DE69305758T2

DE69305758T2 - Akustische Oberflächenwellenanordnung

Info

Publication number: DE69305758T2
Application number: DE69305758T
Authority: DE
Inventors: Naoji Fujimori; Akihiro Hachigo; Hideaki Nakahata; Shinichi Shikata
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1992-02-21
Filing date: 1993-02-17
Publication date: 1997-03-13
Anticipated expiration: 2013-02-18
Also published as: DE69305758D1; JPH05235683A; EP0556811A1; JP3225495B2; EP0556811B1; US5294858A

Description

Hintergrund der Erfindung

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine akustische Oberflächenwellenanordnung und insbesondere bezieht sie sich auf eine akustische Oberflächenwellenanordnung, welche in einem hohen Frequenzbereich von einem GHz Band funktioniert.

Beschreibung des Standes der Technik

Die akusüsche Oberflächenwellen anordnung, die eine akustische Oberflächenwelle benutzt, welche mit einer Energie ausgebreitet wird, die auf einer Oberfläche eines festen Körpers konzentriert ist, wird für einen Zwischenfrequenzfilter eines Fernsehempfängers oder dergleichen aufgrund ihrer Kompaktheit oder Stabilität bei der Ausführung angewendet.
Solch eine akustische Oberflächenwellenanordnung wird durch eine piezoelektrische Schicht und Interdigitalelektroden gebildet. Für gewöhnlich wird ein alternierendes elektrisches Feld auf die piezoelektrische Schicht durch die interdigitalen Elektroden angewendet, um eine akusüsche Oberflächenwelle anzuregen.
Die piezoelektrische Schicht wird aus einem Material wie ein Haupteingriffsteil aus LiNbO&sub3; oder LiTaO&sub3; oder einem ZnO Dünnfilm hergestellt, welcher auf einem Substrat aufgedampft ist.
Für gewöhnlich wird eine Funktionsfrequenz f einer solchen akustischen Oberflächenwellenanordnung durch f = v/λ, bestimmt, worin v die Ausbreitungsgeschwindigkeit der akustischen Oberflächenwelle darstellt und λ die Wellenlänge der akustischen Oberflächenwellenanordnung darstellt. Um die Funktionsfrequenz f zu erhöhen, kann deshalb die Ausbreitungsgeschwindigkeit v ansteigend sein oder die Wellenlänge λ kann reduziert werden.
Der Wert der Ausbreitungsgeschwindigkeit v hängt von den Materialien für die piezoelektrische Schicht und dem Substrat ab, als auch von der Art der akustische Oberflächenwelle. Auf der anderen Seite wird die Wellenlänge λ durch den Abstand der interdigitalen Elektroden bestimmt.
Fig. 1 ist eine Draufsicht, die beispielhaft die interdigitalen Elektroden mit dem am meisten standardisierten Aufbau zeigt. Mit Bezug auf Fig. 1 sind ein Paar an interdigitalen Elektroden, wovon jede Elektrodenspitzen mit einer Breite von d hat welche integral miteinander in Intervallen von 3 x d angeordnet sind, gegeneinander gegenübergelegt, so daß die Elektrodenspitzen derselben Polarität alternierend angeordnet sind. In den interdigitalen Elektroden von dem Aufbau ist die Wellenlänge λ gleich 4 x d.
Fig. 2 ist eine Draufsicht, die andere beispielhafte interdigitale Elektroden zeigt. In jedem von einem Paar von gegenüberliegenden interdigitalen Elektroden, die in Fig. 2 gezeigt sind, sind Paare von Elektrodenspitzen von einer Breite d, welche mit Abstand voneinander mit einem Intervall von d angeordnet sind, mit Intervallen von 5 x d angeordnet. In den interdigitalen Elektroden von solchen Aufbau ist die Wellenlänge λ gleich 8 x d und sie ist gleich 8 x d/3 für die dritte Resonanzwelle.
Der Wert der Ausbreitungsgeschwindigkeit v ist durch die Materialien für die piezoelektrische Schicht und das Substrat, wie hierin oben beschrieben begrenzt. Weiterhin ist die untere Grenze der periodischen Größe der interdigitalen Elektroden, die die Wellenlänge λ entscheidet, durch die Begnenzung in der feinen Verarbeitungstechnik begrenzt. Somit ist die Funktionsfrequenz von einer momentan erhältlichen akusüschen Oberflächenanordnung auf 900 MHz begrenzt.
Auf der anderen Seite wird eine akustische Oberflächenwellenanordnung, welche auf einen höheren Frequenzbereich (GHz Band) anwendbar ist, mit dem Anstieg in der Frequenz in dem Gebiet der Kommunikation, wie Satellitenkominunikation oder mobile Kommunikation gefordert.
Bis dato ist die Entwicklung mit der Verwenaung eines Filmes aus Diamant gemacht worden, welche die maximale Schallgeschwindigkeit (transversale Wellengeschwindigkeit: 13000 m/s; longitudinale Wellengeschwindigkeit : 16000 m/s) unter den Substanzen oder diamantähnlichen Kohlenstoff hat, um auf ein piezoelektrisches Material zum Bilden einer akustische Oberflächenwellenanordnung aufgeschichtet zu werden.
Um eine akustische Oberflächenwellenanordnung, die eine hohe Funktionsfrequenz f hat, zur Verfügung zu stellen, ist es für gewöhnlich wünschenswert, einen großen elektromechanischen Koeffizienten K² (Index des Wirkungsgrades zum Umwandeln der elektrischen Energie in mechanische Energie) zusätzlich zu der oben erwähnten hohen Ausbreitungsgeschwindigkeit v zu erhalten. Dieser elektromechanische Koeffizient K muß größer oder gleich wie 0.1% sein, und ist vorzugsweise giößer als oder gleich wie 0.5%, abhängig von der Anwendung.
Wenn ein dünner piezoelektrischer Film, der auf einem Substrat ausgebildet ist, verwendet wird, hängt die Ausbreitungsgeschwindigkeit v und der elektromechanische Koeffizient K² auffallend nicht nur von den physikalischen Eigenschaften des Materiales für den piezoelektrischen Film und dem Substrat, sondern atich von der Dicke des piezoelektrischen Dünnfilmes ab.
Wenn das Substrat in Form eines Films ist, d. h. wenn der piezoelektrische Dünnfilm auf ein em Filmtypsubstrat gebildet ist, welches auf einem Basismaterial gebildet ist, hängt die Ausbreitungsgeschwindigkeit v und der elektromechanische Koeffizient K² von der Dicke des Substrates vom Filmtyp ab.
In einer akustische Oberflächenwellenanordnung, welche aus einer ZnO Schicht und einem Diamant- oder Diamant ähnlichen Kohlenstoffilm gebildet ist, ist absolut keine Erkennung bezüglich der Beziehung zwischen der Filmdicke des ZnO und der Diamantfilme und der Ausbreitungsgeschwindigkeit und dem elektromechanischen Koeffizienten gemacht worden. Deshalb ist es unmöglich gewesen, eine hocheffektive akustische Oberflächenwellenanordnung, die in einem Hochfrequenzbereich funktioniert, passend aufzubauen.
Wie in der Japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 3-198412 (1991) offenbart wird, haben die Erfinder eine akustische Oberflächenwellenanordnung verwirklicht, welche hohe akustische Oberflächenwellenausbreitungsgeschwindigkeiten und große elektromechanische Koeffizienten durch Definieren des Filmdickenbereiches der ZnO Schichten in Beziehung zu den Wellenlängen, während die Moden der akustischen Oberflächenwellen bezüglich vier Typen von Anordnungen, die in den Figiiren 3 bis 6 gezeigt werden spezifiziert werden, haben.
Wenn eine akustische Oberflächenwellenanordnung durch einen piezoelektrischen Dünnfilm gebildet wird, welcher auf einem Substrat gewachsen ist, das eine höhere Schallgeschwindigkeit als das piezoelektrische Material hat werden auf der änderen Seite eine Vielzahl von akustischen Oberflächenwellen die verschiedene Ausbreitungsgeschwindigkeiten v haben, für gewöhnlich in einem nullten Ordnungsmodus, einem ersten Ordnungsmodus, einem zweiten Ordnungsmodus, ... nachein an derfolgend von der kleineren Geschwindigkeitsseite aus, angeregt.
Die Erfinder haben akustische Oberflächenwellenanordnungen insbesonders durch Benutzen von nullter, dem ersten und dritten Ordnungsmodus im Detail in der oben erwähnten Schrift offenbart. Jedoch ist keine ausreichende Offenbarung bezüglich einer akustischen Oberflächenwellenanordnung, die einen zweiten Reihenfolgemodus benutzt gemacht worden.

