(57)【要約】【課題】  簡易な方法で電極膜の結晶性が評価される表面弾性波素子の製造方法及び電極膜の評価方法を提供する。【解決手段】  本発明に係る表面弾性波素子１２の製造方法は、圧電性基板２８上に形成されたアルミニウム電極膜３４の比抵抗値を測定して、このアルミニウム電極膜３４を構成するアルミニウムが単結晶であるか否かを評価するステップと、比抵抗値の測定によって単結晶であると評価されたアルミニウム電極膜３４をパターニングして、櫛形電極３２を形成するステップとを有することを特徴とする。この比抵抗値によるアルミニウム電極膜３４の結晶性の評価は、Ｘ線回折法などを用いて評価する従来の方法に比べて、手間や時間がかからず、また用いる装置も比較的安価である。そのため、表面弾性波素子１２の製造方法におけるアルミニウム電極膜３４の結晶性評価は、従来に比べて、簡単におこなうことができる。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電性基板上に形成されたアルミニウム電極膜の比抵抗値を測定して、このアルミニウム電極膜を構成するアルミニウムが単結晶であるか否かを評価するステップと、
前記比抵抗値の測定によって単結晶であると評価された前記アルミニウム電極膜をパターニングして、櫛形電極を形成するステップとを有する、表面弾性波素子の製造方法。
【請求項２】
前記アルミニウム電極膜の表面の面方位は（３１１）面であり、
前記アルミニウム電極膜を構成するアルミニウムが単結晶であるか否かを評価する際、前記比抵抗値が基準値以上である場合に、前記アルミニウム電極膜を構成するアルミニウムが単結晶であると評価する、請求項１に記載の表面弾性波素子の製造方法。
【請求項３】
前記アルミニウム電極膜の膜厚が３５０ｎｍ以上４００ｎｍ以下である場合、該アルミニウム電極膜の比抵抗値の前記基準値は２．９８μΩｃｍである、請求項２に記載の表面弾性波素子の製造方法。
【請求項４】
前記アルミニウム電極膜の膜厚が２３０ｎｍ以上２７０ｎｍ以下である場合、該アルミニウム電極膜の比抵抗値の前記基準値は３．１０μΩｃｍである、請求項２に記載の表面弾性波素子の製造方法。
【請求項５】
前記アルミニウム電極膜の膜厚が１００ｎｍ以上２００ｎｍ以下である場合、該アルミニウム電極膜の比抵抗値の前記基準値は３．２０μΩｃｍである、請求項２に記載の表面弾性波素子の製造方法。
【請求項６】
前記アルミニウム電極膜の膜厚をｄ（ｎｍ）とすると、該アルミニウム電極膜の比抵抗値の前記基準値ｒ（μΩｃｍ）は、下記式（１）
ｒ＝−０．０００９８４ｄ＋３．３４９  ・・・（１）
を満たす、請求項２に記載の表面弾性波素子の製造方法。
【請求項７】
前記アルミニウム電極膜を構成するアルミニウムにはＣｕが偏析しており、このアルミニウム電極膜の膜厚が３５０ｎｍ以上４００ｎｍ以下である場合に、該アルミニウム電極膜の比抵抗値の前記基準値は３．２８μΩｃｍである、請求項２に記載の表面弾性波素子の製造方法。
【請求項８】
前記アルミニウム電極膜を構成するアルミニウムにはＣｕが偏析しており、このアルミニウム電極膜の膜厚が２３０ｎｍ以上２７０ｎｍ以下である場合に、該アルミニウム電極膜の比抵抗値の前記基準値は３．４０μΩｃｍである、請求項２に記載の表面弾性波素子の製造方法。
【請求項９】
前記アルミニウム電極膜を構成するアルミニウムにはＣｕが偏析しており、このアルミニウム電極膜の膜厚が１００ｎｍ以上２００ｎｍ以下である場合に、該アルミニウム電極膜の比抵抗値の前記基準値は３．５０μΩｃｍである、請求項２に記載の表面弾性波素子の製造方法。
【請求項１０】
前記アルミニウム電極膜を構成するアルミニウムにはＣｕが偏析しており、このアルミニウム電極膜の膜厚をｄ（ｎｍ）とすると、該アルミニウム電極膜の比抵抗値の前記基準値ｒ（μΩｃｍ）は、下記式（２）
ｒ＝−０．０００９８４ｄ＋３．６４９  ・・・（２）
を満たす、請求項２に記載の表面弾性波素子の製造方法。
【請求項１１】
圧電性基板上に形成されたアルミニウム電極膜の比抵抗値を測定して、このアルミニウム電極膜を構成するアルミニウムが単結晶であるか否かを評価する、電極膜の評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面弾性波素子の製造方法及び電極膜の評価方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、誘電体を用いたフィルタや共振子に替わって、表面弾性波装置の一種である表面弾性波フィルタや表面弾性波共振子が、携帯電話、コードレス電話等の移動体通信機器の高周波回路に採用されることが多くなっている。これは、表面弾性波フィルタは、誘電体フィルタに比べて寸法が小さいことや、同一寸法における電気特性が高いこと等の理由によるものである。
【０００３】
