专利名称：声表面波装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及例如谐振子、带通滤波器等中使用的声表面波装置，更详细来说，涉及压电基板具有LiNbO3膜的声表面波装置。
背景技术：
近年来，伴随着通信设备中的高频化，在声表面波装置中也寻求高频化。另外，声表面波滤波器等中也强烈要求宽频带化。为了谋求高频化以及宽频带化，要求声表面波的音速以及机电耦合系数k2要大。在下述的专利文献1中，公开了使用在(012)蓝宝石基板上形成(100) LiNbO3薄膜而成的压电基板的声表面波装置。在(01 蓝宝石基板上，通过形成(100)的LiNbO3薄膜，能够谋求机电耦合系数的增大。另一方面，在下述的专利文献2中，公开了在图62所示的声表面波装置。该声表面波装置1001中，金刚石基板1002上，不是形成薄膜，而是形成LiNbO3单晶层1003。在该 LiNbO3单晶层1003上，形成IDT电极1004。这里，设LiNbO3单晶层1003的厚度为、(μ m)， 并设η次模式的声表面波的波长为λη(μπι)的情况下，Wll = (ti/λη)和LiNbO3单晶层1003的欧拉角为特定的范围。由此，能够增大声表面波的传播速度，且能够增大机电耦合系数k2。已有技术文献专利文献专利文献1 JP特开平10-322158号公報专利文献2 JP特开平9-219632号公報
发明内容
发明要解决的课题在专利文献1所记载的声表面波装置中，使用在(012)蓝宝石基板上层叠(100) LiNbO3薄膜而成的压电基板，但是能够提高机电耦合系数的LiNbO3薄膜的欧拉角范围被限定于较窄的范围。另一方面，在专利文献2中，具有不是将薄膜而是将LiNbO3单晶层1003层叠于金刚石基板1002上的构造，能够谋求声表面波的音速以及机电耦合系数的增大。然而，由单晶金刚石形成的金刚石基板1002较为高价，强烈要求成本的降低。本发明的目的在于，鉴于上述的以往技术的现状，提供一种能够使用较宽的欧拉角范围的LiNbO3而谋求声表面波的音速的提高以及机电耦合系数的增大，并且价廉的声表面波装置。用于解决课题的手段根据本发明，能够提供一种声表面波装置，其具备高音速基板，其横波音速为 5400m/秒以上、8660m/秒以下；压电基板，其形成在所述高音速基板上，并由欧拉角为(0°，67° 160°，-5° +5° )或(90°，51° 133°，-5° +5° )的 LiNbO3 单晶板形成；和电极，其形成在所述压电基板上，并由金属形成。S卩，通过使用在上述特定的高音速基板上层叠上述特定的结晶方位的LiNbO3单晶板而成的压电基板，能够加快声表面波的音速，且能够增大机电耦合系数k2。优选为，所述LiNbO3单晶板的厚度在声表面波的波长为λ时，处于0.05 λ 1.6 λ的范围，更优选为处于0.15 λ 1.6λ的范围。该情况下，能够得到更大的机电耦合系数k2。作为上述高音速基板，没有特别被限定，但是可以使用由从例如由碳化硅、氧化铝、氮化铝、蓝宝石、氮化硅、硅以及氧化镁组成的组中选择的一种材料形成的基板。本发明中，上述LiNbO3单晶板的所述欧拉角处于(0°，92° 132°，-5 ° +5° )的范围。该情况下，能够得到更大的机电耦合系数。本发明中，作为声表面波，优选为，使用声表面波的1次模式。在该情况下，能够提高音速，并能够得到较大的机电耦合系数k2。在本发明的其他的特定的方面中，所述高音速基板由SiC形成，所述LiNbO3单晶板的欧拉角处于(0°，70° 160°，-5° +5° )或(90°，54° 133°，-5° +5° ) 的范围。在该情况下，能够进一步提高音速，且能够得到更大的机电耦合系数k2。