WO2022259932A1 - 弾性波装置 - Google Patents

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WO2022259932A1
WO2022259932A1 PCT/JP2022/022285 JP2022022285W WO2022259932A1 WO 2022259932 A1 WO2022259932 A1 WO 2022259932A1 JP 2022022285 W JP2022022285 W JP 2022022285W WO 2022259932 A1 WO2022259932 A1 WO 2022259932A1
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健太郎 中村
哲也 木村
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株式会社村田製作所
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Definitions

  • the present invention relates to an acoustic wave device having an aluminum nitride film containing scandium.
  • Patent Document 1 discloses a BAW device using an aluminum nitride film to which scandium is added.
  • the BAW device electrodes for applying an AC electric field are provided on the upper and lower surfaces of the ScAlN film.
  • a cavity is provided below the ScAlN film.
  • Patent Document 2 listed below.
  • the piezoelectricity improves as the concentration of Sc increases.
  • the ScAlN film may warp or peel off. As a result, the piezoelectric characteristics may deteriorate.
  • An object of the present invention is to provide an acoustic wave device having an aluminum nitride film containing scandium, which is less likely to warp or peel off, and less likely to deteriorate in characteristics.
  • An acoustic wave device comprises a scandium-containing aluminum nitride film having a first main surface and a second main surface facing each other, and a first electrode provided on the first main surface. and a second electrode provided on the second principal surface, wherein the aluminum nitride film containing scandium includes a first electrode vicinity region located in the vicinity of the first electrode;
  • the scandium-containing aluminum nitride having a second electrode vicinity region located in the vicinity of two electrodes and a central region located between the first electrode vicinity region and the second electrode vicinity region.
  • the minor axis is the crystal grain size
  • the average value of the crystal grain sizes in each region is the average grain size Ravg .
  • the R avg of the region near one electrode is smaller than the R avg of the central region, and the nitride containing scandium between crystal grains having different crystal orientations in the first electrode near region and the first electrode and the scandium
  • the interface of the aluminum film contains fine grains, and in each region, when the area weighted average value of the grain size is defined as the area weighted average grain size R Savg , the grain size of the grains in the fine grain group
  • the diameter is 1/2 or less of the R Savg in the central region
  • the number of crystal grains in the fine particle group in the first electrode vicinity region is the total number of crystal grains in the first electrode vicinity region. is 50% or more of the number of
  • an acoustic wave device having a scandium-containing aluminum nitride film that is less likely to warp or peel off, and less likely to deteriorate in characteristics.
  • FIG. 1(a) and 1(b) are a front cross-sectional view and a plan view of an elastic wave device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a front cross-sectional view for explaining the region of the aluminum nitride film containing scandium in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic inverse pole figure orientation map showing the orientation distribution of the aluminum nitride film containing scandium in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the crystal grain size in the present invention.
  • FIG. 5 is an inverse pole figure orientation map showing the orientation distribution of the aluminum nitride film containing scandium in the first embodiment of the present invention, measured using ASTAR®.
  • FIG. 6 is a diagram showing the frequency distribution of the crystal grain size in the central region of the ScAlN film according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram showing the frequency distribution of crystal grain sizes in the first electrode vicinity region of the ScAlN film according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a front cross-sectional view of an elastic wave device according to a second embodiment of the invention.
  • FIG. 9 is a front cross-sectional view of an elastic wave device according to a third embodiment of the invention.
  • FIG. 10 is a front cross-sectional view of an elastic wave device according to a fourth embodiment of the invention.
  • FIG. 11 is a front cross-sectional view of an acoustic wave device according to a fifth embodiment of the invention.
  • FIG. 1(a) is a front cross-sectional view of an elastic wave device according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 1(b) is a plan view thereof.
  • the elastic wave device 1 has a support substrate 2 .
  • a concave portion is provided on the upper surface of the support substrate 2 .
  • An aluminum nitride (ScAlN) film 3 containing scandium is laminated so as to cover the concave portion of the upper surface of the support substrate 2 .
  • ScAlN film 3 has a first main surface 3a and a second main surface 3b facing first main surface 3a.
  • a first main surface 3 a is laminated on the upper surface of the support substrate 2 .
  • a cavity 6 is thereby provided.
  • the elastic wave device 1 has first and second excitation electrodes 4 and 5 as first and second electrodes.
  • a first excitation electrode 4 is provided on the first main surface 3a.
  • a second excitation electrode 5 is provided on the second main surface 3b.
  • the first excitation electrode 4 and the second excitation electrode 5 are a pair of plate electrodes.
  • the first excitation electrode 4 and the second excitation electrode 5 face each other with the ScAlN film 3 interposed therebetween. This opposing area is the excitation area.
  • a BAW Bulk Acoustic Wave
  • the elastic wave device 1 has an ScAlN film 3 as a piezoelectric film, and is a BAW device in which the elastic waves propagating through the ScAlN film 3 are mainly BAW.
  • the cavity 6 is provided so as not to interfere with BAW excitation in the ScAlN film 3 . Therefore, the cavity 6 is positioned below the excitation electrodes.
  • the vertical direction is the same as the vertical direction in FIG. 1(a).
  • the second main surface 3b of the ScAlN film 3 is located above the first main surface 3a.
  • the first excitation electrode 4 and the second excitation electrode 5 are made of appropriate metals or alloys. Such materials include metals such as Ti, Mo, Ru, W, Al, Pt, Ir, Cu, Cr, and Sc, and alloys using these metals. Also, the first and second excitation electrodes 4 and 5 may be laminated bodies of a plurality of metal films.
  • the support substrate 2 is made of an appropriate insulator or semiconductor. Examples of such materials include silicon, glass, GaAs, ceramics, and crystal. In this embodiment, the support substrate 2 is a high resistance silicon substrate.
  • FIG. 2 is a front cross-sectional view for explaining the region of the ScAlN film in the first embodiment.
  • the ScAlN film 3 has a first electrode vicinity region E1, a central region C, and a second electrode vicinity region E2.
  • the first electrode vicinity region E1 is positioned in the vicinity of the first excitation electrode 4 as the first electrode.
  • the second electrode vicinity region E2 is positioned in the vicinity of the second excitation electrode 5 as the second electrode. More specifically, the first electrode vicinity region E1 is a region including the first main surface 3a.
  • the second electrode vicinity region E2 is a region including the second main surface 3b.
  • the thicknesses of the first electrode vicinity region E1 and the second electrode vicinity region E2 should be 5% or more and 25% or less of the thickness of the ScAlN film 3 .
  • the central region C is located between the first electrode vicinity region E1 and the second electrode vicinity region E2.
  • the first electrode vicinity region E1, the central region C, and the second electrode vicinity region E2 are arranged in the thickness direction.
  • the central region C is the entire region other than the first electrode vicinity region E1 and the second electrode vicinity region E2 in the thickness direction.
  • the first electrode vicinity region E1 and the central region C are regions overlapping with the first electrode in plan view. Planar view refers to a direction viewed from above in FIG. 1(a).
  • the orientation of the ScAlN film can be confirmed using ASTAR (registered trademark).
  • ASTAR registered trademark
  • This ASTAR uses the ACOM-TEM method (Automated Crystal Orientation Mapping-TEM method).
  • FIG. 3 is a schematic inverse pole figure orientation map showing the orientation distribution of the ScAlN film in the first embodiment. This is a schematic representation of an inverse pole figure orientation map measured using ASTAR®. In FIG. 3, the boundary where the misorientation is 2° or more is defined as the grain boundary. Each grain is represented as a figure with grain boundaries as outlines.
  • the ScAlN film 3 of the present embodiment further includes microparticle groups between the columnar crystal grains.
  • the fine particle group is included in both the central region C and the first electrode vicinity region E1.
  • many fine particle groups are included between the columnar crystal grains and at the interface between the first excitation electrode 4 and the ScAlN film 3 .
  • FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the crystal grain size in the present invention.
  • the crystal grain size refers to the dimension of the dashed line shown in FIG. More specifically, of the major axis Y and the minor axis X when the crystal grain is approximated to an ellipsoid in the inverse pole figure orientation map, the minor axis X is defined as the grain size.
  • Elliptical approximation may be performed, for example, as follows. Obtain a plurality of vectors centered on the center of gravity of the crystal grain and directed toward the grain boundary. Next, a vector is obtained as a weighted average of the plurality of vectors weighted by the magnitude of the plurality of vectors. Let the direction of the vector as the weighted average be the major axis direction, and let the direction perpendicular to the major axis direction be the minor axis direction.
  • the major axis direction of the elliptical approximating crystal grains is substantially parallel to the growth direction of the crystal grains. Therefore, the long diameter Y of the crystal grain tends to depend on the thickness of the ScAlN film 3 . Therefore, in the present invention, attention is focused on the minor axis X, and the minor axis X is defined as the grain size.
  • the average value of the crystal grain size is defined as the average grain size R avg
  • the R avg in the first electrode vicinity region E1 is R avg_E1
  • the R avg in the central region C is R avg_C .
