JPH0590889A - 弾性表面波基板 - Google Patents
弾性表面波基板Info
- Publication number
- JPH0590889A JPH0590889A JP3249644A JP24964491A JPH0590889A JP H0590889 A JPH0590889 A JP H0590889A JP 3249644 A JP3249644 A JP 3249644A JP 24964491 A JP24964491 A JP 24964491A JP H0590889 A JPH0590889 A JP H0590889A
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- Japan
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- film
- temperature coefficient
- acoustic wave
- surface acoustic
- wave substrate
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- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 弾性表面波の周波数温度変化の１次温度係数
および２次温度係数の双方を制御可能な弾性表面波基板
を提供する。 【構成】 石英ガラスからなる基材２上に形成される圧
電膜３を２層構造とし、一方の層をＺｎＯ膜４によって
与え、他方の層をＴａ2 Ｏ5 膜５によって与える。 【効果】 ＺｎＯ膜とＴａ2 Ｏ5 膜との各々の膜厚を調
節することにより、１次温度係数だけでなく、２次温度
係数も零とすることができる。
および２次温度係数の双方を制御可能な弾性表面波基板
を提供する。 【構成】 石英ガラスからなる基材２上に形成される圧
電膜３を２層構造とし、一方の層をＺｎＯ膜４によって
与え、他方の層をＴａ2 Ｏ5 膜５によって与える。 【効果】 ＺｎＯ膜とＴａ2 Ｏ5 膜との各々の膜厚を調
節することにより、１次温度係数だけでなく、２次温度
係数も零とすることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、弾性表面波基板に関
するもので、特に、零温度係数を得るための改良に関す
るものである。
するもので、特に、零温度係数を得るための改良に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、電子部品材料には、温度変化に
よる特性の変化、すなわち温度係数が小さいことが要求
される。弾性表面波基板においても例外ではない。弾性
表面波基板では、温度係数は、通常、遅延時間の温度変
化によって評価されている。
よる特性の変化、すなわち温度係数が小さいことが要求
される。弾性表面波基板においても例外ではない。弾性
表面波基板では、温度係数は、通常、遅延時間の温度変
化によって評価されている。
【０００３】本発明者は、先に、石英ガラスからなる基
材上に圧電膜を形成した層構造基板、より具体的にはＺ
ｎＯ／パイレックスガラスおよびＴａ2 Ｏ5 ／石英ガラ
ス基板において、異符号の温度係数の組合せと温度係数
の膜厚依存性とから、層構造基板全体の温度係数を零に
近づける技術を提案している（特開昭５３−１１０３４
８号公報および特開昭６１−１９５０１３号公報）。
材上に圧電膜を形成した層構造基板、より具体的にはＺ
ｎＯ／パイレックスガラスおよびＴａ2 Ｏ5 ／石英ガラ
ス基板において、異符号の温度係数の組合せと温度係数
の膜厚依存性とから、層構造基板全体の温度係数を零に
近づける技術を提案している（特開昭５３−１１０３４
８号公報および特開昭６１−１９５０１３号公報）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来技術では、１次温度係数にのみ注目しており、２
次温度係数については全く配慮されていない。弾性表面
波の遅延時間温度変化率と周波数温度変化率は、 Δｆ／ｆ＝−Δτ／τ ＝ａ（Ｔ−Ｔ0 ）＋ｂ（Ｔ−Ｔ0 ）2 で表わされる。ここで、Δｆは周波数変化量、ｆは周波
数、Δτは遅延時間変化量、τは遅延時間、Ｔは温度、
Ｔ0 は基準温度、ａは１次温度係数、ｂは２次温度係数
である。
た従来技術では、１次温度係数にのみ注目しており、２
次温度係数については全く配慮されていない。弾性表面
波の遅延時間温度変化率と周波数温度変化率は、 Δｆ／ｆ＝−Δτ／τ ＝ａ（Ｔ−Ｔ0 ）＋ｂ（Ｔ−Ｔ0 ）2 で表わされる。ここで、Δｆは周波数変化量、ｆは周波
数、Δτは遅延時間変化量、τは遅延時間、Ｔは温度、
Ｔ0 は基準温度、ａは１次温度係数、ｂは２次温度係数
である。
【０００５】それゆえに、この発明の目的は、１次温度
係数および２次温度係数の双方ともに制御可能な弾性表
面波基板を提供しようとすることである。
係数および２次温度係数の双方ともに制御可能な弾性表
面波基板を提供しようとすることである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明にかかる弾性表
面波基板は、石英ガラスからなる基材と、この基材上に
形成される２層構造の圧電膜とを備え、圧電膜を構成す
る一方の層がＺｎＯからなり、他方の層がＴａ2 Ｏ5 か
らなることを特徴としている。
面波基板は、石英ガラスからなる基材と、この基材上に
形成される２層構造の圧電膜とを備え、圧電膜を構成す
る一方の層がＺｎＯからなり、他方の層がＴａ2 Ｏ5 か
らなることを特徴としている。
【０００７】
【作用】この発明では、前述したいわゆる「温度補償
形」基板であるＺｎＯ／パイレックスガラス基板とＴａ
2 Ｏ5 ／石英ガラス基板とが、互いに異符号の２次温度
係数を有することに注目し、これらを組合せながら、Ｚ
ｎＯ層とＴａ2 Ｏ5 層との各々の厚みを調節することに
よって、１次温度係数および２次温度係数の双方を制御
できる。
形」基板であるＺｎＯ／パイレックスガラス基板とＴａ
2 Ｏ5 ／石英ガラス基板とが、互いに異符号の２次温度
係数を有することに注目し、これらを組合せながら、Ｚ
ｎＯ層とＴａ2 Ｏ5 層との各々の厚みを調節することに
よって、１次温度係数および２次温度係数の双方を制御
できる。
【０００８】
【発明の効果】このように、この発明によれば、弾性表
面波の周波数温度変化における１次温度係数だけでな
く、２次温度係数も制御することができる。それゆえ
に、このような１次温度係数および２次温度係数の双方
を制御することにより、１次および２次の双方について
零温度係数とされた弾性表面波基板を提供することがで
きる。
面波の周波数温度変化における１次温度係数だけでな
く、２次温度係数も制御することができる。それゆえ
に、このような１次温度係数および２次温度係数の双方
を制御することにより、１次および２次の双方について
零温度係数とされた弾性表面波基板を提供することがで
きる。
【０００９】したがって、この発明による弾性表面波基
板を用いれば、たとえば通信機用弾性表面波共振子また
は弾性表面波フィルタなどの弾性表面波装置の信頼性を
高めることができる。
板を用いれば、たとえば通信機用弾性表面波共振子また
は弾性表面波フィルタなどの弾性表面波装置の信頼性を
高めることができる。
【００１０】
【実施例】図１には、この発明の一実施例による弾性表
面波基板１の一部が断面図で示されている。弾性表面波
基板１は、石英ガラス（ＳｉＯ2 ）からなる基材２と、
基材２上に形成される２層構造の圧電膜３とを備える。
圧電膜３を構成する一方の層は、ＺｎＯ膜４によって与
えられ、他方の層は、Ｔａ2 Ｏ5 膜５によって与えられ
る。この実施例では、基材２上に、ＺｎＯ膜４、Ｔａ2
Ｏ5 膜５の順に形成されたが、この順序は逆であっても
よい。
面波基板１の一部が断面図で示されている。弾性表面波
基板１は、石英ガラス（ＳｉＯ2 ）からなる基材２と、
基材２上に形成される２層構造の圧電膜３とを備える。
圧電膜３を構成する一方の層は、ＺｎＯ膜４によって与
えられ、他方の層は、Ｔａ2 Ｏ5 膜５によって与えられ
る。この実施例では、基材２上に、ＺｎＯ膜４、Ｔａ2
