JP2013009173A - Surface acoustic wave device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an SAW (surface acoustic wave) device in which desired frequency characteristics of first and second propagation path can be obtained by applying frequency characteristic adjustment method simultaneously to both areas where first and second propagation paths are formed.SOLUTION: The SAW device includes a crystal orientation adjustment layer 13 formed on a part of an upper surface 11a of a substrate 11; piezoelectric thin films 12 formed on a formation area of the crystal orientation adjustment layer 13 on the upper surface 11a of the substrate 11 and a non-formation area of the same and formed with a same material; and first and second propagation paths formed on one of the top and bottom surfaces of the piezoelectric thin films 12 at different positions. Among the piezoelectric films 12, a first area 12c arranged on the formation area of the crystal orientation adjustment layer 13, and a second area 12d arranged on the non-formation area of the crystal orientation adjustment layer 13 have different crystal orientations. Respective area ratios of the first and second propagation paths to the first and second areas 12c and 12d are different.

Description

本発明は、弾性表面波デバイスに関するものである。   The present invention relates to a surface acoustic wave device.

同一基板上に異なる弾性表面波伝搬路である第１、第２伝搬路を有する弾性表面波（ＳＡＷ）デバイスが特許文献１、２に開示されている。なお、ここでいう伝搬路は、ＳＡＷが伝搬する圧電体と、ＳＡＷの励振、受信、反射等を行う電極とによって構成されたものを意味する。   Patent Documents 1 and 2 disclose surface acoustic wave (SAW) devices having first and second propagation paths which are different surface acoustic wave propagation paths on the same substrate. Here, the propagation path means a structure constituted by a piezoelectric body through which SAW propagates and electrodes that perform excitation, reception, reflection, and the like of SAW.

特許文献１に開示のＳＡＷデバイスは、２つのＳＡＷ共振子（ＳＡＷ素子）が同一の圧電基板に形成された周波数変化検出型センサである。このセンサは、物理量によって２つのＳＡＷ共振子の発振周波数差が変化することを利用して、２つのＳＡＷ共振子の発振周波数の差分を求め、この差分の変化量から物理量を検出するものである。このセンサでは、２つのＳＡＷ共振子を同一基板に形成することで、２つのＳＡＷ共振子の温度特性を同一にし、２つのＳＡＷ共振子の発振周波数の差分を求めたときに、２つのＳＡＷ共振子の温度特性をキャンセルできる。   The SAW device disclosed in Patent Document 1 is a frequency change detection type sensor in which two SAW resonators (SAW elements) are formed on the same piezoelectric substrate. This sensor obtains a difference between the oscillation frequencies of the two SAW resonators using the change in the oscillation frequency difference between the two SAW resonators depending on the physical quantity, and detects the physical quantity from the change amount of the difference. . In this sensor, when two SAW resonators are formed on the same substrate, the temperature characteristics of the two SAW resonators are made the same, and the difference between the oscillation frequencies of the two SAW resonators is obtained. The temperature characteristics of the child can be canceled.

特許文献２に開示のＳＡＷデバイスは、弾性表面波フィルタであり、入力用櫛歯電極と、出力用櫛歯電極と、入力用櫛歯電極から伝搬された弾性表面波を受け、出力用櫛歯電極に向けて弾性表面波を伝搬させるマルチストリップカプラとが、同一の圧電基板に形成されている。   The SAW device disclosed in Patent Document 2 is a surface acoustic wave filter that receives an input comb-tooth electrode, an output comb-tooth electrode, and a surface acoustic wave propagated from the input comb-tooth electrode. A multi-strip coupler that propagates a surface acoustic wave toward an electrode is formed on the same piezoelectric substrate.

ところで、周波数ｆを計測する手法として１波長の時間から求める場合、周波数分解能ｆｓはｆｓ＝σｆ２から求められる。ジッタσが一定であるとき、周波数ｆは小さい方が分解能は高いことになる。 By the way, when obtaining from the time of one wavelength as a method of measuring the frequency f, the frequency resolution fs is obtained from fs = σf 2 . When the jitter σ is constant, the smaller the frequency f, the higher the resolution.

したがって、上述のセンサにおいて、上述の周波数計測手段を用いる場合、発振周波数差は小さい方がセンサの分解能が向上することになる。また、センサがデータを出力する周波数（サンプリング周波数）よりも発振周波数差は高くなければならないため、サンプリング周波数を１００ｋＨｚと設定した場合、発振周波数差は１００ｋＨｚ以上かつ１００ｋＨｚ近傍であることが望ましい。   Therefore, in the above-described sensor, when the above-described frequency measurement means is used, the resolution of the sensor improves as the oscillation frequency difference is smaller. Further, since the oscillation frequency difference must be higher than the frequency at which the sensor outputs data (sampling frequency), when the sampling frequency is set to 100 kHz, the oscillation frequency difference is desirably 100 kHz or more and near 100 kHz.

一例として、２００ＭＨｚの共振器を考えると、発振周波数差１００ｋＨｚは発振周波数の０．０００５％に相当する。ＳＡＷ共振器を構成する一対の櫛歯電極における隣り合う櫛歯部の間隔（電極ピッチ）により共振周波数やアドミタンス特性等の周波数特性を変化させる場合、電極ピッチが１０μｍとすると、その０．０００５％、つまり０．００５μｍの電極ピッチ調整を要求される。しかし、電極は、金属薄膜をフォトエッチング（フォトリソグラフィおよびエッチング）することにより形成されるため、そのような微小な電極ピッチ調整をしようとすると、実際には、フォトエッチング時のマスクの作製が困難・高価となる。そのため、電極形成後に、ＳＡＷ素子の周波数特性を調整する手法が考案されている。   As an example, considering a 200 MHz resonator, an oscillation frequency difference of 100 kHz corresponds to 0.0005% of the oscillation frequency. When the frequency characteristics such as the resonance frequency and the admittance characteristic are changed by the distance (electrode pitch) between adjacent comb teeth in a pair of comb electrodes constituting the SAW resonator, 0.0005% of the electrode pitch is 10 μm. That is, the electrode pitch adjustment of 0.005 μm is required. However, since the electrodes are formed by photoetching a metal thin film (photolithography and etching), it is actually difficult to produce a mask during photoetching when trying to adjust such a fine electrode pitch.・ It becomes expensive. Therefore, a technique for adjusting the frequency characteristics of the SAW element after electrode formation has been devised.

このＳＡＷ素子の周波数特性を調整する方法としては、具体的には、基板表面にＡｕ等の金属粒子を吹き付けて質量付加を行う方法(例えば、特許文献３参照)や、電極、圧電基板をエッチングする方法(例えば、特許文献３参照)等の手法が存在する。   As a method for adjusting the frequency characteristics of the SAW element, specifically, a method of adding mass by spraying metal particles such as Au on the surface of the substrate (see, for example, Patent Document 3), or etching an electrode or a piezoelectric substrate There is a technique such as a method (for example, see Patent Document 3).

特開平９−８００３５号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-80035 特許第２７２８０２３号公報Japanese Patent No. 2728023 特開２００６−２３８２１１号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2006-238211 特開平８―３２３９２号公報JP-A-8-32392

しかし、同一基板上の第１、第２伝搬路の形成領域に対して、上述の周波数特性を調整する手法を同時に施すと、第１、第２伝搬路の周波数特性の差に変化が生じないか、変化が生じてもその変化量は微小である。   However, if the above-described method for adjusting the frequency characteristics is simultaneously applied to the first and second propagation path formation regions on the same substrate, the difference between the frequency characteristics of the first and second propagation paths does not change. Even if a change occurs, the amount of change is minute.

そのため、第１、第２伝搬路の周波数特性の差を所望の大きさとするためには、第１、第２伝搬路が形成された領域の両方ではなく、どちらか一方のみに、これらの手法を施さなければならず、第１、第２伝搬路が形成された領域のうちこれらの手法を施さない他方に対して、マスクで保護する等のプロセスの追加が別途必要となる。   Therefore, in order to set the difference between the frequency characteristics of the first and second propagation paths to a desired magnitude, these methods are applied only to either one of the areas where the first and second propagation paths are formed. It is necessary to add a process such as protection with a mask to the other of the regions where the first and second propagation paths are formed without applying these methods.

本発明は上記点に鑑みて、第１、第２伝搬路の形成領域の両方に対して、同時に、周波数特性の調整手法を実施しても、所望の第１、第２伝搬路の周波数特性差が得られるようにすることを目的とする。   In view of the above points, the present invention can achieve the desired frequency characteristics of the first and second propagation paths even if the frequency characteristic adjustment method is simultaneously performed on both the first and second propagation path forming regions. The purpose is to make a difference.

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、
基板（１１）と、基板（１１）の上面（１１ａ）の一部に形成された結晶配向調整膜（１３）と、基板（１１）の上面（１１ａ）における結晶配向調整膜（１３）の形成領域上および非形成領域上に同じ材料で形成された圧電薄膜（１２）と、圧電薄膜（１２）の上下面の一方の面に形成された第１伝搬路（２ａ、７０）を構成する第１電極群（２０、４０、６１）と、圧電薄膜（１２）の前記一方の面であって、第１電極群（２０、４０、６１）と異なる位置に形成された第２伝搬路（４ａ、８０）を構成する第２電極群（３０、５０、６２）とを備え、
圧電薄膜（１２）のうち、結晶配向調整膜（１３）の形成領域上に位置する第１領域（１２ｃ）と、結晶配向調整膜（１３）の非形成領域上に位置する第２領域（１２ｄ）とは、結晶配向が異なっており、
第１、第２伝搬路（２ａ、４ａ、７０、８０）は、それぞれを占める第１、第２領域（１２ｃ、１２ｄ）の面積比が異なることを特徴としている。 In order to achieve the above object, in the invention described in claim 1,
Formation of substrate (11), crystal orientation adjusting film (13) formed on part of upper surface (11a) of substrate (11), and crystal orientation adjusting film (13) on upper surface (11a) of substrate (11) A piezoelectric thin film (12) formed of the same material on the region and the non-formed region, and a first propagation path (2a, 70) formed on one surface of the upper and lower surfaces of the piezoelectric thin film (12). One electrode group (20, 40, 61) and the second propagation path (4a) formed on the one surface of the piezoelectric thin film (12) at a different position from the first electrode group (20, 40, 61). , 80) and a second electrode group (30, 50, 62),
Of the piezoelectric thin film (12), the first region (12c) located on the formation region of the crystal orientation adjustment film (13) and the second region (12d) located on the non-formation region of the crystal orientation adjustment film (13). ) Is different in crystal orientation,
The first and second propagation paths (2a, 4a, 70, 80) are characterized in that the area ratios of the first and second regions (12c, 12d) occupying each differ.

圧電薄膜の構成材料が同じであっても結晶配向が異なると、その圧電薄膜に形成された弾性表面波伝搬路の周波数特性が異なる。このため、第１、第２伝搬路を占める第１、第２領域の面積比が異なると、第１、第２伝搬路の周波数特性も異なる。さらに、第１伝搬路と第２伝搬路における圧電薄膜や電極の厚さを、第１伝搬路と第２伝搬路とで同じ変化量で変化させると、第１、第２伝搬路の周波数特性の差が変化する。   Even if the constituent material of the piezoelectric thin film is the same, if the crystal orientation is different, the frequency characteristics of the surface acoustic wave propagation path formed in the piezoelectric thin film are different. For this reason, if the area ratios of the first and second regions occupying the first and second propagation paths are different, the frequency characteristics of the first and second propagation paths are also different. Furthermore, if the thickness of the piezoelectric thin film or the electrode in the first propagation path and the second propagation path is changed with the same amount of change in the first propagation path and the second propagation path, the frequency characteristics of the first and second propagation paths will be described. The difference in.

したがって、本発明によれば、第１、第２伝搬路の形成領域の両方に対して、同時に、圧電薄膜の膜厚や第１、第２伝搬路に形成された電極の厚さを調整する等の周波数特性の調整手法を実施することにより、第１、第２伝搬路の周波数特性差を所望差とすることが可能となる。   Therefore, according to the present invention, the film thickness of the piezoelectric thin film and the thickness of the electrodes formed in the first and second propagation paths are adjusted simultaneously for both the first and second propagation path forming regions. By implementing the frequency characteristic adjustment method such as the above, it is possible to make the frequency characteristic difference between the first and second propagation paths a desired difference.

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、圧電薄膜（１２）の上下面の一方に形成された第１櫛歯電極（２１）と、
圧電薄膜（１２）の上下面の一方に形成され、第１櫛歯電極（２１）から伝搬される弾性表面波を反射する第１反射器（２２）と、
圧電薄膜（１２）の上下面の一方に形成された第２櫛歯電極（３１）と、
圧電薄膜（１２）の上下面の一方に形成され、第２櫛歯電極（３１）から伝搬される弾性表面波を反射する第２反射器（３２）とを備え、
第１伝搬路は、第１櫛歯電極から伝搬される弾性表面波を第１反射器が反射する領域（２ａ）であり、
第２伝搬路は、第２櫛歯電極から伝搬される弾性表面波を第２反射器が反射する領域（４ａ）であることを特徴としている。 In the invention of claim 2, in the invention of claim 1, a first comb electrode (21) formed on one of the upper and lower surfaces of the piezoelectric thin film (12),
A first reflector (22) formed on one of the upper and lower surfaces of the piezoelectric thin film (12) and reflecting the surface acoustic wave propagated from the first comb electrode (21);
A second comb electrode (31) formed on one of the upper and lower surfaces of the piezoelectric thin film (12);
A second reflector (32) which is formed on one of the upper and lower surfaces of the piezoelectric thin film (12) and reflects the surface acoustic wave propagated from the second comb electrode (31);
The first propagation path is a region (2a) where the first reflector reflects the surface acoustic wave propagated from the first comb electrode,
The second propagation path is a region (4a) where the second reflector reflects the surface acoustic wave propagated from the second comb electrode.

請求項１に記載の発明においては、例えば、請求項２に記載の発明の構成を採用することができる。   In the invention described in claim 1, for example, the configuration of the invention described in claim 2 can be adopted.

また、請求項２に記載の発明においては、例えば、請求項３に記載のように、第１、第２櫛歯電極（２１、３１）は、平面パターン形状および厚さが同じである構成を採用できる。   Further, in the invention described in claim 2, for example, as described in claim 3, the first and second comb electrodes (21, 31) have the same planar pattern shape and thickness. Can be adopted.

