JPH1084246A - Acoustic boundary wave device and its production - Google Patents

Acoustic boundary wave device and its production

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JPH1084246A
JPH1084246A JP23787696A JP23787696A JPH1084246A JP H1084246 A JPH1084246 A JP H1084246A JP 23787696 A JP23787696 A JP 23787696A JP 23787696 A JP23787696 A JP 23787696A JP H1084246 A JPH1084246 A JP H1084246A
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boundary acoustic
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直之 三島
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    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02Details
    • H03H9/0222Details of interface-acoustic, boundary, pseudo-acoustic or Stonely wave devices

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To produce a compact and inexpensive device which has a function equivalent to an SAW (surface acoustic wave) device by transmitting an SAW along the boundary surface between a 1st layer of an Si group and a piezoelectric 2nd layer. SOLUTION: A dielectric film 4 having the comb-line grooves 3 is formed on the main side of a 1st substrate 2 of an Si group, and these grooves 3 are filled with a conductive material to form a comb-line electrode 5. Then a piezoelectric 2nd substrate 6 is bonded on the substrate 2. Thus, an acoustic boundary wave device is obtained. It's desirable for the substrate 2 to have high resistance of 10Ωcm or more to prevent the DC leakage caused by the electrode 5. The substrate 6 uses LiNO3 ., for example. The area of the main side of the substrate 6 is smaller than that of the main side of the substrate 2, and the substrate 6 has only an effective area that is necessary at least for transmission of the acoustic boundary wave. The film 4 uses SiO2 , for example. In such a constitution, an SiO2 film is formed just by applying an oxidation treatment on the main side of the substrate 2.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばTVや携帯
電話、PHS等におけるフィルタ素子や発振子に用いる
ことができる弾性境界波デバイス及びその製造方法に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a boundary acoustic wave device that can be used as a filter element or an oscillator in a TV, a portable telephone, a PHS, or the like, and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】弾性波を応用したデバイスの1つとして
弾性表面波デバイス(SAWデバイス:Surface
Acoustic Wave Device)が以前
よりよく知られている。このSAWデバイスは、例えば
45MHz〜2GHzの周波数帯域における無線信号を
処理する装置における各種回路、例えば送信用バンドパ
スフィルタ、受信用バンドパスフィルタ、局発フィル
タ、アンテナ共用器、IFフィルタ、FM変調器等に用
いられる。
2. Description of the Related Art A surface acoustic wave device (SAW device: Surface) is one of devices to which an elastic wave is applied.
Acoustic Wave Devices) are better known than before. This SAW device is, for example, various circuits in a device that processes a radio signal in a frequency band of 45 MHz to 2 GHz, for example, a transmission band-pass filter, a reception band-pass filter, a local oscillation filter, an antenna duplexer, an IF filter, and an FM modulator. Used for etc.

【0003】図14にこのSAWデバイスの基本的構成
を示す。同図に示すようにSAWデバイスは、LiNb
3 等の圧電性基板100上にAl薄膜等の金属材料を
エッチング等により加工したくし歯状電極(IDT:I
nterdigital Transducer)10
1、102を設けて構成される。そして、IDT101
に高周波の電気信号が印加されると圧電性基板100表
面にSAW103が励振される。励振されたSAW10
3は、圧電性基板100表面を伝搬してIDT102に
達し、IDT102において再び電気信号に変換され
る。
FIG. 14 shows a basic configuration of this SAW device. As shown in the figure, the SAW device is LiNb
A comb-shaped electrode (IDT: I) formed by processing a metal material such as an Al thin film on a piezoelectric substrate 100 such as O 3 by etching or the like.
nterdigital Transducer) 10
1 and 102 are provided. And IDT101
When a high-frequency electric signal is applied to the substrate, the SAW 103 is excited on the surface of the piezoelectric substrate 100. Excited SAW10
3 propagates on the surface of the piezoelectric substrate 100 to reach the IDT 102, where it is converted into an electric signal again.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、SAWデバ
イスは、固体表面と真空または気体の境界面、すなわち
固体表面を伝搬する弾性波を利用するために伝搬媒体で
ある圧電性基板の表面を自由表面とする必要がある。従
って、SAWデバイスにおいては、例えば半導体のパッ
ケージに使用されるようなプラスチックモールドでチッ
プを覆うことができず、パッケージ内部に自由表面を確
保するための中空部を設ける必要がある。しかしなが
ら、パッケージ内部に中空部を設けた構造にすると、デ
バイスが比較的高価かつ大型になるという問題がある。
By the way, the SAW device uses a boundary surface between a solid surface and a vacuum or a gas, that is, a surface of a piezoelectric substrate, which is a propagation medium, in order to use an elastic wave propagating on the solid surface. It is necessary to Therefore, in a SAW device, for example, a chip cannot be covered with a plastic mold used for a semiconductor package, and it is necessary to provide a hollow portion for securing a free surface inside the package. However, a structure in which a hollow portion is provided inside the package has a problem that the device is relatively expensive and large.

【0005】本発明は、かかる事情に対処し、SAWデ
バイスと同等の機能を有し、小型化が容易でかつコスト
ダウンが容易な弾性境界波デバイス及びその製造方法を
提供することを目的としている。
An object of the present invention is to provide a boundary acoustic wave device which has the same function as a SAW device, can be easily reduced in size, and can be easily reduced in cost, and a method of manufacturing the same. .

【0006】具体的には、本発明は、プラスチックモー
ルド等でチップを直接覆うことが可能な弾性境界波デバ
イス及びその製造方法を提供することを目的としてい
る。
Specifically, an object of the present invention is to provide a boundary acoustic wave device capable of directly covering a chip with a plastic mold or the like, and a method for manufacturing the same.