Zusammenfassung der Erfindung

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine hocheffektive akustische Oberflächenwellenanordnung zu liefern, die einen Diamenten verwendet, welcher eine Funktionsfrequenz in einem Bereich von einigen 100 MHz bis einigen GHz hat und dazu imstande ist, selektiv insbesondere eine Hochfunktionsfrequenz zu benutzen.
Es wird entsprechend der vorliegenden Erfindung eine akustische Oberflächenwellen anordnung geliefert, die ein Subsürat, eine Diamantschicht, welche auf dem Substrat gebildet ist, eine ZnO Schicht, welche auf der Diamantschicht gebildet ist und interdigitale Elektroden, welche auf der ZnO Schicht gebildet sind, umfaßt. Diese akustische Oberflächenwellenanordnung benutzt einen zweiten Ordnungsmodus einer akustischen Oberflächen welle, welche in einem Aufbau angeregt wird, der (2π H/λ) = 0.9 bis 2.3 erfüllt, worin H die Dicke der ZnO Schicht und X die Wellenlänge der akustischen Oberflächenwelle darstellt.
Die Diamantschicht kann durch eine diamantänliche Kohlenstoffschicht ersetzt werden.
Weiterhin können Schnittstellenkurzschluß elektroden auf dem Diamant oder der diamantähnlichen Kohlenstoffschicht angeordnet werden.
Fig. 3 ist eine Schnittansicht, die ein Beispiel der erfindungsgemäßen akustischen Oberflächenwellenanordnung zeigt. Mit Bezug auf Fig. 3 umfaßt die akustische Oberflächenwellen anordn ung ein Substrat 1, eine Diamant- der diamantähnliche Kohlenstoffschicht 2, welche auf dem Substrat 1 gebildet ist, eine ZnO Schicht 3, welche auf der Diamant- oder diamantähnlichen Kohlenstoffschicht 2 ausgebildet ist, und interdigitale Elektroden 4, welche auf der ZnO Schicht 3 ausgebildet sind.
Fig. 4 ist eine Schnittansicht, die ein anderes Beispiel der erfindungsgemäßen akustischen Oberflächenwellenanordnung zeigt. Mit Bezug auf Fig. 4 werden Schnittstellenkurzschluß elektroden 5 auf der Diamant- oder diamantähnlichen Kohlenstoffschicht 2 der akustischen Oberflächenwellenanordnung, die in Fig. 3 gezeigt wird, ausgebildet.
In der akustischen Oberflächenwellenanordnung, die den Aufbau, der in den Figuren 3 oder 4 gezeigt wird, hat, werden die so gebildeten interdigitalen Elektroden 4 keinen Beschädigungen, wie Deformation nach den Schritten des Bildens der Vorrichtung unterworfen, da die feinen interdigitalen Elektroden 4 durch Photolithographie oder dergleichen in dem Endschritt gebildet werden.
Auf der anderen Seite stellen die Figuren 5 und 6 andere mögliche Aufbauten der akustischen Oberflächenwellenanordnung dar. In solchen akustischen Oberflächenwellenanordnungen können die so gebildeten interdigitalen Elektroden 4 Beschädigungen, wie Deformation, unterworfen werden, da die ZnO Schichten 3 und dergleichen nach der Bildung der interdigitalen Elektroden 4 gebildet werden. Somit sind die erfindungsgemäßen akustischen Oberflächenwellenanordnungen, die in Fig. 3 und 4 gezeigt werden, in der Bearbeitung denen, die in Fig. 5 und 6 gezeigt werden, überlegen.
Über die gesamte Beschreibung hinweg, stellt das Symbol H die Filmdicke der ZnO Schicht dar, und diese Filmdicke wird als (2π H/λ) ausgedrückt, worin λ die Wellenlänge der akustischen Oberflächenwelle darstellt, welche auf dieser Schicht sich ausbreitet Ähnlich stellt das Symbol HD die Filmdicke der Diamantschicht dar, und diese Filmdicke wird als (2π H/λ) ausgedrückt, worin λ die Wellenlänge darstellt. Dieses sind dimensionslose Parameter. Entsprechend einem Experiment, das durch die Erfinder gemacht wurde, ist bekannt worden, daß die Ausbreitungsgeschwindigkeit v und der elektromechanische Koeffizient K durch die Verhältnisse der Filmdicken H und HD zu der Wellenlänge , viel mehr als der absoluten Werte davon, beeinflußt werden.
