JPH07273591A - 配向性材料、配向性基板および表面弾性波素子 - Google Patents
配向性材料、配向性基板および表面弾性波素子Info
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- JPH07273591A JPH07273591A JP6079883A JP7988394A JPH07273591A JP H07273591 A JPH07273591 A JP H07273591A JP 6079883 A JP6079883 A JP 6079883A JP 7988394 A JP7988394 A JP 7988394A JP H07273591 A JPH07273591 A JP H07273591A
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- 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)
- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 ダイヤモンド層と、該ダイヤモンドの（１１
１）配向性を有する面上に配置されたＺｎＯ膜とからな
る積層構造を有する配向性基板。該基板のＺｎＯ膜上ま
たはＺｎＯ膜とダイヤモンドとの間に、更に櫛型電極を
配置することにより、表面弾性波素子が形成される。 【効果】 ダイヤモンド（単結晶または多結晶）の（１
１１）配向性を有する面上に、圧電体としての機能を有
するＺｎＯ膜等を成膜しているため、他の配向性の面上
に同じ材料を成膜した場合と比較して、より高いｃ軸配
向性が得られる。この高い配向性に基づき、良好な結晶
性と、表面凹凸の少ないＺｎＯ膜表面が得られ、種々の
デバイス形成時の要素として好適な配向性基板が得られ
る。
１）配向性を有する面上に配置されたＺｎＯ膜とからな
る積層構造を有する配向性基板。該基板のＺｎＯ膜上ま
たはＺｎＯ膜とダイヤモンドとの間に、更に櫛型電極を
配置することにより、表面弾性波素子が形成される。 【効果】 ダイヤモンド（単結晶または多結晶）の（１
１１）配向性を有する面上に、圧電体としての機能を有
するＺｎＯ膜等を成膜しているため、他の配向性の面上
に同じ材料を成膜した場合と比較して、より高いｃ軸配
向性が得られる。この高い配向性に基づき、良好な結晶
性と、表面凹凸の少ないＺｎＯ膜表面が得られ、種々の
デバイス形成時の要素として好適な配向性基板が得られ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ダイヤモンドを利用
した種々のデバイスに使用可能な配向性材料ないし配向
性基板、より詳しくは、ダイヤモンドと、該ダイヤモン
ドの特定の配向性を有する面上に形成した他の材料から
なる層とを含む配向性材料ないし配向性基板、および該
配向性基板を用いる表面弾性波素子に関する。このよう
な表面弾性波素子は、例えば高周波フィルタ等に好適に
使用可能である。
した種々のデバイスに使用可能な配向性材料ないし配向
性基板、より詳しくは、ダイヤモンドと、該ダイヤモン
ドの特定の配向性を有する面上に形成した他の材料から
なる層とを含む配向性材料ないし配向性基板、および該
配向性基板を用いる表面弾性波素子に関する。このよう
な表面弾性波素子は、例えば高周波フィルタ等に好適に
使用可能である。
【０００２】
【従来の技術】ダイヤモンドは、その力学的、電気的な
いし電子的特性を利用して、種々の力学的、電気的、あ
るいは電子的デバイスに用いられている（例えば、犬塚
直夫著「ダイヤモンド薄膜」第９９〜１１５頁、１９
９０年（共立出版）を参照）。ダイヤモンドを用いたデ
バイスの１つとしては、高周波フィルタ等に好適に使用
可能な表面弾性波素子が挙げられる。
いし電子的特性を利用して、種々の力学的、電気的、あ
るいは電子的デバイスに用いられている（例えば、犬塚
直夫著「ダイヤモンド薄膜」第９９〜１１５頁、１９
９０年（共立出版）を参照）。ダイヤモンドを用いたデ
バイスの１つとしては、高周波フィルタ等に好適に使用
可能な表面弾性波素子が挙げられる。
【０００３】このような表面弾性波素子としては、従
来、例えば特公昭５４−３８８７４号公報、特開昭６４
−６２９１１号公報に示される様に、ダイヤモンド薄膜
等の上に、電極、圧電体を組み合わせて、積層させた構
造を有するものが知られている。
来、例えば特公昭５４−３８８７４号公報、特開昭６４
−６２９１１号公報に示される様に、ダイヤモンド薄膜
等の上に、電極、圧電体を組み合わせて、積層させた構
造を有するものが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなダイヤモンド薄膜を用いた従来の表面弾性波素子に
おいては、圧電体からなる層を形成した際に、表面弾性
波の伝搬損失が大きいという問題があった。
うなダイヤモンド薄膜を用いた従来の表面弾性波素子に
おいては、圧電体からなる層を形成した際に、表面弾性
波の伝搬損失が大きいという問題があった。
【０００５】本発明の目的は、表面弾性波素子等のダイ
ヤモンドを用いたデバイスに好適に使用可能な、新規な
配向性材料ないし配向性基板を提供することにある。
ヤモンドを用いたデバイスに好適に使用可能な、新規な
配向性材料ないし配向性基板を提供することにある。
【０００６】本発明の他の目的は、ダイヤモンドを用い
つつ、表面弾性波の伝搬損失を低減した表面弾性波素子
を提供することにある。
つつ、表面弾性波の伝搬損失を低減した表面弾性波素子
を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者は鋭意研究の結
果、ダイヤモンドの特定の配向性を有する面上に、特定
の圧電性材料等からなる膜を配置した場合に、高いｃ軸
配向性が容易に得られることを見出した。本発明者はこ
の知見に基づき検討を進めた結果、更に、このような高
いｃ軸配向性を有する特定の圧電性材料等の層を、上記
したダイヤモンドの特定の配向性を有する面上に形成す
ることが、上記目的の達成に極めて効果的であることを
見出した。
果、ダイヤモンドの特定の配向性を有する面上に、特定
の圧電性材料等からなる膜を配置した場合に、高いｃ軸
配向性が容易に得られることを見出した。本発明者はこ
の知見に基づき検討を進めた結果、更に、このような高
いｃ軸配向性を有する特定の圧電性材料等の層を、上記
したダイヤモンドの特定の配向性を有する面上に形成す
ることが、上記目的の達成に極めて効果的であることを
見出した。
【０００８】本発明の配向性材料は上記知見に基づくも
のであり、より詳しくは、ダイヤモンドと、該ダイヤモ
ンドの（１１１）配向性を有する面上に配置されたＺｎ
Ｏ膜とからなることを特徴とするものである。
のであり、より詳しくは、ダイヤモンドと、該ダイヤモ
ンドの（１１１）配向性を有する面上に配置されたＺｎ
Ｏ膜とからなることを特徴とするものである。
【０００９】本発明によれば、更に、ダイヤモンド層
と、該ダイヤモンド層の（１１１）配向性を有する面上
に配置されたＺｎＯ膜とからなる積層構造を有すること
を特徴とする配向性基板が提供される。
と、該ダイヤモンド層の（１１１）配向性を有する面上
に配置されたＺｎＯ膜とからなる積層構造を有すること
を特徴とする配向性基板が提供される。
【００１０】本発明によれば、更に、ダイヤモンド層
と、該ダイヤモンド層の（１１１）配向性を有する面上
に配置されたＺｎＯ膜と、該ＺｎＯ膜上に配置された櫛
形電極とからなることを特徴とする表面弾性波素子が提
供される。
と、該ダイヤモンド層の（１１１）配向性を有する面上
に配置されたＺｎＯ膜と、該ＺｎＯ膜上に配置された櫛
形電極とからなることを特徴とする表面弾性波素子が提
供される。
【００１１】本発明によれば、更に、ダイヤモンド層
と、該ダイヤモンド層の（１１１）配向性を有する面上
に配置された第１のＺｎＯ膜と、該第１のＺｎＯ膜上に
配置された櫛形電極と、該櫛型電極上に配置された第２
のＺｎＯ膜とからなることを特徴とする表面弾性波素子
が提供される。
と、該ダイヤモンド層の（１１１）配向性を有する面上
に配置された第１のＺｎＯ膜と、該第１のＺｎＯ膜上に
配置された櫛形電極と、該櫛型電極上に配置された第２
のＺｎＯ膜とからなることを特徴とする表面弾性波素子
が提供される。
【００１２】本発明によれば、更に、ダイヤモンド層
と、該ダイヤモンド層の（１１１）配向性を有する面上
に配置された導電性ダイヤモンドからなる櫛形電極と、
該櫛型電極上に配置されたＺｎＯ膜とからなることを特
徴とする表面弾性波素子が提供される。
と、該ダイヤモンド層の（１１１）配向性を有する面上
に配置された導電性ダイヤモンドからなる櫛形電極と、
該櫛型電極上に配置されたＺｎＯ膜とからなることを特
徴とする表面弾性波素子が提供される。
【００１３】本発明によれば、更に、ダイヤモンド層
と、該ダイヤモンド層の（１１１）配向性を有する面の
凹部に配置された導電性材料からなる櫛型電極と、該櫛
型電極上に配置されたＺｎＯ膜とからなることを特徴と
する表面弾性波素子が提供される。
と、該ダイヤモンド層の（１１１）配向性を有する面の
凹部に配置された導電性材料からなる櫛型電極と、該櫛
型電極上に配置されたＺｎＯ膜とからなることを特徴と
する表面弾性波素子が提供される。
【００１４】本発明によれば、更に、上記した表面弾性
波素子の最上層の上に、更に短絡用電極が配置された表
面弾性波素子が提供される。
波素子の最上層の上に、更に短絡用電極が配置された表
面弾性波素子が提供される。
【００１５】本発明によれば、更に、ダイヤモンド層
と、該ダイヤモンド層の（１１１）配向性を有する面上
に配置された短絡用電極と、該短絡用電極上に配置され
たＺｎＯ膜と、該ＺｎＯ膜上に配置された櫛形電極とか
らなることを特徴とする表面弾性波素子が提供される。
と、該ダイヤモンド層の（１１１）配向性を有する面上
に配置された短絡用電極と、該短絡用電極上に配置され
たＺｎＯ膜と、該ＺｎＯ膜上に配置された櫛形電極とか
らなることを特徴とする表面弾性波素子が提供される。
【００１６】本発明によれば、更に、上記した表面弾性
波素子の最上層の上に、更に、ＳｉＯ2 、ダイヤモン
ド、およびダイヤモンド状炭素膜からなる群から選択さ
れた１種類以上の材料からなる層が配置された表面弾性
波素子が提供される。
波素子の最上層の上に、更に、ＳｉＯ2 、ダイヤモン
ド、およびダイヤモンド状炭素膜からなる群から選択さ
れた１種類以上の材料からなる層が配置された表面弾性
波素子が提供される。
【００１７】本発明によれば、更に、上記した表面弾性
波素子の最上層の上に、ＳｉＯ2 、ダイヤモンド、およ
びダイヤモンド状炭素膜からなる群から選択された１種
類以上の材料からなる層が配置され、該材料からなる層
の上に、更に、短絡用電極が配置された表面弾性波素子
が提供される。
波素子の最上層の上に、ＳｉＯ2 、ダイヤモンド、およ
びダイヤモンド状炭素膜からなる群から選択された１種
類以上の材料からなる層が配置され、該材料からなる層
の上に、更に、短絡用電極が配置された表面弾性波素子
が提供される。
【００１８】本発明によれば、更に、ダイヤモンド層
と、該ダイヤモンド層の（１１１）配向性を有する面上
に配置されたＺｎＯ膜と、該ＺｎＯ膜上に配置された、
ＳｉＯ2 、ダイヤモンド、およびダイヤモンド状炭素膜
からなる群から選択された１種類以上の材料からなる層
と、該材料層の上に配置された櫛型電極とからなること
を特徴とする表面弾性波素子が提供される。
と、該ダイヤモンド層の（１１１）配向性を有する面上
に配置されたＺｎＯ膜と、該ＺｎＯ膜上に配置された、
ＳｉＯ2 、ダイヤモンド、およびダイヤモンド状炭素膜
からなる群から選択された１種類以上の材料からなる層
と、該材料層の上に配置された櫛型電極とからなること
を特徴とする表面弾性波素子が提供される。
【００１９】本発明によれば、更に、ダイヤモンド層
と、該ダイヤモンド層の（１１１）配向性を有する面上
に配置された短絡用電極と、該短絡用電極上に配置され
たＺｎＯ膜と、該ＺｎＯ膜上に配置された、ＳｉＯ2 、
ダイヤモンド、およびダイヤモンド状炭素膜からなる群
から選択された１種類以上の材料からなる層と、該材料
層の上に配置された櫛型電極とからなることを特徴とす
る表面弾性波素子が提供される。
と、該ダイヤモンド層の（１１１）配向性を有する面上
に配置された短絡用電極と、該短絡用電極上に配置され
たＺｎＯ膜と、該ＺｎＯ膜上に配置された、ＳｉＯ2 、
ダイヤモンド、およびダイヤモンド状炭素膜からなる群
から選択された１種類以上の材料からなる層と、該材料
層の上に配置された櫛型電極とからなることを特徴とす
る表面弾性波素子が提供される。
【００２０】本発明によれば、更に、ダイヤモンド層
と、該ダイヤモンド層の（１１１）配向性を有する面上
に配置されたＺｎＯ膜と、該ＺｎＯ膜上に配置された短
絡用電極と、該短絡用電極上に配置された、ＳｉＯ2 、
ダイヤモンド、およびダイヤモンド状炭素膜からなる群
から選択された１種類以上の材料からなる層と、該材料
層の上に配置された櫛型電極とからなることを特徴とす
る表面弾性波素子が提供される。
と、該ダイヤモンド層の（１１１）配向性を有する面上
に配置されたＺｎＯ膜と、該ＺｎＯ膜上に配置された短
絡用電極と、該短絡用電極上に配置された、ＳｉＯ2 、
ダイヤモンド、およびダイヤモンド状炭素膜からなる群
から選択された１種類以上の材料からなる層と、該材料
層の上に配置された櫛型電極とからなることを特徴とす
る表面弾性波素子が提供される。
【００２１】本発明によれば、更に、上記表面弾性波素
子の（１１１）配向性を有する面を与える前記ダイヤモ
ンドが、単結晶ダイヤモンドである表面弾性波素子が提
供される。
子の（１１１）配向性を有する面を与える前記ダイヤモ
ンドが、単結晶ダイヤモンドである表面弾性波素子が提
供される。
【００２２】本発明によれば、更に、上記表面弾性波素
子の（１１１）配向性を有する面を与える前記ダイヤモ
ンドが、多結晶ダイヤモンドである表面弾性波素子が提
供される。
子の（１１１）配向性を有する面を与える前記ダイヤモ
ンドが、多結晶ダイヤモンドである表面弾性波素子が提
供される。
【００２３】本発明によれば、更に、前記単結晶ダイヤ
モンドが、天然ダイヤモンドまたは人工ダイヤモンドの
いずれかである表面弾性波素子が提供される。
モンドが、天然ダイヤモンドまたは人工ダイヤモンドの
いずれかである表面弾性波素子が提供される。
【００２４】本発明によれば、更に、（１１１）配向性
を有する面を与える前記ダイヤモンドが、単結晶ダイヤ
モンド上にエピタキシャル成長させた単結晶ダイヤモン
ド膜である表面弾性波素子が提供される。
を有する面を与える前記ダイヤモンドが、単結晶ダイヤ
モンド上にエピタキシャル成長させた単結晶ダイヤモン
ド膜である表面弾性波素子が提供される。
【００２５】本発明によれば、更に、（１１１）配向性
を有する面を与える前記ダイヤモンドが、ヘテロエピタ
キシャル成長させたダイヤモンド膜である表面弾性波素
子が提供される。
を有する面を与える前記ダイヤモンドが、ヘテロエピタ
キシャル成長させたダイヤモンド膜である表面弾性波素
子が提供される。
【００２６】本発明によれば、更に、ダイヤモンド層
と、該ダイヤモンド層の（１１１）配向性を有する面上
に配置された第１のＺｎＯ膜と、該第１のＺｎＯ膜上に
配置された櫛形電極と、該櫛型電極上に配置された第２
のＺｎＯ膜とからなることを特徴とする表面弾性波素子
が提供される。
と、該ダイヤモンド層の（１１１）配向性を有する面上
に配置された第１のＺｎＯ膜と、該第１のＺｎＯ膜上に
配置された櫛形電極と、該櫛型電極上に配置された第２
のＺｎＯ膜とからなることを特徴とする表面弾性波素子
が提供される。
【００２７】
【作用】本発明の配向性材料、配向性基板ないし表面弾
性波素子において、単結晶ダイヤモンドまたは多結晶ダ
イヤモンドの（１１１）配向性を有する面上にＺｎＯ膜
を形成した場合、（１１１）面と異なる配向性を有する
面上にＺｎＯ膜を形成した場合と比較して、高いｃ軸配
向性を有するＺｎＯ膜が得られる。
性波素子において、単結晶ダイヤモンドまたは多結晶ダ
イヤモンドの（１１１）配向性を有する面上にＺｎＯ膜
を形成した場合、（１１１）面と異なる配向性を有する
面上にＺｎＯ膜を形成した場合と比較して、高いｃ軸配
向性を有するＺｎＯ膜が得られる。
【００２８】本発明者の知見によれば、ＺｎＯ膜はウル
ツァイト構造（ウルツ鉱型構造）を有し、（００１）面
｛ｃ軸に垂直な面｝における結晶構造が、（ダイヤモン
ドの（１１１）面と異なる配向性を有する面と比較し
て）ダイヤモンドの（１１１）面の結晶構造と類似した
形状となり、結晶面がそろいやすいものと推定される。
従って、ダイヤモンドの（１１１）面上に形成したＺｎ
Ｏ膜の高いｃ軸配向性が得られるものと推定される。
ツァイト構造（ウルツ鉱型構造）を有し、（００１）面
｛ｃ軸に垂直な面｝における結晶構造が、（ダイヤモン
ドの（１１１）面と異なる配向性を有する面と比較し
て）ダイヤモンドの（１１１）面の結晶構造と類似した
形状となり、結晶面がそろいやすいものと推定される。
従って、ダイヤモンドの（１１１）面上に形成したＺｎ
Ｏ膜の高いｃ軸配向性が得られるものと推定される。
【００２９】また、本発明者の知見によれば、高いｃ軸
配向性を有するＺｎＯ膜は、結晶性がよく、表面弾性波
の粒界散乱が小さくなり、伝搬損失の低減が可能となる
ものと推定される。
配向性を有するＺｎＯ膜は、結晶性がよく、表面弾性波
の粒界散乱が小さくなり、伝搬損失の低減が可能となる
ものと推定される。
【００３０】また、本発明者の実験によれば、ダイヤモ
ンドの（１１１）配向性を有する面上に形成されたＺｎ
Ｏ薄膜の表面は、（ダイヤモンドの（１１１）面と異な
る配向性を有する面上に形成されたＺｎＯ薄膜と比較し
て）高い表面平坦性を有することが判明している。この
点からも、ダイヤモンドの（１１１）配向性を有する面
上に形成されたＺｎＯ薄膜の表面は、（ダイヤモンドの
（１１１）と異なる面に形成されたＺｎＯ薄膜と比較し
て）表面弾性波の表面凹凸による散乱を低減でき、伝搬
損失の低減化に寄与すると推定される。
ンドの（１１１）配向性を有する面上に形成されたＺｎ
Ｏ薄膜の表面は、（ダイヤモンドの（１１１）面と異な
る配向性を有する面上に形成されたＺｎＯ薄膜と比較し
て）高い表面平坦性を有することが判明している。この
点からも、ダイヤモンドの（１１１）配向性を有する面
上に形成されたＺｎＯ薄膜の表面は、（ダイヤモンドの
（１１１）と異なる面に形成されたＺｎＯ薄膜と比較し
て）表面弾性波の表面凹凸による散乱を低減でき、伝搬
損失の低減化に寄与すると推定される。
【００３１】以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本
発明を詳細に説明する。
発明を詳細に説明する。
【００３２】（ダイヤモンド）本発明において、上記し
た（１１１）配向性を有する面を与えるダイヤモンドと
しては、単結晶ダイヤモンドおよび／又は多結晶ダイヤ
モンドのいずれも使用可能である。すなわち、本発明に
おいて、上記「（１１１）配向性を有する面」は、単結
晶ダイヤモンドの（１１１）面、および多結晶ダイヤモ
ンドの（１１１）配向性を有する面のいずれをも包含す
る意味で用いる。
た（１１１）配向性を有する面を与えるダイヤモンドと
しては、単結晶ダイヤモンドおよび／又は多結晶ダイヤ
モンドのいずれも使用可能である。すなわち、本発明に
おいて、上記「（１１１）配向性を有する面」は、単結
晶ダイヤモンドの（１１１）面、および多結晶ダイヤモ
ンドの（１１１）配向性を有する面のいずれをも包含す
る意味で用いる。
【００３３】上記ダイヤモンド面が（１１１）配向性を
有する限り、これを得る方法は、特に制限されない。よ
り具体的には例えば、この（１１１）面としては、単結
晶ダイヤモンドの（１１１）面をそのまま用いてもよ
く、また、他の材料上に、ダイヤモンド膜をエピタキシ
ャル成長させて、このように成長させたダイヤモンド膜
表面として（１１１）面を得てもよい。
有する限り、これを得る方法は、特に制限されない。よ
り具体的には例えば、この（１１１）面としては、単結
晶ダイヤモンドの（１１１）面をそのまま用いてもよ
く、また、他の材料上に、ダイヤモンド膜をエピタキシ
ャル成長させて、このように成長させたダイヤモンド膜
表面として（１１１）面を得てもよい。
【００３４】上記（１１１）配向性を有する面を与える
ダイヤモンドの形状（平面形状、立体形状）、大きさ等
は特に制限されず、本発明の配向性材料ないし基板の用
途によって適宜選択可能である。
ダイヤモンドの形状（平面形状、立体形状）、大きさ等
は特に制限されず、本発明の配向性材料ないし基板の用
途によって適宜選択可能である。
【００３５】本発明において、この「（１１１）配向性
を有する面」を与えるダイヤモンドがダイヤモンド膜で
ある場合、該ダイヤモンド膜ないしダイヤモンド薄膜の
成長方法は、特に制限されない。より具体的には例え
ば、該成長方法として、ＣＶＤ（化学的気相成長）法、
マイクロ波プラズマＣＶＤ法、ＰＶＤ（物理的気相成
長）法、スパッタ法、イオンプレーティング法、プラズ
マジェット法、火炎法および熱フィラメント法等の公知
の方法が使用可能である。
を有する面」を与えるダイヤモンドがダイヤモンド膜で
ある場合、該ダイヤモンド膜ないしダイヤモンド薄膜の
成長方法は、特に制限されない。より具体的には例え
ば、該成長方法として、ＣＶＤ（化学的気相成長）法、
マイクロ波プラズマＣＶＤ法、ＰＶＤ（物理的気相成
