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JP2011151641A - Surface acoustic wave device, oscillator, and module device - Google Patents

Surface acoustic wave device, oscillator, and module device Download PDF

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JP2011151641A
JP2011151641A JP2010011767A JP2010011767A JP2011151641A JP 2011151641 A JP2011151641 A JP 2011151641A JP 2010011767 A JP2010011767 A JP 2010011767A JP 2010011767 A JP2010011767 A JP 2010011767A JP 2011151641 A JP2011151641 A JP 2011151641A
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真士 藤岡
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Abstract

【課題】良好な温度特性及び十分な電気機械結合係数を有する弾性表面波デバイスを実現する。
【解決手段】弾性表面波デバイス1は、C面を主面とするサファイア基板10と、サファイア基板10の主面に形成され弾性表面波を励振させる櫛歯電極21,22と、櫛歯電極21,22及び主面11を覆う窒化アルミニウム膜30と、窒化アルミニウム膜30の表面に形成される二酸化シリコン膜40と、を有し、櫛歯電極21,22にて励振される弾性表面波がレイリー波の基本モードを用いている。窒化アルミニウム膜30の規格化膜厚KH‐AlNと、二酸化シリコン膜40の規格化膜厚KH‐SiO2と、の関係を適切な範囲に設定することにより、良好な温度特性、励振に必要な十分な電気機械結合係数K2、高い音速を有する弾性表面波デバイス1が実現できる。
【選択図】図2
A surface acoustic wave device having good temperature characteristics and a sufficient electromechanical coupling coefficient is realized.
A surface acoustic wave device includes a sapphire substrate having a C-plane as a main surface, comb-shaped electrodes that are formed on the main surface of the sapphire substrate and excite surface acoustic waves, and a comb-shaped electrode. , 22 and the main surface 11, and a silicon dioxide film 40 formed on the surface of the aluminum nitride film 30, and the surface acoustic wave excited by the comb electrodes 21, 22 is Rayleigh The fundamental wave mode is used. Necessary for good temperature characteristics and excitation by setting the relationship between the normalized film thickness KH-AlN of the aluminum nitride film 30 and the normalized film thickness KH-SiO 2 of the silicon dioxide film 40 within an appropriate range. The surface acoustic wave device 1 having a sufficient electromechanical coupling coefficient K 2 and a high sound speed can be realized.
[Selection] Figure 2

Description

本発明は、C面サファイア基板を用いた弾性表面波デバイス、発振器、及びモジュール装置に関する。   The present invention relates to a surface acoustic wave device, an oscillator, and a module device using a C-plane sapphire substrate.

圧電体膜の表面を伝播する弾性表面波を用いる弾性表面波デバイスは、固有の共振周波数や伝送特性を有し、しかも小型化が可能であり部品数も少ないため、通信機器用のバンドパスフィルターや基準クロックとして共振子等に応用されている。フィルターや共振子に弾性表面波デバイスを用いる場合には、温度依存性を表す遅延時間温度係数(TCD)や、電気機械変換の性能を表す電気機械結合係数(K2)が良好であることが求められる。 A surface acoustic wave device that uses surface acoustic waves propagating on the surface of a piezoelectric film has a unique resonance frequency and transmission characteristics, and can be miniaturized and has a small number of components. And is applied to resonators as a reference clock. When a surface acoustic wave device is used for a filter or a resonator, the delay time temperature coefficient (TCD) representing temperature dependence and the electromechanical coupling coefficient (K 2 ) representing electromechanical conversion performance may be good. Desired.

そこで、ガラス等の絶縁性基板に櫛歯電極(IDT)を形成し、櫛歯電極の表面を覆う圧電体膜と、この圧電体膜を覆うように保護膜が形成される弾性表面波デバイスが提案されている(例えば、特許文献1参照)。   Therefore, there is provided a surface acoustic wave device in which a comb electrode (IDT) is formed on an insulating substrate such as glass, a piezoelectric film covering the surface of the comb electrode, and a protective film is formed so as to cover the piezoelectric film. It has been proposed (see, for example, Patent Document 1).

また、C面サファイア基板上に櫛歯電極を形成し、櫛歯電極の表面を覆う圧電体膜を形成してなる弾性表面波デバイスが提案されている(例えば、特許文献2、特許文献3参照)。   Further, surface acoustic wave devices have been proposed in which comb-shaped electrodes are formed on a C-plane sapphire substrate and a piezoelectric film is formed to cover the surface of the comb-shaped electrodes (see, for example, Patent Document 2 and Patent Document 3). ).

特開平10‐178330号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-178330 特開平10‐135773号公報JP-A-10-135773 特開平8‐130435号公報JP-A-8-130435

特許文献1は、基板としてガラス等の絶縁基板を用いており、この基板上に櫛歯電極、さらに圧電体膜、保護膜を層状に形成することで、湿気や異物の侵入を防止し、外部雰囲気による圧電体膜の劣化や変質を防止することを目的としている。しかしながら、保護膜の材質や膜厚さを十分に考慮しなければ、弾性表面波の音速や電気機械結合係数、温度特性が変動するために、これらの良好な特性を得ることができない。   In Patent Document 1, an insulating substrate such as glass is used as a substrate, and a comb-like electrode, a piezoelectric film, and a protective film are formed on the substrate in layers to prevent moisture and foreign matter from entering. The object is to prevent the deterioration and alteration of the piezoelectric film due to the atmosphere. However, unless the material and film thickness of the protective film are fully taken into account, the sound speed, electromechanical coupling coefficient, and temperature characteristics of the surface acoustic wave fluctuate, and these good characteristics cannot be obtained.

また、特許文献2及び特許文献3では、C面サファイア基板上にアルミニウム系合金からなる櫛歯電極を形成し、さらに櫛歯電極を覆うように酸化亜鉛(ZnO)膜を形成することで、ストレスマイグレーション耐性を向上しようとしている。このような構成であっても、酸化亜鉛膜の膜厚さを十分に考慮しなければ、弾性表面波の音速や電気機械結合係数、温度特性が変動するために、これらの良好な特性を得ることができないという課題を有している。   Moreover, in patent document 2 and patent document 3, a comb-tooth electrode made of an aluminum-based alloy is formed on a C-plane sapphire substrate, and a zinc oxide (ZnO) film is formed so as to cover the comb-tooth electrode. Trying to improve migration tolerance. Even in such a configuration, unless the thickness of the zinc oxide film is sufficiently taken into account, the sound velocity, electromechanical coupling coefficient, and temperature characteristics of the surface acoustic wave fluctuate. It has the problem that it cannot be done.

また、C面サファイア基板上に圧電体膜として酸化亜鉛を用いる場合は、サファイア基板の音速と酸化亜鉛の音速との差が大きく、この音速差が周波数変動に影響することがあるという課題がある。   In addition, when zinc oxide is used as a piezoelectric film on a C-plane sapphire substrate, there is a problem that the difference between the sound speed of the sapphire substrate and the sound speed of zinc oxide is large, and this sound speed difference may affect the frequency fluctuation. .

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.

[適用例1]本適用例に係る弾性表面波デバイスは、C面を主面とするサファイア基板と、前記サファイア基板の主面に形成され弾性表面波を励振させる櫛歯電極と、前記櫛歯電極及び前記主面を覆う窒化アルミニウム膜と、前記窒化アルミニウム膜の表面に形成される二酸化シリコン膜と、を有し、前記櫛歯電極にて励振される前記弾性表面波がレイリー波の基本モードであることを特徴とする。   Application Example 1 A surface acoustic wave device according to this application example includes a sapphire substrate having a C-plane as a main surface, a comb-shaped electrode formed on the main surface of the sapphire substrate to excite surface acoustic waves, and the comb teeth An aluminum nitride film covering the electrode and the main surface; and a silicon dioxide film formed on the surface of the aluminum nitride film, wherein the surface acoustic wave excited by the comb electrode is a fundamental mode of Rayleigh waves It is characterized by being.

本適用例によれば、基板としてC面を主面とするサファイア基板(以降、C面サファイア基板と表すことがある)を用いていることから、基板として水晶やガラス等を用いる場合よりも高い音速を得られる。つまり、高周波デバイスを実現できる。   According to this application example, since a sapphire substrate having a C-plane as a main surface (hereinafter, sometimes referred to as a C-plane sapphire substrate) is used as the substrate, the substrate is higher than the case of using crystal, glass, or the like. You can get the speed of sound. That is, a high frequency device can be realized.

また、窒化アルミニウム膜と二酸化シリコン膜とを、互いに逆符号の遅延時間温度係数(TCD)とすることにより、良好な周波数温度特性を得ることが可能となる。   In addition, by setting the aluminum nitride film and the silicon dioxide film to have a delay time temperature coefficient (TCD) with opposite signs, it is possible to obtain a favorable frequency temperature characteristic.

窒化アルミニウムは、サファイア基板よりも電気機械結合係数(K2)が大きいこと、窒化アルミニウムをサファイア基板上に形成する場合、窒化アルミニウムの結晶性がよいことからさらに電気機械結合係数を大きくすることが可能で、弾性表面波の励振効率を高めることができる。 Aluminum nitride has a larger electromechanical coupling coefficient (K 2 ) than that of the sapphire substrate, and when aluminum nitride is formed on the sapphire substrate, the crystallinity of aluminum nitride is good, so that the electromechanical coupling coefficient can be further increased. It is possible to increase the excitation efficiency of the surface acoustic wave.

また、C面サファイア基板の音速と窒化アルミニウムの音速とがほぼ同じであるため、音速差に起因する周波数変動を抑制することができる。   Moreover, since the sound speed of the C-plane sapphire substrate and the sound speed of aluminum nitride are substantially the same, frequency fluctuations caused by the sound speed difference can be suppressed.

さらに、圧電体膜として窒化アルミニウム膜を用いると、窒化アルミニウム膜は音速がC面サファイア基板の音速に近く音速差に起因する周波数変動が小さいという効果がある。   Furthermore, when an aluminum nitride film is used as the piezoelectric film, the aluminum nitride film has an effect that the sound speed is close to the sound speed of the C-plane sapphire substrate and the frequency fluctuation caused by the sound speed difference is small.

[適用例2]上記適用例に係る弾性表面波デバイスは、前記窒化アルミニウム膜の厚さta、前記二酸化シリコン膜の厚さts、前記弾性表面波の波長λとし、前記窒化アルミニウム膜の規格化膜厚をKH‐AlN=(2π/λ)・ta、前記二酸化シリコン膜の規格化膜厚をKH‐SiO2=(2π/λ)・ts、で与えられる各規格化膜厚の関係を座標表示したとき、
座標1(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(0.50、1.08)
座標2(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(1.50、0.53)
座標3(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(2.50、0.63)
座標4(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(3.27、1.00)
座標5(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(3.50、1.58)
座標6(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(3.46、2.00)
座標7(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(3.13、3.00)
座標8(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(1.60、6.00)
座標9(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(1.25、7.25)
座標10(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(0.50、7.92)
これらの座標を、座標1〜座標10の順に結ぶとともに、座標10と座標1とを結んだ領域内に含まれる前記KH‐AlN及び前記KH‐SiO2を用いることが望ましい。
Application Example 2 In the surface acoustic wave device according to the application example, the aluminum nitride film thickness ta, the silicon dioxide film thickness ts, and the surface acoustic wave wavelength λ are standardized. Coordinates the relationship of each normalized film thickness given by KH-AlN = (2π / λ) · ta and the normalized film thickness of the silicon dioxide film as KH-SiO 2 = (2π / λ) · ts. When displayed,
Coordinates 1 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (0.50,1.08)
Coordinate 2 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (1.50,0.53)
Coordinates 3 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (2.50,0.63)
Coordinates 4 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (3.27,1.00)
Coordinate 5 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (3.50,1.58)
Coordinates 6 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (3.46,2.00)
Coordinate 7 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (3.13,3.00)
Coordinate 8 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (1.60,6.00)
Coordinates 9 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (1.25,7.25)
Coordinates 10 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (0.50,7.92)
It is desirable to connect these coordinates in the order of coordinates 1 to 10 and use the KH-AlN and the KH-SiO 2 included in the region connecting the coordinates 10 and the coordinates 1.

この領域内では、弾性表面波の励振に必要とされる電気機械結合係数K2が0.1%以上と、音速3600m/s以上と、の両方を満足させることができる。 In this region, it is possible to satisfy both the electromechanical coupling coefficient K 2 required for exciting the surface acoustic wave of 0.1% or more and the sound velocity of 3600 m / s or more.

[適用例3]上記適用例に係る弾性表面波デバイスは、前記窒化アルミニウム膜の厚さta、前記二酸化シリコン膜の厚さts、前記弾性表面波の波長λとし、前記窒化アルミニウム膜の規格化膜厚をKH‐AlN=(2π/λ)・ta、前記二酸化シリコン膜の規格化膜厚をKH‐SiO2=(2π/λ)・ts、で与えられる各規格化膜厚の関係を座標表示したとき、
座標1(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(0.50、1.25)
座標2(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(0.65、0.50)
座標3(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(1.69、0.50)
座標4(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(1.42、2.00)
座標5(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(1.19、4.00)
座標6(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(1.15、6.00)
座標7(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(1.15、10.00)
座標8(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(0.50、10.00)
これらの座標を、座標1〜座標8の順に結ぶとともに、座標8と座標1とを結んだ領域内に含まれる前記KH‐AlN及び前記KH‐SiO2を用いることが望ましい。
Application Example 3 In the surface acoustic wave device according to the application example, the aluminum nitride film thickness ta, the silicon dioxide film thickness ts, and the surface acoustic wave wavelength λ are standardized. Coordinates the relationship of each normalized film thickness given by KH-AlN = (2π / λ) · ta and the normalized film thickness of the silicon dioxide film as KH-SiO 2 = (2π / λ) · ts. When displayed,
Coordinates 1 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (0.50,1.25)
Coordinate 2 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (0.65,0.50)
Coordinates 3 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (1.69,0.50)
Coordinates 4 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (1.42,2.00)
Coordinate 5 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (1.19,4.00)
Coordinates 6 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (1.15,6.00)
Coordinate 7 (KH—SiO 2 , KH—AlN) = (1.15, 10.00)
Coordinate 8 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (0.50,10.00)
It is desirable to connect these coordinates in the order of coordinates 1 to 8, and to use the KH-AlN and the KH-SiO 2 included in the region connecting the coordinates 8 and the coordinates 1.

この領域内では、遅延時間温度係数(TCD)が、‐40ppm/℃〜+40ppm/℃を得ることができる。つまり、温度依存性を表す良好な周波数温度係数(TCF)を得ることができ、音速4800m/s以上が得られる。   Within this region, a delay time temperature coefficient (TCD) of -40 ppm / ° C. to +40 ppm / ° C. can be obtained. That is, a good frequency temperature coefficient (TCF) representing temperature dependence can be obtained, and a sound velocity of 4800 m / s or more can be obtained.

[適用例4]上記適用例に係る弾性表面波デバイスは、前記窒化アルミニウム膜の厚さta、前記二酸化シリコン膜の厚さts、前記弾性表面波の波長λとし、前記窒化アルミニウム膜の規格化膜厚をKH‐AlN=(2π/λ)・ta、前記二酸化シリコン膜の規格化膜厚をKH‐SiO2=(2π/λ)・ts、で与えられる各規格化膜厚の関係を座標表示したとき、
座標1(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(0.50、1.25)
座標2(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(1.69、0.50)
座標3(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(1.42、2.00)
座標4(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(1.19、4.00)
座標5(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(1.15、6.00)
座標6(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(1.15、7.35)
座標7(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(0.50、7.92)
これらの座標を、座標1〜座標7の順に結ぶとともに、座標7と座標1とを結んだ領域内に含まれる前記KH‐AlN及び前記KH‐SiO2を用いることが望ましい。
Application Example 4 In the surface acoustic wave device according to the application example, the aluminum nitride film thickness ta, the silicon dioxide film thickness ts, and the surface acoustic wave wavelength λ are standardized. Coordinates the relationship of each normalized film thickness given by KH-AlN = (2π / λ) · ta and the normalized film thickness of the silicon dioxide film as KH-SiO 2 = (2π / λ) · ts. When displayed,
Coordinates 1 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (0.50,1.25)
Coordinate 2 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (1.69,0.50)
Coordinates 3 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (1.42,2.00)
Coordinates 4 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (1.19,4.00)
Coordinate 5 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (1.15,6.00)
Coordinates 6 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (1.15,7.35)
Coordinate 7 (KH—SiO 2 , KH—AlN) = (0.50, 7.92)
It is desirable to connect these coordinates in the order of coordinates 1 to 7, and to use the KH-AlN and the KH-SiO 2 included in the region connecting the coordinates 7 and the coordinates 1.

この領域内では、遅延時間温度係数(TCD)が、‐40ppm/℃〜+40ppm/℃を得ることができると共に、電気機械結合係数K2が0.1%以上と、音速4800m/s以上との両方を満足させることができる。 Within this region, the delay time temperature coefficient (TCD) can be −40 ppm / ° C. to +40 ppm / ° C., and the electromechanical coupling coefficient K 2 is 0.1% or more and the sound velocity is 4800 m / s or more. Both can be satisfied.

[適用例5]上記適用例に係る弾性表面波デバイスは、前記窒化アルミニウム膜の厚さta、前記二酸化シリコン膜の厚さts、前記弾性表面波の波長λとし、前記窒化アルミニウム膜の規格化膜厚をKH‐AlN=(2π/λ)・ta、前記二酸化シリコン膜の規格化膜厚をKH‐SiO2=(2π/λ)・ts、で与えられる各規格化膜厚の関係を座標表示したとき、
座標1(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(0.50、2.42)
座標2(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(1.00、0.79)
座標3(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(1.42、0.65)
座標4(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(0.98、3.00)
座標5(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(0.75、5.00)
座標6(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(0.71、6.00)
座標7(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(0.71、7.73)
座標8(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(0.50、7.92)
これらの座標を、座標1〜座標8の順に結ぶとともに、座標8と座標1とを結んだ領域内に含まれる前記KH‐AlN及び前記KH‐SiO2を用いることが望ましい。
Application Example 5 In the surface acoustic wave device according to the application example, the aluminum nitride film thickness ta, the silicon dioxide film thickness ts, and the surface acoustic wave wavelength λ are standardized. Coordinates the relationship of each normalized film thickness given by KH-AlN = (2π / λ) · ta and the normalized film thickness of the silicon dioxide film as KH-SiO 2 = (2π / λ) · ts. When displayed,
Coordinates 1 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (0.50,2.42)
Coordinate 2 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (1.00,0.79)
Coordinates 3 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (1.42,0.65)
Coordinates 4 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (0.98,3.00)
Coordinate 5 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (0.75,5.00)
Coordinates 6 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (0.71,6.00)
Coordinate 7 (KH—SiO 2 , KH—AlN) = (0.71, 7.73)
Coordinate 8 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (0.50,7.92)
It is desirable to connect these coordinates in the order of coordinates 1 to 8, and to use the KH-AlN and the KH-SiO 2 included in the region connecting the coordinates 8 and the coordinates 1.

この領域内では、遅延時間温度係数(TCD)が、‐20ppm/℃〜+20ppm/℃を得ることができると共に、電気機械結合係数K2が0.1%以上と、音速5000m/s以上との両方を満足させることができる。 Within this region, the delay time temperature coefficient (TCD) can be −20 ppm / ° C. to +20 ppm / ° C., and the electromechanical coupling coefficient K 2 is 0.1% or more and the sound velocity is 5000 m / s or more. Both can be satisfied.

[適用例6]上記適用例に係る弾性表面波デバイスは、前記窒化アルミニウム膜の厚さta、前記二酸化シリコン膜の厚さts、前記弾性表面波の波長λとし、前記窒化アルミニウム膜の規格化膜厚をKH‐AlN=(2π/λ)・ta、前記二酸化シリコン膜の規格化膜厚をKH‐SiO2=(2π/λ)・ts、で与えられる各規格化膜厚の関係を座標表示したとき、
座標1(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(0.50、3.00)
座標2(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(1.10、0.75)
座標3(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(1.29、0.71)
座標4(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(0.75、3.38)
座標5(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(0.63、4.25)
座標6(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(0.50、5.63)
これらの座標を、座標1〜座標6の順に結ぶとともに、座標6と座標1とを結んだ領域内に含まれる前記KH‐AlN及び前記KH‐SiO2を用いることが望ましい。
Application Example 6 In the surface acoustic wave device according to the application example, the thickness of the aluminum nitride film, the thickness ts of the silicon dioxide film, and the wavelength λ of the surface acoustic wave are standardized. Coordinates the relationship of each normalized film thickness given by KH-AlN = (2π / λ) · ta and the normalized film thickness of the silicon dioxide film as KH-SiO 2 = (2π / λ) · ts. When displayed,
Coordinates 1 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (0.50,3.00)
Coordinate 2 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (1.10,0.75)
Coordinates 3 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (1.29,0.71)
Coordinates 4 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (0.75,3.38)
Coordinate 5 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (0.63,4.25)
Coordinates 6 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (0.50,5.63)
It is desirable to connect these coordinates in the order of coordinates 1 to 6, and to use the KH-AlN and the KH-SiO 2 included in the region connecting the coordinates 6 and the coordinates 1.

この領域内では、遅延時間温度係数(TCD)が、‐10ppm/℃〜+10ppm/℃を得ることができると共に、電気機械結合係数K2が0.1%以上と、音速5000m/s以上との両方を満足させることができる。 Within this region, the delay time temperature coefficient (TCD) can be −10 ppm / ° C. to +10 ppm / ° C., and the electromechanical coupling coefficient K 2 is 0.1% or more and the sound velocity is 5000 m / s or more. Both can be satisfied.

[適用例7]上記適用例に係る弾性表面波デバイスは、前記窒化アルミニウム膜の厚さta、前記二酸化シリコン膜の厚さts、前記弾性表面波の波長λとし、前記窒化アルミニウム膜の規格化膜厚をKH‐AlN=(2π/λ)・ta、前記二酸化シリコン膜の規格化膜厚をKH‐SiO2=(2π/λ)・ts、で与えられる各規格化膜厚の関係を座標表示したとき、
座標1(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(0.50、3.25)
座標2(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(1.00、1.50)
座標3(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(1.13、0.75)
座標4(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(1.27、0.67)
座標5(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(0.63、3.58)
座標6(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(0.50、4.46)
これらの座標を、座標1〜座標6の順に結ぶとともに、座標6と座標1とを結んだ領域内に含まれる前記KH‐AlN及び前記KH‐SiO2を用いることが望ましい。
Application Example 7 In the surface acoustic wave device according to the application example, the aluminum nitride film thickness ta, the silicon dioxide film thickness ts, and the surface acoustic wave wavelength λ are standardized. Coordinates the relationship of each normalized film thickness given by KH-AlN = (2π / λ) · ta and the normalized film thickness of the silicon dioxide film as KH-SiO 2 = (2π / λ) · ts. When displayed,
Coordinates 1 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (0.50,3.25)
Coordinate 2 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (1.00,1.50)
Coordinates 3 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (1.13,0.75)
Coordinates 4 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (1.27,0.67)
Coordinate 5 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (0.63,3.58)
Coordinates 6 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (0.50,4.46)
It is desirable to connect these coordinates in the order of coordinates 1 to 6, and to use the KH-AlN and the KH-SiO 2 included in the region connecting the coordinates 6 and the coordinates 1.

この領域内では、遅延時間温度係数(TCD)が、‐5ppm/℃〜+5ppm/℃を得ることができると共に、電気機械結合係数K2が0.1%以上と、音速5000m/s以上との両方を満足させることができる。 Within this region, the delay time temperature coefficient (TCD) can be −5 ppm / ° C. to +5 ppm / ° C., and the electromechanical coupling coefficient K 2 is 0.1% or more and the sound velocity is 5000 m / s or more. Both can be satisfied.

[適用例8]本適用例に係る発振器は、上記適用例のいずれかに記載の弾性表面波デバイスを用いたことを特徴とする。   Application Example 8 An oscillator according to this application example uses the surface acoustic wave device according to any one of the application examples described above.

上述した弾性表面波デバイスを、SAWフィルターや集積回路素子と組み合わせて発振器とすることで、高い音速と、良好な周波数温度特性とを有する発振器を実現できる。   By combining the surface acoustic wave device described above with an SAW filter or an integrated circuit element as an oscillator, an oscillator having high sound speed and good frequency temperature characteristics can be realized.

[適用例9]本適用例に係るモジュール装置は、上記適用例のいずれか記載の弾性表面波デバイスを用いたことを特徴とする。   Application Example 9 A module apparatus according to this application example uses the surface acoustic wave device according to any one of the application examples described above.

上述した弾性表面波デバイスをパッケージを用いて密閉することで、湿気や塵埃等の外部環境からの保護を行うことで、より信頼性を高めることができる。   By sealing the surface acoustic wave device described above using a package, it is possible to further improve reliability by protecting the external surface environment such as moisture and dust.

実施形態1に係る弾性表面波デバイスの上面図。FIG. 2 is a top view of the surface acoustic wave device according to the first embodiment. 図1のA‐A切断面を示す断面図。Sectional drawing which shows the AA cut surface of FIG. 窒化アルミニウム膜の規格化膜厚(KH‐AlN)と二酸化シリコン膜の規格化膜厚(KH‐SiO2)と、音速の関係を表すグラフ。The graph showing the relationship between the normalized film thickness (KH-AlN) of an aluminum nitride film, the normalized film thickness (KH-SiO 2 ) of a silicon dioxide film, and the speed of sound. 実施例1に係るKH‐AlNとKH‐SiO2と、電気機械結合係数K2との関係を表すグラフ。3 is a graph showing the relationship between KH—AlN, KH—SiO 2, and electromechanical coupling coefficient K 2 according to Example 1; 実施例2に係るKH‐AlNとKH‐SiO2と、遅延時間温度係数(TCD)との関係を表すグラフ。6 is a graph showing the relationship between KH—AlN, KH—SiO 2 , and delay time temperature coefficient (TCD) according to Example 2; 実施例3に係るKH‐AlNとKH‐SiO2と、遅延時間温度係数(TCD)との関係を表すグラフ。9 is a graph showing the relationship between KH—AlN and KH—SiO 2 according to Example 3 and a delay time temperature coefficient (TCD). 電気機械結合係数K2との関係を示すグラフ。Graph showing the relationship between the electromechanical coupling factor K 2. 実施例4に係るKH‐AlNとKH‐SiO2と、遅延時間温度係数(TCD)との関係を表すグラフ。10 is a graph showing the relationship between KH—AlN, KH—SiO 2 , and delay time temperature coefficient (TCD) according to Example 4; 電気機械結合係数K2との関係を示すグラフ。Graph showing the relationship between the electromechanical coupling factor K 2. 実施例5に係るKH‐AlNとKH‐SiO2と、遅延時間温度係数(TCD)との関係を表すグラフ。10 is a graph showing the relationship between KH—AlN, KH—SiO 2 , and delay time temperature coefficient (TCD) according to Example 5; 電気機械結合係数K2との関係を表すグラフ。Graph showing the relationship between the electromechanical coupling coefficient K 2. 実施例6に係るKH‐AlNとKH‐SiO2と、遅延時間温度係数(TCD)との関係を表すグラフ。10 is a graph showing the relationship between KH—AlN, KH—SiO 2 , and delay time temperature coefficient (TCD) according to Example 6; 電気機械結合係数K2との関係を表すグラフ。Graph showing the relationship between the electromechanical coupling coefficient K 2.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
(実施形態1)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(Embodiment 1)

図1は、実施形態1に係る弾性表面波デバイスの上面図を示し、図2は、図1のA‐A切断面を示す断面図である。なお、図1及び図2は、図示の都合上、縦、横の部材ないし部分の縦横の縮尺は実際のものとは異なる模式図である。   FIG. 1 is a top view of the surface acoustic wave device according to the first embodiment, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 1 and 2 are schematic views in which the vertical and horizontal scales of vertical and horizontal members or portions are different from actual ones for convenience of illustration.

図1、図2において、弾性表面波デバイス1は、単結晶の六方晶系であって、面方位のC面を主面とするサファイア基板10と、サファイア基板10の主面11に接するように形成される櫛歯電極(IDT:Interdigital transducer)21,22と、櫛歯電極21,22及び主面11を覆うように形成される窒化アルミニウム(AlN)膜30と、窒化アルミニウム膜30の表面に形成される二酸化シリコン(SiO2)膜40とから構成されている。なお、C面はミラー指数で表すと(0001)となる。また、窒化アルミニウム(AlN)膜30は圧電体膜である。 1 and 2, a surface acoustic wave device 1 is a single crystal hexagonal system, and is in contact with a sapphire substrate 10 having a C-plane as a main surface and a main surface 11 of the sapphire substrate 10. Interdigital transducers (IDT) 21 and 22 to be formed, aluminum nitride (AlN) film 30 formed to cover comb electrodes 21 and 22 and main surface 11, and the surface of aluminum nitride film 30 A silicon dioxide (SiO 2 ) film 40 is formed. Note that the C-plane is (0001) in terms of Miller index. The aluminum nitride (AlN) film 30 is a piezoelectric film.

櫛歯電極21,22は、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなり、互いの交差指電極を間挿して構成されており、櫛歯電極21の一端には電極パッド21a、櫛歯電極22の一端には電極パッド22aが形成されている。これら電極パッド21a,22aは、それぞれ窒化アルミニウム膜30及び二酸化シリコン膜40を貫通して、二酸化シリコン膜40の表面に露出している。   The comb electrodes 21 and 22 are made of aluminum or an aluminum alloy, and are configured by interposing interdigitated electrodes. One end of the comb electrode 21 is an electrode pad 21 a, and one end of the comb electrode 22 is an electrode. A pad 22a is formed. These electrode pads 21 a and 22 a penetrate the aluminum nitride film 30 and the silicon dioxide film 40 and are exposed on the surface of the silicon dioxide film 40.

なお、図1、図2に表す櫛歯電極21,22の構成は1例であって、櫛歯電極の構成、及び交差指電極の数は簡略化して図示している。   The configuration of the comb electrodes 21 and 22 shown in FIGS. 1 and 2 is one example, and the configuration of the comb electrodes and the number of cross finger electrodes are illustrated in a simplified manner.

次に、弾性表面波デバイス1の製造方法について主要な工程について図2を参照して説明する。まず、サファイア基板10の主面11の表面全体にアルミニウム膜(または、アルミニウム合金膜)を蒸着法により形成する。そして、アルミニウム膜の表面にフォトレジストを塗布し、ステッパーを用いて露光し、現像処理、エッチング、レジスト剥離処理を行うことで櫛歯電極21,22を形成する。   Next, the main steps of the method for manufacturing the surface acoustic wave device 1 will be described with reference to FIG. First, an aluminum film (or an aluminum alloy film) is formed on the entire surface of the main surface 11 of the sapphire substrate 10 by vapor deposition. Then, a photoresist is applied to the surface of the aluminum film, exposed using a stepper, and subjected to development processing, etching, and resist stripping processing, thereby forming comb electrodes 21 and 22.

続いて、窒化アルミニウム膜30をスパッタリング法により形成し、さらに窒化アルミニウム膜30の表面に二酸化シリコン膜40をスパッタリング法により形成する。次に、フォトリソグラフィ技術により二酸化シリコン膜40、窒化アルミニウム膜30を貫通する開口部を開設する。二酸化シリコン膜40のエッチングにはCF4をエッチングガスとして用い、ドライエッチング法により開口部の二酸化シリコン膜40を除去し、窒化アルミニウム膜30はTMAH(水酸化テトラメチルアンモニウム)によりウエットエッチング法により除去する。
その後、アルミニウム(またはアルミニウム合金)を蒸着法により成膜し、フォトリソグラフィ技術により電極パッド21a,22aを形成する。
Subsequently, an aluminum nitride film 30 is formed by a sputtering method, and a silicon dioxide film 40 is further formed on the surface of the aluminum nitride film 30 by a sputtering method. Next, an opening that penetrates the silicon dioxide film 40 and the aluminum nitride film 30 is opened by photolithography. For etching the silicon dioxide film 40, CF 4 is used as an etching gas, the silicon dioxide film 40 in the opening is removed by a dry etching method, and the aluminum nitride film 30 is removed by a wet etching method using TMAH (tetramethylammonium hydroxide). To do.
Thereafter, aluminum (or an aluminum alloy) is formed by vapor deposition, and electrode pads 21a and 22a are formed by photolithography.

次に、このように形成される弾性表面波デバイス1の駆動について説明する。櫛歯電極21、櫛歯電極22は、入力側電極と出力側電極に相当し、入力側電極に印加された交流電力は、圧電体膜としての窒化アルミニウム膜30の表面で機械的エネルギーに変換されるが、電極が櫛歯型であるために窒化アルミニウム膜30内に粗密が発生し弾性波となり、窒化アルミニウム膜30の表面を伝播して出力側電極へと到達する。そして、到達した弾性表面波は出力側電極により再び電気エネルギーに変換されて出力される。ここで、本実施形態にて用いる弾性波は、レイリー波の基本モードである。   Next, driving of the surface acoustic wave device 1 formed in this way will be described. The comb-tooth electrode 21 and the comb-tooth electrode 22 correspond to an input-side electrode and an output-side electrode, and AC power applied to the input-side electrode is converted into mechanical energy on the surface of the aluminum nitride film 30 as a piezoelectric film. However, since the electrode has a comb-teeth shape, the aluminum nitride film 30 becomes dense and becomes elastic waves, propagates through the surface of the aluminum nitride film 30 and reaches the output-side electrode. Then, the surface acoustic wave that has reached is again converted into electrical energy by the output side electrode and output. Here, the elastic wave used in the present embodiment is the fundamental mode of the Rayleigh wave.

このように形成された弾性表面波デバイス1を駆動し、ネットワークアナライザーを用いてインピ‐ダンス特性を測定し、その測定結果を図3に表す。   The surface acoustic wave device 1 thus formed is driven, the impedance characteristics are measured using a network analyzer, and the measurement results are shown in FIG.

図3は、本実施形態に係る弾性表面波デバイスにおける窒化アルミニウム膜30の規格化膜厚(以降、KH‐AlNと表す:縦軸)と二酸化シリコン膜40の規格化膜厚(以降、KH‐SiO2と表す:横軸)と、音速[m/s]の関係を表すグラフである。同図は窒化アルミニウム膜30の厚さをta、二酸化シリコン膜40の厚さをts、弾性表面波の波長をλとしたとき、窒化アルミニウム膜30の規格化膜厚をKH‐AlN=(2π/λ)・taとし、二酸化シリコン膜40の規格化膜厚をKH‐SiO2=(2π/λ)・tsとして、縦軸をKH‐AlN、横軸をKH‐SiO2としたときのグラフを示している。図3に示すように、KH‐SiO2が0.5〜4.00の測定範囲で、音速は3600m/s以上の高い音速が得られることが分かる。 FIG. 3 shows a normalized film thickness (hereinafter referred to as KH-AlN: vertical axis) of the aluminum nitride film 30 and a normalized film thickness (hereinafter referred to as KH-) of the silicon dioxide film 40 in the surface acoustic wave device according to the present embodiment. This is a graph showing the relationship between SiO 2 (horizontal axis) and sound velocity [m / s]. In this figure, when the thickness of the aluminum nitride film 30 is ta, the thickness of the silicon dioxide film 40 is ts, and the wavelength of the surface acoustic wave is λ, the normalized film thickness of the aluminum nitride film 30 is KH-AlN = (2π / Λ) · ta, the normalized thickness of the silicon dioxide film 40 is KH-SiO 2 = (2π / λ) · ts, the vertical axis is KH-AlN, and the horizontal axis is KH-SiO 2. Is shown. As shown in FIG. 3, it can be seen that a high sound speed of 3600 m / s or higher can be obtained in the measurement range of KH-SiO 2 of 0.5 to 4.00.

本実施形態によれば、基板としてC面サファイア基板を用いている。サファイア基板は、水晶の基板上を伝搬するレイリー波の音速が3100m/s程度が限界とされることに対して4500m/s以上の音速を有することから、基板として水晶を用いる場合よりも高い音速を得られる。つまり、高周波デバイスを実現できる。   According to this embodiment, a C-plane sapphire substrate is used as the substrate. The sapphire substrate has a sound velocity of 4500 m / s or higher compared to the limit of the sound velocity of Rayleigh waves propagating on the quartz substrate, which is about 3100 m / s. Can be obtained. That is, a high frequency device can be realized.

また、窒化アルミニウムは、音速が約5600m/sでありC面サファイア基板の音速と近いため、音速差に起因する周波数変動を抑制することができる。一方、圧電体膜として酸化亜鉛(ZnO)膜を用いると、酸化亜鉛(ZnO)膜は音速が約3100m/sとC面サファイア基板の音速よりも低く、高周波化を図るとC面サファイア基板の音速との差が大きくなり、音速差に起因する周波数変動が大きくなってしまう欠点がある。
しかし、C面サファイア基板の音速と窒化アルミニウムの音速とが近いため、酸化亜鉛膜を用いる場合よりも音速差に起因する周波数変動を抑制することができる。
Aluminum nitride has a sound speed of about 5600 m / s and is close to the sound speed of the C-plane sapphire substrate, so that it is possible to suppress frequency fluctuations caused by the sound speed difference. On the other hand, when a zinc oxide (ZnO) film is used as the piezoelectric film, the zinc oxide (ZnO) film has a sound speed of about 3100 m / s, which is lower than the sound speed of the C-plane sapphire substrate. There is a disadvantage that the difference from the sound speed becomes large, and the frequency fluctuation due to the sound speed difference becomes large.
However, since the sound speed of the C-plane sapphire substrate is close to the sound speed of aluminum nitride, it is possible to suppress frequency fluctuations caused by the sound speed difference compared to the case of using a zinc oxide film.

また、二酸化シリコンと、窒化アルミニウムとは、逆符号の遅延時間温度係数(TCD)を有するため、良好な周波数温度特性を有することが可能となる。   Further, since silicon dioxide and aluminum nitride have a delay time temperature coefficient (TCD) with opposite signs, it is possible to have good frequency temperature characteristics.

また、レイリー波の基本モードを用いる場合、高次のモードを用いる場合に比べ窒化アルミニウムの膜厚を薄くできるため、膜厚分布のばらつきを抑えることが可能で、そのことから音速(周波数)のばらつきを抑制しやすいという効果がある。   Also, when using the Rayleigh wave fundamental mode, the film thickness of the aluminum nitride can be made thinner than when using a higher order mode, so that it is possible to suppress variations in film thickness distribution. There is an effect that it is easy to suppress variation.

なお、櫛歯電極21,22の材質は、導電性を有していれば特に限定されないが、サファイア基板上に成膜する場合に、サファイア基板との結晶系に対して結晶性がよいアルミニウムまたはアルミニウム合金を用いることがより好ましい。   The material of the comb electrodes 21 and 22 is not particularly limited as long as it has conductivity. However, when the film is formed on the sapphire substrate, aluminum having good crystallinity with respect to the crystal system with the sapphire substrate or More preferably, an aluminum alloy is used.

また、窒化アルミニウム膜30は製造プロセス等で熱が加わると反りやすい性質を持ち、窒化アルミニウム膜30の表面に櫛歯電極21,22を形成すると窒化アルミニウム膜30に反りが生じた際に櫛歯電極21,22の隣り合う電極指の間隔が変化してしまい、それに伴い周波数が変動してしまう問題がある。しかし、本実施形態では櫛歯電極21,22をサファイア基板10の主面に直接形成しているので、製造プロセス等で熱が加わり窒化アルミニウム膜30に反りが生じても周波数変動を抑制できる。   Further, the aluminum nitride film 30 has a property of being easily warped when heat is applied in a manufacturing process or the like. When the comb-tooth electrodes 21 and 22 are formed on the surface of the aluminum nitride film 30, the comb-tooth is generated when the aluminum nitride film 30 is warped. There is a problem that the distance between the electrode fingers adjacent to the electrodes 21 and 22 changes, and the frequency fluctuates accordingly. However, in this embodiment, since the comb electrodes 21 and 22 are formed directly on the main surface of the sapphire substrate 10, frequency fluctuations can be suppressed even if heat is applied in the manufacturing process or the like and the aluminum nitride film 30 is warped.

