(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表面に金属薄膜を被着させかつパターニングして、交差指電極からなる少なくとも１組のＩＤＴを含む電極領域を形成する過程と、前記電極領域の上にレジスト材料を塗布し、交差指電極となる部分に前記レジスト材料が残るようにレジストパターンを形成する過程と、露出する前記電極領域の金属薄膜を途中までエッチングにより部分的に除去する過程と、露出する前記電極領域の金属薄膜の残存する部分を完全に酸化させて、ＩＤＴを形成する過程とを有することを特徴とするＳＡＷ素子の製造方法。
【請求項２】
露出する前記電極領域の金属薄膜を陽極酸化処理により酸化させることを特徴とする請求項１に記載のＳＡＷ素子の製造方法。
【請求項３】
前記ＩＤＴを形成した後、その上に平坦な絶縁膜を形成する過程を更に有することを特徴とする請求項１乃至２のいずれかに記載のＳＡＷ素子の製造方法。
【請求項４】
前記絶縁膜が圧電性を有する材料からなることを特徴とする請求項３に記載のＳＡＷ素子の製造方法。
【請求項５】
前記基板がＤＬＣ（Diamond−Like−Carbon）を含む材料からなることを特徴とする請求項４に記載のＳＡＷ素子の製造方法。
【請求項６】
前記基板が、その表面に多数の前記電極領域を形成したウエハであり、前記ウエハを前記酸化過程の後に個々の素子片に分割することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のＳＡＷ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】
本発明は、基板表面に形成した交差指電極からなるＩＤＴと反射器とを備え、ＩＤＴから励振した弾性表面波（ＳＡＷ：surface acoustic wave ）を利用したＳＡＷ素子及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、圧電基板の表面にＩＤＴと反射器とを形成したＳＡＷ素子を用いた共振子、フィルタ、発振器等のＳＡＷデバイスが、情報通信機器やＯＡ機器、民生機器等に広く使用されている。従来、ＩＤＴを構成する交差指電極は、フォトリソグラフィ技術を利用して、圧電基板の表面に蒸着した金属薄膜を所望のパターンにエッチングすることにより形成される。
【０００３】
ドライエッチングは、微細な電極パターンの形成に適しているが、エッチング深さの制御が困難でオーバーエッチングしたり、エッチングガスによる基板表面の損傷が基板の圧電特性を変化させる虞がある。例えば特開昭６２−７１３１７号公報には、基板表面の金属薄膜を基板が露出する直前までドライエッチングによりエッチングした後、残った金属薄膜をウエットエッチングで完全に除去することにより、交差指電極をパターニングする弾性表面波装置の製造方法が記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
特に最近は、通信分野においてネットワーク技術の急激な発達に伴う通信の高速化に対応して、ＳＡＷデバイスの高周波化及び高安定性が要求されている。ＳＡＷデバイスの高周波化には、ＩＤＴの電極幅をより小さくして電極パターンをより微細化することが必要である。しかしながら、上述した従来のエッチングにより交差指電極をパターニングする方法では、高周波化に対応して電極幅をより一層狭く、例えば現在使用されている約０．７μｍ以下に狭くすることは困難である。
【０００５】
そこで本発明は、上述した従来の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、基板表面に損傷を与えたりその圧電特性に影響を与える虞があるドライエッチングをできる限り使用することなく、ＩＤＴの微細な電極パターンの形成を可能にし、高周波化に対応できるＳＡＷ素子及びその製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、上記目的を達成するために、基板の表面に金属薄膜を被着させかつパターニングして、交差指電極からなる少なくとも１組のＩＤＴを含む電極領域を形成する過程と、この電極領域の上にレジスト材料を塗布し、交差指電極となる部分を残すようにレジストパターンを形成する過程と、該レジストパターンを用いて、露出する電極領域の金属薄膜を完全に酸化させることによりＩＤＴを形成する過程とを有することを特徴とするＳＡＷ素子の製造方法が提供される。
【０００７】
このようにして交差指電極を形成する部分以外の金属薄膜の部分を露出させて酸化処理することにより、従来のエッチングにより除去する場合と同様に、しかもドライエッチングにより基板表面を損傷させることなく、高周波化に適した微細な電極パターンのＩＤＴを形成することができる。
【０００８】
