JP2011035872A - Surface acoustic wave device - Google Patents

Surface acoustic wave device Download PDF

Info

Publication number
JP2011035872A
JP2011035872A JP2009183133A JP2009183133A JP2011035872A JP 2011035872 A JP2011035872 A JP 2011035872A JP 2009183133 A JP2009183133 A JP 2009183133A JP 2009183133 A JP2009183133 A JP 2009183133A JP 2011035872 A JP2011035872 A JP 2011035872A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
acoustic wave
surface acoustic
electrode
protective film
film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2009183133A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Satoru Fujii
知 藤井
Hideki Goto
秀樹 後藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP2009183133A priority Critical patent/JP2011035872A/en
Publication of JP2011035872A publication Critical patent/JP2011035872A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a surface acoustic wave (SAW) device which has infinitely reducible temperature characteristics while preventing deliquescence of an LBO substrate with respect to water and has superior characteristics in frequency bands of 2 to 3 GHz. <P>SOLUTION: The SAW device 1 includes: the LBO substrate 10 with Euler angles (0°, 35°-50°, 90°); a protecting film 11 which is provided on a surface of the LBO substrate 10 and includes an oxide film or nitride film having a KH of 0.05 to 0.10; and an electrode 20 having a KH of 0.04 to 0.15 provided on the protecting film 11. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、表面弾性波装置に関するものである。   The present invention relates to a surface acoustic wave device.

近年、LTE(Long Term Evolution)などの2GHz以上の周波数を使った無線システムにおいて、送信もしくは受信モジュールにて高精度なRFフィルターが必要とされている。
従来の表面弾性波装置(SAWフィルター)は、音速度Vが4000m/s程度しかなく、i線ステッパ(水銀ランプのi線を光源として用いるステッパ)による電極形成などが困難であった。また、形成できたとしても信頼性が乏しいという問題があった。
そこで、温度特性が良く、音速度Vが6000m/s以上、電気機械結合係数Kが1%以上と大きいLBO基板を用いることが提案されている。
In recent years, in a radio system using a frequency of 2 GHz or higher such as LTE (Long Term Evolution), a high-precision RF filter is required in a transmission or reception module.
A conventional surface acoustic wave device (SAW filter) has a sound velocity V of only about 4000 m / s, and it is difficult to form an electrode with an i-line stepper (a stepper that uses the i-line of a mercury lamp as a light source). Further, even if it can be formed, there is a problem that the reliability is poor.
Therefore, it has been proposed to use an LBO substrate having good temperature characteristics, a sound velocity V of 6000 m / s or more, and an electromechanical coupling coefficient K 2 of 1% or more.

しかしながら、LBO基板は水に対して潮解性の性質を持つことから、LBO基板を用いて安定な素子を得ようとする場合にはSiOやTaOなどの保護膜が必要になる。これにより、櫛歯電極を形成する際に用いられるエッチング液や洗浄液などから基板を保護することができる。 However, since the LBO substrate has a deliquescent property with respect to water, a protective film such as SiO 2 or TaO 3 is required in order to obtain a stable element using the LBO substrate. Thereby, a board | substrate can be protected from the etching liquid, the washing | cleaning liquid, etc. which are used when forming a comb-tooth electrode.

特許文献1では、オイラー角(45°,90°,90°)のカット角のLBO基板を用いることで、音速度V:3000m/s、電気機械結合係数K:1%、周波数温度係数TCF:0ppm/℃のSAWフィルターを実現している。この構成によれば、TCFが0ppm/℃と小さく良好な温度特性が得られるが、音速度Vが3000m/s程度しか得られず、GHz帯の高周波SAWとしては不十分である。 In Patent Document 1, by using an LBO substrate with a cut angle of Euler angles (45 °, 90 °, 90 °), sound velocity V: 3000 m / s, electromechanical coupling coefficient K 2 : 1%, frequency temperature coefficient TCF : A SAW filter of 0 ppm / ° C. is realized. According to this configuration, the TCF is as low as 0 ppm / ° C. and good temperature characteristics can be obtained, but the sound velocity V can be obtained only about 3000 m / s, which is insufficient as a high-frequency SAW in the GHz band.

