／（Ｌ＋Ｓ）を規定値の範囲に限定することにより電極形状および寸法を均一化することができ、さらに電極の重量のばらつきを低減し弾性表面波装置４１の伝搬周波数のばらつきを低減することができる。Ｌ／（Ｌ＋Ｓ）はばらつきを考慮しても０．５８〜０．６５であることが望ましい。
なお、Ｌ／（Ｌ＋Ｓ）が０．５８未満であったり０．６５を超えたりすると電極パターン１４側面の表面の平坦性が悪くなり、凹凸が発生し電極重量のばらつきが大きくなり弾性表面波装置４１の伝搬周波数のばらつきが大きくなる。
また、図９において電極１４の上面の幅（Ａ）と最下面の幅（Ｌ）は、実施の形態３ではＡ／Ｌが０．８２〜０．８５であった。Ａ／Ｌを規定値の範囲に限定することにより電極形状および寸法を均一化することができ電極重量のばらつきを低減し弾性表面波装置４１の伝搬周波数のばらつきを低減することができる。
電極が上面より下面の幅の方が広い台形状の場合、Ａ／Ｌの制御可能範囲は０．８〜０．９で、かつＡ／Ｌのセンター値に対してばらつきが±０．００４の範囲に入ることが望ましい。
なお、Ａ／Ｌが０．８未満であったり０．９を超えたりすると電極パターン１４側面の表面の平坦性が悪くなり、凹凸ができ電極重量のばらつきが大きくなり弾性表面波装置４１の伝搬周波数のばらつきが大きくなる。
また、電極が上面より下面の幅の方が狭い台形状の場合、Ａ／Ｌは１．１〜１．３の範囲にあり、かつＡ／Ｌのセンター値に対してばらつきが±０．００４の範囲に入ることが望ましい。
また、電極形状を左右対称にすることにより伝搬波の反射を均一化することができるとともに電極形状の精度を高めることができるため弾性表面波装置４１の伝搬周波数のばらつきを低減することができる。
さらに、突出部１７の層間段差（ｈ）についても左右対称とすることにより保護層１５と第１の金属層１２および第２の金属層１３との密着性を電極パターン１４の左右でバランスを取ることができるため、これらの密着性を向上できる。
また、本実施の形態３における電極１４では、ドライエッチングレートの異なる金属を複数種類積層している。エッチングされにくい第１の金属層１３は方形状であり、エッチングされやすい第２の金属層は上面より下面の幅の方が広い台形状となり易い。しかし、これらの側面の表面のうねりを低減することにより電極形状および寸法を均一化することができ電極重量のばらつきを低減し弾性表面波装置４１の伝搬周波数のばらつきを低減することができる。
なお、電極１４は上面より下面の幅の方が狭い台形状とすることにより保護層１５と電極パターン１４の密着性をさらに高めることができる。この形状を得るためには、ドライエッチングのイオン流中のラジカルよりも質量の重いイオンの存在比率を高め、圧電基板に対して印加する高周波のバイアスを小さくする。これにより、質量の重いイオンによる電極側面のサイドエッチングを促進させることができるため電極形状を上面より下面の幅の方が狭いこの台形状とすることができる。
また、このようにして得られた弾性表面波装置４１とＰＩＮダイオードまたはＧａＡｓ系半導体などからなる切替スイッチとローパスフィルタと配線を内蔵した基板またはパッケージを組み合わせて複合モジュールなどの電子部品を構成できる。この電子部品により、送、受信信号を切替え特定周波数のみを取り出すことのできる送、受信両方に用いることのできる複合機能を有する複合モジュールを得ることができる。
（実施の形態４）
図１３は本発明の実施の形態４における弾性表面波装置の電極の断面図である。実施の形態３の図９で説明したものと同一のものについては同一番号を付与し、詳細な説明は省略する。
本実施の形態４と実施の形態３とは相違する点は、電極５１の断面形状および電極５１の表面に設けた保護層５２の材質およびその形成領域である。その他については実施の形態３と同様の操作を行い弾性表面波装置および電子部品および複合モジュールを製造した。
すなわち、実施の形態３においては、電極１４の断面形状は電極の上面より下面の方が広い台形状であり、電極１４の中間に設けた第１の金属層１６が台形状の電極１４の側面から突出している。保護層１５の材質としては炭化珪素を用い、保護層１５は電極１４を含む圧電基板１１上に設けられる。
本実施の形態４においては電極５１の断面はドライエッチングされ易い金属または合金からなる第４の金属層５３が方形状であり、電極５１のドライエッチングされ難い金属または合金からなる中間に設けた第３の金属層５４が電極５１の側面から突出させた突出部を形成する。保護層５２の材質としては酸化珪素を用いて電極の上面および側面部分のみを被覆する。
本実施の形態４の場合層間段差（ｈ）は１０ｎｍであったが、弾性表面波装置４１の保護層５２の密着性を高めるためには層間段差（ｈ）を７ｎｍ以上にすることが望ましい。突出部５５がアンカーとなって保護層５２と電極５１の密着性を高められるとともに、保護層５２と電極パターン５１の接触する面積を大きくすることができるため密着性をさらに大きくすることができる。
電極５１の側面の表面のうねりは弾性表面波装置４１の伝搬周波数ばらつきを抑制するためには５ｎｍ以下にすることが望ましい。
一般にドライエッチングを行うと電極５１の下部、すなわち圧電基板１１に近づく程周囲の帯電などの影響を受けて荷電粒子の進行方向が曲がり易くなり電極５１下部の側面がエッチングされやすくなるいわゆるサイドエッチングが起こりやすい。しかし、ドライエッチング条件を制御することによりサイドエッチングをほとんど起こらなくすることができ、電極５１側面のうねりの発生を抑制し、側面の平坦性を高めることができる。
第４の金属層５３の断面形状を方形状とするためには、荷電粒子のラジカルとイオンの存在比率をほば１：１付近にし、実施の形態１よりも小さい高周波バイアスを印加する。これによりエッチングと一旦はじき飛ばされた金属成分を圧電基板に近い部分への最凝集のバランスをとることができ、電極５１の断面形状を方形状とすることができる。
方形状の電極５１の側面の平坦性について、最上面の幅（Ａ）と最下面の幅（Ｌ）は実施の形態４ではサイドエッチングの程度をＡ／Ｌで評価するとＡ／Ｌは１．０００〜１．００２であった。Ａ／Ｌは制御可能範囲としては０．９８〜１．０１の範囲に入ることが望ましい。
方形状の電極５１でＡ／Ｌが１．０１を越えるとサイドエッチングなどの影響が現れ電極５１の重量が小さくなると共にばらつきが大きくなり、弾性表面波装置の伝搬周波数ばらつきが大きくなる。
また、Ａ／Ｌは０．９８〜１．０１の範囲であり、かつそのばらつきがＡ／Ｌのセンター値に対して±０．００４の範囲にある時重量のばらつきが小さくなり、弾性表面波装置の伝搬周波数ばらつきを小さくするのに有効である。したがってドライエッチング時に発生するサイドエッチングを抑制すれば電極形状および寸法を均一化することができ電極重量のばらつきを低減し弾性表面波装置４１の伝搬周波数のばらつきを低減することができる。
電極５１を形成した後、電極５１以外の領域をレジストなどによりマスキングしスパッタリングまたはＣＶＤなどの方法により電極５１の上面および側面に酸化珪素の薄膜を形成することにより保護層５２はが形成される。
このような構成により、電極５１を方形状として側面のうねりを小さくすることにより形状を制御し易くなる。したがって電極５１の寸法および重量のばらつきを低減する。電極５１の中間に設けた第３の金属層５４が電極５１の側面から突出し、電極５１の上面および側面を保護層５２で被覆する。これにより電極５１上に導電性の異物例えば金属ダストなどが付着したとしてもショートすることがなくなるため弾性表面波装置の特性不良を低減することができる。
このようにして得られた弾性表面波装置を用いて電子部品および複合モジュールを製造することができる。
なお、本実施の形態４では保護層５２を電極５１の上面および側面にのみ被覆したが、電極５１を含む圧電基板１１の表面に被覆してもかまわない。
また、保護層５２は酸化珪素以外に窒化珪素、炭化珪素、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化マグネシウムなどおよびその他の絶縁性を有する他の物質を用いてもかまわない。
また、電極５１の側面のうねりを低減し電極を互いに干渉しにくい配置にすることにより、電極５１の側面を圧電基板に対してほぼ垂直にしても電極５１の端面での弾性表面波の反射を抑制することができ所望の周波数特性を得ることができる。
実施の形態３、４による弾性表面波素子でも実施の形態１と同様に高周波モジュール等の電子部品が得られる。
産業上の利用可能性
本発明によれば、伝搬周波数のばらつきを低減した弾性表面波装置およびこれを用いた電子部品を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
図１は本発明の実施の形態１における弾性表面波装置の電極の断面図である。
図２は実施の形態１における電極の拡大図である。
図３は実施の形態１における電極の拡大図である。
図４は実施の形態１における他の電極の断面図である。
図５は実施の形態１における他の電極の断面図である。
図６は本発明の実施の形態２における弾性表面波装置の電極の断面図である。
図７は実施の形態２における他の弾性表面波装置の電極の断面図である。
図８は実施の形態１における電子部品の断面図である。
図９は本発明の実施の形態３における弾性表面波装置の電極の断面図である。
図１０は実施の形態３における電極の拡大図である。
図１１は実施の形態３における電極の拡大図である。
図１２は実施の形態３における電子部品の断面図である。
図１３は本発明の実施の形態４における弾性表面波装置の電極の断面図である。
図１４は従来の弾性表面波装置の電極の断面図である。
図１５は従来の弾性表面波装置の電極の断面図である。
参照符号の一覧
１ 圧電基板
２ Ｔｉ層
３ Ａｌ層
１１ 圧電基板
１２ 第１の金属層
１３ 第２の金属層
１４ 電極パターン
１５ 保護膜
１６ 第１の金属層
１７ 突出部
１８ 基板掘れ量
２０ ベース部材
２１ 弾性表面波装置
２２ バンプ
２３ パッド電極
２４ 引き出し電極
２５ 端子電極
２６ 蓋体
２７ 接着部材
３０ 電極
３１ 保護層
４１ 弾性表面波装置
４２ 電子部品
４３ ベース部材
４４ 凹部
４５ 引き出し電極
４６ 端子電極
４７ バンプ
４８ パッド電極
４９ 接着部材
５０ 蓋体
５１ 電極パターン
５２ 保護層
５３ 第４の金属層
５４ 第３の金属層
５５ 突出部
５６ 第３の金属層
６２ 第２の金属層
６３ 第１の金属層
本発明は通信機器などに用いられる弾性表面波装置およびこれを用いた電子部品に関するものである。
背景技術
弾性表面波装置は、ウエハ状の圧電基板全面に蒸着などにより金属層を形成し、その上にレジストを塗布し、露光、現像した後ドライエッチングすることにより所望の電極パターンを形成し、個片に切断することにより製造されている。
この方法では、形成される電極の断面形状は方形で、その側面は圧電基板に対してほぼ垂直となり外形が急峻に変化する。このように電極の端面が急峻であると発生した弾性表面波が電極端面で反射され所望の周波数特性が得難くなる。
この問題に対応する特開平９−４６１６８号公報に記載されている従来の弾性表面波装置１４０を図１４に示す。すなわち、圧電基板１４１に垂直な方向の断面がなだらかな凸形状の電極１４２により電極の端面での弾性表面波の反射を抑制し、所望の周波数特性を得る。
一般に弾性表面波装置の伝搬周波数は櫛型電極の間隔、層厚などにより決まるが、櫛型電極はフォトリソグラフィーを用いることにより電極間隔、層厚の精度を高くすることができる。
電極間隔が一定の場合に層厚が厚かったり電極材料の密度が大きいと周波数が低くなる傾向がある。すなわち電極の重量が大きいと圧電基板の振動が抑制され振動する周波数が低くなる。
圧電基板に垂直な方向の断面がなだらかな凸形状の電極を有する装置では、電極端面での弾性表面波の反射は抑制されるが、電極の断面形状を規定し難く、電極形状、寸法、電極質量などがばらつき易い。したがって弾性表面波装置の伝搬周波数がばらつく。
また、実装や封止時に弾性表面波装置の電極表面に導電性の異物が付着すると弾性表面波装置の特性が劣化したりショートしたりする。
この問題を解決した、特開平９−１５３７５５号公報に記載された弾性表面波素子を図１５に示す。すなわち、圧電基板１０１上に電極１０２を形成し、電極１０２を含む圧電基板１０１表面を絶縁層１０３で覆う。絶縁層１０３は、弾性表面波装置の表面に導電性の異物が付着しても特性が劣化したりショートしたりするのを防止する。
ヒートサイクルなどによる熱膨張収縮で絶縁層１０３の伸び縮みが繰り返されると絶縁層１０３が変質したりストレスや周囲の部材との熱膨張係数の差から生じる力を受ける。従来の電極１０２を含む圧電基板１０１表面を単に絶縁層１０３で覆っただけでは、絶縁層１０３と電極１０２および圧電基板１０１の間の密着力が低下し絶縁層１０３が剥離し、特性が劣化したりショートしたりし易くなる。
また、絶縁層１０３の厚みを厚くして強度を上げると弾性表面波装置のロスが大きくなり、絶縁層１０３の厚みが薄いと弾性表面波装置のロスは低減できるが絶縁層１０３が剥離しやすくなる。
発明の開示
弾性表面波装置は圧電基板とその上に設けられた電極とを備える。電極は圧電基板の上方に設けられた台形状の断面を有する第１の金属層と、圧電基板の上方で第１の金属層と同じ位置に設けられた第２の金属層とを有する。
その弾性表面波装置は電極の側面の形状を規制することにより伝搬周波数のばらつきが小さい。
発明を実施するための最良の形態
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における弾性表面波装置の電極の断面図である。
図１において、圧電基板１にＴｉ層２とＡｌ層３が設けられる。
従来の弾性表面波装置の電極については伝搬周波数を目標値に合わせるために層厚と電極寸法は制御されているが、電極側面の形状については管理されていない。電極間隔が一定の場合層厚が厚かったり電極材料の密度が大きいと周波数が低くなる傾向がある。すなわち電極の重量が大きいと圧電基板の振動が抑制され振動する周波数が低くなる。従って、電極の間隔と層厚だけを高精度に制御しても電極の質量がばらつくと結果として伝搬周波数がばらつく。
電極の重量が層厚、電極材料の密度以外に電極の形状すなわち電極側面の形状、平坦性によりばらつく。したがって電極側面の形状、平坦性を抑制することにより電極重量を管理し、周波数のばらつきを抑制できる。
以下に本実施の形態の弾性表面波装置の製造工程について説明する。
ＬｉＴａＯ３などからなるウエハ状の圧電基板１上にＴｉなどからなる金属を例えばスパッタリングなどの方法により所定の層厚のＴｉ層２を形成する。
次にＴｉ層２の上にＡｌなどからなる金属をスパッタリングなどの方法により所定の層厚のＡｌ層３を形成し、必要に応じてこの操作を所定回数繰り返しＴｉ層２とＡｌ層３を交互に積層し、最上層にＴｉ層２を形成した電極を得る。
なお、Ｔｉ層２とＡｌ層３の積層順序、層厚は必要に応じて変えてもかまわない。
次に、金属層上にレジストを塗布し、所定のフォトマスクを合わせて例えばステッパーなどの装置を用いて露光、現像し、不要なレジストを除去して所定のパターンを形成する。
次に例えばドライエッチングなどの方法により金属層に櫛型電極、反射器電極、パッド電極などの所定の電極パターンを形成する。ドライエッチングに際してはドライエッチング条件を制御することにより電極の断面形状を電極の上面より下面の方が広い台形状で、電極側面が略直線的であり、電極側面の表面の凹凸をほぼ平坦にする。
ドライエッチングは例えばＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ−Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ）などの方法により行われるが、塩素系のラジカルやＢＣｌ２ ＋などの質量の重いイオンを用い、圧電基板に対して高周波のバイアスを印加することにより効率よく基板をエッチングできる。
電極の断面形状を電極の上面より下面の方が広い台形状とするためには、ラジカルと質量の重いイオンの存在比率をほば１：１付近にし、大きな電力の高い高周波バイアス例えば１００Ｗを印加する。これにより一旦はじき飛ばされた金属成分を圧電基板に近い部分に集め上面より下面の方が広い台形状電極が得られる。
その後、残ったレジストを除去し、ダイシング装置などを用いて切断し、個片の弾性表面波装置２１を得る。
次にこうして得られた弾性表面波装置２１を用いて電子部品を組み立てる。
図８は弾性表面波装置２１を用いた電子部品の断面図である。電子部品は凹部を有するベース部材２０と、弾性表面波装置２１と、バンプ２２と、弾性表面波装置２１に設けたパッド電極２３と、ベース部材２０の凹部に設けた引き出し電極２４と、ベース部材２０の外部表面に設けた端子電極２５と、蓋体２６と、蓋体２６のベース部材２０側の面に設けた接着部材２７とで構成されている。
弾性表面波装置２１のパッド電極２３に金などの良導性金属からなるバンプ２２を形成する。次に予め引き出し電極２４および端子電極２５を設けたベース部材２０に、弾性表面波装置２１をバンプ２２が引き出し電極２４と接触するように機能面を下にしてフェイスダウン状態で配設する。そして、超音波などによりバンプ２２をベース部材２０に接合、実装する。その後、封止装置などを用いて弾性表面波装置２１を実装したベース部材２０と、予め半田などの接着部材２７を担持させた蓋体２６を、接着部材２７側がベース部材２０と対向するように配設し、加熱することにより接合、封止し、電子部品を得る。
なお、電子部品の作製にあたっては上述した方法、構成以外に、必要に応じて他の方法例えばワイヤボンディングなどで弾性表面波装置２１を実装してもかまわない。接着部材１８として金または金を含むろう材、メッキなどを用いてもかまわない。また、ベース部材の内部にバンプと外部端子を接続するための配線を設けてもかまわない。
電極の最下層にＴｉまたはＴａなどの金属を用いることにより圧電基板１上に配向性の良い金属層を形成することができ、ＴｉまたはＴａなどの金属とＡｌなどの金属を積層することにより弾性表面波装置２１の耐電力特性を高めることができる。
また、最上層にＴｉまたはＴａなどの金属を用いることによりドライエッチング時に発生する最上層の電極表面の損傷を抑制することができ、電極形状および寸法を均一化することにより電極質量のばらつきを低減し弾性表面波装置２１の伝搬周波数のばらつきを低減することができる。また、最上層に設けたＴｉまたはＴａは最上層の下に配設したＡｌまたはＡｌ合金に比べ化学的に安定であるため、装置の耐候性、特に耐湿性を安定にすることができる。
電極は断面形状を電極の上面より下面の方が広い台形状でかつ側面を略直線的で電極側面の表面を凹凸をほぼ平坦にする、すなわちドライエッチング時に発生するサイドエッチングを抑制し電極形状および寸法を均一化することにより電極重量のばらつきを低減し弾性表面波装置２１の伝搬周波数のばらつきを低減することができる。
このような電極の形状を得るには電極材料としてドライエッチングレートの異なる金属または合金を複数組み合わせる。またはドライエッチング時に一旦気化または荷電粒子によりはじき飛ばされた金属または合金が再凝集して固体になる性能の異なる金属または合金を複数組み合わせ、選択した金属または合金に合わせてドライエッチング条件を制御することによってもその形状が得られる。
本実施の形態１ではドライエッチングされ易い金属としてＡｌを用いたがこれ以外に例えばＡｌ−Ｃｕ合金やその他のドライエッチングされ易い金属などを用いることができる。また、ドライエッチングされ難い金属としてはＴｉを用いたがこれ以外に例えばＴａやその他のドライエッチングされ難い金属または合金などを用いることができる。
このように電極材料、電極形状、ドライエッチング条件を制御することにより、電極側面を略直線的にし電極側面の表面の凹凸をほぼ平坦にすることができる。
図２は図１の電極の側面の部分Ｘの拡大図である。弾性表面波装置はＴｉ層２とＡｌ層３とを有する。
電極の側面の凹凸について、Ａｌ層３の表面に対して垂直な方向のＴｉ層２の凹凸を層間段差（ｈ）により規定する。本実施の形態１では層間段差（ｈ）は１ｎｍであったが、弾性表面波装置２１の伝搬周波数のばらつきを抑制するためにはばらつきを考慮しても層間段差（ｈ）を５ｎｍ以下にすることが望ましい。同様に電極側面の表面の凹凸およびうねりは５ｎｍ以下にすることが望ましい。凹凸およびうねりが５ｎｍを越えると電極重量のばらつきに与える影響が無視できなくなり弾性表面波装置２１の伝搬周波数のばらつきに作用し、その影響が無視できなくなる。ここでうねりとは段差のような局部的な凹凸ではなく、表面上の広い範囲のなだらかな凹凸のことである。
なお、場所により層間段差（ｈ）の大きさが異なる場合は最大値のみを示すものとする。
また、ドライエッチングにより電極のない部分の圧電基板１もエッチングされる。圧電基板１のエッチング量が大きいと見掛け上電極が厚くなったのと同じように、弾性表面波装置２１の伝搬周波数が低周波数側にシフトさせるとともに伝搬周波数のばらつきの原因になる。したがって圧電基板１のエッチングは小さい方が望ましい。
図３は図１の電極の側面の部分Ｙの拡大図である。圧電基板１のエッチング量はドライエッチング済みの圧電基板１で電極のある部分の圧電基板１の表面を基準として電極のない部分の圧電基板１の表面までの距離を基板掘れ量（ｄ）により規定する。さらにエッチング量は電極側面の傾斜角度（θ）をエッチングされていない圧電基板１の表面と最下層の電極に接して設けた電極の側面のなす角度により規定する。本実施の形態１では基板掘れ量（ｄ）は５ｎｍであったがばらつきを考慮しても基板掘れ量（ｄ）を１０ｎｍ以下にすることが望ましい。なお、基板掘れ量（ｄ）が１０ｎｍを越えると実質的な電極の厚さすなわち基板の掘れた距離を加えた合計の厚みが見掛け上実際の電極よりも厚くなったものと同じ作用をし、その影響が無視できなくなり弾性表面波装置２１の伝搬周波数が低周波数側にシフトするとともに伝搬周波数のばらつきの原因になる。
電極の側面はドライエッチングにより多少損傷を受けるが、電極の断面形状を電極の上面より下面の方が広い台形状になるようにドライエッチング条件を制御する。これにより電極側面への損傷を緩和し電極側面の最上層の凹凸が相対的に最も小さくなり、電極形状および寸法を均一化することができ電極重量のばらつきを低減し弾性表面波装置２１の伝搬周波数のばらつきを低減することができる。
図１において、電極の最下面幅（Ｌ）と電極間隔（Ｓ）は、本実施の形態１ではＬ／（Ｌ＋Ｓ）が０．５９〜０．６１の範囲である。Ｌ／（Ｌ＋Ｓ）をこの規定値の範囲に限定することにより電極形状および寸法を均一化することができ電極重量のばらつきを低減し弾性表面波装置２１の伝搬周波数のばらつきを低減することができる。ばらつきを考慮してもＬ／（Ｌ＋Ｓ）は０．５８〜０．６５の範囲であることが望ましい。なお、Ｌ／（Ｌ＋Ｓ）が０．５８未満であったり０．６５を超えたりすると電極側面の表面の平坦性が悪くなり、凹凸が発生し電極重量のばらつきが大きくなり弾性表面波装置２１の伝搬周波数のばらつきが大きくなる。
