JPH06132760A - 弾性表面波装置 - Google Patents
弾性表面波装置Info
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- JPH06132760A JPH06132760A JP28322892A JP28322892A JPH06132760A JP H06132760 A JPH06132760 A JP H06132760A JP 28322892 A JP28322892 A JP 28322892A JP 28322892 A JP28322892 A JP 28322892A JP H06132760 A JPH06132760 A JP H06132760A
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- Japan
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- thin film
- acoustic wave
- surface acoustic
- passivation film
- film
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- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 表面保護用のパッシベーション膜を有する弾
性表面波装置であって、パッシベーション膜による挿入
損失の増大が生じ難く、周波数調整を容易に行い得る弾
性表面波装置を得る。 【構成】 Ｒ面サファイア基板１１上にＺｎＯ薄膜１２
をエピタキシャル成長させ、その上にＩＤＴ１３，１４
を形成し、さらにＺｎＯ薄膜よりなるパッシベーション
膜１５を形成し、該パッシベーション膜１５が、ＩＤＴ
１３，１４上及び表面波伝搬路上においてエピタキシャ
ル成長されているか、あるいは少なくともＩＤＴ１３，
１４の電極指部分上を除く残りの領域においてエピタキ
シャル成長されている弾性表面波フィルタ１０。
性表面波装置であって、パッシベーション膜による挿入
損失の増大が生じ難く、周波数調整を容易に行い得る弾
性表面波装置を得る。 【構成】 Ｒ面サファイア基板１１上にＺｎＯ薄膜１２
をエピタキシャル成長させ、その上にＩＤＴ１３，１４
を形成し、さらにＺｎＯ薄膜よりなるパッシベーション
膜１５を形成し、該パッシベーション膜１５が、ＩＤＴ
１３，１４上及び表面波伝搬路上においてエピタキシャ
ル成長されているか、あるいは少なくともＩＤＴ１３，
１４の電極指部分上を除く残りの領域においてエピタキ
シャル成長されている弾性表面波フィルタ１０。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、弾性表面波装置に関
し、特に、エピタキシャル成長された圧電性薄膜を有す
る表面波基板上にインターデジタルトランスデューサ
（以下、ＩＤＴ）及びパッシベーション膜を形成した構
造を有する弾性表面波装置に関する。
し、特に、エピタキシャル成長された圧電性薄膜を有す
る表面波基板上にインターデジタルトランスデューサ
（以下、ＩＤＴ）及びパッシベーション膜を形成した構
造を有する弾性表面波装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体素子や弾性表面波装置では、印刷
回路や電極パターンがチップ表面に形成されている場
合、これらを保護するためにパッシベーション膜を形成
することが多い。この種のパッシベーション膜を構成す
る材料としては、ＳｉＯ2 が広く用いられている。上記
ＳｉＯ2 は、通常、溶融石英の状態、すなわちアモルフ
ァス状態とされているのが普通である。
回路や電極パターンがチップ表面に形成されている場
合、これらを保護するためにパッシベーション膜を形成
することが多い。この種のパッシベーション膜を構成す
る材料としては、ＳｉＯ2 が広く用いられている。上記
ＳｉＯ2 は、通常、溶融石英の状態、すなわちアモルフ
ァス状態とされているのが普通である。
【０００３】図２は、パッシベーション膜が形成された
従来の弾性表面波装置の一例を模式的に示す図であり、
（ａ）はパッシベーション膜を取り除いた状態を示す平
面図、（ｂ）は弾性表面波装置の断面図である。弾性表
面波装置１では、圧電基板２上に、インターデジタルト
ランスデューサ３，４が形成されている。インターデジ
タルトランスデューサ３，４は、それぞれ、互いに間挿
し合う複数本の電極指を有するくし歯電極により構成さ
れている。
従来の弾性表面波装置の一例を模式的に示す図であり、
（ａ）はパッシベーション膜を取り除いた状態を示す平
面図、（ｂ）は弾性表面波装置の断面図である。弾性表
面波装置１では、圧電基板２上に、インターデジタルト
ランスデューサ３，４が形成されている。インターデジ
タルトランスデューサ３，４は、それぞれ、互いに間挿
し合う複数本の電極指を有するくし歯電極により構成さ
れている。
【０００４】ＩＤＴ３，４を覆うように圧電基板２の上
面には、パッシベーション膜５が形成されている。この
パッシベーション膜５は、上記のようにアモルファスＳ
ｉＯ 2 薄膜により構成されている。
面には、パッシベーション膜５が形成されている。この
パッシベーション膜５は、上記のようにアモルファスＳ
