JP3379518B2 - 圧電素子の製造方法 - Google Patents
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Description
装置のような圧電素子の製造方法に関し、より詳細に
は、圧電基板上にAlもしくはAl合金からなる電極を
形成してなるウェハーを切断し、個々の圧電素子を製造
する方法の改良に関する。
製造に際しては、量産性を高めるために、まずマザーの
ウェハーを用意し、該ウェハーをダイシングすることに
より個々の圧電素子が得られている。すなわち、圧電材
料からなる圧電基板上にAlもしくはAl合金などの金
属からなる電極を形成してウェハーを得、該ウェハーを
切断することにより個々の圧電素子が得られている。
は、冷却水によりウェハーを冷却しつつダイシングする
方法が一般的に用いられている。しかしながら、ダイシ
ングに際しては、圧電基板から圧電材料粉などの切り屑
が発生する。この圧電材料粉が電極表面に付着したり、
圧電材料粉によってはその一部が冷却水に溶解し、電極
を腐食したりし、その結果、得られた圧電素子の特性が
劣化することがあった。
電極が形成されている面に、予めSiO2 からなるパッ
シベーション膜などの保護膜を形成する方法が採用され
ている。
護膜を形成する方法では、最終的な圧電素子において必
要でない該保護膜を形成する工程が増加し、製造工程が
煩雑となるだけでなく、コストが高くなるという問題が
あった。
も、ダイシングに際し発生する圧電材料粉の付着等によ
るためか、得られた圧電素子の電気的特性が設計値より
も低かったり、良品率が充分に高くならなかったりする
ことがあった。
膜を形成し、CF4 ,Cl2 などのハロゲン元素含有ガ
スを用いたプラズマにより金属膜をエッチングして電極
を形成してなるウェハー、あるいは電極形成後、基板を
エッチングして周波数をトリミングしたウェハーを用い
た場合には、ClやFなどのハロゲン元素が酸化剤とし
て作用し、電極が腐食するという問題もあった。
を解消し、ダイシングに先立ち保護膜の形成を行わずと
も、良好な特性を有する圧電素子を安定にかつ高い良品
率で得ることを可能とする圧電素子の製造方法を提供す
ることにある。
なる圧電基板上にAl合金よりなる電極が形成されてお
り、かつ該電極がハロゲン元素含有ガスを用いたプラズ
マにさらされる工程を経て形成されているウェハーを、
冷却水により冷却しつつダイシングすることにより圧電
素子を得る圧電素子の製造方法において、前記ダイシン
グ用冷却水として、Alと反応して電極表面に防食被膜
を形成する化合物が含有されている冷却水を用いること
を特徴とする。
好ましくは、リン酸またはリン酸塩の少なくとも1種が
用いられ、リン酸塩としては、リン酸水素カルシウム、
リン酸二水素カルシウム及びリン酸水素ナトリウムから
なる群から選択した少なくとも1種が好適に用いられ
る。
子として弾性表面波装置を製造する場合に好適に用いる
ことができる。以下、本発明の詳細を説明する。
にAl合金からなる電極が形成されており、かつ該電極
がハロゲン元素含有ガスを用いたエッチングにより形成
されているウェハーが用意される。ここで、圧電基板を
構成する圧電材料については、特に限定されず、LiT
aO3 、LiNbO3 もしくは水晶などの圧電単結晶、
あるいはチタン酸ジルコン酸鉛系セラミックスのような
圧電セラミックスを用いることができる。
構成する材料についても、Al合金であれば特に限定さ
れず、例えばAl−Cu合金、Al−Ti合金などを例
示することができる。
素含有ガスを用いたエッチングにより形成されている。
ハロゲン元素含有ガスとしては、特に限定されるわけで
はないが、例えば、CF4 、Cl2 、BCl3 など、従
来より圧電素子の電極のエッチングや基板エッチングに
一般的に用いられているハロゲン元素含有ガスを用いる
ことができる。
法については、目的とする圧電素子の電極形状に応じ、
従来より公知の方法で適宜行うことができ、特に限定さ
れるものではない。
ウェハーを、冷却水により冷却しつつダイシングするこ
とにより圧電素子が得られる。ダイシング装置について
は、従来から一般的に用いられているダイシングソーを
有するダイシング装置を用いることができる。
るために、冷却水が用いられる。このダイシング用冷却
水として、Alと反応して電極表面に絶縁被膜を形成す
る化合物が含有されている冷却水が用いられる。このよ
うな化合物としては、Alと反応して絶縁被膜を形成し
得る限り特に限定されず、例えば、リン酸水素カルシウ
ム、リン酸水素ナトリウムなどのリン酸塩、またはリン
酸を例示することができる。
度についても、上記絶縁被膜を形成し得る限り、化合物
種に応じて適宜定められるが、通常、1×10-5mol
%〜1×10-3mol%程度とされる。
ウェハーを冷却するものであるため、通常、15〜30
程度の温度とされる。本発明では、上記化合物が含有さ
れている冷却水を用いてウェハーを冷却しつつダイシン
グが行われる。この場合、冷却水中に上記化合物が含有
されているので、該化合物がAl合金からなる電極中の
Alと反応し、電極表面に絶縁被膜が形成される。例え
ば、上記化合物としてリン酸水素カルシウムを用いた場
合、電極表面にリン酸アルミ(AlPO4 )からなる絶
縁被膜が形成されることになる。
覆されて保護されることになるため、ハロゲン元素含有
ガスを用いたエッチング後にハロゲン元素、例えばFや
Clが残存していたとしても、これらのハロゲン元素に
よる電極の腐食を効果的に抑制することができる。よっ
て、ハロゲン元素含有ガスを用いたエッチングにより電
極が形成されていたとしても、電気的特性の劣化が生じ
難い圧電素子を提供することができる。
とにより、本発明を明らかにする。
mのLiTaO3 単結晶基板上に、Al−Cu合金から
なる厚み300μmの金属膜を全面に形成しドライエッ
チングすることにより、図1(a)に示すウェハー1を
得た。ウェハー1では、圧電基板2上にAl−Cu合金
からなるくし歯状電極2が形成されている。
点鎖線Aに沿ってダイシングすることにより、個々の圧
電素子を得た。ダイシングに際しては、冷却水として、
リン酸水素カルシウム(CaHPO4 )が水に1×10
-4mol%の濃度で溶解されている25℃の温度に設定
されたリン酸水素カルシウム水溶液を用いた。
圧電素子として弾性表面波装置を得た。この弾性表面波
装置の周波数特性を図2に示す。なお、図2の実線A
は、縦軸の右側のスケールで拡大した特性を示す。
が含有されていない純水を冷却水として用いたことを除
いては、上記と同様にしてウェハー1をダイシングし、
弾性表面波装置を得た。このようにして得られた比較例
1の周波数特性を図3に示す。なお、図3の実線Bは、
縦軸の右側のスケールで拡大した特性を示す。
実施例1の弾性表面波装置では比較例1に比べて、帯域
幅の拡大、及び通過帯域内の挿入損失のばらつきの低減
を果たし得る。
mの水晶からなる圧電基板上に、Al−Cu合金からな
る厚み200μmの金属膜を全面に形成した後、ウェッ
トエッチングにより図1(a)に示したくし歯状電極2
を形成した。その後CF4 プラズマにさらし、金属に覆
われていない部分の基板をエッチングし、周波数のトリ
ミングを実施した。このようにして得たウェハー1を用
い、実施例1と同様にしてダイシングを行い、弾性表面
波装置を得た。
水溶液に代えてNaHCO3 水溶液を用いたことを除い
ては、上記実施例2と同様にして比較例2の弾性表面波
装置を得た。
波装置について、電極表面をXPSにより分析したとこ
ろ、PとAlとの化合物が検出された。また、カルシウ
ムは検出されなかった。従って、Alとリン酸水素カル
シウムとが反応し、防食(AlPO4 )被膜の形成され
ていることが確かめられた。
波装置のIDTの写真を図4及び図5に示す。図4及び
図5の比較から明らかなように、CaHPO4 水溶液を
用いた実施例2では、比較例2に比べて、PとAlとの
化合物の形成により電極精度が高められていることがわ
かる。
却水として、Alと反応してAl合金からなる電極表面
に絶縁被膜を形成する化合物が含有されている冷却水が
用いられるので、ダイシングに際し、電極表面に絶縁被
膜が形成される。従って、該絶縁被膜により、電極の腐
食が抑制される。
極がエッチングされているので、エッチング後にハロゲ
ン元素が残留していたとしても、上記絶縁被膜によりハ
ロゲン元素による電極の腐食を確実に抑制することがで
き、それによって電気的特性が良好であり、かつ安定な
圧電素子を提供することができる。
するために、SiO2 保護膜などをダイシングに先立ち
形成しなければならなかったのに対し、第1の発明で
は、このような保護膜をダイシングに先立ち形成する必
要もない。よって、良好な特性を有する圧電素子を効率
良くかつ安価に供給することが可能となる。
て、リン酸水素カルシウム、リン酸二水素カルシウム、
リン酸及びリン酸二水素ナトリウムからなる群から選択
した少なくとも1種を用いた場合、これらの化合物がA
lと反応して電極表面に安定な絶縁被膜が形成されるの
で、電極の腐食をより確実に抑制することができる。
ついては特に限定されないが、細い電極指が多数形成さ
れいている弾性表面波装置では、電極指が腐食し易いた
め、本発明をより効果的に利用し得る。
用意されるウェハーの平面図及びB−B線に沿う断面図
である。
周波数特性を示す図。
周波数特性を示す図。
を示す写真。
を示す写真。
Claims (4)
- 【請求項1】 圧電材料よりなる圧電基板上にAl合金
よりなる電極が形成されており、かつ該電極がハロゲン
元素含有ガスを用いたプラズマにさらされる工程を経て
形成されているウェハーを、冷却水により冷却しつつダ
イシングすることにより圧電素子を得る圧電素子の製造
方法において、 前記ダイシング用冷却水として、Alと反応して電極表
面に防食被膜を形成する化合物が含有されている冷却水
を用いることを特徴とする、圧電素子の製造方法。 - 【請求項2】 前記冷却水に含有される化合物として、
リン酸またはリン酸塩の少なくとも1種を用いる、請求
項1に記載の圧電素子の製造方法。 - 【請求項3】 前記圧電基板が、水晶、LiTaO3 ま
たはLiNbO3 単結晶からなる、請求項1または2に
記載の圧電素子の製造方法。 - 【請求項4】 前記圧電素子が、弾性表面波装置であ
る、請求項1〜3の何れかに記載の圧電素子の製造方
法。
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