专利名称：声表面波器件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种声表面波器件，它包括一个在单晶基体上的叉指电极。
近几年，包括蜂窝式电话在内的移动通信终端设备，迅速普及开来。为了便于携带，特别希望减小终端设备尺寸和重量。要减小终端设备的尺寸和重量，就必须减小它的电子部件的尺寸和重量。声表面波器件有利于尺寸和重量的减小，因而终端设备的高频和中频部件常常采用声表面波滤波器。声表面波器件，在压电基体的表面上有一个叉指电极，用来激发、接收、反射和传播声表面波。
用于声表面波器件的压电基体的重要的特征参数包括声表面波的表面波速(SAW波速)、滤波器中心频率和谐振器谐振频率的温度系数(TCF)和机电耦合系数(k2)。表1中列出的是现有声表面波器件所用的不同压电基体的特征参数。在后面，这些压电基体将用表1中使用的符号代表。从这一点上讲，应该注意，TCV(即声表面波波速的温度系数)是一个代表声表面波波速和温度关系的参数，就象上述TCF代表中心频率或谐振频率与温度的关系一样。TCV的值大，意味着声表面波滤波器的中心频率受温度波动的影响大。
表1符号 成分 切角 传播方向声表面波波k2(％) TCV(ppm／℃)速(m／s)128LN LiNbO3128°-旋转Y X 39925．5 -7464LNLiNbO364°-旋转Y X 474211．3 -79LT112 LiTaO3X 112°-旋转Y32880．64 -1836LTLiTaO336°-旋转Y X 42124．7 -45ST晶体 石英 ST X 31580．14 0(初始系数)BGOBi12GeO20(100) (011) 16811．2 -122
由表1可以看出，64LN和36LT的声表面波波速为4000m／s或更高，因此适合制造终端设备的高频部件。考虑到这个原因，目前全球的以蜂窝式电话为代表的移动通信采用了多种系统，而且采用的频率都是1GHz的数量级。相应地，终端设备高频部件的滤波器的中心频率1GHz左右。声表面波滤波器的中心频率。与所用压电基体的声表面波波速基本成正比，与基体上形成的叉指电极的指条宽度基本成反比。因此为了使这种滤波器在高频下工作，就最好采用具有高的声表面波波速的基体，如64LN和36LT。而且，高频部件的滤波器还应该采用宽度为20MHz或更高的宽通带。但是要得到这样的宽通带，就必须要求压电基体具有大的机电耦合系数k2。由于这些原因，64LN和36LT应用得很多。
另一方面，在移动终端设备中，以70～300MHz的频带作为中频使用。当采用这种频带作为中心频率的滤波器用于制作声表面波器件时，使用上述64LN和36LT作为压电基体会造成基体上的电极指条宽度远远大于上述用于高频部件的滤波器的相应宽度。
这一点可以参考粗略计算的特定值来解释。设d代表形成声表面波滤波器的声表面波换能器的电极指条宽度，f0代表声表面波滤波器的中心频率，V代表采用的压电基体的声表面波波速。这些值大体满足公式(1)f0=V／(4d)…(1)如果在假定声表面波的波速为4000m／s的情况下，建造其中心频率为1GHz的声表面波滤波器，那么根据公式(1)计算电极指条宽度为d=4，000(m／s)／[4×1，000(MHz)]=1μm另一方面，如果使用这种声表面波波速为4000m／s的压电基体建造中心频率为100MHz的中频滤波器，则它要求的电极指条宽度为d=4，000(m／s)／[4×100(MHz)]=10μm可见，其指条宽度是高频部件滤波器指条宽度的10倍。指条宽度增大意味着声表面波器件的尺寸也增大。因此，由上述公式(1)可以看出，为了使声表面波中频滤波器变小，必须采用声表面波波速V小的压电基体。
在已有的声表面波波速较小的压电基体中，有上述表1中提及的BGO。BGO压电基体的声表面波波速为1，681m／s，然而它并不适合制作单独把一个频道信号分离出来的中频滤波器，因为它的SAW波速的温度系数TCV达-122ppm／℃。这是由于TCV表征SAW波速和温度的关系，而且TCV的值大意味着声表面波滤波器的中心频率受温度波动的影响大，这些在上面已经提及，而且也可以从公式(1)看出。因此大的TCV对中频滤波器是不适宜的，因为可能会从与期望频道相邻的其他频道中取出不期望的信号。
在已有的声表面波波速较低的压电基体中还有上述表1中提及的ST石英晶体。由于ST石英昌体的TCV几乎为零(其初始温度系数(primary temperature coefficient)a为零)，它适于制作中频滤波器。由于这个原因，迄今为止，用于移动通信终端设备的大多数中频声表面波滤波器都是用ST石英晶体压电基体制作的。
然而，ST石英晶体基体的SAW波速为3，158m／s或者说，为一个不足够低的值，从而对于尺寸的减小产生了一定的限制。
而且，石英昌体的机电耦合系数k2为0．14％，这个值是相当小的。小的k2值意味着只能得到具有窄通带的滤波器。目前，移动通信中多数采用的蜂窝式电话是具有非常窄的频带宽度的模拟系统。例如日本的NTT标准是12．5KHz，美国的AMPS标准是30KHz，欧洲的TACS标准是25KHz。因此，上述ST石英晶体具有小的机电耦合系数k2这一事实在过去没有造成疑难问题。但是近年来，为了有效地利用频率资源和考虑到数字数据通信的兼容性，数字移动通信系统得到了发展，应用并迅速普及。这种数字系统的频道带宽很大，如欧洲蜂窝式电话GSM模式和无绳电话DECT模式分别为200KHz和1．7MHz。因此，如果用ST石英晶体基体制成声表面波滤波器，就难以制作这种宽带中频滤波器。
另一方面，众所周知，在LiNbO3或类似物质的压电基体上形成由氧化锌、氧化锂、Cds或类似化合物组成的压电膜，可以提高声表面波器件的机电耦合系数，典型的如JP-A8-204499所公布的。但是，传统的压电基体如LiNbO3不适于这样做，因为它的温度系数TCV是负值，因此，在其上生成氧化锌膜时，整个TCV值就会剧烈地转向负值方。
如上所述，传统的声表面波器件的一个问题是，当压电基体如上述64LN、36LT等被使用时，可以使其通带变宽，但是基体的高的SAW波速却使得器件的尺寸变大。另一个问题在于，当为了减小器件尺寸而采用低SAW波速的上述BGO基体时，由于SAW波速的温度系数TCV太大，故得不到足够好的选择性。两种情况下获得的中频声表面波滤波器的特征参数都不够好。
ST石英昌体基体具有小的SAW波速温度系数TCV，但由于其SAW波速不足够小这一事实，而使尺寸的减小受到限制；而且由于其机电耦合系数较小这一事实，获得宽带比较困难。
本发明的目的，其一在于提供一种声表面波器件，具有小的尺寸和足够好的选择性。其二在于提供一种声表面波器件，具有小的尺寸和宽的通带。其三在于提供一种声表面波器件，具有小的尺寸、足够好的选择性和宽的通带。
上述目的可通过下述实施例1-4中的任何一个实现。实施例1(1)一种声表面波器件，包括基体、基体表面上的叉指电极、和覆盖上述基体的上述表面和上述叉指电极的表面的压电膜。其中上述基体是属于点群32的langasite(镧镓硅酸盐)单晶体，上述压电膜由氧化锌组成。
(2)在(1)所述的声表面波器件中，上述压电膜有一个压电轴与上述基体的上述表面基本垂直。
(3)在(1)所述的声表面波器件中，当从langasite单晶体切出的上述基体切角和声表面波在上述基体上的传播方向用欧拉角(φ，θ，ψ)表示时，φ、θ和ψ落在下述区域Ⅰ区域Ⅰ-5°≤φ≤5°85°≤θ≤95°-90°≤ψ＜90°
(4)在(1)所述的声表面波器件中，当从langasite单晶体切出的上述基体切角，和声表面波在上述基体上的传播方向用欧拉角(φ，θ，ψ)表示时，φ，θ和ψ落在下述Ⅰ-1区域区域Ⅰ-1-5°≤φ≤5°85°≤θ≤95°-90°≤ψ＜-70°(5)、(4)中的声表面波器件，满足h／λ=0．2～0．8其中，h是在上述基体的上述表面上的上述压电膜的厚度，λ是上述声表面波的波长。
(6)在(1)所述的声表面波器件中，当从langasite单晶体切出的上述基体切角，和声表面波在上述基体上的传播方向用欧拉角(φ，θ，ψ)表示时，φ，θ和ψ落在下述Ⅰ-2区域区域Ⅰ-2，-5°≤φ≤5°85°≤θ≤95°-70°≤ψ＜-50°(7)、(6)中的声表面波器件，满足h／λ=0．25～0．7其中，h是在上述基体的上述表面上的上述压电膜的厚度，λ是上述声表面波的波长。
(8)在(1)所述的声表面波器件中，当从langasite单晶体切出的上述基体切角和声表面波在上述基体上的传播方向用欧拉角(φ，θ，ψ)表示时，φ，θ和ψ落在下述Ⅰ-3区域区域Ⅰ-3，-5°≤φ≤5°85°≤θ≤95°-50°≤ψ＜-35°(9)、(8)中的声表面波器件，满足
h／λ=0．25～0．45其中，h是在上述基体的上述表面上的上述压电膜的厚度，λ是上述声表面波的波长。
(10)在(1)所述的声表面波器件中，当从langasite单晶体切出的上述基体切角和声表面波在上述基体上的传播方向用欧拉角(φ，θ，ψ)表示时，φ，θ和ψ落在下述Ⅰ-4区域区域Ⅰ-4，-5°≤φ≤5°85°≤θ≤95°-35°≤ψ＜-25°(11)、(10)中的声表面波器件，满足0＜h／λ≤0．5其中，h是在上述基体的上述表面上的上述压电膜的厚度，λ是上述声表面波的波长。
(12)在(1)所述的声表面波器件中，当从langasite单晶体切出的上述基体切角和声表面波在上述基体上的传播方向用欧拉角(φ，θ，ψ)表示时，φ，θ和ψ落在下述Ⅰ-5区域区域Ⅰ-5，-5°≤φ≤5°85°≤θ≤95°-25°≤ψ＜-10°(13)、(12)中的声表面波器件，满足0＜h／λ≤0．45h是在上述基体的上述表面上的上述压电膜的厚度，λ是上述声表面波的波长。
(14)在(1)所述的声表面波器件中，当从langasite单晶体切出的上述基体切角和声表面波在上述基体上的传播方向用欧拉角(φ，θ，ψ)表示时，φ，θ和ψ落在下述Ⅰ-6区域区域Ⅰ-6，-5°≤φ≤5°
85°≤θ≤95°10°≤ψ＜25°(15)、(14)中的声表面波器件，满足0＜h／λ≤0．4其中，h是在上述基体的上述表面上的上述压电膜的厚度，λ是上述声表面波的波长。
(16)在(1)所述的声表面波器件中，当从langasite单晶体切出的上述基体切角和声表面波在上述基体上的传播方向用欧拉角(φ，θ，ψ)表示时，φ，θ和ψ落在下述Ⅰ-7区域区域Ⅰ-7，-5°≤φ≤5°85°≤θ≤95°25°≤ψ＜35°(17)、(16)中的声表面波器件，满足0＜h／λ≤0．45其中，h是在上述基体的上述表面上的上述压电膜的厚度，λ是上述声表面波的波长。
(18)在(1)所述的声表面波器件中，当从langasite单晶体切出的上述基体切角和声表面波在上述基体上的传播方向用欧拉角(φ，θ，ψ)表示时，φ，θ和ψ落在下述Ⅰ-8区域区域Ⅰ-8，-5°≤φ≤5°85°≤θ≤95°35°≤ψ＜50°(19)、(18)中的声表面波器件，满足0＜h／λ≤0．4其中，h是在上述基体的上述表面上的上述压电膜的厚度，λ是上述声表面波的波长。
(20)在(1)所述的声表面波器件中，当从langasite单晶体切出的上述基体切角和声表面波在上述基体上的传播方向用欧拉角(φ，θ，ψ)表示时，φ，θ和ψ落在下述Ⅰ-9区域区域Ⅰ-9，-5°≤φ≤5°85°≤θ≤95°50°≤ψ＜70°(21)、(20)中的声表面波器件，满足0＜h／λ≤0．15～0．7其中，h是在上述基体的上述表面上的上述压电膜的厚度，λ是上述声表面波的波长。
(22)在(1)所述的声表面波器件中，当从langasite单晶体切出的上述基体切角和声表面波在上述基体上的传播方向用欧拉角(φ，θ，ψ)表示时，φ，θ和ψ落在下述Ⅰ-10区域区域Ⅰ-10，-5°≤φ≤5°85°≤θ≤95°70°≤ψ＜90°(23)、(22)中的声表面波器件，满足0＜h／λ≤0．15～0．8其中，h是在上述基体的上述表面上的上述压电膜的厚度，λ是上述声表面波的波长。实施例2(1)一种声表面波器件，包括基体、基体表面上形成的压电膜、和在上述压电膜表面上形成的叉指电极。其中上述基体是属于点群32的langasite单晶体，上述压电膜由氧化锌组成。
(2)在(1)所述的声表面波器件中，上述压电膜有一个压电轴与上述基体的上述表面基本垂直。
(3)在(1)所述的声表面波器件中，当从langasite上述单晶体切出的上述基体切角和声表面波在上述基体上的传播方向用欧拉角(φ，θ，ψ)表示时，φ、θ和ψ落在下述区域Ⅱ
区域Ⅱ-5°≤φ≤5°85°≤θ≤95°-90°≤ψ＜90°(4)在(1)所述的声表面波器件中，当从Iangasite单晶体切出的上述基体切角和声表面波在上述基体上的传播方向用欧拉角(φ，θ，ψ)表示时，φ，θ和ψ落在下述区域Ⅱ-1区域Ⅱ-1-5°≤φ≤5°85°≤θ≤95°-90°≤ψ＜-70°(5)、(4)中的声表面波器件，满足h／λ=0．05～0．8其中，h是上述压电膜的厚度，λ是上述声表面波的波长。
