JPH04294625A - Surface acoustic wave element - Google Patents

Surface acoustic wave element

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JPH04294625A
JPH04294625A JP6030191A JP6030191A JPH04294625A JP H04294625 A JPH04294625 A JP H04294625A JP 6030191 A JP6030191 A JP 6030191A JP 6030191 A JP6030191 A JP 6030191A JP H04294625 A JPH04294625 A JP H04294625A
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JP
Japan
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acoustic wave
electrode
surface acoustic
protective film
wave device
Prior art date
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Application number
JP6030191A
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Japanese (ja)
Inventor
Yuji Mitsui
三井雄治
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明はペ−ジャ−等、通信関係
の電子装置等に用いられる弾性表面波素子に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a surface acoustic wave device used in communication-related electronic devices such as pagers.

【0002】0002

【従来の技術】従来の弾性表面波素子の電極構造は、圧
電性を有する基板上に電気伝導性を有する物質のみで、
櫛歯型電極を形成したものであった。また、保護膜を形
成する場合、電極形成後に基板および電極の上から全面
に渡り酸化シリコン膜などを形成した構成であった。
[Prior Art] The electrode structure of a conventional surface acoustic wave device consists of only an electrically conductive material on a piezoelectric substrate.
A comb-shaped electrode was formed. Furthermore, when forming a protective film, a silicon oxide film or the like was formed over the entire surface of the substrate and electrodes after the electrodes were formed.

【0003】0003

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述の従来技
術では弾性表面波が伝播し振動しているうちに、電極が
腐食し、または酸化し周波数が変化するなど、特性が悪
くなるという課題を有する。また、酸化シリコン膜を電
極及び基板の全面に形成する構成では、基板上の形成物
により粘性ロスが生じるため、素子の基本特性(Q値,
周波数,CI値等)が変化したり、また工程が増えるな
どの課題を有していた。さらに金属保護膜は電極間を短
絡させてしまうため、使用できないという課題を有して
いた。
[Problems to be Solved by the Invention] However, the above-mentioned conventional technology has a problem in that while the surface acoustic waves propagate and vibrate, the electrodes corrode or oxidize, causing the frequency to change and the characteristics to deteriorate. have In addition, in a configuration in which a silicon oxide film is formed on the electrode and the entire surface of the substrate, viscosity loss occurs due to the formation on the substrate, so the basic characteristics of the element (Q value,
However, there were problems such as changes in frequencies (frequency, CI values, etc.) and an increase in the number of steps. Furthermore, a metal protective film has the problem of being unusable because it short-circuits between electrodes.

【0004】0004

【課題を解決するための手段】本発明の弾性表面波素子
は、圧電性を有する基板上に、電気伝導性を有する物質
により櫛歯型に形成された電極を持つ弾性表面波素子に
おいて、電極表面に保護膜を形成したことを特徴とする
。この保護膜は、クロム,チタンなど腐食に強い金属や
、酸化シリコンなどの酸化膜である。またこれらの保護
膜は、電極を形成するときに同時に形成される。
[Means for Solving the Problems] The surface acoustic wave device of the present invention has electrodes formed in a comb-like shape using an electrically conductive substance on a piezoelectric substrate. It is characterized by a protective film formed on the surface. This protective film is made of a corrosion-resistant metal such as chromium or titanium, or an oxide film such as silicon oxide. Further, these protective films are formed simultaneously when forming the electrodes.

【0005】[0005]

【実施例】以下、本発明を実施例を用いて説明する。EXAMPLES The present invention will be explained below using examples.

【0006】図1は本発明による一実施例の弾性表面波
素子1の上面図である。図2は、図1の弾性表面波素子
1の任意の1本の電極構造を示す断面図である。図1記
載の弾性表面波素子1は、中央に電気信号と弾性表面波
との変換を行なう櫛歯型のインターデジタルトランスデ
ューサー(IDT)2を有し、その両側に格子上の反射
器(REF)3を有する共振子である。このIDTとR
EFを電極という。ただし実際の電極本数はREF30
0本、IDT200対であり図1は本数を減らして描い
てある。図1の圧電性を有する基板4はSTカット水晶
からなっている。電極の幅は約5ミクロンであり、本弾
性表面波素子の共振周波数は150メガヘルツ帯域であ
る。
FIG. 1 is a top view of a surface acoustic wave device 1 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view showing the structure of any one electrode of the surface acoustic wave element 1 of FIG. 1. As shown in FIG. The surface acoustic wave element 1 shown in FIG. 1 has a comb-shaped interdigital transducer (IDT) 2 in the center that converts an electric signal and a surface acoustic wave, and a reflector on a grid (REF) on both sides. )3. This IDT and R
EF is called an electrode. However, the actual number of electrodes is REF30.
There are 0 pairs of IDTs and 200 pairs of IDTs, and FIG. 1 is drawn with a reduced number of pairs. The piezoelectric substrate 4 shown in FIG. 1 is made of ST-cut crystal. The width of the electrode is approximately 5 microns, and the resonant frequency of this surface acoustic wave element is in the 150 MHz band.