また、本発明によれば、基板の表面に金属薄膜を被着させかつパターニングして、交差指電極からなる少なくとも１組のＩＤＴを含む電極領域を形成する過程と、この電極領域の上にレジスト材料を塗布し、交差指電極となる部分を残すようにレジストパターンを形成する過程と、該レジストパターンを用いて、露出する電極領域の金属薄膜を途中までエッチングにより部分的に除去する過程と、露出する電極領域の金属薄膜の残存する部分を完全に酸化させることによりＩＤＴを形成する過程とを有することを特徴とするＳＡＷ素子の製造方法が提供される。
【０００９】
一般に金属薄膜の酸化処理は、膜厚が薄くなるほど速くなるのに対し、膜厚の厚い金属薄膜のエッチングは制御が比較的容易であることから、上述したように高周波化に適した微細な電極パターンの形成が可能であることに加えて、処理時間を短縮して作業効率を高めることができる。
【００１０】
或る実施例では、露出する電極領域の金属薄膜を陽極酸化処理により酸化させることにより、比較的簡単に微細な電極パターンを形成することができる。
【００１１】
別の実施例では、酸化処理によりＩＤＴを形成した後、その上に平坦な絶縁膜を形成する過程を更に有することにより、微細な電極間のショートを防止すると同時に、良好な弾性表面波の励振を容易にすることができる。
【００１２】
更に別の実施例では、絶縁膜が圧電性を有する材料で形成されることにより、弾性表面波が絶縁膜を伝搬する。そのため、基板には、必ずしも圧電性を有する材料を用いる必要が無い。従って、基板が、弾性表面波の伝搬速度の速い非圧電性材料からなることにより、より高周波のＳＡＷ素子が得られる。
【００１３】
或る実施例では、基板がその表面に多数の電極領域を形成したウエハであり、該ウエハを、酸化処理によりＩＤＴを形成した後に個々の素子片に分割することにより、多数の高周波ＳＡＷ素子を大量に製造することができる。
【００１４】
本発明の別の側面によれば、基板と、基板表面に形成された交差指電極からなる少なくとも１組のＩＤＴと、基板表面にＩＤＴを挟んでその両側に各１個配置された反射器とを備え、隣接する交差指電極が、基板表面に形成された金属酸化物により分離されており、電極パターンを微細化により高周波化の可能なＳＡＷ素子が提供される。
【００１５】
或る実施例では、交差指電極及び金属酸化物が、平坦な絶縁膜により被覆されていることにより、電極間のショート防止と良好な弾性表面波の励振とを容易に実現できる。
【００１６】
別の実施例では、絶縁膜が圧電性を有する材料からなることにより、非圧電材料を基板に用いることができ、更に、基板が弾性表面波の伝搬速度の速い非圧電性材料であることにより、より高周波化を図ることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１Ａは、本発明を適用したＳＡＷ共振片の実施例を示している。このＳＡＷ共振片１は、水晶、リチウムタンタレート、リチウムニオベートなどの圧電体からなる矩形の基板２を有し、その表面の略中央に１対の交差指電極３ａ、３ｂからなるＩＤＴ４が形成され、その長手方向の両側に格子状の反射器５ａ、５ｂが形成されている。各交差指電極３ａ、３ｂには、そのバスバーに接続した接続ランド６ａ、６ｂが基板２の長手方向の辺縁近傍に形成されている。本実施例の交差指電極、反射器及び接続ランドは、加工性及びコストなどを考慮してアルミニウムの薄膜で形成されているが、アルミニウム合金など他の導電性金属材料を用いることができる。
【００１８】
ＩＤＴ４は、隣接する交差指電極３ａ、３ｂの間が、図１Ｂに示すように、基板２上に形成されたアルミニウムの酸化物であるアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）の薄膜７で分離されている。本実施例では、反射器５ａ、５ｂとこれに隣接する交差指電極３ａ、３ｂの間が、同様にＡｌ2Ｏ3薄膜７で分離されている。ＩＤＴ４は、その全体が平坦な絶縁膜８で被覆されている。このような絶縁膜８を設けることにより、ＩＤＴから弾性表面波が容易にかつ良好に励振されるようになる。
【００１９】
また、絶縁膜８は、例えばＺｎＯなどの圧電性を有する絶縁材料で形成することができる。この場合、絶縁膜８に圧電気効果で電圧変化を生じさせ、出力が得られるので、基板２は必ずしも圧電性を有しない材料であっても良い。従って、弾性表面波の伝搬速度が速い非圧電性材料を用いることにより、より高周波数のＳＡＷ素子が得られる。このような基板材料として、例えばＤＬＣ（Diamond-like-Carbon）があり、通常の基板材料の表面をＤＬＣ膜で被覆した基板を使用し、そのＤＬＣ被覆面にＩＤＴを形成することができる。
【００２０】
