JPH05199062A - Surface acoustic wave element and its manufacture and substrate for surface acoustic wave element - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To eliminate a stress change in the inside of a metal for an electrode and to reduce a change in the frequency in operation of the element by employing an aluminum electrode made of a single crystal film when the aluminum electrode is formed on a piezoelectric substrate. CONSTITUTION:An ST-cut crystal substrate from a rotation Y plate obtained by rotating the Y plate around the X axis by 33 deg. is employed for the substrate. The substrate is processed into a prescribed thickness by lapping and the surface is polished succeedingly by cerium oxide grinding particles or the like to finish the surface to be a mirror surface. In order to eliminate the processing denaturing layer of the surface caused by polishment, to release its stress and to finish the surface to have an island structure in which semispherical islands are almost uniformly in existence, the surface is subjected to etching processing with a mixture liquid of fluoric acid and ammonium fluoride or the like. Succeedingly, the single crystal film of aluminum is formed to the substrate by the vapor- deposition method and the sputtering or the like. The single crystal film is easily obtained without employing the molecular beam epitaxy method by forming the island structure to the surface of the substrate.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はペイジングシステム、コ
ードレス電話等の移動体通信装置や、一般無線通信シス
テム、さらに、ＴＶ、ＶＴＲ等の装置に用いられる弾性
表面波素子とその製造方法および弾性表面波素子用基板
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a surface acoustic wave element used in a mobile communication device such as a paging system, a cordless telephone, a general wireless communication system, and a device such as a TV and a VTR, a method of manufacturing the same and an elastic device. The present invention relates to a substrate for surface acoustic wave device.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来の弾性表面波素子の電極は、アルミ
ニウムや金等の金属の多結晶構造により構成されてい
た。また特にアルミニウム膜を用いる場合は、銅、チタ
ン、パラジウム等を微量に添加しているが、やはり多結
晶構造であった。また特開平３−１４３０５、特開平３
−１４３０７、特開平３−１４３０８、特開平３−１４
３０９号公報記載のように、アルミニウム膜を結晶方位
的に一定方向に配向させて用いる方法が提案されてい
る。さらに特開昭５５−４９０１４号公報記載のよう
に、電極をほぼ単結晶にする方法が提案されていた。2. Description of the Related Art An electrode of a conventional surface acoustic wave element has a polycrystalline structure of a metal such as aluminum or gold. In particular, when an aluminum film was used, a trace amount of copper, titanium, palladium, etc. was added, but it was still a polycrystalline structure. In addition, JP-A-3-14305 and JP-A-3-14305
-14307, JP-A-3-14308, JP-A-3-14
As described in Japanese Patent No. 309, there has been proposed a method in which an aluminum film is used by orienting it in a fixed crystal orientation. Further, as described in JP-A-55-49014, a method has been proposed in which an electrode is made almost single crystal.

【０００３】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来技術では、弾性表面波素子として動作中に弾性表面波
により基板表面に発生した応力によりアルミニウム等の
結晶が移動し、その結果電極の応力が変化し、素子の周
波数が変化するという課題を有している。特に多結晶構
造のアルミニウム膜ではこの課題が大きい。この変化を
小さくするために銅やその他の金属を微量に添加する方
法があるが、長期的には周波数が変化するという同じ課
題を有している。また金属の微量添加は製造工程におい
てその組成比を安定に保つことが難しいという課題を有
している。However, in the above-mentioned prior art, the crystal such as aluminum moves due to the stress generated on the substrate surface by the surface acoustic wave during operation as a surface acoustic wave element, and as a result, the stress of the electrode changes. However, there is a problem that the frequency of the element changes. In particular, this problem is large in an aluminum film having a polycrystalline structure. There is a method of adding a trace amount of copper or other metal to reduce this change, but it has the same problem that the frequency changes in the long term. Further, addition of a trace amount of metal has a problem that it is difficult to keep the composition ratio stable in the manufacturing process.

【０００４】さらに配向したアルミニウム電極において
は、筆者らの実験によれば、特定の結晶面が一定方向に
配向していても他の面の配向が乱れている場合はやはり
動作中に応力による結晶粒界移動が生じ、周波数の経時
変化が発生するという課題を有している。例えばアルミ
ニウムの（２００）面、（２２０）面、（３１１）面が
配向しておらず、（１１１）面のみが一定方向に配向し
ている場合や、（２００）面、（１１１）面等が一定方
向に配向しているが、（２２０）面の配向が乱れている
場合などである。すなわちある結晶面が一定方向に配向
しているだけでは、周波数の変化を抑制することは困難
であるという課題を有している。In the case of a more oriented aluminum electrode, according to the experiments conducted by the authors, when a particular crystal plane is oriented in a certain direction but the orientation of other planes is disturbed, the crystal due to stress is still generated during operation. There is a problem that grain boundary movement occurs and frequency changes over time. For example, when the (200) plane, (220) plane, and (311) plane of aluminum are not oriented and only the (111) plane is oriented in a fixed direction, or the (200) plane, (111) plane, etc. Is oriented in a fixed direction, but the orientation of the (220) plane is disturbed. That is, there is a problem that it is difficult to suppress the change in frequency only when a certain crystal plane is oriented in a certain direction.

【０００５】こうした動作中の応力による周波数の経時
変化を小さくするためには電極を単結晶膜にすることが
有益である。しかしながら従来技術では特開昭５５−４
９０１４号公報記載のようにほぼ単結晶的な膜しか得ら
れておらず、またこのほぼ単結晶膜を得るためには分子
線エピタキシ−法を用いる必要があり、装置が非常に高
価なこと、また本装置による生産量は非常に少ないなど
の課題により、単結晶電極膜を容易に入手できないとい
う課題を有していた。In order to reduce the time-dependent change in frequency due to stress during operation, it is beneficial to use a single crystal film for the electrodes. However, in the prior art, JP-A-55-4
As described in Japanese Patent Publication No. 9014, only an almost single crystal film is obtained, and in order to obtain this almost single crystal film, it is necessary to use a molecular beam epitaxy method, and the apparatus is very expensive, Further, there is a problem that the single crystal electrode film cannot be easily obtained due to the problem that the production amount by this device is very small.

【０００６】本発明の目的は、弾性表面波素子における
電極用金属膜内部の応力変化をなくし、素子の動作中の
周波数変化を小さくすることであり、またこの周波数の
経時変化の小さい弾性表面波素子を容易に製造する方法
を提供することにある。さらに該弾性表面波素子に適し
た圧電体基板を提供することにある。An object of the present invention is to eliminate the stress change inside the metal film for an electrode in the surface acoustic wave element, and to reduce the frequency change during the operation of the element, and the surface acoustic wave whose frequency change with time is small. It is to provide a method for easily manufacturing an element. Another object is to provide a piezoelectric substrate suitable for the surface acoustic wave device.

【０００７】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的の周波数変化の
小さな弾性表面波素子は、該弾性表面波素子を構成する
アルミニウム電極を単結晶膜にすることにより達成され
る。また該アルミニウム単結晶膜は、単結晶圧電体基板
上に成膜されるが、該単結晶圧電体基板は表面に微小な
半球状の島がほぼ均一に存在する島状構造となってお
り、該表面の形成技術と該表面を清浄に保つ技術によ
り、該アルミニウム単結晶膜を蒸着法、スパッタリング
法により容易に製造することができる。そして、該島状
構造の表面を具備する圧電体基板はアルミニウム単結晶
膜を製造するのに適している。The surface acoustic wave device having a small frequency change as described above can be achieved by forming an aluminum electrode forming the surface acoustic wave device into a single crystal film. Further, the aluminum single crystal film is formed on a single crystal piezoelectric substrate, but the single crystal piezoelectric substrate has an island-like structure in which minute hemispherical islands are substantially uniformly present on the surface, With the technique of forming the surface and the technique of keeping the surface clean, the aluminum single crystal film can be easily manufactured by the vapor deposition method or the sputtering method. The piezoelectric substrate having the surface of the island structure is suitable for manufacturing an aluminum single crystal film.

【０００８】[0008]

【作用】上述のように弾性表面波素子のアルミニウム電
極は動作中に基板表面に発生した弾性表面波の振動によ
り、アルミニウムの結晶が移動し、その結果電極内部の
応力が変化し周波数変化が生じる。このアルミニウム結
晶の移動は公知技術によればアルミニウム結晶の結晶粒
界の表面自由エネルギーが最小となるように発生すると
考えられている。したがって、基本的に粒界の存在しな
い単結晶膜の場合はこの粒界移動が発生せず、その結果
弾性表面波素子の周波数変化を極めて小さくできる。As described above, in the aluminum electrode of the surface acoustic wave element, the aluminum crystal moves due to the vibration of the surface acoustic wave generated on the substrate surface during operation, and as a result, the stress inside the electrode changes and the frequency changes. .. According to known techniques, this movement of aluminum crystals is considered to occur so that the surface free energy of the crystal grain boundaries of the aluminum crystals is minimized. Therefore, basically, in the case of a single crystal film having no grain boundary, this grain boundary movement does not occur, and as a result, the frequency change of the surface acoustic wave element can be made extremely small.

【０００９】さて該アルミニウム単結晶膜の製造で重要
な技術は、使用する圧電体基板の表面状態の形成であ
る。筆者らは基板表面状態によりアルミニウム膜を多結
晶構造や単結晶構造にする技術を確立した。すなわち、
基板表面が微小な半球状の島がほぼ均一に存在する島状
構造になっていると単結晶構造になるが、鏡面状態にあ
ると多結晶構造になる。これは該島状構造の微小な半球
状の島による凹凸とアルミニウム膜の成膜初期の状態と
が整合し、アルミニウム単結晶膜が得られるためであ
る。さらに基板表面を該島状構造に加工することにより
蒸着法やスパッタリング法等の簡便な方法により、アル
ミニウム単結晶膜を得ることができる。Now, an important technique in the production of the aluminum single crystal film is the formation of the surface condition of the piezoelectric substrate used. The authors have established a technique for making the aluminum film a polycrystalline structure or a single crystal structure depending on the surface condition of the substrate. That is,
A single crystal structure is formed when the substrate surface has an island-like structure in which minute hemispherical islands are present substantially uniformly, but a polycrystalline structure is formed when the substrate surface is a mirror surface. This is because the unevenness due to the minute hemispherical islands of the island structure and the initial state of the film formation of the aluminum film match each other, and an aluminum single crystal film is obtained. Further, by processing the surface of the substrate into the island structure, an aluminum single crystal film can be obtained by a simple method such as a vapor deposition method or a sputtering method.

