JP2015054986A - 窒化アルミニウム膜の成膜方法、弾性波デバイスの製造方法、及び窒化アルミニウム膜の製造装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】アルミニウム及び窒素の他に少なくとも２つの元素を含む窒化アルミニウム膜を、組成を安定させて成膜すること。
【解決手段】本発明は、窒素ガスを含む雰囲気下で、アルミニウムの他に少なくとも２つの元素を含むターゲット２２を用いてスパッタリングを行う窒化アルミニウム膜の成膜方法である。本発明によれば、アルミニウム及び窒素の他に少なくとも２つの元素を含む窒化アルミニウム膜を、１つのターゲットによって成膜することができるため、組成を安定させて成膜することができる。
【選択図】図２
【解決手段】本発明は、窒素ガスを含む雰囲気下で、アルミニウムの他に少なくとも２つの元素を含むターゲット２２を用いてスパッタリングを行う窒化アルミニウム膜の成膜方法である。本発明によれば、アルミニウム及び窒素の他に少なくとも２つの元素を含む窒化アルミニウム膜を、１つのターゲットによって成膜することができるため、組成を安定させて成膜することができる。
【選択図】図２
Description
本発明は、窒化アルミニウム膜の成膜方法、弾性波デバイスの製造方法、及び窒化アルミニウム膜の製造装置に関する。
アルミニウム及び窒素以外の他の元素がドープされた窒化アルミニウム膜を成膜する方法として、窒素ガスを含む雰囲気下で、アルミニウムターゲットとドープする他の元素のターゲットとを同時にスパッタリングする二元同時スパッタリング法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
アルミニウム及び窒素以外の他の元素が２種類以上ドープされた窒化アルミニウム膜を成膜する場合、従来の方法では、アルミニウムターゲットと、更に２つ以上のターゲットと、を同時にスパッタリングすることになる。スパッタリングを長時間行うと、ターゲットが削られて形状が変化するが、形状変化具合は各々のターゲットで異なるため、各々のターゲット毎にスパッタリングでの成膜速度が変化してしまう。このため、成膜される窒化アルミニウム膜の組成が変化しないように、各々のターゲットに印加する電圧等を制御しなければならないが、３種類以上のターゲットを用いることから、このような制御は難しい。よって、窒化アルミニウム膜の組成が不安定なものとなってしまう。
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、アルミニウム及び窒素の他に少なくとも２つの元素を含む窒化アルミニウム膜を、組成を安定させて成膜することが可能な窒化アルミニウム膜の成膜方法、弾性波デバイスの製造方法、及び窒化アルミニウム膜の製造装置を提供することを目的とする。
本発明は、窒素ガスを含む雰囲気下で、アルミニウムの他に少なくとも２つの元素を含むターゲットを用いてスパッタリングを行うことを特徴とする窒化アルミニウム膜の成膜方法である。本発明によれば、アルミニウム及び窒素の他に少なくとも２つの元素を含む窒化アルミニウム膜を、組成を安定させて成膜することができる。
上記構成において、前記ターゲットは、前記少なくとも２つの元素として２価元素と４価元素とを含む構成とすることができる。
上記構成において、前記ターゲットは、前記２価元素としてマグネシウム及び亜鉛の少なくとも一方を含み、前記４価元素としてチタン、ジルコニウム、及びハフニウムの少なくとも１つを含む構成とすることができる。
上記構成として、前記窒化アルミニウム膜は、元素がドープされていない窒化アルミニウム膜よりも、圧電定数ｄ３３の値が大きい構成とすることができる。
