表面声波装置的制作方法

专利名称：表面声波装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种表面声波装置，其用于例如共振器和带通滤波器，更具体地，本发明涉及一种具有其中提供绝缘层以覆盖电极的结构的表面声波装置。
背景技术：
已经要求用于移动通讯系统的DPX和RF滤波器满足宽带性质和优良的温度性质。迄今，在用于DPX和RF滤波器的表面声波装置中，已经使用了36°～50°旋转的Y-板X-传播LiTaO3的压电基板。这种压电基板具有约-40～-30ppm/℃的频率-温度系数。因此，为了改善温度性质，已知的一种方法是在压电基板上形成具有正频率-温度系数的SiO2薄膜以覆盖IDT电极。

图18中，示出了这种类型的表面声波装置的制造方法的一个实例。
如图18(a)所示，在压电基板51除将要形成IDT电极以外的部分上形成抗蚀剂图案52。接着，如图18(b)所示，为了形成IDT电极，在整个表面上形成电极薄膜53。随后，通过使用抗蚀剂剥离溶液，除去抗蚀剂52和提供于其上的金属薄膜。如上所述，如图18(c)所示，形成IDT电极53A。接着，如图18(d)所示，形成SiO2薄膜54以覆盖IDT电极53A。
另一方面，出于与上述频率-温度性质的改善不同的目的，在以下专利文件1中公开了一种表面声波装置的制造方法，其中形成绝缘或抗导电的保护薄膜以覆盖表面声波装置的IDT电极。图19是现有技术中描述的表面波装置的示意性横截面图。在表面声波装置61中，在压电基板62上形成Al或主要由Al制成的合金的IDT电极。在除提供有IDT电极63以外的区域中，形成绝缘的或者抗导电的电极间指状薄膜64。另外，形成绝缘的或抗导电的薄膜65以覆盖IDT电极63和电极间指状薄膜64。在该现有技术描述的表面声波装置61中，描述了，上述电极间指状薄膜64和保护薄膜65是由绝缘材料如SiO2或抗导电的材料如硅氧烷形成的。在这种方法中，描述了通过形成电极间指状薄膜63，抑制了由电极指之间放电引起的性质的下降，所述放电是因为压电基板61的热电性而感应产生的。
另外，在以下专利文件2中，公开了一种一端口型表面声波共振器，其中在石英或铌酸锂的压电基板上形成由金属如铝或金制成的电极，并且再形成SiO2薄膜之后，进行SiO2薄膜的平面化。在这种情况下，描述了通过平面化，可以获得优良的共振性质。
专利文件1日本未审查专利申请公开No.11-186866专利文件2日本未审查专利申请公开No.61-136312发明内容如图18所示，在其中为改善频率-温度性质而形成SiO2薄膜的表面声波装置的常规制造方法中，位于存在IDT电极处的SiO2薄膜54的表面高度和位于不存在IDT电极处的SiO2薄膜54的表面高度是彼此不同的。因此，存在由于SiO2薄膜54表面高度不规则度的存在而插入损耗下降的问题。另外，不规则度随着IDT电极的厚度增加而增加。因此，不能增加IDT电极的厚度。
另一方面，在专利文件1描述的表面声波装置中，在IDT 63的电极指之间形成电极间指状薄膜64之后，形成保护薄膜65。因此，可以将保护薄膜65的表面平面化。
然而，根据专利文件1中所述的结构，IDT电极63是由Al或主要由Al构成的合金制成的。尽管形成电极间指状薄膜64以与该IDT电极63接触，但是在IDT电极63处不能获得足够的反射系数。结果，例如，存在倾向于在共振性质中产生波动的问题。
此外，在文件1所述的制造方法中，在形成保护薄膜65之前，必须使用抗蚀剂剥离溶液除去在电极间指状薄膜64上形成的抗蚀剂；然而，在该步骤中，在某些情况下，IDT电极63可能被抗蚀剂剥离溶液腐蚀。因此，不能使用易于腐蚀的金属作为形成IDT电极的金属。即，形成IDT电极的金属的种类是受限制的。
另一方面，在上述专利文件2所述的一端口型表面声波共振器中，已经公开，将石英或铌酸锂用作压电基板并且电极是由铝或金形成的；然而，在具体实施例中，只描述了其中在石英基板上形成由Al制成的电极的情况作为实例。即，没有具体描述使用另一基板材料和/或另一金属材料的表面声波装置。
考虑到上述常规技术的现状，本发明的一个目的是提供一种表面声波装置，其中在电极上形成绝缘层，并且其中性质不容易因在例如共振性质中出现的波动而下降。即，换言之，提供一种表面声波装置，其具有优良的共振性质和滤波器性质。
如上所述，在专利文件2中，已经公开通过SiO2薄膜上表面的平面化可以获得优良的共振性质。因此，本发明的发明人形成了一种一端口型表面声波共振器，该表面声波共振器除使用具有高机电系数的LiTaO3基板作为压电基板外，具有与专利文件2中所述的结构相当的结构，随后，研究该共振器的性质。即，在LiTaO3基板上形成Al电极后，形成SiO2薄膜，然后将SiO2薄膜表面平面化。然而，在形成SiO2薄膜后，性质严重下降，并且发现该共振器不能投入实际使用。
当使用与石英相比具有高机电系数的LiTaO3基板或LiNbO3基板时，比例带宽明显增加。然而，根据本发明的发明人进行的详细研究，如图2和3所示，发现当在LiTaO3基板上形成Al电极，并且进一步形成SiO2薄膜时，通过SiO2薄膜表面的平面化，反射(refection)系数急剧下降到约0.02。图2和3是各自显示反射系数和表面声波装置的电极厚度H/λ之间关系的图，在所述表面声波装置中在欧拉角(0°，126°，0°)的LiTaO3基板上形成金或铂IDT电极以具有不同的厚度，并且进一步形成SiO2薄膜。图2和3中的实线表示当SiO2薄膜表面如图2和3示意性所示地没有被平面化时，反射系数的变化，而虚线表示当SiO2薄膜表面被平面化时的反射系数的变化。
从图2和3清楚的是，当使用由Al制成的常规电极时，通过SiO2薄膜表面的平面化，无论电极厚度如何，理解到，反射系数急剧下降到约0.02。因此，相信不能获得足够的阻带并且在反共振频率附近产生剧烈波动。
另外，迄今，已知反射系数随电极厚度增加而提高。然而，如从图2和3清楚的是，在使用由Al制成的电极的情况下，理解到，当SiO2薄膜表面被平面化时，虽然电极厚度增加，但是反射(refection)系数没有得到提高。
另一方面，从图2和3清楚的是，在电极是由Au或Pt形成的情况下，理解到，即使在SiO2薄膜的表面声波被平面化时，反射系数也随着电极厚度增加而提高。基于如上所述的发现，本发明的发明人进行了各种研究，结果，完成了本发明。
根据本发明，提供一种表面声波装置，包含LiTaO3或LiNbO3的压电基板，所述压电基板的机电系数为15％或更高；至少一个电极，所述电极形成在压电基板上并且是层压体，所述层压体具有主要由密度大于Al密度的金属或主要由该金属构成的合金的金属层作为主金属层，和层压在主金属层上并且由另一金属构成的金属层；和第一SiO2层，该层形成在除形成所述至少一个电极的区域以外的剩余区域中，并且具有约等于电极厚度的厚度，在上述表面声波装置中，所述电极的密度为第一SiO2层密度的1.5倍或更高，并且还提供为覆盖所述电极和第一SiO2层而形成的第二SiO2层，和形成在第二SiO2层上的氮化硅化合物层。
在根据本发明的表面声波装置的另一具体方面，当第二SiO2薄膜的厚度用h表示，并且表面声波的波长用λ表示时，0.08≤h/λ≤0.5成立。
在根据本发明的表面声波装置的另一具体方面，当氮化硅化合物层由SiN层构成，SiN层的厚度用h表示，并且表面声波的波长用λ表示时，0＜h/λ≤0.1成立。
在这种情况下，氮化硅化合物层可以是不同于SiN的Si3N4等。
在根据本发明的表面声波装置的另一具体方面，还提供扩散抑制薄膜，所述扩散抑制薄膜由SiN制成并且安置在第二SiO2层和电极之间，并且当扩散抑制薄膜的厚度用h表示，并且表面声波的波长用λ表示时，0.005≤h/λ≤0.05成立。
在根据本发明的表面声波装置的另一具体方面，电极由Cu或Cu合金或者层压薄膜构成，所述层压薄膜具有主要由Cu或Cu合金构成的金属层。
在根据本发明的表面声波装置的另一具体方面，当压电基板由旋转的Y-板X-传播LiTaO3或LiNbO3形成，第二SiO2层厚度用h1表示，形成在第二SiO2层上的氮化硅化合物层的厚度用h2表示，表面声波的波长用λ表示，并且满足以下等式系数A1＝-190.48，系数A2＝76.19，系数A3＝-120.00，系数A4＝-47.30，系数A5＝55.25，H1＝h1/λ，H2＝h2/λ，和θ＝(A1H12+A2H1+A3)H2+A4H1+A5时，旋转的Y-板X-传播压电基板的Y-X交角在θ±5°范围内。
在本发明的表面声波装置中，在压电基板上形成电极，所述电极由密度大于Al密度的金属、主要由该金属构成的合金或层压体构成，所述层压体具有由密度大于Al密度的金属或主要由该金属构成的合金的金属层，在除形成所述电极的区域以外的剩余区域中形成厚度约等于电极厚度的第一SiO2层，并且形成第二SiO2层以覆盖电极和第一SiO2层。在上述表面声波装置中，将电极的密度设置为第一SiO2层密度的1.5倍或更高。因此，将第二SiO2层的上表面平面化，从波段中移走出现在共振性质和/或滤波器性质中的波动，另外也抑制波动。此外，还可以实现优良的频率-温度性质。
另外，由于在第二SiO2层上形成氮化硅化合物层，可以调节和改善所述的性质。此外，通过进行SiN的干蚀刻，可以在不改变TCF和比例带宽的情况下调节频率。
另外，在当第二SiO2薄膜的厚度用h表示，并且表面声波的波长用λ表示时，0.08≤h/λ≤0.5成立的情况下，如从下述实验结果清楚的是，可以改善频率-温度性质TCF。即，可以降低TCF的绝对值。
另外，在当氮化硅化合物层由SiN层构成，SiN层的厚度用h表示，并且表面声波的波长用λ表示时，0＜h/λ≤0.1成立的情况下，可以进一步降低频率-温度性质TCF的绝对值，并且可以提供频率-温度性质变化更小的表面声波装置。
此外，在将由SiN制成的扩散抑制薄膜安置在第二SiO2层和电极之间，扩散抑制薄膜的厚度用h表示，并且表面声波的波长用λ表示时，0.005≤h/λ≤0.05成立的情况下，可以降低频率-温度性质TCF的变化量，另外，当施加直流电时，可以改善阻抗性质。另外，当提供扩散抑制薄膜时，可以防止电极材料向第二SiO2层的扩散，因此可以将第二SiO2层的表面进一步平面化。此外，由于可以防止形成电极的金属向SiO2层的扩散，在高温负载试验中的性质的退降缺陷不容易出现。因此，当施加直流电时，可以改善阻抗性质。
作为电极，当使用Cu或主要由Cu构成的合金的电极，或者由具有Cu或主要由Cu构成的合金的电极层的层压体制成的电极时，可以形成廉价并且具有优良的导电性的电极。
附图简述图1根据本发明第一实施方案的表面声波装置的示意性的部分剖开的横截面正视图。
图2是显示一端口型表面声波装置的反射系数和电极厚度之间关系的图，在所述一端口型表面声波装置中，在欧拉角(0°，126°，0°)的LiTaO3基板上形成由Al、Au或Pt制成的IDT电极以具有各种厚度，并且进一步形成标准化厚度Hs/λ为0.2的SiO2薄膜，所述的关系是在SiO2薄膜表面被平面化的情况和其表面没有被平面化的情况下获得的。
图3是显示一端口型表面声波装置的反射系数和电极厚度之间关系的图，在所述一端口型表面声波装置中，在欧拉角(0°，126°，0°)的LiTaO3基板上形成由Cu或Ag制成的IDT电极以具有各种厚度，并且进一步形成标准化厚度Hs/λ为0.2的SiO2薄膜，所述的关系是在SiO2薄膜表面被平面化的情况和其表面没有被平面化的情况下获得的。
图4是说明第一实施方案的表面声波装置的电极结构的正视图，其中显示的是形成SiN层之前的状态。
图5是显示在第一实施方案的表面声波装置中，当改变SiN薄膜的厚度时，共振频率fa的变化的图。
图6是显示该实施方案的表面声波装置中，当通过调节SiN薄膜的厚度进行频率调节时，获得的频率和频率-温度性质之间关系，以及显示通过调节用于比较的表面声波装置的SiO2薄膜厚度而进行频率调节时，获得的上述关系的图。
图7是显示第一实施方案的表面声波装置中，当通过调节SiN薄膜的厚度进行频率调节时，获得的频率和比例带宽之间关系，以及显示通过调节用于比较的表面声波装置的SiO2薄膜厚度而进行频率调节时，获得的上述关系的图。
图8是显示在第一实施方案中，当增加SiN薄膜厚度时，表面声波装置的阻抗-频率性质和相-频率性质的变化的图。
图9是显示在第一实施方案中，当改变SiN薄膜厚度时，比例带宽的变化的图。
图10是显示在第一实施方案中，当改变SiN薄膜厚度时，反共振阻抗Ra的变化的图。
图11是显示其中SiO2绝缘层的表面被平面化的参考例的表面声波装置的阻抗-频率性质和相-频率性质(该参考例是第一实施方案的基础)，以及显示其中第二SiO2层表面没有平面化的表面声波装置的上述性质的图。
图12是显示在该实施方案中，其中由SiO2制成的第二SiO2层表面被平面化，当改变SiN薄膜厚度时，获得的比例带宽和SiN厚度之间关系，以及显示当改变用于比较目的而制备的表面声波装置的SiN薄膜厚度时，其中第二SiO2层表面没有被平面化，获得的上述关系的图。
图13是显示在该实施方案中，其中由SiO2制成的第二SiO2层表面被平面化，当改变SiN薄膜厚度时，获得的反共振阻抗Ra和SiN厚度之间关系，以及显示当改变用于比较目的而制备的表面声波装置的SiN薄膜厚度时，其中第二SiO2层表面没有被平面化，获得的上述关系的图。
图14是根据本发明第二实施方案的表面声波装置的示意性的部分剖开的横截面正视图。
图15a和15b分别是SIM照片和扫描电子显微镜照片，SIM照片显示的是当没有形成SiN薄膜作为扩散抑制薄膜时，作为电极材料的Cu从IDT电极扩散的状态，扫描电子显微镜照片显示的是因为扩散产生的空隙的状态。
图16a和16b分别是SIM照片和扫描电子显微镜照片，各自显示的是在其中形成SiN薄膜作为扩散抑制薄膜的第二实施方案中，几乎不发生来自IDT电极的扩散的状态。
图17是显示第二实施方案的表面声波装置和其中没有形成由SiN制成的扩散抑制薄膜的比较例的表面声波装置的高温负载试验结果的图。
图18(a)～18(d)是说明制造表面声波装置的常规方法示意性的部分剖开的横截面正视图。
图19是显示常规表面声波装置的一个实例的部分剖开的横截面正视图。
图20(a)～20(g)是说明制造根据本发明一个实例的表面声波装置的方法的示意性的部分剖开的横截面正视图。
图21是显示采用根据比较例的制造方法获得的表面声波装置的相性质、阻抗性质和SiO2薄膜厚度的标准化厚度之间关系的图。
图22是显示用于比较目的而制备的表面声波装置的共振器MF和SiO2薄膜厚度之间关系的图。
图23是显示在参考例的制造方法中，当改变表面声波装置的SiO2薄膜的标准化厚度时，获得的阻抗性质和相性质变化的图。
图24是显示每个表面声波共振器的SiO2薄膜厚度和其γ之间关系的图，所述的每个共振器是采用根据参考例或比较例的制造方法获得的。
图25是显示每个表面声波共振器的SiO2薄膜厚度和其MF之间关系的图，所述共振器是采用根据参考例或比较例的制造方法获得的。
图26是显示在参考例或比较例中制备的每个共振器的频率-温度性质TCF的变化和SiO2薄膜厚度之间关系的图。
图27是显示第二比较例中制备的含有SiO2薄膜的表面声波装置的阻抗-频率性质，以及不含SiO2薄膜的表面声波装置的阻抗-频率性质的图。
图28(a)～28(e)各自是显示当IDT电极和保护金属薄膜的平均密度与第一SiO2层密度的比率变化时，阻抗性质变化的图。
图29是显示当使用具有不同厚度的各种金属在欧拉角(0°，126°，0°)的LiTaO3基板上形成IDT电极时，获得的机电系数变化的图。
图30是显示电极材料密度和电极厚度范围之间关系的图，其中使用不同金属在LiTaO3基板上形成IDT电极时，机电系数比使用由Al制成的电极时获得的机电系数变高。
图31是显示在根据第二实施方案的表面声波装置的实验实施例中，当改变用作扩散抑制薄膜的SiN薄膜厚度时，反共振Ra的变化的图。
图32是显示在根据第二实施方案的表面声波装置的实验实施例中，当改变用作扩散抑制薄膜的SiN薄膜厚度时，滤波器的比例带宽变化(％)的图。
图33是显示在根据第二实施方案的表面声波装置的实验实施例中，当改变用作扩散抑制薄膜的SiN薄膜厚度时，频率-温度性质TCF的变化的图。
图34是显示在根据第一实施方案的表面声波装置中，当改变LiTaO3基板的交角时，反共振Q值变化的一个实例的图。
图35是显示在第一实施方案中，当将形成第二SiO2层的SiO2薄膜的标准化厚度设置为0.15、0.30和0.40的情况下改变形成SiN层的SiN薄膜厚度时，反共振Ra被视为优良的值时的最佳交角变化的图。
附图标记1…压电基板2…第一SiO2层4A…IDT电极6…第二SiO2层11…表面声波装置12，13…反射器21…表面声波装置22…SiN层31…表面声波装置32…第一SiO2层35…扩散抑制薄膜36…第二SiO2层实施本发明的最佳方式以下，将参考附图描述本发明的具体实施方案以便于理解本发明。
参考图20，描述一种表面声波装置的制造方法的参考例，所述参考例还不为公众所知，并且是本发明的基础。
如图20(a)所示，首先，制备LiTaO3基板1。在该参考例中，使用欧拉角(0°，126°，0°)的36°Y-板X-传播LiTaO3基板。然而，作为压电基板，也可以使用具有不同晶体取向的另一LiTaO3基板，或者由另一种压电晶体形成的基板。另外，还可以使用层压在绝缘基板上的压电薄膜层压形成的压电基板。附带说明，欧拉角(φ，θ，ψ)的θ＝交角+90°成立。
在LiTaO3基板1的整个表面上形成第一SiO2层2。在该参考例中，第一SiO2层2是由SiO2薄膜形成的。
形成第一SiO2层2的方法可以采用任选的方法如印刷、沉积或溅射法进行。另外，设置第一SiO2层2的厚度，使其等于在随后步骤中将要形成的IDT电极的厚度。
接着，如图20(b)所示，使用光刻技术，形成抗蚀剂图案3。在抗蚀剂图案3中，形成抗蚀剂图案3，使得抗蚀剂位于将要形成IDT的位置以外的位置。
接着，通过采用如图20(c)中箭头所示的离子辐射进行活性离子蚀刻法(RIE)，而除去除位于抗蚀剂3之下部分以外的第一SiO2层2部分。
当采用使用氟化气体的RIE蚀刻SiO2时，通过聚合反应可以产生残余物。在这种情况下，在RIE后，可以使用BHF(缓冲的氢氟酸)等进行处理。
随后，形成Cu薄膜和Ti薄膜，使其厚度等于第一SiO2层2的厚度。如图20(d)所示，在除去第一SiO2层2的区域，即，在将要形成IDT的区域，形成Cu薄膜4，同时，在抗蚀剂图案3上也形成Cu薄膜4。接着，形成Ti薄膜5，作为保护整个表面的金属薄膜。如图20(e)所示，在IDT电极4A的上表面和提供在抗蚀剂图案3上的Cu薄膜4上形成Ti薄膜5。因此，至于IDT电极4A，其侧表面覆盖有第一SiO2层2并且上表面覆盖有Ti薄膜5。如上所述，形成IDT电极4A和金属保护薄膜，使得IDT电极4A的厚度和用作金属保护薄膜的Ti薄膜5的厚度的总和等于第一SiO2层2的厚度。
接着，使用抗蚀剂剥离溶液，除去抗蚀剂图案3。如上所述，如图20(f)所示，获得这样的结构，其中在除提供第一SiO2层2的区域以外的区域形成IDT电极4A，并且其中IDT电极4A的上表面覆盖有Ti薄膜5。
然后，如图20(g)所示，在第二SiO2层6的整个表面上形成SiO2薄膜。
如上所述，获得了具有图4所示结构的一端口型表面声波共振器11。
在图20(a)～20(g)中，只特别地描述了形成IDT电极4A的部分。然而，如图4所示，表面声波共振器11在表面声波的传播方向上在IDT电极4A的两侧具有反射器12和13。在与IDT电极4A的步骤相同的步骤中也形成反射器12和13。
在上述参考例中，由于形成了一端口型表面声波共振器11，在LiTaO3基板1上形成了IDT电极4A；然而，根据表面声波装置的应用，可以形成多个IDT电极，另外，可以在与如上所述的IDT相同的步骤中形成反射器，也可以不提供反射器。
为了比较，根据图18所示的具有SiO2薄膜的表面声波装置的常规制造方法，形成一端口型表面声波共振器。同样在该比较例中，作为基板材料，使用欧拉角为(0°，126°，0°)的36°旋转的Y-板X-传播LiTaO3基板，并且由Cu形成IDT电极。如从图18所示制造方法清楚的是，在形成IDT电极53A后，形成SiO2薄膜54，结果，不能防止在SiO2薄膜54表面上形成不规则度。在图21中，显示了比较例中厚度的阻抗性质和相性质，其中将由Cu制成的IDT电极的标准化厚度h/λ(其中h表示IDT电极的厚度，λ表示表面声波的波长)设置为0.042，并且将SiO2薄膜的标准化厚度Hs/λ(其中Hs表示SiO2薄膜的厚度)设置为0.11、0.22和0.33。如从图21清楚的是，理解到，随着SiO2薄膜的标准化厚度Hs/λ增加，阻抗比，反共振点处的阻抗和共振点处的阻抗之比下降。
另外，在图22中，显示了形成在比较例中的表面声波共振器的SiO2薄膜的标准化厚度Hs/λ和共振器的MF(品质因数)之间的关系。如从图22显然的是，理解到，随着SiO2薄膜厚度增加，MF下降。
即，当按照图18所示的常规方法形成IDT电极和SiO2薄膜时，即使IDT电极是由Cu形成的，随着SiO2薄膜厚度的增加，性质也严重下降。据信原因在于在SiO2薄膜表面上不可避免地产生上述不规则度。
另一方面，根据该参考例的制造方法，即使当SiO2薄膜厚度增加时，如图23～25所示，性质也不容易下降。
图23是显示通过改变根据上述参考例而形成的表面声波共振器11的SiO2薄膜厚度，即，通过改变第二SiO2层6的厚度而获得的阻抗性质和相性质变化的图。另外，图24和25中的虚线显示在该实施例中，当改变SiO2薄膜的厚度Hs/λ时获得的共振器的电容比γ和MF的变化。附带说明，当机电系数用k2表示时，基于压电体波理论，电容比γ可以由等式γ＝1/k2-1近似，并且是优选的，因为机电系数k2随γ降低而增大。
另外，在图24和25中，实线显示了上述比较例的结果。
当图23的结果与图21的结果比较时显然的是，在上述参考例中，理解到，即使增加SiO2薄膜的标准化厚度Hs/λ时，与比较例相比，也不容易出现阻抗的下降。
另外，如从图24和25所示结果清楚的是，理解到，根据参考例的制造方法，与比较例相比，抑制了伴随着SiO2薄膜标准化厚度Hs/λ增加而产生的性质降低。
即，根据参考例的制造方法，即使当如上所述地提高SiO2薄膜厚度时，阻抗比也不容易下降，并且可以抑制性质的降低。
另外，图26是显示采用根据比较例和参考例的制造方法获得的表面声波共振器的SiO2薄膜厚度和频率-温度性质TCF之间关系的图。
在图26中，实线和虚线分别表示比较例和参考例的结果。
如从图26清楚的是，根据参考例的制造方法，理解到，当SiO2薄膜厚度增加时，可以根据厚度的增加理想地改善频率-温度性质TCF。另外，如从图26清楚的是，在SiO2薄膜厚度用h表示，并且表面声波的波长用λ表示的情况下，当h/λ在0.08～0.5范围中时，频率-温度性质TCF可以提高到大于-20ppm/℃，即，频率-温度性质TCF的绝对值可以下降到小于20ppm/℃，并且理解到，可以有效抑制频率-温度性质TCF的变化。因此，同样在本发明一个实施方案的表面声波装置中，该实施方案稍后描述，当第二SiO2薄膜厚度用h表示时，如下所述，优选将h/λ设置在0.08～0.5的范围内。
因此，理解到，采用上述参考例的制造方法时，可以提供这样的表面声波共振器，其中性质不容易下降并且可以有效改善温度性质。
另外，在参考例的制造方法中，IDT电极是由密度大于Al密度的Cu形成的。因此，IDT电极4A具有足够的反射系数，并且可以抑制在共振性质中出现的不合需要的波动。其原因将在下面描述。
以类似上述参考例的方式形成根据第二比较例的表面声波共振器，不同之处在于使用Al薄膜代替Cu。然而，将SiO2薄膜的标准化厚度Hs/λ设置为0.08。即，将第一SiO2薄膜厚度的标准化厚度设置为0.08。图27中的实线显示了如此形成的表面声波共振器的阻抗和相性质。
另外，图27中虚线显示了一种表面声波共振器的阻抗和相性质，所述表面声波共振器是以类似于第二比较例的方式形成的，不同之处在于没有形成SiO2薄膜。
如从图27中实线清楚的是，尽管制造方法是按照上述参考例进行的，当由Al形成IDT电极并且形成SiO2薄膜时，理解到，在共振点和反共振点之间出现如图27中箭头A所示的大波动。另外，理解到，在不含SiO2的表面声波共振器，不出现如上所述的波动。
因此，理解到，尽管意欲通过形成SiO2薄膜来改善频率-温度性质，但是当IDT电极是由Al形成时，出现波动A，结果性质下降。经过本发明的发明人对于上述要点进行的进一步研究，发现当将密度高于Al密度的金属用于IDT电极时，可以增加其反射系数，从而可以抑制上述波动A。
即，按照与上述参考例类似的制造方法，在对形成IDT电极4的金属的密度进行各种改变的同时，以与上述参考例类似的方式形成表面声波共振器。如上所述形成的表面声波共振器的阻抗性质示于图28(a)～28(e)中。图28(a)～28(e)分别显示了在比率ρ1/ρ2为2.5、2.0、1.5、1.2和1.0下获得的结果，其中ρ1表示由IDT电极和金属保护薄膜形成的层压体结构的平均密度，并且ρ2表示第一SiO2层的密度。
如从图28(a)～28(e)清楚的是，理解到，在图28(a)～28(c)中，上述波动A被移动到波段外，另外，在图28(a)中，波动A被显著抑制。
因此，从图28所示的结果理解到，当将IDT电极和金属保护薄膜的层压体结构对于第一SiO2层的密度比设置为1.5倍或更大时，波动A被移动到共振频率和反共振频率之间的波段之外，因而可以获得优良的性质。另外，理解到，当更优选地将密度比设置为2.5倍或更大时，可以降低波动本身。
在图28(a～28(e)中，由于根据上述参考例将Ti薄膜层压IDT电极4A上，因而使用上述平均密度；然而，在本发明中，可以不在IDT电极4A上提供金属保护薄膜。在这种情况下，优选将IDT电极4A厚度设置为等于第一SiO2层的厚度，并且优选将IDT电极与第一SiO2层的密度比设置为1.5倍或更大，更优选设置为2.5倍或更大。结果，证实可以获得与上述类似的效果。
因此，在其中IDT电极覆盖有SiO2薄膜的表面声波共振器中，理解到，当将IDT电极的密度或IDT电极和金属保护薄膜的层压体的平均密度设置高于位于IDT电极侧面的第一SiO2层的密度时，可以增加IDT电极的反射系数，结果，可以抑制在共振点和反共振点之间显示的性质的降低。
另外，作为密度高于Al密度的金属或合金，除Cu外，例如可以提及Ag、Au或主要由它们形成的合金。
另外，当优选形成这样的结构，其中如上述参考例那样将金属保护薄膜层压在IDT电极上时，如从图20(a)～20(g)所示的制造方法清楚的是，由于IDT电极4A的侧表面和上表面分别覆盖有第一SiO2层2和保护金属薄膜6，当除去抗蚀剂图案3时，可以防止IDT电极4A被腐蚀。因此，理解到，可以提供具有更优良性质的表面声波共振器。
此外，除了SiO2外，第一和第二SiO2层可以由具有温度-性质改善效果的绝缘材料如SiOxNy形成。另外，第一和第二SiO2层可以由不同的绝缘材料形成，或者可以由与如上所述相同的材料形成。
图29是显示IDT电极的机电系数和标准化厚度H/λ之间关系的图，所述IDT电极是使用具有不同厚度的各种金属在欧拉角(0°，126°，0°)的LiTaO3基板上形成的。
从图29获得的数据，对于每种金属研究了机电系数变得比Al的机电系数大时电极的标准化厚度，获得图30所示的结果。即，在图30所示的图中，显示了其中机电系数比如上所述由Al形成的IDT电极的机电系数大的电极厚度范围，这些范围是在上述LiTaO3基板上使用各种密度的金属形成IDT电极时获得的。
图30中，在每种金属的电极的厚度范围内，上限是金属的机电系数大于Al的机电系数的范围内的极限值，而每种金属的电极厚度范围下限是由形成能力决定的。当上限用二次表达式近似时，y＝0.00025x2-0.01056x+0.16473成立，其中y表示具有大的机电系数的电极厚度的范围，并且x表示密度。
因此，如从使用各种不同电极材料的具体实施例的描述中清楚的是，这些实施例稍后描述，在其中在14°～50°旋转的Y-板X-传播(欧拉角(0°，104°～140°，0°)LiTaO3的压电基板上形成电极，并且其中进一步形成SiO2薄膜以具有在0.03～0.45范围内的标准化厚度H/λ的结构中，当电极的标准化厚度H/λ满足以下等式时0.005≤H/λ≤0.00025×ρ2-0.01056×ρ+0.16473....等式(1)，如从图30所示结果清楚的是，可以提高机电系数。在上述等式中，ρ表示电极的平均密度。
另外，其特征在于，电极是由密度大于铝密度的上述金属形成的。在这种情况下，电极可以由密度大于铝密度的金属形成，或者可以由主要由铝构成的合金形成。另外，电极可以由具有主金属薄膜和次金属薄膜的层压体形成，其中所述主金属薄膜由铝或主要由铝构成的合金制成，所述次金属薄膜由不同于上述主金属薄膜的金属制成。当电极是由层压薄膜形成时，优选电极的平均密度满足ρ0×0.7≤ρ≤ρ0×1.3形式的等式，其中ρ0表示主电极层的金属密度。
另外，本发明中，尽管如上所述将第二SiO2层的表面平面化，但是可以进行平面化，使得不规则度为电极厚度的30％或更小。当不规则度超过30％时，不能充分获得平面化的效果。
此外，如上所述，可以用各种方法进行第二SiO2层的平面化。例如，可以提及采用深腐蚀(etch back)步骤的平面化方法，使用由逆溅射作用形成的斜入射作用的平面化方法，抛光绝缘层表面的方法，或者抛光电极的方法。可以组合使用上述方法中的至少两种。
(第一实施方案)图1是根据本发明第一实施方案的表面声波装置的示意性的、正面的横截面图。该实施方案的表面声波装置的电极结构等同于上述表面声波装置11。即，在该实施方案的表面声波装置中也形成图4所示的电极结构。因此，图4也是说明该实施方案的表面声波装置的电极结构的示意性正视图。然而，在图4中，省去了稍后描述的SiN层。
该实施方案的表面声波装置21是与上述表面声波装置11类似的方式形成的，不同之处在于在最上部分提供SiN层22。
即，如图1所示，表面声波装置21具有由36°旋转的Y-板X-传播LiTaO3基板形成的压电基板1。在压电基板1上，形成IDT电极4A作为电极。更具体而言，作为电极，提供IDT电极4A和安置在表面声波传播方向上IDT电极4A两侧的反射器12和13。即，为了形成一端子-对表面声波共振器，形成IDT电极4A和反射器12和13。IDT电极4A具有一对梳状电极，每个梳状电极具有多个电极指，并且所述梳状电极对的电极指互相交叉。另外，反射器12和13各自具有其中电极指在反射器两端短路的结构。
再次参考图1，在除提供电极的区域以外的区域，形成第一SiO2层2。
另外，设置第一SiO2层2的厚度，使其等于电极的厚度。因此，如在上述参考例的情况下，将由电极和第一SiO2层2形成的结构的上表面平面化。换言之，电极的上表面和第一SiO2层2的上表面处于同一高度。
形成第二SiO2层6以覆盖上述电极和第一SiO2层2。
当使用薄膜形成方法如溅射法形成第二SiO2层6时，可以使第二SiO2层6的上表面变平。即，由于第一SiO2层2的上表面和电极的上表面处于同一高度，当通过薄膜形成法形成第二SiO2层6时，第二SiO2层6的上表面成为近似平坦的表面，结果可以有效抑制不合需要的波动的产生。
另外，采用如上所述的各种平面化方法，也可以将第二SiO2层6的上表面平面化。附带说明，平面化的含义与上述的含义相同。
另外，如参考图26所述，从图26所示的结果，优选在0.08～0.5的范围内设置覆盖电极的第二SiO2层6的厚度h/λ，结果可以将频率-温度性质TCF变化量的绝对值降低到20ppm/℃或更小。
如上所述，除SiN层22外，类似于参考例中所述的表面声波装置1形成表面声波装置21。即，在表面声波装置21中，电极是由(1)密度大于Al密度的金属或者主要由该金属构成的合金形成的，或者是由(2)层压薄膜形成的，所述层压薄膜由作为主金属层的由密度大于Al的金属或者主要由该金属构成的合金构成的金属层和由另一金属形成并且提供在主金属层上的金属层构成。此外，设置电极密度使其为第一SiO2层2密度的1.5倍或更大。因此，在该实施方案的表面声波装置21中，可以获得与上述参考例的表面声波装置11所获得的相同的功能和优点。
在该实施方案的表面声波装置21中，形成SiN层22以覆盖上述第二SiO2层6。在该实施方案中，通过形成SiN薄膜而提供SiN层22。SiN层22是由与第二SiO2层6的声速不同的声速的材料形成的。除了由其中将第二SiO2层6的表面平面化的表面声波装置11获得的上述功能和优点外，根据该实施方案的表面声波装置21还可以提高比例带宽(fa-fc)/fc(％)。在上述比例带宽中，fc表示共振频率，而fa表示反共振频率。另外，由于反共振频率fa处的阻抗即反共振阻抗Ra增大，因而反共振频率fa处的Q提高，并且例如，在使用多个表面声波装置21形成的带通滤波器中，可以提高通带高频侧的衰减区中的衰减量，从而可以提高滤波器性质的陡度。
将参考更具体的实验实施例来描述该实施方案的表面声波装置21的上述各种功能和优点。
在用作压电基板1的36°旋转的Y-板X-传播LiTaO3基板的整个表面上，形成厚度h/λ为0.04并且形成第一SiO2层2的SiO2薄膜。SiO2薄膜的形成可以采用任选方法如印刷、沉积或溅射来进行；然而，在该实施方案中，通过溅射进行该形成。
接着，通过使用光刻技术，将SiO2薄膜形成图案。在该形成图案中，进行图案形成的目的在于除去提供在形成电极的区域中的SiO2薄膜。
接着，顺序形成厚度h/λ为0.0025的Ti薄膜和厚度h/λ为0.0325的Cu薄膜。Ti薄膜厚度和Cu薄膜厚度的总厚度h/λ为0.035。
随后，除去提供在SiO2薄膜上的抗蚀剂图案上的Ti薄膜和Cu薄膜。如上所述，形成第一SiO2层2和电极。
接着，通过溅射，在整个表面上形成SiO2薄膜，从而形成第二SiO2层6。最后，通过溅射形成SiN薄膜，从而形成SiN层22。在如上所述获得的表面声波装置21中，测量频率性质之后，可以通过加工SiN层22进行频率调节。该频率调节将参考图5进行描述。图5和其它图中所示的包含频率性质的数据是当形成具有图4示意性显示的电极结构的对于1.9GHz波段的一端口型表面声波共振器时获得的性质。
图5是显示改变表面声波装置1的SiN薄膜22厚度时，反共振频率变化的图。
通常，在如表面声波装置21的结构中，当增加由SiO2薄膜和SiN薄膜制成的层压薄膜的厚度时，插入损耗增加，并且频率性质显著下降。然而，在该实施方案中，由于第二SiO2层6的上表面被如上所述地平面化，可以抑制由层压薄膜厚度增加造成的性质下降。
如从图5清楚的是，理解到，当改变SiN薄膜厚度时，反共振频率fa显著改变。因此，当减小用作SiN层22的SiN薄膜厚度时，例如，使用活性离子蚀刻或者通过惰性离子如Ar或N2的辐射进行的物理蚀刻，可以容易地调节频率。备选地，当通过溅射进一步形成SiN薄膜以增加SiN层22厚度时，可以进行频率调节以提高频率。
如上所述的通过调节SiN层22厚度而进行的频率调节可以在母晶片阶段容易地进行，以获得表面声波装置21。另外，当进行频率调节以降低SiN层22厚度时，例如，用活性离子蚀刻或者通过惰性离子如Ar或N2的辐射进行的物理蚀刻，可以在将表面声波装置21安装在组合件上的阶段中进行频率调节。
制备参考例的表面声波装置11，其除了没有在第二SiO2层6上形成SiN层22外，具有与该实施方案相同的结构。在参考例的表面声波装置11中，通过调节第二SiO2层6的厚度，可以调节频率。然而，由于没有提供SiN层22，所以当通过调节第二SiO2层6的厚度而调节频率时，频率-温度系数TCF(ppm/℃)和比例带宽显著变化。另一方面，在该实施方案中，频率调节是通过调节由SiN薄膜形成的SiN层22的厚度而进行的，在这种情况下，可以抑制频率-温度系数TCF的变化和比例带宽的变化。该效果将参考图6和7描述。比例带宽变化的原因是由厚度调节引起的机电系数的变化。
图6是显示当在该实施方案中通过SiN薄膜的厚度调节而进行频率调节时，和当在上述参考例的表面声波装置11中通过SiO2薄膜的厚度调节而进行频率调节时，频率-温度性质随频率变化而变化的图，并且图7是显示比例带宽随频率变化而变化的图。
如从图6和7清楚的是，在表面声波装置11中，当通过第二SiO2薄膜的厚度调节而调节频率时，理解到，频率-温度系数TCF和比例带宽都显著变化。另一方面，在该实施方案的表面声波装置21中，当通过形成SiN层22的SiN薄膜的厚度调节而调节频率时，理解到，频率-温度系数TCF和比例带宽没有如此大的变化。
因此，如上所述，理解到，由于在该实施方案中形成SiN层22，而没有造成比例带宽和频率-温度TCF的显著变化，所以可以进行频率调节。具体而言，如从图6清楚的是，当设置h/λ以满足0＜h/λ≤0.1形式的等式时，其中表面声波的波长用h表示，理解到，可以将频率-温度性质TCF的变化量控制在10ppm/℃或以下。
在该实施方案中，由于SiN层22是由SiN形成的，可以与用于形成第二SiO2层6的SiO2的气体类似的气体进行活性离子蚀刻。因此，除了可以通过活性离子蚀刻容易地进行的SiN层22的厚度调节外，还可以容易地进行将提供在电极垫上的绝缘薄膜除去的步骤，必须暴露电极垫以便电极与外部的电连接。
接着，在该实施方案表面声波装置21中，频率性质随SiN层22厚度变化而变化的情况示于图8中。另外，图9和10显示了比例带宽和反共振阻抗Ra随SiN薄膜厚度变化而变化的情况。
如从图8清楚的是，理解到，当SiN薄膜厚度从0增加到50、100、150和200nm时，共振频率fr和反共振频率fa提高。另外，如图9所示，理解到，当SiN层22厚度增加时，比例带宽提高。特别是当SiN层22的厚度在100～200nm范围内时，即，将h/λ设置在0.05～0.1范围内时，理解到，可以将比例带宽提高到3.1％或更高。
另外，如图10所示，理解到，反共振阻抗Ra可以随着SiN薄膜厚度增加而提高，从而提高反共振频率处的Q。因此，在使用该表面声波装置21形成的带通滤波器中，可以有效提高通带高频区的滤波器性质的陡度。
特别地，理解到，SiN薄膜厚度在100～200nm范围内时，即，标准化厚度/λ在0.05～0.1范围内时，反共振阻抗Ra为57.5dB或更大，并且当厚度为150nm时，即，标准化厚度h/λ为0.075时，反共振阻抗Ra最大提高到约60db。
在该实施方案中，第二SiO2层6的表面被平面化，并且在第二SiO2层6的上表面上形成SiN层22，因而如上所述地改善性质。通过形成SiN层22获得的效果基于如上所述的第二SiO2层6表面的平面化。上述效果将参考图11～13描述。
图11是显示该实施方案的表面声波装置的频率性质的图，该频率性质是在形成SiN层22之前获得的，并且为了比较，显示了以与上述类似的方式形成的但是没有将SiO2薄膜上表面平面化的表面声波装置的频率性质。当形成用于比较的表面声波装置时，在形成电极后，通过溅射形成厚度为400nm(h/λ＝0.2)的SiO2薄膜。即，第一SiO2层2和第二SiO2层6不是分开形成的，并且用于比较的表面声波装置是通过形成厚度为400nm(h/λ＝0.2)的SiO2薄膜而形成的。如从图11清楚的是，理解到，当进行平面化时，可以提高反共振频率处的阻抗即反共振阻抗，以及比例带宽。
如上述实施方案的情况，形成SiN薄膜以具有不同的厚度，并且测量比例带宽和反共振阻抗Ra。结果示于图12和13中。如从图12和13显然的是，在该实施方案中，通过由SiN薄膜形成SiN层22和通过增加SiN薄膜的厚度，可以实现比例带宽的提高和反共振阻抗Ra的改善；然而，在其中第二SiO2层6上表面没有被平面化的比较例中，理解到，即使形成SiN薄膜时，性质也没有改善。特别地，理解到，当SiN薄膜厚度增加时，性质进一步下降。
另外，如在上述实施方案中，在不同地改变形成第二SiO2层6的SiO2薄膜的厚度、形成SiN薄膜22的SiN薄膜的厚度和压电基板的交角的同时，形成各种表面声波装置1，并且研究了反共振Q值随压电基板交角变化而变化的情况。反共振Q值随交角变化的一个实例示于图34中。在图34中，显示了表面声波装置1的反共振Q值的变化，该值是在将形成第二SiO2层6的SiO2薄膜的标准化厚度设置为0.28、形成SiN层22的SiN薄膜的标准化厚度设置为0.075，并且改变由LiTaO3制成的压电基板的交角时获得的。
如从图34清楚的是，理解到，当交角在34±5°范围内时，反共振Q值优选地高，例如约500或更高。
如图34所示，SiN薄膜厚度和LiTaO3基板的交角范围之间的关系是在实现约500或更高的反共振Q值时获得的。结果示于图35中。即，在图35中，显示的是将形成第二SiO2层6的SiO2薄膜的标准化厚度设置为0.15、0.30和0.40时，最佳交角范围随SiN薄膜厚度改变的变化情况。当对图35所示的结果进行近似时，理解到，旋转的Y-板X-传播LiTaO3基板的优选交角范围为θ±5°，其中θ＝(A1H12+A2H1+A3)H2+A4H1+A5成立。
在上述等式中，系数A1～A5如下。
系数A1＝-190.48，系数A2＝76.19，系数A3＝-120.00，系数A4＝-47.30，系数A5＝55.25，H1＝h1/λ，并且H2＝h2/λ。
另外，h2表示形成SiN层的SiN薄膜的厚度，并且h1表示形成第二SiO2层6的SiO2薄膜的厚度。
(第二实施方案)图14是根据本发明第二实施方案的表面声波装置的示意性的正面的横截面图。在表面声波装置31中，在36°旋转的Y-板X-传播LiTaO3基板1上形成电极。电极的平面形状等于第一实施方案。即，同样在该实施方案中，形成包含IDT电极4A和一对反射器12和13的电极，以形成用于1.9GHz波段的一端口型表面声波装置。
另外，由厚度分别为5nm、65nm和10nm的Ti薄膜、Cu薄膜和Ti薄膜形成电极。因此，形成的第一SiO2层32的厚度为80nm。
在该实施方案中，形成扩散抑制薄膜35以覆盖电极和第一SiO2层32。在该实施方案中扩散抑制薄膜35是由SiN薄膜形成的。
另外，在扩散抑制薄膜35上，形成第二SiO2层36。
在该实施方案中，由于扩散抑制薄膜35是由SiN形成的，所以可以有效抑制金属粒子从电极向第二SiO2层36的扩散。
当制造该实施方案的表面声波装置31时，在形成扩散抑制薄膜35后，通过形成SiO2薄膜而提供第二SiO2层36作为改善温度性质的薄膜，以改善温度性质，随后通过活性离子蚀刻除去电极垫上的绝缘材料以暴露电极垫。
当没有形成扩散抑制薄膜35时，尽管形成第二SiO2层36，但是电极材料(在该实施方案中为Cu)扩散。结果，如图15(a)和15(b)所示，当没有提供扩散抑制薄膜35时，通过Cu的扩散，可能在电极中形成空隙，或者第二SiO2层36表面的平坦性在某些情况下可能下降。
另一方面，如图16(a)和16(b)所示，在该实施方案中，由于形成了由SiN制成的扩散抑制薄膜35，可以抑制形成电极的Cu的扩散。因此，可以抑制图15(b)中所示的空隙的产生，并且可以提高第二SiO2层36表面的平坦性。
以下，将参考具体实验实施例描述上述效果。
下表1显示了具有直径为10.16cm的表面声波晶片的各个表面声波装置的性质变化，这些性质变化是在其中提供扩散抑制薄膜35的第二实施方案的表面声波装置的情况下，并且在以与上述相同的方式形成表面声波装置但是没有提供扩散抑制薄膜35时获得的。在这种情况下，将用作扩散抑制薄膜35的SiN薄膜的厚度设置为30nm(h/λ＝0.015)。


如从表1清楚的是，理解到，通过插入扩散抑制薄膜35，可以有效抑制性质的变化，如频率的变化。
另外，在该实施方案中，由于扩散抑制薄膜35是由SiN形成的，可以使用与用于形成SiO2薄膜的气体类似的气体进行活性离子蚀刻，所述的用于形成SiO2薄膜的气体形成第一SiO2层32和第二SiO2层36。因此，可以简化除去电极垫上的绝缘薄膜以将其暴露的步骤。
在第二实施方案中，将如此形成的表面声波装置11装入组合件中，然后进行丝焊，随后密封，从而获得表面声波装置产品。对于如此获得的表面声波装置产品，进行高温负载试验，其中将上述产品在以下条件下保持约600小时。
高温负载试验....在向表面声波装置产品施加6V直流电压的同时，将该产品置于高温浴中，并且随时间测量绝缘电阻。
为了比较，以与上述实验实施例类似的方式，对于用与上述类似的方式形成的但是没有提供扩散抑制薄膜35的表面声波装置产品进行高温负载试验。结果示于图17中。
如从图17清楚的是，理解到，在其中提供扩散抑制薄膜35的实验实施例中，与没有作为扩散抑制薄膜的SiN薄膜的比较例相比，即使在600小时之后也不容易出现故障。另外，如从表1清楚的是，理解到，即使提供扩散抑制薄膜35时，表面声波装置的反共振阻抗Ra和比例带宽也不下降。
优选设置由SiN形成的扩散抑制薄膜35的厚度h，以满足0.005≤h/λ≤0.05形式的等式，其中λ表示表面声波的波长。下面将该参考图31～33和表2进行描述。
即，在第二实施方案中，通过根据第二实施方案不同地改变形成扩散抑制薄膜35的SiN薄膜的厚度，形成各种表面声波滤波装置，然后测量性质。图31～33是显示当改变SiN薄膜厚度时，如上所述获得的反共振阻抗、滤波器的比例带宽、共振频率处的温度性质TCF变化的图。
另外，在第二实施方案的表面声波滤波装置中，如上所述，在以与上述类似的方式但是将SiN薄膜厚度改变为5、10和30nm而形成的各个表面声波装置11，并且此外，形成用于比较的不含扩散抑制薄膜的表面声波装置11后，进行高温负载试验。结果示于下表2中。
表2中，○表示没有故障(绝缘电阻为106Ω或更高)，△表示尽管可以观察到抑制效果，但是一些有故障，而×表示所有均具有较次的阻抗性质并且有故障。


如从图31～33和表2所示结果清楚的是，理解到，当将由SiN薄膜形成的扩散抑制薄膜35的厚度设置在10～100nm范围内时，即，将标准化厚度h/λ设置在0.005～0.05范围内时，可以提供具有稳定的温度性质的表面声波装置11，使得TCF的变化量为10ppm/℃或更小，并且当施加直流电压时，该表面声波装置11具有优良的阻抗性质。
在第二实施方案中，使用SiN作为扩散抑制薄膜35；然而，也可以使用另一氮化物薄膜。作为上述的另一氮化物薄膜，可以提及例如，AlN、TiN、TaN或Wn。此外，可以由氧化物薄膜形成扩散抑制薄膜，并且作为所述的氧化物薄膜，可以提及例如Ta2O5。
另外，在图14中，尽管形成扩散抑制薄膜35以覆盖电极的上表面，还可以形成扩散抑制薄膜35以覆盖其侧表面，在这种情况下是优选的，因为可以更加有效地防止电极材料的扩散。
另外，在第二实施方案中，在电极和第二SiO2层36之间提供扩散抑制薄膜35，并且在这种结构中，在第二SiO2层36上也形成如第一实施方案中所示的SiN层22。在上述情况下，这是优选的，因为可以同时获得第一和第二实施方案的效果。
在第一和第二实施方案中，使用36°旋转的Y-板X-传播LiTaO3基板作为压电基板；然而，可以使用具有另一交角的LiTaO3基板，或者还可以使用另一种压电基板，例如LiNbO3基板。
另外，在上述第一和第二实施方案中，描述的是一端口型表面声波共振器；然而，应清楚地理解，本发明可应用于各种普通的表面声波装置，包括表面声波滤波器，如由如上所述的一端口型表面声波共振器形成的梯形滤波器。另外，除了一端口型表面声波共振器外，可以形成电极以具有不同的滤波器和共振器结构。
权利要求
1.一种表面声波装置，包含LiTaO3或LiNbO3的压电基板，所述压电基板的机电系数为15％或更高；至少一个电极，所述电极形成在压电基板上并且是层压体，所述层压体具有由密度大于Al密度的金属或主要由该金属构成的合金的金属层作为主金属层，和层压在主金属层上并且由另一金属构成的金属层；和第一SiO2层，该层形成在除形成所述至少一个电极的区域以外的剩余区域中，并且具有约等于电极厚度的厚度，其中所述电极的密度为第一SiO2层密度的1.5倍或更高，并且还提供为覆盖所述电极和第一SiO2层而形成的第二SiO2层，和形成在第二SiO2层上的氮化硅化合物层。
2.根据权利要求1的表面声波装置，其中当第二SiO2薄膜的厚度用h表示，并且表面声波的波长用λ表示时，0.08≤h/λ≤0.5成立。
3.根据权利要求1或2的表面声波装置，其中当所述氮化硅化合物层由SiN层构成，SiN层的厚度用h表示，并且表面声波的波长用λ表示时，0＜h/λ≤0.1成立。
4.根据权利要求1～3之一的表面声波装置，其还包含扩散抑制薄膜，所述扩散抑制薄膜由SiN制成并且安置在第二SiO2层和所述电极之间，其中当扩散抑制薄膜的厚度用h表示，并且表面声波的波长用λ表示时，0.005≤h/λ≤0.05成立。
5.根据权利要求1～7之一的表面声波装置，其中所述电极由Cu或Cu合金或者层压薄膜构成，所述层压薄膜包含主要由Cu或Cu合金构成的金属层。
6.根据权利要求1～5之一的表面声波装置，其中当压电基板由旋转的Y-板X-传播LiTaO3或LiNbO3形成，第二SiO2层厚度用h1表示，形成在第二SiO2层上的氮化硅化合物层的厚度用h2表示，表面声波的波长用λ表示，并且满足以下等式系数A1＝-190.48，系数A2＝76.19，系数A3＝-120.00，系数A4＝-47.30，系数A5＝55.25，H1＝h1/λ，H2＝h2/λ，和θ＝(A1H12+A2H1+A3)H2+A4H1+A5时，旋转的Y-板X-传播压电基板的Y-X交角在θ±5°范围内。
全文摘要
一种表面声波装置，使得可以容易调节共振频率和中心频率，频率－温度性质优良，比例带宽宽，并且反共振阻抗高。该表面声波装置包括机电系数为15％或更高的LiTaO
文档编号H03H9/00GK1926762SQ20058000679
公开日2007年3月7日 申请日期2005年2月23日 优先权日2004年3月2日
发明者西山健次, 高田英一, 中尾武志, 门田道雄 申请人:株式会社村田制作所