DE102011113479A1

DE102011113479A1 - Akustisches Oberflächenwellen-Bauteil (SAW-Bauteil)

Info

Publication number: DE102011113479A1
Application number: DE201110113479
Authority: DE
Inventors: Atsushi Isobe; Kengo Asai
Original assignee: Hitachi Media Electronics Co Ltd
Current assignee: Hitachi Media Electronics Co Ltd
Priority date: 2010-09-08
Filing date: 2011-09-08
Publication date: 2012-03-08
Also published as: KR20120038889A; JP2012105252A; DE102011113479A8

Abstract

Ein LLSAW-Bauteil (longitudinal leaky surface acoustic wave), das sich problemlos herstellen lässt und einen geringen Verlust im Durchlassfrequenzband aufweist, wird bereitgestellt. Ein ID-Wandler des LLSAW-Bauteils besteht aus paarweise angeordneten Interdigitalelektroden, die jeweils mehrere Fingerelektroden und Stromschienen aufweisen, die diese auf einer oberen Fläche eines piezoelektrischen Substrats gebildeten Elektroden verbinden, und ein Hochfrequenzsignal wird zwischen den Interdigitalelektroden angelegt, wobei die Fingerelektroden abwechselnd dazwischen angeordnet sind. Eine dielektrische Schicht ist auf einer oberen Fläche der Fingerelektroden und einer oberen Fläche des piezoelektrischen Substrats zwischen den nebeneinanderliegenden Fingerelektroden gebildet.

Description

VERWEIS AUF ZUGEHÖRIGE ANMELDUNGEN
Die vorliegende Anmeldung beansprucht Priorität nach der japanischen Patent-Offenlegungsschrift 2010-231636 vom 14. Oktober 2010 und der japanischen Patent-Offenlegungsschrift 2011-196465 vom B. September 2011, deren Inhalt hiermit durch Literaturhinweis einbezogen wird.
TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein akustisches Oberflächenwellen- oder SAN-Bauteil (surface acoustic wave) und insbesondere auf eine Technologie, die effektiv für ein in Längsrichtung verlustbehaftetes akustisches Oberflächenwellen- oder LLSAW-Bauteil (longitudinal leaky surface acoustic wave) angewendet wird, bei dem ein Interdigital- oder ID-Wandler mit Interdigitalelektroden auf einer Ebene eines Substrat aus einem piezoelektrischen Material gebildet ist.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
SAW-Bauteile werden in Kommunikationsausrüstung und anderen Systemen als Halbleiterschaltungselemente wie zum Beispiel als Hochfrequenzresonator oder Filter verwendet. Insbesondere weil eine in Längsrichtung verlustbehaftete akustische Oberflächenwelle (longitudinal leaky surface acoustic wave) [im Folgenden abgekürzt als LLSAW], die eine Art von akustischer Oberflächenwelle im weiteren Sinne ist, eine Longitudinalwelle als eine Hauptkomponente aufweist, ist ihre Ausbreitungsgeschwindigkeit höher als die einer herkömmlichen akustischen Rayleigh-Oberflächenwelle und einer akustischen SH-Oberflächenwelle, und ein SAW-Bauteil, das mit einer LLSAW arbeitet (im Folgenden als LLSAW-Bauteil bezeichnet), weist das Merkmal einer hohen Betriebsfrequenz auf.
Die japanischen Patent-Offenlegungsschriften 10-84245 (Patentdokument 1) und 10-126208 (Patentdokument 2) beschreiben eine Beziehung zwischen einem Schnittwinkel θ und einem Ausbreitungsverlust in einem LLSAW-Bauteil, in dem ein aus Interdigitalelektroden bestehender ID-Wandler auf einem piezoelektrischen Substrat gebildet ist, das eine Ebene aufweist, in der eine von der Y-Achse eines Einkristalls von Lithiumniobat (LiNbO₃) um θ Grad zur Richtung der Z-Achse gedrehte Richtung als Normallinie angenommen wird und die eine Richtung orthogonal zur X-Achse als Ausbreitungsrichtung einer elastischen Welle annimmt (im Folgenden als piezoelektrisches θYZ-LN-Einkristall-Substrat bezeichnet).
Die Internationale Patentanmeldung WO 98/052279 (Patentdokument 3) beschreibt eine Beziehung zwischen einem Temperaturkoeffizienten, einem Schnittwinkel θ und einer Schichtdicke einer Siliziumoxidschicht in einem akustischen Oberflächenwellenresonator, in dem Interdigitalelektroden und die Siliziumoxidschicht auf einem piezoelektrischen Substrat gebildet sind, das eine Ebene aufweist, in der eine von der Y-Achse eines Einkristalls von Lithiumniobat um θ Grad zur Richtung der Z-Achse gedrehte Richtung als Normallinie angenommen wird und die die Richtung der X-Achse als Ausbreitungsrichtung einer elastischen Welle annimmt (im Folgenden als piezoelektrisches θYX-LN-Einkristall-Substrat bezeichnet).
Die japanische Patent-Offenlegungsschrift 2010-11440 (Patentdokument 4) beschreibt eine Beziehung zwischen den Schichtdicken von Interdigitalelektroden und Reflektoren, einer Schichtdicke einer Siliziumoxidschicht und einer Wellenlänge einer akustischen Oberflächenwelle in einem SAW-Bauteil, in dem die Interdigitalelektroden, die Reflektoren und die Siliziumoxidschicht, die diese bedeckt, auf einem piezoelektrischen θYX-LN-Einkristall-Substrat gebildet sind.
In den Patentdokumenten 3 und 4 ist die Siliziumoxidschicht, die die Interdigitalelektroden bedeckt, eine Temperaturausgleichsschicht.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Im Allgemeinen sind für ein Hochfrequenzfilter und einen Hochfrequenzresonator eine problemlose Herstellung und ein hoher Gütefaktor (Q-Wert) erforderlich. Insbesondere für die Verwendung als Empfangsfilter für Kommunikationsausrüstung wie zum Beispiel ein Mobiltelefon ist ein Q-Wert von mehreren Tausend oder höher erforderlich, aber die in den Patentdokumenten 1 und 2 beschriebenen akustischen Oberflächenwellenresonatoren weisen die folgenden Probleme auf.
Die Patentdokumente 1 und 2 beschreiben den Schnittwinkel θ und die Schichtdicke der Interdigitalelektrode, die ein Verhältnis von Impedanzspitzen und -tälern zwischen einer Resonanzfrequenz und einer Anti-Resonanzfrequenz in einem LLSAW-Resonator maximieren. Wenn jedoch ein Bauteil zum Wählen einer Frequenz, zum Beispiel ein Filter, hergestellt wird, muss der Verlust in einem zu wählenden Frequenzband (im Folgenden als Durchlassfrequenzband bezeichnet) verringert werden. Aus diesem Grund ist das wichtigste der Q-Wert bei der Resonanzfrequenz (im Folgenden als Resonanz-Q-Wert bezeichnet) und das zweitwichtigste der Q-Wert bei der Anti-Resonanzfrequenz (im Folgenden als Antiresonanz-Q-Wert bezeichnet). Im Falle der in den Patentdokumenten 1 und 2 beschriebenen LLSAW-Resonatoren ist jedoch der Antiresonanz-Q-Wert bei dem Schnittwinkel θ und der Schichtdicke, bei denen der Resonanz-Q-Wert optimal ist, nachteilig klein.
Außerdem ist die in den Patentdokumenten 3 und 4 beschriebene elastische Welle eine akustische Rayleigh-Oberflächenwelle oder eine akustische SH-Oberflächenwelle im Gegensatz zu der LLSAW in den Patentdokumenten 1 und 2 und einer LLSAW, die durch einen noch weiter zu beschreibenden ID-Wandler nach der vorliegenden Erfindung zum Schwingen angeregt wird. Daher beträgt die Ausbreitungsgeschwindigkeit der elastischen Welle (im Folgenden als Schallgeschwindigkeit bezeichnet) nur 4.200 m/s oder weniger, und um ein SAW-Bauteil herzustellen, das bei hohen Frequenzen arbeitet, muss der ID-Wandler mikrohergestellt werden. Wenn das SAW-Bauteil zum Beispiel im 3,5 GHz-Band betrieben wird, betragen die Breite jeder Fingerelektrode des ID-Wandlers und der Abstand dazwischen 0,30 μm (= 4.200 m/s/3,5 GHz/4), und daher ist nachteiligerweise eine teure Mikroherstellungsvorrichtung erforderlich.
Ein Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines LLSAW-Bauteils, das sich problemlos herstellen lässt und einen geringen Verlust im Durchlassfrequenzband aufweist. Mit anderen Worten, das Ziel ist die Bereitstellung eines LLSAW-Bauteils mit einer Schallgeschwindigkeit von 5.000 m/s oder höher und einem ausgezeichneten Resonanz-Q-Wert und Antiresonanz-Q-Wert.
Die vorstehenden und weiteren Zwecke und neuartigen Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der Beschreibung in der vorliegenden Spezifikation und den anliegenden Zeichnungen ersichtlich.
Es folgt eine kurze Beschreibung eines Überblicks der in der vorliegenden Anmeldung offengelegten typischen Erfindung.
Nach einem bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist in einem LLSAW-Bauteil, in dem ein ID-Wandler, bestehend aus Interdigitalelektroden mit mehreren Fingerelektroden, auf einer Fläche eines piezoelektrischen Substrats gebildet ist und der ID-Wandler mit einer LLSAW schwingt, eine dielektrische Schicht auf einer oberen Fläche jeder der mehreren Fingerelektroden und auf der einen Fläche des Substrats zwischen den nebeneinanderliegenden Fingerelektroden gebildet.
Die mit typischen Ausführungsformen der in der vorliegenden Anmeldung offengelegten Erfindung erhaltenen Wirkungen sind nachstehend kurz beschrieben.
Durch Bilden einer dielektrischen Schicht auf der oberen Fläche jeder der mehreren Fingerelektroden, aus denen der ID-Wandler des LLSAW-Bauteils besteht, und auf der einen Fläche des Substrats zwischen den nebeneinanderliegenden Fingerelektroden kann ein LLSAW-Bauteil mit einem geringen Verlust im Durchlassfrequenzband erhalten werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt eine schematische Aufsicht eines LLSAW-Bauteils nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in 1.
3 zeigt eine schematische Aufsicht eines herkömmlichen LLSAW-Bauteils.
4 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie B-B in 3.
5 zeigt ein Diagramm zur Beschreibung der Definitionen der Schichtdicke hm der Fingerelektroden, die den ID-Wandler bilden, der Schichtdicke hd1 einer dielektrischen Schicht, der Breite L jeder der Fingerelektroden, des Abstands S dazwischen und des Fingerelektrodenzyklus λo in dem LLSAW-Bauteil nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
6 zeigt ein Diagramm der Abhängigkeit des Q-Wertes von der Schichtdicke hm in einem herkömmlichen LLSAW-Resonator (Schnittwinkel θ = 171 Grad).
7 zeigt ein Diagram der Abhängigkeit des Q-Wertes von der Schichtdicke hm in dem LLSAW-Bauteil nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (Schnittwinkel θ = 171 Grad und Schichtdicke hd1 einer dielektrischen Schicht = 0,01 λo).
8 zeigt ein Diagramm der Abhängigkeit des Q-Wertes von der Schichtdicke hm in dem LLSAW-Bauteil nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (Schnittwinkel θ = 171 Grad und Schichtdicke hd1 einer dielektrischen Schicht = 0,03 λo).
9 zeigt ein Diagramm der Abhängigkeit des Q-Wertes von der Schichtdicke hm in dem LLSAW-Bauteil nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (Schnittwinkel θ = 171 Grad und Schichtdicke hd1 einer dielektrischen Schicht = 0,05 λo).
10 zeigt ein Diagramm der Schallgeschwindigkeit bei der Resonanzfrequenz in dem in 7 bis 9 gezeigten LLSAW-Resonator nach der ersten Ausführungsform.
11 zeigt eine vergrößerte Teilschnittansicht eines weiteren Beispiels des LLSAW-Bauteils nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
12 zeigt eine schematische Aufsicht eines LLSAW-Bauteils nach einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
13 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in 12.
14 zeigt ein Diagramm zur Beschreibung der Definitionen der Schichtdicke hm der Fingerelektroden, die den ID-Wandler bilden, der Schichtdicke hd2 einer dielektrischen Schicht, der Breite L jeder der Fingerelektroden, des Abstands S dazwischen und des Fingerelektrodenzyklus λo in dem LLSAW-Bauteil nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
15 zeigt ein Diagramm der Abhängigkeit des Q-Wertes von der Schichtdicke hm in dem LLSAW-Bauteil nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (Schichtdicke hd2 der dielektrischen Schicht = 0,00 λo).
16 zeigt ein Diagramm der Abhängigkeit des Q-Wertes von der Schichtdicke hm in dem LLSAW-Bauteil nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (Schichtdicke hd2 der dielektrischen Schicht = 0,01 λo).
17 zeigt ein Diagramm der Abhängigkeit des Q-Wertes von der Schichtdicke hm in dem LLSAW-Bauteil nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (Schichtdicke hd2 der dielektrischen Schicht = 0,02 λo).
18 zeigt ein Diagramm der Abhängigkeit des Q-Wertes von der Schichtdicke hm in dem LLSAW-Bauteil nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (Schichtdicke hd2 der dielektrischen Schicht = 0,03 λo).
19 zeigt ein Diagramm der Abhängigkeit des Q-Wertes von der Schichtdicke hm in dem LLSAW-Bauteil nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (Schichtdicke hd2 der dielektrischen Schicht = 0,04 λo).
20 zeigt ein Diagramm der Abhängigkeit des Q-Wertes von der Schichtdicke hm in dem LLSAW-Bauteil nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (Schichtdicke hd2 der dielektrischen Schicht = 0,05 λo)
21 zeigt ein Diagramm der Abhängigkeit des Q-Wertes von der Schichtdicke hm in dem LLSAW-Bauteil nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (Schichtdicke hd2 der dielektrischen Schicht = 0,06 λo).
22 zeigt ein Diagramm der Abhängigkeit des Q-Wertes von der Schichtdicke hm in dem LLSAW-Bauteil nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (Schichtdicke hd2 der dielektrischen Schicht = 0,07 λo).
23 zeigt ein Diagramm der Abhängigkeit des Q-Wertes von der Schichtdicke hm in dem LLSAW-Bauteil nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (Schichtdicke hd2 der dielektrischen Schicht = 0,08 λo).
24 zeigt ein Diagramm der Abhängigkeit des Q-Wertes von der Schichtdicke hm in dem LLSAW-Bauteil nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (Schichtdicke hd2 der dielektrischen Schicht = 0,09 λo).
25 zeigt ein Diagramm der Abhängigkeit des Q-Wertes von der Schichtdicke hm in dem LLSAW-Bauteil nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (Schichtdicke hd2 der dielektrischen Schicht = 0,10 λo).
26 zeigt ein Diagramm der Schallgeschwindigkeit bei der Resonanzfrequenz in dem in 15 bis 25 gezeigten LLSAW-Resonator.
27A zeigt ein Diagramm der Abhängigkeit des Q-Wertes von der Schichtdicke hm in dem LLSAW-Bauteil nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (Schnittwinkel θ = 160 Grad und Schichtdicke hd2 der dielektrischen Schicht = 0,02 λo).
27B zeigt ein Diagramm der Abhängigkeit des Q-Wertes von der Schichtdicke hm in dem herkömmlichen LLSAW-Bauteil (Schnittwinkel θ = 160 Grad).
28A zeigt ein Diagramm der Abhängigkeit des Q-Wertes von der Schichtdicke hm in dem LLSAW-Bauteil nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (Schnittwinkel θ = 161 Grad und Schichtdicke hd2 der dielektrischen Schicht = 0,02 λo).
28B zeigt ein Diagramm der Abhängigkeit des Q-Wertes von der Schichtdicke hm in dem herkömmlichen LLSAW-Bauteil (Schnittwinkel θ = 161 Grad).
29A zeigt ein Diagramm der Abhängigkeit des Q-Wertes von der Schichtdicke hm in dem LLSAW-Bauteil nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (Schnittwinkel θ = 162 Grad und Schichtdicke hd2 der dielektrischen Schicht = 0,02 λo).
29B zeigt ein Diagramm der Abhängigkeit des Q-Wertes von der Schichtdicke hm in dem herkömmlichen LLSAW-Bauteil (Schnittwinkel θ = 162 Grad).
30A zeigt ein Diagramm der Abhängigkeit des Q-Wertes von der Schichtdicke hm in dem LLSAW-Bauteil nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (Schnittwinkel θ = 163 Grad und Schichtdicke hd2 der dielektrischen Schicht = 0,02 λo).
30B zeigt ein Diagramm der Abhängigkeit des Q-Wertes von der Schichtdicke hm in dem herkömmlichen LLSAW-Bauteil (Schnittwinkel θ = 163 Grad).
31A zeigt ein Diagramm der Abhängigkeit des Q-Wertes von der Schichtdicke hm in dem LLSAW-Bauteil nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (Schnittwinkel θ = 164 Grad und Schichtdicke hd2 der dielektrischen Schicht = 0,02 λo).
31B zeigt ein Diagramm der Abhängigkeit des Q-Wertes von der Schichtdicke hm in dem herkömmlichen LLSAW-Bauteil (Schnittwinkel θ = 164 Grad).
32A zeigt ein Diagramm der Abhängigkeit des Q-Wertes von der Schichtdicke hm in dem LLSAW-Bauteil nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (Schnittwinkel θ = 165 Grad und Schichtdicke hd2 der dielektrischen Schicht = 0,02 λo).
32B zeigt ein Diagramm der Abhängigkeit des Q-Wertes von der Schichtdicke hm in dem herkömmlichen LLSAW-Bauteil (Schnittwinkel θ = 165 Grad).
33A zeigt ein Diagramm der Abhängigkeit des Q-Wertes von der Schichtdicke hm in dem LLSAW-Bauteil nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (Schnittwinkel θ = 166 Grad und Schichtdicke hd2 der dielektrischen Schicht = 0,02 λo).
33B zeigt ein Diagramm der Abhängigkeit des Q-Wertes von der Schichtdicke hm in dem herkömmlichen LLSAW-Bauteil (Schnittwinkel θ = 166 Grad).
34A zeigt ein Diagramm der Abhängigkeit des Q-Wertes von der Schichtdicke hm in dem LLSAW-Bauteil nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (Schnittwinkel θ = 167 Grad und Schichtdicke hd2 der dielektrischen Schicht = 0,02 λo).
34B zeigt ein Diagramm der Abhängigkeit des Q-Wertes von der Schichtdicke hm in dem herkömmlichen LLSAW-Bauteil (Schnittwinkel θ = 167 Grad).
35A zeigt ein Diagramm der Abhängigkeit des Q-Wertes von der Schichtdicke hm in dem LLSAW-Bauteil nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (Schnittwinkel θ = 168 Grad und Schichtdicke hd2 der dielektrischen Schicht = 0,02 λo).
35B zeigt ein Diagramm der Abhängigkeit des Q-Wertes von der Schichtdicke hm in dem herkömmlichen LLSAW-Bauteil (Schnittwinkel θ = 168 Grad).
36A zeigt ein Diagramm der Abhängigkeit des Q-Wertes von der Schichtdicke hm in dem LLSAW-Bauteil nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (Schnittwinkel θ = 169 Grad und Schichtdicke hd2 der dielektrischen Schicht = 0,02 λo).
36B zeigt ein Diagramm der Abhängigkeit des Q-Wertes von der Schichtdicke hm in dem herkömmlichen LLSAW-Bauteil (Schnittwinkel θ = 169 Grad).
37A zeigt ein Diagramm der Abhängigkeit des Q-Wertes von der Schichtdicke hm in dem LLSAW-Bauteil nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (Schnittwinkel θ = 170 Grad und Schichtdicke hd2 der dielektrischen Schicht = 0,02 λo).
37B zeigt ein Diagramm der Abhängigkeit des Q-Wertes von der Schichtdicke hm in dem herkömmlichen LLSAW-Bauteil (Schnittwinkel θ = 170 Grad).
38A zeigt ein Diagramm der Abhängigkeit des Q-Wertes von der Schichtdicke hm in dem LLSAW-Bauteil nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (Schnittwinkel θ = 171 Grad und Schichtdicke hd2 der dielektrischen Schicht = 0,02 λo).
38B zeigt ein Diagramm der Abhängigkeit des Q-Wertes von der Schichtdicke hm in dem herkömmlichen LLSAW-Bauteil (Schnittwinkel θ = 171 Grad).
39A zeigt ein Diagramm der Abhängigkeit des Q-Wertes von der Schichtdicke hm in dem LLSAW-Bauteil nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (Schnittwinkel θ = 172 Grad und Schichtdicke hd2 der dielektrischen Schicht = 0,02 λo).
39B zeigt ein Diagramm der Abhängigkeit des Q-Wertes von der Schichtdicke hm in dem herkömmlichen LLSAW-Bauteil (Schnittwinkel θ = 172 Grad).
40A zeigt ein Diagramm der Abhängigkeit des Q-Wertes von der Schichtdicke hm in dem LLSAW-Bauteil nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (Schnittwinkel θ = 173 Grad und Schichtdicke hd2 der dielektrischen Schicht = 0,02 λo).
40B zeigt ein Diagramm der Abhängigkeit des Q-Wertes von der Schichtdicke hm in dem herkömmlichen LLSAW-Bauteil (Schnittwinkel θ = 173 Grad).
41A zeigt ein Diagramm der Abhängigkeit des Q-Wertes von der Schichtdicke hm in dem LLSAW-Bauteil nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (Schnittwinkel θ = 174 Grad und Schichtdicke hd2 der dielektrischen Schicht = 0,02 λo).
41B zeigt ein Diagramm der Abhängigkeit des Q-Wertes von der Schichtdicke hm in dem herkömmlichen LLSAW-Bauteil (Schnittwinkel θ = 174 Grad).
42A zeigt ein Diagramm der Abhängigkeit des Q-Wertes von der Schichtdicke hm in dem LLSAW-Bauteil nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (Schnittwinkel θ = 175 Grad und Schichtdicke hd2 der dielektrischen Schicht = 0,02 λo).
42B zeigt ein Diagramm der Abhängigkeit des Q-Wertes von der Schichtdicke hm in dem herkömmlichen LLSAW-Bauteil (Schnittwinkel θ = 175 Grad).
43A zeigt ein Diagramm der Abhängigkeit des Q-Wertes von der Schichtdicke hm in dem LLSAW-Bauteil nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (Schnittwinkel θ = 176 Grad und Schichtdicke hd2 der dielektrischen Schicht = 0,02 λo).
43B zeigt ein Diagramm der Abhängigkeit des Q-Wertes von der Schichtdicke hm in dem herkömmlichen LLSAW-Bauteil (Schnittwinkel θ = 176 Grad).
44A zeigt ein Diagramm der Abhängigkeit des Q-Wertes von der Schichtdicke hm in dem LLSAW-Bauteil nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (Schnittwinkel θ = 177 Grad und Schichtdicke hd2 der dielektrischen Schicht = 0,02 λo).
44B zeigt ein Diagramm der Abhängigkeit des Q-Wertes von der Schichtdicke hm in dem herkömmlichen LLSAW-Bauteil (Schnittwinkel θ = 177 Grad).
45A zeigt ein Diagramm der Abhängigkeit des Q-Wertes von der Schichtdicke hm in dem LLSAW-Bauteil nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (Schnittwinkel θ = 178 Grad und Schichtdicke hd2 der dielektrischen Schicht = 0,02 λo).
45B zeigt ein Diagramm der Abhängigkeit des Q-Wertes von der Schichtdicke hm in dem herkömmlichen LLSAW-Bauteil (Schnittwinkel θ = 178 Grad).
46A zeigt ein Diagramm der Abhängigkeit des Q-Wertes von der Schichtdicke hm in dem LLSAW-Bauteil nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (Schnittwinkel θ = 179 Grad und Schichtdicke hd2 der dielektrischen Schicht = 0,02 λo).
46B zeigt ein Diagramm der Abhängigkeit des Q-Wertes von der Schichtdicke hm in dem herkömmlichen LLSAW-Bauteil (Schnittwinkel θ = 179 Grad).
47A zeigt ein Diagramm der Abhängigkeit des Q-Wertes von der Schichtdicke hm in dem LLSAW-Bauteil nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (Schnittwinkel θ = 180 Grad und Schichtdicke hd2 der dielektrischen Schicht = 0,02 λo).
47B zeigt ein Diagramm der Abhängigkeit des Q-Wertes von der Schichtdicke hm in dem herkömmlichen LLSAW-Bauteil (Schnittwinkel 0 = 180 Grad).
48 zeigt ein Diagramm der Schallgeschwindigkeit bei der Resonanzfrequenz in dem in 27A bis 47A gezeigten LLSAW-Resonator.
49A zeigt ein Diagramm der Schichtdicke hm der Fingerelektroden, bei der der Resonanz-Q-Wert maximiert ist, und des Resonanz-Q-Wertes und des Antiresonanz-Q-Wertes zu dieser Zeit in dem in 27A bis 47A gezeigten LLSAW-Resonator.
49B zeigt ein Diagramm der Schichtdicke hm der Fingerelektroden, bei der der Resonanz-Q-Wert maximiert ist, und des Resonanz-Q-Wertes und des Antiresonanz-Q-Wertes zu dieser Zeit in dem in 27B bis 47B gezeigten LLSAW-Resonator.
50 zeigt ein Diagramm der Abhängigkeit des Q-Wertes von der Schichtdicke hm in dem herkömmlichen LLSAW-Resonator (Schnittwinkel θ = 174 Grad), in dem der ID-Wandler aus einem Metallmaterial mit Kupfer als einer Hauptkomponente besteht.
51 zeigt ein Diagramm der Abhängigkeit des Q-Wertes von der Schichtdicke hm in dem LLSAW-Resonator nach der dritten Ausführungsform (Schnittwinkel θ = 174 Grad und Schichtdicke hd1 der dielektrischen Schicht = 0,02 λo), in dem der ID-Wandler aus einem Metallmaterial mit Kupfer als einer Hauptkomponente besteht.
52 zeigt ein Diagramm der Abhängigkeit des Q-Wertes von der Schichtdicke hm in dem herkömmlichen LLSAW-Resonator (Schnittwinkel θ = 174 Grad), in dem der ID-Wandler aus einem Metallmaterial mit Molybdän als einer Hauptkomponente besteht.
53 zeigt ein Diagramm der Abhängigkeit des Q-Wertes von der Schichtdicke hm in dem LLSAW-Resonator nach der dritten Ausführungsform (Schnittwinkel θ = 174 Grad und Schichtdicke hd1 der dielektrischen Schicht = 0,02 λo), in dem der ID-Wandler aus einem Metallmaterial mit Molybdän als einer Hauptkomponente besteht.
54 zeigt ein Diagramm der Abhängigkeit des Q-Wertes von der Schichtdicke hm in dem LLSAW-Resonator nach der vierten Ausführungsform (Schnittwinkel θ = 174 Grad und Schichtdicke hd2 der dielektrischen Schicht = 0,02 λo), in dem der ID-Wandler aus einem Metallmaterial mit Kupfer als einer Hauptkomponente besteht.
55 zeigt ein Diagramm der Abhängigkeit des Q-Wertes von der Schichtdicke hm in dem LLSAW-Resonator nach der vierten Ausführungsform (Schnittwinkel θ = 174 Grad und Schichtdicke hd2 der dielektrischen Schicht = 0,02 λo), in dem der ID-Wandler aus einem Metallmaterial mit Molybdän als einer Hauptkomponente besteht.
BESCHREIBUNGEN DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen ausführlich beschrieben. Komponenten mit derselben Funktion sind in den Zeichnungen zur Beschreibung der Ausführungsformen mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, und auf ihre wiederholte Beschreibung wird daher verzichtet. Auch die Beschreibung derselben oder ähnlicher Teile wird grundsätzlich nicht wiederholt, sofern dies bei den folgenden Ausführungsformen nicht besonders erforderlich ist. Darüber hinaus wird in den Zeichnungen zur Beschreibung der folgenden Ausführungsformen Schraffierung auch in Aufsichten verwendet, jedoch nicht in Schnittansichten, um die Zeichnungen besser verständlich zu machen.
Erste Ausführungsform
1 zeigt eine schematische Aufsicht eines LLSAW-Bauteils nach einer ersten Ausführungsform. 2 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in 1. 3 zeigt eine schematische Aufsicht eines herkömmlichen LLSAW-Bauteils. 4 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie B-B in 3. 5 zeigt ein Diagramm zur Beschreibung der Definitionen der Schichtdicke hm der Fingerelektroden, die den ID-Wandler bilden, der Schichtdicke hd1 einer dielektrischen Schicht, der Breite L jeder der Fingerelektroden, des Abstands S dazwischen und des Fingerelektrodenzyklus (Elektrodenabstand) λo (im Wesentlichen gleich der Ausbreitungswellenlänge der zu erregenden LLSAW) in dem LLSAW-Bauteil nach der ersten Ausführungsform.
Das in 1 und 2 gezeigte LLSAW-Bauteil nach der ersten Ausführungsform wird für einen LLSAW-Resonator mit zwei Öffnungen angewendet und weist denselben Aufbau auf wie die in den Patentdokumenten 1 und 2 beschriebenen herkömmlichen LLSAW-Resonatoren (siehe 3 und 4), außer dass eine dielektrische Schicht 5 auf einem ID-Wandler 14 gebildet ist. Im Einzelnen umfasst der LLSAW-Resonator nach der ersten Ausführungsform ein piezoelektrisches Substrat 1 aus einem θYZ-LN-Einkristall, den auf einer oberen Fläche (θ-Drehungs-Y-Schnittfläche) desselben gebildeten ID-Wandler 14 und die auf dem ID-Wandler 14 gebildete dielektrische Schicht 5. Außerdem sind auf beiden Seiten des ID-Wandlers 14 LLSAW-Reflektoren 4 jeweils aus demselben Material wie der ID-Wandler 14 vorgesehen.
Der ID-Wandler 14 besteht aus paarweise angeordneten Interdigitalelektroden 6A und 6B, die jeweils eine flache Kammform bestehend aus mehreren Fingerelektroden 3 und Stromschienen 2 aufweisen, die diese Elektroden verbinden. Zwischen den Interdigitalelektroden, 6A und 6B mit den abwechselnd dazwischen angeordneten Fingerelektroden 3 wird ein Hochfrequenzsignal angelegt. Jede der Interdigitalelektroden 6A und 6B weist zum Beispiel fünfzig Fingerelektroden 3 auf, und die Öffnungslänge des ID-Wandlers 14 beträgt zum Beispiel das Zehnfache des Fingerelektrodenzyklus λo (10 λo). Der ID-Wandler 14 und die Reflektoren 4 sind durch Strukturierung einer Metallschicht mit Aluminium als einer Hauptkomponente mittels Photolithographie gebildet.
Wie in 5 gezeigt, ist die Schichtdicke der Fingerelektroden 3 definiert als hm, die Breite ist definiert als L und der Abstand zwischen den nebeneinanderliegenden Fingerelektroden 3 ist definiert als S. Als Beispiele für diese Abmessungen beträgt die Schichtdicke (hm) 128 nm, und die Breite (L) und der Abstand (S) betragen jeweils 0,4 μm. Außerdem beträgt der Fingerelektrodenzyklus λo 1,6 μm.
Die dielektrische Schicht 5 ist auf der oberen Fläche der Fingerelektroden 3 und auf der oberen Fläche des piezoelektrischen Substrats 1 zwischen den nebeneinanderliegenden Fingerelektroden 3 gebildet. Die dielektrische Schicht 5 ist aus einer Siliziumoxidschicht gebildet, die durch chemische Gasphasenabscheidung (CVD), Sputtern, Beschichten oder dergleichen aufgebracht wird, und weist ein Merkmal auf, dass ihre Schichtdicke hd1 kleiner ist als die Schichtdicke hm der Fingerelektroden 3 (hd1 < hm).
Die Resonanzfrequenz des LLSAW-Resonators wird durch das Verhältnis zwischen der Ausbreitungsgeschwindigkeit und dem Fingerelektrodenzyklus λo der LLSAW bestimmt. Dabei kann das Verhältnis zwischen der Breite L jeder der Fingerelektroden 3 und dem Abstand S zwischen diesen relativ frei gewählt werden, und die Breite L und der Abstand S sind beide vorzugsweise groß in Anbetracht der Massenproduktion (Verarbeitbarkeit). Weil die Größe der kleinsten Strukturabmessungen maximiert wird, wenn die Breite L gleich dem Abstand S ist, wird die Massenproduktion (Verarbeitbarkeit) verbessert.
Durch Ausweitung der in den Patentdokumenten 3 und 4 beschriebenen Simulationstechnik für akustische Oberflächenresonatoren zur Berücksichtigung eines Energieverlusteffekts in einer für die LLSAW spezifischen schnellen horizontalen Volumenwelle haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung das elastische Verhalten der LLSAW unter Berücksichtigung aller Wirkungen wie etwa der Form des ID-Wandlers 14 im Detail untersucht.
6 zeigt ein Diagramm der Abhängigkeit des Q-Wertes von der Schichtdicke hm in einem herkömmlichen LLSAW-Resonator (Schnittwinkel θ = 171 Grad). Weiter zeigt 7 ein Diagramm der Abhängigkeit des Q-Wertes von der Schichtdicke hm in dem LLSAW-Resonator (Schnittwinkel θ = 171 Grad) nach der ersten Ausführungsform, in dem die Schichtdicke hd1 der dielektrischen Schicht 5 auf 0,01 λo eingestellt ist. In 6 und 7 stellen eine durchgehende Linie jeweils Resonanz-Q-Werte und eine gestrichelte Linie Antiresonanz-Q-Werte dar. Außerdem wird die Schichtdicke hm der Fingerelektroden 3 in Schritten von 0,001 λo erhöht.
Während, wie in 6 und 7 gezeigt, der Antiresonanz-Q-Wert bei der Schichtdicke hm, bei der der Resonanz-Q-Wert maximiert ist, in dem herkömmlichen Beispiel, bei dem keine dielektrische Schicht 5 vorgesehen ist, 1.340 beträgt, ist der Wert in dem LLSAW-Resonator nach der ersten Ausführungsform auf 2.150 erhöht.
8 zeigt ein Diagramm der Abhängigkeit des Q-Wertes von der Schichtdicke hm in dem LLSAW-Resonator (Schnittwinkel θ = 171 Grad) nach der ersten Ausführungsform, in dem die Schichtdicke hd1 der dielektrischen Schicht 5 auf 0,03 λo eingestellt ist. Während der Antiresonanz-Q-Wert bei der Schichtdicke hm, bei der der Resonanz-Q-Wert maximiert ist, in dem herkömmlichen Beispiel, bei dem keine dielektrische Schicht 5 vorgesehen ist, 1.340 beträgt, ist der Wert in dem LLSAW-Resonator nach der ersten Ausführungsform auf 3.300 erhöht.
9 zeigt ein Diagramm der Abhängigkeit des Q-Wertes von der Schichtdicke hm in dem LLSAW-Resonator (Schnittwinkel θ = 171 Grad) nach der ersten Ausführungsform, in dem die Schichtdicke hd1 der dielektrischen Schicht 5 auf 0,05 λo eingestellt ist. Während der Antiresonanz-Q-Wert bei der Schichtdicke hm, bei der der Resonanz-Q-Wert maximiert ist, in dem herkömmlichen Beispiel, bei dem keine dielektrische Schicht 5 vorgesehen ist, 1.340 beträgt, ist der Wert in dem LLSAW-Resonator nach der ersten Ausführungsform auf 8.190 erhöht.
10 zeigt ein Diagramm der Schallgeschwindigkeit bei der Resonanzfrequenz in dem in 7 bis 9 gezeigten LLSAW-Resonator nach der ersten Ausführungsform. Bei jeder Schichtdicke hd1 der dielektrischen Schicht 5 ist die Schallgeschwindigkeit 5.000 m/s oder höher.
Tabelle 1 zeigt die Schichtdicke hm der Fingerelektroden 3, bei der der Resonanz-Q-Wert maximiert ist, und die Schallgeschwindigkeit bei der Resonanzfrequenz zu dieser Zeit in dem in 7 bis 9 gezeigten LLSAW-Resonator nach der ersten Ausführungsform. Bei jeder Schichtdicke hd1 der dielektrischen Schicht 5 ist die Schallgeschwindigkeit 5.000 m/s oder höher. Tabelle 1

Dicke von SiO₂ (λo) Dicke von Al (λo) Schallgeschwindigkeit bei Resonanzfrequenz (m/s)

0,01 0,077 6161

0,03 0,072 6160

0,b5 0,068 6159
Wie vorstehend beschrieben, kann mit dem LLSAW-Resonator nach der ersten Ausführungsform, bei dem die dielektrische Schicht 5 mit einer kleineren Schichtdicke hd1 als die Fingerelektroden 3 auf dem ID-Wandler 14 gebildet ist, der Antiresonanz-Q-Wert bei der Schichtdicke hm, bei der der Resonanz-Q-Wert maximiert ist, erhöht werden.
Auch beträgt bei dem LLSAW-Resonator nach der ersten Ausführungsform die Schallgeschwindigkeit bei der Schichtdicke hm, bei der der Resonanz-Q-Wert maximiert ist, 5.000 m/s oder mehr, und daher kann die Größe des ID-Wandlers 14 relativ erhöht werden. Folglich kann, weil die Fingerelektroden 3 mittels Photolithographie mit hoher Ausbeute mit einem herkömmlichen preiswerten Wafer-Stepper mit einer Belichtungswellenlänge von λ = 365 nm als Belichtungsquelle verarbeitet werden können, ein LLSAW-Resonator mit ausgezeichnetem Resonanz-Q-Wert und Antiresonanz-Q-Wert preiswert hergestellt werden.
Dabei ist es wichtig, dass die dielektrische Schicht 5 mindestens auf der oberen Fläche der Fingerelektroden 3 und auf der oberen Fläche des zwischen den Fingerelektroden 3 freiliegenden piezoelektrischen θYZ-LN-Einkristall-Substrats 1 gebildet ist, und selbst wenn die dielektrische Schicht 5 auch auf Seitenflächen der Fingerelektroden 3 gebildet ist, wie in 11 gezeigt, können ähnliche Effekte erhalten werden.
Zweite Ausführungsform
12 zeigt eine schematische Aufsicht eines LLSAW-Resonators nach einer zweiten Ausführungsform. 13 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in 12. 14 zeigt ein Diagramm zur Beschreibung der Definitionen der Schichtdicke hm der Fingerelektroden 3, der Schichtdicke hd2 der dielektrischen Schicht 5, der Breite L jeder der Fingerelektroden 3 und des Abstands S dazwischen und der Ausbreitungswellenlänge (Fingerelektrodenzyklus) λo in dem LLSAW-Resonator nach der zweiten Ausführungsform.
Der in 12 und 13 gezeigte LLSAW-Resonator nach der zweiten Ausführungsform weist denselben Aufbau wie der LLSAW-Resonator nach der ersten Ausführungsform auf, außer dass die Schichtdicke und Form der auf dem ID-Wandler 14 gebildeten dielektrischen Schicht 5 unterschiedlich sind. Im Einzelnen ist bei dem LLSAW-Resonator nach der zweiten Ausführungsform die dielektrische Schicht 5 mit der Schichtdicke hd2 auf der oberen Fläche der Fingerelektroden 3 und auf der oberen Fläche des zwischen den Fingerelektroden 3 freiliegenden piezoelektrischen θYZ-LN-Einkristall-Substrats 1 gebildet, wodurch vorstehende Teile entstehen, die jeweils eine Höhe aufweisen, die in etwa gleich der Schichtdicke hm auf der Fläche der dielektrischen Schicht 5 ist.
15 zeigt ein Diagramm der Abhängigkeit des Q-Wertes von der Schichtdicke hm in dem LLSAW-Resonator nach der zweiten Ausführungsform, in dem die Schichtdicke hd2 der dielektrischen Schicht 5 auf 0,00 λo eingestellt ist. Während, wie in 15 gezeigt, der Antiresonanz-Q-Wert bei der Schichtdicke hm, bei der der Resonanz-Q-Wert maximiert ist, in dem herkömmlichen Beispiel 1.340 beträgt (siehe 6), ist der Wert bei der zweiten Ausführungsform auf 26.800 erhöht.
16 zeigt ein Diagramm der Abhängigkeit des Q-Wertes von der Schichtdicke hm in dem LLSAW-Resonator nach der zweiten Ausführungsform, in dem die Schichtdicke hd2 der dielektrischen Schicht 5 auf 0,01 λo eingestellt ist. Während, wie in 16 gezeigt, der Antiresonanz-Q-Wert bei der Schichtdicke hm, bei der der Resonanz-Q-Wert maximiert ist, in dem herkömmlichen Beispiel 1.340 beträgt, ist der Wert bei der zweiten Ausführungsform auf 45.800 erhöht.
In gleicher Weise zeigen 17 bis 25 Diagramme der Abhängigkeit des Q-Wertes von der Schichtdicke hm in dem LLSAW-Resonator nach der zweiten Ausführungsform, in denen die Schichtdicke hd2 der dielektrischen Schicht 5 im Bereich von 0,02 λo bis 0,10 λo geändert ist. In allen Fällen ist der Antiresonanz-Q-Wert bei der Schichtdicke hm, bei der der Resonanz-Q-Wert maximiert ist, im Vergleich zu dem herkömmlichen Beispiel erhöht.
26 zeigt ein Diagramm der Schallgeschwindigkeit bei der Resonanzfrequenz in dem in 15 bis 25 gezeigten LLSAW-Resonator nach der zweiten Ausführungsform. In allen Fällen ist die Schallgeschwindigkeit 5.000 m/s oder höher.

Tabelle 2 zeigt die Schichtdicke hm der Fingerelektroden 3, bei der der Resonanz-Q-Wert maximiert ist, und die Schallgeschwindigkeit bei der Resonanzfrequenz zu dieser Zeit in dem in 15 bis 25 gezeigten LLSAW-Resonator nach der zweiten Ausführungsform. In allen Fällen ist die Schallgeschwindigkeit 5.000 m/s oder höher. Tabelle 2

hd2 (λo)	hm (λo)	Schallgeschwindigkeit bei Resonanzfrequenz (m/s)
0	0,065	6161
0,01	0,063	6165
0,02	0,061	6170
0,03	0,059	6175
0,04	0,057	6181
0,05	0,055	6187
0,06	0,054	6172
0,07	0,053	6158
0,08	0,051	6166
0,09	0,050	6154
0,10	0,049	6143

27A bis 47A zeigen Diagramme der Abhängigkeit des Q-Wertes von der Schichtdicke hm in dem LLSAW Resonator nach der zweiten Ausführungsform (Schichtdicke hd2 der dielektrischen Schicht 5 = 0,02 λo), in denen der Schnittwinkel θ im Bereich von 160 bis 180 Grad um jeweils ein Grad geändert ist. Andererseits zeigen 27B bis
47B Diagramme der Abhängigkeit des Q-Wertes von der Schichtdicke hm in dem herkömmlichen LLSAW-Resonator, in denen der Schnittwinkel θ im Bereich von 160 bis 180 Grad um jeweils ein Grad geändert ist. In allen Fällen ist der Antiresonanz-Q-Wert bei der Schichtdicke hm, bei der der Resonanz-Q-Wert maximiert ist, im Vergleich zu dem herkömmlichen Beispiel erhöht.
48 zeigt ein Diagramm der Schallgeschwindigkeit bei der Resonanzfrequenz in dem in 27A bis 47A gezeigten LLSAW-Resonator nach der zweiten Ausführungsform. In allen Fällen ist die Schallgeschwindigkeit 5.000 m/s oder höher.

Tabelle 3 zeigt die Schichtdicke hm der Fingerelektroden 3, bei der der Resonanz-Q-Wert maximiert ist, und die Schallgeschwindigkeit bei der Resonanzfrequenz zu dieser Zeit in dem in 27A bis 47A gezeigten LLSAW-Resonator nach der zweiten Ausführungsform. In allen Fällen ist die Schallgeschwindigkeit 5.000 m/s oder höher. Tabelle 3

θ (Grad)	Schallgeschwindigkeit bei Resonanzfrequenz (m/s)
160	6158
	6159
161	6160
162	6161
163	6162
164	6163
165	6164
166	6165
167	6166
168	6167
169	6169
170	6170
171	6171
172	6173
173	6174
174	6175
175	6177
176	6178
178	6180
179	6181
180	6183

49A zeigt ein Diagramm der Schichtdicke hm der Fingerelektroden 3, bei der der Resonanz-Q-Wert maximiert ist, und des Resonanz-Q-Wertes (dargestellt durch eine durchgehende Linie) und des Antiresonanz-Q-Wertes (dargestellt durch eine gestrichelte Linie) zu dieser Zeit in dem in 27A bis 47A gezeigten LLSAW-Resonator nach der zweiten Ausführungsform. Andererseits zeigt 49B ein Diagramm der Schichtdicke hm der Fingerelektroden 3, bei der der Resonanz-Q-Wert maximiert ist, und des Resonanz-Q-Wertes (dargestellt durch eine durchgehende Linie) und des Antiresonanz-Q-Wertes (dargestellt durch eine gestrichelte Linie) zu dieser Zeit in dem in 27B bis 47B gezeigten herkömmlichen LLSAW-Resonator. In allen Fällen von θ ist der Antiresonanz-Q-Wert in dem LLSAW-Resonator nach der zweiten Ausführungsform überlegen.
Wie vorstehend beschrieben, kann mit dem LLSAW-Resonator nach der zweiten Ausführungsform, bei dem die dielektrische Schicht 5 mit einer größeren Schichtdicke hd2 als die Fingerelektroden 3 auf dem ID-Wandler 14 gebildet ist, der Antiresonanz-Q-Wert bei der Schichtdicke hm, bei der der Resonanz-Q-Wert maximiert ist, erhöht werden.
In der ersten und zweiten Ausführungsform wird die vorliegende Erfindung für einen LLSAW-Resonator mit zwei Öffnungen angewendet. Alternativ kann die vorliegende Erfindung auch für einen LLSAW-Resonator mit einer Öffnung angewendet werden. Auch kann die dielektrische Schicht 5 aus einem anderen Isoliermaterial als Siliziumoxid hergestellt werden. Außerdem kann der ID-Wandler 14 aus einem anderen Metallmaterial als Aluminium hergestellt werden, und ähnliche Effekte können selbst dann erreicht werden, wenn zum Beispiel eine durch Mischen von Kupfer, Silizium, Titan oder dergleichen in Aluminium erhaltene Legierung oder eine mehrlagige Schicht davon verwendet wird.
Vom Gesichtspunkt der Verarbeitung her wird vorzugsweise ein Metallmaterial mit einer niedrigen Dichte, insbesondere ein Metallmaterial mit einer Dichte von 10.280 kg/m³ oder weniger, verwendet. Durch Strukturierung des ID-Wandlers 14 mit dem Metallmaterial mit einer niedrigen Dichte können Schwankungen der Betriebsfrequenz des LLSAW-Resonators aufgrund von herstellungsbedingten Abweichungen der Prozessabmessungen verringert werden.
Dritte Ausführungsform
Ein LLSAW-Resonator nach einer dritten Ausführungsform weist denselben Aufbau wie der LLSAW-Resonator nach der ersten Ausführungsform auf, außer dass der ID-Wandler 14 aus einem anderen Metallmaterial als Aluminium besteht.
50 zeigt ein Diagramm der Abhängigkeit des Q-Wertes von der Schichtdicke hm in dem herkömmlichen LLSAW-Resonator (Schnittwinkel θ = 174 Grad), in dem der ID-Wandler 14 aus einem Metallmaterial mit Kupfer als einer Hauptkomponente besteht. Weiter zeigt 51 ein Diagramm der Abhängigkeit des Q-Wertes von der Schichtdicke hm in dem LLSAW-Resonator nach der dritten Ausführungsform (Schnittwinkel θ = 174 Grad und Schichtdicke hd1 der dielektrischen Schicht 5 = 0,02 λo), in dem der ID-Wandler 14 aus einem Metallmaterial mit Kupfer als einer Hauptkomponente besteht. In 50 und 51 stellen eine durchgehende Linie jeweils Resonanz-Q-Werte und eine gestrichelte Linie Antiresonanz-Q-Werte dar. Außerdem wird die Schichtdicke hm der Fingerelektroden 3 in Schritten von 0,0005 λo erhöht.
Während, wie in 50 und 51 gezeigt, der Antiresonanz-Q-Wert bei der Schichtdicke hm, bei der der Resonanz-Q-Wert maximiert ist, in dem herkömmlichen Beispiel, bei dem keine dielektrische Schicht 5 vorgesehen ist, 292 beträgt, ist der Wert in dem LLSAW-Resonator nach der dritten Ausführungsform auf 323 erhöht. Auch beträgt die Schallgeschwindigkeit zu dieser Zeit 5.797 m/s und liegt damit über 5.000 m/s.
52 zeigt ein Diagramm der Abhängigkeit des Q-Wertes von der Schichtdicke hm in dem herkömmlichen LLSAW-Resonator (Schnittwinkel θ = 174 Grad), in dem der ID-Wandler 14 aus einem Metallmaterial mit Molybdän als einer Hauptkomponente besteht. Weiter zeigt 53 ein Diagramm der Abhängigkeit des Q-Wertes von der Schichtdicke hm in dem LLSAW-Resonator nach der dritten Ausführungsform (Schnittwinkel θ = 174 Grad und Schichtdicke hd1 der dielektrischen Schicht 5 = 0,02 λo), in dem der ID-Wandler 14 aus einem Metallmaterial mit Molybdän als einer Hauptkomponente besteht.
Während, wie in 52 und 53 gezeigt, der Antiresonanz-Q-Wert bei der Schichtdicke hm, bei der der Resonanz-Q-Wert maximiert ist, in dem herkömmlichen Beispiel, bei dem keine dielektrische Schicht 5 vorgesehen ist, 226 beträgt, ist der Wert in dem LLSAW-Resonator nach der dritten Ausführungsform auf 250 erhöht. Auch beträgt die Schallgeschwindigkeit zu dieser Zeit 5.771 m/s und liegt damit über 5.000 m/s.
Vierte Ausführungsform
Ein LLSAW-Resonator nach einer vierten Ausführungsform weist denselben Aufbau wie der LLSAW-Resonator nach der zweiten Ausführungsform auf, außer dass der ID-Wandler 14 aus einem anderen Metallmaterial als Aluminium besteht.
54 zeigt ein Diagramm der Abhängigkeit des Q-Wertes von der Schichtdicke hm in dem LLSAW-Resonator nach der vierten Ausführungsform (Schnittwinkel θ = 174 Grad und Schichtdicke hd2 der dielektrischen Schicht 5 = 0,02 λo), in dem der ID-Wandler 14 aus einem Metallmaterial mit Kupfer als einer Hauptkomponente besteht.
Während, wie in 54 gezeigt, der Antiresonanz-Q-Wert bei der Schichtdicke hm, bei der der Resonanz-Q-Wert maximiert ist, in dem herkömmlichen Beispiel, bei dem keine dielektrische Schicht 5 vorgesehen ist, 292 beträgt (siehe 50), ist der Wert in dem LLSAW-Resonator nach der vierten Ausführungsform auf 395 erhöht. Auch beträgt die Schallgeschwindigkeit zu dieser Zeit 5.650 m/s und liegt damit über 5.000 m/s.
55 zeigt ein Diagramm der Abhängigkeit des Q-Wertes von der Schichtdicke hm in dem LLSAW-Resonator nach der vierten Ausführungsform (Schnittwinkel θ = 174 Grad und Schichtdicke hd2 der dielektrischen Schicht 5 = 0,02 λo), in dem der ID-Wandler 14 aus einem Metallmaterial mit Molybdän als einer Hauptkomponente besteht.
Während, wie in 55 gezeigt, der Antiresonanz-Q-Wert bei der Schichtdicke hm, bei der der Resonanz-Q-Wert maximiert ist, in dem herkömmlichen Beispiel, bei dem keine dielektrische Schicht 5 vorgesehen ist, 226 beträgt (siehe 52), ist der Wert in dem LLSAW-Resonator nach der vierten Ausführungsform auf 302 erhöht. Auch beträgt die Schallgeschwindigkeit zu dieser Zeit 5.599 m/s und liegt damit über 5.000 m/s.
Wie vorstehend beschrieben, kann auch bei den LLSAW-Resonatoren nach der dritten und vierten Ausführungsform, bei denen der ID-Wandler 14 aus einem anderen Metallmaterial als Aluminium hergestellt ist, der Antiresonanz-Q-Wert bei der Schichtdicke hm, bei der der Resonanz-Q-Wert maximiert ist, erhöht werden.
Vorstehend ist die von den Erfindern der vorliegenden Erfindung gemachte Erfindung auf der Grundlage der Ausführungsformen konkret beschrieben worden. Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung jedoch nicht auf die vorstehenden Ausführungsformen beschränkt, und verschiedene Modifikationen und Änderungen können innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden.
In dem LLSAW-Resonator nach den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen wird ein θYZ-LN-Einkristall als das piezoelektrische Substratmaterial verwendet. Das piezoelektrische Substratmaterial ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Die vorliegende Erfindung kann zum Beispiel für einen LLSAW-Resonator angewendet werden, bei dem das piezoelektrische Substrat zum Beispiel aus einem Einkristall von Lithiumtantalat (LiTabO₃) besteht und der ID-Wandler 14 auf einer Ebene gebildet ist, in der eine von der Y-Achse dieses Einkristalls um 0 Grad zur Richtung der Z-Achse gedrehte Richtung als Normallinie angenommen wird. Die vorliegende Erfindung kann auch für einen LLSAW-Resonator angewendet werden, bei dem das piezoelektrische Substrat aus einem Einkristall von Lithiumniobat oder Lithiumtantalat besteht und der ID-Wandler 14 auf einer Ebene gebildet ist, in der eine X-Achse jedes dieser Einkristalle als Normallinie angenommen wird.
Die vorliegende Erfindung kann für ein LLSAW-Bauteil zur Verwendung in Kommunikationsausrüstung und anderen Systemen als Halbleiterschaltungselement wie zum Beispiel als Hochfrequenzresonator, Filter und anderes angewendet werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2010-231636 [0001]
JP 2011-196465 [0001]
JP 10-84245 [0004]
JP 10-126208 [0004]
WO 98/052279 [0005]
JP 2010-11440 [0006]

Claims

Akustisches Oberflächenwellen-Bauteil (SAW-Bauteil), in dem ein ID-Wandler, der aus Interdigitalelektroden besteht, die jeweils mehrere Fingerelektroden aufweisen, auf einer Fläche eines piezoelektrischen Substrats gebildet ist und der ID-Wandler mit einer in Längsrichtung verlustbehafteten akustischen Oberflächenwelle schwingt, wobei eine dielektrische Schicht auf einer oberen Fläche jeder der mehreren Fingerelektroden und auf der einen Fläche des Substrats zwischen den nebeneinanderliegenden Fingerelektroden gebildet ist.
SAW-Bauteil nach Anspruch 1, wobei das Substrat aus einem Einkristall von Lithiumniobat oder Lithiumtantalat besteht und die eine Fläche eine Ebene ist, in der eine von der Y-Achse des Einkristalls um θ Grad zur Richtung der Z-Achse gedrehte Richtung als Normallinie angenommen wird.
SAW-Bauteil nach Anspruch 1, wobei der ID-Wandler aus einem Metall mit Aluminium als einer Hauptkomponente besteht.
SAW-Bauteil nach Anspruch 1, wobei die dielektrische Schicht aus Siliziumoxid besteht.
SAW-Bauteil nach Anspruch 1, wobei das Substrat aus einem Einkristall von Lithiumniobat oder Lithiumtantalat besteht und die eine Fläche eine Ebene ist, in der die X-Achse des Einkristalls als Normallinie angenommen wird.
SAW-Bauteil nach Anspruch 1, wobei der ID-Wandler aus einem Metall besteht, dessen Dichte 10.280 kg/m³ oder weniger beträgt.
SAW-Bauteil nach Anspruch 1, wobei die dielektrische Schicht eine Schichtdicke aufweist, die kleiner ist als die Schichtdicke der Fingerelektroden.
SAW-Bauteil nach Anspruch 1, wobei die in Längsrichtung verlustbehaftete akustische Oberflächenwelle eine Ausbreitungsgeschwindigkeit von 5.000 m/s oder höher aufweist.