專(zhuān)利名稱(chēng)：梯型saw濾波器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種梯型SAW濾波器及其制造方法，尤其涉及一種適合用在移動(dòng)通信機(jī)器等上的梯型SAW濾波器。
背景技術(shù)：
通常，彈性波表面元件由壓電層、及以機(jī)電耦合為目的并被稱(chēng)為IDT的梳形電極構(gòu)成。在壓電層上設(shè)置一對(duì)梳形電極構(gòu)成諧振器，通過(guò)排列多個(gè)該諧振器而可構(gòu)成SAW濾波器(表面彈性波濾波器)。此時(shí)，將構(gòu)成諧振器的1個(gè)IDT以與其他的IDT相垂直的方式進(jìn)行排列，來(lái)構(gòu)成梯型SAW濾波器。這種梯型SAW濾波器，由于具有高的機(jī)電耦合系數(shù)，表面彈性波的傳播速度快，故適合作為寬頻帶的濾波器進(jìn)行使用。
以前，提出有一種在R面藍(lán)寶石基板上形成ZnO薄膜作為壓電層、并在該壓電層上排列多個(gè)IDT來(lái)構(gòu)成的梯型SAW濾波器。
但是，在上述結(jié)構(gòu)的梯型SAW濾波器中，若僅在R面藍(lán)寶石基板上形成ZnO薄膜，則構(gòu)成ZnO薄膜的晶粒的形狀為各向異性的形狀，而預(yù)計(jì)受該晶粒的各向異性的影響，其從振蕩側(cè)IDT產(chǎn)生的表面彈性波的傳播速度因傳播方向不同而各異。因此，因IDT的配置方向不同而表面彈性波的傳播速度差異大，產(chǎn)生濾波特性、尤其作為寬頻帶的特性降低的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于上述問(wèn)題點(diǎn)，其目的在于提供一種表面彈性波無(wú)論對(duì)于哪個(gè)方向均可各向同性的進(jìn)行傳播、并不會(huì)因IDT的配置方向不同而在表面彈性波的傳播速度上產(chǎn)生差異、且寬頻帶特性?xún)?yōu)越的梯型SAW濾波器。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的梯 SAW濾波器，其特征在于在基板上聚集多個(gè)俯視呈各向同性形狀的晶粒形成有壓電層，在該壓電層上形成有分別具有一排列方向的梳形電極，上述梳形電極中的至少1個(gè)的排列方向與其他的梳形電極的排列方向不同。
尤其，最好是上述梳形電極的中的至少1個(gè)的排列方向與其他的梳形電極的排列方向相垂直。
根據(jù)所述的梯型SAW濾波器，因?yàn)榫奂鄠€(gè)俯視呈各向同性的形狀的晶粒來(lái)形成作為彈性波傳播層的壓電層，所以表面彈性波的傳播速度無(wú)論對(duì)于壓電層表面的哪個(gè)方向均大致為相同速度，又因?yàn)楸砻鎻椥圆ㄔ趬弘妼由暇飨蛲缘倪M(jìn)行傳播，所以不會(huì)因梳形電極的配置方向不同而在表面彈性波的傳播速度上產(chǎn)生差，能夠提高寬頻帶特性。
另外，因?yàn)槭嵝坞姌O中的至少1個(gè)排列方向與其他的梳形電極的排列方向不同，所以能夠在寬頻帶減少傳播損耗。
另外，本發(fā)明的梯型SAW濾波器是一種前面所述的梯型SAW濾波器，其特征在于上述基板為A面藍(lán)寶石基板。
在所述的梯型SAW濾波器中，A面藍(lán)寶石基板是露出以藍(lán)寶石單晶的(1120)的面方位表示的面(A面)的藍(lán)寶石基板，并通過(guò)在該A面上形成壓電層，而可減小基板與壓電層的晶粒的晶格不匹配，能夠形成具有很好的結(jié)晶面的壓電層。
