KR20020062661A - 탄성 표면파 필터 - Google Patents

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KR20020062661A
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요코타야스히코
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마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤
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Abstract

기판과 기판 상에 형성된 전극을 갖는 탄성 표면파(SAW) 필터에 있어서, 전극은 하지층과, Al 또는 Al을 주체로 하는 금속으로 이루어지고 또한 기판에 대하여 일정 방향으로 배향한 제 1 금속층과, 제 1 금속층의 Al 원자가 기판에 대하여 수직 방향으로 마이그레이션하는 것을 억제하는 제 2 층과, 막 두께 조정을 위한 제 3 층을 갖는다. 이것에 의해 임의의 막 두께를 갖는 SAW 필터에 있어서, 입계 확산이 일어나기 어려운 막질과 대(對)응력성에 효과적인 막 입경의 미세화가 동시에 달성된다. 따라서 그 SAW 필터에서는, SAW의 전파에 따라 전극에 걸리는 응력에 의한, 전극의 Al 원자의 마이그레이션이 저지되고, 따라서 그 필터는 내전력성이 우수해진다.

Description

탄성 표면파 필터{SURFACE ACOUSTIC WAVE FILTER}
일본 특허 공개 평성 제3-14308호에 개시되어 있는 종래의 탄성 표면파 장치는 전압 기판과 그 위에 마련된 Cu, Ti, Ni, Mg, Pd 등의 내(耐)마이그레이션 특성에 우수한 첨가물이 미량 첨가된 결정 방위적으로 일정 방향을 향해 배향한 에피텍셜 성장 알루미늄 막의 전극을 구비하여, 그 막에 의해서 마이그레이션 방지 기능을 가진다.
그 전극은 에피텍셜 성장 알루미늄 막으로 이루어지는 단층막이며, 그 전극 입경은 막 두께와 같은 정도까지 성장하고 있다. 그 때문에 그 전극은 임의 막 두께 이상에서는 탄성 표면파의 전파에 따른 응력에 대하여 약해지게 되어, 내(耐) 전력성이 열화한다. 특히 입계가 없는 단결정막의 전극에서는, 장시간의 응력 인가에 대하여 아립계(亞粒界)가 형성되고, 그 결과 그 부분에 응력이 집중되어 역으로 탄성 표면파의 전파에 따른 응력에 대하여 약해지게 된다.
본 발명은 빗 형상 전극 등의, 기판 상에 형성된 전극을 갖는 탄성 표면파 필터와 그 제조 방법에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 있어서의 탄성 표면파(SAW) 필터의 사시도,
도 2는 실시예에 있어서의 SAW 필터의 구성도,
도 3은 본 발명의 실시의 형태 1의 실시예 1에 있어서의 SAW 필터의 주요부인 빗형 전극의 단면도,
도 4는 실시의 형태 1의 실시예 2에 있어서의 SAW 필터의 주요부인 빗형 전극의 단면도,
도 5는 실시의 형태 1의 실시예 3에 있어서의 SAW 필터의 주요부인 빗형 전극의 단면도,
도 6은 실시의 형태 1의 실시예 4에 있어서의 SAW 필터의 주요부인 빗형 전극의 단면도,
도 7은 실시의 형태 1의 비교예 1에 있어서의 SAW 필터의 주요부인 빗형 전극의 단면도,
도 8은 실시의 형태 1의 비교예 2에 있어서의 SAW 필터의 주요부인 빗형 전극의 단면도,
도 9는 실시의 형태 1의 비교예 3에 있어서의 SAW 필터의 주요부인 빗형 전극의 단면도,
도 10은 실시의 형태 1의 비교예 4에 있어서의 SAW 필터의 주요부인 빗형 전극의 단면도,
도 11은 본 발명의 실시의 형태 2의 실시예 5에 있어서의 SAW 필터의 주요부인 빗형 전극의 단면도,
도 12는 실시의 형태 2의 실시예 6에 있어서의 SAW 필터의 주요부인 빗형 전극의 단면도,
도 13은 실시의 형태 2의 실시예 7에 있어서의 SAW 필터의 주요부인 빗형 전극의 단면도,
도 14는 실시의 형태 2의 실시예 8에 있어서의 SAW 필터의 주요부인 빗형 전극의 단면도,
도 15는 실시의 형태 2의 비교예 5에 있어서의 SAW 필터의 주요부인 빗형 전극의 단면도,
도 16은 본 발명의 실시의 형태 3의 실시예 9에 있어서의 SAW 필터의 주요부인 빗형 전극의 단면도,
도 17은 실시의 형태 3의 실시예 10에 있어서의 SAW 필터의 주요부인 빗형 전극의 단면도,
도 18은 실시의 형태 3의 실시예 11에 있어서의 SAW 필터의 주요부인 빗형 전극의 단면도,
도 19는 실시의 형태 3의 실시예 12에 있어서의 SAW 필터의 주요부인 빗형 전극의 단면도,
도 20은 실시의 형태 3의 비교예 6에 있어서의 SAW 필터의 주요부인 빗형 전극의 단면도,
도 21은 본 발명의 실시의 형태 4의 실시예 13, 14, 비교예 7, 8, 9, 10에 있어서의 SAW 필터의 주요부인 빗형 전극의 단면도,
도 22는 실시의 형태 4의 실시예 15, 16에 있어서의 SAW 필터의 주요부인 빗형 전극의 단면도,
도 23은 실시의 형태 4의 실시예 17, 18에 있어서의 SAW 필터의 주요부인 빗형 전극의 단면도,
도 24는 본 발명의 실시의 형태 5의 실시예 19, 20에 있어서의 SAW 필터의 주요부인 빗형 전극의 단면도,
도 25는 실시의 형태 5의 실시예 21, 22에 있어서의 SAW 필터의 주요부인 빗형 전극의 단면도,
도 26은 실시의 형태 5의 실시예 23에 있어서의 SAW 필터의 주요부인 빗형전극의 단면도,
도 27은 실시의 형태 5의 비교예 23에 있어서의 SAW 필터의 주요부인 빗형 전극의 단면도이다.
탄성 표면파의 전파에 따른 응력에 대하여 내성이 향상된 탄성 표면파(SAW) 필터를 제공한다.
그 SAW 필터는 기판과, 기판 상에 마련되어, 상기 기판에 대하여 일정한 방향으로 배향된 배향막에서 막 두께가 200㎚ 이하의 금속층을 갖는 전극을 구비한다.
그 SAW 필터의 제조 방법은 Al을 포함하는 금속층을 갖는 전극을 형성하는 공정과, 상기 전극과 동시에 Al 확산 방지층의 적어도 일부를 스퍼터 에칭에 의해 상기 전극의 측벽에 형성하는 공정을 포함한다.
(실시의 형태 1)
도 1은 본 발명의 실시예에 있어서의 탄성 표면파(SAW) 필터의 사시도, 도 2는 필터의 구성도이다. 그 SAW 필터는 기판(1)과, 그 위 면에 형성된 전극(2)으로 이루어지는 탄성파 공진자를 구비하고, 다섯 개의 공진자가 사다리형으로 접속된 소위 래더형 표면 탄성파 필터이다. 전극(2)은 빗형 전극(21) 및 반사기(22)로 구성되어 있다. 본 발명의 실시예에 있어서는 기판(1)은 탄탈산 리튬의 36°회전 Y 커트 기판이다. 또한 실시예 1에 있어서는 빗형 전극의 빗 사이 피치는 약0.6㎛인, 중심 주파수가 1.8GHz의 밴드패스 필터를 설명한다.
