WO2001071909A1 - Dispositif a onde acoustique de surface - Google Patents

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WO2001071909A1
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acoustic wave
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Katsuhiro Itakura
Akihiro Hachigo
Hideaki Nakahata
Satoshi Fujii
Shinichi Shikata
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Sumitomo Electric Industries, Ltd.
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    • H03H9/02582—Characteristics of substrate, e.g. cutting angles of diamond substrates

Definitions

  • the present invention relates to a surface acoustic wave device including diamond, and more particularly, to a surface acoustic wave device having good operation characteristics even in a high frequency region of the GHz band or higher.
  • a ZnO layer is formed on a diamond layer, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-27661, and the ZnO layer
  • a surface acoustic wave device in which a comb-shaped electrode for exciting and receiving a surface acoustic wave is formed on the surface of the substrate, and a SiO 2 layer is formed on the ZnO layer so as to cover the comb-shaped electrode.
  • the surface acoustic wave device the thickness of the comb-shaped electrode, by an optimal combination of thickness of thickness ⁇ Pi S i 0 2 layers of Z Itashita layer, good propagation characteristics, the electromechanical coupling properties and the frequency temperature It is intended to achieve better propagation loss by realizing the characteristics, and at a propagation speed of 8 000 to 12000 m / s, the frequency temperature characteristic is 115 to +15 ppmZ ° C, A mechanical coupling coefficient of 0.1 to 1.3% has been achieved.
  • the propagation velocity is 315 m / S , and it cannot be used for a surface acoustic wave device in a high frequency band.
  • the electromechanical coupling coefficient becomes small in a high frequency band.
  • the fundamental is 0.1%, but for the 5th harmonic, 0.025%. If the electromechanical coupling coefficient is small, a low-loss filter cannot be realized.
  • an object of the present invention is to provide a surface acoustic wave device which is suitable for mass production and has excellent operation characteristics in a high frequency region.
  • the surface acoustic wave element according to the present invention excites and receives a diamond layer, a tz-thick ZnO layer formed on the diamond layer, and a surface acoustic wave formed on the ZnO layer.
  • the surface acoustic wave device includes a diamond layer, a ZnO layer having a thickness of tz formed on the diamond layer, and a comb shape formed on the Z ⁇ layer to excite and receive surface acoustic waves.
  • the surface acoustic wave device is characterized in that the electrode line width of the above-mentioned comb-shaped electrode is 0.5 mm or more, and the operating center frequency of the surface acoustic wave is 5.0 to 11.3 GHz. I do.
  • the surface acoustic wave device is characterized in that the electrode line width of the above-mentioned comb-shaped electrode is 0.5 m or more, and the operating center frequency of the surface acoustic wave is 9.5 to 10.5 GHz. I do.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram of a surface acoustic wave device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram of a comb electrode in the surface acoustic wave device of FIG.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram of an electromechanical coupling coefficient in the surface acoustic wave device according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram of a propagation characteristic in the surface acoustic wave device according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram of a temperature frequency characteristic in the surface acoustic wave device according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram of parameters khl and kh2 in the surface acoustic wave device according to the first embodiment.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram of parameters k h1 and k h2 in the surface acoustic wave device according to the second embodiment. Explanation of reference numerals
  • FIG. 1 shows a cross-sectional view of the surface acoustic wave device according to the present embodiment.
  • the surface acoustic wave device 1 according to the present embodiment includes a diamond layer 3 on a silicon substrate 2.
  • the diamond constituting the diamond layer 3 may be any of natural diamond and synthetic diamond. Further, any of single crystal diamond, polycrystalline diamond and amorphous diamond may be used.
  • the diamond layer 3 is formed as a thin film on the silicon substrate 2, diamond alone may be used.
  • the diamond layer can be formed using any manufacturing method, such as CVD, ion plating, PVD, or hot filament.
  • a Z ⁇ ⁇ layer 4 is formed on the diamond layer 3. It is desirable that Z ⁇ ⁇ constituting the ZnO layer 4 is c-axis oriented ZnO.
  • c-axis orientation Means that the (001) plane of the ZnO film is formed so as to be parallel to the substrate. If the formed ZnO film has a c-axis orientation and is polycrystalline, it is possible to realize a surface acoustic wave device that makes full use of the inherent piezoelectricity of Zn.
  • a comb-shaped electrode 5 is formed on the ZnO layer 4.
  • the comb electrode 5 excites and receives surface acoustic waves.
  • the comb-shaped electrode 5 is, for example, a single-electrode type and includes an electrode 51 and an electrode 52.
  • the electrode 51 and the electrode 52 are provided to face each other, and form a large number of comb-shaped electrode portions 53 projecting toward the other.
  • the electrode section 53 is formed with a line width dm of 0.5 ⁇ or more. Therefore, since the electrode portion 53 has a certain line width, the manufacture of the comb-shaped electrode 5 is facilitated, and the mass production of the surface acoustic wave device 1 is facilitated.
  • the single electrode type the comb-shaped electrode 5
  • it may also be of the double-electrode type projecting the two electrodes 53 as a pair les, 0
  • reflector electrodes grating reflectors, etc.
  • reflector electrodes are arranged on both sides so as to sandwich the interdigital electrode 5, and surface acoustic waves generated between the input and output electrodes are reflected multiple times between the reflector electrodes to generate a standing wave.
  • the configuration of the surface acoustic wave resonator to be used may be adopted.
  • the material constituting the comb-shaped electrode 5 and the like may be a conductive material, and aluminum is preferably used in terms of workability and the like. Also, when aluminum is used for the comb electrode 5 and the like, the temperature change of the propagation speed of the surface acoustic wave in the aluminum comb electrode 5 has the same sign as the temperature change of the diamond layer 3 and the ZnO layer 4. , And the opposite sign from the temperature change of the SiO 2 layer 6. An SiO 2 layer 6 is formed on the ZnO layer 4 so as to cover the comb-shaped electrode 5.
  • the Si ⁇ 2 layer 6 has a function of improving the temperature characteristics of the surface acoustic wave device 1, and also functions as a protective film for the piezoelectric body and the comb-shaped electrode 5, and prevents moisture and impurities from the external environment. And the like are significantly reduced.
  • the temperature change of the propagation speed of the surface acoustic wave in the Si S 2 layer 6 has a different sign from the temperature change of the diamond layer 3 and the Z ⁇ layer 4.
  • S i 0 2 layer 6 is propagation velocity of the surface acoustic wave of increased propagation speed of the surface acoustic wave Da Iyamondo layer 3 ⁇ Pi Z n O layer 4 Decreases. Therefore, the SiO 2 layer 6 cancels the temperature change of the propagation velocity in the diamond layer 3 and the ZnO layer 4, and as a result, the propagation velocity of the surface acoustic wave device 1 becomes stable against the temperature change.
