JPH0334685B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0334685B2 JPH0334685B2 JP58174460A JP17446083A JPH0334685B2 JP H0334685 B2 JPH0334685 B2 JP H0334685B2 JP 58174460 A JP58174460 A JP 58174460A JP 17446083 A JP17446083 A JP 17446083A JP H0334685 B2 JPH0334685 B2 JP H0334685B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- layer
- transducer
- deposited
- metal electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 50
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 18
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 18
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 12
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 12
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 238000010897 surface acoustic wave method Methods 0.000 claims description 11
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 10
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 claims description 10
- 239000007858 starting material Substances 0.000 claims description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 8
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 5
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 claims description 4
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 claims description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 3
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims 1
- JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N AsGa Chemical compound [As]#[Ga] JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 21
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 10
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 8
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 6
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 5
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 5
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910013641 LiNbO 3 Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 4
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 4
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 4
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 3
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 3
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 3
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 3
- GPXJNWSHGFTCBW-UHFFFAOYSA-N Indium phosphide Chemical compound [In]#P GPXJNWSHGFTCBW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 2
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 2
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 2
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 2
- PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N Aluminum nitride Chemical compound [Al]#N PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000007319 Avena orientalis Nutrition 0.000 description 1
- 241000209763 Avena sativa Species 0.000 description 1
- 235000007558 Avena sp Nutrition 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DUBSDGFVYOMMLR-UHFFFAOYSA-N [Cr].[In].[Au] Chemical compound [Cr].[In].[Au] DUBSDGFVYOMMLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- -1 aluminum and gold Chemical class 0.000 description 1
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 1
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 1
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- MAKDTFFYCIMFQP-UHFFFAOYSA-N titanium tungsten Chemical compound [Ti].[W] MAKDTFFYCIMFQP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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
- H03H9/125—Driving means, e.g. electrodes, coils
- H03H9/145—Driving means, e.g. electrodes, coils for networks using surface acoustic waves
- H03H9/14502—Surface acoustic wave [SAW] transducers for a particular purpose
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
＜技術分野＞
本発明は媒質における表面音波（SAWS）の
励振に関し、より詳しくは非圧電性基板または弱
圧電性基板上で高周波数から広帯域の表面音響波
の励振を生じさせる方法および装置に関する。
励振に関し、より詳しくは非圧電性基板または弱
圧電性基板上で高周波数から広帯域の表面音響波
の励振を生じさせる方法および装置に関する。
＜背景技術＞
従来技術によれば非圧電性基板上に表面音響波
を励振する１つの方法は基板の上面にインタデイ
ジタル変換器を含む酸化亜鉛薄膜を有するもので
あつた。しかしながらこの方法は基板上面上の薄
膜によりもたらされる分散と損失の故に、また伝
播方向内に多くの電極を用いることに由来する狭
い帯域の故に不満足なものである。この方法は
Proceedings of the IEEE、vol.64、pp631−635
（1976年５月）のF.S.Hickernellによる「酸化亜
鉛薄膜表面波変換器」と題する論文に記述されて
いる。
を励振する１つの方法は基板の上面にインタデイ
ジタル変換器を含む酸化亜鉛薄膜を有するもので
あつた。しかしながらこの方法は基板上面上の薄
膜によりもたらされる分散と損失の故に、また伝
播方向内に多くの電極を用いることに由来する狭
い帯域の故に不満足なものである。この方法は
Proceedings of the IEEE、vol.64、pp631−635
（1976年５月）のF.S.Hickernellによる「酸化亜
鉛薄膜表面波変換器」と題する論文に記述されて
いる。
従来技術による広帯域、低挿入損音響変換の達
成を企図するもう１つの方法はエツジボンド変換
器（EBT）を用いるものである。この技術では、
コーナ部を拡張するために高結合圧電材料
（LiNbO3）の半波長薄片が低結合基板のエツジ
に金属的にボンドされまた上面がラツプされる。
通例はインジウム（またはクロム−金−インジウ
ム）がこの金属ボンドに用いられている。エツジ
ボンド変換器（EBT）は比較的広帯域である。
しかしながら、非常に高い周波数動作に適するボ
ンドおよび圧電性薄片の作成が技術的に困難なた
め高周波数動作は不可能である。このEBTの外
側のエツジ上に１つの電極が作成されて導電ボン
ドに関して励振が行なわれ、せん断波（shear
wave）を生じてそれが表面音響波に変換される。
この技術は1980Ultrasonics Symp.Proc.（1980）、
pp.367−370のD.E.OatesとR.A.Beckerによる
「S.T.クオーツと（001）カツトされたGaAs上の
LiNbO3表面音響波エツジボンド変換器」と題す
る論文に記述されており、GaAs基板にインジウ
ムでボンドされたLiNbO3Xカツトせん断波変換
器である。エツジボンド変換器内で生じたせん断
波はGaAs基板内で表面波に変換される。この
GaAs EBTについては挿入損が小さく、100MHz
で帯域比率（fractional bandwidth）が91パーセ
ントとなることが報告された。
成を企図するもう１つの方法はエツジボンド変換
器（EBT）を用いるものである。この技術では、
コーナ部を拡張するために高結合圧電材料
（LiNbO3）の半波長薄片が低結合基板のエツジ
に金属的にボンドされまた上面がラツプされる。
通例はインジウム（またはクロム−金−インジウ
ム）がこの金属ボンドに用いられている。エツジ
ボンド変換器（EBT）は比較的広帯域である。
しかしながら、非常に高い周波数動作に適するボ
ンドおよび圧電性薄片の作成が技術的に困難なた
め高周波数動作は不可能である。このEBTの外
側のエツジ上に１つの電極が作成されて導電ボン
ドに関して励振が行なわれ、せん断波（shear
wave）を生じてそれが表面音響波に変換される。
この技術は1980Ultrasonics Symp.Proc.（1980）、
pp.367−370のD.E.OatesとR.A.Beckerによる
「S.T.クオーツと（001）カツトされたGaAs上の
LiNbO3表面音響波エツジボンド変換器」と題す
る論文に記述されており、GaAs基板にインジウ
ムでボンドされたLiNbO3Xカツトせん断波変換
器である。エツジボンド変換器内で生じたせん断
波はGaAs基板内で表面波に変換される。この
GaAs EBTについては挿入損が小さく、100MHz
で帯域比率（fractional bandwidth）が91パーセ
ントとなることが報告された。
しかしまた、このEBTはGaAsにおける広帯域
低損失変換を導き得るかもしれないが、その操作
は中心周波数が200MHz以下に限定されている。
LiNbO3変換器のラツプ、ボンドおよび研磨等が
技術的に困難なためこのEBTはさらに高い周波
数での動作が不可能になつている。例えば、
300MHzの中心周波数を有するSAW横（トランス
バーサル）フイルタを作成するためには、半波長
LiNbO3変換器の厚さは約6.8μｍとなる。これは
上述の論文で用いられていた変換器の厚さの半分
に満たず、材料組み立て上重大な困難を伴なう。
Ｌ帯域周波数では、要求される厚さは約1.7μｍに
縮小されるが、これは明らかに入手不可能な厚さ
である。
低損失変換を導き得るかもしれないが、その操作
は中心周波数が200MHz以下に限定されている。
LiNbO3変換器のラツプ、ボンドおよび研磨等が
技術的に困難なためこのEBTはさらに高い周波
数での動作が不可能になつている。例えば、
300MHzの中心周波数を有するSAW横（トランス
バーサル）フイルタを作成するためには、半波長
LiNbO3変換器の厚さは約6.8μｍとなる。これは
上述の論文で用いられていた変換器の厚さの半分
に満たず、材料組み立て上重大な困難を伴なう。
Ｌ帯域周波数では、要求される厚さは約1.7μｍに
縮小されるが、これは明らかに入手不可能な厚さ
である。
＜発明の要約＞
それ故、本発明の１つの目的は異なる基板材料
上に広帯域かつ低挿入損の表面音響波を生成し得
る変換器を提供することである。
上に広帯域かつ低挿入損の表面音響波を生成し得
る変換器を提供することである。
本発明のもう１つの目的は高周波数かつ広帯域
の表面音響波励振を生じさせることである。
の表面音響波励振を生じさせることである。
本発明の他の１つの目的は半導体基板において
高周波数かつ広帯域の表面音響波を生成する変換
器を提供することである。
高周波数かつ広帯域の表面音響波を生成する変換
器を提供することである。
本発明の他の１つの目的はモノリシツク半導体
材料上に総合的に組み立て得る装置を提供するこ
とである。
材料上に総合的に組み立て得る装置を提供するこ
とである。
本発明の他の１つの目的は反射、バルク波およ
び分散の形でのスプリアス信号生成が少ないエツ
ジ被着変換器を作成することである。
び分散の形でのスプリアス信号生成が少ないエツ
ジ被着変換器を作成することである。
本発明の他の目的および特徴は以下の詳細な説
明と特許請求の範囲を添付図面と関連づけて読め
ばより容易に理解されよう。図面中同種の参照符
号は全図面を通して同種の部分を示す。
明と特許請求の範囲を添付図面と関連づけて読め
ばより容易に理解されよう。図面中同種の参照符
号は全図面を通して同種の部分を示す。
＜実施態様＞
さて第１図ないし第３図を参照すると、本発明
により作成されたエツジ被着変換器（EDT）１
０が例示されている。変換器１０は基板１２上に
配置される。この基板１２は、例えばひ化ガリウ
ム（GaAs）、シリコン（Si）、りん化インジウム
（InP）またはクオーツである。本発明および本
変換器はシリコンやひ化ガリウムのような半導体
材料上で音響波励振を実現する方法を提供するこ
とにより特別な困難を解決する。シリコンは非圧
電性であつて表面波励振に本質的な装置を与える
ものではないが、一方ひ化ガリウムは弱圧電性で
あつて、インタデイジタル変換器による狭帯域表
面波励振のみを本質的に許容する。半導体基板１
２としてはひ化ガリウムがその独自な音響特性、
半導電特性および光学特性の結合の故に好まし
い。（100）配向ひ化ガリウムを基板１２として用
いる場合、基板１２において矢印１４により示さ
れる（110）方向に損失のない表面波が生成され
る。基板１２はその側面部１６と上部１８とによ
り形成されるエツジ２０が平滑で表面音響波２２
が伝播する上面１８の全体に亘る不整や欠けがな