도 3 내지 도 6은 실시의 형태 1에 있어서의 실시예 1 내지 4의 SAW 필터 주요부의 전극 단면도이다. 도 7 내지 도 10은 비교예 1 내지 4의 SAW 필터 전극 단면도이다.
실시예 1의 전극(102)은, 도 3에 도시하는 바와 같이, 기판(1) 상에 형성된 막 두께가 200㎚인 제 1 층(4)이다.
실시예 2의 전극(112)은, 도 4에 도시하는 바와 같이, 기판(1) 측에서 순서대로 적층된 막 두께가 200㎚인 제 1 층(4)과, 제 1 층의 Al 원자의 기판에 대하여수직 방향의 입계 확산을 방지하는 제 2 층(5)을 갖는다.
실시예 3의 전극(122)은, 도 5에 도시하는 바와 같이, 기판(1)으로부터 순서대로 적층된 하지층(3)과, 막 두께가 200㎚인 제 1 층(4)을 갖는다.
실시예 4의 전극(132)은, 도 6에 도시하는 바와 같이, 기판(1)으로부터 순서대로 적층된 하지층(3)과, 막 두께가 200㎚인 제 1 금속층(4)과, 제 1 금속층의 입계 확산을 방지하는 층(5)을 갖는다.
비교예 1의 전극(142)은, 도 7에 도시하는 바와 같이, 기판(1) 상에 형성된 막 두께가 200㎚인 금속층(4)이다.
비교예 2의 전극(152)은, 도 8에 도시하는 바와 같이, 기판(1) 상에 형성된 막 두께가 250㎚인 금속층(4)이다.
비교예 3의 전극(162)은, 도 9에 도시하는 바와 같이, 기판(1)으로부터 순서대로 적층된 막 두께가 200㎚인 제 1 금속층(4)과, 제 1 금속층의 Al 원자의 기판에 대하여 수직 방향의 입계 확산을 방지하는 제 2 금속층(5)을 갖는다.
비교예 4의 전극(172)은, 도 10에 도시하는 바와 같이, 기판(1)으로부터 순서대로 적층된 하지층이 되는 제 1 금속층(3)과, 막 두께가 200㎚인 제 2 금속층(4)을 갖는다.
실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 4의 전극의 각 층의 재료 및 막 두께, 성막 방법을 표 1에 나타낸다.
(표 1)
표 1에 도시된 바와 같이, 실시예 1에 있어서의 Al 또는 Al을 주체로 한 금속은 AlZrCu 합금이다. 하지층 및 제 2 층을 갖는 전극은 비교예 4를 제외하고 Ti를 이용하고 있다. 비교예 4에 대해서는 하지층에 Cr를 이용하였다. 성막은 이온 빔 스퍼터 및 DC 마그네트론 스퍼터 중 어느 하나에 의해 행하였다. 이들의 전극막의 성막 후에 X선 회절의 θ-2θ법에 의해 조사한 결과, 전극의 배향성은 이온 빔 스퍼터에 의해 전극막을 성막한 실시예 1, 실시예 2, 비교예 2 및 하지층(3)에 Ti를 이용한 실시예 3, 실시예 4의 AlZrCu 층에 대해서는 Al의 (111)면의 피크만 관측되고, Al 합금층은 (111)축이 기판에 대하여 수직 방향으로 배향한 배향막으로 되어있는 것이 확인되었다. 그 밖의 전극막에 대해서는 특정한 결정면으로부터의 피크는 관측되지 않고, 배향막이 아니라 무배향인 다결정막인 것이 확인되고 있다. 실시의 형태 1에서 이용한 필터의 설계 막 두께는 Al 전극을 이용한 경우 200㎚이다. 전극의 두께나 재료에 따른 특성의 편차에 대해서는 빗형 전극의 피치를 바꿔 중심 주파수가 거의 1.8GHz가 되도록 조절하였다. 전극은 포토리소그래피 및 건식 에칭법에 의해서 패턴 형성되었다. 패턴 형성 후 다이싱하여 칩으로 분할하고, 칩은 세라믹 패키지에 다이 본딩이 실시되고, 와이어 본딩에 의해 전기적으로 접속되었다. 그 후 질소 상태 하에서 덮개의 용접으로 밀봉되어 전극을 갖는 SAW 필터를 제작하였다.
본 실시예에 있어서 제작된 필터에 대하여, 래더형 필터의 최대 약점인 통과 대역 중 가장 높은 주파수의 신호를 장치에 인가하여 내전력성 시험을 행하였다. 시험 개시 후 정기적으로 시험을 중단하여 SAW 필터의 특성을 측정하였다. 통과 대역의 삽입 손실이 0.5dB 이상 증가한 시점을 장치의 열화로 정의하여, 시험 개시 후 장치가 열화에 이르기까지의 총 시험 시간을 수명으로 하였다. 가속 열화 시험에 있어서는, 가속 열화 요인으로서 전력과 온도를 이용하였다. 칩 표면의 온도를 일정하게 유지하고, 얼마간의 인가 전력 하에서의 수명을 측정하는 전력 가속 열화 시험, 및 인가 전력을 일정하게 유지하고, 얼마간의 칩 온도 하에서의 수명을 측정하는 온도 가속 열화 시험의 필터의 두 가지의 가속 열화 시험을 하였다. 그 두 가지의 시험 결과로부터 아이링 모델을 이용하여, 인가 전력 1W, 환경 온도 50℃일 때의 수명을 추정하였다. 내전력성으로는 수명이 5만 시간 이상인 것을 평가의 목표로 하였다. 표 1에 나타낸 전극을 갖는 SAW 필터의 추정 수명을 표 2에 나타낸다. 표 2에는 AlZrCu 금층의 각 전극막의 결정 입경도 함께 나타낸다.
(표 2)
표 2로부터 실시예 1 내지 4의 전극을 이용한 SAW 필터는, 추정 수명 5만 시간을 초과하고 있는 데 비하여, 비교예 1 내지 4의 필터는 5만 시간 이하였다. AlZrCu 층의 결정 입경은 어떤 전극도 거의 막 두께와 같은 정도였다. 그러나 비교예 2의 필터는 수명이 5만 시간을 초과하지는 않지만 다른 비교예와 달리 상당히 내전력성이 개선되어 있다. 실시예 1의 전극과 비교예 2의 전극의 차이는 그 막 두께 및 결정 입경이다. 도체막의 경우, 그 결정 입경은 막 두께에 비례하여 커진다. 배향막의 단층 전극을 전극막으로서 갖는 SAW 장치에서는, 전극의 막 두께가 200㎚ 이하에서 수명이 5만 시간을 초과한다. 다만, 내전력성의 편차를 고려하여, 바람직하게는 막 두께를 100㎚ 미만으로 하는 것이 바람직하다. 이들의 결과로부터, 내전력성이 높은 전극을 얻기 위해서는, Al 또는 Al을 주체로 하는 층이 배향막으로 이루어지고 또한 결정 입경이 작은 것이 필요하다. 결정 입경을 작게 하기 위해서는 막 두께를 제한하는 것이 유효하다.
