JP2002152000A - 弾性表面波素子 - Google Patents
弾性表面波素子Info
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- JP2002152000A JP2002152000A JP2000346936A JP2000346936A JP2002152000A JP 2002152000 A JP2002152000 A JP 2002152000A JP 2000346936 A JP2000346936 A JP 2000346936A JP 2000346936 A JP2000346936 A JP 2000346936A JP 2002152000 A JP2002152000 A JP 2002152000A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】温度特性が良好で、広帯域な、絶縁性の良い弾
性表面波素子を提供する。 【解決手段】振動モードとしてレイリー波およびセザワ
波を用いたことを特徴とする弾性表面波素子であり、水
晶基板１０上へはＺｎＯ、ＡｌＮ等の薄膜を形成する。
ＺｎＯ薄膜１３に接するようにくし型電極１１，１２を
形成し、更にＳｉＯ２薄膜１４を設けた。これらＺｎＯ
薄膜１３、くし型電極１１，１２およびＳｉＯ２薄膜１
４の膜厚を適切に選ぶことにより、所定の性能を実現す
る。
性表面波素子を提供する。 【解決手段】振動モードとしてレイリー波およびセザワ
波を用いたことを特徴とする弾性表面波素子であり、水
晶基板１０上へはＺｎＯ、ＡｌＮ等の薄膜を形成する。
ＺｎＯ薄膜１３に接するようにくし型電極１１，１２を
形成し、更にＳｉＯ２薄膜１４を設けた。これらＺｎＯ
薄膜１３、くし型電極１１，１２およびＳｉＯ２薄膜１
４の膜厚を適切に選ぶことにより、所定の性能を実現す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、水晶基板を用いた
弾性表面波素子に関し、特に、水晶基板上に薄膜を積層
して弾性表面波を利用した弾性表面波素子に関する。
弾性表面波素子に関し、特に、水晶基板上に薄膜を積層
して弾性表面波を利用した弾性表面波素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】圧電体の表面を伝播する表面弾性波を利
用する表面弾性波素子は、固有の透過帯域を有し、しか
も小型であり部品点数も少ないため、携帯電話等の通信
機器用のバンドパスフィルター等や基準クロックとして
共振子へ応用されている。典型的な表面弾性波素子は、
表面弾性波を発生させるために、圧電体の表面上に入力
出力の１対の櫛型電極(interdigital transducer)を備
える構造を有する。入力櫛型電極に印加された交流電力
は圧電体表面上で機械的エネルギーに変換されるが、電
極が櫛型であるため圧電体内に疎密が発生して弾性波と
なり、圧電体表面を伝播して出力櫛型電極へと到達す
る。そして、到達した表面弾性波は出力櫛型電極により
再び電気的エネルギーに変換され出力される。表面弾性
波素子が有する透過帯域の中心周波数ｆ0は、櫛型電極
の間隔λ0と圧電体表面上の弾性波の伝搬速度Ｖとか
ら、 ｆ0＝Ｖ／λ0 で与えられる。
用する表面弾性波素子は、固有の透過帯域を有し、しか
も小型であり部品点数も少ないため、携帯電話等の通信
機器用のバンドパスフィルター等や基準クロックとして
共振子へ応用されている。典型的な表面弾性波素子は、