  • the surface acoustic wave device 1 was manufactured by changing the thickness tz of the ZnO layer 4 as the piezoelectric body and the thickness tS of the SiO 2 layer 6 as the protective layer, and obtained the optimum propagation velocity v,
  • the thickness tz of the ZnO layer 4 and the thickness t S of the SiO 2 layer 6 were optimized so as to provide the electromechanical coupling coefficient K 2 and the temperature-frequency characteristic TCF.
  • the surface acoustic wave device of this example was manufactured as follows.
  • khl is a parameter for expressing the thickness of the ZnO layer relative to the wavelength of the surface acoustic wave; L, and is expressed by the following equation (2).
  • ⁇ is the wavelength of the fifth harmonic, ie, / 5.
  • A1 was deposited on the ⁇ layer by a resistance heating method to form a comb-shaped electrode.
  • the comb-shaped electrodes were formed by photolithography and etching with various line widths of the single electrode structure.
  • an amorphous SiO 2 film was formed on the ZnO layer so as to cover the comb electrodes.
  • Amorphous S i 0 2 film formation, the substrate temperature 1 5 0 ° C, RF power 2 0 0W, A r: 0 2 1: mixed gas of 1, pressure 0. 0 1 T orr, target S i It went from sputtering under 0 2 conditions.
  • By changing the sputtering time it is possible to change the thickness of the S io 2.
  • a kh 2 2. 0 ⁇ 5. 0, was prepared that changing the film thickness t S of the S i 0 2 layers.
  • kh 2 is a parameter for expressing the thickness of the S i 0 2 layer relative to the wavelength of the surface acoustic wave; I, and is expressed by the following equation (3). is there.
  • FIG. 1 it has a structure as shown in FIG. 1 were prepared with different surface acoustic wave device having a thickness of sigma 110 layers 4 and 3 i 0 2 layer 6.
  • Electromechanical coupling coefficient K 2 of each surface acoustic wave device a network analyzer (Yokokawa human user les bract Packard ne earth made, 8 7 9 1 A) Measurement of the secondary mode with Based on the real part G of the radiated conductance of the comb-shaped electrode of each surface acoustic wave device, the following equation (4) was used.
  • K 2 G / (8 ⁇ ⁇ 0 ⁇ C ⁇ N) ⁇ ⁇ ⁇ (4)
  • ⁇ , f. Is the center frequency
  • C is the total capacitance of the comb electrodes
  • N is the number of comb electrode pairs.
  • the temperature-frequency characteristic TCF is obtained by heating the surface acoustic wave element with a heater, changing the temperature from room temperature to 80 ° C, and measuring the center frequency every 10 ° C. I asked.
  • exact thickness t S of the exact thickness tz ⁇ Pi S i 0 2 layers of ZnO layer of the surface ⁇ wave device, after measuring the respective parameters described above, by cutting the surface acoustic wave element, cutting plane was determined by observing with SEM. Then, based on the thicknesses tz and tS, the parameters kh1 and kh2 were obtained, and the results of the corresponding parameters were evaluated.
  • FIG. 3 shows a change in the electromechanical coupling coefficient K 2 with respect to the thickness of the ZnO layer and the thickness of the SiO 2 layer as a two-dimensional orthogonal coordinate graph for the surface acoustic wave device manufactured according to this example. It is.
  • the horizontal axis is the parameter vic (see the above equation (2)) related to the thickness of the Z ⁇ layer, and the vertical axis is the parameter kh 2 (related to the thickness of the S i 0 2 layer). Equation (3) described above).
  • the numerical values associated with each curve in the graph is the value of the electromechanical coupling factor K 2 corresponding to the curve. These units are%.
  • FIG. 4 shows, as a two-dimensional orthogonal coordinate graph, a change in the propagation velocity V with respect to the thickness of the ZnO layer and the thickness of the SiO 2 layer in the surface acoustic wave device manufactured according to the present embodiment.
  • the horizontal axis is a parameter khl relating to the thickness of the Z ⁇ layer
  • the vertical axis is a parameter kh2 relating to the thickness of the SiO 2 layer.
  • the numerical value attached to each curve of Darafu is the value of the propagation velocity V corresponding to the curve.
  • the unit of the propagation velocity V is mZs.
  • FIG. 5 is a two-dimensional orthogonal coordinate graph showing changes in the temperature-frequency characteristic TCF with respect to the thickness of the ZnO layer and the thickness of the SiO 2 layer for the surface acoustic wave device manufactured according to the present embodiment. It is shown as.
  • the horizontal axis represents the parameter kh 1 related to the thickness of the Z N_ ⁇ layer
  • the vertical axis represents the parameter kh 2 regarding the thickness of the S i 0 2 layers.
  • the numerical value attached to each curve in the graph is the temperature-frequency characteristic TCF value corresponding to the curve.
  • Temperature frequency characteristics The unit of TCF is;
  • the electromechanical coupling coefficient K 2 satisfies from 0.2 to 0.5 6% 3
  • propagation velocity V satisfies the above 4500 / s 4
  • the temperature frequency characteristic TC F 5 Fig. 6 shows the numerical range of kh1 and kh2 satisfying -20 to +20 ppm "C.
  • Fig. 6 is a two-dimensional orthogonal coordinate graph in which the horizontal axis is kh1 and the vertical axis is kh2, as in Figs.
  • the electromechanical coupling coefficient K 2 is 0.2 to 0.56%
  • the propagation velocity V is 4500 m / s or more
  • the temperature-frequency characteristic TCF is 1 to 20 to +20 ppm / °.
  • the numerical values of C, kh1 and kh2 are points A, B, C, D, E, F, G, H, I, J, K, L, M, N, 0, P, Q, R, S, T, U, V, W, and A are given by the area (including on each line) that is connected by the line in order.
  • point G is given by coordinates (khh
  • the line width of the electrode portion of the comb-shaped electrode can be formed to be 0.5 ⁇ m or more according to the above equation (1). it can. For this reason, the manufacture of the comb-shaped electrode is facilitated, and the mass production of the surface acoustic wave device is facilitated.
  • the line width of the electrode part of the comb electrode is 0.5 m or more and the operating center frequency of the surface acoustic wave is 5.0 to 11.3 GHz, or the operating center frequency of the surface acoustic wave is 9.5 to : Even if L O. 5 GHz, the characteristics of the electromechanical coupling coefficient K 2 , the propagation velocity V, and the temperature frequency characteristic TCF described above can be obtained.
  • a surface acoustic wave device operating at a center frequency of 10 GHz was manufactured using the same method as that of the first example and changing the conditions. '
  • a surface acoustic wave device was manufactured by changing the thickness tz of ZnO so that the parameter kh 1 was 2.0 to 6.0. Further, to produce a surface acoustic wave device so as to be S i thickness of O 2 t and S to change the parameter kh 2 force S2. 0 ⁇ 8. 0.
