TWI481189B

TWI481189B - Surface acoustic wave resonator, surface acoustic wave oscillator and electronic machine

Info

Publication number: TWI481189B
Application number: TW100120813A
Authority: TW
Inventors: Kunihito Yamanaka
Original assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2010-06-17
Filing date: 2011-06-14
Publication date: 2015-04-11
Also published as: CN102332887A; US9088263B2; TW201206063A; JP2012004897A; US9537464B2; US20150116049A1; CN102332887B; JP5678486B2; US20110309897A1; KR20110137726A

Description

表面聲波共振器、表面聲波振盪器及電子機器

本發明係關於一種彈性表面聲波共振器、及搭載該彈性表面聲波共振器之彈性表面聲波振盪器，本發明特別係關於一種於基板表面設有槽之類型之彈性表面聲波共振器、及搭載該彈性表面聲波共振器之彈性表面聲波振盪器及電子機器。

於彈性表面聲波(SAW：surface acoustic wave)裝置(例如SAW共振器)中，頻率溫度特性之變化受到SAW之阻帶或壓電基板(例如水晶基板)之切割角、及IDT(interdigital transducer，交叉狀轉換器)之形成形態等之較大影響。

例如於專利文獻1中揭示有使SAW之阻帶之上端模式、下端模式之各個激發之構成、及阻帶之上端模式、下端模式之各駐波之分佈等。

又，於專利文獻2~6中，記載有SAW中之阻帶之上端模式較阻帶之下端模式而言，頻率溫度特性更良好之內容。

其中，於專利文獻2中記載有如下內容：使用旋轉Y切割X傳播之水晶基板，利用阻帶之上端之共振，藉此與使用阻帶之下端之共振的情形相比而言頻率溫度特性提高。

又，於專利文獻3、4中記載有如下內容：為了於利用瑞利波之SAW裝置中獲得良好之頻率溫度特性，而調整水晶基板之切割角，並且將電極之基準化膜厚(H/λ)增大至0.1左右。再者，λ係SAW之波長。

又，於專利文獻5中記載有如下內容：於利用瑞利波之SAW裝置中，調整水晶基板之切割角，並且將電極之基準化膜厚(H/λ)增大至0.045以上。

另一方面，於專利文獻7及非專利文獻1中記載有如下內容：於使用ST切割水晶基板之SAW裝置中，在構成IDT之電極指間或構成反射器之導體條間設置槽(groove)。又，於非專利文獻1中記載有頻率溫度特性根據槽之深度而變化之內容。

又，於專利文獻8~11中揭示有藉由於水晶等之壓電基板上形成槽而可調整頻率特性之內容。

進而，於專利文獻12中揭示有如下內容：於橫向型SAW濾波器中，藉由對IDT之電極間之壓電基板表面進行蝕刻加工而形成槽，且使電極指之材料由比重大於鋁之純金屬或合金而形成，藉此減小外觀上傳播速度，減小電極指之間距，藉此可實現晶片之小型化。

另一方面，於專利文獻13中揭示有如下內容：於旋轉Y切割、切割角-43°至-52°、滑移波(slip wave)傳播方向為Z'軸方向(歐拉角(Φ ，θ，Ψ)=(0°，38°≦θ≦47°，90°))之水晶基板上利用鋁形成基準化電極膜厚(H/λ)為2.0≦H/λ≦4.0%之IDT電極而成的SAW共振器中，藉由激發SSBW(Surface Skimming Bulk Wave，表面薄覆蓋層體波)，而可實現三次之頻率溫度特性，但該SAW共振器之特徵在於藉由IDT激發於壓電基板之表面正下方傳播之SH波，將其振動能量封入電極正下方，故上述SH波變成基本上潛入基板內部而前進之波。因此，與沿壓電基板表面傳播之ST切割水晶SAW相比，存在利用光柵反射器之SAW之反射效率較差、難以實現小型且高Q之SAW元件這一問題。

再者，於專利文獻14中，為解決上述問題而提出一種SAW元件：於歐拉角(Φ ，θ，Ψ)=(0°，-64°<θ<-49.3°，85°≦Ψ≦95°)之水晶基板之表面形成有IDT電極及光柵反射器。

又，於專利文獻15中揭示有如下內容：鑒於因電極膜厚較厚而產生之應力遷移所導致之Q值或頻率穩定性劣化這一問題，於與電極指間對應之區域之水晶基板上藉由蝕刻而形成槽，將上述槽之深度設為Hp、金屬膜之膜厚設為Hm時，將基準化電極膜厚(H/λ)設為0.04<H/λ<0.12(其中，H=Hp+Hm)之範圍。藉此，可實現Q值高且頻率變動得到抑制之SAW元件。

進而，於專利文獻16中提出：於上述專利文獻3至6中記載之所謂使用面內旋轉ST水晶基板之SAW元件中，由於電極膜厚較厚，藉由蝕刻形成電極指之過程中側面蝕刻不斷推進，個體間之線佔有率發生變動，故溫度變化時之頻率之變動量變化較大，製品之可靠性、品質方面存在較大問題，鑒於此而使用歐拉角(Φ ，θ，Ψ)=(0°、95°≦θ≦155°、33°≦|Ψ|≦46°)之面內旋轉ST切割水晶。藉由使用該水晶基板，使彈性表面聲波之阻帶上限模式激發，可實現頻率變動之偏差得到抑制之SAW元件。

然而，以此方式對電極指間之水晶基板表面進行蝕刻而形成槽，藉此可確保實效膜厚並抑制頻率變動之偏差，即便如此，SAW元件之動作溫度範圍內之頻率溫度特性依然具有2次特性，故並未達成頻率變動幅度之大幅縮小。

又，於專利文獻17中記載有用以於使用LST切割之水晶基板之SAW裝置中將表示頻率溫度特性之曲線設為三次曲線的構成，另一方面，記載有於使用瑞利波之SAW裝置中無法發現具有如三次曲線所示之溫度特性之切割角之基板的內容。

[先行技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利第3266846號(日本專利特開平11-214958號)公報

[專利文獻2]日本專利特開2002-100959號公報

[專利文獻3]日本專利特開2006-148622號公報

[專利文獻4]日本專利特開2007-208871號公報

[專利文獻5]日本專利特開2007-267033號公報

[專利文獻6]日本專利特開2007-300287號公報

[專利文獻7]日本專利特公平2-7207號(日本專利特開昭57-5418號)公報

[專利文獻8]日本專利特開平2-189011號公報

[專利文獻9]日本專利特開平5-90865號公報

[專利文獻10]日本專利特開平1-231412號公報

[專利文獻11]日本專利特開昭61-92011號公報

[專利文獻12]日本專利特開平10-270974號公報

[專利文獻13]日本專利特公平1-34411號公報

[專利文獻14]日本再公表WO2005/099089A1公報

[專利文獻15]日本專利特開2006-203408號公報

[專利文獻16]日本專利特開2009-225420號公報

[專利文獻17]日本專利第3851336號公報

[非專利文獻]

[非專利文獻1]槽形SAW共振器之製造條件及特性(電子通信學會技術研究報告MW82-59(1982))

如上述般，用以改善頻率溫度特性之要素涉及多個方面，特別係於使用瑞利波之SAW裝置中，認為增大構成IDT之電極之膜厚係有助於頻率溫度特性的要因之一。然而，本案申請人通過實驗發現：若增大電極之膜厚，則經時變化特性及耐溫度衝擊特性等之耐環境特性劣化。又，於頻率溫度特性之改善為主要目的之情形時，則必須如上述般增大電極膜厚，伴隨而來不得已之經時變化特性及耐溫度衝擊特性等的劣化。此點對於Q值而言亦適用，難以不增大電極膜厚而實現高Q化。又，增大電極膜厚亦會伴隨CI(crystal impedance，晶體阻抗)值之上升，並導致振盪穩定性降低。

因此，於本案發明中，提供彈性表面聲波共振器、彈性表面聲波振盪器及電子機器時之課題有：第1、實現良好之頻率溫度特性；第2、提高耐環境特性；第3、獲得較高之Q值；第4、獲得較低之CI值。即，本發明之目的在於提供一種無關於使用環境而振盪穩定性優異之彈性表面聲波共振器、及具備該共振器之彈性表面聲波振盪器及電子機器。

本發明係為了解決上述問題之至少一部分研究而成者，其可作為以下之形態或應用例而實現。

[應用例1]

本發明之彈性表面聲波共振器包含：交叉狀轉換器IDT，該IDT係設置於歐拉角(-1.5°≦Φ ≦1.5°，117°≦θ≦142°，42.79°≦|Ψ|≦49.57°)之水晶基板上，激發阻帶上端模式之彈性表面聲波；及電極指間槽，該電極指間槽係使位於構成上述IDT之電極指之間之基板凹下而成；其特徵在於：於將上述彈性表面聲波之波長設為λ、上述電極指間槽之深度設為G之情形時，滿足

[數1]

0.01λ≦G，

且於將上述IDT之線佔有率設為η之情形時，上述電極指間槽之深度G與上述線佔有率η滿足

[數2]

-2.0000×G/λ+0.7200≦η≦-2.5000×G/λ+0.7775其中0.0100λ≦G≦0.0500λ

[數3]

-3.5898×G/λ+0.7995≦η≦-2.5000×G/λ+0.7775其中0.0500λ<G≦0.0695λ

之關係，且包含一對之反射機構，其以於上述彈性表面聲波之傳播方向上夾入上述IDT的方式配置，而反射上述彈性表面聲波。

藉此，可獲得第1實現良好之頻率溫度特性、第2提高耐環境特性、第3獲得較高之Q值、第4獲得較低之CI值的彈性表面聲波共振器。即，可獲得無關於使用環境而振盪穩定性優異之彈性表面聲波共振器。

[應用例2]

於本發明之彈性表面聲波共振器中，較佳為上述電極指間槽之深度G滿足

[數4]

0.01λ≦G≦0.0695λ

之關係。

藉此，即便於電極指間槽之深度G因製造時之誤差而發生偏差之情形時，亦可獲得能將個體間之共振頻率之移位控制在校正範圍內的彈性表面聲波共振器。

[應用例3]

於本發明之彈性表面聲波共振器中，較佳為將上述IDT之電極指之膜厚設為H時，滿足

[數5]

0<H≦0.035λ

之關係。

藉此，可獲得於動作溫度範圍內表現出良好之頻率溫度特性之彈性表面聲波共振器。又，藉由具有此種特徵，而可抑制伴隨電極膜厚之增加之耐環境特性之劣化。

[應用例4]

於本發明之彈性表面聲波共振器中，較佳為上述線佔有率η滿足

[數6]

η=-1963.05×(G /λ )³ +196.28×(G /λ )² -6.53×(G /λ )-135.99×(H /λ )² +5.817×(H /λ )+0.732-99.99×(G /λ )×(H /λ )

之關係。

藉此，可將二次溫度係數控制於大致±0.01 ppm/℃² 以內。

[應用例5]

於本發明之彈性表面聲波共振器中，較佳為上述電極指間槽之深度G與上述電極指之膜厚H之和滿足

[數7]

0.0407λ≦G+H

之關係。

藉此，可獲得較先前之彈性表面聲波共振器更高之Q值。

[應用例6]

於本發明之彈性表面聲波共振器中，較佳為上述Ψ與上述θ滿足

[數8]

Ψ =1.191×10^-3 ×θ³ -4.490×10^-1 ×θ² +5.646×10¹ ×θ-2.324×10³ ±1.0

之關係。

藉此，可獲得於較廣範圍內表現出良好之頻率溫度特性之彈性表面聲波共振器。

[應用例7]

於本發明之彈性表面聲波共振器中，較佳為將上述IDT之阻帶上端模式之頻率設為ft2、上述反射機構之阻帶下端模式之頻率設為fr1、上述反射器之阻帶上端模式之頻率設為fr2時，滿足

[數9]

fr 1<ft 2<fr 2

之關係。

藉此，於IDT之阻帶上端模式之頻率ft2中，反射機構之反射係數|Γ|變大，自IDT激發之阻帶上端模式之彈性表面聲波藉由反射機構而以較高反射係數向IDT側反射。而且，阻帶上端模式之彈性表面聲波之能量封入增強，可實現低損耗之彈性表面聲波共振器。

[應用例8]

於本發明之彈性表面聲波共振器中，較佳為上述反射機構係配置為與構成上述IDT之電極指相平行，且由使上述水晶基板凹下而成之槽構成。

藉此，可提高反射機構之製造容易性。又，由於無需導體條之形成，故可抑制反射機構之特性偏差。

[應用例9]

於本發明之彈性表面聲波共振器中，較佳為上述反射機構所具備之槽係相互平行之複數條之槽。

[應用例10]

於本發明之彈性表面聲波共振器中，較佳為將構成上述IDT之電極指之膜厚設為H_mT 、上述電極指間槽之深度設為H_gT 、上述電極指之實效膜厚設為H_T /λ(其中，H_T =H_mT +H_gT )，並且將上述反射機構所具備之上述槽之深度設為H_gR 時，上述IDT及上述反射機構滿足H_T /λ<H_gR /λ之關係。

藉此，即便省略導體條，反射機構之反射特性亦提高，阻帶上端模式之SAW之能量封入效果更顯著，從而可實現Q值之進一步提高。又，由於相對地IDT之電極指之實效膜厚減少，故可提高IDT之機電耦合係數，且可進而降低CI值。