  • the area-weighted average value of the crystal grain size is defined as R Savg
  • the R Savg in the first electrode vicinity region E1 is defined as R Savg_E1
  • the R Savg in the central region C is defined as R Savg_C .
  • the grain size of each crystal grain may be weighted by the area of each crystal grain in the inverse pole figure orientation map.
  • R Savg can be calculated by dividing the sum of the product of the crystal grain size and the crystal grain area by the total crystal grain area.
  • the feature of this embodiment resides in having the following configuration. 1)
  • the average grain size Ravg_E1 of the first electrode vicinity region E1 is smaller than the average grain size Ravg_C of the central region C; 2)
  • Microparticle groups are included between the crystal grains in the first electrode vicinity region E1 and at the interface between the first excitation electrode 4 and the ScAlN film 3, and the grain size of the crystal grains in the microparticle groups is at the center It should be 1/2 or less of the area-weighted average grain size R Savg_C of the region C.
  • the number of crystal grains in the microparticle group in the first electrode vicinity region E1 is 50% or more of the total number of crystal grains in the first electrode vicinity region E1.
  • the ScAlN film 3 is less likely to warp or peel off, and the characteristics are less likely to deteriorate. This will be described below together with the specific crystal structure of the ScAlN film 3 of this embodiment.
  • FIG. 5 is an inverse pole figure orientation map showing the orientation distribution of the ScAlN film in the first embodiment, measured using ASTAR (registered trademark).
  • ASTAR registered trademark
  • the boundary where the misorientation is 2° or more is defined as the grain boundary.
  • domains shown in white indicate crystal grains in the microparticle group.
  • the Sc concentration is 6.8 atm % and the thickness is 640 nm.
  • the results of particle size analysis using FIG. 5 are shown in FIGS. 6 and 7.
  • FIG. 6 is a diagram showing the frequency distribution of the crystal grain size in the central region of the ScAlN film of the first embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram showing the frequency distribution of the crystal grain size in the region near the first electrode of the ScAlN film according to the first embodiment.
  • the horizontal axis indicating the class also schematically shows the average particle diameter and the like.
  • the average grain size Ravg_C is 10.23 nm
  • the area-weighted average grain size Rsavg_C is 27.54 nm.
  • the average grain size R avg_E1 is 6.54 nm
  • the area-weighted average grain size R Savg_E1 is 16.88 nm. From the above, it can be seen that R avg_E1 ⁇ R avg_C when comparing the average particle size R avg in both regions.
  • a two-dot chain line in FIG. 7 indicates 13.77 nm, which is 1/2 of the area-weighted average particle diameter R Savg_C of the central region C. That is, the grain size of the crystal grains in the microparticle group of the present embodiment is 13.77 nm or less.
  • the number of crystal grains in the microparticle group in the first electrode vicinity region E1 is 50% or more of the total number of crystal grains in the first electrode vicinity region E1.
  • the ScAlN film 3 is formed on the first excitation electrode 4. Therefore, the configuration of the first electrode vicinity region E1 is important for the growth of crystal grains in forming the ScAlN film 3.
  • FIG. 1 the configuration of the first electrode vicinity region E1 is important for the growth of crystal grains in forming the ScAlN film 3.
  • the ScAlN film when forming the ScAlN film, the crystal grains grow while clashing with each other. Therefore, stress is applied between crystal grains. In addition, strain due to lattice mismatch in the electrode and the ScAlN film occurs. Stress is applied between crystal grains also due to the effect of this strain. For these reasons, as described above, the ScAlN film is likely to warp or peel off.
  • R avg_E1 ⁇ R avg_C .
  • the crystal grain size in the first electrode vicinity region E1 is small, the deviation of the crystal orientation in the first electrode vicinity region E1 is small.
  • AlN has anisotropy in elastic modulus and piezoelectric constant. Therefore, it is possible to disperse the stress caused by strain due to lattice mismatch.
  • many fine particle groups are included between the crystal grains in the first electrode vicinity region E1 and at the interface between the first excitation electrode 4 and the ScAlN film 3 .
  • the number of crystal grains in the microparticle group in the first electrode vicinity region E1 is 50% or more of the total number of crystal grains in the first electrode vicinity region E1.
  • the stress between crystal grains can be dispersed. Therefore, the ScAlN film 3 is less likely to warp or peel off, and the deterioration of characteristics is less likely to occur. In addition, since defects in crystals forming the ScAlN film 3 can be reduced, the piezoelectric characteristics can be enhanced.
  • the grain boundary is defined as the boundary where the misorientation is 2° or more.
  • the reference misorientation of the grain boundary is not limited to 2°. It has been found that the same effects as those of the present invention can be obtained even when a boundary having a misorientation of 3° or more, 4° or more, or 5° or more is defined as a crystal grain boundary.
  • the ScAlN film 3 can be formed by an appropriate method such as sputtering or CVD.
  • the ScAlN film 3 is formed using an RF magnetron sputtering apparatus.
  • a first target made of Al and a second target made of Sc are used, and the sputtering is performed in a nitrogen gas atmosphere. That is, the ScAlN film is formed by the binary sputtering method.
  • the degree of orientation of the ScAlN film and the ratio of the fine particle group can be controlled by adjusting the sputtering conditions.
  • Sputtering conditions include the magnitude of RF power, gas pressure, gas flow rate, composition or purity of target material, and the like.
  • the ratio R Savg — C /R avg of the area-weighted average grain size of the central region C to the average grain size of each region is defined as the ratio F.
  • the ratio F is an index of the magnitude of the influence of the fine particle group in each region, with the area-weighted average particle size R Savg_C of the central region C as a reference. More specifically, the larger the ratio F, the smaller the average grain size R avg with respect to the area-weighted average grain size R Savg_C of the central region C.
  • the reason why the average particle diameter R avg is small is that the fine particle group has a large influence on the average particle diameter R avg . Therefore, in the region where the ratio F is large, many crystal grains exist in the fine particle group.
  • F E1 R Savg_C /R avg_E1 be the ratio F in the first electrode vicinity region E1
  • F C R Savg_C /R avg_C be the ratio F in the central region C.
  • F E1 >F C is preferred, and F E1 >1.5 ⁇ F C is more preferred.
  • the stress between the crystal grains can be effectively dispersed. Therefore, warping and peeling of the ScAlN film 3 can be effectively suppressed.
  • the integral frequency A is obtained by integrating the frequency of the crystal grain size in the range of ⁇ 40% of the average value of the crystal grain size. .
  • the integral frequency A obtained by integrating the frequency of the crystal grain size in the range of R avg ⁇ 40% is A avg and R Savg in the range of ⁇ 40%.
  • a Savg be the integrated frequency A obtained by integrating the frequency of the crystal grain size.
  • the integrated frequency A obtained by integrating the frequency of the crystal grain size in the range of R avg_C ⁇ 40% is A avg_C and R Savg_C ⁇ 40%.
  • a Savg_C be the integrated frequency A obtained by integrating the frequency of the crystal grain size in the range.
  • the integrated frequency A obtained by integrating the frequency of the crystal grain size in the range of R avg_E1 ⁇ 40% is A avg_E1 and R Savg_E1 in the range of ⁇ 40%.
  • a Savg_E1 be the integrated frequency A obtained by integrating the frequency of the crystal grain size.
  • R Savg_C as an index based on the area-weighted average grain size R Savg_C in the central region C, in the frequency distribution of the crystal grain size in the first electrode vicinity region E1 every 2 nm, R Savg_C ⁇
  • a Savg_E1-C be the integrated frequency A obtained by integrating the crystal grain size frequency in the range of 40%.
  • a ratio G is defined as the ratio of A avg in each region to the integrated frequency A Savg based on the area-weighted average particle size R Savg_C of the central region C.
  • the integrated frequency A Savg based on the area-weighted average particle size R Savg_C of the central region C is the integrated frequency A Savg_E1-C and the integrated frequency A Savg_C .
  • the ratio G is based on the integration frequency A Savg as described above, and serves as an index of the magnitude of the influence of the fine particle group in each region.
  • the average grain size R avg when there are many crystal grains in the microparticle group, the average grain size R avg also becomes small. Therefore, the grain size of the crystal grains in the microparticle group tends to be distributed within the range of R avg ⁇ 40%. As described above, since there are many crystal grains in the fine particle group, if the grain size frequency of the crystal grains is included in the integrated frequency Aavg , the integrated frequency Aavg becomes even larger. Therefore, when the integration frequency Aavg is large, it can be said that the influence of the fine particle group is large.
  • the ratio G is large. Therefore, in the region where the ratio G is large, many crystal grains exist in the fine particle group.
  • G E1 A avg_E1 /A Savg_E1-C be the ratio G in the first electrode vicinity region E1
  • G C A avg_C /A Savg_C be the ratio G in the central region C.
  • G E1 >G C is preferred, and G E1 ⁇ 1.04 ⁇ G C is more preferred.
  • the stress between the crystal grains can be effectively dispersed. Therefore, warping and peeling of the ScAlN film 3 can be effectively suppressed.
  • the average frequency B which is the average value of the crystal grain size in the range of R avg ⁇ 2 nm
  • R Savg in the range of ⁇ 2 nm.
