專利名稱：彈性表面波裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及例如作為諧振子或帶通濾波器而被使用的彈性表面波裝置，更詳細(xì)而 言，涉及具有形成有由在電壓基板上的槽中所填充的Cu構(gòu)成的IDT的結(jié)構(gòu)的彈性表面波裝置。
背景技術(shù)：
以往，彈性表面波裝置作為諧振子或帶通濾波器被應(yīng)用得較廣泛。例如在下述的 專利文獻(xiàn)1中公開了在圖16中簡(jiǎn)略圖地(略図的仁)表示剖面結(jié)構(gòu)的彈性表面波裝置100。在彈性表面波裝置1001中，在LiNbO3基板1002的上表面1002a形成有多條槽 1002b。在多條槽1002b中填充有金屬，由此形成具有由該金屬構(gòu)成的多條電極指(電極 指)的ITD1003。按覆蓋LiNbO3基板1002的上表面1002a的方式層疊有SiO2膜1004。由 于LiNbO3基板1002具有負(fù)的頻率溫度系數(shù)TCF，因此通過層疊具有正的頻率溫度系數(shù)TCF 的SiO2膜1004而減小了彈性表面波裝置1001的頻率溫度系數(shù)TCF的絕對(duì)值。另外，通過埋入在多條槽1002b中的金屬形成IDT，從而在IDT中得到了較大的反 射系數(shù)。具體而言，示出了當(dāng)設(shè)定表面波的波長(zhǎng)為λ時(shí)，在將槽1002b中所填充的Al的厚 度即由Al構(gòu)成的IDT的厚度設(shè)定為0. 04 λ的情況下，每一條電極指的反射系數(shù)為0. 05，并 且電極厚度越大則所得到的反射系數(shù)就越大。另一方面，在下述的專利文獻(xiàn)2中公開了圖17中所示的彈性表面波裝置。在彈性 表面波裝置1101中，在由LiTaO3或LiNbO3構(gòu)成的壓電基板1102上形成有IDTl 103。另外， 按覆蓋IDT1103的方式形成有保護(hù)膜1104。另一方面，在形成有IDT1103及保護(hù)膜1104的 部分之外的剩余區(qū)域中形成有由SiO2構(gòu)成的第一絕緣物層1105，其厚度等于將IDT1103及 保護(hù)膜1104層疊而構(gòu)成的層疊金屬膜之厚度。而且，按覆蓋第一絕緣物層1105的方式使 由SiO2構(gòu)成的第二絕緣物層1106層疊。這里示出了作為IDT1103通過使用比Al密度更 大的金屬而能夠增大反射系數(shù)的絕對(duì)值并能夠抑制不希望的波紋('J ” ^ ^ )的情況。專利文獻(xiàn)1 :W02006/011417A1專利文獻(xiàn)2 JP特開2004-112748號(hào)公報(bào)在專利文獻(xiàn)1中所述的彈性表面波裝置1001中示出了由Al構(gòu)成的IDT的厚度越 大則越能夠增大反射系數(shù)的絕對(duì)值的旨意(旨)。但是，本申請(qǐng)的發(fā)明者發(fā)現(xiàn)僅增大反射 系數(shù)的絕對(duì)值是不能得到良好諧振特性。即，發(fā)現(xiàn)在專利文獻(xiàn)1中所述的彈性表面波裝置 中，雖然通過對(duì)由Al構(gòu)成的電極的厚度進(jìn)行加厚而能夠增大反射系數(shù)的絕對(duì)值，但由于反 射系數(shù)的符號(hào)為負(fù)值，不能在通帶中產(chǎn)生多個(gè)波紋而得到良好的諧振特性。在專利文獻(xiàn)1中，關(guān)于IDT的厚度與反射系數(shù)之間的關(guān)系，只說明了在LiTaO3基 板上使用由Al構(gòu)成的IDT的情況。另外，在專利文獻(xiàn)1的段落0129中，暗示(示唆)有 在LiNbO3基板上也可以使用由Au等其它金屬形成IDT的旨意，但是只公開了由Au構(gòu)成的 IDT。