JPH0746074A - 弾性表面波装置及びその製造方法 - Google Patents
弾性表面波装置及びその製造方法Info
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- JPH0746074A JPH0746074A JP20356793A JP20356793A JPH0746074A JP H0746074 A JPH0746074 A JP H0746074A JP 20356793 A JP20356793 A JP 20356793A JP 20356793 A JP20356793 A JP 20356793A JP H0746074 A JPH0746074 A JP H0746074A
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Landscapes
- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 Yカット水晶基板を用いた弾性表面波装置に
おいて、基板上にエピタキシャル成長させたAl電極の
ストレスマイグレーション耐性を向上させる。 【構成】 Yカット水晶基板を弗酸を含む水溶液で洗浄
した後、該基板上にAl電極としての(111)エピタ
キシャル膜をエピタキシャル成長させる。 【効果】 装置の寿命を飛躍的に向上でき、さらに特性
の経時変化が従来の多結晶膜の電極に比べて小さくでき
る。
おいて、基板上にエピタキシャル成長させたAl電極の
ストレスマイグレーション耐性を向上させる。 【構成】 Yカット水晶基板を弗酸を含む水溶液で洗浄
した後、該基板上にAl電極としての(111)エピタ
キシャル膜をエピタキシャル成長させる。 【効果】 装置の寿命を飛躍的に向上でき、さらに特性
の経時変化が従来の多結晶膜の電極に比べて小さくでき
る。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、水晶基板上にAl電極
を設けた弾性表面波装置及びその製造方法に関する。
を設けた弾性表面波装置及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】弾性表面波装置は、圧電性を有する基板
上に、Alのすだれ状電極やグレーティング電極が形成
されている。Alは比重が小さい,加工が容易,抵抗率
が高い等の利点を有するため、電極として用いられてい
る。このAl電極は、スパッタリングや真空蒸着によっ
て、水晶基板上に形成される。また、基板表面の汚染を
取り除くため、有機溶剤による超音波洗浄,酸洗浄酸
素,プラズマ処理などが行われていた。
上に、Alのすだれ状電極やグレーティング電極が形成
されている。Alは比重が小さい,加工が容易,抵抗率
が高い等の利点を有するため、電極として用いられてい
る。このAl電極は、スパッタリングや真空蒸着によっ
て、水晶基板上に形成される。また、基板表面の汚染を
取り除くため、有機溶剤による超音波洗浄,酸洗浄酸
素,プラズマ処理などが行われていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の弾性表面波素子
は、Al電極は、(311)エピタキシャル膜であった
(例えば、特開平3−48511号公報を参照)。Al
電極としてエピタキシャル膜を用いることにより、スト
レスマイグレーションと呼ばれる電極劣化現象を抑制す
ることができる。しかし、真空蒸着によって(311)
エピタキシャル膜を成長させる場合、基板温度及び蒸着
速度を最適にしなければ、再現性良くエピタキシャル成
長させることが困難であった。
は、Al電極は、(311)エピタキシャル膜であった
(例えば、特開平3−48511号公報を参照)。Al
電極としてエピタキシャル膜を用いることにより、スト
レスマイグレーションと呼ばれる電極劣化現象を抑制す
ることができる。しかし、真空蒸着によって(311)
エピタキシャル膜を成長させる場合、基板温度及び蒸着
速度を最適にしなければ、再現性良くエピタキシャル成
長させることが困難であった。
【0004】本発明の目的は、従来の電極より結晶性の
優れた電極を形成することにより、長寿命の素子を提供
するとともに、広い基板温度や成膜速度で再現性良くA
l膜をエピタキシャル成長させる製造方法を提供するこ
とにある。
優れた電極を形成することにより、長寿命の素子を提供
するとともに、広い基板温度や成膜速度で再現性良くA
l膜をエピタキシャル成長させる製造方法を提供するこ
とにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係る弾性表面波装置は、Yカット水晶基板
にAl電極を有する弾性表面波装置であって、Yカット
水晶基板は、圧電性を有する水晶基板であり、Al電極
は、Yカット水晶基板上にエピタキシャル成長したアル
ミニウム膜からなる電極であり、アルミニウム膜は、基
板のSiO2の(101)面に平行な関係でエピタキシ
ャル成長した(111)エピタキシャル膜である。
め、本発明に係る弾性表面波装置は、Yカット水晶基板
にAl電極を有する弾性表面波装置であって、Yカット
水晶基板は、圧電性を有する水晶基板であり、Al電極
は、Yカット水晶基板上にエピタキシャル成長したアル
ミニウム膜からなる電極であり、アルミニウム膜は、基
板のSiO2の(101)面に平行な関係でエピタキシ
ャル成長した(111)エピタキシャル膜である。
【0006】また、Yカット水晶基板のカット角は、3
5度〜41度の範囲である。
5度〜41度の範囲である。
【0007】本発明に係る弾性表面波装置の製造方法
は、水晶基板を洗浄した後、該基板上に、電極としての
アルミニウム膜をエピタキシャル成長させる弾性表面波
装置の製造方法であって、水晶基板の洗浄処理は、洗浄
液として、弗酸を含む水溶液を用いて、水晶基板を洗浄
するものである。
は、水晶基板を洗浄した後、該基板上に、電極としての
アルミニウム膜をエピタキシャル成長させる弾性表面波
装置の製造方法であって、水晶基板の洗浄処理は、洗浄
液として、弗酸を含む水溶液を用いて、水晶基板を洗浄
するものである。
【0008】
【作用】本発明では、エピタキシャル電極を用いている
ため、ストレスマイグレーション耐性が多結晶電極の場
合に比べて大幅に向上する。また弗酸を含む溶液で基板
を洗浄することにより、上記エピタキシャル膜を再現性
良く、かつ広い成膜温度や成膜速度にわたり成長させる
ことができる。弗酸を含む水溶液で洗浄することによっ
て上記の作用が生じるのは、弗酸により表面の非晶質相
がエッチングされると共に表面のSi原子がF原子と結
合し、不動態化されるためと考えられる。
ため、ストレスマイグレーション耐性が多結晶電極の場
合に比べて大幅に向上する。また弗酸を含む溶液で基板
を洗浄することにより、上記エピタキシャル膜を再現性
良く、かつ広い成膜温度や成膜速度にわたり成長させる
ことができる。弗酸を含む水溶液で洗浄することによっ
て上記の作用が生じるのは、弗酸により表面の非晶質相
がエッチングされると共に表面のSi原子がF原子と結
合し、不動態化されるためと考えられる。
【0009】
【実施例】以下、本発明の実施例を添付図を用いて詳述
する。圧電基板としては、38度Yカット水晶基板を用
いた。なおYカット水晶基板のカット角は35度から4
1度の範囲であることが望ましい。基板は、1%弗酸水
溶液で洗浄した。この基板上に厚さ70nmのアルミニ
ウム膜を電子ビーム蒸着によって形成した。このアルミ
ニウム膜の(111)面が基板表面のSiO2の(11
1)面に平行な関係でエピタキシャル成長していること
を図1の電子線回折像により確認した。尚、スパッタリ
ングによりAl膜を形成した場合も同様の結果が得られ
た。図1に示したように回折パターンが観測される。酸
素プラズマ処理後にAlを蒸着して形成されるランダム
に配向した多結晶膜では、このようなパターンは得られ
ない。このアルミニウム膜をフォトリソグラフィーとエ
ッチングによって加工して、ピーク周波数674MHz
のSAWレゾネータを作成した。耐入力性の評価は、図
2のようなシステムによって行った。発振機1の出力信
号をパワーアンプ2によって37dBmに増幅し、パワ
ーアンプ2の出力をSAWレゾネータ3に入力する。S
AWレゾネータ3からの出力をパッド4に入力し、その
出力を20dBm減衰して周波数アナライザー5に入力
する。パッド4に接続された周波数アナライザー5によ
って周波数特性を監視し、SAWレゾネータ3のピーク
周波数の変動を監視した。共振周波数の変化量を共振周
波数で割った値が±100ppmとなった時点を故障と
した。またSAWレゾネータ3は、恒温槽6に収納され
ており、恒温槽6の温度は、80度とした。多結晶アル
ミニウム電極の寿命は、0.1時間であったが、エピタ
キシャル成長電極の寿命は、1000時間以上であっ
た。アルミニウム電極としてエピタキシャル成長電極を
用いることで飛躍的に長寿命となっていることが確認さ
れた。
する。圧電基板としては、38度Yカット水晶基板を用
いた。なおYカット水晶基板のカット角は35度から4
1度の範囲であることが望ましい。基板は、1%弗酸水
溶液で洗浄した。この基板上に厚さ70nmのアルミニ
ウム膜を電子ビーム蒸着によって形成した。このアルミ
ニウム膜の(111)面が基板表面のSiO2の(11
1)面に平行な関係でエピタキシャル成長していること
を図1の電子線回折像により確認した。尚、スパッタリ
ングによりAl膜を形成した場合も同様の結果が得られ
た。図1に示したように回折パターンが観測される。酸
素プラズマ処理後にAlを蒸着して形成されるランダム
に配向した多結晶膜では、このようなパターンは得られ
ない。このアルミニウム膜をフォトリソグラフィーとエ
ッチングによって加工して、ピーク周波数674MHz
のSAWレゾネータを作成した。耐入力性の評価は、図
2のようなシステムによって行った。発振機1の出力信
号をパワーアンプ2によって37dBmに増幅し、パワ
ーアンプ2の出力をSAWレゾネータ3に入力する。S
AWレゾネータ3からの出力をパッド4に入力し、その
出力を20dBm減衰して周波数アナライザー5に入力
する。パッド4に接続された周波数アナライザー5によ
って周波数特性を監視し、SAWレゾネータ3のピーク
周波数の変動を監視した。共振周波数の変化量を共振周
波数で割った値が±100ppmとなった時点を故障と
した。またSAWレゾネータ3は、恒温槽6に収納され
ており、恒温槽6の温度は、80度とした。多結晶アル
ミニウム電極の寿命は、0.1時間であったが、エピタ
キシャル成長電極の寿命は、1000時間以上であっ
た。アルミニウム電極としてエピタキシャル成長電極を
用いることで飛躍的に長寿命となっていることが確認さ
れた。
【0010】本発明の方法によって、弗酸を含む溶液で
洗浄した圧電性水晶基板に、基板温度を室温から180
℃,蒸着速度を0.5nm/sから5nm/sと変化さ
せて蒸着した。いずれも(111)膜がエピタキシャル
成長した。さらに洗浄後の5分以内に真空装置にセット
した場合と、2日間大気中に放置した後に真空装置にセ
ットした場合とのいずれにおいても、Alは、水晶基板
上にエピタキシャル成長した。このように広い基板温
度、及び、蒸着速度でエピタキシャル成長できるのは、
表面のSi原子がF原子と結合し不動態化していること
によると考えられる。従って、真空チャンバー中で気相
HF,窒素プラズマあるいは窒素ラジカル等による処理
を行った場合も、同様の効果が期待できる。
洗浄した圧電性水晶基板に、基板温度を室温から180
℃,蒸着速度を0.5nm/sから5nm/sと変化さ
せて蒸着した。いずれも(111)膜がエピタキシャル
成長した。さらに洗浄後の5分以内に真空装置にセット
した場合と、2日間大気中に放置した後に真空装置にセ
ットした場合とのいずれにおいても、Alは、水晶基板
上にエピタキシャル成長した。このように広い基板温
度、及び、蒸着速度でエピタキシャル成長できるのは、
表面のSi原子がF原子と結合し不動態化していること
によると考えられる。従って、真空チャンバー中で気相
HF,窒素プラズマあるいは窒素ラジカル等による処理
を行った場合も、同様の効果が期待できる。
【0011】
【発明の効果】上述のように本発明によれば、高周波の
大電力を入力した際もストレスマイグレーションによる
挿入損失の劣化,Qの低下,電極の短絡を抑制できる。
また基板を、弗酸を含む溶液で洗浄することにより、エ
ピタキシャル膜を再現性良く成長でき、従って本発明を
用いることにより、信頼性の高い弾性表面波装置を高歩
留りで製造することができる。
大電力を入力した際もストレスマイグレーションによる
挿入損失の劣化,Qの低下,電極の短絡を抑制できる。
また基板を、弗酸を含む溶液で洗浄することにより、エ
ピタキシャル膜を再現性良く成長でき、従って本発明を
用いることにより、信頼性の高い弾性表面波装置を高歩
留りで製造することができる。
【図1】本発明において水晶基板上にエピタキシャル成
長したAl電極の結晶構造を電子線回折像により示した
写真である。
長したAl電極の結晶構造を電子線回折像により示した
写真である。
【図2】本発明に係る弾性表面波装置を用いて構成した
SAWレゾネータの耐入力信頼性評価を行う信頼性評価
システムを示す概略図である。
SAWレゾネータの耐入力信頼性評価を行う信頼性評価
システムを示す概略図である。
1 発振機 2 アンプ 3 SAWレゾネータ 4 パッド 5 周波数アナライザー 6 恒温槽
Claims (3)
- 【請求項1】 Yカット水晶基板にAl電極を有する弾
性表面波装置であって、 Yカット水晶基板は、圧電性を有する水晶基板であり、 Al電極は、Yカット水晶基板上にエピタキシャル成長
したアルミニウム膜からなる電極であり、 アルミニウム膜は、基板のSiO2の(101)面に平
行な関係でエピタキシャル成長した(111)エピタキ
シャル膜であることを特徴とする弾性表面波装置。 - 【請求項2】 Yカット水晶基板のカット角は、35度
〜41度の範囲であることを特徴とする請求項1に記載
の弾性表面波装置。 - 【請求項3】 水晶基板を洗浄した後、該基板上に、電
極としてのアルミニウム膜をエピタキシャル成長させる
弾性表面波装置の製造方法であって、 水晶基板の洗浄処理は、洗浄液として、弗酸を含む水溶
液を用いて、水晶基板を洗浄するものであることを特徴
とする弾性表面波装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20356793A JPH0746074A (ja) | 1993-07-26 | 1993-07-26 | 弾性表面波装置及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20356793A JPH0746074A (ja) | 1993-07-26 | 1993-07-26 | 弾性表面波装置及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0746074A true JPH0746074A (ja) | 1995-02-14 |
Family
ID=16476271
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20356793A Pending JPH0746074A (ja) | 1993-07-26 | 1993-07-26 | 弾性表面波装置及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0746074A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000024123A1 (en) * | 1998-10-16 | 2000-04-27 | Seiko Epson Corporation | Surface acoustic wave device |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0340509A (ja) * | 1989-07-06 | 1991-02-21 | Murata Mfg Co Ltd | バルク波装置 |
| JPH05129264A (ja) * | 1991-11-07 | 1993-05-25 | Hitachi Ltd | 洗浄液および洗浄方法 |
| JPH05183373A (ja) * | 1991-12-30 | 1993-07-23 | Murata Mfg Co Ltd | 弾性表面波素子の電極材料 |
-
1993
- 1993-07-26 JP JP20356793A patent/JPH0746074A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0340509A (ja) * | 1989-07-06 | 1991-02-21 | Murata Mfg Co Ltd | バルク波装置 |
| JPH05129264A (ja) * | 1991-11-07 | 1993-05-25 | Hitachi Ltd | 洗浄液および洗浄方法 |
| JPH05183373A (ja) * | 1991-12-30 | 1993-07-23 | Murata Mfg Co Ltd | 弾性表面波素子の電極材料 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000024123A1 (en) * | 1998-10-16 | 2000-04-27 | Seiko Epson Corporation | Surface acoustic wave device |
| US6339277B1 (en) | 1998-10-16 | 2002-01-15 | Seiko Epson Corporation | Surface acoustic wave device |
| US6566788B2 (en) | 1998-10-16 | 2003-05-20 | Seiko Epson Corporation | Surface acoustic wave device |
| CN1130824C (zh) * | 1998-10-16 | 2003-12-10 | 精工爱普生株式会社 | 弹性表面波元件 |
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