TWI769270B

TWI769270B - 聲表面波元件及其製造方法

Info

Publication number: TWI769270B
Application number: TW107121781A
Authority: TW
Inventors: 上條敦
Original assignee: 日商Ｎｄｋ聲表濾波器股份有限公司
Priority date: 2017-06-27
Filing date: 2018-06-26
Publication date: 2022-07-01
Also published as: TW201906317A; JP2019009664A; CN109150128A; US11539345B2; US20180375493A1; CN109150128B; JP6986376B2

Abstract

本發明提供一種可提高聲表面波元件的IDT的耐電力性的電極結構。聲表面波元件10具備LiTaO₃ 的壓電單晶基板11以及IDT 13，所述IDT 13設置於所述基板上，包括鈦膜13a、及形成於所述鈦膜上的鋁膜或以鋁為主成分的膜13b。膜13b為雙晶或單晶的膜。而且，膜13b的（111）面相對於壓電單晶基板的表面呈角度θ而非平行。而且，膜13b的[-1,1,0]方向與壓電單晶基板的晶軸的X方向平行。

Description

聲表面波元件及其製造方法

本發明是有關於一種在電極方面具有特徵的聲表面波元件及其製造方法。

為了謀求資訊通信技術的進一步發展，聲表面波元件變得越發重要。聲表面波元件具備壓電單晶基板、以及形成於所述基板上的梳型電極（以下有時也稱為IDT（叉指換能器（Interdigital Transducer））。作為壓電單晶基板，多使用晶體、鉭酸鋰（LiTaO₃ ）、鈮酸鋰（LiTaO₃ ）等的各基板。例如，作為射頻（Radio Frequency，RF）頻帶濾波器用的基板，使用的是64度旋轉Y切割的LiTaO₃ 基板、或32度～44度旋轉Y切割的LiTaO₃ 基板。原因在於：前者可獲得大的機電耦合係數，後者的機電耦合係數大且頻率溫度係數相對較小。再者，64度旋轉Y切割等表述的含義是指：按照壓電單晶基板的垂直於Y軸的面即X-Z面以X軸為旋轉中心軸旋轉64度之後的面成為主面的方式，自壓電單晶基板進行切出的切割。以下類似的標記同樣如此。

另外，作為IDT的材料而使用鋁或鋁系合金。原因在於：它們的微細加工性優異，由於比重小而電極載荷品質效應小，且由於電阻小而插入損耗小。

此外，在聲表面波元件工作時，會對IDT施加與工作頻率成比例的反復應力。已知因所述反復應力，在IDT中會形成起因于所謂的應力遷移（stress migration）的丘凸（hillock）或空洞（void），因此，濾波器特性、具體而言為耐電力性劣化。所施加的電力越大、工作頻率越高，越會產生所述現象。因此，對以高電力及高頻率使用的聲表面波元件、例如800 MHz～2.4 GHz的RF頻帶用的分波器（雙工器（duplexer））等而言，需要耐電力性優異的電極材料。

為了滿足所述要求，例如在專利文獻1～專利文獻4中公開了如下的電極結構：在LiNbO₃ 或LiTaO₃ 的基板上設置作為基底膜的鈦膜，在所述鈦膜上設置有鋁膜或以鋁為主成分的膜。具體而言，在專利文獻1及專利文獻2中，分別公開了鈦膜及鋁膜均是在選區電子束分析中僅出現斑點（spot）的單晶膜的方面。另外，在專利文獻3及專利文獻4中，分別公開了在鈦膜上設置有根據X射線衍射（X-ray Diffraction，XRD）極點圖而出現了6次對稱斑點的鋁膜或以鋁為主成分的膜的電極結構。進而，也公開了這些鋁膜或以鋁為主成分的膜具有雙晶結構的方面。另外，在專利文獻4中公開了鋁膜或以鋁為主成分的膜為平均粒徑為60 nm以下的膜。根據所述專利文獻1～專利文獻4中公開的電極結構，可以說與此以外的情況相比耐電力性得到改善。 [現有技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]WO99/16168 [專利文獻2]WO00/74235 [專利文獻3]日本專利特開2002-305425號公報 [專利文獻4]日本專利特開2011-109306號公報

