JPH0563500A - 表面弾性波素子 - Google Patents
表面弾性波素子Info
- Publication number
- JPH0563500A JPH0563500A JP24427591A JP24427591A JPH0563500A JP H0563500 A JPH0563500 A JP H0563500A JP 24427591 A JP24427591 A JP 24427591A JP 24427591 A JP24427591 A JP 24427591A JP H0563500 A JPH0563500 A JP H0563500A
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- JP
- Japan
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- diamond
- substrate
- carbon film
- acoustic wave
- surface acoustic
- Prior art date
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 基板とその上に形成したダイヤモンド状炭素
膜あるいは単結晶ダイヤモンド膜層との界面から反射し
て生じるバルク波によるスプリアス信号を抑制し且つ基
板とダイヤモンド状炭素膜あるいは単結晶ダイヤモンド
膜層との密着性を向上するような表面弾性波素子を提供
する。 【構成】 基板上にダイヤモンド状炭素膜あるいは単結
晶ダイヤモンド膜層及び圧電体層を順次備える表面弾性
波素子において、ダイヤモンド状炭素膜あるいは単結晶
ダイヤモンド膜層と基板の界面が粗面化されていること
を特徴とする上記表面弾性波素子である。
膜あるいは単結晶ダイヤモンド膜層との界面から反射し
て生じるバルク波によるスプリアス信号を抑制し且つ基
板とダイヤモンド状炭素膜あるいは単結晶ダイヤモンド
膜層との密着性を向上するような表面弾性波素子を提供
する。 【構成】 基板上にダイヤモンド状炭素膜あるいは単結
晶ダイヤモンド膜層及び圧電体層を順次備える表面弾性
波素子において、ダイヤモンド状炭素膜あるいは単結晶
ダイヤモンド膜層と基板の界面が粗面化されていること
を特徴とする上記表面弾性波素子である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はダイヤモンド状炭素膜あ
るいは単結晶ダイヤモンド膜層を基板上に積層した表面
弾性波素子に関し、更に詳細には、ダイヤモンド状炭素
膜あるいは単結晶ダイヤモンド膜層と基板との密着性に
優れ且つダイヤモンド状炭素膜あるいは単結晶ダイヤモ
ンド膜層と基板との界面から反射するバルク波に基づく
スペリアス信号が抑制された新規な表面弾性波素子に関
する。
るいは単結晶ダイヤモンド膜層を基板上に積層した表面
弾性波素子に関し、更に詳細には、ダイヤモンド状炭素
膜あるいは単結晶ダイヤモンド膜層と基板との密着性に
優れ且つダイヤモンド状炭素膜あるいは単結晶ダイヤモ
ンド膜層と基板との界面から反射するバルク波に基づく
スペリアス信号が抑制された新規な表面弾性波素子に関
する。
【０００２】
【従来技術及び発明が解決しようとする課題】表面弾性
波素子は固体表面を伝搬する弾性波を応用した素子であ
り、従来、ＬｉＮｂＯ3 及びＬi Ｔa Ｏ3 のような圧電
性が高く且つ音波吸収損失が少ない結晶基板上に簾状電
極を形成することにより製造されていた。このような表
面弾性波素子の音速は４０００ｍ／ｓ前後であるので、
さらに高周波化することが望まれている。かかる素子に
おいて、伝搬される周波数は表面波の波長及び音速に依
存するため、これらを改善してＧＨｚの高周波数に対応
させることが考えられる。表面波の波長は簾状電極の電
極の配列のピッチにより決まり、これを細かくする程、
表面波の高周波化を図ることができることがわかってい
る。しかしながら、エッチング技術等の微細加工技術に
限界があるため、電極の配列のピッチの微細化による高
周波化は現状では困難である。一方、音速は基板材料で
決まるため、音速が１００００ｍ／ｓを超えるダイヤモ
ンド状炭素膜または単結晶ダイヤモンド膜層を圧電体層
と組み合わせて使用することによって、高周波化を図る
技術が近年開発されている。
波素子は固体表面を伝搬する弾性波を応用した素子であ
り、従来、ＬｉＮｂＯ3 及びＬi Ｔa Ｏ3 のような圧電
性が高く且つ音波吸収損失が少ない結晶基板上に簾状電