また、図１において電極の上面幅（Ａ）と最下面幅（Ｌ）は、実施の形態１ではＡ／Ｌが０．８２〜０．８５の範囲であったが、Ａ／Ｌをこの規定値の範囲に限定することにより電極形状および寸法を均一化することができ電極重量のばらつきを低減し弾性表面波装置２１の伝搬周波数のばらつきを低減することができる。上面より下面の幅の方が広い台形状の断面を有する電極はＡ／Ｌは制御可能範囲が０．８〜０．９で、かつＡ／Ｌのセンター値に対してばらつきが±０．００４の範囲であることが望ましい。
なお、Ａ／Ｌが０．８未満であったり０．９を超えたりすると電極側面の表面の平坦性が悪くなり、凹凸ができ電極重量のばらつきが大きくなり弾性表面波装置２１の伝搬周波数のばらつきが大きくなる。
また、上面より下面の幅の方が狭い台形状の断面を有する電極では、Ａ／Ｌは１．１〜１．３の範囲にあり、かつＡ／Ｌのセンター値に対してばらつきが±０．００４の範囲に入ることが望ましい。
また、電極形状を左右対称にすることにより伝搬波の反射を均一化することができるとともに電極形状の精度を高めることができる。したがって弾性表面波装置２１の伝搬周波数のばらつきを低減することができる。
図３において電極側面の傾斜角（θ）は、本実施の形態１では７３〜７５度でる。傾斜角（θ）を規定値の範囲に限定することにより電極側面の形状を均一化することができ電極重量のばらつきを低減し弾性表面波装置２１の伝搬周波数のばらつきを低減することができる。角度（θ）は、ばらつきを考慮しても７０〜８０度であることが望ましい。なお、傾斜角（θ）が７０度よりも小さかったり８０度を超えたりすると電極側面の表面の平坦性が悪くなり、凹凸ができ電極重量のばらつきが大きくなり弾性表面波装置２１の伝搬周波数のばらつきが大きくなる。
本実施の形態１における電極ではドライエッチングレートの異なる金属を複数種類積層している。そのためエッチングされにくい層は方形状であり、エッチングされやすい層の形状は上面より下面の幅の方が広い台形状となる。方形状と台形状の段差を小さくし、電極側面の表面をほぼ平坦にすることにより電極形状および寸法を均一化することができ電極重量のばらつきを低減し弾性表面波装置２１の伝搬周波数のばらつきを低減することができる。
従来、電極間隔や電極厚だけを制御し電極形状を例えば方形状や台形状に管理したとしても伝搬周波数の平均値は制御できるが電極の重量がばらつき、伝搬周波数がばらついていた。本実施の形態では電極の重量が層厚、電極材料の密度以外に電極の形状すなわち電極側面の形状、平坦性を制御することにより電極重量を管理し、弾性表面波装置の伝播周波数のばらつきを抑制することができる。
また、電極形状のばらつきが電極重量のばらつきに与える影響は電極材料として用いる金属の質量が大きいもの程が大きい。したがって電極重量のばらつきを抑制するためにはなるべく質量の小さな金属を用いる方が有利である。
図４に示すように、電極形状は上面より下面の幅の方が狭い台形状としてもかまわない。この形状を得るためには、ドライエッチング用イオン流中のラジカルとＢＣｌ２ ＋などの質量の重いイオンの存在比率を１：１よりも質量の重いイオンの存在比率を高め、さらに圧電基板に対して印加する高周波のバイアスを小さくして例えば４０Ｗを印加する。これにより質量の重いイオンによる電極側面のサイドエッチングを促進できるため電極形状を上面より下面の幅の方が狭い台形状が得られる。また、このようにして形成した電極、圧電基板上に図５に示すように保護層を設けてもよい。
また、このようにして得られた弾性表面波装置２１とＰＩＮダイオードまたはＧａＡｓ系半導体などからなる切替スイッチとローパスフィルターと配線を内蔵した基板またはパッケージを組み合わせて複数モジュールなどの電子部品を構成することにより、送、受信信号を切替え特性周波数のみを取り出すことのできる複合機能を有する複合モジュール電子部品を得ることができる。
（実施の形態２）
図６は本発明の実施の形態２における弾性表面波装置の電極の断面図である。実施の形態１の図１で説明したものと同一のものについては同一番号を付与し、詳細な説明は省略する。
その弾性表面波装置は圧電基板１と、圧電基板１上に設けられた電極とを備える。電極３０は方形状の断面を有する第１の金属層６３と、第１の金属層６３上に設けられた、第１の金属層６３より幅の広い第２の金属層６２とを有する。
第１と第２の金属層６３、６２はエッチングレートが異なり、第１の金属層６３は第２の金属層６２よりエッチングレートが大きい。このエッチングレートはドライエッチングでのエッチングレートである。また、第１と第２の金属層６３、６２は気化後の再凝集性能が異なってもよい。第１の金属層６３はＡｌを含有し、第２の金属層６２はＴｉとＴａとのうちの一方を含有する。
第２の金属層６２の側面の凹凸は第１の金属６３の側面の凹凸より小さく、双方の側面はほぼ平坦である。具体的には、実施の形態１と同様の理由で側面の表面は５ナノメートル以下の凹凸を有することが望ましい。第１と第２の金属層６３、６２の側面の層間段差は５ナノメートル以下であることが望ましい。
電極の圧電基板から遠い上面の幅（Ａ）と遠い下面の幅（Ｌ）は、Ａ／Ｌが０．９８〜１．０１の範囲であることが望ましい。
また、実施の形態１と同様に圧電基板の電極のない部分に掘れ量が１０ナノメートル以下である部分を有してもよい。
また図７に示すように、弾性表面波装置は電極を被覆するＳｉＯ２等の絶縁性の保護層６４を備えてもよい。
一般にドライエッチングを行うと電極の下部にいく程周囲の帯電などの影響を受けて荷電粒子の進行方向が曲がり易くなり電極下部の側面がエッチングされやすくなるいわゆるサイドエッチングがおこりやすい。しかしドライエッチング条件を制御することによりサイドエッチングをほとんど起こらなくすることができ、電極側面の凹凸の発生を抑制し、電極側面の平坦性を高めることができる。
電極３０の断面形状を方形状とするためには、ドライエッチングのイオン流中の塩素系のラジカルとＢＣｌ２ ＋などの質量の重いイオンの存在比率をほば１：１付近にし、実施の形態１よりも小さい高周波バイアス例えば６０Ｗを印加する。これによりエッチングで金属成分をはじき飛ばされる割合と圧電基板に近い部分に再度金属成分が集まる割合のバランスをとることができ、電極の断面形状を方形状とすることができる。
電極３０の側面の平坦性は電極最上面の電極幅をＡ、電極最下面の電極幅をＬとした時、サイドエッチングの程度をＡ／Ｌで評価する。実施の形態２ではＡ／Ｌは１．０００〜１．００２であったが、制御可能範囲としては０．９８〜１．０１の範囲であることが望ましい。Ａ／Ｌが１．０１を超えるとサイドエッチングなどの影響が現れ電極３０の重量が小さくなると共に重量のばらつきが大きくなり、弾性表面波装置の伝搬周波数のばらつきが大きくなる。
また、Ａ／Ｌの値のばらつきがＡ／Ｌのセンター値に対して±０．００４の範囲にある時電極３０の重量のばらつきが小さくなり、弾性表面波装置の伝搬周波数のばらつきを小さくするのに有効である。
従ってドライエッチング時に発生するサイドエッチングを抑制すれば電極形状および寸法を均一化することができ電極重量のばらつきを低減し弾性表面波装置２１の伝搬周波数のばらつきを低減することができる。
電極３０を形成した後、スパッタリングまたはＣＶＤなどの方法により電極３０および圧電基板１の表面上にＳｉＯ２の薄膜を形成し保護層６４を形成する。
このような構成により、電極３０を方形状とし電極側面が略直線的で表面の凹凸を平坦にすることができる。したがって、電極３０の形状および寸法、その側面の形状を均一化でき、電極３０の重量のばらつきを低減でき、弾性表面波装置の伝搬周波数のばらつきを低減できる。電極３０と圧電基板１上を絶縁性の保護層３１で被覆することにより電極３０上に導電性の異物、例えば金属ダストなどが付着してもショートすることがなくなるため不良を低減することができる。
なお、本実施の形態２では保護層６４を電極３０および圧電基板１の表面に被覆したが、電極３０上にのみ被覆してもかまわない。また保護層はＳｉＯ２以外に絶縁性を有する他の物質を用いてもかまわない。
電極３０の側面の凹凸を平坦化し電極を互いに干渉しにくい配置にすることにより、側面を圧電基板に対してほぼ垂直にしても電極端面での反射を抑制することができ所望の周波数特性を得ることができる。
（実施の形態３）
図９は本発明の実施の形態３における弾性表面波装置の電極の断面図である。弾性表面波装置ではＬｉＴａＯ３などからなる圧電基板１１上にドライエッチングされ難いＴｉなどからなる第１の金属層１２とその上にドライエッチングされ易いＡｌなどからなる第２の金属層１３を交互に各々２層ずつ積層し、さらにその上に第１の金属層１２を形成し、フォトリソグラフィー法などを用いて所望の電極パターン１４が形成される。さらに、少なくとも電極パターン１４を含む圧電基板１１上は炭化珪素などの絶縁物からなる保護層１５で被覆される。
圧電基板１１に垂直な方向の電極１４の断面は第２の金属層１３の上面が下面よりも小さい台形状で、複数ある第１の金属層１２のうち電極パターン１４の最上層と最下層にある第１の金属層１２を除いた中間に設けた第１の金属層１６は電極１４の側面部で第２の金属層１３よりも外側に突出している。
電極１４の側面の突出部１７はアンカーとなって保護層１５と電極パターン１４の密着力を高め保護層１５を剥離し難くする。
以下に電極１４の製造工程について説明する。
ＬｉＴａＯ３などからなるウエハ状の圧電基板１１上にＴｉなどの金属からなる第１の金属層１２を例えばスパッタリングなどの方法により所定の厚さに形成する。
次に第１の金属層１２の上にＡｌなどからなる金属をスパッタリングなどの方法により所定厚さの第２の金属層１３を形成し、必要に応じてこの操作を所定回数繰り返し第１の金属層１２と第２の金属層１３が交互に積層され、最上層に第１の金属層１２が形成される。
なお、第１の金属層１２と第２の金属層１３の積層順序、厚さは必要に応じて変えてもかまわない。
次に、金属層上にレジストを塗布し、所定のフォトマスクを合わせて例えばステッパーなどの装置を用いて露光、現像し、不要なレジストを除去して所定のパターンの電極１４を形成する。
次に例えばドライエッチングなどの方法により金属層に櫛型電極、反射器電極、パッド電極などの所定の電極１４を形成する。ドライエッチングに際してはドライエッチング条件を制御することにより電極の断面形状を電極の上面より下面の方が広い台形状で、電極側面に第２の金属層１３の突出部１７を形成する。
ドライエッチングは例えばＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ−Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ）などの方法により行われる。塩素系のラジカルや質量の重いイオンを用い、圧電基板に対して高周波のバイアスを印加することにより効率よく電極１４をエッチングできる。
電極の断面を電極の上面より下面の方が広い台形状とするためには、ラジカルと質量の重いイオンの存在比率をほば１：１付近にし、高い高周波バイアスを印加する。これにより一旦はじき飛ばされた金属成分が圧電基板に近い部分に最凝集し、上面より下面の方が広い台形状が得られる。
その後、残ったレジストを除去し、電極１４を含む圧電基板１１上に炭化珪素などの絶縁物からなる保護層１５を例えば高周波スパッタリングなどの方法で形成し、ダイシング装置などを用いて切断し、個片の弾性表面波装置４１を得る。
次にこうして得られた弾性表面波装置４１を用いて電子部品４２を組み立てる。
図１２は弾性表面波装置４１を用いた電子部品４２の断面図である。電子部品４２ではアルミナなどからなる搭載部材であるベース部材４３の凹部４４底面にタングステンなどの上に金などを重ねて引き出し電極４５が形成されている。引き出し電極４５は、ベース部材４３の外周面で引き出し電極４５と接続するタングステンなどの上に金などを重ねてなる端子電極４６を備える。引き出し電極４５上に金などからなるバンプ４７を介して、弾性表面波装置４１に設けた電極パターン１４に接続するパッド電極４８と接続され、弾性表面波装置４１がフェイスダウン実装される。そして金−錫などからなる接着部材４９を担持させたアルミナなどからなる蓋体５０によりベース部材４３を押圧加熱することにより接着部材４９を溶融し、弾性表面波装置４１が気密封止される。
なお、電子部品は上述した方法、構成以外に以下の方法でも形成できる。すなわち、必要に応じて他の方法例えばワイヤボンディングなどで弾性表面波装置４１をフェイスアップ実装してもかまわないし、接着部材４９として銀または銀を含むろう材、メッキ、半田、非鉛半田などを用いてもかまわない。また、ベース部材の内部にバンプと外部端子を接続するための配線を設けてもかまわない。
電極材料としてその最下層にＴｉまたはＴｉ合金またはＴａまたはＴａ合金などの金属を用いることにより、圧電基板１１上に配向性の良い金属層を形成でき、弾性表面波装置４１の耐電力特性を高めることができる。
また、最上層にＴｉまたはＴｉ合金またはＴａまたはＴａ合金などの金属を用いることによりドライエッチング時に発生する最上層の電極表面の損傷を抑制することができる。これにより、電極形状および寸法を均一化することにより電極重量のばらつきを低減し弾性表面波装置４１の伝搬周波数のばらつきを低減することができる。
また、最上層に設けた第１の金属層はその下に配設したＡｌまたはＡｌ合金に比べ化学的に安定であるため保護層１５との密着性が良く耐久性にも優れている。したがって弾性表面波装置４１の耐候性、特に耐電力特性および耐湿特性を向上させることができる。
このように台形状で突出部１７を有する電極１４を得るには電極材料としてドライエッチングレートの異なる金属または合金を複数組み合わせる。またはドライエッチング時に一旦気化または荷電粒子によりはじき飛ばされた金属または合金が再凝集して固体になる性能の異なる金属または合金を複数組み合わせ、選択した金属または合金に合わせてドライエッチング条件を制御することによっても電極１４が得られる。
本実施の形態３ではドライエッチングされ易い第２の金属層の材料としてＡｌを用いたがこれ以外に例えばＡｌ−Ｃｕ合金やその他のドライエッチングされ易い金属などを用いることができる。また、ドライエッチングされ難い金属としてはＴｉを用いたがこれ以外に例えばＴａやそれらの合金およびその他のドライエッチングされ難い金属または合金などを用いることができる。
また、保護層１５としては炭化珪素を用いたがこれ以外に酸化珪素、窒化珪素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウムなどを用いることができる。
図１０は図９の電極１４の部分Ｘの拡大図である。
図１０において、電極パターン１４側面の表面から突き出した突出部１７は電極パターン１４側面の第２の金属層１３の表面に対して垂直な方向の第１の金属層１２の突出の程度を層間段差（ｈ）により規定する。実施の形態３では層間段差（ｈ）は１３ｎｍであったが、弾性表面波装置４１の保護層１５の密着性を高めるためには層間段差（ｈ）を７ｎｍ以上にすることが望ましい。
一方電極パターン１４側面の表面のうねりは弾性表面波装置４１の伝搬周波数ばらつきを抑制するためには５ｎｍ以下にすることが望ましい。
ここでうねりとは段差のような局部的な凹凸ではなく、表面上の広い範囲のなだらかな凹凸のことである。
なお、場所により層間段差（ｈ）の大きさが異なる場合は最大値のみを示すものとする。
また、ドライエッチングにより電極のない部分の圧電基板１１もエッチングされるが、圧電基板１１のエッチング量が大きいと見掛け上電極が厚くなったのと同じように作用する。これは弾性表面波装置４１の伝搬周波数が低周波数側にシフトさせるとともに伝搬周波数のばらつきの原因になるため圧電基板１１のエッチングは小さい方が望ましい。
図１１は図９の電極の側面の部分Ｙの拡大図である。圧電基板１１のエッチング量は圧電基板１１で電極１４のある部分の表面を基準として電極１４のない部分の圧電基板１１表面までの距離を基板掘れ量（ｄ）により規定する。さらに電極１４側面の傾斜角度（θ）をエッチングされていない圧電基板１１の表面と最下層の電極に接して設けた第２の金属層１３のなす角度（θ）により規定する。実施の形態３では基板掘れ量（ｄ）は５ｎｍであったがばらつきを考慮しても基板掘れ量（ｄ）を１０ｎｍ以下にすることが望ましい。
なお、基板掘れ量（ｄ）が１０ｎｍを超えると実質的な電極に厚さすなわち基板の掘れた距離を加えた合計の厚みが見掛け上実際の電極１４よりも厚くなったのと同じ作用をし、その影響が無視できなくなり弾性表面波装置４１の伝搬周波数が低周波数側にシフトするとともに伝搬周波数のばらつきの原因になる。
また電極１４の側面はドライエッチングにより多少損傷を受ける。しかし電極１４の断面を上面より下面の方が広い台形状になるようにドライエッチング条件を制御することにより電極１４の側面への損傷を緩和できる。さらに側面の最上層の凹凸を最も小さくすることにより、電極形状および寸法を均一化でき電極の重量のばらつきを低減し弾性表面波装置４１の伝搬周波数のばらつきを低減することができる。
また、図１１において電極パターン１４側面の傾斜角（θ）は、本実施の形態３では７３〜７５度である。傾斜角（θ）をその規定値の範囲に限定することにより電極パターン１４側面の形状を均一化することができ電極重量のばらつきを低減し弾性表面波装置４１の伝搬周波数のばらつきを低減することができる。傾斜角（θ）は、ばらつきを考慮しても７０〜８０度であることが望ましい。傾斜角（θ）が７０度よりも小さかったり８０度を超えたりすると電極１４の側面の平坦性が悪くなり、凹凸ができ電極重量のばらつきが大きくなり弾性表面波装置４１の伝搬周波数のばらつきが大きくなる。
また、図９において電極１４の最下面の幅（Ｌ）と間隔（Ｓ）は、実施の形態３ではＬ／（Ｌ＋Ｓ）が０．５９〜０．６１であったが、Ｌ／（Ｌ＋Ｓ）を規定値の範囲に限定することにより電極形状および寸法を均一化することができ、さらに電極の重量のばらつきを低減し弾性表面波装置４１の伝搬周波数のばらつきを低減することができる。Ｌ／（Ｌ＋Ｓ）はばらつきを考慮しても０．５８〜０．６５であることが望ましい。
なお、Ｌ／（Ｌ＋Ｓ）が０．５８未満であったり０．６５を超えたりすると電極パターン１４側面の表面の平坦性が悪くなり、凹凸が発生し電極重量のばらつきが大きくなり弾性表面波装置４１の伝搬周波数のばらつきが大きくなる。
また、図９において電極１４の上面の幅（Ａ）と最下面の幅（Ｌ）は、実施の形態３ではＡ／Ｌが０．８２〜０．８５であった。Ａ／Ｌを規定値の範囲に限定することにより電極形状および寸法を均一化することができ電極重量のばらつきを低減し弾性表面波装置４１の伝搬周波数のばらつきを低減することができる。
電極が上面より下面の幅の方が広い台形状の場合、Ａ／Ｌの制御可能範囲は０．８〜０．９で、かつＡ／Ｌのセンター値に対してばらつきが±０．００４の範囲に入ることが望ましい。
なお、Ａ／Ｌが０．８未満であったり０．９を超えたりすると電極パターン１４側面の表面の平坦性が悪くなり、凹凸ができ電極重量のばらつきが大きくなり弾性表面波装置４１の伝搬周波数のばらつきが大きくなる。
また、電極が上面より下面の幅の方が狭い台形状の場合、Ａ／Ｌは１．１〜１．３の範囲にあり、かつＡ／Ｌのセンター値に対してばらつきが±０．００４の範囲に入ることが望ましい。
また、電極形状を左右対称にすることにより伝搬波の反射を均一化することができるとともに電極形状の精度を高めることができるため弾性表面波装置４１の伝搬周波数のばらつきを低減することができる。
さらに、突出部１７の層間段差（ｈ）についても左右対称とすることにより保護層１５と第１の金属層１２および第２の金属層１３との密着性を電極パターン１４の左右でバランスを取ることができるため、これらの密着性を向上できる。
また、本実施の形態３における電極１４では、ドライエッチングレートの異なる金属を複数種類積層している。エッチングされにくい第１の金属層１３は方形状であり、エッチングされやすい第２の金属層は上面より下面の幅の方が広い台形状となり易い。しかし、これらの側面の表面のうねりを低減することにより電極形状および寸法を均一化することができ電極重量のばらつきを低減し弾性表面波装置４１の伝搬周波数のばらつきを低減することができる。
なお、電極１４は上面より下面の幅の方が狭い台形状とすることにより保護層１５と電極パターン１４の密着性をさらに高めることができる。この形状を得るためには、ドライエッチングのイオン流中のラジカルよりも質量の重いイオンの存在比率を高め、圧電基板に対して印加する高周波のバイアスを小さくする。これにより、質量の重いイオンによる電極側面のサイドエッチングを促進させることができるため電極形状を上面より下面の幅の方が狭いこの台形状とすることができる。
また、このようにして得られた弾性表面波装置４１とＰＩＮダイオードまたはＧａＡｓ系半導体などからなる切替スイッチとローパスフィルタと配線を内蔵した基板またはパッケージを組み合わせて複合モジュールなどの電子部品を構成できる。この電子部品により、送、受信信号を切替え特定周波数のみを取り出すことのできる送、受信両方に用いることのできる複合機能を有する複合モジュールを得ることができる。
（実施の形態４）
図１３は本発明の実施の形態４における弾性表面波装置の電極の断面図である。実施の形態３の図９で説明したものと同一のものについては同一番号を付与し、詳細な説明は省略する。
本実施の形態４と実施の形態３とは相違する点は、電極５１の断面形状および電極５１の表面に設けた保護層５２の材質およびその形成領域である。その他については実施の形態３と同様の操作を行い弾性表面波装置および電子部品および複合モジュールを製造した。
すなわち、実施の形態３においては、電極１４の断面形状は電極の上面より下面の方が広い台形状であり、電極１４の中間に設けた第１の金属層１６が台形状の電極１４の側面から突出している。保護層１５の材質としては炭化珪素を用い、保護層１５は電極１４を含む圧電基板１１上に設けられる。
本実施の形態４においては電極５１の断面はドライエッチングされ易い金属または合金からなる第４の金属層５３が方形状であり、電極５１のドライエッチングされ難い金属または合金からなる中間に設けた第３の金属層５４が電極５１の側面から突出させた突出部を形成する。保護層５２の材質としては酸化珪素を用いて電極の上面および側面部分のみを被覆する。
本実施の形態４の場合層間段差（ｈ）は１０ｎｍであったが、弾性表面波装置４１の保護層５２の密着性を高めるためには層間段差（ｈ）を７ｎｍ以上にすることが望ましい。突出部５５がアンカーとなって保護層５２と電極５１の密着性を高められるとともに、保護層５２と電極パターン５１の接触する面積を大きくすることができるため密着性をさらに大きくすることができる。
電極５１の側面の表面のうねりは弾性表面波装置４１の伝搬周波数ばらつきを抑制するためには５ｎｍ以下にすることが望ましい。
一般にドライエッチングを行うと電極５１の下部、すなわち圧電基板１１に近づく程周囲の帯電などの影響を受けて荷電粒子の進行方向が曲がり易くなり電極５１下部の側面がエッチングされやすくなるいわゆるサイドエッチングが起こりやすい。しかし、ドライエッチング条件を制御することによりサイドエッチングをほとんど起こらなくすることができ、電極５１側面のうねりの発生を抑制し、側面の平坦性を高めることができる。
