JP3365505B2 - Surface acoustic wave device - Google Patents

Surface acoustic wave device

Info

Publication number
JP3365505B2
JP3365505B2 JP2001081031A JP2001081031A JP3365505B2 JP 3365505 B2 JP3365505 B2 JP 3365505B2 JP 2001081031 A JP2001081031 A JP 2001081031A JP 2001081031 A JP2001081031 A JP 2001081031A JP 3365505 B2 JP3365505 B2 JP 3365505B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
coordinates
point
surface acoustic
acoustic wave
given
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2001081031A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2001339269A (en
Inventor
克裕 板倉
昭広 八郷
英章 中幡
知 藤井
真一 鹿田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority to JP2001081031A priority Critical patent/JP3365505B2/en
Publication of JP2001339269A publication Critical patent/JP2001339269A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3365505B2 publication Critical patent/JP3365505B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】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、GHz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。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a surface acoustic wave element containing diamond, and more particularly to a surface acoustic wave element having good operating characteristics even in a high frequency region of GHz band or higher.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、ダイヤモンドを含む表面弾性波素
子としては、特開平10−276061号公報に記載さ
れるように、ダイヤモンド層の上にZnO層を形成し、
このZnO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、ZnO層の上に櫛形電極を覆う
ようにしてSiO2層を形成した表面弾性波素子が知ら
れている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a surface acoustic wave device containing diamond, a ZnO layer is formed on a diamond layer as described in JP-A-10-276061.
There is known a surface acoustic wave device in which a comb-shaped electrode for exciting and receiving a surface acoustic wave is formed on the ZnO layer, and a SiO2 layer is formed on the ZnO layer so as to cover the comb-shaped electrode.

【0003】この表面弾性波素子は、櫛形電極の厚さ、
ZnO層の厚さ及びSiO2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8000〜12
000m/sにおいて、周波数温度特性が−15〜+1
5ppm/゜Cであり、電気機械結合係数が0.1〜
1.3%を実現している。
This surface acoustic wave device has a thickness of a comb-shaped electrode,
By optimizing the thickness of the ZnO layer and the thickness of the SiO2 layer, good propagation characteristics, electromechanical coupling characteristics, and frequency temperature characteristics are realized, and further, good propagation loss is realized. , Propagation speed 8000-12
At 000 m / s, the frequency temperature characteristic is -15 to +1
5 ppm / ° C, electromechanical coupling coefficient of 0.1
Achieved 1.3%.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】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、10GHz程度の
高周波帯に用いようとすると、伝搬速度を10000m
/sの高速なものとしても、櫛形電極の線幅と線間を合
わせて0.5μm程度とし、線幅を0.25μm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。
However, in the above-mentioned conventional surface acoustic wave device, when it is used in a high frequency band of about 10 GHz, the propagation velocity is 10,000 m.
Even at a high speed of / s, it is necessary to make the line width of the comb-shaped electrode and the distance between the lines about 0.5 μm and the line width as thin as about 0.25 μm. Therefore, there is a problem in mass production.

【0005】また、従来材料では、例えば、水晶では、
伝搬速度が3150m/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。
Further, in conventional materials, for example, in quartz,
Since the propagation velocity is 3150 m / s, it cannot be used for the surface acoustic wave device in the high frequency band.

【0006】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0.025%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。
On the other hand, in the surface acoustic wave device, there is a problem that the electromechanical coupling coefficient becomes small in the high frequency band.
For example, in crystal, the fundamental wave is 0.1%, but in the fifth harmonic, it is as small as 0.025%. If the electromechanical coupling coefficient is small, a low loss filter cannot be realized.

【0007】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。
The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a surface acoustic wave device suitable for mass production and excellent in operating characteristics in a high frequency region.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】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tzのZnO層と、ZnO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ZnO層の上に形成され厚さtSのSi
O2層を備え、二次モードの表面弾性波の基本波の波長
をλとしたときに、kh1=5・2π・(tz/λ)、
kh2=5・2π・(tS/λ)で与えられるkh1及
びkh2が、横軸にkh1、縦軸にkh2を与える二次
元直交座標グラフにおいて、座標(kh1=4.4、k
h2=7.4)で与えられる点Aと、座標(kh1=
5.0、kh2=6.9)で与えられる点Bと、座標
(kh1=5.2、kh2=6.2)で与えられる点C
と、座標(kh1=5.0、kh2=5.6)で与えら
れる点Dと、座標(kh1=4.5、kh2=5.1)
で与えられる点Eと、座標(kh1=4.0、kh2=
4.6)で与えられる点Fと、座標(kh1=3.5、
kh2=4.4)で与えられる点Gと、座標(kh1=
3.0、kh2=4.1)で与えられる点Hと、座標
(kh1=2.8、kh2=4.0)で与えられる点I
と、座標(kh1=2.6、kh2=3.4)で与えら
れる点Jと、座標(kh1=3.0、kh2=3.0)
で与えられる点Kと、座標(kh1=3.5、kh2=
2.9)で与えられる点Lと、座標(kh1=3.5、
kh2=2.0)で与えられる点Mと、座標(kh1=
3.0、kh2=2.0)で与えられる点Nと、座標
(kh1=2.5、kh2=2.0)で与えられる点O
と、座標(kh1=2.0、kh2=2.0)で与えら
れる点Pと、座標(kh1=1.8、kh2=2.6)
で与えられる点Qと、座標(kh1=1.7、kh2=
4.0)で与えられる点Rと、座標(kh1=2.0、
kh2=4.5)で与えられる点Sと、座標(kh1=
2.5、kh2=5.2)で与えられる点Tと、座標
(kh1=3.0、kh2=5.7)で与えられる点U
と、座標(kh1=3.5、kh2=6.1)で与えら
れる点Vと、座標(kh1=4.0、kh2=6.8)
で与えられる点Wと、A点とを順に線分で結ぶ23本の
線分からなる領域ABCDEFGHIJKLMNOPQ
RSTUVWAの23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。
That is, a surface acoustic wave device according to the present invention comprises a diamond layer, a ZnO layer having a thickness tz formed on the diamond layer, and a surface acoustic wave formed on the ZnO layer. A comb-shaped electrode for exciting and receiving
Si having a thickness tS formed on the ZnO layer covering the comb-shaped electrodes
When the wavelength of the fundamental wave of the secondary mode surface acoustic wave is λ, kh1 = 5.2π (tz / λ),
In a two-dimensional Cartesian coordinate graph in which kh1 and kh2 given by kh2 = 5 · 2π · (tS / λ) give kh1 on the horizontal axis and kh2 on the vertical axis, coordinates (kh1 = 4.4, k
h2 = 7.4) and the coordinates (kh1 =
Point B given by 5.0, kh2 = 6.9) and point C given by coordinates (kh1 = 5.2, kh2 = 6.2)
And a point D given by coordinates (kh1 = 5.0, kh2 = 5.6) and coordinates (kh1 = 4.5, kh2 = 5.1)
And the coordinates (kh1 = 4.0, kh2 =
4.6) and the coordinates (kh1 = 3.5,
point G given by kh2 = 4.4) and coordinates (kh1 =
3.0, kh2 = 4.1) and a point I given by coordinates (kh1 = 2.8, kh2 = 4.0).
And a point J given by coordinates (kh1 = 2.6, kh2 = 3.4) and coordinates (kh1 = 3.0, kh2 = 3.0)
And the coordinates (kh1 = 3.5, kh2 =
2.9) and the point L and coordinates (kh1 = 3.5,
point M given by kh2 = 2.0) and coordinates (kh1 =
3.0, kh2 = 2.0) and a point O given by coordinates (kh1 = 2.5, kh2 = 2.0).
And a point P given by coordinates (kh1 = 2.0, kh2 = 2.0) and coordinates (kh1 = 1.8, kh2 = 2.6)
And the coordinates (kh1 = 1.7, kh2 =
4.0) and the coordinates (kh1 = 2.0,
point S given by kh2 = 4.5) and coordinates (kh1 =
2.5, kh2 = 5.2) and a point U given by coordinates (kh1 = 3.0, kh2 = 5.7).
And a point V given by coordinates (kh1 = 3.5, kh2 = 6.1) and coordinates (kh1 = 4.0, kh2 = 6.8).
A region ABCDEFGHIJKLMNOPQ consisting of 23 line segments that sequentially connect the point W and the point A given by
Given inside, including the 23 lines of RSTUVWA,
It is characterized in that a 5th harmonic of the excited secondary surface acoustic wave is used.