  • two-dimensional orthogonal coordinates representing changes in the electromechanical coupling coefficient K 2 , the propagation velocity V, and the temperature-frequency characteristic TCF with respect to the thickness of the ZnO layer and the thickness of the SiO 2 layer create a chart, based on their two-dimensional orthogonal coordinate graph, electromechanical binding coefficient K 2 satisfies 0.4 to 0.5 6%, meets propagation velocity V is above 4500 s, and,
  • the numerical range of kh 1 and kh 2 in which the temperature-frequency characteristic T CF satisfies 1 20 to +20 pp mZ ° C. is represented as a two-dimensional rectangular coordinate graph.
  • Figure 7 shows the two-dimensional rectangular coordinate graph.
  • a electromechanical coefficient K 2 is 0.4 to 0.56% state, and are propagation velocity V is 4 500 m / s or higher, and the temperature frequency characteristic TCF is one 20 dozen 20 p PMZ ° C, the values of vic and kh2 are points A, B, C, D, E, F, G, H, I, J, K, L, M, N, 0, P, Q, R, S, T, and A are given by the area (including each line segment) which is connected by a line segment in order.
  • point K is coordinate (k
  • point P is the coordinate (k h
  • the line width of the electrode portion of the comb-shaped electrode can be formed to be 0.5 m or more according to the above equation (1). For this reason, the manufacture of the comb-shaped electrode is facilitated, and the mass production of the surface acoustic wave device is facilitated.
  • the line width of the electrode portion of the comb electrode is 0.5 ⁇ or more and the operating center frequency of the surface acoustic wave is 5.0 to 11.3 GHz, or the operating center frequency of the surface acoustic wave is 9.5 to Even when L O. is 5 GHz, the characteristics of the electromechanical coupling coefficient K 2 , the propagation speed V, and the temperature-frequency characteristics TCF described above can be obtained.
  • a good propagation characteristic, an electromechanical coupling coefficient, and a frequency temperature characteristic can be obtained in a high frequency region by using a fifth harmonic of a surface acoustic wave of a second mode to be excited. it can.

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Description

表面弹性波素子 技術分野
本発明は、 ダイヤモンドを含む表面弾性波素子に関するものであり、 特に、 G H z帯以上の高周波領域においても良好な動作特性を有する表面弾性波素子に関 するものである。 背景技術
従来、 ダイャモンドを含む表面弾性波素子としては、 特開平 1 0— 2 7 6 0 6 1号公報に記載されるように、 ダイヤモンド層の上に Z n O層を形成し、 この Z n O層の上に表面弾性波の励振及び受信を行う櫛形電極を形成し、 更に、 Z nO 層の上に櫛形電極を覆うようにして S i 02層を形成した表面弾性波素子が知られ ている。
この表面弾性波素子は、 櫛形電極の厚さ、 Z ηθ層の厚さ及ぴ S i 02層の厚さ を最適な組み合わせとすることにより、 良好な伝搬特性、 電気機械結合特性及び 周波数温度特性を実現し、 更に良好な伝搬損失を実現しようとするものであり、 伝搬速度 8 000〜 1 2000 m/ sにおいて、 周波数温度特性が一 1 5〜+ 1 5 p pmZ° Cであり、 電気機械結合係数が 0. 1〜1. 3%を実現している。 しかしながら、 前述した従来の表面弾性波素子にあっては、 1 0GH z程度の 高周波帯に用いようとすると、 伝搬速度を 1 000 OmZsの高速なものとして も、 櫛形電極の線幅と 間を合わせて 0. 5 μ m程度とし、 線幅を 0. 2 5 m 程度の細さにする必要がある。 このため、 量産化には問題がある。
また、 従来材料では、 例えば、 水晶では、 伝搬速度が 3 1 5 0m/ Sであり、 到底、 高周波帯の表面弾性波素子には用いることができない。
一方、 表面弾性波素子において、 高周波帯では電気機械結合係数が小さくなる という問題もある。 例えば、 水晶では、 基本波で 0. 1 %であるが、 5倍波では 0. 02 5 %と小さくなる。 電気機械結合係数が小さいと、 低損失のフィルタを 実現できなくなる。