【0007】本発明の弾性表面波素子1の電極(IDT
とREF)構造は2層から成っている。図2に示すごと
く、第1層5にはアルミニウムが6000オングストロ
ーム,第2層6には保護膜であるクロムが100オング
ストローム成膜してある。
Electrode (IDT) of surface acoustic wave device 1 of the present invention
and REF) structure consists of two layers. As shown in FIG. 2, the first layer 5 is made of aluminum with a thickness of 6000 angstroms, and the second layer 6 is made of chromium, which is a protective film, with a thickness of 100 angstroms.

【0008】本実施例では、この電極の形成方法として
リフトオフ法を用いている。以下に、図3の(a)から
(e)を用いて本実施例におけるリフトオフプロセスを
説明する。図3(a)に示すように水晶基板上2に、光
反応性樹脂(レジスト)5を塗布し、図3(b)に示す
ように、その上面に所望の電極図形を描いた光遮蔽板(
マスク)6を通し露光する。次に、現像液により現像し
、図3(c)に示すようにレジストパターン8を得る。 レジストによって形成されたパターン上に図3(d)に
示すようにアルミニウム層5を蒸着法、スパッタ法、ま
たはその他の方法により成膜する。さらにその上に同様
の方法で、クロム層6を形成する。この状態で基板をレ
ジスト剥離液に浸漬すると、レジストパターンは剥離液
に溶解するため、電極部以外のアルミニウム層及びクロ
ム層をレジストと同時に除去することができる。以上の
方法により、図3(e)に示すようにアルミニウム電極
の表面にのみ同一工程で保護膜となるクロム膜を形成し
た弾性表面波素子を得ることができる。このとき、重量
バランスを考慮してアルミニウムとクロムの膜厚を適当
に定めれば、素子の基本特性は殆ど変化することがない
。また、基板上には保護膜が付かないので電極が短絡す
ることがなく、Q値の変化も殆どない。
In this embodiment, a lift-off method is used as a method for forming this electrode. The lift-off process in this example will be explained below using FIGS. 3(a) to 3(e). As shown in FIG. 3(a), a photoreactive resin (resist) 5 is coated on a crystal substrate 2, and as shown in FIG. 3(b), a light shielding plate has a desired electrode pattern drawn on its upper surface. (
Expose through mask) 6. Next, it is developed with a developer to obtain a resist pattern 8 as shown in FIG. 3(c). As shown in FIG. 3D, an aluminum layer 5 is formed on the pattern formed by the resist by vapor deposition, sputtering, or other methods. Furthermore, a chromium layer 6 is formed thereon by the same method. If the substrate is immersed in a resist stripping solution in this state, the resist pattern will be dissolved in the stripping solution, so that the aluminum layer and chromium layer other than the electrode portions can be removed at the same time as the resist. By the above method, it is possible to obtain a surface acoustic wave element in which a chromium film serving as a protective film is formed only on the surface of the aluminum electrode in the same step, as shown in FIG. 3(e). At this time, if the film thicknesses of aluminum and chromium are appropriately determined in consideration of weight balance, the basic characteristics of the element will hardly change. Furthermore, since no protective film is formed on the substrate, there is no short-circuiting of the electrodes, and there is almost no change in the Q value.

【0009】本実施例のレジストには、光の照射された
部分が現像液に溶解するポジ型フォトレジストを用いて
おり、厚みは約1.5ミクロンである。また、本タイプ
と逆のネガ型フォトレジストも可能である。ただしこの
場合は光遮蔽板のパターンも反転する。
The resist used in this embodiment is a positive type photoresist in which the light-irradiated portion dissolves in a developer, and has a thickness of approximately 1.5 microns. Also, a negative photoresist, which is the opposite of this type, is also possible. However, in this case, the pattern of the light shielding plate is also reversed.

【0010】本実施例の電極第1層アルミニウム層5を
、蒸着法により成膜したときの成膜条件を以下に示す。 すなわち蒸着前到達圧力は、0.7マイクロトリチェリ
,蒸着タ−ゲットは、アルミニウム,基板加熱温度は、
摂氏130度,蒸着速度は、毎秒30オングストローム
である。つぎに、電極第2層であるクロム層6を蒸着法
により成膜したときの成膜条件を以下に示す。すなわち
蒸着前到達圧力は、0.7マイクロトリチェリ,蒸着タ
−ゲットは、クロム,基板加熱温度は、摂氏130度,
蒸着速度は、毎秒1オングストロームである。蒸着方式
は、アルミニウム,クロムとも電子銃による加熱方式で
ある。
The film-forming conditions for forming the electrode first aluminum layer 5 of this example by a vapor deposition method are shown below. That is, the ultimate pressure before evaporation was 0.7 microtorch, the evaporation target was aluminum, and the substrate heating temperature was:
The temperature was 130 degrees Celsius and the deposition rate was 30 angstroms per second. Next, the film forming conditions for forming the chromium layer 6, which is the second electrode layer, by a vapor deposition method are shown below. That is, the ultimate pressure before vapor deposition was 0.7 microtorch, the vapor deposition target was chromium, the substrate heating temperature was 130 degrees Celsius,
The deposition rate is 1 angstrom per second. The vapor deposition method is a heating method using an electron gun for both aluminum and chromium.

【0011】図4は、従来の電極表面に保護膜を形成し
ない弾性表面波素子の、共振周波数の動作時における経
時変化を示したものである。時間の経過に伴い、中心周
波数が変化していくことがわかる。この変化は、電極と
なるアルミニウム層は柔らかい材質であるため、電極形
成後の加工工程において、傷を付けたりクラックを生じ
させることがあり、弾性表面波素子が伝播し振動すると
、経時変化に伴い電極の一部が割れたり脱落するために
起こる。または、経時変化に伴いケース中の残留ガスや
接着剤から発生するガスにより、アルミニウム層が腐食
されたためと考えられる。このため、アルミニウム電極
の応力が変化し周波数が変化してしまう。図5は、本発
明における電極表面に保護膜を形成した弾性表面波素子
の、共振周波数の動作時における経時変化を示したもの
である。時間が経過しても、中心周波数の変化が少ない
ことがわかる。これは、クロム層によって電極であるア
ルミニウム層が保護されているため、加工による割れ及
びクラック、または動作時における腐食を防ぐことがで
きるためである。
FIG. 4 shows the change in resonance frequency over time during operation of a conventional surface acoustic wave device in which no protective film is formed on the electrode surface. It can be seen that the center frequency changes as time passes. This change occurs because the aluminum layer that serves as the electrode is a soft material, so it may be scratched or cracked during the processing process after forming the electrode, and as the surface acoustic wave element propagates and vibrates, it will change over time. This occurs because part of the electrode cracks or falls off. Alternatively, it is thought that the aluminum layer was corroded by residual gas in the case or gas generated from the adhesive over time. For this reason, the stress of the aluminum electrode changes and the frequency changes. FIG. 5 shows the change in resonance frequency over time during operation of a surface acoustic wave element in which a protective film is formed on the electrode surface according to the present invention. It can be seen that there is little change in the center frequency over time. This is because the aluminum layer, which is the electrode, is protected by the chromium layer, thereby preventing cracks and cracks caused by processing or corrosion during operation.

【0012】本実施例では、電極材料としてアルミニウ
ムを用いたがアルミニウム合金でも可能である。
In this embodiment, aluminum was used as the electrode material, but an aluminum alloy may also be used.

【0013】本実施例では、電極の保護膜としてクロム
膜を用いたが、他の耐食性の強い材質、例えばチタン膜
,白金膜,金膜,タンタル膜,タングステン膜等でもよ
い。ただし膜厚は各々適当な厚みにする必要がある。 これらはいずれも蒸着法またはスパッタ法により形成さ
れる。さらに二酸化シリコン,窒化シリコン,炭化シリ
コン,五酸化タンタル,酸化ジルコニア等の誘電体膜等
も可能である。
In this embodiment, a chromium film is used as the protective film for the electrode, but other highly corrosion-resistant materials such as titanium film, platinum film, gold film, tantalum film, tungsten film, etc. may also be used. However, each film needs to have an appropriate thickness. All of these are formed by a vapor deposition method or a sputtering method. Furthermore, dielectric films such as silicon dioxide, silicon nitride, silicon carbide, tantalum pentoxide, and zirconia oxide are also possible.

【0014】また、本実施例では図1に示した弾性表面
波共振子の電極構造について説明したが、弾性表面波フ
ィルターへの応用も可能である。
Further, in this embodiment, the electrode structure of the surface acoustic wave resonator shown in FIG. 1 has been described, but application to a surface acoustic wave filter is also possible.

【0015】また、圧電体基板はSTカット水晶基板を
用いたが他のカットの水晶基板(LSTカット等)や、
他の材質の基板(タンタル酸リチウム,ニオブ酸リチウ
ム,ほう酸リチウム等)、あるいは薄膜圧電材料(酸化
亜鉛,窒化アルミニウム等)でもよい。
Although an ST-cut crystal substrate was used as the piezoelectric substrate, other cut crystal substrates (such as LST cut),
A substrate made of other materials (lithium tantalate, lithium niobate, lithium borate, etc.) or a thin film piezoelectric material (zinc oxide, aluminum nitride, etc.) may be used.

