電子部品及びその製造方法
【課題】配線電極、アンダーバンプメタル層またはパッド電極におけるＡｌもしくはＡｌ合金からなる電極層と、他の金属層との間の金属の拡散を抑制することができ、電極層間の接触抵抗が確実に低められた電極を備える電子部品を得る。
【解決手段】基板２上に電極が形成されており、該電極がＡｌもしくはＡｌ合金からなる第１の電極層１２Ａと、第１の電極層１２Ａに積層されており、Ｃｕからなる第２の電極層１４Ａと、第２の電極層１４Ａの第１の電極層１２Ａとは反対側の面に積層されており、かつＴｉからなる第３の電極層１５Ａと、第３の電極層１５Ａの第２の電極層１４Ａとは反対側の面に積層されており、Ｔｉ以外の金属からなる第４の電極層１６Ａとを有する、電子部品。
【解決手段】基板２上に電極が形成されており、該電極がＡｌもしくはＡｌ合金からなる第１の電極層１２Ａと、第１の電極層１２Ａに積層されており、Ｃｕからなる第２の電極層１４Ａと、第２の電極層１４Ａの第１の電極層１２Ａとは反対側の面に積層されており、かつＴｉからなる第３の電極層１５Ａと、第３の電極層１５Ａの第２の電極層１４Ａとは反対側の面に積層されており、Ｔｉ以外の金属からなる第４の電極層１６Ａとを有する、電子部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば弾性波装置のような基板上に電極が形成されている構造を有する電子部品に関し、特に複数の電極層が積層されてなる電極を有する電子部品及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子部品では、基板上に様々な電極が形成されている。例えば、弾性表面波装置では、ＩＤＴ電極のような電子部品として機能させる機能電極のほかに、配線電極、アンダーバンプメタル電極やパッド電極などが形成されている。
【０００３】
下記の特許文献１には、このような電子部品の一例としての弾性表面波素子が開示されている。
【０００４】
図１３は、特許文献１に記載の弾性表面波素子の電極構造を説明するための部分切欠正面図である。弾性表面波素子１００１では、基板１００２上に、配線電極１００３が形成されている。配線電極１００３は、図示されていない部分で、破線で示すＩＤＴ電極１００４に電気的に接続されている。また、配線電極１００３の一端が、パッド電極１００５に接続されている。配線電極１００３は、Ａｌからなる。パッド電極１００５は、第１〜第３の電極層１００５ａ〜１００５ｃを有する。第１の電極層１００５ａは、Ａｌからなり、配線電極１００３と同一工程において一体に形成されている。第１の電極層１００５ａ上にＴｉまたはＣｕからなる第２の電極層１００５ｂが積層されており、第２の電極層１００５ｂ上にＡｕからなる第３の電極層１００５ｃが積層されている。すなわち、上から、Ａｕ／Ｔｉ／ＡｌまたはＡｕ／Ｃｕ／Ａｌの順にこれらの金属膜が積層されて、パッド電極１００５が形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３５６６７１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の弾性表面波素子１００１のように、従来、機能電極以外のパッド電極や配線電極等においても、複数の金属膜を積層してなる積層金属膜により電極が形成されていることが多い。これは、金属材料を選択することにより導電性、ボンディング性、はんだ濡れ性などを改善するためである。
【０００７】
他方、弾性表面波素子１００１のような電子部品の製造工程では、１７０℃以上の高温に晒されることがある。例えば、電極層同士の接触抵抗を低めるために、２７０℃以上でアニールすることがある。あるいは、電子部品に熱硬化性樹脂を用いてパッケージングする場合、熱硬化性樹脂の硬化に際し、２００℃以上の温度に電子部品が晒されることがある。
【０００８】
このような高温に晒されると、Ａｕ／Ｔｉ／ＡｌまたはＡｕ／Ｃｕ／Ａｌからなる積層金属膜では、Ａｕからなる電極層と、Ａｌからなる電極層との間でのＡｕ及びＡｌが拡散しがちであった。そのため、配線電極の抵抗が高くなったり、ばらついたりすることがあった。また、パッド電極上にバンプなどの外部端子を形成する場合に、パッド電極と外部端子との密着性が悪化しがちであった。
【０００９】
本発明の目的は、上述した従来技術の欠点を解消し、複数の電極層間における金属の拡散を抑制することが可能とされている電子部品及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明にかかる電子部品は、基板と、前記基板上に形成された電極とを備え、該電極が、ＡｌもしくはＡｌ合金からなる第１の電極層と、第１の電極層に積層されており、Ｃｕからなる第２の電極層と、第２の電極層の第１の電極層とは反対側の面に積層されており、かつＴｉからなる第３の電極層と、第３の電極層の第２の電極層とは反対側の面に積層されておりかつＴｉ以外の金属からなる第４の電極層とを有する。
【００１１】
本発明にかかる電子部品のある特定の局面では、前記第４の電極層を構成している金属が、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｗ、Ｔａ、Ｐｄ、Ｍｏ、Ｎｉ及びＣｕからなる群から選択された１種の金属または該金属を主体とする合金である。
【００１２】
本発明にかかる電子部品の他の特定の局面では、前記Ａｌ合金が、Ａｌを主体とし、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｓｉ、Ｍｇ、Ａｇ、Ａｕ、Ｚｎ及びＣｒからなる群から選択された少なくとも１種の金属を含む。
【００１３】
本発明にかかる電子部品のさらに他の特定の局面では、前記Ｃｕからなる第２の電極層の膜厚が１０ｎｍ〜１００ｎｍの範囲にある。
【００１４】
本発明にかかる電子部品のさらに別の特定の局面では、前記Ｔｉからなる第３の電極層の膜厚が１０ｎｍ〜１００ｎｍの範囲にある。
【００１５】
本発明にかかる電子部品のさらに他の特定の局面では、前記電極が、基板上に形成されたパッド電極、アンダーバンプメタル層または配線電極であり、前記基板上に、パッド電極、アンダーバンプメタル層または配線層を構成している前記電極以外に、電子部品として機能する機能電極が形成されている。この場合には、パッド電極、アンダーバンプメタル層または配線電極においてＡｌとＣｕとの拡散を確実に抑制することができる。
【００１６】
本発明にかかる電子部品のさらに他の特定の局面では、前記機能電極がＩＤＴ電極であり、ＩＤＴ電極により弾性波が励振される。
【００１７】
本発明にかかる電子部品の製造方法は、基板を用意する工程と、前記基板上に電極を形成する工程と、加熱工程とを備える電子部品の製造方法であって、前記基板上に形成される電極が、ＡｌもしくはＡｌ合金からなる第１の電極層と、第１の電極層に積層されており、Ｃｕからなる第２の電極層と、第２の電極層の第１の電極層とは反対側の面に積層されており、かつＴｉからなる第３の電極層と、第３の電極層の第２の電極層とは反対側の面に積層されており、Ｔｉ以外の金属からなる第４の電極層とを有する。
【００１８】
本発明にかかる電子部品の製造方法のある特定の局面では、前記電極の形成に際し、前記第１〜第４の電極層が積層された後に、前記加熱工程によりエージングが行われる。このようなエージングを行い、第１〜第４の電極層間の接触抵抗を低減したとしても、本発明にしたがってＡｌと第４の電極層を構成している金属との拡散を確実に抑制することができる。
【００１９】
本発明にかかる電子部品の製造方法のさらに他の特定の局面では、前記加熱によるエージングが、２７０℃以上の温度に加熱することにより行われる。２７０℃以上の温度に加熱したとしても、本発明により、Ａｌと第４の電極層を構成している金属との拡散を確実に抑制することができる。
【００２０】
本発明にかかる電子部品の製造方法のさらに別の特定の局面では、熱硬化性樹脂からなる樹脂層を形成する工程をさらに備え、前記加熱工程が、該熱硬化性樹脂を加熱し、硬化する工程である。熱硬化性樹脂の硬化に際しての加熱によっても、電極におけるＡｌと第４の電極層を構成している金属との拡散を確実に抑制することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明にかかる電子部品及びその製造方法によれば、ＡｌもしくはＡｌ合金からなる第１の電極層／Ｃｕからなる第２の電極層／Ｔｉからなる第３の電極層／Ｔｉ以外の金属からなる第４の電極層が上からもしくは下からこの順序で積層されているので、Ａｌと第４の電極層を構成しているＴｉ以外の金属との拡散を、確実に抑制することができる。すなわち、加熱によるエージングや熱硬化性樹脂を硬化させる加熱を施したとしても、Ｃｕからなる第２の電極層とＴｉからなる第３の電極層とからなる積層構造がＡｌもしくはＡｌ合金からなる第１の電極層と、Ｔｉ以外の金属からなる第４の電極層との間に存在しているため、ＡｌとＴｉ以外の金属との拡散を確実に抑制することができる。
【００２２】
よって、電極層間の接触抵抗が低くかつ安定化でき、電極層間の接合の信頼性に優れた電子部品を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１の実施形態の電子部品の電極構造の要部を説明するための正面断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第１の実施形態の電子部品の製造方法を説明するための各正面断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第１の実施形態の電子部品の製造方法を説明するための各正面断面図である。
【図４】第１の実施形態における加熱によるエージングに際してのエージング温度と、電極層間の接触抵抗との関係を示す図である。
【図５】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１の実施形態において、３００℃の温度でエージングしたあとの電極拡散状態を説明するための光学顕微鏡写真及び（ａ）の断面構造を示す模式的断面図である。
【図６】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１の比較例において、３００℃の温度でエージングしたあとの電極拡散状態を説明するための光学顕微鏡写真及び（ａ）の断面構造を示す模式的断面図である。
【図７】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第２の比較例において、３００℃の温度でエージングしたあとの電極拡散状態を説明するための光学顕微鏡写真及び（ａ）の断面構造を示す模式的断面図である。
【図８】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第２の実施形態にかかる電子部品の製造方法を説明するための各正面断面図である。
【図９】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の第２の実施形態にかかる電子部品の製造方法を説明するための各正面断面図である。
【図１０】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第３の実施形態にかかる電子部品の製造方法を説明するための各正面断面図である。
【図１１】（ａ）及び（ｂ）は、第３の実施形態の電子部品の製造方法を説明するための各正面断面図である。
【図１２】（ａ）及び（ｂ）は、第３の実施形態の電子部品の製造方法を説明するための各正面断面図である。
【図１３】従来の電子部品の電極構造を示す模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。
【００２５】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態にかかる電子部品としての弾性表面波素子の製造方法を説明する。
【００２６】
図２（ａ）に示すように、圧電基板２上に膜厚１０ｎｍのＴｉ膜１１と膜厚１５０ｎｍのＡｌＣｕ膜を順次成膜し、パターニングする。それによって、Ｔｉ膜１１上に、ＡｌＣｕ膜１２が積層されている積層金属膜からなるＩＤＴ電極３を形成する。同時にＡｌＣｕ膜からなる第１の電極層１２Ａが、配線電極形成部分ＡにおいてＴｉ膜１１上に積層される。
【００２７】
なお、第１の電極層１２ＡにおけるＡｌＣｕ合金中のＣｕ濃度は１重量％である。
【００２８】
上記Ｔｉ膜１１及びＡｌＣｕ合金膜は、本実施形態では、蒸着−リフトオフ法により成膜し、パターニングするが、スパッタリング−ドライエッチング法などの他のフォトリソグラフィ法を用いてもよい。
【００２９】
ＩＤＴ電極３と、上記配線電極を形成するＴｉ膜１１及び第１の電極層１２Ａとは、本実施形態のように、同一工程で成膜することが望ましい。それによって、製造工程を簡略化することができる。もっとも、ＩＤＴ電極３と、上記配線電極を形成するためのＴｉ膜１１及び第１の電極層１２Ａとを別工程で形成してもよい。
【００３０】
次に、第１の電極層１２Ａ上に、絶縁膜１３を形成する。絶縁膜１３は、交差している上下の電極間の短絡を防止するために設けられている。
【００３１】
絶縁膜１３は、本実施形態ではポリイミドからなるが、他の有機材料または無機材料により形成してもよい。本実施形態では、ポリイミドからなる絶縁膜１３の膜厚は２μｍである。
【００３２】
また、絶縁膜１３の形成に際しては、ポリイミドを塗布し硬化させる。もっとも、絶縁膜１３の形成方法は塗布方法以外であってもよい。
【００３３】
次に、図２（ｃ）に示すように、蒸着−リフトオフ法により、膜厚１０ｎｍのＣｕ膜、膜厚２５０ｎｍのＴｉ膜及び膜厚５５０ｎｍのＡｕ膜を順次成膜し、パターニングする。このようにして、配線電極形成部分Ａにおいて、Ｃｕ膜からなる第２の電極層１４Ａ、Ｔｉ膜からなる第３の電極層１５Ａ及びＡｕ膜からなる第４の電極層１６Ａを積層する。また、絶縁膜１３上においても、Ｃｕ膜からなる電極層１４Ｂ、Ｔｉからなる電極層１５Ｂ及びＡｕ膜からなる電極層１６Ｂを積層する。同時に、パッド電極を形成する領域Ｂにも、Ｃｕ膜からなる電極層１４Ｃ、Ｔｉからなる電極層１５Ｃ及びＡｕ膜からなる電極層１６Ｃを積層する。
【００３４】
このようにして、図１に示した本発明の第１の実施形態として、第１〜第４の電極層１２Ａ，１４Ａ，１５Ａ，１６Ａが積層されている構造を有する配線電極４が形成される。
【００３５】
他方、絶縁膜１３が形成されている部分においては、第１の電極層１２Ａと、絶縁膜１３上に形成されている上記第２〜第４の電極層１４Ｂ〜１６Ｂからなる電極との短絡が防止されている。また、電極層１４Ｃ〜１６Ｃからなる積層金属膜により、パッド電極が形成される。
【００３６】
なお、Ｃｕ膜、Ｔｉ膜及びＡｕ膜の成膜及びパターニングは、蒸着−リフトオフ法に限らず、スパッタリング−ドライエッチング法などの他のフォトリソグラフィ法を用いてもよい。
【００３７】
次に、図３（ａ）に示すように、誘電体薄膜１７を形成する。誘電体薄膜１７は、ＩＤＴ電極３を保護するために設けられている。すなわち、誘電体薄膜１７は保護膜である。本実施形態では、誘電体薄膜１７として膜厚２０ｎｍのＳｉＯ２膜をスパッタリング−ドライエッチング法により形成する。もっとも、誘電体薄膜１７を構成する材料はＳｉＯ２に限定されるものではない。また、スパッタリング−ドライエッチング法以外の方法により誘電体薄膜１７を形成してもよい。
【００３８】
次に、配線電極において、第１〜第４の電極層１２Ａ，１４Ａ〜１６Ａ間の接触抵抗を低減するために、エージングを行う。Ｔｉ膜とＡｌＣｕ合金膜との接触部分の接触抵抗を低減するためには、２７０℃以上の加熱温度でエージングを行う必要がある。エージングによって第１〜第４の電極層１２Ａ，１４Ａ〜１６Ａ間の接触抵抗を安定化させることができる。このエージングにより、図３（ｂ）に矢印で示すように、第１〜第４の電極層１２Ａ、１４Ａ〜１６Ａが積層されている部分において、ＡｌとＡｕとの拡散が進行しようとするが，後述するように拡散は抑制される。
【００３９】
次に、図３（ｃ）に示すように、パッド電極１９上に、Ａｕからなるバンプ１８を形成する。
【００４０】
上記のようにして、基板２上に弾性表面波素子１の各種電極を形成することができる。
【００４１】
図４は、上記エージング温度と接触抵抗との関係を示す図である。上記エージング温度すなわち加熱温度が２７０℃以上であれば、接触抵抗が低くなることがわかる。好ましくは、エージング温度を３００℃以上とすることにより、接触抵抗を十分に低くすることができ、また、温度のばらつきによる接触抵抗のばらつきも小さくし得ることがわかる。
【００４２】
本実施形態の弾性表面波素子１の特徴は、配線電極４の構造にある。すなわち、図１に拡大して示すように、配線電極４においてはＴｉ膜１１上に、ＡｌＣｕ合金からなる第１の電極層１２Ａ、Ｃｕからなる第２の電極層１４Ａ、Ｔｉからなる第３の電極層１５Ａ及びＡｕからなる第４の電極層１６Ａが下から順にこの順序で積層されている。従って、接触抵抗を低めるために、２７０℃以上の温度でエージングを施したとしても、ＡｌとＡｕとの拡散を防止することができ、ＡｕＡｌ合金が存在しない良質な配線電極を形成することができる。これを、図５〜図７を参照して説明する。
【００４３】
図５（ａ）は、上記実施形態により得られた弾性表面波素子の上記配線電極４部分を示す光学顕微鏡写真である。図５（ｂ）は、この配線電極４の積層構造を模式的に示し、図１と同様の構造を示す。
【００４４】
上記実施形態と対比するために、図６（ｂ）に示す積層構造を有する第２の比較例と、図７（ｂ）に示す積層構造を有する第３の比較例とを用意した。
【００４５】
図６（ｂ）に示す第２の比較例では、ＡｌＣｕ合金からなる第１の電極層と、Ｔｉからなる第３の電極層との間に、Ｃｕ膜から第２の電極層を形成していないことを除いては、上記実施形態と同様とした。
【００４６】
また、図７（ｂ）に示す第３の実施形態では、Ａｕに代えて、Ｐｔ膜からなる第４の電極層３９を積層したこと、第１の電極層１２Ａを形成していないことを除いては、第１の実施形態と同様とした。
【００４７】
上記第１及び第２の比較例の配線電極の光学顕微鏡写真を図６（ａ）及び図７（ａ）にそれぞれ示す。図５（ａ）、図６（ａ）及び図７（ａ）は、配線電極４を３００℃の温度でエージングしたあとに配線電極４の上方から見た光学顕微鏡写真（１００倍）である。
【００４８】
図６（ａ）から明らかなように、配線電極において、ＡｕとＡｌとの拡散に起因するＡｕＡｌ合金が点在していることがわかる。これに対して、図５（ａ）に示した上記実施形態では、このようなＡｕＡｌ合金が存在せず、従って均質な構造の配線電極を形成し得ることがわかる。
【００４９】
また、図７（ａ）に示すように、第４の電極層がＰｔからなる場合にも、ＡｌとＰｔとの拡散により、多くのＰｔＡｌ合金が生じていることがわかる。
【００５０】
上記のように、第４の電極層がＰｔである第２の比較例においても、ＰｔとＡｌとの拡散によるＰｔＡｌ合金が配線電極にかなりの割合で生じていることがわかる。
【００５１】
これに対して、上記実施形態では、図５（ａ）に示したように、上記のような金属の拡散による合金は存在しない。
【００５２】
これは、Ａｌと、ＡｕまたはＰｔとの拡散が、第１，第４の電極層１２Ａ，１６Ａ間に、Ｃｕ膜からなる第２の電極層１４Ａ及びＴｉからなる第３の電極層１５Ａを介在させたことにより抑制されたためだと考えられる。
【００５３】
なお、上記実施形態では、第４の電極層１６Ａは、Ａｕにより形成されていたが、Ａｕに限定されない。第４の電極層１６Ａは、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｗ、Ｔａ、Ｐｄ、Ｍｏ、Ｎｉ及びＣｕからなる群から選択された１種の金属もしくは該金属を主体とする合金であれば、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００５４】
また、第１の電極層１２Ａは、ＡｌＣｕ合金により形成したが、Ａｌからなるものであってもよい。ＡｌＣｕ合金の場合でＡｌが主体であれば、すなわち５０重量％以上Ａｌを含むのであれば、特に限定されるものではない。さらにパッド電極を形成する領域にＢにＴｉ膜１１と第１の電極層１２Ａが形成され、パッド電極が配線電極４と同様の積層構造を有してもよい。
【００５５】
（第２の実施形態）
図８（ａ）〜（ｃ）及び図９（ａ）〜（ｄ）を参照して、本発明の第２の実施形態の弾性表面波素子の製造方法を説明する。
【００５６】
本実施形態では、第１の実施形態の場合と同様に、図８（ａ）に示すように、圧電基板２０上に、ＩＤＴ電極３を形成するために、膜厚１０ｎｍのＴｉ膜２１及びＣｕ濃度が１重量％である膜厚１５０ｎｍのＡｌＣｕ合金膜２２を蒸着−リフトオフ法により成膜し、パターニングする。第２の実施形態においても、配線電極形成部分Ａにおいても、ＡｌＣｕ合金膜からなる第１の電極層２２Ａが形成される。
【００５７】
次に、第１の実施形態と同様にして、膜厚２μｍのポリイミドからなる絶縁膜２３を形成する。図８（ｂ）に示すように、絶縁膜２３は、第１の電極層２２Ａの一部上に形成されている。
【００５８】
次に図８（ｃ）に示すように、膜厚１０ｎｍのＣｕ膜、膜厚２５０ｎｍのＴｉ膜及び膜厚１５０ｎｍのＰｔ膜をこの順序で蒸着−リフトオフ法により成膜し、パターニングする。それによって、図２（ｃ）に示した構造と同様に配線電極４が形成される部分において第１の電極層２２Ａ上に、Ｃｕからなる第２の電極層２４Ａ、Ｔｉからなる第３の電極層２５Ａ及びＰｔからなる第４の電極層２６Ａが形成される。すなわち、第４の電極層２６Ａが、Ａｕでなく、Ｐｔからなり、膜厚１００ｎｍとされていることを除いては、第１の実施形態の配線電極４と同様にして、第２〜第４の電極層２４Ａ〜２６Ａを形成する。
【００５９】
本実施形態においても、絶縁膜２３上にＣｕからなる電極層２４Ｂ、Ｔｉからなる電極層２５Ｂ及びＰｔからなる電極層２６Ｂが積層される。また、パッド電極が形成される部分Ｂにおいても、Ｃｕからなる電極層２４Ｃ、Ｔｉからなる電極層２５Ｃ及びＰｔからなる電極層２６Ｃが積層されている。
【００６０】
しかる後、パッド電極が形成される部分Ｂの電極層２６Ｃの上面の中央を露出させ、他の領域を覆うようにＳｉＯ２からなる膜厚２０ｎｍの誘電体膜２７をスパッタリング−ドライエッチング法により形成する。
【００６１】
しかる後、３００℃の温度で、２時間維持することによりエージングを行う。このエージングにより、図９（ｂ）に矢印で示すように、第１〜第４の電極層２２Ａ、２４Ａ、２５Ａ及び２６Ａが積層されている部分において、ＰｔとＡｌとの拡散が進行しようとするが、該拡散が、Ｃｕからなる第２の電極層２４Ａ及びＴｉからなる第３の電極層２５Ａの存在により確実に抑制される。
【００６２】
次に、図９（ｃ）に示すように、パッド電極Ｂが形成される部分において、電極層２６Ｃ上に、アンダーバンプメタル層２８を形成する。アンダーバンプメタル層として、本実施形態では、膜厚１００ｎｍのＮｉ膜を蒸着−リフトオフ法により形成する。もっとも、他の金属を用いてもよく、また蒸着−リフトオフ法以外のスパッタリング−ドライエッチング法などの他のフォトグラフィ法を用いてもよい。
【００６３】
しかる後、図９（ｄ）に示すように、半田からなるバンプ２９を、アンダーバンプメタル層２８上に形成する。本実施形態では、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系半田を用いてバンプ２９を形成したが、バンプを構成する金属はこれに限定されるものではない。
【００６４】
本実施形態においても、ＰｔとＡｌとの拡散が、上記Ｃｕからなる第２の電極層２４ＡとＴｉからなる第３の電極層２５Ａの存在により確実に抑制される。
【００６５】
（第３の実施形態）
第３の実施形態は、熱硬化性樹脂を用いたパッケージ構成部分を有する弾性表面波素子に関する。
【００６６】
図１０（ａ）に示すように、圧電基板３０を用意する。圧電基板３０上に、膜厚１０ｎｍのＴｉ膜３３と、膜厚１５０ｎｍのＡｌ膜とを蒸着−リフトオフ法により順次成膜し、パターニングすることにより、図１０（ａ）に示す電極構造を得る。ここでは、ＩＤＴ電極３１Ａが、Ｔｉ膜３３及びＡｌ膜３４からなる。また、ＩＤＴ電極３１Ａの両側に配線電極が形成されるが、この配線電極の形成位置において、それぞれＴｉからなる電極層３３Ａ，３３Ａと、電極層３３Ａ，３３Ａ上に積層されたＡｌからなる第１の電極層３４Ａ，３４Ａとが形成される。
【００６７】
しかる後、図１０（ｂ）に示すように、第１の電極層３４Ａ，３４Ａ上に、さらにＣｕからなる膜厚１０ｎｍの第２の電極層３５Ａ，３５Ａ、Ｔｉからなる 膜厚２５０ｎｍの第３の電極層３６Ａ，３６Ａ及びＡｕからなる膜厚５００ｎｍである第４の電極層３７Ａ，３７Ａを、同様に蒸着−リフトオフ法により積層する。次に、配線電極３１Ｂ，３１Ｂにおける電極層間の接触抵抗を低めるために、３００℃の温度で２時間維持し、エージングを行う。このエージングを行った場合においても、第１，第２の実施形態と同様に、ＡｌとＡｕとの拡散が確実に抑制される。従って、接触抵抗を十分に低くすることができる。また、拡散によるＡｕＡｌ合金も生じ難い。
【００６８】
次に、図１０（ｃ）に示すように、パッケージ材を形成する外装樹脂として、エポキシ樹脂をＩＤＴ電極３１Ａが形成されている領域を囲むようにして塗布し、硬化させる。このようにして、図１０（ｃ）に示す熱硬化性樹脂層３８を形成する。使用したエポキシ樹脂の硬化温度は２８０℃である。この硬化温度に２時間維持することにより、エポキシ樹脂を硬化させる。この場合においても、上記第１〜第４の電極層３４Ａ〜３７Ａ間におけるＡｌとＡｕとの拡散は確実に抑制される。
【００６９】
次に、図１１（ａ）に示すように、熱硬化性樹脂層３８の開口を閉成するように、ポリイミドからなるカバー部材４０を接着し、３００℃の温度に加熱することによりエージングを施す。この加熱工程においても、第１〜第４の電極層３４Ａ〜３７Ａが高温に晒されるが、上記拡散は生じ難い。
【００７０】
次に、図１１（ｂ）に示すように、カバー部材４０及び熱硬化性樹脂層３８を貫き、配線電極３１Ｂ，３１Ｂの上面を露出させるように、穴４１，４１を形成する。
【００７１】
次に、図１２（ａ）に示すように、穴４１，４１内に、ＮｉまたはＡｕからなるアンダーバンプメタル層４２，４２を形成する。最後に、図１２（ｂ）に示すように、アンダーバンプメタル層４２，４２上に、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系半田からなるバンプ４３，４３を形成する。
【００７２】
このように、配線電極３１Ｂ，３１Ｂだけでなく、アンダーバンプメタル層４２，４２を含むアンダーバンプメタル電極を構成している複数の電極層においても、本発明の電極構造を用いることにより、ＡｌとＡｕとの拡散を確実に抑制することができる。
【００７３】
また、電極層間の接触抵抗を低めるための加熱によるエージングの際だけでなく、熱硬化性樹脂を硬化させるための加熱処理や、上記カバー部材を接着し硬化させるための加熱工程の際にも、上記第１〜第４の電極層間におけるＡｌとＡｕとの拡散を確実に防止することができる。
【００７４】
第３の実施形態においても、第４の電極層を構成する金属としては、Ａｕに代えて、第１の実施形態と同様に、Ｐｔなどの他の金属を用いてもよい。
【００７５】
また、第１〜第３の実施形態では、第１の電極層の第２の電極層とは反対側の面に、Ｔｉ膜が形成されていたが、Ｔｉ膜が形成されておらずともよく、また他の金属膜が積層されていてもよい。すなわち、第１の電極層〜第４の電極層を積層した構造を有する限り、第１の電極層の外側面及び第４の電極層の外側面に、他の金属膜からなる金属膜が積層されていてもよい。
【００７６】
さらに、第１〜第３の実施形態では、第１の電極層が下方に、第４の電極層が上方に位置していたが、逆にＡｌもしくはＡｌ合金からなる第１の電極層が上方に、第４の電極層が下方に位置していてもよい。その場合には、第１の電極層に接する第２の電極層が、Ｃｕ膜であればよい。
【００７７】
また、第１〜第３の実施形態では、弾性表面波素子の製造方法につき説明したが、本発明は、上記のように、第１〜第４の電極層の積層構造に特徴を有するものであるため、電子部品は特に限定されるものではない。従って、基板は、圧電基板である必要はなく、絶縁性基板や半導体基板であってもよい。
【００７８】
また、基板上に形成される電極の平面形状についても、電極の種類に応じて適宜変形することができる。もっとも、ＩＤＴ電極のような機能させる電極以外の配線電極、アンダーバンプメタル電極またはパッド電極が上記特定の電極構造を有しておればよい。
【符号の説明】
【００７９】
１…弾性表面波素子
２…圧電基板
３…ＩＤＴ電極
４…配線電極
５，９…パッド電極
１１…Ｔｉ膜
１２…ＡｌＣｕ膜
１２Ａ…第１の電極層
１３…絶縁膜
１４Ａ〜１６Ａ…第２〜第４の電極層
１４Ｂ〜１６Ｂ，１４Ｃ〜１６Ｃ…電極層
１７…誘電体薄膜
１８…バンプ
２０…基板
２１…Ｔｉ膜
２２…ＡｌＣｕ合金膜
２２Ａ…第１の電極層
２３…絶縁膜
２４Ａ〜２６Ａ…第２〜第４の電極層
２４Ｂ〜２６Ｂ，２４Ｃ〜２６Ｃ…電極層
２７…誘電体膜
２８…アンダーバンプメタル層
２９…バンプ
３０…圧電基板
３１Ａ…ＩＤＴ電極
３１Ｂ…配線電極
３３…Ｔｉ膜
３３Ａ…電極層
３４…Ａｌ膜
３４Ａ〜３７Ａ…第１〜第４の電極層
３８…熱硬化性樹脂層
３９…第４の電極層
４０…カバー部材
４１…穴
４２…アンダーバンプメタル層
４３…バンプ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば弾性波装置のような基板上に電極が形成されている構造を有する電子部品に関し、特に複数の電極層が積層されてなる電極を有する電子部品及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子部品では、基板上に様々な電極が形成されている。例えば、弾性表面波装置では、ＩＤＴ電極のような電子部品として機能させる機能電極のほかに、配線電極、アンダーバンプメタル電極やパッド電極などが形成されている。
【０００３】
下記の特許文献１には、このような電子部品の一例としての弾性表面波素子が開示されている。
【０００４】
図１３は、特許文献１に記載の弾性表面波素子の電極構造を説明するための部分切欠正面図である。弾性表面波素子１００１では、基板１００２上に、配線電極１００３が形成されている。配線電極１００３は、図示されていない部分で、破線で示すＩＤＴ電極１００４に電気的に接続されている。また、配線電極１００３の一端が、パッド電極１００５に接続されている。配線電極１００３は、Ａｌからなる。パッド電極１００５は、第１〜第３の電極層１００５ａ〜１００５ｃを有する。第１の電極層１００５ａは、Ａｌからなり、配線電極１００３と同一工程において一体に形成されている。第１の電極層１００５ａ上にＴｉまたはＣｕからなる第２の電極層１００５ｂが積層されており、第２の電極層１００５ｂ上にＡｕからなる第３の電極層１００５ｃが積層されている。すなわち、上から、Ａｕ／Ｔｉ／ＡｌまたはＡｕ／Ｃｕ／Ａｌの順にこれらの金属膜が積層されて、パッド電極１００５が形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３５６６７１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の弾性表面波素子１００１のように、従来、機能電極以外のパッド電極や配線電極等においても、複数の金属膜を積層してなる積層金属膜により電極が形成されていることが多い。これは、金属材料を選択することにより導電性、ボンディング性、はんだ濡れ性などを改善するためである。
【０００７】
他方、弾性表面波素子１００１のような電子部品の製造工程では、１７０℃以上の高温に晒されることがある。例えば、電極層同士の接触抵抗を低めるために、２７０℃以上でアニールすることがある。あるいは、電子部品に熱硬化性樹脂を用いてパッケージングする場合、熱硬化性樹脂の硬化に際し、２００℃以上の温度に電子部品が晒されることがある。
【０００８】
このような高温に晒されると、Ａｕ／Ｔｉ／ＡｌまたはＡｕ／Ｃｕ／Ａｌからなる積層金属膜では、Ａｕからなる電極層と、Ａｌからなる電極層との間でのＡｕ及びＡｌが拡散しがちであった。そのため、配線電極の抵抗が高くなったり、ばらついたりすることがあった。また、パッド電極上にバンプなどの外部端子を形成する場合に、パッド電極と外部端子との密着性が悪化しがちであった。
【０００９】
本発明の目的は、上述した従来技術の欠点を解消し、複数の電極層間における金属の拡散を抑制することが可能とされている電子部品及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明にかかる電子部品は、基板と、前記基板上に形成された電極とを備え、該電極が、ＡｌもしくはＡｌ合金からなる第１の電極層と、第１の電極層に積層されており、Ｃｕからなる第２の電極層と、第２の電極層の第１の電極層とは反対側の面に積層されており、かつＴｉからなる第３の電極層と、第３の電極層の第２の電極層とは反対側の面に積層されておりかつＴｉ以外の金属からなる第４の電極層とを有する。
【００１１】
本発明にかかる電子部品のある特定の局面では、前記第４の電極層を構成している金属が、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｗ、Ｔａ、Ｐｄ、Ｍｏ、Ｎｉ及びＣｕからなる群から選択された１種の金属または該金属を主体とする合金である。
【００１２】
本発明にかかる電子部品の他の特定の局面では、前記Ａｌ合金が、Ａｌを主体とし、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｓｉ、Ｍｇ、Ａｇ、Ａｕ、Ｚｎ及びＣｒからなる群から選択された少なくとも１種の金属を含む。
【００１３】
本発明にかかる電子部品のさらに他の特定の局面では、前記Ｃｕからなる第２の電極層の膜厚が１０ｎｍ〜１００ｎｍの範囲にある。
【００１４】
本発明にかかる電子部品のさらに別の特定の局面では、前記Ｔｉからなる第３の電極層の膜厚が１０ｎｍ〜１００ｎｍの範囲にある。
【００１５】
本発明にかかる電子部品のさらに他の特定の局面では、前記電極が、基板上に形成されたパッド電極、アンダーバンプメタル層または配線電極であり、前記基板上に、パッド電極、アンダーバンプメタル層または配線層を構成している前記電極以外に、電子部品として機能する機能電極が形成されている。この場合には、パッド電極、アンダーバンプメタル層または配線電極においてＡｌとＣｕとの拡散を確実に抑制することができる。
【００１６】
本発明にかかる電子部品のさらに他の特定の局面では、前記機能電極がＩＤＴ電極であり、ＩＤＴ電極により弾性波が励振される。
【００１７】
本発明にかかる電子部品の製造方法は、基板を用意する工程と、前記基板上に電極を形成する工程と、加熱工程とを備える電子部品の製造方法であって、前記基板上に形成される電極が、ＡｌもしくはＡｌ合金からなる第１の電極層と、第１の電極層に積層されており、Ｃｕからなる第２の電極層と、第２の電極層の第１の電極層とは反対側の面に積層されており、かつＴｉからなる第３の電極層と、第３の電極層の第２の電極層とは反対側の面に積層されており、Ｔｉ以外の金属からなる第４の電極層とを有する。
【００１８】
本発明にかかる電子部品の製造方法のある特定の局面では、前記電極の形成に際し、前記第１〜第４の電極層が積層された後に、前記加熱工程によりエージングが行われる。このようなエージングを行い、第１〜第４の電極層間の接触抵抗を低減したとしても、本発明にしたがってＡｌと第４の電極層を構成している金属との拡散を確実に抑制することができる。
【００１９】
本発明にかかる電子部品の製造方法のさらに他の特定の局面では、前記加熱によるエージングが、２７０℃以上の温度に加熱することにより行われる。２７０℃以上の温度に加熱したとしても、本発明により、Ａｌと第４の電極層を構成している金属との拡散を確実に抑制することができる。
【００２０】
本発明にかかる電子部品の製造方法のさらに別の特定の局面では、熱硬化性樹脂からなる樹脂層を形成する工程をさらに備え、前記加熱工程が、該熱硬化性樹脂を加熱し、硬化する工程である。熱硬化性樹脂の硬化に際しての加熱によっても、電極におけるＡｌと第４の電極層を構成している金属との拡散を確実に抑制することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明にかかる電子部品及びその製造方法によれば、ＡｌもしくはＡｌ合金からなる第１の電極層／Ｃｕからなる第２の電極層／Ｔｉからなる第３の電極層／Ｔｉ以外の金属からなる第４の電極層が上からもしくは下からこの順序で積層されているので、Ａｌと第４の電極層を構成しているＴｉ以外の金属との拡散を、確実に抑制することができる。すなわち、加熱によるエージングや熱硬化性樹脂を硬化させる加熱を施したとしても、Ｃｕからなる第２の電極層とＴｉからなる第３の電極層とからなる積層構造がＡｌもしくはＡｌ合金からなる第１の電極層と、Ｔｉ以外の金属からなる第４の電極層との間に存在しているため、ＡｌとＴｉ以外の金属との拡散を確実に抑制することができる。
【００２２】
よって、電極層間の接触抵抗が低くかつ安定化でき、電極層間の接合の信頼性に優れた電子部品を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１の実施形態の電子部品の電極構造の要部を説明するための正面断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第１の実施形態の電子部品の製造方法を説明するための各正面断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第１の実施形態の電子部品の製造方法を説明するための各正面断面図である。
【図４】第１の実施形態における加熱によるエージングに際してのエージング温度と、電極層間の接触抵抗との関係を示す図である。
【図５】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１の実施形態において、３００℃の温度でエージングしたあとの電極拡散状態を説明するための光学顕微鏡写真及び（ａ）の断面構造を示す模式的断面図である。
【図６】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１の比較例において、３００℃の温度でエージングしたあとの電極拡散状態を説明するための光学顕微鏡写真及び（ａ）の断面構造を示す模式的断面図である。
【図７】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第２の比較例において、３００℃の温度でエージングしたあとの電極拡散状態を説明するための光学顕微鏡写真及び（ａ）の断面構造を示す模式的断面図である。
【図８】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第２の実施形態にかかる電子部品の製造方法を説明するための各正面断面図である。
【図９】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の第２の実施形態にかかる電子部品の製造方法を説明するための各正面断面図である。
【図１０】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第３の実施形態にかかる電子部品の製造方法を説明するための各正面断面図である。
【図１１】（ａ）及び（ｂ）は、第３の実施形態の電子部品の製造方法を説明するための各正面断面図である。
【図１２】（ａ）及び（ｂ）は、第３の実施形態の電子部品の製造方法を説明するための各正面断面図である。
【図１３】従来の電子部品の電極構造を示す模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。
【００２５】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態にかかる電子部品としての弾性表面波素子の製造方法を説明する。
【００２６】
図２（ａ）に示すように、圧電基板２上に膜厚１０ｎｍのＴｉ膜１１と膜厚１５０ｎｍのＡｌＣｕ膜を順次成膜し、パターニングする。それによって、Ｔｉ膜１１上に、ＡｌＣｕ膜１２が積層されている積層金属膜からなるＩＤＴ電極３を形成する。同時にＡｌＣｕ膜からなる第１の電極層１２Ａが、配線電極形成部分ＡにおいてＴｉ膜１１上に積層される。
【００２７】
なお、第１の電極層１２ＡにおけるＡｌＣｕ合金中のＣｕ濃度は１重量％である。
【００２８】
上記Ｔｉ膜１１及びＡｌＣｕ合金膜は、本実施形態では、蒸着−リフトオフ法により成膜し、パターニングするが、スパッタリング−ドライエッチング法などの他のフォトリソグラフィ法を用いてもよい。
【００２９】
ＩＤＴ電極３と、上記配線電極を形成するＴｉ膜１１及び第１の電極層１２Ａとは、本実施形態のように、同一工程で成膜することが望ましい。それによって、製造工程を簡略化することができる。もっとも、ＩＤＴ電極３と、上記配線電極を形成するためのＴｉ膜１１及び第１の電極層１２Ａとを別工程で形成してもよい。
【００３０】
次に、第１の電極層１２Ａ上に、絶縁膜１３を形成する。絶縁膜１３は、交差している上下の電極間の短絡を防止するために設けられている。
【００３１】
絶縁膜１３は、本実施形態ではポリイミドからなるが、他の有機材料または無機材料により形成してもよい。本実施形態では、ポリイミドからなる絶縁膜１３の膜厚は２μｍである。
【００３２】
また、絶縁膜１３の形成に際しては、ポリイミドを塗布し硬化させる。もっとも、絶縁膜１３の形成方法は塗布方法以外であってもよい。
【００３３】
次に、図２（ｃ）に示すように、蒸着−リフトオフ法により、膜厚１０ｎｍのＣｕ膜、膜厚２５０ｎｍのＴｉ膜及び膜厚５５０ｎｍのＡｕ膜を順次成膜し、パターニングする。このようにして、配線電極形成部分Ａにおいて、Ｃｕ膜からなる第２の電極層１４Ａ、Ｔｉ膜からなる第３の電極層１５Ａ及びＡｕ膜からなる第４の電極層１６Ａを積層する。また、絶縁膜１３上においても、Ｃｕ膜からなる電極層１４Ｂ、Ｔｉからなる電極層１５Ｂ及びＡｕ膜からなる電極層１６Ｂを積層する。同時に、パッド電極を形成する領域Ｂにも、Ｃｕ膜からなる電極層１４Ｃ、Ｔｉからなる電極層１５Ｃ及びＡｕ膜からなる電極層１６Ｃを積層する。
【００３４】
このようにして、図１に示した本発明の第１の実施形態として、第１〜第４の電極層１２Ａ，１４Ａ，１５Ａ，１６Ａが積層されている構造を有する配線電極４が形成される。
【００３５】
他方、絶縁膜１３が形成されている部分においては、第１の電極層１２Ａと、絶縁膜１３上に形成されている上記第２〜第４の電極層１４Ｂ〜１６Ｂからなる電極との短絡が防止されている。また、電極層１４Ｃ〜１６Ｃからなる積層金属膜により、パッド電極が形成される。
【００３６】
なお、Ｃｕ膜、Ｔｉ膜及びＡｕ膜の成膜及びパターニングは、蒸着−リフトオフ法に限らず、スパッタリング−ドライエッチング法などの他のフォトリソグラフィ法を用いてもよい。
【００３７】
次に、図３（ａ）に示すように、誘電体薄膜１７を形成する。誘電体薄膜１７は、ＩＤＴ電極３を保護するために設けられている。すなわち、誘電体薄膜１７は保護膜である。本実施形態では、誘電体薄膜１７として膜厚２０ｎｍのＳｉＯ２膜をスパッタリング−ドライエッチング法により形成する。もっとも、誘電体薄膜１７を構成する材料はＳｉＯ２に限定されるものではない。また、スパッタリング−ドライエッチング法以外の方法により誘電体薄膜１７を形成してもよい。
【００３８】
次に、配線電極において、第１〜第４の電極層１２Ａ，１４Ａ〜１６Ａ間の接触抵抗を低減するために、エージングを行う。Ｔｉ膜とＡｌＣｕ合金膜との接触部分の接触抵抗を低減するためには、２７０℃以上の加熱温度でエージングを行う必要がある。エージングによって第１〜第４の電極層１２Ａ，１４Ａ〜１６Ａ間の接触抵抗を安定化させることができる。このエージングにより、図３（ｂ）に矢印で示すように、第１〜第４の電極層１２Ａ、１４Ａ〜１６Ａが積層されている部分において、ＡｌとＡｕとの拡散が進行しようとするが，後述するように拡散は抑制される。
【００３９】
次に、図３（ｃ）に示すように、パッド電極１９上に、Ａｕからなるバンプ１８を形成する。
【００４０】
上記のようにして、基板２上に弾性表面波素子１の各種電極を形成することができる。
【００４１】
図４は、上記エージング温度と接触抵抗との関係を示す図である。上記エージング温度すなわち加熱温度が２７０℃以上であれば、接触抵抗が低くなることがわかる。好ましくは、エージング温度を３００℃以上とすることにより、接触抵抗を十分に低くすることができ、また、温度のばらつきによる接触抵抗のばらつきも小さくし得ることがわかる。
【００４２】
本実施形態の弾性表面波素子１の特徴は、配線電極４の構造にある。すなわち、図１に拡大して示すように、配線電極４においてはＴｉ膜１１上に、ＡｌＣｕ合金からなる第１の電極層１２Ａ、Ｃｕからなる第２の電極層１４Ａ、Ｔｉからなる第３の電極層１５Ａ及びＡｕからなる第４の電極層１６Ａが下から順にこの順序で積層されている。従って、接触抵抗を低めるために、２７０℃以上の温度でエージングを施したとしても、ＡｌとＡｕとの拡散を防止することができ、ＡｕＡｌ合金が存在しない良質な配線電極を形成することができる。これを、図５〜図７を参照して説明する。
【００４３】
図５（ａ）は、上記実施形態により得られた弾性表面波素子の上記配線電極４部分を示す光学顕微鏡写真である。図５（ｂ）は、この配線電極４の積層構造を模式的に示し、図１と同様の構造を示す。
【００４４】
上記実施形態と対比するために、図６（ｂ）に示す積層構造を有する第２の比較例と、図７（ｂ）に示す積層構造を有する第３の比較例とを用意した。
【００４５】
図６（ｂ）に示す第２の比較例では、ＡｌＣｕ合金からなる第１の電極層と、Ｔｉからなる第３の電極層との間に、Ｃｕ膜から第２の電極層を形成していないことを除いては、上記実施形態と同様とした。
【００４６】
また、図７（ｂ）に示す第３の実施形態では、Ａｕに代えて、Ｐｔ膜からなる第４の電極層３９を積層したこと、第１の電極層１２Ａを形成していないことを除いては、第１の実施形態と同様とした。
【００４７】
上記第１及び第２の比較例の配線電極の光学顕微鏡写真を図６（ａ）及び図７（ａ）にそれぞれ示す。図５（ａ）、図６（ａ）及び図７（ａ）は、配線電極４を３００℃の温度でエージングしたあとに配線電極４の上方から見た光学顕微鏡写真（１００倍）である。
【００４８】
図６（ａ）から明らかなように、配線電極において、ＡｕとＡｌとの拡散に起因するＡｕＡｌ合金が点在していることがわかる。これに対して、図５（ａ）に示した上記実施形態では、このようなＡｕＡｌ合金が存在せず、従って均質な構造の配線電極を形成し得ることがわかる。
【００４９】
また、図７（ａ）に示すように、第４の電極層がＰｔからなる場合にも、ＡｌとＰｔとの拡散により、多くのＰｔＡｌ合金が生じていることがわかる。
【００５０】
上記のように、第４の電極層がＰｔである第２の比較例においても、ＰｔとＡｌとの拡散によるＰｔＡｌ合金が配線電極にかなりの割合で生じていることがわかる。
【００５１】
これに対して、上記実施形態では、図５（ａ）に示したように、上記のような金属の拡散による合金は存在しない。
【００５２】
これは、Ａｌと、ＡｕまたはＰｔとの拡散が、第１，第４の電極層１２Ａ，１６Ａ間に、Ｃｕ膜からなる第２の電極層１４Ａ及びＴｉからなる第３の電極層１５Ａを介在させたことにより抑制されたためだと考えられる。
【００５３】
なお、上記実施形態では、第４の電極層１６Ａは、Ａｕにより形成されていたが、Ａｕに限定されない。第４の電極層１６Ａは、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｗ、Ｔａ、Ｐｄ、Ｍｏ、Ｎｉ及びＣｕからなる群から選択された１種の金属もしくは該金属を主体とする合金であれば、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００５４】
また、第１の電極層１２Ａは、ＡｌＣｕ合金により形成したが、Ａｌからなるものであってもよい。ＡｌＣｕ合金の場合でＡｌが主体であれば、すなわち５０重量％以上Ａｌを含むのであれば、特に限定されるものではない。さらにパッド電極を形成する領域にＢにＴｉ膜１１と第１の電極層１２Ａが形成され、パッド電極が配線電極４と同様の積層構造を有してもよい。
【００５５】
（第２の実施形態）
図８（ａ）〜（ｃ）及び図９（ａ）〜（ｄ）を参照して、本発明の第２の実施形態の弾性表面波素子の製造方法を説明する。
【００５６】
本実施形態では、第１の実施形態の場合と同様に、図８（ａ）に示すように、圧電基板２０上に、ＩＤＴ電極３を形成するために、膜厚１０ｎｍのＴｉ膜２１及びＣｕ濃度が１重量％である膜厚１５０ｎｍのＡｌＣｕ合金膜２２を蒸着−リフトオフ法により成膜し、パターニングする。第２の実施形態においても、配線電極形成部分Ａにおいても、ＡｌＣｕ合金膜からなる第１の電極層２２Ａが形成される。
【００５７】
次に、第１の実施形態と同様にして、膜厚２μｍのポリイミドからなる絶縁膜２３を形成する。図８（ｂ）に示すように、絶縁膜２３は、第１の電極層２２Ａの一部上に形成されている。
【００５８】
次に図８（ｃ）に示すように、膜厚１０ｎｍのＣｕ膜、膜厚２５０ｎｍのＴｉ膜及び膜厚１５０ｎｍのＰｔ膜をこの順序で蒸着−リフトオフ法により成膜し、パターニングする。それによって、図２（ｃ）に示した構造と同様に配線電極４が形成される部分において第１の電極層２２Ａ上に、Ｃｕからなる第２の電極層２４Ａ、Ｔｉからなる第３の電極層２５Ａ及びＰｔからなる第４の電極層２６Ａが形成される。すなわち、第４の電極層２６Ａが、Ａｕでなく、Ｐｔからなり、膜厚１００ｎｍとされていることを除いては、第１の実施形態の配線電極４と同様にして、第２〜第４の電極層２４Ａ〜２６Ａを形成する。
【００５９】
本実施形態においても、絶縁膜２３上にＣｕからなる電極層２４Ｂ、Ｔｉからなる電極層２５Ｂ及びＰｔからなる電極層２６Ｂが積層される。また、パッド電極が形成される部分Ｂにおいても、Ｃｕからなる電極層２４Ｃ、Ｔｉからなる電極層２５Ｃ及びＰｔからなる電極層２６Ｃが積層されている。
【００６０】
しかる後、パッド電極が形成される部分Ｂの電極層２６Ｃの上面の中央を露出させ、他の領域を覆うようにＳｉＯ２からなる膜厚２０ｎｍの誘電体膜２７をスパッタリング−ドライエッチング法により形成する。
【００６１】
しかる後、３００℃の温度で、２時間維持することによりエージングを行う。このエージングにより、図９（ｂ）に矢印で示すように、第１〜第４の電極層２２Ａ、２４Ａ、２５Ａ及び２６Ａが積層されている部分において、ＰｔとＡｌとの拡散が進行しようとするが、該拡散が、Ｃｕからなる第２の電極層２４Ａ及びＴｉからなる第３の電極層２５Ａの存在により確実に抑制される。
【００６２】
次に、図９（ｃ）に示すように、パッド電極Ｂが形成される部分において、電極層２６Ｃ上に、アンダーバンプメタル層２８を形成する。アンダーバンプメタル層として、本実施形態では、膜厚１００ｎｍのＮｉ膜を蒸着−リフトオフ法により形成する。もっとも、他の金属を用いてもよく、また蒸着−リフトオフ法以外のスパッタリング−ドライエッチング法などの他のフォトグラフィ法を用いてもよい。
【００６３】
しかる後、図９（ｄ）に示すように、半田からなるバンプ２９を、アンダーバンプメタル層２８上に形成する。本実施形態では、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系半田を用いてバンプ２９を形成したが、バンプを構成する金属はこれに限定されるものではない。
【００６４】
本実施形態においても、ＰｔとＡｌとの拡散が、上記Ｃｕからなる第２の電極層２４ＡとＴｉからなる第３の電極層２５Ａの存在により確実に抑制される。
【００６５】
（第３の実施形態）
第３の実施形態は、熱硬化性樹脂を用いたパッケージ構成部分を有する弾性表面波素子に関する。
【００６６】
図１０（ａ）に示すように、圧電基板３０を用意する。圧電基板３０上に、膜厚１０ｎｍのＴｉ膜３３と、膜厚１５０ｎｍのＡｌ膜とを蒸着−リフトオフ法により順次成膜し、パターニングすることにより、図１０（ａ）に示す電極構造を得る。ここでは、ＩＤＴ電極３１Ａが、Ｔｉ膜３３及びＡｌ膜３４からなる。また、ＩＤＴ電極３１Ａの両側に配線電極が形成されるが、この配線電極の形成位置において、それぞれＴｉからなる電極層３３Ａ，３３Ａと、電極層３３Ａ，３３Ａ上に積層されたＡｌからなる第１の電極層３４Ａ，３４Ａとが形成される。
【００６７】
しかる後、図１０（ｂ）に示すように、第１の電極層３４Ａ，３４Ａ上に、さらにＣｕからなる膜厚１０ｎｍの第２の電極層３５Ａ，３５Ａ、Ｔｉからなる 膜厚２５０ｎｍの第３の電極層３６Ａ，３６Ａ及びＡｕからなる膜厚５００ｎｍである第４の電極層３７Ａ，３７Ａを、同様に蒸着−リフトオフ法により積層する。次に、配線電極３１Ｂ，３１Ｂにおける電極層間の接触抵抗を低めるために、３００℃の温度で２時間維持し、エージングを行う。このエージングを行った場合においても、第１，第２の実施形態と同様に、ＡｌとＡｕとの拡散が確実に抑制される。従って、接触抵抗を十分に低くすることができる。また、拡散によるＡｕＡｌ合金も生じ難い。
【００６８】
次に、図１０（ｃ）に示すように、パッケージ材を形成する外装樹脂として、エポキシ樹脂をＩＤＴ電極３１Ａが形成されている領域を囲むようにして塗布し、硬化させる。このようにして、図１０（ｃ）に示す熱硬化性樹脂層３８を形成する。使用したエポキシ樹脂の硬化温度は２８０℃である。この硬化温度に２時間維持することにより、エポキシ樹脂を硬化させる。この場合においても、上記第１〜第４の電極層３４Ａ〜３７Ａ間におけるＡｌとＡｕとの拡散は確実に抑制される。
【００６９】
次に、図１１（ａ）に示すように、熱硬化性樹脂層３８の開口を閉成するように、ポリイミドからなるカバー部材４０を接着し、３００℃の温度に加熱することによりエージングを施す。この加熱工程においても、第１〜第４の電極層３４Ａ〜３７Ａが高温に晒されるが、上記拡散は生じ難い。
【００７０】
次に、図１１（ｂ）に示すように、カバー部材４０及び熱硬化性樹脂層３８を貫き、配線電極３１Ｂ，３１Ｂの上面を露出させるように、穴４１，４１を形成する。
【００７１】
次に、図１２（ａ）に示すように、穴４１，４１内に、ＮｉまたはＡｕからなるアンダーバンプメタル層４２，４２を形成する。最後に、図１２（ｂ）に示すように、アンダーバンプメタル層４２，４２上に、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系半田からなるバンプ４３，４３を形成する。
【００７２】
このように、配線電極３１Ｂ，３１Ｂだけでなく、アンダーバンプメタル層４２，４２を含むアンダーバンプメタル電極を構成している複数の電極層においても、本発明の電極構造を用いることにより、ＡｌとＡｕとの拡散を確実に抑制することができる。
【００７３】
また、電極層間の接触抵抗を低めるための加熱によるエージングの際だけでなく、熱硬化性樹脂を硬化させるための加熱処理や、上記カバー部材を接着し硬化させるための加熱工程の際にも、上記第１〜第４の電極層間におけるＡｌとＡｕとの拡散を確実に防止することができる。
【００７４】
第３の実施形態においても、第４の電極層を構成する金属としては、Ａｕに代えて、第１の実施形態と同様に、Ｐｔなどの他の金属を用いてもよい。
【００７５】
また、第１〜第３の実施形態では、第１の電極層の第２の電極層とは反対側の面に、Ｔｉ膜が形成されていたが、Ｔｉ膜が形成されておらずともよく、また他の金属膜が積層されていてもよい。すなわち、第１の電極層〜第４の電極層を積層した構造を有する限り、第１の電極層の外側面及び第４の電極層の外側面に、他の金属膜からなる金属膜が積層されていてもよい。
【００７６】
さらに、第１〜第３の実施形態では、第１の電極層が下方に、第４の電極層が上方に位置していたが、逆にＡｌもしくはＡｌ合金からなる第１の電極層が上方に、第４の電極層が下方に位置していてもよい。その場合には、第１の電極層に接する第２の電極層が、Ｃｕ膜であればよい。
【００７７】
また、第１〜第３の実施形態では、弾性表面波素子の製造方法につき説明したが、本発明は、上記のように、第１〜第４の電極層の積層構造に特徴を有するものであるため、電子部品は特に限定されるものではない。従って、基板は、圧電基板である必要はなく、絶縁性基板や半導体基板であってもよい。
【００７８】
また、基板上に形成される電極の平面形状についても、電極の種類に応じて適宜変形することができる。もっとも、ＩＤＴ電極のような機能させる電極以外の配線電極、アンダーバンプメタル電極またはパッド電極が上記特定の電極構造を有しておればよい。
【符号の説明】
【００７９】
１…弾性表面波素子
２…圧電基板
３…ＩＤＴ電極
４…配線電極
５，９…パッド電極
１１…Ｔｉ膜
１２…ＡｌＣｕ膜
１２Ａ…第１の電極層
１３…絶縁膜
１４Ａ〜１６Ａ…第２〜第４の電極層
１４Ｂ〜１６Ｂ，１４Ｃ〜１６Ｃ…電極層
１７…誘電体薄膜
１８…バンプ
２０…基板
２１…Ｔｉ膜
２２…ＡｌＣｕ合金膜
２２Ａ…第１の電極層
２３…絶縁膜
２４Ａ〜２６Ａ…第２〜第４の電極層
２４Ｂ〜２６Ｂ，２４Ｃ〜２６Ｃ…電極層
２７…誘電体膜
２８…アンダーバンプメタル層
２９…バンプ
３０…圧電基板
３１Ａ…ＩＤＴ電極
３１Ｂ…配線電極
３３…Ｔｉ膜
３３Ａ…電極層
３４…Ａｌ膜
３４Ａ〜３７Ａ…第１〜第４の電極層
３８…熱硬化性樹脂層
３９…第４の電極層
４０…カバー部材
４１…穴
４２…アンダーバンプメタル層
４３…バンプ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に形成された電極とを備え、
該電極が、ＡｌもしくはＡｌ合金からなる第１の電極層と、第１の電極層に積層されており、Ｃｕからなる第２の電極層と、第２の電極層の第１の電極層とは反対側の面に積層されており、かつＴｉからなる第３の電極層と、第３の電極層の第２の電極層とは反対側の面に積層されており、かつＴｉ以外の金属からなる第４の電極層とを有する、電子部品。
【請求項２】
前記第４の電極層を構成している金属が、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｗ、Ｔａ、Ｐｄ、Ｍｏ、Ｎｉ及びＣｕからなる群から選択された１種の金属または該金属を主体とする合金である、請求項１に記載の電子部品。
【請求項３】
前記Ａｌ合金が、Ａｌを主体とし、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｓｉ、Ｍｇ、Ａｇ、Ａｕ、Ｚｎ及びＣｒからなる群から選択された少なくとも１種の金属を含む、請求項１または２に記載の電子部品。
【請求項４】
前記Ｃｕからなる第２の電極層の膜厚が１０ｎｍ〜１００ｎｍの範囲にある、請求項１〜３のいずれか１項に記載の電子部品。
【請求項５】
前記Ｔｉからなる第３の電極層の膜厚が１０ｎｍ〜１００ｎｍの範囲にある、請求項１〜４のいずれか１項に記載の電子部品。
【請求項６】
前記電極が、基板上に形成されたパッド電極、アンダーバンプメタル層または配線電極であり、前記基板上に、パッド電極、アンダーバンプメタル層または配線層を構成している前記電極以外に、電子部品として機能する機能電極が形成されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の電子部品。
【請求項７】
前記機能電極がＩＤＴ電極であり、ＩＤＴ電極により弾性波が励振される、請求項６に記載の電子部品。
【請求項８】
基板を用意する工程と、
前記基板上に電極を形成する工程と、
加熱工程とを備える電子部品の製造方法であって、
前記電極が、ＡｌもしくはＡｌ合金からなる第１の電極層と、第１の電極層に積層されており、Ｃｕからなる第２の電極層と、第２の電極層の第１の電極層とは反対側の面に積層されており、かつＴｉからなる第３の電極層と、第３の電極層の第２の電極層とは反対側の面に積層されており、Ｔｉ以外の金属からなる第４の電極層とを有する、電子部品の製造方法。
【請求項９】
前記電極の形成に際し、前記第１〜第４の電極層が積層された後に、前記加熱工程によりエージングが行われる、請求項８に記載の電子部品の製造方法。
【請求項１０】
前記エージングが、２７０℃以上の温度に加熱することにより行われる、請求項９に記載の電子部品の製造方法。
【請求項１１】
熱硬化性樹脂からなる樹脂層を形成する工程をさらに備え、前記加熱工程が、該熱硬化性樹脂を加熱し、硬化する工程である、請求項８に記載の電子部品の製造方法。
【請求項１】
基板と、
前記基板上に形成された電極とを備え、
該電極が、ＡｌもしくはＡｌ合金からなる第１の電極層と、第１の電極層に積層されており、Ｃｕからなる第２の電極層と、第２の電極層の第１の電極層とは反対側の面に積層されており、かつＴｉからなる第３の電極層と、第３の電極層の第２の電極層とは反対側の面に積層されており、かつＴｉ以外の金属からなる第４の電極層とを有する、電子部品。
【請求項２】
前記第４の電極層を構成している金属が、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｗ、Ｔａ、Ｐｄ、Ｍｏ、Ｎｉ及びＣｕからなる群から選択された１種の金属または該金属を主体とする合金である、請求項１に記載の電子部品。
【請求項３】
前記Ａｌ合金が、Ａｌを主体とし、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｓｉ、Ｍｇ、Ａｇ、Ａｕ、Ｚｎ及びＣｒからなる群から選択された少なくとも１種の金属を含む、請求項１または２に記載の電子部品。
【請求項４】
前記Ｃｕからなる第２の電極層の膜厚が１０ｎｍ〜１００ｎｍの範囲にある、請求項１〜３のいずれか１項に記載の電子部品。
【請求項５】
前記Ｔｉからなる第３の電極層の膜厚が１０ｎｍ〜１００ｎｍの範囲にある、請求項１〜４のいずれか１項に記載の電子部品。
【請求項６】
前記電極が、基板上に形成されたパッド電極、アンダーバンプメタル層または配線電極であり、前記基板上に、パッド電極、アンダーバンプメタル層または配線層を構成している前記電極以外に、電子部品として機能する機能電極が形成されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の電子部品。
【請求項７】
前記機能電極がＩＤＴ電極であり、ＩＤＴ電極により弾性波が励振される、請求項６に記載の電子部品。
【請求項８】
基板を用意する工程と、
前記基板上に電極を形成する工程と、
加熱工程とを備える電子部品の製造方法であって、
前記電極が、ＡｌもしくはＡｌ合金からなる第１の電極層と、第１の電極層に積層されており、Ｃｕからなる第２の電極層と、第２の電極層の第１の電極層とは反対側の面に積層されており、かつＴｉからなる第３の電極層と、第３の電極層の第２の電極層とは反対側の面に積層されており、Ｔｉ以外の金属からなる第４の電極層とを有する、電子部品の製造方法。
【請求項９】
前記電極の形成に際し、前記第１〜第４の電極層が積層された後に、前記加熱工程によりエージングが行われる、請求項８に記載の電子部品の製造方法。
【請求項１０】
前記エージングが、２７０℃以上の温度に加熱することにより行われる、請求項９に記載の電子部品の製造方法。
【請求項１１】
熱硬化性樹脂からなる樹脂層を形成する工程をさらに備え、前記加熱工程が、該熱硬化性樹脂を加熱し、硬化する工程である、請求項８に記載の電子部品の製造方法。
【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２０１２−６５０９２（Ｐ２０１２−６５０９２Ａ）
【公開日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２０６７１３（Ｐ２０１０−２０６７１３）
【出願日】平成２２年９月１５日（２０１０．９．１５）
【出願人】（０００００６２３１）株式会社村田製作所 (3,635)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月１５日（２０１０．９．１５）
【出願人】（０００００６２３１）株式会社村田製作所 (3,635)
【Ｆターム（参考）】
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