(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-11-11
(45)【発行日】2022-11-21
(54)【発明の名称】表面弾性波デバイス及びその製造方法
(51)【国際特許分類】
H03H 3/08 20060101AFI20221114BHJP
H03H 9/145 20060101ALI20221114BHJP
【ＦＩ】
H03H3/08
H03H9/145 C
H03H9/145 Z
【請求項の数】
7
(21)【出願番号】P 2019072656
(22)【出願日】2019-04-05
(65)【公開番号】P2020170983
(43)【公開日】2020-10-15
【審査請求日】2021-04-21
(73)【特許権者】
【識別番号】518453730
【氏名又は名称】三安ジャパンテクノロジー株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100156018
【弁理士】
【氏名又は名称】若田 充史
(74)【代理人】
【識別番号】100081569
【弁理士】
【氏名又は名称】若田 勝一
(72)【発明者】
【氏名】中村 博文
(72)【発明者】
【氏名】熊谷 浩一
(72)【発明者】
【氏名】門川 裕
(72)【発明者】
【氏名】飯田 浩章
【審査官】志津木 康
(56)【参考文献】
【文献】特開２００７－２６７１１７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００３－２９８３８３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００１－３２６５５２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１１－０３１９３７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１１－１８６８６６（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１１／０６２０７２（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２００６－０８６７１０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０４－０６８６０７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０３－２１９７１６（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０３Ｈ３／００７－Ｈ０３Ｈ３／１０
Ｈ０３Ｈ９／００－Ｈ０３Ｈ９／７６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
圧電基板上に形成された第１の櫛型電極と第２の櫛型電極とを備え、前記第１の櫛型電極の電極指の間に、前記第２の櫛型電極の電極指が配置される表面弾性波デバイスの製造方法において、
前記圧電基板上に、前記第１の櫛型電極を形成する工程と、
前記第１の櫛型電極を形成した圧電基板上に、前記第１の櫛型電極の少なくとも電極指形成領域の表面、及び前記第1の櫛型電極の電極指間の領域を覆うように絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜に異方性ドライエッチングを施すことにより、前記第１の櫛型電極の共通電極における前記第２の櫛型電極側の側面、及び前記第１の櫛型電極の電極指の側面を覆う部分の絶縁膜を残留させて残留部分により第１の絶縁膜を形成する工程と、
少なくとも、前記第１の櫛型電極の電極指の表面と、前記第１の絶縁膜の表面と、前記第１の絶縁膜の間の、前記異方性ドライエッチングにより露出した圧電基板の表面と、圧電基板上の前記第2の櫛型電極の共通電極を形成すべき面の上に金属膜を形成する工程と、
前記金属膜の表面を、前記第１の櫛型電極と前記第１の絶縁膜が露出するまで研磨により除去して、平坦面に形成する工程と、
前記研磨により形成された平坦面に第２の絶縁膜を形成する工程と、
を含む、表面弾性波デバイスの製造方法。
【請求項2】
請求項１に記載の表面弾性波デバイスの製造方法において、前記第1の絶縁膜の幅を、前記第１の櫛型電極の電極指の幅及び前記第2の櫛型電極の電極指の幅より狭幅とし、前記第2の櫛型電極の電極指の幅を前記第1の櫛型電極の電極指の幅以下とする、表面弾性波デバイスの製造方法。
【請求項3】
請求項１又は２に記載の表面弾性波デバイスの製造方法において、前記第１の櫛型電極の隣り合う電極指間の間隔を、前記第１の櫛型電極の電極指の幅に等しく形成する、表面弾性波デバイスの製造方法。
【請求項4】
請求項１から３までのいずれか１項に記載の表面弾性波デバイスの製造方法において、前記第１の絶縁膜と前記第２の絶縁膜とを異なる絶縁材により形成する、表面弾性波デバイスの製造方法。
【請求項5】
請求項４に記載の表面弾性波デバイスの製造方法において、前記第１の絶縁膜を窒化ケイ素により形成し、前記第２の絶縁膜を二酸化ケイ素により形成する、表面弾性波デバイスの製造方法。
【請求項6】
圧電基板上に形成された第１の櫛型電極と第２の櫛型電極とを備え、前記第１の櫛型電極の電極指の間に、前記第２の櫛型電極の電極指が配置される表面弾性波デバイスにおいて、