[發明所要解決的問題] 然而，專利文獻1中公開的電極結構中，鈦膜的（001）面的法線方向為壓電單晶基板的垂直方向，且鋁膜的（110）面的法線方向成為壓電單晶基板的垂直方向（專利文獻1的請求項2）。另外，專利文獻2中公開的電極結構為鋁膜的（112）面的法線方向與壓電單晶基板表面垂直地取向的結構（專利文獻2的請求項2）。另外，專利文獻3中公開的電極結構中，鋁膜或以鋁為主成分的膜的[111]軸方向沿壓電單晶基板的Z軸方向外延生長。即，在專利文獻3的情況下，鋁膜或以鋁為主成分的膜為其（111）面與壓電單晶基板的（001）面平行的膜。另外，專利文獻4中公開的電極結構將出現6次對稱斑點的膜及粒徑作為要件，但未明示鋁膜或以鋁為主成分的膜的結晶面與壓電單晶基板的結晶面的配置關係。

另一方面，本申請的發明者也持續努力進行了通過將鈦膜用作IDT中的基底膜而謀求IDT的耐電力性的提高的研究。而且，發現了可自與專利文獻1～專利文獻4不同的觀點出發來提高IDT的耐電力性。本申請是鑒於此種方面而成，因此，本申請發明的目的在於提供一種實現聲表面波元件的耐電力性的提高的新穎的結構與其製造方法。 [解決問題的技術手段]

為了謀求所述目的的達成，根據本申請的聲表面波元件的發明，所述聲表面波元件具備LiTaO₃ 或LiNbO₃ 的壓電單晶基板、以及電極，所述電極包括形成於所述基板上的鈦膜及形成於所述鈦膜上的鋁膜或以鋁為主成分的膜，所述聲表面波元件的特徵在於：所述鋁膜或以鋁為主成分的膜為雙晶或單晶的膜，且其（111）面相對於所述壓電單晶基板的表面呈角度θ而非平行，而且其[-1,1,0]方向與所述壓電單晶基板的晶軸的X方向平行。

在實施所述聲表面波元件的發明時，所述角度θ可為-1度～-2.5度的範圍。在實施所述聲表面波元件的發明時，所述鈦膜的膜厚可為3 nm～20 nm，所述鋁膜或以鋁為主成分的膜可為單晶膜。在實施所述聲表面波元件的發明時，所述鈦膜的膜厚可為3 nm～50 nm，所述鋁膜或以鋁為主成分的膜可為雙晶膜。在實施所述聲表面波元件的發明時，所述壓電單晶基板可設為36度～50度Y切割LiTaO₃ 或LiNbO₃ 的壓電單晶基板。

另外，根據本申請的聲表面波元件的製造方法，其特徵在於：在36度～50度Y切割LiTaO₃ 或LiNbO₃ 的壓電單晶基板上形成鈦膜，且當在所述鈦膜上形成作為雙晶或單晶的鋁膜或以鋁為主成分的膜的、其（111）面相對於所述壓電單晶基板的表面呈角度θ而非平行而且其[-1,1,0]方向與所述壓電單晶基板的晶軸的X方向平行的膜時，將所述鈦膜的成膜速度及膜厚設為能夠形成所述鋁膜或以鋁為主成分的膜的成膜速度及膜厚，來形成所述鈦膜。

在實施所述製造方法的發明時，可將所述鈦膜的膜厚設為既定膜厚範圍，並將所述鈦膜的成膜速度設為與所述既定膜厚範圍相對應的預先求出的既定速度範圍，來形成所述鈦膜。在實施所述製造方法的發明時，所使用的壓電單晶基板可設為進行了既定的機械研磨、且未進行化學性的蝕刻處理的壓電單晶基板。 [發明的效果]

根據本申請的聲表面波元件，可獲得與以前相比耐電力性優異的元件。另外，根據本申請的聲表面波元件的製造方法，可容易地製造與以前相比耐電力性優異的元件。

以下，參照圖式對本申請的各發明的實施形態進行說明。再者，說明中所使用的各圖僅以可理解所述發明的程度概略性地示出。另外，在說明中所使用的各圖中，對相同的構成成分附注同一編號來表示，有時也省略其說明。另外，以下的實施形態中敘述的形狀、尺寸、材質等僅為本發明的範圍內的優選例。因此，本發明並不僅限定於以下的實施形態。

1. 聲表面波元件及其製造方法的實施形態圖1A、圖1B是說明實施形態的聲表面波元件10的圖。尤其圖1A是聲表面波元件10的平面圖，圖1B是沿著圖1A的P-P線的局部剖面圖。

聲表面波元件10具備壓電單晶基板11、以及電極（IDT）13，所述電極（IDT）13包括依序設置於所述基板11上的鈦膜13a及鋁膜或以鋁為主成分的膜13b。再者，電極13為具備輸入側IDT與輸出側IDT的構成。當然，聲表面波元件10的結構為一例。例如也可為由絕緣膜覆蓋電極13的上表面及側面般的結構等。壓電單晶基板11為LiTaO₃ 或LiNbO₃ 。更優選為36度～50度Y切割的LiTaO₃ 或LiNbO₃ 基板。其中，在用作RF頻帶的聲表面波元件的情況下，更優選為36度～50度旋轉Y切割的LiTaO₃ 。而且，所準備的壓電單晶基板11為以既定的表面粗糙度進行了研磨的基板。具體而言，設為利用機械研磨法進行了研磨的具有被稱為所謂的拋光研磨的研磨面的基板。

進而，根據本申請的發明者的實驗，所準備的壓電單晶基板11可為未對其表面進行蝕刻處理等積極的處理，而是僅實施了將所述基板表面的有機物等去除的程度的清洗處理的基板。原因在於：當對壓電單晶基板進行研磨時，實施目的在於利用蝕刻將基板表面所產生的表面變質層去除等的積極處理而露出的壓電單晶基板的結晶面成為不僅由低指數表示的低指數面而且由高次的指數表示的高指數面也共存的結晶面。在這種結晶面上生長的鋁膜或以鋁為主成分的膜成為不僅在低指數面上生長的單晶膜而且在高指數面上生長的單晶膜也共存的狀態。而且，所述高指數面當然依存於所使用的壓電單晶基板的切割角的不同，且根據蝕刻條件、典型而言為濕式蝕刻條件而發生各種變化，因此，當使在本發明中作為目的的既定的鋁膜或以鋁為主成分的膜13b再現性良好地生長時成為弊端。此處，並不優選的預處理例如是指利用選自磷酸、焦磷酸、苯甲酸、辛酸、鹽酸、硝酸、硫酸、氫氟酸、緩衝氫氟酸及硫酸氫鉀中的至少一種蝕刻劑對壓電單晶基板11進行處理。另一方面，優選的預處理是指相對于壓電單晶基板11的、選自使用純水的水洗處理、擦洗處理、灰化處理、利用有機溶劑的脫脂處理等中的一種以上的處理。再者，如上所述般只要利用簡易的清洗即可，因此，在本發明中也可獲得能夠簡化製造步驟的效果。

另外，關於鈦膜13a，若其膜厚過厚，則會增大電極膜13自身的電阻，另外，過薄或過厚均無法獲得本發明中所期望的鋁膜或以鋁為主成分的膜13b。另外，關於鈦膜的成膜速度，若其過慢，則產量（throughput）降低，若過快，則膜厚的控制性降低，另外，過慢或過快均無法獲得本發明中所期望的鋁膜或以鋁為主成分的膜13b。而且，根據本申請的發明者的實驗而判明，需要根據欲將本發明的鋁膜或以鋁為主成分的膜13b形成為單晶膜或形成為雙晶膜來使鈦膜13a的膜厚或成膜速度適當化。因此，鈦膜13a的膜厚或成膜速度可根據欲獲得單晶的膜或雙晶的膜來作為鋁膜或以鋁為主成分的膜13b而如以下般設定。再者，作為鈦膜13a及鋁膜13b的成膜方法，可使用濺射法、離子束沉積法等任意優選的成膜方法，例如可使用直流（direct current，DC）磁控濺射法。

