JP3975924B2 - 表面波装置及びその製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば表面波フィルタなどに用いられる表面波装置に関し、より詳細には、ＬｉＴａＯ3からなる圧電基板を用いた表面波装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、帯域フィルタとして、４０°〜４２°回転Ｙ板Ｘ伝搬ＬｉＴａＯ3基板を用いた表面波装置が知られている（例えば、下記の非特許文献１）。ＲＦ帯の帯域フィルタでは、上記４０°〜４２°回転Ｙ板Ｘ伝搬ＬｉＴａＯ3基板上に、波長λで規格化された膜厚Ｈ／λが０．０８〜０．１０であるＡｌ膜によりＩＤＴが形成されていた。
【０００３】
上記のように、４０°〜４２°回転Ｙ板Ｘ伝搬ＬｉＴａＯ3基板を用いた従来の表面波装置では、周波数温度特性ＴＣＦが−３３ｐｐｍ／℃と比較的大きいため、より一層温度特性が良好である仕様を十分に満たすことができなかった。なお、従来、表面波装置の周波数温度特性ＴＣＦを改善する方法として、ＬｉＴａＯ3基板上にＡｌからなるＩＤＴを形成した後に、ＳｉＯ2層を形成する方法が知られている（下記の特許文献１）。
【０００４】
【非特許文献１】
１９９７年電子情報通信学会総合大会論文集：ＳＡ−１０−６、第５００頁−５０１頁
【特許文献１】
特開平２−２９５２１２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ＡｌからなるＩＤＴを用いた共振子やフィルタを形成する場合、大きな電気機械結合係数Ｋsawや反射係数を得るには、後述の図４や図５に示すように、ＩＤＴの電極膜厚Ｈ／λ（Ｈは膜厚、λは表面波の波長）は、０．０８〜０．１０とかなり厚くしなければならない。このように、ＡｌからなるＩＤＴがかなり厚くされているため、図１５（ａ）に示されているＩＤＴが形成されている部分において、周波数温度特性を改善するためにＳｉＯ2膜がその上に形成されると、図１５（ｂ），（ｃ）に示すように、ＳｉＯ2膜において大きな段差が生じ、ＳｉＯ2膜にクラックが生じることがあった。そのため、クラックの発生により、弾性表面波フィルタのフィルタ特性が悪化しがちであった。
【０００６】
加えて、ＡｌからなるＩＤＴの電極膜厚が厚いため、ＳｉＯ2膜の形成によるＩＤＴの電極表面の凹凸を被覆する効果が十分でなく、それによって、周波数温度特性が十分に改善されないことがあった。
【０００７】
本発明の目的は、上述した従来技術の現状に鑑み、回転Ｙ板Ｘ伝搬のＬｉＴａＯ3基板を用いた弾性表面波装置において、ＳｉＯ2膜の形成により周波数温度特性を改善し得るだけでなく、ＩＤＴの電極膜厚を薄くすることにより、ＳｉＯ2膜におけるクラックを防止することができると共に減衰定数も大幅に低減でき、従って目的とするフィルタ特性などの電気的特性を得ることができ、かつＩＤＴにおける電気機械結合係数及び反射係数が十分な大きさとされる、弾性表面波装置及びその製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のある広い局面によれば、オイラー角（０±２°，９０°〜１６０°，０±２°）のＬｉＴａＯ3からなる圧電基板と、前記圧電基板上に形成されており、少なくとも白金からなる電極層を有し、膜厚をＨ、表面波の波長をλとしたときに、規格化膜厚Ｈ／λが０．００５〜０．０５４の範囲にあるＩＤＴと、前記ＩＤＴを覆うように前記圧電基板上に形成されており、膜厚をＨｓとしたとき、表面波の波長λで規格化膜厚Ｈｓ／λが０．１０〜０．４０の範囲にあるＳｉＯ2膜とを備えることを特徴とする、表面波装置が提供される。
【０００９】
本発明に係る表面波装置のある特定の局面では、前記圧電基板のオイラー角が（０±２°，９０°〜１５５°，０±２°）であり、前記ＩＤＴの規格化膜厚Ｈ／λが０．０１〜０．０４の範囲にあり、それによって、電気機械結合係数を高めることができる。
【００１０】
本発明に係る表面波装置の他の特定の局面では、前記ＬｉＴａＯ3からなる圧電基板のオイラー角と、ＳｉＯ2膜の規格化膜厚Ｈｓ／λが下記の表３に示す組み合わせのいずれかであり、それによって、減衰定数αを０．０５ｄＢ／λ以下、また、表３中の好ましいオイラー角の場合には、減衰定数αを０．０２５ｄＢ／λ以下とすることができる。
【００１１】
【表３】
【００１２】
本発明に係る表面波装置のさらに他の特定の局面では、前記圧電基板のオイラー角が（０±２°，１０２°〜１５０°，０±２°）であり、前記ＩＤＴの規格化膜厚Ｈ／λが０．０１３〜０．０３３の範囲にあり、それによって、電気機械結合係数を高めることができる。
【００１３】
本発明に係る表面波装置のさらに限定的な局面では、前記ＬｉＴａＯ3からなる圧電基板のオイラー角と、前記ＳｉＯ2膜の規格化膜厚Ｈｓ／λが下記の表４に示すいずれかの組み合わせであり、それによって、減衰定数αを０．０５ｄＢ／λ以下、また、表４中の好ましいオイラー角の場合には、減衰定数αを０．０２５ｄＢ／λ以下とすることができる。
【００１４】
【表４】
【００１５】
本発明に係る表面波装置のさらに他の特定の局面では、白金からなる電極層に積層された白金以外の金属からなる少なくとも１つの電極層をさらに備えていてもよく、ＩＤＴの全体の平均密度が白金の密度±２０％の範囲であれば、本発明の効果を得ることができる。
【００１６】
本発明の別の広い局面によれば、オイラー角（０±２°，９０°〜１６０°，０±２°）のＬｉＴａＯ3からなる圧電基板を用意する工程と、前記圧電基板上に、白金からなる電極層を少なくとも有する少なくもと１つのＩＤＴを形成する工程と、前記ＩＤＴを形成した後に周波数調整を行う工程と、前記周波数調整後に、ＩＤＴを被覆するようにＳｉＯ2膜を前記圧電基板上に形成する工程とを備える、本発明の表面波装置の製造方法が提供される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、発明の具体的な実施例を説明することにより、本発明を明らかにする。
【００１８】
図１は、本発明の一実施形態に係る表面波装置の模式的平面図である。表面波装置１は、縦結合共振子型表面波フィルタであり、オイラー角で（０±２°，９０°〜１６０°，０±２°）のＬｉＴａＯ3すなわち、０°〜７０°回転Ｙ板ＬｉＴａＯ3からなる圧電基板２を有する。
【００１９】
圧電基板２上に、白金膜よりなるＩＤＴ３ａ，３ｂ及び反射器５ａ，５ｂが形成されている。ＩＤＴ３ａ，３ｂの規格化膜厚Ｈ／λは０．００５〜０．０５４の範囲とされている。
【００２０】
なお、ＩＤＴの規格化膜厚Ｈ／λにおいて、ＨはＩＤＴの厚みを、λは表面波の波長を示す。
【００２１】
また、ＩＤＴ３ａ，３ｂを覆うように、圧電基板２上には、ＳｉＯ2膜４が形成されている。ＳｉＯ2膜４の規格化膜厚Ｈｓ／λは、０．１０〜０．４０の範囲とされている。なお、ＨｓはＳｉＯ2膜の厚みを示し、λは表面波の波長を示す。
【００２２】
本実施例では上記のように、オイラー角（０±２°，９０°〜１６０°，０±２°）のＬｉＴａＯ3からなる圧電基板２と、Ｈ／λ＝０．００５〜０．０５４である白金よりなるＩＤＴ３ａ，３ｂと、Ｈｓ／λ＝０．１０〜０．４０の範囲にあるＳｉＯ2膜４とを用いているため、周波数温度係数ＴＣＦが小さく、電気機械結合係数Ｋ2が大きく、かつ伝搬損失が小さい表面波装置を提供することができる。これを、以下の具体的な実験例に基づき説明する。
【００２３】
ＬｉＴａＯ3基板を伝搬する表面波としては、レイリー波の他に、漏洩弾性表面波が存在する。漏洩弾性表面波は、レイリー波に比べて音速が速く、電気機械結合係数が大きい。しかしながら、漏洩弾性表面波は、エネルギーを基板内部に放射しながら伝搬する波である。従って、漏洩弾性表面波は、伝搬損失の原因となる減衰定数を有する。
【００２４】
図２は、回転Ｙ板Ｘ伝搬ＬｉＴａＯ3におけるオイラー角（０，θ，０）のθと、基板表面が電気的に短絡された場合の減衰定数（伝搬損失）αとの関係を示す。なお、回転角＝θ−９０度の関係である。
【００２５】
図２から明らかなように、オイラー角のθが１２４〜１２６°の範囲で減衰定数αは小さい。この範囲を外れると、減衰定数αは大きくなる。
また、比較的膜厚が厚いＡｌからなるＩＤＴを形成した場合には、θ＝１３０°〜１３２°で減衰定数が小さくなることが知られている（例えば、前述した非特許文献１）。従って、従来、ＡｌからなるＩＤＴと、ＬｉＴａＯ3基板とを組み合わせた構成では、θ＝１３０°〜１３２°の回転Ｙ板Ｘ伝搬のＬｉＴａＯ3基板が用いられていた。
【００２６】
図３は、回転Ｙ板Ｘ伝搬ＬｉＴａＯ3基板におけるオイラー角（０，θ，０）のθと電気機械結合係数Ｋ2との関係を示す。オイラー角のθが１００°〜１２０°の範囲で大きな電気機械結合係数Ｋ2が得られることがわかる。しかしながら、θ＝１００°〜１２０°の範囲では、前述の図２から明らかなように減衰定数αが大きい。従って、このようなオイラー角のＬｉＴａＯ3基板を用いることはできないことがわかる。
【００２７】
図４は、３６°回転Ｙ板Ｘ伝搬［オイラー角で（０°，１２６°，０°）］のＬｉＴａＯ3基板上に、電極膜として、白金膜またはアルミニウム膜を形成した場合の該電極膜の規格化膜厚Ｈ／λ（Ｈは膜厚を、λは表面波の波長を示す）と、電気機械結合係数Ｋ2との関係を示す。白金膜の規格化膜厚Ｈ／λ＝０．００５〜０．０５４の範囲では、電気機械結合係数Ｋ2は、Ｈ／λ＝０（成膜しなかった場合）の場合の電気機械結合係数の１．５倍以上となり、Ｈ／λ＝０．０１〜０．０４では、１．７５倍以上となり、Ｈ／λ＝０．０１３〜０．０３３では、１．８５倍以上となることがわかる。
【００２８】
従って、Ｈ／λ＝０．００５〜０．０５４とすることにより、電気機械結合係数Ｋ2を高めることができることがわかる。
【００２９】
図５は、白金膜またはアルミニウム膜からなる電極膜の規格化膜厚Ｈ／λと、電極指１本あたりの反射係数との関係を示す図である。従来、ＡｌからなるＩＤＴでは、十分な反射係数と電気機械結合係数を得るためには、規格化膜厚Ｈ／λは０．０８以上であることが必要であった。これに対して、白金膜からなるＩＤＴでは、Ｈ／λが０．０８以上のＡｌ膜の場合と同等の反射係数を得るには、Ｈ／λは０．０１以上であればよいことがわかる。
【００３０】
よって、白金膜からなるＩＤＴの規格化膜厚Ｈ／λは、０．００５〜０．０５４の範囲、好ましくは０．０１〜０．０４の範囲、より好ましくは０．０１３〜０．０３３の範囲とすればよいことがわかる。
【００３１】
次に、ＳｉＯ2膜をＬｉＴａＯ3基板上に形成した場合の周波数温度係数ＴＣＦの改善効果を説明する。図６は、θ＝１１３°、１２６°及び１２９°の（０，θ，０）の各ＬｉＴａＯ3基板上にＳｉＯ2膜を成膜した場合の周波数温度係数ＴＣＦの変化を示す図である。
【００３２】
図６から明らかなように、θが１１３°，１２６°及び１２９°のいずれの場合においても、ＳｉＯ2の規格化膜厚Ｈｓ／λ（ＨｓはＳｉＯ2膜の膜厚を、λは表面波の波長を示す）が０．１０〜０．４５の範囲において、ＴＣＦが−２４〜＋１７ｐｐｍ／℃の範囲にはいることがわかる。もっとも、ＳｉＯ2膜の成膜には時間を要するため、ＳｉＯ2膜の規格化膜厚Ｈｓ／λは０．４０以下であることが望ましい。従って、好ましくは、ＳｉＯ2膜の規格化膜厚Ｈｓ／λは、０．１０〜０．４０の範囲であり、それによって、短時間で成膜でき、かつＴＣＦを−２０〜＋１７ｐｐｍ／℃の範囲とすることができる。
【００３３】
従来、ＬｉＴａＯ3基板上に、Ａｌ電極を形成し、さらにＳｉＯ2膜を形成することにより、レイリー波などのＴＣＦが改善されるという報告がいくつか存在する（例えば、特許文献１など）。しかしながら、ＬｉＴａＯ3基板−白金からなる電極−ＳｉＯ2膜の積層構造において、電極の膜厚や漏洩弾性表面波の減衰定数を考慮にいれて実験が行われた報告は存在しない。
【００３４】
図７及び図８は、オイラー角（０°，１２５°，０°）と、（０°，１４０°，０°）の各ＬｉＴａＯ3基板上に、種々の膜厚の白金からなるＩＤＴと、種々の膜厚のＳｉＯ2膜とを形成した場合の減衰定数を示す図である。
【００３５】
図７から明らかなように、θ＝１２５°では、ＳｉＯ2の膜厚Ｈｓ／λが０．１〜０．４０かつ白金よりなる電極の規格化膜厚Ｈ／λが０．００５〜０．０６の範囲において、減衰定数が小さいことがわかる。他方、図８から明らかなように、θ＝１４０°では、白金からなる電極の規格化膜厚Ｈ／λが０．００５〜０．０６の範囲では、ＳｉＯ2膜の膜厚の如何に係わらず、減衰定数が大きくなっていることがわかる。
