JPS5930332B2 - 弾性表面波素子 - Google Patents
弾性表面波素子Info
- Publication number
- JPS5930332B2 JPS5930332B2 JP6677079A JP6677079A JPS5930332B2 JP S5930332 B2 JPS5930332 B2 JP S5930332B2 JP 6677079 A JP6677079 A JP 6677079A JP 6677079 A JP6677079 A JP 6677079A JP S5930332 B2 JPS5930332 B2 JP S5930332B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- surface acoustic
- acoustic wave
- silicon oxide
- oxide film
- substrate
- Prior art date
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- Expired
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-
- 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
- H03H9/02543—Characteristics of substrate, e.g. cutting angles
- H03H9/02559—Characteristics of substrate, e.g. cutting angles of lithium niobate or lithium-tantalate substrates
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、弾性表面波素子に係り、特に遅延時間の温度
特性の向上と、電気機械結合係数の増大をはかり得る弾
性表面波素子に関する。
特性の向上と、電気機械結合係数の増大をはかり得る弾
性表面波素子に関する。
周知のように弾性表面波素子には遅延時間の温度特性の
良好な、つまり広範囲な温度変化に対して遅延時間変化
の少ない性能と、電気機械係数の犬なることが要求され
ている。
良好な、つまり広範囲な温度変化に対して遅延時間変化
の少ない性能と、電気機械係数の犬なることが要求され
ている。
従来、遅延時間の温度特性の小さい弾性表面波素子とし
てＳＴカット水晶基板を用いＸ軸方向に表面波を伝搬さ
せるようにしたものが知られているが、電気機械結合係
数が小さいためフィルタや共振器を製作するのに不利で
あった。
てＳＴカット水晶基板を用いＸ軸方向に表面波を伝搬さ
せるようにしたものが知られているが、電気機械結合係
数が小さいためフィルタや共振器を製作するのに不利で
あった。
このため、一般的にはＬｉＮｂｏ３単結晶やＬｉＴａＯ
３単結晶を基板として用いているが、遅延時間の温度特
性がさほどよくないという欠点を有している。
３単結晶を基板として用いているが、遅延時間の温度特
性がさほどよくないという欠点を有している。
そこで、温度特性の向上をはかるため、結合係数の比較
的大きいＹカットＺ方向表面波伝搬のＬ ｔ Ｎ ｂＯ
ａやＹカットＺ方向表面波伝搬のＬ ｔ Ｔ ａ Ｏ３
単結晶基板上にシリコン酸化膜を形成し、温度特性の改
善をはかった報告が１９７４年のＵｌｔｒａｓｏｎｉｃ
ｓ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ ＩＥＥＥで行われた。
的大きいＹカットＺ方向表面波伝搬のＬ ｔ Ｎ ｂＯ
ａやＹカットＺ方向表面波伝搬のＬ ｔ Ｔ ａ Ｏ３
単結晶基板上にシリコン酸化膜を形成し、温度特性の改
