JPS60124112A - 表面弾性波素子 - Google Patents
表面弾性波素子Info
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- JPS60124112A JPS60124112A JP23244583A JP23244583A JPS60124112A JP S60124112 A JPS60124112 A JP S60124112A JP 23244583 A JP23244583 A JP 23244583A JP 23244583 A JP23244583 A JP 23244583A JP S60124112 A JPS60124112 A JP S60124112A
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- acoustic wave
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/02535—Details of surface acoustic wave devices
- H03H9/02543—Characteristics of substrate, e.g. cutting angles
- H03H9/02574—Characteristics of substrate, e.g. cutting angles of combined substrates, multilayered substrates, piezoelectrical layers on not-piezoelectrical substrate
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、尚効率で動作し141Iるnす造の表面弾性
波素子に関するものである。
波素子に関するものである。
弾性体表面に沿って伝播】−る表面弾性波を利用した各
種表面弾性波素子が最近盛んに開発されつつある。この
理由としては、第1に表面弾性波の@wI速度はt磁波
速度の約10 倍であり、素子の小型化と高留度化が可
能であること。
種表面弾性波素子が最近盛んに開発されつつある。この
理由としては、第1に表面弾性波の@wI速度はt磁波
速度の約10 倍であり、素子の小型化と高留度化が可
能であること。
第2に表面弾性波は物質表面を伝播するKめ伝送路の任
意の場所から信号のタッピングが可#Vであること、第
3に物質表面忙エネルギーが集中していることから1元
や半導体のキャリアとの相互作用乞利用したデバイス、
あるいは高いエネルギー密度により非線形効果を利用し
たデバイスに応用でさること。
意の場所から信号のタッピングが可#Vであること、第
3に物質表面忙エネルギーが集中していることから1元
や半導体のキャリアとの相互作用乞利用したデバイス、
あるいは高いエネルギー密度により非線形効果を利用し
たデバイスに応用でさること。
第4に七の製造技術にIC技術が活用できるため、IC
と組み合わせ1こ新しい素子の実状が期待できること2
等が挙げられる。
と組み合わせ1こ新しい素子の実状が期待できること2
等が挙げられる。
第1図および第2図は従来の表面弾性波素子の構造を示
すもので、■はニオブ敵リチウム(LiNb03)から
なる圧■基板で132°Yカツトされ1こものからなり
、2はシリコンからなる半導体基板で(110)面とほ
ぼ等価な面でカットされ1こものからなり、3は酸化亜
鉛(ZnO)からなる圧電薄膜で(00017面とほぼ
等イ曲な面が上記シリコン基板2のカット面と平行にな
るように形成され1こものからなり、4.5は上1己二
オフ゛酸リチウム基板l上および酸11:、亜鉛膜3上
に互いに交差するように設けられたくし型電極で、クリ
えは4は人力電極、5は出力電極として使用される。
すもので、■はニオブ敵リチウム(LiNb03)から
なる圧■基板で132°Yカツトされ1こものからなり
、2はシリコンからなる半導体基板で(110)面とほ
ぼ等価な面でカットされ1こものからなり、3は酸化亜
鉛(ZnO)からなる圧電薄膜で(00017面とほぼ
等イ曲な面が上記シリコン基板2のカット面と平行にな
るように形成され1こものからなり、4.5は上1己二
オフ゛酸リチウム基板l上および酸11:、亜鉛膜3上
に互いに交差するように設けられたくし型電極で、クリ
えは4は人力電極、5は出力電極として使用される。
ここで人力電極4から励振された表′面弾性波は上記ニ
オブ酸リチウム基IJii 1表面あるいは酸化亜鉛膜
3表面を伝播して出力’1IHk5から取り出される。
オブ酸リチウム基IJii 1表面あるいは酸化亜鉛膜
3表面を伝播して出力’1IHk5から取り出される。
これらのイ溝造において第1区Iにおいては表面’j’
lL性波としてレイリー波を用いて伝播させた場合。
lL性波としてレイリー波を用いて伝播させた場合。
素子特性上重役な指標である霜気イ2.!械結合V々D
Kの二乗値に2は約5.5%と犬ぎなIaが旬らhるの
で、この利点Y?古かして神々の分野に応用されている
う しかしその反面基板が単−相和から構成されているため
に、1j気檄械結合係酵1(か基板結晶軸方向ま6よび
それに対″3−る表面弾性波の伝播方向によって固定化
されてしまう欠点がある。
Kの二乗値に2は約5.5%と犬ぎなIaが旬らhるの
で、この利点Y?古かして神々の分野に応用されている
う しかしその反面基板が単−相和から構成されているため
に、1j気檄械結合係酵1(か基板結晶軸方向ま6よび
それに対″3−る表面弾性波の伝播方向によって固定化
されてしまう欠点がある。
この点部2図においては表面弾性波としてセザワe、を
用いてシリコン基板2のC00L)軸方向とほぼ等価な
方間に伝播さセた場合、酸化亜鉛膜3の膜厚b1を解析
によってまる成る値に遺ぷことによりI<特性に柔軟性
を持たせることができ。
用いてシリコン基板2のC00L)軸方向とほぼ等価な
方間に伝播さセた場合、酸化亜鉛膜3の膜厚b1を解析
によってまる成る値に遺ぷことによりI<特性に柔軟性
を持たせることができ。
また第1図構造よりも太さな1気機械結合係数1(ン得
ることができるっ例えば上記酸化亜鉛膜厚h]ンωJ
= 8000 (ωは表面弾性波の角周波数)に選ぶこ
とによりKは約586%を得ることができる。
ることができるっ例えば上記酸化亜鉛膜厚h]ンωJ
= 8000 (ωは表面弾性波の角周波数)に選ぶこ
とによりKは約586%を得ることができる。
しかしこの構造では酸化亜鉛膜3はスパンタ技術等によ
り形成されるが、上記のように最適特性を得るにはその
膜厚を比較的太さく形成する必要があるため生産性の点
でコストアップになるのが避けられない欠点があるうこ
の1こめできるだけ小さな膜厚でできるだけ太ぎなル気
機械結合係数Kが得られるような構造が望まれている。
り形成されるが、上記のように最適特性を得るにはその
膜厚を比較的太さく形成する必要があるため生産性の点
でコストアップになるのが避けられない欠点があるうこ
の1こめできるだけ小さな膜厚でできるだけ太ぎなル気
機械結合係数Kが得られるような構造が望まれている。
本発明は以上の間均に対処してなされたもので。
(110)面とほぼ等価な面でカットされ1こシリコン
基板と、このンリコ/基板上に形成された二酸化シリコ
ン膜と、この二酸化シリコン膜上に(0001)面とほ
ぼ等1曲な面が上記シリコン基板のカット面と平行にな
るように形成され定酸化亜鉛膜と、この酸化亜鉛膜上に
形成された電極とを含み、上記シリコン基板の(001
)軸方向とほぼ等価な方向に表面弾性波を伝播させるよ
うに構成して従来欠点を除去するようにした表面弾性波
素子を提供することを目的とするものである。以下図面
を参照して本発明実施例〉説明する〇 第3図は本発明実施タリによる表面弾性波素子を示1断
面図で、11は(110)面とほぼ等価な面でカットさ
れ瓦シリコン基板、12はこのシリコン基板11上に形
成され1こ膜厚h2を有する二酸化シリコン(5iOz
)膜、13はこの二酸化シリコン膜12上に(000
1)面とほぼ等価な面が上記シリコン基板11のカット
面と平行になるように形成され1こ膜厚111ン有する
酸化亜鉛膜、14.15は各々互いに交差するように形
@されkくし型電極からなる入力電極および出力電極、
16は上記酸化亜鉛膜13と二酸化シリコン膜12間に
形成された導電膜で膜厚は無限に小さいことが望ましい
う なお上記導電膜】6あるいは酸化亜鉛膜13はくし型’
[1@14.15の少なくとも交差幅部分の真下に位置
するように形成されることが望ましい。
基板と、このンリコ/基板上に形成された二酸化シリコ
ン膜と、この二酸化シリコン膜上に(0001)面とほ
ぼ等1曲な面が上記シリコン基板のカット面と平行にな
るように形成され定酸化亜鉛膜と、この酸化亜鉛膜上に
形成された電極とを含み、上記シリコン基板の(001
)軸方向とほぼ等価な方向に表面弾性波を伝播させるよ
うに構成して従来欠点を除去するようにした表面弾性波
素子を提供することを目的とするものである。以下図面
を参照して本発明実施例〉説明する〇 第3図は本発明実施タリによる表面弾性波素子を示1断
面図で、11は(110)面とほぼ等価な面でカットさ
れ瓦シリコン基板、12はこのシリコン基板11上に形
成され1こ膜厚h2を有する二酸化シリコン(5iOz