請求項４に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、
圧電薄膜（１２）の上下面の一方に形成された入力用櫛歯電極（４０）と、
圧電薄膜（１２）の上下面の一方に形成された出力用櫛歯電極（５０）と、
圧電薄膜（１２）の上下面の一方に形成され、入力用櫛歯電極（４０）から伝搬された弾性表面波を受け、出力用櫛歯電極（５０）に向けて弾性表面波を伝搬させるマルチストリップカプラ（６０）とを備え、
第１伝搬路は、入力用櫛歯電極（４０）からマルチストリップカプラ（６０）に弾性表面波が伝搬する領域（７０）であり、
第２伝搬路は、マルチストリップカプラ（６０）から出力用櫛歯電極（５０）に弾性表面波が伝搬する領域（８０）であることを特徴としている。 In the invention according to claim 4, in the invention according to claim 1,
An input comb electrode (40) formed on one of the upper and lower surfaces of the piezoelectric thin film (12);
An output comb electrode (50) formed on one of the upper and lower surfaces of the piezoelectric thin film (12);
A multi-layer which is formed on one of the upper and lower surfaces of the piezoelectric thin film (12), receives the surface acoustic wave propagated from the input comb electrode (40), and propagates the surface acoustic wave toward the output comb electrode (50). A strip coupler (60),
The first propagation path is a region (70) where the surface acoustic wave propagates from the input comb electrode (40) to the multi-strip coupler (60),
The second propagation path is a region (80) in which surface acoustic waves propagate from the multi-strip coupler (60) to the output comb electrode (50).

請求項１に記載の発明においては、例えば、請求項４に記載の発明の構成を採用することもできる。   In the invention described in claim 1, for example, the configuration of the invention described in claim 4 can be adopted.

また、請求項４に記載の発明においては、例えば、請求項５に記載のように、入力用櫛歯電極（４０）と出力用櫛歯電極（５０）とは、平面パターン形状および厚さが同じである構成を採用できる。   In the invention described in claim 4, for example, as described in claim 5, the input comb electrode (40) and the output comb electrode (50) have a planar pattern shape and thickness. The same configuration can be adopted.

また、請求項１ないし５のいずれか１つに記載の発明においては、例えば、請求項６に記載のように、基板（１１）はＲ面サファイアであり、結晶配向調整膜（１３）はＳｉＯ２膜であり、圧電薄膜（１２）はＡｌＮ膜である構成を採用したり、請求項７に記載のように、基板（１１）はＲ面サファイアであり、結晶配向調整膜（１３）はＳｉＯ２膜であり、圧電薄膜（１２）はＺｎＯ膜である構成を採用したりすることができる。 Further, in the invention according to any one of claims 1 to 5, for example, as described in claim 6, the substrate (11) is R-plane sapphire, and the crystal orientation adjusting film (13) is SiO. The piezoelectric thin film (12) is an AlN film, or the substrate (11) is R-plane sapphire and the crystal orientation adjusting film (13) is SiO. It is possible to adopt a configuration in which there are two films and the piezoelectric thin film (12) is a ZnO film.

請求項８に記載の発明では、
基板（１１）を用意する工程と、
基板（１１）の上面（１１ａ）の一部に結晶配向調整膜（１３）を形成する工程と、
基板（１１）の上面（１１ａ）における結晶配向調整膜（１３）の形成領域上および非形成領域上に同じ材料からなる圧電薄膜（１２）を形成する工程と、
圧電薄膜（１２）の上下面の一方の面における異なる位置に、第１伝搬路（２ａ、７０）を構成する第１電極群（２０、４０、６１）と、第２伝搬路（４ａ、８０）を構成する第２電極群（３０、５０、６２）とを形成する工程とを備え、
圧電薄膜（１２）を形成する工程では、圧電薄膜（１２）のうち、結晶配向調整膜（１３）の形成領域上に位置する第１領域（１２ｃ）と、結晶配向調整膜（１３）の非形成領域上に位置する第２領域（１２ｄ）とで、結晶配向を異ならせて結晶成長させ、
結晶配向調整膜（１３）を形成する工程では、第１、第２伝搬路（２ａ、４ａ、７０、８０）のそれぞれを占める第１、第２領域（１２ｃ、１２ｄ）の面積比が異なるように、基板（１１）の上面（１１ａ）に結晶配向調整膜（１３）を配置することを特徴としている。 In the invention according to claim 8,
Preparing a substrate (11);
Forming a crystal orientation adjusting film (13) on a part of the upper surface (11a) of the substrate (11);
Forming a piezoelectric thin film (12) made of the same material on the formation region and the non-formation region of the crystal orientation adjustment film (13) on the upper surface (11a) of the substrate (11);
The first electrode group (20, 40, 61) constituting the first propagation path (2a, 70) and the second propagation path (4a, 80) at different positions on one surface of the upper and lower surfaces of the piezoelectric thin film (12). Forming a second electrode group (30, 50, 62) constituting
In the step of forming the piezoelectric thin film (12), in the piezoelectric thin film (12), the first region (12c) located on the formation region of the crystal orientation adjusting film (13) and the non-alignment of the crystal orientation adjusting film (13). Crystal growth is performed with different crystal orientations in the second region (12d) located on the formation region,
In the step of forming the crystal orientation adjusting film (13), the area ratios of the first and second regions (12c, 12d) occupying the first and second propagation paths (2a, 4a, 70, 80) are different. In addition, a crystal orientation adjusting film (13) is arranged on the upper surface (11a) of the substrate (11).

これによれば、請求項１に記載の弾性表面波デバイスを製造することができ、請求項１に記載の発明と同様の効果を奏する。   According to this, the surface acoustic wave device according to the first aspect can be manufactured, and the same effect as the invention according to the first aspect can be obtained.

すなわち、これによれば、請求項９に記載のように、第１電極群（２０、４０、６１）と第２電極群（３０、５０、６２）とを形成する工程の後に、第１、第２伝搬路（２ａ、４ａ、７０、８０）の形成領域に対して、同時に、圧電薄膜（１２）の厚さを調整したり、請求項１０に記載のように、同時に、第１、第２電極群（２０、３０、４０、５０、６１、６２）の厚さを調整することにより、第１、第２伝搬路（２ａ、４ａ、７０、８０）の周波数特性の差を調整する調整工程を行うことで、第１、第２伝搬路の周波数特性差を所望差とすることが可能となる。   That is, according to this, as described in claim 9, after the step of forming the first electrode group (20, 40, 61) and the second electrode group (30, 50, 62), the first, The thickness of the piezoelectric thin film (12) is simultaneously adjusted with respect to the formation region of the second propagation path (2a, 4a, 70, 80), or the first, first, Adjustment for adjusting the difference in frequency characteristics of the first and second propagation paths (2a, 4a, 70, 80) by adjusting the thickness of the two-electrode group (20, 30, 40, 50, 61, 62) By performing the process, the frequency characteristic difference between the first and second propagation paths can be made a desired difference.

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。   In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in this column and the claim is an example which shows a corresponding relationship with the specific means as described in embodiment mentioned later.

第１実施形態のＳＡＷ発振器の電気回路図である。It is an electric circuit diagram of the SAW oscillator of the first embodiment. 第１実施形態のＳＡＷ共振子の平面図である。It is a top view of the SAW resonator of 1st Embodiment. 図２中のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。It is the III-III sectional view taken on the line in FIG. 図３中の圧電薄膜１２の第１領域１２ｃおよび第２領域１２ｄにおける膜厚と位相速度との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the film thickness and phase velocity in the 1st area | region 12c and the 2nd area | region 12d of the piezoelectric thin film 12 in FIG. 図４から求めた圧電薄膜１２の第１領域１２ｃおよび第２領域１２ｄの膜厚と位相速度変化量との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the film thickness of the 1st area | region 12c and the 2nd area | region 12d of the piezoelectric thin film 12 which were calculated | required from FIG. 4, and the amount of phase velocity changes. 第２実施形態のＳＡＷ共振子の平面図である。It is a top view of the SAW resonator of 2nd Embodiment. 周波数とアドミタンス値を座標軸としてアドミタンス特性を示す図である。It is a figure which shows an admittance characteristic by making a frequency and an admittance value into a coordinate axis. 第３実施形態のＳＡＷフィルタの平面図である。It is a top view of the SAW filter of a 3rd embodiment. 第４実施形態のＳＡＷフィルタの平面図である。It is a top view of the SAW filter of a 4th embodiment.

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, parts that are the same or equivalent to each other are given the same reference numerals in the drawings in order to simplify the description.

（第１実施形態）
図１にＳＡＷデバイスとしてのＳＡＷ共振子を用いた第１実施形態のＳＡＷ発振器の電気回路図を示す。また、図２に、図１中のＳＡＷ共振子の平面図を示し、図３に図２中のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図を示す。本実施形態のＳＡＷ発振器は、周波数変化検出型センサとして利用されるものである。 (First embodiment)
FIG. 1 shows an electric circuit diagram of the SAW oscillator of the first embodiment using a SAW resonator as a SAW device. 2 is a plan view of the SAW resonator in FIG. 1, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG. The SAW oscillator of this embodiment is used as a frequency change detection type sensor.

図１に示すように、ＳＡＷ発振器１は、第１弾性表面波素子としての第１ＳＡＷ共振子２を有する第１発振回路３と、第２弾性表面波素子としての第２ＳＡＷ共振子４を有する第２発振回路５とを備えている。第１、第２発振回路３、５によって２つの発振器が形成されている。   As shown in FIG. 1, the SAW oscillator 1 includes a first oscillation circuit 3 having a first SAW resonator 2 as a first surface acoustic wave element, and a second SAW resonator 4 having a second SAW resonator 4 as a second surface acoustic wave element. 2 oscillation circuit 5. Two oscillators are formed by the first and second oscillation circuits 3 and 5.

第１、第２発振回路３、５は、同じ構成のものであり、一般的な回路構成が採用可能である。第１、第２発振回路３、５は、例えば、インバータＩ１、Ｉ２と、受動部品である抵抗Ｒ１および容量Ｃ１、Ｃ２と、出力ポートＴ１とを有し、それぞれ、第１、第２ＳＡＷ共振子２、４を構成要素とする正帰還ループを構成している。正帰還ループにおいて、インバータＩ１、Ｉ２に入力される電気信号のうち、位相が360°×ｎで、利得が1以上となる条件を満たす信号のみが増幅され、この信号のみが出力ポートＴ１から出力される。   The first and second oscillation circuits 3 and 5 have the same configuration, and a general circuit configuration can be adopted. The first and second oscillation circuits 3 and 5 include, for example, inverters I1 and I2, resistors R1 and capacitors C1 and C2 that are passive components, and an output port T1, respectively, and first and second SAW resonators, respectively. A positive feedback loop having 2 and 4 as constituent elements is formed. In the positive feedback loop, among the electric signals input to the inverters I1 and I2, only the signal satisfying the condition that the phase is 360 ° × n and the gain is 1 or more is amplified, and only this signal is output from the output port T1. Is done.

このＳＡＷ発振器１を周波数変化検出型センサとして用いる場合、第１、第２ＳＡＷ共振子２、４の一方をリファレンス用とし、他方を検出用として用いる。そして、検出用のＳＡＷ素子を有する発振回路の発振周波数が変化すると、第１、第２発振回路３、５からの出力信号の差周波（両者の発振周波数の差分）が変化する。そこで、この差周波の変化を検出することで、検出用のＳＡＷ素子で生じた周波数変化が検出可能となる。   When this SAW oscillator 1 is used as a frequency change detection type sensor, one of the first and second SAW resonators 2 and 4 is used for reference and the other is used for detection. When the oscillation frequency of the oscillation circuit having the detection SAW element changes, the difference frequency between the output signals from the first and second oscillation circuits 3 and 5 (difference between the two oscillation frequencies) changes. Therefore, by detecting the change in the difference frequency, it is possible to detect the frequency change generated in the detection SAW element.

したがって、上記したＳＡＷ発振器１と、図示しない第１、第２発振回路３、５からの出力信号の差周波を求めるための回路と、求められた差周波の変化から、予め定められた差周波変化量と物理量との関係に基づいて、物理量を算出する図示しない記憶演算装置とを用いてセンシングシステムを構成することで、物理量を検出することができる。   Therefore, a predetermined difference frequency is determined from the above-described SAW oscillator 1, a circuit for obtaining a difference frequency between output signals from the first and second oscillation circuits 3 and 5 (not shown), and a change in the obtained difference frequency. The physical quantity can be detected by configuring the sensing system using a storage arithmetic device (not shown) that calculates the physical quantity based on the relationship between the change amount and the physical quantity.

図２に示すように、第１、第２ＳＡＷ共振子２、４は、同一材料からなる圧電薄膜１２に設けられており、第１ＳＡＷ共振子２を構成する第１電極群２０と、第２ＳＡＷ共振子４を構成する第２電極群３０とが、圧電薄膜１２の上面の異なる位置に形成されている。圧電薄膜１２は、圧電材料を結晶成長させたものであり、第１電極群２０および第２電極群３０は、金属材料で構成されたものである。   As shown in FIG. 2, the first and second SAW resonators 2 and 4 are provided on the piezoelectric thin film 12 made of the same material, and the first electrode group 20 constituting the first SAW resonator 2 and the second SAW resonance. The second electrode group 30 constituting the child 4 is formed at different positions on the upper surface of the piezoelectric thin film 12. The piezoelectric thin film 12 is obtained by crystal growth of a piezoelectric material, and the first electrode group 20 and the second electrode group 30 are made of a metal material.

第１、第２ＳＡＷ共振子２、４は、どちらも、第１、第２電極群２０、３０として、櫛歯電極２１、３１および反射器２２、３２を備えている。第１ＳＡＷ共振子２の櫛歯電極２１および反射器２２が第１櫛歯電極および第１反射器であり、第２ＳＡＷ共振子４の櫛歯電極３１および反射器３２が第２櫛歯電極および第２反射器である。   Each of the first and second SAW resonators 2 and 4 includes comb electrodes 21 and 31 and reflectors 22 and 32 as the first and second electrode groups 20 and 30. The comb electrode 21 and the reflector 22 of the first SAW resonator 2 are the first comb electrode and the first reflector, and the comb electrode 31 and the reflector 32 of the second SAW resonator 4 are the second comb electrode and the first reflector. 2 reflectors.

