專利名稱：彈性波元件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及使用壓電基板的彈性波元件。
背景技術：
專利文獻1記載的彈性波元件具備壓電基板、配置于壓電基板上的梳 形電極、設置于梳形電極上的氧化硅膜。為了使壓電基板的溫度特性提高， 氧化硅膜具有比壓電基板小的熱膨脹率，并限制壓電基板的伴隨溫度變化的
熱膨脹。
氧化硅膜通過化學氣相成長(CVD)法和濺射法形成于梳形電極上。利 用CVD法形成的氧化硅膜的密度低。氧化硅膜的低密度對于數(shù)十MHz左右 頻率的長的波長的彈性波的傳播不會有影響，但是，對于數(shù)百MHz 數(shù)GHz 頻率的短的波長的彈性波，傳播損失會增大。在這種高頻帶的彈性波傳播的 彈性波元件中，氧化硅膜通過濺射法形成。
具有通過賊射法形成的氧化硅膜的彈性波元件有時伴隨溫度變化等環(huán)境 的變化，其彈性波的傳播特性會變動。
專利文獻1:(日本)特開2003 - 209458號公報

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種彈性波元件，其具備壓電基板、設置于壓電基板上的 梳形電極、覆蓋梳形電極的氧化硅膜、設置于氧化硅膜上的氮氧化硅膜。氧 化硅膜的膜厚H和在壓電基板傳播的彈性波的波長入滿足H/入>0.15的關 系。
該彈性波元件抑制彈性波的傳播特性的變動，具有高可靠性。


圖1是本發(fā)明實施方式的彈性波元件的剖面圖2表示實施方式的彈性波元件中的氧化硅膜和氮氧化硅膜的氬的組成
3比率的變化。
符號說明
1、 壓電基板
2、 一危形電^L
3、 氧化硅膜
4、 氮氧化硅膜 22、才危形電^L 1001、彈性波元件
具體實施例方式
圖1是本發(fā)明實施方式的彈性波元件1001的剖面圖。彈性波元件1001 是利用彈性波的一種即彈性表面波的彈性表面波元件。彈性波元件1001具備 壓電基板l;設置于壓電基板l的上表面1A上的梳形電極2、 22;設置于梳 形電極2、 22上的由氧化硅構成的氧化硅膜3;設置于氧化硅膜3上的由氮氧 化硅(氮氧化硅)構成的氮氧化硅膜(氮氧化硅膜)4。氧化硅膜3覆蓋梳形 電極2、 22。壓電基板1為以旋轉(zhuǎn)Y (軸)切斷X (軸)的傳播并將旋轉(zhuǎn)角設 定為5度的鈮酸鋰基板。梳形電極2、 22以鋁為主要成分。梳形電極2具有 多個電極爪102,梳形電極22具有多個電極爪112。多個電極爪102和多個 電極爪102交替配置。另外，實施方式的彈性波元件1001是中心頻率為約 2GHz的濾波器。在壓電基板1中傳播的彈性波(彈性表面波)的波長約為2 ia m，與梳形電極2的電極爪102的間距相等，且與梳形電極22的電極爪122 的間距相等。梳形電極2、 22的厚度約為150nm。
氧化硅膜3抑制壓電基板1的熱膨脹率等溫度變化引起的頻率變動等特 性變化。氧化硅膜3防止梳形電極2、 22的短路。另外，為了緩解由壓電基 板1的溫度引起的特性變動，使氧化硅膜3的膜厚H和彈性波的波長X滿足 H/入> 0.15的關系。在此，膜厚H為自梳形電極2、 22的上表面2A、 22A開 始的氧化硅膜3的厚度，即從梳形電極2、 22的上表面2A、 22A到氧化硅膜 3的上表面3A的距離。在實施方式中，在彈性波的波長為2jum時，氧化硅 膜3的膜厚H設定為H/入的值為0.15時的比300nm厚的400nm。氧化硅膜3 的上表面3A為凹凸面時，氧化硅膜3的膜厚H為從梳形電極2、 22的上表 面2A、 22A到上表面2A、 22A的正上方的氧化石圭膜3的上表面3A的距離。在此，H/入比值的上限通過例如收納彈性波元件1001的殼體的尺寸或搭載彈 性波元件1001的部分的大小而被限定，以使彈性波元件1001作為產(chǎn)品具有 合理的尺寸。
用彈性波元件1001制作不具有氮氧化硅膜4的比較例的彈性波元件，將 比較例的彈性波元件封入氣密的封裝內(nèi)，進行溫度為85。C放置1000小時的高 溫;故置試驗后，中心頻率約變化-1000ppm。
比較例的彈性波元件的氧化硅膜3為將氧化硅基板作為標板(夕一f :y 卜)，使用氬氣以濺射法形成。在以該方法形成的氧化硅膜3中混入有氬氣， 混入的氬氣伴隨溫度變化等環(huán)境的變化而從氧化硅膜3向外部釋放。由此， 被認為氧化硅膜3的彈性率及密度等物理特性發(fā)生變化，隨之，引起比較例 的彈性波元件的溫度變化，導致中心頻率的變動之類的特性變動。
在實施方式的彈性波元件1001中，在氧化硅膜3的上表面3A上設置有 氮氧化硅膜4。氮氧化硅膜4如下形成，將氧化硅基板作為標板，使用氬氣和 氮氣的混合氣體，以濺射法將氮氧化硅蒸鍍于氧化硅膜3的上表面3A。氮氧 化硅膜4抑制混入氧化硅膜3的氬氣從氧化硅膜3向外部釋放，從而抑制因 溫度而導致的彈性波元件1001的特性變動，因此，彈性波元件1001具有高 可靠性。
制作比較例的彈性波元件和本實施方式的彈性波元件1001后，實施升溫 到300'C并放置12小時的老化處理。圖2表示彈性波元件的氧化硅膜3的氬 組成比率。比較例的彈性波元件的老化處理前的氧化硅膜3的氬組成比率約 為1.3%,老化處理后的氬組成比率為0.1%以下，大量的氬浮皮釋放。
在比較例的彈性波元件中，通過老化處理，包含氧化硅膜3的上表面3A 的表面附近的氬從氧化硅膜3被釋放，附近的氬向因該釋放而形成的間隙移 動，移動后的氬也會被釋放，且反復進行。由此，氧化硅膜3的彈性率及密 度等物理特性發(fā)生變化，隨之引發(fā)彈性波元件的特性變動。
圖2表示本實施方式的實施例的彈性波元件1001的氮氧化硅膜4和氧化 硅膜3的氬的組成比率。氮氧化硅膜4的老化處理前后的氬組成比率都為約 0.4%，看不到變化，氬并沒有因老化處理而釋放。實施方式的彈性波元件的 氧化硅膜3老化處理前后的氬的組成比率都為約1.3%,幾乎看不到變化。這 樣，彈性波元件1001中的溫度導致氧化硅膜3的氬的組成比率的變化被抑制， 氧化硅膜3的彈性率及密度等物理特性的溫度導致的變化被抑制。將具有氮氧化硅膜4的彈性波元件封入氣密封裝內(nèi)，進行溫度為85。C放 置1000小時的高溫放置試驗后，能夠?qū)⒅行念l率的變化抑制為-250ppm左 右。
在比較例的彈性波元件中，在氧化硅膜3中混入的氬通過老化處理被釋 放，在氧化硅膜3中抽去氬的路徑中形成空隙。通過該路徑濕氣容易進入， 比較例的彈性波元件的耐濕性惡化。通過將比較例的彈性波元件封入氣密封 裝內(nèi)，能夠提高耐濕性，但是，這種的氣密封裝價格高。在實施例的彈性波 元件1001中，混入的氬幾乎不從氧化硅膜3中釋放出，因此，在氧化硅膜3 中不形成侵入濕氣的空隙。因此，實施例的彈性波元件1001可以用廉價的樹 脂進行密封，且能夠以高生產(chǎn)率制造。
在梳形電極2、 22上的氧化硅膜3較厚的情況下，彈性波不僅在壓電基 板1的上表面1A，而且還在含有氧化硅膜3的區(qū)域傳播。該情況下，在比較 例的彈性波元件中，由于在氧化硅膜3中有空隙，因此，在該空隙產(chǎn)生彈性 波的傳播損耗，彈性波元件的插入損失大。在實施方式的彈性波元件中，能 夠防止在氧化硅膜3中產(chǎn)生空隙，且能夠防止這種插入損失的增加。
在壓電基板1和設置于壓電基板1的上表面1A的絕緣膜的邊界傳播彈性 波的彈性邊界波元件中，該絕緣膜中的傳播損耗容易對彈性邊界波元件的插 入損失產(chǎn)生影響，因此，優(yōu)選是將實施方式的氮氧化硅膜4用于彈性邊界波 元件。
如上所述，通過覆蓋氮氧化硅膜4，維持氧化硅膜3中混入氬的狀態(tài)，由 此，能夠長期地提高彈性波元件1001的頻率穩(wěn)定性，并且能夠提高耐濕性及 電氣性能。
為了抑制氬自氧化硅膜3的釋放，氮氧化硅膜4優(yōu)選具有較厚的厚度。 在伴隨成膜的氮氧化硅膜4中產(chǎn)生的應力比在氧化硅膜3中產(chǎn)生的應力大。 在氮氧化硅膜4中產(chǎn)生過大的應力時，該應力經(jīng)由氧化硅膜3傳遞至壓電基 板l，傳遞的應力的影響導致梳形電極2、 22的交互調(diào)制(IM)特性惡化。
通過改變氮氧化硅膜4和氧化硅膜3的膜厚的比率而確認IM特性惡化的 實驗，判明氮氧化硅膜4的膜厚超過氧化硅膜3膜厚的3%時，IM特性惡化 大到在實際使用上構成問題的程度。
另外，為了通過氮氧化硅膜4防止氬的釋放，需要氮氧化硅膜4的厚度 為3nm以上。氮氧化硅膜4的厚度不足3nm時有時不能防止氬的釋放。即，理想的是設置于氧化硅膜3上的氮氧化硅膜4的膜厚設定為3nm以上，且為 氧化硅膜3的膜厚的3%以下。
彈性波元件1001具有如下比較簡單的結構，即具備設置于壓電基板1上 的梳形電極2、 22。本實施方式的彈性波元件對于具備多組梳形電極2、 22 的濾波器、適當組裝了該濾波器的分波器、通用設備等各種彈性波裝置中起
惡化顯著出現(xiàn)的發(fā)送系統(tǒng)的濾波器、具有發(fā)送系統(tǒng)的濾波器的通用設備中特 別有用。
另外，在實施方式中，表示"上表面""正上方"等方向的用語不過是表 示依據(jù)壓電基板l、梳形電極2、 22、氧化硅膜3、氮氧化硅膜4等構成部件 的位置的相對的方向，不是表示上下方向等絕對的方向。絕對的方向因構成 部件的位置而改變。
工業(yè)上的可利用性
本發(fā)明的彈性波元件抑制彈性波的傳播特性的變動，具有高可靠性，對 于用于通信設備等的高頻電路有用。
權利要求
1、一種彈性波元件，其具備壓電基板、設置于所述壓電基板上的梳形電極、覆蓋所述梳形電極的氧化硅膜、設置于所述氧化硅膜上的氮氧化硅膜，所述氧化硅膜的膜厚H和在所述壓電基板傳播的彈性波的波長λ滿足H/λ≥0.15的關系。
2、 如權利要求1所述的彈性波元件，所述氮氧化硅膜的膜厚為3nm以 上，且為所述氧化硅膜的所述膜厚H的3%以下。
全文摘要
本發(fā)明的彈性波元件，具備壓電基板、設置于壓電基板上的梳形電極、覆蓋梳形電極的氧化硅膜、設置于氧化硅膜上的氮氧化硅膜。氧化硅膜的膜厚H和在壓電基板傳播的彈性波的波長λ滿足H/λ≥0.15的關系。該彈性波元件抑制彈性波的傳播特性的變動，具有高可靠性。
文檔編號H03H9/145GK101669285SQ20088001399
公開日2010年3月10日 申請日期2008年5月9日 優(yōu)先權日2007年5月25日
發(fā)明者上口洋輝, 巖崎行緒, 濱岡陽介 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社