JPH025329B2 - - Google Patents
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- JPH025329B2 JPH025329B2 JP56157593A JP15759381A JPH025329B2 JP H025329 B2 JPH025329 B2 JP H025329B2 JP 56157593 A JP56157593 A JP 56157593A JP 15759381 A JP15759381 A JP 15759381A JP H025329 B2 JPH025329 B2 JP H025329B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/02535—Details of surface acoustic wave devices
- H03H9/02543—Characteristics of substrate, e.g. cutting angles
- H03H9/02574—Characteristics of substrate, e.g. cutting angles of combined substrates, multilayered substrates, piezoelectrical layers on not-piezoelectrical substrate
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
Description
本発明は、特性的に優れた新しい構造の弾性表
面波素子に関するものである。 弾性表面波（Surface Acoustic Wave）を利
用することにより各種の電気的信号を扱うための
弾性表面波素子を構成する構造（基板）としては
従来、 １ 圧電体基板のみの構造（圧電体単結晶基板、
圧電セラミツクス基板等）、 ２ 非圧電体基板上に圧電膜を形成した構造 ３ 半導体基板上に圧電膜を形成した構造、 等が知られている。 これらのうち、同一半導体基板上に集積回路と
共に弾性表面波素子を形成することができる３の
モノリシツク構造が用途上有利であり、今後発展
していくと思われる。 ところで上述の３のモノリシツク構造として
は、現在のところシリコン（Si）単結晶基板上に
スパツタリング法等により酸化亜鉛膜（ZnO）膜
を形成した構造がよく知られているが、このZnO
膜は以下のような欠点が存在するために実用上に
あたつては問題がある。 １ 電圧印加により電気的不安定性が生ずる。 ２ 良質な膜が形成しにくいため、比抵抗、圧電
性等の点で十分再現性のあるものが得られな
い。 ３ シリコン単結晶基板上に保護膜（SiO2）を
必要とする。 ４ 高周波領域において弾性表面波の伝播損失が
多い。 ５ 弾性表面波伝播特性において分布が大きい。 ６ 通常のシリコンICプロセスと合致しない。 本発明はこれらの問題点に対処してなされたも
のであり、シリコン単結晶層上に窒化アルミニウ
ム単結晶エピタキシヤル層を形成した弾性体構造
（基板）を用いることを根本的特徴とするもので、
特に（111）結晶面から成るシリコン単結晶層を
用いた弾性表面波素子を提供することを目的とす
るものである。以下図面を参照して本発明実施例
を説明する。 第１図は本発明実施例による弾性表面波素子を
示す断面図で、１はシリコン単結晶基板で（111）
結晶面もしくはこれと等価な面でカツトされたも
のから成り、２はその上に形成された窒化アルミ
ニウム（AlN）単結晶エピタキシヤル層でその
圧電軸は上記シリコン単結晶基板１面に直角にな
るように形成される。３，４は上記窒化アルミニ
ウム単結晶エピタキシヤル層２表面に形成された
くし型状から成る弾性表面波発生用電極および検
出用電極で、ｈは窒化アルミニウム単結晶エピタ
キシヤル層２の膜厚である。 以上の構造の弾性表面波素子に対しそのシリコ
ン単結晶基板１の〔11２〕軸方向と等価な方向へ
