JP2002084161A - Surface acoustic wave element and its manufacturing method - Google Patents
Surface acoustic wave element and its manufacturing methodInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、弾性表面波素子と
その製造方法に関し、特に、処理液に可溶な材料からな
る圧電性基板上に導電性材料からなりパターン形成され
た電極層を備える弾性表面波素子及びその製造方法に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a surface acoustic wave device and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a surface acoustic wave device comprising a piezoelectric substrate made of a material soluble in a processing liquid and having a patterned electrode layer made of a conductive material. The present invention relates to a surface acoustic wave device and a method for manufacturing the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、このような弾性表面波(Surface
Acoustic Wave,以下SAWとする)素子の製造方法と
して、酸や水など製造過程で用いる処理液に可溶なLi
2B4O 7からなる圧電性基板(以下、LBO基板とす
る)の全面に処理液に不溶なSiO2からなる誘電体膜
を形成した後、誘電体膜上に金属薄膜を堆積させ金属薄
膜を酸性の処理液でエッチングして電極層を形成する方
法が提案されている(特開平11−88101号公報な
ど)。この方法では、圧電性基板の全面に誘電体膜を形
成しているので、圧電性基板が酸性の処理液に溶解する
ことを防ぐことができる。2. Description of the Related Art Conventionally, such surface acoustic waves (Surface
Acoustic Wave (hereinafter referred to as SAW)
And Li soluble in the processing solution used in the manufacturing process, such as acid or water.
TwoBFourO 7Piezoelectric substrate (hereinafter referred to as LBO substrate)
On the entire surface of the substrate)TwoDielectric film consisting of
After forming a thin metal film, deposit a thin metal film on the dielectric film.
To form an electrode layer by etching the film with an acidic treatment solution
A method has been proposed (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 11-88101).
Etc.) In this method, a dielectric film is formed on the entire surface of the piezoelectric substrate.
So that the piezoelectric substrate dissolves in the acidic processing solution
Can be prevented.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな方法で製造されたSAW素子は、LBO基板と電極
層との間に誘電体膜が設けられているため、SAW素子
の電気機械結合係数が低下してしまうという問題があ
る。However, in the SAW element manufactured by such a method, since the dielectric film is provided between the LBO substrate and the electrode layer, the SAW element has a small electromechanical coupling coefficient. There is a problem of lowering.
【0004】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであり、圧電性基板として処理液に可溶な材料
を用いた場合でも、電気機械結合係数の高いSAW素子
を提供すること、及び、このようなSAW素子の製造方
法を提供することを目的とする。[0004] The present invention has been made to solve the above problems, and provides a SAW element having a high electromechanical coupling coefficient even when a material soluble in a processing liquid is used as a piezoelectric substrate. It is another object of the present invention to provide a method for manufacturing such a SAW element.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明の弾性表面波素子
は、処理液に可溶な材料からなる圧電性基板上に導電性
材料からなりパターン形成された電極層を備える弾性表
面波素子であって、該電極層が形成されていない前記圧
電性基板上の領域に前記処理液に不溶な誘電体材料から
なる保護膜を備えることを特徴とする。A surface acoustic wave device according to the present invention is a surface acoustic wave device having an electrode layer made of a conductive material and patterned on a piezoelectric substrate made of a material soluble in a processing liquid. A protective film made of a dielectric material insoluble in the processing liquid is provided in a region on the piezoelectric substrate where the electrode layer is not formed.
【0006】本発明の弾性表面波素子では、処理液に可
溶な材料からなる圧電性基板上に直接電極層を形成する
ことができる。この結果、圧電性基板として処理液に可
溶な材料からなるものを用いた場合でも、電気機械結合
係数の高い弾性表面波素子を提供することができる。
尚、処理液とは、弾性表面波素子の製造過程で使用され
る酸,水などの処理用の液体を含むものとする。In the surface acoustic wave device of the present invention, an electrode layer can be formed directly on a piezoelectric substrate made of a material that is soluble in a processing liquid. As a result, a surface acoustic wave element having a high electromechanical coupling coefficient can be provided even when a piezoelectric substrate made of a material soluble in a processing liquid is used.