第４の金属層５３の断面形状を方形状とするためには、荷電粒子のラジカルとイオンの存在比率をほば１：１付近にし、実施の形態１よりも小さい高周波バイアスを印加する。これによりエッチングと一旦はじき飛ばされた金属成分を圧電基板に近い部分への最凝集のバランスをとることができ、電極５１の断面形状を方形状とすることができる。
方形状の電極５１の側面の平坦性について、最上面の幅（Ａ）と最下面の幅（Ｌ）は実施の形態４ではサイドエッチングの程度をＡ／Ｌで評価するとＡ／Ｌは１．０００〜１．００２であった。Ａ／Ｌは制御可能範囲としては０．９８〜１．０１の範囲に入ることが望ましい。
方形状の電極５１でＡ／Ｌが１．０１を越えるとサイドエッチングなどの影響が現れ電極５１の重量が小さくなると共にばらつきが大きくなり、弾性表面波装置の伝搬周波数ばらつきが大きくなる。
また、Ａ／Ｌは０．９８〜１．０１の範囲であり、かつそのばらつきがＡ／Ｌのセンター値に対して±０．００４の範囲にある時重量のばらつきが小さくなり、弾性表面波装置の伝搬周波数ばらつきを小さくするのに有効である。したがってドライエッチング時に発生するサイドエッチングを抑制すれば電極形状および寸法を均一化することができ電極重量のばらつきを低減し弾性表面波装置４１の伝搬周波数のばらつきを低減することができる。
電極５１を形成した後、電極５１以外の領域をレジストなどによりマスキングしスパッタリングまたはＣＶＤなどの方法により電極５１の上面および側面に酸化珪素の薄膜を形成することにより保護層５２はが形成される。
このような構成により、電極５１を方形状として側面のうねりを小さくすることにより形状を制御し易くなる。したがって電極５１の寸法および重量のばらつきを低減する。電極５１の中間に設けた第３の金属層５４が電極５１の側面から突出し、電極５１の上面および側面を保護層５２で被覆する。これにより電極５１上に導電性の異物例えば金属ダストなどが付着したとしてもショートすることがなくなるため弾性表面波装置の特性不良を低減することができる。
このようにして得られた弾性表面波装置を用いて電子部品および複合モジュールを製造することができる。
なお、本実施の形態４では保護層５２を電極５１の上面および側面にのみ被覆したが、電極５１を含む圧電基板１１の表面に被覆してもかまわない。
また、保護層５２は酸化珪素以外に窒化珪素、炭化珪素、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化マグネシウムなどおよびその他の絶縁性を有する他の物質を用いてもかまわない。
また、電極５１の側面のうねりを低減し電極を互いに干渉しにくい配置にすることにより、電極５１の側面を圧電基板に対してほぼ垂直にしても電極５１の端面での弾性表面波の反射を抑制することができ所望の周波数特性を得ることができる。
実施の形態３、４による弾性表面波素子でも実施の形態１と同様に高周波モジュール等の電子部品が得られる。
産業上の利用可能性
本発明によれば、伝搬周波数のばらつきを低減した弾性表面波装置およびこれを用いた電子部品を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
図１は本発明の実施の形態１における弾性表面波装置の電極の断面図である。
図２は実施の形態１における電極の拡大図である。
図３は実施の形態１における電極の拡大図である。
図４は実施の形態１における他の電極の断面図である。
図５は実施の形態１における他の電極の断面図である。
図６は本発明の実施の形態２における弾性表面波装置の電極の断面図である。
図７は実施の形態２における他の弾性表面波装置の電極の断面図である。
図８は実施の形態１における電子部品の断面図である。
図９は本発明の実施の形態３における弾性表面波装置の電極の断面図である。
図１０は実施の形態３における電極の拡大図である。
図１１は実施の形態３における電極の拡大図である。
図１２は実施の形態３における電子部品の断面図である。
図１３は本発明の実施の形態４における弾性表面波装置の電極の断面図である。
図１４は従来の弾性表面波装置の電極の断面図である。
図１５は従来の弾性表面波装置の電極の断面図である。
参照符号の一覧
１ 圧電基板
２ Ｔｉ層
３ Ａｌ層
１１ 圧電基板
１２ 第１の金属層
１３ 第２の金属層
１４ 電極パターン
１５ 保護膜
１６ 第１の金属層
１７ 突出部
１８ 基板掘れ量
２０ ベース部材
２１ 弾性表面波装置
２２ バンプ
２３ パッド電極
２４ 引き出し電極
２５ 端子電極
２６ 蓋体
２７ 接着部材
３０ 電極
３１ 保護層
４１ 弾性表面波装置
４２ 電子部品
４３ ベース部材
４４ 凹部
４５ 引き出し電極
４６ 端子電極
４７ バンプ
４８ パッド電極
４９ 接着部材
５０ 蓋体
５１ 電極パターン
５２ 保護層
５３ 第４の金属層
５４ 第３の金属層
５５ 突出部
５６ 第３の金属層
６２ 第２の金属層
６３ 第１の金属層
【書類名】明細書
【特許請求の範囲】
【請求項１】圧電基板と、
前記圧電基板の上方に設けられた、台形状の断面を有する第１の金属層と、
前記圧電基板の上方で前記第１の金属層と同じ位置に設けられた第２の金属層と、
を有する電極と、
を備えた弾性表面波装置。
【請求項２】前記第１と第２の金属層はエッチングレートが異なる、請求項１に記載の弾性表面波装置。
【請求項３】前記第１の金属層は前記第２の金属層よりエッチングレートが大きい、請求項２に記載の弾性表面波装置。
【請求項４】前記エッチングレートはドライエッチングでのエッチングレートである、請求項２に記載の弾性表面波装置。
【請求項５】前記第１と第２の金属層は気化後の再凝集性能が異なる、請求項１に記載の弾性表面波装置。
【請求項６】前記第１の金属層はＡｌを含有し、
前記第２の金属層はＴｉとＴａとのうちの一方を含有する、請求項１に記載の弾性表面波装置。
【請求項７】前記第２の金属層は前記圧電基板と前記第１の金属層との間に位置する、請求項１に記載の弾性表面波装置。
【請求項８】前記第２の金属層は前記第１の金属層の上に位置する、請求項１に記載の弾性表面波装置。
【請求項９】前記第２の金属層は前記電極の最上層である、請求項８に記載の弾性表面波装置。
【請求項１０】前記第２の金属層の側面の凹凸は前記第１の金属の側面の凹凸より小さい、請求項１に記載の弾性表面波装置。
【請求項１１】前記電極の側面はほぼ平坦である、請求項１に記載の弾性表面波装置。
【請求項１２】前記電極側面の表面は５ナノメートル以下の凹凸を有する、請求項１に記載の弾性表面波装置。
【請求項１３】前記圧電基板は前記電極のない部分に掘れ量が１０ナノメートル以下である部分を有する。請求項１に記載の弾性表面波装置。
【請求項１４】前記第１と第２の金属層の側面の層間段差は５ナノメートル以下である、請求項１に記載の弾性表面波装置。
【請求項１５】前記圧電基板の上に設けられた他の電極をさらに有し、
前記電極の下面幅（Ｌ）と前記電極と前記他の電極との間隔（Ｓ）は、Ｌ／（Ｌ＋Ｓ）が０．５８〜０．６５の範囲である、請求項１に記載の弾性表面波装置。
【請求項１６】前記電極の前記圧電基板から遠い上面の幅（Ａ）と近い下面の幅（Ｌ）は、
Ａ／Ｌが０．８〜０．９の範囲である、請求項１に記載の弾性表面波装置。
【請求項１７】前記電極の前記圧電基板から遠い上面の幅（Ａ）と近い下面の幅（Ｌ）は、Ａ／Ｌが１．１〜１．３の範囲である、請求項１に記載の弾性表面波装置。
【請求項１８】前記電極の前記断面は左右対称である、請求項１に記載の弾性表面波装置。
【請求項１９】前記電極の側面の傾斜角度は７０〜８０度である、請求項１に記載の弾性表面波装置。
【請求項２０】少なくとも前記電極を被覆する保護層をさらに備えた、請求項１に記載の弾性表面波装置。
【請求項２１】前記保護層は絶縁性を有する、請求項２０に記載の弾性表面波装置。
【請求項２２】電極形状は方形状であり、前記電極の上面幅をＡ、電極の最下面幅をＬとした時、Ａ／Ｌが０．９８〜１．０１である請求項１に記載の弾性表面波装置。
【請求項２３】圧電基板と、
前記圧電基板の上方に設けられた、方形状の断面を有する第１の金属層と、
前記第１の金属層の上方に設けられた、前記第１の金属層より幅の広い第２の金属層と、
を有する電極と、
を備えた弾性表面波装置。
【請求項２４】前記第１と第２の金属層はエッチングレートが異なる、請求項２３に記載の弾性表面波装置。
【請求項２５】前記第１の金属層は前記第２の金属層よりエッチングレートが大きい、請求項２４に記載の弾性表面波装置。
【請求項２６】前記エッチングレートはドライエッチングでのエッチングレートである、請求項２４に記載の弾性表面波装置。
【請求項２７】前記第１と第２の金属層は気化後の再凝集性能が異なる、請求項２３に記載の弾性表面波装置。
【請求項２８】前記第１の金属層はＡｌを含有し、
前記第２の金属層はＴｉとＴａとのうちの一方を含有する、請求項２３に記載の弾性表面波装置。
【請求項２９】前記第２の金属層の側面の凹凸は前記第１の金属の側面の凹凸より小さい、請求項２３に記載の弾性表面波装置。
【請求項３０】前記電極の側面はほぼ平坦である、請求項２３に記載の弾性表面波装置。
【請求項３１】前記電極側面の表面は５ナノメートル以下の凹凸を有する、請求項２３に記載の弾性表面波装置。
【請求項３２】前記圧電基板は前記電極のない部分に掘れ量が１０ナノメートル以下である部分を有する。請求項２３に記載の弾性表面波装置。
【請求項３３】前記第１と第２の金属層の側面の層間段差は５ナノメートル以下である、請求項２３に記載の弾性表面波装置。
【請求項３４】前記圧電基板の上に設けられた他の電極をさらに有し、
前記電極の下面幅（Ｌ）と前記電極と前記他の電極との間隔（Ｓ）は、Ｌ／（Ｌ＋Ｓ）が０．５８〜０．６５の範囲である、請求項２３に記載の弾性表面波装置。
【請求項３５】少なくとも前記電極を被覆する保護層をさらに備えた、請求項２３に記載の弾性表面波装置。
【請求項３６】前記保護層は絶縁性を有する、請求項３５に記載の弾性表面波装置。
【請求項３７】前記電極の前記圧電基板から遠い上面の幅（Ａ）と遠い下面の幅（Ｌ）は、Ａ／Ｌが０．９８〜１．０１の範囲である、請求項２３に記載の弾性表面波装置。
【請求項３８】圧電基板と、
前記圧電基板の上に設けられた、側面に突出部を有する電極と、
少なくとも前記電極の上面と前記側面とを覆う保護層と、
を備えた弾性表面波装置。
【請求項３９】前記電極は、
第１の金属層と、
前記第１の金属層の上の第２の金属層と、
を備えた、請求項３８に記載の弾性表面波装置。
【請求項４０】前記第１と第２の金属層はエッチングレートが異なる、請求項３９に記載の弾性表面波装置。
【請求項４１】前記第１の金属層は前記第２の金属層よりエッチングレートが大きい、請求項４０に記載の弾性表面波装置。
【請求項４２】前記第２の金属層の側面は、前記第１の金属層の側面より突出し前記突出部を形成する、請求項３９に記載の弾性表面波装置。
【請求項４３】前記第１の金属層はＡｌを含有する、請求項３９に記載の弾性表面波装置。
【請求項４４】前記第２の金属層はＴｉとＴａのいずれかを含有する、請求項３９に記載の弾性表面波装置。
【請求項４５】前記第１の金属層は台形状の断面を有する、請求項３９に記載の弾性表面波装置。
【請求項４６】前記第２の金属層は方形状の断面を有する、請求項３９に記載の弾性表面波装置。
【請求項４７】前記第２の金属層は前記電極の最上層である、請求項３９に記載の弾性表面波装置。
【請求項４８】前記第１の金属層と前記圧電基板との間に設けられた第３の金属層をさらに備えた、請求項３９に記載の弾性表面波装置。
【請求項４９】前記第３の金属層は前記電極の最下層であり、ＴｉとＴａとの一方を含有する、請求項４８に記載の弾性表面波装置。
【請求項５０】前記保護層は絶縁性を有する、請求項３８に記載の弾性表面波装置。
【請求項５１】前記保護層は酸化珪素、窒化珪素、炭化珪素、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化マグネシウムのうちのいずれかである、請求項５０に記載の弾性表面波装置。
【請求項５２】請求項１、２３、３８のいずれかに記載の弾性表面波装置と、
前記弾性表面波装置を収納する搭載部材と、
前記弾性表面波装置に設けられた、前記搭載部材に前記弾性表面波装置を電気的に接続する接続部と、
を備えた電子部品。
【請求項５３】前記接続部は前記弾性表面波装置の上に設けられたバンプを含む、請求項５２に記載の電子部品。
【請求項５４】前記接続部は前記搭載部材と前記弾性表面波素子と間に設けられたワイヤを含む、請求項５２に記載の電子部品。
【請求項５５】前記搭載部材は基板またはパッケージである、請求項５２に記載の電子部品。
【請求項５６】請求項１、２３、３８のいずれかに記載の弾性表面波装置と、
前記弾性表面波素子に接続された回路と、
前記回路を内蔵し、前記弾性表面波素子を搭載する搭載部材と、
を備えた複合モジュール。
【請求項５７】前記搭載部材は基板を含む、請求項５６に記載の複合モジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は通信機器などに用いられる弾性表面波装置およびこれを用いた電子部品に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
弾性表面波装置は、ウエハ状の圧電基板全面に蒸着などにより金属層を形成し、その上にレジストを塗布し、露光、現像した後ドライエッチングすることにより所望の電極パターンを形成し、個片に切断することにより製造されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この方法では、形成される電極の断面形状は方形で、その側面は圧電基板に対してほぼ垂直となり外形が急峻に変化する。このように電極の端面が急峻であると発生した弾性表面波が電極端面で反射され所望の周波数特性が得難くなる。
【０００４】
この問題に対応する特開平９−４６１６８号公報に記載されている従来の弾性表面波装置１４０を図１４に示す。すなわち、圧電基板１４１に垂直な方向の断面がなだらかな凸形状の電極１４２により電極の端面での弾性表面波の反射を抑制し、所望の周波数特性を得る。
【０００５】
一般に弾性表面波装置の伝搬周波数は櫛型電極の間隔、層厚などにより決まるが、櫛型電極はフォトリソグラフィーを用いることにより電極間隔、層厚の精度を高くすることができる。
【０００６】
電極間隔が一定の場合に層厚が厚かったり電極材料の密度が大きいと周波数が低くなる傾向がある。すなわち電極の重量が大きいと圧電基板の振動が抑制され振動する周波数が低くなる。
【０００７】
圧電基板に垂直な方向の断面がなだらかな凸形状の電極を有する装置では、電極端面での弾性表面波の反射は抑制されるが、電極の断面形状を規定し難く、電極形状、寸法、電極質量などがばらつき易い。したがって弾性表面波装置の伝搬周波数がばらつく。
【０００８】
また、実装や封止時に弾性表面波装置の電極表面に導電性の異物が付着すると弾性表面波装置の特性が劣化したりショートしたりする。
【０００９】
この問題を解決した、特開平９−１５３７５５号公報に記載された弾性表面波素子を図１５に示す。すなわち、圧電基板１０１上に電極１０２を形成し、電極１０２を含む圧電基板１０１表面を絶縁層１０３で覆う。絶縁層１０３は、弾性表面波装置の表面に導電性の異物が付着しても特性が劣化したりショートしたりするのを防止する。
【００１０】
ヒートサイクルなどによる熱膨張収縮で絶縁層１０３の伸び縮みが繰り返されると絶縁層１０３が変質したりストレスや周囲の部材との熱膨張係数の差から生じる力を受ける。従来の電極１０２を含む圧電基板１０１表面を単に絶縁層１０３で覆っただけでは、絶縁層１０３と電極１０２および圧電基板１０１の間の密着力が低下し絶縁層１０３が剥離し、特性が劣化したりショートしたりし易くなる。
【００１１】
また、絶縁層１０３の厚みを厚くして強度を上げると弾性表面波装置のロスが大きくなり、絶縁層１０３の厚みが薄いと弾性表面波装置のロスは低減できるが絶縁層１０３が剥離しやすくなる。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
弾性表面波装置は圧電基板とその上に設けられた電極とを備える。電極は圧電基板の上方に設けられた台形状の断面を有する第１の金属層と、圧電基板の上方で第１の金属層と同じ位置に設けられた第２の金属層とを有する。
【００１３】
その弾性表面波装置は電極の側面の形状を規制することにより伝搬周波数のばらつきが小さい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における弾性表面波装置の電極の断面図である。
【００１５】
図１において、圧電基板１にＴｉ層２とＡｌ層３が設けられる。
【００１６】
従来の弾性表面波装置の電極については伝搬周波数を目標値に合わせるために層厚と電極寸法は制御されているが、電極側面の形状については管理されていない。電極間隔が一定の場合層厚が厚かったり電極材料の密度が大きいと周波数が低くなる傾向がある。すなわち電極の重量が大きいと圧電基板の振動が抑制され振動する周波数が低くなる。従って、電極の間隔と層厚だけを高精度に制御しても電極の質量がばらつくと結果として伝搬周波数がばらつく。
【００１７】
電極の重量が層厚、電極材料の密度以外に電極の形状すなわち電極側面の形状、平坦性によりばらつく。したがって電極側面の形状、平坦性を抑制することにより電極重量を管理し、周波数のばらつきを抑制できる。
【００１８】
以下に本実施の形態の弾性表面波装置の製造工程について説明する。
【００１９】
ＬｉＴａＯ3などからなるウエハ状の圧電基板１上にＴｉなどからなる金属を例えばスパッタリングなどの方法により所定の層厚のＴｉ層２を形成する。
【００２０】
次にＴｉ層２の上にＡｌなどからなる金属をスパッタリングなどの方法により所定の層厚のＡｌ層３を形成し、必要に応じてこの操作を所定回数繰り返しＴｉ層２とＡｌ層３を交互に積層し、最上層にＴｉ層２を形成した電極を得る。
【００２１】
なお、Ｔｉ層２とＡｌ層３の積層順序、層厚は必要に応じて変えてもかまわない。
【００２２】
次に、金属層上にレジストを塗布し、所定のフォトマスクを合わせて例えばステッパーなどの装置を用いて露光、現像し、不要なレジストを除去して所定のパターンを形成する。
【００２３】
次に例えばドライエッチングなどの方法により金属層に櫛型電極、反射器電極、パッド電極などの所定の電極パターンを形成する。ドライエッチングに際してはドライエッチング条件を制御することにより電極の断面形状を電極の上面より下面の方が広い台形状で、電極側面が略直線的であり、電極側面の表面の凹凸をほぼ平坦にする。
【００２４】
ドライエッチングは例えばＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ‐Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ）などの方法により行われるが、塩素系のラジカルやＢＣｌ2 +などの質量の重いイオンを用い、圧電基板に対して高周波のバイアスを印加することにより効率よく基板をエッチングできる。
【００２５】
電極の断面形状を電極の上面より下面の方が広い台形状とするためには、ラジカルと質量の重いイオンの存在比率をほば１：１付近にし、大きな電力の高い高周波バイアス例えば１００Ｗを印加する。これにより一旦はじき飛ばされた金属成分を圧電基板に近い部分に集め上面より下面の方が広い台形状電極が得られる。
【００２６】
その後、残ったレジストを除去し、ダイシング装置などを用いて切断し、個片の弾性表面波装置２１を得る。
【００２７】
次にこうして得られた弾性表面波装置２１を用いて電子部品を組み立てる。
【００２８】
図８は弾性表面波装置２１を用いた電子部品の断面図である。電子部品は凹部を有するベース部材２０と、弾性表面波装置２１と、バンプ２２と、弾性表面波装置２１に設けたパッド電極２３と、ベース部材２０の凹部に設けた引き出し電極２４と、ベース部材２０の外部表面に設けた端子電極２５と、蓋体２６と、蓋体２６のベース部材２０側の面に設けた接着部材２７とで構成されている。
【００２９】
弾性表面波装置２１のパッド電極２３に金などの良導性金属からなるバンプ２２を形成する。次に予め引き出し電極２４および端子電極２５を設けたベース部材２０に、弾性表面波装置２１をバンプ２２が引き出し電極２４と接触するように機能面を下にしてフェイスダウン状態で配設する。そして、超音波などによりバンプ２２をベース部材２０に接合、実装する。その後、封止装置などを用いて弾性表面波装置２１を実装したベース部材２０と、予め半田などの接着部材２７を担持させた蓋体２６を、接着部材２７側がベース部材２０と対向するように配設し、加熱することにより接合、封止し、電子部品を得る。
【００３０】
なお、電子部品の作製にあたっては上述した方法、構成以外に、必要に応じて他の方法例えばワイヤボンディングなどで弾性表面波装置２１を実装してもかまわない。接着部材１８として金または金を含むろう材、メッキなどを用いてもかまわない。また、ベース部材の内部にバンプと外部端子を接続するための配線を設けてもかまわない。
【００３１】
電極の最下層にＴｉまたはＴａなどの金属を用いることにより圧電基板１上に配向性の良い金属層を形成することができ、ＴｉまたはＴａなどの金属とＡｌなどの金属を積層することにより弾性表面波装置２１の耐電力特性を高めることができる。
【００３２】
また、最上層にＴｉまたはＴａなどの金属を用いることによりドライエッチング時に発生する最上層の電極表面の損傷を抑制することができ、電極形状および寸法を均一化することにより電極質量のばらつきを低減し弾性表面波装置２１の伝搬周波数のばらつきを低減することができる。また、最上層に設けたＴｉまたはＴａは最上層の下に配設したＡｌまたはＡｌ合金に比べ化学的に安定であるため、装置の耐候性、特に耐湿性を安定にすることができる。
【００３３】
電極は断面形状を電極の上面より下面の方が広い台形状でかつ側面を略直線的で電極側面の表面を凹凸をほぼ平坦にする、すなわちドライエッチング時に発生するサイドエッチングを抑制し電極形状および寸法を均一化することにより電極重量のばらつきを低減し弾性表面波装置２１の伝搬周波数のばらつきを低減することができる。
【００３４】
このような電極の形状を得るには電極材料としてドライエッチングレートの異なる金属または合金を複数組み合わせる。またはドライエッチング時に一旦気化または荷電粒子によりはじき飛ばされた金属または合金が再凝集して固体になる性能の異なる金属または合金を複数組み合わせ、選択した金属または合金に合わせてドライエッチング条件を制御することによってもその形状が得られる。
【００３５】
本実施の形態１ではドライエッチングされ易い金属としてＡｌを用いたがこれ以外に例えばＡｌ−Ｃｕ合金やその他のドライエッチングされ易い金属などを用いることができる。また、ドライエッチングされ難い金属としてはＴｉを用いたがこれ以外に例えばＴａやその他のドライエッチングされ難い金属または合金などを用いることができる。
【００３６】