【００３６】
すなわち、ＴＣＦの絶対値を小さくし、大きな電気機械結合係数を得、かつ減衰定数を小さくするには、ＬｉＴａＯ3基板のカット角、ＳｉＯ2膜の厚み及び白金からなる電極の膜厚の３つの条件を考慮しなければならないことがわかる。
【００３７】
図９〜図１４は、ＳｉＯ2膜の規格化膜厚Ｈｓ／λ及び白金からなる電極膜の規格化膜厚Ｈ／λを変化させた場合の、θ（度）と減衰定数との関係を示す。
図９〜図１４から明らかなように、白金からなる電極の規格化膜厚Ｈ／λが０．００５〜０．０５４では、θは９０°〜１６０°の範囲とすることが望ましいことがわかる。また、白金からなる電極の規格化膜厚Ｈ／λが０．０１〜０．０４及び０．０１３〜０．０３３においては、ＳｉＯ2膜の膜厚と、最適なθとの関係は、減衰定数αを低下させることも考慮すると、下記の表５及び表６に示す通りとなる。ここで、表５及び表６における「ＬｉＴａＯ3のオイラー角」の範囲は、減衰定数が０．０５ｄＢ／λ以下の範囲を規定したものである。また、表５及び表６におけるＬｉＴａＯ3のオイラー角の「より好ましい」範囲は、減衰定数が０．０２５ｄＢ／λ以下の範囲を規定したものである。なお、この最適θは、白金電極の電極指幅のばらつきや単結晶基板のばらつきにより−２°〜＋４°程度ばらつくことがある。
【００３８】
【表５】
【００３９】
【表６】
【００４０】
すなわち、表５及び表６から明らかなように、白金よりなる電極の規格化膜厚Ｈ／λが、０．００５〜０．０５４の場合、温度特性を改善するために、ＳｉＯ2膜の膜厚を０．１〜０．４の範囲とした場合、ＬｉＴａＯ3のオイラー角におけるθは、９０°〜１６０°の範囲、すなわち、回転角で０°〜７０°の範囲を選択すればよいことがわかる。
【００４１】
同様に、表５から明らかなように、白金膜からなる電極の規格化膜厚Ｈ／λが０．０１〜０．０４であり、周波数温度特性を改善するために、ＳｉＯ2膜の規格化膜厚Ｈｓ／λを０．１〜０．４の範囲とした場合には、ＬｉＴａＯ3基板のオイラー角のθは９０°〜１４５°の範囲とすればよく、より好ましくはＳｉＯ2膜の膜厚に応じて表５のオイラー角を選択すればよいことがわかる。
【００４２】
同様に、白金膜からなる電極の規格化膜厚Ｈ／λが０．０１３〜０．０３３であり、周波数温度特性を改善するために、ＳｉＯ2膜の規格化膜厚Ｈｓ／λを０．１〜０．４の範囲とした場合には、ＬｉＴａＯ3基板のオイラー角のθは、１０２°〜１５０°の範囲とすればよく、より好ましくは、ＳｉＯ2膜の膜厚に応じて表６のオイラー角を選択すればよいことがわかる。
【００４３】
また、白金からなる電極膜の規格化膜厚が０．０１３〜０．０３３である場合のＳｉＯ2膜の膜厚とオイラー角の関係は、図９〜図１４に示す白金からなる電極膜の規格化膜厚から換算して求めたものであり、それによって、表５及び表６のＳｉＯ2膜の膜厚とオイラー角の値を求めている。
【００４４】
また、図１６（ａ）〜（ｃ）は、上記実施例の弾性表面波フィルタにおける表面の走査型電子顕微鏡写真である。ここでは、Ｈ／λ＝０．０２の規格化膜厚の白金からなるＩＤＴ上に、規格化膜厚Ｈｓ／λ＝０．３のＳｉＯ2膜が形成される前後の結果が示されている。図１６（ｂ）の成膜後の写真から明らかなように、ＳｉＯ2膜の表面にクラックは見られず、従って、クラックによる特性の劣化も生じ難いことがわかる。Ａｌ電極に比べ白金電極では、薄い膜厚で大きな電気機械結合係数と反射係数が得られる。そのため、薄い白金電極の上にＳｉＯ2が成膜されていても、図１６（ｂ），（ｃ）に示すように、ＳｉＯ2に大きな段差やクラックが生じないという利点がある。
【００４５】
本発明に係る弾性表面波装置の製造に際しては、回転Ｙ板Ｘ伝搬ＬｉＴａＯ3基板上に白金を主成分とする金属からなるＩＤＴを形成した後、その状態において周波数調整を行い、しかる後減衰定数αを小さくし得る範囲の膜厚のＳｉＯ2膜を成膜することが望ましい。これを、図１７及び図１８を参照して説明する。図１７は、オイラー角（０°，１２６°，０°）の回転Ｙ板Ｘ伝搬ＬｉＴａＯ3基板上に、種々の厚みＨ／λの白金からなるＩＤＴ上に種々の膜厚Ｈｓ／λのＳｉＯ2膜を形成した場合のＳｉＯ2膜厚に対する漏洩弾性表面波の音速の変化を示す。また、図１８は、同じオイラー角のＬｉＴａＯ3基板上に、種々の膜厚Ｈ／λの白金からなるＩＤＴとその上にＳｉＯ2膜を形成した場合の白金の膜厚に対する漏洩弾性表面波の音速の変化を示す。図１７と図１８を比較すれば明らかなように、白金の膜厚を変化させた場合の方が、ＳｉＯ2膜の膜厚を変化させた場合よりも表面波の音速の変化がはるかに大きい。従って、ＳｉＯ2膜の形成に先立ち、周波数調整が、行われることが望ましく、白金からなるＩＤＴを形成した後に、例えば、レーザーエッチングやイオンエッチングなどにより周波数調整を行うことが望ましい。
【００４６】
なお、本発明は、上記のように、オイラー角（０±２°，９０°〜１６０°，０±２°）のＬｉＴａＯ3からなる圧電基板、Ｈ／λ＝０．００５〜０．０５４である白金よりなるＩＤＴと、Ｈｓ／λ＝０．１０〜０．４０であるＳｉＯ2膜とを有することを特徴とするものであり、従って、ＩＤＴの数及び構造等については特に限定されない。すなわち、本発明は、図１に示した表面波装置だけでなく、上記条件を満たす限り、様々な表面波共振子や表面波フィルタ等のデバイスに適用することができる。
【００４７】
また、白金からなる電極層の下や上に電極の密着強度を向上させるためやボンディングを容易とするために、ＴｉやＣｒ，Ａｌ等の他の金属からなる電極層を薄く成膜してもよく、その場合、ＩＤＴ全体の平均密度が、白金の密度±２０％以内であれば、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４８】
【発明の効果】
本発明に係る表面波装置では、オイラー角（０±２°，９０°〜１６０°，０±２°）のＬｉＴａＯ3からなる圧電基板上に、規格化膜厚Ｈ／λが０．００５〜０．０５４であり、かつ白金よりなるＩＤＴが形成されており、ＩＤＴを覆うように、Ｈｓ／λ＝０．１０〜０．４０のＳｉＯ2膜が形成されている、ＳｉＯ2膜により周波数温度係数ＴＣＦが改善され、白金膜よりなるＩＤＴの膜厚Ｈ／λが上記特定の範囲とされているため、電気機械結合係数と反射係数が大きく、さらにＬｉＴａＯ3基板の回転角が上記特定の範囲とされているため、減衰定数が小さくされる。よって、周波数温度特性に優れ、大きな電気機械結合係数を有し、かつ伝搬損失が少ない表面波装置を提供することが可能となる。
【００４９】
特に、ＩＤＴの膜厚Ｈ／λが０．０１０〜０．４０、より好ましくは０．０１３〜０．０３３の範囲にある場合には、電気機械結合係数を効果的に高めることができる。
【００５０】
また、白金電極が薄いため、この白金電極からなるＩＤＴ上にＳｉＯ2が成膜されてもＳｉＯ2に大きな段差やクラックができないため、Ａｌ電極の場合に生じるそれらに起因した挿入損失等の特性の劣化もない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る表面波装置を示す模式的平面図。
【図２】オイラー角（０，θ，０）のＬｉＴａＯ3基板のθと、減衰定数αとの関係を示す図。
【図３】オイラー角（０，θ，０）のＬｉＴａＯ3基板におけるθと電気機械結合係数Ｋ2との関係を示す図。
【図４】オイラー角（０°，１２６°，０°）のＬｉＴａＯ3基板上に白金またはアルミニウムからなる電極膜を形成した構造における電極膜の規格化膜厚Ｈ／λと、電気機械結合係数Ｋ2との関係を示す図。
【図５】オイラー角（０°，１２６°，０°）のＬｉＴａＯ3基板上に、様々な厚みの白金またはアルミニウムによりなる電極を形成した場合の電極の規格化膜厚と、電極指１本あたりの反射係数との関係を示す図。
【図６】オイラー角（０°，１１３°，０°）、（０°，１２６°，０°）及び（０°，１２９°０，０°）の各ＬｉＴａＯ3基板上にＳｉＯ2膜を形成した場合のＳｉＯ2膜の規格化膜厚Ｈｓ／λと、周波数温度係数ＴＣＦとの関係を示す図。
【図７】オイラー角（０°，１２５°，０°）のＬｉＴａＯ3基板上に、様々な厚みのＳｉＯ2膜及び様々な厚みの白金からなるＩＤＴを形成した構造における減衰定数αの変化を示す図。
【図８】オイラー角（０°，１４０°，０°）のＬｉＴａＯ3基板上に、様々な厚みのＳｉＯ2膜及び様々な厚みの白金からなるＩＤＴを形成した構造における減衰定数αの変化を示す図。
【図９】オイラー角（０°，θ，０°）のＬｉＴａＯ3基板上に、様々な厚みの白金よりなる電極膜を形成し、さらに規格化膜厚Ｈｓ／λ＝０．１のＳｉＯ2膜を形成した表面波装置におけるθと、白金よりなる電極膜の規格化厚みＨ／λと、減衰定数αとの関係を示す図。
【図１０】オイラー角（０°，θ，０°）のＬｉＴａＯ3基板上に、様々な厚みの白金よりなる電極膜を形成し、さらに規格化膜厚Ｈｓ／λ＝０．１５のＳｉＯ2膜を形成した表面波装置におけるθと、白金よりなる電極膜の規格化厚みＨ／λと、減衰定数αとの関係を示す図。
【図１１】オイラー角（０°，θ，０°）のＬｉＴａＯ3基板上に、様々な厚みの白金よりなる電極膜を形成し、さらに規格化膜厚Ｈｓ／λ＝０．２のＳｉＯ2膜を形成した表面波装置におけるθと、白金よりなる電極膜の規格化厚みＨ／λと、減衰定数αとの関係を示す図。
【図１２】オイラー角（０°，θ，０°）のＬｉＴａＯ3基板上に、様々な厚みの白金よりなる電極膜を形成し、さらに規格化膜厚Ｈｓ／λ＝０．２５のＳｉＯ2膜を形成した表面波装置におけるθと、白金よりなる電極膜の規格化厚みＨ／λと、減衰定数αとの関係を示す図。
【図１３】オイラー角（０°，θ，０°）のＬｉＴａＯ3基板上に、様々な厚みの白金よりなる電極膜を形成し、さらに規格化膜厚Ｈｓ／λ＝０．３のＳｉＯ2膜を形成した表面波装置におけるθと、白金よりなる電極膜の規格化厚みＨ／λと、減衰定数αとの関係を示す図。
【図１４】オイラー角（０°，θ，０°）のＬｉＴａＯ3基板上に、様々な厚みの白金よりなる電極膜を形成し、さらに規格化膜厚Ｈｓ／λ＝０．４のＳｉＯ2膜を形成した表面波装置におけるθと、白金よりなる電極膜の規格化厚みＨ／λと、減衰定数αとの関係を示す図。
【図１５】（ａ）は、オイラー角（０°，１２６°，０°）のＬｉＴａＯ3基板上に、膜厚Ｈ／λ＝０．０８のアルミニウム電極からなるＩＤＴが形成された表面、（ｂ）は、その上に厚みＨｓ／λ＝０．３のＳｉＯ2が成膜された表面、（ｃ）は、その断面を示す各走査型電子顕微鏡写真を示す図。
【図１６】（ａ）は、オイラー角（０°，１２６°，０°）のＬｉＴａＯ3基板上に、厚みＨ／λ＝０．０２の白金からなるＩＤＴが形成された表面、（ｂ）は、その上に厚みＨｓ／λ＝０．３のＳｉＯ2が成膜された表面、（ｃ）は、その断面を示す各走査型電子顕微鏡写真を示す図。
【図１７】オイラー角（０°，１２６°，０°）のＬｉＴａＯ3基板上に白金からなるＩＤＴを形成し、さらにＳｉＯ2膜を形成した場合のＳｉＯ2膜の膜厚と、音速との関係を示す図。
【図１８】オイラー角（０°，１２６°，０°）のＬｉＴａＯ3基板上に白金からなるＩＤＴを形成し、さらにＳｉＯ2膜を形成した場合の白金膜の膜厚と、音速との関係を示す図。
【符号の説明】
１…表面波装置
２…圧電基板
３ａ，３ｂ…ＩＤＴ
４…ＳｉＯ2膜
５ａ，５ｂ…反射器
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば表面波フィルタなどに用いられる表面波装置に関し、より詳細には、ＬｉＴａＯ3からなる圧電基板を用いた表面波装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、帯域フィルタとして、４０°〜４２°回転Ｙ板Ｘ伝搬ＬｉＴａＯ3基板を用いた表面波装置が知られている（例えば、下記の非特許文献１）。ＲＦ帯の帯域フィルタでは、上記４０°〜４２°回転Ｙ板Ｘ伝搬ＬｉＴａＯ3基板上に、波長λで規格化された膜厚Ｈ／λが０．０８〜０．１０であるＡｌ膜によりＩＤＴが形成されていた。
【０００３】
上記のように、４０°〜４２°回転Ｙ板Ｘ伝搬ＬｉＴａＯ3基板を用いた従来の表面波装置では、周波数温度特性ＴＣＦが−３３ｐｐｍ／℃と比較的大きいため、より一層温度特性が良好である仕様を十分に満たすことができなかった。なお、従来、表面波装置の周波数温度特性ＴＣＦを改善する方法として、ＬｉＴａＯ3基板上にＡｌからなるＩＤＴを形成した後に、ＳｉＯ2層を形成する方法が知られている（下記の特許文献１）。