[應用例11]於本發明之彈性表面聲波共振器中，較佳為上述H_gR 為3λ以上。

藉此，製造反射機構時，僅形成深度較深之槽便可，故可顯著提高其製造容易性。

[應用例12]於本發明之彈性表面聲波共振器中，較佳為上述反射機構係由上述水晶基板上所設之相互平行的複數條之導體條構成。

藉此，可提高反射機構之製造容易性。又，由於無需槽之形成，故可抑制反射機構之特性偏差。

[應用例13]於本發明之彈性表面聲波共振器中，較佳為將構成上述IDT之電極指之膜厚設為H_mT 、上述電極指間槽之深度設為H_gT 、上述電極指之實效膜厚設為H_T /λ(其中，H_T =H_mT +H_gT )，並且將上述導體條之膜厚設為H_mR 時，上述IDT及上述反射機構滿足H_T /λ<H_mR /λ之關係。藉此，即便省略槽，反射機構之反射特性亦提高，阻帶上端模式之SAW之能量封入效果變得更顯著，從而實現Q值之進一步提高。又，由於相對地IDT之電極指之實效膜厚減少，故可提高IDT之機電耦合係數，且可進而降低CI值。

[應用例14]於本發明之彈性表面聲波共振器中，較佳為上述反射機構係由相互平行之複數條之上述槽、及鄰接於上述槽且設置於上述水晶基板上的相互平行之複數條之導體條構成。藉此，可獲得頻率溫度特性優異之彈性表面聲波共振器。

[應用例15]於本發明之彈性表面聲波共振器中，較佳為將構成上述IDT之電極指之膜厚設為H_mT 、上述電極指間槽之深度設為H_gT 、上述電極指之實效膜厚設為H_T /λ(其中，H_T =H_mT +H_gT )，並且上述導體條之膜厚設為H_mR 、上述反射機構所具備之上述槽之深度設為H_gR 、上述導體條之實效膜厚設為H_R /λ(其中，H_R =H_mR +H_gR )時，上述IDT及上述反射機構滿足H_T /λ<H_R /λ之關係。

藉此，增大導體條之實效膜厚之同時，反射機構之反射特性提高，阻帶上端模式之SAW之能量封入效果變得更顯著，從而可實現Q值之進一步提高。又，由於IDT之電極指之實效膜厚相對減少，故可提高IDT之機電耦合係數，且可進而降低CI值。

[應用例16]於本發明之彈性表面聲波共振器中，較佳為構成上述IDT之電極指之膜厚H_mT 與上述導體條之膜厚H_mR 滿足H_mT /λ=H_mR /λ之關係，且上述電極指間槽之深度H_gT 與上述反射機構所具備之上述槽之深度H_gR 滿足H_gT /λ<H_gR /λ之關係。藉此，可實現高Q化與低CI化之同時成立。又，只要成膜單一膜厚之導電膜便可，故製造容易性變高。

[應用例17]於本發明之彈性表面聲波共振器中，較佳為上述電極指間槽之深度H_gT 與上述反射機構所具備之上述槽之深度H_gR 滿足H_gT /λ=H_gR /λ之關係，且構成上述IDT之電極指之膜厚H_mT 與上述導體條之膜厚H_mR 滿足H_mT /λ<H_mR /λ之關係。藉此，可實現高Q化與低CI化之同時成立。又，只要於單一條件下加工槽便可，故製造容易性變高。[應用例18]於本發明之彈性表面聲波共振器中，較佳為上述反射機構係由上述水晶基板之端面而構成。藉此，可提高反射機構之製造容易性。又，由於無需槽或導體條之形成，故可抑制反射機構之特性偏差並實現小型化。

[應用例19]本發明之彈性表面聲波振盪器之特徵在於具備本發明之彈性表面聲波共振器、及用以驅動上述IDT之IC(Integrated Circuit，積體電路)。藉此，可獲得無關於使用環境而振盪穩定性優異之彈性表面聲波振盪器。

[應用例20]本發明之電子機器之特徵在於具備本發明之彈性表面聲波共振器。藉此，可獲得可靠性高之電子機器。

以下，根據附圖所示之實施形態，詳細說明本發明之彈性表面聲波共振器、彈性表面聲波振盪器及電子機器。

[彈性表面聲波共振器]<第1實施形態>首先，參照圖1，對本發明之彈性表面聲波(SAW)共振器之第1實施形態進行說明。再者，圖1中，圖1(A)係SAW共振器之平面圖，圖1(B)係部分放大剖面圖，圖1(C)係用以說明圖1(B)之詳細內容之放大圖，圖1(D)係針對圖1(C)之部分放大圖，說明使用光微影技法及蝕刻技法製造本發明之SAW共振器時假定可獲得之剖面形狀並非為矩形而是梯形狀時之IDT電極指之線佔有率η之特定方法的圖。線佔有率η適當是距離槽32底部之槽32之深度(台座之高度)G與電極膜厚H之合計值即(G+H)之1/2的高度處之、與凸部之寬度L與槽32之寬度S之合計值(L+S)相對的上述寬度L之佔有比例。

本實施形態之SAW共振器10基本構成為具備水晶基板30、IDT12、及反射器20。圖2係表示成為本發明所使用之水晶基板30之母材之晶圓1之方位的圖。圖2中，X軸係水晶之電軸，Y軸係水晶之機械軸，Z軸係水晶之光學軸。晶圓1具有使垂直於Y軸之面2以X軸為旋轉軸，於+Z軸朝向-Y軸旋轉之方向上旋轉角度θ'度(degree)的面。垂直於該旋轉後之面之軸為Y'軸，平行於旋轉後之面且垂直於X軸之軸為Z'軸。進而，構成SAW共振器10之IDT12及反射器20係沿使水晶之X軸以Y'軸為旋轉軸、以自+X軸朝向+Z'軸旋轉之方向為正而旋轉+Ψ度(或-Ψ度)的X'軸而配置。構成SAW共振器10之水晶基板30係自晶圓1切出而個片化者。水晶基板30之俯視形狀並無特別限制，例如可為具有與以Y'軸為旋轉軸而使Z'軸+Ψ度旋轉之Z"軸平行之短邊，且具有平行於X'軸之長邊的長方形。再者，θ'與歐拉角之θ之關係為θ'=θ-90°。

於本實施形態中，作為水晶基板30係採用以歐拉角(-1.5°≦Φ ≦1.5°，117°≦θ≦142°，42.79°≦|Ψ|≦49.57°)表現的面內旋轉ST切割水晶基板。此處，對歐拉角進行說明。以歐拉角(0°，0°，0°)表現之基板係具有垂直於Z軸之主面之Z切割基板。此處，歐拉角(Φ ，θ，Ψ)之Φ 係關於Z切割基板之第1旋轉者，以Z軸為旋轉軸自+X軸向+Y軸側旋轉之方向為正之旋轉角度的第1旋轉角度。歐拉角之θ係Z切割基板之進行第1旋轉後之第2旋轉者，以第1旋轉後之X軸為旋轉軸自第1旋轉後之+Y軸向+Z軸旋轉之方向為正之旋轉角度的第2旋轉角度。壓電基板之切割面係由第1旋轉角度Φ及第2旋轉角度θ所決定。歐拉角之Ψ係Z切割基板之進行第2旋轉後之第3旋轉者，以第2旋轉後之Z軸為旋轉軸自第2旋轉後之+X軸向第2旋轉後之+Y軸側旋轉之方向為正之旋轉角度的第3旋轉角度。SAW之傳播方向係以與第2旋轉後之X軸相對之第3旋轉角度Ψ表示。

IDT12具有一對之梳齒狀電極14a，14b，其分別利用匯流條16a，16b將複數之電極指18a、18b之基端部連接，並將構成一方之梳齒狀電極14a之電極指18a、及構成另一方之梳齒狀電極14b的電極指18b隔開特定間隔而交替配置。進而，如圖1(A)所示，電極指18a、18b係以其等之電極指之延長方向與彈性表面聲波之傳播方向即X' 軸正交之方式進行配置。藉由以此方式構成之SAW共振器10所激發之SAW係Rayleigh型(瑞利型)之SAW，其於Y'軸與X'軸之兩方具有振動變位成分。而且，如此藉由使SAW之傳播方向自水晶之晶軸即X軸偏離，而可激發阻帶上端模式之SAW。

又，進而，本發明之SAW共振器10可為圖3所示之形態。即，即便於如圖3所示應用自X'軸以能量傳播角(以下稱為PFA)δ傾斜之IDT的情形時，亦可藉由滿足以下之要件而實現高Q化。圖3(A)係表示傾斜型IDT12a之一實施形態例之平面圖，其係以由歐拉角決定之SAW之傳播方向即X'軸與傾斜型IDT12a之電極指18a，18b之方向為正交關係的方式，使傾斜型IDT12a之電極指18a，18b的配置形態傾斜而成者。

圖3(B)係表示傾斜型IDT12a之其他實施形態例之平面圖。本例中，藉由使將電極指18a，18b相互連接之匯流條16a，16b傾斜，而配置為使電極指排列方向相對於X'軸傾斜，與圖3(A)同樣地以X'軸與電極指18a，18b之延長方向為正交關係之方式構成。

無論使用何種傾斜型IDT，藉由如該等實施形態例般以垂直於X'軸之方向為電極指之延長方向之方式配置電極指，而可維持本發明之良好的溫度特性，且可實現低損耗之SAW共振器。

此處，對阻帶上端模式之SAW與下端模式之SAW之關係進行說明。於藉由如圖4所示之標準型IDT12(圖4所示者為構成IDT12之電極指18)而形成之阻帶下端模式、及上端模式之SAW中，各個駐波之腹(或節)之位置彼此偏離π/2。圖4係表示標準型IDT12中之阻帶上端模式及下端模式之駐波之分佈的圖。

根據圖4，如上所述，實線所示之阻帶下端模式之駐波於電極指18之中央位置、即反射中心位置存在腹，一點鏈線所示之阻帶上端模式之駐波於反射中心位置存在節。於此種電極指間之中心位置存在節之模式中，無法利用電極指18(18a，18b)將SAW之振動有效地轉換為電荷，此模式大多情形時作為電信號激發、或者無法接收。然而，於本申請案所記載之手法中，歐拉角之Ψ並非為零，且SAW之傳播方向自水晶之晶軸即X軸偏離，藉此可使阻帶上端模式之駐波為圖4之實線位置、即可使此模式之駐波之腹移位至電極指18之中央位置，從而可激發阻帶上端模式之SAW。

又，反射器(反射機構)20係以於SAW之傳播方向上夾入上述IDT12之方式而設有一對。作為具體構成例，存在將與構成IDT12之電極指18平行設置之複數之導體條22之兩端分別連接者。作為構成以此方式構成之IDT12或反射器20之電極膜之材料，可使用鋁(Al)或以Al為主體之合金。使構成IDT12或反射器20之電極膜之電極之厚度極小，藉此可將電極具有之溫度特性之影響設為最小限度。進而，採用較大之水晶基板部之槽深度，利用水晶基板部之槽之性能、即水晶之良好的溫度特性，而帶來良好之頻率溫度特性。藉此可減小電極溫度特性對SAW共振器之溫度特性所賦予之影響，只要電極之質量於10%以內變動便可維持良好之溫度特性。

再者，根據上述理由，使用合金作為電極膜材料時，主成分之Al以外之金屬之重量比為10%以下、理想為3%以下便可。使用以Al以外之金屬作為主體之電極時，只要以電極之質量為使用Al時之±10%以內的方式調整此電極之膜厚便可。藉此可獲得與使用Al時同等之良好的溫度特性。具有如上所述之基本構成之SAW共振器10之水晶基板30中，在IDT12之電極指間或反射器20之導體條22間，設有與電極指18平行設置之複數之槽(電極指間槽)32。水晶基板30上所設之槽32於將阻帶上端模式之SAW之波長設為λ、槽深度設為G之情形時，較佳設為[數10]0.01λ≦G　...(1)。

再者，於對槽深度G規定上限值之情形時，較佳為如參照圖5所理解般，設為[數11]0.01λ≦G≦0.094λ　...(2)之範圍。藉由將槽深度G規定於此種範圍內，可將動作溫度範圍內(-40℃~+85℃)之頻率變動量設為詳細內容下文敍述之目標值即25 ppm以下。又，關於槽深度G，較理想的是設為

[數12]0.01λ≦G≦0.0695λ　...(3)之範圍。藉由將槽深度G規定於此種範圍內，即便於槽深度G產生製造上之不均之情形時，亦可將SAW共振器10個體間之共振頻率之移位量控制於校正範圍內。再者，上述SAW之波長λ係IDT12附近之SAW之波長。又，所謂線佔有率η，如圖1(C)或圖1(D)所示，係指電極指18之線寬(僅水晶凸部時為凸部之寬度)L除以電極指18間之間距λ/2(=L+S)所得之值。因此，線佔有率η可以式(4)表示。

[數13]

此處，於本實施形態之SAW共振器10中，較佳為將線佔有率η規定為滿足式(5)、(6)之範圍。再者，亦如根據式(5)、(6)所解出般，η可藉由規定槽32之深度G而導出。

[數14]-2.0000×G/λ+0.7200≦η≦-2.5000×G/λ+0.7775其中0.0100λ≦G≦0.0500λ　...(5)

[數15]-3.5898×G/λ+0.7995≦η≦-2.5000×G/λ+0.7775　其中0.0500λ<G≦0.0695λ　...(6)又，本實施形態之SAW共振器10之電極膜材料(IDT12或反射器20等)之膜厚較理想的是設為

[數16]0<H≦0.035λ　...(7)之範圍。進而，關於線佔有率η而考慮式(7)所示之電極膜之厚度之情形時，η可藉由式(8)而求出。

[數17]η =-1963.05×(G /λ )³ +196.28×(G /λ )² -6.53×(G /λ )-135.99×(H /λ )² +5.817×(H /λ )+0.732　…(8)-99.99×(G /λ )×(H /λ )線佔有率η於電極膜厚越厚時電性特性(尤其是共振頻率)之製造不均變得越大，電極膜厚H於式(5)、(6)之範圍內產生±0.04以內之製造不均、於H>0.035λ時產生大於±0.04之製造不均的可能性越大。然而，只要電極膜厚H為式(5)、(6)之範圍內，且線佔有率η之不均為±0.04以內，便可實現二次溫度係數β較小之SAW元件。即，線佔有率η可允許為式(8)中加上±0.04之公差所得之式(9)之範圍。

