JPS586325B2 - 多層構造表面弾性波用素子 - Google Patents
多層構造表面弾性波用素子Info
- Publication number
- JPS586325B2 JPS586325B2 JP7487375A JP7487375A JPS586325B2 JP S586325 B2 JPS586325 B2 JP S586325B2 JP 7487375 A JP7487375 A JP 7487375A JP 7487375 A JP7487375 A JP 7487375A JP S586325 B2 JPS586325 B2 JP S586325B2
- Authority
- JP
- Japan
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- surface acoustic
- acoustic wave
- thickness
- oxide film
- zinc oxide
- Prior art date
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- Expired
Links
- 238000010897 surface acoustic wave method Methods 0.000 title claims description 22
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 claims description 11
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
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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 elements; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/02535—Details of surface acoustic wave devices
- 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
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は圧電性酸化亜鉛膜および酸化シリコン層を有す
る多層構造表面弾性波用素子に関するものである。
る多層構造表面弾性波用素子に関するものである。
表面弾性波を利用した回路素子の研究、開発が最近盛ん
に行なわれるようになってきた。
に行なわれるようになってきた。
その主な理由は、表面弾性波が物質表面に局在して伝撥
する波であること、およびその伝搬速度が電磁波のそれ
よりも約５桁も小さいことなどから、これを用いればマ
イクロ波用素子の小型化と高密度化が可能であること、
均質表面から種々の方法によって信号波の制御が可能で
あること、さらには集積回路と組み合せた新しい素子の
可能性が期待されることなどである。
する波であること、およびその伝搬速度が電磁波のそれ
よりも約５桁も小さいことなどから、これを用いればマ
イクロ波用素子の小型化と高密度化が可能であること、
均質表面から種々の方法によって信号波の制御が可能で
あること、さらには集積回路と組み合せた新しい素子の
可能性が期待されることなどである。
これまで開発されてきた表面弾性波用素子の中でも、第
１図に示すような圧電性結晶あるいはセラミックスから
なる伝搬媒体１２の表面に、櫛型電極１１を設けて表面
弾性波を励振させる素子が数多く用いられてきた。
１図に示すような圧電性結晶あるいはセラミックスから
なる伝搬媒体１２の表面に、櫛型電極１１を設けて表面
弾性波を励振させる素子が数多く用いられてきた。
しかしこの表面弾性波用素子は単一の材料から構成され
ているため、表面弾性波の特性（伝搬速度，温度係数，
および電気機械結合係数など）は材料の組成，その材料
が単結晶である場合には表面の結晶軸方向、それに対す
る表面弾性波の伝搬方向によって決まり、任意の温度特
性を有する素子を作ることは非常に困難であった。
ているため、表面弾性波の特性（伝搬速度，温度係数，
および電気機械結合係数など）は材料の組成，その材料
が単結晶である場合には表面の結晶軸方向、それに対す
る表面弾性波の伝搬方向によって決まり、任意の温度特
性を有する素子を作ることは非常に困難であった。
たとえば水晶を用いた素子では、非常に特殊な結晶軸方
向に切り出すことにより、温度係数０のものが得られて
いる。
向に切り出すことにより、温度係数０のものが得られて
いる。
本発明は零温度係数を含めて任意の温度係数をもつ表面
弾性波用素子を提供するものである。
弾性波用素子を提供するものである。
第２図は本発明により得られる表面弾性波用素子の構造
を示したものである。
を示したものである。
基板２４を、厚みｄ３を有する酸化シリコン層２３で被
覆し、さらに厚みｄ２を有する圧電性酸化亜鉛膜２２で
被覆している。
覆し、さらに厚みｄ２を有する圧電性酸化亜鉛膜２２で
被覆している。
本発明は表面弾性波がその波長λの半分程度の厚みを持
つ表面層内を伝搬するという一般的な性質を反映して上
記酸化シリコン層２３の厚みｄ３を約λ／２以上に設定
することにより、素子の特性が基板層を構成する物質に
依存しないこと、および上記酸化亜鉛膜２２の厚みｄ２
を変化させることにより、素子の温度係数を任意に設定
できることを見いだしたことに基いたものである。
つ表面層内を伝搬するという一般的な性質を反映して上
記酸化シリコン層２３の厚みｄ３を約λ／２以上に設定
することにより、素子の特性が基板層を構成する物質に
依存しないこと、および上記酸化亜鉛膜２２の厚みｄ２
を変化させることにより、素子の温度係数を任意に設定
できることを見いだしたことに基いたものである。
すなわち、発明者らの解析によれば第２図に示した構造
を有する表面弾性波用素子において、圧電性酸化亜鉛膜
２２のＣ軸が基板面に垂直であり、かつ酸化シリコン層
２３の厚みｄ３が表面弾性波の波長λに比較して充分大
きいとき、素子の温度係数は第３図に示す曲線３１によ
って与えられる図の縦軸は表面弾性波の伝搬速度■の温
度変化率（１／■）・（∂ｖ／∂Ｔ）をｐｐｍ／℃単位
で表わしたものであり、横軸はｋｄ２＝（２π／λ）ｄ
２で表わした酸化亜鉛膜の厚みｄ２である。
を有する表面弾性波用素子において、圧電性酸化亜鉛膜
２２のＣ軸が基板面に垂直であり、かつ酸化シリコン層
２３の厚みｄ３が表面弾性波の波長λに比較して充分大
きいとき、素子の温度係数は第３図に示す曲線３１によ
って与えられる図の縦軸は表面弾性波の伝搬速度■の温
度変化率（１／■）・（∂ｖ／∂Ｔ）をｐｐｍ／℃単位
で表わしたものであり、横軸はｋｄ２＝（２π／λ）ｄ
２で表わした酸化亜鉛膜の厚みｄ２である。
基板層２４の素子におよぼす影響を示すために、例とし
て基板層がシリコンから構成されている場合について述
べる。
て基板層がシリコンから構成されている場合について述
べる。
酸化シリコン層２３の厚みｄ３がｋｄ３＝３．０（ｄ３
〜λ／２）を満すとき、素子の温度係数は第３図の曲線
３２に与えられ、厚みｄ３が条件ｋ∂３＞３．０を満足
する任意の値であるときの温度係数は第３図の斜線領域
内の値になる第３図から明らかなように、厚みｄ２，ｄ
３を０．９０＜ｋｄ２＜４．６０，３．０＜ｋｄ３なる
範囲内に選ぶことにより、基板層を構成する物質の弾性
的、電気的特性に関係なく、−３０ｐｐｍ／℃から５０
ｐｐｍ／℃までの範囲内の温度係数を有する素子を作る
ことができる。
〜λ／２）を満すとき、素子の温度係数は第３図の曲線
３２に与えられ、厚みｄ３が条件ｋ∂３＞３．０を満足
する任意の値であるときの温度係数は第３図の斜線領域
内の値になる第３図から明らかなように、厚みｄ２，ｄ
３を０．９０＜ｋｄ２＜４．６０，３．０＜ｋｄ３なる
範囲内に選ぶことにより、基板層を構成する物質の弾性
的、電気的特性に関係なく、−３０ｐｐｍ／℃から５０
ｐｐｍ／℃までの範囲内の温度係数を有する素子を作る
ことができる。
たとえば、ｋｄ２＝２．４０を満すように厚みｄ２を設
定することにより、速度の温度変化が零である素子を作
ることができ、ｋｄ２＝１．４４なるようにｄ２を選ぶ
と３０ｐｐｍ／℃の変化率を有する素子が得られる。
定することにより、速度の温度変化が零である素子を作
ることができ、ｋｄ２＝１．４４なるようにｄ２を選ぶ
と３０ｐｐｍ／℃の変化率を有する素子が得られる。
以上述べたことから明らかなように、第２図に示した多
層構造において、圧電性酸化亜鉛膜の厚みｄ２，酸化シ
リコン層の厚みｄ３を、０．９０＜ｋｄ２＜４．６０
，３．０＜ｋｄ３なる範囲内の適当な値に選ぶことによ
り、基板層２４を構成する物質に関係なく、−３０〜５
０ｐｐｍ／℃なる範囲で表面弾性波の伝搬速度の温度変
化率（１／Ｖ）（∂ｖ／∂Ｔ）を意識的に制御すること
ができる。
層構造において、圧電性酸化亜鉛膜の厚みｄ２，酸化シ
リコン層の厚みｄ３を、０．９０＜ｋｄ２＜４．６０
，３．０＜ｋｄ３なる範囲内の適当な値に選ぶことによ
り、基板層２４を構成する物質に関係なく、−３０〜５
０ｐｐｍ／℃なる範囲で表面弾性波の伝搬速度の温度変
化率（１／Ｖ）（∂ｖ／∂Ｔ）を意識的に制御すること
ができる。
したがって、表面弾性波の伝搬方向における基板層の線
膨脹係数αを打ち消すように、（１／Ｖ）（∂Ｖ／∂Ｔ
）を設定することにより、遅延時間τの温度変化率（１
／τ）（∂τ／∂Ｔ）＝α−（１／Ｖ）（∂Ｖ／∂Ｔ）
が零である遅延回路素子あるいは中心周波数ｆｏの温度
変化率（１／ｆｏ）（∂ｆｏ／∂Ｔ）＝（１／Ｖ）（∂
Ｖ／∂Ｔ）−αが零であるトランスデューサを作ること
ができる。
膨脹係数αを打ち消すように、（１／Ｖ）（∂Ｖ／∂Ｔ
）を設定することにより、遅延時間τの温度変化率（１
／τ）（∂τ／∂Ｔ）＝α−（１／Ｖ）（∂Ｖ／∂Ｔ）
が零である遅延回路素子あるいは中心周波数ｆｏの温度
変化率（１／ｆｏ）（∂ｆｏ／∂Ｔ）＝（１／Ｖ）（∂
Ｖ／∂Ｔ）−αが零であるトランスデューサを作ること
ができる。
上記実施例は圧電性酸化亜鉛膜のＣ軸が基板面に垂直な
場合であるが、基板面に垂直な方向からのＣ軸の傾きが
１０度以下の場合も得られる素子の特性には本質的な差
異のないことがわかった。
場合であるが、基板面に垂直な方向からのＣ軸の傾きが
１０度以下の場合も得られる素子の特性には本質的な差
異のないことがわかった。
上記の実施例では、本発明の素子を用いた遅延回路素子
，トランスデューサについて示したが、その他、たとえ
ば表面弾性波を用いたコンボルバー，光変調器など、あ
らゆる表面弾性波受動素子あるいは能動素子の構成要素
として広く用いられるもので、その実扇の範囲は広い。
，トランスデューサについて示したが、その他、たとえ
ば表面弾性波を用いたコンボルバー，光変調器など、あ
らゆる表面弾性波受動素子あるいは能動素子の構成要素
として広く用いられるもので、その実扇の範囲は広い。
上記実施例より明らかなように本発明によれば多響構造
を有する表面弾性波用素子であるため、厚み等を調整す
ることにより、温度係数を任意に設定することができる
。
を有する表面弾性波用素子であるため、厚み等を調整す
ることにより、温度係数を任意に設定することができる
。
第１図は従来の表面弾性波用素子の断面図、第２図は本
発明の一実施例による表面弾性波用素子の断面図、第３
図は本発明の素子によって得られる特性を示す図である
。 ２２・・・・・・酸化亜鉛膜、２３・・・・・・酸化シ
リコン層、２４・・・・・基板。
発明の一実施例による表面弾性波用素子の断面図、第３
図は本発明の素子によって得られる特性を示す図である
。 ２２・・・・・・酸化亜鉛膜、２３・・・・・・酸化シ
リコン層、２４・・・・・基板。
Claims (1)
- １ 支持基体上に、酸化シリコン層および圧電性酸化亜
鉛膜を順次設けた多層構造からなり、上記酸化亜鉛膜の
Ｃ軸は基板面に対して垂直または垂直方向に対して１０
度以下の傾きをもち、かつ上記酸化亜鉛膜の厚みｄ２，
上記酸化シリコン層の厚みｄ３がそれぞれ０．９０＜ｋ
ｄ２＜４．６０，３．０＜ｋｄ３なる範囲に属すること
を特徴とする多層構造表面弾性波用素子（ただし、ｋ＝
２π／λであり、λは表面弾性波の波長を示す）。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7487375A JPS586325B2 (ja) | 1975-06-18 | 1975-06-18 | 多層構造表面弾性波用素子 |
| US05/667,374 US4037176A (en) | 1975-03-18 | 1976-03-16 | Multi-layered substrate for a surface-acoustic-wave device |
| GB10791/76A GB1536717A (en) | 1975-03-18 | 1976-03-17 | Surface acoustic wave devices |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7487375A JPS586325B2 (ja) | 1975-06-18 | 1975-06-18 | 多層構造表面弾性波用素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS51150250A JPS51150250A (en) | 1976-12-23 |
| JPS586325B2 true JPS586325B2 (ja) | 1983-02-04 |
Family
ID=13559879
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7487375A Expired JPS586325B2 (ja) | 1975-03-18 | 1975-06-18 | 多層構造表面弾性波用素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS586325B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3117747A1 (de) * | 1981-05-05 | 1982-11-25 | Kollsman System-Technik GmbH, 8000 München | Piezoelektrisches element |
-
1975
- 1975-06-18 JP JP7487375A patent/JPS586325B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS51150250A (en) | 1976-12-23 |
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