弾性表面波を励振（伝播）させた時、第５図に示
すような弾性表面波の速度分散特性が得られた。
同図において横軸は窒化アルミニウム単結晶エピ
タキシヤル膜２の膜厚ｈの規格化された厚さを
2πh／λ（ここでλは弾性表面波の波長）で示し、
縦軸は弾性表面波の位相速度Vpを示すものであ
る。同図から明らかなように2πh／λが約2.5で弾
性表面波としてのモードは消失し以後はバルク波
が発生した。 しかし、2πh／λの０〜2.5の範囲に対応した
Vpは約4760ｍ／secから約5007ｍ／secまで右上
りに上昇しており、この変化は大きな位相速度を
保持した変化であり、また膜厚に対する分散は小
さかつた。 第６図は電気機械結合係数の特性曲線を示すも
ので、横軸は第５図と同様な2πh／λで示し、縦
軸は電気機械結合係数Ｋの二乗K2を百分率で示
すものである。同図において曲線Ａが第１図の構
造に対応した特性で、規格化膜厚2πh／λの1.9近
傍においてK2は約0.36％が得られた。この値は通
常弾性表面波を発生および検出させるに充分な値
である。 第２図ａ，ｂは本発明の他の実施例を示す断面
図で、ａはシリコン単結晶基板１の表面部に弾性
表面波発生用電極３および検出用電極４を形成し
た後、これらを覆うように窒化アルミニウム単結
晶エピタキシヤル層２を形成した構造を示し、ｂ
は上記シリコン単結晶基板１表面部に部分的に高
抵抗層７もしくは空乏層を形成し、これらの層に
低抵抗シリコンから成るくし型状の弾性表面波発
生用電極５および検出用電極６を埋込み形成した
後にこれらを覆うように窒化アルミニウム単結晶
エピタキシヤル層２を形成した構成を示すもので
ある。 以上の構造の弾性表面波素子に対し第１図の構
造と同様にシリコン単結晶基板１の〔11２〕軸方
向と等価な方向へ弾性表面波を励振させることに
より、第５図に示すような速度分散特性が得ら
れ、窒化アルミニウム単結晶エピタキシヤル層２
の規格化膜厚2πh／λに対して分散が小さいこと
がわかつた。 また第６図の曲線Ｂは電気機械結合係数の二乗
値K2特性を示すもので、規格化膜厚2πh／λの
2.1近傍においてK2は約0.26％が得られた。この
値は通常弾性表面波を発生および検出させるに充
分な値である。 第３図ａ，ｂは本発明のその他の実施例を示す
もので、ａはシリコン単結晶基板１の表面部に部
分的に第２電極として一対のしやへい電極８を形
成した後、これらを覆うように窒化アルミニウム
単結晶エピタキシヤル層２を形成しこの表面に第
１電極として弾性表面波発生用電極３および検出
用電極４を形成した構造を示し、ｂは上記シリコ
ン単結晶基板１表面部に部分的に低抵抗シリコン
層９を形成した後、これらを覆うように窒化アル
ミニウム単結晶エピタキシヤル層２を形成しこの
表面に第１電極として上記発生用電極３および検
出用電極４を形成した構造を示すものである。 以上の構造の弾性表面波素子に対し第１図の構
造と同様にシリコン単結晶基板１の〔11２〕軸方
向と等価な方向へ弾性表面波を励振させることに
より、第５図に示すような速度分散特性が得ら
れ、窒化アルミニウム単結晶エピタキシヤル層２
の規格化膜厚2πh／λに対して分散が小さいこと
がわかつた。 また第６図の曲線Ｃは電気機械結合係数の二乗
値K2特性を示すもので、規格化膜厚2πh／λの
0.37近傍においてK2は約0.22％が得られ、さらに
2πh／λの2.1近傍においてK2は約0.25％が得られ
いわゆるダブルピーク特性が得られた。 特に前者の第１ピークを与える薄い膜厚におい
ては分散は非常に少なく、超高周波、低分散特性
に優れていることがわかつた。これらにおける
K2値は通常弾性表面波を発生および検出させる
に充分な値である。 第４図ａ，ｂは本発明のその他の実施例を示す
もので、ａはシリコン単結晶基板１表面部に第１
電極として弾性表面波発生用電極３および検出用
電極４を形成した後、これらを覆うに窒化アルミ
ニウム単結晶エピタキシヤル層２を形成しこの表
面に部分的に第２電極として一対のしやへい電極
８を形成した構造を示し、ｂは上記シリコン単結
晶基板１表面部に部分的に高抵抵抗層７もしくは
空乏層を形成し、これらの層に低抵抗シリコンか
ら成るくし型状の第１電極としての上記発生用電
極５および検出用電極６を埋め込み形成した後、
これらを覆うように窒化アルミニウム単結晶エピ
タキシヤル層２を形成しこの表面に第２電極とし
て一対のしやへい電極８を形成した構造を示すも
のである。 以上の構造の弾性表面波素子に対し第１図の構
造と同様にシリコン単結晶基板１の〔11２〕軸方
向と等価な方向へ弾性表面波を励振させることに
より、第５図に示すような速度分散特性が得られ
窒化アルミニウム単結晶エピタキシヤル層２の規
格化膜厚2πh／λに対して分散が小さいことがわ
かつた。 また第６図の曲線Ｄは電気機械結合係数の二乗
値K2特性を示すもので、規格化膜厚2πh／λの
0.21近傍においてK2は約0.16％が得られ、さらに
2πh／λの2.1近傍においてK2は約0.16％が得られ
ダブルピーク特性が得られた。特に前者の第１ピ
ークを与える薄い膜厚においては分散は非常に少
なく、超高周波、低分散性に優れていることがわ
かつた。これらにおけるK2値は通常弾性波を発
生および検出させるに充分な値である。 第１図乃至第４図ａ，ｂの構造において、特に
窒化アルミニウム単結晶エピタキシヤル層２をこ
の圧電軸がシリコン単結晶基板１面に平行かつそ
の〔11２〕軸と等価な方向になるように形成した
場合の本発明のその他の実施例について以下説明
する。 先ず第１図と同一構造に形成した弾性表面波素
子を用意し、そのシリコン単結晶基板１の〔11
２〕軸方向と等価な方向へ弾性表面波を励振させ
た時、第７図に示すような弾性表面波の速度分散
特性が得られた。 同図において横軸および縦軸は第５図と同一で
あり、規格化膜厚2πh／λが約2.1で弾性表面波と
してのモードは消失して以後バルク横波が発生し
た。 しかし2πh／λの０〜2.1の範囲に対応した位相
速度Vpは約4740ｍ／secから約5006ｍ／secまで
右上りに上昇しており、この変化は大きな位相速
度を保持した変化であり、また膜厚に対する分散
は小さかつた。 第８図の曲線Ａは電気機械結合係数の二乗値
K2特性を示すもので、規格化膜厚2πh／λの1.5
近傍においてK2は約0.61％が得られた。この値は
通常弾性表面波を発生および検出させるに充分な
値である。 次に第２図ａ，ｂと同一構造に形成した弾性表
面波素子を用意し、そのシリコン単結晶基板１の
〔11２〕軸方向と等価な方向へ弾性表面波を励振
させることにより、第７図に示すような速度分散
特性が得られ、窒化アルミニウム単結晶エピタキ
シヤル層２の規格化膜厚2πh／λに対して分散が
小さいことがわかつた。 また第８図の曲線Ｂは電気機械結合係数の二乗
値K2特性を示すもので、規格化膜厚2πh／λの
0.36近傍においてK2は約0.1％が得られ、さらに
2πh／λの1.9近傍においてK2は約0.11％が得られ
ダブルピーク特性が得られた。これらのK2値は
通常弾性表面波を発生および検出させるに充分な
値である。 次に第３図ａ，ｂと同一構造に形成した弾性表
面波素子を用意し、そのシリコン単結晶基板１の
〔11２〕軸方向と等価な方向へ弾性表面波を励振
させることにより、第７図に示すような速度分散
特性が得られ、窒化アルミニウム単結晶エピタキ
シヤル層２の規格化膜厚2πh／λに対して分散が
小さいことがわかつた。 また第８図の曲線Ｃは電気機械結合係数の二乗
値K2特性を示すもので、規格化膜厚2πh／λの
1.5近傍においてK2は約0.75％が得られた。この
値は通常弾性表面波を発生および検出させるに充
分な値である。 次に第４図ａ，ｂと同一構造に形成した弾性表
面波を用意し、そのシリコン単結晶基板１の〔11
２〕軸方向と等価な方向へ弾性表面波を励振させ
ることにより、第７図に示すような速度分布特性
が得られ、窒化アルミニウム単結晶エピタキシヤ
ル層２の規格化膜厚2πh／λに対して分散が小さ
いことがわかつた。 また第８図の曲線Ｄは電気機械結合係数の二乗
値K2特性を示すもので、規格化膜厚2πh／λの
1.8近傍においてK2は約0.22％のピークが得られ
た。この値は通常弾性表面波を発生および検出さ
せるに十分な値である。 以上説明して明らかなように本発明によれば、
シリコン単結晶基板（層）上に窒化アルミニウム
単結晶エピタキシヤル層を形成した弾性体構造を
用い、特に（111）結晶面から成るシリコン単結
晶基板を用いその〔11２〕軸方向と等価な方向へ
弾性表面波を伝播させるように構成するものであ
るから、特性的に優れた弾性表面波素子を得るこ
とができる。 なお本文各実施例における窒化アルミニウム単
結晶エピタキシヤル層の膜厚ｈの最適範囲は各特
性図から明らかであるが、各実施例ごとに示せば
次表のようになる。
面波素子に関するものである。 弾性表面波（Surface Acoustic Wave）を利
用することにより各種の電気的信号を扱うための
弾性表面波素子を構成する構造（基板）としては
従来、 １ 圧電体基板のみの構造（圧電体単結晶基板、
圧電セラミツクス基板等）、 ２ 非圧電体基板上に圧電膜を形成した構造 ３ 半導体基板上に圧電膜を形成した構造、 等が知られている。 これらのうち、同一半導体基板上に集積回路と
共に弾性表面波素子を形成することができる３の
モノリシツク構造が用途上有利であり、今後発展
していくと思われる。 ところで上述の３のモノリシツク構造として
は、現在のところシリコン（Si）単結晶基板上に
スパツタリング法等により酸化亜鉛膜（ZnO）膜
を形成した構造がよく知られているが、このZnO
膜は以下のような欠点が存在するために実用上に
あたつては問題がある。 １ 電圧印加により電気的不安定性が生ずる。 ２ 良質な膜が形成しにくいため、比抵抗、圧電
性等の点で十分再現性のあるものが得られな
い。 ３ シリコン単結晶基板上に保護膜（SiO2）を
必要とする。 ４ 高周波領域において弾性表面波の伝播損失が
多い。 ５ 弾性表面波伝播特性において分布が大きい。 ６ 通常のシリコンICプロセスと合致しない。 本発明はこれらの問題点に対処してなされたも
のであり、シリコン単結晶層上に窒化アルミニウ
ム単結晶エピタキシヤル層を形成した弾性体構造
（基板）を用いることを根本的特徴とするもので、
特に（111）結晶面から成るシリコン単結晶層を
用いた弾性表面波素子を提供することを目的とす
るものである。以下図面を参照して本発明実施例
を説明する。 第１図は本発明実施例による弾性表面波素子を
示す断面図で、１はシリコン単結晶基板で（111）
結晶面もしくはこれと等価な面でカツトされたも
のから成り、２はその上に形成された窒化アルミ
ニウム（AlN）単結晶エピタキシヤル層でその
圧電軸は上記シリコン単結晶基板１面に直角にな
るように形成される。３，４は上記窒化アルミニ
ウム単結晶エピタキシヤル層２表面に形成された
くし型状から成る弾性表面波発生用電極および検
出用電極で、ｈは窒化アルミニウム単結晶エピタ
キシヤル層２の膜厚である。 以上の構造の弾性表面波素子に対しそのシリコ
ン単結晶基板１の〔11２〕軸方向と等価な方向へ
弾性表面波を励振（伝播）させた時、第５図に示
すような弾性表面波の速度分散特性が得られた。
同図において横軸は窒化アルミニウム単結晶エピ
タキシヤル膜２の膜厚ｈの規格化された厚さを
2πh／λ（ここでλは弾性表面波の波長）で示し、
縦軸は弾性表面波の位相速度Vpを示すものであ
る。同図から明らかなように2πh／λが約2.5で弾
性表面波としてのモードは消失し以後はバルク波
が発生した。 しかし、2πh／λの０〜2.5の範囲に対応した
Vpは約4760ｍ／secから約5007ｍ／secまで右上
りに上昇しており、この変化は大きな位相速度を
保持した変化であり、また膜厚に対する分散は小
さかつた。 第６図は電気機械結合係数の特性曲線を示すも
ので、横軸は第５図と同様な2πh／λで示し、縦
軸は電気機械結合係数Ｋの二乗K2を百分率で示
すものである。同図において曲線Ａが第１図の構
造に対応した特性で、規格化膜厚2πh／λの1.9近
傍においてK2は約0.36％が得られた。この値は通
常弾性表面波を発生および検出させるに充分な値
である。 第２図ａ，ｂは本発明の他の実施例を示す断面
図で、ａはシリコン単結晶基板１の表面部に弾性
表面波発生用電極３および検出用電極４を形成し
た後、これらを覆うように窒化アルミニウム単結
晶エピタキシヤル層２を形成した構造を示し、ｂ
は上記シリコン単結晶基板１表面部に部分的に高
抵抗層７もしくは空乏層を形成し、これらの層に
低抵抗シリコンから成るくし型状の弾性表面波発
生用電極５および検出用電極６を埋込み形成した
後にこれらを覆うように窒化アルミニウム単結晶
エピタキシヤル層２を形成した構成を示すもので
ある。 以上の構造の弾性表面波素子に対し第１図の構
造と同様にシリコン単結晶基板１の〔11２〕軸方
向と等価な方向へ弾性表面波を励振させることに
より、第５図に示すような速度分散特性が得ら
れ、窒化アルミニウム単結晶エピタキシヤル層２
の規格化膜厚2πh／λに対して分散が小さいこと
がわかつた。 また第６図の曲線Ｂは電気機械結合係数の二乗
値K2特性を示すもので、規格化膜厚2πh／λの
2.1近傍においてK2は約0.26％が得られた。この
値は通常弾性表面波を発生および検出させるに充
分な値である。 第３図ａ，ｂは本発明のその他の実施例を示す
もので、ａはシリコン単結晶基板１の表面部に部
分的に第２電極として一対のしやへい電極８を形
成した後、これらを覆うように窒化アルミニウム
単結晶エピタキシヤル層２を形成しこの表面に第
１電極として弾性表面波発生用電極３および検出
用電極４を形成した構造を示し、ｂは上記シリコ
ン単結晶基板１表面部に部分的に低抵抗シリコン
層９を形成した後、これらを覆うように窒化アル
ミニウム単結晶エピタキシヤル層２を形成しこの
表面に第１電極として上記発生用電極３および検
出用電極４を形成した構造を示すものである。 以上の構造の弾性表面波素子に対し第１図の構
造と同様にシリコン単結晶基板１の〔11２〕軸方
向と等価な方向へ弾性表面波を励振させることに
より、第５図に示すような速度分散特性が得ら
れ、窒化アルミニウム単結晶エピタキシヤル層２
の規格化膜厚2πh／λに対して分散が小さいこと
がわかつた。 また第６図の曲線Ｃは電気機械結合係数の二乗
値K2特性を示すもので、規格化膜厚2πh／λの
0.37近傍においてK2は約0.22％が得られ、さらに
2πh／λの2.1近傍においてK2は約0.25％が得られ
いわゆるダブルピーク特性が得られた。 特に前者の第１ピークを与える薄い膜厚におい
ては分散は非常に少なく、超高周波、低分散特性
に優れていることがわかつた。これらにおける
K2値は通常弾性表面波を発生および検出させる
に充分な値である。 第４図ａ，ｂは本発明のその他の実施例を示す
もので、ａはシリコン単結晶基板１表面部に第１
電極として弾性表面波発生用電極３および検出用
電極４を形成した後、これらを覆うに窒化アルミ
ニウム単結晶エピタキシヤル層２を形成しこの表
面に部分的に第２電極として一対のしやへい電極
８を形成した構造を示し、ｂは上記シリコン単結
晶基板１表面部に部分的に高抵抵抗層７もしくは
空乏層を形成し、これらの層に低抵抗シリコンか
ら成るくし型状の第１電極としての上記発生用電
極５および検出用電極６を埋め込み形成した後、
これらを覆うように窒化アルミニウム単結晶エピ
タキシヤル層２を形成しこの表面に第２電極とし
て一対のしやへい電極８を形成した構造を示すも
のである。 以上の構造の弾性表面波素子に対し第１図の構
造と同様にシリコン単結晶基板１の〔11２〕軸方
向と等価な方向へ弾性表面波を励振させることに
より、第５図に示すような速度分散特性が得られ
窒化アルミニウム単結晶エピタキシヤル層２の規
格化膜厚2πh／λに対して分散が小さいことがわ
かつた。 また第６図の曲線Ｄは電気機械結合係数の二乗
値K2特性を示すもので、規格化膜厚2πh／λの
0.21近傍においてK2は約0.16％が得られ、さらに
2πh／λの2.1近傍においてK2は約0.16％が得られ
ダブルピーク特性が得られた。特に前者の第１ピ
ークを与える薄い膜厚においては分散は非常に少
なく、超高周波、低分散性に優れていることがわ
かつた。これらにおけるK2値は通常弾性波を発
生および検出させるに充分な値である。 第１図乃至第４図ａ，ｂの構造において、特に
窒化アルミニウム単結晶エピタキシヤル層２をこ
の圧電軸がシリコン単結晶基板１面に平行かつそ
の〔11２〕軸と等価な方向になるように形成した
場合の本発明のその他の実施例について以下説明
する。 先ず第１図と同一構造に形成した弾性表面波素
子を用意し、そのシリコン単結晶基板１の〔11
２〕軸方向と等価な方向へ弾性表面波を励振させ
た時、第７図に示すような弾性表面波の速度分散
特性が得られた。 同図において横軸および縦軸は第５図と同一で
あり、規格化膜厚2πh／λが約2.1で弾性表面波と
してのモードは消失して以後バルク横波が発生し
た。 しかし2πh／λの０〜2.1の範囲に対応した位相
速度Vpは約4740ｍ／secから約5006ｍ／secまで
右上りに上昇しており、この変化は大きな位相速
度を保持した変化であり、また膜厚に対する分散
は小さかつた。 第８図の曲線Ａは電気機械結合係数の二乗値
K2特性を示すもので、規格化膜厚2πh／λの1.5
近傍においてK2は約0.61％が得られた。この値は
通常弾性表面波を発生および検出させるに充分な
値である。 次に第２図ａ，ｂと同一構造に形成した弾性表
面波素子を用意し、そのシリコン単結晶基板１の
〔11２〕軸方向と等価な方向へ弾性表面波を励振
させることにより、第７図に示すような速度分散
特性が得られ、窒化アルミニウム単結晶エピタキ
シヤル層２の規格化膜厚2πh／λに対して分散が
小さいことがわかつた。 また第８図の曲線Ｂは電気機械結合係数の二乗
値K2特性を示すもので、規格化膜厚2πh／λの
0.36近傍においてK2は約0.1％が得られ、さらに
2πh／λの1.9近傍においてK2は約0.11％が得られ
ダブルピーク特性が得られた。これらのK2値は
通常弾性表面波を発生および検出させるに充分な
値である。 次に第３図ａ，ｂと同一構造に形成した弾性表
面波素子を用意し、そのシリコン単結晶基板１の
〔11２〕軸方向と等価な方向へ弾性表面波を励振
させることにより、第７図に示すような速度分散
特性が得られ、窒化アルミニウム単結晶エピタキ
シヤル層２の規格化膜厚2πh／λに対して分散が
小さいことがわかつた。 また第８図の曲線Ｃは電気機械結合係数の二乗
値K2特性を示すもので、規格化膜厚2πh／λの
1.5近傍においてK2は約0.75％が得られた。この
値は通常弾性表面波を発生および検出させるに充
分な値である。 次に第４図ａ，ｂと同一構造に形成した弾性表
面波を用意し、そのシリコン単結晶基板１の〔11
２〕軸方向と等価な方向へ弾性表面波を励振させ
ることにより、第７図に示すような速度分布特性
が得られ、窒化アルミニウム単結晶エピタキシヤ
ル層２の規格化膜厚2πh／λに対して分散が小さ
いことがわかつた。 また第８図の曲線Ｄは電気機械結合係数の二乗
値K2特性を示すもので、規格化膜厚2πh／λの
1.8近傍においてK2は約0.22％のピークが得られ
た。この値は通常弾性表面波を発生および検出さ
せるに十分な値である。 以上説明して明らかなように本発明によれば、
シリコン単結晶基板（層）上に窒化アルミニウム
単結晶エピタキシヤル層を形成した弾性体構造を
用い、特に（111）結晶面から成るシリコン単結
晶基板を用いその〔11２〕軸方向と等価な方向へ
弾性表面波を伝播させるように構成するものであ
るから、特性的に優れた弾性表面波素子を得るこ
とができる。 なお本文各実施例における窒化アルミニウム単
結晶エピタキシヤル層の膜厚ｈの最適範囲は各特
性図から明らかであるが、各実施例ごとに示せば
次表のようになる。
【表】
以上説明した本発明によれば次のような効果が
得られる。 １ エピタキシヤル膜による窒化アルミニウム膜
を用いるので、膜質が均一であり高周波での伝
播損失が小さい。 ２ 弾性表面波音速が大きいため高周波での波長
が大きくなり、くし型電極等の製造が容易にな
る。 ３ 弾性表面波音速の周波数分散が小さく抑えら
れるので、信号伝播に伴なう波形歪が小さくな
る。 ４ 共通半導体基板上に集積回路および弾性表面
波素子を形成するモノリシツク構造が可能とな
る。 ５ 窒化アルミニウム膜はバンドギヤツプが約
6.2eVと大きくまた比抵抗1016Ωcm以上のもの
が得られるため、電気的に安定であり、MO−
CVD技術を用いて容易に形成できるためシリ
コンのICプロセスと合致する。 以上のように本発明による構造は、特に弾性表
面波素子と半導体集積回路とを同一半導体基板上
に形成することができるため広範囲の用途への適
用が可能となる。
得られる。 １ エピタキシヤル膜による窒化アルミニウム膜
を用いるので、膜質が均一であり高周波での伝
播損失が小さい。 ２ 弾性表面波音速が大きいため高周波での波長
が大きくなり、くし型電極等の製造が容易にな
る。 ３ 弾性表面波音速の周波数分散が小さく抑えら
れるので、信号伝播に伴なう波形歪が小さくな
る。 ４ 共通半導体基板上に集積回路および弾性表面
波素子を形成するモノリシツク構造が可能とな
る。 ５ 窒化アルミニウム膜はバンドギヤツプが約
6.2eVと大きくまた比抵抗1016Ωcm以上のもの
が得られるため、電気的に安定であり、MO−
CVD技術を用いて容易に形成できるためシリ
コンのICプロセスと合致する。 以上のように本発明による構造は、特に弾性表
面波素子と半導体集積回路とを同一半導体基板上
に形成することができるため広範囲の用途への適
用が可能となる。
第１図、第２図ａ，ｂ、第３図ａ，ｂおよび第
４図ａ，ｂはいずれも本発明実施例を示す断面
図、第５図、第６図、第７図および第８図はいず
れも本発明により得られた結果を示す特性図であ
る。 １……シリコン単結晶基板、２……窒化アルミ
ニウム単結晶エピタキシヤル層、３，４，５，６
……くし型電極、７……高抵抗シリコン層、８…
…しやへい電極、９……低抵抗シリコン層。
４図ａ，ｂはいずれも本発明実施例を示す断面
図、第５図、第６図、第７図および第８図はいず
れも本発明により得られた結果を示す特性図であ
る。 １……シリコン単結晶基板、２……窒化アルミ
ニウム単結晶エピタキシヤル層、３，４，５，６
……くし型電極、７……高抵抗シリコン層、８…
…しやへい電極、９……低抵抗シリコン層。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ シリコン単結晶層と、この上に形成されかつ
圧電軸が配向した窒化アルミニウム単結晶エピタ
キシヤル層と、これら所定位置に形成された電極
とを含むことを特徴とする弾性表面波素子。 ２ 上記シリコン単結晶層が（111）結晶面もし
くはそれと等価な面から成り、窒化アルミニウム
単結晶エピタキシヤル層の圧電軸がシリコン単結
晶層に垂直になるように形成されたことを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の弾性表面波素
子。 ３ 上記シリコン単結晶層が（111）結晶面もし
くはそれと等価な面から成り、窒化アルミニウム
単結晶エピタキシヤル層の圧電軸がシリコン単結
晶層に平行かつその〔11２〕結晶軸と等価な方向
になるように形成されたことを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の弾性表面波素子。 ４ 上記シリコン単結晶層面上の〔11２〕軸と等
価な方向に弾性表面波を伝播させることを特徴と
する特許請求の範囲第２項又は第３項記載の弾性
表面波素子。 ５ 上記窒化アルミニウム単結晶エピタキシヤル
層の膜厚ｈが、2πh／λ＜2.5（ただし、λは弾性
表面波の波長を示す）の範囲に属することを特徴
とする特許請求の範囲第２項又は第４項記載の弾
性表面波素子。 ６ 上記窒化アルミニウム単結晶エピタキシヤル
層の膜厚ｈが、2πh／λ＜2.1（ただし、λは弾性
表面波の波長を示す）の範囲に属することを特徴
とする特許請求の範囲第３項又は第４項記載の表
面弾性波素子。 ７ 上記電極が窒化アルミニウム単結晶エピタキ
シヤル層の表面部に形成されたことを特徴とする
特許請求の範囲第１項乃至第６項のいずれかに記
載の弾性表面波素子。 ８ 上記電極がシリコン単結晶層と窒化アルミニ
ウム単結晶エピタキシヤル層間に形成されたこと
を特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第６項の
いずれかに記載の弾性表面波素子。 ９ 上記電極が窒化アルミニウム単結晶エピタキ
シヤル層の表面部に一対の第１電極として形成さ
れ、上記シリコン単結晶層と窒化アルミニウム単
結晶エピタキシヤル層間に他の第２電極として一
対のしやへい電極が形成されたことを特徴とする
特許請求の範囲第１項乃至第６項のいずれかに記
載の弾性表面波素子。 １０ 上記電極がシリコン単結晶層と窒化アルミ
ニウム単結晶エピタキシヤル層間に一対の第１電
極として形成され、上記窒化アルミニウム単結晶
エピタキシヤル層の表面部に他の第２電極として
一対のしやへい電極が形成されたことを特徴とす
る特許請求の範囲第１項乃至第６項のいずれかに
記載の弾性表面波素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15759381A JPS5859616A (ja) | 1981-10-05 | 1981-10-05 | 弾性表面波素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15759381A JPS5859616A (ja) | 1981-10-05 | 1981-10-05 | 弾性表面波素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5859616A JPS5859616A (ja) | 1983-04-08 |
| JPH025329B2 true JPH025329B2 (ja) | 1990-02-01 |
Family
ID=15653095
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15759381A Granted JPS5859616A (ja) | 1981-10-05 | 1981-10-05 | 弾性表面波素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5859616A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59231911A (ja) * | 1983-06-14 | 1984-12-26 | Clarion Co Ltd | 表面弾性波素子 |
| JPH01125012A (ja) * | 1987-11-09 | 1989-05-17 | Sanyo Electric Co Ltd | 弾性表面波素子 |
| JPH01106514A (ja) * | 1987-10-19 | 1989-04-24 | Sanyo Electric Co Ltd | 弾性表面波素子 |
| JPH0388406A (ja) * | 1989-04-11 | 1991-04-12 | Sanyo Electric Co Ltd | 弾性表面波素子 |
-
1981
- 1981-10-05 JP JP15759381A patent/JPS5859616A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5859616A (ja) | 1983-04-08 |
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