【００１０】また筆者らは該アルミニウム単結晶膜を得
るために、該基板表面の清浄度が重要であるとし、該清
浄化技術を確立した。その結果該島状構造の基板と該清
浄化技術の組み合わせにより広い成膜条件においてアル
ミニウム単結晶膜を得ることができた。Further, the authors have established the cleaning technique, regarding that the cleanliness of the substrate surface is important for obtaining the aluminum single crystal film. As a result, an aluminum single crystal film could be obtained under a wide range of film forming conditions by combining the island-shaped substrate and the cleaning technique.

【００１１】[0011]

【実施例】以下実施例により本発明を詳細に説明する。
最初に本実施例に用いた、基板、成膜用のアルミニウム
について説明する。続いて本実施例における成膜工程を
説明し、そして本実施例により作製された金属膜の性
質、および該金属膜を用いて構成した弾性表面波素子の
周波数変化特性について説明する。The present invention will be described in detail with reference to the following examples.
First, the substrate and aluminum for film formation used in this example will be described. Next, the film forming process in this example will be described, and the properties of the metal film produced in this example and the frequency change characteristics of the surface acoustic wave device formed using the metal film will be described.

【００１２】（実施例１）まず本実施例に用いた基板
は、Ｙ板をＸ軸の回りに３３度回転して得られる回転Ｙ
板のＳＴカット水晶基板である。以下これを単に３３度
ＳＴカット水晶基板と呼ぶことにする。該基板は人工的
に合成された単結晶状態の水晶ブロックをブレードソ
ー、ワイヤーソー等により切断し、その後両面研磨され
る。研磨はラッピングにより所定の厚みに加工され、引
き続いて表面をポリッシュする。ポリッシュは酸化セリ
ウム砥粒等により、ラッピングにより発生した水晶基板
表面の加工変質層を完全に除去し鏡面に仕上げる工程で
ある。そして最後にポリッシュで発生した水晶基板表面
の加工変質層の除去および応力解放、ならびに後述する
ような島状構造に仕上げるエッチング加工を行う。(Embodiment 1) First, the substrate used in this embodiment is a rotation Y obtained by rotating the Y plate by 33 degrees around the X axis.
It is an ST-cut crystal substrate of a plate. Hereinafter, this will be simply referred to as a 33 degree ST cut quartz substrate. The substrate is obtained by cutting an artificially synthesized single-crystal quartz block with a blade saw, a wire saw or the like, and then polishing both sides. Polishing is performed by lapping to a predetermined thickness, and then the surface is polished. Polishing is a process of completely removing the work-affected layer on the surface of the quartz substrate caused by lapping with cerium oxide abrasive grains or the like to finish it into a mirror surface. Then, finally, the work-affected layer on the surface of the quartz substrate, which is generated by polishing, is removed and stress is released, and etching processing for finishing into an island structure as described later is performed.

【００１３】エッチング加工は弗酸あるいは弗化アンモ
ニウムの混合液等のエッチング液に浸すことにより、水
晶基板表面を０．１ミクロンから２ミクロン程度エッチ
ングする。一例を挙げるとエッチング液として弗酸と弗
化アンモニウムの混合液を使い、液温摂氏２０度から摂
氏４０度程度で３３度ＳＴカット水晶基板表面を片側で
約０．２ミクロンから１ミクロン程度エッチングする。
この状態での３３度ＳＴカット水晶基板の表面粗さは自
乗平均粗さで約０．００５ミクロン以下、また最大粗さ
で約０．１ミクロン以下の島状構造の表面が得られる。
表面粗さの測定は触針式の表面粗さ計で行っているが表
面粗さは特にこれらに限られない。また弗酸と弗化アン
モニウムの混合液は、弗酸４７パーセントと弗化アンモ
ニウム４０パーセント液を容量比で１対３から３対１の
混合比のものを使用したが特にこれらの濃度に限られな
い。またこれらの液を単独で、あるいは他の成分を添加
して使用することも可能である。In the etching process, the surface of the quartz substrate is etched by about 0.1 to 2 microns by immersing it in an etching solution such as a mixed solution of hydrofluoric acid or ammonium fluoride. As an example, a mixed solution of hydrofluoric acid and ammonium fluoride is used as an etching solution, and a 33 degree ST-cut quartz crystal substrate surface is etched at about 0.2 to 1 micron on one side at a liquid temperature of about 20 to 40 degrees Celsius. To do.
In this state, the surface roughness of the 33 ° ST-cut quartz crystal substrate has an island structure having a root mean square roughness of about 0.005 micron or less and a maximum roughness of about 0.1 micron or less.
The surface roughness is measured with a stylus type surface roughness meter, but the surface roughness is not limited to these. As the mixed solution of hydrofluoric acid and ammonium fluoride, 47% hydrofluoric acid and 40% ammonium fluoride were used in a volume ratio of 1: 3 to 3: 1, but the concentration is not limited to these. Absent. Further, these liquids can be used alone or by adding other components.

【００１４】また成膜に用いたアルミニウムは、純度が
９９．９９９パーセントのもの（以下５Ｎと呼ぶ）であ
る。The aluminum used for film formation has a purity of 99.999% (hereinafter referred to as 5N).

【００１５】続いてアルミニウム単結晶膜の成膜工程に
ついて説明する。本実施例では蒸着法とスパッタリング
法により成膜を行っている。まず蒸着法によるアルミニ
ウム単結晶膜の成膜工程について説明する。基板作製工
程の終了した３３度ＳＴカット水晶基板をプラネタリと
呼ばれる基板保持治具に取り付け、該プラネタリをチャ
ンバと呼ばれる真空容器に取り付ける。そして該チャン
バを排気する。チャンバ内の圧力がある程度小さくなっ
た時点で基板加熱を始める。本実施例における基板加熱
の温度は摂氏約１４０度である。Next, the step of forming the aluminum single crystal film will be described. In this embodiment, the film is formed by the vapor deposition method and the sputtering method. First, the film forming process of the aluminum single crystal film by the vapor deposition method will be described. The 33 ° ST-cut quartz crystal substrate for which the substrate manufacturing process has been completed is attached to a substrate holding jig called a planetary, and the planetary is attached to a vacuum container called a chamber. Then, the chamber is evacuated. Substrate heating is started when the pressure in the chamber becomes small to some extent. The substrate heating temperature in this embodiment is about 140 degrees Celsius.

【００１６】この状態で０．５マイクロトリチェリまで
減圧する。この時チャンバ内の水分圧は約０．０３マイ
クロトリチェリである。そしてこの圧力においてアルミ
ニウムの蒸着を始める。蒸着速度は公知技術により１秒
間に約５０オングストロームである。また蒸着中の圧力
は約４から５マイクロトリチェリである。所定の膜厚を
蒸着した後に蒸着をやめチャンバを室温まで冷却し、基
板を取り出して蒸着工程を終了する。In this state, the pressure is reduced to 0.5 microtricelli. At this time, the water pressure in the chamber is about 0.03 microtricelli. Then, vapor deposition of aluminum is started at this pressure. The deposition rate is about 50 angstroms per second according to known techniques. The pressure during vapor deposition is about 4 to 5 microtricelli. After vapor deposition of a predetermined film thickness, the vapor deposition is stopped, the chamber is cooled to room temperature, the substrate is taken out, and the vapor deposition step is completed.

【００１７】以上が３３度ＳＴカット水晶基板上へのア
ルミニウム膜の蒸着工程の説明である。ただし蒸着条件
はこれらに限られることはない。また基板のカット角度
も３３度に限られない。基板加熱温度は室温（摂氏約２
０度）から摂氏約２００度まで可能である。また蒸着速
度はどの程度でも良いが、たとえば毎秒１０オングスト
ローム以上が実用的である。また蒸着前の圧力は５マイ
クロトリチェリ程度でも良い。さらに本実施例では電子
線加熱法による蒸着を行ったが抵抗加熱法でも可能であ
る。以上の他にも蒸着条件は可能である。The above is the description of the vapor deposition process of the aluminum film on the 33 ° ST-cut quartz substrate. However, the vapor deposition conditions are not limited to these. Further, the cut angle of the substrate is not limited to 33 degrees. Substrate heating temperature is room temperature (about 2 degrees Celsius
It can range from 0 degrees) to about 200 degrees Celsius. The vapor deposition rate may be any rate, but for example, 10 angstroms per second or more is practical. Further, the pressure before vapor deposition may be about 5 microtricelli. Further, in the present embodiment, the vapor deposition was carried out by the electron beam heating method, but the resistance heating method can also be used. In addition to the above, vapor deposition conditions are possible.

【００１８】次にスパッタリング法によるアルミニウム
単結晶膜の成膜工程について説明する。スパッタリング
装置は平行平板型のマグネトロン方式である。スパッタ
リング電源は直流方式である。まずチャンバと呼ばれる
真空容器内に基板を取り付け、０．５マイクロトリチェ
リまで減圧する。基板加熱は本実施例ではしていないが
基板汚染を除去する目的で加熱しても良い。該圧力まで
減圧した時点でスパッタリング用の不活性ガスを導入す
る。本実施例ではアルゴンを用いている。続いて放電を
開始する。放電時のアルゴンの圧力は約６ミリトリチェ
リである。スパッタリングの成膜速度は１秒間に約１５
オングストロームである。以上がスパッタリング法によ
るアルミニウム単結晶膜の成膜条件であるが、成膜条件
はこれらに限られることはない。スパッタリング電源と
して高周波電源を用いることも可能である。Next, the step of forming an aluminum single crystal film by the sputtering method will be described. The sputtering device is a parallel plate type magnetron system. The sputtering power source is a direct current type. First, the substrate is mounted in a vacuum container called a chamber, and the pressure is reduced to 0.5 microtricelli. Although the substrate is not heated in this embodiment, it may be heated for the purpose of removing substrate contamination. When the pressure is reduced to the above pressure, an inert gas for sputtering is introduced. In this embodiment, argon is used. Then, the discharge is started. The pressure of Argon during discharge is about 6 millitrichery. The deposition rate of sputtering is about 15 per second.
Angstrom. The above are the conditions for forming the aluminum single crystal film by the sputtering method, but the film forming conditions are not limited to these. It is also possible to use a high frequency power supply as the sputtering power supply.

【００１９】さて上記説明したアルミニウム単結晶膜
は、蒸着法、およびスパッタリング法により簡便に製造
できることが非常に大きな特徴である。すなわち特開昭
５５−４９０１４号公報記載のように分子線エピタキシ
ー装置という高価で特殊な装置を必要としない。また蒸
着法に限れば特開平３−１４３０５号公報記載のように
成膜速度を制御したり、基板加熱温度を制御する必要も
ない。このように簡便にアルミニウム単結晶膜を得るこ
とができた理由を以下に説明する。The above-described aluminum single crystal film has a very great feature that it can be easily manufactured by the vapor deposition method and the sputtering method. That is, an expensive and special device such as a molecular beam epitaxy device as described in JP-A-55-49014 is not required. Further, as long as it is a vapor deposition method, there is no need to control the film forming rate or the substrate heating temperature as described in JP-A-3-14305. The reason why the aluminum single crystal film can be easily obtained in this way will be described below.

【００２０】理由の第１は使用した３３度ＳＴカット水
晶基板の表面状態である。そして理由の第２はアルミニ
ウム成膜前の基板表面の汚染を防止したことである。以
下これら２点について詳細に説明する。The first reason is the surface condition of the 33 ° ST-cut quartz crystal substrate used. The second reason is to prevent contamination of the substrate surface before aluminum film formation. Hereinafter, these two points will be described in detail.

【００２１】まずアルミニウム単結晶膜を得るために
は、使用する単結晶圧電体基板の表面が図１に示すよう
に微小な半球状の島がほぼ均一に存在している島状構造
であることが重要である。すなわち基板表面に直径約１
０ナノメートルから約１００ナノメートルで、高さが約
１ナノメートルから約２０ナノメートルの半球状の島が
全面に渡りほぼ均一に、かつ規則的に存在している。該
半球状の島の高さは弾性表面波の波長の５％以下である
ことが望ましいが、特にこれに限られない。また形状は
半球状（またはドーム状）に近い形状であれば特に限定
されない。また隣接する島と島の間隔は約１０ナノメー
トルから数１０ナノメートル程度である。さらに該島状
構造は基板表面全体に存在する必要はなく、アルミニウ
ム膜が成膜される部分に存在すれば良い。なお図１は原
子間力顕微鏡の観察結果の模式斜視図である。First, in order to obtain an aluminum single crystal film, the surface of the single crystal piezoelectric substrate to be used must have an island structure in which fine hemispherical islands are present substantially uniformly as shown in FIG. is important. That is, the diameter of the substrate surface is about 1
Hemispherical islands having a height of 0 to 100 nanometers and a height of 1 to 20 nanometers are present uniformly and regularly over the entire surface. The height of the hemispherical island is preferably 5% or less of the wavelength of the surface acoustic wave, but is not limited to this. Further, the shape is not particularly limited as long as it is a shape close to a hemisphere (or a dome shape). The distance between adjacent islands is about 10 nanometers to several tens of nanometers. Furthermore, the island structure does not have to exist on the entire surface of the substrate, and may exist in the portion where the aluminum film is formed. 1 is a schematic perspective view of the observation result of the atomic force microscope.

【００２２】該表面状態は、本実施例では３３度ＳＴカ
ット水晶基板をポリッシング後、所定の時間弗酸等によ
り表面をエッチングすることにより得られる。特にこの
エッチングの時間、エッチング液の濃度により表面状態
が変化するため条件の管理が必要である。すなわち水晶
基板の表面をポリッシング後に弗酸等によりエッチング
することは公知技術であるが、エッチング後の表面状態
を、アルミニウム単結晶膜が得られる状態に管理するこ
とが非常に重要である。筆者らは多くの実験により該島
状構造を形成することができ、したがってアルミニウム
単結晶膜を容易に得ることが可能となった。エッチング
条件の概要は先に説明した通りである。なお本実施例で
は該島状構造を作製するのに公知技術である弗酸等によ
るエッチング法を用いたが、他の方法としてはたとえば
フレオン等の弗素系ガス等を用いて真空中で加工するこ
とも可能である。In this embodiment, the surface condition is obtained by polishing a 33 ° ST-cut quartz crystal substrate and then etching the surface with hydrofluoric acid or the like for a predetermined time. In particular, it is necessary to control the conditions because the surface condition changes depending on the etching time and the concentration of the etching solution. That is, it is a known technique to etch the surface of the quartz substrate with hydrofluoric acid or the like after polishing, but it is very important to control the surface state after etching to a state where an aluminum single crystal film can be obtained. The authors were able to form the island-shaped structure by many experiments, and thus it became possible to easily obtain an aluminum single crystal film. The outline of the etching conditions is as described above. In this embodiment, the etching method using hydrofluoric acid or the like, which is a known technique, is used to form the island-shaped structure, but as another method, it is processed in vacuum using a fluorine-based gas such as Freon. It is also possible.

【００２３】一方該島状構造でない３３度ＳＴカット水
晶基板の表面状態を図８に示す。図８は図１と同じく原
子間力顕微鏡の観察結果の模式斜視図である。図８はエ
ッチング条件を変えて作製したものである。図１の島状
構造の表面と比較すると半球状の島による凹凸は無く、
平坦性は優れている。しかしながら該基板を用いた場合
はアルミニウム単結晶膜は得られにくい。すなわちエッ
チングを含めた３３度ＳＴカット水晶基板の製造条件に
より基板の表面状態が変わり、その表面状態によりアル
ミニウム膜が単結晶になる場合と、ならない場合とに分
かれる。筆者らは最適な基板表面を得ることによりアル
ミニウム単結晶膜を容易に得ることができた。On the other hand, FIG. 8 shows the surface condition of the 33 ° ST-cut quartz crystal substrate not having the island structure. FIG. 8 is a schematic perspective view of an observation result of the atomic force microscope, like FIG. 8A and 8B are manufactured by changing the etching conditions. Compared with the surface of the island structure in Figure 1, there is no unevenness due to the hemispherical island,
Excellent flatness. However, when the substrate is used, it is difficult to obtain an aluminum single crystal film. That is, the surface condition of the substrate changes depending on the manufacturing conditions of the 33 ° ST-cut quartz substrate including etching, and the aluminum film becomes a single crystal or not depending on the surface condition. The authors could easily obtain an aluminum single crystal film by obtaining an optimum substrate surface.

【００２４】さて図８に示す表面状態の基板上に作製し
たアルミニウム膜は、一部の面の配向が乱れており、そ
の他の面が強く配向している膜になることが多い。また
図８に示す表面状態よりさらに鏡面になると全ての面が
配向していない、あるいは配向の乱れている、多結晶構
造の膜になる場合が多い。従来技術による水晶基板上の
アルミニウム膜はこれらのいずれかである。ただし図１
に示す島状構造の基板表面であっても、以下に説明する
ように基板表面が汚染されているとやはり多結晶構造等
の膜になる。そこで次に第２の重要技術である基板表面
の清浄化技術について説明する。In many cases, the aluminum film formed on the substrate having the surface state shown in FIG. 8 is a film in which the orientation of part of the surfaces is disturbed and the other surfaces are strongly oriented. Further, if the surface is more mirror-finished than the surface state shown in FIG. 8, a film having a polycrystalline structure in which all the surfaces are not oriented or the orientation is disturbed often occurs. Aluminum films on quartz substrates according to the prior art are any of these. However, Figure 1
Even in the case of the island-shaped substrate surface shown in (1), if the substrate surface is contaminated as will be described below, the film also has a polycrystalline structure or the like. Therefore, the second important technique, that is, the technique for cleaning the substrate surface will be described below.

【００２５】成膜される前の基板表面に汚染があるとア
ルミニウムの単結晶化は困難になる。これは結晶が成長
し始めるときに汚染物質が正常な結晶成長を妨害するた
めである。こうした汚染が表面に付着するのは成膜装置
のチャンバ内に基板を取り付ける以前とチャンバに取り
付けられた後の成膜前、あるいは成膜中である。本実施
例では基板を、先に説明したように、弗酸等により表面
をエッチングした後に成膜装置に取り付けているが、エ
ッチングから取り付けまではできるだけ短時間に行うよ
うにしている。If the surface of the substrate before being deposited is contaminated, it will be difficult to crystallize aluminum. This is because contaminants interfere with normal crystal growth as the crystal begins to grow. Such contamination adheres to the surface before the substrate is mounted in the chamber of the film forming apparatus, before the film is formed after being mounted in the chamber, or during the film formation. In this embodiment, as described above, the substrate is attached to the film forming apparatus after the surface is etched with hydrofluoric acid or the like, but the process from etching to attachment is performed in the shortest possible time.

