(57)【要約】  改善された電子音響部品が提供される。この部品は、１つのパッシベーション層と，このパッシベーション層の上の１つの圧電体層と、当該圧電体層上の１つの電極層における櫛歯状トランスデューサと、を有する担体ウェーハを備える。この部品は、剪断モードで動作するように設計されている。この部品の好ましいパラメータも提供される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子音響部品であって、
１つのパッシベーション層を有する１つの担体ウェーハと、
前記パッシベーション層の上の１つの圧電体層と、
前記圧電体層上の１つの電極層における１つの櫛歯状のトランスデューサと、
を備え、
前記電子音響部品は、剪断モードで動作するように設計されていることを特徴とする部品。
【請求項２】
請求項１に記載の部品において、
前記圧電体層は、ＬｉＮｂＯ3の単結晶の基板から成り、
前記基板は（ＹＸｌ）／αカットで、５０°≦α≦６０°であり、かつ厚さは０．２５μｍであり、
前記担体ウェーハはＳｉから成り、
前記パッシベーション層は、ＳｉＯ2から成っており、かつ０．２５μｍの厚さを有する、
ことを特徴とする部品。
【請求項３】
請求項１に記載の部品において、
前記圧電体層は、ＬｉＮｂＯ3の単結晶の基板から成り、
前記基板は（ＹＸｌ）／αカットで、５０°≦α≦６０°であり、かつ厚さは０．３５μｍであり、
前記担体ウェーハはＳｉから成り、
前記このパッシベーション層は、ＳｉＯ2から成っており、かつ０．２５μｍの厚さを有する、
ことを特徴とする部品。
【請求項４】
請求項１に記載の部品において、
前記圧電体層は、ＬｉＮｂＯ3の単結晶の基板から成り、
前記基板は（ＹＸｌ）／αカットで、α＝５５°であり、かつ厚さは０．２５μｍであり、
前記担体ウェーハはＳｉから成り、
前記パッシベーション層は、ＳｉＯ2から成っており、かつ０．２５μｍの厚さを有する、
ことを特徴とする部品。
【請求項５】
請求項１に記載の部品において、
前記圧電体層は、ＬｉＮｂＯ3の単結晶の基板から成り、
前記基板は（ＹＸｌ）／αカットで、α＝５５°であり、かつ厚さは０．３５μｍであり、
前記担体ウェーハはＳｉから成り、
前記パッシベーション層は、ＳｉＯ2から成っており、かつ０．５５μｍの厚さを有する、
ことを特徴とする部品。
【請求項６】
請求項１に記載の部品において、
前記圧電体層は、ＬｉＮｂＯ3の単結晶の基板から成り、
前記トランスデューサは、η＝０．５のメタライジング比および
相対的電極厚ｈ：λ＝０．０１を有し、
前記基板は（ＹＸｌ）／αカットで、α＝５５°であり、かつ厚さは０．３５μｍであり、
前記担体ウェーハはＳｉから成り、
前記パッシベーション層は、ＳｉＯ2から成っており、かつ０．５５μｍの厚さを有する、
ことを特徴とする部品。
【請求項７】
請求項１に記載の部品において、
前記圧電体層は、ＬｉＮｂＯ3の単結晶の基板から成り、
前記トランスデューサは、η＝０．５のメタライジング比および
相対的電極厚ｈ：λ＝０．０１を有し、
前記基板は（ＹＸｌ）／αカットで、α＝５５°であり、かつ厚さは０．１７５μｍであり、
前記担体ウェーハはＳｉから成り、
前記パッシベーション層は、ＳｉＯ2から成っており、かつ０．２７５μｍの厚さを有する、
ことを特徴とする部品。
【請求項８】
請求項１に記載の部品において、
前記圧電体層は、ＬｉＮｂＯ3の単結晶の基板から成り、
前記トランスデューサは、０．４≦η≦０．５のメタライジング比および
相対的電極厚ｈ：λ＝０．０５を有し、
前記基板は（ＹＸｌ）／αカットで、α＝５５°であり、かつ厚さは０．３５μｍであり、
前記担体ウェーハはＳｉから成り、
前記パッシベーション層は、ＳｉＯ2から成っており、かつ０．５５μｍの厚さを有する、
ことを特徴とする部品。
【請求項９】
請求項１に記載の部品において、
前記圧電体層は、ＬｉＮｂＯ3の単結晶の基板から成り、
前記トランスデューサは、η＝０．８のメタライジング比を有し、
前記基板は、（ＹＸｌ）／αカットで、α＝５２°であり、
前記担体ウェーハはＳｉから成り、
前記パッシベーション層はＳｉＯ2から成っている、
ことを特徴とする部品。
【請求項１０】
請求項１に記載の部品において、
前記圧電体層は、ＬｉＮｂＯ3の単結晶の基板から成り、
前記基板は（ＹＸｌ）／αカットで、α＝５２°であり、かつ厚さは０．２μｍであり、
前記担体ウェーハはＳｉから成り、
前記パッシベーション層は、ＳｉＯ2から成っており、かつ０．４μｍの厚さを有する、
ことを特徴とする部品。
【請求項１１】
請求項１に記載の部品において、
前記圧電体層は、ＬｉＮｂＯ3の単結晶の基板から成り、
前記基板は（ＹＸｌ）／αカットで、α＝５５°であり、かつ厚さは０．３５μｍであり、
前記担体ウェーハはＳｉから成り、
前記パッシベーション層は、ＳｉＯ2から成っており、かつ０．５５μｍの厚さを有する、
ことを特徴とする部品。
【請求項１２】
請求項１に記載の部品において、
前記圧電体層は、ＬｉＮｂＯ3の単結晶の基板から成り、
前記基板は（ＹＸｌ）／αカットで、α＝５２°であり、かつ厚さは０．２０μｍであり、
前記担体ウェーハはＳｉから成り、
前記パッシベーション層は、ＳｉＯ2から成っており、かつ０．４０μｍの厚さを有する、
ことを特徴とする部品。
【請求項１３】
請求項１に記載の部品において、
前記圧電体層は、ＬｉＴａＯ3の単結晶の基板から成っていることを特徴とする部品。
【請求項１４】
請求項１３に記載の部品において、
前記基板は（ＹＸｌ）／αカットで、α＝４８°であり、かつ厚さは０．４６５μｍであり、
前記パッシベーション層は、ＳｉＯ2から成っており、かつ０．１０μｍの厚さを有する、
ことを特徴とする部品。
【請求項１５】
請求項１３に記載の部品において、
前記基板は、（ＹＸｌ）／αカットで、α＝５５°であり、
前記パッシベーション層は、ＳｉＯ2から成っており、かつ１．０μｍの厚さを有し、
前記部品は、ＬＳＡＷで動作するように設計されており、
前記担体ウェーハは、３５０μｍ以上の厚さを有する、
ことを特徴とする部品。
【請求項１６】
請求項１３に記載の部品において、
前記基板は（ＹＸｌ）／αカットで、α＝４８°であり、かつ厚さは０．４６５μｍであり、
前記パッシベーション層は、ＳｉＯ2から成っており、かつ１．０μｍの厚さを有する、
ことを特徴とする部品。
【請求項１７】
請求項１３に記載の部品において、
前記担体ウェーハは、導波路となる材料で設計されていることを特徴とする部品。
【請求項１８】
前記基板の下側にブラッグミラーパターンをさらに備えることを特徴とする、請求項１３に記載の部品。
【請求項１９】
前記担体ウェーハは、Ｓｉ，サファイヤ，またはダイヤモンド状炭素から成っていることを特徴とする、請求項１８に記載の部品。
【請求項２０】
請求項１に記載の部品において、
前記基板はＬｉＮｂＯ3から成り、（ＹＸｌ）／αカットで、４５°≦α≦６０°であり、かつ厚さは１．１μｍであり、
前記パッシベーション層は、ＳｉＯ2から成っており、かつ３μｍの厚さを有し、
前記担体ウェーハは、３５０μｍ以上の厚さを有する、
ことを特徴とする部品。
【請求項２１】
請求項１に記載の部品において、
前記基板はＬｉＮｂＯ3から成り、（ＹＸｌ）／αカットで、α＝５２°であることを特徴とする部品。
【請求項２２】
請求項１に記載の部品において、
前記基板はＬｉＮｂＯ3から成り、（ＹＸｌ）／αカットで、α＝５２°であり、かつ厚さは１．０μｍであり、