Fig. 7 ist ein Graph, der die Werte der Ausbreitungsgeschwindigkeit v in einer akustischen Oberflächenwelle vom zweiten Ordnungsmodus zeigt, die mit Veränderungen der Filmdicke H einer ZnO Schicht gemessen wird, weiche auf einer Diamant- oder diamantähnlichen Kohlenstoffs chicht angeordnet ist, die eine Filmdicke (2π H/λ) = 4 in einer akustischen Oberflächenwellenanordnung, die den Aufbau, der in Fig. 3 oder 4 gezeigt wird, hat, hat. Die Achsen der Abzsisse zeigen die Filmdicke (2π H/λ) der ZnO Schicht und die Achsen der Ordinate zeigen die Ausbreitungsgeschwindigkeit v (m/s). In dem Bereich, der in Fig. 7 gezeigt wird, ist die Ausbreitungsgeschwindigkeit v ansteigend, wenn die Filmdicke (2π H/λ) der ZnO Sicht reduziert wird.
Fig. 8 ist eine Graph, der Werte der Ausbreitungsgeschwindigkeit v einer akustischen Oberflächenwelle vom zweiten Ordnungsmodus zeigt, die mit Veränderungen der Filmdicke HD einer Diamant- oder diamantähnlichen Kohlenstoffschicht gemessen wird, welche unter einer ZnO Schicht angeordnet ist, die eine Filmdicke (2π H/λ) = 2 in einer akustischen Oberflächenwellenanordnung, die den Aufbau, der in Fig. 3 oder 4 gezeigt wird, hat, hat. Die Achse der Abszissen zeigt die Filmdicke (2π H/λ) der Diamant- oder diamantähnlichen Kohlenstoffschicht, und die Achse der Ordinaten zeigt die Ausbreitungsgeschwindigkeit v (m/s). Mit Bezug auf die Fig. 8 ist die Ausbreitungsgeschwindigkeit v ansteigend, wenn die Filmdicke (2π H/λ) der Diamant- oder diamantähnlichen Kohlenstoffschicht ansteigend ist, und die Filmdicke (2π H/λ) ist vorzugsweise größer oder gleich 4.
Figuren 9 bis 11 sind Graphen, die die Werte des elektromechanischen Koeffizienten K einer akustischen Oberflächenwelle von dem zweiten Ordnungsmodus zeigen, die mit Veränderungen der Filmdicke H der ZnO Schicht bezüglich der akustischen Oberflächenwellenanorduung, die in Fig. 3 gezeigt wird, mit der Filmdicke HD der Diamant- oder diamantähnlichen Kohlenstoffschicht, die als Parameter dient, gemessen wird. In jeder dieser Figuren zeigt die Achse der Abszissen die Filmdicke (2π H/λ) der ZnO Schicht und die Achse der Ordinaten zeigt die elektromechanischen Koeffizienten K² (%).
Die Figuren 12 bis 14 sind Graphen, die die Werte des elektromechanischen Koeffizienten K² einer akustischen Oberflächenwelle vom zweiten Ordnungsmodus zeigen, die mit Veränderungen der Filmdicke H der ZnO Schicht bezüglich der akustischen Oberflächenwellenanorduung, die in Fig. 4 gezeigt wird, gemessen wird, mit mit der Filmdicke HD der Diamant- oder diamantälinlichen Kohlenstoffschicht, die als ein Parameter dient, gemessen wird. In jeder dieser Figuren zeigt die Achse der Abszissen die Filmdicke (2π H/λ) der ZnO Schicht und die Achse der Ordinaten zeigt den elektromechanischen Koeffizienten K² (%).
Mit Bezug auf die Figuren 9 bis 14 wird ein großer elektromechanischer Koeffizient K von dem zweiten Ordnungsmodus erhalten, wenn die Filmdicke (2π H/λ) der ZnO Schicht in einem Bereich von 0.9 bis 2.3 in der akustischen Oberflächenwellenanordnung von jedem Aufbau ist.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung ist es deshalb möglich, eine akustische Oberflächenwellen anordnung zu liefern, die eine hohe Ausbreitungsgeschwindigkeit v und einen großen elektromechanischen Koeffizienten K² hat, welcher in einem extrem hohen frequenzbereich verwendet werden kann.
Solch eine akustische Oberflächenwellenanordnung ist auf einen Resonator, eine Verzögerungsleitung, eine Sigualverarbeitungsvorrichtung, eine Wicklung, einen Korrelator oder dergleichen, zusätzlich zu einem Filter, anwendbar
Die vorangegangenen oder anderen Ziele, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der vorliegenden Erfindung offensichtlicher werden, wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen benutzt werden.

