KR101931506B1 - 탄성파 장치 및 그 제조방법 - Google Patents

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치히로 코노마
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료 나카가와
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가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼
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Abstract

탄성파가 여진되었을 때의 IDT 전극의 변형을 작게 할 수 있어, IMD 특성을 양호하게 있는 탄성파장치를 제공한다. 탄성파장치(1)는 전극 형성면(3a)을 가지는 압전기판(3)과, 전극 형성면(3a) 상에 마련되어 있는 IDT 전극(2)을 포함한다. IDT 전극(2)은 전극 형성면(3a) 상에 마련된 밀착층(4)과, 밀착층(4) 상에 마련된 주(主)전극층(6)을 가진다. 밀착층(4)은 제1, 제2 층(4A, 4B)을 가진다. 제1, 제2 층(4A, 4B)은 제1, 제2 측면(4Ac, 4Bc)을 가진다. 제1 층(4A)이 압전기판(3)에 밀착되어 있는 면의 면적보다도 제2 층(4B)이 주전극층(6)에 밀착되어 있는 면의 면적이 작아지도록, 제1, 제2 측면(4Ac, 4Bc)의 적어도 일부와 전극 형성면(3a)의 법선 방향(Z)이 제1, 제2 측면(4Ac, 4Bc)의 경사 각도(θ1, θ2)를 이루고 있다. 제1 측면(4Ac)의 경사 각도(θ1)보다도 제2 측면(4Bc)의 경사 각도(θ2)가 작다.

Description

탄성파 장치 및 그 제조방법
본 발명은 탄성파 장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.
종래 탄성파 장치는 휴대전화기 등에 널리 이용되고 있다. 예를 들면, 하기의 특허문헌 1에서는 IDT 전극을 가지는 탄성파 장치의 한 예가 개시되어 있다. 이 탄성파 장치는 압전기판과, 압전기판 상에 마련된 중간층과, 중간층 상에 마련된 전극막을 가진다.
일본국 공개특허공보 2001-217672호
특허문헌 1에 기재된 바와 같은 탄성파 장치를 리프트 오프(Lift off) 공법을 이용해 제조할 경우, 압전기판 상 및 레지스트 패턴 상에 중간층용 금속막 및 전극막용 금속막을 증착한다. 상기 중간층용 금속에는 융점이 높은 금속이 이용되고 있었다. 그 때문에, 중간층을 형성할 때, 증착원으로부터의 복사열이나 증착 입자로부터의 열전도에 의해 레지스트 패턴이 크게 변형되는 경우가 있었다. 그로 인해, 중간층의 측면이 크게 경사지는 경우가 있었다. 그 때문에, IDT 전극이 여진되었을 때의 전극막의 변형이 커져, IMD 특성이 열화되는 경우가 있었다.
본 발명의 목적은, 상기 중간층용 금속의 융점 여하에 관계없이, 탄성파가 여진되었을 때의 IDT 전극의 변형을 작게 할 수 있어, IMD 특성을 양호하게 할 수 있는 탄성파 장치 및 그 제조방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 한 넓은 국면에서는, 전극 형성면을 가지는 압전기판과, 상기 압전기판의 상기 전극 형성면 상에 마련되어 있는 IDT 전극을 구비하고, 상기 IDT 전극이, 상기 압전기판의 상기 전극 형성면 상에 마련되어 있는 밀착층과, 상기 밀착층 상에 마련되어 있는 주(主)전극층을 가지고, 상기 밀착층이, 상기 압전기판에 밀착되어 있는 제1 층과, 상기 주전극층에 밀착되어 있는 제2 층을 가지고, 상기 제1 층이 제1 측면을 가지며, 상기 제2 층이 제2 측면을 가지고, 상기 제1 층이 상기 압전기판에 밀착되어 있는 면의 면적보다도 상기 제2 층이 상기 주전극층에 밀착되어 있는 면의 면적이 작아지도록, 상기 제1, 제2 측면의 적어도 일부가 각각 상기 전극 형성면의 법선 방향에서 경사져 있고, 상기 제1, 제2 측면의 경사져 있는 부분과 상기 전극 형성면의 법선 방향이 이루는 각도를 각각 상기 제1, 제2 측면의 경사 각도로 했을 때에, 상기 제1 측면의 상기 경사 각도보다도 상기 제2 측면의 상기 경사 각도가 작은 탄성파 장치가 제공된다.
본 발명에 따른 탄성파 장치의 다른 특정 국면에서는, 상기 주전극층이 측면을 가지고, 상기 주전극층의 상기 측면과, 상기 압전기판의 상기 전극 형성면의 법선 방향이 이루는 각도를 상기 주전극층의 상기 측면의 경사 각도로 했을 때에, 상기 주전극층의 상기 측면의 상기 경사 각도가 상기 제2 측면의 상기 경사 각도 이하이다. 이 경우에는, 탄성파가 여진되었을 때의 주전극층의 변형을 한층 더 작게 할 수 있다.
본 발명에 따른 탄성파 장치의 또 다른 특정 국면에서는, 상기 밀착층을 구성하고 있는 금속의 탄성율이 상기 주전극층을 구성하고 있는 금속의 탄성율보다도 크다. 이 경우에는, 탄성파가 여진되었을 때의 주전극층의 변형을 효과적으로 작게 할 수 있다.
본 발명에 따른 탄성파 장치의 다른 특정 국면에서는, 상기 밀착층을 구성하고 있는 금속의 융점이 상기 주전극층을 구성하고 있는 금속의 융점 이상이다. 이 경우에는, 탄성파가 여진되었을 때의 주전극층의 변형을 더 확실하게 작게 할 수 있다.