特開H8−268759号公報JP H8-268759 A

“Propagation Properties of Longitudinal Leaky Surface Waves on Lithium Tetraborate”、ieee transactions on ultrasonics, ferroelectrics, and frequency control, vol. 45, no. 1, january 1998、T. Sato and H. Abe, pp.36“Propagation Properties of Longitudinal Leaky Surface Waves on Lithium Tetraborate”, ieee transactions on ultrasonics, ferroelectrics, and frequency control, vol. 45, no. 1, january 1998, T. Sato and H. Abe, pp. 36

上記非特許文献1では、オイラー角(0°,47.3°,90°)のカット角基板と、電極膜厚(h/λ=2%)を持つ構造により、音速度V6500m/s、K:1%、TCF:10ppmを達成している。しかしながら本構造では、音速度は速いものの、水による潮解性やTCFが10ppmと大きいことによる温度特性の課題が残る。 In Non-Patent Document 1, the sound velocity V6500 m / s, K is obtained by a structure having a cut angle substrate with Euler angles (0 °, 47.3 °, 90 °) and an electrode film thickness (h / λ = 2%). 2 : 1% and TCF: 10 ppm are achieved. However, in this structure, although the sound speed is fast, there remain problems of temperature characteristics due to the deliquescent nature due to water and the large TCF of 10 ppm.

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み成されたものであって、LBO基板の水に対する潮解性を防止しつつ温度特性を限りなく小さくでき、周波数帯2〜3GHzでの良好な特性を持つ表面弾性波装置を提供することを目的の一つとしている。   The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and can reduce the temperature characteristics as much as possible while preventing deliquescence of the LBO substrate with respect to water, and has good characteristics in the frequency band of 2 to 3 GHz. One of the objects is to provide a surface acoustic wave device.

本発明の表面弾性波装置は、上記課題を解決するために、表面の方位が、オイラー表示(φ、θ、ψ)で(0°,35°〜50°,90°)の範囲である四ホウ酸リチウム単結晶(Li)からなるLBO基板と、前記LBO基板の表面に設けられ、KHが0.05以上0.10以下の酸化物あるいは窒化物からなる保護膜と、前記保護膜上に設けられ、KHが0.04以上0.15以下の櫛歯電極と、を備えたことを特徴とする。但し、KHは、[(2π/λ)×膜厚]の式で表わされる値であり、λは表面弾性波の波長である。 In the surface acoustic wave device of the present invention, in order to solve the above-described problem, the surface orientation is in the range of (0 °, 35 ° to 50 °, 90 °) in the Euler display (φ, θ, ψ). An LBO substrate made of lithium borate single crystal (Li 2 B 4 O 7 ), a protective film made of an oxide or nitride having a KH of 0.05 or more and 0.10 or less provided on the surface of the LBO substrate; And a comb-teeth electrode provided on the protective film and having a KH of 0.04 or more and 0.15 or less. However, KH is a value represented by the formula [(2π / λ) × film thickness], and λ is the wavelength of the surface acoustic wave.

本発明によれば、LBO基板の水に対する潮解性を防止しつつ温度特性を限りなく小さくすることが可能である。また、保護膜や櫛歯電極の膜厚を上記範囲内の厚さとすることで、伝播損失を大きくすることなく品質係数(Q値)を保つことができる。これにより、周波数特性の良好な表面弾性波装置を得ることができる。   According to the present invention, it is possible to reduce the temperature characteristics as much as possible while preventing the deliquescence of the LBO substrate with respect to water. Further, by setting the thickness of the protective film or the comb electrode within the above range, the quality factor (Q value) can be maintained without increasing the propagation loss. As a result, a surface acoustic wave device having good frequency characteristics can be obtained.

また、前記保護膜が、シリコン酸化膜あるいはシリコン窒化膜であることが好ましい。
本発明によれば、基板上にスパッタ法などにより形成することが可能である。
The protective film is preferably a silicon oxide film or a silicon nitride film.
According to the present invention, it can be formed on a substrate by sputtering or the like.

また、保護膜が圧電体であることが好ましい。
本発明によれば、位相速度が格段に向上され、動作周波数を格段に高めることが可能である。
The protective film is preferably a piezoelectric body.
According to the present invention, the phase velocity is remarkably improved, and the operating frequency can be remarkably increased.

また、前記保護膜が、AlNまたはZnOからなることが好ましい。
本発明において、保護膜がZnOからなる場合には他の圧電体よりも電気機械変換効率が高いという利点を有する。一方、AlNからなる場合は他の圧電体よりも内部を伝播する超音波の音速が速く、共振周波数を高くしやすいという利点を有する。
The protective film is preferably made of AlN or ZnO.
In the present invention, when the protective film is made of ZnO, there is an advantage that the electromechanical conversion efficiency is higher than that of other piezoelectric bodies. On the other hand, when it is made of AlN, there is an advantage that the sound velocity of the ultrasonic wave propagating inside is faster than other piezoelectric bodies, and the resonance frequency is easily increased.

また、前記櫛歯電極上に絶縁膜が設けられていることが好ましい。
本発明によれば、基板上に導電性の異物が付着した場合における電極ショートを防止することができる。
Moreover, it is preferable that an insulating film is provided on the comb electrode.
According to the present invention, it is possible to prevent an electrode short-circuit when a conductive foreign matter adheres to the substrate.

