JP2007288812A - 弾性表面波デバイス、モジュール装置、発振回路および弾性表面波デバイスの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】圧電基板と、該圧電基板上に形成されAlを主成分とする合金からなるIDT電極とを備え、励振波をSH波とした弾性表面波デバイスであって、前記圧電基板は、回転Yカット水晶基板のカット角θを−64.0°<θ<−49.3°の範囲に設定し、且つ、弾性表面波の伝搬方向を結晶X軸に対し90°±5°とした水晶平板であり、励振する弾性表面波の波長をλとした時、前記IDT電極の波長で基準化した電極膜厚H/λを0.04<H/λ<0.12としたSH波型弾性表面波デバイスにおいて、前記圧電基板はウエットエッチングにより形成されたエッチング痕を有しており、前記IDT電極が前記圧電基板の前記エッチング痕を有する表面に形成されているSH波型弾性表面波デバイス。
【選択図】図13
Description
この問題を解決すべく、特公平01−034411号公報(特許文献2)では、図21に示すようにカット角θが−50°である回転Yカット水晶基板81上を、Z’軸方向に伝搬するSH波型表面波を用いたSAW共振子が開示されている。IDT電極84を800対±200対とし、グレーティング反射器を用いることなく、IDT電極84の電極指からの反射だけでSH波型表面波の振動エネルギーを閉じ込め、高Q化を図った所謂多対IDT電極型SAW共振子である。
SAW共振子の断面の観察としては、透過型電子顕微鏡(TEM)を用いてアルミニウム膜の粒界の界面が双晶粒界であることを確認したと記している。また、電子線回折で写した写真により双晶を確認したという。
また本発明は、このSH波型SAWデバイスの製造方法を提供するとともに、このSH波型SAWデバイスを用いたモジュール装置および発振回路を提供することを目的とする。
また本発明に係る表面波デバイスの製造方法は、前記圧電基板の主表面を0.002μm以上0.1μm未満の厚さでエッチングする工程と、エッチングした前記圧電基板の主表面に前記IDT電極を形成する工程とを有することを特徴としている。
Tp(H/λ)=−41825×(H/λ)2+2855.4×(H/λ)−26.42 ・・・(1)
また、−50°近傍のカット角においても切片を除けばおおよそ(1)式が適用できる。
Tp(θ)=−43.5372×θ−2197.14 ・・・(2)
Tp(H/λ,θ)=Tp(H/λ)+Tp(θ)=−41825×(H/λ)2+2855.4×(H/λ)−43.5372×θ−2223.56 ・・・(3)
式(3)より、頂点温度Tpを使用温度範囲(−50〜+125℃)に設定するには、次式で表される範囲に電極膜厚H/λ及びカット角θを設定すれば良い。
0.9613≦−18.498×(H/λ)2+1.2629×(H/λ)−0.019255×θ≦1.0387 ・・・(4)
0.9845≦−18.518×(H/λ)2+1.2643×(H/λ)−0.019277×θ≦1.0155 ・・・(5)
Tp=−50(℃):H/λ≒−1.02586×10-4×θ3−1.73238×10-2×θ2−0.977607×θ−18.3420
Tp=0(℃):H/λ≒−9.87591×10-5×θ3−1.70304×10-2×θ2−0.981173×θ−18.7946Tp=+70(℃):H/λ≒−1.44605×10-4×θ3−2.50690×10-2×θ2−1.45086×θ−27.9464
Tp=+125(℃):H/λ≒−1.34082×10-4×θ3−2.34969×10-2×θ2−1.37506×θ−26.7895
Tp=−50(℃):H/λ×mr≒−6.15517×10-5×θ3−1.03943×10-2×θ2−0.586564×θ−11.0052
Tp=0(℃):H/λ×mr≒−5.92554×10-5×θ3−1.02183×10-2×θ2−0.588704×θ−11.2768
Tp=+70(℃):H/λ×mr≒−8.67632×10-5×θ3−1.50414×10-2×θ2−0.870514×θ−16.7678
Tp=+125(℃):H/λ×mr≒−8.04489×10-5×θ3−1.40981×10-2×θ2−0.825038×θ−16.0737
図9は圧電基板11上にSAWの伝搬方向に沿ってIDT電極12、13を配置し、その両側にグレーティング反射器14a、14bを配置した2ポートSH波型SAW共振子を示しており、1ポートSH波型SAW共振子と同じく高いQ値を実現できる。
Claims (18)
- 圧電基板と、該圧電基板上に形成されAl又はAlを主成分とする合金からなるIDT電極とを備え、励振波をSH波とした弾性表面波デバイスであって、
前記圧電基板は、回転Yカット水晶基板のカット角θを結晶Z軸より反時計方向に−64.0°<θ<−49.3°の範囲に設定し、且つ、弾性表面波の伝搬方向を結晶X軸に対し90°±5°とした水晶平板であり、且つ、前記圧電基板の表面にウエットエッチングにより形成された一方から他方にはしるエッチング痕を有しており、
励振する弾性表面波の波長をλとした時、前記IDT電極の波長で基準化した電極膜厚H/λを0.04<H/λ<0.12とし、
前記IDT電極が前記圧電基板の前記エッチング痕を有する表面に形成されていることを特徴とするSH波型弾性表面波デバイス。 - 前記弾性表面波デバイスは、カット角θ及び電極膜厚H/λの関係が、−1.34082×10-4×θ3−2.34969×10-2×θ2−1.37506×θ−26.7895<H/λ<−1.02586×10-4×θ3−1.73238×10-2×θ2−0.977607×θ−18.3420を満足していることを特徴とした請求項1に記載のSH波型弾性表面波デバイス。
- 前記IDT電極を構成する電極指の電極指幅/(電極指幅+電極指間のスペース)をライン占有率mrとした時に、カット角θ及び電極膜厚とライン占有率の積H/λ×mrの関係が、−8.04489×10-5×θ3−1.40981×10-2×θ2−0.825038×θ−16.0737<(H/λ)×mr<−6.15517×10-5×θ3−1.03943×10-2×θ2−0.586564×θ−11.0052を満足していることを特徴とした請求項1に記載のSH波型弾性表面波デバイス。
- 圧電基板と、該圧電基板上に形成されAl又はAlを主成分とする合金からなるIDT電極とを備え、励振波をSH波とした弾性表面波デバイスであって、
前記圧電基板は、回転Yカット水晶基板のカット角θを結晶Z軸より反時計方向に−61.4°<θ<−51.1°の範囲に設定し、且つ、弾性表面波の伝搬方向を結晶X軸に対し90°±5°とした水晶平板であり、且つ、前記圧電基板の表面にウエットエッチングにより形成された一方から他方にはしるエッチング痕を有しており、
励振する弾性表面波の波長をλとした時、前記IDT電極の波長で基準化した電極膜厚H/λを0.05<H/λ<0.10とし、
前記IDT電極が前記圧電基板の前記エッチング痕を有する表面に形成されていることを特徴とするSH波型弾性表面波デバイス。 - 前記弾性表面波デバイスは、カット角θ及び電極膜厚H/λの関係が、−1.44605×10-4×θ3−2.50690×10-2×θ2−1.45086×θ−27.9464<H/λ<−9.87591×10-5×θ3−1.70304×10-2×θ2−0.981173×θ−18.7946を満足していることを特徴とした請求項4に記載のSH波型弾性表面波デバイス。
- 前記IDT電極を構成する電極指の電極指幅/(電極指幅+電極指間のスペース)をライン占有率mrとした時に、カット角θ及び電極膜厚とライン占有率の積(H/λ)×mrの関係が、−8.67632×10-5×θ3−1.50414×10-2×θ2−0.870514×θ−16.7678<(H/λ)×mr<−5.92554×10-5×θ3−1.02183×10-2×θ2−0.588704×θ−11.2768を満足していることを特徴とした請求項4に記載のSH波型弾性表面波デバイス。
- 前記弾性表面波デバイスは、前記圧電基板上にIDT電極を少なくとも1個配置した1ポートの弾性表面波共振子であることを特徴とした請求項1乃至6のいずれか一項に記載のSH波型弾性表面波デバイス。
- 前記弾性表面波デバイスは、前記圧電基板の弾性表面波の伝搬方向に沿ってIDT電極を少なくとも2個配置した2ポートの弾性表面波共振子であることを特徴とした請求項1乃至6のいずれか一項に記載のSH波型弾性表面波デバイス。
- 前記弾性表面波デバイスは、前記圧電基板の弾性表面波の伝搬方向に対して複数個の弾性表面波共振子を平行に近接配置した横結合型多重モードフィルタであることを特徴とした請求項1乃至6のいずれか一項に記載のSH波型弾性表面波デバイス。
- 前記弾性表面波デバイスは、前記圧電基板の弾性表面波の伝搬方向に沿って複数個のIDT電極からなる2ポートの弾性表面波共振子を配置した縦結合型多重モードフィルタであることを特徴とした請求項1乃至6のいずれか一項に記載のSH波型弾性表面波デバイス。
- 前記弾性表面波デバイスは、前記圧電基板上に複数個のSH波型弾性表面波共振子を梯子状に接続したラダー型弾性表面波フィルタあることを特徴とした請求項1乃至6のいずれか一項に記載のSH波型弾性表面波デバイス。
- 前記弾性表面波デバイスは、前記圧電基板上に弾性表面波を双方向に伝搬させるIDT電極を所定の間隔を空けて複数個配置したトランスバーサルSAWフィルタであることを特徴とした請求項1乃至6のいずれか一項に記載のSH波型弾性表面波デバイス。
- 前記弾性表面波デバイスは、前記圧電基板上に弾性表面波を一方向に伝搬させるIDT電極を少なくとも1つ配置したトランスバーサルSAWフィルタであることを特徴とした請求項1乃至6のいずれか一項に記載のSH波型弾性表面波デバイス。
- 前記弾性表面波デバイスは、弾性表面波センサであることを特徴とした請求項1乃至6のいずれか一項に記載のSH波型弾性表面波デバイス。
- 前記弾性表面波デバイスは、IDT電極の両側にグレーティング反射器を有することを特徴とした請求項1乃至14のいずれか一項に記載のSH波型弾性表面波デバイス。
- 請求項1乃至15のいずれか一項に記載のSH波型弾性表面波デバイスを用いたことを特徴とするモジュール装置。
- 請求項1乃至15のいずれか一項に記載のSH波型弾性表面波デバイスを用いたことを特徴とする発振回路。
- 前記圧電基板の主表面をウエットエッチングして該主表面に一方から他方にはしるエッチング痕を形成する工程と、
エッチングした前記圧電基板の主表面に前記IDT電極を形成する工程と、
を有することを特徴とする請求項1乃至15のいずれか一項に記載のSH波型弾性表面波デバイスの製造方法。
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