본 발명에 따른 탄성파 장치의 또 다른 특정 국면에서는, 상기 밀착층이 Ti로 이루어지며, 상기 주전극층이 Al로 이루어진다. 이 경우에는, 탄성파가 여진되었을 때의 주전극층의 변형을 한층 더 작게 할 수 있다.
본 발명의 다른 넓은 국면에서는, 전극 형성면을 가지는 압전기판과, 상기 압전기판의 상기 전극 형성면 상에 마련되어 있는 IDT 전극을 포함하고, 상기 IDT 전극이, 상기 압전기판의 상기 전극 형성면 상에 마련되어 있는 밀착층과, 상기 밀착층 상에 마련되어 있는 중간층과, 상기 중간층 상에 마련되어 있는 주전극층을 가지고, 상기 밀착층 및 상기 중간층이 각각 측면을 가지고, 상기 밀착층에 있어서, 상기 압전기판에 밀착되어 있는 면의 면적보다도 상기 중간층에 밀착되어 있는 면의 면적이 작아지도록, 상기 밀착층의 상기 측면의 적어도 일부가 상기 전극 형성면의 법선 방향에서 경사져 있으며, 상기 중간층에 있어서, 상기 밀착층에 밀착되어 있는 면의 면적보다도 상기 주전극층에 접해 있는 면의 면적이 작아지도록, 상기 중간층의 상기 측면의 적어도 일부가 상기 전극 형성면의 법선 방향에서 경사져 있고, 상기 밀착층의 상기 측면의 경사져 있는 부분 및 상기 중간층의 상기 측면의 경사져 있는 부분과 상기 전극 형성면의 법선 방향이 이루는 각도를 각각 상기 밀착층의 상기 측면 및 상기 중간층의 상기 측면의 경사 각도로 했을 때에, 상기 밀착층의 상기 측면의 상기 경사 각도보다도 상기 중간층의 상기 측면의 상기 경사 각도가 작은, 탄성파 장치가 제공된다. 이 경우에는, 탄성파가 여진되었을 때의 주전극층의 변형을 한층 더 작게 할 수 있다.
본 발명에 따른 탄성파 장치의 또 다른 특정 국면에서는, 상기 주전극층이 측면을 가지고, 상기 주전극층의 상기 측면과 상기 전극 형성면의 법선 방향이 이루는 각도를 상기 주전극층의 상기 측면의 경사 각도로 했을 때에, 상기 주전극층의 상기 측면의 상기 경사 각도가 상기 중간층의 상기 측면의 상기 경사 각도 이하이다. 이 경우에는, 탄성파가 여진되었을 때의 주전극층의 변형을 한층 더 작게 할 수 있다.
본 발명에 따른 탄성파 장치의 또 다른 특정 국면에서는, 상기 밀착층을 구성하고 있는 금속의 탄성율이 상기 중간층을 구성하고 있는 금속의 탄성율 이상이며, 상기 중간층을 구성하고 있는 금속의 탄성율이 상기 주전극층을 구성하고 있는 금속의 탄성율보다도 크다. 이 경우에는, 탄성파가 여진되었을 때의 주전극층의 변형을 효과적으로 작게 할 수 있다.
본 발명에 따른 탄성파 장치의 또 다른 특정 국면에서는, 상기 밀착층을 구성하고 있는 금속의 융점이 상기 중간층을 구성하고 있는 금속의 융점 이상이며, 상기 중간층을 구성하고 있는 금속의 융점이 상기 주전극층을 구성하고 있는 금속의 융점 이상이다. 이 경우에는, 탄성파가 여진되었을 때의 주전극층의 변형을 더 확실하게 작게 할 수 있다.
본 발명에 따른 탄성파 장치의 또 다른 특정 국면에서는, 상기 밀착층이 NiCr 및 Ti 중 어느 하나로 이루어지며, 상기 중간층이 Ti로 이루어지며, 상기 주전극층이 Al로 이루어진다. 이 경우에는, 탄성파가 여진되었을 때의 주전극층의 변형을 한층 더 작게 할 수 있다.
본 발명에 따른 탄성파 장치의 제조방법은, 밀착층 및 주전극층을 가지는 IDT 전극이 압전기판 상에 마련된 탄성파 장치의 제조방법으로서, 전극 형성면을 가지는 압전기판을 준비하는 공정과, 상기 압전기판의 상기 전극 형성면 상에 레지스트층을 적층하는 공정과, 상기 레지스트층을 패터닝하는 공정과, 상기 압전기판 상 및 상기 레지스트층 상에 밀착층용 금속막을 증착법에 의해 적층하는 공정과, 상기 밀착층용 금속막 상에 주전극층용 금속막을 증착법에 의해 적층하는 공정과, 상기 레지스트층을 상기 압전기판에서 박리하는 공정을 가지는, IDT 전극을 상기 압전기판의 상기 전극 형성면 상에 마련하는 공정을 포함하고, 상기 밀착층이, 상기 압전기판에 밀착되어 있는 제1 층과, 상기 주전극층에 밀착되어 있는 제2 층을 가지고, 상기 제1 층이 제1 측면을 가지며, 상기 제2 층이 제2 측면을 가지고, 상기 압전기판 상 및 상기 레지스트층 상에 상기 밀착층용 금속막을 적층하는 공정에 있어서, 증착법의 조건을 바꾸면서 상기 밀착층용 금속막을 적층함으로써, 상기 제1 층이 상기 압전기판에 밀착되어 있는 면의 면적보다도 상기 제2 층이 상기 주전극층에 밀착되는 면의 면적이 작아지도록, 상기 제1, 제2 측면을 상기 전극 형성면의 법선 방향에서 경사지도록하고, 상기 제1, 제2 측면과 상기 전극 형성면의 법선 방향이 이루는 각도를 각각 상기 제1, 제2 측면의 경사 각도로 했을 때에, 상기 제1 측면의 상기 경사 각도보다도 상기 제2 측면의 상기 경사 각도를 더 작게 한다. 이 경우에는, 탄성파가 여진되었을 때의 주전극층의 변형을 한층 더 작게 할 수 있다.
본 발명에 따른 탄성파 장치의 제조방법의 한 특정 국면에서는, 상기 압전기판 상 및 상기 레지스트층 상에 상기 밀착층용 금속막을 적층하는 공정에 있어서, 상기 제2 층을 형성할 때의 증착법에서의 성막 속도를, 상기 제1 층을 형성할 때의 증착법에서의 성막 속도보다도 느리게 한다. 이 경우에는, 탄성파가 여진되었을 때의 주전극층의 변형을 더 확실하게 작게 할 수 있다.
본 발명에 의하면, 탄성파가 여진되었을 때의 IDT 전극의 변형을 작게 할 수 있어, IMD 특성을 양호하게 할 수 있는 탄성파 장치 및 그 제조방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 탄성파 장치의 정면 단면도이다.
도 2(a)는 본 발명의 제1 실시형태에서의 IDT 전극의 확대 정면 단면도이며, 도 2(b)는 본 발명의 제1 실시형태에서의 IDT 전극의 부분 절단 확대 정면 단면도이다.
도 3은 비교예에서의 IDT 전극의 확대 정면 단면도이다.
도 4(a) 및 도 4(b)는 본 발명의 제1 실시형태 및 비교예에서의, IDT 전극의 전극지의 탄성파 전파 방향을 따른 위치와, 주전극층의 압전기판측의 면에서의 변형의 S4 성분의 관계를 나타내는 도면이다.
도 5는 변형의 S4 성분과 3차 고조파 레벨의 관계를 나타내는 도면이다.
도 6(a)~도 6(c)는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 탄성파 장치의 제조방법을 설명하기 위한 부분 절단 정면 단면도이다.
도 7(a) 및 도 7(b)는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 탄성파 장치의 제조방법을 설명하기 위한 부분 절단 정면 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시형태에서의 IDT 전극의 정면 단면도이다.
이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명함으로써 본 발명을 밝힌다.
한편, 본 명세서에 기재된 각 실시형태는 예시적인 것으로, 다른 실시형태 간에 구성의 부분적인 치환 또는 조합이 가능함을 지적해 둔다.
도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 탄성파 장치의 정면 단면도이다.
탄성파 장치(1)는 압전기판(3)을 가진다. 압전기판(3)은 LiTaO3으로 이루어진다. 한편, 압전기판의 재료는 특별히 한정되지 않고, 적절한 압전 단결정이나 압전 세라믹스로 이루어져 있어도 된다. 보다 구체적으로는, 압전기판은 예를 들어 LiNbO3, KNbO3, 수정, 랑가사이트(langasite), ZnO, PZT, 혹은 사붕산리튬 등으로 이루어져 있어도 된다.
압전기판(3)은 전극 형성면(3a)을 가진다. 전극 형성면(3a) 상에는 IDT 전극(2)이 형성되어 있다. IDT 전극(2)에 교류 전압을 인가함으로써, 탄성파가 여진된다. 본 실시형태에서는 IDT 전극(2)의 탄성파 전파 방향에서의 양측에는 반사기(8)가 마련되어 있다. 그에 의해, 1 포트형 탄성파 공진자가 구성되어 있다. 한편, 반사기는 마련되어 있지 않아도 된다.
도 2(a)는 제1 실시형태에서의 IDT 전극의 확대 정면 단면도이다. 도 2(b)는 제1 실시형태에서의 IDT 전극의 부분 절단 확대 정면 단면도이다. 한편, 보다 구체적으로는 도 2(a) 및 도 2(b)에서는 IDT 전극이 가지는 복수의 전극지 중 하나의 전극지를 확대해서 나타내고 있다. 후술하는 도 3, 도 6(a)~도 6(c), 도 7(a) 및 도 7(b), 및 도 8도 마찬가지다.
도 2(a)에 나타낸 바와 같이, IDT 전극(2)은 압전기판(3)의 전극 형성면(3a) 상에 마련되어 있는 밀착층(4)을 가진다. 밀착층(4) 상에는 주전극층(6)이 마련되어 있다. 밀착층(4)은 압전기판(3)에 대한 밀착성이, 주전극층(6)의 압전기판(3)에 대한 밀착성보다도 높다. 밀착층(4)은 압전기판(3)에 밀착되어 있는 제1 층(4A)을 가진다. 밀착층(4)은 주전극층(6)에 밀착되어 있는 제2 층(4B)도 가진다. 제1 층(4A)과 제2 층(4B)은 전극 형성면(3a)의 법선 방향(Z)에서 연속되어 마련되어 있다.
본 실시형태에서는 밀착층(4)은 Ti로 이루어진다. 한편, 밀착층은 특별히 한정되지 않지만, 압전기판과의 밀착성이 높은 적절한 금속으로 이루어지는 것이 바람직하다. 보다 구체적으로는 밀착층은 예를 들어 Ti, Cr, NiCr, Zr, Ta, W 또는 Mo 등으로 이루어지는 것이 바람직하다.