そこで本発明は、 このような問題点を解決するためになされたものであって、 量産性に適し、 高周波領域で動作特性に優れる表面弾性波素子を提供することを 目的とする。 発明開示
-すなわち、 本発明に係る表面弾性波素子は、 ダイヤモンド層と、 ダイヤモンド 層の上に形成され厚さ t zの Z nO層と、 Z nO層の上に形成され表面弾性波の 励振及び受信を行う櫛形電極と、 櫛形電極を覆い Z nO層の上に形成され厚さ t Sの S i 02層を備え、 二次モードの表面弾性波の基本波の波長をえとしたときに k h 1 = 5 · 2 π ■ (t zZ几） 、 k h 2 = 5 ' 27i ' ( t S/λ) で与えられ る k h l及ぴ k h 2が、 横軸に k h l、 縦軸に k h 2を与える二次元直交座標グ ラフにおいて、 座標 (k h 1 =4. 4、 k h 2 = 7. 4) で与えられる点 Aと、 座標 （k h l = 5. 0、 k h 2 = 6. 9) で与えられる点 Bと、 座標 (k h 1 = 5. 2、 k h 2 = 6. 2) .で与えられる点。と、 座標 (k h 1 = 5. 0、 k h 2 - 5. 6) で与えられる点 Dと、 座標 (k h 1 =4. 5、 k h 2 = 5. 1) で与 えられる点 Eと、 座標 (k h 1 =4. 0、 k h 2 = 4. 6) で与えられる点 Fと、 座標 （k h l = 3. 5、 k h 2 = 4. 4) で与えられる点 Gと、 座標 （k h 1 = 3. 0, k h 2 = 4. 1) で与えられる点 Hと、 座標 （k h 1 = 2. 8、 k h 2 =4. 0) で与えられる点 Iと、 座標 （k h 1 = 2. 6、 k h 2 = 3. 4) で与 えられる点 Jと、 座標 (k h 1 = 3. 0、 k h 2 = 3. 0) で与えられる点 Kと、 座標 （k h l = 3. 5, k h 2 = 2. 9) で与えられる点 Lと、 座標 （k h 1 = 3. 5、 k h 2 = 2. 0) で与えられる点 Mと、 座標 (k h 1 =3. 0、 k h 2 =2. 0) で与えられる点 Nと、 座標 (k h 1 = 2. 5、 k h 2 = 2. 0) で与 えられる点 Oと、 座標 (k h 1 = 2. 0、 k h 2 = 2. 0) で与えられる点 Pと、 座標 （k h l = l. 8、 k h 2 = 2. 6 ) で与えられる点 Qと、 座標 （ k h 1 = 1. 7、 k h 2 = 4. 0) で与えられる点尺と、 座標 (k h 1 = 2. 0、 k h 2 =4. 5) で与えられる点 Sと、 座標 （k h 1 = 2. 5, k h 2 = 5. 2) で与 えられる点 Tと、 座標 (k h 1 = 3. 0、 k h 2 = 5. 7) で与えられる点 Uと、 座標 (k h 1 = 3. 5、 k h 2 = 6. 1) で与えられる点 Vと、
座標 (k h 1 = 4. 0、 k h 2 = 6. 8) で与えられる点 Wと、 A点とを順に線 分で結ぶ 2 3本の線分からなる領域 〇0£ 0«^ J KLMNOPQR ST UVWAの 2 3本の線上を含む内部に与えられ、 励起される二次モードの表面弾 性波の 5倍高調波が用いられることを特徴とする。
また本発明に係る表面弾性波素子は、 ダイヤモンド層と、 ダイヤモンド層の上 に形成され厚さ t zの Z nO層と、 Z ηθ層の上に形成され表面弹性波の励振及 ぴ受信を行う櫛形電極と、 櫛形電極を覆い Z nO層の上に形成され厚さ t Sの S i 02層を備え、 二次モードの表面弾†生波の基本波の波長を としたときに、 k h 1 = 5 · 2 π · ( t ζ/λ) N k h 2 = 5 · 2 π · ( t S / X) で与えられる k 11 1及び 112カ 横軸に k h l、 縦軸に k h 2を与える二次元直交座標グラフ において、 座標 (k h 1 =4. 4、 k h 2 = 6. 9) で与えられる点 Aと、 座標 (k h 1 = 5. 0、 k h 2 = 6. 4) で与えられる点 Bと、 座標 （k h l = 5. 2、 k h 2 = 6. 2) で与えられる点 Cと、 座標 (k h 1 = 5. 0、 k h 2 = 5. 6) で与えられる点 Dと、 座標 (k h 1 =4. 6、 k h 2 = 5. 2) で与えられ る点 Eと、 座標 (k h 1 =4. 4、 k h 2 = 5. 0) で与えられる点 Fと、 座標 (k h 1 =4. 0、 k h 2 = 4. 6) で与えられる点 Gと、 座標 (k h 1 = 3. 5、 k h 2 = 4. 4) で与えられる点 Hと、 座標 (k h 1 = 3. 0、 k h 2 = 4. 1) で与えられる点 I と、 座標 （k h 1 = 2. 8、 k h 2 = 4. 0) で与えられ る点 Jと、 座標 （k h 1 = 2. 6、 k h 2 = 3. 4) で与えられる点 Kと、 座標 (k h 1 = 2. 8、 k h 2 = 3. 0) で与えられる点 Lと、 座標 (k h 1 - 3. 2, k h 2 = 2. 4) で与えられる点 Mと、 座標 （k h l = 2. 7、 k h 2 = 2. 4) で与えられる点 Nと、 座標 (k h 1 = 2. 2、 k h 2 = 3. 0) で与えられ る点〇と、 座標 (k h 1 = 2. 2、 k h 2 = 3. 5) で与えられる点 Pと、 座標 (k h 1 = 2. 5, k h 2 = 4. 7) で与えられる点 Qと、 座標 （k h 1 = 3. 0、 k h 2 = 5. 2) で与えられる点 と、 座標 (k h 1 = 3. 5、 k h 2= 5. 7) で与えられる点 Sと、 座標 (k h 1 = 4. 0、 kh 2 = 6. 3) で与えられ る点 Tと、 Α点とを順に線分で結ぶ、 20本の線分からなる領域 A BCDEFG H I J KLMNOPQRSTAの 20本の線上を含む内部に与えられ、 励起され る二次モードの表面弾性波の 5倍高調波が用いられることを特徴とする。
また本発明に係る表面弾性波素子は、 前述の表面弾性波の動作中心周波数を f0、 表面弾性波の伝播速度を Vとしたときに、 伝搬速度 Vが 4500〜6500mZ sであり、 櫛形電極の電極ピッチが、 dm+d f = (5 ■ v) / (2 ■ f。） で与 えられることを特徴とする。
また本発明に係る表面弾性波素子は、 前述の櫛形電極の電極線幅が 0. 5 Α ΠΙ 以上であり、表面弾性波の動作中心周波数が 5. 0-11. 3GHzであること を特徴とする。
さらに本発明に係る表面弾性波素子は、 前述の櫛形電極の電極線幅が 0. 5 m以上であり、 表面弾性波の動作中心周波数が 9. 5〜10. 5 GHzであるこ とを特徴とする。
