JP2002026685A

JP2002026685A - 弾性表面波素子

Info

Publication number: JP2002026685A
Application number: JP2000206253A
Authority: JP
Inventors: Masanobu Watanabe; 雅信渡邊; Kazuhiro Inoue; 和裕井上
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2000-07-07
Filing date: 2000-07-07
Publication date: 2002-01-25

Abstract

(57)【要約】【課題】耐電力性を向上させるため、圧電基板上に形
成される電極においてＣｕを用いると、電極と圧電基板
との密着性が悪く、またＣｕが酸化されやすいという問
題に遭遇する。【解決手段】圧電基板２上に、ＴｉまたはＴｉ合金か
らなる第１の電極層４を形成した上で、この第１の電極
層４上に、ＣｕまたはＣｕ合金からなる第２の電極層５
を形成する。そして、第２の電極層５の上面および側面
を被覆するように、Ａｌもしくはこれを主成分とする合
金またはＡｕもしくはこれを主成分とする合金からなる
第３の電極層６を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、弾性表面波素子
に関するもので、特に、たとえばアンテナデュプレクサ
として用いるのに適した高い耐電力性を有する電極を備
える、弾性表面波素子に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】弾性表面波素子は、周知のように、機械
的振動エネルギーが固体表面付近にのみ集中して伝搬す
る弾性表面波を利用した電子部品であり、一般に、圧電
性を有する圧電基板と、この圧電基板上に形成された、
信号を印加するためのインタディジタルトランスデュー
サ（ＩＤＴ）電極のような電極とをもって構成され、フ
ィルタや共振器として用いられている。

【０００３】このような弾性表面波素子において、電極
材料としては、電気抵抗率が低く、比重の小さいＡｌま
たはＡｌを主成分とするＡｌ系合金を用いるのが一般的
である。

【０００４】近年、小型化かつ軽量化された携帯電話な
どの移動体通信端末装置の開発が急速に進められてい
る。そのため、これらの移動体通信端末装置に使用され
る部品の小型化が求められており、ＲＦ部（高周波部）
の小型化に寄与するため、共振器、段間フィルタ、ディ
プレクサなどを弾性表面波素子によって構成することが
行なわれている。これらの中でも、アンテナディプレク
サとなる弾性表面波素子は、ＲＦ部のフロントエンド部
に位置するため、高い耐電力性が要求される。

【０００５】加えて、移動体通信の高周波化に伴い、弾
性表面波素子の動作周波数も数百ＭＨｚから数ＧＨｚへ
と高周波化するとともに、高出力化が望まれている。高
周波化により、ＩＤＴ電極のパターン幅の微細化が必要
となり、中心周波数２ＧＨｚ帯フィルタでは、電極線幅
を約０. ５μｍに形成する必要がある。

【０００６】しかしながら、上述のように微細な線幅を
有するＩＤＴ電極に高電圧レベルの信号を印加すると、
弾性表面波によって、ＩＤＴ電極が強い応力を受ける。
この応力が、電極膜の限界応力を超えると、ストレスマ
イグレーションが発生する。前述したように、電極材料
としてＡｌが用いられていると、ストレスマイグレーシ
ョンのため、Ａｌ原子が結晶粒界を移動し、その結果、
電極にヒロックやボイドが発生し、そのため、電極が破
壊し、やがては、電気的短絡や挿入損失の増加、共振子
のＱ低下などの弾性表面波素子の特性劣化に至る。

【０００７】このような問題を解決するため、特開平９
−９８０４３号公報や特開平９−１９９９７６号公報で
は、圧電基板上に形成された電極において、Ｃｕを用い
ることが記載されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、Ｃｕに
は、酸化されやすく耐蝕性が劣るという問題がある。ま
た、Ｃｕをもって構成された電極は、圧電基板との密着
性が悪いという問題もある。

【０００９】上述した公報においては、Ｃｕの耐酸化性
および耐蝕性を向上させるため、Ｚｎ等の金属を少量添
加することが記載されているが、このような対策では、
Ｃｕの耐酸化性および耐蝕性を十分に向上させることが
できない。

【００１０】また、特開平９−９８０４３号公報では、
Ｃｕにシリコンを少量含有させることによって、基板と
の密着性の向上を図ることが記載されているが、その効
果は十分でなく、たとえば、ワイヤボンディング時に電
極が基板から剥がれるという問題に遭遇することがあ
る。

