JPS5979622A - 弾性表面波素子 - Google Patents
弾性表面波素子Info
- Publication number
- JPS5979622A JPS5979622A JP18908082A JP18908082A JPS5979622A JP S5979622 A JPS5979622 A JP S5979622A JP 18908082 A JP18908082 A JP 18908082A JP 18908082 A JP18908082 A JP 18908082A JP S5979622 A JPS5979622 A JP S5979622A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- substrate
- silicon dioxide
- acoustic wave
- surface acoustic
- Prior art date
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- Pending
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-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H3/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators
- H03H3/007—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks
- H03H3/08—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks for the manufacture of resonators or networks using surface acoustic waves
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- 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】
〔発明の技術分野〕
本発明は硼酸リチウム単結晶基板を用いた弾性゛表面波
素子に関する。
素子に関する。
弾性表面波素子に使われる圧電基板に重要な性能として
遅延時間温度係数（ＴＣＤ）と電気機械結合係数（ｋ２
）が挙げられる。ＴＣＤは零に近いほど、またにンは大
きいほど弾性表面波素子用基板として望ましい。従来弾
性表面波素子用基板として最も良く使われているのは、
ＳＴカット水晶ニオブ酸リチウム（Ｌ ｉ Ｎｂ０ｇ
） 、タンタル酸すチ“ラム（ＬｉＴａＯｓ）である。
遅延時間温度係数（ＴＣＤ）と電気機械結合係数（ｋ２
）が挙げられる。ＴＣＤは零に近いほど、またにンは大
きいほど弾性表面波素子用基板として望ましい。従来弾
性表面波素子用基板として最も良く使われているのは、
ＳＴカット水晶ニオブ酸リチウム（Ｌ ｉ Ｎｂ０ｇ
） 、タンタル酸すチ“ラム（ＬｉＴａＯｓ）である。
ＳＴカット水晶は零ＴＣＤをもつが、ｋ２は０．１％と
小さい。Ｌ ｉ ＮｂＯｓ（例えばＹカットＺ伝搬基板
）は、ｋ２は４．８％と大きいが、ＴＣＤが一９４ＰＰ
ｍ／℃ と大きい欠点がある。ＴＪ ｉ Ｔ ａ ＯＢ
（例えばＸカット１１２°Ｙ方向伝搬、基板）はに２
は０８％、ＴＣＤは一１８ＰＰｍ／℃を有し、ＳＴ水晶
とＬＩＮｂＯ，の中間的な性能を持っている。しかしな
がら、弾性表面波素子がより高性能化、高周波化するに
伴い、ｋ２がＬｉＴａＯ３並みで’Ｉ’ＣＤが零に近い
基板材料が要求されている。最近になって硼酸リチウム
単結晶（例えばＬ Ｉｔ Ｂ４ Ｑｔ ）が望ましい弾
性表面波基板として注目されている。即ち、−例として
Ｌｉ、Ｂ４０丁単結晶２０°ＸカットＺ伝搬基板（２０
°Ｘ−Ｚ）はＴＣＤが零になる。電極形成は、現在湿式
エツチング法が一般的に使われている。その工程を第１
図を用いて説明する。まず、基板１上に、真空蒸着法に
