JPH033411B2 - - Google Patents
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- JPH033411B2 JPH033411B2 JP59215950A JP21595084A JPH033411B2 JP H033411 B2 JPH033411 B2 JP H033411B2 JP 59215950 A JP59215950 A JP 59215950A JP 21595084 A JP21595084 A JP 21595084A JP H033411 B2 JPH033411 B2 JP H033411B2
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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 elements; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/02535—Details of surface acoustic wave devices
- H03H9/0296—Surface acoustic wave [SAW] devices having both acoustic and non-acoustic properties
- H03H9/02976—Surface acoustic wave [SAW] devices having both acoustic and non-acoustic properties with semiconductor devices
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic elements; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/02535—Details of surface acoustic wave devices
- H03H9/02818—Means for compensation or elimination of undesirable effects
- H03H9/02905—Measures for separating propagation paths on substrate
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、半導体基板と、その上に設けられた
圧電体薄膜と、その表面の両端近傍に設けられた
櫛形電極より成る弾性表面波（以下本明細書にお
いてはSAWと略記する。）素子を複数個含む装置
または上記SAW素子を少くとも１個と同一半導
体基板上に形成された半導体ICを含む装置にお
いて、それらのSAW素子の各々を互に、また他
の電子機器から分離するための素子分離構造に関
する。
圧電体薄膜と、その表面の両端近傍に設けられた
櫛形電極より成る弾性表面波（以下本明細書にお
いてはSAWと略記する。）素子を複数個含む装置
または上記SAW素子を少くとも１個と同一半導
体基板上に形成された半導体ICを含む装置にお
いて、それらのSAW素子の各々を互に、また他
の電子機器から分離するための素子分離構造に関
する。
SAW装置の、最近の傾向の一つとして、多数
のSAWフイルタを一枚の基板上に設けた複合
SAWフイルタの開発や、SAW装置と半導体ICを
一枚の基板上に作り込んだ、いわゆるRFモノリ
シツクICの開発が行なわれている。
のSAWフイルタを一枚の基板上に設けた複合
SAWフイルタの開発や、SAW装置と半導体ICを
一枚の基板上に作り込んだ、いわゆるRFモノリ
シツクICの開発が行なわれている。
しかしながら、複合SAWフイルタにおける各
フイルタ間の音響的な分離や、RFモノリシツク
ICにおけるSAW装置と半導体IC間の音響的な分
離など、いわゆる素子分離法については、今のと
ころ有効な手段が提供されていない。
フイルタ間の音響的な分離や、RFモノリシツク
ICにおけるSAW装置と半導体IC間の音響的な分
離など、いわゆる素子分離法については、今のと
ころ有効な手段が提供されていない。
従来からの方法としては、各SAWフイルタを
SAWの伝播路が重ならないように配置したり、
第５図に示すように吸音材を置いてSAWを減衰
させることによつて、相互間の影響を減じる手段
が用いられてきた。第５図はこのような従来の
SAWフイルタの上面図で、図中１は圧電基板、
２は櫛形電極、３は吸音材を表わす。
SAWの伝播路が重ならないように配置したり、
第５図に示すように吸音材を置いてSAWを減衰
させることによつて、相互間の影響を減じる手段
が用いられてきた。第５図はこのような従来の
SAWフイルタの上面図で、図中１は圧電基板、
２は櫛形電極、３は吸音材を表わす。
このようなSAW素子を伝播路が重ならないよ
うに配置する方法は基板上に配置することができ
るSAWフイルタの数を制限し、基板面積を有効
に活用できないという欠点があり、吸音材を置く
方法は、狭い場所にうまく吸音材を置くのが難し
いという欠点がある。また、吸音材を置く位置や
その形状、量などを一定にすることが困難であ
り、製品のばらつきの一因となるという欠点もあ
る。
うに配置する方法は基板上に配置することができ
るSAWフイルタの数を制限し、基板面積を有効
に活用できないという欠点があり、吸音材を置く
方法は、狭い場所にうまく吸音材を置くのが難し
いという欠点がある。また、吸音材を置く位置や
その形状、量などを一定にすることが困難であ
り、製品のばらつきの一因となるという欠点もあ
る。
本発明の目的は、複合SAWフイルタや、SAW
装置と半導体ICを組合わせて構成されるRFモノ
リシツクICにおいて、各素子を音響的に分離す
るための有効な手段を提供することである。
装置と半導体ICを組合わせて構成されるRFモノ
リシツクICにおいて、各素子を音響的に分離す
るための有効な手段を提供することである。
上記目的を達成するために、本発明による弾性
表面波素子の素子分離構造は、冒頭に述べた種類
の装置において、金属電極がそれらのSAW素子
の各々を取り囲むように設けられ、上記金属電極
と半導体基板の間に半導体表面が強反転となるよ
うな価に設定されたバイアス電圧が印加されるこ
とを要旨とする。
表面波素子の素子分離構造は、冒頭に述べた種類
の装置において、金属電極がそれらのSAW素子
の各々を取り囲むように設けられ、上記金属電極
と半導体基板の間に半導体表面が強反転となるよ
うな価に設定されたバイアス電圧が印加されるこ
とを要旨とする。
上記半導体基板表面はSiO2やSi3N4のような絶
縁膜で覆われることもでき、本発明の有利な実施
の態様においては、上記金属電極の上記各SAW
素子に対向する側の端面、それに入射するSAW
を乱反射するように、不規則に形成される。
縁膜で覆われることもでき、本発明の有利な実施
の態様においては、上記金属電極の上記各SAW
素子に対向する側の端面、それに入射するSAW
を乱反射するように、不規則に形成される。
上記櫛形電極と外部電極またはその他の電子回
路の電極の電気的接続は上記金属電極の上の絶縁
膜上で上記金属電極をまたいで行なわれる。
路の電極の電気的接続は上記金属電極の上の絶縁
膜上で上記金属電極をまたいで行なわれる。
上記金属電極を設置した部分はいわゆるモノリ
シツクMIS（金属／絶縁体／半導体）構造になつ
ている。このような構造を伝播するSAWは、金
属と半導体の間に印加されるバイアス電圧によつ
て、その伝播損失を大きく変える。温度をパラメ
ータとした伝播損失とバイアス電圧の関係の一例
を第６図に示す。第６図に示すように、ある電圧
領域では伝播損失が急激に大きくなり100dB／cm
にも達する。このような電圧では、SAWは僅か
な距離を伝播するだけですぐに消えてしまう。
シツクMIS（金属／絶縁体／半導体）構造になつ
ている。このような構造を伝播するSAWは、金
属と半導体の間に印加されるバイアス電圧によつ
て、その伝播損失を大きく変える。温度をパラメ
ータとした伝播損失とバイアス電圧の関係の一例
を第６図に示す。第６図に示すように、ある電圧
領域では伝播損失が急激に大きくなり100dB／cm
にも達する。このような電圧では、SAWは僅か
な距離を伝播するだけですぐに消えてしまう。
SAWが急激に減衰する領域は、半導体表面
（圧電体／半導体界面）が強反転になるような電
圧領域に対応する。第７図にＣ−Ｖ特性（容量−
電圧特性）（曲線ｂ）と伝播損失（曲線ａ）を比
較したグラフを示した。図示のように伝播損失が
急激に大きくなるのは、半導体表面が強反転にな
つた時（図の破線の左側の領域）である。
（圧電体／半導体界面）が強反転になるような電
圧領域に対応する。第７図にＣ−Ｖ特性（容量−
電圧特性）（曲線ｂ）と伝播損失（曲線ａ）を比
較したグラフを示した。図示のように伝播損失が
急激に大きくなるのは、半導体表面が強反転にな
つた時（図の破線の左側の領域）である。
以上のように、半導体が強反転となるようなバ
イアス電圧を印加すれば、その部分で表面波を急
激に減衰させることができるから、互に隣接する
SAWフイルタ間や、SAW素子と半導体ICの間の
音響的な相互作用を防ぐことができる。
イアス電圧を印加すれば、その部分で表面波を急
激に減衰させることができるから、互に隣接する
SAWフイルタ間や、SAW素子と半導体ICの間の
音響的な相互作用を防ぐことができる。
以下に、図面を参照しながら、実施例を用いて
本発明を一層詳細に説明するが、それらは例示に
過ぎず、本発明の枠を越えることなしにいろいろ
な変形や改良があり得ることは勿論である。
本発明を一層詳細に説明するが、それらは例示に
過ぎず、本発明の枠を越えることなしにいろいろ
な変形や改良があり得ることは勿論である。
第１図は本発明を複合SAWフイルタに応用し
た例を示し、図中第５図と共通する引用番号は第
５図におけるものと同じ部分を表わす。半導体基
板４の上に圧電体薄膜５が形成され、両者は圧電
基板１を構成する。半導体基板４の圧電体薄膜５
とは反対側には裏面電極６が設けられ、その電極
６は接地されている。圧電体薄膜５の上には複数
個（図では４個）のSAWフイルタが設けられて
おり、各素子はそれぞれ２個の櫛形電極２を含ん
でおり、金属電極７で取り囲まれている。金属電
極７と裏面電極６の間にバイアス電圧VBが印加
される。
た例を示し、図中第５図と共通する引用番号は第
５図におけるものと同じ部分を表わす。半導体基
板４の上に圧電体薄膜５が形成され、両者は圧電
基板１を構成する。半導体基板４の圧電体薄膜５
とは反対側には裏面電極６が設けられ、その電極
６は接地されている。圧電体薄膜５の上には複数
個（図では４個）のSAWフイルタが設けられて
おり、各素子はそれぞれ２個の櫛形電極２を含ん
でおり、金属電極７で取り囲まれている。金属電
極７と裏面電極６の間にバイアス電圧VBが印加
される。
第２図は本発明をRFモノリツクICに応用した
例を示し、図中第１図と共通する引用番号は第１
図におけるものと同じ部分を表わす。半導体基板
４表面に酸化膜等の絶縁膜８を形成し、その表面
の一部に圧電体薄膜５が設けられている。圧電体
薄膜５が設けられている部分はSAW装置部９で
あり、絶縁膜８が露出している部分は半導体IC
部１０である。SAW装置部９の各素子は２個の
櫛形電極２を含んでおり、金属電極７で取り囲ま
れ、その金属電極７と裏面電極６の間にはバイア
ス電圧VBが印加される。半導体IC部１０には諸
諸の電子装置が形成される。
例を示し、図中第１図と共通する引用番号は第１
図におけるものと同じ部分を表わす。半導体基板
４表面に酸化膜等の絶縁膜８を形成し、その表面
の一部に圧電体薄膜５が設けられている。圧電体
薄膜５が設けられている部分はSAW装置部９で
あり、絶縁膜８が露出している部分は半導体IC
部１０である。SAW装置部９の各素子は２個の
櫛形電極２を含んでおり、金属電極７で取り囲ま
れ、その金属電極７と裏面電極６の間にはバイア
ス電圧VBが印加される。半導体IC部１０には諸
諸の電子装置が形成される。
第１図および第２図に示す装置において、この
金属電極７には、櫛形電極２や半導体ICの電極
と同一の材質を用いることができる。また、その
製造にあたつては、櫛形電極２や半導体ICの電
極と同じプロセス（写真蝕刻法）で、しかもそれ
らと同時に製造することができる。
金属電極７には、櫛形電極２や半導体ICの電極
と同一の材質を用いることができる。また、その
製造にあたつては、櫛形電極２や半導体ICの電
極と同じプロセス（写真蝕刻法）で、しかもそれ
らと同時に製造することができる。
なお、この金属電極７の形状は、第１図や第２
図に示されているように、直線的である必要はな
く、曲線状や波状であつても良い。第３図に示す
ように、SAW素子に対向する側の端面が不規則
であれば、端面からのSAWの反射の影響が小さ
く抑えることができる。
図に示されているように、直線的である必要はな
く、曲線状や波状であつても良い。第３図に示す
ように、SAW素子に対向する側の端面が不規則
であれば、端面からのSAWの反射の影響が小さ
く抑えることができる。
また、第１図および第２図に示すように、各素
子の周囲を金属電極７で囲んだ場合、櫛形電極２
と外部電極または櫛形電極２と半導体ICの電極
を接続する問題があるが、通常のボンデインク技
術を用いてボンデイングワイヤで接続する方法以
外に、第４図に示すような多層配線の方法も用い
ることができる。すなわち、素子分離用の金属電
極７の上に、絶縁膜１１を堆積させ、その上に接
続用金属電極１２を配線し、櫛形電極２を外部電
極または半導体ICの電極１３と電気的に接続す
る。
子の周囲を金属電極７で囲んだ場合、櫛形電極２
と外部電極または櫛形電極２と半導体ICの電極
を接続する問題があるが、通常のボンデインク技
術を用いてボンデイングワイヤで接続する方法以
外に、第４図に示すような多層配線の方法も用い
ることができる。すなわち、素子分離用の金属電
極７の上に、絶縁膜１１を堆積させ、その上に接
続用金属電極１２を配線し、櫛形電極２を外部電
極または半導体ICの電極１３と電気的に接続す
る。
本発明は以上説明した複合SAWフイルタや
SAW装置と半導体ICを組み合わせて構成される
RFモノリシツクICのほか遅延線共振器、コンボ
ルバ、SAW電荷転送装置にも応用することがで
きる。
SAW装置と半導体ICを組み合わせて構成される
RFモノリシツクICのほか遅延線共振器、コンボ
ルバ、SAW電荷転送装置にも応用することがで
きる。
以上説明した通り、本発明によれば、従来の例
えば吸音材を置く方法に比較し、本発明の金属電