上記構成として、前記窒化アルミニウム膜は、前記少なくとも２つの元素がアルミニウムサイトに置換されている構成とすることができる。
上記構成において、前記窒化アルミニウム膜は、ｃ軸配向性を有する結晶構造を有する構成とすることができる。
本発明は、上記のいずれかに記載の窒化アルミニウム膜の成膜方法を有することを特徴とする弾性波デバイスの製造方法である。
上記構成において、前記弾性波デバイスは、弾性表面波デバイス、バルク弾性波デバイス、又はラム波デバイスである構成とすることができる。
上記構成において、前記弾性波デバイスは、フィルタまたは分波器である構成とすることができる。
本発明は、アルミニウムの他に少なくとも２つの元素を含むターゲットを備え、窒素ガスを含む雰囲気下で前記ターゲットをスパッタリングすることを特徴とする窒化アルミニウム膜の製造装置である。本発明によれば、アルミニウム及び窒素の他に少なくとも２つの元素を含む窒化アルミニウム膜を、組成を安定させて成膜することができる。
本発明によれば、アルミニウム及び窒素の他に少なくとも２つの元素を含む窒化アルミニウム膜を、組成を安定させて成膜することができる。
以下、図面を参照して、本発明の実施例について説明する。
図１は、実施例１に係る窒化アルミニウム膜を示す断面図である。図１のように、基板１０の主面上に、アルミニウム（Ａｌ）及び窒素（Ｎ）の他に少なくとも２つの元素を含む窒化アルミニウム膜１２が形成されている。なお、以下において、Ａｌ及びＮ以外の他の元素を含む窒化アルミニウム膜１２を、ドープＡｌＮ膜１２と称すこととする。基板１０は、ドープＡｌＮ膜１２を作製することが可能な基板であれば材質は限定されず、例えばシリコン（Ｓｉ）、サファイア、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、ダイヤモンド、ニオブ酸タンタル、ニオブ酸リチウム、及びガラス等の基板を用いることができる。実施例１では、基板１０として、（１００）面を主面とするＳｉ基板を用いた場合について説明する。
ドープＡｌＮ膜１２は、Ａｌ及びＮの他に少なくとも２つの元素を含むが、実施例１では、２価元素と４価元素を含む場合について説明する。具体的には、２価元素としてマグネシウム（Ｍｇ）を含み、４価元素としてハフニウム（Ｈｆ）を含む場合、及び、２価元素としてＭｇを含み、４価元素としてジルコニウム（Ｚｒ）を含む場合、の２通りの場合について説明する。
図２は、実施例１に係る窒化アルミニウム膜の製造に用いる製造装置を示す断面図である。図２のように、製造装置は、反応性スパッタリング法における一般的な装置である。製造装置は、ドープＡｌＮ膜１２の成膜が行われるチャンバー２０内において、基板１０とターゲット２２とが配置されている。基板１０とターゲット２２とは対向するように配置されている。ターゲット２２には、Ａｌの他に少なくとも２つの元素を含むターゲットを用いる。実施例１では、Ａｌの他に２価元素（Ｍｇ）と４価元素（Ｈｆ又はＺｒ）を含むターゲットを用いている。ターゲット２２は、チャンバー２０の外部に配置された直流又は高周波電源に接続されており、電圧を調整することが可能となっている。また、チャンバー２０は、ガス供給部２４と真空ポンプ接続部２６を有する。ドープＡｌＮ膜１２の成膜は、チャンバー２０内を真空ポンプ接続部２６から真空ポンプによって排気した後、ガス供給部２４から窒素を含むガス（例えば窒素と希ガスの混合ガス等）を導入して行われる。
なお、ターゲット２２下に磁石２９を配置させてもよい。磁石２９を配置することで、ターゲット２２上のプラズマ密度を向上させることができ、成膜速度を向上させることができる。また、ターゲット２２を２つ備え、２つのターゲット２２の間を交互に電圧を印加するデュアルターゲットスパッタ装置を用いてもよい。デュアルターゲットスパッタ装置を用いることで、ターゲット２２の表面に生成される絶縁部のチャージアップを抑制し、ターゲット２２の表面のクリーニングを行うことができ、成膜を安定させることができる。
次に、発明者が行った実験について説明する。発明者は、図２の製造装置を用いて、基板１０の主面上に、ＭｇとＨｆを含むドープＡｌＮ膜１２及びＭｇとＺｒを含むドープＡｌＮ膜１２を成膜した。以下、ＭｇとＨｆを含むドープＡｌＮ膜１２を第１ドープＡｌＮ膜と称し、ＭｇとＺｒを含むドープＡｌＮ膜１２を第２ドープＡｌＮ膜と称すこととする。
第１ドープＡｌＮ膜の成膜は、Ａｌ、Ｍｇ、及びＨｆの合計含有量を１とした場合に、Ａｌの含有量を０．８原子％、ＭｇとＨｆの含有量をそれぞれ０．１原子％としたＭｇ０．１Ｈｆ０．１Ａｌ０．８ターゲットをターゲット２２に用いて、以下の方法によって行った。基板１０をチャンバー２０内に配置した後、チャンバー２０内を真空ポンプ接続部２６から真空ポンプによって１×１０−４Ｐａ程度まで排気する。その後、ガス供給部２４から窒素とアルゴンの混合ガスを導入する。ここで、窒素とアルゴンの流量比である窒素流量／アルゴン流量が０．５となるように各々のガス流量を調整した。混合ガスを供給した後、ターゲット２２に接続されている電源２８で５ｋＷの電力を印加してプラズマを生成し、混合ガスをターゲット２２に衝突させ、ターゲット２２からＡｌとＭｇとＨｆを同時に叩き出して、混合ガス中の窒素と反応させることで、基板１０上に第１ドープＡｌＮ膜を成膜した。なお、反応性スパッタリングの際のターゲットをスパッタリングする圧力は０．４Ｐａであった。
第２ドープＡｌＮ膜の成膜は、Ａｌ、Ｍｇ、及びＺｒの合計含有量を１とした場合に、Ａｌの含有量を０．８原子％、ＭｇとＺｒの含有量をそれぞれ０．１原子％としたＭｇ０．１Ｚｒ０．１Ａｌ０．８ターゲットをターゲット２２に用いた点を除いて、第１ドープＡｌＮ膜と同じ方法・条件によって成膜した。
なお、第１ドープＡｌＮ膜の成膜に用いたＭｇ０．１Ｈｆ０．１Ａｌ０．８ターゲットは、Ａｌ、Ｍｇ、及びＨｆを原料として、真空溶解法又は真空焼結法によって作製することができる。同様に、第２ドープＡｌＮ膜の成膜に用いたＭｇ０．１Ｚｒ０．１Ａｌ０．８ターゲットは、Ａｌ、Ｍｇ、Ｈｆを原料として、真空溶解法又は真空焼結法によって作製することができる。
発明者は、第１ドープＡｌＮ膜及び第２ドープＡｌＮ膜に対してＸ線回折測定を行った。Ｘ線回折測定は、Ｘ線源としてＣｕＫα線を使用した全自動Ｘ線回折装置によって行った。図３は、第１ドープＡｌＮ膜のＸ線回折結果である。図４は、第２ドープＡｌＮ膜のＸ線回折結果である。図３及び図４の横軸は回折角２θであり、縦軸は任意座標の回折強度である。図３及び図４のように、第１ドープＡｌＮ膜及び第２ドープＡｌＮ膜共に、回折角２θが３６°付近で回折強度のピークが観測されている。この回折ピークは、ｃ軸配向した窒化アルミニウム膜に起因する回折ピークである。なお、回折角２θが３３°付近に回折ピークが小さく観測されているが、これは、基板１０に用いたＳｉに起因する回折ピークであるため、ここでは特段考慮しない。また、その他の回折ピークは観測されていない。この結果から、第１ドープＡｌＮ膜においては、ＭｇとＨｆは、単体で存在するのではなく、ＡｌＮの結晶構造の中に入っていることが言える。同様に、第２ドープＡｌＮ膜においては、ＭｇとＺｒは、単体で存在するのではなく、ＡｌＮの結晶構造の中に入っていることが言える。また、第１ドープＡｌＮ膜及び第２ドープＡｌＮ膜は、ｃ軸配向性を有する結晶構造を有していることが分かる。