なお、弾性表面波デバイス1は、固有の共振周波数や伝送特性を有し、しかも小型化が可能であり部品数も少ないため、通信機器用のバンドパスフィルターや基準クロックとして共振子等に応用される。フィルターや共振子に弾性表面波デバイスを用いる場合には、温度依存性を表す周波数温度係数(TCF)または遅延時間温度係数(TCD)や、電気機械変換の性能を表す電気機械結合係数K2が良好であることが求められる。
(実施例1)
The surface acoustic wave device 1 has a unique resonance frequency and transmission characteristics, and can be miniaturized and has a small number of components. Therefore, the surface acoustic wave device 1 is applied to a resonator or the like as a band-pass filter or a reference clock for communication equipment. The When a surface acoustic wave device is used for a filter or a resonator, a frequency temperature coefficient (TCF) or a delay time temperature coefficient (TCD) representing temperature dependence, and an electromechanical coupling coefficient K 2 representing electromechanical conversion performance are obtained. It is required to be good.
Example 1

そこで、本実施形態の具体的な実施例について説明する。
図4は、実施例1に係るKH‐AlNとKH‐SiO2と、電気機械結合係数K2との関係を表すグラフである。図4の等高線上に記載されている数字は電気機械結合係数K2(%)である。例えば、KH‐SiO2=1且つKH‐AlN=3の場合、電気機械結合係数K2は1.1%以上となる。ここで、窒化アルミニウム膜30の厚さta、二酸化シリコン膜40の厚さts、弾性表面波の波長λ、としたとき、窒化アルミニウム膜30の規格化膜厚は、KH‐AlN=(2π/λ)・ta、二酸化シリコン膜40の規格化膜厚は、KH‐SiO2=(2π/λ)・ts、で与えられる。なお、本願の数式における「・」の記号は乗算を、「/」の記号は除算を表す。これら各規格化膜厚の関係を座標表示したとき、適切な領域を以下の座標で表すことができる。なお、図4では、座標1、座標2、座標3・・・をZ1、Z2、Z3・・・と表している。
Therefore, a specific example of this embodiment will be described.
FIG. 4 is a graph showing the relationship between KH—AlN and KH—SiO 2 and the electromechanical coupling coefficient K 2 according to the first embodiment. The numbers described on the contour lines in FIG. 4 are electromechanical coupling coefficients K 2 (%). For example, when KH—SiO 2 = 1 and KH—AlN = 3, the electromechanical coupling coefficient K 2 is 1.1% or more. Here, assuming that the thickness ta of the aluminum nitride film 30, the thickness ts of the silicon dioxide film 40, and the wavelength λ of the surface acoustic wave, the normalized film thickness of the aluminum nitride film 30 is KH-AlN = (2π / The normalized film thickness of the silicon dioxide film 40 is given by KH-SiO 2 = (2π / λ) · ts. In the mathematical expressions of the present application, the symbol “•” represents multiplication, and the symbol “/” represents division. When the relationship between these standardized film thicknesses is displayed as coordinates, an appropriate region can be represented by the following coordinates. In FIG. 4, coordinates 1, 2, 3,... Are represented as Z 1, Z 2, Z 3,.

座標1(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(0.50、1.08)
座標2(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(1.50、0.53)
座標3(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(2.50、0.63)
座標4(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(3.27、1.00)
座標5(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(3.50、1.58)
座標6(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(3.46、2.00)
座標7(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(3.13、3.00)
座標8(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(1.60、6.00)
座標9(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(1.25、7.25)
座標10(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(0.50、7.92)
実施例1では、これらの座標を、座標1〜座標10の順に結ぶとともに、座標10と座標1とを結んだ領域内に発生するレイリー波の基本モードを用いる。言い換えれば、座標1〜座標10〜座標1を結んだ領域内に含まれるKH‐SiO2、KH‐AlNを用いる。
Coordinates 1 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (0.50,1.08)
Coordinate 2 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (1.50,0.53)
Coordinates 3 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (2.50,0.63)
Coordinates 4 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (3.27,1.00)
Coordinate 5 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (3.50,1.58)
Coordinates 6 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (3.46,2.00)
Coordinate 7 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (3.13,3.00)
Coordinate 8 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (1.60,6.00)
Coordinates 9 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (1.25,7.25)
Coordinates 10 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (0.50,7.92)
In the first embodiment, these coordinates are connected in the order of coordinates 1 to 10 and a basic mode of Rayleigh waves generated in an area connecting the coordinates 10 and the coordinates 1 is used. In other words, KH-SiO2 and KH-AlN included in a region connecting coordinates 1 to 10 and 1 are used.

この領域内では、電気機械結合係数K2が0.1%以上であり、弾性表面波の励振に必要とされる電気機械結合係数K2を得ることができる。
また、図3と、図4の各座標系で結ばれる領域とを合成して判断すると、この領域内では、音速3600m/s以上が得られることが分かる。
(実施例2)
In this region, it is the electromechanical coupling coefficient K 2 of 0.1% or more, it is possible to obtain an electromechanical coupling coefficient K 2 required for excitation of the surface acoustic wave.
3 and the area connected by each coordinate system in FIG. 4 are combined and determined, it can be seen that a speed of sound of 3600 m / s or more can be obtained in this area.
(Example 2)

次に、実施例2について説明する。実施例2は、遅延時間温度係数(TCD)を向上させる範囲を発現したものである。
図5は、実施例2に係るKH‐AlNとKH‐SiO2と、遅延時間温度係数(TCD)との関係を表すグラフである。図5の等高線上に記載されている数字は遅延時間温度係数(ppm/℃)である。例えば、KH‐SiO2=1且つKH‐AlN=3の場合、遅延時間温度係数は−15ppm/℃〜−20ppm/℃となる。ここで、窒化アルミニウム膜30の厚さta、二酸化シリコン膜40の厚さts、弾性表面波の波長λ、としたとき、窒化アルミニウム膜30の規格化膜厚は、KH‐AlN=(2π/λ)・ta、二酸化シリコン膜40の規格化膜厚は、KH‐SiO2=(2π/λ)・ts、で与えられる。これら各規格化膜厚の関係を座標表示したとき、適切な領域を以下の座標で表すことができる。なお、図5では、座標1、座標2、座標3・・・をZ1、Z2、Z3・・・と表している。
Next, Example 2 will be described. Example 2 expresses a range in which the delay time temperature coefficient (TCD) is improved.
FIG. 5 is a graph showing the relationship between KH—AlN and KH—SiO 2 and the delay time temperature coefficient (TCD) according to the second embodiment. The numbers described on the contour lines in FIG. 5 are delay time temperature coefficients (ppm / ° C.). For example, when KH—SiO 2 = 1 and KH—AlN = 3, the delay time temperature coefficient is −15 ppm / ° C. to −20 ppm / ° C. Here, assuming that the thickness ta of the aluminum nitride film 30, the thickness ts of the silicon dioxide film 40, and the wavelength λ of the surface acoustic wave, the normalized film thickness of the aluminum nitride film 30 is KH-AlN = (2π / The normalized film thickness of the silicon dioxide film 40 is given by KH-SiO 2 = (2π / λ) · ts. When the relationship between these standardized film thicknesses is displayed as coordinates, an appropriate region can be represented by the following coordinates. In FIG. 5, coordinate 1, coordinate 2, coordinate 3... Are represented as Z1, Z2, Z3.

座標1(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(0.50、1.25)
座標2(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(0.65、0.50)
座標3(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(1.69、0.50)
座標4(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(1.42、2.00)
座標5(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(1.19、4.00)
座標6(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(1.15、6.00)
座標7(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(1.15、10.00)
座標8(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(0.50、10.00)
これらの座標を、座標1〜座標8の順に結ぶとともに、座標8と座標1とを結んだ領域内に含まれるKH‐AlN及びKH‐SiO2を用いる。
Coordinates 1 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (0.50,1.25)
Coordinate 2 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (0.65,0.50)
Coordinates 3 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (1.69,0.50)
Coordinates 4 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (1.42,2.00)
Coordinate 5 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (1.19,4.00)
Coordinates 6 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (1.15,6.00)
Coordinate 7 (KH—SiO 2 , KH—AlN) = (1.15, 10.00)
Coordinate 8 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (0.50,10.00)
These coordinates are connected in the order of coordinates 1 to 8, and KH-AlN and KH-SiO 2 included in a region connecting the coordinates 8 and 1 are used.

この領域内では、遅延時間温度係数(TCD)が、‐40ppm/℃〜+40ppm/℃を得ることができる。つまり、温度依存性を表す良好な周波数温度係数(TCF)を得ることができる。
また、図3と、図5の各座標系で結ばれる領域とを合成して判断すると、この領域内では、音速4800m/s以上が得られることが分かる。
(実施例3)
Within this region, a delay time temperature coefficient (TCD) of -40 ppm / ° C. to +40 ppm / ° C. can be obtained. That is, a good frequency temperature coefficient (TCF) representing temperature dependence can be obtained.
3 and the area connected by each coordinate system in FIG. 5 are combined and determined, it can be seen that a sound speed of 4800 m / s or more is obtained in this area.
(Example 3)

次に、実施例3について説明する。実施例3は、前述した実施例2と同等な遅延時間温度係数(TCD)と、弾性表面波の励振に必要な0.1%以上の電気機械結合係数K2を得る範囲を発現したものである。
図6は、実施例3に係るKH‐AlNとKH‐SiO2と、遅延時間温度係数(TCD)との関係を表し、図7は電気機械結合係数K2との関係を示すグラフである。図7の等高線上に記載されている数字は電気機械結合係数K2(%)である。例えば、KH‐SiO2=1且つKH‐AlN=3の場合、電気機械結合係数K2は1.1%以上となる。ここで、窒化アルミニウム膜30の厚さta、二酸化シリコン膜40の厚さts、弾性表面波の波長λ、としたとき、窒化アルミニウム膜30の規格化膜厚は、KH‐AlN=(2π/λ)・ta、二酸化シリコン膜40の規格化膜厚は、KH‐SiO2=(2π/λ)・ts、で与えられる。これら各規格化膜厚の関係を座標表示したとき、適切な領域を以下の座標で表すことができる。なお、図6、図7では、座標1、座標2、座標3・・・をZ1、Z2、Z3・・・と表している。
Next, Example 3 will be described. Example 3 expresses a range in which a delay time temperature coefficient (TCD) equivalent to that of Example 2 described above and an electromechanical coupling coefficient K 2 of 0.1% or more necessary for surface acoustic wave excitation are obtained. is there.
FIG. 6 shows the relationship between KH—AlN and KH—SiO 2 according to Example 3 and the delay time temperature coefficient (TCD), and FIG. 7 is a graph showing the relationship with the electromechanical coupling coefficient K 2 . The numbers described on the contour lines in FIG. 7 are the electromechanical coupling coefficient K 2 (%). For example, when KH—SiO 2 = 1 and KH—AlN = 3, the electromechanical coupling coefficient K 2 is 1.1% or more. Here, assuming that the thickness ta of the aluminum nitride film 30, the thickness ts of the silicon dioxide film 40, and the wavelength λ of the surface acoustic wave, the normalized film thickness of the aluminum nitride film 30 is KH-AlN = (2π / The normalized film thickness of the silicon dioxide film 40 is given by KH-SiO 2 = (2π / λ) · ts. When the relationship between these standardized film thicknesses is displayed as coordinates, an appropriate region can be represented by the following coordinates. 6 and 7, the coordinate 1, the coordinate 2, the coordinate 3... Are represented as Z1, Z2, Z3.

座標1(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(0.50、1.25)
座標2(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(1.69、0.50)
座標3(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(1.42、2.00)
座標4(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(1.19、4.00)
座標5(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(1.15、6.00)
座標6(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(1.15、7.35)
座標7(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(0.50、7.92)
これらの座標を、座標1〜座標7の順に結ぶとともに、座標7と座標1とを結んだ領域内に含まれるKH‐AlN及びKH‐SiO2を用いる。
Coordinates 1 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (0.50,1.25)
Coordinate 2 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (1.69,0.50)
Coordinates 3 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (1.42,2.00)
Coordinates 4 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (1.19,4.00)
Coordinate 5 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (1.15,6.00)
Coordinates 6 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (1.15,7.35)
Coordinate 7 (KH—SiO 2 , KH—AlN) = (0.50, 7.92)
These coordinates are connected in the order of coordinates 1 to 7, and KH-AlN and KH-SiO 2 included in the region connecting the coordinates 7 and 1 are used.

この領域内では、遅延時間温度係数(TCD)が、‐40ppm/℃〜+40ppm/℃を得ることができると共に、電気機械結合係数K2が0.1%以上の両方を満足している。
また、図3と、図6の各座標系で結ばれる領域とを合成して判断すると、音速4800m/s以上が得られることが分かる。
(実施例4)
Within this region, the delay time temperature coefficient (TCD) can be -40 ppm / ° C. to +40 ppm / ° C., and the electromechanical coupling coefficient K 2 satisfies both 0.1% or more.
3 and the area connected by each coordinate system in FIG. 6 are combined, it can be seen that a sound speed of 4800 m / s or more can be obtained.
Example 4

次に、実施例4について説明する。弾性表面波デバイスを発振器用の共振子として用いる場合には、電気機械結合係数K2を0.1%以上確保しつつ、さらに遅延時間温度係数(TCD)を小さい範囲にすることが求められる。そこで、実施例4は、前述した実施例2及び実施例3に対して電気機械結合係数K2を0.1%以上に維持すると共に、遅延時間温度係数(TCD)をより小さい範囲に発現するものである。 Next, Example 4 will be described. When a surface acoustic wave device is used as a resonator for an oscillator, it is required that the delay time temperature coefficient (TCD) be set to a smaller range while ensuring an electromechanical coupling coefficient K 2 of 0.1% or more. Therefore, in the fourth embodiment, the electromechanical coupling coefficient K 2 is maintained at 0.1% or more as compared with the second and third embodiments, and the delay time temperature coefficient (TCD) is expressed in a smaller range. Is.

図8は、実施例4に係るKH‐AlNとKH‐SiO2と、遅延時間温度係数(TCD)との関係を表し、図9は電気機械結合係数K2との関係を示すグラフである。図8の等高線上に記載されている数字は遅延時間温度係数(ppm/℃)である。図9の等高線上に記載されている数字は電気機械結合係数K2(%)である。ここで、窒化アルミニウム膜30の厚さta、二酸化シリコン膜40の厚さts、弾性表面波の波長λ、としたとき、窒化アルミニウム膜30の規格化膜厚は、KH‐AlN=(2π/λ)・ta、二酸化シリコン膜40の規格化膜厚は、KH‐SiO2=(2π/λ)・ts、で与えられる。これら各規格化膜厚の関係を座標表示したとき、適切な領域を以下の座標で表すことができる。なお、図8、図9では、座標1、座標2、座標3・・・をZ1、Z2、Z3・・・と表している。 FIG. 8 shows the relationship between KH—AlN and KH—SiO 2 according to Example 4 and the delay time temperature coefficient (TCD), and FIG. 9 is a graph showing the relationship with the electromechanical coupling coefficient K 2 . The numbers described on the contour lines in FIG. 8 are delay time temperature coefficients (ppm / ° C.). The numbers described on the contour lines in FIG. 9 are the electromechanical coupling coefficient K 2 (%). Here, assuming that the thickness ta of the aluminum nitride film 30, the thickness ts of the silicon dioxide film 40, and the wavelength λ of the surface acoustic wave, the normalized film thickness of the aluminum nitride film 30 is KH-AlN = (2π / The normalized film thickness of the silicon dioxide film 40 is given by KH-SiO 2 = (2π / λ) · ts. When the relationship between these standardized film thicknesses is displayed as coordinates, an appropriate region can be represented by the following coordinates. 8 and 9, the coordinates 1, 2, 3,... Are represented as Z 1, Z 2, Z 3.

座標1(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(0.50、2.42)
座標2(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(1.00、0.79)
座標3(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(1.42、0.65)
座標4(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(0.98、3.00)
座標5(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(0.75、5.00)
座標6(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(0.71、6.00)
座標7(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(0.71、7.73)
座標8(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(0.50、7.92)
これらの座標を、座標1〜座標8の順に結ぶとともに、座標8と座標1とを結んだ領域内に含まれるKH‐AlN及びKH‐SiO2を用いる。
Coordinates 1 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (0.50,2.42)
Coordinate 2 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (1.00,0.79)
Coordinates 3 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (1.42,0.65)
Coordinates 4 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (0.98,3.00)
Coordinate 5 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (0.75,5.00)
Coordinates 6 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (0.71,6.00)
Coordinate 7 (KH—SiO 2 , KH—AlN) = (0.71, 7.73)
Coordinate 8 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (0.50,7.92)
These coordinates are connected in the order of coordinates 1 to 8, and KH-AlN and KH-SiO 2 included in a region connecting the coordinates 8 and 1 are used.

この領域内では、遅延時間温度係数(TCD)が、‐20ppm/℃〜+20ppm/℃を得ることができると共に、電気機械結合係数K2が0.1%以上の両方を満足させることができる。
また、図3と、図8の各座標系で結ばれる領域とを合成して判断すると、音速5000m/s以上が得られることが分かる。
(実施例5)
In this region, the delay time temperature coefficient (TCD) can be −20 ppm / ° C. to +20 ppm / ° C., and the electromechanical coupling coefficient K 2 can satisfy both 0.1% or more.
3 and the area connected by each coordinate system in FIG. 8 are combined, it can be seen that a sound velocity of 5000 m / s or more can be obtained.
(Example 5)

次に、実施例5について説明する。弾性表面波デバイスを通信機器用の発振器の共振子として用いる場合には、電気機械結合係数K2を0.1%以上確保しつつ、さらに遅延時間温度係数(TCD)を小さい範囲にすることが求められる。そこで、実施例5は、電気機械結合係数K2を0.1%以上に維持すると共に、前述した実施例4よりもさらに遅延時間温度係数(TCD)を小さい範囲に発現するものである。 Next, Example 5 will be described. When a surface acoustic wave device is used as a resonator of an oscillator for a communication device, the delay time temperature coefficient (TCD) should be further reduced while ensuring an electromechanical coupling coefficient K 2 of 0.1% or more. Desired. Therefore, in the fifth embodiment, the electromechanical coupling coefficient K 2 is maintained at 0.1% or more, and the delay time temperature coefficient (TCD) is expressed in a smaller range than the fourth embodiment described above.

図10は、実施例5に係るKH‐AlNとKH‐SiO2と、遅延時間温度係数(TCD)との関係を表し、図11は電気機械結合係数K2との関係を表すグラフである。図10の等高線上に記載されている数字は遅延時間温度係数(ppm/℃)である。図11の等高線上に記載されている数字は電気機械結合係数K2(%)である。ここで、窒化アルミニウム膜30の厚さta、二酸化シリコン膜40の厚さts、弾性表面波の波長λ、としたとき、窒化アルミニウム膜30の規格化膜厚は、KH‐AlN=(2π/λ)・ta、二酸化シリコン膜40の規格化膜厚は、KH‐SiO2=(2π/λ)・ts、で与えられる。これら各規格化膜厚の関係を座標表示したとき、適切な領域を以下の座標で表すことができる。なお、図10、図11では、座標1、座標2、座標3・・・をZ1、Z2、Z3・・・と表している。 FIG. 10 shows the relationship between KH—AlN and KH—SiO 2 according to Example 5 and the delay time temperature coefficient (TCD), and FIG. 11 is a graph showing the relationship with the electromechanical coupling coefficient K 2 . The numbers described on the contour lines in FIG. 10 are delay time temperature coefficients (ppm / ° C.). The numbers described on the contour lines in FIG. 11 are the electromechanical coupling coefficient K 2 (%). Here, assuming that the thickness ta of the aluminum nitride film 30, the thickness ts of the silicon dioxide film 40, and the wavelength λ of the surface acoustic wave, the normalized film thickness of the aluminum nitride film 30 is KH-AlN = (2π / The normalized film thickness of the silicon dioxide film 40 is given by KH-SiO 2 = (2π / λ) · ts. When the relationship between these standardized film thicknesses is displayed as coordinates, an appropriate region can be represented by the following coordinates. 10 and 11, the coordinate 1, the coordinate 2, the coordinate 3... Are represented as Z1, Z2, Z3.

座標1(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(0.50、3.00)
座標2(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(1.10、0.75)
座標3(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(1.29、0.71)
座標4(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(0.75、3.38)
座標5(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(0.63、4.25)
座標6(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(0.50、5.63)
これらの座標を、座標1〜座標6の順に結ぶとともに、座標6と座標1とを結んだ領域内に含まれるKH‐AlN及びKH‐SiO2を用いる。
Coordinates 1 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (0.50,3.00)
Coordinate 2 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (1.10,0.75)
Coordinates 3 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (1.29,0.71)
Coordinates 4 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (0.75,3.38)
Coordinate 5 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (0.63,4.25)
Coordinates 6 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (0.50,5.63)
These coordinates are connected in the order of coordinates 1 to 6, and KH-AlN and KH-SiO 2 included in the region connecting the coordinates 6 and 1 are used.

この領域内では、遅延時間温度係数(TCD)が、‐10ppm/℃〜+10ppm/℃を得ることができると共に、電気機械結合係数K2が0.1%以上の両方を満足させることができる。
また、図3と、図10の各座標系で結ばれる領域とを合成して判断すると、音速5000m/s以上が得られることが分かる。
(実施例6)
In this region, the delay time temperature coefficient (TCD) can be −10 ppm / ° C. to +10 ppm / ° C., and the electromechanical coupling coefficient K 2 can satisfy both 0.1% or more.
Further, when it is determined by synthesizing FIG. 3 and the area connected by each coordinate system of FIG. 10, it can be seen that a sound velocity of 5000 m / s or more can be obtained.
(Example 6)

次に、実施例6について説明する。実施例6は、電気機械結合係数K2を0.1%以上確保しつつ、前述した実施例5よりもさらに遅延時間温度係数(TCD)を小さい範囲にするものである。 Next, Example 6 will be described. Example 6, while the electromechanical coupling coefficient K 2 ensures 0.1% or more, is to a small extent the further delay time temperature coefficient than in Example 5 described above (TCD).

図12は、実施例6に係るKH‐AlNとKH‐SiO2と、遅延時間温度係数(TCD)との関係を表し、図13は電気機械結合係数K2との関係を表すグラフである。図12の等高線上に記載されている数字は遅延時間温度係数(ppm/℃)である。図13の等高線上に記載されている数字は電気機械結合係数K2(%)である。ここで、窒化アルミニウム膜30の厚さta、二酸化シリコン膜40の厚さts、弾性表面波の波長λ、としたとき、窒化アルミニウム膜30の規格化膜厚は、KH‐AlN=(2π/λ)・ta、二酸化シリコン膜40規格化膜厚は、KH‐SiO2=(2π/λ)・ts、で与えられる。これら各規格化膜厚の関係を座標表示したとき、適切な領域を以下の座標で表すことができる。なお、図12、図13では、座標1、座標2、座標3・・・をZ1、Z2、Z3・・・と表している。 FIG. 12 shows a relationship between KH—AlN and KH—SiO 2 according to Example 6 and a delay time temperature coefficient (TCD), and FIG. 13 is a graph showing a relationship with an electromechanical coupling coefficient K 2 . The numbers described on the contour lines in FIG. 12 are the delay time temperature coefficient (ppm / ° C.). The numbers described on the contour lines in FIG. 13 are the electromechanical coupling coefficient K 2 (%). Here, assuming that the thickness ta of the aluminum nitride film 30, the thickness ts of the silicon dioxide film 40, and the wavelength λ of the surface acoustic wave, the normalized film thickness of the aluminum nitride film 30 is KH-AlN = (2π / λ) · ta, silicon dioxide film 40 The standardized film thickness is given by KH—SiO 2 = (2π / λ) · ts. When the relationship between these standardized film thicknesses is displayed as coordinates, an appropriate region can be represented by the following coordinates. 12 and 13, coordinates 1, 2, 3,... Are represented as Z 1, Z 2, Z 3,.

座標1(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(0.50、3.25)
座標2(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(1.00、1.50)
座標3(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(1.13、0.75)
座標4(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(1.27、0.67)
座標5(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(0.63、3.58)
座標6(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(0.50、4.46)
これらの座標を、座標1〜座標6の順に結ぶとともに、座標6と座標1とを結んだ領域内に含まれるKH‐AlN及びKH‐SiO2を用いる。
Coordinates 1 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (0.50,3.25)
Coordinate 2 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (1.00,1.50)
Coordinates 3 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (1.13,0.75)
Coordinates 4 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (1.27,0.67)
Coordinate 5 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (0.63,3.58)
Coordinates 6 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (0.50,4.46)
These coordinates are connected in the order of coordinates 1 to 6, and KH-AlN and KH-SiO 2 included in the region connecting the coordinates 6 and 1 are used.

この領域内では、遅延時間温度係数(TCD)が、‐5ppm/℃〜+5ppm/℃を得ることができると共に、電気機械結合係数K2が0.1%以上の両方を満足させることができる。
また、図3と、図12の各座標系で結ばれる領域とを合成して判断すると、音速5000m/s以上が得られることが分かる。
In this region, the delay time temperature coefficient (TCD) can be −5 ppm / ° C. to +5 ppm / ° C., and the electromechanical coupling coefficient K 2 can satisfy both 0.1% or more.
3 and the area connected by each coordinate system in FIG. 12 are combined, it can be seen that a sound velocity of 5000 m / s or more can be obtained.

なお、上述した弾性表面波デバイス1をパッケージにて密閉し、湿気や塵埃等の外部環境からの保護を行うことで、より信頼性を高めることができる。また、以上説明した実施形態では図1に示すような1ポ‐トの共振子についてのみ言及してきたが、2ポートの共振子、フィルターや集積回路素子と組み合わせて形成した発振器、およびモジュール装置についても本発明を適用できる。   In addition, reliability can be improved more by sealing the surface acoustic wave device 1 mentioned above with a package, and protecting from external environments, such as moisture and dust. In the above-described embodiment, only the one-port resonator as shown in FIG. 1 has been mentioned. However, the two-port resonator, the oscillator formed in combination with the filter and the integrated circuit element, and the module device are described. The present invention can also be applied.

1…弾性表面波デバイス、10…サファイア基板、11…サファイア基板の主面、21,22…櫛歯電極(IDT)、21a,22a…電極パッド、30…窒化アルミニウム膜、40…二酸化シリコン膜。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Surface acoustic wave device, 10 ... Sapphire substrate, 11 ... Main surface of sapphire substrate, 21, 22 ... Interdigital electrode (IDT), 21a, 22a ... Electrode pad, 30 ... Aluminum nitride film, 40 ... Silicon dioxide film.

Claims (9)

C面を主面とするサファイア基板と、
前記サファイア基板の主面に形成され弾性表面波を励振させる櫛歯電極と、
前記櫛歯電極及び前記主面を覆う窒化アルミニウム膜と、
前記窒化アルミニウム膜の表面に形成される二酸化シリコン膜と、を有し、
前記櫛歯電極にて励振される前記弾性表面波がレイリー波の基本モードであることを特徴とする弾性表面波デバイス。
A sapphire substrate having a C-plane as a main surface;
A comb-like electrode formed on the main surface of the sapphire substrate to excite surface acoustic waves;
An aluminum nitride film covering the comb electrode and the main surface;
A silicon dioxide film formed on the surface of the aluminum nitride film,
2. The surface acoustic wave device according to claim 1, wherein the surface acoustic wave excited by the comb electrode is a fundamental mode of a Rayleigh wave.
前記窒化アルミニウム膜の厚さta、前記二酸化シリコン膜の厚さts、前記弾性表面波の波長λとし、
前記窒化アルミニウム膜の規格化膜厚をKH‐AlN=(2π/λ)・ta、
前記二酸化シリコン膜の規格化膜厚をKH‐SiO2=(2π/λ)・ts、
で与えられる各規格化膜厚の関係を座標表示したとき、
座標1(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(0.50、1.08)
座標2(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(1.50、0.53)
座標3(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(2.50、0.63)
座標4(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(3.27、1.00)
座標5(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(3.50、1.58)
座標6(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(3.46、2.00)
座標7(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(3.13、3.00)
座標8(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(1.60、6.00)
座標9(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(1.25、7.25)
座標10(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(0.50、7.92)
これらの座標を、座標1〜座標10の順に結ぶとともに、座標10と座標1とを結んだ領域内に含まれる前記KH‐AlN及び前記KH‐SiO2を用いることを特徴とする請求項1に記載の弾性表面波デバイス。
The thickness ta of the aluminum nitride film, the thickness ts of the silicon dioxide film, and the wavelength λ of the surface acoustic wave,
The normalized film thickness of the aluminum nitride film is KH-AlN = (2π / λ) · ta,
The normalized thickness of the silicon dioxide film is KH-SiO 2 = (2π / λ) · ts,
When the coordinates of each normalized film thickness given by
Coordinates 1 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (0.50,1.08)
Coordinate 2 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (1.50,0.53)
Coordinates 3 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (2.50,0.63)
Coordinates 4 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (3.27,1.00)
Coordinate 5 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (3.50,1.58)
Coordinates 6 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (3.46,2.00)
Coordinate 7 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (3.13,3.00)
Coordinate 8 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (1.60,6.00)
Coordinates 9 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (1.25,7.25)
Coordinates 10 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (0.50,7.92)
The coordinates are connected in the order of coordinates 1 to 10, and the KH-AlN and the KH-SiO 2 included in a region connecting the coordinates 10 and the coordinates 1 are used. The surface acoustic wave device as described.
前記窒化アルミニウム膜の厚さta、前記二酸化シリコン膜の厚さts、前記弾性表面波の波長λとし、
前記窒化アルミニウム膜の規格化膜厚をKH‐AlN=(2π/λ)・ta、
前記二酸化シリコン膜の規格化膜厚をKH‐SiO2=(2π/λ)・ts、
で与えられる各規格化膜厚の関係を座標表示したとき、
座標1(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(0.50、1.25)
座標2(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(0.65、0.50)
座標3(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(1.69、0.50)
座標4(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(1.42、2.00)
座標5(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(1.19、4.00)
座標6(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(1.15、6.00)
座標7(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(1.15、10.00)
座標8(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(0.50、10.00)
これらの座標を、座標1〜座標8の順に結ぶとともに、座標8と座標1とを結んだ領域内に含まれる前記KH‐AlN及び前記KH‐SiO2を用いることを特徴とする請求項1に記載の弾性表面波デバイス。
The thickness ta of the aluminum nitride film, the thickness ts of the silicon dioxide film, and the wavelength λ of the surface acoustic wave,
The normalized film thickness of the aluminum nitride film is KH-AlN = (2π / λ) · ta,
The normalized thickness of the silicon dioxide film is KH-SiO 2 = (2π / λ) · ts,
When the coordinates of each normalized film thickness given by
Coordinates 1 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (0.50,1.25)
Coordinate 2 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (0.65,0.50)
Coordinates 3 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (1.69,0.50)
Coordinates 4 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (1.42,2.00)
Coordinate 5 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (1.19,4.00)
Coordinates 6 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (1.15,6.00)
Coordinate 7 (KH—SiO 2 , KH—AlN) = (1.15, 10.00)
Coordinate 8 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (0.50,10.00)
The coordinates are connected in the order of coordinates 1 to 8, and the KH-AlN and the KH-SiO 2 included in a region connecting the coordinates 8 and the coordinates 1 are used. The surface acoustic wave device as described.
前記窒化アルミニウム膜の厚さta、前記二酸化シリコン膜の厚さts、前記弾性表面波の波長λとし、
前記窒化アルミニウム膜の規格化膜厚をKH‐AlN=(2π/λ)・ta、
前記二酸化シリコン膜の規格化膜厚をKH‐SiO2=(2π/λ)・ts、
で与えられる各規格化膜厚の関係を座標表示したとき、
座標1(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(0.50、1.25)
座標2(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(1.69、0.50)
座標3(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(1.42、2.00)
座標4(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(1.19、4.00)
座標5(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(1.15、6.00)
座標6(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(1.15、7.35)
座標7(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(0.50、7.92)
これらの座標を、座標1〜座標7の順に結ぶとともに、座標7と座標1とを結んだ領域内に含まれる前記KH‐AlN及び前記KH‐SiO2を用いることを特徴とする請求項1に記載の弾性表面波デバイス。
The thickness ta of the aluminum nitride film, the thickness ts of the silicon dioxide film, and the wavelength λ of the surface acoustic wave,
The normalized film thickness of the aluminum nitride film is KH-AlN = (2π / λ) · ta,
The normalized thickness of the silicon dioxide film is KH-SiO 2 = (2π / λ) · ts,
When the coordinates of each normalized film thickness given by
Coordinates 1 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (0.50,1.25)
Coordinate 2 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (1.69,0.50)
Coordinates 3 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (1.42,2.00)
Coordinates 4 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (1.19,4.00)
Coordinate 5 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (1.15,6.00)
Coordinates 6 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (1.15,7.35)
Coordinate 7 (KH—SiO 2 , KH—AlN) = (0.50, 7.92)
The coordinates are connected in the order of coordinates 1 to 7, and the KH-AlN and the KH-SiO 2 included in a region connecting the coordinates 7 and the coordinates 1 are used. The surface acoustic wave device as described.
前記窒化アルミニウム膜の厚さta、前記二酸化シリコン膜の厚さts、前記弾性表面波の波長λとし、
前記窒化アルミニウム膜の規格化膜厚をKH‐AlN=(2π/λ)・ta、
前記二酸化シリコン膜の規格化膜厚をKH‐SiO2=(2π/λ)・ts、
で与えられる各規格化膜厚の関係を座標表示したとき、
座標1(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(0.50、2.42)
座標2(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(1.00、0.79)
座標3(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(1.42、0.65)
座標4(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(0.98、3.00)
座標5(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(0.75、5.00)
座標6(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(0.71、6.00)
座標7(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(0.71、7.73)
座標8(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(0.50、7.92)
これらの座標を、座標1〜座標8の順に結ぶとともに、座標8と座標1とを結んだ領域内に含まれる前記KH‐AlN及び前記KH‐SiO2を用いることを特徴とする請求項1に記載の弾性表面波デバイス。
The thickness ta of the aluminum nitride film, the thickness ts of the silicon dioxide film, and the wavelength λ of the surface acoustic wave,
The normalized film thickness of the aluminum nitride film is KH-AlN = (2π / λ) · ta,
The normalized thickness of the silicon dioxide film is KH-SiO 2 = (2π / λ) · ts,
When the coordinates of each normalized film thickness given by
Coordinates 1 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (0.50,2.42)
Coordinate 2 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (1.00,0.79)
Coordinates 3 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (1.42,0.65)
Coordinates 4 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (0.98,3.00)
Coordinate 5 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (0.75,5.00)
Coordinates 6 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (0.71,6.00)
Coordinate 7 (KH—SiO 2 , KH—AlN) = (0.71, 7.73)
Coordinate 8 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (0.50,7.92)
The coordinates are connected in the order of coordinates 1 to 8, and the KH-AlN and the KH-SiO 2 included in a region connecting the coordinates 8 and the coordinates 1 are used. The surface acoustic wave device as described.
前記窒化アルミニウム膜の厚さta、前記二酸化シリコン膜の厚さts、前記弾性表面波の波長λとし、
前記窒化アルミニウム膜の規格化膜厚をKH‐AlN=(2π/λ)・ta、
前記二酸化シリコン膜の規格化膜厚をKH‐SiO2=(2π/λ)・ts、
で与えられる各規格化膜厚の関係を座標表示したとき、
座標1(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(0.50、3.00)
座標2(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(1.10、0.75)
座標3(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(1.29、0.71)
座標4(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(0.75、3.38)
座標5(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(0.63、4.25)
座標6(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(0.50、5.63)
これらの座標を、座標1〜座標6の順に結ぶとともに、座標6と座標1とを結んだ領域内に含まれる前記KH‐AlN及び前記KH‐SiO2を用いることを特徴とする請求項1に記載の弾性表面波デバイス。
The thickness ta of the aluminum nitride film, the thickness ts of the silicon dioxide film, and the wavelength λ of the surface acoustic wave,
The normalized film thickness of the aluminum nitride film is KH-AlN = (2π / λ) · ta,
The normalized thickness of the silicon dioxide film is KH-SiO 2 = (2π / λ) · ts,
When the coordinates of each normalized film thickness given by
Coordinates 1 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (0.50,3.00)
Coordinate 2 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (1.10,0.75)
Coordinates 3 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (1.29,0.71)
Coordinates 4 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (0.75,3.38)
Coordinate 5 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (0.63,4.25)
Coordinates 6 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (0.50,5.63)
The coordinates are connected in the order of coordinates 1 to 6, and the KH-AlN and the KH-SiO 2 included in a region connecting the coordinates 6 and the coordinates 1 are used. The surface acoustic wave device as described.
前記窒化アルミニウム膜の厚さta、前記二酸化シリコン膜の厚さts、前記弾性表面波の波長λとし、
前記窒化アルミニウム膜の規格化膜厚をKH‐AlN=(2π/λ)・ta、
前記二酸化シリコン膜の規格化膜厚をKH‐SiO2=(2π/λ)・ts、
で与えられる各規格化膜厚の関係を座標表示したとき、
座標1(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(0.50、3.25)
座標2(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(1.00、1.50)
座標3(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(1.13、0.75)
座標4(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(1.27、0.67)
座標5(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(0.63、3.58)
座標6(KH‐SiO2、KH‐AlN)=(0.50、4.46)
これらの座標を、座標1〜座標6の順に結ぶとともに、座標6と座標1とを結んだ領域内に含まれる前記KH‐AlN及び前記KH‐SiO2を用いることを特徴とする請求項1に記載の弾性表面波デバイス。
The thickness ta of the aluminum nitride film, the thickness ts of the silicon dioxide film, and the wavelength λ of the surface acoustic wave,
The normalized film thickness of the aluminum nitride film is KH-AlN = (2π / λ) · ta,
The normalized thickness of the silicon dioxide film is KH-SiO 2 = (2π / λ) · ts,
When the coordinates of each normalized film thickness given by
Coordinates 1 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (0.50,3.25)
Coordinate 2 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (1.00,1.50)
Coordinates 3 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (1.13,0.75)
Coordinates 4 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (1.27,0.67)
Coordinate 5 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (0.63,3.58)
Coordinates 6 (KH-SiO 2, KH -AlN) = (0.50,4.46)
The coordinates are connected in the order of coordinates 1 to 6, and the KH-AlN and the KH-SiO 2 included in a region connecting the coordinates 6 and the coordinates 1 are used. The surface acoustic wave device as described.
請求項1ないし請求項7のいずれか一項に記載の弾性表面波デバイスを用いたことを特徴とする発振器。   An oscillator using the surface acoustic wave device according to any one of claims 1 to 7. 請求項1ないし請求項7のいずれか一項に記載の弾性表面波デバイスを用いたことを特徴とするモジュール装置。   A module apparatus using the surface acoustic wave device according to any one of claims 1 to 7.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH04109709A (en) * 1990-08-29 1992-04-10 Sanyo Electric Co Ltd Surface acoustic wave element
JP2002152000A (en) * 2000-11-14 2002-05-24 Seiko Epson Corp Surface acoustic wave device

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