【００２６】またエッチング後、時間をおいて成膜装置
のチャンバに取り付ける場合は別途洗浄を行うが、その
場合基板乾燥はイソプロピルアルコールの蒸気乾燥、あ
るいはイソプロピルアルコールに浸漬後遠心分離による
液切り法などにより表面を疎水性にしておくことも基板
汚染を防ぐ効果がある。本イソプロピルアルコール等の
アルコール系による表面仕上げは、本実施例に用いてい
る基板が水晶であり表面が親水性のため大気中の水分子
が水晶表面に吸着しやすく、この吸着を防止するためと
考えられる。ただし洗浄後、基板を真空保管する場合や
洗浄後ただちに成膜装置のチャンバに取り付ける場合等
はこれらのアルコール系による乾燥は省略することが可
能である。以上のように成膜装置のチャンバに基板を取
り付ける前に基板表面の汚染を可能な限り防止すること
が重要である。After etching, if it is to be mounted in a chamber of a film forming apparatus after a certain period of time, separate cleaning is carried out. In that case, the substrate is dried by vapor-drying isopropyl alcohol, or by immersing in isopropyl alcohol and then centrifuging to remove liquid. Therefore, making the surface hydrophobic is also effective in preventing substrate contamination. The surface finishing with an alcohol system such as isopropyl alcohol is carried out in order to prevent the adsorption of water molecules in the atmosphere onto the crystal surface because the substrate used in this example is a crystal and the surface is hydrophilic. Conceivable. However, when the substrate is vacuum-stored after cleaning, or when it is attached to the chamber of the film forming apparatus immediately after cleaning, it is possible to omit the drying by the alcohol system. As described above, it is important to prevent contamination of the surface of the substrate as much as possible before attaching the substrate to the chamber of the film forming apparatus.

【００２７】次にチャンバに取り付けられた後の、アル
ミニウムの成膜前の汚染防止について説明する。成膜前
に基板加熱を行う場合や、特にスパッタリング法ではス
パッタリングを行っている最中などに、チャンバ内の壁
面から放出されたガスにより基板表面が汚染され、アル
ミニウム単結晶膜を得ることはできない。この汚染を防
止するために本実施例ではチャンバ内汚染を極力防止す
るようにしている。たとえば排気系のポンプを油拡散方
式からクライオ冷却式のものに交換し、ポンプからチャ
ンバ内への油の逆流による汚染を防止している。また他
の方法としてはチャンバを成膜用チャンバと基板の出し
入れ用チャンバの複数のチャンバに分けたマルチチャン
バ方式の成膜装置を利用することも有益である。これに
より成膜チャンバが大気にさらされることがなくなり壁
面からのガス放出が極めて少なくなり、基板表面の汚染
が少なくなる。その結果、安定してアルミニウム単結晶
膜を得ることができる。また基板の出し入れ用チャンバ
内で基板を加熱し基板表面の汚染を除去することも可能
である。Next, the prevention of contamination of aluminum before film formation after it is attached to the chamber will be described. It is not possible to obtain an aluminum single crystal film when the substrate is heated before film formation or when the sputtering method is used, especially when sputtering is performed and the gas emitted from the wall surface inside the chamber contaminates the substrate surface. .. In this embodiment, in order to prevent this contamination, the inside of the chamber is prevented as much as possible. For example, the pump of the exhaust system is replaced with a cryocooling type pump from the oil diffusion type to prevent contamination due to the reverse flow of oil from the pump into the chamber. As another method, it is also beneficial to use a multi-chamber type film forming apparatus in which the chamber is divided into a plurality of chambers, a film forming chamber and a substrate loading / unloading chamber. As a result, the film formation chamber is not exposed to the atmosphere, gas emission from the wall surface is extremely reduced, and contamination of the substrate surface is reduced. As a result, an aluminum single crystal film can be stably obtained. It is also possible to heat the substrate in the substrate loading / unloading chamber to remove the contamination on the substrate surface.

【００２８】また成膜する直前にチャンバ内で基板表面
をエッチングし汚染を防止する方法もある。この場合不
活性ガスであるアルゴンを用いることもできるし、また
本実施例では基板として３３度ＳＴカット水晶基板を用
いているため弗素系のガスであるフレオンを用いること
もできる。またフレオンとアルゴンの混合ガス、窒素ガ
ス、酸素ガス等も可能である。ただし前述したように水
晶基板表面の島状構造を崩さないことが重要である。There is also a method of preventing contamination by etching the substrate surface in the chamber immediately before film formation. In this case, an inert gas such as argon can be used, and since a 33 ° ST-cut quartz crystal substrate is used as the substrate in this embodiment, a fluorine-based gas, Freon, can also be used. Further, a mixed gas of freon and argon, nitrogen gas, oxygen gas or the like is also possible. However, as described above, it is important not to destroy the island structure on the surface of the quartz substrate.

【００２９】以上説明したように本実施例において３３
度ＳＴカット水晶基板上に、蒸着法、およびスパッタリ
ング法により容易にアルミニウム単結晶膜を形成するこ
とができたのは、基板表面を島状構造に加工する技術
と、アルミニウム形成前の基板表面の汚染を防止する清
浄化技術による。上記２つの技術がない従来技術におい
ては、３３度ＳＴカット水晶基板を用いた場合でも、多
結晶膜か、あるいは一部の面が乱れ単結晶状態が崩れた
配向膜のいずれかになることが多い。As described above, in this embodiment, 33
It was possible to easily form an aluminum single crystal film on a ST-cut quartz substrate by a vapor deposition method and a sputtering method because of the technique of processing the substrate surface into an island structure and the substrate surface before the aluminum formation. By cleaning technology to prevent pollution. In the prior art that does not have the above two technologies, even when a 33 ° ST cut quartz substrate is used, it may be either a polycrystalline film or an alignment film in which a part of the surface is disturbed and the single crystal state is broken. Many.

【００３０】次に本実施例により作製されたアルミニウ
ム膜と、従来技術により作製されたアルミニウム膜の評
価について説明する。アルミニウム膜の厚みは各々約６
０００オングストロームである。膜の評価はＸ線回折装
置による回折特性図と電子顕微鏡による膜の粒子観察、
さらにアルミニウム膜を摂氏約４００度で加熱処理し、
その表面状態を顕微鏡で観察することにより行った。た
だし比較のために用いた従来技術によるアルミニウム膜
は、成膜方法は蒸着法であり使用した蒸着用アルミニウ
ムの組成は５Ｎである。また使用した圧電体基板は本実
施例で用いた３３度ＳＴカット水晶基板と同じであるが
基板表面は島状構造にはなっていない。Next, the evaluation of the aluminum film produced by this example and the aluminum film produced by the conventional technique will be described. The thickness of the aluminum film is about 6 each
000 angstroms. The evaluation of the film is performed by observing the diffraction characteristic diagram by an X-ray diffractometer and the particle observation of the film by an electron microscope
Furthermore, the aluminum film is heat-treated at about 400 degrees Celsius,
It was performed by observing the surface condition with a microscope. However, the conventional aluminum film used for comparison has a vapor deposition method as a film forming method, and the composition of aluminum for vapor deposition used is 5N. The piezoelectric substrate used was the same as the 33 ° ST cut quartz substrate used in this example, but the substrate surface did not have an island structure.

【００３１】まずＸ線回折装置による回折特性図につい
て説明する。Ｘ線回折測定用の試料は成膜後の３３度Ｓ
Ｔカット水晶基板を１５ミリメートル角の大きさに切断
して作成した。測定は試料を回転して行う標準測定と試
料を固定して行うロッキングカーブ法により行った。First, a diffraction characteristic diagram of the X-ray diffractometer will be described. The sample for X-ray diffraction measurement is 33 degrees S after film formation.
A T-cut quartz crystal substrate was cut into a size of 15 mm square to prepare. The measurement was performed by the standard measurement performed by rotating the sample and the rocking curve method performed by fixing the sample.

【００３２】図２は本実施例の蒸着法により作製された
アルミニウム単結晶膜の標準測定によるＸ線回折の回折
特性図である。また図９は従来技術により作製されたア
ルミニウム多結晶膜の標準測定によるＸ線回折の回折特
性図である。また図１０は従来技術により作製されたア
ルミニウム配向膜の標準測定によるＸ線回折の回折特性
図である。本標準測定におけるＸ線の入射角度は基板表
面に対して約１度である。図２と図９、図１０を比較す
ると図９、図１０の従来技術によるアルミニウム膜は結
晶化を示すピークが観察されているのに対し、図２の本
実施例によるアルミニウム膜はピークが全く観察されて
いない。FIG. 2 is a diffraction characteristic diagram of X-ray diffraction by standard measurement of an aluminum single crystal film produced by the vapor deposition method of this embodiment. Further, FIG. 9 is a diffraction characteristic diagram of X-ray diffraction by standard measurement of an aluminum polycrystalline film produced by a conventional technique. Further, FIG. 10 is a diffraction characteristic diagram of X-ray diffraction by standard measurement of an aluminum alignment film manufactured by a conventional technique. The angle of incidence of X-rays in this standard measurement is about 1 degree with respect to the substrate surface. Comparing FIG. 2 with FIG. 9 and FIG. 10, it can be seen that the conventional aluminum films of FIGS. 9 and 10 show peaks indicating crystallization, whereas the aluminum film of this embodiment of FIG. Not observed.

【００３３】上述したように標準測定では試料を回転さ
せて測定しているため、試料が多結晶状態の場合、（１
１１）面が試料表面に対して平行に向いている結晶や、
（２００）面が試料表面に対して平行に向いている結晶
等が存在するため、複数の結晶面のピークが観察可能で
ある。しかし試料が単結晶状態であり、結晶面が試料表
面に対して一定の角度を持ち、特定の方向に配向してい
る場合はピークを観察することは不可能である。図９よ
り従来技術によるアルミニウム膜は、試料表面に対して
平行な結晶面が４つあること、すなわち（１１１）面が
試料表面に対して平行な結晶、（２００）面が試料表面
に対して平行な結晶、（２２０）面が試料表面に対して
平行な結晶、（３１１）面が試料表面に対して平行な結
晶の少なくとも４種類の結晶からなることがわかり、こ
の意味で図９の従来技術によるアルミニウム膜は多結晶
膜である。As described above, in the standard measurement, since the sample is rotated and measured, when the sample is in the polycrystalline state, (1
11) A crystal whose plane faces parallel to the sample surface,
Since there are crystals whose (200) planes are oriented parallel to the sample surface, a plurality of crystal plane peaks can be observed. However, when the sample is in a single crystal state, the crystal plane has a certain angle with respect to the sample surface, and is oriented in a specific direction, it is impossible to observe the peak. As shown in FIG. 9, the aluminum film according to the related art has four crystal planes parallel to the sample surface, that is, the (111) plane is parallel to the sample surface and the (200) plane is to the sample surface. It can be seen that the crystal is composed of at least four types of crystals: a parallel crystal, a crystal whose (220) plane is parallel to the sample surface, and a crystal whose (311) plane is parallel to the sample surface. The technology aluminum film is a polycrystalline film.