このように電極材料、電極形状、ドライエッチング条件を制御することにより、電極側面を略直線的にし電極側面の表面の凹凸をほぼ平坦にすることができる。
【００３７】
図２は図１の電極の側面の部分Ｘの拡大図である。弾性表面波装置はＴｉ層２とＡｌ層３とを有する。
【００３８】
電極の側面の凹凸について、Ａｌ層３の表面に対して垂直な方向のＴｉ層２の凹凸を層間段差（ｈ）により規定する。本実施の形態１では層間段差（ｈ）は１ｎｍであったが、弾性表面波装置２１の伝搬周波数のばらつきを抑制するためにはばらつきを考慮しても層間段差（ｈ）を５ｎｍ以下にすることが望ましい。同様に電極側面の表面の凹凸およびうねりは５ｎｍ以下にすることが望ましい。凹凸およびうねりが５ｎｍを越えると電極重量のばらつきに与える影響が無視できなくなり弾性表面波装置２１の伝搬周波数のばらつきに作用し、その影響が無視できなくなる。ここでうねりとは段差のような局部的な凹凸ではなく、表面上の広い範囲のなだらかな凹凸のことである。
【００３９】
なお、場所により層間段差（ｈ）の大きさが異なる場合は最大値のみを示すものとする。
【００４０】
また、ドライエッチングにより電極のない部分の圧電基板１もエッチングされる。圧電基板１のエッチング量が大きいと見掛け上電極が厚くなったのと同じように、弾性表面波装置２１の伝搬周波数が低周波数側にシフトさせるとともに伝搬周波数のばらつきの原因になる。したがって圧電基板１のエッチングは小さい方が望ましい。
【００４１】
図３は図１の電極の側面の部分Ｙの拡大図である。圧電基板１のエッチング量はドライエッチング済みの圧電基板１で電極のある部分の圧電基板１の表面を基準として電極のない部分の圧電基板１の表面までの距離を基板掘れ量（ｄ）により規定する。さらにエッチング量は電極側面の傾斜角度（θ）をエッチングされていない圧電基板１の表面と最下層の電極に接して設けた電極の側面のなす角度により規定する。本実施の形態１では基板掘れ量（ｄ）は５ｎｍであったがばらつきを考慮しても基板掘れ量（ｄ）を１０ｎｍ以下にすることが望ましい。なお、基板掘れ量（ｄ）が１０ｎｍを越えると実質的な電極の厚さすなわち基板の掘れた距離を加えた合計の厚みが見掛け上実際の電極よりも厚くなったものと同じ作用をし、その影響が無視できなくなり弾性表面波装置２１の伝搬周波数が低周波数側にシフトするとともに伝搬周波数のばらつきの原因になる。
【００４２】
電極の側面はドライエッチングにより多少損傷を受けるが、電極の断面形状を電極の上面より下面の方が広い台形状になるようにドライエッチング条件を制御する。これにより電極側面への損傷を緩和し電極側面の最上層の凹凸が相対的に最も小さくなり、電極形状および寸法を均一化することができ電極重量のばらつきを低減し弾性表面波装置２１の伝搬周波数のばらつきを低減することができる。
【００４３】
図１において、電極の最下面幅（Ｌ）と電極間隔（Ｓ）は、本実施の形態１ではＬ／（Ｌ＋Ｓ）が０．５９〜０．６１の範囲である。Ｌ／（Ｌ＋Ｓ）をこの規定値の範囲に限定することにより電極形状および寸法を均一化することができ電極重量のばらつきを低減し弾性表面波装置２１の伝搬周波数のばらつきを低減することができる。ばらつきを考慮してもＬ／（Ｌ＋Ｓ）は０．５８〜０．６５の範囲であることが望ましい。なお、Ｌ／（Ｌ＋Ｓ）が０．５８未満であったり０．６５を超えたりすると電極側面の表面の平坦性が悪くなり、凹凸が発生し電極重量のばらつきが大きくなり弾性表面波装置２１の伝搬周波数のばらつきが大きくなる。
【００４４】
また、図１において電極の上面幅（Ａ）と最下面幅（Ｌ）は、実施の形態１ではＡ／Ｌが０．８２〜０．８５の範囲であったが、Ａ／Ｌをこの規定値の範囲に限定することにより電極形状および寸法を均一化することができ電極重量のばらつきを低減し弾性表面波装置２１の伝搬周波数のばらつきを低減することができる。上面より下面の幅の方が広い台形状の断面を有する電極はＡ／Ｌは制御可能範囲が０．８〜０．９で、かつＡ／Ｌのセンター値に対してばらつきが±０．００４の範囲であることが望ましい。
【００４５】
なお、Ａ／Ｌが０．８未満であったり０．９を超えたりすると電極側面の表面の平坦性が悪くなり、凹凸ができ電極重量のばらつきが大きくなり弾性表面波装置２１の伝搬周波数のばらつきが大きくなる。
【００４６】
また、上面より下面の幅の方が狭い台形状の断面を有する電極では、Ａ／Ｌは１．１〜１．３の範囲にあり、かつＡ／Ｌのセンター値に対してばらつきが±０．００４の範囲に入ることが望ましい。
【００４７】
また、電極形状を左右対称にすることにより伝搬波の反射を均一化することができるとともに電極形状の精度を高めることができる。したがって弾性表面波装置２１の伝搬周波数のばらつきを低減することができる。
【００４８】
図３において電極側面の傾斜角（θ）は、本実施の形態１では７３〜７５度でる。傾斜角（θ）を規定値の範囲に限定することにより電極側面の形状を均一化することができ電極重量のばらつきを低減し弾性表面波装置２１の伝搬周波数のばらつきを低減することができる。角度（θ）は、ばらつきを考慮しても７０〜８０度であることが望ましい。なお、傾斜角（θ）が７０度よりも小さかったり８０度を超えたりすると電極側面の表面の平坦性が悪くなり、凹凸ができ電極重量のばらつきが大きくなり弾性表面波装置２１の伝搬周波数のばらつきが大きくなる。
【００４９】
本実施の形態１における電極ではドライエッチングレートの異なる金属を複数種類積層している。そのためエッチングされにくい層は方形状であり、エッチングされやすい層の形状は上面より下面の幅の方が広い台形状となる。方形状と台形状の段差を小さくし、電極側面の表面をほぼ平坦にすることにより電極形状および寸法を均一化することができ電極重量のばらつきを低減し弾性表面波装置２１の伝搬周波数のばらつきを低減することができる。
【００５０】
従来、電極間隔や電極厚だけを制御し電極形状を例えば方形状や台形状に管理したとしても伝搬周波数の平均値は制御できるが電極の重量がばらつき、伝搬周波数がばらついていた。本実施の形態では電極の重量が層厚、電極材料の密度以外に電極の形状すなわち電極側面の形状、平坦性を制御することにより電極重量を管理し、弾性表面波装置の伝播周波数のばらつきを抑制することができる。
【００５１】
また、電極形状のばらつきが電極重量のばらつきに与える影響は電極材料として用いる金属の質量が大きいもの程が大きい。したがって電極重量のばらつきを抑制するためにはなるべく質量の小さな金属を用いる方が有利である。
【００５２】
図４に示すように、電極形状は上面より下面の幅の方が狭い台形状としてもかまわない。この形状を得るためには、ドライエッチング用イオン流中のラジカルとＢＣｌ2 +などの質量の重いイオンの存在比率を１：１よりも質量の重いイオンの存在比率を高め、さらに圧電基板に対して印加する高周波のバイアスを小さくして例えば４０Ｗを印加する。これにより質量の重いイオンによる電極側面のサイドエッチングを促進できるため電極形状を上面より下面の幅の方が狭い台形状が得られる。また、このようにして形成した電極、圧電基板上に図５に示すように保護層を設けてもよい。
【００５３】
また、このようにして得られた弾性表面波装置２１とＰＩＮダイオードまたはＧａＡｓ系半導体などからなる切替スイッチとローパスフィルターと配線を内蔵した基板またはパッケージを組み合わせて複数モジュールなどの電子部品を構成することにより、送、受信信号を切替え特性周波数のみを取り出すことのできる複合機能を有する複合モジュール電子部品を得ることができる。
【００５４】
（実施の形態２）
図６は本発明の実施の形態２における弾性表面波装置の電極の断面図である。実施の形態１の図１で説明したものと同一のものについては同一番号を付与し、詳細な説明は省略する。
【００５５】
その弾性表面波装置は圧電基板１と、圧電基板１上に設けられた電極とを備える。電極３０は方形状の断面を有する第１の金属層６３と、第１の金属層６３上に設けられた、第１の金属層６３より幅の広い第２の金属層６２とを有する。
【００５６】
第１と第２の金属層６３、６２はエッチングレートが異なり、第１の金属層６３は第２の金属層６２よりエッチングレートが大きい。このエッチングレートはドライエッチングでのエッチングレートである。また、第１と第２の金属層６３、６２は気化後の再凝集性能が異なってもよい。第１の金属層６３はＡｌを含有し、第２の金属層６２はＴｉとＴａとのうちの一方を含有する。
【００５７】
第２の金属層６２の側面の凹凸は第１の金属６３の側面の凹凸より小さく、双方の側面はほぼ平坦である。具体的には、実施の形態１と同様の理由で側面の表面は５ナノメートル以下の凹凸を有することが望ましい。第１と第２の金属層６３、６２の側面の層間段差は５ナノメートル以下であることが望ましい。
【００５８】
電極の圧電基板から遠い上面の幅（Ａ）と遠い下面の幅（Ｌ）は、Ａ／Ｌが０．９８〜１．０１の範囲であることが望ましい。
【００５９】
また、実施の形態１と同様に圧電基板の電極のない部分に掘れ量が１０ナノメートル以下である部分を有してもよい。
【００６０】
また図７に示すように、弾性表面波装置は電極を被覆するＳｉＯ2等の絶縁性の保護層６４を備えてもよい。
【００６１】
一般にドライエッチングを行うと電極の下部にいく程周囲の帯電などの影響を受けて荷電粒子の進行方向が曲がり易くなり電極下部の側面がエッチングされやすくなるいわゆるサイドエッチングがおこりやすい。しかしドライエッチング条件を制御することによりサイドエッチングをほとんど起こらなくすることができ、電極側面の凹凸の発生を抑制し、電極側面の平坦性を高めることができる。
【００６２】
電極３０の断面形状を方形状とするためには、ドライエッチングのイオン流中の塩素系のラジカルとＢＣｌ2 +などの質量の重いイオンの存在比率をほば１：１付近にし、実施の形態１よりも小さい高周波バイアス例えば６０Ｗを印加する。これによりエッチングで金属成分をはじき飛ばされる割合と圧電基板に近い部分に再度金属成分が集まる割合のバランスをとることができ、電極の断面形状を方形状とすることができる。
【００６３】
電極３０の側面の平坦性は電極最上面の電極幅をＡ、電極最下面の電極幅をＬとした時、サイドエッチングの程度をＡ／Ｌで評価する。実施の形態２ではＡ／Ｌは１．０００〜１．００２であったが、制御可能範囲としては０．９８〜１．０１の範囲であることが望ましい。Ａ／Ｌが１．０１を超えるとサイドエッチングなどの影響が現れ電極３０の重量が小さくなると共に重量のばらつきが大きくなり、弾性表面波装置の伝搬周波数のばらつきが大きくなる。
【００６４】
また、Ａ／Ｌの値のばらつきがＡ／Ｌのセンター値に対して±０．００４の範囲にある時電極３０の重量のばらつきが小さくなり、弾性表面波装置の伝搬周波数のばらつきを小さくするのに有効である。
【００６５】
従ってドライエッチング時に発生するサイドエッチングを抑制すれば電極形状および寸法を均一化することができ電極重量のばらつきを低減し弾性表面波装置２１の伝搬周波数のばらつきを低減することができる。
【００６６】
電極３０を形成した後、スパッタリングまたはＣＶＤなどの方法により電極３０および圧電基板１の表面上にＳｉＯ2の薄膜を形成し保護層６４を形成する。
【００６７】
このような構成により、電極３０を方形状とし電極側面が略直線的で表面の凹凸を平坦にすることができる。したがって、電極３０の形状および寸法、その側面の形状を均一化でき、電極３０の重量のばらつきを低減でき、弾性表面波装置の伝搬周波数のばらつきを低減できる。電極３０と圧電基板１上を絶縁性の保護層３１で被覆することにより電極３０上に導電性の異物、例えば金属ダストなどが付着してもショートすることがなくなるため不良を低減することができる。
【００６８】
なお、本実施の形態２では保護層６４を電極３０および圧電基板１の表面に被覆したが、電極３０上にのみ被覆してもかまわない。また保護層はＳｉＯ2以外に絶縁性を有する他の物質を用いてもかまわない。
【００６９】
電極３０の側面の凹凸を平坦化し電極を互いに干渉しにくい配置にすることにより、側面を圧電基板に対してほぼ垂直にしても電極端面での反射を抑制することができ所望の周波数特性を得ることができる。
【００７０】
（実施の形態３）
図９は本発明の実施の形態３における弾性表面波装置の電極の断面図である。弾性表面波装置ではＬｉＴａＯ3などからなる圧電基板１１上にドライエッチングされ難いＴｉなどからなる第１の金属層１２とその上にドライエッチングされ易いＡｌなどからなる第２の金属層１３を交互に各々２層ずつ積層し、さらにその上に第１の金属層１２を形成し、フォトリソグラフィー法などを用いて所望の電極パターン１４が形成される。さらに、少なくとも電極パターン１４を含む圧電基板１１上は炭化珪素などの絶縁物からなる保護層１５で被覆される。
【００７１】
圧電基板１１に垂直な方向の電極１４の断面は第２の金属層１３の上面が下面よりも小さい台形状で、複数ある第１の金属層１２のうち電極パターン１４の最上層と最下層にある第１の金属層１２を除いた中間に設けた第１の金属層１６は電極１４の側面部で第２の金属層１３よりも外側に突出している。
【００７２】
電極１４の側面の突出部１７はアンカーとなって保護層１５と電極パターン１４の密着力を高め保護層１５を剥離し難くする。
【００７３】
以下に電極１４の製造工程について説明する。
【００７４】
ＬｉＴａＯ3などからなるウエハ状の圧電基板１１上にＴｉなどの金属からなる第１の金属層１２を例えばスパッタリングなどの方法により所定の厚さに形成する。
【００７５】
次に第１の金属層１２の上にＡｌなどからなる金属をスパッタリングなどの方法により所定厚さの第２の金属層１３を形成し、必要に応じてこの操作を所定回数繰り返し第１の金属層１２と第２の金属層１３が交互に積層され、最上層に第１の金属層１２が形成される。
【００７６】
なお、第１の金属層１２と第２の金属層１３の積層順序、厚さは必要に応じて変えてもかまわない。
【００７７】
次に、金属層上にレジストを塗布し、所定のフォトマスクを合わせて例えばステッパーなどの装置を用いて露光、現像し、不要なレジストを除去して所定のパターンの電極１４を形成する。
【００７８】
次に例えばドライエッチングなどの方法により金属層に櫛型電極、反射器電極、パッド電極などの所定の電極１４を形成する。ドライエッチングに際してはドライエッチング条件を制御することにより電極の断面形状を電極の上面より下面の方が広い台形状で、電極側面に第２の金属層１３の突出部１７を形成する。
【００７９】
ドライエッチングは例えばＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ‐Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ）などの方法により行われる。塩素系のラジカルや質量の重いイオンを用い、圧電基板に対して高周波のバイアスを印加することにより効率よく電極１４をエッチングできる。
【００８０】
電極の断面を電極の上面より下面の方が広い台形状とするためには、ラジカルと質量の重いイオンの存在比率をほば１：１付近にし、高い高周波バイアスを印加する。これにより一旦はじき飛ばされた金属成分が圧電基板に近い部分に最凝集し、上面より下面の方が広い台形状が得られる。
【００８１】
その後、残ったレジストを除去し、電極１４を含む圧電基板１１上に炭化珪素などの絶縁物からなる保護層１５を例えば高周波スパッタリングなどの方法で形成し、ダイシング装置などを用いて切断し、個片の弾性表面波装置４１を得る。
【００８２】
次にこうして得られた弾性表面波装置４１を用いて電子部品４２を組み立てる。
【００８３】
図１２は弾性表面波装置４１を用いた電子部品４２の断面図である。電子部品４２ではアルミナなどからなる搭載部材であるベース部材４３の凹部４４底面にタングステンなどの上に金などを重ねて引き出し電極４５が形成されている。引き出し電極４５は、ベース部材４３の外周面で引き出し電極４５と接続するタングステンなどの上に金などを重ねてなる端子電極４６を備える。引き出し電極４５上に金などからなるバンプ４７を介して、弾性表面波装置４１に設けた電極パターン１４に接続するパッド電極４８と接続され、弾性表面波装置４１がフェイスダウン実装される。そして金−錫などからなる接着部材４９を担持させたアルミナなどからなる蓋体５０によりベース部材４３を押圧加熱することにより接着部材４９を溶融し、弾性表面波装置４１が気密封止される。
【００８４】
なお、電子部品は上述した方法、構成以外に以下の方法でも形成できる。すなわち、必要に応じて他の方法例えばワイヤボンディングなどで弾性表面波装置４１をフェイスアップ実装してもかまわないし、接着部材４９として銀または銀を含むろう材、メッキ、半田、非鉛半田などを用いてもかまわない。また、ベース部材の内部にバンプと外部端子を接続するための配線を設けてもかまわない。
【００８５】
電極材料としてその最下層にＴｉまたはＴｉ合金またはＴａまたはＴａ合金などの金属を用いることにより、圧電基板１１上に配向性の良い金属層を形成でき、弾性表面波装置４１の耐電力特性を高めることができる。
【００８６】
また、最上層にＴｉまたはＴｉ合金またはＴａまたはＴａ合金などの金属を用いることによりドライエッチング時に発生する最上層の電極表面の損傷を抑制することができる。これにより、電極形状および寸法を均一化することにより電極重量のばらつきを低減し弾性表面波装置４１の伝搬周波数のばらつきを低減することができる。
【００８７】
また、最上層に設けた第１の金属層はその下に配設したＡｌまたはＡｌ合金に比べ化学的に安定であるため保護層１５との密着性が良く耐久性にも優れている。したがって弾性表面波装置４１の耐候性、特に耐電力特性および耐湿特性を向上させることができる。
【００８８】
このように台形状で突出部１７を有する電極１４を得るには電極材料としてドライエッチングレートの異なる金属または合金を複数組み合わせる。またはドライエッチング時に一旦気化または荷電粒子によりはじき飛ばされた金属または合金が再凝集して固体になる性能の異なる金属または合金を複数組み合わせ、選択した金属または合金に合わせてドライエッチング条件を制御することによっても電極１４が得られる。
【００８９】
本実施の形態３ではドライエッチングされ易い第２の金属層の材料としてＡｌを用いたがこれ以外に例えばＡｌ−Ｃｕ合金やその他のドライエッチングされ易い金属などを用いることができる。また、ドライエッチングされ難い金属としてはＴｉを用いたがこれ以外に例えばＴａやそれらの合金およびその他のドライエッチングされ難い金属または合金などを用いることができる。
【００９０】
また、保護層１５としては炭化珪素を用いたがこれ以外に酸化珪素、窒化珪素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウムなどを用いることができる。
【００９１】
図１０は図９の電極１４の部分Ｘの拡大図である。
【００９２】
図１０において、電極パターン１４側面の表面から突き出した突出部１７は電極パターン１４側面の第２の金属層１３の表面に対して垂直な方向の第１の金属層１２の突出の程度を層間段差（ｈ）により規定する。実施の形態３では層間段差（ｈ）は１３ｎｍであったが、弾性表面波装置４１の保護層１５の密着性を高めるためには層間段差（ｈ）を７ｎｍ以上にすることが望ましい。
【００９３】
一方電極パターン１４側面の表面のうねりは弾性表面波装置４１の伝搬周波数ばらつきを抑制するためには５ｎｍ以下にすることが望ましい。
【００９４】
ここでうねりとは段差のような局部的な凹凸ではなく、表面上の広い範囲のなだらかな凹凸のことである。
【００９５】
なお、場所により層間段差（ｈ）の大きさが異なる場合は最大値のみを示すものとする。
【００９６】
また、ドライエッチングにより電極のない部分の圧電基板１１もエッチングされるが、圧電基板１１のエッチング量が大きいと見掛け上電極が厚くなったのと同じように作用する。これは弾性表面波装置４１の伝搬周波数が低周波数側にシフトさせるとともに伝搬周波数のばらつきの原因になるため圧電基板１１のエッチングは小さい方が望ましい。
【００９７】
図１１は図９の電極の側面の部分Ｙの拡大図である。圧電基板１１のエッチング量は圧電基板１１で電極１４のある部分の表面を基準として電極１４のない部分の圧電基板１１表面までの距離を基板掘れ量（ｄ）により規定する。さらに電極１４側面の傾斜角度（θ）をエッチングされていない圧電基板１１の表面と最下層の電極に接して設けた第２の金属層１３のなす角度（θ）により規定する。実施の形態３では基板掘れ量（ｄ）は５ｎｍであったがばらつきを考慮しても基板掘れ量（ｄ）を１０ｎｍ以下にすることが望ましい。
【００９８】
なお、基板掘れ量（ｄ）が１０ｎｍを超えると実質的な電極に厚さすなわち基板の掘れた距離を加えた合計の厚みが見掛け上実際の電極１４よりも厚くなったのと同じ作用をし、その影響が無視できなくなり弾性表面波装置４１の伝搬周波数が低周波数側にシフトするとともに伝搬周波数のばらつきの原因になる。
【００９９】
また電極１４の側面はドライエッチングにより多少損傷を受ける。しかし電極１４の断面を上面より下面の方が広い台形状になるようにドライエッチング条件を制御することにより電極１４の側面への損傷を緩和できる。さらに側面の最上層の凹凸を最も小さくすることにより、電極形状および寸法を均一化でき電極の重量のばらつきを低減し弾性表面波装置４１の伝搬周波数のばらつきを低減することができる。
【０１００】
また、図１１において電極パターン１４側面の傾斜角（θ）は、本実施の形態３では７３〜７５度である。傾斜角（θ）をその規定値の範囲に限定することにより電極パターン１４側面の形状を均一化することができ電極重量のばらつきを低減し弾性表面波装置４１の伝搬周波数のばらつきを低減することができる。傾斜角（θ）は、ばらつきを考慮しても７０〜８０度であることが望ましい。傾斜角（θ）が７０度よりも小さかったり８０度を超えたりすると電極１４の側面の平坦性が悪くなり、凹凸ができ電極重量のばらつきが大きくなり弾性表面波装置
４１の伝搬周波数のばらつきが大きくなる。
【０１０１】
また、図９において電極１４の最下面の幅（Ｌ）と間隔（Ｓ）は、実施の形態
３ではＬ／（Ｌ＋Ｓ）が０．５９〜０．６１であったが、Ｌ／（Ｌ＋Ｓ）を規定値の範囲に限定することにより電極形状および寸法を均一化することができ、さらに電極の重量のばらつきを低減し弾性表面波装置４１の伝搬周波数のばらつきを低減することができる。Ｌ／（Ｌ＋Ｓ）はばらつきを考慮しても０．５８〜０．６５であることが望ましい。
【０１０２】
なお、Ｌ／（Ｌ＋Ｓ）が０．５８未満であったり０．６５を超えたりすると電極パターン１４側面の表面の平坦性が悪くなり、凹凸が発生し電極重量のばらつきが大きくなり弾性表面波装置４１の伝搬周波数のばらつきが大きくなる。
【０１０３】
また、図９において電極１４の上面の幅（Ａ）と最下面の幅（Ｌ）は、実施の形態３ではＡ／Ｌが０．８２〜０．８５であった。Ａ／Ｌを規定値の範囲に限定することにより電極形状および寸法を均一化することができ電極重量のばらつきを低減し弾性表面波装置４１の伝搬周波数のばらつきを低減することができる。
【０１０４】
電極が上面より下面の幅の方が広い台形状の場合、Ａ／Ｌの制御可能範囲は０．８〜０．９で、かつＡ／Ｌのセンター値に対してばらつきが±０．００４の範囲に入ることが望ましい。