另一方面，在專利文獻(xiàn)2中，如上所述，在使用由比Al密度更大的金屬構(gòu)成的IDT的情況下，雖然示出了能夠提高反射系數(shù)的絕對(duì)值的旨意，但在能夠增大所得彈性表面波 裝置的機(jī)電耦合系數(shù)方面，沒有特別的提及。另外，在上述LiNbO3基板上設(shè)置的槽中填充Au而形成的IDT結(jié)構(gòu)中，存在以下問 題，即為得到充分大的機(jī)電耦合系數(shù)k2，能夠使用的LiNbO3基板的歐拉角范圍較窄。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種彈性表面波裝置，該彈性表面波裝置消除以往技術(shù) 的缺點(diǎn)，作為壓電基板而使用LiNbO3基板，并且不僅IDT的反射系數(shù)為充分大而且機(jī)電耦 合系數(shù)k2也較大，可使用LiNbO3基板的歐拉角范圍比較為寬，并可提高設(shè)計(jì)自由度。根據(jù)本發(fā)明，提供一種彈性表面波裝置，其特征在于具備壓電基板，其由LiNbO3 基板構(gòu)成并在上表面形成有多條槽；IDT，其具有由在所述壓電基板上表面的多條槽中所填 充的金屬材料構(gòu)成的多條電極指，所述金屬材料由Cu或以Cu為主體的合金構(gòu)成。在本發(fā)明所涉及的彈性表面波裝置中，在設(shè)定彈性表面波的波長(zhǎng)為λ的情況下， 所述IDT的電極膜厚與所述LiNb03基板的歐拉角(0° 士 10°，θ，0° 士 10° )的θ為 下述表1中所示組合的一種。此時(shí)，能夠進(jìn)一步擴(kuò)大可得到較大機(jī)電耦合系數(shù)k2的LiNb03 基板的歐拉角范圍。[表1] 另外，在本發(fā)明所涉及的彈性表面波裝置中，優(yōu)選還具備電介質(zhì)膜，其覆蓋在所述 IDT及所述壓電基板且由Si02或以Si02為主要成分的無(wú)機(jī)材料構(gòu)成。此時(shí)，由Si02或以 Si02為主要成分的無(wú)機(jī)材料構(gòu)成的電介質(zhì)膜的頻率溫度系數(shù)為正值，LiNb03的頻率溫度 系數(shù)TCF為負(fù)值，因此能夠提供作為整體頻率溫度系數(shù)TCF的絕對(duì)值較小的彈性表面波裝置。在本發(fā)明的其它特定的方面，在將所述彈性表面波的波長(zhǎng)設(shè)定為λ的情況下，所 述IDT的以λ來標(biāo)準(zhǔn)化而成的標(biāo)準(zhǔn)化膜厚、作為所述電介質(zhì)膜的Si02膜的以λ來標(biāo)準(zhǔn)化 而成的標(biāo)準(zhǔn)化膜厚、所述LiNb03基板的歐拉角(0° 士 10°，θ，0° 士 10° )的θ為下述 表2 表4中所示的組合的一種。[表 2]
(表中的Cu膜厚及SiO2膜厚表示各標(biāo)準(zhǔn)化膜厚XIO2的值。)[表 3] (表中的Cu膜厚及SiO2膜厚表示各標(biāo)準(zhǔn)化膜厚XIO2的值。)[表 4] (表中的Cu膜厚及SiO2膜厚表示各標(biāo)準(zhǔn)化膜厚XIO2的值。)(發(fā)明效果)根據(jù)本發(fā)明，在具有由LiNbO3基板的上表面的槽中填充的Cu或以Cu為主體的合 金構(gòu)成的多條電極指的IDT中，金屬材料由上述特定的金屬構(gòu)成，因此不僅IDT的反射系數(shù) 較大而且也能得到較大的機(jī)電耦合系數(shù)k2。并且，為實(shí)現(xiàn)上述機(jī)電耦合系數(shù)k2較大的范圍，可以從較寬的范圍中選擇LiNbO3基板的歐拉角。因此，不僅能夠提高彈性表面波裝置的特 性，而且也能提高彈性表面波裝置的設(shè)計(jì)自由度。


圖1 (a)及(b)是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的彈性表面波裝置的主要部分 的示意性部分主視剖面圖，(b)是該彈性表面波裝置的示意性俯視圖。圖2是表示在本發(fā)明的一實(shí)施方式中作為構(gòu)成IDT的金屬材料而使用Cu的情況 下的歐拉角的θ與反射系數(shù)之間關(guān)系，實(shí)線是表示在層疊有SiO2膜的結(jié)構(gòu)的情況下的結(jié) 果，虛線是表示在沒有層疊SiO2膜的結(jié)構(gòu)的情況下的結(jié)果。圖3是表示在本發(fā)明的一實(shí)施方式中作為構(gòu)成IDT的金屬材料而使用Cu的情況 下的歐拉角的θ與機(jī)電耦合系數(shù)k2之間關(guān)系，實(shí)線是表示在層疊有SiO2膜的結(jié)構(gòu)的情況 下的結(jié)果，虛線是表示在沒有層疊SiO2膜的結(jié)構(gòu)的情況下的結(jié)果。圖4是表示在以往例中作為構(gòu)成IDT的金屬材料而使用Al的情況下的歐拉角的 θ與反射系數(shù)之間關(guān)系，實(shí)線是表示在層疊有SiO2膜的結(jié)構(gòu)的情況下的結(jié)果，虛線是表示 在沒有層疊SiO2膜的結(jié)構(gòu)的情況下的結(jié)果。圖5是表示在以往例中作為構(gòu)成IDT的金屬材料而使用Al的情況下的歐拉角的 θ與機(jī)電耦合系數(shù)k2之間關(guān)系，實(shí)線是表示在層疊有SiO2膜的結(jié)構(gòu)的情況下的結(jié)果，虛線 是表示在沒有層疊SiO2膜的結(jié)構(gòu)的情況下的結(jié)果。圖6是表示在以往例中作為構(gòu)成IDT的金屬材料而使用Au的情況下的歐拉角的 θ與反射系數(shù)之間的關(guān)系，實(shí)線是表示在層疊有SiO2膜的結(jié)構(gòu)的情況下的結(jié)果，虛線是表 示在沒有層疊SiO2膜的結(jié)構(gòu)的情況下的結(jié)果。圖7是表示在以往例中作為構(gòu)成IDT的金屬材料而使用Au的情況下的歐拉角的 θ與機(jī)電耦合系數(shù)k2之間的關(guān)系，實(shí)線是表示在層疊有SiO2膜的結(jié)構(gòu)的情況下的結(jié)果，虛 線是表示在沒有層疊SiO2膜的結(jié)構(gòu)的情況下的結(jié)果。圖8(a)及(b)是分別表示在本發(fā)明的一實(shí)施方式中作為構(gòu)成IDT的金屬材料而 使用Cu且未形成SiO2膜的情況下的Cu膜的標(biāo)準(zhǔn)化膜厚、歐拉角的θ、反射系數(shù)及機(jī)電耦 合系數(shù)k2之間關(guān)系的圖。圖9(a)及(b)是分別表示在本發(fā)明的一實(shí)施方式中作為構(gòu)成IDT的金屬材料而 使用Cu且SiO2膜的標(biāo)準(zhǔn)化膜厚為0. 05的情況下的Cu膜的標(biāo)準(zhǔn)化膜厚、歐拉角的θ、反射 系數(shù)及機(jī)電耦合系數(shù)k2之間關(guān)系的圖。圖10(a)及(b)是分別表示在本發(fā)明的一實(shí)施方式中作為構(gòu)成IDT的金屬材料而 使用Cu且SiO2膜的標(biāo)準(zhǔn)化膜厚為0. 1的情況下的Cu膜的標(biāo)準(zhǔn)化膜厚、歐拉角的θ、反射 系數(shù)及機(jī)電耦合系數(shù)k2之間關(guān)系的圖。圖11 (a)及(b)是分別表示在本發(fā)明的一實(shí)施方式中作為構(gòu)成IDT的金屬材料而 使用Cu且SiO2膜的標(biāo)準(zhǔn)化膜厚為0. 15的情況下的Cu膜的標(biāo)準(zhǔn)化膜厚、歐拉角的θ、反射 系數(shù)及機(jī)電耦合系數(shù)k2之間關(guān)系的圖。圖12(a)及(b)是分別表示在本發(fā)明的一實(shí)施方式中作為構(gòu)成IDT的金屬材料而 使用Cu且SiO2膜的標(biāo)準(zhǔn)化膜厚為0. 2的情況下的Cu膜的標(biāo)準(zhǔn)化膜厚、歐拉角的θ、反射 系數(shù)及機(jī)電耦合系數(shù)k2之間關(guān)系的圖。
