JPS6264110A - 圧電結晶デバイスの製造方法 - Google Patents
圧電結晶デバイスの製造方法Info
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- JPS6264110A JPS6264110A JP60202831A JP20283185A JPS6264110A JP S6264110 A JPS6264110 A JP S6264110A JP 60202831 A JP60202831 A JP 60202831A JP 20283185 A JP20283185 A JP 20283185A JP S6264110 A JPS6264110 A JP S6264110A
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- crystal
- etching
- li2b4o7
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- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (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】
〔概要〕
圧電振動子（体積振動子）、表面弾性波（ＳＡＷ）デバ
イス（フィルタ、表面振動子）等の圧電結晶デバイスと
して用いられるリチウムテトラボレート（ＬｉｔＢ＊Ｏ
ｙ）結晶の加熱水エツチングに対する分極軸の（＋）面
のエツチングレートは、（−）面のそれより１桁以上大
きいことを発見し、（１） 加熱水エツチングを圧電
振動子の精密な厚さ制御に用いる。
イス（フィルタ、表面振動子）等の圧電結晶デバイスと
して用いられるリチウムテトラボレート（ＬｉｔＢ＊Ｏ
ｙ）結晶の加熱水エツチングに対する分極軸の（＋）面
のエツチングレートは、（−）面のそれより１桁以上大
きいことを発見し、（１） 加熱水エツチングを圧電
振動子の精密な厚さ制御に用いる。
（２）分極軸の（−）面のみに電極を形成して耐水性の
大きいＳＡ％１デバイスを形成する。
大きいＳＡ％１デバイスを形成する。
本発明はＬｉｔＢ４０．結晶を用いた圧電結晶デバイス
の製造方法に関する。
の製造方法に関する。
圧電振動子は１０ＭＨｚ程度のマイクロコンピュータの
クロック用発振子、［（Ｆ帯やＶＨＦ帯におけるＰＣＭ
装置のタイミング抽出用のフィルタ、無線装置のＩＰの
７０数ＭＨ２の局部発振、その他ワイヤレスマイク、ア
ンテナフィルタ等に多用されている。
クロック用発振子、［（Ｆ帯やＶＨＦ帯におけるＰＣＭ
装置のタイミング抽出用のフィルタ、無線装置のＩＰの
７０数ＭＨ２の局部発振、その他ワイヤレスマイク、ア
ンテナフィルタ等に多用されている。
板の厚み振動を利用する振動子では高周波化とともに薄
片化する必要がある。
片化する必要がある。
すなわち、共振周波数をｆｊ、板厚をｔとすると、
ｆ、ｏｃｌ／ｌ。
の関係がある。
また、Ｓ静デバイスも３０〜１００ＭＨｚのＴＶチュー
ナ用ＩＦフィルタ、’ ＶＴＲコンバータのＩＦ局局部
発振用環に多用されしいる。
ナ用ＩＦフィルタ、’ ＶＴＲコンバータのＩＦ局局部
発振用環に多用されしいる。
ＳＡ−デバイスのように片面のみに電極を形成している
デバイスに対しては、結晶表面の安定性が望まれている
。
デバイスに対しては、結晶表面の安定性が望まれている
。
（１） ＬｉＪ４０を結晶を用いた圧電振動子の従来
例による薄片化技術は下記のとおりである。
例による薄片化技術は下記のとおりである。
（ａ） 機械的研磨方法
薄片加工をすると結晶基板がわれるため、５０〜６０μ
ｍの板厚が限界である。
ｍの板厚が限界である。
（ｂ） ドライエツチング法
エツチングレートが１８〜当たり数時間と極めて遅い。
（Ｃ１酸を用いた化学エツチング法
硫酸（Ｈ，ＳＯ，、） 、塩酸（ＨＣＩ） 、硝酸（Ｈ
ＮＯｊ）等をエッチャントとする場合はエツチング後の
表面粗さが大きく、うねりが多い。
ＮＯｊ）等をエッチャントとする場合はエツチング後の
表面粗さが大きく、うねりが多い。
（２） 従来のＬｉ ｚＢ、ｏ、結晶を用いたＳＡＷ
デバイスはは特に面指定を行わないで形成していた。
デバイスはは特に面指定を行わないで形成していた。
（１） ＬｉＪ、、Ｏ，結晶を用いた圧電振動子の従
来の薄片化技術は再現性、制御性に欠け、特に１０数μ
ｍの厚さに形成することは困難であった。
来の薄片化技術は再現性、制御性に欠け、特に１０数μ
ｍの厚さに形成することは困難であった。
（２） 従来のＬｔＪ４０ｒ結晶を用いたＳＡＷデバ
イスは特に面指定がないため、（＋）を使用すると加熱
水に対してエツチングされやすく不安定である。
イスは特に面指定がないため、（＋）を使用すると加熱
水に対してエツチングされやすく不安定である。
上記問題点の解決は、
ｃｉ＞ リチウムテトラボレート（ＬｉＪＪｙ）結晶
の分極軸が（＋）方向に対応した（＋）面を加熱水でエ
ツチングして前記結晶の厚さを制御する工程を含む本発
明による圧電結晶デバイスの製造方法、および （２） リチウムテトラボレート（ＬｉｚＢｓＯｙ）
結晶の分極軸が（−）方向に対応した（−）面のみに電
極を形成する本発明による圧電結晶デバイスの製造方法
により達成される。
の分極軸が（＋）方向に対応した（＋）面を加熱水でエ
ツチングして前記結晶の厚さを制御する工程を含む本発
明による圧電結晶デバイスの製造方法、および （２） リチウムテトラボレート（ＬｉｚＢｓＯｙ）
結晶の分極軸が（−）方向に対応した（−）面のみに電
極を形成する本発明による圧電結晶デバイスの製造方法
により達成される。
本発明は、ＬｉＪ＊Ｏｔ単結晶が加熱水のエッチャント
に対し、 （ａ） 分極軸が（＋）方向に対応した（＋）面のエ
ツチングレートは、（−）面のそれより１桁以上大きく
異方性がある。
に対し、 （ａ） 分極軸が（＋）方向に対応した（＋）面のエ
ツチングレートは、（−）面のそれより１桁以上大きく
異方性がある。
（ｂ） ＩＩ雪ＳＯａ、ＨＣＩ ５ＨＮＯｓ等の酸を
エッチャントとする場合よりもエツチング後の表面粗さ
、うねりが少い。
エッチャントとする場合よりもエツチング後の表面粗さ
、うねりが少い。
（Ｃ） 再現性、制御性に優れる。
等の特性を有することを利用したものである。
つぎに、種々のエッチャントに対するエツチング特性を
示す。
示す。
エツチングレート 表面粗さＲ。
エッチャント （μｍ／Ｈ） （μｍ／Ｈ）
（＋）面（−）面 （＋）面（＝）面煮沸Ｈ！０
１７．２５ ０．６ ０．０５ ０．２５±１
±０．Ｏ１±０．０３ ±０．０５８ｚＳＯａ
８４ ８４ ０．２２ Ｇ、７１（５０
％溶液） ±１０ ±１０ ±０．２ ±０
．５ＨＮＯ：Ｉ ３０ １５ １．１
１．２（５０％溶液） ＨＣｌ ３５ ２５ ０．４ ２（
５０％溶液） 第１図（１１〜（３）は本発明の詳細な説明する加熱水
エツチングの実験データを示す関係図である。
（＋）面（−）面 （＋）面（＝）面煮沸Ｈ！０
１７．２５ ０．６ ０．０５ ０．２５±１
±０．Ｏ１±０．０３ ±０．０５８ｚＳＯａ
８４ ８４ ０．２２ Ｇ、７１（５０
％溶液） ±１０ ±１０ ±０．２ ±０
．５ＨＮＯ：Ｉ ３０ １５ １．１
１．２（５０％溶液） ＨＣｌ ３５ ２５ ０．４ ２（
５０％溶液） 第１図（１１〜（３）は本発明の詳細な説明する加熱水
エツチングの実験データを示す関係図である。
第１図（１）は（＋）面とく＝）面のエツチングレート
を示す、エツチング時間に対するエツチング量の関係図
である。
を示す、エツチング時間に対するエツチング量の関係図
である。
図において、基板はｒｏｔ Ｙ ＬｉｚＢ４０？（座標
軸をＸ軸の回りに反時計方向にθ°回転した場合のＹ軸
に垂直な面でカントしたＬｉＪｔＯｒ結晶）を用いる。
軸をＸ軸の回りに反時計方向にθ°回転した場合のＹ軸
に垂直な面でカントしたＬｉＪｔＯｒ結晶）を用いる。
図示の各直線の傾斜がエツチングレートを示し、（＋）
面と（−）面では１桁以上の差があることがわかる。
面と（−）面では１桁以上の差があることがわかる。
第１図（２）は温度に対するエツチングレートの関係図
である。
である。
図は、エツチング時間は６０分、エッチャントは純水、
エツチング面は（＋）面に対する結果を示す。
エツチング面は（＋）面に対する結果を示す。
図より、８０℃以上でエツチングレートが急増すること
がわかる。
がわかる。
第１図（３）は（＋）面と（−）面について、エツチン
グ量に対する表面粗さＲ，の関係図である。
グ量に対する表面粗さＲ，の関係図である。
図は、エッチャントが煮沸Ｈ，０に対する結果を示す。
第２図（１）、（２）は第１の発明を説明する振動子の
平面図、断面図である。
平面図、断面図である。
図において、１はＬｉｚＢ４０を結晶基板で、カット方
位 ５１ ”−ｒｏｔ Ｙ基板寸法 ８
φ×２５０μｍ 電極寸法 ３．５φ である。
位 ５１ ”−ｒｏｔ Ｙ基板寸法 ８
φ×２５０μｍ 電極寸法 ３．５φ である。
このカット方位は発振周波数の１次温度係数が略０とな
る。
る。
基板の厚さ制御は、まず＃ ４０００の研磨材で５００
μｍにラフピングし、煮沸水で２５０μｍでエツチング
する。
μｍにラフピングし、煮沸水で２５０μｍでエツチング
する。
つぎに、電極２．３を形成する。電極はニクロム（Ｎｉ
Ｃｒ）を５００、金（＾Ｕ）を２０００人順次被着し、
図のようにバターニングして形成する。
Ｃｒ）を５００、金（＾Ｕ）を２０００人順次被着し、
図のようにバターニングして形成する。
第３図は本発明により作成されたマイクロコンピュータ
のクロック発生用振動子の共振応答を示す、周波数に対
する振幅の関係図である。
のクロック発生用振動子の共振応答を示す、周波数に対
する振幅の関係図である。
図より、共振周波数ｆ、は、
ｆ 、＝６．６３８ＭＨｚ。
である。
実施例による振動子のその他の特性として、Ｑ嵩１２５
００゜ 容量比 γ−２１゜ が得られた。
００゜ 容量比 γ−２１゜ が得られた。
ここに容量比とは、振動子の等価回路における電極間容
量Ｃ４と、この容量に並列に入るＬＲＣｏ直列共振子を
形成する容量Ｃ０との比をいう。
量Ｃ４と、この容量に並列に入るＬＲＣｏ直列共振子を
形成する容量Ｃ０との比をいう。
特に、Ｔ値は水晶の２３０に比し、極めて低く共振と反
共振の幅Δｆ（第３図に図示）が大きくなり、従って振
幅の可変範囲を大きくとることができ有利である。すな
わち、つぎの関係がある。
共振の幅Δｆ（第３図に図示）が大きくなり、従って振
幅の可変範囲を大きくとることができ有利である。すな
わち、つぎの関係がある。
γ−Ｃａ ／Ｃｏ” １ ／Δｆ。
つぎに、さらに高周波の振動子への応用を考える。
第４図はＬｉＪ４０ｙ結晶のカット方位に対する周波数
定数Ｆの関係図である。
定数Ｆの関係図である。
基板は５０°ｒｏｔ Ｙ ＬｉＪｎＯｙを用いた場合、
厚みすべり（ＴＳ）モード周波数定数Ｆは Ｆ ＝１６０５ Ｈｚ−ｍ。
厚みすべり（ＴＳ）モード周波数定数Ｆは Ｆ ＝１６０５ Ｈｚ−ｍ。
ここに、Ｆは共振周波数ｆ、と基板の厚さｔであられさ
れる。
れる。
従って、例えばＩＱＯＭＨｚの共振周波数ｆいを得るた
めには、基板の厚さｔは約１６μｍに薄片化する必要が
あり、この程度になると従来の加工方法では極めて困難
である。
めには、基板の厚さｔは約１６μｍに薄片化する必要が
あり、この程度になると従来の加工方法では極めて困難
である。
第５図＋１）、（２）は第２の発明を説明するＳＡ−デ
バイスの斜視図である。
バイスの斜視図である。
第５図（１）はＳＡ−フィルタ、第５図（２）はＳＡ−
レゾネータを示す。
レゾネータを示す。
図において、５３．５７はＬｉＪ、Ｏｔ結晶基板で、カ
ット方位 ５１°ｒｏｔ Ｙ 基板表面 （−）面 である。
ット方位 ５１°ｒｏｔ Ｙ 基板表面 （−）面 である。
この基板上に電極として、すだれ状トランスジューサ５
１．５２．５４と、反射器５５．５６が形成されている
。
１．５２．５４と、反射器５５．５６が形成されている
。
このようにして得られたＳＡ−デバイスは、前記のよう
に耐水性がよく極めて安定なデバイスである。
に耐水性がよく極めて安定なデバイスである。
以上詳細に説明したように本発明によれば、（１）
ＬｉｔＢ４０７結晶を用いた圧電振動子の薄片化を再現
性、制御性よく行え、表面粗さ、うねりの少ない面が得
られ、従って１０数μｍの厚さに形成することができ振
動子の高周波化が可能となる。
ＬｉｔＢ４０７結晶を用いた圧電振動子の薄片化を再現
性、制御性よく行え、表面粗さ、うねりの少ない面が得
られ、従って１０数μｍの厚さに形成することができ振
動子の高周波化が可能となる。
（２１Ｌ ｔ ｔ Ｂ ａ Ｏｖ結晶を用いたＳＡＷデ
バイスの耐水性、安定性を増す。
バイスの耐水性、安定性を増す。
゛ 第１図（１１〜（３）は本発明の詳細な説明する加
熱水エツチングの実験データを示す関係図、第２図（１
）、（２）は第１の発明を説明する振動子の平面図、断
面図、 第３図は本発明により作成されたマイクロコンピュータ
のクロック発生用振動子の共振応答を示す、周波数に対
する振幅の関係図、 第４図はＬｉ、Ｂ、Ｏ，結晶のカット方位に対する周波
数常数Ｆの関係図、 図において、 １．５１はＬｔ！Ｂ４０を結晶基板、 ２．３．５１．５２は電極 ヰ鷹発明分原理を参を明す６２ 革Ｉ図 呵峡教（ＮＨＫ） 共訊加贅を示すＺ カシｈ＆ｃａけマ石Ｆの閉宿灯耳 ′＄４図
熱水エツチングの実験データを示す関係図、第２図（１
）、（２）は第１の発明を説明する振動子の平面図、断
面図、 第３図は本発明により作成されたマイクロコンピュータ
のクロック発生用振動子の共振応答を示す、周波数に対
する振幅の関係図、 第４図はＬｉ、Ｂ、Ｏ，結晶のカット方位に対する周波
数常数Ｆの関係図、 図において、 １．５１はＬｔ！Ｂ４０を結晶基板、 ２．３．５１．５２は電極 ヰ鷹発明分原理を参を明す６２ 革Ｉ図 呵峡教（ＮＨＫ） 共訊加贅を示すＺ カシｈ＆ｃａけマ石Ｆの閉宿灯耳 ′＄４図
Claims (2)
- （１）リチウムテトラボレート（Ｌｉ＿２Ｂ＿４Ｏ＿７
）結晶の分極軸が（＋）方向に対応した（＋）面を加熱
水でエッチングして前記結晶の厚さを制御する工程を含
むことを特徴とする圧電結晶デバイスの製造方法。 - （２）リチウムテトラボレート（Ｌｉ＿２Ｂ＿４Ｏ＿７
）結晶の分極軸が（−）方向に対応した（−）面のみに
電極を形成することを特徴とする圧電結晶デバイスの製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20283185A JP2545779B2 (ja) | 1985-09-13 | 1985-09-13 | 圧電結晶デバイスの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20283185A JP2545779B2 (ja) | 1985-09-13 | 1985-09-13 | 圧電結晶デバイスの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6264110A true JPS6264110A (ja) | 1987-03-23 |
| JP2545779B2 JP2545779B2 (ja) | 1996-10-23 |
Family
ID=16463910
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20283185A Expired - Lifetime JP2545779B2 (ja) | 1985-09-13 | 1985-09-13 | 圧電結晶デバイスの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2545779B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6465096A (en) * | 1987-09-04 | 1989-03-10 | Toshiba Corp | Production of substrate comprising single crystal of lithium tetraborate |
| JPH0260221A (ja) * | 1988-08-26 | 1990-02-28 | Fujitsu Ltd | 圧電振動子 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5330636A (en) * | 1976-09-03 | 1978-03-23 | Nippon Paint Co Ltd | Thermosetting coating composition |
| JPS5792175A (en) * | 1980-11-28 | 1982-06-08 | Fujitsu Ltd | Formation of metallic pattern on piezoelectric crystal surface |
| JPS6041315A (ja) * | 1983-08-17 | 1985-03-05 | Toshiba Corp | 弾性表面波素子 |
| JPS6068712A (ja) * | 1983-09-26 | 1985-04-19 | Fujitsu Ltd | 高結合圧電振動子 |
-
1985
- 1985-09-13 JP JP20283185A patent/JP2545779B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5330636A (en) * | 1976-09-03 | 1978-03-23 | Nippon Paint Co Ltd | Thermosetting coating composition |
| JPS5792175A (en) * | 1980-11-28 | 1982-06-08 | Fujitsu Ltd | Formation of metallic pattern on piezoelectric crystal surface |
| JPS6041315A (ja) * | 1983-08-17 | 1985-03-05 | Toshiba Corp | 弾性表面波素子 |
| JPS6068712A (ja) * | 1983-09-26 | 1985-04-19 | Fujitsu Ltd | 高結合圧電振動子 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6465096A (en) * | 1987-09-04 | 1989-03-10 | Toshiba Corp | Production of substrate comprising single crystal of lithium tetraborate |
| JPH0260221A (ja) * | 1988-08-26 | 1990-02-28 | Fujitsu Ltd | 圧電振動子 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2545779B2 (ja) | 1996-10-23 |
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