  • the average frequency B which is the average value of the crystal grain size within the range of R avg_C ⁇ 2 nm, is B avg_C and R Savg_C ⁇ 2 nm.
  • B Savg_C be the average frequency B, which is the average value of the frequency of the crystal grain size in the range of .
  • the average frequency B which is the average value of the crystal grain size in the range of R avg_E1 ⁇ 2 nm, is B avg_E1 and R Savg_E1 in the range of ⁇ 2 nm.
  • B Savg_E1 be the average frequency B, which is the average value of the crystal grain size frequency.
  • R Savg_C as an index based on the area-weighted average grain size R Savg_C in the central region C, in the frequency distribution of the crystal grain size in the first electrode vicinity region E1 every 2 nm, R Savg_C ⁇
  • B Savg_E1-C be the average frequency B, which is the average value of the crystal grain size frequency in the range of 2 nm.
  • a ratio H is defined as the ratio of B avg in each region to the average frequency B Savg based on the area-weighted average particle size R Savg_C in the central region C.
  • the average frequency B Savg based on the area-weighted average particle diameter R Savg_C of the central region C is the average frequency B Savg_E1-C and the average frequency B Savg_C .
  • the ratio H is based on the average frequency B Savg as described above, and serves as an index of the magnitude of the influence of the fine particle group in each region.
  • H E1 B avg_E1 /B Savg_E1-C be the ratio H in the first electrode vicinity region E1
  • H C B avg_C /B Savg_C be the ratio H in the central region C.
  • H E1 >H C is preferred, and H E1 >1.5 ⁇ H C is more preferred.
  • the stress between the crystal grains can be effectively dispersed. Therefore, warping and peeling of the ScAlN film 3 can be effectively suppressed.
  • FIG. 8 is a front cross-sectional view of an elastic wave device according to a second embodiment.
  • the same ScAlN film 3 as in the first embodiment is also used in this embodiment.
  • the first electrode is the plate-like electrode 24 similar to that of the first embodiment, it is not used as an excitation electrode.
  • the second electrode is the IDT electrode 25 .
  • the acoustic wave device 21 is a surface acoustic wave device.
  • a pair of reflectors are provided on both sides of the IDT electrode 25 on the second main surface 3b in the elastic wave propagation direction.
  • the ScAlN film 3 is laminated on the support substrate 22 with the intermediate layer 23 interposed therebetween.
  • the intermediate layer 23 has a structure in which a second dielectric layer 23b is laminated on a first dielectric layer 23a.
  • the first dielectric layer 23a is made of silicon nitride.
  • the second dielectric layer 23b is made of silicon oxide.
  • the plate-like electrode 24 and the IDT electrode 25 face each other with the ScAlN film 3 interposed therebetween. Thereby, the element capacitance can be increased. Thereby, the size reduction of the elastic wave device 21 can be promoted.
  • the same material as that of the second excitation electrode 5 described above can be used.
  • the materials of the first dielectric layer 23a and the second dielectric layer 23b constituting the intermediate layer 23 are various dielectric materials such as silicon nitride, silicon oxide, alumina and silicon oxynitride. can be used.
  • the support substrate 22 can also be made of the same material as the support substrate 2 in the first embodiment. Note that the support substrate 22 is not provided with a concave portion.
  • the ScAlN film 3 and the first electrode are configured in the same manner as in the first embodiment. Accordingly, in the acoustic wave device 21 as well, the ScAlN film 3 is less likely to warp or peel off, and the characteristics are less likely to deteriorate.
  • FIG. 9 is a front cross-sectional view of an elastic wave device according to a third embodiment of the invention.
  • This embodiment differs from the second embodiment in that the intermediate layer 33 includes a high acoustic velocity film 33a as a high acoustic velocity material layer and a low acoustic velocity film 33b, and in that the first electrode is an IDT electrode 34. .
  • the elastic wave device 31 of this embodiment has the same configuration as the elastic wave device 21 of the second embodiment.
  • the IDT electrode 34 is embedded in the intermediate layer 33 .
  • the IDT electrode 34 and the IDT electrode 25 face each other with the ScAlN film 3 interposed therebetween.
  • the center of each electrode finger of the IDT electrode 34 in the acoustic wave propagation direction overlaps with the center of each electrode finger of the IDT electrode 25 in the acoustic wave propagation direction.
  • the positional relationship between each electrode finger of the IDT electrode 34 and each electrode finger of the IDT electrode 25 is not limited to the above.
  • the high sound velocity material layer is a relatively high sound velocity layer. More specifically, the acoustic velocity of bulk waves propagating through the high acoustic velocity material layer is higher than the acoustic velocity of elastic waves propagating through the ScAlN film 3 . As described above, in this embodiment, the high acoustic velocity material layer is the high acoustic velocity film 33a.
  • Materials for the high-sonic material layer include, for example, aluminum oxide, silicon carbide, silicon nitride, silicon oxynitride, silicon, sapphire, lithium tantalate, lithium niobate, crystal, alumina, zirconia, cordierite, mullite, and steatite.
  • the low sound velocity film 33b is a relatively low sound velocity film. More specifically, the acoustic velocity of the bulk wave propagating through the low velocity film 33 b is lower than the acoustic velocity of the bulk wave propagating through the ScAlN film 3 .
  • materials for the low sound velocity film include silicon oxide, glass, silicon oxynitride, tantalum oxide, and compounds obtained by adding fluorine, carbon, boron, hydrogen, or silanol groups to silicon oxide, and the above materials as main components. Various materials such as media can be mentioned.
  • the energy of elastic waves can be effectively confined to the ScAlN film 3 side.
  • the ScAlN film 3 is configured in the same manner as in the second embodiment, and the first electrode is provided on the ScAlN film 3 . Therefore, in the present embodiment as well, the ScAlN film 3 is less likely to warp or peel off, and the deterioration of characteristics is less likely to occur.
  • the intermediate layer may be the low sound velocity film 33b.
  • the supporting substrate 22 is preferably a high acoustic velocity supporting substrate as a high acoustic velocity material layer.
  • the intermediate layer may be the high acoustic velocity film 33a.
  • the support substrate 22 is preferably a high sound velocity support substrate.
  • FIG. 10 is a front cross-sectional view of an elastic wave device according to a fourth embodiment of the invention.
  • the intermediate layer 43 is made of an acoustic reflection layer. That is, the intermediate layer 43 is a laminate of relatively high acoustic impedance layers 43a, 43c, 43e and relatively low acoustic impedance layers 43b, 43d, 43f.
  • the elastic wave device 41 is configured in the same manner as the elastic wave device 21 except that the intermediate layer 43 is configured as described above.
  • such an acoustic reflection layer may be used as an intermediate layer.
  • the ScAlN film 3 and the first electrode are configured in the same manner as in the second embodiment. Therefore, warping and peeling of the film are unlikely to occur, and deterioration of characteristics is unlikely to occur.
  • the material of the high acoustic impedance layer for example, metal such as platinum or tungsten, or dielectric such as aluminum nitride or silicon nitride can be used. Silicon oxide, aluminum, or the like, for example, can be used as the material of the low acoustic impedance layer. Since the acoustic reflection layer is provided, the elastic wave energy can be effectively confined to the ScAlN film 3 side.
  • FIG. 11 is a front cross-sectional view of an elastic wave device according to a fifth embodiment of the invention.
  • This embodiment differs from the first embodiment in that the second electrode is the IDT electrode 25 .
  • the IDT electrode 25 is provided on the second main surface 3 b of the ScAlN film 3 .
  • the elastic wave device of this embodiment has the same configuration as the elastic wave device 1 of the first embodiment.
  • At least a part of the IDT electrode 25 should overlap with the hollow portion 6 in plan view.
  • the acoustic wave device of this embodiment has the ScAlN film 3 as a piezoelectric film, and is a surface acoustic wave device in which the elastic waves propagating through the ScAlN film 3 are mainly plate waves. Also in this embodiment, the ScAlN film 3 is configured in the same manner as in the first embodiment, and the first electrode is provided on the ScAlN film 3 . Therefore, warping and peeling of the film are unlikely to occur, and deterioration of the piezoelectric characteristics is also unlikely to occur.