【０１０５】
なお、Ａ／Ｌが０．８未満であったり０．９を超えたりすると電極パターン１４側面の表面の平坦性が悪くなり、凹凸ができ電極重量のばらつきが大きくなり弾性表面波装置４１の伝搬周波数のばらつきが大きくなる。
【０１０６】
また、電極が上面より下面の幅の方が狭い台形状の場合、Ａ／Ｌは１．１〜１．３の範囲にあり、かつＡ／Ｌのセンター値に対してばらつきが±０．００４の範囲に入ることが望ましい。
【０１０７】
また、電極形状を左右対称にすることにより伝搬波の反射を均一化することができるとともに電極形状の精度を高めることができるため弾性表面波装置４１の伝搬周波数のばらつきを低減することができる。
【０１０８】
さらに、突出部１７の層間段差（ｈ）についても左右対称とすることにより保護層１５と第１の金属層１２および第２の金属層１３との密着性を電極パターン１４の左右でバランスを取ることができるため、これらの密着性を向上できる。
【０１０９】
また、本実施の形態３における電極１４では、ドライエッチングレートの異なる金属を複数種類積層している。エッチングされにくい第１の金属層１３は方形状であり、エッチングされやすい第２の金属層は上面より下面の幅の方が広い台形状となり易い。しかし、これらの側面の表面のうねりを低減することにより電極形状および寸法を均一化することができ電極重量のばらつきを低減し弾性表面波装置４１の伝搬周波数のばらつきを低減することができる。
【０１１０】
なお、電極１４は上面より下面の幅の方が狭い台形状とすることにより保護層１５と電極パターン１４の密着性をさらに高めることができる。この形状を得るためには、ドライエッチングのイオン流中のラジカルよりも質量の重いイオンの存在比率を高め、圧電基板に対して印加する高周波のバイアスを小さくする。これにより、質量の重いイオンによる電極側面のサイドエッチングを促進させることができるため電極形状を上面より下面の幅の方が狭いこの台形状とすることができる。
【０１１１】
また、このようにして得られた弾性表面波装置４１とＰＩＮダイオードまたはＧａＡｓ系半導体などからなる切替スイッチとローパスフィルタと配線を内蔵した基板またはパッケージを組み合わせて複合モジュールなどの電子部品を構成できる。この電子部品により、送、受信信号を切替え特定周波数のみを取り出すことのできる送、受信両方に用いることのできる複合機能を有する複合モジュールを得ることができる。
【０１１２】
（実施の形態４）
図１３は本発明の実施の形態４における弾性表面波装置の電極の断面図である。実施の形態３の図９で説明したものと同一のものについては同一番号を付与し、詳細な説明は省略する。
【０１１３】
本実施の形態４と実施の形態３とは相違する点は、電極５１の断面形状および電極５１の表面に設けた保護層５２の材質およびその形成領域である。その他については実施の形態３と同様の操作を行い弾性表面波装置および電子部品および複合モジュールを製造した。
【０１１４】
すなわち、実施の形態３においては、電極１４の断面形状は電極の上面より下面の方が広い台形状であり、電極１４の中間に設けた第１の金属層１６が台形状の電極１４の側面から突出している。保護層１５の材質としては炭化珪素を用い、保護層１５は電極１４を含む圧電基板１１上に設けられる。
【０１１５】
本実施の形態４においては電極５１の断面はドライエッチングされ易い金属または合金からなる第４の金属層５３が方形状であり、電極５１のドライエッチングされ難い金属または合金からなる中間に設けた第３の金属層５４が電極５１の側面から突出させた突出部を形成する。保護層５２の材質としては酸化珪素を用いて電極の上面および側面部分のみを被覆する。
【０１１６】
本実施の形態４の場合層間段差（ｈ）は１０ｎｍであったが、弾性表面波装置４１の保護層５２の密着性を高めるためには層間段差（ｈ）を７ｎｍ以上にすることが望ましい。突出部５５がアンカーとなって保護層５２と電極５１の密着性を高められるとともに、保護層５２と電極パターン５１の接触する面積を大きくすることができるため密着性をさらに大きくすることができる。
【０１１７】
電極５１の側面の表面のうねりは弾性表面波装置４１の伝搬周波数ばらつきを抑制するためには５ｎｍ以下にすることが望ましい。
【０１１８】
一般にドライエッチングを行うと電極５１の下部、すなわち圧電基板１１に近づく程周囲の帯電などの影響を受けて荷電粒子の進行方向が曲がり易くなり電極５１下部の側面がエッチングされやすくなるいわゆるサイドエッチングが起こりやすい。しかし、ドライエッチング条件を制御することによりサイドエッチングをほとんど起こらなくすることができ、電極５１側面のうねりの発生を抑制し、側面の平坦性を高めることができる。
【０１１９】
第４の金属層５３の断面形状を方形状とするためには、荷電粒子のラジカルとイオンの存在比率をほば１：１付近にし、実施の形態１よりも小さい高周波バイアスを印加する。これによりエッチングと一旦はじき飛ばされた金属成分を圧電基板に近い部分への最凝集のバランスをとることができ、電極５１の断面形状を方形状とすることができる。
【０１２０】
方形状の電極５１の側面の平坦性について、最上面の幅（Ａ）と最下面の幅（Ｌ）は実施の形態４ではサイドエッチングの程度をＡ／Ｌで評価するとＡ/Ｌは１．０００〜１．００２であった。Ａ／Ｌは制御可能範囲としては０．９８〜１．０１の範囲に入ることが望ましい。
【０１２１】
方形状の電極５１でＡ／Ｌが１．０１を越えるとサイドエッチングなどの影響が現れ電極５１の重量が小さくなると共にばらつきが大きくなり、弾性表面波装置の伝搬周波数ばらつきが大きくなる。
【０１２２】
また、Ａ／Ｌは０．９８〜１．０１の範囲であり、かつそのばらつきがＡ／Ｌのセンター値に対して±０．００４の範囲にある時重量のばらつきが小さくなり、弾性表面波装置の伝搬周波数ばらつきを小さくするのに有効である。したがってドライエッチング時に発生するサイドエッチングを抑制すれば電極形状および寸法を均一化することができ電極重量のばらつきを低減し弾性表面波装置４１の伝搬周波数のばらつきを低減することができる。
【０１２３】
電極５１を形成した後、電極５１以外の領域をレジストなどによりマスキングしスパッタリングまたはＣＶＤなどの方法により電極５１の上面および側面に酸化珪素の薄膜を形成することにより保護層５２はが形成される。
【０１２４】
このような構成により、電極５１を方形状として側面のうねりを小さくすることにより形状を制御し易くなる。したがって電極５１の寸法および重量のばらつきを低減する。電極５１の中間に設けた第３の金属層５４が電極５１の側面から突出し、電極５１の上面および側面を保護層５２で被覆する。これにより電極５１上に導電性の異物例えば金属ダストなどが付着したとしてもショートすることがなくなるため弾性表面波装置の特性不良を低減することができる。
【０１２５】
このようにして得られた弾性表面波装置を用いて電子部品および複合モジュールを製造することができる。
【０１２６】
なお、本実施の形態４では保護層５２を電極５１の上面および側面にのみ被覆したが、電極５１を含む圧電基板１１の表面に被覆してもかまわない。
【０１２７】
また、保護層５２は酸化珪素以外に窒化珪素、炭化珪素、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化マグネシウムなどおよびその他の絶縁性を有する他の物質を用いてもかまわない。
【０１２８】
また、電極５１の側面のうねりを低減し電極を互いに干渉しにくい配置にすることにより、電極５１の側面を圧電基板に対してほぼ垂直にしても電極５１の端面での弾性表面波の反射を抑制することができ所望の周波数特性を得ることができる。
【０１２９】
実施の形態３、４による弾性表面波素子でも実施の形態１と同様に高周波モジュール等の電子部品が得られる。
【０１３０】
【発明の効果】
本発明によれば、伝搬周波数のばらつきを低減した弾性表面波装置およびこれを用いた電子部品を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の実施の形態１における弾性表面波装置の電極の断面図
【図２】
実施の形態１における電極の拡大図
【図３】
実施の形態１における電極の拡大図
【図４】
実施の形態１における他の電極の断面図
【図５】
実施の形態１における他の電極の断面図
【図６】
本発明の実施の形態２における弾性表面波装置の電極の断面図
【図７】
実施の形態２における他の弾性表面波装置の電極の断面図
【図８】
実施の形態１における電子部品の断面図
【図９】
本発明の実施の形態３における弾性表面波装置の電極の断面図
【図１０】
実施の形態３における電極の拡大図
【図１１】
実施の形態３における電極の拡大図
【図１２】
実施の形態３における電子部品の断面図
【図１３】
本発明の実施の形態４における弾性表面波装置の電極の断面図
【図１４】
従来の弾性表面波装置の電極の断面図
【図１５】
従来の弾性表面波装置の電極の断面図
【符号の説明】
１ 圧電基板
２ Ｔｉ層
３ Ａｌ層
１１ 圧電基板
１２ 第１の金属層
１３ 第２の金属層
１４ 電極パターン
１５ 保護膜
１６ 第１の金属層
１７ 突出部
１８ 基板掘れ量
２０ ベース部材
２１ 弾性表面波装置
２２ バンプ
２３ パッド電極
２４ 引き出し電極
２５ 端子電極
２６ 蓋体
２７ 接着部材
３０ 電極
３１ 保護層
４１ 弾性表面波装置
４２ 電子部品
４３ ベース部材
４４ 凹部
４５ 引き出し電極
４６ 端子電極
４７ バンプ
４８ パッド電極
４９ 接着部材
５０ 蓋体
５１ 電極パターン
５２ 保護層
５３ 第４の金属層
５４ 第３の金属層
５５ 突出部
５６ 第３の金属層
６２ 第２の金属層
６３ 第１の金属層
【特許請求の範囲】
【請求項１】圧電基板と、
前記圧電基板の上方に設けられた、台形状の断面を有する第１の金属層と、
前記圧電基板の上方で前記第１の金属層と同じ位置に設けられた第２の金属層と、
を有する電極と、
を備えた弾性表面波装置。
【請求項２】前記第１と第２の金属層はエッチングレートが異なる、請求項１に記載の弾性表面波装置。
【請求項３】前記第１の金属層は前記第２の金属層よりエッチングレートが大きい、請求項２に記載の弾性表面波装置。
【請求項４】前記エッチングレートはドライエッチングでのエッチングレートである、請求項２に記載の弾性表面波装置。
【請求項５】前記第１と第２の金属層は気化後の再凝集性能が異なる、請求項１に記載の弾性表面波装置。
【請求項６】前記第１の金属層はＡｌを含有し、
前記第２の金属層はＴｉとＴａとのうちの一方を含有する、請求項１に記載の弾性表面波装置。
【請求項７】前記第２の金属層は前記圧電基板と前記第１の金属層との間に位置する、請求項１に記載の弾性表面波装置。
【請求項８】前記第２の金属層は前記第１の金属層の上に位置する、請求項１に記載の弾性表面波装置。
【請求項９】前記第２の金属層は前記電極の最上層である、請求項８に記載の弾性表面波装置。
【請求項１０】前記第２の金属層の側面の凹凸は前記第１の金属の側面の凹凸より小さい、請求項１に記載の弾性表面波装置。
【請求項１１】前記電極の側面はほぼ平坦である、請求項１に記載の弾性表面波装置。
【請求項１２】前記電極側面の表面は５ナノメートル以下の凹凸を有する、請求項１に記載の弾性表面波装置。
【請求項１３】前記圧電基板は前記電極のない部分に掘れ量が１０ナノメートル以下である部分を有する。請求項１に記載の弾性表面波装置。
【請求項１４】前記第１と第２の金属層の側面の層間段差は５ナノメートル以下である、請求項１に記載の弾性表面波装置。
【請求項１５】前記圧電基板の上に設けられた他の電極をさらに有し、
前記電極の下面幅（Ｌ）と前記電極と前記他の電極との間隔（Ｓ）は、Ｌ／（Ｌ＋Ｓ）が０．５８〜０．６５の範囲である、請求項１に記載の弾性表面波装置。
【請求項１６】前記電極の前記圧電基板から遠い上面の幅（Ａ）と近い下面の幅（Ｌ）は、
Ａ／Ｌが０．８〜０．９の範囲である、請求項１に記載の弾性表面波装置。
【請求項１７】前記電極の前記圧電基板から遠い上面の幅（Ａ）と近い下面の幅（Ｌ）は、Ａ／Ｌが１．１〜１．３の範囲である、請求項１に記載の弾性表面波装置。
【請求項１８】前記電極の前記断面は左右対称である、請求項１に記載の弾性表面波装置。
【請求項１９】前記電極の側面の傾斜角度は７０〜８０度である、請求項１に記載の弾性表面波装置。
【請求項２０】少なくとも前記電極を被覆する保護層をさらに備えた、請求項１に記載の弾性表面波装置。
【請求項２１】前記保護層は絶縁性を有する、請求項２０に記載の弾性表面波装置。
【請求項２２】電極形状は方形状であり、前記電極の上面幅をＡ、電極の最下面幅をＬとした時、Ａ／Ｌが０．９８〜１．０１である請求項１に記載の弾性表面波装置。
【請求項２３】圧電基板と、
前記圧電基板の上方に設けられた、方形状の断面を有する第１の金属層と、
前記第１の金属層の上方に設けられた、前記第１の金属層より幅の広い第２の金属層と、
を有する電極と、
を備えた弾性表面波装置。
【請求項２４】前記第１と第２の金属層はエッチングレートが異なる、請求項２３に記載の弾性表面波装置。
【請求項２５】前記第１の金属層は前記第２の金属層よりエッチングレートが大きい、請求項２４に記載の弾性表面波装置。
【請求項２６】前記エッチングレートはドライエッチングでのエッチングレートである、請求項２４に記載の弾性表面波装置。
【請求項２７】前記第１と第２の金属層は気化後の再凝集性能が異なる、請求項２３に記載の弾性表面波装置。
【請求項２８】前記第１の金属層はＡｌを含有し、
前記第２の金属層はＴｉとＴａとのうちの一方を含有する、請求項２３に記載の弾性表面波装置。
【請求項２９】前記第２の金属層の側面の凹凸は前記第１の金属の側面の凹凸より小さい、請求項２３に記載の弾性表面波装置。
【請求項３０】前記電極の側面はほぼ平坦である、請求項２３に記載の弾性表面波装置。
【請求項３１】前記電極側面の表面は５ナノメートル以下の凹凸を有する、請求項２３に記載の弾性表面波装置。
【請求項３２】前記圧電基板は前記電極のない部分に掘れ量が１０ナノメートル以下である部分を有する。請求項２３に記載の弾性表面波装置。
【請求項３３】前記第１と第２の金属層の側面の層間段差は５ナノメートル以下である、請求項２３に記載の弾性表面波装置。
【請求項３４】前記圧電基板の上に設けられた他の電極をさらに有し、
前記電極の下面幅（Ｌ）と前記電極と前記他の電極との間隔（Ｓ）は、Ｌ／（Ｌ＋Ｓ）が０．５８〜０．６５の範囲である、請求項２３に記載の弾性表面波装置。
【請求項３５】少なくとも前記電極を被覆する保護層をさらに備えた、請求項２３に記載の弾性表面波装置。
【請求項３６】前記保護層は絶縁性を有する、請求項３５に記載の弾性表面波装置。
【請求項３７】前記電極の前記圧電基板から遠い上面の幅（Ａ）と遠い下面の幅（Ｌ）は、Ａ／Ｌが０．９８〜１．０１の範囲である、請求項２３に記載の弾性表面波装置。
【請求項３８】圧電基板と、
前記圧電基板の上に設けられた、側面に突出部を有する電極と、
少なくとも前記電極の上面と前記側面とを覆う保護層と、
を備えた弾性表面波装置。
【請求項３９】前記電極は、
第１の金属層と、
前記第１の金属層の上の第２の金属層と、
を備えた、請求項３８に記載の弾性表面波装置。
【請求項４０】前記第１と第２の金属層はエッチングレートが異なる、請求項３９に記載の弾性表面波装置。
【請求項４１】前記第１の金属層は前記第２の金属層よりエッチングレートが大きい、請求項４０に記載の弾性表面波装置。
【請求項４２】前記第２の金属層の側面は、前記第１の金属層の側面より突出し前記突出部を形成する、請求項３９に記載の弾性表面波装置。
【請求項４３】前記第１の金属層はＡｌを含有する、請求項３９に記載の弾性表面波装置。
【請求項４４】前記第２の金属層はＴｉとＴａのいずれかを含有する、請求項３９に記載の弾性表面波装置。
【請求項４５】前記第１の金属層は台形状の断面を有する、請求項３９に記載の弾性表面波装置。
【請求項４６】前記第２の金属層は方形状の断面を有する、請求項３９に記載の弾性表面波装置。
【請求項４７】前記第２の金属層は前記電極の最上層である、請求項３９に記載の弾性表面波装置。
【請求項４８】前記第１の金属層と前記圧電基板との間に設けられた第３の金属層をさらに備えた、請求項３９に記載の弾性表面波装置。
【請求項４９】前記第３の金属層は前記電極の最下層であり、ＴｉとＴａとの一方を含有する、請求項４８に記載の弾性表面波装置。
【請求項５０】前記保護層は絶縁性を有する、請求項３８に記載の弾性表面波装置。
【請求項５１】前記保護層は酸化珪素、窒化珪素、炭化珪素、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化マグネシウムのうちのいずれかである、請求項５０に記載の弾性表面波装置。
【請求項５２】請求項１、２３、３８のいずれかに記載の弾性表面波装置と、
前記弾性表面波装置を収納する搭載部材と、
前記弾性表面波装置に設けられた、前記搭載部材に前記弾性表面波装置を電気的に接続する接続部と、
を備えた電子部品。
【請求項５３】前記接続部は前記弾性表面波装置の上に設けられたバンプを含む、請求項５２に記載の電子部品。
【請求項５４】前記接続部は前記搭載部材と前記弾性表面波素子と間に設けられたワイヤを含む、請求項５２に記載の電子部品。
【請求項５５】前記搭載部材は基板またはパッケージである、請求項５２に記載の電子部品。
【請求項５６】請求項１、２３、３８のいずれかに記載の弾性表面波装置と、
前記弾性表面波素子に接続された回路と、
前記回路を内蔵し、前記弾性表面波素子を搭載する搭載部材と、
を備えた複合モジュール。
【請求項５７】前記搭載部材は基板を含む、請求項５６に記載の複合モジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は通信機器などに用いられる弾性表面波装置およびこれを用いた電子部品に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
弾性表面波装置は、ウエハ状の圧電基板全面に蒸着などにより金属層を形成し、その上にレジストを塗布し、露光、現像した後ドライエッチングすることにより所望の電極パターンを形成し、個片に切断することにより製造されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この方法では、形成される電極の断面形状は方形で、その側面は圧電基板に対してほぼ垂直となり外形が急峻に変化する。このように電極の端面が急峻であると発生した弾性表面波が電極端面で反射され所望の周波数特性が得難くなる。
【０００４】
この問題に対応する特開平９−４６１６８号公報に記載されている従来の弾性表面波装置１４０を図１４に示す。すなわち、圧電基板１４１に垂直な方向の断面がなだらかな凸形状の電極１４２により電極の端面での弾性表面波の反射を抑制し、所望の周波数特性を得る。
【０００５】
一般に弾性表面波装置の伝搬周波数は櫛型電極の間隔、層厚などにより決まるが、櫛型電極はフォトリソグラフィーを用いることにより電極間隔、層厚の精度を高くすることができる。
【０００６】
電極間隔が一定の場合に層厚が厚かったり電極材料の密度が大きいと周波数が低くなる傾向がある。すなわち電極の重量が大きいと圧電基板の振動が抑制され振動する周波数が低くなる。
【０００７】
圧電基板に垂直な方向の断面がなだらかな凸形状の電極を有する装置では、電極端面での弾性表面波の反射は抑制されるが、電極の断面形状を規定し難く、電極形状、寸法、電極質量などがばらつき易い。したがって弾性表面波装置の伝搬周波数がばらつく。
【０００８】
また、実装や封止時に弾性表面波装置の電極表面に導電性の異物が付着すると弾性表面波装置の特性が劣化したりショートしたりする。
【０００９】
この問題を解決した、特開平９−１５３７５５号公報に記載された弾性表面波素子を図１５に示す。すなわち、圧電基板１０１上に電極１０２を形成し、電極１０２を含む圧電基板１０１表面を絶縁層１０３で覆う。絶縁層１０３は、弾性表面波装置の表面に導電性の異物が付着しても特性が劣化したりショートしたりするのを防止する。
【００１０】
ヒートサイクルなどによる熱膨張収縮で絶縁層１０３の伸び縮みが繰り返されると絶縁層１０３が変質したりストレスや周囲の部材との熱膨張係数の差から生じる力を受ける。従来の電極１０２を含む圧電基板１０１表面を単に絶縁層１０３で覆っただけでは、絶縁層１０３と電極１０２および圧電基板１０１の間の密着力が低下し絶縁層１０３が剥離し、特性が劣化したりショートしたりし易くなる。
【００１１】
また、絶縁層１０３の厚みを厚くして強度を上げると弾性表面波装置のロスが大きくなり、絶縁層１０３の厚みが薄いと弾性表面波装置のロスは低減できるが絶縁層１０３が剥離しやすくなる。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
弾性表面波装置は圧電基板とその上に設けられた電極とを備える。電極は圧電基板の上方に設けられた台形状の断面を有する第１の金属層と、圧電基板の上方で第１の金属層と同じ位置に設けられた第２の金属層とを有する。
【００１３】
その弾性表面波装置は電極の側面の形状を規制することにより伝搬周波数のばらつきが小さい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における弾性表面波装置の電極の断面図である。
【００１５】
図１において、圧電基板１にＴｉ層２とＡｌ層３が設けられる。
【００１６】
従来の弾性表面波装置の電極については伝搬周波数を目標値に合わせるために層厚と電極寸法は制御されているが、電極側面の形状については管理されていない。電極間隔が一定の場合層厚が厚かったり電極材料の密度が大きいと周波数が低くなる傾向がある。すなわち電極の重量が大きいと圧電基板の振動が抑制され振動する周波数が低くなる。従って、電極の間隔と層厚だけを高精度に制御しても電極の質量がばらつくと結果として伝搬周波数がばらつく。
【００１７】
電極の重量が層厚、電極材料の密度以外に電極の形状すなわち電極側面の形状、平坦性によりばらつく。したがって電極側面の形状、平坦性を抑制することにより電極重量を管理し、周波数のばらつきを抑制できる。
【００１８】
以下に本実施の形態の弾性表面波装置の製造工程について説明する。
【００１９】
ＬｉＴａＯ3などからなるウエハ状の圧電基板１上にＴｉなどからなる金属を例えばスパッタリングなどの方法により所定の層厚のＴｉ層２を形成する。
【００２０】
次にＴｉ層２の上にＡｌなどからなる金属をスパッタリングなどの方法により所定の層厚のＡｌ層３を形成し、必要に応じてこの操作を所定回数繰り返しＴｉ層２とＡｌ層３を交互に積層し、最上層にＴｉ層２を形成した電極を得る。
【００２１】
なお、Ｔｉ層２とＡｌ層３の積層順序、層厚は必要に応じて変えてもかまわない。
【００２２】
次に、金属層上にレジストを塗布し、所定のフォトマスクを合わせて例えばステッパーなどの装置を用いて露光、現像し、不要なレジストを除去して所定のパターンを形成する。
【００２３】
