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。
め要約のデータは記録されません。
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 |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
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