次に、発明者は、第１ドープＡｌＮ膜及び第２ドープＡｌＮ膜に対して組成分析を行った。組成分析は、電子線マイクロアナライザ（ＥＰＭＡ：Electron Probe MicroAnalyser）を用いて行った。表１は、組成分析の結果である。なお、表１においては、各原子の原子数の合計を１００とした場合での、各原子の原子比（原子％）を示している。
表１のように、組成分析の結果から、第１ドープＡｌＮ膜においては、ＡｌＮ膜中にＭｇとＨｆが含有され、第２ドープＡｌＮ膜においては、ＡｌＮ膜中にＭｇとＺｒが含有されていることが確認できる。
以上の結果から、Ａｌの他に少なくとも２つの元素を含むターゲットを用いて窒化アルミニウム膜を成膜する場合、少なくとも２つの元素は窒化アルミニウム膜の結晶構造に入り込むことが分かる。即ち、成膜された窒化アルミニウム膜は、少なくとも２つの元素がアルミニウムサイトに置換されていることが分かる。
次に、発明者は、第１ドープＡｌＮ膜及び第２ドープＡｌＮ膜に対して圧電定数ｄ３３の測定を行った。圧電定数ｄ３３は、ピエゾメータを用いて、荷重０．２５Ｎ、周波数１１０Ｈｚの条件で測定した。第１ドープＡｌＮ膜の圧電定数ｄ３３は９．７ｐＣ／Ｎで、第２ドープＡｌＮ膜の圧電定数ｄ３３は１０．２ｐＣ／Ｎであった。このように、第１ドープＡｌＮ膜及び第２ドープＡｌＮ膜は、Ａｌ及びＮ以外の他の元素がドープされていない窒化アルミニウム膜（ノンドープＡｌＮ膜、圧電定数ｄ３３：７．０ｐＣ／Ｎ程度）よりも大きな圧電定数ｄ３３が得られることが確認された。
この結果から、窒素ガスを含む雰囲気下で、Ａｌの他に２価元素と４価元素を含むターゲットを用いてスパッタリングを行い窒化アルミニウム膜を成膜することで、Ａｌ及びＮ以外の他の元素がドープされていない窒化アルミニウム膜よりも大きな圧電定数ｄ３３を有する窒化アルミニウム膜が得られることが分かる。このように、ターゲットに含まれるＡｌ以外の元素は、２価元素と４価元素以外の場合でもよいが、大きな圧電定数ｄ３３を得るという観点からは、２価元素と４価元素の場合が好ましい。実施例１では、２価元素としてＭｇを含む場合を例に示したが、その他の場合でもよく、例えばＭｇ及び亜鉛（Ｚｎ）のうちの少なくとも一方を含む場合でもよい。また、４価元素としてＺｒ又はＨｆを含む場合を例に示したが、その他の場合でもよく、例えばチタン（Ｔｉ）、Ｚｒ、及びＨｆのうちの少なくとも１つを含む場合でもよい。
実施例１によれば、窒素ガスを含む雰囲気下で、Ａｌの他に少なくとも２つの元素を含むターゲット２２を用いてスパッタリングを行うことで、窒化アルミニウム膜１２を成膜する。これにより、Ａｌ及びＮの他に少なくとも２つの元素を含む窒化アルミニウム膜を、１つのターゲットによって成膜することができるため、３つ以上のターゲットを用いて成膜する場合に比べて、組成を安定させて成膜することができる。また、３つのターゲットを用いて成膜する場合は、３つのターゲットを装着できる特殊なスパッタ装置が必要となるが、実施例１によれば、１つのターゲットを装着できればよいため、一般的な反応性スパッタリング装置を用いることができる。
図５（ａ）は、実施例２に係る弾性波デバイスを示す上面図、図５（ｂ）及び図５（ｃ）は、図５（ａ）のＡ−Ａ間及びＢ−Ｂ間の断面図である。なお、実施例２では、弾性波デバイスとして、圧電薄膜共振子デバイスの１つであるＦＢＡＲ（Film Bulk Acoustic Resonator）の場合を例に説明する。図５（ａ）から図５（ｃ）のように、ＦＢＡＲ３０は、基板３２、下部電極３４、圧電膜３６、及び上部電極３８を有する。