善をはかった報告が１９７４年のＵｌｔｒａｓｏｎｉｃ
ｓ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ ＩＥＥＥで行われた。
しかし上記ＹカットＺ方向表面波伝搬のＬｉＮｂＯ３や
ＹカットＺ方向表面波伝搬のＬｉＴａＯ３のいずれの場
合も温度特性＝７）＆善がみられるのはシリコン酸化膜
が伝搬する弾性表面波波長の１／４〜１／２程度の時の
みであり、例えば１００ ＭＨｚ付近で考えると弾性表
面波波長は３０〜３５μｍ程度となり、シリコン酸化膜
は７〜２０ｐｍ程度の厚さが必要となる。
ＹカットＺ方向表面波伝搬のＬｉＴａＯ３のいずれの場
合も温度特性＝７）＆善がみられるのはシリコン酸化膜
が伝搬する弾性表面波波長の１／４〜１／２程度の時の
みであり、例えば１００ ＭＨｚ付近で考えると弾性表
面波波長は３０〜３５μｍ程度となり、シリコン酸化膜
は７〜２０ｐｍ程度の厚さが必要となる。
一般に、シリコン酸化膜の形成は蒸着やスパッタリング
で行っており、厚い膜の形成には非常に長時間を要する
。
で行っており、厚い膜の形成には非常に長時間を要する
。
従って厚い膜を形成することは生産化が悪く、量産に不
適当であるという大きな欠点がある。
適当であるという大きな欠点がある。
本発明は、このような点に鑑みてなされたもので、生産
性が良く、遅延時間の温度特性２よび機械的結合係数の
優れた弾性表面波素子を提供することを目的とするもの
である。
性が良く、遅延時間の温度特性２よび機械的結合係数の
優れた弾性表面波素子を提供することを目的とするもの
である。
すなわち本発明は、Ｘカッｔ’ＬｉＴａＯ３基板上にＹ
軸からほぼ１１２°方向に弾性表面波が伝搬するよう入
出力電極を形成し、該入出力電極を含む前記基板上にシ
リコン酸化膜を伝搬する弾性表面波波長のｌ／２０〜１
／６の膜厚で被着した弾性表面波素子を提供するもので
ある。
軸からほぼ１１２°方向に弾性表面波が伝搬するよう入
出力電極を形成し、該入出力電極を含む前記基板上にシ
リコン酸化膜を伝搬する弾性表面波波長のｌ／２０〜１
／６の膜厚で被着した弾性表面波素子を提供するもので
ある。
以下、本発明を図面を参照して詳細に説明する。
第１図ａは本発明の一実施例、第１図（ｂ）はその断面
図を示すものである。
図を示すものである。
図において１１はＸカットタンタル酸リチウム（ＬｉＴ
ａＯａ）基板である。
ａＯａ）基板である。
ここでＸカットとは、基板表面がＩＲＥ
（Ｉｎ５ｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｒａｄｉｏ Ｅｎｇｎｅ
ｅｒｉｎｇ）標準のＸ軸±１０度の方向に対して垂直で
あるようにＬｉＴａ０連結晶から切り出したものをいう
。
ｅｒｉｎｇ）標準のＸ軸±１０度の方向に対して垂直で
あるようにＬｉＴａ０連結晶から切り出したものをいう
。
このＬｉＴａＯ３基板１１上にはＹ軸からほぼ１１２°
方向に弾性表面波が伝搬するように入力インターデイジ
タル電極１２および出力インターディジタル電極１３が
形成されている。
方向に弾性表面波が伝搬するように入力インターデイジ
タル電極１２および出力インターディジタル電極１３が
形成されている。
そしてこの入出力電極１２．１３を含むこのＬｉＴａ０
ａ基板１１にシリコン酸化膜（Ｓ１０□）１４が伝搬す
る弾性表面波波長の１／２０〜１／６の膜厚で被着され
ている。
ａ基板１１にシリコン酸化膜（Ｓ１０□）１４が伝搬す
る弾性表面波波長の１／２０〜１／６の膜厚で被着され
ている。
すなわち本発明に係る弾性表面波素子は、ＸカットＬｉ
ＴａＯ３基板のＹ軸に対しほぼ１１２°の方向に弾性表
面波が伝搬するように構成するとともに、この弾性表面
波素子の表面上に上記伝搬する弾性表面波波長の１／２
０〜１／６の膜厚でシリコン酸化膜を被着して構成され
ている。
ＴａＯ３基板のＹ軸に対しほぼ１１２°の方向に弾性表
面波が伝搬するように構成するとともに、この弾性表面
波素子の表面上に上記伝搬する弾性表面波波長の１／２
０〜１／６の膜厚でシリコン酸化膜を被着して構成され
ている。
第２図はＬ Ｉ Ｔ ａ Ｏｓ基板の結晶配向と、この
基板表面上に被着するシリコン酸化膜の厚さを変化させ
た場合の遅延時間温度特性の２５８Ｃ付近における一次
傾斜（Ｐ ＰＭ／’Ｃ） の変化を示したものである
。
基板表面上に被着するシリコン酸化膜の厚さを変化させ
た場合の遅延時間温度特性の２５８Ｃ付近における一次
傾斜（Ｐ ＰＭ／’Ｃ） の変化を示したものである
。
なおシリコン酸化膜の厚さは弾性表面波波長で正規化し
た膜の厚さで表わしている。
た膜の厚さで表わしている。
図において２１は本発明において用いるＸカットＬ ｉ
Ｔ ａ ０３基板上にＹ軸から１１２°方向に弾性表
面波が伝搬するように構成された弾性表面波素子の特性
であり、また２２はＹカッｔ’ Ｌ ｔ Ｔ ａ０３基
板上にＺ軸方向に弾性表面波が伝搬するように構成され
た弾性表面波素子の特性である。
Ｔ ａ ０３基板上にＹ軸から１１２°方向に弾性表
面波が伝搬するように構成された弾性表面波素子の特性
であり、また２２はＹカッｔ’ Ｌ ｔ Ｔ ａ０３基
板上にＺ軸方向に弾性表面波が伝搬するように構成され
た弾性表面波素子の特性である。
特性２２から明らかのようにＹカットＬ １Ｔａ０３基
板Ｚ軸方向伝搬の配向の弾性表面波素子では、シリコン
酸化膜を被着しない場合、遅延時間の温度特性の一次傾
斜は３４ＰＰＭ／’ｒあり、これにシリコン酸化膜を被
着し、しかもその膜厚を厚くしていくと、はぼ直線的に
遅延時間の温度特性の一次傾斜の値は小さくなり、シリ
コン酸化膜厚が０．５となったところで零となる。
板Ｚ軸方向伝搬の配向の弾性表面波素子では、シリコン
酸化膜を被着しない場合、遅延時間の温度特性の一次傾
斜は３４ＰＰＭ／’ｒあり、これにシリコン酸化膜を被
着し、しかもその膜厚を厚くしていくと、はぼ直線的に
遅延時間の温度特性の一次傾斜の値は小さくなり、シリ
コン酸化膜厚が０．５となったところで零となる。
これに対して、特性２１から明らかのようにＸカットＬ
ｉＴａＯ３基板でＹ軸から１１２°方向伝搬の配向の弾
性表面波素子では、シリコン酸化膜を被着しない場合、
遅延時間の温度特性の一次傾斜は１８ＰＰＶＣであり、
シリコン酸化膜を被着するとその値は急激に小さくなり
、シリコン酸化膜厚が０．０９で零となる。
ｉＴａＯ３基板でＹ軸から１１２°方向伝搬の配向の弾
性表面波素子では、シリコン酸化膜を被着しない場合、
遅延時間の温度特性の一次傾斜は１８ＰＰＶＣであり、
シリコン酸化膜を被着するとその値は急激に小さくなり
、シリコン酸化膜厚が０．０９で零となる。
すなわちＹカットＬｉＴａＯ３基板Ｚ軸方向伝搬の素子
では、シリコン酸化膜厚が０．４〜０．５で遅延時間の
温度特性の一次傾斜が５ＰＰＭ／”Ｃ〜零となり、２５
℃付近の温度変化に対して表面波の遅延時間変化がほぼ
無視できるようになるのに対し、ＸカットＬ ｉ Ｔ
ａ Ｏｓ基板、Ｙ軸から１１２°方向伝搬の素子ではシ
リコン酸化膜が１７２０〜１〜６という極めて薄い膜厚
で上記と同様の効果を達成することができる。
では、シリコン酸化膜厚が０．４〜０．５で遅延時間の
温度特性の一次傾斜が５ＰＰＭ／”Ｃ〜零となり、２５
℃付近の温度変化に対して表面波の遅延時間変化がほぼ
無視できるようになるのに対し、ＸカットＬ ｉ Ｔ
ａ Ｏｓ基板、Ｙ軸から１１２°方向伝搬の素子ではシ
リコン酸化膜が１７２０〜１〜６という極めて薄い膜厚
で上記と同様の効果を達成することができる。
上記シリコン酸化膜の膜厚は１００ＭＨｚの近傍の表面
を例にとったとき（波長が３０〜３５μｍとなる）、Ｙ
カットＬ ｔ Ｔ ａ ０３基板Ｚ軸方向伝搬の素子の
場合、約１２μｒｒｒ−１７，５μｍのシリコン酸化膜
厚が必要であるのに対−ＸカットＬ ｉ Ｔ ａｏ ３
基板、Ｙ軸から１１２°方向伝搬の場合１．５〜６１ｔ
ｒｒＸの膜厚でよく、従って短時間に膜の形成が出来る
ことは明らかである。
を例にとったとき（波長が３０〜３５μｍとなる）、Ｙ
カットＬ ｔ Ｔ ａ ０３基板Ｚ軸方向伝搬の素子の
場合、約１２μｒｒｒ−１７，５μｍのシリコン酸化膜
厚が必要であるのに対−ＸカットＬ ｉ Ｔ ａｏ ３
基板、Ｙ軸から１１２°方向伝搬の場合１．５〜６１ｔ
ｒｒＸの膜厚でよく、従って短時間に膜の形成が出来る
ことは明らかである。
このように、ＸカットＬ ｔ Ｔ ａ ０３基板上にＹ
軸からほぼ１１２°方向に表面波が伝搬するように入出
力電極を形成しこの入出力電極を含む基板上にシリコン
酸化膜を伝搬する弾性表面波波長の１／２０〜１／６の
膜厚で被着すると、遅延時間の温度特性を無視できる程
度に小さくすることができる。
軸からほぼ１１２°方向に表面波が伝搬するように入出
力電極を形成しこの入出力電極を含む基板上にシリコン
酸化膜を伝搬する弾性表面波波長の１／２０〜１／６の
膜厚で被着すると、遅延時間の温度特性を無視できる程
度に小さくすることができる。
第３図は、上記本発明の一実施例としてシリコン酸化膜
を弾性表面波波長の０．０９倍つけたときの温度に対す
る遅延時間の変化を示したものである。
を弾性表面波波長の０．０９倍つけたときの温度に対す
る遅延時間の変化を示したものである。
温度特性は二次曲線状になっており、温度１０℃から４
０℃まで変化しても、遅延時間温度特性はＩＯＰＰＭ以
下の変化幅しか示さず、特に前述のように温度２５℃付
近の温度変化に対しては遅延時間温度特性の一次傾斜は
ほぼＯＰＰＭ／’Ｃであるので、温度変化に対して遅延
時間の変化はほとんどないことがわかる。
０℃まで変化しても、遅延時間温度特性はＩＯＰＰＭ以
下の変化幅しか示さず、特に前述のように温度２５℃付
近の温度変化に対しては遅延時間温度特性の一次傾斜は
ほぼＯＰＰＭ／’Ｃであるので、温度変化に対して遅延
時間の変化はほとんどないことがわかる。
一方第４図は、シリコン酸化膜の膜厚に対する電気機械
結合係数に２を示したものである。
結合係数に２を示したものである。
前述のように弾性表面波素子の総合係数に２は大きい方
が望ましいが、本発明によるとに２＝１．４４％となり
、表面にシリコン酸化膜がない場合の結合係数に２＝０
．７３％に比べ約２倍、ＳＴカット水晶に比べ約１０倍
の大きさとすることができる。
が望ましいが、本発明によるとに２＝１．４４％となり
、表面にシリコン酸化膜がない場合の結合係数に２＝０
．７３％に比べ約２倍、ＳＴカット水晶に比べ約１０倍
の大きさとすることができる。
従って、本発明によると、薄いシリコン酸化膜を形成す
るだけで遅延時間の温度特性を向上せしめることができ
るだけでなく、電気−機械結合係数をも大きくすること
ができる。
るだけで遅延時間の温度特性を向上せしめることができ
るだけでなく、電気−機械結合係数をも大きくすること
ができる。
以上説明したように本発明によると、従来考えられてい
たよりも数倍薄いシリコン酸化膜の膜厚で遅延時間温度
特性がきわめて小さく、かつ結合係数の大きい弾性表面
波素子を提供することができる。
たよりも数倍薄いシリコン酸化膜の膜厚で遅延時間温度
特性がきわめて小さく、かつ結合係数の大きい弾性表面
波素子を提供することができる。
第１図ａ２よびｂは本発明に係る弾性表面波素子の構成
を示す斜視図および断面図、第２図は本発明に係る弾性
表面波素子のシリコン酸化膜の膜厚に対する遅延時間温
度特性の一次傾斜の変化を示す図、第３図は一次傾斜零
となるシリコン酸化膜膜厚の場合の遅延時間温度特性を
示す図、第４図はシリコン酸化膜の膜厚に対する電気−