本発明に係る表面弾性波装置を示す斜視図。1 is a perspective view showing a surface acoustic wave device according to the present invention. 本発明に係る表面弾性波装置を示す側断面図。1 is a side sectional view showing a surface acoustic wave device according to the present invention. 表面弾性波の波長に対する伝播損失(dB/λ)と基板のオイラー角(°)Propagation loss (dB / λ) and surface Euler angle (°) of surface acoustic wave 周波数インピーダンス特性を示すグラフ。The graph which shows a frequency impedance characteristic. 周波数温度特性を示すグラフ。The graph which shows a frequency temperature characteristic. (a)Al電極膜厚とQ値との関係を示す特性図、(b)SiO保護膜の膜厚(KH)とQ値との関係を示す特性図。(A) characteristic diagram showing the relationship between the Al electrode film thickness and the Q value, characteristic diagram showing the relationship between the Q value and (b) the thickness of the SiO 2 protective film (KH). AlN保護膜の膜厚(KH)とQ値との関係を示す特性図。との関係を示す特性図。The characteristic view which shows the relationship between the film thickness (KH) of an AlN protective film, and Q value. The characteristic view which shows the relationship.

以下、本発明の実施形態につき、図面を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In each drawing used for the following description, the scale of each member is appropriately changed to make each member a recognizable size.

本発明の一実施形態である表面弾性波装置について説明する。図1は、本発明に係る表面弾性波装置を示す断面図、図2は表面弾性波装置の斜視図である。
図1及び図2に示すように、本実施形態における表面弾性波装置1は、1ポート型共振装置であって、四ホウ酸リチウム単結晶からなるLBO基板10を有するものである。このLBO基板10上に、酸化物又は窒化物からなる保護膜11が積層され、この保護膜11上に電極20および反射電極31,32が形成されている。
A surface acoustic wave device according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a sectional view showing a surface acoustic wave device according to the present invention, and FIG. 2 is a perspective view of the surface acoustic wave device.
As shown in FIGS. 1 and 2, the surface acoustic wave device 1 according to the present embodiment is a one-port type resonance device, and has an LBO substrate 10 made of a lithium tetraborate single crystal. A protective film 11 made of oxide or nitride is laminated on the LBO substrate 10, and an electrode 20 and reflective electrodes 31 and 32 are formed on the protective film 11.

LBO基板10は、四ホウ酸リチウム単結晶母体結晶からの切り出し角および表面弾性波伝播方向を示すオイラー角が(0°,35°〜50°,90°)で表わされる基板である。すなわち、表面の方位が、オイラー表示(φ、θ、ψ)で(0°,35°〜50°,90°)の範囲で表わされる基板である。
表面弾性波装置に用いられる基板としては、周波数温度係数(TCF)および電気機械結合係数(K)が重要とされ、周波数温度係数は0に近く、電気機械結合係数Kは0.1%以上であることが好ましい。
The LBO substrate 10 is a substrate in which the cut-out angle from the lithium tetraborate single crystal base crystal and the Euler angle indicating the surface acoustic wave propagation direction are represented by (0 °, 35 ° to 50 °, 90 °). That is, it is a substrate whose surface orientation is expressed in the range of (0 °, 35 ° to 50 °, 90 °) in Euler display (φ, θ, ψ).
The frequency temperature coefficient (TCF) and the electromechanical coupling coefficient (K 2 ) are important for the substrate used in the surface acoustic wave device, the frequency temperature coefficient is close to 0, and the electromechanical coupling coefficient K 2 is 0.1%. The above is preferable.

保護膜11は、酸化物あるいは窒化物からなる誘電体膜であって、ここではシリコン酸化膜あるいはシリコン窒化膜からなる。保護膜11は、LBO基板10上にスパッタ法などにより形成することができ、基板上にIDT電極を形成する際に用いられるエッチング液や洗浄液などからLBO基板を保護する役割を果たすものである。
保護膜11のKHは0.04〜0.15となっている。ここで、KHは表面弾性波の波長をλとし、その波数をK(=2π/λ)とし、保護膜の厚みをHとしたときに、KとHとの積で表わされる値である。
The protective film 11 is a dielectric film made of oxide or nitride, and here is made of a silicon oxide film or a silicon nitride film. The protective film 11 can be formed on the LBO substrate 10 by sputtering or the like, and plays a role of protecting the LBO substrate from an etching solution or a cleaning solution used when forming the IDT electrode on the substrate.
The KH of the protective film 11 is 0.04 to 0.15. Here, KH is a value represented by the product of K and H, where λ is the wavelength of the surface acoustic wave, K (= 2π / λ) is the wave number, and H is the thickness of the protective film.

