JPH08222981A - 弾性表面波装置の製造方法 - Google Patents
弾性表面波装置の製造方法Info
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- JPH08222981A JPH08222981A JP6202991A JP20299194A JPH08222981A JP H08222981 A JPH08222981 A JP H08222981A JP 6202991 A JP6202991 A JP 6202991A JP 20299194 A JP20299194 A JP 20299194A JP H08222981 A JPH08222981 A JP H08222981A
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- Japan
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- acoustic wave
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- insulating film
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Abstract
(57)【要約】
【目的】IDTでの質量的な不連続が低減でき、かつ、
電極指とその間の絶縁膜の厚さを任意に設定することが
できるIDTの形成方法を提供する。 【構成】圧電性基板1上に絶縁膜2を形成し、該絶縁膜
2上に電極6の形成領域に対応した開口部4を有するマ
スク3を形成し、該開口部4の前記絶縁膜2を除去し、
前記電極6を構成する導電膜5を開口部4を含む前記マ
スク3上に形成し、該マスク3を除去することで前記電
極6を形成する。
電極指とその間の絶縁膜の厚さを任意に設定することが
できるIDTの形成方法を提供する。 【構成】圧電性基板1上に絶縁膜2を形成し、該絶縁膜
2上に電極6の形成領域に対応した開口部4を有するマ
スク3を形成し、該開口部4の前記絶縁膜2を除去し、
前記電極6を構成する導電膜5を開口部4を含む前記マ
スク3上に形成し、該マスク3を除去することで前記電
極6を形成する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、弾性表面波装置のイン
タデジタル電極(以下、IDTという)の作成方法、特
には、リーキー波などの表面波が漏洩するモードの弾性
表面波を利用し、1GHz以上の高い周波数で用いられ
る弾性表面波装置のIDTの作製方法に関するものであ
る。
タデジタル電極(以下、IDTという)の作成方法、特
には、リーキー波などの表面波が漏洩するモードの弾性
表面波を利用し、1GHz以上の高い周波数で用いられ
る弾性表面波装置のIDTの作製方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】弾性表面波装置は、圧電体基板上に設け
られたIDT(すだれ状電極、くし型電極ともいう)を
用いて電気信号と圧電体基板表面を伝搬する弾性表面波
とを相互に変換し、この表面波を利用してフィルタ、共
振子、遅延線などの機能を発揮するデバイスである。代
表的なIDTの構造は、図3(a)に断面図を示すよう
に、金属ストリップからなる複数対の電極指11が圧電
体基板1上に配置されたものである。この電極指11
は、IDTの内部抵抗を低くするために必要な厚さとし
ている。
られたIDT(すだれ状電極、くし型電極ともいう)を
用いて電気信号と圧電体基板表面を伝搬する弾性表面波
とを相互に変換し、この表面波を利用してフィルタ、共
振子、遅延線などの機能を発揮するデバイスである。代
表的なIDTの構造は、図3(a)に断面図を示すよう
に、金属ストリップからなる複数対の電極指11が圧電
体基板1上に配置されたものである。この電極指11
は、IDTの内部抵抗を低くするために必要な厚さとし
ている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、IDT
の周期により規格化した規格化膜厚h/λが1%以上の
場合のように、相対的に金属ストリップが厚い場合に金
属ストリップの境界部分による表面波の反射が問題とな
る。特に、この問題は、使用する周波数が高い場合や、
表面波がその伝搬によりエネルギーを放射しない表面波
であるレーリー波以外の漏洩するモードの弾性表面波を
用いた場合に顕著となり、この反射により表面波の伝搬
損失が増大し、目的とする伝搬特性を得ることができな
い。
の周期により規格化した規格化膜厚h/λが1%以上の
場合のように、相対的に金属ストリップが厚い場合に金
属ストリップの境界部分による表面波の反射が問題とな
る。特に、この問題は、使用する周波数が高い場合や、
表面波がその伝搬によりエネルギーを放射しない表面波
であるレーリー波以外の漏洩するモードの弾性表面波を
用いた場合に顕著となり、この反射により表面波の伝搬
損失が増大し、目的とする伝搬特性を得ることができな
い。
【0004】このような金属ストリップ境界の質量的な
不連続性に起因する反射を防ぐための構造として、図3
(b)、(c)に断面図を示すものが知られている。図
3(b)に示す構造は、電極指11を設ける領域の圧電
体基板1に予め凹部12を設け、その凹部12内に電極
指11を形成したものである。電極指11の側面間に圧
電体基板1があるため、質量的な不連続が低減できる。
しかし、凹部12の深さにより表面波の伝搬特性が変化
するため、その深さを正確に制御することが必要とな
る。また、凹部12の形成方法によっては圧電体基板1
に大きなダメージを与えるため、所定の圧電特性が得ら
れない場合もある。
不連続性に起因する反射を防ぐための構造として、図3
(b)、(c)に断面図を示すものが知られている。図
3(b)に示す構造は、電極指11を設ける領域の圧電
体基板1に予め凹部12を設け、その凹部12内に電極
指11を形成したものである。電極指11の側面間に圧
電体基板1があるため、質量的な不連続が低減できる。
しかし、凹部12の深さにより表面波の伝搬特性が変化
するため、その深さを正確に制御することが必要とな
る。また、凹部12の形成方法によっては圧電体基板1
に大きなダメージを与えるため、所定の圧電特性が得ら
れない場合もある。
【0005】図1(c)に示す構造は、全面に形成した
アルミニウム金属層上に電極指11を設ける領域以外を
開口したマスクを設け、その開口した領域のアルミニウ
ムを陽極酸化することにより、電極指11の側面間に陽
極酸化膜13を形成している。電極指11間に陽極酸化
膜13の質量があるため、質量的な不連続が低減でき
る。しかし、陽極酸化膜13の厚さは電極指11を構成
するアルミニウム金属層の厚さにより規定され、また、
電極指11を構成する金属材料およびその厚さも製造プ
ロセスにより限定される。
アルミニウム金属層上に電極指11を設ける領域以外を
開口したマスクを設け、その開口した領域のアルミニウ
ムを陽極酸化することにより、電極指11の側面間に陽
極酸化膜13を形成している。電極指11間に陽極酸化
膜13の質量があるため、質量的な不連続が低減でき
る。しかし、陽極酸化膜13の厚さは電極指11を構成
するアルミニウム金属層の厚さにより規定され、また、
電極指11を構成する金属材料およびその厚さも製造プ
ロセスにより限定される。
【0006】本発明は、上述の問題を解決したもので、
本発明の目的は、IDTでの質量的な不連続が低減で
き、かつ、電極指とその間の絶縁膜の厚さを任意に設定
することができるIDTの形成方法を提供することにあ
る。
本発明の目的は、IDTでの質量的な不連続が低減で
き、かつ、電極指とその間の絶縁膜の厚さを任意に設定
することができるIDTの形成方法を提供することにあ
る。
【0007】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明による弾
性表面波装置の製造方法は、圧電性基板上に絶縁膜を形
成し、該絶縁膜上に電極の形成領域に対応した開口部を
有するマスクを形成し、該開口部の前記絶縁膜を除去
し、前記電極を構成する導電膜を開口部を含む前記マス
ク上に形成し、該マスクを除去することで前記電極を形
成する工程を含むものである。本発明によれば、同一の
マスクを用いて絶縁膜と導電膜の形成を行うので、それ
ぞれのパターン間のずれが無く、整合性よく形成でき
る。加えて、絶縁膜と導電膜の厚さをそれぞれ独立に設
定することができる。したがって、IDTでの質量的な
不連続を低減でき、弾性表面波の伝搬損失を低く抑え、
よりすぐれた特性の弾性表面波装置を簡単な工程で作製
することができる。
性表面波装置の製造方法は、圧電性基板上に絶縁膜を形
成し、該絶縁膜上に電極の形成領域に対応した開口部を
有するマスクを形成し、該開口部の前記絶縁膜を除去
し、前記電極を構成する導電膜を開口部を含む前記マス
ク上に形成し、該マスクを除去することで前記電極を形
成する工程を含むものである。本発明によれば、同一の
マスクを用いて絶縁膜と導電膜の形成を行うので、それ
ぞれのパターン間のずれが無く、整合性よく形成でき
る。加えて、絶縁膜と導電膜の厚さをそれぞれ独立に設
定することができる。したがって、IDTでの質量的な
不連続を低減でき、弾性表面波の伝搬損失を低く抑え、
よりすぐれた特性の弾性表面波装置を簡単な工程で作製
することができる。
【0008】特に、前記圧電性基板が四ほう酸リチウム
からなり、前記絶縁膜が酸化珪素からなり、前記絶縁膜
の除去をふっ化炭素化合物を含む反応ガスを用いたドラ
イエッチングにより行うことが望ましい。この場合、エ
ッチングの選択比が充分に取れるため絶縁膜のエッチン
グ時に圧電性基板がエッチングされることなく、ダメー
ジを受けることもない。このため、実質的な絶縁膜の厚
さを再現性よく設定することができ、圧電性基板の特性
が損なわれることもない。通常、マスクとしては、微細
加工性に優れ、選択的な除去が容易なフォトレジスト膜
が用いられ、導電膜としては、電気抵抗が低く、信頼性
も高いアルミニウム(または、アルミニウム合金)が用
いられる。質量的な不連続性を抑えるためには、通常、
導電膜と絶縁膜の厚さは同程度(0.5〜2.0倍)で
ある。
からなり、前記絶縁膜が酸化珪素からなり、前記絶縁膜
の除去をふっ化炭素化合物を含む反応ガスを用いたドラ
イエッチングにより行うことが望ましい。この場合、エ
ッチングの選択比が充分に取れるため絶縁膜のエッチン
グ時に圧電性基板がエッチングされることなく、ダメー
ジを受けることもない。このため、実質的な絶縁膜の厚
さを再現性よく設定することができ、圧電性基板の特性
が損なわれることもない。通常、マスクとしては、微細
加工性に優れ、選択的な除去が容易なフォトレジスト膜
が用いられ、導電膜としては、電気抵抗が低く、信頼性
も高いアルミニウム(または、アルミニウム合金)が用
いられる。質量的な不連続性を抑えるためには、通常、
導電膜と絶縁膜の厚さは同程度(0.5〜2.0倍)で
ある。
【0009】また、前記弾性表面波装置が表面波の伝搬
にともないそのエネルギーの一部分を前記圧電性基板内
へ漏洩するモードの表面波を利用していることが望まし
い。このようなモードの表面波として、四ほう酸リチウ
ム単結晶を用い、その基板の切りだし角および表面波の
伝搬方向がオイラ角表示で(0°〜45°、30°〜9
0°、40°〜90°)を用いるとレーリー波よりも高
速な7Km/秒程度の弾性表面波を利用でき、基板の切
りだし角および表面波の伝搬方向がオイラ角表示で(0
°〜45°、30°〜55°、80°〜90°)の範囲
では特に表面波の伝搬損失が低い。また、圧電性基板と
して水晶を用いた場合、基板の切りだし角および表面波
の伝搬方向がオイラ角表示で(0°〜10°、5°〜2
5°、0°〜20°)を用いるとレーリー波よりも高速
な4Km/秒程度の弾性表面波を利用できる。
にともないそのエネルギーの一部分を前記圧電性基板内
へ漏洩するモードの表面波を利用していることが望まし
い。このようなモードの表面波として、四ほう酸リチウ
ム単結晶を用い、その基板の切りだし角および表面波の
伝搬方向がオイラ角表示で(0°〜45°、30°〜9
0°、40°〜90°)を用いるとレーリー波よりも高
速な7Km/秒程度の弾性表面波を利用でき、基板の切
りだし角および表面波の伝搬方向がオイラ角表示で(0
°〜45°、30°〜55°、80°〜90°)の範囲
では特に表面波の伝搬損失が低い。また、圧電性基板と
して水晶を用いた場合、基板の切りだし角および表面波
の伝搬方向がオイラ角表示で(0°〜10°、5°〜2
5°、0°〜20°)を用いるとレーリー波よりも高速
な4Km/秒程度の弾性表面波を利用できる。
【0010】
【実施例】本発明の実施例として、弾性表面波フィルタ
のIDTの作製を図1(a)〜(e)を用いて説明す
る。圧電性基板としては、(011)カットの四ほう酸
リチウム単結晶からなる基板1を用いる。図1(a)に
示すように、基板1の表面に絶縁膜としてスパッタリン
グ法により厚さ0.1μmのSiO2膜2を形成する。
この絶縁膜としては、SiOx(X≒1)などの他の酸
化珪素膜を用いることもできる。
のIDTの作製を図1(a)〜(e)を用いて説明す
る。圧電性基板としては、(011)カットの四ほう酸
リチウム単結晶からなる基板1を用いる。図1(a)に
示すように、基板1の表面に絶縁膜としてスパッタリン
グ法により厚さ0.1μmのSiO2膜2を形成する。
この絶縁膜としては、SiOx(X≒1)などの他の酸
化珪素膜を用いることもできる。
【0011】図1(b)に示すように、SiO2膜2の
上にマスクとなるレジスト膜3を形成する。このレジス
ト膜3は、厚さ1.4μmであり、目的とするIDT形
状の開口部4を有する。この開口部4を精度よく形成す
るため、解像力の高いノボラック樹脂系レジスト(富士
ハント社製、HPR−1183)を用いている。IDT
形状は、電極指幅1μm、電極指周期2μm(IDT周
期4μm)、開口長200μm、IDT対数20.5対
であり、弾性表面波が90°X伝搬するように2つのI
DTを配置している。この場合の基板の切りだし角およ
び表面波の伝搬方向は、オイラ角表示で(0°、47.
3°、90°)である。
上にマスクとなるレジスト膜3を形成する。このレジス
ト膜3は、厚さ1.4μmであり、目的とするIDT形
状の開口部4を有する。この開口部4を精度よく形成す
るため、解像力の高いノボラック樹脂系レジスト(富士
ハント社製、HPR−1183)を用いている。IDT
形状は、電極指幅1μm、電極指周期2μm(IDT周
期4μm)、開口長200μm、IDT対数20.5対
であり、弾性表面波が90°X伝搬するように2つのI
DTを配置している。この場合の基板の切りだし角およ
び表面波の伝搬方向は、オイラ角表示で(0°、47.
3°、90°)である。
【0012】次に、図1(c)に示すように、レジスト
膜3をマスクとして開口部4のSiO2膜2をドライエ
ッチングする。ドライエッチングは、CF4をエッチン
グガスとして用い、平行平板プラズマエッチング装置で
行った。RFパワーは150Wで、ガス圧は12Paで
ある。この条件で、基板1の四ほう酸リチウムとSiO
2膜2のエッチング速度の比は10以上あり、SiO2膜
2を充分にエッチングしても基板1はほとんど侵され
ず、ダメージを受けることはない。エッチングガスCF
4のガス圧を変えた場合の四ほう酸リチウムとSiO2と
のエッチング速度の比を図2に示す。ガス圧が5Pa以
上で選択比5以上が得られ、特に10Pa以上では選択
比10以上が得られる。基板1のダメージを少なくする
ためには、5以上の選択比が必要であり、10以上の選
択比が望ましい。ガス圧が14Paを超えるとSiO2
のエッチング速度が低くなり、生産性が低下する。な
お、エッチングガスに他のCHF3などのふっ化炭素化
合物を用いることもでき、酸素、窒素などのガスを添加
してもよい。
膜3をマスクとして開口部4のSiO2膜2をドライエ
ッチングする。ドライエッチングは、CF4をエッチン
グガスとして用い、平行平板プラズマエッチング装置で
行った。RFパワーは150Wで、ガス圧は12Paで
ある。この条件で、基板1の四ほう酸リチウムとSiO
2膜2のエッチング速度の比は10以上あり、SiO2膜
2を充分にエッチングしても基板1はほとんど侵され
ず、ダメージを受けることはない。エッチングガスCF
4のガス圧を変えた場合の四ほう酸リチウムとSiO2と
のエッチング速度の比を図2に示す。ガス圧が5Pa以
上で選択比5以上が得られ、特に10Pa以上では選択
比10以上が得られる。基板1のダメージを少なくする
ためには、5以上の選択比が必要であり、10以上の選
択比が望ましい。ガス圧が14Paを超えるとSiO2
のエッチング速度が低くなり、生産性が低下する。な
お、エッチングガスに他のCHF3などのふっ化炭素化
合物を用いることもでき、酸素、窒素などのガスを添加
してもよい。
【0013】その後、図1(d)に示すように、基板1
の露出した開口部4を含むレジスト膜3の全面に導電膜
として厚さ0.1μmのアルミニウム膜5を真空蒸着法
により形成する。その後、リフトオフ法を用いてIDT
6を形成する。すなわち、溶媒にてレジスト膜3を溶解
して除去することで、開口部4にのみアルミニウム膜5
を残しIDT6を形成する。アルミニウム膜5の形成
は、スパッタリング法などによっても可能であるが、リ
フトオフの際にアルミニウム膜5を除去しやすい点から
は真空蒸着法による形成が望ましい。
の露出した開口部4を含むレジスト膜3の全面に導電膜
として厚さ0.1μmのアルミニウム膜5を真空蒸着法
により形成する。その後、リフトオフ法を用いてIDT
6を形成する。すなわち、溶媒にてレジスト膜3を溶解
して除去することで、開口部4にのみアルミニウム膜5
を残しIDT6を形成する。アルミニウム膜5の形成
は、スパッタリング法などによっても可能であるが、リ
フトオフの際にアルミニウム膜5を除去しやすい点から
は真空蒸着法による形成が望ましい。
【0014】本実施例で作製した弾性表面波フィルタに
おける伝搬損失を測定したところ0.01dB/λ程度
であった。比較例として、SiO2膜2を設けずアルミ
ニウム膜5からなる図3(a)に示す従来構造のIDT
を同一形状に形成した場合の伝搬損失を測定したところ
0.1dB/λ程度であり、本実施例により伝搬損失を
著しく低減でき、挿入損失の低いフィルタを実現でき
る。
おける伝搬損失を測定したところ0.01dB/λ程度
であった。比較例として、SiO2膜2を設けずアルミ
ニウム膜5からなる図3(a)に示す従来構造のIDT
を同一形状に形成した場合の伝搬損失を測定したところ
0.1dB/λ程度であり、本実施例により伝搬損失を
著しく低減でき、挿入損失の低いフィルタを実現でき
る。
【0015】以上の実施例では、導電膜としてアルミニ
ウム膜を用いているが、ストレスマイグレーションを低
減する程度のCu,Si,Coなどを添加すること、配
向性のアルミニウム膜、または、Auなどの導電膜を用
いることもできる。絶縁膜としてSiO2を用いている
が、窒化珪素膜などの無機化合物を用いる、または、そ
れらを積層してもよい。弾性表面波装置として2つのI
DTを用いたフィルタを構成したが、3つ以上のID
T、反射器などを用いたフィルタ、共振子などにも利用
できる。
ウム膜を用いているが、ストレスマイグレーションを低
減する程度のCu,Si,Coなどを添加すること、配
向性のアルミニウム膜、または、Auなどの導電膜を用
いることもできる。絶縁膜としてSiO2を用いている
が、窒化珪素膜などの無機化合物を用いる、または、そ
れらを積層してもよい。弾性表面波装置として2つのI
DTを用いたフィルタを構成したが、3つ以上のID
T、反射器などを用いたフィルタ、共振子などにも利用
できる。
【0016】
【発明の効果】本発明による弾性表面波装置の製造方法
は、圧電性基板上に絶縁膜を形成し、該絶縁膜上に電極
の形成領域に対応した開口部を有するマスクを形成し、
該開口部の前記絶縁膜を除去し、前記電極を構成する導
電膜を開口部を含む前記マスク上に形成し、該マスクを
除去することで前記電極を形成する工程を含むものであ
る。
は、圧電性基板上に絶縁膜を形成し、該絶縁膜上に電極
の形成領域に対応した開口部を有するマスクを形成し、
該開口部の前記絶縁膜を除去し、前記電極を構成する導
電膜を開口部を含む前記マスク上に形成し、該マスクを
除去することで前記電極を形成する工程を含むものであ
る。
【0017】本発明によれば、同一のマスクを用いて絶
縁膜と導電膜の形成を行うので、それぞれのパターン間
のずれが無く、整合性よく形成できる。加えて、絶縁膜
と導電膜の厚さをそれぞれ独立に設定することができ
る。したがって、IDTでの質量的な不連続を低減で
き、弾性表面波の伝搬損失を低く抑え、よりすぐれた特
性の弾性表面波装置を簡単な工程で作製することができ
る。
縁膜と導電膜の形成を行うので、それぞれのパターン間
のずれが無く、整合性よく形成できる。加えて、絶縁膜
と導電膜の厚さをそれぞれ独立に設定することができ
る。したがって、IDTでの質量的な不連続を低減で
き、弾性表面波の伝搬損失を低く抑え、よりすぐれた特
性の弾性表面波装置を簡単な工程で作製することができ
る。
【図1】本発明の実施例の製造工程を説明するための概
念断面図である。
念断面図である。
【図2】エッチングガスCF4のガス圧を変えた場合の
エッチング速度の比を示す図である。
エッチング速度の比を示す図である。
【図3】従来技術による電極構造を説明するための概念
断面図である。
断面図である。
1 基板(圧電性基板) 2 SiO2膜(絶縁膜) 3 レジスト膜(マスク) 4 開口部 5 アルミニウム膜(導電膜) 6 IDT(電極) 11 電極指 12 凹部 13 陽極酸化膜
Claims (3)
- 【請求項1】 圧電性基板上に絶縁膜を形成し、 該絶縁膜上に電極の形成領域に対応した開口部を有する
マスクを形成し、 該開口部の前記絶縁膜を除去し、 前記電極を構成する導電膜を開口部を含む前記マスク上
に形成し、 該マスクを除去することで前記電極を形成する工程を含
むことを特徴とする弾性表面波装置の製造方法。 - 【請求項2】 前記圧電性基板が四ほう酸リチウムから
なり、前記絶縁膜が酸化珪素からなり、前記絶縁膜の除
去をふっ化炭素化合物を含む反応ガスを用いたドライエ
ッチングにより行うことを特徴とする請求項1記載の弾
性表面波装置の製造方法。 - 【請求項3】 前記弾性表面波装置が表面波の伝搬にと
もないそのエネルギーの一部分を前記圧電性基板内へ漏
洩するモードの表面波を利用していることを特徴とする
請求項1記載の弾性表面波装置の製造方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6202991A JPH08222981A (ja) | 1994-08-05 | 1994-08-05 | 弾性表面波装置の製造方法 |
| PCT/JP1995/001554 WO1996004713A1 (en) | 1994-08-05 | 1995-08-04 | Surface acoustic wave device and production method thereof |
| US08/666,447 US5923231A (en) | 1994-08-05 | 1995-08-04 | Surface acoustic wave device with an electrode insulating film and method for fabricating the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6202991A JPH08222981A (ja) | 1994-08-05 | 1994-08-05 | 弾性表面波装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08222981A true JPH08222981A (ja) | 1996-08-30 |
Family
ID=16466526
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6202991A Pending JPH08222981A (ja) | 1994-08-05 | 1994-08-05 | 弾性表面波装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08222981A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1990915A4 (en) * | 2006-03-02 | 2010-03-31 | Murata Manufacturing Co | SURFACE WAVE ASSEMBLY AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF |
| JP2010177820A (ja) * | 2009-01-27 | 2010-08-12 | Epson Toyocom Corp | 弾性表面波素子の製造方法 |
| KR101027002B1 (ko) * | 2002-12-25 | 2011-04-11 | 파나소닉 주식회사 | 전자부품 및 이 전자부품을 이용한 전자기기 |
-
1994
- 1994-08-05 JP JP6202991A patent/JPH08222981A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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