【０００４】
【非特許文献１】
１９９７年電子情報通信学会総合大会論文集：ＳＡ−１０−６、第５００頁−５０１頁
【特許文献１】
特開平２−２９５２１２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ＡｌからなるＩＤＴを用いた共振子やフィルタを形成する場合、大きな電気機械結合係数Ｋsawや反射係数を得るには、後述の図４や図５に示すように、ＩＤＴの電極膜厚Ｈ／λ（Ｈは膜厚、λは表面波の波長）は、０．０８〜０．１０とかなり厚くしなければならない。このように、ＡｌからなるＩＤＴがかなり厚くされているため、図１５（ａ）に示されているＩＤＴが形成されている部分において、周波数温度特性を改善するためにＳｉＯ2膜がその上に形成されると、図１５（ｂ），（ｃ）に示すように、ＳｉＯ2膜において大きな段差が生じ、ＳｉＯ2膜にクラックが生じることがあった。そのため、クラックの発生により、弾性表面波フィルタのフィルタ特性が悪化しがちであった。
【０００６】
加えて、ＡｌからなるＩＤＴの電極膜厚が厚いため、ＳｉＯ2膜の形成によるＩＤＴの電極表面の凹凸を被覆する効果が十分でなく、それによって、周波数温度特性が十分に改善されないことがあった。
【０００７】
本発明の目的は、上述した従来技術の現状に鑑み、回転Ｙ板Ｘ伝搬のＬｉＴａＯ3基板を用いた弾性表面波装置において、ＳｉＯ2膜の形成により周波数温度特性を改善し得るだけでなく、ＩＤＴの電極膜厚を薄くすることにより、ＳｉＯ2膜におけるクラックを防止することができると共に減衰定数も大幅に低減でき、従って目的とするフィルタ特性などの電気的特性を得ることができ、かつＩＤＴにおける電気機械結合係数及び反射係数が十分な大きさとされる、弾性表面波装置及びその製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のある広い局面によれば、オイラー角（０±２°，９０°〜１６０°，０±２°）のＬｉＴａＯ3からなる圧電基板と、前記圧電基板上に形成されており、少なくとも白金からなる電極層を有し、膜厚をＨ、表面波の波長をλとしたときに、規格化膜厚Ｈ／λが０．００５〜０．０５４の範囲にあるＩＤＴと、前記ＩＤＴを覆うように前記圧電基板上に形成されており、膜厚をＨｓとしたとき、表面波の波長λで規格化膜厚Ｈｓ／λが０．１０〜０．４０の範囲にあるＳｉＯ2膜とを備えることを特徴とする、表面波装置が提供される。
【０００９】
本発明に係る表面波装置のある特定の局面では、前記圧電基板のオイラー角が（０±２°，９０°〜１５５°，０±２°）であり、前記ＩＤＴの規格化膜厚Ｈ／λが０．０１〜０．０４の範囲にあり、それによって、電気機械結合係数を高めることができる。
【００１０】
本発明に係る表面波装置の他の特定の局面では、前記ＬｉＴａＯ3からなる圧電基板のオイラー角と、ＳｉＯ2膜の規格化膜厚Ｈｓ／λが下記の表３に示す組み合わせのいずれかであり、それによって、減衰定数αを０．０５ｄＢ／λ以下、また、表３中の好ましいオイラー角の場合には、減衰定数αを０．０２５ｄＢ／λ以下とすることができる。
【００１１】
【表３】
本発明に係る表面波装置のさらに他の特定の局面では、前記圧電基板のオイラー角が（０±２°，１０２°〜１５０°，０±２°）であり、前記ＩＤＴの規格化膜厚Ｈ／λが０．０１３〜０．０３３の範囲にあり、それによって、電気機械結合係数を高めることができる。
【００１３】
本発明に係る表面波装置のさらに限定的な局面では、前記ＬｉＴａＯ3からなる圧電基板のオイラー角と、前記ＳｉＯ2膜の規格化膜厚Ｈｓ／λが下記の表４に示すいずれかの組み合わせであり、それによって、減衰定数αを０．０５ｄＢ／λ以下、また、表４中の好ましいオイラー角の場合には、減衰定数αを０．０２５ｄＢ／λ以下とすることができる。
【００１４】
【表４】
本発明に係る表面波装置のさらに他の特定の局面では、白金からなる電極層に積層された白金以外の金属からなる少なくとも１つの電極層をさらに備えていてもよく、ＩＤＴの全体の平均密度が白金の密度±２０％の範囲であれば、本発明の効果を得ることができる。
【００１６】
本発明の別の広い局面によれば、オイラー角（０±２°，９０°〜１６０°，０±２°）のＬｉＴａＯ3からなる圧電基板を用意する工程と、前記圧電基板上に、白金からなる電極層を少なくとも有する少なくもと１つのＩＤＴを形成する工程と、前記ＩＤＴを形成した後に周波数調整を行う工程と、前記周波数調整後に、ＩＤＴを被覆するようにＳｉＯ2膜を前記圧電基板上に形成する工程とを備える、本発明の表面波装置の製造方法が提供される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、発明の具体的な実施例を説明することにより、本発明を明らかにする。
【００１８】
図１は、本発明の一実施形態に係る表面波装置の模式的平面図である。表面波装置１は、縦結合共振子型表面波フィルタであり、オイラー角で（０±２°，９０°〜１６０°，０±２°）のＬｉＴａＯ3すなわち、０°〜７０°回転Ｙ板ＬｉＴａＯ3からなる圧電基板２を有する。
【００１９】
圧電基板２上に、白金膜よりなるＩＤＴ３ａ，３ｂ及び反射器５ａ，５ｂが形成されている。ＩＤＴ３ａ，３ｂの規格化膜厚Ｈ／λは０．００５〜０．０５４の範囲とされている。
【００２０】
なお、ＩＤＴの規格化膜厚Ｈ／λにおいて、ＨはＩＤＴの厚みを、λは表面波の波長を示す。
【００２１】
また、ＩＤＴ３ａ，３ｂを覆うように、圧電基板２上には、ＳｉＯ2膜４が形成されている。ＳｉＯ2膜４の規格化膜厚Ｈｓ／λは、０．１０〜０．４０の範囲とされている。なお、ＨｓはＳｉＯ2膜の厚みを示し、λは表面波の波長を示す。
【００２２】
本実施例では上記のように、オイラー角（０±２°，９０°〜１６０°，０±２°）のＬｉＴａＯ3からなる圧電基板２と、Ｈ／λ＝０．００５〜０．０５４である白金よりなるＩＤＴ３ａ，３ｂと、Ｈｓ／λ＝０．１０〜０．４０の範囲にあるＳｉＯ2膜４とを用いているため、周波数温度係数ＴＣＦが小さく、電気機械結合係数Ｋ2が大きく、かつ伝搬損失が小さい表面波装置を提供することができる。これを、以下の具体的な実験例に基づき説明する。
