JPH06164294A - 表面弾性波素子 - Google Patents
表面弾性波素子Info
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- JPH06164294A JPH06164294A JP5222475A JP22247593A JPH06164294A JP H06164294 A JPH06164294 A JP H06164294A JP 5222475 A JP5222475 A JP 5222475A JP 22247593 A JP22247593 A JP 22247593A JP H06164294 A JPH06164294 A JP H06164294A
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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
- H03H9/02582—Characteristics of substrate, e.g. cutting angles of diamond substrates
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- Acoustics & Sound (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高周波特性が良く且つ、耐環境性に優れた表
面弾性波素子を提供する。 【構成】 本発明の表面弾性波素子は、実質的に、ダイ
ヤモンドおよびダイヤモンド状炭素膜の少なくともいず
れかを組成要素とする硬質層と、この硬質層上に形成さ
れる圧電体層と、この圧電体層上に形成される二酸化珪
素（ＳｉＯ2 ）層と、この圧電体層と組合わされて電気
−機械変換を行うための電極とを備える構造を有してい
る。このような構造を有する本発明の表面弾性波素子
は、二酸化珪素層が形成されていない従来の表面弾性波
素子と比較して、電気機械結合係数が大きくなると共
に、表面弾性波の伝搬速度が速くなるので、高周波数領
域で動作する表面弾性波素子が実現される。特に、電気
機械結合係数が大きくなる。又、二酸化珪素（Ｓｉ
Ｏ2 ）層は、電気的に絶縁体であり、水分や酸に反応し
難いので、圧電体層及び電極を外部環境から保護する。
面弾性波素子を提供する。 【構成】 本発明の表面弾性波素子は、実質的に、ダイ
ヤモンドおよびダイヤモンド状炭素膜の少なくともいず
れかを組成要素とする硬質層と、この硬質層上に形成さ
れる圧電体層と、この圧電体層上に形成される二酸化珪
素（ＳｉＯ2 ）層と、この圧電体層と組合わされて電気
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る。このような構造を有する本発明の表面弾性波素子
は、二酸化珪素層が形成されていない従来の表面弾性波
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域で動作する表面弾性波素子が実現される。特に、電気
機械結合係数が大きくなる。又、二酸化珪素（Ｓｉ
Ｏ2 ）層は、電気的に絶縁体であり、水分や酸に反応し
難いので、圧電体層及び電極を外部環境から保護する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、数百ＭＨｚからＧＨｚ
の高周波領域で動作する表面弾性波素子に関するもので
あり、特に、ダイヤモンドまたはダイヤモンド状炭素膜
と圧電体とを組み合わせた表面弾性波素子に関するもの
である。
の高周波領域で動作する表面弾性波素子に関するもので
あり、特に、ダイヤモンドまたはダイヤモンド状炭素膜
と圧電体とを組み合わせた表面弾性波素子に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】表面弾性波素子は、弾性体表面を伝搬す
る表面波を利用した電気−機械変換素子であり、たとえ
ば、図１４に示すような基本構造を有する。同図中、表
面弾性波素子４０において、表面弾性波の励振には圧電
体４４による圧電現象が利用される。圧電体４４に設け
られた一方のくし形電極４３に電気信号を印加すると、
圧電体４４に歪みが生じ、これが表面弾性波となって圧
電体４４を伝搬し、もう１つのくし型電極４３´で電気
信号が取出される。この素子の周波特性は、図に示すよ
うに、くし形電極における電極間隔をλ0 、表面弾性波
の伝搬速度をｖとすれば、ｆ0 ＝ｖ／λ0 で定められる
周波数ｆ0 を中心とした帯域通過特性を有する。
る表面波を利用した電気−機械変換素子であり、たとえ
ば、図１４に示すような基本構造を有する。同図中、表
面弾性波素子４０において、表面弾性波の励振には圧電
体４４による圧電現象が利用される。圧電体４４に設け
られた一方のくし形電極４３に電気信号を印加すると、
圧電体４４に歪みが生じ、これが表面弾性波となって圧
電体４４を伝搬し、もう１つのくし型電極４３´で電気
信号が取出される。この素子の周波特性は、図に示すよ
うに、くし形電極における電極間隔をλ0 、表面弾性波
の伝搬速度をｖとすれば、ｆ0 ＝ｖ／λ0 で定められる
周波数ｆ0 を中心とした帯域通過特性を有する。
【０００３】表面弾性波素子は、部品点数が少なく、小
型にすることができ、しかも表面弾性波の伝搬経路上に
おいて信号の出入れが容易である。この素子は、フィル
タ、遅延線、発振器、共振器、コンボルバーおよび相関
器等に応用することができる。特に、表面弾性波素子
は、テレビの中間周波数フィルタとして実用化され、さ
らにＶＴＲならびに、自動車電話および携帯電話等各種
の通信機器用のフィルタにも応用が検討されてきてい
る。
型にすることができ、しかも表面弾性波の伝搬経路上に
おいて信号の出入れが容易である。この素子は、フィル
タ、遅延線、発振器、共振器、コンボルバーおよび相関
器等に応用することができる。特に、表面弾性波素子
は、テレビの中間周波数フィルタとして実用化され、さ
らにＶＴＲならびに、自動車電話および携帯電話等各種
の通信機器用のフィルタにも応用が検討されてきてい
る。
【０００４】従来の典型的な表面弾性波素子として、Ｌ
ｉＮｂＯ3 およびＬｉＴａＯ3 等の圧電体結晶上に、く
し形電極を形成した構造からなる素子がある。また、Ｚ
ｎＯ等の圧電体薄膜をガラス等の基板上にスパッタ等の
技術を用いて形成したものも用いられている。
ｉＮｂＯ3 およびＬｉＴａＯ3 等の圧電体結晶上に、く
し形電極を形成した構造からなる素子がある。また、Ｚ
ｎＯ等の圧電体薄膜をガラス等の基板上にスパッタ等の
技術を用いて形成したものも用いられている。
【０００５】しかしながら、上述した従来の素子構造を
用いて、高周波域（ＧＨｚ帯）で動作する素子を製造す
ることは困難である。圧電体単結晶上にくし形電極を形
成しただけの素子では、表面弾性波の伝搬速度ｖが小さ
いため、１ＧＨｚ以上の高い中心周波数を得ることは困
難である。
用いて、高周波域（ＧＨｚ帯）で動作する素子を製造す
ることは困難である。圧電体単結晶上にくし形電極を形
成しただけの素子では、表面弾性波の伝搬速度ｖが小さ
いため、１ＧＨｚ以上の高い中心周波数を得ることは困
難である。
【０００６】上述した式からも示唆されるように、表面
弾性波素子がより高い周波数を中心とする帯域通過特性
を有するためには、電極間隔λ0 を小さくするか、表面
弾性波の伝搬速度ｖを大きくする必要がある。
弾性波素子がより高い周波数を中心とする帯域通過特性
を有するためには、電極間隔λ0 を小さくするか、表面
弾性波の伝搬速度ｖを大きくする必要がある。
【０００７】くし形電極の電極間隔λ0 を小さくして中
心周波数を高くすることは、フォトリソグラフィー等の
微細加工技術により制限を受ける。
心周波数を高くすることは、フォトリソグラフィー等の
微細加工技術により制限を受ける。
【０００８】そのため、表面弾性波の伝搬速度ｖを増加
させる技術がこれまで検討されてきた。
させる技術がこれまで検討されてきた。
【０００９】特開昭５４−３８８７４号公報は、表面弾
性波の伝搬速度が圧電体中の伝搬速度よりも大きなサフ
ァイア層を基板と圧電体膜との間に設けた素子を開示し
ている。また、特開昭６４−６２９１１号公報および特
開平３−１９８４２号公報では、表面弾性波の伝搬速度
を大きくするため、ダイヤモンド層上に圧電体膜を積層
させた素子を開示している。図２１（ａ）〜（ｄ）は、
これらの公報に開示された素子の例を示している。
性波の伝搬速度が圧電体中の伝搬速度よりも大きなサフ
ァイア層を基板と圧電体膜との間に設けた素子を開示し
ている。また、特開昭６４−６２９１１号公報および特
開平３−１９８４２号公報では、表面弾性波の伝搬速度
を大きくするため、ダイヤモンド層上に圧電体膜を積層
させた素子を開示している。図２１（ａ）〜（ｄ）は、
これらの公報に開示された素子の例を示している。
【００１０】図２１（ａ）に示す素子では、ダイヤモン
ド層５２上に圧電体層５４が形成され、これらの層の間
にくし形電極５３が設けられている。図２１（ｂ）に示
す素子では、図２１（ａ）に示す素子の圧電体層５４に
短絡用電極５６が設けられたものである。図２１（ｃ）
に示す素子では、ダイヤモンド層５２上に圧電体層５４
が形成され、圧電体層５４上にくし形電極５３が設けら
れている。図２１（ｄ）に示す素子では、図２１（ｃ）
に示す素子において圧電体層５４とダイヤモンド層５２
との間に短絡電極５６が設けられたものである。
ド層５２上に圧電体層５４が形成され、これらの層の間
にくし形電極５３が設けられている。図２１（ｂ）に示
す素子では、図２１（ａ）に示す素子の圧電体層５４に
短絡用電極５６が設けられたものである。図２１（ｃ）
に示す素子では、ダイヤモンド層５２上に圧電体層５４
が形成され、圧電体層５４上にくし形電極５３が設けら
れている。図２１（ｄ）に示す素子では、図２１（ｃ）
に示す素子において圧電体層５４とダイヤモンド層５２
との間に短絡電極５６が設けられたものである。
【００１１】特開平３−１９８４１２号公報では、図２
１（ａ）〜（ｄ）に示す素子について、より高い表面弾
性波の伝搬速度およびより高い電気機械結合係数を得る
ため、ダイヤモンド層の厚み、ＺｎＯからなる圧電体層
の厚みおよび励振モードが検討されている。
１（ａ）〜（ｄ）に示す素子について、より高い表面弾
性波の伝搬速度およびより高い電気機械結合係数を得る
ため、ダイヤモンド層の厚み、ＺｎＯからなる圧電体層
の厚みおよび励振モードが検討されている。
【００１２】さらに、特開平１−１０３３１０号公報で
は、伝搬速度を大きくするため、ダイヤモンド状炭素膜
の上に圧電体を体積させた表面弾性波素子が開示されて
いる。この公報に開示された素子は、図２１（ａ）〜
（ｄ）に示す素子において、ダイヤモンド層５２の代わ
りにダイヤモンド状炭素膜を用いている。
は、伝搬速度を大きくするため、ダイヤモンド状炭素膜
の上に圧電体を体積させた表面弾性波素子が開示されて
いる。この公報に開示された素子は、図２１（ａ）〜
（ｄ）に示す素子において、ダイヤモンド層５２の代わ
りにダイヤモンド状炭素膜を用いている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、移動
体通信等の分野においてフィルタとして用いられる表面
弾性波素子は、周波数の割当てに応じて１．５〜３ＧＨ
ｚのより高い周波数で使用できることが望まれている。
このようなフィルタを実現化するためには、高い効率で
電気機械的変換を行なうことができ、かつより速い表面
弾性波の伝搬速度ｖを有する素子構造が要求される。
体通信等の分野においてフィルタとして用いられる表面
弾性波素子は、周波数の割当てに応じて１．５〜３ＧＨ
ｚのより高い周波数で使用できることが望まれている。
このようなフィルタを実現化するためには、高い効率で
電気機械的変換を行なうことができ、かつより速い表面
弾性波の伝搬速度ｖを有する素子構造が要求される。
【００１４】また、表面弾性波素子は、特に携帯電話な
どの高周波フィルタとして検討されている。周知のとお
り、携帯電話は、様々な環境で用いられるため、この電
話に組込まれた素子は、湿気および不純物等の影響を受
けるおそれがある。したがって、携帯電話に用いられる
表面弾性波素子は、使用環境中で常に安定した特性を保
持することが要求される。
どの高周波フィルタとして検討されている。周知のとお
り、携帯電話は、様々な環境で用いられるため、この電
話に組込まれた素子は、湿気および不純物等の影響を受
けるおそれがある。したがって、携帯電話に用いられる
表面弾性波素子は、使用環境中で常に安定した特性を保
持することが要求される。
【００１５】本発明は、この様な、技術的課題に鑑みに
より高周波領域において使用することができ、かつ外部
環境に対して安定した性能（耐環境性）を保持すること
ができる表面弾性波素子を提供することを目的する。
より高周波領域において使用することができ、かつ外部
環境に対して安定した性能（耐環境性）を保持すること
ができる表面弾性波素子を提供することを目的する。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明に従う表面弾性波
素子は、ダイヤモンドを組成とする硬質層と、この層の
上に形成される圧電体層と、この圧電体層の上に形成さ
れる二酸化珪素層と、硬質層と圧電体層との間、又は圧
電体層と二酸化珪素層との間に埋設される電極群とを具
備することとした。
素子は、ダイヤモンドを組成とする硬質層と、この層の
上に形成される圧電体層と、この圧電体層の上に形成さ
れる二酸化珪素層と、硬質層と圧電体層との間、又は圧
電体層と二酸化珪素層との間に埋設される電極群とを具
備することとした。
【００１７】本発明において、圧電体層が、ダイヤモン
ドおよびダイヤモンド状炭素膜の少なくともいずれかを
組成要素とする硬質層と二酸化珪素（ＳｉＯ2 ）層との
間に挾まれる結果、圧電体層および電極からなる素子中
枢部が保護され、かつ高い電気機械的結合がもたらされ
る。
ドおよびダイヤモンド状炭素膜の少なくともいずれかを
組成要素とする硬質層と二酸化珪素（ＳｉＯ2 ）層との
間に挾まれる結果、圧電体層および電極からなる素子中
枢部が保護され、かつ高い電気機械的結合がもたらされ
る。
【００１８】本発明において、二酸化珪素（ＳｉＯ2 ）
層は、たとえば、スパッタリング法、イオンプレーティ
ング法、ＣＶＤ法、電子ビーム蒸着法、低温ＣＶＤ法に
より成長させることができる。二酸化珪素（ＳｉＯ2 ）
は、非晶質のものがよい。
層は、たとえば、スパッタリング法、イオンプレーティ
ング法、ＣＶＤ法、電子ビーム蒸着法、低温ＣＶＤ法に
より成長させることができる。二酸化珪素（ＳｉＯ2 ）
は、非晶質のものがよい。
【００１９】本発明において、ダイヤモンド状炭素膜
は、ｉ−カーボンと呼ばれる。ダイヤモンド状炭素膜
は、ダイヤモンドの気相合成に関する研究の過程で見出
されたものであり、多くの研究者によりその材質が詳し
く調べられ、明らかにされてきた。ダイヤモンド状炭素
膜を１つの物質として定義することについての定説はな
いが、この膜は、ダイヤモンド、クラファイト、アモル
ファスカーボンなどとは顕著に異なるものであって、次
に示すような性質を有している。
は、ｉ−カーボンと呼ばれる。ダイヤモンド状炭素膜
は、ダイヤモンドの気相合成に関する研究の過程で見出
されたものであり、多くの研究者によりその材質が詳し
く調べられ、明らかにされてきた。ダイヤモンド状炭素
膜を１つの物質として定義することについての定説はな
いが、この膜は、ダイヤモンド、クラファイト、アモル
ファスカーボンなどとは顕著に異なるものであって、次
に示すような性質を有している。
【００２０】（１） 炭素と水素からなる組成物で、水
素のほうが少ない。
素のほうが少ない。
【００２１】（２） 結晶状態はアモルファスである。
【００２２】（３） 少なくとも一般の金属に比べては
るかに硬い。
るかに硬い。
【００２３】（４） 電気的には絶縁体である。
【００２４】（５） 光を透過する。
【００２５】また、ダイヤモンドは〜１０．０００（Ｈ
ｖ）の硬度を有する一方、ダイヤモンド状炭素膜は、た
とえば、１．０００〜５．０００（Ｈｖ）の硬度を有す
る。
ｖ）の硬度を有する一方、ダイヤモンド状炭素膜は、た
とえば、１．０００〜５．０００（Ｈｖ）の硬度を有す
る。
【００２６】ダイヤモンド状炭素膜は、ダイヤモンドの
合成と同様にプラズマＣＶＤ、イオンビーム蒸着法およ
びスパッタリング等の気相プロセスに従って製造され
る。
合成と同様にプラズマＣＶＤ、イオンビーム蒸着法およ
びスパッタリング等の気相プロセスに従って製造され
る。
【００２７】本発明において、ダイヤモンドおよびダイ
ヤモンド状炭素膜の少なくともいずれかからなる層が少
量の不純物を含んでいてもよい。弾性表面波の伝搬速度
および電気機械的変換の効率を高める点からいえば、ダ
イヤモンドからなる硬質層を用いることが好ましい。す
なわち、硬質層は、実質的ダイヤモンドを必須要素とす
るものであることを要する。
ヤモンド状炭素膜の少なくともいずれかからなる層が少
量の不純物を含んでいてもよい。弾性表面波の伝搬速度
および電気機械的変換の効率を高める点からいえば、ダ
イヤモンドからなる硬質層を用いることが好ましい。す
なわち、硬質層は、実質的ダイヤモンドを必須要素とす
るものであることを要する。
【００２８】一方、ダイヤモンドは５００°Ｃ以上の合
成温度が必要であるのに対し、ダイヤモンド状炭素膜は
室温でも気相合成され、このため、ダイヤモンド状炭素
膜は、膜がその上に形成されるべき基材の選択の幅を大
きく広げる。また、ダイヤモンド状炭素膜について、大
面積の膜を容易に得ることができ、ダイヤモンドに比べ
てより平滑な表面を有する。
成温度が必要であるのに対し、ダイヤモンド状炭素膜は
室温でも気相合成され、このため、ダイヤモンド状炭素
膜は、膜がその上に形成されるべき基材の選択の幅を大
きく広げる。また、ダイヤモンド状炭素膜について、大
面積の膜を容易に得ることができ、ダイヤモンドに比べ
てより平滑な表面を有する。
【００２９】本発明において、実質的に、ダイヤモンド
およびダイヤモンド状炭素膜の少なくともいずれかを組
成要素とする硬質層は、天然あるいは超高圧合成による
単結晶ダイヤモンドでもよく、基板上に形成されたダイ
ヤモンド薄膜からなる硬質層であってもよい。また、ダ
イヤモンド状炭素膜からなる硬質層であってもよい。
およびダイヤモンド状炭素膜の少なくともいずれかを組
成要素とする硬質層は、天然あるいは超高圧合成による
単結晶ダイヤモンドでもよく、基板上に形成されたダイ
ヤモンド薄膜からなる硬質層であってもよい。また、ダ
イヤモンド状炭素膜からなる硬質層であってもよい。
【００３０】ダイヤモンドおよびダイヤモンド状炭素膜
の少なくともいずれかから本質的になる硬質層の厚み
は、表面弾性波の伝搬速度を大きくするために、以下の
実施例に示すように、２πＨｄ／λ＞３の厚み、さらに
望ましくは２πＨｄ／λ＞４の厚みであることが好まし
い。ダイヤモンド薄膜を形成するための基板は、特に限
定されないが、たとえば、Ｓｉ、Ｍｏ、Ｗ、ＧａＡｓ、
およびＬｉＮｂＯ3 等の半導体材料および無機材料から
構成してもよい。
の少なくともいずれかから本質的になる硬質層の厚み
は、表面弾性波の伝搬速度を大きくするために、以下の
実施例に示すように、２πＨｄ／λ＞３の厚み、さらに
望ましくは２πＨｄ／λ＞４の厚みであることが好まし
い。ダイヤモンド薄膜を形成するための基板は、特に限
定されないが、たとえば、Ｓｉ、Ｍｏ、Ｗ、ＧａＡｓ、
およびＬｉＮｂＯ3 等の半導体材料および無機材料から
構成してもよい。
【００３１】また一方、ダイヤモンド状炭素膜を形成す
るための基板は、ダイヤモンドよりも広い範囲の基板を
適用することができる。このような基板としては、たと
えば、合成樹脂等の有機化合物からなる基板をも含む。
るための基板は、ダイヤモンドよりも広い範囲の基板を
適用することができる。このような基板としては、たと
えば、合成樹脂等の有機化合物からなる基板をも含む。
【００３２】基板上に形成されるダイヤモンド薄膜は、
単結晶ダイヤモンドであってもよいし、多結晶ダイヤモ
ンドであってもよい。気相合成によるダイヤモンド薄膜
は、通常多結晶構造を有する。
単結晶ダイヤモンドであってもよいし、多結晶ダイヤモ
ンドであってもよい。気相合成によるダイヤモンド薄膜
は、通常多結晶構造を有する。
【００３３】ダイヤモンド薄膜を基板上に形成させる方
法として、たとえば、熱ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法、
マイクロ波ＣＶＤ法、光ＣＶＤ法およびレーザＣＶＤ法
等のＣＶＤ法、スパッタリング、ならびにイオンビーム
蒸着等を挙げることができる。また、ダイヤモンド状炭
素膜も、ダイヤモンド薄膜を形成したものと同様の方法
を用いて基板上に形成させてもよい。
法として、たとえば、熱ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法、
マイクロ波ＣＶＤ法、光ＣＶＤ法およびレーザＣＶＤ法
等のＣＶＤ法、スパッタリング、ならびにイオンビーム
蒸着等を挙げることができる。また、ダイヤモンド状炭
素膜も、ダイヤモンド薄膜を形成したものと同様の方法
を用いて基板上に形成させてもよい。
【００３４】原料ガスを分解励起してダイヤモンド薄膜
を気相成長させる方法についてより具体的に列挙する
と、たとえば、（１） 熱電子放射材を１５００Ｋ以上
の温度に加熱して原料ガスを活性化する方法、（２）
直流波、交流波またはマイクロ波電界による放電を利用
する方法、（３） イオン衝撃を利用する方法、（４）
レーザなどの光を照射する方法、（５） 原料ガスを
燃焼させる方法等がある。
を気相成長させる方法についてより具体的に列挙する
と、たとえば、（１） 熱電子放射材を１５００Ｋ以上
の温度に加熱して原料ガスを活性化する方法、（２）
直流波、交流波またはマイクロ波電界による放電を利用
する方法、（３） イオン衝撃を利用する方法、（４）
レーザなどの光を照射する方法、（５） 原料ガスを
燃焼させる方法等がある。
【００３５】ダイヤモンド薄膜およびダイヤモンド状炭
素膜を気相合成するために使用する原料物質には、炭素
含有化合物が一般的に用いられる。この炭素含有化合物
は、好ましくは水素ガスと組合せて用いられる。また、
必要に応じて、酸素含有化合物および／または不活性ガ
ス中に添加される。
素膜を気相合成するために使用する原料物質には、炭素
含有化合物が一般的に用いられる。この炭素含有化合物
は、好ましくは水素ガスと組合せて用いられる。また、
必要に応じて、酸素含有化合物および／または不活性ガ
ス中に添加される。
【００３６】炭素含有化合物しては、たとえば、メタ
ン、エタン、プロパンおよびブタン等のパラフィン系炭
化水素、エチレン、プロピレンおよびブチレン等のオレ
フィン系炭化水素、アセチレンおよびアリレン等のアセ
チレン系炭化水素、ブタジエン等のジオレフィン系炭化
水素、シクロプロパン、チクロブタン、チクロペンタン
およびシクロヘキサン等の脂環式炭化水素、シクロブタ
ジエン、ベンゼン、トルエン、キシレンおよびナフタレ
ン等の芳香族炭化水素、アセトン、ジエチルケトンおよ
びベンゾフェノン等のケトン類、メタノールおよびエタ
ノール等のアルコール類、トリメチルアミンおよびトリ
エチルアミン等のアミン類、炭酸ガスならびに一酸化炭
素などを挙げることができる。これらは、１種を単独で
用いることもできるし、２種類以上を併用することもで
きる。また、炭素含有化合物は、グラファイト、石炭、
コークス等の炭素原子のみからなる物質であってもよ
い。
ン、エタン、プロパンおよびブタン等のパラフィン系炭
化水素、エチレン、プロピレンおよびブチレン等のオレ
フィン系炭化水素、アセチレンおよびアリレン等のアセ
チレン系炭化水素、ブタジエン等のジオレフィン系炭化
水素、シクロプロパン、チクロブタン、チクロペンタン
およびシクロヘキサン等の脂環式炭化水素、シクロブタ
ジエン、ベンゼン、トルエン、キシレンおよびナフタレ
ン等の芳香族炭化水素、アセトン、ジエチルケトンおよ
びベンゾフェノン等のケトン類、メタノールおよびエタ
ノール等のアルコール類、トリメチルアミンおよびトリ
エチルアミン等のアミン類、炭酸ガスならびに一酸化炭
素などを挙げることができる。これらは、１種を単独で
用いることもできるし、２種類以上を併用することもで
きる。また、炭素含有化合物は、グラファイト、石炭、
コークス等の炭素原子のみからなる物質であってもよ
い。
【００３７】原料ガスに添加される酸素含有化合物とし
ては、酸素、水、一酸化炭素、二酸化炭素、または過酸
化水素が容易に入手できるゆえ好ましい。
ては、酸素、水、一酸化炭素、二酸化炭素、または過酸
化水素が容易に入手できるゆえ好ましい。
【００３８】原料ガスに添加できる不活性ガスとして
は、たとえば、アルゴン、ヘリウム、ネオン、クリプト
ン、キセノン、またはラドンを用いてもよい。
は、たとえば、アルゴン、ヘリウム、ネオン、クリプト
ン、キセノン、またはラドンを用いてもよい。
【００３９】また、実質的にダイヤモンドおよびダイヤ
モンド状炭素膜の少なくともいずれかを組成要素とする
硬質層は、単結晶ダイヤモンドから本質的になる基板で
構成されてもよい。単結晶ダイヤモンドの基板は、表面
弾性波の伝搬速度および電気機械結合係数を高めるため
好ましく用いられる。このような基板として、天然ダイ
ヤモンドまたは超高圧合成法により製造された合成ダイ
ヤモンドを用いてもよい。
モンド状炭素膜の少なくともいずれかを組成要素とする
硬質層は、単結晶ダイヤモンドから本質的になる基板で
構成されてもよい。単結晶ダイヤモンドの基板は、表面
弾性波の伝搬速度および電気機械結合係数を高めるため
好ましく用いられる。このような基板として、天然ダイ
ヤモンドまたは超高圧合成法により製造された合成ダイ
ヤモンドを用いてもよい。
【００４０】本発明において、圧電体層は、ＺｎＯ、Ａ
ｌＮ、ＰＢ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3 、（Ｐｂ，Ｌａ）（Ｚ
ｒ，Ｔｉ）Ｏ3 、ＬｉＴａＯ3 、ＬＩｎｂＯ3 、ＳｉＯ
2 、Ｔａ2 Ｏ5 、Ｎｂ2 Ｏ5 、ＢｅＯ、Ｌｉ2 Ｂ
4 Ｏ7 、ＫＮｂＯ3 、ＺｎＳ、ＺｎＳｅまたはＣｄＳ等
の圧電材料から本質的になることができる。
ｌＮ、ＰＢ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3 、（Ｐｂ，Ｌａ）（Ｚ
ｒ，Ｔｉ）Ｏ3 、ＬｉＴａＯ3 、ＬＩｎｂＯ3 、ＳｉＯ
2 、Ｔａ2 Ｏ5 、Ｎｂ2 Ｏ5 、ＢｅＯ、Ｌｉ2 Ｂ
4 Ｏ7 、ＫＮｂＯ3 、ＺｎＳ、ＺｎＳｅまたはＣｄＳ等
の圧電材料から本質的になることができる。
【００４１】圧電体層は、単結晶および多結晶のいずれ
であってもよいが、素子をより高周波域で使用できるよ
うにするためには、弾性表面波の散乱が少ない単結晶で
あるほうがより好ましい。ＺｎＯ、ＡｌＮ、およびＰｂ
（ＺｒＴｉ）Ｏ3 等から本質的になる圧電体層は、ＣＶ
Ｄ法またはスパッタ等によって形成してもよい。
であってもよいが、素子をより高周波域で使用できるよ
うにするためには、弾性表面波の散乱が少ない単結晶で
あるほうがより好ましい。ＺｎＯ、ＡｌＮ、およびＰｂ
（ＺｒＴｉ）Ｏ3 等から本質的になる圧電体層は、ＣＶ
Ｄ法またはスパッタ等によって形成してもよい。
【００４２】本発明において、前述した電気機械的変
換、すなわち電気信号と表面弾性波との間での変換を行
なうための電極は、典型的には、くし形電極またはイン
ターデジタル・トランデューサ（ＩＤＴ）と呼ばれる電
極が用いられる。
換、すなわち電気信号と表面弾性波との間での変換を行
なうための電極は、典型的には、くし形電極またはイン
ターデジタル・トランデューサ（ＩＤＴ）と呼ばれる電
極が用いられる。
【００４３】くし形電極は、現在のところフォトリソグ
ラフィー法を用いて１．２μｍ程度の電極間隔を有する
ものまでを製造することができる。電極を形成する材料
としては、抵抗率の小さな金属が好ましく、Ａｕ、Ａｇ
およびＡｌ等の低温で蒸着可能な金属、ならびにＴｉ、
ＷおよびＭｏ等の高融点金属を用いることができる。電
極形成の容易さからは、ＡｌおよびＴｉを用いることが
好ましく、ダイヤモンドとの密着性からはＷおよびＭｏ
を用いることが好ましい。くし形電極は、単一の金属材
料から形成されてもよく、またＴｉの上にＡｌを堆積す
るように２種類以上の金属材料を組合せて形成されても
よい。
ラフィー法を用いて１．２μｍ程度の電極間隔を有する
ものまでを製造することができる。電極を形成する材料
としては、抵抗率の小さな金属が好ましく、Ａｕ、Ａｇ
およびＡｌ等の低温で蒸着可能な金属、ならびにＴｉ、
ＷおよびＭｏ等の高融点金属を用いることができる。電
極形成の容易さからは、ＡｌおよびＴｉを用いることが
好ましく、ダイヤモンドとの密着性からはＷおよびＭｏ
を用いることが好ましい。くし形電極は、単一の金属材
料から形成されてもよく、またＴｉの上にＡｌを堆積す
るように２種類以上の金属材料を組合せて形成されても
よい。
【００４４】ここで、くし形電極の作製順序を簡単に説
明する。まず、上述した材料からなる金属層を所定の場
所に形成する。次に、レジスト膜を金属層上に形成した
後、ガラス等の透明平板上にくし形電極のパターンを形
成させたマスクをレジスト膜の情報に設け、水銀ランプ
などを用いてレジスト膜を感光する。その後、現像によ
りレジストパターンが得られる。レジストパターンの形
成には、上述した方法の他に、電子ビームによりレジス
ト膜を直接感光する方法を用いてもよい。
明する。まず、上述した材料からなる金属層を所定の場
所に形成する。次に、レジスト膜を金属層上に形成した
後、ガラス等の透明平板上にくし形電極のパターンを形
成させたマスクをレジスト膜の情報に設け、水銀ランプ
などを用いてレジスト膜を感光する。その後、現像によ
りレジストパターンが得られる。レジストパターンの形
成には、上述した方法の他に、電子ビームによりレジス
ト膜を直接感光する方法を用いてもよい。
【００４５】レジストパターン形成後、エッチングによ
り金属層が所定の形状に加工される。Ａｌ等の低融点金
属からなる層をエッチングするには、たとえば、水酸化
ナトリウム溶液などのアリカリ性溶液または硝酸などの
酸性溶液が用いられる。一方、高融点金属をエッチング
する場合にはフッ素酸と硝酸の混合溶液が用いられる。
また、ＢＣｌ3 等のガスを用いる反応性イオンエッチン
グを金属層の加工のために用いてもよい。
り金属層が所定の形状に加工される。Ａｌ等の低融点金
属からなる層をエッチングするには、たとえば、水酸化
ナトリウム溶液などのアリカリ性溶液または硝酸などの
酸性溶液が用いられる。一方、高融点金属をエッチング
する場合にはフッ素酸と硝酸の混合溶液が用いられる。
また、ＢＣｌ3 等のガスを用いる反応性イオンエッチン
グを金属層の加工のために用いてもよい。
【００４６】一方、本発明において、電極は、また導電
性を有するダイヤモンドから形成することもできる。導
電性を有するダイヤモンドは、Ｐ、Ａｌ、ＰまたはＳな
どの不純物を導入しながらダイヤモンドを気相成長させ
る方法、絶縁体のダイヤモンドにこれらの不純物をイオ
ン注入によりドーピングする方法、絶縁性のダイヤモン
ドに電子線を照射して格子欠陥を導入する方法、または
絶縁性のダイヤモンドを水素化する方法等により形成し
てもよい。
性を有するダイヤモンドから形成することもできる。導
電性を有するダイヤモンドは、Ｐ、Ａｌ、ＰまたはＳな
どの不純物を導入しながらダイヤモンドを気相成長させ
る方法、絶縁体のダイヤモンドにこれらの不純物をイオ
ン注入によりドーピングする方法、絶縁性のダイヤモン
ドに電子線を照射して格子欠陥を導入する方法、または
絶縁性のダイヤモンドを水素化する方法等により形成し
てもよい。
【００４７】本発明において、くし形電極は、ダイヤモ
ンドおよびダイヤモンド状炭素膜の少なくともいずれか
から本質的になる層と圧電体層の間、または圧電体層と
二酸化珪素（ＳｉＯ2 ）層との間に形成することができ
る。加えて、くし形電極は、短絡用電極とともに形成し
てもよい。
ンドおよびダイヤモンド状炭素膜の少なくともいずれか
から本質的になる層と圧電体層の間、または圧電体層と
二酸化珪素（ＳｉＯ2 ）層との間に形成することができ
る。加えて、くし形電極は、短絡用電極とともに形成し
てもよい。
【００４８】くし形電極がダイヤモンドおよびダイヤモ
ンド状炭素膜の少なくともいずれから本質的になる層と
圧電体層との間に設けられる場合、短絡用電極は、圧電
体層と二酸化珪素（ＳｉＯ2 ）層との間および／または
二酸化珪素（ＳｉＯ2 ）層上に設けるようにしてもよ
い。
ンド状炭素膜の少なくともいずれから本質的になる層と
圧電体層との間に設けられる場合、短絡用電極は、圧電
体層と二酸化珪素（ＳｉＯ2 ）層との間および／または
二酸化珪素（ＳｉＯ2 ）層上に設けるようにしてもよ
い。
【００４９】また、くし形電極が圧電体層と二酸素珪素
（ＳｉＯ2 ）層との間に設けられる場合、短絡用電極は
ダイヤモンドおよびダイヤモンド状炭素膜の少なくとも
いずれかから本質的になる層と圧電子体層との間および
／または二酸素珪素（ＳｉＯ2 ）層の上に設けることが
できる。
（ＳｉＯ2 ）層との間に設けられる場合、短絡用電極は
ダイヤモンドおよびダイヤモンド状炭素膜の少なくとも
いずれかから本質的になる層と圧電子体層との間および
／または二酸素珪素（ＳｉＯ2 ）層の上に設けることが
できる。
【００５０】くし形電極は、例えば図２２（ａ）、図２
２（ｂ）に示すような形状を有するものが用いられる。
２（ｂ）に示すような形状を有するものが用いられる。
【００５１】圧電体層を基板上に形成した表面弾性波素
子において、基板材料の音速が圧電体材料の音速よりも
大きいときには、伝搬速度の異なる複数の表面弾性波が
励起される。この場合、励振モードとして、伝搬速度の
小さいほうから０次モード、１次モード、２次モード、
３次モード、…というように規定される。
子において、基板材料の音速が圧電体材料の音速よりも
大きいときには、伝搬速度の異なる複数の表面弾性波が
励起される。この場合、励振モードとして、伝搬速度の
小さいほうから０次モード、１次モード、２次モード、
３次モード、…というように規定される。
【００５２】本発明に係る表面弾性波素子は、たとえば
１次モードを利用する素子として適用できる。本発明に
従えば、１次モードにおいて伝搬速度が約８０００ｍ／
ｓ以上であり、電気機械結合係数が３％以上である表面
弾性波素子を提供することができる。ここで、電気機械
結合係数は、電気的エネルギが機械的エネルギに変換さ
れる際の変換効率を示す指標とする。
１次モードを利用する素子として適用できる。本発明に
従えば、１次モードにおいて伝搬速度が約８０００ｍ／
ｓ以上であり、電気機械結合係数が３％以上である表面
弾性波素子を提供することができる。ここで、電気機械
結合係数は、電気的エネルギが機械的エネルギに変換さ
れる際の変換効率を示す指標とする。
【００５３】これまでに、本発明に係る表面弾性波素子
と類似のものとして、ＬｉＴａＯ3からなる層上に二酸
化珪素（ＳｉＯ2 ）層を堆積させた構造を有する表面弾
性波素子において、ＳｉＯ2 層の厚さが２πＨｓ／λ＝
１．３付近で、電気機械結合係数を５．２％と大きくで
きることが見出されている。（Jpn.J.Appl.Phys.Suppl.
No.29-1 PP.157-158.1990.SATOH K.,FUJIWARA Y.,HASHI
MOTO K.,)本発明に係る表面弾性波素子では、上述した
表面弾性波素子に比べても、表面弾性波の伝搬速度を２
倍以上大きくすることができ、かつ電気機械結合係数を
大きく保持できるところに特徴を有する。
と類似のものとして、ＬｉＴａＯ3からなる層上に二酸
化珪素（ＳｉＯ2 ）層を堆積させた構造を有する表面弾
性波素子において、ＳｉＯ2 層の厚さが２πＨｓ／λ＝
１．３付近で、電気機械結合係数を５．２％と大きくで
きることが見出されている。（Jpn.J.Appl.Phys.Suppl.
