JPH08307190A - Surface acoustic wave module element and its manufacture - Google Patents
Surface acoustic wave module element and its manufactureInfo
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- JPH08307190A JPH08307190A JP11275695A JP11275695A JPH08307190A JP H08307190 A JPH08307190 A JP H08307190A JP 11275695 A JP11275695 A JP 11275695A JP 11275695 A JP11275695 A JP 11275695A JP H08307190 A JPH08307190 A JP H08307190A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、移動体通信などに広く
用いられている弾性表面波素子の構造と製造方法に関す
るものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a structure and manufacturing method of a surface acoustic wave element widely used for mobile communication and the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】現在、自動車無線などの移動体通信シス
テムは、数10MHz〜数100MHzの周波数帯域が使用され
ているが、急増する移動体通信機器の需要を充すため、
1.5GHz以上の準マイクロ波帯でシステム稼働が主流に
なりつつある。これら移動体通信機器のほとんどに、固
体表面に発生する弾性波(弾性表面波Surface Acoustic
Wave;SAW)を利用したSAW素子がフィルターを中
心として使用されている。一般にSAW素子は圧電体基
板表面に設けた櫛型電極に電波を印加し、基板表面に弾
性表面波を励振させ動作させる。市販されているSAW
フィルターでは表面弾性波の音速の大きい水晶を基板と
して用い、表面弾性波送信用としてAl櫛型電極が水晶
基板上に形成され用いられる。2. Description of the Related Art At present, mobile communication systems such as car radios use a frequency band of several tens of MHz to several hundreds of MHz, but in order to meet the rapidly increasing demand for mobile communication equipment,
System operation is becoming mainstream in the quasi-microwave band above 1.5 GHz. Most of these mobile communication devices have surface acoustic waves (Surface Acoustic Waves) generated on a solid surface.
SAW devices using Wave (SAW) are mainly used for filters. Generally, a SAW element is operated by applying a radio wave to a comb-shaped electrode provided on the surface of a piezoelectric substrate to excite a surface acoustic wave on the surface of the substrate. SAW on the market
In the filter, quartz having a high acoustic velocity of surface acoustic waves is used as a substrate, and Al comb electrodes for surface acoustic wave transmission are formed on the quartz substrate and used.
【0003】従来、SAWフィルターの周波数調整法と
しては、基板上に不整合格子配列の酸化珪素(Si-O)
薄膜を形成し、光を照射して弾性表面波の伝搬速度を変
える方法をすでに本発明者の一部は提案している(特公
平3−51128号公報)。Conventionally, as a frequency adjusting method for a SAW filter, silicon oxide (Si-O) having an unmatched lattice array on a substrate is used.
Some of the present inventors have already proposed a method of forming a thin film and irradiating it with light to change the propagation velocity of a surface acoustic wave (Japanese Patent Publication No. 3-51128).
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】SAWフィルターをは
じめとする弾性表面波モジュール素子の動作周波数は圧
電体固有の弾性波の音速、弾性波の送信用・受信用の櫛
型電極の配列周期で決まる。例えばセルラー電話では通
信回線のチャンネル間隔が12.5KHzであることから、S
AWフィルターの動作周波数精度も極めて高度なものが
要求されるが、現行のSAWフィルターの製造工程で
は、500nm〜数μmの電極の膜厚、サブミクロン〜数μ
mの配列周期の加工精度を1%以内にしか抑えられず、
1.5GHz帯の所望周波数を±12.5kHzに抑え込むこと
は、現実的に困難であり、経験に則り極めて厳密に管理
された製造工程を経た製品の歩留まりは50〜70%であ
る。SAWフィルターの動作周波数を正確に微調整でき
る方法の確立が強く望まれていた。かかる点、前記特公
平3−51128号公報の提案もいまだ十分に満足され
た方法ではなかった。The operating frequency of a surface acoustic wave module element such as a SAW filter is determined by the acoustic velocity of the acoustic wave peculiar to the piezoelectric body and the arrangement period of the comb-shaped electrodes for transmitting and receiving the acoustic wave. . For example, in the case of a cellular phone, the channel interval of the communication line is 12.5 kHz, so S
The operating frequency accuracy of the AW filter is also required to be extremely high, but in the current SAW filter manufacturing process, the electrode film thickness of 500 nm to several μm and submicron to several μm are used.
The processing precision of the array period of m can be suppressed to within 1%,
It is practically difficult to suppress the desired frequency in the 1.5 GHz band to ± 12.5 kHz, and the yield of products that have undergone a manufacturing process that is extremely strictly controlled based on experience is 50 to 70%. It has been strongly desired to establish a method capable of precisely finely adjusting the operating frequency of the SAW filter. In this respect, the method disclosed in Japanese Patent Publication No. 3-51128 is not yet a fully satisfactory method.
【0005】さらに、特にLiNbO3、LiTaO3、Li2
B4O7などの焦電性の強い基板材料をSAWフィルター
に用いたときには、200〜300℃の温度リフローテ
スト後に動作周波数が変化したり、素子の伝搬損失が増
加したり、また素子の基板用のウエハーに電極を形成
後、ダイシング時にウエハーが帯電して電極間に電位差
が生じて火花が発生して電極間が短絡してしまうという
問題があった。Furthermore, in particular LiNbO 3 , LiTaO 3 , Li 2
When a substrate material having a strong pyroelectric property such as B 4 O 7 is used for the SAW filter, the operating frequency changes after the temperature reflow test at 200 to 300 ° C., the propagation loss of the element increases, and the substrate of the element also increases. There is a problem that after the electrodes are formed on the wafer for use in dicing, the wafer is charged at the time of dicing and a potential difference is generated between the electrodes to generate a spark, resulting in short circuit between the electrodes.
【0006】本発明は、前記従来の問題を解決するた
め、SAWフィルターの動作周波数の調整範囲を拡げか
つSAWモジュール素子の動作周波数を安定化させる素
子構造の提供と、ウエハーのダイシング(切断)時に発
生する電極破壊の問題を解決し、SAWモジュール素子
の製造工程を高効率化することを目的とする。In order to solve the above conventional problems, the present invention provides an element structure for expanding the adjustment range of the operating frequency of the SAW filter and stabilizing the operating frequency of the SAW module element, and at the time of dicing (cutting) the wafer. It is an object of the present invention to solve the problem of electrode destruction that occurs and to improve the efficiency of the SAW module device manufacturing process.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の第1番目の弾性表面波モジュール素子は、
弾性表面波励振用及び受信用電極と、弾性表面波伝搬用
基板とからなり、前記基板表面の少なくとも一部に薄膜
が形成され、前記薄膜に発生する弾性表面波の伝搬速度
を基板の伝搬速度と異ならせるためのIV-b族元素を含む
酸化物薄膜を形成したという構成を有する。In order to achieve the above object, the first surface acoustic wave module element of the present invention comprises:
A surface acoustic wave excitation / reception electrode and a surface acoustic wave propagation substrate. A thin film is formed on at least a part of the surface of the substrate, and the propagation velocity of the surface acoustic wave generated in the thin film is the propagation velocity of the substrate. And a thin film of an oxide containing a group IV-b element for forming a thin film.
【0008】前記構成においては、IV-b族元素を含む酸
化物薄膜は、前記基板とは結晶配列もしくは構成元素が
異なることが好ましい。また前記構成においては、IV-b
族元素を含む酸化物薄膜が、Ti−O系及びZr−O系
から選ばれる少なくとも一つの薄膜であることが好まし
い。In the above structure, the oxide thin film containing the IV-b group element preferably has a different crystal arrangement or constituent element from the substrate. In the above configuration, IV-b
It is preferable that the oxide thin film containing a group element is at least one thin film selected from Ti—O type and Zr—O type.
【0009】また前記構成においては、IV-b族元素を含
む酸化物薄膜が、基板上に堆積またはコーティングされ
た薄膜であることが好ましい。また前記構成において
は、基板が結晶基板であり、薄膜が少なくとも結晶部分
を含む微結晶及び/または非晶質薄膜であることが好ま
しい。Further, in the above structure, it is preferable that the oxide thin film containing the IV-b group element is a thin film deposited or coated on the substrate. Further, in the above structure, it is preferable that the substrate is a crystalline substrate and the thin film is a microcrystalline and / or amorphous thin film including at least a crystalline portion.
【0010】また前記構成においては、IV-b族元素を含
む酸化物薄膜が電気絶縁体であることが好ましい。また
前記構成においては、IV-b族元素を含む酸化物薄膜が、
基板表面の一部分に存在していることが好ましい。In the above structure, the oxide thin film containing the IV-b group element is preferably an electric insulator. In the above structure, the oxide thin film containing the IV-b group element,
It is preferably present on a part of the substrate surface.
【0011】また前記構成においては、IV-b族元素を含
む酸化物薄膜の厚さが、0.001λ〜0.05λ(た
だし、λは弾性表面波の波長を示す)の範囲であること
が好ましい。Further, in the above structure, the thickness of the oxide thin film containing the IV-b group element is in the range of 0.001λ to 0.05λ (where λ represents the wavelength of the surface acoustic wave). preferable.
【0012】また前記構成においては、基板が、水晶、
LiTaO3、LiNbO3、Li2B4O7、ZnO、AlN、T
a2O5、Pb-Nd-Ti-Mn-In-O及びPb-Zn-Ti-Oか
ら選ばれる少なくとも一つの圧電性基板であることが好
ましい。In the above structure, the substrate is a crystal,
LiTaO 3 , LiNbO 3 , Li 2 B 4 O 7 , ZnO, AlN, T
It is preferably at least one piezoelectric substrate selected from a 2 O 5 , Pb-Nd-Ti-Mn-In-O and Pb-Zn-Ti-O.
【0013】次に、本発明の第1番目の弾性表面波モジ
ュール素子の製造方法は、弾性表面波伝搬用基板上にIV
-b族元素を含む酸化物薄膜を形成し、前記薄膜の表面に
弾性表面波励振用及び受信用電極を形成し、いずれかの
工程で前記薄膜の結晶原子配列を変化させる処理を行う
という構成を有する。Next, the first method of manufacturing a surface acoustic wave module element according to the present invention comprises:
-A structure in which an oxide thin film containing a group b element is formed, surface acoustic wave excitation and reception electrodes are formed on the surface of the thin film, and a process for changing the crystal atomic arrangement of the thin film is performed in any step. Have.
【0014】前記構成においては、弾性表面波伝搬用基
板上に弾性表面波励振用及び受信用電極を形成し、前記
電極の表面にIV-b族元素を含む酸化物薄膜を形成し、前
記薄膜の結晶原子配列を変化させることが好ましい。In the above structure, the surface acoustic wave exciting and receiving electrodes are formed on the surface acoustic wave propagating substrate, and an oxide thin film containing a group IV-b element is formed on the surface of the electrode. It is preferable to change the crystal atomic arrangement of.
【0015】また前記構成においては、結晶配列を変化
させる手段が、光照射、熱線照射、電磁波照射から選ば
れる少なくとも一つの手段であることが好ましい。また
前記構成においては、薄膜の結晶原子配列を変化させる
処理を、弾性表面波モジュール素子のパッケージング後
に行うことが好ましい。Further, in the above structure, the means for changing the crystal arrangement is preferably at least one means selected from light irradiation, heat ray irradiation and electromagnetic wave irradiation. Further, in the above structure, it is preferable that the process of changing the crystal atom arrangement of the thin film is performed after packaging of the surface acoustic wave module element.
【0016】次に本発明の第2番目の弾性表面波モジュ
ール素子は、弾性表面波送信用及び受信用電極と、弾性
表面波伝搬用基板とからなり、前記基板表面の少なくと
も一部に、高抵抗薄膜が形成され、さらに前記高抵抗薄
膜上に弾性表面波の伝搬速度を基板に発生する弾性表面
波の伝搬速度と異ならせるための薄膜を形成したという
構成を有する。Next, a second surface acoustic wave module element of the present invention comprises surface acoustic wave transmitting and receiving electrodes, and a surface acoustic wave propagating substrate. A resistance thin film is formed, and a thin film is formed on the high resistance thin film to make the propagation velocity of the surface acoustic wave different from the propagation velocity of the surface acoustic wave generated on the substrate.
【0017】また前記構成においては、高抵抗薄膜の抵
抗率が103Ωcm以上の高抵抗の薄膜であることが好
ましい。また前記構成においては、高抵抗薄膜の膜厚が
1nm〜100nmの範囲であることが好ましい。Further, in the above structure, it is preferable that the high resistance thin film has a resistivity of 10 3 Ωcm or more. Further, in the above structure, the film thickness of the high resistance thin film is preferably in the range of 1 nm to 100 nm.
【0018】また前記構成においては、高抵抗薄膜は少
なくとも酸素を含む化合物薄膜であることが好ましい。
また前記構成においては、高抵抗薄膜が少なくとも窒素
を含む化合物薄膜であることが好ましい。In the above structure, it is preferable that the high resistance thin film is a compound thin film containing at least oxygen.
In the above structure, it is preferable that the high resistance thin film is a compound thin film containing at least nitrogen.
【0019】また前記構成においては、高抵抗薄膜がチ
タン(Ti)、アルミニウム(Al)、珪素(Si)及び
リチウム(Li)の酸化物から選ばれる一つの酸化物薄
膜であることが好ましい。これ以外の酸化物として、G
a,In,Tl,Ge,Sn,Pb,Zr,Sc,Y,
ランタン系元素,Nb,Ta等の元素の酸化物も使用で
きる。Further, in the above structure, the high resistance thin film is preferably one oxide thin film selected from oxides of titanium (Ti), aluminum (Al), silicon (Si) and lithium (Li). Other oxides such as G
a, In, Tl, Ge, Sn, Pb, Zr, Sc, Y,
Oxides of lanthanum elements, elements such as Nb and Ta can also be used.
【0020】また前記構成においては、高抵抗薄膜がア
ルミニウム(Al)、珪素(Si)及びボロン(B)の窒
化物から選ばれる一つの窒化物薄膜であることが好まし
い。また前記構成においては、高抵抗薄膜上に形成する
伝搬速度を異ならせるための薄膜が、酸化物及び窒化物
から選ばれる少なくとも一つの薄膜であることが好まし
い。Further, in the above structure, it is preferable that the high resistance thin film is one nitride thin film selected from nitrides of aluminum (Al), silicon (Si) and boron (B). Further, in the above structure, it is preferable that the thin film formed on the high resistance thin film for differentiating the propagation velocity is at least one thin film selected from oxides and nitrides.
【0021】また前記構成においては、基板が、LiTa
O3、LiNbO3、Li2B4O7から選ばれる少なくとも一
つの圧電性基板であることが好ましい。次に本発明の第
2番目の弾性表面波モジュール素子の製造方法は、弾性
表面波伝搬用基板のウエハー上に導電性金属膜を形成し
た上に、弾性表面波励振用及び受信用電極を形成し、前
記ウエハーを切断(ダイシング)した後に金属膜を抵抗
率103 Ωcm以上に高抵抗化する処理を行うものであ
る。In the above structure, the substrate is LiTa.
It is preferably at least one piezoelectric substrate selected from O 3 , LiNbO 3 , and Li 2 B 4 O 7 . Next, according to the second method of manufacturing a surface acoustic wave module element of the present invention, a conductive metal film is formed on a wafer of a surface acoustic wave propagation substrate, and then a surface acoustic wave excitation and reception electrode is formed. Then, after the wafer is cut (diced), a treatment for increasing the resistance of the metal film to a resistivity of 10 3 Ωcm or more is performed.
【0022】また前記構成においては、金属膜の膜厚が
1nm〜100nmの範囲であることが好ましい。また
前記構成においては、金属膜の高抵抗化させる手段が酸
化もしくは窒化から選ばれる少なくとも一つの手段であ
ることが好ましい。Further, in the above structure, it is preferable that the film thickness of the metal film is in the range of 1 nm to 100 nm. Further, in the above structure, the means for increasing the resistance of the metal film is preferably at least one means selected from oxidation and nitridation.
【0023】また前記構成においては、基板が、LiTa
O3、LiNbO3、Li2B4O7から選ばれる少なくとも一
つの圧電性基板であることが好ましい。次に本発明の第
3番目の弾性表面波モジュール素子の製造方法は、弾性
表面波伝搬用基板のウエハー上に弾性表面波励振用及び
受信用電極を形成した上に導電性金属膜を形成し、前記
ウエハーをダイシングした後に金属膜を抵抗率103 Ω
cm以上の高抵抗化する処理を行うものである。In the above structure, the substrate is LiTa.
It is preferably at least one piezoelectric substrate selected from O 3 , LiNbO 3 , and Li 2 B 4 O 7 . Next, a third method of manufacturing a surface acoustic wave module element according to the present invention comprises forming a surface acoustic wave exciting and receiving electrode on a wafer of a surface acoustic wave propagating substrate, and then forming a conductive metal film. After dicing the wafer, the metal film has a resistivity of 10 3 Ω.
The treatment is performed to increase the resistance to cm or more.
【0024】また前記構成においては、金属膜の膜厚が
1nm〜100nmの範囲であることが好ましい。また
前記構成においては、金属膜がチタン(Ti)、アルミ
ニウム(Al)、珪素(Si)、ボロン(B)及びリチウ
ム(Li)から選ばれる金属もしくは合金であることが
好ましい。Further, in the above structure, the thickness of the metal film is preferably in the range of 1 nm to 100 nm. In the above structure, the metal film is preferably a metal or alloy selected from titanium (Ti), aluminum (Al), silicon (Si), boron (B) and lithium (Li).
【0025】また前記構成においては、金属膜の高抵抗
化させる手段が酸化もしくは窒化から選ばれる少なくと
も一つの手段であることが好ましい。また前記構成にお
いては、基板が、LiTaO3、LiNbO3、Li2B4O7か
ら選ばれる少なくとも一つの圧電性基板であることが好
ましい。Further, in the above structure, it is preferable that the means for increasing the resistance of the metal film is at least one means selected from oxidation or nitridation. Further, in the above structure, the substrate is preferably at least one piezoelectric substrate selected from LiTaO 3 , LiNbO 3 , and Li 2 B 4 O 7 .
【0026】[0026]
【作用】前記した本発明の第1番目の弾性表面波モジュ
ール素子によれば、弾性表面波励振用及び受信用電極
と、弾性表面波伝搬用基板とからなり、前記基板表面の
少なくとも一部に薄膜が形成され、前記薄膜に発生する
弾性表面波の伝搬速度を基板の伝搬速度と異ならせるた
めのIV-b族元素を含む酸化物薄膜を形成したことによ
り、SAWフィルターの動作周波数の調整範囲を拡げか
つSAWモジュール素子の動作周波数を安定化させるこ
とができる。すなわち、弾性表面波モジュール素子の基
板表面に、前記基板とは圧電定数、固体密度その他が基
板とは異なる部分を形成することによって、発生する弾
性表面波の伝搬速度を基板そのものの値からずらすこと
ができ、動作周波数を変えることができる。According to the first surface acoustic wave module element of the present invention, the surface acoustic wave exciting and receiving electrodes and the surface acoustic wave propagating substrate are provided on at least a part of the substrate surface. A thin film is formed, and by forming an oxide thin film containing a group IV-b element for making the propagation velocity of the surface acoustic wave generated in the thin film different from the propagation velocity of the substrate, the adjustment range of the operating frequency of the SAW filter is formed. And the operating frequency of the SAW module element can be stabilized. That is, the propagation velocity of the generated surface acoustic wave is deviated from the value of the substrate itself by forming a portion on the substrate surface of the surface acoustic wave module element whose piezoelectric constant, solid density, etc. are different from those of the substrate. The operating frequency can be changed.
【0027】前記において、IV-b族元素を含む酸化物薄
膜は、前記基板とは結晶配列もしくは構成元素が異なる
と、弾性表面波モジュール素子の動作周波数をより有効
に変化させることができる。In the above, the oxide thin film containing the IV-b group element can change the operating frequency of the surface acoustic wave module more effectively if the crystal arrangement or the constituent elements are different from those of the substrate.
【0028】また前記において、IV-b族元素を含む酸化
物薄膜が、Ti−O系及びZr−O系から選ばれる少な
くとも一つの薄膜であると、弾性表面波モジュール素子
の動作周波数をより有効に変化させることができる。Further, in the above, when the oxide thin film containing the IV-b group element is at least one thin film selected from Ti-O type and Zr-O type, the operating frequency of the surface acoustic wave module element is more effective. Can be changed to.
【0029】また前記において、IV-b族元素を含む酸化
物薄膜が、基板上に堆積またはコーティングされた薄膜
であると、薄くてかつ弾性表面波モジュール素子の動作
周波数をより有効に変化させることができる。Further, in the above, when the oxide thin film containing the IV-b group element is a thin film deposited or coated on the substrate, it is thin and more effectively changes the operating frequency of the surface acoustic wave module element. You can
【0030】また前記において、基板が結晶基板であ
り、薄膜が少なくとも結晶部分を含む微結晶及び/また
は非晶質薄膜であると、弾性表面波モジュール素子の動
作周波数をより有効に変化させることができる。In the above, if the substrate is a crystalline substrate and the thin film is a microcrystalline and / or amorphous thin film containing at least a crystalline portion, the operating frequency of the surface acoustic wave module element can be changed more effectively. it can.
【0031】また前記において、IV-b族元素を含む酸化
物薄膜が電気絶縁体であると、電極を直接薄膜に接触し
て形成できる。また前記において、IV-b族元素を含む酸
化物薄膜が、基板表面の一部分に存在していると、基板
と一体化したモジュール素子を形成できる。ここで、基
板表面の一部分に存在とは、平面的に一部分であるこ
と、または基板自体にイオン注入等を行い部分的に薄膜
を形成することを意味する。In the above, if the oxide thin film containing the IV-b group element is an electrical insulator, the electrode can be formed in direct contact with the thin film. Further, in the above, when the oxide thin film containing the IV-b group element is present on a part of the substrate surface, a module element integrated with the substrate can be formed. Here, being present on a part of the surface of the substrate means being a part of the surface in a plane, or partially forming a thin film by performing ion implantation or the like on the substrate itself.
【0032】また前記においては、IV-b族元素を含む酸
化物薄膜の厚さが、0.001λ〜0.05λ(ただ
し、λは弾性表面波の波長を示す)の範囲であると、弾
性表面波モジュール素子の動作周波数をより有効に変化
させることができる。この膜厚の範囲は、SAW素子の
幾何学的な条件、すなわち弾性表面波の音速から決まる
値であり、弾性表面波の波長λ(電極の空間周期λと同
じ)を基準に0.001λ〜0.05λの範囲にするの
が好ましい。さらに好ましい厚さは、0.002λ〜
0.03λの範囲である。Further, in the above, when the thickness of the oxide thin film containing the IV-b group element is in the range of 0.001λ to 0.05λ (where λ represents the wavelength of the surface acoustic wave), The operating frequency of the surface acoustic wave module element can be changed more effectively. The range of the film thickness is a value determined by the geometrical condition of the SAW element, that is, the sound velocity of the surface acoustic wave, and is 0.001 λ based on the wavelength λ of the surface acoustic wave (same as the spatial period λ of the electrode). The range is preferably 0.05λ. More preferable thickness is 0.002λ
The range is 0.03λ.
【0033】また前記において、基板が、水晶、LiTa
O3、LiNbO3、Li2B4O7、ZnO、AlN、Ta
2O5、Pb-Nd-Ti-Mn-In-O及びPb-Zn-Ti-Oから
選ばれる少なくとも一つの圧電性基板であると、弾性表
面波モジュール素子にとって好ましい。Further, in the above, the substrate is quartz, LiTa.
O 3 , LiNbO 3 , Li 2 B 4 O 7 , ZnO, AlN, Ta
At least one piezoelectric substrate selected from 2 O 5 , Pb-Nd-Ti-Mn-In-O and Pb-Zn-Ti-O is preferable for the surface acoustic wave module device.
【0034】次に、本発明の第1番目の弾性表面波モジ
ュール素子の製造方法によれば、弾性表面波伝搬用基板
上にIV-b族元素を含む酸化物薄膜を形成し、前記薄膜の
表面に弾性表面波励振用及び受信用電極を形成し、いず
れかの工程で前記薄膜の結晶原子配列を変化させる処理
を行うことにより、SAWモジュール素子の製造工程を
高効率化することができる。Next, according to the first method of manufacturing a surface acoustic wave module element of the present invention, an oxide thin film containing a group IV-b element is formed on a surface acoustic wave propagation substrate, and the thin film of the thin film is formed. By forming the surface acoustic wave exciting and receiving electrodes on the surface and performing the process of changing the crystal atomic arrangement of the thin film in any step, the manufacturing process of the SAW module element can be made highly efficient.
【0035】前記において、弾性表面波伝搬用基板上に
弾性表面波励振用及び受信用電極を形成し、前記電極の
表面にIV-b族元素を含む酸化物薄膜を形成し、前記薄膜
の結晶原子配列を変化させると、さらに効率良く合理的
に製造できる。In the above, the surface acoustic wave exciting and receiving electrodes are formed on the surface acoustic wave propagating substrate, an oxide thin film containing a group IV-b element is formed on the surface of the electrode, and a crystal of the thin film is formed. By changing the atomic arrangement, more efficient and rational production is possible.
【0036】また前記において、結晶配列を変化させる
手段が、光照射、熱線照射、電磁波照射から選ばれる少
なくとも一つの手段であると、さらに効率良く合理的に
製造できる。Further, in the above, when the means for changing the crystal arrangement is at least one means selected from light irradiation, heat ray irradiation and electromagnetic wave irradiation, the production can be performed more efficiently and rationally.
【0037】また前記において、薄膜の結晶原子配列を
変化させる処理を、弾性表面波モジュール素子のパッケ
ージング後に行うと、さらに効率良く合理的に製造でき
る。次に前記した本発明の第2番目のSAWモジュール
素子によれば、弾性表面波送信用及び受信用電極と、弾
性表面波伝搬用基板とからなり、前記基板表面の少なく
とも一部に、高抵抗薄膜が形成され、さらに前記高抵抗
薄膜上に弾性表面波の伝搬速度を基板に発生する弾性表
面波の伝搬速度と異ならせる目的の周波数調整用薄膜を
形成したことにより、弾性表面波モジュール素子の動作
周波数を変えることができるとともに、高抵抗薄膜を前
記周波数調整用薄膜と基板の間に介在させることで、基
板表面を各種の動作周波数可変プロセスから保護し、ま
た素子の動作を安定させることができる。Further, in the above, if the process of changing the crystal atom arrangement of the thin film is performed after the packaging of the surface acoustic wave module element, the production can be performed more efficiently and rationally. According to the second SAW module element of the present invention described above, the surface acoustic wave transmitting and receiving electrodes and the surface acoustic wave propagating substrate are provided, and at least a part of the substrate surface has a high resistance. A thin film is formed, and by further forming a frequency adjusting thin film on the high resistance thin film for the purpose of making the propagation velocity of the surface acoustic wave different from the propagation velocity of the surface acoustic wave generated on the substrate, the surface acoustic wave module element The operating frequency can be changed, and by interposing the high-resistance thin film between the frequency adjusting thin film and the substrate, the substrate surface can be protected from various operating frequency variable processes and the operation of the element can be stabilized. it can.
【0038】前記において、高抵抗薄膜の抵抗率が10
3Ωcm以上の高抵抗の薄膜であると、弾性表面波モジ
ュール素子の動作損失が低減しより弾性表面波モジュー
ル素子の動作が安定する。In the above, the resistivity of the high resistance thin film is 10
When the thin film has a high resistance of 3 Ωcm or more, the operation loss of the surface acoustic wave module element is reduced and the operation of the surface acoustic wave module element is more stable.
【0039】また前記において、高抵抗薄膜の膜厚が1
nm〜100nmの範囲であると、より有効に弾性表面
波モジュール素子の動作が安定する。また前記におい
て、高抵抗薄膜は少なくとも酸素を含む化合物薄膜であ
ると、より弾性表面波モジュール素子の動作が安定す
る。In the above, the high resistance thin film has a thickness of 1
In the range of nm to 100 nm, the operation of the surface acoustic wave module element is more effectively stabilized. Further, in the above, when the high resistance thin film is a compound thin film containing at least oxygen, the operation of the surface acoustic wave module element is more stable.
【0040】また前記において、高抵抗薄膜が少なくと
も窒素を含む化合物薄膜であると、より弾性表面波モジ
ュール素子の動作が安定する。また前記において、高抵
抗薄膜がチタン(Ti)、アルミニウム(Al)、珪素
(Si)及びリチウム(Li)の酸化物から選ばれる一つ
の酸化物薄膜であると、より有効に弾性表面波モジュー
ル素子の動作が安定する。In the above, if the high resistance thin film is a compound thin film containing at least nitrogen, the operation of the surface acoustic wave module element will be more stable. Further, in the above, when the high resistance thin film is one oxide thin film selected from oxides of titanium (Ti), aluminum (Al), silicon (Si) and lithium (Li), the surface acoustic wave module element can be more effectively used. Operation is stable.
【0041】また前記において、高抵抗薄膜がアルミニ
ウム(Al)、珪素(Si)及びボロン(B)の窒化物か
ら選ばれる一つの窒化物薄膜であると、より有効に弾性
表面波モジュール素子の動作が安定する。Further, in the above, if the high resistance thin film is one nitride thin film selected from the nitrides of aluminum (Al), silicon (Si) and boron (B), the operation of the surface acoustic wave module element is more effectively performed. Is stable.
【0042】また前記において、基板が、LiTaO3、
LiNbO3、Li2B4O7から選ばれる少なくとも一つの
圧電性基板であると、より有効に弾性表面波モジュール
素子の動作が安定する。In the above, the substrate is LiTaO 3 ,
With at least one piezoelectric substrate selected from LiNbO 3 and Li 2 B 4 O 7 , the operation of the surface acoustic wave module element is more effectively stabilized.
【0043】また前記構成においては、基板が、LiTa
O3、LiNbO3、Li2B4O7から選ばれる少なくとも一
つの圧電性基板であると、より有効に弾性表面波モジュ
ール素子の動作が安定する。In the above structure, the substrate is LiTa.
When the piezoelectric substrate is at least one selected from O 3 , LiNbO 3 , and Li 2 B 4 O 7 , the operation of the surface acoustic wave module element is more effectively stabilized.
【0044】次に、前記した本発明の第2番目の弾性表
面波モジュール素子の製造方法によれば、弾性表面波伝
搬用基板のウエハー上に導電性金属膜を形成した上に、
弾性表面波励振用及び受信用電極を形成し、前記ウエハ
ーをダイシングした後に金属膜を抵抗率103Ωcm以
上の高抵抗化する処理を行うので、ダイシング時には基
板上に焦電現象が発生しても、電極間の電位を同電位に
でき電極破壊を抑えることができる。Next, according to the second method of manufacturing a surface acoustic wave module element of the present invention described above, a conductive metal film is formed on the wafer of the surface acoustic wave propagation substrate,
Since the surface acoustic wave excitation and reception electrodes are formed and the wafer is diced, the metal film is processed to have a high resistance of 10 3 Ωcm or more, so that a pyroelectric phenomenon occurs on the substrate during dicing. Also, the potential between the electrodes can be set to the same potential and the electrode breakdown can be suppressed.
【0045】また前記において、金属膜の膜厚が1nm
〜100nmの範囲であると、さらに効率良く合理的に
製造できる。また前記において、金属膜の高抵抗化させ
る手段が酸化もしくは窒化から選ばれる少なくとも一つ
の手段であると、さらに効率良く合理的に製造できる。In the above, the thickness of the metal film is 1 nm.
Within the range of up to 100 nm, more efficient and rational production can be achieved. Further, in the above, if the means for increasing the resistance of the metal film is at least one means selected from oxidation or nitriding, it can be manufactured more efficiently and rationally.
【0046】また前記構成においては、基板が、LiTa
O3、LiNbO3、Li2B4O7から選ばれる少なくとも一
つの圧電性基板であると、より効率良く合理的に製造で
きる。In the above structure, the substrate is LiTa.
At least one piezoelectric substrate selected from O 3 , LiNbO 3 , and Li 2 B 4 O 7 can be manufactured more efficiently and rationally.
【0047】次に、前記した本発明の第3番目の弾性表
面波モジュール素子の製造方法によれば、弾性表面波伝
搬用基板のウエハー上に弾性表面波励振用及び受信用電
極を形成した上に導電性金属膜を形成し、前記ウエハー
をダイシングした後に金属膜を抵抗率103Ωcm以上
の高抵抗化する処理を行うので、ダイシング時には基板
上に焦電現象が発生しても、電極間の電位を同電位にで
き電極破壊を抑えることができる。Next, according to the third method of manufacturing a surface acoustic wave module element of the present invention, the surface acoustic wave excitation and reception electrodes are formed on the wafer of the surface acoustic wave propagation substrate. Since a conductive metal film is formed on the substrate and the wafer is diced, the metal film is processed to have a high resistivity of 10 3 Ωcm or more. Therefore, even if a pyroelectric phenomenon occurs on the substrate during dicing, the interelectrode gap is increased. It is possible to suppress the electrode breakdown by setting the same potential.
【0048】また前記において、金属膜の膜厚が1nm
〜100nmの範囲であると、さらに効率良く合理的に
製造できる。また前記において、金属膜がチタン(T
i)、アルミニウム(Al)、珪素(Si)、ボロン
(B)及びリチウム(Li)から選ばれる金属もしくは
合金であると、さらに効率良く合理的に製造できる。Further, in the above, the thickness of the metal film is 1 nm.
Within the range of up to 100 nm, more efficient and rational production can be achieved. In the above, the metal film is titanium (T
A metal or alloy selected from i), aluminum (Al), silicon (Si), boron (B) and lithium (Li) can be produced more efficiently and rationally.
【0049】また前記において、金属膜の高抵抗化させ
る手段が酸化もしくは窒化から選ばれる少なくとも一つ
の手段であると、さらに効率良く合理的に製造できる。
また前記において、基板が、LiTaO3、LiNbO3、L
i2B4O7から選ばれる少なくとも一つの圧電性基板であ
ると、より効率良く合理的に製造できる。Further, in the above, if the means for increasing the resistance of the metal film is at least one means selected from oxidation or nitriding, it can be manufactured more efficiently and rationally.
Also, in the above, the substrate is LiTaO 3 , LiNbO 3 , L
At least one piezoelectric substrate selected from i 2 B 4 O 7 can be manufactured more efficiently and rationally.
【0050】[0050]
【実施例】以下実施例を用いて本発明をさらに具体的に
説明する。図1は従来のSAWフィルターの基本構造概
略図を示す。図1において弾性表面波は圧電体基板1表
面に櫛型に加工された送信用電極2を設けることにより
励振される。表面波は受信用電極3により検知される。
基板1上の電極2および電極3の空間周期λ(または励
振される弾性表面波の波長ともいう)、電極指の対数や
交差の度合などにより、種々の周波数特性を有する無線
周波数帯の帯域通過フィルターが作製可能である。素子
の使用周波数(動作周波数)fと空間周期の関係は、v
=λ・fの式で基本的に表される。ここでvは基板1固
有のSAW位相速度(弾性表面波伝搬速度)を示す。す
なわち、動作周波数を高めるためには基板1として位相
速度の大きい圧電材料を用いるか、電極2および3の電
極指の空間周期を小さく、つまりピッチを細かくすれば
良いことがわかる。位相速度の大きい圧電材料の中でも
安定的に供給が可能な観点から水晶結晶が広く使われて
いる。水晶の位相速度が3158m/sであり、現行の移動
体通信機器に使われている周波数帯域が100MHzから1G
Hzであることから、電極2、3の空間周期は3〜30μm
にする必要があることがわかる。通常電極2、3には蒸
着されたAlが用いられるが、電極2、3と基板1との
蒸着(付着界面)の状態、電極2、3の膜厚、加工精度
が動作周波数の変動に影響を与えており、特に現行の技
術では電極の加工精度の限界は1%であり、所望の周波
数で動作するSAWフィルターの歩留まり低さを説明し
ている。さらに、準マイクロ波帯の周波数の利用ではサ
ブミクロンの空間周期を持った櫛型電極が用いられるこ
とになるが、素子の歩留まり100%は現実的に不可能
である。The present invention will be described more specifically with reference to the following examples. FIG. 1 shows a schematic diagram of the basic structure of a conventional SAW filter. In FIG. 1, the surface acoustic wave is excited by providing a comb-shaped transmission electrode 2 on the surface of the piezoelectric substrate 1. The surface wave is detected by the receiving electrode 3.
Band pass of a radio frequency band having various frequency characteristics depending on the spatial period λ of the electrodes 2 and 3 on the substrate 1 (or also referred to as the wavelength of the excited surface acoustic wave), the number of pairs of electrode fingers and the degree of intersection. A filter can be made. The relationship between the operating frequency f of the element and the spatial period is v
It is basically expressed by the equation: λ · f. Here, v represents the SAW phase velocity (surface acoustic wave propagation velocity) unique to the substrate 1. That is, in order to increase the operating frequency, it is understood that a piezoelectric material having a large phase velocity is used as the substrate 1, or the spatial period of the electrode fingers of the electrodes 2 and 3 is made small, that is, the pitch is made fine. Quartz crystals are widely used among piezoelectric materials having a high phase velocity because they can be stably supplied. The phase velocity of the crystal is 3158m / s, and the frequency band used in the current mobile communication equipment is 100MHz to 1G
Since it is Hz, the spatial period of the electrodes 2 and 3 is 3 to 30 μm.
I know that I need to Usually, evaporated Al is used for the electrodes 2 and 3, but the state of the evaporation (adhesion interface) between the electrodes 2 and 3 and the substrate 1, the film thickness of the electrodes 2 and 3, and the processing accuracy influence the fluctuation of the operating frequency. In particular, the current technology limits the electrode processing accuracy to 1%, which explains the low yield of SAW filters operating at a desired frequency. Further, when the frequency in the quasi-microwave band is used, a comb-shaped electrode having a submicron spatial period is used, but a device yield of 100% is practically impossible.
【0051】そこで、本発明者らは基板1表面に発生す
る弾性表面波の音速(位相速度)の制御・調整を検討し
た。位相速度が変化する要因としては、基板1自身ある
いは電極2、3の1)温度、2)湿度の変化などが上げられ
るがいずれも可逆的であり、根本的な制御・調整には不
向きである。よく知られているように、基板1に発生す
る弾性表面波の速度は、基板1の切断面の方位や、ヤン
グ率、密度、ポアソン比等の圧電現象に係わる物理定数
に依存する。また弾性表面波は基板1の表面深さ数10nm
から数100nmの領域を伝搬することから、特に基板1の
表面付近の前記物理定数を何らかの方法で変調すれば、
弾性表面波の伝搬速度を変化させることができるのでは
ないかと考え種々の実験的検討を行った。Therefore, the present inventors examined the control and adjustment of the sound velocity (phase velocity) of the surface acoustic wave generated on the surface of the substrate 1. The factors that change the phase velocity include changes in the substrate 1 itself or the electrodes 2 and 3 1) temperature and 2) humidity, but they are both reversible and unsuitable for fundamental control and adjustment. . As is well known, the velocity of the surface acoustic wave generated on the substrate 1 depends on the orientation of the cut surface of the substrate 1 and the physical constants related to the piezoelectric phenomenon such as Young's modulus, density and Poisson's ratio. The surface acoustic wave has a surface depth of the substrate 1 of several 10 nm.
Since it propagates in a region of several hundreds of nm, especially if the physical constant near the surface of the substrate 1 is modulated by some method,
Various experimental studies were conducted with the possibility that the propagation velocity of surface acoustic waves could be changed.
【0052】弾性表面波伝搬基板表面の圧電定数を変化
せるには、前記基板表面に張力、圧縮応力を与えて歪を
生じさせる必要がある。その方法としては、i)前記基板
表面自身の改質、ii)前記基板上に何らかの物質を付着
させることが考えられる。In order to change the piezoelectric constant of the surface acoustic wave propagating substrate surface, it is necessary to apply tension or compressive stress to the substrate surface to generate strain. Possible methods include i) modification of the surface of the substrate itself, and ii) deposition of some substance on the substrate.
【0053】まず、SAWフィルターの基板表面の一部
分を改質した場合について検討した。固体材料の表面部
分の改質部の形成は、格子欠陥部の形成、不純物の注入
などで得られる。そこで、実験の第1段階として、イオ
ンビームを用いて、基板1表面に改質部を形成すること
を行った。真空容器内で、カウフマン型イオン源を用
い、アルゴン(Ar)イオン、水素(H)イオン、酸素
(O)イオン、ヘリウム(He)イオンを、SAWフィ
ルター表面に照射して、イオン照射前後での動作周波数
の測定を行った。その結果、SAWフィルターの動作周
波数が変化することを見いだした。このことは、イオン
照射によって、基板1表面には格子欠陥層あるいは結晶
の再配列層が形成され、基板1表面付近に基板1とは結
晶の配列が異なり、固体密度、圧電定数も違った値をと
り、基板1とは弾性表面波伝搬速度の異なる層が基板1
上に薄く形成され、形成前に比べ、電極2で励振された
弾性表面波の伝搬速度が実効的に変化することによるも
のと考えられる。First, the case where a part of the surface of the substrate of the SAW filter was modified was examined. The formation of the modified portion on the surface portion of the solid material can be obtained by forming a lattice defect portion, implanting impurities, or the like. Therefore, as the first step of the experiment, a modified portion was formed on the surface of the substrate 1 by using an ion beam. In the vacuum container, using a Kaufman type ion source, argon (Ar) ions, hydrogen (H) ions, oxygen (O) ions, and helium (He) ions are irradiated on the surface of the SAW filter, and before and after the ion irradiation. The operating frequency was measured. As a result, they have found that the operating frequency of the SAW filter changes. This means that a lattice defect layer or a crystal rearrangement layer is formed on the surface of the substrate 1 by the ion irradiation, the crystal arrangement is different near the surface of the substrate 1 from the substrate 1, and the solid density and the piezoelectric constant are different. And the layer whose surface acoustic wave propagation velocity is different from that of the substrate 1 is the substrate 1
It is considered that this is because the propagation velocity of the surface acoustic wave, which is formed thinly above and is excited by the electrode 2, is effectively changed as compared with that before the formation.
【0054】なお大型のイオンビームを用いた基板1の
表面への微量の金属元素の注入して基板1表面上に改質
部分を形成してもSAWフィルターの動作周波数が変化
することも、本発明者らは併せて見いだした。It should be noted that the operating frequency of the SAW filter may change even if a small amount of metal element is injected into the surface of the substrate 1 using a large ion beam to form a modified portion on the surface of the substrate 1. The inventors also found out.
【0055】しかしながら、上記のイオンビームを用い
た基板1の表面の改質の方法は、SAWフィルターの動
作周波数を調整できる利点があるが、電極2、3も同時
にエッチングされてしまうなど必ずしも最適な方法とは
いえない。However, the above method of modifying the surface of the substrate 1 using the ion beam has an advantage that the operating frequency of the SAW filter can be adjusted, but the electrodes 2 and 3 are not always optimal because they are etched at the same time. Not a method.
【0056】さらに本発明者らは、基板1上に薄膜を形
成することによる弾性表面波の伝搬速度の変化を調べ
た。その結果、SAWフィルター動作周波数が変化する
ことを見いだした。以下、具体的実施例を用いて説明す
る。Further, the present inventors investigated changes in the propagation velocity of surface acoustic waves due to the formation of a thin film on the substrate 1. As a result, they found that the operating frequency of the SAW filter changed. Hereinafter, a specific example will be described.
【0057】(実施例1)本実施例では、弾性表面波発
生用および伝搬用基板として水晶結晶が用いられている
周波数315MHz用のSAWフィルターを試料として用い
た。水晶基板上に堆積する薄膜はTi-O膜を高周波マグ
ネトロンスパッタ法で蒸着した。本実施例で薄膜堆積に
用いた高周波マグネトロンスパッタ装置の概略図を図2
に示す。マグネトロンカソード4にTi-Oのセラミック
スを成形後焼成したディスクターゲット5を設置し、1
3.56MHzの高周波電力を注入し、ターゲット5をスパッ
タして、基板ホルダー6上に設置したSAWフィルター
試料7上にTi-O薄膜(主成分TiO2)を堆積した。
このときスパッタガスとして1Paのアルゴン(Ar)を
用い、高周波注入電力は30Wとした。試料7は加熱して
いない。Ti-O薄膜の堆積速度は1nm/分であり、例え
ば20分間の堆積処理で膜厚を20nmとした。Ti-O
薄膜堆積後のSAWフィルターの断面構造概略図を図3
(a)(b)に示す。図3(a)(b)において8は水晶基板、9は
弾性表面波送信用櫛型電極、11は弾性表面波受信用櫛
型電極、10は高周波電力注入用リード線、12は高周
波電力取り出し用リード線、13はTi-O薄膜を示す。
図3(a)は、水晶基板8の表面にAl電極9、11を形
成し、SAWフィルターの電極9、11にそれぞれリー
ド線10、12を結線し、その表面にTi-O薄膜13を
堆積した構造の断面図である。図3(b)は、水晶基板
8上にTi-O薄膜13を堆積した後に、Al電極9、1
1を形成し、それぞれリード線10、12を結線した構
造の断面図である。Example 1 In this example, a SAW filter for a frequency of 315 MHz using a quartz crystal as a surface acoustic wave generation and propagation substrate was used as a sample. The thin film deposited on the quartz substrate was a Ti—O film deposited by high frequency magnetron sputtering. FIG. 2 is a schematic diagram of a high frequency magnetron sputtering apparatus used for thin film deposition in this example.
Shown in A disk target 5 formed by firing Ti-O ceramics after molding was set on the magnetron cathode 4, and 1
A high frequency power of 3.56 MHz was injected, the target 5 was sputtered, and a Ti—O thin film (main component TiO 2 ) was deposited on the SAW filter sample 7 placed on the substrate holder 6.
At this time, 1 Pa of argon (Ar) was used as the sputtering gas, and the high frequency injection power was 30 W. Sample 7 is not heated. The deposition rate of the Ti-O thin film was 1 nm / min, and the film thickness was set to 20 nm by a deposition process for 20 minutes, for example. Ti-O
Figure 3 shows a schematic diagram of the cross-sectional structure of the SAW filter after thin film deposition.
Shown in (a) and (b). In FIGS. 3 (a) and 3 (b), 8 is a quartz substrate, 9 is a surface acoustic wave transmitting comb-shaped electrode, 11 is a surface acoustic wave receiving comb-shaped electrode, 10 is a high frequency power injection lead wire, and 12 is a high frequency power extraction. A lead wire for use, 13 is a Ti-O thin film.
In FIG. 3 (a), Al electrodes 9 and 11 are formed on the surface of the quartz substrate 8, lead wires 10 and 12 are connected to the electrodes 9 and 11 of the SAW filter, respectively, and a Ti-O thin film 13 is deposited on the surface. It is sectional drawing of the structure. In FIG. 3B, after the Ti—O thin film 13 is deposited on the quartz substrate 8, Al electrodes 9 and 1 are formed.
1 is a cross-sectional view of a structure in which 1 is formed and lead wires 10 and 12 are connected to each other.
【0058】次に、図3(a)に示すSAWフィルターの
動作周波数を測定した。前記動作周波数はSAWフィル
ターと増幅器で共振器を構成し、共振周波数を周波数測
定器で測定した。Ti-O薄膜13の膜厚とTi-O薄膜1
3堆積前の共振周波数からの周波数変化の関係図4に示
す。図4からわかるようにTi-O膜13を基板8上に堆
積することによって、周波数を可変化できることを確認
した。Ti-O膜13堆積がSAWフィルターの動作周波
数に及ぼす効果の理由については、下記のように考えら
れる。基板8と同様にTi-O膜13にも弾性表面波は伝
搬するが、Ti-O膜13の圧電定数は基板8のそれと異
なり、弾性表面波の伝搬速度も異なり、電極9から電極
11に到達する表面波の速度が基板8の速度からずれる
ものと考えられる。実際には、Ti-O膜13を基板8上
に堆積することによってSAWフィルターの伝搬損失は
少しずつ増大するが、Ti-O膜13の膜厚が0.03λ以下
であれば、伝搬損失も1dB以下で、実用上問題のないこ
とを確認した。Next, the operating frequency of the SAW filter shown in FIG. 3 (a) was measured. Regarding the operating frequency, a resonator is constituted by a SAW filter and an amplifier, and the resonant frequency is measured by a frequency measuring device. Thickness of Ti-O thin film 13 and Ti-O thin film 1
3 Relationship of frequency change from resonance frequency before deposition is shown in FIG. As can be seen from FIG. 4, it was confirmed that the frequency can be varied by depositing the Ti—O film 13 on the substrate 8. The reason why the Ti-O film 13 is deposited on the operating frequency of the SAW filter is considered as follows. Surface acoustic waves propagate to the Ti-O film 13 as well as the substrate 8, but the piezoelectric constant of the Ti-O film 13 is different from that of the substrate 8 and the propagation velocity of the surface acoustic waves is also different, so that the electrode 9 changes from the electrode 9 to the electrode 11. It is considered that the velocity of the surface wave that arrives deviates from the velocity of the substrate 8. Actually, the propagation loss of the SAW filter is gradually increased by depositing the Ti—O film 13 on the substrate 8. However, if the thickness of the Ti—O film 13 is 0.03λ or less, the propagation loss is also 1 dB. Below, it was confirmed that there was no practical problem.
【0059】なお、薄膜13として、基板8と結晶配列
が異なる薄膜であれば本実施例と同様の周波数を可変化
できる効果がある。すなわち、基板8が結晶基板の場合
には、薄膜13が少なくとも結晶部分を含む微結晶−非
晶質薄膜(結晶部分を含む多結晶状薄膜)であると、本
発明の効果がある。さらに、薄膜13の構成元素もしく
は構成比率が、基板8と異なる場合も、本実施例と同じ
効果がある。なお、薄膜13が絶縁体であると、SAW
フィルターの動作損失が低い。If the thin film 13 is a thin film having a different crystal arrangement from that of the substrate 8, the same effect as in the present embodiment can be obtained by varying the frequency. That is, when the substrate 8 is a crystalline substrate, the effect of the present invention is obtained when the thin film 13 is a microcrystalline-amorphous thin film containing at least a crystalline portion (a polycrystalline thin film containing a crystalline portion). Further, even when the constituent element or the constituent ratio of the thin film 13 is different from that of the substrate 8, the same effect as the present embodiment is obtained. If the thin film 13 is an insulator, the SAW
Low operating loss of the filter.
【0060】さらに基板8として、水晶以外にLiTaO
3、LiNbO3、Li2B4O7などの圧電性を示す単結晶基
板、弾性表面波伝搬用基板上に堆積されたZnO、Al
N、Ta2O5、Pb-Nd-Ti-Mn-In-O、Pb-Zn-Ti-
Oなどの圧電薄膜を用いたSAWフィルターについて
も、本実施例の周波数変化の効果があることを確認し
た。Further, as the substrate 8, LiTaO other than quartz is used.
Single crystal substrate showing piezoelectricity such as 3 , LiNbO 3 , Li 2 B 4 O 7 , ZnO and Al deposited on the surface acoustic wave propagation substrate.
N, Ta 2 O 5 , Pb-Nd-Ti-Mn-In-O, Pb-Zn-Ti-
It was confirmed that the SAW filter using the piezoelectric thin film such as O also has the frequency changing effect of this embodiment.
【0061】薄膜13としてTi-O以外にZr-Oであっ
ても使用できる。さらにTi-OまたはZr-Oと組み合わ
せて、Sr-Ti-O、Ca-Ti-O、Ba-Ti-O、Bi-O、
Tl-O、Pb-O、Si-O、Mn-O、Al-O、Nb-O、T
a-O、Zr-O、Li-O、B-N、Si-N、Al-N、Zr-
Nなどの酸化物および窒化物、あるいはこれらを組み合
わせた多元化合物、さらには弗素化ポリイミドなどの高
分子材料、もしくは重合性モノマー分子より構成される
単分子膜もしくはその積層膜を使用しても良い。The thin film 13 may be Zr-O other than Ti-O. Furthermore, in combination with Ti-O or Zr-O, Sr-Ti-O, Ca-Ti-O, Ba-Ti-O, Bi-O,
Tl-O, Pb-O, Si-O, Mn-O, Al-O, Nb-O, T
a-O, Zr-O, Li-O, B-N, Si-N, Al-N, Zr-
Oxides such as N and nitrides, multi-component compounds in which these are combined, polymer materials such as fluorinated polyimide, or monomolecular films composed of polymerizable monomer molecules or laminated films thereof may be used. .
【0062】なお、基板8上に形成する薄膜13は、基
板8表面全面を覆う、連続状のものであってもよいが、
島状をはじめとする不連続状に形成されたものであって
も、SAWフィルターの動作周波数を変化させることが
できる。The thin film 13 formed on the substrate 8 may be a continuous film covering the entire surface of the substrate 8,
Even if it is formed in a discontinuous shape such as an island shape, the operating frequency of the SAW filter can be changed.
【0063】(実施例2)前記実施例1のSAWフィル
ターに対し、光照射を行ったときSAWフィルターの動
作周波数を有効に変化させることができたので説明す
る。(Embodiment 2) The operation frequency of the SAW filter can be effectively changed when light is irradiated to the SAW filter of the embodiment 1 as described below.
【0064】本実施例では、試料として実施例1と同じ
く315MHz用SAWフィルターを試料として用い、光源
として波長248nmの弗化クリプトン(KrF)エキシマ
レーザーを用いた。本実施例で行ったSAWフィルター
の動作周波数の測定系を図5に示す。本実施例ではエネ
ルギー60mJの、レーザーパルス光14を集光して前記
SAWフィルター15の基板表面に10Hzで照射して実
験を行った。本実施例で用いた前記レーザーのパワー密
度は1パルスあたり1.2mW/mm2である。SAWフィル
ター15の動作周波数測定は増幅器16と共振器を構成
し、共振する電波の周波数を周波数測定器18で測定す
ることによって行った。図6にSAWフィルターのレー
ザーパルス光のショット数とSAWフィルターの動作周
波数のレーザーパルス光照射前からの周波数変化を示
す。図6に示すように前記基板表面に紫外線光を照射す
ることによってSAWフィルターの動作周波数を変化さ
せることができることを見いだした。なお、本実施例に
おいては、意外にもSAWフィルターの伝搬損失が約1
dB改善できることも併せて見いだした。これらの効果
は、レーザーパルス光14の照射によって前記水晶基板
の表面部分が、改質され、微妙に弾性表面波伝搬速度が
水晶のそれとは異なる部分が水晶基板上に形成されたこ
と、Al製の弾性表面波送信用・受信用櫛型電極が熱的
に加熱されて基板への付着度が増したことによるものと
考えられる。なお、照射する光の波長が120nm以上につ
いて、同じ効果が得られることも確認した。すなわち、
紫外光、赤外光、各種電磁波等のエネルギー線の照射も
本実施例と同様、SAWフィルターの動作周波数の調整
に適用できる。In this example, a 315 MHz SAW filter was used as a sample as in Example 1, and a krypton fluoride (KrF) excimer laser having a wavelength of 248 nm was used as a light source. FIG. 5 shows a system for measuring the operating frequency of the SAW filter performed in this example. In this example, the laser pulsed light 14 having an energy of 60 mJ was condensed and irradiated on the substrate surface of the SAW filter 15 at 10 Hz for an experiment. The power density of the laser used in this example is 1.2 mW / mm 2 per pulse. The operating frequency of the SAW filter 15 was measured by forming a resonator with the amplifier 16 and measuring the frequency of the resonating radio wave with the frequency measuring device 18. FIG. 6 shows the number of shots of the laser pulse light of the SAW filter and the frequency change of the operating frequency of the SAW filter before the laser pulse light irradiation. As shown in FIG. 6, it was found that the operating frequency of the SAW filter can be changed by irradiating the substrate surface with ultraviolet light. In this example, the SAW filter unexpectedly has a propagation loss of about 1.
We also found that we could improve dB. These effects are due to the fact that the surface portion of the quartz substrate is modified by the irradiation of the laser pulse light 14, and a portion having a surface acoustic wave propagation velocity slightly different from that of quartz is formed on the quartz substrate. It is considered that this is because the surface acoustic wave transmitting / receiving comb-shaped electrode of (3) was thermally heated to increase the degree of adhesion to the substrate. It was also confirmed that the same effect can be obtained when the wavelength of the irradiation light is 120 nm or more. That is,
Irradiation of energy rays such as ultraviolet light, infrared light and various electromagnetic waves can be applied to the adjustment of the operating frequency of the SAW filter as in the present embodiment.
【0065】なお、本発明者らは弾性表面波伝搬用基板
として、水晶以外にLiTaO3、LiNbO3、Li2B4O7
などの圧電性を示す単結晶基板、弾性表面波伝搬用基板
上に堆積されたZnO、AlN、Ta2O5、Pb-Nd-Ti-
Mn-In-O、Pb-Zn-Ti-OなどのPb系圧電薄膜を用
いたSAWフィルターについても、本実施例の周波数変
化の効果があることを確認した。In addition to quartz, the present inventors used LiTaO 3 , LiNbO 3 , Li 2 B 4 O 7 as a substrate for surface acoustic wave propagation.
ZnO, AlN, Ta 2 O 5 , Pb-Nd-Ti- deposited on a single crystal substrate showing piezoelectricity, a substrate for surface acoustic wave propagation, etc.
It was confirmed that the SAW filter using the Pb-based piezoelectric thin film such as Mn-In-O and Pb-Zn-Ti-O also has the effect of the frequency change of this embodiment.
【0066】なお、本実施例では315MHz用のSAWフ
ィルターを試料として用いたが、動作周波数帯域の異な
るSAWフィルターについても同じ効果のあることも確
認した。In this example, the SAW filter for 315 MHz was used as a sample, but it was also confirmed that SAW filters having different operating frequency bands have the same effect.
【0067】なお、光、紫外光、赤外光、各種電磁波等
のエネルギー線の照射は、SAWフィルターを構成する
弾性表面波伝搬用基板の表面全面に限定されるものでな
く、弾性表面波送信用・受信用電極を含むSAWフィル
ター全面に限定されるものでなく、弾性表面波送信用・
受信用電極を含むSAWフィルター全面であっても、前
記基板の一部分であってもよい。Irradiation of energy rays such as light, ultraviolet light, infrared light and various electromagnetic waves is not limited to the entire surface of the surface acoustic wave propagation substrate constituting the SAW filter. Not limited to the entire surface of the SAW filter including the credit / reception electrodes, but for surface acoustic wave transmission
It may be the entire surface of the SAW filter including the receiving electrode or a part of the substrate.
【0068】なお、本実施例2は、原理的に弾性表面波
の伝搬速度を変化させるもので、弾性表面波送信用・受
信用電極および弾性表面波伝搬部の材料には依存せず、
SAWフィルターだけでなく発振器、共振器、遅延器な
ど弾性表面波を利用したモジュール素子について同様な
効果があることも確認した。In the second embodiment, the propagation velocity of the surface acoustic wave is changed in principle, and it does not depend on the materials of the surface acoustic wave transmitting / receiving electrodes and the surface acoustic wave propagating portion.
It was also confirmed that not only the SAW filter but also the module elements using surface acoustic waves such as oscillators, resonators and delay devices have similar effects.
【0069】(実施例3)酸化チタンは、TiO、Ti2
O3、TiO2(ルチル型、アナターゼ型)等の様々な結
晶構造を取りえることから、前記薄膜をTi-Oにして結
晶配列を変化させれば、広い範囲にわたって前記薄膜の
圧電にかかわる物理定数、弾性表面波も伝搬速度を変え
ることができると考え、前記実施例1〜2さらに改良す
るため、SAWフィルターの弾性表面波伝搬用基板上に
薄膜を形成し、前記薄膜の結晶配列を変化させる検討を
行った。本実施例では上記の実施例1および2と同じく
315MHz用SAWフィルターを試料として用いた。SA
Wフィルターの弾性表面波伝搬用圧電体基板上には、膜
厚の制御性の高いイオンビームスパッタ法でTi-O薄膜
の堆積を行い、実施例1と同じく図3に示した構造のS
AWフィルターの作製を行った。図3を用いて本実施例
を説明する。図7に本実施例の薄膜13の堆積に用いた
イオンビームスパッタシステム概略図を示す。前記シス
テムは真空容器内にSAWフィルター試料19、基板ホ
ルダー20、イオンガン21、スパッタターゲット2
2、水晶振動式膜厚モニター23を含み構成されるてい
る。本実施例ではイオンガン21として口径直径30mmの
カウフマンタイプのイオンガン(米国・コモンウエルス
社)、ターゲット22として成形後に焼成した直径75mm
のTi-Oセラミックスディスクを用いた。スパッタはイ
オンガン21に1.5SCCMのアルゴンガスを導入して、加
速電圧500Vでスパッタを行った。基板8上に堆積され
るTi-O薄膜13(主成分TiO2)の堆積速度は膜厚モ
ニター23で0.01nm/秒の精度で正確にモニターでき、
本実施例では0.2nm/分の堆積速度であった。この速度
で例えば110分間堆積処理して膜厚20nmのTi-O
膜を得た。(Embodiment 3) Titanium oxide is TiO, Ti 2
Since various crystal structures such as O 3 and TiO 2 (rutile type, anatase type) can be taken, if the thin film is made of TiO and the crystal arrangement is changed, the physical properties relating to piezoelectricity of the thin film over a wide range. Considering that the propagation velocity can be changed by a constant and a surface acoustic wave, in order to further improve Examples 1 and 2, a thin film is formed on the surface acoustic wave propagation substrate of the SAW filter, and the crystal arrangement of the thin film is changed. I made a study. This embodiment is the same as the above-mentioned first and second embodiments.
A 315 MHz SAW filter was used as a sample. SA
A Ti—O thin film was deposited on the surface acoustic wave propagating piezoelectric substrate of the W filter by an ion beam sputtering method having a high film thickness controllability, and the S of the structure shown in FIG.
An AW filter was produced. This embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 7 shows a schematic diagram of an ion beam sputtering system used for depositing the thin film 13 of this example. The system includes a SAW filter sample 19, a substrate holder 20, an ion gun 21, and a sputter target 2 in a vacuum container.
2. A crystal vibration type film thickness monitor 23 is included. In this embodiment, the ion gun 21 is a Kauffman type ion gun (Commonwealth, USA) having a diameter of 30 mm, and the target 22 is a diameter of 75 mm after firing after molding.
The Ti-O ceramic disk of was used. For the sputtering, 1.5 SCCM of argon gas was introduced into the ion gun 21, and the sputtering was performed at an acceleration voltage of 500V. The deposition rate of the Ti—O thin film 13 (main component TiO 2 ) deposited on the substrate 8 can be accurately monitored by the film thickness monitor 23 with an accuracy of 0.01 nm / sec.
In this example, the deposition rate was 0.2 nm / min. At this speed, for example, for 110 minutes, a deposition process is performed and a Ti-O film having a film thickness of 20 nm
A film was obtained.
【0070】その後、紫外線光を基板8表面上のTi-O
膜13に照射しながらSAWフィルターの動作周波数の
測定を実施例2と同じ測定系(図5)を用いて行った。
図8にTi-O膜13の膜厚20nmのときの、Ti-O膜13
に照射したレーザーパルス光のショット数とSAWフィ
ルターの動作周波数の変化を示す。図8に示すようにT
i-O膜13に紫外線光を照射することによってSAWフ
ィルターの動作周波数が格段に変化する。After that, ultraviolet light is applied to Ti-O on the surface of the substrate 8.
The operating frequency of the SAW filter was measured while irradiating the film 13 using the same measurement system as in Example 2 (FIG. 5).
FIG. 8 shows the Ti-O film 13 when the film thickness of the Ti-O film 13 is 20 nm.
The change in the number of shots of the laser pulsed light irradiated on and the operating frequency of the SAW filter is shown. As shown in FIG.
By irradiating the i-O film 13 with ultraviolet light, the operating frequency of the SAW filter is remarkably changed.
【0071】なお、基板8表面上に形成するTi-O膜1
3の膜厚が1nm以上で前記SAWフィルターの動作周波
数が紫外線照射により変化することも併せて見いだし
た。実際には、Ti-O膜13を基板8上に堆積すること
によってSAWフィルターの伝搬損失は少しずつ増大す
るが、Ti-O膜13の膜厚が0.03λ以下であれば、伝搬
損失も1dB以下で、実用上問題のないことも確認した。The Ti-O film 1 formed on the surface of the substrate 8
It was also found that when the film thickness of 3 is 1 nm or more, the operating frequency of the SAW filter is changed by ultraviolet irradiation. Actually, the propagation loss of the SAW filter is gradually increased by depositing the Ti—O film 13 on the substrate 8. However, if the thickness of the Ti—O film 13 is 0.03λ or less, the propagation loss is also 1 dB. It was also confirmed below that there is no problem in practical use.
【0072】なお、上記光の変わりに熱線、電磁波等の
エネルギー線を用いてもSAWフィルターの動作周波数
が変化することも併せて見いだした。さらに、基板8に
堆積する薄膜13と照射する光、熱線、電磁波の波長に
ついての検討を行った。その結果、前記光、熱線、電磁
波が薄膜13に光学的あるいは電磁気的に吸収されるも
のであれば、本実施例と同様な効果があることも分かっ
た。すなわち、光学的には薄膜13の材料のバンドギャ
ップ・エネルギーよりも波長の短い光であれば、照射す
る光のエネルギーが薄膜13に完全に吸収され、薄膜1
3の結晶状態がより効率的に変化させることができる。
また、電磁気的には薄膜13の表面が鏡面でなく、凹凸
があると電磁波のエネルギーが反射されることなく吸収
され、薄膜13の結晶状態を変化させることが容易であ
る。It was also found that the operating frequency of the SAW filter changes even when heat rays or energy rays such as electromagnetic waves are used instead of the above light. Further, the thin film 13 deposited on the substrate 8 and the wavelength of light, heat rays, and electromagnetic waves to be irradiated were examined. As a result, it was found that if the light, heat rays, and electromagnetic waves are absorbed by the thin film 13 optically or electromagnetically, the same effect as that of this embodiment is obtained. That is, if the light has a wavelength shorter than the band gap energy of the material of the thin film 13 optically, the energy of the irradiation light is completely absorbed by the thin film 13,
The crystalline state of 3 can be changed more efficiently.
Electromagnetically, if the surface of the thin film 13 is not a mirror surface and has irregularities, the energy of electromagnetic waves is absorbed without being reflected, and it is easy to change the crystalline state of the thin film 13.
【0073】次に、光、熱線、電磁波等のエネルギー線
を照射したときにSAWフィルターの基板8に堆積した
薄膜13に起こる現象を解明するため、X線、電子線、
光を用いて調べた。X線光電子分光(XPS;X-ray Ph
oto Spectroscopy)によると、Tiの価電子数が照射に
よりTi-O膜13の結晶状態はTiO2(ルチル)の状態
に近づいていくことが判明した。分光測定、特に透過率
測定によると、照射量の増加に従い、Ti-O膜13の光
の吸収端を示すバンドギャップの位置が、短波長側から
TiO2(ルチル)の単結晶の420nmに近づき、急峻にな
っていくことが判明した。電子線を用いた透過型電子線
顕微観察(TEM;Transmission Electron Microscop
e)によると、照射したTi-O膜13には結晶化した部
分が成長していることがわかった。さらにTi-O膜13
の電子線回折パターンを調べた結果、照射したTi-O膜
13からは結晶性を示すスポット像が観測された。これ
らの分析・解析によると本実施例の場合、アモルファス
状のTi-O膜13に、光、熱線、電磁波の照射によっ
て、Ti-O膜13内部で結晶化が進行していくことが判
明した。すなわちこのTi-O膜13の結晶性の変化が、
SAWフィルターの動作周波数の変化への寄与している
ことが判明した。つまり、前記実施例1で示したよう
に、基板8上に薄膜13を堆積するだけでSAWフィル
ターの動作周波数は変化する。このことは弾性表面波の
伝搬速度が基板8と薄膜13で異なることで説明される
が、光、熱線、電磁波等のエネルギー線は、薄膜13を
構成する原子、分子を励起し、照射したエネルギー量分
だけ、アモルファス状から結晶状(多結晶状態を含
む)、単結晶状から多結晶状といった結晶配列の変化を
薄膜13に引き起こすことによって、さらに薄膜13中
の弾性表面波の伝搬速度が変化して、実効的なSAWフ
ィルターに発生する弾性表面波の伝搬速度が変化して、
動作周波数が変わるものといえる。そして、図8に示し
たようにこの薄膜13中の結晶配列の変化がSAWフィ
ルターの動作周波数変化に及ぼす効果が極めて大きいこ
とがわかる。Next, in order to clarify the phenomenon that occurs in the thin film 13 deposited on the substrate 8 of the SAW filter when irradiated with energy rays such as light, heat rays and electromagnetic waves, X-ray, electron beam,
It was examined using light. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS; X-ray Ph)
It has been found that the crystal state of the Ti—O film 13 approaches the state of TiO 2 (rutile) by irradiation. According to the spectroscopic measurement, particularly the transmittance measurement, as the irradiation amount increases, the position of the band gap showing the light absorption edge of the Ti—O film 13 approaches 420 nm of the single crystal of TiO 2 (rutile) from the short wavelength side. It turned out to be steep. Transmission electron microscopy (TEM)
According to e), it was found that the irradiated Ti—O film 13 had grown crystallized portions. Furthermore, Ti-O film 13
As a result of examination of the electron beam diffraction pattern of No. 3, a spot image showing crystallinity was observed from the irradiated Ti—O film 13. According to these analyzes and analyses, in the case of the present embodiment, it was found that the amorphous Ti—O film 13 was crystallized inside the Ti—O film 13 by irradiation with light, heat rays, and electromagnetic waves. . That is, the change in crystallinity of the Ti-O film 13 is
It was found to contribute to the change in the operating frequency of the SAW filter. That is, as shown in the first embodiment, the operating frequency of the SAW filter changes only by depositing the thin film 13 on the substrate 8. This is explained by the fact that the propagation velocity of surface acoustic waves differs between the substrate 8 and the thin film 13, but energy rays such as light, heat rays, and electromagnetic waves excite the atoms and molecules that make up the thin film 13 and irradiate them with energy. The propagation velocity of the surface acoustic wave in the thin film 13 is further changed by causing the thin film 13 to change the crystal arrangement from the amorphous state to the crystalline state (including the polycrystalline state) or from the single crystal state to the polycrystalline state by the amount. Then, the propagation velocity of the surface acoustic wave generated in the effective SAW filter changes,
It can be said that the operating frequency changes. Then, as shown in FIG. 8, it can be seen that the change of the crystal arrangement in the thin film 13 has an extremely large effect on the change of the operating frequency of the SAW filter.
【0074】なお、薄膜13が絶縁体であると、SAW
フィルターの動作損失が低いことも併せて見いだした。
また、基板8上に形成する薄膜13は、基板8の表面全
面を覆うものであってもよいが、島状に形成されたもの
であっても、SAWフィルターの動作周波数を変化させ
ることができることを確認した。If the thin film 13 is an insulator, the SAW
We also found that the operating loss of the filter is low.
Further, the thin film 13 formed on the substrate 8 may cover the entire surface of the substrate 8, but even if it is formed in an island shape, the operating frequency of the SAW filter can be changed. It was confirmed.
【0075】なお、薄膜13の構成元素もしくは構成元
素比率が、基板8と同じもしくは異なっていても、光、
熱線、電磁波等のエネルギー線を薄膜13に照射するこ
とによって、薄膜13の結晶配列・結晶状態、もしくは
構成元素の構成比率が変化すれば、本実施例のSAWフ
ィルターの動作周波数可変化の効果があることも確認し
た。Even if the constituent element or constituent element ratio of the thin film 13 is the same as or different from that of the substrate 8, light,
By irradiating the thin film 13 with energy rays such as heat rays and electromagnetic waves, if the crystal arrangement / crystal state of the thin film 13 or the constituent ratio of the constituent elements changes, the effect of varying the operating frequency of the SAW filter of the present embodiment is obtained. I also confirmed that there is.
【0076】なお、基板8として、水晶以外に、LiTa
O3、LiNbO3、Li2B4O7などの圧電性を示す単結晶
基板や、弾性表面波伝搬用基板上に堆積されたZnO、
AlN、Ta2O5、Pb-Nd-Ti-Mn-In-O、Pb-Zn-T
i-OなどのPb系圧電体などの圧電薄膜を基板8として
用いたSAWフィルターについても、周波数変化の効果
があることも確認した。As the substrate 8, other than quartz, LiTa is used.
A single crystal substrate showing piezoelectricity such as O 3 , LiNbO 3 , Li 2 B 4 O 7 , ZnO deposited on a surface acoustic wave propagation substrate,
AlN, Ta 2 O 5 , Pb-Nd-Ti-Mn-In-O, Pb-Zn-T
It was also confirmed that the SAW filter using the piezoelectric thin film such as Pb-based piezoelectric material such as i-O as the substrate 8 also has the effect of frequency change.
【0077】SAWフィルターの基板8に堆積する薄膜
13としては、Ti-O以外にZr-Oであっても使用でき
る。さらにTi-OまたはZr-Oと組み合わせて、Sr-T
i-O、Ca-Ti-O、Ba-Ti-O、Bi-O、Tl-O、Pb-
O、Si-O、Mn-O、Al-O、Nb-O、Ta-O、Zr-
O、Li-O、B-N、Si-N、Al-N、Zr-Nなどの酸
化物および窒化物、あるいはこれらを組み合わせた多元
化合物、さらには弗素化ポリイミドなどの高分子材料、
もしくは重合性モノマー分子より構成される単分子膜も
しくはその積層膜を使用しても良い。As the thin film 13 deposited on the substrate 8 of the SAW filter, Zr-O can be used in addition to Ti-O. Furthermore, in combination with Ti-O or Zr-O, Sr-T
i-O, Ca-Ti-O, Ba-Ti-O, Bi-O, Tl-O, Pb-
O, Si-O, Mn-O, Al-O, Nb-O, Ta-O, Zr-
O, Li-O, BN, Si-N, Al-N, Zr-N and other oxides and nitrides, or multi-component compounds combining these, and further polymeric materials such as fluorinated polyimide,
Alternatively, a monomolecular film composed of polymerizable monomer molecules or a laminated film thereof may be used.
【0078】なお、本実施例では315MHz用のSAWフ
ィルターを試料として用いたが、動作周波数帯域の異な
るSAWフィルターについても同じ効果のあることも確
認した。Although the SAW filter for 315 MHz was used as a sample in this example, it was also confirmed that SAW filters having different operating frequency bands have the same effect.
【0079】なお、本実施例に示す構造は、原理的に弾
性表面波の伝搬速度を変化させるもので、電極9、11
および基板8の材料には依存しないことから、SAWフ
ィルターだけでなく発振器、共振器、遅延器など弾性表
面波を利用したモジュール素子すべてについて同様な効
果があることも確認した。The structure shown in this embodiment changes the propagation velocity of the surface acoustic wave in principle.
Also, since it does not depend on the material of the substrate 8, it was confirmed that not only the SAW filter but also all the module elements using surface acoustic waves such as oscillators, resonators, and delay devices have similar effects.
【0080】(実施例4)本実施例は好適な素子の製造
工程を説明する。図9(a)〜(e)には標準的なSAWフィ
ルターの製造工程を示した。まず表面研磨され、洗浄さ
れた横3mm、奥行き2mm、厚さ0.3mmの水晶基
板31の表面に、厚さ1μmのAl電極用薄膜32を形
成し(a)、エッチング処理することにより基板上に弾性
表面波送信用・受信用櫛型電極33を形成し(b)、次い
でセラミック製ホルダー34の内部にこれを固定し
(c)、次いで高周波電力注入用・取り出し用リード線3
5を外部取り出し線37に結線し(d)、次いで最終段階
で石英ガラス等の透明体を用いて封止切り用窓36を形
成し、パッケージングする(e)。この後、周波数測定、
損失測定、温度安定性等の特性評価が行われ製品として
出荷される。本実施例においては、前記図9(a)〜(e)ま
での間、もしくは図9(a)より前または後の工程で弾性
表面波の伝搬速度を変化させるための薄膜を形成する。(Embodiment 4) This embodiment describes a manufacturing process of a suitable device. 9 (a) to 9 (e) show a standard SAW filter manufacturing process. First, a 1 μm-thick Al electrode thin film 32 is formed on the surface of a crystal substrate 31 having a width of 3 mm, a depth of 2 mm, and a thickness of 0.3 mm that has been surface-polished and washed (a). A comb-shaped electrode 33 for transmitting and receiving a surface acoustic wave is formed on (b), and then fixed inside a ceramic holder 34.
(c), and then lead wire 3 for high frequency power injection and extraction
5 is connected to the external lead wire 37 (d), and then, in the final step, a sealing cutting window 36 is formed by using a transparent body such as quartz glass, and packaging (e). After this, frequency measurement,
The characteristics such as loss measurement and temperature stability are evaluated and shipped as products. In this example, a thin film for changing the propagation velocity of the surface acoustic wave is formed between the steps shown in FIGS. 9 (a) to 9 (e) or before or after the step shown in FIG. 9 (a).
【0081】たとえば、図10(a)〜(g)に示すように、
水晶基板31の表面に、Al電極用薄膜32を形成し
(a)、エッチング処理することにより基板上に弾性表面
波送信用・受信用櫛型電極33を形成し(b)、次いで一
辺が5mm角のセラミック製ホルダー34の内部にこれ
を固定し(c)、次いで高周波電力注入用・取り出し用リ
ード線35を外部取り出し線37に結線し(d)、次いで
例えば前記実施例1〜3のTi-O系薄膜38を形成し
(e)、次いで石英ガラス等の透明体を用いて封止切り用
窓36を形成してパッケージングし(f)、最終段階で光
または熱線または電磁波を用いて薄膜38を改質する
(g)。この例では、ホルダーにマウントされたSAWフ
ィルター上に直接薄膜38を堆積するので、最も簡便で
ある。薄膜38の堆積は、前記実施例1〜3で示したイ
オンビームスパッタ法などの真空装置を用いた方法もあ
るが、スピンコートなどの大気圧下での方法も有効であ
る。For example, as shown in FIGS.
Form the Al electrode thin film 32 on the surface of the crystal substrate 31.
(a) An etching treatment is performed to form a surface acoustic wave transmitting / receiving comb-shaped electrode 33 on the substrate (b), and then this is fixed inside a ceramic holder 34 having a side of 5 mm square (c). ), The high-frequency power injection / extraction lead wire 35 is connected to the external extraction wire 37 (d), and then, for example, the Ti—O-based thin film 38 of Examples 1 to 3 is formed.
(e) Then, a sealing / cutting window 36 is formed by using a transparent body such as quartz glass and packaged (f), and the thin film 38 is modified by using light, heat rays or electromagnetic waves in the final step.
(g). In this example, the thin film 38 is directly deposited on the SAW filter mounted on the holder, which is the simplest method. The thin film 38 may be deposited by using a vacuum device such as the ion beam sputtering method shown in the first to third embodiments, but a method under atmospheric pressure such as spin coating is also effective.
【0082】別の例としては、図11(a)〜(g)に示すよ
うに、水晶基板31の表面に例えば前記実施例1、3の
Ti-O系薄膜40を形成し(a)、その表面にAl電極用薄
膜32を形成し(b)、エッチング処理することにより基
板上に弾性表面波送信用・受信用櫛型電極33を形成し
(c)、次いでセラミック製ホルダー34の内部にこれを
固定し(d)、次いで高周波電力注入用・取り出し用リー
ド線35を外部取り出し線37に結線し(e)、次いで石
英ガラス等の透明体を用いて封止切り用窓36を形成し
てパッケージングし(f)、最終段階で光または熱線また
は電磁波を用いて薄膜38を改質する(g)。As another example, as shown in FIGS. 11 (a) to 11 (g), the Ti—O type thin film 40 of Examples 1 and 3 is formed on the surface of the quartz substrate 31 (a), A thin film 32 for Al electrode is formed on the surface (b), and a comb-shaped electrode 33 for transmitting / receiving surface acoustic waves is formed on the substrate by etching.
(c) Next, this is fixed inside the ceramic holder 34 (d), then the high-frequency power injection / extraction lead wire 35 is connected to the external extraction wire 37 (e), and then a transparent body such as quartz glass. Is used to form the sealing cutting window 36 for packaging (f), and at the final stage, the thin film 38 is modified using light, heat rays or electromagnetic waves (g).
【0083】本実施例において基板上への薄膜の形成工
程を工程A、光または熱線または電磁波を用いて薄膜を
改質する工程をBとする。工程Aの適用として、図9の
i)プロセスdの後、ii)プロセスcの後、iii)プロセス
aの前がある。i)の場合はホルダーにマウントされたS
AWフィルター上に直接薄膜を堆積するので、最も簡便
である。薄膜の堆積は、本実施例で示したイオンビーム
スパッタ法などの真空装置を用いた方法もあるが、スピ
ンコートなどの大気圧下での方法も有効である。ii)の
場合は電極上の前記リード線結線部をマスキングして薄
膜を堆積するか、薄膜を堆積後に前記リード線結線部を
エッチングして電極の電導部を露にする。iii)の場合は
基板上に薄膜を堆積後に金属膜蒸着し、前記金属膜をパ
ターニングして電極を形成する。工程Bの適用として、
v)プロセスdの後(すなわちプロセスeの前)、vi)プ
ロセスeの後がある。v)、vi)いずれの場合もSAWフ
ィルターの特性測定器に連結して、その電気特性を測定
しながら、所望の特性が得られるまでレーザー光照射な
どで薄膜の改質を行う。工程eで封じきり用窓に光また
は熱線または電磁波を透過しない材料を用いる場合は工
程Bをv)に適用するが、石英ガラス材料など光もしくは
熱線もしくは電磁波を透過する材料を前記封じきり用窓
に用いる場合は、工程Bをvi)に適用する。In this embodiment, the step of forming a thin film on a substrate is referred to as step A, and the step of modifying the thin film with light or heat rays or electromagnetic waves is referred to as B. As an application of the process A, as shown in FIG.
There are i) after process d, ii) after process c, and iii) before process a. In the case of i) S mounted on the holder
The simplest method is to deposit a thin film directly on the AW filter. The thin film may be deposited by using a vacuum apparatus such as the ion beam sputtering method shown in this embodiment, but a method under atmospheric pressure such as spin coating is also effective. In the case of ii), the lead wire connecting portion on the electrode is masked to deposit a thin film, or after the thin film is deposited, the lead wire connecting portion is etched to expose the conductive portion of the electrode. In the case of iii), a metal film is deposited after depositing a thin film on the substrate, and the metal film is patterned to form an electrode. As the application of process B,
v) After process d (ie before process e), vi) After process e. In both cases v) and vi), the thin film is modified by laser light irradiation, etc. until the desired characteristics are obtained while connecting to the characteristic measuring device of the SAW filter and measuring its electrical characteristics. When a material that does not transmit light, heat rays or electromagnetic waves is used for the sealing window in step e, step B is applied to step v), but a material that transmits light, heat rays or electromagnetic waves such as a quartz glass material is used for the sealing window. If used for step B, apply step B to vi).
【0084】実際に、SAWフィルターの動作周波数の
要求精度が数10〜数100ppmであり、本実施例を用いると
前記動作周波数は数1000ppmにわたって可変でき、また
その周波数の変化量は薄膜に照射する光または熱線また
は電磁波の照射量に依存し、またSAWフィルターの特
性を測定しながら行えるので、簡便でしかも高精度であ
る。Actually, the required accuracy of the operating frequency of the SAW filter is several tens to several hundreds of ppm, and when the present embodiment is used, the operating frequency can be varied over several thousand ppm, and the variation of the frequency is applied to the thin film. It is simple and highly accurate because it depends on the irradiation amount of light, heat rays or electromagnetic waves and can be performed while measuring the characteristics of the SAW filter.
【0085】なお、本実施例では315MHz用のSAWフ
ィルターを試料として用いたが、動作周波数帯域の異な
るSAWフィルターについても同じ効果のあることも、
本発明者らは併せて見いだした。Although the SAW filter for 315 MHz is used as the sample in this embodiment, the SAW filters having different operating frequency bands have the same effect.
The present inventors have also found out.
【0086】なお、本実施例に示す構造は、原理的に弾
性表面波の伝搬速度を変化させるもので、電極9、11
および基板8の材料には依存しないことから、SAWフ
ィルターだけでなく発振器、共振器、遅延器など弾性表
面波を利用したモジュール素子すべてについて同様な効
果のあることも確認した。The structure shown in this embodiment changes the propagation velocity of surface acoustic waves in principle.
Further, since it does not depend on the material of the substrate 8, it was confirmed that not only the SAW filter but also all the module elements using surface acoustic waves such as oscillators, resonators and delay devices have the same effect.
【0087】前記実施例1〜4に示した一連の発明は、
SAWモジュール素子の動作周波数を調整する上で極め
て有効であるが、基板としてLiTaO3、LiNbO3、L
i2B 4O7などの圧電性・焦電性の強い材料を用いた場
合、前記のような光または熱線または電磁波を高速処理
化のために高強度で利用した処理工程や温度勾配の急な
200〜300℃の温度リフローテストを施した時、素
子の伝搬損失が増大したり、動作周波数が変化したりす
るという問題に遭遇した。このような現象は基板として
圧電性・焦電性があまり強くない水晶を用いた場合には
観られない。このことは、基板材料と光または熱線また
は電磁波の持つエネルギーの吸収に関係があるものと考
え、前記実施例1〜4で作製した構造のSAWモジュー
ル素子の動作安定化を目的に実験的検討を行った。Li
TaO3、LiNbO3、Li2B4O7の光学的なバンドギャ
ップは3eV(〜400nm)程度で、前記実施例2〜4で用
いた248nmの光はほぼ完全に吸収する。一方水晶のバン
ドギャップは10eV程度(〜120nm)で248nm光は吸収
せず、透過する。そのため前記実施例で薄膜13に吸収
しきれず残った光のエネルギーはLiTaO3、LiNb
O3、Li2B4O7(基板8)に吸収されることになる。
吸収されたエネルギーは主に薄膜13と基板8の極く薄
い界面付近に集中し、焦電効果のために歪が生じる。こ
の歪が基板8表面、薄膜13、電極9、11の互いの接
触界面付近で機械的な劣化を引き起こし、前記のSAW
フィルターの伝搬損失の増加や動作周波数のズレにつな
がったものと考えられる。そこで、本発明者らは、SA
Wモジュール素子の基板8上に極薄い、抵抗率の高い薄
膜を形成し、その上に前記実施例1〜4に示した素子の
動作周波数調整を目的とする薄膜13を形成した構造で
は、前記のような問題も生じないことを見いだしたので
説明する。The series of inventions shown in Examples 1 to 4 are as follows.
Great for adjusting the operating frequency of SAW module elements
Is effective, but LiTaO as a substrate3, LiNbO3, L
i2B FourO7When using a material with strong piezoelectricity and pyroelectricity, such as
In the case of the above, high-speed processing of light, heat rays or electromagnetic waves as described above
Process with high strength and steep temperature gradient
When subjected to a temperature reflow test of 200 to 300 ° C,
The propagation loss of the child increases or the operating frequency changes.
I encountered the problem of Such a phenomenon as a substrate
When using a crystal that is not very strong in piezoelectricity and pyroelectricity
I can't see it. This means that the substrate material and light or heat
Is considered to be related to the absorption of energy of electromagnetic waves
The SAW module having the structure produced in Examples 1 to 4
We conducted an experimental study to stabilize the operation of the device. Li
TaO3, LiNbO3, Li2BFourO7Optical band
Up to about 3 eV (~ 400 nm), used in Examples 2-4 above.
The light of 248 nm that had been absorbed is almost completely absorbed. On the other hand a crystal van
The de-gap is about 10 eV (up to 120 nm) and absorbs 248 nm light.
Do not pass through. Therefore, the thin film 13 is absorbed in the above embodiment.
The energy of the light that couldn't be kept was LiTaO.3, LiNb
O3, Li2BFourO7It will be absorbed by the (substrate 8).
The absorbed energy is mainly very thin between the thin film 13 and the substrate 8.
Dispersion occurs due to the pyroelectric effect. This
Is caused by the contact of the surface of the substrate 8, the thin film 13, and the electrodes 9 and 11 with each other.
SAW that causes mechanical deterioration near the tactile interface
It may cause an increase in the propagation loss of the filter or a shift in the operating frequency.
It is thought that it was a shame. Therefore, the present inventors
Ultra-thin on the substrate 8 of W module element, thin with high resistivity
A film is formed and the device of the above-mentioned Examples 1 to 4 is formed on the film.
With a structure in which a thin film 13 is formed for the purpose of adjusting the operating frequency
Found that the above problems do not occur,
explain.
【0088】(実施例5)本実施例では900MHz用に設
計されたSAWフィルターを試料として用いた。本実施
例で作製されたSAWフィルターの断面構造概略図を図
12(a)、(b)に示す。図12(a)、(b)において、41は
厚さ0.3mmの36°Y-XカットのLiTaO3単結晶基板、
42は弾性表面波送信用櫛型電極、44は弾性表面波受
信用櫛型電極、43は高周波電力注入用リード線、45
は高周波電力取り出し用リード線、47はSi-O薄膜、
46は周波数調整用に堆積されたTi-O薄膜を示す。図
12(a)は、LiTaO3基板41の表面に高抵抗のSi-
O薄膜47を形成後、Al電極42、44を形成し、S
AWフィルターの電極42、44にそれぞれリード線4
3、45を結線し、その表面にTi-O薄膜46を堆積し
た構造の断面図である。図12(b)は、LiTaO3基板
41上にAl電極42、44を形成した上に、高抵抗の
Si-O薄膜47を形成後SAWフィルターの電極42、
44にそれぞれリード線43、45を結線し、Ti-O薄
膜46を堆積した構造の断面図である。図12(a)、(b)
いずれの構造に対しても実施例3のSAWフィルターの
動作周波数を変化させる工程を薄膜46に施した。すな
わち、前記実施例3と同様に、薄膜46としてイオンビ
ームスパッタ法で膜厚20nmのTi-O膜を形成し、波
長248nmの弗化クリプトンエキシマレーザーパルス
光をSAWフィルターの動作周波数を測定しながら照射
した。300発のレーザーパルス光のショット数に対し
て、SAWフィルターの動作周波数は図8と同様に約5
MHz変化することを確認した。(Example 5) In this example, a SAW filter designed for 900 MHz was used as a sample. 12 (a) and 12 (b) are schematic views of the sectional structure of the SAW filter produced in this example. In FIGS. 12 (a) and 12 (b), 41 is a 36 ° Y-X cut LiTaO 3 single crystal substrate having a thickness of 0.3 mm,
42 is a surface acoustic wave transmission comb-shaped electrode, 44 is a surface acoustic wave reception comb-shaped electrode, 43 is a high frequency power injection lead wire, and 45.
Is a lead wire for extracting high frequency power, 47 is a Si-O thin film,
Reference numeral 46 indicates a Ti-O thin film deposited for frequency adjustment. FIG. 12A shows that the surface of the LiTaO 3 substrate 41 has a high resistance Si-.
After forming the O thin film 47, the Al electrodes 42 and 44 are formed, and S
The lead wires 4 are respectively attached to the electrodes 42 and 44 of the AW filter.
3 is a cross-sectional view of a structure in which 3, 45 are connected and a Ti—O thin film 46 is deposited on the surface thereof. In FIG. 12B, after forming Al electrodes 42 and 44 on a LiTaO 3 substrate 41 and forming a high resistance Si—O thin film 47, an electrode 42 of a SAW filter,
4 is a cross-sectional view of a structure in which lead wires 43 and 45 are connected to 44, respectively, and a Ti—O thin film 46 is deposited. Figure 12 (a), (b)
In each structure, the thin film 46 was subjected to the step of changing the operating frequency of the SAW filter of Example 3. That is, as in the case of the third embodiment, a Ti—O film having a film thickness of 20 nm is formed as the thin film 46 by the ion beam sputtering method, and the krypton fluoride excimer laser pulse light having a wavelength of 248 nm is measured while the operating frequency of the SAW filter is being measured. Irradiated. For 300 shots of laser pulse light, the operating frequency of the SAW filter is about 5 as in FIG.
It was confirmed that MHz was changed.
【0089】300℃、窒素雰囲気中で温度安定性試験
を行ったところ、高抵抗Si-O薄膜47がTi-O薄膜4
6と基板41の間にないときに比べ、SAWフィルター
の動作周波数の変動も1/2以下になり、素子の伝搬損
失も0.5dB低下することが判明した。これは、高抵抗
薄膜47を薄膜46と基板41の間に介在させること
で、基板表面を各種の動作周波数可変プロセスから保護
し、また素子の動作を安定させることによるものと考え
られる。When a temperature stability test was conducted at 300 ° C. in a nitrogen atmosphere, the high resistance Si—O thin film 47 was found to be the Ti—O thin film 4.
It was found that the fluctuation of the operating frequency of the SAW filter was reduced to 1/2 or less and the propagation loss of the element was reduced by 0.5 dB as compared with the case where it was not between 6 and the substrate 41. It is considered that this is because the high resistance thin film 47 is interposed between the thin film 46 and the substrate 41 to protect the surface of the substrate from various operating frequency variable processes and stabilize the operation of the device.
【0090】なお、本実施例の構造において、薄膜47
は少なくとも酸素を含む化合物薄膜であると、より弾性
表面波モジュール素子の動作が安定することも確認し
た。なお、本実施例の構造において、薄膜47が少なく
とも窒素を含む化合物薄膜であると、より弾性表面波モ
ジュール素子の動作が安定することも確認した。In the structure of this embodiment, the thin film 47
It was also confirmed that the operation of the surface acoustic wave module device was more stable when the compound was a compound thin film containing at least oxygen. It was also confirmed that, in the structure of this example, when the thin film 47 was a compound thin film containing at least nitrogen, the operation of the surface acoustic wave module device was more stable.
【0091】なお、本実施例の構造において、薄膜47
の抵抗率が103Ωcm以上の高抵抗の薄膜であると、
弾性表面波モジュール素子の動作損失が低減しより弾性
表面波モジュール素子の動作が安定することを確認し
た。In the structure of this embodiment, the thin film 47
Is a high resistance thin film having a resistivity of 10 3 Ωcm or more,
It was confirmed that the operation loss of the surface acoustic wave module element was reduced and the operation of the surface acoustic wave module element was more stable.
【0092】なお、本実施例の構造において、薄膜47
の抵抗率は薄膜46の抵抗率より高いと、弾性表面波モ
ジュール素子の動作損失が低減し、より弾性表面波モジ
ュール素子の動作が安定することを確認した。In the structure of this embodiment, the thin film 47
It has been confirmed that when the resistivity of is higher than the resistivity of the thin film 46, the operation loss of the surface acoustic wave module element is reduced and the operation of the surface acoustic wave module element is more stable.
【0093】なお、本実施例の構造において、薄膜47
としてSi-O以外に、IVb族、IIIb族、Vb族、IIIa族、I
Va族元素またはLi酸化物から選ばれる一つの酸化物薄
膜であると、より有効に弾性表面波モジュール素子の動
作が安定することも確認した。In the structure of this embodiment, the thin film 47
Other than Si-O, IVb group, IIIb group, Vb group, IIIa group, I
It was also confirmed that the operation of the surface acoustic wave module device is more effectively stabilized when the oxide thin film is one oxide selected from the Va group element or the Li oxide.
【0094】なお、本実施例の構造において、薄膜47
としてSi-O以外に、IIIa族、IVa族元素の窒化物から
選ばれる一つの窒化物薄膜であると、より有効に弾性表
面波モジュール素子の動作が安定することも確認した。In the structure of this embodiment, the thin film 47
It was also confirmed that the operation of the surface acoustic wave module device can be more effectively stabilized if the one nitride thin film selected from the nitrides of the IIIa group and the IVa group elements other than Si-O.
【0095】なお、本実施例の構造において、薄膜47
の膜厚が1nm〜100nmの範囲であると、より有効
に弾性表面波モジュール素子の動作が安定することも確
認した。In the structure of this embodiment, the thin film 47
It was also confirmed that the operation of the surface acoustic wave module element is more effectively stabilized when the film thickness is in the range of 1 nm to 100 nm.
【0096】なお薄膜46として、Ti-O以外にZr-
O、Sr-Ti-O、Ca-Ti-O、Ba-Ti-O、Bi-O、T
l-O、Pb-O、Si-O、Mn-O、Al-O、Nb-O、Ta-
O、Zr-O、Li-O、B-N、Si-N、Al-N、Zr-N
などの酸化物および窒化物、あるいはこれらを組み合わ
せた多元化合物、さらには弗素化ポリイミドなどの高分
子材料、もしくは重合性モノマー分子より構成される単
分子膜もしくはその積層膜を使用できる。As the thin film 46, in addition to Ti-O, Zr-
O, Sr-Ti-O, Ca-Ti-O, Ba-Ti-O, Bi-O, T
l-O, Pb-O, Si-O, Mn-O, Al-O, Nb-O, Ta-
O, Zr-O, Li-O, B-N, Si-N, Al-N, Zr-N
It is possible to use oxides and nitrides such as, a multi-component compound in which these are combined, a polymer material such as fluorinated polyimide, or a monomolecular film composed of polymerizable monomer molecules or a laminated film thereof.
【0097】なお、本実施例では900MHz用のSAWフ
ィルターを試料として用いたが、動作周波数帯域の異な
るSAWフィルターについても同じ効果のあることも確
認した。In this example, a 900 MHz SAW filter was used as a sample, but it was also confirmed that SAW filters having different operating frequency bands have the same effect.
【0098】なお、本実施例に示す構造は、SAWフィ
ルターだけでなく発振器、共振器、遅延器など弾性表面
波を利用したモジュール素子すべてについて同様な効果
があることも確認した。It was also confirmed that the structure shown in this embodiment has the same effect not only for the SAW filter but also for all the module elements using surface acoustic waves such as oscillators, resonators and delay devices.
【0099】なお、本実施例に示す構造は、基板41と
してLiTaO3以外に、LiNbO3、Li2B4O7について
も同様な効果があることも確認した。さらに本発明者ら
はウエハー状の基板から数100個のSAWモジュール
素子を大量に作製する場合、弾性表面波送信用・受信用
電極の形成後に行われるダイシングプロセスで、ダイシ
ングによる局部的な発熱が、圧電性基板上に発生し、基
板の焦電性が原因で電極間に電位差が生じて電極間にア
ークが起こって電極を破壊してしまうという深刻な問題
の解決について検討した。このような問題の発生は、L
iTaO3、LiNbO3、Li2B4O7などの圧電性の強い基
板材料に特に観られ、電極間隔の狭まる1GHz以上の高
周波帯SAWモジュール素子については、電極間に発生
する電界の強度も強くより深刻である。そこで本発明者
らはダイシング時に電極どうしが同電位にあれば、前記
のようなアークの発生が抑えられると考え、実験的な検
討を行った。そこで、導電性の薄膜を電極間を伝うよう
に形成した場合の実際的な比較検討をした。It was also confirmed that the structure shown in this embodiment has the same effect on LiNbO 3 and Li 2 B 4 O 7 as the substrate 41 in addition to LiTaO 3 . Furthermore, when the present inventors make a large number of hundreds of SAW module elements from a wafer-shaped substrate, the dicing process performed after the formation of the surface acoustic wave transmitting / receiving electrodes causes local heat generation due to dicing. , We investigated the solution of the serious problem that it occurs on a piezoelectric substrate and a potential difference occurs between the electrodes due to the pyroelectricity of the substrate, an arc occurs between the electrodes and the electrodes are destroyed. The occurrence of such a problem is L
Especially in the case of highly piezoelectric substrate materials such as iTaO 3 , LiNbO 3 and Li 2 B 4 O 7 , the strength of the electric field generated between the electrodes is high for SAW module elements of 1 GHz or higher with narrow electrode spacing. More serious. Therefore, the present inventors considered that the generation of the arc as described above could be suppressed if the electrodes had the same potential during dicing, and conducted an experimental study. Therefore, a practical comparative study was conducted when a conductive thin film was formed so as to travel between electrodes.
【0100】ウエハー上に電極形成後、その上に導電性
薄膜を堆積した場合、ダイシング時の基板の焦電性によ
る電極の破壊は回避できるが、後に導電性薄膜を取り除
かなければならない。しかし、あらかじめ導電性膜をウ
エハー上に形成して上に電極を形成してダイシングした
後に、導電性膜を高抵抗化するか、ウエハー上に電極を
形成した上に導電性膜を形成してダイシングした後に導
電性膜を高抵抗化すると前記の焦電性による電極の破壊
は回避でき、しかもそのままSAWモジュール素子とし
て使用でき、動作周波数の調整が必要な場合には、その
上に周波数調整用の薄膜形成して実施例1〜4に示した
発明が適用でき、また周波数調整プロセスから基板表面
を保護して素子の動作を安定させることを見いだした。When the conductive thin film is deposited on the wafer after forming the electrode, destruction of the electrode due to the pyroelectricity of the substrate during dicing can be avoided, but the conductive thin film must be removed later. However, after forming a conductive film on the wafer in advance and forming electrodes on the wafer and dicing, the resistance of the conductive film is increased or the conductive film is formed on the wafer after forming the electrodes. If the resistance of the conductive film is increased after dicing, the destruction of the electrodes due to pyroelectricity can be avoided, and it can be used as a SAW module element as it is. It was found that the inventions shown in Examples 1 to 4 can be applied by forming a thin film, and the substrate surface is protected from the frequency adjustment process to stabilize the operation of the device.
【0101】導電性膜を高抵抗化する方法としては、i)
半導体への不純物のドーピング、または不純物の除去、
ii)金属または合金の酸化または窒化が考えられる。し
かしながら、i)の方法では、半導体自身を活性状態にす
るために試料を300℃以上に加熱したり、不純物のド
ーピングにはプラズマ処理を必要としたり、不純物の除
去には比較的長い真空や還元状態での熱処理を必要とし
て、基板表面や電極などを劣化させるので最適とはいえ
ない。一方ii)の方法については、酸化または窒化が容
易な金属または合金を選べば、ダイシングの後に酸化ま
たは窒化の処理を行えば良いので簡便である。さらに金
属は半導体や化合物導電体に比べてキャリア密度がはる
かに高いので、ごく薄い薄膜状の堆積で良いという利点
がある。また、金属がごく薄い薄膜状態で電導性から高
抵抗化の効果が発揮される。As a method for increasing the resistance of the conductive film, i)
Doping of semiconductors with impurities, or removal of impurities,
ii) Oxidation or nitridation of metals or alloys is possible. However, in the method i), the sample is heated to 300 ° C. or more in order to activate the semiconductor itself, plasma processing is required for doping impurities, and a relatively long vacuum or reduction is performed for removing impurities. It is not optimal because it requires heat treatment in a state and deteriorates the substrate surface and electrodes. On the other hand, the method of ii) is simple because if a metal or alloy that is easily oxidized or nitrided is selected, the oxidation or nitriding treatment may be performed after dicing. Furthermore, since metal has a much higher carrier density than semiconductors and compound conductors, there is an advantage that a very thin thin film can be deposited. In addition, the effect of increasing the resistance is exhibited due to the conductivity in the state where the metal is a very thin film.
【0102】以下、さらに説明する。 (実施例6)図13(a)〜(g)は本発明によるウエハー状
の基板の準備から始まるSAWフィルターの製造工程を
示す。本実施例ではウエハー48として直径75mm、厚さ
0.3mmの36°Y-XカットのLiTaO3単結晶を用い、900
MHz用SAWフィルターの素子製造工程に適用した。ウ
エハー48の表面を鏡面研磨、洗浄後、前記実施例3で
用いたイオンビームスパッタ法でウエハー48上にSi
金属薄膜49の堆積を行った(a)。本実施例では、図7
に示すイオンビームスパッタシステムにおいて、ターゲ
ット22として直径75mmのSi金属ディスクを用いた。
スパッタはイオンガン21に2.0SCCMのアルゴンガスを
導入して、加速電圧1kVでスパッタを行った。ウエハー
48上に堆積されるSi薄膜49の堆積速度は、0.3nm/
分であった。この速度で例えば10分間堆積処理して膜厚
3nmのSi膜49を得た。その後、Si薄膜49上に厚さ8
00nmの電極用Al薄膜50を形成し(b)、エッチング処理
することによりウエハー48上に弾性表面波送信用・受
信用櫛型電極51を形成し(c)、次いで、精密カッター
でダイシングを行い、素子単位にウエハー48を切断し
た(d)。次いでセラミック製ホルダー52の内部にこれ
を固定し(e)、次いで高周波電力注入用・取り出し用リ
ード線54を外部取り出し線54に結線した(f)。図1
3(g)は金属膜49の高抵抗化工程を示している。本実
施例ではSi金属薄膜49を酸化処理を施して、Siを酸
化させ高抵抗のSi-O膜55を形成した。このときの酸
化処理は、セラミック製ホルダー52に設置したSAW
フィルター試料を100℃に加熱して、酸素雰囲気中で
10分間行った。次いでSAWフィルター素子の電気特性
を測定した。従来のSAWフィルターの製造工程では、
図13(a)の金属膜49を堆積する工程が無く、(d)のダ
イシング時には、電極51上にアークが多く発生する
が、本実施例ではアークの発生も観られなかった。工程
(g)に次いで行った100個のSAWフィルターの抜き
取り電気特性の測定の結果を従来法と比較して表1に示
す。Further description will be given below. (Embodiment 6) FIGS. 13 (a) to 13 (g) show a manufacturing process of a SAW filter starting from the preparation of a wafer-shaped substrate according to the present invention. In this embodiment, the wafer 48 has a diameter of 75 mm and a thickness of
Using 0.3mm 36 ° Y-X cut LiTaO 3 single crystal, 900
It was applied to the element manufacturing process of the SAW filter for MHz. After the surface of the wafer 48 is mirror-polished and washed, the Si is formed on the wafer 48 by the ion beam sputtering method used in the third embodiment.
The metal thin film 49 was deposited (a). In this embodiment, FIG.
In the ion beam sputtering system shown in (1), a Si metal disk having a diameter of 75 mm was used as the target 22.
The sputtering was carried out by introducing 2.0 SCCM of argon gas into the ion gun 21 and accelerating the voltage at 1 kV. The deposition rate of the Si thin film 49 deposited on the wafer 48 is 0.3 nm /
It was a minute. Deposition at this speed for 10 minutes
A Si film 49 of 3 nm was obtained. After that, a thickness of 8 is formed on the Si thin film 49.
An Al thin film 50 for electrodes of 00 nm is formed (b), and a comb-shaped electrode 51 for transmitting and receiving surface acoustic waves is formed on the wafer 48 by etching (c), and then dicing is performed with a precision cutter. Then, the wafer 48 was cut into element units (d). Next, this was fixed inside the ceramic holder 52 (e), and then the high frequency power injection / extraction lead wire 54 was connected to the external extraction wire 54 (f). FIG.
3 (g) shows a process of increasing the resistance of the metal film 49. In this embodiment, the Si metal thin film 49 is oxidized to oxidize Si to form a high resistance Si—O film 55. The oxidation treatment at this time is performed by the SAW installed in the ceramic holder 52.
Heat the filter sample to 100 ° C and place it in an oxygen atmosphere.
I went for 10 minutes. Then, the electrical characteristics of the SAW filter element were measured. In the conventional SAW filter manufacturing process,
There is no step of depositing the metal film 49 of FIG. 13A, and many arcs are generated on the electrode 51 at the time of dicing of FIG. 13D, but no arc is observed in this embodiment. Process
Table 1 shows the results of the measurement of the electrical characteristics of 100 SAW filters extracted after (g) in comparison with the conventional method.
【0103】[0103]
【表1】 [Table 1]
【0104】従来法で作製したSAWフィルターの約6
0%が電極間の短絡のため、使用不可能であったのに対
し、本実施例で作製したSAWフィルターは100%使
用可能で、(d)のダイシング時にウエハー48に発生す
る焦電の影響を回避できたことが実証された。なお、S
i-O膜55の抵抗率は103Ωcm以上の高抵抗である
必要があり、Si金属膜49の酸化が不十分などの理由
でSi-O膜55の抵抗率が103Ωcmより低いとSA
Wフィルターの伝搬損失も実用レベルの3dBを越えて
しまうことも確認した。About 6 of the SAW filter manufactured by the conventional method
0% was not usable due to a short circuit between the electrodes, whereas the SAW filter manufactured in this example was 100% usable, and the influence of pyroelectricity generated on the wafer 48 during dicing in (d). It was proved that was avoided. In addition, S
The resistivity of the i-O film 55 needs to be as high as 10 3 Ωcm or more. If the resistivity of the Si-O film 55 is lower than 10 3 Ωcm due to insufficient oxidation of the Si metal film 49 or the like. SA
It was also confirmed that the propagation loss of the W filter would exceed the practical level of 3 dB.
【0105】なお、本実施例では、高周波電力注入用・
取り出し用リード線54を外部取り出し線54に結線し
た(f)後に、Si金属膜49を酸化させてSi-O膜55を
形成したが、工程(g)はダイシング工程(d)の後であれば
いつ行っても本実施例の効果が得られることも確認し
た。In this embodiment, for high frequency power injection
After connecting the extraction lead wire 54 to the external extraction wire 54 (f), the Si metal film 49 was oxidized to form the Si—O film 55. The step (g) should be after the dicing step (d). It was also confirmed that the effect of this example can be obtained any time.
【0106】さらに、金属膜49の膜厚とSAWフィル
ターの1nm〜100nmの範囲であると本実施例の効
果があることも確認した。さらにこの膜厚範囲では、S
AWフィルターの動作周波数も数10kHz程度しか変化し
ないので、前記実施例1〜4に示した周波数調整を行う
と、実施例1〜4と同様素子の周波数も変化させられる
ことも確認した。Further, it was confirmed that the effect of this embodiment is obtained when the thickness of the metal film 49 and the SAW filter are in the range of 1 nm to 100 nm. Furthermore, in this film thickness range, S
Since the operating frequency of the AW filter also changes only about several tens of kHz, it was also confirmed that the frequency of the element can be changed by performing the frequency adjustment shown in Examples 1 to 4 as in Examples 1 to 4.
【0107】なお、金属膜49としてSiの変わりにT
i、Al、ボロン(B)、Liまたはこれらを組み合わせ
た合金を用いても、同様な効果があることも確認した。
なお、金属膜49の高抵抗化させる手段として、酸化以
外に窒化しても同様な効果があることも確認した。The metal film 49 is made of T instead of Si.
It was also confirmed that the same effect can be obtained by using i, Al, boron (B), Li, or an alloy in which these are combined.
It was also confirmed that, as a means for increasing the resistance of the metal film 49, nitriding other than oxidation has the same effect.
【0108】なお、本実施例では900MHz用のSAWフ
ィルターを試料として用いたが、動作周波数帯域の異な
るSAWフィルターについても同じ効果のあることも確
認した。In this example, a 900 MHz SAW filter was used as a sample, but it was also confirmed that SAW filters having different operating frequency bands have the same effect.
【0109】なお、本実施例に示す構造は、SAWフィ
ルターだけでなく発振器、共振器、遅延器など弾性表面
波を利用したモジュール素子すべてについて同様な効果
があることも確認した。It was also confirmed that the structure shown in this example has the same effect not only for the SAW filter but also for all the module elements using surface acoustic waves such as oscillators, resonators and delay devices.
【0110】なお、本実施例に示す構造は、基板48と
してLiTaO3以外に、LiNbO3、Li2B4O7について
も同様な効果があることも確認した。 (実施例7)実施例6では、ウエハー48上に堆積した
膜厚1〜100nmの金属膜49上に、電極51を形成
するが、膜厚800nmのAl薄膜50を金属膜49を
削ることなく、Al薄膜50をエッチング加工しなけれ
ばならない。そこで、電極51の形成後に金属膜49を
形成した場合についてもダイシング時の焦電の効果を回
避した有効なSAWフィルターの製造が実現できたので
説明する。It was also confirmed that the structure shown in this embodiment has the same effect on LiNbO 3 and Li 2 B 4 O 7 as the substrate 48, in addition to LiTaO 3 . (Embodiment 7) In Embodiment 6, the electrode 51 is formed on the metal film 49 having a film thickness of 1 to 100 nm deposited on the wafer 48, but the Al thin film 50 having a film thickness of 800 nm is not removed from the metal film 49. , Al thin film 50 must be etched. Therefore, even in the case where the metal film 49 is formed after the electrode 51 is formed, it is possible to realize an effective production of the SAW filter while avoiding the effect of pyroelectricity during dicing.
【0111】図14(a)〜(g)は本発明によるウエハー状
の基板の準備から始まるSAWフィルターの製造工程を
示す。本実施例でもウエハー48として直径75mm、厚さ
0.3mmの36°Y-XカットのLiTaO3単結晶を用い、900
MHz用SAWフィルターの素子製造工程に適用した。ウ
エハー48の表面を鏡面研磨、洗浄後、厚さ800nmのAl
電極用薄膜50を形成し(a)、エッチング処理すること
によりウエハー48上に弾性表面波送信用・受信用櫛型
電極51を形成し(b)、次いで前記実施例3で用いたイ
オンビームスパッタ法でウエハー48上にSi金属薄膜
49の堆積を行った(c)。本実施例では、図7に示すイ
オンビームスパッタシステムにおいて、ターゲット22
として直径75mmのSi金属ディスクを用いた。スパッタ
はイオンガン21に2.0SCCMのアルゴンガスを導入し
て、加速電圧1kVでスパッタを行った。ウエハー48上
に堆積されるSi薄膜49の堆積速度は、0.3nm/分であ
った。この速度で例えば10分間堆積処理して膜厚3nmの
Si膜49を得た。その後、Si薄膜49上に次いで、精
密カッターでダイシングを行い、素子単位にウエハー4
8を切断した(d)。次いでセラミック製ホルダー52の
内部にこれを固定し(e)、次いで高周波電力注入用・取
り出し用リード線54を外部取り出し線54に結線した
(f)。図14(g)は金属膜49の高抵抗化工程を示してい
る。本実施例ではSi金属薄膜49を酸化処理を施し
て、Siを酸化させ高抵抗のSi-O膜55を形成した。
このときの酸化処理は、セラミック製ホルダー52に設
置したSAWフィルター試料を100℃に加熱して、酸
素雰囲気中で10分間行った。次いでSAWフィルター素
子の電気特性を測定した。従来のSAWフィルターの製
造工程では、図14(a)の金属膜49を堆積する工程が
無く、(d)のダイシング時には、電極51上にアークが
多く発生するが、本実施例ではアークの発生も観られな
かった。工程(g)に次いで行った100個のSAWフィ
ルターの抜き取り電気特性の測定を行った結果、前記実
施例6の表1に示した結果と同じく、本実施例で作製し
たSAWフィルターは100%使用可能で、(d)のダイ
シング時にウエハー48に発生する焦電の影響を回避で
きたことが実証された。なお、Si-O膜55の抵抗率は
103Ωcm以上の高抵抗である必要があり、Si金属膜
49の酸化が不十分などの理由でSi-O膜55の抵抗率
が103Ωcmより低いとSAWフィルターの伝搬損失
も実用レベルの3dBを越えてしまうことも確認した。FIGS. 14A to 14G show the SAW filter manufacturing process starting from the preparation of the wafer-shaped substrate according to the present invention. Also in this embodiment, the wafer 48 has a diameter of 75 mm and a thickness of
Using 0.3mm 36 ° Y-X cut LiTaO 3 single crystal, 900
It was applied to the element manufacturing process of the SAW filter for MHz. After the surface of the wafer 48 is mirror-polished and washed, Al with a thickness of 800 nm is used.
The electrode thin film 50 is formed (a), and the surface acoustic wave transmitting / receiving comb-shaped electrode 51 is formed on the wafer 48 by etching (b). Then, the ion beam sputtering used in the third embodiment is performed. A Si metal thin film 49 was deposited on the wafer 48 by the method (c). In this embodiment, in the ion beam sputtering system shown in FIG.
An Si metal disk having a diameter of 75 mm was used as The sputtering was carried out by introducing 2.0 SCCM of argon gas into the ion gun 21 and accelerating the voltage at 1 kV. The deposition rate of the Si thin film 49 deposited on the wafer 48 was 0.3 nm / min. A Si film 49 having a film thickness of 3 nm was obtained by performing a deposition process for 10 minutes at this speed. After that, dicing is performed with a precision cutter on the Si thin film 49, and the wafer 4
8 was cut (d). Next, this was fixed inside the ceramic holder 52 (e), and then the high-frequency power injection / extraction lead wire 54 was connected to the external extraction wire 54.
(f). FIG. 14G shows a step of increasing the resistance of the metal film 49. In this embodiment, the Si metal thin film 49 is oxidized to oxidize Si to form a high resistance Si—O film 55.
The oxidation treatment at this time was performed by heating the SAW filter sample installed in the ceramic holder 52 to 100 ° C. and for 10 minutes in an oxygen atmosphere. Then, the electrical characteristics of the SAW filter element were measured. In the conventional SAW filter manufacturing process, there is no step of depositing the metal film 49 of FIG. 14A, and many arcs are generated on the electrode 51 during the dicing of FIG. 14D, but in this embodiment, the arc is generated. Could not be seen. After the step (g), 100 SAW filters were sampled and their electrical characteristics were measured. As a result, 100% of the SAW filters produced in this example were used, as in the results shown in Table 1 of Example 6. It was demonstrated that it was possible and that the influence of pyroelectric generated on the wafer 48 during the dicing of (d) could be avoided. The resistivity of the Si—O film 55 needs to be as high as 10 3 Ωcm or more, and the resistivity of the Si—O film 55 is less than 10 3 Ωcm due to insufficient oxidation of the Si metal film 49. It was also confirmed that the propagation loss of the SAW filter exceeds a practical level of 3 dB if it is low.
【0112】なお、金属膜49の膜厚が1nm〜100
nmの範囲であると本実施例の効果があることも確認し
た。さらにこの膜厚範囲では、SAWフィルターの動作
周波数も数10kHz程度しか変化しないので、本実施例に
続いて前記実施例1〜4に示した周波数調整を行うと、
実施例1〜4と同様素子の周波数も変化させられること
も確認した。The thickness of the metal film 49 is 1 nm to 100.
It was also confirmed that the effect of this example was obtained in the range of nm. Furthermore, in this film thickness range, the operating frequency of the SAW filter also changes by only about several tens of kHz, so if the frequency adjustment shown in Examples 1 to 4 is performed following this Example,
It was also confirmed that the frequency of the element can be changed as in Examples 1 to 4.
【0113】なお、金属膜49としてSiの変わりにT
i、Al、ボロン(B)、Liまたはこれらを組み合わせ
た合金を用いても、同様な効果があることも確認した。
なお、金属膜49の高抵抗化させる手段として、酸化以
外に窒化しても同様な効果があることも確認した。The metal film 49 is made of T instead of Si.
It was also confirmed that the same effect can be obtained by using i, Al, boron (B), Li, or an alloy in which these are combined.
It was also confirmed that, as a means for increasing the resistance of the metal film 49, nitriding other than oxidation has the same effect.
【0114】なお、本実施例では900MHz用のSAWフ
ィルターを試料として用いたが、動作周波数帯域の異な
るSAWフィルターについても同じ効果のあることも確
認した。In this example, the SAW filter for 900 MHz was used as a sample, but it was also confirmed that SAW filters having different operating frequency bands have the same effect.
【0115】なお、本実施例に示す構造は、SAWフィ
ルターだけでなく発振器、共振器、遅延器など弾性表面
波を利用したモジュール素子すべてについて同様な効果
があることも確認した。It was also confirmed that the structure shown in this example has the same effect not only for the SAW filter but also for all the module elements using surface acoustic waves such as oscillators, resonators and delay devices.
【0116】なお、本実施例に示す構造は、基板48と
してLiTaO3以外に、LiNbO3、Li2B4O7について
も同様な効果があることも確認した。It was also confirmed that the structure shown in this example has the same effect on LiNbO 3 and Li 2 B 4 O 7 as the substrate 48, in addition to LiTaO 3 .
【0117】[0117]
【発明の効果】以上説明した通り、本発明は従来から問
題となっていた弾性表面波モジュール素子の動作周波数
を高精度に可変化、安定化できる素子構造とすることが
できる。また、SAWモジュール素子の製造工程におい
て、パッケージング直前に、あるいは素子保護用パッケ
ージ材料として光、電磁波を透過するガラス材料を用い
た場合にはパッケージ後の最終段階で、素子の動作周波
数を測定しながら行え、素子の製品歩留まりを格段に高
めることができる。また、弾性表面波伝搬用基板上に薄
膜を形成することから、後続の素子の製造工程で発生す
るチリ、ホコリから素子表面を保護するという点から
も、製造工程を高効率化する上で産業上の利用価値は極
めて大きい。As described above, the present invention can provide an element structure capable of highly accurately varying and stabilizing the operating frequency of a surface acoustic wave module element, which has been a problem in the past. In the manufacturing process of the SAW module element, the operating frequency of the element is measured immediately before packaging, or at the final stage after packaging when a glass material that transmits light and electromagnetic waves is used as a packaging material for element protection. However, the product yield of the device can be significantly increased. In addition, since a thin film is formed on the surface acoustic wave propagation substrate, it protects the element surface from dust and dust generated in the subsequent element manufacturing process. The above utility value is extremely large.
【0118】また本発明は、素子の上に素子の動作周波
数調整用の薄膜を形成することから、素子の動作周波数
を所望の値に調整できるばかりでなく、後続の素子の製
造工程で発生するチリ、ホコリから素子表面を保護し、
素子自体の動作特性も安定させることができる。また、
従来から問題となっていた焦電性の強い基板材料を弾性
表面はモジュール素子に用いたときに、基板用のウエハ
ーに電極を形成後、ダイシング時にウエハーが帯電して
電極間に電位差が生じて火花が発生して電極間が短絡し
て起こる電極破壊を回避し、素子の製品歩留まりを格段
に高めることができるという点から産業上の利用価値は
極めて大きい。Further, according to the present invention, since the thin film for adjusting the operating frequency of the device is formed on the device, not only can the operating frequency of the device be adjusted to a desired value, but it also occurs in the subsequent manufacturing process of the device. Protects the element surface from dust and dust,
The operating characteristics of the element itself can be stabilized. Also,
When a substrate material with strong pyroelectricity, which has been a problem in the past, is used for the module surface of the elastic element, after the electrodes are formed on the substrate wafer, the wafer is charged during dicing and a potential difference occurs between the electrodes. The industrial value is extremely high in that it is possible to avoid electrode breakage caused by sparking and short-circuiting between electrodes, and to significantly improve the product yield of the device.
【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]
【図1】 従来のSAWフィルターの基本構造概略図。FIG. 1 is a schematic diagram of the basic structure of a conventional SAW filter.
【図2】 本発明の実施例1の薄膜堆積に用いた高周波
マグネトロンスパッタ装置概略図。FIG. 2 is a schematic view of a high frequency magnetron sputtering apparatus used for thin film deposition in Example 1 of the present invention.
【図3】 本発明の実施例1,2のSAWフィルターの
断面構造概略図。FIG. 3 is a schematic sectional view of the SAW filters of Examples 1 and 2 of the present invention.
【図4】 本発明の実施例1のTi-O薄膜の膜圧とSA
Wフィルターの動作周波数変化の関係図。FIG. 4 is a film pressure and SA of the Ti—O thin film of Example 1 of the present invention.
FIG. 5 is a relational diagram of changes in operating frequency of the W filter.
【図5】 本発明の実施例2のSAWフィルターの動作
周波数測定図。FIG. 5 is an operating frequency measurement diagram of the SAW filter according to the second embodiment of the present invention.
【図6】 本発明の実施例2のレーザー光ショット数に
対するSAWフィルターの動作周波数図。FIG. 6 is an operating frequency diagram of the SAW filter with respect to the number of laser light shots according to the second embodiment of the present invention.
【図7】 本発明の実施例3のイオンビームスパッタシ
ステム概略図。FIG. 7 is a schematic diagram of an ion beam sputtering system according to a third embodiment of the present invention.
【図8】 本発明の実施例3のレーザー光ショット数に
対するSAWフィルターの動作周波数を示す図。FIG. 8 is a diagram showing operating frequencies of the SAW filter with respect to the number of laser light shots according to the third embodiment of the present invention.
【図9】 本発明の実施例4のSAWフィルターの製造
工程を示す標準的な概略図。FIG. 9 is a standard schematic view showing the manufacturing process of the SAW filter of Example 4 of the present invention.
【図10】 本発明の実施例4のSAWフィルターの製
造工程を示す概略図。FIG. 10 is a schematic view showing a manufacturing process of a SAW filter of Example 4 of the present invention.
【図11】 本発明の実施例4のSAWフィルターの製
造工程を示す概略図。FIG. 11 is a schematic view showing a manufacturing process of a SAW filter of Example 4 of the present invention.
【図12】 本発明の実施例5のSAWフィルターの断
面構造概略図。FIG. 12 is a schematic cross-sectional structure diagram of a SAW filter of Example 5 of the present invention.
【図13】 本発明の実施例6のSAWフィルターの製
造工程を示す概略図。FIG. 13 is a schematic view showing a manufacturing process of a SAW filter of Example 6 of the present invention.
【図14】 本発明の実施例7のSAWフィルターの製
造工程を示す概略図。FIG. 14 is a schematic view showing a manufacturing process of a SAW filter of Example 7 of the present invention.
【符号の説明】 1、8 圧電体 2、9、42 送信用櫛型電極 3、11、44 受信用櫛型電極 4 マグネトロンカソード 5、22 スパッタターゲット 6、20 基板ホルダー 7、15、19 SAWフィルター試料 10、12、43、45 リード線 13 堆積薄膜 14 レーザー光 16 増幅器 17 減衰器 18 周波数測定器 21 イオンガン 23 水晶振動式膜厚モニター 31 水晶基板 32、50 Al電極用薄膜 33、51 電極 34、52 セラミック製ホルダー 35、54 リード線 36 封止切り用窓 37、53 外部取り出し線 38、40、46 Ti-O薄膜 39 光、熱線または電磁波 41、48 LiTaO3基板 49 Si金属膜 47、55 高抵抗Si-O膜[Explanation of symbols] 1,8 Piezoelectric substance 2,9,42 Comb electrode for transmission 3,11,44 Comb electrode for reception 4 Magnetron cathode 5,22 Sputter target 6,20 Substrate holder 7,15,19 SAW filter Samples 10, 12, 43, 45 Lead wire 13 Deposited thin film 14 Laser light 16 Amplifier 17 Attenuator 18 Frequency meter 21 Ion gun 23 Crystal vibrating film thickness monitor 31 Crystal substrate 32, 50 Al electrode thin film 33, 51 Electrode 34, 52 Ceramic holder 35, 54 Lead wire 36 Sealing window 37, 53 External extraction wire 38, 40, 46 Ti-O thin film 39 Light, heat ray or electromagnetic wave 41, 48 LiTaO 3 substrate 49 Si metal film 47, 55 High Resistor Si-O film
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河島 俊一郎 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued Front Page (72) Inventor Shunichiro Kawashima 1006 Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Claims (28)
性表面波伝搬用基板とからなり、前記基板表面の少なく
とも一部に薄膜が形成され、前記薄膜に発生する弾性表
面波の伝搬速度を基板の伝搬速度と異ならせるためのIV
-b族元素を含む酸化物薄膜を形成した弾性表面波モジュ
ール素子。1. A surface acoustic wave excitation / reception electrode and a surface acoustic wave propagation substrate, wherein a thin film is formed on at least a part of the substrate surface, and the propagation velocity of the surface acoustic wave generated in the thin film. IV to make the propagation velocity of the substrate different
-A surface acoustic wave module device having an oxide thin film containing a group b element.
板とは結晶配列もしくは構成元素が異なる請求項1に記
載の弾性表面波モジュール素子。2. The surface acoustic wave module device according to claim 1, wherein the oxide thin film containing a group IV-b element has a crystal arrangement or a constituent element different from that of the substrate.
O系及びZr−O系から選ばれる少なくとも一つの薄膜
である請求項1に記載の弾性表面波モジュール素子。3. An oxide thin film containing a group IV-b element is Ti-
The surface acoustic wave module element according to claim 1, which is at least one thin film selected from O-based and Zr-O-based.
に堆積またはコーティングされた薄膜である請求項1に
記載の弾性表面波モジュール素子。4. The surface acoustic wave module device according to claim 1, wherein the oxide thin film containing a group IV-b element is a thin film deposited or coated on a substrate.
も結晶部分を含む微結晶及び/または非晶質薄膜である
請求項1に記載の弾性表面波モジュール素子。5. The surface acoustic wave module element according to claim 1, wherein the substrate is a crystalline substrate, and the thin film is a microcrystalline and / or amorphous thin film containing at least a crystalline portion.
体である請求項1に記載の弾性表面波モジュール素子。6. The surface acoustic wave module element according to claim 1, wherein the oxide thin film containing a group IV-b element is an electrical insulator.
面の一部分に存在している請求項1に記載の弾性表面波
モジュール素子。7. The surface acoustic wave module device according to claim 1, wherein the oxide thin film containing a group IV-b element is present on a part of the substrate surface.
0.001λ〜0.05λ(ただし、λは弾性表面波の
波長を示す)の範囲である請求項1に記載の弾性表面波
モジュール素子。8. The thickness of the oxide thin film containing a group IV-b element is:
The surface acoustic wave module element according to claim 1, wherein the surface acoustic wave module element has a range of 0.001λ to 0.05λ (where λ represents a wavelength of a surface acoustic wave).
Li2B4O7、ZnO、AlN、Ta2O5、Pb-Nd-Ti-Mn
-In-O及びPb-Zn-Ti-Oから選ばれる少なくとも一
つの圧電性基板である請求項1に記載の弾性表面波モジ
ュール素子。9. The substrate is quartz, LiTaO 3 , LiNbO 3 ,
Li 2 B 4 O 7 , ZnO, AlN, Ta 2 O 5 , Pb-Nd-Ti-Mn
The surface acoustic wave module element according to claim 1, which is at least one piezoelectric substrate selected from -In-O and Pb-Zn-Ti-O.
を含む酸化物薄膜を形成し、前記薄膜の表面に弾性表面
波励振用及び受信用電極を形成し、いずれかの工程で前
記薄膜の結晶原子配列を変化させる処理を行う弾性表面
波モジュール素子の製造方法。10. An oxide thin film containing an IV-b group element is formed on a surface acoustic wave propagating substrate, and surface acoustic wave exciting and receiving electrodes are formed on the surface of the thin film. A method of manufacturing a surface acoustic wave module element, which comprises a process of changing a crystal atomic arrangement of the thin film.
励振用及び受信用電極を形成し、前記電極の表面にIV-b
族元素を含む酸化物薄膜を形成し、前記薄膜の結晶原子
配列を変化させる処理を行う請求項10に記載の弾性表
面波モジュール素子の製造方法。11. A surface acoustic wave exciting and receiving electrode is formed on a surface acoustic wave propagating substrate, and IV-b is formed on the surface of the electrode.
The method for manufacturing a surface acoustic wave module element according to claim 10, wherein an oxide thin film containing a group element is formed, and a treatment for changing a crystal atom arrangement of the thin film is performed.
射、熱線照射、電磁波照射から選ばれる少なくとも一つ
の手段である請求項10または11に記載の弾性表面波
モジュール素子の製造方法。12. The method for manufacturing a surface acoustic wave module element according to claim 10, wherein the means for changing the crystal arrangement is at least one means selected from light irradiation, heat ray irradiation, and electromagnetic wave irradiation.
を、弾性表面波モジュール素子のパッケージング後に行
う請求項10または11に記載の弾性表面波モジュール
素子の製造方法。13. The method of manufacturing a surface acoustic wave module device according to claim 10, wherein the process of changing the crystal atom arrangement of the thin film is performed after packaging of the surface acoustic wave module device.
弾性表面波伝搬用基板とを含み、前記基板表面の少なく
とも一部に高抵抗薄膜が形成され、さらに前記高抵抗薄
膜上に、弾性表面波の伝搬速度を基板に発生する弾性表
面波の伝搬速度と異ならせるための薄膜を形成した弾性
表面波モジュール素子。14. Surface acoustic wave transmitting and receiving electrodes,
A surface acoustic wave propagation substrate, a high resistance thin film is formed on at least a part of the substrate surface, and the surface acoustic wave propagation velocity is generated on the high resistance thin film on the substrate. A surface acoustic wave module element in which a thin film for differentiating from the above is formed.
上である請求項14に記載の弾性表面波モジュール素
子。15. The surface acoustic wave module element according to claim 14, wherein the resistivity of the high-resistance thin film is 10 3 Ωcm or more.
mの範囲である請求項14に記載の弾性表面波モジュー
ル素子。16. The high resistance thin film having a thickness of 1 nm to 100 n.
The surface acoustic wave module element according to claim 14, which has a range of m.
合物薄膜である請求項14に記載の弾性表面波モジュー
ル素子。17. The surface acoustic wave module element according to claim 14, wherein the high resistance thin film is a compound thin film containing at least oxygen.
合物薄膜である請求項14に記載の弾性表面波モジュー
ル素子。18. The surface acoustic wave module element according to claim 14, wherein the high resistance thin film is a compound thin film containing at least nitrogen.
ニウム(Al)、珪素(Si)及びリチウム(Li)の酸
化物から選ばれる少なくとも一つの酸化物薄膜である請
求項14に記載の弾性表面波モジュール素子。19. The elastic surface according to claim 14, wherein the high resistance thin film is at least one oxide thin film selected from oxides of titanium (Ti), aluminum (Al), silicon (Si) and lithium (Li). Wave module element.
珪素(Si)及びボロン(B)の窒化物から選ばれる少
なくとも一つの窒化物薄膜である請求項14に記載の弾
性表面波モジュール素子。20. The high resistance thin film is aluminum (Al),
The surface acoustic wave module element according to claim 14, which is at least one nitride thin film selected from nitrides of silicon (Si) and boron (B).
ならせるための薄膜が、酸化物及び窒化物から選ばれる
少なくとも一つの薄膜である請求項14に記載の弾性表
面波モジュール素子。21. The surface acoustic wave module device according to claim 14, wherein the thin film for forming different propagation velocities formed on the high resistance thin film is at least one thin film selected from oxides and nitrides.
B4O7から選ばれる少なくとも一つの圧電性基板である
請求項14に記載の弾性表面波モジュール素子。22. The substrate is LiTaO 3 , LiNbO 3 , Li 2
The surface acoustic wave module element according to claim 14, which is at least one piezoelectric substrate selected from B 4 O 7 .
導電性金属膜を形成した上に、弾性表面波励振用及び受
信用電極を形成し、前記ウエハーを切断(ダイシング)
した後に金属膜を抵抗率103 Ωcm以上に高抵抗化す
る処理を行う弾性表面波モジュール素子の製造方法。23. A conductive metal film is formed on a wafer of a surface acoustic wave propagation substrate, and surface acoustic wave exciting and receiving electrodes are formed on the wafer, and the wafer is cut (dicing).
After that, a method of manufacturing a surface acoustic wave module element, in which a treatment for increasing the resistance of the metal film to 10 3 Ωcm or more is performed.
弾性表面波励振用及び受信用電極を形成した上に導電性
金属膜を形成し、前記ウエハーをダイシングした後に金
属膜を抵抗率103 Ωcm以上の高抵抗化する処理を行
う弾性表面波モジュール素子の製造方法。24. A conductive metal film is formed on a surface acoustic wave propagation substrate and a surface acoustic wave excitation / reception electrode formed on the wafer, and the metal film has a resistivity of 10 3 after dicing. A method of manufacturing a surface acoustic wave module element, which comprises a treatment for increasing the resistance to Ωcm or more.
範囲である請求項22たは24に記載の弾性表面波モジ
ュール素子の製造方法。25. The method of manufacturing a surface acoustic wave module element according to claim 22, wherein the film thickness of the metal film is in the range of 1 nm to 100 nm.
ム(Al)、珪素(Si)、ボロン(B)及びリチウム
(Li)から選ばれる金属もしくは合金である請求項2
3または24に記載の弾性表面波モジュール素子の製造
方法。26. The metal film is a metal or alloy selected from titanium (Ti), aluminum (Al), silicon (Si), boron (B) and lithium (Li).
25. The method for manufacturing a surface acoustic wave module element according to 3 or 24.
及び窒化から選ばれる少なくとも一つの手段である請求
項23または24に記載の弾性表面波モジュール素子の
製造方法。27. The method of manufacturing a surface acoustic wave module element according to claim 23, wherein the means for increasing the resistance of the metal film is at least one means selected from oxidation and nitridation.
B4O7から選ばれる少なくとも一つの圧電性基板である
請求項23または24に記載の弾性表面波モジュール素
子の製造方法。28. The substrate is LiTaO 3 , LiNbO 3 , Li 2
The method for manufacturing a surface acoustic wave module element according to claim 23, wherein the piezoelectric substrate is at least one piezoelectric substrate selected from B 4 O 7 .
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