(실시의 형태 2)
도 11 내지 도 14는 본 발명의 실시의 형태 2에 있어서의 실시예 5 내지 8의 탄성 표면파(SAW) 필터의 주요부인 전극의 단면도이다. 도 15는 비교예 5의 SAW필터의 전극의 단면도이다.
실시예 5의 전극(182)은, 도 11에 도시하는 바와 같이, 기판(1)의 단부(段部)(7)의 최상부(頂部)에 형성된 막 두께가 200㎚의 제 1 층(4)이다.
실시예 6의 전극(192)은, 도 12에 도시하는 바와 같이, 기판(1)의 단부(7)의 최상부에 형성된, 기판(1)으로부터 순서대로 적층된 하지층(3)과, 막 두께가 200㎚인 제 1 층(4)을 갖는다.
실시예 7의 전극(202)은, 도 13에 도시하는 바와 같이, 기판(1)의 단부(7)의 최상부에 형성된, 기판(1)으로부터 순서대로 적층된 막 두께가 200㎚인 제 1 금속층(4)과, 제 1 금속층의 입계 확산을 방지하는 제 2 층(5)을 갖는다.
실시예 8의 전극(212)은, 도 14에 도시하는 바와 같이, 기판의 단부(7)의 최상부에 형성된, 기판(1)으로부터 순서대로 적층된 하지층(3)과, 막 두께가 200㎚인 제 1 금속층(4)과, 제 1 금속층의 입계 확산을 방지하는 제 2 층(5)을 갖는다.
비교예 5의 전극(222)은, 도 15에 도시하는 바와 같이, 기판(1) 상에 형성된 막 두께가 300㎚의 금속층(4)이다.
실시예 5 내지 9 및 비교예 5의 전극의 각 층의 재료 및 막 두께, 성막 방법을 표 3에 나타낸다.
(표 3)
표 3에 나타내는 바와 같이, 본 실시예 2에 있어서의 Al 또는 Al을 주체로 한 금속층으로는 AlMgCu 합금을 이용하였다. 하지층 및 제 2 층을 갖는 전극에 대해서는 Ti를 이용하고 있다. 전극은 이온 빔스퍼터 및 DC 마그네트론 스퍼터 중 어느 것으로 성막하였다. 이들의 전극막에 대하여, 전극막 성막 후 X선 회절의 θ-2θ법에 의해 조사한 각 전극의 배향성에 관하여, 실시예 5, 실시예 6, 실시예 7, 실시예 8, 비교예 5 중 어느 것도 AlMgCu 층에 대해서는 Al의 (111)면의 피크만 관측되고, Al 합금층은 (111)축이 기판에 대하여 수직 방향으로 배향한 배향막으로 되어있는 것이 확인되었다. 실시예 2에 있어서의 필터의 구성은 실시의 형태 1과 같다고 하고, 설계 막 두께 300㎚의 Al 전극을 이용한, 중심 주파수가 거의 1.75GHz인 필터를 시험하였다. 전극의 두께나 재료에 따른 특성의 편차에 대해서는 기판에 마련한 단부의 단차를 변경하여 중심 주파수가 거의 1.75GHz가 되도록 조절하였다. 따라서 실시예 5 내지 8 및 비교예 5의 빗형 전극의 전극간 피치는거의 일치하고 있다. 전극은 포토리소그래피 및 리액티브 이온 에칭법에 의해서 패턴을 형성하였다. 에칭 가스로는 BCl3과 Cl2의 혼합 가스를 이용하였다. 따라서 리액티브 이온 에칭에 있어서, Cl* 래디컬 및 BCl3* 래디컬에 의한 화학 에칭과 동시에 BCl3+ 이온에 의해서 스퍼터 에칭을 행함으로써 패턴 형성이 행해진다. 실시예 5 내지 8에 있어서의 기판의 단부는 에칭 시간의 제어에 의해 형성된다. 패턴 형성 후 기판을 다이싱하여 분할하고, 분할된 각 칩이 세라믹 패키지에 다이 본딩을 실시시킨다. 또한 각 칩은 와이어 본딩에 의해 전기적으로 접속된다. 그 후 질소 상태 하에서 덮개의 용접으로 밀봉하여 각 전극을 갖는 SAW 필터를 제작하였다.
실시예 2의 필터에 있어서, 실시예 1의 경우와 마찬가지의 방법으로 내전력성을 평가하였다. 표 3에 나타낸 전극을 갖는 SAW 필터의 추정 수명을 표 4에 나타낸다. 표 4에는 각 전극막의 AlMgCu 층(4)의 결정 입경도 함께 나타낸다.
(표 4)
표 4로부터 알 수 있듯이, 실시예 5 내지 8의 전극을 이용한 SAW 필터에 대해서는, 목표로 하는 추정 수명 5만 시간을 초과하고 있는 데 비하여, 비교예 5의 필터에 있어서는 5만 시간 이하였다. 또한 AlMgCu 층의 결정 입경은 어떤 전극도거의 막 두께와 같은 정도였다. 실시예 2에 있어서는 전술한 바와 같이, 필터의 Al 전극의 설계 막 두께는 300㎚이다. 기판에 단부를 마련하여 이것을 전극의 일부로 하고, Al 또는 Al을 주체로 한 금속층의 막 두께를 200㎚ 이하로 함으로써, 필터는 실시의 형태 1에서 나타낸 실시예 1 내지 4의 전극과 같은 정도의 내전력성을 실현하여, 내전력성의 목표인 5만 시간 이상의 수명을 실현하고 있다. 이들 결과로부터, 소망 필터 특성을 실현하기 위해서 전극막의 막 두께를 200㎚ 이상 필요로 하는 SAW 필터에 있어서, 소망 특성을 실현하는 동시에 내전력성의 향상을 도모하는데, 기판에 단부를 마련하여 이것을 전극의 일부로 하고, Al 또는 Al을 주체로 하는 층은 막 두께를 200㎚ 이하로 하여 결정 입경을 작게 하고, 또한 배향막으로 하는 것이 효과적이다.
(실시의 형태 3)
도 16 내지 도 19는 본 발명의 실시의 형태 3에 있어서의 실시예 9 내지 12의 탄성 표면파(SAW) 필터의 주요부인 전극의 단면도이다. 도 20은 비교예 6의 SAW 필터 전극의 단면도이다.
실시예 9의 전극(232)은, 도 16에 도시하는 바와 같이, 기판(1)으로부터 순서대로 적층된, 막 두께가 200㎚인 제 1 금속층(4)과, 제 1 금속층(4)의 Al 원자의 기판에 대하여 수직 방향의 입계 확산을 방지하는 제 2 층(5)과, 전극(232)의 막 두께를 조절하는 제 3 층(6)을 갖는다.
실시예 10의 전극(242)은, 도 17에 도시하는 바와 같이, 기판(1)으로부터 순서대로 적층된 하지층(3)과, 막 두께가 200㎚인 제 1 금속층(4)과, 제 1 금속층(4)의 Al 원자의 기판에 대하여 수직 방향의 입계 확산을 방지하는 제 2 층(5)과, 전극(242)의 막 두께를 조절하는 제 3 층(6)을 갖는다.