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Abstract

膜の反りや剥がれが生じ難く、特性の劣化が生じ難い、弾性波装置を提供する。　弾性波装置１は、対向し合う第１の主面及び第２の主面を有する、ＳｃＡｌＮ膜３と、第１の主面に設けられている第１の励振電極４及び第２の主面に設けられている第２の励振電極５とを備える。ＳｃＡｌＮ膜３は、第１の電極の近傍に位置する第１の電極近傍領域Ｅ１と、第２の電極の近傍に位置する第２の電極近傍領域Ｅ２と、中央領域Ｃとを有する。ＳｃＡｌＮ膜３中の結晶粒を楕円近似したときの長径及び短径のうち、短径を結晶粒径とし、各領域において、結晶粒径の平均値を平均粒径Ｒａｖｇとしたときに、第１の電極近傍領域Ｅ１のＲａｖｇが中央領域ＣのＲａｖｇよりも小さい。第１の電極近傍領域Ｅ１における結晶方位が異なる結晶粒間、並びに第１の励振電極４及びＳｃＡｌＮ膜３の界面に、微小粒子群が含まれている。各領域において、結晶粒径の面積加重平均値を面積加重平均粒径ＲＳａｖｇとしたときに、微小粒子群における結晶粒の粒径が、中央領域ＣのＲＳａｖｇの１／２以下であり、かつ第１の電極近傍領域Ｅ１の微小粒子群における結晶粒の個数が、第１の電極近傍領域Ｅ１における結晶粒の全体の個数の５０％以上である。

Description

弾性波装置
　本発明は、スカンジウムを含有する窒化アルミニウム膜を有する弾性波装置に関する。
　従来、圧電膜として、スカンジウム（Ｓｃ）を含有する窒化アルミニウム（ＡｌＮ）膜、すなわちＳｃＡｌＮ膜を用いた弾性波装置が知られている。例えば、下記の特許文献１では、スカンジウムが添加された窒化アルミニウム膜を用いたＢＡＷ装置が開示されている。ＢＡＷ装置では、ＳｃＡｌＮ膜の上面及び下面に、交流電界を加えるための電極が設けられている。そしてＳｃＡｌＮ膜の下方に空洞部が設けられている。また、下記の特許文献２にも同様の構造を有するＢＡＷ装置が開示されている。
特開２００９－０１０９２６号公報 ＵＳ２０１５／００８４７１９　Ａ１
　Ｓｃが添加された窒化アルミニウム膜を用いた従来の弾性波装置では、Ｓｃの濃度が高くなると圧電性が向上する。しかしながら、Ｓｃ濃度が高くなると、ＳｃＡｌＮ膜が反ったり、剥がれが生じたりすることがあった。このため、圧電特性が劣化することもあった。
　本発明の目的は、膜の反りや剥がれが生じ難く、特性の劣化が生じ難い、スカンジウムを含有する窒化アルミニウム膜を有する弾性波装置を提供することにある。
　本発明に係る弾性波装置は、対向し合う第１の主面及び第２の主面を有する、スカンジウムを含有する窒化アルミニウム膜と、前記第１の主面に設けられている第１の電極及び前記第２の主面に設けられている第２の電極とを備え、前記スカンジウムを含有する窒化アルミニウム膜が、前記第１の電極の近傍に位置する第１の電極近傍領域と、前記第２の電極の近傍に位置する第２の電極近傍領域と、前記第１の電極近傍領域及び前記第２の電極近傍領域の間に位置する中央領域とを有し、前記スカンジウムを含有する窒化アルミニウム膜中の結晶粒を楕円近似したときの長径及び短径のうち、短径を結晶粒径とし、各領域において、前記結晶粒径の平均値を平均粒径Ｒａｖｇとしたときに、前記第１の電極近傍領域の前記Ｒａｖｇが前記中央領域の前記Ｒａｖｇよりも小さく、前記第１の電極近傍領域における結晶方位が異なる結晶粒間、並びに前記第１の電極及び前記スカンジウムを含有する窒化アルミニウム膜の界面に、微小粒子群が含まれており、各領域において、前記結晶粒径の面積加重平均値を面積加重平均粒径ＲＳａｖｇとしたときに、前記微小粒子群における結晶粒の粒径が、前記中央領域の前記ＲＳａｖｇの１／２以下であり、かつ前記第１の電極近傍領域の前記微小粒子群における結晶粒の個数が、前記第１の電極近傍領域における結晶粒の全体の個数の５０％以上である。
　本発明によれば、膜の反りや剥がれが生じ難く、特性の劣化が生じ難い、スカンジウムを含有する窒化アルミニウム膜を有する弾性波装置を提供することができる。
図１（ａ）及び図１（ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係る弾性波装置の正面断面図及び平面図である。 図２は、本発明の第１の実施形態における、スカンジウムを含有する窒化アルミニウム膜の領域を説明するための正面断面図である。 図３は、本発明の第１の実施形態における、スカンジウムを含有する窒化アルミニウム膜の配向性分布を示す模式的逆極点図方位マップである。 図４は、本発明における結晶粒径を説明するための模式図である。 図５は、ＡＳＴＡＲ（登録商標）を用いて測定された、本発明の第１の実施形態におけるスカンジウムを含有する窒化アルミニウム膜の配向性分布を示す逆極点図方位マップである。 図６は、本発明の第１の実施形態の、ＳｃＡｌＮ膜の中央領域における結晶粒径の度数分布を示す図である。 図７は、本発明の第１の実施形態の、ＳｃＡｌＮ膜の第１の電極近傍領域における結晶粒径の度数分布を示す図である。 図８は、本発明の第２の実施形態に係る弾性波装置の正面断面図である。 図９は、本発明の第３の実施形態に係る弾性波装置の正面断面図である。 図１０は、本発明の第４の実施形態に係る弾性波装置の正面断面図である。 図１１は、本発明の第５の実施形態に係る弾性波装置の正面断面図である。
　以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。
　なお、本明細書に記載の各実施形態は、例示的なものであり、異なる実施形態間において、構成の部分的な置換または組み合わせが可能であることを指摘しておく。
　図１（ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る弾性波装置の正面断面図であり、図１（ｂ）は、その平面図である。
　弾性波装置１は、支持基板２を有する。支持基板２の上面には、凹部が設けられている。支持基板２の上面の凹部を覆うように、スカンジウムを含有する窒化アルミニウム（ＳｃＡｌＮ）膜３が積層されている。ＳｃＡｌＮ膜３は、第１の主面３ａと、第１の主面３ａと対向している第２の主面３ｂとを有する。第１の主面３ａが、支持基板２の上面に積層されている。それによって、空洞部６が設けられている。
　弾性波装置１は、第１，第２の電極としての、第１，第２の励振電極４，５を有する。第１の主面３ａ上に、第１の励振電極４が設けられている。第２の主面３ｂ上に第２の励振電極５が設けられている。本実施形態では、第１の励振電極４及び第２の励振電極５は１対の板状電極である。第１の励振電極４と、第２の励振電極５とは、ＳｃＡｌＮ膜３を介して対向している。この対向している領域が励振領域である。第１の励振電極４と第２の励振電極５との間に交流電界を印加することにより、弾性波としてのＢＡＷ（Ｂｕｌｋ　Ａｃｏｕｓｔｉｃ　Ｗａｖｅ）が励振される。弾性波装置１は、圧電膜としてＳｃＡｌＮ膜３を有しており、当該ＳｃＡｌＮ膜３を伝搬する弾性波がＢＡＷを主体とする、ＢＡＷ装置である。
　空洞部６は、ＳｃＡｌＮ膜３におけるＢＡＷの励振を妨げないために設けられている。従って、励振電極の下方に空洞部６が位置している。なお、本明細書において上下方向は、図１（ａ）における上下方向と同じである。例えば、ＳｃＡｌＮ膜３の第２の主面３ｂは第１の主面３ａよりも上方に位置する。
　第１の励振電極４及び第２の励振電極５は、適宜の金属もしくは合金からなる。このような材料としては、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｗ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｉｒ、Ｃｕ、ＣｒもしくはＳｃなどの金属やこれらの金属を用いた合金が挙げられる。また、第１，第２の励振電極４，５は、複数の金属膜の積層体であってもよい。
　支持基板２は、適宜の絶縁体または半導体からなる。このような材料としては、シリコン、ガラス、ＧａＡｓ、セラミックス、水晶などを挙げることができる。本実施形態では、支持基板２は、高抵抗のシリコン基板である。
　図２は、第１の実施形態における、ＳｃＡｌＮ膜の領域を説明するための正面断面図である。