いように作られなければならない。ひ化ガリウム
とシリコンはへき開を通してこの作成に寄与す
る。
により作成されたエツジ被着変換器（EDT）１
０が例示されている。変換器１０は基板１２上に
配置される。この基板１２は、例えばひ化ガリウ
ム（GaAs）、シリコン（Si）、りん化インジウム
（InP）またはクオーツである。本発明および本
変換器はシリコンやひ化ガリウムのような半導体
材料上で音響波励振を実現する方法を提供するこ
とにより特別な困難を解決する。シリコンは非圧
電性であつて表面波励振に本質的な装置を与える
ものではないが、一方ひ化ガリウムは弱圧電性で
あつて、インタデイジタル変換器による狭帯域表
面波励振のみを本質的に許容する。半導体基板１
２としてはひ化ガリウムがその独自な音響特性、
半導電特性および光学特性の結合の故に好まし
い。（100）配向ひ化ガリウムを基板１２として用
いる場合、基板１２において矢印１４により示さ
れる（110）方向に損失のない表面波が生成され
る。基板１２はその側面部１６と上部１８とによ
り形成されるエツジ２０が平滑で表面音響波２２
が伝播する上面１８の全体に亘る不整や欠けがな
いように作られなければならない。ひ化ガリウム
とシリコンはへき開を通してこの作成に寄与す
る。
基板１２を作成した後、必要であれば基板材料
と交換器材料の混合や拡散を防ぐために安定化層
２４（第２図参照）が基板１２に付与される。こ
の安定化層は複数の別個の層から構成し得る。例
えば基板１２としてクオーツを用いるなら、内部
電極材料２６（これについては以下により詳しく
述べる）はクオーツ内に拡散しないので、安定化
層は必要ない。しかしながら、シリコン、ひ化ガ
リウムまたはりん化インジウムを用いるなら安定
化層が必要となる。ひ化ガリウム基板１２とアル
ミニウム層２８の間の接着を与えるために、クロ
ム層３０が基板１２の側面部１６上に被着または
フラツシユ（flash）により形成される。次に、
アルミニウム層２８が内部電極２６の大きさに対
応してクロム層３０上に被着される。耐熱試験に
よればこのAl−GaAs系材料は500℃を超える温
度で非常に安定であつて内部拡散深度がわずか数
百オングストロムであることから、アルミニウム
は卓越した分離層である。変換器１０の容量性短
絡を防ぐために、（安定化層２４の一部を構成す
る）アルミニウム層２８とクロム層３０は内部電
極２６の領域の下にのみ被着される。
と交換器材料の混合や拡散を防ぐために安定化層
２４（第２図参照）が基板１２に付与される。こ
の安定化層は複数の別個の層から構成し得る。例
えば基板１２としてクオーツを用いるなら、内部
電極材料２６（これについては以下により詳しく
述べる）はクオーツ内に拡散しないので、安定化
層は必要ない。しかしながら、シリコン、ひ化ガ
リウムまたはりん化インジウムを用いるなら安定
化層が必要となる。ひ化ガリウム基板１２とアル
ミニウム層２８の間の接着を与えるために、クロ
ム層３０が基板１２の側面部１６上に被着または
フラツシユ（flash）により形成される。次に、
アルミニウム層２８が内部電極２６の大きさに対
応してクロム層３０上に被着される。耐熱試験に
よればこのAl−GaAs系材料は500℃を超える温
度で非常に安定であつて内部拡散深度がわずか数
百オングストロムであることから、アルミニウム
は卓越した分離層である。変換器１０の容量性短
絡を防ぐために、（安定化層２４の一部を構成す
る）アルミニウム層２８とクロム層３０は内部電
極２６の領域の下にのみ被着される。
内部電極２６は例をあげれば金やアルミニウム
から作られる。金もまた急速にアルミニウム内部
に拡散するので、このためには分離層が必要とな
る。安定化層２４の一部とみなし得る二酸化シリ
コンの薄い層３２がこの分離機能を果たすことが
できる。第１図ないし第３図に見られるように、
二酸化シリコン分離層３２は基板１２の側面部１
６におけるエツジ全体の上に被着される。分離層
３２として機能するに加え、この二酸化シリコン
層３２はエツジ被着変換器１０の入力インピーダ
ンス制御を助けるためにその厚さを調整して音響
変成器としても用いることができる。換言すれ
ば、分離層３２の厚さはインピーダンス整合を目
的として変化させ得る。
から作られる。金もまた急速にアルミニウム内部
に拡散するので、このためには分離層が必要とな
る。安定化層２４の一部とみなし得る二酸化シリ
コンの薄い層３２がこの分離機能を果たすことが
できる。第１図ないし第３図に見られるように、
二酸化シリコン分離層３２は基板１２の側面部１
６におけるエツジ全体の上に被着される。分離層
３２として機能するに加え、この二酸化シリコン
層３２はエツジ被着変換器１０の入力インピーダ
ンス制御を助けるためにその厚さを調整して音響
変成器としても用いることができる。換言すれ
ば、分離層３２の厚さはインピーダンス整合を目
的として変化させ得る。
内部金属電極２６の接着とニユクリエイシヨン
サイト（nucleation site）を与えるために、スタ
ータ層（starter layer）３４が安定化層２４上
に被着される。この層３４はスパツタリングまた
は蒸着により被着させ得る。このスタータ層は例
をあげればチタン（Ti）、チタンタングステン
（TiW）またはクロム（Cr）である。
サイト（nucleation site）を与えるために、スタ
ータ層（starter layer）３４が安定化層２４上
に被着される。この層３４はスパツタリングまた
は蒸着により被着させ得る。このスタータ層は例
をあげればチタン（Ti）、チタンタングステン
（TiW）またはクロム（Cr）である。