長）法、スパッタ法、イオンプレーティング法、プラズ
マジェット法、火炎法および熱フィラメント法等の公知
の方法が使用可能である。
【００３６】（１１１）配向性を有する面を与えるダイ
ヤモンド自体は、絶縁性ダイヤモンド、導電性ダイヤモ
ンドのいずれであっても良い。この「導電性ダイヤモン
ド」は、その体積抵抗率が１０-2Ω・ｃｍ以下（更には
１０-3Ω・ｃｍ以下、特に１０-4Ω・ｃｍ以下）のダイ
ヤモンドであることが好ましい。一方、本発明におい
て、上記「絶縁性ダイヤモンド」とは、その体積抵抗率
が１０-2Ω・ｃｍを越えるダイヤモンドをいう。
ヤモンド自体は、絶縁性ダイヤモンド、導電性ダイヤモ
ンドのいずれであっても良い。この「導電性ダイヤモン
ド」は、その体積抵抗率が１０-2Ω・ｃｍ以下（更には
１０-3Ω・ｃｍ以下、特に１０-4Ω・ｃｍ以下）のダイ
ヤモンドであることが好ましい。一方、本発明におい
て、上記「絶縁性ダイヤモンド」とは、その体積抵抗率
が１０-2Ω・ｃｍを越えるダイヤモンドをいう。
【００３７】導電性ダイヤモンドの形成方法は特に制限
されないが、例えば、ダイヤモンドの水素化処理、ダイ
ヤモンドへの不純物のドープ、ダイヤモンドへの格子欠
陥の導入等により導電性ダイヤモンドが形成可能であ
る。
されないが、例えば、ダイヤモンドの水素化処理、ダイ
ヤモンドへの不純物のドープ、ダイヤモンドへの格子欠
陥の導入等により導電性ダイヤモンドが形成可能であ
る。
【００３８】（ダイヤモンド面の配向性）上記したよう
に、単結晶性、多結晶性あるいはエピタキシャル成長性
の膜（例えば、ＺｎＯ膜）は、ダイヤモンドの（１１
１）配向性を有する面上に形成した場合に、最も高い配
向性を示す。
に、単結晶性、多結晶性あるいはエピタキシャル成長性
の膜（例えば、ＺｎＯ膜）は、ダイヤモンドの（１１
１）配向性を有する面上に形成した場合に、最も高い配
向性を示す。
【００３９】本発明において、このようなダイヤモンド
の（１１１）配向性は、例えば、Ｘ線回折に基づく回折
強度における（１１１）面に基づく回折強度と、その他
の面に基づく回折強度との比較に基づいて評価すること
が可能である（このようなＸ線回折においては、例え
ば、単色Ｘ線たるＣｕ−Ｋα線（１．５４Å）を用いた
通常の手法を用いることができる）。
の（１１１）配向性は、例えば、Ｘ線回折に基づく回折
強度における（１１１）面に基づく回折強度と、その他
の面に基づく回折強度との比較に基づいて評価すること
が可能である（このようなＸ線回折においては、例え
ば、単色Ｘ線たるＣｕ−Ｋα線（１．５４Å）を用いた
通常の手法を用いることができる）。
【００４０】より具体的には、多結晶ダイヤモンド等の
Ｘ線回折に基づく回折強度において、（１１１）面に基
づく回折強度と、その他の面（例えば、（２２０）面、
（４００）面）に基づく回折強度とを測定し、得られた
（１１１）面の強度を１００として、その他の面の回折
強度を規格化した（すなわち、（１１１）面の強度＝１
００に対する相対強度を求めた）際に、（１１１）面の
回折強度１００に対し、（１１１）面以外の面より得ら
れる回折強度の合計を求める。本発明においては、この
ように規格化した「（１１１）面以外の回折強度」の合
計が２５以下であることが、ダイヤモンドの（１１１）
面上に形成した材料膜の良好な配向性（ＺｎＯの場合に
は、ｃ軸配向性）の点から好ましい。
Ｘ線回折に基づく回折強度において、（１１１）面に基
づく回折強度と、その他の面（例えば、（２２０）面、
（４００）面）に基づく回折強度とを測定し、得られた
（１１１）面の強度を１００として、その他の面の回折
強度を規格化した（すなわち、（１１１）面の強度＝１
００に対する相対強度を求めた）際に、（１１１）面の
回折強度１００に対し、（１１１）面以外の面より得ら
れる回折強度の合計を求める。本発明においては、この
ように規格化した「（１１１）面以外の回折強度」の合
計が２５以下であることが、ダイヤモンドの（１１１）
面上に形成した材料膜の良好な配向性（ＺｎＯの場合に
は、ｃ軸配向性）の点から好ましい。
【００４１】（ＺｎＯ膜）本発明において、上記したダ
イヤモンドの（１１１）配向性を有する面上に形成すべ
きＺｎＯ膜は、単結晶であってもよく、また多結晶であ
ってもよい。該ＺｎＯ膜の厚さは、本発明の配向性材料
ないし配向性基板の用途によって適宜選択することが可
能であり、特に制限されない。
イヤモンドの（１１１）配向性を有する面上に形成すべ
きＺｎＯ膜は、単結晶であってもよく、また多結晶であ
ってもよい。該ＺｎＯ膜の厚さは、本発明の配向性材料
ないし配向性基板の用途によって適宜選択することが可
能であり、特に制限されない。
【００４２】本発明の配向性材料ないし配向性基板を表
面弾性波素子の構成要素として用いる場合には、ＺｎＯ
膜の厚さをｈ（Å）とし、表面弾性波素子として用いる
べき波長をλ（Å）とした際に、２π・ｈ／λ＝０．３
〜２．５の範囲になるようにＺｎＯ膜の膜厚を選択する
ことが好ましい。この２π・ｈ／λ＝０．３〜２．５の
範囲においては、表面弾性波素子の電気機械結合定数
（好ましくは、０．５％以上）、および伝搬速度をとも
に好ましい範囲とすることが容易である。
面弾性波素子の構成要素として用いる場合には、ＺｎＯ
膜の厚さをｈ（Å）とし、表面弾性波素子として用いる
べき波長をλ（Å）とした際に、２π・ｈ／λ＝０．３
〜２．５の範囲になるようにＺｎＯ膜の膜厚を選択する
ことが好ましい。この２π・ｈ／λ＝０．３〜２．５の
範囲においては、表面弾性波素子の電気機械結合定数
（好ましくは、０．５％以上）、および伝搬速度をとも
に好ましい範囲とすることが容易である。
【００４３】２種類のＺｎＯ膜（第１および第２のＺｎ
Ｏ膜）を設ける態様においては、上記の記述は第１のＺ
ｎＯ膜に対応するが、第２のＺｎＯ膜（櫛型電極の上に
形成するＺｎＯ膜）も、該第１のＺｎＯ膜と同様に形成
することが可能である。このような態様においては、Ｚ
ｎＯ膜の厚さの合計をｈt （Å）とし、表面弾性波素子
として用いるべき波長をλ（Å）とした際に、２π・ｈ
t ／λ＝０．３〜２．５の範囲になるようにＺｎＯ膜の
膜厚を選択することが好ましい。この２π・ｈt ／λ＝
０．３〜２．５の範囲においては、表面弾性波素子の電
気機械結合定数（好ましくは、０．５％以上）、および
伝搬速度をともに好ましい範囲とすることが容易であ
る。
Ｏ膜）を設ける態様においては、上記の記述は第１のＺ
ｎＯ膜に対応するが、第２のＺｎＯ膜（櫛型電極の上に
形成するＺｎＯ膜）も、該第１のＺｎＯ膜と同様に形成
することが可能である。このような態様においては、Ｚ
ｎＯ膜の厚さの合計をｈt （Å）とし、表面弾性波素子
として用いるべき波長をλ（Å）とした際に、２π・ｈ
t ／λ＝０．３〜２．５の範囲になるようにＺｎＯ膜の
膜厚を選択することが好ましい。この２π・ｈt ／λ＝
０．３〜２．５の範囲においては、表面弾性波素子の電
気機械結合定数（好ましくは、０．５％以上）、および
伝搬速度をともに好ましい範囲とすることが容易であ
る。
【００４４】（ＺｎＯ膜の配向性）本発明においては、
ＺｎＯ膜の配向性は、例えば、Ｘ線ロッキングパターン
法（結晶面の配向性評価方法の１つ）によって評価する
ことが可能である。より具体的には例えば、以下のよう
にして配向性（面内の配向性）を評価できる。
ＺｎＯ膜の配向性は、例えば、Ｘ線ロッキングパターン
法（結晶面の配向性評価方法の１つ）によって評価する
ことが可能である。より具体的には例えば、以下のよう
にして配向性（面内の配向性）を評価できる。
【００４５】（１）測定試料をＸ線ディフラクトメータ
の試料ホルダーに設置する。
の試料ホルダーに設置する。
【００４６】（２）Ｘ線ディフラクトパターン法を用い
て、評価すべき面方位を測定する。
て、評価すべき面方位を測定する。
【００４７】（３）θ軸（測定試料回転）と、２θ軸
（Ｘ線カウンター）とを回転させて、評価すべき面方位
における出力の最大値に、該θ軸と２θ軸とを固定す
る。基板に対して、ｃ−軸が垂直に配向しているＺｎＯ
膜の場合、２θが３４．４°、θが１７．２°である。
（Ｘ線カウンター）とを回転させて、評価すべき面方位
における出力の最大値に、該θ軸と２θ軸とを固定す
る。基板に対して、ｃ−軸が垂直に配向しているＺｎＯ
膜の場合、２θが３４．４°、θが１７．２°である。
【００４８】（４）試料のみを回転させ（θ軸のみ）、
ロッキングカーブを測定する。
ロッキングカーブを測定する。
【００４９】（５）測定されたロッキングカーブをガウ
ス分布とみなし、その標準偏差σを求める。
ス分布とみなし、その標準偏差σを求める。
【００５０】上記のようにして測定されたロッキングカ
ーブの標準偏差σが小さい程、良好な配向性を示してい
る。本発明の配向性材料、配向性基板ないし表面弾性波
素子においては、このσ値は、５以下であることが好ま
しい。
ーブの標準偏差σが小さい程、良好な配向性を示してい
る。本発明の配向性材料、配向性基板ないし表面弾性波
素子においては、このσ値は、５以下であることが好ま
しい。
【００５１】（櫛型電極）本発明の表面弾性波素子にお
ける櫛型電極を構成する材料は、導電性材料である限
り、特に制限されない。櫛型電極としての加工性および
コストの点からは、Ａｌ（アルミニウム）が特に好まし
く使用可能である。
ける櫛型電極を構成する材料は、導電性材料である限
り、特に制限されない。櫛型電極としての加工性および
コストの点からは、Ａｌ（アルミニウム）が特に好まし
く使用可能である。
【００５２】櫛型電極の厚さは、該電極としての機能を
発揮する限り特に制限されないが、１００〜３０００Å
程度（更には１００〜５００Å程度）であることが好ま
しい。この厚さが１００Å未満では、抵抗率が高くなり
損失が増加する。一方、該電極の厚さが３０００Åを越
えると、電極の厚み、高さによる表面弾性波（以下「Ｓ
ＡＷ」という）の反射を引き起こす質量付加効果が著し
くなり、目的とするＳＡＷ特性を得ることが困難とな
る。
発揮する限り特に制限されないが、１００〜３０００Å
程度（更には１００〜５００Å程度）であることが好ま
しい。この厚さが１００Å未満では、抵抗率が高くなり
損失が増加する。一方、該電極の厚さが３０００Åを越
えると、電極の厚み、高さによる表面弾性波（以下「Ｓ
ＡＷ」という）の反射を引き起こす質量付加効果が著し
くなり、目的とするＳＡＷ特性を得ることが困難とな
る。
【００５３】櫛型電極の平面形状は、該電極としての機
能を発揮する限り特に制限されないが、図１に模式平面
図を示すような、いわゆるシングル電極、図２に模式平
面図を示すようなダブル電極（図２）等が好適に使用可
能である。
能を発揮する限り特に制限されないが、図１に模式平面
図を示すような、いわゆるシングル電極、図２に模式平
面図を示すようなダブル電極（図２）等が好適に使用可