前記パッシベーション層は、ＳｉＯ2から成っており、かつ１．０μｍの厚さを有し、
前記担体ウェーハは、３５０μｍ以上の厚さを有する、
ことを特徴とする部品。
【請求項２３】
請求項１に記載の部品において、
前記基板はＬｉＮｂＯ3から成り、（ＹＸｌ）／αカットで、α＝５２°であり、かつ厚さは１．１μｍであり、
前記担体ウェーハは、３５０μｍ以上の厚さを有する、
ことを特徴とする部品。
【請求項２４】
請求項１に記載の部品において、
前記基板はＬｉＮｂＯ3から成り、（ＹＸｌ）／αカットで、α＝５２°であり、
前記パッシベーション層は、ＳｉＯ2から成っており、かつ１．５μｍの厚さを有し、
前記担体ウェーハは、３５０μｍ以上の厚さを有する、
ことを特徴とする部品。
【請求項２５】
請求項１に記載の部品において、
前記基板はＬｉＮｂＯ3から成り、（ＹＸｌ）／αカットで、α＝５２°であり、かつ厚さは１．２μｍであり、
前記パッシベーション層は、ＳｉＯ2から成っており、かつ１．５μｍの厚さを有し、
前記担体ウェーハは、３５０μｍ以上の厚さを有する、
ことを特徴とする部品。
【請求項２６】
請求項１に記載の部品において、
前記基板はＬｉＮｂＯ3から成り、（ＹＸｌ）／αカットで、α＝５２°であり、かつ厚さは１．２μｍであり、
前記パッシベーション層は、ＳｉＯ２から成っており、かつ４．０μｍ以上の厚さを有し、
前記担体ウェーハは、３５０μｍ以上の厚さを有する、
ことを特徴とする部品。
【請求項２７】
請求項１に記載の部品において、
前記基板はＬｉＴａＯ3から成り、（ＹＸｌ）／αカットで、４８°≦α≦５２°であり、
前記パッシベーション層は、ＳｉＯ2から成っており、かつ前記担体ウェーハの半分厚さを有し、
前記担体ウェーハは、３５０μｍ以上の厚さを有する、
ことを特徴とする部品。
【請求項２８】
請求項１に記載の部品において、
前記基板はＬｉＴａＯ3から成り、（ＹＸｌ）／αカットで、４８°≦α≦５２°であり、かつ厚さは１．２μｍであり、
前記パッシベーション層は、ＳｉＯ２から成っており、かつ１．４μｍの厚さを有し、
前記担体ウェーハは、３５０μｍ以上の厚さを有する、
ことを特徴とする部品。
【請求項２９】
請求項１に記載の部品において、
前記基板はＬｉＴａＯ３から成り、（ＹＸｌ）／αカットで、α＝４８°であり、かつ厚さは１．２μｍであり、
前記パッシベーション層は、ＳｉＯ2から成っており、かつ１．３μｍの厚さを有し、
前記担体ウェーハは、３５０μｍ以上の厚さを有する、
ことを特徴とする部品。
【請求項３０】
請求項１に記載の部品において、
前記基板はＬｉＴａＯ3から成り、（ＹＸｌ）／αカットで、α＝４８°であり、かつ厚さは２μｍであり、
前記パッシベーション層は、ＳｉＯ2から成っており、かつ１．５μｍの厚さを有し、
前記担体ウェーハは、３５０μｍ以上の厚さを有する、
ことを特徴とする部品。
【請求項３１】
請求項１に記載の部品において、
前記基板はＬｉＴａＯ3から成り、（ＹＸｌ）／αカットで、α＝４８°であり、かつ厚さは２μｍであり、
前記パッシベーション層は、ＳｉＯ2から成っており、かつ２μｍの厚さを有し、
前記担体ウェーハは、３５０μｍ以上の厚さを有する、
ことを特徴とする部品。
【請求項３２】
請求項１に記載の部品において、
前記基板は、ＬｉＮｂＯ3から成っており、かつ１．４μｍの厚さを有し、
前記パッシベーション層は、ＳｉＯ2から成っており、かつ５μｍの厚さを有し、
前記トランスデューサは、０．４≦η≦０．５のメタライジング比および相対的電極厚ｈ：λ＝０．０６８を有し、
前記担体ウェーハは、３５０μｍ以上の厚さを有する、
ことを特徴とする部品。
【請求項３３】
請求項１に記載の部品において、
前記基板は、ＬｉＮｂＯ3から成っており、かつ１．２μｍの厚さを有し、
前記パッシベーション層は、ＳｉＯ2から成っており、かつ５μｍの厚さを有し、
前記トランスデューサは、０．４≦η≦０．５のメタライジング比および相対的電極厚ｈ：λ＝０．０６８を有し、
前記担体ウェーハは、３５０μｍ以上の厚さを有する、
ことを特徴とする部品。
【請求項３４】
前記部品は、１７１０ＭＨｚ≦ｆ≦１７８５ＭＨｚの中心周波数ｆで動作するＲＦフィルタであることを特徴とする請求項１に記載の部品。
【請求項３５】
電子音響部品の最適化パラメータを決定する方法であって、
−圧電体層の界面における音響波の伝播をシミュレーションすることができるシミュレーションシステムを準備するステップと、
−少なくとも１つの方向で温度差ストレスを無視するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項３６】
前記シミュレーションの環境は、有限要素システムであることを特徴とする、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記シミュレーションの環境は、非線形の物理特性をシミュレーションすることができることを特徴とする、請求項３５に記載の方法。
【請求項３８】
前記シミュレーションの環境は、動的解析を行うことができることを特徴とする、請求項３５に記載の方法。
【請求項３９】
前記シミュレーションの環境はグリーン関数を利用していることを特徴とする、請求項３５に記載の方法。
【請求項４０】
前記シミュレーションの方法は、有限要素解析と境界積分法を組み合わせており、境界要素解析を含んでいることを特徴とする、請求項３５に記載の方法。
【請求項４１】
電子音響部品であって、
１つのパッシベーション層を有する１つの担体ウェーハと、
前記パッシベーション層の上の１つの圧電体層と、
前記圧電体層上の１つの電極層における１つの櫛歯状のトランスデューサと、
前記圧電体層の下側のブラッグミラーパターンと、
を備え、
前記電子音響部品は、高次のラムモードで動作するように設計されていることを特徴とする部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子音響部品（複数）に関し、たとえば電子音響フィルタ用の部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子音響部品は、たとえばモバイル通信装置のＲＦフィルタに用いることができる。これらの部品は、圧電材料および電極パターン（複数）を備えている。これらの電極パターンは、圧電効果を用いて電磁的ＲＦ信号を音響波に変換し、あるいはこの逆の変換を行う。電磁波に比べ音響波の波長は短いので、このような部品は小さな空間的サイズを可能とする。こうして電子音響部品は、小さな空間的サイズであることが望ましいモバイル通信装置において好んで用いられている。
【０００３】
しかしながらＲＦ波および音響波の圧電材料および上記の電極パターンとの物理的相互作用は複雑であり、この部品の振る舞いを決定するパラメータの数は膨大である。このようなパラメータでとりわけ重要なものは、音速，周波数，圧電結合係数である。これらのパラメータは、圧電材料の種類，この材料の配向性，電極の材料，層厚等の材料パラメータに依存する。したがってこれらのパラメータの依存性もまた複雑であり、ホスティングシステムの仕様を満足する特性を有する電子音響部品を得るための、電子音響部品の１つのパラメータの変更はしばしば他のパラメータの変更を必要とする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、上記のような物理的および電気的特性、たとえば小さな厚さ，小さな挿入損失，周波数−温度補償，大きな結合係数、広帯域特性，高Ｑ値，および良好なスペクトル純度，を有する電子音響部品を提供することである。さらにもう１つの課題はこのようなデバイスの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