表面弾性波を発生させるために、圧電体の表面上に入力
出力の１対の櫛型電極(interdigital transducer)を備
える構造を有する。入力櫛型電極に印加された交流電力
は圧電体表面上で機械的エネルギーに変換されるが、電
極が櫛型であるため圧電体内に疎密が発生して弾性波と
なり、圧電体表面を伝播して出力櫛型電極へと到達す
る。そして、到達した表面弾性波は出力櫛型電極により
再び電気的エネルギーに変換され出力される。表面弾性
波素子が有する透過帯域の中心周波数ｆ0は、櫛型電極
の間隔λ0と圧電体表面上の弾性波の伝搬速度Ｖとか
ら、 ｆ0＝Ｖ／λ0 で与えられる。
【０００３】水晶基板、特にいわゆるＳＴカット水晶Ｘ
伝搬基板は良好な温度依存性を表す周波数温度係数（Ｔ
ＣＦ）を持つために共振子ならびにフィルターに用いら
れている。しかしながら、基板の結合係数が小さいため
に透過帯域の広いフィルターを作るのに困難があった。
また広帯域のフィルターを作製するのに一般的には結合
係数の大きいタンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ3）やニ
オブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3）が用いられるが、周波
数温度係数（ＴＣＦ）が水晶よりも悪いという欠点があ
る。
伝搬基板は良好な温度依存性を表す周波数温度係数（Ｔ
ＣＦ）を持つために共振子ならびにフィルターに用いら
れている。しかしながら、基板の結合係数が小さいため
に透過帯域の広いフィルターを作るのに困難があった。
また広帯域のフィルターを作製するのに一般的には結合
係数の大きいタンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ3）やニ
オブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3）が用いられるが、周波
数温度係数（ＴＣＦ）が水晶よりも悪いという欠点があ
る。
【０００４】また良好な動作のためには、電気機械変換
の性能を表す電気機械結合係数Ｋ2、並びに伝搬時の減
衰による損失を表す伝搬損失の値が、それぞれ所定の範
囲内に適合していることが必要である。
の性能を表す電気機械結合係数Ｋ2、並びに伝搬時の減
衰による損失を表す伝搬損失の値が、それぞれ所定の範
囲内に適合していることが必要である。
【０００５】ＴＣＦを良好にするため、薄膜を積層しＴ
ＣＦがマイナスとプラスの膜を用いて２次の温度係数を
０とする試みは以前からなされている。例えば特開平７
−１５２７４の如くニオブ酸リチウム、タンタル酸リチ
ウムで温度補正を行っている。また、特開平１０−２２
４１７２の如く遅延時間温度係数（ＴＣＤ）がマイナス
のカット角となるよう水晶基板を選択し、プラスのＴＣ
Ｄを持つ圧電薄膜によりリーキー波を用いてＴＣＦの良
好な表面波装置が種々提案されている。
ＣＦがマイナスとプラスの膜を用いて２次の温度係数を
０とする試みは以前からなされている。例えば特開平７
−１５２７４の如くニオブ酸リチウム、タンタル酸リチ
ウムで温度補正を行っている。また、特開平１０−２２
４１７２の如く遅延時間温度係数（ＴＣＤ）がマイナス
のカット角となるよう水晶基板を選択し、プラスのＴＣ
Ｄを持つ圧電薄膜によりリーキー波を用いてＴＣＦの良
好な表面波装置が種々提案されている。
【０００６】また、特開昭６１−２２２３１２号公報に
は、９０°Ｘ伝搬のいわゆるＳＴＷ（Surface Transver
se Wave 表面横波）を用いた水晶基板上に圧電薄膜を形
