声表面波元件及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种可提高声表面波元件的IDT的耐电力性的电极结构及其制造方法。声表面波元件(10)具备LiTaO3的压电单晶基板(11)以及IDT(13)，所述IDT(13)设置于所述基板上，包括钛膜(13a)、及形成于所述钛膜上的铝膜或以铝为主成分的膜(13b)。膜(13b)为双晶或单晶的膜。而且，膜(13b)的(111)面相对于压电单晶基板的表面呈角度(θ)而非平行。而且，膜(13b)的[‑1,1,0]方向与压电单晶基板的晶轴的X方向平行。

Surface Acoustic Wave Components and Their Manufacturing Method

The invention provides an electrode structure and a manufacturing method for improving the electric resistance of the IDT of the surface acoustic wave element. The surface acoustic wave element (10) has a piezoelectric single crystal substrate (11) and an IDT (13) of LiTaO 3, which are arranged on the substrate, including a titanium film (13a) and an aluminium film formed on the titanium film or a film (13b) with aluminium as the main component. The film (13b) is a double or single crystal film. Moreover, the (111) surface of the film (13b) is angular (theta) rather than parallel to the surface of the piezoelectric single crystal substrate. Moreover, the [1,1,0] direction of the film (13b) is parallel to the X direction of the crystal axis of the piezoelectric single crystal substrate.

【技术实现步骤摘要】
声表面波元件及其制造方法
本专利技术涉及一种在电极方面具有特征的声表面波元件及其制造方法。
技术介绍
为了谋求信息通信技术的进一步发展，声表面波元件变得越发重要。声表面波元件具备压电单晶基板、以及形成于所述基板上的梳型电极(以下有时也称为IDT(叉指换能器(InterdigitalTransducer))。作为压电单晶基板，多使用晶体、钽酸锂(LiTaO3)、铌酸锂(LiNbO3)等的各基板。例如，作为射频(RadioFrequency，RF)频带滤波器用的基板，使用的是64度旋转Y切割的LiNbO3基板、或32度～44度旋转Y切割的LiTaO3基板。原因在于：前者可获得大的机电耦合系数，后者的机电耦合系数大且频率温度系数相对较小。再者，64度旋转Y切割等表述的含义是指：按照压电单晶基板的垂直于Y轴的面即X-Z面以X轴为旋转中心轴旋转64度之后的面成为主面的方式，自压电单晶基板进行切出的切割。以下类似的标记同样如此。另外，作为IDT的材料而使用铝或铝系合金。原因在于：它们的微细加工性优异，由于比重小而电极载荷质量效应小，且由于电阻小而插入损耗小。此外，在声表面波元件工作时，会对IDT施加与工作频率成比例的反复应力。已知因所述反复应力，在IDT中会形成起因于所谓的应力迁移(stressmigration)的丘凸(hillock)或空洞(void)，因此，滤波器特性、具体而言为耐电力性劣化。所施加的电力越大、工作频率越高，越会产生所述现象。因此，对以高电力及高频率使用的声表面波元件、例如800MHz～2.4GHz的RF频带用的分波器(双工器(duplexer))等而言，需要耐电力性优异的电极材料。为了满足所述要求，例如在专利文献1～专利文献4中公开了如下的电极结构：在LiNbO3或LiTaO3的基板上设置作为基底膜的钛膜，在所述钛膜上设置有铝膜或以铝为主成分的膜。具体而言，在专利文献1及专利文献2中，分别公开了钛膜及铝膜均是在选区电子束分析中仅出现斑点(spot)的单晶膜的方面。另外，在专利文献3及专利文献4中，分别公开了在钛膜上设置有根据X射线衍射(X-rayDiffraction，XRD)极点图而出现了6次对称斑点的铝膜或以铝为主成分的膜的电极结构。进而，也公开了这些铝膜或以铝为主成分的膜具有双晶结构的方面。另外，在专利文献4中公开了铝膜或以铝为主成分的膜为平均粒径为60nm以下的膜。根据所述专利文献1～专利文献4中公开的电极结构，可以说与此以外的情况相比耐电力性得到改善。[现有技术文献][专利文献][专利文献1]WO99/16168[专利文献2]WO00/74235[专利文献3]日本专利特开2002-305425号公报[专利文献4]日本专利特开2011-109306号公报
技术实现思路
[专利技术所要解决的问题]然而，专利文献1中公开的电极结构中，钛膜的(001)面的法线方向为压电单晶基板的垂直方向，且铝膜的(110)面的法线方向成为压电单晶基板的垂直方向(专利文献1的请求项2)。另外，专利文献2中公开的电极结构为铝膜的(112)面的法线方向与压电单晶基板表面垂直地取向的结构(专利文献2的请求项2)。另外，专利文献3中公开的电极结构中，铝膜或以铝为主成分的膜的[111]轴方向沿压电单晶基板的Z轴方向外延生长。即，在专利文献3的情况下，铝膜或以铝为主成分的膜为其(111)面与压电单晶基板的(001)面平行的膜。另外，专利文献4中公开的电极结构将出现6次对称斑点的膜及粒径作为要件，但未明示铝膜或以铝为主成分的膜的结晶面与压电单晶基板的结晶面的配置关系。另一方面，本申请的专利技术人也持续努力进行了通过将钛膜用作IDT中的基底膜而谋求IDT的耐电力性的提高的研究。而且，发现了可自与专利文献1～专利文献4不同的观点出发来提高IDT的耐电力性。本申请是鉴于此种方面而成，因此，本申请专利技术的目的在于提供一种实现声表面波元件的耐电力性的提高的新颖的结构与其制造方法。[解决问题的技术手段]为了谋求所述目的的达成，根据本申请的声表面波元件的专利技术，所述声表面波元件具备LiTaO3或LiNbO3的压电单晶基板、以及电极，所述电极包括形成于所述基板上的钛膜及形成于所述钛膜上的铝膜或以铝为主成分的膜，所述声表面波元件：所述铝膜或以铝为主成分的膜为双晶或单晶的膜，且其(111)面相对于所述压电单晶基板的表面呈角度θ而非平行，而且其[-1,1,0]方向与所述压电单晶基板的晶轴的X方向平行。在实施所述声表面波元件的专利技术时，所述角度θ可为-1度～-2.5度的范围。在实施所述声表面波元件的专利技术时，所述钛膜的膜厚可为3nm～20nm，所述铝膜或以铝为主成分的膜可为单晶膜。在实施所述声表面波元件的专利技术时，所述钛膜的膜厚可为3nm～50nm，所述铝膜或以铝为主成分的膜可为双晶膜。在实施所述声表面波元件的专利技术时，所述压电单晶基板可设为36度～50度Y切割LiTaO3或LiNbO3的压电单晶基板。另外，根据本申请的声表面波元件的制造方法，在36度～50度Y切割LiTaO3或LiNbO3的压电单晶基板上形成钛膜，且当在所述钛膜上形成作为双晶或单晶的铝膜或以铝为主成分的膜的、其(111)面相对于所述压电单晶基板的表面呈角度θ而非平行而且其[-1,1,0]方向与所述压电单晶基板的晶轴的X方向平行的膜时，将所述钛膜的成膜速度及膜厚设为能够形成所述铝膜或以铝为主成分的膜的成膜速度及膜厚，来形成所述钛膜。在实施所述制造方法的专利技术时，可将所述钛膜的膜厚设为既定膜厚范围，并将所述钛膜的成膜速度设为与所述既定膜厚范围相对应的预先求出的既定速度范围，来形成所述钛膜。在实施所述制造方法的专利技术时，所使用的压电单晶基板可设为进行了既定的机械研磨、且未进行化学性的蚀刻处理的压电单晶基板。[专利技术的效果]根据本申请的声表面波元件，可获得与以前相比耐电力性优异的元件。另外，根据本申请的声表面波元件的制造方法，可容易地制造与以前相比耐电力性优异的元件。附图说明图1的(A)、图1的(B)是实施方式的声表面波元件的说明图。图2是表示实施例1中形成的膜的(111)极点图的图。图3是表示实施例1中形成的膜的(100)极点图的图。图4是表示实施例1中形成的另一膜的(111)极点图的图。图5是表示实施例1中形成的另一膜的(100)极点图的图。图6是表示实施例1中形成的又一膜的(111)极点图的图。图7是表示实施例1中形成的又一膜的(100)极点图的图。图8是说明本专利技术的铝膜或以铝为主成分的膜的结晶面与压电单晶基板表面(主表面)的关系的图。[符号的说明]10：实施方式的声表面波元件11：压电单晶基板/基板11a：压电单晶基板的表面/虚线13：电极(IDT)/电极膜13a：钛膜13b：铝膜或以铝为主成分的膜/Al-0.5Cu膜13ba：膜13b的(111)面/虚线13bb：膜13b的(111)面的[-1,1,0]方向θ：基板11的表面与膜13b的(111)面所成的角度X：方向具体实施方式以下，参照附图对本申请的各专利技术的实施方式进行说明。再者，说明中所使用的各附图仅以可理解所述专利技术的程度概略性地示出。另外，在说明中所使用的各附图中，对相同的构成成分附注同一编号来表示，有时也省略其说明。另外，以下的实施方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种声表面波元件，具备LiTaO3或LiNbO3的压电单晶基板、以及电极，所述电极包括形成于所述压电单晶基板上的钛膜及形成于所述钛膜上的铝膜或以铝为主成分的膜，所述声表面波元件的特征在于：所述铝膜或以铝为主成分的膜为双晶或单晶的膜，且其(111)面相对于所述压电单晶基板的表面呈角度θ而非平行，而且其[‑1,1,0]方向与所述压电单晶基板的晶轴的X方向平行。

【技术特征摘要】
2017.06.27 JP 2017-1247571.一种声表面波元件，具备LiTaO3或LiNbO3的压电单晶基板、以及电极，所述电极包括形成于所述压电单晶基板上的钛膜及形成于所述钛膜上的铝膜或以铝为主成分的膜，所述声表面波元件的特征在于：所述铝膜或以铝为主成分的膜为双晶或单晶的膜，且其(111)面相对于所述压电单晶基板的表面呈角度θ而非平行，而且其[-1,1,0]方向与所述压电单晶基板的晶轴的X方向平行。2.根据权利要求1所述的声表面波元件，其特征在于：所述角度θ为-1度至-2.5度的范围。3.根据权利要求1或2所述的声表面波元件，其特征在于：所述压电单晶基板为36度～50度Y切割LiTaO3或LiNbO3的压电单晶基板。4.根据权利要求1或2所述的声表面波元件，其特征在于：所述钛膜的膜厚为3nm～50nm。5.一种声表面波元件的制造方法，其特征在于：在36度～50度Y切割LiTaO3或LiNbO3的压电单晶基板上形成钛膜，且当在所述钛膜上形成作为双晶或单晶的铝膜或以铝为主成分的膜的、其(111)面相对于所述压电单晶基板的表面呈角度θ而非平行而且其[-1,1,0]方向与所述压电单晶基板的晶轴的X方向平行的膜时，将所述钛膜的成膜速度及膜厚设为能够形成所述铝膜或以铝为主成分的膜的成膜速度及膜厚，来形成所述钛膜。6.根据权利要求5所述的声表面波元件的制造方法，其特征在于：将所述钛膜的膜厚设为既定膜厚范围，并将所述钛膜的成膜速度设为与所述既定膜厚范围相对应的预先求出的既定速度范...

【专利技术属性】
技术研发人员：上条敦，
申请(专利权)人：日本电波工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP