專利名稱：表面聲波器件及利用其的移動(dòng)通信設(shè)備和傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明特別涉及在高頻帶中具有出色的帶通特性的表面聲波器件以及利用了該器件的移動(dòng)通信設(shè)備和傳感器。
背景技術(shù)：
由于表面聲波器件(以下稱為SAW器件)體積小、重量輕，因此在移動(dòng)通信終端的無(wú)線設(shè)備中，多用作為濾波器或者諧振器。伴隨著移動(dòng)電話系統(tǒng)的高頻化，對(duì)于在這種移動(dòng)通信終端的無(wú)線設(shè)備中使用的濾波器要求能夠在高頻帶，特別是在800MHz頻帶～數(shù)GHz頻帶中使用。特別是，要求在通帶中損失低，在阻帶中能夠強(qiáng)烈衰減，而且具有陡峭的濾波特性。
一般，如果在形成于壓電基板上的電極指相互嚙合的叉指換能器(以下，稱為IDT)電極上加入電壓，則產(chǎn)生沿著壓電基板表面?zhèn)鬏數(shù)谋砻媛暡?以下，稱為SAW)。SAW器件通過(guò)激勵(lì)、接收該SAW實(shí)現(xiàn)必要的濾波特性。該SAW器件的電特性主要由IDT電極的形狀和結(jié)構(gòu)以及沿著壓電基板傳輸?shù)腟AW的傳輸特性決定。例如，在作為SAW器件一種的SAW諧振器中，IDT電極的電極指間間距p與SAW的音速即傳輸速度v，諧振頻率f之間具有(式1)的關(guān)系。
V＝2·p·f (式1)從而，如果在高頻帶中使用SAW器件則諧振頻率f增大，而如果SAW的傳輸速度v一定，則必須減小IDT電極指間間距p。由于這將使IDT電極的圖形寬度非常窄，因此將降低SAW器件的制造合格率。而為了不降低制造合格率，需要謀求SAW傳輸速度v大的壓電基板。另外，為了得到低損失的特性，需要盡可能減小伴隨著SAW傳輸?shù)膿p失或者IDT電極的電阻。
從這樣的點(diǎn)出發(fā)，在實(shí)現(xiàn)高頻帶中低損失的SAW濾波器或者SAW諧振器等SAW器件時(shí)，廣泛使用在鉭酸鋰](LiTaO3)單晶體(以下，稱為L(zhǎng)T單晶體)的36°旋轉(zhuǎn)Y切割板中把X方向作為SAW的傳輸方向的36°Y-X基板(以下，稱為L(zhǎng)T36°板)，或者在鈮酸鋰(LiNbO3)單晶體(以下，稱為L(zhǎng)N單晶體)的64°旋轉(zhuǎn)Y切割板中把X方向作為SAW的傳輸方向的64°Y-X基板(以下，稱為L(zhǎng)N64°板)。如果使用這些以切割角切割出的LT36°板以及LN64°板，則能夠形成利用稱為漏泄表面聲波(漏泄表面聲波以下稱為L(zhǎng)SAW)的一部分在基板內(nèi)部放射體波(BULKWAVE)的同時(shí)傳輸?shù)腟AW的SAW器件結(jié)構(gòu)。
在這些基板中激勵(lì)的LSAW具有音速即傳輸速度快的特征。進(jìn)而，在能夠忽略IDT電極的質(zhì)量負(fù)荷效應(yīng)的情況下，即，在與傳輸?shù)腖SAW的波長(zhǎng)相比較IDT電極的膜厚充分薄的情況下，由于幾乎不放射體波，因此能夠充分地減小伴隨著體波放射的傳輸損失。從而，LT36°板或者LN64°板適于構(gòu)成低損失的高頻SAW濾波器或者SAW諧振器。以往根據(jù)該理由而大量地使用。
但是，如果把這些基板在800MHz頻帶～數(shù)GHz頻帶的SAW濾波器或者SAW諧振器中使用，則由于SAW的波長(zhǎng)短，IDT電極的膜厚成為SAW的波長(zhǎng)的數(shù)％～十?dāng)?shù)％，因此不能夠忽略IDT電極的質(zhì)量負(fù)荷效應(yīng)。其結(jié)果，不能夠忽略伴隨著LSAW傳輸?shù)膫鬏敁p失。
作為解決這個(gè)問(wèn)題的手段，使用把切割角偏移到高角度一側(cè)切割的基板是有效的，能夠充分地減小傳輸損失，在特開(kāi)平9-167936號(hào)公報(bào)中公開(kāi)了該技術(shù)。如果依據(jù)該技術(shù)，則根據(jù)IDT電極的歸一化(NORMALIZED)膜厚h/λ(h電極的膜厚，λSAW的波長(zhǎng))，沿著LT單晶體或者LN單晶體上傳輸?shù)腖SAW的傳輸損失成為最小的基板切割角不同。在LT單晶體的情況下，在IDT電極的膜厚成為L(zhǎng)SAW波長(zhǎng)的0.03～0.15(歸一化膜厚h/λ是3％～15％)時(shí)，如果使切割角不是向36°而是向39～46°的高角度一側(cè)偏移，則顯示出能夠使傳輸損失幾乎為0。同樣地，在LN單晶體的情況下，在IDT電極的膜厚成為L(zhǎng)SAW的波長(zhǎng)的0.03～0.15(歸一化膜厚h/λ為3％～15％)時(shí)，顯示出如使切割角不是向64°而是向66～74°高角度側(cè)偏移，可使傳輸損失幾乎為0。
但是，一般頻率特性不同的SAW濾波器或者SAW諧振器的IDT電極之間的間距不同。從而，假如以相同的膜厚制作具有不同頻率特性的SAW濾波器或者SAW諧振器，則在各個(gè)SAW濾波器或者SAW諧振器中最佳的歸一化膜厚h/λ不同。其結(jié)果，例如對(duì)于由在1片芯片上形成頻率不同的SAW濾波器的結(jié)構(gòu)，即所謂的1片芯片中2個(gè)濾波器類型的結(jié)構(gòu)所構(gòu)成的SAW器件的情況下，將產(chǎn)生以下所述的課題。即，由于IDT電極的膜厚一般在1片芯片內(nèi)相同，因此不能夠使這2個(gè)SAW濾波器的傳輸損失都幾乎為0。另一方面，為了使這兩種SAW濾波器的傳輸損失都幾乎為0，需要在1片芯片內(nèi)根據(jù)各個(gè)SAW濾波器采用最佳的膜厚。但是，用于實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)的制造工藝非常復(fù)雜，難以導(dǎo)入到實(shí)際的批量生產(chǎn)工藝中。
進(jìn)而，在特開(kāi)平5-183380號(hào)公報(bào)中，作為加大頻帶外的衰減的方法，公開(kāi)了在把SAW諧振器連接成梯子型的梯子型SAW濾波器的并聯(lián)臂的諧振器中連接電抗元件的方法。但是，在這種方法中通過(guò)擴(kuò)展衰減的頻帶，雖然在某個(gè)頻帶范圍內(nèi)能夠進(jìn)行充分的衰減，但是不能夠大幅度地提高作為濾波特性所要求的陡峭性。從而，相對(duì)交叉頻帶(＝(交叉頻帶上端頻率-交叉頻帶下端頻率)/交叉頻帶的中心頻率)例如在作為美國(guó)的移動(dòng)電話機(jī)標(biāo)準(zhǔn)的PCS中是0.01，在通帶與阻帶非常接近的情況下，用上述的方法不能夠充分地衰減處于通帶附近的阻帶。
發(fā)明的內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供特別地降低SAW濾波器或者SAW諧振器的插入損失而且提高陡峭特性的SAW器件，使用了該器件的移動(dòng)通信設(shè)備以及傳感器。具體地講，基本點(diǎn)是通過(guò)使用以能夠激勵(lì)LSAW的切割角切割出的壓電基板，降低作為以往LSAW所使用的SAW的音速，使得比沿著壓電基板傳輸?shù)穆龣M波的速度還慢，利用在理論上不發(fā)生傳輸損失的RSAW，與利用了以往的LSAW的SAW器件相比較，減少插入損失而且提高陡峭特性。
為解決上述課題，本發(fā)明的SAW器件特征是由以能夠激勵(lì)LSAW的切割角切割出的壓電基板和包括在該基板上至少具有一對(duì)相互嚙合的電極指的IDT電極的電極圖形構(gòu)成，在令該SAW器件的諧振頻率為f(Hz)，令沿著壓電基板傳輸?shù)穆龣M波的音速為vb(m/s)，令形成在壓電基板上的電極圖形的電極指的間距為p(m)時(shí)，電極指的間距p滿足2×p≤vb/f的關(guān)系。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，通過(guò)衰減LSAW的體波的放射，把LSAW作為RSAW傳輸，能夠使傳輸損失幾乎為0，與以往的利用了LSAW的情況相比較，能夠得到插入損失低而且陡峭特性出色的SAW器件。
另外，本發(fā)明的SAW器件除去上述的結(jié)構(gòu)以外，還構(gòu)成電極圖形的電極指形成在具有與該電極指的間距p幾乎相同的間距而且設(shè)置在壓電基板表面上的臺(tái)階部分的頂部的結(jié)構(gòu)。由此，與以往的利用了LSAW的情況相比較，能夠得到低損失而且陡峭特性出色的SAW器件的同時(shí)，能夠改善在把LSAW利用為RSAW時(shí)產(chǎn)生的每一條電極的反射系數(shù)的下降。其結(jié)果，能夠得到衰減了在電特性特別是在帶通特性中發(fā)生的波動(dòng)的SAW器件。
另外，本發(fā)明的SAW器件除去上述的結(jié)構(gòu)以外，還構(gòu)成在電極圖形上至少形成了覆蓋該電極圖形的電介質(zhì)膜的結(jié)構(gòu)。由此，利用形成電介質(zhì)膜產(chǎn)生的音速的下降，與利用了以往的LSAW的情況相比較，能夠得到插入損失低而且陡峭特性出色的SAW諧振器。
另外，本發(fā)明的SAW器件是形成了以能夠激勵(lì)LSAW的切割角切割出的壓電基板，包括在該壓電基板上至少具有一對(duì)相互嚙合的電極指的IDT電極的電極圖形和在該電極圖形上至少覆蓋電極圖形的電介質(zhì)膜的結(jié)構(gòu)，特征是當(dāng)令形成SAW器件的電介質(zhì)膜之前的諧振頻率為fbefore(Hz)，令形成了電介質(zhì)膜以后的諧振頻率為fafter(Hz)，令沿著壓電基板傳輸?shù)穆龣M波的音速為vb(m/s)，令形成在壓電基板上的電極圖形的電極指的間距為p(m)時(shí)，電極指的間距p滿足2×p×fbefore≤vb≤2×p×fafter的關(guān)系。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，即使在通過(guò)在其上面形成電介質(zhì)膜增加音速的情況下，與以往的利用了LSAW的SAW諧振器相比較也能夠得到插入損失降低而且陡峭特性出色的SAW器件。
另外，本發(fā)明的SAW器件除去上述的結(jié)構(gòu)以外，電極指還由鋁(Al)或者以Al為主體的金屬構(gòu)成，而且在令使用該壓電基板利用LSAW所制作的LSAW型表面聲波器件的IDT電極的膜厚為hL，令取為與該LSAW型表面聲波器件相同的諧振頻率時(shí)的表面聲波器件的IDT電極的膜厚為hr時(shí)，做成表面聲波器件的IDT電極的膜厚hr滿足hL≤hr的結(jié)構(gòu)。
依據(jù)該結(jié)構(gòu)，在根據(jù)IDT電極的質(zhì)量負(fù)荷使LSAW的傳輸速度下降的同時(shí)能夠抑制由IDT電極的膜厚引起的電極膜電阻的上升。其結(jié)果，能夠得到低損失而且陡峭特性出色的SAW器件。
另外，本發(fā)明的SAW器件的特征是在上述結(jié)構(gòu)中，至少表面聲波器件的電極指還能夠使用比Al密度大的金屬。
依據(jù)該結(jié)構(gòu)，通過(guò)至少由比Al的密度高的金屬形成IDT電極的電極指，能夠改善每一條電極的反射系數(shù)的下降，其結(jié)果，能夠衰減通帶特性中發(fā)生的波動(dòng)，而且得到陡峭特性出色的SAW器件。
另外，本發(fā)明的SAW器件的特征是在上述結(jié)構(gòu)中，至少表面聲波器件的電極指是還具有由比Al的密度大的金屬構(gòu)成的第1層和由Al或者以Al為主體的金屬構(gòu)成的第2層的至少2層以上的多層構(gòu)造的電極。依據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠改善每一條IDT電極的反射系數(shù)的下降。其結(jié)果，由于抑制在通帶特性中發(fā)生的波動(dòng)的同時(shí)還能夠抑制電極電阻的上升，因此能夠得到損失少而且陡峭特性出色的SAW器件。
另外，本發(fā)明的SAW器件的特征是在上述結(jié)構(gòu)中，壓電基板是LiTaO3單晶體(LT)。由此，能夠在1片芯片上同時(shí)形成以往的利用了LSAW的SAW器件和本發(fā)明的SAW器件。
另外，本發(fā)明的SAW器件的特征是在上述結(jié)構(gòu)中，由LiTaO3單晶體構(gòu)成的壓電基板具有在以LiTaO3單晶體的X軸為中心，從Y軸向Z軸方向以26度以上50度以下范圍的角度旋轉(zhuǎn)的方位切割出的切割面，具有能夠激勵(lì)漏泄表面彈性波的特性。依據(jù)該構(gòu)造，即使做成同時(shí)在1片芯片上形成以往的利用了LSAW的SAW器件和本發(fā)明的SAW器件的1片芯片上2個(gè)器件類型的SAW器件，也能夠同時(shí)減小雙方的SAW器件的損失，而且能夠得到出色的陡峭特性。
另外，本發(fā)明的SAW器件的特征是在上述結(jié)構(gòu)中壓電基板是LiNbO3單晶體。由此，作為在1片芯片上形成以往的利用了LSAW的SAW器件和本發(fā)明的SAW器件的1片芯片上2個(gè)器件類型的SAW器件，也能夠得到良好的特性。
另外，本發(fā)明的SAW器件的特征是在上述結(jié)構(gòu)中，由LiNbO3單晶體構(gòu)成的壓電基板具有在以LiNbO3單晶體的X軸為中心，從Y軸向Z軸方向以50度以上80度以下范圍的角度旋轉(zhuǎn)的方位切割出的切割面，具有能夠激勵(lì)漏泄表面彈性波的特性。依據(jù)該構(gòu)造，即使做成同時(shí)在1片芯片上形成以往的利用了LSAW的SAW器件和本發(fā)明的SAW器件的1片芯片上2個(gè)器件類型的SAW器件，也能夠同時(shí)減小雙方的SAW器件的損失，而且能夠得到出色的陡峭特性。
另外，本發(fā)明的SAW器件特征是把上述結(jié)構(gòu)的SAW器件的2個(gè)以上組合起來(lái)形成在1片芯片上。依據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠得到低損失而且具有陡峭的頻率選擇性的SAW器件。
另外，本發(fā)明的移動(dòng)通信設(shè)備的特征是使用了上述結(jié)構(gòu)的SAW器件。依據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠把低損失而且陡峭特性的SAW器件使用在移動(dòng)通信設(shè)備中，能夠?qū)崿F(xiàn)體積小而且重量輕，厚度薄的移動(dòng)通信設(shè)備，例如移動(dòng)電話機(jī)。
另外，本發(fā)明的傳感器作為傳感器部分通過(guò)使用根據(jù)在本發(fā)明中公開(kāi)的方法所實(shí)現(xiàn)的損失低而且陡峭特性的SAW器件，能夠得到體積小、重量輕而且靈敏度良好的傳感器。另外，作為傳感器最適宜的是用作為探測(cè)溫度的傳感器，而也能夠用作為探測(cè)氣味的傳感器，探測(cè)水分量的傳感器等。


圖1A是示出作為本發(fā)明實(shí)施例1中的SAW器件的一個(gè)例子所制作的1-portSAW(一端口表面聲波)諧振器的立體圖。
圖1B是沿著圖1A所示的t-t線的剖面圖。
圖1C是該實(shí)施例的IDT電極的一個(gè)周期部分的剖面放大圖。
圖2示出39°Y-XLT基板中的LSAW的傳輸損失與IDT電極的歸一化膜厚的關(guān)系。
圖3A示出在該實(shí)施例中，實(shí)施例樣品1的1-portSAW諧振器的帶通特性。
圖3B示出在該實(shí)施例中，比較樣品1的1-portSAW諧振器的帶通特性。
圖3C示出在該實(shí)施例中，比較樣品2的1-portSAW諧振器的帶通特性。
圖4是用于在該實(shí)施例中求陡峭度指標(biāo)的圖。
圖5是用于在該實(shí)施例中求插入損失指標(biāo)的圖。
圖6是用于在該實(shí)施例中求頻帶外衰減度指標(biāo)的圖。
圖7A是示出作為本發(fā)明實(shí)施例2中的SAW器件一例的梯子型SAW濾波器的結(jié)構(gòu)的立體圖。
圖7B是該實(shí)施例中的梯子型SAW濾波器的電路結(jié)構(gòu)圖。
圖8示出在該實(shí)施例中使用的LT42°板中的LSAW的傳輸損失與歸一化膜厚的關(guān)系。
圖9A示出在該實(shí)施例中，實(shí)施例樣品2的梯子型SAW濾波器的帶通特性。
圖9B示出在該實(shí)施例中，比較樣品3的梯子型SAW濾波器的帶通特性。
圖10用于說(shuō)明在該實(shí)施例中的形狀因子的定義。
圖11A示出在本發(fā)明的實(shí)施例3中，實(shí)施例樣品3的1-portSAW諧振器的帶通特性。
圖11B示出在該實(shí)施例中，實(shí)施例樣品4的1-portSAW諧振器的帶通特性。
圖11C示出在該實(shí)施例中，實(shí)施例樣品5的1-portSAW諧振器的帶通特性。
圖11D示出在該實(shí)施例中，實(shí)施例樣品6的1-portSAW諧振器的帶通特性。
圖11E示出在該實(shí)施例中，比較樣品4的1-portSAW諧振器的帶通特性。
圖12A示出在本發(fā)明的實(shí)施例4中，實(shí)施例樣品7的1-portSAW諧振器的部分結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖12B示出在該實(shí)施例中，實(shí)施例樣品8的1-portSAW諧振器的部分結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖13A示出在該實(shí)施例中，實(shí)施例樣品7的1-portSAW諧振器的電介質(zhì)膜形成前的帶通特性。
圖13B示出在該實(shí)施例中，實(shí)施例樣品7的1-portSAW諧振器的電介質(zhì)膜形成后的帶通特性。
圖14A示出在該實(shí)施例中，實(shí)施例樣品8的1-portSAW諧振器的電介質(zhì)膜形成前的帶通特性。
圖14B示出在該實(shí)施例中，實(shí)施例樣品8的1-portSAW諧振器的電介質(zhì)膜形成后的帶通特性。
圖15示出在該實(shí)施例中，比較樣品5的1-portSAW諧振器的帶通特性。
圖16示出在該實(shí)施例中，比較樣品6的1-portSAW諧振器的帶通特性。
圖17A示出在本發(fā)明的實(shí)施例5中，實(shí)施例樣品9的1片芯片上2個(gè)濾波器類型的SAW濾波器內(nèi)的800MHz頻帶梯子型SAW濾波器的帶通特性。
圖17B示出在該實(shí)施例中，實(shí)施例樣品9的1片芯片上2個(gè)濾波器類型的SAW濾波器內(nèi)的1.9GHz頻帶梯子型SAW濾波器的帶通特性。
圖18A示出在該實(shí)施例中，實(shí)施例樣品10的1片芯片上2個(gè)濾波器類型的SAW濾波器內(nèi)的800MHz頻帶梯子型SAW濾波器的帶通特性。
圖18B示出在該實(shí)施例中，實(shí)施例樣品10的1片芯片上2個(gè)濾波器類型的SAW濾波器內(nèi)的1.9GHz頻帶梯子型SAW濾波器的帶通特性。
圖19A示出在該實(shí)施例中，比較樣品7的1片芯片上2個(gè)濾波器類型的SAW濾波器內(nèi)的800MHz頻帶梯子型SAW濾波器的帶通特性。
圖19B示出在該實(shí)施例中，比較樣品7的1片芯片上2個(gè)濾波器類型的SAW濾波器內(nèi)的1.9GHz頻帶梯子型SAW濾波器的帶通特性。
圖20A示出在該實(shí)施例中，比較樣品8的1片芯片上2個(gè)濾波器類型的SAW濾波器內(nèi)的800MHz頻帶梯子型SAW濾波器的帶通特性。
圖20B示出在該實(shí)施例中，比較樣品8的1片芯片上2個(gè)濾波器類型的SAW濾波器內(nèi)的1.9GHz頻帶梯子型SAW濾波器的帶通特性。
圖21是本發(fā)明的實(shí)施例6中，把表面聲波器件作為溫度傳感器的基本結(jié)構(gòu)的概略圖。
圖22求在該實(shí)施例中環(huán)境溫度與反諧振頻率的關(guān)系。
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的SAW器件。
實(shí)施例1圖1A是示出作為本發(fā)明實(shí)施例1中的SAW器件一例制作的1-port的SAW諧振器的立體圖。在壓電基板1上形成SAW諧振器2。SAW諧振器2由IDT電極3以及反射器4構(gòu)成。圖1B是圖1A所示的沿t-t線的剖面圖。圖1C是IDT電極的一個(gè)周期部分的放大圖，示出在壓電基板1上按照一定的間距p形成了電極指301的狀態(tài)。
在本實(shí)施例中，作為壓電基板1使用了39°Y切割X傳輸?shù)腖T基板(以下，稱為39°Y-XLT基板)。沿著該壓電基板1傳輸?shù)穆龣M波的音速vb是vb＝3350.8m/s。作為在該壓電基板1上制作的SAW諧振器2的電極材料，使用在Al中添加了Cu的Al-Cu合金。另外，作為SAW諧振器的電極至少包括IDT電極和諧振器的電極。
作為實(shí)施例樣品1的SAW諧振器2，制作了由電極指301間的間距p是0.8μm，歸一化膜厚h/λ是19.4％的結(jié)構(gòu)構(gòu)成的SAW諧振器2。該實(shí)施例樣品1的SAW諧振器2的諧振頻率f是1891.4MHz，從(式1)計(jì)算出的SAW的音速是3026.2m/s。從而，比在本實(shí)施例中使用的壓電基板1的39°Y-XLT基板中的慢橫波的音速vb還慢。進(jìn)而，如果根據(jù)上述數(shù)值進(jìn)行計(jì)算，則由于2×p＝1.6×10-6，vb/f＝3350.8/(1891.4×106)＝1.772×10-6，因此滿足2×p≤vb/f的關(guān)系。
另外，作為比較樣品1，制作了電極指301間的間距p是1.06μm，歸一化膜厚h/λ是6.0％的SAW諧振器。進(jìn)而，作為比較樣品2，制作了電極指301的間距p是1.0μm，歸一化膜厚h/λ是11％的SAW諧振器。各個(gè)SAW諧振器的諧振頻率f在比較樣品1是1886.0MHz，在比較樣品2是1884.9MHz。另外，各個(gè)SAW諧振器中的SAW的音速能夠從(式1)和各個(gè)諧振頻率f求出。該值在比較樣品1是3998.3m/s，在比較樣品2是3769.8m/s。從而，比較樣品1以及比較樣品2都比在本實(shí)施例中使用的作為壓電基板1的39°Y-XLT基板中的慢橫波的音速vb快。從而，比較樣品1以及比較樣品2都不滿足2×p≤vb/f的關(guān)系。
圖2示出作為本實(shí)施例的壓電基板1的39°Y-XLT基板中的LSAW的傳輸損失與IDT電極的歸一化膜厚h/λ的關(guān)系。如從圖2所知，沿著該壓電基板1傳輸?shù)腖SAW的傳輸損失在歸一化膜厚h/λ是大約6％時(shí)成為最小。
圖3A示出實(shí)施例樣品1的SAW諧振器2的帶通特性。另外，圖3B，圖3C分別示出比較樣品1的SAW諧振器，比較樣品2的SAW諧振器的帶通特性。
另外，在本實(shí)施例中，如以下那樣進(jìn)行關(guān)于SAW諧振器的制作和特性的評(píng)價(jià)。SAW諧振器的制作由磁控管濺射法在壓電基板1上形成了用于制作IDT電極和諧振器的電極膜以后，根據(jù)使用了光刻工藝以及使用了氯族刻蝕氣體的干法刻蝕工藝形成預(yù)定的SAW諧振器的電極圖形。
另外，使用高頻探針測(cè)定了電特性。根據(jù)圖4所示的方法評(píng)價(jià)了在帶通特性中比較陡峭性的指標(biāo)。即，如圖4所示，規(guī)定帶通特性中的反諧振點(diǎn)B2和比在反諧振點(diǎn)B2中的反諧振頻率f2低20MHz的頻率一側(cè)的點(diǎn)B1，根據(jù)用直線把B1與B2(用圖4中的虛線表示)連接時(shí)的斜率作為陡峭性指標(biāo)。其中，用B1與B2之間的中點(diǎn)的頻率進(jìn)行了歸一化。另外，f2-f1＝20MHz。從而，該陡峭性指標(biāo)的值越大，作為諧振器的陡峭性越高，同時(shí)插入損失小，而且衰減極中的衰減量大。用于求陡峭性指標(biāo)的計(jì)算式示出如下。
陡峭性指標(biāo)＝{(ATT2-ATT1)/20}/(f1+10)另外，作為比較插入損失的指標(biāo)，根據(jù)圖5所示的方法進(jìn)行了評(píng)價(jià)。即，如圖5所示，求比在反諧振點(diǎn)B2中的反諧振頻率f2低的頻域一側(cè)衰減成為10dB的點(diǎn)B3的頻率f3，把從該頻率f3更低的頻率一側(cè)中低20MHz的點(diǎn)B4中的頻率f4中的插入損失作為插入損失指標(biāo)。由此，在使用這些SAW諧振器制作的梯子型濾波器的情況下，能夠在確保了必要的衰減的狀態(tài)下，得到插入損失的指標(biāo)。
另一方面，作為頻帶外的衰減度的指標(biāo)，根據(jù)圖6所示的方法進(jìn)行了評(píng)價(jià)。即，如圖6所示，使用比反諧振點(diǎn)B2中的反諧振頻率f2高30MHz的頻率一側(cè)的點(diǎn)B5中的頻率f5中的衰減度進(jìn)行了比較。
使用上述3個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，作為本實(shí)施例的實(shí)施例樣品1的SAW諧振器，分別比較比較樣品1的SAW諧振器以及比較樣品2的SAW諧振器的特性。其結(jié)果示于表1中。另外，如上述那樣，作為壓電基板1是39°Y-XLT基板，作為電極材料是Al-Cu合金。
表1

從表1可知，實(shí)施例樣品1與比較樣品1以及比較樣品2相比較，陡峭性指標(biāo)高，插入損失指標(biāo)小，具有良好的特性。如果與以往相同，實(shí)施例樣品1中的SAW諧振器是利用了LSAW的諧振器，則由于歸一化膜厚h/λ是19.4％，因此如從圖2所知，傳輸損失與比較樣品1和比較樣品2相比較格外增大，其結(jié)果能夠預(yù)測(cè)損失增大。但是，在實(shí)施例樣品1中，插入損失指標(biāo)與比較樣品1以及比較樣品2相比較反而可以得到良好的結(jié)果。該結(jié)果能夠說(shuō)明如下。即，在實(shí)施例樣品1的SAW諧振器中，其音速降低到沿著作為壓電基板1的39°Y-XLT基板傳輸?shù)穆龣M波的音速vb以下。其結(jié)果，本來(lái)應(yīng)該以LSAW模式傳輸?shù)牟ú灰訪SAW的模式傳輸，而以漏泄SAW(以下，稱為RSAW)模式傳輸。從而，傳輸損失幾乎為0，從而，還能夠推斷損失、陡峭性都提高。這樣，使用上述的壓電基板1，能夠通過(guò)設(shè)定電極間距p使得滿足2×p≤vb/f的關(guān)系。
其中，對(duì)于陡峭性，可以考慮損失降低的同時(shí)，還伴隨著電機(jī)械耦合系數(shù)的變化產(chǎn)生的影響。特別是，在加厚了SAW諧振器的電極膜厚的情況下，一般有效耦合系數(shù)keff增加，其結(jié)果容量比γ降低，陡峭性變差。但是，在實(shí)施例樣品1中，與比較樣品1以及比較樣品2相比較，盡管電極膜厚很厚，但陡峭性反而提高，顯示出良好的特性。從而，能夠推斷伴隨著本來(lái)應(yīng)該以SAW模式傳輸?shù)牟ㄒ訰SAW模式傳輸，耦合系數(shù)也同時(shí)降低。
另一方面，如果把比較樣品1與比較樣品2進(jìn)行比較，則比較樣品1的插入損失、陡峭性都出色。這一點(diǎn)能夠推斷為基于以下所述的理由。即，比較樣品1和比較樣品2的SAW雖然都按以往的LSAW模式傳輸，但是在比較樣品1的情況下如圖2所示那樣，把IDT電極的歸一化膜厚取為h/λ，LSAW的傳輸損失幾乎為0的大約6％。其結(jié)果，與特開(kāi)平9-167936號(hào)公報(bào)中公開(kāi)的內(nèi)容一致。另外，對(duì)于比較樣品1和比較樣品2，由于其音速比在實(shí)施例樣品1中沿著所使用的39°Y-XLT基板傳輸?shù)穆龣M波還快，因此可知按以往的LSAW模式傳輸。
如以上那樣，作為得到低損失、陡峭的SAW器件的方法，確認(rèn)了在以能夠激勵(lì)LSAW的切割角切割出的壓電基板1上，使得成為2×p≤vb/f那樣形成SAW器件2是有效的。
特別是，在作為電極使用Al或者以Al為主體的金屬，作為壓電基板1，使用具有在把X軸作為中心從Y軸向Z軸方向以26度以上50度以下范圍的角度旋轉(zhuǎn)的方位切割出的切割面的LT單晶體的情況下，嘗試制作了各種SAW諧振器并且進(jìn)行確認(rèn)的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)了如果使得滿足2×p≤vb/f的關(guān)系那樣設(shè)定IDT電極圖形則可以得到相同的效果。進(jìn)而，如果把IDT電極的電極指的金屬化比例η取為大約0.5，把歸一化膜厚取為15％以上，則由于能夠更可靠地得到具有上述效果的SAW器件，因此還極大地改善制造合格率。
另外，作為電極使用Al或者Al為主體的金屬，使用具有在把X軸作為中心從Y軸向Z軸方向以50度以上80度以下范圍的角度旋轉(zhuǎn)的方位切割出的切割面的LN單晶體的情況下，與LT單晶體的情況相同嘗試制作了各種SAW諧振器并且進(jìn)行確認(rèn)的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)了如果使得滿足2×p≤vb/f的關(guān)系那樣設(shè)定IDT電極圖形則可以得到相同的效果。進(jìn)而，如果把金屬化比例η取為大約0.5，把歸一化膜厚取為12％以上，則由于能夠更可靠地得到具有相同效果的SAW器件，因此還極大地改善制造合格率。
但是本發(fā)明并不限定于上述的情況，作為電極還能夠使用Al或者以Al為主體的金屬以外的材料。進(jìn)而，作為壓電基板，即使在使用了以其它切割角切割出的LT單晶體或者LN單晶體，或者LiB2O3(LBO)基板或其它的壓電基板的材料，或者壓電薄膜的情況下，只要使本來(lái)按LSAW傳輸?shù)腟AW的音速用各種方法降低到慢橫波的速度以下作為RSAW，而且滿足上述關(guān)系式那樣設(shè)定IDT電極的膜厚和形狀，就可以得到相同的效果。
實(shí)施例2作為本發(fā)明實(shí)施例2中的SAW器件的一例，制作了梯子型SAW濾波器。圖7A示出該SAW濾波器的結(jié)構(gòu)的立體圖。圖7B示出其電路結(jié)構(gòu)圖。如從圖7B所示的電路結(jié)構(gòu)圖所知，本實(shí)施例的SAW濾波器由5個(gè)串聯(lián)臂的SAW諧振器5和2個(gè)并聯(lián)臂的SAW諧振器6構(gòu)成。串聯(lián)臂SAW諧振器5由IDT電極7和設(shè)置在該IDT電極7兩側(cè)的反射器9構(gòu)成。另一方面，并聯(lián)臂SAW諧振器6同樣地由IDT電極8和設(shè)置在其兩側(cè)的反射器10構(gòu)成。另外，在本實(shí)施例中，使得中心頻率為836MHz，帶寬為25MHz那樣設(shè)定各個(gè)電極的膜厚和圖形形狀。
壓電基板11在本實(shí)施例中使用了42°Y切割X傳輸?shù)腖T基板(以下稱為L(zhǎng)T42°板)。沿著該壓電基板11傳輸?shù)穆龣M波的音速vb是3350.8m/s。圖8中示出在使用該壓電基板11制作利用了LSAW的SAW諧振器時(shí)的歸一化膜厚h/λ與傳輸損失的關(guān)系。在SAW諧振器的電極中，使用了在Al中添加了Cu的Al-Cu合金膜。該SAW濾波器的制作方法以及電特性的測(cè)定方法與本發(fā)明的實(shí)施例1同樣地進(jìn)行。
表2中對(duì)于本實(shí)施例中的實(shí)施例樣品2和比較樣品3，分別示出串聯(lián)臂SAW諧振器5和并聯(lián)臂SAW諧振器6的IDT電極指之間的間距p，歸一化膜厚h/λ，諧振頻率f以及SAW音速。從表2可知實(shí)施例樣品2滿足2×p≤vb/f的關(guān)系，但是比較樣品3不滿足2×p≤vb/f的關(guān)系。另外，在圖9A中示出實(shí)施例樣品2的SAW濾波器的帶通特性。另外，在圖9B中示出比較樣品3的SAW濾波器的帶通特性。
另外，作為評(píng)價(jià)各個(gè)帶通特性的指標(biāo)，使用了最小插入損失以及濾波器的形狀因子。作為該形狀因子的定義，與在特開(kāi)平9-167936號(hào)公報(bào)中記載的方法相同。圖10用于說(shuō)明該形狀因子的定義。形狀因子對(duì)于通帶的最小插入損失C1，進(jìn)而求1.5dB衰減的點(diǎn)C2中的帶寬BWb與20dB衰減的點(diǎn)C3中帶寬BWa，定義為它們的比，即BWa/BWb。形狀因子越大濾波器越成為寬帶響應(yīng)，選擇比差而且通帶寬度減少。從而，可以說(shuō)形狀因子越漸近1，帶通型濾波器越是高性能。
表2

對(duì)于實(shí)施例樣品2的SAW濾波器以及比較樣品3的SAW濾波器，在表2中示出最小插入損失以及形狀因子的測(cè)定結(jié)果。
如從表2所知，實(shí)施例樣品2與比較樣品3相比較，最小插入損失以及形狀因子都可以得到良好的結(jié)果。構(gòu)成比較樣品3的SAW濾波器的各個(gè)SAW諧振器的歸一化膜厚h/λ根據(jù)圖8是在LT42°板中，LSAW的傳輸損失幾乎為0的值。另一方面，實(shí)施例樣品2的歸一化膜厚h/λ是18.4％和19.3％。從而，如果構(gòu)成該SAW濾波器的各個(gè)SAW諧振器利用LSAW進(jìn)行動(dòng)作，則從圖8可知傳輸損失增大。為此，與比較樣品3相比較，最小插入損失以及形狀因子當(dāng)然都惡化。但是，在實(shí)施例樣品2中，作為其IDT電極結(jié)構(gòu)，由于各個(gè)SAW諧振器設(shè)計(jì)成滿足2×p≤vb/f的關(guān)系，因此與比較樣品3的情況相比較實(shí)現(xiàn)高性能的SAW濾波器。
另外，在本實(shí)施例中，使用了梯子型的SAW濾波器，而本發(fā)明并不限定于該形式。例如，即使是點(diǎn)陣型SAW濾波器，多重模式型SAW濾波器或者IIDT(Interdigitated Interdigital Transducer)型SAW濾波器等其它方式的諧振器SAW濾波器，只要滿足2×p≤vb/f的關(guān)系就可以得到相同的效果。
另外，如果依據(jù)本發(fā)明，由于能夠?qū)崿F(xiàn)以往不能夠得到的濾波特性，因此能夠?qū)崿F(xiàn)體積小，重量輕，而且高性能的濾波器。進(jìn)而，通過(guò)把該濾波器在移動(dòng)通信設(shè)備中使用，能夠?qū)崿F(xiàn)移動(dòng)通信設(shè)備的小型和輕量化。
實(shí)施例3作為本發(fā)明實(shí)施例3的SAW器件，使用了與在本發(fā)明實(shí)施例1中所使用的1-portSAW諧振器相同的1-port類型的SAW諧振器。
在本實(shí)施例中，對(duì)于實(shí)施例樣品3，實(shí)施例樣品4，實(shí)施例樣品5以及實(shí)施例樣品6，作為壓電基板1使用了LT36°板。沿著該壓電基板1傳輸?shù)穆龣M波的音速vb是3350.8m/s。另外，對(duì)于比較樣品4，作為壓電基板1使用了LT42°板。在這些壓電基板1上制作了從圖1A到圖1C所示結(jié)構(gòu)的SAW諧振器。
在本實(shí)施例中，實(shí)施例樣品3，實(shí)施例樣品4以及實(shí)施例樣品5的SAW諧振器全部做成電極指間間距p是0.8μm，金屬化比例η是大約0.5，諧振頻率f是1890.6MHz。另外，對(duì)于實(shí)施例樣品6，電極指間間距p是0.6μm，金屬化比例η是大約0.5，諧振頻率f是1890.6MHz。
在實(shí)施例樣品3和實(shí)施例樣品4中，在SAW諧振器的電極中使用了Al。進(jìn)而，實(shí)施例樣品3的SAW諧振器的歸一化膜厚h/λ做成19.8％。另外，實(shí)施例樣品4的SAW諧振器的歸一化膜厚h/λ做成15.0％，比實(shí)施例樣品3減薄。但是，使得諧振頻率與實(shí)施例樣品3一致那樣在LT基板上設(shè)置臺(tái)階部分，在其上面形成電極。關(guān)于該形成方法在后面敘述。
在實(shí)施例樣品5中，作為SAW諧振器的電極使用了比Al密度大的鎢(W)。實(shí)施例樣品5的SAW諧振器的歸一化膜厚h/λ考慮到Al與W的密度的差異做成2.7％。通過(guò)這樣設(shè)定，使得諧振頻率與實(shí)施例樣品3一致。
在實(shí)施例樣品6中，作為SAW諧振器的電極，使用了由W層和Al層的2層構(gòu)成的多層膜電極。實(shí)施例樣品6的SAW諧振器的歸一化膜厚h/λ是8.7％，而考慮到Al層與W層的層厚的比例以及Al與W的密度的差異，使得諧振頻率與實(shí)施例樣品3一致。
通過(guò)這樣做，實(shí)施例樣品4，實(shí)施例樣品5以及實(shí)施例樣品6在其歸一化膜厚h/λ換算為Al時(shí)都與實(shí)施例樣品3一致。
另外，還制作了比較樣品4的SAW諧振器。該比較樣品4設(shè)計(jì)成電極指間間距p是1.1μm，金屬化比例η是大約0.5，以及歸一化膜厚h/λ是大約10％，使用了LT42°板時(shí)的LSAW的傳輸損失為最小。
另外，關(guān)于諧振頻率f，實(shí)施例樣品3，實(shí)施例樣品4，實(shí)施例樣品5以及實(shí)施例樣品6全部都等于1890.6MHz。
進(jìn)而，基本上用與本發(fā)明的實(shí)施例1相同的方法進(jìn)行了SAW諧振器的制作以及評(píng)價(jià)。其中，對(duì)于實(shí)施例樣品4，由于需要在壓電基板上制作臺(tái)階部分，因此在刻蝕IDT電極和諧振器的電極圖形的工藝中，進(jìn)行了在氯族刻蝕氣體中添加了Ar的濺射刻蝕。由此，把露出的壓電基板的區(qū)域部分，即電極指間部分的壓電基板刻蝕掉一部分，形成預(yù)定的臺(tái)階部分。由此，IDT電極的電極指能夠以預(yù)定的厚度形成在以與該電極指相同的間距所形成的壓電基板的臺(tái)階部分的頂部。
另外，對(duì)于實(shí)施例樣品5和實(shí)施例樣品6，在刻蝕W時(shí)使用了F族氣體。特別是，對(duì)于實(shí)施例樣品6，通過(guò)氯族氣體把Al層進(jìn)行了刻蝕，對(duì)于W層，以Al層作為刻蝕掩膜，使用F族氣體進(jìn)行了刻蝕。
圖11A，圖11B，圖11C，圖11D以及圖11E分別示出實(shí)施例樣品3，實(shí)施例樣品4，實(shí)施例樣品5，實(shí)施例樣品6以及比較樣品4的SAW諧振器的帶通特性。另外，表3中示出各個(gè)SAW諧振器的特性的測(cè)定結(jié)果如果把圖11A～圖11D的實(shí)施例樣品3，實(shí)施例樣品4，實(shí)施例樣品5以及實(shí)施例樣品6與作為比較樣品4的圖11E進(jìn)行比較，則可知所有的樣品與比較樣品4相比較，陡峭性都良好。另外，對(duì)于插入損失，實(shí)施例樣品3，實(shí)施例樣品4以及實(shí)施例樣品6與比較樣品4相比較，最小插入損失和插入損失指標(biāo)都良好。與此相反，實(shí)施例樣品5與比較樣品4相比較，插入損失稍差。這一點(diǎn)考慮是由于在IDT電極中使用W而不得已減薄膜厚，以及W自身與Al相比較相對(duì)電阻大，出于該理由，因此增大了IDT電極的電阻值。
表3

其中，比較樣品4是滿足以往作為能夠得到比較良好的SAW諧振器特性的條件(LT基板切割角42°，電極的歸一化膜厚大約10％)的樣品。與此不同，如實(shí)施例樣品3，實(shí)施例樣品4，實(shí)施例樣品5以及實(shí)施例樣品6那樣，通過(guò)在能夠激勵(lì)LSAW的切割角切割出的壓電基板上，使得成為2×p≤vb/f那樣形成SAW諧振器，在基板的切割角方面不設(shè)置大的限制，可以得到與比較樣品4幾乎相同或者比其高的陡峭性以及低損失的SAW諧振器。
進(jìn)而，比較樣品4是電極指由Al構(gòu)成，利用LSAW所制作的SAW器件，而該IDT電極的膜厚hL是0.11μm。另一方面，實(shí)施例樣品3與實(shí)施例樣品4是IDT電極的電極指同樣地由Al構(gòu)成，諧振頻率與比較樣品4幾乎相同，利用了沿著壓電基板傳輸?shù)穆龣M波的SAW器件，它們的IDT電極的膜厚hr分別是0.32μm，0.24μm。根據(jù)這些結(jié)果和進(jìn)而制作了各種樣品測(cè)定的結(jié)果，通過(guò)采用滿足hL≤hr的結(jié)構(gòu)，特別地發(fā)現(xiàn)了不選擇切割角，可以得到陡峭而且低損失的SAW諧振器。這是由于根據(jù)質(zhì)量負(fù)荷效應(yīng)，能夠使得SAW的音速低于沿著壓電基板傳輸?shù)穆龣M波的音速。
另外，如果把圖11A～圖11D所示的實(shí)施例樣品3，實(shí)施例樣品4，實(shí)施例樣品5以及實(shí)施例樣品6的帶通特性進(jìn)行比較，則在實(shí)施例樣品3，其帶通特性有若干波動(dòng)，與此不同，對(duì)于實(shí)施例樣品4，實(shí)施例樣品5以及實(shí)施例樣品6沒(méi)有觀察到那樣的波動(dòng)狀態(tài)。這是由于對(duì)于實(shí)施例樣品3，使本來(lái)作為L(zhǎng)SAW傳輸?shù)牟ǖ囊羲俦嚷龣M波還慢，利用為RSAW，與此相伴隨，每一條IDT電極以及每一條反射器的電極的反射系數(shù)降低。作為解決該問(wèn)題的方法雖然考慮要在設(shè)計(jì)上下功夫，但是需要改善每一條IDT電極以及每一條反射器電極的反射率。
另一方面，對(duì)于實(shí)施例樣品4，實(shí)施例樣品5以及實(shí)施例樣品6，明確了以下點(diǎn)。即，對(duì)于實(shí)施例樣品4通過(guò)在基板上設(shè)置臺(tái)階部分，其帶通特性平滑。另外，在實(shí)施例樣品5和實(shí)施例樣品6中，通過(guò)電極的全部或者一部分中使用比Al密度高的W，其帶通特性平滑。由此，發(fā)現(xiàn)了作為改善利用伴隨著使比本來(lái)作為L(zhǎng)SAW傳輸?shù)牟ǖ囊羲龠€慢的慢橫波作為RSAW而發(fā)生的每一條IDT電極和每一條反射器的電極的反射系數(shù)降低的方法，通過(guò)在基板上設(shè)置臺(tái)階部分或者在電極的全部或者一部分中使用比Al密度高的材料是有效的。
在本實(shí)施例中，通過(guò)在壓電基板上設(shè)置臺(tái)階部分或者使用比Al密度高的材料，進(jìn)行了IDT電極以及反射器電極的反射率的改善，而作為進(jìn)行反射率降低的改善方法，也可以使用例如在IDT電極與壓電基板之間形成不發(fā)生電特性惡化程度的絕緣物的方法等其它的方法。
另外在本實(shí)施例中，作為比Al密度高的電極材料使用了W，而作為電極材料并不限定于該材料，也可以采用鉭(Ta)，鉬(Mo)，鈦(Ti)，銅(Cu)或其它的金屬材料，或者它們的合金或多層膜結(jié)構(gòu)等。在多層膜結(jié)構(gòu)中，不限定于本實(shí)施例的疊層構(gòu)造或者疊層材料，可以是滿足本發(fā)明的條件的各種疊層結(jié)構(gòu)。進(jìn)而，作為IDT電極和反射器的電極，也可以不是相同的材料或者相同的構(gòu)造。
另外，通過(guò)對(duì)于同時(shí)形成SAW的波導(dǎo)區(qū)兩端的匯流條部分，也提高反射系數(shù)，能夠降低來(lái)自SAW的波導(dǎo)區(qū)的漏泄，進(jìn)而提高諧振器的特性。其中，關(guān)于IDT電極最好是與使用了Al電極時(shí)相比沒(méi)有大幅度增大電阻值，最好是使用了Al時(shí)的10倍以下的電阻值。另外，在IDT電極的電阻比較高的情況下，通過(guò)改變IDT電極以外的匯流條或者圍繞線路的材料或者構(gòu)造，降低該部分的電阻值這一點(diǎn)在形成使用了本實(shí)施例的諧振器的SAW濾波器等的情況下特別有效。
另外，在比W和Mo的基板材料的線熱膨脹系數(shù)小的電極材料，或者使用了這些電極材料的疊層電極的情況下，不僅改變反射系數(shù)還能夠同時(shí)改變溫度特性。而且，在本發(fā)明中由于能夠比以往的SAW加厚電極的膜厚，因此其效果也很大。
實(shí)施例4在本發(fā)明的實(shí)施例4中，作為SAW器件使用了與在本發(fā)明的實(shí)施例1中使用的1-port SAW諧振器相同的1-port SAW諧振器。在本實(shí)施例中制作的實(shí)施例樣品7和實(shí)施例樣品8在SAW諧振器的壓電基板1上的IDT電極3以及反射器4的電極中使用Al，另外作為壓電基板1使用了LT36°板。沿著該壓電基板1傳輸?shù)穆龣M波的音速vb是3350.8m/s在實(shí)施例樣品7和實(shí)施例樣品8中如圖12A和圖12B所示，采用形成電介質(zhì)膜的結(jié)構(gòu)使得覆蓋SAW諧振器的IDT電極以及反射器。
在實(shí)施例樣品7中，作為該電介質(zhì)膜使用氮化硅膜12。圖12A示出該結(jié)構(gòu)的剖面圖。在圖12A中，示出在壓電基板1上形成IDT電極的電極指301，在該電極指301和壓電基板1上作為電介質(zhì)膜形成氮化硅膜12的狀態(tài)。
另外，在實(shí)施例樣品8中形成了氧化硅膜13。圖12B中示出該結(jié)構(gòu)的剖面圖，與圖12A相同，示出在壓電基板1上形成IDT電極的電極指301，在該電極指301和壓電基板1上形成氧化硅膜13的狀態(tài)。另外，表4中示出各個(gè)SAW諧振器的特性。
實(shí)施例樣品7的電極指間間距p是0.80μm，金屬化比例η是大約0.5，形成氮化硅膜12之前的諧振頻率fbefore是1885.45MHz。另外，形成了氮化硅膜12以后的諧振頻率fafter是1876.30MHz。從而，在實(shí)施例樣品7中，氮化硅膜12形成前的SAW的音速是3016.7m/s，比慢橫波的音速3350.8m/s還慢。由此，滿足2×p≤vb/fbefore的關(guān)系。進(jìn)而，由于氮化硅膜12形成后的SAW的音速是3002.1m/s，因此也比慢橫波的音速3350.8m/s慢。這種情況下也滿足2×p≤vb/fafter的關(guān)系。即，在實(shí)施例樣品7中，在形成氮化硅膜12的前后，都滿足2×p≤vb/f的關(guān)系。
另一方面，實(shí)施例樣品8的SAW諧振器的電極指間間距p是0.80μm，金屬化比例η是大約0.5，形成氧化硅膜13之前的諧振頻率fbefore是1848.37MHz。另外，形成了氧化硅膜13以后的諧振頻率fafter是2484.20MHz。從而，氧化硅膜13形成前的SAW的音速是2957.4m/s，比慢橫波的音速還慢。即，這時(shí)滿足2×p≤vb/fbefore的關(guān)系。如果形成氧化硅膜13，則SAW的音速成為3974.7m/s，比慢橫波的音速3350.8m/s快。其結(jié)果，滿足2×p≥vb/fafter的關(guān)系。即，在實(shí)施例樣品8中，在作為電介質(zhì)膜的氧化硅膜13的形成前后滿足2×p×fbefore≤vb≤2×p×fafter的關(guān)系。
另外，作為比較樣品5和比較樣品6，制作利用了具有與實(shí)施例樣品7和實(shí)施例樣品8在形成了電介質(zhì)膜以后的各個(gè)諧振頻率相同的諧振頻率的通常LSAW的SAW諧振器。在比較樣品5和比較樣品6中，SAW諧振器的電極中使用了Al。另外，作為壓電基板使用了36°Y切割X傳輸?shù)腖T基板。另外，比較樣品5的電極指間間距p是1.06μm，比較樣品6的電極指間間距p是0.81μm，比較樣品5和比較樣品6的金屬化比例η都是大約0.5。從而，比較樣品5和比較樣品6的LSAW的音速根據(jù)(式1)是4001.3m/s以及4004.3m/s，比慢橫波的音速快。
圖13A和圖13B中示出實(shí)施例樣品7的電介質(zhì)膜12形成前后的帶通特性。另外，圖14A和圖14B示出實(shí)施例樣品8的電介質(zhì)膜13形成前后的帶通特性。進(jìn)而，圖15中示出比較樣品5的帶通特性，圖16中示出比較樣品6的帶通特性。
另外，基本上用與本發(fā)明實(shí)施例1相同的方法進(jìn)行了SAW諧振器的制作以及評(píng)價(jià)。其中，實(shí)施例樣品7和實(shí)施例樣品8中的電介質(zhì)膜的形成在IDT電極等的圖形形成以后用濺射法在晶片的整個(gè)面上形成電介質(zhì)膜，為了測(cè)定電特性僅對(duì)于需要與探針器接觸的焊盤區(qū)在電介質(zhì)膜上用光刻法以及刻蝕法去除電介質(zhì)膜。表4中示出各個(gè)SAW諧振器的特性。
表4

如從圖13以及圖13B所知，對(duì)于實(shí)施例樣品7，在氮化硅膜12的形成以后，可以在插入損失、陡峭性方面都得到良好的結(jié)果。另外，如果與圖15所示的比較樣品5進(jìn)行比較，則在氮化硅膜12的形成之前插入損失、陡峭性都具有比比較樣品5稍差一些的特性，而在氮化硅膜12形成以后確認(rèn)了成為比比較樣品5良好的特性。由此確認(rèn)了即使形成氮化硅膜12這樣的電介質(zhì)膜，也能夠得到本發(fā)明的效果。
另外，對(duì)于實(shí)施例樣品8，雖然在氧化硅膜13的形成前后諧振頻率增大，但是如從圖14A和圖14B的比較所知那樣，在插入損失以及陡峭性方面沒(méi)有發(fā)現(xiàn)很大的變化。如果與圖16所示的比較樣品6相比較，則在電介質(zhì)膜的形成前后，確認(rèn)了比利用了通常的LSAW的SAW諧振器特性出色。
從而，通過(guò)形成氧化硅膜13這樣的電介質(zhì)膜增加SAW的音速的情況下，如果使得滿足2×p×fbefore≤vb≤2×p×fafter的關(guān)系那樣設(shè)定電極指間間距p以及諧振頻率fbefore，則能夠得到插入損失、陡峭性出色的SAW諧振器。通常，在SAW諧振器的情況下，由于頻率越低電極指間間距越寬，因此在這樣的情況下，通過(guò)利用由電介質(zhì)膜的形成引起的SAW音速的上升，能夠擴(kuò)展SAW諧振器的電極指間間距，因而在SAW器件的制作方面是有利的。
另外，作為電介質(zhì)膜如果使用氮化硅膜，則在膜形成后諧振頻率減小，其減小程度能夠通過(guò)膜厚設(shè)定。如果像比較樣品6那樣，在電介質(zhì)膜形成前是4004.3m/s的比慢橫波的音速快的SAW諧振器表面比實(shí)施例樣品7更厚地形成氮化硅膜，則能夠減小膜形成后的諧振頻率。通過(guò)適當(dāng)?shù)卦O(shè)定膜厚，使得能夠滿足2×p×fafter≤vb，同樣可以得到本發(fā)明的效果。
另外，在本實(shí)施例中，作為電介質(zhì)膜使用氮化硅膜以及氧化硅膜的單層膜，但是本發(fā)明并不限定于這種情況。例如，也可以使用聚酰亞胺類樹脂或者氮化硅膜與氧化硅膜的疊層膜等。進(jìn)而，在本實(shí)施例中，在IDT電極的上面設(shè)置了電介質(zhì)膜，而在壓電基板的上面直接設(shè)置電介質(zhì)膜，在其上面形成IDT電極，或者把它們組合起來(lái)的結(jié)構(gòu)中也能夠得到同樣的效果。
另外，由于由電介質(zhì)膜的形成引起的SAW音速的變化根據(jù)電介質(zhì)膜的材料以及其膜厚或結(jié)構(gòu)而變化，因此不限于在本實(shí)施例中所示的例子，在各個(gè)情況下實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例的電極膜厚或者結(jié)構(gòu)，電介質(zhì)膜的材料或者結(jié)構(gòu)等中都存在最佳條件。
實(shí)施例5在本發(fā)明的實(shí)施例5中作為SAW器件，說(shuō)明在同一片芯片上存在800MHz頻帶的梯子型SAW濾波器和1.9GHz頻帶的梯子型SAW濾波器的所謂1片芯片上2個(gè)濾波器類型的濾波器的情況。在本實(shí)施例中，制作了實(shí)施例樣品9，實(shí)施例樣品10，比較樣品7以及比較樣品8的4種樣品。關(guān)于800 MHz頻帶的濾波器，制作了美國(guó)的AMPS/CDMA用的發(fā)送側(cè)濾波器，關(guān)于1.9GHz頻帶的濾波器同樣地制作了美國(guó)的PCS頻帶的CDMA用的發(fā)送側(cè)濾波器。
800MHz頻帶AMPS/CDMA用發(fā)送濾波器中所需要的特性即所需要的標(biāo)準(zhǔn)是要求通帶是824MHz～849MHz，插入損失是2.5dB以下，接收頻帶的阻帶是869MHz～894MHz，衰減度是40dB以上。1.9GHz PCS頻帶CDMA用發(fā)送濾波器中需要的特性即所需要的標(biāo)準(zhǔn)是要求通帶是1850MHz～1910MHz，插入損失是2.5dB以下，接收頻帶中的阻帶是1930MHz～1990MHz，衰減度是40dB以上。
在實(shí)施例樣品9中，在LT39°板上形成Al膜，通過(guò)光刻以及干法刻蝕形成了800MHz的梯子型SAW濾波器以及1.9GHz頻帶的SAW濾波器。設(shè)計(jì)成使得實(shí)施例樣品9的800MHz的濾波器中的SAW諧振器的IDT電極的歸一化膜厚h/λ成為大約6.0％，使用LT39°板，使得與利用了LSAW的SAW諧振器的傳輸損失幾乎為0的條件一致。形成該800MHz頻帶的SAW濾波器的SAW諧振器利用了LSAW，諧振頻率以及電極指間間距p的關(guān)系不滿足2×p≤vb/f。
另外，對(duì)于1.9GHz頻帶的梯子型SAW濾波器，設(shè)計(jì)成使得形成該1.9GHz頻帶的SAW濾波器的SAW諧振器的諧振頻率f以及電極間距p滿足2×p≤vb/f的關(guān)系，使LSAW的音速下降利用為RSAW。
在實(shí)施例樣品10中，在LT39°板上順序地疊層W和Al，通過(guò)光刻以及干法刻蝕形成了800MHz頻帶的梯子型SAW濾波器以及1.9GHz頻帶的SAW濾波器的圖形。這時(shí)，作為干法刻蝕的氣體，首先用Cl族氣體刻蝕Al層，接著不是暴露在大氣中，而是使用F族氣體刻蝕W層。然后一旦剝離了抗蝕劑層以后，進(jìn)而在用抗蝕劑層保護(hù)了800MHz頻帶的濾波器圖形部分的基礎(chǔ)上，再次使用Cl族氣體，刻蝕1.9GHz頻帶的濾波器圖形部分的Al層。從而，800MHz頻帶的濾波器的IDT電極成為W/Al的2層膜，1.9GHz頻帶的IDT電極成為W單層膜。
構(gòu)成該實(shí)施例10中的800MHz頻帶的SAW濾波器的SAW諧振器利用了SAW，諧振頻率以及電極間距p的關(guān)系不滿足2×p≤vb/f。另外，設(shè)計(jì)成使得對(duì)于1.9GHz頻帶的梯子型SAW濾波器，形成該1.9GHz頻帶的SAW濾波器的SAW諧振器的諧振頻率f以及電極間距p滿足2×p≤vb/f的關(guān)系，使LSAW的音速下降利用為RSAW。
在比較樣品7中，首先在39°LT板上制作1.9GHz的濾波器的設(shè)計(jì)膜厚部分的Al膜，接著在用抗蝕劑層保護(hù)了1.9GHz頻帶濾波器部分以后，按照Ti、Al的順序成膜，使得800MHz頻帶的濾波器形成部分的膜厚成膜為800MHz頻帶濾波器的設(shè)計(jì)膜厚。這里，Ti用作為緊密接合層。進(jìn)而，與在其部分上附加膜了的Ti/Al膜一起剝離保護(hù)1.9GHz頻帶濾波器部分的抗蝕劑層。進(jìn)而，為了保護(hù)1.9GHz頻帶濾波器部分和形成800MHz頻帶濾波器的圖形，涂敷了抗蝕劑層。對(duì)于該抗蝕劑層進(jìn)行曝光，然后通過(guò)進(jìn)行干法刻蝕，在1片芯片上制作了800MHz頻帶濾波器和1.9GHz頻帶濾波器。
構(gòu)成該比較樣品7中的800MHz頻帶的SAW濾波器以及1.9GHz頻帶的SAW諧振器利用了LSAW，在每一個(gè)中，諧振頻率以及電極指間間距p的關(guān)系都不滿足2×p≤vb/f的關(guān)系。
在比較樣品8中，在39°LT板上按照Al、W的順序形成2層膜，通過(guò)光刻以及干法刻蝕形成了800MHz的梯子型SAW濾波器以及1.9GHz頻帶的SAW濾波器的圖形。這時(shí)，作為干法刻蝕的氣體，首先用F族氣體刻蝕W層，接著不是暴露在大氣狀態(tài)下，而是使用CI族氣體刻蝕Al層。然后，在一旦剝離了抗蝕劑層以后，在用抗蝕劑層再次保護(hù)了800MHz頻帶的濾波器圖形部分的基礎(chǔ)上，使用F族氣體，刻蝕1.9GHz頻帶的濾波器圖形部分的W膜。從而，這時(shí)1.9GHz頻帶的IDT電極是Al單層膜，800MHz頻帶的IDT電極是Al與W的2層膜結(jié)構(gòu)。
構(gòu)成該比較樣品8中的800MHz頻帶的SAW濾波器以及1.9GHz頻帶的SAW諧振器利用了LSAW，在每一個(gè)中諧振頻率以及電極指間間距p不滿足2×p≤vb/f的關(guān)系。
在實(shí)施例樣品9，實(shí)施例樣品10，比較樣品7以及比較樣品8的全部中，在IDT電極圖形形狀以后，進(jìn)而在圍繞線路以及匯流條，以及焊盤部分中蒸鍍Al膜進(jìn)行了增強(qiáng)。然后，切割這些晶片，分割為單片晶片的基礎(chǔ)上，在3mm見(jiàn)方陶瓷封裝中進(jìn)行了小片接合，而且在通過(guò)引線鍵合獲得電連接的基礎(chǔ)上，在氮?dú)猸h(huán)境中進(jìn)行了氣密密封。
圖17A，圖17B中示出實(shí)施例樣品9，圖示18A，圖18B中示出實(shí)施例樣品10，圖19A，圖19B中示出比較樣品7，以及圖20A，圖20B中示出比較樣品8的帶通特性。另外，在各個(gè)圖中還對(duì)應(yīng)地示出通帶(發(fā)送側(cè)頻帶)以及阻帶(接收側(cè)頻帶)。
如果詳細(xì)地觀察這些結(jié)果，則關(guān)于800MHz頻帶的SAW濾波器，可知實(shí)施例樣品9，實(shí)施例樣品10，比較樣品7以及比較樣品8可以得到幾乎相同的特性。另外，關(guān)于1.9GHz頻帶的SAW濾波器，使本來(lái)作為L(zhǎng)SAW傳輸?shù)牟ǖ囊羲贉p慢，作為RSAW利用的實(shí)施例樣品9和實(shí)施例樣品10滿足要求標(biāo)準(zhǔn)。另一方面，比較樣品7和比較樣品8的通帶的插入損失、阻帶的衰減度都不滿足要求標(biāo)準(zhǔn)。另外，如果把實(shí)施例樣品9和實(shí)施例樣品10進(jìn)行比較，則在實(shí)施例樣品9中觀察到的波動(dòng)在實(shí)施例樣品10中幾乎看不到。考慮為這是由于IDT電極材料是W。
另外，在實(shí)施例樣品10中，盡管電極材料僅是W，但是插入損失與其它的例子幾乎沒(méi)有什么變化。這一點(diǎn)認(rèn)為是在SAW諧振器中IDT電極的電阻值在損失方面難以產(chǎn)生影響，或者由于在圍繞線路等中進(jìn)行了Al的增強(qiáng)。另外，關(guān)于比較樣品7，考慮到由于制造工藝的復(fù)雜性，最終可以得到滿意的特性的產(chǎn)品少，制造合格率差。
實(shí)施例6
以下，參照

使用了本發(fā)明實(shí)施例6中的表面聲波器件的傳感器。
在本實(shí)施例中，作為使用了表面聲波器件的傳感器的一個(gè)例子，說(shuō)明溫度傳感器。圖21是該傳感器的基本結(jié)構(gòu)的概略圖。在圖21中，在絕緣基體材料21的前端安裝封裝了SAW諧振器22，其輸出部分經(jīng)過(guò)設(shè)置在絕緣基體材料21上的線路23，與網(wǎng)絡(luò)分析器24電連接的結(jié)構(gòu)構(gòu)成。本溫度傳感器中的該SAW諧振器22是傳感器部分，其帶通特性由網(wǎng)絡(luò)分析器24測(cè)定。
該溫度傳感器由于根據(jù)周圍的溫度變化SAW諧振器22的頻率特性變動(dòng)，因此能夠根據(jù)其變動(dòng)量進(jìn)行溫度處理。在本實(shí)施例中，監(jiān)視由溫度變化引起的反諧振頻率的移動(dòng)量。
作為SAW諧振器22使用了在本實(shí)施例1的實(shí)施例樣品1中說(shuō)明過(guò)的SAW諧振器。以下，把由此制作的溫度傳感器稱為實(shí)施例傳感器1。另外，同樣還制作了使用在實(shí)施例1的比較樣品1中說(shuō)明過(guò)的SAW諧振器的比較例傳感器。
對(duì)這兩種溫度傳感器的特性進(jìn)行了以下的評(píng)價(jià)。即，把作為傳感器部分的SAW諧振器22放在恒溫箱中，使環(huán)境溫度變化的同時(shí)求環(huán)境溫度的變化值與反諧振頻率的變化值的關(guān)系。圖22示出其結(jié)果。在圖22中，縱軸是反諧振頻率的變化值，橫軸表示來(lái)自常溫(25℃)的溫差。從該結(jié)果可知，實(shí)施例傳感器1的溫度特性是大約130ppm/K，而比較例傳感器的溫度特性是35ppm/K。另外，如從實(shí)施例1的圖3A與圖3B的比較可知，實(shí)施例傳感器1的反諧振頻率附近的特性也比比較例傳感器尖銳，作為其結(jié)果，確認(rèn)了實(shí)施例傳感器1能夠高靈敏度地進(jìn)行溫度的測(cè)定。
這樣的溫度特性通過(guò)加厚IDT電極的膜厚，利用了基板具有的溫度特性發(fā)生變化這一點(diǎn)。這種情況下，當(dāng)使用了Al電極時(shí)，IDT電極的膜厚最好是歸一化膜厚h/λ為10％以上。
如以上那樣，本發(fā)明通過(guò)使LSAW的音速低為壓電基板的慢橫波以下的音速，能夠抑制體波的放射，降低SAW諧振器或者SAW濾波器等的SAW器件的損失，提高陡峭性。
權(quán)利要求
1.一種表面聲波器件，是包括以能夠激勵(lì)漏泄表面彈性波的切割角切割出的壓電基板和由在上述壓電基板上至少具有一對(duì)相互嚙合的電極指的叉指換能器(IDT)電極構(gòu)成的電極圖形的表面聲波器件，其特征在于在令上述表面聲波器件的諧振頻率為f(Hz)，令沿著上述壓電基板傳輸?shù)穆龣M波的音速為vb(m/s)，令形成在上述壓電基板上的上述電極圖形的上述電極指的間距為p(m)時(shí)，上述電極指的間距p滿足2×p≤vb/f的關(guān)系。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面聲波器件，其特征在于上述電極圖形的上述電極指形成在具有與上述電極指的間距p基本相同的間距而且設(shè)置在上述壓電基板表面上的臺(tái)階部分的頂部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面聲波器件，其特征在于上述表面聲波器件還在上述電極圖形上至少形成了覆蓋該電極圖形的電介質(zhì)膜。
4.一種表面聲波器件，是以能夠激勵(lì)漏泄表面彈性波的切割角切割出的壓電基板和在上述壓電基板上至少具有一對(duì)相互嚙合的電極指的叉指換能器(IDT)電極構(gòu)成的電極圖形，在上述電極圖形上形成了至少覆蓋上述電極圖形的電介質(zhì)膜的表面聲波器件，其特征在于在令形成上述表面聲波器件的上述電介質(zhì)膜之前的諧振頻率為fbefore(Hz)，令形成了上述電介質(zhì)膜以后的諧振頻率為fafter(Hz)，令沿著上述壓電基板傳輸?shù)穆龣M波的音速為vb(m/s)，令形成在上述壓電基板上的上述電極圖形的上述電極指的間距為p(m)時(shí)，上述電極指的間距p滿足2×p×fbefore≤vb≤2×p×fafter的關(guān)系。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到4的任一項(xiàng)所述的表面聲波器件，其特征在于上述電極指由鋁(Al)或者以鋁(Al)為主體的金屬構(gòu)成，而且在令使用上述壓電基板利用上述漏泄表面彈性波所制作的LSAW型表面聲波器件的IDT電極的膜厚為hL，令取為與上述LSAW型表面聲波器件相同的諧振頻率時(shí)的上述表面聲波器件的上述IDT電極的膜厚為hr時(shí)，做成上述表面聲波器件的上述IDT電極的膜厚hr滿足hL≤hr的結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1到4的任一項(xiàng)所述的表面聲波器件，其特征在于上述表面聲波器件的至少上述電極指使用了比鋁(Al)密度大的金屬。
