JPH10135767A - 弾性表面波素子及びその製造方法 - Google Patents
弾性表面波素子及びその製造方法Info
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- JPH10135767A JPH10135767A JP8290022A JP29002296A JPH10135767A JP H10135767 A JPH10135767 A JP H10135767A JP 8290022 A JP8290022 A JP 8290022A JP 29002296 A JP29002296 A JP 29002296A JP H10135767 A JPH10135767 A JP H10135767A
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- H—ELECTRICITY
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- H10W72/283—Reinforcing structures, e.g. bump collars
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- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
- Wire Bonding (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 弾性表面波素子の耐電力性を向上させること
を課題とする。 【解決手段】 基板上に、（１）３〜１０重量％のＭｇ
が添加されたＡｌ電極又は（２）３〜１０重量％のＭｇ
が添加されたＡｌからなる第１膜と、ｘ重量％（０＜ｘ
≦５）の他の元素が添加されたＡｌからなる第２膜とを
積層することにより形成された電極を有する弾性表面波
素子により上記課題を解決する。
を課題とする。 【解決手段】 基板上に、（１）３〜１０重量％のＭｇ
が添加されたＡｌ電極又は（２）３〜１０重量％のＭｇ
が添加されたＡｌからなる第１膜と、ｘ重量％（０＜ｘ
≦５）の他の元素が添加されたＡｌからなる第２膜とを
積層することにより形成された電極を有する弾性表面波
素子により上記課題を解決する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、弾性表面波素子及
びその製造方法に関する。更に詳しくは、本発明は、耐
電力性が向上した弾性表面波素子及びその製造方法に関
する。本発明の弾性表面波素子は、例えば自動車電話、
携帯電話等の移動通信端末の弾性表面波素子（共振器、
段間フィルタ、デュプレクサ等）に使用される。
びその製造方法に関する。更に詳しくは、本発明は、耐
電力性が向上した弾性表面波素子及びその製造方法に関
する。本発明の弾性表面波素子は、例えば自動車電話、
携帯電話等の移動通信端末の弾性表面波素子（共振器、
段間フィルタ、デュプレクサ等）に使用される。
【０００２】
【従来の技術】近年、小型で軽量な自動車電話、携帯電
話等の移動通信端末の開発が急速に進められている。こ
の開発に伴い、移動通信端末に使用される部品の小型
化、高性能化が求められている。そのため、高周波（Ｒ
Ｆ）部の小型化に寄与する弾性表面波（ＳＡＷ）素子
（共振子、段間フィルタ、デュプレクサ等）の需要も急
速に伸びている。
話等の移動通信端末の開発が急速に進められている。こ
の開発に伴い、移動通信端末に使用される部品の小型
化、高性能化が求められている。そのため、高周波（Ｒ
Ｆ）部の小型化に寄与する弾性表面波（ＳＡＷ）素子
（共振子、段間フィルタ、デュプレクサ等）の需要も急
速に伸びている。
【０００３】上記デュプレクサの内、アンテナデュプレ
クサは、通常ＲＦ部のフロントエンド部に位置し、高い
耐電力性が必要とされる。しかしながら、従来のＳＡＷ
素子は、耐電力性が十分でなかったので、誘電体フィル
タが使用されていた。ところが、誘電体フィルタは大き
いので、小型化の妨げとなっていた。一方、ＳＡＷ素子
の高周波化に伴って、ＳＡＷ素子を構成する電極が微細
になり、例えば準マイクロ波帯フィルタに使用する場
合、その耐電力性が問題となっていた。
クサは、通常ＲＦ部のフロントエンド部に位置し、高い
耐電力性が必要とされる。しかしながら、従来のＳＡＷ
素子は、耐電力性が十分でなかったので、誘電体フィル
タが使用されていた。ところが、誘電体フィルタは大き
いので、小型化の妨げとなっていた。一方、ＳＡＷ素子
の高周波化に伴って、ＳＡＷ素子を構成する電極が微細
になり、例えば準マイクロ波帯フィルタに使用する場
合、その耐電力性が問題となっていた。
【０００４】かかるＳＡＷ素子の耐電力性を向上させる
ために、以下の技術が報告されている。特開昭６３−２
７８３４３号公報には、ＳＡＷ素子の圧電体ウェハ上に
形成するくし形電極の材料として、Ｇｅを０．１〜５重
量％添加したＡｌ合金を用いて、高密度電流によってＡ
ｌ原子が移動することに起因するエレクトロマイグレー
ションを抑制して欠陥（ボイド）や突起（ヒロック）の