極は櫛形電極と同じプロセスで、しかも同時に製
造することができるから、その形状や位置が常に
同一に形成され、製品のばらつきが少ないという
長所があり、かつ工程が減るという利点もある。
また、従来法にSAWの伝播路が互いに重ならな
いように各素子を配置する方法があるが、その方
法では基板上に配置できる素子の数が限られるの
に反して、本発明によれば、より多くの素子を基
板上に配置することができる。
えば吸音材を置く方法に比較し、本発明の金属電
極は櫛形電極と同じプロセスで、しかも同時に製
造することができるから、その形状や位置が常に
同一に形成され、製品のばらつきが少ないという
長所があり、かつ工程が減るという利点もある。
また、従来法にSAWの伝播路が互いに重ならな
いように各素子を配置する方法があるが、その方
法では基板上に配置できる素子の数が限られるの
に反して、本発明によれば、より多くの素子を基
板上に配置することができる。
第１図は本発明による複合SAWフイルタの斜
視図、第２図は本発明によるSAW素子を含むRF
モノリシツクICの斜視図、第３図は本発明によ
る複合SAWフイルタの上面図、第４図は第１図
および第２図に示す装置において、櫛形電極を外
部電極または半導体ICの電極と接続する方法を
示す斜視図、第５図は従来のSAW装置の上面図、
第６図は伝播損失とバイアス電圧の関係を示すグ
ラフ、第７図は伝播損失および高周波容量とバイ
アス電圧の関係を示すグラフである。 １…圧電基板、２…櫛形電極、３…吸音材、４
…半導体基板、５…圧電膜、６…裏面電極、７…
金属電極、８…絶縁膜、９…SAW装置部、１０
…半導体IC部、１１…絶縁膜、１２…接続用金
属電極、１３…外部電極または半導体ICの電極。
視図、第２図は本発明によるSAW素子を含むRF
モノリシツクICの斜視図、第３図は本発明によ
る複合SAWフイルタの上面図、第４図は第１図
および第２図に示す装置において、櫛形電極を外
部電極または半導体ICの電極と接続する方法を
示す斜視図、第５図は従来のSAW装置の上面図、
第６図は伝播損失とバイアス電圧の関係を示すグ
ラフ、第７図は伝播損失および高周波容量とバイ
アス電圧の関係を示すグラフである。 １…圧電基板、２…櫛形電極、３…吸音材、４
…半導体基板、５…圧電膜、６…裏面電極、７…
金属電極、８…絶縁膜、９…SAW装置部、１０
…半導体IC部、１１…絶縁膜、１２…接続用金
属電極、１３…外部電極または半導体ICの電極。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 半導体基板と、その上に設けられた圧電体薄
膜と、その表面に設けられた櫛形電極より成る弾
性表面波素子を複数個含む装置または上記弾性表
面波素子を少なくとも１個と同一半導体基板上に
形成された半導体ICを含む装置において、金属
電極が上記弾性表面波素子の各々を取り囲むよう
に設けられ、上記金属電極と上記半導体基板の間
に半導体表面が強反転となるような価に設定され
たバイアス電圧が印加されることを特徴とする弾
性表面波素子の素子分離構造。 ２ 上記半導体基板表面が絶縁膜で覆われている
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の弾
性表面波素子の素子分離構造。 ３ 上記金属電極の上記各弾性表面波素子に対向
する側の端面が不規則であることを特徴とする特
許請求の範囲第１項または第２項記載の弾性表面
波素子の素子分離構造。 ４ 上記櫛形電極と外部電極またはその他の電子
回路の電極の電気的接続が上記金属電極の上の絶
縁膜上で上記金属電極をまたいで行われることを
特徴とする特許請求の範囲第１項から第３項まで
のいずれか一つに記載の弾性表面波素子の素子分
離構造。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59215950A JPS6194409A (ja) | 1984-10-15 | 1984-10-15 | 弾性表面波素子の素子分離構造 |
| GB8527230A GB2182514B (en) | 1984-10-15 | 1985-11-05 | Surface acoustic wave device |
| US06/795,857 US4647881A (en) | 1984-10-15 | 1985-11-07 | Surface acoustic wave device |
| DE19853539697 DE3539697A1 (de) | 1984-10-15 | 1985-11-08 | Oberflaechenwellenvorrichtung |
| FR858516594A FR2590078B1 (fr) | 1984-10-15 | 1985-11-08 | Dispositif a onde acoustique de surface |
| NL8503103A NL8503103A (nl) | 1984-10-15 | 1985-11-12 | Oppervlakte-acoustische golfinrichting. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59215950A JPS6194409A (ja) | 1984-10-15 | 1984-10-15 | 弾性表面波素子の素子分離構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6194409A JPS6194409A (ja) | 1986-05-13 |
| JPH033411B2 true JPH033411B2 (ja) | 1991-01-18 |
Family
ID=16680937
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59215950A Granted JPS6194409A (ja) | 1984-10-15 | 1984-10-15 | 弾性表面波素子の素子分離構造 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4647881A (ja) |
| JP (1) | JPS6194409A (ja) |
| DE (1) | DE3539697A1 (ja) |
| FR (1) | FR2590078B1 (ja) |
| GB (1) | GB2182514B (ja) |
| NL (1) | NL8503103A (ja) |
Families Citing this family (34)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4748364A (en) * | 1984-10-15 | 1988-05-31 | Clarion Co., Ltd. | Surface acoustic wave device |
| JPS62105514A (ja) * | 1985-11-01 | 1987-05-16 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> | 弾性表面波フイルタバンク |
| EP0386498B1 (en) * | 1989-02-17 | 1996-06-19 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Oscillator |
| DE3937871A1 (de) * | 1989-11-14 | 1991-05-16 | Siemens Ag | Oberflaechenwellen-reflektorfilter |
| CA2038474C (en) * | 1990-03-19 | 1994-09-20 | Yoshio Satoh | Surface-acoustic-waver filter having a plurality of electrodes |
| US5235235A (en) * | 1991-05-24 | 1993-08-10 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Multiple-frequency acoustic wave devices for chemical sensing and materials characterization in both gas and liquid phase |
| US5793147A (en) * | 1994-05-30 | 1998-08-11 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Surface wave resonator having single component including a plurality of resonant units |
| GB2303265B (en) * | 1995-07-10 | 1998-07-08 | Matsushita Electric Industrial Co Ltd | Spread spectrum communication apparatus,and demodulator,surface acoustic wave element and surface acoustic wave parts for spread spectrum communication |
| JPH10215143A (ja) * | 1997-01-31 | 1998-08-11 | Nec Corp | 弾性表面波装置 |
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