極を形成することにより製造されていた。このような表
面弾性波素子の音速は４０００ｍ／ｓ前後であるので、
さらに高周波化することが望まれている。かかる素子に
おいて、伝搬される周波数は表面波の波長及び音速に依
存するため、これらを改善してＧＨｚの高周波数に対応
させることが考えられる。表面波の波長は簾状電極の電
極の配列のピッチにより決まり、これを細かくする程、
表面波の高周波化を図ることができることがわかってい
る。しかしながら、エッチング技術等の微細加工技術に
限界があるため、電極の配列のピッチの微細化による高
周波化は現状では困難である。一方、音速は基板材料で
決まるため、音速が１００００ｍ／ｓを超えるダイヤモ
ンド状炭素膜または単結晶ダイヤモンド膜層を圧電体層
と組み合わせて使用することによって、高周波化を図る
技術が近年開発されている。
【０００３】かかるダイヤモンド状炭素膜または単結晶
ダイヤモンド膜を用いた表面弾性波素子として、特開昭
６４−２０７１４号、特開昭６２−２２０９３７号、特
開昭１−２３３８１９号、特開昭２−２０９１０号、特
開昭２−１３７４１３号、特開平２−２３９７１５、特
願平３−１４０６８４号に記載されたものが知られてい
る。
ダイヤモンド膜を用いた表面弾性波素子として、特開昭
６４−２０７１４号、特開昭６２−２２０９３７号、特
開昭１−２３３８１９号、特開昭２−２０９１０号、特
開昭２−１３７４１３号、特開平２−２３９７１５、特
願平３−１４０６８４号に記載されたものが知られてい
る。
【０００４】しかしながら、上記特許出願に記載された
ダイヤモンド状炭素膜あるいは単結晶ダイヤモンド膜層
を用いた表面弾性波素子では、基板とその上に形成され
たダイヤモンド状炭素膜あるいは単結晶ダイヤモンド膜
層との界面が音響的に不連続になるため、入力電極より
放射される不要なバルク波がこの界面から反射され、そ
れが出力電極に到達して素子の出力特性を劣化してい
た。この様子を図１に示す。同図は、入力電極１より放
射された不要なバルク波７がダイヤモンド状炭素膜ある
いは単結晶ダイヤモンド膜層４とＳｉ基板６との界面５
に到達し、そこからバルク波８が反射されて出力電極２
に到達することを示す。さらにダイヤモンド状炭素また
は単結晶ダイヤモンド材料は不活性であるため基板との
密着性が悪いといういう問題もあった。
ダイヤモンド状炭素膜あるいは単結晶ダイヤモンド膜層
を用いた表面弾性波素子では、基板とその上に形成され
たダイヤモンド状炭素膜あるいは単結晶ダイヤモンド膜
層との界面が音響的に不連続になるため、入力電極より
放射される不要なバルク波がこの界面から反射され、そ
れが出力電極に到達して素子の出力特性を劣化してい
た。この様子を図１に示す。同図は、入力電極１より放
射された不要なバルク波７がダイヤモンド状炭素膜ある
いは単結晶ダイヤモンド膜層４とＳｉ基板６との界面５
に到達し、そこからバルク波８が反射されて出力電極２
に到達することを示す。さらにダイヤモンド状炭素また
は単結晶ダイヤモンド材料は不活性であるため基板との
密着性が悪いといういう問題もあった。
【０００５】一方、Ｓｉ基板上にダイヤモンド状炭素膜
層及びＡｌＮ層を順次積層した表面弾性波素子におい
て、Ｓｉ基板の裏面（ダイヤモンド状炭素膜と接してい
ない面）を粗面化する技術が知られているが、これでは
ダイヤモンド状炭素膜層とＳｉ基板との界面からのバル
ク波を抑制することができない。
層及びＡｌＮ層を順次積層した表面弾性波素子におい
て、Ｓｉ基板の裏面（ダイヤモンド状炭素膜と接してい
ない面）を粗面化する技術が知られているが、これでは
ダイヤモンド状炭素膜層とＳｉ基板との界面からのバル
ク波を抑制することができない。
【０００６】そこで本発明の目的は、基板とその上に形
成したダイヤモンド状炭素膜あるいは単結晶ダイヤモン
ド膜層との界面から反射して生じるバルク波によるスプ
リアス信号を抑制し且つ基板とダイヤモンド状炭素膜あ
るいは単結晶ダイヤモンド膜層との密着性を向上するよ
うな表面弾性波素子を提供することにある。
成したダイヤモンド状炭素膜あるいは単結晶ダイヤモン
ド膜層との界面から反射して生じるバルク波によるスプ
リアス信号を抑制し且つ基板とダイヤモンド状炭素膜あ
るいは単結晶ダイヤモンド膜層との密着性を向上するよ
うな表面弾性波素子を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、かかる従
来技術の欠点を解決するために、鋭意検討、研究した結
果、ダイヤモンド状炭素膜あるいは単結晶ダイヤモンド
膜層と基板との界面を粗面に加工することによって、か
かる界面からのバルク波の反射を有効に防止することが
できることを見出した。
来技術の欠点を解決するために、鋭意検討、研究した結
果、ダイヤモンド状炭素膜あるいは単結晶ダイヤモンド
膜層と基板との界面を粗面に加工することによって、か
かる界面からのバルク波の反射を有効に防止することが
できることを見出した。
【０００８】すなわち、本発明は、基板上にダイヤモン
ド状炭素膜あるいは単結晶ダイヤモンド膜層及び圧電体
層を順次備える表面弾性波素子において、ダイヤモンド
状炭素膜あるいは単結晶ダイヤモンド膜層と基板との界
面が粗面化されていることを特徴とする上記表面弾性波
素子を提供する。
ド状炭素膜あるいは単結晶ダイヤモンド膜層及び圧電体
層を順次備える表面弾性波素子において、ダイヤモンド
状炭素膜あるいは単結晶ダイヤモンド膜層と基板との界
面が粗面化されていることを特徴とする上記表面弾性波
素子を提供する。
【０００９】本発明に用いる「ダイヤモンド状炭素膜
層」とは、炭素を主成分とし、微量不純物として水素等
を含む非晶質構造の薄膜である。かかるダイヤモンド状
炭素膜層は、膜の強度が十分高く取扱いが容易であり、
さらに、膜の平滑度が高いためダイヤモンド状層上に形
成する圧電膜のＣ軸配向性が改善される。また、ダイヤ
モンド状炭素膜層は屈折率が高いため膜が緻密であり、
これも圧電体のＣ軸配向性に有利となる。
層」とは、炭素を主成分とし、微量不純物として水素等
を含む非晶質構造の薄膜である。かかるダイヤモンド状
炭素膜層は、膜の強度が十分高く取扱いが容易であり、
さらに、膜の平滑度が高いためダイヤモンド状層上に形
成する圧電膜のＣ軸配向性が改善される。また、ダイヤ
モンド状炭素膜層は屈折率が高いため膜が緻密であり、
これも圧電体のＣ軸配向性に有利となる。
【００１０】本発明に用いるダイヤモンド状炭素膜層
は、イオン化蒸着法等の種々の方法で基板上に形成で
き、その形成方法は特に限定されない。または、本発明
に用いる単結晶ダイヤモンド膜層はプラズマＣＶＤ法等
の種々の方法で基板上に形成でき、その形成方法は特に
限定されない。
は、イオン化蒸着法等の種々の方法で基板上に形成で
き、その形成方法は特に限定されない。または、本発明
に用いる単結晶ダイヤモンド膜層はプラズマＣＶＤ法等
の種々の方法で基板上に形成でき、その形成方法は特に
限定されない。
【００１１】また、上記のようなダイヤモンド状炭素膜
あるいは単結晶ダイヤモンド膜層が形成される基板は特
に限定されないが、ガラス、アルミナ、Ｓｉ、サファイ
ヤ、Ｃ−ＢＮ等を用いることができる。
あるいは単結晶ダイヤモンド膜層が形成される基板は特
に限定されないが、ガラス、アルミナ、Ｓｉ、サファイ
ヤ、Ｃ−ＢＮ等を用いることができる。
【００１２】本発明に従えば、上記基板とダイヤモンド
上層との界面が粗面化されてなければならない。かかる
界面を粗面化するには、基板をあらかじめ、例えば、サ
ンドブラスト法、化学エッチング法、機械的粗研磨法等
により処理して、その上にダイヤモンド状炭素膜あるい
は単結晶ダイヤモンド層を形成させる。また粗さとして
は、その凹凸のピッチが形成される電極の電極指ピッチ
と同等以上であることが界面に入射するバルク波を散乱
させるという理由から好ましい。このようにダイヤモン
ド状炭素膜あるいは単結晶ダイヤモンド膜層／基板界面
を粗面化することにより、図２に示すようにダイヤモン
ド状炭素膜あるいは単結晶ダイヤモンド膜層／基板界面
でのバルク波が散乱され、バルク波スプリアス信号を大
きく抑圧することが出来る。図２は、図１と同様の積層
体構造であるが界面が粗面化された表面弾性波素子によ
る界面からの反射の様子を示す図である。
上層との界面が粗面化されてなければならない。かかる
界面を粗面化するには、基板をあらかじめ、例えば、サ
ンドブラスト法、化学エッチング法、機械的粗研磨法等
により処理して、その上にダイヤモンド状炭素膜あるい
は単結晶ダイヤモンド層を形成させる。また粗さとして
は、その凹凸のピッチが形成される電極の電極指ピッチ
と同等以上であることが界面に入射するバルク波を散乱
させるという理由から好ましい。このようにダイヤモン
ド状炭素膜あるいは単結晶ダイヤモンド膜層／基板界面
を粗面化することにより、図２に示すようにダイヤモン
ド状炭素膜あるいは単結晶ダイヤモンド膜層／基板界面
でのバルク波が散乱され、バルク波スプリアス信号を大
きく抑圧することが出来る。図２は、図１と同様の積層
体構造であるが界面が粗面化された表面弾性波素子によ
る界面からの反射の様子を示す図である。
【００１３】本発明の表面弾性波素子に用いる圧電体膜