【００３４】これに対し本実施例により得られたアルミ
ニウム膜は図２に示すように結晶化を示すピークが一つ
も現れていない。通常結晶化ピークが現れない場合はア
モルファス（非晶質）状態か、単結晶状態である。アモ
ルファス状態では結晶化ピークは鋭くなく丘のように裾
が広い回折特性を示す。したがって図２に示す本実施例
で得られたアルミニウム膜の回折特性とは異なってお
り、本実施例で得られたアルミニウム膜はアモルファス
状態ではないといえる。On the other hand, the aluminum film obtained in this example does not show any peak indicating crystallization as shown in FIG. Usually, when the crystallization peak does not appear, it is in an amorphous state or a single crystal state. In the amorphous state, the crystallization peak is not sharp and exhibits a diffractive characteristic with a wide skirt like a hill. Therefore, it is different from the diffraction characteristics of the aluminum film obtained in this example shown in FIG. 2, and it can be said that the aluminum film obtained in this example is not in an amorphous state.

【００３５】本実施例で得られたアルミニウム膜は上述
したように多結晶状態でもなく、アモルファス状態でも
ない。一般に図２に示すように回折角０度から８０度の
間で全く回折ピークが現れない場合、アルミニウムに関
して現れるべき４つの面、すなわち（１１１）面、（２
００）面、（２２０）面、（３１１）面は、全て各々試
料表面に対し一定の角度を持ち、特定の方向に極めて正
しく配向していると判断できる。さらに図２の測定は試
料のどの部分においても同一である。このように、任意
の結晶面（結晶軸）に着目したとき、試料のどの部分に
おいてもその向きが同一である結晶質個体は単結晶と定
義されているから、本実施例のアルミニウム膜は単結晶
であると判断できる。The aluminum film obtained in this example is neither in the polycrystalline state nor in the amorphous state as described above. Generally, as shown in FIG. 2, when no diffraction peak appears between the diffraction angles of 0 ° and 80 °, four planes that should appear for aluminum, that is, (111) plane, (2
It can be judged that the (00) plane, the (220) plane, and the (311) plane all have a certain angle with respect to the sample surface and are extremely correctly oriented in a specific direction. Furthermore, the measurement of FIG. 2 is the same for every part of the sample. As described above, when focusing on an arbitrary crystal plane (crystal axis), a crystalline solid having the same orientation in any part of the sample is defined as a single crystal. It can be judged to be a crystal.

【００３６】一方図１０は図８に示す基板表面にアルミ
ニウム膜を成膜した場合の標準測定による回折特性図で
ある。本アルミニウム膜は（２２０）面が基板表面に対
し平行に成長しているが、本来図２に示す特性を示す単
結晶膜において単結晶が崩れ多結晶に近い状態になって
おり、一部の結晶の（２２０）面が試料表面に平行な場
合である。しかしながら筆者らの別の測定によれば該膜
においても、例えば（１１１）面、（２００）面等は一
定方向に配向している。したがって図１０の特性を持つ
膜は図２に示す特性を持つ本実施例のような単結晶膜で
もなく、また図９に示すような完全な多結晶膜でもな
く、上述したように少なくとも２つの面は配向している
ことより、配向膜と筆者らは定義している。この配向膜
は後述するように長期安定性も多結晶膜と単結晶膜の中
間である。On the other hand, FIG. 10 is a diffraction characteristic diagram by standard measurement when an aluminum film is formed on the surface of the substrate shown in FIG. Although the (220) plane of the present aluminum film grows parallel to the substrate surface, the single crystal film which originally has the characteristics shown in FIG. This is the case where the (220) plane of the crystal is parallel to the sample surface. However, according to another measurement by the authors, even in the film, for example, the (111) plane, the (200) plane and the like are oriented in a fixed direction. Therefore, the film having the characteristics shown in FIG. 10 is neither the single crystal film having the characteristics shown in FIG. 2 like the present embodiment nor the complete polycrystalline film shown in FIG. 9, but at least two films as described above. Since the surface is oriented, the authors define it as an oriented film. As will be described later, this alignment film also has long-term stability between the polycrystalline film and the single crystal film.

【００３７】次に図２に示す回折特性を示す本実施例の
アルミニウム膜の（１１１）面、（２００）面、（２２
０）面、（３１１）面が配向していることを確認するた
めにロッキングカーブ法による測定を各々の面に対して
行った。Next, the (111) plane, (200) plane, and (22) plane of the aluminum film of this embodiment showing the diffraction characteristics shown in FIG.
In order to confirm that the (0) plane and the (311) plane are oriented, measurement by the rocking curve method was performed on each plane.

【００３８】ロッキングカーブ法とは膜の結晶面が配向
している方向に試料をセットし、かつＸ線の入射角度を
変化させ、最も回折強度が大きくなる入射角度を探し、
半値幅などの膜の特性を評価する方法である。図３
（ａ），図３（ｂ）にロッキングカーブ法による本実施
例のアルミニウム膜の（１１１）面の回折特性図を示
す。図３（ａ）は回折角度を掃引した場合で、横軸の回
折角度は図２より拡大してあるが、回折角度３８．５度
近辺に非常に大きな回折ピークがある。またこの他の回
折角度においては他の面の存在を示す回折ピークは現れ
ていない。さらに図３（ｂ）は入射角度を掃引した場合
であり、入射角度約８．２度近辺で回折ピークが強く現
れている。本図より（１１１）面はアルミニウム表面に
対して所定の角度を持ち、極めて強く配向していること
がわかる。In the rocking curve method, the sample is set in the direction in which the crystal planes of the film are oriented, the incident angle of X-rays is changed, and the incident angle at which the diffraction intensity is maximized is searched for.
This is a method for evaluating the characteristics of the film such as the half width. Figure 3
FIGS. 3A and 3B show diffraction characteristic diagrams of the (111) plane of the aluminum film of this example by the rocking curve method. FIG. 3A shows the case where the diffraction angle is swept, and the diffraction angle on the horizontal axis is expanded from that of FIG. 2, but there is a very large diffraction peak near the diffraction angle of 38.5 degrees. At other diffraction angles, no diffraction peak showing the existence of other planes appears. Further, FIG. 3B shows the case where the incident angle is swept, and the diffraction peak strongly appears near the incident angle of about 8.2 degrees. From this figure, it can be seen that the (111) plane has a predetermined angle with respect to the aluminum surface and is extremely strongly oriented.

【００３９】同様な測定方法により（２２０）面、（３
１１）面を測定した結果を図４（ａ），図４（ｂ）、お
よび図５（ａ）、図５（ｂ）に各々示す。アルミニウム
膜表面に対するＸ線の入射角度は各々約６．３度，３
３．８度である。ただし（２００）面は未だ確認されて
いないが、これはアルミニウム表面に対する（２００）
面の角度が大きく、測定機の計測可能範囲を越えてしま
ったためと考えられる。By the same measurement method, (220) plane, (3
The results of measuring the (11) plane are shown in FIGS. 4 (a), 4 (b), 5 (a), and 5 (b), respectively. The incident angles of X-rays on the surface of the aluminum film are about 6.3 degrees and 3 degrees, respectively.
It is 3.8 degrees. However, although the (200) plane has not been confirmed yet, this is (200) with respect to the aluminum surface.
This is probably because the angle of the surface was so large that it exceeded the measurable range of the measuring machine.

【００４０】以上の測定で確認できた（１１１）面、
（２２０）面、（３１１）面のアルミニウム表面に対す
る角度は各々約１１度、２６．３度、５．４度である。
また半値幅は各々０．３５、０．２６，０．２７であ
り、これらはバルクのアルミニウム単結晶および水晶単
結晶の半値幅である０．２６とほぼ同じであり、本実施
例で得られたアルミニウム膜が良質の単結晶膜であるこ
とを示している。The (111) plane confirmed by the above measurement,
The angles of the (220) plane and the (311) plane with respect to the aluminum surface are about 11 degrees, 26.3 degrees and 5.4 degrees, respectively.
Further, the half-widths are 0.35, 0.26, and 0.27, respectively, which are almost the same as 0.26 which is the half-widths of the bulk aluminum single crystal and the quartz single crystal, and are obtained in this example. It shows that the aluminum film is a good quality single crystal film.

【００４１】ただし単結晶であるがゆえに筆者らの確認
した上記角度以外にも（１１１）面、（２００）面、
（３１１）面は存在している。さらにこれらの面とアル
ミニウム表面および水晶基板との位置関係は水晶基板の
カット角度およびアルミニウム膜の成膜後の熱処理によ
り変化するため上記の角度に限られない。However, since it is a single crystal, the angles (111), (200),
The (311) plane exists. Further, the positional relationship between these planes and the aluminum surface and the quartz substrate is not limited to the above angle because it changes depending on the cutting angle of the quartz substrate and the heat treatment after forming the aluminum film.

【００４２】次に本実施例によるアルミニウム膜と従来
技術によるアルミニウム膜の電子顕微鏡観察を行った。
観察倍率は約１０万倍である。この観察により従来技術
によるアルミニウム膜は表面に多くの粒子が観察され、
小さな結晶からなる多結晶構造であることがわかった。
これに対し本実施例によるものは粒界がなく、連続した
大きな一つの結晶であることがわかった。この観察は表
面を酸で軽くエッチングしたもので行っても同じであっ
た。Next, the aluminum film according to this example and the aluminum film according to the prior art were observed by an electron microscope.
The observation magnification is about 100,000 times. By this observation, many particles were observed on the surface of the aluminum film according to the conventional technique,
It was found to be a polycrystalline structure composed of small crystals.
On the other hand, it was found that the crystal according to the present example was one large continuous crystal without grain boundaries. This observation was the same even if the surface was lightly etched with acid.

