JPH01114110A - 圧電薄膜弾性表面波装置 - Google Patents
圧電薄膜弾性表面波装置Info
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- JPH01114110A JPH01114110A JP27136887A JP27136887A JPH01114110A JP H01114110 A JPH01114110 A JP H01114110A JP 27136887 A JP27136887 A JP 27136887A JP 27136887 A JP27136887 A JP 27136887A JP H01114110 A JPH01114110 A JP H01114110A
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Landscapes
- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
圧ffi薄膜とくし形電極とを組合わせて構成され、く
し形電極に高周波電界を印加して表面波を励振、或いは
くし形電極上を伝搬する表面波を電気信号に変換して受
信する圧N I II!弾性表面波装置に関し、 周波数微調整を容易に、かつ、高精度に行ない得、しか
も、容易に洗浄できて化学的安定性の高い表面波装置を
得ることを目的とし、 圧電体1JIIIの表面上に、膜厚を調整して装置の弾
性表面波周波数を調整するための金属薄膜を形成した構
成とする。
し形電極に高周波電界を印加して表面波を励振、或いは
くし形電極上を伝搬する表面波を電気信号に変換して受
信する圧N I II!弾性表面波装置に関し、 周波数微調整を容易に、かつ、高精度に行ない得、しか
も、容易に洗浄できて化学的安定性の高い表面波装置を
得ることを目的とし、 圧電体1JIIIの表面上に、膜厚を調整して装置の弾
性表面波周波数を調整するための金属薄膜を形成した構
成とする。
本発明は、圧電薄膜とくし形電極とを組合わせて構成さ
れ、くし形電極に高周波電界を印加して表面波を励振、
或いはくし形電極上を伝搬する表面波を電気信号に変換
して受信する圧電薄膜弾性表面波装置に関する。
れ、くし形電極に高周波電界を印加して表面波を励振、
或いはくし形電極上を伝搬する表面波を電気信号に変換
して受信する圧電薄膜弾性表面波装置に関する。
このような圧電薄膜弾性表面波装置では、所定の周波数
を得るためにくし形電極の膜厚を削り取る等して周波数
調整を行なうが、このような周波数調整を容易に、かつ
高精度に行なう必要がある。
を得るためにくし形電極の膜厚を削り取る等して周波数
調整を行なうが、このような周波数調整を容易に、かつ
高精度に行なう必要がある。
又、くし形電極作製後に装置を洗浄する必要があるが、
この場合も容易に洗浄でき、かつ、化学的変化を生じな
いことが必要である。
この場合も容易に洗浄でき、かつ、化学的変化を生じな
いことが必要である。
弾性表面波を励振或いは受信する基本的な構成は第3図
に示す如くである。同図(A)、(B)に示すようなア
ルミニウム(Al>膜のくし形電極1を同図(A)に示
す圧電体単結晶2の表面に、或いは、同図(B)に示す
圧電体薄膜3の上下いずれかの面に作製しく同図(B)
中、4は非圧電体基板)クシ形電極1にへ周波電界を印
加して表面波を励振、或いはくし形ff1il上を伝搬
する表面波を電気信号に変換して受信する。
に示す如くである。同図(A)、(B)に示すようなア
ルミニウム(Al>膜のくし形電極1を同図(A)に示
す圧電体単結晶2の表面に、或いは、同図(B)に示す
圧電体薄膜3の上下いずれかの面に作製しく同図(B)
中、4は非圧電体基板)クシ形電極1にへ周波電界を印
加して表面波を励振、或いはくし形ff1il上を伝搬
する表面波を電気信号に変換して受信する。
ここで、弾性表面波の動作基本周波数をfo+表面波の
速度をVとすれば、電極幅りと空隙aとを等しく構成し
た場合の電極幅りは、h−V/4foである。一般に、
表面波の実用周波数範囲は数10MHz〜数GHzであ
るので、例えばv=4000m/Sとすれば、電極幅り
は100ura (fo−10MHz ) 〜0.2
μ1(fo=5GHz )の範囲に構成される。
速度をVとすれば、電極幅りと空隙aとを等しく構成し
た場合の電極幅りは、h−V/4foである。一般に、
表面波の実用周波数範囲は数10MHz〜数GHzであ
るので、例えばv=4000m/Sとすれば、電極幅り
は100ura (fo−10MHz ) 〜0.2
μ1(fo=5GHz )の範囲に構成される。
ところで、所定の周波数を得るにi、電極幅り或いは圧
電体WI膜の膜厚を所定の随に設定することが必要であ
るが、最終的な周波数機’amは、製作段階においてく
し形電極1の膜厚を削り取ることによってなiれる。こ
の場合、膜厚を少なく調整すればその分だけ膜による応
力が小さくなるので、この部分の弾性表面波の周波数を
高くすることができる。
電体WI膜の膜厚を所定の随に設定することが必要であ
るが、最終的な周波数機’amは、製作段階においてく
し形電極1の膜厚を削り取ることによってなiれる。こ
の場合、膜厚を少なく調整すればその分だけ膜による応
力が小さくなるので、この部分の弾性表面波の周波数を
高くすることができる。
従来、このような周波数微調整の方法としては、化学液
を用いたウェットエツチング法にてくし形電極を削り取
ったり或いはプラズマを用いたドライマツチング法にて
結晶面を削り取る方法がある。
を用いたウェットエツチング法にてくし形電極を削り取
ったり或いはプラズマを用いたドライマツチング法にて
結晶面を削り取る方法がある。
一方、くし形電極作製後に装置を清浄にする目的で装置
を洗浄する必要がある。このとき、圧電体薄膜の材料と
しては、製造技術及びスパッタ材料の供給という点で安
定しており、且つ電気機械結合係数の大きな酸化亜鉛(
ZnO)膜が通常用いられる。
を洗浄する必要がある。このとき、圧電体薄膜の材料と
しては、製造技術及びスパッタ材料の供給という点で安
定しており、且つ電気機械結合係数の大きな酸化亜鉛(
ZnO)膜が通常用いられる。
前述の従来例では、周波数微調整に際して化学液を用い
たウェットエツチング法を行なっているのでくし形電極
の膜厚制御が困難であり、一方のプラズマを用いたドラ
イエツチング法では製造装置が大形化し、コスト高とな
り、工程が多くなる問題点があった。
たウェットエツチング法を行なっているのでくし形電極
の膜厚制御が困難であり、一方のプラズマを用いたドラ
イエツチング法では製造装置が大形化し、コスト高とな
り、工程が多くなる問題点があった。
又、装置の洗浄に関しては次のような問題点があった。
即ち、圧電体薄膜として前記の理由から酸化亜鉛(Zn
O)が用いられるが、ZnO膜は一般に化学的安定性に
欠け、特に、酸に対して溶解性である。このため、第4
図に示すように、非圧電体基板4上にZnO膜の圧電体
薄膜3を形成され、その表面にくし形電極1を形成され
たものでは、ZnO膜の圧電体薄膜3が外に露出するの
で、このような構成のものでは圧電体薄膜が溶解してし
まう問題点があった。
O)が用いられるが、ZnO膜は一般に化学的安定性に
欠け、特に、酸に対して溶解性である。このため、第4
図に示すように、非圧電体基板4上にZnO膜の圧電体
薄膜3を形成され、その表面にくし形電極1を形成され
たものでは、ZnO膜の圧電体薄膜3が外に露出するの
で、このような構成のものでは圧電体薄膜が溶解してし
まう問題点があった。
本発明は、周波数微調整を容易に、かつ、高精度に行な
い得、しかも、容易に洗浄できて化学的安定性の高い圧
電薄膜弾性表面波装置を提供することを目的とする。
い得、しかも、容易に洗浄できて化学的安定性の高い圧
電薄膜弾性表面波装置を提供することを目的とする。
上記問題点は、圧電体薄膜の表面上に、膜厚を調整して
装置の弾性表面波周波数を調整するための金m1sIl
を形成してなることを特徴とする圧電薄膜弾性表面波装
置によって解決される。
装置の弾性表面波周波数を調整するための金m1sIl
を形成してなることを特徴とする圧電薄膜弾性表面波装
置によって解決される。
本発明では、圧電体NWAの上に金属薄膜を形成する際
、圧電体isに対する応力が大になり、この部分の弾性
表面波の周波数が低くなる。金属薄膜の膜厚を調整制御
することにより、周波数を微調整し得る。
、圧電体isに対する応力が大になり、この部分の弾性
表面波の周波数が低くなる。金属薄膜の膜厚を調整制御
することにより、周波数を微調整し得る。
〔実施例〕
第1図は本発明装置の一実施例の構成図を示し、同図(
A)は斜視図、同図(B)は断面図である。
A)は斜視図、同図(B)は断面図である。
なお、同図(A>は、図を明瞭にするためにくし形電極
6a、6b、酸化シリコン膜7.M化亜鉛膜8.アルミ
ニウム膜9の各厚み部分を省略して描いである。
6a、6b、酸化シリコン膜7.M化亜鉛膜8.アルミ
ニウム膜9の各厚み部分を省略して描いである。
第1図中、5はシリコン基板(非圧電体基板)で、その
表面に例えばアルミニウム(金でもよい)等のくし形電
極6a、6bが形成されている。7は酸化シリコン(S
fOz)膜(誘電体薄膜)で、シリコン基板5の略仝表
面を覆うように形成されている。8は酸化亜鉛(ZnO
)膜(圧電体薄膜)で、酸化シリコン膜7の表面上で、
特にくし形電極6a、6bが交互に連続する部分の上方
に膜厚Hで形成されている。9は例えばアルミニウム(
A2)膜(或いは金(Au)膜でもよい)で、装置の表
面に膜厚tでスパッタ蒸着によって形成されている。
表面に例えばアルミニウム(金でもよい)等のくし形電
極6a、6bが形成されている。7は酸化シリコン(S
fOz)膜(誘電体薄膜)で、シリコン基板5の略仝表
面を覆うように形成されている。8は酸化亜鉛(ZnO
)膜(圧電体薄膜)で、酸化シリコン膜7の表面上で、
特にくし形電極6a、6bが交互に連続する部分の上方
に膜厚Hで形成されている。9は例えばアルミニウム(
A2)膜(或いは金(Au)膜でもよい)で、装置の表
面に膜厚tでスパッタ蒸着によって形成されている。
上述のような構成になる表面波装置を作製するに際し、
次のような工程で行なう。
次のような工程で行なう。
先ず、シリコン基板5の表面にくし形電極6a。
6bを形成し、くし形電極6a,5bの各電極間に、か
つ、これらの表面を覆うように酸化シリコン膜7を蒸着
する。酸化シリコン膜7は、アルミニウムI[19とく
し形電極6a、6bとが導通しないように、かつ、シリ
コン基板7上に酸化亜鉛膜8を成長させるためのもので
ある。この場合、酸化シリコンgI7の膜厚2を酸化亜
鉛膜8の膜厚Hの1/10程度にすれば、弾性表面波の
伝搬に悪影響が及ぶことはない。
つ、これらの表面を覆うように酸化シリコン膜7を蒸着
する。酸化シリコン膜7は、アルミニウムI[19とく
し形電極6a、6bとが導通しないように、かつ、シリ
コン基板7上に酸化亜鉛膜8を成長させるためのもので
ある。この場合、酸化シリコンgI7の膜厚2を酸化亜
鉛膜8の膜厚Hの1/10程度にすれば、弾性表面波の
伝搬に悪影響が及ぶことはない。
続いて、酸化シリコンlI7の表面上で、特にくし形電
極6a、6bが交互に連続する部分の上方にスパッタ蒸
着によって膜厚Hで酸化亜鉛膜8を形成する。ここで、
結晶面(001)のシリコン基板と結晶口(0001)
の酸化亜鉛膜とを組合わせた構造の表面波装置を伝搬す
るRayleighwavesの分散特性の理論解析結
果を第2図に示す。
極6a、6bが交互に連続する部分の上方にスパッタ蒸
着によって膜厚Hで酸化亜鉛膜8を形成する。ここで、
結晶面(001)のシリコン基板と結晶口(0001)
の酸化亜鉛膜とを組合わせた構造の表面波装置を伝搬す
るRayleighwavesの分散特性の理論解析結
果を第2図に示す。
なお、波長をλとするとに=2π/λであるので、第2
図の膜厚KHはノンディメンションである。同図より明
らかな如く、酸化亜鉛膜(圧電体薄膜)8のIg!厚を
大にする程、弾性表面波の位相速度(周、波数)は低く
なる。
図の膜厚KHはノンディメンションである。同図より明
らかな如く、酸化亜鉛膜(圧電体薄膜)8のIg!厚を
大にする程、弾性表面波の位相速度(周、波数)は低く
なる。
このように、周波数は酸化亜鉛膜8の膜厚によって決定
されるが、酸化亜鉛膜8そのものの膜厚を制御すること
だけで周波数を高精度に制御することは困難である。そ
こで、本発明は、酸化亜鉛膜8をスパッタ蒸着すること
によって大体の周波数を決定した後、この表面にアルミ
ニウム膜9を例えばスパッタ蒸着(真空蒸着や電解メツ
キでもよい)によって形成し、この膜厚tを高精度に制
御して周波数を微調整する。この場合、圧電体薄膜であ
る酸化亜鉛膜8の上にアルミニウム膜9が形成されると
いうことは、酸化亜鉛膜8に対する応力が大になること
であり、これにより、この部分の弾性表面波の周波数が
低くなる。なお、アルミニウムlI9等の金属薄膜を用
いるのは、真空蒸着やスパッタN着を行なう際に信頼性
が高く、しかも、弾性表面波の周波数を下げるのが容易
であるからである。
されるが、酸化亜鉛膜8そのものの膜厚を制御すること
だけで周波数を高精度に制御することは困難である。そ
こで、本発明は、酸化亜鉛膜8をスパッタ蒸着すること
によって大体の周波数を決定した後、この表面にアルミ
ニウム膜9を例えばスパッタ蒸着(真空蒸着や電解メツ
キでもよい)によって形成し、この膜厚tを高精度に制
御して周波数を微調整する。この場合、圧電体薄膜であ
る酸化亜鉛膜8の上にアルミニウム膜9が形成されると
いうことは、酸化亜鉛膜8に対する応力が大になること
であり、これにより、この部分の弾性表面波の周波数が
低くなる。なお、アルミニウムlI9等の金属薄膜を用
いるのは、真空蒸着やスパッタN着を行なう際に信頼性
が高く、しかも、弾性表面波の周波数を下げるのが容易
であるからである。
このように、アルミニウム膜9の膜厚tをスパッタ蒸着
等によって制御することによって周波数を微調整してい
るので、従来例のようなウエットエツヂフグ法にてくし
形電極そのものを削り取る方法に比して高精度に膜厚制
御(周波数調整)し得、又、従来例のようなドライエツ
チング法に比して製造装置が小さくて済み、低コストで
、かつ、少ない工程で済む。
等によって制御することによって周波数を微調整してい
るので、従来例のようなウエットエツヂフグ法にてくし
形電極そのものを削り取る方法に比して高精度に膜厚制
御(周波数調整)し得、又、従来例のようなドライエツ
チング法に比して製造装置が小さくて済み、低コストで
、かつ、少ない工程で済む。
上記のように薄膜作製後、装置を洗浄する。この場合、
一般に化学的安定性に欠ける酸化亜鉛膜8はアルミニウ
ムg!9に覆われて外気に接しておらず、このため、装
置全体を洗浄しても酸化亜鉛膜8に悪影響が及ぶことは
ない。
一般に化学的安定性に欠ける酸化亜鉛膜8はアルミニウ
ムg!9に覆われて外気に接しておらず、このため、装
置全体を洗浄しても酸化亜鉛膜8に悪影響が及ぶことは
ない。
以上説明した如く、本発明によれば、くし形電極を削り
取る従来例に比して、金[?膜の膜厚を調整することに
よって周波数を高精度に、かつ、容易に微調整し得、し
かも、製造装置が小形で済むので低コストであり、更に
、圧電体薄膜が金属薄膜によって覆われているので、装
置全体を洗浄しても圧電体iFlに悪影響がなく、化学
的安定性の高い表面波装置を得ることができる。
取る従来例に比して、金[?膜の膜厚を調整することに
よって周波数を高精度に、かつ、容易に微調整し得、し
かも、製造装置が小形で済むので低コストであり、更に
、圧電体薄膜が金属薄膜によって覆われているので、装
置全体を洗浄しても圧電体iFlに悪影響がなく、化学
的安定性の高い表面波装置を得ることができる。
第1図は本発明装置の構成図、
第2図は酸化亜鉛膜の位相速度特性図、第3図は一般の
装置の概略図、 第4図は酸化亜鉛股上にくし形電極を形成された装置の
断面図である。 図において、 5はシリコン基板(非圧電体基板)、 6a、6bはくし形電極、 7は酸化シリコン膜(誘電体ysm>、8は酸化亜鉛膜
(圧電体薄膜)、 9はアルミニウムl1l(金属薄膜) を示す。 第1図 嬉2図 (A) (B) くし形:’tat4フー悄織のダ1鑵崎(面し友儂a1
の和EII&[萌3図 4/ !!4図
装置の概略図、 第4図は酸化亜鉛股上にくし形電極を形成された装置の
断面図である。 図において、 5はシリコン基板(非圧電体基板)、 6a、6bはくし形電極、 7は酸化シリコン膜(誘電体ysm>、8は酸化亜鉛膜
(圧電体薄膜)、 9はアルミニウムl1l(金属薄膜) を示す。 第1図 嬉2図 (A) (B) くし形:’tat4フー悄織のダ1鑵崎(面し友儂a1
の和EII&[萌3図 4/ !!4図
Claims (3)
- (1)非圧電体基板(5)上にくし形電極(6a,6b
)を形成し、更にその上に圧電体薄膜(8)を設けた構
造の圧電薄膜弾性表面波装置において、上記圧電体薄膜
(8)の表面上に、膜厚を調整して装置の弾性表面波周
波数を調整するための金属薄膜(9)を形成してなるこ
とを特徴とする圧電薄膜弾性表面波装置。 - (2)該金属薄膜(9)は、該圧電体薄膜(8)全体を
覆うように形成してなることを特徴とする特許請求の範
囲第1項記載の圧電薄膜弾性表面波装置。 - (3)該非圧電体基板(5)と該圧電体薄膜(8)との
間で、該くし形電極(6a,6b)の各電極間に、かつ
、これらの表面を覆うように該電体薄膜(7)を形成し
てなることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の圧
電薄膜弾性表面波装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27136887A JPH01114110A (ja) | 1987-10-27 | 1987-10-27 | 圧電薄膜弾性表面波装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27136887A JPH01114110A (ja) | 1987-10-27 | 1987-10-27 | 圧電薄膜弾性表面波装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01114110A true JPH01114110A (ja) | 1989-05-02 |
Family
ID=17499096
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP27136887A Pending JPH01114110A (ja) | 1987-10-27 | 1987-10-27 | 圧電薄膜弾性表面波装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01114110A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7327069B2 (en) * | 2005-03-04 | 2008-02-05 | Hon Hai Precision Industry Co., Ltd. | Surface acoustic wave device and method for making same and mobile phone having same |
KR100856217B1 (ko) * | 2006-02-28 | 2008-09-03 | 후지쓰 메디아 데바이스 가부시키가이샤 | 탄성 경계파 소자, 공진기 및 필터 |
-
1987
- 1987-10-27 JP JP27136887A patent/JPH01114110A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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