No.29-1 PP.157-158.1990.SATOH K.,FUJIWARA Y.,HASHI
MOTO K.,)本発明に係る表面弾性波素子では、上述した
表面弾性波素子に比べても、表面弾性波の伝搬速度を２
倍以上大きくすることができ、かつ電気機械結合係数を
大きく保持できるところに特徴を有する。
【００５４】また、本発明においては、このような表面
弾性波素子を実現するために、ダイヤモンドおよびダイ
ヤモンド状炭素膜の少なくともいずれかから本質的にな
る層、圧電体層、二酸化珪素（ＳｉＯ2 ）層の各膜厚の
有効範囲が明らかに見出されている。
弾性波素子を実現するために、ダイヤモンドおよびダイ
ヤモンド状炭素膜の少なくともいずれかから本質的にな
る層、圧電体層、二酸化珪素（ＳｉＯ2 ）層の各膜厚の
有効範囲が明らかに見出されている。
【００５５】
【発明の作用効果】以下の実施例に示されるように、本
発明者らは、圧電体層およびくし形電極が、ダイヤモン
ドおよびダイヤモンド状炭素膜の少なくともいずれから
本質的になる層と二酸化珪素（ＳｉＯ2 ）層との間に挾
まれたサンドイッチ構造を有する表面弾性波素子におい
て、圧電体層および二酸化珪素（ＳｉＯ2 ）層を適当な
厚みに設定することで、二酸化珪素（ＳｉＯ2 ）層を形
成しない場合に比べて電気機械結合係数および表面弾性
波の伝搬速度、特に電気機械結合係数を大きくできるこ
とを見出した。すなわち、本発明に従えば、二酸化珪素
（ＳｉＯ2 ）層をまったく有していない従来の表面弾性
波素子よりも高い効率で電気機械的変換を行なうことが
でき、しかも高い中心周波数を有する表面弾性波素子を
提供することができる。
発明者らは、圧電体層およびくし形電極が、ダイヤモン
ドおよびダイヤモンド状炭素膜の少なくともいずれから
本質的になる層と二酸化珪素（ＳｉＯ2 ）層との間に挾
まれたサンドイッチ構造を有する表面弾性波素子におい
て、圧電体層および二酸化珪素（ＳｉＯ2 ）層を適当な
厚みに設定することで、二酸化珪素（ＳｉＯ2 ）層を形
成しない場合に比べて電気機械結合係数および表面弾性
波の伝搬速度、特に電気機械結合係数を大きくできるこ
とを見出した。すなわち、本発明に従えば、二酸化珪素
（ＳｉＯ2 ）層をまったく有していない従来の表面弾性
波素子よりも高い効率で電気機械的変換を行なうことが
でき、しかも高い中心周波数を有する表面弾性波素子を
提供することができる。
【００５６】さらに、本発明に従う表面弾性波素子にお
いては、圧電体層およびくし形電極の上方に二酸化珪素
（ＳｉＯ2 ）層が形成されている。二酸化珪素（ＳｉＯ
2 ）は電気的に絶縁体であり、また水分や酸にほとんど
反応することがない。したがって、二酸化珪素（ＳｉＯ
2 ）層は、外部環境から圧電体層およびくし形電極から
なる素子中枢部を保護するパッシベーション膜としての
役割を果たし、外部環境からの湿気および不純物等の影
響を極めて小さくすることができる。
いては、圧電体層およびくし形電極の上方に二酸化珪素
（ＳｉＯ2 ）層が形成されている。二酸化珪素（ＳｉＯ
2 ）は電気的に絶縁体であり、また水分や酸にほとんど
反応することがない。したがって、二酸化珪素（ＳｉＯ
2 ）層は、外部環境から圧電体層およびくし形電極から
なる素子中枢部を保護するパッシベーション膜としての
役割を果たし、外部環境からの湿気および不純物等の影
響を極めて小さくすることができる。
【００５７】また、本発明に従う表面弾性波素子におい
て、二酸化珪素（ＳｉＯ2 ）層を構成する材料の温度に
対する表面弾性波の伝搬速度の変化係数と、ダイヤモン
ドおよびダイヤモンド状炭素膜の少なくともいずれかか
ら本質的になる層および圧電体層を構成する材料の温度
に対する表面弾性波の伝搬速度の変化係数とが異符号と
なっている。すなわち、温度が上昇するにつれて、二酸
化珪素（ＳｉＯ2 ）層では表面弾性波の伝搬速度が増大
するのに対し、ダイヤモンドおよびダイヤモンド状炭素
膜の少なくともいずれかから本質的になる層および圧電
体層では表面弾性波の伝搬速度が減少する傾向が見られ
る。
て、二酸化珪素（ＳｉＯ2 ）層を構成する材料の温度に
対する表面弾性波の伝搬速度の変化係数と、ダイヤモン
ドおよびダイヤモンド状炭素膜の少なくともいずれかか
ら本質的になる層および圧電体層を構成する材料の温度
に対する表面弾性波の伝搬速度の変化係数とが異符号と
なっている。すなわち、温度が上昇するにつれて、二酸
化珪素（ＳｉＯ2 ）層では表面弾性波の伝搬速度が増大
するのに対し、ダイヤモンドおよびダイヤモンド状炭素
膜の少なくともいずれかから本質的になる層および圧電
体層では表面弾性波の伝搬速度が減少する傾向が見られ
る。
【００５８】本発明に従う表面弾性波素子では、ダイヤ
モンドおよびダイヤモンド状炭素膜の少なくともいずれ
かから本質的になる層および圧電体層の上に異符合の変
化係数を有する材料からなる二酸化珪素（ＳｉＯ2 ）層
を積層することで相殺効果が生じ、温度変化に対する素
子の特性変動、特に表面弾性波の伝搬速度の変動を極め
て小さく抑えることができる。
モンドおよびダイヤモンド状炭素膜の少なくともいずれ
かから本質的になる層および圧電体層の上に異符合の変
化係数を有する材料からなる二酸化珪素（ＳｉＯ2 ）層
を積層することで相殺効果が生じ、温度変化に対する素
子の特性変動、特に表面弾性波の伝搬速度の変動を極め
て小さく抑えることができる。
【００５９】このように、本発明においては、より高周
波領域において高い電気機械変換効率をもって使用する
ことができかつ安定した特性を有する表面弾性波素子が
提供される。
波領域において高い電気機械変換効率をもって使用する
ことができかつ安定した特性を有する表面弾性波素子が
提供される。
【００６０】
【実施例】実施例１ １０×１０×１ｍｍのＳｉ基板を準備し、これをプラズ
マＣＶＤ装置内に設置した。反応室内を排気するととも
に、反応室温にＨ2 ：ＣＨ4 ＝２００：１の混合ガスを
導入した。反応室温の圧力が約４０Ｔｏｒｒ、基板温度
が８５０°Ｃ、マイクロ波パワーが４００Ｗの条件下
で、プラズマＣＶＤを行ない、Ｓｉ基板上に厚さ２５μ
ｍのダイヤモンド薄膜を成長させた。
マＣＶＤ装置内に設置した。反応室内を排気するととも
に、反応室温にＨ2 ：ＣＨ4 ＝２００：１の混合ガスを
導入した。反応室温の圧力が約４０Ｔｏｒｒ、基板温度
が８５０°Ｃ、マイクロ波パワーが４００Ｗの条件下
で、プラズマＣＶＤを行ない、Ｓｉ基板上に厚さ２５μ
ｍのダイヤモンド薄膜を成長させた。
【００６１】次いで、大気中に４５０°Ｃで１０分間放
置してダイヤモンド薄膜の抵抗値を高めた。次に、ダイ
ヤモンド薄膜の表面を研磨した後、厚さ５００オングス
トロームのＡｌ層を抵抗加熱法により蒸着した。次い
で、フォトリソグラフィー法を用いて、Ａｌ層から電極
間隔２μｍのくし形電極を形成した。くし形電極の形状
は図２２（ａ）に示したものと同様とした。
置してダイヤモンド薄膜の抵抗値を高めた。次に、ダイ
ヤモンド薄膜の表面を研磨した後、厚さ５００オングス
トロームのＡｌ層を抵抗加熱法により蒸着した。次い
で、フォトリソグラフィー法を用いて、Ａｌ層から電極
間隔２μｍのくし形電極を形成した。くし形電極の形状
は図２２（ａ）に示したものと同様とした。
【００６２】次に、スパッタ出力１５０Ｗ、基板温度３
８０°Ｃ条件下で、ＺｎＯ多結晶体をＡｒ：Ｏ2 ＝１：
１の混合ガスでスパッタするマグネトロンスパッタリン
グにより、厚み０．９３μｍのＺｎＯ膜を堆積させた。
８０°Ｃ条件下で、ＺｎＯ多結晶体をＡｒ：Ｏ2 ＝１：
１の混合ガスでスパッタするマグネトロンスパッタリン
グにより、厚み０．９３μｍのＺｎＯ膜を堆積させた。
【００６３】次いで、スパッタリング法により、基板温
度：１５０°Ｃ、高周波パワー：２００Ｗ、ガス：Ａ
ｒ：Ｏ2 ＝１：１の混合ガス、圧力：０．０１Ｔｏｒ
ｒ、ターゲット：ＳｉＯ2 の条件下で非晶質ＳｉＯ2 膜
を形成した。
度：１５０°Ｃ、高周波パワー：２００Ｗ、ガス：Ａ
ｒ：Ｏ2 ＝１：１の混合ガス、圧力：０．０１Ｔｏｒ
ｒ、ターゲット：ＳｉＯ2 の条件下で非晶質ＳｉＯ2 膜
を形成した。
【００６４】図１は、かかる構成で形成された実施例に
基づく表面弾性波素子を示す断面図である。
基づく表面弾性波素子を示す断面図である。
【００６５】図１に示すように、Ｓｉ基板１上にダイヤ
モンド薄膜２が形成されている。そのダイヤモンド薄膜
２上にはくし形電極３が形成され、さらにその上にＺｎ
Ｏ薄膜４が形成されている。ＺｎＯ薄膜４の上にＳｉＯ
2 膜５が形成されている。
モンド薄膜２が形成されている。そのダイヤモンド薄膜
２上にはくし形電極３が形成され、さらにその上にＺｎ
Ｏ薄膜４が形成されている。ＺｎＯ薄膜４の上にＳｉＯ
2 膜５が形成されている。
【００６６】なお、上記の表面弾性波素子と比較するた
め、図２に示すようなＳｉＯ2 膜の形成されていない表
面弾性波素子を作製した。
め、図２に示すようなＳｉＯ2 膜の形成されていない表
面弾性波素子を作製した。
【００６７】図２に示すように、Ｓｉ基板１１の上に
は、ダイヤモンド薄膜１２が形成されている。ダイヤモ
ンド薄膜１２の上には、くし形電極１３が形成され、さ
らにその上にＺｎＯ薄膜１４が形成されている。この比
較例の表面弾性波素子は、ＳｉＯ2 膜を形成しないこと
以外、すべて上記実施例１に基づく表面弾性波素子と同
様に作製した。
は、ダイヤモンド薄膜１２が形成されている。ダイヤモ
ンド薄膜１２の上には、くし形電極１３が形成され、さ
らにその上にＺｎＯ薄膜１４が形成されている。この比
較例の表面弾性波素子は、ＳｉＯ2 膜を形成しないこと
以外、すべて上記実施例１に基づく表面弾性波素子と同
様に作製した。
【００６８】このようにして得た実施例１および比較例
の表面弾性波素子の表面に５％希塩酸を滴下し、５分後
に表面を洗浄した後、フィルタ特性の評価を行なった。
その結果、図１に示す実施例１に基づく表面弾性波素子
ではフィルタ特性に何ら変化は見られなかった。図２に
示す比較例の表面弾性波素子ではＺｎＯ薄膜１４がエッ
チングされ、フィルタ特性を示さなくなっていた。この
ように、ＺｎＯ薄膜４上に形成されたＳｉＯ2 膜５は、
外部環境から表面弾性波素子を保護することが認められ
た。
の表面弾性波素子の表面に５％希塩酸を滴下し、５分後
に表面を洗浄した後、フィルタ特性の評価を行なった。
その結果、図１に示す実施例１に基づく表面弾性波素子
ではフィルタ特性に何ら変化は見られなかった。図２に
示す比較例の表面弾性波素子ではＺｎＯ薄膜１４がエッ
チングされ、フィルタ特性を示さなくなっていた。この
ように、ＺｎＯ薄膜４上に形成されたＳｉＯ2 膜５は、
外部環境から表面弾性波素子を保護することが認められ
た。
【００６９】実施例２ 図３に示す構造を有する素子を作製した。図３に示すよ
うに、Ｓｉ基板２１上には、ダイヤモンド薄膜２２が形
成されている。ダイヤモンド薄膜２２上に短絡用電極２
６ａが形成され、さらにその上にＺｎＯ薄膜２４が形成
されている。ＺｎＯ薄膜２４上にはくし形電極２３が形
成され、その上にＳｉＯ2 膜２５が形成されている。
うに、Ｓｉ基板２１上には、ダイヤモンド薄膜２２が形
成されている。ダイヤモンド薄膜２２上に短絡用電極２
６ａが形成され、さらにその上にＺｎＯ薄膜２４が形成
されている。ＺｎＯ薄膜２４上にはくし形電極２３が形
成され、その上にＳｉＯ2 膜２５が形成されている。
【００７０】図３に示す構造を有する素子の作製にあた
り、ダイヤモンド薄膜２２は、実施例１の合成条件と同
様の条件下でプラズマＣＶＤ法により形成された。ダイ
ヤモンド薄膜２２の厚みは約２５μｍとした。また、Ｚ
ｎＯ薄膜２４およびくし形電極２３も実施例１と同様の
条件で形成された。一方、短絡用電極２６は、ダイヤモ
ンド薄膜２２の研磨された表面上に、厚さ５００オング