＜欲獲得單晶的膜的情況＞可將鈦膜13a的成膜速度設為0.01 nm/秒以上、0.15 nm/秒以下，並將鈦膜13a的膜厚設為3 nm～7.5 nm。可將鈦膜13a的成膜速度設為0.15 nm/秒以上、0.30 nm/秒以下，並將鈦膜13a的膜厚設為10 nm～15 nm。可將鈦膜13a的成膜速度設為0.35 nm/秒以上、5 nm/秒以下，並將鈦膜13a的膜厚設為15 nm～20 nm。綜上所述，在欲獲得單晶的膜來作為鋁膜或以鋁為主成分的膜13b情況下，可將成膜速度設為0.01 nm/秒以上、5 nm/秒以下，並將鈦膜13a的膜厚設為3 nm～20 nm。＜欲獲得雙晶膜的情況＞可將鈦膜13a的成膜速度設為0.01 nm/秒以上、0.15 nm/秒以下，並將鈦膜13a的膜厚設為10 nm以上。可將鈦膜13a的成膜速度設為0.15 nm/秒以上、0.30 nm/秒以下，並將鈦膜13a的膜厚設為2.5 nm～7.5 nm或20 nm～50 nm。可將鈦膜13a的成膜速度設為0.35 nm/秒以上、5 nm/秒以下，並將鈦膜13a的膜厚設為5 nm～10 nm或25 nm～50 nm。

其中，若鈦膜13a的膜厚過厚，則如已說明般，因會增大電極膜13的電阻而並不優選，故即便在上述中將鈦膜13a的膜厚設為20 nm以上的情況下，其膜厚也宜優選為100 nm以下，更優選為50 nm以下。另外，本發明的鋁膜或以鋁為主成分的膜13b為雙晶或單晶的膜。而且，所述膜13b的（111）面（圖1B中由虛線13ba表示的面）相對于壓電單晶基板11的表面即主表面（圖1B中由虛線11a表示的面）而非平行且兩表面所成的角度θ（參照圖1B）處於數度的範圍。此處，角度θ如後述的實施例中所說明般，為-1度至-2.5度。

再者，所謂以鋁為主成分的膜13b是指以鋁為主成分且其中包含微量的其他元素的任意的鋁系合金。例如為在鋁中添加有微量的銅（Cu）及/或鎂（Mg）等金屬元素的鋁系合金。

2. 實施例接下來，通過若干實施例來對本發明進一步進行詳細說明。 2-1. 實施例1 準備作為42度Y切割LiTaO₃ 基板的、利用機械研磨法將主表面研磨成拋光面的基板。利用純水對所述基板進行超聲波清洗後，導入至DC磁控濺射裝置的成膜室內。將成膜室內真空排氣至8×10^-8 托（Torr）後，經由品質流量控制器（mass flow controller）向成膜室內導入高純度Ar氣，在基板的主表面上形成鈦膜，進而在所述鈦膜上層疊相對於鋁而包含0.5重量%的銅（Cu）的鋁系合金膜（以下簡記為Al-0.5Cu膜）。再者，將鈦成膜時的成膜速度固定為0.08 nm/秒並使鈦膜厚在0 nm～20 nm的範圍內變化，而對鈦膜的成膜條件作出各種改變。另一方面，關於Al-0.5Cu膜，其成膜速度固定為1.65 nm/秒，Al-0.5Cu膜厚固定為132 nm。將鈦膜成膜時的氬流量設為50 sccm，DC功率設為140 W，將Al-0.5Cu膜成膜時的氬流量設為10 sccm，DC功率設為1 kW。再者，將基板溫度設為室溫。

關於如上所述般製作而成的各試樣的Al-0.5Cu膜，使用將Cukα作為X射線源的4軸的X射線衍射裝置，進行（111）及（100）兩個極點圖測定。111反射及200反射的衍射角（2θ）分別為38.5°、44.8°。此時，以42度Y切割LiTaO₃ 基板的X軸與Phi（ϕ）=0°一致的方式將樣本設置於X射線衍射計（測角儀平臺（goniometer stage））中。作為測定結果，首先將層疊於膜厚為4 nm的鈦膜上的Al-0.5Cu膜的（111）極點圖示於圖2，將（100）極點圖示於圖3。在圖2的（111）極點圖中，可知在中心出現了強斑點，且在Psi（Ψ）=70°的圓周上，在Phi（ϕ）為60°、180°、300°位置上出現了三個斑點。在圖3的（100）極點圖中，可知在Psi（Ψ）=55°的圓周上，在Phi（ϕ）為0°、120°、240°位置上出現了三個斑點。根據這些結果可知，Al-0.5Cu膜進行了（111）的單晶生長，且其（111）面與LiTaO₃ 基板面大致平行，詳細而言呈角度θ而為非平行（詳情將參照圖8而在之後敘述），並以LiTaO₃ 的X軸方向與Al-0.5Cu膜的（111）面內的[-1,1,0]方向平行的方式進行了外延生長。（再者，圖2、圖3的除上述以外的清晰斑點為源自LiTaO₃ 基板的峰值，因此可無視）。在層疊於膜厚為3 nm或5 nm的鈦膜上的Al-0.5Cu膜中，也可獲得與圖2、圖3相同的示出（111）單晶生長的極點圖。

接下來，將層疊於膜厚為10 nm的鈦膜上的Al-0.5Cu膜的（111）極點圖示於圖4，將（100）極點圖示於圖5。在圖4的（111）極點圖中，可知在中心出現了強斑點，且在Psi（Ψ）=70°的圓周上，在Phi（ϕ）為0°、60°、120°、180°、240°、300°位置上出現了6個斑點。另外，在圖5的（100）極點圖中，可知在Psi（Ψ）=55°的圓周上，在Phi（ϕ）為0°、60°、120°、180°、240°、300°位置上出現了6個斑點。根據這些結果可知，Al-0.5Cu膜進行了（111）的雙晶生長，其（111）面與LiTaO₃ 基板面呈角度θ而為非平行（詳情將參照圖8而在之後敘述），並以LiTaO₃ 的X軸方向與Al-0.5Cu膜的（111）雙晶面內的[-1,1,0]方向平行的方式進行了外延生長。在層疊於膜厚為15 nm或20 nm的Ti上的Al-0.5Cu膜中，也可獲得與圖4、圖5相同的示出（111）雙晶生長的極點圖。

接下來，將層疊於膜厚為2 nm的鈦膜上的Al-0.5Cu膜的（111）極點圖示於圖6，將（100）極點圖示於圖7。在圖6的（111）極點圖中，可知在中心出現了強斑點，且在Psi（Ψ）=70°的圓周上出現了環。在圖7的（100）極點圖中，可知在Psi（Ψ）=55°的圓周上出現了環。根據這些結果可知，Al-0.5Cu膜的（111）面雖與LiTaO₃ 基板面平行，但面內方向變得無規，因此是進行了所謂的取向生長。在層疊於膜厚為1.5 nm或2.8 nm的鈦膜上的Al-0.5Cu膜中，也可獲得與圖6、圖7相同的示出（111）取向生長的極點圖。另外，另行製作未設置鈦膜而在壓電單晶基板上設置有Al-0.5Cu膜的試樣、以及將鈦膜的膜厚設為1 nm且在所述鈦膜上設置有Al-0.5Cu膜的試樣，並嘗試求出與上述相同的極點圖，但Al-0.5Cu膜的強度低，未確認到明確的環圖案。根據以上的結果，在不設置鈦膜的情況下、或鈦膜的膜厚過薄的情況下（膜厚未滿3 nm），無法獲得本發明中所期望的鋁膜。另外可知，相依於鈦膜的膜厚或成膜條件，鋁膜成為單純的取向膜、雙晶的本發明的鋁膜、單晶的本發明的鋁膜。

利用光刻技術及幹式蝕刻技術對所述各電極膜進行加工，製作設計成2 GHz範圍用的梯（ladder）型聲表面波濾波器。針對所製作的聲表面波濾波器進行耐電力性評價試驗。評價試驗條件設為依據專利文獻1或專利文獻2中所記載的評價體系、試驗條件的條件，並將接通電力設為0.8 W，將試驗溫度設為85℃，將中心頻率變動0.1 MHz為止的時間定義為耐電力壽命。將所述耐電力壽命試驗結果示於表1。 [表1]