【００４３】さらにアルミニウム膜中のわずかな結晶粒
界の影響を調査するために、アルミニウム膜を摂氏４０
０度で１時間加熱処理し表面状態を観察した。図９に示
す回折特性を持つ従来技術によるアルミニウム膜を加熱
処理するとアルミニウム膜表面にヒロックと呼ばれるア
ルミニウム粒子の突起物が発生する。さらに図１０に示
す回折特性を持つアルミニウム膜を加熱処理すると図９
の回折特性を持つアルミニウム膜より数は少ないがやは
りヒロックが発生する。これらに対し本実施例による図
２に示す回折特性をもつアルミニウム膜を加熱処理して
もこうしたヒロックは全く発生しない。ヒロックは結晶
粒界の表面自由エネルギーが最小となるように、アルミ
ニウム粒子が移動して発生するものと考えられている。
したがって上記の観察結果によれば従来技術によるアル
ミニウム膜は粒界が存在していることを示しており、一
方本実施例によるアルミニウム膜は粒界が存在していな
いことを示している。なお上記のヒロックは摂氏２００
度程度の加熱処理においても従来技術の膜では発生して
いる。Further, in order to investigate the influence of slight crystal grain boundaries in the aluminum film, the aluminum film was set to 40 degrees Celsius.
The surface condition was observed by heating at 0 ° C for 1 hour. When a conventional aluminum film having the diffraction characteristics shown in FIG. 9 is heat-treated, protrusions of aluminum particles called hillocks are generated on the surface of the aluminum film. Further, when the aluminum film having the diffraction characteristic shown in FIG.
The number is smaller than that of the aluminum film having the diffractive property, but hillocks still occur. On the other hand, even if the aluminum film having the diffraction characteristics shown in FIG. 2 according to this embodiment is heat-treated, such hillocks do not occur at all. It is considered that hillocks are generated by the movement of aluminum particles so that the surface free energy of grain boundaries is minimized.
Therefore, the above observation results show that the aluminum film according to the conventional technique has grain boundaries, while the aluminum film according to this example does not have grain boundaries. The above hillock is 200 degrees Celsius
Even in the case of heat treatment to a degree, it occurs in the film of the prior art.

【００４４】以上３種類のアルミニウム膜について、３
つの評価方法による結果を説明してきたが、これらの観
察結果を総合すると本実施例によるアルミニウム膜は良
質な単結晶膜であると結論できる。ただし本実施例にお
いても３３度ＳＴカット水晶基板全面にわたり全く完全
な単結晶膜にすることは困難である。なぜならば基板表
面の微細な傷や穴等が存在する場合、その部分で結晶性
が崩れてしまうからである。しかしこれらは単結晶膜の
欠陥と考えるべきであり、単結晶膜でないということで
はない。また１個の弾性表面波素子においてこうした欠
陥は１個程度存在するか否かという程度であり、本発明
の目的である弾性表面波素子の周波数変化を小さくする
ということにはほとんど影響しないレベルである。Regarding the above three types of aluminum films, 3
Although the results of the two evaluation methods have been described, it can be concluded that the aluminum film according to the present embodiment is a good-quality single crystal film when these observation results are combined. However, even in this embodiment, it is difficult to form a complete single crystal film over the entire surface of the 33 ° ST-cut quartz crystal substrate. This is because, if there are fine scratches or holes on the surface of the substrate, the crystallinity will be lost at those portions. However, these should be considered defects of the single crystal film, and do not mean that they are not the single crystal film. Further, there is only one such defect in one surface acoustic wave element or not, and at a level that has almost no effect on reducing the frequency change of the surface acoustic wave element, which is the object of the present invention. is there.

【００４５】またアルミニウムの膜厚は５００オングス
トロームから３００００オングストロームまで実験を行
ったがいずれの膜厚でも単結晶膜を得ることができた。
これ以上の膜厚でも可能と考えられる。Experiments were carried out for the film thickness of aluminum from 500 angstroms to 30,000 angstroms, but a single crystal film could be obtained with any film thickness.
It is considered that a film thickness larger than this is possible.

【００４６】本実施例では蒸着用アルミニウムに５Ｎの
純度のアルミニウムを用いたが、純度はこれに限られな
い。また不純物としてたとえば銅を添加することもでき
る。この場合添加量としては重量パーセントで０．１パ
ーセントから３パーセント程度が適当であるが、この比
率に限られることはない。Although aluminum having a purity of 5N is used as the aluminum for vapor deposition in this embodiment, the purity is not limited to this. Further, for example, copper can be added as an impurity. In this case, it is appropriate that the addition amount is about 0.1% to 3% by weight, but it is not limited to this ratio.

【００４７】続いて本実施例により作製されたアルミニ
ウム単結晶膜を用いて形成された弾性表面波素子および
該素子の周波数変化特性について説明する。Next, the surface acoustic wave element formed by using the aluminum single crystal film produced in this example and the frequency change characteristic of the element will be described.

【００４８】図６は本実施例によるアルミニウム単結晶
膜を用いて形成された弾性表面波共振子１の正面図であ
る。素子の構成は一対の櫛歯形電極２とその両側に格子
状の反射器電極３を配置した１ポート型共振子である。
ただし電極の本数は減らして図示してある。実際の電極
本数は櫛歯形電極２で約１２０対、格子状反射器電極３
で片側約１５０本である。アルミニウム膜の厚みは約６
５００オングストロームである。また電極の間隔は櫛歯
形電極の一対の間隔が約２０ミクロンであり、対応周波
数は約１５０メガヘルツである。FIG. 6 is a front view of the surface acoustic wave resonator 1 formed by using the aluminum single crystal film according to this embodiment. The element is a one-port resonator in which a pair of comb-teeth-shaped electrodes 2 and grid-shaped reflector electrodes 3 are arranged on both sides thereof.
However, the number of electrodes is reduced in the drawing. The actual number of electrodes is about 120 pairs of comb-teeth-shaped electrodes 2 and grid-shaped reflector electrodes 3.
The number is about 150 on each side. The thickness of the aluminum film is about 6
It is 500 angstroms. The electrode spacing is about 20 microns between the pair of comb-teeth shaped electrodes, and the corresponding frequency is about 150 MHz.

【００４９】該素子は３３度ＳＴカット水晶基板全面に
アルミニウム膜を成膜後、エッチング法により素子を複
数個形成しその後ダイシングソーにより切断分離され
る。その後該素子をステムと呼ばれるパッケージに導電
性接着剤を用いて接着し、外部端子との接続をアルミニ
ウム線により行う。そして窒素雰囲気中においてカンを
抵抗溶接により封止する。従来技術によるアルミニウム
膜を用いて作製された弾性表面波共振子も同様に組み立
てられる。The element is formed by forming an aluminum film on the entire surface of a 33 ° ST-cut quartz crystal substrate, forming a plurality of elements by an etching method, and then cutting and separating with a dicing saw. After that, the element is adhered to a package called a stem using a conductive adhesive, and an aluminum wire is used for connection with an external terminal. Then, the can is sealed by resistance welding in a nitrogen atmosphere. A surface acoustic wave resonator manufactured by using a conventional aluminum film is similarly assembled.

【００５０】さて図７は本実施例の弾性表面波共振子
と、２つの従来技術、すなわち多結晶アルミニウム電極
を具備する弾性表面波共振子と、配向アルミニウム電極
を具備する弾性表面波共振子の３つの弾性表面波共振子
を動作させ、経時変化による周波数変化を測定した特性
図である。本試験の投入電力は約２０ミリワットであ
る。図７によれば本実施例による素子は周波数変化が極
めて小さく、非常に安定して動作していることがわか
る。一方従来技術による素子は時間の経過とともに大き
く周波数が下方にシフトしていることがわかる。特に多
結晶アルミニウム電極を具備する弾性表面波共振子の周
波数変化が大きい。FIG. 7 shows a surface acoustic wave resonator according to this embodiment, two prior arts, namely, a surface acoustic wave resonator having a polycrystalline aluminum electrode and a surface acoustic wave resonator having an oriented aluminum electrode. FIG. 3 is a characteristic diagram in which three surface acoustic wave resonators are operated and frequency changes due to changes over time are measured. The input power of this test is about 20 milliwatts. According to FIG. 7, it can be seen that the element according to this example has a very small frequency change and operates very stably. On the other hand, it can be seen that the frequency of the element according to the conventional technique is largely shifted downward with the passage of time. Especially, the frequency change of the surface acoustic wave resonator including the polycrystalline aluminum electrode is large.

【００５１】次に本実施例の素子の周波数安定度が優れ
ている理由を説明する。弾性表面波は基板の表面に沿っ
て伝播する波でありその振動は電極の硬度、粘性等によ
り大きく変化する。そのため電極を構成する材質の内部
応力が変化すると上記粘性等が変化し、その結果周波数
が変化する。電極が多結晶状態である場合を考えると素
子が動作しているとき電極の結晶が振動し、結晶は結晶
粒界の表面自由エネルギーが最小となるように移動して
いく。この現象はアルミニウム結晶の粒界拡散と呼ばれ
るものである。この現象が起きると電極には加熱処理し
た場合と同様にヒロックと呼ばれる突起粒子が発生した
り、また逆に粒界で亀裂が発生し断線状態になる。こう
して電極膜が多結晶アルミニウム膜の場合は、素子が動
作している最中に振動によりアルミニウム電極の内部応
力が変化し、素子の周波数が変化する。Next, the reason why the frequency stability of the device of this embodiment is excellent will be described. The surface acoustic wave is a wave that propagates along the surface of the substrate, and its vibration greatly changes depending on the hardness and viscosity of the electrode. Therefore, when the internal stress of the material forming the electrode changes, the above-mentioned viscosity changes, and as a result, the frequency changes. Considering the case where the electrode is in a polycrystalline state, the crystal of the electrode vibrates when the device is operating, and the crystal moves so that the surface free energy of the grain boundary is minimized. This phenomenon is called grain boundary diffusion of aluminum crystals. When this phenomenon occurs, protruding particles called hillocks are generated on the electrode as in the case of heat treatment, or conversely, cracks are generated at grain boundaries and the electrodes are disconnected. Thus, when the electrode film is a polycrystalline aluminum film, the internal stress of the aluminum electrode changes due to vibration during the operation of the element, and the frequency of the element changes.