[數18]η =-1963.05×(G /λ )³ +196.28×(G /λ )² -6.53×(G /λ )-135.99×(H /λ )² +5.817×(H /λ )+0.732　…(9)-99.99×(G /λ )×(H /λ )±0.04

於如上所述之構成之本實施形態之SAW共振器10中，將二次溫度係數β設為±0.01(ppm/℃² )以內、較理想的是SAW之動作溫度範圍設為-40℃~+85℃之情形時，以提高頻率溫度特性為目的，可將該動作溫度範圍內之頻率變動量ΔF設為25 ppm以下之程度。

然而，一般而言彈性表面聲波共振器之溫度特性係以下式表示。

Δf=α×(T-T₀ )+β×(T-T₀ )² 此處，Δf表示溫度T與頂點溫度T₀ 間之頻率變化量(ppm)，α表示1次溫度係數(ppm/℃)，β表示2次溫度係數(ppm/℃² )，T表示溫度，T₀ 表示頻率最大之溫度(頂點溫度)。

例如，於壓電基板係由所謂之ST切割(歐拉角(Φ 、θ、Ψ)=(0°、120°~130°、0°))之水晶板形成之情形時，為1次常數α=0.0、2次常數β=-0.034，若以圖表來表示則如圖6所示。於圖6中，描繪有溫度特性為上凸之抛物線(2次曲線)。

圖6所示之SAW共振器必須使與溫度變化相對之頻率變動量極大，並抑制與溫度變化相對之頻率變化量Δf。因此，必須根據新的見解實現彈性表面聲波共振器，以便使圖6所示之2次溫度係數β更接近0，與SAW共振器實際使用時之溫度(動作溫度)變化相對之頻率變化量Δf接近0。

因此，本發明之目的之一在於解決如上所述之問題，使彈性表面聲波元件之頻率溫度特性極其良好，從而實現即便溫度變化亦可頻率穩定地進行動作之彈性表面聲波元件。

以下詳細說明並證明只要為具備如上所述之技術思想(技術要素)之構成之SAW元件，便可解決如上所述之問題、即本案發明者係如何重複進行模擬與實驗而想到本發明之見解。

再者，使用上述被稱為ST切割之水晶基板而將傳播方向設為結晶X軸方向的SAW共振器於動作溫度範圍相同時，動作溫度範圍內之頻率變動量ΔF約為133(ppm)，二次溫度係數β為-0.034(ppm/℃² )左右。又，以歐拉角表示時水晶基板之切割角及SAW傳播方向為(0，123°，45°)，於動作溫度範圍相同且使用面內旋轉ST切割水晶基板的SAW共振器中利用阻帶下端模式之激發的情形時，頻率變動量ΔF約為63 ppm，二次溫度係數β為-0.016(ppm/℃² )左右。該等使用ST切割水晶基板或面內旋轉ST切割水晶基板之SAW共振器均係利用被稱為瑞利波之彈性表面聲波，與LST切割水晶基板之被稱為漏溢波之彈性表面聲波相比，與水晶基板或電極之加工精度相對之頻率或頻率溫度特性之不均極小，故量產性優異，可利用於各種SAW裝置中。然而，先前利用之使用ST切割水晶基板或面內旋轉ST切割水晶基板等之SAW共振器如上所述，係表示頻率溫度特性之曲線為二次曲線的2次溫度特性，進而，此2次溫度特性之2次溫度係數之絕對值較大，故動作溫度範圍內之頻率變動量較大，無法利用於要求頻率穩定性之有線通信裝置或無線通信裝置中使用之共振器或振盪器等之SAW裝置。例如，只要獲得具有相當於ST切割水晶基板之2次溫度係數β之1/3以下、面內旋轉ST切割水晶基板之2次溫度係數β之37%以上之改善的2次溫度係數β為±0.01(ppm/℃² )以下之2次溫度特性之頻率溫度特性，便可實現要求此種頻率穩定性之裝置。進而，只要獲得2次溫度係數β大致為零且表示頻率溫度特性之曲線為三次曲線之3次溫度特性，則於動作溫度範圍內頻率穩定性更高，更為理想。於此種3次溫度特性中，即便於較-40℃~+85℃更大之動作溫度範圍內亦可獲得如±25 ppm以下之先前之SAW元件中無法實現之極高的頻率穩定度。

SAW共振器10之頻率溫度特性之變化如上所述係與IDT12之電極指18之線佔有率η及電極膜厚H、及槽深度G等相關，根據本案發明者進行之模擬與實驗之見解而可明瞭。而且，本實施形態之SAW共振器10係利用阻帶上端模式之激發。

圖7係表示圖1(C)中將電極膜厚H設為零(H=0% λ)、即水晶基板30之表面形成含有凹凸之水晶之槽32之狀態下，與水晶基板30表面激發並傳播SAW時之線佔有率η之變化相對的二次溫度係數β之變化之圖表。圖7中，圖7(A)表示將槽深度G設為0.02λ時之阻帶上端模式之共振之二次溫度係數β，圖7(B)表示將槽深度G設為0.02λ時之阻帶下端模式之共振之二次溫度係數β。又，圖7中，圖7(C)表示將槽深度G設為0.04λ時之阻帶上端模式之共振之二次溫度係數β，圖7(D)表示將槽深度G設為0.04λ時之阻帶下端模式之共振之二次溫度係數β。再者，圖7所示之模擬係為減少改變頻率溫度特性之因素，而表示於未設置電極膜之水晶基板30以某些形式傳播SAW之情形時的例子。又，水晶基板30之切割角係使用歐拉角(0°，123°，Ψ)。再者，Ψ係適當地選擇二次溫度係數β之絕對值最小之值。

根據圖7，無論是阻帶上端模式還是下端模式，均可理解線佔有率η為0.6~0.7時二次溫度係數β變化較大。而且，若對阻帶上端模式之二次溫度係數β之變化與阻帶下端模式之二次溫度係數β之變化進行比較，則可理解如下內容。即，阻帶下端模式之二次溫度係數β之變化係自負側進而向負側變化故特性降低(二次溫度係數β之絕對值變大)。相對於此，阻帶上端模式之二次溫度係數β之變化係自負側向正側變化故特性提高(存在二次溫度係數β之絕對值變小之點)。

藉此可明瞭，SAW元件為獲得良好之頻率溫度特性，較理想的是使用阻帶上端模式之振動。其次，本發明者對槽深度G不斷變化之水晶基板中傳播阻帶上端模式之SAW時之線佔有率η與二次溫度係數β之關係進行檢查。

圖8(A)至(I)係表示對與圖7同樣地將電極膜厚H設為零(H=0% λ)，分別使槽深度G於0.01λ(1% λ)至0.08λ(8% λ)之間變化時之線佔有率η與二次溫度係數β之關係進行模擬時的評估結果之圖表。根據評估結果，可理解槽深度G為如圖8(B)所示之0.0125λ(1.25% λ)時，開始出現β=0之點、即表示頻率溫度特性之近似曲線為三次曲線之點。而且，根據圖8，亦可判明β=0之η分別存在有2個部位(η較大一方之β=0之點(η1)、及η較小一方之β=0之點(η2))。進而，根據圖8所示之評估結果，亦可理解與η1相比，η2之與槽深度G之變化相對之線佔有率η之變動量更大。

關於該點，藉由參照圖9而加深此理解。圖9係分別描繪改變槽深度G時二次溫度係數β為0之η1、η2之圖表。圖9中可理解，隨著槽深度G變大，η1、η2相互變小，但η2於以縱軸η之尺度為0.5λ~0.9λ之範圍所示之圖表中，槽深度G=0.04λ時，越向外擴展則變動量越大。即，可認為η2之與槽深度G變化相對之變動量較大。

圖10(A)至(I)係表示與圖7或圖8同樣地將電極膜厚H設為零(H=0% λ)，將圖8之縱軸作為頻率變動量ΔF來替代二次溫度係數β的圖表。根據圖10，當然可理解於β=0之2點(η1、η2)，頻率變動量ΔF降低。進而，根據圖10可理解，β=0之2個點處，於改變槽深度G之所有圖表中，η1之點將頻率變動量ΔF抑制地較小。

根據上述傾向，對於製造時易產生誤差之量產品而言，認為較理想的是與槽深度G之變動相對之β=0之點之頻率變動量較少、即採用η1。圖5表示各槽深度G時二次溫度係數β最小之點(η1)之頻率變動量ΔF與槽深度G之關係的圖表。根據圖5，頻率變動量ΔF為目標值之25 ppm以下之槽深度G之下限值為，槽深度G為0.01λ，槽深度G之範圍為0.01λ以上、即0.01≦G。再者，圖5中藉由模擬亦追加槽深度G為0.08以上之情形時之例子。根據該模擬，槽深度G為0.01λ以上時頻率變動量ΔF為25 ppm以下，其後每當槽深度G增加時頻率變動量ΔF變小。然而，於槽深度G約為0.09λ以上之情形時，頻率變動量ΔF再次增加，若超過0.094λ則頻率變動量ΔF超過25 ppm。

圖5所示之圖表係並未於水晶基板30上形成IDT12或反射器20等電極膜之狀態下的模擬，若參照以下所示之圖21~圖26而理解詳細內容，則認為SAW共振器10設置電極膜時可減小頻率變動量ΔF。由此，若規定槽深度G之上限值，則未形成電極膜之狀態下之最大值、即G≦0.094λ便可，為達成目標而較佳之槽深度G之範圍可表示為[數19]0.01λ≦G≦0.094λ　...(2)。

再者，量產步驟中槽深度G具有最大±0.001λ左右之偏差。由此，圖11表示於將線佔有率η固定之情形時，槽深度G偏差±0.001λ時之SAW共振器10之各頻率變動量Δf。根據圖11，可理解G=0.04λ時，槽深度G偏差±0.001λ時即槽深度為0.039λ≦G≦0.041λ之範圍內，頻率變動量Δf為±500 ppm左右。

此處，若頻率變動量Δf未達±1000 ppm，則可藉由各種頻率微調整機構進行頻率調整。但是，於頻率變動量Δf為±1000 ppm以上之情形時，則會因頻率調整對Q值、CI(crystal impedance)值等之靜特性、或長期可靠性產生影響，導致SAW共振器10之良品率降低。

就圖11所示之連接繪圖之直線而言，若導出表示頻率變動量Δf[ppm]與槽深度G之關係之近似式，則可獲得式(10)。[數20]Δf =16334(G /λ )-137　…(10)此處，若求出Δf<1000 ppm之G之值，則為G≦0.0695λ。

因此，本實施形態之槽深度G之範圍較佳為，[數21]0.01λ≦G≦0.0695λ　...(3)。

其次，圖12(A)至(F)表示對二次溫度係數β=0之η、即表示三次溫度特性之線佔有率η與槽深度G之關係進行模擬時之評估結果的圖表。水晶基板30係將歐拉角設為(0°，123°，Ψ)，此處，Ψ係適當選擇表示頻率溫度特性為三次曲線傾向之角度、即二次溫度係數β=0之角度。再者，圖34表示於與圖12相同之條件下，獲得β=0之η時之歐拉角Ψ與槽深度G之關係。圖34之電極膜厚H=0.02λ之圖表(圖34(C))中，未表示Ψ<42°之繪圖，但該圖表之η2之繪圖為G=0.03λ時Ψ=41.9°。對於各電極膜厚之槽深度G與線佔有率η之關係而言，根據詳細內容下文敍述之圖15~圖20而獲得繪圖。

根據圖12(A)至(F)所示之評估結果，可理解任何膜厚時如上所述，與η2相比η1之因槽深度G變化引起之變動較少。因此，自圖12之表示各膜厚之槽深度G與線佔有率η之關係之圖表中去除η1而於圖13(A)中匯總繪出β≒0之點。相對於此，即便並非β≒0，評估滿足|β|≦0.01之區域時，可明瞭η1係集中於圖13(B)所示之實線所示之多角形中。圖13(B)之點a至h之座標係表示於下表1。

圖13(B)表示只要為點a至h所包圍之多角形內，則無關於電極膜厚H之厚度而可保證|β|≦0.01，可獲得良好之頻率溫度特性。該獲得良好之頻率溫度特性之範圍係滿足以下所示之式(11)與式(12)、及式(13)之兩方的範圍。

[數22]

η≦-2.5000×G/λ+0.7775　其中0.0100λ≦G≦0.0695λ...(11)

[數23]

η≧-2.0000×G/λ+0.7200　其中0.0100λ≦G≦0.0500λ...(12)

[數24]

η≧-3.5898×G/λ+0.7995　其中0.0500λ<G≦0.0695λ...(13)

根據式(11)、(12)、(13)，於圖13(B)中以實線包圍之範圍內，線佔有率η可特定為滿足式(5)與式(6)之兩方的範圍。

[數25]-2.0000×G/λ+0.7200≦η≦-2.5000×G/λ+0.7775其中0.0100λ≦G≦0.0500λ...(5)

[數26]-3.5898×G/λ+0.7995≦η≦-2.5000×G/λ+0.7775其中0.0500λ<G≦0.0695λ...(6)

此處，確認於二次溫度係數β允許為±0.01(ppm/℃² )以內之情形時，只要構成為0.0100λ≦G≦0.0500λ時，均滿足式(3)及式(5)，0.0500λ≦G≦0.0695λ時均滿足式(3)及式(6)，則二次溫度係數β為±0.01(ppm/℃² )以內。再者，點a至h之各電極膜厚H之二次溫度係數β之值表示於下表2。根據表2可確認所有點處均為|β|≦0.01。

又，依據式(11)~(13)及由此導出之式(5)、(6)，就電極膜厚H≒0、0.01λ、0.02λ、0.03λ、0.035λ之SAW共振器10而言，若分別將β=0之槽深度G與線佔有率η之關係以近似直線表示則為圖14者。再者，未設置電極膜之水晶基板30之槽深度G與線佔有率η之關係係如圖9所示者。當使電極膜厚H於3.0% λ(0.030λ)以下變化時，可獲得β=0、即3次曲線之頻率溫度特性。此時，頻率溫度特性良好之G與η之關係式可以式(8)表示。

[數27]η=-1963.05×(G /λ )³ +196.28×(G /λ )² -6.53×(G /λ )-135.99×(H /λ )² +5.817×(H/λ )+0.732　…(8)-99.99×(G /λ )×(H /λ )此處，G、H之單位為λ。

其中，該式(8)係於電極膜厚H位於0<H≦0.030λ之範圍內時成立。

線佔有率η係電極膜厚越厚則電性特性(尤其是共振頻率)之製造不均變得越大，電極膜厚H位於式(5)、(6)之範圍內時±0.04以內之製造不均、為H>0.035λ時大於±0.04之製造不均產生的可能性越大。然而，只要電極膜厚H位於式(5)、(6)之範圍內且線佔有率η之不均為±0.04以內，便可實現二次溫度係數β較小之SAW元件。即，於考慮線佔有率之製造不均而將二次溫度係數β設為±0.01 ppm/℃² 以內之情形時，線佔有率η可允許為式(8)中加上±0.04之公差之式(9)之範圍。

[數28]η=-1963.05×(G /λ )³ +196.28×(G /λ )² -6.53×(G /λ )-135.99×(H /λ )² +5.817×(H /λ )+0.732　…(9)-99.99×(G /λ )×(H /λ )±0.04

圖15~圖20中表示電極膜厚分別為0.01λ(1% λ)、0.015λ(1.5% λ)、0.02λ(2% λ)、0.025λ(2.5% λ)、0.03λ(3% λ)、0.035λ(3.5% λ)之情形時，改變槽深度G時之線佔有率η與二次溫度係數β之關係的圖表。

又，圖21~圖26中表示與圖15~圖20分別對應之SAW共振器10中之線佔有率η與頻率變動量ΔF之關係的圖表。再者，水晶基板均使用歐拉角(0°，123°，Ψ)者，Ψ係適當選擇ΔF最小之角度。

此處，圖15(A)至(F)係表示電極膜厚H設為0.01λ時之線佔有率η與二次溫度係數β之關係之圖，圖21(A)至(F)係表示電極膜厚H設為0.01λ時之線佔有率η與頻率變動量ΔF之關係之圖。

又，圖16(A)至(F)係表示電極膜厚H設為0.015λ時之線佔有率η與二次溫度係數β之關係之圖，圖22(A)至(F)係表示電極膜厚H設為0.015λ時之線佔有率η與頻率變動量ΔF之關係的圖。又，圖17(A)至(F)係表示電極膜厚H設為0.02λ時之線佔有率η與二次溫度係數β之關係的圖，圖23(A)至(F)係表示電極膜厚H設為0.02λ時之線佔有率η與頻率變動量ΔF之關係的圖。又，圖18(A)至(F)係表示電極膜厚H設為0.025λ時之線佔有率η與二次溫度係數β之關係的圖，圖24(A)至(F)係表示電極膜厚H設為0.025λ時之線佔有率η與頻率變動量ΔF之關係的圖。

又，圖19(A)至(F)係表示電極膜厚H設為0.03λ時之線佔有率η與二次溫度係數β之關係的圖，圖25(A)至(F)係表示電極膜厚H設為0.03λ時之線佔有率η與頻率變動量ΔF之關係的圖。又，圖20(A)至(F)係表示電極膜厚H設為0.035λ時之線佔有率η與二次溫度係數β之關係的圖，圖26(A)至(F)係表示電極膜厚H設為0.035λ時之線佔有率η與頻率變動量ΔF之關係的圖。

於該等圖(圖15~圖26)中，所有圖表中雖存在微小差異，但其變化傾向均可理解為類似表示僅水晶基板30之線佔有率η與二次溫度係數β、及線佔有率η與頻率變動量ΔF之關係的圖表即圖8、圖10。即，認為本實施形態之效果對於除去電極膜後之水晶基板30單體中之彈性表面聲波之傳播亦可有效。相對於二次溫度係數β為0之2點之η1、η2之各個，β之範圍擴大至|β|≦0.01時之η1、η2之範圍內，於規定電極膜厚H之範圍並改變槽深度G之情形時，分別實施模擬。再者，η1、η2分別係將|β|≦0.01之較大一方之η設為η1，將|β|≦0.01之較小一方之η設為η2。再者，水晶基板均使用歐拉角(0°，123°，Ψ)者，Ψ係適當選擇ΔF最小之角度。圖27(A)係表示電極膜厚H設為0.000λ<H≦0.005λ時之、滿足上述β之範圍之η1與槽深度G之關係的圖表，表3係表示用以規定圖27(A)所示之範圍之主要測量點之座標(G/λ、η)、與該測量點之β之值的表。

根據圖27(A)及表3，可理解η1中電極膜厚H為上述範圍內之情形時，槽深度G位於0.01λ≦G≦0.09λ之範圍內時，在測量點a-r包圍之區域內β滿足上述要件。圖27(B)係表示電極膜厚H設為0.000λ<H≦0.005λ時之滿足上述β之範圍之η2與槽深度G之關係的圖表，表4係表示用以規定圖27(B)所示之範圍之主要測量點之座標(G/λ、η)、與該測量點之β之值的表。

根據圖27(B)及表4，可理解η2中於電極膜厚H為上述範圍內之情形時，槽深度G位於0.03λ≦G≦0.09λ之範圍內時，在測量點a-n包圍之區域內β滿足上述要件。圖28(A)係表示電極膜厚H設為0.005λ<H≦0.010λ時之滿足上述β之範圍之η1與槽深度G之關係的圖表，表5係表示用以規定圖28(A)所示之範圍之主要測量點之座標(G/λ、η)、與該測量點之β之值的表。

根據圖28(A)及表5，可理解η1中電極膜厚H為上述範圍內之情形時，槽深度G位於0.01λ≦G≦0.08λ之範圍內時，在測量點a-p包圍之區域內β滿足上述要件。圖28(B)係表示電極膜厚H設為0.005λ<H≦0.010λ時之滿足上述β之範圍之η2與槽深度G之關係的圖表，表6係表示用以規定圖28(B)所示之範圍之主要測量點之座標(G/λ、η)、與該測量點之β之值的表。

根據圖28(B)及表6，可理解η2中電極膜厚H為上述範圍內之情形時，槽深度G位於0.02λ≦G≦0.07λ之範圍內時，在測量點a-1包圍之區域內β滿足上述要件。圖29(A)係表示電極膜厚H設為0.010λ<H≦0.015λ時之滿足上述β之範圍之η1與槽深度G之關係的圖表，表7係表示用以規定圖29(A)所示之範圍之主要測量點之座標(G/λ、η)、與該測量點之β之值的表。

根據圖29(A)及表7，可理解η1中電極膜厚H為上述範圍內之情形時，槽深度G位於0.01λ≦G≦0.08λ之範圍內時，在測量點a-p包圍之區域內β滿足上述要件。圖29(B)係表示電極膜厚H設為0.010λ<H≦0.015λ時之滿足上述β之範圍之η2與槽深度G之關係的圖表，表8係表示用以規定圖29(B)所示之範圍之主要測量點之座標(G/λ、η)、與該測量點之β之值的表。

根據圖29(B)及表8，可理解η2中電極膜厚H為上述範圍內之情形時，槽深度G位於0.01λ≦G≦0.07λ之範圍內時，在測量點a-n包圍之區域內β滿足上述要件。圖30(A)係表示電極膜厚H設為0.015λ<H≦0.020λ時之滿足上述β之範圍之η1與槽深度G之關係的圖表，表9係表示用以規定圖30(A)所示之範圍之主要測量點之座標(G/λ、η)、與該測量點之β之值的表。

根據圖30(A)及表9，可理解η1中電極膜厚H為上述範圍內之情形時，槽深度G位於0.01λ≦G≦0.07λ之範圍內時，在測量點a-n包圍之區域內β滿足上述要件。圖30(B)係表示電極膜厚H設為0.015λ<H≦0.020λ時之滿足上述β之範圍之η2與槽深度G之關係的圖表，表10係表示用以規定圖30(B)所示之範圍之主要測量點之座標(G/λ、η)、與該測量點之β之值的表。

根據圖30(B)及表10，可理解η2中電極膜厚H為上述範圍內之情形時，槽深度G位於0.01λ≦G≦0.07λ之範圍內時，在測量點a-n包圍之區域內β滿足上述要件。圖31(A)係表示電極膜厚H設為0.020λ<H≦0.025λ時之滿足上述β之範圍之η1與槽深度G之關係的圖表，表11係表示用以規定圖31(A)所示之範圍之主要測量點之座標(G/λ、η)、與該測量點之β之值的表。

根據圖31(A)及表11，可理解η1中電極膜厚H為上述範圍內之情形時，槽深度G位於0.01λ≦G≦0.07λ之範圍內時，在測量點a-n包圍之區域內β滿足上述要件。圖31(B)係表示電極膜厚H設為0.020λ<H≦0.025λ時之滿足上述β之範圍之η2與槽深度G之關係的圖表，表12係表示用以規定圖31(B)所示之範圍之主要測量點之座標(G/λ、η)、與該測量點之β之值的表。

根據圖31(B)及表12，可理解η2中電極膜厚H為上述範圍內之情形時，槽深度G位於0.01λ≦G≦0.07λ之範圍內時，在測量點a-n包圍之區域內β滿足上述要件。圖32(A)係表示電極膜厚H設為0.025λ<H≦0.030λ時之滿足上述β之範圍之η1與槽深度G之關係的圖表，表13係表示用以規定圖32(A)所示之範圍之主要測量點之座標(G/λ、η)、與該測量點之β之值的表。

根據圖32(A)及表13，可理解η1中電極膜厚H為上述範圍內之情形時，槽深度G位於0.01λ≦G≦0.07λ之範圍內時，在測量點a-n包圍之區域內β滿足上述要件。圖32(B)係表示電極膜厚H設為0.025λ<H≦0.030λ時之滿足上述β之範圍之η2與槽深度G之關係的圖表，表14係表示用以規定圖32(B)所示之範圍之主要測量點之座標(G/λ、η)、與該測量點之β之值的表。

根據圖32(B)及表14，可理解η2中電極膜厚H為上述範圍內之情形時，槽深度G位於0.01λ≦G≦0.07λ之範圍內時，在測量點a-n包圍之區域內β滿足上述要件。圖33(A)係表示電極膜厚H設為0.030λ<H≦0.035λ時之滿足上述β之範圍之η1與槽深度G之關係的圖表，表15係表示用以規定圖33(A)所示之範圍之主要測量點之座標(G/λ、η)、與該測量點之β之值的表。

根據圖33(A)及表15，可理解η1中電極膜厚H為上述範圍內之情形時，槽深度G位於0.01λ≦G≦0.07λ之範圍內時，在測量點a-n包圍之區域內β滿足上述要件。圖33(B)係表示電極膜厚H設為0.030λ<H≦0.035λ時之滿足上述β之範圍之η2與槽深度G之關係的圖表，表16係表示用以規定圖33(B)所示之範圍之主要測量點之座標(G/λ、η)、與該測量點之β之值的表。

根據圖33(B)及表16，可理解η2中電極膜厚H為上述範圍內之情形時，槽深度G位於0.01λ≦G≦0.07λ之範圍內時，在測量點a-n包圍之區域內β滿足上述要件。圖35中匯總根據圖34所示之圖表之η1所得之Ψ與槽深度G之關係。再者，選擇η1之理由係如上所述。如圖35所示，理解即便於電極膜之膜厚變化之情形時，Ψ之角度大致無差異，Ψ之最佳角度係根據槽深度G之變動而不斷變化。該方面亦可為二次溫度係數β之變化因水晶基板30之形態而使得比例較高之佐證。

與上述同樣地，針對二次溫度係數β=-0.01(ppm/℃² )之Ψ與β=+0.01(ppm/℃² )之Ψ求出與槽深度G之關係，並匯總於圖36、圖37中。根據該等圖表(圖35~圖37)求出可為-0.01≦β≦+0.01之Ψ之角度，則上述條件下之較佳之Ψ之角度範圍可規定為43°<Ψ<45°，進而較佳地可規定為43.2°≦Ψ≦44.2°。

再者，於使電極膜厚H變化之情形時，在改變槽深度G時滿足|β|≦0.01之要件之Ψ之範圍內進行模擬。將該模擬之結果表示於圖38~圖44。再者，水晶基板均使用歐拉角(0°，123°，Ψ)者，Ψ係適當選擇ΔF最少之角度。圖38(A)係表示電極膜厚H之範圍設為0<H≦0.005λ時之滿足|β|≦0.01之要件之Ψ之範圍的圖表。此處，將表示Ψ之最大值之繪圖連接之直線、與將表示Ψ之最小值之繪圖連接之虛線所夾持的範圍係滿足上述條件之範圍。

若槽深度G為0.01λ≦G≦0.0695λ之範圍，使圖38(A)所示之實線與虛線之範圍近似多角形狀，則可為如圖38(B)所示者，且於圖38(B)中以實線所示之多角形之內側之範圍內β滿足上述條件。若以近似式表示圖38(B)所示之多角形之範圍，則可以式(14)、(15)表示。

[數29]

Ψ≦3.0×G/λ+43.92　其中0.0100λ≦G≦0.0695λ...(14)

[數30]

Ψ≧-48.0×G/λ+44.35　其中0.0100λ≦G≦0.0695λ...(15)

圖39(A)係表示電極膜厚H之範圍設為0.005λ<H≦0.010λ時之滿足|β|≦0.01之要件之Ψ之範圍的圖表。此處，將表示Ψ之最大值之繪圖連接之直線、與將表示Ψ之最小值之繪圖連接之虛線所夾持的範圍係滿足上述條件之範圍。

若槽深度G為0.01λ≦G≦0.0695λ之範圍，將圖39(A)所示之實線與虛線之範圍以多角形狀近似，則可為如圖29(B)所示者，且於圖39(B)中以實線表示之多角形之內側之範圍內β滿足上述條件。若以近似式表示圖39(B)所示之多角形之範圍，則可以式(16)、(17)表示。

[數31]

Ψ≦8.0×G/λ+43.60　其中0.0100λ≦G≦0.0695λ...(16)

[數32]

Ψ≧-48.0×G/λ+44.00　其中0.0100λ≦G≦0.0695λ...(17)

圖40(A)係表示電極膜厚H之範圍設為0.010λ<H≦0.015λ時之滿足|β|≦0.01之要件之Ψ之範圍的圖表。此處，將表示Ψ之最大值之繪圖連接之直線、與將表示Ψ之最小值之繪圖連接之虛線所夾持的範圍係滿足上述條件之範圍。

若槽深度G為0.01λ≦G≦0.0695λ之範圍，將圖40(A)所示之實線與虛線之範圍以多角形狀近似，則可為如圖40(B)所示者，且於圖40(B)中以實線所示之多角形之內側的範圍內β滿足上述條件。若以近似式表示圖40(B)所示之多角形之範圍，則可以式(18)、(19)表示。

[數33]

Ψ≦10.0×G/λ+43.40　其中0.0100λ≦G≦0.0695λ...(18)

[數34]

Ψ≧-44.0×G/λ+43.80　其中0.0100λ≦G≦0.0695λ...(19)

圖41(A)係表示電極膜厚H之範圍設為0.015λ<H≦0.020λ時之滿足|β|≦0.01之要件之Ψ之範圍的圖表。此處，將表示Ψ之最大值之繪圖連接之直線、與將表示Ψ之最小值之繪圖連接之虛線所夾持的範圍係滿足上述條件之範圍。

若槽深度G為0.01λ≦G≦0.0695λ之範圍，將圖41(A)所示之實線與虛線之範圍以多角形狀近似，則可為如圖41(B)所示者，且於圖41(B)中以實線所示之多角形之內側的範圍內β滿足上述條件。若以近似式表示圖41(B)所示之多角形之範圍，則可以式(20)、(21)表示。

[數35]

Ψ≦12.0×G/λ+43.31　其中0.0100λ≦G≦0.0695λ...(20)

[數36]

Ψ≧-30.0×G/λ+44.40　其中0.0100λ≦G≦0.0695λ...(21)

圖42係表示電極膜厚H之範圍為0.020λ<H≦0.025λ時之滿足|β|≦0.01之要件之Ψ之範圍的圖表。此處，將表示Ψ之最大值之繪圖連接之直線、與將表示Ψ之最小值之繪圖連接之虛線所夾持的範圍係滿足上述條件之範圍。若槽深度G為0.01λ≦G≦0.0695λ之範圍，將圖42所示之實線與虛線之範圍以多角形狀近似，則可為如圖42(B)所示者，且於圖42(B)中以實線所示之多角形之內側的範圍內β滿足上述條件。若以近似式表示圖42(B)所示之多角形之範圍，則可以式(22)~(24)表示。

[數37]

Ψ≦14.0×G/λ+43.16　其中0.0100λ≦G≦0.0695λ...(22)

[數38]

Ψ≧-45.0×G/λ+43.35　其中0.0100λ≦G≦0.0600λ...(23)

[數39]

Ψ≧367.368×G/λ+18.608　其中0.0600λ≦G≦0.0695λ...(24)

圖43(A)係表示電極膜厚H之範圍設為0.025λ<H≦0.030λ時之滿足|β|≦0.01之要件之Ψ之範圍的圖表。此處，將表示Ψ之最大值之繪圖連接之直線、與將表示Ψ之最小值之繪圖連接之虛線所夾持的範圍係滿足上述條件之範圍。

若槽深度G為0.01λ≦G≦0.0695λ之範圍，將圖43(A)所示之實線與虛線之範圍以多角形狀近似，則可為如圖43(B)所示者，且於圖43(B)中以實線所示之多角形之內側的範圍內β滿足上述條件。若以近似式表示圖43(B)所示之多角形之範圍，則可以式(25)~(27)表示。

[數40]

Ψ≦12.0×G/λ+43.25　其中0.0100λ≦G≦0.0695λ...(25)

[數41]

Ψ≧-50.0×G/λ+43.32　其中0.0100λ≦G≦0.0500λ...(26)

[數42]

Ψ≧167.692×G/λ+32.435　其中0.0500λ≦G≦0.0695λ...(27)

圖44(A)係表示電極膜厚H之範圍設為0.030λ<H≦0.035λ時之滿足|β|≦0.01之要件之Ψ之範圍的圖表。此處，將表示Ψ之最大值之繪圖連接之直線、與將表示Ψ之最小值之繪圖連接之虛線所夾持的範圍係滿足上述條件之範圍。

若槽深度G為0.01λ≦G≦0.0695λ之範圍，將圖44(A)所示之實線與虛線之範圍以多角形狀近似，則可為如圖44(B)所示者，且於圖44(B)中以實線所示之多角形之內側的範圍內β滿足上述條件。若以近似式表示圖44(B)所示之多角形之範圍，則可以式(28)~(30)表示。

[數43]

Ψ≦12.0×G/λ+43.35　其中0.0100λ≦G≦0.0695λ...(28)

[數44]

Ψ≧-45.0×G/λ+42.80　其中0.0100λ≦G≦0.0500λ...(29)

[數45]

Ψ≧186.667×G/λ+31.217　其中0.0500λ≦G≦0.0695λ...(30)

其次，圖45中表示變動θ之角度時之二次溫度係數β之變化、即θ與二次溫度係數β之關係。此處，模擬所用之SAW元件係切割角與SAW傳播方向以歐拉角表示為(0，θ，Ψ)、且槽深度G為0.04λ之水晶基板，其電極膜厚H為0.02λ。再者，Ψ係根據θ之設定角度，於上述角度範圍內適當選擇二次溫度係數β之絕對值最小之值。又，η係按照上述式(8)而設為0.6383。

此種條件之下，根據表示θ與二次溫度係數β之關係之圖45，可理解只要θ位於117°以上142°以下之範圍內，便可使二次溫度係數β之絕對值為0.01(ppm/℃² )之範圍內。由此，於如上所述之設定值中，只要於117°≦θ≦142°之範圍內規定θ，便可構成具有良好之頻率溫度特性之SAW共振器10。

作為佐證θ與二次溫度係數β之關係之模擬資料，示於表17~19。

表17係表示改變電極膜厚H時之θ與二次溫度係數β之關係之表，其表示電極膜厚H設為0.01% λ時、與電極膜厚H設為3.50% λ時之θ之臨界值(117°、142°)之二次溫度係數β之值。再者，該模擬之槽深度G均為4% λ。根據表17可理解，於117°≦θ≦142°之範圍內，即便於改變電極膜厚H之厚度之情形時(作為電極膜厚之臨界值而規定之0≒0.01% λ及3.5% λ)，亦不依賴於上述厚度而滿足|β|≦0.01。

表18係表示改變槽深度G時之θ與二次溫度係數β之關係之表，其表示槽深度G設為1.00% λ與6.95% λ時之θ之臨界值(117°、142°)之二次溫度係數β之值。再者，該模擬之電極膜厚H均為2.00% λ。根據表18可理解，於117°≦θ≦142°之範圍內，即便於改變槽深度G之情形時(作為槽深度G之臨界值而規定之1.00% λ及6.95% λ)，亦不依賴於上述深度而滿足|β|≦0.01。

表19係表示改變線佔有率η時之θ與二次溫度係數β之關係之表，其表示線佔有率η設為0.62與0.76時之θ之臨界值(117°、142°)之二次溫度係數β之值。再者，該模擬之電極膜厚H均為2.00% λ，槽深度G均為4.00% λ。根據表19可理解，於117°≦θ≦142°之範圍內，即便於改變線佔有率η之情形時(η=0.62、0.76係於作為電極膜厚H設為0.020λ~0.025λ之範圍而表示線佔有率η(η1)與槽深度G之關係的圖31(A)中，槽深度設為4%λ時之η之最小值與最大值)，亦不依賴於上述值而滿足|β|≦0.01。

圖46係表示使用以歐拉角表示為(Φ ，123°，43.77°)之水晶基板30，將槽深度G設為0.04λ、電極膜厚H設為0.02λ、及線佔有率η設為0.65時之Φ 之角度與二次溫度係數β之關係的圖表。

根據圖46可理解，於Φ 為-2°、+2°之情形時分別為二次溫度係數β低於-0.01，但只要Φ 位於-1.5°至+1.5°之範圍內，則二次溫度係數β之絕對值確實地位於0.01之範圍內。由此，於如上所述之設定值中只要將Φ 規定於-1.5°≦Φ ≦+1.5°、較佳為-1°≦Φ ≦+1°之範圍內，便可構成具有良好之頻率溫度特性的SAW共振器10。

於上述說明中，Φ 、θ、Ψ分別係於一定條件之下針對與槽深度G之關係而導出最佳值之範圍。相對於此，圖47中，表示-40℃~+85℃之頻率變動量為最小之非常理想的θ與Ψ之關係，且求出其近似式。根據圖47，Ψ之角度係伴隨θ之角度上升而變化，且以繪出三次曲線之方式上升。再者，於圖47之例中，θ=117°時之Ψ為42.79°，θ=142°時之Ψ為49.57°。若將該等之繪圖作為近似曲線表示則為圖47中以虛線表示之曲線，近似式可以式(31)表示。

[數46]

Ψ =1.19024×10^-3 ×θ³ -4.48775×10^-1 ×θ² +5.64362×10¹ ×θ-2.32327×10³ ±1.0　…(31)

藉此，Ψ可藉由規定θ而進行規定，θ之範圍為117°≦θ≦142°時之Ψ之範圍可設為42.79°≦Ψ≦49.57°。再者，模擬之槽深度G、電極膜厚H分別為G=0.04λ、H=0.02λ。

根據如上所述之理由，只要根據本實施形態中各種規定之條件來構成SAW共振器10，便可獲得能夠實現滿足目標值之良好之頻率溫度特性的SAW共振器。

又，於本實施形態之SAW共振器10中，如式(7)及圖15~圖26所示，使電極膜之膜厚H位於0<H≦0.035λ之範圍且實現頻率溫度特性之改善。該點與如先前般極度增大膜厚H而實現頻率溫度特性之改善者不同，其係維持耐環境特性不變而實現頻率溫度特性之改善者。圖54中表示熱循環試驗中之電極膜厚(Al電極膜厚)與頻率變動之關係。再者，圖54所示之熱循環試驗之結果係於-55℃環境下使SAW共振器暴露30分鐘後，使環境溫度上升至+125℃並暴露30分鐘之循環持續進行8次所得者。根據圖54可理解，與電極膜厚H設為0.06λ且不設置電極指間槽之情形相比，於本實施形態之SAW共振器10之電極膜厚H之範圍內，頻率變動(F變動)為1/3以下。再者，圖54全體繪圖均為H+G=0.06λ。

又，針對於與圖54相同條件下製造之SAW共振器，進行於125℃環境下放置1000小時之高溫放置試驗，與先前之SAW共振器(H=0.06λ且G=0)相比，確認本實施形態之SAW共振器(H=0.03λ且G=0.03λ、H=0.02λ且G=0.04λ、H=0.015λ且G=0.045λ、H=0.01λ且G=0.05λ之4條件)之試驗前後之頻率變動量為1/3以下。

於如上所述之條件下，在H+G=0.067λ(鋁膜厚2000、槽深度4700)、IDT之線佔有率ηi=0.6、反射器之線佔有率ηr=0.8、歐拉角(0°，123°，43.5°)、IDT之對數120對、交叉寬度40λ(λ=10 μm)、反射器根數(單側)72根(36對)、電極指之傾斜角度無(電極指之排列方向與SAW之相位速度方向一致)之條件下所製造的SAW共振器10中，表示如圖48所示之頻率溫度特性。

圖48係對試驗片個數n=4個之頻率溫度特性進行繪圖者。根據圖48可理解，可將該等試驗片之動作溫度範圍內之頻率變動量ΔF抑制為約20 ppm以下。

於本實施形態中，說明了槽深度G及電極膜厚H等對頻率溫度特性之影響。然而，槽深度G與電極膜厚H之合計深度(階差)亦對等效電路常數及CI值等之靜特性及Q值產生影響。例如，圖49係表示階差於0.062λ~0.071λ之間變化時之階差與CI值之關係的圖表。根據圖49可理解，CI值於階差為0.067λ時收斂，即便階差增大為0.067λ以上時亦未見良化(未變低)。

圖50中匯總表示如圖48所示之頻率溫度特性之SAW共振器10中之頻率與等效電路常數、及靜特性。此處，分別以F表示頻率、Q表示Q值、γ表示電容比、CI表示CI(晶體阻抗：Crystal Impedance)值、M表示性能指數(優值：Figure of Merit)。

又，圖52表示用以對先前之SAW共振器、與本實施形態之SAW共振器10中之階差與Q值之關係進行比較的圖表。再者，於圖52中，以粗線表示之曲線係表示本實施形態之SAW共振器10之特性者，其係於電極指間設置槽且使用阻帶上端模式之共振者。細線所示之曲線係表示先前之SAW共振器之特性者，其係未於電極指間設置槽且使用阻帶上端模式之共振者。根據圖52可明瞭，若於電極指間設置槽且使用阻帶上端模式之共振，則階差(G+H)為0.0407λ(4.07% λ)以上之區域內，可獲得較電極指間未設置槽且使用阻帶下端模式之共振時更高的Q值。