在本发明所涉及的声表面波装置的另一其他特定的方面中，所述高音速基板由氧化铝形成，所述LiNbO3单晶板的欧拉角处于(0°，70° 160°，-5° +5° )或(90°， 54° 117°，-5° +5° )的范围。本发明所涉及的声表面波装置的另一其他特定的方面中，所述高音速基板由氮化铝形成，所述LiNbO3单晶板的欧拉角处于(0°，70° 153°，-5° +5° )或(90°， 52° 122°，-5° +5° )的范围。本发明所涉及的声表面波装置的另一其他特定的方面中，所述高音速基板由蓝宝石形成，所述LiNbO3单晶板的欧拉角处于(0°，67° 147°，-5° +5° )或(90°， 53° 123°，-5° +5° )的范围。在本发明所涉及的声表面波装置的另一特定的方面中，所述高音速基板由氮化硅形成，所述LiNbO3单晶板的欧拉角处于(0°，70° 153°，-5° +5° )或(90°，54° 120°，-5° +5° )的范围。在本发明所涉及的声表面波装置中，优选为，上述高音速基板为硅。该情况下，硅可以为单晶硅，也可以为多晶硅。在硅由单晶硅形成的情况下，优选为，所述LiNbO3单晶板的欧拉角处于(0°，75° 152°，-5° +5° )或(90°，51° 118°，-5° +5° )的范围。由此，由此能够进一步提高音速，并能够得到大的机电耦合系数k2。另外，在硅由多晶硅形成的情况下，优选为，所述LiNbO3单晶板的欧拉角处于 (0°，75° 148°，-5° +5° )或(90°，52° 118°，-5° +5° )的范围。由此， 能够进一步提高音速，且能够得到更大的机电耦合系数k2。本发明所涉及的声表面波装置的其他的较宽方面中，提供一种声表面波装置，其具有横波音速为MOOm/秒以上、8660m/秒以下的高音速基板，形成于所述高音速基板上， 声表面波的波长为λ时，所述LiNbO3单晶板的厚度处于0.4 λ 1.6λ的范围，作为声表面波，使用声表面波的2次模式，欧拉角处于(0°，50° 120°，-5° +5° )的范围。该情况下，也能够有效地提高声表面波的音速。此外，根据本发明的其他较宽的方面，提供一种声表面波装置，其具有横波音速为 MOOm/秒以上、8660m/秒以下的高音速基板，形成于所述高音速基板上，声表面波的波长为λ时，所述LiNbO3单晶板的厚度处于0.4 λ 1.6λ的范围，作为声表面波，使用声表面波的3次模式，欧拉角处于(0°，50° 53°，-5° +5° )或(0°，83° 140°，-5° +5° )的范围。该情况下，能够谋求声表面波的进一步的高速化。在本发明所涉及的声表面波装置的又一其他特定的方面中，还具备形成于所述LiNbO3单晶板上的氧化硅膜，所述氧化硅膜的厚度处于0.1 λ 0.4 λ的范围。该情况下，能够缩小频率温度系数TCF的绝对值，能够谋求温度特性的稳定化。本发明所涉及的声表面波装置的其他的特定方面中，还具有层叠于上述高音速基板和上述1^他03单晶板之间的氧化硅膜，所述氧化硅膜的厚度处于0.05λ 1.4λ的范围，该情况下中，能够减小频率温度系数TCF的绝对值，并能够谋求温度特性的稳定化。该情况下，优选为，能够缩小高音速基板为硅的情况下频率温度系数TCF的绝对值。另外，在上述LiNbO3单晶板和高音速基板之间层叠有氧化硅膜的构造中，在音速基板是硅的情况下，该高音速基板可以由单晶硅形成，也可以由多晶硅形成。发明效果根据本发明所涉及的声表面波装置，由于使用横波音速为MOOm/秒以上、8660m/ 秒以下的高音速基板，因此能够提高声表面波的音速。并且，这种音速的高音速基板与金刚石不同，较价廉。此外，LiNbO3单晶板形成于高音速基板上，其欧拉角处于(0°，67° 160°，-5° +5° )或(90°，51° 133°，-5° +5° )的范围，因此使用高音速基板不仅能够提高声表面波的音速，而且能够得到较大的机电耦合系数k2。另外，在上述本发明的其他较宽的上述方面所提供的使用声表面波的2次模式的声表面波装置中，同样，也能够提高声表面波的音速。并且，LiNbO3单晶板形成于高音速基板上，其欧拉角处于上述特定的范围，并能够提高机电耦合系数k2。同样，本发明的其他较宽的上述方面所提供的使用声表面波的3次模式的声表面波装置中，能够提高声表面波的音速。此外，LiNbO3单晶板形成于高音速基板上，其欧拉角处于上述特定的范围，因此能够提高机电耦合系数k2。