　ＳｃＡｌＮ膜３は、第１の電極近傍領域Ｅ１と、中央領域Ｃと、第２の電極近傍領域Ｅ２とを有する。第１の電極近傍領域Ｅ１は、第１の電極としての第１の励振電極４の近傍に位置する。第２の電極近傍領域Ｅ２は、第２の電極としての第２の励振電極５の近傍に位置する。より具体的には、第１の電極近傍領域Ｅ１は第１の主面３ａを含む領域である。第２の電極近傍領域Ｅ２は第２の主面３ｂを含む領域である。第１の電極近傍領域Ｅ１及び第２の電極近傍領域Ｅ２の厚みは、ＳｃＡｌＮ膜３の厚みの５％以上、２５％以下であればよい。
　中央領域Ｃは、第１の電極近傍領域Ｅ１及び第２の電極近傍領域Ｅ２の間に位置する。第１の電極近傍領域Ｅ１、中央領域Ｃ及び第２の電極近傍領域Ｅ２は厚み方向に並んでいる。中央領域Ｃは、厚み方向において、第１の電極近傍領域Ｅ１及び第２の電極近傍領域Ｅ２以外の全ての領域である。なお、本実施形態においては、第１の電極近傍領域Ｅ１及び中央領域Ｃは、平面視において第１の電極と重なっている領域である。平面視とは、図１（ａ）における上方から見る方向をいう。
　ＳｃＡｌＮ膜の配向性については、ＡＳＴＡＲ（登録商標）を用いて確認することができる。このＡＳＴＡＲ（登録商標）は、ＡＣＯＭ－ＴＥＭ法（Ａｕｔｏｍａｔｅｄ　Ｃｒｙｓｔａｌ　Ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ　Ｍａｐｐｉｎｇ－ＴＥＭ法）を利用している。
　図３は、第１の実施形態における、ＳｃＡｌＮ膜の配向性分布を示す模式的逆極点図方位マップである。これは、ＡＳＴＡＲ（登録商標）を用いて測定された逆極点図方位マップを模式的に示したものである。図３においては、方位差が２°以上となる境界を結晶粒界としている。各結晶粒は、粒界を輪郭とした図形として表わされる。
　図３に示すように、本実施形態のＳｃＡｌＮ膜３においては、柱状の結晶粒間に、さらに微小粒子群が含まれている。微小粒子群は、中央領域Ｃにも、第１の電極近傍領域Ｅ１にも含まれている。特に第１の電極近傍領域Ｅ１においては、柱状の結晶粒間、並びに第１の励振電極４及びＳｃＡｌＮ膜３の界面に、微小粒子群が多く含まれている。
　図４は、本発明における結晶粒径を説明するための模式図である。
　本発明においては、結晶粒径は、図４に示す破線の寸法をいう。より詳細には、逆極点図方位マップにおいて結晶粒を楕円近似したときの、長径Ｙ及び短径Ｘのうち、短径Ｘを結晶粒径とする。楕円近似は、例えば以下のように行えばよい。結晶粒の重心を中心として粒界に向かう複数のベクトルを求める。次に、上記複数のベクトルの大きさによって重み付けした、上記複数のベクトルの加重平均としてのベクトルを求める。加重平均としてのベクトルの方向を長軸方向とし、長軸方向と垂直な方向を短軸方向とする。
　なお、楕円近似した結晶粒の長軸方向は、結晶粒の成長方向と略平行である。よって、結晶粒の長径ＹはＳｃＡｌＮ膜３の厚みに依存しがちである。そのため、本発明においては、短径Ｘに着目し、短径Ｘを結晶粒径としている。
　ここで、各領域において、結晶粒径の平均値を平均粒径Ｒａｖｇとし、第１の電極近傍領域Ｅ１におけるＲａｖｇをＲａｖｇ＿Ｅ１、中央領域ＣにおけるＲａｖｇをＲａｖｇ＿Ｃとする。他方、各領域において、結晶粒径の面積加重平均値を面積加重平均粒径ＲＳａｖｇとし、第１の電極近傍領域Ｅ１におけるＲＳａｖｇをＲＳａｖｇ＿Ｅ１、中央領域ＣのＲＳａｖｇをＲＳａｖｇ＿Ｃとする。結晶粒径の面積加重平均値を算出するに際しては、逆極点図方位マップにおける各結晶粒の面積により、各結晶粒の粒径の重み付けを行えばよい。具体的には、結晶粒径及び結晶粒の面積の積を合計したものを、結晶粒の面積の合計で割ることにより、ＲＳａｖｇを算出すればよい。
　本実施形態の特徴は、以下の構成を有することにある。１）第１の電極近傍領域Ｅ１の平均粒径Ｒａｖｇ＿Ｅ１が中央領域Ｃの平均粒径Ｒａｖｇ＿Ｃよりも小さいこと。２）第１の電極近傍領域Ｅ１における結晶粒間、並びに第１の励振電極４及びＳｃＡｌＮ膜３の界面に、微小粒子群が含まれており、微小粒子群における結晶粒の粒径が、中央領域Ｃの面積加重平均粒径ＲＳａｖｇ＿Ｃの１／２以下であること。３）第１の電極近傍領域Ｅ１の微小粒子群における結晶粒の個数が、第１の電極近傍領域Ｅ１における結晶粒の全体の個数の５０％以上であること。弾性波装置１が上記１）～３）の構成を有するため、ＳｃＡｌＮ膜３の反りや剥がれが生じ難く、特性の劣化が生じ難い。これを、本実施形態のＳｃＡｌＮ膜３の具体的な結晶の構成と共に、以下において説明する。
　図５は、ＡＳＴＡＲ（登録商標）を用いて測定された、第１の実施形態におけるＳｃＡｌＮ膜の配向性分布を示す逆極点図方位マップである。図５においては、方位差が２°以上となる境界を結晶粒界としている。図５では、白色で示すドメインが、微小粒子群における結晶粒を示す。
　図５に示すＳｃＡｌＮ膜３においては、Ｓｃの濃度を６．８ａｔｍ％とし、厚みを６４０ｎｍとしている。この図５を用いた粒径解析の結果を図６及び図７により示す。なお、該粒径解析においては、第１の電極近傍領域Ｅ１及び第２の電極近傍領域Ｅ２の厚みをそれぞれ８０ｎｍとし、中央領域Ｃの厚みを４８０ｎｍとした。すなわち、第１の電極近傍領域Ｅ１及び第２の電極近傍領域Ｅ２の厚みをそれぞれ、ＳｃＡｌＮ膜３の厚みの１２．５％とした。
　図６は、第１の実施形態の、ＳｃＡｌＮ膜の中央領域における結晶粒径の度数分布を示す図である。図７は、第１の実施形態の、ＳｃＡｌＮ膜の第１の電極近傍領域における結晶粒径の度数分布を示す図である。図６及び図７では、階級を示す横軸において、模式的に平均粒径なども示している。
　図６中の各破線に示すように、ＳｃＡｌＮ膜３の中央領域Ｃにおいては、平均粒径Ｒａｖｇ＿Ｃは１０．２３ｎｍであり、面積加重平均粒径ＲＳａｖｇ＿Ｃは２７．５４ｎｍである。図７中の各一点鎖線に示すように、第１の電極近傍領域Ｅ１においては、平均粒径Ｒａｖｇ＿Ｅ１は６．５４ｎｍであり、面積加重平均粒径ＲＳａｖｇ＿Ｅ１は１６．８８ｎｍである。以上より、双方の領域における平均粒径Ｒａｖｇを比較すると、Ｒａｖｇ＿Ｅ１＜Ｒａｖｇ＿Ｃであることがわかる。
　図７中の二点鎖線は、中央領域Ｃの面積加重平均粒径ＲＳａｖｇ＿Ｃの１／２である１３．７７ｎｍを示す。すなわち、本実施形態の微小粒子群における結晶粒の粒径は１３．７７ｎｍ以下である。そして、本実施形態では、第１の電極近傍領域Ｅ１の微小粒子群における結晶粒の個数は、第１の電極近傍領域Ｅ１における結晶粒の全体の個数の５０％以上である。
　弾性波装置１の製造に際しては、第１の励振電極４上にＳｃＡｌＮ膜３を形成する。そのため、第１の電極近傍領域Ｅ１の構成が、ＳｃＡｌＮ膜３の成膜における結晶粒の成長において重要である。
　ここで、ＳｃＡｌＮ膜の成膜に際しては、結晶粒同士がせめぎ合いながら成長していく。そのため、結晶粒間に応力が加わる。さらに、電極及びＳｃＡｌＮ膜における格子の不整合による歪みが生じる。この歪みの影響によっても、結晶粒間に応力が加わる。これらにより、上述したように、ＳｃＡｌＮ膜の反りや剥がれが生じ易い。
　これに対して、本実施形態では、Ｒａｖｇ＿Ｅ１＜Ｒａｖｇ＿Ｃである。このように、第１の電極近傍領域Ｅ１における結晶粒径が小さいため、第１の電極近傍領域Ｅ１における結晶方位の偏りが小さい。そして、ＡｌＮは、弾性率及び圧電定数において異方性を有する。よって、格子の不整合による歪みに起因する応力を分散することができる。さらに、第１の電極近傍領域Ｅ１における結晶粒間、並びに第１の励振電極４及びＳｃＡｌＮ膜３の界面には、微小粒子群が多く含まれている。具体的には、第１の電極近傍領域Ｅ１における微小粒子群における結晶粒の個数は、第１の電極近傍領域Ｅ１における結晶粒の全体の個数の５０％以上である。それによって、結晶粒間の応力を分散することができる。従って、ＳｃＡｌＮ膜３の反りや剥がれが生じ難く、特性の劣化が生じ難い。加えて、ＳｃＡｌＮ膜３を構成する結晶の欠陥を少なくすることもできるため、圧電特性を高めることができる。
　なお、図３や図５においては、方位差が２°以上となる境界を結晶粒界としている。もっとも、結晶粒界の基準の方位差は２°には限定されない。方位差が３°以上、４°以上または５°以上となる境界を結晶粒界とした場合においても、本発明の同様の効果を得られることがわかっている。
　ところで、ＳｃＡｌＮ膜３は、スパッタリングやＣＶＤなどの適宜の方法により形成することができる。本実施形態では、ＳｃＡｌＮ膜３は、ＲＦマグネトロンスパッタ装置を用いて成膜されている。
　上記スパッタリングに際し、Ａｌからなる第１のターゲットと、Ｓｃからなる第２のターゲットとを用い、窒素ガス雰囲気中でスパッタリングを行う。すなわち、二元スパッタリング法により、ＳｃＡｌＮ膜を形成する。この場合、ＳｃＡｌＮ膜の配向度合いや、微小粒子群の割合については、スパッタリング条件を調整することによりコントロールすることができる。スパッタリング条件としては、ＲＦ電力の大きさ、ガス圧、ガスの流量、ターゲットの材料の組成もしくは純度などが挙げられる。
　以下において、本実施形態における好ましい構成を説明する。
　中央領域Ｃの面積加重平均粒径の、各領域の平均粒径に対する比ＲＳａｖｇ＿Ｃ／Ｒａｖｇを比Ｆとする。比Ｆは、中央領域Ｃの面積加重平均粒径ＲＳａｖｇ＿Ｃを基準とする、各領域における微小粒子群の影響の大きさの指標となる。より詳細には、比Ｆが大きい領域ほど、中央領域Ｃの面積加重平均粒径ＲＳａｖｇ＿Ｃに対する平均粒径Ｒａｖｇが小さい。平均粒径Ｒａｖｇが小さくなるのは、平均粒径Ｒａｖｇに対する微小粒子群の影響が大きいことによる。よって、比Ｆが大きい領域には、微小粒子群における結晶粒が多く存在していることとなる。
　第１の電極近傍領域Ｅ１における比ＦをＦＥ１＝ＲＳａｖｇ＿Ｃ／Ｒａｖｇ＿Ｅ１、中央領域Ｃにおける比ＦをＦＣ＝ＲＳａｖｇ＿Ｃ／Ｒａｖｇ＿Ｃとする。本実施形態においては、ＦＥ１＝２７．５４／６．５４＝４．２１であり、ＦＣ＝２７．５４／１０．２３＝２．６９である。これらをまとめた結果を表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　このように、ＦＥ１＞ＦＣであることが好ましく、ＦＥ１＞１．５×ＦＣであることがより好ましい。この場合には、第１の電極近傍領域Ｅ１には微小粒子群における結晶粒が多く存在しているため、結晶粒間の応力を効果的に分散することができる。よって、ＳｃＡｌＮ膜３の反りや剥がれを効果的に抑制することができる。
　さらに、図６及び図７に示すような結晶粒径の２ｎｍ毎の度数分布において、結晶粒径の平均値の±４０％の範囲における結晶粒径の度数を積分したものを積分度数Ａとする。具体的には、各領域における結晶粒径の２ｎｍ毎の度数分布において、Ｒａｖｇ±４０％の範囲における結晶粒径の度数を積分した積分度数ＡをＡａｖｇ、ＲＳａｖｇ±４０％の範囲における結晶粒径の度数を積分した積分度数ＡをＡＳａｖｇとする。
　より具体的には、中央領域Ｃにおける結晶粒径の２ｎｍ毎の度数分布において、Ｒａｖｇ＿Ｃ±４０％の範囲における結晶粒径の度数を積分した積分度数ＡをＡａｖｇ＿Ｃ、ＲＳａｖｇ＿Ｃ±４０％の範囲における結晶粒径の度数を積分した積分度数ＡをＡＳａｖｇ＿Ｃとする。第１の電極近傍領域Ｅ１における結晶粒径の２ｎｍ毎の度数分布において、Ｒａｖｇ＿Ｅ１±４０％の範囲における結晶粒径の度数を積分した積分度数ＡをＡａｖｇ＿Ｅ１、ＲＳａｖｇ＿Ｅ１±４０％の範囲における結晶粒径の度数を積分した積分度数ＡをＡＳａｖｇ＿Ｅ１とする。ここで、上記比Ｆと同様に、中央領域Ｃの面積加重平均粒径ＲＳａｖｇ＿Ｃを基準とした指標として、第１の電極近傍領域Ｅ１における結晶粒径の２ｎｍ毎の度数分布において、ＲＳａｖｇ＿Ｃ±４０％の範囲における結晶粒径の度数を積分した積分度数ＡをＡＳａｖｇ＿Ｅ１－Ｃとする。
　中央領域Ｃの面積加重平均粒径ＲＳａｖｇ＿Ｃに基づく積分度数ＡＳａｖｇに対する、各領域におけるＡａｖｇの比を比Ｇとする。具体的には、中央領域Ｃの面積加重平均粒径ＲＳａｖｇ＿Ｃに基づく積分度数ＡＳａｖｇとは、積分度数ＡＳａｖｇ＿Ｅ１－Ｃ及び積分度数ＡＳａｖｇ＿Ｃである。比Ｇは、上記のような積分度数ＡＳａｖｇを基準とし、各領域における微小粒子群の影響の大きさの指標となる。
　より詳細には、微小粒子群における結晶粒が多く存在している場合には、平均粒径Ｒａｖｇも小さくなる。そのため、微小粒子群における結晶粒の粒径は、Ｒａｖｇ±４０％の範囲内に分布し易くなる。上記のように、微小粒子群における結晶粒は多く存在しているため、該結晶粒の粒径の度数が積分度数Ａａｖｇに含まれると、積分度数Ａａｖｇはより一層大きくなる。よって、積分度数Ａａｖｇが大きい場合には、微小粒子群の影響が大きいといえる。そして、積分度数Ａａｖｇが、中央領域Ｃの面積加重平均粒径ＲＳａｖｇ＿Ｃに基づく積分度数ＡＳａｖｇに対して大きい領域では、比Ｇは大きい。従って、比Ｇが大きい領域には、微小粒子群における結晶粒が多く存在していることとなる。
　第１の電極近傍領域Ｅ１における比ＧをＧＥ１＝Ａａｖｇ＿Ｅ１／ＡＳａｖｇ＿Ｅ１－Ｃ、中央領域Ｃにおける比ＧをＧＣ＝Ａａｖｇ＿Ｃ／ＡＳａｖｇ＿Ｃとする。本実施形態においては、ＧＥ１＝４７／１６＝２．９４であり、ＧＣ＝６２／２２＝２．８２である。これらをまとめた結果を表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　このように、ＧＥ１＞ＧＣであることが好ましく、ＧＥ１≧１．０４×ＧＣであることがより好ましい。この場合には、第１の電極近傍領域Ｅ１には微小粒子群における結晶粒が多く存在しているため、結晶粒間の応力を効果的に分散することができる。よって、ＳｃＡｌＮ膜３の反りや剥がれを効果的に抑制することができる。
　さらに、図６及び図７に示すような結晶粒径の２ｎｍ毎の度数分布において、結晶粒径の平均値の±２ｎｍの範囲における結晶粒径の度数の平均値を平均度数Ｂとする。具体的には、各領域における結晶粒径の２ｎｍ毎の度数分布において、Ｒａｖｇ±２ｎｍの範囲における結晶粒径の度数の平均値である平均度数ＢをＢａｖｇ、ＲＳａｖｇ±２ｎｍの範囲における結晶粒径の度数の平均値である平均度数ＢをＢＳａｖｇとする。
　より具体的には、中央領域Ｃにおける前記結晶粒径の２ｎｍ毎の度数分布において、Ｒａｖｇ＿Ｃ±２ｎｍの範囲における結晶粒径の度数の平均値である平均度数ＢをＢａｖｇ＿Ｃ、ＲＳａｖｇ＿Ｃ±２ｎｍの範囲における結晶粒径の度数の平均値である平均度数ＢをＢＳａｖｇ＿Ｃとする。第１の電極近傍領域Ｅ１における結晶粒径の２ｎｍ毎の度数分布において、Ｒａｖｇ＿Ｅ１±２ｎｍの範囲における結晶粒径の度数の平均値である平均度数ＢをＢａｖｇ＿Ｅ１、ＲＳａｖｇ＿Ｅ１±２ｎｍの範囲における結晶粒径の度数の平均値である平均度数ＢをＢＳａｖｇ＿Ｅ１とする。ここで、上記比Ｆと同様に、中央領域Ｃの面積加重平均粒径ＲＳａｖｇ＿Ｃを基準とした指標として、第１の電極近傍領域Ｅ１における結晶粒径の２ｎｍ毎の度数分布において、ＲＳａｖｇ＿Ｃ±２ｎｍの範囲における結晶粒径の度数の平均値である平均度数ＢをＢＳａｖｇ＿Ｅ１－Ｃとする。
　中央領域Ｃの面積加重平均粒径ＲＳａｖｇ＿Ｃに基づく平均度数ＢＳａｖｇに対する、各領域におけるＢａｖｇの比を比Ｈとする。具体的には、中央領域Ｃの面積加重平均粒径ＲＳａｖｇ＿Ｃに基づく平均度数ＢＳａｖｇとは、平均度数ＢＳａｖｇ＿Ｅ１－Ｃ及び平均度数ＢＳａｖｇ＿Ｃである。比Ｈは、上記のような平均度数ＢＳａｖｇを基準とし、各領域における微小粒子群の影響の大きさの指標となる。比Ｈが大きい場合には、比Ｇが大きい場合と同様に、微小粒子群における結晶粒が多く存在していることとなる。
　第１の電極近傍領域Ｅ１における比ＨをＨＥ１＝Ｂａｖｇ＿Ｅ１／ＢＳａｖｇ＿Ｅ１－Ｃ、中央領域Ｃにおける比ＨをＨＣ＝Ｂａｖｇ＿Ｃ／ＢＳａｖｇ＿Ｃとする。本実施形態においては、ＨＥ１＝１３．３３／１．３３＝１０．０２であり、ＨＣ＝６．３３／１＝６．３３である。これらをまとめた結果を表３に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　このように、ＨＥ１＞ＨＣであることが好ましく、ＨＥ１＞１．５×ＨＣであることがより好ましい。この場合には、第１の電極近傍領域Ｅ１には微小粒子群における結晶粒が多く存在しているため、結晶粒間の応力を効果的に分散することができる。よって、ＳｃＡｌＮ膜３の反りや剥がれを効果的に抑制することができる。