ｉＯ 2 薄膜により構成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記パ
ッシベーション膜５を形成した弾性表面波装置１では、
パッシベーション膜５を形成したがために挿入損失が増
大するという問題があった。この理由は、以下の通りで
ある。ＳｉＯ2 からなるパッシベーション膜５はアモル
ファス状態であり、当然のことながら圧電性を示さな
い。従って、圧電基板２上にパッシベーション膜５を形
成した場合、該パッシベーション膜５は弾性表面波装置
１に質量を負荷するだけであり、その重みにより挿入損
失を増加させるように作用していた。
ッシベーション膜５を形成した弾性表面波装置１では、
パッシベーション膜５を形成したがために挿入損失が増
大するという問題があった。この理由は、以下の通りで
ある。ＳｉＯ2 からなるパッシベーション膜５はアモル
ファス状態であり、当然のことながら圧電性を示さな
い。従って、圧電基板２上にパッシベーション膜５を形
成した場合、該パッシベーション膜５は弾性表面波装置
１に質量を負荷するだけであり、その重みにより挿入損
失を増加させるように作用していた。
【０００６】他方、弾性表面波装置１では、表面波の伝
搬速度Ｖ、表面波の波長λ及び中心周波数ｆ0 の間に、
Ｖ＝ｆ0 ・λの関係がある。従って、表面波の伝搬速度
を変化させることにより中心周波数ｆ0 を変化させるこ
とができ、周波数調整を行うことができる。しかしなが
ら、上記パッシベーション膜５を圧電基板２上に形成し
た場合には、表面波の伝搬速度は幾らか低下するもの
の、ＳｉＯ2 が比較的低密度の材料であるため、伝搬速
度の変化量が小さく、上記周波数調製に利用するには不
十分であった。
搬速度Ｖ、表面波の波長λ及び中心周波数ｆ0 の間に、
Ｖ＝ｆ0 ・λの関係がある。従って、表面波の伝搬速度
を変化させることにより中心周波数ｆ0 を変化させるこ
とができ、周波数調整を行うことができる。しかしなが
ら、上記パッシベーション膜５を圧電基板２上に形成し
た場合には、表面波の伝搬速度は幾らか低下するもの
の、ＳｉＯ2 が比較的低密度の材料であるため、伝搬速
度の変化量が小さく、上記周波数調製に利用するには不
十分であった。
【０００７】中心周波数ｆ0 の変化量を大きくするに
は、ＳｉＯ2 からなるパッシベーション膜５の厚みを増
大させればよい。しかしながら、パッシベーション膜５
の厚みを増大させた場合には、上記質量負荷作用が大き
くなり、挿入損失が非常に大きくなる。
は、ＳｉＯ2 からなるパッシベーション膜５の厚みを増
大させればよい。しかしながら、パッシベーション膜５
の厚みを増大させた場合には、上記質量負荷作用が大き
くなり、挿入損失が非常に大きくなる。
【０００８】上記のような問題は、単結晶上に圧電物質
をエピタキシャル成長させた表面波基板、例えばＲ面サ
ファイア上にＺｎＯ薄膜をエピタキシャル成長により形
成した表面波基板を用いた弾性表面波装置においても同
様であった。
をエピタキシャル成長させた表面波基板、例えばＲ面サ
ファイア上にＺｎＯ薄膜をエピタキシャル成長により形
成した表面波基板を用いた弾性表面波装置においても同
様であった。
【０００９】本発明の目的は、ＩＤＴ等を保護するため
にパッシベーション膜を形成しているにもかかわらず、
挿入損失が増大せず、かつ該パッシベーション膜の厚み
を調整することにより容易に周波数調整を行うことが可
能である弾性表面波装置を提供することにある。
にパッシベーション膜を形成しているにもかかわらず、
挿入損失が増大せず、かつ該パッシベーション膜の厚み
を調整することにより容易に周波数調整を行うことが可
能である弾性表面波装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、単結晶基板と、該単結晶基板上にエピタキシャル成
長された圧電性薄膜とを有する表面波基板と、前記表面
波基板上に形成されたＩＤＴと、前記圧電性薄膜と同じ
材料からなりかつ前記表面波基板上に前記ＩＤＴを覆う
ようにエピタキシャル成長により形成されたパッシベー
ション膜とを備える、弾性表面波装置である。
は、単結晶基板と、該単結晶基板上にエピタキシャル成
長された圧電性薄膜とを有する表面波基板と、前記表面
波基板上に形成されたＩＤＴと、前記圧電性薄膜と同じ
材料からなりかつ前記表面波基板上に前記ＩＤＴを覆う
ようにエピタキシャル成長により形成されたパッシベー
ション膜とを備える、弾性表面波装置である。
【００１１】また、請求項２に記載の発明は、Ｒ面サフ
ァイア基板と、該Ｒ面サファイア基板上にエピタキシャ
ル成長されたＺｎＯ薄膜とを有する表面波基板と、前記
表面波基板上に形成されたＩＤＴと、前記表面波基板上
においてＩＤＴを覆うように形成されたパッシベーショ
ン膜とを備え、前記パッシベーション膜がＺｎＯ薄膜か
らなり、かつＩＤＴ上及び表面波伝搬路上においてエピ
タキシャル成長されており、あるいはＩＤＴの少なくと
も電極指部分上を除く残りの領域上においてエピタキシ
ャル成長されている、弾性表面波装置である。
ァイア基板と、該Ｒ面サファイア基板上にエピタキシャ
ル成長されたＺｎＯ薄膜とを有する表面波基板と、前記
表面波基板上に形成されたＩＤＴと、前記表面波基板上
においてＩＤＴを覆うように形成されたパッシベーショ
ン膜とを備え、前記パッシベーション膜がＺｎＯ薄膜か
らなり、かつＩＤＴ上及び表面波伝搬路上においてエピ
タキシャル成長されており、あるいはＩＤＴの少なくと
も電極指部分上を除く残りの領域上においてエピタキシ
ャル成長されている、弾性表面波装置である。
【００１２】
【作用】請求項１に記載の発明では、パッシベーション
膜がＩＤＴを保護するだけでなく、圧電性薄膜よりなる
ため圧電効果も発揮する。従って、パッシベーション膜
も表面波の励振に寄与するため、パッシベーション膜を
形成したとしても挿入損失が増大しない。しかも、パッ
シベーション膜が圧電性を有するため、その膜厚を大き
くした場合であっても、挿入損失が増加しないためパッ
シベーション膜の厚みを増加させて中心周波数を調整す
ることができる。
膜がＩＤＴを保護するだけでなく、圧電性薄膜よりなる
ため圧電効果も発揮する。従って、パッシベーション膜
も表面波の励振に寄与するため、パッシベーション膜を
形成したとしても挿入損失が増大しない。しかも、パッ
シベーション膜が圧電性を有するため、その膜厚を大き
くした場合であっても、挿入損失が増加しないためパッ
シベーション膜の厚みを増加させて中心周波数を調整す
ることができる。
【００１３】同様に、請求項２に記載の発明において
も、パッシベーション膜の主要部分が圧電性を有するＺ
ｎＯ薄膜よりなるため、圧電効果を発揮する。この場合
挿入損失は低減される。また、ＺｎＯ薄膜はＳｉＯ2 に
比べて密度が高いため、表面波の伝搬速度を大きく変化
させ得る。従って、周波数調整をより効果的に行うこと
ができる。
も、パッシベーション膜の主要部分が圧電性を有するＺ
ｎＯ薄膜よりなるため、圧電効果を発揮する。この場合
挿入損失は低減される。また、ＺｎＯ薄膜はＳｉＯ2 に
比べて密度が高いため、表面波の伝搬速度を大きく変化
させ得る。従って、周波数調整をより効果的に行うこと
ができる。
【００１４】
【実施例の説明】まず、本発明の一実施例としての弾性
表面波フィルタの製造方法を説明することにより、その
構造を明らかにする。図３及び図４に示すように、Ｒ面
サファイア基板１１上にＺｎＯをスパッタリングにより
付与し、ＺｎＯ薄膜１２を形成する。この時、ＺｎＯ薄
膜１２は、Ｒ面サファイアに対しエピタキシャル成長さ
せる。
表面波フィルタの製造方法を説明することにより、その
構造を明らかにする。図３及び図４に示すように、Ｒ面
サファイア基板１１上にＺｎＯをスパッタリングにより
付与し、ＺｎＯ薄膜１２を形成する。この時、ＺｎＯ薄
膜１２は、Ｒ面サファイアに対しエピタキシャル成長さ
せる。
【００１５】次に、ＺｎＯ薄膜１２上に、フォトリソグ
ラフィ技術を用い、ＩＤＴ１３，１４を形成する。図３
及び図４に示した弾性表面波フィルタは、高音速・高結
合を実現するものとして一般的に知られているものであ
る。
ラフィ技術を用い、ＩＤＴ１３，１４を形成する。図３
及び図４に示した弾性表面波フィルタは、高音速・高結
合を実現するものとして一般的に知られているものであ
る。
【００１６】上記構造を有する表面波基板の特徴の一つ
は、ＺｎＯ薄膜１２の厚みをｈ1 、表面波の波長λとし
た場合に、表面波の位相速度Ｖがｈ1 ／λの値によって
変化するという分散性を有することにある。このこと
は、同じ構造の表面波基板を用いて様々な位相速度Ｖを
実現し得るという長所があるものの、ある中心周波数の
弾性表面波フィルタを量産するに際し、ＺｎＯ薄膜１２
の厚みｈ1 が予め設定した厚みからずれた場合に位相速
度Ｖが変化し、中心周波数が目的値からずれるという欠
点を有する。もっとも、本発明は、後述のように上記欠
点をも効果的に解消するものでもある。
は、ＺｎＯ薄膜１２の厚みをｈ1 、表面波の波長λとし
た場合に、表面波の位相速度Ｖがｈ1 ／λの値によって
変化するという分散性を有することにある。このこと
は、同じ構造の表面波基板を用いて様々な位相速度Ｖを
実現し得るという長所があるものの、ある中心周波数の
弾性表面波フィルタを量産するに際し、ＺｎＯ薄膜１２
の厚みｈ1 が予め設定した厚みからずれた場合に位相速
度Ｖが変化し、中心周波数が目的値からずれるという欠
点を有する。もっとも、本発明は、後述のように上記欠
点をも効果的に解消するものでもある。
【００１７】ＩＤＴ１３，１４を形成した後、該ＩＤＴ
１３，１４を覆うように、ＺｎＯ薄膜１２上の全面にＺ
ｎＯ薄膜よりなるパッシベーション膜１５を形成する。
パッシベーション膜１５の成膜条件は、エピタキシャル
膜であるＺｎＯ薄膜１２と同一条件もしくはこれに近い
条件とする必要がある。また、この成膜条件において
は、ＩＤＴ１３，１４上と表面波伝搬路上のパッシベー
ション膜１５がＺｎＯ薄膜１２と同様にエピタキシャル
成長していること、あるいは少なくともＩＤＴ１３，１
４の電極指部分上以外のパッシベーション膜がエピタキ
シャル成長しており、圧電性を有することが必要であ
る。
１３，１４を覆うように、ＺｎＯ薄膜１２上の全面にＺ
ｎＯ薄膜よりなるパッシベーション膜１５を形成する。
パッシベーション膜１５の成膜条件は、エピタキシャル
膜であるＺｎＯ薄膜１２と同一条件もしくはこれに近い
条件とする必要がある。また、この成膜条件において
は、ＩＤＴ１３，１４上と表面波伝搬路上のパッシベー
ション膜１５がＺｎＯ薄膜１２と同様にエピタキシャル
成長していること、あるいは少なくともＩＤＴ１３，１
４の電極指部分上以外のパッシベーション膜がエピタキ
シャル成長しており、圧電性を有することが必要であ
る。
【００１８】次に、電極パッド１６上のパッシベーショ
ン膜１５をエッチング等により除去し、図５に示すよう
に外部との接続用電極パッド１６を露出させる。電極パ
ッド１６は、弾性表面波フィルタ１０とパッケージの端
子との間をボンディングワイヤにより接続するために設
けられている。最後に、弾性表面波装置１０を適当なパ
ッケージ内に収納・固定することにより、製品化するこ
とができる。
ン膜１５をエッチング等により除去し、図５に示すよう
に外部との接続用電極パッド１６を露出させる。電極パ
ッド１６は、弾性表面波フィルタ１０とパッケージの端
子との間をボンディングワイヤにより接続するために設
けられている。最後に、弾性表面波装置１０を適当なパ
ッケージ内に収納・固定することにより、製品化するこ
とができる。
【００１９】本実施例の弾性表面波フィルタ１０では、
表面波基板が上記Ｒ面サファイア基板１１及びＺｎＯ薄
膜１２からなり、ＩＤＴ１３，１４を覆うように上記パ
ッシベーション膜１５が形成されている。このような構
造を有する本実施例の弾性表面波フィルタの効果を、以
下の具体的な実験例を説明することにより明らかにす
る。図１のＺｎＯ薄膜１２の厚みをｈ1 、パッシベーシ
ョン膜１５の厚みをｈ2としたときに、ｈ2 ／ｈ1 ×１
００（％）が、０％、３．７５％、５．６２％及び６．
８５％である４種の弾性表面波フィルタを作製した。な
お、ｈ1 ／λ＝０．２３４、λ＝６．０μｍとした。ま
た、パッシベーション膜１５のスパッタリングによる成
膜条件は、ＺｎＯ薄膜１２の成膜条件と同一とした。
表面波基板が上記Ｒ面サファイア基板１１及びＺｎＯ薄
膜１２からなり、ＩＤＴ１３，１４を覆うように上記パ
ッシベーション膜１５が形成されている。このような構
造を有する本実施例の弾性表面波フィルタの効果を、以
下の具体的な実験例を説明することにより明らかにす
る。図１のＺｎＯ薄膜１２の厚みをｈ1 、パッシベーシ
ョン膜１５の厚みをｈ2としたときに、ｈ2 ／ｈ1 ×１
００（％）が、０％、３．７５％、５．６２％及び６．
８５％である４種の弾性表面波フィルタを作製した。な
お、ｈ1 ／λ＝０．２３４、λ＝６．０μｍとした。ま
た、パッシベーション膜１５のスパッタリングによる成
膜条件は、ＺｎＯ薄膜１２の成膜条件と同一とした。
【００２０】以上の条件でパッシベーション膜１５が形
成されでいる各弾性表面波フィルタの挿入損失及び中心
周波数の変化を、測定したところ、図６及び図７に示す
結果が得られた。
成されでいる各弾性表面波フィルタの挿入損失及び中心
周波数の変化を、測定したところ、図６及び図７に示す
結果が得られた。
【００２１】図６から明らかなように、パッシベーショ
ン膜１５を形成したとしても、挿入損失は全く増加せ
ず、むしろ僅かに減少したことがわかる。また、図７か
ら明らかなように、中心周波数の変化量も数％程度であ
り、全く問題のないことがわかる。さらに、フィルタの
周波数特性においても変化は認められなかった。
ン膜１５を形成したとしても、挿入損失は全く増加せ
ず、むしろ僅かに減少したことがわかる。また、図７か
ら明らかなように、中心周波数の変化量も数％程度であ
り、全く問題のないことがわかる。さらに、フィルタの
周波数特性においても変化は認められなかった。
【００２２】他方、上記と同じ構造を有する弾性表面波
装置において、パッシベーション膜として、ＳｉＯ
2 を、ｈ2 ／ｈ1 ×１００（％）＝６．２％となるよう
に成膜したところ（形成されたＳｉＯ2 膜はアモルファ
スＳｉＯ2 膜）を、挿入損失は０．３ｄＢ増加し、中心
周波数は０．２％程度しか変化しなかった（図６参
照）。
装置において、パッシベーション膜として、ＳｉＯ
2 を、ｈ2 ／ｈ1 ×１００（％）＝６．２％となるよう
に成膜したところ（形成されたＳｉＯ2 膜はアモルファ
スＳｉＯ2 膜）を、挿入損失は０．３ｄＢ増加し、中心
周波数は０．２％程度しか変化しなかった（図６参
照）。
【００２３】パッシベーション膜１５として上記ＳｉＯ
2 薄膜を形成した場合に挿入損失が増大するのは、Ｓｉ
Ｏ2 がアモルファス状態であり圧電性を全く有せず、Ｚ
ｎＯ薄膜１２に対して質量を負荷する作用しか発揮しな
いためである。また、中心周波数の変化が少ないのは、
ＳｉＯ2 の密度が、ＺｎＯに比べてかなり小さいためで
ある。
2 薄膜を形成した場合に挿入損失が増大するのは、Ｓｉ
Ｏ2 がアモルファス状態であり圧電性を全く有せず、Ｚ
ｎＯ薄膜１２に対して質量を負荷する作用しか発揮しな
いためである。また、中心周波数の変化が少ないのは、
ＳｉＯ2 の密度が、ＺｎＯに比べてかなり小さいためで
ある。
【００２４】これに対して、パッシベーション膜として
本実施例において形成されているＺｎＯ薄膜は、全面も
しくはＩＤＴの電極指上を除く残りの領域においてエピ
タキシャル成長されており、その部分では圧電性を有す
る。従って、この圧電性薄膜部分が表面波の励振に寄与
するので、本実施例の弾性表面波装置では上記のように
挿入損失の劣化が生じないものと思われる。
本実施例において形成されているＺｎＯ薄膜は、全面も
しくはＩＤＴの電極指上を除く残りの領域においてエピ
タキシャル成長されており、その部分では圧電性を有す
る。従って、この圧電性薄膜部分が表面波の励振に寄与
するので、本実施例の弾性表面波装置では上記のように
挿入損失の劣化が生じないものと思われる。
【００２５】また、前述のように、Ｒ面サファイア基板
１１上に、ＺｎＯ薄膜１２をエピタキシャル成長させて
なる表面波基板では、表面波の伝搬速度Ｖは、ｈ1 ／λ
の値によって変化する。すなわち速度分散性を有する。
この表面波基板を用いて表面波装置を設計する場合、ま
ず表面波の波長λ及び伝搬速度Ｖを決定し、次に、その
Ｖが得られるＺｎＯ薄膜１２の厚みｈ1 が決定される。
そして、上記厚みのｈ 1 が得られるようにＺｎＯ薄膜１
２を成膜することになる。
１１上に、ＺｎＯ薄膜１２をエピタキシャル成長させて
なる表面波基板では、表面波の伝搬速度Ｖは、ｈ1 ／λ
の値によって変化する。すなわち速度分散性を有する。
この表面波基板を用いて表面波装置を設計する場合、ま
ず表面波の波長λ及び伝搬速度Ｖを決定し、次に、その
Ｖが得られるＺｎＯ薄膜１２の厚みｈ1 が決定される。
そして、上記厚みのｈ 1 が得られるようにＺｎＯ薄膜１
２を成膜することになる。
【００２６】もっとも、実際の成膜にあたっては、目的
とする厚み通りのＺｎＯ薄膜１２を得られることは難し
く、通常、膜厚は数％程度ずれる。その結果、得られた
弾性表面波フィルタの中心周波数は１％近く変化する。
とする厚み通りのＺｎＯ薄膜１２を得られることは難し
く、通常、膜厚は数％程度ずれる。その結果、得られた
弾性表面波フィルタの中心周波数は１％近く変化する。
【００２７】本実施例では、ＺｎＯ薄膜よりなるパッシ
ベーション膜１５により、この中心周波数のずれが補正
され得る。ＳｉＯ2 薄膜の厚みに対する中心周波数のシ
フト量は、ＺｎＯ薄膜からなるパッシベーション膜の場
合の１５％程度しかない。すなわち、同一シフト量を得
るには、ＳｉＯ2 薄膜の場合にはＺｎＯ薄膜の６〜７倍
の厚みにしなければならず、挿入損失が著しく増加す
る。これに対して、ＺｎＯ薄膜よりなるパッシベーショ
ン膜１５では、ＺｎＯ薄膜の厚みに対する中心周波数の
シフト量が大きいため、膜厚をさほど増加させずとも中
心周波数を効果的に補正することができる。
ベーション膜１５により、この中心周波数のずれが補正
され得る。ＳｉＯ2 薄膜の厚みに対する中心周波数のシ
フト量は、ＺｎＯ薄膜からなるパッシベーション膜の場
合の１５％程度しかない。すなわち、同一シフト量を得
るには、ＳｉＯ2 薄膜の場合にはＺｎＯ薄膜の６〜７倍
の厚みにしなければならず、挿入損失が著しく増加す
る。これに対して、ＺｎＯ薄膜よりなるパッシベーショ
ン膜１５では、ＺｎＯ薄膜の厚みに対する中心周波数の
シフト量が大きいため、膜厚をさほど増加させずとも中
心周波数を効果的に補正することができる。
【００２８】パッシベーション膜１５としてＺｎＯ薄膜
を用いる場合、ＺｎＯ薄膜が下方のＺｎＯ薄膜１２と同
じもしくは同程度の結晶状態及び同じ圧電性を発揮する
ことが必要であることについて説明する。
を用いる場合、ＺｎＯ薄膜が下方のＺｎＯ薄膜１２と同
じもしくは同程度の結晶状態及び同じ圧電性を発揮する
ことが必要であることについて説明する。
【００２９】ＺｎＯ薄膜１２は、Ｒ面サファイア基板１
１上においてエピタキシャル成長されており、ＺｎＯ薄
膜薄膜１２を得るには、例えばスパッタリングにおい
て、ある値以上の適度な基板加熱温度及び適度な成膜速
度（投入電力）が必要である。ＺｎＯ薄膜１２（エピタ
キシャル薄膜）を得る際の基板加熱温度と、成膜速度を
それぞれ１（条件）としたとき、パッシベーション膜
１５用のＺｎＯ薄膜１を下記の条件で成膜した。
１上においてエピタキシャル成長されており、ＺｎＯ薄
膜薄膜１２を得るには、例えばスパッタリングにおい
て、ある値以上の適度な基板加熱温度及び適度な成膜速
度（投入電力）が必要である。ＺｎＯ薄膜１２（エピタ
キシャル薄膜）を得る際の基板加熱温度と、成膜速度を
それぞれ１（条件）としたとき、パッシベーション膜
１５用のＺｎＯ薄膜１を下記の条件で成膜した。
【００３０】
【表１】
【００３１】その結果、上記条件及びで成膜した場
合には、パッシベーション膜の形成より、挿入損失や周
波数特性などのフィルタ特性が劣化することは全くなか
った。これに対して、条件で成膜した場合には、挿入
損失が約１．５倍となり、周波数特性において乱れが発
生した。また、成膜条件で成膜した場合には、ほとん
どフィルタらしき特性が得られないほど特性が劣化して
いた（図６中に×印及び○印をプロットして特性劣下の
有無をあらわした）。
合には、パッシベーション膜の形成より、挿入損失や周
波数特性などのフィルタ特性が劣化することは全くなか
った。これに対して、条件で成膜した場合には、挿入
損失が約１．５倍となり、周波数特性において乱れが発
生した。また、成膜条件で成膜した場合には、ほとん
どフィルタらしき特性が得られないほど特性が劣化して
いた（図６中に×印及び○印をプロットして特性劣下の
有無をあらわした）。
【００３２】基板加熱温度及び成膜速度を、上記のよう
にＺｎＯ薄膜１２の成膜時の基板加熱温度及び成膜速度
に比べて低下させることは、パッシベーション膜１５用
のＺｎＯ薄膜がエピタキシャル成長し難くなり、多結晶
もしくはアモルファス状態となることにつながる。従っ
て、パッシベーション膜１５の圧電性が無くなっていく
ため、パッシベーション膜１５が単に質量負荷作用しか
果さなくなり、挿入損失が増大していくものと考えられ
る。さらに、ＺｎＯはＳｉＯ2 に比べて比重が約２．５
倍であるため、ＺｎＯ薄膜が多結晶状態やアモルファス
状態となった場合には、上記挿入損失の増加は著しく大
きくなると考えられる。
にＺｎＯ薄膜１２の成膜時の基板加熱温度及び成膜速度
に比べて低下させることは、パッシベーション膜１５用
のＺｎＯ薄膜がエピタキシャル成長し難くなり、多結晶
もしくはアモルファス状態となることにつながる。従っ
て、パッシベーション膜１５の圧電性が無くなっていく
ため、パッシベーション膜１５が単に質量負荷作用しか
果さなくなり、挿入損失が増大していくものと考えられ
る。さらに、ＺｎＯはＳｉＯ2 に比べて比重が約２．５
倍であるため、ＺｎＯ薄膜が多結晶状態やアモルファス
状態となった場合には、上記挿入損失の増加は著しく大
きくなると考えられる。
【００３３】よって、ＺｎＯ薄膜をパッシベーション膜
１５とする場合には、ＺｎＯはエピタキシャル成長して
いるＺｎＯ薄膜１２と同一もしくは同程度の結晶性及び
圧電性を有するように形成されることが必要である。ま
た、上記パッシベーション膜１５がＺｎＯ薄膜により構
成されているため、本実施例の弾性表面波装置では次の
ような効果も発揮される。
１５とする場合には、ＺｎＯはエピタキシャル成長して
いるＺｎＯ薄膜１２と同一もしくは同程度の結晶性及び
圧電性を有するように形成されることが必要である。ま
た、上記パッシベーション膜１５がＺｎＯ薄膜により構
成されているため、本実施例の弾性表面波装置では次の
ような効果も発揮される。
【００３４】図５に示すように、弾性表面波装置には、
弾性表面波装置外との電気的接続を果たすために、接続
用電極パッド１６が形成されている。この場合、表面波
基板上の全面にＺｎＯ薄膜をパッシベーション膜１５と
して形成した場合、接続用電極パッド上のＺｎＯ薄膜は
何らかの方法により除去しなければならない。このパッ
シベーション膜の一部の除去に際しては、フォトリソグ
ラフィ技術によりパターニングを行い、電極パッド１６
の上方以外をレジストで覆い、ＺｎＯ薄膜をエッチング
すればよい。ＺｎＯは両性酸化物であり、酸にも容易に
溶解するため、上記エッチングは簡単にかつ確実に行い
得る。
弾性表面波装置外との電気的接続を果たすために、接続
用電極パッド１６が形成されている。この場合、表面波
基板上の全面にＺｎＯ薄膜をパッシベーション膜１５と
して形成した場合、接続用電極パッド上のＺｎＯ薄膜は
何らかの方法により除去しなければならない。このパッ
シベーション膜の一部の除去に際しては、フォトリソグ
ラフィ技術によりパターニングを行い、電極パッド１６
の上方以外をレジストで覆い、ＺｎＯ薄膜をエッチング
すればよい。ＺｎＯは両性酸化物であり、酸にも容易に
溶解するため、上記エッチングは簡単にかつ確実に行い
得る。
【００３５】従来のＳｉＯ2 からなるパッシベーション
膜では、ＳｉＯ2 がかなり安定した化合物であるため、
上記エッチングは容易ではなかったが、電極パッド１６
の露出のためのエッチングも、本実施例の構造によれば
容易に行い得る。
膜では、ＳｉＯ2 がかなり安定した化合物であるため、
上記エッチングは容易ではなかったが、電極パッド１６
の露出のためのエッチングも、本実施例の構造によれば
容易に行い得る。
【００３６】なお、上記実施例では、表面波基板とし
て、Ｒ面サファイア基板上にＺｎＯ薄膜をエピタキシャ
ル成長させてなる表面波基板を用いたが、他の圧電単結
晶基板上に他の圧電性材料からなる圧電性薄膜をエピタ
キシャル成長させてなる表面波基板を用いてもよい。こ
の場合には、表面波基板上に形成されるパッシベーショ
ン膜は、上記圧電性薄膜と同じ材料からなり、かつエピ
タキシャル成長されているものを形成する必要がある。
て、Ｒ面サファイア基板上にＺｎＯ薄膜をエピタキシャ
ル成長させてなる表面波基板を用いたが、他の圧電単結
晶基板上に他の圧電性材料からなる圧電性薄膜をエピタ
キシャル成長させてなる表面波基板を用いてもよい。こ
の場合には、表面波基板上に形成されるパッシベーショ
ン膜は、上記圧電性薄膜と同じ材料からなり、かつエピ
タキシャル成長されているものを形成する必要がある。
【００３７】上記のように圧電単結晶基板及びＺｎＯ薄
膜以外の圧電性薄膜を用いた場合においても、パッシベ
ーション膜が圧電性を有するため、表面波の励振に寄与
し、従って挿入損失の増大を防止することができる。同
様に、パッシベーション膜の厚みを増加させた場合にお
いても、挿入損失がさほど増大しないので、パッシベー
ション膜の厚みを大きくすることにより中心周波数を調
整することができる。
膜以外の圧電性薄膜を用いた場合においても、パッシベ
ーション膜が圧電性を有するため、表面波の励振に寄与
し、従って挿入損失の増大を防止することができる。同
様に、パッシベーション膜の厚みを増加させた場合にお
いても、挿入損失がさほど増大しないので、パッシベー
ション膜の厚みを大きくすることにより中心周波数を調
整することができる。
【００３８】
【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、パッシ
ベーション膜が圧電性薄膜よりなるため、パッシベーシ
ョン膜がＩＤＴを保護する効果だけでなく、表面波の励
振にも寄与する。従って、挿入損失の増大を招くことな
く、ＩＤＴ等の保護を図り得る。加えて、挿入損失が増
大し難いため、パッシベーション膜の厚みを厚くして弾
性表面波装置の中心周波数を調整することも可能であ
る。
ベーション膜が圧電性薄膜よりなるため、パッシベーシ
ョン膜がＩＤＴを保護する効果だけでなく、表面波の励