次に例えばドライエッチングなどの方法により金属層に櫛型電極、反射器電極、パッド電極などの所定の電極パターンを形成する。ドライエッチングに際してはドライエッチング条件を制御することにより電極の断面形状を電極の上面より下面の方が広い台形状で、電極側面が略直線的であり、電極側面の表面の凹凸をほぼ平坦にする。
【００２４】
ドライエッチングは例えばＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ‐Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ）などの方法により行われるが、塩素系のラジカルやＢＣｌ2 +などの質量の重いイオンを用い、圧電基板に対して高周波のバイアスを印加することにより効率よく基板をエッチングできる。
【００２５】
電極の断面形状を電極の上面より下面の方が広い台形状とするためには、ラジカルと質量の重いイオンの存在比率をほば１：１付近にし、大きな電力の高い高周波バイアス例えば１００Ｗを印加する。これにより一旦はじき飛ばされた金属成分を圧電基板に近い部分に集め上面より下面の方が広い台形状電極が得られる。
【００２６】
その後、残ったレジストを除去し、ダイシング装置などを用いて切断し、個片の弾性表面波装置２１を得る。
【００２７】
次にこうして得られた弾性表面波装置２１を用いて電子部品を組み立てる。
【００２８】
図８は弾性表面波装置２１を用いた電子部品の断面図である。電子部品は凹部を有するベース部材２０と、弾性表面波装置２１と、バンプ２２と、弾性表面波装置２１に設けたパッド電極２３と、ベース部材２０の凹部に設けた引き出し電極２４と、ベース部材２０の外部表面に設けた端子電極２５と、蓋体２６と、蓋体２６のベース部材２０側の面に設けた接着部材２７とで構成されている。
【００２９】
弾性表面波装置２１のパッド電極２３に金などの良導性金属からなるバンプ２２を形成する。次に予め引き出し電極２４および端子電極２５を設けたベース部材２０に、弾性表面波装置２１をバンプ２２が引き出し電極２４と接触するように機能面を下にしてフェイスダウン状態で配設する。そして、超音波などによりバンプ２２をベース部材２０に接合、実装する。その後、封止装置などを用いて弾性表面波装置２１を実装したベース部材２０と、予め半田などの接着部材２７を担持させた蓋体２６を、接着部材２７側がベース部材２０と対向するように配設し、加熱することにより接合、封止し、電子部品を得る。
【００３０】
なお、電子部品の作製にあたっては上述した方法、構成以外に、必要に応じて他の方法例えばワイヤボンディングなどで弾性表面波装置２１を実装してもかまわない。接着部材１８として金または金を含むろう材、メッキなどを用いてもかまわない。また、ベース部材の内部にバンプと外部端子を接続するための配線を設けてもかまわない。
【００３１】
電極の最下層にＴｉまたはＴａなどの金属を用いることにより圧電基板１上に配向性の良い金属層を形成することができ、ＴｉまたはＴａなどの金属とＡｌなどの金属を積層することにより弾性表面波装置２１の耐電力特性を高めることができる。
【００３２】
また、最上層にＴｉまたはＴａなどの金属を用いることによりドライエッチング時に発生する最上層の電極表面の損傷を抑制することができ、電極形状および寸法を均一化することにより電極質量のばらつきを低減し弾性表面波装置２１の伝搬周波数のばらつきを低減することができる。また、最上層に設けたＴｉまたはＴａは最上層の下に配設したＡｌまたはＡｌ合金に比べ化学的に安定であるため、装置の耐候性、特に耐湿性を安定にすることができる。
【００３３】
電極は断面形状を電極の上面より下面の方が広い台形状でかつ側面を略直線的で電極側面の表面を凹凸をほぼ平坦にする、すなわちドライエッチング時に発生するサイドエッチングを抑制し電極形状および寸法を均一化することにより電極重量のばらつきを低減し弾性表面波装置２１の伝搬周波数のばらつきを低減することができる。
【００３４】
このような電極の形状を得るには電極材料としてドライエッチングレートの異なる金属または合金を複数組み合わせる。またはドライエッチング時に一旦気化または荷電粒子によりはじき飛ばされた金属または合金が再凝集して固体になる性能の異なる金属または合金を複数組み合わせ、選択した金属または合金に合わせてドライエッチング条件を制御することによってもその形状が得られる。
【００３５】
本実施の形態１ではドライエッチングされ易い金属としてＡｌを用いたがこれ以外に例えばＡｌ−Ｃｕ合金やその他のドライエッチングされ易い金属などを用いることができる。また、ドライエッチングされ難い金属としてはＴｉを用いたがこれ以外に例えばＴａやその他のドライエッチングされ難い金属または合金などを用いることができる。
【００３６】
このように電極材料、電極形状、ドライエッチング条件を制御することにより、電極側面を略直線的にし電極側面の表面の凹凸をほぼ平坦にすることができる。
【００３７】
図２は図１の電極の側面の部分Ｘの拡大図である。弾性表面波装置はＴｉ層２とＡｌ層３とを有する。
【００３８】
電極の側面の凹凸について、Ａｌ層３の表面に対して垂直な方向のＴｉ層２の凹凸を層間段差（ｈ）により規定する。本実施の形態１では層間段差（ｈ）は１ｎｍであったが、弾性表面波装置２１の伝搬周波数のばらつきを抑制するためにはばらつきを考慮しても層間段差（ｈ）を５ｎｍ以下にすることが望ましい。同様に電極側面の表面の凹凸およびうねりは５ｎｍ以下にすることが望ましい。凹凸およびうねりが５ｎｍを越えると電極重量のばらつきに与える影響が無視できなくなり弾性表面波装置２１の伝搬周波数のばらつきに作用し、その影響が無視できなくなる。ここでうねりとは段差のような局部的な凹凸ではなく、表面上の広い範囲のなだらかな凹凸のことである。
【００３９】
なお、場所により層間段差（ｈ）の大きさが異なる場合は最大値のみを示すものとする。
【００４０】
また、ドライエッチングにより電極のない部分の圧電基板１もエッチングされる。圧電基板１のエッチング量が大きいと見掛け上電極が厚くなったのと同じように、弾性表面波装置２１の伝搬周波数が低周波数側にシフトさせるとともに伝搬周波数のばらつきの原因になる。したがって圧電基板１のエッチングは小さい方が望ましい。
【００４１】
図３は図１の電極の側面の部分Ｙの拡大図である。圧電基板１のエッチング量はドライエッチング済みの圧電基板１で電極のある部分の圧電基板１の表面を基準として電極のない部分の圧電基板１の表面までの距離を基板掘れ量（ｄ）により規定する。さらにエッチング量は電極側面の傾斜角度（θ）をエッチングされていない圧電基板１の表面と最下層の電極に接して設けた電極の側面のなす角度により規定する。本実施の形態１では基板掘れ量（ｄ）は５ｎｍであったがばらつきを考慮しても基板掘れ量（ｄ）を１０ｎｍ以下にすることが望ましい。なお、基板掘れ量（ｄ）が１０ｎｍを越えると実質的な電極の厚さすなわち基板の掘れた距離を加えた合計の厚みが見掛け上実際の電極よりも厚くなったものと同じ作用をし、その影響が無視できなくなり弾性表面波装置２１の伝搬周波数が低周波数側にシフトするとともに伝搬周波数のばらつきの原因になる。
【００４２】
電極の側面はドライエッチングにより多少損傷を受けるが、電極の断面形状を電極の上面より下面の方が広い台形状になるようにドライエッチング条件を制御する。これにより電極側面への損傷を緩和し電極側面の最上層の凹凸が相対的に最も小さくなり、電極形状および寸法を均一化することができ電極重量のばらつきを低減し弾性表面波装置２１の伝搬周波数のばらつきを低減することができる。
【００４３】
図１において、電極の最下面幅（Ｌ）と電極間隔（Ｓ）は、本実施の形態１ではＬ／（Ｌ＋Ｓ）が０．５９〜０．６１の範囲である。Ｌ／（Ｌ＋Ｓ）をこの規定値の範囲に限定することにより電極形状および寸法を均一化することができ電極重量のばらつきを低減し弾性表面波装置２１の伝搬周波数のばらつきを低減することができる。ばらつきを考慮してもＬ／（Ｌ＋Ｓ）は０．５８〜０．６５の範囲であることが望ましい。なお、Ｌ／（Ｌ＋Ｓ）が０．５８未満であったり０．６５を超えたりすると電極側面の表面の平坦性が悪くなり、凹凸が発生し電極重量のばらつきが大きくなり弾性表面波装置２１の伝搬周波数のばらつきが大きくなる。
【００４４】
また、図１において電極の上面幅（Ａ）と最下面幅（Ｌ）は、実施の形態１ではＡ／Ｌが０．８２〜０．８５の範囲であったが、Ａ／Ｌをこの規定値の範囲に限定することにより電極形状および寸法を均一化することができ電極重量のばらつきを低減し弾性表面波装置２１の伝搬周波数のばらつきを低減することができる。上面より下面の幅の方が広い台形状の断面を有する電極はＡ／Ｌは制御可能範囲が０．８〜０．９で、かつＡ／Ｌのセンター値に対してばらつきが±０．００４の範囲であることが望ましい。
【００４５】
なお、Ａ／Ｌが０．８未満であったり０．９を超えたりすると電極側面の表面の平坦性が悪くなり、凹凸ができ電極重量のばらつきが大きくなり弾性表面波装置２１の伝搬周波数のばらつきが大きくなる。
【００４６】
また、上面より下面の幅の方が狭い台形状の断面を有する電極では、Ａ／Ｌは１．１〜１．３の範囲にあり、かつＡ／Ｌのセンター値に対してばらつきが±０．００４の範囲に入ることが望ましい。
【００４７】
また、電極形状を左右対称にすることにより伝搬波の反射を均一化することができるとともに電極形状の精度を高めることができる。したがって弾性表面波装置２１の伝搬周波数のばらつきを低減することができる。
【００４８】
図３において電極側面の傾斜角（θ）は、本実施の形態１では７３〜７５度でる。傾斜角（θ）を規定値の範囲に限定することにより電極側面の形状を均一化することができ電極重量のばらつきを低減し弾性表面波装置２１の伝搬周波数のばらつきを低減することができる。角度（θ）は、ばらつきを考慮しても７０〜８０度であることが望ましい。なお、傾斜角（θ）が７０度よりも小さかったり８０度を超えたりすると電極側面の表面の平坦性が悪くなり、凹凸ができ電極重量のばらつきが大きくなり弾性表面波装置２１の伝搬周波数のばらつきが大きくなる。
【００４９】
本実施の形態１における電極ではドライエッチングレートの異なる金属を複数種類積層している。そのためエッチングされにくい層は方形状であり、エッチングされやすい層の形状は上面より下面の幅の方が広い台形状となる。方形状と台形状の段差を小さくし、電極側面の表面をほぼ平坦にすることにより電極形状および寸法を均一化することができ電極重量のばらつきを低減し弾性表面波装置２１の伝搬周波数のばらつきを低減することができる。
【００５０】
従来、電極間隔や電極厚だけを制御し電極形状を例えば方形状や台形状に管理したとしても伝搬周波数の平均値は制御できるが電極の重量がばらつき、伝搬周波数がばらついていた。本実施の形態では電極の重量が層厚、電極材料の密度以外に電極の形状すなわち電極側面の形状、平坦性を制御することにより電極重量を管理し、弾性表面波装置の伝播周波数のばらつきを抑制することができる。
【００５１】
また、電極形状のばらつきが電極重量のばらつきに与える影響は電極材料として用いる金属の質量が大きいもの程が大きい。したがって電極重量のばらつきを抑制するためにはなるべく質量の小さな金属を用いる方が有利である。
【００５２】
図４に示すように、電極形状は上面より下面の幅の方が狭い台形状としてもかまわない。この形状を得るためには、ドライエッチング用イオン流中のラジカルとＢＣｌ2 +などの質量の重いイオンの存在比率を１：１よりも質量の重いイオンの存在比率を高め、さらに圧電基板に対して印加する高周波のバイアスを小さくして例えば４０Ｗを印加する。これにより質量の重いイオンによる電極側面のサイドエッチングを促進できるため電極形状を上面より下面の幅の方が狭い台形状が得られる。また、このようにして形成した電極、圧電基板上に図５に示すように保護層を設けてもよい。
【００５３】
また、このようにして得られた弾性表面波装置２１とＰＩＮダイオードまたはＧａＡｓ系半導体などからなる切替スイッチとローパスフィルターと配線を内蔵した基板またはパッケージを組み合わせて複数モジュールなどの電子部品を構成することにより、送、受信信号を切替え特性周波数のみを取り出すことのできる複合機能を有する複合モジュール電子部品を得ることができる。
【００５４】
（実施の形態２）
図６は本発明の実施の形態２における弾性表面波装置の電極の断面図である。実施の形態１の図１で説明したものと同一のものについては同一番号を付与し、詳細な説明は省略する。
【００５５】
その弾性表面波装置は圧電基板１と、圧電基板１上に設けられた電極とを備える。電極３０は方形状の断面を有する第１の金属層６３と、第１の金属層６３上に設けられた、第１の金属層６３より幅の広い第２の金属層６２とを有する。
【００５６】
第１と第２の金属層６３、６２はエッチングレートが異なり、第１の金属層６３は第２の金属層６２よりエッチングレートが大きい。このエッチングレートはドライエッチングでのエッチングレートである。また、第１と第２の金属層６３、６２は気化後の再凝集性能が異なってもよい。第１の金属層６３はＡｌを含有し、第２の金属層６２はＴｉとＴａとのうちの一方を含有する。
【００５７】
第２の金属層６２の側面の凹凸は第１の金属６３の側面の凹凸より小さく、双方の側面はほぼ平坦である。具体的には、実施の形態１と同様の理由で側面の表面は５ナノメートル以下の凹凸を有することが望ましい。第１と第２の金属層６３、６２の側面の層間段差は５ナノメートル以下であることが望ましい。
【００５８】
電極の圧電基板から遠い上面の幅（Ａ）と遠い下面の幅（Ｌ）は、Ａ／Ｌが０．９８〜１．０１の範囲であることが望ましい。
【００５９】
また、実施の形態１と同様に圧電基板の電極のない部分に掘れ量が１０ナノメートル以下である部分を有してもよい。
【００６０】
また図７に示すように、弾性表面波装置は電極を被覆するＳｉＯ2等の絶縁性の保護層６４を備えてもよい。
【００６１】
一般にドライエッチングを行うと電極の下部にいく程周囲の帯電などの影響を受けて荷電粒子の進行方向が曲がり易くなり電極下部の側面がエッチングされやすくなるいわゆるサイドエッチングがおこりやすい。しかしドライエッチング条件を制御することによりサイドエッチングをほとんど起こらなくすることができ、電極側面の凹凸の発生を抑制し、電極側面の平坦性を高めることができる。
【００６２】
電極３０の断面形状を方形状とするためには、ドライエッチングのイオン流中の塩素系のラジカルとＢＣｌ2 +などの質量の重いイオンの存在比率をほば１：１付近にし、実施の形態１よりも小さい高周波バイアス例えば６０Ｗを印加する。これによりエッチングで金属成分をはじき飛ばされる割合と圧電基板に近い部分に再度金属成分が集まる割合のバランスをとることができ、電極の断面形状を方形状とすることができる。
【００６３】
電極３０の側面の平坦性は電極最上面の電極幅をＡ、電極最下面の電極幅をＬとした時、サイドエッチングの程度をＡ／Ｌで評価する。実施の形態２ではＡ／Ｌは１．０００〜１．００２であったが、制御可能範囲としては０．９８〜１．０１の範囲であることが望ましい。Ａ／Ｌが１．０１を超えるとサイドエッチングなどの影響が現れ電極３０の重量が小さくなると共に重量のばらつきが大きくなり、弾性表面波装置の伝搬周波数のばらつきが大きくなる。
【００６４】
また、Ａ／Ｌの値のばらつきがＡ／Ｌのセンター値に対して±０．００４の範囲にある時電極３０の重量のばらつきが小さくなり、弾性表面波装置の伝搬周波数のばらつきを小さくするのに有効である。
【００６５】
従ってドライエッチング時に発生するサイドエッチングを抑制すれば電極形状および寸法を均一化することができ電極重量のばらつきを低減し弾性表面波装置２１の伝搬周波数のばらつきを低減することができる。
【００６６】
電極３０を形成した後、スパッタリングまたはＣＶＤなどの方法により電極３０および圧電基板１の表面上にＳｉＯ2の薄膜を形成し保護層６４を形成する。
【００６７】
このような構成により、電極３０を方形状とし電極側面が略直線的で表面の凹凸を平坦にすることができる。したがって、電極３０の形状および寸法、その側面の形状を均一化でき、電極３０の重量のばらつきを低減でき、弾性表面波装置の伝搬周波数のばらつきを低減できる。電極３０と圧電基板１上を絶縁性の保護層３１で被覆することにより電極３０上に導電性の異物、例えば金属ダストなどが付着してもショートすることがなくなるため不良を低減することができる。
【００６８】
なお、本実施の形態２では保護層６４を電極３０および圧電基板１の表面に被覆したが、電極３０上にのみ被覆してもかまわない。また保護層はＳｉＯ2以外に絶縁性を有する他の物質を用いてもかまわない。
【００６９】
電極３０の側面の凹凸を平坦化し電極を互いに干渉しにくい配置にすることにより、側面を圧電基板に対してほぼ垂直にしても電極端面での反射を抑制することができ所望の周波数特性を得ることができる。
【００７０】
（実施の形態３）
図９は本発明の実施の形態３における弾性表面波装置の電極の断面図である。弾性表面波装置ではＬｉＴａＯ3などからなる圧電基板１１上にドライエッチングされ難いＴｉなどからなる第１の金属層１２とその上にドライエッチングされ易いＡｌなどからなる第２の金属層１３を交互に各々２層ずつ積層し、さらにその上に第１の金属層１２を形成し、フォトリソグラフィー法などを用いて所望の電極パターン１４が形成される。さらに、少なくとも電極パターン１４を含む圧電基板１１上は炭化珪素などの絶縁物からなる保護層１５で被覆される。
【００７１】
圧電基板１１に垂直な方向の電極１４の断面は第２の金属層１３の上面が下面よりも小さい台形状で、複数ある第１の金属層１２のうち電極パターン１４の最上層と最下層にある第１の金属層１２を除いた中間に設けた第１の金属層１６は電極１４の側面部で第２の金属層１３よりも外側に突出している。
【００７２】
電極１４の側面の突出部１７はアンカーとなって保護層１５と電極パターン１４の密着力を高め保護層１５を剥離し難くする。
【００７３】
以下に電極１４の製造工程について説明する。
【００７４】
ＬｉＴａＯ3などからなるウエハ状の圧電基板１１上にＴｉなどの金属からなる第１の金属層１２を例えばスパッタリングなどの方法により所定の厚さに形成する。
【００７５】
次に第１の金属層１２の上にＡｌなどからなる金属をスパッタリングなどの方法により所定厚さの第２の金属層１３を形成し、必要に応じてこの操作を所定回数繰り返し第１の金属層１２と第２の金属層１３が交互に積層され、最上層に第１の金属層１２が形成される。
【００７６】
なお、第１の金属層１２と第２の金属層１３の積層順序、厚さは必要に応じて変えてもかまわない。
【００７７】
次に、金属層上にレジストを塗布し、所定のフォトマスクを合わせて例えばステッパーなどの装置を用いて露光、現像し、不要なレジストを除去して所定のパターンの電極１４を形成する。
【００７８】
次に例えばドライエッチングなどの方法により金属層に櫛型電極、反射器電極、パッド電極などの所定の電極１４を形成する。ドライエッチングに際してはドライエッチング条件を制御することにより電極の断面形状を電極の上面より下面の方が広い台形状で、電極側面に第２の金属層１３の突出部１７を形成する。
【００７９】
ドライエッチングは例えばＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ‐Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ）などの方法により行われる。塩素系のラジカルや質量の重いイオンを用い、圧電基板に対して高周波のバイアスを印加することにより効率よく電極１４をエッチングできる。
【００８０】
電極の断面を電極の上面より下面の方が広い台形状とするためには、ラジカルと質量の重いイオンの存在比率をほば１：１付近にし、高い高周波バイアスを印加する。これにより一旦はじき飛ばされた金属成分が圧電基板に近い部分に最凝集し、上面より下面の方が広い台形状が得られる。
【００８１】
その後、残ったレジストを除去し、電極１４を含む圧電基板１１上に炭化珪素などの絶縁物からなる保護層１５を例えば高周波スパッタリングなどの方法で形成し、ダイシング装置などを用いて切断し、個片の弾性表面波装置４１を得る。
【００８２】
次にこうして得られた弾性表面波装置４１を用いて電子部品４２を組み立てる。
【００８３】
図１２は弾性表面波装置４１を用いた電子部品４２の断面図である。電子部品４２ではアルミナなどからなる搭載部材であるベース部材４３の凹部４４底面にタングステンなどの上に金などを重ねて引き出し電極４５が形成されている。引き出し電極４５は、ベース部材４３の外周面で引き出し電極４５と接続するタングステンなどの上に金などを重ねてなる端子電極４６を備える。引き出し電極４５上に金などからなるバンプ４７を介して、弾性表面波装置４１に設けた電極パターン１４に接続するパッド電極４８と接続され、弾性表面波装置４１がフェイスダウン実装される。そして金−錫などからなる接着部材４９を担持させたアルミナなどからなる蓋体５０によりベース部材４３を押圧加熱することにより接着部材４９を溶融し、弾性表面波装置４１が気密封止される。
【００８４】
なお、電子部品は上述した方法、構成以外に以下の方法でも形成できる。すなわち、必要に応じて他の方法例えばワイヤボンディングなどで弾性表面波装置４１をフェイスアップ実装してもかまわないし、接着部材４９として銀または銀を含むろう材、メッキ、半田、非鉛半田などを用いてもかまわない。また、ベース部材の内部にバンプと外部端子を接続するための配線を設けてもかまわない。
【００８５】
電極材料としてその最下層にＴｉまたはＴｉ合金またはＴａまたはＴａ合金などの金属を用いることにより、圧電基板１１上に配向性の良い金属層を形成でき、弾性表面波装置４１の耐電力特性を高めることができる。
【００８６】
また、最上層にＴｉまたはＴｉ合金またはＴａまたはＴａ合金などの金属を用いることによりドライエッチング時に発生する最上層の電極表面の損傷を抑制することができる。これにより、電極形状および寸法を均一化することにより電極重量のばらつきを低減し弾性表面波装置４１の伝搬周波数のばらつきを低減することができる。
【００８７】
また、最上層に設けた第１の金属層はその下に配設したＡｌまたはＡｌ合金に比べ化学的に安定であるため保護層１５との密着性が良く耐久性にも優れている。したがって弾性表面波装置４１の耐候性、特に耐電力特性および耐湿特性を向上させることができる。
【００８８】
このように台形状で突出部１７を有する電極１４を得るには電極材料としてドライエッチングレートの異なる金属または合金を複数組み合わせる。またはドライエッチング時に一旦気化または荷電粒子によりはじき飛ばされた金属または合金が再凝集して固体になる性能の異なる金属または合金を複数組み合わせ、選択した金属または合金に合わせてドライエッチング条件を制御することによっても電極１４が得られる。
【００８９】
本実施の形態３ではドライエッチングされ易い第２の金属層の材料としてＡｌを用いたがこれ以外に例えばＡｌ−Ｃｕ合金やその他のドライエッチングされ易い金属などを用いることができる。また、ドライエッチングされ難い金属としてはＴｉを用いたがこれ以外に例えばＴａやそれらの合金およびその他のドライエッチングされ難い金属または合金などを用いることができる。