【0007】また、本発明は、半導体プロセスをそのま
ま適用して製造することが可能な弾性境界波デバイス及
びその製造方法を提供することを目的としている。
Another object of the present invention is to provide a boundary acoustic wave device which can be manufactured by directly applying a semiconductor process, and a method of manufacturing the same.

【0008】本発明のさらなる目的は、アクティブ素子
等の他の素子を搭載することが可能な弾性境界波デバイ
ス及びその製造方法を提供することにある。
A further object of the present invention is to provide a boundary acoustic wave device on which another element such as an active element can be mounted, and a method of manufacturing the same.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め、本発明の弾性境界波デバイスは、Si系の第1層と
圧電性の第2層とを積層した積層体と、前記第1層と前
記第2層との境界面に沿って弾性波を伝搬させる手段と
を具備する。前記第1層と前記第2層との間に誘電体膜
を設けてもよい。
In order to solve the above-mentioned problems, a boundary acoustic wave device according to the present invention comprises: a laminate in which a first Si-based layer and a second piezoelectric layer are laminated; Means for propagating an elastic wave along a boundary between the first layer and the second layer. A dielectric film may be provided between the first layer and the second layer.

【0010】ここで、第1層及び第2層は、基板等の基
体により構成してもよいし、いずれか一方または両方を
薄膜により構成してもよい。弾性波を伝搬させる手段と
しては、例えば第1層と第2層との間に励振用の対向す
る一対のくし歯状電極と受信用の対向する一対のくし歯
状電極とを配置すればよい。
Here, the first layer and the second layer may be composed of a substrate such as a substrate, or one or both of them may be composed of a thin film. As means for propagating the elastic wave, for example, a pair of opposed comb-shaped electrodes for excitation and a pair of opposed comb-shaped electrodes for reception may be arranged between the first layer and the second layer. .

【0011】本発明の弾性境界波デバイスでは、Si系
の第1層と圧電性の第2層との境界面に沿って弾性波を
伝搬させるように構成したことで、SAWデバイスと同
等の機能を持たせている。また、かかる境界面は、第1
層と第2層との間、すなわち固体と固体とにより挟まれ
たものであるから、SAWデバイスの如くパッケージ内
部に自由表面を確保するための中空部を設ける必要はな
く、プラスチックモールド等でチップを直接覆うことが
可能となる。さらに、第1層をSi系としたことで、半
導体プロセスをそのまま適用して製造することが可能と
なり、かつこの第1層にアクティブ素子等の他の素子を
搭載することも可能である。Si系の第1層を用いるこ
とにより、例えば本来Si基板上に形成される集積回路
と当該境界波デバイスを一体化することが可能になり、
プログラマブルなフィルタ回路素子等の機能的なデバイ
スを1チップで構成することができる。
The boundary acoustic wave device according to the present invention is configured to propagate an elastic wave along the boundary between the first Si-based layer and the second piezoelectric layer, thereby providing the same function as the SAW device. Have. Also, such a boundary surface is the first
Since it is sandwiched between the layer and the second layer, that is, between solids, it is not necessary to provide a hollow portion for securing a free surface inside the package unlike a SAW device. Can be directly covered. Further, since the first layer is made of a Si-based material, it is possible to manufacture the semiconductor device by applying a semiconductor process as it is, and it is also possible to mount another element such as an active element on the first layer. By using the Si-based first layer, for example, an integrated circuit originally formed on a Si substrate can be integrated with the boundary wave device,
A functional device such as a programmable filter circuit element can be constituted by one chip.

【0012】すなわち、より具体化した本発明の弾性境
界波デバイスは、Si系の第1の基体と、前記第1の基
体に張り合わされた圧電性の第2の基体と、前記第1の
基体と前記第2の基体との間に介挿され、くし歯状の溝
が設けられた誘電体膜と、前記誘電体膜に導電性材料を
埋め込んで構成されるくし歯状電極とを具備する。前記
第1の基体の前記第2の基体との張り合わせ面に露出部
を設け、前記露出部に半導体素子を形成してもよい。前
記第1の基体を10Ωcm以上の比抵抗のSi系の基板と
してもよい。
That is, a more specific boundary acoustic wave device according to the present invention comprises a Si-based first base, a piezoelectric second base bonded to the first base, and the first base. A dielectric film interposed between the first substrate and the second substrate and having a comb-shaped groove, and a comb-shaped electrode formed by embedding a conductive material in the dielectric film. . An exposed portion may be provided on a surface of the first substrate bonded to the second substrate, and a semiconductor element may be formed on the exposed portion. The first substrate may be a Si-based substrate having a specific resistance of 10 Ωcm or more.

【0013】本発明の弾性境界波デバイスの製造方法
は、Si系の第1の基体の主面または圧電性の第2の基
体の主面にくし歯状電極を形成する工程と、前記第1の
基体の主面及び前記第2の基体の主面に水酸基化処理を
施す工程と、前記第1の基体の主面と前記第2の基体の
主面とを対接させる工程と、前記対接された第1の基体
及び第2の基体を100℃〜1000℃で加熱する工程
とを具備する。
The method of manufacturing a boundary acoustic wave device according to the present invention comprises the steps of: forming a comb-shaped electrode on the main surface of a Si-based first base or the main surface of a piezoelectric second base; Subjecting the main surface of the base and the main surface of the second base to a hydroxylation treatment; the step of bringing the main surface of the first base into contact with the main surface of the second base; Heating the contacted first and second substrates at 100 ° C. to 1000 ° C.

【0014】本発明によれば、Si系の第1の基体と圧
電性の第2の基体とを張り合わせることが可能となる。
According to the present invention, it is possible to bond the first Si-based substrate and the second piezoelectric substrate.