)膜、13はこの二酸化シリコン膜12上に(000
1)面とほぼ等価な面が上記シリコン基板11のカット
面と平行になるように形成され1こ膜厚111ン有する
酸化亜鉛膜、14.15は各々互いに交差するように形
@されkくし型電極からなる入力電極および出力電極、
16は上記酸化亜鉛膜13と二酸化シリコン膜12間に
形成された導電膜で膜厚は無限に小さいことが望ましい
う なお上記導電膜】6あるいは酸化亜鉛膜13はくし型’
[1@14.15の少なくとも交差幅部分の真下に位置
するように形成されることが望ましい。
以上の構造(ZnO(0001)/5i02/Si (
110) (001:]と略記)の表面弾性波素子に対
し、表面弾性波としてセザワ波を用いてシリコン基板1
1の(001)軸方向とほぼ等価な方向に伝播させるこ
とにより第4図および第5図のようなに特性曲線が得ら
れに0 第4図において横軸は二酸化7リコシ膜12の膜厚h2
の厚さをωh2 (ωは角周波数)で示し、縦軸は電気
機械結合係iKの二乗値K を百分率で示すものである
。ま1こ第5図において楡軸は酸化亜鉛膜り、の厚さ馨
ωh】(ωは角周波数)で示し。
110) (001:]と略記)の表面弾性波素子に対
し、表面弾性波としてセザワ波を用いてシリコン基板1
1の(001)軸方向とほぼ等価な方向に伝播させるこ
とにより第4図および第5図のようなに特性曲線が得ら
れに0 第4図において横軸は二酸化7リコシ膜12の膜厚h2
の厚さをωh2 (ωは角周波数)で示し、縦軸は電気
機械結合係iKの二乗値K を百分率で示すものである
。ま1こ第5図において楡軸は酸化亜鉛膜り、の厚さ馨
ωh】(ωは角周波数)で示し。
縦軸は電気機械結合係iKの二乗値に’Y百分率で示す
ものである。第4図においてはωh1=7000に設定
した状態でωh2馨変比変化た(望ましくは126〜1
0000の範囲内で)場合のKの変化乞示し、第5図に
おいてはωh2=looOに設定した状態でωhlを変
化させた(望ましくは4200〜15000の範囲内で
)場合のIくの変化を示している。
ものである。第4図においてはωh1=7000に設定
した状態でωh2馨変比変化た(望ましくは126〜1
0000の範囲内で)場合のKの変化乞示し、第5図に
おいてはωh2=looOに設定した状態でωhlを変
化させた(望ましくは4200〜15000の範囲内で
)場合のIくの変化を示している。
第4図および第518!!Jから明らかなように、酸化
亜鉛膜13の膜厚h1および二酸化シリコン膜12の膜
厚h2ン各々ω11z=7000およびωh2=100
0に泗ぷことにより、A点において極大値に2=5.8
9%が得られ友。
亜鉛膜13の膜厚h1および二酸化シリコン膜12の膜
厚h2ン各々ω11z=7000およびωh2=100
0に泗ぷことにより、A点において極大値に2=5.8
9%が得られ友。
上記値は第2図の従来構造でiUられた値(K″′=
5.86%、ωhl = 8000 )よりも大であり
、しかも酸化亜鉛13の膜厚111は二酸化シリコン[
12を介在させることにより従来のωJ = 8000
からωhl = 7000へと小さくすることかできる
。
5.86%、ωhl = 8000 )よりも大であり
、しかも酸化亜鉛13の膜厚111は二酸化シリコン[
12を介在させることにより従来のωJ = 8000
からωhl = 7000へと小さくすることかできる
。
これにより生産件の点でコストダウンを計ることができ
る。
る。
また酸化亜鉛膜13の膜厚h1および二酸化シリコン膜
12の膜厚h2を前記した範囲内で種々調整することに
より1%性の点で従来構造より浸れた柔軟性を持った表
面弾性波素子乞実現することができる。
12の膜厚h2を前記した範囲内で種々調整することに
より1%性の点で従来構造より浸れた柔軟性を持った表
面弾性波素子乞実現することができる。
なおシリコン基板IJのカット面は(110)面とほぼ
等価な面、酸化亜鉛膜13は(0001)面とほぼ等価
な面およびシリコン基板11の伝播軸は(001)軸方
向とほぼ等価な方向の場合に例ケとって説明したが、そ
れらに示した所定値からl(1”以下の傾き乞有してい
る場合でも素子特性には本質的差異は認められない。
等価な面、酸化亜鉛膜13は(0001)面とほぼ等価
な面およびシリコン基板11の伝播軸は(001)軸方
向とほぼ等価な方向の場合に例ケとって説明したが、そ
れらに示した所定値からl(1”以下の傾き乞有してい
る場合でも素子特性には本質的差異は認められない。
第6図は本発明の曲の実施例としてコンホルパ用素子に
適用した列な示1もので、17は酸化亜鉛膜13上の人
力電極14と出力’i、 i415間に設けられ1こゲ