图1中，(a)是表示本发明的第1实施方式的声表面波装置的剖面图，(b)、(C)分别是第2、第3实施方式所涉及的声表面波装置的正面剖面图。图2表示在欧拉角(0°，0°，0° )的SiC基板上层叠欧拉角(0°，0°，0° )的 LiNbO3单晶板的构造中的LiNbO3单晶板的厚度和声表面波的音速的关系的图。图3是表示在欧拉角(0°，0°，0° )的SiC基板上层叠欧拉角(0°，0°，0° ) 的LiNbO3单晶板的构造中的LiNbO3单晶板的厚度和机电耦合系数k2的关系的图。图4是表示在欧拉角(0°，0°，0° )的SiC基板上层叠欧拉角(90°，87°，0° ) 的LiNbO3单晶板的构造中的LiNbO3单晶板的厚度和声表面波的音速的关系的图。图5是表示在欧拉角(0°，0°，0° )的SiC基板上层叠欧拉角(90°，87°，0° ) 的LiNbO3单晶板的构造中的LiNbO3单晶板的厚度和机电耦合系数k2的关系的图。
图6是表示使用在欧拉角(0°，122° 23'，0° )的Al2O3即R面蓝宝石、欧拉角 (0°，90°，0° )的Al2O3即蓝宝石、欧拉角(90°，90°，0° )的Al2O3即蓝宝石的各基板上，层叠欧拉角(90°，87°，0° )的LiNbO3单晶板构造的情况下的LiNbO3单晶板的厚度和声表面波的音速的关系的图。图7是表示使用在欧拉角(0°，122° 23'，0° )的Al2O3即R面蓝宝石、欧拉角 (0°，90°，0° )的Al2O3即蓝宝石、欧拉角(90°，90°，0° )的Al2O3即蓝宝石的各基板上层叠欧拉角(90°，87°，0° )的LiNbO3单晶板的构造情况下的LiNbO3单晶板的厚度和声表面波的机电耦合系数的关系的图。图8是表示在欧拉角(0°，0°，0° )的SiC基板上层叠欧拉角(0°，90°，0° ) 的LiNbO3单晶板的构造中的LiNbO3单晶板的厚度和声表面波的音速的关系的图。图9是表示在欧拉角(0°，0°，0° )的SiC基板上层叠欧拉角(0°，90°，0° ) 的LiNbO3单晶板的构造中的LiNbO3单晶板的厚度和机电耦合系数k2的关系的图。图10是表示在欧拉角(0°，0°，0° )的SiC基板上层叠欧拉角(0°，110°，0° ) 的LiNbO3单晶板的构造中的LiNbO3单晶板的厚度和声表面波的音速的关系的图。图11是表示在欧拉角(0°，0°，0° )的SiC基板上层叠欧拉角(0°，110°，0° ) 的LiNbO3单晶板的构造中的LiNbO3单晶板的厚度和机电耦合系数k2的关系的图。图12是分别表示在欧拉角(0°，122° 23'，0° )R面蓝宝石上层叠欧拉角(0°， 110°，0° )的LiNbO3单晶板的构造中的LiNbO3单晶板的厚度和声表面波的音速的关系的图。图13是分别表示在欧拉角(0°，122° 23'，0° )R面蓝宝石上层叠欧拉角(0°， 110°，0° )的LiNbO3单晶板的构造中的LiNbO3单晶板的厚度和机电耦合系数k2的关系的图。图14是表示欧拉角(135°，90°，90° )的单晶硅以及水晶的各基板上层叠欧拉角(0°，110°，0° )的LiNbO3单晶板的情况下的LN单晶板的厚度和声表面波的音速的关系的图。