JPS59210708A - 弾性表面波デバイスの製造方法 - Google Patents
弾性表面波デバイスの製造方法Info
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- JPS59210708A JPS59210708A JP58084447A JP8444783A JPS59210708A JP S59210708 A JPS59210708 A JP S59210708A JP 58084447 A JP58084447 A JP 58084447A JP 8444783 A JP8444783 A JP 8444783A JP S59210708 A JPS59210708 A JP S59210708A
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- Japan
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- surface acoustic
- acoustic wave
- thin film
- manufacturing
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H3/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators
- H03H3/007—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks
- H03H3/08—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks for the manufacture of resonators or networks using surface acoustic waves
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
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】
産業上の利用分野
本発明は、弾性表面波デバイスの製造方法に関するもの
で、特に高精度の弾性表面波デバイスの製造方法に関し
ている。
で、特に高精度の弾性表面波デバイスの製造方法に関し
ている。
従来例の構成とその問題点
高精度の固体化フィルタ、共振器、遅延素子などに、弾
性表面波デバイスが有用であるとされているが、弾性表
面波デバイスを生産すると、例えば弾性表面波フィルタ
の中心周波数のバラツキが0.05%以上である。一方
、最近の情報機器では中心周波数のバラツキは、この値
よりさらに1桁以上小さいことが要求されるだめ、一般
には選別という手段で生産されている。しかし、この種
の生産手段では、より高精度のデバイスを大量に生産す
ることは不可能であるため、高精度の加工プロセスの開
発が強く要請されていた0本発明はこの要請に応するも
のである。
性表面波デバイスが有用であるとされているが、弾性表
面波デバイスを生産すると、例えば弾性表面波フィルタ
の中心周波数のバラツキが0.05%以上である。一方
、最近の情報機器では中心周波数のバラツキは、この値
よりさらに1桁以上小さいことが要求されるだめ、一般
には選別という手段で生産されている。しかし、この種
の生産手段では、より高精度のデバイスを大量に生産す
ることは不可能であるため、高精度の加工プロセスの開
発が強く要請されていた0本発明はこの要請に応するも
のである。
発明の目的
すなわち、本発明の目的は高精度の弾性表面波デバイス
を容易に得ることのできる製造方法を提供するものであ
る。
を容易に得ることのできる製造方法を提供するものであ
る。
発明の構成
本発明は、少なくとも弾性表面波の伝搬する基板からな
る弾性表面波デバイスの製造方法において、上記基板に
不整格子配列の薄膜を厚さ10八から0.03λ(λ:
弾性表面波の波長)の範囲でスパッタリング法等にて蒸
着し、重重しくはさらに光を照射することにより、上記
弾性表面波の伝搬速度を変化させることを特徴とするも
のである。
る弾性表面波デバイスの製造方法において、上記基板に
不整格子配列の薄膜を厚さ10八から0.03λ(λ:
弾性表面波の波長)の範囲でスパッタリング法等にて蒸
着し、重重しくはさらに光を照射することにより、上記
弾性表面波の伝搬速度を変化させることを特徴とするも
のである。
実施例の説明
以下、図と実施例により本発明の詳細な説明する。
第1図は、本発明の高精度の弾性表面波デバイスの製造
方法を説明するだめの弾性表面波デバイス10の要部構
造を示す。すなわち、第1図において、弾性表面波11
が伝搬する基板12の上に、不整格子配列の薄膜13を
、厚さ10八から0.03λ(λ:弾性表面波の波長)
の範囲で蒸着するととにより、上記弾性表面波11の伝
搬速度を変化させ、所望の伝搬速度をもった弾性表面波
デバイスを製造しようとするのが本発明の特徴である。
方法を説明するだめの弾性表面波デバイス10の要部構
造を示す。すなわち、第1図において、弾性表面波11
が伝搬する基板12の上に、不整格子配列の薄膜13を
、厚さ10八から0.03λ(λ:弾性表面波の波長)
の範囲で蒸着するととにより、上記弾性表面波11の伝
搬速度を変化させ、所望の伝搬速度をもった弾性表面波
デバイスを製造しようとするのが本発明の特徴である。
す々わち、通常弾性表面波デバイスの周波数特性、例え
ば弾性表面波フィルタの中心周波数f。
ば弾性表面波フィルタの中心周波数f。
は、f0二v// (z−:弾性表面波の伝搬速度)の
関係で決まる。この場合、λは、例えば弾性表面波励振
用のインターディジタル電極の幾何学的寸法で決まり、
その設計値の寸法に加工することは容易である。しだが
って、この種のデバイスを製造するときに問題に々るの
は、弾性表面波の伝搬速度?の基板材料によるバラ・リ
キに起因した、foのバラツキである。foのバラツキ
は、基板材料の物性定数、例えばヤング率、密度、ポア
ソン比などのバラツキに起因した9、あるいは単結晶基
板では、弾性表面波の伝搬方向の設定のバラツキなども
加わったりして複雑である。したがって、これらのバラ
ツキを減らすことは通常の技術では容易ではない。
関係で決まる。この場合、λは、例えば弾性表面波励振
用のインターディジタル電極の幾何学的寸法で決まり、
その設計値の寸法に加工することは容易である。しだが
って、この種のデバイスを製造するときに問題に々るの
は、弾性表面波の伝搬速度?の基板材料によるバラ・リ
キに起因した、foのバラツキである。foのバラツキ
は、基板材料の物性定数、例えばヤング率、密度、ポア
ソン比などのバラツキに起因した9、あるいは単結晶基
板では、弾性表面波の伝搬方向の設定のバラツキなども
加わったりして複雑である。したがって、これらのバラ
ツキを減らすことは通常の技術では容易ではない。
一方、本発明は、従来のf。のバラツキに関して、薄い
薄膜でかつ結晶化の進んでいない不整格子配列した薄膜
(この行の薄膜は例えば蒸着プロセスて形成するとき、
薄膜の成長過程でしばしば見られる)を、弾性表面波の
伝搬路」二に例えば室温程度に冷してスパッタ蒸着する
と、蒸着時間を変えるたけて容易にf。を調整しうると
いう本発明者らの発見に基づくものである。第2図に、
見体的な実施例を示す。水晶基板上に形成した弾性表面
波フィルタの弾性表面波の伝搬路に、スパッタ法で31
02の不整格子配列した薄膜を形成した時のスパッタ時
間とf。との関係を曲線21に示ず。曲線21ばf。の
変化がスパッタ時間により負から正に変化することを示
すとともに、この変化を用いるとスパッタ時間によりf
。を正負の方向に任意に調整できることを示す。この場
合スパッタ時間が短かすきて例えば蒸着された薄膜の厚
さが例えば10Å以下になると蒸着された薄膜が連続膜
にならず特性の再現性がない。また逆にスパッタ時間が
長すぎて、例えば膜厚が0.o3λ以」−になると曲線
22が示すごとく挿入損失が通常の回路設計に問題にな
る1dB以上に増加し、実用性に欠く。なお、この構造
では、f0ト5Xo2薄膜の膜厚との関係は、理論的に
は第2図曲線23のごとく、単調に10が増加すると考
えられていた。しだがって、第2図曲線21でのf。の
負から正への転換(極小点の存在)は、通常の格子の整
った薄膜では見られないもので、本発明にかかる不整格
子配列の薄膜の特徴でもある。
薄膜でかつ結晶化の進んでいない不整格子配列した薄膜
(この行の薄膜は例えば蒸着プロセスて形成するとき、
薄膜の成長過程でしばしば見られる)を、弾性表面波の
伝搬路」二に例えば室温程度に冷してスパッタ蒸着する
と、蒸着時間を変えるたけて容易にf。を調整しうると
いう本発明者らの発見に基づくものである。第2図に、
見体的な実施例を示す。水晶基板上に形成した弾性表面
波フィルタの弾性表面波の伝搬路に、スパッタ法で31
02の不整格子配列した薄膜を形成した時のスパッタ時
間とf。との関係を曲線21に示ず。曲線21ばf。の
変化がスパッタ時間により負から正に変化することを示
すとともに、この変化を用いるとスパッタ時間によりf
。を正負の方向に任意に調整できることを示す。この場
合スパッタ時間が短かすきて例えば蒸着された薄膜の厚
さが例えば10Å以下になると蒸着された薄膜が連続膜
にならず特性の再現性がない。また逆にスパッタ時間が
長すぎて、例えば膜厚が0.o3λ以」−になると曲線
22が示すごとく挿入損失が通常の回路設計に問題にな
る1dB以上に増加し、実用性に欠く。なお、この構造
では、f0ト5Xo2薄膜の膜厚との関係は、理論的に
は第2図曲線23のごとく、単調に10が増加すると考
えられていた。しだがって、第2図曲線21でのf。の
負から正への転換(極小点の存在)は、通常の格子の整
った薄膜では見られないもので、本発明にかかる不整格
子配列の薄膜の特徴でもある。
さらに本発明者らは、この種の弾性表面波デバイスの製
造方法において、基板に不整格子配列の薄膜を蒸着した
後この薄膜表面に光照射例えばレーザ光を照射すると、
上記f0が変化しそのfoの変化が光のパワーによって
精度よく制御できることを発見し、この光照射により高
精度の弾性表面波デバイス例えばフィルタ、発振子など
を再現性よく形成できるプロセスを発明した。
造方法において、基板に不整格子配列の薄膜を蒸着した
後この薄膜表面に光照射例えばレーザ光を照射すると、
上記f0が変化しそのfoの変化が光のパワーによって