発生を低減することにより耐電力性を向上させる技術が
記載されている。
ために、以下の技術が報告されている。特開昭６３−２
７８３４３号公報には、ＳＡＷ素子の圧電体ウェハ上に
形成するくし形電極の材料として、Ｇｅを０．１〜５重
量％添加したＡｌ合金を用いて、高密度電流によってＡ
ｌ原子が移動することに起因するエレクトロマイグレー
ションを抑制して欠陥（ボイド）や突起（ヒロック）の
発生を低減することにより耐電力性を向上させる技術が
記載されている。
【０００５】特開平２−２７４００８号公報には、ＳＡ
Ｗ素子の圧電体ウェハ上に形成するくし形電極の材料と
して、Ｐｄを０．１〜０．３重量％添加したＡｌ合金を
用い、又は結晶粒径が０．０５μｍ以下のＰｄを０．１
〜０．３重量％添加したＡｌ合金を用いて、高密度電流
によってＡｌ原子が移動することに起因するストレスマ
イグレーションを抑制してボイドやヒロックの発生を低
減することにより耐電力性を向上させる技術が記載され
ている。
Ｗ素子の圧電体ウェハ上に形成するくし形電極の材料と
して、Ｐｄを０．１〜０．３重量％添加したＡｌ合金を
用い、又は結晶粒径が０．０５μｍ以下のＰｄを０．１
〜０．３重量％添加したＡｌ合金を用いて、高密度電流
によってＡｌ原子が移動することに起因するストレスマ
イグレーションを抑制してボイドやヒロックの発生を低
減することにより耐電力性を向上させる技術が記載され
ている。
【０００６】しかしながら、上記技術においても耐電力
性がまだ不十分であるので、ＳＡＷ素子を構成する電極
に使用される材料に着目した以下の如き技術が報告され
ている。 第１７回ＥＭシンポジウム予稿集の第７〜１２頁の
「ＳＡＷ耐電力電極のＡｌ系薄膜材料と作製法の検討」
（湯原他）には、Ａｌ系合金の添加金属をＴｉにを変え
ることが記載されている。この文献では、電極の材料を
Ａｌ−Ｔｉ合金に変えることにより、ＳＡＷ素子の寿命
がＡｌ−Ｃｕ合金膜の１０倍程度に増加している。
性がまだ不十分であるので、ＳＡＷ素子を構成する電極
に使用される材料に着目した以下の如き技術が報告され
ている。 第１７回ＥＭシンポジウム予稿集の第７〜１２頁の
「ＳＡＷ耐電力電極のＡｌ系薄膜材料と作製法の検討」
（湯原他）には、Ａｌ系合金の添加金属をＴｉにを変え
ることが記載されている。この文献では、電極の材料を
Ａｌ−Ｔｉ合金に変えることにより、ＳＡＷ素子の寿命
がＡｌ−Ｃｕ合金膜の１０倍程度に増加している。
【０００７】電子情報通信学会論文誌、Ｖｏｌ．Ｊ７
６−Ａ，Ｎｏ．２，１４５〜１５２頁（１９９３）（家
木他）には、Ａｌエピタキシャル単結晶膜を使用するこ
とが記載されている。この文献は、単結晶膜を使用する
ことにより、ストレスマイグレーションにおける粒界拡
散が抑えられることを利用している。この方法による寿
命の伸びは、蒸着によるＡｌ−Ｃｕ合金膜の２０００倍
と報告されている。蒸着によるＡｌ−Ｃｕ合金膜は、ス
パッタ成膜によるものに比べて、もともと寿命が１〜２
桁短いため（上記の文献参照）、実質的には２０〜２
００倍であると判断できる。
６−Ａ，Ｎｏ．２，１４５〜１５２頁（１９９３）（家
木他）には、Ａｌエピタキシャル単結晶膜を使用するこ
とが記載されている。この文献は、単結晶膜を使用する
ことにより、ストレスマイグレーションにおける粒界拡
散が抑えられることを利用している。この方法による寿
命の伸びは、蒸着によるＡｌ−Ｃｕ合金膜の２０００倍
と報告されている。蒸着によるＡｌ−Ｃｕ合金膜は、ス
パッタ成膜によるものに比べて、もともと寿命が１〜２
桁短いため（上記の文献参照）、実質的には２０〜２
００倍であると判断できる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】の技術では、ＳＡＷ
素子の寿命がＡｌ−Ｃｕ合金膜の１０倍程度に増加して
いるが、この程度の増加では、耐電力性が十分とはいえ
ない。また、の技術では、適用できる下地の基板或い
はそのカット面が限定される上、量産が難しいという欠
点がある。
素子の寿命がＡｌ−Ｃｕ合金膜の１０倍程度に増加して
いるが、この程度の増加では、耐電力性が十分とはいえ
ない。また、の技術では、適用できる下地の基板或い
はそのカット面が限定される上、量産が難しいという欠
点がある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の課題を鑑み、本発
明の発明者等は、弾性表面波素子の電極の耐電力性を上
げるためには、強いマイグレーション耐性を有する材料
を使用する必要があるとの観点から、鋭意検討の結果、
一般に使用されているＡｌ−Ｃｕ合金のような析出硬化
型合金よりも、Ａｌ−Ｍｇ合金のような固溶硬化型合金
を使用すればマイグレーション耐性が向上することを見
いだし本発明に至った。
明の発明者等は、弾性表面波素子の電極の耐電力性を上
げるためには、強いマイグレーション耐性を有する材料
を使用する必要があるとの観点から、鋭意検討の結果、
一般に使用されているＡｌ−Ｃｕ合金のような析出硬化
型合金よりも、Ａｌ−Ｍｇ合金のような固溶硬化型合金
を使用すればマイグレーション耐性が向上することを見
いだし本発明に至った。
【００１０】かくして本発明によれば、基板上に、３〜
１０重量％のＭｇが添加されたＡｌ電極を有することを
特徴とする弾性表面波素子が提供される。また、本発明
によれば、基板上に、３〜１０重量％のＭｇが添加され
たＡｌからなる第１膜と、ｘ重量％（０＜ｘ≦５）の他
の元素が添加されたＡｌからなる第２膜とを積層するこ
とにより形成された電極を有することを特徴とする弾性
表面波素子が提供される。更に、本発明によれば、上記
弾性表面波素子の製造に際して、電極が、反応性イオン
エッチング法とウェットエッチング法、イオンミリング
法と反応性イオンエッチング法、或いはイオンミリング
法とウェットエッチング法のいずれかの組み合わせによ
りパターニングされることを特徴とする弾性表面波素子
の製造方法が提供される。
１０重量％のＭｇが添加されたＡｌ電極を有することを
特徴とする弾性表面波素子が提供される。また、本発明
によれば、基板上に、３〜１０重量％のＭｇが添加され
たＡｌからなる第１膜と、ｘ重量％（０＜ｘ≦５）の他
の元素が添加されたＡｌからなる第２膜とを積層するこ
とにより形成された電極を有することを特徴とする弾性
表面波素子が提供される。更に、本発明によれば、上記
弾性表面波素子の製造に際して、電極が、反応性イオン
エッチング法とウェットエッチング法、イオンミリング
法と反応性イオンエッチング法、或いはイオンミリング
法とウェットエッチング法のいずれかの組み合わせによ
りパターニングされることを特徴とする弾性表面波素子
の製造方法が提供される。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の弾性表面波（ＳＡＷ）素
子を、以下に説明する。まず、本発明に使用できる基板
としては、弾性表面波（ＳＡＷ）素子に使用できるもの
であれば特に限定されず、例えば、ＬｉＴａＯ3 、Ｌｉ
ＮｂＯ3 、水晶等が挙げられる。これら基板以外にもサ
ファイア、ダイヤモンド等の高音速基板上にＺｎＯ、Ａ
ｌＮのような圧電薄膜を設けた構成も含まれる。
子を、以下に説明する。まず、本発明に使用できる基板
としては、弾性表面波（ＳＡＷ）素子に使用できるもの
であれば特に限定されず、例えば、ＬｉＴａＯ3 、Ｌｉ
ＮｂＯ3 、水晶等が挙げられる。これら基板以外にもサ
ファイア、ダイヤモンド等の高音速基板上にＺｎＯ、Ａ
ｌＮのような圧電薄膜を設けた構成も含まれる。
【００１２】次に、基板上に電極が形成されている。電
極は、（１）３〜１０重量％のＭｇが添加されたＡｌ電
極又は（２）３〜１０重量％のＭｇが添加されたＡｌか
らなる第１膜と、ｘ重量％（０＜ｘ≦５）の他の元素が
添加されたＡｌからなる第２膜とを積層することにより
形成された電極である。
極は、（１）３〜１０重量％のＭｇが添加されたＡｌ電
極又は（２）３〜１０重量％のＭｇが添加されたＡｌか
らなる第１膜と、ｘ重量％（０＜ｘ≦５）の他の元素が
添加されたＡｌからなる第２膜とを積層することにより
形成された電極である。
【００１３】電極形成方法としては、ＤＣマグネトロン
スパッタ法等のスパッタ法が挙げられる。また、電極形
成工程が２００℃以下の低温で行うことが、電極材料の
結晶粒径を微細化するという観点から好ましい。更に、
電極を構成するグレインのサイズを小さくすることがで
き、ＳＡＷ素子のマイグレーション耐性が向上し、更に
耐電力性を向上させることができるという効果も生ず
る。
スパッタ法等のスパッタ法が挙げられる。また、電極形
成工程が２００℃以下の低温で行うことが、電極材料の
結晶粒径を微細化するという観点から好ましい。更に、
電極を構成するグレインのサイズを小さくすることがで
き、ＳＡＷ素子のマイグレーション耐性が向上し、更に
耐電力性を向上させることができるという効果も生ず
る。
【００１４】（１）及び（２）の電極において、Ｍｇの
添加量が、３重量％より少ない場合、マイグレーション
耐性に乏しいので好ましくない。一方、１０重量％より
多い場合、電極の抵抗が上がりＳＡＷ素子の特性の損失
が大きくなると共に、ジュール発熱の増加により耐電力
性も劣化するので好ましくない。なお、Ｍｇの添加量
は、３〜６重量％がより好ましい。
添加量が、３重量％より少ない場合、マイグレーション
耐性に乏しいので好ましくない。一方、１０重量％より
多い場合、電極の抵抗が上がりＳＡＷ素子の特性の損失
が大きくなると共に、ジュール発熱の増加により耐電力
性も劣化するので好ましくない。なお、Ｍｇの添加量
は、３〜６重量％がより好ましい。
【００１５】（２）の電極において、他の元素として
は、マイグレーション耐性に優れた、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｐ
ｄ、Ｓｉ及びＧｅが挙げられる。第２膜には複数種の他
の元素を添加してもよい。ここで、他の元素が第２膜に
少なくとも含まれていることが必要であるが、含まれて
いない場合、耐電力性が弱くなるので好ましくない。一
方、他の元素の添加量が、５重量％より多い場合、電極
の抵抗が上がりＳＡＷ素子の損失が大きくなるので好ま
しくない。また、他の元素のより好ましい添加割合は、
使用する他の元素の種類により相違する。例えば、Ｃｕ
の場合０．５〜５重量％、Ｔｉの場合１．０〜５重量
％、Ｐｄの場合０．１〜２重量％、Ｓｉの場合０．１〜
０．３重量％、Ｇｅの場合０．１〜２重量％の範囲が好
ましい。この範囲であれば、低配線抵抗及び高耐電力性
を備えた電極を形成することができる。
は、マイグレーション耐性に優れた、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｐ
ｄ、Ｓｉ及びＧｅが挙げられる。第２膜には複数種の他
の元素を添加してもよい。ここで、他の元素が第２膜に
少なくとも含まれていることが必要であるが、含まれて
いない場合、耐電力性が弱くなるので好ましくない。一
方、他の元素の添加量が、５重量％より多い場合、電極
の抵抗が上がりＳＡＷ素子の損失が大きくなるので好ま
しくない。また、他の元素のより好ましい添加割合は、
使用する他の元素の種類により相違する。例えば、Ｃｕ
の場合０．５〜５重量％、Ｔｉの場合１．０〜５重量
％、Ｐｄの場合０．１〜２重量％、Ｓｉの場合０．１〜
０．３重量％、Ｇｅの場合０．１〜２重量％の範囲が好
ましい。この範囲であれば、低配線抵抗及び高耐電力性
を備えた電極を形成することができる。
【００１６】なお、上記第２膜として特に好ましいの
は、Ａｌ−Ｃｕである。また、上記（１）のＡｌ電極の
厚さ、（２）の第１膜及び第２膜の全厚は、フィルタ設
計に応じて重さを基準にして決められる。また、第１膜
と第２膜の膜厚比は電極抵抗、マイグレーション耐性を
考慮して適宜選択される。
は、Ａｌ−Ｃｕである。また、上記（１）のＡｌ電極の
厚さ、（２）の第１膜及び第２膜の全厚は、フィルタ設
計に応じて重さを基準にして決められる。また、第１膜
と第２膜の膜厚比は電極抵抗、マイグレーション耐性を
考慮して適宜選択される。
【００１７】第１膜と第２膜の積層数は、それぞれ少な
くとも１層以上であれば特に限定されない。従って、一
方の膜が１層と他方の膜が２層、或いは、それぞれの膜
が２層以上積層された積層体も本発明の範囲内である。
また、第１膜と第２膜の積層順序は、第１膜が下層で第
２膜が上層の場合、第２膜が下層で第１膜が上層のどち
らでもよい。ここで、以下に説明するパターニングの方
法を考慮すると、最上層は第１膜であることが好まし
い。
くとも１層以上であれば特に限定されない。従って、一
方の膜が１層と他方の膜が２層、或いは、それぞれの膜
が２層以上積層された積層体も本発明の範囲内である。
また、第１膜と第２膜の積層順序は、第１膜が下層で第
２膜が上層の場合、第２膜が下層で第１膜が上層のどち
らでもよい。ここで、以下に説明するパターニングの方
法を考慮すると、最上層は第１膜であることが好まし
い。
【００１８】基板上に形成された電極は、反応性イオン
エッチング法とウェットエッチング法、イオンミリング
法と反応性イオンエッチング法、或いはイオンミリング
法とウェットエッチング法のいずれかの組み合わせによ
りパターニングされる。このパターニング方法は、上記
組み合わせの内、前者の方法で所望厚さの電極を除去し
た後、後者の方法で残りを除去することを意味する。例
えば、基板上に第２膜、その上に第１膜を有する（２）
の電極において、イオンミリング法で第１膜を除去し、
次いで反応性イオンエッチング法で第２膜を除去するこ
とによりパターニングすることもできる。
エッチング法とウェットエッチング法、イオンミリング
法と反応性イオンエッチング法、或いはイオンミリング
法とウェットエッチング法のいずれかの組み合わせによ
りパターニングされる。このパターニング方法は、上記
組み合わせの内、前者の方法で所望厚さの電極を除去し
た後、後者の方法で残りを除去することを意味する。例
えば、基板上に第２膜、その上に第１膜を有する（２）
の電極において、イオンミリング法で第１膜を除去し、
次いで反応性イオンエッチング法で第２膜を除去するこ
とによりパターニングすることもできる。
【００１９】なお、反応性イオンエッチング法では、Ｍ
ｇの塩化物又はフッ化物の沸点が非常に高く、加工が難
しいため、単独でパターニングするのは好ましくない。
また、ウェットエッング法では、電極の側壁もエッチン
グされるので、微細な幅の電極を形成しがたいため、単
独でパターニングするのは好ましくない。更に、イオン
ミリング法は、物理的にエッチングする方法であるた
め、単独でパターニングを行うと、基板もエッチングさ
れてしまう恐れがあるので好ましくない。ここで、反応
性イオンエッチング法に使用するエッチャントとして
は、例えばＢＣｌ3 とＣｌ2 が挙げられる。また、ウェ
ットエッチング法に使用するエッチャントとしては、例
えばリン酸、酢酸及び硝酸の混合水溶液が挙げられる。
更に、イオンミリング法に使用するスパッタガスとして
は、例えばアルゴンガスが挙げられる。
ｇの塩化物又はフッ化物の沸点が非常に高く、加工が難
しいため、単独でパターニングするのは好ましくない。
また、ウェットエッング法では、電極の側壁もエッチン
グされるので、微細な幅の電極を形成しがたいため、単
独でパターニングするのは好ましくない。更に、イオン
ミリング法は、物理的にエッチングする方法であるた
