JPH04196803A - Piezoelectric substrate for surface acoustic wave device, method for manufacturing the same, and surface acoustic wave device using the same - Google Patents
Piezoelectric substrate for surface acoustic wave device, method for manufacturing the same, and surface acoustic wave device using the sameInfo
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- JPH04196803A JPH04196803A JP32280890A JP32280890A JPH04196803A JP H04196803 A JPH04196803 A JP H04196803A JP 32280890 A JP32280890 A JP 32280890A JP 32280890 A JP32280890 A JP 32280890A JP H04196803 A JPH04196803 A JP H04196803A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は、圧電基板の表面に形成した弾性表面波励振用
などの、高精度加工により形成した電極が腐食し難いよ
うにした圧電基板、その製造方法、及びそれを用いた弾
性表面波装置に関する。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention provides a piezoelectric substrate in which electrodes formed on the surface of the piezoelectric substrate for excitation of surface acoustic waves, etc., are made difficult to corrode by high-precision processing; The present invention relates to a manufacturing method thereof and a surface acoustic wave device using the same.
[従来の技術]
弾性表面波装置はフィルタや遅延線等の素子として信号
処理に広く利用されている。特に、移動体通償分野では
、高周波で小形軽量化が要求されるため、弾性表面波装
置は好適な素子として利用すしている。その基本構成は
、圧電基板の上にアルミニウム又はアルミニウム合金な
どの薄膜で形成したすだれ状電極やグレーティング反射
器より成る。[Prior Art] Surface acoustic wave devices are widely used in signal processing as elements such as filters and delay lines. In particular, in the field of mobile vehicle compensation, surface acoustic wave devices are being used as suitable elements because small size and light weight are required at high frequencies. Its basic structure consists of interdigital electrodes and grating reflectors formed of a thin film of aluminum or aluminum alloy on a piezoelectric substrate.
すだれ状電極やグレーティング反射器を形成する周期は
、圧電基板を伝搬する弾性表面波の速度および応答すべ
き電気信号の周波数によって定まり、高周波になるほど
小さくなる。高周波の弾性表面波装置のすだれ状電極は
、加工精度の点からソリッド型電極、すなわち、圧電基
板表面を伝搬する弾性表面波の波長をλとした時、λ/
4の幅の電極が用いられることが多い。例えば、900
MHz帯の弾性表面波装置では、λ/4電極の幅は約1
μmである。The period of forming the interdigital electrodes and grating reflectors is determined by the speed of the surface acoustic wave propagating through the piezoelectric substrate and the frequency of the electrical signal to be responded to, and becomes smaller as the frequency becomes higher. The interdigital electrodes of high-frequency surface acoustic wave devices are solid-type electrodes from the viewpoint of processing accuracy.
4 width electrodes are often used. For example, 900
In a MHz band surface acoustic wave device, the width of the λ/4 electrode is approximately 1
It is μm.
上記のような微細な電極を形成する際には、特に加工精
度が問題になる。これは、圧電基板表面に金属薄膜から
なる電極が形成しであると、質量付加効果や電界の短絡
効果により、伝搬する弾性表面波の速度が電極の有る部
分と無い部分とで異なり、電極幅のばら付きが周波数特
性のばら付きとなるため、製造時の歩留の低下を生じて
しまうためである。特にI G Hz又はそれ以上の高
周波では、電極の幅は1ミクロン又はサブミクロンとな
るため、電極加工には高い精度が要求されることになる
。When forming such fine electrodes as described above, processing accuracy is particularly important. This is because when an electrode made of a metal thin film is formed on the surface of a piezoelectric substrate, the speed of the propagating surface acoustic wave differs between the part with the electrode and the part without it due to the mass addition effect and the short-circuit effect of the electric field. This is because variations in frequency lead to variations in frequency characteristics, resulting in a decrease in yield during manufacturing. In particular, at high frequencies of I GHz or higher, the width of the electrode is 1 micron or submicron, so high precision is required for electrode processing.
上記電極の加工技術としてはLSIと同様にフォトリソ
グラフィ技術が用いられており、従来、アルミニウム薄
膜の加工には、硝酸およびリン酸を主成分としたエツチ
ング液を用い、化学的にエツチングして電極を形成して
いた。しかし、上記従来の技術では等方的エツチングが
なされるため。Similar to LSI, photolithography is used as a processing technology for the above electrodes. Conventionally, when processing aluminum thin films, an etching solution containing nitric acid and phosphoric acid as the main ingredients was used to chemically etch the electrodes. was forming. However, in the above conventional technique, isotropic etching is performed.
