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    公开号:WO1989008949A1
    申请号:PCT/JP1989/000283
    申请日:1989-03-16
    公开日:1989-09-21
    发明作者:Shinichi Yamamoto
    申请人:Fujitsu Limited；
    IPC主号:H03H9-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 書 弾 性 表 面 波 デ バ イ ス 技 術 分 野
    [0002] 本発明は、 圧電薄膜を用いた弾性表面波デバィ ス （ S A Wデノ、 ' イ ス ） に関 し、 特に、 数 G H z 〜 2 0 G H z のマ イ ク ロ 波領域にて使用 さ れる 狭帯 域な タ イ ミ ン グ抽出用 フ ィ ルタ 、 ノ< ン ドノ、。 ス フ ィ ルタ 、 或いは、 V H F 帯か ら U H F 帯ま での広い 周波数範囲にて使用 さ れる広帯域電圧制御発振器 広帯域通過フ ィ ルタ を実現する ための高安定且つ 製造容易な S A Wデバ イ ス に関す る。 背 景 技 術
    [0003] 光通信の普及に伴い、 伝送情報量が増々 増加す る傾向に り 、 それに伴 っ て伝送信号の周波数は マ イ ク 波領域へ と拡大 しつつあ る。 現在では、 数 G H ζ 〜 2 0 G Η ζ と い う 超大容量光伝送方式 の開発が進め られてい る が、 数 G H z 〜 2 0 G H z 用の光中継器に は数 G H z 〜 2 0 G H z 用 タ イ ミ ン グ抽出 フ ィ ルタ やノ ン ドノ、。ス フ ィ ルタ が必要 であ る こ と か ら、 数 G H z 〜 2 0 G H z 帯の高安 定な タ イ ミ ン グ抽出用 フ ィ ル タ やバ ン ド パ ス フ ィ ル タ を S A Wデバ イ ス に よ り 実現す る こ と が課題 と な っている。
    [0004] 一般に、 S A Wデバイ スに用い られる イ ンタ ー ディ ジタ ル ' ト ラ ン スデュ ーサ電極 （ I D T電 極） の電極指幅 d と伝播される弾性表面波 （ S A W) の波長 ス と は d = 4 の関係にあ るから、 伝播さ れる S A Wの位相速度 V p と周波数 f と I D T電極の電極指幅 d と は f = V P / 4 d の関係 め る- o - 遠紫外線を光源と したフ ォ ト リ ソ グラ フ ィ 法ゃ 電子ビ ー ム法を利用 して I D T電極を形成する場 合、 I D T電極の電極指幅 d を小さ く する こ と に は限界があ るため、 周波数 f が数 G H z 〜 2 0 G H z の S A Wデバイ スを実現するためには、 S A Wの位相速度 V p を高め る必要が生 じ る。
    [0005] 近年、 G H z 帯 S A Wフ ィ ルタ を実現すべ く 多 く の研究が進め られてお り 、 多 く の提案がな され てい るが、 実用化に至っ ているのは S A Wの位相 速度 （伝播速度） V P が約 5 0 0 0 m Z秒の 1 . 8 G H z 帯 S A W フ ィ ルタ ぐ らいの ものであ る。 この従来の 1 . 8 G H z 帯 S A Wフ ィ ルタ におい ては、 I D T電極の電極指幅 d ( d = λ ) を 約 ひ . 7 mとする こ とができ る ので、 遠紫外線 を光源と したフ ォ ト リ ソ グ ラ フ ィ 技術を用いて電 極ノ、。タ ー ンを形成する こ と ができ る 。
    [0006] しか し、 従来の S A W フ ィ ルタ の構造で例えば 7 G H z 用 S A Wフ ィ ル タ を実現 しょ う と する と I D T電極の電極指幅 d を遠紫外線露光 フ ォ ト リ ソ グ ラ フ ィ 法によ っ て形成可能な最小値 0 . 3 5 〃 inよ り も小さ く す る必要があ る ため、 遠紫外線 露光フ ォ ト リ ソ グ ラ フ ィ 法では実現不可能 と な る つま り 、 現在の遠紫外線露光フ ォ ト リ ソ グ ラ フ ィ 法で実現可能な I D T電極の最小電極指幅 d は 約 0 . 3 5 〃 mであ るか ら、 遠紫外線露光 フ ォ ト リ ソ グ ラ フ ィ 法を用 いて I D T電極を形成す る こ と が出来る 7 G H z 用 S A W フ ィ ルタ を実現する ため に は、 S A Wの伝播速度 （位相速度） V P を 約 1 O O O O m Z秒 （ V P = 7 G H z x 4 d ≥ 9 8 0 0 τη Z秒 1 0 0 0 0 τη /秒） にする必要が あ な 0
    [0007] 又、 7 G H z 帯のタ イ ミ ン グ抽出用 フ ィ ル タ と して用 い る ための狭帯域 S A W フ ィ ル タ （負荷 Q L 1 0 0 0 ) を実現す るため に は、 S A Wの 実効的電気機械結合係数 K f r を 0 . 1 %以上に する必要があ り 、 水晶 S A W フ ィ ル タ で用い られ てい る S Tカ ツ ト 水晶の実効的電気機械結合係数 と 同程度、 即ち 0 . 1 5 %以上 （ K2 e f r ≥ 0 . 1 5 % ) にす る こ と が好ま しい。
    [0008] 一方、 L S I (大規模集積回路） の基板 と して ( 1 0 0 ) 面又は （ 1 1 0 ) 面 S i 単結品や （ 1 0 0 ) 面 G a A s 単結晶等が用い られてい る こ と を考慮する と、 S A Wデバイ スを周辺の L S I と —体に形成出来る よ う にするためには、 S A Wデ バイ ス も直接 S i 単結晶や G a A s 単結晶等から なる単結晶半導体基板上に実現する必要があ る。
    [0009] しか しなが ら、 S i 単結晶は非圧電性の立方晶 系結晶であ り、 G a A s 単結晶は弱圧電性の立方 晶系結晶であ るため、 S i 単結晶や G a A s 単結 晶か らなる单結晶半導体基板上に直接 I D T電極 を設けて も、 S A Wは励起さ れないか或いは励起 の度合が弱い。 それ故、 少な く と も S i 単結晶や G a A s 単結晶か らな る単結晶半導体基板と圧電 薄膜と を有する複合基板構造の S A Wデバイ ス を 実現する こ とが望ま しい。
    [0010] 以上の目標をま とめ る と、 数 G H z 〜 2 0 G H z のマ イ ク ロ波領域にて使用 さ れる狭帯域なタ ィ ミ ン グ抽出用 フ ィ ルタ 、 ノ ン ド ノ、。ス フ ィ ル タ を実 現する ための S A Wデバイ ス に要求さ れる特性は
    [0011] ① V P ≥ 1 0 0 0 O mZ秒であ る こ と。
    [0012] ② K2 ef f ≥ 0 . 1 5 %であ る こ と。
    [0013] であ り 、 又、 このよ う な S Λ Wデ ノ イ スを L S
    [0014] I と一体化するのに要求さ れる こ と は、 少な く と も単結晶半導体基板と圧電薄膜とを有する複合基 板構造であ る こ と と な る。 ：
    [0015] と こ ろで、 S A Wデバイ スを用いて V H F帯か ら U H F帯までの広い周波数範囲にわた る広帯域 電圧制御発振器や広帯域通過フ ィ ルタ 等を実現す る ため に は、 実効的電気機械結合係数 K2 e f r の大 き な圧電材料 （目標と しては K2 e f f ≥ 0 . 5 % ) を選択する必要があ る。
    [0016] 又、 このよ う な S A Wデバイ スを安価に製造す る ため に は、 紫外線露光器を光源と した通常の フ ォ ト リ ソ グ ラ フ ィ 法で I D T電極を形成でき る よ う にする必要があ り 、 そのために は、 I D T電極 の電極指幅 d ( d = / 4 ) を紫外線露光フ ォ ト リ ソ グラ フ ィ 法の最小値であ る 1 . 0 〃 m以上に する必要があ る。 この場合、 使用周波数帯域が V H F帯 （ 1 0 0 M H z 程度） か ら U H F帯 （ 2 . 0 G H z 程度） ま での広い高周波範囲にわた る S A Wデバイ ス を実現す る ために は、 S A Wの伝播 速度 （位相速度） V p を約 8 0 0 0 m Z秒以上 と す る必要があ る （ V P - 2 . 0 G H z x 4 d = 8 0 0 0 in Z秒） 。
    [0017] 更に、 近年においては、 こ のよ う な S A Wデバ イ ス の周辺回路の L S I 化に伴い、 L S I と の一 体化が要望さ れてい る。
    [0018] 以上の 目標をま と め る と 、 V H F帯力、 ら U H F 帯ま での広い周波数範囲にわた る広帯域電圧制御 発振器、 広帯域通過フ ィ ル タ 等を実現す る ための S A Wデバイ ス に要求 さ れる特性は、
    [0019] ① V P ≥ 8 0 0 0 m Z秒であ る こ と 。 ② K2 ef r ≥ 0 . 5 %である こ と
    [0020] であ り、 又、 このよ う な S A Wデバイ スを L S I と一体化するのに要求される こ と は、 少な く と も 単結晶半導体基板と圧電薄膜とを有する複合基板 構造であ る こ と と な る。