【００９０】
また、保護層１５としては炭化珪素を用いたがこれ以外に酸化珪素、窒化珪素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウムなどを用いることができる。
【００９１】
図１０は図９の電極１４の部分Ｘの拡大図である。
【００９２】
図１０において、電極パターン１４側面の表面から突き出した突出部１７は電極パターン１４側面の第２の金属層１３の表面に対して垂直な方向の第１の金属層１２の突出の程度を層間段差（ｈ）により規定する。実施の形態３では層間段差（ｈ）は１３ｎｍであったが、弾性表面波装置４１の保護層１５の密着性を高めるためには層間段差（ｈ）を７ｎｍ以上にすることが望ましい。
【００９３】
一方電極パターン１４側面の表面のうねりは弾性表面波装置４１の伝搬周波数ばらつきを抑制するためには５ｎｍ以下にすることが望ましい。
【００９４】
ここでうねりとは段差のような局部的な凹凸ではなく、表面上の広い範囲のなだらかな凹凸のことである。
【００９５】
なお、場所により層間段差（ｈ）の大きさが異なる場合は最大値のみを示すものとする。
【００９６】
また、ドライエッチングにより電極のない部分の圧電基板１１もエッチングされるが、圧電基板１１のエッチング量が大きいと見掛け上電極が厚くなったのと同じように作用する。これは弾性表面波装置４１の伝搬周波数が低周波数側にシフトさせるとともに伝搬周波数のばらつきの原因になるため圧電基板１１のエッチングは小さい方が望ましい。
【００９７】
図１１は図９の電極の側面の部分Ｙの拡大図である。圧電基板１１のエッチング量は圧電基板１１で電極１４のある部分の表面を基準として電極１４のない部分の圧電基板１１表面までの距離を基板掘れ量（ｄ）により規定する。さらに電極１４側面の傾斜角度（θ）をエッチングされていない圧電基板１１の表面と最下層の電極に接して設けた第２の金属層１３のなす角度（θ）により規定する。実施の形態３では基板掘れ量（ｄ）は５ｎｍであったがばらつきを考慮しても基板掘れ量（ｄ）を１０ｎｍ以下にすることが望ましい。
【００９８】
なお、基板掘れ量（ｄ）が１０ｎｍを超えると実質的な電極に厚さすなわち基板の掘れた距離を加えた合計の厚みが見掛け上実際の電極１４よりも厚くなったのと同じ作用をし、その影響が無視できなくなり弾性表面波装置４１の伝搬周波数が低周波数側にシフトするとともに伝搬周波数のばらつきの原因になる。
【００９９】
また電極１４の側面はドライエッチングにより多少損傷を受ける。しかし電極１４の断面を上面より下面の方が広い台形状になるようにドライエッチング条件を制御することにより電極１４の側面への損傷を緩和できる。さらに側面の最上層の凹凸を最も小さくすることにより、電極形状および寸法を均一化でき電極の重量のばらつきを低減し弾性表面波装置４１の伝搬周波数のばらつきを低減することができる。
【０１００】
また、図１１において電極パターン１４側面の傾斜角（θ）は、本実施の形態３では７３〜７５度である。傾斜角（θ）をその規定値の範囲に限定することにより電極パターン１４側面の形状を均一化することができ電極重量のばらつきを低減し弾性表面波装置４１の伝搬周波数のばらつきを低減することができる。傾斜角（θ）は、ばらつきを考慮しても７０〜８０度であることが望ましい。傾斜角（θ）が７０度よりも小さかったり８０度を超えたりすると電極１４の側面の平坦性が悪くなり、凹凸ができ電極重量のばらつきが大きくなり弾性表面波装置
４１の伝搬周波数のばらつきが大きくなる。
【０１０１】
また、図９において電極１４の最下面の幅（Ｌ）と間隔（Ｓ）は、実施の形態
３ではＬ／（Ｌ＋Ｓ）が０．５９〜０．６１であったが、Ｌ／（Ｌ＋Ｓ）を規定値の範囲に限定することにより電極形状および寸法を均一化することができ、さらに電極の重量のばらつきを低減し弾性表面波装置４１の伝搬周波数のばらつきを低減することができる。Ｌ／（Ｌ＋Ｓ）はばらつきを考慮しても０．５８〜０．６５であることが望ましい。
【０１０２】
なお、Ｌ／（Ｌ＋Ｓ）が０．５８未満であったり０．６５を超えたりすると電極パターン１４側面の表面の平坦性が悪くなり、凹凸が発生し電極重量のばらつきが大きくなり弾性表面波装置４１の伝搬周波数のばらつきが大きくなる。
【０１０３】
また、図９において電極１４の上面の幅（Ａ）と最下面の幅（Ｌ）は、実施の形態３ではＡ／Ｌが０．８２〜０．８５であった。Ａ／Ｌを規定値の範囲に限定することにより電極形状および寸法を均一化することができ電極重量のばらつきを低減し弾性表面波装置４１の伝搬周波数のばらつきを低減することができる。
【０１０４】
電極が上面より下面の幅の方が広い台形状の場合、Ａ／Ｌの制御可能範囲は０．８〜０．９で、かつＡ／Ｌのセンター値に対してばらつきが±０．００４の範囲に入ることが望ましい。
【０１０５】
なお、Ａ／Ｌが０．８未満であったり０．９を超えたりすると電極パターン１４側面の表面の平坦性が悪くなり、凹凸ができ電極重量のばらつきが大きくなり弾性表面波装置４１の伝搬周波数のばらつきが大きくなる。
【０１０６】
また、電極が上面より下面の幅の方が狭い台形状の場合、Ａ／Ｌは１．１〜１．３の範囲にあり、かつＡ／Ｌのセンター値に対してばらつきが±０．００４の範囲に入ることが望ましい。
【０１０７】
また、電極形状を左右対称にすることにより伝搬波の反射を均一化することができるとともに電極形状の精度を高めることができるため弾性表面波装置４１の伝搬周波数のばらつきを低減することができる。
【０１０８】
さらに、突出部１７の層間段差（ｈ）についても左右対称とすることにより保護層１５と第１の金属層１２および第２の金属層１３との密着性を電極パターン１４の左右でバランスを取ることができるため、これらの密着性を向上できる。
【０１０９】
また、本実施の形態３における電極１４では、ドライエッチングレートの異なる金属を複数種類積層している。エッチングされにくい第１の金属層１３は方形状であり、エッチングされやすい第２の金属層は上面より下面の幅の方が広い台形状となり易い。しかし、これらの側面の表面のうねりを低減することにより電極形状および寸法を均一化することができ電極重量のばらつきを低減し弾性表面波装置４１の伝搬周波数のばらつきを低減することができる。
【０１１０】
なお、電極１４は上面より下面の幅の方が狭い台形状とすることにより保護層１５と電極パターン１４の密着性をさらに高めることができる。この形状を得るためには、ドライエッチングのイオン流中のラジカルよりも質量の重いイオンの存在比率を高め、圧電基板に対して印加する高周波のバイアスを小さくする。これにより、質量の重いイオンによる電極側面のサイドエッチングを促進させることができるため電極形状を上面より下面の幅の方が狭いこの台形状とすることができる。
【０１１１】
また、このようにして得られた弾性表面波装置４１とＰＩＮダイオードまたはＧａＡｓ系半導体などからなる切替スイッチとローパスフィルタと配線を内蔵した基板またはパッケージを組み合わせて複合モジュールなどの電子部品を構成できる。この電子部品により、送、受信信号を切替え特定周波数のみを取り出すことのできる送、受信両方に用いることのできる複合機能を有する複合モジュールを得ることができる。
【０１１２】
（実施の形態４）
図１３は本発明の実施の形態４における弾性表面波装置の電極の断面図である。実施の形態３の図９で説明したものと同一のものについては同一番号を付与し、詳細な説明は省略する。
【０１１３】
本実施の形態４と実施の形態３とは相違する点は、電極５１の断面形状および電極５１の表面に設けた保護層５２の材質およびその形成領域である。その他については実施の形態３と同様の操作を行い弾性表面波装置および電子部品および複合モジュールを製造した。
【０１１４】
すなわち、実施の形態３においては、電極１４の断面形状は電極の上面より下面の方が広い台形状であり、電極１４の中間に設けた第１の金属層１６が台形状の電極１４の側面から突出している。保護層１５の材質としては炭化珪素を用い、保護層１５は電極１４を含む圧電基板１１上に設けられる。
【０１１５】
本実施の形態４においては電極５１の断面はドライエッチングされ易い金属または合金からなる第４の金属層５３が方形状であり、電極５１のドライエッチングされ難い金属または合金からなる中間に設けた第３の金属層５４が電極５１の側面から突出させた突出部を形成する。保護層５２の材質としては酸化珪素を用いて電極の上面および側面部分のみを被覆する。
【０１１６】
本実施の形態４の場合層間段差（ｈ）は１０ｎｍであったが、弾性表面波装置４１の保護層５２の密着性を高めるためには層間段差（ｈ）を７ｎｍ以上にすることが望ましい。突出部５５がアンカーとなって保護層５２と電極５１の密着性を高められるとともに、保護層５２と電極パターン５１の接触する面積を大きくすることができるため密着性をさらに大きくすることができる。
【０１１７】
電極５１の側面の表面のうねりは弾性表面波装置４１の伝搬周波数ばらつきを抑制するためには５ｎｍ以下にすることが望ましい。
【０１１８】
一般にドライエッチングを行うと電極５１の下部、すなわち圧電基板１１に近づく程周囲の帯電などの影響を受けて荷電粒子の進行方向が曲がり易くなり電極５１下部の側面がエッチングされやすくなるいわゆるサイドエッチングが起こりやすい。しかし、ドライエッチング条件を制御することによりサイドエッチングをほとんど起こらなくすることができ、電極５１側面のうねりの発生を抑制し、側面の平坦性を高めることができる。
【０１１９】
第４の金属層５３の断面形状を方形状とするためには、荷電粒子のラジカルとイオンの存在比率をほば１：１付近にし、実施の形態１よりも小さい高周波バイアスを印加する。これによりエッチングと一旦はじき飛ばされた金属成分を圧電基板に近い部分への最凝集のバランスをとることができ、電極５１の断面形状を方形状とすることができる。
【０１２０】
方形状の電極５１の側面の平坦性について、最上面の幅（Ａ）と最下面の幅（Ｌ）は実施の形態４ではサイドエッチングの程度をＡ／Ｌで評価するとＡ/Ｌは１．０００〜１．００２であった。Ａ／Ｌは制御可能範囲としては０．９８〜１．０１の範囲に入ることが望ましい。
【０１２１】
方形状の電極５１でＡ／Ｌが１．０１を越えるとサイドエッチングなどの影響が現れ電極５１の重量が小さくなると共にばらつきが大きくなり、弾性表面波装置の伝搬周波数ばらつきが大きくなる。
【０１２２】
また、Ａ／Ｌは０．９８〜１．０１の範囲であり、かつそのばらつきがＡ／Ｌのセンター値に対して±０．００４の範囲にある時重量のばらつきが小さくなり、弾性表面波装置の伝搬周波数ばらつきを小さくするのに有効である。したがってドライエッチング時に発生するサイドエッチングを抑制すれば電極形状および寸法を均一化することができ電極重量のばらつきを低減し弾性表面波装置４１の伝搬周波数のばらつきを低減することができる。
【０１２３】
電極５１を形成した後、電極５１以外の領域をレジストなどによりマスキングしスパッタリングまたはＣＶＤなどの方法により電極５１の上面および側面に酸化珪素の薄膜を形成することにより保護層５２はが形成される。
【０１２４】
このような構成により、電極５１を方形状として側面のうねりを小さくすることにより形状を制御し易くなる。したがって電極５１の寸法および重量のばらつきを低減する。電極５１の中間に設けた第３の金属層５４が電極５１の側面から突出し、電極５１の上面および側面を保護層５２で被覆する。これにより電極５１上に導電性の異物例えば金属ダストなどが付着したとしてもショートすることがなくなるため弾性表面波装置の特性不良を低減することができる。
【０１２５】
このようにして得られた弾性表面波装置を用いて電子部品および複合モジュールを製造することができる。
【０１２６】
なお、本実施の形態４では保護層５２を電極５１の上面および側面にのみ被覆したが、電極５１を含む圧電基板１１の表面に被覆してもかまわない。
【０１２７】
また、保護層５２は酸化珪素以外に窒化珪素、炭化珪素、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化マグネシウムなどおよびその他の絶縁性を有する他の物質を用いてもかまわない。
【０１２８】
また、電極５１の側面のうねりを低減し電極を互いに干渉しにくい配置にすることにより、電極５１の側面を圧電基板に対してほぼ垂直にしても電極５１の端面での弾性表面波の反射を抑制することができ所望の周波数特性を得ることができる。
【０１２９】
実施の形態３、４による弾性表面波素子でも実施の形態１と同様に高周波モジュール等の電子部品が得られる。
【０１３０】
【発明の効果】
本発明によれば、伝搬周波数のばらつきを低減した弾性表面波装置およびこれを用いた電子部品を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の実施の形態１における弾性表面波装置の電極の断面図
【図２】
実施の形態１における電極の拡大図
【図３】
実施の形態１における電極の拡大図
【図４】
実施の形態１における他の電極の断面図
【図５】
実施の形態１における他の電極の断面図
【図６】
本発明の実施の形態２における弾性表面波装置の電極の断面図
【図７】
実施の形態２における他の弾性表面波装置の電極の断面図
【図８】
実施の形態１における電子部品の断面図
【図９】
本発明の実施の形態３における弾性表面波装置の電極の断面図
【図１０】
実施の形態３における電極の拡大図
【図１１】
実施の形態３における電極の拡大図
【図１２】
実施の形態３における電子部品の断面図
【図１３】
本発明の実施の形態４における弾性表面波装置の電極の断面図
【図１４】
従来の弾性表面波装置の電極の断面図
【図１５】
従来の弾性表面波装置の電極の断面図
【符号の説明】
１ 圧電基板
２ Ｔｉ層
３ Ａｌ層
１１ 圧電基板
１２ 第１の金属層
１３ 第２の金属層
１４ 電極パターン
１５ 保護膜
１６ 第１の金属層
１７ 突出部
１８ 基板掘れ量
２０ ベース部材
２１ 弾性表面波装置
２２ バンプ
２３ パッド電極
２４ 引き出し電極
２５ 端子電極
２６ 蓋体
２７ 接着部材
３０ 電極
３１ 保護層
４１ 弾性表面波装置
４２ 電子部品
４３ ベース部材
４４ 凹部
４５ 引き出し電極
４６ 端子電極
４７ バンプ
４８ パッド電極
４９ 接着部材
５０ 蓋体
５１ 電極パターン
５２ 保護層
５３ 第４の金属層
５４ 第３の金属層
５５ 突出部
５６ 第３の金属層
６２ 第２の金属層
６３ 第１の金属層
Claims (57)
- 圧電基板と、
前記圧電基板の上方に設けられた、台形状の断面を有する第１の金属層と、
前記圧電基板の上方で前記第１の金属層と同じ位置に設けられた第２の金属層と、
を有する電極と、
を備えた弾性表面波装置。 - 前記第１と第２の金属層はエッチングレートが異なる、請求の範囲第１項に記載の弾性表面波装置。
- 前記第１の金属層は前記第２の金属層よりエッチングレートが大きい、請求の範囲第２項に記載の弾性表面波装置。
- 前記エッチングレートはドライエッチングでのエッチングレートである、請求の範囲第２項に記載の弾性表面波装置。
- 前記第１と第２の金属層は気化後の再凝集性能が異なる、請求の範囲第１項に記載の弾性表面波装置。
- 前記第１の金属層はＡｌを含有し、
前記第２の金属層はＴｉとＴａとのうちの一方を含有する、請求の範囲第１項に記載の弾性表面波装置。 - 前記第２の金属層は前記圧電基板と前記第１の金属層との間に位置する、請求の範囲第１項に記載の弾性表面波装置。
- 前記第２の金属層は前記第１の金属層の上に位置する、請求の範囲第１項に記載の弾性表面波装置。
- 前記第２の金属層は前記電極の最上層である、請求の範囲第８項に記載の弾性表面波装置。
- 前記第２の金属層の側面の凹凸は前記第１の金属の側面の凹凸より小さい、請求の範囲第１項に記載の弾性表面波装置。
- 前記電極の側面はほぼ平坦である、請求の範囲第１項に記載の弾性表面波装置。
- 前記電極側面の表面は５ナノメートル以下の凹凸を有する、請求の範囲第１項に記載の弾性表面波装置。
- 前記圧電基板は前記電極のない部分に掘れ量が１０ナノメートル以下である部分を有する。請求の範囲第１項に記載の弾性表面波装置。
- 前記第１と第２の金属層の側面の層間段差は５ナノメートル以下である、請求の範囲第１項に記載の弾性表面波装置。
- 前記圧電基板の上に設けられた他の電極をさらに有し、
前記電極の下面幅（Ｌ）と前記電極と前記他の電極との間隔（Ｓ）は、Ｌ／（Ｌ＋Ｓ）が０．５８〜０．６５の範囲である、請求の範囲第１項に記載の弾性表面波装置。 - 前記電極の前記圧電基板から遠い上面の幅（Ａ）と近い下面の幅（Ｌ）は、Ａ／Ｌが０．８〜０．９の範囲である、請求の範囲第１項に記載の弾性表面波装置。
- 前記電極の前記圧電基板から遠い上面の幅（Ａ）と近い下面の幅（Ｌ）は、Ａ／Ｌが１．１〜１．３の範囲である、請求の範囲第１項に記載の弾性表面波装置。
- 前記電極の前記断面は左右対称である、請求の範囲第１項に記載の弾性表面波装置。
- 前記電極の側面の傾斜角度は７０〜８０度である、請求の範囲第１項に記載の弾性表面波装置。
- 少なくとも前記電極を被覆する保護層をさらに備えた、請求の範囲第１項に記載の弾性表面波装置。
- 前記保護層は絶縁性を有する、請求の範囲第２０項に記載の弾性表面波装置。
- 電極形状は方形状であり、前記電極の上面幅をＡ、電極の最下面幅をＬとした時、Ａ／Ｌが０．９８〜１．０１である請求の範囲第１項に記載の弾性表面波装置。
- 圧電基板と、
前記圧電基板の上方に設けられた、方形状の断面を有する第１の金属層と、
前記第１の金属層の上方に設けられた、前記第１の金属層より幅の広い第２の金属層と、
を有する電極と、
を備えた弾性表面波装置。 - 前記第１と第２の金属層はエッチングレートが異なる、請求の範囲第２３項に記載の弾性表面波装置。
- 前記第１の金属層は前記第２の金属層よりエッチングレートが大きい、請求の範囲第２４項に記載の弾性表面波装置。
- 前記エッチングレートはドライエッチングでのエッチングレートである、請求の範囲第２４項に記載の弾性表面波装置。
- 前記第１と第２の金属層は気化後の再凝集性能が異なる、請求の範囲第２３項に記載の弾性表面波装置。
- 前記第１の金属層はＡｌを含有し、
前記第２の金属層はＴｉとＴａとのうちの一方を含有する、請求の範囲第２３項に記載の弾性表面波装置。 - 前記第２の金属層の側面の凹凸は前記第１の金属の側面の凹凸より小さい、請求の範囲第２３項に記載の弾性表面波装置。
- 前記電極の側面はほぼ平坦である、請求の範囲第２３項に記載の弾性表面波装置。
- 前記電極側面の表面は５ナノメートル以下の凹凸を有する、請求の範囲第２３項に記載の弾性表面波装置。
- 前記圧電基板は前記電極のない部分に掘れ量が１０ナノメートル以下である部分を有する。請求の範囲第２３項に記載の弾性表面波装置。
- 前記第１と第２の金属層の側面の層間段差は５ナノメートル以下である、請求の範囲第２３項に記載の弾性表面波装置。
- 前記圧電基板の上に設けられた他の電極をさらに有し、
前記電極の下面幅（Ｌ）と前記電極と前記他の電極との間隔（Ｓ）は、Ｌ／（Ｌ＋Ｓ）が０．５８〜０．６５の範囲である、請求の範囲第２３項に記載の弾性表面波装置。 - 少なくとも前記電極を被覆する保護層をさらに備えた、請求の範囲第２３項に記載の弾性表面波装置。
- 前記保護層は絶縁性を有する、請求の範囲第３５項に記載の弾性表面波装置。
- 前記電極の前記圧電基板から遠い上面の幅（Ａ）と遠い下面の幅（Ｌ）は、Ａ／Ｌが０．９８〜１．０１の範囲である、請求の範囲第２３項に記載の弾性表面波装置。
- 圧電基板と、
前記圧電基板の上に設けられた、側面に突出部を有する電極と、
少なくとも前記電極の上面と前記側面とを覆う保護層と、
を備えた弾性表面波装置。 - 前記電極は、
第１の金属層と、
前記第１の金属層の上の第２の金属層と、
を備えた、請求の範囲第３８項に記載の弾性表面波装置。 - 前記第１と第２の金属層はエッチングレートが異なる、請求の範囲第３９項に記載の弾性表面波装置。
- 前記第１の金属層は前記第２の金属層よりエッチングレートが大きい、請求の範囲第４０項に記載の弾性表面波装置。
- 前記第２の金属層の側面は、前記第１の金属層の側面より突出し前記突出部を形成する、請求の範囲第３９項に記載の弾性表面波装置。
- 前記第１の金属層はＡｌを含有する、請求の範囲第３９項に記載の弾性表面波装置。
- 前記第２の金属層はＴｉとＴａのいずれかを含有する、請求の範囲第３９項に記載の弾性表面波装置。
- 前記第１の金属層は台形状の断面を有する、請求の範囲第３９項に記載の弾性表面波装置。
- 前記第２の金属層は方形状の断面を有する、請求の範囲第３９項に記載の弾性表面波装置。
- 前記第２の金属層は前記電極の最上層である、請求の範囲第３９項に記載の弾性表面波装置。
- 前記第１の金属層と前記圧電基板との間に設けられた第３の金属層をさらに備えた、請求の範囲第３９項に記載の弾性表面波装置。
- 前記第３の金属層は前記電極の最下層であり、ＴｉとＴａとの一方を含有する、請求の範囲第４８項に記載の弾性表面波装置。
- 前記保護層は絶縁性を有する、請求の範囲第３８項に記載の弾性表面波装置。
- 前記保護層は酸化珪素、窒化珪素、炭化珪素、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化マグネシウムのうちのいずれかである、請求の範囲第５０項に記載の弾性表面波装置。
- 請求の範囲第１項、第２３項、第３８項のいずれかに記載の弾性表面波装置と、
前記弾性表面波装置を収納する搭載部材と、
前記弾性表面波装置に設けられた、前記搭載部材に前記弾性表面波装置を電気的に接続する接続部と、
を備えた電子部品。 - 前記接続部は前記弾性表面波装置の上に設けられたバンプを含む、請求の範囲第５２項に記載の電子部品。
- 前記接続部は前記搭載部材と前記弾性表面波素子と間に設けられたワイヤを含む、請求の範囲第５２項に記載の電子部品。
- 前記搭載部材は基板またはパッケージである、請求の範囲第５２項に記載の電子部品。
- 請求の範囲第１項、第２３項、第３８項のいずれかに記載の弾性表面波装置と、
前記弾性表面波素子に接続された回路と、
前記回路を内蔵し、前記弾性表面波素子を搭載する搭載部材と、
を備えた複合モジュール。 - 前記搭載部材は基板を含む、請求の範囲第５６項に記載の複合モジュール。
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001400139 | 2001-12-28 | ||
| JP2001400139 | 2001-12-28 | ||
| JP2002136672 | 2002-05-13 | ||
| JP2002136672 | 2002-05-13 | ||
