JPS60212017A - 弾性表面波基板 - Google Patents
弾性表面波基板Info
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- JPS60212017A JPS60212017A JP6712484A JP6712484A JPS60212017A JP S60212017 A JPS60212017 A JP S60212017A JP 6712484 A JP6712484 A JP 6712484A JP 6712484 A JP6712484 A JP 6712484A JP S60212017 A JPS60212017 A JP S60212017A
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- thin film
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- acoustic wave
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Links
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- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 21
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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
- H03H9/02543—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)
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】
（産業上の利用分野）
本発明は非圧電性のシリコン基板の上に圧電性薄膜を形
成してなる弾性表面波基板に関する。
成してなる弾性表面波基板に関する。
（従来技術とその問題点）
近年、弾性表面波デバイスは民生用或いは通信用の機器
に利用されつつある。特に５０ ＭＨｚ 帯のテレビ中
間周波フィルタは広く実用化されている。
に利用されつつある。特に５０ ＭＨｚ 帯のテレビ中
間周波フィルタは広く実用化されている。
このテレビ用フィルタにおいては、バルク単結晶基板、
セラミック基板に加え、非圧電性のガラス基板上に圧電
性を有する酸化亜鉛（ＺｎＯ）薄膜を形成した基板か用
いられている。才た近年各種デバイスのシリコン基板上
への集積化が進む中で弾性表面波デバイスについてもシ
リコン基板上への集積化が望まれており、シリコン基板
上に酸化亜鉛（ＺｎＯ）、窒化アルミニウム（ｉＮ）な
どの圧電性薄膜を形成してなる弾性表面波基板の開発が
盛んとすりでいる。たとえばニス・ジェイ・マーチンら
によりアブ２イド・フィツクス・レターズ１９８０年１
０月１５日号（Ｖｏｗ、３７、Ａ ８ ） ７００ぺ−
ジから７０１ページに発表された論文においては、第１
図に示した如くシリコン基板１１の上に基板表面に垂直
な方向にＣ軸配向したＺｎＯ薄膜１２を形成し、その上
にくし形電極１３を作成した構造のものが示されている
。しかしながら、このような構造においてはＺｎＯ薄膜
１２がＣ軸配向した多結晶膜であるため、弾性表面波の
伝搬損失が大きいという欠点かあった。伝搬損失は周波
数の２乗に比例して増大するため、１００ＭＨｚ以上の
高周波では第１図の構造においては伝搬損失か非常に太
きくなる。そのため、１００ＭＨｚ以上では水晶、ニオ
ブ酸リチウム、タンタル酸リチウムなどのバルク却結晶
基板が使用され、シリコン基板への集積化は実現されて
いない。
セラミック基板に加え、非圧電性のガラス基板上に圧電
性を有する酸化亜鉛（ＺｎＯ）薄膜を形成した基板か用
いられている。才た近年各種デバイスのシリコン基板上
への集積化が進む中で弾性表面波デバイスについてもシ
リコン基板上への集積化が望まれており、シリコン基板
上に酸化亜鉛（ＺｎＯ）、窒化アルミニウム（ｉＮ）な
どの圧電性薄膜を形成してなる弾性表面波基板の開発が
盛んとすりでいる。たとえばニス・ジェイ・マーチンら
によりアブ２イド・フィツクス・レターズ１９８０年１
０月１５日号（Ｖｏｗ、３７、Ａ ８ ） ７００ぺ−
ジから７０１ページに発表された論文においては、第１
図に示した如くシリコン基板１１の上に基板表面に垂直
な方向にＣ軸配向したＺｎＯ薄膜１２を形成し、その上
にくし形電極１３を作成した構造のものが示されている
。しかしながら、このような構造においてはＺｎＯ薄膜
１２がＣ軸配向した多結晶膜であるため、弾性表面波の
伝搬損失が大きいという欠点かあった。伝搬損失は周波
数の２乗に比例して増大するため、１００ＭＨｚ以上の
高周波では第１図の構造においては伝搬損失か非常に太
きくなる。そのため、１００ＭＨｚ以上では水晶、ニオ
ブ酸リチウム、タンタル酸リチウムなどのバルク却結晶
基板が使用され、シリコン基板への集積化は実現されて
いない。
（発明の目的）
本発明の１的は、このような従来の欠点を除去せしめて
、シリコン上に形成され、かつ伝搬損失の小さい弾性表
面波基板を提供することにめる。
、シリコン上に形成され、かつ伝搬損失の小さい弾性表
面波基板を提供することにめる。
（発明の構成）
本発明−こよれはシリコン基板の上に酸化物単結晶薄膜
かエピタキシャル成長され、その上に圧電性薄膜かエピ
タキシャル成長された構造を有Ｔることを特徴とＴる弾
性表面波基板が得られる。
かエピタキシャル成長され、その上に圧電性薄膜かエピ
タキシャル成長された構造を有Ｔることを特徴とＴる弾
性表面波基板が得られる。
（構成の詳細な説明）
本発明は、上述の構成をとることにより従来技術の問題
点を解決した。
点を解決した。
次ｔこ本発明の詳細な説明する。
第２図に本発明Ｅこよる弾性表面波基板の構造を示Ｔ、
ｔす、シリコン基板１１の上に酸化物単結晶薄膜１４を
エピタキシャル成長させる。シリコン基板としては面方
位が（１００）或いは（１１０）の基板が適当であり、
この上ｌこスピネル、マグネシア、サファイアなどの酸
化物単結晶薄膜をエピタキシャル成長させることができ
る。薄膜の成長方法としてはＯＶＤ法が適当であるが、
ＭＯ−ＯＶＤ法、分子線エピタキシー法などによっても
成長させることができる。次に酸化物単結晶薄膜１４の
上に圧電性薄膜１２８エピタキシヤル成長させる。圧電
性薄膜としては酸化亜鉛（ＺｎＯ）或いは蟹化アルミニ
ウム（Ａ＃Ｎ）が適当であり、成長方法としては低温化
の観点からスパッタ法が適当であるか、ＯＶＤ法、ＭＯ
−ＯＶＤ法、イオンフレーティング法などによっても成
長させることができる。従来、シリコン基板の上にはＣ
軸配向した多結晶の圧電性薄膜しか成長できなかったが
、本発明においては、シリコン上ｆこ丈ず酸化物単結晶
薄膜をエピタキシャル成長させ、この上に圧電性薄膜を
成長させることにより、単結晶の圧電性薄膜を形成Ｔる
ことかでき、この点か本発明の大きな特徴である。最後
に圧電性薄膜の上にくし形電極１３を形成することによ
り、弾性表面波デバイスか作裳される。
ｔす、シリコン基板１１の上に酸化物単結晶薄膜１４を
エピタキシャル成長させる。シリコン基板としては面方
位が（１００）或いは（１１０）の基板が適当であり、
この上ｌこスピネル、マグネシア、サファイアなどの酸
化物単結晶薄膜をエピタキシャル成長させることができ
る。薄膜の成長方法としてはＯＶＤ法が適当であるが、
ＭＯ−ＯＶＤ法、分子線エピタキシー法などによっても
成長させることができる。次に酸化物単結晶薄膜１４の
上に圧電性薄膜１２８エピタキシヤル成長させる。圧電
性薄膜としては酸化亜鉛（ＺｎＯ）或いは蟹化アルミニ
ウム（Ａ＃Ｎ）が適当であり、成長方法としては低温化
の観点からスパッタ法が適当であるか、ＯＶＤ法、ＭＯ
−ＯＶＤ法、イオンフレーティング法などによっても成
長させることができる。従来、シリコン基板の上にはＣ
軸配向した多結晶の圧電性薄膜しか成長できなかったが
、本発明においては、シリコン上ｆこ丈ず酸化物単結晶
薄膜をエピタキシャル成長させ、この上に圧電性薄膜を
成長させることにより、単結晶の圧電性薄膜を形成Ｔる
ことかでき、この点か本発明の大きな特徴である。最後
に圧電性薄膜の上にくし形電極１３を形成することによ
り、弾性表面波デバイスか作裳される。
以下本発明の実施例について詳細に説明する。
（実施例１）
表面が（１００）面であるようなシリコン基板の表面に
厚さ０．２μｎ１のマグ杢シア・スピネル（Ｍｇ（Ｄ
、ＡＩｊｔ Ｏｎ ） ｆ ＯＶ Ｄ 法テ成長すセタ
後、厚さ２μｍ Ｏ）酸化亜鉛（ＺｎＯ）を１４Ｆ’マ
グネトロン・スバ、り法により基板温度５００ ’Ｃで
成長させた。Ｘ＃回折及び電子線回折によりＭｇｏ−Ａ
４０ｍ、ＺｎＯ共に単結晶膜であることが確認された。
厚さ０．２μｎ１のマグ杢シア・スピネル（Ｍｇ（Ｄ
、ＡＩｊｔ Ｏｎ ） ｆ ＯＶ Ｄ 法テ成長すセタ
後、厚さ２μｍ Ｏ）酸化亜鉛（ＺｎＯ）を１４Ｆ’マ
グネトロン・スバ、り法により基板温度５００ ’Ｃで
成長させた。Ｘ＃回折及び電子線回折によりＭｇｏ−Ａ
４０ｍ、ＺｎＯ共に単結晶膜であることが確認された。
ＺｎＯの上にアルミニウムのくし形電極を形成した。
（実施例２）
゛表面が（１００）面であるようなシリコン基板の表面
に厚さ０．２μｍのＭｇＯ−Ａｌ１．Ｏ，１ＯＶＤ法で
成長させた後、厚さ０．２μｍの輩化アルミニウム（Ａ
ＩＮ）を１（、Ｆ’マグネトロン・スパッタ法により基
板温！ ５００℃で成長させた。Ｘ線回折及び電子線回
折によりＭｇＯ・ＡＡ！２０．１．ＩＮ 共に単結晶膜
であることか確認きれた。ＡＪＮの表面にアルミニウム
のくし形電極を形成した。
に厚さ０．２μｍのＭｇＯ−Ａｌ１．Ｏ，１ＯＶＤ法で
成長させた後、厚さ０．２μｍの輩化アルミニウム（Ａ
ＩＮ）を１（、Ｆ’マグネトロン・スパッタ法により基
板温！ ５００℃で成長させた。Ｘ線回折及び電子線回
折によりＭｇＯ・ＡＡ！２０．１．ＩＮ 共に単結晶膜
であることか確認きれた。ＡＪＮの表面にアルミニウム
のくし形電極を形成した。
（実施例３）
表面か（１１０）面であるようなシリコン基板の上に実
施例１と同様にＭｇｏ、−１ｆｆｉＯ，及びＺｎＵを成
長させ、ＺｎＯの表面にくし形電極を形成した。
施例１と同様にＭｇｏ、−１ｆｆｉＯ，及びＺｎＵを成
長させ、ＺｎＯの表面にくし形電極を形成した。
（実施例４）
表面が（１１０）面であるようなシリコン基板の上ｉこ
実施例２と同様にＭｇｉ・ＡＪｆｆｉＯ，及びＡ／Ｎを
成長させ、ＡＡＮの表面にくし形電極を形成した。
実施例２と同様にＭｇｉ・ＡＪｆｆｉＯ，及びＡ／Ｎを
成長させ、ＡＡＮの表面にくし形電極を形成した。
以上の他に酸化物単結晶薄膜としてマグネシア（ＭｇＯ
）、サラアイア（Ａ／ｌ Ｏｓ ） ｆ （１００）及
び（１１０）面のシリコン基板の上に成長させ、その上
にＺ ｎ Ｕ／或いはＡＡＮを成長させたものも作成し
た。
）、サラアイア（Ａ／ｌ Ｏｓ ） ｆ （１００）及
び（１１０）面のシリコン基板の上に成長させ、その上
にＺ ｎ Ｕ／或いはＡＡＮを成長させたものも作成し
た。
次に従来の弾性表面波基板、すなわちシリコン基板の上
にＺｎＯ或いはＡノＮの多結晶膜を形成したものと、前
記実施例の弾性表面波基板とを用いて、弾性表面波の伝
搬損失を測定した結果、従来の基板では周波数２００Ｍ
Ｈｚにおいて５９ｄＢ／［であるのに対し、前記実施例
において作製した基板では丁べて２００ＭＨｚにおいて
１ ｄＢ／ｃＩｒＬ、 ５００ＭＨｚにおいて１０ｄＢ
／ｃＩＩＬ であり、伝搬損失は従来に比べて太き（改
善された。
にＺｎＯ或いはＡノＮの多結晶膜を形成したものと、前
記実施例の弾性表面波基板とを用いて、弾性表面波の伝
搬損失を測定した結果、従来の基板では周波数２００Ｍ
Ｈｚにおいて５９ｄＢ／［であるのに対し、前記実施例
において作製した基板では丁べて２００ＭＨｚにおいて
１ ｄＢ／ｃＩｒＬ、 ５００ＭＨｚにおいて１０ｄＢ
／ｃＩＩＬ であり、伝搬損失は従来に比べて太き（改
善された。
（発明の効果）
以上詳細に述べた通り、本発明によれはシリコン基板上
に作成する弾性表面波デバイスの伝搬損失を従来に比べ
て飛躍的に減少させることができ、弾性表面波デバイス
のシリコン基板上への集積化を大きく促進させることが
できる。
に作成する弾性表面波デバイスの伝搬損失を従来に比べ
て飛躍的に減少させることができ、弾性表面波デバイス
のシリコン基板上への集積化を大きく促進させることが
できる。
第１図は従来の弾性表面波基板の斜視図、第２図は本発
明の弾性表面波基板の一実施例を示す斜視図である。
′ 図において１１はシリコン基板、１２は圧電性薄膜、１
３はくし形電極、１４は酸化物単結晶薄膜をそれぞれ示
す。 ７１−１ 図 ３ ７Ｉ−２日 ３
明の弾性表面波基板の一実施例を示す斜視図である。
′ 図において１１はシリコン基板、１２は圧電性薄膜、１
３はくし形電極、１４は酸化物単結晶薄膜をそれぞれ示
す。 ７１−１ 図 ３ ７Ｉ−２日 ３
Claims (3)
- （１） シリコン基板の上に酸化物単結晶薄膜がエピタ
キシャル成長され、その上に圧電性薄膜がエピタキシャ
ル成長された構造を有することを特徴とする弾性表面波
基板。 - （２）シリコン基板の上に形成された酸化物単結晶薄膜
は、スピネル、マグネシア、サファイアのうちの１以上
の材料である特許請求の範囲第１項記載の弾性表面波基
板。 - （３）酸化物単結晶薄膜の上に形成された圧電性薄膜は
酸化亜鉛（Ｚｎ０） 、窒化アルミニウム（ＡＪＮ）の
いずれかの材料より成るエピタキシャル薄膜であること
を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の弾性表面波
基板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6712484A JPS60212017A (ja) | 1984-04-04 | 1984-04-04 | 弾性表面波基板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6712484A JPS60212017A (ja) | 1984-04-04 | 1984-04-04 | 弾性表面波基板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60212017A true JPS60212017A (ja) | 1985-10-24 |
Family
ID=13335836
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6712484A Pending JPS60212017A (ja) | 1984-04-04 | 1984-04-04 | 弾性表面波基板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60212017A (ja) |
-
1984
- 1984-04-04 JP JP6712484A patent/JPS60212017A/ja active Pending
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