精度よく制御できることを発見し、この光照射により高
精度の弾性表面波デバイス例えばフィルタ、発振子など
を再現性よく形成できるプロセスを発明した。
第3図曲線31.32はその実施例を示す0すなわち、
水晶基板に例えばスパ゛ツタ法で主成分S 102の不
整格子配列の薄膜をスパック蒸着したときの、スパッタ
時間とf。の変化を曲線31に示すが、このljす膜表
面にCO2赤外線レーザ(10,771m )を照射す
るとf。は増加し、長時間照射すると曲線32に収れん
する。したがって、レーザ光線の照射時間を調整すると
、曲線31゜321il 33の任意のfoを示す素子
が得られることがわかった。この場合、レーザ光線照射
は、単にf。の調整のみならず、アニール効果もあるの
で、弾性表面波デバイスの長期安定性の改善にも効果が
あることを本発明者らは確認した。
水晶基板に例えばスパ゛ツタ法で主成分S 102の不
整格子配列の薄膜をスパック蒸着したときの、スパッタ
時間とf。の変化を曲線31に示すが、このljす膜表
面にCO2赤外線レーザ(10,771m )を照射す
るとf。は増加し、長時間照射すると曲線32に収れん
する。したがって、レーザ光線の照射時間を調整すると
、曲線31゜321il 33の任意のfoを示す素子
が得られることがわかった。この場合、レーザ光線照射
は、単にf。の調整のみならず、アニール効果もあるの
で、弾性表面波デバイスの長期安定性の改善にも効果が
あることを本発明者らは確認した。
なお、光照射の光源は上述したCo2レーザのような赤
外線レーザとしてYAGレーザ(1,o6゜1.327
zm )、さらにArレーザ(0,4μm ) 、 エ
キシマレーザ(0,2〜0.4μm)のような紫外線レ
ーザー又、ハロゲンランプ、水銀ランプ等の紫外線光源
も同様に用いることができることを本発明者らは確認し
た。
外線レーザとしてYAGレーザ(1,o6゜1.327
zm )、さらにArレーザ(0,4μm ) 、 エ
キシマレーザ(0,2〜0.4μm)のような紫外線レ
ーザー又、ハロゲンランプ、水銀ランプ等の紫外線光源
も同様に用いることができることを本発明者らは確認し
た。
また、基板の材料と不整格子配列の薄膜の材料の組合せ
も以上に述べた実施例に限定されたものではない。ここ
で、本発明の効果をより一層理解され易くするだめ、2
,3具体例をあげて本発明を説明する。
も以上に述べた実施例に限定されたものではない。ここ
で、本発明の効果をより一層理解され易くするだめ、2
,3具体例をあげて本発明を説明する。
実施例1
STカット水晶基板12の表面にAI 蒸着膜からなる
櫛型電極対(線巾1.2μm、対数150゜電極膜厚5
00人)を形成した。この電極膜を入出力電極とした弾
性表面波フィルタを用いて、遅延線型弾性表面波発振器
を形成した。その結果、発振周波数は674.4訃であ
ったが、所望の周波数より0.41thずれていた。つ
づいて、マグネトロンスパッタ装置で、石英ターゲット
をアルゴンガス中でスパッタし、伝搬路に1分間主成分
が3102の薄膜13を形成した。蒸着中素子の温度は
30℃に保持した。その結果、発振周波数は674赴(
所望の値)を得た。石英薄膜の厚さは100Aであった
。なお、スパッタ時間を管理することにより、周波数の
精度は量産時で±50 kflz以下であることを確認
した。
櫛型電極対(線巾1.2μm、対数150゜電極膜厚5
00人)を形成した。この電極膜を入出力電極とした弾
性表面波フィルタを用いて、遅延線型弾性表面波発振器
を形成した。その結果、発振周波数は674.4訃であ
ったが、所望の周波数より0.41thずれていた。つ
づいて、マグネトロンスパッタ装置で、石英ターゲット
をアルゴンガス中でスパッタし、伝搬路に1分間主成分
が3102の薄膜13を形成した。蒸着中素子の温度は
30℃に保持した。その結果、発振周波数は674赴(
所望の値)を得た。石英薄膜の厚さは100Aであった
。なお、スパッタ時間を管理することにより、周波数の
精度は量産時で±50 kflz以下であることを確認
した。
実施例2
実施例1で形成した素子を、さらにエキシマレーザ(0
,295μm)で照射した。この場合、レーザの電力は
a、sW、照射時間30秒で所望の周波数を得だ。この
場合、素子の発振周波数をモニターしなからレーザ光を
照射することにより、周波数の精度は量産時±20 k
H+以下であることを確認した。1だ、素子をヒートサ
イクル試験(−20℃〜100℃)を行っても、何ら特
性の変化は見られず、信頼性が高いことが確認された。
,295μm)で照射した。この場合、レーザの電力は
a、sW、照射時間30秒で所望の周波数を得だ。この
場合、素子の発振周波数をモニターしなからレーザ光を
照射することにより、周波数の精度は量産時±20 k
H+以下であることを確認した。1だ、素子をヒートサ
イクル試験(−20℃〜100℃)を行っても、何ら特
性の変化は見られず、信頼性が高いことが確認された。
実施例3
2n0 薄膜/ザファイア構造の多層構造基板12に実
施例1と同様に、石英ターゲットをマグネトロンスパッ
タで1分間主成分が5102の薄膜13を形成した。こ
の場合の発振周波数は914.9MHであったOS膜1
3の膜厚による周波数の変化は400kllz / 1
00人であった。この素子に、Co2レーザ(1o、−
rμm)を照射し、周波数の調整を行い、所望の915
動にした・レーザーの電力、。
施例1と同様に、石英ターゲットをマグネトロンスパッ
タで1分間主成分が5102の薄膜13を形成した。こ
の場合の発振周波数は914.9MHであったOS膜1
3の膜厚による周波数の変化は400kllz / 1
00人であった。この素子に、Co2レーザ(1o、−
rμm)を照射し、周波数の調整を行い、所望の915
動にした・レーザーの電力、。
照射時間は5’W’、0.75秒であった。
発明の効果
以上の説明からも明らかなごとく、本発明の製造プロセ
スによると、高精度の弾性表面波デバイスが容易に生産
できる特徴がある この場合、弾性表面波デバイスの伝
搬路面への不整格子配列の薄膜の積層と、さらに望まし
くはこれを光照射してf。を高精度に調整することが特
徴である。不整格子配列の薄膜は、本実施例ではスパッ
タ蒸着で形成する方法について述べたが、必すしもスパ
ッタ蒸着法に依る必要はなく、蒸着された薄膜の格子が
乱れておりさえすればよい。イオンビームスパッタ、電
子ビーム蒸着、化学的気相成長(CVD)、プラズマC
VDも実用し得る。また、光照射の光源もレーザ光源に
限ったことではなく、要はエネルギ密度が一定値以上に
達しておりさえすればよく、紫外線ランプ、赤外線ラン
プ等も集光することにより実用し得る。
スによると、高精度の弾性表面波デバイスが容易に生産
できる特徴がある この場合、弾性表面波デバイスの伝
搬路面への不整格子配列の薄膜の積層と、さらに望まし
くはこれを光照射してf。を高精度に調整することが特
徴である。不整格子配列の薄膜は、本実施例ではスパッ
タ蒸着で形成する方法について述べたが、必すしもスパ
ッタ蒸着法に依る必要はなく、蒸着された薄膜の格子が
乱れておりさえすればよい。イオンビームスパッタ、電
子ビーム蒸着、化学的気相成長(CVD)、プラズマC
VDも実用し得る。また、光照射の光源もレーザ光源に
限ったことではなく、要はエネルギ密度が一定値以上に
達しておりさえすればよく、紫外線ランプ、赤外線ラン
プ等も集光することにより実用し得る。
寸だ、上述した例では不整格子配列の薄膜を例えば水晶
のような圧電性基板上に積層していたが、本発明の効果
は、必ずしも圧電性基板上に積層しなくとも、弾性表面
波が伝搬する基板上に積層さえすれば同様の効果が得ら
れる。したかって、例えば非圧電体基板例えばガラス基
板を伝搬路にもつ遅延素子なとは、このガラス基板上に
不整格子配列の薄膜をUi層ずればよい。
のような圧電性基板上に積層していたが、本発明の効果
は、必ずしも圧電性基板上に積層しなくとも、弾性表面
波が伝搬する基板上に積層さえすれば同様の効果が得ら
れる。したかって、例えば非圧電体基板例えばガラス基
板を伝搬路にもつ遅延素子なとは、このガラス基板上に
不整格子配列の薄膜をUi層ずればよい。
徒だ、本発明の効果は、実施例に述べたフィルタあるい
は遅延素子に限定されたものではなく、これ以外に弾性
表面波レゾネータをはじめ、あらゆる種類の弾性表面波
デバイアの形成に本発明は有効であるから、その工業的
価値は高い0
は遅延素子に限定されたものではなく、これ以外に弾性
表面波レゾネータをはじめ、あらゆる種類の弾性表面波
デバイアの形成に本発明は有効であるから、その工業的
価値は高い0
第1図は本発明を説明するための弾性表面波デバイスの
要部断面図、第2図および第3図は本発明の詳細な説明
するだめの特性曲線図である。 12・・・・・・基板、13・・・・・・不整格子配列
の薄膜。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第1
図 第2図 スハヘ・/夕峙問
要部断面図、第2図および第3図は本発明の詳細な説明
するだめの特性曲線図である。 12・・・・・・基板、13・・・・・・不整格子配列
の薄膜。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第1
図 第2図 スハヘ・/夕峙問
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (1)弾性表面波が伝搬する基板に不整格子配列の薄膜
を厚さ10人から0.03λ(λ:弾性表面波の波長)
の範囲で蒸着することにより、上記弾性表面波の伝搬速
度を変化させることを特徴とする弾性表面波デバイスの
製造方法。 (2)基板に不整格子配列の薄膜を蒸着した後、さらに
光を照射することを特徴とする特許請求の範囲第1項記
載の弾性表面波デバイスの製造方法。 (3)光に紫外線光を用いることを特徴とする特許++
i11求の範囲第2項 記載の弾性表面波デバイスの製
造方法。 (4)光に赤外線レーザを用いることを特徴とする特1
1′1請求の範囲第2項記載の弾性表面波デバイスの製
造方法。 (6)不整格子配列の薄膜をスパッタ蒸着法で形成する
ことを!1百徴とする特許請求の範囲第1項記載の弾性
表面波デバイスの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58084447A JPS59210708A (ja) | 1983-05-13 | 1983-05-13 | 弾性表面波デバイスの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58084447A JPS59210708A (ja) | 1983-05-13 | 1983-05-13 | 弾性表面波デバイスの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59210708A true JPS59210708A (ja) | 1984-11-29 |
| JPH0351128B2 JPH0351128B2 (ja) | 1991-08-05 |
Family
ID=13830858
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58084447A Granted JPS59210708A (ja) | 1983-05-13 | 1983-05-13 | 弾性表面波デバイスの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59210708A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63246911A (ja) * | 1986-12-22 | 1988-10-13 | レイセオン・カンパニー | 弾性表面波装置及び表面波速度特性調整方法 |
| US5757250A (en) * | 1995-03-06 | 1998-05-26 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Surface acoustic wave module with thin film for wave transmission velocity differentiation |
| WO2014208664A1 (ja) | 2013-06-28 | 2014-12-31 | リバーエレテック株式会社 | 弾性波素子 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57107626A (en) * | 1980-11-03 | 1982-07-05 | United Technologies Corp | Gallium arsenide surface sound wave element compensated for temperature |
-
1983
- 1983-05-13 JP JP58084447A patent/JPS59210708A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57107626A (en) * | 1980-11-03 | 1982-07-05 | United Technologies Corp | Gallium arsenide surface sound wave element compensated for temperature |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63246911A (ja) * | 1986-12-22 | 1988-10-13 | レイセオン・カンパニー | 弾性表面波装置及び表面波速度特性調整方法 |
| US5757250A (en) * | 1995-03-06 | 1998-05-26 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Surface acoustic wave module with thin film for wave transmission velocity differentiation |
| US5815900A (en) * | 1995-03-06 | 1998-10-06 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method of manufacturing a surface acoustic wave module |
| US5996199A (en) * | 1995-03-06 | 1999-12-07 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method of manufacturing surface acoustic ware modules |
| WO2014208664A1 (ja) | 2013-06-28 | 2014-12-31 | リバーエレテック株式会社 | 弾性波素子 |
| US9800225B2 (en) | 2013-06-28 | 2017-10-24 | River Eletec Corporation | Elastic wave device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0351128B2 (ja) | 1991-08-05 |
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