JPS5844806A - 弾性表面波用素子 - Google Patents
弾性表面波用素子Info
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- JPS5844806A JPS5844806A JP56139724A JP13972481A JPS5844806A JP S5844806 A JPS5844806 A JP S5844806A JP 56139724 A JP56139724 A JP 56139724A JP 13972481 A JP13972481 A JP 13972481A JP S5844806 A JPS5844806 A JP S5844806A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- 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
- H03H9/02818—Means for compensation or elimination of undesirable effects
- H03H9/02834—Means for compensation or elimination of undesirable effects of temperature influence
-
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- H03H9/02543—Characteristics of substrate, e.g. cutting angles
- H03H9/02574—Characteristics of substrate, e.g. cutting angles of combined substrates, multilayered substrates, piezoelectrical layers on not-piezoelectrical substrate
Landscapes
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- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
最近とみに、弾性表面波用素子し１こ素子の開発が行ケ
われるようＫ ｔｌつてき１こ。その主１こる理由とし
て、第１に、弾性表面波は、弾性物質のほとんど表面の
みに集中して伝播する波動であること、第２に、その伝
播速度が、光波又は電磁波の速度の約１０ 倍である
こと、・第３に、第１及び第２の理由により、弾性表面
波用素子の小型化及び菌性 ２− 態化が可能であること、第４に、集積回路と組み合わせ
新規ケ素子の出現の可能性が期待できろこと等が挙げら
れる。
われるようＫ ｔｌつてき１こ。その主１こる理由とし
て、第１に、弾性表面波は、弾性物質のほとんど表面の
みに集中して伝播する波動であること、第２に、その伝
播速度が、光波又は電磁波の速度の約１０ 倍である
こと、・第３に、第１及び第２の理由により、弾性表面
波用素子の小型化及び菌性 ２− 態化が可能であること、第４に、集積回路と組み合わせ
新規ケ素子の出現の可能性が期待できろこと等が挙げら
れる。
従来から開発されてぎた弾性表面波用素子の内では、第
１図に示すＬ］ＮｂＯ３は圧電性単結晶であり１表面波
の実効的電気機械結合係数Ｋが大である。したがって、
くし型電極等を使用したフィルタ等においては、広帯域
特性が実現され、整合が取りやすい。又、挿入損失が小
にケリ、装置が小型化できる。そのため、装置に係る費
用が安価になる等々多くの利点が知られている。しかし
ながら、この場合、 ＬｉＮｂ０．うは単結晶でル）る
ため、弾性表面波の伝播速度及び電気機械結合係数■（
が。
１図に示すＬ］ＮｂＯ３は圧電性単結晶であり１表面波
の実効的電気機械結合係数Ｋが大である。したがって、
くし型電極等を使用したフィルタ等においては、広帯域
特性が実現され、整合が取りやすい。又、挿入損失が小
にケリ、装置が小型化できる。そのため、装置に係る費
用が安価になる等々多くの利点が知られている。しかし
ながら、この場合、 ＬｉＮｂ０．うは単結晶でル）る
ため、弾性表面波の伝播速度及び電気機械結合係数■（
が。
単結晶の結晶軸の方向及び弾性表面波の伝播方向により
規定される欠点を有Ｌ２ていた。又、Ｂ特性が、結晶軸
の方向及び伝播方向により、規定されない弾性表面波用
素子として、第２図に示す、シリコン基板上に形成され
た酸化亜鉛膜を有する構造の素子が知られている。
規定される欠点を有Ｌ２ていた。又、Ｂ特性が、結晶軸
の方向及び伝播方向により、規定されない弾性表面波用
素子として、第２図に示す、シリコン基板上に形成され
た酸化亜鉛膜を有する構造の素子が知られている。
本発明は、上述の欠点を除去（−１こ新規ケ諸特性を任
意に選定可能である弾性表面波用素子を提供ずろこと火
口的とする。
意に選定可能である弾性表面波用素子を提供ずろこと火
口的とする。
次に１本発明の一実施例を添付の図面を引用して説明す
る。
る。
第３図に示ずように、シリコンにより形成される基板４
を膜厚ｈ１を有する金属膜５により被覆する。次に、金
属膜５が被覆された上に、膜厚りを有する酸化亜鉛膜３
により被覆する。その被覆されＴこ酸化亜鉛膜３上に、
くし型電極１’％形成し、弾性表面波を励振させ、伝播
させる。この場合、基板４には（１１０）面と等価な面
すなわち、柱面により切断したシリコンを使用し、表面
弾性波としてはセザワ波を使用する。第３図に示した構
成を有する弾性表面波用素子において、金属膜５の膜厚
ｈ１が、弾性表面波の波長λに比較し、十分小である場
合には％電気機械結合係数Ｉ（の２乗（１ぐ）と酸化亜