根據表1的結果可知，相對於進行了（111）取向生長的電極的耐電力壽命，進行了（111）雙晶生長的電極中其耐電力壽命為5倍以上，進行了（111）單晶生長的電極中所述壽命達10倍以上，本發明的電極膜的耐電力性得到了明顯提高。

2-2. 實施例2 作為實施例2，對將壓電單晶基板設為36度Y切割LiTaO₃ 基板的例子進行說明。準備作為36度Y切割LiTaO₃ 基板的、利用機械研磨法將主表面研磨成拋光面的基板。與實施例1同樣地對所述基板進行利用純水的超聲波清洗後，導入至DC磁控濺射裝置中，並依序層疊鈦膜與Al-0.5Cu膜。其中，將鈦膜的成膜速度固定為0.23 nm/秒並使Ti膜厚在2 nm～50 nm的範圍內變化。關於Al-0.5Cu膜的膜厚，與實施例1相同。再者，通過將鈦膜的成膜條件設為氬流量50 sccm、DC功率300 W來獲得所述成膜速度。關於基板溫度，與實施例1同樣地設為室溫。

關於所製作的試樣，與實施例1同樣地測定極點圖。根據（111）及（100）極點圖可知，在鈦膜的膜厚為2 nm的情況下，Al-0.5Cu膜進行了111取向生長，在鈦膜的膜厚為2.5 nm～7.5 nm的情況下，Al-0.5Cu膜進行了（111）雙晶生長，在鈦膜的膜厚為10 nm～15 nm的情況下，Al-0.5Cu膜進行了（111）單晶生長，在鈦膜的膜厚為20 nm～50 nm的情況下，Al-0.5Cu膜進行了雙晶生長。與實施例1同樣地對所述所製作的試樣進行加工，與實施例1同樣地製作梯型聲表面波濾波器，並進行耐電力性評價試驗。將其結果示於表2。 [表2]

根據表2的結果可知，相對於進行了（111）取向生長的電極的耐電力壽命，進行了（111）雙晶生長的電極中其耐電力壽命為5倍以上，進行了（111）單晶生長的電極中所述壽命達10倍以上，本發明的電極膜的耐電力性得到了明顯提高。另外可知，在壓電單晶基板的切割角為36度的情況下，也可獲得與切割角為42度的情況（實施例1的情況）相同的效果。

2-3. 實施例3 作為實施例3，對將壓電單晶基板設為50度Y切割LiTaO₃ 基板的例子進行說明。準備作為50度Y切割LiTaO₃ 基板的、利用機械研磨法將主表面研磨成拋光面的基板。與實施例1同樣地對所述基板進行利用純水的超聲波清洗後，導入至DC磁控濺射裝置中，並依序層疊鈦膜與Al-0.5Cu膜。其中，將鈦膜的成膜速度固定為0.50 nm/秒並使Ti膜厚在5 nm～50 nm的範圍內變化。關於Al-0.5Cu膜的膜厚，與實施例1相同。再者，通過將鈦膜的成膜條件設為氬流量50 sccm、DC功率500 W來獲得所述成膜速度。關於基板溫度，與實施例1同樣地設為室溫。關於所製作的試樣，與實施例1同樣地測定極點圖。根據（111）及（100）極點圖可知，在鈦膜的膜厚為5 nm～10 nm的情況下，Al-0.5Cu膜進行了（111）雙晶生長，在鈦膜的膜厚為15 nm～20 nm的情況下，Al-0.5Cu膜進行了（111）單晶生長，在鈦膜的膜厚為25 nm～50 nm的情況下，Al-0.5Cu膜進行了雙晶生長。與實施例1同樣地對所述所製作的試樣進行加工，與實施例1同樣地製作梯型聲表面波濾波器，並進行耐電力性評價試驗。將其結果示於表3。 [表3]

根據表3的結果及表1、表2中的進行了（111）取向生長的電極的耐電力壽命結果（4 h或4.2 h）可知，相對於進行了（111）取向生長的電極的耐電力壽命，進行了（111）雙晶生長的電極中其耐電力壽命為5倍以上，進行了（111）單晶生長的電極中所述壽命達10倍以上，本發明的電極膜的耐電力性得到了明顯提高。另外可知，在壓電單晶基板的切割角為50度的情況下，也可獲得與切割角為42度或36度的情況（實施例1或實施例2的情況）相同的效果。