    [0021] このよ う な技術の背景に鑑みて、 本発明では、 数 G H z ~ 2 0 G H z のマイ ク ロ波領域にて使用 れ■な w域なタ イ ミ ン グ抽出用 フ ィ ルタ 、 ノ ン ドノヽ。ス フ ィ ルタ を実現するための高安定且つ製造 容易な S A Wデバイ スを提供する こ とを目的と し てい る
    [0022] 又、 本発明の他の目的は、 V H F帯か ら U H F 帯までの広い周波数範囲にわた る広帯域電圧制御 発振器、 広帯域通過フ ィ ルタ を実現するための高 安定且つ製造容巨な S A Wデバイ ス を提供する こ とであ る。 発 明 - の 開 示
    [0023] 本発明をあ る側面か ら見てみる と、 本発明に係 る S A Wデバイ スの第 1 の基本形態と して、 ダイ ャ モ ン ド結晶体と該ダイ ャ モ ン ド結晶体上に形成 さ れた窒化ア ル ミ ニ ウ ム （ A £ N ) 薄膜とを具備 して構成さ れ、 これ ら ダイ ヤ モ ン ド結晶体及び A N薄膜内で S A Wを伝播させる よ う に した S A Wデバィ ス が提供される。 望ま し く は、 A ^ N薄膜上に I D T電極が形成 さ れる。
    [0024] 本発明の第 1 の基本形態に係る S A Wデバイ ス を用いてマ イ ク 口 波領域にて使用 さ れる狭帯域な タ イ ミ ン グ抽出用 フ ィ ルタ 、 ノ、' ン ド ノ、。ス フ ィ ルタ を実現するために は、 八 £ 1^薄膜の膜厚 }^ を
    [0025] 3 . 5 ≤ k H ≤ 5 . 0 ( k は波数）
    [0026] の範囲内 と し、 ダイ ヤ モ ン ド結晶体及び A N薄 膜内を伝播する S A Wの う ち 3 次 レ イ リ ー波を利 用す る。
    [0027] この場合において、 ダイ ヤ モ ン ド結晶体が単結 晶半導体基板上に形成さ れた ダイ ャ モ ン ド結晶体 薄膜であ る と き に は、 ダイ ヤ モ ン ド結晶体薄膜の 膜厚 D と A i N薄膜の膜厚 H と の関係を
    [0028] 4 H ≤ D
    [0029] と す る。
    [0030] 本発明め第 1 の基本形態に係る S A Wデバイ ス を用 いて広帯域電圧制御発振器、 広帯域通過 フ ィ ルタ 等を実現するために は、 A £ N薄膜の膜厚 H を
    [0031] 1 . 1 ≤ k H ≤ 6 . 0 ( k は波数）
    [0032] の範囲内 と し、 ダ イ ヤ モ ン ド結晶体及び A 薄 膜内を伝播す る S A Wの う ちセ ザ ヮ 波を利用す る c こ の場合において、 ダイ ヤ モ ン ド結晶体が単結 晶半導体基板上に形成さ れた ダィ ャ モ ン ド結晶体 薄膜であ る と き には、 ダイ ヤモ ン ド結晶体薄膜の 膜厚 D と A £ N薄膜の膜厚 H との関係を
    [0033] 5 H≤ D
    [0034] とする。
    [0035] 本発明を他のある側面か ら見てみる と、 本発明 の第 2 の基本形態に係る S A Wデバイ ス は、 ダイ ャ モ ン ド結晶体と該ダイ ャ モ ン ド結晶体上に形成 さ れた二酸化 シ リ コ ン （ S i 0 2 ) 薄膜と該 S i
    [0036] 〇 2 薄膜上に形成された A £ N薄膜とを具備 して 構成され、 これ ら ダイ ヤ モ ン ド結晶体、 S i 0 2 薄膜及び A £ N薄膜か らなる 3 層構造内で S A W を伝播させる よ う に してい る。
    [0037] 望ま し く は、 S i 0 2 薄膜の膜厚 Tを Α Ν薄 膜の膜厚 H に対し、
    [0038] 0 . 0 1 Η≤ Τ≤ 0 . 1 Η
    [0039] と してい る ο
    [0040] 又、 望ま し く は、 ダイ ヤ モ ン ド結晶体をダイ ヤ モ ン ド結晶体薄膜と して単結晶半導体基板上に形 成する。
    [0041] 本発明の第 2 の基本形態に係る S A Wデバイ ス において、 Α ί Ν薄膜上に I D T電極を形成する 場合には、 Α ί Ν薄膜の膜厚 Ηを
    [0042] 3 . 2 ≤ k Η≤ 4 . 7 ( k は波数）
    [0043] の範囲内と し、 前記 3 層構造内を伝播する弾性表 面波の う ち 3 次レ イ リ 一波を利用する。 本発明の第 2 の基本形態に係る S A Wデバ イ ス において、 A ^ N薄膜 と S i 0 2 薄膜 と の境界面 に I D T電極を形成する場合に は、 A ^ N薄膜の 膜厚 Hを
    [0044] 3 . 7 ≤ k H ≤ 4 . 7 ( k は波数）
    [0045] の範囲内 と し、 前記 3 層構造内を伝播す る S A W の う ち 3 次 レ イ リ ー波を利用す る。 図面の簡単な説明
    [0046] 第 1 図は、 Z η 0薄膜と S i 単結晶 と の 2 層構 造及び座標軸を示す図、
    [0047] 第 2 図は、 Z n O薄膜と S i 単結晶と の 2 層構 造にお け る S A Wの位相速度の k H依存性を示す 図、
    [0048] 第 3 図は、 （ 0 0 0 1 ) 面 A N薄膜 と （ 0 0 1 ) 面 〔 1 0 0 〕 方向 S i 単結晶と の 2 層構造に お け る S A Wの位相速度の k H依存性を示す図、 第 4 図は、 （ 0 0 0 1 ) 面 A £ N薄膜と （ 0 0 1 ) 面 〔 1 0 0 〕 方向 G a A s 単結晶と の 2 層構 造にお け る S A Wの位相速度の k H依存性を示す 図、
    [0049] 第 5 図は、 S i 単結晶、 G a A s 単結晶等か ら な る単結晶半導体基板 と 2 つの薄膜層 と の 3 層構 造及び座標軸を示す図、
    [0050] 第 6 図は、 S i 単結晶、 G a A s 単結晶等力、 ら な る単結晶半導体基板と ダイ ャモ ン ド結晶体薄膜 と A SL N薄膜との 3 層構造及び座標軸を示す図、 第 7 A図及び第 7 B図は、 Α £ Ν薄膜に対する ダイ ャ モ ン ド結晶体薄膜の膜厚と S A Wの浸透深 さ と の関係を示す図、
    [0051] 第 8 図は、 （ 0 0 0 1 ) 面 £ 1^薄膜と （ 0 0
    [0052] 1 ) 面 〔 1 0 0 〕 方向ダイ ヤモ ン ド結晶体薄膜と の 2 層構造における S A Wの位相速度の k H依存 性を示す図、
    [0053] 第 9 図及び第 1 0 図は、 それぞれ （ 0 0 0 1 ) 面 A £ N薄膜と （ 0 0 1 ) 面 〔 1 0 0 〕 方向ダイ ャモ ン ド結晶体薄膜との 2 層構造における 1 次レ ィ リ 一波の実効的電気機械結合係数 K2 e f r の k H 依存性を示す図、
    [0054] 第 1 1 図は、 （ 0 0 0 1 ) 面 A £ N薄膜と （ 0
    [0055] 0 1 ) 面 〔 1 0 0 〕 方向ダイ ヤモ ン ド結晶体薄膜 との 2 層構造における 1 次レイ リ ー波の変位の相 対振幅の深さ依存性を示す図、
    [0056] 第 1 2 図及び第 1 3 図は、 それぞれ （ 0 0 0 1 ) 面 A N薄膜と （ 0 0 1 ) 面 〔 1 0 0 〕 方向 ダイ ヤモ ン ド結晶体薄膜との 2 層構造におけ る 3 次 レイ リ ー波の実効的電気機械結合係数 K2 e r r の k H依存性を示す図、
    [0057] 第 1 4 図は、 （ 0 0 0 1 ) 面 Α £ Ν薄膜と （ 0 0 1 ) 面 〔 1 0 0 〕 方向ダイ ヤモ ン ド結晶体薄膜 と の 2 層構造にお け る k Hを 1 . 8 ， 3 . 0 ， 4 0 及び 6 . 0 と した と き の 3 次 レ イ リ ー波の変位 ( Z 軸成分） の相対振幅の深さ 依存性を示す図、 第 1 5 図は、 （ 0 0 0 1 ) 面 Α £ Ν薄膜 と （ 0 0 1 ) 面 〔 1 0 0 〕 方向ダイ ヤモ ン ド結晶体薄膜 と の 2 層構造におけ る k Hを 1 . 8 ， 3 . 0 , 4 0 及び 6 . 0 と した と き の 3 次 レ イ リ ー波の変位 ( X 軸成分） の相対振幅の深さ 依存性を示す図、 第 1 6 図は、 （ 0 0 0 1 ) 面 A £ N薄膜 と （ 0 0 1 ) 面 〔 1 0 0 〕 方向 ダ イ ヤ モ ン ド結晶体薄膜 と の 2 層構造におけ る 3 次 レ イ リ ー波の相対電位 の深さ依存性を示す図、
    [0058] 第 1 7 図及び第 1 8 図は、 それぞれ （ 0 0 0 1 ) 面 A ^ N薄膜 と （ 0 0 1 ) 面 〔 1 0 0 〕 方向 ダ イ ヤ モ ン ド結晶体薄膜と の 2 層構造にお け る セ ザヮ 波の実効的電気機械結合係数 K 2 e f f の k H依 存性を示す図、
    [0059] 第 1 9 図乃至第 2 1 図は、 それぞれ （ 0 0 0 1 ) 面 A ^ N薄膜と （ 0 0 1 ) 面 〔 1 0 0 〕 方向 ダ イ ヤ モ ン ド単結晶薄膜と の 2 層構造にお け る k Hを 1 . 5 , 2 . 0 及び 3 . 0 と した と き のセ ザ ヮ 波の変位の相対振幅の深さ 依存性を示す図、 第 2 2 図は、 本発明の第 1 の基本形態にお け る 望ま しい実施態様を示す S A Wデバイ ス の縦断面 図、 2 一 第 2 3 図は、 第 2 2 図に示す S A Wデバイ スの I D T電極を横切る方向の断面図、
