(57)【要約】【課題】  櫛型電極が絶縁膜中に拡散することを抑制し、信頼性の高い弾性波デバイスを提供すること。【解決手段】  本弾性波デバイス１００は、圧電基板１０と、圧電基板１０上に設けられた櫛型電極１８と、櫛型電極１８の電極指間に設けられた第１絶縁膜１２と、櫛型電極１８の側面を覆うように、櫛型電極１８と第１絶縁膜１２との間に設けられた第１拡散防止膜１６と、櫛型電極１８及び第１絶縁膜１２上に設けられた絶縁性の第２拡散防止膜２０と、第２拡散防止膜２０上に設けられた第２絶縁膜２２と、を具備する。本構成によれば、第１拡散防止膜１６が櫛型電極１８と第１絶縁膜１２との間に設けられているため、櫛型電極１８が第１絶縁膜１２中に拡散することを抑制することができる。その結果、弾性波デバイスの信頼性を向上させることができる。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電基板と、
前記圧電基板上に設けられた櫛型電極と、
前記櫛型電極の電極指間に設けられた第１絶縁膜と、
前記櫛型電極の側面を覆うように、前記櫛型電極と前記第１絶縁膜との間に設けられた第１拡散防止膜と、
前記櫛型電極及び前記第１絶縁膜上に設けられた絶縁性の第２拡散防止膜と、
前記第２拡散防止膜上に設けられた第２絶縁膜と、
を具備することを特徴とする弾性波デバイス。
【請求項２】
前記第１拡散防止膜は、前記圧電基板と前記櫛型電極との間にも設けられていることを特徴とする請求項１に記載の弾性波デバイス。
【請求項３】
前記櫛型電極及び前記第１絶縁膜の上面は、同一平面にあることを特徴とする請求項１または２に記載の弾性波デバイス。
【請求項４】
前記第２拡散防止膜は、前記櫛型電極及び前記第１絶縁膜上の全面に設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の弾性波デバイス。
【請求項５】
前記第１絶縁膜と前記第２絶縁膜の材料は同じであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の弾性波デバイス。
【請求項６】
前記第１絶縁膜は、ＳｉＯ２であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の弾性波デバイス。
【請求項７】
前記櫛型電極は、Ｃｕ、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇまたはこれらの金属のうち１つを主成分とする合金のいずれかであることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の弾性波デバイス。
【請求項８】
前記第１拡散防止膜は、Ｔａ、Ｔｉ、Ｗまたはこれらの金属のうち１つを主成分とする化合物のいずれかであることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の弾性波デバイス。
【請求項９】
圧電基板上に第１絶縁膜を形成する工程と、
前記第１絶縁膜をパターニングする工程と、
前記圧電基板の上面、並びにパターニングされた前記第１絶縁膜の上面及び側面に、第１拡散防止膜を形成する工程と、
パターニングされた前記第１絶縁膜間に櫛型電極を形成する工程と、
前記第１絶縁膜の上面に形成された前記第１拡散防止膜を除去する工程と、
前記櫛型電極及び前記第１絶縁膜上に、絶縁性の第２拡散防止膜を形成する工程と、
前記第２拡散防止膜上に第２絶縁膜を形成する工程と、
を有することを特徴とする弾性波デバイスの製造方法。
【請求項１０】
前記櫛型電極を形成する工程は、
前記第１拡散防止膜が形成された前記圧電基板及び前記第１絶縁膜の全体を覆うように電極膜を形成する工程と、
前記電極膜を研磨し、前記電極膜から前記櫛型電極を形成する工程と、
を含むことを特徴とする請求項９に記載の弾性波デバイスの製造方法。
【請求項１１】
前記第１拡散防止膜を除去する工程は、研磨により前記第１拡散防止膜を除去する工程を含むことを特徴とする請求項９または１０に記載の弾性波デバイスの製造方法。
【請求項１２】
前記櫛型電極及び前記第１絶縁膜の上面が同一平面となるように研磨する工程を有することを特徴とする請求項９〜１１のいずれかに記載の弾性波デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾性波デバイス及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、弾性波デバイスにおいて、櫛型電極の上面を絶縁膜で封止するタイプの弾性波デバイス（弾性境界波デバイス）が開発されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１１２７４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の弾性波デバイスでは、櫛型電極を構成する金属が絶縁膜中に拡散してしまうという課題があった。
【０００５】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、信頼性の高い弾性波デバイスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本弾性波デバイスは、圧電基板と、前記圧電基板上に設けられた櫛型電極と、前記櫛型電極の電極指間に設けられた第１絶縁膜と、前記櫛型電極の側面を覆うように、前記櫛型電極と前記第１絶縁膜との間に設けられた第１拡散防止膜と、前記櫛型電極及び前記第１絶縁膜上に設けられた絶縁性の第２拡散防止膜と、前記第２拡散防止膜上に設けられた第２絶縁膜と、を具備する。本構成によれば、第１拡散防止膜が櫛型電極と第１絶縁膜との間に設けられているため、櫛型電極が第１絶縁膜中に拡散することを抑制することができる。その結果、弾性波デバイスの信頼性を向上させることができる。
【０００７】
上記構成において、前記第１拡散防止膜は、前記圧電基板と前記櫛型電極との間にも設けられている構成とすることができる。本構成によれば、櫛型電極の第１絶縁膜への拡散をさらに確実に抑制することができる。
【０００８】
上記構成において、前記櫛型電極及び前記第１絶縁膜の上面は、同一平面にある構成とすることができる。本構成によれば、第２拡散防止膜及び第２絶縁膜における凹凸の形成を抑制し、表面を平坦化することができる。
【０００９】
上記構成において、前記第２拡散防止膜は、前記櫛型電極及び前記第１絶縁膜上の全面に設けられている構成とすることができる。本構成によれば、櫛型電極の第１絶縁膜への拡散をさらに確実に抑制することができる。
【００１０】
上記構成において、前記第１絶縁膜と前記第２絶縁膜の材料は同じである構成とすることができる。
【００１１】
上記構成において、前記第１絶縁膜は、ＳｉＯ２である構成とすることができる。
【００１２】
上記構成において、前記櫛型電極は、Ｃｕ、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇまたはこれらの金属のうち１つを主成分とする合金のいずれかである構成とすることができる。
【００１３】
本弾性波デバイスの製造方法は、圧電基板上に第１絶縁膜を形成する工程と、前記第１絶縁膜をパターニングする工程と、前記圧電基板の上面、並びにパターニングされた前記第１絶縁膜の上面及び側面に、第１拡散防止膜を形成する工程と、パターニングされた前記第１絶縁膜間に櫛型電極を形成する工程と、前記第１絶縁膜の上面に形成された前記第１拡散防止膜を除去する工程と、前記櫛型電極及び前記第１絶縁膜上に、絶縁性の第２拡散防止膜を形成する工程と、前記第２拡散防止膜上に第２絶縁膜を形成する工程と、を有する。本構成によれば、第１拡散防止膜を櫛型電極と第１絶縁膜との間に形成するため、櫛型電極が第１絶縁膜中に拡散することを抑制することができる。その結果、弾性波デバイスの信頼性を向上させることができる。
【００１４】
上記構成において、前記櫛型電極を形成する工程は、前記第１拡散防止膜が形成された前記圧電基板及び前記第１絶縁膜の全体を覆うように電極膜を形成する工程と、前記電極膜を研磨し、前記電極膜から前記櫛型電極を形成する工程と、を含む構成とすることができる。
【００１５】
上記構成において、前記第１拡散防止膜を除去する工程は、研磨により前記第１拡散防止膜を除去する工程を含む構成とすることができる。
【００１６】
上記構成において、前記櫛型電極及び前記第１絶縁膜の上面が同一平面となるように研磨する工程を有する構成とすることができる。本構成によれば、第２拡散防止膜及び第２絶縁膜における凹凸の形成を抑制し、表面を平坦化することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、櫛型電極が絶縁膜中に拡散することを抑制し、弾性波デバイスの信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、比較例に係る弾性波デバイスの上面図である。
【図２】図２（ａ）及び図２（ｂ）は、比較例に係る弾性波デバイスの断面模式図である。
【図３】図３（ａ）〜図３（ｅ）は、実施例１に係る弾性波デバイスの製造方法を示した図（その１）である。
【図４】図４（ａ）〜図４（ｅ）は、実施例１に係る弾性波デバイスの製造方法を示した図（その２）である。
【図５】図５は、実施例１に係る弾性波デバイスの断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
最初に、比較例に係る弾性波デバイスについて説明する。
（比較例）
【００２０】
図１は、比較例に係る弾性波デバイスの上面図であり、図２（ａ）はその一部を拡大した断面模式図である。圧電基板５０の上面（以下、圧電基板上の積層方向を上下方向とし、圧電基板側を下、圧電基板から遠い側を上と称する）に、共振器６０が形成されている。共振器６０は、対向する１組の櫛型電極６２と、その両側に設けられた反射器６４とを含む。圧電基板５０及び共振器６０は、絶縁膜５２により封止されている。圧電基板５０には、例えばＬｉＮｂＯ３（リチウム酸ナイオベイト）基板やＬｉＴａＯ３（リチウム酸タンタル）基板等が用いられる。櫛型電極６２及び反射器６４には、例えばＣｕ（銅）やＡｌ（アルミニウム）等の金属が用いられる。絶縁膜５２には、例えばＳｉＯ２（酸化ケイ素）が用いられる。
【００２１】
２つの櫛型電極６２のうち一方の電極指で励振した弾性波は、圧電基板５０と絶縁膜５２との境界付近を伝搬する。弾性波は反射器６４で反射され、２つの櫛型電極６２のうち他方の電極指に電気信号が発生する。電気信号は、電極指の周期等に対応する周波数で共振する。
【００２２】
本構成によれば、櫛型電極６２を絶縁膜５２で封止しない場合に比べ、弾性波デバイスの温度特性を向上させることができる。一方で、櫛型電極６２や絶縁膜５２の材質によっては、櫛型電極６２を構成する金属が絶縁膜５２中に拡散してしまう場合があった（例えば、絶縁膜にＳｉＯ２を用いた場合、櫛型電極を比較的重い金属（ＣｕやＡｕなど）で形成した場合に拡散が生じる）。
【００２３】
図２（ｂ）は、他の比較例に係る弾性波デバイスの断面模式図である。図２（ａ）と異なり、櫛型電極６２及びその間に形成された第１絶縁膜５２の上面を覆うように、絶縁性の拡散防止膜５４（例えば、ＳｉＮからなる）が形成されている。拡散防止膜５４の上には、第１絶縁膜５２と同じ材質の第２絶縁膜５６が形成されている。
【００２４】
本構成によれば、拡散防止膜５４を設けることにより、櫛型電極６２の上面から第２絶縁膜５６への金属の拡散を抑制することができる。しかし、櫛型電極６２と第１絶縁膜５２との間には拡散防止膜が設けられていないため、櫛型電極６２から第１絶縁膜５２への金属の拡散が生じてしまう。
【００２５】
以下に記載の実施例では、上記の課題を解決するための弾性波デバイス及びその製造方法について説明する。
【実施例１】
【００２６】
図３（ａ）〜図３（ｅ）は実施例１に係る弾性波デバイスの製造方法を示した図（その１）であり、図４（ａ）〜図４（ｅ）は実施例１に係る弾性波デバイスの製造方法を示した図（その２）である。最初に、圧電基板１０の上面全体に第１絶縁膜１２を形成する（図３（ａ））。圧電基板１０には、比較例と同様にＬｉＮｂＯ３（リチウム酸ナイオベイト）基板やＬｉＴａＯ３（リチウム酸タンタル）を用いる。また、本実施例では第１絶縁膜１２としてＳｉＯ２（酸化ケイ素）を用いる。次に、第１絶縁膜１２の上にレジスト１４を部分的に塗布し（図３（ｂ））、レジスト１４をマスクとして第１絶縁膜１２をエッチングすることにより回路パターンを形成した後、レジスト１４を剥離する（図３（ｃ））。エッチング工程においては、後に電極が形成される溝部の壁面が垂直となるように、異方性のドライエッチングを行うことが好ましい。
【００２７】
次に、圧電基板１０の上面並びに第１絶縁膜１２の上面及び側面に、前工程で形成されたパターンを覆うように第１拡散防止膜１６を形成する（図３（ｄ））。本実施例では、第１拡散防止膜１６としてＴａ（タンタル）を用い、スパッタリングにより成膜を行う。第１拡散防止膜１６の膜厚は例えば１０ｎｍとする。次に、第１拡散防止膜１６が成膜された圧電基板１０及び第１絶縁膜１２の上面全体に、電極膜１８を形成する。本実施例では、電極膜１８としてＣｕ（銅）を用い、第１拡散防止膜１６を成膜した装置と同一の装置内で、スパッタリングにより成膜を行う（図３（ｅ））。電極膜１８は、第１絶縁膜１２をパターニングすることにより形成された溝を埋めるように成膜される。電極膜１８の厚みは、少なくとも第１絶縁膜１２及び第１拡散防止膜１６の厚みの合計より大きくなるように（電極膜１８の上面が第１絶縁膜１２の上面より上にくるように）調節する。
【００２８】
次に、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polish）法を用いて電極膜１８を研磨する。最初に、第１拡散防止膜１６（Ｔａ）との選択比が大きい電極膜１８（Ｃｕ）用の研磨剤を用い、第１拡散防止膜１６をストッパとして研磨を行う（図４（ａ））。これにより、電極膜１８のうち第１絶縁膜１２より上に盛り上がって形成された部分が除去され、電極膜１８から櫛型電極１８が形成される。次に、第１絶縁膜１２（ＳｉＯ２）との選択比が大きい第１拡散防止膜１６（Ｔａ）用の研磨剤を用い、第１絶縁膜１２をストッパとして研磨を行う（図４（ｂ））。これにより、第１拡散防止膜１６のうち第１絶縁膜１２の上面に形成された部分と、電極膜１８の上面が除去され、平坦化される。第１絶縁膜１２と電極膜１８の上面は同一平面となる。最終的に、櫛型電極１８の膜厚は例えば１００〜３５０ｎｍとなる。
【００２９】
次に、平坦化された第１絶縁膜１２及び電極膜１８の上面に、第２拡散防止膜２０を形成する（図４（ｃ））。本実施例では、第２拡散防止膜２０としてＳｉＮｘ（窒化ケイ素）を用い、スパッタリングにより成膜を行う。第２拡散防止膜２０の膜厚は例えば４０ｎｍとする。最後に、第２拡散防止膜２０の上面に第２絶縁膜２２を形成する（図４（ｄ））。本実施例では、第２絶縁膜としてＳｉＯ２を用い、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法により成膜を行う。第２絶縁膜２２の膜厚は例えば４００〜１５００ｎｍとする。以上の工程により、実施例１に係る弾性波デバイス１００が完成する。
【００３０】
図５は、実施例１に係る弾性波デバイスの断面模式図である。圧電基板１０上に櫛型電極１８が設けられ、櫛型電極１８の電極指間に第１絶縁膜１２が設けられている。櫛型電極１８と第１絶縁膜１２との間には、櫛型電極１８の側面を覆うように第１拡散防止膜１６が設けられている。また、櫛型電極１８及び第１絶縁膜１２上には絶縁性の第２拡散防止膜２０が設けられ、第２拡散防止膜２０の上には第２絶縁膜２２が設けられている。
【００３１】
実施例１に係る弾性波デバイス１００によれば、櫛型電極１８と第１絶縁膜１２との間に第１拡散防止膜１６が設けられているため、櫛型電極１８を構成する金属が第１絶縁膜１２中に拡散することを抑制することができる。同様に、櫛型電極１８と第２絶縁膜２２との間に第２拡散防止膜２０が設けられているため、櫛型電極１８を構成する金属が第２絶縁膜２２中に拡散することを抑制することができる。その結果、弾性波デバイスの信頼性を向上させることができる。
【００３２】
上記の弾性波デバイス１００では、第１拡散防止膜１６を形成した後に電極膜１８の形成を行っているため（図３（ｄ）〜（ｅ））、第１拡散防止膜１６が圧電基板１０と櫛型電極１８との間にも設けられる構成となっている。本構成は必須のものではないが、これにより櫛型電極１８の絶縁膜への拡散をさらに抑制することができる。
【００３３】
また、上記の弾性波デバイス１００では、電極膜１８及び第１拡散防止膜１６を研磨した上で、第２拡散防止膜２０の形成を行っている（図４（ａ）〜（ｃ））。このため、櫛型電極１８及び第１絶縁膜１２の上面が同一平面となり、第２拡散防止膜２０が形成される面が平坦となっている。本構成は必須のものではないが、これにより第２拡散防止膜２０及び第２絶縁膜２２における凹凸の形成を抑制し、表面を平坦化することができる。
【００３４】
また、上記の弾性波デバイス１００では、第２拡散防止膜２０が櫛型電極１８及び第１絶縁膜１２上の全面に設けられている。本構成は必須のものではないが、これにより櫛型電極１８の絶縁膜中への拡散をさらに抑制することができる。
【００３５】
本実施例では第１拡散防止膜１６にＴａ（タンタル）を用いたが、拡散防止膜としての機能を果たす材料であれば、弾性波デバイス１００の特性最適化や信頼性向上のために、他の材料を用いてもよい。第１拡散防止膜１６は必ずしも導電性のある材料である必要もない。例えば、Ｔｉ（チタン）、Ｗ（タングステン）、及びこれらを主成分とする化合物（例えば、ＴａＮ、ＴｉＮ、ＷＮなど）を用いることができる。また、本実施例では第２拡散防止膜２０にＳｉＮｘ（窒化ケイ素）を用いたが、これについても拡散防止膜としての機能を果たす材料であれば、弾性波デバイス１００の特性最適化や信頼性向上のために他の材料（例えば、ＴａＮやＳｉＣなど）を用いてもよい。ただし、櫛型電極１８間の絶縁を図るため、第２拡散防止膜２０は絶縁性の材料で形成することが望ましい。また、本実施例では膜の形成にスパッタリング法を用いたが、ＣＶＤ法やＡＬＤ（atomic layer deposition）法により膜形成を行ってもよい。また、第１拡散防止膜１６及び第２拡散防止膜２０の膜厚は、弾性表面波デバイス１００の特性に影響を与えない範囲であれば、本実施例に示した以外の値であってもよい。
【００３６】
また、本実施例では第１絶縁膜１２及び第２絶縁膜２２を同じ材料で形成したが、これらは異なる材料で形成されていてもよい。ただし、本実施例のように同じ材料を用いることで、弾性波デバイス１００の温度による特性変化を抑制することができる。また、本実施例では第１絶縁膜１２及び第２絶縁膜２２をＳｉＯ２としたが、これ以外の材料を用いてもよい。ただし、ＳｉＯ２を用いることにより、その他の材料（ＳｉＮ、ＳｉＣなど）を用いる場合に比べて弾性波デバイスの温度特性を改善することができる。また、本実施例では櫛型電極１８をＣｕとしたが、これ以外の材料を用いてもよい。その場合、例えばＡｌのような比較的軽い金属よりも、例えばＡｕ、Ｐｔ、Ａｇのように比較的重く、絶縁膜への拡散が生じやすい金属の方が本発明の構成に適している。
【００３７】
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００３８】
１０      圧電基板
１２      第１絶縁膜
１６      第１拡散防止膜
１８      櫛型電極
２０      第２拡散防止膜
２２      第２絶縁膜
１００    弾性波デバイス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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