前述したような微細な電極形成には精度的に問題があっ
た。高精度なエツチング技術として、従来の化学エツチ
ングに比べ異方性に優れたドライエツチング技術があり
、アルミニウム又はアルミニウム合金の加工に用いられ
るドライエツチング技術の一つとして、エツチング速度
が大きく、かつ異方性エツチングに優れた反応性イオン
エツチング技術がある。このエツチング技術では、塩素
系のガスを用い、放電によりガスをプラズマ状態にして
、被エツチング材であるアルミニウム薄膜と塩素を反応
させ、揮発性の塩化物を生成させることでエツチングを
進める。従って、反応により生じた塩化物の沸点が低い
方がエツチングに都合が良く、逆に高い沸点を有する塩
化物が生成された場合、基板表面に残留する不都合があ
る。このような残留がある場合、エツチング後の基板を
大気中に取り出した時に、残留した塩化物と大気中の水
分とにより酸が生じ、アルミニウムの電極が腐蝕される
という問題が生ずる。There is a problem with precision in forming minute electrodes as described above. As a high-precision etching technology, there is a dry etching technology that has superior anisotropy compared to conventional chemical etching.As one of the dry etching technologies used for processing aluminum or aluminum alloy, it has a high etching speed and is anisotropic. There is a reactive ion etching technology that is excellent for reactive etching. This etching technique uses a chlorine-based gas, turns the gas into a plasma state through electrical discharge, and causes the chlorine to react with the aluminum thin film that is the material to be etched, producing volatile chloride to proceed with etching. Therefore, the lower the boiling point of the chloride produced by the reaction, the more convenient it is for etching. Conversely, if the chloride produced has a higher boiling point, it will remain on the substrate surface, which is disadvantageous. If such a residue exists, when the substrate after etching is taken out into the atmosphere, the remaining chloride and moisture in the atmosphere will generate acid, which will corrode the aluminum electrode.
上記のような腐食の原因となる塩化物としては、従来、
塩化アルミニウムが考えられていたが、更に沸点の高い
アルカリ金属元素またはアルカリ土類金属元素の塩化物
が生成されている可能性のあることが判った。多数の基
板をエツチング処理した後のエツチング装置の反応槽壁
に付着していた反応物質を分析したところ、アルミニウ
ムや鉄などと共に、本来存在す−る筈のないアルカリ金
属元素やアルカリ土類金属元素が検出された。これらの
元素は基板に極微量付着しており、多数枚の基板をエツ
チング処理したために反応槽内に堆積したものと推定さ
れた。検出された元素は、ナトリウム、カルシウム、マ
グネシウム等で、これらの元素は塩素と反応して非常に
揮発し難い塩化物を容易に生成する。例えば、大気圧に
おける沸点を比較してみると、アルミニウムのエツチン
グ時に生成される三塩化アルミニウムが182.7℃で
あるのに対して、塩化ナトリウムは1413℃。Chlorides that cause the corrosion mentioned above are conventionally known as
Aluminum chloride was considered, but it was discovered that chlorides of alkali metal elements or alkaline earth metal elements, which have even higher boiling points, may be produced. When we analyzed the reactants that had adhered to the walls of the reaction chamber of the etching equipment after etching a large number of substrates, we found that along with aluminum and iron, we found alkali metal elements and alkaline earth metal elements that should not exist in the first place. was detected. These elements were attached to the substrate in extremely small amounts, and it was assumed that they were deposited in the reaction tank due to the etching process of a large number of substrates. The detected elements include sodium, calcium, and magnesium, and these elements react with chlorine to easily generate chloride, which is very difficult to volatilize. For example, comparing the boiling points at atmospheric pressure, aluminum trichloride, which is produced when etching aluminum, has a boiling point of 182.7°C, while sodium chloride has a boiling point of 1413°C.
塩化カルシウムは1600℃、また塩化マグネシウムは
1412℃と非常に高い沸点を有し、前述したように基
板表面に残留し易いことが判る。Calcium chloride has a very high boiling point of 1,600°C, and magnesium chloride has a very high boiling point of 1,412°C, and as mentioned above, it is understood that they tend to remain on the substrate surface.