基板３２は、例えばＳｉ基板、ガラス基板、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）基板、セラミック基板等を用いることができる。基板３２上に、下部電極３４が設けられている。下部電極３４は、例えばＡｌ、銅（Ｃｕ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、白金（Ｐｔ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、及びイリジウム（Ｉｒ）のうちの少なくとも１つを含む金属膜を用いることができる。下部電極３４は、単層構造でもよいし、積層構造でもよい。
基板３２及び下部電極３４上に、圧電膜３６が設けられている。圧電膜３６は、２価元素（例えばＭｇ、Ｚｎ）と４価元素（例えばＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆ）を含む窒化アルミニウム膜であり、ｃ軸配向性を有する結晶構造をしている。圧電膜３６上に、下部電極３４と対向する領域を有して上部電極３８が設けられている。下部電極３４と上部電極３８とが圧電膜３６を挟んで対向する領域が共振部４０となる。上部電極３８も、下部電極３４として列挙したＡｌ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔａ、Ｐｔ、Ｒｕ、Ｒｈ、及びＩｒのうちの少なくとも１つを含む金属膜を用いることができる。上部電極３８も、単層構造でもよく、また積層構造でもよい。
共振部４０において、基板３２と下部電極３４との間にドーム形状の膨らみを有する空隙４２が設けられている。ドーム形状の膨らみとは、空隙４２の高さが、空隙４２の周辺部よりも中心部ほど高くなるような形状の膨らみを言う。下部電極３４の下側には、空隙４２を形成する際にエッチャントが導入することで形成される導入路４４が設けられている。導入路４４の先端付近は圧電膜３６等で覆われてなく、導入路４４の先端は孔部４６となっている。孔部４６は、空隙４２を形成する際のエッチャントを導入する導入口である。圧電膜３６には、下部電極３４との電気的な接続を可能とするための開口４８が設けられている。
下部電極３４と上部電極３８との間に電気信号が印加されると、圧電膜３６内部に逆圧電効果によって励振される弾性波又は圧電効果に起因する歪みによって生じる弾性波が発生する。弾性波は、下部電極３４と上部電極３８がそれぞれ空気に接している面で全反射されるため、厚み方向に主変位を持つ厚み振動波となる。
次に、実施例２に係る弾性波デバイスの製造方法について説明する。図６（ａ）から図６（ｈ）は、実施例２に係る弾性波デバイスの製造方法を示す断面図である。図６（ａ）から図６（ｄ）は、図５（ａ）のＡ−Ａ間に相当する断面であり、図６（ｅ）から図６（ｈ）は、図５（ａ）のＢ−Ｂ間に相当する断面である。
図６（ａ）及び図６（ｅ）のように、基板３２上に、例えばスパッタ法又は蒸着法を用いて、犠牲層４９を形成する。犠牲層４９は、例えば酸化マグネシウムからなり、少なくとも空隙４２が形成されるべき領域に形成される。次いで、例えばＡｒガス雰囲気下でスパッタリングを行い、基板３２及び犠牲層４９上に金属膜を成膜する。かかる金属膜は、Ａｌ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔａ、Ｐｔ、Ｒｕ、Ｒｈ、及びＩｒのうちの少なくとも１つから選択される。その後、例えば露光技術及びエッチング技術を用いて、金属膜を所望の形状にして下部電極３４を形成する。このとき、下部電極３４の一部は犠牲層４９を覆う形状とする。
図６（ｂ）及び図６（ｆ）のように、基板３２及び下部電極３４上に、Ａｌ及びＮの他に２価元素と４価元素を含む窒化アルミニウム膜からなる圧電膜３６を成膜する。圧電膜３６の成膜は、実施例１で説明した方法を用いる。即ち、窒素ガスを含む雰囲気下で、Ａｌの他に２価元素（例えばＭｇ、Ｚｎ）と４価元素（例えばＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆ）を含むターゲットを用いてスパッタリングを行うことで成膜する。
図６（ｃ）及び図６（ｇ）のように、例えばＡｒガス雰囲気下でスパッタリングを行い、圧電膜３６上に金属膜を成膜する。かかる金属膜も、前述のように、Ａｌ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔａ、Ｐｔ、Ｒｕ、Ｒｈ、及びＩｒのうちの少なくとも１つから選択される。その後、例えば露光技術及びエッチング技術を用いて、金属膜を所望の形状にして上部電極３８を形成する。また、圧電膜３６も所望の形状にする。さらに、下部電極３４と犠牲層４９を選択的にエッチングして孔部４６を形成する。
図６（ｄ）及び図６（ｈ）のように、エッチャントを孔部４６から導入して犠牲層４９を除去する。ここで、下部電極３４、圧電膜３６、及び上部電極３８からなる積層膜の応力は、スパッタリング条件の調整により圧縮応力となるようにされている。このため、犠牲層４９のエッチングが完了した時点で、積層膜は膨れ上がり、基板３２と下部電極３４との間に、ドーム形状をした膨らみの空隙４２が形成される。また、空隙４２と孔部４６とを連結する導入路４４も形成される。このような製造工程を含んで、実施例２のＦＢＡＲ３０が形成される。
実施例２によれば、実施例１で説明した窒化アルミニウム膜の成膜方法を用いて、窒化アルミニウム膜からなる圧電膜３６を形成している。即ち、窒素ガスを含む雰囲気下で、Ａｌの他に少なくとも２つの元素を含むターゲット２０を用いてスパッタリングを行うことで、窒化アルミニウム膜からなる圧電膜３６を形成している。これにより、圧電膜３６を、組成を安定させて成膜することができる。
また、実施例１で説明したように、窒素ガスを含む雰囲気下で、Ａｌの他に２価元素と４価元素を含むターゲットを用いてスパッタリングを行い、２価元素と４価元素を含む窒化アルミニウム膜を成膜することで、大きな圧電定数ｄ３３を有する窒化アルミニウム膜を得ることができる。実施例２では、このような窒化アルミニウム膜を圧電膜３６に用いているため、特性の良好な（例えば電気機械結合係数の大きな）ＦＢＡＲ３０を得ることができる。
実施例２では、空隙４２が基板３２と下部電極３４との間のドーム形状の膨らみから形成される場合を例に示したが、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示す形態を用いることもできる。図７（ａ）は、変形例１に係るＦＢＡＲを示す断面図、図７（ｂ）は、変形例２に係るＦＢＡＲを示す断面図である。図７（ａ）のように、変形例１に係るＦＢＡＲにあっては、空隙４２ａが、共振部４０における下部電極３４下の基板３２の一部を除去して設けられている。変形例２に係るＦＢＡＲにあっては、図７（ｂ）のように、空隙４２ｂが、共振部４０における下部電極３４下の基板３２を貫通して設けられている。
また、弾性波デバイスは、ＦＢＡＲタイプの圧電薄膜共振子デバイスに限らず、ＳＭＲ（Solid Mounted Resonator）タイプの圧電薄膜共振子デバイスでもよいし、その他のバルク弾性波デバイスの場合でもよい。図７（ｃ）は、ＳＭＲを示す断面図である。図７（ｃ）のように、ＳＭＲにあっては、下部電極３４下に、音響インピーダンスの高い膜５２と低い膜５４とをλ／４（λは弾性波の波長）の膜厚で交互に積層した音響反射膜５０が設けられている。
さらに、弾性波デバイスは、弾性表面波デバイス又はラム波デバイスの場合でもよい。図８（ａ）は、弾性表面波デバイスを示す上面図、図８（ｂ）は、図８（ａ）のＡ−Ａ間の断面図である。図８（ａ）及び図８（ｂ）のように、弾性表面波デバイス６０は、例えばＳｉ基板、ガラス基板、セラミック基板、及びサファイア基板等からなる支持基板６２上に、圧電膜６４が形成されている。圧電膜６４は、実施例１で説明した窒化アルミニウム膜の成膜方法を用いて形成された窒化アルミニウム膜である。圧電膜６４上に、例えばＡｌ又はＣｕ等の金属膜６６が形成されている。金属膜６６により、反射器Ｒ０、ＩＤＴ（Interdigital Transducer）ＩＤＴ０、入力端子Ｔｉｎ、及び出力端子Ｔｏｕｔが形成されている。ＩＤＴ０は、２つの櫛型電極６８を備える。２つの櫛型電極６８にはそれぞれ入力端子Ｔｉｎ及び出力端子Ｔｏｕｔが接続されている。入力端子Ｔｉｎ及び出力端子Ｔｏｕｔは、外部接続端子を構成している。ＩＤＴ０により励振された弾性波は、圧電膜６４の表面を伝搬し、反射器Ｒ０により反射される。
図９は、ラム波デバイスを示す断面図である。図９のように、ラム波デバイス７０にあっては、第１支持基板７２上に第２支持基板７４が設けられている。第２支持基板７４は、第１支持基板７２の上面に、例えば表面活性化接合又は樹脂接合等により接合されている。第１支持基板７２及び第２支持基板７４には、例えばＳｉ基板、ガラス基板、セラミック基板、サファイア基板等を用いることができる。第２支持基板７４上に、圧電膜７６が形成されている。圧電膜７６は、実施例１で説明した窒化アルミニウム膜の成膜方法を用いて形成された窒化アルミニウム膜である。第２支持基板７４には、厚さ方向に貫通する孔部が設けられており、孔部は第１支持基板７２と圧電膜７６との間の空隙７８として機能する。圧電膜７６上であって、空隙７８の上方に位置する領域に、電極７９が形成されている。電極７９はＩＤＴであり、かかるＩＤＴの両側には反射器（図示せず）が設けられている。電極７９で励振された弾性波は、圧電膜７６の上下面で反射を繰り返しながら、圧電膜７６を横方向に伝搬する。
弾性波デバイスは、上述した共振器の場合に限らず、フィルタ又は分波器の場合であってもよい。図１０は、ラダー型フィルタを示す回路図である。図１０のように、ラダー型フィルタ８０は、１又は複数の直列共振器Ｓ１〜Ｓ３、及び、１又は複数の並列共振器Ｐ１〜Ｐ２を備える。直列共振器Ｓ１〜Ｓ３は、入出力端子Ｔ１とＴ２の間に直列に接続されている。並列共振器Ｐ１〜Ｐ２は、入出力端子Ｔ１とＴ２の間に並列に接続されている。直列共振器Ｓ１〜Ｓ３及び並列共振器Ｐ１〜Ｐ２を、上述した共振器とすることができる。なお、フィルタは、ラダー型フィルタの場合に限らず、例えばダブルモード型フィルタ等、他のフィルタの場合であってもよい。
図１１は、分波器を示すブロック図である。図１１のように、分波器１００は、送信端子９０とアンテナ端子９４との間に送信フィルタ９６が接続されている。受信端子９２と共通のアンテナ端子９４との間に受信フィルタ９８が接続されている。送信フィルタ９６と受信フィルタ９８とは、通過帯域が異なっている。送信フィルタ９６は、送信端子９０から入力された信号のうち送信帯域の信号を送信信号としてアンテナ端子９４に通過させ、他の帯域の信号を抑圧する。受信フィルタ９８は、アンテナ端子９４から入力された信号のうち受信帯域の信号を受信信号として受信端子９２に通過させ、他の帯域の信号を抑圧する。送信フィルタ９６及び受信フィルタ９８を、上述したラダー型フィルタ８０等とすることができる。