3. 關於角度θ 接下來，對壓電單晶基板的表面即主表面與本發明的鋁膜的（111）面所成的角度θ（參照圖1B）進行說明。如根據所述各實施例而明確般，在本發明的聲表面波元件的情況下，當鋁膜13b為雙晶膜或單晶膜時，耐電力性提高。而且，根據發明者對這種膜的狀態進行了詳細研究後的結果而判明，當所述角度θ為既定範圍時產生了所述雙晶膜或單晶膜。圖8對所述結果進行了匯總，且為橫軸取鈦膜的膜厚（nm），縱軸取所述角度θ，針對所述各實施例中的各種試樣，對鈦膜13a的膜厚與關於Al-0.5Cu膜13b的所述角度θ進行繪製而成的圖。

關於所述進行了繪製的各試樣而判明，在鈦膜的膜厚為3 nm～50 nm（在圖8中繪製至25 nm為止）時，表示Al-0.5Cu膜13b為雙晶結構或單晶結構的情況下的所述角度θ不太依存於膜厚而處於-1度至-2.5度的範圍。因此，耐電力性優異的本發明的鋁膜或以鋁為主成分的膜可將所述角度θ特別指定為-1度～-2.5度。再者，關於各試樣的所述角度θ是當在（111）極點圖測定配置下設為Phi（ϕ）=0°而在±10°的範圍內對Psi（Ψ）軸進行掃描時，作為111反射的峰值位置距Psi（Ψ）=0°的位移量來測定。

4. 其他實施形態本發明在進行如下變更的情況下也可獲得與所述實施形態相同的效果。例如，作為鋁膜而使用添加有微量的矽、鈦、鈀等的鋁膜，也可附加提升膜的合成的構成。另外，作為鋁膜而使用添加有選自鈦、鈀、鈮、鎳、鎂、鍺、矽、鈷、鋅、鋰、鉭、金、銀、鉑、鉻、鉿、鎘、鎢及釩中的一種以上的金屬的鋁膜，並將所述膜的平均結晶粒徑設為IDT的電極指寬的1/50～1/5，也可附加提升所述膜的合成的構成。另外，除所述以外，也可在不脫離本發明的目的的範圍內應用任意優選的技術。

10‧‧‧實施形態的聲表面波元件11‧‧‧壓電單晶基板/基板11a‧‧‧壓電單晶基板的表面/虛線13‧‧‧電極（IDT）/電極膜13a‧‧‧鈦膜13b‧‧‧鋁膜或以鋁為主成分的膜/Al-0.5Cu膜13ba‧‧‧膜13b的（111）面/虛線13bb‧‧‧膜13b的（111）面的[-1,1,0]方向θ‧‧‧基板11的表面與膜13b的（111）面所成的角度

圖1A、圖1B是實施形態的聲表面波元件的說明圖。圖2是表示實施例1中形成的膜的（111）極點圖的圖。圖3是表示實施例1中形成的膜的（100）極點圖的圖。圖4是表示實施例1中形成的另一膜的（111）極點圖的圖。圖5是表示實施例1中形成的另一膜的（100）極點圖的圖。圖6是表示實施例1中形成的又一膜的（111）極點圖的圖。圖7是表示實施例1中形成的又一膜的（100）極點圖的圖。圖8是說明本發明的鋁膜或以鋁為主成分的膜的結晶面與壓電單晶基板表面（主表面）的關係的圖。

