JPS5946443B2 - 弾性表面波用ウエハの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は弾性表面波素子の群遅延時間温度特性の向上と
、電気機械結合係数の増大をはかり得る弾性表面波用ウ
ェハの製造方法に関する。

弾性表面波素子には群遅延時間温度特性の良好な、つま
り広範囲な温度変化に対して群遅延時間変化の少ない性
能と、電気機械係数の大なることが要求される。

上記群遅延特性の良好なるものにＳＴカット水晶板を用
いたもの等があるが、電気機械結合係数が非常に小さく
、全く実用化に適していない。

この為、一般的にはＬｉＮｂＯ３単結晶やＬｉＴａＯ３
１ｊｌＬ結晶を基板として用いているが、群遅延特性が
さほど良くないと云う欠点を有している。

そこで群遅延特性の向上をはかる為、例えば米国特許第
３９６５４４４号に詳記されるように、弾性表面波基板
上にこの弾性表面波基板とは異質の材料を装置したもの
が提供されるに至っている。

これし＼Ｙカットｚ方向表面波伝搬のＬｉＴａＯ５単結
晶基板上にターゲットとして溶融石英を用いた高周波ス
パッタによってＳｉＯ２を装着したものである。

ところが上記構造の製造工程において高周波スパッタに
よるＳｉＯ□の装着に多大な時間（４０〜８０時間程度
）を要し、しかも高周波スパッタは一般に１０−８ ）
−ル程度の真空炉内に酸素を封入して行われるので、そ
の作業が非常に煩雑であると云う問題を有していた。

これが為に生産性が悪く、量産できなかった。

本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、そ
の目的とするところは、電気機械結合係数が高く、しか
も群遅延時間温度特性の良好なる弾性表面波素子、つま
り弾性表面波用ウェハを短時間に簡易にして製造するこ
とのできる弾性表面波用ウェハの製造方法を提供するこ
とにある。

以下、図面を参照して本発明に係る製造方法の一実施例
を説明する。

第１図ａ ” ｇは同実施例の製造工程を分解して模式
的に示したものである。

タンタル酸リチウム（ＬｉＴａ０３）単結晶をＸカット
、１１２°Ｙ方向表面波伝搬として切出された弾性表面
波基板１は、第１図ａに示すようにその上面を鏡面研磨
処理される。

この鏡面研磨処理された基板１の上面に第１図すに示す
ように１μｍ程度の厚さにアルミニウム２を真空蒸着に
て形成する。

しかるのち上記アルミニウム２を所定の櫛歯状パターン
に、例えばＰＥＰ（頷蝕亥Ｉｌｌ ： Ｐｈｏｔｏ
Ｅｔｃｈｉｎｇ Ｐｒｏｃｅｓｓ）により加工して第１
図Ｃに示すようにインターデジタル電極３を形成する。

これにより従来の一般構造を有する弾性表面波素子が形
成される。

ところで本方法にあっては、インターデジタル電極３を
配設した基板１上に化学蒸気堆積法（ＣＶ Ｄ ： Ｃ
ｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ
）により第１図ｄに示す如く燐（ロ）を含む二酸化硅素
（５１０２）４が略２μｍ程度の厚さに堆積形成される
。

このＣＶＤによるＳｉＯ□４の堆積は、高温における基
板１表面での熱化学反応によりなされるもので、例えば
シラン（ＳｉＨ４）に少量のホスフィン（ＰＨ３）を混
入し、酸素（０□）と熱化学反応させてＰＳＧ（リン、
シリケラト・ガラス）と水とを生成することにより燐（
Ｐ）を含む二酸化シリコン膜を形成することによりなさ
れる。

しかるのち、上記５ｉＯ２４上にレジスト（Ａｚ−１３
５０Ｊ）５を塗布し、回路接続用電極部上方に位置する
上記レジスト５を第１図ｅに示すように除去し、窓をあ
ける。

しかしてＳ ｉ Ｏ２４の腐蝕除去処理を施せば第１図
ｆに示すようにレジスト５により被覆されていない領域
の５ｉＯ２４のみが除去さね、向路接続用電極３ａのみ
が露−出する。

その後、第１図ｇに示すように”レジスト５をに去し、
洗浄することによって弾性表面波用ウェハが形成され、
ボンディング等により電極３ａにリード線（図示せず）
を配設して弾性表面波素子が第２図一部切欠断面斜視図
に示すように製作される。

伺、従来は、 ′ □Ｓ
ｉＨ４＋２０２−８ｉＯ□＋２Ｈ２０ なる熱化学反応により二酸化シリコン膜を形成していた
。

ところが二酸化シリコン膜はその性質上、剥離やクラッ
クの発生がある為、弾性表面波Ｉ４砂を十分に確保し得
る厚みを得ることが非常に困難であつ島りかもその表面
が粗く、ｆｆ、−緻密な構造を有しないが為に表面波特
性があまり良くなかつへ□然るに上記の如ズＰＳＧを形
成することにより二酸化シリコシ膜に付随する箋を解決
等ることが可能となる。

即ｓｐ Ｓａ自体その構造が緻密で表面が滑らかなるが
故□に表面波特性が良く、また剥離やクラックが生じ難
い為に所望とする厚みに容易に形成できる。

従って従来のものに比して良好なる特性を簡易に得るこ
とが可能となる。

上記製造方法は具体的には、例えば次のように実施され
る。

伺、この例にあってはＣＶＤ装置として東京芝浦電気株
式会社製：型式ＶＧ−Ｉ４を用いて行われる。

先ずインターデジタル電極３を配設形成した弾性表面波
基板１をトリクロルエチレンにて５分間程度煮沸し、そ
の表面を洗浄したのちＣＶＤ装置のベース上に並べて載
置する。

そして上記ベースを１０℃／１分間程度の温度上昇率で
４５０℃に加熱し、前記弾性表面波基板１を高温化する
。

この状態にて濃度３％のシラン（ＳｉＨ，）を１分間当
３００ｃｃ、またホスフィン（ＰＨ３）を１分間当り１
．５ｃｃ、同時に酸素（０２）を１分間当り３００ ｃ
ｃ供給してＣＶＤによる基板１上への５ｉ０２４の堆積
を行わしめる。

この堆積処理ＣＶＤを３０分間続ける。

その後上記ＳｉＨ４。ＰＨ３，０□の供給を停止し、Ｃ
ＶＤ装置内を１０℃／１分間程度の割合で常温に戻し、
前記５ｉ０２を表面に堆積した基板１を取り出す。

尚、上記作動中にはキャリアガスとしてチッ素ガスを常
時１０Ａ／１分間程度流している。

゛ このようにして製造される弾性表面波ウェハ哄基板
１上にＰＳＧ（リン・シリケイト・ガラス）を被覆した
構造となる。

つまり弾性表面波ウェハはその表面を前記ホスフィン（
ＰＨ３）によって燐（至）がドープされたＳｉＯ□によ
り覆われたものとなる。

この為、弾性表面波基板１の有する群遅延時間の温度特
性とかドープされた５ｉ０２４の有する群遅延時間の温
度特性とが互いに相殺し、これにより群遅延時間温度特
性の向上をはかり得る。

この点、従来の二酸化シリコン膜では上記効果が全く期
待できない。

例えば上記実施例にて製造されたものの群遅延時間の温
度特注は５ ／’Ｃ程度であり、従来２０ ｐｐｍ
／ ’Ｃであったものに比して格段に良好な特性を示す
。

しかも電気機械結合係数法測定周波数１００ＭＨｚにお
いて１．４チと、５ｉ０２４を装着しないものの０．８
％に比して向上している。

つ捷り電気機械結合係数の向上をも同時にはかり得る。

また二次的には、従来方法により製造されたものに比し
て弾性表面波用ウェハのそりを２０％程度減少すること
ができ、そりの少ない均一なウェハを量産することが可
能となった。

また高周波スパッタを用いることがなく、同時に燐をド
ープした５ｉ０２’＆被覆するのでその表面が非常に滑
らかとなり、所謂ひθ割れやＳ ｉｏ２膜のはがれ等の
不慮の事態を生じることがなくなる。

これは５ｉＱ２を被覆しただけでは、その表面がポーラ
スな状態となるに対し一項ドープによる滑らかさが生じ
たことに起因する。

更には本方法において最も特徴的なことは製造処理時間
が非常に短いことである。

即ち従来の高周波スパッタにより５ｉ０２膜を２μｍ程
程の厚さに形成するには４０〜８０時間をも要する。

これに対してＣＶＤによれば２時間程度で２μｍ程度の
厚さのＰＳＧ膜を形成することができる。

これは基板１０表面加熱と相俟ってＰＳＧが容易に基板
１表面に堆積する為である。

従って、短時間にて製造工程を終了でき、量産性の向上
をはかり得、捷だＰＳＧの成長速度が速く、その制御も
簡易である為に取り扱いが容易である。

以上説明したように本発明によれば群遅延時間温度特性
の向上と電気機械結合係数の増大をはかり得る等の利点
を奏する弾性表面波用ウエノ・をＣＶＤ法を有効利用し
て簡易な制御でしかも短時間で製造できると云う優れた
効果を発揮し、量産性に優れている等の利点を奏する。

伺、本発明は上記実施例にのみ限定されるものではなＸ
、）例えば各工程に要する処理時間等は設計仕様に応じ
て定めればよく、つまり電極の厚さ、ＰＳＧ膜の厚さ等
は例えば２〜１０μｍ程度と適宜定めればよい。

またＣＶＤによる条件設定等も適宜定めればよいことは
勿論である。

更には基板１として圧電性のものを用いればよく、Ｌｉ
ＮｂＯ３単結晶等に対しても同様に適用できる。

要するに本発明方法は、その要旨を逸脱しない範囲で種
々変形して実施することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ ”−’ ｇは本発明方法の一実施例を示す製
造１造を模式的に示した図、第２図は本方法により製造
された弾性表面波用クエハの一部切欠断面斜視図である
。 １・・弾性表面波基板、２・・・アルミニウム（電極用
）、３・・・電極、４・・・５ｉＯ２（ＰＳＧ）、 ５
・・・レジスト。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 弾性表面波基板上にシラン（ＳｉＨ，）と酸素（０
   ）との反応物を主成分とした熱化学反応生成物からなる
   燐（０を含む二酸化シリコンを化学蒸気堆積法により装
   着することを特徴とする弾性表面波用ウェハの製造方法
   。