【００５２】また図１０に示すように（２２０）面の配
向が乱れており、他の面が配向している構造の場合は、
図９に示す回折特性を持つ多結晶構造の場合より弾性表
面波の振動の影響は小さいが、時間の経過とともに結晶
粒界の移動が進行し周波数が変化している。このことは
本配向膜を加熱処理すると多結晶膜と同様なヒロックが
発生することからも推測できる。Further, as shown in FIG. 10, in the case where the orientation of the (220) plane is disturbed and the other plane is oriented,
Although the influence of the surface acoustic wave vibration is smaller than that in the case of the polycrystalline structure having the diffraction characteristics shown in FIG. 9, the movement of the crystal grain boundaries progresses and the frequency changes with the passage of time. This can be inferred from the fact that when the present alignment film is heat-treated, hillocks similar to those in the polycrystalline film are generated.

【００５３】以上の現象はアルミニウム膜結晶の粒界に
より生じるものであり、本実施例のように粒界のない単
結晶アルミニウム膜には発生しない。したがって本実施
例による弾性表面波共振子は周波数安定度が高いのであ
る。The above phenomenon is caused by the grain boundaries of the crystal of the aluminum film, and does not occur in the single crystal aluminum film having no grain boundary as in this embodiment. Therefore, the surface acoustic wave resonator according to this embodiment has high frequency stability.

【００５４】（実施例２）続いて第２の実施例について
説明する。アルミニウム単結晶膜の成膜方法は実施例１
の場合と同じである。第２の実施例では単結晶圧電体基
板としてＬＳＴカット水晶基板を用いている。該ＬＳＴ
カット水晶基板とは、Ｚ板をＸ軸の回りに反時計方向に
９．５度傾斜してカットした基板である。以下これを
９．５度ＬＳＴカット水晶基板と呼ぶ。また素子構成は
第１の実施例の弾性表面波共振子１と同じく１ポート型
共振子である。ただし第２の実施例の場合は周波数は２
５６メガヘルツであり、電極の厚みは約３０００オング
ストロームである。Second Embodiment Next, a second embodiment will be described. The method for forming the aluminum single crystal film is described in Example 1.
Is the same as in. In the second embodiment, an LST cut quartz crystal substrate is used as the single crystal piezoelectric substrate. The LST
The cut quartz crystal substrate is a substrate obtained by cutting a Z plate with a tilt of 9.5 degrees counterclockwise around the X axis. Hereinafter, this is referred to as a 9.5 ° LST cut quartz substrate. Further, the element structure is a one-port type resonator like the surface acoustic wave resonator 1 of the first embodiment. However, in the case of the second embodiment, the frequency is 2
It is 56 megahertz and the thickness of the electrode is about 3000 angstroms.

【００５５】本実施例において第１の実施例の場合と同
様に、動作中における周波数変化を長期に渡り測定した
ところ、周波数の変化はほとんどなく非常に安定した特
性を示した。たとえば１０００時間後の周波数変化は約
２ＰＰＭであった。このように９．５度ＬＳＴカット水
晶基板を用いた場合でも弾性表面波素子の経時変化によ
る周波数変化は極めて小さい。なお第２の実施例の９．
５度ＬＳＴカット水晶基板についても第１の実施例と同
様に基板表面を島状構造にしアルミニウム単結晶膜を形
成している。In this example, as in the case of the first example, when the frequency change during operation was measured over a long period of time, there was almost no frequency change, and very stable characteristics were shown. For example, the frequency change after 1000 hours was about 2 PPM. As described above, even when the 9.5 ° LST-cut quartz crystal substrate is used, the frequency change of the surface acoustic wave device due to the change with time is extremely small. It should be noted that in 9. of the second embodiment.
Also for the 5 ° LST cut quartz substrate, the substrate surface is formed into an island-like structure and an aluminum single crystal film is formed as in the first embodiment.

【００５６】ＬＳＴカット水晶基板において切断の傾斜
角度は本実施例では９．５度であったが、１５度から７
度程度が適している。また周波数により決定される弾性
表面波波長Ｌと、電極厚みＤの比（Ｄ／Ｌ）は０．０２
５程度が適しており、上記以外にも周波数に適した電極
厚みを選択できる。In the LST cut quartz crystal substrate, the inclination angle of cutting was 9.5 degrees in the present embodiment, but from 15 degrees to 7 degrees.
The degree is suitable. The ratio (D / L) of the surface acoustic wave wavelength L determined by the frequency and the electrode thickness D is 0.02.
About 5 is suitable, and the electrode thickness suitable for the frequency other than the above can be selected.

【００５７】以上説明したように本実施例で得られたア
ルミニウム単結晶膜を電極に具備する弾性表面波素子は
圧電体基板の種類に無関係に経時変化による周波数変化
が非常に小さいという効果を有する。As described above, the surface acoustic wave device having the aluminum single crystal film obtained in the present embodiment as the electrode has an effect that the frequency change due to aging is very small regardless of the type of the piezoelectric substrate. ..

【００５８】また単結晶膜であるために上記以外にも弾
性表面波素子として多くの特長を有する。単結晶膜は前
述したように結晶粒界が存在しないため、膜をエッチン
グ法により微細電極に加工する場合、エッチング稜線が
非常に滑らかになるという特長を有する。一般にエッチ
ング液は結晶粒界の間に侵入し結晶粒子を腐食していく
ため多結晶膜の場合はエッチング稜線が結晶粒界に沿っ
て、リアス式海岸のようにでこぼこになる。これは微細
電極加工を困難にする要因となる。一方弾性表面波素子
は高周波化するにしたがい電極の幅が狭くなる。たとえ
ば基板に水晶を用いた場合１５０メガヘルツで電極幅は
約５ミクロンであるが、５００メガヘルツでは電極幅が
約１．５ミクロンとなる。このように高周波化するため
には電極の微細加工が必要であるためエッチング稜線が
滑らかである単結晶膜は高周波化に適している。Further, since it is a single crystal film, it has many features as a surface acoustic wave device other than the above. Since the single crystal film has no crystal grain boundaries as described above, when the film is processed into a fine electrode by the etching method, the etching ridge line is very smooth. In general, the etching solution penetrates between the crystal grain boundaries and corrodes the crystal grains, so that in the case of a polycrystalline film, the etching ridge line is uneven along the crystal grain boundaries like a rias coast. This becomes a factor that makes fine electrode processing difficult. On the other hand, in the surface acoustic wave device, the width of the electrode becomes narrower as the frequency becomes higher. For example, when quartz is used as the substrate, the electrode width is about 5 μm at 150 MHz, but the electrode width is about 1.5 μm at 500 MHz. In order to increase the frequency, a single crystal film having a smooth etching ridgeline is suitable for increasing the frequency because fine processing of electrodes is required.

【００５９】さらに単結晶膜が高周波化に適している理
由がある。それは膜の比抵抗が多結晶膜に比べて小さい
ことである。弾性表面波素子は高周波化にともない電極
幅が狭くなると同時に電極膜厚が薄くなる。したがって
比抵抗が大きいと高周波化により素子抵抗が大きくなり
消費電力が増大する。このため電気比抵抗が小さな単結
晶膜は高周波化に適している。また低周波領域において
も電気比抵抗が小さい場合は抵抗分による信号伝播損失
が小さいため特性の向上になる。Further, there is a reason why the single crystal film is suitable for high frequency. That is, the specific resistance of the film is smaller than that of the polycrystalline film. In the surface acoustic wave device, the electrode width becomes narrower and the electrode film thickness becomes thinner as the frequency becomes higher. Therefore, if the specific resistance is large, the element resistance increases due to the high frequency, and the power consumption increases. Therefore, the single crystal film having a small electric resistivity is suitable for high frequency. Further, even in the low frequency region, when the electrical resistivity is small, the signal propagation loss due to the resistance component is small, so that the characteristics are improved.

【００６０】また結晶粒界が存在しないため素子の動作
中における振動による粒界での摩擦損失がなく特性向上
になる。また同じく結晶粒界が存在しないため、電極表
面に吸着したガス分子（これらは素子パッケージ内の壁
や接着剤などから発生する）による腐食が少なく、耐腐
食性が向上し素子の長期安定性を実現できる。Further, since there is no crystal grain boundary, there is no friction loss at the grain boundary due to vibration during the operation of the device, and the characteristics are improved. Similarly, since there are no crystal grain boundaries, there is little corrosion due to gas molecules adsorbed on the electrode surface (these are generated from the walls inside the device package and adhesives), and the corrosion resistance is improved and the long-term stability of the device is improved. realizable.

【００６１】さて上記の２つの実施例では圧電体基板と
して３３度ＳＴカット水晶基板、および９．５度ＬＳＴ
カット水晶基板を用いたが、これら以外のカットの水晶
基板でもアルミニウム単結晶膜を得ることができる。さ
らにタンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、ほう酸リ
チウム等の酸化物単結晶基板でも可能である。また酸化
亜鉛、窒化アルミニウムなどの薄膜圧電材料を基板と考
えこれらにも応用可能である。さらにシリコン単結晶基
板、ガリウムひ素単結晶基板などの半導体基板にも応用
可能である。またサファイヤ単結晶基板でも可能であ
る。ただしこれらの表面を島状構造に加工することが重
要である。In the above two embodiments, the piezoelectric substrate is a 33 ° ST cut quartz substrate and the 9.5 ° LST is a piezoelectric substrate.
Although a cut crystal substrate was used, an aluminum single crystal film can be obtained even with a cut crystal substrate other than these. Further, an oxide single crystal substrate of lithium tantalate, lithium niobate, lithium borate or the like is also possible. Further, a thin film piezoelectric material such as zinc oxide or aluminum nitride is considered as a substrate and can be applied to these. Further, it can be applied to a semiconductor substrate such as a silicon single crystal substrate or a gallium arsenide single crystal substrate. It is also possible to use a sapphire single crystal substrate. However, it is important to process these surfaces into an island structure.

【００６２】また成膜に用いたアルミニウムは純度が５
Ｎのものであったが、特にこの純度に限られることはな
い。また意図的に不純物を添加することも可能であり、
不純物としては、銅、チタン、ニッケル、パラジウム、
タンタル、ハフニウム等が適している。添加量としては
重量パーセントで０．１パーセントから３パーセント程
度が適しているがこれらに限られない。The aluminum used for film formation has a purity of 5
However, the purity is not limited to this. It is also possible to intentionally add impurities,
As impurities, copper, titanium, nickel, palladium,
Tantalum, hafnium, etc. are suitable. A suitable amount of addition is about 0.1 to 3% by weight, but the amount is not limited to these.

【００６３】また弾性表面波素子として２つの実施例で
は１ポート型の共振子について説明したが、２ポート型
の共振子や、フィルタ素子、コンボルバ素子等にも応用
可能である。また光素子、磁気素子、半導体素子等との
組み合わせ素子にも応用可能である。さらに水晶バルク
型発振子、たとえばＡＴ振動子や音叉型振動子等にも応
用可能である。Further, as the surface acoustic wave element, the two-port type resonator has been described in the two embodiments, but the present invention can be applied to a two-port type resonator, a filter element, a convolver element and the like. It can also be applied to a combination element with an optical element, a magnetic element, a semiconductor element or the like. Further, it can be applied to a crystal bulk oscillator, such as an AT oscillator or a tuning fork oscillator.

【００６４】また本実施例のアルミニウム単結晶膜は弾
性表面波素子以外の電子デバイス、たとえばセンサーや
マイクロマシニング技術等へ応用可能である。またアル
ミニウム膜の成膜方法は第１の実施例のなかで蒸着法と
スパッタリング法による方法を説明したがこれらに限ら
れることはない。Further, the aluminum single crystal film of this embodiment can be applied to electronic devices other than the surface acoustic wave device, such as sensors and micromachining technology. As the method for forming the aluminum film, the vapor deposition method and the sputtering method have been described in the first embodiment, but the method is not limited to these.

【００６５】[0065]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、単
結晶圧電体基板の表面を、微小な半球状の島がほぼ均一
に存在する島状構造に加工することにより、蒸着法およ
びスパッタリング法という簡便な方法により、アルミニ
ウム単結晶膜を容易に製造できるという効果を有する。
また本発明による単結晶アルミニウム電極を具備する弾
性表面波素子は動作中における経時変化による周波数変
化が極めて小さいという効果を有する。さらに弾性表面
波素子の高周波化に適する、損失を小さくできるため特
性の向上になる、耐腐食性が向上し長期信頼性が向上す
るなどの効果を有する。As described above, according to the present invention, the surface of a single crystal piezoelectric substrate is processed into an island-shaped structure in which minute hemispherical islands are present substantially uniformly, so that vapor deposition and sputtering can be performed. This has an effect that an aluminum single crystal film can be easily manufactured by a simple method called a method.
Further, the surface acoustic wave device provided with the single crystal aluminum electrode according to the present invention has an effect that a frequency change due to a change with time during operation is extremely small. Further, it has effects such as suitability for high frequency of the surface acoustic wave device, improvement of characteristics because loss can be reduced, corrosion resistance and long-term reliability.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】 本発明による第１の実施例に用いた水晶基板
の一部分の表面を示す模式斜視図である。FIG. 1 is a schematic perspective view showing a surface of a part of a quartz substrate used in a first embodiment according to the present invention.

【図２】 本発明による第１の実施例の単結晶アルミニ
ウム膜の標準測定によるＸ線回折の回折特性図である。FIG. 2 is a diffraction characteristic diagram of X-ray diffraction by standard measurement of the single crystal aluminum film of the first example according to the present invention.

【図３】 本発明による第１の実施例の単結晶アルミニ
ウム膜のロッキングカーブ法による（１１１）面のＸ線
回折の回折特性図である。FIG. 3 is a diffraction characteristic diagram of X-ray diffraction of the (111) plane of the single crystal aluminum film of Example 1 according to the present invention by the rocking curve method.

【図４】 本発明による第１の実施例の単結晶アルミニ
ウム膜のロッキングカーブ法による（２２０）面のＸ線
回折の回折特性図である。FIG. 4 is a diffraction characteristic diagram of X-ray diffraction of a (220) plane of the single crystal aluminum film of Example 1 according to the present invention by a rocking curve method.

【図５】 本発明による第１の実施例の単結晶アルミニ
ウム膜のロッキングカーブ法による（３１１）面のＸ線
回折の回折特性図である。FIG. 5 is a diffraction characteristic diagram of X-ray diffraction of the (311) plane of the single crystal aluminum film of the first example according to the present invention by the rocking curve method.

【図６】 本発明による第１の実施例の単結晶アルミニ
ウム膜により作製された弾性表面波共振子の正面図であ
る。FIG. 6 is a front view of a surface acoustic wave resonator made of the single crystal aluminum film according to the first embodiment of the present invention.

【図７】 本発明の第１の実施例による弾性表面波共振
子および従来技術による弾性表面波共振子の周波数変化
を示す特性図である。FIG. 7 is a characteristic diagram showing frequency changes of the surface acoustic wave resonator according to the first embodiment of the present invention and the surface acoustic wave resonator according to the related art.

【図８】 従来技術による水晶基板の一部分の表面を示
す模式斜視図である。FIG. 8 is a schematic perspective view showing a surface of a part of a quartz substrate according to a conventional technique.

【図９】 従来技術による多結晶アルミニウム膜の標準
測定によるＸ線回折の回折特性図である。FIG. 9 is a diffraction characteristic diagram of X-ray diffraction by standard measurement of a polycrystalline aluminum film according to a conventional technique.

【図１０】 従来技術による配向アルミニウム膜の標準
測定によるＸ線回折の回折特性図である。FIG. 10 is a diffraction characteristic diagram of X-ray diffraction by standard measurement of an oriented aluminum film according to a conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 弾性表面波共振子 ２ 櫛歯形電極 ３ 反射器電極 ４ 単結晶アルミニウム電極を具備する弾性表面波
共振子の特性 ５ 多結晶アルミニウム電極を具備する弾性表面波
共振子の特性 ６ 配向アルミニウム電極を具備する弾性表面波共
振子の特性1 Surface Acoustic Wave Resonator 2 Comb Toothed Electrode 3 Reflector Electrode 4 Characteristic of Surface Acoustic Wave Resonator with Single Crystal Aluminum Electrode 5 Characteristic of Surface Acoustic Wave Resonator with Polycrystalline Aluminum Electrode 6 Oriented Aluminum Electrode Characteristics of moving surface acoustic wave resonators

フロントページの続き (72)発明者 黒沢 龍一 長野県諏訪市大和３丁目３番５号セイコー エプソン株式会社内 (72)発明者 浜 友文 長野県諏訪市大和３丁目３番５号セイコー エプソン株式会社内Front page continued (72) Inventor Ryuichi Kurosawa Seiko Epson Co., Ltd. 3-3-5 Yamato, Suwa-shi, Nagano (72) Inventor Tomofumi Hama 3-3-5 Yamato, Suwa-shi, Nagano Seiko Epson Corporation Within

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 圧電体基板上にアルミニウム電極を形成
してなる弾性表面波素子において、該アルミニウム電極
が単結晶膜であることを特徴とする弾性表面波素子。1. A surface acoustic wave device having an aluminum electrode formed on a piezoelectric substrate, wherein the aluminum electrode is a single crystal film. 【請求項２】 前記圧電体基板が水晶であることを特徴
とする請求項１記載の弾性表面波素子。2. The surface acoustic wave device according to claim 1, wherein the piezoelectric substrate is quartz. 【請求項３】 前記圧電体基板の表面が、微小な半球状
の島が、少なくとも前記アルミニウム単結晶膜が形成さ
れる部分に、均一に存在する構造であることを特徴とす
る請求項１記載の弾性表面波素子。3. The surface of the piezoelectric substrate has a structure in which minute hemispherical islands are uniformly present at least in a portion where the aluminum single crystal film is formed. Surface acoustic wave device. 【請求項４】 圧電体基板上にアルミニウム単結晶膜よ
りなる電極を形成してなる弾性表面波素子において、該
圧電体基板の表面を微小な半球状の島が均一に存在する
構造に加工する工程の後、該アルミニウム単結晶膜を蒸
着法で形成することを特徴とする弾性表面波素子の製造
方法。4. A surface acoustic wave device having an electrode made of an aluminum single crystal film formed on a piezoelectric substrate, the surface of the piezoelectric substrate being processed into a structure in which minute hemispherical islands are uniformly present. A method for manufacturing a surface acoustic wave device, comprising forming the aluminum single crystal film by a vapor deposition method after the step. 【請求項５】 圧電体基板上にアルミニウム単結晶膜よ
りなる電極を形成してなる弾性表面波素子において、該
圧電体基板の表面を微小な半球状の島が均一に存在する
構造に加工する工程の後、該アルミニウム単結晶膜をス
パッタリング法で形成することを特徴とする弾性表面波
素子の製造方法。5. A surface acoustic wave device having an electrode made of an aluminum single crystal film formed on a piezoelectric substrate, the surface of the piezoelectric substrate being processed into a structure in which minute hemispherical islands are uniformly present. After the step, a method for manufacturing a surface acoustic wave device, characterized in that the aluminum single crystal film is formed by a sputtering method. 【請求項６】 弾性表面波素子に用いられる圧電体基板
において、該圧電体基板の表面に微小な半球状の島が均
一に存在する部分を具備することを特徴とする弾性表面
波素子用基板。6. A surface acoustic wave device substrate for use in a surface acoustic wave device, comprising a portion where fine hemispherical islands are uniformly present on the surface of the piezoelectric substrate. ..