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公開番号2025049844
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-04
出願番号2023158301
出願日2023-09-22
発明の名称電極構造、圧電振動片、圧電デバイス、圧電デバイス製造用の中間体ウエハ
出願人日本電波工業株式会社
代理人
主分類H03H 9/19 20060101AFI20250327BHJP(基本電子回路)
要約【課題】水晶片11及び、この水晶片11の表裏に設けられ下層としてのチタン膜13aと、このチタン膜に積層された金膜13bとで構成される励振用電極13を備える圧電振動片10であって、励振用電極13の比抵抗及び応力が従来に比べ改善された圧電振動片を提供する。
【解決手段】チタン膜の膜厚を0.5nm以上3nm未満、好ましくは0.5nm以上2nm以下としてあり、より好ましくは0.5nm以上1nm以下としてあり、金膜の膜厚を10nm以上100nm以下、好ましくは10nm以上40nm未満としてある。水晶片11はATカットの水晶片である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
下層としてのチタン膜と、このチタン膜に積層された金膜とで構成される電極構造において、
前記チタン膜の膜厚を、０．５ｎｍ以上３ｎｍ未満とすることを特徴とする電極構造。
続きを表示（約 730 文字）【請求項２】
前記チタン膜の膜厚を、０．５ｎｍ以上２ｎｍ以下とすることを特徴とする請求項１に記載の電極構造。
【請求項３】
前記チタン膜の膜厚を、０．５ｎｍ以上１ｎｍ以下とすることを特徴とする請求項１に記載の電極構造。
【請求項４】
下層としてのチタン膜と、このチタン膜に積層された金膜とで構成される電極構造において、
前記チタン膜の膜厚を、０．５ｎｍ以上かつ金膜の膜厚に対し２８％以下とすることを特徴とする電極構造。
【請求項５】
前記チタン膜の膜厚を、０．５ｎｍ以上かつ金膜の膜厚に対し１５％以下にすることを特徴とする請求項４に記載の電極構造。
【請求項６】
前記金膜の膜厚を、１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下とすることを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載の電極構造。
【請求項７】
前記金膜の膜厚を、１０ｎｍ以上４０ｎｍ未満とすることを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載の電極構造。
【請求項８】
圧電性を有する基板及び、この基板に設けられ下層としてのチタン膜と、このチタン膜に積層された金膜とで構成される励振用電極を備える圧電振動片において、
前記チタン膜の膜厚を、０．５ｎｍ以上３ｎｍ未満とすることを特徴とする圧電振動片。
【請求項９】
前記チタン膜の膜厚を、０．５ｎｍ以上２ｎｍ以下とすることを特徴とする請求項８に記載の圧電振動片。
【請求項１０】
前記チタン膜の膜厚を、０．５ｎｍ以上１ｎｍ以下とすることを特徴とする請求項８に記載の圧電振動片。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、下層としてのチタン（Ｔｉ）膜と、このチタン膜に積層された金（Ａｕ）膜とで構成される電極構造、これを用いた圧電振動片、この圧電振動片を用いた圧電デバイス並びに圧電デバイスの製造に用いて好適な中間体ウエハに関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
通信速度の高周波化に伴い、通信機器の基準信号源である圧電デバイスの高周波化の要求が益々高まっている。圧電デバイスの一種として、厚み滑りモードで振動するものがある。厚み滑りモードで、かつ、基本波で振動する圧電デバイスの高周波化を達成するためには、圧電振動片の厚さは益々薄くなる。しかし、それに伴い圧電振動片の表裏に設ける励振用電極の、圧電デバイスの特性に及ぼす影響が、問題になる。
【０００３】
その具体例として、特許文献１に、励振用電極の導通抵抗に関する問題が記載されている（特許文献１の例えば段落６，７等）。また、特許文献２に、励振用電極の導通抵抗に関する問題や熱ストレスの問題が記載されている（特許文献２の例えば段落６，７等）。
上記問題の解決策として、特許文献１、特許文献２それぞれに、下層としてのチタン膜と、このチタン膜に積層された金膜とで構成される電極構造が記載されている。また、特許文献１には、金膜の厚さを４００～８００Åにするのが良いと、記載されている（特許文献１の例えば請求項２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００４－２１４８３８号公報
特開２００６－３１１３３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
下層としてのチタン膜と、このチタン膜に積層された金膜とで構成される電極構造は、厚み滑りモードで振動する高周波用の圧電振動片の励振用電極として、好ましいものと考えられる。しかし、この出願に係る発明者の研究によれば、まだ改善の余地があることが判明した。
この出願は上記の点に鑑みなされたものであり、従って、この出願の目的は、チタン膜と、このチタン膜に積層された金膜とで構成される電極構造であって、特性がより改善された電極構造を提供することにある。さらにこの出願の目的は、上記新規な電極構造を有する圧電振動片を提供することにある。さらにこの出願の目的は、上記圧電振動片を用いた圧電デバイスを提供することにある。さらにこの出願の目的は、上記圧電デバイスを量産性良く製造できる中間体ウエハを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の各目的を達成するためこの出願に係る発明者は、下層としてのチタン膜と、このチタン膜に積層された金膜とで構成される電極構造の、特にチタン膜の構成に着目して鋭意研究を進めた。その結果、上記の目的達成に有用な、チタン膜に関する事実と金膜に関する事実を見出した。
従って、この出願の第１発明である電極構造によれば、下層としてのチタン膜と、このチタン膜に積層された金膜とで構成される電極構造において、チタン膜の膜厚を、０．５ｎｍ以上で３ｎｍ未満とすることを特徴とする。なお、この発明を実施するに当たり、チタン膜の膜厚を、好ましくは０．５ｎｍ以上で２ｎｍ以下とするのが良く、より好ましくは、０．５ｎｍ以上１．５ｎｍ以下とすることが良く、さらに好ましくは、０．５ｎｍ以上１ｎｍ以下とするのが良い。
【０００７】
また、この第１発明は、別の観点から見ると、下層としてのチタン膜と、このチタン膜に積層された金膜とで構成される電極構造において、チタン膜の膜厚を、０．５ｎｍ以上かつ金膜の膜厚に対し２８％以下とすることを特徴しても良い。その場合、好ましくはチタン膜の膜厚を、０．５ｎｍ以上かつ金膜の膜厚に対し１５％以下にすることを特徴とするのが良い。
また、第１発明を実施するに当たり、金膜の膜厚を、１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下とするのが良く、より好ましくは、１０ｎｍ以上４０ｎｍ未満とするのが良い。
【０００８】
第１発明の電極構造は、後述する通り、比抵抗及び応力等の点で、従来のＴｉ／Ａｕ電極構造に比べ優れるので、種々の分野で利用可能なものである。例えば、圧電振動片の励振用電極として用いることができ、それにより従来に比べ特性に優れる圧電振動片を提供できる。
従って、この出願の第２発明である圧電振動片によれば、圧電性を有する基板及び、この基板に設けられ下層としてのチタン膜と、このチタン膜に積層された金膜とで構成される励振用電極を備える圧電振動片において、励振用電極を、上記の第１発明の電極構造によって構成することを特徴とする。
【０００９】
また、この出願の第３発明である圧電デバイスによれば、第２発明の圧電振動片と、この圧電振動片を内包する容器とを備えたことを特徴とする。ここで、圧電デバイスとは、圧電振動子、圧電発振器、温度センサ付きの圧電振動子、温度補償機能付きの圧電発振器等であり、典型例としては、ＡＴカットの水晶振動子に代表される厚み滑りモードで振動する水晶振動子（温度センサ付きのものも含む）や水晶発振器（温度補償機能を有するものも含む）である。
【００１０】
また、この出願の第４発明である圧電デバイス製造用の中間体ウエハによれば、圧電性を有するウエハであって上記の第２発明の圧電振動片をマトリクス状に多数備えるウエハであることを特徴とする。この第４発明において、圧電性を有するウエハとは、水晶、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム等の圧電性を有する材料から成るウエハであるが、典型的には、ＡＴカットの水晶ウエハに代表される厚み滑りモードで振動する水晶振動子用の水晶ウエハである。
（【００１１】以降は省略されています）

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