    [0060] 第 2 4 図は、 本発明の第 1 の基本形態における 他の望ま しい実施態様を示す S A Wデバイ ス の縱 断面図、
    [0061] 第 2 5 A図は、 第 2 2 図及び第 2 3 図に示され た S A Wデバ イ ス の使用例を示す模式図、
    [0062] 第 2 5 B図は、 第 2 5 A図に示された I D T電 極の近傍の模式的な破断斜視図、
    [0063] 第 2 6 図及び第 2 7 図は、 それぞれ 3 層構造に お ける膜厚すベり 波の速度関係を示す図、
    [0064] 第 2 8 図は、 本発明の第 2 の基本形態に係る S A Wデバイ ス の基本構成を示す図、
    [0065] 第 2 9 図は、 3 次 レ イ リ ー波の速度分散特性を 示す図、
    [0066] 第 3 0 図は、 S i 0 2 薄膜の膜厚パ ラ メ ータ お に対する 3 次 レイ リ 一波の位相速度の変化率を示 す図、 —
    [0067] 第 3 1 図は、 本発明の第 2 の基本形態におけ る 望ま しい実施態様を示す S A Wデバイ スの要部断 面図、
    [0068] 第 3 2 図は、 本発明の第 2 の基本形態における 他の望ま しい実施態様を示す S A Wデバイ スの要 部断面図、
    [0069] 第 3 3 図は、 第 3 1 図の 3 層構造における 3 次 レ イ リ ー波の実効的電気機械結合係数 K2 e r r の k H依存性を示す図、
    [0070] 第 3 4 図は、 第 3 2 図の 3 層構造にお け る 3 次 レ イ リ ー波の実効的電気機械結合係数 K2 e r f の k H依存性を示す図であ る。 発明を実施するための最良の態様
    [0071] 以下、 本発明の実施例及びその実施例に至 っ た 理由を図面に基づいて詳細に説明する。
    [0072] 圧電薄膜材料と しては、 Z n O薄膜や A £ N薄 膜等が一般的であ る。 Z π 0薄膜は早 く か ら研究 さ れて きた膜であ る。 そ こで、 Z n O薄膜と S i 単結晶と の 2 層構造を考え る こ と とする。
    [0073] 第 1 図は Z n 〇薄膜 と S i 単結晶と の 2 層構造 及び座標軸を示 してお り 、 第 2 図は第 1 図の構造 にお け る S A Wの分散特性の解析結果を示 した図 であ る。 第 2 図か ら S A W ( レ イ リ ー波及びセザ ヮ 波） の波数 k と Z n 〇薄膜の膜厚 H と の積 k H に対する S A Wの伝播速度 （位相速度） V P の依 存性がわかる。
    [0074] Z n 〇薄膜をス ノ、 ' ッ タ リ ン グによ り C軸配向 さ せる ため に は、 実際に は Z n 0薄膜 と S i 〇 2 薄 膜 と S i 単結晶 と の 3 層構造にする必要があ る が S i 02 薄膜は十分薄 く する ため、 S A W特性 に 大き な影響を及ぼさ な い。 従 っ て、 Ζ π Ο薄膜 と 4 一
    [0075] S ί 単結晶との 2 層構造における S A Wの分散特 性を解析 して も本質か ら は外れない。
    [0076] 第 2 図か らわかる よ う に、 レイ リ ー波及びセザ ヮ波のどち らを用いて も、 位相速度 V P は 2 7 0 O m Z秒≤ V P ≤ 5 5 0 O m Z秒の範囲内 となる ので、 本発明での目標を達成出来ない。 これは、 Z n 0のみの膜厚すベ り 波の位相速度が約 2 7 0 0 m Z秒と遅い こ と に起因 してい る。 それ故、 Z n 0薄膜を利用する こ と は望ま し ぐない。
    [0077] —方、 A N薄膜は圧電性の点では Z n 0薄膜 に劣るが、 それ自体の S A Wの位相速度 V P が約 5 6 0 0 τη Z秒、 バルク 膜厚すベ り 波の位相速度 V P が約 6 0 0 O m Z秒と高速性を有 してお り 、 有望であ る。
    [0078] そ こで、 Α £ Ν薄膜と S i 単結晶との 2 層構造 を考え る こ と とする。 第 3 図は A £ N薄膜と S i 単結晶との 2 層構造における S A Wの分散特性を 示した図であ—る。 Α £ Ν薄膜及び S i 単結晶の 2 層構造と座標軸との闋係は第 1 図と同様であ る。
    [0079] 第 3 図か ら、 A ^ N薄膜と S i 単結晶との 2 層 構造における位相速度 V P は 4 9 ひ 0 m Z秒く V P < 5 6 0 0 m /秒と な り 、 やは り 目標の実現は 不可能であ る こ とがわかる。 これは、 基板と して 用い られてい る S i 単結晶の膜厚すベり 波の位相 速度 V p が約 5 8 4 0 m /秒 （ レイ リ ー波では V P 4 9 1 O mZ秒） と遅 く 、 且つ、 A N薄膜 自体の レイ リ ー波の位相速度 V P も小 さ いためで め o
    [0080] 同様の間題が、 立方晶系に属す る G a A s 単結 晶を用 いた場合に も生 じ る。 第 4 図は A ^ N薄膜 と G a A s 単結晶との 2 層構造にお け る S A Wの 分散特性を示 した図であ る。 第 4 図か らわかる よ う に、 位相速度 V P は 2 7 0 O m Z秒く V P く 3 1 0 O m Z秒の範囲内であ り 、 それ以上の速度 (約 3 0 8 6 m Z秒） では S A Wが G a A s 単結 晶のバルク 波 と結合 し、 漏洩表面波と な っ て しま 以上の解析結果か ら S i 単結晶や G a A s 単結 晶は弾性体 と しては不適当であ る こ と がわかる。 それ故、 S A Wを S i 単結晶や G a A s 単結晶中 に浸透 さ せない こ と が望ま しい。
    [0081] そ こ で、 "第 5 図に示す 3 層構造の S A Wデバイ ス を考え、 上層 （ I ) と 中間層 （ II ) の 2 層内に のみ S A Wを閉 じ込め る こ と とする。 上層 （ I ) は C軸配向の A ^ N薄膜とする。 C軸配向の Α Ν薄膜はマ グネ ト ロ ン ス ノ、° ッ タ リ ン グ等の Ρ V D 法又は C V D法に よ り 形成す る こ と が出来る。 上 層 （ I ) の レ イ リ ー波及びバル タ すベ り 波の位相 速度をそれぞれ V 1 R, V 1 Sと し、 中間層 （ Π ) の レ イ リ ー波及びバルク 膜厚すベ り 波の位相速度を それぞれ V 2R， V 2Sとすれば、 V ,R< V l s《 V 2R く V 2 sの関係が成立する と き、 1 次 レ イ リ ー波に 加えて、 1 次レイ リ ー波よ り も音速の速い 3次レ ィ リ ー波 も励起される こ と に着目する。 更に、 中 間層 （ H ) と してはダ イ ヤ モ ン ド単結晶薄膜或い はダイ ヤモ ン ド多結晶薄膜に着目する。 ダイ ヤモ ン ド単結晶或いはダイ ャモ ン ド多結晶薄膜はメ タ ン ガス と水素ガ ス （ C H 4 + H 2 ) を用いた C V D法やイ オ ン ビーム スノ、。 ッ タ リ ング等によ る P V D法によ り 単結晶半導体基板上やガ ラ ス基板上に 人工的に形成する こ とが出来る。 これ ら ダイ ヤモ ン ド結晶体薄膜の レイ リ ー波の位相速度 V P は約 1 1 5 0 0 m Z秒、 バルク 膜厚すベ り 波の位相速 度 V P は約 1 2 8 0 Ο τη /秒と超高速性を有する よ っ て、 本発明の第 1 の基本形態では、 ダイ ヤ モ ン ド結晶体と Α £ Ν薄膜との 2 層構造、 或いは 望ま し く は、 S i 単結晶や G a A s 単結晶等の単 結晶半導体基板と ダイ ャモ ン ド結晶体薄膜と A ί Ν薄膜との 3 層構造を用い る こ と とする。
    [0082] 第 6 図は （ S i 又は G a A s ) 単結晶と ダイ ヤ モ ン ド結晶体薄膜と A ^ N薄膜との 3層構造及び 座標軸を示した ものである。 この 3層複合構造に おいて、 ダイ ヤモ ン ド結晶体薄膜の膜厚を D と し A N薄膜の膜厚を Hとする と、 第 7 A図に示す よ う に、 ダ イ ヤ モ ン ド結晶体薄膜の膜厚 Dが A N薄膜の膜厚 H に比べて D《 H と なれば、 S A W は S i 又は G a A s の結晶内ま で浸透 して、 S i 又は G a A s のバルク 波 と強 く 結合する こ と と な る ので、 目標値の 1 つであ る V P =. 1 0 0 0 0 m 秒を実現する こ と が出来ない。
    [0083] 一方、 第 7 B図に示すよ う に H « D とすれば、 S A Wがダイ ヤモ ン ド結晶体薄膜と A £ N薄膜と の 2 層膜内のみに閉 じ込め られる こ と と な る ので 1 0 0 0 O m Z秒以上の位相速度を有す る超高速 な S A Wを実現する こ と が出来 る。
    [0084] そ こ で、 先ず、 ダイ ヤ モ ン ド結晶体薄膜は十分 膜厚が厚い （ H 《 D ) と して、 ダイ ヤ モ ン ド結晶 体薄膜と A ^ N薄膜 と の 2 層構造を伝播する S A Wを解析する こ と とす る。
    [0085] S A Wは基板面に平行に、 即ち 〔 1 0 0 〕 方向 へ伝播する とする。 解析は、 場の方程式に各境界 面におけ る境界条件を適用 して、 大型計算機を行 う こ とが出来る。