以下に、図２乃至図４を用いて、図１のＳＡＷ共振片を製造する工程について説明する。先ず、ウェハ９の表面にアルミニウムの薄膜を蒸着等の適当な方法により形成する。次に、このアルミニウム薄膜をパターニングすることにより、図２に示すように、ＩＤＴ４及び両反射器５ａ、５ｂを含む電極領域１０と、接続ランド６ａ、６ｂとを形成する。更に、これらをウエハの一方の端部に設けられた共通のターミナルに接続する接続線１１を形成する。図２には、簡単化のために、ＳＡＷ素子１個分の電極領域などが記載されているだけであるが、実際のウエハ９表面には多数の電極領域が形成されている。
【００２１】
次に、前記ウエハの表面にレジスト材料を塗布し、電極領域１０の交差指電極となる部分を残して、隣接する交差指電極の間の電極領域の部分１２ａを露出させた、図３Ａに示すレジストパターン１２を形成する。このレジストパターン１２から露出するアルミニウム薄膜の部分を陽極酸化処理により完全に酸化し、図３Ｂに示すようにＡｌ2Ｏ3薄膜７を形成する。Ａｌ2Ｏ3薄膜７は、酸素が付着することによって元のアルミニウム薄膜よりも膜厚が厚くなる。
【００２２】
図４は、陽極酸化処理を行うための装置の構成を概略的に示している。陽極酸化液１３を入れた電解槽１４の中に、ウェハ９が、そのターミナル１５をクリップ１６で保持して浸漬される。前記クリップは直流電源１７の陽極（＋）に接続され、かつその陰極（−）は、電解槽１４中に浸漬した陰極電極板１８に接続されている。直流電源１７から所定の電圧を印加すると、前記アルミニウム薄膜が酸化される。本実施例では、陽極酸化液として燐酸二水素アンモニウムなどの水溶液を使用するが、クエン酸塩やアジピン酸塩などの中性近傍の塩の水溶液を用いることができる。また、多孔性ではなく無孔性の酸化膜が形成されるように、陽極酸化液１３の温度は室温程度が望ましい。
【００２３】
このようにアルミニウム薄膜を完全に酸化してＡｌ2Ｏ3薄膜７を形成した後、レジストパターン１２を除去すると、所望の微細な電極パターンを有するＩＤＴ４が形成される。ウェハ９は、最終的に切断線１９に沿ってダイシングされ、それにより所定数のＳＡＷ共振片が得られる。
【００２４】
図５は、本発明の第２実施例によるＳＡＷ共振片の製造工程を示している。先ず、上記第１実施例と同様に、ウェハ９の表面にアルミニウムの薄膜を形成し、かつこれをパターニングして電極領域１０及び接続ランド６ａ、６ｂを形成した後、ウエハ表面に塗布したレジスト材料をパターニングして、図５Ａに示すように、前記電極領域の交差指電極となる部分を残したレジストパターン１２を形成する。次に第２実施例では、図５Ｂに示すように、レジストパターン１２から露出した電極領域１０即ちアルミニウム薄膜をドライエッチングにより途中まで除去する。そして、基板上に残存するアルミニウム薄膜の部分を、第１実施例に関連して上述したように図４の装置を用いて、完全に酸化するまで陽極酸化処理する。そして、レジストパターン１２を除去した後、ウェハ９をダイシングして所定数のＳＡＷ共振片を得る。
【００２５】
以上、本発明の好適な実施例について詳細に説明したが、本発明は、当業者に明らかなように、その技術的範囲内で、上記実施例に様々な変更・変形を加えて実施することができる。
【００２６】
【発明の効果】
本発明の方法によれば、上述したように交差指電極を形成する部分以外の金属薄膜の部分を、エッチングではなく酸化させることにより、基板表面を損傷させることなく微細な電極パターンのＩＤＴを形成できるので、より高周波化の可能なＳＡＷ素子を容易に実現することができる。従って、最近の通信の高速化などの要求に対応したＳＡＷ素子、及びこれを用いた共振子、フィルタ又は発振器等のＳＡＷデバイスが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】Ａ図は本発明によるＳＡＷ共振片を示す斜視図、Ｂ図はそのＩ−Ｉ線における拡大断面図。
【図２】その表面に多数の電極領域及び、それらを接続するバスバーを形成したウエハの一部を示す平面図。
【図３】本発明の第１実施例の方法によりＩＤＴを形成する過程を工程順に示すＡ図〜Ｃ図からなる断面図。
【図４】ウエハを陽極酸化処理するための装置の構成を示す概略図。
【図５】本発明の第２実施例の方法によりＩＤＴを形成する過程を工程順に示すＡ図〜Ｄ図からなる断面図。
【符号の説明】
１  ＳＡＷ共振片
２  基板
３ａ、３ｂ  交差指電極
４  ＩＤＴ
５ａ、５ｂ  反射器
６ａ、６ｂ  接続ランド
７  Ａｌ2Ｏ3薄膜
８  絶縁膜
９  ウェハ
１０  電極領域
１１  接続線
１２  レジストパターン
１２ａ  電極領域部分
１３  陽極酸化液
１４  電解槽
１５  ターミナル
１６  クリップ
１７  直流電源
１８  陰極電極板
１９  切断線
【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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