Ｏ5 膜５の順に形成されたが、この順序は逆であっても
よい。
【００１１】図１に示した弾性表面波基板１の遅延時間
温度係数（ＴＣＤ）は、基材２、ＺｎＯ膜４およびＴａ
2 Ｏ5 膜５の各々の物理定数と温度係数とから計算でき
る。図２には、ＺｎＯ膜４の膜厚ｈ１をパラメータと
し、Ｔａ2 Ｏ5 膜５の膜厚ｈ２を変化させた場合の１次
温度係数が示されている。なお、図２においては、それ
ぞれの膜厚ｈ１およびｈ２は、ｈｋ１およびｈｋ２（ｋ
＝２π／λ）と基準化された膜厚で表わされている。
温度係数（ＴＣＤ）は、基材２、ＺｎＯ膜４およびＴａ
2 Ｏ5 膜５の各々の物理定数と温度係数とから計算でき
る。図２には、ＺｎＯ膜４の膜厚ｈ１をパラメータと
し、Ｔａ2 Ｏ5 膜５の膜厚ｈ２を変化させた場合の１次
温度係数が示されている。なお、図２においては、それ
ぞれの膜厚ｈ１およびｈ２は、ｈｋ１およびｈｋ２（ｋ
＝２π／λ）と基準化された膜厚で表わされている。
【００１２】図２から、１次温度係数に関して、零温度
係数を与える膜厚の組合せが多数存在することがわか
る。
係数を与える膜厚の組合せが多数存在することがわか
る。
【００１３】図３は、図２に示した結果から導き出され
る、１次温度係数ａに関して零温度係数を与える膜厚の
組合せを示している。
る、１次温度係数ａに関して零温度係数を与える膜厚の
組合せを示している。
【００１４】図３に示した曲線上に位置する膜厚の組合
せに従って、さらに２次温度係数ｂに関しても零温度係
数を与え得る膜厚の組合せを探究すべく、以下の実験を
行なった。
せに従って、さらに２次温度係数ｂに関しても零温度係
数を与え得る膜厚の組合せを探究すべく、以下の実験を
行なった。
【００１５】ＺｎＯ膜４およびＴａ2 Ｏ5 膜５は、それ
ぞれ、ターゲットにＺｎＯおよびＴａを用い、反応性ス
パッタリング法で作製した。ＺｎＯ膜４は、ｃ軸配向し
たものを、Ｔａ2 Ｏ5 膜５は、作製上の制約から、アモ
ルファス膜を採用した。しかし、温度特性に関しては、
アモルファス膜は、ｘ軸配向の膜と差異はないように推
測される。周波数温度変化の測定は、標準試料（１２８
°ＹＸ・ＬｉＮｂＯ3 ）の発振器を構成し、温度の校正
を行ない、干渉による零点法で行なった。
ぞれ、ターゲットにＺｎＯおよびＴａを用い、反応性ス
パッタリング法で作製した。ＺｎＯ膜４は、ｃ軸配向し
たものを、Ｔａ2 Ｏ5 膜５は、作製上の制約から、アモ
ルファス膜を採用した。しかし、温度特性に関しては、
アモルファス膜は、ｘ軸配向の膜と差異はないように推
測される。周波数温度変化の測定は、標準試料（１２８
°ＹＸ・ＬｉＮｂＯ3 ）の発振器を構成し、温度の校正
を行ない、干渉による零点法で行なった。
【００１６】図３において、「○」印は、上述の実験に
より得られたいくつかの試料の膜厚の組合せに相当する
点を示している。「○」印で示された各試料について、
２次温度係数ｂを求めると、図３に示す数値のとおりと
なった。すなわち、ｈｋ１＝０，ｈｋ２＝１．７８にお
いて、ｂ＞０、また、ｈｋ１＝１．８５，ｈｋ２＝０に
おいて、ｂ＜０となることに注目すると、図３の１次温
度係数ａが零になる曲線上において、２次温度係数ｂが
正から負へ変化し、ｂ＝０を与える膜厚の組合せが必ず
存在することがわかる。加えて、ｈｋ１＝０．８８，ｈ
ｋ２＝０．６６において、２次温度係数ｂがほぼ零の値
を示している。このことから、ｈｋ１＝０．８８，ｈｋ
２＝０．６６の膜厚の組合せ付近で、２次温度係数ｂが
零になることが推測できる。
より得られたいくつかの試料の膜厚の組合せに相当する
点を示している。「○」印で示された各試料について、
２次温度係数ｂを求めると、図３に示す数値のとおりと
なった。すなわち、ｈｋ１＝０，ｈｋ２＝１．７８にお
いて、ｂ＞０、また、ｈｋ１＝１．８５，ｈｋ２＝０に
おいて、ｂ＜０となることに注目すると、図３の１次温
度係数ａが零になる曲線上において、２次温度係数ｂが
正から負へ変化し、ｂ＝０を与える膜厚の組合せが必ず
存在することがわかる。加えて、ｈｋ１＝０．８８，ｈ
ｋ２＝０．６６において、２次温度係数ｂがほぼ零の値
を示している。このことから、ｈｋ１＝０．８８，ｈｋ