실시예 11의 전극(252)은, 도 18에 도시하는 바와 같이, 기판(1)의 단부(7)의 최상부에 형성되어, 막 두께가 200㎚인 제 1 금속층(4)과, 제 1 금속층(4)의 Al 원자의 기판에 대하여 수직 방향의 입계 확산을 방지하는 제 2 층(5)과, 전극(252)의 막 두께를 조절하는 제 3 층(6)을 갖는다.
실시예 12의 전극(262)은, 도 19에 도시하는 바와 같이, 기판(1)의 단부(7)의 최상부에 형성되어, 기판(1)으로부터 순서대로 적층된 하지층(3)과, 막 두께가 200㎚인 제 1 금속층(4)과, 제 1 금속층(4)의 입계 확산을 방지하는 제 2 층(5)과, 전극(262)의 막 두께를 조절하는 제 3 층(6)을 갖는다.
비교예 6의 전극(272)은, 도 20에 도시하는 바와 같이, 기판(1) 측에서 순서대로 적층된 하지층(3)을, 막 두께가 200㎚인 제 1 금속층(4)과, 제 1 금속층(4)의 Al 원자 기판에 대하여 수직 방향의 입계 확산을 방지하는 제 2 층(5)과, 전극(272)의 막 두께를 조절하는 제 3 층(6)을 갖는다.
실시예 5 내지 9 및 비교예 5의 전극의 각 층의 재료 및 막 두께, 성막 방법을 표 5에 나타낸다.
(표 5)
표 5에 나타낸 바와 같이, 실시의 형태 3에 있어서의 Al 또는 Al을 주체로 한 금속으로는 AlMg 합금을 이용하였다. 또한, 하지층 및 제 2 층에 대해서는 Ti를 이용하고 있다. 층은 이온 빔스퍼터 및 DC 마그네트론 스퍼터 중 어느 것으로 성막하였다. 전극막 성막 후 X선 회절의 θ-2θ법에 의해 조사한 각 전극의 배향성에 대해서는, 실시예 9, 실시예 10, 실시예 11, 실시예 12, 비교예 6 중 어느 것에도 AlMg 층에 대해서는 Al의 (111)면의 피크만 관측되고, Al 합금층은(111)축이 기판에 대하여 수직 방향으로 배향한 배향막으로 되어있는 것이 확인되었다. 다만, 전극은 제 1 층 및 제 3 층의 2층의 AlMg 층을 갖기 때문에, 하지층 및 제 1 층의 샘플을 별도 동일 성막 조건으로 제작하여 그 배향성을 확인하였다. 실시의 형태 3에서 이용한 필터의 구성은 실시의 형태 1과 같고, 다만, 설계 막 두께 480㎚인 Al 전극을 갖는 필터는 중심 주파수가 거의 800MHz로 되는 설계이다. 전극의 두께나 재료에 따른 특성의 편차에 대해서는, 기판에 마련한 단부의 단차 및 제 3 층의 층 두께를 변경함으로써 필터는 중심 주파수가 거의 800MHz가 되도록 조절하였다. 따라서 실시예 9 내지 12 및 비교예 6의 빗형 전극의 전극간 피치는 거의 일치하고 있다. 전극 및 필터는 실시의 형태 2와 마찬가지의 방법으로 제작되었다.
실시예 3에 있어서도, 필터의 내전력성을 실시예 1의 경우와 마찬가지로 평가하였다. 표 5에 나타낸 각 전극을 갖는 각 SAW 필터의 추정 수명을 표 6에 나타낸다. 표 6에는 각 전극막의 제 1 층인 AlMg 층의 결정 입경도 함께 나타내었다.
(표 6)
표 6으로부터 알 수 있듯이, 실시예 9 내지 12의 전극을 이용한 SAW 필터에 대해서는 추정 수명이 5만 시간을 초과하고 있는 데 비하여, 비교예 6에 있어서는 5만 시간 이하였다. 또한 각 전극막의 제 1 층인 AlMg 층의 결정 입경은 어떤 전극도 거의 층 두께와 같은 정도였다. 실시의 형태 2에 있어서는 전술한 바와 같이 이용한 필터의 Al 전극의 설계 막 두께는 480㎚이지만, Al 또는 Al을 주체로 한 제 1 층상에 상기 제 1 층의 층 두께를 제한하는 제 2 층 및 전극 막 두께를 조정하기 위한 제 3 층을 마련하든지, 기판에 단부를 마련하여 이것을 전극의 일부로 함으로써 제 1 금속의 층의 막 두께를 200㎚ 이하로 한다. 이것에 의해, 필터는 고내전력성을 갖고, 내전력성의 목표인 5만 시간 이상의 수명을 갖는다. 실시예 9, 실시예 10의 필터에 있어서는 시험 후, 전극이 열화된 부분 이외에도 빗형 전극의 표면에 Al의 확산에 의한 힐록이 형성되어 있는 것이 관찰되었다. 이들 Al 원자의 확산은 막 두께의 조정층인 제 3 열화에 의한 것이다. 한 편, 실시예 11, 실시예 12에 대해서는 그것이 관측되지 않았기 때문에, Al 또는 Al을 주체로 하는 제 3 층에 대해서도 200㎚ 이하의 층 두께로 하는 것이 바람직하다. 또한, 제 3 층상에 제 3 층으로부터의 Al 원자의 확산을 억제하기 위한 제 4 층을 마련하여도 좋다. 또한, 실시예 11, 실시예 12, 비교예 6의 필터에 대해서는, 시험 후의 전극을 관찰한 후 전극 표면에는 Al 원자의 확산에 의한 힐록은 관측되지 않았지만, 빗형 전극 사이에 사이드 힐록이라는 형태로 발생하고 있는 것이 관찰되었다. 이들의 결과로부터, 소망의 필터 특성을 위해 전극막의 막 두께가 200㎚ 이상 필요한 SAW 필터의 특성을 실현하는 동시에 내전력성의 향상을 도모하는데, Al 또는 Al을 주체로 한 막 두께 200㎚ 이하의 제 1 층상에 상기 제 1 층의 층 두께를 제한하는 제 2 층 및 전극막 두께를 조정하기 위한 제 3 층을 마련한다. 또한 제 3 층이 두텁게 되지 않도록, 기판에 단부를 마련하여 이것을 전극의 일부로 하고, Al 또는 Al을 주체로 하는 층의 막 두께를 200㎚ 이하로 하는 것에 의해 결정 입경을 작게 할 수 있다.
(실시의 형태 4)
도 21 내지 도 23은 본 발명의 실시의 형태 4에 있어서의 실시예 13 내지 18의 탄성 표면파(SAW) 필터의 주요부인 전극의 단면도이다. 비교예 7 내지 10의 SAW 필터 전극의 단면도는 도 21의 전극과 마찬가지다.
실시예 13, 14의 전극(282)은, 도 21에 도시하는 바와 같이, 기판(1)으로부터 순서대로 적층된, Al 또는 Al을 주체로 하는 막 두께가 200㎚인 제 1 금속층(4)과, 제 1 금속층의 Al 원자의 기판에 대하여 수직 방향의 입계 확산을 방지하는 제 2 층(5)과, 전극(282)의 막 두께를 조절하는 제 3 층(6)을 갖는다. 전극(282)의 측벽에는 제 1 금속층(4)의 Al 원자의 입계 확산을 방지하기 위한 확산 방지층(8)이 형성된다. 확산 방지층(8)은 도 21에 나타내고 있는 바와 같이 기판에까지 이르고 있지 않다.
실시예 15, 16의 전극(292)은, 도 22에 도시하는 바와 같이, 기판(1)으로부터 순서대로 적층된 하지층(3)과, 막 두께가 200㎚인 제 1 금속층(4)과, 제 1 금속층(4)의 Al 원자의 기판에 대하여 수직 방향의 입계 확산을 방지하는 제 2 층(5)과, 전극(292)의 막 두께를 조절하는 제 3 층(6)을 갖는다. 전극(292)의 측벽에는 제 1 금속층(4)의 Al 원자의 입계 확산을 방지하기 위한 확산 방지층(8)이 형성된다. 확산 방지층(8)은, 도 22에 나타내는 바와 같이, 기판에까지 도달하지 않지만 제 1 금속층(4), 제 2 층(5), 제 3 층(6)의 측벽 및 하지층(3)의 측벽의 일부를 덮고 있다.
실시예 17, 18의 전극(302)은, 도 23에 도시하는 바와 같이, 기판(1) 단부(7)의 최상부에 형성되어 있고, 막 두께가 200㎚인 제 1 금속층(4)과, 제 1 금속층(4)의 Al 원자의 기판에 대하여 수직 방향의 입계 확산을 방지하는 제 2 층(5)과, 전극(302)의 막 두께를 조절하는 제 3 층(6)을 갖는다. 전극(302)의 측벽에는 제 1 금속층(4)의 Al 원자의 입계 확산을 방지하기 위한 확산 방지층(8)이 형성되어 있다. 확산 방지층(8)은, 도 23에 나타내는 바와 같이, 기판 바닥부까지 도달하지 않는다. 그러나 확산 방지층(8)은 제 1 금속층(4), 제 2 층(5), 제 3 층(6)의 측벽 및 기판(1)의 단부(7)의 측벽의 일부를 덮고 있다.
비교예 7, 8, 9, 10의 전극은 실시예 13, 14와 마찬가지인 도 21에 나타내는 구성으로 하였다.
실시예 13 내지 18 및 비교예 7 내지 10의 전극의 각 층의 재료 및 막 두께, 성막 방법을 표 7에 나타낸다.
(표 7)
표 7로 나타내는 바와 같이, 실시의 형태 4에 있어서의 Al 또는 Al을 주체로 한 금속(4)에서는 AlMg 합금을 이용하였다. 하지층에 대해서는 Ti를 이용하였다. 또한 실시예 13, 실시예 15, 실시예 17, 비교예 7, 비교예 8에 있어서 제 2 층은Ti를, 실시예 14, 실시예 16, 실시예 18, 비교예 8, 비교예 10에 있어서 제 2 층은 Cu를 이용하였다. 층은 이온 빔스퍼터 및 DC 마그네트론 스퍼터 중 어느 것인가에 의해 성막하였다. 이들의 전극막 성막 후 X선 회절의 θ-2θ법에 의해 조사된 각 전극의 배향성에 대하여, 실시예 13 내지 18, 비교예 9, 10의 어느 것도 AlMg 층에 대해서는 Al의 (111)면의 피크만 관측되고, Al 합금층은 (111)축이 기판에 대하여 수직 방향으로 배향한 배향막으로 되어있는 것이 확인되었다. 다만, AlMg 층이 제 1과 제 3 층의 2층이므로, 하지층 및 제 1 층의 2층 샘플을 별도 동일 성막 조건으로 제작하여 그 배향성을 확인하였다. 비교예 7, 8에 대해서는 특정한 결정면에서의 피크는 관측되지 않고, 배향막이 아니라 무배향인 다결정막인 것을 확인하고 있다. 실시의 형태 4에서 이용한 필터의 구성 및 설계는 발명의 실시의 형태 3과 마찬가지이다. 전극은 모두 Ar+이온에 의한 이온 밀링법에 의해서 패턴 형성하였다. 이온 밀링법은 스퍼터링에 의해서 물리적으로 패턴 형성하기 위해서 스퍼터링된 원자의 일부는 전극 측벽에 부착되고, 패턴 형성과 동시에 확산 방지층이 형성된다. 다만, 전극 측벽을 완전히 덮을 수 없어, 확산 방지층은 기판 바닥부에까지 형성되지 않는다.
표 7에 나타낸 각 전극을 갖는 각 SAW 필터의 추정 수명을 표 8에 나타낸다. 또한, 표 8에는 각 전극막의 제 1 층의 AlMg 층의 결정 입경도 함께 나타낸다.
(표 8)
표 8로부터 알 수 있듯이, 실시예 13 내지 18의 전극을 이용한 SAW 필터는, 목표로 하는 추정 수명 5만 시간을 초과하고 있는 데 비하여, 비교예 7 내지 10의 필터에서는 5만 시간 이하였다. 또한 각 전극막의 제 1 층의 AlMg 층의 결정 입경은 어떤 전극도 거의 층 두께와 같은 정도였다. 실시예 13, 실시예 14, 및 비교예에 있어서는 시험 후, 전극이 열화한 부분 이외에도 빗형 전극 측벽에 사이드 힐록이 형성되어 있는 것이 관찰되었다. 이 사이드 힐록은 전극의 측벽에 마련된 제 1 금속층의 Al 원자의 입계 확산을 방지하기 위한 확산 방지층과 기판의 사이에서 발생하고 있었다. 실시예 15 내지 실시예 18에 대해서는 전극이 열화한 부분 이외에 전극의 열화가 관측되지 않았다. 따라서 확산 방지층이 하지층의 일부 또는 기판 단부 측벽의 일부까지 덮고 또한 제 1 금속층을 완전히 덮고 있었기 때문에, 전극 측벽에의 Al 원자의 입계 확산이 억제되어 있었다고 생각된다. 또한 제 2 금속층에 Cu를 이용한 필터는 Ti를 이용한 것에 비하여, 내전력성이 향상되어 있다. Cu는 Al의 자기 확산 계수보다도 Al에 대한 확산 계수가 큰 금속이기 때문에, 장치제작 공정 중 가열 공정에서 제 2 층의 입계에 Cu가 확산하여, Al 원자의 입계 확산 경로가 Cu 원자에 의해 막힐 수 있다. 그 때문에 기판에 수평 방향의 Al 원자의 입계 확산에 대해서도 억제된 것으로 생각된다. Cu는 Al 중에 확산되기 쉬울 뿐만 아니라, Al과의 사이에서 간단히 금속간 화합물을 형성하고, 또한 제 2 층 입경도 크게 성장되기 쉽다. 그 때문에, 공정 중의 온도 변화나 Cu 층의 막 두께 등으로 Al 원자 억제 효과가 크게 변하고, 또한 전극막의 저항값도 오르기 쉽고, 필터의 내전력성, 필터 특성과 함께 편차가 약간 많았다. 따라서 Al의 자기 확산 계수보다도 Al에 대한 확산 계수가 큰 금속을 이용한 제 2 층은 내전력성에의 효과는 크지만, 각각의 필터에 층 두께의 최적값이 있고, 공정의 관리 특히, 가열 공정의 관리가 필요하다. 특히 Al 또는 Al을 주체로 한 금속의 제 1 층의 층 두께가 200㎚ 이하일 경우, Cu의 제 2 층의 층 두께는 20㎚ 이하, 바람직하게는 10㎚ 이하인 것이 바람직하다. 또한, 공정 중의 가열 공정에 대해서는 250℃ 이하, 바람직하게는 200℃ 이하의 온도가 바람직하다. Al의 자기 확산 계수보다도 Al에 대한 확산 계수가 작은 금속을 이용한 제 2 층은, Al 또는 Al을 주체로 한 금속의 제 1 층의 Al 원자의 기판에 대한 수평 방향으로의 입계 확산에 대한 억제 효과는 그다지 기대할 수 없지만, 필터의 내전력성 및 특성은 안정하였다. 이들 결과로부터 Al 또는 Al을 주체로 한 금속의 제 1 층으로부터의 Al 원자의 기판에 대하여 수평 방향으로의 입계 확산을 억제하는 확산 억제층은, 제 1 층의 측벽을 완전히 피복하는 것이 효과적이다. 그 확산 억제층을 형성하는 방법은 패턴 형성을 스퍼터 에칭에 의해 실행하고 또한 하지층을 마련하든지 또는 기판을 깎아 단부를 형성하는 것이효과적이다. 또한 이 방법에 의해서 전극 측벽에 형성된 확산 억제층은 자연 Al 또는 Al을 주체로 한 제 1 금속층과 하지층 또는 기판의 재료와의 합금층 또는 적층막이 되어 내마이그레이션 특성이 좋다.
(실시의 형태 5)
도 24 내지 도 26은 실시의 형태 5에 있어서의 실시예 19 내지 23의 탄성 표면파(SAW) 필터의 주요부인 전극의 단면도이다. 도 27은 비교예 11의 SAW 필터의 전극의 단면도이다.
실시예 19, 20의 전극(312)은, 도 24에 도시하는 바와 같이, 기판(1)의 단부(7)의 최상부에 형성되어 있고, 막 두께가 200㎚인 제 1 금속층(4)과, 제 1 금속층의 Al 원자의 기판에 대하여 수직 방향의 입계 확산을 방지하는 제 2 층(5)과, 전극(312)의 막 두께를 조절하는 제 3 층(6)을 갖는다. 또한 전극 패턴 형성 후에, 실시예 19에서는 두께 100㎚인 질화규소, 실시예 20에서는 두께 100㎚인 산화규소에 의한 보호막(9)이 전극(312) 상에 형성된다. 전자 현미경에 의한 관찰 결과, 도 24에 나타내는 바와 같이, 보호막은 기판 단부의 빗형 전극과 전극 사이의 기판 바닥부의 경계 부분에서 충분히 막이 형성되어 있지 않아 불연속으로 되어 있었다.
실시예 21, 22의 전극(322)은, 도 25에 도시하는 바와 같이, 기판(1)으로부터 순서대로 적층된 하지층(3)과, 막 두께가 200㎚인 제 1 금속층(4)과, 제 1 금속층의 Al 원자 기판에 대하여 수직 방향의 입계 확산을 방지하는 제 2 층(5)과, 전극(322)의 막 두께를 조절하는 제 3 층(6)을 갖는다. 전극(322) 형성 후, 실시예 21에서는 두께 100㎚인 질화규소, 실시예 22에서는 두께 100㎚인 산화규소에 의한 보호막(9)이 전극(322) 상에 형성된다. 전자 현미경에 의한 관찰에서는, 도 25에 나타내는 바와 같이, 보호막(9)은 하지층(3)과 기판(1) 바닥부의 경계 부분에서 충분히 막이 형성되어 있지 않아 불연속으로 되어 있었다.
실시예 23의 전극(332)은, 도 26에 도시하는 바와 같이, 기판(1)으로부터 순서대로 적층된 하지층(3)과, 막 두께가 200㎚인 제 1 금속층(4)과, 제 1 금속층의 Al 원자의 기판에 대하여 수직 방향의 입계 확산을 방지하는 제 2 층(5)과, 전극(332)의 막 두께를 조절하는 제 3 층(6)을 갖는다. 전극(332) 형성 후, 두께 50㎚인 질화규소(9a)와 두께 50㎚인 산화규소(9b)가 전극(332) 상에 형성된다. 전자 현미경에 의한 관찰에서는, 도 26에 나타내는 바와 같이, 보호막(9a, 9b)은 하지층(3)과 기판(1) 바닥부의 경계 부분에서 충분히 막이 형성되어 있지 않아 불연속으로 되어 있었다.
비교예 11의 전극(342)은, 도 27에 도시하는 바와 같이, 막 두께가 200㎚인 제 1 금속층(4)과, 제 1 금속층의 Al 원자의 기판에 대하여 수직 방향의 입계 확산을 방지하는 제 2 층(5)과, 전극(342)의 막 두께를 조절하는 제 3 층(6)을 갖는다. 전극의 형성 후, 두께 100㎚인 질화규소에 의한 보호막(9)이 전극(342) 상에 형성된다. 전자 현미경에 의한 관찰에서는, 도 27에 나타내는 바와 같이, 보호막(9)은 전극(342)과 기판(1) 바닥부의 경계 부분에서 충분히 형성되어 있지 않아 불연속으로 되어 있었다.
실시예 19 내지 23 및 비교예 11의 전극의 각 층의 재료 및 막 두께, 성막 방법을 표 9에 나타낸다.
(표 9)
표 9에 도시하는 바와 같이, 실시예 5에 있어서의 Al 또는 Al을 주체로 한 금속으로는 AlMg 합금을 이용하였다. 하지층(3) 및 제 2 층(5)에 대해서는 Ti를 이용하였다. 이들 층은 이온 빔스퍼터 및 DC 마그네트론 스퍼터 중 어느 하나에 의해 성막하였다. 이들 전극막의 성막 후의 X선 회절의 θ-2θ법에 따르면, 각 전극의 배향성에 대하여, 실시예 19 내지 23, 비교예 11의 어느 쪽도 AlMg 층에 대해서는 Al의 (111)면의 피크만 관측되고, Al 합금층은 (111)축이 기판에 대하여 수직 방향으로 배향한 배향막으로 되어있는 것이 확인되었다. 다만, 모든 샘플에 대하여 AlMg 층이 제 1과 제 3 층의 2층이기 때문에, 제 1 층 또는 하지층 및 제 1 층의 샘플을 별도 동일 성막 조건으로 제작하여 그 배향성을 확인하였다. 실시의 형태 5에 있어서 이용한 필터의 구성은 실시의 형태 1과 같다. 설계 막 두께 480㎚인 Al 전극을 가질 때에 중심 주파수가 거의 800MHz인 필터를 이용하였다. 전극은 포토리소그래피 및 건식 에칭법에 의해서 형성하였다. 전극의 형성 후에 보호막을 형성하고, 그 후 전극의 전기적 접속을 행하는 부분의 보호막을 에칭에 의해 제거한다. 그리고 공진자를 알루미나 기판 상에 페이스다운 실장하였다. 실시의 형태 5에 있어서는 필터는 기밀하게 밀봉되어 있지 않다. 실시의 형태 5에 있어서도, 필터의 내전력성을 실시의 형태 1과 마찬가지로 평가하였다. 필터는 보호막이 형성되어 있지만, 표면이 대기에 노출된 상황에서 평가되었다. 표 9에 나타낸 각 전극을 갖는 각 SAW 필터의 추정 수명을 표 10에 나타낸다. 표 10에는 각 전극막의 제 1 층의 AlMg 층의 결정 입경도 함께 나타낸다.
