JP4244656B2

JP4244656B2 - Surface acoustic wave device

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Publication number: JP4244656B2
Application number: JP2003050040A
Authority: JP
Inventors: 道雄門田
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2003-02-26
Filing date: 2003-02-26
Publication date: 2009-03-25
Anticipated expiration: 2023-02-26
Also published as: JP2004260625A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、共振子や帯域フィルタとして用いられる弾性表面波装置に関し、より詳細には、圧電基板上に、ＩＤＴ及びＳｉＯ₂膜が形成されている弾性表面波装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
弾性表面波装置では、圧電基板上にＩＤＴなどの電極が形成されている。この電極を保護するため、及び温度特性を改善するために、従来よりＳｉＯ₂膜により電極を被覆した構造が種々提案されている。
【０００３】
例えば、下記の特許文献１に記載の弾性表面波共振子では、３６°ＹカットのＬｉＴａＯ₃単結晶基板上に、膜厚が表面波の波長の２〜３．５％のＡｌ膜からなるＩＤＴ及び反射器が形成されており、ＩＤＴ及び反射器を覆うようにＳｉＯ₂膜が形成されている。ここでは、圧電基板上において、外部と電気的に接続されるリード端子導出部を除いた他の全領域を覆うようにＳｉＯ₂膜が形成され、電極膜厚を表面波の波長の２〜３．５％とすることにより、周波数温度特性が改善されることが示されている。
【０００４】
他方、下記の特許文献２に記載の弾性表面波フィルタでは、３６°ＹカットのＬｉＴａＯ₃基板上に、複数のＩＤＴ及び反射器が設けられており、ＩＤＴ及び反射器を覆うようにＳｉＯ₂膜が形成されている。この先行技術では、ＩＤＴ及び反射器の膜厚をｈ₁、ＳｉＯ₂膜の膜厚をｈ₂、表面波の波長λとしたときに、（ｈ₁＋ｈ₂／２）／λ≧０．０６とされている。それによって、金属粉や異物の付着による電極の短絡や損傷を防止でき、かつ十分な帯域幅が得られるとされている。
【０００５】
他方、下記の特許文献３に記載の弾性表面波素子では、圧電体基板上に、ＩＤＴが形成されており、該ＩＤＴの電極指上にのみスパッタリング等により絶縁膜が形成されている。特許文献３に記載の構成では、パッケージの半田封止時や封止後の蓋から落下する金属屑による短絡を防止するために、電極指上にのみ絶縁膜が形成されている。ここでは、絶縁膜の厚みの調整により周波数調整を行ない得る旨が示されている。また、特許文献３では、上記絶縁膜を構成する材料として、感光性ポリイミド、酸化シリコン、窒化酸化シリコン、オルガノシリケートなどが記載されている。また、特許文献３の実施例４では、ＳｉＯ₂からなる絶縁膜が電極指上に形成されており、該ＳｉＯ₂膜の厚みを４０ｎｍとされている例が示されている。特許文献３では、ＩＤＴの厚みについては示されていないが、特許文献３の図１及び図２の記載、並びに上述した絶縁膜の膜厚の値から明らかなように、絶縁膜の厚みはＩＤＴの電極指の厚みに比べてかなり薄くされている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平２−２９５２１２号公報
【特許文献２】
特開平９−１８６５４２号公報
【特許文献３】
特開平１０−１４５１７１号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１や特許文献２に記載のように、従来、電極指間の短絡の防止と、温度特性の改善を図るために、ＳｉＯ₂膜をＩＤＴや反射器が設けられている領域の全領域を覆うように形成した構造が知られていた。また、ＬｉＴａＯ₃基板や、ＬｉＮｂＯ₃基板などの圧電単結晶基板を用いて構成された弾性表面波装置では、温度特性が悪いという欠点があった。そこで、上記のようにＳｉＯ₂膜の形成により温度特性の改善が図られていた。
【０００８】
しかしながら、この種の弾性表面波装置において、ＩＤＴの規格化膜厚Ｈ／λが０．０５以上である場合、ＳｉＯ₂膜が成膜されると、挿入損失が大きくなり、かつ反射係数が小さくなるという問題があった。
【０００９】
他方、上記特許文献３に記載の弾性表面波素子では、ＩＤＴの電極指上にのみポリイミド、ＳｉＯ₂などの絶縁性材料からなる絶縁膜をＩＤＴに比べて非常に薄く形成することにより金属屑による短絡不良の防止が図られていた。しかしながら、この弾性表面波素子では、単に短絡不良を防止するために様々な絶縁性材料からなる保護膜として、ＩＤＴに比べて薄い絶縁膜が形成されているにすぎない。
【００１０】
本発明は、上述した従来技術の現状に鑑み、圧電基板上にＩＤＴが形成されており、該ＩＤＴを覆うようにＳｉＯ₂膜が形成されている弾性表面波装置において、周波数温度特性を改善し得るだけでなく、挿入損失の低減及び反射係数の増大を図り得る弾性表面波装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、ＬｉＴａＯ _３基板により構成されている圧電基板と、前記圧電基板上に形成されており、複数本の電極指がギャップを隔てて配置されているＡｌからなるＩＤＴと、前記圧電基板上においてＩＤＴの電極指を覆うように形成されたＳｉＯ_２膜とを備える弾性表面波装置において、前記ＳｉＯ_２膜の厚みがＩＤＴの厚みよりも大きく、かつ隣り合う電極指が対向しているギャップにＳｉＯ_２膜が存在せず、該ギャップが空間となるように、前記ＩＤＴの電極指上のＳｉＯ _２膜が、隣接する電極指上のＳｉＯ _２膜とはギャップを隔てて分離されており、前記ＳｉＯ ₂ 膜の膜厚をＨｓ、表面波の波長をλとしたときに、前記電極指上のＳｉＯ _２膜の規格化膜厚Ｈｓ／λが０．２５以上、０．４５以下であり、前記ＩＤＴの厚みをＨ、表面波の波長をλとしたときに、ＩＤＴの規格化膜厚Ｈ／λが０．０４以下であることを特徴とする。
【００１２】
第１の発明に係る弾性表面波装置のある特定の局面では、前記ＬｉＴａＯ _３基板のオイラー角が（０°，１１３°〜１２９°，０°）の範囲内にある。
【００１８】