このような表面弾性波装置は、主に、圧電性基板と、この圧電性基板上に積層された電極膜の成形により得られた櫛形電極（インターデジタルトランスデューサ、以下「ＩＤＴ」と略す。）と、圧電性基板及びＩＤＴを収容するパッケージとを備えている。圧電性基板の材料としては、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3）、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ3）及び水晶などが用いられ、特に、ＲＦ帯域フィルタ用を作製する場合には、大きな電気機械結合係数を有するニオブ酸リチウム又はタンタル酸リチウムが用いられることが多い。なお、ニオブ酸リチウムは、電気機械結合係数が大きいことから６４゜回転Ｙカットのものが用いられ、タンタル酸リチウムは、電気機械結合係数が大きく且つ周波数温度係数が比較的小さいことから３４〜４４゜回転Ｙカットのものが用いられる。また、電極膜の材料には、多くの場合、低比重及び低抵抗といった特長を有するアルミニウムが用いられる。
【０００４】
表面弾性波装置は、上述したように携帯電話機などのＲＦ帯域（８００ＭＨｚ〜２ＧＨｚ）で用いられることがあり、例えば１ＧＨｚ帯で使用する場合には、ＩＤＴの電極指幅（線幅）及び電極間隙をともに１μｍ程度にまで小さくする必要がある。ところが、表面弾性波装置の動作時に、圧電性基板上のＩＤＴには周波数に比例した繰り返し応力が加わり、この繰り返し応力に起因するアルミニウム原子のマイグレーションが生じて、ＩＤＴにはヒロック（突起）やボイド（空乏）等の欠陥が生じてしまうため、装置の寿命が短縮化されるという不具合があった。すなわち、装置の寿命にとっては、ＩＤＴ（すなわち、電極膜）の耐電力性が非常に重要な要素となっている。なお、ＩＤＴの劣化現象は、高周波化だけでなく、印加電圧の増大によっても顕著に現れる。また、設計上、周波数が高くなるにつれて、電極膜をより薄く、電極指幅をより狭くしなければならないので、結果的にこのような劣化現象が助長されることとなる。
【０００５】
携帯電話機の小型化には、携帯電話機の高周波部分で大きなスペースを占めている分波器（デュプレクサ）を小型にすることが有効である。そこで、分波器として採用されてきた誘電体デュプレクサから表面弾性波デュプレクサへの変更が提案されている。ただ、この表面弾性波デュプレクサは、非常に小型な部品ではあるものの、デュプレクサの特に送信側に加わる大電力に対する耐電力性に問題があった。なお、表面弾性波装置のＩＤＴ形成領域を広く設計して実効的な電力密度を低くすることにより、耐電力性を上げることもできなくはないが、このような場合にはある程度以上の小型化が図れなくなってしまうという不具合が生じる。
【０００６】
以上のような理由により、表面弾性波装置のＩＤＴの耐電力性、すなわち圧電性基板上に形成される電極膜の耐電力性の向上が強く求められてきた。
【０００７】
そこで先ず、アルミニウム原子のマイグレーションによる電極膜の劣化現象を改善する手段として、アルミニウムにＣｕ等の異種金属を微量添加して、電極膜をＡｌ−Ｃｕ合金製にする技術が、下記非特許文献１に開示されている。このような電極膜のＡｌ合金化により、電極膜にヒロックやボイドが発生する事態が抑制されるため、ＩＤＴの耐電力性が向上する。なお、電極膜をＡｌ合金化する技術に関しては、下記特許文献１〜４等に開示されている。いずれの技術も、電極膜材料のアルミニウムに異種金属を微量添加することで、アルミニウム原子のマイグレーションを抑制し、ＩＤＴの劣化現象を抑止している。このような技術を用いることで、確かに耐電力性の向上は図れるが、このようにして耐電力性の向上が図られた表面弾性波素子であっても、大電力が印加されるデュプレクサに使用できるほどの十分な耐電力性は備えていない。
【０００８】
ところで、アルミニウムの拡散速度は結晶粒内よりも結晶粒界の方が速い、すなわち、粒界拡散が優先的であると考えられている。従って、表面弾性波装置における繰り返し応力に起因するアルミニウム原子のマイグレーションは、主に結晶粒界で生じていると考えられ、これは従来も指摘されていることである。
【０００９】
そのため、アルミニウム電極膜の結晶粒界を縮小又は除去し、より好ましくは単結晶化することで、耐電力性を大幅に向上することができると予測され、電極膜をほぼ単結晶の状態にした技術が下記特許文献５に開示されている。この特許文献５には、略単結晶である電極膜を得るために、分子線エピタキシ法を用いて電極膜を作製する技術が開示されている。
【００１０】
また、表面弾性波装置の電極膜に、単結晶若しくは結晶方位的に一定方向に配向したアルミニウム膜を適用する技術は、下記特許文献６に開示されている。ここで、圧電性基板として、２５度回転Ｙカットから３９度回転Ｙカットの範囲にある回転Ｙカット水晶基板を用い、高速（成膜速度４ｎｍ／秒）且つ低温（基板温度８０℃）で蒸着することにより、（３１１）配向膜が得られ、この膜が単結晶に近いエピタキシャル膜であるとしている。
【００１１】
下記特許文献７にも、弾性表面波素子用の電極膜としてアルミニウム単結晶を用いることが開示されており、このようなアルミニウム単結晶膜を作製する方法について記載されている。より具体的には、圧電性基板としてＳＴカットやＬＳＴカットの水晶を用い、電極膜が積層される基板表面に、微小な半球状の島が略均一に存在する島状構造をエッチング成形等で形成している。このような島状構造の表面に、アルミニウムを蒸着法あるいはスパッタ法で積層することでアルミニウム単結晶膜が得られる。
【００１２】
下記特許文献８には、非常に遅い成膜速度で膜形成をおこなうと、アルミニウム単結晶膜が得られることが示されている。より具体的には、ＬＳＴカット水晶基板上への真空蒸着法によるアルミニウム単結晶膜の形成、１２８度回転Ｙカットニオブ酸リチウム基板上への真空蒸着法によるアルミニウム単結晶膜の形成、１１２度Ｘカットタンタル酸リチウム基板上への真空蒸着法によるアルミニウム単結晶膜の形成が可能であるとしている。
【００１３】
下記特許文献９及び下記特許文献１０には、６４度回転Ｙカットニオブ酸リチウム圧電性基板、３８〜４４度回転Ｙカットタンタル酸リチウム単結晶基板上にＩＤＴを形成した表面弾性波装置であって、ＩＤＴがチタン下地金属膜とこの金属膜上に積層されたアルミニウム膜とで構成されており、チタン下地金属膜によってアルミニウム膜が単結晶化することが示されている。
【特許文献１】特公平７−１０７９６７号公報
【特許文献２】特許２５５５０７２号公報
【特許文献３】特開昭６４−８０１１３号公報
【特許文献４】特開平１−１２８６０７号公報
【特許文献５】特開昭５５−４９０１４号公報
【特許文献６】特許２５４５９８３号公報
【特許文献７】特開平５−１９９０６２号公報
【特許文献８】特開平６−１３２７７７号公報
【特許文献９】国際公報第９９／１６１６８号パンフレット
【特許文献１０】国際公報第００／７４２３５号パンフレット
【特許文献１１】特開平８−２０４４８３号公報
【特許文献１２】特開２００３−１０１３７２号公報
【非特許文献１】Ｊ．Ｉ．Ｌａｔｈａｍ，Ｔｈｉｎ Ｓｏｌｉｄ Ｆｉｌｍｓ ６４（１９７９），ｐｐ９−１５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
前述した従来の表面弾性波装置や表面弾性波素子においては、電極膜の結晶性の評価方法に問題があった。すなわち、表面弾性波素子の電極膜は、その結晶性を、Ｘ線回折法、ＲＨＥＥＤ（反射高速電子線回折）法及び制限視野電子線回折法のいずれかの方法によって評価するため、評価にかなりの時間と手間を要すると共に高価な装置を必要とする。従って、電極膜の結晶性を簡単に評価することが難しいという問題があった。なお、電極膜の結晶性をＲＨＥＥＤ法並びにＸ線回折法で評価する技術は、上記特許文献１１等にも開示されている。
【００１５】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、簡易な方法で電極膜の結晶性が評価される表面弾性波素子の製造方法及び電極膜の評価方法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】
【００１６】
本発明に係る表面弾性波素子の製造方法は、圧電性基板上に形成されたアルミニウム電極膜の比抵抗値を測定して、このアルミニウム電極膜を構成するアルミニウムが単結晶であるか否かを評価するステップと、比抵抗値の測定によって単結晶であると評価されたアルミニウム電極膜をパターニングして、櫛形電極を形成するステップとを有することを特徴とする。
【００１７】
発明者らは、鋭意研究の末、表面弾性波素子を作製する際、圧電性基板上に形成したアルミニウム電極膜の結晶性は、その比抵抗の値に基づいて、単結晶か否かを評価することができることを新たに見いだした。従って、この表面弾性波素子の製造方法においては、圧電性基板上に形成されたアルミニウム電極膜は、その比抵抗値が測定されて、構成材料であるアルミニウムが単結晶であるか否かを評価される。そして、その評価によりアルミニウムが単結晶であると評価されたアルミニウム電極膜をパターニングして、櫛形電極を形成する。この比抵抗値によるアルミニウム電極膜の結晶性の評価は、Ｘ線回折法やＲＨＥＥＤ法、制限視野電子線回折法を用いて評価する従来の方法に比べて、手間や時間がかからず、また評価に用いる装置も比較的安価である。そのため、本発明に係る表面弾性波素子の製造方法におけるアルミニウム電極膜の結晶性評価は、従来の表面弾性波素子の製造方法におけるアルミニウム電極膜の結晶性評価に比べて、簡単におこなうことができる。
【００１８】
また、アルミニウム電極膜の表面の面方位は（３１１）面であり、アルミニウム電極膜を構成するアルミニウムが単結晶であるか否かを評価する際、比抵抗値が基準値以上である場合に、アルミニウム電極膜を構成するアルミニウムが単結晶であると評価することが好ましい。アルミニウム電極膜の表面の面方位が（３１１）である場合には、アルミニウム電極面の比抵抗値は、構成材料であるアルミニウムが多結晶である場合に比べて単結晶である場合の方が高いことが、発明者らの研究の末に明らかとなった。従って、単結晶と多結晶との間の値を基準値とし、この基準値よりも比抵抗値が高いアルミニウム電極膜は単結晶化していると評価することができる。
【００１９】
また、アルミニウム電極膜の膜厚が３５０ｎｍ以上４００ｎｍ以下である場合、該アルミニウム電極膜の比抵抗値の基準値は２．９８μΩｃｍであることが好ましい。アルミニウム電極膜の膜厚が２３０ｎｍ以上２７０ｎｍ以下である場合、該アルミニウム電極膜の比抵抗値の基準値は３．１０μΩｃｍであることが好ましい。アルミニウム電極膜の膜厚が１００ｎｍ以上２００ｎｍ以下である場合、該アルミニウム電極膜の比抵抗値の基準値は３．２０μΩｃｍであることが好ましい。
【００２０】
また、アルミニウム電極膜の膜厚をｄ（ｎｍ）とすると、該アルミニウム電極膜の比抵抗値の基準値ｒ（μΩｃｍ）は、下記式（１）
ｒ＝−０．０００９８４ｄ＋３．３４９  ・・・（１）
を満たすことが好ましい。
【００２１】
また、アルミニウム電極膜を構成するアルミニウムにはＣｕが偏析しており、このアルミニウム電極膜の膜厚が３５０ｎｍ以上４００ｎｍ以下である場合には、該アルミニウム電極膜の比抵抗値の基準値は３．２８μΩｃｍであることが好ましく、アルミニウム電極膜の膜厚が２３０ｎｍ以上２７０ｎｍ以下である場合には、該アルミニウム電極膜の比抵抗値の基準値は３．４０μΩｃｍであることが好ましく、また、アルミニウム電極膜の膜厚が１００ｎｍ以上２００ｎｍ以下である場合には、該アルミニウム電極膜の比抵抗値の基準値は３．５０μΩｃｍであることが好ましい。
【００２２】
また、アルミニウム電極膜を構成するアルミニウムにはＣｕが偏析しており、このアルミニウム電極膜の膜厚をｄ（ｎｍ）とすると、該アルミニウム電極膜の比抵抗値の基準値ｒ（μΩｃｍ）は、下記式（２）
ｒ＝−０．０００９８４ｄ＋３．６４９  ・・・（２）
を満たすことが好ましい。
【００２３】
本発明に係る電極膜の評価方法は、圧電性基板上に形成されたアルミニウム電極膜の比抵抗値を測定して、このアルミニウム電極膜を構成するアルミニウムが単結晶であるか否かを評価することを特徴とする。
【００２４】
上述したように、発明者らは、鋭意研究の末、圧電性基板上に形成したアルミニウム電極膜の結晶性は、その比抵抗の値に基づいて、単結晶か否かを評価することができることを新たに見いだした。従って、比抵抗の値に基づいて、アルミニウム電極膜の結晶性を評価するこの電極膜の評価方法においては、Ｘ線回折法やＲＨＥＥＤ法、制限視野電子線回折法を用いて評価する従来の方法に比べて、手間や時間がかからず、また評価に用いる装置も比較的安価である。そのため、本発明に係る電極膜の評価方法においては、従来の電極膜の評価方法に比べて、簡単にアルミニウム電極膜の結晶性評価をおこなうことができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、簡易な方法で電極膜の結晶性が評価される表面弾性波素子の製造方法及び電極膜の評価方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、添付図面を参照して本発明に係る表面弾性波素子の製造方法及び電極膜の評価方法を実施するにあたり最良と思われる形態について詳細に説明する。なお、同一又は同等の要素については同一の符号を付し、説明が重複する場合にはその説明を省略する。
【００２７】
図１は、本発明の実施形態に係る表面弾性波装置の概略断面図である。図１に示すように、本発明に係る表面弾性波装置１０は、表面弾性波素子１２と、この表面弾性波素子が搭載される実装基板１４と、表面弾性波素子１２を封止するカバー１６とを備えている。表面弾性波素子１２の下面１２ａには、３対の入出力電極１８上に嵩上げ電極２０が積層された後述するパッド電極２２が形成されている。実装基板１４の表面弾性波素子１２が搭載される面１４ａには、表面弾性波素子１２動作用に必要な電圧を印加するための金メッキ電極２４が形成されている。そして、図に示すように対応する表面弾性波素子１２のパッド電極２２と実装基板１４の金メッキ電極２４とは、金バンプ２６を介して接続されている。カバー１６は、表面弾性波素子１２を密封封止して保護するための部材であり、表面弾性波素子１２の側面を四方から囲むダム部１６Ａと表面弾性波素子１２の上面１２ｂを覆うキャップ部１６Ｂの２つの部材で構成されている。
【００２８】
次に、図２を参照しつつ、表面弾性波装置１０を構成する表面弾性波素子１２についてより詳しく説明する。図２は、表面弾性波素子１２を示した概略斜視図である。図２に示したように、表面弾性波素子１２は、圧電性基板２８と、この圧電性基板２８上に積層されたバッファ層３０と、圧電性基板２８上にバッファ層３０を介して形成されたパッド電極２２とを有している。
【００２９】
圧電性基板２８は、タンタル酸リチウム製の単結晶基板であり、水平断面が略正方形である角柱形状を有している。
【００３０】
６つのパッド電極２２はそれぞれ、Ｃｕが偏析している単結晶アルミニウム電極膜（後述）を成形した入出力電極１８と、入出力電極１８部分の厚さを厚くするための嵩上げ電極２０とを有する。このパッド電極２２は、圧電性基板２８の対向する２辺に沿うように３つずつ配置されている。そして、各辺に沿う３つのパッド電極２２は、その辺の中央に位置するパッド電極２２を中心に等距離だけ離間するような配置となっている。パッド電極２２をこのような配置にすることで、表面弾性波素子１２を実装基板１４上にフリップチップ実装した際、表面弾性波素子１２の重心と圧電性基板２８の重心とが実装基板１４表面の法線方向に並ぶため、表面弾性波素子１２が高い安定性を有することとなる。なお、本明細書における単結晶アルミニウムとは、単結晶の圧電性基板にエピタキシャル成長したアルミニウム膜であり、粒界の全くない完全な単結晶アルミニウム膜以外に、わずかな粒界を含む単結晶や高配向多結晶膜も含まれる。また、本明細書における単結晶には、粒界の全くない完全な単結晶以外に、わずかな粒界を含む単結晶や高い配向性を有する多結晶も含まれるものとする。
【００３１】
バッファ層３０は、基板２８材料のタンタル酸リチウムの格子定数と、電極１８材料のアルミニウムの格子定数の間の格子定数を有するＴｉＮで構成されている。
【００３２】
図２では省略しているが表面弾性波素子１２の表面１２ａ上には、図３に示すように、パッド電極２２の他に櫛形電極及び所定の配線パターンが形成されている。図３は、表面弾性波素子１２に形成された電極パターンを示した概略構成図である。図３の各符号２２Ａ〜２２Ｆは、図２に示した各パッド電極２２Ａ〜２２Ｆに対応しており、このうちの４つのパッド電極２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｅ，２２Ｆが６つのラダー型櫛形電極３２に接続されている。具体的には、中央に位置するパッド電極２２Ｂとパッド電極２２Ｅとの間には、４つの櫛形電極３２（直列腕共振器３２Ａ）が直列に接続されている。また、この４つの直列腕共振器３２Ａの中央の２つを挟む配線位置からは配線が引き出され、それぞれ櫛形電極３２（並列腕共振器３２Ｂ）を介してパッド電極２２Ａとパッド電極２２Ｆとに接続されている。パッド電極２２Ａ及びパッド電極２２Ｆはグランドに接続されている。
【００３３】
なお、電極パターンは図３に示したものに限られず、櫛形電極３２の数、配線パターンなどを適宜変更してもよい。ただし、図３に示した電極パターンのように点対称の関係を有するような電極パターンを採用することにより、表面弾性波素子１２を実装基板１４上にフリップチップ実装した際、表面弾性波素子１２の重心と圧電性基板２８の重心とが実装基板１４表面の法線方向に並ばせることが可能であるため、表面弾性波素子１２の安定性を向上させることができる。
【００３４】
次に、図１に示した表面弾性波装置１０を作製する手順について、図４を参照しつつ説明する。図４は、図１に示した表面弾性波装置１０を作製する手順について示した図である。
【００３５】
まず、３インチ径の圧電性基板２８を準備し、この圧電性基板２８の表面２８ａに水洗処理を施して不純物を除去した後、この表面２８ａがターゲット材の方向を向くようにスパッタリング装置内にセットする。そして、純度９９．９％の金属チタンをターゲット材とし、窒素とアルゴンとの混合ガス雰囲気中でスパッタリングをおこない、圧電性基板２８の表面２８ａ全面にＴｉＮバッファ層３０を成膜する（図４（ａ）参照）。
【００３６】
圧電性基板２８上にバッファ層３０を成膜した後、スパッタリング装置内を真空に保持したまま、ターゲット材を０．５ｗｔ％濃度でＣｕが添加されたアルミニウムに変更して、圧電性基板２８上に厚さ３００ｎｍ程度のアルミニウム電極膜３４を成膜する（図４（ｂ）参照）。このようにして成膜されたアルミニウム膜３４にはＣｕが偏析しており、このようなＣｕ偏析によりアルミニウム膜の耐電力性の向上が図られている。アルミニウム電極膜３４は、ＴｉＮバッファ層３０により圧電性基板２８との格子の不整合が緩和されており、単結晶化していると考えられる。そこで、アルミニウム電極膜が確実に単結晶化しているか否か、すなわちアルミニウム電極膜３４の結晶性を後述する評価方法により評価する。
【００３７】
結晶性の評価により、アルミニウム電極膜３４の単結晶化が確認された圧電性基板２８については、バッファ層３０及び電極膜３４を公知のフォトリソグラフィ（フォトエッチング）技術を用いて、作製する素子数（例えば、２００個）に対応する数の上述の電極パターン（入出力電極１８、櫛形電極３２、配線パターンなど）を作製する（図４（ｃ）参照）。
【００３８】
パターニングの後、入出力電極１８の作製と同様の手順により、電極パターンの入出力電極１８上に厚さ５００ｎｍ程度の嵩上げ電極２０を形成して、表面弾性波素子１２の作製が完了する。このとき嵩上げ電極２０には、大気に触れてその表面にＡｌ2Ｏ3からなる絶縁膜が形成されている。さらに各嵩上げ電極２０には、バンプボンダによって作られた球状のＡｕが押し当てられると共に超音波振動が加えられて、嵩上げ電極２０表面に形成された絶縁膜を貫通するバンプ２６が形成される（図４（ｄ）参照）。なお、入出力電極１８と嵩上げ電極２０との間には、適宜、バンプ２６のＡｕ原子が入出力電極１８に拡散する事態を抑止するためのクロム（Ｃｒ）膜や入出力電極１８と嵩上げ電極２０との密着性を向上させるためのＴｉＮ膜を介在させてもよい。
【００３９】
バンプ２６形成後は、ＢＴ樹脂製の実装基板１４上に表面弾性波素子１２をフリップチップ実装する。すなわち、表面弾性波素子１２のバンプ２６が形成された面１２ａを実装基板１４の素子搭載面１４ａと対向させた状態で、バンプ２６と実装基板１４の金メッキ電極２４とが接触するように位置合わせをおこないつつ表面弾性波素子１２を実装基板１４上に搭載する。そして、表面弾性波素子１２を実装基板１４上に搭載した後、コレット（図示せず）で表面弾性波素子１２を真空吸着により支持すると共に実装基板１４の面方向に超音波振動させて、バンプ２６と金メッキ電極２４とを接合する（図４（ｅ）参照）。最後に、実装基板１４上に格子状パターンのＢＴ樹脂製ダム部プレート（厚さ０．４ｍｍ）と、同じくＢＴ樹脂製の平板状キャッププレート（厚さ０．２ｍｍ）を被せて各表面弾性波素子１２を密封封止した後、ダイシング加工することにより、表面弾性波装置１０の各装置の作製が完了する（図４（ｆ）参照）。なお、実装基板１４とダム部プレート（ダム部１６Ａ）との間、及び、ダム部プレートとキャッププレート（キャップ部１６Ｂ）との間は、樹脂接着剤で接着される。
【００４０】
次に、圧電性基板２８上に形成されたアルミニウム電極膜の結晶性を評価する方法について説明する。上述したアルミニウム電極膜は、その比抵抗値を測定して、その測定結果に基づいて結晶性の評価をおこなった。アルミニウム電極膜の結晶性と比抵抗値との関係について、以下の実施例により詳細に説明する。
【実施例１】
【００４１】
圧電性基板として３９°回転Ｙカットタンタル酸リチウム基板を複数枚準備し、この圧電性基板の表面を水洗処理して不純物を除去した後、各圧電性基板上に、上述した方法と同様のスパッタリング法によってＴｉＮバッファ層及びアルミニウム電極膜を順次積層した。アルミニウム電極膜成膜用のターゲット材には、０．５ｗｔ％濃度でＣｕが添加されたアルミニウムを用いて、アルミニウム電極膜にＣｕを偏析させた。また、表面の面方位が（３１１）面となるようにアルミニウム電極膜を成膜した。
【００４２】
各圧電性基板のＴｉＮ膜の膜厚には４ｎｍを選択した。また、各圧電性基板のアルミニウム電極膜の膜厚には１５０ｎｍ近傍（１００ｎｍ以上２００ｎｍ以下）、２５０ｎｍ近傍（２３０ｎｍ以上２７０ｎｍ以下）及び３７５ｎｍ近傍（３５０ｎｍ以上４００ｎｍ以下）の３箇所を選択した。なお、各圧電性基板のアルミニウム電極膜の厚さについては、１５０ｎｍ、２５０ｎｍ及び３７５ｎｍを中央値としてある程度分散させたものを、それぞれの厚さについて複数枚準備した。
【００４３】
各試料それぞれについて、アルミニウム電極膜の膜厚の測定と比抵抗値の測定をおこなった。膜厚の測定には、蛍光Ｘ線膜厚計を用いたが、他の公知の計測器を用いて測定してもよい。また、比抵抗値の測定は、各試料３６のアルミニウム電極膜表面３６ａの中心位置にある測定点Ａと、オリエンテーションフラットＯＦに対して垂直な方向に測定点Ａを挟んで等距離（２０ｍｍ間隔）に並ぶ測定点Ｂ及び測定点Ｃと、オリエンテーションフラットＯＦに対して平行な方向に測定点Ａを挟んで等距離（２０ｍｍ間隔）に並ぶ測定点Ｄ及び測定点Ｅとの、合計５点においておこない、その平均値を比抵抗値とした（図５参照）。なお、比抵抗値の測定には国際電気株式会社製の抵抗率測定器ＶＲ−３０Ａを用いたが、他の公知の抵抗率測定器を用いて測定してもよい。
【００４４】
そして、アルミニウム電極膜の膜厚の測定と比抵抗値の測定をおこなった各試料について、Ｘ線回折法を用いてその結晶性を確認した。Ｘ線回折法に用いた装置は、Ｐｈｉｌｉｐｓ社製の薄膜材料結晶性解析Ｘ線回折装置Ｘ‘Ｐｅｒｔ−ＭＲＤである。各試料の結晶性は、極点図法によるスポット確認と、このスポットのＸ線ロッキングカーブ半値幅（ＦＷＨＭ）との両方により確認した。
【００４５】
図６（ａ）は、アルミニウム電極膜の膜厚が３７５ｎｍ近傍における、アルミニウム電極膜の結晶性と抵抗率（すなわち、比抵抗値）との関係を示したグラフである。このグラフにおいて、黒塗丸印は、単結晶であると確認された試料のデータであり、黒塗四角印は、単結晶ではないと確認された試料のデータである。このグラフからわかるように、単結晶の試料と単結晶ではない試料との比抵抗値は、３．２８μΩｃｍを中心に隔てられており、単結晶試料の比抵抗値の方が単結晶ではない試料の比抵抗値より高くなっている。
【００４６】
図６（ｂ）は、アルミニウム電極膜の膜厚が２５０ｎｍ近傍における、アルミニウム電極膜の結晶性と抵抗率との関係を示したグラフである。このグラフにおいて、黒塗丸印は、単結晶であると確認された試料のデータであり、黒塗四角印は、単結晶ではないと確認された試料のデータである。このグラフからわかるように、単結晶の試料と単結晶ではない試料との比抵抗値は、３．４０μΩｃｍを中心に隔てられており、単結晶試料の比抵抗値の方が単結晶ではない試料の比抵抗値より高くなっている。
【００４７】
図６（ｃ）は、アルミニウム電極膜の膜厚が１５０ｎｍ近傍における、アルミニウム電極膜の結晶性と抵抗率との関係を示したグラフである。このグラフにおいて、黒塗丸印は、単結晶であると確認された試料のデータであり、黒塗四角印は、単結晶ではないと確認された試料のデータである。このグラフからわかるように、単結晶の試料と単結晶ではない試料との比抵抗値は、３．５０μΩｃｍを中心に隔てられており、単結晶試料の比抵抗値の方が単結晶ではない試料の比抵抗値より高くなっている。
【００４８】
以上で説明したような実施例１により、発明者らは、アルミニウム電極膜の膜厚に関わらず、アルミニウム電極膜が単結晶である試料とアルミニウム電極膜が単結晶ではない試料とは、ある基準値を中心にその比抵抗値が隔てられ、アルミニウム電極膜が単結晶である試料の比抵抗値の方がそうでない試料の比抵抗値より高くなることを新たに見出した。すなわち、アルミニウム電極膜の比抵抗値を測定することで、手間や時間を要し且つ高価な装置を要する従来の評価方法に比べて、簡単にアルミニウム電極膜の結晶性を評価することができる。
【００４９】
また、評価が簡単におこなうことができるため、上述したように表面弾性波素子１２の製造工程フローに容易に組み込むことができる。従って、このような結晶性の評価方法により単結晶であると評価されたアルミニウム電極膜３４のみをパターニングして櫛形電極３２を形成することで、表面弾性波素子１２や表面弾性波装置１０の作製が完了する前に、単結晶ではないアルミニウム電極膜が積層された圧電性基板を検出して排除することができる。そのため、特性が良好な表面弾性波素子及び表面弾性波装置を効率よく作製することが可能である。
【実施例２】
【００５０】
また発明者らは、Ｃｕが偏析していないアルミニウム電極膜の結晶性についても、上述した実施例１と同様の方法により、アルミニウム電極膜の比抵抗値を測定して、その測定結果に基づいて評価した。すなわち、圧電性基板として３９°回転Ｙカットタンタル酸リチウム基板を複数枚準備し、この圧電性基板の表面を水洗処理して不純物を除去した後、各圧電性基板上に、上述した方法と同様のスパッタリング法によってＴｉＮバッファ層及びアルミニウム電極膜を順次積層した。なお、アルミニウム電極膜成膜用のターゲット材には、純度９９．９９９％の純アルミニウムを用いた。
【００５１】
図７（ａ）は、アルミニウム電極膜の膜厚が３７５ｎｍ近傍における、アルミニウム電極膜の結晶性と抵抗率（すなわち、比抵抗値）との関係を示したグラフである。このグラフにおいて、黒塗丸印は、単結晶であると確認された試料のデータであり、黒塗四角印は、単結晶ではないと確認された試料のデータである。このグラフからわかるように、単結晶の試料と単結晶ではない試料との比抵抗値は、２．９８μΩｃｍを中心に隔てられており、単結晶試料の比抵抗値の方が単結晶ではない試料の比抵抗値より高くなっている。
【００５２】
図７（ｂ）は、アルミニウム電極膜の膜厚が２５０ｎｍ近傍における、アルミニウム電極膜の結晶性と抵抗率との関係を示したグラフである。このグラフにおいて、黒塗丸印は、単結晶であると確認された試料のデータであり、黒塗四角印は、単結晶ではないと確認された試料のデータである。このグラフからわかるように、単結晶の試料と単結晶ではない試料との比抵抗値は、３．１０μΩｃｍを中心に隔てられており、単結晶試料の比抵抗値の方が単結晶ではない試料の比抵抗値より高くなっている。
【００５３】
図７（ｃ）は、アルミニウム電極膜の膜厚が１５０ｎｍ近傍における、アルミニウム電極膜の結晶性と抵抗率との関係を示したグラフである。このグラフにおいて、黒塗丸印は、単結晶であると確認された試料のデータであり、黒塗四角印は、単結晶ではないと確認された試料のデータである。このグラフからわかるように、単結晶の試料と単結晶ではない試料との比抵抗値は、３．２０μΩｃｍを中心に隔てられており、単結晶試料の比抵抗値の方が単結晶ではない試料の比抵抗値より高くなっている。
【００５４】
以上で説明した実施例２により、発明者らは、アルミニウム電極膜にＣｕが偏析していない場合であっても、アルミニウム電極膜が単結晶である試料とアルミニウム電極膜が単結晶ではない試料とは、ある基準値を中心にその比抵抗値が隔てられ、アルミニウム電極膜が単結晶である試料の比抵抗値の方がアルミニウム電極膜が単結晶でない試料の比抵抗値より高くなるとの知見を得た。すなわち、Ｃｕが偏析していないアルミニウム電極膜の比抵抗値を測定することでも、手間や時間を要し且つ高価な装置を要する従来の評価方法に比べて、簡単にアルミニウム電極膜の結晶性を評価することができる。
【００５５】
次に、上述した実施例１及び実施例２の両方の実験結果について、図８を参照しつつ説明する。図８は、実施例１における各膜厚の中央値とその比抵抗の基準値との関係及び実施例２における各膜厚の中央値とその比抵抗の基準値との関係とを示したグラフである。このグラフではアルミニウム電極膜の膜厚（ｎｍ）を横軸に、比抵抗値（μΩｃｍ）を縦軸に示している。また、このグラフおいて、黒塗菱印は実施例１に係るデータであり、黒塗四角印は実施例２に係るデータである。
【００５６】
この図８のグラフから、実施例１及び実施例２に係るデータはいずれも、直線的に減少していることがわかる。また図８のグラフから、アルミニウム電極膜の膜厚を変えて実施例１及び実施例２に係るデータの数を増加させた場合でも、少なくとも表面弾性波素子に採用される一般的なアルミニウム電極膜の厚さである１００ｎｍ以上５００ｎｍ以下の範囲においてはやはり直線的に並ぶものと推測される。そこで、実施例１のデータを直線近似したところ、膜厚をｄ（ｎｍ）、比抵抗値をｒ（μΩｃｍ）とすると、
ｒ＝−０．０００９８４ｄ＋３．６４９  ・・・（１）
となった。すなわち、実施例１においては、アルミニウム電極膜の比抵抗値が上記式（１）で求められるｒよりも大きい場合、そのアルミニウム電極膜は単結晶となっていると評価することができる。
【００５７】
一方、実施例２のデータを直線近似したところ、膜厚をｄ（ｎｍ）、比抵抗値をｒ（μΩｃｍ）とすると、
ｒ＝−０．０００９８４ｄ＋３．３４９  ・・・（２）
となった。すなわち、実施例２においては、アルミニウム電極膜の比抵抗値が上記式（２）で求められるｒよりも大きい場合、そのアルミニウム電極膜は単結晶となっていると評価することができる。
【００５８】
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。すなわち、上述した例では、アルミニウム電極膜の抵抗値がある基準値よりも大きい場合に単結晶であると評価したが、アルミニウム電極膜の表面の面方位によっては、アルミニウム電極膜の抵抗値がある基準値よりも小さい場合に単結晶であると評価される場合もある。このような違いは、上述した実施例１や実施例２と同様又は同等の方法により、所望の面方位について単結晶評価の種々の要素（基準値や膜厚など）を調べ、評価の方法を適宜変更すればよい。
【００５９】
また、実施例１及び実施例２においては、ＴｉＮバッファ層の膜厚として４ｎｍを選択したが、この膜厚を２〜６ｎｍの範囲で変化させても、上述した評価方法を変更することなく結晶性を評価することができた。さらに、圧電性基板として３９°回転Ｙカットタンタル酸リチウムを使用した例について説明したが、例えば、３８〜４４°回転Ｙカットタンタル酸リチウムであれば、同様の評価方法によりアルミニウム電極膜の結晶性を評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の実施形態に係る表面弾性波装置の概略断面図である。
【図２】表面弾性波素子を示した概略斜視図である。
【図３】表面弾性波素子に形成された電極パターンを示した概略構成図である。
【図４】図１に示した表面弾性波装置を作製する手順について示した図である。
【図５】本発明の実施例１及び実施例２に係る試料の状態を示した図である。
【図６】アルミニウム電極膜の膜厚が、（ａ）３７５ｎｍ近傍、（ｂ）２５０ｎｍ近傍、（ｃ）１５０ｎｍ近傍における、アルミニウム電極膜の結晶性と抵抗率との関係を示したグラフである。
【図７】アルミニウム電極膜の膜厚が、（ａ）３７５ｎｍ近傍、（ｂ）２５０ｎｍ近傍、（ｃ）１５０ｎｍ近傍における、アルミニウム電極膜の結晶性と抵抗率との関係を示したグラフである。
【図８】実施例１及び実施例２において求められた膜厚と比抵抗値との関係を示したグラフである。
【符号の説明】
【００６１】
１０…表面弾性波装置、１２…表面弾性波素子、１４…実装基板、１８…入出力電極、
２０…嵩上げ電極、２２…パッド電極、２４…金メッキ電極、２６…バンプ、２８…圧電性基板、３０…バッファ層、３２…櫛形電極、３４…アルミニウム電極膜。
【図１】
2005051622.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2005051622.tif 000007
【図６】
2005051622.tif 000008
【図７】
2005051622.tif 000009
【図８】
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