【0009】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tz
のZnO層と、ZnO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ZnO層
の上に形成され厚さtSのSiO2層を備え、二次モー
ドの表面弾性波の基本波の波長をλとしたときに、kh
1=5・2π・(tz/λ)、kh2=5・2π・(t
S/λ)で与えられるkh1及びkh2が、横軸にkh
1、縦軸にkh2を与える二次元直交座標グラフにおい
て、座標(kh1=4.4、kh2=6.9)で与えら
れる点Aと、座標(kh1=5.0、kh2=6.4)
で与えられる点Bと、座標(kh1=5.2、kh2=
6.2)で与えられる点Cと、座標(kh1=5.0、
kh2=5.6)で与えられる点Dと、座標(kh1=
4.6、kh2=5.2)で与えられる点Eと、座標
(kh1=4.4、kh2=5.0)で与えられる点F
と、座標(kh1=4.0、kh2=4.6)で与えら
れる点Gと、座標(kh1=3.5、kh2=4.4)
で与えられる点Hと、座標(kh1=3.0、kh2=
4.1)で与えられる点Iと、座標(kh1=2.8、
kh2=4.0)で与えられる点Jと、座標(kh1=
2.6、kh2=3.4)で与えられる点Kと、座標
(kh1=2.8、kh2=3.0)で与えられる点L
と、座標(kh1=3.2、kh2=2.4)で与えら
れる点Mと、座標(kh1=2.7、kh2=2.4)
で与えられる点Nと、座標(kh1=2.2、kh2=
3.0)で与えられる点Oと、座標(kh1=2.2、
kh2=3.5)で与えられる点Pと、座標(kh1=
2.5、kh2=4.7)で与えられる点Qと、座標
(kh1=3.0、kh2=5.2)で与えられる点R
と、座標(kh1=3.5、kh2=5.7)で与えら
れる点Sと、座標(kh1=4.0、kh2=6.3)
で与えられる点Tと、A点とを順に線分で結ぶ、20本
の線分からなる領域ABCDEFGHIJKLMNOP
QRSTA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。
Further, the surface acoustic wave device according to the present invention has a diamond layer and a thickness tz formed on the diamond layer.
ZnO layer, a comb-shaped electrode formed on the ZnO layer for exciting and receiving surface acoustic waves, and a SiO2 layer formed on the ZnO layer to cover the comb-shaped electrode and have a thickness of tS. If the wavelength of the fundamental wave of the elastic wave is λ, kh
1 = 5 · 2π · (tz / λ), kh2 = 5 · 2π · (t
Kh1 and kh2 given by S / λ) are kh on the horizontal axis
1, a point A given by coordinates (kh1 = 4.4, kh2 = 6.9) and coordinates (kh1 = 5.0, kh2 = 6.4) in a two-dimensional Cartesian coordinate graph with kh2 on the vertical axis.
And the coordinates (kh1 = 5.2, kh2 =
The point C given by 6.2) and the coordinates (kh1 = 5.0,
point D given by kh2 = 5.6 and coordinates (kh1 =
Point E given by 4.6, kh2 = 5.2) and point F given by coordinates (kh1 = 4.4, kh2 = 5.0)
And a point G given by coordinates (kh1 = 4.0, kh2 = 4.6) and coordinates (kh1 = 3.5, kh2 = 4.4)
And the coordinates (kh1 = 3.0, kh2 =
4.1) and the coordinates (kh1 = 2.8,
point J given by kh2 = 4.0 and coordinates (kh1 =
Point K given by 2.6, kh2 = 3.4) and point L given by coordinates (kh1 = 2.8, kh2 = 3.0)
And a point M given by coordinates (kh1 = 3.2, kh2 = 2.4) and coordinates (kh1 = 2.7, kh2 = 2.4)
And the coordinates (kh1 = 2.2, kh2 =
3.0) and the coordinates (kh1 = 2.2,
point P given by kh2 = 3.5) and coordinates (kh1 =
2.5, kh2 = 4.7) and a point R given by coordinates (kh1 = 3.0, kh2 = 5.2)
And a point S given by coordinates (kh1 = 3.5, kh2 = 5.7) and coordinates (kh1 = 4.0, kh2 = 6.3)
A region ABCDEFGHIJKLMNOP consisting of 20 line segments that sequentially connects the point T and the point A given by
It is characterized in that a 5th harmonic of a surface acoustic wave of a second-order mode which is applied to and excited inside the QRSTA including 20 lines is used.

【0010】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4500〜65
00m/sであり、櫛形電極の電極ピッチdm+df
が、dm+df=(5・v)/(2・f0)で与えられ
ることを特徴とする。
Further, the surface acoustic wave element according to the present invention has a propagation velocity v of 4500 to 65, where f0 is the operation center frequency of the surface acoustic wave and v is the propagation velocity of the surface acoustic wave.
00m / s, the electrode pitch of comb-shaped electrodes dm + df
Is given by dm + df = (5 · v) / (2 · f0).

【0011】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0.5μm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。
Further, the surface acoustic wave device according to the present invention is characterized in that the electrode line width of the above-mentioned comb-shaped electrode is 0.5 μm or more and the operation center frequency of the surface acoustic wave is 5.0 to 11.3 GHz. And

【0012】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0.5μm以上であり、表面
弾性波の動作中心周波数が9.5〜10.5GHzであ
ることを特徴とする。
Further, the surface acoustic wave device according to the present invention is characterized in that the electrode line width of the above-mentioned comb-shaped electrode is 0.5 μm or more, and the operation center frequency of the surface acoustic wave is 9.5 to 10.5 GHz. And

【0013】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。
According to these inventions, good propagation characteristics, electromechanical coupling coefficient, and frequency temperature characteristics can be obtained in a high frequency region by using the fifth harmonic of the excited secondary surface acoustic wave. . Further, since the line width of the electrode portion of the comb-shaped electrode can be increased, mass productivity can be improved.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】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。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same elements are designated by the same reference numerals, and overlapping description will be omitted. Further, the dimensional ratios in the drawings do not always match those described.