Kurze Beschreibung der Zeihnungen

Fig. 1 ist eine Draufsicht, die beispielhafte interdigitale Elektroden zeigt;
Fig. 2 ist eine Draufsicht, die andere beispielhafte interdigitale Elektroden zeigt;
Fig. 3 ist eine Schnittansicht, die ein Beispiel einer akustischen Oberflächenwellenanordnung entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 4 ist eine Schnittansicht, die ein anderes Beispiel einer akustischen Oberflächenwellenanordnung entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 5 ist eine Schnittansicht, die ein Beispiel einer vergleichsakustischen Oberflächenwellenanordnung zeigt;
Fig. 6 ist eine Schnittansicht, die ein anderes Beispiel einer vergleichs akustischen Oberflächenwellenanordnung zeigt;
Fig. 7 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Filmdicke einer ZnO Schicht und der Ausbreitungsgeschwindigkeit v einer akustischen Oberflächenwelle von dem zweiten Ordnungsmodus, die in der akustischen Oberflächenwellenanordnung entsprechend der vorliegenden Erfindung gemessen wird, auf der Annahme, daß eine Filmdicke HD einer Diamantschicht (2π H/λ) = 4 ist, zeigt;
Fig. 8 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Filmdicke der Diamantschicht und der Ausbreitungsgeschwindigkeit v einer akustischen Oberflächenwelle von dem zweiten Ordnungsmodus, die in der akustischen Oberflächenwellenanordnung entsprechend der vorliegenden Erfindung gemessen wird, auf der Annahme, daß die Filmdicke H der ZnO Schicht (2π H/λ) = 2 ist, zeigt;
Fig. 9 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Filmdicke der ZnO Schicht und einem elektromechanischen Koeffizienten K² einer akustischen Oberflächenwelle von dem zweiten Ordnungsmodus, die in der akustischen Oberflächenwellenanordnung, die in Fig. 3 gezeigt wird, der Annahme, daß die Filmdicke HD der Diamantschicht (2π H/λ) = 2.0 ist, zeigt;
Fig. 10 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Filmdicke der ZnO Schicht und einem elektromechanischen Koeffizienten K² einer akustischen Oberflächenwelle von einem zweiten Ordnungsmodus, die in der erfindungsgemäßen akusüschen Oberflächenwellenanordnung, die in Fig. 3 gezeigt wird, gemessen wird, auf der Annahme, daß die Filmdicke HD der Diamantschicht (2π H/λ) = 3.0 ist, zeigt;
Fig. 11 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Filmdicke der ZnO Schicht und einem elektromechanischen Koeffizienten K² von einer akustischen Oberflächenwelle von dem zweiten Ordnungsmodus, die in der erfindungsgemäßen akustischen Oberflächenwellenanordnung, die in Fig. 3 gezeigt wird, gemessen wird, auf der Annahme, daß die Filmdicke HD der Diamantschicht (2π H/λ) = 4.0 ist, zeigt;
Fig. 12 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Filmdicke der ZnO Schicht und einem elektromechanischen Koeffizienten K² von einer akustischen Oberflächenwelle von einem zweiten Ordnungsmodus, die in der erfindungsgemäßen akustischen Oberflächenwellenanordnung, die in Fig. 4 gezeigt wird, gemessen wird, auf der Annahme, daß die Filmdicke HD der Diamantschicht (2π H/λ) = 2.0 ist, zeigt;
Fig. 13 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Filmdicke der ZnO Schicht und einem elektromechanischen Koeffizienten K² von einer akustischen Oberflächenwelle von dem zweiten Ordnungsmodus, die in der erfindungsgemäßen akustischen Oberflächenwellenanordnung, die in Fig. 4 gezeigt wird, gemessen wird, auf der Annahme, daß die Filmdicke HD der Diamantschicht (2π H/λ) = 3.0 ist, zeigt; und
Fig. 14 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Filmdicke dei ZnO Schicht und einem elektromechanischen Koeffizienten K² einer akustischen Oberflächenwelle von dem zweiten Ordnungsmodus, die in der erfindungsgemäßen akustischen Oberflächenwellenanordnung, die in Fig. 4 gezeigt wird, gemessen wird, auf der Annahme, daß die Filmdicke HD der Diamantschicht (2π H/λ) = 4.0 ist, zeigt.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Die Diamantfilme wurden auf ein polykristallines Si Substrat von 12 mm² durch Mikrowellenplasma CVD mit; einem Rohmaterialgas von CH&sub4;/H&sub2; = 1/100, der Mikrowellenleistung von 400 W und einem Reaktionsdruck von 50 Torr gebildet. Die Oberflächen der so gebildeten Filme wurden geerdet, um Diamantfilme von verschiedenen Dicken zu erhalten. Dann wurden ZnO Dünnfilme durch RF Magnetronsputtern mit; einem Sputtergas von Ar/O&sub2; = 1/1, einer RF Leistung von 150 W und einem Druck von 0.01 Torr gebildet. Die Sputterzeit wurde verändert, um so die Dicken der ZnO Filme zu verändern.
Diese ZnO Filme weisen aus gezeichnete c-Achsen Orientierungseigenschaften mit; den Werten von 1.8 bis 2.1 in den Röntgenstrahlungsschwankungskurven auf. Al wurde auf der Oberfläche von jedem ZnO Dünnfilm in einer Dicke von 50 nm durch Widerstandserhitzen vakuumangeordnet, um 25 Paare an interdigitalen Elektroden, die eine Elektrodenbreite und Elektrodenzwischenräume von 2 µm haben, durch Photolithographie zu bilden. Die Elektroden wurden durch Naßätzung hergestellt;.
Die so erhaltenen akustischen Oberflächenwellenanordnungen wurden den Messung der Ausbreitungsgeschwindigkeit v und den elektromechanischen Koeffizienten K² einer akustischen Oberflächenwelle von dem zweiten Ordnungsmodus unterworfen. Die Ergebnisse werden in den Figuren 9 bis 11, wie hierin beschrieben, gezeigt.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung kann das Material für die interdigitalen Elektroden und die Schnittstellenkurzschlußelektroden aus einem Metallmaterial von kleinem Widerstand, das dazu imstande ist, Elektroden durch Ätzen eines solchen Metalles, welches bei niedliger Temperatur aufgedampft werden kann, wie Ao, Al oder Co oder eines Metalles, welches einen Film bei einer hohen Temperatur bilden kann, wie Ti, Mo oder W oder Verbindungen von zwei oder mehreren Metallen, wie die Verbindungen von Ti und Al, die darauf gedampft sind, gebildet werden. In Anbetracht der Leichtigkeit der Bildung von Elektroden wird insbesondere Al vorzugsweise als ein solches Material verwendet. Die Elektroden, die aus einem Material hergestellt werden, das einen niedrigen Schmelzpunkt hat, wie zum Beispiel Al, können durch Naßätzung mit einer Alkalilösung, wie eine Lösung aus Natriurmhydroxid, geätzt werden. Es ist ebenfalls möglich, die Elektroden durch Reaktivierungsionenätzen mit; einem Gas wie BCl&sub3; herzustellen.
Die Diamantschicht kann aus einem natürlichen Diamant, einkristallinem Diamant, der unter einem Ultrahochdruck synthetisiert wird, oder einem Diamant vom Filmtyp, der durch Verdampfung synthetisiert wird, hergestellt werden. Das Substrat, das mit der Diamantschicht ausgestattet werden soll, kann aus einem inorganischen Material wie Mo oder W, einem Metall, Glas, einem keramischen Material, einem Oxid oder einem Nitrid, oder einem Halbleiter wie Si hergestellt werden. Die optimale Filmdicke (2π H/λ) der ZnO Schicht bleibt; unverändert, welches des Substratmateriales auch immer verwendet wird. Wenn die Diamantschicht; eine extrem kleine Filmdicke HD hat, die wesentlich kleiner als die Wellenlänge der akustischen Oberflächenwelle ist, wird diese optimale Filmdicke der ZnO Schicht durch das Substratmaterial insbesondere dann beeinflußt, wenn die Filmdicke (2π H/λ) weniger oder gleich 0.5 ist.
Der Diamant- oder diamantähnliche Kohlenstoffilm kann durch ein bekanntes Verfahren des Erhitzens eines elektronenemittierenden Materiales oder Aktivierens eines Rohmaterialgases, wie Kohlenwasserstoff Auflösen/Anregen des Gases mit Plasma, Auflösen/Anregen des Gases mit Licht.
Wachsen des Filmes durch Ionenbombardement, Brennen des Gases odei dergleichen, synthetisiert werden. Das Rohmaterialgas kann aus einer Verbindung hergestellt werden, die Wasserstoffatome enthält. Alternativ kann ein Gas, das dazu imstande ist;, Halogenatome zu liefern, mit einer Verbindung die Wasserstoffatome enthält, kombiniert werden.
Die Gase, die dazu imstande sind, Halogenatome zu liefern, beinhalten alle Verbindungen, die Halogenmoleküle und Halogenatome in den Molekülen beinhalten, wie halogenisierte organische Verbindungen und halogenisierte organische Verbindungen und halogenisierte inorganische Verbindungen Beispiele von solchen Verbindungen sind paraffinorganische Verbindungen, wie Methanfluorid, Ethanfluorid, Methantrifluorid, Äthylenfluorid und dergleichen Olefin, alizyklische und aromatische Verbindungen und inorganische Verbindungen wie Silanhalide.
Es ist möglich, die Substrattemperatur durch Einführen von Halogengas in die Filmbildungskammer zu reduzieren, so daß der Diamantfilm bei einer Temperatur von 200 bis 900 ºC gebildet werden kann. Das Halogengas hat vorzugsweise hohe Verbindungsfestigkeiten mit Wasserstoffatomen und einen kleinen Atomradius. Eine Fluorverbindung wird vorzugsweise verwendet, um insbesondere eine stabilen Film unter niedrigem Druck zu bilden.
Die Verbindung, die Wasserstoffatome enthält, kann aus einem alipathischen Kohlenwasserstoff wie Methan, Ethan oder Propan, aromatischem Kohlenwasserstoff wie Benzen oder Naphthalen, ungesättigten Kohlenwasserstoff wie Äthylen oder Propylen, einer organischen Verbindung, die Heteroatome wie Amoniak, Hydrazin oder dergleichen, zum Beispiel hergestellt werden. Hochreiner Diamant dient als ein Isolator, der eine niedrige Dielektrizitätskonstante hat. Es ist möglich, Halbleiterdiamanten durch Einführen von Verunreinigungen, wie B, Al, P oder S oder durch Bewirken eines Gittereffektes durch Ionenimplantation oder Elektronenstrahlbestrahlung zu bilden. Ein Halbleiterdiamanteinkristall, der B enthält, welcher selten als ein natürlicher Diamant vorkommt, kann durch ultrahohe Druckverfahren künstlich hergestellt werden.
Die Diamantschicht oder der diamantähnliche Kohlenstoffilm hat vorzugsweise eine flache Oberfläche, um die Verluste, wie Streuen dei: akustischen Oberflächenwelle zu reduzieren. Somit kann es notwendig sein, die Oberfläche bei Bedarf anzuschleifen. Die Diamantschicht kann ebenfalls aus einem einkristallinen Diamantdünnfilm hergestellt werden, welcher durch Epitaxy gebildet wird. Bezüglich des ZnO Filmes ist es möglich, einen Film zu wachsen, der eine große Piezoelektrizität und ausgezeichnete c-Achsen Orientierungs eigenschaften durch Verwenden von Aufdampfung, wie Sputtern oder CVD hat.
Obwohl die vorliegende Erfindung im Detail beschrieben und dargestellt worden ist, ist es zu verstehen, daß dieselbige nur mit Hilfe der Darstellung und eines Beispieles und nicht durch Begrenzung gemacht wurde, wobei der Umfang der vorliegenden Erfindung nur durch die Begriffe der beigefügten Ansprüche eingegrenzt wird.

Claims

1.Akutische Oberflächenwellenanordnung, die ein Substrat, eine Diamantschicht, die auf dem Substrat gebildet ist, eine ZnO-Schicht, die auf der Diamantschicht gebildet ist, und Interdigital-Elektroden, die auf der ZnO-Schicht gebildet sind, umfaßt, wobei die Oberflächenwellenanordnung eines zweiten Ordnungsmodus einer Oberflächenakustikwelle, die in einer Struktur, die (2Π H/λ) = 0,9 bis 2.3 erfüllt, angeregt ist, benutzt, wo H die Dicke der ZnO-Schicht und λ die Wellenlänge der Oberflächenakustikwelle darstellt.

2. Akustische Oberflächenwellenanordnung, die ein Substrat, eine Diamantschicht, die auf dem Substrat gebildet ist, Schnittstellen Kurzschlußelektroden, die auf der Diamantschicht gebildet sind, eine ZnO- Schicht, die auf den Schnittstellen-Kurzschlußelektroden gebildet sind, und Interdigital-Elektroden, die auf der ZnO-Schicht gebildet sind, umfaßt, wobei die Oberflächenakusükwellenanordnung einen zweiten Anordnungsmodus einer Oberflächen akusükwelle benutzt, die in eine Struktur, die (2Π H/λ) = 0,9 bis 2.3 erfüllt;, angeregt ist, wobei H die Dicke der ZnO-Schicht und λ die Wellenlänge der Oberflächenakustikwelle darstellt.

3. Akustische Oberflächenwellenanordnung, die ein Substrat, eine diamant-ihnliche Kohlenstoffschicht, die auf dem Substrat gebildet ist, eine ZnO-Schicht, die auf der diamantälinlichen Kohlenstoffschicht gebildet; ist und Interdigital-Elektroden, die auf der ZnO-Schicht gebildet sind, umfaßt, wobei die Oberflächenakustikwellenanordnung einen zweiten Anordnungsmodus einer Oberflächenakustikwelle ist, die in einer Struktur, die (2Π h/λ) = 0,9 bis 2.3 erfüllt, angeregt ist, wobei H die Dicke der ZnO- Schicht und λ die Wellenlänge der Oberflächenakustikwelle darstellt.

4. Akustische Oberflächenwellenanordnung, die ein Substrat, eine diamantähnliche Kohlenstoffscliicht, die auf dem Substrat angeordnet ist, Schnittstellen-Kurzschlußelektroden, die auf der diamantälinlichen Kohlenstoffschicht angeordnet; sind, eine ZnO-Schicht, die auf den Schnittstellen- Kurzschlußelektroden angeordnet ist, und Interdigital- Elektroden, die auf der ZnO-Schicht angeordnet sind, umfaßt, wobei die Oberflächenakustikwellenanordnung einen zweiten Anordnungsmodus einer Oberflächenakustikwelle benutzt, die in einer Struktur, die (2Π H/λ) = 0,9 bis 2.3 erfüllt, angeregt ist, wobei H die Dicke der ZnO-Schicht und λ die Wellenlänge der Oberflächenakustikwelle darstellt.