機械結合係数の変化を示す図である。 １１・・・・・・ＸカットＬｉＴａＯ３，１２・・・・
・・入力電極、１３・・・・・・出力電極、１４・・・
・・・シリコン酸化膜。
を示す斜視図および断面図、第２図は本発明に係る弾性
表面波素子のシリコン酸化膜の膜厚に対する遅延時間温
度特性の一次傾斜の変化を示す図、第３図は一次傾斜零
となるシリコン酸化膜膜厚の場合の遅延時間温度特性を
示す図、第４図はシリコン酸化膜の膜厚に対する電気−
機械結合係数の変化を示す図である。 １１・・・・・・ＸカットＬｉＴａＯ３，１２・・・・
・・入力電極、１３・・・・・・出力電極、１４・・・
・・・シリコン酸化膜。
Claims (1)
- １ ＸカットＬｉＴａ０ａ基板と、この基板上にＹ軸に
対してほぼ１１２°方向に弾性表面波が伝搬するように
形成された電極と、この電極を含む前記ＬｉＴａＯ３基
板上に伝搬する弾性表面波波長のｌ／２０乃至１／６の
膜厚で被着されたシリコン酸化膜とを備えることを特徴
とする弾性表面波素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6677079A JPS5930332B2 (ja) | 1979-05-31 | 1979-05-31 | 弾性表面波素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6677079A JPS5930332B2 (ja) | 1979-05-31 | 1979-05-31 | 弾性表面波素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55159612A JPS55159612A (en) | 1980-12-11 |
| JPS5930332B2 true JPS5930332B2 (ja) | 1984-07-26 |
Family
ID=13325434
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6677079A Expired JPS5930332B2 (ja) | 1979-05-31 | 1979-05-31 | 弾性表面波素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5930332B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60244108A (ja) * | 1984-05-18 | 1985-12-04 | Alps Electric Co Ltd | 弾性表面波素子 |
| US4978879A (en) * | 1988-07-27 | 1990-12-18 | Fujitsu Limited | Acoustic surface wave element |
| DE10302633B4 (de) * | 2003-01-23 | 2013-08-22 | Epcos Ag | SAW-Bauelement mit verbessertem Temperaturgang |
| DE102004045181B4 (de) * | 2004-09-17 | 2016-02-04 | Epcos Ag | SAW-Bauelement mit reduziertem Temperaturgang und Verfahren zur Herstellung |
-
1979
- 1979-05-31 JP JP6677079A patent/JPS5930332B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55159612A (en) | 1980-12-11 |
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