图15是表示在欧拉角(135°，90°，90° )的单晶硅以及水晶的各基板上层叠欧拉角(0°，110°，0° )的LiNbO3单晶板的情况下的LN单晶板的厚度和机电耦合系数的关系的图。图16是表示在欧拉角(0°，0°，0° )的SiC基板上层叠欧拉角(0°，θ，0° ) 的厚度0.3 λ的LiNbO3单晶板的构造中的欧拉角的θ和声表面波的音速的关系的图。图17是表示在欧拉角(0°，0°，0° )的SiC基板上层叠欧拉角(0°，θ，0° ) 的厚度0.3 λ的LiNbO3单晶板的构造中的欧拉角的θ和机电耦合系数k2的关系的图。图18是表示在欧拉角(0°，122° 23'，0° )的R面蓝宝石基板上层叠欧拉角 (0°，θ，0° )的厚度0.3 λ的LiNbO3单晶板的构造中的欧拉角的θ和声表面波的音速的关系的图。图19是表示在欧拉角(0°，122° 23'，0° )的R面的蓝宝石基板上层叠欧拉角 (0°，θ，0° )的厚度0.3λ的LiNbO3单晶板的构造中的欧拉角的θ和机电耦合系数k2 的关系的图。图20是表示在氧化铝Al2O3基板上层叠欧拉角(0°，θ，0° )的厚度0.3λ的LiNbO3单晶板的构造中的欧拉角的θ和声表面波的音速的关系的图。图21是表示在氧化铝Al2O3基板上层叠欧拉角(0°，θ，0° )的厚度0.3λ的 LiNbO3单晶板的构造中的欧拉角的θ和机电耦合系数k2的关系的图。图22是表示在氮化铝基板上层叠欧拉角(0°，θ，0° )的厚度0.3 λ的LiNbO3 单晶板的构造中的欧拉角的θ和声表面波的音速的关系的图。图23是表示在氮化铝基板上层叠欧拉角(0°，θ，0° )的厚度0.3 λ的LiNbO3 单晶板的构造中的欧拉角的θ和机电耦合系数k2的关系的图。图M是表示在氮化硅基板上层叠欧拉角(0°，θ，0° )的厚度0.3 λ的LiNbO3 单晶板的构造中的欧拉角的θ和声表面波的音速的关系的图。图25是表示在氮化硅基板上层叠欧拉角(0°，θ，0° )的厚度0.3 λ的LiNbO3 单晶板的构造中的欧拉角的θ和机电耦合系数k2的关系的图。图沈是表示在欧拉角(135°，90°，90° )的单晶硅以及Si (多晶体)的各基板上层叠欧拉角(0°，θ °，0° )的LiNbO3单晶板时的欧拉角(0°，θ，0° )的θ和声表面波的音速的关系的图。图27是表示在欧拉角(135°，90°，90° )的单晶硅以及Si (多晶体)的各基板上层叠欧拉角(0°，θ°，0° )的LiNbO3单晶板时的欧拉角(0°，θ，0° )的θ和机电耦合系数的关系的图。图观是表示图1(b)所示的第2实施方式的声表面波装置中，即在欧拉角(0°， 122° 23'，0° )的R面蓝宝石基板上层叠欧拉角(0°，110°，0° )的厚度0. 3 λ的LiNbO3 单晶板以及S^2膜的构造中的S^2膜的厚度和声表面波的音速的关系的图。图四是表示图1(b)所示的第2实施方式的声表面波装置中，即在欧拉角(0°， 122° 23'，0° )的R面蓝宝石基板上层叠欧拉角(0°，110°，0° )的厚度0. 3 λ的LiNbO3 单晶板以及SiO2膜的构造中的SiO2膜的厚度和机电耦合系数k2的关系的图。图30是表示图1(b)所示的第2实施方式的声表面波装置中，即在欧拉角(0°， 122° 23'，0° )的R面蓝宝石基板上层叠欧拉角(0°，110°，0° )的厚度0. 3 λ的LiNbO3 单晶板以及SiO2膜的构造中的SiO2膜的厚度和自由状态的频率温度系数TCF的关系的图。图31是表示图1(b)所示的第2实施方式的声表面波装置中，即在欧拉角(0°， 122° 23'，0° )的R面蓝宝石基板上层叠欧拉角(0°，110°，0° )的厚度0. 3 λ的LiNbO3 单晶板以及SiO2膜的构造中的SiO2膜的厚度和具有金属化表面的构造中的频率温度系数 TCF的关系的图。