櫛歯電極２１、３１は、圧電薄膜１２に弾性表面波を励振させるものである。櫛歯電極２１、３１は、具体的には、図２に示すように、それぞれ、互いに平行であってＸ軸方向に延びている複数の櫛歯部２１ａ、３１ａと複数の櫛歯部２１ａ、３１ａを連結するバスバー２１ｂ、３１ｂとを有している。この櫛歯電極２１、３１によって、櫛歯部２１ａ、３１ａの延伸方向に垂直な方向、すなわち、Ｙ軸方向に、弾性表面波が伝搬する。なお、本明細書で言う櫛歯電極とは、一対の櫛歯電極の櫛歯部が１本ずつ交互に配置されたものを意味し、交差指状電極（ＩＤＴ）とも呼ばれるものである。   The comb electrodes 21 and 31 are for exciting the piezoelectric thin film 12 with surface acoustic waves. Specifically, as shown in FIG. 2, the comb-tooth electrodes 21 and 31 include a plurality of comb-tooth portions 21 a and 31 a and a plurality of comb-tooth portions 21 a that are parallel to each other and extend in the X-axis direction. Bus bars 21b and 31b for connecting 31a. The comb-tooth electrodes 21 and 31 propagate surface acoustic waves in a direction perpendicular to the extending direction of the comb-tooth portions 21a and 31a, that is, in the Y-axis direction. In addition, the comb-tooth electrode referred to in this specification means one in which comb-tooth portions of a pair of comb-tooth electrodes are alternately arranged, and is also called an interdigitated electrode (IDT).

反射器２２、３２は、櫛歯電極２１、３１のＹ軸方向での両側に配置されており、櫛歯電極２１、３１から伝搬された弾性表面波を反射するものである。反射器２２、３２は、Ｙ軸方向に並ぶ複数本の電極によって構成されている。１本の電極は、櫛歯部２１ａ、３１ａと平行に延びており、その長さは櫛歯電極２１、３１の交差指幅と同じであり、複数本の電極同士は互いに平行である。   The reflectors 22 and 32 are disposed on both sides of the comb electrodes 21 and 31 in the Y-axis direction, and reflect the surface acoustic waves propagated from the comb electrodes 21 and 31. The reflectors 22 and 32 are composed of a plurality of electrodes arranged in the Y-axis direction. One electrode extends in parallel with the comb-tooth portions 21a and 31a, and the length thereof is the same as the cross finger width of the comb-tooth electrodes 21 and 31, and the plurality of electrodes are parallel to each other.

本実施形態では、第１ＳＡＷ共振子２と第２ＳＡＷ共振子４とは、櫛歯電極２１、３１および反射器２２、３２の平面パターン形状および膜厚が同じである。平面パターン形状とは、櫛歯電極２１、３１の櫛歯部２１ａ、３１ａの長さおよび幅、隣り合う櫛歯部２１ａ、３１ａの間隔や、反射器２２、３２を構成する電極の長さおよび幅、隣り合う電極の間隔を意味する。   In the present embodiment, the first SAW resonator 2 and the second SAW resonator 4 have the same planar pattern shape and film thickness of the comb electrodes 21 and 31 and the reflectors 22 and 32. The planar pattern shape refers to the length and width of the comb-tooth portions 21a and 31a of the comb-tooth electrodes 21 and 31, the interval between the adjacent comb-tooth portions 21a and 31a, the length of the electrodes constituting the reflectors 22 and 32, and The width means the distance between adjacent electrodes.

また、図２に示すように、圧電薄膜１２のうち、第１ＳＡＷ共振子２の形成領域、すなわち、第１櫛歯電極２１から伝搬される弾性表面波を第１反射器２２が反射する領域２ａが弾性表面波の第１伝搬路２ａである。この第１伝搬路２ａは、具体的には、第１櫛歯電極２１および第１反射器２２が配置された領域であって、第１櫛歯電極２１の交差指幅と同じ幅の領域である。   Further, as shown in FIG. 2, in the piezoelectric thin film 12, a region where the first SAW resonator 2 is formed, that is, a region 2 a where the first reflector 22 reflects the surface acoustic wave propagated from the first comb electrode 21. Is the first propagation path 2a of the surface acoustic wave. Specifically, the first propagation path 2 a is a region where the first comb electrode 21 and the first reflector 22 are arranged, and is a region having the same width as the cross finger width of the first comb electrode 21. is there.

また、圧電薄膜１２のうち、第２ＳＡＷ共振子４の形成領域、すなわち、第２櫛歯電極３１から伝搬される弾性表面波を第２反射器３２が反射する領域４ａが弾性表面波の第２伝搬路４ａである。この第２伝搬路４ａは、具体的には、第２櫛歯電極３１および第２反射器３２が配置された領域であって、第２櫛歯電極３１の交差指幅と同じ幅の領域である。   Further, in the piezoelectric thin film 12, the region where the second SAW resonator 4 is formed, that is, the region 4a where the second reflector 32 reflects the surface acoustic wave propagated from the second comb electrode 31 is the second surface acoustic wave. This is the propagation path 4a. Specifically, the second propagation path 4 a is a region where the second comb electrode 31 and the second reflector 32 are arranged, and is a region having the same width as the cross finger width of the second comb electrode 31. is there.

第１ＳＡＷ共振子２と第２ＳＡＷ共振子４は、弾性表面波の伝搬方向（Ｙ軸方向）に対して垂直な方向（Ｘ軸方向）に並んで配置されており、第１ＳＡＷ共振子２が形成された領域では第１櫛歯電極２１から励振された弾性表面波のみが伝搬し、第２ＳＡＷ共振子４が形成された領域では第２櫛歯電極３１から励振された弾性表面波のみが伝搬する。したがって、第１、第２伝搬路２ａ、４ａは、各伝搬路内のみを弾性表面波が伝搬し、一方の伝搬路と他方の伝搬路との間を弾性表面波は伝搬せず、独立した伝搬路を構成している。   The first SAW resonator 2 and the second SAW resonator 4 are arranged side by side in a direction (X-axis direction) perpendicular to the propagation direction (Y-axis direction) of the surface acoustic wave, and the first SAW resonator 2 is formed. Only the surface acoustic wave excited from the first comb electrode 21 propagates in the region formed, and only the surface acoustic wave excited from the second comb electrode 31 propagates in the region where the second SAW resonator 4 is formed. . Accordingly, the first and second propagation paths 2a and 4a are independent of each other in that the surface acoustic wave propagates only in each propagation path, and the surface acoustic wave does not propagate between one propagation path and the other propagation path. It constitutes a propagation path.

なお、本実施形態では、第１ＳＡＷ共振子２と第２ＳＡＷ共振子４との並び方向が、第１ＳＡＷ共振子２における弾性表面波の伝搬方向（Ｙ軸方向）に対して垂直な方向（Ｘ軸方向）であったが、第１ＳＡＷ共振子２における弾性表面波の伝搬方向とは異なる方向であれば、他の方向であっても良い。   In the present embodiment, the arrangement direction of the first SAW resonator 2 and the second SAW resonator 4 is a direction (X axis) perpendicular to the propagation direction (Y axis direction) of the surface acoustic wave in the first SAW resonator 2. As long as the direction is different from the propagation direction of the surface acoustic wave in the first SAW resonator 2, it may be in another direction.

図３に示すように、圧電薄膜１２は、結晶成長用基板１３の上面１１ａにおける結晶配向調整膜１３の形成領域上および非形成領域上に形成されている。結晶成長用基板１１は、その上面１１ａに圧電材料を結晶成長させることを目的とした基板である。なお、他の目的の基板であっても、その上面に圧電材料を結晶成長させることができれば、その基板を結晶成長用基板１１の代わりに用いることができる。本実施形態では、結晶配向調整膜１３の形成領域は、第１ＳＡＷ共振子２が形成されている領域である。   As shown in FIG. 3, the piezoelectric thin film 12 is formed on the formation region and the non-formation region of the crystal orientation adjusting film 13 on the upper surface 11 a of the crystal growth substrate 13. The crystal growth substrate 11 is a substrate intended for crystal growth of a piezoelectric material on its upper surface 11a. In addition, even if it is a board | substrate for another objective, if the piezoelectric material can be crystal-grown on the upper surface, the board | substrate can be used instead of the board | substrate 11 for crystal growth. In the present embodiment, the formation region of the crystal orientation adjusting film 13 is a region where the first SAW resonator 2 is formed.

このような構成の第１、第２ＳＡＷ共振子２、４は、結晶成長用基板１１を用意する工程と、結晶成長用基板１１の上面１１ａの一部に結晶配向調整膜１３を形成する工程と、結晶成長用基板１３の上面１１ａにおける結晶配向調整膜１３の形成領域上および非形成領域上に同じ材料からなる圧電薄膜１２を形成する工程と、圧電薄膜１２の上面１２ａにおける異なる位置に、第１ＳＡＷ共振子２を構成する第１電極群２０と、第２ＳＡＷ共振子４を構成する第２電極群３０とを形成する工程とを順に行うことで製造される。   The first and second SAW resonators 2 and 4 having such a configuration include a step of preparing the crystal growth substrate 11 and a step of forming the crystal orientation adjusting film 13 on a part of the upper surface 11 a of the crystal growth substrate 11. The step of forming the piezoelectric thin film 12 made of the same material on the formation region and the non-formation region of the crystal orientation adjusting film 13 on the upper surface 11a of the crystal growth substrate 13 and the different positions on the upper surface 12a of the piezoelectric thin film 12 The first electrode group 20 constituting the 1 SAW resonator 2 and the second electrode group 30 constituting the second SAW resonator 4 are sequentially formed.

ここで、結晶配向調整膜１３を形成する工程では、結晶成長用基板１１の上面１１ａのうち第１電極群２０の形成予定領域の全域にわたって、結晶配向調整膜１３を形成する。   Here, in the step of forming the crystal orientation adjusting film 13, the crystal orientation adjusting film 13 is formed over the entire region where the first electrode group 20 is to be formed in the upper surface 11 a of the crystal growth substrate 11.

この結晶配向調整膜１３は、結晶成長用基板１１の上面１１ａに直接成膜したときの圧電薄膜１２の結晶配向と、結晶成長用基板１１の上面１１ａに結晶配向調整膜１３を介して成膜したときの圧電薄膜１２の結晶配向とを異ならせるためのものである。   The crystal orientation adjusting film 13 is formed through the crystal orientation adjusting film 13 on the crystal orientation of the piezoelectric thin film 12 when directly formed on the upper surface 11 a of the crystal growing substrate 11 and on the upper surface 11 a of the crystal growing substrate 11. This is to make the crystal orientation of the piezoelectric thin film 12 different from that.

そして、圧電薄膜１２を形成する工程では、結晶成長用基板１３の上面１１ａにおける結晶配向調整膜１３の形成領域上および非形成領域上に、同時に、同じ膜厚の圧電薄膜１２を形成する。   In the step of forming the piezoelectric thin film 12, the piezoelectric thin film 12 having the same film thickness is simultaneously formed on the formation region and the non-formation region of the crystal orientation adjustment film 13 on the upper surface 11a of the crystal growth substrate 13.

このとき、圧電薄膜２のうち、結晶配向調整膜１３の形成領域上に位置する第１領域１２ｃと、結晶配向調整膜１３の非形成領域上に位置する第２領域１２ｄとで、結晶配向が異なるように結晶成長させる。   At this time, in the piezoelectric thin film 2, the first region 12 c located on the formation region of the crystal orientation adjustment film 13 and the second region 12 d located on the non-formation region of the crystal orientation adjustment film 13 have a crystal orientation. Crystal growth is different.

具体的には、結晶成長用基板１１として基板面がＲ面であるサファイア基板を用い、結晶配向調整膜１３として非晶質のＳｉＯ２膜を形成し、圧電薄膜１２としてＡｌＮ膜を形成する。サファイア基板の基板面上に六方晶系のＡｌＮ結晶をエピタキシャル成長させると、サファイア基板の結晶配向に倣って、ＡｌＮ結晶はｃ軸が基板面に平行となって成長する。一方、非晶質のＳｉＯ２膜上にＡｌＮ結晶を成長させると、サファイア基板の結晶配向と異なって、ＡｌＮ結晶はｃ軸が基板面に垂直となって成長する。 Specifically, a sapphire substrate whose substrate surface is an R plane is used as the crystal growth substrate 11, an amorphous SiO 2 film is formed as the crystal orientation adjustment film 13, and an AlN film is formed as the piezoelectric thin film 12. When a hexagonal AlN crystal is epitaxially grown on the substrate surface of the sapphire substrate, the AlN crystal grows with the c-axis parallel to the substrate surface following the crystal orientation of the sapphire substrate. On the other hand, when an AlN crystal is grown on an amorphous SiO 2 film, the AlN crystal grows with the c-axis perpendicular to the substrate surface, unlike the crystal orientation of the sapphire substrate.

したがって、図３に示すように、圧電薄膜１２のうち結晶配向調整膜１３の非形成領域上の第２領域１２ｄでは、ＡｌＮ結晶のｃ軸が基板面１１ａに対し平行に配向するので、第２領域１２ｄはＲ面配向を持つ。一方、圧電薄膜１２のうち結晶配向調整膜１３の形成領域上の第１領域１２ｃでは、ＡｌＮ結晶のｃ軸が基板面１１ａに対し垂直に配向するので、第１領域１２ｄはＣ面配向を持つ。   Therefore, as shown in FIG. 3, in the second region 12d of the piezoelectric thin film 12 on the region where the crystal orientation adjusting film 13 is not formed, the c-axis of the AlN crystal is oriented parallel to the substrate surface 11a. The region 12d has an R-plane orientation. On the other hand, in the first region 12c of the piezoelectric thin film 12 on the region where the crystal orientation adjusting film 13 is formed, the c-axis of the AlN crystal is oriented perpendicular to the substrate surface 11a, so that the first region 12d has C-plane orientation. .

なお、ＳｉＯ２膜の成膜方法としては、半導体装置の製造等で行われる一般的なＳｉＯ２膜の成膜方法が採用可能であり、ＡｌＮ膜の成膜方法としては、一般的な成膜方法が採用可能である。 As a method for forming a SiO 2 film, a general method for forming a SiO 2 film performed in the manufacture of a semiconductor device or the like can be used. As a method for forming an AlN film, a general film formation method can be used. The method can be adopted.

また、ＳｉＯ２膜の膜厚は、ＳｉＯ２が非晶質となり、ＡｌＮ膜のｃ軸方向をサファイア基板の結晶配向と異ならせることができる膜厚であれば良い。ちなみに、図３では、ＳｉＯ２膜１３が存在するため、圧電薄膜１２の第１領域１２ｃと第２領域１２ｄとの膜厚が異なって図示されているが、ＳｉＯ２膜１３の膜厚は、例えば、１０〜２０ｎｍ等のＳｉＯ２膜１３の存在をほとんど無視できる厚さであり、圧電薄膜１２の第１領域１２ｃと第２領域１２ｄとの膜厚は同じである。 The film thickness of the SiO 2 film may be any film thickness that allows the SiO 2 to be amorphous and the c-axis direction of the AlN film to be different from the crystal orientation of the sapphire substrate. Incidentally, in FIG. 3, since the SiO 2 film 13 is present, the film thickness of the first region 12c and the second region 12d of the piezoelectric thin film 12 is illustrated differently, but the film thickness of the SiO 2 film 13 is For example, the thickness of the SiO 2 film 13 such as 10 to 20 nm is almost negligible, and the film thickness of the first region 12c and the second region 12d of the piezoelectric thin film 12 is the same.