(6)在(1)所述的声表面波器件中，当从langasite上述单晶体切出的上述基体切角和声表面波在上述基体上的传播方向用欧拉角(φ，θ，ψ)表示时，φ，θ和ψ落在下述区域Ⅱ-2区域Ⅱ-2-5°≤φ≤5°85°≤θ≤95°-70°≤ψ＜-50°(7)、(6)中的声表面波器件，满足h／λ=0．05～0．75其中，h是上述压电膜的厚度，λ是上述声表面波的波长。
(8)在(1)所述的声表面波器件中，当从langasite单晶体切出的上述基体切角和声表面波在上述基体上的传播方向用欧拉角(φ，θ，ψ)表示时，φ，θ和ψ落在下述区域Ⅱ-3区域Ⅱ-3-5°≤φ≤5°85°≤θ≤95°
-50°≤ψ＜-35°(9)、(8)中的声表面波器件，满足0＜h／λ≤0．45其中，h是上述压电膜的厚度，λ是上述声表面波的波长。
(10)在(1)所述的声表面波器件中，当从langasite单晶体切出的上述基体切角和声表面波在上述基体上的传播方向用欧拉角(φ，θ，ψ)表示时，φ，θ和ψ落在下述区域Ⅱ-4区域Ⅱ-4，-5°≤φ≤5°85°≤θ≤95°-35°≤ψ＜-25°(11)、(10)中的声表面波器件，满足0＜h／λ≤0．5其中，h是上述压电膜的厚度，λ是上述声表面波的波长。
(12)在(1)所述的声表面波器件中，当从langasite单晶体切出的上述基体切角和声表面波在上述基体上的传播方向用欧拉角(φ，θ，ψ)表示时，φ，θ和ψ落在下述区域Ⅱ-5区域Ⅱ-5，-5°≤φ≤5°85°≤θ≤95°-25°≤ψ＜-10°(13)、(12)中的声表面波器件，满足0＜h／λ≤0．45h是上述压电膜的厚度，λ是上述声表面波的波长。
(14)在(1)所述的声表面波器件中，当从langasite单晶体切出的上述基体切角和声表面波在上述基体上的传播方向用欧拉角(φ，θ，ψ)表示时，φ，θ和ψ落在下述区域Ⅱ-6区域Ⅱ-6，-5°≤φ≤5°85°≤θ≤95°
10°≤ψ＜25°(15)、(14)中的声表面波器件，满足0＜h／λ≤0．4其中，h是上述基体的上述表面上的上述压电膜的厚度，λ是上述声表面波的波长。
(16)在(1)所述的声表面波器件中，当从langasite单晶体切出的上述基体切角和声表面波在上述基体上的传播方向用欧拉角(φ，θ，ψ)表示时，φ，θ和ψ落在下述区域Ⅱ-7区域Ⅱ-7-5°≤φ≤5°85°≤θ≤95°25°≤ψ＜35°(17)、(16)中的声表面波器件，满足0＜h／λ≤0．45其中，h是上述压电膜的厚度，λ是上述声表面波的波长。
(18)在(1)所述的声表面波器件中，当从langasite单晶体切出的上述基体切角和声表面波在上述基体上的传播方向用欧拉角(φ，θ，ψ)表示时，φ，θ和ψ落在下述区域Ⅱ-8区域Ⅱ-8，-5°≤φ≤5°85°≤θ≤95°35°≤ψ＜50°(19)、(18)中的声表面波器件，满足0＜h／λ≤0．4其中，h是上述压电膜的厚度，λ是上述声表面波的波长。
(20)在(1)所述的声表面波器件中，当从langasite单晶体切出的上述基体切角和声表面波在上述基体上的传播方向用欧拉角(φ，θ，ψ)表示时，φ，θ和ψ落在下述区域Ⅱ-9区域Ⅱ-9，-5°≤φ≤5°
85°≤θ≤95°50°≤ψ＜70°(21)、(20)中的声表面波器件，满足h／λ=0．05～0．7其中，h是上述压电膜的厚度，λ是上述声表面波的波长。
(22)在(1)所述的声表面波器件中，当从langasite单晶体切出的上述基体切角和声表面波在上述基体上的传播方向用欧拉角(φ，θ，ψ)表示时，φ，θ和ψ落在下述区域Ⅱ-10区域Ⅱ-10，-5°≤φ≤5°85°≤θ≤95°70°≤ψ＜90°(23)、(22)中的声表面波器件，满足h／λ=0．05～0．8其中，h是上述压电膜的厚度，λ是上述声表面波的波长。实施例3(1)一种声表面波器件，包括基体、在基体表面上形成的叉指电极、覆盖上述基体的上述表面和上述叉指电极表面的压电膜、和上述压电膜上的反相电极膜。其中上述基体是属于点群32的langasite单晶体、上述压电膜由氧化锌组成。
(2)在(1)所述的声表面波器件中，上述压电膜有一个压电轴与上述基体的上述表面基本垂直。
(3)在(1)所述的声表面波器件中，当从langasite单晶体切出的上述基体切角和声表面波在上述基体上的传播方向用欧拉角(φ，θ，ψ)表示时，φ、θ和ψ落在下述区域Ⅲ区域Ⅲ-5°≤φ≤5°85°≤θ≤95°-90°≤ψ＜90°
(4)在(1)所述的声表面波器件中，当从langasite单晶体切出的上述基体切角和声表面波在上述基体上的传播方向用欧拉角(φ，θ，ψ)表示时，φ，θ和ψ落在下述区域Ⅲ-1区域Ⅲ-1-5°≤φ≤5°85°≤θ≤95°-90°≤ψ＜-70°(5)、(4)中的声表面波器件，满足0＜h／λ≤0．1其中，h是在上述基体的上述表面上的上述压电膜的厚度，λ是上述声表面波的波长。
(6)、(4)中的声表面波器件，满足h／λ=0．3～0．8其中，h是上述基体的上述表面上的上述压电膜的厚度，λ是上述声表面波的波长。
(7)在(1)所述的声表面波器件中，当从langasite单晶体切出的上述基体切角和声表面波在上述基体上的传播方向用欧拉角(φ，θ，ψ)表示时，φ，θ和ψ落在下述区域Ⅲ-2区域Ⅲ-2-5°≤φ≤5°85°≤θ≤95°-70°≤ψ＜-50°(8)、(7)中的声表面波器件，满足0＜h／λ≤0．1其中，h是上述基体的上述表面上的上述压电膜的厚度，λ是上述声表面波的波长。
(9)、(7)中的声表面波器件，满足h／λ=0．35～0．8其中，h是在上述基体的上述表面上的上述压电膜的厚度，λ是上述声表面波的波长。
(10)在(1)所述的声表面波器件中，当从langasite单晶体切出的上述基体切角和声表面波在上述基体上的传播方向用欧拉角(φ，θ，ψ)表示时，φ，θ和ψ落在下述区域Ⅲ-3区域Ⅲ-3-5°≤φ≤5°85°≤θ≤95°-50°≤ψ＜-35°，但-30°除外。
(11)、(10)中的声表面波器件，满足0＜h／λ≤0．15其中，h是上述基体的上述表面上的上述压电膜的厚度，λ是上述声表面波的波长。
(12)、(10)中的声表面波器件，满足h／λ=0．35～0．5其中，h是在上述基体的上述表面上的上述压电膜的厚度，λ是上述声表面波的波长。
(13)在(1)所述的声表面波器件中，当从langasite单晶体切出的上述基体切角和声表面波在上述基体上的传播方向用欧拉角(φ，θ，ψ)表示时，φ，θ和ψ落在下述区域Ⅲ-4区域Ⅲ-4-5°≤φ≤5°85°≤θ≤95°-35°≤ψ＜-25°(14)、(13)中的声表面波器件，满足0＜h／λ≤0．15其中，h是在上述基体的上述表面上的上述压电膜的厚度，λ是上述声表面波的波长。
(15)、(13)中的声表面波器件，满足h／λ=0．3～0．5其中，h是上述基体的上述表面上的上述压电膜的厚度，λ是上述声表面波的波长。
(16)在(1)所述的声表面波器件中，当从langasite单晶体切出的上述基体切角和声表面波在上述基体上的传播方向用欧拉角(φ，θ，ψ)表示时，φ，θ和ψ落在下述区域Ⅲ-5区域Ⅲ-5-5°≤φ≤5°85°≤θ≤95°-25°≤ψ＜-10°(17)、(16)中的声表面波器件，满足0＜h／λ≤0．15其中，h是在上述基体的上述表面上的上述压电膜的厚度，λ是上述声表面波的波长。
(18)、(16)中的声表面波器件，满足h／λ=0．3～0．45其中，h是上述基体的上述表面上的上述压电膜的厚度，λ是上述声表面波的波长。
(19)在(1)所述的声表面波器件中，当从langasite单晶体切出的上述基体切角和声表面波在上述基体上的传播方向用欧拉角(φ，θ，ψ)表示时，φ，θ和ψ落在下述区域Ⅲ-6区域Ⅲ-6-5°≤φ≤5°85°≤θ≤95°10°≤ψ＜25°(20)、(19)中的声表面波器件，满足0＜h／λ≤0．45其中，h是在上述基体的上述表面上的上述压电膜的厚度，λ是上述声表面波的波长。
(21)在(1)所述的声表面波器件中，当从langasite单晶体切出的上述基体切角和声表面波在上述基体上的传播方向用欧拉角(φ，θ，ψ)表示时，φ，θ和ψ落在下述域Ⅲ-7区域Ⅲ-7
-5°≤φ≤5°85°≤θ≤95°25°≤ψ＜35°(22)、(21)中的声表面波器件，满足0＜h／λ≤0．5其中，h是在上述基体的上述表面上的上述压电膜的厚度，λ是上述声表面波的波长。
(23)在(1)所述的声表面波器件中，当从langasite单晶体切出的上述基体切角和声表面波在上述基体上的传播方向用欧拉角(φ，θ，ψ)表示时，φ，θ和ψ落在下述区域Ⅲ-8区域Ⅲ-8-5°≤φ≤5°85°≤θ≤95°35°≤ψ＜50°(24)、(23)中的声表面波器件，满足0＜h／λ≤0．45其中，h是在上述基体的上述表面上的上述压电膜的厚度，λ是上述声表面波的波长。
(25)在(1)所述的声表面波器件中，当从langasite单晶体切出的上述基体切角和声表面波在上述基体上的传播方向用欧拉角(φ，θ，ψ)表示时，φ，θ和ψ落在下述区域Ⅲ-9区域Ⅲ-9-5°≤φ≤5°85°≤θ≤95°50°≤ψ＜70°(26)、(25)中的声表面波器件，满足0＜h／λ≤0．05其中，h是在上述基体的上述表面上的上述压电膜的厚度，λ是上述声表面波的波长。
(27)、(25)中的声表面波器件，满足
h／λ=0．2～0．8其中，h是上述基体的上述表面上的上述压电膜的厚度，λ是上述声表面波的波长。
(28)在(1)所述的声表面波器件中，当从langasite单晶体切出的上述基体切角和声表面波在上述基体上的传播方向用欧拉角(φ，θ，ψ)表示时，φ，θ和ψ落在下述区域Ⅲ-10区域Ⅲ-10-5°≤φ≤5°85°≤θ≤95°70°≤ψ＜90°(29)、(28)中的声表面波器件，满足0＜h／λ≤0．05其中，h是在上述基体的上述表面上的上述压电膜的厚度，λ是上述声表面波的波长。
(30)、(28)中的声表面波器件，满足h／λ=0．25～0．8其中，h是上述基体的上述表面上的上述压电膜的厚度，λ是上述声表面波的波长。实施例4(1)一种声表面波器件，包括基体、基体表面上形成的反电极膜，反电极膜上形成的压电膜、和压电膜上形成的叉指电极。其中上述基体是属于点群32的langasite单晶体、上述压电膜由氧化锌组成。
(2)在(1)所述的声表面波器件中，上述压电膜有一个压电轴与上述基体的上述表面基本垂直。
(3)在(1)所述的声表面波器件中，当从langasite上述单晶体切出的上述基体切角和声表面波在上述基体上的传播方向用欧拉角(φ，θ，ψ)表示时，φ、θ和ψ落在下述区域Ⅳ区域Ⅳ-5°≤φ≤5°
85°≤θ≤95°-90°≤ψ＜90°(4)在(1)所述的声表面波器件中，当从langasite单晶体切出的上述基体切角和声表面波在上述基体上的传播方向用欧拉角(φ，θ，ψ)表示时，φ，θ和ψ落在下述区域Ⅳ-1区域Ⅳ-1-5°≤φ≤5°85°≤θ≤95°-90°≤ψ＜-70°(5)、(4)中的声表面波器件，满足h／λ=0．05～0．8其中，h是上述压电膜的厚度，λ是上述声表面波的波长。
(6)在(1)所述的声表面波器件中，当从langasite上述单晶体切出的上述基体切角和声表面波在上述基体上的传播方向用欧拉角(φ，θ，ψ)表示时，φ，θ和ψ落在下述区域Ⅳ-2区域Ⅳ-2-5°≤φ≤5°85°≤θ≤95°-70°≤ψ＜-50°(7)、(6)中的声表面波器件，满足h／λ=0．05～0．8其中，h是上述压电膜的厚度，λ是上述声表面波的波长。
(8)在(1)所述的声表面波器件中，当从langasite单晶体切出的上述基体切角和声表面波在上述基体上的传播方向用欧拉角(φ，θ，ψ)表示时，φ，θ和ψ落在下述区域Ⅳ-3区域Ⅳ-3-5°≤φ≤5°85°≤θ≤95°-50°≤ψ＜-35°(9)、(8)中的声表面波器件，满足
h／λ=0．05～0．45其中，h是上述压电膜的厚度，λ是上述声表面波的波长。
(10)在(1)所述的声表面波器件中，当从langasite单晶体切出的上述基体切角和声表面波在上述基体上的传播方向用欧拉角(φ，θ，ψ)表示时，φ，θ和ψ落在下述区域Ⅳ-4区域Ⅳ-4-5°≤φ≤5°85°≤θ≤95°-35°≤ψ＜-25°(11)、(10)中的声表面波器件，满足h／λ=0．05～0．5其中，h是上述压电膜的厚度，λ是上述声表面波的波长。
(12)在(1)所述的声表面波器件中，当从langasite单晶体切出的上述基体切角和声表面波在上述基体上的传播方向用欧拉角(φ，θ，ψ)表示时，φ，θ和ψ落在下述区域Ⅳ-5区域Ⅳ-5-5°≤φ≤5°85°≤θ≤95°-25°≤ψ＜10°(13)、(12)中的声表面波器件，满足h／λ=0．05～0．45h是上述压电膜的厚度，λ是上述声表面波的波长。
(14)在(1)所述的声表面波器件中，当从langasite单晶体切出的上述基体切角和声表面波在上述基体上的传播方向用欧拉角(φ，θ，ψ)表示时，φ，θ和ψ落在下述区域Ⅳ-6区域Ⅳ-6-5°≤φ≤5°85°≤θ≤95°10°≤ψ＜25°(15)、(14)中的声表面波器件，满足
h／λ=0．05～0．45其中，h是上述基体的上述表面上的上述压电膜的厚度，λ是上述声表面波的波长。
(16)在(1)所述的声表面波器件中，当从langasite单晶体切出的上述基体切角和声表面波在上述基体上的传播方向用欧拉角(φ，θ，ψ)表示时，φ，θ和ψ落在下述区域Ⅳ-7区域Ⅳ-7-5°≤φ≤5°85°≤θ≤95°25°≤ψ＜35°(17)、(16)中的声表面波器件，满足h／λ=0．05～0．5其中，h是上述压电膜的厚度，λ是上述声表面波的波长。
(18)在(1)所述的声表面波器件中，当从langasite单晶体切出的上述基体切角和声表面波在上述基体上的传播方向用欧拉角(φ，θ，ψ)表示时，φ，θ和ψ落在下述区域Ⅳ-8区域Ⅳ-8-5°≤φ≤5°85°≤θ≤95°35°≤ψ＜50°(19)、(18)中的声表面波器件，满足h／λ=0．05～0．45其中，h是上述压电膜的厚度，λ是上述声表面波的波长。
(20)在(1)所述的声表面波器件中，当从langasite单晶体切出的上述基体切角和声表面波在上述基体上的传播方向用欧拉角(φ，θ，ψ)表示时，φ，θ和ψ落在下述区域Ⅳ-9区域Ⅳ-9-5°≤φ≤5°85°≤θ≤95°50°≤ψ＜70°
(21)、(20)中的声表面波器件，满足0＜h／λ≤0．05～0．8其中，h是上述压电膜的厚度，λ是上述声表面波的波长。
(22)在(1)所述的声表面波器件中，当从langasite单晶体切出的上述基体切角和声表面波在上述基体上的传播方向用欧拉角(φ，θ，ψ)表示时，φ，θ和ψ落在下述区域Ⅳ-10区域Ⅳ-10-5°≤φ≤5°85°≤θ≤95°70°≤ψ＜90°(23)、(22)中的声表面波器件，满足0＜h／λ≤0．05～0．8其中，h是上述压电膜的厚度，λ是上述声表面波的波长。
图1是根据本发明实施例1的声表面波器件的典型结构的截面图。
图2A、2B、2C是举例说明声表面波器件的特征参数与ZnO薄膜归一化的厚度h／λ变化关系的简略示意图，声表面波器件包括利用区域I-1的langasite单晶基体、和在其表面上形成的ZnO薄膜。图2A、2B、2C分别是SAW(声表面波)波速、机电耦合系数k2和TCV(SAW波速的温度系数)的变化曲线。
图3A、3B、3C是举例说明声表面波器件的特征参数与ZnO薄膜归一化的厚度h／λ变化关系的简略示意图，该声表面波器件包括利用区域Ⅰ-2的langasite单晶基体、和在其表面上形成的ZnO薄膜。图3A、3B、3C分别是SAW波速、机电耦合系数k2和TCV(SAW波速的温度系数)的变化曲线。
图4A、4B、4C是举例说明声表面波器件的特征参数与ZnO薄膜归一化的厚度h／λ变化关系的简略示意图，该声表面波器件包括利用区域Ⅰ-3的langasite单晶基体、和在其表面上形成的ZnO薄膜。图4A、4B、4C分别是SAW波速、机电耦合系数k2和TCV(SAW波速的温度系数)的变化曲线。
图5A、5B、5C是举例说明声表面波器件的特征参数与ZnO薄膜归一化的厚度h／λ变化关系的简略示意图，该声表面波器件包括利用区域Ⅰ-4的langasite单晶基体、和在其表面上形成的ZnO薄膜。图5A、5B、5C分别是SAW波速、机电耦合系数k2和TCV(SAW波速的温度系数)的变化曲线。
图6A、6B、6C是举例说明声表面波器件的特征参数与ZnO薄膜归一化的厚度h／λ变化关系的简略示意图，该声表面波器件包括利用区域Ⅰ-5的langasite单晶基体、和在其表面上形成的ZnO薄膜。图6A、6B、6C分别是SAW波速、机电耦合系数k2和TCV(SAW波速的温度系数)的变化曲线。
图7A、7B、7C是举例说明声表面波器件的特征参数与ZnO薄膜归一化的厚度h／λ变化关系的简略示意图，该声表面波器件包括利用区域Ⅰ-6的langasite单晶基体、和在其表面上形成的ZnO薄膜。图7A、7B、7C分别是SAW波速、机电耦合系数k2和TCV(SAW波速的温度系数)的变化曲线。
图8A、8B、8C是举例说明声表面波器件的特征参数与ZnO薄膜归一化的厚度h／λ变化关系的简略示意图，该声表面波器件包括利用区域Ⅰ-7的langasite单晶基体、和在其表面上形成的ZnO薄膜。图8A、8B、8C分别是SAW波速、机电耦合系数k2和TCV(SAW波速的温度系数)的变化曲线。
图9A、9B、9C是举例说明声表面波器件的特征参数与ZnO薄膜归一化的厚度h／λ变化关系的简略示意图，该声表面波器件包括利用区域Ⅰ-8的langasite单晶基体、和在其表面上形成的ZnO薄膜。图9A、9B、9C分别是SAW波速、机电耦合系数k2和TCV(SAW波速的温度系数)的变化曲线。
图10A、10B、10C是举例说明声表面波器件的特征参数与ZnO薄膜归一化的厚度h／λ变化关系的简略示意图，该声表面波器件包括利用区域Ⅰ-9的langasite单晶基体、和在其表面上形成的ZnO薄膜。图10A、10B、10C分别是SAW波速、机电耦合系数k2和TCV(SAW波速的温度系数)的变化曲线。
图11A、11B、11C是举例说明声表面波器件的特征参数与ZnO薄膜归一化的厚度h／λ变化关系的简略示意图，该声表面波器件包括利用区域Ⅰ-10的langasite单晶基体、和在其表面上形成的ZnO薄膜。图11A、11B、11C分别是SAW波速、机电耦合系数k2和TCV(SAW波速的温度系数)的变化曲线。
图12是举例说明，当ZnO薄膜的归一化厚度h／λ和限定声表面波传播方向的ψ值变化时，声表面波器件的TCV(SAW波速的温度系数)的变化图。该声表面波器件包括利用区域Ⅰ-1的langasite单晶基体、和在其表面上形成的ZnO薄膜。
图13是举例说明，当ZnO薄膜的归一化厚度h／λ和限定声表面波传播方向的ψ值变化时，声表面波器件的机电耦合系数k2的变化图。该声表面波器件包括利用区域Ⅰ-1的langasite单晶基体、和在其表面上形成的ZnO薄膜。
图14是举例说明，当ZnO薄膜的归一化厚度h／λ和限定声表面波传播方向的ψ值变化时，声表面波器件的TCV(SAW波速的温度系数)的变化图。该声表面波器件包括利用区域Ⅰ-10的langasite单晶基体、和在其表面上形成的ZnO薄膜。
图15是举例说明，当ZnO薄膜的归一化厚度h／λ和限定声表面波传播方向的ψ值变化时，声表面波器件的机电耦合系数k2的变化图。该声表面波器件包括利用区域Ⅰ-10的langasite单晶基体、和在其表面上形成的ZnO薄膜。
图16是根据本发明实施例2的声表面波器件的典型结构的截面图。
图17A、17B、17C是举例说明声表面波器件的特征参数与ZnO薄膜归一化的厚度h／λ变化关系的简略示意图，声表面波器件包括利用区域Ⅱ-1的langasite单晶基体、和在其表面上形成的ZnO薄膜和叉指电极。图17A、17B、17C分别是SAW(声表面波)波速、机电耦合系数k2和TCV(SAW波速的温度系数)的变化曲线。
图18A、18B、18C是举例说明声表面波器件的特征参数与ZnO薄膜归一化的厚度h／λ变化关系的简略示意图，声表面波器件包括利用区域Ⅱ-2的langasite单晶基体、和在其表面上形成的ZnO薄膜和叉指电极。图18A、18B、18C分别是SAW(声表面波)波速、机电耦合系数k2和TCV(SAW波速的温度系数)的变化曲线。
图19A、19B、19C是举例说明声表面波器件的特征参数与ZnO薄膜归一化的厚度h／λ变化关系的简略示意图，声表面波器件包括利用区域Ⅱ-3的langasite单晶基体、和在其表面上形成的ZnO薄膜和叉指电极。图19A、19B、19C分别是SAW(声表面波)波速、机电耦合系数k2和TCV(SAW波速的温度系数)的变化曲线。
图20A、20B、20C是举例说明声表面波器件的特征参数与ZnO薄膜归一化的厚度h／λ变化关系的简略示意图，声表面波器件包括利用区域Ⅱ-4的langasite单晶基体、和在其表面上形成的ZnO薄膜和叉指电极。图20A、20B、20C分别是SAW(声表面波)波速、机电耦合系数k2和TCV(SAW波速的温度系数)的变化曲线。
图21A、21B、21C是举例说明声表面波器件的特征参数与ZnO薄膜归一化的厚度h／λ变化关系的简略示意图，声表面波器件包括利用区域Ⅱ-5的langasite单晶基体、和在其表面上形成的ZnO薄膜和叉指电极。图21A、21B、21C分别是SAW(声表面波)波速、机电耦合系数k2和TCV(SAW波速的温度系数)的变化曲线。
图22A、22B、22C是举例说明声表面波器件的特征参数与ZnO薄膜归一化的厚度h／λ变化关系的简略示意图，声表面波器件包括利用区域Ⅱ-6的langasite单晶基体、和在其表面上形成的ZnO薄膜和叉指电极。图22A、22B、22C分别是SAW(声表面波)波速、机电耦合系数k2和TCV(SAW波速的温度系数)的变化曲线。
图23A、23B、23C是举例说明声表面波器件的特征参数与ZnO薄膜归一化的厚度h／λ变化关系的简略示意图，声表面波器件包括利用区域Ⅱ-7的langasite单晶基体、和在其表面上形成的ZnO薄膜和叉指电极。图23A、23B、23C分别是SAW(声表面波)波速、机电耦合系数k2和TCV(SAW波速的温度系数)的变化曲线。
图24A、24B、24C是举例说明声表面波器件的特征参数与ZnO薄膜归一化的厚度h／λ变化关系的简略示意图，声表面波器件包括利用区域Ⅱ-8的langasite单晶基体、和在其表面上形成的ZnO薄膜和叉指电极。图24A、24B、24C分别是SAW(声表面波)波速、机电耦合系数k2和TCV(SAW波速的温度系数)的变化曲线。
图25A、25B、25C是举例说明声表面波器件的特征参数与ZnO薄膜归一化的厚度h／λ变化关系的简略示意图，声表面波器件包括利用区域Ⅱ-9的langasite单晶基体、和在其表面上形成的ZnO薄膜和叉指电极。图25A、25B、25C分别是SAW(声表面波)波速、机电耦合系数k2和TCV(SAW波速的温度系数)的变化曲线。
图26A、26B、26C是举例说明声表面波器件的特征参数与ZnO薄膜归一化的厚度h／λ变化关系的简略示意图，声表面波器件包括利用区域Ⅱ-10的langasite单晶基体、和在其表面上形成的ZnO薄膜和叉指电极。图26A、26B、26C分别是SAW(声表面波)波速、机电耦合系数k2和TCV(SAW波速的温度系数)的变化曲线。
图27是举例说明，当ZnO薄膜的归一化厚度h／λ和限定声表面波传播方向的ψ值变化时，声表面波器件的TCV(SAW波速的温度系数)的变化图。该声表面波器件包括利用区域Ⅱ-1的langasite单晶基体、和在其表面上形成的ZnO薄膜和叉指电极。
图28是举例说明，当ZnO薄膜的归一化厚度h／λ和限定声表面波传播方向的ψ值变化时，声表面波器件的机电耦合系数k2的变化图。该声表面波器件包括利用区域Ⅱ-1的langasite单晶基体、和在其表面上形成的ZnO薄膜和叉指电极。
图29是举例说明，当ZnO薄膜的归一化厚度h／λ和限定声表面波传播方向的ψ值变化时，声表面波器件的TCV(SAW波速的温度系数)的变化图。该声表面波器件包括利用区域Ⅱ-10的langasite单晶基体、和在其表面上形成的ZnO薄膜和叉指电极。
图30是举例说明，当ZnO薄膜的归一化厚度h／λ和限定声表面波传播方向的ψ值变化时，声表面波器件的机电耦合系数k2的变化图。该声表面波器件包括利用区域Ⅱ-10的langasite单晶基体、和在其表面上形成的ZnO薄膜和叉指电极。
图31是根据本发明实施例3的声表面波器件的典型结构的截面图。
图32A、32B、32C是举例说明声表面波器件的特征参数与ZnO薄膜归一化的厚度h／λ变化关系的简略示意图，声表面波器件包括利用区域Ⅲ-1的langasite单晶基体、和在其表面上依次形成的叉指电极、ZnO薄膜和反电极膜。图32A、32B、32C分别是SAW(声表面波)波速、机电耦合系数k2和TCV(SAW波速的温度系数)的变化曲线。
图33A、33B、33C是举例说明声表面波器件的特征参数与ZnO薄膜归一化的厚度h／λ变化关系的简略示意图，声表面波器件包括利用区域Ⅲ-2的langasite单晶基体、和在其表面上依次形成的叉指电极、ZnO薄膜和反电极膜。图33A、33B、33C分别是SAW(声表面波)波速、机电耦合系数k2和TCV(SAW波速的温度系数)的变化曲线。
图34A、34B、34C是举例说明声表面波器件的特征参数与ZnO薄膜归一化的厚度h／λ变化关系的简略示意图，声表面波器件包括利用区域Ⅲ-3的langasite单晶基体、和在其表面上依次形成的叉指电极、ZnO薄膜和反电极膜。图34A、34B、34C分别是SAW(声表面波)波速、机电耦合系数k2和TCV(SAW波速的温度系数)的变化曲线。
图35A、35B、35C是举例说明声表面波器件的特征参数与ZnO薄膜归一化的厚度h／λ变化关系的简略示意图，声表面波器件包括利用区域Ⅲ-4的langasite单晶基体、和在其表面上依次形成的叉指电极、ZnO薄膜和反电极膜。图35A、35B、35C分别是SAW(声表面波)波速、机电耦合系数k2和TCV(SAW波速的温度系数)的变化曲线。
图36A、36B、36C是举例说明声表面波器件的特征参数与ZnO薄膜归一化的厚度h／λ变化关系的简略示意图，声表面波器件包括利用区域Ⅲ-5的langasite单晶基体、和在其表面上依次形成的叉指电极、ZnO薄膜和反电极膜。图36A、36B、36C分别是SAW(声表面波)波速、机电耦合系数K2和TCV(SAW波速的温度系数)的变化曲线。
图37A、37B、37C是举例说明声表面波器件的特征参数与ZnO薄膜归一化的厚度h／λ变化关系的简略示意图，声表面波器件包括利用区域Ⅲ-6的langasite单晶基体、和在其表面上依次形成的叉指电极、ZnO薄膜和反电极膜。图37A、37B、37C分别是SAW(声表面波)波速、机电耦合系数k2和TCV(SAW波速的温度系数)的变化曲线。
图38A、38B、38C是举例说明声表面波器件的特征参数与ZnO薄膜归一化的厚度h／λ变化关系的简略示意图，声表面波器件包括利用区域Ⅲ-7的langasite单晶基体、和在其表面上依次形成的叉指电极、ZnO薄膜和反电极膜。图38A、38B、38C分别是SAW(声表面波)波速、机电耦合系数k2和TCV(SAW波速的温度系数)的变化曲线。
图39A、39B、39C是举例说明声表面波器件的特征参数与ZnO薄膜归一化的厚度h／λ变化关系的简略示意图，声表面波器件包括利用区域Ⅲ-8的langasite单晶基体、和在其表面上依次形成的叉指电极、ZnO薄膜和反电极膜。图39A、39B、39C分别是SAW(声表面波)波速、机电耦合系数k2和TCV(SAW波速的温度系数)的变化曲线。
图40A、40B、40C是举例说明声表面波器件的特征参数与ZnO薄膜归一化的厚度h／λ变化关系的简略示意图，声表面波器件包括利用区域Ⅲ-9的langasite单晶基体、和在其表面上依次形成的叉指电极、ZnO薄膜和反电极膜。图40A、40B、40C分别是SAW(声表面波)波速、机电耦合系数k2和TCV(SAW波速的温度系数)的变化曲线。
图41A、41B、41C是举例说明声表面波器件的特征参数与ZnO薄膜归一化的厚度h／λ变化关系的简略示意图，声表面波器件包括利用区域Ⅲ-10的langasite单晶基体、和在其表面上依次形成的叉指电极、ZnO薄膜和反电极膜。图41A、41B、41C分别是SAW(声表面波)波速、机电耦合系数k2和TCV(SAW波速的温度系数)的变化曲线。
图42是举例说明，当ZnO薄膜的归一化厚度h／λ和限定声表面波传播方向的ψ值变化时，声表面波器件的TCV(SAW波速的温度系数)的变化图。该声表面波器件包括利用区域Ⅲ-1的langasite单晶基体、和在其表面上依次形成的叉指电极、ZnO薄膜和反电极膜。
图43是举例说明，当ZnO薄膜的归一化厚度h／λ和限定声表面波传播方向的ψ值变化时，声表面波器件的机电耦合系数k2的变化图。该声表面波器件包括利用区域Ⅲ-1的langasite单晶基体、和在其表面上形成的ZnO薄膜和反电极膜。
图44是举例说明，当ZnO薄膜的归一化厚度h／λ和限定声表面波传播方向的ψ值变化时，声表面波器件的TCV(SAW波速的温度系数)的变化图。该声表面波器件包括利用区域Ⅲ-10的langasite单晶基体、和在其表面上依次形成的ZnO薄膜和反电极膜。
图45是举例说明，当ZnO薄膜的归一化厚度h／λ和限定声表面波传播方向的ψ值变化时，声表面波器件的机电耦合系数k2的变化图。该声表面波器件包括利用区域Ⅲ-10的langasite单晶基体、和在其表面上依次形成的ZnO薄膜和反电极膜。
图46是根据本发明实施例4的声表面波器件的典型结构的截面图。
图47A、47B、47C是举例说明声表面波器件的特征参数与ZnO薄膜归一化的厚度h／λ变化关系的简略示意图，声表面波器件包括利用区域Ⅳ-1的langasite单晶基体、和在其表面上依次形成的反电极膜、ZnO薄膜和叉指电极。图47A、47B、47C分别是SAW(声表面波)波速、机电耦合系数k2和TCV(SAW波速的温度系数)的变化曲线。
图48A、48B、48C是举例说明声表面波器件的特征参数与ZnO薄膜归一化的厚度h／λ变化关系的简略示意图，声表面波器件包括利用区域Ⅳ-2的langasite单晶基体、和在其表面上依次形成的反电极膜、ZnO薄膜和叉指电极。图48A、48B、48C分别是SAW(声表面波)波速、机电耦合系数k2和TCV(SAW波速的温度系数)的变化曲线。
图49A、49B、49C是举例说明声表面波器件的特征参数与ZnO薄膜归一化的厚度h／λ变化关系的简略示意图，声表面波器件包括利用区域Ⅳ-3的langasite单晶基体、和在其表面上依次形成的反电极膜、ZnO薄膜和叉指电极。图49A、49B、49C分别是SAW(声表面波)波速、机电耦合系数k2和TCV(SAW波速的温度系数)的变化曲线。
图50A、50B、50C是举例说明声表面波器件的特征参数与ZnO薄膜归一化的厚度h／λ变化关系的简略示意图，声表面波器件包括利用区域Ⅳ-4的langasite单晶基体、和在其表面上依次形成的反电极膜、ZnO薄膜和叉指电极。图50A、50B、50C分别是SAW(声表面波)波速、机电耦合系数k2和TCV(SAW波速的温度系数)的变化曲线。
图51A、51B、51C是举例说明声表面波器件的特征参数与ZnO薄膜归一化的厚度h／λ变化关系的简略示意图，声表面波器件包括利用区域Ⅳ-5的langasite单晶基体、和在其表面上依次形成的反电极膜、ZnO薄膜和叉指电极。图51A、51B、51C分别是SAW(声表面波)波速、机电耦合系数k2和TCV(SAW波速的温度系数)的变化曲线。
图52A、52B、52C是举例说明声表面波器件的特征参数与ZnO薄膜归一化的厚度h／λ变化关系的简略示意图，声表面波器件包括利用区域Ⅳ-6的langasite单晶基体、和在其表面上依次形成的反电极膜、ZnO薄膜和叉指电极。图52A、52B、52C分别是SAW(声表面波)波速、机电耦合系数k2和TCV(SAW波速的温度系数)的变化曲线。
图53A、53B、53C是举例说明声表面波器件的特征参数与ZnO薄膜归一化的厚度h／λ变化关系的简略示意图，声表面波器件包括利用区域Ⅳ-7的langasite单晶基体、和在其表面上依次形成的反电极膜、ZnO薄膜和叉指电极。图53A、53B、53C分别是SAW(声表面波)波速、机电耦合系数k2和TCV(SAW波速的温度系数)的变化曲线。
图54A、54B、54C是举例说明声表面波器件的特征参数与ZnO薄膜归一化的厚度h／λ变化关系的简略示意图，声表面波器件包括利用区域Ⅳ-8的langasite单晶基体、和在其表面上依次形成的反电极膜、ZnO薄膜和叉指电极。图54A、54B、54C分别是SAW(声表面波)波速、机电耦合系数k2和TCV(SAW波速的温度系数)的变化曲线。
图55A、55B、55C是举例说明声表面波器件的特征参数与ZnO薄膜归一化的厚度h／λ变化关系的简略示意图，声表面波器件包括利用区域Ⅳ-9的langasite单晶基体、和在其表面上依次形成的反电极膜、ZnO薄膜和叉指电极。图55A、55B、55C分别是SAW(声表面波)波速、机电耦合系数k2和TCV(SAW波速的温度系数)的变化曲线。
图56A、56B、56C是举例说明声表面波器件的特征参数与ZnO薄膜归一化的厚度h／λ变化关系的简略示意图，声表面波器件包括利用区域Ⅳ-10的langasite单晶基体、和在其表面上依次形成的反电极膜、ZnO薄膜和叉指电极。图56A、56B、56C分别是SAW(声表面波)波速、机电耦合系数k2和TCV(SAW波速的温度系数)的变化曲线。
图57是举例说明，当ZnO薄膜的归一化厚度h／λ和限定声表面波传播方向的ψ值变化时，声表面波器件的TCV(SAW波速的温度系数)的变化图。该声表面波器件包括利用区域Ⅳ-1的langasite单晶基体、和在其表面上形成的反电极膜、ZnO薄膜和叉指电极。
图58是举例说明，当ZnO薄膜的归一化厚度h／λ和限定声表面波传播方向的ψ值变化时，声表面波器件的机电耦合系数k2的变化图。该声表面波器件包括利用区域Ⅳ-1的langasite单晶基体、和在其表面上形成的反电极膜、ZnO薄膜和叉指电极。
图59是举例说明，当ZnO薄膜的归一化厚度h／λ和限定声表面波传播方向的ψ值变化时，声表面波器件的TCV(SAW波速的温度系数)的变化图。该声表面波器件包括利用区域Ⅳ-10的langasite单晶基体、和在其表面上形成的反电极膜、ZnO薄膜和叉指电极。
图60是举例说明，当ZnO薄膜的归一化厚度h／λ和限定声表面波传播方向的ψ值变化时，声表面波器件的机电耦合系数k2的变化图。该声表面波器件包括利用区域Ⅳ-10的langasite单晶基体、和在其表面上形成的反电极膜、ZnO薄膜和叉指电极。
实施例1在实施例1中，langasite单晶被用作声表面波器件的基体材料，而代表从langasite单晶切出的基体切角和声表面波沿基体的传播方向的φ、θ和ψ则从总区域Ⅰ中选取。这样就可能实现降低SAW波速，提高机电耦合系数和降低TCV(SAW波速的温度系数)。在实施例1中，在langasite单晶基体的表面上进一步覆盖ZnO制作的薄膜。然后，根据从langasite单晶切出的基体切角和声表面波在基体上的传播方向，控制压电膜的厚度，由此实现机电耦合系数的进一步提高和／或TCV的进一步降低。这样又可以减小声表面波器件的尺寸，提高通带宽度，并提高声表面波器件用作滤波器时的温度稳定性。尤其是可能得到，最适合用于以中频工作的移动通信终端设备的声表面波滤波器。
总区域Ⅰ包含区域Ⅰ-1到Ⅰ-10，在每个区域存在一个优选的压电膜厚度范围。在区域Ⅰ-1和Ⅰ-10，TCV的绝对值可以通过压电膜厚度的选择大大地降低，某些情况下可以基本上降至零。由此就可能获得选择性非常好的声表面波器件。
众所周知，在LiNbO3或类似化合物的压电基体上形成由氧化锌、氧化锂、CdS(硫化镉)或类似成分的压电膜，可以提高声表面波器件的机电耦合系数，典型的如JP-A8-204499中发布的。但是迄今为止，在本领域中还未提出过包含在langasite单晶基体表面上形成压电膜的声表面波器件。现在，通过选择从langasite单晶切出的基体切角和声表面波在基体上的传播方向，langasite基体可以得到一个正的TCV值。另一方面，ZnO薄膜的TCV值是负的。当在langasite基体上形成ZnO薄膜时，二者的TCV值就会互相抵消，总的TCV值就被大大地降低。从这一点上讲，传统的压电基体如LiNbO3基体由于具有负的TCV值，就不合适了，因为与ZnO薄膜结合时，总的TCV值就向负的方向增大。通过实施例1中的特定langasite基体与氧化锌薄膜的结合，就可以实现TCV的降低，而利用传统的基体-薄膜结合是不能实现这种降低的。实施例2在实施例2中，为了构造声表面波器件，在压电基体上依次形成压电薄膜和叉指电极。单晶基体用作压电基体、ZnO薄膜用作压电膜。通过形成压电膜可以提高机电耦合系数。
众所周知，在压电基体表面形成压电膜可以提高机电耦合系数，典型的如JP-A8-204499中所公布。然而，当具有负值TCV的LiNbO3基体与ZnO薄膜结合时，总的TCV值向负的方向增加。
在本发明中，langasite单晶体用作基体材料。通过选择从langasite单晶切出的基体切角和声表面波在基体上的传播方向，langasite基体可以得到一个正的TCV值。另一方面，ZnO薄膜的TCV值是负的。当在langasite基体上形成ZnO薄膜时，二者的TCV值就会互相抵消，总的TCV值就会被大大地降低，因此就可以得到一种利用传统的压电基体-薄膜结合得不到的声表面波器件，即机电耦合系数被提高，TCV绝对值被降低的声表面波器件。
JP-A8-204499还公开了在压电基体上的叉指电极上形成压电薄膜。而在本发明的实施例2中，是叉指电极在压电基体上的压电薄膜上形成。换言之，在实施例2中得到的是一层均匀的压电膜，因为压电膜是在压电基体的平滑表面上形成的。这样就可以消除或大量降低压电膜不规整引起的频率波动。
总区域Ⅱ包含区域Ⅱ-1到Ⅱ-10，在每个区域存在一个优选的压电膜厚度范围。在区域Ⅱ-1和Ⅱ-10，TCV的绝对值可以通过压电膜厚度的选择大大地降低，某些情况下可以基本上降至零。由此就可以获得选择性非常好的声表面波器件。实施例3在本发明的实施例3中，如图31所示，把压电膜4加到压电基体2上以构造声表面波器件。压电基体采用langasite单晶基体，压电膜采用ZnO薄膜，在压电膜上再形成一层反电极薄膜。通过形成压电膜和反电极膜就可以提高器件的机电耦合系数。
众所周知，在压电基体表面形成压电膜可以提高机电耦合系数，典型的如JP-A8-204499中公布的。然而，当具有负值TCV的LiNbO3之类的常规基体与ZnO薄膜结合时，总的TCV值向负的方向增加。
大家还知道，即使在压电膜比较薄时，通过在叉指电极对面加一层反电极薄膜，并在其间用压电膜隔开，也可以提高机电耦合系数，典型的如Nikkan Kogyo Shinbun-Sha(1978)出版的“Surface Wave Device，and Its Application”pp．98-109中所描述。然而在传统的带有反电极膜的声表面波器件中，用的是不具有压电性的基体，如玻璃、硅或蓝宝石基体，而不是采用压电基体。原因之一可能是传统的压电基体-薄膜结合会引起TCV值向负方向的过大的增加，就象上面提到的那样。