圖13(a)及(b)是分別表示在本發(fā)明的一實(shí)施方式中作為構(gòu)成IDT的金屬材料而 使用Cu且SiO2膜的標(biāo)準(zhǔn)化膜厚為0. 25的情況下的Cu膜的標(biāo)準(zhǔn)化膜厚、歐拉角的θ、反射 系數(shù)及機(jī)電耦合系數(shù)k2之間關(guān)系的圖。圖14(a)及(b)是分別表示在本發(fā)明的一實(shí)施方式中作為構(gòu)成IDT的金屬材料而 使用Cu且SiO2膜的標(biāo)準(zhǔn)化膜厚為0. 3的情況下的Cu膜的標(biāo)準(zhǔn)化膜厚、歐拉角的θ、反射 系數(shù)及機(jī)電耦合系數(shù)k2之間關(guān)系的圖。圖15(a)及(b)是分別表示在本發(fā)明的一實(shí)施方式中作為構(gòu)成IDT的金屬材料而 使用Cu且SiO2膜的標(biāo)準(zhǔn)化膜厚為0. 35的情況下的Cu膜的標(biāo)準(zhǔn)化膜厚、歐拉角的θ、反射 系數(shù)及機(jī)電耦合系數(shù)k2之間關(guān)系的圖。圖16是用于說明以往的表面波裝置的一例的示意性主視剖面圖。圖17是表示以往的表面波裝置的其它例的部分槽口(切欠)主視剖面圖。圖中1-彈性表面波裝置，2-LiNb03基板，2a_上表面，2b_槽，3-IDT，4_Si02膜，5、 6-反射器。
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行說明，從而使本發(fā)明變得清楚。圖1 (a)及(b)是本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的彈性表面波裝置的形成有IDT的 部分的示意性部分主視剖面圖，(b)是該彈性表面波裝置的示意性俯視圖。如圖1 (a)中所示，彈性表面波裝置1具有LiNbO3基板2。在LiNbO3基板2的上 表面2a形成有多條槽2b。在多條槽2b中填充金屬，從而形成具有多條電極指的IDT3。該 IDT3的上表面和LiNbO3基板2的上表面2a為一個(gè)平面。按覆蓋上表面2a及IDT3的方式形成SiO2膜4。另外，在本發(fā)明中不形成SiO2膜 4也可以。如圖1 (b)中所示，彈性表面波裝置1是具有上述IDT3和配置在IDT3的表面波傳 播方向兩側(cè)的第一、第二反射器5、6的1端口型(f 一卜型)彈性表面波諧振子。另外，反 射器5、6分別為使多條電極指的兩端短路而成的衍射光柵(V > — f 4 )反射器。與IDT3 —樣，述反射器5、6也通過填充與設(shè)置在LiNbO3基板2的上表面2a的多 條槽相同的金屬而成。因此，在反射器5、6中，電極表面和LiNbO3基板2的上表面2a大致 為一個(gè)平面。由此SiO2膜4的上表面遍及彈性表面波裝置1的整體并被大致平坦化。雖然LiNbO3基板2的頻率溫度系數(shù)TCF為負(fù)值，但由于SiO2膜4的頻率溫度系數(shù) TCF為正值，作為整體頻率溫度系數(shù)TCF的絕對(duì)值為較小。因此，在彈性表面波裝置中由溫 度變化而產(chǎn)生的頻率特性的變化較小。本實(shí)施方式的彈性表面波裝置1為利用SH波的彈性表面波裝置，其特征在于，構(gòu) 成上述IDT3的上述金屬材料由Cu或以Cu為主體的合金形成。也可以在上述IDT3中附加 密接層、擴(kuò)散防止層等由其它金屬材料構(gòu)成的金屬層，此外也可以為上述IDT3與其它金屬
層層疊的結(jié)構(gòu)。由此，在本實(shí)施方式的彈性表面波裝置1中，不僅IDT3的反射系數(shù)的絕對(duì)值為較 大而且也能得到大的機(jī)電耦合系數(shù)k2。另外，如以下具體實(shí)施例中所示那樣，當(dāng)?shù)玫綑C(jī)電耦 合系數(shù)k2為較大的彈性表面波裝置1時(shí)，能夠擴(kuò)大可使用LiNbO3基板的歐拉角范圍。因此，能夠提高設(shè)計(jì)自由度。參照?qǐng)D2 圖7對(duì)此進(jìn)行說明。圖4及圖5是分別表示具有與上述實(shí)施方式的彈性表面波裝置1同樣的結(jié)構(gòu)、但 由Al形成IDT電極及反射器并利用泄漏(漏洩)彈性表面波的彈性表面波裝置的LiNbO3 基板的歐拉角(0°，θ，0° )的θ、反射系數(shù)及機(jī)電耦合系數(shù)k2之間關(guān)系的圖。在圖4及圖5中表示將由Al構(gòu)成的IDT3的表面波波長(zhǎng)λ作為標(biāo)準(zhǔn)而成的標(biāo)準(zhǔn) 化膜厚設(shè)定為0. 04或0. 08的情況的結(jié)果。另外，由實(shí)線表示形成有標(biāo)準(zhǔn)化膜厚為0. 25的 SiO2膜4的結(jié)構(gòu)的結(jié)果，并由虛線表示與未形成SiO2膜4的結(jié)構(gòu)有關(guān)的結(jié)果。如從圖4所知，在作為電極材料使用Al的情況下反射系數(shù)幾乎不提高。另外，如從圖5所知，通過對(duì)歐拉角的θ進(jìn)行變化而能夠使機(jī)電耦合系數(shù)k2提高 至0.2以上。但是，如圖4中所示，可知在未形成5102膜4的情況下，不論歐拉角的θ值 及由Al構(gòu)成的IDT的膜厚如何，反射系數(shù)均為0. 1以下的小值。另一方面，圖6及圖7是表示作為電極材料而使用以表面波波長(zhǎng)λ為標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn) 化膜厚為0. 04或0. 08的Au的情況的結(jié)果。即，表示由Au形成圖1中所示的IDT電極3 及反射器5、6的情況的結(jié)果。圖6是表示歐拉角的θ與反射系數(shù)之間關(guān)系，圖7是表示歐 拉角的θ與機(jī)電耦合系數(shù)k2之間關(guān)系。另外，在圖6及圖7中，由實(shí)線表示了形成有標(biāo)準(zhǔn)化膜厚為0. 25的SiO2膜4的結(jié) 構(gòu)的結(jié)果，由虛線表示了未形成的結(jié)構(gòu)的結(jié)果。如從圖6所知，在作為電極材料而使用Au的情況下，與使用圖4中所示的電極材 料Al的情況相比，不論歐拉角θ為如何都能夠提高反射系數(shù)。但是，如圖7中所示，機(jī)電耦合系數(shù)k2較大的區(qū)域，即機(jī)電耦合系數(shù)k2大于0. 2 的區(qū)域，在由Au構(gòu)成的電極標(biāo)準(zhǔn)化膜厚為0. 04的情況下在未形成SiO2膜4的結(jié)構(gòu)中處于 72° 131°的范圍中，由Au構(gòu)成的電極標(biāo)準(zhǔn)化膜厚為0.08的情況下處于85° 119° 的范圍中。因此，可知在0. 04 0. 08的范圍中對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化膜厚進(jìn)行變化的情況下，若不在 85° 119°的范圍內(nèi)選擇歐拉角的θ，則不能使機(jī)電耦合系數(shù)k2提高至0.2以上?？芍?，在形成由Au構(gòu)成的IDT3及反射器5、6且還形成有SiO2膜4的結(jié)構(gòu)中，為了 使得機(jī)電耦合系數(shù)k2成為0. 2以上，必須在Au膜的標(biāo)準(zhǔn)化膜厚為0. 04的情況下將歐拉角 的θ設(shè)定為77° 117°的范圍且在標(biāo)準(zhǔn)化膜厚為0.08的情況下將歐拉角的θ設(shè)定為 90° 114°范圍。因此，可知在SiO2膜4的標(biāo)準(zhǔn)化膜厚為0.04 0.08的范圍中，歐拉角 的θ必須在90° 114°范圍中。相對(duì)于此，如下所述，在作為構(gòu)成IDT3的金屬材料而使用Cu或以Cu為主體的合 金的情況下，可以擴(kuò)大能夠使機(jī)電耦合系數(shù)k2成為0.2以上的歐拉角范圍。因此，能夠提 高彈性表面波裝置的設(shè)計(jì)自由度。另外，之所以在機(jī)電耦合系數(shù)k2為0. 2以上的情況下是良好的原因在于，在當(dāng)作 諧振子或帶通濾波器而被使用的表面波裝置中，為得到通常所要求的帶寬(帶域幅)，優(yōu)選 機(jī)電耦合系數(shù)k2為大約0. 2以上。(作為金屬材料使用Cu的情況)圖2及圖3是表示歐拉角的θ、反射系數(shù)及機(jī)電耦合系數(shù)k2之間關(guān)系的圖。在 圖2及圖3中作為構(gòu)成IDT3及反射器5、6的金屬材料的Cu的標(biāo)準(zhǔn)化膜厚為0. 02,0. 04或 0. 08。而且，在圖2及圖3中由實(shí)線表示了形成有SiO2膜4的情況的結(jié)果，由虛線表示了未形成SiO2膜4的情況的結(jié)果。如從圖2所知，在作為金屬材料而使用Cu的情況下，不論歐拉角的θ的范圍如 何，與使用Al的情況相比，能夠得到較大的反射系數(shù)。另外，如從圖3所知，在未形成SiO2膜4的結(jié)構(gòu)中，能夠使得機(jī)電耦合系數(shù)k2成為 0.2以上的歐拉角范圍，在Cu膜的標(biāo)準(zhǔn)化膜厚為0.02的情況下為70° 145°的范圍即 可，在標(biāo)準(zhǔn)化膜厚為0.04的情況下為70° 151°的范圍即可，并在標(biāo)準(zhǔn)化膜厚為0.08的 情況下為70° 156°的范圍即可。因此，可知在作為金屬材料使用Cu的情況下，在其膜 厚處于0.02 λ 0.04 λ的范圍內(nèi)的情況下歐拉角的θ為70°以上、145°以下，并在其 膜厚超過0.04λ且為0.08λ以下的情況下歐拉角的θ為70°以上、151°以下的范圍即 可。因此，與使用Au的情況的85°以上、119°以下的范圍相比，能夠擴(kuò)大歐拉角的θ的范 圍。同樣，從圖3中可知，在層疊有SiO2膜4的結(jié)構(gòu)中，能夠使得機(jī)電耦合系數(shù)k2成為0. 2 以上的歐拉角范圍，在Cu的膜厚為0.02λ的情況下為83° 124°，在膜厚為0.04λ的 情況下為82° 137°，在膜厚為0.08 λ的情況下為79° 124°即可。S卩，可知在Cu的 膜厚處于0.02λ 0.04λ的范圍內(nèi)的情況下歐拉角的θ為83°以上、124°以下，在超過 0. 04 λ且為0.08 λ以下的情況下為82°以上、124°以下即可。因此，與使用Au的情況的 90°以上、119°以下的范圍相比，能夠擴(kuò)大歐拉角的θ的范圍。總結(jié)參照?qǐng)D2 圖7所說明的結(jié)果，構(gòu)成機(jī)電耦合系數(shù)k2為0. 2以上的電極的金 屬材料、由該金屬材料構(gòu)成的電極膜厚、歐拉角的θ的組合成為下述表5中所示組合的一 種。表5是表示沒有層疊SiO2膜的結(jié)構(gòu)的情況的結(jié)果。[表 5] 在表5中，為進(jìn)行比較，一并表示作為金屬材料而使用Au的情況。[在形成有SiO2膜的情況下的電極膜厚、SiO2膜的標(biāo)準(zhǔn)化膜厚、歐拉角的θ范圍 的組合]在上述表5中，在未形成SiO2膜的情況下按每個(gè)電極材料來表示了機(jī)電耦合系數(shù) k2為0.2以上的電極膜厚和歐拉角的θ范圍。而且，本申請(qǐng)的發(fā)明者，在以SiO2膜為電介質(zhì)膜并覆蓋IDT電極的那樣形成的結(jié) 構(gòu)中，除電極材料、電極膜厚外，還考慮SiO2膜的標(biāo)準(zhǔn)化膜厚，對(duì)機(jī)電耦合系數(shù)k2為0. 2以 上的歐拉角的各θ的范圍進(jìn)行了研究。在以下按每個(gè)金屬材料對(duì)其結(jié)果進(jìn)行說明。(形成SiO2膜并作為金屬材料使用Cu的情況)圖8 (a)、(b) 圖15 (a)、(b)是分別表示在作為金屬材料而使用Cu且以各種標(biāo)準(zhǔn) 化膜厚來形成有SiO2膜的情況下的歐拉角的θ、反射系數(shù)及機(jī)電耦合系數(shù)k2之間關(guān)系的圖。另外，圖8 (a)、(b)是表示在SiO2膜的標(biāo)準(zhǔn)化膜厚為0即未形成SiO2膜的情況下 的結(jié)果，圖9 圖15是表示在SiO2膜的標(biāo)準(zhǔn)化膜厚分別為0. 05,0. 1,0. 15,0. 2,0. 25,0. 3 及0. 35的情況下的結(jié)果。另外，設(shè)定作為構(gòu)成IDT3及反射器5、6的金屬材料的Cu的標(biāo)準(zhǔn) 化膜厚為如圖8 圖15中所示各種厚度。按照所述圖2中所示，在作為金屬材料使用Cu的 情況下，不論歐拉角的θ范圍如何，與使用Al的情況相比，能夠得到較大的反射系數(shù)。在 圖8(a) 圖15(a)中可知，不論歐拉角的θ值如何，并即使在對(duì)Cu膜進(jìn)行各種變化的情 況下，都能夠得到較大的反射系數(shù)。另一方面，如從圖8(b) 圖15(b)中所知，在Cu的標(biāo)準(zhǔn)化厚度處于0. 04 0. 08 的范圍中的情況下，若將SiO2膜的標(biāo)準(zhǔn)化膜厚和歐拉角的θ范圍設(shè)定為下述表6中所示 的組合的一種，則能夠使得機(jī)電耦合系數(shù)k2成為0.2以上。另外，在下述表6中表示歐拉 角的θ范圍的下限值和上限值。例如，表示在SiO2膜的膜厚為0.05以下的情況下歐拉角 的θ為70°以上、且151°以下的范圍即可。另外，在Cu膜的標(biāo)準(zhǔn)化膜厚大于0.08、且為0. 12以下的情況下，SiO2膜的膜厚和 歐拉角的θ的范圍為下述表7中所示組合的一種即可；在Cu膜的標(biāo)準(zhǔn)化膜厚大于0.12、且 為0.16以下的情況下，SiO2膜的膜厚和歐拉角的θ的范圍為下述表8中所示組合的一種 即可，同樣，能夠使得機(jī)電耦合系數(shù)k2成為0.2以上。該表6 表8基于上述圖8 圖15 的結(jié)果。[表 6] (表中的Cu膜厚及SiO2膜厚表示各標(biāo)準(zhǔn)化膜厚XIO2的值。)[表 7]
(表中的Cu膜厚及SiO2膜厚表示各標(biāo)準(zhǔn)化膜厚XIO2的值。)[表 8] (表中的Cu膜厚及SiO2膜厚表示各標(biāo)準(zhǔn)化膜厚XIO2的值。)(關(guān)于合金)如上所述，當(dāng)形成IDT電極時(shí)，在LiNbO3基板的上表面被設(shè)置的槽中填充金屬材 料。此時(shí)，上述金屬材料并不限于上述Cu，也可以是以Cu為主體的合金。另外，在上述實(shí)施例中，作為電介質(zhì)膜形成有SiO2膜，但并不限于SiO2膜，也可以 是由以SiO2膜為主要成分的無(wú)機(jī)材料構(gòu)成的電介質(zhì)膜。不論形成哪一種電介質(zhì)膜，由于在 這些電介質(zhì)膜中頻率溫度系數(shù)為正值，因此能夠通過與頻率溫度系數(shù)為負(fù)值的LiNbO3基板 進(jìn)行組合而減小彈性表面波裝置的頻率溫度系數(shù)的絕對(duì)值。即，能夠提供溫度特性良好的 彈性表面波裝置。另外，由該發(fā)明所形成的彈性表面波裝置的電極結(jié)構(gòu)，并不限于圖1中所示的結(jié) 構(gòu)，可以將本發(fā)明適用于各種電極結(jié)構(gòu)的彈性表面波諧振子或彈性表面波濾波器等中。另外，如上所述，在本申請(qǐng)發(fā)明中表示了 LiNbO3的歐拉角(Φ，θ，ψ)不受特別限 定的旨意，但為了作為表面波而利用雷利波(> ^ ”一波)及SH波，優(yōu)選設(shè)定歐拉角的Φ 為0° 士 10°的范圍，θ為70° 180°的范圍，Ψ為0° 士 10°的范圍。即，通過在歐拉 角中設(shè)定(0° 士 10°，70° 180°，0° 士 10° )的范圍，而能夠適當(dāng)?shù)厥褂美桌癝H 波。更具體而言，能夠在(0° 士 10°，90° 180°，0° 士 10° )的范圍內(nèi)進(jìn)一步適當(dāng)?shù)?利用SH波。另外，也可以使用LSAW波，此時(shí)設(shè)定歐拉角為(0° 士 10°，110° 160 °，0° 士 10° )的范圍即可。另外，在上述的實(shí)施方式中，顯示了 1端口型SAW諧振子的電極 結(jié)構(gòu)，而本發(fā)明的彈性表面波裝置能夠廣泛地適用于其它諧振器結(jié)構(gòu)或其它諧振器式彈性 表面波濾波器中。
權(quán)利要求
一種彈性表面波裝置，其特征在于，具備壓電基板，其由LiNbO3基板構(gòu)成，并在上表面形成有多條槽；IDT，其具有由在所述壓電基板的上表面的多條槽中所填充的金屬材料構(gòu)成的多條電極指，所述金屬材料由Cu或以Cu為主體的合金構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彈性表面波裝置，其特征在于，在設(shè)定彈性表面波的波長(zhǎng)為λ的情況下，所述IDT的電極膜厚與所述LiNbO3基板的 歐拉角(0° 士 10°，θ，0° 士 10° )的θ為下述表1中所示的組合的一種， [表1]
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彈性表面波裝置，其特征在于， 還具備電介質(zhì)膜，其覆蓋在所述IDT及所述壓電基板，且由SiO2或以SiO2為主要成分的無(wú)機(jī) 材料構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的彈性表面波裝置，其特征在于，在設(shè)定所述彈性表面波的波長(zhǎng)為λ的情況下，所述IDT的以λ來標(biāo)準(zhǔn)化而成的標(biāo)準(zhǔn) 化膜厚、作為所述電介質(zhì)膜的SiO2膜的以λ來標(biāo)準(zhǔn)化而成的標(biāo)準(zhǔn)化膜厚、所述LiNbO3基板 的歐拉角(0° 士 10°，θ，0° 士 10° )的θ為下述表2 表4中所示組合的一種，[表2] *表中的Cu膜厚及SiO2膜厚表示各標(biāo)準(zhǔn)化膜厚X IO2的值， [表3] *表中的Cu膜厚及SiO2膜厚表示各標(biāo)準(zhǔn)化膜厚X IO2的值， [表4] *表中的Cu膜厚及SiO2膜厚表示各標(biāo)準(zhǔn)化膜厚X IO2的值。
全文摘要
本發(fā)明提供一種彈性表面波裝置，其使用LiNbO3基板，所述彈性表面波裝置不僅IDT的反射系數(shù)大，而且機(jī)電耦合系數(shù)k2也大，并且擴(kuò)大了實(shí)現(xiàn)該機(jī)電耦合系數(shù)(k2)較大的范圍的LiNbO3基板的歐拉角范圍。所述彈性表面波裝置(1)，在LiNbO3基板(2)的上表面(2a)形成有多條槽(2b)，并設(shè)置有具有由在多條槽(2b)中填充的金屬材料構(gòu)成的多條電極指的IDT3，該金屬材料由Cu或以Cu為主體的合金構(gòu)成。
文檔編號(hào)H01L41/09GK101911482SQ200880124679
公開日2010年12月8日 申請(qǐng)日期2008年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月17日
發(fā)明者木村哲也, 門田道雄 申請(qǐng)人:株式會(huì)社村田制作所