第１電極群２０と第２電極群３０とを形成する工程では、Ａｌ等の金属薄膜を成膜した後、フォトエッチングを行うことにより、平面パターン形状および膜厚が同じ櫛歯電極２１、３１および反射器２２、３２を形成する。   In the step of forming the first electrode group 20 and the second electrode group 30, a metal thin film such as Al is formed, and then photoetching is performed, whereby the comb-shaped electrodes 21 and 31 having the same planar pattern shape and film thickness are formed. And reflectors 22 and 32 are formed.

本実施形態では、結晶成長用基板１１の上面１１ａのうち、第１ＳＡＷ共振子２を構成する第１電極群２０の形成予定領域の全域にわたって結晶配向調整膜１３を形成しており、圧電薄膜１２のうち第１ＳＡＷ共振子２を構成する第１電極群２０の形成領域の全域を第１領域１２ｃとしている。すなわち、圧電薄膜１２のうち第１ＳＡＷ共振子２を構成する第１電極群２０の形成領域を占める第１領域１２ｃと第２領域１２ｄとの面積比は、第１領域１２ｃ：第２領域１２ｄ＝１００：０である。   In the present embodiment, the crystal orientation adjusting film 13 is formed over the entire region where the first electrode group 20 constituting the first SAW resonator 2 is to be formed on the upper surface 11 a of the crystal growth substrate 11. Of these, the entire region of the first electrode group 20 forming the first SAW resonator 2 is defined as a first region 12c. That is, the area ratio between the first region 12c and the second region 12d occupying the formation region of the first electrode group 20 constituting the first SAW resonator 2 in the piezoelectric thin film 12 is the first region 12c: second region 12d = 100: 0.

一方、結晶成長用基板１１の上面１１ａのうち、第２ＳＡＷ共振子４を構成する第２電極群３０の形成予定領域の全域にわたって結晶配向調整膜１３を形成しておらず、第２ＳＡＷ共振子４を構成する第２電極群３０の形成領域の全域を第２領域１２ｄとしている。すなわち、圧電薄膜１２のうち第２ＳＡＷ共振子４を構成する第２電極群３０の形成領域を占める第１領域１２ｃと第２領域１２ｄとの面積比は、第１領域１２ｃ：第２領域１２ｄ＝０：１００である。   On the other hand, in the upper surface 11a of the crystal growth substrate 11, the crystal orientation adjusting film 13 is not formed over the entire region where the second electrode group 30 constituting the second SAW resonator 4 is to be formed, and the second SAW resonator 4 The entire formation region of the second electrode group 30 constituting the second region is defined as a second region 12d. That is, the area ratio between the first region 12c and the second region 12d occupying the formation region of the second electrode group 30 constituting the second SAW resonator 4 in the piezoelectric thin film 12 is the first region 12c: second region 12d = 0: 100.

このようにして、本実施形態では、圧電薄膜１２の上面１２ａにおいて、第１ＳＡＷ共振子２を構成する第１電極群２０の形成領域と、第２ＳＡＷ共振子４を構成する第２電極群３０の形成領域とは、それぞれを占める圧電薄膜１２の第１、第２領域１２ｃ、１２ｄの面積比が異なっている。   Thus, in the present embodiment, the formation region of the first electrode group 20 constituting the first SAW resonator 2 and the second electrode group 30 constituting the second SAW resonator 4 are formed on the upper surface 12 a of the piezoelectric thin film 12. The area ratio of the 1st, 2nd area | regions 12c and 12d of the piezoelectric thin film 12 which occupies each differs from a formation area.

このため、第１、第２ＳＡＷ共振子２、４は、圧電薄膜１２の結晶配向の違いに起因する周波数特性（本実施形態では、共振周波数）の差を有しており、圧電薄膜１２の厚さにより周波数特性差（本実施形態では、共振周波数差）が調整されている。   For this reason, the first and second SAW resonators 2 and 4 have a difference in frequency characteristics (resonance frequency in the present embodiment) due to a difference in crystal orientation of the piezoelectric thin film 12, and the thickness of the piezoelectric thin film 12. Thus, the frequency characteristic difference (in this embodiment, the resonance frequency difference) is adjusted.

ここで、図４に圧電薄膜１２の第１領域１２ｃおよび第２領域１２ｄにおける膜厚と位相速度との関係を示し、図５に図４から求めた圧電薄膜１２の第１領域１２ｃおよび第２領域１２ｄの膜厚と位相速度変化量との関係を示す。   4 shows the relationship between the film thickness and the phase velocity in the first region 12c and the second region 12d of the piezoelectric thin film 12, and FIG. 5 shows the first region 12c and the second region of the piezoelectric thin film 12 obtained from FIG. The relationship between the film thickness of the region 12d and the amount of change in phase speed is shown.

なお、図４、５は、圧電薄膜１２としてＡｌＮ膜を成膜し、第１電極群２０および第２電極群３０としてＡｌ膜を成膜し、このＡｌ膜の膜厚を０．７μｍとしたときのものである。また、図５の位相速度変化量の算出式は次の通りである。位相速度変化量［％］＝１００×（Ｒ面配向ＡｌＮ膜の位相速度-Ｃ面配向ＡｌＮ膜の位相速度）／Ｒ面配向ＡｌＮ膜の位相速度
図４に示すように、圧電薄膜１２の第１領域１２ｃと第２領域１２ｄとは、ｃ軸配向が異なるので、圧電薄膜１２の膜厚が所定値の場合を除き、第１領域１２ｃと第２領域１２ｄの膜厚が同じであっても位相速度（音速）が異なる。 4 and 5, an AlN film is formed as the piezoelectric thin film 12, an Al film is formed as the first electrode group 20 and the second electrode group 30, and the thickness of the Al film is set to 0.7 μm. It's time. The calculation formula for the phase velocity change amount in FIG. 5 is as follows. Phase velocity variation [%] = 100 × (phase velocity of R-plane-oriented AlN film−phase velocity of C-plane-oriented AlN film) / phase velocity of R-plane-oriented AlN film As shown in FIG. Since the first region 12c and the second region 12d have different c-axis orientations, the first region 12c and the second region 12d have the same film thickness except when the thickness of the piezoelectric thin film 12 is a predetermined value. The phase velocity (sound velocity) is different.

したがって、共振周波数は、圧電薄膜の位相速度および電極構造によって定まることから、本実施形態のように、第１領域１２ｃと第２領域１２ｄのそれぞれの表面上に、同一構造の電極を形成しても、共振周波数が異なる共振子を作ることができる。   Therefore, since the resonance frequency is determined by the phase velocity of the piezoelectric thin film and the electrode structure, electrodes having the same structure are formed on the surfaces of the first region 12c and the second region 12d as in this embodiment. However, it is possible to make resonators having different resonance frequencies.

また、図５に示すように、第１領域１２ｃと第２領域１２ｄの膜厚が同じ場合、圧電薄膜１２の膜厚が増大すると、第１領域１２ｃと第２領域１２ｄとの位相速度差である位相速度変化量が増大する傾向がある。具体的には、圧電薄膜１２の膜厚を０．３５μｍから３．０μｍまで増大させると、第１領域１２ｃと第２領域１２ｄとの位相速度差は−０．２９％から＋２．２％まで徐々に増大する傾向がある。   Further, as shown in FIG. 5, when the film thickness of the first region 12c and the second region 12d is the same, if the film thickness of the piezoelectric thin film 12 increases, the phase velocity difference between the first region 12c and the second region 12d There is a tendency for a certain phase velocity change amount to increase. Specifically, when the film thickness of the piezoelectric thin film 12 is increased from 0.35 μm to 3.0 μm, the phase velocity difference between the first region 12c and the second region 12d is from −0.29% to + 2.2%. There is a tendency to increase gradually.

したがって、圧電薄膜１２を形成する工程において、この傾向に基づいて、所望の位相速度差を得るための圧電薄膜１２の膜厚を予め設定しておき、この予め設定した膜厚にて圧電薄膜１２を形成することにより、圧電薄膜１２の膜厚が０．３５μｍ〜３．０μｍの範囲では、圧電薄膜１２の第１領域１２ｃと第２領域１２ｄでの位相速度差を−０．２９％から＋２．２％の範囲内の所望差に設定することができる。   Therefore, in the step of forming the piezoelectric thin film 12, the film thickness of the piezoelectric thin film 12 for obtaining a desired phase velocity difference is set in advance based on this tendency, and the piezoelectric thin film 12 is set at this preset film thickness. When the film thickness of the piezoelectric thin film 12 is in the range of 0.35 μm to 3.0 μm, the phase velocity difference between the first region 12 c and the second region 12 d of the piezoelectric thin film 12 is changed from −0.29% to +2 Can be set to desired difference within 2% range.

また、上記した傾向からすれば、第１電極群２０と第２電極群３０とを形成する工程の後に、第１ＳＡＷ共振子２を構成する第１電極群２０の形成領域と第２ＳＡＷ共振子４を構成する第２電極群３０の形成領域との両方に対して、同時に、圧電薄膜１２をエッチングしたり、圧電薄膜１２の上面に圧電材料の結晶を成長させたりする等の圧電薄膜１２の厚さを調整する調整工程を行うことによっても、圧電薄膜１２の膜厚が０．３５μｍ〜３．０μｍの範囲では、圧電薄膜１２の第１領域１２ｃと第２領域１２ｄでの位相速度差を−０．２９％から＋２．２％の範囲内の所望差に調整することもできる。   Further, from the above-described tendency, after the step of forming the first electrode group 20 and the second electrode group 30, the formation region of the first electrode group 20 constituting the first SAW resonator 2 and the second SAW resonator 4 are formed. The thickness of the piezoelectric thin film 12 such as simultaneously etching the piezoelectric thin film 12 or growing crystals of the piezoelectric material on the upper surface of the piezoelectric thin film 12 with respect to both the formation region of the second electrode group 30 constituting the The phase velocity difference between the first region 12c and the second region 12d of the piezoelectric thin film 12 is also − when the film thickness of the piezoelectric thin film 12 is in the range of 0.35 μm to 3.0 μm. It can also be adjusted to the desired difference within the range of 0.29% to + 2.2%.

このようにして、本実施形態では、第１、第２ＳＡＷ共振子２、４の共振周波数の差が−０．２９％〜＋２．２％の範囲内の所望差に調整されている。これにより、第１ＳＡＷ共振子２を有する第１発振回路３と、第２ＳＡＷ共振子４を有する第２発振回路５との間の発振周波数差が調整されている。   In this way, in this embodiment, the difference between the resonance frequencies of the first and second SAW resonators 2 and 4 is adjusted to a desired difference within the range of −0.29% to + 2.2%. Thereby, the oscillation frequency difference between the first oscillation circuit 3 having the first SAW resonator 2 and the second oscillation circuit 5 having the second SAW resonator 4 is adjusted.

なお、本実施形態では、圧電薄膜１２の第１領域１２ｃと第２領域１２ｄとの位相速度差を所望差とするために、圧電薄膜１２の膜厚を設定もしくは調整したが、圧電薄膜１２の膜厚の代わりに、第１、第２電極群２０、３０の膜厚を設定もしくは調整しても良い。   In the present embodiment, the film thickness of the piezoelectric thin film 12 is set or adjusted in order to make the phase velocity difference between the first region 12c and the second region 12d of the piezoelectric thin film 12 a desired difference. Instead of the film thickness, the film thicknesses of the first and second electrode groups 20 and 30 may be set or adjusted.

これは、圧電薄膜１２の膜厚を変化させるかわりに、第１、第２電極群２０、３０の膜厚を変化させても、第１、第２電極群２０、３０の膜厚と圧電薄膜の位相速度とには、図４、図５に示す膜厚と位相速度との関係と同様の関係がみられるからである。   Even if the film thickness of the first and second electrode groups 20 and 30 is changed instead of changing the film thickness of the piezoelectric thin film 12, the film thicknesses of the first and second electrode groups 20 and 30 and the piezoelectric thin film are changed. This is because the same relationship as the relationship between the film thickness and the phase velocity shown in FIGS.

ところで、櫛歯電極の平面パターン形状によって、ＳＡＷデバイスの共振周波数が定まるため、用途が異なるＳＡＷデバイスを製造する場合、用途によって求められる共振周波数が異なるため、ＳＡＷデバイスの用途に応じた櫛歯電極の平面パターン形状が必要となる。このため、櫛歯電極を形成するためのフォトリソグラフィ工程において、用途毎に設計されたフォトマスクを使用する必要があった。   By the way, since the resonance frequency of the SAW device is determined by the planar pattern shape of the comb electrode, when manufacturing SAW devices having different applications, the required resonance frequency differs depending on the application. Therefore, the comb electrodes according to the application of the SAW device. The planar pattern shape is required. For this reason, it is necessary to use a photomask designed for each application in the photolithography process for forming the comb electrode.

これに対して、本実施形態のＳＡＷデバイスは、櫛歯電極２１、３１の平面パターン形状が同じであっても、圧電薄膜１２もしくは第１、第２電極群２０、３０の膜厚が異なれば、第１、第２ＳＡＷ共振子２、４の共振周波数が異なる。したがって、本実施形態のＳＡＷデバイスによれば、フォトリソグラフィ工程において、同じフォトマスクを用いても、ＳＡＷデバイスの用途毎に、圧電薄膜の成膜条件（膜厚）を異ならせるだけで、共振周波数の差が異なるＳＡＷデバイスを製造することも可能になる。   On the other hand, in the SAW device of this embodiment, even if the planar pattern shapes of the comb-tooth electrodes 21 and 31 are the same, the piezoelectric thin film 12 or the first and second electrode groups 20 and 30 have different film thicknesses. The resonance frequencies of the first and second SAW resonators 2 and 4 are different. Therefore, according to the SAW device of the present embodiment, even if the same photomask is used in the photolithography process, the resonance frequency can be changed only by changing the film formation condition (film thickness) of the piezoelectric thin film for each application of the SAW device. It is also possible to manufacture SAW devices with different differences.

