JPH11122073A

JPH11122073A - 弾性表面波素子

Info

Publication number: JPH11122073A
Application number: JP28541797A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Yamanouchi; 和彦山之内; Hiroyuki Odakawa; 裕之小田川; Toshiyuki Kojima; 俊之小島; Hidekazu Hashima; 英和橋間; Akio Konishi; 明男小西
Original assignee: Nihon Yamamura Glass Co Ltd
Current assignee: Nihon Yamamura Glass Co Ltd
Priority date: 1997-10-17
Filing date: 1997-10-17
Publication date: 1999-04-30

Abstract

(57)【要約】【課題】ニオブ酸カリウム薄膜を用いた電気機械結合係
数が大きく、フィルター特性の優れた弾性表面波素子を
提供する。【解決手段】表面にアモルファス層を有する基板上に作
製した（１１０）配向ペロブスカイト型ニオブ酸カリウ
ム薄膜を有することを特徴とする弾性表面波素子。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、弾性表面波素子に
関する。さらに詳しくは、本発明は、電気機械結合係数
が大きく、フィルター特性の優れた、（１１０）配向ペ
ロブスカイト型ニオブ酸カリウム薄膜を有する弾性表面
波素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】弾性表面波素子に用いられる圧電体材料
としては、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、ほ
う酸リチウムなどのバルク単結晶や、酸化亜鉛薄膜など
が知られている。電気信号を櫛形電極などによって励振
し、表面付近を伝搬する波に変換するため、電気機械結
合係数が大きいほど弾性表面波を励振しやすく、また、
広帯域化が可能になることから、電気機械結合係数が大
きい材料が望まれる。現在知られている最も大きな電気
機械結合係数を有する材料はニオブ酸カリウムであり、
その電気機械結合係数は０.５３と、従来最も大きな電
気機械結合係数を有すると考えられていたニオブ酸リチ
ウムの値０.０５５の約１０倍であるということが分か
り、ニオブ酸カリウム単結晶（バルク）を用いた弾性表
面波素子が作製されている（日本学術振興会弾性波素子
技術第１５０委員会第５０回研究会資料、２７頁、１９
９６年１１月２７日、電子情報通信学会総合大会予稿、
２８３頁、１９９７年）。しかし、ニオブ酸カリウム単
結晶は、チョクラルスキー法などにより作製されるが、
均一な単結晶の作製が困難で、その結果非常に高価であ
る。また、弾性表面波素子の小型化や、半導体デバイス
との集積化のためには、薄膜化されることが望ましい。
ニオブ酸カリウム薄膜は、スパッタリング法では、ＫＴ
ａＯ₃、ＭｇＡｌ₂Ｏ₄、（１００）ＭｇＯなどの結晶基
板上に作製されている（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔ
ｔ.、第６１巻、３７３頁、１９９２年、Ａｐｐｌ．Ｐ
ｈｙｓ．Ｌｅｔｔ.、第６５巻、１０７３頁、１９９４
年）。また、ゾル−ゲル法では、（１００）ＭｇＯ、
（０００１）サファイヤなどの結晶基板上に作製されて
いる（Ｊ．Ａｍ．Ｃｅｒａｍ．Ｓｏｃ.、第７７巻、８
２０頁、１９９４年）。さらに、ＫＮｂＯ₃（１００）
／ＳｒＴｉＯ₃（００１）／Ｓｉ（００１）層状構造に
ついて、位相速度と電気機械結合係数の理論的な解析が
行われている（Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．、第
３６巻、２１９２頁、１９９７年）。しかし、ニオブ酸
カリウム薄膜を結晶基板上に作製する場合には、結晶の
特定の面上でしか成長させることができない。また、結
晶基板の特定の面を露出させるために、高精度に微細加
工した面を作製することは容易ではない。さらに、この
ような方法では、パターニングした電極上に作製するこ
とはできない。このため、ニオブ酸カリウム薄膜を種々
の基板上に安定に作製し、それを弾性表面波素子として
利用することが望まれていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、ニオブ酸カ
リウム薄膜を用いた電気機械結合係数が大きく、フィル
ター特性の優れた弾性表面波素子を提供することを目的
としてなされたものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、表面にアモルフ
ァス層を有する基板上に作製された（１１０）配向ペロ
ブスカイト型ニオブ酸カリウム薄膜を用いることによ
り、優れた性能を有する弾性表面波素子を容易に得るこ
とができることを見いだし、この知見に基づいて本発明
を完成するに至った。すなわち、本発明は、（１）表面
にアモルファス層を有する基板上に作製した（１１０）
配向ペロブスカイト型ニオブ酸カリウム薄膜を有するこ
とを特徴とする弾性表面波素子、（２）（１１０）配向
ペロブスカイト型ニオブ酸カリウム薄膜が、物理蒸着法
（ＰＶＤ法）により作製されてなる第(１)項に記載の弾
性表面波素子、（３）（１１０）配向ペロブスカイト型
ニオブ酸カリウム薄膜が、電界印加により分極処理され
てなる第(１)項又は第(２)項に記載の弾性表面波素子、
（４）表面にアモルファス層を有する基板が、結晶、ア
モルファス、又はこれらの複合体上に、アルカリ土類金
属、希土類、Ｂｉ、Ｐｂ、Ｎｂの内の少なくとも１種の
元素を含むアモルファス層を形成してなる複合基板であ
る第(１)項乃至第(３)項のいずれかに記載の弾性表面波
素子、（５）表面にアモルファス層を有する基板が、結
晶、アモルファス又はこれらの複合体上に導電性膜を作
製し、さらにその上にアルカリ土類金属、希土類、Ｂ
ｉ、Ｐｂ、Ｎｂの内の少なくとも１種の元素を含むアモ
ルファス層を形成してなる複合基板である第(１)項乃至
第(３)項のいずれかに記載の弾性表面波素子、（６）結
晶が、シリコン、チタン酸ストロンチウム、サファイ
ヤ、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、水晶、白
金、ダイヤモンド又は砒化ガリウムである第(４)項又は
第(５)項に記載の弾性表面波素子、（７）アモルファス
が、石英ガラスである第(４)項又は第(５)項に記載の弾
性表面波素子、（８）複合体が、ダイヤモンドコートシ
リコン又はダイヤモンド状炭素膜コートシリコンである
第(４)項又は第(５)項に記載の弾性表面波素子、及び、
（９）アモルファス層が、物理蒸着法（ＰＶＤ法）、ゾ
ル−ゲル法、化学蒸着法（ＣＶＤ法）、液相析出法（Ｌ
ＰＤ法）、施釉法又は溶融ガラスディップ法により形成
されてなる第(４)項乃至第(８)項のいずれかに記載の弾
性表面波素子、を提供するものである。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明の弾性表面波素子は、表面
にアモルファス層を有する基板上に作製した（１１０）
配向ペロブスカイト型ニオブ酸カリウム薄膜を有する。
本発明に使用する表面にアモルファス層を有する基板と
しては、単結晶、多結晶、アモルファス、又はこれらの
複合体などの上にアモルファス層を形成した基板、ある
いは、表面のアモルファス層とその支持層が同一であっ
て、アモルファス層と支持層の間に明確な境界のない基
板などを使用することができる。（１１０）配向ペロブ
スカイト型ニオブ酸カリウム薄膜を、表面にアモルファ
ス層を有する基板上に作製すると、弾性表面波素子の弾
性表面波の伝搬速度は、基板の弾性表面波の伝搬速度の
影響を受けるため、弾性表面波の伝搬速度の異なる基板
を選択することにより、弾性表面波素子の弾性表面波の
伝搬速度を選択することができる。すなわち、弾性表面
波の周波数帯域通過特性を、基板の選択により変化させ
ることができる。ここで、（１１０）配向とは、ニオブ
酸カリウムの結晶の（１１０）面が、基板表面に対して
平行であることを意味する。この場合、軸方向をＪＣＰ
ＤＳカードに準じて記述すれば、軸の長さはｂ軸＞ａ軸
＞ｃ軸で、ｂ軸が分極軸となる。本発明においては、表
面にアモルファス層を有する基板を用いるので、単結晶
基板を用いる場合と異なり、基板の使用面を考慮する必
要がないという利点がある。本発明において、（１１
０）配向ペロブスカイト型ニオブ酸カリウム薄膜とは、
ＸＲＤパターンにおいて、ペロブスカイト型ニオブ酸カ
リウムのピークの中で、（１１０）面に対応するピーク
強度が最大であるペロブスカイト型ニオブ酸カリウム薄
膜であり、（１１０）面に対応するピーク強度Ｉ₍₁₁₀₎
と（１１１）面に対応するピーク強度Ｉ₍₁₁₁₎の比Ｉ
₍₁₁₀₎／Ｉ₍₁₁₁₎が、１０以上であることが好ましい。図
１は、本発明に用いる（１１０）配向ペロブスカイト型
ニオブ酸カリウム薄膜のＸＲＤパターンの一例である。

【０００６】本発明において、表面にアモルファス層を
有する基板上に作製した（１１０）配向ペロブスカイト
型ニオブ酸カリウム薄膜上に、櫛形電極を設けて、弾性
表面波素子を作製することができる。図２は、本発明の
弾性表面波素子の一態様の斜視図である。支持層１の上
にアモルファス層２が形成された表面にアモルファス層
を有する基板３上に（１１０）配向ペロブスカイト型ニ
オブ酸カリウム薄膜４が作製され、送信櫛形電極５と受
信櫛形電極６が設けられている。送信櫛形電極より送信
された電気信号は、（１１０）配向ペロブスカイト型ニ
オブ酸カリウム薄膜において機械信号である弾性表面波
に励振され、さらに、受信櫛形電極により受信されて再
び電気信号に変換される。本発明の弾性表面波素子は、
電気機械結合係数の大きいペロブスカイト型ニオブ酸カ
リウム薄膜を用いているので、電気機械結合性が良好で
あり、優れたフィルター特性を有する。本発明におい
て、（１１０）ペロブスカイト型ニオブ酸カリウム薄膜
を作製する方法に特に制限はないが、物理蒸着法（ＰＶ
Ｄ法）により好適に作製することができる。物理蒸着法
としては、例えば、スパッタリング法、分子線エピタキ
シー法、イオンプレーティング法などを挙げることがで
きる。これらの中で、スパッタリング法は、ターゲット
の作製が容易で、経済的に薄膜を作製することができる
ので、特に好適に使用することができる。スパッタリン
グ法によれば、例えば、ニオブ酸カリウム粉末と炭酸カ
リウム粉末を混合して、石英ガラスなどに被着させたタ
ーゲットに、アルゴンガス−酸素ガス混合雰囲気中で、
高周波マグネトロンスパッタリングを行って（１１０）
配向ペロブスカイト型ニオブ酸カリウム薄膜を作製する
ことができる。

【０００７】本発明の弾性表面波素子において、（１１
０）配向ペロブスカイト型ニオブ酸カリウム薄膜は、電
界印加により分極処理されたものであることが好まし
い。分極処理の方法には特に制限はなく、例えば、（１
１０）配向ペロブスカイト型ニオブ酸カリウム薄膜を、
１５０〜２２０℃に加熱したシリコーンオイルなどの絶
縁性液体中に浸漬して、直流電界を印加して分極処理
し、電界を印加したまま冷却した後、電界印加を終了す
ることにより、効果的に分極処理を施すことができる。
（１１０）配向ペロブスカイト型ニオブ酸カリウム薄膜
に分極処理を施すことにより、分極の向きを変え、圧電
性を向上させることができる。本発明の弾性表面波素子
においては、表面にアモルファス層を有する基板が、結
晶、アモルファス又はこれらの複合体上に、アルカリ土
類金属、希土類、Ｂｉ、Ｐｂ、Ｎｂの内の少なくとも１
種の元素を含むアモルファス層を形成してなる複合基板
であることが好ましい。また、本発明の弾性表面波素子
においては、表面にアモルファス層を有する基板が、結
晶、アモルファス又はこれらの複合体上に導電性膜を作
製し、さらにその上にアルカリ土類金属、希土類、Ｂ
ｉ、Ｐｂ、Ｎｂの内の少なくとも１種の元素を含むアモ
ルファス層を形成してなる複合基板であることがさらに
好ましい。アモルファス層に含まれるアルカリ土類金属
としては、例えば、Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｍｇなどを挙げ
ることができ、アモルファス層に含まれる希土類として
は、例えば、Ｌａ、Ｙ、Ｇｄ、Ｙｂなどを挙げることが
できる。

【０００８】本発明において、結晶、アモルファス又は
これらの複合体上に、導電性膜を作製する方法には特に
制限はなく、例えば、スパッタリング法、真空蒸着法な
どの物理蒸着法や、化学蒸着法、ゾル−ゲル法などによ
って作製することができる。導電性膜の形状には特に制
限はなく、例えば、パターニングのない平面形状とする
ことができ、あるいは、ドライエッチング、ウエットエ
ッチング、リフトオフ法などによって任意のパターニン
グを施した形状とすることができる。パターニングのな
い導電性膜あるいはパターニングを施した導電性膜は、
支持層表面と同じ大きさとすることができ、あるいは、
支持層表面より小さくすることができる。また、アモル
ファス層及び（１１０）配向ペロブスカイト型ニオブ酸
カリウム薄膜の大きさは、導電性膜より大きくすること
ができ、導電性膜と同じ大きさとすることができ、ある
いは、導電性膜より小さくすることができる。支持層と
アモルファス層の間に導電性膜を設けることにより、電
界印加による分極処理の際の電極として、あるいは、弾
性表面波送信電極及び受信電極として利用することがで
き、さらに電気的ロスを低減することができる。図３
は、本発明の弾性表面波素子の３種の態様の側面図であ
る。図３(ａ)は、支持層が表面のアモルファス層と同一
の材質であり、アモルファス層と支持層の明確な境界が
ない基板３上に、（１１０）配向ペロブスカイト型ニオ
ブ酸カリウム薄膜４が作製され、その上に電極７が設け
られてなるものである。図３(ｂ)は、支持層１とアモル
ファス層２からなる表面にアモルファス層を有する基板
３上に、（１１０）配向ペロブスカイト型ニオブ酸カリ
ウム薄膜４が作製され、その上に電極７が設けられてな
るものである。図３(ｃ)は、支持層１とアモルファス層
２の間に導電性膜８を有する基板３上に、（１１０）配
向ペロブスカイト型ニオブ酸カリウム薄膜４が作製さ
れ、その上に電極７が設けられてなるものである。

【０００９】表面にアモルファス層を形成する支持層と
なる結晶としては、例えば、シリコン、チタン酸ストロ
ンチウム、サファイヤ、ニオブ酸リチウム、タンタル酸
リチウム、水晶、白金、ダイヤモンド、砒化ガリウム、
アルミナ、ムライトなどを挙げることができる。これら
の中で、シリコン、チタン酸ストロンチウム、サファイ
ヤ、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、水晶、白
金、ダイヤモン及び砒化ガリウムは、耐熱性に優れ、ア
モルファス層及びニオブ酸カリウム薄膜作製時の加熱に
よる影響を受けるおそれがなく、音速が速く、弾性表面
波素子を高周波帯域で使用することができるので、特に
好適に使用することができる。表面にアモルファス層を
形成する支持層となるアモルファスとしては、例えば、
石英ガラス、無アルカリガラス、ホウケイ酸ガラスなど
を挙げることができる。これらの中で、石英ガラスは、
音速が速く、弾性表面波素子を高周波帯域で使用するこ
とができるので、特に好適に使用することができる。表
面にアモルファス層を形成する支持層となる複合体とし
ては、積層体及び混合焼結体を使用することができ、例
えば、ガラス−セラミック複合体、セラミック−金属複
合体（サーメット）、ダイヤモンドコートシリコン、ダ
イヤモンド状炭素膜コートシリコン、金属電極付き半導
体、透明導電膜付きガラスなどを挙げることができる。
これらの中で、ダイヤモンドコートシリコン及びダイヤ
モンド状炭素膜コートシリコンは、非常に音速が速く、
弾性表面波素子を高周波帯域で使用することができるの
で、特に好適に使用することができる。

【００１０】本発明の弾性表面波素子において、支持層
の上に形成するアモルファス層としては、例えば、Ｓｉ
Ｏ₂−Ａｌ₂Ｏ₃−ＢａＯ−Ｂ₂Ｏ₃系アモルファス層、Ｓ
ｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃−ＢａＯ−ＣａＯ系アモルファス層、
ＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃−ＢａＯ−ＳｒＯ系アモルファス
層、ＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃−ＣａＯ−Ｌａ₂Ｏ₃系アモルフ
ァス層、ＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃−ＢａＯ−Ｂ₂Ｏ₃−Ｂｉ₂Ｏ
₃系アモルファス層、ＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃−ＢａＯ−Ｐｂ
Ｏ系アモルファス層、ＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃−ＢａＯ−Ｍ
ｇＯ系アモルファス層、ＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃−Ｂ₂Ｏ₃−
Ｎｂ₂Ｏ₅系アモルファス層、ＢａＯ−ＳｉＯ₂系アモル
ファス層、ＳｒＯ−ＳｉＯ₂系アモルファス層、Ｌａ₂Ｏ
₃−ＳｉＯ₂系アモルファス層、ＳｒＯ−Ａｌ₂Ｏ₃系アモ
ルファス層、Ｂｉ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂系アモルファス層、Ｚ
ｒＯ₂−ＢａＯ−Ｌａ₂Ｏ₃系アモルファス層などを挙げ
ることができる。このようなアモルファス層の上にニオ
ブ酸カリウム薄膜を作製することにより、図１に示すＸ
ＲＤパターンのように、強く（１１０）に配向したペロ
ブスカイト型ニオブ酸カリウム薄膜を得ることができ
る。本発明において、アモルファス層を形成するすべて
の酸化物のうち、Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｍｇなどのアルカ
リ土類金属、Ｌａ、Ｙ、Ｇｄ、Ｙｂなどの希土類、Ｂ
ｉ、Ｐｂ、Ｎｂの酸化物が占める割合の合計が０.０１
〜７０モル％であることが好ましく、１〜５０モル％で
あることがより好ましい。この割合は、例えば、ＳｉＯ
₂−Ａｌ₂Ｏ₃−Ｂ₂Ｏ₃−Ｎｂ₂Ｏ₅系アモルファス層につ
いては、Ｎｂ₂Ｏ ₅／（ＳｉＯ₂＋Ａｌ₂Ｏ₃＋Ｂ₂Ｏ₃＋Ｎ
ｂ₂Ｏ₅）として計算されるモル比であり、ＺｒＯ₂−Ｂ
ａＯ−Ｌａ₂Ｏ₃系アモルファス層については、（ＢａＯ
＋Ｌａ₂Ｏ₃）／（ＺｒＯ₂＋ＢａＯ＋Ｌａ₂Ｏ₃）として
計算されるモル比である。アモルファス層を形成するす
べての酸化物のうち、Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｍｇなどのア
ルカリ土類金属、Ｌａ、Ｙ、Ｇｄ、Ｙｂなどの希土類、
Ｂｉ、Ｐｂ、Ｎｂの酸化物の占める割合の合計が、０.
０１モル％未満であっても７０モル％を超えても、安定
したペロブスカイト型ニオブ酸カリウム薄膜が得られな
いおそれがある。アモルファス層の各元素の比率を調整
することにより、ペロブスカイト型ニオブ酸カリウム薄
膜の（１１０）配向性を制御することができる。

【００１１】本発明において、基板表面のアモルファス
層の膜厚は、０.５ｎｍ以上であることが好ましく、１
０ｎｍ以上であることがより好ましい。基板表面のアモ
ルファス層の膜厚が０.５ｎｍ未満であると、（１１
０）配向ペロブスカイト型ニオブ酸カリウム薄膜を作製
することが困難になるおそれがある。本発明において、
結晶、アモルファス若しくはこれらの複合体からなる支
持層又はさらに導電性膜が形成された支持層の上に、ア
モルファス層を形成する方法に特に制限はなく、例え
ば、物理蒸着法（ＰＶＤ法）、ゾル−ゲル法、化学蒸着
法（ＣＶＤ法）、液相析出法（ＬＰＤ法）、施釉法、溶
融ガラスディップ法などを挙げることができる。物理蒸
着法としては、例えば、真空中での加熱により発生する
蒸気を支持層上に凝縮させる真空蒸着法、ターゲット表
面にイオンで衝撃を与え、はじき出すことにより支持層
上に薄膜を形成するスパッタリング法などを挙げること
ができる。ゾル−ゲル法としては、例えば、金属アルコ
キシドを用いるあるいは用いない方法を挙げることがで
きる。化学蒸着法としては、例えば、プラズマ状態で反
応するプラズマＣＶＤ法、高温加熱により反応を行わせ
る熱ＣＶＤ法などを挙げることができる。液相析出法と
しては、例えば、基板をガラスの構成成分となる化合物
を含む過飽和溶液に接触させ表面に固相を析出させる方
法などを挙げることができる。施釉法は、例えば、粉末
ガラスをビヒクル又は溶媒と混合し、支持層表面に印刷
又は塗布して焼結することにより行うことができる。溶
融ガラスディップ法は、例えば、溶融ガラスに支持層全
体又は支持層表面を浸漬することにより行うことができ
る。さらに、本発明においては、有効元素を含まないア
モルファス層に、物理蒸着法、ゾル−ゲル法、ＣＶＤ法
などにより、有効元素の酸化物薄膜又は金属薄膜をごく
薄くあるいは非連続的な島状に形成し、熱拡散すること
により有効元素を含む所望の組成のアモルファス層とす
ることもできる。

【００１２】

【実施例】以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細
に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限
定されるものではない。実施例１シリコン上に、ＳｒＯとＳｉＯ₂の混合粉末（モル比
１：１０）ターゲットを用いて、アルゴンガス分圧０.
７２Ｐａ、酸素分圧０.０８Ｐａ、基板温度３００℃、
高周波電力５０Ｗ、成膜時間１０分間の条件で、高周波
マグネトロンスパッタリングを行い、表面に厚さ約３０
ｎｍのＳｒＯ−ＳｉＯ₂系のアモルファス層を有する基
板を得た。この基板上に、ＫＮｂＯ₃とＫ₂ＣＯ₃の混合
粉末（モル比１：１）を石英ガラス上に被着させたター
ゲットを用いて、アルゴンガス分圧０.３６Ｐａ、酸素
分圧０.０４Ｐａ、基板温度５００℃、高周波電力５０
Ｗ、成膜時間１３時間の条件で、高周波スパッタリング
を行い、膜厚約１.１μｍの（１１０）配向ペロブスカ
イト型ニオブ酸カリウム薄膜を作製した。作製した薄膜
のＸＲＤパターンを、図１に示す。ＸＲＤパターンよ
り、このニオブ酸カリウム薄膜は、強く（１１０）配向
していることが分かる。この（１１０）配向ペロブスカ
イト型ニオブ酸カリウム薄膜の上に、電極ピッチ０.９
３７５λ、対数３０対、伝搬路５０λ、開口長１８λ
（弾性表面波の波長λ＝３.７５μｍ）の図４に示すア
ルミニウム櫛形電極を形成し、弾性表面波素子を作製し
た。この弾性表面波素子についてフィルター特性を測定
したところ、図５に示すように９２０MHz付近と１.２８
GHz付近の２カ所が強く振動した弾性表面波を観測し
た。実施例２実施例１と同様の条件で、シリコン上に厚さ約３０ｎｍ
のＳｒＯ−ＳｉＯ₂系のアモルファス層を作製し、その
上に膜厚約１.１μｍの（１１０）配向ペロブスカイト
型ニオブ酸カリウム薄膜を作製した。シリコン下面の自
然酸化膜をフッ酸でエッチングし、その下部全面に銀電
極を形成した。次いで、（１１０）配向ペロブスカイト
型ニオブ酸カリウム薄膜上に銀電極を作製し、空中放電
及び表面放電を防ぐために１８０℃のシリコーンオイル
中で電極間に２０Ｖの直流電圧（膜の上面に＋極を印
加）を１時間印加し分極処理を行った。シリコーンオイ
ルの温度が約５０℃まで下がってから電圧印加をやめ、
銀電極を剥離した。新たに実施例１と同様の電極ピッチ
０.９３７５λ、対数３０対、伝搬路５０λ、開口長１
８λ（弾性表面波の波長λ＝３.７５μｍ）のアルミニ
ウム櫛形電極を形成し、弾性表面波素子を作製した。こ
の弾性表面波素子のフィルター特性を測定したところ、
図６に示すように９２０MHz付近が強く振動した弾性表
面波を観測した。実施例３実施例１と同様の条件で、シリコン上に厚さ約３０ｎｍ
のＳｒＯ−ＳｉＯ₂系のアモルファス層を作製し、その
上に膜厚約１.１μｍの（１１０）配向ペロブスカイト
型ニオブ酸カリウム薄膜を作製した。シリコン下面の自
然酸化膜をフッ酸でエッチングし、その下部全面に銀電
極を形成した。次いで、（１１０）配向ペロブスカイト
型ニオブ酸カリウム薄膜上に銀電極を作製し、空中放電
及び表面放電を防ぐために１８０℃のシリコーンオイル
中で電極間に２０Ｖの直流電圧（膜の上面に−極を印
加）を１時間印加し分極処理を行った。シリコーンオイ
ルの温度が約５０℃まで下がってから電圧印加をやめ、
銀電極を剥離した。新たに実施例１と同様の電極ピッチ
０.９３７５λ、対数３０対、伝搬路５０λ、開口長１
８λ（弾性表面波の波長λ＝３.７５μｍ）のアルミニ
ウム櫛形電極を形成し、弾性表面波素子を作製した。こ
の弾性表面波素子のフィルター特性を測定したところ、
図７に示すように１.２８GHz付近がより強く振動した弾
性表面波を観測した。

【００１３】

【発明の効果】本発明の弾性表面波素子は、表面にアモ
ルファス膜を有する基板上に（１１０）配向ペロブスカ
イト型ニオブ酸カリウム薄膜を作製したものであり、シ
リコン単結晶など大量に生産されている安価な支持層を
用いて、弾性表面波素子を製造することができる。ま
た、半導体技術を利用して、集積化した弾性表面波素子
を大量生産することができる。さらに、本発明の弾性表
面波素子は、表面にアモルファス層を有する基板上に作
製した（１１０）配向したペロブスカイト型ニオブ酸カ
リウム薄膜を用いているので、基板の選択の自由度が大
きく、弾性表面波の伝搬速度を選択することができる。
すなわち、弾性表面波の周波数帯域通過特性を、基板の
選択により容易に変えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、（１１０）配向ペロブスカイト型ニオ
ブ酸カリウム薄膜のＸＲＤパターンの一例である。

【図２】図２は、本発明の弾性表面波素子の一態様の斜
視図である。

【図３】図３は、本発明の弾性表面波素子の３種の態様
の側面図である。

【図４】図４は、櫛形電極の説明図である。

【図５】図５は、弾性表面波素子のフィルター特性を示
すグラフである。

【図６】図６は、弾性表面波素子のフィルター特性を示
すグラフである。

【図７】図７は、弾性表面波素子のフィルター特性を示
すグラフである。

【符号の説明】

１支持層２アモルファス層３基板４（１１０）配向ペロブスカイト型ニオブ酸カリウム
薄膜５送信櫛形電極６受信櫛形電極７電極８導電性膜

フロントページの続き (72)発明者小島俊之宮城県仙台市太白区八木山弥生町18−10 氏家ハイツ205 (72)発明者橋間英和兵庫県西宮市浜松原町２番21号山村硝子株式会社内 (72)発明者小西明男兵庫県西宮市浜松原町２番21号山村硝子株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表面にアモルファス層を有する基板上に作
製した（１１０）配向ペロブスカイト型ニオブ酸カリウ
ム薄膜を有することを特徴とする弾性表面波素子。
【請求項２】（１１０）配向ペロブスカイト型ニオブ酸
カリウム薄膜が、物理蒸着法（ＰＶＤ法）により作製さ
れてなる請求項１に記載の弾性表面波素子。
【請求項３】（１１０）配向ペロブスカイト型ニオブ酸
カリウム薄膜が、電界印加により分極処理されてなる請
求項１又は請求項２に記載の弾性表面波素子。
【請求項４】表面にアモルファス層を有する基板が、結
晶、アモルファス、又はこれらの複合体上に、アルカリ
土類金属、希土類、Ｂｉ、Ｐｂ、Ｎｂの内の少なくとも
１種の元素を含むアモルファス層を形成してなる複合基
板である請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の弾性
表面波素子。
【請求項５】表面にアモルファス層を有する基板が、結
晶、アモルファス又はこれらの複合体上に導電性膜を作
製し、さらにその上にアルカリ土類金属、希土類、Ｂ
ｉ、Ｐｂ、Ｎｂの内の少なくとも１種の元素を含むアモ
ルファス層を形成してなる複合基板である請求項１乃至
請求項３のいずれかに記載の弾性表面波素子。
【請求項６】結晶が、シリコン、チタン酸ストロンチウ
ム、サファイヤ、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウ
ム、水晶、白金、ダイヤモンド又は砒化ガリウムである
請求項４又は請求項５に記載の弾性表面波素子。
【請求項７】アモルファスが、石英ガラスである請求項
４又は請求項５に記載の弾性表面波素子。
【請求項８】複合体が、ダイヤモンドコートシリコン又
はダイヤモンド状炭素膜コートシリコンである請求項４
又は請求項５に記載の弾性表面波素子。
【請求項９】アモルファス層が、物理蒸着法（ＰＶＤ
法）、ゾル−ゲル法、化学蒸着法（ＣＶＤ法）、液相析
出法（ＬＰＤ法）、施釉法又は溶融ガラスディップ法に
より形成されてなる請求項４乃至請求項８のいずれかに
記載の弾性表面波素子。