　以上の結果を表４～表６にまとめて示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
　図８は、第２の実施形態に係る弾性波装置の正面断面図である。
　本実施形態においても、第１の実施形態と同様のＳｃＡｌＮ膜３が用いられている。なお、第１の電極は第１の実施形態と同様の板状電極２４であるが、励振電極としては用いられない。第２の電極はＩＤＴ電極２５である。ＩＤＴ電極２５に交流電界を印加することにより、板波が励振される。弾性波装置２１は弾性表面波装置である。なお、図示しないが、第２の主面３ｂ上におけるＩＤＴ電極２５の弾性波伝搬方向両側には、１対の反射器が設けられている。
　弾性波装置２１では、支持基板２２上に、中間層２３を介して、ＳｃＡｌＮ膜３が積層されている。中間層２３は、第１の誘電体層２３ａ上に第２の誘電体層２３ｂが積層された構造を有する。本実施形態では、第１の誘電体層２３ａは窒化ケイ素からなる。第２の誘電体層２３ｂは酸化ケイ素からなる。
　本実施形態では、ＳｃＡｌＮ膜３を介して板状電極２４及びＩＤＴ電極２５が対向している。それによって、素子容量を大きくすることができる。これにより、弾性波装置２１の小型化を進めることができる。
　なお、ＩＤＴ電極２５の材料については、前述した第２の励振電極５と同様の材料を用いることができる。
　また、中間層２３を構成している第１の誘電体層２３ａ及び第２の誘電体層２３ｂの材料についても、窒化ケイ素、酸化ケイ素の他、アルミナ、酸窒化ケイ素などの様々な誘電体材料を用いることができる。
　支持基板２２についても、第１の実施形態における支持基板２と同様の材料により構成することができる。なお、支持基板２２には凹部は設けられていない。
　本実施形態においても、ＳｃＡｌＮ膜３及び第１の電極は、第１の実施形態と同様に構成されている。従って、弾性波装置２１においても、ＳｃＡｌＮ膜３の反りや剥がれが生じ難く、特性の劣化が生じ難い。
　図９は、本発明の第３の実施形態に係る弾性波装置の正面断面図である。
　本実施形態は、中間層３３が高音速材料層としての高音速膜３３ａと、低音速膜３３ｂとを含む点、及び第１の電極がＩＤＴ電極３４である点において第２の実施形態と異なる。上記の点以外においては、本実施形態の弾性波装置３１は第２の実施形態の弾性波装置２１と同様の構成を有する。
　ＩＤＴ電極３４は、中間層３３に埋め込まれている。ＩＤＴ電極３４及びＩＤＴ電極２５は、ＳｃＡｌＮ膜３を挟み互いに対向している。平面視において、ＩＤＴ電極３４の各電極指の弾性波伝搬方向における中心と、ＩＤＴ電極２５の各電極指の弾性波伝搬方向における中心とは重なっている。もっとも、ＩＤＴ電極３４の各電極指及びＩＤＴ電極２５の各電極指の位置関係は上記に限定されない。
　高音速材料層は相対的に高音速な層である。より具体的には、高音速材料層を伝搬するバルク波の音速は、ＳｃＡｌＮ膜３を伝搬する弾性波の音速よりも高い。上記のように、本実施形態では、高音速材料層は高音速膜３３ａである。高音速材料層の材料としては、例えば、酸化アルミニウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、シリコン、サファイア、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、水晶、アルミナ、ジルコニア、コ－ジライト、ムライト、ステアタイト、フォルステライト、マグネシア、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）膜またはダイヤモンド、上記材料を主成分とする媒質、上記材料の混合物を主成分とする媒質等の様々な材料が挙げられる。
　低音速膜３３ｂは相対的に低音速な膜である。より具体的には、低音速膜３３ｂを伝搬するバルク波の音速は、ＳｃＡｌＮ膜３を伝搬するバルク波の音速よりも低い。低音速膜の材料としては、例えば、酸化ケイ素、ガラス、酸窒化ケイ素、酸化タンタル、また、酸化ケイ素にフッ素や炭素やホウ素、水素、あるいはシラノール基を加えた化合物、上記材料を主成分とする媒質等の様々な材料を挙げることができる。
　高音速材料層としての高音速膜３３ａ、低音速膜３３ｂ及びＳｃＡｌＮ膜３がこの順序において積層されていることにより、弾性波のエネルギーをＳｃＡｌＮ膜３側に効果的に閉じ込めることができる。
　さらに、本実施形態においても、ＳｃＡｌＮ膜３は、第２の実施形態と同様に構成されており、かつＳｃＡｌＮ膜３上に第１の電極が設けられている。従って、本実施形態においても、ＳｃＡｌＮ膜３の反りや剥がれが生じ難く、特性の劣化が生じ難い。
　なお、中間層は低音速膜３３ｂであってもよい。この場合には、支持基板２２は、高音速材料層としての高音速支持基板であることが好ましい。高音速材料層としての高音速支持基板、低音速膜３３ｂ及びＳｃＡｌＮ膜３がこの順序において積層されていることにより、弾性波のエネルギーをＳｃＡｌＮ膜３側に効果的に閉じ込めることができる。
　中間層は高音速膜３３ａであってもよい。高音速材料層としての高音速膜３３ａ及びＳｃＡｌＮ膜３が積層されていることにより、弾性波のエネルギーをＳｃＡｌＮ膜３側に効果的に閉じ込めることができる。
　中間層が設けられていない場合においても、支持基板２２は高音速支持基板であることが好ましい。高音速支持基板及びＳｃＡｌＮ膜３が積層されていることにより、弾性波のエネルギーをＳｃＡｌＮ膜３側に効果的に閉じ込めることができる。
　図１０は、本発明の第４の実施形態に係る弾性波装置の正面断面図である。
　弾性波装置４１では、中間層４３が、音響反射層からなる。すなわち、中間層４３は、相対的に高い高音響インピーダンス層４３ａ，４３ｃ，４３ｅと、相対的に音響インピーダンスが低い低音響インピーダンス層４３ｂ，４３ｄ，４３ｆとの積層体である。中間層４３が上記のように構成されていることを除いては、弾性波装置４１は弾性波装置２１と同様に構成されている。
　本発明においては、中間層として、このような音響反射層を用いてもよい。弾性波装置４１においても、ＳｃＡｌＮ膜３及び第１の電極は、第２の実施形態と同様に構成されている。従って、膜の反りや剥がれが生じ難く、特性の劣化が生じ難い。
　なお、高音響インピーダンス層の材料としては、例えば、白金またはタングステンなどの金属や、窒化アルミニウムまたは窒化ケイ素などの誘電体を用いることができる。低音響インピーダンス層の材料としては、例えば、酸化ケイ素またはアルミニウムなどを用いることができる。音響反射層が設けられているため、弾性波のエネルギーをＳｃＡｌＮ膜３側に効果的に閉じ込めることができる。
　図１１は、本発明の第５の実施形態に係る弾性波装置の正面断面図である。
　本実施形態は、第２の電極がＩＤＴ電極２５である点において第１の実施形態と異なる。なお、ＩＤＴ電極２５は、ＳｃＡｌＮ膜３の第２の主面３ｂに設けられている。上記の点以外においては、本実施形態の弾性波装置は第１の実施形態の弾性波装置１と同様の構成を有する。
　平面視において、ＩＤＴ電極２５の少なくとも一部が、空洞部６と重なっていればよい。
　本実施形態の弾性波装置は、圧電膜としてＳｃＡｌＮ膜３を有しており、当該ＳｃＡｌＮ膜３を伝搬する弾性波が板波を主体とする、弾性表面波装置である。本実施形態においても、ＳｃＡｌＮ膜３は、第１の実施形態と同様に構成されており、かつＳｃＡｌＮ膜３上に第１の電極が設けられている。従って、膜の反りや剥がれが生じ難く、また圧電特性の劣化も生じ難い。
１…弾性波装置
２…支持基板
３…ＳｃＡｌＮ膜
３ａ…第１の主面
３ｂ…第２の主面
４…第１の励振電極
５…第２の励振電極
６…空洞部
２１…弾性波装置
２２…支持基板
２３…中間層
２３ａ…第１の誘電体層
２３ｂ…第２の誘電体層
２４…板状電極
２５…ＩＤＴ電極
３１…弾性波装置
３３…中間層
３３ａ…高音速膜
３３ｂ…低音速膜
３４…ＩＤＴ電極
４１…弾性波装置
４３…中間層
４３ａ，４３ｃ，４３ｅ…高音響インピーダンス層
４３ｂ，４３ｄ，４３ｆ…低音響インピーダンス層
Ｃ…中央領域
Ｅ１，Ｅ２…第１，第２の電極近傍領域

Claims (13)

  1. 　対向し合う第１の主面及び第２の主面を有する、スカンジウムを含有する窒化アルミニウム膜と、
    　前記第１の主面に設けられている第１の電極及び前記第２の主面に設けられている第２の電極と、
    を備え、
    　前記スカンジウムを含有する窒化アルミニウム膜が、前記第１の電極の近傍に位置する第１の電極近傍領域と、前記第２の電極の近傍に位置する第２の電極近傍領域と、前記第１の電極近傍領域及び前記第２の電極近傍領域の間に位置する中央領域と、を有し、
    　前記スカンジウムを含有する窒化アルミニウム膜中の結晶粒を楕円近似したときの長径及び短径のうち、短径を結晶粒径とし、各領域において、前記結晶粒径の平均値を平均粒径Ｒａｖｇとしたときに、前記第１の電極近傍領域の前記Ｒａｖｇが前記中央領域の前記Ｒａｖｇよりも小さく、
    　前記第１の電極近傍領域における結晶方位が異なる結晶粒間、並びに前記第１の電極及び前記スカンジウムを含有する窒化アルミニウム膜の界面に、微小粒子群が含まれており、各領域において、前記結晶粒径の面積加重平均値を面積加重平均粒径ＲＳａｖｇとしたときに、前記微小粒子群における結晶粒の粒径が、前記中央領域の前記ＲＳａｖｇの１／２以下であり、かつ前記第１の電極近傍領域の前記微小粒子群における結晶粒の個数が、前記第１の電極近傍領域における結晶粒の全体の個数の５０％以上である、弾性波装置。
  2. 　前記スカンジウムを含有する窒化アルミニウム膜の、前記中央領域の前記ＲａｖｇをＲａｖｇ＿Ｃ、前記第１の電極近傍領域の前記ＲａｖｇをＲａｖｇ＿Ｅ１とし、前記中央領域の前記ＲＳａｖｇをＲＳａｖｇ＿Ｃとし、ＦＥ１＝ＲＳａｖｇ＿Ｃ／Ｒａｖｇ＿Ｅ１、ＦＣ＝ＲＳａｖｇ＿Ｃ／Ｒａｖｇ＿Ｃとしたときに、ＦＥ１＞ＦＣである、請求項１に記載の弾性波装置。
  3. 　ＦＥ１＞１．５×ＦＣである、請求項２に記載の弾性波装置。
  4. 　前記スカンジウムを含有する窒化アルミニウム膜において、前記中央領域の前記ＲａｖｇをＲａｖｇ＿Ｃ、前記第１の電極近傍領域の前記ＲａｖｇをＲａｖｇ＿Ｅ１とし、前記中央領域の前記ＲＳａｖｇをＲＳａｖｇ＿Ｃとし、前記中央領域における前記結晶粒径の２ｎｍ毎の度数分布において、Ｒａｖｇ＿Ｃ±４０％の範囲における前記結晶粒径の度数を積分した積分度数ＡをＡａｖｇ＿Ｃ、ＲＳａｖｇ＿Ｃ±４０％の範囲における前記結晶粒径の度数を積分した積分度数ＡをＡＳａｖｇ＿Ｃとし、前記第１の電極近傍領域における前記結晶粒径の２ｎｍ毎の度数分布において、Ｒａｖｇ＿Ｅ１±４０％の範囲における前記結晶粒径の度数を積分した積分度数ＡをＡａｖｇ＿Ｅ１、ＲＳａｖｇ＿Ｃ±４０％の範囲における前記結晶粒径の度数を積分した積分度数ＡをＡＳａｖｇ＿Ｅ１－Ｃとし、ＧＥ１＝Ａａｖｇ＿Ｅ１／ＡＳａｖｇ＿Ｅ１－Ｃ、ＧＣ＝Ａａｖｇ＿Ｃ／ＡＳａｖｇ＿Ｃとしたときに、ＧＥ１＞ＧＣである、請求項１～３のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  5. 　ＧＥ１≧１．０４×ＧＣである、請求項４に記載の弾性波装置。
  6. 　前記スカンジウムを含有する窒化アルミニウム膜において、前記中央領域の前記ＲａｖｇをＲａｖｇ＿Ｃ、前記第１の電極近傍領域の前記ＲａｖｇをＲａｖｇ＿Ｅ１とし、前記中央領域の前記ＲＳａｖｇをＲＳａｖｇ＿Ｃとし、前記中央領域における前記結晶粒径の２ｎｍ毎の度数分布において、Ｒａｖｇ＿Ｃ±２ｎｍの範囲における前記結晶粒径の度数の平均値である平均度数ＢをＢａｖｇ＿Ｃ、ＲＳａｖｇ＿Ｃ±２ｎｍの範囲における前記結晶粒径の度数の平均値である平均度数ＢをＢＳａｖｇ＿Ｃとし、前記第１の電極近傍領域における前記結晶粒径の２ｎｍ毎の度数分布において、Ｒａｖｇ＿Ｅ１±２ｎｍの範囲における前記結晶粒径の度数の平均値である平均度数ＢをＢａｖｇ＿Ｅ１、ＲＳａｖｇ＿Ｃ±２ｎｍの範囲における前記結晶粒径の度数の平均値である平均度数ＢをＢＳａｖｇ＿Ｅ１－Ｃとし、ＨＥ１＝Ｂａｖｇ＿Ｅ１／ＢＳａｖｇ＿Ｅ１－Ｃ、ＨＣ＝Ｂａｖｇ＿Ｃ／ＢＳａｖｇ＿Ｃとしたときに、ＨＥ１＞ＨＣである、請求項１～５のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  7. 　ＨＥ１＞１．５×ＨＣである、請求項６に記載の弾性波装置。
  8. 　前記第１の電極及び前記第２の電極が、前記スカンジウムを含有する窒化アルミニウム膜を介して対向し合う１対の板状電極であり、
    　前記第１の電極及び前記第２の電極によりバルク波が励振される、請求項１～７のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  9. 　前記第１の電極が板状電極であり、前記第２の電極がＩＤＴ電極であり、
    　前記第２の電極により板波が励振される、請求項１～７のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  10. 　前記スカンジウムを含有する窒化アルミニウム膜の一方主面側に積層された支持基板をさらに備え、
    　前記支持基板と、前記スカンジウムを含有する窒化アルミニウム膜との間に空洞部が設けられている、請求項１～９のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  11. 　前記スカンジウムを含有する窒化アルミニウム膜の一方主面側に積層された支持基板と、
    　前記スカンジウムを含有する窒化アルミニウム膜の前記一方主面と前記支持基板との間に設けられた中間層と、
    をさらに備える、請求項１～９のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  12. 　前記中間層が、音響反射層である、請求項１１に記載の弾性波装置。
  13. 　前記音響反射層が、相対的に音響インピーダンスが高い高音響インピーダンス層と、相対的に音響インピーダンスが低い低音響インピーダンス層とを有する、請求項１２に記載の弾性波装置。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011015148A (ja) * 2009-07-01 2011-01-20 National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology 圧電体薄膜の製造方法および当該製造方法により製造される圧電体薄膜
JP2015134955A (ja) * 2014-01-18 2015-07-27 株式会社神戸製鋼所 強度、耐熱性及び曲げ加工性に優れたＦｅ−Ｐ系銅合金板
JP2019207910A (ja) * 2018-05-28 2019-12-05 太陽誘電株式会社 窒化アルミニウム膜、圧電デバイス、共振器、フィルタおよびマルチプレクサ
JP2020092322A (ja) * 2018-12-05 2020-06-11 太陽誘電株式会社 圧電膜およびその製造方法、圧電デバイス、共振器、フィルタ並びにマルチプレクサ

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011015148A (ja) * 2009-07-01 2011-01-20 National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology 圧電体薄膜の製造方法および当該製造方法により製造される圧電体薄膜
JP2015134955A (ja) * 2014-01-18 2015-07-27 株式会社神戸製鋼所 強度、耐熱性及び曲げ加工性に優れたＦｅ−Ｐ系銅合金板
JP2019207910A (ja) * 2018-05-28 2019-12-05 太陽誘電株式会社 窒化アルミニウム膜、圧電デバイス、共振器、フィルタおよびマルチプレクサ
JP2020092322A (ja) * 2018-12-05 2020-06-11 太陽誘電株式会社 圧電膜およびその製造方法、圧電デバイス、共振器、フィルタ並びにマルチプレクサ

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