본 명세서에서는, 주전극층(6)은 탄성파의 여진에서 지배적인 전극층이다. 본 실시형태의 주전극층(6)은 Al로 이루어진다. 한편, 주전극층은 저항이 낮은 적절한 금속으로 이루어지는 것이 바람직하다. 보다 구체적으로는, 주전극층은 예를 들어 Al, Cu, Au 또는 Ag 등으로 이루어지는 것이 바람직하다. 또한, 주전극층을 구성하는 금속에 다른 원소를 첨가함으로써, 스트레스 마이그레이션 내성을 향상시켜도 된다. 예를 들면, 주전극층을 구성하는 재료에는 Al을 주체로 하며 Cu가 첨가되는 합금 등이 바람직하게 이용된다.
본 실시형태에서는, 밀착층(4)의 두께는 30㎚이며, 주전극층(6)의 두께는 430㎚이다. IDT 전극(2)의 전극지간 거리에 의해 규정되는 파장은 4.6㎛이다. IDT 전극(2)의 듀티(duty)는 0.5이다. 한편, IDT 전극의 각층의 두께, IDT 전극의 파장 및 듀티는 특별히 한정되지 않는다.
밀착층(4)의 제1 층(4A)은 제1 측면(4Ac)을 가진다. 제2 층(4B)도 제2 측면(4Bc)을 가진다. 제1, 제2 측면(4Ac, 4Bc)은 각각 전극 형성면(3a)의 법선 방향(Z)에서 경사져 있다. 보다 구체적으로는, 제1 층(4A)이 압전기판(3)에 밀착되어 있는 면의 면적보다도 제2 층(4B)이 주전극층(6)에 밀착되어 있는 면의 면적이 작아지도록, 제1, 제2 측면(4Ac, 4Bc)이 경사져 있다. 한편, 제1, 제2 측면의 적어도 일부가 각각 전극 형성면의 법선 방향에서 경사져 있으면 된다. 또한, 주전극층(6)도 측면(6c)을 가진다.
여기에서, 제1, 제2 측면(4Ac, 4Bc)과 전극 형성면(3a)의 법선 방향(Z)이 이루는 각도를 각각 제1, 제2 측면(4Ac, 4Bc)의 경사 각도로 한다. 보다 구체적으로는, 도 2(b)에 나타내는 바와 같이, 전극 형성면의 법선 방향(Z)으로 연장되는 일점쇄선(A)과 제1 측면(4Ac)이 아루는 각도가, 제1 측면(4Ac)의 경사 각도(θ1)이다. 마찬가지로, 일점쇄선(B)과 제2 측면(4Bc)이 이루는 각도가, 제2 측면(4Bc)의 경사 각도(θ2)이다. 한편, 제1, 제2 측면 각각의 일부가 전극 형성면의 법선 방향에서 경사져 있을 경우는, 제1, 제2 측면의 경사져 있는 부분과 전극 형성면의 법선 방향이 이루는 각도가, 제1, 제2 측면의 경사 각도이다.
본 실시형태의 특징은 제1 측면(4Ac)의 경사 각도(θ1)보다도 제2 측면(4Bc)의 경사 각도(θ2)가 더 작은 것에 있다. 환언하면, 도 2(a)에 나타낸 전극 형성면(3a)으로부터 IDT 전극(2)의 적층방향을 향함에 따라 전극지의 폭이 가늘해지도록 금속이 적층되어 있다. 그에 의해, 탄성파가 여진되었을 때의 IDT 전극(2)에서의 주전극층(6)의 변형을 작게 할 수 있어, IMD 특성을 양호하게 할 수 있다. 이를 이하에서 비교예를 이용해 설명한다.
도 3은 비교예에서의 IDT 전극의 확대 정면 단면도이다.
비교예에서의 탄성파 장치의 IDT 전극(102)의 밀착층(104)은 제1, 제2 층(104A, 104B)을 가진다. 제1, 제2 층(104A, 104B)은 제1, 제2 측면(104Ac, 104Bc)을 가진다. 비교예의 탄성파 장치에서는 제1 측면(104Ac)의 경사 각도와 제2 측면(104Bc)의 경사 각도의 차이가 없다. 이 점을 제외하고, 비교예에서의 탄성파 장치는 제1 실시형태의 탄성파 장치(1)와 같은 구성을 가진다.
도 4(a) 및 도 4(b)는 제1 실시형태 및 비교예에서의, IDT 전극의 전극지의 탄성파 전파 방향을 따른 위치와, 주전극층의 압전기판측의 면에서의 변형의 S4 성분의 관계를 나타내는 도면이다. 실선은 제1 실시형태의 결과를 나타내며, 파선은 비교예의 결과를 나타낸다. 전극지가 연장되는 방향에 수직인 방향을 전극지의 폭방향으로 했을 때, 도 4(a) 및 도 4(b)에서의 가로축의 값이 0인 위치는, 전극지의 폭방향의 중심의 위치에 상당한다. 도 4(a)는 전극지의 폭방향의 중심으로부터 한쪽의 단면까지의 변형의 크기를 나타내고 있다. 도 4(b)는, 전극지의 폭방향의 중심으로부터, 도 4(a)에 나타내는 단면과는 반대측의 단면까지의 변형의 크기를 나타내고 있다.
상술한 바와 같이, IDT 전극에 전압을 인가하면 탄성파가 여진된다. 이때, IDT 전극의 압전기판측의 면에 응력이 가해진다. 그에 의해, 주전극층에 변형이 생긴다. 본 실시형태 및 비교예에서는, 전극지의 중심에서 단면에 근접할수록 변형이 커지고 있다. 또한, 도 4(a) 및 도 4(b)에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에서는 비교예보다도 변형을 작게 할 수 있다.
보다 구체적으로는, 도 4(a)에 나타내는 바와 같이, 전극지의 한쪽의 단면에서, 비교예에서는 변형이 4.26×10-3이며, 본 실시형태에서는 변형이 3.99×10-3이다. 이렇게 본 실시형태에서는 비교예보다도 변형의 S4 성분을 0.27×10-3 작게 할 수 있다. 게다가 폭방향에서, 전극지의 단면으로부터 전극지의 폭방향 전체 길이의 약 10%의 범위에서, 본 실시형태의 변형을 비교예의 변형보다도 효과적으로 작게 할 수 있음을 알 수 있다.
도 4(b)에 나타내는 전극지의 단면에서는, 비교예에서는 변형이 4.26×10-3이며, 본 실시형태에서는 변형이 3.99×10-3이다. 이렇게, 도 4(b)에 나타내는 단면에서도, 본 실시형태에서는 비교예보다도 변형의 S4 성분을 0.27×10-3 작게 할 수 있다. 게다가, 폭방향에서, 전극지의 도 4(b)에 나타내는 단면으로부터 전극지의 폭방향 전체 길이의 약 10%의 범위에서도, 본 실시형태의 변형을 비교예의 변형보다도 효과적으로 작게 할 수 있음을 알 수 있다. 본 실시형태에 따라 변형을 작게 할 수 있는 것에 대해서는, 이하의 이론에 의한다고 생각할 수 있다.
본 실시형태에서는, 도 2(a)에 나타내는 바와 같이, 밀착층(4)의 제1 측면(4Ac)의 경사 각도보다도 제2 측면(4Bc)의 경사 각도가 작다. 그로 인해, 탄성파가 여진되었을 때에 IDT 전극(2)의 전극지의 측면 부근에 가해지는 응력이, 주전극층(6)보다도 압전기판(3)측에 분산된다. 이렇게, 탄성파가 여진되었을 때의, 주전극층(6)의 압전기판(3)측의 면에서의 응력 집중이 완화되기 때문에 주전극층(6)의 변형이 작아지고 있다.
여기에서, 도 2(b)에 나타내는 바와 같이, 주전극층(6)의 측면(6c)과 압전기판(3)의 전극 형성면의 법선 방향(Z)을 따른 일점쇄선(C)이 이루는 각도는, 주전극층(6)의 측면(6c)의 경사 각도(θ3)이다. 이때, 본 실시형태와 같이, 주전극층(6)의 측면(6c)의 경사 각도(θ3)는 제2 측면(4Bc)의 경사 각도(θ2) 이하인 것이 바람직하다. 그에 의해, 주전극층(6)의 변형을 한층 더 작게 할 수 있다. 한편, 주전극층의 측면은 일부가 전극 형성면의 법선 방향에서 경사져 있어도 되고, 혹은, 측면 전체가 경사져 있어도 되고, 혹은, 주전극층의 측면은, 상기 법선 방향에서 경사져 있는 부분을 가지지 않아도 된다. 측면이 상기 법선 방향에서 경사져 있지 않을 경우, 경사 각도는 0°이다.
다음으로, 변형과 IMD 특성의 관계를 설명한다. 이하에, SH파를 이용할 경우의, 변형의 S4 성분과 3차 고조파 레벨의 관계를 나타낸다. 한편, 하기의 예에서는 3차 고조파는 불필요한 파이며, 3차 고조파 레벨이 낮을수록 IMD 특성이 양호하다.
도 5는 변형의 S4 성분과 3차 고조파 레벨의 관계를 나타내는 도면이다.
도 5에 나타내는 바와 같이, 변형의 S4 성분이 작을수록 3차 고조파 레벨이 작아지고 있음을 알 수 있다. 따라서, IDT 전극의 변형을 작게 하면, IMD 특성을 개선할 수 있음을 알 수 있다.
그런데, 도 2(a)에 나타내는 바와 같이, 밀착층(4)은 주전극층(6)보다도 압전기판(3)측에 위치하고 있다. 더해서, 상술한 것 같이, IDT 전극(2)의 전극지의 측면 부근에 가해지는 응력은 주전극층(6)보다도 압전기판(3)측에 분산된다. 본 실시형태에서는, IDT 전극(2)의 밀착층(4)은 Ti로 이루어지며, 주전극층(6)은 Al로 이루어진다. 이렇게, 밀착층(4)을 구성하고 있는 금속의 탄성율이, 주전극층(6)을 구성하고 있는 금속의 탄성율보다도 큰 것이 바람직하다. 그에 의해, 탄성파가 여진될 때에 압전기판(3)측으로부터 주전극층(6)에 가해지는 응력을 작게 할 수 있다. 따라서, 주전극층(6)의 변형을 효과적으로 억제할 수 있다.
다음으로, 탄성파 장치(1)의 제조방법을 설명한다.
도 6(a)~도 6(c)는 제1 실시형태에 따른 탄성파 장치의 제조방법을 설명하기 위한 부분 절단 정면 단면도이다. 도 7(a) 및 도 7(b)는 제1 실시형태에 따른 탄성파 장치의 제조방법을 설명하기 위한 부분 절단 정면 단면도이다. 한편, 도 7(a) 및 도 7(b)는 도 6(a)~도 6(c)에 나타내는 공정보다도 후공정을 나타낸다.
도 6(a)에 나타내는 바와 같이, 압전기판(3)을 준비한다. 다음으로, 압전기판(3) 상에 레지스트층(7)을 적층한다. 다음으로, 레지스트층(7)을 패터닝한다. 그에 의해, 레지스트층(7)이 개구되어 있어, 압전기판(3)이 노출되어 있는 부분을 형성한다. 압전기판(3) 상에 패터닝 및 레지스트층(7)을 형성할 때에는, 예를 들면 네거형 포트 레지스트를 이용한 포토 리소그래피 기술을 이용할 수 있다.
다음으로, 도 6(b) 및 도 6(c)에 나타내는 바와 같이, 압전기판(3) 상 및 레지스트층(7) 상에 밀착층(4)용 금속막을 증착법에 의해 적층한다. 레지스트층(7)이 개구되어 있는 부분에서 상기 금속막이 압전기판(3) 상에 적층되어, 밀착층(4)이 형성된다.
그런데, 증착법에 의해 융점이 높은 금속막이 레지스트층(7) 상에 적층되면, 금속막의 복사열에 의해 레지스트층(7)이 변형된다. 여기에서, 레지스트층(7)이 개구되어 있는 부분을 횡단하는 방향을 폭방향(W)으로 한다. 레지스트층(7)의 상기 변형에 의해, 레지스트층(7)이 개구되어 있는 부분의 최소 폭(W1)이 작아진다. 이 폭(W1)이 작아질수록 압전기판(3)의 전극 형성면(3a)의 법선 방향(Z)에서 봤을 때의, 압전기판(3)이 노출되어 있는 부분의 폭이 작아진다. 밀착층(4)의 형성시에 레지스트층(7)의 상기 변형이 진행되기 때문에 밀착층(4)의 제1, 제2 측면(4Ac, 4Bc)은 경사진다.
이때, 본 실시형태의 탄성파 장치(1)의 제조에서는, 도 6(b)에 나타내는 제1 층(4A)을 형성할 때의 성막 속도보다도, 도 6(c)에 나타내는 제2 층(4B)을 형성할 때의 성막 속도를 느리게 한다. 보다 구체적으로는, 예를 들면, 제1 층(4A)을 형성할 때의 성막 속도를 5Å/s로 하고, 제2 층(4B)을 형성할 때의 성막 속도를 0.5Å/s로 한다. 성막 속도가 늦을수록, 레지스트층(7)에 증착하는 금속막으로부터의 열전도나 증착원으로부터의 복사열이 억제된다. 그 때문에, 레지스트층(7)의 온도의 상승도 억제된다. 레지스트층(7)은, 고온이 될수록 변형되는 속도가 빠르다. 따라서, 본 실시형태에서는, 제1 층(4A)을 형성하고 있을 때의 레지스트층(7)의 변형 속도보다도, 제2 층(4B)을 형성하고 있을 때의 레지스트층(7)의 변형 속도를 느리게 할 수 있다. 따라서, 제1 층(4A)의 제1 측면(4Ac)의 경사 각도보다도 제2 층(4B)의 제2 측면(4Bc)의 경사 각도를 작게 할 수 있다.
제1 층을 형성할 때의 증착법의 조건과, 제2 층을 형성할 때의 증착법의 조건을 다르게 함으로써, 압전기판에 금속입자가 접촉된 후의 상기 금속입자의 이동 거리를 제어해도 된다. 이 경우에서도, 제1 층의 제1 측면의 경사 각도보다도 제2 층의 제2 측면의 경사 각도를 작게 할 수 있다.
본 실시형태의 탄성파 장치(1)의 제조방법의 설명으로 되돌아가서, 다음으로, 도 7(a)에 나타내는 바와 같이, 밀착층(4) 상에 주전극층(6)용 금속을 증착법에 의해 적층한다. 한편, 본 실시형태에서는, 밀착층(4)은 Ti로 이루어지며, 주전극층(6)은 Al로 이루어진다. 이렇게, 주전극층(6)을 구성하고 있는 금속의 융점이, 밀착층(4)을 구성하고 있는 금속의 융점 이하인 것이 바람직하다. 그에 의해, 주전극층(6)을 형성할 때에 레지스트층(7)이 가열되는 온도를, 밀착층(4)을 형성할 때에 레지스트층(7)이 가열되는 온도 이하로 할 수 있다. 따라서, 주전극층(6)의 측면(6c)의 경사 각도를, 밀착층(4)의 제2 측면(4Bc)의 경사 각도 이하로 확실하게 할 수 있다. 따라서, 탄성파가 여진되었을 때의 주전극층(6)의 변형을 보다 확실하게 억제할 수 있다.
다음으로, 도 7(b)에 나타내는 바와 같이, 도 7(a)에 나타낸 레지스트층(7)을 압전기판(3)으로부터 박리한다.
도 8은 본 발명의 제2 실시형태에서의 IDT 전극의 부분 절단 정면 단면도이다.
제2 실시형태의 탄성파 장치는, IDT 전극(12)이 밀착층(14)과 주전극층(6)의 사이에 마련되어 있는 중간층(15)을 갖는 점에서, 제1 실시형태와 다르다. 또한, 밀착층(14)의 구성도, 제1 실시형태와 다르다. 상기 이외의 점에서는, 제2 실시형태의 탄성파 장치는 제1 실시형태의 탄성파 장치(1)와 같은 구성을 가진다.
밀착층(14)은 압전기판(3)에 대한 밀착성이 중간층(15)의 압전기판(3)에 대한 밀착성 이상이다. 밀착층(14)은 측면(14c)을 가진다. 밀착층(14)의 측면(14c)의 경사 각도는 제1 실시형태와 달리 일정하다. 본 실시형태에서는, 밀착층(14)은 NiCr 및 Ti 중 어느 하나로 이루어진다. 한편, 밀착층을 구성하는 금속은 특별히 한정되지 않지만, 제1 실시형태와 같이, 압전기판과의 밀착성이 좋은 적절한 금속으로 이루어지는 것이 바람직하다.