これらの発明によれば、 励起する二次モードの表面弾性波の 5倍高調波を用い ることにより、 高周波領域で良好な伝播特性、 電気機械結合係数、 周波数温度特 性を得ることができる。 また、 櫛形電極の電極部分の線幅を大きくできるため、 量産性の向上が図れる。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明の実施形態に係る表面弾性波素子の説明図である。
図 2は、 図 1の表面弾性波素子における櫛形電極の説明図である。 ' . 図 3は、 第一実施例に係る表面弾性波素子における電気機械結合係数の説明図 である。
図 4は、 第一実施例に係る表面弾性波素子における伝播特性の説明図である。 図 5は、 第一実施例に係る表面弾性波素子における温度周波数特性の説明図で ある。
図 6は、 第一実施例に係る表面弾性波素子におけるパラメータ k h l及び k h 2の説明図である。
図 7は、 第二実施例に係る表面弾性波素子におけるパラメータ k h 1及ぴ k h 2の説明図である。 符号の説明
1…表面弾性波素子、 2…基板、 3…ダイヤモンド層、 4〜Z n O層、 5…櫛 形電極、 i 02層。 実施の形態
以下、 添付図面に基づき、 本発明の実施形態について説明する。 尚、 各図にお いて同一要素には同一の符号を付し、 重複する説明を省略する。 また、 図面の寸 法比率は、 説明のものと必ずしも一致していない。
図 1に本実施形態に係る表面弾性波素子の断面図を示す。 本図に示すように、 本実施形態に係る表面弾性波素子 1は、 シリコン製の基板 2の上にダイヤモンド 層 3を備えている。 ダイヤモンド層 3を構成するダイヤモンドとしては、 天然型 ダイヤモンド、 合成ダイヤモンドのいずれであってもよい。 また、 単結晶ダイヤ モンド、 多結晶ダイヤモンド又はアモルファスダイヤモンドのいずれを用いても よい。 なお、 図 1では、 シリコンの基板 2上に薄膜としてダイヤモンド層 3を形 成しているが、 ダイヤモンド単体を用いてもよい。
合成ダイヤモンドの場合は、 C VD、 イオンプレーティング法、 P VD、 熱 フィラメント法など、 あらゆる製造方法を用いてダイヤモンド層を形成すること ができる。
ダイヤモンド層 3の上には、 Z η θ層 4が形成されている。 Z n O層 4は、 構 成する Z η θが c軸配向性 Z n Oであることが望ましい。 ここで、 「c軸配向」 であるとは、 ZnO膜の （001) 面が基板と平行であるように形成されている ことをいう。 形成された ZnO膜が c軸配向であり、 また多結晶であれば、 Zn 〇の本来有する圧電性を十分に利用した表面弾性波素子を実現することが可能と なる。
Z n O層 4の上には、 櫛形電極 5が形成されている。 櫛形電極 5は、 表面弾性 波の励振及び受信を行うものである。 図 2に示すように、 櫛形電極 5は、 例えば、 シングル電極タイプとされ、 電極 51と電極 52を備えて構成される。
—電極 51と電極 52は、 相対向して設けられ、 それぞれ他方へ向けて突出する 櫛歯状の電極部 53を多数形成している。
この電極部 53のピッチ （線幅 d m+線間 d ί ) は、 表面弾性波の動作中心周 波数を f。、 表面弾性波の伝播速度を Vとすると、 次の式 （1) により与えられる c dm+d f = (5 ■ v) / (2 · f 0) ···· (1)
また、 伝搬速度 Vが 4500〜 6500 m/ sである場合、 電極部 53は、 そ の線幅 dmを 0. 5 μπι以上として形成される。 このため、 電極部 53がある程 度の線幅を有するため、 櫛形電極 5の製造が容易となり、 表面弾性波素子 1の量 産が容易となる。
なお、 図 2では、 シングル電極タイプのものを示したが、 櫛形電極 5としては、 二本の電極部 53を一組として突出させるダブル電極タイプのものであってもよ レ、0
また、 櫛形電極 5を挟み込むように、 両側に反射器電極 （グレーティング反射 器等） を配置し、 入出力電極間で発生する表面弾性波を反射器電極の間で多重反 射させ定在波 発生させる表面弾性波共振器の構成をとつてもよい。
櫛型電極 5などを構成する材料は、 導電性材料であればよく、 加工性等の点か らはアルミニウムが好ましく用いられる。 · また、 櫛型電極 5などにアルミニウムを用いた場合、 アルミニウム製の櫛型電 極 5における表面弾性波の伝播速度の温度変化は、 ダイヤモンド層 3及び ZnO 層 4の温度変化と同符号であり、 S i O2層 6の温度変化と異符号である。 ZnO層 4の上には、 櫛形電極 5を覆うようにして S i 02層 6が形成されてい る。 S i〇2層 6は、 表面弾性波素子 1における温度特性を良好にする機能を有し、 また、 圧電体及び櫛型電極 5に対する保護膜としても機能し、 外部環境からの湿 気及び不純物等の影響を著しく低減させるものである。
この S i〇2層 6を構成する S i 02としては、 アモルファスであることが望ま しい。 また、 S i〇2層 6の表面弾性波の伝播速度の温度変化は、 ダイヤモンド層 3及び Z ηθ層 4の温度変化と異符号となっている。 このため、 例えば表面弾性 波素子 1の温度が上昇すると、 S i 02層 6の表面弾性波の伝播速度は増大が、 ダ ィャモンド層 3及ぴ Z n O層 4の表面弾性波の伝播速度は減少する。 従って、 S i 02層 6がダイヤモンド層 3及ぴ ZnO層 4における伝播速度の温度変化を相殺 し、 その結果、 表面弾性波素子 1の伝播速度が温度変化に対し安定したものとな る。
次に、 本実施形態に係る表面弾性波素子 1の実施例を説明する。
この実施例では、 圧電体である ZnO層 4の厚さ t zと保護層である S i 02層 6の厚さ t Sを変えて表面弾性波素子 1を製造し、 最適な伝播速度 v、 電気機械 結合係数 K2及び温度周波数特性 T C Fを与えるような ZnO層 4の厚さ t z及び S i 02層 6の厚さ t Sの最適化を行った。
(第一実施例）
本実施例の表面弾性波素子は、 以下のように製造した。
1 OmmX 1 OmmX 1mmのシリコン基板上にマイクロ波プラズマ CVD法 を用いてダイヤモンドを 50 μιηまで成膜した後、 ダイヤモンド表面をダイヤモ ンドコート研磨機を用いて膜厚 20 μπΐまで研磨した。 多結晶ダイヤモンドの原 料には、 〇^14を112で 100倍に希釈したガスを用いた。 · そして、 このダイヤモンドの上に、 Ζ ηθ多結晶を A rと酸素の混合ガスでス パッタする方法により、 ZnO薄膜を形成した。 スパッタ条件は、 基板温度 40 0° C、 RFパワー 160W、 圧力 2. 7P aとした。 スパッタの時間を変える ことにより、 Z ηθの膜厚を変化させることができる。 そして、 k h l = l . 6 ~6. 0となるように、 Z ηθ層の膜厚 t zを変えたものを作製した。
ここで、 k h lは、 Z nO層の厚さを表面弾性波の波長； Lに対して相対的に表 現するためのパラメータであり、 次の式 （2) により表されるものである。