鉛膜の膜厚りとの関係は、第４図に示す曲線６により表
現されろ。この曲線６は、シリコンにより形成される基
板４０面上２ （０Ｏ１）方向と等価な方向、すなわち
、底面の方向に、励振され、伝播する弾性表面波の内セ
ザワ波に関する曲線である。第４図において、縦軸は、
電気機械結合係数にの２乗を百分率により表わし、横軸
より計算した膜厚りを表わす。なお、単位は無名数であ
る。又、第４図に示す曲線７は、第２図に示すように、
（１００）面と等価な面、すなわち、軸面により、切断
したシリコン基板４を使用し、（０１０）方向と等価な
方向、すなわち、軸面の方向に、セザワ波を励振させ、
伝播させた場合における、電気機械結合係数にの２乗と
酸化亜鉛膜の膜厚りとの関係を表現する曲線である。
を膜厚ｈ１を有する金属膜５により被覆する。次に、金
属膜５が被覆された上に、膜厚りを有する酸化亜鉛膜３
により被覆する。その被覆されＴこ酸化亜鉛膜３上に、
くし型電極１’％形成し、弾性表面波を励振させ、伝播
させる。この場合、基板４には（１１０）面と等価な面
すなわち、柱面により切断したシリコンを使用し、表面
弾性波としてはセザワ波を使用する。第３図に示した構
成を有する弾性表面波用素子において、金属膜５の膜厚
ｈ１が、弾性表面波の波長λに比較し、十分小である場
合には％電気機械結合係数Ｉ（の２乗（１ぐ）と酸化亜
鉛膜の膜厚りとの関係は、第４図に示す曲線６により表
現されろ。この曲線６は、シリコンにより形成される基
板４０面上２ （０Ｏ１）方向と等価な方向、すなわち
、底面の方向に、励振され、伝播する弾性表面波の内セ
ザワ波に関する曲線である。第４図において、縦軸は、
電気機械結合係数にの２乗を百分率により表わし、横軸
より計算した膜厚りを表わす。なお、単位は無名数であ
る。又、第４図に示す曲線７は、第２図に示すように、
（１００）面と等価な面、すなわち、軸面により、切断
したシリコン基板４を使用し、（０１０）方向と等価な
方向、すなわち、軸面の方向に、セザワ波を励振させ、
伝播させた場合における、電気機械結合係数にの２乗と
酸化亜鉛膜の膜厚りとの関係を表現する曲線である。
又、（１１（１１０）面と等価な面、すなわち、柱面に
より切断したシリコン基板４上に、Ｒ，Ｆ（高周波）ス
パッタリング法により、アルミニウムの金属膜５を形成
する。（２）その金属膜５上に、ＤＣ（直流）スパッタ
リング法により、酸化亜鉛膜３を膜厚りが４乃至１１
ミＩＪ ミクロン、結晶性がＣ軸配向という条件により
形成する。（３）その酸化亜鉛膜３上に、フォトエツチ
ング法により、くシ型電極ｌのパターンを入出力用電極
として形成する。
より切断したシリコン基板４上に、Ｒ，Ｆ（高周波）ス
パッタリング法により、アルミニウムの金属膜５を形成
する。（２）その金属膜５上に、ＤＣ（直流）スパッタ
リング法により、酸化亜鉛膜３を膜厚りが４乃至１１
ミＩＪ ミクロン、結晶性がＣ軸配向という条件により
形成する。（３）その酸化亜鉛膜３上に、フォトエツチ
ング法により、くシ型電極ｌのパターンを入出力用電極
として形成する。
この時電極幅ば３乃至１３．５ ｉ ！Ｊ ミクロン、
電接周期は１２乃至５４ミリミクロンという条件である
。上述のよう管構成及び条件により、シリコンにより形
成される基板４を使用し、（００１）方向と等価な方向
、すなわち、底面の方向に１弾性表面波を励振させ、伝
播させる実験欠実施した。第４図に示すＸ印は上述の実
験により得られる実験値である。
電接周期は１２乃至５４ミリミクロンという条件である
。上述のよう管構成及び条件により、シリコンにより形
成される基板４を使用し、（００１）方向と等価な方向
、すなわち、底面の方向に１弾性表面波を励振させ、伝
播させる実験欠実施した。第４図に示すＸ印は上述の実
験により得られる実験値である。
これは理論値に近いことを示す。
又、第３図から明らかケように、本発明の一実施例は、
シリコン基板４、アルミニウムによる金属膜５及び酸化
亜鉛膜３等から構成される層状構造を成す弾性表面波用
素子であるから、酸化亜鉛膜３の膜厚り等を適宜調整す
ることにより、電気機械結合係数Ｉ（乞任意に選定可能
である。
シリコン基板４、アルミニウムによる金属膜５及び酸化
亜鉛膜３等から構成される層状構造を成す弾性表面波用
素子であるから、酸化亜鉛膜３の膜厚り等を適宜調整す
ることにより、電気機械結合係数Ｉ（乞任意に選定可能
である。
又、アルミニウムによる金属膜５を形成したことにより
、シリコン基板４の比抵抗が大である場合にも、電気機
械結合係数Ｋを任意に選定可能であり、電気音響効果に
よる弾性表面波の減衰が少ない。
、シリコン基板４の比抵抗が大である場合にも、電気機
械結合係数Ｋを任意に選定可能であり、電気音響効果に
よる弾性表面波の減衰が少ない。
第４図から明らかなように、シリコンにより形成される
基板４を使用し、（００１）方向、と等ｆｉｌｌｉケ方
向、すなわち、底面の方向に弾性表面波を励振させ、伝
播させる時、酸化亜鉛膜３の膜厚り電気機械結合係数Ｋ
ｉ犬にすることが可能である。
基板４を使用し、（００１）方向、と等ｆｉｌｌｉケ方
向、すなわち、底面の方向に弾性表面波を励振させ、伝
播させる時、酸化亜鉛膜３の膜厚り電気機械結合係数Ｋ
ｉ犬にすることが可能である。
本実施例においては、酸化亜鉛膜３の圧電軸が、シリコ
ン基板４の底面に対し垂＠ケ場合を考察し１こが、圧電
軸の傾斜が、シリコン基板４の底面に対し、８０乃至１
１０度の範囲内にあれば、弾性表面波用素子の諸特性に
は本質的な差異はない。
ン基板４の底面に対し垂＠ケ場合を考察し１こが、圧電
軸の傾斜が、シリコン基板４の底面に対し、８０乃至１
１０度の範囲内にあれば、弾性表面波用素子の諸特性に
は本質的な差異はない。
又、弾性表面波を、シリコン基板４を使用し、（００１
）と等価管方向、すなわち、底面の方向に励振させ、伝
播させたが、池の方向に励振させ、伝播させてもよい。
）と等価管方向、すなわち、底面の方向に励振させ、伝
播させたが、池の方向に励振させ、伝播させてもよい。
本実施例において、酸化亜鉛膜３の膜厚ｈｙ囲内の膜厚
りにのみ限定されるものではケ＜、この範囲外の膜厚）
１に対しても十分高い効率の諸特性を得ることが期待で
きる。
りにのみ限定されるものではケ＜、この範囲外の膜厚）
１に対しても十分高い効率の諸特性を得ることが期待で
きる。
又、本実施例においては、くし型電極ｌを形成し１こ構
成であるがすだれ型電極でもよい。くし型電極ｌを形成
し１こ構成の場合には、くし型電極ｌをシリコン基板４
上に形成されたアルミニウム金属膜５の真上に形成する
ことが必要である。又、電極１を形成せずに、シリコン
基板４及び酸化亜鉛膜３内に発生する電気的ポテンシャ
ルを利用する弾性表面波用素子においても、効率のよい
素子の実現が期待されることも明白である。
成であるがすだれ型電極でもよい。くし型電極ｌを形成
し１こ構成の場合には、くし型電極ｌをシリコン基板４
上に形成されたアルミニウム金属膜５の真上に形成する
ことが必要である。又、電極１を形成せずに、シリコン
基板４及び酸化亜鉛膜３内に発生する電気的ポテンシャ
ルを利用する弾性表面波用素子においても、効率のよい
素子の実現が期待されることも明白である。
本実施例においては、シリコン基板４を使用しているか
ら、この基板を集積回路用基板とすることも可能である
。
ら、この基板を集積回路用基板とすることも可能である
。
又、本実施例においては、シリコン基板４の切断面は（
１１０）面、すなわち、柱面を、励振、伝播方向として
（ｏｏＢ方向、すなわち、底面の方向を選択したが、こ
れらの面又は方向から若干の偏移ン有していても、諸特
性に本質的ケ差異はない。
１１０）面、すなわち、柱面を、励振、伝播方向として
（ｏｏＢ方向、すなわち、底面の方向を選択したが、こ
れらの面又は方向から若干の偏移ン有していても、諸特
性に本質的ケ差異はない。
本発明によれば、くシ型電極等を形成したフィルタ等を
使用した場合において、広帯域特性が実現し、整合が取
りやすくなる。又、挿入損失も小になり、くし型電極の
くしの本数を少なくできるため、装置が小型になる。そ
のため１弾性表面波用素子の製造費用が安価になる。又
、シリコン基板の切断面及び伝播方向並びに膜厚等を種
々変化させることにより、より大なる電気機械結合係数
を得ることが可能であるという効果を有する。
使用した場合において、広帯域特性が実現し、整合が取
りやすくなる。又、挿入損失も小になり、くし型電極の
くしの本数を少なくできるため、装置が小型になる。そ
のため１弾性表面波用素子の製造費用が安価になる。又
、シリコン基板の切断面及び伝播方向並びに膜厚等を種
々変化させることにより、より大なる電気機械結合係数
を得ることが可能であるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
第１図及び第２図は従来の弾性表面波用素子の断面図、
第３図は本発明の一実施例による素子の断面図、第４図
は同実施例による素子の特性図である。 ■・・電極、３・・・酸化亜鉛膜、４・・シリコン基板
、５・・・アルミニウム金属膜、６．７・・・素子の特
性曲線。 特許出願人 クラリオン株式会社 第１図 第２図 第３図 １゜ 手続補正書。え、 昭和５７年１０月ＩＰ日 特許庁長官 若杉 和犬 ヶ ３ 補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 名 称 （１４８） クラリオン株式会社４代理人〒
１０５ 住 所 東京都港区芝３丁目２番１４号芝三丁目ビル
６ 補正の内容 明細書の記載を別紙の通り全文訂正する。 １ 明 細 曹 ■、 発明の名称 弾性表面波用素子 ２、特許請求の範囲 １、 シリコン基板上の少くとも一部に金属膜を形成し
、かつ、該金属膜の上に酸化亜鉛膜を形成した１−状構
造において、上記シリコン基板は（１１０）面とほぼ等
１曲な面により切断したこと乞特畝とする弾性表面波用
素子。 ２、 上記シリコン基板の（ｏｏｉ ）方向とほぼ等イ
曲ｔｘ方向に弾性衣ｆｆｆＪ波を伝播させることケ特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の弾性表面波用素子。 ３ 上記シリコン基板上の少くとも一部に形成された金
属膜は、上記酸化亜鉛膜上に形成されたくし型電極の少
くとも交差幅部分の貞、下に位置することを特徴とする
％ＷＦ請求の１１峨囲第１項記載の弾性表面波用素子。 ４、 上記酸化亜鉛膜の圧電軸は、上記シリコン基板面
に対し、９０°±ｌＯ０の範囲の１頃斜を有することを
特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項８
１− 記載の弾性表面波用素子。 ２πｈ ５、 上記酸化亜鉛膜の膜厚が０．９ ＜ 、？
＜ ３．５（１］は酸化亜鉛膜の膜厚、λは弾性表面波
の波長Ｙ’［わす。）の範囲であることｔ％微とする特
許請求の範囲第１項又は第４項記載の弾性表面波用素子
。 ６、 上記シリコン基板として集ｆｊｔ回路用基板を用
いたこと馨特倣とする特許請求の範囲第１項又は第２項
記載の弾性表面波用素子。 ７、 上記弾性表面波としてセザワ波を用いたことな１
＋！ｆ鑓とする特許請求の範囲第１項記載の弾性表面波
用素子。 ３、発明の詳細な説明 最近とみに、弾性表面波を使用した素子の開発が行なわ
れるようになってきた。その王たる理由として、第１に
、弾性表面波は、弾性物質のほとんど表面のみに集中し
て伝播する波動であること、第２に、その伝播速度が、
光波又は電値波の速度の約ｉｏ 倍であること、第３
に、第１及び第２の押出により、弾性表面波用素子の小
型化及び高性能化が可能であること、第４に、集積回路
と組み合わせ新規な素子の出現の可能性がＪｔＪＪ侍で
きること等が挙げられる。 従来から開発されてきた弾性表面波用素子の内では、第
１図に示すｈｉＮｂ０３は圧電性単結晶であり、表面波
の実効的電気機様結合係数Ｋが大である。したがって、
＜シ型電極等を使用したフィルタ等においては、広帯域
特性が実現され、整合が取りやすい。又、挿入損失か小
にｔｃす、装置が小型化できる。そのため、装置に係る
台用が安価になる等々多くの利点が知られている。しか
しながら、この場合、１パＮｈ０３は単結晶であるため
、弾性表面波の伝播速ｊ星及び電気機械結合係数Ｋが、
底面の結晶軸の方向及び弾性表面波の伝播方向により固
定化される欠点を有していた。又、諸物件が、表向の結
晶軸の方向及び伝播方向により、固定化されない弾性表
面波用素子として、８ｇ２図に示す、シリコン基板上に
形成された酸化種鉛膜ビ有する構造の素子が知られてい
るが１．ＬｉＮｂＯ３単結晶な使った素子の電気機械結
合係数に匹敵するものが一例知られているに過ぎない。 本発明は、上述の欠点を除去した新規な諸物件を任意に
選定可能である弾性底面枝用累子乞提供することを目的
とする。 次に、本発明の一実施例を添伺の図面を引用して説明す
る。 第３図に示すように、シリコンにより形成される基板４
馨膜厚ｈ１な有する金属膜５により被覆する。次に、金
属膜５が被覆された上に、膜厚りを有する酸化亜鉛膜３
により破嶺する。その被覆された酸化亜鉛膜３上に、く
し型電極１を形成し、弾性表面波を動部させ、伝播させ
る。この場合、基板４には（１１０）而と等１曲な面に
より切断したシリコンを使用し、六面弾性波としてはセ
ザワ波乞使用する。第３図に示した構成を有する弾性表
面波用素子において、金属膜５の膜厚ｈｌが、弾性表面
波の波長λに比軟し、十分小である場合には、電気機械
結合係数■（の２乗（Ｋ ）と酸化亜鉛膜の膜厚りとの
関係は、第４図に示す曲線６により表現される。この曲
線６は、次面上を上記シリコンの〔００１〕方向と等価
な方向に励損され、伝？４する弾性表面波の内セザワ波
に関する曲線である。第４図において、縦軸は、−気機
械結８′係截■（の２乗を百分率により表わし、横軸は
、酸化亜鉛膜３の膜厚ｈ ｏ）ｆｉｌ格化された厚さを
−で示したもλ のである。なお、単位は無名数である。又、第４図に示
す曲線７は、第２図に示１ように、（’１００）面と等
価な面で切断したシリコン基板４ケ使用し、シリコンの
（００’ｌ）方向と等価な方向にセザワ匿ヲ励振させ、
伝播させた場合における、′電気機械結合係数にの２乗
と１波化亜鉛膜の膜厚りとの関係を衣現する曲線である
。 又、ｆｉ＋（１１０）面と等１曲な面で切１！ノｉ Ｌ
だシリコン基板４上に、ＤＣ（直流）スパンタリング法
により、アルミニウムの金属膜５を形成する。（２１そ
の金属膜５上に、ＲＦ＜４周波）スパンタリング法によ
り、酸化亜鉛膜３を膜厚りが４乃至１１ ミクロン、Ｃ
軸配向という条件により形成する。（３）その酸化亜鉛
膜３上に、フォトエツチング法により、くし型電極ｌの
パターンを入出力用電極として形成する。この時電極幅
は３乃至１３．５ｉクロン、電極周期は１２乃至５４ｉ
クロンという条件である。 上述のような構成及び条件により、シリコンにより形成
される基数４馨使用し、シリコンの（００１）方向と等
価な方向に弾性表面波を励振させ、伝播させる実験を実
施した。第４図に示すｘ印は上述の実験により得られる
実験値である。これは理論値に近いことを示す。 又、第３図から明らかなように、本発明の一実施例は、
シリコン基板４、アルミニウムによる金属膜５及び酸化
亜鉛膜３等から構成される層状構造を成す弾性表面波用
素子であるから、酸化亜鉛膜３の膜厚り等を適宜調整す
ることにより、電気機械結合係数Ｋ Ｙ任意に選定可能
である。 又、アルミニウムによる金属膜５を形成したことにより
、シリコン基板４の比抵抗が犬である場合にも、冒い効
率の諸物件が得られ、又電気音響効果による弾性表面波
の減哀が少ない。 第４図から明らかなように、シリコンにより形成される
基板４を使用し、シリコンの（００１）方向と等価な方
向に弾性表面波を励振させ、嵌状させる時酸化亜鉛膜３
の膜厚ｈン０．９ ＜−Ｌ！−Ｌ＜ ３．５とλ いう範囲に選択すれは、電気機械結合係数Ｋを大にする
ことが可能である。 本実施例においては、酸化亜鉛膜３の圧電軸が、シリコ
ン基数４の底面に対し垂面な場合を′４察したが、圧電
軸の傾斜が、シリコン基数４の底面に対し、８０乃至１
１０度の範囲内にあれは、弾性表面波用素子の諸物件に
は本質的な差異はない。 又、弾性表面波を、シリコン基板４を使用し、シリコン
の（００１）方向と等価な方向に励振させ、伝播させた
が、他の方向に励振させ、伝崩させてもよい。 本実施例において、酸化亜鉛膜３の設厚りを２πｈ ０．９（−（３゜５の範囲に限定したが、この範λ 曲内の膜厚りにのみ限定されるものではな（、この範囲
外の膜厚りに対しても十分尚い効率の晶特性ン得ること
が期待できる。 又、本実施例においては、（し型電極ｌを形成した構成
であるが、電極１を形成せずに、シリコン基板４及び酸
化亜鉛膜３内に発生する電気的ポテンシャルを利用する
弾性表面波用素子においても、効率のよい素子の実現が
期待されることも明白である。 本実施例においては、シリコン基板４を使用１−ている
から、この基板ビ集積回路用基板とすることも可能であ
る。 又、本実施例においては、シリコン基板４の切断面（１
１０）面と等価な面ン、励振、伝播方向としてシリコン
の（００１）方向と等ｆｌｉｌｌな方向を選択したが、
これらの面又は方向から若干の偏移を有していても、諸
物件に本質的な差異はない。 本発明によれば、くし型電極等を形成したフィルタ等を
使用した場合において、広帯域特性が実現し、整合が取
りやすくなる。又、挿入損失も小になり、（し型電極の
くしの本数を少なくできるため、装置が小型になる。そ
のため、弾性表面波用素子の製造費用が安価になる。 ４、図面の簡単な説明 第１図及びｍ２図は従来の弾性表面波用素子の断面図、
第３図は本発明の一実施例による素子の断面図、第４図
は同実施例による素子の特性図である。 １・・・電極、３川醒化亜鉛膜、４・・・シリコン基板
、５・・・アルミニウム金属膜、６．７・・・素子の特
性曲線。 特許出願人 タラリオン株式会社
第３図は本発明の一実施例による素子の断面図、第４図
は同実施例による素子の特性図である。 ■・・電極、３・・・酸化亜鉛膜、４・・シリコン基板
、５・・・アルミニウム金属膜、６．７・・・素子の特
性曲線。 特許出願人 クラリオン株式会社 第１図 第２図 第３図 １゜ 手続補正書。え、 昭和５７年１０月ＩＰ日 特許庁長官 若杉 和犬 ヶ ３ 補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 名 称 （１４８） クラリオン株式会社４代理人〒
１０５ 住 所 東京都港区芝３丁目２番１４号芝三丁目ビル
６ 補正の内容 明細書の記載を別紙の通り全文訂正する。 １ 明 細 曹 ■、 発明の名称 弾性表面波用素子 ２、特許請求の範囲 １、 シリコン基板上の少くとも一部に金属膜を形成し
、かつ、該金属膜の上に酸化亜鉛膜を形成した１−状構
造において、上記シリコン基板は（１１０）面とほぼ等
１曲な面により切断したこと乞特畝とする弾性表面波用
素子。 ２、 上記シリコン基板の（ｏｏｉ ）方向とほぼ等イ
曲ｔｘ方向に弾性衣ｆｆｆＪ波を伝播させることケ特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の弾性表面波用素子。 ３ 上記シリコン基板上の少くとも一部に形成された金
属膜は、上記酸化亜鉛膜上に形成されたくし型電極の少
くとも交差幅部分の貞、下に位置することを特徴とする
％ＷＦ請求の１１峨囲第１項記載の弾性表面波用素子。 ４、 上記酸化亜鉛膜の圧電軸は、上記シリコン基板面
に対し、９０°±ｌＯ０の範囲の１頃斜を有することを
特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項８
１− 記載の弾性表面波用素子。 ２πｈ ５、 上記酸化亜鉛膜の膜厚が０．９ ＜ 、？
＜ ３．５（１］は酸化亜鉛膜の膜厚、λは弾性表面波
の波長Ｙ’［わす。）の範囲であることｔ％微とする特
許請求の範囲第１項又は第４項記載の弾性表面波用素子
。 ６、 上記シリコン基板として集ｆｊｔ回路用基板を用
いたこと馨特倣とする特許請求の範囲第１項又は第２項
記載の弾性表面波用素子。 ７、 上記弾性表面波としてセザワ波を用いたことな１
＋！ｆ鑓とする特許請求の範囲第１項記載の弾性表面波
用素子。 ３、発明の詳細な説明 最近とみに、弾性表面波を使用した素子の開発が行なわ
れるようになってきた。その王たる理由として、第１に
、弾性表面波は、弾性物質のほとんど表面のみに集中し
て伝播する波動であること、第２に、その伝播速度が、
光波又は電値波の速度の約ｉｏ 倍であること、第３
に、第１及び第２の押出により、弾性表面波用素子の小
型化及び高性能化が可能であること、第４に、集積回路
と組み合わせ新規な素子の出現の可能性がＪｔＪＪ侍で
きること等が挙げられる。 従来から開発されてきた弾性表面波用素子の内では、第
１図に示すｈｉＮｂ０３は圧電性単結晶であり、表面波
の実効的電気機様結合係数Ｋが大である。したがって、
＜シ型電極等を使用したフィルタ等においては、広帯域
特性が実現され、整合が取りやすい。又、挿入損失か小
にｔｃす、装置が小型化できる。そのため、装置に係る
台用が安価になる等々多くの利点が知られている。しか
しながら、この場合、１パＮｈ０３は単結晶であるため
、弾性表面波の伝播速ｊ星及び電気機械結合係数Ｋが、
底面の結晶軸の方向及び弾性表面波の伝播方向により固
定化される欠点を有していた。又、諸物件が、表向の結
晶軸の方向及び伝播方向により、固定化されない弾性表
面波用素子として、８ｇ２図に示す、シリコン基板上に
形成された酸化種鉛膜ビ有する構造の素子が知られてい
るが１．ＬｉＮｂＯ３単結晶な使った素子の電気機械結
合係数に匹敵するものが一例知られているに過ぎない。 本発明は、上述の欠点を除去した新規な諸物件を任意に
選定可能である弾性底面枝用累子乞提供することを目的
とする。 次に、本発明の一実施例を添伺の図面を引用して説明す
る。 第３図に示すように、シリコンにより形成される基板４
馨膜厚ｈ１な有する金属膜５により被覆する。次に、金
属膜５が被覆された上に、膜厚りを有する酸化亜鉛膜３
により破嶺する。その被覆された酸化亜鉛膜３上に、く
し型電極１を形成し、弾性表面波を動部させ、伝播させ
る。この場合、基板４には（１１０）而と等１曲な面に
より切断したシリコンを使用し、六面弾性波としてはセ
ザワ波乞使用する。第３図に示した構成を有する弾性表
面波用素子において、金属膜５の膜厚ｈｌが、弾性表面
波の波長λに比軟し、十分小である場合には、電気機械
結合係数■（の２乗（Ｋ ）と酸化亜鉛膜の膜厚りとの
関係は、第４図に示す曲線６により表現される。この曲
線６は、次面上を上記シリコンの〔００１〕方向と等価
な方向に励損され、伝？４する弾性表面波の内セザワ波
に関する曲線である。第４図において、縦軸は、−気機
械結８′係截■（の２乗を百分率により表わし、横軸は
、酸化亜鉛膜３の膜厚ｈ ｏ）ｆｉｌ格化された厚さを
−で示したもλ のである。なお、単位は無名数である。又、第４図に示
す曲線７は、第２図に示１ように、（’１００）面と等
価な面で切断したシリコン基板４ケ使用し、シリコンの
（００’ｌ）方向と等価な方向にセザワ匿ヲ励振させ、
伝播させた場合における、′電気機械結合係数にの２乗
と１波化亜鉛膜の膜厚りとの関係を衣現する曲線である
。 又、ｆｉ＋（１１０）面と等１曲な面で切１！ノｉ Ｌ
だシリコン基板４上に、ＤＣ（直流）スパンタリング法
により、アルミニウムの金属膜５を形成する。（２１そ
の金属膜５上に、ＲＦ＜４周波）スパンタリング法によ
り、酸化亜鉛膜３を膜厚りが４乃至１１ ミクロン、Ｃ
軸配向という条件により形成する。（３）その酸化亜鉛
膜３上に、フォトエツチング法により、くし型電極ｌの
パターンを入出力用電極として形成する。この時電極幅
は３乃至１３．５ｉクロン、電極周期は１２乃至５４ｉ
クロンという条件である。 上述のような構成及び条件により、シリコンにより形成
される基数４馨使用し、シリコンの（００１）方向と等
価な方向に弾性表面波を励振させ、伝播させる実験を実
施した。第４図に示すｘ印は上述の実験により得られる
実験値である。これは理論値に近いことを示す。 又、第３図から明らかなように、本発明の一実施例は、
シリコン基板４、アルミニウムによる金属膜５及び酸化
亜鉛膜３等から構成される層状構造を成す弾性表面波用
素子であるから、酸化亜鉛膜３の膜厚り等を適宜調整す
ることにより、電気機械結合係数Ｋ Ｙ任意に選定可能
である。 又、アルミニウムによる金属膜５を形成したことにより
、シリコン基板４の比抵抗が犬である場合にも、冒い効
率の諸物件が得られ、又電気音響効果による弾性表面波
の減哀が少ない。 第４図から明らかなように、シリコンにより形成される
基板４を使用し、シリコンの（００１）方向と等価な方
向に弾性表面波を励振させ、嵌状させる時酸化亜鉛膜３
の膜厚ｈン０．９ ＜−Ｌ！−Ｌ＜ ３．５とλ いう範囲に選択すれは、電気機械結合係数Ｋを大にする
ことが可能である。 本実施例においては、酸化亜鉛膜３の圧電軸が、シリコ
ン基数４の底面に対し垂面な場合を′４察したが、圧電
軸の傾斜が、シリコン基数４の底面に対し、８０乃至１
１０度の範囲内にあれは、弾性表面波用素子の諸物件に
は本質的な差異はない。 又、弾性表面波を、シリコン基板４を使用し、シリコン
の（００１）方向と等価な方向に励振させ、伝播させた
が、他の方向に励振させ、伝崩させてもよい。 本実施例において、酸化亜鉛膜３の設厚りを２πｈ ０．９（−（３゜５の範囲に限定したが、この範λ 曲内の膜厚りにのみ限定されるものではな（、この範囲
外の膜厚りに対しても十分尚い効率の晶特性ン得ること
が期待できる。 又、本実施例においては、（し型電極ｌを形成した構成
であるが、電極１を形成せずに、シリコン基板４及び酸
化亜鉛膜３内に発生する電気的ポテンシャルを利用する
弾性表面波用素子においても、効率のよい素子の実現が
期待されることも明白である。 本実施例においては、シリコン基板４を使用１−ている
から、この基板ビ集積回路用基板とすることも可能であ
る。 又、本実施例においては、シリコン基板４の切断面（１
１０）面と等価な面ン、励振、伝播方向としてシリコン
の（００１）方向と等ｆｌｉｌｌな方向を選択したが、
これらの面又は方向から若干の偏移を有していても、諸
物件に本質的な差異はない。 本発明によれば、くし型電極等を形成したフィルタ等を
使用した場合において、広帯域特性が実現し、整合が取
りやすくなる。又、挿入損失も小になり、（し型電極の
くしの本数を少なくできるため、装置が小型になる。そ
のため、弾性表面波用素子の製造費用が安価になる。 ４、図面の簡単な説明 第１図及びｍ２図は従来の弾性表面波用素子の断面図、
第３図は本発明の一実施例による素子の断面図、第４図
は同実施例による素子の特性図である。 １・・・電極、３川醒化亜鉛膜、４・・・シリコン基板
、５・・・アルミニウム金属膜、６．７・・・素子の特
性曲線。 特許出願人 タラリオン株式会社
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、 シリコン基板上の少くとも一部に金属膜を形成し
、かつ、該金属膜の上に酸化亜鉛膜を形成し１こ層状構
造において、上記シリコン基板は（１ｉ０）面とほぼ等
価な面により切断し定ことを特徴とする弾性表面波用素
子。 ２ 上記シリコン基板は、（（１０１）方向とは１゛等
価Ｉよ方向に弾性表面波を伝播させることを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の弾性表面波用素子。 ３、 上記酸化亜鉛膜上に形成されＴ二、くし型電極は
、少くとも上記金属膜上に形成されていることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の弾性表面波用素子。 ４、 上記酸化亜鉛膜の圧電軸は、上記シリコン基板面
に対し、９０°±１０°の範囲の傾斜を有することを特
徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項１ −
１ｒ記載の
弾性表面波用素子。 （ｈは酸化亜鉛膜の膜厚、λは弾性表面波の波長を表わ
す。）の範囲であることを特徴とする特許請求の範囲第
１項又は第４項記載の弾性表面波用素子。 ６ 上記シリコン基板として集積回路用基板を用い１こ
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載
の弾性表面波用素子。 ７ 上記弾性表面波としてセザワ波を用い１こことを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の弾性表面波用素子
。
Priority Applications (16)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56031562A JPS57145419A (en) | 1981-03-05 | 1981-03-05 | Surface acoustic wave element |
| JP56139724A JPS5844806A (ja) | 1981-03-05 | 1981-09-07 | 弾性表面波用素子 |
| JP56153826A JPS5856514A (ja) | 1981-03-05 | 1981-09-30 | 表面弾性波素子 |
| JP56153825A JPS5856513A (ja) | 1981-03-05 | 1981-09-30 | 表面弾性波素子 |
| JP56153827A JPS5856515A (ja) | 1981-03-05 | 1981-09-30 | 表面弾性波素子 |
| JP56160062A JPS5861686A (ja) | 1981-03-05 | 1981-10-09 | 表面弾性波素子 |
| JP56163148A JPS5863214A (ja) | 1981-03-05 | 1981-10-12 | 表面弾性波素子 |
| US06/354,430 US4449107A (en) | 1981-03-05 | 1982-03-03 | Surface elastic wave element |
| GB8206465A GB2095948B (en) | 1981-03-05 | 1982-03-04 | Surface elastic wave element |
| FR8203628A FR2509927B1 (fr) | 1981-03-05 | 1982-03-04 | Element a onde elastique de surface |
| DE3208239A DE3208239C2 (de) | 1981-03-05 | 1982-03-05 | Oberflächenwellenbauelement |
| NL8200935A NL8200935A (nl) | 1981-03-05 | 1982-03-05 | Oppervlakte-elastisch golfelement. |
| DE19823237358 DE3237358A1 (de) | 1981-03-05 | 1982-10-08 | Element fuer elastische oberflaechenwellen |
| FR8216922A FR2514567B1 (fr) | 1981-03-05 | 1982-10-08 | Element a onde elastique de surface |
| NL8203917A NL8203917A (nl) | 1981-03-05 | 1982-10-08 | Element voor elastische oppervlaktegolven. |
| GB08228854A GB2110033B (en) | 1981-03-05 | 1982-10-08 | Surface elastic wave element |
Applications Claiming Priority (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56031562A JPS57145419A (en) | 1981-03-05 | 1981-03-05 | Surface acoustic wave element |
| JP56139724A JPS5844806A (ja) | 1981-03-05 | 1981-09-07 | 弾性表面波用素子 |
| JP56153825A JPS5856513A (ja) | 1981-03-05 | 1981-09-30 | 表面弾性波素子 |
| JP56153827A JPS5856515A (ja) | 1981-03-05 | 1981-09-30 | 表面弾性波素子 |
| JP56153826A JPS5856514A (ja) | 1981-03-05 | 1981-09-30 | 表面弾性波素子 |
| JP56160062A JPS5861686A (ja) | 1981-03-05 | 1981-10-09 | 表面弾性波素子 |
| JP56163148A JPS5863214A (ja) | 1981-03-05 | 1981-10-12 | 表面弾性波素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5844806A true JPS5844806A (ja) | 1983-03-15 |
Family
ID=27564285
Family Applications (7)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56031562A Granted JPS57145419A (en) | 1981-03-05 | 1981-03-05 | Surface acoustic wave element |
| JP56139724A Pending JPS5844806A (ja) | 1981-03-05 | 1981-09-07 | 弾性表面波用素子 |
| JP56153825A Granted JPS5856513A (ja) | 1981-03-05 | 1981-09-30 | 表面弾性波素子 |
| JP56153827A Granted JPS5856515A (ja) | 1981-03-05 | 1981-09-30 | 表面弾性波素子 |
| JP56153826A Pending JPS5856514A (ja) | 1981-03-05 | 1981-09-30 | 表面弾性波素子 |
| JP56160062A Granted JPS5861686A (ja) | 1981-03-05 | 1981-10-09 | 表面弾性波素子 |
| JP56163148A Granted JPS5863214A (ja) | 1981-03-05 | 1981-10-12 | 表面弾性波素子 |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56031562A Granted JPS57145419A (en) | 1981-03-05 | 1981-03-05 | Surface acoustic wave element |
Family Applications After (5)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56153825A Granted JPS5856513A (ja) | 1981-03-05 | 1981-09-30 | 表面弾性波素子 |
| JP56153827A Granted JPS5856515A (ja) | 1981-03-05 | 1981-09-30 | 表面弾性波素子 |
| JP56153826A Pending JPS5856514A (ja) | 1981-03-05 | 1981-09-30 | 表面弾性波素子 |
| JP56160062A Granted JPS5861686A (ja) | 1981-03-05 | 1981-10-09 | 表面弾性波素子 |
| JP56163148A Granted JPS5863214A (ja) | 1981-03-05 | 1981-10-12 | 表面弾性波素子 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4449107A (ja) |
| JP (7) | JPS57145419A (ja) |
| DE (2) | DE3208239C2 (ja) |
| FR (2) | FR2509927B1 (ja) |
| GB (2) | GB2095948B (ja) |
| NL (2) | NL8200935A (ja) |
Families Citing this family (35)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57145419A (en) * | 1981-03-05 | 1982-09-08 | Clarion Co Ltd | Surface acoustic wave element |
| US4625184A (en) * | 1982-07-02 | 1986-11-25 | Clarion Co., Ltd. | Surface acoustic wave device with impedance matching network formed thereon |
| JPS598418A (ja) * | 1982-07-06 | 1984-01-17 | Clarion Co Ltd | 弾性表面波装置 |
| JPS59231911A (ja) * | 1983-06-14 | 1984-12-26 | Clarion Co Ltd | 表面弾性波素子 |
| JPS60124111A (ja) * | 1983-12-09 | 1985-07-03 | Clarion Co Ltd | 表面弾性波素子 |
| US4567392A (en) * | 1983-12-09 | 1986-01-28 | Clarion Co., Ltd. | Sezawa surface-acoustic-wave device using ZnO(0001)/SiO2 / Si(100)(011) |
| JPS60124109A (ja) * | 1983-12-09 | 1985-07-03 | Clarion Co Ltd | 表面弾性波素子 |
| JPS60124112A (ja) * | 1983-12-09 | 1985-07-03 | Clarion Co Ltd | 表面弾性波素子 |
| JPH026986Y2 (ja) * | 1985-02-01 | 1990-02-20 | ||
| JPH07101832B2 (ja) * | 1986-06-23 | 1995-11-01 | 株式会社日立製作所 | 圧電変換器及びその製造方法 |
| GB2206257B (en) * | 1987-05-26 | 1991-08-14 | Clarion Co Ltd | Surface acoustic wave device |
| DE3731309A1 (de) * | 1987-09-17 | 1989-03-30 | Siemens Ag | Oberflaechenwellenanordnung mit konversionsstruktur zur vermeidung unerwuenschter reflektierter wellen |
| JPH0217707A (ja) * | 1988-07-05 | 1990-01-22 | Clarion Co Ltd | 広帯域弾性表面波フィルタ |
| JPH0388406A (ja) * | 1989-04-11 | 1991-04-12 | Sanyo Electric Co Ltd | 弾性表面波素子 |
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