另外，本發(fā)明的梯型SAW濾波器是一種前面所述的梯型SAW濾波器，其特征在于上述壓電層是通過(guò)施加RF偏壓的濺射法而成膜的層。
根據(jù)所述的梯型SAW濾波器，被成膜的壓電層的晶粒為俯視呈各向同性的形狀的晶粒，可使表面彈性波沿各向同性進(jìn)行傳播，并提高寬頻帶特性。
另外，本發(fā)明的梯型SAW濾波器是一種前面所述的梯型SAW濾波器，其特征在于在將上述晶粒的長(zhǎng)方向的粒徑取作c、將短方向的粒徑取作a時(shí)，上述晶粒為1.0≤c/a≤2.0的范圍。
根據(jù)所述的梯型SAW濾波器，因?yàn)樾纬蓧弘妼拥木Я５男螤钐幵谏鲜龇秶鷥?nèi)，所以可使表面彈性波沿各向同性進(jìn)行傳播，并提高寬頻帶特性。
另外，在本發(fā)明的梯型SAW濾波器中，最好上述壓電層為ZnO，而也可由鈦鈣礦型金屬氧化物或鈦鐵礦型金屬氧化物構(gòu)成。
其次，本發(fā)明的梯型SAW濾波器的制造方法，是一種在A面藍(lán)寶石基板上依次形成壓電層與多個(gè)梳形電極來(lái)形成的梯型SAW濾波器的制造方法，其特征在于在上述基板上由濺射法形成上述壓電層，并在該壓電層上以至少其中1個(gè)與其他的排列方向不同的方式形成多個(gè)上述梳形電極。
根據(jù)所述的梯型SAW濾波器的制造方法，通過(guò)由濺射法形成壓電層，而可使構(gòu)成壓電層的晶粒為俯視呈各向同性的形狀，據(jù)此，可使表面彈性波無(wú)論對(duì)于壓電層的哪個(gè)方向均成為大致相同速度，能夠制造出寬頻帶特性?xún)?yōu)越的梯型SAW濾波器。
另外，本發(fā)明的梯型SAW濾波器的制造方法，是一種在基板上依次形成壓電層與多個(gè)梳形電極來(lái)形成的梯型SAW濾波器的制造方法，其特征在于一邊對(duì)上述基板施加RF偏壓、一邊在上述基板上由濺射法形成上述壓電層，并在該壓電層上以至少其中1個(gè)與其他的排列方向不同的方式形成多個(gè)上述梳形電極。
根據(jù)所述的梯型SAW濾波器的制造方法，通過(guò)由一邊施加RF偏壓一邊進(jìn)行濺射形成壓電層，而可使構(gòu)成壓電層的晶粒為俯視呈各向同性的形狀，據(jù)此，可使表面彈性波無(wú)論對(duì)于壓電層的哪個(gè)方向均成為大致相同速度，能夠制造出寬頻帶特性?xún)?yōu)越的梯型SAW濾波器。
另外，本發(fā)明的梯型SAW濾波器的制造方法，是一種前面所述的梯型SAW濾波器的制造方法，其特征在于上述RF偏壓為超過(guò)0W/cm2、且5.0W/cm2以下的范圍。
根據(jù)所述的梯型SAW濾波器的制造方法，通過(guò)在上述范圍內(nèi)施加RF偏壓，而可使構(gòu)成壓電層的晶粒為俯視呈各向同性的形狀。
另外，本發(fā)明的梯型SAW濾波器的制造方法，是一種前面所述的梯型SAW濾波器的制造方法，其特征在于上述基板為R面藍(lán)寶石基板。
根據(jù)所述的梯型SAW濾波器的制造方法，通過(guò)對(duì)于R面藍(lán)寶石基板一邊施加RF偏壓一邊進(jìn)行濺射，而可使構(gòu)成壓電層的晶粒為俯視呈各向同性的形狀。


圖1是表示本發(fā)明實(shí)施例的梯型SAW濾波器的俯視圖。
圖2是與圖1的A-A線(xiàn)相對(duì)應(yīng)的剖視圖。
圖3是表示實(shí)施例1的構(gòu)成壓電層的晶粒的電子顯微鏡照片。
圖4是表示在將構(gòu)成圖3所示的壓電層的結(jié)晶粒的c軸方向取作0°的情況下的表面彈性波的傳播速度與傳播方向的關(guān)系的圖表。
圖5是表示實(shí)施例2的構(gòu)成壓電層的晶粒的電子顯微鏡照片，其中，A是無(wú)RF偏壓的情況的電子顯微鏡照片、B是RF偏壓為10W的情況的電子顯微鏡照片、C是RF偏壓為100W的情況的電子顯微鏡照片。
圖6是表示在將構(gòu)成圖5A及C所示的壓電層的結(jié)晶粒的c軸方向取作0°的情況下的表面彈性波的傳播速度與傳播方向的關(guān)系的圖表。
圖中1-梯型SAW濾波器，2-基板，3-壓電層，4(4a、4b、4c)-IDT電極(梳形電極)。
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。
圖1示出本發(fā)明實(shí)施例的梯型SAW濾波器的俯視圖。圖2示出與圖1的A-A線(xiàn)相對(duì)應(yīng)的剖面模式圖。
如圖1及圖2所示，該梯型SAW濾波器1包括，基板2、層積在基板2上的壓電層3、形成在壓電層3上的3個(gè)(多個(gè))IDT電極(梳形電極)4(4a、4b、4c)及以?shī)A各IDT電極4…的方式配置的反射器5…。
另外，如圖1所示，該梯型SAW濾波器1，串聯(lián)連接著IDT電極4b、4c，并在IDT電極4b、4c之間并聯(lián)連接另一IDT電極4a，且將一端子11、11作為輸入側(cè)、另一端子12、12作為輸出側(cè)。
對(duì)于IDT電極4及反射器5的配置，以并聯(lián)連接的IDT電極4a為例進(jìn)行說(shuō)明，如圖1所示，在由各電極指被相咬合配置的一對(duì)梳形電極6a、7a構(gòu)成的IDT電極4a兩側(cè)分別配置有條紋狀的反射器5、5。反射器5、5因?yàn)槎啻畏瓷溆蒊DT電極4a激發(fā)的表面彈性波來(lái)產(chǎn)生駐波，所以以?shī)A著IDT電極4a的方式進(jìn)行配置。
對(duì)于另一IDT電極4b、4c與反射器5…也是與上述IDT電極4a的情況大致相同的結(jié)構(gòu)。
另外，如圖1所示，按3個(gè)IDT電極4a、4b、4c中的、1個(gè)IDT電極4a的排列方向按與另2個(gè)IDT電極4b、4c的排列方向不相同的方向進(jìn)行排列。進(jìn)一步具體地講，IDT電極4a的排列方向相對(duì)于另2個(gè)IDT電極的排列方向垂直呈90°。
在此，所謂IDT電極的排列方向，例如以IDT電極4a為例，可定義為一對(duì)梳形電極6a、7a的各電極指的寬度方向。
另外，如圖2所示，在壓電層3上覆蓋各IDT電極4…及反射器5…層積著硅氧化膜8。在上述結(jié)構(gòu)中，硅氧化膜8是用以使濾波器的溫度特性穩(wěn)定化的。
在基板2上，可使用A面藍(lán)寶石基板或R面藍(lán)寶石基板。A面藍(lán)寶石基板是露出以六棱柱狀的藍(lán)寶石單晶的(1120)的面方位表示的面(A面)的藍(lán)寶石基板，該面方位為6次對(duì)稱(chēng)，并在1個(gè)6棱柱形成的單晶上有6處。通過(guò)在該A面上由濺射法形成壓電層3，而可減小基板2與壓電層3的晶粒的晶格不匹配，如后述可形成具有很好的結(jié)晶面的壓電層3。
另外，R面藍(lán)寶石基板，是露出以藍(lán)寶石單晶的(0112)的面方位表示的面(R面)的藍(lán)寶石基板，通過(guò)在該R面上通過(guò)一邊施加RF偏壓一邊濺射的方法形成壓電層3，而可減小基板2與壓電層3的晶粒的晶格不匹配，如后述可形成具有很好的結(jié)晶面的壓電層3。
壓電層3可使用ZnO、鈦鈣礦型金屬氧化物或鈦鐵礦型金屬氧化物，其中尤其優(yōu)選使用ZnO。壓電層3，是在A面或R面藍(lán)寶石基板上由濺射法等外延生長(zhǎng)而形成的，聚集多個(gè)俯視呈各向同性的形狀的晶粒而構(gòu)成。
此外，作為鈦鈣礦型金屬氧化物可列出PbTiO3、BaTiO3，而作為鈦鐵礦型金屬氧化物可列出LiNbO3、LiTiO3、KNbO3等。
另外，構(gòu)成壓電層3的俯視呈各向同性的形狀的晶粒，在將其長(zhǎng)方向的粒徑取作c、短方向的粒徑取作a時(shí)，a與c的關(guān)系為1.0≤c/a≤2.0。若在這樣的壓電層3上傳播表面彈性波，則無(wú)論在壓電層3的哪個(gè)方向進(jìn)行傳播其傳播速度均大致相同。由此，表面彈性波的傳播損耗變少，可構(gòu)成寬頻帶的濾波特性?xún)?yōu)越的梯型SAW濾波器。在c/a不足1或c/a超過(guò)2時(shí)，因?yàn)榫Я５男螤罡飨虍愋?、即晶粒的俯視形狀成為?xì)長(zhǎng)的形狀而不適合。另外壓電層3的厚度最好為0.2～2μm的范圍。
分別構(gòu)成IDT電極4a、4b、4c的梳形電極6a、6b、6c，由用于構(gòu)成梳形而以規(guī)定間隔排列的多個(gè)短冊(cè)狀的電極指6d、和用于一體連接它們而與多個(gè)電極指6d…呈直角方向配置的帶狀的端子部6e構(gòu)成，梳形電極7a、7b、7c也相同由多個(gè)電極指7d和用于一體連接這些電極指7d的端子部7e構(gòu)成。
而且，這些梳形電極6a…、7a…一邊以規(guī)定間隔間隔開(kāi)各電極指6d…、7d…一邊以咬合的狀態(tài)不互相接觸地相對(duì)配置而成為IDT電極4…。這些梳形電極6a…、7a…由Pt、Au、Ag、Pd、Ni、Al、Cu、Al-Cu合金等的良導(dǎo)電性的金屬薄膜構(gòu)成。
另外，反射器5…，包括配置成晶格狀的多個(gè)反射單元。這些反射器5…由Pt、Au、Ag、Pd、Ni、Al、Cu、Al-Cu合金等的良導(dǎo)電性的金屬薄膜、或電介質(zhì)薄膜構(gòu)成。另外，也可省略這些薄膜而在與壓電層3的條紋部的形成位置相當(dāng)?shù)牟糠中纬啥鄠€(gè)細(xì)長(zhǎng)的槽部、并將這些槽部作為反射器使用。
其次，對(duì)本發(fā)明的梯型SAW濾波器1的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。
首先，對(duì)使用A面藍(lán)寶石基板作為基板2的情況進(jìn)行說(shuō)明。
首先，予先準(zhǔn)備使A面露出的基板2，將該基板2例如設(shè)置在內(nèi)置有靶體(target)的容器(chamber)內(nèi)，在將容器內(nèi)暫時(shí)保持為10-6～10-8Pa的真空環(huán)境后，導(dǎo)入氬氣體使壓力成為0.01～8Pa。
而且，以將基板2保持在150～400℃的狀態(tài)，通過(guò)高頻濺射法產(chǎn)生基于高頻的等離子體。由該等離子濺射靶體表面擊出濺射粒子，并使之層積在基板2的表面。施加在靶體與基板上的高頻，最好在靶體側(cè)設(shè)為頻率13.65MHz、0.5～8W/cm2，在基板側(cè)設(shè)為頻率40.68MHz、0～5W/cm2。
另外，對(duì)于基板2的濺射粒子的入射角度，最好為相對(duì)基板面30°～90°范圍。
通過(guò)進(jìn)行所述濺射法，而在基板2上壓電層3一邊外延生長(zhǎng)一邊成膜。
在A面藍(lán)寶石基板上通過(guò)高頻濺射法形成的壓電層3由俯視呈各向同性的形狀的多個(gè)晶粒構(gòu)成。
進(jìn)一步，除上述高頻濺射法外，也可進(jìn)行離子束濺射法。
另外，在對(duì)于A面藍(lán)寶石基板進(jìn)行濺射時(shí)，也可對(duì)于基板2一邊施加RF偏壓一邊進(jìn)行濺射。通過(guò)施加RF偏壓可使壓電層的表面狀態(tài)良好。
另外，在使用R面藍(lán)寶石基板作為基板2時(shí)，首先予先準(zhǔn)備使R面露出的基板2，將該基板2例如設(shè)置在內(nèi)置有靶體(target)的容器(chamber)內(nèi)，在將容器內(nèi)暫時(shí)保持為10-6～10-8Pa的真空環(huán)境后，導(dǎo)入氬氣體使壓力成為0.01～1Pa。
而且，以將基板2保持在150～350℃的狀態(tài)，通過(guò)高頻濺射法產(chǎn)生基于高頻的等離子體。由該等離子噴濺靶體表面擊出濺射粒子，并使之層積在基板2的表面。施加在靶體與基板上的高頻，最好在靶體側(cè)設(shè)為頻率13.65MHz、0.5～8W/cm2，在基板側(cè)設(shè)為頻率40.68MHz、0～5W/cm2。
另外，對(duì)于基板2的濺射粒子的入射角度，最好為相對(duì)基板面30°～90°范圍。
此外，這時(shí)在基板2上最好事先施加超過(guò)0W/cm2、且5W/cm2以下的范圍的RF偏壓。其理由，若對(duì)于R面藍(lán)寶石基板不施加RF偏壓而通過(guò)濺射法形成壓電層，則與A面藍(lán)寶石基板的情況不相同，形成由具有各向異性的形狀的晶粒構(gòu)成的壓電層，但若一邊將RF偏壓施加在基板2上一邊進(jìn)行高頻濺射，則壓電層3一邊外延生長(zhǎng)一邊在基板2上成膜，這樣形成的壓電層3由俯視呈各向同性的形狀的多個(gè)晶粒構(gòu)成。根據(jù)以上理由，最好RF偏壓超過(guò)0W/cm2進(jìn)行施加。
另外，最好RF偏壓為5W/cm2以下。若RF偏壓超過(guò)5.0W/cm2，則因?yàn)橛蛇^(guò)剩的離子沖擊妨礙外延生長(zhǎng)而不適合。
另外，在A面藍(lán)寶石基板的情況，若將FE偏壓設(shè)為5W/cm2以下，則通過(guò)在基板側(cè)施加RF偏壓，而具有自靶體放出的氧負(fù)離子遠(yuǎn)離基板的效果。此外，可知該氧負(fù)離子會(huì)妨礙外延生長(zhǎng)。
通過(guò)進(jìn)行所述濺射法，而在基板2上一邊外延生長(zhǎng)壓電層3一邊成膜。
在R面藍(lán)寶石基板上通過(guò)一邊施加RF偏壓一邊高頻濺射的方法形成的壓電層3由俯視呈各向同性的形狀的多個(gè)晶粒構(gòu)成。
進(jìn)一步，除上述高頻濺射法外，也可進(jìn)行離子束濺射法。
另外，在濺射中所使用的靶體，最好使用與要形成的壓電層的材質(zhì)相對(duì)應(yīng)的材質(zhì)，例如，可列舉出ZnO、鈦鈣礦型金屬氧化物(PbTiO3、BaTiO3)以及鈦鐵礦型金屬氧化物(LiNbO3、LiTiO3、KNbO3等)。
在形成壓電層3后，通過(guò)光刻加工，形成IDT電極4…及反射器5。在形成IDT電極4…時(shí)，以至少其中一個(gè)排列方向與其他的排列方向不同的方式形成。這樣，將多個(gè)IDT電極中至少1個(gè)排列方向排列為與其他的排列方向不相同，而能夠構(gòu)成梯型SAW濾波器。
此外，在決定各IDT電極4…的排列方向時(shí)，不必特別地考慮與壓電層3的晶粒的特定的結(jié)晶方向軸相一致，可相對(duì)壓電層3的結(jié)晶方位軸排列成任意的方向。這是因?yàn)橛捎跇?gòu)成壓電層的晶粒的俯視形狀為各向同性，故在壓電層3表面進(jìn)行傳播的表面彈性波的傳播速度對(duì)于壓電層3上的各方向均相同，無(wú)論怎樣決定各IDT電極4a、4b、4c的排列方向，均不會(huì)產(chǎn)生基于表面彈性波的傳播速度差的濾波特性的降低。
其次，在形成IDT電極4…及反射器5后，以覆蓋各IDT電極4…及反射器5的方式在壓電層3上層積保護(hù)膜8。
這樣，可制造出如圖1及圖2所示的梯型SAW濾波器1。
根據(jù)所述的梯型SAW濾波器的制造方法，通過(guò)由濺射法形成壓電層，而可使構(gòu)成壓電層的晶粒成為俯視呈各向同性的形狀，據(jù)此，無(wú)論相對(duì)壓電層的方向如何，均可使表面彈性波的傳播速度成為大致相同的速度，能夠制造出寬頻帶特性?xún)?yōu)越的梯型SAW濾波器。
(實(shí)施例1)“實(shí)驗(yàn)例1A面藍(lán)寶石基板的情況”首先，予先準(zhǔn)備使A面露出的直徑100mm的圓板形狀的基板，并將該基板設(shè)置在濺射裝置的容器(chamber)內(nèi)，在將容器內(nèi)暫時(shí)保持為10-6～10-8Pa的真空環(huán)境后，導(dǎo)入氬氣體使壓力成為4～6Pa。
其次，以將基板保持在350℃的狀態(tài)，通過(guò)高頻濺射法從直徑300mm的ZnO靶體擊出濺射粒子，并使之層積在基板上。在靶體上施加頻率13.65MHz、1.0kW的高頻。另外，相對(duì)基板的濺射粒子的入射角度設(shè)為相對(duì)基板面呈90°。此時(shí)，最好在基板側(cè)也施加10W程度的RF偏壓。
這樣，形成厚度0.8μm的由ZnO構(gòu)成的壓電層。圖3中表示得到的壓電層的電子顯微鏡照片。
從圖3的電子顯微鏡照片可知，構(gòu)成壓電層的晶粒均表示為各向同性的形狀，并不是為極其細(xì)長(zhǎng)或針狀的各向異性的形狀。若測(cè)量圖3所示的晶粒的c/a的值，則均在1.0≤c/a≤2.0范圍內(nèi)，可知從數(shù)值上也為俯視呈各向同性的形狀。
其次，在圖3所示的壓電層上，通過(guò)設(shè)置IDT電極及夾著IDT電極的一對(duì)反射器而形成諧振器，在IDT電極上通電產(chǎn)生表面彈性波，并測(cè)定在壓電層上進(jìn)行傳播的表面彈性波的傳播速度。
圖4是示出了在將構(gòu)成壓電層的結(jié)晶粒的c軸方向取作0°的情況下的表面彈性波的傳播速度與傳播方向的關(guān)系。此外，在圖4中，記載在圖表的周?chē)幍?°～±180°的數(shù)值表示將c軸方向取作0°的情況下的表面彈性波的傳播方向，另外，示出了越從圖表的中心呈放射狀遠(yuǎn)離傳播速度越提高的情況。例如，在圖4所示的圖中，示出0°方向的表面彈性波的傳播速度約為4800(任意單位)、45°方向的表面彈性波的傳播速度約為4850(任意單位)。
如圖4所示，可知表面彈性波的傳播速度在任何方向均處在4700～1800(任意單位)的范圍內(nèi)，無(wú)論對(duì)于哪個(gè)方向均是一定的?！皩?shí)驗(yàn)例2R面藍(lán)寶石基板的情況”予先準(zhǔn)備使R面露出的直徑100mm的圓板形狀的基板，并將該基板設(shè)置在濺射裝置的容器內(nèi)，在將容器內(nèi)暫時(shí)保持為10-6～10-8Pa的真空環(huán)境后，導(dǎo)入氬氣體使壓力成為0.2～0.3Pa。
其次，以將基板保持在300℃的狀態(tài)，一邊施加頻率40.68Hz的RF偏壓給基板一邊通過(guò)高頻濺射法從直徑300mm的ZnO靶體上擊出濺射粒子，并使之層積在基板上。施加在靶體與基板上的高頻，對(duì)靶體取作頻率13.65Hz、RF電力1.2kW，而將基板側(cè)的RF電取作100W。另外，對(duì)于基板的濺射粒子的入射角度設(shè)為相對(duì)于基板面呈90°。
這樣，形成厚度0.7μm的由ZnO構(gòu)成的壓電層。在圖5中表示得到的壓電層的電子顯微鏡照片。圖5A是向基板的無(wú)RF偏壓的情況的電子顯微鏡照片、B是向基板的RF偏壓為10W的情況的電子顯微鏡照片、C是向基板的RF偏壓為100W的情況。
從圖5的可知，在RF偏壓為0W/cm2時(shí)形成細(xì)長(zhǎng)的晶粒。各晶粒相對(duì)于長(zhǎng)方向的垂直方向、即晶粒的短方向成為ZnO的c軸方向。若測(cè)量各晶粒的c/a的值，可知c/a均超過(guò)2.0。這樣，可知若在R面藍(lán)寶石上不施加RF偏壓地形成ZnO壓電層，則形成俯視形狀為各向異性的晶粒。
與此相對(duì)，如圖5B及圖5C所示，可知隨著使RF偏壓提高，而構(gòu)成壓電層的晶粒成為各向同性的形狀，并不成為極其細(xì)長(zhǎng)或針狀的各向異性的形狀。尤其，若測(cè)量圖5C所示的晶粒的c/a的值，則均在1.0≤c/a≤2.0范圍內(nèi)，可知從數(shù)值上也為俯視呈各向同性的形狀。這樣，可知若一邊在R面藍(lán)寶石上施加RF偏壓一邊形成ZnO壓電層，則形成俯視形狀為各向同性的晶粒。
其次，在圖5A及圖5C所示的壓電層上，通過(guò)設(shè)置IDT電極及夾著IDT電極的一對(duì)反射器而形成諧振器，在IDT電極上通電產(chǎn)生表面彈性波，并測(cè)定在壓電層上進(jìn)行傳播的表面彈性波的傳播速度。
圖6示出了在將構(gòu)成圖5A及C所示的壓電層的結(jié)晶粒的c軸方向取作0°的情況下的表面彈性波的傳播速度與傳播方向的關(guān)系。此外，在圖6中，記載在圖表的周?chē)幍?°～±180°的數(shù)值表示將c軸方向取作0°的情況下的表面彈性波的傳播方向，另外，示出了越從圖表的中心呈放射狀遠(yuǎn)離傳播速度越提高的情形。
如圖6所示，可知在無(wú)偏壓的情況，示出對(duì)于與c軸平行的方向(0°與±180°的方向)的表面彈性波的傳播速度極大，且傳播速度因方向不同而進(jìn)行變化。
另一方面，可知在有偏壓的情況，表面彈性波的傳播速度在任意方向均為4500(任意單位)，無(wú)論對(duì)于哪個(gè)方向均一定。
這樣，可知表面彈性波的傳播速度，很大程度依賴(lài)于壓電層的晶粒的俯視形狀，結(jié)晶中的形狀越為各向同性，傳播速度越對(duì)于各方向變得均一。
(發(fā)明的效果)如以上詳述，根據(jù)本發(fā)明的梯型SAW濾波器，因?yàn)樽鳛閺椥圆▊鞑拥膲弘妼右跃奂鄠€(gè)俯視呈各向同性的形狀的晶粒的方式形成，所以表面彈性波的傳播速度對(duì)于壓電層表面的任一方向均大致為相同速度，又因?yàn)楸砻鎻椥圆ㄔ趬弘妼由细飨蛲缘倪M(jìn)行傳播，所以因梳形電極的配置方向不同而不會(huì)在表面彈性波的傳播速度上產(chǎn)生差異，能夠提高寬頻帶特性。
另外，因?yàn)槭嵝坞姌O中的至少1個(gè)的排列方向與其他的梳形電極的排列方向不相同，所以能夠在寬頻帶上減少傳播損耗。
權(quán)利要求
1.一種梯型SAW濾波器，其特征在于在基板上聚集多個(gè)俯視呈各向同性形狀的晶粒形成有壓電層，并在該壓電層上形成分別具有一排列方向的梳形電極，且上述梳形電極中的至少1個(gè)的排列方向與其他的梳形電極的排列方向不同。
2.如權(quán)利要求1所述的梯型SAW濾波器，其特征在于上述基板為A面藍(lán)寶石基板。
3.如權(quán)利要求1所述的梯型SAW濾波器，其特征在于上述壓電層是通過(guò)施加RF偏壓的濺射法而被成膜的層。
4.如權(quán)利要求2所述的梯型SAW濾波器，其特征在于在將上述晶粒的長(zhǎng)方向的粒徑取作c、將短方向的粒徑取作a時(shí)，上述晶粒為1.0≤c/a≤2.0的范圍。
5.如權(quán)利要求4所述的梯型SAW濾波器，其特征在于上述壓電層為ZnO。
6.如權(quán)利要求4所述的梯型SAW濾波器，其特征在于上述壓電層由鈦鈣礦型金屬氧化物或鈦鐵礦型金屬氧化物構(gòu)成。
7.一種梯型SAW濾波器的制造方法，是在A面藍(lán)寶石基板上依次形成壓電層與多個(gè)梳形電極來(lái)形成的，其特征在于在上述基板上由濺射法形成上述壓電層，并在該壓電層上以至少其中1個(gè)與其他的排列方向不相同的方式形成多個(gè)上述梳形電極。
8.一種梯型SAW濾波器的制造方法，是在基板上依次形成壓電層與多個(gè)梳形電極來(lái)形成的，其特征在于一邊對(duì)上述基板施加RF偏壓、一邊在上述基板上由濺射法形成上述壓電層，并在該壓電層上以至少其中1個(gè)與其他的排列方向不相同的方式形成多個(gè)上述梳形電極。
9.如權(quán)利要求8所述的梯型SAW濾波器的制造方法，其特征在于上述RF偏壓為超過(guò)0W/cm2、且5.0W/cm2以下的范圍。
10.如權(quán)利要求8所述的梯型SAW濾波器的制造方法，其特征在于上述基板為R面藍(lán)寶石基板。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種梯型SAW濾波器及梯型SAW濾波器的制造方法，該梯型SAW濾波器(1)，其特征在于在基板(2)上聚集多個(gè)俯視呈各向同性形狀的晶粒形成有壓電層(3)，并在該壓電層(3)上形成有分別具有一排列方向的梳形電極(4)，且上述梳形電極中的至少1個(gè)(4a)的排列方向與其他的梳形電極(4b、4c)的排列方向不同。這種梯型SAW濾波器，不會(huì)因IDT的配置方向不同而在表面彈性波的傳播速度上產(chǎn)生差異、且可減少寬頻帶特性的劣化。
文檔編號(hào)H03H9/64GK1481074SQ03152670
公開(kāi)日2004年3月10日 申請(qǐng)日期2003年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月19日
發(fā)明者辻義臣, 佐佐木真, 高橋秀幸, 義臣, 幸, 真 申請(qǐng)人:阿爾卑斯電氣株式會(huì)社