JPH1084247A - 弾性境界波デバイス - Google Patents
弾性境界波デバイスInfo
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- JPH1084247A JPH1084247A JP23787796A JP23787796A JPH1084247A JP H1084247 A JPH1084247 A JP H1084247A JP 23787796 A JP23787796 A JP 23787796A JP 23787796 A JP23787796 A JP 23787796A JP H1084247 A JPH1084247 A JP H1084247A
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- acoustic wave
- boundary acoustic
- wave device
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＳＡＷデバイスと同等の機能を有し、小型化
が容易でかつコストダウンが容易な弾性境界波デバイス
の提供。 【解決手段】 弾性境界波デバイス１は、［００１］カ
ットかつ＜１１０＞方位伝搬のＳｉ基板２の主面上にく
し歯状の溝３を有する誘電体膜４を形成すると共にその
溝３に導電性材料を埋め込んでくし歯状電極５を形成
し、その上に１７５°回転ＹカットかつＸ方位伝搬のＬ
ｉＮｂＯ3 基板６を張り合わせて構成される。
が容易でかつコストダウンが容易な弾性境界波デバイス
の提供。 【解決手段】 弾性境界波デバイス１は、［００１］カ
ットかつ＜１１０＞方位伝搬のＳｉ基板２の主面上にく
し歯状の溝３を有する誘電体膜４を形成すると共にその
溝３に導電性材料を埋め込んでくし歯状電極５を形成
し、その上に１７５°回転ＹカットかつＸ方位伝搬のＬ
ｉＮｂＯ3 基板６を張り合わせて構成される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、２種の異なる固体
を張り合わせ、これらの境界面に伝搬する弾性境界波を
応用したデバイスに係り、一方の固体に圧電性材料、も
う一方の固体にＳｉ基板を用いた弾性境界波デバイスに
関する。
を張り合わせ、これらの境界面に伝搬する弾性境界波を
応用したデバイスに係り、一方の固体に圧電性材料、も
う一方の固体にＳｉ基板を用いた弾性境界波デバイスに
関する。
【０００２】
【従来の技術】弾性波を応用したデバイスの１つとして
弾性表面波デバイス（ＳＡＷデバイス：Ｓｕｒｆａｃｅ
Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ Ｄｅｖｉｃｅ）が以前
よりよく知られている。このＳＡＷデバイスは、例えば
４５ＭＨｚ〜２ＧＨｚの周波数帯域における無線信号を
処理する装置における各種回路、例えば送信用バンドパ
スフィルタ、受信用バンドパスフィルタ、局発フィル
タ、アンテナ共用器、ＩＦフィルタ、ＦＭ変調器等に用
いられる。
弾性表面波デバイス（ＳＡＷデバイス：Ｓｕｒｆａｃｅ
Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ Ｄｅｖｉｃｅ）が以前
よりよく知られている。このＳＡＷデバイスは、例えば
４５ＭＨｚ〜２ＧＨｚの周波数帯域における無線信号を
処理する装置における各種回路、例えば送信用バンドパ
スフィルタ、受信用バンドパスフィルタ、局発フィル
タ、アンテナ共用器、ＩＦフィルタ、ＦＭ変調器等に用
いられる。
【０００３】図１４にこのＳＡＷデバイスの基本的構成
を示す。同図に示すようにＳＡＷデバイスは、ＬｉＮｂ
Ｏ3 等の圧電性基板１００上にＡｌ薄膜等の金属材料を
エッチング等により加工したくし歯状電極（ＩＤＴ：Ｉ
ｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｌ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）１０
１、１０２を設けて構成される。そして、ＩＤＴ１０１
に高周波の電気信号が印加されると圧電性基板１００表
面にＳＡＷ１０３が励振される。励振されたＳＡＷ１０
３は、圧電性基板１００表面を伝搬してＩＤＴ１０２に
達し、ＩＤＴ１０２において再び電気信号に変換され
る。
を示す。同図に示すようにＳＡＷデバイスは、ＬｉＮｂ
Ｏ3 等の圧電性基板１００上にＡｌ薄膜等の金属材料を
エッチング等により加工したくし歯状電極（ＩＤＴ：Ｉ
ｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｌ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）１０
１、１０２を設けて構成される。そして、ＩＤＴ１０１
に高周波の電気信号が印加されると圧電性基板１００表
面にＳＡＷ１０３が励振される。励振されたＳＡＷ１０
３は、圧電性基板１００表面を伝搬してＩＤＴ１０２に
達し、ＩＤＴ１０２において再び電気信号に変換され
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ＳＡＷデバ
イスは、固体表面と真空または気体の境界面、すなわち
固体表面を伝搬する弾性波を利用するために伝搬媒体で
ある圧電性基板の表面を自由表面とする必要がある。従
って、ＳＡＷデバイスにおいては、例えば半導体のパッ
ケージに使用されるようなプラスチックモールドでチッ
プを覆うことができず、パッケージ内部に自由表面を確
保するための中空部を設ける必要がある。しかしなが
ら、パッケージ内部に中空部を設けた構造にすると、デ
バイスが比較的高価かつ大型になるという問題がある。
イスは、固体表面と真空または気体の境界面、すなわち
固体表面を伝搬する弾性波を利用するために伝搬媒体で
ある圧電性基板の表面を自由表面とする必要がある。従
って、ＳＡＷデバイスにおいては、例えば半導体のパッ
ケージに使用されるようなプラスチックモールドでチッ
プを覆うことができず、パッケージ内部に自由表面を確
保するための中空部を設ける必要がある。しかしなが
ら、パッケージ内部に中空部を設けた構造にすると、デ
バイスが比較的高価かつ大型になるという問題がある。
【０００５】本発明は、かかる事情に対処し、ＳＡＷデ
バイスと同等の機能を有し、小型化及びコストダウンが
容易な弾性境界波デバイスを提供することを目的として
いる。
バイスと同等の機能を有し、小型化及びコストダウンが
容易な弾性境界波デバイスを提供することを目的として
いる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め、本発明の弾性境界波デバイスは、２枚の基板を張り
合わせ、これらの境界面に弾性波が伝搬するものであっ
て、一方の基板をＳｉ基板とし、他方の基板をＬｉＮｂ
Ｏ3 基板とし、かつこれらの基板を以下のカット面と伝
搬方位を有する組み合わせとした。
め、本発明の弾性境界波デバイスは、２枚の基板を張り
合わせ、これらの境界面に弾性波が伝搬するものであっ
て、一方の基板をＳｉ基板とし、他方の基板をＬｉＮｂ
Ｏ3 基板とし、かつこれらの基板を以下のカット面と伝
搬方位を有する組み合わせとした。
【０００７】 （１）Ｓｉ基板 ：［００１］カットかつ＜１１０＞方位伝搬 ＬｉＮｂＯ3 ：１７５°回転ＹカットかつＸ方位伝搬 （２）Ｓｉ基板 ：［００１］カットかつ＜１１０＞方位伝搬 ＬｉＮｂＯ3 ：１２５°回転ＹカットかつＸ方位伝搬 （３）Ｓｉ基板 ：［００１］カットかつ＜１００＞方位伝搬 ＬｉＮｂＯ3 ：１３３°回転ＹカットかつＸ方位伝搬 （４）Ｓｉ基板 ：［００１］カットかつ＜１００＞方位伝搬 ＬｉＮｂＯ3 ：１７５°回転ＹカットかつＸ方位伝搬 （５）Ｓｉ基板 ：［１１０］カットかつ＜１１０＞方位伝搬 ＬｉＮｂＯ3 ：１９°回転ＹカットかつＸ方位伝搬 すなわち弾性境界波は２種の固体間の境界面を伝搬する
弾性波であり、この弾性境界波の存在に関する理論的な
検討は、例えば清水、入野等の「ＺｎＯとガラスの境界
面を伝搬するストンリー波の理論的検討」学信論
（Ｃ），J65-C,11,pp.883-890 により取り扱われてい
る。この論文では、２種の固体の一方は圧電材料である
ＺｎＯ、もう一方はガラスの組み合わせの場合が取り扱
われているが、２種の固体のうち少なくともどちらか一
方に弾性波を励振するために圧電性があり２種の固体の
境界面に弾性波のエネルギーが集中して伝搬する波が存
在すれば弾性境界波デバイスを実現することができる。
弾性波であり、この弾性境界波の存在に関する理論的な
検討は、例えば清水、入野等の「ＺｎＯとガラスの境界
面を伝搬するストンリー波の理論的検討」学信論
（Ｃ），J65-C,11,pp.883-890 により取り扱われてい
る。この論文では、２種の固体の一方は圧電材料である
ＺｎＯ、もう一方はガラスの組み合わせの場合が取り扱
われているが、２種の固体のうち少なくともどちらか一
方に弾性波を励振するために圧電性があり２種の固体の
境界面に弾性波のエネルギーが集中して伝搬する波が存
在すれば弾性境界波デバイスを実現することができる。
【０００８】本発明者等は、新たにＳｉ基板とＬｉＮｂ
Ｏ3 基板を張り合わせた界面に弾性境界波が存在するこ
とを弾性波の伝搬解析により見出だした。
Ｏ3 基板を張り合わせた界面に弾性境界波が存在するこ
とを弾性波の伝搬解析により見出だした。
【０００９】図４、図５及び図６にその解析結果を示
す。
す。
【００１０】この解析では、Ｓｉ基板に［００１］カッ
トを用い、境界波の伝搬方位がＳｉ基板の＜１００＞も
しくは＜１１０＞とＬｉＮｂΟ3 基板のΧ軸が一致する
場合についてＬｉＮｂΟ3 基板のカット方位をパラメー
タとして弾性境界波の位相速度、伝搬損失及び電気機械
結合係数（ｋ2 ：電気信号から弾性境界波への変換効
率）を数値解析により求めた。図４は位相速度、図５は
伝搬損失、図６は電気機械結合係数の解析結果である。
トを用い、境界波の伝搬方位がＳｉ基板の＜１００＞も
しくは＜１１０＞とＬｉＮｂΟ3 基板のΧ軸が一致する
場合についてＬｉＮｂΟ3 基板のカット方位をパラメー
タとして弾性境界波の位相速度、伝搬損失及び電気機械
結合係数（ｋ2 ：電気信号から弾性境界波への変換効
率）を数値解析により求めた。図４は位相速度、図５は
伝搬損失、図６は電気機械結合係数の解析結果である。
【００１１】この解析結果から、Ｓｉ［００１］カット
＜１１０＞伝搬／ 175°Ｙ−Χ ＬｉＮｂＯ3 の組み合
わせで伝搬損失がほぼ０でｋ2 も11.6％と大きい弾性境
界波が得られることが分かる。
＜１１０＞伝搬／ 175°Ｙ−Χ ＬｉＮｂＯ3 の組み合
わせで伝搬損失がほぼ０でｋ2 も11.6％と大きい弾性境
界波が得られることが分かる。
【００１２】また、Ｓｉ［００１］カット＜１１０＞伝
搬／ 125°Ｙ−Ｘ ＬｉＮｂＯ3 、Ｓｉ［００１］カッ
ト＜１００＞伝搬／ 133°Ｙ−Χ ＬｉＮｂＯ3 、Ｓｉ
［００１］カット＜１００＞伝搬／ 175°Ｙ−Ｘ Ｌｉ
ＮｂＯ3 の組み合わせでも伝搬損失がほぼ０となること
も分かった。
搬／ 125°Ｙ−Ｘ ＬｉＮｂＯ3 、Ｓｉ［００１］カッ
ト＜１００＞伝搬／ 133°Ｙ−Χ ＬｉＮｂＯ3 、Ｓｉ
［００１］カット＜１００＞伝搬／ 175°Ｙ−Ｘ Ｌｉ
ＮｂＯ3 の組み合わせでも伝搬損失がほぼ０となること
も分かった。
【００１３】更に、図は省略するがＳｉ［１１１］カッ
ト＜１１０＞伝搬／19°Ｙ−Ｘ ＬｉＮｂＯ 3の組み合
わせで位相速度が 4.615ｍ／ｓ、損失がほぼ０でＫ2 が
9.8％となる弾性境界波が得られることが分かった。
ト＜１１０＞伝搬／19°Ｙ−Ｘ ＬｉＮｂＯ 3の組み合
わせで位相速度が 4.615ｍ／ｓ、損失がほぼ０でＫ2 が
9.8％となる弾性境界波が得られることが分かった。
【００１４】本発明は、かかる解析結果に基づき上記組
み合わせのＳｉ基板とＬｉＮｂＯ3とを用いることで、
これらの境界面での弾性境界波の伝搬を可能とするもの
である。これにより、ＳＡＷデバイスと同等の機能を有
し、プラスチックモールド等でチップを直接覆うことが
可能で、さらに半導体プロセスをそのまま適用して製造
することが可能でかつアクティブ素子等の他の素子を搭
載することも可能な弾性境界波デバイスを実現できる。
み合わせのＳｉ基板とＬｉＮｂＯ3とを用いることで、
これらの境界面での弾性境界波の伝搬を可能とするもの
である。これにより、ＳＡＷデバイスと同等の機能を有
し、プラスチックモールド等でチップを直接覆うことが
可能で、さらに半導体プロセスをそのまま適用して製造
することが可能でかつアクティブ素子等の他の素子を搭
載することも可能な弾性境界波デバイスを実現できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図に基
づいて説明する。
づいて説明する。
【００１６】図１〜図３は本発明の一実施形態に係る弾
性境界波デバイスの構成を示す図であって、図１は分解
斜視図、図２は正面図、図３は図２のＡ−Ａ矢視平面図
である。
性境界波デバイスの構成を示す図であって、図１は分解
斜視図、図２は正面図、図３は図２のＡ−Ａ矢視平面図
である。
【００１７】これらの図に示すように、この弾性境界波
デバイス１は、Ｓｉ基板２の主面上にくし歯状の溝３を
有する誘電体膜４を形成すると共にその溝３に導電性材
料を埋め込んでくし歯状電極５を形成し、その上にＬｉ
ＮｂＯ3 基板６を張り合わせて構成される。
デバイス１は、Ｓｉ基板２の主面上にくし歯状の溝３を
有する誘電体膜４を形成すると共にその溝３に導電性材
料を埋め込んでくし歯状電極５を形成し、その上にＬｉ
ＮｂＯ3 基板６を張り合わせて構成される。
【００１８】Ｓｉ基板２は、半導体集積回路に通常用い
られているように意図的にｎ−型、ｐ−型として比抵抗
を下げたものではなく、くし歯状電極５による直流的な
漏れを防ぐために１０Ωｃｍ以上の高抵抗であることが
好ましい。
られているように意図的にｎ−型、ｐ−型として比抵抗
を下げたものではなく、くし歯状電極５による直流的な
漏れを防ぐために１０Ωｃｍ以上の高抵抗であることが
好ましい。
【００１９】ＬｉＮｂＯ3 基板６の主面の面積は、Ｓｉ
基板２の主面の面積より小さい。例えば、ＬｉＮｂＯ3
基板６の主面は、最低限弾性境界波が伝搬するために必
要な有効な領域のみに張り付ければよい。これによりＳ
ｉ基板２の主面のうち露出面７に、後述するアクティブ
素子等の他の素子を搭載することが可能である。また、
ＬｉＮｂＯ3 基板６はＳｉ基板２と比べ比較的高価であ
ることから、圧電体基板材料を少なくできコストダウン
を図ることができる。しかし、ＬｉＮｂＯ3 基板６の主
面の面積とＳｉ基板２の主面の面積とを同じものとする
ことも可能であるし、ＬｉＮｂＯ3 基板６の主面の面積
をＳｉ基板２の主面の面積より大きくすることも可能で
ある。
基板２の主面の面積より小さい。例えば、ＬｉＮｂＯ3
基板６の主面は、最低限弾性境界波が伝搬するために必
要な有効な領域のみに張り付ければよい。これによりＳ
ｉ基板２の主面のうち露出面７に、後述するアクティブ
素子等の他の素子を搭載することが可能である。また、
ＬｉＮｂＯ3 基板６はＳｉ基板２と比べ比較的高価であ
ることから、圧電体基板材料を少なくできコストダウン
を図ることができる。しかし、ＬｉＮｂＯ3 基板６の主
面の面積とＳｉ基板２の主面の面積とを同じものとする
ことも可能であるし、ＬｉＮｂＯ3 基板６の主面の面積
をＳｉ基板２の主面の面積より大きくすることも可能で
ある。
【００２０】既述したようにＳｉ基板２およびＬｉＮｂ
Ｏ3 基板６は以下のカット面と伝搬方位を有する組み合
わせのうちいずれかが採用される。
Ｏ3 基板６は以下のカット面と伝搬方位を有する組み合
わせのうちいずれかが採用される。
【００２１】 （１）Ｓｉ基板 ：［００１］カットかつ＜１１０＞方位伝搬 ＬｉＮｂＯ3 ：１７５°回転ＹカットかつＸ方位伝搬 （２）Ｓｉ基板 ：［００１］カットかつ＜１１０＞方位伝搬 ＬｉＮｂＯ3 ：１２５°回転ＹカットかつＸ方位伝搬 （３）Ｓｉ基板 ：［００１］カットかつ＜１００＞方位伝搬 ＬｉＮｂＯ3 ：１３３°回転ＹカットかつＸ方位伝搬 （４）Ｓｉ基板 ：［００１］カットかつ＜１００＞方位伝搬 ＬｉＮｂＯ3 ：１７５°回転ＹカットかつＸ方位伝搬 （５）Ｓｉ基板 ：［１１０］カットかつ＜１１０＞方位伝搬 ＬｉＮｂＯ3 ：１９°回転ＹカットかつＸ方位伝搬 誘電体膜４は、例えばＳｉＯ2 が用いられる。これによ
りＳｉ基板２の主面を酸化処理するだけでＳｉＯ2 を形
成することが可能となる。しかし、他の誘電体膜４を敢
えて形成するようにしてもよい。
りＳｉ基板２の主面を酸化処理するだけでＳｉＯ2 を形
成することが可能となる。しかし、他の誘電体膜４を敢
えて形成するようにしてもよい。
【００２２】くし歯状電極５は、例えばＡｌが用いられ
る。しかし、他の導電性材料を用いることも可能であ
る。くし歯状電極５は、例えば励振用の対向する一対の
くし歯状電極８と受信用の対向する一対のくし歯状電極
９とにより構成される。しかし、これらの電極をそれぞ
れ複数設けてもよい。また、くし歯状電極５の他に例え
ばこれらの電極を挟むように反射電極を設けてもよい。
さらに、こうした電極ばかりでなく、例えばこれらの電
極を挟むように吸音材を形成するようにしてもよい。要
するに、本発明に係る弾性境界波デバイスは、例えば従
来のＳＡＷデバイスに代えて用いられるものであって、
すなわちフィルタ、遅延線、共振器、発振器、アナログ
信号処理用回路、増幅器、コンバルバメモリ等に用いら
れるが、くし歯状電極５等の構成はこれらの用途、仕様
等に応じて適宜設計変更される。
る。しかし、他の導電性材料を用いることも可能であ
る。くし歯状電極５は、例えば励振用の対向する一対の
くし歯状電極８と受信用の対向する一対のくし歯状電極
９とにより構成される。しかし、これらの電極をそれぞ
れ複数設けてもよい。また、くし歯状電極５の他に例え
ばこれらの電極を挟むように反射電極を設けてもよい。
さらに、こうした電極ばかりでなく、例えばこれらの電
極を挟むように吸音材を形成するようにしてもよい。要
するに、本発明に係る弾性境界波デバイスは、例えば従
来のＳＡＷデバイスに代えて用いられるものであって、
すなわちフィルタ、遅延線、共振器、発振器、アナログ
信号処理用回路、増幅器、コンバルバメモリ等に用いら
れるが、くし歯状電極５等の構成はこれらの用途、仕様
等に応じて適宜設計変更される。
【００２３】次に、この弾性境界波デバイスの製造方法
について説明する。
について説明する。
【００２４】図７はその製造方法に係る一実施形態を説
明するための図である。
明するための図である。
【００２５】まず、Ｓｉ基板７０上に例えば熱酸化処理
により 0.1〜 2μｍ程度のＳｉＯ2膜７１を形成する
（図７（ａ））。
により 0.1〜 2μｍ程度のＳｉＯ2膜７１を形成する
（図７（ａ））。
【００２６】次に、ＳｉＯ2 膜７１に対し、例えばＣＤ
Ε（Cemical Dry Ecthing)によりくし歯状の溝７２をパ
ターニングする（図７（ｂ））。
Ε（Cemical Dry Ecthing)によりくし歯状の溝７２をパ
ターニングする（図７（ｂ））。
【００２７】次に、ＳｉＯ2 膜７１上を覆うように例え
ばスパッタ法によりＡｌ膜７３を成形する（図７
（ｃ））。
ばスパッタ法によりＡｌ膜７３を成形する（図７
（ｃ））。
【００２８】次に、Αｌ膜７３表面をＳｉＯ2 膜が現れ
るまで研磨する（図７（ｄ））。
るまで研磨する（図７（ｄ））。
【００２９】これにより、ＳｉＯ2 膜７１の溝７２にΑ
ｌを埋め込んだ電極（くし歯状電極７４）が構成され
る。
ｌを埋め込んだ電極（くし歯状電極７４）が構成され
る。
【００３０】次に、ＳｉＯ2 膜７１とくし歯状電極７４
が形成されたＳｉ基板７０の主面及びＬｉＮｂＯ3 基板
７５の主面を例えば過酸化アンモニア水により表面処理
することにより、両者の表面を水酸基化する（図７
（ｅ））。
が形成されたＳｉ基板７０の主面及びＬｉＮｂＯ3 基板
７５の主面を例えば過酸化アンモニア水により表面処理
することにより、両者の表面を水酸基化する（図７
（ｅ））。
【００３１】次に、Ｓｉ基板７０の主面とＬｉＮｂＯ3
基板７５の主面とを対接させ、約 300℃で１〜２時間程
度加熱する（図７（ｆ））。
基板７５の主面とを対接させ、約 300℃で１〜２時間程
度加熱する（図７（ｆ））。
【００３２】かかる熱処理により２種の基板表面にある
ＯＨ基同士が結合しＨ2 Ｏが遊離し、異種材料であるＳ
ｉ基板７０とＬｉＮｂＯ3 基板７５とを直接接合するこ
とができる。なお、加熱温度は、好ましくは約 300℃で
あるが、 100〜1000℃の間とすることができる。 100℃
以下ではＯＨ基同士が結合する反応を生じないし、1000
℃以上では要素部材に熱的悪影響を及ぼす可能性がある
からである。
ＯＨ基同士が結合しＨ2 Ｏが遊離し、異種材料であるＳ
ｉ基板７０とＬｉＮｂＯ3 基板７５とを直接接合するこ
とができる。なお、加熱温度は、好ましくは約 300℃で
あるが、 100〜1000℃の間とすることができる。 100℃
以下ではＯＨ基同士が結合する反応を生じないし、1000
℃以上では要素部材に熱的悪影響を及ぼす可能性がある
からである。
【００３３】このように異種材料間の直接接合が可能で
あることは江田等：「圧電材料の直接接合」信学技報US
95-24.ΕＭＤ95-20,ＣＰＭ95-32.(1995-07),pp.31-38に
も報告されている。Ｓｉ基板とＬｉＮｂＯ3 基板とは上
記以外の方法でも前記江田等の報告にあるように容易に
接合することが可能である。
あることは江田等：「圧電材料の直接接合」信学技報US
95-24.ΕＭＤ95-20,ＣＰＭ95-32.(1995-07),pp.31-38に
も報告されている。Ｓｉ基板とＬｉＮｂＯ3 基板とは上
記以外の方法でも前記江田等の報告にあるように容易に
接合することが可能である。
【００３４】以上の製造工程を経て形成された弾性境界
波デバイスでは、境界波を励振するためのくし歯型電極
７４をＳｉ基板７０上に形成することができるため通常
の半導体デバイスの製造技術をそのまま転用することが
できる。
波デバイスでは、境界波を励振するためのくし歯型電極
７４をＳｉ基板７０上に形成することができるため通常
の半導体デバイスの製造技術をそのまま転用することが
できる。
【００３５】なお、上記製造方法では、ＳｉＯ2 膜７１
とくし歯状電極７４を予めＳｉ基板７０に形成する例を
示したが、ＳｉＯ2 膜７１とくし歯状電極７４をＬｉＮ
ｂＯ3 基板７５上に予め形成し、Ｓｉ基板７０と直接張
り付ける方法でも同様の構造の弾性境界波デバイスを製
造することができる。
とくし歯状電極７４を予めＳｉ基板７０に形成する例を
示したが、ＳｉＯ2 膜７１とくし歯状電極７４をＬｉＮ
ｂＯ3 基板７５上に予め形成し、Ｓｉ基板７０と直接張
り付ける方法でも同様の構造の弾性境界波デバイスを製
造することができる。
【００３６】また、本発明の弾性境界波デバイスにおけ
るくし歯型電極のその他の構成方法を図８に示す。
るくし歯型電極のその他の構成方法を図８に示す。
【００３７】まず、Ｓｉ基板８０上にイオンミリング等
の加工により 0.1〜 2μｍ程度のくし歯状の溝８１を形
成する（図８（ａ））。
の加工により 0.1〜 2μｍ程度のくし歯状の溝８１を形
成する（図８（ａ））。
【００３８】次に、溝８１を覆うようにＳｉ基板８０上
にＡｌ膜８２を例えばスパッタ法により形成する（図８
（ｂ））。
にＡｌ膜８２を例えばスパッタ法により形成する（図８
（ｂ））。
【００３９】次に、Ａｌ膜８２の表面をＳｉ基板８０表
面が現れるまで研磨する（図８（ｃ））。
面が現れるまで研磨する（図８（ｃ））。
【００４０】これにより、Ｓｉ基板８０表面の溝８１に
Αｌを埋め込んだ電極（くし歯状電極８３）が構成され
る。
Αｌを埋め込んだ電極（くし歯状電極８３）が構成され
る。
【００４１】次に、Ｓｉ基板にアクティブ素子等の他の
素子を搭載した例を示す。
素子を搭載した例を示す。
【００４２】図９はその一例を示しており、Ｓｉ基板１
２０主面の第１の領域１２１には、くし歯状電極（図示
せず）が形成され、これを覆うようにＬｉＮｂＯ3 基板
１２２が張り合わされている。Ｓｉ基板１２０主面の露
出領域である第２の領域１２３には、集積回路１２４が
形成されている。これにより、例えばプログラマブルな
フィルタ回路素子等の機能的なデバイスを１チップで構
成することができるようになる。
２０主面の第１の領域１２１には、くし歯状電極（図示
せず）が形成され、これを覆うようにＬｉＮｂＯ3 基板
１２２が張り合わされている。Ｓｉ基板１２０主面の露
出領域である第２の領域１２３には、集積回路１２４が
形成されている。これにより、例えばプログラマブルな
フィルタ回路素子等の機能的なデバイスを１チップで構
成することができるようになる。
【００４３】図１０及び図１１は図９に示した弾性境界
波デバイスをプリント配線板上に実装した例をそれぞれ
示している。
波デバイスをプリント配線板上に実装した例をそれぞれ
示している。
【００４４】図１０に示すように、弾性境界波デバイス
１３１のＳｉ基板１３２主面の第２の領域１３３には、
ボンディングパッド１３４が形成されている。プリント
配線板１３５上の所定の位置にこの弾性境界波デバイス
１３１が搭載され、弾性境界波デバイス１３１のボンデ
ィングパッド１３４とプリント配線板１３５上の所定の
位置に設けられたボンディングパッド１３６とがボンデ
ィングワイヤ１３７により接続されている。そして、こ
れらを覆うようにポリイミドやエポキシ樹脂等により樹
脂封止１３８がされている。
１３１のＳｉ基板１３２主面の第２の領域１３３には、
ボンディングパッド１３４が形成されている。プリント
配線板１３５上の所定の位置にこの弾性境界波デバイス
１３１が搭載され、弾性境界波デバイス１３１のボンデ
ィングパッド１３４とプリント配線板１３５上の所定の
位置に設けられたボンディングパッド１３６とがボンデ
ィングワイヤ１３７により接続されている。そして、こ
れらを覆うようにポリイミドやエポキシ樹脂等により樹
脂封止１３８がされている。
【００４５】また、図１１は別の例であり、同図に示す
ように、弾性境界波デバイス１４１のＳｉ基板１４２に
は主面回路部より裏面のパッド１４３に通じるスルーホ
ール１４４が形成されている。プリント配線板１４５上
の所定の位置にこの弾性境界波デバイス１４１が搭載さ
れ、弾性境界波デバイス１４１のパッド１４３とプリン
ト配線板１４５上の所定の位置に設けられたパッド１４
６とがバンプ１４７により接続されている。そして、こ
れらを覆うようにポリイミドやエポキシ樹脂等により樹
脂封止１４８がされている。
ように、弾性境界波デバイス１４１のＳｉ基板１４２に
は主面回路部より裏面のパッド１４３に通じるスルーホ
ール１４４が形成されている。プリント配線板１４５上
の所定の位置にこの弾性境界波デバイス１４１が搭載さ
れ、弾性境界波デバイス１４１のパッド１４３とプリン
ト配線板１４５上の所定の位置に設けられたパッド１４
６とがバンプ１４７により接続されている。そして、こ
れらを覆うようにポリイミドやエポキシ樹脂等により樹
脂封止１４８がされている。
【００４６】本発明に係る弾性境界波デバイスは、例え
ばフィルタ、遅延線、共振器、発振器、アナログ信号処
理用回路、増幅器、コンバルバメモリ等に用いられる。
そして、これらの弾性境界波デバイスを備えたフィル
タ、遅延線、共振器等は、携帯電話、ＰＨＳ、ＴＶ等に
用いられる。
ばフィルタ、遅延線、共振器、発振器、アナログ信号処
理用回路、増幅器、コンバルバメモリ等に用いられる。
そして、これらの弾性境界波デバイスを備えたフィル
タ、遅延線、共振器等は、携帯電話、ＰＨＳ、ＴＶ等に
用いられる。
【００４７】図１２は携帯電話、ＰＨＳ等の移動体通信
装置の構成を示すブロック図である。 同図に示すよう
に、アンテナ１５１を介して受信した受信波は、アンテ
ナ共用器１５２により受信系に分離される。分離された
受信信号は、アンプ１５３により増幅された後、受信用
バンドパスフィルタ１５４により所望の帯域が抽出さ
れ、ミキサ１５５に入力される。ミキサ１５５には、Ｐ
ＬＬ発振器１５６により発振された局発信号が局発フィ
ルタ１５７を介して入力されている。ミキサ１５５の出
力は、ＩＦフィルタ１５８、ＦＭ復調器１５９を介して
スピーカ１６０より受信音として出力される。一方、マ
イク１６１より入力された送話音は、ＦＭ変調器１６２
を介してミキサ１６３に入力される。ミキサ１６３に
は、ＰＬＬ発振器１６４により発振された局発信号が入
力されている。ミキサ１６３の出力は、送信用バンドパ
スフィルタ１６５、パワーアンプ１６６及びアンテナ共
用器１５２を介してアンテナ１５１より送信波として出
力される。
装置の構成を示すブロック図である。 同図に示すよう
に、アンテナ１５１を介して受信した受信波は、アンテ
ナ共用器１５２により受信系に分離される。分離された
受信信号は、アンプ１５３により増幅された後、受信用
バンドパスフィルタ１５４により所望の帯域が抽出さ
れ、ミキサ１５５に入力される。ミキサ１５５には、Ｐ
ＬＬ発振器１５６により発振された局発信号が局発フィ
ルタ１５７を介して入力されている。ミキサ１５５の出
力は、ＩＦフィルタ１５８、ＦＭ復調器１５９を介して
スピーカ１６０より受信音として出力される。一方、マ
イク１６１より入力された送話音は、ＦＭ変調器１６２
を介してミキサ１６３に入力される。ミキサ１６３に
は、ＰＬＬ発振器１６４により発振された局発信号が入
力されている。ミキサ１６３の出力は、送信用バンドパ
スフィルタ１６５、パワーアンプ１６６及びアンテナ共
用器１５２を介してアンテナ１５１より送信波として出
力される。
【００４８】本発明に係る弾性境界波デバイスは、この
移動通信装置の各部に使用することができる。例えば、
送信用バンドパスフィルタ１６５、受信用バンドパスフ
ィルタ１５４、局発フィルタ１５７及びアンテナ共用器
１５２には、本発明に係る弾性境界波デバイスがＲＦ段
のフィルタとして使われる。ＩＦフィルタ１５８には、
本発明に係る弾性境界波デバイスがチャネル選局に不可
欠な狭帯域のＩＦ段のフィルタとして使われる。ＦＭ変
調器１６２には、本発明に係る弾性境界波デバイスが音
声のＦＭ変調における共振子として使われる。
移動通信装置の各部に使用することができる。例えば、
送信用バンドパスフィルタ１６５、受信用バンドパスフ
ィルタ１５４、局発フィルタ１５７及びアンテナ共用器
１５２には、本発明に係る弾性境界波デバイスがＲＦ段
のフィルタとして使われる。ＩＦフィルタ１５８には、
本発明に係る弾性境界波デバイスがチャネル選局に不可
欠な狭帯域のＩＦ段のフィルタとして使われる。ＦＭ変
調器１６２には、本発明に係る弾性境界波デバイスが音
声のＦＭ変調における共振子として使われる。
【００４９】本発明に係る弾性境界波デバイスは、ＶＴ
ＲやＣＡＴＶに用いられるＲＦモジュレータの発振回路
等にも用いることができる。その回路構成を図１３に示
す。図９に示したＳｉ基板１２０主面の第１の領域１２
１にくし歯状電極１６７を形成し、第２の領域１２３に
回路部１６８を形成することで、この発振回路を１チッ
プで構成することができる。
ＲやＣＡＴＶに用いられるＲＦモジュレータの発振回路
等にも用いることができる。その回路構成を図１３に示
す。図９に示したＳｉ基板１２０主面の第１の領域１２
１にくし歯状電極１６７を形成し、第２の領域１２３に
回路部１６８を形成することで、この発振回路を１チッ
プで構成することができる。
【００５０】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の弾性境界
波デバイスによれば、ＳＡＷデバイスと同等の機能を有
し、プラスチックモールド等でチップを直接覆うことが
可能で、さらに半導体プロセスをそのまま適用して製造
することが可能でかつアクティブ素子等の他の素子を搭
載することも可能となり、小型化及びコストダウンが容
易となる。
波デバイスによれば、ＳＡＷデバイスと同等の機能を有
し、プラスチックモールド等でチップを直接覆うことが
可能で、さらに半導体プロセスをそのまま適用して製造
することが可能でかつアクティブ素子等の他の素子を搭
載することも可能となり、小型化及びコストダウンが容
易となる。
【図１】本発明の一実施形態に係る弾性境界波デバイス
の構成を示す分解斜視図である。
の構成を示す分解斜視図である。
【図２】図１の正面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ矢視平面図である。
【図４】本発明に係る弾性境界波の位相速度の解析結果
を示す図である。
を示す図である。
【図５】本発明に係る弾性境界波の伝搬損失の解析結果
を示す図である。
を示す図である。
【図６】本発明に係る弾性境界波の電気機械結合係数の
解析結果を示す図である。
解析結果を示す図である。
【図７】本発明の弾性境界波デバイスの製造方法に係る
一実施形態を説明するための工程図である。
一実施形態を説明するための工程図である。
【図８】本発明の弾性境界波デバイスにおけるくし歯型
電極の他の構成方法を示す工程図である。本発明の弾性
境界波デバイスの他の実施形態を示す正面図である。
電極の他の構成方法を示す工程図である。本発明の弾性
境界波デバイスの他の実施形態を示す正面図である。
【図９】本発明の弾性境界波デバイスの他の実施形態を
示す斜視図である。
示す斜視図である。
【図１０】本発明の弾性境界波デバイスをプリント配線
板上に実装した例を示す正面図である。
板上に実装した例を示す正面図である。
【図１１】本発明の弾性境界波デバイスをプリント配線
板上に実装した他の例を示す正面図である。
板上に実装した他の例を示す正面図である。
【図１２】本発明の弾性境界波デバイスが用いられる移
動体通信装置の構成を示すブロック図である。
動体通信装置の構成を示すブロック図である。
【図１３】本発明の弾性境界波デバイスが用いられるＲ
Ｆモジュレータの発振回路の回路図である。
Ｆモジュレータの発振回路の回路図である。
【図１４】ＳＡＷデバイスの基本的構成を示す斜視図で
ある。
ある。
１ 弾性境界波デバイス ２ 第１の基板 ３ くし歯状の溝 ４ 誘電体膜 ５ くし歯状電極 ６ ＬｉＮｂＯ3 基板 ７ 露出面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山口 正恆 千葉県佐倉市宮ノ台３−10−４ (72)発明者 橋本 研也 千葉県船橋市二和西４−31−１−411
Claims (5)
- 【請求項１】 ２枚の基板を張り合わせ、これらの境界
面に弾性波が伝搬する弾性境界波デバイスであって、 一方の基板が、［００１］カットかつ＜１１０＞方位伝
搬のＳｉ基板であり、 他方の基板が、１７５°回転ＹカットかつＸ方位伝搬の
ＬｉＮｂＯ3 基板であることを特徴とする弾性境界波デ
バイス。 - 【請求項２】 ２枚の基板を張り合わせ、これらの境界
面に弾性波が伝搬する弾性境界波デバイスであって、 一方の基板が、［００１］カットかつ＜１１０＞方位伝
搬のＳｉ基板であり、 他方の基板が、１２５°回転ＹカットかつＸ方位伝搬の
ＬｉＮｂＯ3 基板であることを特徴とする弾性境界波デ
バイス。 - 【請求項３】 ２枚の基板を張り合わせ、これらの境界
面に弾性波が伝搬する弾性境界波デバイスであって、 一方の基板が、［００１］カットかつ＜１００＞方位伝
搬のＳｉ基板であり、 他方の基板が、１３３°回転ＹカットかつＸ方位伝搬の
ＬｉＮｂＯ3 基板であることを特徴とする弾性境界波デ
バイス。 - 【請求項４】 ２枚の基板を張り合わせ、これらの境界
面に弾性波が伝搬する弾性境界波デバイスであって、 一方の基板が、［００１］カットかつ＜１００＞方位伝
搬のＳｉ基板であり、 他方の基板が、１７５°回転ＹカットかつＸ方位伝搬の
ＬｉＮｂＯ3 基板であることを特徴とする弾性境界波デ
バイス。 - 【請求項５】 ２枚の基板を張り合わせ、これらの境界
面に弾性波が伝搬する弾性境界波デバイスであって、 一方の基板が、［１１０］カットかつ＜１１０＞方位伝
搬のＳｉ基板であり、 他方の基板が、１９°回転ＹカットかつＸ方位伝搬のＬ
ｉＮｂＯ3 基板であることを特徴とする弾性境界波デバ
イス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23787796A JP3702050B2 (ja) | 1996-09-09 | 1996-09-09 | 弾性境界波デバイス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23787796A JP3702050B2 (ja) | 1996-09-09 | 1996-09-09 | 弾性境界波デバイス |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1084247A true JPH1084247A (ja) | 1998-03-31 |
| JP3702050B2 JP3702050B2 (ja) | 2005-10-05 |
Family
ID=17021752
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23787796A Expired - Lifetime JP3702050B2 (ja) | 1996-09-09 | 1996-09-09 | 弾性境界波デバイス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3702050B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004070946A1 (ja) * | 2003-02-10 | 2004-08-19 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | 弾性境界波装置 |
| JP2006254410A (ja) * | 2005-02-10 | 2006-09-21 | Murata Mfg Co Ltd | バランス型弾性波フィルタ |
| JP2009524955A (ja) * | 2006-01-26 | 2009-07-02 | エプコス アクチエンゲゼルシャフト | 電子音響部材 |
| EP2128980A2 (en) | 2008-05-30 | 2009-12-02 | Hitachi Ltd. | Acoustic wave device and high-frequency filter using the same |
| US7737603B2 (en) | 2003-12-16 | 2010-06-15 | Murata Manufacturiing Co., Ltd. | Boundary acoustic wave device |
| EP2211462A2 (en) | 2009-01-26 | 2010-07-28 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Acoustic wave device |
| US8143762B2 (en) | 2009-03-30 | 2012-03-27 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Elastic wave device using SH waves as the principal component |
| US8264303B2 (en) | 2009-01-19 | 2012-09-11 | Ngk Insulators, Ltd. | Composite substrate and elastic wave device using the same |
| KR20150139856A (ko) * | 2013-04-08 | 2015-12-14 | 소이텍 | 진보되고 열적으로 보상된 표면 탄성파 소자 및 제조 방법 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008044411A1 (fr) | 2006-10-12 | 2008-04-17 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Dispositif à ondes limites élastiques |
-
1996
- 1996-09-09 JP JP23787796A patent/JP3702050B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2139110A1 (en) | 2003-02-10 | 2009-12-30 | Murata Manufacturing Co. Ltd. | Boundary acoustic wave device |
| WO2004070946A1 (ja) * | 2003-02-10 | 2004-08-19 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | 弾性境界波装置 |
| EP1928089A2 (en) | 2003-02-10 | 2008-06-04 | Murata Manufacturing Co. Ltd. | Boundary acoustic wave device |
| EP1947763A2 (en) | 2003-02-10 | 2008-07-23 | Murata Manufacturing Co. Ltd. | Boundary acoustic wave device |
| US7471027B2 (en) | 2003-02-10 | 2008-12-30 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Elastic boundary wave device |
| US7737603B2 (en) | 2003-12-16 | 2010-06-15 | Murata Manufacturiing Co., Ltd. | Boundary acoustic wave device |
| JP2006254410A (ja) * | 2005-02-10 | 2006-09-21 | Murata Mfg Co Ltd | バランス型弾性波フィルタ |
| JP2009524955A (ja) * | 2006-01-26 | 2009-07-02 | エプコス アクチエンゲゼルシャフト | 電子音響部材 |
| EP2128980A2 (en) | 2008-05-30 | 2009-12-02 | Hitachi Ltd. | Acoustic wave device and high-frequency filter using the same |
| US7994878B2 (en) | 2008-05-30 | 2011-08-09 | Hitachi, Ltd. | Acoustic wave device and high-frequency filter using the same |
| US8264303B2 (en) | 2009-01-19 | 2012-09-11 | Ngk Insulators, Ltd. | Composite substrate and elastic wave device using the same |
| EP2211462A2 (en) | 2009-01-26 | 2010-07-28 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Acoustic wave device |
| US8264122B2 (en) | 2009-01-26 | 2012-09-11 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Acoustic wave device |
| US8143762B2 (en) | 2009-03-30 | 2012-03-27 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Elastic wave device using SH waves as the principal component |
| KR20150139856A (ko) * | 2013-04-08 | 2015-12-14 | 소이텍 | 진보되고 열적으로 보상된 표면 탄성파 소자 및 제조 방법 |
| JP2016519897A (ja) * | 2013-04-08 | 2016-07-07 | ソイテック | 改良型の熱補償形表面弾性波デバイスおよび製造方法 |
| US10270413B2 (en) | 2013-04-08 | 2019-04-23 | Soitec | Advanced thermally compensated surface acoustic wave device and fabrication |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3702050B2 (ja) | 2005-10-05 |
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