部品および方法が独立請求項によって提示される。従属請求項は、本発明の好ましい実施形態を記載する。
【０００６】
以下の説明で数値が示される。これらの数値の許容誤差は５％〜１０％の範囲である。
【０００７】
１つの実施形態においては、電子音響部品は、その上に１つの圧電体層を有する１つの担体ウェーハと、この圧電体層上の１つの電極層における１つの櫛歯状のトランスデューサとを備える。
【０００８】
この担体ウェーハと圧電体層との間にパッシベーション層が配設されていてよい。このパッシベーション層は、ＳｉＯ2（二酸化珪素、シリカ）から成ってよく、これにより周波数の温度係数を小さくすることができる。すなわちこのパッシベーション層は、周波数温度補償の改善をもたらし得る。このパッシベーション層は、アモルファスであってよく、かつ１μｍの厚さであってよい。このパッシベーション層は、たとえばイオン汚染の無い、純粋であって、またバルク材料の弾性特性に出来る限り近い弾性特性となるような密度であることが好ましい。
【０００９】
さらに本発明による部品は、特定の音響波を主音響波として動作するように設計されていてよい。この波は剪断波またはレイリー波であってよい。しかしながら、後述の様々な理由から剪断波が望ましい。とりわけシングルモードを励起しかつ検出するために使用される圧電体層の性能が、得られるスペクトルのスペクトル純度を高めるために要求されている。
【００１０】
上記の担体ウェーハは、Ｓｉ（珪素）から成ってよく、また単結晶Ｓｉウェーハであってよい。
【００１１】
上記の圧電体層は、ＬｉＮｂＯ3（ニオブ酸リチウム）またはＬｉＴａＯ3（タンタル酸リチウム）から成ってよい。この圧電材料は、パッシベーション付きのＳｉウェーハに接着された単結晶材料であってよい。
【００１２】
上記の櫛歯状トランスデューサは、電極格子パターンを備えてよく、たとえば櫛歯電極フィンガが２つのバスバーの１つに接続されているかまたは反射器パターンを備えてよい。
【００１３】
上記の担体ウェーハ上の圧電材料は、音響波が伝播する導波路パターンを確立する。
【００１４】
１つの実施形態においては、この圧電体層は、ニオブ酸リチウムの単結晶基板から成っている。この基板は、（ＹＸｌ）／αカットで、５０°≦α≦６０°である。この基板の厚さは０．２５μｍである。担体ウェーハは、珪素から成り、また上記のパッシベーション層は二酸化珪素から成り、かつ厚さは０．２５μｍである。
【００１５】
（ＹＸｌ）／αカットは、この基板がｘ軸の周りに回転されているカットであり、ｘはこの圧電体層の圧電軸に対して平行な方向である。圧電材料の回転についての詳細は、圧電性に関する規格ＩＥＥＥ  Ｓｔｄ−１７６に記載されており、この標準は、結晶軸および角回転の客観的定義を与えるものである。こうして結晶のＹＸカットは、その幅が光軸（Ｚ）に沿ったプレートに対応し、長さはいわゆるＸ結晶軸に沿ったものであり、厚さはＹ軸に沿ったものであり、この後者の軸は波が伝播する筈のプレート表面の法線となるものである。したがって、この角度αは、上記で定義されたＸ軸の周りの回転に対応し、固有な物理特性（複数）の角度の組合せに基づいて、特有の特性をこの基板に与える。
【００１６】
この構成においては、とりわけ５５°の角度αが好ましい。
【００１７】
１つの実施形態においては、基板は（ＹＸｌ）／αカットで、５０°≦α≦６０°であり、厚さは０．３５μｍである。担体ウェーハは、珪素から成り、また上記のパッシベーション層は二酸化珪素から成り、かつ厚さは０．２５μｍである。圧電体層は、ニオブ酸リチウムの単結晶基板から成っている。
【００１８】
１つの実施形態においては、圧電体層は、ニオブ酸リチウムの単結晶基板から成り、この単結晶基板はα＝５５°で、厚さが０．２５μｍの（ＹＸｌ）／αカットである。担体ウェーハは、珪素から成る。パッシベーション層は、二酸化珪素から成っており、かつ０．２５μｍの厚さを有する。
【００１９】
１つの実施形態においては、圧電体層は、ニオブ酸リチウムの単結晶基板から成り、α＝５５°で、厚さが０．３５μｍの（ＹＸｌ）／αカットを有する。担体ウェーハは、珪素から成る。パッシベーション層は、二酸化珪素から成っており、かつ０．５５μｍの厚さを有する。
【００２０】
１つの実施形態においては、この圧電体層は、ニオブ酸リチウムの単結晶基板から成っている。トランスデューサは、η＝０．５のメタライジング比および１．８５μｍの機械的周期λ／２を有する。
このトランスデューサは、さらに相対的電極厚ｈ：λ＝０．０１を有する。この電極厚はｈ＝０．０７５μｍであってよい。基板は（ＹＸｌ）／αカットでα＝５５°であり、厚さは０．３５μｍである。担体ウェーハは、珪素から成る。パッシベーション層は、二酸化珪素から成っており、かつ０．５５μｍの厚さを有する。
【００２１】
１つの実施形態においては、この圧電体層は、ニオブ酸リチウムの単結晶基板から成っている。トランスデューサは、η＝０．５のメタライジング比および１．８５μｍの機械的周期を有する。このトランスデューサは、相対的電極厚ｈ：λ＝０．０１を有する。この電極厚は０．０５μｍであってよい。基板は（ＹＸｌ）／αカットで、α＝５５°であり、厚さは０．１７５μｍである。担体ウェーハは、珪素から成る。パッシベーション層は、二酸化珪素から成っており、かつ０．２７５μｍの厚さを有する。
【００２２】
１つの実施形態においては、この圧電体層は、ニオブ酸リチウムの単結晶基板から成っている。このトランスデューサは、０．４≦η≦０．５のメタライジング比および１．８５μｍの機械的周期を有する。このトランスデューサは、さらに相対的電極厚ｈ：λ＝０．０５を有する。この電極厚は０．３５０μｍであってよい。基板は（ＹＸｌ）／αカットで、α＝５５°であり、厚さは０．３５μｍである。担体ウェーハは、珪素から成る。パッシベーション層は、二酸化珪素から成っており、かつ０．５５μｍの厚さを有する。
【００２３】
上記の機械的周期は、周期毎に、たとえば１．８５μｍの周期毎に、＋２０％または−２０％の範囲でばらついていてよい。この程度の周期の最適化の自由度によって、上記の導波路層の分散特性に関し利点が得られる。上記のばらつきは、周波数の温度係数を調整することを可能とする。
【００２４】
１つの実施形態においては、この圧電体層は、ニオブ酸リチウムの単結晶基板から成っている。このトランスデューサは、η＝０．８のメタライジング比を有する。基板は、（ＹＸｌ）／αカットで、α＝５２°である。担体ウェーハは、珪素から成る。パッシベーション層は、二酸化珪素から成る。
【００２５】
１つの実施形態においては、この圧電体層は、ニオブ酸リチウムの単結晶基板から成っている。基板は（ＹＸｌ）／αカットで、α＝５２°であり、厚さは０．２μｍである。担体ウェーハは、珪素から成る。パッシベーション層は、二酸化珪素から成っており、かつ０．４μｍの厚さを有する。
【００２６】
１つの実施形態においては、トランスデューサは、１．８５μｍ±２０％の機械的周期を有する。
【００２７】