The treatment liquid includes a treatment liquid such as acid and water used in the process of manufacturing the surface acoustic wave device.
【0007】この本発明の弾性表面波素子において、前
記圧電性基板は、Li2B4O7からなる基板が好適であ
る。In the surface acoustic wave device according to the present invention, the piezoelectric substrate is preferably a substrate made of Li 2 B 4 O 7 .
【0008】本発明の弾性表面波素子の製造方法は、処
理液に可溶な材料からなる圧電性基板上に導電性材料か
らなりパターン形成された電極層を備える弾性表面波素
子を製造する弾性表面波素子の製造方法であって、前記
圧電性基板上に前記処理液に不溶な誘電体材料からなる
保護膜を形成する保護膜形成工程と、該保護膜上に前記
電極層の反転パターンを備えるレジスト膜を形成した
後、前記処理液を用いた処理を行なうレジスト膜形成処
理工程と、該レジスト膜をマスクとして前記保護膜をエ
ッチングして前記圧電性基板の前記電極層を形成する領
域を露出させる保護膜エッチング工程と、前記レジスト
膜上及び露出した前記圧電性基板上に金属薄膜を形成
し、リフトオフ法を用いて前記レジスト膜と該レジスト
膜上の前記金属薄膜とを除去し前記電極層を形成する電
極層形成工程と、を備えることを特徴とする。The method of manufacturing a surface acoustic wave device according to the present invention is a method of manufacturing a surface acoustic wave device having a patterned electrode layer made of a conductive material on a piezoelectric substrate made of a material soluble in a processing liquid. A method of manufacturing a surface acoustic wave element, comprising: a protective film forming step of forming a protective film made of a dielectric material insoluble in the processing liquid on the piezoelectric substrate; and forming a reverse pattern of the electrode layer on the protective film. After forming a resist film provided, a resist film forming process step of performing a process using the processing solution, and a region for forming the electrode layer of the piezoelectric substrate by etching the protective film using the resist film as a mask. A protective film etching step of exposing, forming a metal thin film on the resist film and on the exposed piezoelectric substrate, and using a lift-off method, the resist film and the metal thin film on the resist film; An electrode layer forming step of removing forming the electrode layer, characterized in that it comprises a.
【0009】本発明の弾性表面波素子の製造方法では、
レジスト膜形成処理工程において処理液を用いた処理を
行なうときに圧電性基板は露出していないため、圧電性
基板が処理液で溶解することを防ぐことができる。ま
た、保護膜エッチング工程において、リフトオフ法を用
いて圧電性基板上に電極層を形成する。この結果、処理
液に可溶な材料からなる圧電性基板上に電極層を形成す
ることができ、電気結合係数の高い弾性表面波素子を製
造することができる。In the method of manufacturing a surface acoustic wave device according to the present invention,
Since the piezoelectric substrate is not exposed when the processing using the processing liquid is performed in the resist film forming processing step, it is possible to prevent the piezoelectric substrate from being dissolved by the processing liquid. In the protective film etching step, an electrode layer is formed on the piezoelectric substrate using a lift-off method. As a result, the electrode layer can be formed on the piezoelectric substrate made of a material soluble in the processing liquid, and a surface acoustic wave device having a high electric coupling coefficient can be manufactured.
【0010】この本発明の弾性表面波素子の製造方法に
おいて、前記電極層形成工程の後に、前記保護膜をエッ
チングする第2保護膜エッチング工程を備えるものとす
ることができる。保護膜をエッチングすることにより、
保護膜の膜厚を自由に制御することができ、電極層を形
成した後に弾性表面波素子の周波数特性の調整を行なう
ことができる。In the method of manufacturing a surface acoustic wave device according to the present invention, the method may further include, after the electrode layer forming step, a second protective film etching step of etching the protective film. By etching the protective film,
The thickness of the protective film can be freely controlled, and the frequency characteristics of the surface acoustic wave element can be adjusted after forming the electrode layer.