め、単独でパターニングを行うと、基板もエッチングさ
れてしまう恐れがあるので好ましくない。ここで、反応
性イオンエッチング法に使用するエッチャントとして
は、例えばＢＣｌ3 とＣｌ2 が挙げられる。また、ウェ
ットエッチング法に使用するエッチャントとしては、例
えばリン酸、酢酸及び硝酸の混合水溶液が挙げられる。
更に、イオンミリング法に使用するスパッタガスとして
は、例えばアルゴンガスが挙げられる。
【００２０】次に、ＳＡＷフィルタでは、例えば、ラダ
ー型、トランスバーサル型、モード結合型等の設計手法
が用いられる。この内、電極対数が多く、電極指１本当
たりの電流密度が低く、耐電力性に優れるラダー型ＳＡ
Ｗフィルタが好ましい。次に、ラダー型ＳＡＷフィルタ
の基本構成要素の１端子対ＳＡＷ共振器の構成例を図１
（概略平面図）に示す。この図から判るように、ＳＡＷ
共振器は、一般に２つの反射器（Ｃ，Ｄ）と１組のくし
形電極（Ａ，Ｂ）とから構成される。
ー型、トランスバーサル型、モード結合型等の設計手法
が用いられる。この内、電極対数が多く、電極指１本当
たりの電流密度が低く、耐電力性に優れるラダー型ＳＡ
Ｗフィルタが好ましい。次に、ラダー型ＳＡＷフィルタ
の基本構成要素の１端子対ＳＡＷ共振器の構成例を図１
（概略平面図）に示す。この図から判るように、ＳＡＷ
共振器は、一般に２つの反射器（Ｃ，Ｄ）と１組のくし
形電極（Ａ，Ｂ）とから構成される。
【００２１】図１のＳＡＷ共振器は、ラダー型ＳＡＷフ
ィルタでは、図２のように隣接するＳＡＷ共振器と並列
及び／又は直列に接続されている。即ち、所定の共振周
波数を有する第１の一端子対弾性表面波共振器が並列腕
に、該第１の一端子対弾性表面波共振器の反共振周波数
に略一致する共振周波数をもつ第２の一端子対弾性表面
波共振器が直列腕にそれぞれ複数個配置されてなる。こ
こで並列腕に配置されているＳＡＷ共振器（以下並列型
ＳＡＷ共振器）と、直列腕に配置されているＳＡＷ共振
器（以下直列型ＳＡＷ共振器）のくし形電極の電極の周
期λは、共振周波数を異ならせるために、互いに異なる
ことが好ましい。より具体的には、８００ＭＨｚ帯フィ
ルタにおいて、３６°Ｙカット−Ｘ伝播ＬｉＴａＯ3 基
板を使用した場合、ＡＭＰＳ（Advanced Mobile Phone
System）用送信フィルタとしては、並列型ＳＡＷ共振器
のλは４．６８〜４．９２μｍ、直列型ＳＡＷ共振器の
λは４．５８〜４．７２μｍであることが好ましい。一
方、ＡＭＰＳ用受信フィルタとして使用される場合、並
列型ＳＡＷ共振器のλは４．４０〜４．６４μｍ、直列
型ＳＡＷ共振器のλは４．２０〜４．４４μｍであるこ
とが好ましい。なお、くし形電極の幅Ｘは、通常λの１
／４倍である。
ィルタでは、図２のように隣接するＳＡＷ共振器と並列
及び／又は直列に接続されている。即ち、所定の共振周
波数を有する第１の一端子対弾性表面波共振器が並列腕
に、該第１の一端子対弾性表面波共振器の反共振周波数
に略一致する共振周波数をもつ第２の一端子対弾性表面
波共振器が直列腕にそれぞれ複数個配置されてなる。こ
こで並列腕に配置されているＳＡＷ共振器（以下並列型
ＳＡＷ共振器）と、直列腕に配置されているＳＡＷ共振
器（以下直列型ＳＡＷ共振器）のくし形電極の電極の周
期λは、共振周波数を異ならせるために、互いに異なる
ことが好ましい。より具体的には、８００ＭＨｚ帯フィ
ルタにおいて、３６°Ｙカット−Ｘ伝播ＬｉＴａＯ3 基
板を使用した場合、ＡＭＰＳ（Advanced Mobile Phone
System）用送信フィルタとしては、並列型ＳＡＷ共振器
のλは４．６８〜４．９２μｍ、直列型ＳＡＷ共振器の
λは４．５８〜４．７２μｍであることが好ましい。一
方、ＡＭＰＳ用受信フィルタとして使用される場合、並
列型ＳＡＷ共振器のλは４．４０〜４．６４μｍ、直列
型ＳＡＷ共振器のλは４．２０〜４．４４μｍであるこ
とが好ましい。なお、くし形電極の幅Ｘは、通常λの１
／４倍である。
【００２２】また、ＳＡＷ共振器の開口長Ｙは、８００
ＭＨｚ帯フィルタとして使用される場合、並列型ＳＡＷ
共振器は６０〜１２０μｍ、直列型ＳＡＷ共振器は４０
〜８０μｍであることが好ましい。更に、くし形電極の
対数Ｚは、８００ＭＨｚ帯フィルタとして使用される場
合、並列型ＳＡＷ共振器は４０〜１２０対、直列型ＳＡ
Ｗ共振器は６０〜１３０対であることが好ましい。
ＭＨｚ帯フィルタとして使用される場合、並列型ＳＡＷ
共振器は６０〜１２０μｍ、直列型ＳＡＷ共振器は４０
〜８０μｍであることが好ましい。更に、くし形電極の
対数Ｚは、８００ＭＨｚ帯フィルタとして使用される場
合、並列型ＳＡＷ共振器は４０〜１２０対、直列型ＳＡ
Ｗ共振器は６０〜１３０対であることが好ましい。
【００２３】なお、図１のＳＡＷ共振器の電極構成は、
単に説明の為の例示であり、本発明はこの図に限定され
ない。上記本発明のＳＡＷ素子は、フィルタの他、共振
器、遅延線、発振器、マッチドフィルタ、音響光学装
置、コンボルバー等に使用することができる。
単に説明の為の例示であり、本発明はこの図に限定され
ない。上記本発明のＳＡＷ素子は、フィルタの他、共振
器、遅延線、発振器、マッチドフィルタ、音響光学装
置、コンボルバー等に使用することができる。
【００２４】
実施例１ ＳＡＷ素子は、質量負荷効果によって、電極の重さによ
り中心周波数が変化するため、各金属の比重を考慮して
下記の膜厚で、ＤＣマグネトロンスパッタ法により３６
°Ｙカット−Ｘ伝播ＬｉＴａＯ3 基板上に積層した。
り中心周波数が変化するため、各金属の比重を考慮して
下記の膜厚で、ＤＣマグネトロンスパッタ法により３６
°Ｙカット−Ｘ伝播ＬｉＴａＯ3 基板上に積層した。
【００２５】上記（１）の電極として、Ａｌ−１重量％
Ｍｇ、Ａｌ−２重量％Ｍｇ、Ａｌ−４重量％Ｍｇ、Ａｌ
−６重量％Ｍｇ、Ａｌ−１０重量％、Ａｌ−１３重量％
の６種類と、比較として金属Ａｌ、Ａｌ−１重量％Ｃ
ｕ、Ａｌ−３重量％Ｃｕを基板上に積層した。電極の厚
さは３５５０Åとした。また、上記（２）の電極とし
て、基板上にＡｌ−３重量％Ｃｕの第２膜、その上にＡ
ｌ−４重量％Ｍｇの第１膜を積層した。第１膜の厚さは
２０００Å、第２膜の厚さは１５５０Åとした。
Ｍｇ、Ａｌ−２重量％Ｍｇ、Ａｌ−４重量％Ｍｇ、Ａｌ
−６重量％Ｍｇ、Ａｌ−１０重量％、Ａｌ−１３重量％
の６種類と、比較として金属Ａｌ、Ａｌ−１重量％Ｃ
ｕ、Ａｌ−３重量％Ｃｕを基板上に積層した。電極の厚
さは３５５０Åとした。また、上記（２）の電極とし
て、基板上にＡｌ−３重量％Ｃｕの第２膜、その上にＡ
ｌ−４重量％Ｍｇの第１膜を積層した。第１膜の厚さは
２０００Å、第２膜の厚さは１５５０Åとした。
【００２６】金属Ａｌ、Ａｌ−１重量％Ｃｕ、Ａｌ−３
重量％Ｃｕ、Ａｌ−１重量％Ｍｇ、Ａｌ−２重量％Ｍｇ
を反応性イオンエッチング法（エッチャント：ＢＣｌ3
＋Ｃｌ2 ）でパターニングし、Ａｌ−４重量％Ｍｇ、Ａ
ｌ−６重量％Ｍｇ、Ａｌ−３重量％Ｃｕ／Ａｌ−４重量
％Ｍｇをイオンミリング法（スパッタガス：Ａｒ）及び
反応性イオンエッチング法（エッチャント：リン酸＋酢
酸＋硝酸の水溶液）でパターニングし、Ａｌ−１０重量
％、Ａｌ−１３重量％をイオンミリング法（スパッタガ
ス：Ａｒ）及びウェットエッチング法（エッチャント：
リン酸＋酢酸＋硝酸の水溶液）でパターニングした。こ
れらパターニングにより基板に損傷のない電極を得るこ
とができた。
重量％Ｃｕ、Ａｌ−１重量％Ｍｇ、Ａｌ−２重量％Ｍｇ
を反応性イオンエッチング法（エッチャント：ＢＣｌ3
＋Ｃｌ2 ）でパターニングし、Ａｌ−４重量％Ｍｇ、Ａ
ｌ−６重量％Ｍｇ、Ａｌ−３重量％Ｃｕ／Ａｌ−４重量
％Ｍｇをイオンミリング法（スパッタガス：Ａｒ）及び
反応性イオンエッチング法（エッチャント：リン酸＋酢
酸＋硝酸の水溶液）でパターニングし、Ａｌ−１０重量
％、Ａｌ−１３重量％をイオンミリング法（スパッタガ
ス：Ａｒ）及びウェットエッチング法（エッチャント：
リン酸＋酢酸＋硝酸の水溶液）でパターニングした。こ
れらパターニングにより基板に損傷のない電極を得るこ
とができた。
【００２７】上記パターニングにより図２に示す如きＳ
ＡＷ共振器を直列腕及び並列腕に複数個、ラダー型に接
続した受信フィルタを形成した。図２中、Ｓ１及びＳ２
は直列型ＳＡＷ共振器、Ｐ１、Ｐ２及びＰ３は並列型Ｓ
ＡＷ共振器を示している。また、図３に図２の受信フィ
ルタの等価回路図を示す。更に、個々のＳＡＷ共振器の
構造は、図１に示す構成であり、並列型ＳＡＷ共振器の
場合、Ｐ１及びＰ３においては、くし形電極の周期λは
４．５３μｍ、開口長Ｙは８０μｍ、くし形電極の対数
Ｚは１１６対とし、Ｐ２においては、λは４．５３μ
ｍ、Ｙは１５０μｍ、Ｚは１２４対とした。一方、直列
型ＳＡＷ共振器の場合、くし形電極の周期λは４．３２
μｍ、開口長Ｙは６０μｍ、対数Ｚは７０対とした。こ
の受信フィルタは、アンテナ分波器用ＡＭＰＳ−Ｒｘを
対象としたフィルタ（受信帯域８６９〜８９４ＭＨｚ）
であり、送信フィルタ（送信帯域８２４〜８４９ＭＨ
ｚ）からの電力の漏れが、受信フィルタの低周波側の減
衰域に印加されるので、通常受信フィルタは先に劣化す
る。なお、Ａｌ−４重量％Ｍｇの電極を有する受信フィ
ルタの通過特性を図４に示した。
ＡＷ共振器を直列腕及び並列腕に複数個、ラダー型に接
続した受信フィルタを形成した。図２中、Ｓ１及びＳ２
は直列型ＳＡＷ共振器、Ｐ１、Ｐ２及びＰ３は並列型Ｓ
ＡＷ共振器を示している。また、図３に図２の受信フィ
ルタの等価回路図を示す。更に、個々のＳＡＷ共振器の
構造は、図１に示す構成であり、並列型ＳＡＷ共振器の
場合、Ｐ１及びＰ３においては、くし形電極の周期λは
４．５３μｍ、開口長Ｙは８０μｍ、くし形電極の対数
Ｚは１１６対とし、Ｐ２においては、λは４．５３μ
ｍ、Ｙは１５０μｍ、Ｚは１２４対とした。一方、直列
型ＳＡＷ共振器の場合、くし形電極の周期λは４．３２
μｍ、開口長Ｙは６０μｍ、対数Ｚは７０対とした。こ
の受信フィルタは、アンテナ分波器用ＡＭＰＳ−Ｒｘを
対象としたフィルタ（受信帯域８６９〜８９４ＭＨｚ）
であり、送信フィルタ（送信帯域８２４〜８４９ＭＨ
ｚ）からの電力の漏れが、受信フィルタの低周波側の減
衰域に印加されるので、通常受信フィルタは先に劣化す
る。なお、Ａｌ−４重量％Ｍｇの電極を有する受信フィ
ルタの通過特性を図４に示した。
【００２８】図５に、Ａｌ中へのＭｇ添加量と、比抵抗
及び共振器の挿入損失との関係を示す。この図から判る
ように、Ｍｇ添加量の増加とともに、配線抵抗が増加す
る。配線抵抗の増加は、共振器の特性に悪影響を及ぼ
し、挿入損失の増加及び各共振器のＱ値が悪くなること
によって、共振器の肩が丸くなり帯域幅の減少に繋がっ
た。上記のように形成した受信フィルタに、環境温度を
８５℃、電力を１Ｗ、印加周波数を電力が印加される上
記の周波数帯で最弱である８４９ＭＨｚとし、寿命（こ
こで、寿命とは帯域幅が２ＭＨｚ以上下がった場合を意
味し、寿命が長いことは、耐電力性が高いことを意味す
る）を測定した。なお、寿命は、アレニウスモデルより
外挿して１Ｗでの寿命を予測値を示している。寿命とＭ
ｇ添加量との関係を図６に示す。比較として、Ａｌ−１
重量％Ｃｕ、Ａｌ−３重量％Ｃｕ及びＡｌ−３重量％Ｃ
ｕ／Ａｌ−４重量％Ｍｇの結果も合わせて示す。
及び共振器の挿入損失との関係を示す。この図から判る
ように、Ｍｇ添加量の増加とともに、配線抵抗が増加す
る。配線抵抗の増加は、共振器の特性に悪影響を及ぼ
し、挿入損失の増加及び各共振器のＱ値が悪くなること
によって、共振器の肩が丸くなり帯域幅の減少に繋がっ
た。上記のように形成した受信フィルタに、環境温度を
８５℃、電力を１Ｗ、印加周波数を電力が印加される上
記の周波数帯で最弱である８４９ＭＨｚとし、寿命（こ
こで、寿命とは帯域幅が２ＭＨｚ以上下がった場合を意
味し、寿命が長いことは、耐電力性が高いことを意味す
る）を測定した。なお、寿命は、アレニウスモデルより
外挿して１Ｗでの寿命を予測値を示している。寿命とＭ
ｇ添加量との関係を図６に示す。比較として、Ａｌ−１
重量％Ｃｕ、Ａｌ−３重量％Ｃｕ及びＡｌ−３重量％Ｃ
ｕ／Ａｌ−４重量％Ｍｇの結果も合わせて示す。
【００２９】ここで、上記条件において、寿命は、１Ｗ
で１万時間以上が１つの目安となる。この条件を満たす
電極は、Ａｌ−４重量％Ｍｇ、Ａｌ−６重量％Ｍｇ、Ａ
ｌ−１０重量％Ｍｇ、Ａｌ−３重量％Ｃｕ／Ａｌ−４重
量％Ｍｇの４種類であった。
で１万時間以上が１つの目安となる。この条件を満たす
電極は、Ａｌ−４重量％Ｍｇ、Ａｌ−６重量％Ｍｇ、Ａ
ｌ−１０重量％Ｍｇ、Ａｌ−３重量％Ｃｕ／Ａｌ−４重
量％Ｍｇの４種類であった。
【００３０】
【発明の効果】本発明のＳＡＷ素子は、基板上に、
（１）３〜１０重量％のＭｇが添加されたＡｌ電極又は
（２）３〜１０重量％のＭｇが添加されたＡｌからなる
第１膜と、ｘ重量％（０＜ｘ≦５）の他の元素が添加さ
れたＡｌからなる第２膜とを積層することにより形成さ
れた電極を有することを特徴とする。従って、従来のＡ
ｌ−数％Ｃｕ電極に対して飛躍的に耐電力性を向上させ
ることができる。また、ＳＡＷ素子のアンテナディプレ
クサへの応用が可能になると共に、現在利用が進みつつ
ある準マイクロ波帯へも適用することができる。
（１）３〜１０重量％のＭｇが添加されたＡｌ電極又は
（２）３〜１０重量％のＭｇが添加されたＡｌからなる
第１膜と、ｘ重量％（０＜ｘ≦５）の他の元素が添加さ
れたＡｌからなる第２膜とを積層することにより形成さ
れた電極を有することを特徴とする。従って、従来のＡ
ｌ−数％Ｃｕ電極に対して飛躍的に耐電力性を向上させ
ることができる。また、ＳＡＷ素子のアンテナディプレ
クサへの応用が可能になると共に、現在利用が進みつつ
ある準マイクロ波帯へも適用することができる。
【００３１】上記弾性表面波素子の製造に際して、電極
が、反応性イオンエッチング法とウェットエッチング
法、イオンミリング法と反応性イオンエッチング法、或
いはイオンミリング法とウェットエッチング法のいずれ
かの組み合わせによりパターニングされることにより、
基板への損傷がなく、かつ微細に電極のパターンを形成
することができる。
が、反応性イオンエッチング法とウェットエッチング
法、イオンミリング法と反応性イオンエッチング法、或
いはイオンミリング法とウェットエッチング法のいずれ
かの組み合わせによりパターニングされることにより、
基板への損傷がなく、かつ微細に電極のパターンを形成
することができる。
【図１】本発明のＳＡＷ素子の電極の概略平面図であ
る。
る。
【図２】本発明の受信フィルタの概略平面図である。
【図３】図２の等価回路図である。
【図４】実施例の受信フィルタの通過特性を示すグラフ
である。
である。
【図５】実施例の受信フィルタのＭｇ添加量と、比抵抗
及び共振器の挿入損失との関係関係を示すグラフであ
る。
及び共振器の挿入損失との関係関係を示すグラフであ
る。
【図６】実施例の受信フィルタの寿命とＭｇ添加量との
関係を示すグラフである。
関係を示すグラフである。
Ａ、Ｂ １組のくし形電極 Ｃ、Ｄ 反射器 λ くし形電極の周期 Ｘ 電極の幅 Ｙ 開口長 Ｚ くし形電極の対数 １ 基板 ２ 第１膜 ３ 第２膜 Ｐ１〜Ｐ３ 直列型ＳＡＷ素子 Ｓ１〜Ｓ２ 並列型ＳＡＷ素子
Claims (6)
- 【請求項１】 基板上に、３〜１０重量％のＭｇが添加
されたＡｌ電極を有することを特徴とする弾性表面波素
子。 - 【請求項２】 基板上に、３〜１０重量％のＭｇが添加
されたＡｌからなる第１膜と、ｘ重量％（０＜ｘ≦５）
の他の元素が添加されたＡｌからなる第２膜とを積層す
ることにより形成された電極を有することを特徴とする
弾性表面波素子。 - 【請求項３】 他の元素が、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｐｄ、Ｓｉ及
びＧｅから少なくとも１つ選択される請求項２に記載の
弾性表面波素子。 - 【請求項４】 電極が、単結晶である請求項１〜３いず
れかに記載の弾性表面波素子。 - 【請求項５】 電極が、ラダー型の一端子対弾性表面波
共振器用の電極であり、一端子対弾性表面波共振器が、
所定の共振周波数を有する第１の一端子対弾性表面波共
振器を並列腕に、該第１の一端子対弾性表面波共振器の
反共振周波数に略一致する共振周波数をもつ第２の一端
子対弾性表面波共振器を直列腕にそれぞれ複数個配置さ
れた構成を有する請求項１〜４いずれかに記載の弾性表
面波素子。 - 【請求項６】 請求項１〜５いずれかに記載の弾性表面
波素子の製造に際して、電極が、反応性イオンエッチン
グ法とウェットエッチング法、イオンミリング法と反応
性イオンエッチング法、或いはイオンミリング法とウェ
ットエッチング法のいずれかの組み合わせによりパター
ニングされることを特徴とする弾性表面波素子の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8290022A JPH10135767A (ja) | 1996-10-31 | 1996-10-31 | 弾性表面波素子及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8290022A JPH10135767A (ja) | 1996-10-31 | 1996-10-31 | 弾性表面波素子及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10135767A true JPH10135767A (ja) | 1998-05-22 |
Family
ID=17750786
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8290022A Pending JPH10135767A (ja) | 1996-10-31 | 1996-10-31 | 弾性表面波素子及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10135767A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6413439B1 (en) | 1999-03-18 | 2002-07-02 | Fujitsu Limited | Method of manufacturing surface acoustic wave device |
| US6486591B2 (en) | 2000-12-14 | 2002-11-26 | Fujitsu Media Devices Limited | Surface acoustic wave device |
| DE10046414B4 (de) * | 1999-10-18 | 2004-04-01 | Fujitsu Ltd., Kawasaki | Verfahren zum Herstellen einer akustischen Oberflächenwellenvorrichtung |
| JP2008244523A (ja) * | 2007-03-23 | 2008-10-09 | Seiko Epson Corp | 弾性表面波素子および電子機器 |
-
1996
- 1996-10-31 JP JP8290022A patent/JPH10135767A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6413439B1 (en) | 1999-03-18 | 2002-07-02 | Fujitsu Limited | Method of manufacturing surface acoustic wave device |
| DE10046414B4 (de) * | 1999-10-18 | 2004-04-01 | Fujitsu Ltd., Kawasaki | Verfahren zum Herstellen einer akustischen Oberflächenwellenvorrichtung |
| US6486591B2 (en) | 2000-12-14 | 2002-11-26 | Fujitsu Media Devices Limited | Surface acoustic wave device |
| JP2008244523A (ja) * | 2007-03-23 | 2008-10-09 | Seiko Epson Corp | 弾性表面波素子および電子機器 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20021001 |