前記第１の櫛型電極の共通電極における前記第２の櫛型電極側の側面、及び前記第１の櫛型電極の電極指の側面に形成された第１の絶縁膜と、
前記第１の絶縁膜と、前記圧電基板の櫛型電極形成面とで形成される凹部に設けられる電極指を有する前記第２の櫛型電極と、
前記第１の櫛型電極と、前記第１の絶縁膜と、前記第２の櫛型電極の、前記圧電基板の反対側の面に形成された平坦面と、
前記平坦面に形成された第２の絶縁膜とを備え、
前記第１の櫛型電極と前記第２の櫛型電極とが異種金属により形成された、 表面弾性波デバイス。
【請求項7】
請求項６に記載の表面弾性波デバイスにおいて、前記第１の櫛型電極がアルミニウム又はアルミニウム合金により形成され、前記第２の櫛型電極が銅により形成された、 表面弾性波デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、高周波用の表面弾性波デバイスとその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
表面弾性波デバイスは、図９、図１０に示すように、圧電体材料でなる基板３０の表面にＩＤＴ電極３１を形成して構成される。ＩＤＴ電極３１は、対をなす櫛型電極３２と３３により構成される。各櫛型電極３２と３３は、一方の櫛型電極３２の電極指３２ａと３２ａの間に、他方の櫛型電極３３の電極指３３ａが位置するように配置される。
【0003】
従来の表面弾性波デバイスにおいては、例えば特許文献１に記載されているように、基板３０にアルミニウム等の金属薄膜を形成した後、フォトリソグラフィー及びエッチング等を行うことにより、櫛型電極３２と３３を同時に形成している。従来は、フォトリソグラフィー用の露光装置として、露光光に波長３６５ｎｍのｉ線ステッパーを用いている。ＩＤＴ電極３１の表面には、ＩＤＴ電極３１を覆う二酸化ケイ素等からなる保護用絶縁膜３４が形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２０１５－１２６４８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
図９、図１０に示した表面弾性波デバイスにおいては、櫛型電極３２と３３の電極指３２ａと３３ａの幅Ｌは、電極指３２ａと３３ａとの間隔Ｓと等しく（Ｌ＝Ｓ）形成される。櫛型電極３２と３３の電極指３２ａと３３ａの電極周期Ｐは、電極指３２ａと３３ａの各中心線の間の間隔である。また、表面弾性波の波長をλ、基板３０における表面弾性波の音速をＶとしたとき、共振周波数Ｆは、
Ｆ＝Ｖ／λ
で定義される。このため、共振周波数Ｆは、電極周期Ｐ（＝λ／２）により決定される。例えば共振周波数Ｆとして２ＧＨｚ（２×１０９Ｈｚ）を得たい場合、基板３０の音速Ｖ＝４０００ｍ（＝４×１０９μｍ）と仮定して、
λ＝Ｖ／Ｆ＝４×１０９μｍ／２×１０９Ｈｚ＝２μｍ
となる。また、図９に示すように、電極周期Ｐ＝λ／２＝１μｍとなる。また、電極指３２ａと３３ａとの間の間隔Ｓは電極指３２ａ、３３ａの幅Ｌに等しいため、電極指の幅Ｌ＝間隔Ｓ＝０．４μｍとなる。
Ｆ＝Ｖ／λ
で定義される。このため、共振周波数Ｆは、電極周期Ｐ（＝λ／２）により決定される。例えば共振周波数Ｆとして２ＧＨｚ（２×１０９Ｈｚ）を得たい場合、基板３０の音速Ｖ＝４０００ｍ（＝４×１０９μｍ）と仮定して、
λ＝Ｖ／Ｆ＝４×１０９μｍ／２×１０９Ｈｚ＝２μｍ
となる。また、図９に示すように、電極周期Ｐ＝λ／２＝１μｍとなる。また、電極指３２ａと３３ａとの間の間隔Ｓは電極指３２ａ、３３ａの幅Ｌに等しいため、電極指の幅Ｌ＝間隔Ｓ＝０．４μｍとなる。
【0006】
櫛型電極３２と３３の電極指３２ａと３３ａの幅Ｌと両者間の間隔Ｓの、形成可能な最も細いパターンは、露光光の波長に等しい。従って、ｉ線ステッパーに用いられる露光光の波長は３６５ｎｍであるから、その露光装置によって電極指等の配線を形成する場合には、配線の幅や配線どうしの距離は、Ｌ＝Ｓ＝０．３６５ｎｍ≒０．４μｍ程度までしか微細に形成することができない。このため、電極周期Ｐの最小限界は、Ｐ＝Ｓ＋Ｌ＝０．８μｍである。この電極周期の最小限界値に相当する共振周波数Ｆは、
共振周波数Ｆ＝Ｖ／２Ｐ＝４×１０９μｍ／２×０．８μｍ
＝２．５ＧＨｚである。
共振周波数Ｆ＝Ｖ／２Ｐ＝４×１０９μｍ／２×０．８μｍ
＝２．５ＧＨｚである。
【0007】
このため、２．５ＧＨｚを超える例えば３ＧＨｚ等の高周波で使用する表面弾性波デバイスを必現するためには、波長が２４８ｎｍのＫｒＦや、波長が１９３ｎｍのＡｒＦを使用する露光装置を用いる必要がある。しかしながら、これらの露光装置は高額であるため、製造費の負担増加を招く。そこで、このような製造装置の高額化を回避するため、表面弾性波デバイスの代わりにＢＡＷフィルタを使用することが考えられる。しかしながら、ＢＡＷフィルタ自体も製造費が高額となるので、やはり製造費の高額化は回避できない。
【0008】
本発明は、上記問題点に鑑み、従来より使用されている比較的安価な製造装置を使用してより高周波に対応できる櫛型電極の形成が可能となる構造の表面弾性波デバイス及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
（請求項１）
本発明の表面弾性波デバイスの製造方法の１つの態様は、圧電基板上に形成された第１の櫛型電極と第２の櫛型電極とを備え、前記第１の櫛型電極の電極指の間に、前記第２の櫛型電極の電極指が配置される表面弾性波デバイスの製造方法において、前記圧電基板上に、前記第１の櫛型電極を形成する工程と、前記第１の櫛型電極を形成した圧電基板上に、前記第１の櫛型電極の少なくとも電極指形成領域の表面、及び前記第1の櫛型電極の電極指間の領域を覆うように絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜に異方性ドライエッチングを施すことにより、前記第１の櫛型電極の共通電極における前記第２の櫛型電極側の側面、及び前記第１の櫛型電極の電極指の側面を覆う部分の絶縁膜を残留させて残留部分により第１の絶縁膜を形成する工程と、少なくとも、前記第１の櫛型電極の電極指の表面と、前記第１の絶縁膜の表面と、前記第１の絶縁膜の間の、前記異方性ドライエッチングにより露出した圧電基板の表面と、圧電基板上の前記第2の櫛型電極の共通電極を形成すべき面の上に金属膜を形成する工程と、前記金属膜の表面を、前記第１の櫛型電極と前記第１の絶縁膜が露出するまで研磨により除去して、平坦面に形成する工程と、前記研磨により形成された平坦面に第２の絶縁膜を形成する工程と、を含む。
本発明の表面弾性波デバイスの製造方法の１つの態様は、圧電基板上に形成された第１の櫛型電極と第２の櫛型電極とを備え、前記第１の櫛型電極の電極指の間に、前記第２の櫛型電極の電極指が配置される表面弾性波デバイスの製造方法において、前記圧電基板上に、前記第１の櫛型電極を形成する工程と、前記第１の櫛型電極を形成した圧電基板上に、前記第１の櫛型電極の少なくとも電極指形成領域の表面、及び前記第1の櫛型電極の電極指間の領域を覆うように絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜に異方性ドライエッチングを施すことにより、前記第１の櫛型電極の共通電極における前記第２の櫛型電極側の側面、及び前記第１の櫛型電極の電極指の側面を覆う部分の絶縁膜を残留させて残留部分により第１の絶縁膜を形成する工程と、少なくとも、前記第１の櫛型電極の電極指の表面と、前記第１の絶縁膜の表面と、前記第１の絶縁膜の間の、前記異方性ドライエッチングにより露出した圧電基板の表面と、圧電基板上の前記第2の櫛型電極の共通電極を形成すべき面の上に金属膜を形成する工程と、前記金属膜の表面を、前記第１の櫛型電極と前記第１の絶縁膜が露出するまで研磨により除去して、平坦面に形成する工程と、前記研磨により形成された平坦面に第２の絶縁膜を形成する工程と、を含む。
【0010】
このように、異方性ドライエッチングによる第１の絶縁膜の除去工程では、従来の露光装置を用いたパターン形成による場合よりも狭い幅の絶縁膜を、第１の櫛型電極の共通電極及び電極指の各側面に形成できる。そしてその後の第２の櫛型電極の形成工程に、第１の櫛型電極のための電極パターン形成以上の短い波長を使用する露光装置を必要としない。このため、例えば比較的安価なｉ線ステッパー等の露光装置で第１櫛型電極を形成しても、第１の絶縁層及び第２の櫛型電極の電極指の幅は、露光装置の解像限界による制限を受けず、より高周波に対応できる表面弾性波デバイスの提供が可能となる。
【0011】
（請求項２）
上述した本発明の態様において、より具体的には、前記第1の絶縁膜の幅は、前記第１の櫛型電極の電極指の幅及び前記第2の櫛型電極の電極指の幅より狭幅とし、前記第2の櫛型電極の電極指の幅は前記第1の櫛型電極の電極指の幅以下とする。
上述した本発明の態様において、より具体的には、前記第1の絶縁膜の幅は、前記第１の櫛型電極の電極指の幅及び前記第2の櫛型電極の電極指の幅より狭幅とし、前記第2の櫛型電極の電極指の幅は前記第1の櫛型電極の電極指の幅以下とする。
【0012】
このような第1の絶縁膜の幅及び電極指の幅とすることにより、従来の一般的に使用される露光装置を用いて、微細な電極パターンの形成が可能となり、従来よりも高い共振周波数の表面弾性波デバイスを得ることができる。
【0013】
（請求項３）
上述した本発明の態様において、前記第１の櫛型電極の隣り合う電極指間の間隔を、前記第１の櫛型電極の電極指の幅に等しく形成する態様がある。
上述した本発明の態様において、前記第１の櫛型電極の隣り合う電極指間の間隔を、前記第１の櫛型電極の電極指の幅に等しく形成する態様がある。
【0014】
このような電極指の構成をとることにより、従来の一般的に使用される露光装置を用いて、さらに微細な電極パターンの形成が可能となり、従来よりもさらに高い共振周波数の表面弾性波デバイスを得ることができる。
【0015】
（請求項４）
上述した本発明の態様において、前記第１の絶縁膜と前記第２の絶縁膜とを異なる絶縁材により形成する一態様がある。
上述した本発明の態様において、前記第１の絶縁膜と前記第２の絶縁膜とを異なる絶縁材により形成する一態様がある。
【0016】
このように、第１の絶縁膜と前記第２の絶縁膜とを異なる絶縁材により形成すれば、各絶縁膜が形成される箇所に好適な材質のものを選択することにより、各絶縁膜として、形成工程上、あるいは特質上、有利なものを選択して絶縁膜を形成できる。
【0017】
（請求項５）
上述した本発明の態様において、前記第１の絶縁膜を窒化ケイ素により形成し、前記第２の絶縁膜を二酸化ケイ素により形成する一態様がある。
上述した本発明の態様において、前記第１の絶縁膜を窒化ケイ素により形成し、前記第２の絶縁膜を二酸化ケイ素により形成する一態様がある。
【0018】
このように、第１の絶縁膜に窒化ケイ素を用いれば、窒化ケイ素は電気抵抗値が高いため、薄膜でありながら、第１の櫛型電極と第２の櫛型電極の各電極指間の電気的絶縁を確実に確保することができる。また、圧電基板にタンタル酸リチウム（ＬＴ）を用いた場合、ＬＴは温度上昇に伴い音速が遅くなるが、第２の絶縁膜８として、二酸化ケイ素を用いれば、二酸化ケイ素は温度上昇に伴い音速が速くなる特性を有するため、温度変化に対する特性変化を緩和することができる。
【0019】
（請求項６）
本発明の表面弾性波デバイスの１つの態様は、圧電基板上に形成された第１の櫛型電極と第２の櫛型電極とを備え、前記第１の櫛型電極の電極指の間に、前記第２の櫛型電極の電極指が配置される表面弾性波デバイスにおいて、前記第１の櫛型電極の共通電極における前記第２の櫛型電極側の側面、及び前記第１の櫛型電極の電極指の側面に形成された第１の絶縁膜と、前記第１の絶縁膜と、前記圧電基板の櫛型電極形成面とで形成される凹部に設けられる電極指を有する前記第２の櫛型電極と、前記第１の櫛型電極と、前記第１の絶縁膜と、前記第２の櫛型電極の、前記圧電基板の反対側の面に形成された平坦面と、前記平坦面に形成された第２の絶縁膜とを備え、前記第１の櫛型電極と前記第２の櫛型電極とが異種金属により形成されたものである。
本発明の表面弾性波デバイスの１つの態様は、圧電基板上に形成された第１の櫛型電極と第２の櫛型電極とを備え、前記第１の櫛型電極の電極指の間に、前記第２の櫛型電極の電極指が配置される表面弾性波デバイスにおいて、前記第１の櫛型電極の共通電極における前記第２の櫛型電極側の側面、及び前記第１の櫛型電極の電極指の側面に形成された第１の絶縁膜と、前記第１の絶縁膜と、前記圧電基板の櫛型電極形成面とで形成される凹部に設けられる電極指を有する前記第２の櫛型電極と、前記第１の櫛型電極と、前記第１の絶縁膜と、前記第２の櫛型電極の、前記圧電基板の反対側の面に形成された平坦面と、前記平坦面に形成された第２の絶縁膜とを備え、前記第１の櫛型電極と前記第２の櫛型電極とが異種金属により形成されたものである。
【0020】
このように、第１の櫛型電極と第２の櫛型電極とを異種金属で形成すれば、第１の櫛型電極と第２の櫛型電極として、その形成工程上、あるいは特質上、有利な金属を選択して櫛型電極を形成できる。
【0021】
（請求項７）
上述した本発明の態様において、第１の櫛型電極がアルミニウムまたはアルミニウム合金により形成され、第２の櫛型電極が銅により形成される構成とする一態様がある。
上述した本発明の態様において、第１の櫛型電極がアルミニウムまたはアルミニウム合金により形成され、第２の櫛型電極が銅により形成される構成とする一態様がある。
【0022】
このように、第１の櫛型電極には一般的に使用されるアルミニウム又はアルミニウム合金を使用し、第２の櫛型電極にマイグレーションを起こしにくい銅を用いることにより、マイグレーション発生を抑制することができる。また、第１の櫛型電極として用いるアルミニウム又はアルミニウム合金より、第２の櫛型電極として用いる銅は電気伝導度が高い。このため、第２の櫛型電極の電極指の幅を第１の櫛型電極の電極指の幅より狭くした場合であっても、第２の櫛型電極の電気抵抗の増大を緩和することができる。
【発明の効果】
【0023】
本発明によれば、例えばｉ線ステッパー等の露光装置を用いた比較的安価な製造装置を使用してより高周波に対応できる表面弾性波デバイスの提供が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【図1】本発明の表面弾性波デバイスの一実施の形態の櫛型電極の配置構造を示す平面図である。
【図4】本発明の表面弾性波デバイスの他の実施の形態の櫛型電極の配置構造を示す平面図である。
【図6】本発明の表面弾性波デバイスの他の実施の形態を示す断面図である。
【図7】本発明の表面弾性波デバイスの他の実施の形態をさらに示す断面図である。
【図8】本発明の表面弾性波デバイスの他の実施の形態をさらに示す断面図である。
【図9】従来の表面弾性波デバイスの櫛型電極の配置構造を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0025】
図１は本発明の表面弾性波デバイスの一実施の形態における櫛型電極の配置構造を示す平面図、図２はこの表面弾性のデバイスの断面図である。この表面弾性波デバイスは、圧電基板１と、その表面に形成されたＩＤＴ電極２とを備え、ＩＤＴ電極２は、対をなす第１の櫛型電極３と第２の櫛型電極４とを備える。
【0026】
櫛型電極３と４は、それぞれ入力ポート３ａ、出力ポート４ａとを備えると共に、それぞれ入力ポート３ａ、出力ポート４ａをそれぞれ含む共通電極３ｂ、４ｂを備える。入力ポート３ａを出力ポートとし、出力ポート４ａを入力ポートとして用いることもある。第１の櫛型電極３及び第２の櫛型電極４には、各共通電極３ｂと４ｂからそれぞれ延出して形成された複数の電極指３ｃと４ｃを有する。第１の櫛型電極３の電極指３ｃの間に、第２の櫛型電極４の電極指４ｃが配置される。
【0027】
第１の櫛型電極３の電極指３ｃの側面には、第１の絶縁膜５ａが形成される。また、第１の櫛型電極３の共通電極３ｂにおける第２の櫛型電極４側の側面にも第１の絶縁膜５ｂが形成される。第１の絶縁膜５ａ及び５ｂと、圧電基板１の櫛型電極形成面１ａとで形成される凹部６（図３（ｃ）参照）に、第２の櫛型電極４の電極指４ｃが充填配置される。第１の櫛型電極３の電極指３ｃと、第１の絶縁膜５ａ及び５ｂと、第２の櫛型電極４の電極指４ｃの、圧電基板１の反対側の面は同面をなし、平坦面７に形成される。この平坦面７に、第２の絶縁膜８が形成される。
【0028】
圧電基板１には、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）（以下ＬＴと称することがある）又はニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）（以下ＬＮと称することがある）が用いられる。しかしながら、圧電基板１はこれらの材質のものに限定されず、他の材質のものを用いることも可能である。
【0029】
櫛型電極３と４には、例えばアルミニウム、銅、金、ニッケル、白金、チタン、クロム、銀あるいはこれらの合金等を用いることができるが、他の金属あるいは合金を用いてもよい。
【0030】
第1の絶縁膜５ａと５ｂ及び第２の絶縁膜８には、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、窒化アルミニウム、酸窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウムあるいは酸化タンタル等から選択された材質の絶縁材料が用いられる。
【0031】
図３はこの実施の形態の表面弾性波デバイスの製造方法を説明する工程図である。本実施の形態の表面弾性波デバイスは、以下の工程によって製造される。
【0032】
＜１＞第１の櫛型電極３の形成
図３（ａ）に示すように、ウエハ状の圧電基板１上に、まず第１の櫛型電極３を形成する。この第１の櫛型電極３は、圧電基板１上にレジストを塗布する工程と、露光装置により配線となるパターンを得るため、例えばｉ線ステッパーにより露光する工程と、レジストの露光した部分または露光しなかった部分を除去する工程と、蒸着やスパッタリング等の成膜技術により、第１の櫛型電極３用の金属膜を形成する工程と、レジストの残留した部分を除去して圧電基板１に直接金属膜を形成した部分を残す工程により形成することができる（リフトオフ法）。
図３（ａ）に示すように、ウエハ状の圧電基板１上に、まず第１の櫛型電極３を形成する。この第１の櫛型電極３は、圧電基板１上にレジストを塗布する工程と、露光装置により配線となるパターンを得るため、例えばｉ線ステッパーにより露光する工程と、レジストの露光した部分または露光しなかった部分を除去する工程と、蒸着やスパッタリング等の成膜技術により、第１の櫛型電極３用の金属膜を形成する工程と、レジストの残留した部分を除去して圧電基板１に直接金属膜を形成した部分を残す工程により形成することができる（リフトオフ法）。
【0033】
第１の櫛型電極３の他の形成方法として、圧電基板１上に第１の櫛型電極３となる金属膜を形成する工程と、金属膜上にレジストを形成する工程と、露光装置により配線となるパターンを得るため、例えばｉ線ステッパーにより露光する工程と、レジストの露光した部分または露光しなかった部分を除去する工程と、レジストが除去された部分をエッチングする工程と、残留しているレジストを除去してパターン化された櫛型電極を得る方法（エッチング法）を用いることができる。
【0034】
＜２＞第１の絶縁膜用の絶縁膜形成
第１の櫛型電極３を形成した後、図３（ｂ）に示すように、圧電基板１上に、第１の絶縁膜用の絶縁膜５を形成する。この絶縁膜５の形成は、前述した二酸化ケイ素や窒化ケイ素等の絶縁材料を用い、蒸着やスパッタリング等の成膜技術により行なう。この絶縁膜５の形成領域は、第１の櫛型電極３や、その電極指３ｃの間の領域である。
第１の櫛型電極３を形成した後、図３（ｂ）に示すように、圧電基板１上に、第１の絶縁膜用の絶縁膜５を形成する。この絶縁膜５の形成は、前述した二酸化ケイ素や窒化ケイ素等の絶縁材料を用い、蒸着やスパッタリング等の成膜技術により行なう。この絶縁膜５の形成領域は、第１の櫛型電極３や、その電極指３ｃの間の領域である。
【0035】
＜３＞第１の絶縁膜形成
次に、図３（ｂ）に示すように、異方性ドライエッチングにより、エッチングを行う。異方性エッチングには、例えばイオン化したアルゴンを照射するスパッタリング又はＲＩＥ（リアクティブ イオン エッチング）等が用いられる。イオンは圧電基板１に対して垂直をなす方向（矢印９に示す）に照射する。これにより、図３（ｃ）に示すように、第１の櫛型電極３の電極指３ｃの表面（圧電基板１の反対側の面）の絶縁膜５と、電極指３ｃと３ｃとの間の中央側の絶縁膜５は除去される。しかしながら、第１の櫛型電極３の共通電極３ｂ及び電極指３ｃの各側面の絶縁膜５ａ及び５ｂ（第1の絶縁膜）は残る。第1の絶縁膜５ａ及び５ｂが残る理由は、異方性ドライエッチングにおいては、エッチングのためのイオン化されたガス粒子が直進するため、第１の櫛型電極３の共通電極３ｂ及び電極指３ｃの各側面の絶縁膜５ａ及び５ｂが除去し難いためである。
次に、図３（ｂ）に示すように、異方性ドライエッチングにより、エッチングを行う。異方性エッチングには、例えばイオン化したアルゴンを照射するスパッタリング又はＲＩＥ（リアクティブ イオン エッチング）等が用いられる。イオンは圧電基板１に対して垂直をなす方向（矢印９に示す）に照射する。これにより、図３（ｃ）に示すように、第１の櫛型電極３の電極指３ｃの表面（圧電基板１の反対側の面）の絶縁膜５と、電極指３ｃと３ｃとの間の中央側の絶縁膜５は除去される。しかしながら、第１の櫛型電極３の共通電極３ｂ及び電極指３ｃの各側面の絶縁膜５ａ及び５ｂ（第1の絶縁膜）は残る。第1の絶縁膜５ａ及び５ｂが残る理由は、異方性ドライエッチングにおいては、エッチングのためのイオン化されたガス粒子が直進するため、第１の櫛型電極３の共通電極３ｂ及び電極指３ｃの各側面の絶縁膜５ａ及び５ｂが除去し難いためである。
【0036】
＜４＞第２の櫛型電極用金属膜の形成
次に、蒸着やスパッタリング等の成膜技術により、第２の櫛型電極４となる金属膜４Ｘを形成する。この工程により、図３（ｄ）に示すように、第１の櫛型電極３の電極指３ｃの領域、電極指３ｃと３ｃとの間の領域、第２の櫛型電極４の出力ポート４ａを含む共通電極４ｂの領域に金属膜４Xが形成される。なお、この金属膜４Ｘの形成にあたり、第２の櫛型電極４を形成する箇所以外の領域には、予めレジストを塗布しておく。すなわち、第１の櫛型電極３の電極指３ｃの領域、電極指３ｃと３ｃとの間の領域、第２の櫛型電極４の出力ポート４ａを含む共通電極４ｂの領域を残して、レジストを塗布しておく。そして、蒸着やスパッタリングなどの膜形成技術により、金属膜４Ｘを形成する。金属膜４Ｘを形成した後、レジストを除去する。
次に、蒸着やスパッタリング等の成膜技術により、第２の櫛型電極４となる金属膜４Ｘを形成する。この工程により、図３（ｄ）に示すように、第１の櫛型電極３の電極指３ｃの領域、電極指３ｃと３ｃとの間の領域、第２の櫛型電極４の出力ポート４ａを含む共通電極４ｂの領域に金属膜４Xが形成される。なお、この金属膜４Ｘの形成にあたり、第２の櫛型電極４を形成する箇所以外の領域には、予めレジストを塗布しておく。すなわち、第１の櫛型電極３の電極指３ｃの領域、電極指３ｃと３ｃとの間の領域、第２の櫛型電極４の出力ポート４ａを含む共通電極４ｂの領域を残して、レジストを塗布しておく。そして、蒸着やスパッタリングなどの膜形成技術により、金属膜４Ｘを形成する。金属膜４Ｘを形成した後、レジストを除去する。
【0037】
＜５＞第２の櫛型電極の形成
次に、図３（ｅ）に示すように、金属膜４Ｘの、圧電基板１の反対側の面の研磨を行う。研磨方法としては例えば、ＣＭＰ、ドライポリッシュ又はウエットグライデイング等の方法を用いる。この研磨は、第１の櫛型電極３と第１の絶縁膜５ａ及び５ｂが露出するまで行なう。図３（ｅ）のとおり、この研磨により、第１の櫛型電極３の電極指３ｃと、第１の絶縁膜５ａ及び５ｂと、第２の櫛型電極４の電極指４ｃの、圧電基板１の各反対側の面は同面となり、平坦面７が形成される。
次に、図３（ｅ）に示すように、金属膜４Ｘの、圧電基板１の反対側の面の研磨を行う。研磨方法としては例えば、ＣＭＰ、ドライポリッシュ又はウエットグライデイング等の方法を用いる。この研磨は、第１の櫛型電極３と第１の絶縁膜５ａ及び５ｂが露出するまで行なう。図３（ｅ）のとおり、この研磨により、第１の櫛型電極３の電極指３ｃと、第１の絶縁膜５ａ及び５ｂと、第２の櫛型電極４の電極指４ｃの、圧電基板１の各反対側の面は同面となり、平坦面７が形成される。
【0038】
＜６＞第２の絶縁膜の形成
次に図３（ｅ）により得られた平坦面７に、図３（ｆ）に示すように、前記二酸化ケイ素や窒化ケイ素等でなる第２の絶縁膜８を形成する。成膜方法としては、例えば蒸着やスパッタリング等の成膜技術を用いる。この第２の絶縁膜８は櫛型電極３、４を保護するものであり、例えば３０ｎｍ程度の厚みに形成される。なお、この第２の絶縁膜８の上にさらに例えばイミド樹脂やアミド樹脂等でなる保護膜を形成してもよい。
次に図３（ｅ）により得られた平坦面７に、図３（ｆ）に示すように、前記二酸化ケイ素や窒化ケイ素等でなる第２の絶縁膜８を形成する。成膜方法としては、例えば蒸着やスパッタリング等の成膜技術を用いる。この第２の絶縁膜８は櫛型電極３、４を保護するものであり、例えば３０ｎｍ程度の厚みに形成される。なお、この第２の絶縁膜８の上にさらに例えばイミド樹脂やアミド樹脂等でなる保護膜を形成してもよい。
【0039】
このように、本実施の形態においては、第１の櫛型電極３の電極指３ｃの側面及び共通電極３ｂの各側面に第１の絶縁膜５ａ及び５ｂを形成している。そして、第１の絶縁膜５ａ及び５ｂにより、第１の櫛型電極３の電極指３ｃと第２の櫛型電極４の電極指４ｃとを電気的に仕切る絶縁膜を構成している。ここで、第１の絶縁膜５ａ及び５ｂは、異方性ドライエッチングにより、例えば０．１μｍ程度の狭い厚さ（図１において、Ｓ１＝０．１μｍ）に形成可能である。このため、本実施の形態によれば、露光装置にｉ線ステッパーを用いたとしても、第１の絶縁膜５ａ及び５ｂの幅は、露光装置の解像限界（ｉ線ステッパーの場合０．４μｍ程度）の制限を受けないから、従来より狭い電極周期Ｐ１（図１参照）が形成可能である。
【0040】
ここで、図１の第１の櫛型電極３の電極指３ｃの幅Ｌ１と、第１の櫛型電極３の電極指３ｃと３ｃの間隔Ｇ１を、仮にｉ線ステッパーにおける解像限度となる幅である０．４μｍに設計した場合を想定する。この場合、第２の櫛型電極４の電極指４ｃの幅Ｌ２は、
Ｌ２＝Ｇ１－２×Ｓ１＝０．４－２×０．１＝０．２（μｍ）となる。
また、第１の櫛型電極３の電極指３ｃと第２櫛型電極４の電極指４ｃの電極周期Ｐ１は、
Ｐ１＝（Ｌ１／２）＋Ｓ１＋（Ｌ２／２）＝０．２＋０．１＋０．１＝０．４（μｍ）となる。このため、共振周波数を得るための表面弾性波の波長λ１は、
λ１＝２×Ｐ１＝２×０．４＝０．８（μｍ）となる。ここで圧電基板１における音速Ｖ＝４０００ｍ（＝４×１０９μｍ）と仮定すると、共振周波数Ｆは、
Ｆ＝Ｖ／λ１＝４×１０９μｍ／０．８μｍ＝５（ＧＨｚ）となる。
このように、第１の櫛型電極３の電極指３ｃの幅Ｌ１と、電極指３ｃと３ｃの間隔Ｇ１を、露光装置としてｉ線ステッパーを用いた場合の解像限界である最小幅に設定することにより、高い共振周波数の表面弾性波デバイスが得られる。
Ｌ２＝Ｇ１－２×Ｓ１＝０．４－２×０．１＝０．２（μｍ）となる。
また、第１の櫛型電極３の電極指３ｃと第２櫛型電極４の電極指４ｃの電極周期Ｐ１は、
Ｐ１＝（Ｌ１／２）＋Ｓ１＋（Ｌ２／２）＝０．２＋０．１＋０．１＝０．４（μｍ）となる。このため、共振周波数を得るための表面弾性波の波長λ１は、
λ１＝２×Ｐ１＝２×０．４＝０．８（μｍ）となる。ここで圧電基板１における音速Ｖ＝４０００ｍ（＝４×１０９μｍ）と仮定すると、共振周波数Ｆは、
Ｆ＝Ｖ／λ１＝４×１０９μｍ／０．８μｍ＝５（ＧＨｚ）となる。
このように、第１の櫛型電極３の電極指３ｃの幅Ｌ１と、電極指３ｃと３ｃの間隔Ｇ１を、露光装置としてｉ線ステッパーを用いた場合の解像限界である最小幅に設定することにより、高い共振周波数の表面弾性波デバイスが得られる。
【0041】
図４は本発明の表面弾性波デバイスの他の実施の形態における櫛型電極の配置構造を示す平面図、図５はこの表面弾性のデバイスの断面図である。この実施の形態は、第1の櫛型電極３の電極指３ｃと３ｃの間隔G２を、第1の櫛型電極３の電極指３ｃの幅Ｌ１より大きく（Ｇ２＞Ｌ１）設定したものである。ここで、第１の櫛型電極３の電極指３ｃの幅Ｌ１を、露光装置としてｉ線ステッパーを用いた場合の解像限界である０．４μｍとする。また、第２の櫛型電極４の電極指４ｃの幅Ｌ３も第１の櫛型電極３の電極指３ｃの幅Ｌ１に等しくＬ１＝Ｌ３＝０．４μｍに設定したとすると、第２の絶縁膜５ａと５ｂの幅は０．１μｍであるから、隣接する電極指３ｃと３ｃの間隔Ｇ２は、
Ｇ２＝２×Ｓ１＋Ｌ３＝２×０．１＋０．４＝０．６（μｍ）である。この場合の第１の櫛型電極３の電極指３ｃと第２櫛型電極４の電極指４ｃの電極周期Ｐ２は、
Ｐ２＝（Ｌ１／２）＋Ｓ１＋（Ｌ３／２）＝０．２＋０．１＋０．２＝０．５（μｍ）となる。このため、共振周波数を得るための表面弾性波の波長λ２は、
λ２＝２Ｐ２＝２×０．５＝１．０（μｍ）となる。ここで圧電基板１における音速Ｖ＝４０００ｍ（＝４×１０９μｍ）と仮定すると、共振周波数Ｆは、
Ｆ＝Ｖ／λ２＝４×１０９μｍ／１μｍ＝４（ＧＨｚ）となる。
Ｇ２＝２×Ｓ１＋Ｌ３＝２×０．１＋０．４＝０．６（μｍ）である。この場合の第１の櫛型電極３の電極指３ｃと第２櫛型電極４の電極指４ｃの電極周期Ｐ２は、
Ｐ２＝（Ｌ１／２）＋Ｓ１＋（Ｌ３／２）＝０．２＋０．１＋０．２＝０．５（μｍ）となる。このため、共振周波数を得るための表面弾性波の波長λ２は、
λ２＝２Ｐ２＝２×０．５＝１．０（μｍ）となる。ここで圧電基板１における音速Ｖ＝４０００ｍ（＝４×１０９μｍ）と仮定すると、共振周波数Ｆは、
Ｆ＝Ｖ／λ２＝４×１０９μｍ／１μｍ＝４（ＧＨｚ）となる。
【0042】
この実施の形態においても、第1の絶縁膜５ａ及び５ｂの幅Ｓ１は、第１の櫛型電極３の電極指３ｃの幅Ｌ１及び前記第2の櫛型電極４の電極指４ｃの幅Ｌ１より狭幅であるため、露光装置にｉ線ステッパーを用いたとしても、従来（２．５ＧＨｚ）より高い共振周波数を得ることが可能である。ここで、第2の櫛型電極４の電極指４ｃの幅Ｌ３を第1の櫛型電極３の電極指３ｃの幅Ｌ１より狭く（Ｌ３＜Ｌ１）とすれば、より高い共振周波数が得られる。
【0043】
ただし、Ｌ３＞Ｌ１としても、Ｌ３をある値以下に設定すれば、従来例より高い共振周波数が得られる。すなわち、従来例の電極指３２ａと３３ａの幅が第１の櫛型電極３の電極指３ｃの幅Ｌ１と等しい（Ｌ＝Ｌ１）とし、図４、図９の符号Ｌ３、Ｓ１、Ｌ、Ｓを参照して、
Ｌ３＋２×Ｓ１＜Ｌ＋２×Ｓ＝３×Ｌ＝３×Ｌ１、すなわち、
Ｌ３＜３×Ｌ１－２×Ｓ１であれば、従来例より高い共振周波数が得られる。
Ｌ３＋２×Ｓ１＜Ｌ＋２×Ｓ＝３×Ｌ＝３×Ｌ１、すなわち、
Ｌ３＜３×Ｌ１－２×Ｓ１であれば、従来例より高い共振周波数が得られる。
【0044】
また、この実施の形態においては、第１の櫛型電極３の電極指３ｃと３ｃの間隔Ｇ２は電極指３ｃの幅Ｌ１より広く（Ｇ２＞Ｌ１）形成できる。このため、図９に示した従来例の場合より、電極指３２ａと３３ａとの間隔Ｓより電極指３ｃと３ｃの間隔Ｇ２を広幅（Ｇ２＞Ｓ）とすることができる。ここで、従来例において、電極指の微細パターンを得るため、電極指３２ａと３３ａの間隔Ｓを狭くする必要がある。しかし、間隔Ｓを狭くすると、絶縁膜３４を形成する際に絶縁膜３４にボイドが発生しやすく、電極指３２ａと３３ａとの間の絶縁性を損なうおそれがある。しかしながら、この実施の形態においては、図３（ｂ）に示したように、絶縁膜５を形成するにあたり、電極指３ｃと３ｃの間隔Ｇ２は電極指３ｃの幅Ｌ１より広く（Ｇ２＞Ｌ１）形成されているので、絶縁膜５におけるボイドの発生を回避できる。
【0045】
なお、上記の実施の形態においては、露光装置がｉ線ステッパーである場合について説明したが、それ以外の他の露光装置を用いることも可能である。特にｉ線ステッパーよりも露光解像度の高いＫｒＦ，ＡｒＦ等を用いたエキシマレーザーステッパーを使用すれば、より微細な加工が可能である。
【0046】
上述した本発明の各態様において、第１の櫛型電極３と第２の櫛型電極４とは別の工程で形成されるため、これらの櫛型電極３と４とは異種金属により形成することができる。
【0047】
このように、第１の櫛型電極３と第２の櫛型電極４とを異種金属で形成すれば、第１の櫛型電極３と第２の櫛型電極４として、これらの櫛型電極形成工程上、あるいは特質上、有利な金属を選択して櫛型電極を形成できる。
【0048】
例えば第１の櫛型電極３をアルミニウムまたはアルミニウム合金により形成し、第２の櫛型電極４を銅により形成することができる。
【0049】
このように、第１の櫛型電極３には一般的に使用されるアルミニウムあるいはアルミニウム合金を使用し、第２の櫛型電極４にマイグレーションを起こしにくい銅を用いることにより、マイグレーション発生を抑制することができる。また、第１の櫛型電極３として用いるアルミニウムより、第２の櫛型電極４として用いる銅は電気伝導度が高い。このため、図１及び図２に示したように、第２の櫛型電極４の電極指４ｃの幅Ｌ２を第１の櫛型電極３の幅Ｌ１より狭くした場合であっても、第２の櫛型電極４の電気抵抗の増大を緩和することができる。
【0050】
上述した本発明の態様において、第１の絶縁膜５ａ及び５ｂと第２の絶縁膜８とは別工程により形成されるため、第１の絶縁膜５ａ及び５ｂと第２の絶縁膜８を、異なる材質の絶縁材により形成することができる。
【0051】
このように、第１の絶縁膜５ａ及び５ｂと第２の絶縁膜８とを異なる材質の絶縁材により形成すれば、第１の絶縁膜５ａ及び５ｂと第２の絶縁膜８として、各配置箇所に好適な材質のものを選択することにより、各絶縁膜として、形成工程上、あるいは特質上、有利なものを選択して絶縁膜を形成できる。
【0052】
例えば圧電基板１としてＬＴを用いた場合、ＬＴは温度上昇に伴い音速が遅くなるが、第２の絶縁膜８として、二酸化ケイ素を用いれば、二酸化ケイ素は温度上昇に伴い音速が速くなる特性を有するため、温度変化に対する特性変化を緩和することができる。一方、第１の絶縁膜５ａ及び５ｂとして、窒化ケイ素を用いれば、窒化ケイ素は電気抵抗値が高いため、薄膜でありながら、第１の櫛型電極３と第２の櫛型電極４の各電極指３ｃと４ｃとの間の電気的絶縁を確実に確保することができる。
【0053】
【0054】
図６に示す圧電基板１１Ａは、キャリア基板１２上に圧電層１ｘを形成して構成したものである。キャリア基板１２は高抵抗の半導体または絶縁体で構成され、例えば非晶質でない結晶形態を持つシリコンや結晶質のサファイアを用いられる。キャリア基板１２に用いられる材質としてはこれらに限定されず、多結晶シリコン、多結晶酸化アルミニウム、多結晶サファイアなど本発明の課題を解決しえるものであれば他の材質のものであってもよい。
【0055】
図７に示す圧電基板１１Ｂは、キャリア基板１２上に、中間層１３を介して圧電層１ｘを形成したものである。中間層１３は、キャリア基板１２と圧電層１ｘとの結合強度を高めるかあるいは弾性波の伝搬速度の高速化を図る層の少なくともいずれかの目的を持って設けられる層である。キャリア基板１２と圧電層１ｘとの結合強度を高める目的を持って設けられる場合、中間層１３には例えば二酸化ケイ素等が用いられる。また、弾性波の高速化層として中間層１３を設ける場合には、例えば窒化アルミニウム（ＡｌＮ）又は窒化ホウ素アルミニウム（ＢＸＡｌ１－ＸＮ）等が用いられる。このような表面弾性波デバイスを製造する場合、圧電層１ｘにはなるべく薄いものを用いることがＱ値を向上させる上で有効である。
【0056】
図８に示す圧電基板１１Ｃは、中間層として、第一層１３ａと第二層１３ｂの２層を設けたものである。この場合、圧電層１ｘ側の第一層１３ａとして高速化層を用い、キャリア基板１２側の第二層１３ｂとして結合を強化する層を用いることができる。すなわち、第一層１３ａとして窒化アルミニウム又は窒化ホウ素アルミニウム等を用い、第二層１３ｂとして二酸化ケイ素等を用いることにより、Ｑ値の向上と結合強度の向上の効果が得られる。この他、第一層１３ａとして二酸化ケイ素を用い、第二層１３ｂとして窒化アルミニウム又は窒化ホウ素アルミニウム等を用いることも可能である。また、中間層として３層以上の層構造を採用することも可能である。
【0057】
また、圧電層１ｘとキャリア基板１２との接合層にシリコン多結晶層を設けてもよい。接合層にシリコン多結晶層を設けることで、高周波のリーク電流を抑える効果があり、圧電層１ｘを高周波の波長近くに薄くした場合、高周波ノイズを抑圧する効果がある。
【0058】
以上、本発明についての説明を行なったが、上述した例に限らず、例えば第１の櫛型電極３及び第２の櫛型電極４の少なくともいずれかを２層構造としたり、第１の絶縁膜５ａ及び５ｂと第２の絶縁膜８の少なくともいずれかを２層構造とする等、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の変更、付加が可能である。
【符号の説明】
【0059】
１ 圧電基板
１ｘ 圧電層
２ ＩＤＴ電極
３ 第１の櫛型電極
３ｂ 共通電極
３ｃ 電極指
４ 第２の櫛型電極
４ｂ 共通電極
４ｃ 電極指
５ａ、５ｂ 第１の絶縁膜
６ 凹部
７ 平坦面
８ 第２の絶縁膜
１１Ａ～１１Ｃ 圧電基板
１２ キャリア基板
１３、１３ａ、１３ｂ 中間層
１ｘ 圧電層
２ ＩＤＴ電極
３ 第１の櫛型電極
３ｂ 共通電極
３ｃ 電極指
４ 第２の櫛型電極
４ｂ 共通電極
４ｃ 電極指
５ａ、５ｂ 第１の絶縁膜
６ 凹部
７ 平坦面
８ 第２の絶縁膜
１１Ａ～１１Ｃ 圧電基板
１２ キャリア基板
１３、１３ａ、１３ｂ 中間層
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】