再者，模擬之SAW共振器之基本資料係如下所示。

‧本實施形態之SAW共振器10之基本資料

H：0.02λ

G：變化

IDT線佔有率ηi：0.6

反射器線佔有率ηr：0.8

歐拉角(0°，123°，43.5°)

對數：120

交叉寬度：40λ(λ=10 μm)

反射器根數(單側)：60

電極指之傾斜角度無

‧先前之SAW共振器之基本資料

H：變化

G：零

IDT線佔有率ηi：0.4

反射器線佔有率ηr：0.3

歐拉角(0°，123°，43.5°)

對數：120

交叉寬度：40λ(λ=10 μm)

反射器根數(單側)：60

電極指之傾斜角度無

為比較該等SAW共振器之特性而參照圖50及圖52，可理解本實施形態之SAW共振器10係如何實現高Q化。此種高Q化認為係能量封入效果提高所致，其理由如下。

為將阻帶之上端模式下激發之彈性表面聲波有效地能量封入，如圖53般將IDT12之阻帶上端之頻率ft2設定於反射器20之阻帶下端之頻率fr1與反射器20之阻帶上端之頻率fr2之間便可。即，以滿足

[數47]

fr 1<ft 2<fr 2　…(32)

之關係之方式設定便可。藉此，於IDT12之阻帶上端之頻率ft2中，反射器20之反射係數Γ變大，由IDT12激發之阻帶上端模式之SAW利用反射器20而以高反射係數向IDT12側反射。而且，阻帶上端模式之SAW之能量封入增強，可實現低損耗之共振器。

相對於此，若將IDT12之阻帶上端之頻率ft2與反射器20之阻帶下端之頻率fr1、反射器20之阻帶上端之頻率fr2之關係設定為ft2<fr1之狀態或fr2<ft2之狀態，則IDT12之阻帶上端頻率ft2中反射器20之反射係數Γ變小，難以實現較強之能量封入狀態。

此處，為實現式(32)之狀態，有必要使反射器20之阻帶較IDT12之阻帶更向高域側頻率移位。具體而言，藉由使反射器20之導體條22之排列週期小於IDT12之電極指18之排列週期而可實現。

又，藉由使反射器20之導體條22間槽之深度深於IDT12之電極指間槽之深度，或者使反射器20之導體條22之膜厚厚於IDT12之電極指18之膜厚，亦可實現高Q化。

圖59、60分別係表示實施形態之SAW元件之其他構成例之圖，且係表示部分放大剖面之圖。

於圖59所示之SAW共振器10中，反射器20上導體條22之膜厚、與IDT12之電極指18之膜厚大致相等。另一方面，反射器20之導體條22間所設之槽322之深度係深於IDT12之電極指18間所設的槽321之深度。藉此，反射器20之反射特性提高，且IDT12之機電耦合係數提高。其結果為，可高度地同時實現SAW共振器10之Q值提高與CI值降低。

此處，反射器20之導體條22之膜厚設為H_mR 、導體條22間所設之槽322之深度設為H_gR 、IDT12之電極指18之膜厚設為H_mT 、電極指18間所設之槽321之深度設為H_gT 。又，電極指18之膜厚於考慮其功能時可視作自鄰接槽321之底直至電極指18之上表面之長度(距離)，故將電極指18之膜厚H_mT 與槽321之深度H_gT 之和除以彈性表面聲波之波長λ所得者定義為電極指18之「實效膜厚H_T /λ」。同樣地，導體條22之膜厚於考慮其功能時可視作自鄰接槽322之底直至導體條22之上表面的長度(距離)，故將導體條22之膜厚H_mR 與槽322之深度H_gR 之和除以彈性表面聲波之波長λ所得者定義為導體條22之「實效膜厚H_R /λ」。

此時，圖59所示之SAW共振器10係以滿足

H_T /λ<H_R /λ‧‧‧(33)

之關係之方式而構成。

SAW共振器10藉由滿足如上所述之關係，增大導體條22之實效膜厚H_R 並提高反射器20之反射特性，阻帶上端模式之SAW之能量封入效果更顯著，從而實現Q值之進一步提高。又，由於IDT12之電極指18之實效膜厚H_T 相對減少，故可提高IDT12之機電耦合係數，且可進而降低CI值。

再者，於圖59所示之SAW共振器10中，如上述般反射器20之導體條22之膜厚H_mR 、與IDT12之電極指18之膜厚H_mT 大致相等(H_mT /λ=H_mR /λ)，故為滿足上述式(33)，導體條22間所設之槽322之深度H_gR 、與電極指18間所設的槽321之深度H_gT 之間必須存在

H_gT /λ<H_gR /λ‧‧‧(34)

之關係。另一方面，圖60所示之SAW共振器10亦滿足上述式(33)之關係，但其構成與圖59存在若干不同。

於圖60所示之SAW共振器10中，導體條22間所設之槽322之深度H_gR 、與電極指18間所設之槽321之深度H_gT 大致相等(H_gT /λ=H_gR /λ)，故為滿足上述式(33)，反射器20之導體條22之膜厚H_mR 、與IDT12之電極指18之膜厚H_mT 之間必須存在

H_mT /λ<H_mR /λ‧‧‧(35)

之關係。圖59及圖60之任一者所示之SAW共振器10中均可同時實現高Q化與低CI化。

又，於圖59所示之SAW共振器10之情形時，導體條22及電極指18之膜厚相等，故形成該等時只要成膜單一膜厚之導電膜便可，製造容易性變高。

另一方面，於圖60所示之SAW共振器10之情形時，由於槽322及槽321之深度相等，故藉由例如蝕刻法等形成該等時，只要於單一條件下進行蝕刻便可，製造容易性變高。

再者，反射器20之導體條22之根數雖無特別限定，但例如較佳為10~500根左右，更佳為20~400根左右。

又，反射器20上所設之複數之導體條22之膜厚H_mR 較佳為於複數之導體條22間大致相等。該點對於複數之電極指18間之膜厚H_mT 、複數之槽322間之深度H_gR 、及複數之槽321間之深度H_gT 均相同。

進而，為滿足上述式(33)，亦可為H_mT /λ>H_mR /λ、且其大小關係反轉之程度使H_gT /λ<H_gR /λ之關係較強之構成之SAW共振器10。同樣地，亦可為H_gT /λ>H_gR /λ且其大小關係反轉之程度使H_mT /λ<H_mR /λ之關係較強之構成之SAW共振器10。

再者，根據圖50，除可實現高Q化以外，還可獲得較高之優值M。又，圖51係表示獲得圖50之SAW共振器之阻抗Z與頻率之關係的圖表。根據圖51可理解，共振點附近不存在無用之偽點。

於上述實施形態中，構成SAW共振器10之IDT12之所有電極指均為交替交叉。但是，本發明之SAW共振器10僅藉由上述水晶基板亦可實現相當之效果。因此，即便於IDT12之電極指18間隔變長之情形時，亦可實現相同之效果。

又，就槽32而言，亦可於電極指18間或反射器20之導體條22間部分地設置。特別係振動變位較高之IDT12之中央部對頻率溫度特性賦予支配性影響，故亦可為僅於該部分設置槽32之構造。即便為此種構造，亦可獲得頻率溫度特性良好之SAW共振器10。

又，於上述實施形態中，記載有使用Al或以Al為主體之合金作為電極膜之內容。然而，只要為能夠實現與上述實施形態相同之效果之金屬，亦可使用其他金屬材料來構成電極膜。

又，上述實施形態係僅設有一個IDT之一端子對SAW共振器，本發明亦可應用於設置複數之IDT之二端子對SAW共振器，且亦可應用於縱耦合型或橫耦合型之二重模式SAW濾波器或多重模式SAW濾波器。

圖61中，(a)表示IDT12之電極指18之階差(H_mT +H_gT )設為橫軸、Q值設為縱軸，改變實效膜厚H_T 時之Q值之變化推移的圖表，及(b)係表示階差(H_mT +H_gT )設為橫軸、機電耦合係數設為縱軸，改變實效膜厚H_T 時之機電耦合係數之變化推移的圖表。

根據圖61而明瞭，於SAW共振器10中，實效膜厚H_T 之增大且Q值上升，但相對地機電耦合係數降低，故CI值上升。

因此，藉由將SAW共振器10以滿足上述式(33)之方式構成，而可適度地減少實效膜厚H_T ，高度地同時實現高Q化與低CI化。

於圖61之例中，可理解例如，若將電極指18之實效膜厚H_T 控制為5.5% λ，則Q值高為約15000、且機電耦合係數亦高為約0.056%，故可同時實現高Q化與低CI化。

<第2實施形態>

其次，對本發明之彈性表面聲波共振器之第2實施形態進行說明。

圖62係表示實施形態之SAW元件之第2實施形態之圖，其係表示部分放大剖面之圖。

以下，對第2實施形態進行說明，以與第1實施形態之不同點為中心進行說明，對於相同之事項則省略其說明。

圖62所示之SAW共振器10中省略了反射器(反射機構)20之導體條，除此以外與圖59所示之SAW共振器10相同。即，圖62所示之SAW共振器10之反射器20係由以使水晶基板30之上表面凹下之方式形成之複數之槽322而構成。於此種本實施形態中，由於省略反射器20之導體條之形成，故可提高反射器20之製造容易性。又，可抑制伴隨導體條之形成之反射器20之特性偏差。

此處，槽322之深度H_gR 、IDT12之電極指18之膜厚H_mT 、及電極指18間所設之槽321之深度H_gT 滿足以下之關係。

若將電極指18之膜厚H_mT 與槽321之深度H_gT 之和除以彈性表面聲波之波長λ所得者定義為電極指18之「實效膜厚H_T /λ」，則圖62所示之SAW共振器10以滿足

H_T /λ<H_gR /λ‧‧‧(36)

之關係的方式構成。

SAW共振器10藉由滿足如上所述之關係，即便省略導體條，反射器20之反射特性亦提高，阻帶上端模式之SAW之能量封入效果更顯著，從而可實現Q值之進一步提高。又，由於IDT12之電極指18之實效膜厚H_T 相對減少，故可提高IDT12之機電耦合係數，且可進而降低CI值。

再者，本實施形態之SAW共振器10實現與第1實施形態之SAW共振器10相同之作用‧效果。

又，圖63係表示圖62所示之SAW共振器10之其他構成例之圖。

圖63所示之SAW共振器10中，槽322為1根，且該槽322之深度充分深於圖62。具有此種充分深度之槽322即便僅有1根，亦可具有與複數之槽322相同之反射特性。因此，製造反射器20時，只要形成深度較深之槽322便可，故可顯著提高其製造容易性。

此時，槽322之深度H_gR 較佳為3λ以上，更佳為6λ以上。藉此，槽322即便為1根亦可具有必要且充分之反射特性。

<第3實施形態>

其次，對本發明之彈性表面聲波共振器之第3實施形態進行說明。

圖64係表示實施形態之SAW元件之第3實施形態之圖，且係表示部分放大剖面之圖。

以下，對第3實施形態進行說明，以與第1實施形態之不同點為中心進行說明，關於相同之事項則省略其說明。

圖64所示之SAW共振器10省略反射器(反射機構)20之導體條22間所設的槽，除此以外與圖59所示之SAW共振器10相同。即，圖64所示之SAW共振器10之反射器20係由形成於水晶基板30上之複數之導體條22而構成。於此種本實施形態中，由於省略反射器20之槽之形成，故可提高反射器20之製造容易性。又，可抑制伴隨槽之形成之反射器20之特性偏差。

此處，導體條22之膜厚H_mR 、IDT12之電極指18之膜厚H_mT 、及電極指18間所設的槽321之深度H_gT 滿足以下之關係。

若將電極指18之膜厚H_mT 與槽321之深度H_gT 之和除以彈性表面聲波之波長λ所得者定義為電極指18之「實效膜厚H_T /λ」，則圖64所示之SAW共振器10以滿足

H_T /λ<H_mR /λ‧‧‧(37)

之關係的方式而構成。

SAW共振器10藉由滿足如上所述之關係，即便省略槽，反射器20之反射特性亦提高，阻帶上端模式之SAW之能量封入效果更顯著，從而可實現Q值之進一步提高。又，由於IDT12之電極指18之實效膜厚H_T 相對減少，故可提高IDT12之機電耦合係數，且可進而降低CI值。

<第4實施形態>

其次，對本發明之彈性表面聲波共振器之第4實施形態進行說明。

圖65係表示實施形態之SAW元件之第4實施形態之圖，且係表示部分放大剖面的圖。

以下，對第4實施形態進行說明，以與第1實施形態之不同點為中心進行說明，關於相同之事項則省略其說明。

圖65所示之SAW共振器10中，反射器(反射機構)20係由水晶基板30之端面構成，除此以外與圖59所示之SAW共振器10相同。於此種本實施形態中，僅於水晶基板30形成平滑性高之端面，便可形成反射器20，故可極大地提高反射器20之製造容易性。又，由於無須槽及導體條之形成，故可抑制該等形成之反射器20之特性偏差，並且可實現SAW共振器10之小型化。

圖65中，水晶基板30之端面30a、30b為夾持IDT12，且兩端面30a、30b彼此平行。又，兩端面30a、30b係以與IDT12之電極指18均平行之方式構成。

根據反射特性之觀點，較佳為兩端面30a、30b之平滑性儘可能高，且較佳為相對於水晶基板30之上表面而垂直。

再者，各端面30a、30b之與IDT12之隔開距離係對應於彈性表面聲波之波長λ而設定，例如核對為自電極指18之中心起λ/2之整數倍。

[彈性表面聲波振盪器]

其次，參照圖55對本發明之SAW振盪器進行說明。如圖55所示，本發明之SAW振盪器係由上述SAW共振器10、對該SAW共振器10之IDT12施加電壓而進行驅動控制之IC(integrated circuit，積體電路)50、及收容該等之封裝體構成。再者，圖55中，圖55(A)係除去蓋子後之平面圖，圖55(B)係表示同圖(A)之A-A剖面之圖。

於實施形態之SAW振盪器100中，將SAW共振器10與IC50收容於同一封裝體56內，並藉由金屬線60而將形成於封裝體56之底板56a之電極圖案54a~54g與SAW共振器10之梳齒狀電極14a，14b、及IC50之焊墊52a~52f加以連接。而且，收容SAW共振器10與IC50之封裝體56之模穴係藉由蓋子58而氣密地密封。藉由設為此種構成，可將IDT12(參照圖1)與IC50、及封裝體56之底面所形成之未圖示的外部實裝電極電性連接。

由此，除了近年來資訊通信之高速化帶來之參考時脈之高頻化，伴隨以刀鋒伺服器為首之框體之小型化，內部發熱之影響變大，內部搭載之電子元件所要求之動作溫度範圍之擴大及高精度化之要求、進而設置於室外之無線基地台等低溫至高溫之環境中，需要長期穩定進行動作之市場中，本發明之SAW振盪器由於具有於動作溫度範圍(使用溫度範圍：-40℃~+85℃)內頻率變動量約20(ppm)以下之極其良好之頻率溫度特性而較佳。

[電子機器]

本發明之SAW共振器或具備該SAW共振器之SAW振盪器實現頻率溫度特性之大幅改善，例如藉由應用於日本專利特開2007-333500號公報、日本專利特開2007-93213號公報等所揭示之壓力感測器、日本專利特開2008-286520號公報等所揭示之加速度感測器、日本專利特開2008-286521號公報等所揭示之旋轉速度感測器等，而有助於實現可靠性較高之各種感測器(電子機器)。

又，本發明之SAW共振器或具備該SAW共振器之SAW振盪器實現頻率溫度特性之大幅改善，故例如行動電話、硬碟、個人電腦、接收BS及CS廣播之調諧器、處理於同軸纜線中傳播之高頻信號或於光纜中傳播之光信號的機器、於較廣溫度範圍內需要高頻‧高精度時鐘(低抖動、低相位雜訊)之伺服器‧網路機器或無線通信用機器等電子機器中，大大有助於實現極其良好之頻率溫度特性且抖動特性、相位雜訊特性優異之製品，當然亦大大有助於系統之可靠性與品質之進一步提高。

以上，如說明所示，本發明之SAW共振器於圖48所示之動作溫度範圍(使用溫度範圍：-40℃~+85℃)內具有反曲點，故可實現3次曲線或者接近3次曲線之頻率變動量極小、約為20 ppm以下之頻率溫度特性。

圖56(A)係表示日本專利特開2006-203408號所揭示之SAW共振器之頻率溫度特性的圖表。頻率溫度特性表示3次曲線，但如上所述存在反曲點超過動作溫度範圍(使用溫度範圍：-40℃~+85℃)之區域，故實質上為如圖56(B)所示之具有上凸頂點的2次曲線。因此，頻率變動量為100(ppm)之極大值。

相對於此，本發明之SAW共振器係於動作溫度範圍內為3次曲線或接近3次曲線之頻率變動量，實現飛躍性地減小頻率變動量者。圖57、及圖58表示IDT及反射器上覆蓋保護膜之SAW共振器之動作範圍內之頻率變動量的變化。

圖57所示之例表示於電極形成作為保護膜之氧化鋁膜之情形時之動作溫度範圍內的頻率變動量。根據圖57，可理解動作溫度範圍內之頻率變動量可為10(ppm)以下。

‧圖57所示之例之SAW共振器之基本資料

H(材質：鋁)：2000()

G：4700()

(H+G=0.067)

IDT線佔有率ηi：0.6

反射器線佔有率ηr：0.8

歐拉角(0°，123°，43.5°)之面內旋轉ST切割基板對數：120

交叉寬度：40λ(λ=10(μm))

反射器根數(單側)：36

電極指之傾斜角度無

保護膜(氧化鋁)之膜厚：400()

二次溫度係數β=+0.0007(ppm/℃² )

圖58所示之例表示對電極形成作為保護膜之SiO₂ 膜之情形時之動作溫度範圍內的頻率變動量。根據圖58可理解，動作溫度範圍內之頻率變動量可為20(ppm)以下。

‧圖58所示之例之SAW共振器之基本資料

H(材質：鋁)：2000()

G：4700()

(H+G=0.067)

IDT線佔有率ηi：0.6

反射器線佔有率ηr：0.8

歐拉角(0°，123°，43.5°)之面內旋轉ST切割基板對數：120

交叉寬度：40λ(λ=10(μm))

反射器根數(單側)：36

電極指之傾斜角度無

保護膜(SiO₂ )之膜厚：400()

二次溫度係數β=+0.0039(ppm/℃² )

以上，根據圖示之實施形態對本發明之彈性表面聲波共振器、彈性表面聲波振盪器及電子機器進行了說明，但本發明並不限定於該等。

例如，本發明之彈性表面聲波共振器亦可為上述各實施形態組合而成者。例如，反射器(反射機構)亦可為僅形成導體條之區域、僅形成槽之區域、形成此雙方之區域等混合而成者。又，亦可為充分深之槽及反射端面組合而成者。

1．．．晶圓

2．．．面

10．．．SAW共振器(彈性表面聲波共振器)

12．．．IDT(標準型IDT)

12a．．．傾斜型IDT

14a、14b．．．梳齒狀電極

16a、16b．．．匯流條

18、18a、18b．．．電極指

20．．．反射器

22．．．導體條

30．．．水晶基板

30a、30b．．．端面

32、321、322．．．槽

50．．．IC

52a~52f．．．焊墊

54a~54g．．．電極圖案

56．．．封裝體

56a．．．底板

58．．．蓋子

60．．．金屬線

100．．．SAW振盪器

G．．．槽深度

H．．．電極膜厚

L．．．凸部之寬度

S．．．槽32之寬度

圖1係表示實施形態之SAW元件之構成之圖，(A)係表示平面構成之圖，(B)係表示側面之部分放大剖面之圖，(C)係表用以說明(B)之詳細內容之部分放大圖，(D)係(C)之部分放大圖，且係表示使用光微影技法與蝕刻技法製造SAW共振器時可假定之槽部之剖面形狀的圖。

圖2係表示作為本發明中使用之水晶基板之母材之晶圓之方位的圖。

圖3係表示採用傾斜型IDT時之SAW元件之構成例之圖，(A)係使電極指傾斜而與X'軸正交之形態之例，(B)係具有使連接電極指之匯流條傾斜之IDT之SAW元件之例。

圖4係阻帶上端模式與下端模式之關係之圖。

圖5係表示電極指間槽之深度與動作溫度範圍內之頻率變動量之關係的圖表。

圖6係表示ST切割水晶基板之溫度特性之圖。

圖7係表示阻帶上端模式之共振點與阻帶下端模式之共振點之伴隨線佔有率η之變化而變化的二次溫度係數之不同之圖表，(A)係表示槽深度G設為2% λ時之阻帶上端模式之二次溫度係數β之變位的圖表，(B)係表示槽深度G設為2% λ時之阻帶下端模式之二次溫度係數β之變位的圖表，(C)係表示槽深度G設為4% λ時之阻帶上端模式之二次溫度係數β之變位的圖表，(D)係表示槽深度G設為4% λ時之阻帶下端模式之二次溫度係數β之變位的圖表。

圖8係表示電極膜厚為0且改變電極指間槽之深度時之線佔有率η與二次溫度係數β之關係的圖表，(A)係表示槽深度G為1% λ、(B)係表示槽深度G為1.25% λ、(C)係表示槽深度G為1.5% λ、(D)係表示槽深度G為2% λ、(E)係表示槽深度G為3% λ、(F)係表示槽深度G為4% λ、(G)係表示槽深度G為5% λ、(H)係表示槽深度G為6% λ、(I)係表示槽深度G為8% λ之情形之圖表。

圖9係表示電極膜厚為0時之二次溫度係數為0的電極指間槽之深度與線佔有率η之關係之圖表。

圖10係表示電極膜厚為0且改變電極指間槽之深度時之線佔有率η與頻率變動量ΔF之關係的圖表，(A)係表示槽深度G為1% λ、(B)係表示槽深度G為1.25% λ、(C)係表示槽深度G為1.5% λ、(D)係表示槽深度G為2% λ、(E)係表示槽深度G為3% λ、(F)係表示槽深度G為4% λ、(G)係表示槽深度G為5% λ、(H)係表示槽深度G為6% λ、(I)係表示槽深度G為8% λ之情形之圖表。

圖11係表示電極指間槽之深度、與該電極指間槽之深度偏差±0.001λ時之頻率變動量之關係的圖表。

圖12係表示改變電極膜厚時之二次溫度係數為0之電極指間槽之深度與線佔有率η之關係的圖表，(A)係表示電極膜厚為1% λ、(B)係表示電極膜厚為1.5% λ、(C)係表示電極膜厚為2% λ、(D)係表示電極膜厚為2.5% λ、(E)係表示電極膜厚為3% λ、(F)係表示電極膜厚為3.5% λ之情形之圖表。

圖13係將各電極膜厚之二次溫度係數β≒0(ppm/℃² )之η1與電極指間槽之深度之關係匯總於圖表而成之圖，(A)表示電極膜厚於1% λ~3.5% λ之間變化時之槽深度G與η1之關係，(B)係對|β|≦0.01(ppm/℃² )之區域位於將點a至h連接而成之多角形內進行說明的圖。

圖14係以近似曲線表示電極膜厚H≒0至H=0.030λ之電極指間槽之深度與線佔有率η之關係的圖。

圖15係表示電極膜厚為0.01λ且改變電極指間槽之深度時之線佔有率η與二次溫度係數β之關係的圖表，(A)係表示槽深度G為0、(B)係表示槽深度G為1% λ、(C)係表示槽深度G為2% λ、(D)係表示槽深度G為3% λ、(E)係表示槽深度G為4% λ、(F)係表示槽深度G為5% λ之情形之圖表。

圖16係表示電極膜厚為0.015λ且改變電極指間槽之深度時之線佔有率η與二次溫度係數β之關係的圖表，(A)係表示槽深度G為0、(B)係表示槽深度G為1% λ、(C)係表示槽深度G為1.5% λ、(D)係表示槽深度G為2.5% λ、(E)係表示槽深度G為3.5% λ、(F)係表示槽深度G為4.5% λ之情形之圖表。

圖17係表示電極膜厚為0.02λ且改變電極指間槽之深度時之線佔有率η與二次溫度係數β之關係的圖表，(A)係表示槽深度G為0、(B)係表示槽深度G為1% λ、(C)係表示槽深度G為2% λ、(D)係表示槽深度G為3% λ、(E)係表示槽深度G為4% λ、(F)係表示槽深度G為5% λ之情形之圖表。

圖18係表示電極膜厚為0.025λ且改變電極指間槽之深度時之線佔有率η與二次溫度係數β之關係的圖表，(A)係表示槽深度G為0、(B)係表示槽深度G為1% λ、(C)係表示槽深度G為1.5% λ、(D)係表示槽深度G為2.5% λ、(E)係表示槽深度G為3.5% λ、(F)係表示槽深度G為4.5% λ之情形之圖表。

圖19係表示電極膜厚為0.03λ且改變電極指間槽之深度時之線佔有率η與二次溫度係數β之關係的圖表，(A)係表示槽深度G為0、(B)係表示槽深度G為1% λ、(C)係表示槽深度G為2% λ、(D)係表示槽深度G為3% λ、(E)係表示槽深度G為4% λ、(F)係表示槽深度G為5% λ之情形之圖表。

圖20係表示電極膜厚為0.035λ且改變電極指間槽之深度時之線佔有率η與二次溫度係數β之關係的圖表，(A)係表示槽深度G為0、(B)係表示槽深度G為1% λ、(C)係表示槽深度G為2% λ、(D)係表示槽深度G為3% λ、(E)係表示槽深度G為4% λ、(F)係表示槽深度G為5% λ之情形之圖表。

圖21係表示電極膜厚為0.01λ且改變電極指間槽之深度時之線佔有率η與頻率變動量ΔF之關係的圖表，(A)係表示槽深度G為0、(B)係表示槽深度G為1% λ、(C)係表示槽深度G為2% λ、(D)係表示槽深度G為3% λ、(E)係表示槽深度G為4% λ、(F)係表示槽深度G為5% λ之情形之圖表。

圖22係表示電極膜厚為0.015λ且改變電極指間槽之深度時之線佔有率η與頻率變動量ΔF之關係的圖表，(A)係表示槽深度G為0、(B)係表示槽深度G為1% λ、(C)係表示槽深度G為1.5% λ、(D)係表示槽深度G為2.5% λ、(E)係表示槽深度G為3.5% λ、(F)係表示槽深度G為4.5% λ之情形之圖表。

圖23係表示電極膜厚為0.02λ且改變電極指間槽之深度時之線佔有率η與頻率變動量ΔF之關係的圖表，(A)係表示槽深度G為0、(B)係表示槽深度G為1% λ、(C)係表示槽深度G為2% λ、(D)係表示槽深度G為3% λ、(E)係表示槽深度G為4% λ、(F)係表示槽深度G為5% λ之情形之圖表。

圖24係表示電極膜厚為0.025λ且改變電極指間槽之深度時之線佔有率η與頻率變動量ΔF之關係的圖表，(A)係表示槽深度G為0、(B)係表示槽深度G為1% λ、(C)係表示槽深度G為1.5% λ、(D)係表示槽深度G為2.5% λ、(E)係表示槽深度G為3.5% λ、(F)係表示槽深度G為4.5% λ之情形之圖表。

圖25係表示電極膜厚為0.03λ且改變電極指間槽之深度時之線佔有率η與頻率變動量ΔF之關係的圖表，(A)係表示槽深度G為0、(B)係表示槽深度G為1% λ、(C)係表示槽深度G為2% λ、(D)係表示槽深度G為3% λ、(E)係表示槽深度G為4% λ、(F)係表示槽深度G為5% λ之情形之圖表。

圖26係表示電極膜厚為0.035λ且改變電極指間槽之深度時之線佔有率η與頻率變動量ΔF之關係的圖表，(A)係表示槽深度G為0、(B)係表示槽深度G為1% λ、(C)係表示槽深度G為2% λ、(D)係表示槽深度G為3% λ、(E)係表示槽深度G為4% λ、(F)係表示槽深度G為5% λ之情形之圖表。

圖27係藉由電極膜厚H為0≦H<0.005λ時之線佔有率η與槽深度G之關係之圖表而表示|β|≦0.01之範圍的圖，(A)表示η1之情形、(B)表示η2之情形。

圖28係藉由電極膜厚H為0.005λ≦H<0.010λ時之線佔有率η與槽深度G之關係之圖表而表示|β|≦0.01之範圍的圖，(A)表示η1之情形、(B)表示η2之情形。

圖29係藉由電極膜厚H為0.010λ≦H<0.015λ時之線佔有率η與槽深度G之關係之圖表而表示|β|≦0.01之範圍的圖，(A)表示η1之情形、(B)表示η2之情形。

圖30係藉由電極膜厚H為0.015λ≦H<0.020λ時之線佔有率η與槽深度G之關係之圖表而表示|β|≦0.01之範圍的圖，(A)表示η1之情形、(B)表示η2之情形。

圖31係藉由電極膜厚H為0.020λ≦H<0.025λ時之線佔有率η與槽深度G之關係之圖表而表示|β|≦0.01之範圍的圖，(A)表示η1之情形、(B)表示η2之情形。

圖32係藉由電極膜厚H為0.025λ≦H<0.030λ時之線佔有率η與槽深度G之關係之圖表而表示|β|≦0.01之範圍的圖，(A)表示η1之情形、(B)表示η2之情形。

圖33係藉由電極膜厚H為0.030λ≦H<0.035λ時之線佔有率η與槽深度G之關係之圖表而表示|β|≦0.01之範圍的圖，(A)表示η1之情形、(B)表示η2之情形。

圖34係表示規定電極膜厚、線佔有率η(η1：實線、η2：虛線)時之電極指間槽之深度與歐拉角Ψ之關係的圖表，(A)係表示電極膜厚為1% λ、(B)係表示電極膜厚為1.5% λ、(C)係表示電極膜厚為2% λ、(D)係表示電極膜厚為2.5% λ、(E)係表示電極膜厚為3% λ、(F)係表示電極膜厚為3.5% λ之情形之圖表。

圖35係將各電極膜厚H之電極指間槽之深度G與歐拉角Ψ之關係匯總於圖表而成之圖。

圖36係表示二次溫度係數β為-0.01(ppm/℃² )之電極指間槽之深度與歐拉角Ψ之關係之圖表。

圖37係表示二次溫度係數β為+0.01(ppm/℃² )之電極指間槽之深度與歐拉角Ψ之關係之圖表。

圖38係表示電極膜厚H之範圍設為0<H≦0.005λ時之滿足|β|≦0.01(ppm/℃² )之要件之Ψ之範圍的圖表，分別為(A)係表示Ψ之最大值與最小值之圖表，(B)係表示滿足β之要件之Ψ之區域之圖表。

圖39係表示電極膜厚H之範圍設為0.005λ<H≦0.010λ時之滿足|β|≦0.01(ppm/℃² )之要件之Ψ之範圍的圖表，分別為(A)係表示Ψ之最大值與最小值之圖表，(B)係表示滿足β之要件之Ψ之區域之圖表。

圖40係表示電極膜厚H之範圍設為0.010λ<H≦0.015λ時之滿足|β|≦0.01(ppm/℃² )之要件之Ψ之範圍的圖表，分別為(A)係表示Ψ之最大值與最小值之圖表，(B)係表示滿足β之要件之Ψ之區域的圖表。

圖41係表示電極膜厚H之範圍設為0.015λ<H≦0.020λ時之|β|≦0.01(ppm/℃² )之要件之Ψ之範圍的圖表，分別為(A)係表示Ψ之最大值與最小值之圖表，(B)係表示滿足β之要件之Ψ之區域的圖表。

圖42係表示電極膜厚H之範圍設為0.020λ<H≦0.025λ時之滿足|β|≦0.01(ppm/℃² )之要件之Ψ之範圍的圖表，分別為(A)係表示Ψ之最大值與最小值之圖表，(B)係表示滿足β之要件之Ψ之區域的圖表。

圖43係表示電極膜厚H之範圍設為0.025λ<H≦0.030λ時之滿足|β|≦0.01(ppm/℃² )之要件之Ψ之範圍的圖表，分別為(A)係表示Ψ之最大值與最小值之圖表，(B)係表示滿足β之要件之Ψ之區域的圖表。

圖44係表示電極膜厚H之範圍設為0.030λ<H≦0.035λ時之滿足|β|≦0.01(ppm/℃² )之要件之Ψ之範圍的圖表，分別為(A)係表示Ψ之最大值與最小值之圖表，(B)係表示滿足β之要件之Ψ之區域的圖表。

圖45係表示電極膜厚0.02λ、電極指間槽之深度0.04λ之歐拉角θ與二次溫度係數β之關係的圖表。

圖46係表示歐拉角Φ 與二次溫度係數β之關係之圖表。

圖47係表示頻率溫度特性良好之歐拉角θ與歐拉角Ψ之關係之圖表。

圖48係表示頻率溫度特性最良好之條件下之4個試驗片之頻率溫度特性資料之例的圖。

圖49係表示電極指間槽之深度與電極膜厚之和即階差與CI值之關係的圖表。

圖50係表示本實施形態之SAW共振器之等效電路常數及靜特性之例之表。

圖51係本實施形態之SAW共振器之阻抗曲線資料。

圖52係用以對先前之SAW共振器之階差與Q值之關係、及本實施形態之SAW共振器階差與Q值之關係進行比較的圖表。

圖53係表示IDT與反射器之SAW反射特性之圖。

圖54係表示熱循環試驗之電極膜厚H與頻率變動之關係之圖表。

圖55(A)、(B)係表示實施形態之SAW振盪器之構成之圖。

圖56係表示SAW共振器之頻率溫度特性之圖表，(A)係表示日本專利特開2006-203408號所揭示之SAW共振器之頻率溫度特性之圖表，(B)係表示實質上之動作溫度範圍內之頻率溫度特性之範圍的圖表。

圖57係表示於IDT及反射器上覆蓋氧化鋁作為保護膜之SAW共振器中之動作範圍內之頻率變動量之變化的圖表。

圖58係表示於IDT及反射器上覆蓋SiO₂ 作為保護膜之SAW共振器中之動作範圍內之頻率變動量之變化的圖表。

圖59係表示實施形態之SAW元件之其他構成例之圖，其係表示部分放大剖面之圖。

圖60係表示實施形態之SAW元件之其他構成例之圖，其係表示部分放大剖面之圖。

圖61(a)係表示IDT之電極指之實效膜厚為橫軸、Q值為縱軸，改變實效膜厚時之Q值之變化推移的圖表，(b)係表示實效膜厚為橫軸、機電耦合係數為縱軸，改變實效膜厚時之機電耦合係數之變化推移的圖表。

圖63係表示圖62所示之SAW共振器之其他構成例之圖。

圖64係表示實施形態之SAW元件之第3實施形態之圖，其係表示部分放大剖面之圖。

圖65係表示實施形態之SAW元件之第4實施形態之圖，其係表示部分放大剖面之圖。

10．．．SAW共振器

12．．．IDT

14a、14b．．．梳齒狀電極

16a、16b．．．匯流條

18、18a、18b．．．電極指

20．．．反射器

22．．．導體條

30．．．水晶基板

32．．．槽

G．．．槽深度

H．．．電極膜厚

L．．．凸部之寬度

S．．．槽32之寬度

Claims

一種彈性表面聲波共振器，其包含：交叉狀轉換器，該交叉狀轉換器係設置於歐拉角(-1.5°≦≦1.5°，117°≦θ≦142°，42.79°≦|ψ|≦49.57°)之水晶基板上，激發阻帶上端模式之彈性表面聲波；及電極指間槽，該電極指間槽係使位於電極指之間之基板凹下而成，且該電極指構成上述交叉狀轉換器；其特徵在於：於將上述彈性表面聲波之波長設為λ、上述電極指間槽之深度設為G之情形時，滿足[數1]0.01λ≦G且，於將上述交叉狀轉換器之線佔有率設為η之情形時，上述電極指間槽之深度G與上述線佔有率η滿足[數2]-2.0000×G/λ+0.7200≦η≦-2.5000×G/λ+0.7775其中0.0100λ≦G≦0.0500λ [數3]-3.5898×G/λ+0.7995≦η≦-2.5000×G/λ+0.7775其中0.0500λ<G≦0.0695λ之關係；且包含一對反射機構，其以於上述彈性表面聲波之傳播方向上夾入上述交叉狀轉換器之方式配置，而反射上述彈性表面聲波。
如請求項1之彈性表面聲波共振器，其中上述電極指間槽之深度G滿足[數4]0.01λ≦G≦0.0695λ之關係。
如請求項1或2之彈性表面聲波共振器，其中將上述交叉狀轉換器之電極指之膜厚設為H時，滿足[數5]0<H≦0.035λ之關係。
如請求項3之彈性表面聲波共振器，其中上述線佔有率η滿足[數6]η =-1963.05×(G /λ )³ +196.28×(G /λ )² -6.53×(G /λ )-135.99×(H /λ )² +5.817×(H /λ )+0.732-99.99×(G /λ )×(H /λ )之關係。
如請求項3之彈性表面聲波共振器，其中上述電極指間槽之深度G與上述電極指之膜厚H之和滿足[數7]0.0407λ≦G+H之關係。
請求項1或2之彈性表面聲波共振器，其中上述ψ與上述θ滿足[數8]ψ =1.191×10^-3 ×θ ³ -4.490×10^-1 ×θ ² +5.646×10¹ ×θ -2.324×10³ ±1.0 之關係。
如請求項1或2之彈性表面聲波共振器，其中將上述交叉狀轉換器之阻帶上端模式之頻率設為ft2、上述反射機構之阻帶下端模式之頻率設為fr1、上述反射器之阻帶上端模式之頻率設為fr2時，滿足[數9]fr 1<ft 2<fr 2之關係。
如請求項1或2之彈性表面聲波共振器，其中上述反射機構係以與構成上述交叉狀轉換器之電極指平行之方式而配置，且由使上述水晶基板凹下而成之槽構成。
如請求項8之彈性表面聲波共振器，其中上述反射機構所具備之槽係相互平行之複數條之槽。
如請求項8之彈性表面聲波共振器，其中將構成上述交叉狀轉換器之電極指之膜厚設為H_mT 、上述電極指間槽之深度設為G、上述電極指之實效膜厚設為H_T /λ(其中，H_T =H_mT +G)，並且將上述反射機構所具備之上述槽之深度設為H_gR 時，上述交叉狀轉換器及上述反射機構滿足H_T /λ<H_gR /λ之關係。
如請求項10之彈性表面聲波共振器，其中上述H_gR 為3λ以上。
如請求項1或2之彈性表面聲波共振器，其中上述反射機構係由設置於上述水晶基板上之相互平行之複數條之導體條而構成。
如請求項12之彈性表面聲波共振器，其中將構成上述交叉狀轉換器之電極指之膜厚設為H_mT 、上述電極指間槽之深度設為G、上述電極指之實效膜厚設為H_T /λ(其中，H_T =H_mT +G)，並將上述導體條之膜厚設為H_mR 時，上述交叉狀轉換器及上述反射機構滿足H_T /λ<H_mR /λ之關係。
如請求項1或2之彈性表面聲波共振器，其中上述反射機構係由相互平行之複數條之上述槽、及鄰接於上述槽且設置於上述水晶基板上之相互平行的複數條之導體條所構成。
如請求項14之彈性表面聲波共振器，其中將構成上述交叉狀轉換器之電極指之膜厚設為H_mT 、上述電極指間槽之深度設為G、上述電極指之實效膜厚設為H_T /λ(其中，H_T =H_mT +G)，並將上述導體條之膜厚設為H_mR 、上述反射機構所具備之上述槽之深度設為H_gR 、上述導體條之實效膜厚設為H_R /λ(其中，H_R =H_mR +H_gR )時，上述交叉狀轉換器及上述反射機構滿足H_T /λ<H_R /λ之關係。
如請求項15之彈性表面聲波共振器，其中構成上述交叉狀轉換器之電極指之膜厚H_mT 與上述導體條之膜厚H_mR 滿足 H_mT /λ=H_mR /λ之關係，且上述電極指間槽之深度G與上述反射機構所具備之上述槽之深度H_gR 滿足G/λ<H_gR /λ之關係。
如請求項15之彈性表面聲波共振器，其中上述電極指間槽之深度G與上述反射機構所具備之上述槽之深度H_gR 滿足G/λ=H_gR /λ之關係，且構成上述交叉狀轉換器之電極指之膜厚H_mT 與上述導體條之膜厚H_mR 滿足H_mT /λ<H_mR /λ之關係。
如請求項1或2之彈性表面聲波共振器，其中上述反射機構係由上述水晶基板之端面構成。
一種彈性表面聲波振盪器，其特徵在於包含：如請求項1至18中任一項之彈性表面聲波共振器、及用以驅動上述交叉狀轉換器之IC。
一種電子機器，其特徵在於包含如請求項1至18中任一項之彈性表面聲波共振器。