１つの実施形態においては、この圧電体層は、ニオブ酸リチウムの単結晶基板から成っている。基板は（ＹＸｌ）／αカットで、α＝５５°であり、厚さは０．３５μｍである。担体ウェーハは、珪素から成る。パッシベーション層は、二酸化珪素から成っており、かつ０．５５μｍの厚さを有する。
【００２８】
１つの実施形態においては、この圧電体層は、ニオブ酸リチウムの単結晶基板から成っている。基板は（ＹＸｌ）／αカットで、α＝５２°であり、厚さは０．２μｍである。担体ウェーハは、珪素から成る。パッシベーション層は、二酸化珪素から成っており、かつ０．４μｍの厚さを有する。
【００２９】
１つの実施形態においては、圧電体層は、タンタル酸リチウムの単結晶基板から成っている。
【００３０】
１つの実施形態においては、基板は（ＹＸｌ）／αカットで、α＝４８°であり、厚さは０．４６５μｍである。パッシベーション層は、二酸化珪素から成っており、かつ０．１μｍの厚さを有する。このトランスデューサは、１．９μｍの機械的周期または１．９μｍ±２０％の機械的周期を有してよい。
【００３１】
１つの実施形態においては、基板は、（ＹＸｌ）／αカットで、α＝５５°である。パッシベーション層は、二酸化珪素から成っており、かつ１．０μｍの厚さを有する。この本発明による部品は、ＬＳＡＷ（ＬＳＡＷ＝Leaky SAW＝leaky surface acoustic wave）で動作するように設計されている。担体ウェーハは、３５０μｍ以上の厚さを有してよい。この厚さは３５０μｍ〜５００μｍであってよい。しかしながら、５００μｍを越える厚さも可能である。
【００３２】
１つの実施形態においては、基板は（ＹＸｌ）／αカットで、α＝４８°であり、厚さは０．４６５μｍである。パッシベーション層は、二酸化珪素から成っており、かつ１．０μｍの厚さを有する。
【００３３】
１つの実施形態においては、担体ウェーハは、導波路となる材料で設計されている。
【００３４】
１つの実施形態においては、本発明による部品は、基板の下側にブラッグミラーパターンを備えてよい。
【００３５】
１つの実施形態においては、担体ウェーハは珪素，サファイヤ，またはダイヤモンド状炭素から成っている。
【００３６】
１つの実施形態においては、基板はニオブ酸リチウムから成っており、（ＹＸｌ）／αカットで、４５°≦α≦６０°であり、厚さは１．１μｍである。パッシベーション層は、二酸化珪素から成っており、かつ３μｍの厚さを有する。
担体ウェーハは、３５０μｍ以上の厚さを有する。
【００３７】
１つの実施形態においては、基板はニオブ酸リチウムから成っており、（ＹＸｌ）／αカットで、α＝５２°である。
【００３８】
１つの実施形態においては、基板はニオブ酸リチウムから成っており、（ＹＸｌ）／αカットで、α＝５２°であり、厚さは１．０μｍである。パッシベーション層は、二酸化珪素から成っており、かつ１．０μｍの厚さを有する。担体ウェーハは、３５０μｍ以上の厚さを有する。
【００３９】
１つの実施形態においては、基板はニオブ酸リチウムから成っており、（ＹＸｌ）／αカットで、α＝５２°であり、厚さは１．１μｍである。担体ウェーハは、３５０μｍ以上の厚さを有する。
【００４０】
１つの実施形態においては、基板はニオブ酸リチウムから成っており、（ＹＸｌ）／αカットで、α＝５２°である。パッシベーション層は、二酸化珪素から成っており、かつ１．５μｍの厚さを有する。担体ウェーハは、３５０μｍ以上の厚さを有する。
【００４１】
１つの実施形態においては、基板はニオブ酸リチウムから成っており、（ＹＸｌ）／αカットで、α＝５２°であり、厚さは１．２μｍである。パッシベーション層は、二酸化珪素から成っており、かつ１．５μｍの厚さを有する。担体ウェーハは、３５０μｍ以上の厚さを有する。
【００４２】
１つの実施形態においては、基板はニオブ酸リチウムから成っており、（ＹＸｌ）／αカットで、α＝５２°であり、厚さは１．２μｍである。パッシベーション層は、二酸化珪素から成っており、かつ４．０μｍ以上の厚さを有する。担体ウェーハは、３５０μｍ以上の厚さを有する。
【００４３】
１つの実施形態においては、基板はタンタル酸リチウムから成っており、（ＹＸｌ）／αカットで、４８°≦α≦５２°である。パッシベーション層は、二酸化珪素から成る。このパッシベーション層の厚さは、担体ウェーハの厚さの半分である。この担体ウェーハは、３５０μｍ以上の厚さを有する。
【００４４】
１つの実施形態においては、基板はタンタル酸リチウムから成っており、（ＹＸｌ）／αカットで、４８°≦α≦５２°であり、厚さは１．２μｍである。
【００４５】
１つの実施形態においては、基板はタンタル酸リチウムから成っており、（ＹＸｌ）／αカットで、α＝４８°であり、厚さは１．２μｍである。パッシベーション層は、二酸化珪素から成っており、かつ１．３μｍの厚さを有する。この担体ウェーハは、３５０μｍ以上の厚さを有する。
【００４６】
１つの実施形態においては、基板はタンタル酸リチウムから成っており、（ＹＸｌ）／αカットで、α＝４８°であり、厚さは２μｍである。パッシベーション層は、二酸化珪素から成っており、かつ１．５μｍの厚さを有する。この担体ウェーハは、３５０μｍ以上の厚さを有する。
【００４７】
３５０μｍ以上の厚さを有する担体ウェーハは、半無限の基板と見做すことができ、すなわちこの基板の底部は、波によって誘発される転移は殆ど無く、すなわちこの基板の底部は、上面からの音響波の放射に関連したいかなる反射も拡散され、この上面に向かって位相が揃って反射されず、いかなる望ましくない干渉も防ぐように処理されている。
【００４８】
１つの実施形態においては、基板はタンタル酸リチウムから成っており、（ＹＸｌ）／αカットで、α＝４８°であり、厚さは２μｍである。パッシベーション層は、二酸化珪素から成っており、かつ２μｍの厚さを有する。この担体ウェーハは、３５０μｍ以上の厚さを有する。
【００４９】
１つの実施形態においては、基板はニオブ酸リチウムから成っており、かつ１．４μｍの厚さを有する。パッシベーション層は、二酸化珪素から成っており、かつ５μｍの厚さを有する。このトランスデューサは、０．４以上で０．５以下のメタライジング比ηを有する。このトランスデューサは、さらに相対的電極厚ｈ：λ＝０．０６８を有する。この担体ウェーハは、３５０μｍ以上の厚さを有する。
【００５０】
１つの実施形態においては、基板はニオブ酸リチウムから成っており、かつ１．２μｍの厚さを有する。パッシベーション層は、二酸化珪素からなっており、かつ５μｍの厚さを有する。このトランスデューサは、０．４以上で０．５以下のメタライジング比ηを有する。このトランスデューサは、さらに相対的電極厚ｈ：λ＝０．０６８を有する。この担体ウェーハは、３５０μｍ以上の厚さを有する。
【００５１】
１つの実施形態においては、本発明による部品は、中心周波数Ｆが１７１０ＭＨｚ〜１７８５ＭＨｚで動作するＲＦフィルタである。
【００５２】
電子音響部品の最適化パラメータを決定する方法は、以下のステップを含む。−圧電体層の界面における音響波の伝播をシミュレーションすることができるシミュレーションシステムを準備するステップ。−少なくとも１つの方向で温度差ストレスを無視するステップ。
【００５３】
このアプローチでは、積層体の材料の１つ、たとえば厚い材料は、励起表面に対して共線的な（co-linear）伝播軸に沿って基板全体を熱膨張させ、一方で基板の厚みに対し垂直な方向に沿った積層材料全体の膨張は本出願の図に示す係数に従っている。
【００５４】
この方法の１つの実施形態においては、上記のシミュレーションの環境は有限要素システムである。
【００５５】
この方法の１つの実施形態においては、このシミュレーション環境は、非線形の物理特性をシミュレーションすることができる。
【００５６】
この方法の１つの実施形態においては、このシミュレーション環境は、動的解析を行うことができる。
【００５７】
この方法の１つの実施形態においては、このシミュレーション環境はグリーン関数を利用している。
【００５８】
この方法の１つの実施形態においては、このシミュレーションの方法は、有限要素解析と境界積分法を組み合わせており、たとえば境界要素解析を含んでいる。
【００５９】
さらに、電子音響部品は高次のラムモードで動作することが可能である。このような部品は、担体ウェーハおよびこの担体ウェーハ上の圧電体層を備える。パッシベーション層は、この担体ウェーハと圧電体層との間に配設されていてよい。
【００６０】
この部品は、さらに櫛歯状のトランスデューサを電極層に備える。この電極層は、圧電体層上に配設されていてよい。さらにこの部品は、この圧電体層の下側にブラッグミラーパターンを備えてよい。
【００６１】
パッシベーション層は、Ｓｉ基板またはサファイヤ基板のような基板上に配設されていてよい。
【００６２】
電子音響部品（複数）およびこれらの基本的動作の例を、電子音響部品の進歩した特性を示す計算結果と共に、図（複数）に示す。特にこれらの図は、上述の角度区域の利点を表している。ここで考慮されている角度区域の利点は、上記の圧電体層上に堆積された櫛歯状のトランスデューサの予測されたスペクトルに対して極めて小さな寄与のみのレイリー波を励起することを可能とすることである。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】担体ウェーハＣＷ上の、圧電体層ＰＩＬを有する積層体を示す。
【図２】圧電体層ＰＩＬ上の櫛歯状トランスデューサＩＤＴの配置を示す。
【図３】直列分岐共鳴器ＳＢＲおよび並列分岐共鳴器ＰＢＲを有するラダー型フィルタ構造ＬＴＦを示す。
【図４】圧電基板／圧電層上の電極フィンガＥＦの断面を示す。
【図５】本発明による電子音響部品の１つの実施形態における角度依存の、速度および結合係数を示す。
【図６】本発明による電子音響部品の１つの実施形態における角度依存の、速度および結合係数を示す。
【図７】本発明による電子音響部品の１つの実施形態における角度依存の、速度および結合係数を示す。
【図８】本発明による電子音響部品の１つの実施形態における周波数依存の、速度および結合係数を示す。
【図９】本発明による電子音響部品の１つの実施形態におけるパッシベーション層の厚さに対する速度および結合係数を示す。
【図１０】圧電体層の厚さに対する速度および結合係数を示す。
【図１１】温度に対する相対速度変化および結合係数を示す。
【図１２】本発明による電子音響部品の１つの実施形態における、周波数に対するサセプタンスおよびリアクタンスを示す。
【図１３】本発明による電子音響部品の１つの実施形態における、周波数に対するサセプタンスおよびリアクタンスを示す。
【図１４】本発明による電子音響部品の１つの実施形態における、メタライジング比および相対電極厚に対する速度を示す。
【図１５】本発明による電子音響部品の１つの実施形態における、メタライジング比および相対電極厚に対する結合係数を示す。
【図１６】本発明による電子音響部品の１つの実施形態における、メタライジング比および相対電極厚に対する反射率を示す。
【図１７】本発明による電子音響部品の１つの実施形態における、メタライジング比および相対電極厚に対する指向性を示す。
【図１８】本発明による電子音響部品の１つの実施形態における、メタライジング比および相対電極厚に対する、共鳴モードおよび反共鳴モードの周波数の温度係数を示す。
【図１９】本発明による電子音響部品の１つの実施形態における、メタライジング比および相対電極厚に対する、共鳴モードおよび反共鳴モードの周波数の温度係数を示す。
【図２０】本発明による電子音響部品の１つの実施形態における、メタライジング比および相対電極厚に対する速度を示す。
【図２１】本発明による電子音響部品の１つの実施形態における、メタライジング比および相対電極厚に対する結合係数を示す。
【図２２】本発明による電子音響部品の１つの実施形態における、メタライジング比および相対電極厚に対する反射率を示す。
【図２３】本発明による電子音響部品の１つの実施形態における、メタライジング比および相対電極厚に対する指向性を示す。
【図２４】本発明による電子音響部品の１つの実施形態における速度および結合係数（角度依存）を示す。
【図２５】本発明による電子音響部品の１つの実施形態における速度および結合係数（角度依存）を示す。
【図２６】本発明による電子音響部品の１つの実施形態における角度依存の、速度および結合係数を示す。
【図２７】本発明による電子音響部品の１つの実施形態における速度および結合係数（周波数依存）を示す。
【図２８】パッシベーション層の厚さに対する速度および結合係数を示す。
【図２９】本発明による電子音響部品の１つの実施形態の圧電体層の厚さに対する速度および結合係数を示す。
【図３０】本発明による電子音響部品の１つの実施形態における、メタライジング比および相対電極厚に対する速度を示す。
【図３１】本発明による電子音響部品の１つの実施形態における、メタライジング比および相対電極厚に対する結合係数を示す。
【図３２】本発明による電子音響部品の１つの実施形態における、メタライジング比および相対電極厚に対する反射率を示す。
【図３３】本発明による圧電部品の１つの実施形態における、メタライジング比および相対電極厚に対する指向性を示す。
【図３４】本発明による電子音響部品の１つの実施形態における角度依存の、速度および結合係数を示す。
【図３５】本発明による電子音響部品の１つの実施形態における角度依存の、速度および結合係数を示す。
【図３６】本発明による電子音響部品の１つの実施形態における角度依存の、速度および結合係数を示す。
【図３７】本発明による電子音響部品の１つの実施形態の実効誘電率の実部および虚部（速度依存）を示す。
【図３８】本発明による電子音響部品の１つの実施形態の実効誘電率の実部および虚部（周波数依存）を示す。
【図３９】本発明による電子音響部品の１つの実施形態における積層体の厚さに対する速度および結合係数を示す。
【図４０】積層体の厚さに対する速度および結合係数を示す。
【図４１】本発明による電子音響部品の１つの実施形態における周波数依存の、速度および結合係数を示す。
【図４２】本発明による電子音響部品の１つの実施形態におけるパッシベーション層の異なる厚さに対する速度の温度依存の相対変化を示す。
【図４３】本発明による電子音響部品の１つの実施形態における角度依存の、速度および結合係数を示す。
【図４４】本発明による電子音響部品の１つの実施形態における角度依存の、速度および結合係数を示す。
【図４５】本発明による電子音響部品の１つの実施形態における角度依存の、速度および結合係数を示す。
【図４６】本発明による電子音響部品の１つの実施形態における厚さ依存の、速度および結合係数を示す。
【図４７】本発明による電子音響部品の１つの実施形態における厚さ依存の、速度および結合係数を示す。
【図４８】本発明による電子音響部品の１つの実施形態における周波数依存の、速度および結合係数を示す。
【図４９】本発明による電子音響部品の１つの実施形態における相対速度および結合係数の変化（温度依存）を示す。
【図５０】本発明による電子音響部品の１つの実施形態における温度依存の、相対速度および結合係数の変化を示す。
【図５１】本発明による電子音響部品の１つの実施形態における温度依存の、速度および結合係数の変化／相対変化を示す。
【図５２】本発明による電子音響部品の１つの実施形態における温度依存の、周波数の相対変化および結合係数を示す。
【図５３】本発明による電子音響部品の１つの実施形態における、メタライジング比および相対電極厚に対する速度を示す。
【図５４】本発明による電子音響部品の１つの実施形態における、メタライジング比および相対電極厚に対する結合係数を示す。
【図５５】本発明による電子音響部品の１つの実施形態における、メタライジング比および相対電極厚に対する反射率を示す。
【図５６】本発明による電子音響部品の１つの実施形態における、相対電極厚に対する反射率および結合係数を示す。
【図５７】本発明による電子音響部品の１つの実施形態における、メタライジング比および相対電極厚に対する周波数の温度係数を示す。
【図５８】本発明による電子音響部品の１つの実施形態における、メタライジング比および相対電極厚に対する周波数の温度係数を示す。
【図５９】本発明による圧電部品の１つの実施形態のコンダクタンスおよびサセプタンス（周波数依存）を示す。
【図６０】本発明による電子音響部品の１つの実施形態のコンダクタンスおよび抵抗（周波数依存）を示す。
【図６１】ラダー型フィルタの挿入損失および位相（周波数依存）を示す。
【図６２】５つのカスケード素子を有するラダー型フィルタの周波数依存の挿入損失を示す。
【発明を実施するための形態】
【００６４】
図１は、担体ウェーハＣＷを有する積層体を示す。この担体ウェーハＣＷ上には圧電体層ＰＩＬが配設されている。この圧電体層ＰＩＬと担体ウェーハＣＷとの間には、パッシベーション層が配設されている。電極層ＥＬは、この圧電体層ＰＩＬを覆っている。この電極層ＥＬにおいて、ＲＦ信号と音響波との間の変換を行う電極パターンがパターニングされてよい。
【００６５】
図２は、図１に示す電極層にパターニングされてよいトランスデューサＩＤＴの概略上面図を示す。このトランスデューサＩＤＴは、互いに隣接して配設された電極フィンガＥＦＩを備える。各々の電極フィンガＥＦＩは、２つのバスバーＢＢの１つに接続されている。したがってこのトランスデューサは、櫛歯状トランスデューサであってよい。音響波を伝播するために設けられている圧電体層の領域は、音響トラックと呼ばれている。トランスデューサは、この音響トラックに配設されている。この音響トラックの側部の１つまたは両方にパターニングされた反射素子は、音響エネルギーをこの音響トラックに閉じ込めるために用いられる。
【００６６】
このトランスデューサは、電子音響共鳴器の一部であってよい。電子音響共鳴器は、図３に示すように電気的に接続されてＲＦフィルタを形成する。
【００６７】
図３は、直列分岐共鳴器ＳＢＲの直列接続と、当該直列分岐共鳴器を含む信号路をグラウンド電位に接続し得る複数のシャント分岐の並列分岐共鳴器ＰＢＲとを有するラダー型フィルタの構造ＬＴＦを示す。
【００６８】
図４は、電子音響部品の断面を示す。この断面は電極フィンガＥＦに対し垂直である。この電極フィンガＥＦは、圧電体層ＰＩＬ上に配設されている。この電極フィンガＥＦは、厚さｈおよび幅ａを有する。このトランスデューサは隣接する電極ＥＦの中心点間、または隣接する電極フィンガの間に配設されている隣接する励起中心間の平均距離で定義される。音響波の伝播方向は、この圧電体層ＰＩＬに対して平行であり、かつこれらの電極フィンガＥＦの延在方向に対して直角である。すなわちこの音響波の伝播方向は、ｘ１方向に沿っている。これらの電極フィンガＥＦは、ｘ３方向に延伸している。
【００６９】
図５は、１μｍ厚のニオブ酸リチウム層と、パッシベーション層として１μｍ厚のＳｉＯ2層とを備える電子音響部品におけるラムモードの位相速度ｖfree，ｖmet，および結合係数κ2を示す。動作周波数は、１ＧＨｚに設定されている。これらの速度および結合係数はカット角θに依存している。このカット角θは、結晶のＸ軸の周りの回転を規定している。結晶方位については、まずカット角を規定する結晶軸を考慮しなければならない。この際プレートの軸は、Ｓｔｄ−１７６規格にあるように、通常１回回転がダッシュ記号１つで表され、２回回転がダッシュ記号２つであらわされる回転結晶軸に対応している。本発明の場合、すなわち１回回転のプレートの場合では、この結晶軸Ｘは、ｘ１軸（回転が行われる軸）に対応し、これに対し回転されたＹ軸（Ｙ’と記載）は、ｘ２と一致し、したがってＺ’とｘ３とは、共線的（colinear）である。
【００７０】
ｖfreeは、自由な、すなわちメタライズされていない圧電体表面での位相速度を表す。ｖfreeは、メタライズされた圧電体、すなわち質量負荷効果の無い均一な金属層、すなわち無限に薄い層と仮定されるが、その境界条件は一般性を失わずに電位がゼロとされた均一な表面を支持する圧電体層表面のものである。
【００７１】
図６は、図５に示す積層体に対する、自由表面での位相速度ｖfreeおよびメタライズされた表面での速度ｖmetと、結合係数κ2を、カット角θに対して示す。ただしこれらは剪断モードにおけるものである。
【００７２】
図７は、図５と６に示す積層体に対する、自由表面での位相速度ｖfree，メタライズ化された表面での位相速度ｖmet，および結合係数κ2を、カット角θに対して示す。ただし図７は、縦モードでの速度および結合係数を示している。
【００７３】
５０°〜６０°の角度範囲では、ラムモードは抑圧され、剪断モードの電気機械結合係数は１５％より大きい。θ＝１２０°近傍で、この剪断モードは抑圧され、ラムモードが４％を越える。したがって５０°〜６０°の角度範囲は、剪断モードで使用することができ、１２０°近傍の角度範囲は、ラムモードに用いることができる。これら両方の角度範囲において、それぞれの縦モードは比較的小さい。
【００７４】
特にθ＝５５°の角度は、剪断モードの電子音響部品で好ましい。
【００７５】
図８は、自由表面での位相速度ｖfree，メタライズ化された表面での位相速度ｖmetの周波数依存性、および周波数依存の結合係数κ2を、カット角θ＝５５°に対して示す。圧電体層は、ニオブ酸リチウムから成っており、かつ０．２５μｍの厚さを有する。このパッシベーション層は、シリカから成っており、かつ０．２５μｍの厚さを有する。
【００７６】
図９は、自由な圧電体表面での位相速度ｖfree，メタライズ化された圧電体表面での位相速度ｖmet，および結合係数κ2を、パッシベーション層の厚さｔに対して示す。この圧電体基板は、ＬｉＮｂＯ3から成っており、かつ５００ｎｍの厚さを有する。
【００７７】
図１０は、自由な圧電体表面での位相速度ｖfreｅ，メタライズ化された圧電体表面での位相速度ｖmet，および結合係数κ2を、パッシベーション層の厚さｔに対して示す。この圧電体基板は、ＬｉＮｂＯ3から成っている。このパッシベーション層は、ＳｉＯ2から成っており、かつ５００ｎｍの厚さを有する。
【００７８】
薄いパッシベーション層では、大きな結合係数κ2が得られる。しかしながらＴＣＦを低減するためには、有限のパッシベーション厚が必要である。２００ｎｍ厚のＬｉＮｂＯ3層および４００ｎｍ厚のＳｉＯ2層を用いて、ｖmetおよび共鳴周波数に対して−２．８ｐｐｍ／ＫのＴＣＦが得られ、ｖfreeおよび反共鳴周波数に対して１．１３ｐｐｍ／ＫのＴＣＦが得られる（図２０−２３参照）。