成し、該圧電薄膜上にＩＤＴ電極を形成してなる表面波
装置の記載がある。これにより結合係数の上昇およびＴ
ＣＦの改善が図られるとの記載がある。また温度補正を
薄膜によって行なうことはそれ以前から公知である。
は、９０°Ｘ伝搬のいわゆるＳＴＷ（Surface Transver
se Wave 表面横波）を用いた水晶基板上に圧電薄膜を形
成し、該圧電薄膜上にＩＤＴ電極を形成してなる表面波
装置の記載がある。これにより結合係数の上昇およびＴ
ＣＦの改善が図られるとの記載がある。また温度補正を
薄膜によって行なうことはそれ以前から公知である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、いわゆるゼロ
温度係数を持つＳＴカットＸ伝搬水晶は元々のＴＣＦの
１次温度係数αが０であるため、ＳＴカットＸ伝搬水晶
に温度補正を試みさらにＴＣＦを改善した例はなく、温
度補正をした場合の特性というのは明らかになっていな
い。またＷ−ＣＤＭＡのような広帯域のフィルターを必
要とする場合、ＳＴカットＸ伝搬水晶は結合係数ｋ２が
小さいため、設計が困難である。そこで本発明の目的
は、前記公報の欠点を補完し水晶基板を用いた弾性表面
波素子であって、温度特性が良好で、広帯域化に適した
弾性表面波素子を提供することにある。
温度係数を持つＳＴカットＸ伝搬水晶は元々のＴＣＦの
１次温度係数αが０であるため、ＳＴカットＸ伝搬水晶
に温度補正を試みさらにＴＣＦを改善した例はなく、温
度補正をした場合の特性というのは明らかになっていな
い。またＷ−ＣＤＭＡのような広帯域のフィルターを必
要とする場合、ＳＴカットＸ伝搬水晶は結合係数ｋ２が
小さいため、設計が困難である。そこで本発明の目的
は、前記公報の欠点を補完し水晶基板を用いた弾性表面
波素子であって、温度特性が良好で、広帯域化に適した
弾性表面波素子を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の弾性表面波素子
は、水晶基板と、前記水晶基板上に形成された第一薄膜
と、前記第一薄膜に接するように形成されたくし歯電極
とを備え、前記第一薄膜上に第二薄膜を設けたことを特
徴とする弾性表面波素子が得られる。
は、水晶基板と、前記水晶基板上に形成された第一薄膜
と、前記第一薄膜に接するように形成されたくし歯電極
とを備え、前記第一薄膜上に第二薄膜を設けたことを特
徴とする弾性表面波素子が得られる。
【０００９】これによれば、水晶基板に前記水晶基板上
に温度補正を行なうための第一薄膜と第二薄膜という補
正膜が設けられており、逆符号の遅延時間温度係数（Ｔ
ＣＤ）を持つ第一薄膜と第二薄膜を用いることにより周
波数温度特性（ＴＣＦ）を改善することが可能となる。
に温度補正を行なうための第一薄膜と第二薄膜という補
正膜が設けられており、逆符号の遅延時間温度係数（Ｔ
ＣＤ）を持つ第一薄膜と第二薄膜を用いることにより周
波数温度特性（ＴＣＦ）を改善することが可能となる。
【００１０】また、前記第一薄膜が酸化亜鉛（Ｚｎ
Ｏ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、ニオブ酸リチウム
（ＬｉＮｂＯ3）、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａ
Ｏ3）、ニオブ酸カリウム（ＫＮｂＯ3）のいずれかの圧
電薄膜からなる。
Ｏ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、ニオブ酸リチウム
（ＬｉＮｂＯ3）、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａ
Ｏ3）、ニオブ酸カリウム（ＫＮｂＯ3）のいずれかの圧
電薄膜からなる。
【００１１】このような構成とすることにより、第一薄
膜に水晶よりも結合係数の大きい圧電薄膜を用いること
で、広帯域の弾性表面波素子が得られる。
膜に水晶よりも結合係数の大きい圧電薄膜を用いること
で、広帯域の弾性表面波素子が得られる。
【００１２】また、前記第二薄膜が酸化シリコン（Ｓｉ
Ｏ2）、窒化シリコン（Ｓｉ3Ｎ4）、窒化チタン（Ｔｉ
Ｎ）などの酸化物あるいは窒化物である。
Ｏ2）、窒化シリコン（Ｓｉ3Ｎ4）、窒化チタン（Ｔｉ
Ｎ）などの酸化物あるいは窒化物である。
【００１３】このような構成によれば、前記第二薄膜が
絶縁性を持つことにより、くし歯電極がショートせず、
第一薄膜と逆符号を持つことによりＴＣＦの１次温度係
数αを０にすることが可能となる。
絶縁性を持つことにより、くし歯電極がショートせず、
第一薄膜と逆符号を持つことによりＴＣＦの１次温度係
数αを０にすることが可能となる。
【００１４】また、回転角が２８°回転Ｙカットから４
５°回転ＹカットからなるいわゆるＳＴカット水晶基板
であり、前記弾性表面波の伝搬方向がＸ方向となるよう
に前記第一薄膜に接するように形成された前記くし歯電
極を備え、前記第一薄膜が酸化亜鉛（ＺｎＯ）、前記第
二薄膜が酸化シリコン（ＳｉＯ2）である弾性表面波素
子において、レイリー波あるいはレイリー波の高次モー
ドであるセザワ波（１次、２次、３次）を用いる。
５°回転ＹカットからなるいわゆるＳＴカット水晶基板
であり、前記弾性表面波の伝搬方向がＸ方向となるよう
に前記第一薄膜に接するように形成された前記くし歯電
極を備え、前記第一薄膜が酸化亜鉛（ＺｎＯ）、前記第
二薄膜が酸化シリコン（ＳｉＯ2）である弾性表面波素
子において、レイリー波あるいはレイリー波の高次モー
ドであるセザワ波（１次、２次、３次）を用いる。
【００１５】この構成によれば、ＴＣＦの１次温度係数
αが０であるＳＴカットＸ伝搬水晶基板を用いることに
より、ＺｎＯ薄膜とＳｉＯ2薄膜の組み合わせで、また
結合係数の高い、広帯域な弾性表面波素子が可能とな
る。
αが０であるＳＴカットＸ伝搬水晶基板を用いることに
より、ＺｎＯ薄膜とＳｉＯ2薄膜の組み合わせで、また
結合係数の高い、広帯域な弾性表面波素子が可能とな
る。
【００１６】また、弾性表面波の波長λおよび薄膜の厚
みｈを定義すると前記第一薄膜の酸化亜鉛の２πｈ／λ
で定義される規格化膜厚ｋｈ（ＺｎＯ）比が０．１から
２．０の範囲にあり、前記第二薄膜の酸化シリコン（Ｓ
ｉＯ2）の２πｈ／λで定義される規格化膜厚ｋｈ（Ｓ
ｉＯ2）比０．１から２．０の範囲にある。
みｈを定義すると前記第一薄膜の酸化亜鉛の２πｈ／λ
で定義される規格化膜厚ｋｈ（ＺｎＯ）比が０．１から
２．０の範囲にあり、前記第二薄膜の酸化シリコン（Ｓ
ｉＯ2）の２πｈ／λで定義される規格化膜厚ｋｈ（Ｓ
ｉＯ2）比０．１から２．０の範囲にある。
【００１７】この構成によれば、前記ＺｎＯの膜厚ｋｈ
比とＳｉＯ2の膜厚ｋｈ比をある特定の範囲内とするこ
とで、ＴＣＦが良好な弾性表面波素子を作製することが
可能となる。
比とＳｉＯ2の膜厚ｋｈ比をある特定の範囲内とするこ
とで、ＴＣＦが良好な弾性表面波素子を作製することが
可能となる。
【００１８】また、前記くし歯電極の電極膜がアルミ膜
またはアルミ膜を主成分とする合金またはアルミ膜及び
少なくとも一層以上の金属化合物薄膜からなる電極膜の
膜厚Hと弾性表面波の波長λからなる規格化膜厚（H／
λ）が０．００３から０．０５の間にある。
またはアルミ膜を主成分とする合金またはアルミ膜及び
少なくとも一層以上の金属化合物薄膜からなる電極膜の
膜厚Hと弾性表面波の波長λからなる規格化膜厚（H／
λ）が０．００３から０．０５の間にある。
【００１９】この構成によれば、前記電極膜の厚み（Ｈ
／λ）を０．００３から０．０５の間とすることにより
伝搬損失の少ない弾性表面波素子を作製することが可能
となる。
／λ）を０．００３から０．０５の間とすることにより
伝搬損失の少ない弾性表面波素子を作製することが可能
となる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を添付図面に基づいて詳細に説明する。
を添付図面に基づいて詳細に説明する。
【００２１】図１は本発明の弾性表面波素子の上面図を
示し、図２は本発明の弾性表面波素子の図１におけるＡ
−Ａ面の断面図を示す。ここで用いられた水晶基板は３
３°Ｙカットであり、Ｘ方向へ弾性表面波を伝搬するた
め、オイラー角表示では（０、１２３、０）の水晶基板
１０である。水晶基板１０上へは酸化亜鉛（ＺｎＯ）、
窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等の圧電薄膜及び例えばＡ
ｌ2Ｏ3などの酸化物系やＳｉ3Ｎ4などの窒化物系の薄膜
が形成されている。ここで水晶基板１０上に形成された
圧電膜はＺｎＯ膜１３とする。ＺｎＯ膜１３上にはＡｌ
等の電極が配線されており、櫛歯電極（ＩＤＴ）１１お
よびＩＤＴ１２が配置されており、いわゆるトランスバ
ーサル型のＳＡＷフィルターを構成している。ＩＤＴ１
１，ＩＤＴ１２とＺｎＯ膜１３の上には絶縁膜として二
酸化シリコン（ＳｉＯ2膜）１４が形成されている。こ
こでは簡単のため図１のＩＤＴはいわゆるシングル電極
としてある。
示し、図２は本発明の弾性表面波素子の図１におけるＡ
−Ａ面の断面図を示す。ここで用いられた水晶基板は３
３°Ｙカットであり、Ｘ方向へ弾性表面波を伝搬するた
め、オイラー角表示では（０、１２３、０）の水晶基板
１０である。水晶基板１０上へは酸化亜鉛（ＺｎＯ）、
窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等の圧電薄膜及び例えばＡ
ｌ2Ｏ3などの酸化物系やＳｉ3Ｎ4などの窒化物系の薄膜
が形成されている。ここで水晶基板１０上に形成された
圧電膜はＺｎＯ膜１３とする。ＺｎＯ膜１３上にはＡｌ
等の電極が配線されており、櫛歯電極（ＩＤＴ）１１お
よびＩＤＴ１２が配置されており、いわゆるトランスバ
ーサル型のＳＡＷフィルターを構成している。ＩＤＴ１
１，ＩＤＴ１２とＺｎＯ膜１３の上には絶縁膜として二
酸化シリコン（ＳｉＯ2膜）１４が形成されている。こ
こでは簡単のため図１のＩＤＴはいわゆるシングル電極
としてある。
【００２２】ＺｎＯ膜については、ｃ軸配向のＺｎＯ膜
あるいはエピタキシャル配向のＺｎＯ膜であれば十分圧
電性があり、弾性表面波素子として良い。またＳｉＯ2
膜については多結晶膜でピンホールが存在しなければ、
絶縁膜、保護膜として十分機能し、信頼性の良い弾性表
面波素子として機能する。ＺｎＯ膜とＳｉＯ2膜は温度
変化に対する伝搬速度が異符号であるため、温度変化を
相殺して伝搬速度が安定する。その際、水晶はゼロ温度
係数を持つため、ほぼＺｎＯ膜とＳｉＯ2膜で考えれば
良いという利点がある。
あるいはエピタキシャル配向のＺｎＯ膜であれば十分圧
電性があり、弾性表面波素子として良い。またＳｉＯ2
膜については多結晶膜でピンホールが存在しなければ、
絶縁膜、保護膜として十分機能し、信頼性の良い弾性表
面波素子として機能する。ＺｎＯ膜とＳｉＯ2膜は温度
変化に対する伝搬速度が異符号であるため、温度変化を
相殺して伝搬速度が安定する。その際、水晶はゼロ温度
係数を持つため、ほぼＺｎＯ膜とＳｉＯ2膜で考えれば
良いという利点がある。
【００２３】図３は本発明の弾性表面波素子のＳＡＷフ
ィルタの周波数特性であるである。横軸は周波数を示
し、縦軸は挿入損失である。図３（ａ）において線３０
が本発明のＳＡＷフィルタの特性を示す。第一のピーク
３１はレイリー波およびセザワ波１次モードのピークが
表れており、第二のピーク３２はセザワ波３２のピーク
を表している。ここで用いるのはピーク３２である。ピ
ーク３１は十分抑圧されており、良好な特性を示してい
る。またピーク３２を拡大した波形を図３（ｂ）に示
す。通過帯域幅が十分広くなっている。ここで膜の厚み
をｈ、表面波の波長をλとするとＺｎＯ膜１３の規格化
膜厚ｋｈ（２πｈ／λ）は０．８、ＳｉＯ2膜１４の規
格化膜厚ｋｈは０．５である。ピークの強度、通過帯域
幅についてはｋｈの選択により変わる。表面波としては
レイリー波、セザワ波（１次、２次、３次以上）を用い
ることが可能である。
ィルタの周波数特性であるである。横軸は周波数を示
し、縦軸は挿入損失である。図３（ａ）において線３０
が本発明のＳＡＷフィルタの特性を示す。第一のピーク
３１はレイリー波およびセザワ波１次モードのピークが
表れており、第二のピーク３２はセザワ波３２のピーク
を表している。ここで用いるのはピーク３２である。ピ
ーク３１は十分抑圧されており、良好な特性を示してい
る。またピーク３２を拡大した波形を図３（ｂ）に示
す。通過帯域幅が十分広くなっている。ここで膜の厚み
をｈ、表面波の波長をλとするとＺｎＯ膜１３の規格化
膜厚ｋｈ（２πｈ／λ）は０．８、ＳｉＯ2膜１４の規
格化膜厚ｋｈは０．５である。ピークの強度、通過帯域
幅についてはｋｈの選択により変わる。表面波としては
レイリー波、セザワ波（１次、２次、３次以上）を用い
ることが可能である。
【００２４】図４は本発明のＳＡＷフィルターのオイラ
ー角を示す図である。ここでは図の見易さのため、オイ
ラー角は（０、１２３、０）であり、いわゆる一般的な
ＳＴカットである。Ｙ軸回りに基板を回転させ、図４の
様に角度が示される。
ー角を示す図である。ここでは図の見易さのため、オイ
ラー角は（０、１２３、０）であり、いわゆる一般的な
ＳＴカットである。Ｙ軸回りに基板を回転させ、図４の
様に角度が示される。
【００２５】図５はＴＣＦ（周波数温度係数）がほぼ０
となるｋｈの選択範囲を模式的に示す。プラスの温度係
数を持つＺｎＯとマイナスの温度係数を持つＳｉＯ2、
およびゼロ温度係数を持つ水晶を用いるとＴＣＦがゼロ
付近となるｋｈ比の選択範囲は図の斜線で示される部分
５１となる。
となるｋｈの選択範囲を模式的に示す。プラスの温度係
数を持つＺｎＯとマイナスの温度係数を持つＳｉＯ2、
およびゼロ温度係数を持つ水晶を用いるとＴＣＦがゼロ
付近となるｋｈ比の選択範囲は図の斜線で示される部分
５１となる。
【００２６】図６はＳｉＯ2膜のｋｈをある値に定めた
場合のＴＣＦを示す。ここでは例として２本の曲線を示
す。線７０はＳｉＯ2膜のｋｈが０．８の場合、線７１
はＳｉＯ2膜のｋｈが１．０の場合を示している。どち
らもＺｎＯ膜がある厚みになった際にＴＣＦがゼロとな
るポイントがある。
場合のＴＣＦを示す。ここでは例として２本の曲線を示
す。線７０はＳｉＯ2膜のｋｈが０．８の場合、線７１
はＳｉＯ2膜のｋｈが１．０の場合を示している。どち
らもＺｎＯ膜がある厚みになった際にＴＣＦがゼロとな
るポイントがある。
【００２７】以上のように、規格化膜厚ｋｈ（ＺｎＯ）
比が０．１から２の範囲にあり、前記第二薄膜の酸化シ
リコン（ＳｉＯ2）の２πｈ／λで定義される規格化膜
厚ｋｈ（ＳｉＯ2）比０．１から２の範囲にあることが
好ましい。
比が０．１から２の範囲にあり、前記第二薄膜の酸化シ
リコン（ＳｉＯ2）の２πｈ／λで定義される規格化膜
厚ｋｈ（ＳｉＯ2）比０．１から２の範囲にあることが
好ましい。
【００２８】図７にはＺｎＯおよびＳｉＯ2により温度
補正をした後の温度特性と通常の水晶における温度特性
を示した図である。線８１は一般的なＳＴカット水晶に
よる弾性表面波素子の温特である。３３°Ｙカット水晶
基板にＺｎＯおよびＳｉＯ2を成膜した場合、線８０の
ように若干改善が見られる。
補正をした後の温度特性と通常の水晶における温度特性
を示した図である。線８１は一般的なＳＴカット水晶に
よる弾性表面波素子の温特である。３３°Ｙカット水晶
基板にＺｎＯおよびＳｉＯ2を成膜した場合、線８０の
ように若干改善が見られる。
【００２９】電極についてはAlのみでなく、Al-Cuある
いはAl-Si、Al-Ti等の合金あるいはＡｌ/Ｔｉ等、Ａｌ
／ＴｉＮ等の積層膜を設けることも可能である。その場
合も電極膜の最適なＨ／λについては若干異なる。
いはAl-Si、Al-Ti等の合金あるいはＡｌ/Ｔｉ等、Ａｌ
／ＴｉＮ等の積層膜を設けることも可能である。その場
合も電極膜の最適なＨ／λについては若干異なる。
【００３０】絶縁膜についてはＳｉＯ2などが一般的で
はあるが、Ｓｉ3Ｎ4等の窒化物やその他の酸化物を設け
るのも好ましい。また圧電膜についても窒化アルミニウ
ム（ＡｌＮ）および酸化タンタル、ニオブ酸リチウム、
タンタル酸リチウム、ニオブ酸カリウムなど様々な圧電
膜が使用可能である。
はあるが、Ｓｉ3Ｎ4等の窒化物やその他の酸化物を設け
るのも好ましい。また圧電膜についても窒化アルミニウ
ム（ＡｌＮ）および酸化タンタル、ニオブ酸リチウム、
タンタル酸リチウム、ニオブ酸カリウムなど様々な圧電
膜が使用可能である。
【００３１】使用する弾性表面波はレイリー波、セザワ
波（１次、２次、３次以上）が用いられると良いが、漏
洩弾性波なども使用可能である。
波（１次、２次、３次以上）が用いられると良いが、漏
洩弾性波なども使用可能である。
【００３２】本発明の弾性表面波素子は弾性表面波共振
子、フィルタ、遅延線などに適用可能である。
子、フィルタ、遅延線などに適用可能である。
【００３３】基板としては水晶基板が周波数温度特性が
良いため望ましいが、ガラス基板、サファイア基板、あ
るいはその他のセラミックス基板なども利用可能であ
る。
良いため望ましいが、ガラス基板、サファイア基板、あ
るいはその他のセラミックス基板なども利用可能であ
る。
【００３４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
水晶基板を用い、圧電膜および絶縁膜の温度補正膜を利
用し、ある膜厚を持つ電極により、レイリー波およびセ
ザワ波を弾性表面波として利用することによって、周波
数温度特性（ＴＣＦ）が良好で、広帯域な弾性表面波素
子を提供することができる。
水晶基板を用い、圧電膜および絶縁膜の温度補正膜を利
用し、ある膜厚を持つ電極により、レイリー波およびセ
ザワ波を弾性表面波として利用することによって、周波
数温度特性（ＴＣＦ）が良好で、広帯域な弾性表面波素
子を提供することができる。
【図１】本発明の弾性表面波素子の上面図である。
【図２】本発明の弾性表面波素子の断面図である。
【図３】本発明の弾性表面波素子の周波数特性の一例で
ある。
ある。
【図４】本発明の弾性表面波素子の水晶のカット角を示
す図である。
す図である。
【図５】本発明の弾性表面波素子のZnO膜規格化膜厚お
よびＳｉＯ2膜規格化膜厚において、周波数温度特性TCF
の良好な範囲の関係を示す図である。
よびＳｉＯ2膜規格化膜厚において、周波数温度特性TCF
の良好な範囲の関係を示す図である。
【図６】本発明の弾性表面波素子のカット角及び薄膜付
与時の温度特性の改善を示す図である
与時の温度特性の改善を示す図である
【図７】本発明の弾性表面波素子と通常のＳＴカット水
晶基板を用いた場合の温度特性を示す図である。
晶基板を用いた場合の温度特性を示す図である。
１０ 水晶基板 １１ くし歯電極（ＩＤＴ） １２ くし歯電極（ＩＤＴ） １３ ＺｎＯ膜 １４ ＳｉＯ2膜 ３０ グラフの線 ５１ ＴＣＦが良好な範囲の選択部分 ７０、７１ グラフの線 ８０、８１ 温特の線
Claims (7)
- 【請求項１】基板と、前記基板上に形成された第一薄膜
と、前記第一薄膜に接するように形成されたくし歯電極
とを備え、前記第一薄膜上に第二薄膜を設けたことを特
徴とする弾性表面波素子。 - 【請求項２】前記基板が水晶基板であり、第一薄膜が酸
化亜鉛（ＺｎＯ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、ニオ
ブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3）、タンタル酸リチウム
（ＬｉＴａＯ3）、ニオブ酸カリウム（ＫＮｂＯ3）のい
ずれかの圧電薄膜からなる請求項１記載の弾性表面波素
子。 - 【請求項３】前記第二薄膜が酸化物もしくは窒化物から
なることを特徴とする請求項１に記載の弾性表面波素
子。 - 【請求項４】前記酸化物もしくは窒化物が酸化シリコン
（ＳｉＯ2）、窒化シリコン（Ｓｉ3Ｎ4）、もしくは窒
化チタン（ＴｉＮ）あることを特徴とする請求項３記載
の弾性表面波素子。 - 【請求項５】回転角が２８°回転Ｙカットから４５°回
転ＹカットからなるいわゆるＳＴカット水晶基板であ
り、前記弾性表面波の伝搬方向がＸ方向となるように前
記第一薄膜に接するように形成された前記くし歯電極を
備え、前記第一薄膜が酸化亜鉛（ＺｎＯ）、前記第二薄
膜が酸化シリコン（ＳｉＯ2）である弾性表面波素子で
あって、レイリー波あるいはレイリー波の高次モードで
あるセザワ波（１次、２次、３次以上）を用いることを
特徴とする請求項４記載の弾性表面波素子。 - 【請求項６】弾性表面波の波長λおよび薄膜の厚みｈを
定義すると前記第一薄膜の酸化亜鉛の２πｈ／λで定義
される規格化膜厚ｋｈ（ＺｎＯ）比が０．１から２の範
囲にあり、前記第二薄膜の酸化シリコン（ＳｉＯ2）の
２πｈ／λで定義される規格化膜厚ｋｈ（ＳｉＯ2）比
０．１から２の範囲にある請求項５記載の弾性表面波素
子。 - 【請求項７】前記くし歯電極の電極膜がアルミ膜または
アルミ膜を主成分とする合金またはアルミ膜及び少なく
とも一層以上の金属化合物薄膜からなる電極膜の膜厚H
と弾性表面波の波長λからなる規格化膜厚（H／λ）が
０．００５から０．１５の間にある請求項１記載の弾性
表面波素子。
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