従って1反応性イオンエツチングなど塩素系のガスを用
いて電極加工を行う場合、基板表面のアルカリ金属元素
またはアルカリ土類金属元素の不純物を除去しておくこ
とが重要である。Therefore, when performing electrode processing using a chlorine-based gas such as 1-reactive ion etching, it is important to remove impurities of alkali metal elements or alkaline earth metal elements from the substrate surface.
弾性表面波装置用圧電基板の製造方法としては、例えば
、特公昭56−33872号公報には、基板の反りを矯
正するため裏面側を化学腐食する方法が、特公昭56−
33873号公報には、基板の両面を鏡面研磨したのち
片面だけ化学腐食して粗面としバルク波の影響をなくす
と共に反りを低減する方法が、特公昭56−36808
号公報には、やはり基板の反りを改善するためにエッチ
ングする方法が記載されている。As a method for manufacturing a piezoelectric substrate for a surface acoustic wave device, for example, Japanese Patent Publication No. 56-33872 describes a method of chemically etching the back side of the substrate in order to correct warping of the substrate.
Japanese Patent Publication No. 33873 describes a method of mirror-polishing both sides of a substrate and then chemically etching only one side to make the surface rough, eliminating the influence of bulk waves and reducing warpage.
The publication also describes a method of etching to improve the warpage of the substrate.
[発明が解決しようとする課題]
上記従来の技術は、何れも基板の反りを改善して、フォ
トリソグラフィ工程でのパターン寸法精度低下による歩
留の悪化を防止することを目的としているが、基板表面
のアルカリ金属元素またはアルカリ土類金属元素の不純
物についての配慮はされておらず、前述したように、反
応性イオンエツチングを行った場合、塩化物の残留が生
し易く。[Problems to be Solved by the Invention] All of the above-mentioned conventional techniques aim to prevent warping of the substrate and prevent deterioration of yield due to reduction in pattern dimensional accuracy in the photolithography process. No consideration is given to impurities of alkali metal elements or alkaline earth metal elements on the surface, and as mentioned above, when reactive ion etching is performed, chloride residues tend to remain.
電極腐食による欠陥の発生や長期的信頼性が得られない
などの問題があった。There were problems such as the occurrence of defects due to electrode corrosion and the inability to obtain long-term reliability.
化学エツチングの場合は、上記のような電極腐食の原因
となる塩化物の生成、残留の不都合はないが、前述した
ように高周波の弾性表面波装置では、電極指の幅が細く
なると共に加工精度も厳しくなるため、歩留が低下した
り、電極加工が実際上できない等の問題が生じ、実用は
難しく、異方性エツチングが可能で加工精度の高い反応
性イオンエツチングが必須となる。In the case of chemical etching, there is no problem with the production or residual chloride that causes electrode corrosion, as mentioned above, but as mentioned above, with high-frequency surface acoustic wave devices, the width of the electrode fingers becomes narrower and the processing accuracy becomes smaller. This makes it difficult to put it into practical use due to problems such as reduced yield and impossibility of electrode processing, and reactive ion etching, which allows anisotropic etching and has high processing accuracy, is essential.
本発明は、反応性イオンエツチング後の塩化物の残留を
問題のない水準まで低減させ、上記従来技術で配慮され
ていなかった問題を解決すると共に、これにより高精度
な電極加工を実現して歩留向上を図り、かつ信頼性の高
い弾性表面波装置を提供することを目的とする。The present invention reduces the residual chloride after reactive ion etching to a non-problematic level, solves the above-mentioned problems that were not considered in the conventional technology, and thereby realizes high-precision electrode processing and steps. The purpose of this invention is to provide a highly reliable surface acoustic wave device with improved retention.
[課題を解決するための手段]
上記目的を達成するために本発明においては、予め、圧
電基板表面のアルカリ金属元素またはアルカリ土類金属
元素の不純物を所定の水準値以下にまで除去しておくよ
うにした。また、不純物除去の方法として、研磨または
エツチングを用いることにした。[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, in the present invention, impurities of alkali metal elements or alkaline earth metal elements on the surface of the piezoelectric substrate are removed in advance to below a predetermined level value. I did it like that. Furthermore, it was decided to use polishing or etching as a method for removing impurities.
特に不純物除去の対象とすべき物質は、反応性イオンエ
ツチング装置の反応槽内の付着物を分析して検出された
不純物元素である。即ち、ナトリウム、カルシウム、マ
グネシウムなどである。これらの元素は、何れも塩素と
沸点の高い塩化物を生じ、電極腐食の原因となるもので
ある。更に上記以外の不純物元素であっても、アルカリ
金属元素またはアルカリ土類金属元素は塩素と結合し易
く、電極腐食の原因となると予想されるので、やはり除
去しておくことが必要である。In particular, substances to be targeted for impurity removal are impurity elements detected by analyzing deposits in the reaction tank of a reactive ion etching device. That is, sodium, calcium, magnesium, etc. All of these elements produce chlorine and chlorides with high boiling points, which cause electrode corrosion. Furthermore, impurity elements other than those mentioned above, such as alkali metal elements or alkaline earth metal elements, must be removed because they tend to combine with chlorine and are expected to cause electrode corrosion.
[作用]
弾性表面波装置はLiNbO3、LiTaO3等の単結
晶圧電基板の表面にアルミニウム又はアルミニウム合金
等の薄膜からなるすだれ状電極またはグレーティング反
射器等を形成し、これをパッケージに格納し、金線また
はアルミニウム線等の配線を施して封止して構成される
。[Function] In a surface acoustic wave device, interdigital electrodes or grating reflectors made of a thin film of aluminum or aluminum alloy are formed on the surface of a single-crystal piezoelectric substrate such as LiNbO3 or LiTaO3, and this is housed in a package. Alternatively, it is configured by applying wiring such as aluminum wire and sealing.
すだれ状電極およびグレーティング反射器等の形成に反
応性イオンエツチングを用いる場合、前述のように圧電
基板の表面にアルカリ金属元素やアルカリ土類金属元素
の不純物が存在すると、揮発し難い塩化物が生成され、
大気中の水分が作用して電極腐食が発生する。しかし、
本発明によれば、圧電基板表面の不純物はあらかじめ取
り除かれているため、反応性イオンエツチングを行って
も揮発し難い塩化物が生成されることはなく、電極腐食
が発生することはない。When using reactive ion etching to form interdigital electrodes, grating reflectors, etc., if impurities of alkali metal elements or alkaline earth metal elements are present on the surface of the piezoelectric substrate as described above, chlorides that are difficult to volatilize may be generated. is,
Electrode corrosion occurs due to the action of moisture in the atmosphere. but,
According to the present invention, since impurities on the surface of the piezoelectric substrate are removed in advance, chlorides that are difficult to volatilize are not generated even when reactive ion etching is performed, and electrode corrosion does not occur.
圧電基板は単結晶インゴットをウェハ状にスライスし、
ベベリング、ラッピング及びポリッシング等の工程を経
て製造される。このような圧電基板の表面は、弾性表面
波を損失させることなく伝搬させるために鏡面状に加工
するが、微視的に見ると第2図に示すようなマイクロク
ラックの生じた加工変質層が存在する。また、基板自体
が圧電効果および焦電効果を有するため、製造時の機械
的研磨や発熱により帯電し、塵埃を引き付は易くなる。Piezoelectric substrates are made by slicing a single crystal ingot into wafers.
It is manufactured through processes such as beveling, wrapping, and polishing. The surface of such a piezoelectric substrate is processed into a mirror-like surface to allow surface acoustic waves to propagate without loss, but when viewed microscopically, a process-altered layer with microcracks as shown in Figure 2 appears. exist. Further, since the substrate itself has a piezoelectric effect and a pyroelectric effect, it becomes electrically charged due to mechanical polishing and heat generation during manufacturing, and easily attracts dust.
以上のような基板の状態のために、製造工程で、アルカ
リ金属元素またはアルカリ土類金属元素が基板表面に吸
着されるものと考えられる。It is thought that due to the above-mentioned condition of the substrate, alkali metal elements or alkaline earth metal elements are adsorbed onto the substrate surface during the manufacturing process.
すだれ状電極の形成時に、洗浄工程で予め圧電基板表面
をブラシを用いて機械的に洗浄しても、反応性イオンエ
ツチング後の電極腐食の発生は、洗浄しない場合と差が
ないことから、腐食の発生にかかわる不純物元素は前述
のマイクロクランク内に吸着されていると考えられる。Even if the surface of the piezoelectric substrate is mechanically cleaned using a brush in advance during the cleaning process when forming the interdigital electrode, the occurrence of electrode corrosion after reactive ion etching is the same as when no cleaning is done. It is thought that the impurity elements involved in the generation of are adsorbed within the aforementioned microcrank.
従って、不純物元素を除去するには少なくとも圧電基板
表面の加工変質層を取り除くことが必要である。また。Therefore, in order to remove impurity elements, it is necessary to remove at least the process-affected layer on the surface of the piezoelectric substrate. Also.
除去後の基板表面に不純物が再付着しないように注意す
る必要′がある。Care must be taken to prevent impurities from re-attaching to the substrate surface after removal.
不純物除去の方法として、本発明では、研磨による方法
またはエツチングによる方法を用いた。In the present invention, a polishing method or an etching method is used as a method for removing impurities.
これらの方法により、圧電基板表面に吸着されていた不
純物は除去され、従来、すだれ状電極の形成時に発生し
ていた電極腐食は防止されるのである。By these methods, impurities adsorbed on the surface of the piezoelectric substrate are removed, and electrode corrosion that conventionally occurs when forming interdigital electrodes is prevented.
[実施例] 以下、本発明の一実施例を図面により説明する。[Example] An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第1図(、)〜(e)は圧電基板の製造の際の各工程に
おける基板断面を模式的に示したものである。FIGS. 1(,) to 1(e) schematically show cross sections of a piezoelectric substrate at each step in manufacturing the piezoelectric substrate.
LiNbO2、LiTaO3等の単結晶インゴットは、
まず第1図(a)に示すようにウェハ状にスライスされ
、次に第1図(b)に示すように端面のベベリング加工
を施し、第1図(C)に示すようにラッピングにより表
面を研磨される。この状態では機械的研磨の影響で、基
板表面にはマイクロクラックなどの研磨損傷が多数存在
する。従来は、この状態でポリッシング及び裏面のラフ
イングを経て、圧電基板1が製造されていた。また、積
極的な不純物除去は行われていなかった。Single crystal ingots such as LiNbO2 and LiTaO3 are
First, it is sliced into wafers as shown in Figure 1(a), then the end faces are beveled as shown in Figure 1(b), and the surface is polished by lapping as shown in Figure 1(C). Polished. In this state, there are many polishing damages such as microcracks on the substrate surface due to the influence of mechanical polishing. Conventionally, the piezoelectric substrate 1 was manufactured by polishing and roughing the back surface in this state. Further, active removal of impurities was not performed.
上記従来の圧電基板は第2図に示したよつに、基板表面
に研磨損傷層Aが存在し、かつ基板が圧電効果および焦
電効果を有するため、製造工程における熱的および機械
的刺激により帯電し、不純物を吸着し易くなっている。As shown in FIG. 2, the conventional piezoelectric substrate described above has a polishing damage layer A on the substrate surface and has a piezoelectric effect and a pyroelectric effect, so it is charged by thermal and mechanical stimulation during the manufacturing process. This makes it easier to adsorb impurities.
このような基板を用いて、弾性表面波装置のすだれ状電
極を反応性イオンエツチング技術により形成すると、第
3図(図中、1は圧電基板、2はアルミニウム薄膜また
はアルミニウム合金薄膜、4は塩化物)に示すように不
純物とエツチングガスの塩素が反応し、塩化物4が生成
されることになる。特に、不純物がアルカリ金属または
アルカリ土類金属の場合、非常に揮発し難い塩化物が生
成されるため、これが基板表面や形成された電極部に残
留することになる。このため、基板を大気中に取り出し
た時に上記塩化物に大気中の水分が作用して酸が生成さ
れ、電極が腐食されることになる。When such a substrate is used to form interdigital electrodes for a surface acoustic wave device by reactive ion etching technology, as shown in FIG. As shown in Figure 2), the impurities react with the chlorine of the etching gas, and chloride 4 is produced. In particular, when the impurity is an alkali metal or an alkaline earth metal, chloride that is extremely difficult to volatilize is generated, and this will remain on the substrate surface and the formed electrode portion. Therefore, when the substrate is taken out into the atmosphere, moisture in the atmosphere acts on the chloride to generate acid, which corrodes the electrode.
本発明では、特に問題となるアルカリ金属元素およびア
ルカリ土類金属元素の不純物に着目し、ラッピング後お
よびポリッシング後の基板の不純物を除去することによ
り、反応性イオンエツチング技術を用いた弾性表面波装
置の製造に好適な圧電基板を提供するのである。In the present invention, we focused on impurities of alkali metal elements and alkaline earth metal elements, which are a particular problem, and by removing impurities from the substrate after lapping and polishing, we developed a surface acoustic wave device using reactive ion etching technology. This provides a piezoelectric substrate suitable for manufacturing.
不純物を除去すべき程度は、反応性イオンエツチングを
行った後の塩素の残留量から推定した。The degree to which impurities should be removed was estimated from the amount of chlorine remaining after reactive ion etching.
ここで、残留塩素量はイオンクロマトグラフィにより分
析した。Here, the amount of residual chlorine was analyzed by ion chromatography.
残留塩素量が0.05μg/cm2の場合、電極の腐食
がみられたが、0.03μg/cm2の場合は、腐食は
発生しなかった。従って、少なくとも残留塩素量0.0
3μg/cm2以下となるように基板の不純物を除去し
ておけば、腐食を防止できることが判った。When the amount of residual chlorine was 0.05 μg/cm 2 , corrosion of the electrode was observed, but when the amount of residual chlorine was 0.03 μg/cm 2 , no corrosion occurred. Therefore, the amount of residual chlorine is at least 0.0
It has been found that corrosion can be prevented by removing impurities from the substrate so that the concentration is 3 μg/cm 2 or less.
この場合、例えば塩化ナトリウムとして塩素が残留して
いるとすると、ナトリウムの残量としては0.02μg
/cm2以下であることが必要である。カルシウムまた
はマグネシウム等の他の不純物についても、はぼ同量の
残量となり、これから、基板に残留するアルカリ金属元
素またはアルカリ土類金属元素の不純物の残留総量とし
て0.02μg/Cm2以下とすることが腐食防止のた
めに必要であることが判る。また、上記のナトリウム、
カルシウム及びマグネシウム等は、多数枚の基板をエツ
チング処理した後の反応性イオンエツチング装置の真空
槽内の付着物中に検出されるもので、基板に極微量付着
していたものがエツチング中に堆積したものと考えられ
る。上記の不純物以外でも、アルカリ金属元素やアルカ
リ土類金属元素は塩素と反応し易いことから、同様に基
板上の残留量は少なくなければいけない。In this case, for example, if chlorine remains as sodium chloride, the remaining amount of sodium is 0.02 μg.
/cm2 or less. Regarding other impurities such as calcium or magnesium, the remaining amount is approximately the same, and from now on, the total amount of residual impurities of alkali metal elements or alkaline earth metal elements remaining on the substrate should be 0.02 μg/Cm2 or less. It turns out that this is necessary to prevent corrosion. In addition, the above sodium,
Calcium, magnesium, etc. are detected in the deposits in the vacuum chamber of the reactive ion etching equipment after etching a large number of substrates. It is thought that this was done. In addition to the above-mentioned impurities, alkali metal elements and alkaline earth metal elements tend to react with chlorine, so the amount remaining on the substrate must be small as well.
基板の不純物の除去方法として1本実施例ではフッ酸系
のエツチング液による表面エツチングを用いた。In this embodiment, surface etching using a hydrofluoric acid-based etching solution was used as a method for removing impurities from the substrate.
第4図は本実施例の圧電基板を用いた弾性表面波装置の
一例を示す図で、1は圧電基板、5はすだれ状電極、6
は配線、7はポンディングパッドである。特に、900
MHz以上の高周波では、電極指幅は1μm以下になる
ため、高い加工精度が要求され、反応性イオンエツチン
グによる電極加工が行われる。第5図に電極加工プロセ
スを示す。まず、圧電基板1上にアルミニウム又はアル
ミニウム合金の薄膜2を1100nの膜厚に蒸着または
スパッタ法により成膜し、フォトレジスト3の塗布、露
光および現像を経てフォトレジストパターンを形成する
。次に、上記フォトレジストパターンをマスク材として
、反応性イオンエツチングを行い、最後にフォトレジス
トを剥離して電極が形成される。FIG. 4 is a diagram showing an example of a surface acoustic wave device using a piezoelectric substrate of this embodiment, in which 1 is a piezoelectric substrate, 5 is an interdigital electrode, and 6 is a surface acoustic wave device using a piezoelectric substrate.
is a wiring, and 7 is a bonding pad. In particular, 900
At high frequencies of MHz or higher, the electrode finger width is 1 μm or less, so high processing accuracy is required, and electrode processing is performed by reactive ion etching. Figure 5 shows the electrode processing process. First, a thin film 2 of aluminum or aluminum alloy is formed on a piezoelectric substrate 1 to a thickness of 1100 nm by vapor deposition or sputtering, and a photoresist pattern is formed by coating, exposing and developing a photoresist 3. Next, using the photoresist pattern as a mask material, reactive ion etching is performed, and finally the photoresist is peeled off to form electrodes.
従来の圧電基板を用いた場合、前述したように反応性イ
オンエツチング後に大気中に基板を取り出した時、基板
の残留塩素と大気中の水分との作用で電極腐食が発生す
る恐れがあった。従って、従来技術による場合には、基
板に不揮発性の塩化物が残留することは避は難いので、
電極加工工程で、残留塩素を除去する特別な処理を必要
としていた。例えば、エツチング終了後にエツチングガ
スとは別なガスで基板表面をスパッタリングしたり、ま
た、基板取り出し後すぐに水洗して表面の塩化物を取り
除く等の処理をしていた。しかし、こわらの方法によっ
ても完全に腐食を防止することは難しく、製造工程が複
雑になる、また、長期的信頼性が得られない等の問題が
あった。本発明によれば、電極加工工程で特別な処理を
施さなくても残留塩素の量を減らすことができ、電極腐
食を防止することができる。When a conventional piezoelectric substrate is used, as described above, when the substrate is taken out into the atmosphere after reactive ion etching, there is a risk that electrode corrosion may occur due to the action of residual chlorine in the substrate and moisture in the atmosphere. Therefore, when using the conventional technology, it is inevitable that nonvolatile chloride remains on the substrate.
The electrode processing process required special treatment to remove residual chlorine. For example, after etching, the surface of the substrate is sputtered with a gas different from the etching gas, or immediately after the substrate is taken out, it is washed with water to remove chloride from the surface. However, even with Kowara's method, it is difficult to completely prevent corrosion, and there are problems such as the manufacturing process becomes complicated and long-term reliability cannot be obtained. According to the present invention, the amount of residual chlorine can be reduced without any special treatment in the electrode processing step, and electrode corrosion can be prevented.
上記実施例では、エツチング処理により不純物の除去を
行ったが、通常の機械的研磨によっても可能である。In the above embodiment, impurities were removed by etching, but it is also possible to remove impurities by ordinary mechanical polishing.
本発明により不純物を除去した圧電基板を用い、反応性
イオンエツチングにより弾性表面波装置を製造した場合
、従来発生していた電極腐食による欠陥をほぼ100%
防止できる効果が得られた。When a surface acoustic wave device is manufactured by reactive ion etching using a piezoelectric substrate from which impurities have been removed according to the present invention, defects caused by electrode corrosion that conventionally occur can be eliminated by almost 100%.
A preventive effect was obtained.
[発明の効果コ
以上説明したように本発明によれば、信頼性の高い弾性
表面波装置が、比較的容易に得られる。[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, a highly reliable surface acoustic wave device can be obtained relatively easily.
即ち、従来、電極腐食防止のために行っていたエツチン
グ後の基板のスパッタクリーニング及び洗浄等の工程を
簡略化することができる。更に、本発明では、加工精度
の高い反応性ドライエツチング技術により電極を形成す
ることができるので。That is, it is possible to simplify processes such as sputter cleaning and washing of the substrate after etching, which were conventionally performed to prevent electrode corrosion. Furthermore, in the present invention, the electrodes can be formed using reactive dry etching technology with high processing accuracy.
特に高周波の弾性表面波装置の製造に、大きな実用的効
果が得られる。また、弾性表面波装置の電極腐食の原因
を根本的に除去するので、製品の長期的信頼性が顕著に
向上する。In particular, great practical effects can be obtained in the manufacture of high-frequency surface acoustic wave devices. Furthermore, since the cause of electrode corrosion in surface acoustic wave devices is fundamentally eliminated, the long-term reliability of the product is significantly improved.
第1図(a)〜(e)は本発明一実施例の圧電基板の断
面と其の製造工程を示す図、第2図は従来の圧電基板表
面の研磨損傷を示す断面図、第3図は反応性イオンエツ
チングを行った場合の基板表面への塩化物の付着を示す
図、第4図は本発明による弾性表面波装置の平面図、第
5図(a)〜(f)は反応性イオンエツチングによる弾
性表面波装置の電極加工工程を示す図である。
1・・・圧電基板、 2・・アルミニウム薄膜またはア
ルミニウム合金薄膜、 3・・・フォトレジスト、4
・・・塩化物、 5・・すだれ状電極、 6・・・配線
、7・・ポンディングパッド。
::1〒; ブ [戸?]
(−e)
(C)
(CI)
岑 2 図
第3図
第 4 図FIGS. 1(a) to (e) are cross-sectional views of a piezoelectric substrate according to an embodiment of the present invention and its manufacturing process; FIG. 2 is a cross-sectional view showing polishing damage on the surface of a conventional piezoelectric substrate; FIG. is a diagram showing the adhesion of chloride to the substrate surface when reactive ion etching is performed, FIG. 4 is a plan view of the surface acoustic wave device according to the present invention, and FIGS. FIG. 3 is a diagram showing an electrode processing process of a surface acoustic wave device using ion etching. 1... Piezoelectric substrate, 2... Aluminum thin film or aluminum alloy thin film, 3... Photoresist, 4
...Chloride, 5.. Interdigital electrode, 6.. Wiring, 7.. Ponding pad. ::1〒; B [door? ] (-e) (C) (CI) 岑 2 Figure 3 Figure 4
Claims (5)
ルカリ土類金属元素の何れかの不純物の合計残留量を0
.02μg/cm^2以下にしたことを特徴とする弾性
表面波装置用圧電基板。1. The total amount of impurities of either alkali metal elements or alkaline earth metal elements present on the surface of the piezoelectric substrate is reduced to 0.
.. A piezoelectric substrate for a surface acoustic wave device, characterized in that the density is 0.02 μg/cm^2 or less.
たはマグネシウムの中の、一つ又は一つ以上を含むもの
であることを特徴とする請求項1記載の弾性表面波装置
用圧電基板。2. 2. The piezoelectric substrate for a surface acoustic wave device according to claim 1, wherein the target impurity contains one or more of sodium, calcium, and magnesium.
電基板表面に存在するアルカリ金属またはアルカリ土類
金属の不純物を0.02μg/cm^2以下にまで除去
する工程を含むことを特徴とする弾性表面波装置用圧電
基板の製造方法。3. A method for manufacturing a piezoelectric substrate for a surface acoustic wave device, comprising a step of removing alkali metal or alkaline earth metal impurities present on the surface of the piezoelectric substrate to 0.02 μg/cm^2 or less. A method for manufacturing a piezoelectric substrate for a wave device.
リ土類金属の不純物の除去を、研磨工程またはエッチン
グ工程により行うことを特徴とする請求項3記載の弾性
表面波装置用圧電基板の製造方法。4. 4. The method of manufacturing a piezoelectric substrate for a surface acoustic wave device according to claim 3, wherein alkali metal or alkaline earth metal impurities present on the surface of the piezoelectric substrate are removed by a polishing step or an etching step.
を用いたことを特徴とする弾性表面波装置。5. A surface acoustic wave device comprising the piezoelectric substrate for a surface acoustic wave device according to claim 1 or 2.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32280890A JPH04196803A (en) | 1990-11-28 | 1990-11-28 | Piezoelectric substrate for surface acoustic wave device, method for manufacturing the same, and surface acoustic wave device using the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32280890A JPH04196803A (en) | 1990-11-28 | 1990-11-28 | Piezoelectric substrate for surface acoustic wave device, method for manufacturing the same, and surface acoustic wave device using the same |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04196803A true JPH04196803A (en) | 1992-07-16 |
Family
ID=18147854
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32280890A Pending JPH04196803A (en) | 1990-11-28 | 1990-11-28 | Piezoelectric substrate for surface acoustic wave device, method for manufacturing the same, and surface acoustic wave device using the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04196803A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004282053A (en) * | 2003-02-26 | 2004-10-07 | Kyocera Corp | Laminated electronic component, method of manufacturing the same, and injection device |
| WO2020040203A1 (en) * | 2018-08-21 | 2020-02-27 | 京セラ株式会社 | Substrate for surface acoustic wave element, and method for manufacturing said substrate |
-
1990
- 1990-11-28 JP JP32280890A patent/JPH04196803A/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2004282053A (en) * | 2003-02-26 | 2004-10-07 | Kyocera Corp | Laminated electronic component, method of manufacturing the same, and injection device |
| WO2020040203A1 (en) * | 2018-08-21 | 2020-02-27 | 京セラ株式会社 | Substrate for surface acoustic wave element, and method for manufacturing said substrate |
| KR20210028672A (en) * | 2018-08-21 | 2021-03-12 | 교세라 가부시키가이샤 | Substrate for surface acoustic wave device and method for manufacturing the same |
| JPWO2020040203A1 (en) * | 2018-08-21 | 2021-09-02 | 京セラ株式会社 | Substrate for surface acoustic wave element and its manufacturing method |
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