Figure imgf000010_0001
但し、 Μは、 5倍高調波の波長であり、 え / 5である。
—次に、 Ζ ηθ層の上に A 1を抵抗加熱法により蒸着し、 櫛形電極を形成した。 櫛形電極は、 フォトリソグラフィー及びエッチングにより、 シングル電極構造の 持つさまざまな線幅のものを形成した。
そして、 櫛形電極を覆うようにして、 Z nO層の上に非晶質 S i 02膜を形成し た。 非晶質 S i 02膜の形成は、 基板温度 1 5 0° C、 高周波パワー 2 0 0W、 A r ： 02 = 1 ： 1の混合ガス、 圧力 0. 0 1 T o r r、 ターゲット S i 02の条件 の下でスパッタリングより行った。 スパッタの時間を変えることにより、 S i o2 の膜厚を変化させることができる。 そして、 k h 2 = 2. 0〜5. 0となるよう に、 S i 02層の膜厚 t Sを変えたものを作製した。
ここで、 k h 2は、 S i 02層の厚さを表面弾性波の波長; Iに対して相対的に表 現するためのパラメータであり、 次の式 （3) により表されるものである。
k h 2 = 2 π - ( t S/ M)
= 5 · 2 π · ( t S/λ) · · · · (3)
このようにして、 図 1に示すような構造を有し、 ∑ 110層4及び3 i 02層 6の 厚さの異なる表面弾性波素子を製造した。
そして、 これらの各表面弾性波素子について、 入力電極 5 1に高周波電力を印 加して二次モードの表面弾性波を励起させ、 ν= ί λΜ ( f ：中心周波数） の関係 力 ら、 励起された表面弾性波の伝播速度を求めた。
各表面弾性波素子の電気機械結合係数 K2は、 ネットワークアナライザ （横河 ヒユーレツトパッカードネ土製、 8 7 9 1 A) を用いて二次モードにおいて測定さ れた各表面弾性波素子の櫛形電極の放射コンダクタンスの実部 Gに基づき、 次の 式 （4) により求めた。
K2=G/ (8 · ί0 ■ C · N) ···■ (4)
伹し、 f。は中心周波数、 Cは櫛形電極の全静電容量、 Nは櫛形電極の対の数で ある。
そして、 温度周波数特性 TCFは、 表面弾性波素子をヒーターで加熱し、 室温 から 80° Cまで変化させ、 10° Cおきに中心周波数を測定したところ、 直線 関係が得られ、 この直線の傾きから求めた。
また、 表面弹性波素子の ZnO層の正確な厚さ t z及ぴ S i 02層の正確な厚さ t Sは、 上述した各パラメータを測定した後、 表面弾性波素子を切断し、 切断面 を SEMで観察することにより求めた。 そして、 厚さ t z、 t Sに基づいて、 ノ ラメータ k h 1及ぴ k h 2を求め、 対応するパラメータの結果を評価した。
図 3は、 本実施例により製造された表面弾性波素子について、 ZnO層の厚さ と S i 02層の厚さに対する電気機械結合係数 K2の変化を二次元直交座標グラフ として示したものである。 図 3のグラフにおいて、 横軸は Z ηθ層の厚さに関す るパラメータ k h i (上述の式 (2) 参照） であり、 縦軸は S i 02層の厚さに関 するパラメータ k h 2 (上述の式 （3) 参照） である。 また、 グラフの各曲線に 付随する数値は、 曲線に対応する電気機械結合係数 K2の値である。 これらの単位 は％である。
図 4は、 本実施例により製造された表面弾性波素子について、 ZnO層の厚さ と S i 02層の厚さに対する伝播速度 Vの変化を二次元直交座標グラフとして示し たものである。 図 4のグラフにおいて、 横軸は Z ηθ層の厚さに関するパラメ一 タ k h l、 縦軸は S i 02層の厚さに関するパラメータ k h 2である。 また、 ダラ フの各曲線に付随する数値は、 曲線に対応する伝播速度 Vの値である。 伝播速度 Vの単位は、 mZsである。
図 5は、 本実施例により製造された表面弾性波素子について、 ZnO層の厚さ と S i 02層の厚さに対する温度周波数特性 TCFの変化を二次元直交座標グラフ として示したものである。 図 4のグラフにおいて、 横軸は Z n〇層の厚さに関す るパラメータ k h 1、 縦軸は S i 02層の厚さに関するパラメータ k h 2である。 また、 グラフの各曲線に付随する数値は、 曲線に対応する温度周波数特性 TCF の値である。 温度周波数特性 TCFの単位は、 ； p pmZ° Cである。
ここで、 図 3において電気機械結合係数 K2が 0. 2〜 0. 5 6 %を満たし、 図 4において伝播速度 Vが 4500 / s以上を満たし、 かつ、 図 5において温度 周波数特性 TC Fがー 20〜+ 20 p pm " Cを満たす k h 1及び k h 2の数 値範囲を図 6に示す。
図 6は、 図 3〜図 5と同様に、 横軸を k h 1、 縦軸を k h 2とした二次元直交 座標グラフである。 本図において、 電気機械結合係数 K2が 0. 2〜0. 56%で あり、 伝播速度 Vが 4500 m/ s以上であり、 かつ、 温度周波数特性 T C Fが 一 20〜+ 20 p pm/° Cである k h 1及び k h 2の数値は、 本図中の点 A、. B、 C、 D、 E、 F、 G、 H、 I、 J、 K、 L、 M、 N、 0、 P、 Q、 R、 S、 T、 U、 V、 W、 Aを順に線分で結んでなる領域 （各線分上を含む） で与えられ る。
ここで、 点 Aは座標 (k h 1 =4. 4、 k h 2 = 7. 4) で与えられ、 点 Bは 座擦 （k h l = 5. 0、 k h 2 = 6. 9) で与えられ、 点 Cは座標 (k h 1 = 5. 2、 k h 2 = 6. 2) で与えられ、 点 Dは座標 (k h 1 =5. 0、 k h 2 = 5. 6) で与えられ、 点 Eは座標 (k h 1 = 4. 5、 k h 2 = 5. 1) で与えられ、 点 Fは座標 (k h 1 =4. 0、 k h 2 = 4. 6) で与えられ、 点 Gは座標 (k h
1 = 3. 5、 k h 2 = 4. 4) で与えられ、 点 Hは座標 (k h 1 =3. 0、 k h
2 = 4. 1) で与えられ、 点 Iは座標 (k h 1 = 2. 8、 k h 2 = 4. 0) で与 えられ、 点 Jは座標 (k h 1 = 2. 6、 k h 2 = 3. 4) で与えられ、 点 Kは座 標 （k h l = 3. 0、 k h 2 = 3. 0) で与えられ、 点 Lは座標 (k h 1 =' 3. 5、 k h 2 = 2. 9) で与えられ、 点 Mは座標 (k h 1 = 3. 5、 k h 2 = 2. 0) で与えられ、 点 Nは座標 (k h 1 = 3. 0、 k h 2 = 2. 0) で与えられ、 点〇は座標 (k h 1 =2. 5、 k h 2 = 2. 0) で与えられ、 点 Pは座標 (k h 1 = 2. 0、 k h 2 = 2. 0) で与えられ、 点 Qは座標 (k h 1 = 1. 8、 k h