２＝０．６６の膜厚の組合せ付近で、２次温度係数ｂが
零になることが推測できる。
【００１７】次に、基準化膜厚ｈｋ１＝０．８８のＺｎ
Ｏ膜４の上にＴａ2Ｏ5 膜５を種々の厚みで形成した試
料を作製し、その１次温度係数（ＴＣＤ）を求めたとこ
ろ、図４に示すような結果が得られた。図４において、
「○」印で示した実験値にばらつきが生じているのは、
Ｔａ2 Ｏ5 を５回に分けて形成し、それぞれの膜厚で周
波数を変えて測定を行なったため、および、温度を変化
させたことによる膜の変化が生じたためであると考えら
れる。図４に示した結果は、前述した図２に示した計算
結果と符合している。図４から、ｈｋ１＝０．８８，ｈ
ｋ２＝０．６６において、１次温度係数が零となること
がわかる。
Ｏ膜４の上にＴａ2Ｏ5 膜５を種々の厚みで形成した試
料を作製し、その１次温度係数（ＴＣＤ）を求めたとこ
ろ、図４に示すような結果が得られた。図４において、
「○」印で示した実験値にばらつきが生じているのは、
Ｔａ2 Ｏ5 を５回に分けて形成し、それぞれの膜厚で周
波数を変えて測定を行なったため、および、温度を変化
させたことによる膜の変化が生じたためであると考えら
れる。図４に示した結果は、前述した図２に示した計算
結果と符合している。図４から、ｈｋ１＝０．８８，ｈ
ｋ２＝０．６６において、１次温度係数が零となること
がわかる。
【００１８】上述したｈｋ１＝０．８８，ｈｋ２＝０．
６６の試料の温度変化による周波数の変化率が図５に示
されている。この試料は、図３に示すように、ｂがほぼ
零であり、その周波数変化率は、測定誤差（±３ｐｐ
ｍ）を考慮しても３次関数に近似できる。
６６の試料の温度変化による周波数の変化率が図５に示
されている。この試料は、図３に示すように、ｂがほぼ
零であり、その周波数変化率は、測定誤差（±３ｐｐ
ｍ）を考慮しても３次関数に近似できる。
【００１９】このように、図１に示した２層構造の圧電
膜３を有する弾性表面波基板１によれば、１次温度係数
と２次温度係数との双方が制御可能であり、結果として
３次特性を示す高安定な弾性表面波基板を実現できる。
膜３を有する弾性表面波基板１によれば、１次温度係数
と２次温度係数との双方が制御可能であり、結果として
３次特性を示す高安定な弾性表面波基板を実現できる。
【００２０】なお、上述した実験例では、ＺｎＯ膜４お
よびＴａ2 Ｏ5 膜５の形成を、反応性スパッタリング法
で行なったが、その他、ＣＶＤ法などの薄膜形成方法に
よって行なってもよい。
よびＴａ2 Ｏ5 膜５の形成を、反応性スパッタリング法
で行なったが、その他、ＣＶＤ法などの薄膜形成方法に
よって行なってもよい。
【図１】この発明の一実施例による弾性表面波基板１の
一部を拡大して示す断面図である。
一部を拡大して示す断面図である。
【図２】図１に示した弾性表面波基板１において、Ｚｎ
Ｏ膜４の基準化膜厚ｈｋ１をパラメータとし、Ｔａ2 Ｏ
5 膜５の基準化膜厚ｈｋ２を変化させた場合の１次温度
係数（ＴＣＤ）の計算結果を示す図である。
Ｏ膜４の基準化膜厚ｈｋ１をパラメータとし、Ｔａ2 Ｏ
5 膜５の基準化膜厚ｈｋ２を変化させた場合の１次温度
係数（ＴＣＤ）の計算結果を示す図である。
【図３】図２に示した結果から導き出される、１次温度
係数ａに関して零温度係数を与える膜厚の組合せを示す
図であり、併せて、実験により得られたいくつかの試料
の２次温度係数ｂの数値も示している。
係数ａに関して零温度係数を与える膜厚の組合せを示す
図であり、併せて、実験により得られたいくつかの試料
の２次温度係数ｂの数値も示している。
【図４】基準化膜厚ｈｋ１＝０．８８のＺｎＯ膜４の上
にＴａ2 Ｏ5 膜５を種々の厚みで形成した試料の１次温
度係数（ＴＣＤ）を示す図である。
にＴａ2 Ｏ5 膜５を種々の厚みで形成した試料の１次温
度係数（ＴＣＤ）を示す図である。
【図５】ｈｋ１＝０．８８，ｈｋ２＝０．６６の試料の
温度変化による周波数の変化率を示す図である。
温度変化による周波数の変化率を示す図である。
１ 弾性表面波基板 ２ 基材 ３ 圧電膜 ４ ＺｎＯ膜 ５ Ｔａ2 Ｏ5 膜
Claims (1)