本発明に係る弾性表面波装置のさらに別の特定の局面では、反射器がさらに備えられる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。
【００２０】
図１（ａ）及び（ｂ）は、本発明の一実施形態に係る弾性表面波装置を示す模式的平面図及び要部を示す部分切欠正面断面図である。
弾性表面波装置１は、矩形の圧電基板２を有する。圧電基板２は、ＬｉＴａＯ_３基板により構成されている。
【００２１】
圧電基板２の上面には、ＩＤＴ３及び反射器４，５が形成されている。ＩＤＴ３は、複数本の電極指３ａ〜３ｅを有する。隣り合う電極指間には電極指が存在しないギャップＡが形成されている。反射器４，５もまた、複数本の電極指４ａ〜４ｄ，４ａ〜５ｄを有する。電極指４ａ〜４ｄ，５ａ〜５ｄは両端において短絡されている。
【００２２】
電極指４ａ〜４ｄ，５ａ〜５ｄ間にも電極指が存在しないギャップが設けられている。
弾性表面波装置１の特徴は、図１（ｂ）に示すように、ＩＤＴ３において、電極指３ａ〜３ｅ上に、ＳｉＯ₂膜６ａ〜６ｅが形成されていることにある。なお、図１（ａ）では、ＳｉＯ₂膜の図示は省略されている。また、電極指６ｅ上及び反射器４，５の電極指４ａ〜４ｄ、５ａ〜５ｄ上にも同様にＳｉＯ₂膜が形成されている。
【００２３】
ＳｉＯ₂膜６ａ〜６ｅは、隣り合う電極指間のギャップＡには配置されていない。なお、電極指３ａ〜３ｅ上のＳｉＯ₂膜６ａ〜６ｅは、一方または他方のバスバー上では連ねられていてもいなくてもどちらでもよい。さらに、ＳｉＯ₂膜６ａ〜６ｅの厚みは、電極指３ａ〜３ｅの厚みよりも厚くされており、それによって後述するように、周波数温度特性が改善され得るだけでなく、挿入損失の低減及び反射係数の増大が図られ、かつ良好な帯域幅を得ることができる。これを、以下において説明する。
【００２４】
図３は、従来の弾性表面波装置の要部を示す部分切欠正面断面図である。弾性表面波装置５１では、ＬｉＴａＯ₃からなる圧電基板５２上にＡｌからなるＩＤＴ５３が形成されている。ここでは、ＩＤＴ５３の複数本の電極指５３ａ〜５３ｄが設けられている部分が図示されている。弾性表面波装置５１では、ＩＤＴ５３を覆うように、ＩＤＴ５３が設けられている領域の全領域にＳｉＯ₂膜５４が形成されている。
【００２５】
弾性表面波装置５１のＩＤＴ５３の電極膜厚と、挿入損失劣化量との関係を図４に実線で示す。なお、図４の結果は、ＳｉＯ₂膜の規格化膜厚Ｈｓ／λを０．２５とし、ＩＤＴ５３の電極膜厚を種々変化させた場合の結果である。図４の実線から明らかなように、ＩＤＴの規格化膜厚Ｈ／λが０．０５を越えると、挿入損失が著しく劣化することがわかる。これは、図３に示されているように、ＩＤＴ５３の膜厚が厚くなると、その上に形成されているＳｉＯ₂膜５４の表面の凹凸が大きくなり、それによって挿入損失が低下しているためと考えられる。
【００２６】
そこで、図５に模式的正面断面図で示すように、ＳｉＯ₂膜の表面を平坦化した弾性表面波装置６１について検討した。弾性表面波装置６１では、圧電基板５２上にＩＤＴ５３が形成されており、かつＳｉＯ₂膜６２がＩＤＴ５３の電極指５３ａ〜５３ｄ上には形成されず、ＩＤＴ５３の電極指５３ａ〜５３ｄ間のギャップにのみ設けられている。図４に破線で弾性表面波装置６１のＩＤＴの電極膜厚と、挿入損失劣化量との関係を示す。図４から明らかなように、弾性表面波装置６１では、ＩＤＴの規格化膜厚Ｈ／λを０．０５以上とした場合であっても、挿入損失の劣化が少ない。
【００２７】
しかしながら、弾性表面波装置６１では、挿入損失の劣化は少ないものの、反射係数が小さいという問題があった。すなわち、図６に、弾性表面波装置５１，６１において、ＡｌのＩＤＴの規格化膜厚Ｈ／λを変化させた場合の反射係数の変化を、それぞれ、一点鎖線及び破線で示す。なお、図６の実線は、ＳｉＯ₂膜が設けられていない相当の弾性表面波装置の結果を示す。
【００２８】
図６から明らかなように、ＳｉＯ₂膜を形成していない弾性表面波装置、及び弾性表面波装置５１では、ＩＤＴの規格化膜厚Ｈ／λが大きくなるにつれて反射係数が高められている。すなわち、ＩＤＴの膜厚を増加させた効果が現れている。これに対して、上述した弾性表面波装置６１では、ＩＤＴの規格化膜厚Ｈ／λを大きくしたとしても、反射係数が小さいままである。
【００２９】
他方、図７は、ＬｉＴａＯ₃基板のオイラー角が（０°，１１３°，０°）、（０°，１２６°，０°）または（０°，１２９°，０°）とされている各弾性表面波装置５１と、弾性表面波装置６１とにおいて、それぞれ、ＳｉＯ₂膜の規格化膜厚Ｈｓ／λを変化させた場合の周波数温度係数ＴＣＦの変化を示す。図７から明らかなように、弾性表面波装置５１では、様々なオイラー角のＬｉＴａＯ₃基板を用いた場合であっても、ＳｉＯ₂膜５４の規格化膜厚Ｈｓ／λを大きくすることにより、周波数温度特性を改善し得るのに対し、弾性表面波装置６１では、ＳｉＯ₂膜の規格化膜厚Ｈｓ／λを厚くしても周波数温度特性を改善し得ないことがわかる。
【００３０】
さらに、図８の一点鎖線及び破線は、弾性表面波装置５１，６１において、ＩＤＴの規格化膜厚Ｈ／λと帯域幅との関係を示す図である。なお、図８の実線は、図９に示す弾性表面波装置７１の結果を示す。弾性表面波装置７１では、ＳｉＯ₂膜７２の上面が平坦化され、ＩＤＴ５３の電極指の上面からＳｉＯ₂膜の上面までのＳｉＯ₂膜の規格化膜厚が０．２５とされている。なお、弾性表面波装置５１，６１においても、ＳｉＯ₂膜の規格化膜厚Ｈｓ／λは０．２５とした。
【００３１】
図８から明らかなように、弾性表面波装置６１では、弾性表面波装置５１や弾性表面波装置７１に比べて、帯域幅が狭いことがわかる。図６〜図８から明らかなように、弾性表面波装置６１では、ＳｉＯ₂膜表面に段差が生じないため、挿入損失の悪化を抑制し得るものの、ＳｉＯ₂膜を形成したことによる周波数温度係数ＴＣＦの改善を果たすことができず、さらに反射係数が低くなり、かつ帯域幅が狭くなるという致命的な欠点が存在する。
【００３２】
周波数温度係数ＴＣＦを改善するには、弾性表面波装置５１や図９に示した弾性表面波装置７１のように、ＩＤＴの電極指上にＳｉＯ₂膜を形成することが必要であることがわかる。
【００３３】
しかしながら、図４に示したように、弾性表面波装置５１では、ＩＤＴの規格化膜厚Ｈ／λが増加するにつれて、挿入損失の劣化が著しく大きくなるという問題があった。
【００３４】
これに対して、本実施形態の弾性表面波装置１では、ＩＤＴの規格化膜厚Ｈ／λを０．０５以上とした場合であっても挿入損失の劣化が殆ど生じず、かつ十分な反射係数を得ることができ、さらにＳｉＯ₂膜の形成により周波数温度特性を改善し得る。これを、図１０及び図１１を参照して説明する。
【００３５】
図１０は、本実施形態の弾性表面波装置１において、電極指３ａ〜３ｅ上のＳｉＯ₂膜の規格化膜厚を種々変更し、さらにＩＤＴの規格化膜厚Ｈ／λを変化させた場合の反射係数の変化を示す図である。なお、使用した圧電基板２は、オイラー角（０°，１２６°，０°）のＬｉＴａＯ₃基板であり、ＩＤＴはＡｌにより形成した。なお、比較のために、図１０において、破線でＳｉＯ₂膜の規格化膜厚が０．１５である弾性表面波装置５１の結果を示す。
【００３６】
図１０から明らかなように、本実施形態の弾性表面波装置１によれば、ＳｉＯ₂膜の膜厚の如何に関わらず、ＩＤＴの規格化膜厚Ｈ／λを増加させることにより、反射係数を効果的に高めることができ、ＩＤＴの規格化膜厚Ｈ／λの値の如何に関わらず、弾性表面波装置５１に比べて大きな反射係数の得られることがわかる。言い換えればＩＤＴの規格化膜厚Ｈ／λがそれ程厚くない場合であっても、弾性表面波装置５１に比べて大きな反射係数が得られることがわかる。
【００３７】
他方、図１１は、弾性表面波装置１において、ＩＤＴを構成しているＡｌの規格化膜厚を０．０１、０．０２、０．０４及び０．０６とし、ＳｉＯ₂膜６ａ〜６ｅの規格化膜厚Ｈｓ／λを変化させた場合の周波数温度係数ＴＣＦの変化を示す図である。
【００３８】
図１１から明らかなように、ＩＤＴの規格化膜厚Ｈ／λ＝０．０１の場合、ＳｉＯ₂膜の規格化膜厚Ｈｓ／λが０．２５以上で、周波数温度係数ＴＣＦの絶対値が２０ｐｐｍ／℃以下であることがわかる。また、ＩＤＴの規格化膜厚Ｈ／λ＝０．０４の場合には、ＳｉＯ₂膜の規格化膜厚Ｈｓ／λが０．３２以上で、周波数温度係数ＴＣＦの絶対値が２０ｐｐｍ／℃以下であることがわかる。
【００３９】
よって、弾性表面波装置１では、ＡｌからなるＩＤＴの厚みが薄い場合であっても、十分な反射係数が得られ、しかも、非常に薄いＳｉＯ₂膜を形成した場合であっても周波数温度係数ＴＣＦを効果的に改善し得ることがわかる。
【００４０】
上記実験結果により、弾性表面波装置１では、ＡｌからなるＩＤＴの規格化膜厚Ｈ／λを０．０４以下とし、かつＳｉＯ₂膜６ａ〜６ｅの規格化膜厚Ｈｓ／λを０．２５以上とすることが望ましいことがわかる。なお、ＳｉＯ₂膜の膜厚の上限は特に限定されないが、コスト及び生産性を考慮すると、Ｈｓ／λは０．４５以下であることが望ましい。
【００４１】
本実施形態の弾性表面波装置１としては、より具体的には、例えば、中心周波数が１．９ＧＨｚのＰＣＳ用弾性表面波フィルタが挙げられる。この弾性表面波フィルタでは、ＡｌからなるＩＤＴの規格化膜厚を０．０１λ、すなわち、厚み２０ｎｍ、ＳｉＯ₂膜の規格化膜厚Ｈｓ／λを０．２５λ、すなわち、５００ｎｍの厚みとすることにより、周波数温度係数を±２０ｐｐｍ以下とすることができる。
【００４２】
なお、弾性表面波装置１の製造方法は特に限定されないが、例えば図２（ａ）〜（ｃ）に示す製造方法を用いることができる。図２（ａ）に示すように、この製造方法では、まず、ＬｉＴａＯ₃基板からなる圧電基板２上に、全面にＡｌ膜３Ａが形成される。Ａｌ膜３Ａの形成は、蒸着、めっきまたはスパッタリングなどの薄膜形成方法により行うことができる。
【００４３】
次に、図２（ｂ）に示すように、Ａｌ膜３Ａ上に全面にＳｉＯ₂膜６Ａがスパッタリング等により形成される。しかる後、ＳｉＯ₂膜６Ａ上にレジストを付与し、マスクを重ねて露光し、しかる後、露光されたレジスト部分を除去した後、エッチングし、残存しているレジストを除去することにより、図２（ｃ）に示すように弾性表面波装置１を得ることができる。
【００４４】
図１２は、第１の参考例の弾性表面波装置の要部を示す模式的部分切欠正面断面図である。弾性表面波装置１１では、圧電基板２上にＩＤＴ３が形成されている。ＩＤＴ３は、弾性表面波装置１のＩＤＴ３と同様に形成される。弾性表面波装置１１が、弾性表面波装置１と異なるところは、ＳｉＯ₂膜６ａ〜６ｅが電極指３ａ〜３ｅ上に形成されているだけでなく、ギャップＡにもＳｉＯ₂膜１２が形成されていることにある。ＳｉＯ₂膜１２の厚みは、ＳｉＯ₂膜６ａ〜６ｅよりも薄くされている。この構造では、ギャップＡにもＳｉＯ₂膜１２が形成されているが、この場合、ＳｉＯ₂膜６ａ〜６ｅの規格化膜厚をＳｉＯ₂膜１２の規格化膜厚の３倍以上とすればよい。この場合にも、第１の実施形態の場合と同様の効果が得られる。
【００４５】
図１３は、本発明の第２の参考例に係る弾性表面波装置の要部を示す模式的部分切欠正面断面図である。弾性表面波装置２１は、ＳｉＯ₂膜の形成位置が異なることを除いては、第１の実施形態の弾性表面波装置１と同様に構成されている。すなわち、圧電基板２上に、ＩＤＴ３が構成されている。ここでは、ＩＤＴ３の複数本の電極指３ａ〜３ｅ上にＳｉＯ₂膜２６が形成されている。もっとも、ＳｉＯ₂膜２６は、電極指３ａ〜３ｅ上に形成されている部分が、ギャップＡの上方で連ねられている。すなわち、電極指３ａ〜３ｅが隣接するギャップＡにはＳｉＯ₂膜は配置されていないが、該ギャップの上方には、ＳｉＯ₂膜２６が存在する。このように、本明細書におけるギャップとは、隣り合う電極指が対向している空間を言うものとし、第１の発明では、このギャップにＳｉＯ₂膜は形成されないが、ギャップの上方においてＳｉＯ₂膜が配置されていてもよい。
【００４６】
弾性表面波装置２１の製造は、特に限定されないが、例えば図１４及び図１５に示す以下の製造方法により行ない得る。
図１４（ａ）に示すように、まず、圧電基板２上に、易除去性材料層２２が形成される。易除去性材料層２２を構成する材料としては、ＺｎＯ、合成樹脂またはＣｄＳなどのエッチングあるいは洗浄により容易に除去される材料を適宜用いることができる。
【００４７】
次に、易除去性材料層２２上に、全面にレジスト層２３が形成される（図１４（ｂ））。しかる後、露光・現像により図１４（ｃ）のようにレジスト層２３がパターニングされる。
【００４８】
次に、図１５（ａ）に示すように、エッチングまたは洗浄によりレジスト層２３により覆われていない部分の易除去性材料層２２が除去される。次に、図１５（ｂ）に示すように、Ａｌ膜２４が蒸着により形成される。
【００４９】
しかる後、残存していたレジスト層２３がその上に形成されているＡｌ膜と共に除去される。このようにして、ＩＤＴ３が形成されるが、ＩＤＴ３の電極指３ａ〜３ｅ間には、易除去性材料層２２が配置されている。次に、スパッタリング等によりＳｉＯ₂膜２６が形成される。最後に、電極指３ａ〜３ｅ間に存在していた易除去性材料層２２が洗浄等により除去される。このようにして、図１３に示した弾性表面波装置２１が得られる。
【００５０】
弾性表面波装置２１におけるＩＤＴの規格化膜厚Ｈ／λを変化させた場合の反射係数の変化を図１６に示す。図１６では、ＳｉＯ₂膜の規格化膜厚Ｈｓ／λが種々変更された場合の結果が示されている。
【００５１】
なお、使用した圧電基板は３６°Ｙ−ＸＬｉＴａＯ₃基板（オイラー角で０°，１２６°，０°）のＬｉＴａＯ₃基板である。また、図１６には、比較のために、ＳｉＯ₂膜が形成されていない相当の弾性表面波装置の結果を矢印Ｘで示す。
【００５２】
図１６から明らかなように、ＩＤＴの規格化膜厚Ｈ／λが０．０６以上の場合、ＳｉＯ₂膜の規格化膜厚Ｈｓ／λを０．２５以下とすることにより、ＳｉＯ₂膜が形成されていない弾性表面波装置に比べて反射係数を高め得ることがわかる。同様に、ＩＤＴの規格化膜厚Ｈ／λが０．０６未満の場合には、ＳｉＯ₂膜の規格化膜厚Ｈｓ／λが０．２以下の場合に、ＳｉＯ₂膜を有しない弾性表面波装置に比べて反射係数を高め得ることがわかる。
【００５３】
また、図１７は、図１６に結果を示した弾性表面波装置のＳｉＯ₂膜の規格化膜厚Ｈｓ／λと、周波数温度係数ＴＣＦとの関係を示す図である。図１７から明らかなように、ＩＤＴの規格化膜厚Ｈ／λが０．０１〜０．１２であり、ＳｉＯ₂膜の規格化膜厚Ｈｓ／λが０．０５〜０．２５の範囲の場合、図１６に示したように反射係数が高いだけでなく、図１７に示されているように、周波数温度係数ＴＣＦが±２０ｐｐｍ以内と良好な範囲とされ得ることがわかる。
【００５６】
また、本発明においては、弾性表面波装置は、反射器を有するものでなくともよく、また対向二端面を利用した端面反射型の表面波装置であってもよい。
【００５７】
【発明の効果】
本発明に係る弾性表面波装置では、ＬｉＴａＯ _３基板により構成されている圧電基板上にＡｌからなるＩＤＴが形成されており、ＩＤＴの電極指を覆うようにＳｉＯ_２膜が形成されている構造において、ＳｉＯ_２膜の厚みがＩＤＴの厚みよりも大きく、かつＳｉＯ_２膜が隣り合う電極指が対向しているギャップに存在しないように、ＩＤＴの電極指上のＳｉＯ _２膜が、隣接する電極指上のＳｉＯ _２膜とはギャップを隔てて分離されており、さらに電極指上のＳｉＯ _２膜の規格化膜厚Ｈｓ／λが０．２５以上、０．４５以下であり、ＩＤＴの規格化膜厚Ｈ／λが０．０４以下であるため、ＳｉＯ_２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、挿入損失が小さくかつ反射係数が大きな弾性表面波装置を提供することが可能となる。
【００５９】
また、本発明においては、反射器が備えられていてもよく、それによって本発明に従って周波数温度特性に優れ、挿入損失が小さく、かつ反射係数の大きな反射器付きの弾性表面波装置を提供することができる。この場合、好ましくは、反射器においても、電極指上にＳｉＯ₂膜が形成され、ＳｉＯ₂膜は反射器においてもギャップには存在しないように、かつ電極指の厚みよりも厚く形成される。
【００６０】
本発明においては、ＩＤＴを構成する材料としては、Ａｌが好適に用いられる。従って、周波数温度特性に優れ、挿入損失が小さく、かつ反射係数の高い弾性表面波装置を安価に提供することができる。ＩＤＴがＡｌからなり、規格化膜厚Ｈ／λが０．０４以下の場合には、安価なＡｌを用いて、周波数温度特性の改善及び損失の低減を果たすことができる。同様に、ＳｉＯ₂膜の規格化膜厚Ｈｓ／λが０．２５以上とした場合、周波数温度特性をより一層改善することができ、かつ挿入損失をより一層低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係る弾性表面波装置の平面図及び要部を示す模式的部分切欠正面断面図。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は、第１の実施形態の弾性表面波装置の製造工程を説明するための部分切欠正面断面図。
【図３】比較のために用意された従来の弾性表面波装置の要部を示す部分切欠正面断面図。
【図４】従来の弾性表面波装置のＩＤＴの規格化膜厚Ｈ／λと、挿入損失劣化量との関係を示す図。
【図５】比較のために用意された従来の弾性表面波装置の他の例を説明するための部分切欠正面断面図。
【図６】従来の弾性表面波装置のＩＤＴの規格化膜厚Ｈ／λと反射係数との関係を示す図。
【図７】従来の弾性表面波装置の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８】比較のために用意した従来の弾性表面波装置におけるＩＤＴの規格化膜厚Ｈ／λと帯域幅との関係を示す図。
【図９】比較のために用意した従来の弾性表面波装置のさらに他の例を説明するための部分切欠正面断面図。
【図１０】本発明の弾性表面波装置における電極の規格化膜厚Ｈ／λと反射係数との関係を示す図。
【図１１】本発明の一実施形態の弾性表面波装置におけるＳｉＯ₂膜の規格化膜厚と周波数温度係数ＴＣＦとの関係を示す図。
【図１２】第１の参考例に係る弾性表面波装置を説明するための模式的部分切欠正面断面図。
【図１３】第２の参考例に係る弾性表面波装置を示す部分切欠正面断面図。
【図１４】（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、第２の参考例の弾性表面波装置の製造工程を説明するための各部分切欠正面断面図。
【図１５】（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ、第２の参考例の弾性表面波装置の製造工程を説明するための各部分切欠正面断面図。
【図１６】第２の参考例の弾性表面波装置におけるＳｉＯ₂膜の膜厚を変化させた場合のＩＤＴの規格化膜厚Ｈ／λと反射係数との関係を示す図。
【図１７】第２の参考例の弾性表面波装置において、ＩＤＴの規格化膜厚を異ならせ、ＳｉＯ₂膜の規格化膜厚Ｈｓ／λを変化させた場合の周波数温度係数ＴＣＦの変化を示す図。
【符号の説明】
１…弾性表面波装置
２…圧電基板
３…ＩＤＴ
３ａ〜３ｅ…電極指
４，５…反射器
４ａ〜４ｄ，５ａ〜５ｄ…電極指
１１…弾性表面波装置
１２…ＳｉＯ₂膜
２１…弾性表面波装置
２６…ＳｉＯ₂膜
Ａ…ギャップ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a surface acoustic wave device used as a resonator or a bandpass filter, and more particularly to a surface acoustic wave device in which an IDT and a SiO ₂ film are formed on a piezoelectric substrate.
[0002]
[Prior art]
In the surface acoustic wave device, an electrode such as IDT is formed on a piezoelectric substrate. In order to protect the electrode and improve the temperature characteristics, various structures in which the electrode is covered with a SiO ₂ film have been proposed.
[0003]
For example, in the surface acoustic wave resonator described in Patent Document 1 below, an IDT made of an Al film having a film thickness of 2 to 3.5% of the surface wave wavelength on a 36 ° Y-cut LiTaO ₃ single crystal substrate. And a reflector, and a SiO ₂ film is formed so as to cover the IDT and the reflector. Here, an SiO ₂ film is formed on the piezoelectric substrate so as to cover all other regions except for the lead terminal lead portion electrically connected to the outside, and the electrode film thickness is set to 2 to 3 of the wavelength of the surface wave. It is shown that the frequency temperature characteristic is improved by setting the ratio to 0.5%.
[0004]
On the other hand, in the surface acoustic wave filter described in Patent Document 2 below, a plurality of IDTs and reflectors are provided on a 36 ° Y-cut LiTaO ₃ substrate, and the SiO ₂ film covers the IDTs and the reflectors. Is formed. In this prior art, when the film thickness of the IDT and reflector is h ₁ , the film thickness of the SiO ₂ film is h ₂ , and the wavelength of the surface wave is λ, (h ₁ + h ₂ /2)/λ≧0.06 It is said that. Thereby, it is said that a short circuit and damage of the electrode due to adhesion of metal powder or foreign matter can be prevented, and a sufficient bandwidth can be obtained.
[0005]
On the other hand, in the surface acoustic wave element described in Patent Document 3 below, an IDT is formed on a piezoelectric substrate, and an insulating film is formed only on the electrode finger of the IDT by sputtering or the like. In the configuration described in Patent Document 3, an insulating film is formed only on the electrode fingers in order to prevent a short circuit due to metal chips falling from the lid after the package is soldered or after sealing. Here, it is shown that the frequency can be adjusted by adjusting the thickness of the insulating film. In Patent Document 3, photosensitive polyimide, silicon oxide, silicon nitride oxide, organosilicate, and the like are described as materials constituting the insulating film. In Example 4 of Patent Document 3, an example is shown in which an insulating film made of SiO ₂ is formed on an electrode finger, and the thickness of the SiO ₂ film is 40 nm. In Patent Document 3, the thickness of the IDT is not shown, but as is clear from the description of FIGS. 1 and 2 of Patent Document 3 and the above-described value of the film thickness of the insulating film, the thickness of the insulating film is IDT. It is considerably thinner than the thickness of the electrode fingers.
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-2-295212 [Patent Document 2]
JP-A-9-186542 [Patent Document 3]
Japanese Patent Laid-Open No. 10-145171
[Problems to be solved by the invention]
Conventionally, as described in Patent Document 1 and Patent Document 2, in order to prevent a short circuit between electrode fingers and improve temperature characteristics, the entire region of the region where the IDT and the reflector are provided is formed on the SiO ₂ film. The structure formed so as to cover was known. Further, a surface acoustic wave device configured using a piezoelectric single crystal substrate such as a LiTaO ₃ substrate or a LiNbO ₃ substrate has a drawback that the temperature characteristics are poor. Therefore, the temperature characteristics have been improved by forming the SiO ₂ film as described above.
[0008]
However, in this type of surface acoustic wave device, when the normalized film thickness H / λ of the IDT is 0.05 or more, when the SiO ₂ film is formed, the insertion loss increases and the reflection coefficient decreases. There was a problem of becoming.
[0009]
On the other hand, in the surface acoustic wave element described in Patent Document 3, an insulating film made of an insulating material such as polyimide or SiO ₂ is formed only on the electrode finger of the IDT so as to be very thin as compared with the IDT. Prevention of short circuit failure was attempted. However, in this surface acoustic wave element, only a thinner insulating film than the IDT is formed as a protective film made of various insulating materials in order to prevent short circuit failure.
[0010]
In the surface acoustic wave device in which the IDT is formed on the piezoelectric substrate and the SiO ₂ film is formed so as to cover the IDT, the present invention improves frequency temperature characteristics in view of the above-described state of the prior art. It is another object of the present invention to provide a surface acoustic wave device that can reduce insertion loss and increase a reflection coefficient.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, there is provided a piezoelectric substrate composed of a LiTaO ₃ substrate , an IDT made of Al formed on the piezoelectric substrate and having a plurality of electrode fingers arranged with a gap therebetween, and the piezoelectric In a surface acoustic wave device including a SiO ₂ film formed so as to cover an electrode finger of an IDT on a substrate, the thickness of the SiO ₂ film is larger than the thickness of the IDT, and adjacent electrode fingers face each other there is no SiO ₂ film in the gap, so that the gap is the space, the SiO ₂ film on the electrode fingers of the IDT is the SiO ₂ film on the adjacent electrode fingers are separated by a gap When the film thickness of the SiO ₂ film is Hs and the wavelength of the surface wave is λ, the normalized film thickness Hs / λ of the SiO ₂ film on the electrode finger is 0.25 or more and 0.45 or less. , The thickness of the IDT , The wavelength of the surface wave is taken as lambda, IDT of normalized thickness H / lambda is characterized in that 0.04 or less.
[0012]
In a specific aspect of the surface acoustic wave device according to the first invention, the Euler angles of the LiTaO ₃ substrate are in a range of (0 °, 113 ° to 129 °, 0 °).
[0018]
In another specific aspect of the surface acoustic wave device according to the present invention, a reflector is further provided .
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be clarified by describing specific embodiments of the present invention with reference to the drawings.
[0020]
FIGS. 1A and 1B are a schematic plan view showing a surface acoustic wave device according to an embodiment of the present invention and a partially cutaway front sectional view showing a main part.
The surface acoustic wave device 1 has a rectangular piezoelectric substrate 2. The piezoelectric substrate 2 is more configured to ₃ groups plate LiTaO.
[0021]
An IDT 3 and reflectors 4 and 5 are formed on the upper surface of the piezoelectric substrate 2. The IDT 3 has a plurality of electrode fingers 3a to 3e. A gap A where no electrode finger is present is formed between adjacent electrode fingers. The reflectors 4 and 5 also have a plurality of electrode fingers 4a to 4d and 4a to 5d. The electrode fingers 4a to 4d and 5a to 5d are short-circuited at both ends.
[0022]
Between the electrode fingers 4a to 4d and 5a to 5d, gaps where no electrode fingers are present are provided.