振にも寄与する。従って、挿入損失の増大を招くことな
く、ＩＤＴ等の保護を図り得る。加えて、挿入損失が増
大し難いため、パッシベーション膜の厚みを厚くして弾
性表面波装置の中心周波数を調整することも可能であ
る。
【００３９】また、請求項２に記載の発明においても、
ＺｎＯ薄膜からなるパッシベーション膜が圧電性を有す
るため、ＩＤＴの保護だけでなく表面波の励振にも寄与
するため、挿入損失を低下させることができる。しか
も、ＺｎＯ薄膜よりなるパッシベーション膜は、従来の
ＳｉＯ2 薄膜からなるパッシベーション膜に比べて密度
が高いため、厚みを変更することにより、より効果的に
周波数調整を行うことができる。
ＺｎＯ薄膜からなるパッシベーション膜が圧電性を有す
るため、ＩＤＴの保護だけでなく表面波の励振にも寄与
するため、挿入損失を低下させることができる。しか
も、ＺｎＯ薄膜よりなるパッシベーション膜は、従来の
ＳｉＯ2 薄膜からなるパッシベーション膜に比べて密度
が高いため、厚みを変更することにより、より効果的に
周波数調整を行うことができる。
【００４０】さらに、ＺｎＯは両性酸化物であるため、
多くの酸やアルカリに容易に溶解する。従って、パッシ
ベーション膜を形成した後、外部との電気的接続のため
に電極パッド等を露出させるに際し、エッチングにより
パッシベーション膜の一部を容易に除去することができ
る。
多くの酸やアルカリに容易に溶解する。従って、パッシ
ベーション膜を形成した後、外部との電気的接続のため
に電極パッド等を露出させるに際し、エッチングにより
パッシベーション膜の一部を容易に除去することができ
る。
【図１】本発明の一実施例にかかる弾性表面波装置を示
す断面図。
す断面図。
【図２】（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、従来の弾性表
面波装置を説明するための平面図及び断面図。
面波装置を説明するための平面図及び断面図。
【図３】実施例において表面波基板上にＩＤＴを形成し
た状態を示す平面図。
た状態を示す平面図。
【図４】図３のＡ−Ａ線に沿う断面図。
【図５】（ａ）及び（ｂ）は、実施例の弾性表面波装置
においてパッシベーション膜の一部をエッチングにより
除去し電極パッドを露出させた状態を示す平面図及びＢ
−Ｂ線に沿う断面図。
においてパッシベーション膜の一部をエッチングにより
除去し電極パッドを露出させた状態を示す平面図及びＢ
−Ｂ線に沿う断面図。
【図６】パッシベーション膜とＺｎＯ薄膜の厚みの比
と、挿入損失の変化量との関係を示す図。
と、挿入損失の変化量との関係を示す図。
【図７】パッシベーション膜の膜厚とＺｎＯ薄膜の膜厚
との比と、中心周波数変化量のとの関係を示す図。
との比と、中心周波数変化量のとの関係を示す図。
１１…Ｒ面サファイア基板 １２…ＺｎＯ薄膜 １３，１４…ＩＤＴ １４…パッシベーション膜
Claims (2)
- 【請求項１】 単結晶基板と、該単結晶基板上にエピタ
キシャル成長された圧電性薄膜とを有する表面波基板
と、 前記表面波基板上に形成されたインターデジタルトラン
スデューサと、 前記圧電性薄膜と同じ材料からなりかつ前記表面波基板
上において前記インターデジタルトランスデューサを覆
うようにエピタキシャル成長されて形成されている、パ
ッシベーション膜とを備えることを特徴とする、弾性表
面波装置。 - 【請求項２】 Ｒ面サファイア基板と、該Ｒ面サファイ
ア基板上にエピタキシャル成長されたＺｎＯ薄膜とを有
する表面波基板と、 前記表面波基板上に形成されたインターデジタルトラン
スデューサと、 前記表面波基板上においてインターデジタルトランスデ
ューサを覆うように形成されたパッシベーション膜とを
備え、 前記パッシベーション膜がＺｎＯ薄膜からなり、かつ前
記インターデジタルトランスデューサ上及び表面波伝搬
路上においてエピタキシャル成長されており、あるいは
前記インターデジタルトランスデューサの少なくとも電
極指部分上を除く残りの領域上においてエピタキシャル
成長されている弾性表面波装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28322892A JPH06132760A (ja) | 1992-10-21 | 1992-10-21 | 弾性表面波装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28322892A JPH06132760A (ja) | 1992-10-21 | 1992-10-21 | 弾性表面波装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06132760A true JPH06132760A (ja) | 1994-05-13 |
Family
ID=17662752
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28322892A Pending JPH06132760A (ja) | 1992-10-21 | 1992-10-21 | 弾性表面波装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06132760A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999002343A1 (en) * | 1997-07-11 | 1999-01-21 | Kodak Polychrome Graphics Company Ltd. | Pattern formation |
| US6650205B2 (en) * | 2001-03-29 | 2003-11-18 | Clarisay, Inc. | Wafer-scale package for surface acoustic wave circuit and method of manufacturing the same |
| JP2006279874A (ja) * | 2005-03-30 | 2006-10-12 | Seiko Epson Corp | 弾性波素子及び電子機器 |
| US7245060B2 (en) | 2004-09-24 | 2007-07-17 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Piezoelectric resonator, method for manufacturing the same, piezoelectric filter, and duplexer |
| WO2010058544A1 (ja) * | 2008-11-18 | 2010-05-27 | 株式会社村田製作所 | チューナブルフィルタ |
| US8310321B2 (en) | 2008-11-18 | 2012-11-13 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Tunable filter including a variable capacitor connected with a surface acoustic wave resonator |
-
1992
- 1992-10-21 JP JP28322892A patent/JPH06132760A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999002343A1 (en) * | 1997-07-11 | 1999-01-21 | Kodak Polychrome Graphics Company Ltd. | Pattern formation |
| US6650205B2 (en) * | 2001-03-29 | 2003-11-18 | Clarisay, Inc. | Wafer-scale package for surface acoustic wave circuit and method of manufacturing the same |
| US6744336B1 (en) * | 2001-03-29 | 2004-06-01 | Clarisay, Incorporated | Wafer-scale package for surface acoustic wave circuit and method of manufacturing the same |
| US7245060B2 (en) | 2004-09-24 | 2007-07-17 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Piezoelectric resonator, method for manufacturing the same, piezoelectric filter, and duplexer |
| JP2006279874A (ja) * | 2005-03-30 | 2006-10-12 | Seiko Epson Corp | 弾性波素子及び電子機器 |
| WO2010058544A1 (ja) * | 2008-11-18 | 2010-05-27 | 株式会社村田製作所 | チューナブルフィルタ |
| CN102204091A (zh) * | 2008-11-18 | 2011-09-28 | 株式会社村田制作所 | 可调滤波器 |
| US8305163B2 (en) | 2008-11-18 | 2012-11-06 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Tunable filter including a surface acoustic wave resonator and a variable capacitor |
| US8310321B2 (en) | 2008-11-18 | 2012-11-13 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Tunable filter including a variable capacitor connected with a surface acoustic wave resonator |
| JP5120461B2 (ja) * | 2008-11-18 | 2013-01-16 | 株式会社村田製作所 | チューナブルフィルタ |
| JP5420564B2 (ja) * | 2008-11-18 | 2014-02-19 | 株式会社村田製作所 | チューナブルフィルタ |
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