能である。
【００５４】上記したような櫛型電極は、必要に応じ
て、該電極を形成すべき面（例えば、（１１１）配向性
ダイヤモンド面）に、埋め込んでもよい。より具体的に
は例えば、溝等の形状を有する凹部を形成し（あるいは
該凹部を予め与えるように、所定の面を形成し）、櫛型
電極を構成するＡｌ等の導電性材料の全部又は一部を、
このように形成した凹部中に埋めてもよい。このように
櫛型電極の全部又は一部を埋め込むことにより、例え
ば、櫛型電極の高さを、該電極を形成すべき面の高さを
実質的に等しくすることが可能となり、電極の厚みによ
るＳＡＷの反射の影響を低減できる。
て、該電極を形成すべき面（例えば、（１１１）配向性
ダイヤモンド面）に、埋め込んでもよい。より具体的に
は例えば、溝等の形状を有する凹部を形成し（あるいは
該凹部を予め与えるように、所定の面を形成し）、櫛型
電極を構成するＡｌ等の導電性材料の全部又は一部を、
このように形成した凹部中に埋めてもよい。このように
櫛型電極の全部又は一部を埋め込むことにより、例え
ば、櫛型電極の高さを、該電極を形成すべき面の高さを
実質的に等しくすることが可能となり、電極の厚みによ
るＳＡＷの反射の影響を低減できる。
【００５５】（短絡用電極）本発明の表面弾性波素子に
おいて、必要に応じて設けられる短絡用電極は、電界を
等電位とすることにより該素子のＳＡＷ特性を変化させ
る機能を有する電極である。この電極は、金属（薄）膜
（例えば、Ａｌ、Ａｕ、Ａｌ−Ｃｕ等）から構成されて
いることが好ましい。短絡用電極は、上記した櫛型電極
とは異なる機能を有するため、該短絡用電極を構成する
材料は、必ずしも櫛型電極の材料と同一である必要はな
い。
おいて、必要に応じて設けられる短絡用電極は、電界を
等電位とすることにより該素子のＳＡＷ特性を変化させ
る機能を有する電極である。この電極は、金属（薄）膜
（例えば、Ａｌ、Ａｕ、Ａｌ−Ｃｕ等）から構成されて
いることが好ましい。短絡用電極は、上記した櫛型電極
とは異なる機能を有するため、該短絡用電極を構成する
材料は、必ずしも櫛型電極の材料と同一である必要はな
い。
【００５６】短絡用電極の厚さは、該電極としての機能
を発揮する限り特に制限されないが、１００〜３０００
Å程度（更には１００〜５００Å程度）であることが好
ましい。この厚さが１００Å未満では、等電位の形成が
困難となり、他方、３０００Åを越えると、ＳＡＷの反
射に影響し易くなる。
を発揮する限り特に制限されないが、１００〜３０００
Å程度（更には１００〜５００Å程度）であることが好
ましい。この厚さが１００Å未満では、等電位の形成が
困難となり、他方、３０００Åを越えると、ＳＡＷの反
射に影響し易くなる。
【００５７】この短絡用電極は、例えば、櫛型電極と同
様の占有面積を有する「ベタ電極」の平面形状を有する
ことが好ましい。
様の占有面積を有する「ベタ電極」の平面形状を有する
ことが好ましい。
【００５８】（ＳｉＯ2 層等）本発明の表面弾性波素子
においては、必要に応じて、ＳｉＯ2 、ダイヤモンド、
およびダイヤモンド状炭素膜からなる群から選択された
１種類以上の材料からなる層を設けてもよい。このよう
な層は、保護層としての機能をも有することができる。
においては、必要に応じて、ＳｉＯ2 、ダイヤモンド、
およびダイヤモンド状炭素膜からなる群から選択された
１種類以上の材料からなる層を設けてもよい。このよう
な層は、保護層としての機能をも有することができる。
【００５９】ＳｉＯ2 （薄）膜をＺｎＯ膜の上に形成す
ることにより、温度係数を低減でき、および／又は効率
の指標である電気機械結合係数を増大させることができ
る。
ることにより、温度係数を低減でき、および／又は効率
の指標である電気機械結合係数を増大させることができ
る。
【００６０】このＳｉＯ2 膜の膜厚をｈs （Å）とし、
表面弾性波素子として用いるべき波長をλ（Å）とした
際に、２π・ｈs ／λ＝０．８以下となるようにＳｉＯ
2 膜の膜厚を選択することが好ましい。このＳｉＯ2 膜
の膜厚は、絶対値では、５０Å以上（更には、１０００
Å以上）であることが好ましい。
表面弾性波素子として用いるべき波長をλ（Å）とした
際に、２π・ｈs ／λ＝０．８以下となるようにＳｉＯ
2 膜の膜厚を選択することが好ましい。このＳｉＯ2 膜
の膜厚は、絶対値では、５０Å以上（更には、１０００
Å以上）であることが好ましい。
【００６１】一方、上記層として、ダイヤモンド薄膜あ
るいはダイヤモンド状炭素膜をＺｎＯ膜の上に積層する
と、伝搬速度を高め、しかも高い電気機械結合係数を得
ることが容易となる。
るいはダイヤモンド状炭素膜をＺｎＯ膜の上に積層する
と、伝搬速度を高め、しかも高い電気機械結合係数を得
ることが容易となる。
【００６２】このダイヤモンド又はダイヤモンド状炭素
膜の膜厚をｈd （Å）とし、表面弾性波素子として用い
るべき波長をλ（Å）とした際に、２π・ｈd ／λ＝
０．８以下となるように、ダイヤモンド又はダイヤモン
ド状炭素膜の膜厚を選択することが好ましい。この膜厚
が大きすぎると、これらの材料の質量の影響により、効
率が低下する傾向が生じる。このダイヤモンド又はダイ
ヤモンド状炭素膜の膜厚は、絶対値では、５０Å以上で
あることが好ましい。
膜の膜厚をｈd （Å）とし、表面弾性波素子として用い
るべき波長をλ（Å）とした際に、２π・ｈd ／λ＝
０．８以下となるように、ダイヤモンド又はダイヤモン
ド状炭素膜の膜厚を選択することが好ましい。この膜厚
が大きすぎると、これらの材料の質量の影響により、効
率が低下する傾向が生じる。このダイヤモンド又はダイ
ヤモンド状炭素膜の膜厚は、絶対値では、５０Å以上で
あることが好ましい。
【００６３】（ダイヤモンド状炭素）上記ダイヤモンド
状炭素膜を構成するダイヤモンド状炭素（Diamond-like
carbon ；ないしＤＬＣ）は、硬度の高いアモルファス
物質であり、安定性に優れ、しかもダイヤモンドと同様
の炭素原子からなるため、ダイヤモンドへの元素的拡散
や反応について実質的に考慮する必要がない等の特徴を
有している。このため、ダイヤモンド状炭素は、上記絶
縁膜を形成する絶縁性材料として好適に使用可能であ
る。
状炭素膜を構成するダイヤモンド状炭素（Diamond-like
carbon ；ないしＤＬＣ）は、硬度の高いアモルファス
物質であり、安定性に優れ、しかもダイヤモンドと同様
の炭素原子からなるため、ダイヤモンドへの元素的拡散
や反応について実質的に考慮する必要がない等の特徴を
有している。このため、ダイヤモンド状炭素は、上記絶
縁膜を形成する絶縁性材料として好適に使用可能であ
る。
【００６４】上記ダイヤモンド状炭素（ｉ−カーボンな
いしアモルファスカーボンとも称される）は、以下のよ
うな性質を有する物質である。
いしアモルファスカーボンとも称される）は、以下のよ
うな性質を有する物質である。
【００６５】（１）通常、炭素の他に水素を含む。この
場合、水素のモル数は、炭素のモル数より小さいことが
好ましい。
場合、水素のモル数は、炭素のモル数より小さいことが
好ましい。
【００６６】（２）結晶状態はアモルファスである。ダ
イヤモンド状炭素と、ダイヤモンドないしグラファイト
とは、例えば、ラマン分光法によって識別可能である。
図３にダイヤモンド状炭素（アモルファスカーボン）
（ａ）と、グラファイト（ｂ）と、ダイヤモンド（ｃ）
との典型的なスペクトルを示す。図３に示したように、
ダイヤモンド（ｃ）は１３３２ｃｍ-1（ｓｐ3 Ｃ−Ｃ由
来）、グラファイト（ｂ）は１５８０ｃｍ-1（ｓｐ2 Ｃ
−Ｃ由来）にそれぞれ鋭いピークを示すのに対して、ダ
イヤモンド状炭素（ｃ）は１３６０ｃｍ-1と１６００ｃ
ｍ-1とにブロードなピークを示す。
イヤモンド状炭素と、ダイヤモンドないしグラファイト
とは、例えば、ラマン分光法によって識別可能である。
図３にダイヤモンド状炭素（アモルファスカーボン）
（ａ）と、グラファイト（ｂ）と、ダイヤモンド（ｃ）
との典型的なスペクトルを示す。図３に示したように、
ダイヤモンド（ｃ）は１３３２ｃｍ-1（ｓｐ3 Ｃ−Ｃ由
来）、グラファイト（ｂ）は１５８０ｃｍ-1（ｓｐ2 Ｃ
−Ｃ由来）にそれぞれ鋭いピークを示すのに対して、ダ
イヤモンド状炭素（ｃ）は１３６０ｃｍ-1と１６００ｃ
ｍ-1とにブロードなピークを示す。
【００６７】（３）一般の金属に比べて、高い硬度を有
する。本発明で用いるダイヤモンド状炭素は、ビッカー
ス硬さＨｖ（Vickers hardness）が１, ０００〜５, ０
００程度であることが好ましい（ダイヤモンドは、通常
１０, ０００程度のビッカース硬さＨｖを有する）。
する。本発明で用いるダイヤモンド状炭素は、ビッカー
ス硬さＨｖ（Vickers hardness）が１, ０００〜５, ０
００程度であることが好ましい（ダイヤモンドは、通常
１０, ０００程度のビッカース硬さＨｖを有する）。
【００６８】（４）電気的には絶縁体である。
【００６９】上記したような性質を有するダイヤモンド
状炭素膜は、ダイヤモンドの合成と同様にプラズマＣＶ
Ｄ、イオンビーム蒸着法、スパッタリング等の気相プロ
セスに従って作成することが可能である。より具体的に
は例えば、ダイヤモンド状炭素は、ダイヤモンド形成と
同様のＣＶＤ条件で、基板温度を下げる（例えば、基板
温度１００℃程度）ことにより得ることができる（ダイ
ヤモンド状炭素の詳細については、例えば、平木昭夫・
川原田洋、「炭素」、１９８７（No. １２８）、４１頁
（日本炭素学会）を参照することができる）。
状炭素膜は、ダイヤモンドの合成と同様にプラズマＣＶ
Ｄ、イオンビーム蒸着法、スパッタリング等の気相プロ
セスに従って作成することが可能である。より具体的に
は例えば、ダイヤモンド状炭素は、ダイヤモンド形成と
同様のＣＶＤ条件で、基板温度を下げる（例えば、基板
温度１００℃程度）ことにより得ることができる（ダイ
ヤモンド状炭素の詳細については、例えば、平木昭夫・
川原田洋、「炭素」、１９８７（No. １２８）、４１頁
（日本炭素学会）を参照することができる）。
【００７０】以下、実施例により本発明を更に具体的に
説明する。
説明する。
【００７１】
【実施例】実施例１ （１００）、（１１０）、（１１１）の面方位を有する
Ｉａタイプ天然ダイヤモンド、及びＩｂタイプ高圧合成
ダイヤモンド上に、Ａｌを用いて櫛形電極（厚さ４００
Å、平面形状：図２のダブル電極）を形成し、更に該櫛
型電極の上に、ＺｎＯ膜（厚さ：１×１０4 Å）をＲＦ
マグネトロン・スパッタリングで形成して、図４の模式
断面図に示すような構成の表面弾性波素子を得た。
Ｉａタイプ天然ダイヤモンド、及びＩｂタイプ高圧合成
ダイヤモンド上に、Ａｌを用いて櫛形電極（厚さ４００
Å、平面形状：図２のダブル電極）を形成し、更に該櫛
型電極の上に、ＺｎＯ膜（厚さ：１×１０4 Å）をＲＦ