【0016】[0016]

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、弾性
表面波素子における櫛歯型電極の構造を、電極表面に保
護膜を形成することにより、電極材料の割れやクラック
の発生を防止することができ、経時変化に伴う腐食も防
ぐことができる。そのため、弾性表面波素子の動作経時
変化による、共振周波数の変化を少なくでき、信頼性の
高い弾性表面波素子を提供できるという効果を有する。
As described above, according to the present invention, the structure of the comb-shaped electrode in a surface acoustic wave element is prevented from cracking or cracking in the electrode material by forming a protective film on the electrode surface. It is also possible to prevent corrosion caused by changes over time. Therefore, it is possible to reduce changes in the resonant frequency due to changes in the operation of the surface acoustic wave element over time, and it is possible to provide a highly reliable surface acoustic wave element.

【0017】また、リフトオフ法により、電極と保護膜
を同一工程で形成できるため工程が簡略化できるという
効果を有する。さらに保護膜を電極表面にのみ形成する
ため、金属の保護膜を用いることができる。また基板上
の電極間に保護膜がないため素子の基本特性を劣化させ
ることもない。
Furthermore, the lift-off method has the effect of simplifying the process because the electrode and the protective film can be formed in the same process. Furthermore, since the protective film is formed only on the electrode surface, a metal protective film can be used. Furthermore, since there is no protective film between the electrodes on the substrate, the basic characteristics of the device will not deteriorate.

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

【図1】本発明の一実施例による弾性表面波素子の正面
図。
FIG. 1 is a front view of a surface acoustic wave device according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施例による弾性表面波素子の任意
の一本の電極構造を示す断面図。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the structure of one arbitrary electrode of a surface acoustic wave device according to an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の一実施例による弾性表面波素子の製造
工程を示す説明図。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a manufacturing process of a surface acoustic wave device according to an embodiment of the present invention.

【図4】従来技術による弾性表面波素子の動作経時変化
を示す特性図。
FIG. 4 is a characteristic diagram showing changes over time in the operation of a surface acoustic wave element according to the prior art.

【図5】本発明による弾性表面波素子の動作経時変化を
示す特性図。
FIG. 5 is a characteristic diagram showing changes over time in the operation of the surface acoustic wave element according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1    弾性表面波素子 2    櫛歯型電極 3    格子状反射器電極 4    圧電体基板 5    第1層アルミニウム層 6    第2層クロム層 7    光反応性樹脂(レジスト) 8    光遮蔽板(マスク) 9    レジストパターン 1 Surface acoustic wave device 2 Comb-shaped electrode 3. Grid reflector electrode 4 Piezoelectric substrate 5 First layer aluminum layer 6 Second layer chromium layer 7 Photoreactive resin (resist) 8. Light shielding plate (mask) 9 Resist pattern

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  圧電性を有する基板上に、電気伝導性
を有する物質により櫛歯型に形成された電極を持つ弾性
表面波素子において、電極表面に保護膜を形成したこと
を特徴とする弾性表面波素子。
1. A surface acoustic wave element having a comb-shaped electrode made of an electrically conductive substance on a piezoelectric substrate, characterized in that a protective film is formed on the surface of the electrode. surface wave element.
【請求項2】  前記電極表面の保護膜が、クロム,チ
タン,金,白金,タングステン,またはタンタルである
ことを特徴とする、請求項1記載の弾性表面波素子。
2. The surface acoustic wave device according to claim 1, wherein the protective film on the electrode surface is made of chromium, titanium, gold, platinum, tungsten, or tantalum.
【請求項3】  前記電極表面の保護膜が、二酸化シリ
コン,窒化シリコン,炭化シリコン,五酸化タンタル,
酸化ジルコニア等の誘電体であることを特徴とする請求
項1記載の弾性表面波素子。
3. The protective film on the electrode surface is made of silicon dioxide, silicon nitride, silicon carbide, tantalum pentoxide,
2. The surface acoustic wave device according to claim 1, wherein the surface acoustic wave device is made of a dielectric material such as oxidized zirconia.
【請求項4】  前記電気伝導性を有する物質による電
極と表面保護膜を、リフトオフ法で形成したことを特徴
とする請求項1記載の弾性表面波素子。
4. The surface acoustic wave device according to claim 1, wherein the electrode and surface protective film made of the electrically conductive substance are formed by a lift-off method.
JP6030191A 1991-03-25 1991-03-25 Surface acoustic wave element Pending JPH04294625A (en)

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