【0015】本発明の弾性境界波デバイスの製造方法
は、Si系の第1の基体の主面または圧電性の第2の基
体の主面にくし歯状の溝を有する誘電体膜を形成する工
程と、前記くし歯状の溝に導電性材料を埋め込んでくし
歯状電極を形成する工程と、前記第1の基体の主面と前
記第2の基体の主面とを張り合わせる工程とを具備す
る。 本発明によれば、張り合わされた第1の基体と第
2の基体との間にくし歯状電極を簡単に形成することが
可能である。
In the method for manufacturing a boundary acoustic wave device according to the present invention, a dielectric film having comb-shaped grooves is formed on the main surface of a first Si-based substrate or the main surface of a piezoelectric second substrate. A step of forming a comb-shaped electrode by embedding a conductive material in the comb-shaped groove, and a step of bonding the main surface of the first base to the main surface of the second base. Have. ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, a comb-shaped electrode can be easily formed between the 1st base | substrate and the 2nd base | substrate which were stuck.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図に基
づいて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0017】図1〜図3は本発明の一実施形態に係る弾
性境界波デバイスの構成を示す図であって、図1は分解
斜視図、図2は正面図、図3は図1のA−A矢視平面図
である。
1 to 3 are views showing the configuration of a boundary acoustic wave device according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 is an exploded perspective view, FIG. 2 is a front view, and FIG. FIG.

【0018】これらの図に示すように、この弾性境界波
デバイス1は、Si系の第1の基板2の主面上にくし歯
状の溝3を有する誘電体膜4を形成すると共にその溝3
に導電性材料を埋め込んでくし歯状電極5を形成し、そ
の上に圧電性の第2の基板6を張り合わせて構成され
る。
As shown in these figures, this boundary acoustic wave device 1 forms a dielectric film 4 having a comb-shaped groove 3 on the main surface of a Si-based first substrate 2 and forms the groove. 3
A comb-shaped electrode 5 is formed by embedding a conductive material in the substrate, and a piezoelectric second substrate 6 is laminated thereon.

【0019】第1の基板2としては、例えばSiが用い
られる。しかし、アモルファスシリコンやポリシリコン
等の他のSi系の材料を用いることも可能である。ま
た、Si系の第1の基板は、半導体集積回路に通常用い
られているように意図的にn−型、p−型として比抵抗
を下げたものではなく、くし歯状電極5による直流的な
漏れを防ぐために10Ωcm以上の高抵抗のSi系の基
板であることが好ましい。 第2の基板6としては、例
えばLiNbO3 が用いられる。しかし、LiTa
3 、水晶等の他の圧電性の材料を用いることも可能で
ある。第2の基板6の主面の面積は、第1の基板2の主
面の面積より小さい。例えば、第2の基板6の主面は、
最低限弾性境界波が伝搬するために必要な有効な領域の
みに張り付ければよい。これにより第1の基板2の主面
のうち露出面7に、後述するアクティブ素子等の他の素
子を搭載することが可能である。また、圧電性の第2の
基板6はSi系の第2の基板2と比べ比較的高価である
ことから、圧電体基板材料を少なくできコストダウンを
図ることができる。しかし、第2の基板6の主面の面積
と第1の基板2の主面の面積とを同じものとすることも
可能であるし、第2の基板6の主面の面積を第1の基板
2の主面の面積より大きくすることも可能である。
As the first substrate 2, for example, Si is used. However, other Si-based materials such as amorphous silicon and polysilicon can be used. Further, the Si-based first substrate is not intentionally reduced in specific resistance as an n-type or a p-type, as is usually used in a semiconductor integrated circuit, but is a DC-type electrode formed by the interdigital electrode 5. It is preferable that the substrate is a Si-based substrate having a high resistance of 10 Ωcm or more in order to prevent excessive leakage. As the second substrate 6, for example, LiNbO 3 is used. However, LiTa
It is also possible to use other piezoelectric materials such as O 3 and quartz. The area of the main surface of the second substrate 6 is smaller than the area of the main surface of the first substrate 2. For example, the main surface of the second substrate 6
At a minimum, it is sufficient to stick only to an effective area necessary for propagation of the boundary acoustic wave. This makes it possible to mount another element such as an active element described later on the exposed surface 7 of the main surface of the first substrate 2. Further, since the piezoelectric second substrate 6 is relatively expensive as compared with the Si-based second substrate 2, the piezoelectric substrate material can be reduced and the cost can be reduced. However, the area of the main surface of the second substrate 6 and the area of the main surface of the first substrate 2 can be the same, and the area of the main surface of the second substrate 6 can be set to the first area. It is also possible to make the area larger than the area of the main surface of the substrate 2.

【0020】誘電体膜4は、例えばSiO2 が用いられ
る。これによりSi系の第1の基板2の主面を酸化処理
するだけでSiO2 を形成することが可能となる。しか
し、他の誘電体膜4を敢えて形成するようにしてもよ
い。
For the dielectric film 4, for example, SiO 2 is used. This makes it possible to form SiO 2 only by oxidizing the main surface of the Si-based first substrate 2. However, another dielectric film 4 may be intentionally formed.

【0021】くし歯状電極5は、例えばAlが用いられ
る。しかし、他の導電性材料を用いることも可能であ
る。くし歯状電極5は、例えば励振用の対向する一対の
くし歯状電極8と受信用の対向する一対のくし歯状電極
9とにより構成される。しかし、これらの電極をそれぞ
れ複数設けてもよい。また、くし歯状電極5の他に例え
ばこれらの電極を挟むように反射電極を設けてもよい。
さらに、こうした電極ばかりでなく、例えばこれらの電
極を挟むように吸音材を形成するようにしてもよい。要
するに、本発明に係る弾性境界波デバイスは、例えば従
来のSAWデバイスに代えて用いられるものであって、
すなわちフィルタ、遅延線、共振器、発振器、アナログ
信号処理用回路、増幅器、コンバルバメモリ等に用いら
れるが、くし歯状電極5等の構成はこれらの用途、仕様
等に応じて適宜設計変更される。
The comb-shaped electrode 5 is made of, for example, Al. However, other conductive materials can be used. The interdigital electrode 5 includes, for example, a pair of opposing interdigital electrodes 8 for excitation and a pair of opposing interdigital electrodes 9 for reception. However, a plurality of these electrodes may be provided. Further, in addition to the interdigital electrode 5, for example, a reflective electrode may be provided so as to sandwich these electrodes.
Further, not only these electrodes but also a sound absorbing material may be formed so as to sandwich these electrodes, for example. In short, the boundary acoustic wave device according to the present invention is used, for example, in place of a conventional SAW device,
That is, they are used for filters, delay lines, resonators, oscillators, circuits for analog signal processing, amplifiers, convalver memories, and the like. The configuration of the comb-shaped electrodes 5 and the like is appropriately designed and changed according to these applications, specifications, and the like. You.

【0022】ところで、弾性境界波は2種の固体間の境
界面を伝搬する弾性波である。この弾性境界波の存在に
関する理論的な検討は、例えば清水、入野等の「ZnO
とガラスの境界面を伝搬するストンリー波の理論的検
討」学信論(C),J65-C,11,pp.883-890 により取り扱
われている。この論文では、2種の固体の一方は圧電材
料であるZnO、もう一方はガラスの組み合わせの場合
が取り扱われているが、2種の固体のうち少なくともど
ちらか一方に弾性波を励振するために圧電性があり2種
の固体の境界面に弾性波のエネルギーが集中して伝搬す
る波を用いて弾性境界波デバイスを実現することができ
る。
By the way, a boundary acoustic wave is an elastic wave that propagates on a boundary surface between two types of solids. A theoretical study on the existence of this boundary acoustic wave is described in, for example, "ZnO" by Shimizu and Irino.
Theoretical study of Stoneley waves propagating on the boundary surface between glass and glass ", Gakushin Ron (C), J65-C, 11, pp.883-890. This paper deals with the case where one of the two solids is a combination of piezoelectric material ZnO and the other is a glass, but in order to excite elastic waves to at least one of the two solids, A boundary acoustic wave device can be realized by using a wave which has piezoelectricity and in which the energy of the elastic wave is concentrated and propagates on the boundary surface between the two solids.

【0023】次に、本発明の弾性境界波デバイスの製造
方法について説明する。
Next, a method for manufacturing a boundary acoustic wave device according to the present invention will be described.

【0024】図4はその製造方法に係る一実施形態を説
明するための図である。
FIG. 4 is a view for explaining an embodiment of the manufacturing method.

【0025】まず、Si系の第1の基板70上に例えば
熱酸化処理により 0.1〜 2μm程度のSiO2 膜71を
形成する(図4(a))。
First, an SiO 2 film 71 of about 0.1 to 2 μm is formed on the first Si-based substrate 70 by, for example, thermal oxidation treatment (FIG. 4A).

【0026】次に、SiO2 膜71に対し、例えばCD
Ε(Cemical Dry Ecthing)によりくし歯状の溝72をパ
ターニングする(図4(b))。
[0026] Next, with respect to the SiO 2 film 71, for example, a CD
The comb-like grooves 72 are patterned by Ε (Chemical Dry Ecthing) (FIG. 4B).

【0027】次に、SiO2 膜71上を覆うように例え
ばスパッタ法によりAl膜73を成形する(図4
(c))。
Next, an Al film 73 is formed by, for example, a sputtering method so as to cover the SiO 2 film 71 (FIG. 4).
(C)).

【0028】次に、Αl膜73表面をSiO2 膜が現れ
るまで研磨する(図4(d))。
Next, the surface of the Al film 73 is polished until an SiO 2 film appears (FIG. 4D).

【0029】これにより、SiO2 膜71の溝72にΑ
lを埋め込んだ電極(くし歯状電極74)が構成され
る。
As a result, the grooves 72 of the SiO 2 film 71
An electrode (comb-shaped electrode 74) in which 1 is embedded is formed.

【0030】次に、SiO2 膜71とくし歯状電極74
が形成されたSi系の第1の基板70の主面及び圧電性
の第2の基板75の主面を例えば過酸化アンモニア水に
より表面処理することにより、両者の表面を水酸基化す
る(図4(e))。
Next, the SiO 2 film 71 and the interdigital electrode 74
By subjecting the main surface of the Si-based first substrate 70 on which is formed and the main surface of the piezoelectric second substrate 75 to surface treatment with, for example, aqueous ammonia peroxide, both surfaces are hydroxylated (FIG. 4). (E)).

【0031】次に、第1の基板70の主面と第2の基板
75の主面とを対接させ、約 300℃で1〜2時間程度加
熱する(図4(f))。
Next, the main surface of the first substrate 70 and the main surface of the second substrate 75 are brought into contact with each other and heated at about 300 ° C. for about 1 to 2 hours (FIG. 4F).

【0032】かかる熱処理により2種の基板表面にある
OH基同士が結合しH2 Oが遊離し、異種材料であるS
i系の第1の基板70と第2の基板75とを直接接合す
ることができる。なお、加熱温度は、好ましくは約 300
℃であるが、 100〜1000℃の間とすることができる。 1
00℃以下ではOH基同士が結合する反応を生じないし、
1000℃以上では要素部材に熱的悪影響を及ぼす可能性が
あるからである。
By this heat treatment, the OH groups on the two types of substrates are bonded to each other to release H 2 O, and the different materials S
The i-type first substrate 70 and the second substrate 75 can be directly bonded. The heating temperature is preferably about 300
° C, but can be between 100 and 1000 ° C. 1
At a temperature of 00 ° C or lower, a reaction in which OH groups are bonded does not occur,
If the temperature is higher than 1000 ° C., there is a possibility that the element members are adversely affected by heat.

【0033】このように異種材料間の直接接合が可能で
あることは江田等:「圧電材料の直接接合」信学技報US
95-24.ΕMD95-20,CPM95-32.(1995-07),pp.31-38に
も報告されている。Si系の第1の基板と圧電性の第2
の基板とは上記以外の方法でも前記江田等の報告にある
ように容易に接合することが可能である。
The fact that such a direct bonding between different materials is possible is described in Eda et al .: "Direct bonding of piezoelectric materials", IEICE Technical Report.
95-24.ΕMD95-20, CPM95-32. (1995-07), pp. 31-38. Si-based first substrate and piezoelectric second substrate
The substrate can be easily bonded by a method other than the above as described in the report by Eda et al.

【0034】以上の製造工程を経て形成された弾性境界
波デバイスでは、境界波を励振するためのくし歯型電極
74をSi系の第1の基板70上に形成することができ
るため通常の半導体デバイスの製造技術をそのまま転用
することができる。
In the boundary acoustic wave device formed through the above-described manufacturing process, the comb-shaped electrode 74 for exciting the boundary wave can be formed on the first substrate 70 made of Si. The device manufacturing technology can be diverted as it is.

【0035】なお、上記製造方法では、SiO2 膜71
とくし歯状電極74を予めSi系の第1の基板70に形
成する例を示したが、SiO2 膜71とくし歯状電極7
4を圧電性の第2の基板75上に予め形成し、Si系の
第1の基板70と直接張り付ける方法でも同様の構造の
弾性境界波デバイスを製造することができる。
In the above manufacturing method, the SiO 2 film 71
Although the example in which the interdigital electrode 74 is formed in advance on the Si-based first substrate 70 has been described, the SiO 2 film 71 and the interdigital electrode 7 are formed.
A boundary acoustic wave device having a similar structure can also be manufactured by a method in which the substrate 4 is formed in advance on the piezoelectric second substrate 75 and directly attached to the Si-based first substrate 70.

【0036】また、本発明の弾性境界波デバイスにおけ
るくし歯型電極のその他の構成方法を図5に示す。
FIG. 5 shows another method of forming the interdigital electrode in the boundary acoustic wave device according to the present invention.

【0037】まず、Si系の第1の基板80上にイオン
ミリング等の加工により 0.1〜 2μm程度のくし歯状の
溝81を形成する(図5(a))。
First, a comb-shaped groove 81 of about 0.1 to 2 μm is formed on a first Si-based substrate 80 by processing such as ion milling (FIG. 5A).

【0038】次に、溝81を覆うように第1の基板80
上にAl膜82を例えばスパッタ法により形成する(図
5(b))。
Next, the first substrate 80 is covered so as to cover the groove 81.
An Al film 82 is formed thereon by, for example, a sputtering method (FIG. 5B).

【0039】次に、Al膜82の表面を第1の基板80
表面が現れるまで研磨する(図5(c))。
Next, the surface of the Al film 82 is
Polish until the surface appears (FIG. 5 (c)).

【0040】これにより、第1の基板80表面の溝81
にΑlを埋め込んだ電極(くし歯状電極83)が構成さ
れる。
Thus, the groove 81 on the surface of the first substrate 80
(Comb-shaped electrode 83) is formed.

【0041】上述した実施形態においては、第1層及び
第2層をそれぞれ基板の形態としていたが、第1層及び
第2層のうちいずれか一方または両方を薄膜としても構
わない。
In the above-described embodiment, the first layer and the second layer are each in the form of a substrate, but one or both of the first layer and the second layer may be formed as a thin film.

【0042】図6は、Si系の第1層を基板の形態であ
るSi基板91とし、その上に圧電性の第2層として圧
電性薄膜92を形成した弾性境界波デバイスを示してい
る。図示を省略しているが、Si基板91と圧電性薄膜
92との間には、くし歯状電極が形成されている。
FIG. 6 shows a boundary acoustic wave device in which a first Si-based layer is used as a Si substrate 91 in the form of a substrate, and a piezoelectric thin film 92 is formed thereon as a second piezoelectric layer. Although not shown, a comb-shaped electrode is formed between the Si substrate 91 and the piezoelectric thin film 92.

【0043】図7は、圧電性の第2層を基板の形態であ
る圧電性基板11とし、その上にSi系の第1層として
Si薄膜12、例えばポリシリコンを形成した弾性境界
波デバイスを示している。図示を省略しているが、圧電
性基板11とSi薄膜12との間には、くし歯状電極が
形成されている。
FIG. 7 shows a boundary acoustic wave device in which a second piezoelectric layer is a piezoelectric substrate 11 in the form of a substrate, and a Si thin film 12, for example, polysilicon is formed thereon as a first Si-based layer. Is shown. Although not shown, interdigital electrodes are formed between the piezoelectric substrate 11 and the Si thin film 12.

【0044】図8は、第1層及び第2層の両方を薄膜と
した弾性境界波デバイスを示しており、ここでは支持基
体としてのガラス基板110上にSi系の第1層として
Si薄膜111を形成し、その上に圧電性の第2層とし
て圧電性薄膜112を形成して構成される。図示を省略
しているが、Si薄膜111と圧電性薄膜112との間
には、くし歯状電極が形成されている。また、圧電性薄
膜の上にSi薄膜を形成するようにしてもよい。
FIG. 8 shows a boundary acoustic wave device in which both the first layer and the second layer are thin films. Here, a Si thin film 111 as a first Si-based layer is formed on a glass substrate 110 as a supporting base. Is formed, and a piezoelectric thin film 112 is formed thereon as a piezoelectric second layer. Although not shown, a comb-like electrode is formed between the Si thin film 111 and the piezoelectric thin film 112. Further, a Si thin film may be formed on the piezoelectric thin film.

【0045】なお、Si薄膜と圧電性薄膜のいずれも弾
性境界波を伝搬させるためには1λ以上の厚さとする必
要がある。
In order to propagate boundary acoustic waves, both the Si thin film and the piezoelectric thin film need to have a thickness of 1λ or more.

【0046】次に、Si系の第1の基板にアクティブ素
子等の他の素子を搭載した例を示す。 図9はその一例
を示しており、Si系の第1の基板120主面の第1の
領域121には、くし歯状電極(図示せず)が形成さ
れ、これを覆うように圧電性の第2の基板122が張り
合わされている。第1の基板120主面の露出領域であ
る第2の領域123には、集積回路124が形成されて
いる。これにより、例えばプログラマブルなフィルタ回
路素子等の機能的なデバイスを1チップで構成すること
ができるようになる。
Next, an example in which another element such as an active element is mounted on a first Si-based substrate will be described. FIG. 9 shows an example of the above. A comb-shaped electrode (not shown) is formed in a first region 121 of the main surface of a Si-based first substrate 120, and a piezoelectric electrode is formed so as to cover the electrode. A second substrate 122 is attached. An integrated circuit 124 is formed in a second region 123 that is an exposed region of the main surface of the first substrate 120. Thereby, for example, a functional device such as a programmable filter circuit element can be constituted by one chip.

【0047】図10及び図11は図9に示した弾性境界
波デバイスをプリント配線板上に実装した例をそれぞれ
示している。
FIGS. 10 and 11 show examples in which the boundary acoustic wave device shown in FIG. 9 is mounted on a printed wiring board.

【0048】図10に示すように、弾性境界波デバイス
131の第1の基板132主面の第2の領域133に
は、ボンディングパッド134が形成されている。プリ
ント配線板135上の所定の位置にこの弾性境界波デバ
イス131が搭載され、弾性境界波デバイス131のボ
ンディングパッド134とプリント配線板135上の所
定の位置に設けられたボンディングパッド136とがボ
ンディングワイヤ137により接続されている。そし
て、これらを覆うようにポリイミドやエポキシ樹脂等に
より樹脂封止138がされている。
As shown in FIG. 10, a bonding pad 134 is formed in the second region 133 on the main surface of the first substrate 132 of the boundary acoustic wave device 131. The boundary acoustic wave device 131 is mounted at a predetermined position on the printed wiring board 135, and a bonding pad 134 of the boundary acoustic wave device 131 and a bonding pad 136 provided at a predetermined position on the printed wiring board 135 are bonded to each other. 137. A resin seal 138 is made of polyimide, epoxy resin, or the like so as to cover them.

【0049】また、図11は別の例であり、同図に示す
ように、弾性境界波デバイス141の第1の基板142
には主面回路部より裏面のパッド143に通じるスルー
ホール144が形成されている。プリント配線板145
上の所定の位置にこの弾性境界波デバイス141が搭載
され、弾性境界波デバイス141のパッド143とプリ
ント配線板145上の所定の位置に設けられたパッド1
46とがバンプ147により接続されている。そして、
これらを覆うようにポリイミドやエポキシ樹脂等により
樹脂封止148がされている。
FIG. 11 shows another example. As shown in FIG. 11, a first substrate 142 of a boundary acoustic wave device 141 is provided.
Is formed with a through-hole 144 that extends from the main surface circuit portion to the pad 143 on the back surface. Printed wiring board 145
The boundary acoustic wave device 141 is mounted at a predetermined position on the upper surface, and the pad 143 of the boundary acoustic wave device 141 and the pad 1 provided at a predetermined position on the printed wiring board 145 are arranged.
46 are connected by bumps 147. And
A resin seal 148 is made of polyimide, epoxy resin or the like so as to cover them.

【0050】本発明に係る弾性境界波デバイスは、例え
ばフィルタ、遅延線、共振器、発振器、アナログ信号処
理用回路、増幅器、コンバルバメモリ等に用いられる。
そして、これらの弾性境界波デバイスを備えたフィル
タ、遅延線、共振器等は、携帯電話、PHS、TV等に
用いられる。
The boundary acoustic wave device according to the present invention is used for, for example, a filter, a delay line, a resonator, an oscillator, a circuit for analog signal processing, an amplifier, a convalver memory, and the like.
Filters, delay lines, resonators, and the like provided with these boundary acoustic wave devices are used in mobile phones, PHSs, TVs, and the like.

【0051】図12は携帯電話、PHS等の移動体通信
装置の構成を示すブロック図である。 同図に示すよう
に、アンテナ151を介して受信した受信波は、アンテ
ナ共用器152により受信系に分離される。分離された
受信信号は、アンプ153により増幅された後、受信用
バンドパスフィルタ154により所望の帯域が抽出さ
れ、ミキサ155に入力される。ミキサ155には、P
LL発振器156により発振された局発信号が局発フィ
ルタ157を介して入力されている。ミキサ155の出
力は、IFフィルタ158、FM復調器159を介して
スピーカ160より受信音として出力される。一方、マ
イク161より入力された送話音は、FM変調器162
を介してミキサ163に入力される。ミキサ163に
は、PLL発振器164により発振された局発信号が入
力されている。ミキサ163の出力は、送信用バンドパ
スフィルタ165、パワーアンプ166及びアンテナ共
用器152を介してアンテナ151より送信波として出
力される。
FIG. 12 is a block diagram showing the configuration of a mobile communication device such as a mobile phone or a PHS. As shown in the figure, a received wave received via an antenna 151 is separated by an antenna duplexer 152 into a receiving system. The separated reception signal is amplified by an amplifier 153, a desired band is extracted by a reception band-pass filter 154, and input to a mixer 155. Mixer 155 includes P
The local oscillation signal oscillated by the LL oscillator 156 is input via the local oscillation filter 157. The output of the mixer 155 is output as received sound from the speaker 160 via the IF filter 158 and the FM demodulator 159. On the other hand, the transmission sound input from the microphone 161 is transmitted to the FM modulator 162
Is input to the mixer 163 via the. The local signal oscillated by the PLL oscillator 164 is input to the mixer 163. The output of the mixer 163 is output as a transmission wave from the antenna 151 via the transmission band-pass filter 165, the power amplifier 166, and the antenna duplexer 152.

【0052】本発明に係る弾性境界波デバイスは、この
移動通信装置の各部に使用することができる。例えば、
送信用バンドパスフィルタ165、受信用バンドパスフ
ィルタ154、局発フィルタ157及びアンテナ共用器
152には、本発明に係る弾性境界波デバイスがRF段
のフィルタとして使われる。IFフィルタ158には、
本発明に係る弾性境界波デバイスがチャネル選局に不可
欠な狭帯域のIF段のフィルタとして使われる。FM変
調器162には、本発明に係る弾性境界波デバイスが音
声のFM変調における共振子として使われる。
The boundary acoustic wave device according to the present invention can be used for each part of the mobile communication device. For example,
The boundary acoustic wave device according to the present invention is used as an RF stage filter for the transmission bandpass filter 165, the reception bandpass filter 154, the local oscillation filter 157, and the antenna duplexer 152. IF filter 158 includes
The boundary acoustic wave device according to the present invention is used as a narrow-band IF stage filter that is indispensable for channel selection. As the FM modulator 162, the boundary acoustic wave device according to the present invention is used as a resonator in FM modulation of sound.

【0053】本発明に係る弾性境界波デバイスは、VT
RやCATVに用いられるRFモジュレータの発振回路
等にも用いることができる。その回路構成を図13に示
す。図9に示したSi系の第1の基板120主面の第1
の領域121にくし歯状電極167を形成し、第2の領
域123に回路部168を形成することで、この発振回
路を1チップで構成することができる。
The boundary acoustic wave device according to the present invention has a VT
It can also be used for an oscillation circuit of an RF modulator used for R or CATV. FIG. 13 shows the circuit configuration. The first surface of the Si-based first substrate 120 shown in FIG.
By forming the interdigital electrode 167 in the region 121 and forming the circuit portion 168 in the second region 123, this oscillation circuit can be formed by one chip.

【0054】[0054]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の弾性境界
波デバイスによれば、SAWデバイスと同等の機能を有
し、プラスチックモールド等でチップを直接覆うことが
可能となり、さらに半導体プロセスをそのまま適用して
製造することが可能となりかつアクティブ素子等の他の
素子を搭載することも可能となる。
As described above in detail, according to the boundary acoustic wave device of the present invention, it has a function equivalent to that of a SAW device, and can directly cover a chip with a plastic mold or the like. It is possible to manufacture the device by applying it as it is, and it is also possible to mount another device such as an active device.

【0055】また、本発明の弾性境界波デバイスの製造
方法によれば、Si系の第1の基体の主面または圧電性
の第2の基体の主面にくし歯状電極を形成し、前記第1
の基体の主面及び前記第2の基体の主面に水酸基化処理
を施し、前記第1の基体の主面と前記第2の基体の主面
とを対接し、前記対接された第1の基体及び第2の基体
を100℃〜1000℃で加熱するようにしたことで、
Si系の第1の基体と圧電性の第2の基体とを張り合わ
せることが可能となる。
Further, according to the method of manufacturing a boundary acoustic wave device of the present invention, a comb-shaped electrode is formed on the main surface of the first Si-based substrate or the main surface of the piezoelectric second substrate. First
Performing a hydroxylation treatment on the main surface of the substrate and the main surface of the second substrate to bring the main surface of the first substrate into contact with the main surface of the second substrate; By heating the substrate and the second substrate at 100 ° C. to 1000 ° C.,
It is possible to bond the first Si-based substrate and the second piezoelectric substrate.

【0056】さらに、本発明の他の弾性境界波デバイス
の製造方法によれば、Si系の第1の基体の主面または
圧電性の第2の基体の主面にくし歯状の溝を有する誘電
体膜を形成し、前記くし歯状の溝に導電性材料を埋め込
んでくし歯状電極を形成し、前記第1の基体の主面と前
記第2の基体の主面とを張り合わすようにしたことで、
張り合わされた第1の基体と第2の基体との間にくし歯
状電極を簡単に形成することが可能となる。
Further, according to another method of manufacturing a boundary acoustic wave device according to the present invention, the main surface of the Si-based first base or the main surface of the piezoelectric second base has comb-shaped grooves. A dielectric film is formed, a conductive material is buried in the comb-shaped groove to form a comb-shaped electrode, and the main surface of the first base and the main surface of the second base are bonded to each other. By doing
A comb-shaped electrode can be easily formed between the bonded first and second substrates.

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

【図1】本発明の一実施形態に係る弾性境界波デバイス
の構成を示す分解斜視図である。
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a configuration of a boundary acoustic wave device according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の正面図である。FIG. 2 is a front view of FIG.

【図3】図2のA−A矢視平面図である。FIG. 3 is a plan view taken along the line AA of FIG. 2;

【図4】本発明の弾性境界波デバイスの製造方法に係る
一実施形態を説明するための工程図である。
FIG. 4 is a process chart for explaining one embodiment of a method for manufacturing a boundary acoustic wave device according to the present invention.

【図5】本発明の弾性境界波デバイスにおけるくし歯型
電極の他の構成方法を示す工程図である。
FIG. 5 is a process chart showing another method of configuring the interdigital electrode in the boundary acoustic wave device of the present invention.

【図6】本発明の弾性境界波デバイスの他の実施形態を
示す正面図である。
FIG. 6 is a front view showing another embodiment of the boundary acoustic wave device of the present invention.

【図7】本発明の弾性境界波デバイスの他の実施形態を
示す正面図である。
FIG. 7 is a front view showing another embodiment of the boundary acoustic wave device of the present invention.

【図8】本発明の弾性境界波デバイスの他の実施形態を
示す正面図である。
FIG. 8 is a front view showing another embodiment of the boundary acoustic wave device of the present invention.

【図9】本発明の弾性境界波デバイスの他の実施形態を
示す斜視図である。
FIG. 9 is a perspective view showing another embodiment of the boundary acoustic wave device of the present invention.

【図10】本発明の弾性境界波デバイスをプリント配線
板上に実装した例を示す正面図である。
FIG. 10 is a front view showing an example in which the boundary acoustic wave device of the present invention is mounted on a printed wiring board.

【図11】本発明の弾性境界波デバイスをプリント配線
板上に実装した他の例を示す正面図である。
FIG. 11 is a front view showing another example in which the boundary acoustic wave device of the present invention is mounted on a printed wiring board.

【図12】本発明の弾性境界波デバイスが用いられる移
動体通信装置の構成を示すブロック図である。
FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of a mobile communication device using the boundary acoustic wave device of the present invention.

【図13】本発明の弾性境界波デバイスが用いられるR
Fモジュレータの発振回路の回路図である。
FIG. 13 is a graph showing the relationship between the boundary acoustic wave device and the boundary acoustic wave device according to the present invention
FIG. 3 is a circuit diagram of an oscillation circuit of the F modulator.

【図14】SAWデバイスの基本的構成を示す斜視図で
ある。
FIG. 14 is a perspective view showing a basic configuration of a SAW device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 弾性境界波デバイス 2 Si系の第1の基板 3 くし歯状の溝 4 誘電体膜 5 くし歯状電極 6 圧電性の第2の基板 7 露出面 REFERENCE SIGNS LIST 1 boundary acoustic wave device 2 Si-based first substrate 3 comb-shaped groove 4 dielectric film 5 comb-shaped electrode 6 piezoelectric second substrate 7 exposed surface

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 Si系の第1層と圧電性の第2層とを積
層した積層体と、 前記第1層と前記第2層との境界面に沿って弾性波を伝
搬させる手段とを具備することを特徴とする弾性境界波
デバイス。
1. A laminate comprising a first Si-based layer and a second piezoelectric layer, and means for propagating an elastic wave along a boundary between the first layer and the second layer. A boundary acoustic wave device comprising:
【請求項2】 前記第1層と前記第2層との間に誘電体
膜を有することを特徴とする請求項1記載の弾性境界波
デバイス。
2. The boundary acoustic wave device according to claim 1, further comprising a dielectric film between said first layer and said second layer.
【請求項3】 Si系の第1の基体と、 前記第1の基体に張り合わされた圧電性の第2の基体
と、 前記第1の基体と前記第2の基体との間に介挿され、く
し歯状の溝が設けられた誘電体膜と、 前記誘電体膜に導電性材料を埋め込んで構成されるくし
歯状電極とを具備することを特徴とする弾性境界波デバ
イス。
3. A Si-based first base, a piezoelectric second base adhered to the first base, and interposed between the first base and the second base. A boundary acoustic wave device comprising: a dielectric film provided with comb-shaped grooves; and a comb-shaped electrode formed by embedding a conductive material in the dielectric film.
【請求項4】 前記第1の基体の前記第2の基体との張
り合わせ面に露出部を有し、前記露出部に回路が形成さ
れていることを特徴とする請求項3記載の弾性境界波デ
バイス。
4. The boundary acoustic wave according to claim 3, wherein an exposed portion is provided on a surface of the first base bonded to the second base, and a circuit is formed on the exposed portion. device.
【請求項5】 前記第1の基体が、10Ωcm以上の比抵
抗のSi系の基板であることを特徴とする請求項3記載
の弾性境界波デバイス。
5. The boundary acoustic wave device according to claim 3, wherein the first substrate is a Si-based substrate having a specific resistance of 10 Ωcm or more.
【請求項6】 Si系の第1の基体の主面または圧電性
の第2の基体の主面にくし歯状電極を形成する工程と、 前記第1の基体の主面及び前記第2の基体の主面に水酸
基化処理を施す工程と、 前記第1の基体の主面と前記
第2の基体の主面とを対接させる工程と、 前記対接された第1の基体及び第2の基体を加熱する工
程とを具備することを特徴とする弾性境界波デバイスの
製造方法。
6. A step of forming a comb-shaped electrode on a main surface of a Si-based first base or a main surface of a piezoelectric second base; and a main surface of the first base and the second base. Performing a hydroxylation treatment on the main surface of the substrate, bringing the main surface of the first substrate into contact with the main surface of the second substrate, and contacting the first and second substrates with each other. And heating the substrate.
【請求項7】 Si系の第1の基体の主面または圧電性
の第2の基体の主面にくし歯状の溝を有する誘電体膜を
形成する工程と、 前記くし歯状の溝に導電性材料を埋め込んでくし歯状電
極を形成する工程と、 前記第1の基体の主面と前記第2の基体の主面とを張り
合わせる工程とを具備することを特徴とする弾性境界波
デバイスの製造方法。
7. A step of forming a dielectric film having a comb-shaped groove on a main surface of a Si-based first base or a main surface of a piezoelectric second base; A boundary acoustic wave comprising: a step of forming a comb-shaped electrode by embedding a conductive material; and a step of bonding a main surface of the first base to a main surface of the second base. Device manufacturing method.
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