よりＡＪ膜２を蒸着する。次にレジスト３をコーティン
グ１．電極パターンのついたガラスマスク４を用いて露
光を行ないさらに現像して不要なレジスト３を除去する
。次にＡ７のエツチングを行ない、最後に残ったレジス
ト３を除去して、電極パターンが形成されることになる
。ところが、Ｌｉ、１３．ｏ、、 ４板においてはＡｌ
のエツチング工程で、形成されるべき電極パターンがＩ
Ｉ ｆｉｌ −する現象が生じる。この電極の剥離され
た部分全５０００倍の倍率で電子顕微鐘により観察した
ところ基板表面が溶解袋れており、さらに電極下部の基
板までが溶解されていることがわかった。これらの観察
結果からＡ７エツチング液によりＬｉ、Ｂ４Ｏ７基板が
溶解されて箱、極が剥離することかわが、った。Ａ７エ
ツチング液にはリン酸（Ｈ，Ｐ、Ｏ，）、酢酸（ＣＩ−
１，Ｃ００Ｈ）および硝酸（ＨＮＯ，）の３棟のシ 混合液が一般的に最も広く使用？れている。そこで、こ
の酸系統のエツチング液にＬｉ、Ｂ、Ｏフ基板を浸した
ところ、１分間で深さ方向に１μｍ も溶解きれ、極め
て耐酸性に劣ることが明らかとなった。これより、Ｌｉ
、Ｂ、Ｏ，基板では酸系統のエツチング液を用いたエツ
チング工程が不可能であり、電極が形成できないという
ことがわが）だ。
小さい。Ｌ ｉ ＮｂＯｓ（例えばＹカットＺ伝搬基板
）は、ｋ２は４．８％と大きいが、ＴＣＤが一９４ＰＰ
ｍ／℃ と大きい欠点がある。ＴＪ ｉ Ｔ ａ ＯＢ
（例えばＸカット１１２°Ｙ方向伝搬、基板）はに２
は０８％、ＴＣＤは一１８ＰＰｍ／℃を有し、ＳＴ水晶
とＬＩＮｂＯ，の中間的な性能を持っている。しかしな
がら、弾性表面波素子がより高性能化、高周波化するに
伴い、ｋ２がＬｉＴａＯ３並みで’Ｉ’ＣＤが零に近い
基板材料が要求されている。最近になって硼酸リチウム
単結晶（例えばＬ Ｉｔ Ｂ４ Ｑｔ ）が望ましい弾
性表面波基板として注目されている。即ち、−例として
Ｌｉ、Ｂ４０丁単結晶２０°ＸカットＺ伝搬基板（２０
°Ｘ−Ｚ）はＴＣＤが零になる。電極形成は、現在湿式
エツチング法が一般的に使われている。その工程を第１
図を用いて説明する。まず、基板１上に、真空蒸着法に
よりＡＪ膜２を蒸着する。次にレジスト３をコーティン
グ１．電極パターンのついたガラスマスク４を用いて露
光を行ないさらに現像して不要なレジスト３を除去する
。次にＡ７のエツチングを行ない、最後に残ったレジス
ト３を除去して、電極パターンが形成されることになる
。ところが、Ｌｉ、１３．ｏ、、 ４板においてはＡｌ
のエツチング工程で、形成されるべき電極パターンがＩ
Ｉ ｆｉｌ −する現象が生じる。この電極の剥離され
た部分全５０００倍の倍率で電子顕微鐘により観察した
ところ基板表面が溶解袋れており、さらに電極下部の基
板までが溶解されていることがわかった。これらの観察
結果からＡ７エツチング液によりＬｉ、Ｂ４Ｏ７基板が
溶解されて箱、極が剥離することかわが、った。Ａ７エ
ツチング液にはリン酸（Ｈ，Ｐ、Ｏ，）、酢酸（ＣＩ−
１，Ｃ００Ｈ）および硝酸（ＨＮＯ，）の３棟のシ 混合液が一般的に最も広く使用？れている。そこで、こ
の酸系統のエツチング液にＬｉ、Ｂ、Ｏフ基板を浸した
ところ、１分間で深さ方向に１μｍ も溶解きれ、極め
て耐酸性に劣ることが明らかとなった。これより、Ｌｉ
、Ｂ、Ｏ，基板では酸系統のエツチング液を用いたエツ
チング工程が不可能であり、電極が形成できないという
ことがわが）だ。
本発明は、上述した従来の問題点を改良すべくなされた
もので、基板にダメージ全力えることなく、安定に電極
パターンが形成できる硼酸リチウム単結晶基板を用いた
弾性表面波素子を提供することを目的とする。
もので、基板にダメージ全力えることなく、安定に電極
パターンが形成できる硼酸リチウム単結晶基板を用いた
弾性表面波素子を提供することを目的とする。
本発明は硼酸リチウム単結晶基板上に、弾性表面波波長
の１７１００以下の膜厚で二酸化シリコン膜を設けきら
に、二酸化シリコン膜上に弾性表面波励振用電極を形成
したことを特徴としている。
の１７１００以下の膜厚で二酸化シリコン膜を設けきら
に、二酸化シリコン膜上に弾性表面波励振用電極を形成
したことを特徴としている。
本発明によれば硼酸リチウム単結晶基板の特性を劣化さ
せることなく、電極を安定に形成することができる。
せることなく、電極を安定に形成することができる。
以下、本発明を図面を参照して説明する。第２図は本発
明に係る弾性表有波素子を製造工程順に示したものであ
る。廿ず最初に２０°Ｘ−ＺＬｉ！Ｂ４０、基板上にＳ
ｉｎ、膜５をＲＦスパッタ法やＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａ
ｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｏｐｏｓｉｔ ）法により形成する
。次に真空蒸着法によりＡ７膜２を蒸着し、後の工程は
従来例と同様に、レジストをコーティングし、露光、現
象、Ａ７のエツチングレジスト剥離の順に行ないＡＩの
電極パターンが形成されることになる。この工程ではＬ
ｉ、 Ｂ ４０７基板表面が８１０、膜で保護されて
いるため、従来例のようにＡＩのエツチング液で基板１
が溶解されて、電極パターン２が剥離する現象は生じな
い。従って、安定に電極パターンが形成されることにな
る。
明に係る弾性表有波素子を製造工程順に示したものであ
る。廿ず最初に２０°Ｘ−ＺＬｉ！Ｂ４０、基板上にＳ
ｉｎ、膜５をＲＦスパッタ法やＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａ
ｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｏｐｏｓｉｔ ）法により形成する
。次に真空蒸着法によりＡ７膜２を蒸着し、後の工程は
従来例と同様に、レジストをコーティングし、露光、現
象、Ａ７のエツチングレジスト剥離の順に行ないＡＩの
電極パターンが形成されることになる。この工程ではＬ
ｉ、 Ｂ ４０７基板表面が８１０、膜で保護されて
いるため、従来例のようにＡＩのエツチング液で基板１
が溶解されて、電極パターン２が剥離する現象は生じな
い。従って、安定に電極パターンが形成されることにな
る。
次にＳｉｎ、膜を形成することによって、弾性表面波素
子の重要な性能である電気機械結合係数（ｋ”）と遅延
時間温度係数（ＴＣＤ）がどのように変化するかを説明
する。第３図はＳ ｉｏ、膜の厚さを変化させた場合の
に２の変化を示したものである。
子の重要な性能である電気機械結合係数（ｋ”）と遅延
時間温度係数（ＴＣＤ）がどのように変化するかを説明
する。第３図はＳ ｉｏ、膜の厚さを変化させた場合の
に２の変化を示したものである。
尚、５ｉｎ２膜の厚さは弾性表面波波長で正規化した膜
の厚さくｈ／λ）で表わしている。第３図の丸印３０は
、ＳｉＱ、膜がついてない場合、すなわち、２０°Ｘ−
ＺＬ ｉ、 Ｂ 、Ｑ、基板自身のに２でその値は１．
０５％である。Ｓ ｉＱ、膜が形成された場合曲線３１
に示すようにＳ ｒ Ｏｔ膜が極めて薄い場合にはに２
は若干上昇し、さらに、５ｉｎ２膜が増加するに伴い低
下する。ｈ／λが０．０２５付近になるとに２は５ｉｎ
２膜がない時の半分に低下してしまう。これより、Ｓｉ
ｎ、膜をあまり厚くすることは望ましくない。しかし、
５ｉｎ２膜厚ｈ／λを０．０１以下にすれげに宜がＸ−
１１２°Ｙ Ｌ ｉ Ｔ ａ Ｏｓ並みか、それ以上に
向上させることができる。
の厚さくｈ／λ）で表わしている。第３図の丸印３０は
、ＳｉＱ、膜がついてない場合、すなわち、２０°Ｘ−
ＺＬ ｉ、 Ｂ 、Ｑ、基板自身のに２でその値は１．
０５％である。Ｓ ｉＱ、膜が形成された場合曲線３１
に示すようにＳ ｒ Ｏｔ膜が極めて薄い場合にはに２
は若干上昇し、さらに、５ｉｎ２膜が増加するに伴い低
下する。ｈ／λが０．０２５付近になるとに２は５ｉｎ
２膜がない時の半分に低下してしまう。これより、Ｓｉ
ｎ、膜をあまり厚くすることは望ましくない。しかし、
５ｉｎ２膜厚ｈ／λを０．０１以下にすれげに宜がＸ−
１１２°Ｙ Ｌ ｉ Ｔ ａ Ｏｓ並みか、それ以上に
向上させることができる。
第４図は、８１０．膜厚ｈ／λを変化きせた場合のＴＣ
Ｄの変化を示したものである。図の丸印４１、は５ｉｎ
２膜がついていない場合、すなわち２０°Ｘ祷 一、フ１ 、、、ｒ−Ｚ Ｌｉ、Ｂ、Ｏｙ基板自身のＴＣＤでほぼ
零を示している。Ｓｉｎ、膜厚が増加するに伴い、わず
かに’Ｉ” ＣＤは負の方に変化するがｈ／λ＝０．０
１で一２ＰＰｍ／℃と極めて変化が少ないことがわかっ
た。
Ｄの変化を示したものである。図の丸印４１、は５ｉｎ
２膜がついていない場合、すなわち２０°Ｘ祷 一、フ１ 、、、ｒ−Ｚ Ｌｉ、Ｂ、Ｏｙ基板自身のＴＣＤでほぼ
零を示している。Ｓｉｎ、膜厚が増加するに伴い、わず
かに’Ｉ” ＣＤは負の方に変化するがｈ／λ＝０．０
１で一２ＰＰｍ／℃と極めて変化が少ないことがわかっ
た。
以上、第３図、第４図から説明したように、Ｓｉｎ、膜
厚は、弾性表面波波長の１ ／ １００以下にすれば性
能的にもＴＣＤをＳｉＱ、膜がない場合に比べてほとん
ど変化させず、かっに２を向上させることができる。尚
、５ｉＯｔ膜厚は弾性表面波波長の１／１００以下とＡ
ｌｊいため、５ｉｎ２膜の形成は容易に行なうことがで
きる。例えば、１００ ＭＨｚ 帯の弾性表面波素子
（表面波波長３５μｍ）で、弾性表面波波長の１７１０
０のＳｉｎ、膜をつけようとすれば、０３５μｍの膜厚
が必要となる。ＣＶ Ｄ法によれば５ｉＯ７膜の生成速
度は５００Ａ／分程′１νであるから、０３５μｍのＳ
ｉｎ、膜召一つけるには７分程度の短い時間で行なえ、
生並性が良いメリットがある。
厚は、弾性表面波波長の１ ／ １００以下にすれば性
能的にもＴＣＤをＳｉＱ、膜がない場合に比べてほとん
ど変化させず、かっに２を向上させることができる。尚
、５ｉＯｔ膜厚は弾性表面波波長の１／１００以下とＡ
ｌｊいため、５ｉｎ２膜の形成は容易に行なうことがで
きる。例えば、１００ ＭＨｚ 帯の弾性表面波素子
（表面波波長３５μｍ）で、弾性表面波波長の１７１０
０のＳｉｎ、膜をつけようとすれば、０３５μｍの膜厚
が必要となる。ＣＶ Ｄ法によれば５ｉＯ７膜の生成速
度は５００Ａ／分程′１νであるから、０３５μｍのＳ
ｉｎ、膜召一つけるには７分程度の短い時間で行なえ、
生並性が良いメリットがある。
Ｓｉｎ、膜は現在主に半導体技術で極めて広く使用され
ているもので、化年的にも安定な材質でその性質もよく
知られている。この為、フォトエツチング以外にも様々
な処理に対して対応することが可能である％徴がある。
ているもので、化年的にも安定な材質でその性質もよく
知られている。この為、フォトエツチング以外にも様々
な処理に対して対応することが可能である％徴がある。
なお、ＳｉＯ！膜は必ずしも純粋でなくともリンが含ま
れたリン・ケイ酸ガラス（ＰＥＧ）や窒化シリコン（Ｓ
１３Ｎ４）などにおいても本発明の効果を央現できるこ
とは明らかである。
れたリン・ケイ酸ガラス（ＰＥＧ）や窒化シリコン（Ｓ
１３Ｎ４）などにおいても本発明の効果を央現できるこ
とは明らかである。
第１図は、従来の弾性表面波素子における簀１極形成の
工程を示す側ｉ’ｕ図、第２図は、本発明の弾性表面波
素子における電極形成の工８ｆ示す側面図、第３図は、
二酸化シリコン膜厚に対する電気機械結合係数の変化を
示す図、第４図は二酸化シリコン膜厚に対する遅延時間
温度係数の変化を示す図である。 １・・・硼酸リチウム基板、２・・・ｌ膜、３・・・レ
ジスト、４・・・ガラスマスク、５・・・二酸化シリコ
ン膜。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 （ほか１名
）第 ｔ 図
工程を示す側ｉ’ｕ図、第２図は、本発明の弾性表面波
素子における電極形成の工８ｆ示す側面図、第３図は、
二酸化シリコン膜厚に対する電気機械結合係数の変化を
示す図、第４図は二酸化シリコン膜厚に対する遅延時間
温度係数の変化を示す図である。 １・・・硼酸リチウム基板、２・・・ｌ膜、３・・・レ
ジスト、４・・・ガラスマスク、５・・・二酸化シリコ
ン膜。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 （ほか１名
）第 ｔ 図
Claims (1)
- 硼酸リチウム単結晶基板上に、弾性表面波波長の１／１
００以下の膜厚で二酸化シリコン膜を形成し、この二酸
化シリコン膜上に弾性表面波励振用電極を形成したこと
を特徴とする弾性表面波素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18908082A JPS5979622A (ja) | 1982-10-29 | 1982-10-29 | 弾性表面波素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18908082A JPS5979622A (ja) | 1982-10-29 | 1982-10-29 | 弾性表面波素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5979622A true JPS5979622A (ja) | 1984-05-08 |
Family
ID=16234972
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18908082A Pending JPS5979622A (ja) | 1982-10-29 | 1982-10-29 | 弾性表面波素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5979622A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0316409A (ja) * | 1989-06-14 | 1991-01-24 | Hitachi Ltd | 弾性表面波装置およびその製造方法 |
| GB2260023A (en) * | 1991-09-25 | 1993-03-31 | Mitsubishi Materials Corp | Elastic wave device having silica film |
| WO1997042705A1 (fr) * | 1996-05-08 | 1997-11-13 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Element a onde acoustique de surface et procede de fabrication correspondant |
| JPH11308069A (ja) * | 1998-04-17 | 1999-11-05 | Toyo Commun Equip Co Ltd | 弾性表面波デバイス |
-
1982
- 1982-10-29 JP JP18908082A patent/JPS5979622A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0316409A (ja) * | 1989-06-14 | 1991-01-24 | Hitachi Ltd | 弾性表面波装置およびその製造方法 |
| GB2260023A (en) * | 1991-09-25 | 1993-03-31 | Mitsubishi Materials Corp | Elastic wave device having silica film |
| WO1997042705A1 (fr) * | 1996-05-08 | 1997-11-13 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Element a onde acoustique de surface et procede de fabrication correspondant |
| JPH11308069A (ja) * | 1998-04-17 | 1999-11-05 | Toyo Commun Equip Co Ltd | 弾性表面波デバイス |
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