10‧‧‧實施形態的聲表面波元件

11‧‧‧壓電單晶基板/基板

11a‧‧‧壓電單晶基板的表面/虛線

13‧‧‧電極(IDT)/電極膜

13a‧‧‧鈦膜

13b‧‧‧鋁膜或以鋁為主成分的膜/Al-0.5Cu膜

13ba‧‧‧膜13b的(111)面/虛線

θ‧‧‧基板11的表面與膜13b的(111)面所成的角度

Claims

一種聲表面波元件，包括LiTaO₃或LiNbO₃的壓電單晶基板、以及電極，所述電極包括形成於所述壓電單晶基板上的鈦膜及形成於所述鈦膜上的鋁膜或以鋁為主成分的膜，其中：所述鋁膜或以鋁為主成分的膜為雙晶或單晶的膜，且其(111)面相對於所述壓電單晶基板的表面呈角度θ而非平行，而且其[-1,1,0]方向與所述壓電單晶基板的晶軸的X方向平行，其中所述角度θ為-1度至-2.5度的範圍。
如申請專利範圍第1項所述的聲表面波元件，其中所述壓電單晶基板為36度~50度Y切割LiTaO₃或LiNbO₃的壓電單晶基板。
如申請專利範圍第1項所述的聲表面波元件，當所述鋁膜或所述以鋁為主成分的膜為雙晶膜，所述鈦膜的膜厚為3nm~50nm，並且，當所述鋁膜或所述以鋁為主成分的膜為單晶膜，所述鈦膜的膜厚為3nm~20nm。
一種聲表面波元件的製造方法，包括：在36度~50度Y切割LiTaO₃或LiNbO₃的壓電單晶基板上形成鈦膜，且當在所述鈦膜上形成作為雙晶或單晶的鋁膜或以鋁為主成分的膜的、其(111)面相對於所述壓電單晶基板的表面呈角度θ而非平行而且其[-1,1,0]方向與所述壓電單晶基板的晶軸的X方向平行的膜時，將所述鈦膜的成膜速度及膜厚設為能夠形成所述鋁膜或以鋁為主成分的膜的成膜速度及膜厚，來形成所述鈦膜，其中所述角度θ為-1度至-2.5度的範圍。
如申請專利範圍第4項所述的聲表面波元件的製造方法，其中將所述鈦膜的膜厚設為既定膜厚範圍，並將所述鈦膜的成膜速度設為與所述既定膜厚範圍相對應的預先求出的既定速度範圍，來形成所述鈦膜。
如申請專利範圍第4項或第5項所述的聲表面波元件的製造方法，其中所述壓電單晶基板具有進行了機械研磨的拋光面，且未進行化學性的蝕刻處理。
如申請專利範圍第4項或第5項所述的聲表面波元件的製造方法，當在所述鈦膜上形成作為單晶的所述鋁膜或所述以鋁為主成分的膜，將所述鈦膜的成膜速度設為0.01nm/秒以上、0.15nm/秒以下，並將所述鈦膜的膜厚設為3nm~7.5nm，來形成所述鈦膜。
如申請專利範圍第4項或第5項所述的聲表面波元件的製造方法，當在所述鈦膜上形成作為單晶的所述鋁膜或所述以鋁為主成分的膜，將所述鈦膜的成膜速度設為0.15nm/秒以上、0.30nm/秒以下，並將所述鈦膜的膜厚設為10nm~15nm，來形成所述鈦膜。
如申請專利範圍第4項或第5項所述的聲表面波元件的製造方法，當在所述鈦膜上形成作為單晶的所述鋁膜或所述以鋁為主成分的膜，將所述鈦膜的成膜速度設為0.35nm/秒以上、0.50 nm/秒以下，並將所述鈦膜的膜厚設為15nm~20nm，來形成所述鈦膜。
如申請專利範圍第4項或第5項所述的聲表面波元件的製造方法，當在所述鈦膜上形成作為雙晶的所述鋁膜或所述以鋁為主成分的膜，將所述鈦膜的成膜速度設為0.01nm/秒以上、0.15nm/秒以下，並將所述鈦膜的膜厚設為10nm~50nm，來形成所述鈦膜。
如申請專利範圍第4項或第5項所述的聲表面波元件的製造方法，當在所述鈦膜上形成作為雙晶的所述鋁膜或所述以鋁為主成分的膜，將所述鈦膜的成膜速度設為0.15nm/秒以上、0.30nm/秒以下，並將所述鈦膜的膜厚設為2.5nm~10nm或25nm~50nm，來形成所述鈦膜。
如申請專利範圍第4項或第5項所述的聲表面波元件的製造方法，當在所述鈦膜上形成作為雙晶的所述鋁膜或所述以鋁為主成分的膜，將所述鈦膜的成膜速度設為0.35nm/秒以上、0.50nm/秒以下，並將所述鈦膜的膜厚設為5nm~7.5nm或20nm~50nm，來形成所述鈦膜。