【0011】この本発明の弾性表面波素子の製造方法に
おいて、前記圧電性基板は、Li2B4O7からなる基板
が好適である。In the method of manufacturing a surface acoustic wave device according to the present invention, the piezoelectric substrate is preferably a substrate made of Li 2 B 4 O 7 .
【0012】[0012]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態(以下
実施形態という)を、図面に従って説明する。Embodiments of the present invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described below with reference to the drawings.
【0013】図1は、本実施形態のSAW素子の構成の
概略を示す斜視図であり、図2は、図1のA−A線での
断面図である。SAW素子100は、LBO基板10上
に櫛型形状に形成されアルミニウムからなる電極層20
a,20b,20c,20dと、これらの電極層以外の
領域に形成されたSiO2からなる保護膜30とを備え
る。SAW素子100は、電極層20aを入力電極、電
極層20cを出力電極、また、電極層20b,20dを
接地電極とすることで、帯域通過特性を備えるSAWフ
ィルタとして使用することができる。FIG. 1 is a perspective view schematically showing the configuration of the SAW element of the present embodiment, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. The SAW element 100 includes an electrode layer 20 formed in a comb shape on an LBO substrate 10 and made of aluminum.
a, 20b, 20c, and 20d, and a protective film 30 made of SiO 2 formed in a region other than these electrode layers. The SAW element 100 can be used as a SAW filter having band-pass characteristics by using the electrode layer 20a as an input electrode, the electrode layer 20c as an output electrode, and the electrode layers 20b and 20d as ground electrodes.
【0014】SAW素子100は、以上のように、LB
O基板10上に直接電極層20a,20b,20c,2
0dを備えるので、LBO基板と電極層との間に誘電体
膜が設けられている従来のSAW素子より電気機械結合
係数を高くすることができるという効果を生じる。ま
た、SAW素子100は、パッケージに実装する際に純
水による洗浄を行なう場合がある。LBO基板10の材
料であるLi2B4O7は、水に可溶な材料であるが、L
BO基板10の表面は、水に不溶なアルミニウムからな
る電極層20a,20b,20c,20dと水に不溶な
SiO2からなる保護膜30とで覆われているので、水
によるLBO基板10の溶解を防ぐことができる。As described above, the SAW element 100 has the LB
The electrode layers 20a, 20b, 20c, 2
Since 0d is provided, there is an effect that the electromechanical coupling coefficient can be made higher than that of a conventional SAW element in which a dielectric film is provided between an LBO substrate and an electrode layer. Further, the SAW element 100 may be cleaned with pure water when mounted on a package. Li 2 B 4 O 7 , which is a material of the LBO substrate 10, is a material that is soluble in water.
Since the surface of the BO substrate 10 is covered with the electrode layers 20a, 20b, 20c, and 20d made of water-insoluble aluminum and the protective film 30 made of water-insoluble SiO 2 , the LBO substrate 10 is dissolved by water. Can be prevented.
【0015】次に、SAW素子100の製造工程のう
ち、電極層20a,20b,20c,20dを形成する
電極層形成工程について説明する。図3は、SAW素子
100の電極層形成工程を示すフロー図であり、図4〜
図7は各製造工程におけるSAW素子100の断面図で
ある。最初に、LBO基板10の全面にSiO2からな
る保護膜30を形成する(工程S10,図4)。そし
て、保護膜30上にレジスト膜40を塗布した後、ホト
リソグラフィ法を用いて、レジスト膜40を電極層20
a,20b,20c,20dの反転パターンになるよう
パターン形成する(工程S12,図5)。この工程で
は、アルカリ性の現像液を用いてレジスト膜40の不要
部分を除去した後、純水リンス液を用いて現像液の除去
処理を行なう。LBO基板10は、純水リンス液に可溶
なLi2B4O7からなるが、表面が純水リンス液に不溶
なSiO2からなる保護膜30で覆われているので、純
水リンス液によるLBO基板10の溶解を防ぐことがで
きる。Next, an electrode layer forming step of forming the electrode layers 20a, 20b, 20c, and 20d in the manufacturing process of the SAW element 100 will be described. FIG. 3 is a flowchart showing the electrode layer forming process of the SAW element 100, and FIGS.