2 = 2. 6) で与えられ、 点 Rは座標 (k h 1 = 1. 7、 k h 2 = 4. 0) で与 えられ、 点 Sは座標 (k h 1 = 2. 0、 k h 2 = 4. 5) で与えられ、 点 Tは座 標 （kh l = 2. 5、 k h 2 = 5. 2) で与えられ、 点 Uは座標 (k h 1 = 3. 0, k h 2 = 5. 7) で与えられ、 点 Vは座標 （k h 1 = 3. 5, kh 2 = 6. 1) で与えられ、 点 Wは座標 (k h 1 =4. 0、 k h 2 = 6. 8) で与えられる。 すなわち、 励起される二次モードの表面弾性波の 5倍高調波を用い、 図 6に示 す点 A、 B、 C、 D、 E、 F、 G、 H、 I、 J、 K、 L、 M、 N、 0、 P、 Q、 R、 S、 T、 U、 V、 W、 Aを順に線分で結んでなる領域 （各線分上を含む） で 与えられる k h 1及び k h 2の数値をとることにより、 電気機械結合係数 K2が 0. 2〜 0. 56 %であり、 伝播速度 Vが 4500 mZ s以上であり、 かつ、 温度周 波数特性 TCFがー 20〜+20 ρ ϊ) mZ Cである表面弾性波素子が得られる。 また、 表面弾性波素子の伝搬速度 Vが 4500〜 6500 m/ sである場合、 上述の式 （ 1 ) により、 櫛形電極の電極部の線幅を 0. 5 μ m以上として形成す ることができる。 このため、 櫛形電極の製造が容易となり、 表面弾性波素子の量 産が容易となる。
また、 櫛形電極の電極部の線幅を 0. 5 m以上とし、 表面弾性波の動作中心 周波数を 5. 0〜1 1. 3GHzとした場合又は表面弾性波の動作中心周波数を 9. 5〜： L O. 5GHzとした場合でも、 上述した電気機械結合係数 K2、 伝播速 度 V及ぴ温度周波数特性 T C Fの特性が得られる。
(第二実施例）
本実施例の表面弾性波素子は、 第一実施例と同様な手法を用い、 条件を変更し て 10 GH zの中心周波数で動作する表面弹性波素子を製造した。 '
ZnOの膜厚 t zを変化させてパラメータ kh 1が 2. 0〜6. 0となるよう に表面弹性波素子を製造した。 また、 S i O2の膜厚 t Sを変化させてパラメータ kh 2力 S2. 0~8. 0となるように表面弾性波素子を製造した。 そして、 第一実施例と同様に、 Z nO層の厚さと S i 02層の厚さに対する電気 機械結合係数 K2、 伝播速度 V及び温度周波数特性 T C Fの変化を表した二次元直 交座標グラフを作成し、 それらの二次元直交座標グラフに基づいて、 電気機械結 合係数 K2が 0. 4〜 0. 5 6 %を満たし、 伝播速度 Vが 4500 s以上を満 たし、 かつ、 温度周波数特性 T CFが一 20〜+ 20 p p mZ° Cを満たす k h 1及ぴ k h 2の数値範囲を二次元直交座標グラフとして表した。
その二次元直交座標グラフを図 7に示す。
-図 7において、 横軸は k h l、 縦軸は k h 2である。 本図において、 電気機械 結合係数 K2が 0. 4〜 0. 56 %であり、 伝播速度 Vが 4 500 m/ s以上であ り、 かつ、 温度周波数特性 TCFが一 20〜十 20 p pmZ° Cである k h i及 び k h 2の数値は、 本図中の点 A、 B、 C、 D、 E、 F、 G、 H、 I、 J、 K、 L、 M、 N、 0、 P、 Q、 R、 S、 T、 Aを順に線分で結んでなる領域 （各線分 上を含む） で与えられる。
ここで、 点 Aは座標 （k.h l = 4. 4、 k h 2 = 6. 9) で与えられ、 点 Bは 座標 (k h 1 = 5. 0、 k h 2 = 6. 4) で与えられ、 点 Cは座標 (k h 1 = 5. 2、 k h 2 = 6. 2) で与えられ、 点 Dは座標 (k h 1 = 5. 0、 k h 2 = 5. 6) で与えられ、 点 Eは座標 (k h 1 = 4. 6、 k h 2 = 5. 2) で与えられ、 点 Fは座標 (k h 1 =4. 4、 k h 2 = 5. 0) で与えられ、 点 Gは座標 (k h 1 =4. 0、 k h 2 = 4. 6) で与えられ、 点 Hは座標 (k h 1 = 3. 5、 k h 2 = 4. 4) で与えられ、 点 Iは座標 （k h l = 3. 0、 k h 2 = 4. 1) で与 えられ、 点 Jは座標 (k h 1 =2. 8、 k h 2 = 4. 0) で与えられ、 点 Kは座 標 （k h l = 2. 6、 k h 2 = 3. 4) で与えられ、 点 Lは座標 (k h 1 = 2. 8、 k h 2 = 3. 0 ) で与えられ、 点 Mは座標 (k h 1 = 3. 2、 k h 2 = 2. 4) で与えられ、 点 Nは座標 （k h l = 2. 7、 k h 2 = 2. 4) で与えられ、 点 Oは座標 (k h 1 = 2. 2、 k h 2 = 3. 0) で与えられ、 点 Pは座標 （k h
1 = 2. 2、 k h 2 = 3. 5) で与えられ、 点 Qは座標 （k h l =2. 5、 k h
2 = 4· 7) で与えられ、 点 Rは座標 （k h 1 = 3. 0、 k h 2 = 5. 2) で与 えられ、 点 Sは座標 (kh 1 = 3. 5、 k h 2 = 5. 7) で与えられ、 点 Tは座 標 （kh l=4. 0、 k h 2 = 6. 3) で与えられる。
すなわち、 図 7に示す点 A、 B、 C、 D、 E、 F、 G、 H、 I、 J、 K、 L、 M、 N、 0、 P、 Q、 R、 S、 T、 Aを順に線分で結んでなる領域 （各線分上を 含む） で与えられる k h 1及び k h 2の数値をとることにより、 電気機械結合係 数 K2が 0. 4〜0. 56%であり、 伝播速度 Vが 450 Om/s以上であり、 か つ、 温度周波数特性 T CFがー 20〜+20 p ;p m/° Cである表面弾性波素子 力得られる。
また、 表面弾性波素子の伝搬速度 Vが A S O O e S O OmZsである場合、 上述の式 （ 1 ) により、 櫛形電極の電極部の'線幅を 0. 5 m以上として形成す ることができる。 このため、 櫛形電極の製造が容易となり、 表面弾性波素子の量 産が容易となる。
また、 櫛形電極の電極部の線幅を 0. 5 μπι以上とし、 表面弾性波の動作中心 周波数を 5. 0〜11. 3GHzとした場合又は表面弾性波の動作中心周波数を 9. 5〜； L O. 5GHzとした場合でも、 上述した電気機械結合係数 K2、 伝播速 度 V及び温度周波数特性 T C Fの特性が得られる。 産業上の利用可能性
以上説明したように本発明によれば、 励起する二次モードの表面弾性波の 5倍 高調波を用いることにより、 高周波領域で良好な伝播特性、 電気機械結合係数、 周波数温度特性を得ることができる。
また、 櫛形電極の電極部分の線幅を大きくできるため、 量産性の向上が図れる。

Claims

請求の範囲
1. ダイャモンド層と、
前記ダイヤモンド層の上に形成され厚さ t zの Z nO層と、
前記 Z n O層の上に形成され表面弾性波の励振及び受信を行う櫛形電極と、 前記櫛形電極を覆い前記 Z ηθ層の上に形成され厚さ t Sの S i 02層と、 を備 、
—二次モードの前記表面弾性波の基本波の波長を λとしたときに、 k h 1 = 5 ■ 2 π · ( t ζ/λ) , k h 2 = 5 · 2 π · ( t S/2) で与えられる前記 k h 1 及び前記 k h 2が、 横軸に前記 k h 1、 縦軸に前記 k h 2を与える二次元直交座 標グラフにおいて、
座標 (k h 1 4. 4、 k h 2 = 7. 4) で与えられる点 Aと、
座標 (k h 1 5. 0、 k h 2 = 6. 9) で与えられる点 Bと、
座標 (k h 1 5. 2、 k h 2 = 6. 2) で与えられる点 Cと、
座標 (k h 1 5. 0、 k h 2 = 5. 6) で与えられる点 Dと、
座標 (k h 1 4. 5、 k h 2 = 5. 1 ) で与えられる点 Eと、
座標 (k h 1 4. 0、 k h 2 = 4. 6) で与えられる点 Fと、
座標 (k h 1 3. 5、 k h 2 = 4. 4) で与えられる点 Gと、
座標 (k 1 3. 0、 k h 2 = 4. 1) で与えられる点 Hと、
座標 (k h 1 2. 8、 k h 2 = 4. 0) で与えられる点 Iと、
座標 (k h 1 2. 6、 k h 2 = 3. 4) で与えられる点 Jと、
座標 (k h 1 3. 0、 k h 2 = 3. 0) で与えられる点 と、
座標 (k h 1 3. 5、 k h 2 = 2. 9) で与えられる点 Lと、
座標 (k h 1 3. 5、 k h 2 = 2. 0) で与えられる点 Mと、
座標 (k h 1 3. 0、 k h 2 = 2. 0) で与えられる点 Nと、
座標 (k h 1 2. 5、 k h 2 = 2. 0) で与えられる点 Oと、
座標 (k h 1 2. 0、 k h 2 = 2. 0) で与えられる点 Pと、 座標 (k h 1 = 1. 8、 k h 2 = 2. 6) で与えられる点 Qと、 座標 (k h 1 = 1. 7、 k h 2 = 4. 0) で与えられる点 と、
座標 (k h 1 = 2. 0、 k h 2 = 4. 5) で与えられる点 Sと、
座標 (k h 1 = 2. 5、 k h 2 = 5. 2) で与えられる点丁と、
座標 (k h 1 = 3. 0、 k h 2 = 5. 7) で与えられる点 Uと、
座標 (k h 1 = 3. 5、 k h 2 = 6. 1 ) で与えられる点 Vと、
座標 (k h 1 =4. 0、 k h 2 = 6. 8) で与えられる点 Wと、
前記 A点とを順に線分で結ぶ、 2 3本の線分からなる領域 A BCDEFGH I J KLMN OPQR STU VWAの前記 2 3本の線上を含む内部に与えられ、 励起される前記二次モードの表面弾性波の 5倍高調波が用いられること、 を特徴とする表面弾性波素子。
2. ダイヤモンド層と、
前記ダイヤモンド層の上に形成され厚さ t zの Z n O層と、
前記 Z n O層の上に形成され表面弾性波の励振及び受信を行う櫛形電極と、 前記櫛形電極を覆い前記 Z n O層の上に形成され厚さ t Sの S i 02層と、 を備え、
二次モードの前記表面弾性波の基本波の波長を λとしたときに、 k h 1 = 5 · 2 π - ( t ζ/λ) , k h 2 = 5 · 2 π · ( t S/λ) で与えられる前記 k h 1 及び前記 k h 2が、 横軸に前記 k h 1、 縦軸に前記 k h 2を与える二次元直交座 標グラフにおいて、
座標 (k h 1 =4. 4、 k h 2 = 6. 9) で与えられる点 Aと、
座標 (k h 1 = 5. 0、 k h 2 = 6. 4) で与えられる点 Bと、
座標 （k h l = 5. 2、 k h 2 = 6. 2) で与えられる点 Cと、
座標 (k h 1 = 5. 0、 k h 2 = 5. 6) で与えられる点 Dと、 ' 座標 （k h l =4. 6、 k h 2 = 5. 2) で与えられる点 Eと、
座標 （k h l =4. 4、 k h 2 = 5. 0) で与えられる点 Fと、
座標 （k h l =4. 0、 k h 2 = 4. 6) で与えられる点 Gと、 座標 (k h 1 = 3. 5、 k h 2 = 4. 4) で与えられる点 Hと、 座標 (k h 1 = 3. 0、 k h 2 = 4. 1) で与 られる点 Iと、
座標 (k h 1 = 2. 8、 k h 2 = 4. 0) で与 られる点 Jと、
Λヽ
座標 (k h 1 = 2. 6s k h 2 = 3. 4) で与 ：られる;1^、 Kと、
座標 ( k h 1 = 2. 8、 k h 2 = 3. 0) て、、年えりれる'1？?、 Lと、
ヽ
座標 (k h 1 = 3. 2、 k h 2 = 2. 4) で与 られる 、 Mと、
ヽ
座標 ( k h 1 = 2. 7、 k h 2 = 2. 4) で与 られる' Νと、
座標 (k h 1 = 2. 2、 k h 2 = 3. 0) で与えられる点 Oと、
座標 (k h 1 =2. 2、 k h 2 = 3. 5) で与えられる点 Pと、
座標 (k h 1 =2. 5、 k h 2 = 4. 7) で与えられる点 Qと、
座標 (k h 1 =3. 0、 k h 2 = 5. 2) で与えられる点 Rと、
座標 (k h 1 =3. 5、 k h 2 = 5. 7) で与えられる点 Sと、
座標 (k h 1 =4. 0、 k h 2 = 6. 3) で与えられる点 Tと、
前記 A点とを順に線分で結ぶ、 20本の線分からなる領域 A BCDEFGH I J KLMNOPQRSTAの前記 20本の線上を含む内部に与えられ、
励起される前記二次モードの表面弾性波の 5倍高調波が用いられること、 を特徴とする表面弾性波素子。
3. 前記表面弾性波の動作中心周波数を f 0、 前記表面弾性波の伝播速度を Vと したときに、
前記伝搬速度 Vが 4500〜650 OmZsであり、
前記櫛形電極の電極ピッチが、 dm+d f = (5 ' v) Z (2 ' f0) で与えら ること、
を特徴とする言 i求項 1又は 2に記載の表面弾性波素子。
4. 前記櫛形電極の電極線幅が 0. '5 m以上であり、 ' 前記表面弾性波の動作中心周波数が 5. 0〜1 1. 3GHzであること、 を特徴とする請求項 1又は 2に記載の表面弾性波素子。
5. 前記櫛形電極の電極線幅が 0. 5/zm以上であり、 前記表面弾性波の動作中心周波数が 9. 5〜： L O. 5GHzであること、 を特徴とする請求項 1又は 2に記載の表面弾性波素子。
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