JPH03175811A - 弾性表面波素子 - Google Patents
弾性表面波素子Info
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- JPH03175811A JPH03175811A JP31566089A JP31566089A JPH03175811A JP H03175811 A JPH03175811 A JP H03175811A JP 31566089 A JP31566089 A JP 31566089A JP 31566089 A JP31566089 A JP 31566089A JP H03175811 A JPH03175811 A JP H03175811A
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- Pending
Links
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- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 4
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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】
(イ)産業上の利用分野
本発明は高周波用の弾性表面波素子に関し、特に窒化ア
ルミニウム(AlN)圧電膜を用いた弾性表面波素子に
関するものである。
ルミニウム(AlN)圧電膜を用いた弾性表面波素子に
関するものである。
(ロ)従来の技術
弾性表面波素子は小型で、しかも温度及び経年変化に対
して安定であり、かつインターディジタル電極の形状を
変えることにより任意のフィルターが得られる。このた
め、例えばTV受像機のIFフィルターやvTRcr)
RFコンバータ発振器等に用いられる。特に近年はポケ
ットベル、自動車電話等に用いられる高周波用の弾性表
面波素子が必要とされている。
して安定であり、かつインターディジタル電極の形状を
変えることにより任意のフィルターが得られる。このた
め、例えばTV受像機のIFフィルターやvTRcr)
RFコンバータ発振器等に用いられる。特に近年はポケ
ットベル、自動車電話等に用いられる高周波用の弾性表
面波素子が必要とされている。
ところで、弾性表面波素子は設計上使用される周波数が
高い程、基板表面を伝播する弾性表面波の高音速性が要
求される。
高い程、基板表面を伝播する弾性表面波の高音速性が要
求される。
従来、ガラス板等の圧電性のない基板表面に圧電膜を形
成した弾性表面波素子が知られており、此種弾性表面波
素子として、高音速の弾性表面波伝播速度が得られるA
lN圧電膜を用いた弾性表面波素子がある。
成した弾性表面波素子が知られており、此種弾性表面波
素子として、高音速の弾性表面波伝播速度が得られるA
lN圧電膜を用いた弾性表面波素子がある。
しかしながら、例えば、ガラス板表面にこのAp、N圧
電膜を形成して弾性表面波素子とした場合、ガラス板の
持つ伝播速度特性がA!N圧電膜に比べて遅いため、全
体として弾性表面波の伝播速度が遅くなり、A、 f
N圧電膜の高音速特性を十分に活かせない(例えば、T
h1n 5olid Films、 139(1986
)261−274″ON THE PROPERTTE
S OF AlN TIIINFIl、MS GROW
N BY l、OW TEMPERATIJRE RE
ACTIVE R,FSP[]TTERING”)。
電膜を形成して弾性表面波素子とした場合、ガラス板の
持つ伝播速度特性がA!N圧電膜に比べて遅いため、全
体として弾性表面波の伝播速度が遅くなり、A、 f
N圧電膜の高音速特性を十分に活かせない(例えば、T
h1n 5olid Films、 139(1986
)261−274″ON THE PROPERTTE
S OF AlN TIIINFIl、MS GROW
N BY l、OW TEMPERATIJRE RE
ACTIVE R,FSP[]TTERING”)。
この問題を解決するために本出願人は特願平ゴー687
95号において、AlN焼結体層上にAlN圧電膜を形
成してなる弾性表面波素子を提案した。この弾性表面波
素子では5600m/s以上の高音速特性が得られた。
95号において、AlN焼結体層上にAlN圧電膜を形
成してなる弾性表面波素子を提案した。この弾性表面波
素子では5600m/s以上の高音速特性が得られた。
(ハ)発明が解決しようとする課題
本発明は、A42N圧電膜を用いた弾性表面波素子にお
いて、更に高い高音速特性を有する弾性表面波素子を提
供することを目的とするものであ(ニ)課題を解決する
ための手段 上述の点に鑑み、本発明の(+11性表面波素子は、ダ
イヤモンドよりなる基板もしくはダイヤモンド薄膜が形
成された基板の表面1−にエピタキシャル+11−結晶
またはC軸配向性A42N圧電膜を形成してなるもので
ある。
いて、更に高い高音速特性を有する弾性表面波素子を提
供することを目的とするものであ(ニ)課題を解決する
ための手段 上述の点に鑑み、本発明の(+11性表面波素子は、ダ
イヤモンドよりなる基板もしくはダイヤモンド薄膜が形
成された基板の表面1−にエピタキシャル+11−結晶
またはC軸配向性A42N圧電膜を形成してなるもので
ある。
(ホ)作用
ダイヤモンドは密度が低く、かつ極めて速い弾性表面波
伝播特性を有するので、その表面−1−にAlN圧電膜
を形成した弾性表面波素子は高音速特性を持つことにな
る。
伝播特性を有するので、その表面−1−にAlN圧電膜
を形成した弾性表面波素子は高音速特性を持つことにな
る。
(へ)実施例
以下、本発明の一実施例を図面に従い説明する。
本発明の弾性表面波素子の構成を第1図及び第2図に示
す。
す。
第1図において、(1)はダイヤモンドよりなる基板で
あり、高温高圧のプレス法や爆薬によるプレス法等で作
製される。(2)はダイヤモンド基板(1)上に形成さ
れたAI!、N圧電膜である。このAlN圧電膜(2)
はエピタキシャル単結晶、もしくはC軸配向性を有する
ものである。その形成方法としてはスパッタ法、イオン
ブレーティング法、CVD法等がある。(3)(4)は
AlN圧電膜(2)上に形成された送信及び受信用のイ
ンターディジタル電極である。弾性表面波は送信用イン
ターディジタル電極(3)から受信用のインターディジ
タル電極(4)へ向かって矢印(A)の方向に伝播する
。(5)は素子構造を示す座標軸であり、(Xl)は弾
性表面波の伝播方向、(X、)は素子表面の法線方向を
示している。
あり、高温高圧のプレス法や爆薬によるプレス法等で作
製される。(2)はダイヤモンド基板(1)上に形成さ
れたAI!、N圧電膜である。このAlN圧電膜(2)
はエピタキシャル単結晶、もしくはC軸配向性を有する
ものである。その形成方法としてはスパッタ法、イオン
ブレーティング法、CVD法等がある。(3)(4)は
AlN圧電膜(2)上に形成された送信及び受信用のイ
ンターディジタル電極である。弾性表面波は送信用イン
ターディジタル電極(3)から受信用のインターディジ
タル電極(4)へ向かって矢印(A)の方向に伝播する
。(5)は素子構造を示す座標軸であり、(Xl)は弾
性表面波の伝播方向、(X、)は素子表面の法線方向を
示している。
第2図はガラス、シリコン、サファイア等の弾性体基板
(6)の表面上にダイヤモンド膜(7)をCVD法、ス
パッタ法等で形成してなる基板(1′)を用いたもので
ある。そして、第1図と同様に、この基板(1′)上に
A、 l N圧電膜(2)を形成して構成されている(
第1図と同一部分には同一符号を付している)。尚、弾
性表面波素子では、弾性表面波のエネルギーが圧電基板
の表面から弾性表面波の1波長程度の厚さの表面層に集
中するので、ダイヤモンド膜(7)の膜厚が数波長程度
の厚さであれば、第1図のダイヤモンド基板(1)と同
様の特性を有することになる。
(6)の表面上にダイヤモンド膜(7)をCVD法、ス
パッタ法等で形成してなる基板(1′)を用いたもので
ある。そして、第1図と同様に、この基板(1′)上に
A、 l N圧電膜(2)を形成して構成されている(
第1図と同一部分には同一符号を付している)。尚、弾
性表面波素子では、弾性表面波のエネルギーが圧電基板
の表面から弾性表面波の1波長程度の厚さの表面層に集
中するので、ダイヤモンド膜(7)の膜厚が数波長程度
の厚さであれば、第1図のダイヤモンド基板(1)と同
様の特性を有することになる。
次に、A I N 圧t 膜(2) (7) CM カ
基板(1,)(1′)表面の法線方向(xg軸方向)を
向いている場合の弾性表面波素子の弾性表面波伝播速度
特性および電気機械結合係数特性について説明する。
基板(1,)(1′)表面の法線方向(xg軸方向)を
向いている場合の弾性表面波素子の弾性表面波伝播速度
特性および電気機械結合係数特性について説明する。
第3図はこのときの弾性表面波伝播速度の特性曲線を示
す図であり、横軸は弾性表面波の波数(k)とAffi
N圧電膜(2)の膜厚(h)との積(kXh)、m軸は
弾性表面波の伝播路が開放の場合の音速(V、)である
。本図より(kXh)が4.0以下で、6000m/s
以」二の高音速特性が得られることがわかる。
す図であり、横軸は弾性表面波の波数(k)とAffi
N圧電膜(2)の膜厚(h)との積(kXh)、m軸は
弾性表面波の伝播路が開放の場合の音速(V、)である
。本図より(kXh)が4.0以下で、6000m/s
以」二の高音速特性が得られることがわかる。
第4図は電気機械結合係数の特性曲線を示す図であり、
横軸は(k X h )、縦軸は電気機械結合係数(K
)の2乗値(K2)を百分率で示すものである。電気機
械結合係数(K2)は、弾性表面波の伝播路が開放のと
きの音速(V、)と、伝播路が金属電極で短絡されたと
きの音速(V、)から次式によって導かれる。
横軸は(k X h )、縦軸は電気機械結合係数(K
)の2乗値(K2)を百分率で示すものである。電気機
械結合係数(K2)は、弾性表面波の伝播路が開放のと
きの音速(V、)と、伝播路が金属電極で短絡されたと
きの音速(V、)から次式によって導かれる。
K”= 2 (v t−V+++)/ v +X ]、
OO[%]第4図かられかるように(k x h )
が0.3〜1゜65の範囲で電気機械結合係数(K2)
は実用上問題のない0.05%以1−となる。
OO[%]第4図かられかるように(k x h )
が0.3〜1゜65の範囲で電気機械結合係数(K2)
は実用上問題のない0.05%以1−となる。
次に、AlN圧電膜(2)のC軸が基板(1)(]゛)
に平行であり、かつC軸方向に弾性表面波を伝播させる
場合(C軸がX、軸方向と一致する場合)の弾性表面波
素子の弾性表面波伝播速度特性および電気機械結合係数
特性について説明する。
に平行であり、かつC軸方向に弾性表面波を伝播させる
場合(C軸がX、軸方向と一致する場合)の弾性表面波
素子の弾性表面波伝播速度特性および電気機械結合係数
特性について説明する。
第5図は、このときの弾性表面波伝播速度の特性曲線を
示す図であり、第3図と同様に横軸は(k X h )
、縦軸は伝播速度を示す。この図より(kXh)が4.
0以下で、6000m/s以」二の高音速特性を有する
ことがわかる。
示す図であり、第3図と同様に横軸は(k X h )
、縦軸は伝播速度を示す。この図より(kXh)が4.
0以下で、6000m/s以」二の高音速特性を有する
ことがわかる。
また、第6図は第4図と同様に電気機械結合係数(K2
)の特性曲線を示す図である。これより(kXh)が0
.1以上で電気機械結合係数(K2)が0゜05%以」
二となることがわかる。
)の特性曲線を示す図である。これより(kXh)が0
.1以上で電気機械結合係数(K2)が0゜05%以」
二となることがわかる。
以−にのように、本発明による弾性表面波素子は高音速
の伝播速度特性を有する。
の伝播速度特性を有する。
なお、本発明の弾性表面波素子のインターディジタル電
極(3)(4)は、第1図に示す如<AlN圧電膜(2
)lに形成する他に、例えばダイヤモンド基板(1)と
、AlN圧電膜(2)との間に形成してもよく、その際
、電気機械結合係数の分布は変わるが高音速の伝播特性
を持つ弾性表面波素子を実現できることに変わりはない
。
極(3)(4)は、第1図に示す如<AlN圧電膜(2
)lに形成する他に、例えばダイヤモンド基板(1)と
、AlN圧電膜(2)との間に形成してもよく、その際
、電気機械結合係数の分布は変わるが高音速の伝播特性
を持つ弾性表面波素子を実現できることに変わりはない
。
(ト)発明の効果
本発明によれば、高周波用に好適な高音速特性を有する
弾性表面波素子が実現できる。
弾性表面波素子が実現できる。
第1図及び第2図は本発明の弾性表面波素子の構造を示
す図、第3図はAP、N圧電膜のC軸が基板表面に垂直
の時の弾性表面波伝播速度特性を示す図、第4図は同じ
く電気機械結合係数特性を示す図、第5図はA2N圧電
膜のC軸が基板表面と平行の時の弾性表面波伝播速度特
性を示す図、第6図は同じく電気機械結合係数特性を示
す図である。 (1)(1 ′)・・・基板、 (2)・・ AlN圧電膜、 (3) (4)・・・電極。
す図、第3図はAP、N圧電膜のC軸が基板表面に垂直
の時の弾性表面波伝播速度特性を示す図、第4図は同じ
く電気機械結合係数特性を示す図、第5図はA2N圧電
膜のC軸が基板表面と平行の時の弾性表面波伝播速度特
性を示す図、第6図は同じく電気機械結合係数特性を示
す図である。 (1)(1 ′)・・・基板、 (2)・・ AlN圧電膜、 (3) (4)・・・電極。
Claims (3)
- (1)ダイヤモンドよりなる基板もしくはダイヤモンド
膜が形成された基板と、前記基板上に形成されるエピタ
キシャル単結晶またはC軸配向性窒化アルミニウム圧電
膜と、所定の位置に形成される電極とを備えてなる弾性
表面波素子。 - (2)前記窒化アルミニウム圧電膜のC軸が前記基板に
垂直であり、かつ伝播する弾性表面波の波数と前記窒化
アルミニウム圧電膜の膜厚との積が0.3乃至1.65
の範囲にあることを特徴とする請求項1記載の弾性表面
波素子。 - (3)前記窒化アルミニウム圧電膜のC軸が前記基板に
平行であると共に該C軸方向に弾性表面波を伝播させ、
かつ該弾性表面波の波数と前記窒化アルミニウム圧電膜
の膜厚との積が0.1以上であることを特徴とする請求
項1記載の弾性表面波素子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31566089A JPH03175811A (ja) | 1989-12-05 | 1989-12-05 | 弾性表面波素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31566089A JPH03175811A (ja) | 1989-12-05 | 1989-12-05 | 弾性表面波素子 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03175811A true JPH03175811A (ja) | 1991-07-30 |
Family
ID=18068051
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP31566089A Pending JPH03175811A (ja) | 1989-12-05 | 1989-12-05 | 弾性表面波素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03175811A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0669412A1 (en) * | 1994-02-25 | 1995-08-30 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Aluminim nitride thin film substrate and process for producing same |
JPH07237998A (ja) * | 1994-02-25 | 1995-09-12 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 窒化アルミニウム薄膜基板および製造法 |
JPH0998058A (ja) * | 1995-09-29 | 1997-04-08 | Sanyo Electric Co Ltd | 弾性表面波素子 |
KR20020007212A (ko) * | 2000-07-19 | 2002-01-26 | 무라타 야스타카 | 박막, 박막 제조 방법 및 전자 소자 |
JP2019535148A (ja) * | 2017-09-22 | 2019-12-05 | 安徽安努奇科技有限公司Anhuianuki Technologies Co., Ltd. | 圧電共振器の製造方法と圧電共振器 |
-
1989
- 1989-12-05 JP JP31566089A patent/JPH03175811A/ja active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0669412A1 (en) * | 1994-02-25 | 1995-08-30 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Aluminim nitride thin film substrate and process for producing same |
JPH07237998A (ja) * | 1994-02-25 | 1995-09-12 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 窒化アルミニウム薄膜基板および製造法 |
US5571603A (en) * | 1994-02-25 | 1996-11-05 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Aluminum nitride film substrate and process for producing same |
JPH0998058A (ja) * | 1995-09-29 | 1997-04-08 | Sanyo Electric Co Ltd | 弾性表面波素子 |
KR20020007212A (ko) * | 2000-07-19 | 2002-01-26 | 무라타 야스타카 | 박막, 박막 제조 방법 및 전자 소자 |
JP2019535148A (ja) * | 2017-09-22 | 2019-12-05 | 安徽安努奇科技有限公司Anhuianuki Technologies Co., Ltd. | 圧電共振器の製造方法と圧電共振器 |
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