（第２実施形態）
図６に、本実施形態におけるＳＡＷデバイスとしてのＳＡＷ共振子の平面図を示す。図６は図２に対応している。本実施形態のＳＡＷ共振子は、圧電薄膜１２の第１領域１２ｃ、第２領域１２ｄの形成位置が、第１実施形態と異なるものであり、その他の構成は、第１実施形態と同じである。 (Second Embodiment)
FIG. 6 shows a plan view of a SAW resonator as a SAW device in the present embodiment. FIG. 6 corresponds to FIG. In the SAW resonator of this embodiment, the formation positions of the first region 12c and the second region 12d of the piezoelectric thin film 12 are different from those of the first embodiment, and other configurations are the same as those of the first embodiment. .

具体的には、図６に示すように、第１ＳＡＷ共振子２と第２ＳＡＷ共振子４は、どちらも、圧電薄膜１２の第１領域１２ｃと第２領域１２ｄの両方にまたがって形成されている。すなわち、圧電薄膜１２において、第１、第２ＳＡＷ共振子２、４の形成領域２ａ、４ａには、それぞれ、第１領域１２ｃと第２領域１２ｄの両方が存在している。   Specifically, as shown in FIG. 6, both the first SAW resonator 2 and the second SAW resonator 4 are formed across both the first region 12c and the second region 12d of the piezoelectric thin film 12. . That is, in the piezoelectric thin film 12, both the first region 12c and the second region 12d exist in the formation regions 2a and 4a of the first and second SAW resonators 2 and 4, respectively.

そして、第１ＳＡＷ共振子２の形成領域２ａでは、第１領域１２ｃよりも第２領域１２ｄの方が面積が大きく、第２ＳＡＷ共振子４の形成領域４ａでは、第２領域１２ｄよりも第１領域１２ｃの方が面積が大きくなっている。このように、第１、第２ＳＡＷ共振子２、４の形成領域２ａ、４ａは、それぞれを占める第１領域１２ｃと第２領域１２ｄの面積比が異なっている。   In the formation region 2a of the first SAW resonator 2, the area of the second region 12d is larger than that of the first region 12c. In the formation region 4a of the second SAW resonator 4, the first region is larger than the second region 12d. 12c has a larger area. As described above, the formation regions 2a and 4a of the first and second SAW resonators 2 and 4 have different area ratios between the first region 12c and the second region 12d.

本実施形態のＳＡＷ共振子は、第１実施形態で説明した製造方法において、結晶配向調整膜１３の形成位置を変更することで製造される。   The SAW resonator of this embodiment is manufactured by changing the formation position of the crystal orientation adjusting film 13 in the manufacturing method described in the first embodiment.

具体的には、結晶配向調整膜１３を形成する工程で、第１、第２ＳＡＷ共振子２、４の形成領域２ａ、４ａのそれぞれに第１領域１２ｃと第２領域１２ｄの両方が存在し、第２ＳＡＷ共振子２、４の形成領域２ａ、４ａのそれぞれを占める第１領域１２ｃと第２領域１２ｄの面積比が異なるように、結晶成長用基板１１の上面１１ａに結晶配向調整膜１３を配置する。   Specifically, in the step of forming the crystal orientation adjusting film 13, both the first region 12c and the second region 12d exist in the formation regions 2a and 4a of the first and second SAW resonators 2 and 4, The crystal orientation adjusting film 13 is arranged on the upper surface 11a of the crystal growth substrate 11 so that the area ratios of the first region 12c and the second region 12d occupying the formation regions 2a and 4a of the second SAW resonators 2 and 4 are different. To do.

これにより、圧電薄膜１２を形成する工程では、第１ＳＡＷ共振子２の形成予定領域と、第２共振子４の形成予定領域のそれぞれに、第１領域１２ｃと第２領域１２ｄの両方が存在する圧電薄膜１２が形成される。   Thus, in the step of forming the piezoelectric thin film 12, both the first region 12c and the second region 12d exist in the region where the first SAW resonator 2 is to be formed and the region where the second resonator 4 is to be formed. A piezoelectric thin film 12 is formed.

そして、圧電薄膜１２の上面１２ａに第１電極群２０と第２電極群３０とを形成する工程では、第１ＳＡＷ共振子２の形成予定領域において、圧電薄膜１２の第１領域１２ｃと第２領域１２ｄの両方にまたがって第１電極群２０を形成し、同様に、第２ＳＡＷ共振子４の形成予定領域において、圧電薄膜１２の第１領域１２ｃと第２領域１２ｄの両方にまたがって第２電極群３０を形成する。   In the step of forming the first electrode group 20 and the second electrode group 30 on the upper surface 12a of the piezoelectric thin film 12, the first region 12c and the second region of the piezoelectric thin film 12 are formed in the region where the first SAW resonator 2 is to be formed. Similarly, the first electrode group 20 is formed across both of the second electrode 12d. Similarly, in the region where the second SAW resonator 4 is to be formed, the second electrode extends over both the first region 12c and the second region 12d of the piezoelectric thin film 12. Group 30 is formed.

このように、本実施形態では、第１、第２ＳＡＷ共振子２、４の形成領域２ａ、４ａでは、それぞれを占める第１領域１２ｃと第２領域１２ｄの面積比が異なることにより、第１、第２ＳＡＷ共振子２、４は周波数特性の差を有している。   Thus, in the present embodiment, the first and second SAW resonators 2 and 4 forming regions 2a and 4a have different area ratios between the first region 12c and the second region 12d, respectively. The second SAW resonators 2 and 4 have a difference in frequency characteristics.

そして、この第１、第２ＳＡＷ共振子２、４における周波数特性の差は、圧電薄膜１２の厚さ、第１、第２電極群２０、３０の厚さ、第１領域１２ｃと第２領域１２ｄの面積比を設定したり、調整したりすることにより、所望差にすることができる。   The difference in frequency characteristics between the first and second SAW resonators 2 and 4 is that the thickness of the piezoelectric thin film 12, the thickness of the first and second electrode groups 20 and 30, the first region 12c and the second region 12d. By setting or adjusting the area ratio, it is possible to achieve a desired difference.

具体的には、第１、第２ＳＡＷ共振子２、４における周波数特性の差として、アドミタンスピーク高さの差を所望差とする場合、圧電薄膜１２の第１領域１２ｃと第２領域１２ｄの位相速度が等しくなるように、圧電薄膜１２の厚さまたは第１、第２電極群２０、３０の厚さを設定する。例えば、図４、５に示すように、圧電薄膜１２としてＡｌＮ膜を成膜し、第１、第２電極群２０、３０としてＡｌ膜を成膜し、このＡｌ膜の膜厚を０．７μｍとしたとき、ＡｌＮ膜の膜厚を０．７５μｍに設定する。   Specifically, as a difference in frequency characteristics between the first and second SAW resonators 2 and 4, the phase difference between the first region 12 c and the second region 12 d of the piezoelectric thin film 12 when the difference in admittance peak height is a desired difference. The thickness of the piezoelectric thin film 12 or the thicknesses of the first and second electrode groups 20 and 30 are set so that the velocities are equal. For example, as shown in FIGS. 4 and 5, an AlN film is formed as the piezoelectric thin film 12, an Al film is formed as the first and second electrode groups 20, 30, and the thickness of the Al film is 0.7 μm. In this case, the thickness of the AlN film is set to 0.75 μm.

そして、第１、第２ＳＡＷ共振子２、４の形成領域２ａ、４ａにおける第１領域１２ｃと第２領域１２ｄの面積比と、第１、第２ＳＡＷ共振子２、４のアドミタンスピーク高さの差との関係を予め実験等により求めておき、この関係に基づいて、第１、第２ＳＡＷ共振子２、４の形成領域２ａ、４ａにおける第１領域１２ｃと第２領域１２ｄの面積比を設定すれば、第１、第２ＳＡＷ共振子２、４におけるアドミタンスピーク高さの差を所望差とすることができる。   The difference between the area ratio of the first region 12c and the second region 12d in the formation regions 2a and 4a of the first and second SAW resonators 2 and 4 and the admittance peak height of the first and second SAW resonators 2 and 4 is as follows. Based on this relationship, the area ratio of the first region 12c and the second region 12d in the formation regions 2a and 4a of the first and second SAW resonators 2 and 4 is set based on this relationship. For example, the difference in admittance peak height between the first and second SAW resonators 2 and 4 can be set as a desired difference.

ここで、圧電薄膜の構成材料および膜厚が同じであって、結晶配向が異なる２つの圧電薄膜を比較すると、圧電薄膜の位相速度が等しくなるように、圧電薄膜や電極の厚さを設定しても、両者の圧電薄膜に形成したＳＡＷ素子のアドミタンス特性が異なる。また、１つのＳＡＷ素子の形成領域に、結晶配向が異なる領域が存在すると、１つのＳＡＷ素子の特性は、結晶配向が異なる領域それぞれの特性を加算したものとなる。このため、第１、第２ＳＡＷ共振子２、４の形成領域２ａ、４ａにおいて、圧電薄膜１２の第１領域１２ｃと第２領域１２ｄの面積比を異ならせることで、第１、第２ＳＡＷ共振子２、４のアドミタンス特性を異ならせることができる。   Here, when comparing two piezoelectric thin films with the same material and film thickness, but with different crystal orientations, the thickness of the piezoelectric thin film or electrode is set so that the phase speed of the piezoelectric thin film is equal. However, the admittance characteristics of the SAW elements formed on the two piezoelectric thin films are different. Further, if a region having different crystal orientation exists in a region where one SAW element is formed, the characteristics of one SAW element are the sum of the characteristics of the regions having different crystal orientations. Therefore, the first and second SAW resonators 2 and 4 are formed by making the area ratios of the first region 12c and the second region 12d of the piezoelectric thin film 12 different in the formation regions 2a and 4a of the first and second SAW resonators 2 and 4, respectively. The admittance characteristics of 2, 4 can be made different.

また、第１、第２ＳＡＷ共振子２、４の共振周波数が同じであっても、第１、第２ＳＡＷ共振子２、４のアドミタンスピーク高さが異なれば、第１ＳＡＷ共振子２を有する第１発振回路３の発振周波数と第２ＳＡＷ共振子４を有する第２発振回路５の発振周波数が異なる。   In addition, even if the resonance frequencies of the first and second SAW resonators 2 and 4 are the same, if the admittance peak heights of the first and second SAW resonators 2 and 4 are different, the first SAW resonator 2 having the first SAW resonator 2 is provided. The oscillation frequency of the oscillation circuit 3 and the oscillation frequency of the second oscillation circuit 5 having the second SAW resonator 4 are different.

これは、発振回路の発振周波数は、弾性表面波素子と発振回路との組み合せによって定まるからである。すなわち、図７に示すように、周波数とアドミタンス値を座標軸としてアドミタンス特性を図示（グラフ化）したとき、第１ＳＡＷ共振子２のアドミタンス特性と第１発振回路３のアドミタンス特性との第１交点Ｘ１が第１発振回路３の発振周波数であり、第２ＳＡＷ共振子４のアドミタンス特性と第２発振回路５のアドミタンス特性との第２交点Ｘ２が第２発振回路５の発振周波数である。なお、図７では、第１発振回路３と第２発振回路５とが同じ回路構成であり、アドミタンス特性も同じであるので、発振回路のアドミタンス特性を示す直線は１つとなっている。そして、図７からわかるように、第１、第２ＳＡＷ共振子２、４のアドミタンスピークの位置が同じであっても、第１、第２ＳＡＷ共振子２、４のアドミタンスピーク高さ、すなわち、アドミタンス特性を示す波形の振幅Ａ１、Ａ２が異なれば、発振回路のアドミタンス特性との交点Ｘ１、Ｘ２が異なる。   This is because the oscillation frequency of the oscillation circuit is determined by the combination of the surface acoustic wave element and the oscillation circuit. That is, as shown in FIG. 7, when the admittance characteristics are illustrated (graphed) with the frequency and the admittance value as coordinate axes, the first intersection X1 between the admittance characteristics of the first SAW resonator 2 and the admittance characteristics of the first oscillation circuit 3 is shown. Is the oscillation frequency of the first oscillation circuit 3, and the second intersection X2 between the admittance characteristic of the second SAW resonator 4 and the admittance characteristic of the second oscillation circuit 5 is the oscillation frequency of the second oscillation circuit 5. In FIG. 7, since the first oscillation circuit 3 and the second oscillation circuit 5 have the same circuit configuration and the same admittance characteristics, there is one straight line indicating the admittance characteristics of the oscillation circuit. As can be seen from FIG. 7, even if the positions of the admittance peaks of the first and second SAW resonators 2 and 4 are the same, the admittance peak height of the first and second SAW resonators 2 and 4, that is, the admittance. If the amplitudes A1 and A2 of the waveforms indicating the characteristics are different, the intersection points X1 and X2 with the admittance characteristics of the oscillation circuit are different.

したがって、本実施形態では、第１、第２ＳＡＷ共振子２、４におけるアドミタンスピーク高さの差が調整されることにより、第１ＳＡＷ共振子２を有する第１発振回路３と第２ＳＡＷ共振子４を有する第２発振回路５との間の発振周波数差が調整されている。   Therefore, in the present embodiment, the first oscillation circuit 3 having the first SAW resonator 2 and the second SAW resonator 4 are adjusted by adjusting the difference in admittance peak height between the first and second SAW resonators 2 and 4. The difference in oscillation frequency with the second oscillation circuit 5 is adjusted.

なお、本実施形態では、第１、第２ＳＡＷ共振子２、４の形成領域２ａ、４ａには、それぞれ、第１領域１２ｃと第２領域１２ｄとが１つずつ存在したが、第１領域１２ｃと第２領域１２ｄとが複数ずつ存在しても良い。   In the present embodiment, each of the first and second SAW resonators 2 and 4 forming regions 2a and 4a has one first region 12c and one second region 12d. There may be a plurality of second regions 12d.

ただし、この場合、弾性表面波の伝搬方向（Ｙ軸方向）では同一の結晶配向の領域が存在するように、第１領域１２ｃと第２領域１２ｄは、それぞれ、１つの領域が弾性表面波の伝搬方向（Ｙ軸方向）に延びた形状であって、弾性表面波の伝搬方向に垂直な方向（Ｘ軸方向）に並んで配置された構成を採用することが好ましい。   However, in this case, each of the first region 12c and the second region 12d has a surface acoustic wave so that there is a region having the same crystal orientation in the propagation direction of the surface acoustic wave (Y-axis direction). It is preferable to adopt a configuration in which the shape extends in the propagation direction (Y-axis direction) and is arranged in a direction perpendicular to the propagation direction of the surface acoustic wave (X-axis direction).

（第３実施形態）
図８に、本実施形態におけるＳＡＷデバイスとしてのＳＡＷフィルタの平面図を示す。図８に示すように、本実施形態のＳＡＷフィルタは、入力用櫛歯電極４０と、出力用櫛歯電極５０と、マルチストリップカプラ６０とが、同一材料からなる圧電薄膜１２の上面に設けられている。入力用櫛歯電極４０、出力用櫛歯電極５０およびマルチストリップカプラ６０は、金属材料で構成されている。 (Third embodiment)
FIG. 8 shows a plan view of a SAW filter as a SAW device in the present embodiment. As shown in FIG. 8, in the SAW filter of this embodiment, an input comb electrode 40, an output comb electrode 50, and a multi-strip coupler 60 are provided on the upper surface of the piezoelectric thin film 12 made of the same material. ing. The input comb electrode 40, the output comb electrode 50, and the multi-strip coupler 60 are made of a metal material.

入力用櫛歯電極４０は、圧電薄膜１２に弾性表面波を励振させ、その弾性表面波をマルチストリップカプラ６０に伝搬させるものである。マルチストリップカプラ６０は、２種類のフィルタを結合する結合器であり、入力用櫛歯電極４０から伝搬された弾性表面波を受け、出力用櫛歯電極５０に向けて弾性表面波を伝搬させるものである。出力用櫛歯電極５０は、マルチストリップカプラ６０から伝搬された弾性表面波を受信するものである。   The comb electrode 40 for input excites the surface acoustic wave in the piezoelectric thin film 12 and propagates the surface acoustic wave to the multi-strip coupler 60. The multi-strip coupler 60 is a coupler that couples two types of filters, and receives a surface acoustic wave propagated from the input comb electrode 40 and propagates the surface acoustic wave toward the output comb electrode 50. It is. The comb electrode 50 for output receives the surface acoustic wave propagated from the multistrip coupler 60.

本実施形態のＳＡＷフィルタでは、入力用櫛歯電極４０が励振する弾性表面波と、出力用櫛歯電極５０が受信する弾性表面波の周波数が異なっており、入力用櫛歯電極４０に入力された電気信号のうち、入力用櫛歯電極４０と出力用櫛歯電極５０の両方に対応する電気信号のみが出力用櫛歯電極５０から出力されるようになっている。   In the SAW filter of this embodiment, the frequency of the surface acoustic wave excited by the input comb electrode 40 and the surface acoustic wave received by the output comb electrode 50 are different and are input to the input comb electrode 40. Of the electrical signals, only the electrical signals corresponding to both the input comb electrode 40 and the output comb electrode 50 are output from the output comb electrode 50.

入力用櫛歯電極４０および出力用櫛歯電極５０は、どちらも、互いに平行であってＸ軸方向に延びている複数の櫛歯部４０ａ、５０ａと複数の櫛歯部４０ａ、５０ａを連結するバスバー４０ｂ、５０ｂとを有している。櫛歯部４０ａ、５０ａの延伸方向に垂直な方向、すなわち、Ｙ軸方向が、弾性表面波の伝搬方向である。   Both the input comb-tooth electrode 40 and the output comb-tooth electrode 50 connect the plurality of comb-tooth portions 40a and 50a and the plurality of comb-tooth portions 40a and 50a that are parallel to each other and extend in the X-axis direction. Bus bars 40b and 50b. The direction perpendicular to the extending direction of the comb-tooth portions 40a and 50a, that is, the Y-axis direction is the propagation direction of the surface acoustic wave.

マルチストリップカプラ６０は、Ｙ軸方向に並ぶ複数本の電極によって構成されている。１本の電極は、櫛歯部４０ａ、５０ａと平行に延びており、その長さは、入力用櫛歯電極４０の交差指幅と出力用櫛歯電極５０の交差指幅の和よりも長く、複数本の電極同士は互いに平行である。   The multistrip coupler 60 is composed of a plurality of electrodes arranged in the Y-axis direction. One electrode extends in parallel with the comb-tooth portions 40a and 50a, and its length is longer than the sum of the cross finger width of the input comb-tooth electrode 40 and the cross finger width of the output comb-tooth electrode 50. The plurality of electrodes are parallel to each other.

入力用櫛歯電極４０は、マルチストリップカプラ６０を挟んだ両側の一方側（図８の左側）であって、マルチストリップカプラ６０を構成する電極の延伸方向の一方側（図８の上側）に配置されている。出力用櫛歯電極５０は、マルチストリップカプラ６０を挟んだ両側の他方側（図８の右側）であって、マルチストリップカプラ６０を構成する電極の延伸方向の他方側（図８の下側）に配置されている。このように、入力用櫛歯電極４０と出力用櫛歯電極５０とは、弾性表面波の伝搬方向に対して斜めの方向に並んで配置されている。なお、出力用櫛歯電極５０は、入力用櫛歯電極４０からの弾性表面波の伝搬方向とは異なる方向に並んで配置されていれば良い。   The comb electrode 40 for input is on one side (left side in FIG. 8) on both sides of the multi-strip coupler 60 and on one side (upper side in FIG. 8) in the extending direction of the electrodes constituting the multi-strip coupler 60. Has been placed. The comb electrode 50 for output is the other side (right side in FIG. 8) on both sides of the multi-strip coupler 60, and the other side (lower side in FIG. 8) in the extending direction of the electrodes constituting the multi-strip coupler 60. Is arranged. Thus, the input comb electrode 40 and the output comb electrode 50 are arranged side by side in a direction oblique to the propagation direction of the surface acoustic wave. The output comb-tooth electrode 50 may be arranged side by side in a direction different from the propagation direction of the surface acoustic wave from the input comb-tooth electrode 40.

本実施形態では、入力用櫛歯電極４０からマルチストリップカプラ６０に弾性表面波が伝搬する領域が第１伝搬路７０である。この第１伝搬路７０は、具体的には、図８に示すように、入力用櫛歯電極４０およびマルチストリップカプラ６０のうち入力用櫛歯電極４０に対応する部分６１が配置された領域であって、入力用櫛歯電極４０の交差指幅と同じ幅の領域である。   In the present embodiment, the region where the surface acoustic wave propagates from the input comb electrode 40 to the multistrip coupler 60 is the first propagation path 70. Specifically, as shown in FIG. 8, the first propagation path 70 is a region where a portion 61 corresponding to the input comb electrode 40 of the input comb electrode 40 and the multi-strip coupler 60 is disposed. Thus, it is a region having the same width as the crossing finger width of the input comb electrode 40.

また、マルチストリップカプラ６０から出力用櫛歯電極５０に弾性表面波が伝搬する領域が第２伝搬路８０である。この第２伝搬路８０は、具体的には、図８に示すように、出力用櫛歯電極５０およびマルチストリップカプラ６０のうち出力用櫛歯電極５０に対応する部分６２が配置された領域であって、出力用櫛歯電極５０の交差指幅と同じ幅の領域である。   The region where the surface acoustic wave propagates from the multi-strip coupler 60 to the output comb electrode 50 is the second propagation path 80. Specifically, as shown in FIG. 8, the second propagation path 80 is a region where the portion 62 corresponding to the output comb electrode 50 of the output comb electrode 50 and the multi-strip coupler 60 is disposed. Thus, it is a region having the same width as the crossing finger width of the comb electrode 50 for output.

本実施形態においても、第１、第２伝搬路７０、８０は、各伝搬路内のみを弾性表面波が伝搬し、一方の伝搬路と他方の伝搬路との間を弾性表面波は伝搬せず、独立した伝搬路を構成している。   Also in this embodiment, in the first and second propagation paths 70 and 80, surface acoustic waves propagate only in each propagation path, and surface acoustic waves do not propagate between one propagation path and the other propagation path. Instead, an independent propagation path is configured.

また、本実施形態では、入力用櫛歯電極４０とマルチストリップカプラ６０のうち入力用櫛歯電極４０に対向する部分６１とが第１伝搬路７０を構成する第１電極群に相当し、出力用櫛歯電極５０とマルチストリップカプラ６０のうち出力用櫛歯電極５０に対向する部分６２とが第２伝搬路８０を構成する第２電極群に相当する。   In the present embodiment, the input comb electrode 40 and the portion 61 of the multi-strip coupler 60 facing the input comb electrode 40 correspond to the first electrode group constituting the first propagation path 70, and the output The comb electrode 50 and the portion 62 of the multi-strip coupler 60 facing the output comb electrode 50 correspond to a second electrode group constituting the second propagation path 80.

圧電薄膜１２は、第１実施形態と同様に、結晶成長用基板１１の上面１１ａにおける結晶配向調整膜１３の形成領域上および非形成領域上に形成されている（図３参照）。本実施形態では、図８に示すように、圧電薄膜１２のうち、入力用櫛歯電極４０およびマルチストリップカプラ６０のうち入力用櫛歯電極４０に対応する部分の形成領域の全域を第１領域１２ｃとし、それ以外の領域を第２領域１２ｄとしている。したがって、第１伝搬路７０を占める第１領域１２ｃと第２領域１２ｄとの面積比は、第１領域１２ｃ：第２領域１２ｄ＝１００：０であり、第２伝搬路８０を占める第１領域１２ｃと第２領域１２ｄとの面積比は、第１領域１２ｃ：第２領域１２ｄ＝０：１００である。   Similarly to the first embodiment, the piezoelectric thin film 12 is formed on the formation region and the non-formation region of the crystal orientation adjusting film 13 on the upper surface 11a of the crystal growth substrate 11 (see FIG. 3). In the present embodiment, as shown in FIG. 8, the entire region of the portion corresponding to the input comb electrode 40 of the piezoelectric thin film 12 corresponding to the input comb electrode 40 and the multi-strip coupler 60 is the first region. 12c, and the other area is the second area 12d. Therefore, the area ratio of the first region 12c occupying the first propagation path 70 and the second region 12d is the first region 12c: second region 12d = 100: 0, and the first region occupying the second propagation path 80. The area ratio between 12c and the second region 12d is first region 12c: second region 12d = 0: 100.

本実施形態のＳＡＷフィルタは、第１実施形態と同様に、結晶成長用基板１１を用意する工程と、結晶成長用基板１１の上面１１ａの一部に結晶配向調整膜１３を形成する工程と、結晶成長用基板１３の上面１１ａにおける結晶配向調整膜１３の形成領域上および非形成領域上に同じ材料からなる圧電薄膜１２を形成する工程と、圧電薄膜１２の上面１２ａに入力用櫛歯電極４０、出力用櫛歯電極５０およびマルチストリップカプラ６０を形成する工程とを順に行うことで製造される。   As in the first embodiment, the SAW filter of this embodiment includes a step of preparing the crystal growth substrate 11, a step of forming the crystal orientation adjustment film 13 on a part of the upper surface 11a of the crystal growth substrate 11, The step of forming the piezoelectric thin film 12 made of the same material on the formation region and the non-formation region of the crystal orientation adjusting film 13 on the upper surface 11a of the crystal growth substrate 13, and the input comb-tooth electrode 40 on the upper surface 12a of the piezoelectric thin film 12 The step of forming the output comb-tooth electrode 50 and the multi-strip coupler 60 is sequentially performed.

具体的には、結晶配向調整膜１３を形成する工程では、第１、第２伝搬路７０、８０の形成予定領域のうち、第１伝搬路７０の形成予定領域のみに、結晶配向調整膜１３を配置する。   Specifically, in the step of forming the crystal orientation adjusting film 13, the crystal orientation adjusting film 13 is formed only in the region where the first propagation path 70 is to be formed among the regions where the first and second propagation paths 70 and 80 are to be formed. Place.

圧電薄膜１２を形成する工程では、圧電薄膜２のうち、結晶配向調整膜１３の形成領域上に位置する第１領域１２ｃと、結晶配向調整膜１３の非形成領域上に位置する第２領域１２ｄとで、結晶配向が異なるように結晶成長させる。このとき、第１領域１２ｃと第２領域１２ｄの膜厚は同じである。   In the step of forming the piezoelectric thin film 12, in the piezoelectric thin film 2, the first region 12 c located on the formation region of the crystal orientation adjustment film 13 and the second region 12 d located on the non-formation region of the crystal orientation adjustment film 13. The crystal is grown so that the crystal orientation is different. At this time, the film thicknesses of the first region 12c and the second region 12d are the same.

そして、入力用櫛歯電極４０、出力用櫛歯電極５０およびマルチストリップカプラ６０を形成する工程では、金属薄膜を成膜した後、フォトエッチングにより、圧電薄膜１２の第１領域１２ｃに入力用櫛歯電極４０を形成し、圧電薄膜１２の第２領域１２ｄに出力用櫛歯電極５０を形成し、圧電薄膜１２の第１領域１２ｃと第２領域１２ｄとにまたがるようにマルチストリップカプラ６０を形成する。   In the step of forming the input comb electrode 40, the output comb electrode 50, and the multistrip coupler 60, after forming a metal thin film, the input comb is formed in the first region 12c of the piezoelectric thin film 12 by photoetching. The tooth electrode 40 is formed, the comb electrode for output 50 is formed in the second region 12d of the piezoelectric thin film 12, and the multi-strip coupler 60 is formed so as to straddle the first region 12c and the second region 12d of the piezoelectric thin film 12. To do.

本実施形態のＳＡＷフィルタは、入力用櫛歯電極４０からマルチストリップカプラ６０に弾性表面波が伝搬する第１伝搬路７０と、マルチストリップカプラ６０から出力用櫛歯電極５０に弾性表面波が伝搬する第２伝搬路８０のそれぞれの伝達関数の積を伝達関数として持つ狭帯域フィルタである。第１伝搬路７０と第２伝搬路８０のそれぞれの伝達関数は、第１、第２伝搬路７０、８０のそれぞれを占める圧電薄膜１２の第１領域１２ｃと第２領域１２ｄの面積比と、圧電薄膜１２の厚さ、入力用櫛歯電極４０および出力用櫛歯電極５０の平面パターン形状および厚さによって決定される。   In the SAW filter of this embodiment, the surface acoustic wave propagates from the input comb electrode 40 to the multi-strip coupler 60 and the surface acoustic wave propagates from the multi-strip coupler 60 to the output comb electrode 50. It is a narrow band filter which has the product of each transfer function of the 2nd propagation path 80 to perform as a transfer function. The respective transfer functions of the first propagation path 70 and the second propagation path 80 are expressed as follows: the area ratio of the first region 12c and the second region 12d of the piezoelectric thin film 12 occupying each of the first and second propagation paths 70 and 80; It is determined by the thickness of the piezoelectric thin film 12 and the planar pattern shape and thickness of the input comb electrode 40 and the output comb electrode 50.

したがって、圧電薄膜１２の厚さ、入力用櫛歯電極４０および出力用櫛歯電極５０の平面パターン形状および厚さを適切に設定することにより、ＳＡＷフィルタの帯域を所望の帯域に設定することが可能である。   Therefore, the band of the SAW filter can be set to a desired band by appropriately setting the thickness of the piezoelectric thin film 12, the planar pattern shape and the thickness of the input comb electrode 40 and the output comb electrode 50. Is possible.

ここで、第１実施形態での説明の通り、圧電薄膜１２の構成材料および膜厚が同じであっても結晶配向が異なると、それぞれの圧電薄膜１２の位相速度が異なり、それらの圧電薄膜１２に形成された弾性表面波伝搬路の周波数特性が異なる。   Here, as described in the first embodiment, even if the constituent material and the film thickness of the piezoelectric thin film 12 are the same, if the crystal orientation is different, the phase speeds of the piezoelectric thin films 12 are different, and the piezoelectric thin films 12 are different. The frequency characteristics of the surface acoustic wave propagation paths formed in the are different.

したがって、第１伝搬路７０と第２伝搬路８０とで圧電薄膜１２の厚さを同じとし、入力用櫛歯電極４０と出力用櫛歯電極５０とを同じ平面パターン形状および同じ厚さとしても、圧電薄膜１２の厚さ、入力用櫛歯電極４０および出力用櫛歯電極５０の厚さを適切に設定することにより、ＳＡＷフィルタの帯域を所望の帯域に設定することが可能である。   Therefore, even if the first propagation path 70 and the second propagation path 80 have the same thickness of the piezoelectric thin film 12, the input comb electrode 40 and the output comb electrode 50 have the same planar pattern shape and the same thickness. The band of the SAW filter can be set to a desired band by appropriately setting the thickness of the piezoelectric thin film 12 and the thicknesses of the input comb electrode 40 and the output comb electrode 50.

さらに、第１伝搬路７０と第２伝搬路８０とで圧電薄膜１２や電極４０、５０の厚さを同じとしたまま、圧電薄膜１２や電極４０、５０の厚さを変化させると、第１、第２伝搬路７０、８０の周波数特性差が変化する。   Furthermore, if the thickness of the piezoelectric thin film 12 and the electrodes 40 and 50 is changed in the first propagation path 70 and the second propagation path 80 while the thickness of the piezoelectric thin film 12 and the electrodes 40 and 50 is the same, The frequency characteristic difference between the second propagation paths 70 and 80 changes.

したがって、入力用櫛歯電極４０、出力用櫛歯電極５０およびマルチストリップカプラ６０を形成する工程の後に、第１、第２伝搬路７０、８０が形成された領域の両方に対して、同時に、圧電薄膜１２または電極をエッチングしたり、さらに成膜したりする等の圧電薄膜１２または電極４０、５０の厚さを調整する調整工程を行うことにより、第１、第２伝搬路７０、８０の伝達関数をそれぞれ異ならせながら調整でき、ＳＡＷフィルタの帯域を所望の帯域にすることができる。   Therefore, after the step of forming the input comb-tooth electrode 40, the output comb-tooth electrode 50, and the multi-strip coupler 60, both of the regions where the first and second propagation paths 70 and 80 are formed simultaneously. By performing an adjustment process for adjusting the thickness of the piezoelectric thin film 12 or the electrodes 40, 50, such as etching the piezoelectric thin film 12 or the electrode, or further forming a film, the first and second propagation paths 70, 80 The transfer functions can be adjusted differently, and the band of the SAW filter can be set to a desired band.

（第４実施形態）
図９に、本実施形態におけるＳＡＷデバイスとしてのＳＡＷフィルタの平面図を示す。図９は図８に対応している。本実施形態のＳＡＷフィルタは、圧電薄膜１２の第１領域１２ｃ、第２領域１２ｄの形成位置が、第３実施形態と異なるものであり、その他の構成は、第３実施形態と同じである。 (Fourth embodiment)
FIG. 9 shows a plan view of a SAW filter as a SAW device in the present embodiment. FIG. 9 corresponds to FIG. In the SAW filter of this embodiment, the formation positions of the first region 12c and the second region 12d of the piezoelectric thin film 12 are different from those of the third embodiment, and other configurations are the same as those of the third embodiment.

具体的には、図９に示すように、入力用櫛歯電極４０と出力用櫛歯電極５０は、どちらも、圧電薄膜１２の第１領域１２ｃと第２領域１２ｄの両方にまたがって形成されている。すなわち、圧電薄膜１２において、第１、第２伝搬路７０、８０の形成領域には、それぞれ、第１領域１２ｃと第２領域１２ｄの両方が存在している。   Specifically, as shown in FIG. 9, both the input comb electrode 40 and the output comb electrode 50 are formed across both the first region 12c and the second region 12d of the piezoelectric thin film 12. ing. That is, in the piezoelectric thin film 12, both the first region 12c and the second region 12d exist in the regions where the first and second propagation paths 70 and 80 are formed.

そして、第１伝搬路７０の形成領域では、第１領域１２ｃよりも第２領域１２ｄの方が面積が大きく、第２伝搬路８０の形成領域では、第２領域１２ｄよりも第１領域１２ｃの方が面積が大きくなっている。このように、第１、第２伝搬路７０、８０の形成領域は、それぞれを占める第１領域１２ｃと第２領域１２ｄの面積比が異なっている。   In the formation region of the first propagation path 70, the area of the second region 12d is larger than that of the first region 12c. In the formation region of the second propagation path 80, the first region 12c is larger than the second region 12d. The area is larger. In this way, the area ratios of the first region 12c and the second region 12d occupying the formation regions of the first and second propagation paths 70 and 80 are different.

このような構成のＳＡＷフィルタにおいても、第３実施形態と同様に、圧電薄膜１２の厚さ、入力用櫛歯電極４０および出力用櫛歯電極５０の平面パターン形状および厚さを適切に設定することにより、ＳＡＷフィルタの帯域を所望の帯域に設定することが可能である。   Also in the SAW filter having such a configuration, similarly to the third embodiment, the thickness of the piezoelectric thin film 12 and the planar pattern shapes and thicknesses of the input comb electrode 40 and the output comb electrode 50 are appropriately set. Thus, it is possible to set the band of the SAW filter to a desired band.

また、入力用櫛歯電極４０、出力用櫛歯電極５０およびマルチストリップカプラ６０を形成する工程の後に、第１、第２伝搬路７０、８０が形成された領域の両方に対して、同時に、圧電薄膜１２または電極の厚さを調整する調整工程を行うことにより、第１、第２伝搬路７０、８０の伝達関数を調整でき、ＳＡＷフィルタの帯域を所望の帯域にすることができる。   Further, after the step of forming the input comb electrode 40, the output comb electrode 50, and the multi-strip coupler 60, both of the regions where the first and second propagation paths 70 and 80 are formed simultaneously. By performing the adjustment process of adjusting the thickness of the piezoelectric thin film 12 or the electrode, the transfer functions of the first and second propagation paths 70 and 80 can be adjusted, and the band of the SAW filter can be set to a desired band.

（他の実施形態）
（１）上述の各実施形態では、圧電薄膜１２としてＡｌＮ膜を成膜し、第１領域１２ｃと第２領域１２ｄとでＡｌＮ膜のｃ軸配向を異ならせていたが、ｃ軸に限らず、ａ軸等の他の軸配向を異ならせても良い。 (Other embodiments)
(1) In each of the embodiments described above, an AlN film is formed as the piezoelectric thin film 12, and the c-axis orientation of the AlN film is different between the first region 12c and the second region 12d. Other axial orientations such as a axis may be different.

（２）上述の各実施形態では、圧電薄膜１２としてＡｌＮ膜を用いていたが、結晶配向調整膜１３によって、結晶配向調整膜無しの場合と比較して、結晶配向の向きを第１領域１２ｃと第２領域１２ｄとで異ならせることができるものであれば、ＡｌＮ膜以外の圧電薄膜を用いることができる。例えば、ＡｌＮ膜と同じ六方晶系であるＺｎＯ膜を用いることができる。   (2) In each of the embodiments described above, an AlN film is used as the piezoelectric thin film 12. However, the crystal orientation adjustment film 13 changes the crystal orientation direction to the first region 12c as compared with the case without the crystal orientation adjustment film. A piezoelectric thin film other than the AlN film can be used as long as it can be different between the second region 12d and the second region 12d. For example, a ZnO film having the same hexagonal system as the AlN film can be used.

（３）上述の各実施形態では、結晶配向調整膜１３として非晶質のＳｉＯ２膜を用いていたが、結晶配向調整膜１３の有無により、圧電薄膜１２の結晶配向を異ならせることができるものであれば、ＳｉＯ２以外の非晶質膜であっても良く、他の無機材料からなる結晶膜や、金属薄膜であっても良い。 (3) In each of the embodiments described above, an amorphous SiO 2 film is used as the crystal orientation adjusting film 13, but the crystal orientation of the piezoelectric thin film 12 can be made different depending on the presence or absence of the crystal orientation adjusting film 13. As long as it is an amorphous film other than SiO 2 , it may be a crystalline film made of another inorganic material or a metal thin film.

（４）上述の各実施形態では、基板１１として基板面がＲ面であるサファイア基板を用いていたが、その上面１１ａに圧電材料を結晶成長させることができるものであれば、他の基板を用いても良い。   (4) In each of the above-described embodiments, a sapphire substrate whose substrate surface is an R-plane is used as the substrate 11, but other substrates can be used as long as the piezoelectric material can be grown on the upper surface 11 a. It may be used.

（５）第１実施形態では、第１、第２ＳＡＷ共振子２、４の周波数特性の差として、共振周波数の差を所望差に設定もしくは調整したが、第２実施形態と同様に、アドミタンスピーク高さの差を所望差に設定もしくは調整しても良い。   (5) In the first embodiment, the difference in the resonance frequency is set or adjusted as a desired difference as the difference between the frequency characteristics of the first and second SAW resonators 2 and 4, but the admittance peak is the same as in the second embodiment. The difference in height may be set or adjusted to a desired difference.

同様に、第２実施形態では、第１、第２ＳＡＷ共振子２、４の周波数特性の差として、アドミタンスピーク高さを所望差に設定もしくは調整したが、第１実施形態と同様に、共振周波数の差の差を所望差に設定もしくは調整しても良い。   Similarly, in the second embodiment, the admittance peak height is set or adjusted as a desired difference as the difference between the frequency characteristics of the first and second SAW resonators 2 and 4, but as in the first embodiment, the resonance frequency The difference in the difference may be set or adjusted to a desired difference.

（６）第１、第２実施形態では、第１電極群２０と第２電極群３０とを、圧電薄膜１２の上面１２ａに形成したが、圧電薄膜１２の下面１２ｂに形成しても良い。要するに、第１電極群２０と第２電極群３０とは、圧電薄膜１２の上下面の一方の面（同じ側の面）に形成されていれば良い。   (6) In the first and second embodiments, the first electrode group 20 and the second electrode group 30 are formed on the upper surface 12a of the piezoelectric thin film 12, but may be formed on the lower surface 12b of the piezoelectric thin film 12. In short, the first electrode group 20 and the second electrode group 30 only need to be formed on one surface (surface on the same side) of the upper and lower surfaces of the piezoelectric thin film 12.

同様に、第３、第４実施形態では、入力用櫛歯電極４０と、出力用櫛歯電極５０と、マルチストリップカプラ６０とを、圧電薄膜１２の上面１２ａに形成したが、圧電薄膜１２の下面１２ｂに形成しても良い。要するに、入力用櫛歯電極４０と、出力用櫛歯電極５０と、マルチストリップカプラ６０とは、圧電薄膜１２の上下面の一方の面（同じ側の面）に形成されていれば良い。   Similarly, in the third and fourth embodiments, the input comb electrode 40, the output comb electrode 50, and the multi-strip coupler 60 are formed on the upper surface 12 a of the piezoelectric thin film 12. You may form in the lower surface 12b. In short, the input comb electrode 40, the output comb electrode 50, and the multistrip coupler 60 may be formed on one surface (the same surface) of the upper and lower surfaces of the piezoelectric thin film 12.

なお、各電極を圧電薄膜１２の下面１２ｂに形成した場合、圧電薄膜１２の上面１２ａには電極が存在しないので、圧電薄膜１２の膜厚調整が容易である。   In addition, when each electrode is formed on the lower surface 12b of the piezoelectric thin film 12, since there is no electrode on the upper surface 12a of the piezoelectric thin film 12, the film thickness adjustment of the piezoelectric thin film 12 is easy.

（７）第１、第２実施形態では、第１伝搬路２ａと第２伝搬路４ａとにおいて、圧電薄膜１２の膜厚、櫛歯電極２１、３１の平面パターン形状、櫛歯電極２１、３１の厚さを、それぞれ同一としていたが、それらのうちの１つ以上が異なっていても良い。   (7) In the first and second embodiments, in the first propagation path 2a and the second propagation path 4a, the film thickness of the piezoelectric thin film 12, the planar pattern shape of the comb electrodes 21 and 31, and the comb electrodes 21 and 31 Although the thickness of each was the same, one or more of them may be different.

同様に、第３、第４実施形態では、第１伝搬路７０と第２伝搬路８０とにおいて、圧電薄膜１２の膜厚、入力用櫛歯電極４０および出力用櫛歯電極５０の平面パターン形状、入力用櫛歯電極４０および出力用櫛歯電極５０の厚さを、それぞれ同一としていたがそれらのうちの１つ以上が異なっていても良い。   Similarly, in the third and fourth embodiments, in the first propagation path 70 and the second propagation path 80, the film thickness of the piezoelectric thin film 12, the planar pattern shape of the input comb electrode 40 and the output comb electrode 50 are shown. Although the thicknesses of the input comb electrode 40 and the output comb electrode 50 are the same, one or more of them may be different.

これらの場合であっても、第１、第２伝搬路を占める圧電薄膜１２の第１、第２領域１２ｃ、１２ｄの面積比が異なっていれば、第１、第２伝搬路における圧電薄膜１２や電極の厚さを第１、第２伝搬路で同じ変化量で変化させたとき、第１、第２伝搬路の周波数特性差が変化する。   Even in these cases, if the area ratio of the first and second regions 12c and 12d of the piezoelectric thin film 12 occupying the first and second propagation paths is different, the piezoelectric thin film 12 in the first and second propagation paths. When the electrode thickness is changed with the same amount of change in the first and second propagation paths, the frequency characteristic difference between the first and second propagation paths changes.