As shown in FIG. 1B, the surface acoustic wave device 1 is characterized in that SiO ₂ films 6a to 6e are formed on the electrode fingers 3a to 3e in the IDT 3. In FIG. 1A, the illustration of the SiO ₂ film is omitted. Similarly, SiO ₂ films are formed on the electrode fingers 6e and on the electrode fingers 4a to 4d and 5a to 5d of the reflectors 4 and 5, respectively.
[0023]
The SiO ₂ films 6a to 6e are not arranged in the gap A between adjacent electrode fingers. Note that the SiO ₂ films 6a to 6e on the electrode fingers 3a to 3e may or may not be connected to one or the other bus bar. Furthermore, the thickness of the SiO ₂ films 6a to 6e is made thicker than the thickness of the electrode fingers 3a to 3e. As a result, the frequency temperature characteristics can be improved as described later, and the insertion loss can be reduced and reflected. The coefficient can be increased and a good bandwidth can be obtained. This will be described below.
[0024]
FIG. 3 is a partially cutaway front sectional view showing a main part of a conventional surface acoustic wave device. In the surface acoustic wave device 51, an IDT 53 made of Al is formed on a piezoelectric substrate 52 made of LiTaO ₃ . Here, a portion where a plurality of electrode fingers 53a to 53d of the IDT 53 is provided is illustrated. In the surface acoustic wave device 51, the SiO ₂ film 54 is formed in the entire region where the IDT 53 is provided so as to cover the IDT 53.
[0025]
The relationship between the electrode film thickness of the IDT 53 of the surface acoustic wave device 51 and the amount of deterioration of insertion loss is shown by a solid line in FIG. The results in FIG. 4 are the results when the normalized film thickness Hs / λ of the SiO ₂ film is 0.25 and the electrode film thickness of the IDT 53 is variously changed. As is clear from the solid line in FIG. 4, it can be seen that when the normalized film thickness H / λ of the IDT exceeds 0.05, the insertion loss is remarkably deteriorated. This is because, as shown in FIG. 3, when the film thickness of the IDT 53 is increased, the surface roughness of the SiO ₂ film 54 formed thereon becomes larger, thereby reducing the insertion loss. it is conceivable that.
[0026]
Therefore, as shown in a schematic front sectional view of FIG. 5, a surface acoustic wave device 61 in which the surface of the SiO ₂ film is flattened was examined. In the surface acoustic wave device 61, the IDT 53 is formed on the piezoelectric substrate 52, and the SiO ₂ film 62 is not formed on the electrode fingers 53a to 53d of the IDT 53. Only provided. FIG. 4 shows the relationship between the electrode film thickness of the IDT of the surface acoustic wave device 61 and the amount of deterioration of insertion loss with a broken line. As is apparent from FIG. 4, in the surface acoustic wave device 61, even when the normalized film thickness H / λ of the IDT is set to 0.05 or more, the deterioration of the insertion loss is small.
[0027]
However, the surface acoustic wave device 61 has a problem that the reflection coefficient is small although the deterioration of insertion loss is small. That is, FIG. 6 shows, in the surface acoustic wave devices 51 and 61, changes in the reflection coefficient when the standardized film thickness H / λ of the IDT of Al is changed by a dashed line and a broken line, respectively. The solid line in FIG. 6 shows the result of a considerable surface acoustic wave device in which no SiO ₂ film is provided.
[0028]
As apparent from FIG. 6, in the surface acoustic wave device and the surface acoustic wave device 51 in which the SiO ₂ film is not formed, the reflection coefficient is increased as the normalized film thickness H / λ of the IDT increases. That is, the effect of increasing the IDT film thickness appears. On the other hand, in the surface acoustic wave device 61 described above, the reflection coefficient remains small even if the normalized film thickness H / λ of the IDT is increased.
[0029]
On the other hand, FIG. 7 shows that the Euler angles of the LiTaO ₃ substrate are (0 °, 113 °, 0 °), (0 °, 126 °, 0 °) or (0 °, 129 °, 0 °). In the surface acoustic wave device 51 and the surface acoustic wave device 61, changes in the frequency temperature coefficient TCF when the normalized film thickness Hs / λ of the SiO ₂ film is changed are shown. As is apparent from FIG. 7, in the surface acoustic wave device 51, even when LiTaO ₃ substrates having various Euler angles are used, by increasing the normalized film thickness Hs / λ of the SiO ₂ film 54, While the frequency temperature characteristic can be improved, the surface acoustic wave device 61 cannot improve the frequency temperature characteristic even if the normalized film thickness Hs / λ of the SiO ₂ film is increased.
[0030]
Further, the alternate long and short dash line and broken line in FIG. 8 are diagrams showing the relationship between the normalized film thickness H / λ of the IDT and the bandwidth in the surface acoustic wave devices 51 and 61. In addition, the continuous line of FIG. 8 shows the result of the surface acoustic wave apparatus 71 shown in FIG. In the surface acoustic wave device 71, the upper surface of the SiO ₂ film 72 is planarized, the normalized thickness of the SiO ₂ film to the upper surface of the SiO ₂ film is 0.25 from the upper surface of the electrode fingers of the IDT 53. In the surface acoustic wave devices 51 and 61, the normalized film thickness Hs / λ of the SiO ₂ film was 0.25.
[0031]
As is clear from FIG. 8, the surface acoustic wave device 61 has a narrower bandwidth than the surface acoustic wave device 51 and the surface acoustic wave device 71. As apparent from FIGS. 6 to 8, in the surface acoustic wave device 61, since no step is generated on the surface of the SiO ₂ film, the deterioration of insertion loss can be suppressed, but the frequency temperature coefficient due to the formation of the SiO ₂ film. There are fatal drawbacks in that the TCF cannot be improved, the reflection coefficient is lower, and the bandwidth is narrower.
[0032]
In order to improve the frequency temperature coefficient TCF, it is necessary to form a SiO ₂ film on the electrode finger of the IDT as in the surface acoustic wave device 51 and the surface acoustic wave device 71 shown in FIG. .
[0033]
However, as shown in FIG. 4, the surface acoustic wave device 51 has a problem that the degradation of insertion loss becomes remarkably large as the normalized film thickness H / λ of the IDT increases.
[0034]
In contrast, in the surface acoustic wave device 1 of the present embodiment, even when the IDT normalized film thickness H / λ is 0.05 or more, the insertion loss hardly deteriorates and sufficient reflection is achieved. The coefficient can be obtained, and the frequency temperature characteristics can be improved by forming the SiO ₂ film. This will be described with reference to FIGS.
[0035]
FIG. 10 shows a case where the normalized film thickness of the SiO ₂ film on the electrode fingers 3a to 3e is variously changed and the IDT normalized film thickness H / λ is changed in the surface acoustic wave device 1 of the present embodiment. It is a figure which shows the change of the reflection coefficient. The piezoelectric substrate 2 used was a LiTaO ₃ substrate with Euler angles (0 °, 126 °, 0 °), and the IDT was formed of Al. For comparison, in FIG. 10, the result of the surface acoustic wave device 51 in which the normalized film thickness of the SiO ₂ film is 0.15 is shown by a broken line.
[0036]
As apparent from FIG. 10, according to the surface acoustic wave device 1 of the present embodiment, the reflection coefficient is increased by increasing the normalized film thickness H / λ of the IDT regardless of the film thickness of the SiO ₂ film. It can be seen that a large reflection coefficient can be obtained as compared with the surface acoustic wave device 51 regardless of the value of the normalized film thickness H / λ of the IDT. In other words, even when the normalized thickness H / λ of the IDT is not so thick, it can be seen that a larger reflection coefficient can be obtained as compared with the surface acoustic wave device 51.
[0037]
On the other hand, FIG. 11 shows that in the surface acoustic wave device 1, the normalized film thicknesses of Al constituting the IDT are 0.01, 0.02, 0.04, and 0.06, and the SiO ₂ films 6a to 6e It is a figure which shows the change of the frequency temperature coefficient TCF at the time of changing normalized film thickness Hs / (lambda).
[0038]
As is clear from FIG. 11, when the normalized film thickness H / λ of the IDT is 0.01, the normalized film thickness Hs / λ of the SiO ₂ film is 0.25 or more and the absolute value of the frequency temperature coefficient TCF is It turns out that it is 20 ppm / degrees C or less. When the normalized film thickness H / λ = 0.04 of the IDT, the normalized film thickness Hs / λ of the SiO ₂ film is 0.32 or more and the absolute value of the frequency temperature coefficient TCF is 20 ppm / ° C. or less. It can be seen that it is.
[0039]
Therefore, in the surface acoustic wave device 1, a sufficient reflection coefficient can be obtained even when the thickness of the IDT made of Al is thin, and the frequency temperature coefficient is obtained even when a very thin SiO ₂ film is formed. It can be seen that TCF can be effectively improved.
[0040]
From the above experimental results, in the surface acoustic wave device 1, the normalized film thickness H / λ of the IDT made of Al is 0.04 or less, and the normalized film thickness Hs / λ of the SiO ₂ films 6a to 6e is 0.25. It can be seen that the above is desirable. The upper limit of the thickness of the SiO ₂ film is not particularly limited, but Hs / λ is preferably 0.45 or less in consideration of cost and productivity.
[0041]
More specifically, the surface acoustic wave device 1 of the present embodiment includes, for example, a surface acoustic wave filter for PCS having a center frequency of 1.9 GHz. In this surface acoustic wave filter, the standardized film thickness of IDT made of Al is 0.01λ, that is, a thickness of 20 nm, and the standardized film thickness Hs / λ of the SiO ₂ film is 0.25λ, that is, a thickness of 500 nm. Thus, the frequency temperature coefficient can be made ± 20 ppm or less.
[0042]
In addition, the manufacturing method of the surface acoustic wave apparatus 1 is not specifically limited, For example, the manufacturing method shown to Fig.2 (a)-(c) can be used. As shown in FIG. 2A, in this manufacturing method, first, an Al film 3A is formed on the entire surface of a piezoelectric substrate 2 made of a LiTaO ₃ substrate. The Al film 3A can be formed by a thin film forming method such as vapor deposition, plating, or sputtering.
[0043]
Next, as shown in FIG. 2B, a SiO ₂ film 6A is formed on the entire surface of the Al film 3A by sputtering or the like. Thereafter, a resist is applied on the SiO ₂ film 6A, the mask is overlaid and exposed, and then the exposed resist portion is removed and then etched to remove the remaining resist. As shown in (c), the surface acoustic wave device 1 can be obtained.
[0044]
FIG. 12 is a schematic partial cutaway front sectional view showing the main part of the surface acoustic wave device of the first reference example . In the surface acoustic wave device 11, an IDT 3 is formed on the piezoelectric substrate 2. The IDT 3 is formed in the same manner as the IDT 3 of the surface acoustic wave device 1. The surface acoustic wave device 11 differs from the surface acoustic wave device 1 in that the SiO ₂ films 6a to 6e are not only formed on the electrode fingers 3a to 3e, but also the SiO ₂ film 12 is formed in the gap A. There is in being. The thickness of the SiO ₂ film 12 is thinner than SiO ₂ film 6a to 6e. In this structure, although the SiO ₂ film 12 is also formed in the gap A, in this case, when the normalized thickness of the SiO ₂ film 6a~6e the normalized thickness of the SiO ₂ film 12 3 times or more and Good. In this case, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
[0045]
FIG. 13 is a schematic partial cutaway front sectional view showing the main part of a surface acoustic wave device according to a second reference example of the present invention. The surface acoustic wave device 21 is configured in the same manner as the surface acoustic wave device 1 of the first embodiment except that the formation position of the SiO ₂ film is different. That is, the IDT 3 is configured on the piezoelectric substrate 2. Here, the SiO ₂ film 26 is formed on the plurality of electrode fingers 3 a to 3 e of the IDT 3. However, in the SiO ₂ film 26, the portions formed on the electrode fingers 3a to 3e are connected above the gap A. That is, the SiO ₂ film is not disposed in the gap A adjacent to the electrode fingers 3a to 3e, but the SiO ₂ film 26 exists above the gap. Thus, the gap in this specification, it is assumed that adjacent electrode fingers say space facing, in the first invention, but the SiO ₂ film is formed on the gap, SiO ₂ above the gap A membrane may be disposed.
[0046]
The production of the surface acoustic wave device 21 is not particularly limited, but can be performed, for example, by the following production method shown in FIGS. 14 and 15.
As shown in FIG. 14A, first, the easily removable material layer 22 is formed on the piezoelectric substrate 2. As a material constituting the easily removable material layer 22, a material that can be easily removed by etching or cleaning such as ZnO, synthetic resin, or CdS can be used as appropriate.
[0047]
Next, a resist layer 23 is formed on the entire surface of the easily removable material layer 22 (FIG. 14B). Thereafter, the resist layer 23 is patterned by exposure and development as shown in FIG.
[0048]
Next, as shown in FIG. 15A, the portion of the easily removable material layer 22 that is not covered with the resist layer 23 is removed by etching or cleaning. Next, as shown in FIG. 15B, an Al film 24 is formed by vapor deposition.
[0049]
Thereafter, the remaining resist layer 23 is removed together with the Al film formed thereon. In this way, the IDT 3 is formed, but the easily removable material layer 22 is disposed between the electrode fingers 3a to 3e of the IDT 3. Next, the SiO ₂ film 26 is formed by sputtering or the like. Finally, the easily removable material layer 22 present between the electrode fingers 3a to 3e is removed by washing or the like. In this way, the surface acoustic wave device 21 shown in FIG. 13 is obtained.
[0050]
FIG. 16 shows changes in the reflection coefficient when the normalized film thickness H / λ of the IDT in the surface acoustic wave device 21 is changed. FIG. 16 shows the results when the normalized film thickness Hs / λ of the SiO ₂ film is variously changed.
[0051]
The used piezoelectric substrate is a 36 ° Y-XLiTaO ₃ substrate (Euler angle 0 °, 126 °, 0 °) LiTaO ₃ substrate. In FIG. 16, for comparison, the result of a considerable surface acoustic wave device in which no SiO ₂ film is formed is indicated by an arrow X.
[0052]
As apparent from FIG. 16, when the IDT normalized film thickness H / lambda is 0.06 or more, the normalized thickness Hs / lambda of the SiO ₂ film by 0.25 or less, the SiO ₂ film It can be seen that the reflection coefficient can be increased compared to a surface acoustic wave device that is not formed. Similarly, if the IDT normalized film thickness H / lambda is less than 0.06, when the normalized thickness Hs / lambda of the SiO ₂ film is 0.2 or less, no surface acoustic an SiO ₂ film It can be seen that the reflection coefficient can be increased compared to the wave device.
[0053]
FIG. 17 is a diagram showing the relationship between the normalized film thickness Hs / λ of the SiO ₂ film of the surface acoustic wave device whose result is shown in FIG. 16 and the frequency temperature coefficient TCF. As apparent from FIG. 17, the normalized film thickness H / λ of the IDT is 0.01 to 0.12, and the normalized film thickness Hs / λ of the SiO ₂ film is in the range of 0.05 to 0.25. In this case, it can be seen that not only the reflection coefficient is high as shown in FIG. 16, but also the frequency temperature coefficient TCF can be in a good range within ± 20 ppm as shown in FIG.
[0056]
In the present invention, the surface acoustic wave device does not have to have a reflector, and may be an end surface reflection type surface wave device using two opposing end surfaces.
[0057]
【The invention's effect】
In the surface acoustic wave device according to the present invention, an IDT made of Al is formed on a piezoelectric substrate composed of a LiTaO ₃ substrate, and a SiO ₂ film is formed so as to cover the electrode fingers of the IDT. , greater than the thickness thickness IDT of the SiO ₂ film, and as the electrode fingers SiO ₂ film adjacent does not exist in the gap faces, the SiO ₂ film on the electrode fingers of the IDT, adjacent electrode fingers The upper SiO ₂ film is separated by a gap, and the normalized film thickness Hs / λ of the SiO ₂ film on the electrode finger is 0.25 or more and 0.45 or less. Since the thickness H / λ is 0.04 or less, it is possible to provide a surface acoustic wave device that not only can improve frequency temperature characteristics by forming a SiO ₂ film, but also has a small insertion loss and a large reflection coefficient. Become .
[0059]
Further, in the present invention, a reflector may be provided, whereby a surface acoustic wave device with a reflector having excellent frequency temperature characteristics, low insertion loss, and a large reflection coefficient according to the present invention is provided. Can do. In this case, preferably, also in the reflector, SiO ₂ film is formed on the electrode fingers, SiO ₂ film is thicker than the thickness of the well so that there is the gap, and the electrode fingers in the reflectors.
[0060]
In the present invention, Al is preferably used as the material constituting the IDT. Therefore, it is possible to provide a surface acoustic wave device that is excellent in frequency temperature characteristics, has a small insertion loss, and has a high reflection coefficient at low cost. When the IDT is made of Al and the normalized film thickness H / λ is 0.04 or less, the frequency temperature characteristics can be improved and the loss can be reduced by using inexpensive Al. Similarly, when the normalized film thickness Hs / λ of the SiO ₂ film is 0.25 or more, the frequency-temperature characteristics can be further improved and the insertion loss can be further reduced.
[Brief description of the drawings]
FIGS. 1A and 1B are a plan view of a surface acoustic wave device according to a first embodiment of the present invention and a schematic partial cutaway front sectional view showing an essential part thereof.
FIGS. 2A to 2C are partially cutaway front cross-sectional views for explaining a manufacturing process of the surface acoustic wave device according to the first embodiment. FIGS.
FIG. 3 is a partially cutaway front sectional view showing a main part of a conventional surface acoustic wave device prepared for comparison.
FIG. 4 is a diagram showing a relationship between an IDT normalized film thickness H / λ and an insertion loss deterioration amount of a conventional surface acoustic wave device.
FIG. 5 is a partially cutaway front sectional view for explaining another example of a conventional surface acoustic wave device prepared for comparison.
FIG. 6 is a diagram showing a relationship between a normalized film thickness H / λ of an IDT and a reflection coefficient of a conventional surface acoustic wave device.
FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the normalized film thickness Hs / λ of the SiO ₂ film of the conventional surface acoustic wave device and the frequency temperature coefficient TCF.
FIG. 8 is a diagram showing a relationship between IDT normalized film thickness H / λ and bandwidth in a conventional surface acoustic wave device prepared for comparison.
FIG. 9 is a partially cutaway front sectional view for explaining still another example of a conventional surface acoustic wave device prepared for comparison.
FIG. 10 is a graph showing the relationship between the normalized film thickness H / λ of the electrode and the reflection coefficient in the surface acoustic wave device of the invention.
FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the normalized film thickness of the SiO ₂ film and the frequency temperature coefficient TCF in the surface acoustic wave device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a schematic partially cutaway front sectional view for explaining a surface acoustic wave device according to a first reference example .
FIG. 13 is a partially cutaway front sectional view showing a surface acoustic wave device according to a second reference example .
FIGS. 14A to 14C are partial cutaway front cross-sectional views for explaining a manufacturing process of a surface acoustic wave device according to a second reference example . FIGS.
FIGS. 15A to 15D are each a partially cutaway front cross-sectional view for explaining a manufacturing process of the surface acoustic wave device of the second reference example ; FIGS.
FIG. 16 is a diagram showing the relationship between the normalized thickness H / λ of the IDT and the reflection coefficient when the thickness of the SiO ₂ film in the surface acoustic wave device of the second reference example is changed.
FIG. 17 shows the change in frequency temperature coefficient TCF when the normalized film thickness of IDT is varied and the normalized film thickness Hs / λ of the SiO ₂ film is changed in the surface acoustic wave device of the second reference example . FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Surface acoustic wave apparatus 2 ... Piezoelectric substrate 3 ... IDT
3 a to 3 e ... electrode fingers 4,5 ... reflector 4 a to 4 d, 5a to 5d ... electrode finger 11 ... surface acoustic wave device 12 ... SiO ₂ film 21 ... surface acoustic wave device 26 ... SiO ₂ film A ... Gap

Claims

A piezoelectric substrate composed of a LiTaO ₃ substrate ;
An IDT made of Al formed on the piezoelectric substrate and having a plurality of electrode fingers arranged with a gap therebetween;
In the surface acoustic wave device including the SiO ₂ film formed so as to cover the electrode finger of the IDT on the piezoelectric substrate,
The SiO ₂ thickness of the film is greater than the IDT thickness, and adjacent electrode fingers absent SiO ₂ film gap faces, the gap is such that the space, on the electrode fingers of the IDT The SiO ₂ film is separated from the SiO ₂ film on the adjacent electrode finger by a gap,
When the film thickness of the SiO ₂ film is Hs and the wavelength of the surface wave is λ, the normalized film thickness Hs / λ of the SiO ₂ film on the electrode finger is 0.25 or more and 0.45 or less,
A surface acoustic wave device in which the normalized film thickness H / λ of the IDT is 0.04 or less, where the thickness of the IDT is H and the wavelength of the surface wave is λ .

LiTaO _３3 The surface acoustic wave device according to claim 1, wherein the substrate has an Euler angle in a range of (0 °, 113 ° to 129 °, 0 °).

Further comprising a reflector, the surface acoustic wave device according to claim 1 or 2.