実施例２では、弾性波デバイスの場合を例に示したが、アクチュエーターデバイス又は物理センサデバイスの製造方法に、実施例１で説明した窒化アルミニウム膜の成膜方法を用いてもよい。
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
１０ 基板
１２ 窒化アルミニウム膜
２０ チャンバ
２２ ターゲット
２４ ガス供給部
３０ ＦＢＡＲ
３２ 基板
３４ 下部電極
３６ 圧電膜
３８ 上部電極
４０ 共振部
４２〜４２ｂ 空隙
５０ 音響反射膜
６０ 弾性表面波デバイス
６２ 支持基板
６４ 圧電膜
６６ 金属膜
７０ ラム波デバイス
７２ 第１支持基板
７４ 第２支持基板
７６ 圧電膜
７８ 空隙
７９ 電極
８０ ラダー型フィルタ
１００ 分波器
１２ 窒化アルミニウム膜
２０ チャンバ
２２ ターゲット
２４ ガス供給部
３０ ＦＢＡＲ
３２ 基板
３４ 下部電極
３６ 圧電膜
３８ 上部電極
４０ 共振部
４２〜４２ｂ 空隙
５０ 音響反射膜
６０ 弾性表面波デバイス
６２ 支持基板
６４ 圧電膜
６６ 金属膜
７０ ラム波デバイス
７２ 第１支持基板
７４ 第２支持基板
７６ 圧電膜
７８ 空隙
７９ 電極
８０ ラダー型フィルタ
１００ 分波器
Claims (10)
- 窒素ガスを含む雰囲気下で、アルミニウムの他に少なくとも２つの元素を含むターゲットを用いてスパッタリングを行うことを特徴とする窒化アルミニウム膜の成膜方法。
- 前記ターゲットは、前記少なくとも２つの元素として２価元素と４価元素とを含むことを特徴とする請求項１記載の窒化アルミニウム膜の成膜方法。
- 前記ターゲットは、前記２価元素としてマグネシウム及び亜鉛の少なくとも一方を含み、前記４価元素としてチタン、ジルコニウム、及びハフニウムの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項２記載の窒化アルミニウム膜の成膜方法。
- 前記窒化アルミニウム膜は、元素がドープされていない窒化アルミニウム膜よりも、圧電定数ｄ３３の値が大きいことを特徴とする請求項２または３記載の窒化アルミニウム膜の成膜方法。
- 前記窒化アルミニウム膜は、前記少なくとも２つの元素がアルミニウムサイトに置換されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載の窒化アルミニウム膜の成膜方法。
- 前記窒化アルミニウム膜は、ｃ軸配向性を有する結晶構造を有することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項記載の窒化アルミニウム膜の成膜方法。
- 請求項１から６のいずれか一項記載の窒化アルミニウム膜の成膜方法を有することを特徴とする弾性波デバイスの製造方法。
- 前記弾性波デバイスは、弾性表面波デバイス、バルク弾性波デバイス、又はラム波デバイスであることを特徴とする請求項７記載の弾性波デバイスの製造方法。
- 前記弾性波デバイスは、フィルタまたは分波器であることを特徴とする請求項７または８記載の弾性波デバイスの製造方法。
- アルミニウムの他に少なくとも２つの元素を含むターゲットを備え、窒素ガスを含む雰囲気下で前記ターゲットをスパッタリングすることを特徴とする窒化アルミニウム膜の製造装置。
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