【0015】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。
FIG. 1 is a sectional view of the surface acoustic wave device according to this embodiment. As shown in the figure, the surface acoustic wave device 1 according to the present embodiment includes a diamond layer 3 on a silicon substrate 2. The diamond forming the diamond layer 3 may be either natural diamond or synthetic diamond. Further, any of single crystal diamond, polycrystalline diamond or amorphous diamond may be used. Although the diamond layer 3 is formed as a thin film on the silicon substrate 2 in FIG. 1, diamond alone may be used.

【0016】合成ダイヤモンドの場合は、CVD、イオ
ンプレーティング法、PVD、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。
In the case of synthetic diamond, CVD, ion plating method, PVD, hot filament method, etc.
The diamond layer can be formed using any manufacturing method.

【0017】ダイヤモンド層3の上には、ZnO層4が
形成されている。ZnO層4は、構成するZnOがc軸
配向性ZnO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Z
nO膜がc軸配向であり、また多結晶であれば、ZnO
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。
A ZnO layer 4 is formed on the diamond layer 3. The ZnO layer 4 is preferably composed of ZnO that is c-axis oriented ZnO. Here, “c-axis orientation” means that the (001) plane of the ZnO film is formed so as to be parallel to the substrate. Formed Z
If the nO film is c-axis oriented and is polycrystalline, ZnO
It is possible to realize a surface acoustic wave device that makes full use of the inherent piezoelectricity of.

【0018】ZnO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。
A comb-shaped electrode 5 is formed on the ZnO layer 4. The comb-shaped electrode 5 excites and receives surface acoustic waves. As shown in FIG. 2, the comb-shaped electrode 5 is, for example, a single electrode type, and the electrodes 51 and 52 are
It is configured with.

【0019】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。
The electrodes 51 and 52 are provided so as to face each other, and each has a comb-teeth-shaped electrode portion 53 protruding toward the other.
Are formed.

【0020】この電極部53のピッチ(線幅dm+線間
df)は、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とすると、次の式(1)により与え
られる。
The pitch of the electrode portions 53 (line width dm + inter-line df) is given by the following equation (1), where f0 is the operation center frequency of the surface acoustic wave and v is the propagation velocity of the surface acoustic wave.

【0021】 dm+df=(5・v)/(2・f0) ‥‥(1) また、伝搬速度vが4500〜6500m/sである場
合、電極部53は、その線幅dmを0.5μm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。
Dm + df = (5 · v) / (2 · f0) (1) When the propagation velocity v is 4500 to 6500 m / s, the electrode portion 53 has a line width dm of 0.5 μm or more. Formed as. Therefore, since the electrode portion 53 has a certain line width, the comb-shaped electrode 5 is easily manufactured, and the surface acoustic wave element 1 is easily mass-produced.

【0022】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
てもよい。
Although FIG. 2 shows the single electrode type, the comb-shaped electrode 5 has two electrode portions 53.
It may be of a double electrode type in which a pair of protrusions is projected.

【0023】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
重反射させ定在波を発生させる表面弾性波共振器の構成
をとってもよい。
Further, reflector electrodes (grating reflectors, etc.) are arranged on both sides so as to sandwich the comb-shaped electrode 5, and surface acoustic waves generated between the input and output electrodes are multi-reflected between the reflector electrodes to be fixed. A surface acoustic wave resonator for generating waves may be used.

【0024】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。
The material forming the comb-shaped electrode 5 and the like may be any conductive material, and aluminum is preferably used from the viewpoint of workability and the like.

【0025】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Z
nO層4の温度変化と同符号であり、SiO2層6の温
度変化と異符号である。
When aluminum is used for the comb-shaped electrode 5 and the like, the temperature change of the propagation velocity of the surface acoustic wave in the comb-shaped electrode 5 made of aluminum changes with the diamond layers 3 and Z.
It has the same sign as the temperature change of the nO layer 4, and has a different sign from the temperature change of the SiO2 layer 6.

【0026】ZnO層4の上には、櫛形電極5を覆うよ
うにしてSiO2層6が形成されている。SiO2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。
A SiO 2 layer 6 is formed on the ZnO layer 4 so as to cover the comb-shaped electrode 5. SiO2 layer 6
Has a function of improving the temperature characteristics of the surface acoustic wave element 1 and also functions as a protective film for the piezoelectric body and the comb-shaped electrode 5, and significantly reduces the influence of moisture and impurities from the external environment. It is a thing.

【0027】このSiO2層6を構成するSiO2として
は、アモルファスであることが望ましい。また、SiO
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ZnO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、SiO2層6の表面弾性波の伝播速度は増大が、
ダイヤモンド層3及びZnO層4の表面弾性波の伝播速
度は減少する。従って、SiO2層6がダイヤモンド層
3及び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。
It is desirable that the SiO 2 constituting the SiO 2 layer 6 be amorphous. Also, SiO
The temperature change of the propagation velocity of the surface acoustic wave of the two-layer 6 has a different sign from the temperature change of the diamond layer 3 and the ZnO layer 4. Therefore, for example, when the temperature of the surface acoustic wave element 1 rises, the propagation velocity of the surface acoustic wave of the SiO2 layer 6 increases,
The propagation velocity of the surface acoustic wave in the diamond layer 3 and the ZnO layer 4 decreases. Therefore, the SiO2 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 element 1 becomes stable against the temperature change.

【0028】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。
Next, the surface acoustic wave device 1 according to the present embodiment.
An example will be described.

【0029】この実施例では、圧電体であるZnO層4
の厚さtzと保護層であるSiO2層6の厚さtS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TCFを与える
ようなZnO層4の厚さtz及びSiO2層6の厚さt
Sの最適化を行った。
In this embodiment, the ZnO layer 4 which is a piezoelectric material is used.
Of the surface acoustic wave device 1 by changing the thickness tz of the SiO2 layer and the thickness tS of the SiO2 layer 6 as the protective layer, and providing the optimum propagation velocity v, electromechanical coupling coefficient K2, and temperature frequency characteristic TCF of the ZnO layer. 4 and the thickness t of the SiO2 layer 6
Optimization of S was performed.

【0030】(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。
(First Example) The surface acoustic wave device of this example was manufactured as follows.

【0031】10mm×10mm×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50μm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20μmまで研磨し
た。多結晶ダイヤモンドの原料には、CH4をH2で10
0倍に希釈したガスを用いた。
After a diamond film was formed to a thickness of 50 μm on a silicon substrate of 10 mm × 10 mm × 1 mm by the microwave plasma CVD method, the diamond surface was polished to a film thickness of 20 μm using a diamond coat polishing machine. As a raw material for polycrystalline diamond, CH4 is 10 with H2.
A gas diluted 0 times was used.

【0032】そして、このダイヤモンドの上に、ZnO
多結晶をAr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
400゜C、RFパワー160W、圧力2.7Paとし
た。スパッタの時間を変えることにより、ZnOの膜厚
を変化させることができる。そして、kh1=1.6〜
6.0となるように、ZnO層の膜厚tzを変えたもの
を作製した。
Then, on this diamond, ZnO
A ZnO thin film was formed by a method of sputtering a polycrystal with a mixed gas of Ar and oxygen. The sputtering conditions were a substrate temperature of 400 ° C., an RF power of 160 W, and a pressure of 2.7 Pa. The film thickness of ZnO can be changed by changing the sputtering time. And kh1 = 1.6 ~
The ZnO layer having different film thickness tz was prepared so as to be 6.0.

【0033】ここで、kh1は、ZnO層の厚さを表面
弾性波の波長λ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。
Here, kh1 is a parameter for expressing the thickness of the ZnO layer relative to the wavelength λ of the surface acoustic wave, and is represented by the following equation (2).

【0034】 kh1=2π・(tz/λM) =5・2π・(tz/λ) ‥‥(2) 但し、λMは、5倍高調波の波長であり、λ/5であ
る。
Kh1 = 2π (tz / λ M ) = 52π (tz / λ) (2) where λ M is the wavelength of the fifth harmonic and is λ / 5.

【0035】次に、ZnO層の上にAl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。
Next, Al was vapor-deposited on the ZnO layer by a resistance heating method to form a comb-shaped electrode. The comb electrodes were formed by photolithography and etching to have various line widths of the single electrode structure.

【0036】そして、櫛形電極を覆うようにして、Zn
O層の上に非晶質SiO2膜を形成した。非晶質SiO2
膜の形成は、基板温度150゜C、高周波パワー200
W、Ar:O2=1:1の混合ガス、圧力0.01To
rr、ターゲットSiO2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、Si
O2の膜厚を変化させることができる。そして、kh2
=2.0〜5.0となるように、SiO2層の膜厚tS
を変えたものを作製した。
Then, a Zn electrode is formed so as to cover the comb-shaped electrode.
An amorphous SiO2 film was formed on the O layer. Amorphous SiO2
The film is formed at a substrate temperature of 150 ° C and a high frequency power of 200.
W, Ar: O2 = 1: 1 mixed gas, pressure 0.01To
Sputtering was performed under the conditions of rr and target SiO2. By changing the sputtering time, Si
The film thickness of O2 can be changed. And kh2
= 2.0-5.0, the film thickness tS of the SiO2 layer
Was produced by changing.

【0037】ここで、kh2は、SiO2層の厚さを表
面弾性波の波長λ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。
Here, kh2 is a parameter for expressing the thickness of the SiO 2 layer relative to the wavelength λ of the surface acoustic wave, and is expressed by the following equation (3).

【0038】 kh2=2π・(tS/λM) =5・2π・(tS/λ) ‥‥(3) このようにして、図1に示すような構造を有し、ZnO
層4及びSiO2層6の厚さの異なる表面弾性波素子を
製造した。
Kh2 = 2π (tS / λ M ) = 52π (tS / λ) (3) Thus, the structure shown in FIG.
Surface acoustic wave devices having different thicknesses of the layer 4 and the SiO2 layer 6 were manufactured.

【0039】そして、これらの各表面弾性波素子につい
て、電極51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、v=fλM(f:中心周波数)の関
係から、励起された表面弾性波の伝播速度を求めた。
For each of these surface acoustic wave elements, high-frequency power is applied to the electrode 51 to excite a secondary mode surface acoustic wave, and the surface acoustic wave is excited from the relationship of v = fλ M (f: center frequency). The propagation velocity of surface acoustic waves was obtained.

【0040】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(横河ヒューレットパッカ
ード社製、8791A)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。
Electromechanical coupling coefficient K2 of each surface acoustic wave element
Is calculated by the following equation (4) based on the real part G of the radiative conductance of the comb-shaped electrode of each surface acoustic wave element measured in the secondary mode using a network analyzer (Yokogawa Hewlett Packard, 8791A). It was

【0041】 K2=G/(8・f0・C・N) ‥‥(4) 但し、f0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。
K2 = G / (8 · f0 · C · N) (4) where f0 is the center frequency, C is the total capacitance of the comb electrodes,
N is the number of pairs of comb electrodes.

【0042】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。
The temperature-frequency characteristic TCF was 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.
A linear relationship was obtained and was calculated from the slope of this straight line.

【0043】また、表面弾性波素子のZnO層の正確な
厚さtz及びSiO2層の正確な厚さtS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tz、tSに基づいて、パラメータkh1及びkh
2を求め、対応するパラメータの結果を評価した。
The exact thickness tz of the ZnO layer and the exact thickness tS of the SiO2 layer of the surface acoustic wave device are determined by measuring the above-mentioned parameters and then cutting the surface acoustic wave device.
It was determined by observing the cut surface with an SEM. And
Based on the thickness tz, tS, the parameters kh1 and kh
2 was obtained and the results of the corresponding parameters were evaluated.

【0044】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SiO2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ZnO層の厚さに関するパラメータkh1
(上述の式(2)参照)であり、縦軸はSiO2層の厚
さに関するパラメータkh2(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。
FIG. 3 is a two-dimensional orthogonal coordinate graph showing changes in the electromechanical coupling coefficient K2 with respect to the thickness of the ZnO layer and the thickness of the SiO2 layer in the surface acoustic wave device manufactured according to this example. . In the graph of FIG. 3, the horizontal axis represents the parameter kh1 related to the thickness of the ZnO layer.
(See the above formula (2)), and the vertical axis is the parameter kh2 regarding the thickness of the SiO2 layer (see the above formula (3)). The numerical value associated with each curve in the graph is the electromechanical coupling coefficient K2 corresponding to the curve. These units are%.

【0045】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SiO2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
nO層の厚さに関するパラメータkh1、縦軸はSiO
2層の厚さに関するパラメータkh2である。また、グ
ラフの各曲線に付随する数値は、曲線に対応する伝播速
度vの値である。伝播速度vの単位は、m/sである。
FIG. 4 is a two-dimensional Cartesian coordinate graph showing changes 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 this example. In the graph of FIG. 4, the horizontal axis is Z
Parameter kh1 relating to the thickness of the nO layer, the vertical axis is SiO
It is a parameter kh2 regarding the thickness of two layers. The numerical value associated with each curve in the graph is the value of the propagation velocity v corresponding to the curve. The unit of the propagation velocity v is m / s.

【0046】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SiO2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ZnO層の厚さに関するパラメータkh1、
縦軸はSiO2層の厚さに関するパラメータkh2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、ppm/゜Cである。
FIG. 5 is a two-dimensional Cartesian coordinate graph showing changes in the temperature-frequency characteristic TCF with respect to the thickness of the ZnO layer and the thickness of the SiO2 layer in the surface acoustic wave device manufactured according to this example. In the graph of FIG. 4, the horizontal axis represents the parameter kh1 related to the thickness of the ZnO layer,
The vertical axis is the parameter kh2 relating to the thickness of the SiO2 layer. The numerical value associated with each curve in the graph is the value of the temperature frequency characteristic TCF corresponding to the curve. The unit of the temperature frequency characteristic TCF is ppm / ° C.

【0047】ここで、図3において電気機械結合係数K
2が0.2〜0.56%を満たし、図4において伝播速
度vが4500m/s以上を満たし、かつ、図5におい
て温度周波数特性TCFが−20〜+20ppm/゜C
を満たすkh1及びkh2の数値範囲を図6に示す。
Here, the electromechanical coupling coefficient K in FIG.
2 satisfies 0.2 to 0.56%, the propagation velocity v satisfies 4500 m / s or more in FIG. 4, and the temperature frequency characteristic TCF in FIG. 5 is −20 to +20 ppm / ° C.
FIG. 6 shows the numerical ranges of kh1 and kh2 that satisfy the above condition.

【0048】図6は、図3〜図5と同様に、横軸をkh
1、縦軸をkh2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0.2〜0.5
6%であり、伝播速度vが4500m/s以上であり、
かつ、温度周波数特性TCFが−20〜+20ppm/
゜Cであるkh1及びkh2の数値は、本図中の点A、
B、C、D、E、F、G、H、I、J、K、L、M、
N、O、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。
In FIG. 6, as in FIGS. 3 to 5, the horizontal axis represents kh.
1 is a two-dimensional Cartesian coordinate graph with the vertical axis of 1 and kh2.
In this figure, the electromechanical coupling coefficient K2 is 0.2 to 0.5.
6%, the propagation velocity v is 4500 m / s or more,
And, the temperature frequency characteristic TCF is -20 to +20 ppm /
The numerical values of kh1 and kh2 that are ° C are points A and
B, C, D, E, F, G, H, I, J, K, L, M,
N, O, P, Q, R, S, T, U, V, W, and A are sequentially connected by line segments (including each line segment).

【0049】ここで、点Aは座標(kh1=4.4、k
h2=7.4)で与えられ、点Bは座標(kh1=5.
0、kh2=6.9)で与えられ、点Cは座標(kh1
=5.2、kh2=6.2)で与えられ、点Dは座標
(kh1=5.0、kh2=5.6)で与えられ、点E
は座標(kh1=4.5、kh2=5.1)で与えら
れ、点Fは座標(kh1=4.0、kh2=4.6)で
与えられ、点Gは座標(kh1=3.5、kh2=4.
4)で与えられ、点Hは座標(kh1=3.0、kh2
=4.1)で与えられ、点Iは座標(kh1=2.8、
kh2=4.0)で与えられ、点Jは座標(kh1=
2.6、kh2=3.4)で与えられ、点Kは座標(k
h1=3.0、kh2=3.0)で与えられ、点Lは座
標(kh1=3.5、kh2=2.9)で与えられ、点
Mは座標(kh1=3.5、kh2=2.0)で与えら
れ、点Nは座標(kh1=3.0、kh2=2.0)で
与えられ、点Oは座標(kh1=2.5、kh2=2.
0)で与えられ、点Pは座標(kh1=2.0、kh2
=2.0)で与えられ、点Qは座標(kh1=1.8、
kh2=2.6)で与えられ、点Rは座標(kh1=
1.7、kh2=4.0)で与えられ、点Sは座標(k
h1=2.0、kh2=4.5)で与えられ、点Tは座
標(kh1=2.5、kh2=5.2)で与えられ、点
Uは座標(kh1=3.0、kh2=5.7)で与えら
れ、点Vは座標(kh1=3.5、kh2=6.1)で
与えられ、点Wは座標(kh1=4.0、kh2=6.
8)で与えられる。
Here, the point A has coordinates (kh1 = 4.4, k
h2 = 7.4), and the point B has coordinates (kh1 = 5.
0, kh2 = 6.9), and the point C has coordinates (kh1
= 5.2, kh2 = 6.2), point D is given by coordinates (kh1 = 5.0, kh2 = 5.6), and point E
Is given by coordinates (kh1 = 4.5, kh2 = 5.1), point F is given by coordinates (kh1 = 4.0, kh2 = 4.6), and point G is given by coordinates (kh1 = 3.5). , Kh2 = 4.
4), the point H has coordinates (kh1 = 3.0, kh2
= 4.1), the point I has coordinates (kh1 = 2.8,
kh2 = 4.0), the point J has coordinates (kh1 =
2.6, kh2 = 3.4), and the point K has coordinates (k
h1 = 3.0, kh2 = 3.0), the point L is given by coordinates (kh1 = 3.5, kh2 = 2.9), and the point M is given by coordinates (kh1 = 3.5, kh2 = 2.0), the point N is given by coordinates (kh1 = 3.0, kh2 = 2.0), and the point O is given by coordinates (kh1 = 2.5, kh2 = 2.
0) and the point P has coordinates (kh1 = 2.0, kh2
= 2.0), the point Q has coordinates (kh1 = 1.8,
kh2 = 2.6), the point R has coordinates (kh1 =
1.7, kh2 = 4.0), the point S has coordinates (k
h1 = 2.0, kh2 = 4.5), the point T is given by coordinates (kh1 = 2.5, kh2 = 5.2), and the point U is given by coordinates (kh1 = 3.0, kh2 =). 5.7), the point V is given by coordinates (kh1 = 3.5, kh2 = 6.1), and the point W is given by coordinates (kh1 = 4.0, kh2 = 6.
Given in 8).

【0050】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、O、
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kh1及び
kh2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4500m
/s以上であり、かつ、温度周波数特性TCFが−20
〜+20ppm/゜Cである表面弾性波素子が得られ
る。
That is, using the fifth harmonic of the excited secondary mode surface acoustic wave, points A, B, C shown in FIG.
D, E, F, G, H, I, J, K, L, M, N, O,
The electromechanical coupling coefficient is obtained by taking the numerical values of kh1 and kh2 given in the region (including each line segment) in which P, Q, R, S, T, U, V, W, and A are sequentially connected by line segments. K2
Is 0.2 to 0.56% and the propagation velocity v is 4500 m
/ S or more, and the temperature-frequency characteristic TCF is -20
A surface acoustic wave device having a +20 ppm / ° C is obtained.

【0051】また、表面弾性波素子の伝搬速度vが45
00〜6500m/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0.5μm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。
Further, the propagation velocity v of the surface acoustic wave device is 45.
In the case of 00 to 6500 m / s, the line width of the electrode portion of the comb-shaped electrode can be formed to be 0.5 μm or more according to the above formula (1). Therefore, the comb electrodes can be easily manufactured, and the surface acoustic wave device can be easily mass-produced.

【0052】また、櫛形電極の電極部の線幅を0.5μ
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9.5〜10.5GHz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
TCFの特性が得られる。
The line width of the electrode portion of the comb-shaped electrode is 0.5 μm.
m or more and the operating center frequency of the surface acoustic wave is 5.0 to 1
The characteristics of the electromechanical coupling coefficient K2, the propagation velocity v, and the temperature-frequency characteristic TCF described above are obtained even when the operating center frequency of the surface acoustic wave is set to 1.3 GHz or 9.5 to 10.5 GHz.

【0053】(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1
0GHzの中心周波数で動作する表面弾性波素子を製造
した。
(Second Embodiment) The surface acoustic wave device of the present embodiment uses the same method as in the first embodiment, but the conditions are changed to 1
A surface acoustic wave device operating at a center frequency of 0 GHz was manufactured.

【0054】ZnOの膜厚tzを変化させてパラメータ
kh1が2.0〜6.0となるように表面弾性波素子を
製造した。また、SiO2の膜厚tSを変化させてパラ
メータkh2が2.0〜8.0となるように表面弾性波
素子を製造した。
A surface acoustic wave device was manufactured by changing the film thickness tz of ZnO so that the parameter kh1 was 2.0 to 6.0. Further, the surface acoustic wave device was manufactured by changing the film thickness tS of SiO2 so that the parameter kh2 was 2.0 to 8.0.

【0055】そして、第一実施例と同様に、ZnO層の
厚さとSiO2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TCF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〜
0.56%を満たし、伝播速度vが4500m/s以上
を満たし、かつ、温度周波数特性TCFが−20〜+2
0ppm/゜Cを満たすkh1及びkh2の数値範囲を
二次元直交座標グラフとして表した。
Then, as in the first embodiment, the electromechanical coupling coefficient K2 with respect to the thickness of the ZnO layer and the thickness of the SiO2 layer,
Two-dimensional Cartesian coordinate graphs representing changes in the propagation velocity v and the temperature-frequency characteristic TCF are created, and based on the two-dimensional Cartesian coordinate graphs, the electromechanical coupling coefficient K2 is 0.4 to 0.4.
0.56%, the propagation velocity v satisfies 4500 m / s or more, and the temperature-frequency characteristic TCF is -20 to +2.
The numerical range of kh1 and kh2 that satisfies 0 ppm / ° C is shown as a two-dimensional Cartesian coordinate graph.

【0056】その二次元直交座標グラフを図7に示す。The two-dimensional rectangular coordinate graph is shown in FIG.

【0057】図7において、横軸はkh1、縦軸はkh
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4500m/s以
上であり、かつ、温度周波数特性TCFが−20〜+2
0ppm/゜Cであるkh1及びkh2の数値は、本図
中の点A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K、
L、M、N、O、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。
In FIG. 7, the horizontal axis represents kh1 and the vertical axis represents kh.
It is 2. In this figure, the electromechanical coupling coefficient K2 is 0.
4 to 0.56%, the propagation velocity v is 4500 m / s or more, and the temperature-frequency characteristic TCF is -20 to +2.
The numerical values of kh1 and kh2, which are 0 ppm / ° C, are points A, B, C, D, E, F, G, H, I, J, K, and
L, M, N, O, P, Q, R, S, T, and A are sequentially connected by line segments (inclusive of each line segment).

【0058】ここで、点Aは座標(kh1=4.4、k
h2=6.9)で与えられ、点Bは座標(kh1=5.
0、kh2=6.4)で与えられ、点Cは座標(kh1
=5.2、kh2=6.2)で与えられ、点Dは座標
(kh1=5.0、kh2=5.6)で与えられ、点E
は座標(kh1=4.6、kh2=5.2)で与えら
れ、点Fは座標(kh1=4.4、kh2=5.0)で
与えられ、点Gは座標(kh1=4.0、kh2=4.
6)で与えられ、点Hは座標(kh1=3.5、kh2
=4.4)で与えられ、点Iは座標(kh1=3.0、
kh2=4.1)で与えられ、点Jは座標(kh1=
2.8、kh2=4.0)で与えられ、点Kは座標(k
h1=2.6、kh2=3.4)で与えられ、点Lは座
標(kh1=2.8、kh2=3.0)で与えられ、点
Mは座標(kh1=3.2、kh2=2.4)で与えら
れ、点Nは座標(kh1=2.7、kh2=2.4)で
与えられ、点Oは座標(kh1=2.2、kh2=3.
0)で与えられ、点Pは座標(kh1=2.2、kh2
=3.5)で与えられ、点Qは座標(kh1=2.5、
kh2=4.7)で与えられ、点Rは座標(kh1=
3.0、kh2=5.2)で与えられ、点Sは座標(k
h1=3.5、kh2=5.7)で与えられ、点Tは座
標(kh1=4.0、kh2=6.3)で与えられる。
Here, the point A has coordinates (kh1 = 4.4, k
h2 = 6.9), and the point B has coordinates (kh1 = 5.
0, kh2 = 6.4), and the point C has coordinates (kh1
= 5.2, kh2 = 6.2), point D is given by coordinates (kh1 = 5.0, kh2 = 5.6), and point E
Is given by coordinates (kh1 = 4.6, kh2 = 5.2), point F is given by coordinates (kh1 = 4.4, kh2 = 5.0), and point G is given by coordinates (kh1 = 4.0). , Kh2 = 4.
6), the point H has coordinates (kh1 = 3.5, kh2
= 4.4), the point I has coordinates (kh1 = 3.0,
kh2 = 4.1), the point J has coordinates (kh1 =
2.8, kh2 = 4.0), and the point K has coordinates (k
h1 = 2.6, kh2 = 3.4), the point L is given by coordinates (kh1 = 2.8, kh2 = 3.0), and the point M is given by coordinates (kh1 = 3.2, kh2 =). 2.4), the point N is given by coordinates (kh1 = 2.7, kh2 = 2.4), and the point O is given by coordinates (kh1 = 2.2, kh2 = 3.
0), and the point P has coordinates (kh1 = 2.2, kh2).
= 3.5), the point Q has coordinates (kh1 = 2.5,
kh2 = 4.7), the point R has coordinates (kh1 =
3.0, kh2 = 5.2), the point S has coordinates (k
h1 = 3.5, kh2 = 5.7), and the point T is given by coordinates (kh1 = 4.0, kh2 = 6.3).

【0059】すなわち、図7に示す点A、B、C、D、
E、F、G、H、I、J、K、L、M、N、O、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kh1及びkh2の数値をと
ることにより、電気機械結合係数K2が0.4〜0.5
6%であり、伝播速度vが4500m/s以上であり、
かつ、温度周波数特性TCFが−20〜+20ppm/
゜Cである表面弾性波素子が得られる。
That is, points A, B, C, D, shown in FIG.
E, F, G, H, I, J, K, L, M, N, O, P,
By taking the numerical values of kh1 and kh2 given in the region (including each line segment) in which Q, R, S, T, and A are sequentially connected by a line segment, the electromechanical coupling coefficient K2 is 0.4 to 0. 5
6%, the propagation velocity v is 4500 m / s or more,
And, the temperature frequency characteristic TCF is -20 to +20 ppm /
A surface acoustic wave device having a temperature of ° C can be obtained.

【0060】また、表面弾性波素子の伝搬速度vが45
00〜6500m/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0.5μm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。
The propagation velocity v of the surface acoustic wave element is 45.
In the case of 00 to 6500 m / s, the line width of the electrode portion of the comb-shaped electrode can be formed to be 0.5 μm or more according to the above formula (1). Therefore, the comb electrodes can be easily manufactured, and the surface acoustic wave device can be easily mass-produced.

【0061】また、櫛形電極の電極部の線幅を0.5μ
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9.5〜10.5GHz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
TCFの特性が得られる。
The line width of the electrode portion of the comb-shaped electrode is 0.5 μm.
m or more and the operating center frequency of the surface acoustic wave is 5.0 to 1
The characteristics of the electromechanical coupling coefficient K2, the propagation velocity v, and the temperature-frequency characteristic TCF described above are obtained even when the operating center frequency of the surface acoustic wave is set to 1.3 GHz or 9.5 to 10.5 GHz.

【0062】[0062]

【発明の効果】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。
As described above, according to the present invention, good propagation characteristics, electromechanical coupling coefficient and frequency temperature can be obtained in the high frequency region by using the 5th harmonic of the surface acoustic wave of the secondary mode to be excited. The characteristics can be obtained.

【0063】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。
Since the line width of the electrode portion of the comb-shaped electrode can be increased, mass productivity can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】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。
FIG. 1 is an explanatory diagram of a surface acoustic wave device according to an embodiment of the present invention.

【図2】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。
FIG. 2 is an explanatory diagram of a comb-shaped electrode in the surface acoustic wave device of FIG.

【図3】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。
FIG. 3 is an explanatory diagram of an electromechanical coupling coefficient in the surface acoustic wave device according to the first embodiment.

【図4】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。
FIG. 4 is an explanatory diagram of propagation characteristics in the surface acoustic wave device according to the first embodiment.

【図5】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。
FIG. 5 is an explanatory diagram of temperature frequency characteristics in the surface acoustic wave element according to the first embodiment.

【図6】第一実施例に係る表面弾性波素子におけるパラ
メータkh1及びkh2の説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram of parameters kh1 and kh2 in the surface acoustic wave device according to the first example.

【図7】第二実施例に係る表面弾性波素子におけるパラ
メータkh1及びkh2の説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram of parameters kh1 and kh2 in the surface acoustic wave device according to the second embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…表面弾性波素子、2…基板、3…ダイヤモンド層、
4…ZnO層、5…櫛形電極、6…SiO2層。
1 ... Surface acoustic wave device, 2 ... Substrate, 3 ... Diamond layer,
4 ... ZnO layer, 5 ... comb-shaped electrode, 6 ... SiO2 layer.

フロントページの続き (72)発明者 藤井 知 兵庫県伊丹市昆陽北一丁目1番1号 住 友電気工業株式会社 伊丹製作所内 (72)発明者 鹿田 真一 兵庫県伊丹市昆陽北一丁目1番1号 住 友電気工業株式会社 伊丹製作所内 (56)参考文献 特開 平10−276061(JP,A) 特開 平9−51248(JP,A) 特開 平3−198412(JP,A) 特開 平5−83078(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03H 9/145 H03H 9/25 Front page continuation (72) Inventor Satoshi Fujii 1-1-1 Kunyo Kita, Itami City, Hyogo Prefecture Sumitomo Electric Industries, Ltd. Itami Works (72) Inventor Shinichi Shikada 1-1-1 Kunyo Kita, Itami City, Hyogo Prefecture No. Sumitomo Electric Industries, Ltd. Itami Works (56) Reference JP-A-10-276061 (JP, A) JP-A-9-51248 (JP, A) JP-A-3-198412 (JP, A) JP Hei 5-83078 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H03H 9/145 H03H 9/25

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 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tzのZnO層
と、 前記ZnO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ZnO層の上に形成され厚さt
SのSiO2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、kh1=5・2π・(tz/λ)、kh2=5
・2π・(tS/λ)で与えられる前記kh1及び前記
kh2が、横軸に前記kh1、縦軸に前記kh2を与え
る二次元直交座標グラフにおいて、座標(kh1=4.
4、kh2=7.4)で与えられる点Aと、座標(kh
1=5.0、kh2=6.9)で与えられる点Bと、座
標(kh1=5.2、kh2=6.2)で与えられる点
Cと、座標(kh1=5.0、kh2=5.6)で与え
られる点Dと、座標(kh1=4.5、kh2=5.
1)で与えられる点Eと、座標(kh1=4.0、kh
2=4.6)で与えられる点Fと、座標(kh1=3.
5、kh2=4.4)で与えられる点Gと、座標(kh
1=3.0、kh2=4.1)で与えられる点Hと、座
標(kh1=2.8、kh2=4.0)で与えられる点
Iと、座標(kh1=2.6、kh2=3.4)で与え
られる点Jと、座標(kh1=3.0、kh2=3.
0)で与えられる点Kと、座標(kh1=3.5、kh
2=2.9)で与えられる点Lと、座標(kh1=3.
5、kh2=2.0)で与えられる点Mと、座標(kh
1=3.0、kh2=2.0)で与えられる点Nと、座
標(kh1=2.5、kh2=2.0)で与えられる点
Oと、座標(kh1=2.0、kh2=2.0)で与え
られる点Pと、座標(kh1=1.8、kh2=2.
6)で与えられる点Qと、座標(kh1=1.7、kh
2=4.0)で与えられる点Rと、座標(kh1=2.
0、kh2=4.5)で与えられる点Sと、座標(kh
1=2.5、kh2=5.2)で与えられる点Tと、座
標(kh1=3.0、kh2=5.7)で与えられる点
Uと、座標(kh1=3.5、kh2=6.1)で与え
られる点Vと、座標(kh1=4.0、kh2=6.
8)で与えられる点Wと、前記A点とを順に線分で結
ぶ、23本の線分からなる領域ABCDEFGHIJK
LMNOPQRSTUVWAの前記23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。
1. A diamond layer, a ZnO layer having a thickness tz formed on the diamond layer, a comb-shaped electrode formed on the ZnO layer for exciting and receiving surface acoustic waves, and the comb-shaped electrode. The cover is formed on the ZnO layer and has a thickness t
And a SiO2 layer of S, where kh1 = 5 · 2π · (tz / λ), kh2 = 5, where λ is the wavelength of the fundamental wave of the surface acoustic wave in the secondary mode.
In the two-dimensional Cartesian coordinate graph in which the kh1 and the kh2 given by 2π · (tS / λ) give the kh1 on the horizontal axis and the kh2 on the vertical axis, coordinates (kh1 = 4.
4, the point A given by kh2 = 7.4) and the coordinates (kh
1 = 5.0, kh2 = 6.9), point B given by coordinates (kh1 = 5.2, kh2 = 6.2), and coordinates (kh1 = 5.0, kh2 = 5.6) and the coordinates (kh1 = 4.5, kh2 = 5.
1) and the coordinates (kh1 = 4.0, kh)
2 = 4.6) and the coordinates (kh1 = 3.
5, the point G given by kh2 = 4.4) and the coordinates (kh
1 = 3.0, kh2 = 4.1), a point H given by coordinates (kh1 = 2.8, kh2 = 4.0), and coordinates (kh1 = 2.6, kh2 =). 3.4) and the coordinates (kh1 = 3.0, kh2 = 3.
0) and the coordinates (kh1 = 3.5, kh)
2 = 2.9) and the coordinates (kh1 = 3.
5, the point M given by kh2 = 2.0) and the coordinates (kh
1 = 3.0, kh2 = 2.0), a point N given by coordinates (kh1 = 2.5, kh2 = 2.0), and coordinates (kh1 = 2.0, kh2 =). 2.0) and the coordinates (kh1 = 1.8, kh2 = 2.
6) and the coordinates Q (kh1 = 1.7, kh)
2 = 4.0) and coordinates (kh1 = 2.
0, kh2 = 4.5) and the coordinates (kh
1 = 2.5, kh2 = 5.2), a point T given by coordinates (kh1 = 3.0, kh2 = 5.7) and coordinates (kh1 = 3.5, kh2 =) 6.1) and the coordinates (kh1 = 4.0, kh2 = 6.
An area ABCDEFGHIJK consisting of 23 line segments that connects the point W given in 8) and the point A in order with line segments.
A surface acoustic wave device, characterized in that a 5th harmonic of the surface acoustic wave of the secondary mode that is applied to and excited inside the LMNOPQRSTUVWA including the above 23 lines is used.
【請求項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tzのZnO層
と、 前記ZnO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ZnO層の上に形成され厚さt
SのSiO2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、kh1=5・2π・(tz/λ)、kh2=5
・2π・(tS/λ)で与えられる前記kh1及び前記
kh2が、横軸に前記kh1、縦軸に前記kh2を与え
る二次元直交座標グラフにおいて、座標(kh1=4.
4、kh2=6.9)で与えられる点Aと、座標(kh
1=5.0、kh2=6.4)で与えられる点Bと、座
標(kh1=5.2、kh2=6.2)で与えられる点
Cと、座標(kh1=5.0、kh2=5.6)で与え
られる点Dと、座標(kh1=4.6、kh2=5.
2)で与えられる点Eと、座標(kh1=4.4、kh
2=5.0)で与えられる点Fと、座標(kh1=4.
0、kh2=4.6)で与えられる点Gと、座標(kh
1=3.5、kh2=4.4)で与えられる点Hと、座
標(kh1=3.0、kh2=4.1)で与えられる点
Iと、座標(kh1=2.8、kh2=4.0)で与え
られる点Jと、座標(kh1=2.6、kh2=3.
4)で与えられる点Kと、座標(kh1=2.8、kh
2=3.0)で与えられる点Lと、座標(kh1=3.
2、kh2=2.4)で与えられる点Mと、座標(kh
1=2.7、kh2=2.4)で与えられる点Nと、座
標(kh1=2.2、kh2=3.0)で与えられる点
Oと、座標(kh1=2.2、kh2=3.5)で与え
られる点Pと、座標(kh1=2.5、kh2=4.
7)で与えられる点Qと、座標(kh1=3.0、kh
2=5.2)で与えられる点Rと、座標(kh1=3.
5、kh2=5.7)で与えられる点Sと、座標(kh
1=4.0、kh2=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
ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTAの前記2
0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. A diamond layer, a ZnO layer having a thickness tz formed on the diamond layer, a comb-shaped electrode formed on the ZnO layer for exciting and receiving surface acoustic waves, and the comb-shaped electrode. The cover is formed on the ZnO layer and has a thickness t
And a SiO2 layer of S, where kh1 = 5 · 2π · (tz / λ), kh2 = 5, where λ is the wavelength of the fundamental wave of the surface acoustic wave in the secondary mode.
In the two-dimensional Cartesian coordinate graph in which the kh1 and the kh2 given by 2π · (tS / λ) give the kh1 on the horizontal axis and the kh2 on the vertical axis, coordinates (kh1 = 4.
4, the point A given by kh2 = 6.9, and the coordinates (kh
1 = 5.0, kh2 = 6.4), a point B given by coordinates (kh1 = 5.2, kh2 = 6.2), and coordinates (kh1 = 5.0, kh2 =). 5.6) and the coordinates (kh1 = 4.6, kh2 = 5.
2) point E and coordinates (kh1 = 4.4, kh
2 = 5.0) and the coordinates (kh1 = 4.
0, kh2 = 4.6), and the point (kh)
1 = 3.5, kh2 = 4.4), a point H given by coordinates (kh1 = 3.0, kh2 = 4.1), and coordinates (kh1 = 2.8, kh2 = 4.0) and the coordinates (kh1 = 2.6, kh2 = 3.
4) and the point K and coordinates (kh1 = 2.8, kh)
2 = 3.0) and the coordinates (kh1 = 3.
2, a point M given by kh2 = 2.4) and coordinates (kh
1 = 2.7, kh2 = 2.4), a point N given by coordinates (kh1 = 2.2, kh2 = 3.0), and a coordinate (kh1 = 2.2, kh2 =). 3.5) and the coordinates (kh1 = 2.5, kh2 = 4.
7) and the point Q and the coordinates (kh1 = 3.0, kh)
2 = 5.2) and coordinates (kh1 = 3.
5, the point S given by kh2 = 5.7, and the coordinates (kh
1 = 4.0, kh2 = 6.3), and the point A given by the line A is connected to the point A in order, and the area ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTA is composed of 20 lines.
A surface acoustic wave device, characterized in that a 5th harmonic of the surface acoustic wave of the secondary mode which is applied to and excited inside including zero lines is used.
【請求項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4500〜6500m/sであり、 前記櫛形電極の電極ピッチが、dm+df=(5・v)
/(2・f0)で与えられること、を特徴とする請求項
1又は2に記載の表面弾性波素子。
3. The operating center frequency of the surface acoustic wave is f
0, when the propagation velocity of the surface acoustic wave is v, the propagation velocity v is 4500 to 6500 m / s, and the electrode pitch of the comb-shaped electrodes is dm + df = (5 · v).
It is given by / (2 * f0), The surface acoustic wave element of Claim 1 or 2 characterized by the above-mentioned.
【請求項4】 前記櫛形電極の電極線幅が0.5μm以
上であり、 前記表面弾性波の動作中心周波数が5.0〜11.3G
Hz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。
4. The electrode line width of the comb-shaped electrode is 0.5 μm or more, and the operation center frequency of the surface acoustic wave is 5.0 to 11.3 G.
The surface acoustic wave device according to claim 1, wherein the surface acoustic wave device has a frequency of Hz.
【請求項5】 前記櫛形電極の電極線幅が0.5μm以
上であり、 前記表面弾性波の動作中心周波数が9.5〜10.5G
Hz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. The electrode line width of the comb-shaped electrode is 0.5 μm or more, and the operation center frequency of the surface acoustic wave is 9.5 to 10.5 G.
The surface acoustic wave device according to claim 1, wherein the surface acoustic wave device has a frequency of Hz.
JP2001081031A 2000-03-24 2001-03-21 Surface acoustic wave device Expired - Fee Related JP3365505B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001081031A JP3365505B2 (en) 2000-03-24 2001-03-21 Surface acoustic wave device

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000085055 2000-03-24
JP2000-85055 2000-03-24
JP2001081031A JP3365505B2 (en) 2000-03-24 2001-03-21 Surface acoustic wave device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2001339269A JP2001339269A (en) 2001-12-07
JP3365505B2 true JP3365505B2 (en) 2003-01-14

Family

ID=26588329

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001081031A Expired - Fee Related JP3365505B2 (en) 2000-03-24 2001-03-21 Surface acoustic wave device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3365505B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008244523A (en) * 2007-03-23 2008-10-09 Seiko Epson Corp Surface acoustic wave element and electronic equipment

Also Published As

Publication number Publication date
JP2001339269A (en) 2001-12-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH06164294A (en) Surface acoustic wave element
JP3282645B2 (en) Surface acoustic wave device
US5838090A (en) Surface acoustic wave device
JP3318920B2 (en) Surface acoustic wave device
CA2186185C (en) Diamond-zno surface acoustic wave device having relatively thinner zno piezoelectric layer
JP3205978B2 (en) Surface acoustic wave device
US6469416B1 (en) Surface acoustic wave device
JP3365505B2 (en) Surface acoustic wave device
JP3365506B2 (en) Surface acoustic wave device
US6713941B2 (en) Surface acoustic wave element
JP3753076B2 (en) Surface acoustic wave device using fifth harmonic of third-order mode
JP3341759B2 (en) Surface acoustic wave device
JP3177946B2 (en) Surface acoustic wave device
JPH0583078A (en) Surface acoustic wave element and its manufacture
US5783896A (en) Diamond-Zn0 surface acoustic wave device
JPH10276061A (en) Surface acoustic wave element and its manufacture
Nakahata et al. Diamond-LiTaO 3 surface acoustic wave device

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081101

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091101

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091101

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101101

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101101

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111101

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111101

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121101

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121101

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131101

Year of fee payment: 11

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees