JPH0236608A - 弾性表面波素子の周波数調整方法 - Google Patents
弾性表面波素子の周波数調整方法Info
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- JPH0236608A JPH0236608A JP18770488A JP18770488A JPH0236608A JP H0236608 A JPH0236608 A JP H0236608A JP 18770488 A JP18770488 A JP 18770488A JP 18770488 A JP18770488 A JP 18770488A JP H0236608 A JPH0236608 A JP H0236608A
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- Japan
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- acoustic wave
- surface acoustic
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- silicon dioxide
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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】
〔概要〕
弾性表面波素子の発振周波数を調整するための方法に関
し、 特に高周波素子の周波数調整を容易かつ高精度化するこ
とを目的とし、 リチウムタンタレート単結晶のX軸廻りにZ軸方向へ3
6度回転させたY仮から切り出した基板上に電極を形成
し、その上にプラズマCVDにより屈折率が1.46±
0.01の二酸化シリコン膜を積層した弾性表面波素子
において、 該二酸化シリコン膜の上に、電子ビーム蒸着法によって
酸化シリコン膜または五酸化タンタル膜あるいは窒化シ
リコン膜を積層することを特徴とする、 ならびに、該弾性表面波素子において、四フフ化炭素を
用いたプラズマエツチングにより、前記二酸化シリコン
膜の表層部を除去することを特徴とし構成する。
し、 特に高周波素子の周波数調整を容易かつ高精度化するこ
とを目的とし、 リチウムタンタレート単結晶のX軸廻りにZ軸方向へ3
6度回転させたY仮から切り出した基板上に電極を形成
し、その上にプラズマCVDにより屈折率が1.46±
0.01の二酸化シリコン膜を積層した弾性表面波素子
において、 該二酸化シリコン膜の上に、電子ビーム蒸着法によって
酸化シリコン膜または五酸化タンタル膜あるいは窒化シ
リコン膜を積層することを特徴とする、 ならびに、該弾性表面波素子において、四フフ化炭素を
用いたプラズマエツチングにより、前記二酸化シリコン
膜の表層部を除去することを特徴とし構成する。
本発明は、VHF、UHF周波数帯域において信号処理
等に使用される弾性表面波素子、特にその周波数調整方
法に関する。
等に使用される弾性表面波素子、特にその周波数調整方
法に関する。
近年の情報処理機器2通信機器の高速化に伴って、これ
らの装置中で使用される周波数は、高周波へ移行してい
る。また、高周波における基準信号の発生、フィルタリ
ング等が必要となり、これらの用途に弾性表面波素子が
使用されているが、周波数の高精度化が要求されている
前記機器において、該素子の高精度化および安定化が望
まれている。
らの装置中で使用される周波数は、高周波へ移行してい
る。また、高周波における基準信号の発生、フィルタリ
ング等が必要となり、これらの用途に弾性表面波素子が
使用されているが、周波数の高精度化が要求されている
前記機器において、該素子の高精度化および安定化が望
まれている。
弾性表面波素子を用いたフィルタの挿入損失や比帯域幅
、VCOとしての周波数可変幅の点で、大きな結合係数
をもつにも係わらず比較的温度係数の優れたリチウムタ
ンタレート(LiTaO+)の圧電体、特にリチウムタ
ンタレート単結晶のX軸廻りにZ軸方向へ36度回転さ
せたY板(36’ Y −XLiTag、板)から切り
出した圧電体を利用した素子は、極めて有用であり、現
在、この36 ” Y −XLiTa0゜板上に二酸化
シリコン(Sint)を積層し、温度特性を改善する試
みがなされている。かかる基板上に電極を形成した素子
は、電極の膜厚および電極幅ならびにSiO□の膜厚変
化等によって、周波数にばらつきを生じるため、その周
波数調整が必要となる。
、VCOとしての周波数可変幅の点で、大きな結合係数
をもつにも係わらず比較的温度係数の優れたリチウムタ
ンタレート(LiTaO+)の圧電体、特にリチウムタ
ンタレート単結晶のX軸廻りにZ軸方向へ36度回転さ
せたY板(36’ Y −XLiTag、板)から切り
出した圧電体を利用した素子は、極めて有用であり、現
在、この36 ” Y −XLiTa0゜板上に二酸化
シリコン(Sint)を積層し、温度特性を改善する試
みがなされている。かかる基板上に電極を形成した素子
は、電極の膜厚および電極幅ならびにSiO□の膜厚変
化等によって、周波数にばらつきを生じるため、その周
波数調整が必要となる。
第7図は弾性表面波素子の概略構成を示す平面図(イ)
とその断面図(ロ)、第8図(イ)、(II)は36゜
Y −XLiTaOx板の説明図である。
とその断面図(ロ)、第8図(イ)、(II)は36゜
Y −XLiTaOx板の説明図である。
第7図において、第8図に示すようにリチウムタンタレ
ート単結晶のX軸廻りにZ軸方向へ36度回転させたY
板(ウェーハ)lから圧電体3を切り出した弾性表面波
素子2は、圧電体3の上面の中央に駆動電極4を形成し
、駆動電極4の左方および右方位置に、反射電極5を形
成してなる。
ート単結晶のX軸廻りにZ軸方向へ36度回転させたY
板(ウェーハ)lから圧電体3を切り出した弾性表面波
素子2は、圧電体3の上面の中央に駆動電極4を形成し
、駆動電極4の左方および右方位置に、反射電極5を形
成してなる。
従来、かかる素子2の周波数調整方法は、電極4.5を
エツチングして薄くするまたは電極4゜5の一部をトリ
ミングする方法あるいは、圧電体3の電極間をエツチン
グする方法であった。
エツチングして薄くするまたは電極4゜5の一部をトリ
ミングする方法あるいは、圧電体3の電極間をエツチン
グする方法であった。
また、弾性表面波素子2の温度特性を改善するため、第
柔図−(II)に−点鎖線で示すようにSiO□膜6を
積層した弾性表面波素子では、紫外線照射による周波数
調整方法も報告されている。
柔図−(II)に−点鎖線で示すようにSiO□膜6を
積層した弾性表面波素子では、紫外線照射による周波数
調整方法も報告されている。
Sin、膜6には屈折率が1.46±0.01のものを
使用しており、1.46±0.01から外れた屈折率の
Sing膜6を使用すると、温度特性の改善が損なわれ
るのみならず、他の電気特性をも低減させることになる
。
使用しており、1.46±0.01から外れた屈折率の
Sing膜6を使用すると、温度特性の改善が損なわれ
るのみならず、他の電気特性をも低減させることになる
。
以上説明したように、電極または電極間の圧電体をエツ
チングする従来の周波数調整方法は、特に電極パターン
が微細化されると困難となり、高性能の所望周波数に対
して効率的かつ高精度に調整できないという問題点があ
った。
チングする従来の周波数調整方法は、特に電極パターン
が微細化されると困難となり、高性能の所望周波数に対
して効率的かつ高精度に調整できないという問題点があ
った。
本発明の実施例を示す第1図または第3図によれば、
リチウムタンタレート単結晶のX軸廻りにZ軸方向へ3
6度回転させたY板から切り出した基板3上に駆動電極
4と反射電極5とを形成し、その上にプラズマCVDに
より屈折率が1.46±0.01の二酸化シリコン膜6
を積層した弾性表面波素子11において、 二酸化シリコン膜6の上に、電子ビーム蒸着法によって
酸化シリコン膜12を積層することを特徴とした弾性表
面波素子11の周波数調整方法、ならびに、リチウムタ
ンタレート単結晶のX軸廻りにZ軸方向へ36度回転さ
せたY板から切り出した基板3上に駆動電極4と反射電
極5とを形成し、その上にプラズマCVDにより屈折率
が1.46±0.01の二酸化シリコン膜6を積層した
弾性表面波素子21において、 四フッ化炭素を用いたプラズマエツチングにより、前記
二酸化シリコン膜6の表層部16を除去することを特徴
とした弾性表面波素子の周波数調整方法である。
6度回転させたY板から切り出した基板3上に駆動電極
4と反射電極5とを形成し、その上にプラズマCVDに
より屈折率が1.46±0.01の二酸化シリコン膜6
を積層した弾性表面波素子11において、 二酸化シリコン膜6の上に、電子ビーム蒸着法によって
酸化シリコン膜12を積層することを特徴とした弾性表
面波素子11の周波数調整方法、ならびに、リチウムタ
ンタレート単結晶のX軸廻りにZ軸方向へ36度回転さ
せたY板から切り出した基板3上に駆動電極4と反射電
極5とを形成し、その上にプラズマCVDにより屈折率
が1.46±0.01の二酸化シリコン膜6を積層した
弾性表面波素子21において、 四フッ化炭素を用いたプラズマエツチングにより、前記
二酸化シリコン膜6の表層部16を除去することを特徴
とした弾性表面波素子の周波数調整方法である。
36°Y XLiTaO3板を伝播する音速をvI、
屈折率が1.46±0.Olの二酸化シリコン膜を伝播
する音速をvz、電子ビーム薫着法による酸化シリコン
膜を伝播する音速をv3としたとき、それらの音速間に
は VI>V2>V、! の関係が成立する。
屈折率が1.46±0.Olの二酸化シリコン膜を伝播
する音速をvz、電子ビーム薫着法による酸化シリコン
膜を伝播する音速をv3としたとき、それらの音速間に
は VI>V2>V、! の関係が成立する。
従って、36 ’ Y −X LiTaO3仮より切り
出した基板の表面に電極を形成し、その上に二酸化シリ
コン膜を積層させると、該電極に適当な電流を印加して
発生する弾性表面波の速度は、二酸化シリコン膜を積層
しないものより遅くなり、該二酸化シリコン膜の上に酸
化シリコン膜を積層した素子の弾性表面波は、さらに遅
くなる。そこで、発振周波数が所望値より高(なるよう
に、二酸化シリコン膜、酸化シリコン膜の積層された弾
性表面波素子は、酸化シリコン膜の表層部を除去するこ
とによって、発振周波数を所望値に調整可能である。
出した基板の表面に電極を形成し、その上に二酸化シリ
コン膜を積層させると、該電極に適当な電流を印加して
発生する弾性表面波の速度は、二酸化シリコン膜を積層
しないものより遅くなり、該二酸化シリコン膜の上に酸
化シリコン膜を積層した素子の弾性表面波は、さらに遅
くなる。そこで、発振周波数が所望値より高(なるよう
に、二酸化シリコン膜、酸化シリコン膜の積層された弾
性表面波素子は、酸化シリコン膜の表層部を除去するこ
とによって、発振周波数を所望値に調整可能である。
さらに、発振周波数が所望値より低くなるように、二酸
化シリコン膜の積層された弾性表面波素子は、二酸化シ
リコン膜の表層部を除去することによって、発振周波数
を所望値に調整可能である。
化シリコン膜の積層された弾性表面波素子は、二酸化シ
リコン膜の表層部を除去することによって、発振周波数
を所望値に調整可能である。
以下に、図面を用いて本発明による弾性表面波素子の周
波数調整方法を説明する。
波数調整方法を説明する。
第1図は本発明の第1の実施例による弾性表面波素子の
模式断面図、第2図は第1図に示す実施例において酸化
シリコン膜の厚さと発振周波数との関係を示す図、第3
図は本発明の第2の実施例による弾性表面波素子の模式
断面図、第4図は第3図に示す実施例においてエツチン
グ時間と周波数の変化率との関係を示す図である。
模式断面図、第2図は第1図に示す実施例において酸化
シリコン膜の厚さと発振周波数との関係を示す図、第3
図は本発明の第2の実施例による弾性表面波素子の模式
断面図、第4図は第3図に示す実施例においてエツチン
グ時間と周波数の変化率との関係を示す図である。
第1図において、弾性表面波素子11は36°Y−XL
iTa□z仮より切り出した圧電体3の上面の中央に駆
動電極4を形成し、駆動電極4の左方および右方位置に
反射電極5を形成し、その上に屈折率が1.46±0.
01の二酸化シリコン(Si Oz)膜6をプラズマC
VDにより積層し、その上にN子ビーム蒸着法によって
酸化シリコン(SiOx)膜12を適当な厚さに積層し
周波数調整したものである。
iTa□z仮より切り出した圧電体3の上面の中央に駆
動電極4を形成し、駆動電極4の左方および右方位置に
反射電極5を形成し、その上に屈折率が1.46±0.
01の二酸化シリコン(Si Oz)膜6をプラズマC
VDにより積層し、その上にN子ビーム蒸着法によって
酸化シリコン(SiOx)膜12を適当な厚さに積層し
周波数調整したものである。
第2図において、横軸はSiOx膜12の厚さ(A)縦
軸は素子11の発振周波数(MHz)であり、測定に使
用した素子11は、厚さ3.75μmに積層させたSi
O□膜6の上に、SiOx膜12を積層したものであり
、例えば厚さ2000人のSiOx膜12を積層した素
子11の発振周波数は、SiOx膜12を積層する前よ
り約1.36MHzだけ低下するようになる。
軸は素子11の発振周波数(MHz)であり、測定に使
用した素子11は、厚さ3.75μmに積層させたSi
O□膜6の上に、SiOx膜12を積層したものであり
、例えば厚さ2000人のSiOx膜12を積層した素
子11の発振周波数は、SiOx膜12を積層する前よ
り約1.36MHzだけ低下するようになる。
そこで、第2図より素子11の発振周波数を例えば17
7MH7にしようとするときは、厚さ1500人のSi
Ox膜12を積層すればよいことになる。
7MH7にしようとするときは、厚さ1500人のSi
Ox膜12を積層すればよいことになる。
第3図において、弾性表面波素子21は366Y −X
LiTaOt板より切り出した圧電体3の上面の中央に
駆動電極4を形成し、駆動電極4の左方および右方位置
に反射電極5を形成し、その上に屈折率が1.46±0
.01の二酸化シリコン(SiOz)膜6をプラズマC
VDにより積層したのち、一般にアルミニウム(A6)
にてなる電極4の表呈部および、電極4を測定系に接続
するAlワイヤを腐食させないため四フッ化炭素(CH
4)または、適量の酸素ガス(02)を含むCI(4の
雰囲気中に高周波電界を印加したプラズマエツチングに
よって、SiO2膜60膜層0表層部16だけ除去する
ことで周波数調整したものである。
LiTaOt板より切り出した圧電体3の上面の中央に
駆動電極4を形成し、駆動電極4の左方および右方位置
に反射電極5を形成し、その上に屈折率が1.46±0
.01の二酸化シリコン(SiOz)膜6をプラズマC
VDにより積層したのち、一般にアルミニウム(A6)
にてなる電極4の表呈部および、電極4を測定系に接続
するAlワイヤを腐食させないため四フッ化炭素(CH
4)または、適量の酸素ガス(02)を含むCI(4の
雰囲気中に高周波電界を印加したプラズマエツチングに
よって、SiO2膜60膜層0表層部16だけ除去する
ことで周波数調整したものである。
第4図において、横軸はエツチング時間(min)。
縦軸は素子21の発振周波数の変化率(%)であり、5
i02n莫6のエツチング条件を下記の表の如く試料表 1〜3について設定したとき、測定値をプロットしそれ
を実線で結んだ試料1.同プロットを破線で結んだ試料
2.同プロットを一点鎖線で結んだ試料3は、エツチン
グ条件(パワー)の差異によってエツチング速度が異な
り、エツチング時間に対し発振周波数の変化率は直線的
に変化(増加)する。
i02n莫6のエツチング条件を下記の表の如く試料表 1〜3について設定したとき、測定値をプロットしそれ
を実線で結んだ試料1.同プロットを破線で結んだ試料
2.同プロットを一点鎖線で結んだ試料3は、エツチン
グ条件(パワー)の差異によってエツチング速度が異な
り、エツチング時間に対し発振周波数の変化率は直線的
に変化(増加)する。
第5図は本発明の第3の実施例として、前記第1の実施
例におけるSiOx膜に替えて五酸化タンタル(Tax
es)膜を蒸着したとき、該Ta2’s M!、の厚さ
と発振周波数の変化率との関係を示す図である。
例におけるSiOx膜に替えて五酸化タンタル(Tax
es)膜を蒸着したとき、該Ta2’s M!、の厚さ
と発振周波数の変化率との関係を示す図である。
第5図において、厚さ50人のTaxes膜を被着し発
振周波数fo=175.75MHzまたは176.04
MHzとした弾性表面波素子は、周波数変化率が−0,
29%程度であるのに対し、厚さ100人のTaz05
膜を被着し発振周波数f o ” 175.98 M
Hzまたは175.76MHzとした弾性表面波素子は
、周波数変化率が−0,58%程度となる。
振周波数fo=175.75MHzまたは176.04
MHzとした弾性表面波素子は、周波数変化率が−0,
29%程度であるのに対し、厚さ100人のTaz05
膜を被着し発振周波数f o ” 175.98 M
Hzまたは175.76MHzとした弾性表面波素子は
、周波数変化率が−0,58%程度となる。
第6図は本発明の第4の実施例として、前記第1の実施
例におけるSiOx膜に替えて窒化シリコン(Si3N
n)を蒸着したとき、該Si3N4膜の厚さと発振周波
数の変化率との関係を示す図である。
例におけるSiOx膜に替えて窒化シリコン(Si3N
n)を蒸着したとき、該Si3N4膜の厚さと発振周波
数の変化率との関係を示す図である。
第6図において、厚さ1800人のSi+Na膜を被着
し発振周波数fo=175.88MHzまたは176.
23MI(zとした弾性表面波素子は、周波数変化率が
一〇、67%程度であるのに対し、厚さ3000人のS
t、N、膜を被着し発振周波数f o = 176、3
3 M Hzまたは175.86MHzとした弾性表面
波素子は、周波数変化率が−1,1%程度となる。
し発振周波数fo=175.88MHzまたは176.
23MI(zとした弾性表面波素子は、周波数変化率が
一〇、67%程度であるのに対し、厚さ3000人のS
t、N、膜を被着し発振周波数f o = 176、3
3 M Hzまたは175.86MHzとした弾性表面
波素子は、周波数変化率が−1,1%程度となる。
以上説明したように本発明方法によれば、電極のパター
ン形状と無関係にSiOx膜、Taz05膜、Si、N
4膜を適当な厚さに例えば発振周波数を測定しなから被
着させるまたは、前以て被着したSiO□膜を適当な厚
さとなるように除去することで周波数調整するため、特
に高周波素子の生産性に優れ微調整を可能止した効果が
ある。
ン形状と無関係にSiOx膜、Taz05膜、Si、N
4膜を適当な厚さに例えば発振周波数を測定しなから被
着させるまたは、前以て被着したSiO□膜を適当な厚
さとなるように除去することで周波数調整するため、特
に高周波素子の生産性に優れ微調整を可能止した効果が
ある。
第1図は本発明の第1の実施例による弾性表面波素子の
模式断面図、 第2回は第1図に示す酸化シリコン膜の厚さと発振周波
数との関係を示す図、 第3図は本発明の第2の実施例による弾性表面波素子の
模式断面図、 第4図は第3図に示す実施例において二酸化シリコン膜
のエツチング時間と発振周波数の変化率との関係を示す
図、 第5図は本発明の第3の実施例におけるTa2es膜の
厚さと発振周波数の変化率との関係を示す図、 第6図は本発明の第4の実施例におけるSi3N4膜の
厚さと発振周波数の変化率との関係を示す図、 第7図は弾性表面波素子の概略構成を示す図、第8図は
36°Y −X LiTaO3板の説明図、である。 図中において、 ■は36 ’ Y X LiTa0.仮、3は素子基
板、 4.5は電極、 6は二酸化シリコン膜、 11.21は弾性表面波素子、 16は二酸化シリコン膜の表層部、 を示す。 第 ず 口 第 霞 第 (口9 弾性表面波素子の周波数調整方法 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 神奈川県用崎市中原区上小田中1015番地名称
(522)富士通株式会社 代表者 山 本 卓 眞 4、代理人 郵便番号 211 住所 神奈川県用崎市中原区上小田中1015番地(イ
) (コノ36’Y−
XLiT403板のal’F口第 g 図 5、補正により増加する発明の数 補正命令の日付 羊=嚇罎辛→−一 粘=ヰ≠障青合 なし 7、補正の対象 (1)明細書の「発明の詳細な説明」の欄(2)図面の
(第8図) 8、補正の内容 (1)明細書の第10頁第6行目と第7行目に記載のr
CH,JをrcF、Jと補正する。 (2)明細書の第10頁第15行目に表中に記載の「シ
ラン流量」をrCF、流量」と補正する。 (3) 図面第8図を別紙の通り補正する。 9、添付書類の目録 (1)補正図面 (イン X軸 (ロ) 36’ Y−XLITaθJ 叔/l ML明門口 6
図
模式断面図、 第2回は第1図に示す酸化シリコン膜の厚さと発振周波
数との関係を示す図、 第3図は本発明の第2の実施例による弾性表面波素子の
模式断面図、 第4図は第3図に示す実施例において二酸化シリコン膜
のエツチング時間と発振周波数の変化率との関係を示す
図、 第5図は本発明の第3の実施例におけるTa2es膜の
厚さと発振周波数の変化率との関係を示す図、 第6図は本発明の第4の実施例におけるSi3N4膜の
厚さと発振周波数の変化率との関係を示す図、 第7図は弾性表面波素子の概略構成を示す図、第8図は
36°Y −X LiTaO3板の説明図、である。 図中において、 ■は36 ’ Y X LiTa0.仮、3は素子基
板、 4.5は電極、 6は二酸化シリコン膜、 11.21は弾性表面波素子、 16は二酸化シリコン膜の表層部、 を示す。 第 ず 口 第 霞 第 (口9 弾性表面波素子の周波数調整方法 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 神奈川県用崎市中原区上小田中1015番地名称
(522)富士通株式会社 代表者 山 本 卓 眞 4、代理人 郵便番号 211 住所 神奈川県用崎市中原区上小田中1015番地(イ
) (コノ36’Y−
XLiT403板のal’F口第 g 図 5、補正により増加する発明の数 補正命令の日付 羊=嚇罎辛→−一 粘=ヰ≠障青合 なし 7、補正の対象 (1)明細書の「発明の詳細な説明」の欄(2)図面の
(第8図) 8、補正の内容 (1)明細書の第10頁第6行目と第7行目に記載のr
CH,JをrcF、Jと補正する。 (2)明細書の第10頁第15行目に表中に記載の「シ
ラン流量」をrCF、流量」と補正する。 (3) 図面第8図を別紙の通り補正する。 9、添付書類の目録 (1)補正図面 (イン X軸 (ロ) 36’ Y−XLITaθJ 叔/l ML明門口 6
図
Claims (2)
- (1)リチウムタンタレート単結晶のX軸廻りにZ軸方
向へ36度回転させたY板から切り出した基板(3)上
に電極(4,5)を形成し、その上にプラズマCVDに
より屈折率が1.46±0.01の二酸化シリコン膜(
6)を積層した弾性表面波素子において、該二酸化シリ
コン膜(6)の上に、電子ビーム蒸着法によって酸化シ
リコン膜(12)または五酸化タンタル膜あるいは窒化
シリコン膜を積層することを特徴とした弾性表面波素子
の周波数調整方法。 - (2)リチウムタンタレート単結晶のX軸廻りにZ軸方
向へ36度回転させたY板から切り出した基板(3)上
に電極(4,5)を形成し、その上にプラズマCVDに
より屈折率が1.46±0.01の二酸化シリコン膜(
6)を積層した弾性表面波素子において、四フッ化炭素
を用いたプラズマエッチングにより、前記二酸化シリコ
ン膜(6)の表層部(16)を除去することを特徴とし
た弾性表面波素子の周波数調整方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63187704A JPH0748626B2 (ja) | 1988-07-27 | 1988-07-27 | 弾性表面波素子の周波数調整方法 |
| US07/384,829 US4978879A (en) | 1988-07-27 | 1989-07-25 | Acoustic surface wave element |
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- 1988-07-27 JP JP63187704A patent/JPH0748626B2/ja not_active Expired - Fee Related
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