(57)【要約】【課題】圧電基板上に、蒸着法によって、Ｔｉを主成分とする下地電極層を成膜し、次いで、Ａｌを主成分とする主電極層を成膜することによって、主電極層の結晶性を向上させようとしたとき、圧電基板に与えられる電位によっては、Ａｌ電極層の結晶性に関して、なお一層の改善の余地があることがある。【解決手段】圧電基板２上に、蒸着法によって、下地電極層５および主電極層４を成膜するにあたって、圧電基板２をフロート電位にし、圧電基板２の表面電位を安定させる。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電基板と、前記圧電基板上に薄膜をもって形成された電極とを備え、前記電極は、Ａｌを主成分とする主電極層と、前記主電極層と前記圧電基板との間に設けられる、前記主電極層の結晶性を向上させるための下地電極層とを備える、薄膜素子の製造方法であって、
前記圧電基板を用意する工程と、
前記圧電基板上に、蒸着法によって、前記下地電極層および前記主電極層を順次成膜する工程と
を備え、
前記成膜工程において、前記圧電基板をフロート電位にすることを特徴とする、薄膜素子の製造方法。
【請求項２】
当該薄膜素子が弾性表面波素子である、請求項１に記載の薄膜素子の製造方法。
【請求項３】
前記圧電基板は、ＬｉＮｂＯ３　またはＬｉＴａＯ３　の単結晶からなる、請求項１または２に記載の薄膜素子の製造方法。
【請求項４】
前記下地電極層は、Ｔｉを主成分として含む、請求項１ないし３のいずれかに記載の薄膜素子の製造方法。
【請求項５】
前記成膜工程において、前記主電極層は、双晶構造を有するエピタキシャル膜となるように成膜される、請求項１ないし４のいずれかに記載の薄膜素子の製造方法。
【請求項６】
前記成膜工程において、前記下地電極層は、前記圧電基板の表面を７０℃以上の温度にした状態で成膜され、前記主電極層は、前記圧電基板の表面を５０℃以下の温度にした状態で成膜される、請求項１ないし５のいずれかに記載の薄膜素子の製造方法。
【請求項７】
前記下地電極層は、前記圧電基板上に形成される第１の下地電極層と前記第１の下地電極層上に形成される第２の下地電極層とを備え、前記成膜工程において、前記第１の下地電極層は、前記圧電基板の表面を７０℃以上の温度にした状態で成膜され、前記第２の下地電極層は、前記圧電基板の表面を５０℃以下の温度にした状態で成膜され、前記主電極層は、前記圧電基板の表面を５０℃以下の温度にした状態で成膜される、請求項１ないし５のいずれかに記載の薄膜素子の製造方法。
【請求項８】
前記第１の下地電極層と前記第２の下地電極層とは、互いに同じ材料からなる、請求項７に記載の薄膜素子の製造方法。
【請求項９】
前記第１の下地電極層と前記第２の下地電極層とは、ともに、Ｔｉを主成分とする、請求項８に記載の薄膜素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、弾性表面波素子のような薄膜素子の製造方法に関するもので、特に、薄膜素子に蒸着法によって形成される薄膜からなる電極の形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この発明にとって興味ある薄膜素子の代表的なものとして、弾性表面波素子がある。
【０００３】
弾性表面波素子は、周知のように、機械的振動エネルギーが固体表面付近にのみ集中して伝搬する弾性表面波を利用した電子部品であり、一般に、圧電性を有する圧電基板と、この圧電基板上に薄膜をもって形成された、信号を印加または取り出すためのインタディジタル電極および／またはグレーティング電極のような電極とを備えている。
【０００４】
このような弾性表面波素子において、電極材料としては、電気抵抗率が低く、比重の小さいＡｌまたはＡｌ系合金を用いるのが一般的である。
【０００５】
しかしながら、Ａｌは耐ストレスマイグレーション性が悪く、大きな電力を投入すると、電極にヒロックやボイドが発生し、やがては、電極が短絡または断線して、弾性表面波素子が破壊に至ることがある。
【０００６】
上述した問題の解決を図るため、電極の成膜法として、イオンビームスパッタを用い、結晶配向性を向上させることによって、耐ストレスマイグレーション性ひいては耐電力性を向上させる方法が、特開平７−１６２２５５号公報において提案されている（第１の従来技術）。
【０００７】
また、Ａｌをエピタキシャル成長させることによって、結晶方位を一定方向に配向させ、それによって、耐ストレスマイグレーション性ひいては耐電力性を向上させる方法が、特開平３−４８５１１号公報において提案されている（第２の従来技術）。
【０００８】
また、特開平６−６１７３号公報には、結晶粒が小さいほど、電極の耐電力性が優れることが記載されている（第３の従来技術）。
【０００９】
また、ＷＯ９９／１６１６８公報には、インタディジタル電極に用いるＡｌ膜を単結晶とすることによって、耐ストレスマイグレーション性ひいては耐電力性を向上させることが記載されている（第４の従来技術）。
【００１０】
さらに、オーム社発行、日本学術振興会弾性波素子技術第１５０委員会編「弾性波素子技術ハンドブック」（第２６７頁）には、ＡｌにＣｕを添加することによって、耐電力性が向上することが記載されている（第５の従来技術）。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、第１および第３の従来技術では、近年の高周波化および大電力化には十分に対応できず、高周波用途や大電力用途に向けられるとき、耐電力性が不十分であるという問題がある。
【００１２】
また、第２の従来技術によって結晶性の良好なエピタキシャル膜が得られるのは、実質的に水晶基板上だけである。圧電性が大きく、広帯域が要求されるフィルタ等において有利に用いられている、ＬｉＴａＯ３　またはＬｉＮｂＯ３　等の圧電単結晶からなる基板上では、第２の従来技術によって結晶性の良好なエピタキシャル膜を得ることが困難であり、したがって、第２の従来技術は、ＬｉＴａＯ３　またはＬｉＮｂＯ３　基板を備える弾性表面波素子に対しては、実質的に適用不可能である。
【００１３】
第４および第５の従来技術によれば、なるほど、耐電力性を向上させることが可能ではあるが、未だ十分なレベルには達していない。
【００１４】
同様の問題は、弾性表面波素子以外の薄膜素子、すなわち、圧電基板と、圧電基板上に薄膜をもって形成された電極とを備える、薄膜素子を製造する場合にも遭遇する。
【００１５】
そこで、この発明の目的は、上述したような問題を解決しながら、結晶配向性の良好な電極をより確実に得ることができる、薄膜素子の製造方法を提供しようとすることである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本件発明者は、たとえばＬｉＴａＯ３　基板またはＬｉＮｂＯ３　基板のような圧電基板上で、蒸着法によって、たとえばＴｉからなる下地電極層を成膜した後、Ａｌからなる主電極層を成膜すると、主電極層がエピタキシャル成長し、かつ双晶構造となることを見出した。
【００１７】
双晶構造を持つエピタキシャル膜は、後述するように、単結晶に比べて機械的強度を高くすることができ、そのため、塑性変形が起きにくく、弾性表面波素子においてしばしば問題となるストレスマイグレーションによる電極破壊が起きにくいという大きなメリットがある。
【００１８】
さらに、成膜中の圧電基板の電位、より正確には、圧電基板を保持する金属製のホルダの電位について、種々検討を重ねた結果、圧電基板の電位をフロート電位にすることによって、より高品質の主電極層を成膜できることを見出し、この発明をなすに至ったものである。
【００１９】
この発明は、圧電基板と、圧電基板上に薄膜をもって形成された電極とを備え、電極は、Ａｌを主成分とする主電極層と、主電極層と圧電基板との間に設けられる、主電極層の結晶性を向上させるための下地電極層とを備える、薄膜素子の製造方法に向けられるものであって、次のように構成を備えることを特徴としている。
【００２０】
すなわち、この発明に係る薄膜素子の製造方法は、圧電基板を用意する工程と、圧電基板上に、蒸着法によって、下地電極層および主電極層を順次成膜する工程とを備えながら、上述の成膜工程において、圧電基板をフロート電位にすることを特徴としている。
【００２１】
この発明は、特に、弾性表面波素子の製造方法に有利に適用される。
【００２２】
上述の圧電基板は、ＬｉＮｂＯ３　またはＬｉＴａＯ３　の単結晶からなるものであることが好ましい。
【００２３】
また、下地電極層は、Ｔｉを主成分として含むことが好ましい。
【００２４】
また、成膜工程において、主電極層は、双晶構造を有するエピタキシャル膜となるように成膜されることが好ましい。
【００２５】
また、成膜工程において、下地電極層は、圧電基板の表面を７０℃以上の温度にした状態で成膜され、主電極層は、圧電基板の表面を５０℃以下の温度にした状態で成膜されることが好ましい。
【００２６】
下地電極層は、圧電基板上に形成される第１の下地電極層と第１の下地電極層上に形成される第２の下地電極層とを備えていてもよい。この場合、成膜工程において、第１の下地電極層は、圧電基板の表面を７０℃以上の温度にした状態で成膜され、第２の下地電極層は、圧電基板の表面を５０℃以下の温度にした状態で成膜され、主電極層は、圧電基板の表面を５０℃以下の温度にした状態で成膜されることが好ましい。
【００２７】
上述の場合、第１の下地電極層と第２の下地電極層とは、ともに、たとえばＴｉを主成分とするなど、互いに同じ材料からなることが好ましい。
【００２８】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明の一実施形態による製造方法を実施して得られた薄膜素子の一例としての弾性表面波素子１の一部を示す断面図であり、圧電基板２上に電極３が形成された部分を示している。
【００２９】
圧電基板２は、ＬｉＴａＯ３　またはＬｉＮｂＯ３　の単結晶から構成される。圧電基板２上には、薄膜をもって電極３が形成される。
【００３０】
電極３は、ＡｌまたはＡｌ系合金のようにＡｌを主成分とする主電極層４を備えている。主電極層４と圧電基板２との間には、主電極層４の結晶性を向上させるための下地電極層５が設けられる。下地電極層５は、たとえば、Ｔｉを主成分としている。
【００３１】
このような弾性表面波素子１を製造するため、圧電基板２を用意し、この圧電基板２上に、蒸着法によって、下地電極層５を成膜し、次いで、下地電極層５上に、主電極層４を成膜する各工程が実施され、さらに、電極３に対してインタディジタル形状を与えるため、フォトリソグラフィ技術およびドライエッチング技術が適用される。
【００３２】
このようにして、主電極層４において、好ましくは、双晶構造を有するエピタキシャル膜が形成される。この双晶構造を有するエピタキシャル膜は、次のような原理に従って形成されるものと説明することができる。
【００３３】
圧電基板２の表面には、通常、研磨等による厚さ数ｎｍの加工変質層が形成され、この加工変質層が、エピタキシャル成長を阻害してしまうことがある。そのため、下地電極層５を形成する工程の前に、この加工変質層を除去し、圧電基板２の表面に結晶面を露出させ、それによってエピタキシャル成長を可能とするための処理を圧電基板２に施しておくことが好ましい。このような処理の結果、圧電基板２の表面は、エピタキシャル成長に必要な結晶配列情報の伝達が可能な状態になる。
【００３４】
上述の加工変質層を除去するための処理としては、たとえば、酸処理によるエッチング処理、イオンエッチング、化学機械研磨、スクラバ洗浄等を適用することができる。
【００３５】
上述した加工変質層を取り除いた結果、圧電基板２の表面は、Ｚ面をテラスとした非常に微小な階段状構造となる。図３（ａ）において白抜きの円によって図解的に示すように、このＺ面６の最表面は、酸素原子７が、０．２９７ｎｍ間隔に並んでいる状態となっている。
【００３６】
次いで、上述のように酸素原子７が配列された圧電基板２のＺ面６上に、下地電極層５が成膜される。下地電極層５を形成するため、たとえば、最小原子間隔が０．　２９２ｎｍで六方最密構造のＴｉを成膜すると、図３（ｂ）において濃度の比較的高い網かけを施した円によって図解的に示すように、Ｔｉ原子８の結晶の（００１）面が圧電基板２のＺ面６に平行になる方向にエピタキシャル成長する。
【００３７】
図３（ｂ）に示すように、Ｔｉ原子８の最小原子間隔は、たとえばＬｉＮｂＯ３　基板からなる圧電基板２のＺ面６における酸素原子７の最小原子間隔にほぼ一致するため、結晶性が非常に良好なＴｉ薄膜を得ることができる。
【００３８】
Ｔｉ原子８は、酸素原子７と結び付きやすく、また、その最小原子間隔が、Ａｌの最小原子間隔よりも、圧電基板２としてのＬｉＮｂＯ３　基板上の酸素原子７の間隔に近いため、Ａｌを主成分とする主電極層４を圧電基板２上に直接成膜するよりも、良好な結晶性が得られる。なお、図３（ｂ）に示したＴｉ原子８の原子配列は、その（００１）面の最下面の原子配列を示している。
【００３９】
次いで、下地電極層５上にＡｌを主成分とする主電極層４が形成される。より詳細には、最小原子間隔が０．　２８６ｎｍで面心立方構造のＡｌを、Ｔｉ原子８が配列された下地電極層５上に成膜すると、図３（ｃ）において濃度の比較的低い網かけを施した円によって図解的に示すように、Ａｌ原子９の結晶の（１１１）面がＴｉの（００１）面に平行になるようにエピタキシャル成長する。
【００４０】
この結果、図３（ｃ）に示すように、Ａｌ原子９の入り方によって、圧電基板２のＺ軸方向に延びる軸を回転軸として、互いに１８０°回転させたような２種の結晶方位を持った結晶構造を有する主電極層４が成膜される。このような結晶構造は、一般に双晶と呼ばれる。上述の２種の結晶方位は、それぞれ、１／２の確率で現れ、得られた主電極層４は、太い破線１０で示すような位置に結晶粒界すなわち双晶面を有する多結晶となる。
【００４１】
なお、図３では、図示を簡単化するため、Ｔｉ原子８を１原子層分だけ図示したが、実際には、数ないし数１００の原子層が形成される。
【００４２】
図３（ｃ）において、Ａｌ結晶の（２００）、（０２０）および（００２）方向が矢印で示されている。なお、実際には、これらの軸は、図３（ｃ）の紙面上にはなく、約３５°紙面より手前側に向いている。
【００４３】
このようにして、図１に示すように、たとえばＬｉＮｂＯ３　基板からなる圧電基板２上に、そのＺ面６（図３参照）に平行に（１１１）面が成長した、双晶構造を有するエピタキシャル膜としての主電極層４を得ることができる。
【００４４】
一般に、Ａｌを主成分とする電極における結晶粒界の存在は、弾性表面波素子の耐電力性を劣化させると言われている。これは、ストレスマイグレーションによって、結晶粒界を通じて、Ａｌが自己拡散し、ヒロックやボイドと呼ばれる欠陥が成長するからである。しかしながら、上述のようにして得られた双晶構造すなわち多結晶の主電極層４にあっては、結晶粒界は１原子間隔以下であり、この結晶粒界を通じての自己拡散は実質的に起こらない。
【００４５】
一方、金属の機械的強度については、単結晶よりは多結晶の方が高い。これは、金属の塑性変形メカニズムによる。すなわち、塑性変形は、外力（弾性表面波素子の分野にあっては、圧電効果による振動）等による結晶のすべり変形を生じさせるが、単結晶では、最も活動しやすいすべり系の活動だけで引き起こされるのに対し、多結晶では、複数のすべり系の活動が要求されることに起因する（参考文献：丸善「金属便覧」改訂５版・第３３７〜３４３頁）。このようなことから、塑性変形の起きにくさは、ストレスマイグレーションのよる電極破壊の起きにくさにもつながり、粒径の小さい電極構造が高い耐電力性をもたらす。
【００４６】
これらのことから、主電極層４を、双晶構造を持つ配向膜とすることによって、結晶粒界を通じての電極構成原子の自己拡散によるヒロックやボイドの成長を防ぐ効果と、塑性変形のしにくさに起因する高耐ストレスマイグレーション性とを併せ持つ、非常に耐電力性に優れたものとすることができる。
【００４７】
この発明では、上述した下地電極層５および主電極層４の蒸着による成膜において、圧電基板２はフロート電位にされることを特徴としている。なお、圧電基板２は電気絶縁体であるので、正確には、圧電基板２を成膜工程において保持する金属製のホルダ（図示せず。）を接地せずに電気的にフロート状態にしておき、成膜工程を実施するということである。
【００４８】
上述のように、成膜工程において、圧電基板２をフロート電位にすることにより、成膜中の圧電基板２の表面電位が安定し、高品質の、すなわち、結晶配向性に優れたエピタキシャル膜を成膜することができ、高い耐ストレスマイグレーション性を有する主電極層４を得ることができる。
【００４９】
なお、成膜中の圧電基板２の表面電位を安定させるには、圧電基板２を接地電位にすることも考えられるが、後述する実験例の説明からわかるように、圧電基板２を接地電位にする場合に比べて、フロート電位にする方が、主電極層４に対して、より良好な結晶配向性を与えることができ、それゆえ、より高い耐ストレスマイグレーション性を与えることができ、したがって、得られた弾性表面波素子１において、より高い耐電力性を与えることができる。
【００５０】
下地電極層５および主電極層４の成膜において、下地電極層５は、圧電基板２の表面を７０℃以上の温度にする加熱成膜によって形成され、主電極層４は、圧電基板２の表面を５０℃以下の温度にする低温成膜によって形成されることが好ましい。
【００５１】
上述のように、下地電極層５を加熱成膜することによって、結晶成長に必要なエネルギーが十分に供給され、下地電極層５において、高配向膜を得ることができる。そして、この下地電極層５を下地として、主電極層４を低温成膜によって形成すれば、主電極層４の成膜時に、Ａｌと下地電極層５に含まれるＴｉ等の材料との相互拡散が生じないようにすることができ、主電極層４を、高配向膜であり、かつ双晶構造を有するエピタキシャル多結晶膜とすることがより容易である。なお、主電極層４の形成において、加熱成膜を適用すると、エピタキシャル成長が阻害されてしまうことがあり、したがって、主電極層４を形成するにあたっては、前述したように、５０℃以下の低温成膜を適用することが好ましい。
【００５２】
下地電極層５の形成のための加熱成膜において適用される温度が高いほど、得られた下地電極層５の結晶性が良好になるが、この成膜温度を高くし過ぎると、焦電性が原因となり、圧電基板２の割れが生じる危険性が高まる。そのため、実用的には、この成膜温度は３００℃以下とすることが望ましい。
【００５３】
他方、主電極層４の形成のための低温成膜において、５０℃以下の温度であれば、Ａｌのエピタキシャル成長が可能であるが、０℃未満では、特殊な冷却機構を必要とする場合があり、この場合には、著しいコストアップを招くため、実用的には、主電極層４のための低温成膜は、０℃以上の温度で実施されることが好ましい。
【００５４】
なお、図１には図示しないが、電極３の上面および側面を覆うように、電気絶縁性の薄膜が形成されていてもよい。
【００５５】
図２は、この発明の他の実施形態による製造方法を実施して得られた薄膜素子の一例としての弾性表面波素子１１の一部を示す断面図であり、図１に相当する図である。図２において、図１に示した要素に相当する要素には同様の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
【００５６】
図２に示した弾性表面波素子１１は、電極３に備える下地電極層５が、圧電基板２上に形成される第１の下地電極層５ａと第１の下地電極層５ａ上に形成される第２の下地電極層５ｂとを備えることを特徴としている。この実施形態では、第１および第２の下地電極層５ａおよび５ｂは、互いに同じ材料からなり、たとえば、ともに、Ｔｉを主成分とするものである。
【００５７】
フロート電位にされた圧電基板２上に、第１の下地電極層５ａ、第２の下地電極層５ｂおよび主電極層４を順次蒸着法によって成膜するにあたって、第１の下地電極層５ａは、圧電基板２の表面を７０℃以上の温度にする加熱成膜によって形成され、第２の下地電極層５ｂは、圧電基板２の表面を５０℃以下の温度にする低温成膜によって形成され、主電極層４は、圧電基板２の表面を５０℃以下の温度にする低温成膜によって形成されることが好ましい。
【００５８】
上述のように、第１の下地電極層５ａと主電極層４との間に、第２の下地電極層５ｂを位置させるのは、次の理由による。
【００５９】
前述したように、第１の下地電極層５ａは、加熱成膜によって形成されるため、成膜後の第１の下地電極層５ａの表面には、たとえば真空チャンバ内の残留ガスが原因となって数原子層の酸化層が形成され、その上に形成される主電極層４の結晶性をわずかながら悪化させることがある。そこで、加熱成膜によって形成された第１の下地電極層５ａの上に、第２の下地電極層５ｂを低温成膜によって形成すれば、主電極層４を形成すべき面となる第２の下地電極層５ｂにおいて、第１の下地電極層５ａが有する高配向性を保ちながら、より清浄な結晶面を与えることができる。
【００６０】
この第２の実施形態のように、第１の下地電極層５ａと主電極層４との間に、第２の下地電極層５ｂを位置させるようにすれば、図１を参照して説明した実施形態の場合よりも、主電極層４の結晶性をより良好にすることができる。
【００６１】
この発明に係る薄膜素子の製造方法の一例としての弾性表面波素子の製造方法を、具体的な実験例に基づいて以下に説明する。
【００６２】
（実験例１）
実験例１では、図１に示した構造を有する弾性表面波素子１としての弾性表面波フィルタを作製した。
【００６３】
まず、３６°Ｙ−ＸカットのＬｉＴａＯ３　単結晶からなる圧電基板２を用意した。
【００６４】
次に、圧電基板２上に、電子ビーム蒸着法により、Ｔｉからなる下地電極層５を、成膜温度７０℃にて厚さ１０ｎｍとなるように成膜し、真空中で温度５０℃以下になるまで冷却した。
【００６５】
上述の冷却後、続いて、Ａｌからなる主電極層４を、１５０ｎｍの厚さとなるように成膜した。
【００６６】
このような電極３の成膜工程において、圧電基板２を保持する金属製のホルダをフロート電位にした場合（実施例１）と接地電位にした場合（比較例１）との各々について試料を作製した。
【００６７】
このようにして得られた実施例１および比較例１の各々に係る主電極層４のＸ線回折極点図を評価したところ、実施例１では、比較例１に比べて、よりシャープな対称スポットが観測され、より結晶性の良好なエピタキシャル膜が得られていることが確認された。実施例１に係る主電極層４のＸ線回折極点図が図４に示されている。
【００６８】
次に、電極３を、フォトリソグラフィ技術およびドライエッチング技術を用いてインタディジタル形状に加工し、それによって、弾性表面波素子１としての弾性表面波フィルタを得た。
【００６９】
実施例１に係る弾性表面波フィルタと比較例１に係る弾性表面波フィルタとの耐電力性の比較を行なったところ、実施例１は、比較例１に比べて、一定電力を加えたときの故障発生時間が長くなった。
【００７０】
（実験例２）
実験例２では、図２に示した構造を有する弾性表面波素子１１としての弾性表面波フィルタを作製した。
【００７１】
まず、３８．５°Ｙ−ＸカットのＬｉＴａＯ３　単結晶からなる圧電基板２を用意した。
【００７２】
次に、圧電基板２上に、電子ビーム蒸着法により、Ｔｉからなる第１の下地電極層５ａを、成膜温度１８０℃にて厚さ１０ｎｍとなるように形成し、真空中で温度５０℃以下になるまで冷却した。
【００７３】
上述の冷却後、続いて、第１の下地電極層５ａと同一材料のＴｉからなる第２の下地電極層５ｂを、５０℃以下の成膜温度にて厚さ１０ｎｍとなるように形成した。
【００７４】
続いて、Ａｌからなる主電極層４を、５０℃以下の成膜温度にて１５０ｎｍの厚さとなるように形成した。
【００７５】
このような電極３の成膜工程において、圧電基板２を保持する金属製のホルダをフロート電位にした場合（実施例２）と接地電位にした場合（比較例２）との各々について試料を作製した。
【００７６】
このようにして得られた実施例２および比較例２の各々に係る主電極層４について、Ｘ線の入射方位を主電極層４の（２００）入射として、Ｘ線回折極点図を評価したところ、実施例２では、比較例２に比べて、より高強度のシャープな対称スポットが観測された。極点図の最大強度を比較したところ、比較例２では１８０ｃｐｓであったのに対し、実施例２では３５０ｃｐｓというように、ほぼ２倍の最大強度を示した。このようにして、実施例２によれば、より結晶性の良好なエピタキシャル膜が得られていることが確認された。実施例２に係る主電極層４についてのＸ線回折極点図が図５に示されている。
【００７７】
なお、上述のＡｌ（２００）入射のＸ線回折極点図において、Ａｌ（１１１）単結晶膜からの回折像は、３回対称スポットとなることが知られている。他方、この実施例２では、図５に示すように、６つのスポットが検出された。このことは、主電極層４を構成する膜が、２つの単結晶ドメインが存在する双晶構造を持ったエピタキシャル膜であることを意味している。なお、図示しないが、比較例２でも、６つのスポットが検出されたが、前述したように、実施例２のスポットは、比較例２のスポットに比べて、より高強度でありかつシャープであった。
【００７８】
次に、電極３を、フォトリソグラフィ技術およびドライエッチング技術を用いて、インタディジタル形状に加工し、それによって、弾性表面波素子１１としての弾性表面波フィルタを得た。
【００７９】
この弾性表面波フィルタの耐電力性を評価したところ、実施例２によれば、比較例２に比べて、一定電力を加えたときの故障発生時間を極めて長くすることができた。
【００８０】
この発明は、以上説明したような弾性表面波素子の製造方法に限らず、他の薄膜素子の製造方法に対しても適用することができる。
【００８１】
【発明の効果】
以上のように、この発明に係る薄膜素子の製造方法によれば、Ａｌを主成分とする主電極層と、主電極層と圧電基板との間に設けられる、主電極層の結晶性を向上させるための下地電極層とを備える、電極を、蒸着法によって圧電基板上に成膜するにあたって、圧電基板をフロート電位にするようにしているので、成膜中の圧電基板の表面電位が安定し、高品質の、すなわち、結晶配向性に優れたエピタキシャル膜を成膜することができ、主電極層の耐ストレスマイグレーション性を高めることができる。したがって、薄膜素子の耐電力性を高めることができ、この発明が弾性表面波素子の製造方法に適用された場合には、高い耐電力性を有する弾性表面波素子を得ることができる。
【００８２】
この発明において、圧電基板として、ＬｉＮｂＯ３　またはＬｉＴａＯ３　の単結晶からなるものを用いると、圧電基板の圧電性が大きいため、薄膜素子が弾性表面波フィルタ等を構成する場合、その広帯域化が可能になるとともに、主電極層において、双晶構造を有するエピタキシャル膜を実現することが容易になる。
【００８３】
この発明において、下地電極層が、圧電基板の表面を７０℃以上の温度にして成膜されるようにすると、下地電極層の成膜において、結晶成長に必要なエネルギーが十分に供給され、下地電極層において、高配向膜を得ることができる。そして、この下地電極層を下地として、主電極層が、圧電基板の表面を５０℃以下の温度にして成膜されるようにすると、主電極層の成膜時に、Ａｌと下地電極層に含まれる材料との相互拡散が生じないようにすることができ、主電極層を、高配向膜であり、かつ双晶構造を有するエピタキシャル多結晶膜とすることがより容易である。
【００８４】
また、この発明において、下地電極層が、圧電基板上に形成される第１の下地電極層と第１の下地電極層上に形成される第２の下地電極層とを備え、成膜工程において、第１の下地電極層が、圧電基板の表面を７０℃以上の温度にした状態で成膜され、第２の下地電極層が、圧電基板の表面を５０℃以下の温度にした状態で成膜され、主電極層が、圧電基板の表面を５０℃以下の温度にした状態で成膜されるようにすると、第１の下地電極層が加熱成膜によって形成されたために、その表面に酸化層が形成されても、第２の下地電極層によって、高配向性を保ちながら、主電極層の形成のためのより清浄な結晶面を与えることができ、主電極層の結晶性をより良好なものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態による製造方法を実施して得られた弾性表面波素子１の断面図である。
【図２】この発明の他の実施形態による製造方法を実施して得られた弾性表面波素子１１の一部を示す断面図である。
【図３】図１に示した圧電基板２の表面に形成されたＺ面６の平面図であり、（ａ）は、その上に配列される酸素原子７を図解的に示し、（ｂ）は、さらにその上に配列されるＴｉ原子８を示し、（ｃ）は、さらにその上に配列されるＡｌ原子９を図解的に示している。
【図４】この発明の実施例１に係る主電極層のＸ線回折極点図である。
【図５】この発明の実施例２に係る主電極層のＸ線回折極点図である。
【符号の説明】
１，１１　弾性表面波素子
２　圧電基板
３　電極
４　主電極層
５　下地電極層
５ａ　第１の下地電極層
５ｂ　第２の下地電極層
【図１】
2004056355.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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