【００２３】
ＬｉＴａＯ3基板を伝搬する表面波としては、レイリー波の他に、漏洩弾性表面波が存在する。漏洩弾性表面波は、レイリー波に比べて音速が速く、電気機械結合係数が大きい。しかしながら、漏洩弾性表面波は、エネルギーを基板内部に放射しながら伝搬する波である。従って、漏洩弾性表面波は、伝搬損失の原因となる減衰定数を有する。
【００２４】
図２は、回転Ｙ板Ｘ伝搬ＬｉＴａＯ3におけるオイラー角（０，θ，０）のθと、基板表面が電気的に短絡された場合の減衰定数（伝搬損失）αとの関係を示す。なお、回転角＝θ−９０度の関係である。
【００２５】
図２から明らかなように、オイラー角のθが１２４〜１２６°の範囲で減衰定数αは小さい。この範囲を外れると、減衰定数αは大きくなる。
また、比較的膜厚が厚いＡｌからなるＩＤＴを形成した場合には、θ＝１３０°〜１３２°で減衰定数が小さくなることが知られている（例えば、前述した非特許文献１）。従って、従来、ＡｌからなるＩＤＴと、ＬｉＴａＯ3基板とを組み合わせた構成では、θ＝１３０°〜１３２°の回転Ｙ板Ｘ伝搬のＬｉＴａＯ3基板が用いられていた。
【００２６】
図３は、回転Ｙ板Ｘ伝搬ＬｉＴａＯ3基板におけるオイラー角（０，θ，０）のθと電気機械結合係数Ｋ2との関係を示す。オイラー角のθが１００°〜１２０°の範囲で大きな電気機械結合係数Ｋ2が得られることがわかる。しかしながら、θ＝１００°〜１２０°の範囲では、前述の図２から明らかなように減衰定数αが大きい。従って、このようなオイラー角のＬｉＴａＯ3基板を用いることはできないことがわかる。
【００２７】
図４は、３６°回転Ｙ板Ｘ伝搬［オイラー角で（０°，１２６°，０°）］のＬｉＴａＯ3基板上に、電極膜として、白金膜またはアルミニウム膜を形成した場合の該電極膜の規格化膜厚Ｈ／λ（Ｈは膜厚を、λは表面波の波長を示す）と、電気機械結合係数Ｋ2との関係を示す。白金膜の規格化膜厚Ｈ／λ＝０．００５〜０．０５４の範囲では、電気機械結合係数Ｋ2は、Ｈ／λ＝０（成膜しなかった場合）の場合の電気機械結合係数の１．５倍以上となり、Ｈ／λ＝０．０１〜０．０４では、１．７５倍以上となり、Ｈ／λ＝０．０１３〜０．０３３では、１．８５倍以上となることがわかる。
【００２８】
従って、Ｈ／λ＝０．００５〜０．０５４とすることにより、電気機械結合係数Ｋ2を高めることができることがわかる。
【００２９】
図５は、白金膜またはアルミニウム膜からなる電極膜の規格化膜厚Ｈ／λと、電極指１本あたりの反射係数との関係を示す図である。従来、ＡｌからなるＩＤＴでは、十分な反射係数と電気機械結合係数を得るためには、規格化膜厚Ｈ／λは０．０８以上であることが必要であった。これに対して、白金膜からなるＩＤＴでは、Ｈ／λが０．０８以上のＡｌ膜の場合と同等の反射係数を得るには、Ｈ／λは０．０１以上であればよいことがわかる。
【００３０】
よって、白金膜からなるＩＤＴの規格化膜厚Ｈ／λは、０．００５〜０．０５４の範囲、好ましくは０．０１〜０．０４の範囲、より好ましくは０．０１３〜０．０３３の範囲とすればよいことがわかる。
【００３１】
次に、ＳｉＯ2膜をＬｉＴａＯ3基板上に形成した場合の周波数温度係数ＴＣＦの改善効果を説明する。図６は、θ＝１１３°、１２６°及び１２９°の（０，θ，０）の各ＬｉＴａＯ3基板上にＳｉＯ2膜を成膜した場合の周波数温度係数ＴＣＦの変化を示す図である。
【００３２】
図６から明らかなように、θが１１３°，１２６°及び１２９°のいずれの場合においても、ＳｉＯ2の規格化膜厚Ｈｓ／λ（ＨｓはＳｉＯ2膜の膜厚を、λは表面波の波長を示す）が０．１０〜０．４５の範囲において、ＴＣＦが−２４〜＋１７ｐｐｍ／℃の範囲にはいることがわかる。もっとも、ＳｉＯ2膜の成膜には時間を要するため、ＳｉＯ2膜の規格化膜厚Ｈｓ／λは０．４０以下であることが望ましい。従って、好ましくは、ＳｉＯ2膜の規格化膜厚Ｈｓ／λは、０．１０〜０．４０の範囲であり、それによって、短時間で成膜でき、かつＴＣＦを−２０〜＋１７ｐｐｍ／℃の範囲とすることができる。
【００３３】
従来、ＬｉＴａＯ3基板上に、Ａｌ電極を形成し、さらにＳｉＯ2膜を形成することにより、レイリー波などのＴＣＦが改善されるという報告がいくつか存在する（例えば、特許文献１など）。しかしながら、ＬｉＴａＯ3基板−白金からなる電極−ＳｉＯ2膜の積層構造において、電極の膜厚や漏洩弾性表面波の減衰定数を考慮にいれて実験が行われた報告は存在しない。
【００３４】
図７及び図８は、オイラー角（０°，１２５°，０°）と、（０°，１４０°，０°）の各ＬｉＴａＯ3基板上に、種々の膜厚の白金からなるＩＤＴと、種々の膜厚のＳｉＯ2膜とを形成した場合の減衰定数を示す図である。
【００３５】
図７から明らかなように、θ＝１２５°では、ＳｉＯ2の膜厚Ｈｓ／λが０．１〜０．４０かつ白金よりなる電極の規格化膜厚Ｈ／λが０．００５〜０．０６の範囲において、減衰定数が小さいことがわかる。他方、図８から明らかなように、θ＝１４０°では、白金からなる電極の規格化膜厚Ｈ／λが０．００５〜０．０６の範囲では、ＳｉＯ2膜の膜厚の如何に係わらず、減衰定数が大きくなっていることがわかる。
【００３６】
すなわち、ＴＣＦの絶対値を小さくし、大きな電気機械結合係数を得、かつ減衰定数を小さくするには、ＬｉＴａＯ3基板のカット角、ＳｉＯ2膜の厚み及び白金からなる電極の膜厚の３つの条件を考慮しなければならないことがわかる。
【００３７】
図９〜図１４は、ＳｉＯ2膜の規格化膜厚Ｈｓ／λ及び白金からなる電極膜の規格化膜厚Ｈ／λを変化させた場合の、θ（度）と減衰定数との関係を示す。
図９〜図１４から明らかなように、白金からなる電極の規格化膜厚Ｈ／λが０．００５〜０．０５４では、θは９０°〜１６０°の範囲とすることが望ましいことがわかる。また、白金からなる電極の規格化膜厚Ｈ／λが０．０１〜０．０４及び０．０１３〜０．０３３においては、ＳｉＯ2膜の膜厚と、最適なθとの関係は、減衰定数αを低下させることも考慮すると、下記の表５及び表６に示す通りとなる。ここで、表５及び表６における「ＬｉＴａＯ3のオイラー角」の範囲は、減衰定数が０．０５ｄＢ／λ以下の範囲を規定したものである。また、表５及び表６におけるＬｉＴａＯ3のオイラー角の「より好ましい」範囲は、減衰定数が０．０２５ｄＢ／λ以下の範囲を規定したものである。なお、この最適θは、白金電極の電極指幅のばらつきや単結晶基板のばらつきにより−２°〜＋４°程度ばらつくことがある。
【００３８】
【表５】
【表６】
すなわち、表５及び表６から明らかなように、白金よりなる電極の規格化膜厚Ｈ／λが、０．００５〜０．０５４の場合、温度特性を改善するために、ＳｉＯ2膜の膜厚を０．１〜０．４の範囲とした場合、ＬｉＴａＯ3のオイラー角におけるθは、９０°〜１６０°の範囲、すなわち、回転角で０°〜７０°の範囲を選択すればよいことがわかる。
【００４１】
同様に、表５から明らかなように、白金膜からなる電極の規格化膜厚Ｈ／λが０．０１〜０．０４であり、周波数温度特性を改善するために、ＳｉＯ2膜の規格化膜厚Ｈｓ／λを０．１〜０．４の範囲とした場合には、ＬｉＴａＯ3基板のオイラー角のθは９０°〜１４５°の範囲とすればよく、より好ましくはＳｉＯ2膜の膜厚に応じて表５のオイラー角を選択すればよいことがわかる。
【００４２】
同様に、白金膜からなる電極の規格化膜厚Ｈ／λが０．０１３〜０．０３３であり、周波数温度特性を改善するために、ＳｉＯ2膜の規格化膜厚Ｈｓ／λを０．１〜０．４の範囲とした場合には、ＬｉＴａＯ3基板のオイラー角のθは、１０２°〜１５０°の範囲とすればよく、より好ましくは、ＳｉＯ2膜の膜厚に応じて表６のオイラー角を選択すればよいことがわかる。
【００４３】
また、白金からなる電極膜の規格化膜厚が０．０１３〜０．０３３である場合のＳｉＯ2膜の膜厚とオイラー角の関係は、図９〜図１４に示す白金からなる電極膜の規格化膜厚から換算して求めたものであり、それによって、表５及び表６のＳｉＯ2膜の膜厚とオイラー角の値を求めている。
【００４４】
また、図１６（ａ）〜（ｃ）は、上記実施例の弾性表面波フィルタにおける表面の走査型電子顕微鏡写真である。ここでは、Ｈ／λ＝０．０２の規格化膜厚の白金からなるＩＤＴ上に、規格化膜厚Ｈｓ／λ＝０．３のＳｉＯ2膜が形成される前後の結果が示されている。図１６（ｂ）の成膜後の写真から明らかなように、ＳｉＯ2膜の表面にクラックは見られず、従って、クラックによる特性の劣化も生じ難いことがわかる。Ａｌ電極に比べ白金電極では、薄い膜厚で大きな電気機械結合係数と反射係数が得られる。そのため、薄い白金電極の上にＳｉＯ2が成膜されていても、図１６（ｂ），（ｃ）に示すように、ＳｉＯ2に大きな段差やクラックが生じないという利点がある。
【００４５】
本発明に係る弾性表面波装置の製造に際しては、回転Ｙ板Ｘ伝搬ＬｉＴａＯ3基板上に白金を主成分とする金属からなるＩＤＴを形成した後、その状態において周波数調整を行い、しかる後減衰定数αを小さくし得る範囲の膜厚のＳｉＯ2膜を成膜することが望ましい。これを、図１７及び図１８を参照して説明する。図１７は、オイラー角（０°，１２６°，０°）の回転Ｙ板Ｘ伝搬ＬｉＴａＯ3基板上に、種々の厚みＨ／λの白金からなるＩＤＴ上に種々の膜厚Ｈｓ／λのＳｉＯ2膜を形成した場合のＳｉＯ2膜厚に対する漏洩弾性表面波の音速の変化を示す。また、図１８は、同じオイラー角のＬｉＴａＯ3基板上に、種々の膜厚Ｈ／λの白金からなるＩＤＴとその上にＳｉＯ2膜を形成した場合の白金の膜厚に対する漏洩弾性表面波の音速の変化を示す。図１７と図１８を比較すれば明らかなように、白金の膜厚を変化させた場合の方が、ＳｉＯ2膜の膜厚を変化させた場合よりも表面波の音速の変化がはるかに大きい。従って、ＳｉＯ2膜の形成に先立ち、周波数調整が、行われることが望ましく、白金からなるＩＤＴを形成した後に、例えば、レーザーエッチングやイオンエッチングなどにより周波数調整を行うことが望ましい。
【００４６】
なお、本発明は、上記のように、オイラー角（０±２°，９０°〜１６０°，０±２°）のＬｉＴａＯ3からなる圧電基板、Ｈ／λ＝０．００５〜０．０５４である白金よりなるＩＤＴと、Ｈｓ／λ＝０．１０〜０．４０であるＳｉＯ2膜とを有することを特徴とするものであり、従って、ＩＤＴの数及び構造等については特に限定されない。すなわち、本発明は、図１に示した表面波装置だけでなく、上記条件を満たす限り、様々な表面波共振子や表面波フィルタ等のデバイスに適用することができる。
【００４７】
また、白金からなる電極層の下や上に電極の密着強度を向上させるためやボンディングを容易とするために、ＴｉやＣｒ，Ａｌ等の他の金属からなる電極層を薄く成膜してもよく、その場合、ＩＤＴ全体の平均密度が、白金の密度±２０％以内であれば、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４８】
【発明の効果】
本発明に係る表面波装置では、オイラー角（０±２°，９０°〜１６０°，０±２°）のＬｉＴａＯ3からなる圧電基板上に、規格化膜厚Ｈ／λが０．００５〜０．０５４であり、かつ白金よりなるＩＤＴが形成されており、ＩＤＴを覆うように、Ｈｓ／λ＝０．１０〜０．４０のＳｉＯ2膜が形成されている、ＳｉＯ2膜により周波数温度係数ＴＣＦが改善され、白金膜よりなるＩＤＴの膜厚Ｈ／λが上記特定の範囲とされているため、電気機械結合係数と反射係数が大きく、さらにＬｉＴａＯ3基板の回転角が上記特定の範囲とされているため、減衰定数が小さくされる。よって、周波数温度特性に優れ、大きな電気機械結合係数を有し、かつ伝搬損失が少ない表面波装置を提供することが可能となる。
【００４９】
特に、ＩＤＴの膜厚Ｈ／λが０．０１０〜０．４０、より好ましくは０．０１３〜０．０３３の範囲にある場合には、電気機械結合係数を効果的に高めることができる。
【００５０】
また、白金電極が薄いため、この白金電極からなるＩＤＴ上にＳｉＯ2が成膜されてもＳｉＯ2に大きな段差やクラックができないため、Ａｌ電極の場合に生じるそれらに起因した挿入損失等の特性の劣化もない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る表面波装置を示す模式的平面図。
【図２】オイラー角（０，θ，０）のＬｉＴａＯ3基板のθと、減衰定数αとの関係を示す図。