【００７９】
図１１は、速度変化Δｖmet／ｖmet，Δｖfree／ｖfree，および結合係数κ2の温度感受性を、剪断モードに対して−５０℃〜１５０℃の温度範囲で示す。圧電体層は、ＬｉＮｂＯ3から成り、かつ３５０ｎｍの厚さを有し、パッシベーション層は、ＳｉＯ2から成り、かつ５５０ｎｍの厚さを有する。
【００８０】
図１２は、ＳｉＯ2パッシベーション層上のＬｉＮｂＯ3（ＹＸｌ）／５５°の圧電体層上の周期的Ａｌグレーティングの高調波アドミタンスを示す。ピッチｐは、１．８５μｍであり、メタライジング比η＝ａ／ｐは０．５である。電極の相対厚ｈ／λは１％であり、この厚さｈは７５ｎｍである。ＬｉＮｂＯ3は３５０ｎｍの厚さを有し、ＳｉＯ2は５５０ｎｍの厚さを有する。
【００８１】
図１３は、ＳｉＯ2パッシベーション層上のＬｉＮｂＯ3（ＹＸｌ）／５５°の圧電体層上の周期的Ａｌグレーティングの高調波アドミタンスを示す。ピッチｐは、１．８５μｍであり、メタライジング比η＝ａ／ｐは０．５である。電極の相対厚ｈ／λは１％であり、この厚さｈは７５ｎｍである。ＬｉＮｂＯ3は１７５ｎｍの厚さを有し、ＳｉＯ2は２７５ｎｍの厚さを有する。
【００８２】
系統的な計算により、０．４＜ａ／ｐ＜０．４５に対して、単一の障害、すなわち単一のアルミニウム電極における反射係数を用いて、２３％を超える結合係数が得られる。この反射係数は、２５％に近づいている。この障害は、５％に近い相対厚ｈ／λを有してよく、たとえばｈ＝３５０ｎｍである。
【００８３】
図１４は、１つの電子音響部品での位相速度ｖを、メタライジング比ａ／ｐに対して、また相対電極厚ｈ／λに対して示す。
【００８４】
図１５は、図１４の部品での結合係数κ2を、メタライジング比ａ／ｐに対して、また相対電極厚ｈ／λに対して示す。
【００８５】
図１６は、図１４の部品での反射係数の絶対値｜Ｒ｜を、メタライジング比ａ／ｐに対して、また相対電極厚ｈ／λに対して示す。
【００８６】
図１７は、図１４の部品での指向性δを、メタライジング比ａ／ｐに対して、また相対電極厚ｈ／λに対して示す。
【００８７】
図１４〜１７は、カット角θ５５°および厚さ３５０ｎｍのＬｉＮｂＯ3から成る圧電体層を有する電子音響部品での種々の基質パラメータを示す。圧電体層は、５５０ｎｍ厚のＳｉＯ2層上に配設されている。電極パターンはＡｌ（アルミニウム）から成り、１．８５μｍのピッチｐを有している。
【００８８】
図１８は、共鳴周波数ｆrおよび反共鳴周波数ｆaでのＴＣＦを、メタライジング比ａ／ｐに対して、また相対電極厚ｈ／λに対して示す。Ａｌの使用は、このＴＣＦを相対電極厚１％当たりほぼ１ｐｐｍ／Ｋ低減することが見い出された。ｆrとｆaとの間のＴＣＦの最小の差を、約ａ／ｐ＝０．８で得ることができる。
【００８９】
図１９は、共鳴周波数ｆrおよび反共鳴周波数ｆaでのＴＣＦを、メタライジング比ａ／ｐに対して、また相対電極厚ｈ／λに対して示す。図１９に示す部品は、４００ｎｍ厚のＳｉＯ2層上に、２００ｎｍ厚の（ＹＸｌ）／５２°ＬｉＮｂＯ3層を有する。ほぼ０．６のメタライジング比ａ／ｐにおいて、ｆrとｆaでのＴＣＦにおける差は殆ど消滅し、異なる規格化厚ｈに対し小さなＴＣＦの絶対値が得られている。
【００９０】
図２０は、１つの電子音響部品での位相速度ｖを、メタライジング比ａ／ｐに対して、また相対電極厚ｈ／λに対して示す。
【００９１】
図２１は、図２０の部品での結合係数κ2を、メタライジング比ａ／ｐに対して、また相対電極厚に対して示す。
【００９２】
図２２は、図２０の部品での反射係数の絶対値率｜Ｒ｜を、メタライジング比ａ／ｐに対して、また相対電極厚に対して示す。
【００９３】
図２３は、図２０の部品での指向性δを、メタライジング比ａ／ｐに対して、また相対電極厚に対して示す。
【００９４】
図２０〜２３は、カット角θ５２°および厚さ２００ｎｍのＬｉＮｂＯ3から成る圧電体層を有する電子音響部品での種々の基質パラメータを示す。圧電体層は、４００ｎｍ厚のＳｉＯ2層上に配設されている。電極パターンはＡｌから成り、１．８５μｍのピッチｐを有している。
【００９５】
図２４は、１つの電子音響部品のラムモードに対する、自由表面での位相速度ｖfree，メタライズ化された表面での位相速度ｖmet，および結合係数κ2を示す。この部品は、１μｍ厚のＳｉＯ2層上に１μｍ厚のＬｉＴａＯ3圧電体層を有する。
【００９６】
図２５は、１つの電子音響部品の剪断モードに対する、自由表面での位相速度ｖfree，メタライズ化された表面での位相速度ｖmet，および結合係数κ2を示す。この部品は、１μｍ厚のＳｉＯ2層上に１μｍ厚のＬｉＴａＯ3圧電体層を有する。
【００９７】
図２６は、１つの電子音響部品の縦モードに対する、自由表面での位相速度ｖfree，メタライズ化された表面での位相速度ｖmet，および電子音響結合係数κ２を示す。この部品は、１μｍ厚のＳｉＯ2層上に１μｍ厚のＬｉＴａＯ3圧電体層を有する。
【００９８】
図２７は、１μｍ厚のＳｉＯ2から成るパッシベーション層上に１μｍ厚の（ＹＫｌ）／５５°ＬｉＮｂＯ3層を有する１つの電子音響部品の剪断モードの分散を示す。ｖfreeは自由表面の位相速度を表し、ｖmetはメタライズ化された表面の位相速度を表し、κ2は結合係数を表す。
【００９９】
図２８は、自由表面の位相速度ｖfree，メタライズ化された圧電体表面の位相速度ｖmet，および結合係数κ2を、ＳｉＯ2から成るパッシベーション層の厚さに対して示す。この部品は、５００ｎｍ厚のＬｉＮｂＯ3圧電体層を有する。
【０１００】
図２９は、自由表面の位相速度ｖfree，メタライズ化された圧電体表面の位相速度ｖmet，および結合係数κ２を、ＬｉＮｂＯ３から成る圧電体層の厚さに対して示す。この部品は、５００ｎｍ厚のＳｉＯ2パッシベーション層を有する。
【０１０１】
図３０は、１つの電子音響部品での位相速度ｖを、メタライジング比ａ／ｐに対して、また相対電極厚ｈ／λに対して示す。
【０１０２】
図３１は、図３０の部品での結合係数κ2を、メタライジング比ａ／ｐに対して、また相対電極厚に対して示す。
【０１０３】
図３２は、図３０の部品での反射係数の絶対値率｜Ｒ｜を、メタライジング比ａ／ｐに対して、また相対電極厚に対して示す。
【０１０４】
図３３は、図３０の部品での指向性δを、メタライジング比ａ／ｐに対して、また相対電極厚に対して示す。このパラメータは、ゼロに近く、したがって周波数阻止帯の最初にある共鳴は、メタライジングパラメータに対しどのような感度であってもよい。
【０１０５】
図３０〜３３は、カット角θ４８°および厚さ４６５ｎｍのＬｉＮｂＯ3から成る圧電体層を有する電子音響部品での種々の基質パラメータを示す。圧電体層は、１００ｎｍ厚のＳｉＯ2層上に配設されている。電極パターンはＡｌから成り、１．９μｍのピッチｐを有している。
【０１０６】
図３４は、１つの電子音響部品の縦モードに対する、自由表面での位相速度ｖfree，メタライズ化された表面での位相速度ｖmet，および電子音響結合係数κ２を示す。この部品は、パッシベーション層としての３μｍ厚のＳｉＯ2基板上に１．１μｍ厚のＬｉＮｂＯ3層を有する。３μｍの厚さは、このＳｉＯ2基板の下面の転移を実質的に抑圧するために充分である。したがって３μｍ以上の厚さを有する基板は、このモードに関して半無限の基板と見做すことができる。厚さが基板を半無限とするために充分かどうかは周波数に依存する。たとえば１ＧＨｚ以上の周波数に対しては、５５０ｎｍあるいは３５０ｎｍの厚さでさえこの基板を半無限と見做すことができる。