| PCT/JP2002/013544 WO2003058813A1 (fr) | 2001-12-28 | 2002-12-25 | Dispositif de traitement des ondes acoustiques de surface, composant electronique utilisant ce dispositif et module composite |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPWO2003058813A1 true JPWO2003058813A1 (ja) | 2005-05-19 |
| JP3966280B2 JP3966280B2 (ja) | 2007-08-29 |
Family
ID=26625382
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003559017A Expired - Lifetime JP3966280B2 (ja) | 2001-12-28 | 2002-12-25 | 弾性表面波装置 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6937114B2 (ja) |
| EP (2) | EP1460759A4 (ja) |
| JP (1) | JP3966280B2 (ja) |
| KR (1) | KR100623034B1 (ja) |
| CN (1) | CN1290258C (ja) |
| AU (1) | AU2002361093A1 (ja) |
| WO (1) | WO2003058813A1 (ja) |
Families Citing this family (40)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10162580A1 (de) * | 2001-12-19 | 2003-07-17 | Infineon Technologies Ag | Piezoelektrischer Schwingkreis, Verfahren zu dessen Herstellung und Filteranordnung |
| US7737612B1 (en) | 2005-05-25 | 2010-06-15 | Maxim Integrated Products, Inc. | BAW resonator bi-layer top electrode with zero etch undercut |
| WO2007034832A1 (ja) * | 2005-09-20 | 2007-03-29 | Kyocera Corporation | 弾性表面波素子及び弾性表面波装置 |
| DE102005045372B4 (de) * | 2005-09-22 | 2021-08-19 | Snaptrack, Inc. | Bauelement mit mindestens einem mit akustischen Wellen arbeitenden Filter |
| JP4862451B2 (ja) * | 2006-03-29 | 2012-01-25 | 株式会社村田製作所 | 弾性表面波装置及びその製造方法 |
| US20100007444A1 (en) * | 2006-04-20 | 2010-01-14 | Anis Nurashikin Nordin | GHz Surface Acoustic Resonators in RF-CMOS |
| US8143681B2 (en) * | 2006-04-20 | 2012-03-27 | The George Washington University | Saw devices, processes for making them, and methods of use |
| US7600303B1 (en) | 2006-05-25 | 2009-10-13 | Maxim Integrated Products, Inc. | BAW resonator bi-layer top electrode with zero etch undercut |
| US20080161692A1 (en) * | 2006-12-29 | 2008-07-03 | Podmore Jonathan L | Devices and methods for ablation |
| US7612488B1 (en) | 2007-01-16 | 2009-11-03 | Maxim Integrated Products, Inc. | Method to control BAW resonator top electrode edge during patterning |
| JP4906536B2 (ja) * | 2007-02-27 | 2012-03-28 | 京セラ株式会社 | 弾性表面波素子及び弾性表面波装置 |
| US20090124513A1 (en) * | 2007-04-20 | 2009-05-14 | Patricia Berg | Multiplex Biosensor |
| US8018010B2 (en) * | 2007-04-20 | 2011-09-13 | The George Washington University | Circular surface acoustic wave (SAW) devices, processes for making them, and methods of use |
| WO2009016906A1 (ja) * | 2007-07-30 | 2009-02-05 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | 弾性波装置及びその製造方法 |
| WO2009057195A1 (ja) * | 2007-10-30 | 2009-05-07 | Fujitsu Limited | 弾性波素子、デュープレクサ、通信モジュール、および通信装置 |
| US8249331B2 (en) * | 2008-04-09 | 2012-08-21 | Applied Materials Israel, Ltd. | Method and system for evaluating an object |
| EP2461480B1 (en) * | 2009-07-30 | 2017-04-05 | NGK Insulators, Ltd. | Composite substrate and manufacturing method for the same |
| WO2011018913A1 (ja) * | 2009-08-10 | 2011-02-17 | 株式会社村田製作所 | 弾性境界波装置 |
| JP5341006B2 (ja) * | 2010-03-30 | 2013-11-13 | 新科實業有限公司 | 弾性表面波装置 |
| JPWO2011145449A1 (ja) | 2010-05-19 | 2013-07-22 | 株式会社村田製作所 | 弾性表面波装置 |
| US8960004B2 (en) | 2010-09-29 | 2015-02-24 | The George Washington University | Synchronous one-pole surface acoustic wave resonator |
| CN103119847B (zh) * | 2010-12-28 | 2016-01-20 | 京瓷株式会社 | 弹性波元件及使用该弹性波元件的弹性波装置 |
| JPWO2012102131A1 (ja) * | 2011-01-27 | 2014-06-30 | 京セラ株式会社 | 弾性波素子およびそれを用いた弾性波装置 |
| KR101320138B1 (ko) * | 2011-11-30 | 2013-10-23 | 삼성전기주식회사 | 지문 인식 센서 및 그 제조 방법 |
| US9496846B2 (en) | 2013-02-15 | 2016-11-15 | Skyworks Filter Solutions Japan Co., Ltd. | Acoustic wave device and electronic apparatus including same |
| JP6341274B2 (ja) * | 2014-05-07 | 2018-06-13 | 株式会社村田製作所 | 弾性表面波装置 |
| WO2016080444A1 (ja) * | 2014-11-18 | 2016-05-26 | 京セラ株式会社 | 弾性波素子、フィルタ素子および通信装置 |
| CN104730782B (zh) * | 2015-04-01 | 2018-03-27 | 上海天马微电子有限公司 | 一种阵列基板、显示面板和显示装置 |
| US10147745B2 (en) | 2015-04-01 | 2018-12-04 | Shanghai Tianma Micro-electronics Co., Ltd. | Array substrate, display panel and display device |
| JP6471802B2 (ja) * | 2015-07-17 | 2019-02-20 | 株式会社村田製作所 | 弾性波装置及びその製造方法 |
| US9973169B2 (en) * | 2015-10-01 | 2018-05-15 | Qorvo Us, Inc. | Surface acoustic wave filter with a cap layer for improved reliability |
| KR102095213B1 (ko) * | 2016-06-07 | 2020-03-31 | 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 | 탄성파 장치 |
| US10686425B2 (en) | 2017-06-30 | 2020-06-16 | Texas Instruments Incorporated | Bulk acoustic wave resonators having convex surfaces, and methods of forming the same |
| US10615772B2 (en) | 2017-06-30 | 2020-04-07 | Texas Instruments Incorporated | Acoustic wave resonators having Fresnel surfaces |
| US10622966B2 (en) | 2017-07-26 | 2020-04-14 | Texas Instruments Incorporated | Bulk acoustic wave resonators having a phononic crystal acoustic mirror |
| US10855251B2 (en) | 2017-08-08 | 2020-12-01 | Texas Instruments Incorporated | Unreleased plane acoustic wave resonators |
| JP2019114986A (ja) * | 2017-12-25 | 2019-07-11 | 株式会社村田製作所 | 弾性波装置 |
| WO2020241820A1 (ja) * | 2019-05-30 | 2020-12-03 | 株式会社村田製作所 | 配線電極 |
| JP2021141214A (ja) * | 2020-03-05 | 2021-09-16 | モレックス エルエルシー | 成形回路基板とその製造方法 |
| WO2021222409A1 (en) * | 2020-04-29 | 2021-11-04 | Resonant Inc. | Transversely-excited film bulk acoustic resonator with controlled conductor sidewall angles |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01212909A (ja) * | 1988-02-19 | 1989-08-25 | Sanyo Electric Co Ltd | 電極形成方法 |
| JPH0946168A (ja) | 1995-07-31 | 1997-02-14 | Rohm Co Ltd | 弾性表面波素子および弾性表面波素子の電極形成方法 |
| JPH09148373A (ja) | 1995-11-21 | 1997-06-06 | Murata Mfg Co Ltd | 無線通信モジュール |
| JPH09153755A (ja) | 1995-11-29 | 1997-06-10 | Oki Electric Ind Co Ltd | 弾性表面波フィルタ素子 |
| JPH1174751A (ja) * | 1997-08-28 | 1999-03-16 | Murata Mfg Co Ltd | 弾性表面波装置 |
| JP3266109B2 (ja) * | 1998-08-05 | 2002-03-18 | 株式会社村田製作所 | 電子デバイスの作製方法 |
| JP3712035B2 (ja) * | 1999-04-28 | 2005-11-02 | 株式会社村田製作所 | 表面波装置の製造方法 |
| JP2001085968A (ja) | 1999-09-16 | 2001-03-30 | Murata Mfg Co Ltd | 弾性表面波素子およびその製造方法 |
| JP2001094383A (ja) | 1999-09-20 | 2001-04-06 | Toshiba Corp | 弾性表面波装置およびその製造方法 |
| JP2001168671A (ja) * | 1999-12-07 | 2001-06-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 弾性表面波デバイスとその製造方法 |
| US6791236B1 (en) * | 2000-10-11 | 2004-09-14 | Yuri Abramov | Method utilizing the saw velocity dispersion effect for weighting by shaping the electrode fingers of a saw interdigital transducer and apparatus produced thereby |
| JP2002217672A (ja) | 2001-01-12 | 2002-08-02 | Murata Mfg Co Ltd | 弾性表面波装置およびそれを用いた通信機装置 |
-
2002
- 2002-12-25 KR KR1020037010502A patent/KR100623034B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2002-12-25 AU AU2002361093A patent/AU2002361093A1/en not_active Abandoned
- 2002-12-25 WO PCT/JP2002/013544 patent/WO2003058813A1/ja active Application Filing
- 2002-12-25 EP EP02791994A patent/EP1460759A4/en not_active Withdrawn
- 2002-12-25 US US10/469,482 patent/US6937114B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2002-12-25 EP EP09171684A patent/EP2161836B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2002-12-25 JP JP2003559017A patent/JP3966280B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 2002-12-25 CN CNB028044991A patent/CN1290258C/zh not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2003058813A1 (fr) | 2003-07-17 |
| EP1460759A1 (en) | 2004-09-22 |
| CN1290258C (zh) | 2006-12-13 |
| AU2002361093A1 (en) | 2003-07-24 |
| US6937114B2 (en) | 2005-08-30 |
| US20040070313A1 (en) | 2004-04-15 |
| JP3966280B2 (ja) | 2007-08-29 |
| KR100623034B1 (ko) | 2006-09-18 |
| EP1460759A4 (en) | 2009-09-02 |
| EP2161836B1 (en) | 2012-09-26 |
| CN1491481A (zh) | 2004-04-21 |
| KR20030074813A (ko) | 2003-09-19 |
| EP2161836A1 (en) | 2010-03-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3966280B2 (ja) | 弾性表面波装置 | |
| JP3925133B2 (ja) | 弾性表面波装置の製造方法及び弾性表面波装置 | |
| JP5243029B2 (ja) | 低減された温度推移を有するｓａｗ構成素子および製造方法 | |
| JP4248180B2 (ja) | 導電性ミラーを有するバルク音響波共振器 | |
| US7982364B2 (en) | Surface acoustic wave device and method for manufacturing the same | |
| JP5300958B2 (ja) | 弾性表面波素子及び弾性表面波装置 | |
| JP4378383B2 (ja) | 電子部品およびその製造方法 | |
| US7291904B2 (en) | Downsized package for electric wave device | |
| KR100488616B1 (ko) | 탄성 표면파 소자 및 그 제조방법 | |
| EP1313142A2 (en) | Method of manufacturing a rerouting layer on a semiconductor device and corresponding semiconductor device | |
| JP4395892B2 (ja) | 圧電薄膜デバイス及びその製造方法 | |
| JP2006229632A (ja) | 弾性表面波デバイス | |
| JP3722642B2 (ja) | 弾性表面波装置 | |
| JP4375037B2 (ja) | 弾性表面波素子 | |
| US7102461B2 (en) | Surface acoustic wave element, surface acoustic wave device, surface acoustic wave duplexer, and method of manufacturing surface acoustic wave element | |
| JPH11234082A (ja) | 表面弾性波装置 | |
| CN110880921B (zh) | 体声波结构、体声波装置及其制造方法 | |
| WO2022130676A1 (ja) | 共振子及び共振装置 | |
| JP7482402B2 (ja) | 共振子及び共振装置 | |
| US10200011B2 (en) | Crystal oscillator package | |
| WO2018221172A1 (ja) | フィルタ装置 | |
| EP1351386A1 (en) | Surface acoustic wave device and electronic component comprising it | |
| JP7459937B2 (ja) | 共振子及び共振装置 | |
| JP2002076828A (ja) | 弾性表面波素子 | |
| US20050088060A1 (en) | Compact electronic component including piezo-electric resonator mounted by face-down bonding with improved reliability |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20050708 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060829 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20061026 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20061219 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070118 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070508 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070521 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 3966280 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100608 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100608 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110608 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120608 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120608 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130608 Year of fee payment: 6 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R3D02 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |