(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面が圧電機能を有する基板の裏面に裏面導電膜を形成し、基板の表面に、裏面導電膜と導通する表面導電膜を形成し、その後表面導電膜をエッチングにより所定形状にパターニングすることからなり、
表面導電膜と裏面導電膜が、同一の材料かつＡｌと２〜４重量％のＭｇとの合金からなる
ことを特徴とする弾性表面波素子の製造方法。
【請求項２】
基板が、圧電基板又は基板上に圧電膜を形成した構成を有し、圧電基板及び圧電膜が、ＬｉＴａＯ3、ＬｉＮｂＯ3又はＫＮｂＯ3からなる請求項１に記載の弾性表面波素子の製造方法。
【請求項３】
表面が圧電機能を有する基板の表面と裏面に、所定形状の表面導電膜と、裏面導電膜とを有し、
表面導電膜と裏面導電膜が、同一の材料かつＡｌと２〜４重量％のＭｇとの合金からなる
ことを特徴とする弾性表面波素子。
【請求項４】
表面導電膜が、反応性イオンエッチングによりパターニングされた所定形状を有している請求項３に記載の弾性表面波素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、弾性表面波（ＳＡＷ）素子及びその製造方法に関する。より詳しくは、本発明は、表面導電膜のパターニング時に表面導電膜に生じるアフターコロージョンを防止することができるＳＡＷ素子の製造方法及びその方法により得られたＳＡＷ素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＬｉＴａＯ3、ＬｉＮｂＯ3及びＫＮｂＯ3等の圧電材は、ＳＡＷ素子の基板として一般的に使用されている。ＳＡＷ素子では、圧電基板の表面に、所定形状（例えば、櫛型）の表面導電膜が形成されており、この導電膜に電気信号が印加されると圧電効果によって電気指間に周期的な歪が生じ、弾性表面波が励起される。この波は再び導電膜によって電気信号に変換される。
上記圧電材は、焦電効果も大きいため、製造工程中の温度変化により、表面に過剰な電荷が蓄積し、これが放電されたとき、導電膜にダメージを与えることが知られている。
【０００３】
このような放電を防止するため、表面導電膜と導通する導電膜を基板の裏面にも形成し、製造工程時に発生する電荷を逃がす方法が、例えば、特開平４−３１３９０６号公報に記載されている。
上記公報には、基板の裏面と側面に形成される導電膜を、表面導電膜のエッチング時にエッチングされにくい構成とすることが記載されている。具体的には、裏面と側面に形成される導電膜を表面導電膜の材質よりエッチングレートの小さい材料を使用する方法、裏面と側面に形成される導電膜を厚くする方法、エッチング時に部材で覆う方法、側面の導電膜を鏡面研磨する方法等が記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記方法の内、エッチング時に部材で覆う方法及び鏡面研磨する方法は、部材で覆う工程及び研磨する工程が別途必要であり、工程の追加に伴うコストが必要であった。
また、エッチングレートの小さい材料を使用する方法及び導電膜を厚くする方法では、側壁及び裏面の導電膜は、エッチング時に表面の導電膜と切断されないものの、電池効果により表面導電膜が腐食される現象（アフターコロージョン現象）が生じていた。そのためＳＡＷ素子の特性が劣化していた。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の発明者等は、鋭意検討の結果、アフターコロージョン現象が、表面導電膜を構成するＡｌ又はその合金と、裏面導電膜を構成する材料との電池反応によるためであることを意外にも見出した。なお、このアフターコロージョン現象は、焦電効果が大きいＬｉＴａＯ3、ＬｉＮｂＯ3又はＫＮｂＯ3等の圧電材の方がより著しく生じることを見出した。そこで、この現象を解決するために、表面導電膜と裏面導電膜に、両者が電池反応を生じ難い材料を使用することを見出し本発明をなすに至った。
【０００６】
かくして本発明によれば、表面が圧電機能を有する基板の裏面に裏面導電膜を形成し、基板の表面に、裏面導電膜と導通する表面導電膜を形成し、その後表面導電膜をエッチングにより所定形状にパターニングすることからなり、
表面導電膜と裏面導電膜が、同一の材料かつＡｌと２〜４重量％のＭｇとの合金からなる
ことを特徴とするＳＡＷ素子の製造方法が提供される。
