JPH0946168A - 弾性表面波素子および弾性表面波素子の電極形成方法 - Google Patents

弾性表面波素子および弾性表面波素子の電極形成方法

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JPH0946168A
JPH0946168A JP19445995A JP19445995A JPH0946168A JP H0946168 A JPH0946168 A JP H0946168A JP 19445995 A JP19445995 A JP 19445995A JP 19445995 A JP19445995 A JP 19445995A JP H0946168 A JPH0946168 A JP H0946168A
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JP
Japan
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surface acoustic
acoustic wave
substrate
electrode
side electrode
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JP19445995A
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English (en)
Inventor
Kazuyuki Totani
一幸 戸谷
Toshihiro Namita
俊弘 波多
Shinji Nagamachi
信治 長町
Masahiro Ueda
雅弘 上田
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Shimadzu Corp
Rohm Co Ltd
Original Assignee
Shimadzu Corp
Rohm Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電極端面による弾性表面波の反射を少なくす
ることができるSAWデバイスを提供する。 【解決手段】 圧電基板2の上には、基板表面に垂直な
方向の断面形状がなだらかな凸形状をした入力側電極3
が形成されている。このように、断面形状がなだらかな
凸形状の電極を形成することにより、入力側電極3の断
面による弾性表面波の無駄な反射を少なくすることがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は弾性表面波素子に関す
るものであり、特にその電極形状に関する。
【0002】
【従来技術およびその課題】今日、弾性表面波を用いた
SAW(surface acoustic wave)デバイスが知られてい
る。このSAWデバイスについて、図5を用いて説明す
る。
【0003】圧電基板2表面に入力側電極3および出力
側電極5が形成されている。入力側電極3に電気信号が
与えられると、圧電基板2の表面が歪み、弾性表面波6
が発生する。この弾性表面波6は出力側電極5に伝達さ
れる。すなわち、入力側電極3に与えられた電気信号
を、出力側電極5にて取り出すことができる。
【0004】この圧電基板2を伝わる波(弾性表面波)
の振幅と位相は、入力側電極3および出力側電極5の交
差長およびピッチによって決定される。入力側電極3お
よび出力側電極5の形状をすだれ状とし、このすだれ状
電極(Inter Digital Transducer:IDT)の1本1本
の交差長およびピッチを変更することによって、バンド
パスフィルタなどの複雑な周波数特性を持つフィルタを
作ることができる。SAWデバイスは、小型化、軽量
化、薄膜化に向いており、移動体携帯端末等のキーデバ
イスとして更なる多機能化、高性能化が期待されてい
る。
【0005】上記SAWデバイスの入力側電極3および
出力側電極5の形成方法については、一般に以下の2つ
の方法が知られている。第1の方法がドライエッチ法で
あり、他の方法がリフトオフ法である。ドライエッチ法
とは、電極金属を前面に蒸着させ、リソグラフィでパタ
ーン化した後、ドライエッチングを行ない、その後レジ
スト剥離をする方法である。一方、リフトオフ法とは、
リソグラフィを用いてパターニングした後、電極金属を
蒸着させ、その後レジスト剥離をすることによって所望
の電極パターンを得る方法である。
【0006】しかしながら、いずれの方法もレジストマ
スクが必要である。さらに、SAWデバイスの電極をド
ライエッチ法およびリフトオフ法で形成すると以下のよ
うな問題点があった。ドライエッチ法を用いた場合に
は、形成される電極の断面形状は、図6に示すように、
その側面が基板の厚み方向に対してほぼ垂直となり、急
峻的に変化する断面形状となる。SAWデバイスにおい
ては、弾性表面波を用いて電気信号を伝達するので、こ
のような電極の端面が急峻だと、発生した弾性表面波が
当該電極端面で反射されてしまうおそれがある。この
為、所望の周波数特性のSAWデバイスを得ることがで
きない。
【0007】この発明は、このような電極端面における
弾性表面波の反射を少なくすることができる弾性表面波
素子および弾性表面波素子の電極形成方法を提供するこ
とを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1の弾性表面波素
子においては、前記入力側電極および前記出力側電極を
構成する金属のうち少なくとも1つについては、前記基
板に垂直な方向の断面がなだらかな凸形状であることを
特徴とする。
【0009】請求項2の電極形成方法においては、集束
させた状態のイオンビームを蒸着可能エネルギにて前記
基板表面に選択的に照射することを特徴とする。
【0010】請求項3の弾性表面波素子の電極形成方法
においては、前記基板表面近傍にて減速させることによ
り、前記集束イオンビームを蒸着可能エネルギにて照射
させることを特徴とする。
【0011】
【作用および発明の効果】請求項1の弾性表面波素子に
おいては、前記入力側電極および前記出力側電極を構成
する金属のうち少なくとも1つについては、前記基板に
垂直な方向の断面がなだらかな凸形状をなしている。し
たがって、発生した弾性表面波が前記入力側電極または
前記出力側電極の端面での反射が少なくなる。また、弾
性表面波が前記端面でバルク波に変換されることが少な
くなり、波の減衰が少なくなる。これにより、所望の特
性を有する弾性表面波素子を容易に得ることができる。
【0012】請求項2の電極形成方法においては、前記
集束イオンビームを蒸着可能エネルギにて前記基板表面
に選択的に照射しているので、前記基板上に前記金属イ
オンを選択的に堆積させることができる。この場合、形
成される電極の前記基板に垂直な方向の断面形状は、蒸
着時のビーム分布を反映したなだらかな凸形状をなす。
これにより、発生した弾性表面波が前記入力側電極また
は前記出力側電極の端面での反射が少なくなる。また、
弾性表面波が前記端面でバルク波に変換されることが少
なくなり、波の減衰が少なくなる。これにより、所望の
特性を有する弾性表面波素子を容易に得ることができ
る。
【0013】請求項3の弾性表面波素子の電極形成方法
においては、前記基板表面近傍にて減速させている。こ
れにより、電場のゆらぎの影響等を受けることなく、前
記集束イオンビームを蒸着可能エネルギにて正確な位置
に照射させることができる。
【0014】
【実施例】図面を用いて本発明にかかる弾性表面波素子
およびその製造方法について、説明する。
【0015】図2は、圧電基板2上に形成された入力側
電極3および出力側電極5の平面図である。入力側電極
3のI−I断面を図1に示す。図1に示すように、圧電
基板2の上に形成された入力側電極3は、基板表面に垂
直な方向の断面形状がなだらかな凸形状をなしている。
また、出力側電極5も、入力側電極3と同様に、基板表
面に垂直な方向の断面形状がなだらかな凸形状をなして
いる(図示せず)。このように、入出力電極の断面形状
をなだらかな凸形状とすることにより、入出力電極の端
面における弾性表面波の反射を少なくすることができ
る。また、弾性表面波が前記端面でバルク波に変換され
ることが少なくなり、波の減衰が少なくなる。これによ
り、所望の特性を有する弾性表面波素子を容易に得るこ
とができる。
【0016】弾性表面波素子1の形成方法について、図
3を用いて説明する。本実施例においては、図3の装置
を用いて、入力側電極3および出力側電極5を形成し
た。図3に示す集束イオンビーム直接蒸着装置10につ
いて簡単に説明する。集束イオンビーム直接蒸着装置1
0は真空チャンバ20を有しており、かかる真空チャン
バ20内で以下のようにして、集束イオンビーム直接蒸
着が行なわれる。
【0017】液体金属イオン源21には、例えば、Al
−Au−Ge合金のチップがセットされており、A
+,Al+等のイオン種を発生させる。発生した金属イ
オンは、加速電極22で20keVまで加速され、コン
デンサレンズ23によって集束される。液体金属イオン
源21で発生するイオンビームには多種のイオン種を含
むので、当該多種のイオン種を含むビームは質量分析器
によって、所望のイオン源のみが選別される。この選別
は、マスフィルタ24で行なわれる。ビームアパーチャ
25を通過したイオンビームは、偏向電極26で偏向さ
れる。このイオンビームは対物レンズ27で集束されな
がら、ステージ28上に載置されている基板31に与え
られる。ステージ28上の基板31は、碍子32で電気
的にフローティング状態である。したがって、減速電源
12によってステージ28に、0〜20KVの減速電圧
をかけることにより、集束イオンビームの最終エネルギ
ーは、0〜20KeVの広範囲で連続的に変化する。例
えば、減速電位として19.9KVをかけると20Ke
Vまで加速された金属イオンは、基板に到達する時には
100eVまで減速した。このように、一旦集束させた
イオンビームを基板表面近傍で減速させて、圧電基板2
に照射させることにより、前記金属イオンを直接蒸着さ
せることができる。これにより、レジストを用いること
なく、入出力電極を形成することができる。
【0018】また、一旦集束させたイオンビームを減速
させているので、圧電基板2に照射されるイオンビーム
のビーム電流分布はガウス分布となる。したがって、圧
電基板2上に、断面形状がなだらかな凸形状の電極が形
成される。
【0019】なお、本実施例では、入力側電極3および
出力側電極5の線幅W=0.8μm、線間隔d=0.8
μm、膜厚t=1000オングストロームのAu電極を
形成して、中心周波数が1.3GHzのトランスバーサ
ル型SAWフィルタ得ることができた。
【0020】また、本実施例においては、このように集
束イオンビーム直接蒸着装置10を用いて入出力電極を
形成するようにしたので、以下のような効果もある。一
工程プロセスで電極を形成できるので、複数のレジスト
マスク処理が不要となる。特に、SAWデバイスにおい
ては、少量多品種生産が行なわれるので、レジストマス
クが不要となるメリットは大きい。
【0021】また、ドライエッチング等の装置または材
料(有機溶剤、ガス装置)が不要となる。またドライエ
ッチング法を用いた場合と異なり、発電基板の表面に欠
陥やダメージを被るおそれがない。特にSAWデバイス
の場合、弾性表面波を用いて電気信号を伝達するので、
表面へのダメージを回避できるので、特性変化するおそ
れがない。
【0022】またレジストマスクを用いないため、マス
クずれを考慮する必要がないので、精度の高い電極を形
成することができる。
【0023】また、SAWデバイスの場合、入出力電極
を異種金属を形成する場合がある。例えば、入力側電極
はアルミで形成し、出力側電極5は金で形成する。この
ような場合、従来のレジストマスクを用いる場合には、
入力側電極形成工程と出力側電極形成工程を別々に行う
必要があり、工程が二倍となる。しかし、集束イオンビ
ーム直接蒸着装置10においては、マスフィルタ24に
よって所望のイオン種のみを選別することができるの
で、かかるイオン種の選別を変えることによって同一工
程にて異なる種類の金属の電極を形成することができ
る。
【0024】さらに、SAWデバイスにおいては、図4
Aに示すように、入出力電極を三次元形成する場合があ
る。これは、アルミ電極113の一部にクロム等の金属
を形成することによって反射位相を変え、前記電極端面
での反射を防止するためである。このような場合でも、
図4Bに示すように下部電極(アルミ)13の上に上部
電極(金)14を容易に形成することができる。このよ
うに、入出力電極のいずれかまたは双方について、2以
上の異種金属で構成する場合でも、少なくとも1つの金
属については、基板に垂直な方向の断面をなだらかな凸
形状とすることにより、前記電極端面での反射をより効
果的に防止することができる。
【0025】なお、本実施例においては、圧電性を有す
る基板としてLiTaO3等の単結晶の圧電基板2を用いた。
しかし、圧電基板2の材料としては、LiNbO3、Li2B
4O7、または水晶等の単結晶基板を用いてもよい。ま
た、圧電基板そのものではなく、ガラス基板またはサフ
ァイア基板(AL2O3)の上に、圧電薄膜を形成した基板
を用いてもよい。
【0026】本実施例においては、弾性表面波素子とし
てSAWデバイスに適用した場合について説明した。し
かし、これに限定されず、弾性表面波として、SSBW
(surface skimming bulk wave)あるいはSBW(shall
ow bulk wave)を用いてもよい。これらの波は、主変位
が基板表面に平行なSH(shear horizontal)波タイプの
バルク波であるので、レーリー波を用いた場合と比べ、
伝搬速度が1.5倍以上と高く、周波数温度特性に優れ
ている。
【0027】本実施例においては、図1に示すような電
極の断面がなだらかな凸形状の電極を形成するのに、図
3に示す集束イオンビーム直接蒸着装置を用いた。しか
しこれに限定されず、図1に示すような断面がなだらか
な凸形状の電極であれば、どのようなものであってもよ
い。
【0028】また、本実施例においては、一旦集束させ
た状態のイオンビームを蒸着可能エネルギまで減速させ
ることにより、前記基板表面に選択的に照射させてい
る。しかし、これに限定されず、集束させた状態のイオ
ンビームを蒸着可能エネルギにて前記基板表面に選択的
に照射できる方法であれば、他の製造方法で製造しても
よい。
【0029】また、本実施例においては、液体イオン源
から金属イオンを発生させた後、集束させるようにして
いる。しかし、これに限定されず、集束させた状態のイ
オンビームを得られるものであれば、どのような方法で
あってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例による弾性表面波素子1の
要部断面図である。
【図2】弾性表面波素子1の平面図である。
【図3】集束イオンビーム直接蒸着装置10を示す概念
図である。
【図4】他種電極を形成した状態を示す図である。
【図5】SAWデバイスの機能を説明する為の図である
(従来技術)。
【図6】従来のSAWデバイスにおける電極断面形状を
示す図である(従来技術)。
【符号の説明】
1・・・・・弾性表面波素子 2・・・・・圧電基板 3・・・・・入力側電極 5・・・・・出力側電極 10・・・・集束イオンビーム直接蒸着装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長町 信治 京都府京都市中京区西ノ京桑原町1番地 株式会社島津製作所内 (72)発明者 上田 雅弘 京都府京都市中京区西ノ京桑原町1番地 株式会社島津製作所内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】圧電性を有する基板、 1または2以上の金属から構成され、前記基板の上に形
    成された入力側電極、 1または2以上の金属から構成され、前記入力側電極と
    は所定距離離れて前記基板の上に形成された出力側電
    極、 を備えた弾性表面波素子において、 前記入力側電極および前記出力側電極を構成する金属の
    うち少なくとも1つについては、前記基板に垂直な方向
    の断面がなだらかな凸形状であること、 を特徴とする弾性表面波素子。
  2. 【請求項2】圧電性を有する基板の上に弾性表面波素子
    の電極を形成する電極形成方法において、 集束させた状態のイオンビームを蒸着可能エネルギにて
    前記基板表面に選択的に照射すること、 を特徴とする弾性表面波素子の電極形成方法。
  3. 【請求項3】請求項2の弾性表面波素子の電極形成方法
    において、 前記基板表面近傍にて減速させることにより、前記集束
    イオンビームを蒸着可能エネルギにて照射させること、 を特徴とする弾性表面波素子の電極形成方法。
JP19445995A 1995-07-31 1995-07-31 弾性表面波素子および弾性表面波素子の電極形成方法 Pending JPH0946168A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6937114B2 (en) 2001-12-28 2005-08-30 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Surface acoustic wave device, electronic component using the device, and composite module
JP2019213042A (ja) * 2018-06-04 2019-12-12 太陽誘電株式会社 弾性波デバイス、フィルタおよびマルチプレクサ

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6937114B2 (en) 2001-12-28 2005-08-30 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Surface acoustic wave device, electronic component using the device, and composite module
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