電極20は、インターディジタル型電極(Inter−Digital Transducer:以下、「IDT電極」と表記する)であり、例えば図1に示すように一対の櫛歯電極21,22を有する。櫛歯電極21,22は、幹部20aと、幹部20aによって連結された複数の枝部20bとをそれぞれ有している。なお、図1,2には3本の枝部20bを図示しているが実際には多数設けられている。
そして、IDT電極20を構成する一方の櫛歯電極21には、高周波信号源50が接続されており、他方の櫛歯電極22には、信号線が接続されている。
The electrode 20 is an interdigital type electrode (Inter-Digital Transducer: hereinafter referred to as “IDT electrode”), and has a pair of comb electrodes 21 and 22 as shown in FIG. The comb electrodes 21 and 22 each have a trunk portion 20a and a plurality of branch portions 20b connected by the trunk portion 20a. 1 and 2 show three branch portions 20b, but a large number are actually provided.
A high-frequency signal source 50 is connected to one comb electrode 21 constituting the IDT electrode 20, and a signal line is connected to the other comb electrode 22.

なお、IDT電極20は、電気信号印加用電極に相当し、反射電極31,32は、特定の周波数成分を共振させる共振用電極に相当する。これら反射電極31,32は、IDT電極20によって励振されたSAWをIDT電極20内に閉じ込めるためにSAWの伝播路上に配置されている。   The IDT electrode 20 corresponds to an electric signal application electrode, and the reflection electrodes 31 and 32 correspond to resonance electrodes that resonate a specific frequency component. The reflective electrodes 31 and 32 are arranged on the SAW propagation path in order to confine the SAW excited by the IDT electrode 20 in the IDT electrode 20.

IDT電極20および反射電極31,32は、Al又はAl合金からなり、KHが0.04〜0.15の範囲内とされている。ここで、KHは、表面弾性波の波長をλ、その波数をK(=2π/λ)、電極の厚みをHとしたときに、KとHとの積で表わされる値である。KHが0.1以下であれば、表面弾性波の伝播速度および電気機械結合係数Kの低下への影響が小さい。 The IDT electrode 20 and the reflective electrodes 31 and 32 are made of Al or an Al alloy, and KH is in the range of 0.04 to 0.15. Here, KH is a value represented by the product of K and H, where λ is the surface acoustic wave wavelength, K (= 2π / λ) is the wave number, and H is the electrode thickness. If KH is 0.1 or less, a small effect on the reduction in propagation speed and the electromechanical coupling coefficient K 2 of the surface acoustic wave.

また、これらIDT電極20および反射電極31,32上には、絶縁膜23が形成されている。絶縁膜23は、Alからなり、KHが0.01〜0.03の範囲内となるように陽極酸化によって形成される。上述したように、本実施形態ではLBO基板10を用いていることから、絶縁膜23は、櫛歯電極21,22間あるいはIDT電極20および反射電極31,32間に導電性の異物が付着した場合における電極ショートを防止するための保護膜としての機能を果たす。 An insulating film 23 is formed on the IDT electrode 20 and the reflective electrodes 31 and 32. The insulating film 23 is made of Al 2 O 3 and is formed by anodic oxidation so that KH is in the range of 0.01 to 0.03. As described above, since the LBO substrate 10 is used in the present embodiment, conductive foreign matter is adhered to the insulating film 23 between the comb electrodes 21 and 22 or between the IDT electrode 20 and the reflective electrodes 31 and 32. In this case, it functions as a protective film for preventing an electrode short circuit.

上記構成において、高周波信号源50から高周波信号が出力されると、この高周波信号は、IDT電極20の一方の櫛歯電極21に印加され、これによってLBO基板10の上面に反射電極31側に伝播する表面弾性波および反射電極32側へ伝播する表面弾性波が発生する。   In the above configuration, when a high-frequency signal is output from the high-frequency signal source 50, this high-frequency signal is applied to one comb-tooth electrode 21 of the IDT electrode 20, thereby propagating to the reflective electrode 31 side on the upper surface of the LBO substrate 10. The surface acoustic wave that propagates and the surface acoustic wave that propagates toward the reflective electrode 32 are generated.

これら表面弾性波のうち特定の周波数成分の表面弾性波は、反射電極31及び反射電極32で反射され、反射電極31と反射電極32との間に定在波が発生する。この特定の周波数成分の表面弾性波が反射電極31,32で反射を繰り返すことにより、特定の周波数成分又は特定の帯域の周波数成分が共振して、振幅が増大する。   Among these surface acoustic waves, a surface acoustic wave having a specific frequency component is reflected by the reflective electrode 31 and the reflective electrode 32, and a standing wave is generated between the reflective electrode 31 and the reflective electrode 32. The surface acoustic wave having the specific frequency component is repeatedly reflected by the reflection electrodes 31 and 32, whereby the specific frequency component or the frequency component in the specific band resonates and the amplitude increases.

この特定の周波数成分又は特定の帯域の周波数成分の表面弾性波の一部は、IDT電極20の他方の櫛歯電極22から取り出され、反射電極31と反射電極32との共振周波数に応じた周波数(又はある程度の帯域を有する周波数)の電気信号が端子55aと端子55bに取り出される。   A part of the surface acoustic wave of the specific frequency component or the frequency component of the specific band is extracted from the other comb-teeth electrode 22 of the IDT electrode 20 and has a frequency corresponding to the resonance frequency of the reflective electrode 31 and the reflective electrode 32. An electrical signal (or a frequency having a certain band) is taken out to the terminals 55a and 55b.

本実施形態の表面弾性波装置1は、オイラー角(0°,35°〜50°,90°)のLBO基板と、KH=0.05〜0.10の酸化物あるいは窒化物からなる保護膜11と、KH=0.04〜0.15の櫛歯電極21,22を主として構成されており、このような構成とすることで、LBO基板10の水に対する潮解性を防止しつつ温度特性を限りなく小さくすることが可能である。また、保護膜11や櫛歯電極21,22の膜厚を上記範囲内の厚さとすることで、伝播損失を大きくすることなく品質係数(Q値)を保つことができるため、周波数特性の良好な表面弾性波装置1となる。
また、櫛歯電極21,22上に設けられた絶縁膜23により、LBO基板10上に導電性の異物が付着した場合における櫛歯電極21,22間のショートを防止することができるため、信頼性が高まる。
The surface acoustic wave device 1 of the present embodiment includes an LBO substrate with Euler angles (0 °, 35 ° to 50 °, 90 °), and a protective film made of oxide or nitride with KH = 0.05 to 0.10. 11 and KH = 0.04 to 0.15 comb-teeth electrodes 21 and 22 are mainly configured. By adopting such a configuration, the temperature characteristics of the LBO substrate 10 can be prevented while preventing deliquescent properties against water. It can be made as small as possible. Moreover, since the quality factor (Q value) can be maintained without increasing the propagation loss by setting the film thicknesses of the protective film 11 and the comb-tooth electrodes 21 and 22 within the above ranges, the frequency characteristics are good. The surface acoustic wave device 1 is obtained.
In addition, since the insulating film 23 provided on the comb-tooth electrodes 21 and 22 can prevent a short-circuit between the comb-tooth electrodes 21 and 22 when conductive foreign matter adheres to the LBO substrate 10, Increases nature.

なお、本実施形態では、酸化物あるいは窒化物からなる誘電体膜を保護膜11として採用したが、AlNあるいはZnOなどの圧電体膜を用いてもよい。但し、KHが0.04以下の場合には圧電体として機能しなくなることから、圧電体としての機能を確保するためにKHの下限を0.04とする。   In the present embodiment, a dielectric film made of oxide or nitride is used as the protective film 11, but a piezoelectric film such as AlN or ZnO may be used. However, when KH is 0.04 or less, it does not function as a piezoelectric body. Therefore, in order to secure the function as a piezoelectric body, the lower limit of KH is set to 0.04.

このように、保護膜11として圧電体膜を採用することにより、位相速度が格段に向上して、動作周波数を格段に高めることが可能である。例えば、保護膜11がZnOからなる場合には他の圧電体よりも電気機械変換効率が高いという利点を有する。一方、保護膜11がAlNからなる場合は、他の圧電体よりも内部を伝播する超音波の音速が速く、共振周波数を高くしやすいという利点を有する。   Thus, by employing a piezoelectric film as the protective film 11, the phase velocity can be remarkably improved and the operating frequency can be remarkably increased. For example, when the protective film 11 is made of ZnO, there is an advantage that the electromechanical conversion efficiency is higher than that of other piezoelectric bodies. On the other hand, when the protective film 11 is made of AlN, it has an advantage that the ultrasonic wave propagating through the inside is faster than other piezoelectric bodies, and the resonance frequency is easily increased.

以上のような構成とすることで、周波数3GHz帯の素子形成では、電極線幅が0.4〜0.5μmの線幅で達成することができ、従来のフォトリソグラフィー技術を用いて形成することができる。このため、LTE(Long Term Evolution)などの次世代無線システムのフィルターとして使用することが可能である。   With the configuration as described above, in the formation of elements in the frequency 3 GHz band, the electrode line width can be achieved with a line width of 0.4 to 0.5 μm, and it is formed using conventional photolithography technology. Can do. Therefore, it can be used as a filter for next-generation wireless systems such as LTE (Long Term Evolution).

次に、実施例1の構成及びその特性について説明する。
本実施例1の表面弾性波装置は、オイラー角(0°,46°,90°)のLBO基板上に、厚さ300ÅのSiO保護膜と、厚さ600Åのアルミニウム膜からなるIDT電極を有して構成されている。IDT電極は、電極対数が300対、交差幅が20λとなっている。このような構成とすることで、発生するSAWの0次振動モードの波長λが2.8μmになる。
Next, the configuration and characteristics of Example 1 will be described.
In the surface acoustic wave device according to the first embodiment, an IDT electrode made of an SiO 2 protective film having a thickness of 300 mm and an aluminum film having a thickness of 600 mm is formed on an LBO substrate having an Euler angle (0 °, 46 °, 90 °). It is configured. The IDT electrode has 300 electrode pairs and an intersection width of 20λ. With this configuration, the wavelength λ of the generated SAW zero-order vibration mode is 2.8 μm.

図3は、LBO基板のオイラー角(45°、θ°、90°)と伝播損失(dB/λ)との関係について示すグラフである。
図3に示すように、LBO基板のオイラー角と伝播損失との関係については、上記θが35°未満、あるいはθが50°を超える場合に伝播損失が急激に上昇している。伝播損失が0.05dB/λを超えてしまうと、共振子としての十分な特性が得られない。したがって、θが35°〜50°の範囲内であることが好ましい。また、伝播損失をより抑えるためには、θが35°〜43.5°、47.5°〜50°の範囲内であることがより好ましい。
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the Euler angles (45 °, θ °, 90 °) of the LBO substrate and the propagation loss (dB / λ).
As shown in FIG. 3, regarding the relationship between the Euler angle of the LBO substrate and the propagation loss, the propagation loss rapidly increases when θ is less than 35 ° or θ exceeds 50 °. If the propagation loss exceeds 0.05 dB / λ, sufficient characteristics as a resonator cannot be obtained. Therefore, it is preferable that θ is in the range of 35 ° to 50 °. In order to further suppress the propagation loss, it is more preferable that θ is in the range of 35 ° to 43.5 °, 47.5 ° to 50 °.

上記構成の周波数特性を示す。
図4は、周波数インピーダンス特性を示すグラフ、図5は、周波数温度特性を示すグラフである。ここでは、25℃時の周波数を基準とした。
表面弾性波装置の特性を調査するために、まず、入力端子にネットワークアナライザにより高周波信号を印加し、出力端子から取り出される高周波信号を測定した。これにより、入力端子から出力端子への通過特性が得られ、図4に示すようにスプリアスの影響の少ない共振波形を観察することができた。また、図5に示すように、25℃付近で周波数温度係数として放物線(2次係数)を得て、直線近似(1次係数)は、0[ppm/℃]とすることが出来た。
[特性]
共振周波数:2.30GHz
Q値:200
インダクタンスL:80nH
並列容量C:0.06pF
インダクタの直列抵抗R:5.4Ω
電気機械結合係数K:1.10%
温度特性(周波数の最大変動幅):500ppm(−20℃〜80℃)
本実施例の構成によれば、2GHz帯において優れた特性を示した。
The frequency characteristic of the said structure is shown.
FIG. 4 is a graph showing frequency impedance characteristics, and FIG. 5 is a graph showing frequency temperature characteristics. Here, the frequency at 25 ° C. was used as a reference.
In order to investigate the characteristics of the surface acoustic wave device, first, a high frequency signal was applied to the input terminal by a network analyzer, and the high frequency signal taken out from the output terminal was measured. As a result, a pass characteristic from the input terminal to the output terminal was obtained, and as shown in FIG. 4, it was possible to observe a resonance waveform with little influence of spurious. Further, as shown in FIG. 5, a parabola (second order coefficient) was obtained as a frequency temperature coefficient in the vicinity of 25 ° C., and the linear approximation (first order coefficient) could be set to 0 [ppm / ° C.].
[Characteristic]
Resonance frequency: 2.30 GHz
Q value: 200
Inductance L: 80 nH
Parallel capacitance C: 0.06pF
Inductor series resistance R: 5.4Ω
Electromechanical coupling coefficient K 2 : 1.10%
Temperature characteristics (maximum frequency fluctuation range): 500 ppm (-20 ° C to 80 ° C)
According to the configuration of this example, excellent characteristics were shown in the 2 GHz band.

[周波数特性の性能評価]
次に、表面弾性波装置1の伝播損失を評価するためにQ値に対する評価を行った。
ここでは、表面弾性波装置1のAl電極膜の厚みとSiO保護膜の厚みとを変化させながら特性評価を行った。Q値が大きいほど急峻な周波数特性が得られることを示すことから、特に共振器においてはよりQ値が高いものが望まれる。
[Performance evaluation of frequency characteristics]
Next, in order to evaluate the propagation loss of the surface acoustic wave device 1, the Q value was evaluated.
Here, the characteristic evaluation was performed while changing the thickness of the Al electrode film of the surface acoustic wave device 1 and the thickness of the SiO 2 protective film. Since it indicates that a steeper frequency characteristic is obtained as the Q value is larger, a resonator having a higher Q value is particularly desired.

図6(a)は、SiO保護膜をKH0.045とした場合におけるAl電極のKHとQ値との関係を示すグラフである。
図6(a)に示すように、Al電極のKHが0.15以下であればQ値150以上が得られ、Al電極のKHが0.10以下であればQ値250以上が得られる。KHの下限はAlの抵抗値の上昇で決まり、約0.025が限界と思われる。したがって、Al電極は、KH0.025〜0.15の範囲内であって、特にKH0.025〜0.1の範囲内とされていることが好ましい。
FIG. 6A is a graph showing the relationship between the KH of the Al electrode and the Q value when the SiO 2 protective film is KH0.045.
As shown in FIG. 6A, when the KH of the Al electrode is 0.15 or less, a Q value of 150 or more is obtained, and when the KH of the Al electrode is 0.10 or less, a Q value of 250 or more is obtained. The lower limit of KH is determined by an increase in the resistance value of Al, and about 0.025 seems to be the limit. Therefore, the Al electrode is preferably in the range of KH 0.025 to 0.15, and particularly preferably in the range of KH 0.025 to 0.1.

図6(b)は、Al電極膜をKH0.045とした場合におけるSiO保護膜のKHとQ値との関係を示すグラフである。図6(b)に示すように、SiO保護膜のKHが0.3以下の場合にQ値150以上が得られる。このため、Al電極膜はKH0.3以下で形成されることが好ましく、下限値は膜になるかどうかで決まる。あまり薄いとピンホールが多くなるため、KH0.010以上が好ましい。
したがって、SiO保護膜は、KH0.010〜0.30の範囲内で形成されていることが好ましい。
FIG. 6B is a graph showing the relationship between the KH and Q value of the SiO 2 protective film when the Al electrode film is KH 0.045. As shown in FIG. 6B, a Q value of 150 or more is obtained when KH of the SiO 2 protective film is 0.3 or less. For this reason, the Al electrode film is preferably formed with a KH of 0.3 or less, and the lower limit value is determined by whether or not the film is formed. If it is too thin, the number of pinholes increases, so KH of 0.010 or more is preferable.
Therefore, it is preferable that the SiO 2 protective film is formed within a range of KH0.010 to 0.30.

図7は、Al電極をKH0.045とした場合におけるAlN膜のKHとQ値との関係を示すグラフである。
図7に示すように、AlN保護膜はKH0.3以下、より好ましくはQ値150以上となる膜厚が好ましく、KHの下限値は膜になるかどうかで決まる。このAlN保護膜についても上記したSiO保護膜と同様、あまり薄いとピンホールが多くなるためKH0.010以上が好ましい。
したがって、AlN保護膜は、KH0.010〜0.30の範囲内であることが好ましい。
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the KH and Q value of the AlN film when the Al electrode is KH0.045.
As shown in FIG. 7, the thickness of the AlN protective film is preferably KH 0.3 or less, more preferably a Q value of 150 or more, and the lower limit value of KH is determined by whether or not the film is formed. As with the above-described SiO 2 protective film, the AlN protective film is preferably KH 0.010 or more because if it is too thin, pinholes increase.
Therefore, the AlN protective film is preferably in the range of KH0.010 to 0.30.

以上述べたように、表面方位の範囲が(φ、θ、ψ)=(45°、35°〜50°,90°)で表わされるLBO基板10を用い、保護膜11および電極20の厚みを上記条件内で設定することによって、SAWの音速度Vを6500m/s以上、電気機械結合係数K2を1%、周波数温度係数TCFを0[ppm/℃]とすることが可能となる。   As described above, the LBO substrate 10 whose surface orientation range is represented by (φ, θ, ψ) = (45 °, 35 ° to 50 °, 90 °) is used, and the thicknesses of the protective film 11 and the electrode 20 are set. By setting within the above conditions, it is possible to set the SAW sound velocity V to 6500 m / s or more, the electromechanical coupling coefficient K2 to 1%, and the frequency temperature coefficient TCF to 0 [ppm / ° C.].

以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。   As described above, the preferred embodiments according to the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to the examples. It is obvious for those skilled in the art that various changes or modifications can be conceived within the scope of the technical idea described in the claims. It is understood that it belongs to.