【０００７】
更に、本発明によれば、表面が圧電機能を有する基板の表面と裏面に、所定形状の表面導電膜と、裏面導電膜とを有し、
表面導電膜と裏面導電膜が、同一の材料かつＡｌと２〜４重量％のＭｇとの合金からなる
ことを特徴とするＳＡＷ素子が提供される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のＳＡＷ素子及びその製造方法を説明する。
まず、ＳＡＷ素子は、通常基板を備えている。ここで、基板としては、ＳＡＷ素子に使用することができるものであれば特に限定されない。具体的には、ＬｉＴａＯ3、ＬｉＮｂＯ3、ＫＮｂＯ3、Ｌｉ2Ｂ4Ｏ7等の圧電基板、ガラス、樹脂等の基板上にＬｉＴａＯ3、ＬｉＮｂＯ3、ＫＮｂＯ3、Ｌｉ2Ｂ4Ｏ7等の圧電材を膜状に形成した基板が挙げられる。
【０００９】
基板の裏面と表面側（圧電効果を生じる側）に互いに導通した導電膜が形成される。ここで、表面側の導電膜（表面導電膜）は、所定の形状にパターニングされ、電気信号と弾性振動を変換する機能を有する。裏面側の導電膜（裏面導電膜）は、表面導電膜を所定の形状にパターニングする際の温度変化により、圧電材の焦電効果に由来する電荷を逃がす機能を有する。この裏面導電膜がなければ、蓄積した電荷の放電により表面導電膜がダメージを受けてしまい、断線したり、所定の形状が得られないという問題が生じる。
【００１０】
本発明では表面導電膜と裏面導電膜を構成する材料を以下のように組合わせることを特徴の１つとしている。
表面導電膜と裏面導電膜が、同一の材料かつＡｌと２〜４重量％のＭｇとの合金からなる。
【００１５】
この場合、表面導電膜と裏面導電膜は、同一の材料からなるため、電池反応による腐食の問題は生じない。また、各導電膜にＡｌと２〜４重量％のＭｇとの合金を使用するのは次の理由による。即ち、２重量％未満で他の金属を含む場合、この膜のエッチングは化学反応（ラジカルや中性粒子による反応）を主体として進行する。この場合、表面だけでなく側面及び裏面でもエッチングが進行する。そのため、表面導電膜と裏面導電膜の導通が確保できない場合がある。
【００１６】
一方、２重量％以上で他の金属を含む場合、イオンアシスト反応が主体として進行する。このイオンアシスト反応は、イオンと接触する面はエッチングが進行するが、接触しない面のエッチングは進行しない。つまり、イオンと接触する表面ではエッチングが進行するが、裏面導電膜はエッチングされないので、表面導電膜と裏面導電膜の導通を、エッチング後も確保することができる。
なお、上記表面導電膜及び裏面導電膜は、例えば、スパッタ法のような公知の方法で形成することができる。また、それぞれの膜厚は、０．０５〜０．６μｍ及び０．０５〜５μｍであることが好ましい。
【００１７】
次に、表面導電膜をエッチングにより所定形状にパターニングする。ここで、パターニングに先立って、通常所定パターンの電極を形成するためのマスクが表面導電膜上に形成される。このマスクは、例えば、表面導電膜上にレジスト層を塗布することにより形成した後、フォトリソグラフィ法により所定形状にパターニングして形成できる。この所定形状にパターニングされたレジスト層を、レジストパターンと称する。
【００１８】
このレジストパターンをマスクとして、表面導電膜がパターニングされる。パターニングは、例えば反応性イオンエッチングが挙げられる。
パターニング後、残渣を除去するために公知のレジスト剥離液（ＥＬＭ）で表面導電膜が処理される。
以上の工程によりＳＡＷ素子が得られる。１つのウェハ上に複数のＳＡＷ素子を形成する場合にも適用することができる。
【００１９】
本発明のＳＡＷ素子の一例を図１（概略平面図）に示す。図のＳＡＷ素子は、表面導電膜が２つの反射電極と１組の櫛型の励振電極とから構成される。図中、Ａ及びＢは１組の櫛型の励振電極であり、Ｃ及びＤは反射電極である。Ｙは開口長を、λは電極の周期を意味する。
ＳＡＷ素子は、フィルタ（例えば、マッチドフィルタ）、共振器、遅延線、発振器、音響光学装置、コンボルバー等に使用することができる。例えば、フィルタに使用する場合、ＳＡＷ素子を直列腕と並列腕に所望数配置することにより形成されたラダー型の構造が挙げられる。この構造以外にも、公知の構造をいずれも採用することができる。
【００２０】
【実施例】
実施例１（参考例）
まず、６枚のＬｉＴａＯ3からなる圧電基板の裏面に、ＤＣスパッタ法によりＭｇ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ａｕからなる裏面導電膜を３００ｎｍの厚さとなるようにそれぞれ形成した。
次に、基板の表面に、表面導電膜としてＡｌと１重量％のＣｕとの合金（以下、Ａｌ−１ｗｔ％Ｃｕと称する）を２５０ｎｍの厚さとなるようにそれぞれ形成した。この際、表面導電膜の端部が裏面導電膜の端部上に位置するように制御した。
【００２１】
次いで、表面導電膜を櫛型に加工するために、表面導電膜上にフォトレジストを塗布した後、露光を行い所定の形状のレジストパターンを形成した。
このレジストパターンを用いて、ＢＣｌ3／Ｃｌ2からなるエッチャントで表面導電膜を櫛型にエッチング加工することにより、基板上に複数のＰＣＳ仕様のＳＡＷ素子（直列に接続された共振器（直列共振器）と並列に接続された共振器（並列共振器）とからなり、直列共振器が電極の周期２．０８μｍ、開口長４０μｍ、励振電極の対数１６０、反射電極の対数８０であり、並列共振器が電極の周期２．１４μｍ、開口長５０μｍ、励振電極の対数８０、反射電極の対数８０である）を形成した。更に、レジストパターンをＯ2を用いてアッシングし、フッ素系ガスを使用してポストエッチングを行った。
【００２２】
更に、表面導電膜の側壁及び残渣を除去するために、ＥＬＭを用いて溶液処理した。以上の処理により６種類の裏面導電膜を有する６つの試料を得た。
以上の工程を経た後、６つの試料についてアフターコロージョン現象の発生の様子を調べた。結果を表２に示す。
【００２３】
【表２】
0003874967.tif 000002
【００２４】
表２は、１つのＳＡＷ素子あたりの腐食の個数を、各試料について測定した結果である。この結果、裏面導電膜を構成する材料が、標準電極電位が小さい方がアフターコロージョン現象を防止できることが分かり、更にＣｒより標準電極電位が小さい材料を使用すればアフターコロージョン現象をほぼ完全に防止できることが分かった。
上記の内、裏面導電膜にＣｒとＴｉを使用したＳＡＷ素子について、フィルタ特性と耐電力性（８５℃での中心周波数における最大印加電力で評価）を測定した。得られた結果を表３に示す。
【００２５】
【表３】
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【００２６】
表３からアフターコロージョン現象の生じていないＳＡＷ素子の方が、どの特性に関しても優れていることが分かった。また、耐電力性が特に優れていることが分かった。
【００２７】
実施例２（参考例）
まず、２枚のＬｉＴａＯ3からなる圧電基板の裏面に、ＤＣスパッタ法によりＴｉ（５０ｎｍ）／Ａｕ（２００ｎｍ）、Ｍｇ（５０ｎｍ）／Ａｌ（２００ｎｍ）からなる裏面導電膜をそれぞれ形成した。以降の工程は実施例１と同様に行った。得られたＳＡＷ素子のアフターコロージョン現象の発生の様子を調べたところ、裏面導電膜がＴｉ／Ａｕの場合は腐食が多数生じ、Ｍｇ／Ａｌの場合は腐食は生じなかった。
【００２８】
実施例３
表面導電膜と裏面導電膜を、それぞれ２００ｎｍと３００ｎｍとし、両膜に次の同じ材料を使用すること以外は、実施例１と同様に行った。使用した材料は、純Ａｌ、Ａｌ−１重量％Ｍｇ、Ａｌ−２重量％Ｍｇ、Ａｌ−３重量％Ｍｇ、Ａｌ−４重量％Ｍｇを使用した。得られたＳＡＷ素子の表面と裏面の導電膜の導通状態を調べた。
【００２９】
その結果、Ａｌ−２重量％Ｍｇ、Ａｌ−３重量％Ｍｇ、Ａｌ−４重量％Ｍｇの裏面導電膜を使用した場合は、導通が損なわれていなかった。純Ａｌ、Ａｌ−１重量％Ｍｇの裏面導電膜を使用した場合は、導通がなくなっていた。なお、全ての試料にアフターコロージョン現象は生じていなかった。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によれば、ＳＡＷ素子の製造方法において、従来トレードオフの関係にあった焦電による放電破壊と、エッチング後のアフターコロージョンの問題とを同時に解決することができる。その結果、ＳＡＷ素子の歩留まりと信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＳＡＷ素子の概略断面図である。
【符号の説明】
Ａ、Ｂ  励振電極
Ｃ、Ｄ  反射電極
Ｙ  開口長
λ  電極の周期
【図１】
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