ート電極である。
適用した列な示1もので、17は酸化亜鉛膜13上の人
力電極14と出力’i、 i415間に設けられ1こゲ
ート電極である。
この構造によれは導電1ii416がそのま1設けられ
ているので前実施列同禄にに特性に曖れに素子t1aる
ことかできるう なおくし型電極の代りに、シリコン基板11.二酸化シ
リコン膜12および酸化亜鉛膜13内に発生する電気的
ボテンシャル馨利用することかでざる。
ているので前実施列同禄にに特性に曖れに素子t1aる
ことかできるう なおくし型電極の代りに、シリコン基板11.二酸化シ
リコン膜12および酸化亜鉛膜13内に発生する電気的
ボテンシャル馨利用することかでざる。
以上述べて明らかなように本究明によれば。
(110)ljiiとほぼ等1曲な面でカットされ1こ
シリコン基板と、この7リコ/基板上に形成された二酸
化シリコン膜と、この二酸化シリコン膜上に(0001
)面とほぼ等価な面か上記シリコン基板のカット面と平
行になるように形成された酸化亜鉛膜と、この酸化亜鉛
膜上に形成された電極とを含み。
シリコン基板と、この7リコ/基板上に形成された二酸
化シリコン膜と、この二酸化シリコン膜上に(0001
)面とほぼ等価な面か上記シリコン基板のカット面と平
行になるように形成された酸化亜鉛膜と、この酸化亜鉛
膜上に形成された電極とを含み。
上記シリコン基板の〔001)軸方向とほぼ等価な方向
に表面弾性波素子描さゼるように構成したものであるか
ら、電気様械結台係数ン太き(とることができるので表
面弾性波素子ケ効率よく動作させることかできる。
に表面弾性波素子描さゼるように構成したものであるか
ら、電気様械結台係数ン太き(とることができるので表
面弾性波素子ケ効率よく動作させることかできる。
なお本発明によればシリコン基板として乗積回路と共通
24仮を用いることにより、集積回路技術を活用して機
能素子と牛導体素子ン一体化した小型かつ高密度な素子
の実現が可能である。
24仮を用いることにより、集積回路技術を活用して機
能素子と牛導体素子ン一体化した小型かつ高密度な素子
の実現が可能である。
第1曲および第2図は共に従来的を示す断面図、第3図
および第6図は共に本発明実施列馨示す断面図、第4図
および第5図は共に本発明によって得られた結果ン示す
特性図である。 11・・・シリコン基板、12・・・二数化シリコン膜
、13・・・酸化亜鉛膜、14・・・人力電極、15・
・・出力電極、16・・・導電膜、17・・・ゲート電
極。 乍I図 学2図 年3図 手続補正書 昭和59年4月、)−3日 特許庁長官 着 杉 相 夫 殿 1、事件の表示 昭和58年特許願 第232445号 2、発明の名称 表面弾性波素子 3 補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 名 称 (148) クラリオン株式会社4代理人〒1
05 住 所 東京都港区芝3丁目2番14号芝三丁目ビル5
補正の対象 明細杏の発明の詳細な説明の欄 6 補正の内容 (1) 本願明細書第10頁第4行乃至第5行1専電膜
16がそのまま設けられているので」を削除する。 (21同頁第7行10代りに」を「ン用いずとも」に補
正する。 (3)同頁第9行「ことかできる」を「素子の実現が期
待できる」に補正する。
および第6図は共に本発明実施列馨示す断面図、第4図
および第5図は共に本発明によって得られた結果ン示す
特性図である。 11・・・シリコン基板、12・・・二数化シリコン膜
、13・・・酸化亜鉛膜、14・・・人力電極、15・
・・出力電極、16・・・導電膜、17・・・ゲート電
極。 乍I図 学2図 年3図 手続補正書 昭和59年4月、)−3日 特許庁長官 着 杉 相 夫 殿 1、事件の表示 昭和58年特許願 第232445号 2、発明の名称 表面弾性波素子 3 補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 名 称 (148) クラリオン株式会社4代理人〒1
05 住 所 東京都港区芝3丁目2番14号芝三丁目ビル5
補正の対象 明細杏の発明の詳細な説明の欄 6 補正の内容 (1) 本願明細書第10頁第4行乃至第5行1専電膜
16がそのまま設けられているので」を削除する。 (21同頁第7行10代りに」を「ン用いずとも」に補
正する。 (3)同頁第9行「ことかできる」を「素子の実現が期
待できる」に補正する。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、(110)面とほぼ等価な面でカットされたシリコ
ン基板と、このシリコン基板上に形成された二酸化シリ
コン膜と、この二酸化シリコン膜上K (0001)面
とほぼ等価な面が上記シリコン基板のカット面と平行に
なるように形成された酸化亜鉛膜と、この酸化亜鉛膜上
に形成された電極と馨含み、上記シリコン基板の(oo
i)軸方向とはli等価な方向に表面弾性波ン伝播させ
るように構成したことt%徴とする表面弾性波素子つ2
、 上記結晶面およびその伝播軸が所定結晶面および伝
播軸方向から10”以内の傾きを持つことン特徴とする
特許請求の範囲第194記載の表面弾性波素子つ 3、 上記表面弾性波素子としてセザワ波を用いること
を特徴とする特許請求の範囲第1狽又は第2項記載の表
面弾性波素子つ 4、上記酸化亜鉛膜の膜厚b3が、4200<ωhj<
15000 (7,、:だし、ωは表面弾性波の角周波
数)の範囲に属すること馨特隊とする特許請求の範囲第
1項乃至第3項のいずれかに記載の表面弾性波素子。 5、 上記二酸化シリコン膜の膜厚h2が、 126<
ωh2<10000 (ただし、ωは表面弾性波の角周
波数)の範囲に属Tること馨特徴とする%I¥F請求の
範囲第1項乃至第4項のいずれかに記載の表面弾性波素
子。 6、 上記酸化亜鉛膜と二酸化シリコン膜間に導電膜が
形睡されることを特徴とする特許請求の範囲第1項乃至
第5項のいずれかに記載の表面弾性波素子。 7、 上記電極がくし型構造ケ有することを特徴とする
特許請求の範囲第1JJ4乃主第6唄のいずれかに記載
の表面弾性波素子つ 8、 上記導電膜が上記<Lm電極の少なくとも交麦幅
部分の真下に位置することを特徴とする特許請求の範囲
第1項乃至第7埃のいずれかに記載の表面弾性波素子。 9. 上記酸化亜鉛膜が上記くし型電極の少なくとも反
差l1viI部分の真下に位りすることを特徴とする特
許請求の範囲第1項乃至第8項のいずれかに記載の表面
弾性波素子つ 川、上記シリコン基板として集積回路と共通の基板を用
いたことを特徴とする特許請求の範囲第1項乃至第9項
のいずれかに記載の表面弾性波素子。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23244583A JPS60124112A (ja) | 1983-12-09 | 1983-12-09 | 表面弾性波素子 |
US06/677,712 US4567392A (en) | 1983-12-09 | 1984-12-04 | Sezawa surface-acoustic-wave device using ZnO(0001)/SiO2 / Si(100)(011) |
GB08430699A GB2152315B (en) | 1983-12-09 | 1984-12-05 | Surface acoustic wave device |
DE3444749A DE3444749C2 (de) | 1983-12-09 | 1984-12-07 | Akustische Oberflächenwellen ausbildendes Bauelement |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP23244583A JPS60124112A (ja) | 1983-12-09 | 1983-12-09 | 表面弾性波素子 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60124112A true JPS60124112A (ja) | 1985-07-03 |
JPH0311686B2 JPH0311686B2 (ja) | 1991-02-18 |
Family
ID=16939382
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP23244583A Granted JPS60124112A (ja) | 1983-12-09 | 1983-12-09 | 表面弾性波素子 |
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Country | Link |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1983
- 1983-12-09 JP JP23244583A patent/JPS60124112A/ja active Granted
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0311686B2 (ja) | 1991-02-18 |
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