WO2007145056A1

WO2007145056A1 - 弾性表面波装置

Info

Publication number: WO2007145056A1
Application number: PCT/JP2007/060412
Authority: WO
Inventors: Kenji Nishiyama; Takeshi Nakao; Michio Kadota
Original assignee: Murata Manufacturing Co., Ltd.
Priority date: 2006-06-16
Filing date: 2007-05-22
Publication date: 2007-12-21
Also published as: US20090072659A1; US7701114B2; DE112007001405B4; JP5213708B2; JPWO2007145056A1; DE112007001405T5

Description

明細書

弾性表面波装置

技術分野

[0001] 本発明は、例えば共振子や帯域フィルタとして用いられる弾性表面波装置に関し、より詳細には、 LiNbO基板上に IDT電極及び酸化ケィ素膜が形成されている構造

3

を有し、かつ SH波を利用した弾性表面波装置に関する。

背景技術

[0002] 携帯電話機の RF段などに用いられている帯域フィルタでは、広帯域でありかつ良好な温度特性を有することが求められている。そのため、従来、回転 Y板 X伝搬の Li TaO基板や回転 Y板 X伝搬の LiNbO基板からなる圧電性基板上に、 IDT電極が

3 3

形成されており、かつ IDT電極を被覆するように、酸ィ匕ケィ素膜を形成した弾性表面波装置が用いられている。この種の圧電性基板は、周波数温度係数が負の値を有する。従って、温度特性を改善するために、正の周波数温度特性を有する酸化ケィ素膜力電極を被覆するように形成されて!、る。

[0003] しかしながら、このような構造において、 IDT電極を汎用されている Aほたは A1を主成分とする合金などにより形成した場合、 IDT電極において、十分な反射係数を得ることができな力つた。そのため、共振特性にリップルが生じがちであるという問題があつた o

[0004] このような問題を解決するものとして、下記の特許文献 1には、以下の弾性表面波装置が開示されている。ここでは、電気機械結合係数 K²が 0. 025以上の LiNbOか

3 らなる圧電性基板上に、 AUりも密度の大きい金属を主体とする IDT電極が形成されており、該 IDT電極が形成されている残りの領域に第 1の酸ィ匕ケィ素膜が電極と等しい膜厚に形成されており、該電極及び第 1の酸化ケィ素膜を被覆するように第 2の酸ィ匕ケィ素膜を積層されている。

[0005] 特許文献 1に記載の弾性表面波装置では、上記 IDT電極の密度が、第 1の酸化ケィ素膜の密度の 1. 5倍以上とされており、それによつて IDT電極の反射係数が十分に高められ、共振特性に現れるリップルを抑圧することができるとされている。 [0006] また、特許文献 1では、レイリー波が利用されており、上記電極材料として、 Auや C uなどが例示されている。 Cuからなる電極の場合にその膜厚は 0. 0058え〜 0. 11 λとした構成が開示されている。この場合、 LiNbO基板としては、オイラー角が（0°

3

± 5° , 62° 〜167° , 0° ± 10° )、好ましくは（0° ± 5° , 88° 〜117° , 0° ± 10° )の LiNbO基板が示されており、上記第 2の酸ィ匕ケィ素膜の膜厚は、表面

3

波の波長えとしたとき、 0. 15え〜 0. 4えの範囲とされている。

特許文献 1： WO2005-034347

発明の開示

[0007] 特許文献 1に記載の弾性表面波装置では、上記のように、 LiNbO基板のオイラー

3

角の 0と、 Cuからなる電極の厚みと、第 2の酸ィ匕ケィ素膜の厚みとを上記特定の範囲とすることにより、利用するモードの電気機械結合係数を大きくすることができ、スプリアスとなるモードの電気機械結合係数を小さくすることができるとされている。

[0008] すなわち、スプリアスとなるモードの電気機械結合係数が小さくなるように、 LiNbO

3 基板のオイラー角等を設定すればょヽことが、特許文献 1に記載されてヽる。

[0009] し力しながら、例えば、携帯電話機のデュプレクサに弾性表面波フィルタ装置を帯域フィルタとして用いる場合、送信側フィルタでは、相手方のフィルタである受信側フィルタの通過帯域において減衰量を大きくすることが求められる。このように、相手方の通過帯域における減衰量を大きくするために IDT電極のデューティを変化させる手法が知られている。

[0010] すなわち、通常、 IDT電極のデューティは 0. 5とされている力特定の周波数帯域における減衰量を大きくするために、デューティを 0. 5よりも大きくしたい場合がある。特許文献 1に記載の弾性表面波装置では、スプリアスとなるモードの電気機械結合係数が小さくなる LiNbO基板のオイラー角について記載されている力上記のよう

3

に、 IDT電極のデューティを変化させた場合、特許文献 1に記載のオイラー角を選んだとしても、実際には、スプリアスが大きくなることがあった。すなわち、特許文献 1に記載の弾性表面波装置では、 IDT電極のデューティは考慮されてヽなかった。

[0011] また、弾性表面波装置を製造した際の条件によっては、加工時の電極指の幅方向寸法のばらつき等により、スプリアスが生じることもあった。 [0012] 本発明の目的は、上述した従来記述の欠点を解消し、 LiNbO基板上に Cuを主体

3

とする IDT電極が形成されている弾性表面波装置であって、デューティが 0.5から変化された場合でも、利用するモードの電気機械結合係数が大きぐスプリアスとなるモードの電気機械結合係数が十分に小さくされている弾性表面波装置を提供することにある。

[0013] 本発明に係る弾性表面波装置は、オイラー角（0° ±5° , 0 ±5° , 0° ±10° ) の LiNbO基板と、前記 LiNbO基板上に形成されており、 Cuを主体とする IDT電

3 3

極を含む電極と、前記電極が形成されている領域を除いた残りの領域において、前記電極と等しい厚みとなるように形成されている第 1の酸ィ匕ケィ素膜と、前記電極及び第 1の酸ィ匕ケィ素膜を被覆するように形成された第 2の酸ィ匕ケィ素膜とを備え、 SH 波を利用した弾性表面波装置であって、前記 IDT電極のデューティ Dが 0.52以上であり、かつ前記オイラー角（0° ±5° , 0 ±5° , 0° ±10° )の 0が下記の式（1 A)または（1B)を満たす範囲とされて!/ヽることを特徴とする。

[0014] [数 1]

(1) 0.52 ≤ D ≤ 0.6のとき

10XD+ 92.5- 100 XC ≤ Θ

≤ 37.5 D²- 57.75 XD+ 104.075 + 5710 XC²- 1105.7XC + 45.729

…式 (1A)

(2) D > 0.6のとき

86.5- 100XC ≤ Θ

≤ 37.5XD² - 57.75 XD+ 104.075+ 5710XC²- 1105.7λ C + 45.729

…式（IB)

D：デューティ

C： IDT電極膜厚を波長 λで規格化した値

(発明の効果）

[0015] 本発明に係る弾性表面波装置では、 LiNbO基板上に、 Cuを主体とする IDT電極

3

が形成されており、上記第 1,第 2の酸ィ匕ケィ素膜が形成されているので、 SH波を利用した弾性表面波装置において、周波数温度係数の絶対値を小さくして温度特性を改善することができる。また、 IDT電極のデューティカ、 0. 52以上とされており、それによって、高域側の減衰量の拡大を図ることができる。従って、例えば、携帯電話機のデュプレクサにおいて、送信フィルタとして用いた場合、相手方の通過帯域である受信フィルタの通過帯域における減衰量を大きくすることができる。

[0016] カロえて、 LiNbO基板のオイラー角の Θ力デューティ Dを考慮して上記式（1A)ま

3

たは（1B)の範囲内とされているので、スプリアスとなるレイリー波の電気機械結合係数 K ²を小さくできる。従って、 SH波を利用しており、スプリアスが抑圧された良好な

R

共振特性またはフィルタ特性を得ることができる。

図面の簡単な説明

[0017] [図 1]図 1 (a) , (b)は本発明の一実施形態に係る弾性表面波装置の模式的平面図及びその要部を拡大して示す部分切欠拡大正面断面図である。

[図 2]図 2は、携帯電話機のデュプレクサの回路構成を示すブロック図である。

[図 3]図 3は、 WCDMA用デュプレクサの送信側フィルタの周波数特性を示す図であり、 IDT電極のデューティが 0. 50、 0. 52及び 0. 54の場合の各周波数特性を示す図である。

[図 4]図 4は、 WCDMA用デュプレクサにおいて、送信側フィルタを構成するのに用いた 1ポート型弾性表面波共振子としての弾性表面波装置の位相周波数特性を示す図である。

[図 5]図 5は、（0° , 0 , 0° )のオイラー角の LiNbO基板上に、膜厚 0. 06えの Cu

3

力もなる IDT電極を形成し、第 1 ,第 2の酸化ケィ素膜を形成し、第 2の酸化ケィ素膜の膜厚を 0. 25 λとした場合のオイラー角の Θと IDT電極のデューティと、スプリアスとなるレイリー波の電気機械結合係数 Κ ²との関係を示す図である。

R

[図 6]図 6 (a)は、オイラー角（0° ， θ， 0。）の LiNbO基板上に、膜厚 0· 06えの C

3

uからなる IDT電極が形成されており、第 1 ,第 2の酸化ケィ素膜が形成されており、第 2の酸ィ匕ケィ素膜の膜厚が 0. 25 λである弾性表面波装置において、スプリアスとなるレイリー波の電気機械結合係数 Κ ²が 0. 04%以下となるオイラー角の 0及びデ

R

ユーティの関係を示す図、（b)は、オイラー角（0° , 0 , 0° )の LiNbO基板上に、

3

Cuからなる IDT電極が形成されており、第 1 ,第 2の酸ィ匕ケィ素膜が形成されており、第 2の酸ィ匕ケィ素膜の膜厚が 0. 25 λ、 IDT電極のデューティが 0. 60である弾性表面波装置において、スプリアスとなるレイリー波の電気機会結合係数 K ²が 0. 04

R

%以下となるオイラー角の Θ及び IDT電極である Cu電極の膜厚との関係を示す図である。

[図 7]図 7は、オイラー角（0° , 0 , 0° )の LiNbO基板上に、厚み 0. 06 λかつデュ

3

一ティ =0. 50の Cuからなる IDT電極を形成した構造における第 2の酸ィ匕ケィ素膜の膜厚と、オイラー角の Θと、レイリー波の電気機械結合係数 K ²との関係を示す図

R

である。

[図 8]図 8は、図 5〜図 7に示した結果を得るために想定した弾性表面波装置の計算モデルを模式的に示す模式図である。

[図 9]図 9は、オイラー角の Θ =84° の LiNbO基板上に、デューティ =0. 5

3 、 0. 6または 0. 7の IDT電極を形成してなる複数種の弾性表面波装置のインピーダンス一周波数特性及び位相—周波数特性を示す図である。

[図 10]図 10は、オイラー角の Θ =81. 5° の LiNbO基板上に、デューティ =0. 5

3 、

0. 6または 0. 7の IDT電極を形成してなる複数種の弾性表面波装置のインピーダンス—周波数特性及び位相—周波数特性を示す図である。

符号の説明

[0018] 1…弾性表面波装置

2· --LiNbO基板

3

3 -IDT電極

4, 5…反射器

6…第 1の酸ィ匕ケィ素膜

7…第 2の酸ィ匕ケィ素膜

発明を実施するための最良の形態

[0019] 以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。

[0020] 図 1 (a)は、本発明の一実施形態に係る弾性表面波装置の模式的平面図であり、 ( b)はその要部を示す部分切欠拡大正面断面図である。 [0021] 弾性表面波装置 1は、回転 Y板 X伝搬の LiNbO基板 2を用いて構成されている。

3

LiNbO基板 2の結晶方位は、オイラー角で（0° ± 5° ， θ， 0° ± 10° )とされてい

3

る。

[0022] また、 LiNbO基板 2上には、図 1 (b)に示すように、 IDT電極 3が形成されている。

3

図 1 (a)に示すように、 IDT電極 3の表面波伝搬方向両側には、反射器 4, 5が形成されている。

[0023] これらの電極が形成されている領域の残りの領域には、第 1の酸ィ匕ケィ素膜 6が形成されている。第 1の酸化ケィ素膜 6の膜厚は、 IDT電極 3及び反射器 4, 5の膜厚と等しくされている。そして、これらの電極 3, 4及び第 1の酸ィ匕ケィ素膜 6を覆うように第 2の酸ィ匕ケィ素膜 7が形成されて、る。

[0024] 弾性表面波装置 1では、 LiNbO基板は、負の周波数温度係数を有する。これに

3

対して、酸化ケィ素膜 6, 7は、正の周波数温度係数を有する。従って、周波数特性を改善することができる。

[0025] 本実施形態では、 IDT電極 3は、 Cu力なり、その密度は 8. 93gZcm³である。他方、第 1の酸ィ匕ケィ素膜の密度は 2. 21gZcm³である。

[0026] 従って、前述した特許文献 1に開示されて!ヽるように、 IDT電極 3の反射係数を高めることができる。それによつて、共振特性上に現れるリップルを抑圧することが可能とされている。

[0027] 本実施形態では、上記 1ポート型弾性表面波共振子としての弾性表面波装置 1を複数用いることにより、図 2に示すデュプレクサ 11の送信側フィルタ 12が構成されている。なお、デュプレクサ 11では、アンテナ側の入力端子 14に、上記送信フィルタ 1 2と受信フィルタ 13とが接続されて、る。

[0028] 上記送信フィルタ 12の回路構成は特に限定されず、上記弾性表面波装置 1のような 1ポート型弾性表面波共振子を複数、ラダー型回路構成を有するように接続した構造などを挙げることができる。

[0029] 上記送信側フィルタを、弾性表面波装置 1を複数用い作製した。この場合、 1ポート型弾性表面波共振子としての弾性表面波装置 1は、以下の仕様で作製した。

[0030] 171. 5° 回転 Y板 X伝搬の LiNbO基板、すなわちオイラー角表示で（0° , 81. 5° , 0° )の LiNbO基板上に、 Cuからなる膜厚 108nmの IDTを形成した。 IDT上

3

の SiOカゝらなる酸ィ匕ケィ素膜の膜厚は 459nmとした。更に、周波数調整用に、最上

2

層に SiN膜を成膜した。この SiN膜の厚みを調整したり、成膜後に RIEやイオンミリングなどでエッチングすることにより、所望の周波数に調整することができる。本実験例では、周波数調整後の SiN膜の膜厚は約 15nmとした。なお、送信側フィルタは、ラダー型の回路構成を有し、直列腕共振子と並列腕共振子とを有する。直列腕共振子と並列腕共振子では、共振周波数は異なっている。また、複数の直列腕共振子の中でも、共振周波数を微妙に異ならせ、複数の並列腕共振子間においても共振周波数を微妙に異ならすのが普通である。従って、直列腕共振子及び並列腕共振子における波長えは一定ではないため、それに応じて、 Cuからなる電極の規格ィ匕膜厚や、 SiOの規格ィ匕膜厚も異ならされている。本実験例では、 λを 1. 76〜： L 89 /z mの

2

範囲で、 Cu膜の規格化膜厚 hZ を 0. 057〜0. 061の範囲内で、 SiOの規格ィ匕

2 膜厚 h/ λを 0. 244-0. 260の範囲内で適宜設定した。

[0031] 上記弾性表面波装置 1において、デューティを 0. 50、 0. 52または 0. 54と変化させ、それぞれの弾性表面波装置 1を用いた上記送信フィルタの周波数特性を測定した。結果を図 3及び図 4に示す。図 3は、上記送信フィルタの周波数特性を示し、図 4 は、上記送信フィルタに用いた 1ポート型弾性表面波共振子の位相特性を示す。

[0032] 図 3に示すように、デューティ =0. 5の場合には、すなわち送信フィルタの通過帯域よりも高域側の周波数域であって、相手方のフィルタである受信側フィルタの通過域、すなわち 2110〜2170MHzにおける減衰量が小さくなり、アイソレーション特性が劣化していることがわかる。他方、図 4から明らかなように、メインの応答の高周波側に、位相に符号 Aで示す浮きが見られる。これは、上記バルタ波に起因するものであり、上記のようにアイソレーション特性を劣化させている要因である。

[0033] これに対して、図 3から明らかなように、デューティを 0. 50より大きくすることにより、通過帯域よりも高域側における減衰量が十分な大きさとされ、すなわちアイソレーション特性を改善し得ることがわかる。特に、図 3から、デューティを 0. 52以上とすることにより、上記アイソレーション特性を効果的に改善し得ることがわかる。

[0034] 本発明においては、 IDT電極のデューティは 0. 52以上とされており、それによつて、例えば上記携帯電話機のデュプレクサの送信側フィルタを構成するのに適用された場合、アイソレーション特性を効果的に改善することができる。もっとも、本発明の弾性表面波装置においては、 IDT電極のデューティは、 0.52以上とされれば、 0.5 0の場合と比べて、通過帯域外の減衰量の拡大を様々な周波数位置で図ることができる。すなわち、本発明の弾性表面波装置は、上記デュプレクサの送信フィルタに用 V、られるものに限られるものではな!/、。

[0035] なお、図 3及び図 4に示したようにアイソレーション特性を劣化させる原因となったバルク波は、圧電基板の表面状態には余り影響されず、バルタ波の波長により上記位相特性における浮きが生じる位置が決定されることになる。本実施形態では、上記デユーティを 0.52以上とすることにより、メインの応答と、バルタ波との周波数間隔が拡げられ、それによつてアイソレーション特性が改善される。すなわち、デューティが 0. 52以上とされることにより、 SH波を利用したメインの応答の周波数位置と、上記バルク波の周波数位置との間隔が拡げられている。

[0036] もっとも、アイソレーション特性を改善するために、デューティを 0.5よりも大きくした場合、レイリー波の応答によるスプリアスが大きく現れることがわ力つた。

[0037] これに対して、本実施形態では、 LiNbO基板のオイラー角の Θを下記式（1A)ま

3

たは（ 1 B)で満たす範囲内とすること〖こより、 SH波を利用した場合のレイリー波に基づくスプリアスを効果的に抑圧することができる。これをより具体的に説明する。

[0038] [数 2]

(1) 0.52 ≤ D ≤ 0.6のとき

- 10XD+ 92.5- 100 XC ≤ Θ

≤ 37.5xD²- 57.75 XD+ 104.075 + 5710 XC²- 1105.7XC + 45.729

…式 (1A)

(2) D > 0.6のとき

86.5— 100XC ≤ Θ

≤ 37.5xD² - 57.75 XD+ 104.075+ 5710XC²- 1105.7λ C + 45.729

…式（IB)

D：ァュ一ティ

C： IDT電極膜厚を波長 λで規格化した値 [0039] 図 5は、オイラー角（0° , 0 , 0° )の 0力 82° 、83° または 84° の LiNbO基

3 板上に、 0. 06えの膜厚の Cuからなる IDT電極を形成し、第 1の酸ィ匕ケィ素膜として、 Cuからなる IDT電極と同じ膜厚の SiO膜を形成し、 IDT電極及び第 1の酸化ケィ

2

素膜を覆うように、 0. 25えの厚みの SiO膜を第 2の酸ィ匕ケィ素膜として積層した構

2

造における IDT電極のデューティとスプリアスとなるレイリー波の電気機械結合係数 K ²との関係を示す図である。

R

[0040] なお、図 5及び後述の図 6,図 7における結果は、図 8に示した計算モデルに基づいて有限要素法により計算した結果である。図 8から明らかなように、無限の厚みの L iNbO基板 21上に、 IDT電極 22及び第 1の酸化ケィ素膜 23が形成されており、そ

3

の上に第 2の酸ィ匕ケィ素膜 24が形成されている構造をモデルとした。

[0041] 図 5から明らかなように、 Θ =82° では、デューティが 0. 5の場合に、レイリー波の電気機械結合係数 K ²は 0. 04%以下となっている。ところが、デューティが 0. 5より

R

小さくなるに従って、レイリー波の電気機械結合係数 κ ²が大きくなり、レイリー波によ

R

るスプリアスが無視できな、ことがわかる。

[0042] 他方、 Θ =83° または Θ =84° の場合には、デューティを 0. 5では、レイリー波の電気機械結合係数 K ²は 0. 02%以下であるが、 0. 5より大きくなるにつれて、レイリ

R

一波の電気機械結合係数がかなり大きくなつていくことがわかる。従って、図 5よりデユーティが 0. 5より大きい場合には、オイラー角の Θを調整する必要のあることがわかる。

[0043] 図 6 (a)は、オイラー角（0° , 0 , 0° )の LiNbO基板に、上記と同様に、 0. 06 λ

3

の Cu膜からなる IDT電極を形成し、同じ膜厚の SiO膜を形成した後に、 0. 25えの

2

厚みの SiO膜を形成した構造におけるレイリー波の電気機械結合係数 K ²が 0. 04

2 R

%以下の領域を示す図である。図 6 (a)の斜線のハッチングを付して、る領域がレイリー波の電気機械結合係数 K ²が 0. 04%以下の領域である。また、図 4の縦方向に

R

延びるデューティ =0. 75の線は、デューティがこれ以上大きくなると、弾性表面波装置の IDT電極を実質的に製造することが困難な上限を示す。

[0044] 従って、図 6 (a)より、デューティが 0. 52以上、 0. 75以下である場合に、図 6 (a)のノ、ツチングを付した領域にオイラー角の Θを選択することにより、スプリアスとなるレイリー波の電気機械結合係数 K ²を 0. 04%以下と小さくすることができる。この図 6 (a)

R

の斜線のハッチングを付した領域を、数式で示すと、式（2A)または（2B)で示す値となる。

[0045] [数 3]

( 1) 0. 52 ≤ D ≤ 0. 6のとき

- 10 X D + 86. 5 ≤ Θ ≤37. 5 x D² - 57. 75 X D + 104. 075 …式（2A)

(2) D > 0. 6のとき

80. 5 ≤ Θ ≤ 37. 5 X D² - 57. 75 X D + 104. 075 …式（2B)

D：デューティ

IDT電極膜厚は 0. 06 λ

[0046] 式（2Α)または（2Β)は、 Cuからなる IDT電極の膜厚が 0. 06 λの場合に成立する関係である。そして、上記 Cuからなる IDT電極の膜厚により、レイリー波の電気機械結合係数 K ²が小さくなる Θ及びデューティは変化する。そこで、デューティを 0. 60

R

、 SiO膜の膜厚を 0. 25えとした構造において、 Cuからなる IDT電極の膜厚を変化

2

させた場合のレイリー波の電気機械結合係数 K ²が 0. 04%以下となる Θを求めた。

R

結果を図 6 (b)に示す。

[0047] 図 6 (b)に示すように、電気機械結合係数 K ²が 0. 04%以下となる領域は、 Cu電

R

極の膜厚に依存する。従って、電極膜厚による依存性を考慮すると、式 (2A)または ( 2B)は、前述した式（1A)または（1B)のように表すことができる。

[0048] なお、式（1A)または（1B)の関係は、第 2の酸ィ匕ケィ素膜の膜厚が 0. 15え〜 0. 4 えの範囲では大きくは変化しない。これを、図 7を参照して説明する。

[0049] 図 7は、オイラー角（0° , 0 , 0° )の LiNbO基板上に、 0. 06えの膜厚の Cuから

3

なる IDT電極をデューティ = 0. 50となるように形成した構造において、第 2の酸化ケィ素膜の膜厚を 0. 20 λ、 0. 25 λまたは 0. 30 λと変化させた場合のオイラー角の Θと、レイリー波の電気機械結合係数 Κ ²との関係を示す図である。図 7から明らかな

R

ように、 SiOの膜厚を 0. 20え〜 0. 30えの範囲で変化させたとしても、オイラー角の

2

θと、レイリー波の電気機械結合係数 κ ²との関係は余り変化していないことがわか

R

る。本願発明者の実験によれば、 SiO膜の膜厚を 0. 15え〜 0. 40えの範囲で変化させた場合においても、図 7に示した結果と同様に、レイリー波の電気機械結合係数 K ²と、 0との関係はほとんど変化しないことが確かめられている。

R

[0050] なお、本発明においては、好ましくは、 IDT電極の膜厚は、 0. 03 λ〜0. 064 λの範囲とされる。すなわち、上述した式（1A)または（1B)によれば、 Cuの膜厚が 0. 06 4 λ付近で、 0の上限値及び下限値が逆転することとなる。すなわち、 0. 064 λを超えると、レイリー波の電気機械結合係数 Κ ²が 0. 04%以下になる範囲は存在しなく

R

なる。従って、 IDT電極の膜厚は、 0. 064 λ以下が好ましい。

[0051] また、レイリー波のスプリアスにつ!、て考慮すると、 IDT電極の膜厚が薄!、ほど、レイリ一波の電気機械結合係数 Κ ²が小さくなる範囲は広がることになり、 IDT電極の

R

膜厚が薄ければ薄いほど望ましい。し力しながら、 IDT電極の膜厚が薄過ぎると、弹性表面波の音速が遅い横波の音速よりも高くなり、減衰量が大きくなるおそれがある。この点を考慮すると、 IDT電極の膜厚は、 0. 03 λ以上であることが望ましい。従つて、 Cuを主体とする IDT電極の膜厚は、 0. 03え〜 0. 064えの範囲が望ましい。

[0052] 次に、上記実施形態に基づき、実際に弾性表面波装置を作製した実施例を説明する。

[0053] オイラー角（0° , 81. 5° 〜84° , 0° )の回転 Y板 X伝搬の LiNbO基板を用意

3

した。この LiNbO基板上に、第 1の酸ィ匕ケィ素膜として、 SiO膜を 107nm (0. 057

3 2

え）の厚みとなるように成膜した。し力る後、この SiO膜上にレジストパターンを形成し

2

た後、該レジストパターンを用い反応性イオンエッチング (RIE)により SiO膜を選択

2 的にエッチングし溝を形成した。この溝に、 Cuを充填するように、 Cu膜を成膜し、 ID T電極を形成した。しかる後、 IDT電極以外の Cu膜を上記レジストパターンとともにリフトオフ法により除去した後、第 2の酸ィ匕ケィ素膜として厚み 460nm (0. 24 λ )の Si O膜を成膜した。

2

[0054] さらに、最上部に、周波数調整するために、 SiN膜を成膜し、 SiN膜をエッチングすることにより、周波数を調整した。周波数調整後の SiN膜の膜厚は約 15nm程度である。

[0055] なお、周波数調整膜としては、 SiN膜の他、 SiC膜や Si膜などを用いてもよい。

[0056] このようにして、 λ = 1. 89 m、すなわち 1. 9GHz帯の共振周波数を有する 1ポート型弾性表面波共振子を作製した。

[0057] 図 9及び図 10に、上記のようにして得られた 1ポート型弾性表面波共振子のインピ一ダンス周波数特性及び位相周波数特性を示す。図 9では、オイラー角の Θが 84° であり、 IDT電極のデューティが 0. 5、 0. 6または 0. 7の場合の結果が示されており、図 10では、オイラー角の Θ力 ¾1. 5° であり、デューティが 0. 5、 0. 6または 0. 7の場合の特性が示されている。

[0058] 図 9から明らかなように、オイラー角の Θ =84° の場合には、デューティ =0. 5で消えていたスプリアスが、デューティが 0. 6あるいは 0. 7と大きくなるに従って、矢印 XI, X2で示すように、スプリアスが大きく現れていることがわ力る。

[0059] これに対して、図 10から明らかなように、オイラー角の 0 =81. 5° の場合には、デユーティが 0. 5、 0. 6または 0. 7のいずれの場合においても、上記のようなスプリアスがほとんど現れていないことがわかる。このデューティ =0. 6及び 0. 7の場合は、上述した式（ 1 A)または（ 1B)を満たす範囲内である。

[0060] なお、 IDT電極は、 Cuを主体とする限り、 Cuからなる電極層の下方に下地膜としての密着層が積層されていてもよぐあるいは主たる電極層の上面に、保護層が積層されていてよい。さらに、主たる電極層についても、 Cu単体力もなる必要は必ずしもなぐ Cuを主体とする合金カゝら構成されていてもよい。また、 Cuや Cuを主体とする合金力もなる電極膜に、他の金属力もなる従たる金属膜が積層されていてもよい。

[0061] LiNbO基板のオイラー角は、上記実施形態では、（0° , 0 ± 5° , 0° )とされて

3

いた力本願発明者の実験によれば、オイラー角（ φ , θ , φ )における φは 0° ± 5 ° の範囲であればよぐ φは 0° ± 10° の範囲であればよぐいずれの場合においても、上記実施形態と同様の効果が得られることが確認されている。

[0062] さらに、前述した 1ポート型弾性表面波共振子ゃデュプレクサの帯域フィルタ部に限らず、様々な共振子や様々な回路構成の表面波フィルタに本発明を適用することができる。

Claims

請求の範囲

オイラー角（0。 ±5。 , 0 ±5。， 0° ±10。）の LiNbO基板と、

3

前記 LiNbO基板上に形成されており、 Cuを主体とする IDT電極を含む電極と、

3

前記電極が形成されて、る領域を除、た残りの領域にぉ、て、前記電極と等しヽ厚みとなるように形成されている第 1の酸化ケィ素膜と、

前記電極及び第 1の酸化ケィ素膜を被覆するように形成された第 2の酸化ケィ素膜とを備え、 SH波を利用した弾性表面波装置であって、

前記 IDT電極のデューティ Dが 0.52以上であり、かつ前記オイラー角（0° ±5° , 0 ±5° , 0° ±10° )の 0が下記の式（1A)または（1B)を満たす範囲とされていることを特徴とする、弾性表面波装置。

[数 1]

(1) 0.52 ≤ D ≤ 0.6のとき

- 10XD+ 92.5- 100 XC ≤ Θ

≤ 37.5xD²- 57.75 XD+ 104.075 + 5710 XC²- 1105.7XC + 45.729

…式 (1A)

(2) D > 0.6のとき

86.5- 100XC ≤ Θ

≤ 37.5xD² - 57.75 XD+ 104.075+ 5710XC²- 1105.7λ C + 45.729

…式（IB)

D：デュ一ティ

C： IDT電極膜厚を波長 λで規格化した値