は、ＺｎＯ、ＡｌＮ，ＺｎＳ，ＬｉＮｂＯ3 、Ｐｂ（Ｚ
ｒ，Ｔｉ）Ｏ3 、ＬｉＴａＯ3 、ＳｉＯ2 、Ｔａ2 Ｏ5
等を用いることが出来るが特にそれらに制限されない。
ＡｌＮはＺｎＯよりも音速を向上出来るため有利であ
る。これらの圧電材料は、スパッタリング、真空蒸着、
ＣＶＤ等の種々の方法により形成できる。これらの圧電
体膜は一般にはダイヤモンド状層上に形成されるが、圧
電体の配向性を向上するために成膜時の基板温度を高く
するのが好ましい。
は、ＺｎＯ、ＡｌＮ，ＺｎＳ，ＬｉＮｂＯ3 、Ｐｂ（Ｚ
ｒ，Ｔｉ）Ｏ3 、ＬｉＴａＯ3 、ＳｉＯ2 、Ｔａ2 Ｏ5
等を用いることが出来るが特にそれらに制限されない。
ＡｌＮはＺｎＯよりも音速を向上出来るため有利であ
る。これらの圧電材料は、スパッタリング、真空蒸着、
ＣＶＤ等の種々の方法により形成できる。これらの圧電
体膜は一般にはダイヤモンド状層上に形成されるが、圧
電体の配向性を向上するために成膜時の基板温度を高く
するのが好ましい。
【００１４】表面弾性波素子は一般に電極層を備える
が、かかる電極層は、本発明の表面弾性波素子において
も特に限定されず、アルミニウム、金等の金属あるいは
Ａｌ−Ｓｉ、Ａｌ−Ｃｕ等の合金が用いられる。電極層
の形成は、フォトリソグラフィーが好適である。電極層
の形成位置は、特に限定されず、圧電体層上、ダイヤモ
ンド状炭素膜あるいは単結晶ダイヤモンド膜層上のいず
れでもかまわない。また、対抗電極の位置も上記のよう
に特に制限されない。
が、かかる電極層は、本発明の表面弾性波素子において
も特に限定されず、アルミニウム、金等の金属あるいは
Ａｌ−Ｓｉ、Ａｌ−Ｃｕ等の合金が用いられる。電極層
の形成は、フォトリソグラフィーが好適である。電極層
の形成位置は、特に限定されず、圧電体層上、ダイヤモ
ンド状炭素膜あるいは単結晶ダイヤモンド膜層上のいず
れでもかまわない。また、対抗電極の位置も上記のよう
に特に制限されない。
【００１５】
【発明の効果】本発明の表面弾性波素子は、ダイヤモン
ド状炭素膜あるいは単結晶ダイヤモンド膜層と基板との
界面から発生するバルク波によるスプリアス信号を抑圧
し且つかかる界面の密着性を向上することができる利点
がある。
ド状炭素膜あるいは単結晶ダイヤモンド膜層と基板との
界面から発生するバルク波によるスプリアス信号を抑圧
し且つかかる界面の密着性を向上することができる利点
がある。
【図１】従来の表面弾性波素子において、ダイヤモンド
状炭素膜層と基板の界面から反射されるバルク波が発生
する様子を示す概念図である。
状炭素膜層と基板の界面から反射されるバルク波が発生
する様子を示す概念図である。
【図２】本発明の表面弾性波素子において、ダイヤモン
ド状炭素膜層と基板の界面から反射されるバルク波が抑
制される様子を示す概念図である。
ド状炭素膜層と基板の界面から反射されるバルク波が抑
制される様子を示す概念図である。
１ 入力電極 ２ 出力電極 ３ 圧電体層 ４ ダイヤモンド状炭素膜あるいは単結晶ダイヤモンド
膜層 ５ 界面 ６ 基板 ７ 放射バルク波 ８ 界面より反射されたバルク波 ９ 主信号（弾性表面波）
膜層 ５ 界面 ６ 基板 ７ 放射バルク波 ８ 界面より反射されたバルク波 ９ 主信号（弾性表面波）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中山 正俊 東京都中央区日本橋一丁目13番１号テイー デイーケイ株式会社内 (72)発明者 柴原 正典 東京都中央区日本橋一丁目13番１号テイー デイーケイ株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】 基板上にダイヤモンド状炭素膜あるいは
単結晶ダイヤモンド膜層及び圧電体層を順次備える表面
弾性波素子において、上記ダイヤモンド状炭素膜あるい
は単結晶ダイヤモンド膜層と基板との界面が粗面化され
ていることを特徴とする上記表面弾性波素子。 - 【請求項２】 上記界面が、基板を予め、サンドブラス
ト法、化学エッチング法及び機械的粗研磨からなる群か
ら選ばれる方法により処理することで粗面化されている
請求項１の表面弾性波素子。 - 【請求項３】 上記界面の粗面化の粗さが、表面弾性波
素子の電極の電極指ピッチと同等以上である凹凸のピッ
チで表される請求項１または２の表面弾性波素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24427591A JPH0563500A (ja) | 1991-08-30 | 1991-08-30 | 表面弾性波素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24427591A JPH0563500A (ja) | 1991-08-30 | 1991-08-30 | 表面弾性波素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0563500A true JPH0563500A (ja) | 1993-03-12 |
Family
ID=17116329
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24427591A Withdrawn JPH0563500A (ja) | 1991-08-30 | 1991-08-30 | 表面弾性波素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0563500A (ja) |
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6214479B1 (en) | 1996-10-23 | 2001-04-10 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Covered member and method of producing the same |
| JP2001299708A (ja) * | 2000-04-21 | 2001-10-30 | Koji Toda | 超音波振動変位センサ |
| JP2010161697A (ja) * | 2009-01-09 | 2010-07-22 | Ngk Insulators Ltd | 弾性表面波素子 |
| US7915786B2 (en) | 2007-08-14 | 2011-03-29 | Taiyo Yuden Co., Ltd. | Elastic boundary wave device |
| JP2015115870A (ja) * | 2013-12-13 | 2015-06-22 | 株式会社村田製作所 | 弾性波デバイス |
| US20170063339A1 (en) * | 2015-08-25 | 2017-03-02 | Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Surface acoustic wave (saw) resonator |
| US20170085247A1 (en) * | 2015-08-25 | 2017-03-23 | Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Surface acoustic wave (saw) resonator |
| US20170250673A1 (en) * | 2016-02-29 | 2017-08-31 | Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd | Surface acoustic wave (saw) resonator |
| JP6250856B1 (ja) * | 2016-07-20 | 2017-12-20 | 信越化学工業株式会社 | 表面弾性波デバイス用複合基板及びその製造方法とこの複合基板を用いた表面弾性波デバイス |
| US9991870B2 (en) | 2015-08-25 | 2018-06-05 | Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Surface acoustic wave (SAW) resonator |
| US10020796B2 (en) * | 2015-08-25 | 2018-07-10 | Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Surface acoustic wave (SAW) resonator |
| US10090822B2 (en) * | 2015-08-25 | 2018-10-02 | Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Surface acoustic wave (SAW) resonator |
| US10469056B2 (en) | 2015-08-25 | 2019-11-05 | Avago Technologies International Sales Pte. Limited | Acoustic filters integrated into single die |
| US10523178B2 (en) | 2015-08-25 | 2019-12-31 | Avago Technologies International Sales Pte. Limited | Surface acoustic wave (SAW) resonator |
| US10536133B2 (en) | 2016-04-22 | 2020-01-14 | Avago Technologies International Sales Pte. Limited | Composite surface acoustic wave (SAW) device with absorbing layer for suppression of spurious responses |
| US10541667B2 (en) | 2015-08-25 | 2020-01-21 | Avago Technologies International Sales Pte. Limited | Surface acoustic wave (SAW) resonator having trap-rich region |
| CN113726305A (zh) * | 2020-05-25 | 2021-11-30 | 厦门市三安集成电路有限公司 | 表面声波装置 |
| WO2022054372A1 (ja) * | 2020-09-10 | 2022-03-17 | 日本碍子株式会社 | 弾性波デバイス用複合基板 |
-
1991
- 1991-08-30 JP JP24427591A patent/JPH0563500A/ja not_active Withdrawn
Cited By (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US10177734B2 (en) * | 2015-08-25 | 2019-01-08 | Avago Technologies International Sales Pte. Limited | Surface acoustic wave (SAW) resonator |
| US10541667B2 (en) | 2015-08-25 | 2020-01-21 | Avago Technologies International Sales Pte. Limited | Surface acoustic wave (SAW) resonator having trap-rich region |
| US10530327B2 (en) * | 2015-08-25 | 2020-01-07 | Avago Technologies International Sales Pte. Limited | Surface acoustic wave (SAW) resonator |
| US10523178B2 (en) | 2015-08-25 | 2019-12-31 | Avago Technologies International Sales Pte. Limited | Surface acoustic wave (SAW) resonator |
| US10469056B2 (en) | 2015-08-25 | 2019-11-05 | Avago Technologies International Sales Pte. Limited | Acoustic filters integrated into single die |
| US20170063339A1 (en) * | 2015-08-25 | 2017-03-02 | Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Surface acoustic wave (saw) resonator |
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| US10090822B2 (en) * | 2015-08-25 | 2018-10-02 | Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Surface acoustic wave (SAW) resonator |
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