FIG. 7 is a cross-sectional view of the SAW element 100 in each manufacturing process. First, a protective film 30 made of SiO 2 is formed on the entire surface of the LBO substrate 10 (step S10, FIG. 4). Then, after applying a resist film 40 on the protective film 30, the resist film 40 is applied to the electrode layer 20 by photolithography.
A pattern is formed so as to be a reverse pattern of a, 20b, 20c, and 20d (step S12, FIG. 5). In this step, an unnecessary portion of the resist film 40 is removed by using an alkaline developing solution, and then the developing solution is removed by using a pure water rinsing solution. The LBO substrate 10 is made of Li 2 B 4 O 7 that is soluble in a pure water rinse solution, but the surface is covered with a protective film 30 made of SiO 2 that is insoluble in the pure water rinse solution. Of the LBO substrate 10 can be prevented.
【0016】次に、レジスト膜40をマスクとして保護
膜30をエッチングし、LBO基板10の電極層20
a,20b,20c,20dを形成する領域を露出させ
る(工程S14,図6)。そして、レジスト膜40上及
び露出したLBO基板10上に金属薄膜20を蒸着法あ
るいはスパッタ法などを用いて形成し(工程S16,図
7)、リフトオフ法を用いて、レジスト膜40とレジス
ト膜40上の金属薄膜20を除去し電極層20a,20
b,20c,20dをパターン形成し(工程S18)、
図1及び図2に示したSAW素子100の電極層20
a,20b,20c,20dが完成する。Next, the protective film 30 is etched using the resist film 40 as a mask, and the electrode layer 20 of the LBO substrate 10 is etched.
The regions where a, 20b, 20c, and 20d are formed are exposed (step S14, FIG. 6). Then, a metal thin film 20 is formed on the resist film 40 and on the exposed LBO substrate 10 by a vapor deposition method or a sputtering method (Step S16, FIG. 7), and the resist film 40 and the resist film 40 are formed by a lift-off method. The upper metal thin film 20 is removed and the electrode layers 20a and 20a are removed.
b, 20c and 20d are patterned (step S18)
Electrode layer 20 of SAW element 100 shown in FIGS. 1 and 2
a, 20b, 20c, and 20d are completed.
【0017】以上説明したように、本実施形態のSAW
素子100の製造方法では、工程S12において純水リ
ンス液を用いた処理を行う際にLBO基板10の表面を
純水リンス液に不溶な保護膜30で覆っているので、L
BO基板10が純水リンス液で溶解することを防ぐこと
ができる。また、LBO基板10上に電極層20a,2
0b,20c,20dを直接形成することができるの
で、電気結合係数の高いSAW素子100を製造するこ
とができる。As described above, the SAW of this embodiment
In the method for manufacturing the element 100, since the surface of the LBO substrate 10 is covered with the protective film 30 insoluble in the pure water rinse solution when performing the process using the pure water rinse solution in step S12,
It is possible to prevent the BO substrate 10 from being dissolved by the pure water rinsing liquid. Also, the electrode layers 20a, 20
Since 0b, 20c, and 20d can be directly formed, the SAW element 100 having a high electric coupling coefficient can be manufactured.
【0018】本実施形態のSAW素子100の製造方法
では、SAW素子100の周波数特性を調整するため
に、工程S18の後に、RIE(Reactive Ion Etchin
g)法を用いて保護膜30の上部をエッチングする第2
保護膜エッチング工程を行なうこともできる。このと
き、保護膜30のエッチング量を調整することで、電極
層20a,20b,20c,20dを形成した後にSA
W素子100が所望の周波数特性を持つように調整する
ことができる。In the method of manufacturing the SAW element 100 according to the present embodiment, in order to adjust the frequency characteristics of the SAW element 100, after step S18, RIE (Reactive Ion Etching) is performed.
g) etching the upper part of the protective film 30 using the second method
A protective film etching step can also be performed. At this time, by adjusting the etching amount of the protective film 30, the SA after forming the electrode layers 20a, 20b, 20c and 20d is formed.
It can be adjusted so that the W element 100 has a desired frequency characteristic.
【0019】そして、本実施形態のSAW素子100の
製造方法では、櫛型形状の電極層20a,20b,20
c,20dを形成する工程を例示したが、櫛形形状の電
極層と共に反射電極となる他の電極層を形成する工程と
することもできる。In the method of manufacturing the SAW element 100 according to the present embodiment, the comb-shaped electrode layers 20a, 20b, 20
Although the steps of forming c and 20d have been illustrated, a step of forming another electrode layer serving as a reflective electrode together with the comb-shaped electrode layer may be employed.
【0020】さらに、本実施形態のSAW素子100で
は、保護膜30はSiO2を材料とするものとしたが、
Si3N4など酸や水などの製造過程で使用される処理液
に不溶な材料からなるものとすることもできる。Further, in the SAW element 100 of the present embodiment, the protective film 30 is made of SiO 2 ,
It may be made of a material that is insoluble in a treatment liquid used in a manufacturing process such as an acid or water such as Si 3 N 4 .
【0021】また、本実施形態のSAW素子100で
は、電極層20a,20b,20c,20dはAlを材
料とするものとしたが、Cuなど他の導電体材料からな
るものとすることもできる。In the SAW element 100 of the present embodiment, the electrode layers 20a, 20b, 20c, and 20d are made of Al, but may be made of another conductive material such as Cu.
【0022】そして、本実施形態のSAW素子100で
は、圧電性基板をLBO基板としたが、これに限定した
ものではなく、酸や水などの製造過程で使用される処理
液に可溶な材料からなる他の圧電性基板を用いることが
できる。In the SAW element 100 of this embodiment, the piezoelectric substrate is an LBO substrate. However, the present invention is not limited to this, and a material soluble in a processing liquid such as acid or water used in a manufacturing process may be used. Other piezoelectric substrates made of
【0023】さらに、本実施形態のSAW素子100で
は、SAW素子100は帯域通過フィルタ特性を備える
ものとしたが、これに限定したものでなく、遅延線,発
振器など他の電気的特性を備えるSAW素子とすること
もできる。Further, in the SAW element 100 according to the present embodiment, the SAW element 100 has the band-pass filter characteristic. However, the present invention is not limited to this, and the SAW element 100 has other electric characteristics such as a delay line and an oscillator. It can also be an element.
【0024】[0024]
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、処理
液を用いた処理を行なうときに圧電性基板は露出してい
ないため、圧電性基板が処理液で溶解することを防ぐと
ともに、リフトオフ法を用いて露出した圧電性基板上に
電極層を形成することができる。従って、圧電性基板と
して処理液に可溶な材料からなるものを用いた場合で
も、電気機械結合係数の高いSAW素子を提供するこ
と、及び、このようなSAW素子の製造することができ
る。As described above, in the present invention, since the piezoelectric substrate is not exposed when performing the processing using the processing liquid, the piezoelectric substrate is prevented from being dissolved by the processing liquid and the lift-off is performed. The electrode layer can be formed on the exposed piezoelectric substrate by using the method. Therefore, even when a piezoelectric substrate made of a material soluble in a processing liquid is used, a SAW element having a high electromechanical coupling coefficient can be provided, and such a SAW element can be manufactured.
【図1】 本実施形態のSAW素子の構成の概略を示す
斜視図である。FIG. 1 is a perspective view schematically showing a configuration of a SAW element according to an embodiment.
【図2】 図1のA−A線での断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG.
【図3】 SAW素子100の電極層形成工程を示すフ
ロー図である。FIG. 3 is a flowchart showing a step of forming an electrode layer of the SAW element 100.
【図4】 図3に示した工程S10でのSAW素子10
0の断面図である。4 is a SAW element 10 in a step S10 shown in FIG.
0 is a sectional view.
【図5】 図3に示した工程S12でのSAW素子10
0の断面図である。5 is a SAW element 10 in a step S12 shown in FIG.
0 is a sectional view.