图32是表示图1(c)所示的第3实施方式的声表面波装置中，在欧拉角(0°， 122° 23'，0° )的R面蓝宝石基板上层叠SiO2膜以及欧拉角(0°，110°，0° )的厚度 0. 15 λ的LiNbO3单晶板的构造中的SiO2膜的厚度和声表面波的音速的关系的图。图33是表示图1(c)所示的第3实施方式的声表面波装置中，在欧拉角(0°， 122° 23'，0° )的R面蓝宝石基板上层叠SiO2膜以及欧拉角(0°，110°，0° )的厚度 0.3 λ的LiNbO3单晶板的构造中的SiO2膜的厚度和声表面波的音速的关系的图。图34是表示图1(c)所示的第3实施方式的声表面波装置中，在欧拉角(0°， 122° 23'，0° )的R面蓝宝石基板上层叠SiO2膜以及欧拉角(0°，110°，0° )的各种厚度的LiNbO3单晶板的构造中的LiNbO3单晶板的厚度、SiO2膜的厚度、和1次模式声表面波的机电耦合系数k2的关系的图。图35是表示图1(c)所示的第3实施方式的声表面波装置中，在欧拉角(0°， 122° 23'，0° )的R面蓝宝石基板上层叠SiO2膜以及欧拉角(0°，110°，0° )的厚度 0. 15 λ 0. 6 λ的LiNbO3单晶板的构造中SW2膜的厚度和2次模式声表面波的机电耦合系数k2的关系的图。图36是表示图1(c)所示的第3实施方式的声表面波装置中，在欧拉角(0°， 122° 23'，0° )的R面蓝宝石基板上层叠SiO2膜以及欧拉角(0°，110°，0° )的各种厚度的LiNbO3单晶板的构造中的LiNbO3单晶板的厚度、SiO2膜的厚度、和3次模式声表面波的机电耦合系数k2的关系的图。图37是表示在图1(c)所示的第3实施方式的声表面波装置中，在欧拉角(0°， 122° 23'，0° )的R面蓝宝石基板上层叠SiO2膜以及欧拉角(0°，110°，0° )的LiNbO3 单晶板的构造中，设SiO2膜的厚度为0.5λ、0.8λ或Ι. λ的情况下以及未形成SiO2膜的构造中的LiNbO3单晶板的厚度和1次模式的声表面波的机电耦合系数k2的关系的图。图38是表示图1(c)所示的第3实施方式的声表面波装置中，在欧拉角(0°， 122° 23'，0° )的R面蓝宝石基板上层叠SiO2膜以及欧拉角(0°，110°，0° )的LiNbO3 单晶板构造中，使SiO2膜的厚度为0.5 λ，0. 8 λ或1. 1λ的构造中的LiNbO3单晶板的厚度和2次模式的声表面波的机电耦合系数k2的关系的图。图39是表示在欧拉角(0°，122° 23'，0° )的R面蓝宝石基板上层叠SiO2膜以及欧拉角(0°，110°，0° )的LiNbO3单晶板后的构造中，使LiNbO3单晶板的厚度为0. 15 λ 情况下的S^2膜的厚度和利用1次模式或2次模式的声表面波的情况下的频率温度系数 TCF的关系的图。图40是表示在欧拉角(0°，122° 23'，0° )的R面蓝宝石基板上层叠SiO2膜以及欧拉角(0°，110°，0° )的LiNbO3单晶板后的构造中使LiNbO3单晶板的厚度为0.3 λ 时的S^2膜的膜厚和1次模式、2次模式或3次模式的声表面波的频率温度系数TCF(自由)的关系的图。图41是表示在欧拉角(0°，122° 23'，0° )的R面蓝宝石基板上层叠SiO2膜以及欧拉角(0°，110°，0° )的LiNbO3单晶板后的构造中使LiNbO3单晶板的厚度为0.3 λ 时的S^2膜的膜厚，和1次模式、2次模式或3次模式的声表面波的频率温度系数TCF (金属化)的关系的图。图42是表示图1(c)所示的第3实施方式的声表面波装置中，在Si (90°，90°， 45° )的Si基板上层叠SiO2膜以及欧拉角(0°，110°，0° )的LiNbO3单晶板构造中的 LiNbO3单晶板的厚度、SiO2膜的厚度、和1次模式的声表面波的音速的关系的图。图43是表示图1(c)所示的第3实施方式的声表面波装置中，在Si (90°，90°， 45° )的Si基板上层叠SiO2膜以及欧拉角(0°，110°，0° )的LiNbO3单晶板的构造中的LiNbO3单晶板的厚度、SiO2膜的厚度、和2次模式的声表面波的音速的关系的图。图44是表示图1(c)所示的第3实施方式的声表面波装置中，在Si (90°，90°， 45° )的Si基板上层叠SiO2膜以及欧拉角(0°，110°，0° )的LiNbO3单晶板的构造中的LiNbO3单晶板的厚度、SiO2膜的厚度、和1次模式以及2次模式的机电耦合系数k2关系的图。
图45是表示图1(c)所示的第3实施方式的声表面波装置中，在Si (90°，90°， 45° )的Si基板上层叠SiO2膜以及欧拉角(0°，110°，0° )的LiNbO3单晶板的构造中的LiNbO3单晶板的厚度、SiO2膜的厚度、和1次模式的声表面波的频率温度系数TCF的关系的图。图46是表示图1(c)所示的第3实施方式的声表面波装置中，在欧拉角(90°， 90°，45° )的Si基板上层叠SiO2膜以及欧拉角(0°，110°，0° )的LiNbO3单晶板的构造中的，LiNbO3单晶板的厚度、SiO2膜的厚度、和2次模式的声表面波的频率温度系数TCF 的关系的图。图47是表示图1(c)所示的第3实施方式的声表面波装置中，在欧拉角(135°， 90°，90° )的Si基板上层叠SiO2膜以及欧拉角(0°，110°，0° )的LiNbO3单晶板的构造中的，LiNbO3单晶板的厚度、SiO2膜的厚度、和1次模式的声表面波的音速和的关系的图。图48是表示图1(c)所示的第3实施方式的声表面波装置中，在欧拉角(135°， 90°，90° )的Si基板上层叠SiO2膜以及欧拉角(0°，110°，0° )的LiNbO3单晶板的构造中的LiNbO3单晶板的厚度、SiO2膜的厚度、和1次模式的声表面波的机电耦合系数k2的关系的图。图49是表示图1(c)所示的第3实施方式的声表面波装置中，在欧拉角(135°， 90°，90° )的Si基板上层叠SiO2膜以及欧拉角(0°，110°，0° )的LiNbO3单晶板的构造中的LiNbO3单晶板的厚度、SiO2膜的厚度、和1次模式的声表面波的频率温度系数TCF 的关系的图。图50是表示在欧拉角(0°，90°，0° )的蓝宝石基板上层叠欧拉角(0°，110°， 0° )的LiNbO3单晶板的第1实施方式的声表面波装置中，0次模式、1次模式、2次模式以及3次模式的各声表面波的音速和LiNbO3单晶板的厚度的关系的图。图51是表示在欧拉角(0°，90°，0° )的蓝宝石基板上层叠欧拉角(0°，110°， 0° )的LiNbO3单晶板的第1实施方式的声表面波装置中，0次模式、1次模式、2次模式以及3次模式的机电耦合系数k2，和LiNbO3单晶板的厚度的关系的图。图52是表示在欧拉角(0°，122° 23'，0° )的R面蓝宝石基板上层叠欧拉角 (90°，θ，0° )的厚度0.3λ的LiNbO3的第1实施方式的声表面波装置中，欧拉角的θ和声表面波的音速的关系的图。图53是表示在欧拉角(0°，122° 23'，0° )的R面蓝宝石基板上层叠欧拉角 (90°，θ，0° )的厚度0.3λ的LiNbO3的第1实施方式的声表面波装置中，欧拉角的θ和机电耦合系数k2的关系的图。图M是表示在欧拉角(90°，90°，0° )的氧化铝基板上层叠欧拉角(0°， 110°，0° )的LiNbO3而成的第1实施方式的声表面波装置中，LiNbO3单晶板的厚度和声表面波的音速的关系的图。图55是表示在欧拉角(90°，90°，0° )的氧化铝基板上层叠欧拉角(0°， 110°，0° )的LiNbO3的第1实施方式的声表面波装置中，LiNbO3单晶板的厚度和机电耦合系数k2的关系的图。图56是表示在欧拉角(0°，122° 23'，0° )的R面蓝宝石基板上层叠欧拉角 (0°，θ，0° )的厚度0.8 λ的LiNbO3单晶板的构造中的欧拉角的θ和声表面波的音速的关系的图。图57是表示在欧拉角(0°，122° 23'，0° )的R面蓝宝石基板上层叠欧拉角 (0°，θ，0° )的厚度0.8λ的LiNbO3单晶板的构造中的欧拉角的θ和机电耦合系数k2 的关系的图。图58是表示图1(c)所示的第3实施方式的声表面波装置中，在多晶体的Si基板上层叠SiO2膜以及欧拉角(0°，110°，0° )的LiNbO3单晶板的构造中的LiNbO3单晶板的厚度、SiO2膜的厚度、和1次模式的声表面波的音速的关系的图。图59是表示图1(c)所示的第3实施方式的声表面波装置中，在多晶体的Si基板上层叠SiO2膜以及欧拉角(0°，110°，0° )的LiNbO3单晶板的构造中的LiNbO3单晶板的厚度、SiO2膜的厚度、和1次模式的机电耦合系数k2的关系的图。图60是表示在第1实施方式的声表面波装置中，对高音速基板使用由(0°，0°， 0° )的SiC、氧化铝、氮化铝、氮化硅、Si ((135°，90°，90° )、或Si多晶体形成的基板，并使LN单晶板的欧拉角(90°，θ，0° )的厚度为0.3λ时的欧拉角的θ和机电耦合系数 k2的关系的图。图61是表示在LiNbO3单晶薄膜以及LiNbO3单晶板的X射线衍射(XRD)谱的图。图62是表示以往的声表面波装置的剖面的图。
具体实施例方式以下，參照附图，对本发明的具体的实施方式进行说明，从而使本发明更加明确。 另外，本说明书中，对于高音速基板以及LiNbO3单晶板的结晶方位，用欧拉角(Φ，θ , ψ) 表示。另外，结晶方位除了欧拉角外，还用密勒(ミラー)指数等表示。欧拉角和密勒指数的关系如下。欧拉角(90°，90°，0°)=密勒指数(100)，欧拉角(0°，90°，0°)=密勒指数(010)或(0-10)。图1(a)是表示本发明的第1实施方式所涉及的声表面波装置的正面剖面的图。声表面波装置1具有高音速基板2。高音速基板2是指声表面波的音速快的基板，具体来说， 是指横波音速为^OOm/秒以上、8660m/秒以下的基板。通过使用MOOm/秒以上的高音速基板2，能够提高声表面波的音速。另外，在使用超过8660m/秒的高音速基板的情况下，能够提高声表面波的音速，但是比8660m/秒更高音速的基板材料，为金刚石等的非常高价的材料，声表面波装置的成本变高。下述的表1表示上述横波音速范围的高音速基板材料以及横波音速。[表1]
权利要求
1.一种声表面波装置，其特征在于， 具备高音速基板，其横波音速为MOO米/秒以上且8660米/秒以下； 压电基板，其形成在所述高音速基板上，并由欧拉角为(0°，67° 160°，-5° +5° )或(90°，51° 133°，-5° +5° )的LiNbO3单晶板形成；以及电极，其形成在所述压电基板上并由金属形成。
2.根据权利要求1所述的声表面波装置，其特征在于，在设声表面波的波长为λ时，所述LiNbO3单晶板的厚度处于0.05 λ 1.6 λ的范围。
3.根据权利要求1或2所述的声表面波装置，其特征在于，所述高音速基板是由从由碳化硅、氧化铝、氮化铝、蓝宝石、氮化硅、硅以及氧化镁组成的组中选择的一种材料形成的基板。
4.根据权利要求1 3中任一项所述的声表面波装置，其特征在于， 所述欧拉角处于(0°，92° 132°，-5° +5° )的范围。
5.根据权利要求1 4中任一项所述的声表面波装置，其特征在于， 作为所述声表面波，使用声表面波的1次模式。
6.根据权利要求1 3中任一项所述的声表面波装置，其特征在于，所述高音速基板由SiC形成，所述LiNbO3单晶板的欧拉角处于(0°，70° 160°，-5° +5° )或(90°，54° 133°，-5° +5° )的范围。
7.根据权利要求1 3中任一项所述的声表面波装置，其特征在于，所述高音速基板由氧化铝形成，所述LiNbO3单晶板的欧拉角处于(0°，70° 160°，-5° +5° )或(90°，54° 117°，-5° +5° )的范围。
8.根据权利要求1 3中任一项所述的声表面波装置，其特征在于，所述高音速基板由氮化铝形成，所述LiNbO3单晶板的欧拉角处于(0°，70° 153°，-5° +5° )或(90°，52° 122°，-5° +5° )的范围。
9.根据权利要求1 3中任一项所述的声表面波装置，其特征在于，所述高音速基板由蓝宝石形成，所述LiNbO3单晶板的欧拉角处于(0°，67° 147°，-5° +5° )或(90°，53° 123°，-5° +5° )的范围。
10.根据权利要求1 3中任一项所述的声表面波装置，其特征在于，所述高音速基板由氮化硅形成，所述LiNbO3单晶板的欧拉角处于(0°，70° 153°，-5° +5° )或(90°，54° 120°，-5° +5° )的范围。
11.根据权利要求1 3中任一项所述的声表面波装置，其特征在于， 所述高音速基板是硅。
12.根据权利要求11所述的声表面波装置，其特征在于，所述硅由单晶硅形成，所述LiNbO3单晶板的欧拉角处于(0°，75° 152°，-5° +5° )或(90°，51° 118°，-5° +5° )的范围。
13.根据权利要求11所述的声表面波装置，其特征在于，所述硅由多晶硅形成，所述LiNbO3单晶板的欧拉角处于(0°，75° 148°，-5° +5° )或(90°，52° 118°，-5° +5° )的范围。
14.一种声表面波装置，其特征在于，横波音速为MOO米/秒以上且8660米/秒以下的高音速基板，以及，形成于所述高音速基板上，声表面波的波长为λ时，所述LiNbO3单晶板的厚度处于 0.4λ 1.6λ的范围，作为声表面波，使用声表面波的2次模式，欧拉角处于(0°，50° 120°，-5° +5° )的范围。
15.一种声表面波装置，其特征在于，横波音速为MOO米/秒以上且8660米/秒以下的高音速基板，以及，形成于所述高音速基板上，声表面波的波长为λ时，所述LiNbO3单晶板的厚度处于 0.4λ 1.6λ的范围，作为声表面波，使用声表面波的3次模式，欧拉角处于(0°，50° 53°，-5° +5° )或(0°，83° 140°，-5° +5° )的范围。
16.根据权利要求1 15中任一项所述的声表面波装置，其特征在于，还具备形成于所述LiNbO3单晶板上的氧化硅膜，所述氧化硅膜的厚度处于0. 1 λ 0.4 λ的范围。
17.根据权利要求1 16中任一项所述的声表面波装置，其特征在于，还具备在所述高音速基板和所述LiNbO3单晶板之间形成的氧化硅膜，所述氧化硅膜的厚度处于0.05 λ 1.4 λ的范围。
全文摘要
本发明公开一种能够提高声表面波的音速且能够谋求机电耦合系数k2的增大，且更加价廉的声表面波装置，其具备压电基板，其形成在横波音速为5400m/秒以上、8660m/秒以下的高音速基板(2)上，并由欧拉角为(0°，67°～160°，-5°～+5°)或(90°，51°～133°，-5°～+5°)的LiNbO3单晶板(3)形成；以及电极(4)，其形成在压电基板上，并由金属形成。
文档编号H03H9/145GK102577120SQ201080045849
公开日2012年7月11日 申请日期2010年10月12日 优先权日2009年10月13日
发明者门田道雄 申请人:株式会社村田制作所