- 【請求項１】 石英ガラスからなる基材と、 前記基材上に形成される２層構造の圧電膜とを備え、 前記圧電膜を構成する一方の層がＺｎＯからなり、他方
の層がＴａ2 Ｏ5 からなる、 弾性表面波基板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24964491A JP3163679B2 (ja) | 1991-09-27 | 1991-09-27 | 弾性表面波基板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24964491A JP3163679B2 (ja) | 1991-09-27 | 1991-09-27 | 弾性表面波基板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0590889A true JPH0590889A (ja) | 1993-04-09 |
| JP3163679B2 JP3163679B2 (ja) | 2001-05-08 |
Family
ID=17196091
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24964491A Expired - Fee Related JP3163679B2 (ja) | 1991-09-27 | 1991-09-27 | 弾性表面波基板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3163679B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100375863B1 (ko) * | 1998-11-10 | 2003-03-15 | 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 | 탄성 표면파 소자 |
| JP2004235874A (ja) * | 2003-01-29 | 2004-08-19 | Seiko Epson Corp | 表面弾性波素子、周波数フィルタ、発振器及びその製造方法、電子回路並びに電子機器 |
| CN109988997A (zh) * | 2019-03-21 | 2019-07-09 | 淮阴工学院 | 热敏薄膜及其制备方法和应用 |
-
1991
- 1991-09-27 JP JP24964491A patent/JP3163679B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100375863B1 (ko) * | 1998-11-10 | 2003-03-15 | 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 | 탄성 표면파 소자 |
| JP2004235874A (ja) * | 2003-01-29 | 2004-08-19 | Seiko Epson Corp | 表面弾性波素子、周波数フィルタ、発振器及びその製造方法、電子回路並びに電子機器 |
| US6995634B2 (en) * | 2003-01-29 | 2006-02-07 | Seiko Epson Corporation | Surface-acoustic-wave component adapted to electronic circuit and device, and manufacturing method therefor |
| CN109988997A (zh) * | 2019-03-21 | 2019-07-09 | 淮阴工学院 | 热敏薄膜及其制备方法和应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3163679B2 (ja) | 2001-05-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20010130 |
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