ストロームのＡｌ層を抵抗加熱法により蒸着した後、フ
ォトリソグラフィー法を用いて形成した。図３に示す構
造を有する素子において、短絡用電極２６ａは、素子の
励起効率を向上させるため、くし形電極２３が形成され
る領域に対応するように形成した。また、ＳｉＯ2 膜２
５は、実施例１の合成条件と同様の条件下で低温ＣＶＤ
法により形成させ、素子の特性を調べるため種々の厚み
とした。
り、ダイヤモンド薄膜２２は、実施例１の合成条件と同
様の条件下でプラズマＣＶＤ法により形成された。ダイ
ヤモンド薄膜２２の厚みは約２５μｍとした。また、Ｚ
ｎＯ薄膜２４およびくし形電極２３も実施例１と同様の
条件で形成された。一方、短絡用電極２６は、ダイヤモ
ンド薄膜２２の研磨された表面上に、厚さ５００オング
ストロームのＡｌ層を抵抗加熱法により蒸着した後、フ
ォトリソグラフィー法を用いて形成した。図３に示す構
造を有する素子において、短絡用電極２６ａは、素子の
励起効率を向上させるため、くし形電極２３が形成され
る領域に対応するように形成した。また、ＳｉＯ2 膜２
５は、実施例１の合成条件と同様の条件下で低温ＣＶＤ
法により形成させ、素子の特性を調べるため種々の厚み
とした。
【００７１】以下、図３に示した表面弾性波素子の構造
をＡ構造とする。また、ＳｉＯ2 膜２５の厚みを変えた
場合の特性変化を後に示す。
をＡ構造とする。また、ＳｉＯ2 膜２５の厚みを変えた
場合の特性変化を後に示す。
【００７２】実施例３ 図４に示す構造を有する素子を作製した。図４に示すよ
うに、Ｓｉ基板２１上には、ダイヤモンド薄膜２２が形
成され、その上にくし形電極２３が形成されている。ダ
イヤモンド薄膜２２およびくし形電極２３を覆うように
ＺｎＯ薄膜２４が形成されている。その上に短絡用電極
２６ａが形成され、この短絡用電極２６ａを覆うように
ＳｉＯ2 膜２５が形成されている。
うに、Ｓｉ基板２１上には、ダイヤモンド薄膜２２が形
成され、その上にくし形電極２３が形成されている。ダ
イヤモンド薄膜２２およびくし形電極２３を覆うように
ＺｎＯ薄膜２４が形成されている。その上に短絡用電極
２６ａが形成され、この短絡用電極２６ａを覆うように
ＳｉＯ2 膜２５が形成されている。
【００７３】図４に示す構造を有する素子も、実施例１
〜２と同様の条件を用いて作製された。
〜２と同様の条件を用いて作製された。
【００７４】以下、図４に示した表面弾性波素子の構造
をＢ構造とする。また、ＳｉＯ2 膜２５の厚みを変えた
場合の特性変化を後に示す。
をＢ構造とする。また、ＳｉＯ2 膜２５の厚みを変えた
場合の特性変化を後に示す。
【００７５】実施例４ 図５に示す構造を有する素子を作製した。図５に示すよ
うに、Ｓｉ基板２１上には、ダイヤモンド薄膜２２が形
成されている。ダイヤモンド薄膜２２上に短絡用電極２
６ａが形成され、さらにその上にＺｎＯ薄膜２４が形成
されている。ＺｎＯ薄膜２４上にはくし形電極２３が形
成され、その上にＳｉＯ2 膜２５が形成されている。Ｓ
ｉＯ2 膜２５上には、くし形電極２３の形成される領域
を覆うように短絡用電極２６ｂがさらに形成されてい
る。
うに、Ｓｉ基板２１上には、ダイヤモンド薄膜２２が形
成されている。ダイヤモンド薄膜２２上に短絡用電極２
６ａが形成され、さらにその上にＺｎＯ薄膜２４が形成
されている。ＺｎＯ薄膜２４上にはくし形電極２３が形
成され、その上にＳｉＯ2 膜２５が形成されている。Ｓ
ｉＯ2 膜２５上には、くし形電極２３の形成される領域
を覆うように短絡用電極２６ｂがさらに形成されてい
る。
【００７６】図５に示す構造を有する素子も、実施例１
〜３と同様の条件を用いて作製された。
〜３と同様の条件を用いて作製された。
【００７７】以下、図５に示した表面弾性波素子の構造
をＣ構造とする。また、ＳｉＯ2 膜２５の厚みを変えた
場合の特性変化を後に示す。
をＣ構造とする。また、ＳｉＯ2 膜２５の厚みを変えた
場合の特性変化を後に示す。
【００７８】実施例５ 図６に示す構造を有する素子を作製した。図６に示すよ
うに、Ｓｉ基板２１上には、ダイヤモンド薄膜２２が形
成されている。ダイヤモンド薄膜２２上にくし形電極２
３が形成され、さらにその上にＺｎＯ薄膜２４が形成さ
れている。ＺｎＯ薄膜２４上には、くし形電極２３の形
成される領域を覆うように短絡用電極２６ａが形成さ
れ、その上にＳｉＯ2 膜２５が形成されている。ＳｉＯ
2 膜２５上には、短絡用電極２６ｂがさらに形成されて
いる。
うに、Ｓｉ基板２１上には、ダイヤモンド薄膜２２が形
成されている。ダイヤモンド薄膜２２上にくし形電極２
３が形成され、さらにその上にＺｎＯ薄膜２４が形成さ
れている。ＺｎＯ薄膜２４上には、くし形電極２３の形
成される領域を覆うように短絡用電極２６ａが形成さ
れ、その上にＳｉＯ2 膜２５が形成されている。ＳｉＯ
2 膜２５上には、短絡用電極２６ｂがさらに形成されて
いる。
【００７９】図６に示す構造を有する素子も、実施例１
〜４と同様の条件を用いて作製された。
〜４と同様の条件を用いて作製された。
【００８０】以下、図６に示した表面弾性波素子の構造
をＤ構造とする。また、ＳｉＯ2 膜２５の厚みを変えた
場合の特性変化を後に示す。
をＤ構造とする。また、ＳｉＯ2 膜２５の厚みを変えた
場合の特性変化を後に示す。
【００８１】以下にＡ〜Ｄ構造を有する表面弾性波素子
において、ＺｎＯ薄膜２４を一定の厚みとし、最上層に
設けられるＳｉＯ2 膜２５の厚みを変化させたときの電
気機械結合係数Ｋ2 を測定し、その変化をグラフとして
示した。ＳｉＯ2 膜の厚みと電気機械結合係数Ｋ2 を測
定し、その変化をグラフとして示した。ＳｉＯ2 膜の厚
みと電気機械結合係数Ｋ2 との関係を示すにあたり、次
のようにパラメータを規定した。
において、ＺｎＯ薄膜２４を一定の厚みとし、最上層に
設けられるＳｉＯ2 膜２５の厚みを変化させたときの電
気機械結合係数Ｋ2 を測定し、その変化をグラフとして
示した。ＳｉＯ2 膜の厚みと電気機械結合係数Ｋ2 を測
定し、その変化をグラフとして示した。ＳｉＯ2 膜の厚
みと電気機械結合係数Ｋ2 との関係を示すにあたり、次
のようにパラメータを規定した。
【００８２】表面弾性波の波長をλとする。ＺｎＯ薄膜
の膜厚は、無次元のパラメータとするため、膜厚Ｈｚを
波長λで割って２πを乗じた（２πＨｚ／λ）によって
表現する。さらに、ＳｉＯ2 膜の膜厚も、無次元のパラ
メータとするため、膜厚Ｈｓを波長λで割って２πを乗
じた（２πＨｓ／λ）によって表現する。なお、ダイヤ
モンド薄膜の膜厚も、無次元のパラメータとするため、
膜厚Ｈｄを波長λで割って２πを乗じた（２πＨｄ／
λ）によって表現することとする。
の膜厚は、無次元のパラメータとするため、膜厚Ｈｚを
波長λで割って２πを乗じた（２πＨｚ／λ）によって
表現する。さらに、ＳｉＯ2 膜の膜厚も、無次元のパラ
メータとするため、膜厚Ｈｓを波長λで割って２πを乗
じた（２πＨｓ／λ）によって表現する。なお、ダイヤ
モンド薄膜の膜厚も、無次元のパラメータとするため、
膜厚Ｈｄを波長λで割って２πを乗じた（２πＨｄ／
λ）によって表現することとする。
【００８３】ここで、（２πＨｚ／λ）および（２πＨ
ｓ／λ）を用いたのは、膜厚Ｈｚ、Ｈｓの絶対的な値と
いうより波長に対する各膜厚Ｈｚ、Ｈｓの比率が表面弾
性波の伝搬速度ｖ、電気機械結合係数Ｋ2 に影響を及ぼ
すことが分かっているからである。
ｓ／λ）を用いたのは、膜厚Ｈｚ、Ｈｓの絶対的な値と
いうより波長に対する各膜厚Ｈｚ、Ｈｓの比率が表面弾
性波の伝搬速度ｖ、電気機械結合係数Ｋ2 に影響を及ぼ
すことが分かっているからである。
【００８４】図７は、Ａ構造の素子において、２πＨｚ
／λ＝０．７のときの（２πＨｓ／λ）と電気機械結合
係数Ｋ2 との関係を示すグラフである。
／λ＝０．７のときの（２πＨｓ／λ）と電気機械結合
係数Ｋ2 との関係を示すグラフである。
【００８５】図７に示すように、Ａ構造の素子におい
て、２πＨｚ／λ＝０．７、２πＨｓ／λ＝０．８のと
き、１次モードの電気機械結合係数Ｋ2 を約４％にまで
大きくすることができる。図７の結果より、ＺｎＯ薄膜
２４の上にＳｉＯ2 膜２５を形成することで、電気機械
結合係数Ｋ2 を増加させることができることが判明し
た。
て、２πＨｚ／λ＝０．７、２πＨｓ／λ＝０．８のと
き、１次モードの電気機械結合係数Ｋ2 を約４％にまで
大きくすることができる。図７の結果より、ＺｎＯ薄膜
２４の上にＳｉＯ2 膜２５を形成することで、電気機械
結合係数Ｋ2 を増加させることができることが判明し
た。
【００８６】電気機械結合係数Ｋ2 と（２πＨｓ／λ）
との関係において、（２πＨｚ／λ）が０．６５〜０．
７５の範囲にある場合、上述したのと同様の傾向が認め
られた。
との関係において、（２πＨｚ／λ）が０．６５〜０．
７５の範囲にある場合、上述したのと同様の傾向が認め
られた。
【００８７】図８は、Ｂ構造の素子において、２πＨｚ
／λ＝０．７のときの（２πＨｓ／λ）と電気機械結合
係数Ｋ2 との関係を示すグラフである。
／λ＝０．７のときの（２πＨｓ／λ）と電気機械結合
係数Ｋ2 との関係を示すグラフである。
【００８８】図８に示すように、Ｂ構造の素子におい
て、２πＨｚ／λ＝０．７、２πＨｓ／λ＝０．８のと
き、１次モードの電気機械結合係数Ｋ2 がほぼ６％に達
する。このように、ＳｉＯ2 膜を形成しない場合（２π
Ｈｓ／λ＝０）に比べて電気機械結合係数Ｋ2 を２％も
大きくすることができる。
て、２πＨｚ／λ＝０．７、２πＨｓ／λ＝０．８のと
き、１次モードの電気機械結合係数Ｋ2 がほぼ６％に達
する。このように、ＳｉＯ2 膜を形成しない場合（２π
Ｈｓ／λ＝０）に比べて電気機械結合係数Ｋ2 を２％も
大きくすることができる。
【００８９】電気機械結合係数Ｋ2 と（２πＨｓ／λ）
の関係において、（２πＨｚ／λ）が０．６５〜０．７
５の範囲にある場合、上述したのと同様の傾向が認めら
れた。
の関係において、（２πＨｚ／λ）が０．６５〜０．７
５の範囲にある場合、上述したのと同様の傾向が認めら
れた。
【００９０】図９は、Ｃ構造の素子において、２πＨｚ
／λ＝０．７のときの（２πＨｓ／λ）と電気機械結合
係数Ｋ2 との関係を示すグラフである。
／λ＝０．７のときの（２πＨｓ／λ）と電気機械結合
係数Ｋ2 との関係を示すグラフである。
【００９１】図９に示すように、Ｃ構造の素子におい
て、２πＨｚ／λ＝０．７、２πＨｓ／λ＝０．８のと
き、１次モードの電気機械結合係数Ｋ2 が３％になる。
このように、ＳｉＯ2 膜を形成しない場合（２πＨｓ／
λ＝０）に比べて電気機械結合係数Ｋ2 をほぼ３％も大
きくすることができる。
て、２πＨｚ／λ＝０．７、２πＨｓ／λ＝０．８のと
き、１次モードの電気機械結合係数Ｋ2 が３％になる。
このように、ＳｉＯ2 膜を形成しない場合（２πＨｓ／
λ＝０）に比べて電気機械結合係数Ｋ2 をほぼ３％も大
きくすることができる。
【００９２】電気機械結合係数Ｋ2 と（２πＨｓ／λ）
の関係において、（２πＨｚ／λ）が０．６５〜０．７
５の範囲にある場合、上述したのと同様の傾向が認めら
れた。 図１０は、Ｄ構造の素子において、２πＨｚ／
λ＝０．７のときの（２πＨｓ／λ）と電気機械結合係
数Ｋ2 との関係を示すグラフである。
の関係において、（２πＨｚ／λ）が０．６５〜０．７
５の範囲にある場合、上述したのと同様の傾向が認めら
れた。 図１０は、Ｄ構造の素子において、２πＨｚ／
λ＝０．７のときの（２πＨｓ／λ）と電気機械結合係
数Ｋ2 との関係を示すグラフである。
【００９３】図１０に示すように、Ｄ構造の素子におい
ては、２πＨｚ／λ＝０．７、２πＨｓ／λ＝０．８の
とき、１次モードの電気機械結合係数Ｋ2 がほぼ６％に
まで大きくすることができる。このように、ＳｉＯ2 膜
を形成しない場合（２πＨｓ／λ＝０）に比べて電気機
械結合係数Ｋ2 を２％も大きくすることができる。
ては、２πＨｚ／λ＝０．７、２πＨｓ／λ＝０．８の
とき、１次モードの電気機械結合係数Ｋ2 がほぼ６％に
まで大きくすることができる。このように、ＳｉＯ2 膜
を形成しない場合（２πＨｓ／λ＝０）に比べて電気機
械結合係数Ｋ2 を２％も大きくすることができる。
【００９４】電気機械結合係数Ｋ2 と（２πＨｓ／λ）
の関係において、（２πＨｚ／λ）が０．６５〜０．７
５の範囲にある場合、上述したのと同様の傾向が認めら
れた。
の関係において、（２πＨｚ／λ）が０．６５〜０．７
５の範囲にある場合、上述したのと同様の傾向が認めら
れた。
【００９５】なお、以上に示したＡ構造〜Ｄ構造を有す
る素子においては、Ｓｉ基板上に設けられるダイヤモン
ド薄膜２２の厚みを約２５μｍとした。これは、ダイヤ
モンド薄膜２２の膜厚Ｈｄを増加させるほど表面弾性波
の伝搬速度ｖが大きくなるが、（２πＨｄ／λ）≧４．
０となるとき、表面弾性波の伝搬速度ｖはさほど増加し
なくなる。したがって、ダイヤモンド薄膜２２の膜厚Ｈ
ｄは、２πＨｄ／λ〜４．０となる程度とすることで十
分であるからである。
る素子においては、Ｓｉ基板上に設けられるダイヤモン
ド薄膜２２の厚みを約２５μｍとした。これは、ダイヤ
モンド薄膜２２の膜厚Ｈｄを増加させるほど表面弾性波
の伝搬速度ｖが大きくなるが、（２πＨｄ／λ）≧４．
０となるとき、表面弾性波の伝搬速度ｖはさほど増加し
なくなる。したがって、ダイヤモンド薄膜２２の膜厚Ｈ
ｄは、２πＨｄ／λ〜４．０となる程度とすることで十
分であるからである。
【００９６】以上に示した、Ａ構造〜Ｄ構造を有する素
子において、２πＨｄ／λ＝０．７の場合の表面弾性波
の伝搬速度と（２πＨｓ／λ）の関係は図１１に示す通
りである。なおグラフの縦軸および横軸は、それぞれ２
πＨｚ／λ、２πＨｓ／λを示し、グラフ内の数字はｖ
を示している。
子において、２πＨｄ／λ＝０．７の場合の表面弾性波
の伝搬速度と（２πＨｓ／λ）の関係は図１１に示す通
りである。なおグラフの縦軸および横軸は、それぞれ２
πＨｚ／λ、２πＨｓ／λを示し、グラフ内の数字はｖ
を示している。
【００９７】図１１に示されるように、１次モードおよ
び２次モードがともに高い伝搬速度を有していることが
分かる。１次モードにおいては、ＳｉＯ2 膜２５の厚み
が増すにつれて伝搬速度が若干減少していく傾向が認め
られるが、２πＨｓ／λ＝０．８において約８０００ｍ
／ｓと十分な伝搬速度が得られていることが分かる。
び２次モードがともに高い伝搬速度を有していることが
分かる。１次モードにおいては、ＳｉＯ2 膜２５の厚み
が増すにつれて伝搬速度が若干減少していく傾向が認め
られるが、２πＨｓ／λ＝０．８において約８０００ｍ
／ｓと十分な伝搬速度が得られていることが分かる。
【００９８】また、図７〜１０に示す通り、前述のＡ、
Ｂ、ＣおよびＤ構造を有するいずれの素子においても、
（２πＨｓ／λ）が大きくなるにつれて、０次モードの
電気機械結合係数Ｋ2 がより小さく抑えられている。し
たがって、このような素子では不要波の励振が抑えら
れ、優れたスプリアス特性が得られる。
Ｂ、ＣおよびＤ構造を有するいずれの素子においても、
（２πＨｓ／λ）が大きくなるにつれて、０次モードの
電気機械結合係数Ｋ2 がより小さく抑えられている。し
たがって、このような素子では不要波の励振が抑えら
れ、優れたスプリアス特性が得られる。
【００９９】以上の実施例１〜４において示した表面弾
性波素子では、ＳｉＯ2 膜２５の膜厚を（２πＨｓ／
λ）が０．２〜０．８の範囲となるように設定すること
で、１次モードの励起構造を有する素子として適用する
ことができる。
性波素子では、ＳｉＯ2 膜２５の膜厚を（２πＨｓ／
λ）が０．２〜０．８の範囲となるように設定すること
で、１次モードの励起構造を有する素子として適用する
ことができる。
【０１００】これらの実施例によれば、従来の表面弾性
波素子よりも高い効率で電気機械変換を行うことがで
き、しかも極高周波域において使用することができる表
面弾性波素子を提供することができる。
波素子よりも高い効率で電気機械変換を行うことがで
き、しかも極高周波域において使用することができる表
面弾性波素子を提供することができる。
【０１０１】これらの実施例に基づく表面弾性波素子
は、特に、自動車電話および携帯電話の通信機器に用い
られる高周波フィルタとして使用することができる。
は、特に、自動車電話および携帯電話の通信機器に用い
られる高周波フィルタとして使用することができる。
【０１０２】これらの実施例に基づく表面弾性波素子に
おいては、図２２（ａ）に示すような標準的なくし形電
極を用いたが、これは図２２（ｂ）をはじめとする他の
形状のくし形電極を用いても同様の結果を得ることがで
きる。
おいては、図２２（ａ）に示すような標準的なくし形電
極を用いたが、これは図２２（ｂ）をはじめとする他の
形状のくし形電極を用いても同様の結果を得ることがで
きる。
【０１０３】実施例６ 図１に示した表面弾性波素子と同一の構造であって、Ｚ
ｎＯ薄膜およびＳｉＯ2 薄膜の厚みのみを相違させた表
面弾性波素子を作製した。くし形電極の構造は図２２
（ｂ）のタイプとし、この電極幅、電極間隔ｄはともに
２μｍとした。ダイヤモンド層の２πＨｄ／λ＝４と
し、この素子も、実施例１〜５と同様の条件を用いて作
製された。このようにして作製された表面弾性波素子の
特性の評価結果を図１２に示す。これは、２πＨｚ／λ
および２πＨｓ／λと１次モードの電気機械結合係数Ｋ
2 との関係を示すグラフである。なお、グラフの縦軸お
よび横軸は、それぞれ２πＨｚ／λ、２πＨｓ／λを示
し、グラフ内の数字はＫ2 を示している。
ｎＯ薄膜およびＳｉＯ2 薄膜の厚みのみを相違させた表
面弾性波素子を作製した。くし形電極の構造は図２２
（ｂ）のタイプとし、この電極幅、電極間隔ｄはともに
２μｍとした。ダイヤモンド層の２πＨｄ／λ＝４と
し、この素子も、実施例１〜５と同様の条件を用いて作
製された。このようにして作製された表面弾性波素子の
特性の評価結果を図１２に示す。これは、２πＨｚ／λ
および２πＨｓ／λと１次モードの電気機械結合係数Ｋ
2 との関係を示すグラフである。なお、グラフの縦軸お
よび横軸は、それぞれ２πＨｚ／λ、２πＨｓ／λを示
し、グラフ内の数字はＫ2 を示している。
【０１０４】同図に示すように、この構造の表面弾性波
素子において、ＳｉＯ2 膜の厚み（２πＨｓ／λ）に関
わらず、ＺｎＯ薄膜の厚み（２πＨｚ／λ）が増加する
に伴って電気機械結合係数Ｋ2 の値は増加する。特に、
２πＨｓ／λが〜０．８であって２πＨｚ／λが１．４
〜の場合の表面弾性波素子においては、Ｋ2 ＝３．５％
が得られる。
素子において、ＳｉＯ2 膜の厚み（２πＨｓ／λ）に関
わらず、ＺｎＯ薄膜の厚み（２πＨｚ／λ）が増加する
に伴って電気機械結合係数Ｋ2 の値は増加する。特に、
２πＨｓ／λが〜０．８であって２πＨｚ／λが１．４
〜の場合の表面弾性波素子においては、Ｋ2 ＝３．５％
が得られる。
【０１０５】また、かかる表面弾性波素子の伝搬速度と
温度に対する安定性とを考慮した場合は、同図中の４点
の丸印で囲まれた領域に対応したＺｎＯ薄膜およびＳｉ
Ｏ2膜の厚みを有する表面弾性波素子が実用上望まし
く、この表面弾性波素子の伝搬速度は、約８０００〜１
００００ｍ／ｓ、温度係数は０±１０ｐｐｍ／℃を有し
ている。このように、ＳｉＯ2 膜を備えた実施例６の表
面弾性波素子は、実際上好ましい特性を有するＺｎＯ薄
膜またはＳｉＯ2 膜の厚さを選択することが可能であ
る。
温度に対する安定性とを考慮した場合は、同図中の４点
の丸印で囲まれた領域に対応したＺｎＯ薄膜およびＳｉ
Ｏ2膜の厚みを有する表面弾性波素子が実用上望まし
く、この表面弾性波素子の伝搬速度は、約８０００〜１
００００ｍ／ｓ、温度係数は０±１０ｐｐｍ／℃を有し
ている。このように、ＳｉＯ2 膜を備えた実施例６の表
面弾性波素子は、実際上好ましい特性を有するＺｎＯ薄
膜またはＳｉＯ2 膜の厚さを選択することが可能であ
る。
【０１０６】実施例７ 図３に示した表面弾性波素子と同一の構造であって、Ｚ
ｎＯ薄膜およびＳｉＯ2 薄膜の厚みのみを相違させた表
面弾性波素子を作製した。くし形電極の構造は図２２
（ｂ）のタイプとし、これの電極幅、電極間隔ｄはとも
に２μｍとした。ダイヤモンド層の２πＨｄ／λ＝４と
し、この素子も、実施例１〜６と同様の条件を用いて作
製された。この表面弾性波素子の特性の評価結果を図１
３に示す。これは、２πＨｚ／λおよび２πＨｓ／λと
１次モードの電気機械結合係数Ｋ2との関係を示すグラ
フである。なお、グラフの縦軸および横軸は、それぞれ
２πＨｚ／λ、２πＨｓ／λを示し、グラフ内の数字は
Ｋ2 を示している。
ｎＯ薄膜およびＳｉＯ2 薄膜の厚みのみを相違させた表
面弾性波素子を作製した。くし形電極の構造は図２２
（ｂ）のタイプとし、これの電極幅、電極間隔ｄはとも
に２μｍとした。ダイヤモンド層の２πＨｄ／λ＝４と
し、この素子も、実施例１〜６と同様の条件を用いて作
製された。この表面弾性波素子の特性の評価結果を図１
３に示す。これは、２πＨｚ／λおよび２πＨｓ／λと
１次モードの電気機械結合係数Ｋ2との関係を示すグラ
フである。なお、グラフの縦軸および横軸は、それぞれ
２πＨｚ／λ、２πＨｓ／λを示し、グラフ内の数字は
Ｋ2 を示している。
【０１０７】同図に示すように、この構造の表面弾性波
素子において、ＳｉＯ2 膜の厚み（２πＨｓ／λ）に関
わらず、ＺｎＯ薄膜の厚み（２πＨｚ／λ）が増加する
に伴って電気機械結合係数Ｋ2 の値は増加する。特に、
２πＨｓ／λが０．７〜０．８であって２πＨｚ／λが
０．７〜０．８の場合の表面弾性波素子においては、Ｋ
2 〜４％が得られる。
素子において、ＳｉＯ2 膜の厚み（２πＨｓ／λ）に関
わらず、ＺｎＯ薄膜の厚み（２πＨｚ／λ）が増加する
に伴って電気機械結合係数Ｋ2 の値は増加する。特に、
２πＨｓ／λが０．７〜０．８であって２πＨｚ／λが
０．７〜０．８の場合の表面弾性波素子においては、Ｋ
2 〜４％が得られる。
【０１０８】また、かかる表面弾性波素子の伝搬速度と
温度に対する安定性とを考慮した場合は、同図中の４点
の丸印で囲まれた領域に対応したＺｎＯ薄膜およびＳｉ
Ｏ2薄膜の厚みを有する表面弾性波素子が実用上望まし
く、これらの表面弾性波素子の伝搬速度は、約８０００
〜１００００ｍ／ｓ、温度係数は０±１０ｐｐｍ／℃を
有している。このように、ＳｉＯ2 膜を備えた実施例７
の表面弾性波素子は、実際上好ましい特性を有するＺｎ
Ｏ薄膜またはＳｉＯ2 膜の厚さを選択することが可能で
ある。
温度に対する安定性とを考慮した場合は、同図中の４点
の丸印で囲まれた領域に対応したＺｎＯ薄膜およびＳｉ
Ｏ2薄膜の厚みを有する表面弾性波素子が実用上望まし
く、これらの表面弾性波素子の伝搬速度は、約８０００
〜１００００ｍ／ｓ、温度係数は０±１０ｐｐｍ／℃を
有している。このように、ＳｉＯ2 膜を備えた実施例７
の表面弾性波素子は、実際上好ましい特性を有するＺｎ
Ｏ薄膜またはＳｉＯ2 膜の厚さを選択することが可能で
ある。
【０１０９】実施例８ 図４に示した表面弾性波素子と同一の構造であって、Ｚ
ｎＯ薄膜およびＳｉＯ2 薄膜の厚みのみを相違させた表
面弾性波素子を作製した。くし形電極の構造は図２２
（ｂ）のタイプとし、これの電極幅、電極間隔ｄはとも
に２μｍとした。ダイヤモンド層の２πＨｄ／λ＝４と
し、この素子も、実施例１〜７と同様の条件を用いて作
製された。この表面弾性波素子の特性の評価結果を図１
４に示す。これは、２πＨｚ／λおよび２πＨｓ／λと
１次モードの電気機械結合係数Ｋ2との関係を示すグラ
フである。なお、グラフの縦軸および横軸は、それぞれ
２πＨｚ／λ、２πＨｓ／λを示し、グラフ内の数字は
Ｋ2 を示している。
ｎＯ薄膜およびＳｉＯ2 薄膜の厚みのみを相違させた表
面弾性波素子を作製した。くし形電極の構造は図２２
（ｂ）のタイプとし、これの電極幅、電極間隔ｄはとも
に２μｍとした。ダイヤモンド層の２πＨｄ／λ＝４と
し、この素子も、実施例１〜７と同様の条件を用いて作
製された。この表面弾性波素子の特性の評価結果を図１
４に示す。これは、２πＨｚ／λおよび２πＨｓ／λと
１次モードの電気機械結合係数Ｋ2との関係を示すグラ
フである。なお、グラフの縦軸および横軸は、それぞれ
２πＨｚ／λ、２πＨｓ／λを示し、グラフ内の数字は
Ｋ2 を示している。
【０１１０】同図に示すように、この構造の表面弾性波
素子において、ＳｉＯ2 膜の厚み（２πＨｓ／λ）に関
わらず、ＺｎＯ薄膜の厚み（２πＨｚ／λ）が増加する
に伴って電気機械結合係数Ｋ2 の値は増加する。特に、
２πＨｓ／λが０．４〜であって２πＨｚ／λが０．６
５〜の場合の表面弾性波素子においては、Ｋ2 は少なく
とも約５％に到達し、２πＨｚ／λが１．２〜の場合、
Ｋ2 は約６％以上に達している。また、２πＨｓ／λ＝
０．８、２πＨｚ／λ＝０．８の表面弾性波素子は、伝
搬速度ｖは６７００（ｍ／ｓ）、温度係数は５ｐｐｍ／
℃とする実用上有効な特性を保持しつつ電気機械結合係
数Ｋ2 は６％と非常に大きな値を有している。
素子において、ＳｉＯ2 膜の厚み（２πＨｓ／λ）に関
わらず、ＺｎＯ薄膜の厚み（２πＨｚ／λ）が増加する
に伴って電気機械結合係数Ｋ2 の値は増加する。特に、
２πＨｓ／λが０．４〜であって２πＨｚ／λが０．６
５〜の場合の表面弾性波素子においては、Ｋ2 は少なく
とも約５％に到達し、２πＨｚ／λが１．２〜の場合、
Ｋ2 は約６％以上に達している。また、２πＨｓ／λ＝
０．８、２πＨｚ／λ＝０．８の表面弾性波素子は、伝
搬速度ｖは６７００（ｍ／ｓ）、温度係数は５ｐｐｍ／
℃とする実用上有効な特性を保持しつつ電気機械結合係
数Ｋ2 は６％と非常に大きな値を有している。
【０１１１】また、かかる表面弾性波素子の伝搬速度と
温度に対する安定性とを考慮した場合は、同図中の４点
の丸印で囲まれた領域に対応したＺｎＯ薄膜およびＳｉ
Ｏ2膜の厚みを有する表面弾性波素子が実用上望まし
く、これらの表面弾性波素子の伝搬速度は、約８０００
〜１００００ｍ／ｓ、温度係数は０±１０ｐｐｍ／℃を
有している。このように、ＳｉＯ2 膜を備えた実施例８
の表面弾性波素子は、実際上好ましい特性を有するＺｎ
Ｏ薄膜またはＳｉＯ2 膜の厚さを選択することが可能で
ある。
温度に対する安定性とを考慮した場合は、同図中の４点
の丸印で囲まれた領域に対応したＺｎＯ薄膜およびＳｉ
Ｏ2膜の厚みを有する表面弾性波素子が実用上望まし
く、これらの表面弾性波素子の伝搬速度は、約８０００
〜１００００ｍ／ｓ、温度係数は０±１０ｐｐｍ／℃を
有している。このように、ＳｉＯ2 膜を備えた実施例８
の表面弾性波素子は、実際上好ましい特性を有するＺｎ
Ｏ薄膜またはＳｉＯ2 膜の厚さを選択することが可能で
ある。
【０１１２】実施例９ 図５に示した表面弾性波素子と同一の構造であって、Ｚ
ｎＯ薄膜およびＳｉＯ2 薄膜の厚みのみを相違させた表
面弾性波素子を作製した。くし形電極の構造は図２２
（ｂ）のタイプとし、これの電極幅、電極間隔ｄはとも
に２μｍとした。この素子も実施例１〜８と同様の条件
を用いて作製された。この表面弾性波素子の特性の評価
結果を図１５に示す。これは、２πＨｚ／λおよび２π
Ｈｓ／λと１次モードの電気機械結合係数Ｋ2 との関係
を示すグラフである。なお、グラフの縦軸および横軸
は、それぞれ２πＨｚ／λ、２πＨｓ／λを示し、グラ
フ内の数字はＫ2 を示している。
ｎＯ薄膜およびＳｉＯ2 薄膜の厚みのみを相違させた表
面弾性波素子を作製した。くし形電極の構造は図２２
（ｂ）のタイプとし、これの電極幅、電極間隔ｄはとも
に２μｍとした。この素子も実施例１〜８と同様の条件
を用いて作製された。この表面弾性波素子の特性の評価
結果を図１５に示す。これは、２πＨｚ／λおよび２π
Ｈｓ／λと１次モードの電気機械結合係数Ｋ2 との関係
を示すグラフである。なお、グラフの縦軸および横軸
は、それぞれ２πＨｚ／λ、２πＨｓ／λを示し、グラ
フ内の数字はＫ2 を示している。
【０１１３】同図に示すように、この構造の表面弾性波
素子において、ＺｎＯ薄膜の厚み（２πＨｚ／λ）に関
わらず、ＳｉＯ2 膜の厚み（２πＨｓ／λ）が増加する
に伴って電気機械結合係数Ｋ2 の値は増加する。特に、
２πＨｓ／λが０．７〜であって２πＨｚ／λが０．６
５〜０．７５の場合の表面弾性波素子においては、Ｋ2
は約３％に到達している。
素子において、ＺｎＯ薄膜の厚み（２πＨｚ／λ）に関
わらず、ＳｉＯ2 膜の厚み（２πＨｓ／λ）が増加する
に伴って電気機械結合係数Ｋ2 の値は増加する。特に、
２πＨｓ／λが０．７〜であって２πＨｚ／λが０．６
５〜０．７５の場合の表面弾性波素子においては、Ｋ2
は約３％に到達している。
【０１１４】また、かかる表面弾性波素子の伝搬速度と
温度に対する安定性とを考慮した場合は、同図中の４点
の丸印で囲まれた領域に対応したＺｎＯ薄膜およびＳｉ
Ｏ2膜の厚みを有する表面弾性波素子が実用上望まし
く、これらの表面弾性波素子の伝搬速度は、約８０００
〜１００００ｍ／ｓ、温度係数は０±１０ｐｐｍ／℃を
有している。このように、ＳｉＯ2 膜を備えた実施例９
の表面弾性波素子は、実際上好ましい特性を有するＺｎ
Ｏ薄膜またはＳｉＯ2 膜の厚さを選択することが可能で
ある。
温度に対する安定性とを考慮した場合は、同図中の４点
の丸印で囲まれた領域に対応したＺｎＯ薄膜およびＳｉ
Ｏ2膜の厚みを有する表面弾性波素子が実用上望まし
く、これらの表面弾性波素子の伝搬速度は、約８０００
〜１００００ｍ／ｓ、温度係数は０±１０ｐｐｍ／℃を
有している。このように、ＳｉＯ2 膜を備えた実施例９
の表面弾性波素子は、実際上好ましい特性を有するＺｎ
Ｏ薄膜またはＳｉＯ2 膜の厚さを選択することが可能で
ある。
【０１１５】実施例１０ 図１６に示す構造を有する素子を作製した。図１６に示
すように、Ｓｉ基板２１上には、ダイヤモンド薄膜２２
が形成されている。ダイヤモンド薄膜２２上くし形電極
２３が形成され、さらにその上にＺｎＯ薄膜２４が形成
されている。ＺｎＯ薄膜２４上にはＳｉＯ2 膜２５が形
成されている。ＳｉＯ2 膜２５上には、くし形電極２３
の形成される領域を覆うように短絡用電極２６ｂが形成
されている。くし形電極２３の構造は図２２（ｂ）のタ
イプとし、これの電極幅、電極間隔ｄはともに２μｍと
した。ダイヤモンド層の２πＨｄ／λ＝４であり、図１
６に示す構造を有する素子も、実施例１〜９と同様の条
件を用いて作製された。
すように、Ｓｉ基板２１上には、ダイヤモンド薄膜２２
が形成されている。ダイヤモンド薄膜２２上くし形電極
２３が形成され、さらにその上にＺｎＯ薄膜２４が形成
されている。ＺｎＯ薄膜２４上にはＳｉＯ2 膜２５が形
成されている。ＳｉＯ2 膜２５上には、くし形電極２３
の形成される領域を覆うように短絡用電極２６ｂが形成
されている。くし形電極２３の構造は図２２（ｂ）のタ
イプとし、これの電極幅、電極間隔ｄはともに２μｍと
した。ダイヤモンド層の２πＨｄ／λ＝４であり、図１
６に示す構造を有する素子も、実施例１〜９と同様の条
件を用いて作製された。
【０１１６】この素子の特性の評価結果を図１７に示
す。これは、このような構造であって、ＺｎＯ薄膜およ
びＳｉＯ2 膜の厚みのみが同図に示す値を有する表面弾
性波素子の２πＨｚ／λおよび２πＨｓ／λと１次モー
ドの電気機械結合係数Ｋ2 との関係を示すグラフであ
る。なおグラフの縦軸および横軸は、それぞれ２πＨｚ
／λ、２πＨｓ／λを示し、グラフ内の数字はＫ2 を示
している。
す。これは、このような構造であって、ＺｎＯ薄膜およ
びＳｉＯ2 膜の厚みのみが同図に示す値を有する表面弾
性波素子の２πＨｚ／λおよび２πＨｓ／λと１次モー
ドの電気機械結合係数Ｋ2 との関係を示すグラフであ
る。なおグラフの縦軸および横軸は、それぞれ２πＨｚ
／λ、２πＨｓ／λを示し、グラフ内の数字はＫ2 を示
している。
【０１１７】同図に示すように、この構造の表面弾性波
素子において、ＳｉＯ2 膜の厚み（２πＨｓ／λ）に関
わらず、ＺｎＯ薄膜の厚み（２πＨｚ／λ）が増加する
に伴って電気機械結合係数Ｋ2 の値は増加する。
素子において、ＳｉＯ2 膜の厚み（２πＨｓ／λ）に関
わらず、ＺｎＯ薄膜の厚み（２πＨｚ／λ）が増加する
に伴って電気機械結合係数Ｋ2 の値は増加する。
【０１１８】また、かかる表面弾性波素子の伝搬速度と
温度に対する安定性とを考慮した場合は、同図中の４点
の丸印で囲まれた領域に対応したＺｎＯ薄膜およびＳｉ
Ｏ2膜の厚みを有する表面弾性波素子が実用上望まし
く、これらの表面弾性波素子の伝搬速度は、約８０００
〜１００００ｍ／ｓ、温度係数は０±１０ｐｐｍ／℃を
有している。このように、ＳｉＯ2 膜を備えた実施例１
０の表面弾性波素子は、実際上好ましい特性を有するＺ
ｎＯ薄膜またはＳｉＯ2 膜の厚さを選択することが可能
である。
温度に対する安定性とを考慮した場合は、同図中の４点
の丸印で囲まれた領域に対応したＺｎＯ薄膜およびＳｉ
Ｏ2膜の厚みを有する表面弾性波素子が実用上望まし
く、これらの表面弾性波素子の伝搬速度は、約８０００
〜１００００ｍ／ｓ、温度係数は０±１０ｐｐｍ／℃を
有している。このように、ＳｉＯ2 膜を備えた実施例１
０の表面弾性波素子は、実際上好ましい特性を有するＺ
ｎＯ薄膜またはＳｉＯ2 膜の厚さを選択することが可能
である。
【０１１９】このように、実施例６〜１０の表面弾性波
素子は、２πＨｚ／λ＝０．３〜１．０においてＳｉＯ
2 膜を付加したので、ほぼ７０００ｍ／ｓ以上の伝搬速
度を保持しつつ、高い電気機械結合係数Ｋ2 および高い
温度安定性を有している。
素子は、２πＨｚ／λ＝０．３〜１．０においてＳｉＯ
2 膜を付加したので、ほぼ７０００ｍ／ｓ以上の伝搬速
度を保持しつつ、高い電気機械結合係数Ｋ2 および高い
温度安定性を有している。
【０１２０】なお、以上の実施例６〜１０の表面弾性波
素子においては、Ｓｉ基板上に設けられるダイヤモンド
薄膜２２の厚みを約２５μｍとした。これは、ダイヤモ
ンド薄膜２２の膜厚Ｈｄを増加させるほど表面弾性波の
伝搬速度ｖが大きくなるが、（２πＨｄ／λ）≧４．０
となるとき、表面弾性波の伝搬速度ｖはさほど増加しな
くなる。したがって、ダイヤモンド薄膜２２の膜厚Ｈｄ
は、２πＨｄ／λ〜４．０となる程度とすることで十分
であるからである。
素子においては、Ｓｉ基板上に設けられるダイヤモンド
薄膜２２の厚みを約２５μｍとした。これは、ダイヤモ
ンド薄膜２２の膜厚Ｈｄを増加させるほど表面弾性波の
伝搬速度ｖが大きくなるが、（２πＨｄ／λ）≧４．０
となるとき、表面弾性波の伝搬速度ｖはさほど増加しな
くなる。したがって、ダイヤモンド薄膜２２の膜厚Ｈｄ
は、２πＨｄ／λ〜４．０となる程度とすることで十分
であるからである。
【０１２１】以上、上記に示した実施例６〜１０の表面
弾性波素子において、２πＨｄ／λ＝０．７の場合の１
次モードの表面弾性波の伝搬速度ｖ（ｍ／ｓ）と（２π
Ｈｓ／λ）および２πＨｚ／λの関係は図１８に示す通
りである。なおグラフの縦軸および横軸は、それぞれ２
πＨｚ／λ、２πＨｓ／λを示し、グラフ内の数字はｖ
を示している。
弾性波素子において、２πＨｄ／λ＝０．７の場合の１
次モードの表面弾性波の伝搬速度ｖ（ｍ／ｓ）と（２π
Ｈｓ／λ）および２πＨｚ／λの関係は図１８に示す通
りである。なおグラフの縦軸および横軸は、それぞれ２
πＨｚ／λ、２πＨｓ／λを示し、グラフ内の数字はｖ
を示している。
【０１２２】同図から明らかなように、２πＨｓ／λま
たは２πＨｚ／λの増加に伴って伝搬速度ｖは減少する
が、２πＨｓ／λが０．８であっても２πＨｚ／λを〜
０．４に設定すれば、伝搬速度ｖ＝８０００（ｍ／ｓ）
以上が得られる。
たは２πＨｚ／λの増加に伴って伝搬速度ｖは減少する
が、２πＨｓ／λが０．８であっても２πＨｚ／λを〜
０．４に設定すれば、伝搬速度ｖ＝８０００（ｍ／ｓ）
以上が得られる。
【０１２３】また、上記実施例６〜１０の表面弾性波素
子において、ＺｎＯ薄膜およびＳｉＯ2 薄膜の厚みを変
化させた場合の、２πＨｚ／λおよび２πＨｓ／λと１
次モードの温度係数σ（ｐｐｍ／℃）との関係を調べ
た。この結果を図１９に示す。
子において、ＺｎＯ薄膜およびＳｉＯ2 薄膜の厚みを変
化させた場合の、２πＨｚ／λおよび２πＨｓ／λと１
次モードの温度係数σ（ｐｐｍ／℃）との関係を調べ
た。この結果を図１９に示す。
【０１２４】なおグラフの縦軸および横軸は、それぞれ
２πＨｚ／λ、２πＨｓ／λを示し、グラフ内の数字は
σを示している。同図から明らかなように、２πＨｚ／
λの値に関わらず２πＨｓ／λの増加に伴って温度係数
σは増加し、２πＨｓ／λが０．５〜０．８である場合
には、２πＨｚ／λの値を０．６以下の適当な値に設定
することによってσ＝０とすることができる。以上の結
果から電気機械結合係数Ｋ2 、伝搬速度ｖおよび温度係
数σを考慮した場合に実際上有効な２πＨｓ／λおよび
２πＨｚ／λの範囲は、２πＨｓ／λが０．４〜０．８
であって２πＨｚ／λが０．２〜０．６であることが判
る。
２πＨｚ／λ、２πＨｓ／λを示し、グラフ内の数字は
σを示している。同図から明らかなように、２πＨｚ／
λの値に関わらず２πＨｓ／λの増加に伴って温度係数
σは増加し、２πＨｓ／λが０．５〜０．８である場合
には、２πＨｚ／λの値を０．６以下の適当な値に設定
することによってσ＝０とすることができる。以上の結
果から電気機械結合係数Ｋ2 、伝搬速度ｖおよび温度係
数σを考慮した場合に実際上有効な２πＨｓ／λおよび
２πＨｚ／λの範囲は、２πＨｓ／λが０．４〜０．８
であって２πＨｚ／λが０．２〜０．６であることが判
る。
【０１２５】以上の実施例６〜１０において示した表面
弾性波素子では、ＳｉＯ2 膜２５の膜厚を２πＨｓ／λ
が０．２〜０．８の範囲となるように設定することで、
１次モードの励起構造を有する素子として適用すること
ができる。
弾性波素子では、ＳｉＯ2 膜２５の膜厚を２πＨｓ／λ
が０．２〜０．８の範囲となるように設定することで、
１次モードの励起構造を有する素子として適用すること
ができる。
【０１２６】これらの実施例によれば、従来の表面弾性
波素子よりも高い効率で電気機械変換を行うことがで
き、しかも極高周波域において使用することができる表
面弾性波素子を提供することができる。しかも、これら
の実施例に係る表面弾性素子は、ＳｉＯ2 膜とＺｎＯ薄
膜の膜厚を適当に設定することにより、外部の温度変化
に対しても安定であるので、特に、環境変化の激しい自
動車電話および携帯電話の通信機器に用いられる高周波
フィルタとして使用することができる。
波素子よりも高い効率で電気機械変換を行うことがで
き、しかも極高周波域において使用することができる表
面弾性波素子を提供することができる。しかも、これら
の実施例に係る表面弾性素子は、ＳｉＯ2 膜とＺｎＯ薄
膜の膜厚を適当に設定することにより、外部の温度変化
に対しても安定であるので、特に、環境変化の激しい自
動車電話および携帯電話の通信機器に用いられる高周波
フィルタとして使用することができる。
【０１２７】なお、第６〜１０実施例に基づく表面弾性
波素子においては、図２２（ｂ）に示すような標準的な
くし形電極を用いたが、これは図２２（ａ）をはじめと
する他の形状のくし形電極を用いても同様の結果を得る
ことができる。
波素子においては、図２２（ｂ）に示すような標準的な
くし形電極を用いたが、これは図２２（ａ）をはじめと
する他の形状のくし形電極を用いても同様の結果を得る
ことができる。
【０１２８】
【図１】本発明の第１の実施例に従う表面弾性波素子の
構造を示す断面図である。
構造を示す断面図である。
【図２】比較例として作製された従来の表面弾性波素子
の構造を示す断面図である。
の構造を示す断面図である。
【図３】本発明の第２の実施例に従う表面弾性波素子の
構造を示す断面図である。
構造を示す断面図である。
【図４】本発明の第３の実施例に従う表面弾性波素子の
構造を示す断面図である。
構造を示す断面図である。
【図５】本発明の第４の実施例に従う表面弾性波素子の
構造を示す断面図である。
構造を示す断面図である。
【図６】本発明の第５の実施例に従う表面弾性波素子の
構造を示す断面図である。
構造を示す断面図である。
【図７】第２の実施例に従う表面弾性波素子において、
ＳｉＯ2 膜の膜厚と電気機械結合係数との関係を示す図
である。
ＳｉＯ2 膜の膜厚と電気機械結合係数との関係を示す図
である。
【図８】第３の実施例に従う表面弾性波素子において、
ＳｉＯ2 膜の膜厚と電気機械結合係数との関係を示す図
である。
ＳｉＯ2 膜の膜厚と電気機械結合係数との関係を示す図
である。
【図９】第４の実施例に従う表面弾性波素子において、
ＳｉＯ2 膜の膜厚と電気機械結合係数との関係を示す図
である。
ＳｉＯ2 膜の膜厚と電気機械結合係数との関係を示す図
である。
【図１０】第５の実施例に従う表面弾性波素子におい
て、ＳｉＯ2 膜の膜厚と電気機械結合係数との関係を示
す図である。
て、ＳｉＯ2 膜の膜厚と電気機械結合係数との関係を示
す図である。
【図１１】第２、第３、第４および第５の実施例に従う
表面弾性素子において、ＳｉＯ2膜の膜厚と表面弾性波
の伝搬速度との関係を示す図である。
表面弾性素子において、ＳｉＯ2膜の膜厚と表面弾性波
の伝搬速度との関係を示す図である。
【図１２】第６の実施例に従う表面弾性波素子におい
て、ＳｉＯ2 膜およびＺｎＯ薄膜の膜厚と電気機械結合
係数との関係を示す図である。
て、ＳｉＯ2 膜およびＺｎＯ薄膜の膜厚と電気機械結合
係数との関係を示す図である。
【図１３】第７の実施例に従う表面弾性波素子におい
て、ＳｉＯ2 膜およびＺｎＯ薄膜の膜厚と電気機械結合
係数との関係を示す図である。
て、ＳｉＯ2 膜およびＺｎＯ薄膜の膜厚と電気機械結合
係数との関係を示す図である。
【図１４】第８の実施例に従う表面弾性波素子におい
て、ＳｉＯ2 膜およびＺｎＯ薄膜の膜厚と電気機械結合
係数との関係を示す図である。
て、ＳｉＯ2 膜およびＺｎＯ薄膜の膜厚と電気機械結合
係数との関係を示す図である。
【図１５】第９の実施例に従う表面弾性波素子におい
て、ＳｉＯ2 膜およびＺｎＯ薄膜の膜厚と電気機械結合
係数との関係を示す図である。
て、ＳｉＯ2 膜およびＺｎＯ薄膜の膜厚と電気機械結合
係数との関係を示す図である。
【図１６】本発明の第１０の実施例に従う表面弾性波素
子の構造を示す断面図である。
子の構造を示す断面図である。
【図１７】第１０の実施例に従う表面弾性波素子におい
て、ＳｉＯ2 膜およびＺｎＯ薄膜の膜厚と電気機械結合
係数との関係を示す図である。
て、ＳｉＯ2 膜およびＺｎＯ薄膜の膜厚と電気機械結合
係数との関係を示す図である。
【図１８】第６〜１０の実施例に従う表面弾性素子にお
いて、ＳｉＯ2 膜およびＺｎＯ薄膜の膜厚と表面弾性波
の伝搬速度との関係を示す図である。
いて、ＳｉＯ2 膜およびＺｎＯ薄膜の膜厚と表面弾性波
の伝搬速度との関係を示す図である。
【図１９】第６〜１０の実施例に従う表面弾性素子にお
いて、ＳｉＯ2 膜およびＺｎＯ薄膜の膜厚と温度係数と
の関係を示す図である。
いて、ＳｉＯ2 膜およびＺｎＯ薄膜の膜厚と温度係数と
の関係を示す図である。
【図２０】表面弾性波素子の基本的な構造を模式的に示
す斜視図である。
す斜視図である。
【図２１】従来の表面弾性波素子の構造を示す断面図で
ある。
ある。
【図２２】くし形電極の形状を示す平面図である。
１，１１，２１…Ｓｉ基板、２，１２，２２…ダイヤモ
ンド薄膜、３，１３，２３…くし形電極、４，１４，２
４…ＺｎＯ薄膜、５，２５，…ＳｉＯ2 膜、２６ａ，２
６ｂ…短絡用電極。なお、各図中、同一符号は同一また
は相当部分を示す。
ンド薄膜、３，１３，２３…くし形電極、４，１４，２
４…ＺｎＯ薄膜、５，２５，…ＳｉＯ2 膜、２６ａ，２
６ｂ…短絡用電極。なお、各図中、同一符号は同一また
は相当部分を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鹿田 真一 兵庫県伊丹市昆陽北一丁目１番１号 住友 電気工業株式会社伊丹製作所内
Claims (4)
- 【請求項１】 ダイヤモンドを組成とする硬質層と、 前記層の上に形成される圧電体層と、 前記圧電体層の上に形成される二酸化珪素層と、 前記硬質層と前記圧電体層との間、又は前記圧電体層と
前記二酸化珪素層との間に埋設される電極群と、 を具備することを特徴とする表面弾性波素子。 - 【請求項２】 前記硬質層は、実質的にダイヤモンドか
ら成ることを特徴とする請求項１に記載の表面弾性波素
子。 - 【請求項３】 前記硬質層は、実質的にダイヤモンド状
炭素膜から成ることを特徴とする請求項１に記載の表面
弾性波素子。 - 【請求項４】 前記硬質層は、実質的にダイヤモンドお
よびダイヤモンド状炭素膜から成ることを特徴とする請
求項１に記載の表面弾性波素子。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22247593A JP3205976B2 (ja) | 1992-09-14 | 1993-09-07 | 表面弾性波素子 |
| US08/118,976 US5446329A (en) | 1992-09-14 | 1993-09-09 | Surface acoustic wave element |
| EP93114591A EP0588261B1 (en) | 1992-09-14 | 1993-09-10 | Surface acoustic wave element |
| DE69317026T DE69317026T2 (de) | 1992-09-14 | 1993-09-10 | Akustisches Oberflächenwellen Bauelement |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24490692 | 1992-09-14 | ||
| JP4-244906 | 1992-09-14 | ||
| JP22247593A JP3205976B2 (ja) | 1992-09-14 | 1993-09-07 | 表面弾性波素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06164294A true JPH06164294A (ja) | 1994-06-10 |
| JP3205976B2 JP3205976B2 (ja) | 2001-09-04 |
Family
ID=26524904
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22247593A Expired - Lifetime JP3205976B2 (ja) | 1992-09-14 | 1993-09-07 | 表面弾性波素子 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5446329A (ja) |
| EP (1) | EP0588261B1 (ja) |
| JP (1) | JP3205976B2 (ja) |
| DE (1) | DE69317026T2 (ja) |
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