(표 10)
표 10으로부터 알 수 있듯이, 실시예 13 내지 18의 전극을 이용한 SAW 필터는, 목표로 하는 추정 수명 5만 시간을 초과하고 있는데 비하여, 비교예 7 내지 10의 필터에 있어서는 5만 시간 이하였다. 또한, 각 전극막의 제 1 층인 AlMg 층의 결정 입경은 어떤 전극도 거의 층 두께와 같은 정도였다. 실시예 19와 20을 비교, 또한 실시예 21과 22를 비교한 경우, 질화규소의 보호막을 갖는 필터는 산화규소의보호막을 갖는 필터에 비하여 내전력성이 향상하는 것을 안다. 질화규소의 보호막에서는 그 형성 전에 비하여 형성 후의 필터의 전기적 특성에 약간의 열화가 관찰되었다. 산화규소의 보호막에서는 그 형성 전후에 있어서 필터의 전기적 특성에 변화는 없었다. 질화규소와 산화규소로 적층한 보호막을 갖는 실시예 23의 필터에 대해서도 보호막 형성 전후에 있어서 전기적 특성에 변화는 없고, 또한 내전력성에 대해서도 질화규소를 단독으로 이용한 경우와 마찬가지의 향상을 발견하였다. 비교예 11의 필터는 실시 4의 실시예 13과 거의 같은 전극 구성을 갖고 내전력성에 우수한 구조임에도 불구하고 추정 수명은 320시간으로 짧다. 이것은 실시의 형태 5에 있어서는 기밀하게 밀봉하지 않고 있기 때문이라고 생각된다. 실시예 19 내지 23의 필터에 대해서는 기밀하게 밀봉을 한 것으로 거의 동등한 내전력성을 나타내고 있다. 이것으로부터, 비교예 11의 필터는 Al 또는 Al을 주체로 한 금속의 제 1 층이 완전히 보호막에 덮여지지 않고 일부가 노출되어 있는 것이 원인으로 수명이 짧아진다고 생각된다. 보호막의 막 두께가 얇은 전극의 전극 사이에서는, 전극과 기판 바닥부의 경계에서 도 25 내지 27에 나타내는 바와 같은 보호막의 불연속 부분이 형성되기 쉽다. 불연속 부분이 형성된 경우, 실시예 5와 같이 기판에 단부를 마련하거나 또는 내습성에 우수한 금속의 하지층을 이용하는 것이 필터의 수명을 연장시키는데 유효하다는 것을 안다.
보호막은 전극의 Al 원자의 마이그레이션에 의해 발생하는 힐록의 발생을 억제하여, 내전력성을 개선함과 동시에, 전극 사이의 쇼트를 방지하고 또한 내습성을 향상시킨다.
또 실시예 5에 있어서는 내전력성과 보호막에 의한 내습성의 양립을 목적으로 하는 전극 구조를 설명하였다. 기판에 단부를 마련하거나 또는 하지층으로서 내습성에 우수한 하지층을 마련한 전극에 대하여 보호막을 형성하는 것은 필터의 장수명화에 효과적이다.
실시의 형태 1 내지 5는 어디까지나 어떤 특정한 필터로 전극의 구조를 설명하였다. 각각의 막 구성이나 막 두께, 재료 등은 이것에 한정되는 것은 아니다. 특히 Al 또는 Al을 주체로 하는 층의 층 두께는, SAW 필터의 전극 폭 L의 대하여 0.01L 이하로 하는 것이 바람직하다. 이것에 의해 충분히 도체 가루가 미세화되어 탄성 표면파의 전파에 의해서 전극으로 받는 응력을 충분히 분산시킬 수 있다.
본 발명은 탄성 표면파의 전파에 따른 응력에 대하여 내성의 향상한 탄성 표면파 필터와 그 제조 방법을 제공한다.

Claims (32)

  1. 기판과,
    상기 기판 상에 마련되어, 상기 기판에 대하여 일정한 방향으로 배향한 배향막으로 막 두께가 200㎚ 이하인 제 1 층을 갖는 전극을 구비한 탄성 표면파(SAW) 필터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 층은 Al을 포함하는 금속으로 이루어지는 SAW 필터.
  3. 제 2 항에 있어서,
    Al을 포함하는 상기 금속은 Al 단체 또는 Al에 Mg와 Zr과 Cu와 Sc와 Ti와 Ta 중의 적어도 하나를 포함하는 합금인 SAW 필터.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 전극은 상기 제 1 층상에 마련된, 상기 제 1 층의 입계 확산을 방지하는 제 2 층을 더 가진 SAW 필터.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 전극은 상기 제 2 층상에 마련된, 상기 전극의 막 두께를 조정하기 위한 제 3 층을 더 가진 SAW 필터.
  6. 제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전극 상에 마련된 입계 확산 방지층을 더 구비한 SAW 필터.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 입계 확산 방지층은, Al의 자기 확산 계수보다도 Al에 대한 확산 계수가 작은 금속을 포함하는 재료로 이루어지는 SAW 필터.
  8. 제 7 항에 있어서,
    Al의 자기 확산 계수보다도 Al에 대한 확산 계수가 작은 상기 금속은 Ti와 Ta와 W와 Cr 중 하나인 SAW 필터.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 입계 확산 방지층은, Al의 자기 확산 계수보다도 Al에 대한 확산 계수가 큰 금속을 포함하는 재료로 이루어지는 SAW 필터.
  10. 제 9 항에 있어서,
    Al의 자기 확산 계수보다도 Al에 대한 확산 계수가 큰 상기 금속은 Cr과 Pd와 Mg 중의 하나인 SAW 필터.
  11. 제 2 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전극의 측벽에 마련된, Al 원자 확산 방지층을 더 구비한 SAW 필터.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 Al 원자 확산 방지층은 상기 제 1 층의 측벽을 덮는 SAW 필터.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전극의 일부를 적어도 덮는 보호막을 더 구비한 SAW 필터.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 보호막이 질화규소로 이루어진 SAW 필터.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 보호막이 질화규소와 산화규소의 적층막으로 이루어진 SAW 필터.
  16. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판은 단부(段部)를 갖고,
    상기 전극은 상기 단부의 최상부(頂部)에 마련된 SAW 필터.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 전극의 측벽에 마련된, Al 원자 확산 방지층을 더 구비한 SAW 필터.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 Al 원자 확산 방지층은 상기 제 1 층의 측벽을 덮는 SAW 필터.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 Al 원자 확산 방지층은 상기 단부의 측벽의 일부를 적어도 덮는 SAW 필터.
  20. 제 16 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전극의 일부를 적어도 덮는 보호막을 더 구비한 SAW 필터.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 보호막은 상기 단부의 측벽의 일부를 적어도 덮는 SAW 필터.
  22. 제 20 항 또는 제 21 항에 있어서,
    상기 보호막이 질화규소로 이루어지는 SAW 필터.
  23. 제 20 항 또는 제 21 항에 있어서,
    상기 보호막이 질화규소와 산화규소의 적층막으로 이루어지는 SAW 필터.
  24. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전극은 상기 기판과 상기 제 1 층 사이에 마련된 하지층을 더 갖는 SAW 필터.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 전극의 측벽에 마련된, Al 원자 확산 방지층을 더 구비한 SAW 필터.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 Al 원자 확산 방지층은 상기 제 1 층의 측벽을 덮는 SAW 필터.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 Al 원자 확산 방지층은 상기 하지층의 측벽의 일부를 적어도 덮는 SAW필터.
  28. 제 24 항 내지 제 27 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전극의 일부를 적어도 덮는 보호막을 더 구비한 SAW 필터.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 보호막은 상기 하지층의 측벽의 일부를 적어도 덮는 SAW 필터.
  30. 제 28 항 또는 제 29 항에 있어서,
    상기 보호막이 질화규소로 이루어지는 SAW 필터.
  31. 제 28 항 또는 제 29 항에 있어서,
    상기 보호막이 질화규소와 산화규소의 적층막으로 이루어지는 SAW 필터.
  32. Al을 포함하는 금속층을 갖는 전극을 기판 상에 형성하는 공정과,
    상기 전극과 동시에 Al 확산 방지층의 적어도 일부를 스퍼터 에칭에 의해 상기 전극의 측벽에 형성하는 공정
    을 포함하는 탄성 표면파 필터의 제조 방법.
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Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7148610B2 (en) * 2002-02-01 2006-12-12 Oc Oerlikon Balzers Ag Surface acoustic wave device having improved performance and method of making the device
JP3646116B2 (ja) * 2003-07-17 2005-05-11 Tdk株式会社 表面弾性波素子、表面弾性波装置、表面弾性波デュプレクサ、及び表面弾性波素子の製造方法
JP2005117151A (ja) * 2003-10-03 2005-04-28 Murata Mfg Co Ltd 弾性表面波装置の製造方法及び弾性表面波装置
CN100563100C (zh) * 2004-03-02 2009-11-25 株式会社村田制作所 表面声波装置
JP4359551B2 (ja) 2004-10-08 2009-11-04 アルプス電気株式会社 弾性表面波素子の製造方法
WO2006046545A1 (ja) * 2004-10-26 2006-05-04 Kyocera Corporation 弾性表面波素子及び通信装置
DE102004058016B4 (de) 2004-12-01 2014-10-09 Epcos Ag Mit akustischen Oberflächenwellen arbeitendes Bauelement mit hoher Bandbreite
GB0512836D0 (en) * 2005-06-21 2005-08-03 Jha Animesh Inert alloy anodes for aluminium electrolysis cell using molten salt bath confidential
DE102009021508B4 (de) * 2009-05-15 2014-05-22 Epcos Ag Elektrode mit verbesserter Leistungsfestigkeit
DE102012202727B4 (de) * 2012-02-22 2015-07-02 Vectron International Gmbh Verfahren zur Verbindung eines ersten elektronischen Bauelements mit einem zweiten Bauelement
US9331667B2 (en) * 2014-07-21 2016-05-03 Triquint Semiconductor, Inc. Methods, systems, and apparatuses for temperature compensated surface acoustic wave device
JP2017522822A (ja) * 2014-07-28 2017-08-10 スカイワークスフィルターソリューションズジャパン株式会社 弾性波素子、アンテナデュプレクサ、モジュール及びこれらを使用する電子機器
US9634644B2 (en) 2014-07-28 2017-04-25 Skyworks Filter Solutions Japan Co., Ltd. Acoustic wave elements and antenna duplexers, and modules and electronic devices using same
US9973169B2 (en) * 2015-10-01 2018-05-15 Qorvo Us, Inc. Surface acoustic wave filter with a cap layer for improved reliability
CN113348625B (zh) 2019-01-31 2024-02-23 株式会社村田制作所 弹性波装置及多工器
CN111641399A (zh) * 2020-06-01 2020-09-08 中国电子科技集团公司第二十六研究所 一种设置有SiO2钝化层的RF滤波器
WO2023136293A1 (ja) * 2022-01-13 2023-07-20 株式会社村田製作所 弾性波装置
CN114592172A (zh) * 2022-03-10 2022-06-07 广东广纳芯科技有限公司 声表面波滤波器的叉指电极及其制备方法、以及声表面波滤波器

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62272610A (ja) * 1986-05-21 1987-11-26 Hitachi Ltd 弾性表面波素子
JP2936228B2 (ja) 1989-06-13 1999-08-23 株式会社村田製作所 弾性表面波フィルタ
US5162690A (en) * 1989-04-14 1992-11-10 Murata Manufacturing Co., Ltd. Surface acoustic wave device
JP3379049B2 (ja) * 1993-10-27 2003-02-17 富士通株式会社 表面弾性波素子とその製造方法
WO1996004713A1 (fr) * 1994-08-05 1996-02-15 Japan Energy Corporation Dispositif a ondes acoustiques de surface et procede de production
US5494854A (en) * 1994-08-17 1996-02-27 Texas Instruments Incorporated Enhancement in throughput and planarity during CMP using a dielectric stack containing HDP-SiO2 films
JPH0897671A (ja) * 1994-09-27 1996-04-12 Oki Electric Ind Co Ltd 弾性表面波装置
JPH0969748A (ja) * 1995-09-01 1997-03-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd Sawデバイスおよびその製造方法
JPH09172351A (ja) * 1995-10-16 1997-06-30 Japan Energy Corp 弾性表面波装置及びその製造方法
JPH09223944A (ja) * 1995-12-13 1997-08-26 Fujitsu Ltd 弾性表面波素子及びその製造方法
JPH09199976A (ja) * 1996-01-18 1997-07-31 Hitachi Ltd 弾性表面波素子電極
JPH10247835A (ja) * 1997-03-03 1998-09-14 Kokusai Electric Co Ltd ラブ波型弾性表面波デバイス
JPH10256862A (ja) 1997-03-14 1998-09-25 Tdk Corp 弾性表面波装置
WO1999005788A1 (fr) 1997-07-28 1999-02-04 Kabushiki Kaisha Toshiba Dispositif de traitement d'ondes acoustiques de surface et son procede de fabrication
WO1999016168A1 (fr) * 1997-09-22 1999-04-01 Tdk Corporation Appareil a ondes acoustiques de surface et procede de fabrication de cet appareil
JP3659455B2 (ja) * 1997-12-01 2005-06-15 京セラ株式会社 弾性表面波装置
DE19758195C2 (de) * 1997-12-30 2000-05-18 Siemens Ag Oberflächenwellen- (SAW-)Bauelement auf insbesondere Lithiumtantalat- oder -niobat-Substrat
KR100507784B1 (ko) * 1998-04-21 2005-08-17 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤 탄성표면파 디바이스와 그 제조방법 및 이것을 사용한이동통신기기
US6259185B1 (en) * 1998-12-02 2001-07-10 Cts Corporation Metallization for high power handling in a surface acoustic wave device and method for providing same
JP3846221B2 (ja) * 2000-07-14 2006-11-15 株式会社村田製作所 弾性表面波素子
JP3521864B2 (ja) * 2000-10-26 2004-04-26 株式会社村田製作所 弾性表面波素子
JP3445971B2 (ja) * 2000-12-14 2003-09-16 富士通株式会社 弾性表面波素子

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