(57)【要約】【課題】各電極におけるマイグレーションの発生を防止しつつ、各電極の耐電力性を高めることができる表面弾性波デバイスを提供すること。【解決手段】本発明の表面弾性波デバイス１は、圧電性基板２の表面２ａに櫛歯電極３および反射電極４を備える。櫛歯電極３および反射電極４の電極指５、６における隣接電極指（最外側の電極指）５Ｃ、６Ｃは耐マイグレーション性に優れたＡｌを用いて形成されている。また、隣接電極指５Ｃ、６Ｃ以外の電極指５Ｂ、６Ｂは、Ａｌよりも耐電力性に優れたＣｕを用いて形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電性の表面を有する圧電性基板と、
前記圧電性基板の表面において櫛歯状に配置された電極指をそれぞれ有しているとともに、前記電極指を交互に配置して形成されている１対または１列に配列された２対以上の櫛歯電極と、
前記圧電性基板の表面において柵状に配置された電極指をそれぞれ有しており、前記１対または１列に配列された２対以上の櫛歯電極を挟む位置にそれぞれ形成されている１組の反射電極と
を備えており、
１対の前記櫛歯電極および前記反射電極の電極指において他の前記櫛歯電極または前記反射電極の電極指に隣接している隣接電極指は、耐マイグレーション性に優れた第１金属を用いて形成されており、
１対の前記櫛歯電極の電極指において前記隣接電極指以外の電極指は、前記第１金属よりも耐電力性に優れた第２金属を用いて形成されている
ことを特徴とする表面弾性波デバイス。
【請求項２】
前記隣接電極指は、他の前記櫛歯電極または前記反射電極の電極指に対向している最外側の電極指である
ことを特徴とする請求項１に記載の表面弾性波デバイス。
【請求項３】
前記第１金属は、Ａｌを主成分とする金属である
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の表面弾性波デバイス。
【請求項４】
前記第２金属は、Ｃｕを主成分とする金属である
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の表面弾性波デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面弾性波デバイスに係り、特に、圧電性の基板の表面上に櫛歯電極および反射電極を有するＳＡＷ（Surface Acoustic Wave：表面弾性波）フィルタに好適に利用できる表面弾性波デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
図４は従来の表面弾性波デバイス１０１の一例を示している。従来の表面弾性波デバイス１０１においては、図４に示すように、圧電性基板１０２の圧電性の表面１０２ａ上に１対以上の櫛歯電極（図４においては上下方向に１列に配列された２対の櫛歯電極）１０３を有するとともに、その櫛歯電極１０３を挟む位置に反射電極１０４を有している。圧電性基板１０２は圧電性を有するため、当該圧電性基板１０２に電気を印加すると圧電性基板１０２が伸縮し、また当該圧電性基板１０２に応力を印加すると圧電性基板１０２に電気が発生する。また、櫛歯電極１０３は圧電性基板１０２に対する電気の出入口となる。この圧電特性を利用することにより、表面弾性波デバイス１０１はＳＡＷフィルタや変圧器として利用されている（特許文献１を参照）。
【０００３】
ここで、従来の櫛歯電極１０３および反射電極１０４に用いられる材料としては、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ等またはそれらの１元素を主成分とする金属が選択される。特に、櫛歯電極１０３および反射電極１０４の耐マイグレーション性および形成容易性を考慮する場合においてはＡｌが選択されていた。また、櫛歯電極１０３および反射電極１０４の耐電力性を向上させたい場合においてはＣｕが選択されていた。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−５８５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、高い耐マイグレーション性を有するＡｌを櫛歯電極１０３および反射電極１０４に用いた場合、Ａｌの耐電力性が乏しいことから電圧を上昇させたときにＡｌ原子が激しく振動してＡｌが飛び散ってしまい、櫛歯電極１０３または反射電極１０４が断線してしまうおそれがあった。
【０００６】
一方、高い耐電力性を有するＣｕを櫛歯電極１０３および反射電極１０４に用いた場合、図５および図６に示すように、櫛歯電極１０３および反射電極１０４の電極指１０５、１０６において他の櫛歯電極１０３または反射電極１０４の電極指１０５、１０６に隣接している隣接電極指１０５Ａ、１０６Ａと他の隣接電極指１０５Ａ、１０６Ａとの間に電圧が印加されると、Ｃｕの耐マイグレーション性が乏しいことからそれぞれの隣接電極指１０５Ａ、１０６Ａ間にマイグレーション１０９が発生してしまうおそれがあった。
【０００７】
また、表面弾性波デバイス１０１の製造工程の際には隣接電極指１０５Ａ、１０６Ａ間に電圧が印加されてしまうため、表面弾性波デバイス１０１を製造した段階においてすでに表面弾性波デバイス１０１が破壊されており、その表面弾性波デバイス１０１を組み込んだ製品が初期不良を生じてしまうおそれがあった。
【０００８】
そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、各電極におけるマイグレーションの発生を防止しつつ、各電極の耐電力性を高めることができる表面弾性波デバイスを提供することを本発明の目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前述した目的を達成するため、本発明の表面弾性波デバイスは、その第１の態様として、圧電性の表面を有する圧電性基板と、圧電性基板の表面において櫛歯状に配置された電極指をそれぞれ有しているとともに、電極指を交互に配置して形成されている１対または１列に配列された２対以上の櫛歯電極と、圧電性基板の表面において柵状に配置された電極指をそれぞれ有しており、１対または１列に配列された２対以上の櫛歯電極を挟む位置にそれぞれ形成されている１組の反射電極とを備えており、１対の櫛歯電極および反射電極の電極指において他の櫛歯電極または反射電極の電極指に隣接している隣接電極指は、耐マイグレーション性に優れた第１金属を用いて形成されており、１対の櫛歯電極の電極指において隣接電極指以外の電極指は、第１金属よりも耐電力性に優れた第２金属を用いて形成されていることを特徴としている。なお、反射電極の電極指において隣接電極指以外の電極指は耐マイグレーション性も耐電力性も必要とされないので、第１金属または第２金属のいずれを用いても良いし、他の金属を用いても良い。
【００１０】
本発明の第１の態様の表面弾性波デバイスによれば、マイグレーションの発生箇所となる隣接電極指について耐マイグレーションを向上させることができるとともに、マイグレーションの発生箇所とならない隣接電極指以外の電極指について耐電力性を向上させることができる。
【００１１】
本発明の第２の態様の表面弾性波デバイスは、第１の態様の表面弾性波デバイスにおいて、隣接電極指は、他の櫛歯電極または反射電極の電極指に対向している最外側の電極指であることを特徴としている。
【００１２】
本発明の第２の態様の表面弾性波デバイスによれば、マイグレーションの発生箇所となる電極指が最外側の電極指であることを利用して隣接電極指を設定することにより、櫛歯電極および反射電極の耐マイグレーション性および耐電力性を効率よく向上させることができる。
【００１３】
本発明の第３の態様の表面弾性波デバイスは、第１または第２の態様の表面弾性波デバイスにおいて、第１金属は、Ａｌを主成分とする金属であることを特徴としている。
【００１４】
本発明の第３の態様の表面弾性波デバイスによれば、耐マイグレーション性だけでなく、電極指の形成容易性を向上させることができる。また、添加元素を微量添加することにより耐マイグレーション性を飛躍的に向上させることができる。
【００１５】
本発明の第４の態様の表面弾性波デバイスは、第１から第３のいずれか１の態様の表面弾性波デバイスにおいて、第２金属は、Ｃｕを主成分とする金属であることを特徴としている。
【００１６】
本発明の第４の態様の表面弾性波デバイスによれば、電極指にＣｕを用いると、例えば電極指にＡｌを用いた場合と比較して耐電力性を飛躍的に向上させることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の表面弾性波デバイスによれば、マイグレーションの発生箇所となる電極指か否かに応じて電極指に用いる材料を選択しているので、各電極におけるマイグレーションの発生を防止しつつ、各電極の耐電力性を高めることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図１から図３を用いて、本発明の表面弾性波デバイスをその一実施形態により説明する。
【００１９】
図１は、本実施形態の表面弾性波デバイス１の平面図を示している。本実施形態の表面弾性波デバイス１は、図１に示すように、圧電性基板２、櫛歯電極３および反射電極４を備えている。
【００２０】
圧電性基板２はその表面２ａに圧電性を有するように平板状に形成されている。具体的には、本実施形態の圧電性基板２は、ＰｂＴｉＯ３、ＢａＴｉｏ３、ＬｉＮｂＯ３、ＬｉＴｉＯ３、ＫＮｂＯ３、ＬｉＴａＯ３、ＬｉＢ４Ｏ７などの圧電性金属酸化物を用いて平板状に形成されていても良いし、平板状のサファイヤ基板やダイヤモンド基板の表面に圧電性金属酸化物を被覆して形成されていても良い。
【００２１】
櫛歯電極３は、図１に示すように、圧電性基板２の表面２ａにおいて櫛歯状に配置された電極指５をそれぞれに有している。櫛歯電極３の電極指５の寸法および本数は櫛歯電極３から入出力する電気信号に応じて適宜変更される。また、櫛歯電極３の形成個数も同様に櫛歯電極３から入出力する電気信号に応じて適宜変更される。本実施形態の櫛歯電極３においては圧電性基板２の表面２ａに４個形成されており、それらの電極指５が交互に配置されている。電極指５が交互に配置された２個の櫛歯電極３を１対の櫛歯電極３とすると、本実施形態の圧電性基板２の表面２ａには１列（図１においては上下方向の列）に配列された２対の櫛歯電極３が形成されており、１対の櫛歯電極３ごとに電極パッド７が第１金属または第２金属を用いて形成されている。なお、第１金属および第２金属については後述する。
【００２２】
また、本実施形態の櫛歯電極３は、電極指５ごとに材料を異ならせて形成されている。１対の櫛歯電極３の電極指５のうち、他の櫛歯電極３または反射電極４の電極指５、６に隣接している隣接電極指５Ａは、耐マイグレーション性に優れた第１金属を用いて形成されている。隣接電極指５Ａの表面のみが第１金属を用いて形成されていてもよい。隣接電極指５Ａは外側から２〜３本の電極指５であってもよいが、本実施形態の櫛歯電極３の隣接電極指５Ａは他の櫛歯電極３または反射電極４の電極指５、６に対向している最外側の電極指５Ｃとなっている。また、第１金属としては、Ａｌ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｆｅなどの高い耐マイグレーション性を有する純金属またはＡｌＣｕ、ＡｌＳｃＣｕ、ＡｌＳｉなどの合金化によって耐マイグレーション性が向上した金属を選択することができる。本実施形態の第１金属においては、Ａｌ純金属やＡｌに少量（例えば４ｗｔ％程度）のＣｕを添加した合金などのＡｌを主成分とする金属が用いられている。
【００２３】
それに対して、隣接電極指５Ａ（本実施形態においては最外側の電極指５Ｃ）以外の残りの電極指５Ｂは、第１金属よりも耐電力性に優れた第２金属を用いて形成されている。第２金属としては、Ｃｕ、ＣｕＡｇ、ＣｕＡｌ、ＣｕＳｉなどの高い耐電力性を有する金属を選択することができる。本実施形態の第２金属においては、Ｃｕが用いられている。
【００２４】
反射電極４は圧電性基板２の表面２ａにおいて対になった櫛歯電極３の両端に１個ずつ計２個形成されている。図１に示すように、本実施形態においては２対の櫛歯電極３が１列に配列されているため、１列に配列された２対の櫛歯電極３を挟む位置に反射電極４がそれぞれ形成されている。また、反射電極４は、柵状に配置された電極指６をそれぞれ有している。反射電極４の電極指６の寸法および本数は櫛歯電極３から入出力する電気信号に応じて適宜変更される。
【００２５】
また、反射電極４の全ての電極指６のうち、櫛歯電極３の電極指５に隣接している隣接電極指６Ａは、耐マイグレーション性に優れた第１金属を用いて形成されている。前述した櫛歯電極３の隣接電極指５Ａと同様、隣接電極指６Ａは外側から２〜３本の電極指６であってもよいが、本実施形態の反射電極４の隣接電極指６Ａは櫛歯電極３の電極指５に対向している最外側の電極指６Ｃとなっている。また、反射電極４における隣接電極指６Ａ（本実施形態においては最外側の電極指６Ｃ）以外の残りの電極指６Ｂは、耐マイグレーション性も耐電力性も必要とされないので、第１金属または第２金属のいずれを用いても良いし、他の金属を用いても良い。
【００２６】
ここで、図２および図３を用いて、櫛歯電極３の隣接電極指５Ａ（本実施形態においては最外側の電極指５Ｃ）および反射電極４の隣接電極指６Ａ（本実施形態においては最外側の電極指６Ｃ）の形成方法に係る例を２つ説明する。図２は第１金属のみを用いて櫛歯電極３の隣接電極指５Ａおよび反射電極４の隣接電極指６Ａを形成する第１の例の形成方法をＡ〜Ｃの順に示しており、図３は第２金属の表面に第１金属を被覆して櫛歯電極３の隣接電極指５Ａおよび反射電極４の隣接電極指６Ａを形成する第２の例の形成方法をＡ〜Ｃの順に示している。
【００２７】
はじめに、第１の例の形成方法を説明する。第１の例の形成方法は主に３つの工程からなる。第１工程においては、図２Ａに示すように、圧電性基板２の表面２ａに第２金属の膜（図示せず）を蒸着またはスパッタにより形成する。その後、第２金属の膜にパターンニング（「パターンニング」とは、レジストコート、露光、現像による一連の工程をいう。）を行ない、圧電性基板２の表面２ａに櫛歯電極３および反射電極４に係る隣接電極指５Ａ、６Ａ以外の残りの電極指５Ｂ、６Ｂを形成する。
【００２８】
第２工程においては、図２Ｂに示すように、圧電性基板２の表面２ａならびに櫛歯電極３および反射電極４に係る残りの電極指５Ｂ、６Ｂにレジスト膜１０を形成する。その後、レジスト膜１０に矩形長穴１０ｈのパターンニングを行なうことにより、櫛歯電極３および反射電極４に係る隣接電極指５Ａ、６Ａを形成する部分をレジスト膜１０から露出させる。
【００２９】
最後の第３工程においては、図２Ｂに示すようなレジスト膜１０の矩形長穴１０ｈから露出した圧電性基板２の表面２ａに第１金属を蒸着またはスパッタすることにより、図２Ｃに示すように、圧電性基板２の表面２ａに櫛歯電極３および反射電極４に係る隣接電極指５Ａ、６Ａを形成する。その後、レジスト膜１０をレジスト除去剤により除去する。
【００３０】
次に、第２の例の形成方法を説明する。第２の例の形成方法は主に３つの工程からなる。第１工程においては、図３Ａに示すように、圧電性基板２の表面２ａに第２金属の膜を蒸着またはスパッタしてからパターンニングすることにより、圧電性基板２の表面２ａに櫛歯電極３および反射電極４の電極指５、６を形成する。第１の例の形成方法とは異なり（図２Ａ参照）、この第１工程において櫛歯電極３および反射電極４に係る隣接電極指５Ａ、６Ａの本体５Ａａ、６Ａａが第２金属を用いて形成されている。
【００３１】
第２工程においては、図３Ｂに示すように、圧電性基板２の表面２ａならびに櫛歯電極３および反射電極４の電極指５、６にレジスト膜１０を形成する。その後、レジスト膜１０に矩形長穴１０ｈのパターンニングを行なうことにより、櫛歯電極３および反射電極４に係る隣接電極指５Ａ、６Ａの本体５Ａａ、６Ａａの表面および側面をレジスト膜１０から露出させる。
【００３２】
最後の第３工程においては、図３Ｂに示すようなレジスト膜１０の矩形長穴１０ｈから露出した隣接電極指５Ａ、６Ａの本体５Ａａ、６Ａａの表面および側面に第１金属を蒸着またはスパッタすることにより、図３Ｃに示すように、隣接電極指５Ａ、６Ａの本体５Ａａ、６Ａａを覆うように本体５Ａａ、６Ａａの表面および側面に第１金属の膜を形成する。その後、レジスト膜１０をレジスト除去剤により除去する。
【００３３】
次に、図１を用いて、本実施形態の表面弾性波デバイス１の作用を説明する。
【００３４】
マイグレーションは電極間の電位差が原因となって生じる。つまり、表面弾性波デバイス１においては、同一の櫛歯電極３内の電極指５の間および同一の反射電極４内の電極指６の間には電位差が生じないのでマイグレーションが発生するおそれはない。それに対し、櫛歯電極３と反射電極４との間および２対の櫛歯電極３の間において相互に隣接している外側の２〜３本の電極指５、６、すなわち、それぞれの隣接電極指５Ａ、６Ａの間には電位差が生じているため、マイグレーションが発生するおそれがある。そのため、隣接電極指５Ａ、６Ａはマイグレーションの発生箇所となる（図５および図６を参照）。
【００３５】
そこで、本実施形態の表面弾性波デバイス１においては、図１に示すように、櫛歯電極３および反射電極４の隣接電極指５Ａ、６Ａを耐マイグレーション性に優れた第１金属を用いて形成し、隣接電極指５Ａ、６Ａ以外の電極指５、６を耐電力性に優れた第２金属を用いて形成している。そのため、図１に示すように、第１金属により隣接電極指５Ａ、６Ａについて耐マイグレーション性を向上させることができるとともに、マイグレーションの発生箇所とならない隣接電極指５Ａ、６Ａ以外の残りの電極指５Ｂ、６Ｂについては第２金属により耐電力性を向上させることができる。これにより、櫛歯電極３および反射電極４の耐マイグレーション性を低下させずにその耐電力性を高めることができる。
【００３６】
前述した通り、隣接電極指５Ａ、６Ａはマイグレーションの発生箇所となるため、櫛歯電極３および反射電極４の外側の何本かの電極指５、６からマイグレーションが発生することが考えられる。しかし、実際にマイグレーションの発生箇所となるのは、すべての電極指５、６のうちでも最外側の電極指５Ｃ、６Ｃのみであることが多い（図５および図６を参照）。そこで、本実施形態の櫛歯電極３および反射電極４においては、隣接電極指５Ａ、６Ａを最外側の電極指５Ｃ、６Ｃのみに限定し、耐マイグレーション性に優れた第１金属を最外側の電極指５Ｃ、６Ｃのみに用いるとともに、耐電力性に優れた第２金属を残りの電極指５Ｂ、６Ｂに用いている。これにより、櫛歯電極３および反射電極４におけるマイグレーション発生を抑制しつつ、耐電力性を効率よく向上させることができる。
【００３７】
ここで、本実施形態の第１金属においては、Ａｌを主成分とする金属が用いられている。Ａｌを主成分とする金属は耐マイグレーション性だけでなく、従来より使用されてきたので電極指５、６を容易に形成することができる。また、ＡｌにＣｕを微量添加したときのように、Ａｌに添加元素を微量添加することにより耐マイグレーション性を飛躍的に向上させることができる。
【００３８】
また、本実施形態の第２金属においては、Ｃｕを主成分とする金属が用いられている。電極指５、６にＣｕを用いると、電極指５、６にＡｌを用いた場合と比較して耐電力性を飛躍的に向上させることができる。また、Ｃｕは単価が安く、耐電力性に優れた櫛歯電極３および反射電極４を安価に形成することができる。
【００３９】
すなわち、本実施形態の表面弾性波デバイス１によれば、マイグレーションの発生箇所となる電極指５、６か否かに応じて電極指５、６に用いる材料を選択しているので、各電極におけるマイグレーションの発生を防止しつつ、各電極の耐電力性を高めることができるという作用を奏する。
【００４０】
なお、本発明は、前述した実施形態などに限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本実施形態の表面弾性波デバイスを示す平面図
【図２】本実施形態の櫛歯電極および反射電極に係る第１の形成方法をＡ〜Ｃの順に示す平面図
【図３】本実施形態の櫛歯電極および反射電極に係る第２の形成方法をＡ〜Ｃの順に示す平面図
【図４】従来の表面弾性波デバイスを示す平面図
【図５】従来の櫛歯電極と反射電極との間においてマイグレーションが発生した状態を示す平面図
【図６】従来の櫛歯電極の間においてマイグレーションが発生した状態を示す平面図
【符号の説明】
【００４２】
１  表面弾性波デバイス
２  圧電性基板
３  櫛歯電極
４  反射電極
５  （櫛歯電極の）電極指
５Ａ  （櫛歯電極の）隣接電極指
５Ｂ  （櫛歯電極の）隣接電極指以外の電極指
５Ｃ  （櫛歯電極の）最外側の電極指
６  （反射電極の）電極指
６Ａ  （反射電極の）隣接電極指
６Ｂ  （反射電極の）隣接電極指以外の電極指
６Ｃ  （反射電極の）最外側の電極指
【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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【図６】
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