JPH07106915A - 表面弾性波コンボルバ - Google Patents
表面弾性波コンボルバInfo
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- JPH07106915A JPH07106915A JP24901693A JP24901693A JPH07106915A JP H07106915 A JPH07106915 A JP H07106915A JP 24901693 A JP24901693 A JP 24901693A JP 24901693 A JP24901693 A JP 24901693A JP H07106915 A JPH07106915 A JP H07106915A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 挿入損失が少ない、温度依存性が良いなど特
性に優れ、生産性、信頼性の高い表面弾性波コンボルバ
を提供する。 【構成】 半導体基板１および圧電基板２が、各基板表
面の親水化処理および重ね合わせ熱処理により接合され
ており、前記圧電基板２上に、少なくとも入力電極３、
３’を、前記圧電基板２と前記半導体基板１の非接合面
に対向して出力電極４を備えたことを特徴とする表面弾
性波コンボルバ。
性に優れ、生産性、信頼性の高い表面弾性波コンボルバ
を提供する。 【構成】 半導体基板１および圧電基板２が、各基板表
面の親水化処理および重ね合わせ熱処理により接合され
ており、前記圧電基板２上に、少なくとも入力電極３、
３’を、前記圧電基板２と前記半導体基板１の非接合面
に対向して出力電極４を備えたことを特徴とする表面弾
性波コンボルバ。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高性能で量産性、信頼
性に優れた表面弾性波コンボルバに関する。
性に優れた表面弾性波コンボルバに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、移動体通信技術の進歩発展によ
り、通信のための電波が非常に多く使用されるようにな
り、チャンネル不足の問題や、混信、また盗聴などの課
題が大きな問題となってきた。これらの問題を解決する
ために各種の新しい通信方式が提案、研究されている。
その一つにスペクトラム拡散通信技術を用いたＣＤＭＡ
方式がある。この方式を用いれば、従来のアナログ方式
の通信に比べ、同一周波数帯域で、１桁以上チャンネル
数をふやせることから、移動体通信の一つの有力な方式
として、研究開発されている。この方式で用いるスペク
トタム拡散方式では、通常、受信端末で、信号を復調す
るのにコンボルバが用いられる。
り、通信のための電波が非常に多く使用されるようにな
り、チャンネル不足の問題や、混信、また盗聴などの課
題が大きな問題となってきた。これらの問題を解決する
ために各種の新しい通信方式が提案、研究されている。
その一つにスペクトラム拡散通信技術を用いたＣＤＭＡ
方式がある。この方式を用いれば、従来のアナログ方式
の通信に比べ、同一周波数帯域で、１桁以上チャンネル
数をふやせることから、移動体通信の一つの有力な方式
として、研究開発されている。この方式で用いるスペク
トタム拡散方式では、通常、受信端末で、信号を復調す
るのにコンボルバが用いられる。
【０００３】従来、コンボルバとしては表面弾性波素子
と半導体素子を組み合わせた表面弾性波コンボルバが知
られている。その代表的構造を図６に示す。図６におい
て、２１は半導体基板、２２はその上に形成された圧電
薄膜、２３、２３’は圧電薄膜２２上に設けられた櫛形
の入力電極、２４は同じく圧電薄膜２２の上に設けられ
た出力電極、２５は接地電極である。
と半導体素子を組み合わせた表面弾性波コンボルバが知
られている。その代表的構造を図６に示す。図６におい
て、２１は半導体基板、２２はその上に形成された圧電
薄膜、２３、２３’は圧電薄膜２２上に設けられた櫛形
の入力電極、２４は同じく圧電薄膜２２の上に設けられ
た出力電極、２５は接地電極である。
【０００４】更に、その具体的構成として、半導体基板
にシリコンを用い、圧電薄膜に、スパッタリングにより
形成したＺｎＯまたはＡｌＮを用いたものが知られてい
る。
にシリコンを用い、圧電薄膜に、スパッタリングにより
形成したＺｎＯまたはＡｌＮを用いたものが知られてい
る。
【０００５】その動作を説明する。入力電極２３、２
３’からそれぞれ入力された信号が、出力電極２４下
で、相互作用をおこし、半導体表面に電荷の変位を与え
る。半導体基板表面空乏層容量の非線形性を利用して、
出力電極２４よりコンボルーション信号を取り出すもの
である。
３’からそれぞれ入力された信号が、出力電極２４下
で、相互作用をおこし、半導体表面に電荷の変位を与え
る。半導体基板表面空乏層容量の非線形性を利用して、
出力電極２４よりコンボルーション信号を取り出すもの
である。
【０００６】このようないわゆるモノリシック型表面弾
性波コンボルバは、感度が高く良好な特性を示す。さら
にその特性を改良するために、圧電薄膜側の半導体基板
上に低濃度半導体層や各種構成の半導体層をエピタキシ
ャル成長させたものを用いたり、圧電薄膜と半導体基板
の界面にＳｉＯ２などの絶縁膜を設けた構成が知られて
いる。
性波コンボルバは、感度が高く良好な特性を示す。さら
にその特性を改良するために、圧電薄膜側の半導体基板
上に低濃度半導体層や各種構成の半導体層をエピタキシ
ャル成長させたものを用いたり、圧電薄膜と半導体基板
の界面にＳｉＯ２などの絶縁膜を設けた構成が知られて
いる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来のモノリシック型
表面弾性波コンボルバでは、圧電薄膜として使用できる
材料が限定されていた。すなわち、シリコンなどの半導
体基板ないしはその上に形成したＳｉＯ２などの絶縁膜
上に、スパッタリング、化学気相成長法（ＣＶＤ）、真
空蒸着、分子線エピタキシャル成長などの薄膜形成技術
により形成できて、しかも良好な圧電特性を示すものと
して、ＺｎＯまたはＡｌＮにほぼ限られていた。例え
ば、電気機械結合係数の大きいニオブ酸リチウムやタン
タル酸リチウム、また温度依存性の極めて小さい水晶、
ほう酸リチウムなどの材料を用いることができなかっ
た。ニオブ酸リチウムなどをスパッタリングなどにより
形成する研究も成されているが、このような薄膜形成技
術により形成された薄膜ニオブ酸リチウムは、単結晶ニ
オブ酸リチウムに比べて格段に特性の劣るものしか得ら
れていない。一般に圧電特性のように、材料の結晶性に
深く係わる性質は、薄膜技術で形成したものよりも、単
結晶の方がはるかによい。タンタル酸リチウム、ほう酸
リチウム、水晶などにしても同様である。
表面弾性波コンボルバでは、圧電薄膜として使用できる
材料が限定されていた。すなわち、シリコンなどの半導
体基板ないしはその上に形成したＳｉＯ２などの絶縁膜
上に、スパッタリング、化学気相成長法（ＣＶＤ）、真
空蒸着、分子線エピタキシャル成長などの薄膜形成技術
により形成できて、しかも良好な圧電特性を示すものと
して、ＺｎＯまたはＡｌＮにほぼ限られていた。例え
ば、電気機械結合係数の大きいニオブ酸リチウムやタン
タル酸リチウム、また温度依存性の極めて小さい水晶、
ほう酸リチウムなどの材料を用いることができなかっ
た。ニオブ酸リチウムなどをスパッタリングなどにより
形成する研究も成されているが、このような薄膜形成技
術により形成された薄膜ニオブ酸リチウムは、単結晶ニ
オブ酸リチウムに比べて格段に特性の劣るものしか得ら
れていない。一般に圧電特性のように、材料の結晶性に
深く係わる性質は、薄膜技術で形成したものよりも、単
結晶の方がはるかによい。タンタル酸リチウム、ほう酸
リチウム、水晶などにしても同様である。
【０００８】また表面弾性波としての性質は、伝搬する
圧電材料の密度、結晶性などに非常に敏感である。各種
薄膜技術はいずれも、密度、結晶性などを、歩留まりよ
く再現するのが困難であり、生産性が悪いという課題も
あった。
圧電材料の密度、結晶性などに非常に敏感である。各種
薄膜技術はいずれも、密度、結晶性などを、歩留まりよ
く再現するのが困難であり、生産性が悪いという課題も
あった。
【０００９】また圧電基板を半導体基板に各種接着剤を
用いて接着する方法では、半導体界面に損傷を与えると
か、表面弾性波による電位変化が半導体基板に効率良く
伝わらないなどの理由から、特性の良好なものが得られ
ないとか、また耐熱性や機械的振動などに対する接着部
分の信頼性が十分でないなどの課題もあった。
用いて接着する方法では、半導体界面に損傷を与えると
か、表面弾性波による電位変化が半導体基板に効率良く
伝わらないなどの理由から、特性の良好なものが得られ
ないとか、また耐熱性や機械的振動などに対する接着部
分の信頼性が十分でないなどの課題もあった。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、半導体基板および圧電基板が、各基板表面
の親水化処理および重ね合わせ熱処理により接合されて
おり、前記圧電基板上に、少なくとも入力電極を、前記
圧電基板と前記半導体基板の非接合面に対向して出力電
極を備えるようにしたものである。
するために、半導体基板および圧電基板が、各基板表面
の親水化処理および重ね合わせ熱処理により接合されて
おり、前記圧電基板上に、少なくとも入力電極を、前記
圧電基板と前記半導体基板の非接合面に対向して出力電
極を備えるようにしたものである。
【００１１】
【作用】上記のような構成とすることにより、圧電材料
の組合わせの自由度が増し、電気機械結合係数が大きく
挿入損失が小さい、温度依存性が小さいなどの特性に優
れ、また生産性、信頼性に優れた表面弾性波コンボルバ
が得られる。
の組合わせの自由度が増し、電気機械結合係数が大きく
挿入損失が小さい、温度依存性が小さいなどの特性に優
れ、また生産性、信頼性に優れた表面弾性波コンボルバ
が得られる。
【００１２】
【実施例】以下本発明の実施例の表面弾性波コンボルバ
の構成とその製造方法について、図面を参照しながら説
明する。
の構成とその製造方法について、図面を参照しながら説
明する。
【００１３】（実施例１）本発明の表面弾性波コンボル
バの構造の第１の実施例の断面構造を図１に示す。
バの構造の第１の実施例の断面構造を図１に示す。
【００１４】図１において、１は半導体基板で、例えば
シリコン、２は半導体基板１に、基板表面の親水化処理
および重ね合わせ熱処理により直接接合された圧電薄板
で、例えば、４１度 Ｙ−カット、Ｘ軸伝搬の単結晶ニ
オブ酸リチウム、３、３’は表面波励振用の櫛形電極
で、信号入力に用いる。図では３本を示したが、本数は
これに限定されるものではなくこれよりはるかに多くて
もかまわない。４は圧電薄板２の上に設けられた出力電
極、５は半導体基板１の裏面に設けられた接地電極であ
る。
シリコン、２は半導体基板１に、基板表面の親水化処理
および重ね合わせ熱処理により直接接合された圧電薄板
で、例えば、４１度 Ｙ−カット、Ｘ軸伝搬の単結晶ニ
オブ酸リチウム、３、３’は表面波励振用の櫛形電極
で、信号入力に用いる。図では３本を示したが、本数は
これに限定されるものではなくこれよりはるかに多くて
もかまわない。４は圧電薄板２の上に設けられた出力電
極、５は半導体基板１の裏面に設けられた接地電極であ
る。
【００１５】図１において、櫛形電極３、３’にそれぞ
れ２つの入力信号を加えることにより、それぞれ反対方
向に伝搬した表面弾性波が、半導体基板１の界面に電位
の変動を与え、半導体基板界面の空乏層容量が変化し、
その非線形性により、出力電極４に、入力信号のコンボ
ルーションが現われるものである。
れ２つの入力信号を加えることにより、それぞれ反対方
向に伝搬した表面弾性波が、半導体基板１の界面に電位
の変動を与え、半導体基板界面の空乏層容量が変化し、
その非線形性により、出力電極４に、入力信号のコンボ
ルーションが現われるものである。
【００１６】本実施例が、従来例、図６と異なるのは、
用いる材料の組合せと、製造方法の違いによる接合界面
の微細構造の違いであり、それにより効果の異なるもの
である。
用いる材料の組合せと、製造方法の違いによる接合界面
の微細構造の違いであり、それにより効果の異なるもの
である。
【００１７】本実施例では、半導体基板にシリコンを用
い、圧電薄板に特定方位の単結晶ニオブ酸リチウムを用
いている。ニオブ酸リチウムのこの方位は電気機械結合
係数の非常に大きな方位であり、１７．２％の電気機械
結合係数が得られる。従来のＺｎＯ薄膜の電気機械結合
係数は、基板材料や製造条件によって異なるが、通常２
−３％である。電気機械結合係数が大きければ、入力信
号の表面弾性波への変換効率が高くなり、また半導体界
面に表面弾性波が与える電位変位の大きさも大きくなる
ことから、表面弾性波コンボルバとしての挿入損失が大
幅に低減される。
い、圧電薄板に特定方位の単結晶ニオブ酸リチウムを用
いている。ニオブ酸リチウムのこの方位は電気機械結合
係数の非常に大きな方位であり、１７．２％の電気機械
結合係数が得られる。従来のＺｎＯ薄膜の電気機械結合
係数は、基板材料や製造条件によって異なるが、通常２
−３％である。電気機械結合係数が大きければ、入力信
号の表面弾性波への変換効率が高くなり、また半導体界
面に表面弾性波が与える電位変位の大きさも大きくなる
ことから、表面弾性波コンボルバとしての挿入損失が大
幅に低減される。
【００１８】次に本実施例の構造の表面弾性波コンボル
バの製造方法について説明する。まず、所定の結晶方位
の単結晶ニオブ酸リチウム基板およびシリコン基板表面
を鏡面研磨し、洗浄後、エッチングにより表面層を除去
する。ニオブ酸リチウム、シリコンともエッチングには
弗酸系エッチング液を用いる。これにより表面層が除去
される。次にアンモニアー過酸化水素混合液に浸し、表
面を親水化処理する。次に純水で十分洗浄する。これに
より各基板表面に水構成分子が付着する。この状態で２
枚の基板を重ね合わせると、水構成分子によるファンー
デアーワールス力により吸着する。この状態でも強固な
接着状態となるが、さらにこの状態で、１００−１００
０℃程度の温度で数分から数時間熱処理することによ
り、接合は非常に強化される。本実施例では、例えば、
３５０℃で１時間熱処理を行った。この状態で、圧電薄
板２に対応する側の基板、本実施例の場合、単結晶ニオ
ブ酸リチウム基板を研磨し、所定の厚み、例えば１０μ
ｍの薄板にする。接合前の圧電基板の厚みは取扱い易い
厚み、例えば、３５０−５０μｍ程度でよい。つぎに通
常のホトリソグラフィーおよび真空蒸着などを用いて櫛
形の入力電極、出力電極、接地電極などを形成すること
により、図１に示す構造の表面弾性波コンボルバを得
る。
バの製造方法について説明する。まず、所定の結晶方位
の単結晶ニオブ酸リチウム基板およびシリコン基板表面
を鏡面研磨し、洗浄後、エッチングにより表面層を除去
する。ニオブ酸リチウム、シリコンともエッチングには
弗酸系エッチング液を用いる。これにより表面層が除去
される。次にアンモニアー過酸化水素混合液に浸し、表
面を親水化処理する。次に純水で十分洗浄する。これに
より各基板表面に水構成分子が付着する。この状態で２
枚の基板を重ね合わせると、水構成分子によるファンー
デアーワールス力により吸着する。この状態でも強固な
接着状態となるが、さらにこの状態で、１００−１００
０℃程度の温度で数分から数時間熱処理することによ
り、接合は非常に強化される。本実施例では、例えば、
３５０℃で１時間熱処理を行った。この状態で、圧電薄
板２に対応する側の基板、本実施例の場合、単結晶ニオ
ブ酸リチウム基板を研磨し、所定の厚み、例えば１０μ
ｍの薄板にする。接合前の圧電基板の厚みは取扱い易い
厚み、例えば、３５０−５０μｍ程度でよい。つぎに通
常のホトリソグラフィーおよび真空蒸着などを用いて櫛
形の入力電極、出力電極、接地電極などを形成すること
により、図１に示す構造の表面弾性波コンボルバを得
る。
【００１９】接合は、初期は、表面に吸着した水酸基を
媒介とした水素結合と考えられる。熱処理により、次第
に界面から水、水素が離脱し、次第に酸素を介した結合
の割合が増すものと考えられる。
媒介とした水素結合と考えられる。熱処理により、次第
に界面から水、水素が離脱し、次第に酸素を介した結合
の割合が増すものと考えられる。
【００２０】このような方法で得られた接合界面は、接
着剤を用いずに原子オーダーの接合が得られるため、半
導体基板接合界面における表面弾性波の効果が低損失で
得られるので、非常に良好な表面弾性波コンボルバが得
られた。
着剤を用いずに原子オーダーの接合が得られるため、半
導体基板接合界面における表面弾性波の効果が低損失で
得られるので、非常に良好な表面弾性波コンボルバが得
られた。
【００２１】圧電薄板の厚みは、用いる周波数に応じ
て、適当な厚みにすることができる。本実施例の接合方
法を用いれば、基板の平行度、接合強度とも十分なた
め、機械的研磨や化学的エッチングなどを組み合わせる
ことにより、５μｍ程度から５０μｍ程度で使用周波数
に応じて自由に変えることができる。
て、適当な厚みにすることができる。本実施例の接合方
法を用いれば、基板の平行度、接合強度とも十分なた
め、機械的研磨や化学的エッチングなどを組み合わせる
ことにより、５μｍ程度から５０μｍ程度で使用周波数
に応じて自由に変えることができる。
【００２２】また圧電基板を接合するという製造方法か
ら、任意の結晶方位の単結晶圧電基板を使用することが
でき、薄膜技術では、決して得られない結晶方位を用い
ることができ、またその膜質も薄膜よりもはるかに良い
ものが得られる。
ら、任意の結晶方位の単結晶圧電基板を使用することが
でき、薄膜技術では、決して得られない結晶方位を用い
ることができ、またその膜質も薄膜よりもはるかに良い
ものが得られる。
【００２３】また、あらかじめ接合する圧電基板の品質
を選別することができので、歩留まり良く生産すること
ができ、薄膜を用いたものに比べはるかに生産性が良
い。
を選別することができので、歩留まり良く生産すること
ができ、薄膜を用いたものに比べはるかに生産性が良
い。
【００２４】また接合部に有機物などの接着剤を用い
ず、また接合時に使用温度よりもかなり高い温度で熱処
理を行うことから、耐熱性や機械的振動などに対する信
頼性についても良好なものが得られる。
ず、また接合時に使用温度よりもかなり高い温度で熱処
理を行うことから、耐熱性や機械的振動などに対する信
頼性についても良好なものが得られる。
【００２５】（実施例２）本発明の表面弾性波コンボル
バの構造の第２の実施例の断面構造を図２に示す。
バの構造の第２の実施例の断面構造を図２に示す。
【００２６】図２において、１、３、３’、４、５の各
構成要素の名称と機能は実施例１と同様である。１１
は、実施例１と異なる単結晶圧電材料で、タンタル酸リ
チウム、結晶方位は、例えば、３６度Ｙ−カットＸ軸伝
搬である。
構成要素の名称と機能は実施例１と同様である。１１
は、実施例１と異なる単結晶圧電材料で、タンタル酸リ
チウム、結晶方位は、例えば、３６度Ｙ−カットＸ軸伝
搬である。
【００２７】本実施例で用いた結晶方位のタンタル酸リ
チウムも、５％という比較的大きな電気機械結合係数を
有しており、やはり実施例１と同様、挿入損失の少な
い、良好な特性の表面弾性波コンボルバが得られる。
チウムも、５％という比較的大きな電気機械結合係数を
有しており、やはり実施例１と同様、挿入損失の少な
い、良好な特性の表面弾性波コンボルバが得られる。
【００２８】製造方法は、実施例１と同様である。圧電
薄板にタンタル酸リチウムを用いても、実施例１と同様
の親水化、重ね合わせ熱処理により、良好な接合を得る
ことができる。したがって、実施例１と同様の効果、す
なわち、表面弾性波コンボルバとしての良好な性能を有
するとともに、良好な生産性、信頼性が得られる。
薄板にタンタル酸リチウムを用いても、実施例１と同様
の親水化、重ね合わせ熱処理により、良好な接合を得る
ことができる。したがって、実施例１と同様の効果、す
なわち、表面弾性波コンボルバとしての良好な性能を有
するとともに、良好な生産性、信頼性が得られる。
【００２９】（実施例３）本発明の表面弾性波コンボル
バの構造の第３の実施例の断面構造を図３に示す。図３
において、１、３、３’、４、５の各構成要素の名称と
機能は実施例１と同様である。１２は、実施例１と異な
る単結晶圧電材料で、水晶、結晶方位は、例えば、４
２．７５度Ｙ−カットＸ軸伝搬である。
バの構造の第３の実施例の断面構造を図３に示す。図３
において、１、３、３’、４、５の各構成要素の名称と
機能は実施例１と同様である。１２は、実施例１と異な
る単結晶圧電材料で、水晶、結晶方位は、例えば、４
２．７５度Ｙ−カットＸ軸伝搬である。
【００３０】本実施例で用いた結晶方位の水晶は、電気
機械結合係数は小さいが、温度変化に対する安定性が極
めて優れている。したがって、このような構成にするこ
とにより温度変化に対して安定な表面弾性波コンボルバ
が得られる。
機械結合係数は小さいが、温度変化に対する安定性が極
めて優れている。したがって、このような構成にするこ
とにより温度変化に対して安定な表面弾性波コンボルバ
が得られる。
【００３１】製造方法は、実施例１と同様である。圧電
薄板に水晶を用いても、実施例１と同様の親水化、重ね
合わせ熱処理により、良好な接合を得ることができる。
したがって、実施例１と同様の効果、すなわち、表面弾
性波コンボルバとしての良好な性能を有するとともに、
良好な生産性、信頼性が得られる。
薄板に水晶を用いても、実施例１と同様の親水化、重ね
合わせ熱処理により、良好な接合を得ることができる。
したがって、実施例１と同様の効果、すなわち、表面弾
性波コンボルバとしての良好な性能を有するとともに、
良好な生産性、信頼性が得られる。
【００３２】（実施例４）本発明の表面弾性波コンボル
バの構造の第４の実施例の断面構造を図４に示す。
バの構造の第４の実施例の断面構造を図４に示す。
【００３３】図４において、１、３、３’、４、５の各
構成要素の名称と機能は実施例１と同様である。１３
は、実施例１と異なる単結晶圧電材料で、ほう酸リチウ
ム、結晶方位は、例えば、４５度ＸーカットＺ軸伝搬で
ある。
構成要素の名称と機能は実施例１と同様である。１３
は、実施例１と異なる単結晶圧電材料で、ほう酸リチウ
ム、結晶方位は、例えば、４５度ＸーカットＺ軸伝搬で
ある。
【００３４】本実施例で用いた結晶方位のほう酸リチウ
ムは、電気機械結合係数が１％と水晶よりも大きく、か
つ、温度変化に対して極めて安定である。したがってこ
のような構成にすることにより温度変化に対して安定
で、水晶よりも挿入損失の少ない表面弾性波コンボルバ
が得られる。
ムは、電気機械結合係数が１％と水晶よりも大きく、か
つ、温度変化に対して極めて安定である。したがってこ
のような構成にすることにより温度変化に対して安定
で、水晶よりも挿入損失の少ない表面弾性波コンボルバ
が得られる。
【００３５】製造方法は、ほう酸リチウムのエッチング
液に弗酸系に変えて、弱酸を用いる点を除いて、実施例
１と同様である。圧電薄板にほう酸リチウムを用いて
も、実施例１と同様の親水化、重ね合わせ熱処理によ
り、良好な接合を得ることができる。したがって、実施
例１と同様の効果、すなわち、表面弾性波コンボルバと
しての良好な性能を有するとともに、良好な生産性、信
頼性が得られる。
液に弗酸系に変えて、弱酸を用いる点を除いて、実施例
１と同様である。圧電薄板にほう酸リチウムを用いて
も、実施例１と同様の親水化、重ね合わせ熱処理によ
り、良好な接合を得ることができる。したがって、実施
例１と同様の効果、すなわち、表面弾性波コンボルバと
しての良好な性能を有するとともに、良好な生産性、信
頼性が得られる。
【００３６】（実施例５）本発明の表面弾性波コンボル
バの構造の第５の実施例の断面構造を図５に示す。
バの構造の第５の実施例の断面構造を図５に示す。
【００３７】図５において、１、２、３、３’、４、５
の各構成要素の名称と機能は実施例１と同様で、圧電薄
板２は、ニオブ酸リチウムである。６は、半導体基板１
と圧電薄板２の界面に設けられた無機薄膜層である。
の各構成要素の名称と機能は実施例１と同様で、圧電薄
板２は、ニオブ酸リチウムである。６は、半導体基板１
と圧電薄板２の界面に設けられた無機薄膜層である。
【００３８】実施例１と異なるのは、無機薄膜層６が存
在する点である。無機薄膜層は、例えば酸化珪素や窒化
珪素などの珪素化合物である。酸化珪素や窒化珪素など
の薄膜層は、スパッタリング、化学気相成長法、真空蒸
着などにより、容易に形成でき、また実施例１と同様の
方法で接合ができる。さらに具体的には、接合すべき圧
電基板表面もしくは半導体基板表面もしくは両者の接合
部表面に、スパッタリングなどの上記方法により、酸化
珪素、窒化珪素などの薄膜を形成する。次に接合予定部
表面を、実施例１と同様の方法で親水化処理し、重ね合
わせ熱処理することにより、薄膜表面と基板表面の接合
が得られる。そのメカニズムは実施例１と同様である。
在する点である。無機薄膜層は、例えば酸化珪素や窒化
珪素などの珪素化合物である。酸化珪素や窒化珪素など
の薄膜層は、スパッタリング、化学気相成長法、真空蒸
着などにより、容易に形成でき、また実施例１と同様の
方法で接合ができる。さらに具体的には、接合すべき圧
電基板表面もしくは半導体基板表面もしくは両者の接合
部表面に、スパッタリングなどの上記方法により、酸化
珪素、窒化珪素などの薄膜を形成する。次に接合予定部
表面を、実施例１と同様の方法で親水化処理し、重ね合
わせ熱処理することにより、薄膜表面と基板表面の接合
が得られる。そのメカニズムは実施例１と同様である。
【００３９】このような構成とした場合、無機薄膜層の
厚みが使用する表面弾性波の波長に比べて十分薄けれ
ば、特性的には、実施例１とほぼ同様のものが得られ
る。特性的には同様であるが、製造上は、いくつかの利
点がある。一つは、接合界面にゴミなどの異物があって
もそれをある程度膜の中にとりこんでしまうため、接合
歩留まりが向上することであり、もう一つは、半導体基
板または圧電基板側の材料に加えられる制約がゆるくな
る点である。例えば、半導体基板表面に低濃度エピタキ
シャル層を設けた場合、その上に酸化珪素または窒化珪
素膜を形成しておけば、パシベーション膜の働きをし、
低濃度エピタキシャル膜の特性が劣化しない。また半導
体基板にＧａＡｓなどシリコン以外の材料を用いること
も容易である。また圧電基板側に形成すればやはり圧電
基板の材料の制約が少なくなる。
厚みが使用する表面弾性波の波長に比べて十分薄けれ
ば、特性的には、実施例１とほぼ同様のものが得られ
る。特性的には同様であるが、製造上は、いくつかの利
点がある。一つは、接合界面にゴミなどの異物があって
もそれをある程度膜の中にとりこんでしまうため、接合
歩留まりが向上することであり、もう一つは、半導体基
板または圧電基板側の材料に加えられる制約がゆるくな
る点である。例えば、半導体基板表面に低濃度エピタキ
シャル層を設けた場合、その上に酸化珪素または窒化珪
素膜を形成しておけば、パシベーション膜の働きをし、
低濃度エピタキシャル膜の特性が劣化しない。また半導
体基板にＧａＡｓなどシリコン以外の材料を用いること
も容易である。また圧電基板側に形成すればやはり圧電
基板の材料の制約が少なくなる。
【００４０】
【発明の効果】本発明は、以上説明したような構成と製
造方法から成るので、電気機械結合係数と温度依存性の
組合わせの自由度が増し、高性能の表面弾性波コンボル
バを得ることができる。また生産性、信頼性ともに高
い。
造方法から成るので、電気機械結合係数と温度依存性の
組合わせの自由度が増し、高性能の表面弾性波コンボル
バを得ることができる。また生産性、信頼性ともに高
い。
【図１】本発明の第１の実施例の構成図
【図２】本発明の第２の実施例の構成図
【図３】本発明の第３の実施例の構成図
【図４】本発明の第４の実施例の構成図
【図５】本発明の第５の実施例の構成図
【図６】従来例の構成図
１ 半導体基板 ２ 圧電薄板（単結晶ニオブ酸リチウム） ３ 入力電極 ３’ 入力電極 ４ 出力電極 ５ 接地電極 ６ 無機薄膜層 １１ 圧電薄板（単結晶タンタル酸リチウム） １２ 圧電薄板（水晶） １３ 圧電薄板（単結晶ほう酸リチウム）
Claims (6)
- 【請求項１】半導体基板および圧電基板が、各基板表面
の親水化処理および重ね合わせ熱処理により接合されて
おり、前記圧電基板上に、少なくとも入力電極を、前記
圧電基板と前記半導体基板の非接合面に対向して出力電
極を備えたことを特徴とする表面弾性波コンボルバ。 - 【請求項２】少なくとも一方の基板表面に無機薄膜層を
有した半導体基板および圧電基板が、各基板表面の親水
化処理および重ね合わせ熱処理により、無機絶縁層を介
して接合されており、前記圧電基板上に、少なくとも入
力電極を、前記圧電基板と前記半導体基板の非接合面に
対向して出力電極を備えたことを特徴とする表面弾性波
コンボルバ。 - 【請求項３】圧電基板が単結晶ニオブ酸リチウムまたは
単結晶タンタル酸リチウムまたは単結晶ほう酸リチウム
または水晶であることを特徴とする請求項１または２記
載の表面弾性波コンボルバ。 - 【請求項４】半導体基板が珪素であることを特徴とする
請求項１または２記載の表面弾性波コンボルバ。 - 【請求項５】無機薄膜層が珪素化合物であることを特徴
とする請求項２記載の表面弾性波コンボルバ。 - 【請求項６】珪素化合物が酸化珪素または窒化珪素であ
ることを特徴とする請求項５記載の表面弾性波コンボル
バ。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24901693A JPH07106915A (ja) | 1993-10-05 | 1993-10-05 | 表面弾性波コンボルバ |
| EP94115555A EP0647022A3 (en) | 1993-10-05 | 1994-10-04 | Surface-semiconductor acoustic wave composite device. |
| US08/322,307 US5448126A (en) | 1993-10-05 | 1994-10-04 | Surface acoustic wave-semiconductor composite device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24901693A JPH07106915A (ja) | 1993-10-05 | 1993-10-05 | 表面弾性波コンボルバ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07106915A true JPH07106915A (ja) | 1995-04-21 |
Family
ID=17186757
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24901693A Pending JPH07106915A (ja) | 1993-10-05 | 1993-10-05 | 表面弾性波コンボルバ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07106915A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005050836A1 (ja) * | 2003-11-19 | 2005-06-02 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | 端面反射型弾性表面波装置及びその製造方法 |
-
1993
- 1993-10-05 JP JP24901693A patent/JPH07106915A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005050836A1 (ja) * | 2003-11-19 | 2005-06-02 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | 端面反射型弾性表面波装置及びその製造方法 |
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