在本发明的实施例3中，langasite单晶体用作基体材料。通过选择从langasite单晶切出的基体切角和声表面波在基体上的传播方向，langasite单晶基体可以得到一个正的TCV值。另一方面，ZnO薄膜的TCV值是负的。当在langasite基体上形成ZnO薄膜时，二者的TCV值就会互相抵消，总的TCV值就会被大大地降低。因此就可以得到一种利用传统的压电基体-薄膜结合得不到的声表面波器件，即机电耦合系数被提高，TCV绝对值被降低的声表面波器件。
在本发明的实施例3中，代表从langasite单晶切出的基体切角和声表面波沿基体的扩展方向的φ、θ和ψ从总区域Ⅲ中选取。这样就可能实现降低SAW波速、提高机电耦合系数和降低TCV(SAW波速的温度系数)。然后，根据从langasite单晶切出的基体切角和声表面波在基体上的传播方向，控制压电膜的厚度，由此实现机电耦合系数的进一步提高和／或TCV的进一步降低。这样又可以减小声表面波器件的尺寸，提高通带宽度，并提高声表面波器件用作滤波器时的温度稳定性。尤其可以得到最适合用于在中频下工作的移动通信终端设备的声表面波滤波器。
总区域Ⅲ包含区域Ⅲ-1到Ⅲ-10，在每个区域存在一个优选的压电膜厚度范围。在区域Ⅲ-1和Ⅲ-10，TCV的绝对值可以通过压电膜厚度的选择大大地降低，某些情况下可以基本上降至为零。由此就可以获得选择性非常好的声表面波器件。实施例4在本发明的实施例4中，如图46所示，把压电膜4加到压电基体2上以构造声表面波器件。压电基体采用langasite单晶基体，压电膜采用ZnO薄膜，并且在压电膜和基体之间形成一层反电极膜。通过形成压电膜和反电极膜就可以提高器件的机电耦合系数。
众所周知，在压电基体表面形成压电膜可以提高机电耦合系数，典型的如JP-A8-204499中公布的。然而，当传统的具有负值TCV的压电基体如LiNbO3基体，与ZnO薄膜结合时，总的TCV值向负的方向大为增加。
大家还知道，即使在压电膜比较薄时，通过在反电极膜上加叉指电极，并且在其间用压电膜隔开，也可以提高机电耦合系数，典型的如Nikkan kogyo Shinbun-sha(1978)出版的“Surface Wave Device，andIts Application”pp98-109，中所描述。然而在传统的带有反电极膜的声表面波器件中，用的是不具有压电性的基体，如玻璃，硅或蓝宝石基体，而不是压电基体。原因之一可能是传统的压电基体-薄膜结合会引起TCV值向负方向的过大的增加。
在本发明的实施例4中langasite单晶体用作基体材料。通过选择从langasite单晶切出的基体切角和声表面波在基体上的传播方向，langasite单晶基体可以得到一个正的TCV值。另一方面，ZnO薄膜的TCV值是负的。当在langasite基体上形成ZnO薄膜时，二者的TCV值就会互相抵消，总的TCV值就会被大大地降低。因此就可以得到一种利用传统的压电基体-薄膜结合得不到的声表面波器件，即机电耦合系数被提高，TCV绝对值被降低的声表面波器件。
JP-A8-204499还公开了在压电基体上的叉指电极上形成压电薄膜。而在本发明的实施例4中，反电极膜和压电膜在压电基体上形成，叉指电极在压电膜上形成。换言之，在实施例4中可得到一层均匀的压电膜，因为压电膜是在反电极膜的平滑表面上形成的。这样就可以消除或大量降低压电膜不规整引起的频率波动。
在本发明的实施例4中，代表从langasite单晶切出的基体切角和声表面波沿基体的传播方向的φ、θ和ψ从总区域Ⅳ中选取。这样就可能实现降低SAW波速、提高机电耦合系数和降低TCV(SAW波速的温度系数)。然后根据从langasite单晶切出的基体切角和声表面波在基体上的传播方向，控制压电膜的厚度，由此实现机电耦合系数的进一步提高和／或TCV的进一步降低。这样就可以减小声表面器件的尺寸，提高通带宽度，并提高声表面波器件用作滤波器时的温度稳定性。尤其是可能得到，最适合用于以中频工作的移动通信终端设备的声表面波滤波器。
总区域Ⅳ包含区域Ⅳ-1到Ⅳ-10，在每个区域存在一个优选的压电膜厚度范围。在区域Ⅳ-1和Ⅳ-10，TCV的绝对值可以通过压电膜厚度的选择大大地降低，某些情况下可以基本上降至零。由此就可能获得选择性非常好的声表面波器件。
在此应当指出，例如在“NUMERICAL AND EXPERIMENTALINVESTIGATION SAW IN LANGASITE(LANGASITE中声表面波的数值和试验研究)”，1995 IEEE ULTRASONICS SYMPOSIUM，Vol．1，389(参考文献1)中，给出了当从langasite单晶切出的基体切角和声表面波在基体上的传播方向用欧拉角(φ、θ、ψ)表示时，在下列情况下，langasite单晶基体的SAW波速、k2／2和TCD(SAW迟延时间的温度系数)等的数值计算结果(0°，30°，90°)(0°，53°，90°)(0°，61°，0°)(0°，147°，22°)(0 °，147°，18 °)(0 °，32 °，40°)(0 °，156°，0°)(0°，θ，0°)(0°，25°，ψ)另外，在“Effect of Electric Field and of Mechanical Pressure onSurface Acoustic Waves Propagation in La3Ga5SiO14PiezoelectricSingle Crystals”1995 IEEE ULTRASONICS SYMPOSIUM，Vol．1，409(参考文献2)中，也给出了基体用欧拉角表示时，在下列情况下，k2等的数值计算结果(0°，90°，ψ)(0°，90°，ψ)(0°，0°，ψ)(0°，θ，0°)(90°，θ，0°)(φ，90°，0°)而且，在“The 17th Symposium Preprint on the Fundamentals andApplications of Ultrasionic Electronics”(参考文献3)中的论文“AStudy on SAW propagation characteristics on a langasite crystalplate”中给出了基体用欧拉角(φ，θ，ψ)表示时，即在(90°，90°，ψ)时k2、TCD等的计算值，和基体在下列情况下，TCD的实测值(0°，0°，90°)(90°，90°，175°)(90°，90°，25°)而且，在日本科学促进会，第150届声表面波技术委员会的第51次研讨会上散发的材料，第21页论文“Propagation direction dependence ofRayleigh waves on a langastie plate”中，也给出了基体用欧拉角(φ，θ，ψ)表示时，在下列情况下，k2等的数值计算结果(0°，0°，4)(90°，90°，4)以及基体在下列情况下用实测系列谐振频率计算的TCD结果(0°，0°，90°)(90°，90°，175°)(90°，90°，15°)(90°，90°，21°)(90°，90°，25°)参考文献4的发表日期是1997年1月27日，即在本申请的基础申请提交之后。还有，在“The 17th Symposium Preprint on the Fundamentalsand Applications of Ultrasonic Electronics”中的论文“Propagationcharacteristics of surface acoustic waves on La3Ga5SiO14”中也给出了基体，用欧拉角(φ，θ，ψ)表示时在下列情况下的k2等的数值计算结果(90°，90°，ψ)(90°，90°，ψ)(0°，0°，ψ)(0°，θ，0°)上述所有参考文献都涉及到langasite单晶基体自身的性能，然而它们都没有公开过在langasite单晶基体上加ZnO压电膜。在本发明中，通过控制从langasite单晶切出的基体切角和声表面波在基体上的传播方向，得到最优的压电膜厚度，以实现机电耦合系数的进一步提高和／或TCV的进一步降低。因此，本发明不是通过上述参考文献可以轻易预见到的。实施例1根据本发明实施例1的声表面波器件的一种典型构造如图1所示。该声表面波器件包括基体2、在基体2表面上形成的一套输入叉指电极3和输出叉指电极3、和覆盖基体2和叉指电极3的压电膜4。在本发明的每一个实施例中，都用langasite单晶体作基体2，langasite单晶体属于点群32。在本发明的每一个实施例中，都用ZnO作压电膜4，压电膜的压电轴基本上与基体的表面垂直。
图1中，x、y、z轴互相垂直。x、y轴位于基体2的平面方向上，x轴定义声表面波的传播方向。z轴垂直于基体平面，并定义从单晶中切出的基体的切角(切平面)。这些x、y、z轴和langasite单晶的X、Y、Z轴的关系可用欧拉角(φ，θ，ψ)表示。
在根据实施例1的声表面波器件中，当从langasite单晶切出的基体切角和声表面波的传播方向用(φ，θ，ψ)表示时，φ，θ，ψ位于上面提到的各个区域中。
通过从总区域Ⅰ中选择φ，θ，ψ和形成适当厚度的压电膜，可以实现降低SAW波速，提高机电耦合系数和降低TCV。从而减小声表面波器件的尺寸，提高通带宽度，并提高声表面波器件用作波滤器时的温度稳定性。尤其是，可能得到最适合用于以中频工作的移动通信终端设备的声表面波滤波器。更具体地，基体的TCV或SAW波速温度系数可以是-35～60ppm／℃，SAW波速可高达2900m／s，机电耦合系数可以是0．1％或更高。在某些情况下，还可以得到更好的性能。
在区域Ⅰ-1，Ⅰ-6，Ⅰ-7，Ⅰ-8，Ⅰ-9和Ⅰ-10，因为耦合系数可以达0．4％或更高，可以得到具有更宽通带的声表面波器件。在区域Ⅰ-1，Ⅰ-7和Ⅰ-10，耦合系数达0．7％或更高，得到的声表面波器件的通带比上述情况更宽。
在区域Ⅰ-1和Ⅰ-10，TCV可以被大大地降低，某些情况下甚至可以降至零，从而得到的声表面波器件就具有足够好的温度稳定性。尤其在区域Ⅰ-1，由于可以通过压电膜厚度的选择得到大的耦合系数和小的TCV，就可以得到具有宽通带和足够好的温度稳定性的声表面波器件。
应当指出这里是把初始温度系数用作TCV，即SAW波速的温度系数。即使温度-声速曲线是二次的(初始温度系数为零)，也用最小二乘法可把二次曲线近似成初始直线，以便计算TCV。特别是，用单位温度段的SAW波速变化△V除以0℃时的SAW波速V0可得到TCV。
基体的切向可以用X射线衍射法确定。
本发明中的langasite单晶体通常用化学分子式La3Ga5SiO14表示，是在PROC．IEEE International Frequency Control Sympo．Vol．1994，pp48-57(1994)中作为一个例子提出而被人所知的。在本发明中，langasite单晶体被用作声表面波器件的基体。在这种情况下，如果晶体的切向和声表面波的传播方向被特别地选择，就可以得到具有如上所述的高性能的声表面波器件。如果通过X射线衍射法发现langasite单晶体某处主要只由langasite相组成，就可以在此处使用。换言之，此处使用的langasite单晶体未必非局限于上述化学分子式的成分，例如，至少一部分La，Ga和Si的晶格位置可被其它元素置换，氧的数目也可以偏离上述理想配比的分子式。而且，langasite单晶体中可能含有不可避免的杂质如Al，Zr，Fe，Ce，Nd，Pt和Ca。对于如何制造langasite单晶体也没有特殊的限制，也就是说，可以用普通的单晶生长工艺制造，如CZ工艺。
在实施例1中，可以根据(φ，θ，ψ)的位置确定优选的压电膜厚度。更具体地，如前所述，对每个区域都存在优选的h／λ。其中h是压电膜的厚度，λ是声表面波的波长，h／λ是用声表面波波长归一化后的压电膜厚度。一般来说，在总区域I中的从区域Ⅰ-2到Ⅰ-9，h／λ值越大，机电耦合系数和SAW波速就越大。而在区域Ⅰ-1和Ⅰ-10，h／λ值越大，SAW波速就越小。因此，要选出每个区域中机电耦合系数足够大，SAW波速足够小的范围。随着h／λ增加，具有压电膜的基体的TCV或SAW波速温度系数就向负方向增加。因此，当基体自身具有正的TCV值时，加上压电膜后TCV值可能会下降。
在本发明的每一个实施例中，对于如何形成压电膜没有特殊的限制，也就是说，压电膜可以用任何需要的工艺生成，只要生成的压电膜的压电轴与基体平面基本上垂直就可以。这些工艺例如包括溅射工艺，离子镀膜工艺，CVD(化学气相沉积)工艺等。如果预先选择好合适的薄膜生成条件，通过这些工艺就可以容易地得到压电轴或C-轴基本与基体表面相垂直的压电膜。
在本发明的每一实施例中，基体尺寸要求并不严格，沿声表面波传播方向为1～20mm左右，垂直于传播方向为0．5～5mm左右。基体的厚度至少是在基体上形成的叉指电极的指条间距(相当于声表面波的波长)的三倍，一般为0．2～0．5mm左右。然而应当指出的是，在某些情况下，对于为估计基体性能而准备的试验样品，其厚度可超出上述上限0．5mm。例如，为了试验，叉指电极的指条间距为320μm，则基体的厚度至少为0．96mm。