【図３】オイラー角（０，θ，０）のＬｉＴａＯ3基板におけるθと電気機械結合係数Ｋ2との関係を示す図。
【図４】オイラー角（０°，１２６°，０°）のＬｉＴａＯ3基板上に白金またはアルミニウムからなる電極膜を形成した構造における電極膜の規格化膜厚Ｈ／λと、電気機械結合係数Ｋ2との関係を示す図。
【図５】オイラー角（０°，１２６°，０°）のＬｉＴａＯ3基板上に、様々な厚みの白金またはアルミニウムによりなる電極を形成した場合の電極の規格化膜厚と、電極指１本あたりの反射係数との関係を示す図。
【図６】オイラー角（０°，１１３°，０°）、（０°，１２６°，０°）及び（０°，１２９°０，０°）の各ＬｉＴａＯ3基板上にＳｉＯ2膜を形成した場合のＳｉＯ2膜の規格化膜厚Ｈｓ／λと、周波数温度係数ＴＣＦとの関係を示す図。
【図７】オイラー角（０°，１２５°，０°）のＬｉＴａＯ3基板上に、様々な厚みのＳｉＯ2膜及び様々な厚みの白金からなるＩＤＴを形成した構造における減衰定数αの変化を示す図。
【図８】オイラー角（０°，１４０°，０°）のＬｉＴａＯ3基板上に、様々な厚みのＳｉＯ2膜及び様々な厚みの白金からなるＩＤＴを形成した構造における減衰定数αの変化を示す図。
【図９】オイラー角（０°，θ，０°）のＬｉＴａＯ3基板上に、様々な厚みの白金よりなる電極膜を形成し、さらに規格化膜厚Ｈｓ／λ＝０．１のＳｉＯ2膜を形成した表面波装置におけるθと、白金よりなる電極膜の規格化厚みＨ／λと、減衰定数αとの関係を示す図。
【図１０】オイラー角（０°，θ，０°）のＬｉＴａＯ3基板上に、様々な厚みの白金よりなる電極膜を形成し、さらに規格化膜厚Ｈｓ／λ＝０．１５のＳｉＯ2膜を形成した表面波装置におけるθと、白金よりなる電極膜の規格化厚みＨ／λと、減衰定数αとの関係を示す図。
【図１１】オイラー角（０°，θ，０°）のＬｉＴａＯ3基板上に、様々な厚みの白金よりなる電極膜を形成し、さらに規格化膜厚Ｈｓ／λ＝０．２のＳｉＯ2膜を形成した表面波装置におけるθと、白金よりなる電極膜の規格化厚みＨ／λと、減衰定数αとの関係を示す図。
【図１２】オイラー角（０°，θ，０°）のＬｉＴａＯ3基板上に、様々な厚みの白金よりなる電極膜を形成し、さらに規格化膜厚Ｈｓ／λ＝０．２５のＳｉＯ2膜を形成した表面波装置におけるθと、白金よりなる電極膜の規格化厚みＨ／λと、減衰定数αとの関係を示す図。
【図１３】オイラー角（０°，θ，０°）のＬｉＴａＯ3基板上に、様々な厚みの白金よりなる電極膜を形成し、さらに規格化膜厚Ｈｓ／λ＝０．３のＳｉＯ2膜を形成した表面波装置におけるθと、白金よりなる電極膜の規格化厚みＨ／λと、減衰定数αとの関係を示す図。
【図１４】オイラー角（０°，θ，０°）のＬｉＴａＯ3基板上に、様々な厚みの白金よりなる電極膜を形成し、さらに規格化膜厚Ｈｓ／λ＝０．４のＳｉＯ2膜を形成した表面波装置におけるθと、白金よりなる電極膜の規格化厚みＨ／λと、減衰定数αとの関係を示す図。
【図１５】（ａ）は、オイラー角（０°，１２６°，０°）のＬｉＴａＯ3基板上に、膜厚Ｈ／λ＝０．０８のアルミニウム電極からなるＩＤＴが形成された表面、（ｂ）は、その上に厚みＨｓ／λ＝０．３のＳｉＯ2が成膜された表面、（ｃ）は、その断面を示す各走査型電子顕微鏡写真を示す図。
【図１６】（ａ）は、オイラー角（０°，１２６°，０°）のＬｉＴａＯ3基板上に、厚みＨ／λ＝０．０２の白金からなるＩＤＴが形成された表面、（ｂ）は、その上に厚みＨｓ／λ＝０．３のＳｉＯ2が成膜された表面、（ｃ）は、その断面を示す各走査型電子顕微鏡写真を示す図。
【図１７】オイラー角（０°，１２６°，０°）のＬｉＴａＯ3基板上に白金からなるＩＤＴを形成し、さらにＳｉＯ2膜を形成した場合のＳｉＯ2膜の膜厚と、音速との関係を示す図。
【図１８】オイラー角（０°，１２６°，０°）のＬｉＴａＯ3基板上に白金からなるＩＤＴを形成し、さらにＳｉＯ2膜を形成した場合の白金膜の膜厚と、音速との関係を示す図。
【符号の説明】
１…表面波装置
２…圧電基板
３ａ，３ｂ…ＩＤＴ
４…ＳｉＯ2膜
５ａ，５ｂ…反射器
Claims (7)
- オイラー角（０±２°，９０°〜１６０°，０±２°）のＬｉＴａＯ3からなる圧電基板と、
前記圧電基板上に形成されており、白金からなる電極層を有し、膜厚をＨ、表面波の波長をλとしたときに、規格化膜厚Ｈ／λが０．００５〜０．０５４の範囲にあるＩＤＴと、
前記ＩＤＴを覆うように前記圧電基板上に形成されており、膜厚をＨｓとしたとき、表面波の波長λで規格化膜厚Ｈｓ／λが０．１０〜０．４０の範囲にあるＳｉＯ2膜とを備えることを特徴とする、表面波装置。 - 前記圧電基板のオイラー角が（０±２°，９０°〜１５５°，０±２°）であり、前記ＩＤＴの規格化膜厚Ｈ／λが０．０１〜０．０４の範囲にある、請求項１に記載の表面波装置。
- 前記ＬｉＴａＯ3からなる圧電基板のオイラー角と、ＳｉＯ2膜の規格化膜厚Ｈｓ／λが下記の表１に示す組み合わせのいずれかである、請求項１または２に記載の表面波装置。
- 前記圧電基板のオイラー角が（０±２°，１０２°〜１５０°，０±２°）であり、前記ＩＤＴの規格化膜厚Ｈ／λが０．０１３〜０．０３３の範囲にある請求項１に記載の表面波装置。
- 前記ＬｉＴａＯ3からなる圧電基板のオイラー角と、前記ＳｉＯ2膜の規格化膜厚Ｈｓ／λが下記の表２に示すいずれかの組み合わせである、請求項４に記載の表面波装置。
- 白金からなる電極層に積層された白金以外の金属からなる少なくとも１つの電極層をさらに備え、ＩＤＴの全体の平均密度が白金の密度±２０％の範囲である、請求項１〜５のいずれかに記載の表面波装置。
- オイラー角（０±２°，９０°〜１６０°，０±２°）のＬｉＴａＯ3からなる圧電基板を用意する工程と、
前記圧電基板上に、白金からなる電極層を少なくとも有する少なくもと１つのＩＤＴを形成する工程と、
前記ＩＤＴを形成した後に周波数調整を行う工程と、
前記周波数調整後に、ＩＤＴを被覆するようにＳｉＯ2膜を前記圧電基板上に形成する工程とを備える、請求項１〜６のいずれかに記載の表面波装置の製造方法。
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