したがって、第１伝搬路と第２伝搬路とにおいて、圧電薄膜の膜厚、電極の平面パターン形状、電極の厚さのいずれか１つ以上が異なっていても、周波数特性の調整工程において、第１、第２伝搬路の形成領域の両方に対して、同時に、圧電薄膜の膜厚や第１、第２伝搬路に形成された電極の厚さを調整することにより、第１、第２伝搬路の周波数特性差を所望差とすることが可能となる。   Therefore, even if one or more of the film thickness of the piezoelectric thin film, the planar pattern shape of the electrode, and the thickness of the electrode are different between the first propagation path and the second propagation path, By adjusting the thickness of the piezoelectric thin film and the thickness of the electrodes formed on the first and second propagation paths at the same time for both the first and second propagation path forming regions, It becomes possible to make the frequency characteristic difference of the road a desired difference.

２ 第１ＳＡＷ共振子
２ａ 第１ＳＡＷ共振子の形成領域（第１伝搬路）
４ 第２ＳＡＷ共振子
４ａ 第２ＳＡＷ共振子の形成領域（第２伝搬路）
１１ 結晶成長用基板（基板）
１２ 圧電薄膜
１２ｃ 圧電薄膜の第１領域
１２ｄ 圧電薄膜の第２領域
１３ 結晶配向調整膜
２０ 第１電極群
２１ 第１ＳＡＷ共振子の櫛歯電極（第１櫛歯電極）
２２ 第１ＳＡＷ共振子の反射器（第１反射器）
３０ 第２電極群
３１ 第２ＳＡＷ共振子の櫛歯電極（第２櫛歯電極）
３２ 第２ＳＡＷ共振子の反射器（第２反射器）
４０ 入力用櫛歯電極（第１電極群）
５０ 出力用櫛歯電極（第２電極群）
６０ マルチストリップカプラ
６１ マルチストリップカプラのうち入力用櫛歯電極に対向する部分（第１電極群）
６２ マルチストリップカプラのうち出力用櫛歯電極に対向する部分（第２電極群）
７０ 入力用櫛歯電極からマルチストリップカプラまでの弾性表面波の伝搬領域（第１伝搬路）
８０ マルチストリップカプラから出力用櫛歯電極までの弾性表面波の伝搬領域（第２伝搬路）
2 First SAW resonator 2a First SAW resonator formation region (first propagation path)
4 Second SAW resonator 4a Formation region of second SAW resonator (second propagation path)
11 Substrate for crystal growth (substrate)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 Piezoelectric thin film 12c 1st area | region of a piezoelectric thin film 12d 2nd area | region of a piezoelectric thin film 13 Crystal orientation adjustment film | membrane 20 1st electrode group 21 The comb-tooth electrode (1st comb-tooth electrode) of 1st SAW resonator
22 First SAW resonator reflector (first reflector)
30 Second electrode group 31 Comb electrode of second SAW resonator (second comb electrode)
32 Second SAW resonator reflector (second reflector)
40 Comb electrode for input (first electrode group)
50 Comb electrode for output (second electrode group)
60 Multi-strip coupler 61 Multi-strip coupler part facing the comb electrode for input (first electrode group)
62 Portion of multistrip coupler facing output comb electrode (second electrode group)
70 Propagation region of surface acoustic wave from input comb electrode to multi-strip coupler (first propagation path)
80 Surface acoustic wave propagation region from the multi-strip coupler to the comb electrode for output (second propagation path)

Claims (10)

異なる弾性表面波伝搬路である第１、第２伝搬路を有する弾性表面波デバイスにおいて、
基板（１１）と、
前記基板（１１）の上面（１１ａ）の一部に形成された結晶配向調整膜（１３）と、
前記基板（１１）の前記上面（１１ａ）における前記結晶配向調整膜（１３）の形成領域上および非形成領域上に同じ材料で形成された圧電薄膜（１２）と、
前記圧電薄膜（１２）の上下面の一方の面に形成された前記第１伝搬路（２ａ、７０）を構成する第１電極群（２０、４０、６１）と、
前記圧電薄膜（１２）の前記一方の面であって、前記第１電極群（２０、４０、６１）と異なる位置に形成された前記第２伝搬路（４ａ、８０）を構成する第２電極群（３０、５０、６２）とを備え、
前記圧電薄膜（１２）のうち、前記結晶配向調整膜（１３）の形成領域上に位置する第１領域（１２ｃ）と、前記結晶配向調整膜（１３）の非形成領域上に位置する第２領域（１２ｄ）とは、結晶配向が異なっており、
前記第１、第２伝搬路（２ａ、４ａ、７０、８０）は、それぞれを占める前記第１、第２領域（１２ｃ、１２ｄ）の面積比が異なることを特徴とする弾性表面波デバイス。 In a surface acoustic wave device having first and second propagation paths that are different surface acoustic wave propagation paths,
A substrate (11);
A crystal orientation adjusting film (13) formed on a part of the upper surface (11a) of the substrate (11);
A piezoelectric thin film (12) formed of the same material on a formation region and a non-formation region of the crystal orientation adjustment film (13) on the upper surface (11a) of the substrate (11);
A first electrode group (20, 40, 61) constituting the first propagation path (2a, 70) formed on one of the upper and lower surfaces of the piezoelectric thin film (12);
Second electrode constituting the second propagation path (4a, 80) formed on the one surface of the piezoelectric thin film (12) at a position different from the first electrode group (20, 40, 61). A group (30, 50, 62),
Of the piezoelectric thin film (12), a first region (12c) located on the formation region of the crystal orientation adjustment film (13) and a second region located on a non-formation region of the crystal orientation adjustment film (13). The crystal orientation is different from the region (12d),
The surface acoustic wave device according to claim 1, wherein the first and second propagation paths (2a, 4a, 70, 80) have different area ratios of the first and second regions (12c, 12d). 前記圧電薄膜（１２）の上下面の一方に形成された第１櫛歯電極（２１）と、
前記圧電薄膜（１２）の上下面の前記一方に形成され、前記第１櫛歯電極（２１）から伝搬される弾性表面波を反射する第１反射器（２２）と、
前記圧電薄膜（１２）の上下面の前記一方に形成された第２櫛歯電極（３１）と、
前記圧電薄膜（１２）の上下面の前記一方に形成され、前記第２櫛歯電極（３１）から伝搬される弾性表面波を反射する第２反射器（３２）とを備え、
前記第１伝搬路は、前記第１櫛歯電極から伝搬される弾性表面波を前記第１反射器が反射する領域（２ａ）であり、
前記第２伝搬路は、前記第２櫛歯電極から伝搬される弾性表面波を前記第２反射器が反射する領域（４ａ）であることを特徴とする請求項１に記載の弾性表面波デバイス。 A first comb electrode (21) formed on one of the upper and lower surfaces of the piezoelectric thin film (12);
A first reflector (22) formed on the one of the upper and lower surfaces of the piezoelectric thin film (12) and reflecting a surface acoustic wave propagated from the first comb electrode (21);
A second comb electrode (31) formed on the one of the upper and lower surfaces of the piezoelectric thin film (12);
A second reflector (32) formed on the one of the upper and lower surfaces of the piezoelectric thin film (12) and reflecting a surface acoustic wave propagated from the second comb electrode (31);
The first propagation path is a region (2a) where the first reflector reflects the surface acoustic wave propagated from the first comb electrode,
2. The surface acoustic wave device according to claim 1, wherein the second propagation path is a region (4 a) where the second reflector reflects a surface acoustic wave propagated from the second comb electrode. 3. . 前記第１、第２櫛歯電極（２１、３１）は、平面パターン形状および厚さが同じであることを特徴とする請求項２に記載の弾性表面波デバイス。   The surface acoustic wave device according to claim 2, wherein the first and second comb electrodes (21, 31) have the same planar pattern shape and thickness. 前記圧電薄膜（１２）の上下面の一方に形成された入力用櫛歯電極（４０）と、
前記圧電薄膜（１２）の上下面の前記一方に形成された出力用櫛歯電極（５０）と、
前記圧電薄膜（１２）の上下面の前記一方に形成され、前記入力用櫛歯電極（４０）から伝搬された弾性表面波を受け、前記出力用櫛歯電極（５０）に向けて弾性表面波を伝搬させるマルチストリップカプラ（６０）とを備え、
前記第１伝搬路は、前記入力用櫛歯電極（４０）から前記マルチストリップカプラ（６０）に弾性表面波が伝搬する領域（７０）であり、
前記第２伝搬路は、前記マルチストリップカプラ（６０）から前記出力用櫛歯電極（５０）に弾性表面波が伝搬する領域（８０）であることを特徴とする請求項１に記載の弾性表面波デバイス。 An input comb electrode (40) formed on one of the upper and lower surfaces of the piezoelectric thin film (12);
An output comb electrode (50) formed on the one of the upper and lower surfaces of the piezoelectric thin film (12);
The surface acoustic wave is formed on the one of the upper and lower surfaces of the piezoelectric thin film (12), receives the surface acoustic wave propagated from the input comb electrode (40), and travels toward the output comb electrode (50). A multi-strip coupler (60) that propagates
The first propagation path is a region (70) in which surface acoustic waves propagate from the input comb electrode (40) to the multi-strip coupler (60),
The elastic surface according to claim 1, wherein the second propagation path is a region (80) in which surface acoustic waves propagate from the multi-strip coupler (60) to the comb electrode for output (50). Wave device. 前記入力用櫛歯電極（４０）と前記出力用櫛歯電極（５０）とは、平面パターン形状および厚さが同じであることを特徴とする請求項４に記載の弾性表面波デバイス。   The surface acoustic wave device according to claim 4, wherein the input comb electrode and the output comb electrode have the same planar pattern shape and thickness. 前記基板（１１）は、Ｒ面サファイアであり、
前記結晶配向調整膜（１３）は、ＳｉＯ２膜であり、
前記圧電薄膜（１２）は、ＡｌＮ膜であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の弾性表面波デバイス。 The substrate (11) is R-plane sapphire,
The crystal orientation adjusting film (13) is a SiO 2 film,
The surface acoustic wave device according to claim 1, wherein the piezoelectric thin film is an AlN film. 前記基板（１１）は、Ｒ面サファイアであり、
前記結晶配向調整膜（１３）は、ＳｉＯ２膜であり、
前記圧電薄膜（１２）は、ＺｎＯ膜であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の弾性表面波デバイス。 The substrate (11) is R-plane sapphire,
The crystal orientation adjusting film (13) is a SiO 2 film,
The surface acoustic wave device according to claim 1, wherein the piezoelectric thin film is a ZnO film. 異なる弾性表面波伝搬路である第１、第２伝搬路を有する弾性表面波デバイスの製造方法において、
基板（１１）を用意する工程と、
前記基板（１１）の上面（１１ａ）の一部に結晶配向調整膜（１３）を形成する工程と、
前記基板（１１）の前記上面（１１ａ）における前記結晶配向調整膜（１３）の形成領域上および非形成領域上に同じ材料からなる圧電薄膜（１２）を形成する工程と、
前記圧電薄膜（１２）の上下面の一方の面における異なる位置に、前記第１伝搬路（２ａ、７０）を構成する第１電極群（２０、４０、６１）と、前記第２伝搬路（４ａ、８０）を構成する第２電極群（３０、５０、６２）とを形成する工程とを備え、
前記圧電薄膜（１２）を形成する工程では、前記圧電薄膜（１２）のうち、前記結晶配向調整膜（１３）の形成領域上に位置する第１領域（１２ｃ）と、前記結晶配向調整膜（１３）の非形成領域上に位置する第２領域（１２ｄ）とで、結晶配向を異ならせて結晶成長させ、
前記結晶配向調整膜（１３）を形成する工程では、前記第１、第２伝搬路（２ａ、４ａ、７０、８０）のそれぞれを占める前記第１、第２領域（１２ｃ、１２ｄ）の面積比が異なるように、前記基板（１１）の上面（１１ａ）に前記結晶配向調整膜（１３）を配置することを特徴とする弾性表面波デバイスの製造方法。 In a method of manufacturing a surface acoustic wave device having first and second propagation paths that are different surface acoustic wave propagation paths,
Preparing a substrate (11);
Forming a crystal orientation adjusting film (13) on a part of the upper surface (11a) of the substrate (11);
Forming a piezoelectric thin film (12) made of the same material on a formation region and a non-formation region of the crystal orientation adjustment film (13) on the upper surface (11a) of the substrate (11);
The first electrode group (20, 40, 61) constituting the first propagation path (2a, 70) and the second propagation path (at a different position on one of the upper and lower surfaces of the piezoelectric thin film (12). 4a, 80) and forming a second electrode group (30, 50, 62) constituting,
In the step of forming the piezoelectric thin film (12), in the piezoelectric thin film (12), a first region (12c) located on a region where the crystal orientation adjusting film (13) is formed, and the crystal orientation adjusting film ( 13) The second region (12d) located on the non-formation region of 13) is crystal-grown with a different crystal orientation,
In the step of forming the crystal orientation adjusting film (13), the area ratio of the first and second regions (12c, 12d) occupying each of the first and second propagation paths (2a, 4a, 70, 80). The method for manufacturing a surface acoustic wave device is characterized in that the crystal orientation adjusting film (13) is disposed on the upper surface (11a) of the substrate (11) so as to be different from each other. 前記第１電極群（２０、４０、６１）と前記第２電極群（３０、５０、６２）とを形成する工程の後に、前記第１、第２伝搬路（２ａ、４ａ、７０、８０）の形成領域に対して、同時に、前記圧電薄膜（１２）の厚さを調整することにより、前記第１、第２伝搬路（２ａ、４ａ、７０、８０）の周波数特性の差を調整する調整工程を有することを特徴とする請求項８に記載の弾性表面波デバイスの製造方法。   After the step of forming the first electrode group (20, 40, 61) and the second electrode group (30, 50, 62), the first and second propagation paths (2a, 4a, 70, 80) Adjustment to adjust the difference in frequency characteristics of the first and second propagation paths (2a, 4a, 70, 80) by simultaneously adjusting the thickness of the piezoelectric thin film (12) The method for manufacturing a surface acoustic wave device according to claim 8, further comprising a step. 前記第１、第２伝搬路（２ａ、４ａ、７０、８０）の形成領域に対して、同時に、前記第１、第２電極群（２０、３０、４０、５０、６１、６２）の厚さを調整することにより、前記第１、第２伝搬路（２ａ、４ａ、７０、８０）の周波数特性の差を調整する調整工程を有することを特徴とする請求項８に記載の弾性表面波デバイスの製造方法。
At the same time, the thicknesses of the first and second electrode groups (20, 30, 40, 50, 61, 62) are formed on the first and second propagation paths (2a, 4a, 70, 80). The surface acoustic wave device according to claim 8, further comprising an adjusting step of adjusting a difference in frequency characteristics of the first and second propagation paths (2a, 4a, 70, 80) by adjusting the frequency. Manufacturing method.
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