弾性表面波素子及び弾性表面波装置
【課題】複数の導体層を積層した電極指を有するＩＤＴ電極において、導体層の破断や剥離等の発生を抑制し、耐久性を高めた弾性表面波素子及びそれを搭載した弾性表面波装置を提供する。
【解決手段】弾性表面波素子１は、圧電基板１０上に電極指１１ａを有するＩＤＴ電極１１を備えている。電極指１１ａは、中間層１２と、中間層１２に比べて大きな熱膨張係数を有する電極層１３が積層されてなる。電極指１１ａは、圧電基板１０に近づく方向に広がる台形形状となる断面形状を有している。中間層１２の側面１の成す角度α１は、電極層１３の側面との成す角度β１と異なっている。
【解決手段】弾性表面波素子１は、圧電基板１０上に電極指１１ａを有するＩＤＴ電極１１を備えている。電極指１１ａは、中間層１２と、中間層１２に比べて大きな熱膨張係数を有する電極層１３が積層されてなる。電極指１１ａは、圧電基板１０に近づく方向に広がる台形形状となる断面形状を有している。中間層１２の側面１の成す角度α１は、電極層１３の側面との成す角度β１と異なっている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電基板上に形成されたＩＤＴ電極を有している弾性表面波素子及びそれを搭載した弾性表面波装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、インターデジタルトランスデューサ電極（Inter Digital Transducer：以下、単にＩＤＴ電極という）が圧電基板上に形成されている弾性表面波素子が知られている。このＩＤＴ電極は、電気信号と弾性表面波とを相互に変換することができる。弾性表面波素子は、また、ＩＤＴ電極に加え、ＩＤＴ電極を挟む位置に反射器電極を配置し、ＩＤＴ電極で励起した弾性表面波を両側の反射器電極で多重反射させ、エネルギーを閉じ込めることができる。
【０００３】
携帯電話等の移動端末装置に用いられるデュプレクサにおいて、従来では、主に誘電体フィルタが用いられてきていたが、近年では、高性能で小型軽量化が可能な弾性表面波素子を搭載した弾性表面波装置が用いられている。そして、弾性表面波装置の入力レベルは、移動端末装置の段間フィルタ用の１０ｍＷレベルから、移動端末装置のデュプレクサで要求される１〜３Ｗレベルへと、弾性表面波装置の応用範囲の広がりに応じて、広がってきている。このため、移動端末装置のデュプレクサに用いられている弾性表面波装置では、使用周波数帯の上昇に伴い、入力レベルの要求が大きくなる。
【０００４】
一方、近年では、弾性表面波素子の動作周波数が数百ＭＨｚから数ＧＨｚへ高周波化されている。そして、弾性表面波素子に含まれるＩＤＴ電極の線幅は、この高周波化に伴い、周波数に反比例して細くなっている。具体的には、８００ＭＨｚ帯では、ＩＤＴ電極の電極線幅が約１μｍ程度であるのに対して、１．９ＧＨｚ帯では、電極線幅が約０．５μｍである。そのため、ＩＤＴ電極の櫛歯形状に形成されている電極指は、周波数帯の高周波化に伴い、微細な加工が要求される。
【０００５】
上述のように、ＩＤＴ電極の電極線幅がより細くなってきたことや、デュプレクサに含まれる弾性表面波素子の入力レベルが大きくなってきたことで、ＧＨｚ帯での弾性表面波素子の耐電力寿命は、８００ＭＨｚ帯の弾性表面波装置に比べて２桁以上短くなってしまう。
【０００６】
また、高周波に対応したＩＤＴ電極の細い電極指を用いて、弾性表面波を励振・受信する場合、弾性表面波装置に加わる信号電力が大きくなると、弾性表面波装置の駆動時に弾性表面波によって生じる圧電基板の主面の歪みが発生し、ＩＤＴ電極の電極指に内部応力が発生する。そして、この内部応力により、電極指にストレスマイグレーション現象が引き起こされ、電極指が破壊され、ＩＤＴ電極が劣化してしまう。
【０００７】
それに加え、この内部応力を緩和するために、Ａｌ（アルミニウム）で形成された電極指内のＡｌ原子が移動（migrate）し、結果として、Ａｌ結晶粒界に空孔が集積してしまい、ボイド及び突起（ヒロック）（hillock）が発生する。このため、弾性表面波装置は、弾性表面波の伝搬や共振等の性能に対する特性劣化や電極指の破壊が生じてしまう。
【０００８】
したがって、ＩＤＴ電極を含んだ弾性表面波素子は、用途の多様化に伴い、高電力の印加に対する耐久性がさらに要求される。そのため、従来のような、ＡｌやＡｌ合金の金属材料が単層で形成された電極指を有するＩＤＴ電極に代わって、異なる材料を積層し耐久性を増した電極指を有するＩＤＴ電極の開発が進められている。
【０００９】
例えば、特許文献１では、本願の図１３に示すように、ＩＤＴ電極１１１のストレスマイグレーションの発生を抑制する目的で、Ａｌ電極層１１３と圧電基板１１０との間に、Ｔｉ（チタン）等の材料で形成された中間層１１２を配置し、それを保護膜（金属膜）１１４で覆う構造が提案されている。
【００１０】
また、特許文献２は、第１の金属層と第２の金属層とを重ねて構成したＩＤＴ電極の構造を開示する。このＩＤＴ電極の断面形状は、圧電基板に近い下面のほうが上面より幅の広い台形となっている。
【００１１】
特許文献３は、反射器電極の材料が単一の金属層からなり、その断面形状が台形である反射器の電極構造を開示する。
【００１２】
特許文献４では、台形状の断面を有する第１の金属層と、長方形状の断面を有する第２の金属層とを重ねて構成したＩＤＴ電極の構造を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００１−２１７６７２号公報
【特許文献２】特開２００１−１６８６７１号公報
【特許文献３】特開平３−２１７１０９号公報
【特許文献４】国際公開第２００３／０５８８１３Ａ１号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
ところで、特許文献１でのＩＤＴ電極１１１の構造において、中間層１１２及び電極層１１３の側面が、圧電基板１１０の主面１１０ａに対して、ほぼ垂直に形成されている。この場合、保護膜１１４を蒸着法等の、回り込みの少ない成膜方法により形成するとき、保護膜１１４を形成する材料が圧電基板１１０の主面１１０ａに対してほぼ垂直な方向から入射するので、この電極指１１１ａの側面では、保護膜１１４は薄く形成されてしまう。このため、保護膜１１４は、電極指１１１ａの側面に対してのカバレッジを悪くしてしまい、その結果、破断や剥離等のストレスマイグレーションを生じるおそれがある。
【００１５】
また、特許文献２は、材料の異なる２種類の電極層からなり、断面形状が台形のＩＤＴ電極を開示するが、２種類の電極層の熱膨張係数が違うために電極層同士の境界面にせん断応力が生じやすくなっている。
【００１６】
特許文献３では、断面形状が台形である反射器の電極構造を開示するにとどまる。
【００１７】
特許文献４も、２種類の電極層の熱膨張係数が違うために電極層同士の境界面にせん断応力が生じた場合、特許文献２と同様、各電極層の破断や剥離を防ぐことができない。
【００１８】
本発明の目的は、複数の導体層を積層している電極指でありながら、これらの導体層の破断や剥離等の発生を抑制できるＩＤＴ電極を備えることで、耐久性を高めることができる弾性表面波素子及びそれを搭載した弾性表面波装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の弾性表面波素子によれば、電極指は、第１の導体層と、この第１の導体層の材料と異なる材料の第２の導体層とを含む複数の導体層が積層されて形成されている。前記第１の導体層は、前記電極指の長手方向に直交する面での断面形状が、圧電基板に近づく方向に広がる台形形状を有しており、前記第２の導体層は、前記電極指の長手方向に直交する面での断面形状が、圧電基板に近づく方向に広がる台形形状を有している。そして、前記第１の導体層の側面と前記圧電基板の主面との成す角度が、前記第２の導体層の側面と前記圧電基板の主面との成す角度と異なっている。
【００２０】
この構成によれば、電極指は２層の導体層が積層されており、圧電基板の主面上に形成されている第１の導体層（中間層）と、この第１の導体層上に形成されている第２の導体層（電極層）との導体層で形成されている。この電極指に含まれる第１の導体層及び第２の導体層は、この電極指の長手方向に対して直交する面での断面が、圧電基板の主面に近づくにつれて広く形成されている。つまり、第１の導体層及び第２の導体層は、それぞれ台形形状を有している。
【００２１】
これにより、ＩＤＴ電極の電極指上に形成される保護膜を形成する材料が、圧電基板の主面に対してほぼ垂直な方向から入射したとしても、保護膜は、電極指の側面にも充分な厚さで形成される。よって、保護膜が薄く形成されてしまったときのように保護膜と導体層との密着性が低くなることがないため、保護膜の破断や剥離を防止することができ、弾性表面波素子の耐久性を高めることができる。
【００２２】
そして、各導体層は、個々に、傾斜角度が異なる台形形状を有することができるので、各導体層を形成する材料の特性（例えば、熱膨張係数）が異なっても、保護膜の破断や剥離等の発生を、より抑制できる。これにより、電極指を複数の導体層で形成しながらも、保護膜の破断や剥離を良好に抑制することができ、弾性表面波素子の耐久性を高めることができる。
【００２３】
なお、前記では、２層の導体層が積層された電極指の例を用いて説明したが、３層以上の導体層が積層された電極指でも、本発明を良好に適用することができる。
【００２４】
前記第２の導体層は、前記第１の導体層に比べて大きな熱膨張係数を有する材料で形成されている場合、前記第１の導体層の側面と前記圧電基板の主面との成す角度が、前記第２の導体層の側面と前記圧電基板の主面との成す角度よりも大きく形成されていることが好ましい。
【００２５】
この構成によれば、第１の導体層の熱膨張係数が第２の導体層の熱膨張係数よりも小さいので、第１の導体層に生じる熱膨張の幅は、第２の導体層に生じる熱膨張の幅より小さくなる。ここで、「熱膨張の幅」とは、各導体層の側面にほぼ垂直な方向の伸長の幅を表している。それに加え、第１の導体層の側面の角度が第２の導体層の側面の角度よりも大きく形成されているので、電極指を形成する各導体層の熱膨張の幅の差によるせん断応力（shear stress）を軽減することができる。よって、各導体層の熱膨張の幅における圧電基板の主面に沿う方向への伸長は、各導体層の側面が同じ角度に形成されているときに比べて、その差を軽減することができる。
【００２６】
また、前記第２の導体層は、前記第１の導体層に比べて小さな熱膨張係数を有する材料で形成されている場合、前記第１の導体層の側面と前記圧電基板の主面との成す角度が、前記第２の導体層の側面と前記圧電基板の主面との成す角度よりも小さく形成されていてもよい。これにより、電極指を複数の導体層で形成しながらも、電極指表面を覆っている保護膜の破断や剥離等の発生を良好に抑制できるので、弾性表面波素子の耐久性を高めることができる。
【００２７】
また、前記第１の導体層は、前記圧電基板の主面上に接して形成され、前記第２の導体層は前記第１の導体層上に形成され、前記第１の導体層の前記第２の導体層に対向している断面の幅が、前記第２の導体層の前記第１の導体層に対向している断面の幅に比べて、大きく形成されていることが好ましい。この構成によれば、第２の導体層の接合面の方が第１の導体層の接合面に比べて小さく形成されているので、第１の導体層上における第１の導体層の側面から第２の導体層の側面までの領域（段部）に、保護膜を積層することができる。これにより、第２の導体層の熱膨張による伸長が、第１の導体層上にある保護膜により抑制される。よって、第１の導体層と第２の導体層との境界に生じるせん断応力を、さらに抑制することができる。
【００２８】
なお、前記ＩＤＴ電極の電極指は、保護膜で覆われていてもよい。これにより、電極指を形成する各導体層の剥離を防止することができる。
【００２９】
前記保護膜は、前記電極指を形成する導体層のうちの最も大きな熱膨張係数を有するものに比べて、小さな熱膨張係数を有する材料で形成されていることが好ましい。これにより、保護膜は、第１の導体層や第２の導体層の熱膨張による伸長を抑制することができる。
【００３０】
なお、前記保護膜は、前記ＩＤＴ電極上にのみ形成されており、Ｔｉ，Ｃｒ，Ｎｂ，Ｐｄ，Ｃｕ及びＮｉのうち、少なくとも１種を材料として含んでいてもよい。
【００３１】
本発明の弾性表面波装置は、上述の弾性表面波素子を実装基板に実装したものであり、上述のとおり、信頼性の高いＩＤＴ電極を有する。これにより、この弾性表面波装置の寿命が長くなることを期待できる。
【００３２】
以上のように、本発明によれば、ＩＤＴ電極の電極指に生じるせん断応力を軽減することができる。これにより、弾性表面波素子の温度特性を改善することが可能となる。さらに、ストレスマイグレーションに起因するヒロックやボイドの発生を抑制することができ、高い入力電力に対するＩＤＴ電極の破壊が生じにくくなり、弾性表面波素子の耐久性を向上することができる。
【００３３】
本発明における上述の、又はさらに他の利点、特徴及び効果は、添付図面を参照して次に述べる実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施形態にかかる弾性表面波素子の平面図である。
【図２】弾性表面波素子を実装基板に実装した状態を示すＡ−Ａ線での断面図である。
【図３】弾性表面波素子１に含まれるＩＤＴ電極の、図１におけるＢ−Ｂ線での要部断面図である。
【図４】このＩＤＴ電極における１つの電極指の拡大断面図である。
【図５】他の実施形態にかかる弾性表面波素子２に含まれるＩＤＴ電極の、図１におけるＢ−Ｂ線での要部断面図である。
【図６】このＩＤＴ電極における１つの電極指の拡大断面図である。
【図７】さらに他の実施形態にかかる弾性表面波素子３に含まれるＩＤＴ電極の、図１におけるＢ−Ｂ線での要部断面図である。
【図８】このＩＤＴ電極における１つの電極指の拡大断面図である。
【図９】さらに他の実施形態にかかる弾性表面波素子４に含まれるＩＤＴ電極の、図１におけるＢ−Ｂ線での要部断面図である。
【図１０】このＩＤＴ電極における１つの電極指の拡大断面図である。
【図１１】弾性表面波素子１に含まれるＩＤＴ電極の電極指上に、絶縁保護膜を形成した状態を示す拡大断面図である。
【図１２】本発明の他の実施形態にかかる弾性表面波素子の平面図である。
【図１３】従来のＩＤＴ電極の電極指の拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
図１は、本発明の一実施形態にかかるラダー型の弾性表面波素子の平面図である。図２は、弾性表面波素子を実装基板に実装したときのＡ−Ａ線における断面図である。
【００３６】
弾性表面波素子１は、圧電基板１０と、圧電基板１０の主面１０ａ上に形成されたＩＤＴ電極１１とを有している。ここで、「圧電基板１０の主面１０ａ」とは、板状の圧電基板１０において、ＩＤＴ電極１１が形成されている面のことをいう。
【００３７】
また、弾性表面波素子１は、ＩＤＴ電極１１の信号の伝搬方向（紙面上下方向）に、ＩＤＴ電極１１を挟む位置に、スリット形状を有した反射器電極（以下、反射器ともいう）１９を備えている。この反射器１９により、ＩＤＴ電極１１で励起した弾性表面波を多重反射させることができ、発生した弾性表面波のエネルギーを閉じ込めることができる。
【００３８】
また、弾性表面波素子１には、圧電基板１０の主面１０ａの、ＩＤＴ電極１１や反射器１９を取り囲む位置に、環状電極１６が形成されている。それに加え、弾性表面波素子１には、引き出し電極１７を介してＩＤＴ電極１１と接続される配線電極パッド１８が形成されている。
【００３９】
弾性表面波素子１は、断面図である図２に示すように、ＩＤＴ電極１１が形成された主面１０ａを、樹脂製の実装基板９０の上面に対向させて、いわゆるフェースダウン方式で載置固定し、例えば、半田などの接合材を介して環状電極１６を実装基板９０上の対向する環状導体に接合させ、配線電極パッド１８を実装基板９０上の対向する配線導体に接合させている。これらの接合面は、接合材をリフロー溶融することによって相互に接合される。このリフロー溶融によって、環状電極１６と環状導体とが接合された環状電極部９１及び配線電極パッド１８と配線導体とが接合された配線電極部９２が形成される。
【００４０】
このようにして、弾性表面波素子１が実装基板９０に載置固定されて、フリップチップ実装されることで、弾性表面波素子１が実装基板９０に電気的かつ機械的に接続されてなる弾性表面波装置Ｓが製造される。
【００４１】
圧電基板１０は、３８．７°Ｙカット−Ｘ伝搬のＬｉＴａＯ３単結晶、６４°Ｙカット−Ｘ伝搬のＬｉＮｂＯ３単結晶、４５°Ｘカット−Ｚ伝搬のＬｉＢ４Ｏ７単結晶等の圧電性を有する材料で形成されている。これにより、圧電基板１０は、電気機械結合係数を大きく、かつ、群遅延時間温度係数を小さくすることができる。
【００４２】
また、圧電基板１０の厚みは、好ましくは、０．１５〜０．５ｍｍである。厚みが０．１５ｍｍ未満の場合、圧電基板１０が脆く破損しやすい。逆に、厚みが０．５ｍｍの場合、材料コストが大きくなる。
【００４３】
圧電基板１０の主面１０ａ上に形成されているＩＤＴ電極１１は、図１に示すように、互いに噛み合うような櫛歯状に形成されている一対の電極指１１ａを有している。
【００４４】
電極指１１ａは、好ましくは、各電極指１１ａの本数が片側あたり５０〜２００である。各電極指１１ａの幅は０．１〜１０μｍである。隣接する電極指１１ａ同士の間隔（ピッチ）は０．１〜１０μｍである。対向する電極指１１ａ同士の噛み合う長さ（交差幅）は１０〜３００μｍである。そして、ＩＤＴ電極１１は、弾性表面波共振器や弾性表面波フィルタとしての所期の特性を良好に得るために、０．１〜０．６μｍの高さ（厚み）を有する。
【００４５】
ＩＤＴ電極１１は、スパッタリング法、蒸着法やＣＶＤ法（Chemical Vapor Deposition：化学気相成長法）等の薄膜形成法を用いて、後述するようにＡｌ−Ｃｕ系のＡｌ合金
などでできた電極層と、Ｔｉ系の中間層とで形成されている。
【００４６】
前記Ａｌ合金として、Ａｌに加えられる金属には、Ｃｕがある。またＣｕとともに、又は、Ｃｕに代えて、Ｔｉ，Ｔａ，Ｗ，Ｍｏ，Ｍｇ等の金属が用いられることもある。そして、ＩＤＴ電極１１はフォトリソグラフィ法を用いてパターニングされ、所定の形状となる。
【００４７】
なお、前述したＩＤＴ電極１１の材料は、複数の電極指を平行に配列したスリット型の形状を有する反射器１９にも適用することができる。
【００４８】
また、図１では、弾性表面波素子１として、ラダー型弾性表面波フィルタを示したが、図１２で示すＤＭＳ型弾性表面波共振器フィルタで構成してもよい。
【００４９】
図１２のＤＭＳ型弾性表面波共振器フィルタは、図１のラダー型弾性表面波素子１と同様、圧電基板１０′と、圧電基板１０′の主面１０ａ′上に形成されたＩＤＴ電極１１′とを有している。これらのＩＤＴ電極１１′同士は、引き出し配線１７′を介して互いに結合されている。また、弾性表面波素子１′は、ＩＤＴ電極１１′の信号の伝搬方向（紙面左右方向）に、ＩＤＴ電極１１′を挟む位置に反射器１９′を備えている。弾性表面波素子１′は、圧電基板１０′の主面１０ａ′の、ＩＤＴ電極１１′や反射器１９′を取り囲む位置に、環状電極１６′が形成されている。それに加え、弾性表面波素子１′には、引き出し配線１７′を介してＩＤＴ電極１１′と接続される配線電極パッド１８′が形成されている。
【００５０】
以下、ＩＤＴ電極の構造を図１のラダー型弾性表面波素子１に基づいて説明するが、図１２のＤＭＳ型弾性表面波共振器フィルタのＩＤＴ電極１１′の構造も同様であることをあらかじめ断っておく。
【００５１】
図３は、弾性表面波素子１に含まれるＩＤＴ電極１１の、図１におけるＢ−Ｂ線での要部断面図である。図４は、このＩＤＴ電極１１における１つの電極指１１ａの拡大断面図である。
【００５２】
弾性表面波素子１は、ＩＤＴ電極１１として、圧電基板１０の主面１０ａ上に、複数の導体層が積層されている電極指１１ａを備えている。この電極指１１ａは、保護膜１４で覆われている。
【００５３】
電極指１１ａは、図３に示すように、圧電基板１０の主面１０ａ上に形成されている第１の導体層（以下、中間層ともいう）１２と、この中間層１２上に形成されている第２の導体層（以下、電極層ともいう）１３との２層の導体層が積層されている。
【００５４】
中間層１２及び電極層１３は、図３に示すように、その長手方向に対して直交する面での断面が、圧電基板１０の主面１０ａに近づくにつれて広く形成されている。つまり、中間層１２及び電極層１３は、その断面において、それぞれ台形形状を有している。
【００５５】
これにより、保護膜１４を形成する材料が、回り込みの少ない成膜方法により、圧電基板１０の主面１０ａに対してほぼ垂直な方向から入射して形成されたとしても、電極指１１ａの側面において、充分な厚さで保護膜１４を形成することができるので、保護膜１４の破断や剥離を抑制することができる。
【００５６】
中間層１２は、Ｔｉ（その熱膨張係数をρ１２と書く。ρ１２＝８．９×１０−６／Ｋ）等の金属材料で形成されている。
【００５７】
電極層１３は、中間層１２を形成する材料よりも大きな熱膨張係数（その熱膨張係数をρ１３と書く）を有するＡｌ合金（例えばρ１３＝２３．５×１０−６／ＫのＡｌ−Ｃｕ（Ｃｕ：１重量％）合金）等の金属材料で形成されている。
【００５８】
また、電極層１３は、それを形成する主成分としてのＡｌに混入される材料として、Ｃｕとともに、又は、Ｃｕに代えて前述したＴｉ，Ｔａ，Ｗ，Ｍｏ，Ｍｇ等の金属を添加した金属材料で形成することもできる。
【００５９】
また、電極指１１ａに含まれる２つの導体層である電極層１３及び中間層１２は、図４に示すように、中間層１２の側面と圧電基板１０の主面１０ａとのなす角度α１（例えば、６５°）が電極層１３の側面と圧電基板１０の主面１０ａとのなす角度β１（例えば、５８°）よりも大きくなるように形成されている（α１＞β１）。これにより、電極指１１ａの各導体層に生じる応力を分散することができる（詳しくは後述する）。
【００６０】
電極指１１ａの各導体層の側面の角度は、以下のようにエッチングを行うことで調整することができる。すなわち、電極指１１ａの各導体層を積層し、その形状をフォトリソグラフィ法の技術を用いてパターニングし、次いで、ドライエッチング法を用いて形成する。このドライエッチング法では、Ｃｌ２、ＢＣｌ３及びＮ２を反応ガスとして用い、ガス流量、圧力、印加電力、時間等のエッチング条件を調整することで、ＴｉとＡｌ合金とのエッチングレートの違いを利用して、サイドエッチング量（各導体層の側面部のエッチング量）を制御する。これにより、電極指１１ａの各導体層（中間層１２及び電極層１３）の側面の角度α１，β１を調整することができる。具体的には、サイドエッチング量を大きくする、すなわち導体層の側面と圧電基板の主面とのなす角度を小さくするためには、ＢＣｌ３のガス濃度を多くし、印加する電力を大きくすることが効果的である。
【００６１】
保護膜１４は、電極指１１ａを保護するために被覆される。保護膜１４は、ＩＤＴ電極１１を形成後、ＣＶＤ法を用いて、ＩＤＴ電極１１上に所定の材料を形成することで成膜される。保護膜１４は、ＣＶＤ法を用いる他には、スパッタリング法や蒸着法等の方法を用いて成膜することもできる。
【００６２】
なお、保護膜１４は、導体性を有する材料で形成された導体保護膜、半導体（semiconductor）性を有する材料で形成された半導体膜、あるいは絶縁性を有する材料で形成され
た絶縁保護膜を用いることができる。
【００６３】
導体保護膜の場合、ここでは、Ｔｉで形成されるものとして説明するが、Ｔｉの他には、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｐｄ、Ｃｕ及びＮｉ等の金属材料のうち、いずれかを主成分とすることができる。導体保護膜１４は、ＩＤＴ電極１１の電極指１１ａ上にのみ形成されている。
【００６４】
また、絶縁保護膜は、二酸化シリコンや窒化シリコン等の絶縁性を有する材料で形成される。半導体膜は、多結晶シリコン等の半導体性を有する材料で形成される。このとき、絶縁保護膜や半導体膜は、電極指１１ａ上のみに形成してもよく、電極指１１ａ上に加え、圧電基板１０の主面１０ａ上にも形成することができる。
【００６５】
以下では、弾性表面波素子１における、角度α１、β１の設定に基づく、各導体層に生じるせん断応力の軽減の機構を説明する。
【００６６】
各導体層（中間層１２及び電極層１３）の側面付近では、各導体層の熱膨張による応力が、各導体層の側面に対してほぼ垂直な向きで外方向に生じている。図４に示すように、中間層１２の側面付近では、熱膨張の幅Ａ１の伸長を生じ、電極層１３の側面付近では、熱膨張の幅Ｂ１の伸長を生じる。ここで、「熱膨張の幅」とは、各導体層の側面にほぼ垂直な方向の伸長の幅を表しており、導体層の体積、平面方向への幅や熱膨張係数ρ等により規定される。
【００６７】
この例では、中間層１２の熱膨張係数ρ１２が電極層１３の熱膨張係数ρ１３よりも小さいので、熱膨張の幅Ａ１は、熱膨張の幅Ｂ１よりも小さくなる（Ａ１＜Ｂ１）。
【００６８】
よって、中間層１２においては、熱膨張の幅Ａ１による圧電基板１０の主面１０ａに沿う方向に生じる伸長がＡ１ｓｉｎα１となり、電極層１３においては、熱膨張の幅Ｂ１による圧電基板１０の主面１０ａに沿う方向に生じる伸長がＢ１ｓｉｎβ１となる。
【００６９】
ここで、中間層１２の側面の角度α１が電極層１３の側面の角度β１よりも大きく形成されている（ｓｉｎα１＞ｓｉｎβ１）ので、各導体層における圧電基板１０の主面１０ａに沿う方向に生じる伸長（Ａ１ｓｉｎα１、Ｂ１ｓｉｎβ１）は、各導体層の側面が同じ角度に形成されているときに比べて、その差を軽減することができる。
【００７０】
したがって、各導体層の側面がなす角度を、その導体層が有する熱膨張係数に応じて調整することで、中間層１２と電極層１３との境界面に生じるせん断応力を軽減することができ、結果として、保護膜１４の破断や剥離を抑制することができる。
【００７１】
ところで、中間層１２の側面のなす角度α１は、８０度を超えない角度を有することが好ましい。この角度が８０度を超えない範囲の値をとることで、保護膜１４は、例えば、蒸着等の回り込みの少ない成膜方法を用いて形成されたときでも、電極指１１ａの側面の圧電基板１０の主面１０ａに近い部分まで、充分な厚さを有することができ、中間層１２及び電極層１３に対して良好な密着性を有するものとなる。
【００７２】
また、中間層１２と電極層１３とのなす角度の差（α１−β１）は、好ましくは１０°から２０°の範囲であり、より好ましくは１５°である。これにより、このとき、保護膜１４は、中間層１２及び電極層１３に対して良好な密着性を有するものとなる。
【００７３】
次に、本発明の他の実施形態にかかる弾性表面波素子について説明する。なお、以下の説明での弾性表面波素子２，３，４（圧電基板２０，３０，４０、その主面２０ａ，３０ａ，４０ａ、ＩＤＴ電極２１，３１，４１を含む）は、特に言及をしない部分において、図１の弾性表面波素子１（圧電基板１０、その主面１０ａ、ＩＤＴ電極１１を含む）や図１２の弾性表面波素子１′（圧電基板１０′、その主面１０ａ′、ＩＤＴ電極１１′を含む）と同様の構造を有するものとする。
【００７４】
図５は、他の実施形態にかかる弾性表面波素子２に含まれるＩＤＴ電極２１の、図１におけるＢ−Ｂ線での要部断面図であり、図６は、このＩＤＴ電極２１における１つの電極指２１ａの拡大断面図である。
【００７５】
弾性表面波素子２は、ＩＤＴ電極２１として、圧電基板２０の主面２０ａ上に、複数の導体層が積層されている電極指２１ａを備えている。この電極指２１ａは、保護膜２４で覆われている。
【００７６】
電極指２１ａは、図５に示すように、圧電基板２０の主面２０ａ上に形成されている第１の導体層である中間層２２と、この中間層２２上に形成されている第２の導体層である電極層２３との２層の導体層が積層されている。電極指２１ａに含まれる中間層２２及び電極層２３は、図５に示すように、その長手方向に対して直交する面での断面が、圧電基板２０の主面２０ａに近づくにつれて広く形成されている。つまり、中間層２２及び電極層２３は、その断面において、それぞれ台形形状を有している。
【００７７】
中間層２２は、ＡｌにＣｕやＭｇ等の金属材料を含有したＡｌ合金（その熱膨張係数をρ２２と書くと、ρ２２＝２３．５×１０−６／ＫのＡｌ−Ｃｕ（Ｃｕ：１重量％）合金）等の金属材料で形成されている。
【００７８】
電極層２３は、中間層２２を形成する材料よりも小さな熱膨張係数ρ２３を有するＴａ（その熱膨張係数をρ２３と書くと、熱膨張係数ρ２３＝６．６×１０−６／Ｋ）等の金属材料で形成されている。
【００７９】
電極指２１ａを形成する２つの導体層は、図６に示すように、中間層２２の側面と圧電基板２０の主面２０ａとのなす角度α２（例えば、６０°）が電極層２３の側面と圧電基板２０の主面２０ａとのなす角度β２（例えば、７５°）よりも小さくなるように形成されている（α２＜β２）。
【００８０】
保護膜２４は、電極指２１ａを保護するために備えられている。保護膜２４は、保護膜１４と同様、ＩＤＴ電極２１を形成後、ＣＶＤ法を用いて、ＩＤＴ電極２１上に所定の材料を形成することで成膜される。
【００８１】
中間層２２の側面付近では、熱膨張の幅Ａ２の伸長を生じ、電極層２３の側面付近では、熱膨張の幅Ｂ２の伸長を生じる。このとき、中間層２２の熱膨張係数ρ２２が電極層２３の熱膨張係数ρ２３よりも大きいので、熱膨張の幅Ａ２は、熱膨張の幅Ｂ２より大きくなる（Ａ２＞Ｂ２）。
【００８２】
よって、中間層２２においては、熱膨張の幅Ａ２による圧電基板２０の主面２０ａに沿う方向に生じる伸長がＡ２ｓｉｎα２となり、電極層２３においては、熱膨張の幅Ｂ２による圧電基板２０の主面２０ａに沿う方向に生じる伸長がＢ２ｓｉｎβ２となる。中間層２２の側面の角度α２が電極層２３の側面の角度β２よりも小さく形成されている（ｓｉｎα２＜ｓｉｎβ２）ので、各導体層における圧電基板２０の主面２０ａに沿う方向に生じる伸長（Ａ２ｓｉｎα２、Ｂ２ｓｉｎβ２）は、各導体層の側面が同じ角度に形成されているときに比べて、その差を軽減することができる。
【００８３】
したがって、その導体層が有する熱膨張係数に応じて、各導体層の側面がなす角度を調整することで、中間層２２と電極層２３との境界面に生じるせん断応力を軽減することができ、結果として、保護膜２４の破断や剥離を防ぐことができる。
【００８４】
なお中間層２２の側面のなす角度α２は、４５°から８０°の範囲の角度であることが好ましい。さらに好ましくは６０°から８０°の範囲である。
【００８５】
高周波フィルタの電極パターンが微細化され、電極指２１ａ上の微細な質量（mass）差が重要になってくる。この質量差とは、圧電基板２０上の電極薄膜の形状に基づく電極の質量差を意味する。ここでは、ＩＤＴ電極２１の形状、つまりＩＤＴ電極２１を形成する電極指２１ａの質量が、弾性表面波の励振に影響する。このことは、「質量効果」と呼ばれるもので、弾性表面波の周波数特性に影響を及ぼし、これらの特性における中心周波数が、電極薄膜の質量（形状、特に、線幅や膜厚）により所望の値からずれるおそれがある。中間層２２の側面のなす角度α２が４５度を超える角度であれば、上述の質量効果を軽減することができ、当該周波数特性の設計値が実測値と大きく異なることが少ないので、安定した歩留まりを得ることができる。
【００８６】
また、中間層２２と電極層２３とのなす角度の差（α２−β２）は、好ましくは１０°から２０°の範囲であり、より好ましくは１５°である。このとき、保護膜２４は、中間層２２及び電極層２３に対して良好な密着性を有するものとなる。
【００８７】
図７は、さらに他の実施形態にかかる弾性表面波素子３に含まれるＩＤＴ電極３１の、図１におけるＢ−Ｂ線での要部断面図である。図８は、このＩＤＴ電極３１における１つの電極指３１ａの拡大断面図である。
【００８８】
弾性表面波素子３は、ＩＤＴ電極３１として、圧電基板３０の主面３０ａ上に、複数の導体層が積層された電極指３１ａを備えている。この電極指３１ａは、保護膜３４で覆われている。
【００８９】
電極指３１ａは、図７に示すように、圧電基板３０の主面３０ａ上に形成されている中間層３２と、この中間層３２上に形成されている電極層３３との２層の導体層が積層されている。
【００９０】
電極指３１ａに含まれる中間層３２及び電極層３３は、図７に示すように、その長手方向に対して直交する面での断面が、圧電基板３０の主面３０ａに近づくにつれて広く形成されている。つまり、中間層３２及び電極層３３は、その断面において、それぞれ台形形状を有している。
【００９１】
電極指３１ａにおける電極層３３の下面、すなわち中間層３２との接合面３３ａは、中間層３２の接合面３２ａをはみ出すことがなく、中間層３２の接合面３２ａの中に含まれる。
【００９２】
中間層３２が電極層３３に対向している接合面３２ａの断面の幅Ｌ１は、図８に示すように、電極層３３が中間層３２に対向している接合面３３ａの断面の幅Ｌ２に比べて、大きくなるように形成されている。
【００９３】
そのため、電極指３１ａは、中間層３２の側面と電極層３３の側面との間に、中間層３２の接合面３２ａ上に直接保護膜３４が形成されうる領域として、縦断面形状がＬ字形状であって幅Ｒ３を有する段部３２ｂを左右に有している。この段部３２ｂでは、中間層３２の接合面３２ａ上に直接、保護膜３４が形成される。なお、このような段部は、例えば、電極指をエッチングする際に、エッチングする時間を長くしてオーバーエッチングを行うことによって、中間層が電極層に対向している接合面の断面の幅Ｌ１を、電極層が中間層に対向している接合面の断面の幅Ｌ２よりも長くすることができる。
【００９４】
中間層３２は、Ｔｉ（その熱膨張係数をρ３２と書くと、ρ３２＝８．９×１０−６／Ｋ）等の金属材料で形成されている。
【００９５】
電極層３３は、中間層３２を形成する材料よりも大きな熱膨張係数ρ３３を有するＡｌ合金（その熱膨張係数をρ３３と書くと、ρ３３＝２３．５×１０−６／ＫのＡｌ−Ｃｕ（Ｃｕ：１重量％）合金）等の金属材料で形成されている。
【００９６】
電極指３１ａを形成する２つの導体層は、図８に示すように、中間層３２の側面と圧電基板３０の主面３０ａとのなす角度α３（例えば、６５°）が電極層３３の側面と圧電基板３０の主面３０ａとのなす角度β３（例えば、５８°）よりも大きくなるように形成されている（α３＞β３）。
【００９７】
電極指３１ａに生じるせん断応力は、上述のように、中間層３２の側面の角度α３が電極層３３の側面の角度β３よりも大きく形成されているので、各導体層の側面が同じ角度に形成されているときに比べて、その差を軽減することができる。
【００９８】
これにより、その導体層が有する熱膨張係数に応じて、各導体層の側面がなす角度を調整することで、中間層３２と電極層３３との境界面に生じるせん断応力を軽減することができ、結果として、保護膜３４の破断や剥離を防ぐことができる。
【００９９】
保護膜３４は、ＩＤＴ電極３１を形成する各導体層（中間層３２及び電極層３３）の熱膨張係数ρ３２，ρ３３のうちの最も大きな熱膨張係数（この場合ρ３３）に比べて小さな熱膨張係数を有する材料で形成されている。これにより、電極層３３の熱膨張による伸長が、段部３２ｂ上にある保護膜３４により抑制される。よって、中間層３２と電極層３３との境界に生じるせん断応力をさらに抑制することができる。また、保護膜３４の密着性を向上することができる。
【０１００】
図９は、さらに他の実施形態にかかるＩＤＴ電極４１の、図１におけるＢ−Ｂ線での要部断面図である。図１０は、このＩＤＴ電極４１における１つの電極指４１ａの拡大断面図である。
【０１０１】
弾性表面波素子４は、ＩＤＴ電極４１として、圧電基板４０の主面４０ａ上に、複数の導体層が積層されている電極指４１ａを備えている。この電極指４１ａは、保護膜４４で覆われている。
【０１０２】
電極指４１ａは、図９に示すように、圧電基板４０の主面４０ａ上に形成されている中間層４２と、この中間層４２上に形成されている電極層４３との２層の導体層が、交互に、合計４層、積層されている。
【０１０３】
電極指４１ａに含まれる中間層４２及び電極層４３は、その長手方向に対して直交する面での断面が、圧電基板４０の主面４０ａに近づくにつれて広く形成されている。つまり、中間層４２及び電極層４３は、それぞれ台形形状を有している。
【０１０４】
電極指４１ａにおける中間層４２が電極層４３に対向している接合面４２ａの断面の幅は、図１０に示すように、電極層４３が中間層４２に対向している接合面４３ａの断面の幅に比べて、大きく形成されている。そのため、電極指４１ａは、中間層４２の側面と電極層４３の側面との間に、中間層４２の接合面４２ａ上に直接、保護膜４４が形成されうる領域として、縦断面形状がＬ字形状であって幅Ｒ４を有する段部４２ｂを左右に有している。なお、このような段部は、例えば、電極指をエッチングする際に、エッチングする時間を長くしてオーバーエッチングを行うことによって、中間層が電極層に対向している接合面の断面の幅を、電極層が中間層に対向している接合面の断面の幅よりも長くすることができる。
【０１０５】
中間層４２は、Ｔｉ（その熱膨張係数をρ４２と書くと、ρ４２＝８．９×１０−６／Ｋ）等の金属材料で形成されている。
【０１０６】
電極層４３は、中間層４２を形成する材料よりも大きな熱膨張係数を有するＡｌ合金（その熱膨張係数をρ４３と書くと、ρ４３＝２３．５×１０−６／ＫのＡｌ−Ｃｕ（Ｃｕ：１重量％）合金）等の金属材料で形成されている。
【０１０７】
電極指４１ａを形成する複数の導体層は、図１０に示すように、中間層４２の側面と圧電基板４０の主面４０ａとのなす角度α４（例えば、７４°）が電極層４３の側面と圧電基板４０の主面４０ａとのなす角度β４（例えば、６０°）よりも大きくなるように形成されている（α４＞β４）。
【０１０８】
保護膜４４は、ＩＤＴ電極４１を形成する各導体層４２及び４３の熱膨張係数ρ４２，ρ４３のうちの最も大きな熱膨張係数（この場合ρ４３）よりも小さな熱膨張係数を有する材料で形成されている。
【０１０９】
電極指４１ａに生じるせん断応力は、上述のように、中間層４２の側面の角度α４が電極層４３の側面の角度β４よりも大きく形成されているので、各導体層の側面が同じ角度に形成されているときに比べて、その差を軽減することができる。それに加え、電極層４３の接合面４３ａの断面の幅が、中間層４２の接合面４２ａの断面の幅に比べて、小さく形成されているので、段部４２ｂに積層されている保護膜４４は、電極層４３の熱膨張による伸長を抑制することができる。これにより、中間層４２と電極層４３との境界に生じるせん断応力を軽減することができ、結果として、保護膜４４の破断や剥離を防止することができる。
【０１１０】
また、段部４２ｂでは、中間層４２の接合面４２ａ上に直接保護膜４４が形成されているので、中間層４２よりも大きな熱膨張係数ρ４３を有する電極層４３の、圧電基板４０の主面４０ａ方向への伸長を抑制することができる。
【０１１１】
また、本実施形態では、電極指４１ａが３層以上の導体層で形成されているので、電極指４１ａの耐久性をさらに増すことができる。
【０１１２】
なお、上述の弾性表面波素子１では、ＩＤＴ電極上にのみ導体保護膜を形成する実施形態を説明したが、図１１に示すように、電極指１１ａの導体保護膜の上面に、さらに絶縁保護膜１４ｂを形成するか、または導体保護膜に代えて絶縁保護膜１４ｂを形成することができる。これにより、ＩＤＴ電極１１を保護しながらも、電極指１１ａと圧電基板１０との密着性を高めることができる。絶縁保護膜１４ｂを形成する場合、絶縁保護膜１４ｂは、圧電基板１０の主面上にも形成されていてもよい。もちろん、弾性表面波素子２，３，４においても、同様に、ＩＤＴ電極２１，３１，４１上に絶縁保護膜を形成することができる。
【実施例】
【０１１３】
＜実施例１＞
図３、図４に示される弾性表面波素子１を製造した。圧電基板１０には、圧電性を有する材料として、ＬｉＴａＯ３単結晶で形成された基板を用いた。
【０１１４】
スパッタリング法を用いて、圧電基板１０上に中間層１２としてＴｉを堆積（deposit
）し、中間層１２上に電極層１３として、ＡｌにＣｕを含有したＡｌ−Ｃｕ（Ｃｕ：１重量％）合金を堆積した。膜厚はＴｉが１８ｎｍ、Ａｌ−Ｃｕ合金が４０２ｎｍであった。
【０１１５】
ＩＤＴ電極１１及び反射器１９は、その形状をフォトリソグラフィ法の技術を用いてパターニングし、次いで、ドライエッチング法を用いて形成した。
【０１１６】
ドライエッチング法では、Ｃｌ２、ＢＣｌ３及びＮ２を反応ガスとして用い、ガス流量、圧力、印加電力等のエッチング条件を調整することによって、ＴｉとＡｌ−Ｃｕ合金とのエッチング選択比を調整した。
【０１１７】
すなわち、ガス流量、圧力、印加電力、時間等のエッチング条件を調整して、ＴｉとＡｌ−Ｃｕ合金とのエッチングレートの違いにより、サイドエッチング量を制御して傾斜角α１，β１を調整した。具体的には、用いたＲＩＥ装置はＩＣＰ（Inductive Coupled Plasma）−ＲＩＥ装置であり、エッチング条件は、ガス流量ＢＣｌ３が２０ｓｃｃｍ、Ｃｌ２が２０ｓｃｃｍ、Ｎ２が１０ｓｃｃｍであり、圧力１．０Ｐａ、バイアスパワー６０Ｗ、であり、加工に要したエッチング時間は約６０秒である。
【０１１８】
このときの電極指１１ａの側面の角度は、圧電基板１０の主面１０ａを基準とするとき、中間層１２の有する角度α１が６５度であり、電極層１３の有する角度β１が５８度であった。
【０１１９】
次に、中間層１２及び電極層１３を形成した後、ドライエッチング時に用いたマスクを使って、保護膜１４となる金属層（Ｔｉ）を、スパッタリング法により形成した。
【０１２０】
このようにして作製した弾性表面波素子１に高周波をかけても、また、環境温度を変化しても、保護膜１４の剥離は生じなかった。また、弾性表面波素子１のウェハ面内およびウェハ間の歩留まりは高いものが得られた。
【０１２１】
＜実施例２＞
図５、図６に示される弾性表面波素子２を製作した。圧電基板２０には、圧電性を有する材料として、ＬｉＴａＯ３単結晶で形成された基板を用いた。
【０１２２】
まずスパッタリング法を用いて、圧電基板２０上に中間層２２としてＡｌ−Ｃｕ（Ｃｕ：１重量％）合金を堆積し、中間層２２上に電極層２３としてＴｉを堆積した。膜厚はＡｌ−Ｃｕが４０２ｎｍ、Ａｌ−Ｃｕ合金が１８ｎｍであった。
【０１２３】
ＩＤＴ電極２１及び反射器（図示せず）は、その形状をフォトリソグラフィ法の技術を用いてパターニングし、次いで、ドライエッチング法を用いて形成した、このとき、中間層２２及び電極層２３のエッチング選択比を調整した。また、このドライエッチング法を用いて、電極指２１ａに含まれるそれぞれの導体層の側面と圧電基板２０の主面２０ａとのなす角度が、設計した角度となるように調整した。エッチング条件は、ガス流量ＢＣｌ３が２０ｓｃｃｍ、Ｃｌ２が２０ｓｃｃｍ、Ｎ２が２０ｓｃｃｍであり、圧力１．０Ｐａ、バイアスパワー６０Ｗ、であり、加工に要したエッチング時間は約６０秒である。
【０１２４】
このとき、電極指２１ａの側面の角度は、圧電基板２０の主面２０ａを基準としたとき、中間層２２の有する角度α２が６０度であり、電極層２３の有する角度β２が７５度であった。
【０１２５】
次に、中間層２２及び電極層２３を形成した後、保護膜２４を、スパッタリング法を用いてＳｉＯ２で形成した。そしてドライエッチング法により、保護膜３４の不要な部分を削り取った。
【０１２６】
このようにして作製した弾性表面波素子２に高周波をかけても、また、環境温度を変化しても、保護膜２４の剥離は生じなかった。
【０１２７】
＜実施例３＞
図７、図８に示される弾性表面波素子３を製造した。圧電基板３０には、圧電性を有する材料として、ＬｉＴａＯ３単結晶で形成された基板を用いた。
【０１２８】
次にスパッタリング法を用いて、圧電基板３０上に中間層３２としてＴｉを堆積し、中間層３２上に電極層３３としてＡｌ−Ｃｕ（Ｃｕ：１重量％）合金を堆積した。膜厚はＴｉが１８ｎｍ、Ａｌ−Ｃｕ合金が４０２ｎｍであった。
【０１２９】
ＩＤＴ電極３１及び反射器（図示せず）は、その形状をフォトリソグラフィ法の技術を用いてパターニングし、次いで、ドライエッチング法を用いて形成した。ドライエッチング法では、Ｃｌ２、ＢＣｌ３及びＮ２を反応ガスとして用い、ガス流量、圧力、印加電力等のエッチング条件を調整することによって、中間層３２及び電極層３３のエッチング選択比を調整した。また、このドライエッチング法を用いて、電極指３１ａに含まれるそれぞれの導体層の側面と圧電基板３０の主面３０ａとのなす角度が、設計した角度となるように調整した。エッチング条件は、ガス流量ＢＣｌ３が２０ｓｃｃｍ、Ｃｌ２が２０ｓｃｃｍ、Ｎ２が１０ｓｃｃｍであり、圧力１．０Ｐａ、バイアスパワー６０Ｗ、であり、加工に要したエッチング時間は約７０秒である。
【０１３０】
このとき、電極指３１ａの側面の角度は、圧電基板３０の主面３０ａを基準とするとき、中間層３２の有する角度α３が６５度であり、電極層３３の有する角度β３が５８度であった。
【０１３１】
また、電極指３１ａのエッチングの際に、オーバーエッチングをすることによって、電極層３３の接合面３３ａの断面での幅を、中間層３２の接合面３２ａの断面での幅よりも左右各８ｎｍ短くした（図８のＲ３参照）。
【０１３２】
次に、中間層３２及び電極層３３を形成した後、フォトリソグラフィにてパターニングし、スパッタリングを用いて、保護膜３４をＳｉＯ２で形成した。そしてドライエッチング法により、保護膜３４の不要な部分を削り取った。
【０１３３】
このようにして作製した弾性表面波素子３に高周波をかけても、また、環境温度を変化しても、保護膜３４の剥離は生じなかった。
【０１３４】
＜実施例４＞
図９、図１０に示される弾性表面波素子４を製造した。圧電基板４０には、圧電性を有する材料として、ＬｉＴａＯ３単結晶で形成された基板を用いた。
【０１３５】
まずスパッタリング法を用いて、圧電基板４０上に中間層４２となるＴｉを堆積し、中間層４２上に電極層４３となるＡｌ−Ｃｕ（Ｃｕ：１重量％）合金を堆積した。このようにして、圧電基板４０の主面４０ａ上に、中間層４２と電極層４３とを交互に４層、積層させた。膜厚は１層あたりＴｉが６ｎｍ、Ａｌ−Ｃｕ合金が１３０ｎｍであった。
【０１３６】
ＩＤＴ電極４１及び反射器（図示せず）は、その形状をフォトリソグラフィ法の技術を用いてパターニングし、次いで、ドライエッチング法を用いて形成した。ドライエッチング法では、Ｃｌ２、ＢＣｌ３及びＮ２を反応ガスとして用い、ガス流量、圧力、印加電力等のエッチング条件を調整することによって、中間層４２及び電極層４３のエッチング選択比を調整した。また、このドライエッチング法を用いて、電極指４１ａに含まれるそれぞれの導体層の側面と圧電基板４０の主面４０ａとのなす角度が、設計した角度となるように調整した。エッチング条件は、ガス流量ＢＣｌ３が２０ｓｃｃｍ、Ｃｌ２が２０ｓｃｃｍ、Ｎ２が１０ｓｃｃｍであり、圧力１．０Ｐａ、バイアスパワー６０Ｗ、であり、加工に要したエッチング時間は約６０秒である。
【０１３７】
このとき、電極指４１ａの側面の角度は、圧電基板４０の主面４０ａを基準とするとき、中間層４２の有する角度α４が７４度であり、電極層４３の有する角度β４が６０度であった。
【０１３８】
また、電極指４１ａのエッチングの際に、オーバーエッチングを行うことによって、中間層４２の接合面４２ａの断面での幅を、電極層４３の接合面４３ａの断面での幅よりも左右各１６ｎｍ長くした（図１０のＲ４参照）。
【０１３９】
次に、中間層４２及び電極層４３を形成した後、フォトリソグラフィにてパターニングし、スパッタリングを用いて、保護膜４４を、ＳｉＯ２で形成した。そして、保護膜４４を形成した後、ドライエッチング法により、ＩＤＴ電極４１を形成した。
【０１４０】
このようにして製造した弾性表面波素子４に高周波をかけても、また、環境温度を変化しても保護膜４４の剥離は生じなかった。
【符号の説明】
【０１４１】
１，２，３，４ 弾性表面波素子
１０，２０，３０，４０ 圧電基板
１０ａ，２０ａ，３０ａ，４０ａ 圧電基板の主面
１１，２１，３１，４１ ＩＤＴ電極
１１ａ，２１ａ，３１ａ，４１ａ 電極指
１２，２２，３２，４２ 中間層
１３，２３，３３，４３ 電極層
１４，２４，３４，４４ 保護膜
１４ｂ 絶縁保護膜
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電基板上に形成されたＩＤＴ電極を有している弾性表面波素子及びそれを搭載した弾性表面波装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、インターデジタルトランスデューサ電極（Inter Digital Transducer：以下、単にＩＤＴ電極という）が圧電基板上に形成されている弾性表面波素子が知られている。このＩＤＴ電極は、電気信号と弾性表面波とを相互に変換することができる。弾性表面波素子は、また、ＩＤＴ電極に加え、ＩＤＴ電極を挟む位置に反射器電極を配置し、ＩＤＴ電極で励起した弾性表面波を両側の反射器電極で多重反射させ、エネルギーを閉じ込めることができる。
【０００３】
携帯電話等の移動端末装置に用いられるデュプレクサにおいて、従来では、主に誘電体フィルタが用いられてきていたが、近年では、高性能で小型軽量化が可能な弾性表面波素子を搭載した弾性表面波装置が用いられている。そして、弾性表面波装置の入力レベルは、移動端末装置の段間フィルタ用の１０ｍＷレベルから、移動端末装置のデュプレクサで要求される１〜３Ｗレベルへと、弾性表面波装置の応用範囲の広がりに応じて、広がってきている。このため、移動端末装置のデュプレクサに用いられている弾性表面波装置では、使用周波数帯の上昇に伴い、入力レベルの要求が大きくなる。
【０００４】
一方、近年では、弾性表面波素子の動作周波数が数百ＭＨｚから数ＧＨｚへ高周波化されている。そして、弾性表面波素子に含まれるＩＤＴ電極の線幅は、この高周波化に伴い、周波数に反比例して細くなっている。具体的には、８００ＭＨｚ帯では、ＩＤＴ電極の電極線幅が約１μｍ程度であるのに対して、１．９ＧＨｚ帯では、電極線幅が約０．５μｍである。そのため、ＩＤＴ電極の櫛歯形状に形成されている電極指は、周波数帯の高周波化に伴い、微細な加工が要求される。
【０００５】
上述のように、ＩＤＴ電極の電極線幅がより細くなってきたことや、デュプレクサに含まれる弾性表面波素子の入力レベルが大きくなってきたことで、ＧＨｚ帯での弾性表面波素子の耐電力寿命は、８００ＭＨｚ帯の弾性表面波装置に比べて２桁以上短くなってしまう。
【０００６】
また、高周波に対応したＩＤＴ電極の細い電極指を用いて、弾性表面波を励振・受信する場合、弾性表面波装置に加わる信号電力が大きくなると、弾性表面波装置の駆動時に弾性表面波によって生じる圧電基板の主面の歪みが発生し、ＩＤＴ電極の電極指に内部応力が発生する。そして、この内部応力により、電極指にストレスマイグレーション現象が引き起こされ、電極指が破壊され、ＩＤＴ電極が劣化してしまう。
【０００７】
それに加え、この内部応力を緩和するために、Ａｌ（アルミニウム）で形成された電極指内のＡｌ原子が移動（migrate）し、結果として、Ａｌ結晶粒界に空孔が集積してしまい、ボイド及び突起（ヒロック）（hillock）が発生する。このため、弾性表面波装置は、弾性表面波の伝搬や共振等の性能に対する特性劣化や電極指の破壊が生じてしまう。
【０００８】
したがって、ＩＤＴ電極を含んだ弾性表面波素子は、用途の多様化に伴い、高電力の印加に対する耐久性がさらに要求される。そのため、従来のような、ＡｌやＡｌ合金の金属材料が単層で形成された電極指を有するＩＤＴ電極に代わって、異なる材料を積層し耐久性を増した電極指を有するＩＤＴ電極の開発が進められている。
【０００９】
例えば、特許文献１では、本願の図１３に示すように、ＩＤＴ電極１１１のストレスマイグレーションの発生を抑制する目的で、Ａｌ電極層１１３と圧電基板１１０との間に、Ｔｉ（チタン）等の材料で形成された中間層１１２を配置し、それを保護膜（金属膜）１１４で覆う構造が提案されている。
【００１０】
また、特許文献２は、第１の金属層と第２の金属層とを重ねて構成したＩＤＴ電極の構造を開示する。このＩＤＴ電極の断面形状は、圧電基板に近い下面のほうが上面より幅の広い台形となっている。
【００１１】
特許文献３は、反射器電極の材料が単一の金属層からなり、その断面形状が台形である反射器の電極構造を開示する。
【００１２】
特許文献４では、台形状の断面を有する第１の金属層と、長方形状の断面を有する第２の金属層とを重ねて構成したＩＤＴ電極の構造を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００１−２１７６７２号公報
【特許文献２】特開２００１−１６８６７１号公報
【特許文献３】特開平３−２１７１０９号公報
【特許文献４】国際公開第２００３／０５８８１３Ａ１号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
ところで、特許文献１でのＩＤＴ電極１１１の構造において、中間層１１２及び電極層１１３の側面が、圧電基板１１０の主面１１０ａに対して、ほぼ垂直に形成されている。この場合、保護膜１１４を蒸着法等の、回り込みの少ない成膜方法により形成するとき、保護膜１１４を形成する材料が圧電基板１１０の主面１１０ａに対してほぼ垂直な方向から入射するので、この電極指１１１ａの側面では、保護膜１１４は薄く形成されてしまう。このため、保護膜１１４は、電極指１１１ａの側面に対してのカバレッジを悪くしてしまい、その結果、破断や剥離等のストレスマイグレーションを生じるおそれがある。
【００１５】
また、特許文献２は、材料の異なる２種類の電極層からなり、断面形状が台形のＩＤＴ電極を開示するが、２種類の電極層の熱膨張係数が違うために電極層同士の境界面にせん断応力が生じやすくなっている。
【００１６】
特許文献３では、断面形状が台形である反射器の電極構造を開示するにとどまる。
【００１７】
特許文献４も、２種類の電極層の熱膨張係数が違うために電極層同士の境界面にせん断応力が生じた場合、特許文献２と同様、各電極層の破断や剥離を防ぐことができない。
【００１８】
本発明の目的は、複数の導体層を積層している電極指でありながら、これらの導体層の破断や剥離等の発生を抑制できるＩＤＴ電極を備えることで、耐久性を高めることができる弾性表面波素子及びそれを搭載した弾性表面波装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の弾性表面波素子によれば、電極指は、第１の導体層と、この第１の導体層の材料と異なる材料の第２の導体層とを含む複数の導体層が積層されて形成されている。前記第１の導体層は、前記電極指の長手方向に直交する面での断面形状が、圧電基板に近づく方向に広がる台形形状を有しており、前記第２の導体層は、前記電極指の長手方向に直交する面での断面形状が、圧電基板に近づく方向に広がる台形形状を有している。そして、前記第１の導体層の側面と前記圧電基板の主面との成す角度が、前記第２の導体層の側面と前記圧電基板の主面との成す角度と異なっている。
【００２０】
この構成によれば、電極指は２層の導体層が積層されており、圧電基板の主面上に形成されている第１の導体層（中間層）と、この第１の導体層上に形成されている第２の導体層（電極層）との導体層で形成されている。この電極指に含まれる第１の導体層及び第２の導体層は、この電極指の長手方向に対して直交する面での断面が、圧電基板の主面に近づくにつれて広く形成されている。つまり、第１の導体層及び第２の導体層は、それぞれ台形形状を有している。
【００２１】
これにより、ＩＤＴ電極の電極指上に形成される保護膜を形成する材料が、圧電基板の主面に対してほぼ垂直な方向から入射したとしても、保護膜は、電極指の側面にも充分な厚さで形成される。よって、保護膜が薄く形成されてしまったときのように保護膜と導体層との密着性が低くなることがないため、保護膜の破断や剥離を防止することができ、弾性表面波素子の耐久性を高めることができる。
【００２２】
そして、各導体層は、個々に、傾斜角度が異なる台形形状を有することができるので、各導体層を形成する材料の特性（例えば、熱膨張係数）が異なっても、保護膜の破断や剥離等の発生を、より抑制できる。これにより、電極指を複数の導体層で形成しながらも、保護膜の破断や剥離を良好に抑制することができ、弾性表面波素子の耐久性を高めることができる。
【００２３】
なお、前記では、２層の導体層が積層された電極指の例を用いて説明したが、３層以上の導体層が積層された電極指でも、本発明を良好に適用することができる。
【００２４】
前記第２の導体層は、前記第１の導体層に比べて大きな熱膨張係数を有する材料で形成されている場合、前記第１の導体層の側面と前記圧電基板の主面との成す角度が、前記第２の導体層の側面と前記圧電基板の主面との成す角度よりも大きく形成されていることが好ましい。
【００２５】
この構成によれば、第１の導体層の熱膨張係数が第２の導体層の熱膨張係数よりも小さいので、第１の導体層に生じる熱膨張の幅は、第２の導体層に生じる熱膨張の幅より小さくなる。ここで、「熱膨張の幅」とは、各導体層の側面にほぼ垂直な方向の伸長の幅を表している。それに加え、第１の導体層の側面の角度が第２の導体層の側面の角度よりも大きく形成されているので、電極指を形成する各導体層の熱膨張の幅の差によるせん断応力（shear stress）を軽減することができる。よって、各導体層の熱膨張の幅における圧電基板の主面に沿う方向への伸長は、各導体層の側面が同じ角度に形成されているときに比べて、その差を軽減することができる。
【００２６】
また、前記第２の導体層は、前記第１の導体層に比べて小さな熱膨張係数を有する材料で形成されている場合、前記第１の導体層の側面と前記圧電基板の主面との成す角度が、前記第２の導体層の側面と前記圧電基板の主面との成す角度よりも小さく形成されていてもよい。これにより、電極指を複数の導体層で形成しながらも、電極指表面を覆っている保護膜の破断や剥離等の発生を良好に抑制できるので、弾性表面波素子の耐久性を高めることができる。
【００２７】
また、前記第１の導体層は、前記圧電基板の主面上に接して形成され、前記第２の導体層は前記第１の導体層上に形成され、前記第１の導体層の前記第２の導体層に対向している断面の幅が、前記第２の導体層の前記第１の導体層に対向している断面の幅に比べて、大きく形成されていることが好ましい。この構成によれば、第２の導体層の接合面の方が第１の導体層の接合面に比べて小さく形成されているので、第１の導体層上における第１の導体層の側面から第２の導体層の側面までの領域（段部）に、保護膜を積層することができる。これにより、第２の導体層の熱膨張による伸長が、第１の導体層上にある保護膜により抑制される。よって、第１の導体層と第２の導体層との境界に生じるせん断応力を、さらに抑制することができる。
【００２８】
なお、前記ＩＤＴ電極の電極指は、保護膜で覆われていてもよい。これにより、電極指を形成する各導体層の剥離を防止することができる。
【００２９】
前記保護膜は、前記電極指を形成する導体層のうちの最も大きな熱膨張係数を有するものに比べて、小さな熱膨張係数を有する材料で形成されていることが好ましい。これにより、保護膜は、第１の導体層や第２の導体層の熱膨張による伸長を抑制することができる。
【００３０】
なお、前記保護膜は、前記ＩＤＴ電極上にのみ形成されており、Ｔｉ，Ｃｒ，Ｎｂ，Ｐｄ，Ｃｕ及びＮｉのうち、少なくとも１種を材料として含んでいてもよい。
【００３１】
本発明の弾性表面波装置は、上述の弾性表面波素子を実装基板に実装したものであり、上述のとおり、信頼性の高いＩＤＴ電極を有する。これにより、この弾性表面波装置の寿命が長くなることを期待できる。
【００３２】
以上のように、本発明によれば、ＩＤＴ電極の電極指に生じるせん断応力を軽減することができる。これにより、弾性表面波素子の温度特性を改善することが可能となる。さらに、ストレスマイグレーションに起因するヒロックやボイドの発生を抑制することができ、高い入力電力に対するＩＤＴ電極の破壊が生じにくくなり、弾性表面波素子の耐久性を向上することができる。
【００３３】
本発明における上述の、又はさらに他の利点、特徴及び効果は、添付図面を参照して次に述べる実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施形態にかかる弾性表面波素子の平面図である。
【図２】弾性表面波素子を実装基板に実装した状態を示すＡ−Ａ線での断面図である。
【図３】弾性表面波素子１に含まれるＩＤＴ電極の、図１におけるＢ−Ｂ線での要部断面図である。
【図４】このＩＤＴ電極における１つの電極指の拡大断面図である。
【図５】他の実施形態にかかる弾性表面波素子２に含まれるＩＤＴ電極の、図１におけるＢ−Ｂ線での要部断面図である。
【図６】このＩＤＴ電極における１つの電極指の拡大断面図である。
【図７】さらに他の実施形態にかかる弾性表面波素子３に含まれるＩＤＴ電極の、図１におけるＢ−Ｂ線での要部断面図である。
【図８】このＩＤＴ電極における１つの電極指の拡大断面図である。
【図９】さらに他の実施形態にかかる弾性表面波素子４に含まれるＩＤＴ電極の、図１におけるＢ−Ｂ線での要部断面図である。
【図１０】このＩＤＴ電極における１つの電極指の拡大断面図である。
【図１１】弾性表面波素子１に含まれるＩＤＴ電極の電極指上に、絶縁保護膜を形成した状態を示す拡大断面図である。
【図１２】本発明の他の実施形態にかかる弾性表面波素子の平面図である。
【図１３】従来のＩＤＴ電極の電極指の拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
図１は、本発明の一実施形態にかかるラダー型の弾性表面波素子の平面図である。図２は、弾性表面波素子を実装基板に実装したときのＡ−Ａ線における断面図である。
【００３６】
弾性表面波素子１は、圧電基板１０と、圧電基板１０の主面１０ａ上に形成されたＩＤＴ電極１１とを有している。ここで、「圧電基板１０の主面１０ａ」とは、板状の圧電基板１０において、ＩＤＴ電極１１が形成されている面のことをいう。
【００３７】
また、弾性表面波素子１は、ＩＤＴ電極１１の信号の伝搬方向（紙面上下方向）に、ＩＤＴ電極１１を挟む位置に、スリット形状を有した反射器電極（以下、反射器ともいう）１９を備えている。この反射器１９により、ＩＤＴ電極１１で励起した弾性表面波を多重反射させることができ、発生した弾性表面波のエネルギーを閉じ込めることができる。
【００３８】
また、弾性表面波素子１には、圧電基板１０の主面１０ａの、ＩＤＴ電極１１や反射器１９を取り囲む位置に、環状電極１６が形成されている。それに加え、弾性表面波素子１には、引き出し電極１７を介してＩＤＴ電極１１と接続される配線電極パッド１８が形成されている。
【００３９】
弾性表面波素子１は、断面図である図２に示すように、ＩＤＴ電極１１が形成された主面１０ａを、樹脂製の実装基板９０の上面に対向させて、いわゆるフェースダウン方式で載置固定し、例えば、半田などの接合材を介して環状電極１６を実装基板９０上の対向する環状導体に接合させ、配線電極パッド１８を実装基板９０上の対向する配線導体に接合させている。これらの接合面は、接合材をリフロー溶融することによって相互に接合される。このリフロー溶融によって、環状電極１６と環状導体とが接合された環状電極部９１及び配線電極パッド１８と配線導体とが接合された配線電極部９２が形成される。
【００４０】
このようにして、弾性表面波素子１が実装基板９０に載置固定されて、フリップチップ実装されることで、弾性表面波素子１が実装基板９０に電気的かつ機械的に接続されてなる弾性表面波装置Ｓが製造される。
【００４１】
圧電基板１０は、３８．７°Ｙカット−Ｘ伝搬のＬｉＴａＯ３単結晶、６４°Ｙカット−Ｘ伝搬のＬｉＮｂＯ３単結晶、４５°Ｘカット−Ｚ伝搬のＬｉＢ４Ｏ７単結晶等の圧電性を有する材料で形成されている。これにより、圧電基板１０は、電気機械結合係数を大きく、かつ、群遅延時間温度係数を小さくすることができる。
【００４２】
また、圧電基板１０の厚みは、好ましくは、０．１５〜０．５ｍｍである。厚みが０．１５ｍｍ未満の場合、圧電基板１０が脆く破損しやすい。逆に、厚みが０．５ｍｍの場合、材料コストが大きくなる。
【００４３】
圧電基板１０の主面１０ａ上に形成されているＩＤＴ電極１１は、図１に示すように、互いに噛み合うような櫛歯状に形成されている一対の電極指１１ａを有している。
【００４４】
電極指１１ａは、好ましくは、各電極指１１ａの本数が片側あたり５０〜２００である。各電極指１１ａの幅は０．１〜１０μｍである。隣接する電極指１１ａ同士の間隔（ピッチ）は０．１〜１０μｍである。対向する電極指１１ａ同士の噛み合う長さ（交差幅）は１０〜３００μｍである。そして、ＩＤＴ電極１１は、弾性表面波共振器や弾性表面波フィルタとしての所期の特性を良好に得るために、０．１〜０．６μｍの高さ（厚み）を有する。
【００４５】
ＩＤＴ電極１１は、スパッタリング法、蒸着法やＣＶＤ法（Chemical Vapor Deposition：化学気相成長法）等の薄膜形成法を用いて、後述するようにＡｌ−Ｃｕ系のＡｌ合金
などでできた電極層と、Ｔｉ系の中間層とで形成されている。
【００４６】
前記Ａｌ合金として、Ａｌに加えられる金属には、Ｃｕがある。またＣｕとともに、又は、Ｃｕに代えて、Ｔｉ，Ｔａ，Ｗ，Ｍｏ，Ｍｇ等の金属が用いられることもある。そして、ＩＤＴ電極１１はフォトリソグラフィ法を用いてパターニングされ、所定の形状となる。
【００４７】
なお、前述したＩＤＴ電極１１の材料は、複数の電極指を平行に配列したスリット型の形状を有する反射器１９にも適用することができる。
【００４８】
また、図１では、弾性表面波素子１として、ラダー型弾性表面波フィルタを示したが、図１２で示すＤＭＳ型弾性表面波共振器フィルタで構成してもよい。
【００４９】
図１２のＤＭＳ型弾性表面波共振器フィルタは、図１のラダー型弾性表面波素子１と同様、圧電基板１０′と、圧電基板１０′の主面１０ａ′上に形成されたＩＤＴ電極１１′とを有している。これらのＩＤＴ電極１１′同士は、引き出し配線１７′を介して互いに結合されている。また、弾性表面波素子１′は、ＩＤＴ電極１１′の信号の伝搬方向（紙面左右方向）に、ＩＤＴ電極１１′を挟む位置に反射器１９′を備えている。弾性表面波素子１′は、圧電基板１０′の主面１０ａ′の、ＩＤＴ電極１１′や反射器１９′を取り囲む位置に、環状電極１６′が形成されている。それに加え、弾性表面波素子１′には、引き出し配線１７′を介してＩＤＴ電極１１′と接続される配線電極パッド１８′が形成されている。
【００５０】
以下、ＩＤＴ電極の構造を図１のラダー型弾性表面波素子１に基づいて説明するが、図１２のＤＭＳ型弾性表面波共振器フィルタのＩＤＴ電極１１′の構造も同様であることをあらかじめ断っておく。
【００５１】
図３は、弾性表面波素子１に含まれるＩＤＴ電極１１の、図１におけるＢ−Ｂ線での要部断面図である。図４は、このＩＤＴ電極１１における１つの電極指１１ａの拡大断面図である。
【００５２】
弾性表面波素子１は、ＩＤＴ電極１１として、圧電基板１０の主面１０ａ上に、複数の導体層が積層されている電極指１１ａを備えている。この電極指１１ａは、保護膜１４で覆われている。
【００５３】
電極指１１ａは、図３に示すように、圧電基板１０の主面１０ａ上に形成されている第１の導体層（以下、中間層ともいう）１２と、この中間層１２上に形成されている第２の導体層（以下、電極層ともいう）１３との２層の導体層が積層されている。
【００５４】
中間層１２及び電極層１３は、図３に示すように、その長手方向に対して直交する面での断面が、圧電基板１０の主面１０ａに近づくにつれて広く形成されている。つまり、中間層１２及び電極層１３は、その断面において、それぞれ台形形状を有している。
【００５５】
これにより、保護膜１４を形成する材料が、回り込みの少ない成膜方法により、圧電基板１０の主面１０ａに対してほぼ垂直な方向から入射して形成されたとしても、電極指１１ａの側面において、充分な厚さで保護膜１４を形成することができるので、保護膜１４の破断や剥離を抑制することができる。
【００５６】
中間層１２は、Ｔｉ（その熱膨張係数をρ１２と書く。ρ１２＝８．９×１０−６／Ｋ）等の金属材料で形成されている。
【００５７】
電極層１３は、中間層１２を形成する材料よりも大きな熱膨張係数（その熱膨張係数をρ１３と書く）を有するＡｌ合金（例えばρ１３＝２３．５×１０−６／ＫのＡｌ−Ｃｕ（Ｃｕ：１重量％）合金）等の金属材料で形成されている。
【００５８】
また、電極層１３は、それを形成する主成分としてのＡｌに混入される材料として、Ｃｕとともに、又は、Ｃｕに代えて前述したＴｉ，Ｔａ，Ｗ，Ｍｏ，Ｍｇ等の金属を添加した金属材料で形成することもできる。
【００５９】
また、電極指１１ａに含まれる２つの導体層である電極層１３及び中間層１２は、図４に示すように、中間層１２の側面と圧電基板１０の主面１０ａとのなす角度α１（例えば、６５°）が電極層１３の側面と圧電基板１０の主面１０ａとのなす角度β１（例えば、５８°）よりも大きくなるように形成されている（α１＞β１）。これにより、電極指１１ａの各導体層に生じる応力を分散することができる（詳しくは後述する）。
【００６０】
電極指１１ａの各導体層の側面の角度は、以下のようにエッチングを行うことで調整することができる。すなわち、電極指１１ａの各導体層を積層し、その形状をフォトリソグラフィ法の技術を用いてパターニングし、次いで、ドライエッチング法を用いて形成する。このドライエッチング法では、Ｃｌ２、ＢＣｌ３及びＮ２を反応ガスとして用い、ガス流量、圧力、印加電力、時間等のエッチング条件を調整することで、ＴｉとＡｌ合金とのエッチングレートの違いを利用して、サイドエッチング量（各導体層の側面部のエッチング量）を制御する。これにより、電極指１１ａの各導体層（中間層１２及び電極層１３）の側面の角度α１，β１を調整することができる。具体的には、サイドエッチング量を大きくする、すなわち導体層の側面と圧電基板の主面とのなす角度を小さくするためには、ＢＣｌ３のガス濃度を多くし、印加する電力を大きくすることが効果的である。
【００６１】
保護膜１４は、電極指１１ａを保護するために被覆される。保護膜１４は、ＩＤＴ電極１１を形成後、ＣＶＤ法を用いて、ＩＤＴ電極１１上に所定の材料を形成することで成膜される。保護膜１４は、ＣＶＤ法を用いる他には、スパッタリング法や蒸着法等の方法を用いて成膜することもできる。
【００６２】
なお、保護膜１４は、導体性を有する材料で形成された導体保護膜、半導体（semiconductor）性を有する材料で形成された半導体膜、あるいは絶縁性を有する材料で形成され
た絶縁保護膜を用いることができる。
【００６３】
導体保護膜の場合、ここでは、Ｔｉで形成されるものとして説明するが、Ｔｉの他には、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｐｄ、Ｃｕ及びＮｉ等の金属材料のうち、いずれかを主成分とすることができる。導体保護膜１４は、ＩＤＴ電極１１の電極指１１ａ上にのみ形成されている。
【００６４】
また、絶縁保護膜は、二酸化シリコンや窒化シリコン等の絶縁性を有する材料で形成される。半導体膜は、多結晶シリコン等の半導体性を有する材料で形成される。このとき、絶縁保護膜や半導体膜は、電極指１１ａ上のみに形成してもよく、電極指１１ａ上に加え、圧電基板１０の主面１０ａ上にも形成することができる。
【００６５】
以下では、弾性表面波素子１における、角度α１、β１の設定に基づく、各導体層に生じるせん断応力の軽減の機構を説明する。
【００６６】
各導体層（中間層１２及び電極層１３）の側面付近では、各導体層の熱膨張による応力が、各導体層の側面に対してほぼ垂直な向きで外方向に生じている。図４に示すように、中間層１２の側面付近では、熱膨張の幅Ａ１の伸長を生じ、電極層１３の側面付近では、熱膨張の幅Ｂ１の伸長を生じる。ここで、「熱膨張の幅」とは、各導体層の側面にほぼ垂直な方向の伸長の幅を表しており、導体層の体積、平面方向への幅や熱膨張係数ρ等により規定される。
【００６７】
この例では、中間層１２の熱膨張係数ρ１２が電極層１３の熱膨張係数ρ１３よりも小さいので、熱膨張の幅Ａ１は、熱膨張の幅Ｂ１よりも小さくなる（Ａ１＜Ｂ１）。
【００６８】
よって、中間層１２においては、熱膨張の幅Ａ１による圧電基板１０の主面１０ａに沿う方向に生じる伸長がＡ１ｓｉｎα１となり、電極層１３においては、熱膨張の幅Ｂ１による圧電基板１０の主面１０ａに沿う方向に生じる伸長がＢ１ｓｉｎβ１となる。
【００６９】
ここで、中間層１２の側面の角度α１が電極層１３の側面の角度β１よりも大きく形成されている（ｓｉｎα１＞ｓｉｎβ１）ので、各導体層における圧電基板１０の主面１０ａに沿う方向に生じる伸長（Ａ１ｓｉｎα１、Ｂ１ｓｉｎβ１）は、各導体層の側面が同じ角度に形成されているときに比べて、その差を軽減することができる。
【００７０】
したがって、各導体層の側面がなす角度を、その導体層が有する熱膨張係数に応じて調整することで、中間層１２と電極層１３との境界面に生じるせん断応力を軽減することができ、結果として、保護膜１４の破断や剥離を抑制することができる。
【００７１】
ところで、中間層１２の側面のなす角度α１は、８０度を超えない角度を有することが好ましい。この角度が８０度を超えない範囲の値をとることで、保護膜１４は、例えば、蒸着等の回り込みの少ない成膜方法を用いて形成されたときでも、電極指１１ａの側面の圧電基板１０の主面１０ａに近い部分まで、充分な厚さを有することができ、中間層１２及び電極層１３に対して良好な密着性を有するものとなる。
【００７２】
また、中間層１２と電極層１３とのなす角度の差（α１−β１）は、好ましくは１０°から２０°の範囲であり、より好ましくは１５°である。これにより、このとき、保護膜１４は、中間層１２及び電極層１３に対して良好な密着性を有するものとなる。
【００７３】
次に、本発明の他の実施形態にかかる弾性表面波素子について説明する。なお、以下の説明での弾性表面波素子２，３，４（圧電基板２０，３０，４０、その主面２０ａ，３０ａ，４０ａ、ＩＤＴ電極２１，３１，４１を含む）は、特に言及をしない部分において、図１の弾性表面波素子１（圧電基板１０、その主面１０ａ、ＩＤＴ電極１１を含む）や図１２の弾性表面波素子１′（圧電基板１０′、その主面１０ａ′、ＩＤＴ電極１１′を含む）と同様の構造を有するものとする。
【００７４】
図５は、他の実施形態にかかる弾性表面波素子２に含まれるＩＤＴ電極２１の、図１におけるＢ−Ｂ線での要部断面図であり、図６は、このＩＤＴ電極２１における１つの電極指２１ａの拡大断面図である。
【００７５】
弾性表面波素子２は、ＩＤＴ電極２１として、圧電基板２０の主面２０ａ上に、複数の導体層が積層されている電極指２１ａを備えている。この電極指２１ａは、保護膜２４で覆われている。
【００７６】
電極指２１ａは、図５に示すように、圧電基板２０の主面２０ａ上に形成されている第１の導体層である中間層２２と、この中間層２２上に形成されている第２の導体層である電極層２３との２層の導体層が積層されている。電極指２１ａに含まれる中間層２２及び電極層２３は、図５に示すように、その長手方向に対して直交する面での断面が、圧電基板２０の主面２０ａに近づくにつれて広く形成されている。つまり、中間層２２及び電極層２３は、その断面において、それぞれ台形形状を有している。
【００７７】
中間層２２は、ＡｌにＣｕやＭｇ等の金属材料を含有したＡｌ合金（その熱膨張係数をρ２２と書くと、ρ２２＝２３．５×１０−６／ＫのＡｌ−Ｃｕ（Ｃｕ：１重量％）合金）等の金属材料で形成されている。
【００７８】
電極層２３は、中間層２２を形成する材料よりも小さな熱膨張係数ρ２３を有するＴａ（その熱膨張係数をρ２３と書くと、熱膨張係数ρ２３＝６．６×１０−６／Ｋ）等の金属材料で形成されている。
【００７９】
電極指２１ａを形成する２つの導体層は、図６に示すように、中間層２２の側面と圧電基板２０の主面２０ａとのなす角度α２（例えば、６０°）が電極層２３の側面と圧電基板２０の主面２０ａとのなす角度β２（例えば、７５°）よりも小さくなるように形成されている（α２＜β２）。
【００８０】
保護膜２４は、電極指２１ａを保護するために備えられている。保護膜２４は、保護膜１４と同様、ＩＤＴ電極２１を形成後、ＣＶＤ法を用いて、ＩＤＴ電極２１上に所定の材料を形成することで成膜される。
【００８１】
中間層２２の側面付近では、熱膨張の幅Ａ２の伸長を生じ、電極層２３の側面付近では、熱膨張の幅Ｂ２の伸長を生じる。このとき、中間層２２の熱膨張係数ρ２２が電極層２３の熱膨張係数ρ２３よりも大きいので、熱膨張の幅Ａ２は、熱膨張の幅Ｂ２より大きくなる（Ａ２＞Ｂ２）。
【００８２】
よって、中間層２２においては、熱膨張の幅Ａ２による圧電基板２０の主面２０ａに沿う方向に生じる伸長がＡ２ｓｉｎα２となり、電極層２３においては、熱膨張の幅Ｂ２による圧電基板２０の主面２０ａに沿う方向に生じる伸長がＢ２ｓｉｎβ２となる。中間層２２の側面の角度α２が電極層２３の側面の角度β２よりも小さく形成されている（ｓｉｎα２＜ｓｉｎβ２）ので、各導体層における圧電基板２０の主面２０ａに沿う方向に生じる伸長（Ａ２ｓｉｎα２、Ｂ２ｓｉｎβ２）は、各導体層の側面が同じ角度に形成されているときに比べて、その差を軽減することができる。
【００８３】
したがって、その導体層が有する熱膨張係数に応じて、各導体層の側面がなす角度を調整することで、中間層２２と電極層２３との境界面に生じるせん断応力を軽減することができ、結果として、保護膜２４の破断や剥離を防ぐことができる。
【００８４】
なお中間層２２の側面のなす角度α２は、４５°から８０°の範囲の角度であることが好ましい。さらに好ましくは６０°から８０°の範囲である。
【００８５】
高周波フィルタの電極パターンが微細化され、電極指２１ａ上の微細な質量（mass）差が重要になってくる。この質量差とは、圧電基板２０上の電極薄膜の形状に基づく電極の質量差を意味する。ここでは、ＩＤＴ電極２１の形状、つまりＩＤＴ電極２１を形成する電極指２１ａの質量が、弾性表面波の励振に影響する。このことは、「質量効果」と呼ばれるもので、弾性表面波の周波数特性に影響を及ぼし、これらの特性における中心周波数が、電極薄膜の質量（形状、特に、線幅や膜厚）により所望の値からずれるおそれがある。中間層２２の側面のなす角度α２が４５度を超える角度であれば、上述の質量効果を軽減することができ、当該周波数特性の設計値が実測値と大きく異なることが少ないので、安定した歩留まりを得ることができる。
【００８６】
また、中間層２２と電極層２３とのなす角度の差（α２−β２）は、好ましくは１０°から２０°の範囲であり、より好ましくは１５°である。このとき、保護膜２４は、中間層２２及び電極層２３に対して良好な密着性を有するものとなる。
【００８７】
図７は、さらに他の実施形態にかかる弾性表面波素子３に含まれるＩＤＴ電極３１の、図１におけるＢ−Ｂ線での要部断面図である。図８は、このＩＤＴ電極３１における１つの電極指３１ａの拡大断面図である。
【００８８】
弾性表面波素子３は、ＩＤＴ電極３１として、圧電基板３０の主面３０ａ上に、複数の導体層が積層された電極指３１ａを備えている。この電極指３１ａは、保護膜３４で覆われている。
【００８９】
電極指３１ａは、図７に示すように、圧電基板３０の主面３０ａ上に形成されている中間層３２と、この中間層３２上に形成されている電極層３３との２層の導体層が積層されている。
【００９０】
電極指３１ａに含まれる中間層３２及び電極層３３は、図７に示すように、その長手方向に対して直交する面での断面が、圧電基板３０の主面３０ａに近づくにつれて広く形成されている。つまり、中間層３２及び電極層３３は、その断面において、それぞれ台形形状を有している。
【００９１】
電極指３１ａにおける電極層３３の下面、すなわち中間層３２との接合面３３ａは、中間層３２の接合面３２ａをはみ出すことがなく、中間層３２の接合面３２ａの中に含まれる。
【００９２】
中間層３２が電極層３３に対向している接合面３２ａの断面の幅Ｌ１は、図８に示すように、電極層３３が中間層３２に対向している接合面３３ａの断面の幅Ｌ２に比べて、大きくなるように形成されている。
【００９３】
そのため、電極指３１ａは、中間層３２の側面と電極層３３の側面との間に、中間層３２の接合面３２ａ上に直接保護膜３４が形成されうる領域として、縦断面形状がＬ字形状であって幅Ｒ３を有する段部３２ｂを左右に有している。この段部３２ｂでは、中間層３２の接合面３２ａ上に直接、保護膜３４が形成される。なお、このような段部は、例えば、電極指をエッチングする際に、エッチングする時間を長くしてオーバーエッチングを行うことによって、中間層が電極層に対向している接合面の断面の幅Ｌ１を、電極層が中間層に対向している接合面の断面の幅Ｌ２よりも長くすることができる。
【００９４】
中間層３２は、Ｔｉ（その熱膨張係数をρ３２と書くと、ρ３２＝８．９×１０−６／Ｋ）等の金属材料で形成されている。
【００９５】
電極層３３は、中間層３２を形成する材料よりも大きな熱膨張係数ρ３３を有するＡｌ合金（その熱膨張係数をρ３３と書くと、ρ３３＝２３．５×１０−６／ＫのＡｌ−Ｃｕ（Ｃｕ：１重量％）合金）等の金属材料で形成されている。
【００９６】
電極指３１ａを形成する２つの導体層は、図８に示すように、中間層３２の側面と圧電基板３０の主面３０ａとのなす角度α３（例えば、６５°）が電極層３３の側面と圧電基板３０の主面３０ａとのなす角度β３（例えば、５８°）よりも大きくなるように形成されている（α３＞β３）。
【００９７】
電極指３１ａに生じるせん断応力は、上述のように、中間層３２の側面の角度α３が電極層３３の側面の角度β３よりも大きく形成されているので、各導体層の側面が同じ角度に形成されているときに比べて、その差を軽減することができる。
【００９８】
これにより、その導体層が有する熱膨張係数に応じて、各導体層の側面がなす角度を調整することで、中間層３２と電極層３３との境界面に生じるせん断応力を軽減することができ、結果として、保護膜３４の破断や剥離を防ぐことができる。
【００９９】
保護膜３４は、ＩＤＴ電極３１を形成する各導体層（中間層３２及び電極層３３）の熱膨張係数ρ３２，ρ３３のうちの最も大きな熱膨張係数（この場合ρ３３）に比べて小さな熱膨張係数を有する材料で形成されている。これにより、電極層３３の熱膨張による伸長が、段部３２ｂ上にある保護膜３４により抑制される。よって、中間層３２と電極層３３との境界に生じるせん断応力をさらに抑制することができる。また、保護膜３４の密着性を向上することができる。
【０１００】
図９は、さらに他の実施形態にかかるＩＤＴ電極４１の、図１におけるＢ−Ｂ線での要部断面図である。図１０は、このＩＤＴ電極４１における１つの電極指４１ａの拡大断面図である。
【０１０１】
弾性表面波素子４は、ＩＤＴ電極４１として、圧電基板４０の主面４０ａ上に、複数の導体層が積層されている電極指４１ａを備えている。この電極指４１ａは、保護膜４４で覆われている。
【０１０２】
電極指４１ａは、図９に示すように、圧電基板４０の主面４０ａ上に形成されている中間層４２と、この中間層４２上に形成されている電極層４３との２層の導体層が、交互に、合計４層、積層されている。
【０１０３】
電極指４１ａに含まれる中間層４２及び電極層４３は、その長手方向に対して直交する面での断面が、圧電基板４０の主面４０ａに近づくにつれて広く形成されている。つまり、中間層４２及び電極層４３は、それぞれ台形形状を有している。
【０１０４】
電極指４１ａにおける中間層４２が電極層４３に対向している接合面４２ａの断面の幅は、図１０に示すように、電極層４３が中間層４２に対向している接合面４３ａの断面の幅に比べて、大きく形成されている。そのため、電極指４１ａは、中間層４２の側面と電極層４３の側面との間に、中間層４２の接合面４２ａ上に直接、保護膜４４が形成されうる領域として、縦断面形状がＬ字形状であって幅Ｒ４を有する段部４２ｂを左右に有している。なお、このような段部は、例えば、電極指をエッチングする際に、エッチングする時間を長くしてオーバーエッチングを行うことによって、中間層が電極層に対向している接合面の断面の幅を、電極層が中間層に対向している接合面の断面の幅よりも長くすることができる。
【０１０５】
中間層４２は、Ｔｉ（その熱膨張係数をρ４２と書くと、ρ４２＝８．９×１０−６／Ｋ）等の金属材料で形成されている。
【０１０６】
電極層４３は、中間層４２を形成する材料よりも大きな熱膨張係数を有するＡｌ合金（その熱膨張係数をρ４３と書くと、ρ４３＝２３．５×１０−６／ＫのＡｌ−Ｃｕ（Ｃｕ：１重量％）合金）等の金属材料で形成されている。
【０１０７】
電極指４１ａを形成する複数の導体層は、図１０に示すように、中間層４２の側面と圧電基板４０の主面４０ａとのなす角度α４（例えば、７４°）が電極層４３の側面と圧電基板４０の主面４０ａとのなす角度β４（例えば、６０°）よりも大きくなるように形成されている（α４＞β４）。
【０１０８】
保護膜４４は、ＩＤＴ電極４１を形成する各導体層４２及び４３の熱膨張係数ρ４２，ρ４３のうちの最も大きな熱膨張係数（この場合ρ４３）よりも小さな熱膨張係数を有する材料で形成されている。
【０１０９】
電極指４１ａに生じるせん断応力は、上述のように、中間層４２の側面の角度α４が電極層４３の側面の角度β４よりも大きく形成されているので、各導体層の側面が同じ角度に形成されているときに比べて、その差を軽減することができる。それに加え、電極層４３の接合面４３ａの断面の幅が、中間層４２の接合面４２ａの断面の幅に比べて、小さく形成されているので、段部４２ｂに積層されている保護膜４４は、電極層４３の熱膨張による伸長を抑制することができる。これにより、中間層４２と電極層４３との境界に生じるせん断応力を軽減することができ、結果として、保護膜４４の破断や剥離を防止することができる。
【０１１０】
また、段部４２ｂでは、中間層４２の接合面４２ａ上に直接保護膜４４が形成されているので、中間層４２よりも大きな熱膨張係数ρ４３を有する電極層４３の、圧電基板４０の主面４０ａ方向への伸長を抑制することができる。
【０１１１】
また、本実施形態では、電極指４１ａが３層以上の導体層で形成されているので、電極指４１ａの耐久性をさらに増すことができる。
【０１１２】
なお、上述の弾性表面波素子１では、ＩＤＴ電極上にのみ導体保護膜を形成する実施形態を説明したが、図１１に示すように、電極指１１ａの導体保護膜の上面に、さらに絶縁保護膜１４ｂを形成するか、または導体保護膜に代えて絶縁保護膜１４ｂを形成することができる。これにより、ＩＤＴ電極１１を保護しながらも、電極指１１ａと圧電基板１０との密着性を高めることができる。絶縁保護膜１４ｂを形成する場合、絶縁保護膜１４ｂは、圧電基板１０の主面上にも形成されていてもよい。もちろん、弾性表面波素子２，３，４においても、同様に、ＩＤＴ電極２１，３１，４１上に絶縁保護膜を形成することができる。
【実施例】
【０１１３】
＜実施例１＞
図３、図４に示される弾性表面波素子１を製造した。圧電基板１０には、圧電性を有する材料として、ＬｉＴａＯ３単結晶で形成された基板を用いた。
【０１１４】
スパッタリング法を用いて、圧電基板１０上に中間層１２としてＴｉを堆積（deposit
）し、中間層１２上に電極層１３として、ＡｌにＣｕを含有したＡｌ−Ｃｕ（Ｃｕ：１重量％）合金を堆積した。膜厚はＴｉが１８ｎｍ、Ａｌ−Ｃｕ合金が４０２ｎｍであった。
【０１１５】
ＩＤＴ電極１１及び反射器１９は、その形状をフォトリソグラフィ法の技術を用いてパターニングし、次いで、ドライエッチング法を用いて形成した。
【０１１６】
ドライエッチング法では、Ｃｌ２、ＢＣｌ３及びＮ２を反応ガスとして用い、ガス流量、圧力、印加電力等のエッチング条件を調整することによって、ＴｉとＡｌ−Ｃｕ合金とのエッチング選択比を調整した。
【０１１７】
すなわち、ガス流量、圧力、印加電力、時間等のエッチング条件を調整して、ＴｉとＡｌ−Ｃｕ合金とのエッチングレートの違いにより、サイドエッチング量を制御して傾斜角α１，β１を調整した。具体的には、用いたＲＩＥ装置はＩＣＰ（Inductive Coupled Plasma）−ＲＩＥ装置であり、エッチング条件は、ガス流量ＢＣｌ３が２０ｓｃｃｍ、Ｃｌ２が２０ｓｃｃｍ、Ｎ２が１０ｓｃｃｍであり、圧力１．０Ｐａ、バイアスパワー６０Ｗ、であり、加工に要したエッチング時間は約６０秒である。
【０１１８】
このときの電極指１１ａの側面の角度は、圧電基板１０の主面１０ａを基準とするとき、中間層１２の有する角度α１が６５度であり、電極層１３の有する角度β１が５８度であった。
【０１１９】
次に、中間層１２及び電極層１３を形成した後、ドライエッチング時に用いたマスクを使って、保護膜１４となる金属層（Ｔｉ）を、スパッタリング法により形成した。
【０１２０】
このようにして作製した弾性表面波素子１に高周波をかけても、また、環境温度を変化しても、保護膜１４の剥離は生じなかった。また、弾性表面波素子１のウェハ面内およびウェハ間の歩留まりは高いものが得られた。
【０１２１】
＜実施例２＞
図５、図６に示される弾性表面波素子２を製作した。圧電基板２０には、圧電性を有する材料として、ＬｉＴａＯ３単結晶で形成された基板を用いた。
【０１２２】
まずスパッタリング法を用いて、圧電基板２０上に中間層２２としてＡｌ−Ｃｕ（Ｃｕ：１重量％）合金を堆積し、中間層２２上に電極層２３としてＴｉを堆積した。膜厚はＡｌ−Ｃｕが４０２ｎｍ、Ａｌ−Ｃｕ合金が１８ｎｍであった。
【０１２３】
ＩＤＴ電極２１及び反射器（図示せず）は、その形状をフォトリソグラフィ法の技術を用いてパターニングし、次いで、ドライエッチング法を用いて形成した、このとき、中間層２２及び電極層２３のエッチング選択比を調整した。また、このドライエッチング法を用いて、電極指２１ａに含まれるそれぞれの導体層の側面と圧電基板２０の主面２０ａとのなす角度が、設計した角度となるように調整した。エッチング条件は、ガス流量ＢＣｌ３が２０ｓｃｃｍ、Ｃｌ２が２０ｓｃｃｍ、Ｎ２が２０ｓｃｃｍであり、圧力１．０Ｐａ、バイアスパワー６０Ｗ、であり、加工に要したエッチング時間は約６０秒である。
【０１２４】
このとき、電極指２１ａの側面の角度は、圧電基板２０の主面２０ａを基準としたとき、中間層２２の有する角度α２が６０度であり、電極層２３の有する角度β２が７５度であった。
【０１２５】
次に、中間層２２及び電極層２３を形成した後、保護膜２４を、スパッタリング法を用いてＳｉＯ２で形成した。そしてドライエッチング法により、保護膜３４の不要な部分を削り取った。
【０１２６】
このようにして作製した弾性表面波素子２に高周波をかけても、また、環境温度を変化しても、保護膜２４の剥離は生じなかった。
【０１２７】
＜実施例３＞
図７、図８に示される弾性表面波素子３を製造した。圧電基板３０には、圧電性を有する材料として、ＬｉＴａＯ３単結晶で形成された基板を用いた。
【０１２８】
次にスパッタリング法を用いて、圧電基板３０上に中間層３２としてＴｉを堆積し、中間層３２上に電極層３３としてＡｌ−Ｃｕ（Ｃｕ：１重量％）合金を堆積した。膜厚はＴｉが１８ｎｍ、Ａｌ−Ｃｕ合金が４０２ｎｍであった。
【０１２９】
ＩＤＴ電極３１及び反射器（図示せず）は、その形状をフォトリソグラフィ法の技術を用いてパターニングし、次いで、ドライエッチング法を用いて形成した。ドライエッチング法では、Ｃｌ２、ＢＣｌ３及びＮ２を反応ガスとして用い、ガス流量、圧力、印加電力等のエッチング条件を調整することによって、中間層３２及び電極層３３のエッチング選択比を調整した。また、このドライエッチング法を用いて、電極指３１ａに含まれるそれぞれの導体層の側面と圧電基板３０の主面３０ａとのなす角度が、設計した角度となるように調整した。エッチング条件は、ガス流量ＢＣｌ３が２０ｓｃｃｍ、Ｃｌ２が２０ｓｃｃｍ、Ｎ２が１０ｓｃｃｍであり、圧力１．０Ｐａ、バイアスパワー６０Ｗ、であり、加工に要したエッチング時間は約７０秒である。
【０１３０】
このとき、電極指３１ａの側面の角度は、圧電基板３０の主面３０ａを基準とするとき、中間層３２の有する角度α３が６５度であり、電極層３３の有する角度β３が５８度であった。
【０１３１】
また、電極指３１ａのエッチングの際に、オーバーエッチングをすることによって、電極層３３の接合面３３ａの断面での幅を、中間層３２の接合面３２ａの断面での幅よりも左右各８ｎｍ短くした（図８のＲ３参照）。
【０１３２】
次に、中間層３２及び電極層３３を形成した後、フォトリソグラフィにてパターニングし、スパッタリングを用いて、保護膜３４をＳｉＯ２で形成した。そしてドライエッチング法により、保護膜３４の不要な部分を削り取った。
【０１３３】
このようにして作製した弾性表面波素子３に高周波をかけても、また、環境温度を変化しても、保護膜３４の剥離は生じなかった。
【０１３４】
＜実施例４＞
図９、図１０に示される弾性表面波素子４を製造した。圧電基板４０には、圧電性を有する材料として、ＬｉＴａＯ３単結晶で形成された基板を用いた。
【０１３５】
まずスパッタリング法を用いて、圧電基板４０上に中間層４２となるＴｉを堆積し、中間層４２上に電極層４３となるＡｌ−Ｃｕ（Ｃｕ：１重量％）合金を堆積した。このようにして、圧電基板４０の主面４０ａ上に、中間層４２と電極層４３とを交互に４層、積層させた。膜厚は１層あたりＴｉが６ｎｍ、Ａｌ−Ｃｕ合金が１３０ｎｍであった。
【０１３６】
ＩＤＴ電極４１及び反射器（図示せず）は、その形状をフォトリソグラフィ法の技術を用いてパターニングし、次いで、ドライエッチング法を用いて形成した。ドライエッチング法では、Ｃｌ２、ＢＣｌ３及びＮ２を反応ガスとして用い、ガス流量、圧力、印加電力等のエッチング条件を調整することによって、中間層４２及び電極層４３のエッチング選択比を調整した。また、このドライエッチング法を用いて、電極指４１ａに含まれるそれぞれの導体層の側面と圧電基板４０の主面４０ａとのなす角度が、設計した角度となるように調整した。エッチング条件は、ガス流量ＢＣｌ３が２０ｓｃｃｍ、Ｃｌ２が２０ｓｃｃｍ、Ｎ２が１０ｓｃｃｍであり、圧力１．０Ｐａ、バイアスパワー６０Ｗ、であり、加工に要したエッチング時間は約６０秒である。
【０１３７】
このとき、電極指４１ａの側面の角度は、圧電基板４０の主面４０ａを基準とするとき、中間層４２の有する角度α４が７４度であり、電極層４３の有する角度β４が６０度であった。
【０１３８】
また、電極指４１ａのエッチングの際に、オーバーエッチングを行うことによって、中間層４２の接合面４２ａの断面での幅を、電極層４３の接合面４３ａの断面での幅よりも左右各１６ｎｍ長くした（図１０のＲ４参照）。
【０１３９】
次に、中間層４２及び電極層４３を形成した後、フォトリソグラフィにてパターニングし、スパッタリングを用いて、保護膜４４を、ＳｉＯ２で形成した。そして、保護膜４４を形成した後、ドライエッチング法により、ＩＤＴ電極４１を形成した。
【０１４０】
このようにして製造した弾性表面波素子４に高周波をかけても、また、環境温度を変化しても保護膜４４の剥離は生じなかった。
【符号の説明】
【０１４１】
１，２，３，４ 弾性表面波素子
１０，２０，３０，４０ 圧電基板
１０ａ，２０ａ，３０ａ，４０ａ 圧電基板の主面
１１，２１，３１，４１ ＩＤＴ電極
１１ａ，２１ａ，３１ａ，４１ａ 電極指
１２，２２，３２，４２ 中間層
１３，２３，３３，４３ 電極層
１４，２４，３４，４４ 保護膜
１４ｂ 絶縁保護膜
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電基板と、
前記圧電基板の主面上に形成された、電極指を有するＩＤＴ電極とを有し、
前記電極指は、第１の導体層と、この第１の導体層の材料と異なる材料の第２の導体層とを含む複数の導体層が積層されて形成されており、
前記第１の導体層は、前記電極指の長手方向に沿った側面が、圧電基板に近づく方向に広がるように傾斜しており、
前記第２の導体層は、前記電極指の長手方向に沿った側面が、圧電基板に近づく方向に広がるように傾斜しており、
前記第２の導体層は、前記第１の導体層に比べて小さな熱膨張係数を有する材料で形成されており、
前記第１の導体層の側面と前記圧電基板の主面との成す角度が、前記第２の導体層の側面と前記圧電基板の主面との成す角度よりも小さい、弾性表面波素子。
【請求項２】
前記圧電基板は、３８．７°Ｙカット−Ｘ伝搬のＬｉＴａＯ３単結晶、６４°Ｙカット−Ｘ伝搬のＬｉＮｂＯ３単結晶及び４５°Ｘカット−Ｚ伝搬のＬｉＢ4Ｏ７単結晶のいずれかからなる、請求項１に記載の弾性表面波素子。
【請求項３】
前記第１の導体層の側面と前記圧電基板の主面との成す角度と、前記第２の導体層の側面と前記圧電基板の主面との成す角度との差が１０°以上２０°以下である、請求項１または２に記載の弾性表面波素子。
【請求項４】
前記第１の導体層の材料はＴａであり、前記第２の導体層の材料はＡｌ−Ｃｕ合金である、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の弾性表面波素子。
【請求項５】
圧電基板と、
前記圧電基板の主面上に形成された、電極指を有するＩＤＴ電極とを有し、
前記電極指は、第１の導体層と、前記第１の導体層の材料とは異なる材料からなり前記第１の導体層上に形成された第２の導体層とを含み、
前記第１の導体層は、前記電極指の長手方向に沿った側面が、前記圧電基板に近づく方向に広がるように傾斜しており、
前記第２の導体層は、前記電極指の長手方向に沿った側面が、圧電基板に近づく方向に広がるように傾斜しており、
前記第１の導体層及び前記第２の導体層の前記電極指の長手方向に直交する面における断面を見たときに、前記第１の導体層の前記第２の導体層側の上辺の幅が、前記第２の導体層の前記第１の導体層側の下辺の幅に比べて大きい、弾性表面波素子。
【請求項６】
圧電基板と、
前記圧電基板の主面上に形成された、電極指を有するＩＤＴ電極とを有し、
前記電極指は、第１の導体層と、この第１の導体層の材料と異なる材料の第２の導体層とを含む複数の導体層が積層されて形成されており、
前記第１の導体層は、前記電極指の長手方向に沿った側面が、圧電基板に近づく方向に広がるように傾斜しており、
前記第２の導体層は、前記電極指の長手方向に沿った側面が、圧電基板に近づく方向に広がるように傾斜しており、
前記第１の導体層は、前記圧電基板の主面上に接して形成され、
前記第２の導体層は、前記第１の導体層上に形成され、
前記第１の導体層と同じ材料で形成された第３の導体層が前記第２の導体層上に形成され、
前記第２の導体層と同じ材料で形成された第４の導体層が前記第３の導体層上に形成され、
前記第３の導体層の前記電極指の長手方向に沿った側面と前記圧電基板の主面との成す角度が、前記第１の導体層の前記側面と前記圧電基板の主面との成す角度と同じであり、
前記第４の導体層の前記電極指の長手方向に沿った側面と前記圧電基板の主面との成す角度が、前記第２の導体層の前記側面と前記圧電基板の主面との成す角度と同じである、弾性表面波素子。
【請求項７】
前記第１の導体層の前記側面の傾斜及び前記第２の導体層の前記側面の傾斜は、ドライエッチング法によって作られたものである請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の弾性表面波素子。
【請求項８】
前記ＩＤＴ電極の電極指は、保護膜で覆われている、請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の弾性表面波素子。
【請求項９】
前記保護膜は、前記電極指を形成する導体層のうちの最も大きな熱膨張係数を有するものに比べて、小さな熱膨張係数を有する材料で形成されている、請求項８に記載の弾性表面波素子。
【請求項１０】
前記保護膜は、前記ＩＤＴ電極上に形成されており、
Ｔｉ，Ｃｒ，Ｎｂ，Ｐｄ，Ｃｕ及びＮｉのうち少なくとも１種を材料として含んでいる、請求項８または請求項９に記載の弾性表面波素子。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載の弾性表面波素子を実装基板に実装している、弾性表面波装置。
【請求項１】
圧電基板と、
前記圧電基板の主面上に形成された、電極指を有するＩＤＴ電極とを有し、
前記電極指は、第１の導体層と、この第１の導体層の材料と異なる材料の第２の導体層とを含む複数の導体層が積層されて形成されており、
前記第１の導体層は、前記電極指の長手方向に沿った側面が、圧電基板に近づく方向に広がるように傾斜しており、
前記第２の導体層は、前記電極指の長手方向に沿った側面が、圧電基板に近づく方向に広がるように傾斜しており、
前記第２の導体層は、前記第１の導体層に比べて小さな熱膨張係数を有する材料で形成されており、
前記第１の導体層の側面と前記圧電基板の主面との成す角度が、前記第２の導体層の側面と前記圧電基板の主面との成す角度よりも小さい、弾性表面波素子。
【請求項２】
前記圧電基板は、３８．７°Ｙカット−Ｘ伝搬のＬｉＴａＯ３単結晶、６４°Ｙカット−Ｘ伝搬のＬｉＮｂＯ３単結晶及び４５°Ｘカット−Ｚ伝搬のＬｉＢ4Ｏ７単結晶のいずれかからなる、請求項１に記載の弾性表面波素子。
【請求項３】
前記第１の導体層の側面と前記圧電基板の主面との成す角度と、前記第２の導体層の側面と前記圧電基板の主面との成す角度との差が１０°以上２０°以下である、請求項１または２に記載の弾性表面波素子。
【請求項４】
前記第１の導体層の材料はＴａであり、前記第２の導体層の材料はＡｌ−Ｃｕ合金である、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の弾性表面波素子。
【請求項５】
圧電基板と、
前記圧電基板の主面上に形成された、電極指を有するＩＤＴ電極とを有し、
前記電極指は、第１の導体層と、前記第１の導体層の材料とは異なる材料からなり前記第１の導体層上に形成された第２の導体層とを含み、
前記第１の導体層は、前記電極指の長手方向に沿った側面が、前記圧電基板に近づく方向に広がるように傾斜しており、
前記第２の導体層は、前記電極指の長手方向に沿った側面が、圧電基板に近づく方向に広がるように傾斜しており、
前記第１の導体層及び前記第２の導体層の前記電極指の長手方向に直交する面における断面を見たときに、前記第１の導体層の前記第２の導体層側の上辺の幅が、前記第２の導体層の前記第１の導体層側の下辺の幅に比べて大きい、弾性表面波素子。
【請求項６】
圧電基板と、
前記圧電基板の主面上に形成された、電極指を有するＩＤＴ電極とを有し、
前記電極指は、第１の導体層と、この第１の導体層の材料と異なる材料の第２の導体層とを含む複数の導体層が積層されて形成されており、
前記第１の導体層は、前記電極指の長手方向に沿った側面が、圧電基板に近づく方向に広がるように傾斜しており、
前記第２の導体層は、前記電極指の長手方向に沿った側面が、圧電基板に近づく方向に広がるように傾斜しており、
前記第１の導体層は、前記圧電基板の主面上に接して形成され、
前記第２の導体層は、前記第１の導体層上に形成され、
前記第１の導体層と同じ材料で形成された第３の導体層が前記第２の導体層上に形成され、
前記第２の導体層と同じ材料で形成された第４の導体層が前記第３の導体層上に形成され、
前記第３の導体層の前記電極指の長手方向に沿った側面と前記圧電基板の主面との成す角度が、前記第１の導体層の前記側面と前記圧電基板の主面との成す角度と同じであり、
前記第４の導体層の前記電極指の長手方向に沿った側面と前記圧電基板の主面との成す角度が、前記第２の導体層の前記側面と前記圧電基板の主面との成す角度と同じである、弾性表面波素子。
【請求項７】
前記第１の導体層の前記側面の傾斜及び前記第２の導体層の前記側面の傾斜は、ドライエッチング法によって作られたものである請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の弾性表面波素子。
【請求項８】
前記ＩＤＴ電極の電極指は、保護膜で覆われている、請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の弾性表面波素子。
【請求項９】
前記保護膜は、前記電極指を形成する導体層のうちの最も大きな熱膨張係数を有するものに比べて、小さな熱膨張係数を有する材料で形成されている、請求項８に記載の弾性表面波素子。
【請求項１０】
前記保護膜は、前記ＩＤＴ電極上に形成されており、
Ｔｉ，Ｃｒ，Ｎｂ，Ｐｄ，Ｃｕ及びＮｉのうち少なくとも１種を材料として含んでいる、請求項８または請求項９に記載の弾性表面波素子。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載の弾性表面波素子を実装基板に実装している、弾性表面波装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−３４４１８（Ｐ２０１２−３４４１８Ａ）
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４８２９２（Ｐ２０１１−２４８２９２）
【出願日】平成２３年１１月１４日（２０１１．１１．１４）
【分割の表示】特願２００７−４７７４２（Ｐ２００７−４７７４２）の分割
【原出願日】平成１８年９月２０日（２００６．９．２０）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１４日（２０１１．１１．１４）
【分割の表示】特願２００７−４７７４２（Ｐ２００７−４７７４２）の分割
【原出願日】平成１８年９月２０日（２００６．９．２０）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
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