본 실시형태에서는 중간층(15)은 Ti로 이루어진다. 한편, 중간층을 구성하는 금속은 특별히 한정되지 않다. 밀착층과 중간층이 같은 금속으로 이루어져 있어도 된다.
중간층(15)은 측면(15c)을 가진다. 측면(15c)과 압전기판(3)의 전극 형성면(3a)의 법선 방향(Z)이 이루는 각도를 측면(15c)의 경사 각도로 한다. 이때, 중간층(15)의 측면(15c)의 경사 각도는 밀착층(14)의 측면(14c)의 경사 각도보다도 작다. 따라서, 제1 실시형태와 같이, 탄성파가 여진되었을 때의 주전극층(6)의 변형을 작게 할 수 있다. 따라서, IMD 특성을 양호하게 할 수 있다.
한편, 밀착층의 측면의 적어도 일부가 전극 형성면의 법선 방향에서 경사져 있으면 된다. 중간층에서도, 중간층의 측면의 적어도 일부가 전극 형성면의 법선 방향에서 경사져 있으면 된다. 밀착층의 측면의 일부가 상기 법선 방향에서 경사져 있는 경우는, 밀착층의 측면이 경사져 있는 부분과 상기 법선 방향이 이루는 각도가 밀착층의 측면의 경사 각도이다. 중간층의 측면의 일부가 상기 법선 방향에서 경사져 있을 경우는, 중간층의 측면이 경사져 있는 부분과 상기 법선이 이루는 각도가 중간층의 측면의 경사 각도이다.
게다가, 주전극층(6)의 측면(6c)의 경사 각도는 중간층(15)의 측면(15c)의 경사 각도 이하이다. 따라서, 탄성파가 여진되었을 때의 주전극층(6)의 변형을 효과적으로 작게 할 수 있다.
밀착층(14)을 구성하고 있는 금속의 융점은 중간층(15)을 구성하고 있는 금속의 융점 이상이다. 따라서, 상술한 제조방법과 같은 방법에 의해, 중간층(15)의 측면(15c)의 경사 각도를 밀착층(14)의 측면(14c)의 경사 각도보다도 용이하게 작게 할 수 있다. 중간층(15)을 구성하고 있는 금속의 융점은 주전극층(6)을 구성하고 있는 금속의 융점 이상이다. 따라서, 주전극층(6)의 측면(6c)의 경사 각도를 확실하게 중간층(15)의 측면(15c)의 경사 각도 이하로 할 수 있다.
밀착층(14)을 구성하고 있는 금속의 탄성율은 중간층(15)을 구성하고 있는 금속의 탄성율 이상이다. 중간층(15)을 구성하고 있는 금속의 탄성율은 주전극층(6)을 구성하고 있는 금속의 탄성율보다도 크다. 따라서, 제1 실시형태와 같이, 탄성파가 여진되었을 때의 주전극층(6)의 변형을 한층 더 작게 할 수 있다.
1: 탄성파 장치 2: IDT 전극
3: 압전기판 3a: 전극 형성면
4: 밀착층 4A, 4B: 제1, 제2 층
4Ac, 4Bc: 제1, 제2 측면 6: 주전극층
6c: 측면 7: 레지스트층
8: 반사기 12: IDT 전극
14: 밀착층 14c: 측면
15: 중간층 15c: 측면
102: IDT 전극 104: 밀착층
104A, 104B: 제1, 제2 층 104Ac, 104Bc: 제1, 제2 측면

Claims (12)

  1. 전극 형성면을 가지는 압전기판과,
    상기 압전기판의 상기 전극 형성면 상에 마련되어 있는 IDT 전극을 포함하고,
    상기 IDT 전극이, 상기 압전기판의 상기 전극 형성면 상에 마련되어 있는 밀착층과, 상기 밀착층 상에 마련되어 있는 주(主)전극층을 가지고,
    상기 밀착층이, 상기 압전기판에 밀착되어 있는 제1 층과, 상기 주전극층에 밀착되어 있는 제2 층을 가지고,
    상기 제1 층이 제1 측면을 가지며, 상기 제2 층이 제2 측면을 가지고,
    상기 제1 층이 상기 압전기판에 밀착되어 있는 면의 면적보다도 상기 제2 층이 상기 주전극층에 밀착되어 있는 면의 면적이 작아지도록, 상기 제1, 제2 측면의 적어도 일부가 각각 상기 전극 형성면의 법선 방향에서 경사져 있고,
    상기 제1, 제2 측면의 경사져 있는 부분과 상기 전극 형성면의 법선 방향이 이루는 각도를 각각 상기 제1, 제2 측면의 경사 각도로 했을 때에, 상기 제1 측면의 상기 경사 각도보다도 상기 제2 측면의 상기 경사 각도가 작은 것을 특징으로 하는 탄성파 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 주전극층이 측면을 가지고, 상기 주전극층의 상기 측면과, 상기 압전기판의 상기 전극 형성면의 법선 방향이 이루는 각도를 상기 주전극층의 상기 측면의 경사 각도로 했을 때에, 상기 주전극층의 상기 측면의 상기 경사 각도가 상기 제2 측면의 상기 경사 각도 이하인 것을 특징으로 하는 탄성파 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 밀착층을 구성하고 있는 금속의 탄성율이 상기 주전극층을 구성하고 있는 금속의 탄성율보다도 큰 것을 특징으로 하는 탄성파 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 밀착층을 구성하고 있는 금속의 융점이 상기 주전극층을 구성하고 있는 금속의 융점 이상인 것을 특징으로 하는 탄성파 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 밀착층이 Ti로 이루어지며, 상기 주전극층이 Al로 이루어지는 것을 특징으로 하는 탄성파 장치.
  6. 전극 형성면을 가지는 압전기판과,
    상기 압전기판의 상기 전극 형성면 상에 마련되어 있는 IDT 전극을 포함하고,
    상기 IDT 전극이, 상기 압전기판의 상기 전극 형성면 상에 마련되어 있는 밀착층과, 상기 밀착층 상에 마련되어 있는 중간층과, 상기 중간층 상에 마련되어 있는 주(主)전극층을 가지고,
    상기 밀착층 및 상기 중간층이 각각 측면을 가지고,
    상기 밀착층에 있어서, 상기 압전기판에 밀착되어 있는 면의 면적보다도 상기 중간층에 밀착되어 있는 면의 면적이 작아지도록, 상기 밀착층의 상기 측면의 적어도 일부가 상기 전극 형성면의 법선 방향에서 경사져 있으며, 상기 중간층에 있어서, 상기 밀착층에 밀착되어 있는 면의 면적보다도 상기 주전극층에 접해 있는 면의 면적이 작아지도록, 상기 중간층의 상기 측면의 적어도 일부가 상기 전극 형성면의 법선 방향에서 경사져 있고,
    상기 밀착층의 상기 측면의 경사져 있는 부분 및 상기 중간층의 상기 측면의 경사져 있는 부분과 상기 전극 형성면의 법선 방향이 이루는 각도를 각각 상기 밀착층의 상기 측면 및 상기 중간층의 상기 측면의 경사 각도로 했을 때에, 상기 밀착층의 상기 측면의 상기 경사 각도보다도 상기 중간층의 상기 측면의 상기 경사 각도가 작은 것을 특징으로 하는 탄성파 장치.
  7. 제6항에 있어서.
    상기 주전극층이 측면을 가지고, 상기 주전극층의 상기 측면과 상기 전극 형성면의 법선 방향이 이루는 각도를 상기 주전극층의 상기 측면의 경사 각도로 했을 때에, 상기 주전극층의 상기 측면의 상기 경사 각도가 상기 중간층의 상기 측면의 상기 경사 각도 이하인 작은 것을 특징으로 하는 탄성파 장치.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서.
    상기 밀착층을 구성하고 있는 금속의 탄성율이 상기 중간층을 구성하고 있는 금속의 탄성율 이상이며, 상기 중간층을 구성하고 있는 금속의 탄성율이 상기 주전극층을 구성하고 있는 금속의 탄성율보다도 큰 것을 특징으로 하는 탄성파 장치.
  9. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 밀착층을 구성하고 있는 금속의 융점이 상기 중간층을 구성하고 있는 금속의 융점 이상이며, 상기 중간층을 구성하고 있는 금속의 융점이 상기 주전극층을 구성하고 있는 금속의 융점 이상인 것을 특징으로 하는 탄성파 장치.
  10. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 밀착층이 NiCr 및 Ti 중 어느 하나로 이루어지며, 상기 중간층이 Ti로 이루어지며, 상기 주전극층이 Al로 이루어지는 것을 특징으로 하는 탄성파 장치.
  11. 밀착층 및 주(主)전극층을 가지는 IDT 전극이 압전기판 상에 마련된 탄성파 장치의 제조방법으로서,
    전극 형성면을 가지는 압전기판을 준비하는 공정과,
    상기 압전기판의 상기 전극 형성면 상에 레지스트층을 적층하는 공정과, 상기 레지스트층을 패터닝하는 공정과, 상기 압전기판 상 및 상기 레지스트층 상에 밀착층용 금속막을 증착법에 의해 적층하는 공정과, 상기 밀착층용 금속막 상에 주전극층용 금속막을 증착법에 의해 적층하는 공정과, 상기 레지스트층을 상기 압전기판으로부터 박리하는 공정을 가지는, IDT 전극을 상기 압전기판의 상기 전극 형성면 상에 마련하는 공정을 포함하고,
    상기 밀착층이, 상기 압전기판에 밀착되어 있는 제1 층과, 상기 주전극층에 밀착되어 있는 제2 층을 가지고, 상기 제1 층이 제1 측면을 가지며, 상기 제2 층이 제2 측면을 가지고,
    상기 압전기판 상 및 상기 레지스트층 상에 상기 밀착층용 금속막을 적층하는 공정에 있어서, 증착법의 조건을 바꾸면서 상기 밀착층용 금속막을 적층함으로써, 상기 제1 층이 상기 압전기판에 밀착되어 있는 면의 면적보다도 상기 제2 층이 상기 주전극층에 밀착되는 면의 면적이 작아지도록, 상기 제1, 제2 측면을 상기 전극 형성면의 법선 방향에서 경사지도록하고, 상기 제1, 제2 측면과 상기 전극 형성면의 법선 방향이 이루는 각도를 각각 상기 제1, 제2 측면의 경사 각도로 했을 때에, 상기 제1 측면의 상기 경사 각도보다도 상기 제2 측면의 상기 경사 각도를 작게 하는 것을 특징으로 하는 탄성파 장치의 제조방법.
  12. 제11항에 있어서.
    상기 압전기판 상 및 상기 레지스트층 상에 상기 밀착층용 금속막을 적층하는 공정에 있어서, 상기 제2 층을 형성할 때의 증착법에서의 성막 속도를, 상기 제1 층을 형성할 때의 증착법에서의 성막 속도보다도 느리게 하는 것을 특징으로 하는 탄성파 장치의 제조방법.
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