内部金属電極２６はスタータ層３４上に例えば
スパツタリングや蒸着により被着される。アルミ
ニウムや金のような様々な金属を被着し得るが、
内部電極２６の材料としては金が好ましい実施例
である。金薄膜の被着により、内部電極２６の
（111）の配向が得られる。第１図と第３図からよ
り詳細に見られるように、金の内部金属電極２６
は外部金属電極３６の下にのみ被着され、ボンド
パツド３８の下には被着されない。内部電極２６
を外部電極３６の下にのみ被着することによりボ
ンドパツド３８の下において不要な音響変換器が
形成されることを防止できる。またそれはそうし
ない場合に生じる内部電極２６と外部電極３６の
間の潜在的な容量性短絡を除去する。これらの両
方の作用はボンドパツド３８の領域が外部電極３
６の領域よりはるかに大きいがために、変換器１
０の性能を著しく低下させることがある。
スパツタリングや蒸着により被着される。アルミ
ニウムや金のような様々な金属を被着し得るが、
内部電極２６の材料としては金が好ましい実施例
である。金薄膜の被着により、内部電極２６の
（111）の配向が得られる。第１図と第３図からよ
り詳細に見られるように、金の内部金属電極２６
は外部金属電極３６の下にのみ被着され、ボンド
パツド３８の下には被着されない。内部電極２６
を外部電極３６の下にのみ被着することによりボ
ンドパツド３８の下において不要な音響変換器が
形成されることを防止できる。またそれはそうし
ない場合に生じる内部電極２６と外部電極３６の
間の潜在的な容量性短絡を除去する。これらの両
方の作用はボンドパツド３８の領域が外部電極３
６の領域よりはるかに大きいがために、変換器１
０の性能を著しく低下させることがある。
変換器１０の次の作成工程は、内部電極２６上
への変換器層４０の被着である。変換器層４０と
して用いることができる代表的な材料は酸化亜鉛
（ZnO）と窒化アルミニウム（AlN）である。内
部電極２６の材料として金を選ぶなら変換器層４
０の材料としては酸化亜鉛が好ましく、一方内部
電極２６としてアルミニウムを選ぶなら変換器層
４０の変換器材料としては窒化アルミニウムが好
ましい。酸化亜鉛は金の内部電極２６上に直接ス
パツタして高いＣ軸配向を持つ酸化亜鉛薄膜を作
成し得る。結晶方向を強力に整列させることによ
り、酸化亜鉛は圧電性を示し、また大きな圧電結
合係数を持つ。
への変換器層４０の被着である。変換器層４０と
して用いることができる代表的な材料は酸化亜鉛
（ZnO）と窒化アルミニウム（AlN）である。内
部電極２６の材料として金を選ぶなら変換器層４
０の材料としては酸化亜鉛が好ましく、一方内部
電極２６としてアルミニウムを選ぶなら変換器層
４０の変換器材料としては窒化アルミニウムが好
ましい。酸化亜鉛は金の内部電極２６上に直接ス
パツタして高いＣ軸配向を持つ酸化亜鉛薄膜を作
成し得る。結晶方向を強力に整列させることによ
り、酸化亜鉛は圧電性を示し、また大きな圧電結
合係数を持つ。
変換器１０の作成過程における最後の工程は外
部金属電極３６とボンドパツド３８の被着であ
る。これは直接書き込みＥビーム（電子ビーム）
食刻を用いることにより達成される。変換器１０
の応答を可能な限り広い帯域で保つためには、
様々な材料層を可能な限り薄くする必要がある。
変換器１０の厚さは変換器１０を機械的に装荷す
る材料を外部電極３６に用いることにより縮小し
得る。このこと故に、またその高い導電性の故
に、金は好ましい材料である。ボンドパツド３８
は可能な限り小さくされるが但しボンドするには
十分な大きさにする。内部電極２６の一部を露出
させるために変換器層４０内に窓４２が形成され
る。励振源４４は導線４６により内部電極２６に
接続される一方、導線４８とボンドパツド３８に
より外部電極３６に接続される。
部金属電極３６とボンドパツド３８の被着であ
る。これは直接書き込みＥビーム（電子ビーム）
食刻を用いることにより達成される。変換器１０
の応答を可能な限り広い帯域で保つためには、
様々な材料層を可能な限り薄くする必要がある。
変換器１０の厚さは変換器１０を機械的に装荷す
る材料を外部電極３６に用いることにより縮小し
得る。このこと故に、またその高い導電性の故
に、金は好ましい材料である。ボンドパツド３８
は可能な限り小さくされるが但しボンドするには
十分な大きさにする。内部電極２６の一部を露出
させるために変換器層４０内に窓４２が形成され
る。励振源４４は導線４６により内部電極２６に
接続される一方、導線４８とボンドパツド３８に
より外部電極３６に接続される。
動作について述べると、励振源４４により励振
信号が外部電極３６と内部電極２６に与えられる
と、酸化亜鉛変換器層４０内にバルク縦波が生成
され、それがひ化ガリウム基板１２における表面
波の縦方向成分と結合する。このことは先に言及
したOatesとBeckerの論文における従来技術によ
るエツジボンド変換器が表面波のせん断波成分と
結合するせん断波を発生することと対照的であ
る。
信号が外部電極３６と内部電極２６に与えられる
と、酸化亜鉛変換器層４０内にバルク縦波が生成
され、それがひ化ガリウム基板１２における表面
波の縦方向成分と結合する。このことは先に言及
したOatesとBeckerの論文における従来技術によ
るエツジボンド変換器が表面波のせん断波成分と
結合するせん断波を発生することと対照的であ
る。
次に第４図を参照すると、ひ化ガリウムにおけ
る表面波の縦方向成分（実線で示す）とせん断波
成分の速度（点線で示す）のプロフイルが図示さ
れている。横軸はひ化ガリウム表面からの距離
λPSWを表わす。第４図から解るように、粒子速度
せん断波成分の大きさは表面の近くで最も大きく
なるので、エツジボンド変換器はこの成分と強く
結合させるために結晶表面の近くに作成されねば
ならない。しかしながら、本発明により構成され
るエツジ被着変換器１０においては、ひ化ガリウ
ム基板における粒子速度の縦方向成分への結合
は、変換器１０をオフセツトすることすなわち基
板１２の上面１８からあらかじめ定められた距離
のところに配置することにより最も大きくなる。
変換器１０の外部電極３６の最適位置は基板１２
の上部１８からの距離ａで図示されている。この
距離ａは基板１２における粒子速度の縦方向成分
の大きさが最初に符号を変える位置、即ち第４図
の点５０より左方に（すなわち小さく）はならな
い。もし外部電極３６の上面５２（第４図）が点
５０の左側になるように配置されれば、変換器１
０の性能は変換器１０の粒子速度の縦方向成分の
一部が無効となるので劣下し、それ故にその効率
が低下する。
る表面波の縦方向成分（実線で示す）とせん断波
成分の速度（点線で示す）のプロフイルが図示さ
れている。横軸はひ化ガリウム表面からの距離
λPSWを表わす。第４図から解るように、粒子速度
せん断波成分の大きさは表面の近くで最も大きく
なるので、エツジボンド変換器はこの成分と強く
結合させるために結晶表面の近くに作成されねば
ならない。しかしながら、本発明により構成され
るエツジ被着変換器１０においては、ひ化ガリウ
ム基板における粒子速度の縦方向成分への結合
は、変換器１０をオフセツトすることすなわち基
板１２の上面１８からあらかじめ定められた距離
のところに配置することにより最も大きくなる。
変換器１０の外部電極３６の最適位置は基板１２
の上部１８からの距離ａで図示されている。この
距離ａは基板１２における粒子速度の縦方向成分
の大きさが最初に符号を変える位置、即ち第４図
の点５０より左方に（すなわち小さく）はならな
い。もし外部電極３６の上面５２（第４図）が点
５０の左側になるように配置されれば、変換器１
０の性能は変換器１０の粒子速度の縦方向成分の
一部が無効となるので劣下し、それ故にその効率
が低下する。
本発明により酸化亜鉛変換器層４０とひ化ガリ
ウム基板１２を用い中心周波数を1.1GHzとする
帯域の40％について最適化するよう構成されたエ
ツジ被着変換器１０の代表的な寸法を以下の表１
に示す。
ウム基板１２を用い中心周波数を1.1GHzとする
帯域の40％について最適化するよう構成されたエ
ツジ被着変換器１０の代表的な寸法を以下の表１
に示す。
表 １
GaAs上にZnOをのせ、中心周波数を1.1GHzと
する帯域の40％について最適化されたEDTに用
いられる全ての材料層の大きさ 構成要件 大きさ Cr−Al分離層２８と３０の厚さ 2000Å SiO2分離層３２の厚さ 2000Å TiW−Au内部電極３４と２６の厚さ 4000Å ZnO変換器圧電層４０の厚さ 7000Å 銀の外部電極３６の厚さ 4000Å GaAs基板１２の上面１８から外部電極３６の上
部までの距離ａ 6000Å GaAs基板１２の上面１８から外部電極３６の下
部までの距離ｂ 20000Å 外部電極３６の長さｗ 780μｍ ボンドパツド３８の大きさ 76.2×76.2μm2 本発明を特定の装置に関して示しかつ図示した
が、特許請求の範囲に定められている本発明の精
神および範囲から逸脱することなく変更や修正が
できることは明らかであろう。
する帯域の40％について最適化されたEDTに用
いられる全ての材料層の大きさ 構成要件 大きさ Cr−Al分離層２８と３０の厚さ 2000Å SiO2分離層３２の厚さ 2000Å TiW−Au内部電極３４と２６の厚さ 4000Å ZnO変換器圧電層４０の厚さ 7000Å 銀の外部電極３６の厚さ 4000Å GaAs基板１２の上面１８から外部電極３６の上
部までの距離ａ 6000Å GaAs基板１２の上面１８から外部電極３６の下
部までの距離ｂ 20000Å 外部電極３６の長さｗ 780μｍ ボンドパツド３８の大きさ 76.2×76.2μm2 本発明を特定の装置に関して示しかつ図示した
が、特許請求の範囲に定められている本発明の精
神および範囲から逸脱することなく変更や修正が
できることは明らかであろう。
第１図は本発明により構成されたエツジ被着変
換器の斜視図、第２図は第１図のエツジ被着変換
器の切断線２−２に沿つた断面図、第３図は第１
図のエツジ被着変換器の切断線３−３に沿つた断
面図、第４図は本エツジ被着変換器の外部電極に
所望される位置を表面波粒子速度の縦方向成分に
関して示すグラフ図である。 符号の説明、１０……エツジ被着変換器、１２
……基板、２０……エツジ、２４……安定化層、
２６……内部金属電極、３６……外部金属電極、
４０……変換器層、ａ……基板上面から外部電極
の上部までの距離。
換器の斜視図、第２図は第１図のエツジ被着変換
器の切断線２−２に沿つた断面図、第３図は第１
図のエツジ被着変換器の切断線３−３に沿つた断
面図、第４図は本エツジ被着変換器の外部電極に
所望される位置を表面波粒子速度の縦方向成分に
関して示すグラフ図である。 符号の説明、１０……エツジ被着変換器、１２
……基板、２０……エツジ、２４……安定化層、
２６……内部金属電極、３６……外部金属電極、
４０……変換器層、ａ……基板上面から外部電極
の上部までの距離。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 上面と側面の交線により形成される鋭く平滑
なエツジを有する基板に表面波を発生するための
変換器であつて、 内部金属電極のための接着およびニユクリエイ
シヨンサイトを与えるべく前記基板の側面上に被
着されたスタータ層と、 前記スタータ層上に被着された内部金属電極
と、 前記基板内にバルク縦波を生成すべく前記内部
金属電極上に被着された交換器層と、 前記基板のエツジからあらかじめ定められた距
離だけ下方に配置された外部金属電極とを有し、 それにより励振信号が内部電極と外部電極に与
えられるとバルク縦波が前記変換器層内に生成さ
れ、それが前記基板における表面波の縦方向成分
と結合するようになつている変換器。 ２ 上面と側面の交差線により形成される鋭く平
滑なエツジを有する半導体基板に表面波を発生す
るための変換器であつて、材料が前記半導体基板
内に混合するのを防ぐために前記基板の側面上に
被着された安定化層と、 内部電極の接着とニユクリエイシヨンサイトを
与えるために前記安定化層上に被着されたスター
タ層と、 前記スタータ層上に被着された金の内部電極
と、 前記基板内にバルク縦波を生成するために前記
金の内部電極上に被着されたZnO変換器層と、 前記ZnO変換器層上に前記基板の前記エツジか
らあらかじめ定められた距離だけ下方に配置され
た外部金属電極とを有し、 それにより励振信号が内部電極と外部電極に与
えられると前記変換器層内にバルク縦波が生成さ
れ、それが前記基板における表面波の縦方向成分
に結合するようになつている変換器。 ３ 半導体基板のエツジ上に広帯域、高周波数の
表面音響波変換器を作成する方法であつて、 材料が前記基板と混合するのを防ぐために前記
基板のエツジ上に安定化層を被着させる工程と、 内部金属電極の接着およびニユクリエイシヨン
サイトを与えるために前記安定化層上にスタータ
層を被着させる工程と、 前記スタータ層上に内部金属電極を被着させる
工程と、 前記内部金属電極上に変換器層を被着させる工
程と、 前記変換器層上に前記基板のエツジからあらか
じめ定められた距離だけ下方に外部電極を被着さ
せる工程と、を有する表面音波変換器の作成方
法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/422,810 US4447754A (en) | 1982-09-24 | 1982-09-24 | Broad band surface acoustic wave edge deposited transducer |
| US422810 | 1982-09-24 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5979621A JPS5979621A (ja) | 1984-05-08 |
| JPH0334685B2 true JPH0334685B2 (ja) | 1991-05-23 |
Family
ID=23676486
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58174460A Granted JPS5979621A (ja) | 1982-09-24 | 1983-09-22 | 表面音響波変換器およびその作成方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4447754A (ja) |
| EP (1) | EP0104740B1 (ja) |
| JP (1) | JPS5979621A (ja) |
| DE (1) | DE3381071D1 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0388406A (ja) * | 1989-04-11 | 1991-04-12 | Sanyo Electric Co Ltd | 弾性表面波素子 |
| US5173667A (en) * | 1991-02-19 | 1992-12-22 | Ford Motor Company | Acoustic wave transmission media delay line having internally disposed absorber channels |
| US5339101A (en) * | 1991-12-30 | 1994-08-16 | Xerox Corporation | Acoustic ink printhead |
| US5365770A (en) * | 1993-04-05 | 1994-11-22 | Ford Motor Company | Ultrasonic wave interferometers |
| DE69829927T2 (de) | 1997-09-11 | 2006-02-09 | Honeywell Inc., Minneapolis | Feststoff-Flüssigkeits-Interdiffusionsverbindung für Ringlaserkreisel |
| EP1124328A1 (en) * | 2000-02-10 | 2001-08-16 | Lucent Technologies Inc. | A method of fabricating a zinc oxide based resonator |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3935564A (en) * | 1974-12-02 | 1976-01-27 | The Board Of Trustees Of Leland Stanford, Jr. University | Charge storage and monitoring apparatus utilizing acoustic waves |
| US4019200A (en) * | 1975-06-11 | 1977-04-19 | Rockwell International Corporation | Monolithic surface acoustic wave signal storage device |
| US4211948A (en) * | 1978-11-08 | 1980-07-08 | General Electric Company | Front surface matched piezoelectric ultrasonic transducer array with wide field of view |
| US4288775A (en) * | 1979-11-09 | 1981-09-08 | Bennewitz Paul F | Device and method of manufacturing a relative humidity sensor and temperature sensor |
-
1982
- 1982-09-24 US US06/422,810 patent/US4447754A/en not_active Expired - Lifetime
-
1983
- 1983-08-16 EP EP83304744A patent/EP0104740B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1983-08-16 DE DE8383304744T patent/DE3381071D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1983-09-22 JP JP58174460A patent/JPS5979621A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4447754A (en) | 1984-05-08 |
| EP0104740B1 (en) | 1990-01-03 |
| DE3381071D1 (de) | 1990-02-08 |
| EP0104740A2 (en) | 1984-04-04 |
| JPS5979621A (ja) | 1984-05-08 |
| EP0104740A3 (en) | 1986-02-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8529986B1 (en) | Layer acoustic wave device and method of making the same | |
| JP3774782B2 (ja) | 弾性表面波素子の製造方法 | |
| US4320365A (en) | Fundamental, longitudinal, thickness mode bulk wave resonator | |
| US4567393A (en) | Surface acoustic wave device having AlN and ZnO layers on a Si substrate | |
| US5448126A (en) | Surface acoustic wave-semiconductor composite device | |
| JP3435789B2 (ja) | 表面弾性波素子 | |
| US7456707B2 (en) | Resonator and filter using the same | |
| KR101069444B1 (ko) | 온도 계수가 개선된 ｓａｗ 소자 | |
| JP2000216632A (ja) | 表面弾性波発振器 | |
| US4365216A (en) | Surface-acoustic-wave device | |
| JPH0334685B2 (ja) | ||
| US20210281239A1 (en) | Surface acoustic wave resonator with multi-layer piezoelectric substrate with heat dissipation | |
| JPH0217707A (ja) | 広帯域弾性表面波フィルタ | |
| US3582834A (en) | Microwave ultrasonic delay line | |
| WO2020098484A1 (zh) | 带断裂结构体声波谐振器及其制造方法、滤波器和电子设备 | |
| US6222299B1 (en) | Surface acoustic wave devices comprising large-grained diamonds and methods for making | |
| JPS6090414A (ja) | 表面音波装置 | |
| JP3449013B2 (ja) | 横波トランスデューサ | |
| JPS62163408A (ja) | 弾性表面波装置 | |
| JPH025331B2 (ja) | ||
| US4403202A (en) | Surface acoustic wave device and method for producing the same | |
| JPH025329B2 (ja) | ||
| JPH0213853B2 (ja) | ||
| WO2022145202A1 (ja) | 電子デバイス | |
| JP2562321B2 (ja) | 弾性表面波装置 |