【図6】 図3に示した工程S14でのSAW素子10
0の断面図である。FIG. 6 shows a SAW element 10 in step S14 shown in FIG.
0 is a sectional view.
【図7】 図3に示した工程S16でのSAW素子10
0の断面図である。7 is a SAW element 10 in a step S16 shown in FIG.
0 is a sectional view.
10 LBO基板、20a,20b,20c,20d
電極層、30 保護膜、40 レジスト、100 SA
W素子。10 LBO substrate, 20a, 20b, 20c, 20d
Electrode layer, 30 protective film, 40 resist, 100 SA
W element.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 飯島 寛明 東京都三鷹市下連雀五丁目1番1号 日本 無線株式会社内 Fターム(参考) 5J097 AA06 AA31 BB11 FF01 FF05 HA03 KK09 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Hiroaki Iijima 5-1-1 Shimorenjaku, Mitaka-shi, Tokyo Japan Radio Co., Ltd. F-term (reference) 5J097 AA06 AA31 BB11 FF01 FF05 HA03 KK09
Claims (5)
上に導電性材料からなりパターン形成された電極層を備
える弾性表面波素子であって、 該電極層が形成されていない前記圧電性基板上の領域に
前記処理液に不溶な誘電体材料からなる保護膜を備える
ことを特徴とする弾性表面波素子。1. A surface acoustic wave device comprising an electrode layer made of a conductive material and patterned on a piezoelectric substrate made of a material soluble in a processing liquid, wherein the piezoelectric layer has no electrode layer formed thereon. A surface acoustic wave element comprising a protective film made of a dielectric material insoluble in the treatment liquid in a region on the conductive substrate.
ることを特徴とする請求項1に記載の弾性表面波素子。2. The surface acoustic wave device according to claim 1, wherein the piezoelectric substrate is made of Li 2 B 4 O 7 .
上に導電性材料からなりパターン形成された電極層を備
える弾性表面波素子を製造する弾性表面波素子の製造方
法であって、 前記圧電性基板上に前記処理液に不溶な誘電体材料から
なる保護膜を形成する保護膜形成工程と、 該保護膜上に前記電極層の反転パターンを備えるレジス
ト膜を形成した後、前記処理液を用いた処理を行なうレ
ジスト膜形成処理工程と、 該レジスト膜をマスクとして前記保護膜をエッチングし
て前記圧電性基板の前記電極層を形成する領域を露出さ
せる保護膜エッチング工程と、 前記レジスト膜上及び露出した前記圧電性基板上に金属
薄膜を形成し、リフトオフ法を用いて前記レジスト膜と
該レジスト膜上の前記金属薄膜とを除去し前記電極層を
形成する電極層形成工程と、を備えることを特徴とする
弾性表面波素子の製造方法。3. A method of manufacturing a surface acoustic wave element comprising a patterned electrode layer made of a conductive material on a piezoelectric substrate made of a material soluble in a processing liquid, comprising: A protective film forming step of forming a protective film made of a dielectric material insoluble in the processing liquid on the piezoelectric substrate, and forming a resist film having an inverted pattern of the electrode layer on the protective film; A resist film forming process step of performing a process using a liquid; a protective film etching step of etching the protective film using the resist film as a mask to expose a region of the piezoelectric substrate on which the electrode layer is formed; Forming an electrode layer by forming a metal thin film on the film and on the exposed piezoelectric substrate, removing the resist film and the metal thin film on the resist film using a lift-off method; Method of manufacturing a surface acoustic wave device characterized by comprising: a forming step.
をエッチングする第2保護膜エッチング工程を備えるこ
とを特徴とする請求項3に記載の弾性表面波素子の製造
方法。4. The method for manufacturing a surface acoustic wave device according to claim 3, further comprising a second protective film etching step of etching the protective film after the electrode layer forming step.
ることを特徴とする請求項3又は4に記載の弾性表面波
素子の製造方法。5. The method according to claim 3, wherein the piezoelectric substrate is made of Li 2 B 4 O 7 .
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2000
- 2000-09-08 JP JP2000273694A patent/JP2002084161A/en active Pending
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