マグネトロン・スパッタリングで形成して、図４の模式
断面図に示すような構成の表面弾性波素子を得た。
【００７２】 ＜ＲＦマグネトロン・スパッタリング条件＞ 圧力 ０．０１Ｔｏｒｒ 基板温度 ２５０℃ Ａｒ：Ｏ2 ５０：５０ ＲＦパワー ２００Ｗ 膜厚 １μｍ ターゲット ＺｎＯ焼結体 このようにして形成されたＺｎＯ膜について、Ｘ線回析
装置でそのｃ軸配向性を調べ、（００１）方向のロッキ
ングカーブの標準偏差σ値を、該ＺｎＯ膜の膜質評価基
準とした（σ値は、小さい程良好な配向性を示す）。い
ずれの膜もｃ軸以外の配向性は観測されなかった。
装置でそのｃ軸配向性を調べ、（００１）方向のロッキ
ングカーブの標準偏差σ値を、該ＺｎＯ膜の膜質評価基
準とした（σ値は、小さい程良好な配向性を示す）。い
ずれの膜もｃ軸以外の配向性は観測されなかった。
【００７３】得られた表面弾性波素子の評価は、入出力
電極間距離の異なる３種類の櫛形電極を形成し、ネット
ワークアナライザ（横河ヒューレットパッカード（ＹＨ
Ｐ）製、８７１９Ａ）を用いた動作特性に基づき、伝搬
損失の評価を行った。この際の測定パラメータは、伝搬
特性：Ｓ２１の挿入損失（ＩＬ）と、反射特性：Ｓ１
１、Ｓ１２から変換損失（ＴＬ１）、（ＴＬ２）を計算
により求め、この電極構造で本質的に得られる双方向損
失６（ｄＢ）から、伝搬損失ＰＬ（ｄＢ）＝ＩＬ−ＴＬ
１−ＴＬ２−６として求めた。
電極間距離の異なる３種類の櫛形電極を形成し、ネット
ワークアナライザ（横河ヒューレットパッカード（ＹＨ
Ｐ）製、８７１９Ａ）を用いた動作特性に基づき、伝搬
損失の評価を行った。この際の測定パラメータは、伝搬
特性：Ｓ２１の挿入損失（ＩＬ）と、反射特性：Ｓ１
１、Ｓ１２から変換損失（ＴＬ１）、（ＴＬ２）を計算
により求め、この電極構造で本質的に得られる双方向損
失６（ｄＢ）から、伝搬損失ＰＬ（ｄＢ）＝ＩＬ−ＴＬ
１−ＴＬ２−６として求めた。
【００７４】電極のパラメータ（図１および図５参照）
は、以下の通りであった。
は、以下の通りであった。
【００７５】電極：４０対 タブル電極、正規型 電極幅： １．２５μｍ（中心周波数：１ＧＨｚ） 電極交差幅：５０×波長（波長は電極幅の８倍） 入出力電極中心間距離：５０×波長、８０×波長、１１
０×波長 上記伝搬損失の評価を行った後、Ａｌを用いてＺｎＯ膜
上に短絡用電極（膜厚：５００Å）を形成して、図６に
示すような構成の表面弾性波素子を作製した。このよう
にして作製した表面弾性波素子についても、上記と同様
にして伝搬損失を測定した。
０×波長 上記伝搬損失の評価を行った後、Ａｌを用いてＺｎＯ膜
上に短絡用電極（膜厚：５００Å）を形成して、図６に
示すような構成の表面弾性波素子を作製した。このよう
にして作製した表面弾性波素子についても、上記と同様
にして伝搬損失を測定した。
【００７６】上記伝搬損失の評価結果を、下記表１に示
す。
す。
【００７７】
【表１】 実施例２ 天然Ｉａダイヤモンド基板、及び高圧Ｉｂダイヤモンド
基板の（１００）、（１１０）、（１１１）単結晶基
板、およびＳｉ（１００）面、β−ＳｉＣ（１１１）面
上に、ダイヤモンド薄膜をエピタキシャル成長させた
後、ＺｎＯ膜（厚さ１００００Å）を形成した。ＺｎＯ
膜の成膜条件としては、実施例１と同様の条件を用い
た。
基板の（１００）、（１１０）、（１１１）単結晶基
板、およびＳｉ（１００）面、β−ＳｉＣ（１１１）面
上に、ダイヤモンド薄膜をエピタキシャル成長させた
後、ＺｎＯ膜（厚さ１００００Å）を形成した。ＺｎＯ
膜の成膜条件としては、実施例１と同様の条件を用い
た。
【００７８】該ＺｎＯ膜の上に櫛形電極（厚さ５００
Å）を形成して、図７の構成を有する表面弾性波素子を
作製し、その伝搬損失を測定した。
Å）を形成して、図７の構成を有する表面弾性波素子を
作製し、その伝搬損失を測定した。
【００７９】伝搬損失測定後、上記表面弾性波素子上
に、更にＳｉＯ2 膜（厚さ３００Å）を形成して、図８
の構成を有する表面弾性波素子を作製し、その伝搬損失
を測定した。この際、該ＳｉＯ2 形成前後の温度係数の
測定を行ったところ、以下の結果が得られた。
に、更にＳｉＯ2 膜（厚さ３００Å）を形成して、図８
の構成を有する表面弾性波素子を作製し、その伝搬損失
を測定した。この際、該ＳｉＯ2 形成前後の温度係数の
測定を行ったところ、以下の結果が得られた。
【００８０】 ＜温度係数＞ ＳｉＯ2 形成前 −４０〜−５０（ｐｐｍ／℃） ＳｉＯ2 形成後 −１０〜１０（ｐｐｍ／℃） 伝搬損失測定後、上記表面弾性波素子の上に、更にＡｌ
を用いて短絡用電極（厚さ５００Å）を形成して、図９
の構成を有する表面弾性波素子を作製し、その伝搬損失
を測定した。
を用いて短絡用電極（厚さ５００Å）を形成して、図９
の構成を有する表面弾性波素子を作製し、その伝搬損失
を測定した。
【００８１】 ＜ダイヤモンドのエピタキシャル膜の形成条件＞ マイクロ波プラズマＣＶＤ （１００）、（１１０） パワー３００ｗ 圧力３０〜４０Ｔｏｒｒ ＣＨ4 ／Ｈ2 ＝１〜６％（流量比、以下同様） （１１１） ＣＨ4 ／Ｈ2 ＝１〜２％ ＜Ｓｉ、ＳｉＣ上のヘテロエピタキシャル条件＞ マイクロ波プラズマＣＶＤ法 マイクロ波パワー：９００Ｗ 圧力：１０〜３ｍＴｏｒｒ ＣＨ4 ／Ｈ2 ＝５／９９．５ 基板温度：８００℃ （基板側に、−１５０ｖのＤＣバイアスを印加した。） ＜伝搬損失の評価＞実施例１と同様の条件で行った。
【００８２】＜ＳｉＯ2 の形成条件＞ ＲＦマグネトロンスパッタリング Ａｒ：Ｏ2 ＝１：１（圧力０．０２Ｔｏｒｒ） ＲＦパワー：２００ｗ、 ＳｉＯ2 ターゲット、 膜厚：０．３μｍ 上記伝搬損失の評価結果を、下記表２に示す。
【００８３】
【表２】 実施例３ （１００）単結晶Ｓｉ基板を熱フィラメントＣＶＤ装置
にセットし、１０-6Ｔｏｒｒ以下に排気した後、反応室
内にＣＨ4 ガスおよびＨ2 ガス（ＣＨ4 ／Ｈ2＝１〜８
％）を導入した。反応室内の圧力を１００〜２００Ｔｏ
ｒｒとし、フィラメント温度を２１００℃に設定し、フ
ィラメント−基板間距離を調整して、基材表面温度を９
５０℃に設定して、ダイヤモンド膜を得た。
にセットし、１０-6Ｔｏｒｒ以下に排気した後、反応室
内にＣＨ4 ガスおよびＨ2 ガス（ＣＨ4 ／Ｈ2＝１〜８
％）を導入した。反応室内の圧力を１００〜２００Ｔｏ
ｒｒとし、フィラメント温度を２１００℃に設定し、フ
ィラメント−基板間距離を調整して、基材表面温度を９
５０℃に設定して、ダイヤモンド膜を得た。
【００８４】このようにして得られたダイヤモンド膜を
Ｘ線回析装置を用いて評価を行ったところ、多結晶であ
り、（１００）、（１１０）、（１１１）の各面方位が
観測された。反応室内のガス組成比、圧力を同時に変化
させることにより、（１１１）面、あるいは、（２２
０）面の強度比を変化させた７種類の多結晶タイヤモン
ド膜を形成することができた。Ｘ線回析では、各面によ
りピーク強度が異なるため、（１１１）面のピーク強度
を１００として、規格化した。
Ｘ線回析装置を用いて評価を行ったところ、多結晶であ
り、（１００）、（１１０）、（１１１）の各面方位が
観測された。反応室内のガス組成比、圧力を同時に変化
させることにより、（１１１）面、あるいは、（２２
０）面の強度比を変化させた７種類の多結晶タイヤモン
ド膜を形成することができた。Ｘ線回析では、各面によ
りピーク強度が異なるため、（１１１）面のピーク強度
を１００として、規格化した。
【００８５】このようにして得られたダイヤモンド基板
を研磨し、その上に、櫛形電極（厚さ５００Å）、Ｚｎ
Ｏ膜（厚さ１００００Å）をこの順番で積層して、図１
０に示す構成を有する表面弾性波素子を得た。ＺｎＯ膜
の成膜条件は以下の通りであった。
を研磨し、その上に、櫛形電極（厚さ５００Å）、Ｚｎ
Ｏ膜（厚さ１００００Å）をこの順番で積層して、図１
０に示す構成を有する表面弾性波素子を得た。ＺｎＯ膜
の成膜条件は以下の通りであった。
【００８６】ＤＣプレーナーマグネトロンスパッタ ターゲット：Ｚｎ Ｏ2 ガス 圧力：０．２Ｔｏｒｒ 基板温度：３００℃ 表面弾性波素子としての評価は、上記櫛型電極として、
電極間隔の異なる種類の櫛形電極を形成し、伝搬損失の
評価を行った。伝搬損失は、実施例１と同様にして評価
した。
電極間隔の異なる種類の櫛形電極を形成し、伝搬損失の
評価を行った。伝搬損失は、実施例１と同様にして評価
した。
【００８７】上記伝搬損失の評価結果を、下記表３に示
す。
す。
【００８８】
【表３】 実施例４ 実施例３と同じ条件でダイヤモンド薄膜を形成し、表面
を研磨した後、櫛形電極（厚さ５００Å）を形成し、更
にその上にＺｎＯ膜（厚さ１００００Å）を成膜して、
図１０に示す構成を有する表面弾性波素子を作製した。
を研磨した後、櫛形電極（厚さ５００Å）を形成し、更
にその上にＺｎＯ膜（厚さ１００００Å）を成膜して、
図１０に示す構成を有する表面弾性波素子を作製した。
【００８９】ＺｎＯ膜の成膜条件は以下の通りであっ
た。
た。
【００９０】ＲＦプレーナーマグネトロンスパッタ ターゲット：ＺｎＯ Ａｒ＋Ｏ2 ガス（１：１） 圧力：０．０２Ｔｏｒｒ 基板温度：３００℃ 上記ＺｎＯ膜の形成後、実施例１と同様にして、表面弾
性波素子の伝搬損失を評価した。
性波素子の伝搬損失を評価した。
【００９１】上記伝搬損失の測定後、前記ＺｎＯ膜上に
Ａｌを用いて短絡用電極（厚さ５００Å）を形成して、
図１１に示す構成を有する表面弾性波素子を作製し、そ
の伝搬損失を測定した。
Ａｌを用いて短絡用電極（厚さ５００Å）を形成して、
図１１に示す構成を有する表面弾性波素子を作製し、そ
の伝搬損失を測定した。
【００９２】伝搬損失を測定した後、その表面にプラズ
マＣＶＤ法を用いて、ダイヤモンド状炭素膜（厚さ４０
０Å）を形成して、図１２に示す構成を有する表面弾性
波素子を作製し、その伝搬損失を測定した。
マＣＶＤ法を用いて、ダイヤモンド状炭素膜（厚さ４０
０Å）を形成して、図１２に示す構成を有する表面弾性
波素子を作製し、その伝搬損失を測定した。
【００９３】このダイヤモンド状炭素膜は、反応室内に
メタンガスを約５ｓｃｃｍで導入し、反応室内の圧力を
約０．００２Ｔｏｒｒに維持し、基板温度を２５℃に設
定して、電力密度２Ｗ／ｃｍ2 で放電してプラズマ状態
とし、約０．５時間で、厚さ４００Åのダイヤモンド状
炭素膜層を形成した。
メタンガスを約５ｓｃｃｍで導入し、反応室内の圧力を
約０．００２Ｔｏｒｒに維持し、基板温度を２５℃に設
定して、電力密度２Ｗ／ｃｍ2 で放電してプラズマ状態
とし、約０．５時間で、厚さ４００Åのダイヤモンド状
炭素膜層を形成した。
【００９４】ネットワークアナライザを用いて、ダイヤ
モンド状炭素膜形成前後の、電気機械結合係数を評価し
たところ、以下の結果が得られた。
モンド状炭素膜形成前後の、電気機械結合係数を評価し
たところ、以下の結果が得られた。
【００９５】 上記伝搬損失の評価結果を、下記表４に示す。
【００９６】
【表４】 実施例５ （１００）、（１１０）、（１１１）面方位を有するＩ
ａタイプ天然ダイヤモンド、及びＩｂタイプ高圧合成ダ
イヤモンド上にＡｌ膜（厚さ５００Å）を形成し、フォ
トリソグラフィーを用いて、櫛形電極と反転したパター
ンを形成し、これをマスクとした。
ａタイプ天然ダイヤモンド、及びＩｂタイプ高圧合成ダ
イヤモンド上にＡｌ膜（厚さ５００Å）を形成し、フォ
トリソグラフィーを用いて、櫛形電極と反転したパター
ンを形成し、これをマスクとした。
【００９７】この基板をイオン注入装置にセットし、Ｂ
（ホウ素）イオンを注入した。Ｂイオンは、加速電圧１
２０ｋｅＶで、４．５×１０20ｃｍ-2注入した。イオン
注入を行った後、マスクを剥離し、基板のアニールを行
って、Ｂイオンの注入により生じた導電性ダイヤモンド
部分を櫛型電極とした。更に、該櫛型電極上にＺｎＯ膜
（厚さ：約１×１０4 Å）をＲＦマグネトロンスパッタ
で形成して、図１３に示す構成を有する表面弾性波素子
を作製し、その伝搬損失を測定した。伝搬損失は、実施
例１と同様に行った。
（ホウ素）イオンを注入した。Ｂイオンは、加速電圧１
２０ｋｅＶで、４．５×１０20ｃｍ-2注入した。イオン
注入を行った後、マスクを剥離し、基板のアニールを行
って、Ｂイオンの注入により生じた導電性ダイヤモンド
部分を櫛型電極とした。更に、該櫛型電極上にＺｎＯ膜
（厚さ：約１×１０4 Å）をＲＦマグネトロンスパッタ
で形成して、図１３に示す構成を有する表面弾性波素子
を作製し、その伝搬損失を測定した。伝搬損失は、実施
例１と同様に行った。
【００９８】＜ＲＦマグネトロンスパッタ条件＞ 圧力： ０．０１Ｔｏｒｒ 基板温度： ２５０℃ Ａｒ：Ｏ2 ５０：５０ ＲＦパワー： ２００Ｗ ＺｎＯ膜厚： 約１μｍ ターゲット： ＺｎＯ焼結体 伝搬損失測定後、更にダイヤモンド薄膜（厚さ３０００
Å）を形成して、図１４に示す構成を有する表面弾性波
素子を作製し、その伝搬損失を評価した。
Å）を形成して、図１４に示す構成を有する表面弾性波
素子を作製し、その伝搬損失を評価した。
【００９９】＜ダイヤモンド薄膜形成条件＞ 装置：マイクロ波プラズマＣＶＤ装置 マイクロ波パワー：３５０Ｗ 反応ガス：ＣＨ4 ：Ｏ2 ：Ｈ2 ＝０．５：１：９８．５ 反応圧力：３０Ｔｏｒｒ 成膜温度：５００℃ 膜厚：０．３μｍ 上記伝搬損失の評価結果を、下記表５に示す。
【０１００】
【表５】 実施例６ （１００）、（１１０）、（１１１）面を有するＩｂタ
イプ高圧単結晶ダイヤモンドを用意し、該ダイヤモンド
上にＡｌ膜（厚さ５００Å）を蒸着（ダイヤエッチング
用のマスク）し、該Ａｌ膜上にレジストを塗布した後、
フォトリソグラフィー技術を用いて櫛形電極の反転パタ
ーンを形成した。次いで、５％水酸化ナトリウム水溶液
（他のアルカリ溶液でも可）を用いて該Ａｌをエッチン
グ（剥離）した後、レジストを落として、櫛型電極の反
転パターンを形成した。
イプ高圧単結晶ダイヤモンドを用意し、該ダイヤモンド
上にＡｌ膜（厚さ５００Å）を蒸着（ダイヤエッチング
用のマスク）し、該Ａｌ膜上にレジストを塗布した後、
フォトリソグラフィー技術を用いて櫛形電極の反転パタ
ーンを形成した。次いで、５％水酸化ナトリウム水溶液
（他のアルカリ溶液でも可）を用いて該Ａｌをエッチン
グ（剥離）した後、レジストを落として、櫛型電極の反
転パターンを形成した。
【０１０１】これを、ＲＩＥ（リアクティブイイオンエ
ッチング）装置にセットし、ダイヤモンド表面のエッチ
ングを行い、櫛型電極形状に溝を形成した。エッチング
した深さは、５００Åであった。
ッチング）装置にセットし、ダイヤモンド表面のエッチ
ングを行い、櫛型電極形状に溝を形成した。エッチング
した深さは、５００Åであった。
【０１０２】＜ＲＩＥの条件＞ Ａｒ：Ｏ2 ＝９０：１０ ＲＦパワー：２００ｗ 圧力：０．０１Ｔｏｒｒ 上記ＲＩＥの後、Ａｌ膜を除去し、Ａｌマスクと同じ位
置に、櫛型電極の反転パターンをレジストで形成した。
次いで、Ａｌを蒸着（５００Å）した後、レジストを除
去して埋め込み型電極を形成した（リフトオフ法）。
置に、櫛型電極の反転パターンをレジストで形成した。
次いで、Ａｌを蒸着（５００Å）した後、レジストを除
去して埋め込み型電極を形成した（リフトオフ法）。
【０１０３】これを基板として、その上にＺｎＯ膜（厚
さ１００００Å）を形成して、図１５に示す構成を有す
る表面弾性波素子を作製し、その伝搬損失を測定した。
さ１００００Å）を形成して、図１５に示す構成を有す
る表面弾性波素子を作製し、その伝搬損失を測定した。
【０１０４】上記伝搬損失測定後、上記ＺｎＯ膜上にＳ
ｉＯ2 膜（厚さ３０００Å）を形成して、図１６に示す
構成を有する表面弾性波素子を作製し、その伝搬損失を
測定した。
ｉＯ2 膜（厚さ３０００Å）を形成して、図１６に示す
構成を有する表面弾性波素子を作製し、その伝搬損失を
測定した。
【０１０５】上記伝搬損失測定後、上記ＳｉＯ2 膜上
に、イオンプレーテイング法を用いて更にＡｌ短絡用電
極（厚さ５００Å）を形成して、図１７に示す構成を有
する表面弾性波素子を作製し、その伝搬損失を測定し
た。
に、イオンプレーテイング法を用いて更にＡｌ短絡用電
極（厚さ５００Å）を形成して、図１７に示す構成を有
する表面弾性波素子を作製し、その伝搬損失を測定し
た。
【０１０６】上記で用いたＺｎＯ膜、ＳｉＯ2 膜の形成
条件は以下の通りであった。
条件は以下の通りであった。
【０１０７】＜ＺｎＯ膜＞ ＲＦマグネトロンスパッタ ガス：Ａｒ：Ｏ2 （４０：６０） 圧力：０．０１Ｔｏｒｒ ＲＦパワー：２００ｗ 基板温度：２５０℃ ターゲット：ＺｎＯ焼結体 ＜ＳｉＯ2 膜＞ ＲＥマグネトロンスパッタ ガス：Ａｒ：Ｏ2 （１：１） 圧力：０．０１Ｔｏｒｒ ＲＦパワー：２５０ｗ ターゲット：ＳｉＯ2 膜厚：０．３μｍ 上記伝搬損失の評価結果を、下記表６に示す。
【０１０８】
【表６】 実施例７ （１００）、（１１０）、（１１１）面を有する高圧合
成単結晶ダイヤモンド上に、Ａｌ電極を１０００Åの厚
さで形成し、実施例１の電極パターンにより櫛型電極を
形成した後、該櫛型電極上にＺｎＯ薄膜（厚さ７０００
Å）を形成して、表面弾性波素子を作製した。ＺｎＯ薄
膜の形成条件は、以下の通りであった。
成単結晶ダイヤモンド上に、Ａｌ電極を１０００Åの厚
さで形成し、実施例１の電極パターンにより櫛型電極を
形成した後、該櫛型電極上にＺｎＯ薄膜（厚さ７０００
Å）を形成して、表面弾性波素子を作製した。ＺｎＯ薄
膜の形成条件は、以下の通りであった。
【０１０９】ＲＦマグネトロンスパッタ ガス：Ａｒ：Ｏ2 （１：１） 圧力：０．０１Ｔｏｒｒ 基板温度：３００℃ 膜厚：０．７μｍ 更に、比較のために、（１００）、（１１０）、（１１
１）面を有する高圧合成単結晶ダイヤモンド基板上に、
実施例６と同様の方法で埋め込み型の櫛型電極を１００
０Åの厚さで形成した後、ＺｎＯ膜（厚さ７０００Å）
を成膜して、表面弾性波素子を作製し、その伝搬損失を
測定したところ、以下の結果が得られた。
１）面を有する高圧合成単結晶ダイヤモンド基板上に、
実施例６と同様の方法で埋め込み型の櫛型電極を１００
０Åの厚さで形成した後、ＺｎＯ膜（厚さ７０００Å）
を成膜して、表面弾性波素子を作製し、その伝搬損失を
測定したところ、以下の結果が得られた。
【０１１０】 ＜基板＞ ＜電極＞ ＜伝搬損失（ｄＢ／ｃｍ）＞ （１００） 電極付加型 ９１ （１１０） 電極付加型 ８９ （１１１） 電極付加型 ７８ （１００） 埋め込み型 ９０ （１１０） 埋め込み型 ８４ （１１１） 埋め込み型 ６９実施例８ （１００）多結晶Ｓｉ基板をプラズマＣＶＤ装置にセッ
トし、１０-6Ｔｏｒｒ以下に排気した後、反応室内にＣ
Ｈ4 およびＨ2 ガス（ＣＨ4 ／Ｈ2 ＝１〜８％）を導入
した。反応室内の圧力を１００〜２００Ｔｏｒｒとし、
基板温度を９５０℃に設定した。得られたダイヤモンド
膜をＸ線回析装置を用いて評価したところ、多結晶であ
り、（１００）、（１１０）、（１１１）の各面方位が
観測された。上記した反応室内のガス組成比、圧力を同
時に変化させることにより、（１１１）面、あるいは
（２２０）面の強度比を変化させた多結晶ダイヤモンド
膜を形成することができた。Ｘ線回析では、各面により
ピーク強度が異なるため、（１１１）面のピーク強度を
１００として、規格化した。
トし、１０-6Ｔｏｒｒ以下に排気した後、反応室内にＣ
Ｈ4 およびＨ2 ガス（ＣＨ4 ／Ｈ2 ＝１〜８％）を導入
した。反応室内の圧力を１００〜２００Ｔｏｒｒとし、
基板温度を９５０℃に設定した。得られたダイヤモンド
膜をＸ線回析装置を用いて評価したところ、多結晶であ
り、（１００）、（１１０）、（１１１）の各面方位が
観測された。上記した反応室内のガス組成比、圧力を同
時に変化させることにより、（１１１）面、あるいは
（２２０）面の強度比を変化させた多結晶ダイヤモンド
膜を形成することができた。Ｘ線回析では、各面により
ピーク強度が異なるため、（１１１）面のピーク強度を
１００として、規格化した。
【０１１１】このようにして得られた基板を、各条件で
２種類準備した。それぞれ表面を研磨し、該基板の上に
短絡用電極（厚さ５００Å）を形成し、該短絡用電極の
上にＺｎＯ膜（厚さ１００００Å）を積層した。
２種類準備した。それぞれ表面を研磨し、該基板の上に
短絡用電極（厚さ５００Å）を形成し、該短絡用電極の
上にＺｎＯ膜（厚さ１００００Å）を積層した。
【０１１２】上記で得た２種類の基板のうち、一方は上
記ＺｎＯ膜の上に櫛形電極を形成して、図１８に示す構
成の表面弾性波素子を作製し、その伝搬損失を評価し
た。伝搬損失の評価は、実施例１と同様に行った。
記ＺｎＯ膜の上に櫛形電極を形成して、図１８に示す構
成の表面弾性波素子を作製し、その伝搬損失を評価し
た。伝搬損失の評価は、実施例１と同様に行った。
【０１１３】また、上記ＺｎＯ膜の成膜条件は、以下の
通りであった。
通りであった。
【０１１４】ＤＣプレーナーマグネトロンスパッタ ターゲット：Ｚｎ Ｏ2 ガス 圧力：０．２Ｔｏｒｒ 基板温度：３００℃ 伝搬損失測定後、上記櫛型電極の上にダイヤモンド状炭
素膜（厚さ４００Å）を形成して、図１９に示す構成の
表面弾性波素子を作製し、その伝搬損失を測定した。
素膜（厚さ４００Å）を形成して、図１９に示す構成の
表面弾性波素子を作製し、その伝搬損失を測定した。
【０１１５】上記で得た２種類の基板のうちの他方は、
上記ＺｎＯ膜上に、ダイヤモンド状炭素膜（厚さ４００
Å）を先に形成し、該ダイヤモンド状炭素膜の上に櫛形
電極（厚さ５００Å）を形成して、図２０に示す構成の
表面弾性波素子を作製した。このようにして得たサンプ
ルについても、同様に伝搬損失を測定した。上記ダイヤ
モンド状炭素膜形成の際の成膜条件は、実施例４と同様
とした。
上記ＺｎＯ膜上に、ダイヤモンド状炭素膜（厚さ４００
Å）を先に形成し、該ダイヤモンド状炭素膜の上に櫛形
電極（厚さ５００Å）を形成して、図２０に示す構成の
表面弾性波素子を作製した。このようにして得たサンプ
ルについても、同様に伝搬損失を測定した。上記ダイヤ
モンド状炭素膜形成の際の成膜条件は、実施例４と同様
とした。
【０１１６】上記伝搬損失の評価結果を、下記表７に示
す。
す。
【０１１７】
【表７】 実施例９ 高圧Ｉｂ（１００）、（１１０）、（１１１）ダイヤモ
ンド単結晶基板上にダイヤモンド薄膜（厚さ１０μｍ、
１×１０5 Å）をエピタキシャル成長させ、表面を研磨
し平坦にした後、該ダイヤモンド薄膜の上にＺｎＯ膜
（厚さ１００００Å）を形成して、上記した各面方位
（３種類）毎に、それぞれ３枚の基板を作製した。この
ダイヤモンドのエピタキシャル成長の条件、およびＺｎ
Ｏ膜の成膜条件は実施例２と同様とした。
ンド単結晶基板上にダイヤモンド薄膜（厚さ１０μｍ、
１×１０5 Å）をエピタキシャル成長させ、表面を研磨
し平坦にした後、該ダイヤモンド薄膜の上にＺｎＯ膜
（厚さ１００００Å）を形成して、上記した各面方位
（３種類）毎に、それぞれ３枚の基板を作製した。この
ダイヤモンドのエピタキシャル成長の条件、およびＺｎ
Ｏ膜の成膜条件は実施例２と同様とした。
【０１１８】このようにして得た３枚の基板のうち、１
枚は上記ＺｎＯ膜の上に櫛形電極（厚さ５００Å）、Ｓ
ｉＯ2 膜（厚さ３０００Å）、および短絡電極（厚さ５
００Å）をこの順番で形成して、図２１に示す構成の表
面弾性波素子を作製した。他の１枚については、上記Ｚ
ｎＯ膜の上に、ＳｉＯ2 膜、櫛形電極の順で形成して、
図２２に示す構成の表面弾性波素子を作製した。残りの
１枚については、上記ＺｎＯ膜の上に、短絡用電極、Ｓ
ｉＯ2 膜、櫛形電極の順に形成して、図２３に示す構成
の表面弾性波素子を作製した。
枚は上記ＺｎＯ膜の上に櫛形電極（厚さ５００Å）、Ｓ
ｉＯ2 膜（厚さ３０００Å）、および短絡電極（厚さ５
００Å）をこの順番で形成して、図２１に示す構成の表
面弾性波素子を作製した。他の１枚については、上記Ｚ
ｎＯ膜の上に、ＳｉＯ2 膜、櫛形電極の順で形成して、
図２２に示す構成の表面弾性波素子を作製した。残りの
１枚については、上記ＺｎＯ膜の上に、短絡用電極、Ｓ
ｉＯ2 膜、櫛形電極の順に形成して、図２３に示す構成
の表面弾性波素子を作製した。
【０１１９】上記のようにして得た（基板３種類）×
（積層構造３種類）＝９種類の表面弾性波素子（サンプ
ル）について、それらの伝搬損失を測定した。
（積層構造３種類）＝９種類の表面弾性波素子（サンプ
ル）について、それらの伝搬損失を測定した。
【０１２０】この表面弾性波素子作製の際、ＳｉＯ2 膜
の形成条件は、実施例６と同様とした。作製したサンプ
ルの伝搬損失は、実施例１と同様にして測定した。
の形成条件は、実施例６と同様とした。作製したサンプ
ルの伝搬損失は、実施例１と同様にして測定した。
【０１２１】上記伝搬損失の評価結果を、下記表８に示
す。
す。
【０１２２】
【表８】 実施例１０ （１１１）単結晶ダイヤモンド上に、ＺｎＯ膜（厚さ７
０００Å）をエピタキシャル成長させて、本発明の配向
性材料を得た。
０００Å）をエピタキシャル成長させて、本発明の配向
性材料を得た。
【０１２３】＜ＺｎＯ膜のエピタキシャル成膜条件＞ ＲＦマグネトロンスパッタ装置 Ａｒ：Ｏ2 ＝６０：４０ ガス圧力：０．０２Ｔｏｒｒ ＲＦパワー：５０〜１００Ｗ 基板温度：２６０℃ 膜厚：０．７μｍ このようにして得たＺｎＯ膜をＲＨＥＥＤ（反射高速電
子線回折）により分析したところ、図２４（［１１２-
０］方向）および図２５（［１０１- ０］方向）に示す
写真（複製物として示す）が得られた。
子線回折）により分析したところ、図２４（［１１２-
０］方向）および図２５（［１０１- ０］方向）に示す
写真（複製物として示す）が得られた。
【０１２４】ここで用いたＲＨＥＥＤとは、電子線回折
の一手法であって、物質の表面で散乱されて生ずる電子
線回折図形を、後方の蛍光板で観察する方法である。
の一手法であって、物質の表面で散乱されて生ずる電子
線回折図形を、後方の蛍光板で観察する方法である。
【０１２５】本実施例で用いたＲＨＥＥＤにおいては、
電子線を試料に水平に入射させているため、上記したＺ
ｎＯのｃ軸配向膜では、図２６（および図２８）の模式
斜視図に示すように（００１）面に水平に入射されるこ
ととなる。
電子線を試料に水平に入射させているため、上記したＺ
ｎＯのｃ軸配向膜では、図２６（および図２８）の模式
斜視図に示すように（００１）面に水平に入射されるこ
ととなる。
【０１２６】ＺｎＯ結晶の（００１）面（又は、（００
２）面）の原子配列を図２７、図２９および図３０の模
式平面図に示す。図２７を参照して、の位置から観測
した場合と、の位置から観測した場合とでは、結晶を
構成する原子間の距離が異なるが、の位置から観測す
ると、上記の位置から観測した場合と同一の原子間距
離となる。したがって、単結晶のＲＨＥＥＤ分析の場合
には、（［１１２-０］方向）と（［１０１- ０］
方向）の２方向から観測すれば充分なことがわかる（単
結晶では、との２方向以外の原子間距離は生じな
い）。
２）面）の原子配列を図２７、図２９および図３０の模
式平面図に示す。図２７を参照して、の位置から観測
した場合と、の位置から観測した場合とでは、結晶を
構成する原子間の距離が異なるが、の位置から観測す
ると、上記の位置から観測した場合と同一の原子間距
離となる。したがって、単結晶のＲＨＥＥＤ分析の場合
には、（［１１２-０］方向）と（［１０１- ０］
方向）の２方向から観測すれば充分なことがわかる（単
結晶では、との２方向以外の原子間距離は生じな
い）。
【０１２７】なお、上記図２９は、ＺｎＯの（０００
１）面を上から見た図であるが、上からの投影図である
ため、（０００１）面のみの情報が現れているわけでは
ない。
１）面を上から見た図であるが、上からの投影図である
ため、（０００１）面のみの情報が現れているわけでは
ない。
【０１２８】
【発明の効果】上述したように本発明においては、（１
１１）配向性を有するダイヤモンド（単結晶、又は多結
晶）の面に、圧電体としての機能を有するＺｎＯ膜等を
成膜しているため、他の配向性の面上に同じ材料を成膜
した場合と比較して、より高いｃ軸配向性が得られる。
１１）配向性を有するダイヤモンド（単結晶、又は多結
晶）の面に、圧電体としての機能を有するＺｎＯ膜等を
成膜しているため、他の配向性の面上に同じ材料を成膜
した場合と比較して、より高いｃ軸配向性が得られる。
【０１２９】本発明によれば、更に、このような高い配
向性に基づき、良好な結晶性が得られ、しかも成膜され
たＺｎＯ膜等の表面凹凸を低減することが可能となるた
め、種々のデバイス形成時の要素として好適に使用可能
な配向性材料ないし配向性基板が提供される。
向性に基づき、良好な結晶性が得られ、しかも成膜され
たＺｎＯ膜等の表面凹凸を低減することが可能となるた
め、種々のデバイス形成時の要素として好適に使用可能
な配向性材料ないし配向性基板が提供される。
【０１３０】このような配向性材料ないし配向性基板を
利用して、表面弾性波素子を構成した場合には、表面弾
性波の伝搬損失を効果的に低減しつつ動作可能な表面弾
性波素子が提供される。
利用して、表面弾性波素子を構成した場合には、表面弾
性波の伝搬損失を効果的に低減しつつ動作可能な表面弾
性波素子が提供される。
【図１】表面弾性波素子を構成する櫛型電極の平面形状
の一例（シングル電極）を示す模式平面図である。
の一例（シングル電極）を示す模式平面図である。
【図２】表面弾性波素子を構成する櫛型電極の平面形状
の一例（ダブル電極）を示す模式平面図である。
の一例（ダブル電極）を示す模式平面図である。
【図３】アモルファスカーボン（ダイヤモンド状炭素
膜）（ａ）、グラファイト（ｂ）、およびダイヤモンド
（ｃ）のラマンスペクトルの典型的な例を模式的に示す
グラフである。
膜）（ａ）、グラファイト（ｂ）、およびダイヤモンド
（ｃ）のラマンスペクトルの典型的な例を模式的に示す
グラフである。
【図４】単結晶ダイヤモンドの（１１１）配向性を有す
る面上に櫛型電極を形成した後、ＺｎＯ膜を形成した層
構成を有する表面弾性波素子を示す模式断面図である。
る面上に櫛型電極を形成した後、ＺｎＯ膜を形成した層
構成を有する表面弾性波素子を示す模式断面図である。
【図５】表面弾性波素子における波長λ、櫛型電極、お
よび入出力電極中心間距離の関係の一例を示す模式斜視
図である。
よび入出力電極中心間距離の関係の一例を示す模式斜視
図である。
【図６】図４の素子上に、更に短絡用電極を形成した層
構成を有する表面弾性波素子を示す模式断面図である。
構成を有する表面弾性波素子を示す模式断面図である。
【図７】単結晶ダイヤモンドの（１１１）配向性を有す
る面上にダイヤモンド・エピタキシャル層を形成し、Ｚ
ｎＯ膜を形成し、更に櫛型電極を形成した層構成を有す
る表面弾性波素子を示す模式断面図である。
る面上にダイヤモンド・エピタキシャル層を形成し、Ｚ
ｎＯ膜を形成し、更に櫛型電極を形成した層構成を有す
る表面弾性波素子を示す模式断面図である。
【図８】図７の素子上に、更にＳｉＯ2 膜を形成した層
構成を有する表面弾性波素子を示す模式断面図である。
構成を有する表面弾性波素子を示す模式断面図である。
【図９】図８の素子上に、更に短絡用電極を形成した層
構成を有する表面弾性波素子を示す模式断面図である。
構成を有する表面弾性波素子を示す模式断面図である。
【図１０】単結晶シリコン上に多結晶ダイヤモンド層を
形成し、該多結晶ダイヤモンド層の（１１１）配向性を
有する面上に櫛型電極を形成し、更にＺｎＯ膜を形成し
た層構成を有する表面弾性波素子を示す模式断面図であ
る。
形成し、該多結晶ダイヤモンド層の（１１１）配向性を
有する面上に櫛型電極を形成し、更にＺｎＯ膜を形成し
た層構成を有する表面弾性波素子を示す模式断面図であ
る。
【図１１】図１０の素子上に、更に短絡用電極を形成し
た層構成を有する表面弾性波素子を示す模式断面図であ
る。
た層構成を有する表面弾性波素子を示す模式断面図であ
る。
【図１２】図１１の素子上に、更にダイヤモンド状炭素
膜を形成した層構成を有する表面弾性波素子を示す模式
断面図である。
膜を形成した層構成を有する表面弾性波素子を示す模式
断面図である。
【図１３】単結晶ダイヤモンドの（１１１）配向性を有
する面上に導電性ダイヤモンドからなる櫛型電極（埋め
込みタイプ）を形成し、更にＺｎＯ膜を形成した層構成
を有する表面弾性波素子を示す模式断面図である。
する面上に導電性ダイヤモンドからなる櫛型電極（埋め
込みタイプ）を形成し、更にＺｎＯ膜を形成した層構成
を有する表面弾性波素子を示す模式断面図である。
【図１４】図１３の素子上に、更にダイヤモンド薄膜を
形成した層構成を有する表面弾性波素子を示す模式断面
図である。
形成した層構成を有する表面弾性波素子を示す模式断面
図である。
【図１５】単結晶ダイヤモンドの（１１１）配向性を有
する面上にＡｌ（アルミニウム）からなる櫛型電極（埋
め込みタイプ）を形成し、更にＺｎＯ膜を形成した層構
成を有する表面弾性波素子を示す模式断面図である。
する面上にＡｌ（アルミニウム）からなる櫛型電極（埋
め込みタイプ）を形成し、更にＺｎＯ膜を形成した層構
成を有する表面弾性波素子を示す模式断面図である。
【図１６】図１５の素子上に、更にＳｉＯ2 膜を形成し
た層構成を有する表面弾性波素子を示す模式断面図であ
る。
た層構成を有する表面弾性波素子を示す模式断面図であ
る。
【図１７】図１６の素子上に、更に短絡用電極を形成し
た層構成を有する表面弾性波素子を示す模式断面図であ
る。
た層構成を有する表面弾性波素子を示す模式断面図であ
る。
【図１８】多結晶シリコン上に多結晶ダイヤモンド層を
形成し、該多結晶ダイヤモンド層の（１１１）配向性を
有する面上に短絡用電極を形成し、ＺｎＯ膜を形成し、
更に櫛型電極を形成した層構成を有する表面弾性波素子
を示す模式断面図である。
形成し、該多結晶ダイヤモンド層の（１１１）配向性を
有する面上に短絡用電極を形成し、ＺｎＯ膜を形成し、
更に櫛型電極を形成した層構成を有する表面弾性波素子
を示す模式断面図である。
【図１９】図１８の素子上に、更にダイヤモンド状炭素
膜を形成した層構成を有する表面弾性波素子を示す模式
断面図である。
膜を形成した層構成を有する表面弾性波素子を示す模式
断面図である。
【図２０】多結晶シリコン上に多結晶ダイヤモンド層を
形成し、該多結晶ダイヤモンド層の（１１１）配向性を
有する面上に短絡用電極を形成し、ＺｎＯ膜を形成し、
ダイヤモンド状炭素膜を形成し、更に櫛型電極を形成し
た層構成を有する表面弾性波素子を示す模式断面図であ
る。
形成し、該多結晶ダイヤモンド層の（１１１）配向性を
有する面上に短絡用電極を形成し、ＺｎＯ膜を形成し、
ダイヤモンド状炭素膜を形成し、更に櫛型電極を形成し
た層構成を有する表面弾性波素子を示す模式断面図であ
る。
【図２１】単結晶ダイヤモンド上にダイヤモンド・エピ
タキシャル層を形成し、該ダイヤモンド・エピタキシャ
ル層の（１１１）配向性を有する面上にＺｎＯ膜を形成
し、櫛型電極を形成し、ＳｉＯ2 膜を形成し、更に短絡
用電極を形成した層構成を有する表面弾性波素子を示す
模式断面図である。
タキシャル層を形成し、該ダイヤモンド・エピタキシャ
ル層の（１１１）配向性を有する面上にＺｎＯ膜を形成
し、櫛型電極を形成し、ＳｉＯ2 膜を形成し、更に短絡
用電極を形成した層構成を有する表面弾性波素子を示す
模式断面図である。
【図２２】単結晶ダイヤモンド上にダイヤモンド・エピ
タキシャル層を形成し、該ダイヤモンド・エピタキシャ
ル層の（１１１）配向性を有する面上にＺｎＯ膜を形成
し、ＳｉＯ2 膜を形成し、更に櫛型電極を形成した層構
成を有する表面弾性波素子を示す模式断面図である。
タキシャル層を形成し、該ダイヤモンド・エピタキシャ
ル層の（１１１）配向性を有する面上にＺｎＯ膜を形成
し、ＳｉＯ2 膜を形成し、更に櫛型電極を形成した層構
成を有する表面弾性波素子を示す模式断面図である。
【図２３】単結晶ダイヤモンド上にダイヤモンド・エピ
タキシャル層を形成し、該ダイヤモンド・エピタキシャ
ル層の（１１１）配向性を有する面上にＺｎＯ膜を形成
し、短絡用電極を形成し、ＳｉＯ2 膜を形成し、更に櫛
型電極を形成した層構成を有する表面弾性波素子を示す
模式断面図である。
タキシャル層を形成し、該ダイヤモンド・エピタキシャ
ル層の（１１１）配向性を有する面上にＺｎＯ膜を形成
し、短絡用電極を形成し、ＳｉＯ2 膜を形成し、更に櫛
型電極を形成した層構成を有する表面弾性波素子を示す
模式断面図である。
【図２４】実施例で得られた本発明の配向性基板を構成
するＺｎＯ膜の、ＲＨＥＥＤ分析結果（［１１２- ０］
方向から電子線が入射）を示す写真（複製物）である。
するＺｎＯ膜の、ＲＨＥＥＤ分析結果（［１１２- ０］
方向から電子線が入射）を示す写真（複製物）である。
【図２５】実施例で得られた本発明の配向性基板を構成
するＺｎＯ膜の、ＲＨＥＥＤ分析結果（［１０１- ０］
方向から電子線が入射）を示す写真（複製物）である。
するＺｎＯ膜の、ＲＨＥＥＤ分析結果（［１０１- ０］
方向から電子線が入射）を示す写真（複製物）である。
【図２６】ＲＨＥＥＤにおける電子線の入射方向を説明
するための、ＺｎＯ結晶の模式斜視図である。
するための、ＺｎＯ結晶の模式斜視図である。
【図２７】ＲＨＥＥＤにおける電子線の入射方向を説明
するための、ＺｎＯ結晶の模式平面図である。
するための、ＺｎＯ結晶の模式平面図である。
【図２８】ウルツ鉱形結晶構造を示す模式斜視図であ
る。
る。
【図２９】ＺｎＯの（０００１）面およびダイヤモンド
の（１１１）面を示す模式平面図（投影図）である。
の（１１１）面を示す模式平面図（投影図）である。
【図３０】ＺｎＯの（０００１）面、およびダイヤモン
ドの（１１１）面をそれぞれ示す模式平面図である。
ドの（１１１）面をそれぞれ示す模式平面図である。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成６年７月２２日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２９
【補正方法】変更
【補正内容】
【図２９】
フロントページの続き (72)発明者 藤井 知 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 (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 (72)発明者 田辺 敬一朗 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 (19)
- 【請求項１】 ダイヤモンドと、該ダイヤモンドの（１
１１）配向性を有する面上に配置されたＺｎＯ膜とから
なることを特徴とする配向性材料。 - 【請求項２】 ダイヤモンド層と、該ダイヤモンド層の
（１１１）配向性を有する面上に配置されたＺｎＯ膜と
からなる積層構造を有することを特徴とする配向性基
板。 - 【請求項３】 ダイヤモンド層と、該ダイヤモンド層の
（１１１）配向性を有する面上に配置されたＺｎＯ膜
と、該ＺｎＯ膜上に配置された櫛形電極とからなること
を特徴とする表面弾性波素子。 - 【請求項４】 ダイヤモンド層と、該ダイヤモンド層の
（１１１）配向性を有する面上に配置された櫛形電極
と、該櫛型電極上に配置されたＺｎＯ膜とからなること
を特徴とする表面弾性波素子。 - 【請求項５】 ダイヤモンド層と、該ダイヤモンド層の
（１１１）配向性を有する面上に配置された導電性ダイ
ヤモンドからなる櫛形電極と、該櫛型電極上に配置され
たＺｎＯ膜とからなることを特徴とする表面弾性波素
子。 - 【請求項６】 ダイヤモンド層と、該ダイヤモンド層の
（１１１）配向性を有する面の凹部に配置された導電性
材料からなる櫛型電極と、該櫛型電極上に配置されたＺ
ｎＯ膜とからなることを特徴とする表面弾性波素子。 - 【請求項７】 最上層の上に、更に短絡用電極が配置さ
れた請求項４、５、又は６記載の表面弾性波素子。 - 【請求項８】 ダイヤモンド層と、該ダイヤモンド層の
（１１１）配向性を有する面上に配置された短絡用電極
と、該短絡用電極上に配置されたＺｎＯ膜と、該ＺｎＯ
膜上に配置された櫛形電極とからなることを特徴とする
表面弾性波素子。 - 【請求項９】 最上層の上に、更に、ＳｉＯ2 、ダイヤ
モンド、およびダイヤモンド状炭素膜からなる群から選
択された１種類以上の材料からなる層が配置された請求
項３〜８のいずれかに記載の表面弾性波素子。 - 【請求項１０】 最上層の上に、ＳｉＯ2 、ダイヤモン
ド、およびダイヤモンド状炭素膜からなる群から選択さ
れた１種類以上の材料からなる層が配置され、該材料か
らなる層の上に、更に、短絡用電極が配置された請求項
３〜８のいずれかに記載の表面弾性波素子。 - 【請求項１１】 ダイヤモンド層と、該ダイヤモンド層
の（１１１）配向性を有する面上に配置されたＺｎＯ膜
と、該ＺｎＯ膜上に配置された、ＳｉＯ2 、ダイヤモン
ド、およびダイヤモンド状炭素膜からなる群から選択さ
れた１種類以上の材料からなる層と、該材料層の上に配
置された櫛型電極とからなることを特徴とする表面弾性
波素子。 - 【請求項１２】 ダイヤモンド層と、該ダイヤモンド層
の（１１１）配向性を有する面上に配置された短絡用電
極と、該短絡用電極上に配置されたＺｎＯ膜と、該Ｚｎ
Ｏ膜上に配置された、ＳｉＯ2 、ダイヤモンド、および
ダイヤモンド状炭素膜からなる群から選択された１種類
以上の材料からなる層と、該材料層の上に配置された櫛
型電極とからなることを特徴とする表面弾性波素子。 - 【請求項１３】 ダイヤモンド層と、該ダイヤモンド層
の（１１１）配向性を有する面上に配置されたＺｎＯ膜
と、該ＺｎＯ膜上に配置された短絡用電極と、該短絡用
電極上に配置された、ＳｉＯ2 、ダイヤモンド、および
ダイヤモンド状炭素膜からなる群から選択された１種類
以上の材料からなる層と、該材料層の上に配置された櫛
型電極とからなることを特徴とする表面弾性波素子。 - 【請求項１４】 （１１１）配向性を有する面を与える
前記ダイヤモンドが、単結晶ダイヤモンドである請求項
３〜１３のいずれかに記載の表面弾性波素子。 - 【請求項１５】 （１１１）配向性を有する面を与える
前記ダイヤモンドが、多結晶ダイヤモンドである請求項
３〜１３のいずれかに記載の表面弾性波素子。 - 【請求項１６】 前記単結晶ダイヤモンドが、天然ダイ
ヤモンドまたは人工ダイヤモンドのいずれかである請求
項１４記載の表面弾性波素子。 - 【請求項１７】 （１１１）配向性を有する面を与える
前記ダイヤモンドが、単結晶ダイヤモンド上にエピタキ
シャル成長させた単結晶ダイヤモンド膜である請求項１
４記載の表面弾性波素子。 - 【請求項１８】 （１１１）配向性を有する面を与える
前記ダイヤモンドが、ヘテロエピタキシャル成長させた
ダイヤモンド膜である請求項３〜１３のいずれかに記載
の表面弾性波素子。 - 【請求項１９】 ダイヤモンド層と、該ダイヤモンド層
の（１１１）配向性を有する面上に配置された第１のＺ
ｎＯ膜と、該第１のＺｎＯ膜上に配置された櫛形電極
と、該櫛型電極上に配置された第２のＺｎＯ膜とからな
ることを特徴とする表面弾性波素子。
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