【００１１】そこで、この発明の目的は、電極において
Ｃｕを用いながらも、上述したような問題を解決し得
る、弾性表面波素子を提供しようとすることである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明は、圧電基板
と、この圧電基板上に形成された電極とを備える、弾性
表面波素子に向けられるものであって、上述した技術的
課題を解決するため、電極が、圧電基板上に形成され
る、ＴｉまたはＴｉ合金からなる第１の電極層と、第１
の電極層上に形成される、ＣｕまたはＣｕ合金からなる
第２の電極層とを備えることを特徴としている。

【００１３】この発明において、電極は、第２の電極層
上に形成される、Ｃｕの酸化を抑制するための第３の電
極層をさらに備えていることが好ましい。

【００１４】上述の第３の電極層は、より好ましくは、
第２の電極層の上面および側面を被覆するように形成さ
れる。この場合、第３の電極層は、スパッタリング法に
よって形成されることが好ましい。

【００１５】また、電極として、上述の第１ないし第３
の電極層を備える場合、第２の電極層の厚みは、電極の
総厚みの４０％以上かつ８０％以下とされることが好ま
しい。

【００１６】なお、第３の電極層は、好ましくは、Ａｌ
もしくはこれを主成分とする合金またはＡｕまたはこれ
を主成分とする合金から構成される。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１は、この発明の一実施形態に
よる弾性表面波素子１の一部を示す断面図であり、圧電
基板２上に電極３が形成された部分を示している。

【００１８】圧電基板２は、たとえば、ＬｉＴａＯ₃ま
たはＬｉＮｂＯ₃の単結晶から構成される。

【００１９】また、電極３は、圧電基板２上に形成され
る第１の電極層４と、第１の電極層４上に形成される第
２の電極層５と、第２の電極層５上に形成される第３の
電極層６とを備えている。

【００２０】第１の電極層４は、ＴｉまたはＴｉ合金か
らなり、たとえば、蒸着法によって形成される。第２の
電極層５は、ＣｕまたはＣｕ合金からなり、たとえば、
蒸着法によって形成される。

【００２１】このように、ＣｕまたはＣｕ合金からなる
第２の電極層５を形成するにあたって、その下地層とし
て、圧電基板２上にＴｉまたはＴｉ合金からなる第１の
電極層４をまず形成することによって、第２の電極層５
の圧電基板２への密着性を高めることができる。また、
ＴｉまたはＴｉ合金からなる第１の電極層４上に、Ｃｕ
またはＣｕ合金からなる第２の電極層５を形成すること
によって、この第２の電極層５における結晶配向性が向
上し、耐電力性を向上させることができる。

【００２２】第３の電極層６は、第２の電極層５に含ま
れるＣｕの酸化を抑制するために必要に応じて設けられ
るもので、たとえば、Ａｌもしくはこれを主成分とする
合金またはＡｕもしくはこれを主成分とする合金から構
成される。第３の電極層６は、その形成の目的をより完
璧に達成するためには、図１に示すように、第２の電極
層５の上面および側面を被覆するように形成されること
が好ましい。このような形成態様をもって第３の電極層
６を形成するため、スパッタリング法を適用することが
好ましい。

【００２３】このような電極３の厚みに関して、一例と
して、第１の電極層４は１０ｎｍとされ、第２の電極層
５は６０ｎｍとされ、第３の電極層６は３０ｎｍとされ
る。すなわち、第２の電極層５の厚みは、電極３の総厚
みの６０％とされる。前述したような第１の電極層４に
よる第２の電極層５と圧電基板２との間の密着性の向
上、第２の電極層５による耐電力性の向上、および第３
の電極層６によるＣｕの酸化抑制作用を考慮したとき、
第２の電極層５の厚みは、電極３の総厚みの４０％以上
かつ８０％以下とされることが好ましい。

【００２４】図２は、図１に示した弾性表面波素子１の
製造方法、特に電極３の形成方法に含まれる代表的な工
程を順次示している。

【００２５】まず、圧電基板２上に、光反応性樹脂から
なるレジストを塗布し、次いで、所望の電極パターンを
描いた光遮蔽板をマスクとして、レジストを露光し、そ
の後、レジストを現像液により現像し、図２（１）に示
すように、圧電基板２上にレジストパターン７を形成す
る。このレジストパターン７において、開口部分は、逆
テーパ状の断面形状をなしている。

【００２６】次に、レジストパターン７の上方から、蒸
着法によって、第１の電極層４を形成し、引き続いて、
第２の電極層５を形成する。なお、本質的なことではな
いが、第１の電極層４を形成するとき、それと同じ材料
から膜８がレジストパターン７上に形成され、第２の電
極層５を形成するとき、それと同じ材料からなる膜９が
上述の膜８上に形成される。

【００２７】次に、レジストパターン７の上方から、た
とえば成膜圧力０．０１Ｐａ以上の条件でスパッタリン
グ法を適用することによって、第２の電極層５を覆うよ
うに、第３の電極層６を形成する。このとき、本質的な
ことではないが、第３の電極層６を構成する材料と同じ
材料からなる膜１０が、上述した膜９上に形成される。

【００２８】その後、レジストパターン７をレジスト剥
離液に浸漬する。これによって、レジストパターン７
は、剥離液に溶解するので、圧電基板２からリフトオフ
される。このようにして、図１に示すような弾性表面波
素子１が得られる。

【００２９】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、圧電
基板上に形成される電極として、圧電基板上にＴｉまた
はＴｉ合金からなる第１の電極層を形成した上で、Ｃｕ
またはＣｕ合金からなる第２の電極層を形成しているの
で、第２の電極層の圧電基板に対する密着性を高めるこ
とができるとともに、第２の電極層における結晶配向性
を優れたものとし、そのため、耐電力性に優れた弾性表
面波素子を得ることができる。

【００３０】したがって、弾性表面波素子が、たとえば
アンテナディプレクサのような高い耐電力性が要求され
る用途に向けられても、また、高周波化に伴いＩＤＴ電
極のパターン幅の微細化が進んでも、ストレスマイグレ
ーションによる電極の破壊を生じにくくすることがで
き、電気的短絡や挿入損失の増加、共振子のＱ低下など
の特性劣化を招きにくくすることができる。また、たと
えばワイヤボンディング時に電極が剥がれにくくなり、
そのため、ワイヤボンディング用のパッドを新たに設け
る必要がなく、その結果、弾性表面波素子を得るための
工程数を少なくし、弾性表面波素子のコストを低減する
ことができる。

【００３１】この発明において、ＣｕまたはＣｕ合金か
らなる第２の電極層上に、Ｃｕの酸化を抑制するための
第３の電極層が形成されると、第２の電極層に含まれる
Ｃｕの酸化を抑制することができ、前述した耐電力性の
向上をより確実なものとすることができる。また、この
第３の電極層が、第２の電極層の上面および側面を被覆
するように形成されると、Ｃｕの酸化抑制効果を一層高
めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態による弾性表面波素子１
の一部を示す断面図である。

【図２】図１に示した弾性表面波素子１における電極３
の形成方法に含まれるいくつかの工程を順次図解的に示
す断面図である。

【符号の説明】

１弾性表面波素子２圧電基板３電極４第１の電極層５第２の電極層６第３の電極層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧電基板と、前記圧電基板上に形成され
た電極とを備える、弾性表面波素子であって、前記電極は、前記圧電基板上に形成される、Ｔｉまたは
Ｔｉ合金からなる第１の電極層と、前記第１の電極層上
に形成される、ＣｕまたはＣｕ合金からなる第２の電極
層とを備える、弾性表面波素子。
【請求項２】前記電極は、前記第２の電極層上に形成
される、Ｃｕの酸化を抑制するための第３の電極層をさ
らに備える、請求項１に記載の弾性表面波素子。
【請求項３】前記第３の電極層は、前記第２の電極層
の上面および側面を被覆するように形成される、請求項
２に記載の弾性表面波素子。
【請求項４】前記第３の電極層は、スパッタリング法
によって形成されたものである、請求項３に記載の弾性
表面波素子。
【請求項５】前記第２の電極層の厚みは、前記電極の
総厚みの４０％以上かつ８０％以下である、請求項２な
いし４のいずれかに記載の弾性表面波素子。
【請求項６】前記第３の電極層は、Ａｌもしくはこれ
を主成分とする合金またはＡｕもしくはこれを主成分と
する合金からなる、請求項２ないし５のいずれかに記載
の弾性表面波素子。