在本发明中，在基体2上形成的每一个叉指电极都是周期性的条状薄膜电极，用来激发、接收、反射和传播声表面波。叉指电极按一定方式排列是为了实现声表面波按上述预定的传播方向传播。叉指电极用Au或Al，通过蒸发或溅射的方法形成。叉指电极的指条宽度可以根据应用声表面波器件的频率确定，而且在本发明优选应用的频带范围，指条宽度通常在2～10μm左右。叉指电极的厚度通常为0．03～1．5μm。
根据本发明的各实施例，一般地说声表面波器件非常适用于在10～500MHz频带下工作的滤波器，尤其适用于10～300MHz。本发明的声表面波器件，由于SAW波速低，还有利于减小声表面波延迟元件的尺寸。实施例2根据本发明实施例2的声表面波器件的一种典型结构如图16所示。该声表面波器件包括基体2、在基体2表面上形成的压电膜4、和在压电膜4表面上形成的一套输入叉指电极3和输出叉指电极3。
在根据实施例2的声表面波器件中，当从langasite单晶切出的基体切角和声表面波的传播方向用(φ，θ，ψ)表示时，φ，θ，ψ位于上面提到的各个区域中。
通过从总区域Ⅱ中选择φ，θ，ψ，和形成适当厚度的压电膜，可以实现降低SAW波速、提高机电耦合系数和降低TCV。从而减小声表面波器件的尺寸，提高通带宽度，并提高声表面波器件用作滤波器时的温度稳定性。尤其是，可能得到最适合用于以中频工作的移动通信终端设备的声表面波滤波器。更具体地，基体的TCV或SAW波速温度系数可以是-35～60ppm／℃，SAW波速可高达2900m／s，机电耦合系数可达0．1％或更高。在某些情况下，还可以得到更好的性能。
在总区域Ⅱ，由于得到的耦合系数可以高达0．4％或更高，所以可以得到宽带声表面波器件。而在区域Ⅱ-1和Ⅱ-10，由于耦合系数高达0．8％或更高，所以可以得到更宽通带的声表面波器件。
在区域Ⅱ-1和Ⅱ-10，由于TCV可以被大大地降低，得到的声表面波器件可以具有足够好的温度稳定性。而且在区域Ⅱ-1和Ⅱ-10，由于通过选择压电膜厚度可以获得大的耦合系数和小的TCV，所以得到的声表面波器件就可以具有宽得多的通带和好得多的温度稳定性。
在实施例2中，可以根据(φ，θ，ψ)的位置确定优选的压电膜厚度。更具体地，对每个区域都存在优选的h／λ。其中h是压电膜的厚度，λ是声表面波的波长，h／λ是用声表面波波长归一化后的压电膜厚度。一般来说，在总区域Ⅱ中的从区域Ⅱ-2到Ⅱ-9，h／λ值越大，机电耦合系数和SAW波速就越大。而在区域Ⅱ-1和Ⅱ-10，h／λ值越大，SAW波速就越小。随着h／λ增加，具有压电膜的基体的SAW波速的温度系数或TCV向负方向增加。因此，当基体自身具有正的TCV值时，加上压电膜后TCV值可能会下降。
因此在每个区域应当优先选取这样的h／λ值它能够大大提高必要的性能，或SAW波速，机电耦合系数和TCV的性能。如前所述，在每个区域都存在一个特定的h／λ范围，能真正满足这些性能需求。实施例3根据本发明实施例3的声表面波器件的一种典型结构如图31所示。该声表面波器件包括基体2、加在基体2表面上的一套输入叉指电极3和输出叉指电极3、和覆盖基体2和叉指电极3和3的压电膜4。而且，在压电膜4的表面上还形成了一层反电极膜5。
在根据实施例3的声表面波器件中，当从langasite单晶切出的基体切角和声表面波的传播方向用(φ，θ，ψ)表示时，φ，θ，ψ位于上面提到的各个区域中。
通过从总区域Ⅱ中选择φ，θ，ψ，和形成适当厚度的压电膜和反电极膜，可以实现降低SAW波速、提高机电耦合系数和降低SAW波速温度系数或TCV。从而减小声表面波器件的尺寸，提高通带宽度，并提高声表面波器件用作滤波器时的温度稳定性。尤其是，可能得到最适合用于以中频工作的移动通信终端设备的声表面波滤波器。更具体地，基体的SAW波速温度系数或TCV可以是-35～60ppm／℃，SAW波速可高达2900m／s，机电耦合系数可达0．1％或更高，在某些情况下，还可以得到好得多的性能。
在总区域Ⅲ，相对于压电膜厚度，机电耦合系数有两个峰值。对应于薄的压电膜侧的峰值，是一个实用中足够大的值，0．13％或更大。尤其在区域Ⅲ-4，其耦合系数的峰值为0．37％。相对于厚的压电膜侧也有一个峰值，也是实用中足够大的值，0．15％或更大。这时，与没有压电膜相比，TCV大约提高20ppm／℃。
在实施例3中，可以根据(φ，θ，ψ)的位置确定优选的压电膜厚度。更具体地，如前所述，对于每个区域都存在优选的h／λ。其中h是压电膜的厚度，λ是声表面波的波长，h／λ是用声表面波的波长归一化后的压电膜厚度。h／λ值越大，在区域Ⅲ-1和Ⅲ-10，SAW波速就越小，而在区域Ⅲ-2到Ⅲ-9，SAW波速则越大。如前所述，在总区域Ⅲ，相对于h／λ，机电耦合系数有两个峰值。当机电耦合系数处于大h／λ侧的峰值时，TCV的绝对值就变小。随着h／λ增大，带有压电膜的基体的SAW波速温度系数或TCV值向负的方向增加。因此当基体自身的TCV值为正时，加上压电膜后TCV值可能会下降。
因此在每个区域应当优先选取这样的h／λ值它能够大大提高必要的性能，或SAW波速、机电耦合系数和TCV的性能。如前所述，在每个区域都存在一个特定的h／λ范围，能真正满足这些性能需求。
反电极膜5的尺寸可能会覆盖整个压电膜4。然而，就本实施例而言，至少在一个与输入和输出端的叉指电极相对的区域，应生成反电极膜。反电极膜的优选厚度范围为0．03～0．1μm，太薄了不合适，因为得到的薄膜可能不连续，而且薄膜平面上的电势会由于电阻的增加而变得不均匀。太厚了也不合适，因为会造成反电极膜总重量的增加。反电极膜的材料和形成方法可与上面叙述的叉指电极相同。反电极膜未必总是接地，或总是处于联接状态，它可以处于电绝缘状态。实施例4根据本发明实施例4的声表面波器件的一种典型结构如图46所示。该声表面波器件包括基体2、加在基体2表面上的反电极膜5，加在反电极膜5上的压电膜4、和加在压电膜4表面、的一套输入叉指电极3和输出叉指电极3。
在根据实施例4的声表面波器件中，当从langasite单晶切出的基体切角和声表面波的传播方向用(φ，θ，ψ)表示时，φ，θ，ψ位于上面提到的各个区域中。
通过从总区域Ⅳ中选择φ，θ，ψ，和形成适当厚度的压电膜和反电极膜，可以实现降低SAW波速、提高机电耦合系数和降低TCV。从而减小声表面波器件的尺寸，提高通带宽度，并提高声表面波器用作滤波器时的温度稳定性。尤其是，可能得到最适合用于以中频工作的移动通信终端设备的声表面波滤波器。更具体地，基体的SAW波速温度系数或TCV可以是-35～60ppm／℃，SAW波速可高达2900m／s，机电耦合系数可达0．1％或更高，在某些情况下，还可以得到更好的性能。
在总区域Ⅳ，由于得到的耦合系数可以高达0．2％或更高，所以可以得到宽带声表面波器件。尤其在区域Ⅳ-1和Ⅳ-10，由于耦合系数高达0．8％或更高，所以可以得到宽得多的通带的声表面波器件。
在区域Ⅳ-1和Ⅳ-10，由于TCV可以被大大地降低，有时甚至可降至零，得到的声表面波器件可以具有足够好的温度稳定性。而且在区域Ⅱ-1和Ⅱ-10，由于通过选择压电膜厚度可以获得大的耦合系数和小的TCV，所以得到的声表面波器件就可以具有宽得多的通带和好得多的温度稳定性。
已经提到，在实施例4中，可以根据(φ，θ，ψ)的位置确定优选的压电膜厚度。更具体地，对每个区域都存在优选的h／λ。其中h是压电膜的厚度，λ是声表面波的波长，h／λ是用声表面波波长归一化后的压电膜厚度。一般来说，在总区域Ⅳ中从区域Ⅳ-2到Ⅳ-9，h／λ值越大，机电耦合系数和SAW波速就越大。而在区域Ⅳ-1和Ⅳ-10，则h／λ值越大，SAW波速就越小。随着h／λ增加，具有压电膜的基体的SAW波速温度系数或TCV向负方向增加。因此，当基体自身具有正的TCV值时，加上压电膜后TCV值可能会下降。
因此在每个区域应当优先选取这样的h／λ值它能够大大提高必要的性能，或SAW波速、机电耦合系数和TCV的性能。如前所述，在每个区域都存在一个特定的h／λ范围，能真正满足这些性能需求。
就本实施例而言，反电极膜5至少应在与输入和输出侧的叉指电极相对的区域上形成。但是，为了使压电膜4均匀，最好使反电极膜5覆盖整个基体2。反电极膜的优选厚度范围为0．03～0．1μm。太薄了不合适，因为得到的薄膜可能不连续，而且薄膜平面上的电势会由于电阻的增加而变得不均匀。太厚了也不合适，因为会造反电极膜总重量的增加。反电极膜的材料和形成方法可与上面叙述的叉指电极相同。反电极膜未必总是接地，或总是处于联接状态，它可以处于电绝缘状态。
下面结合实例解释本发明。实例Ⅰ-1(实施例1)用CZ工艺生长langasite单晶体，切割langasite单晶体得到基体。在基体表面上形成声表面波换能器，该声表面波换能器包括一套输入叉指电极和输出叉指电极，并在换能器上用磁控溅射工艺生成ZnO薄膜，以制造声表面波器件。叉指电极都是相同形状的普通电极，用Al蒸发生成，其厚度为0．1μm，电极指条宽度d为15μm，电极指条间距(4d)为60μm(相当于声表面波的波长)，电极指条对的个数为40，电极指条间孔径宽度为60λ(=3．6mm)。然而，当输出信号微弱时，上述叉指电极的指条间孔径宽度可变成100λ，其它不变。另外，当ZnO薄膜的归一化厚度超过0．4时，电极指条宽度减半至30μm，孔径宽度也相应减半至1．8mm(=60λ)。
在本实例中，当基体从langasite单晶体切出的切角和声表面波在基体上传播的方向用欧拉角(φ，θ，ψ)表示时，φ，θ分别为0°和90°。ψ用来确定X轴和声表面波的传播方向，从总区域I中选出的ψ值如图2A～10C所示。基体上的ZnO薄膜的厚度h的选择，应满足上述归一化厚度h／λ=0．05～0．8。在每个传播方向上，测定了SAW波速、机电耦合系数k2、和SAW波速温度系数TCV在h／λ变化时的变化量。SAW波速由滤波器的中心频率得到，而机电耦合系数k2则利用著名的Smith等效电路模型。用测量声表面波换能器的两端导纳(admittance)得到。每个方向上SAW波速，k2和TCV的测量结果标在图2A～10C上。
在各图中没有标出结果的各点，测不到声表面波信号。考虑到测到的机电耦合系数的结果，一个可能的原因是在这个范围传播时，机电耦合系数太小，不能有效地把电信号转化成声表面波信号，反之亦然。当ZnO薄膜的归一化厚度h／λ增加时，声表面波的波型就消失了。出现了体波。因此，体波产生后得到的数据都没有标出。
SAW波速和k2的变化曲线表明，如果基体从晶体切出的切角和声表面波的传播方向落在总区域Ⅰ，则SAW波速可降到2900m／s或更低。与传统的ST石英晶体相比，这更有利于减小声表面波器件的尺寸。还发现在总区域Ⅰ得到的机电耦合系数可以为0．1％或更高。这样就可能通过ZnO薄膜厚度的选择得到高得多的机电耦合系数。
继续考虑TCV的变化图，当基体自身的TCV为正值时，换言之，当基体的TCV在归一化厚度h／λ=0时为正值时，发现随着h／λ增加，TCV值从正值向负值方向变化，从而提高了温度性能，另一方面，当基体具有负值TCV时，加上ZnO薄膜，并且增加归一化厚度时，TCV值就向负方向大大地增加。即使在这种情况下，TCV的绝对值也不算太大(大约35ppm／℃或更低)；还发现如果采用常用BGO基体，则基体的温度稳定性会大得多地提高。
下面，对每一个区域进行详细的解释由图2B、2C可看出，利用区域Ⅰ-1的器件，当h／λ=0．6时，其机电耦合系数可高达0．76％，这时，TCV=-26ppm／℃，具有足够好的温度性能。
由图3B、3C可看出，利用区域Ⅰ-2的器件，当h／λ=0．5时，其机电耦合系数可高达0．32％，这时，TCV=9ppm／℃，具有足够好的温度性能。
由图4B，4C可看出，利用区域Ⅰ-3的器件，当h／λ=0．4时，其机电耦合系数可高达0．15％，这时，TCV=32ppm／℃，具有足够好的温度性能。
由图5B、5C可看出，利用区域Ⅰ-4的器件，当h／λ=0．4时，其机电耦合系数可高达0．19％，这时，TCV=17ppm／℃，具有足够好的温度性能。
由图6B、6C可看出，利用区域Ⅰ-5的器件，当h／λ=0．35时，其机电耦合系数可高达0．25％，这时，TCV=16ppm／℃，具有足够好的温度性能。
由图7B、7C可看出，利用区域Ⅰ-6的器件，当h／λ=0．35时，其机电耦合系数可高达0．61％，这时，TCV=17ppm／℃，具有足够好的温度性能。
由图8B、8C可看出，利用区域Ⅰ-7的器件，当h／λ=0．35时，其机电耦合系数可高达0．72％，这时，TCV=19ppm／℃，具有足够好的温度性能。
由图9B，9C可看出，利用区域Ⅰ-8的器件，当h／λ=0．35时，其机电耦合系数可高达0．53％，这时，TCV=33ppm／℃，具有足够好的温度性能。
由图10B、10C可看出，利用区域Ⅰ-9的器件，当h／λ=0．5时，其机电耦合系数可高达0．63％，这时，TCV=12ppm／℃，具有足够好的温度性能。
由图11B、11C可看出，利用区域Ⅰ-10的器件，当h／λ=0．55时，其机电耦合系数可高达0．96％，这时，TCV=24ppm／℃，具有足够好的温度性能。实例1-2(实施例1)按实例1-1制作的声表面波器件，与1-1不同的是φ和θ分别为0°和90°，而用来确定X轴或声表面波传播方向的ψ值从-80°到-66°，每隔2°选一次值。应当指出，这些φ，θ，ψ值在区域I-1内。测定了这些器件的TCV-h／λ(归一化厚度)关系，结果见图12。还测定了k2-h／λ的关系，结果见图13。
一方面，从图12可看出，在区域Ⅰ-1，可以得到所谓的零温度性能，而且对应于零温度性能的ZnO薄膜的厚度随声表面波的传播方向变化。另一方面，从图13可以看出，当ZnO薄膜变厚时，机电耦合系数趋于变大。因此，如果为了得到零温度性能而选定ZnO薄膜厚度，同时为了得到足够大的机电耦合系数而选定传播方向，这样就可以获得具有零温度性能和大的机电耦合系数的声表面波器件。例如，如果传播方向ψ是-70°，ZnO的归一化厚度h／λ为0．35，则这时TCV可基本上降至零，而k2可高达0．32％，所以就可以获得具有小的尺寸，宽的通带和非常好的温度性能的声表面波器件。实例1-3(实施例1)按实例1-1制作的声表面波器件，与1-1不同的是φ和θ分别为0°和90°，而用来确定X轴或声表面波传播方向的ψ值从66°到80°每隔2°选一次值。应当指出，这些φ，θ，ψ值在区域Ⅰ-10内。测定了这些器件的TCV-h／λ(归一化厚度)关系，结果见图14。还测定了k2-h／λ的关系，结果见图15。
一方面，从图14可看出，在区域Ⅰ-10，可以得到零温度性能，而且对应于零温度性能的ZnO薄膜的厚度随声表面波的传播方向变化。另一方面，从图15可看出，当ZnO薄膜变厚时，机电耦合系数超于变大。因此，如果为了得到足够大的机电耦合系数而选定ZnO薄膜厚度，同时为了得到零温度性能而选定传播方向，这样就可以获得具有零温度性能和大的机电耦合系数的声表面波器件。例如，如果传播方向ψ是70°，ZnO的归一化厚度h／λ为0．35，则这时TCV可基本上降至零，而k2可高达0．6％，所以就可以获得具有小的尺寸，宽的通带和非常好的温度性能的声表面波器件。实例2-1(实施例2)用CZ工艺生长langasite单晶体，从单晶体上切割0．35mm厚的基体。在基体表面上用磁控溅射工艺生成ZnO薄膜，在ZnO薄膜上生成声表面波换能器，以制造声表面波器件，该声表面波换能器包括一套输入叉指电极和输出叉指电极。叉指电极都是相同形状的普通电极，用Al蒸发生成，其厚度为0．1μm，电极指条宽度d为15μm，电极指条间距(4d)为60μm(相当于声表面波的波长)，电极指条对的个数为40，指条间孔径宽度为60λ(=3．6mm)。然而，当输出信号微弱时，上述叉指电极的指条间孔径宽度可变成100λ，其它不变。另外，当ZnO薄膜的归一化的厚度超过0．4时，电极指条间距减半至30μm，孔径宽度也相应减半至1．8mm(=60λ)。
在本实例中，当基体从langasite单晶体切出的切角和声表面波在基体上的传播方向用欧拉角(φ，θ，ψ)表示时，φ和θ分别为0°和90°。ψ用来确定X轴和声表面波的传播方向，从总区域Ⅱ中选出的ψ值如图17A～26C所示。基体上的ZnO薄膜的厚度h的选择，应满足上述归一化厚度h／λ=0．05～0．8。为了比较，制备了h／λ=0，即没有ZnO薄膜的声表面波器件。在每个传播方向上，测定了SAW波速、机电耦合系数k2、和SAW波速由滤波器的中心频率得到，机电耦合系数k2利用著名的Smith等效电路模型，用测量声表面波换能器的两端导纳得到。每个方向上SAW波速、k2和TCV的测量结果标在图17A～26C上。
随着ZnO薄膜的归一化厚度h／λ增加，声表面波的波型消失，并出现体波。因此，体波产生后得到的数据都没有标出。
SAW波速和k2的变化曲线表明，如果基体从晶体切出的切角和声表面波的传播方向落在总区域Ⅱ，则SAW波速可降到2900m／s或更低。与传统的ST石英晶体相比，这更有利于减小声表面波器件的尺寸。还发现在总区域Ⅰ得到的机电耦合系数可以为0．1％或更高。这样就可能通过ZnO薄膜厚度的选择得到高得多的机电耦合系数。
继续考虑TCV的变化图，当基体自身的TCV为正值时，换言之，当基体的TCV在归一化厚度h／λ=0时为正值时，发现随着h／λ增加，TCV值从正值向负值方向变化，从而提高了温度性能，另一方面，当基体具有负值TCV时，加上ZnO薄膜，并且增加归一化厚度时，TCV值就向负方向大大地增加。即使在这种情况下，TCV的绝对值也不算太大(大约35ppm／℃或更低)；还发现如果采用常用BGO基体，则基体的温度稳定性会大得多地提高。
下面，对每一个区域进行详细的解释。
由图17B、17C可看出，利用区域Ⅱ-1的器件，当h／λ=0．8时，其机电耦合系数可高达0．88％，这时，TCV=-30ppm／℃，具有足够好的温度性能。
由图18B、18C可看出，利用区域Ⅱ-2的器件，当h／λ=0．55时，其机电耦合系数可高达0．6％，这时，TCV=9ppm／℃，具有足够好的温度性能。
由图19B，19C可看出，利用区域Ⅱ-3的器件，当h／λ=0．35时，其机电耦合系数可高达0．44％，这时，TCV=29ppm／℃，具有足够好的温度性能。
由图20B、20C可看出，利用区域Ⅱ-4的器件，当h／λ=0．4时，其机电耦合系数可高达0．56％，这里，TCV=17ppm／℃，具有足够好的温度性能。
由图21B、21C可看出，利用区域Ⅱ-5的器件，当h／λ=0．35时，其机电耦合系数可高达0．53％，这里，TCV=15ppm／℃，具有足够好的温度性能。
由图22B、22C可看出，利用区域Ⅱ-6的器件，当h／λ=0．3时，其机电耦合系数可高达0．59％，这时，TCV=16ppm／℃，具有足够好的温度性能。
由图23B、23C可看出，利用区域Ⅱ-7的器件，当h／λ=0．35时，其机电耦合系数可高达0．63％，这时，TCV=19ppm／℃，具有足够好的温度性能。
由图24B，24C可看出，利用区域Ⅱ-8的器件，当h／λ=0．3时，其机电耦合系数可高达0．51％，这时，TCV=32ppm／℃，具有足够好的温度性能。
由图25B、25C可看出，利用区域Ⅱ-9的器件，当h／λ=0．55时，其机电耦合系数可高达0．59％，这里，TCV=11ppm／℃，具有足够好的温度性能。
由图26B、26C可看出，利用区域Ⅱ-10的器件，当h／λ=0．75时，其机电耦合系数可高达0．86％，这里，TCV=-30ppm／℃，具有足够好的温度性能。
实例2-2(实施例2)按实例1-1制作的声表面波器件，与2-1不同的是φ和θ分别为0°和90°，而用来确定X轴或声表面波传播方向的ψ值从-80°到-66°，每隔2°选一次值。应当指出，这些φ，θ，ψ值在区域Ⅱ-2内。测定了这些器件的TCV-h／λ(归一化厚度)关系，结果见图27。还测定了k2-h／λ的关系，结果见图28。
一方面，从图27可看出，在区域Ⅱ-1，可以得到零温度性能，而且对应于零温度性能的ZnO薄膜的厚度随声表面波的传播方向变化。另一方面，从图13可以看出，当ZnO薄膜变厚时，机电耦合系数趋于变大。因此，如果为了得到零温度性能而选定ZnO薄膜厚度，同时为了得到足够大的机电耦合系数而选定传播方向，这样就可以获得具有零温度性能和大的机电耦合系数的声表面波器件。例如，如果传播方向ψ是-70°，ZnO的归一化厚度h／λ为0．35，则这时TCV可基本上降至零，而k2可高达0．51％，所以就可以获得具有小的尺寸，宽的通带和非常好的温度性能的声表面波器件。实例2-3(实施例1)按实例2-1制作的声表面波器件，与2-1不同的是φ和θ分别为0°和90°，而用来确定X轴或声表面波传播方向的ψ值从66°到80°每隔2°选一次值。应当指出，这些φ，θ，ψ值在区域Ⅱ-10内。测定了这些器件的TCV-h／λ(归一化厚度)关系，结果见图29。还测定了k2-h／λ的关系，结果见图30。
一方面，从图29可看出，在区域Ⅱ-10，可以得到零温度性能，而且对应于零温度性能的ZnO薄膜的厚度随声表面波的传播方向变化。另一方面，从图30可看出，当ZnO薄膜变厚时，机电耦合系数超于变大。因此，如果为了得到足够大的机电耦合系数而选定ZnO薄膜厚度，同时为了得到零温度性能而选定传播方向，这样就可以获得具有零温度性能和大的机电耦合系数的声表面波器件。例如，如果传播方向4是70°，ZnO的归一化厚度h／λ为0．35，则这时TCV可基本上降至零，而k2可高达0．56％，所以就可以获得具有小的尺寸，宽的通带和非常好的温度性能的有面波器件。实例3-1(实施例3)用CZ工艺生长langasite单晶体，从这种单晶体上切割0．35mm厚的基体；在基体表面上形成声表面波换能器，该换能器包括一套输入叉指电极和输出叉指电极；在事表面波换能器上用磁控溅射工艺形成一层ZnO薄膜；然后，在ZnO薄膜上形成一层反电极膜，构成了声表面波器件。叉指电极和反电极膜由Al蒸发形成。叉指电极都是相同形状的普通电极，其厚度为0．1μm，电极指条宽度d为15μm，电极指条间距(4d)为60μm，电极指条对的个数为40，指条间孔径宽度为60λ(=3．6mm)。然而，当输出信号微弱时，上述叉指电极的指条间孔径宽度可变成100λ，其它不变。另外，当ZnO薄膜的归一化的厚度超过0．4时，电极指条间距减半至30μm，孔径宽度也相应减半至1．8mm(=60λ)。反电极膜的厚度为0．1μm。
根据实施例3的声表面波器件，由于在其结构中，叉指电极和与其对置的反电极膜在其间用ZnO薄膜隔开，故当ZnO薄膜厚度接近零时，器件就不可能工作；因为这时在叉指电极和反电极膜之间发生了短路。因此，在本实例中，ZnO薄膜归一化厚度h／λ的最小值预设为0．005。当器件的归一化厚度为0．005时，叉指电极的厚度为0．1μm，电极指条间距为320μm(=λ)，且有20个电极指条对，其指条孔径宽度为5mm，反电极膜厚度为0．07μm，基体厚度为1mm。
在本实例中，当基体从langasite单晶体切出的切角和声表面波在基体上传播的方向用欧拉角(φ，θ，ψ)表示时，φ，θ分别为0°和90°。ψ用来确定X轴和声表面波的传播方向，从总区域Ⅲ中选出的ψ值如图32A～40C所示。基体上的ZnO薄膜的厚度h的选择，应满足上述归一化厚度h／λ=0．05～0．8。在每个传播方向上，测定了SAW波速、机电耦合系数k2、和SAW波速温度系数TCV在h／λ变化时的变化量。SAW波速由滤波器的中心频率得到，而机电耦合系数k2则利用著名的Smith等效电路模型，用测量声表面波换能器的两端导纳得到。每个方向上SAW波速，k2和TCV的测量结果标在图32A-40C上。
当ZnO薄膜的归一化厚度h／λ增加时，声表面波的波型就消失了。出现了体波。因此，体波产生后得到的数据都没有标出。
SAW波速和k2的变化曲线表明，如果基体从晶体切出的切角和声表面波的传播方向落在总区域Ⅲ，则SAW波速可降到2900m／s或更低。与传统的ST石英晶体相比，这更有利于减小声表面波器件的尺寸。还发现在总区域Ⅲ得到的机电耦合系数可以为0．1％或更高。这样就可能通过ZnO薄膜厚度的选择得到高得多的机电耦合系数。
继续考虑TCV的变化图，当基体自身的TCV为正值时，换言之，当基体的TCV在归一化厚度h／λ=0时为正值时，发现随着h／λ增加，TCV值从正值向负值方向变化，从而提高了温度性能，另一方面，当基体具有负值TCV时，加上ZnO薄膜，并且增加归一化厚度时，TCV值就向负方向大大地增加。即使在这种情况下，TCV的绝对值也不算太大(大约35ppm／℃或更低)；还发现如果采用常用BGO基体，则基体的温度稳定性会大得多地提高。
下面，对每一个区域进行详细的解释从图32B可以看出，利用区域Ⅲ-1的器件的机电耦合系数有两个峰值一个在h／λ=0．05处，得到的耦合系数为0．22％，另一个在h／λ=0．65处，得到的耦合系数为0．71％。从图32C可看出。这里，前者对应的TCV是-3ppm／℃，后者对应的TCV是-27ppm／℃；要以得到足够好的温度性能。
从图33B可以看出，利用区域Ⅲ-2的器件的机电耦合系数有两个峰值一个在h／λ=0．05处，得到的耦合系数为0．2％，另一个在h／λ=0．6处，得到的耦合系数为0．3％。从图33C可看出。这里，前者对应的TCV是29ppm／℃，后者对应的TCV是5ppm／℃；要以得到足够好的温度性能。
从图34B可以看出，利用区域Ⅲ-3的器件的机电耦合系数有两个峰值一个在h／λ=0．05处，得到的耦合系数为0．29％，另一个在h／λ=0．45处，得到的耦合系数为0．12％。从图34C可看出。这里，前者对应的TCV是40ppm／℃，后者对应的TCV是31ppm／℃；要以得到足够好的温度性能。
从图35B可以看出，利用区域Ⅲ-4的器件的机电耦合系数有两个峰值一个在h／λ=0．05处，得到的耦合系数为0．37％，另一个在h／λ=0．45处，得到的耦合系数为0．2％。从图35C可看出。这里，前者对应的TCV是32ppm／℃，后者对应的TCV是15ppm／℃；要以得到足够好的温度性能。
从图36B可以看出，利用区域Ⅲ-5的器件的机电耦合系数有两个峰值一个在h／λ=0．05处，得到的耦合系数为0．36％，另一个在h／λ=0．4处，得到的耦合系数为0．2％。从图36C可看出。这里，前者对应的TCV是27ppm／℃，后者对应的TCV是14ppm／℃；要以得到足够好的温度性能。
从图37B可以看出，利用区域Ⅲ-6的器件的机电耦合系数有两个峰值一个在h／λ=0．05处，得到的耦合系数为0．29％，另一个在h／λ=0．4处，得到的耦合系数为0．5％。从图37C可看出。这里，前者对应的TCV是25ppm／℃，后者对应的TCV是16ppm／℃；要以得到足够好的温度性能。
从图38B可以看出，利用区域Ⅲ-7的器件的机电耦合系数有两个峰值一个在h／λ=0．05处，得到的耦合系数为0．24％，另一个在h／λ=0．45处，得到的耦合系数为0．65％。从图38C可看出。这里，前者对应的TCV是31ppm／℃，后者对应的TCV是18ppm／℃；要以得到足够好的温度性能。
从图39B可以看出，利用区域Ⅲ-8的器件的机电耦合系数有两个峰值一个在h／λ=0．05处，得到的耦合系数为0．18％，另一个在h／λ=0．4处，得到的耦合系数为0．45％。从图39C可看出。这里，前者对应的TCV是39ppm／℃，后者对应的TCV是31ppm／℃；要以得到足够好的温度性能。
从图40B可以看出，利用区域Ⅲ-9的器件的机电耦合系数有两个峰值一个在h／λ=0．05处，得到的耦合系数为0．13％，另一个在h／λ=0．55处，得到的耦合系数为0．6％。从图40C可看出。这里，前者对应的TCV是29ppm／℃，后者对应的TCV是7ppm／℃；要以得到足够好的温度性能。
从图41B可以看出，利用区域Ⅲ-10的器件的机电耦合系数有两个峰值一个在h／λ=0．05处，得到的耦合系数为0．14％，另一个在h／λ=0．6处，得到的耦合系数为0．89％。从图41C可看出。这里，前者对应的TCV是-2ppm／℃，后者对应的TCV是-27ppm／℃；要以得到足够好的温度性能。
实例3-2(实施例3)按实例3-1制作的声表面波器件，与3-1不同的是φ和θ分别为0°和90°，而用来确定X轴或声表面波传播方向的ψ值从-80°到-66°，每隔2°选一次值。应当指出，这些φ，θ，ψ值在区域Ⅲ-1内。测定了这些器件的TCV-h／λ(归一化厚度)关系，结果见图42。还测定了k2-h／λ的关系，结果见图43。
一方面，从图12可看出，在区域Ⅲ-1，可以得到零温度性能，而且对应于零温度性能的ZnO薄膜的厚度随声表面波的传播方向变化。另一方面，从图43可以看出，当ZnO薄膜变厚时，机电耦合系数趋于变大。因此，如果为了得到零温度性能而选定ZnO薄膜厚度，同时为了得到足够大的机电耦合系数而选定传播方向，这样就可以获得具有零温度性能和大的机电耦合系数的声表面波器件。例如，如果传播方向ψ是-78°，ZnO的归一化厚度h／λ为0．05，则这时TCV可基本上降至零，而k2可高达0．21％，所以就可以获得具有小的尺寸，宽的通带和非常好的温度性能的声表面波器件。实例3-3(实施例3)按实例3-1制作的声表面波器件，与3-1不同的是φ和θ分别为0°和90°，而用来确定X轴或声表面波传播方向的ψ值从66°到80°每隔2°选一次值。应当指出，这些φ，θ，ψ值在区域Ⅲ-10内。测定了这些器件的TCV-h／λ(归一化厚度)关系，结果见图14。还测定了k2-h／λ的关系，结果见图45。
一方面，从图44可看出，在区域Ⅲ-10，可以得到零温度性能，而且对应于零温度性能的ZnO薄膜的厚度随声表面波的传播方向变化。另一方面，从图15可看出，当ZnO薄膜变厚时，机电耦合系数超于变大。因此，如果为了得到足够大的机电耦合系数而选定ZnO薄膜厚度，同时为了得到零温度性能而选定传播方向，这样就可以获得具有零温度性能和大的机电耦合系数的声表面波器件。例如，如果传播方向ψ是70°，ZnO的归一化厚度h／λ为0．35，则这时TCV可基本上降至零，而k2可高达0．44％，所以就可以获得具有小的尺寸，宽的通带和非常好的温度性能的有面波器件。实例4-1(实施例4)用CZ工艺生长langasite单晶体，从这种单晶体上切割0．35mm厚的基体。在基体表面上形成反电极膜。然后在反电极膜表面上用磁控溅射工艺形成一层ZnO薄膜。再在ZnO薄膜表面上形成声表面波换能器，以构成声表面波器件；该换能器包括一套输入叉指电极和输出叉指电极；叉指电极和反电极膜用Al蒸发形成。叉指电极都是相同形状的普通电极，其厚度为0．1μm，电极指条宽度d为15μm。电极指条间距为60μm(=4d=λ)，电极指条对的个数为40，指条间孔径宽度为60λ(=3．6mm)。然而，当输出信号微弱时，上述叉指电极的指条间孔径宽度可变成100λ，其它不变。另外，当ZnO薄膜的归一化厚度超过0．4时，则电极指条间距(=λ)减半至30μm，孔径宽度也相应减半至1．8mm(=60λ)。
根据实施例4的声表面波器件，由于在其结构中，叉指电极和与其对置的反电极膜在其间用ZnO薄膜隔开，故当ZnO薄膜厚度接近零时，器件就不可能工作；因为这时在叉指电极和反电极膜之间发生了短路。因此，在本实例中，ZnO薄膜归一化厚度h／λ的最小值预设为0．005。当器件的归一化厚度为0．005时，则叉指电极的厚度为0．1μm，电极指条间距为320μm，且有20个电极指条对，指条孔径宽度为5mm，反电极膜厚度为0．07μm，基片厚度为1mm。
在本实例中，当基体从langasite单晶体切出的切角和声表面波在基体上传播的方向用欧拉角(φ，θ，ψ)表示时，φ，θ分别为0°和90°。而ψ用来确定X轴和声表面波的传播方向，从总区域Ⅳ中选出的ψ值如图47A～56C所示。基体上的ZnO薄膜的厚度h的选择，应满足上述归一化厚度h／λ=0．05-0．8。在每个传播方向上，测定了SAW波速、机电耦合系数k2、和SAW波速温度系数TCV在h／λ变化时的变化量。SAW波速由滤波器的中心频率得到，而机电耦合系数k2则利用著名的Smith等效电路模型。用测量声表面波换能器的两端导纳得到。每个方向上SAW波速，k2和TCV的测量结果标在图47A～56C上。
随着ZnO薄膜归一化厚度h／λ的增加，声表面波的波型就消失了。出现了体波。因此，体波产生后得到的数据都没有标出。
SAW波速和k2的变化曲线表明，如果基体从晶体切出的切角和声表面波的传播方向落在总区域Ⅳ，则SAW波速可降到2900m／s或更低。与传统的ST石英晶体相比，这更有利于减小声表面波器件的尺寸。不觉发现在总区域Ⅳ得到的机电耦合系数可以为0．1％或更高。这样就可能通过ZnO薄膜厚度的选择得到高得多的机电耦合系数。
继续考虑TCV的变化图，当基体自身的TCV为正值时，换言之，当基体的TCV在归一化厚度h／λ=0时为正值时，发现随着h／λ增加，TCV值从正值向负值方向变化，从而提高了温度性能，另一方面，当基体具有负值TCV时，加上ZnO薄膜，并且增加归一化厚度时，TCV值就向负方向大大地增加。即使在这种情况下，TCV的绝对值也不算太大(大约35ppm／℃或更低)；还发现如果采用常用BGO基体，则基体的温度稳定性会大得多地提高。
下面，对每一个区域进行详细的解释。
由图47B、47C可看出，利用区域Ⅳ-1的器件，当h／λ=0．8时，其机电耦合系数可高达0．88％，这时，TCV=-31ppm／℃，具有足够好的温度性能。
由图48B、48C可看出，利用区域Ⅳ-2的器件，当h／λ=0．6时，其机电耦合系数可高达0．6％，这时，TCV=6ppm／℃，具有足够好的温度性能。
由图49B，49C可看出，利用区域Ⅳ-3的器件，当h／λ=0．4时，其机电耦合系数可高达0．39％，这时，TCV=29ppm／℃，具有足够好的温度性能。
由图50B、50C可看出，利用区域Ⅳ-4的器件，当h／λ=0．45时，其机电耦合系数可高达0．52％，这里，TCV=17ppm／℃，具有足够好的温度性能。
由图51B、51C可看出，利用区域Ⅳ-5的器件，当h／λ=0．4时，其机电耦合系数可高达0．46％，这里，TCV=15ppm／℃，具有足够好的温度性能。
由图52B、52C可看出，利用区域Ⅳ-6的器件，当h／λ=0．4时，其机电耦合系数可高达0．46％，这时，TCV=15ppm／℃，具有足够好的温度性能。
由图53B、53C可看出，利用区域Ⅳ-7的器件，当h／λ=0．45时，其机电耦合系数可高达0．52％，这时，TCV=17ppm／℃，具有足够好的温度性能。
由图54B，54C可看出，利用区域Ⅳ-8的器件，当h／λ=0．4时，其机电耦合系数可高达0．39％，这时，TCV=29ppm／℃，具有足够好的温度性能。
由图55B、55C可看出，利用区域Ⅳ-9的器件，当h／λ=0．6时，其机电耦合系数可高达0．6％，这里，TCV=6ppm／℃，具有足够好的温度性能。
由图56B、56C可看出，利用区域Ⅳ-10的器件，当h／λ=0．8时，其机电耦合系数可高达0．88％，这里，TCV=-32ppm／℃，具有足够好的温度性能。实例4-2(实施例4)
按实例4-1制作的声表面波器件，与4-1不同的是φ和θ分别是0°和90°，而用来确定X轴或声表面波传播方向的ψ值从-80°到-66°，每隔2°选一次值。应当指出这些φ，θ和ψ值在区域Ⅳ-1内。测定了这些器件的TCV-h／λ(归一化厚度)关系，结果见图58。
一方面，从图57可看出，在区域Ⅳ-1，可以得到零温度性能，而且对应于零温度性能的ZnO薄膜的厚度随声表面波的传播方向而变化。另一方面，从图58可看出，当ZnO薄膜变厚时，机电耦合系数趋于变大。因此，如果为了得到足够大的机电耦合系数而选定ZnO薄膜的厚度，同时为了得到零温度性能而选定传播方向，这样就可以获得具有零温度性能和大的机电耦合系数的声表面波器件。例如，如果传播方向ψ是-70°，ZnO的归一化厚度h／λ为0．35，则这时TCV可基本上降至零，而k2可高达0．42％，所以就可以获得具有小的尺寸、宽的通带和非常好的温度性能的声表面波器件。实例4-3(实施例4)按实例4-1制作的声表面波器件，与4-1不同的是φ和θ分别为0°和90°，而用来确定X轴和声表面波传播方向的ψ值从66°到80°，每隔2°选一次值。应当指出，这些φ，θ，ψ值在区域Ⅳ-10内。测定了这些器件的TCV-h／λ(归一化厚度)关系，结果见图59。还测定了k2-h／λ的关系，结果见图60。
一方面，从图59可看出，在区域Ⅳ-10，可以得到零温度性能，而且对应于零温度性能的ZnO薄膜的厚度随声表面波的传播方向而变化。另一方面，从图60可看出，当ZnO薄膜变厚时，机电耦合系数趋于变大。因此，如果为了得到足够大的机电耦合系数而选定ZnO薄膜厚度，同时为了得到零温度性能而选定传播方向，这样就可以获得具有零温度性能和大的机电耦合系数的声表面波器件。例如，如果传播方向ψ是70°，ZnO的归一化厚度h／λ为0．35，则这时TCV可基本上降至零，而k2可高达0．42％，所以就可以获得具有小的尺寸，宽的通带和非常好的温度性能的声表面波器件。
本发明的优点由以上各实例的结果而显而易见。
权利要求
1．一种声表面波器件，包括基体、基体表面上的叉指电极、和用于覆盖上述基体的上述表面和上述叉指电极的表面的压电膜；其中上述基体是属于点群32的langasite单晶体，且上述压电膜由氧化锌组成。
2．一种声表面波器件，包括基体、基体表面上的压电膜、和上述压电膜表面上的叉指电极；其中上述基体是属于点群32的langasite单晶体，且上述压电膜由氧化锌组成。
3．一种声表面波器件，包括基体、基体表面上的叉指电极、用于覆盖上述基体的上述表面和上述叉指电极表面的压电膜、和上述压电膜表面上的反电极膜；其中上述基体是属于点群32的langasite单晶体，且上述压电膜由氧化锌组成。
4．一种声表面波器件，包括基体、上述基体表面上的反电极膜、上述反电极膜上的压电膜、和上述压电膜表面上的叉指电极；其中上述基体是属于点群32的langasite单晶体，且上述压电膜由氧化锌组成。
5．根据权利要求1～4中任何一项的声表面波器件，其中上述压电膜有一个压电轴与上述基体的上述表面基本垂直。
6．根据权利要求1～5中任何一项的声表面波器件，其中当从langasite单晶体切出的上述基体切角和声表面波在上述基体上的传播方向用欧拉角(φ，θ，ψ)表示时，φ，θ和ψ落在以下区域-5°≤φ≤5°85°≤θ≤95°-90°≤ψ≤90°。
全文摘要
本发明提供一种尺寸减小、选择性提高和具有宽通带的声表面波器件,它包括:基体和在其表面上形成的叉指电极。Ⅰ.提供压电膜以覆盖基体表面和叉指电极表面,Ⅱ.在基体表提供压电膜,而且叉指电极加在压电膜表面上,Ⅲ.提供压电膜以覆盖基体表面和叉指电极表面,并在压电膜表面上加反电极膜,或者Ⅳ.在基体表面上加反电极膜,在反电极膜表面上加压电膜,在压电膜表面上加叉指电极。压电膜有一个压电轴与基体平面基本垂直。
文档编号H03H9/00GK1206517SQ97191459
公开日1999年1月27日 申请日期1997年10月16日 优先权日1996年10月18日
发明者井上宪司, 佐藤胜男 申请人:Tdk株式会社