1…表面弾性波装置、10…LBO基板、11…保護膜、20…電極、21,22…櫛歯電極、23…絶縁膜 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Surface acoustic wave apparatus, 10 ... LBO board | substrate, 11 ... Protective film, 20 ... Electrode, 21, 22 ... Comb electrode, 23 ... Insulating film

Claims (5)

表面の方位が、オイラー表示(φ、θ、ψ)で(0°,35°〜50°,90°)の範囲である四ホウ酸リチウム単結晶(Li)からなるLBO基板と、
前記LBO基板の表面に設けられ、KHが0.05以上0.10以下の酸化物あるいは窒化物からなる保護膜と、
前記保護膜上に設けられ、KHが0.04以上0.15以下の櫛歯電極と、を備えたことを特徴とする表面弾性波装置。
但し、KHは、[(2π/λ)×膜厚]の式で表わされる値であり、λは表面弾性波の波長である。
LBO substrate made of lithium tetraborate single crystal (Li 2 B 4 O 7 ) whose surface orientation is in the range of (0 °, 35 ° to 50 °, 90 °) in Euler display (φ, θ, ψ) When,
A protective film provided on the surface of the LBO substrate and made of an oxide or nitride having a KH of 0.05 to 0.10;
A surface acoustic wave device comprising: a comb-like electrode provided on the protective film and having a KH of 0.04 to 0.15.
However, KH is a value represented by the formula [(2π / λ) × film thickness], and λ is the wavelength of the surface acoustic wave.
前記保護膜が、シリコン酸化膜あるいはシリコン窒化膜であることを特徴とする請求項1記載の表面弾性波装置。   2. The surface acoustic wave device according to claim 1, wherein the protective film is a silicon oxide film or a silicon nitride film. 前記保護膜が、前記保護膜が圧電体であることを特徴とする請求項1記載の表面弾性波装置。   The surface acoustic wave device according to claim 1, wherein the protective film is a piezoelectric body. 前記保護膜が、AlNまたはZnOからなることを特徴とする請求項3記載の表面弾性波装置。   4. The surface acoustic wave device according to claim 3, wherein the protective film is made of AlN or ZnO. 前記櫛歯電極上に絶縁膜が設けられていることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか一項に記載の表面弾性波装置。   The surface acoustic wave device according to claim 1, wherein an insulating film is provided on the comb electrode.
JP2009183133A 2009-08-06 2009-08-06 Surface acoustic wave device Withdrawn JP2011035872A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009183133A JP2011035872A (en) 2009-08-06 2009-08-06 Surface acoustic wave device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009183133A JP2011035872A (en) 2009-08-06 2009-08-06 Surface acoustic wave device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2011035872A true JP2011035872A (en) 2011-02-17

Family

ID=43764439

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009183133A Withdrawn JP2011035872A (en) 2009-08-06 2009-08-06 Surface acoustic wave device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2011035872A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111693601A (en) * 2020-06-23 2020-09-22 湖南中大检测技术集团有限公司 Surface acoustic wave humidity sensor and manufacturing method thereof

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111693601A (en) * 2020-06-23 2020-09-22 湖南中大检测技术集团有限公司 Surface acoustic wave humidity sensor and manufacturing method thereof
CN111693601B (en) * 2020-06-23 2021-02-19 湖南中大检测技术集团有限公司 Surface acoustic wave humidity sensor and manufacturing method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6856825B2 (en) Elastic wave device, demultiplexer and communication device
US9819329B2 (en) Ladder-type surface acoustic wave filter including series and parallel resonators
US20220014172A1 (en) Elastic wave device, splitter, and communication apparatus
JP6494462B2 (en) Acoustic wave devices and modules
JP6250697B2 (en) Electronic acoustic parts
US7659653B2 (en) Acoustic wave device and filter
JP4757860B2 (en) Surface acoustic wave functional element
US7355319B2 (en) Boundary acoustic wave device
WO2006114930A1 (en) Boundary acoustic wave device
JP2006279609A (en) Elastic boundary wave element, resonator, and ladder filter
JP7278305B2 (en) Acoustic wave device, branching filter and communication device
US8692439B2 (en) Surface acoustic wave resonator, surface acoustic wave oscillator, and electronic device
JP2003188675A (en) Surface acoustic wave element and duplexer provided therewith
Ramli et al. Design and modeling of MEMS SAW resonator on Lithium Niobate
JP2000188521A (en) Surface acoustic wave device and two port surface acoustic wave resonator
JP3438705B2 (en) Surface wave device and communication device
WO2018164210A1 (en) Acoustic wave device, multiplexer, high-frequency front end circuit, and communication device
JP2013168864A (en) Elastic surface wave element and electronic component
JP7493306B2 (en) Elastic Wave Device
JP2001308675A (en) Surface wave filter and common device, communication device
JP2008092610A (en) Surface acoustic wave substrate and surface acoustic wave functional element
JP2011035872A (en) Surface acoustic wave device
US6838807B2 (en) Surface acoustic wave device suitable for use in GHz band
JP4158289B2 (en) Method for manufacturing surface acoustic wave device
CN215871345U (en) Acoustic wave device and filtering device

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20121106