    [0086] 第 8 図はダイ ヤモ ン ド結晶体薄膜と A i N薄膜 と の 2 層構造にお け る Α ·β Ν薄膜の膜厚 H と S A Wの波数 k と の積 k Hに対する S A Wの分散特性 の解析結果を示 した図であ る。
    [0087] 第 8 図において、 曲線 b は レ イ リ ー波の基本波 モ ー ドを示す。 こ の 1 次 レ イ リ ー波は、 A ^ N薄 膜内で対称 ラ ム波の如 く 振 る舞 う 。 一方、 曲線 a は 3 次レ イ リ ー波モー ドであ り 、 k H ≥ 1 . 7 で 励振される。 - k H ≤ 6 の範囲内では、 レイ リ ー波の 5 次以上 のモ ー ド及びセ ザ ヮ波の高次モ ー ド は全てダイ ャ モ ン ド結晶体薄膜内でバルタ 波と結合 し、 漏洩表 面波となる。
    [0088] まず、 本発明の第 1 の基本形態において、 数 G H z 〜 2 0 G H z のマイ ク ロ波領域にて使用 され る狭帯域なタ イ ミ ン グ抽出用フ ィ ル タ 、 ノ ン ド パ ス フ ィ ルタ を実現するための高安定且つ製造容易 な S A Wデバイ ス に要求される条件を考察する。 この条件は、
    [0089] V P ≥ 1 0 0 0 0 m Z秒
    [0090] であ り 、 且つ、
    [0091] K2 e f f ≥ 0 . 1 5 %
    [0092] 2b し と ^ め る 。
    [0093] 第 8 図から、 V P ≥ 1 0 0 0 O m Z秒を満たす 条件は、 1 次—レィ リ ー波を用いた場合 0 ≤ k H ≤ 0 . 4 とな り 、 3 次レ イ リ ー波を用いた場合 1 . 7 < k H≤ 5 . 0 と なる。
    [0094] そ こで、 まず、 1 次レイ リ ー波を用い る場合を 考える こ と と し、 負荷 G 1 0 0 0 の条件を満 たすための実効的電気機械結合係数 K 2 e r f の目標 値 （ K2 e f r ≥ 0 . 1 5 ) の実現可能性について考 察する。 1 次 レ イ リ ー波にお け る実効的電気機械結合係 数 K2 e f f の k H依存性を考察する場合、 電極の配 置形態と しては 4 通 り を考え る こ と が出来る。 即 ち、 第 1 の配置形態はダイ ヤ モ ン ド単結晶薄膜と A ^ N薄膜 と の境界面上に I D T電極を設けた構 成であ り 、 第 2 の配置形態は I D T電極を A ^ N 薄膜上に形成 した構成であ り 、 第 3 の形態はダイ ャ モ ン ド結晶体薄膜と A ^ N薄膜境界面上に I D T電極を設け且つ A ί Ν薄膜上に接地電極を設け た構成であ り 、 第 4 の配置形態は Α ^ Ν薄膜上に I D T電極を設け且つダイ ヤ モ ン ド結晶体薄膜と A i N薄膜と の境界面上に接地電極を設けた構成 でめ る 。
    [0095] 第 9 図及び第 1 0 図は上述 した 4 通 り の電極配 置形態を採用 した場合の 1 次 レ イ リ ー波にお ける 実効的電気機械結合係数 K 2 e r f の k H依存性の解 析結果を した図であ る。 実効的電気機械結合係 数 K2 e f f は圧電的に S A Wを励振でき る強さ に関 するノ ロ メ ー タ と な る。
    [0096] 狭帯域 S A Wフ ィ ルタ とする ための負荷 C
    [0097] 1 0 0 0 の条件を満たすため に は実効的電気機械 結合係数 K 2 e f f ≥ 0 . 1 5 % とす る必要があ る た め、 上述 した 0 ≤ k H≤ 0 . 4 の条件を満たすた めに は、 第 1 0 図に示す I D T電極配置形態の場 合、 k H は 0 . 3 〜 0 . 4 の ご く 限 られた範囲内 とな り 、 こ の範囲内に膜厚を制御する こ と は困難 の る o
    [0098] 更に、 第 1 1 図は 1 次レ イ リ ー波の変位の相対 振幅の深さ （ Z軸方向） 依存性を解析 した結果を 示した図であ る。 第 1 1 図において、 撗軸は、 ダ ィ ャ モ ン ド結晶体薄膜と A i N薄膜との境界面か らの Z軸方向の距離を N薄膜の膜厚 Hで除 し た値 Z Z Hを示 してお り 、 縦軸は 1 次レイ リ ー波 の変位の相対振幅値を示 してい る。 第 1 1 図にお いて、 実線の曲線は Z軸成分についての相対振幅 値 U z であ り 、 破線の曲線は X軸成分の相対振幅 値 U X であ る。
    [0099] 第 1 1 図か らわかる よ う に、 k H≤ 0 . 4 と し た場合、 1 次レ イ リ ー波はダイ ヤモ ン ド結晶体薄 膜内の深 く まで浸透するので、 1 次レイ リ ー波を ダイ ヤモ ン ド結晶体薄膜と A ^ N薄膜との 2 層内 のみに閉 じ込め るためには、 ダイ ヤモ ン ド結晶体 薄膜の膜厚 D ま N薄膜の膜厚 Hに対 し 6 倍よ り 遙かに大き く （ D » 6 H ) する必要があ る。 こ れは、 製造上難 し く 、 又、 製造工程な らびにコ ス ト の点から好ま し く ない。 それ故、 1 次 レイ リ ー 波を用いて V p ≥ 1 0 0 0 0 m Z秒及び K2 e f f ≥ 0 . 1 5 %の目標を実現する こ と は困難と考え ら れる。
    [0100] 従っ て、 マ イ ク σ波領域にて使用 される狭帯域 な タ イ ミ ン グ抽出用 フ ィ ル タ 、 ノ、' ン ド ノ、" ス フ ィ ル タ を実現する ための高安定且つ製造容易な S A W デバ イ ス を提供するため に、 3次 レ イ リ ー波を用 い る こ と とする。 第 1 2 図及び第 1 3図は 4 通 り の電極配置形態で 3次 レ イ リ ー波を用い る場合の 実効的電気機械結合係数 K2 e f f の k H依存性を解 析 した結果を示 した図であ る。
    [0101] 第 1 2 図において、 曲線 c は A ^ N薄膜上に I D T電極を配置 した場合の実効的電気機械結合 K2 e f r の k H依存性を示 してお り 、 曲線 d はダイ ヤ モ ン ド結晶体薄膜と A £ N薄膜と の境界面上に I D T電極を配置 した場合の実効的電気機械結合係 数 K2 e r f の k H依存性を示 してい る。
    [0102] 又、 第 1 3図において、 曲線 e は Α ·β Ν薄膜上 に I D Τ電極を配置 し且つダ イ ヤ モ ン ド結晶体薄 膜と A i N薄膜と の境界面上に接地電極を配置 し た場合の f効的電気機械結合係数 K2 e f f の k H依 存性を示 してお り 、 曲線 f はダイ ヤモ ン ド結晶体 薄膜と Α £ Ν薄膜と の境界面上に I D T電極を配 置 し且つ Α £ Ν薄膜上に接地電極を配置 した場合 の実効的電気機械結合係数 K2 e f f の k H依存性を 示 してい る。
    [0103] 前述 したよ う に、 3 次 レ イ リ ー波を用 いて V P ≥ 1 0 0 0 0 m Z秒の条件を満たすために は、 少 な く と も A ^ N薄膜の膜厚 Hを 1 . 7 く k H 5 . 0 の範囲内 とする必要がある （第 8 図参照） 。 従 つて、 第 1 2 図及び第 1 3図から、 I D T電極を A ^ N薄膜上に形成する場合 （図の曲線 c， eの 場合） に 3 次レ イ リ ー波を用いて V P ≥ 1 0 0 0 0 m /秒及び K 2 e f f ≥ 0 . 1 5 %の条件を満たす ためには、 A ^ N薄膜の膜厚 Hを 3. 5 ≤ k H≤ 5 . 0 の範囲内に制御する必要があ る。
    [0104] —方、 I D T電極を A N薄膜と ダ イ ヤ モ ン ド 結晶体薄膜との境界面上に配置 した場合 （図の曲 線 d， f の場合） 、 3次レイ リ ー波を用いて V P ≥ 1 0 0 0 0 m/秒及び K2 e rr ≥ 0 . 1 5 %の条 件を満たすためには、 A £ N薄膜の膜厚 Hを 4. 3 ≤ k H≤ 5 . 0 の狭い範囲内に制御する必要が ある。 このよ う に、 I D T電極を A ^ N薄膜上に 設ける場合に比べる と、 A £ N薄膜の膜厚を制御 出来る範囲が狭いので、 A ^ N薄膜の膜厚制御が 困難である。
    [0105] と こ ろで、 3 次レイ リ 一波を利用 した S A Wデ バイ ス においては、 他モ ー ド も同時に励振されて 例えば レイ リ 一波の基本波モ ー ド （ 1 次レ イ リ ー 波） がス プ リ ア ス となる。 こ の 1 次レ イ リ ー波を 完全に抑圧する こ と は不可能であ るが、 出来る限 り その励振強度を小さ く し、 スプ リ アス レベルを 小さ く する こ と が望ま しい。
    [0106] そ こで、 再び第 9 図及び第 1 0 図を参照する と A i N薄膜と ダイ ヤ モ ン ド結晶体薄膜と の境界面 上に I D T電極を形成 した場合に は、 4 . 3 ≤ k H ≤ 5 . 0 の範囲内において 1 次 レ イ リ ー波の実 効的電気機械結合係数 K2 e r r は 0 . 8 %≤ K2 e f f ≤ 1 . 0 %と な り 、 3 次 レ イ リ ー波の実効的電気 機械結合係数 K2 e r f の 4 〜 5 倍強と な る。 一方、 I D T電極を A 薄膜上に形成 した場合に は、 3 . 5 ≤ k H ≤ 5 . 0 の範囲內において、 1 次 レ ィ リ ー波の実効的電気機械結合係数 K 2 e f f が 0 . 0 5 %≤ K2 e f f ≤ 0 . 1 5 %と な り 、 3 次 レ イ リ 一波と 同程度にな る。 従 っ て、 ス プ リ ア ス と して の 1 次 レ イ リ 一波の結合度を抑圧する ため に は I D T電極を A £ N薄膜上に形成する必要があ る。
    [0107] よ っ て、 ダ イ ヤ モ ン ド結晶体と A ^ N薄膜と の 2 層構造又は S i 単結晶若 し く は G a A s 単結晶 と ダイ ヤ モ ン ド結晶体薄膜 と A i N 薄膜 と の 3 層 構造にお い て 、 ス プ リ ア ス と し て の 1 次 レ イ リ ー 波の励振を抑圧 しつつ 3 次 レ イ リ ー波の位相速度 V p の目標値 （ V P ≥ 1 0 0 0 O m Z秒） 及び実 効的電気機械結合係数 K2 e f r の目標値 （ K2 e f f ≥ 0 . 1 5 % ) を容易に実現す る ため に は、 I D T 電極を Α £ Ν薄膜上に形成 し、 且つ、 Α Ν薄膜 の膜厚 Η が 3 . 5 ≤ k Η ≤ 5 . 0 と い う 条件を満 足す る よ う に、 マ グネ ト ロ ンス パ ッ タ リ ン グ法等 に よ り C 軸配向の A ^ N薄膜を ダ イ ヤ モ ン ド結晶 体或いはダイ ヤモ ン ド結晶体薄膜上に形成すれば よい こ とがわかる。
    [0108] 次に、 ダイ ヤ モ ン ド結晶体が単結晶半導体基板 上に形成さ れた薄膜状の ものであ る場合において 3 次レイ リ ー波を実質的にダ イ ヤ モ ン ド結晶体薄 膜と A £ N薄膜との 2 層膜内に閉 じ込め るために 必要な ダイ ャモ ン ド結晶体薄膜の膜厚 Dについて 考察する。
    [0109] 第 1 4 図は、 k Hを 1 . 8 , 3. 0 ， 4. 0 及 び 6 . 0 と した と きの S A Wの相対変位振幅 （ Z 軸成分） U z の深さ （ Z方向） 依存性についての 解析結果を示 した図、 第 1 5 図は、 k Hを 1 . 8 3. 0 , 4. 0 及び 6 . 0 と した と きの S A Wの 相対変位振幅 （ X軸成分） U x の深さ （ Z方向） 依^性についての解析結果を示 した図であ る。 図 において、 撗軸はダイ ヤモ ン ド結晶体薄膜と A £ N薄膜との境界面からの Z軸方向の距離を、 A N薄膜の膜厚- Ήで除 して規格化 した値 Z Z Hで表 した ものであ る。 尚、 U z ， U X は Z軸成分の最 大振幅の絶対値を 1 と した場合の相対値であ る。 又、 第 1 6 図は、 k Hを 1 . 8， 3. 0 及び 6 . 0 と した と きの S A Wの相対電位の深さ （ Z方 向） 依存性についての解析結果を示 した図であ る 第 1 4 図乃至第 1 6 図に示す解析結果か ら、 3 次レ イ リ ー波をダ イ ヤ モ ン ド結晶体薄膜と A N 薄膜の 2 層膜内に閉 じ込め るために必要な ダイ ャ モ ン ド結晶体薄膜の膜厚 D と A i N薄膜の膜厚 H と の関係は、 D≥ 4 H とすれば十分であ る こ と が わ力、る。
    [0110] 以上の解析結果か ら、 基板構成を S i 単結晶、
    [0111] G a A s 単結晶等の単結晶半導体基板と ダイ ャ モ ン ド結晶体薄膜と A £ N薄膜と の 3 層構造 と し、 I D T電極を A ^ N薄膜上に設け、 ダイ ヤ モ ン ド 結晶体薄膜の膜厚 D及び A ί Ν薄膜の膜厚 Ηが D ≥ 4 H及び 3. 5 ≤ k H≤ 5 . 0 と な る よ う に構 成する こ と によ り 、 1 0 0 0 O m Z秒≤ V P ≤ 1 l O O O mZ秒及び 0 . 1 5 %≤ K2 e r f ≤ 0 . 3 %の条件を満たす 7 G H z 用狭帯域 S A Wフ ィ ル タ を実現でき る こ と がわかる。 し力、も、 I D T電 極を Α £ Ν薄膜上に設けて A ^ N薄膜の膜厚 Hを 3 . 5 ≤ k H ≤ 5 . 0 とする こ と によ り 、 ス プ リ ァ ス と し の 1 次 レ イ リ 一波の結合度を抑圧する こ と が出来る ので、 高安定な 7 G H z 用狭帯域 S A Wフ ィ ルタ を提供する こ と が出来る。
    [0112] こ の S A Wデバイ ス を 7 G H z 用 と した場合に、
    [0113] I D T電極の電極指幅 d を 0 . 3 5 7 〃 m≤ d ≤ 0 . 3 9 3 〃 mとす る こ と が出来る ので、 遠紫外 線露光器を用 いた フ ォ ト リ ソ グ ラ フ ィ 法に よ っ て 容易に電極パタ 一 ンを形成す る こ と が出来 る。
    [0114] 次に、 本発明の第 1 の基本形態の他の実施態様 と して、 V H F帯か ら U H F帯までの広い周波数 範囲にわた る広帯域電圧制御発振器、 広帯域通過 フ ィ ルタ を実現するための高安定且つ製造容易な S A Wデバイ スを、 セザヮ波 （第 8 図において s で表される） を用いて提供する こ と について説明 する。 広帯域電圧制御発振器、 広帯域通過フ ィ ル タ を実現する ための高安定且つ製造容易な S A W デバ イ ス に要求される特性は、 位相速度 V P につ いて、
    [0115] V p ≥ 8 0 0 0 m Z秒
    [0116] であ り 、 且つ、 実効的電気機械結合係数 K2 e r i " に ついて、
    [0117]
    [0118] であ る。 前者の条件を満足するためには、 第 8 図 か ら A N薄膜の膜厚 Hについて、
    [0119] 1 . 1 ≤ k H≤ 6 . 0
    [0120] が得 られる。 例えば k H = 2 とする と、 V p 1 0 2 0 0 m 秒とな り 、 I D T電極の電極指幅 d が 1 . 0 mのと き に周波数 f 2 . 5 G H z ( V P = f X 4 d ) となる。 即ち、 紫外線露光に よ る フ ォ ト リ ソ グラ フ ィ 法によ り 、 約 2 . 5 G H z の S A Wデバイ スを実現する こ とが出来る。 又 電極指幅 d = 0 . 3 i mとすれば、 遠紫外線露光 を用いたフ ォ ト リ ソ グ ラ フ ィ 法によ り f ^ 8 . 5 G H z の S A Wデバ イ ス を実現する こ とが出来る 更に、 k H = 6 . 0 の と き で さ え位相速度 V P ^ 8 0 5 O mZ秒であ る か ら、 遠紫外線露光を用い た フ ォ ト リ ソ グ ラ フ ィ 法に よ り f = 6 〜 7 G H z の S A Wデバイ ス を実現する こ と が出来 る。 こ れ らの こ と か ら、 ダ イ ヤ モ ン ド結晶体 と A N薄膜 と の 2 層構造にお ける セザ ヮ 波は、 高速性の観点 か ら見て有望な波動であ る こ と がわかる。
    [0121] 次に セザ ヮ 波についての実効的電気機械結合係 数 K2 e f r の目標値 （ K2 e r f ≥ 0 . 5 % ) の実現可 能性について考察する こ と とする。
    [0122] こ の実効的電気機械結合係数 K2 e f f を考察する 場合、 電極の配置形態と しては 4 通 り を考え る こ と が出来る。 第 1 7 図及び第 1 8 図は、 こ れ らの 電極配置形態でセ ザヮ 波を用い る場合の実効的電 気機械結合係数 K2 e r f の k H依存性を解析 した結 果を示 した も のであ る。
    [0123] 第 1 7 図において、 曲線 g は A N薄膜上に I D T電極を配置 した場合の実効的電気機械結合係 数 K2 e r f の k H依存性を示 してお り 、 曲線 h は ダ ィ ャモ ン ド結晶体薄膜と A £ N薄膜と の境界面上 に I D T電極を配置 した場合の実効的電気機械結 合係数 K2 e f f の k H依存性を示 してい る。
    [0124] 又、 第 1 8 図において、 曲線 i は A £ N薄膜上 に I D T電極を配置 し、 且つ ダ イ ヤ モ ン ド結晶体 薄膜 と A N薄膜 と の境界面上に接地電極を配置 した場合の実効的電気機械結合係数 K2 e r f の k H 依存性を示 してお り 、 曲線 j はダ イ ヤ モ ン ド結晶 体薄膜と A N薄膜との境界面上に I D T電極を 配置 し、 且つ A ·β Ν薄膜上に接地電極を配置 した 場合の実効的電気機械係数 K2 e f r の k H依存性を 示 してい る。
    [0125] 第 1 7 図及び第 1 8 図か ら、 ダ イ ヤ モ ン ド結晶 体薄膜と A i N薄膜との境界面上に I D T電極を 設けた場合 （図の曲線 h， j の場合） 、 A ^ N薄 膜の限 られた範囲内で比較的大きな実効的電気機 械結合係数 K2 e f r を得る こ とが出来るが、 周波数 調整をなすための手法が A i N薄膜の膜厚を調整 する こ とのみに限られる こ とを考慮する と、 膜厚 の変化 Δ Hに対する実効的電気機械結合係数 K2 ef r の変動が大き い こ と、 及び許容されえ る膜厚 H の範囲が限定さ れる こ とか ら周波数調整が容易で な く 、 従っ て、 ダ イ ヤ モ ン ド結晶体薄膜と A N 薄膜と の境界面上に I D T電極を設けるのは好ま し く ない。
    [0126] —方、 A ^ N薄膜薄膜上に I D T電極を設けた 場合 （図の曲線 gの場合） には、 1 . l ≤ k H≤ 6 . 0 の広範囲にわた って、 0 . 5 %≤ K2 e f r ≤ 1 . 2 6 %と な り 、 比較的大き な実劲的電気機械 結合係数 K 2 e r f が得 られてい る こ とがわかる。 し か も、 2 k H≤ 4 の範囲においては、 実効的電 気機械結合係数 K 2 e f f の変動は小さ く 、 S A Wデ バイ ス の特性を安定化する こ と が出来る。 又、 A
    [0127] £ Ν薄膜上に I D T電極を設け且つダイ ヤ モ ン ド 単結晶薄膜と A i N薄膜 と の境界面上に接地電極 を設けた場合 （図の曲線 i の場合） に は 1 . 1 ≤ k H ≤ 6 . 0 の広範囲にわた り 、 0 . 7 %≤ K2 e f r ≤ 2 . 2 %と な り 、 よ り 大 き な実効的電気機械 結合係数 K 2 e f f を得る こ と が出来 る。
    [0128] こ のよ う に、 A ^ N薄膜上に Α £ 等の金属か ら な る I D Τ電極を設けた場合に は、 周波数調整が 容易であ る。 即ち、 I D T電極を Α 等か ら厚め に形成 しておき、 化学的又は物理的な エ ッ チ ン グ によ り I D T電極を削 り 取る こ と によ り 、 周波数 を高め る方向に調整する こ と が出来、 所望の周波 数特性の S A Wデバイ ス を実現する こ と が出来 る こ の場合、 上部層を構成す る A 薄膜は、 化学 的及び物理的に安定な材料であ る か ら、 エ ツ チ ン グ処理の際に ダメ 一 ジを受け る恐れがな い。
    [0129] よ っ て、 ダ イ ヤ モ ン ド結晶体と A ^ N薄膜 と の 2 層構造又は S i 単結晶若 し く は G a A s 単結晶 と ダ イ ヤ モ ン ド結晶体薄膜と A N薄膜 と の 3 層 構造において、 セザヮ 波の位相速度 V P の 目標値 ( V p ≥ 8 0 0 0 τη Z秒） 及び実効的電気機械結 合係数 K 2 e r f の目標値 （ K 2 e r f ≥ 0 . 5 % ) を容 易に実現 し、 且つ、 周波数調整を容易化す る ため には、 A £ N薄膜の膜厚 Hが 1 . l ≤ k H ≤ 6 . 0 と い う条件を満足する よ う に、 マ グネ ト ロ ンス パ ッ ク リ ン グ法等によ り C軸配向の A N薄膜を ダイ ヤモ ン ド結晶体 （薄膜） 上に形成 し、 且つ、 I D T電極を A ί N薄膜上に形成すればよい こ と がわ力、る。
    [0130] 次に、 ダイ ヤモ ン ド結晶体薄膜を単結晶半導体 基板上に膜形成した場合において、 セ ザヮ 波を実 質的にダイ ヤ モ ン ド結晶体薄膜と A ^ N薄膜との 2 層膜内に閉 じ込め るために必要なダ イ ヤ モ ン ド 結晶体薄膜の膜厚 D について考える。 一般に高次 のセザヮ波又は レ イ リ ー波をダ イ ヤ モ ン ド結晶体 薄膜及び A N薄膜内に閉 じ込め るためには、 十 分な る ダイ ヤモ ン ド結晶体薄膜の厚み Dが必要で あ るが、 本発明のよ う にセザヮ波の基本モー ドを 用い る こ と によ り 、 ダイ ヤモ ン ド結晶体薄膜の厚 み Dを薄 く する こ とが出来る。
    [0131] 第 1 9 図-乃至第 2 1 図は、 k Hを 1 . 5 , 2 . 0 及び 3 . 0 と したと きのセザヮ波の変位の相対 振幅の深さ （ Z 方向） 依存性についての解析結果 を示 した図であ る。 図において、 横軸はダイ ヤモ ン ド結晶体薄膜と A H N薄膜との境界面か らの Z 軸方向の距離を、 A £ Ν薄膜の膜厚 Hで除 して規 格化 した値 Ζ Ζ Ηで表 した ものであ る。 実線の特 性曲線 U ζ は Ζ 軸成分の相対振幅値であ り 、 破線 の特性曲線 U x は X軸成分の相対振幅値であ る。 尚、 U z ， U X は Z軸成分の最大振幅の絶対値を 1 と した場合の相対値であ る。 図か ら、 k Hが大 き く な る ほ ど、 即ち、 電極指幅 d によ り 決定 さ れ る波長が一定であ る とすれば A £ N薄膜の膜厚 H が大き く な る ほどセザヮ 波の減衰度が大き く な り よ り 表面近傍に ヱ ネ ルギ一が集中 してい る こ と が 明 らかであ る。 従 っ て、 セザヮ 波をダ イ ヤ モ ン ド 結晶体薄膜 と A £ N薄膜の 2 層膜内に閉 じ込め る ために必要な ダイ ヤ モ ン ド結晶体薄膜の膜厚 D と A ^ N薄膜の膜厚 H と の関係は、 5 H ≤ D とすれ ば十分であ る こ とがわかる。
    [0132] 以上の解析結果か ら、 基板構成を S i 単結晶、 G a A s 単結晶等の単結晶半導体基板 と ダイ ャ モ ン ド結晶体薄膜と A £ N薄膜と の 3 層構造と し、 I D T電極を A £ N薄膜上に設け、 ダ イ ヤ モ ン ド 結晶体薄膜の膜厚 D及び A i N薄膜の膜厚 Hが 5 H≤ D及び 1 . l ≤ k H 6 . 0 と な る よ う に構 成する こ と によ り 、 8 0 0 O m Z秒≤ V P 及び 0 , 5 %≤ K2 e f r の条件を満足する S A Wデバイ ス を 実現す る こ と が出来る。 こ の場合に、 I D T電極 を Α £ Ν薄膜上に露出す る よ う に設けてい る ので . i D T電極を形成 した後にその厚みを調整す る こ と によ っ て、 容易に周波数調整を行 う こ と が出来 。 第 2 2 図及び第 2 3図は、 第 1 の基本形態にお ける望ま しい実施態様と して、 A ^ N薄膜上に I D T電極を設けた S A Wデバイ ス の断面構成を模 式的に示した図であ る。 第 2 4図は A N薄膜上 に I D T電極を設け且つダイ ヤモ ン ド結晶体薄膜 と A £ N薄膜との境界面上に接地電極を設けた S A Wデバイ ス の断面構造を模式的に示 した図であ る。 これ らの図において、 1 は S i 単結晶、 G a A s 単結晶等か らなる単結晶半導体基板、 2 はダ ィ ャモ ン ド結晶体薄膜、 3 は C軸配向の Α £ Ν薄 膜、 4 は I D T電極であ る。 第 2 4図に示す 3 Wデバ イ ス においては、 ダ イ ヤ モ ン ド結晶体薄膜 2 と A i N薄膜 3 との境界面上に接地電極 5 が形 成さ れてい る。 これらの実施例において、 ダイ ヤ モ ン ド結晶体薄膜 2 の膜厚 D及び Α Ν薄膜 3 の 膜厚 Ηは、 マ イ ク ロ波領域にて使用 さ れる狭帯域 なタ イ ミ ング抽出用 フ ィ ル タ やノ ン ド ノ、。ス フ ィ ル タ を提供する:場合には、 3. 5 ≤ k Η≤ 5 . 0 及 び 4 H≤ Dの条件を満たすよ う に設定され、 広帯 域電圧制御発振器や広帯域通過フ ィ ル タ を提供す る場合には、 1 . l ≤ k H≤ 6 . 0 及び 5 H≤ D の条件を満たすよ う に設定さ れる。
    [0133] 第 2 2 図乃至第 2 4 図か ら明 らかなよ う に、 S A Wデバ イ ス は S i 単結晶、 G a A s 単結晶等か らな る単結晶半導体基板 1 を有 してい るので、 単 結晶半導体基板 1 を共通基板と して周辺の L S I (図示せず） と S A Wデバイ ス と を一体に形成す る こ と が可能であ り 、 又、 L S I と の電気的接続 は A 、 A u等の導体薄膜 6 によ っ て容易に行 う こ と が出来る。 従 っ て、 S A Wデ ノ、 ' イ ス と L S I を別体に形成 し こ れ らをボ ンデ ィ ン グワ イ ヤ等に よ り 接続 していた従来技術と比較 して、 量産が容 易にな る と と も に信頼性が向上する。
    [0134] 第 2 5 A図は、 第 2 2 図及び第 2 3 図に示さ れ た S A Wデバイ ス の使用例を示す模式図、 第 2 5 B図は、 第 2 5 A図に示さ れた I D T電極の近傍 の模式的な破断斜視図であ る。 相対す る位置に 2 組の I D T電極 4 ， 4 を形成 し、 一方の I D T電 極 4 では、 入力側高周波回路 7 か らの信号に よ り S A Wを発生させ、 他方の I D T電極 4 では、 伝 播 してき た S A Wを再び電気信号に変換 して出力 側負荷回路 8 に加え る よ う に した ものであ る。 尚 この構造は、 タ イ ミ ン グ抽出用 フ ィ ル タ 、 バ ン ド ノ、 ス フ ィ ル タ 等のフ ィ ル タ 回路や遅延線回路に適 してい る。 一方、 共振子を実現するため に は、 図 示は しないが、 単一の I D T電極の S A W伝播方 向の両側に S A Wを反射 させ る手段を設ければよ い。 この場合、 反射手段 と しては、 モ ー ド変換に よ る損失を防止す る上で、 単一反射面よ り は反射 格子の方が適 してい る。 尚、 以上の解析から明白なよ う に、 本発明の第 1 の基本形態においては、 必ず し も単結晶半導体 基板等の基板上にダイ ャモ ン ド結晶体薄膜を結晶 成長させる場合に限 らず、 天然の或いは工業的に 生産されたダイ ヤ モ ン ド結晶体と A ^ N薄膜との 2 層構造によ り S A Wデバイ ス を提供 して も良い , 上述 した本発明の第 1 の基本形態によれば、 例 えば 3次レ イ リ ー波を用いた場合において、 遠紫 外線を光源と した フ ォ ト リ ソ グラ フ ィ を用いた と き に ？ 〜 1 0 G H z の S A Wフ ィ ルタ を実現する こ とが出来、 又、 電子ビームを用いたと き に 1 0 〜 2 0 G H z の S AWフ ィ ルタ を実現する こ とが 出来るが、 人工ダイ ャ モ ン ド多結晶薄膜又は人工 ダイ ヤモ ン ド単結晶上に A £ N薄膜を P V D法又 は C V D法によ り 蒸着させる際に、 C軸配向 した 特性が良好な A £ N薄膜を結晶成長させる こ とが 難 しい と い う製造上の欠点を有 してい る。
    [0135] そ こで、 本発明の第 2 の基本形態においては、 ァモルフ ァ ス の基板に対 しては基板に垂直な方向 に C軸が配向する と い う B r a V a i s の経験則を利用 する。 例えば、 パイ レ ッ ク ス ガ ラ スや溶融石英上 には酸化亜鉛 ( Z n 0 ) や A £ N圧電薄膜を容易 に C軸配向 させる こ とが出来る。
    [0136] そ こ で、 ダイ ャモ ン ド結晶体上に了 モ ル フ ァ ス 膜と しての S i 〇 2 薄膜を P V D法や C V D法等 によ り 蒸着 させ、 この S i 0 2 薄膜上に A £ N薄 膜を C軸配向 させる こ と によ り 、 A £ N薄膜の形 成を容易化する。
    [0137] しか し、 S i 02 薄膜内を伝播するバ ルク 波の 音速は A £ N薄膜内を伝播するバ ルク 波の音速の 約 1 Z 2 と極めて低速であ る。 一般に、 3 層構造 を有す る S A Wにおいては、 第 2 6 図に示すよ う に、 上か ら第 1 層 I 、 第 2 層 Π及び第 3 層 ΙΠ内の 膜厚すベ り 波の伝播速度 ν , , V 2 , v 3 が V , < V 2 < V 3 の関係にあ る と き に は、 レ イ リ ー波 の基本波モ ー ド及びその高次波モ ー ドの S A Wが 伝播するが、 第 2 7 図に示すよ う に、 第 1 層 I 、 第 2 層 Π 及び第 3 層 ΙΠ内の膜厚すベ り 波の伝播速 度 V ， ， V 2 ， V 3 が V 2 V , < V 3 の関係に あ る と き に は、 レ イ リ ー波基本波モ ー ドの S A W のみが第 1 層 I 及び第 2 層 Π 内 にのみ伝播す る。
    [0138] そ こで、 第 2 層であ る S i 0 2 薄膜の膜厚 Tを 第 1 層であ る A i N薄膜の膜厚 H に対 して所定の 範囲内に制御 し得る な らば、 音速 1 0 0 0 0 m Z 秒以上の超高速な 3 次 レ イ リ ー波モ ー ドの S A W が伝播可能 と 考え る こ と が出来る。 こ のよ う な視 点に立 っ て、 製造可能な膜厚であ り 且つ 3 次 レ イ リ 一波モ ー ドを 3 層内に閉 じ込めて伝播 さ せ る こ と が出来る適切な S i 0 2 薄膜の膜厚を検討す る こ と と す る。 第 2 8 図は本発明の第 2 の基本形態における S A Wデバイ スを模式的に示した図であ り 、 S A W デバイ ス は上から A £ N薄膜 1 1 (膜厚 H ) と S i 0 2 薄膜 1 2 (膜厚 T = f H ) と人工ダイ ヤモ ン ド多結晶体又は人工ダイ ヤモ ン ド単結晶体か ら な る ダイ ヤ モ ン ド結晶体薄膜 1 3 とを有 してい る， 座標軸は図のよ う に薄膜と平行に X軸、 垂直に Z 軸をと り 、 Y軸は紙面に垂直な方向 とする。 こ こ で、 ダイ ヤ モ ン ド結晶体 1 3 のカ ッ ト 面を （ 0 0 1 ) 面と し、 A ί N薄膜 1 1 は Z 軸方向に C軸配 向 した膜すなわち （ 0 0 0 1 ) 面と し、 S A Wを X軸方向に伝播させる こ と と した。
    [0139] 第 2 9 図は第 2 8 図に示す構造における 3 次レ ィ リ ー波モー ドの S A Wの速度分散特性、 即ち、 A £ N薄膜の膜厚 H と S A Wの波数 k との積 k H に対する位相速度 V P ( m Z秒） の依存性を示 し た図であ る。 又、 第 3 0 図は、 S i 0 2 薄膜のパ ラ メ ータ ^1こ对する位相速度 V P の変化率 Δ ν Ρ Ζ V Ρ を示 した図であ る。 こ こでは = 0 におけ る位相速度 （音速） を基準と してい る。 第 2 9 図 及び第 3 0 図から、 次の こ とが判明する。
    [0140] (1) = 0 . 0 0 0 1 〜 0 . 0 0 1 では 3 次 レ ィ リ 一波の位相速度は殆ど不変であ る。
    [0141] (2) k H % 3 . 5 の位置に位相速度 V P の変化 率△ V p / V p の極大点があ り 、 ？ が大き く な る に従 っ て k Hが小さ く な る方向すなわち波長 ス が ス 》 H と な る方向に シ フ ト する。
    [0142] (3) k H 3 . 5 と した場合に、 f ^ O . 0 1 で位相速度 V P の変化率 Δ ν Ρ ζ ν Ρ (減少率） は一 0 . 2 % 1 = 0 . 0 5 で一 1 . 0 %、 ξ = 0 . 1 で一 2 . 5 %、 ^ - 0 . 2 で一 7 . 7 %と な る。
    [0143] 以上の こ と か ら、 > 0 . 1 では位相速度が著 し く 減少 し、 且つ、 位相速度 1 0 0 0 O m Z秒以 上の領域が k H≤ 3 . 7 の限 られた範囲内 と な る ため、 利用上好ま し く ない こ と がわかる。 現在、 遠紫外線フ ォ ト リ ソ グ ラ フ ィ 法によ り 実現可能な I D T電極の電極指幅 d は d ≥ 0 . 3 / mであ り 又、 I D T電極の電極指幅 d と S A Wの位相速度 V P と は d = ( 1 4 ) ♦ V p X ( は振動 数） の関係を有する か ら、 S A Wの位相速度は遠 紫外線フ-オ ト リ ソ グ ラ フ ィ 法を用いて 1 〜 1 0 G H z 帯の S A Wデバ イ ス を実現出来る かど う かに 関係 してい るが、 S A Wデバ イ ス と して本発明第 2 の基本形態によ る素子を適用す る場合に は、 更 に、 圧電性の強さ を示す実効的電気機械結合係数
    [0144] K2 e r r の S i 0 2 薄膜に よ る影響 も検討する必要 力 め る 。
    [0145] 第 2 8 図の 3 層構造に対す る I D T電極の配置 場所の態様 と して は 2 種類が考え られる。 第 3 1 図はアル ミ ニ ウ ム （ Α £ ) の I D T電極 Ρを
    [0146] Ν薄膜 1 1 上に蒸着形成 した本発明第 2 の基本形 態における望ま しい実施態様を示 してお り 、 第 3 2 図は A £ の I D T電極 Ρを Α ^ Ν薄膜 1 1 と S i 02 薄膜 1 2 との境界面上に設けた本発明第 2 の基本形態における他の望ま しい実施態様を示 し てい る。
    [0147] 第 3 3 図は第 3 1 図の配置構成の場合の実効的 電気機械結合係数 K2 e rr の k H依存性を示 した図 であ り 、 第 3 4図は第 3 2 図の配置構成の場合の 実効的電気機械結合係数 K2 e r f の k H依存性を示 した図であ る。 第 3 3図か ら、 O . 0 0 1 で は K2 e f f は = 0 の場合と殆ど変わ らないが、 少 な く と も 3. 2 ≤ k H≤ 4. 7 の範囲内では ？ の 増大に従っ て K2 e f f は増大 し、 ^ = 0 . 0 5 を境 に してその後急速に減少する こ とがわかる。 従つ て、 S Ϊ 0 2 薄膜 1 2 の膜厚を限られた範囲内で 制御すれば! ( 2 e r f が増大するため、 A N薄膜 1 1 と ダイ ヤモ ン ド結晶体薄膜 1 3 との間に S i 0 2 薄膜 1 2 を中間層 と して介在させる こ とが有利 であ る こ とがわかる。 但 し、 > 0 . 1 では K2 e f r が急速に減少するため、 f > 0 . 1 の範囲内で の制御は好ま し く ない。
    [0148] —方、 第 3 4 図か ら も、 3. 7 ≤ k H≤ 4 . 7 の範囲内においては の増大に伴 っ て K2 e f が増 大する こ と がわかる。 従 っ て、 Λ Ν薄膜 1 1 と ダイ ヤモ ン ド結晶体薄膜 1 3 と の間に S i 0 2 薄 膜 1 2 を中間層 と して介在 さ せ る こ と が有利であ る こ と がわかる。 但 し、 > 0 . 1 では K 2 e f f が 減少する ため、 f 〉 0 . 1 の範囲内での制御は好 ま し く ない。
    [0149] 以上の如 く 、 S A Wの位相速度の分散特性及び 実効的電気機械結合係数の 2 点について検討を進 めた結果、 次の条件を満たせば、 V p ≥ 1 0 0 0 O m Z秒、 K2 e f f ≥ 0 . 1 %の特性を有する S A Wデバイ スを実現 し得 る こ と が判明 した。
    [0150] (1) S i 0 2 薄膜の膜厚 Tを A ^ N薄膜の膜厚 H の 1 / 1 0 0 〜 ： L Z 1 0 内で制御す る （ 0 . 0 1 ≤ ξ ≤ 0 . 1 ) 。
    [0151] (2) Α Ν薄膜上に I D T電極を設け る場合に は、 3 . 2 ≤ k H ≤ 4 . 7 と な る よ う A £ N薄膜 の膜厚 H ¾制御する。
    [0152] (3) A ·β N薄膜 と S i 0 2 薄膜と の間に I D T 電極を設け る場合に は、 3 . 7 ≤ k H ≤ 4 . 7 と な る よ う A £ N薄膜の膜厚 H を制御す る。
    [0153] 例えば、 第 3 1 図の構成によ る 1 0 G H z の S A Wデバイ ス は、 下記第 1 表に例示す る 2 種類の 数値設定に よ っ て容易に実現す る こ と が出来る。 第 1 表
    [0154]
    [0155] 又、 第 3 1 図の構成によ る 5 G H z の S A Wデ バイ ス は下記第 2 表に例示する 2 種類の数値設定 によ つ て容易に実現する こ とが出来る。
    [0156] 第 2 表
    [0157]
    [0158] 尚、 本発明第 2 の基本形態に係る S A Wデバィ ス を構築する に際 しては、 第 3 1 図及び第 3 2 図 に概略的に示すよ う に、 本発明第 1 の基本形態に お け る実施態様と 同様に、 S i 、 G a A s 等の半 導体基板 〗 4 上に ダ イ ヤ モ ン ド結晶体薄膜 1 3 、 S i 0 2 薄膜 1 2 及び A N薄膜 1 1 の 3 層構造 を形成する こ と が好ま しい。 産業上の利用可能性
    [0159] 以上のよ う に、 本発明の S A Wデバ イ ス は、 数 G H z 〜 2 0 G H z のマ イ ク ロ 波領域にて使用 さ れる狭帯域な タ イ ミ ン グ抽出用 フ ィ ル タ 、 バ ン ド ノ、。ス フ ィ ル タ 、 或いは、 V H F 帯か ら U H F 帯ま での広い周波数範囲にて使用 さ れる広帯域電圧制 御発振器、 広帯域通過 フ ィ ル タ を実現する の に適 してい る。
    权利要求:
    Claims

    求 の 範 囲
    1 . ダ イ ヤ モ ン ド結晶体と該ダ イ ヤ モ ン ド結 晶体上に形成さ れた窒化ア ル ミ ニ ウ ム薄膜 （3) と を具備 して構成さ れ、
    これ ら ダイ ャモWE . ン ド結晶体及び窒化ア ル ミ ニゥ ム薄膜（3) 内で弾性表面波を伝播させる よ う に し た こ とを特徵とする弾性表面波デバ イ ス 。
    2 . 窒化ア ル ミ ニ ウ ム薄膜（3) 上にイ ン タ ー デ ィ ジ タ ル ' ト ラ ン ス デ ュ ー サ電極 （4) が形成さ れてい る こ とを特徵とする請求の範囲第 1 項記載 の弾性表面波デバ イ ス 。
    3 . 窒化ア ル ミ ニ ウ ム薄膜 （3) の膜厚 Hを
    3 . 5 ≤ k H ≤ 5 . 0 ( k は波数）
    の範囲内 と し、 ダ イ ヤ モ ン ド結晶体及び窒化ア ル ミ ニ ゥ ム薄膜 （3) 内を伝播する弾性表面波の う ち 3 次レイ リ ー波を利用する こ とを特徵とする請求 の範囲第 2 項記載の弾性表面波デバイ ス 。
    . 窒化ア ル ミ ニ ウ ム薄膜（3) の膜厚 Hを 1 . 1 ≤ k H ≤ 6 . 0 ( k は波数）
    の範囲内 と し、 ダ イ ヤ モ ン ド結晶体及び窒化ア ル ミ ニゥ ム薄膜 （3) 内を伝播する弾性表面波の う ち セ ザ ヮ 波を利用する こ とを特徴とする請求の範囲 第 2 項記載の弾性表面波デバ イ ス 。
    5 . ダィ ャ モ ン ド結晶体が単結晶半導体基板 (1) 上に形成 さ れた ダ イ ヤ モ ン ド結晶体薄膜 （2) であ る こ と を特徴とす る請求の範囲第 1 項記載の 弾性表面波デバイ ス 。
    6 . 窒化ア ル ミ ニ ウ ム薄膜 （3) 上 に イ ン タ ー デ ィ ジタ ル ' ト ラ ン スデュ ー サ電極 （ 4 ) が形成さ れてい る こ と を特徴 と する請求の範囲第 5 項記載 の弾性表面波デバイ ス 。
    7 . 窒化ア ル ミ ニ ウ ム薄膜 （3) の膜厚 H を 3 . 5 ≤ k H ≤ 5 . 0 ( k は波数）
    の範囲内 と し、 且つ、 ダ イ ヤ モ ン ド結晶体薄膜 （ 2) の膜厚 D と窒化ア ル ミ ニ ウ ム薄膜 （3) の膜厚 H と の関係を
    4 H ≤ D
    と し、 ダイ ヤ モ ン ド結晶体薄膜 （2) 及び窒化ア ル ミ ニ ゥ ム薄膜 （3) 内を伝播す る弾性表面波の う ち 3 次 レ イ リ ー波を利用す る こ と を特徴 とす る 請求 の範囲第' 6 項記載の弾性表面波デバイ ス 。
    8 . 窒化ア ル ミ ニ ウ ム薄膜 （3) の膜厚 Hを 1 . 1 ≤ k H ≤ 6 . 0 ( k は波数）
    の範囲内 と し、 且つ、 ダ イ ヤ モ ン ド結晶体薄膜 （ 2) の膜厚 D と 窒化ア ル ミ ニ ウ ム薄膜 （3) の膜厚 H と の関係を
    5 H ≤ D
    と し、 ダイ ヤ モ ン ド結晶休薄膜 （ 2 ) 及び窒化ア ル ミ ニ ゥ ム薄膜 （3) 内を伝播す る弾性表面波の う ち セザヮ波を利用する こ とを特徵とする請求の範囲 第 6 項記載の弾性表面波デバイ ス。
    9 . ダイ ヤ モ ン ド結晶体と該ダイ ヤ モ ン ド結 晶体上に形成された二酸化シ リ コ ン薄膜 （12)と該 二酸化シ リ コ ン薄膜（12)上に形成された窒化アル ミ ニ ゥ ム薄膜 （11)とを具備 して構成され、
    これら ダイ ヤ モ ン ド結晶体、 二酸化 シ リ コ ン薄 膜 （12)及び窒化アル ミ ニ ゥ ム薄膜 （11)か らな る 3 層構造内で弾性表面波を伝播させる よ う に した こ とを特徵とする弾性表面波デバイ ス。
    1 0 . 二酸化 シ リ コ ン薄膜 （12)の膜厚 Tを窒 化アル ミ ニ ウ ム薄膜（11)の膜厚 Hに対 し、
    0 . 0 1 H≤ T≤ 0 . 1 H
    と した こ とを特徵とする請求の範囲第 9 項記載の 弾性表面波デバイ ス。
    1 1 . 窒化アル ミ ニ ウ ム薄膜 （11)上に イ ン タ —デ ィ ジ タ ル ' ト ラ ン スデュ ーサ電極 （P) を形成 し、 窒化ア ミ ニ ウ ム薄膜 （11)の膜厚 Hを
    3. 2 ≤ k H≤ 4. 7 ( k は波数）
    の範囲内 と し、 前記 3 層構造内を伝播する弾性表 面波の う ち 3 次レイ リ ー波を利用する こ と を特徵 とする請求の範囲第 1 0 項記載の弾性表面波デバ イ ス。
    1 2 . 窒化ア ル ミ ニ ウ ム薄膜 （11 ) と二酸化 シ リ コ ン薄膜 （12)と の境界面に ィ ン タ ーデ ィ ジ タ ル • ト ラ ン スデュ ーサ電極 （P) を形成 し、 窒化ア ル ミ ニ ゥ ム薄膜 （11)の膜厚 H を
    3 . 7 ≤ k H ≤ 4 . 7 ( k は波数）
    の範囲内 と し、 前記 3 層構造内を伝播す る弾性表 面波の う ち 3 次 レ イ リ ー波を利用す る こ と を特徴 と する請求の範囲第 1 0 項記載の弾性表面波デバ ィ ス 。
    1 3 . ダ イ ヤ モ ン ド結晶体が単結晶半導体基 板 （14)上に形成 さ れた ダ イ ヤ モ ン ド結晶体薄胶 （1 3)であ る こ と を特徴 とす る請求の範囲第 9 項記載 の弾性表面波デバイ ス 。
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    EP0363495A4|1991-03-20|
    EP0363495A1|1990-04-18|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
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    法律状态:
    1989-09-21| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): JP US |
    1989-09-21| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AT BE CH DE FR GB IT LU NL SE |
    1989-11-16| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 1989903218 Country of ref document: EP |
    1990-04-18| WWP| Wipo information: published in national office|Ref document number: 1989903218 Country of ref document: EP |
    1996-04-04| WWR| Wipo information: refused in national office|Ref document number: 1989903218 Country of ref document: EP |
    1996-07-01| WWW| Wipo information: withdrawn in national office|Ref document number: 1989903218 Country of ref document: EP |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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