7.根據(jù)權(quán)利要求1到4的任一項(xiàng)所述的表面聲波器件，其特征在于上述表面聲波器件的至少上述電極指是具有由比鋁(Al)的密度大的金屬構(gòu)成的第1層和由鋁(Al)或者以鋁(Al)為主體的金屬構(gòu)成的第2層的至少2層或2層以上的多層構(gòu)造的電極。
8.根據(jù)權(quán)利要求1到4的任一項(xiàng)所述的表面聲波器件，其特征在于上述壓電基板是鉭酸鋰(LiTaO3)單晶體。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的表面聲波器件，其特征在于上述壓電基板是鉭酸鋰(LiTaO3)單晶體。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的表面聲波器件，其特征在于上述壓電基板是鉭酸鋰(LiTaO3)單晶體。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的表面聲波器件，其特征在于上述壓電基板是鉭酸鋰(LiTaO3)單晶體。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的表面聲波器件，其特征在于由上述鉭酸鋰(LiTaO3)單晶體構(gòu)成的上述壓電基板具有在以上述鉭酸鋰(LiTaO3)單晶體的X軸為中心，從Y軸向Z軸方向以26度～50度范圍的角度旋轉(zhuǎn)的方位切割出的切割面，具有能夠激勵(lì)漏泄表面彈性波的特性。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的表面聲波器件，其特征在于由上述鉭酸鋰(LiTaO3)單晶體構(gòu)成的上述壓電基板具有在以上述鉭酸鋰(LiTaO3)單晶體的X軸為中心，從Y軸向Z軸方向以26度～50度范圍的角度旋轉(zhuǎn)的方位切割出的切割面，具有能夠激勵(lì)漏泄表面彈性波的特性。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的表面聲波器件，其特征在于由上述鉭酸鋰(LiTaO3)單晶體構(gòu)成的上述壓電基板具有在以上述鉭酸鋰(LiTaO3)單晶體的X軸為中心，從Y軸向Z軸方向以26度～50度范圍的角度旋轉(zhuǎn)的方位切割出的切割面，具有能夠激勵(lì)漏泄表面彈性波的特性。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的表面聲波器件，其特征在于由上述鉭酸鋰(LiTaO3)單晶體構(gòu)成的上述壓電基板具有在以上述鉭酸鋰(LiTaO3)單晶體的X軸為中心，從Y軸向Z軸方向以26度～50度范圍的角度旋轉(zhuǎn)的方位切割出的切割面，具有能夠激勵(lì)漏泄表面彈性波的特性。
16.根據(jù)權(quán)利要求1到4的任一項(xiàng)所述的表面聲波器件，其特征在于上述壓電基板是鈮酸鋰(LiNbO3)單晶體。
17.根據(jù)權(quán)利要求5所述的表面聲波器件，其特征在于上述壓電基板是鈮酸鋰(LiNbO3)單晶體。
18.根據(jù)權(quán)利要求6所述的表面聲波器件，其特征在于上述壓電基板是鈮酸鋰(LiNbO3)單晶體。
19.根據(jù)權(quán)利要求7所述的表面聲波器件，其特征在于上述壓電基板是鈮酸鋰(LiNbO3)單晶體。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的表面聲波器件，其特征在于由上述鈮酸鋰(LiNbO3)單晶體構(gòu)成的上述壓電基板具有在以上述鈮酸鋰(LiNbO3)單晶體的X軸為中心，從Y軸向Z軸方向以50度～80度范圍的角度旋轉(zhuǎn)的方位切割出的切割面，具有能夠激勵(lì)漏泄表面彈性波的特性。
21.根據(jù)權(quán)利要求17所述的表面聲波器件，其特征在于由上述鈮酸鋰(LiNbO3)單晶體構(gòu)成的上述壓電基板具有在以上述鈮酸鋰(LiNbO3)單晶體的X軸為中心，從Y軸向Z軸方向以50度～80度范圍的角度旋轉(zhuǎn)的方位切割出的切割面，具有能夠激勵(lì)漏泄表面彈性波的特性。
22.根據(jù)權(quán)利要求18所述的表面聲波器件，其特征在于由上述鈮酸鋰(LiNbO3)單晶體構(gòu)成的上述壓電基板具有在以上述鈮酸鋰(LiNbO3)單晶體的X軸為中心，從Y軸向Z軸方向以50度～80度范圍的角度旋轉(zhuǎn)的方位切割出的切割面，具有能夠激勵(lì)漏泄表面彈性波的特性。
23.根據(jù)權(quán)利要求19所述的表面聲波器件，其特征在于由上述鈮酸鋰(LiNbO3)單晶體構(gòu)成的上述壓電基板具有在以上述鈮酸鋰(LiNbO3)單晶體的X軸為中心，從Y軸向Z軸方向以50度～80度范圍的角度旋轉(zhuǎn)的方位切割出的切割面，具有能夠激勵(lì)漏泄表面彈性波的特性。
24.一種表面聲波器件，其特征在于把權(quán)利要求1到4的任一項(xiàng)所述的上述表面聲波器件的2個(gè)或2個(gè)以上組合起來(lái)形成在1片芯片上。
25.一種移動(dòng)通信設(shè)備，其特征在于使用了權(quán)利要求1到4的任一項(xiàng)所述的上述表面聲波器件。26.一種移動(dòng)通信設(shè)備，其特征在于使用了權(quán)利要求24所述的上述表面聲波器件。
27.一種傳感器，其特征在于使用了權(quán)利要求1到4的任一項(xiàng)所述的上述表面聲波器件。
28.一種表面聲波器件的設(shè)計(jì)方法，其中，該表面聲波器件包括以能夠激勵(lì)漏泄表面彈性波的切割角切割出的壓電基板和由在上述壓電基板上至少具有一對(duì)相互嚙合的電極指的叉指換能器(IDT)電極構(gòu)成的電極圖形，其特征在于設(shè)定上述電極圖形和上述切割角使得在令上述表面聲波器件的諧振頻率為f(Hz)，令沿著上述壓電基板傳輸?shù)穆龣M波的音速為vb(m/s)，令形成在上述壓電基板上的上述電極圖形的上述電極指的間距為p(m)時(shí)，滿足2×p≤vb/f的關(guān)系。
29.一種表面聲波器件的設(shè)計(jì)方法，其中，該表面聲波器件以能夠激勵(lì)漏泄表面彈性波的切割角切割出的壓電基板和由在上述壓電基板上至少具有一對(duì)相互嚙合的電極指的叉指換能器(IDT)電極構(gòu)成的電極圖形，在上述電極圖形上形成了至少覆蓋上述電極圖形的電介質(zhì)膜，其特征在于設(shè)定上述電極圖形，上述切割角以及上述電介質(zhì)膜材料使得在令形成上述表面聲波器件的上述電介質(zhì)膜之前的諧振頻率為fbefore(Hz)，令形成了上述電介質(zhì)膜以后的諧振頻率為fafter(Hz)，令沿著上述壓電基板傳輸?shù)穆龣M波的音速為vb(m/s)，令形成在上述壓電基板上的上述電極圖形的上述電極指的間距為p(m)時(shí)，滿足2×p×fbefore≤vb≤2×p×fafter的關(guān)系。
30.根據(jù)權(quán)利要求28或29所述的表面聲波器件的設(shè)計(jì)方法，其特征在于上述電極指由鋁(Al)或者以鋁(Al)為主體的金屬構(gòu)成，而且設(shè)定上述電極圖形以及上述切割角使得在令使用上述壓電基板而利用上述漏泄表面彈性波所制作的LSAW型表面聲波器件的IDT電極的膜厚為hL，令取為與上述LSAW型表面聲波器件相同的諧振頻率時(shí)的上述表面聲波器件的上述IDT電極的膜厚為hr時(shí)，上述表面聲波器件的上述IDT電極的膜厚hr滿足hL≤hr。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于在表面聲波諧振器或者濾波器等表面聲波(SAW)器件中，使損失最小，提高陡峭性，通過(guò)在用能夠激勵(lì)漏泄表面聲波(LSAW)的切割角切割出的壓電基板上設(shè)置具有預(yù)定厚度和電極指間間距(p)的IDT電極和反射器，使所利用的SAW的音速比沿著壓電基板傳輸?shù)穆龣M波的音速(vb)還慢，而且當(dāng)令諧振頻率為f時(shí)滿足2×p≤vb/f的關(guān)系，能夠利用不發(fā)生傳輸損失的RSAW，與以往的LSAW類型的SAW器件相比較改善插入損失和陡峭特性。
文檔編號(hào)H03H9/02GK1522492SQ0380055
公開(kāi)日2004年8月18日 申請(qǐng)日期2003年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月15日
發(fā)明者高山了一, 關(guān)俊一, 川崎哲生, 中西秀和, 長(zhǎng)谷川弘浩, 和, 弘浩, 生 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社