JP2010081086A - Acoustic wave device and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、帯域フィルタや共振子などに用いられる弾性波装置に関し、より詳細には、Al膜を含む積層金属膜からなる第1の電極と、積層金属膜からなり、かつ第1の電極に電気的に接続されるように第1の電極に積層された第2の電極とを有する弾性波装置およびその製造方法に関する。 The present invention relates to an acoustic wave device used for a bandpass filter, a resonator, and the like, and more specifically, a first electrode made of a laminated metal film including an Al film, a laminated metal film, and the first electrode. The present invention relates to an acoustic wave device having a second electrode stacked on a first electrode so as to be electrically connected, and a method for manufacturing the same.
近年、携帯電話機の小型化に伴って、携帯電話機に用いられる帯域フィルタにおいても小型化が強く求められている。この種の帯域フィルタとしては、弾性表面波を利用した弾性表面波装置が広く用いられている。小型化を進めるために、弾性表面波装置では、圧電基板上にIDT等を形成するための導電膜が形成された弾性表面波フィルタチップが、パッケージに対して、ワイヤーボンディングではなく、バンプを用いたフリップチップボンディングにより接続されている。 In recent years, with the downsizing of mobile phones, there is a strong demand for downsizing of bandpass filters used in mobile phones. As this type of band-pass filter, surface acoustic wave devices using surface acoustic waves are widely used. In order to promote miniaturization, in a surface acoustic wave device, a surface acoustic wave filter chip in which a conductive film for forming an IDT or the like is formed on a piezoelectric substrate uses bumps instead of wire bonding for the package. They are connected by flip chip bonding.
この種の弾性表面波装置の一例が、下記の特許文献1に開示されている。
An example of this type of surface acoustic wave device is disclosed in
図8は、特許文献1に開示されている弾性表面波装置を説明するための部分切欠正面断面図である。弾性表面波装置1001は、圧電基板1002を有する。圧電基板1002上に、積層導電膜によりIDT1003が形成されている。IDT1003は、Cuからなる主電極層1003aを有する。主電極層1003aの下側には、Tiからなる密着層1003bが積層されている。Tiからなる密着層1003bの形成により、IDT1003の圧電基板1002に対する密着強度が高められている。
FIG. 8 is a partially cutaway front sectional view for explaining the surface acoustic wave device disclosed in
また、主電極層1003aの上側には、Alからなる保護層1003cが積層されている。AlはCuよりも酸化され難いため、主電極層1003aを保護層1003cにより保護することができる。なお、弾性表面波装置1001では、周波数温度特性を改善するために、また保護を図るために、酸化ケイ素膜1004によりIDT1003が被覆されている。
A
他方、下記の特許文献2では、IDTが、圧電基板上に形成されたTiからなる下地層と、下地層上に形成されており、Alからなる主電極層とを有する。すなわち、上から順にAl/Tiの積層構造を有するIDTが示されている。また、特許文献2では、IDTに電気的に接続される電極パッドが、Alからなる下部電極と、Alからなる上部電極と、下部電極と上部電極との間に積層されており、Tiからなるバリア層とを有する。すなわち、電極パッドは、上から順にAl/Ti/Alの積層構造を有する。これは、比較的柔らかいAlからなる下部電極を圧電基板上に形成することにより、フリップチップボンディング時におけるバンプを用いた接合に際しての圧電基板のクラックを防止するためである。
特許文献2に記載のように、バンプ接合が行われる電極パッド部分において、最下層の電極層をAlとすることにより、圧電基板のクラックを防止することができる。
As described in
いま、弾性表面波装置のIDTに連なる配線パターンを第1の配線パターンとし、上記電極パッドに連なる配線パターンを第2の配線パターンとする。 Now, a wiring pattern connected to the IDT of the surface acoustic wave device is a first wiring pattern, and a wiring pattern connected to the electrode pad is a second wiring pattern.
上記電極パッドに連なる第1の配線パターンは、電極パッドと同時に形成される。従って、特許文献2に記載のように電極パッド部分を形成した場合、電極パッドに連なる第2の配線パターンも同様に、Al/Ti/Alの積層構造を有することとなる。このような第2の配線パターンが、IDTに連なる第1の配線パターンに重ねられて電気的に接続されるコンタクト部においては、上記第2の配線パターンの最下層の導電膜であるAl膜が、第1の配線パターンの最上層の導電膜に重ねられることとなる。
The first wiring pattern connected to the electrode pad is formed simultaneously with the electrode pad. Therefore, when the electrode pad portion is formed as described in
従って、特許文献1に記載のように、IDTを構成する積層導電膜を、Al/Cu/Tiの積層構造とした場合、第1の配線パターンも同様の積層構造を有するため、コンタクト部においては、Al膜とAl膜とが重ねられることとなる。このような構造では、コンタクト部における接触抵抗が大きくなり、弾性表面波装置の挿入損失が悪化しがちであった。
Therefore, as described in
他方、本願発明者は、信頼性や耐電力性を高めるために、IDT及びIDTに連なる第1の配線パターンを、上から順に、Al/Ti/Pt/NiCrの積層導電膜で形成することを検討した。主たる電極層としてAl膜及びPt膜を用いることにより、特に、Alを密度の大きなPt膜を用いることにより反射係数を高めることが可能となる。しかしながら、この場合においても、上記電極パッドに連なる第2の配線パターンがAl/Ti/Alである場合、両者の接続部であるコンタクト部において、Al膜上に、やはりAl膜が重ねられることになり、コンタクト抵抗が大きくなり、弾性表面波装置の挿入損失が悪化することがわかった。 On the other hand, in order to improve the reliability and power durability, the inventor of the present application forms the first wiring pattern connected to the IDT and IDT in order from the top by a laminated conductive film of Al / Ti / Pt / NiCr. investigated. By using an Al film and a Pt film as the main electrode layer, it is possible to increase the reflection coefficient, particularly by using a Pt film having a high density of Al. However, even in this case, when the second wiring pattern connected to the electrode pad is Al / Ti / Al, the Al film is still overlaid on the Al film at the contact portion which is the connection portion between them. Thus, it was found that the contact resistance is increased and the insertion loss of the surface acoustic wave device is deteriorated.
上記第1,第2の配線パターンは、通常フォトリソグラフィー法により形成されている。すなわち、第1の配線パターンを形成した後に、フォトレジスト層を形成し、フォトレジスト層に第2の配線パターンが形成されることが予定されている部分にエッチング等により開口部を形成する。しかる後、開口部内を含む全領域に第2の配線パターンを構成する金属膜を形成する。そして、フォトレジスト層及びその上の不要な第2の配線パターン形成用金属膜をリフトオフ法により除去する。 The first and second wiring patterns are usually formed by a photolithography method. That is, after forming the first wiring pattern, a photoresist layer is formed, and an opening is formed by etching or the like in a portion where the second wiring pattern is to be formed in the photoresist layer. Thereafter, a metal film constituting the second wiring pattern is formed in the entire region including the inside of the opening. Then, the photoresist layer and the unnecessary second wiring pattern forming metal film thereon are removed by a lift-off method.
このような製造方法では、エッチングにより開口部を形成した場合、開口部に第1の配線パターンが露出するが、第1の配線パターン中のAl膜が露出していると、酸やアルカリ等のエッチング液により、Al膜が腐食するという問題もあった。 In such a manufacturing method, when the opening is formed by etching, the first wiring pattern is exposed in the opening, but when the Al film in the first wiring pattern is exposed, acid, alkali, or the like is exposed. There was also a problem that the Al film was corroded by the etching solution.
この発明の目的は、配線パターン同士などの電極同士が電気的に接続されるコンタクト部における接触抵抗を低めることができ、それによって損失を低めることが可能とされている弾性波装置及びその製造方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an acoustic wave device capable of reducing contact resistance at a contact portion where electrodes such as wiring patterns are electrically connected to each other, thereby reducing loss, and a method for manufacturing the same. Is to provide.
本発明の他の目的は、コンタクト部における接触抵抗を低めることができるだけでなく、例えばフォトリソグラフィー法より製造するに際し、エッチング液による電極の腐食が生じ難い、弾性波装置及びその製造方法を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide an acoustic wave device and a method of manufacturing the same that can not only reduce the contact resistance at the contact portion but also hardly cause corrosion of the electrode due to an etching solution when manufactured by a photolithography method, for example. There is.
本発明によれば、圧電基板と、前記圧電基板上に形成されており、複数の金属膜を積層してなる第1の積層金属膜からなり、少なくともIDT電極を含む第1の電極と、前記圧電基板上に形成されており、複数の金属膜を積層してなる第2の積層金属膜からなる第2の電極とを備え、前記第2の電極が、前記第1の電極に重なっている部分により、第1,第2の電極を電気的に接続しているコンタクト部が形成されており、前記第1の積層金属膜が、Al膜と、最上層としてのTi膜とを有し、前記第2の積層金属膜が、最下層としてのTi膜を有する、弾性波装置が提供される。 According to the present invention, a piezoelectric substrate, a first laminated metal film formed on the piezoelectric substrate and formed by laminating a plurality of metal films, the first electrode including at least an IDT electrode, A second electrode made of a second laminated metal film formed by laminating a plurality of metal films, and the second electrode overlaps the first electrode. The contact portion for electrically connecting the first and second electrodes is formed by the portion, and the first laminated metal film has an Al film and a Ti film as the uppermost layer, An elastic wave device is provided in which the second laminated metal film has a Ti film as a lowermost layer.
本発明に係る弾性波装置のある特定の局面では、前記第1の積層金属膜が貴金属膜を有し、該貴金属がPtまたはAuである。この場合には、第1の電極の電気的抵抗を低めることができ、損失を小さくすることができる。 In a specific aspect of the acoustic wave device according to the present invention, the first laminated metal film has a noble metal film, and the noble metal is Pt or Au. In this case, the electrical resistance of the first electrode can be reduced and the loss can be reduced.
本発明にかかる弾性波装置の他の特定の局面では、前記コンタクト部において、第2の電極の外縁が、第1の電極の外縁よりも内側に位置されている。この場合には、フォトリソグラフィー法により、第1,第2の電極を形成するに際し、レジスト層にエッチング液により開口部を形成する場合、開口部に露出する部分は、最上層に設けられたTi膜であるため、第1の電極の腐食が生じ難い。 In another specific aspect of the acoustic wave device according to the present invention, the outer edge of the second electrode is located inside the outer edge of the first electrode in the contact portion. In this case, when the first and second electrodes are formed by the photolithography method, when the opening is formed in the resist layer with the etching solution, the portion exposed to the opening is the Ti provided in the uppermost layer. Since it is a film, corrosion of the first electrode hardly occurs.
本発明に係る弾性波装置のさらに他の特定の局面では、前記第1の電極における最上層に位置しているTi膜の膜厚が、弾性波の波長をλとしたときに、波長λの0.1〜1%の範囲にあり、前記第2の電極の最下層のTi膜が、波長λの0.5〜10%の範囲にある。従って、弾性波の反射係数を損なうことなく、電気的抵抗を低めることができる。 In still another specific aspect of the acoustic wave device according to the present invention, when the thickness of the Ti film located in the uppermost layer of the first electrode is λ, the wavelength of the acoustic wave is The Ti film in the lowermost layer of the second electrode is in the range of 0.5 to 10% of the wavelength λ. Therefore, the electrical resistance can be lowered without impairing the reflection coefficient of the elastic wave.
本発明に係る弾性波装置のさらに別の特定の局面によれば、前記圧電基板上において、前記第1の電極を覆うように設けられた絶縁膜がさらに備えられる。この場合には、絶縁膜により、第1の電極の保護を図ることができる。 According to still another specific aspect of the acoustic wave device according to the present invention, an insulating film is further provided on the piezoelectric substrate so as to cover the first electrode. In this case, the first electrode can be protected by the insulating film.
本発明に係る弾性波装置のさらに他の特定の局面では、上記弾性波が弾性表面波であり、それによって本発明の効果を奏する弾性表面波装置を提供することができる。 In still another specific aspect of the surface acoustic wave device according to the present invention, the surface acoustic wave is a surface acoustic wave, thereby providing a surface acoustic wave device that exhibits the effects of the present invention.
本発明に係る弾性波装置の製造方法は、前記圧電基板上に前記第1の積層金属膜からなる前記第1の電極を形成する工程と、前記第1の電極を覆うようにレジスト層を形成する工程と、前記レジスト層のうち、前記第2の積層金属膜が形成される部分に開口部を形成する工程と、前記開口部及び前記レジスト層の上面に、第2の積層金属膜を形成する工程と、前記レジスト層及レジスト層上の第2の積層金属膜をリフトオフ方により除去する工程とを備える。 In the method for manufacturing an acoustic wave device according to the present invention, the step of forming the first electrode made of the first laminated metal film on the piezoelectric substrate and the formation of a resist layer so as to cover the first electrode A step of forming an opening in a portion of the resist layer where the second laminated metal film is formed, and forming a second laminated metal film on the opening and the upper surface of the resist layer. And a step of removing the resist layer and the second laminated metal film on the resist layer by a lift-off method.
本発明に係る弾性波装置の製造方法のある特定の局面では、前記コンタクト部において、前記第2の電極の外縁が、前記第1の電極の外縁よりも内側に位置するように前記開口部をレジスト層に形成する。従って、開口部の形成に用いられているエッチング液は、開口部に露出している第1の電極のTi膜に接触するが、Ti膜は酸やアルカリ等により腐食し難い。よって、電極の腐食を防止しつつ、本発明に係る弾性波装置を確実に得ることができる。 In a specific aspect of the method for manufacturing an acoustic wave device according to the present invention, in the contact portion, the opening is arranged so that an outer edge of the second electrode is located inside an outer edge of the first electrode. It is formed on the resist layer. Therefore, the etching solution used for forming the opening comes into contact with the Ti film of the first electrode exposed in the opening, but the Ti film is hardly corroded by acid, alkali, or the like. Therefore, it is possible to reliably obtain the acoustic wave device according to the present invention while preventing corrosion of the electrode.
本発明に係る弾性波装置では、第1の積層金属膜が最上層としてTi膜を有し、第2の積層金属膜が最下層としてTi膜を有するため、コンタクト部においては、Ti膜同士が接触をするので、第1,第2の電極間の接触抵抗を低めることでき、それによって挿入損失を小さくすることが可能となる。 In the acoustic wave device according to the present invention, the first laminated metal film has the Ti film as the uppermost layer, and the second laminated metal film has the Ti film as the lowermost layer. Since contact is made, the contact resistance between the first and second electrodes can be lowered, thereby making it possible to reduce the insertion loss.
本発明に係る弾性波装置の製造方法によれば、第1の積層金属膜を形成した後に、フォトリソグラフィー法により、第2の積層金属膜が形成されるが、コンタクト部において、Ti膜同士が重なり合うことになるため、接触抵抗が低いコンタクト部を有する本発明に係る弾性波装置をフォトリソグラフィー法に従って容易に提供することができる。 According to the method for manufacturing an acoustic wave device according to the present invention, after forming the first laminated metal film, the second laminated metal film is formed by photolithography. Since they overlap, the acoustic wave device according to the present invention having a contact portion with low contact resistance can be easily provided according to the photolithography method.
以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。 Hereinafter, the present invention will be clarified by describing specific embodiments of the present invention with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施形態の弾性波装置において、後述の絶縁膜を除去した状態を示す模式的平面図である。弾性波装置1は、圧電基板2を有する。圧電基板2は、適宜の圧電材料により形成され得る、圧電材料としては、LiTaO3もしくはLiNbO3などの圧電単結晶またはPZTなどの圧電セラミックスが挙げられるが、本実施形態では、圧電基板として、126°LiNbO3基板を用いた。
FIG. 1 is a schematic plan view showing a state where an insulating film, which will be described later, is removed in an elastic wave device according to an embodiment of the present invention. The
圧電基板2上に、IDT電極3が形成されている。IDT電極3は、複数本の第1の電極指4と、複数本の第1の電極指4と間挿し合うように配置された複数本の第2の電極指5と有する。なお、本実施形態では、IDT電極3により弾性表面波が励振され、従って弾性表面波装置が形成されている。
An
また、IDT電極3においては、第1の電極指4の先端とギャップを隔てて、第1のダミー電極6が形成されている。同様に、第2の電極指5の先端とギャップを隔てて、第2のダミー電極7が形成されている。
In the
他方、IDT電極3では、弾性表面波伝搬方向中央から、IDT電極3の端部にいくにつれて、電極指交叉幅が順に小さくなるように交叉幅重み付けが施されている。もっとも、本発明において、IDT電極3は、他の形態で重み付けが施されていてもよく、また重み付けが施されておらずともよい。
On the other hand, the
上記のように重み付けが施されているため、図2に要部を拡大して示すように、複数本の第1の電極指4の先端を結ぶ包絡線A及び第2の電極指5の先端を結ぶ第2の包絡線Bは斜め方向に延ばされており、IDT電極3の端部にいくにつれて、包絡線Aと包絡線Bとが近づいている。
Since the weighting is performed as described above, the envelope A connecting the tips of the plurality of
他方、IDT電極3の弾性表面波伝搬方向両側には、反射器8,9が形成されている。従って、IDT電極3及び反射器8,9を有する弾性表面波共振子が構成されている。
On the other hand,
本実施形態では、上記のようにして、IDT電極指の波長λが3.958μm、電極指の最大交叉幅が120μm、電極指の対数が134対である3を有し、共振周波数が900MHz、反共振周波数が934MHzの1ポート型弾性表面波共振子が形成されている。 In this embodiment, as described above, the wavelength λ of the IDT electrode finger is 3.958 μm, the maximum cross width of the electrode finger is 120 μm, the number of electrode finger pairs is 134, the resonance frequency is 900 MHz, A one-port surface acoustic wave resonator having an antiresonance frequency of 934 MHz is formed.
ところで、IDT電極3は、図3に模式的正面断面図で示すように、圧電基板2上において、複数の金属膜を積層してなる第1の積層金属膜11からなる。なお、第1の積層金属膜11からなる電極を第1の電極とする。第1の電極は、上記IDT電極3を含む。すなわち、図1に示されているように、第1の電極は、IDT電極3だけでなく、反射器8,9の電極指部分等にも至るように形成されている。
Incidentally, the
本実施形態では、図3に示すように、第1の積層金属膜11は、上方から順にTi膜11a、AlCu膜11b、Ti膜11c、Pt膜11d及びNiCr膜11eを積層した構造を有する。各金属膜の厚みは、Ti/AlCu/Ti/Pt/NiCr=10/102/10/78/10nmとされていた。膜厚の単位は全てnmの値である。なお、上記AlCu膜11bは、Cuを1重量%含み、残部がAlからなるAlCu合金膜である。また、NiCr膜11eは、Niを50重量%含み、残部がCrからなるNiCr合金膜である。
In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the first
図1に戻り、第1の積層金属膜11からなる第1の電極に部分的に重なり合うように、第2の積層金属膜12からなる第2の電極が形成されている。第2の電極12は、図1に示す電極パッド13〜15と、電極パッド13〜15を上記弾性表面波共振子に電気的に接続する配線パターン16〜18と、IDT電極3の一部すなわちバスバー部の一部とに形成されている。
Returning to FIG. 1, the second electrode made of the second
上記第1の電極に第2の電極が重ねられて両者が電気的に接続されている部分をコンタクト部Cとする。 A portion where the second electrode is superimposed on the first electrode and the two are electrically connected is referred to as a contact portion C.
本実施形態では、第2の積層金属膜12は、上方から順に、Al/Ti/Al/Ti=1140/200/500/100nmの厚みにこれらの複数の金属膜を積層した構造を有する。後述する図5に示すように、第2の積層金属膜においては、上から、Al膜12a、Ti膜12b、Al膜12c及びTi膜12dの順に参照符号を付することとする。
In the present embodiment, the second
さらに、図3及び図5に模式的に示されているように、IDT電極3や反射器8,9を覆うように、絶縁膜19が形成されている。本実施形態では、絶縁膜19は、上から順に第1の絶縁膜19aと、第2の絶縁膜19bとを積層した構造を有する。第1の絶縁膜19aがSiN膜、第2の絶縁膜19bがSiO2膜からなる。両者の膜厚は、SiN/SiO2=40/980nmとされている。もっとも、絶縁膜19は、単一の絶縁性材料層により形成されていてもよく、またSiN膜とSiO2膜の膜厚は上記に限定されるものではない。
Further, as schematically shown in FIGS. 3 and 5, an insulating
本実施形態では、絶縁膜19により、IDT電極3や反射器8,9等が保護されることとなる。なお、図示としないが、絶縁膜19は、上記電極パッド13〜15が設けられている部分を除いて形成されている。すなわち、電極パッド13〜15は、上方に露出されている。
In the present embodiment, the
本実施形態では、IDT電極3の電極指部分は、上記第1の積層金属膜11のみからなり、上記配線パターン16〜18及び電極パッド13〜15は、第1,第2の積層金属膜11,12を積層した構造を有する。そして、上記IDT電極3のバスバーにおいて、前述したコンタクト部Cが形成されている。コンタクト部Cでは、第1の積層金属膜11上において、第2の積層金属膜12の外縁12Aが位置している。すなわち、第1の積層金属膜11の外縁11Aよりも第2の積層金属膜12の外縁12Aが内側に位置している。
In the present embodiment, the electrode finger portion of the
本実施形態では、上記コンタクト部において、第1の積層金属膜11の最上層がTi膜11aからなり、第2の積層金属膜12の最下層がTi膜12dからなるため、両者の接触抵抗が十分低くなる。そのため、挿入損失を低減することができる。
In the present embodiment, in the contact portion, the uppermost layer of the first
すなわち、特許文献1や特許文献2に記載の弾性波装置では、コンタクト部における電極同士の接触抵抗が高いため、挿入損失が大きくなるという問題があったのに対し、本実施形態によれば、上記接触抵抗の低減により、挿入損失を小さくすることができる。
That is, in the elastic wave device described in
加えて、本実施形態によれば、上記第1,第2の電極が電気的に接続されるコンタクト部Cにおいて、第2の電極の腐食が生じ難い。これを、製造方法を説明することにより明らかにする。 In addition, according to the present embodiment, corrosion of the second electrode is unlikely to occur in the contact portion C to which the first and second electrodes are electrically connected. This will be clarified by explaining the manufacturing method.
上記弾性波装置1の製造に際しては、圧電基板2上に、まず、第1の積層金属膜を蒸着、メッキまたはスパッタリング等により形成する。しかる後、周知のフォトリソグラフィ法に従って、第1の積層金属膜をパターニングし、IDT電極3を含む第1の電極を形成する。
In manufacturing the
しかる後、図4(a)に示すように、圧電基板2の上面の全面に、フォトレジスト層21を形成する。フォトレジスト層21の上方に第2の積層金属膜が形成されることが予定されている部分以外は開口部とされているマスクを載置し、光を照射する。それによって、図4(a)に示す未硬化部21aと、硬化部21bとを形成する。この未硬化部21aは、上記マスクで遮光されていた部分であり、硬化部21bは、光の照射によりフォトレジスト層21を構成している材料が硬化することにより形成されている部分である。
Thereafter, as shown in FIG. 4A, a
次に、図4(b)に示すように、上記フォトレジスト層21の未硬化部21aを、酸やアルカリなどのエッチング液22によりエッチングする。それによって、開口部21cが形成される。開口部21cは、第2の積層金属膜12の形成が予定されている領域に相当する。この場合、エッチング液22に、第1の積層金属膜11の上面が露出するが、第1の積層金属膜11の最上層はTi膜11aである。Ti膜11aは、酸やアルカリに腐食され難いため、第1の積層金属膜11の腐食が生じ難い。
Next, as shown in FIG. 4B, the
特に、本実施形態では、図1に示されているように、コンタクト部Cにおいて、第2の積層金属膜12の外縁12Aが第1の積層金属膜11の外縁11Aよりも内側に位置しているため、第1の積層金属膜11のAlCu膜11b等がエッチング液に晒されない。それによって、第1の積層金属膜11の腐食を確実に防止することが可能とされている。
In particular, in the present embodiment, as shown in FIG. 1, the
次に、図4(c)に示すように、全面に第2の積層金属膜12を形成する。第2の積層金属膜12の形成は、前述した各金属膜を、蒸着、メッキもしくはスパッタリング等の薄膜形成法により順次形成することにより行われる。
Next, as shown in FIG. 4C, a second
しかる後、リフトオフ法により、フォトレジスト層21と共に、フォトレジスト層21の上部に位置している第2の積層金属膜部分を除去する。次に、230℃の温度で2時間維持することによりアニール処理を施す。このようにして、図5に示すように、第1の積層金属膜11上に第2の積層金属膜12が積層されている構造を得ることができる。しかる後、スパッタリング等の適宜の方法により、上記SiO2膜及びSiN膜を順次形成することにより、絶縁膜19を形成することができる。上記のようにして、本実施形態の弾性波装置1を得ることができる。
Thereafter, the second laminated metal film portion located above the
本実施形態の弾性波装置及びその製造方法によれば、上記のように、第1の積層金属膜11の最上層のTi膜11aと、第2の積層金属膜12の最下層のTi膜12dとが接触しているため、両者の接触抵抗は小さく、それによって挿入損失を低減することができる。これを、具体的な実験例に基づき説明する。上記実施形態と対比するために、第1の比較例として、第2の積層金属膜が、上方から順に、Al/Ti/Al=1140/200/500nmとされていることを除いては、上記実施形態と同様にして形成された弾性波装置を用意した。
According to the elastic wave device and the manufacturing method thereof of the present embodiment, as described above, the
また、第2の比較例として、第1の積層金属膜が、上方から順に、AlCu/Ti/Pt/NiCr=102/110/78/10nmであることを除いては、上記実施形態と同様にして形成された弾性波装置を用意した。 As a second comparative example, the first laminated metal film is the same as the above embodiment except that the first laminated metal film is AlCu / Ti / Pt / NiCr = 102/110/78/10 nm in order from the top. The elastic wave device formed was prepared.
上記実施形態及び第1,第2の比較例の弾性波装置の電気的に特性を測定し、特にそのリターンロスを評価した。結果を図6に示す。図6において、実線は上記実施形態の結果を、破線は第1の比較例の結果を、一点鎖線は第2の比較例の結果を示す。図6から明らかなように、上記実施形態によれば、第1,第2の比較例に比べて、周波数領域のほぼ全域にわたり、リターンロスが小さくなっていることがわかる。この理由は、以下によると考えられる。 The electrical characteristics of the elastic wave devices of the above embodiment and the first and second comparative examples were measured, and in particular, the return loss was evaluated. The results are shown in FIG. In FIG. 6, the solid line indicates the result of the above embodiment, the broken line indicates the result of the first comparative example, and the alternate long and short dash line indicates the result of the second comparative example. As can be seen from FIG. 6, according to the above embodiment, the return loss is small over almost the entire frequency region as compared with the first and second comparative examples. The reason is considered as follows.
特許文献2に記載のように、コンタクト部において、Al膜同士が接触した場合には、両者の界面に薄いAl酸化膜が形成される。そのため、接触抵抗が高くなり、挿入損失が悪化するという問題があった。これは、第1の積層金属膜を形成した後に、最上層のAl膜が大気に晒され、Al膜表面にAl酸化膜が形成されることによる。
As described in
第1の比較例では、第1の積層金属膜の最上層がTi膜からなり、それによって、AlCu膜の表面の酸化が抑制される。しかしながら、最上層のTi膜が酸化され、Ti酸化物に接触した第2の積層金属膜の最下層のAlがTi酸化物の影響を受け、両者の界面にAl酸化物を形成することとなる。従って、第1の比較例においても、Al酸化膜が界面に形成され、接触抵抗が高くなっているものと考えられる。 In the first comparative example, the uppermost layer of the first laminated metal film is made of a Ti film, thereby suppressing oxidation of the surface of the AlCu film. However, the uppermost Ti film is oxidized, and the lowermost Al of the second laminated metal film in contact with the Ti oxide is affected by the Ti oxide, and an Al oxide is formed at the interface between the two. . Therefore, also in the first comparative example, it is considered that the Al oxide film is formed at the interface and the contact resistance is high.
他方、第2の比較例では、第1の積層金属膜の最上層がAlCu膜からなり、第2の積層金属膜の最下層のTi膜により還元作用を受けるため、両者の界面におけるAl酸化物からなる膜は減少することとなる。しかしながら、Tiによる還元作用が十分でない場合には、やはり界面にAl酸化膜が残るため、接触抵抗が高くなる。 On the other hand, in the second comparative example, the uppermost layer of the first laminated metal film is made of an AlCu film and is subjected to a reducing action by the lowermost Ti film of the second laminated metal film. The film consisting of will be reduced. However, when the reduction action by Ti is not sufficient, the Al oxide film remains at the interface, and the contact resistance increases.
上記のように、第1の積層金属膜と第2の積層金属膜とが積層されている部分においては、両者の界面にAl酸化膜が形成されると、接触抵抗が高くなる。 As described above, in the portion where the first laminated metal film and the second laminated metal film are laminated, when an Al oxide film is formed at the interface between them, the contact resistance is increased.
これに対して、上記実施形態では、Ti膜同士が接触しているため、第1,第2の積層金属膜の界面に、本質的にAl酸化膜が形成されない。よって、接触抵抗を十分に小さくすることができ、挿入損失を小さくすることが可能とされている。 On the other hand, in the above embodiment, since the Ti films are in contact with each other, an Al oxide film is essentially not formed at the interface between the first and second laminated metal films. Therefore, the contact resistance can be sufficiently reduced, and the insertion loss can be reduced.
なお、本実施形態では、Ti酸化物が界面に発生するが、前述したアニール処理により、界面に集中したTi酸化物は、Ti膜中に拡がり、分散する。そのため、第1,第2の積層金属膜のTi膜同士の接触抵抗はさほど高くならないと考えられる。 In the present embodiment, Ti oxide is generated at the interface. However, the Ti oxide concentrated on the interface is spread and dispersed in the Ti film by the above-described annealing treatment. For this reason, it is considered that the contact resistance between the Ti films of the first and second laminated metal films is not so high.
上記のように、第2の積層金属膜の最下層がTiであるため、第2の積層金属膜において、配線抵抗を低くするために、抵抗率の小さいAl膜を用いた場合でも、最下層のTi膜がバリア層として働き、Al膜まで酸化が及ばない。従って、第2の積層金属膜の配線抵抗を高めることなく、電気的損失の増大を防止することができる。 As described above, since the lowermost layer of the second laminated metal film is Ti, even when an Al film having a low resistivity is used in the second laminated metal film, the lowermost layer is used. The Ti film acts as a barrier layer and does not reach the Al film. Therefore, an increase in electrical loss can be prevented without increasing the wiring resistance of the second laminated metal film.
また、上記実施形態では、第1の積層金属膜11は、Pt膜及びAlCu膜を有する。このように、AlまたはAl合金と、Ptのような貴金属とを併用することが好ましい。Ptなどの貴金属は密度が高いため、弾性波の反射係数を高めることができ、かつCuに比べて、耐電力性、耐酸化性及び湿中における耐腐食性に優れている。従って、弾性波装置の電気的特性や信頼性を高めることができる。他方、AlやAlCu合金は低抵抗であるため、電気的損失を小さくすることができる。なお、本実施形態において、Pt膜とAlCu膜との間にTi膜が設けられているのは、PtとAlCu合金の相互拡散を防止するためである。すなわち、中間のTi膜は、上記拡散を防止するバリア層として機能する。
In the above embodiment, the first
なお、上記AlやAl合金と組み合わされる貴金属は、Ptに限らずAuなどの他の貴金属であってもよい。上記貴金属とAlやAlCu合金を組み合わせることが望ましいが、これらの2種の材料はイオン化傾向の差が大きいため、フォトリソグラフィ法の現像時において、AlやAlCu膜が電池効果により腐食するおそれがある。しかしながら、前述した通り、本実施形態の弾性波装置及びその製造方法では、第2の積層金属膜の形成に際してのエッチング液により、第1の積層金属膜中のAlやAlCu膜などの内部の金属膜の腐食が生じ難い。すなわち、第1の積層金属膜の最上部がTi膜で覆われているため、第1の積層金属膜中のAl膜やAlCu膜の腐食が生じ難くなる。よって、第1,第2の積層金属膜間の接触抵抗を低めることができ、さらに第1の積層金属膜における腐食を確実に防止することができるので、弾性波装置の信頼性をより一層効果的に高めることができる。 The noble metal combined with the Al or Al alloy is not limited to Pt but may be other noble metals such as Au. It is desirable to combine the above-mentioned noble metal with Al or AlCu alloy. However, since these two types of materials have a large difference in ionization tendency, there is a possibility that the Al or AlCu film is corroded by the battery effect at the time of development by photolithography. . However, as described above, in the acoustic wave device and the manufacturing method thereof according to the present embodiment, the inner metal such as the Al or AlCu film in the first laminated metal film is formed by the etching solution used when forming the second laminated metal film. Film corrosion is unlikely to occur. That is, since the uppermost part of the first laminated metal film is covered with the Ti film, corrosion of the Al film and the AlCu film in the first laminated metal film is difficult to occur. Therefore, the contact resistance between the first and second laminated metal films can be lowered, and further, corrosion in the first laminated metal film can be surely prevented, so that the reliability of the acoustic wave device is further improved. Can be enhanced.
また、好ましくは、第1の積層金属膜の最上層のTi膜11aの厚みは、弾性波の波長λとしたときに、λの0.1%〜1%の範囲とすることが望ましく、第2の積層金属膜の最下層のTi膜12dの膜厚は、λの0.5%以上とすることが望ましい。これは、第1の積層金属膜の最上層のTi膜の膜厚が厚いほど、それより下方に位置しているAlやAl合金の酸化を防止する効果は高くなるが、弾性波の反射係数が小さくなり、例えば弾性波フィルタを形成した場合の帯域幅が狭くなるおそれがある。従って、Alの酸化防止と、弾性波の反射係数とバランスするには、第1の積層金属膜の最上部のTi膜11aの規格化膜厚(%)は、0.1(%)〜1(%)の範囲とすることが望ましい。
Preferably, the thickness of the
他方、第2の積層金属膜12の最下層のTi膜12dの厚みを厚くしても、表面波の励振には寄与しないため大きな問題は生じない。しかしながら、薄くなりすぎると、第2の積層金属膜において、最下層から2番目の層にある金属膜において酸化が生じやすくなる。従って、Ti膜12dは、ある程度の厚み以上とすることが望ましい。図7は、上記実施形態において、第2の積層金属膜の最下層のTi膜12dの厚みを10nm(0.25%)、20nm(0.5%)または100nm(2.5%)としたときのリターンロスの変化を示す図である。() 内は、波長λ比。Ti膜の厚みが20nm及び100nmの場合ほぼ同等の特性が得られているのに対し、10nmではリターンロス特性が悪化していることがわかる。
On the other hand, even if the thickness of the
従って、第2の積層金属膜の最下層のTi膜12dの厚みは、20nm以上、規格化膜厚でλの0.5%以上であることが好ましい。なお、第2の積層金属膜12の最下層のTi膜12dの厚みは厚くとも問題はさほど生じないが厚すぎると、Al膜などによる電気抵抗抑制効果が損なわれるおそれがあるため、規格化膜厚で10%以下程度とすることが望ましい。
Therefore, it is preferable that the thickness of the
また、本実施形態では、上記絶縁膜19によりIDT電極の保護が図られている。すなわち、金属粉が付着することにより短絡するのを防止したり、耐湿性を改善するために、絶縁膜19による保護が図られている。この場合、SiO2膜と、Al膜とが接触すると、Alの酸化か生じやすくなるおそれがある。そのため、本実施形態で、Ti膜がIDTを形成している第1の積層金属膜の最上部に設けられているので、Tiの還元作用により、第1の積層金属膜中のAl膜の酸化が効果的に防止される。
In this embodiment, the IDT electrode is protected by the insulating
上記実施形態では、IDT電極3と反射器とを有する1ポート型弾性表面波共振子につき説明したが、本発明は第1の積層金属膜と第2の積層金属膜とがコンタクト部において電気的に接続されている構造を有し、第1の積層金属膜により、IDT電極の電極指部分が形成されている様々な弾性波装置に広く適用することができる。すなわち、縦結合共振子型やラダー型の弾性表面波フィルタや、トランスバーサル型の弾性表面波フィルタにも本発明を適用することができる。また、本発明は、弾性表面波ではなく、弾性境界波を利用した弾性境界波装置にも適用することができる。
In the above embodiment, a 1-port surface acoustic wave resonator having an
1…弾性波装置
2…圧電基板
3…IDT電極
4…第1の電極指
5…第2の電極指
6…第1のダミー電極
7…第2のダミー電極
8,9…反射器
11…第1の積層金属膜(第1の電極)
11A…外縁
11a…Ti膜
11b…AlCu膜
11c…Ti膜
11d…Pt膜
11e…NiCr膜
12…第2の積層金属膜(第2の電極)
12A…外縁
12a…Al膜
12b…Ti膜
12c…Al膜
12d…Ti膜
13〜15…電極パッド
16〜18…配線パターン
19…絶縁膜
19a…第1の絶縁膜
19b…第2の絶縁膜
21…フォトレジスト層
21a…未硬化部
21b…硬化部
21c…開口部
22…エッチング液
DESCRIPTION OF
11A ...
12A ...
Claims (7)
前記圧電基板上に形成されており、複数の金属膜を積層してなる第1の積層金属膜からなり、少なくともIDT電極を含む第1の電極と、
前記圧電基板上に形成されており、複数の金属膜を積層してなる第2の積層金属膜からなる第2の電極とを備え、前記第2の電極が、前記第1の電極に重なっている部分により、第1,第2の電極を電気的に接続しているコンタクト部が形成されており、
前記第1の積層金属膜が、Al膜と、最上層としてのTi膜とを有し、前記第2の積層金属膜が、最下層としてのTi膜を有する、弾性波装置。 A piezoelectric substrate;
A first electrode formed on the piezoelectric substrate, the first electrode including a plurality of metal films and including at least an IDT electrode;
A second electrode comprising a second laminated metal film formed by laminating a plurality of metal films, wherein the second electrode overlaps the first electrode. The contact portion that electrically connects the first and second electrodes is formed by the portion that is present,
The elastic wave device, wherein the first laminated metal film has an Al film and a Ti film as an uppermost layer, and the second laminated metal film has a Ti film as a lowermost layer.
前記圧電基板上に前記第1の積層金属膜からなる前記第1の電極を形成する工程と、
前記第1の電極を覆うようにレジスト層を全面に形成する工程と、
前記レジスト層のうち、前記第2の積層金属膜が形成される部分に開口部を形成する工程と、
前記開口部及び前記レジスト層の上面に、第2の積層金属膜を形成する工程と、
前記レジスト層及びレジスト層上の第2の積層金属膜をリフトオフ法により除去する工程とを備える、弾性波装置の製造方法。 It is a manufacturing method of the elastic wave device according to claim 1,
Forming the first electrode made of the first laminated metal film on the piezoelectric substrate;
Forming a resist layer over the entire surface so as to cover the first electrode;
Forming an opening in a portion of the resist layer where the second laminated metal film is formed;
Forming a second laminated metal film on the opening and the upper surface of the resist layer;
And a step of removing the resist layer and the second laminated metal film on the resist layer by a lift-off method.
7. The acoustic wave device according to claim 6, wherein the opening is formed in the resist layer so that an outer edge of the second electrode is positioned inside an outer edge of the first electrode in the contact portion. Method.
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012005018A (en) * | 2010-06-21 | 2012-01-05 | Murata Mfg Co Ltd | Surface acoustic wave device |
US8957565B2 (en) | 2010-11-10 | 2015-02-17 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Acoustic wave device and method for manufacturing the same |
JP2015088896A (en) * | 2013-10-30 | 2015-05-07 | 株式会社村田製作所 | Acoustic wave device and method of manufacturing the same |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6589983B2 (en) | 2015-07-02 | 2019-10-16 | 株式会社村田製作所 | Elastic wave device |
WO2017212787A1 (en) | 2016-06-07 | 2017-12-14 | 株式会社村田製作所 | Elastic wave device |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004180177A (en) * | 2002-11-29 | 2004-06-24 | Kyocera Corp | Surface acoustic wave device |
JP2005197595A (en) * | 2004-01-09 | 2005-07-21 | Murata Mfg Co Ltd | Electronic component device, electronic component, and communication equipment |
JP2008235979A (en) * | 2007-03-16 | 2008-10-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Surface acoustic wave filter |
WO2009016906A1 (en) * | 2007-07-30 | 2009-02-05 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Elastic wave device and method for manufacturing the same |
-
2008
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004180177A (en) * | 2002-11-29 | 2004-06-24 | Kyocera Corp | Surface acoustic wave device |
JP2005197595A (en) * | 2004-01-09 | 2005-07-21 | Murata Mfg Co Ltd | Electronic component device, electronic component, and communication equipment |
JP2008235979A (en) * | 2007-03-16 | 2008-10-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Surface acoustic wave filter |
WO2009016906A1 (en) * | 2007-07-30 | 2009-02-05 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Elastic wave device and method for manufacturing the same |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012005018A (en) * | 2010-06-21 | 2012-01-05 | Murata Mfg Co Ltd | Surface acoustic wave device |
US8957565B2 (en) | 2010-11-10 | 2015-02-17 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Acoustic wave device and method for manufacturing the same |
JP2015088896A (en) * | 2013-10-30 | 2015-05-07 | 株式会社村田製作所 | Acoustic wave device and method of manufacturing the same |
US9406862B2 (en) | 2013-10-30 | 2016-08-02 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Elastic wave device including multilayer metal film |
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