【０１０７】
図３５は、１つの電子音響部品の剪断モードに対する、自由表面での位相速度ｖfree，メタライズ化された表面での位相速度ｖmet，および電子音響結合係数κ2を示す。この部品は、３μｍ厚のＳｉＯ2基板上に１．１μｍ厚のＬｉＮｂＯ3圧電体層を有する。
【０１０８】
図３６は、１つの電子音響部品の縦モードに対する、自由表面での位相速度ｖfree，メタライズ化された表面での位相速度ｖmet，および電子音響結合係数κ2を示す。この部品は、３μｍ厚のＳｉＯ2基板上に１．１μｍ厚のＬｉＮｂＯ3圧電体層を有する。
【０１０９】
図３７は、ＳｉＯ2パッシベーション層を有するＳｉウェーハ上に（ＹＸｌ）／５２°ＬｉＮｂＯ3圧電体層を備えた電子音響部品の位相速度ｖに対する、６００ＭＨｚにおける、実効誘電率の実部Ｒｅおよび虚部Ｉｍを示す。この圧電体層は１．１μｍ厚であり、パッシベーション層は３μｍ厚である。
【０１１０】
図３８は、ＳｉＯ2パッシベーション層を有するＳｉウェーハ上に（ＹＸｌ）／５２°ＬｉＮｂＯ3圧電体層を備えた電子音響部品の位相速度ｖに対する、４００ＭＨｚにおける、実効誘電率の実部Ｒｅおよび虚部Ｉｍを示す。この圧電体層は１μｍ厚であり、パッシベーション層は１μｍ厚である。
【０１１１】
図３９は、１つの電子音響部品の自由表面の位相速度ｖfree，メタライズ化された圧電体表面の位相速度ｖmet，および結合係数κ2を、圧電体層およびパッシベーション層を含む積層体の厚さｔに対して示す。この圧電体層は１．１μｍ厚であり、（ＹＸｌ）／５２°ＬｉＮｂＯ3から成る。この動作周波数は４００ＭＨｚである。
【０１１２】
図４０は、１つの電子音響部品の自由表面の位相速度ｖfree，メタライズ化された圧電体表面の位相速度ｖmet，および結合係数κ2を、圧電体層およびパッシベーション層を含む積層体の厚さｔに対して示す。このパッシベーション層は１．５μｍ厚であり、ＳｉＯ2から成る。この動作周波数は４００ＭＨｚである。
【０１１３】
図４１は、１つの電子音響部品の自由表面の位相速度ｖfree，メタライズ化された圧電体表面の位相速度ｖmet，および結合係数κ2を、圧電体層およびパッシベーション層を含む積層体での周波数ｆに対して示す。この圧電体層は１．２μｍ厚であり、（ＹＸｌ）／５２°ＬｉＮｂＯ3から成る。このパッシベーション層は１．５μｍ厚であり、ＳｉＯ2から成る。
【０１１４】
図４２は、相対速度Δｖ／ｖの温度依存性を示す。このように異なるパッシベーション層厚に対する、異なるΔｖ／ｖの温度Ｔに対する直線が示されている。ｔ＝４μｍおよびｔ＝４．５μｍに対して、小さな温度依存の速度変化を得ることができる。
【０１１５】
図４３は、１つの電子音響部品の楕円偏光モードに対する、自由表面での位相速度ｖfree，メタライズ化された表面での位相速度ｖmet，および電子音響結合係数κ2を示す。この部品は、パッシベーション層としての１．５μｍ厚のＳｉＯ2基板上に１．１μｍ厚のＬｉＮｂＯ3層を有する。
【０１１６】
図４４は、１つの電子音響部品の剪断モードに対する、自由表面での位相速度ｖfree，メタライズ化された表面での位相速度ｖmet，および電子音響結合係数κ2を示す。この部品は、１．５μｍ厚のＳｉＯ2層上に１．１μｍ厚のＬｉＴａＯ3圧電体層を有する。
【０１１７】
図４５は、１つの電子音響部品の縦モードに対する、自由表面での位相速度ｖfree，メタライズ化された表面での位相速度ｖmet，および電子音響結合係数κ2を示す。この部品は、１．５μｍ厚のＳｉＯ2層上に１．１μｍ厚のＬｉＴａＯ3圧電体層を有する。
【０１１８】
図４２〜４５は、圧電性材料としてＬｉＴａＯ3を有する１つの電子音響部品のパラメータを示す。図４３〜４５においては、圧電体層およびパッシベーション層の割合はよくバランスされている。ここに示す結果は、（ＹＸｌ）／４８°ＬｉＴａＯ3材料に基づいている。この材料は市販で入手でき、計算結果を検証するのに用いることができる。
【０１１９】
図４６は、１つの電子音響部品の自由表面の位相速度ｖfree，メタライズ化された圧電体表面の位相速度ｖmet，および結合係数κ2を、圧電体層およびパッシベーション層を含む積層体の厚さｔに対して示す。この圧電体層は１μｍ厚であり、（ＹＸｌ）／５２°ＬｉＴａＯ3から成る。この動作周波数は５００ＭＨｚである。
【０１２０】
図４７は、１つの電子音響部品の自由表面の位相速度ｖfree，メタライズ化された圧電体表面の位相速度ｖmet，および結合係数κ2を、圧電体層およびパッシベーション層を含む積層体の厚さｔに対して示す。この圧電体層は（ＹＸｌ）／５２°ＬｉＴａＯ3から成る。このパッシベーション層は１．４μｍ厚であり、ＳｉＯ2から成る。この動作周波数は４００ＭＨｚである。
【０１２１】
図４８は、１つの電子音響部品の自由表面の位相速度ｖfree，メタライズ化された圧電体表面の位相速度ｖmet，および結合係数κ2を、圧電体層およびパッシベーション層を含む積層体での周波数ｆに対して示す。この圧電体層は１．２μｍ厚であり、（ＹＸｌ）／５２°ＬｉＮｂＯ3から成る。このパッシベーション層は１．４μｍ厚であり、ＳｉＯ2から成る。
【０１２２】
図４６〜４８は、好ましい動作点を可能とする電子音響部品のパラメータを示す。とりわけ小さなＴＣＦが得られることが見いだされている。
【０１２３】
図４９は、相対速度Δｖ／ｖの温度Ｔへの依存性を、自由表面のｖfreeとメタライズ化された表面のｖmetに対して示し、また結合係数κ2の温度依存性を示す。この電子音響部品は、１．４μｍ厚のＳｉＯ2層上に１．２μｍ厚の（ＹＸｌ）／５２°ＬｉＴａＯ3層を有する。
【０１２４】
図５０は、相対速度Δｖ／ｖの温度Ｔへの依存性を、自由表面のｖfreeとメタライズ化された表面のｖmetに対して示し、また結合係数κ2の温度依存性を示す。この部品は、１．３μｍ厚のＳｉＯ2層上に１．２μｍ厚の（ＹＸｌ）／４８°ＬｉＴａＯ3層を有する。
【０１２５】
図５１は、相対速度Δｖ／ｖの温度Ｔへの依存性を、自由表面のｖfreeとメタライズ化された表面のｖmetに対して示し、また結合係数κ2の温度依存性を示す。この部品は、１．５μｍ厚のＳｉＯ2層上に２μｍ厚の（ＹＸｌ）／４８°ＬｉＴａＯ3層を有する。
【０１２６】
図５２は、相対速度Δｖ／ｖの温度Ｔへの依存性を、自由表面のｖfreeとメタライズ化された表面のｖmetに対して示し、また結合係数κ2の温度依存性を示す。この部品は、２μｍ厚のＳｉＯ2層上に２μｍ厚の（ＹＸｌ）／４８°ＬｉＴａＯ3層を有する。
【０１２７】
図４９〜５２に示す４つの部品全ては、５００ＭＨｚの動作周波数でのものである。（ＹＸｌ）／４８°ＬｉＴａＯ3の使用は、ＴＣＦを極小にし得るので好ましい。周波数−温度の反転は、κ2が１０％より大きい場合に室温付近で得ることができる。しかしながら、レイリー波のような寄与はまだ存在する可能性がある。
【０１２８】
図５３は、１つの電子音響部品での位相速度ｖを、メタライジング比ａ／ｐに対して、また相対電極厚ｈ／λに対して示す。
【０１２９】
図５４は、図３０の部品での結合係数κ2を、メタライジング比ａ／ｐに対して、また相対電極厚に対して示す。
【０１３０】
図５５は、図３０の部品での反射係数の絶対値率｜Ｒ｜を、メタライジング比ａ／ｐに対して、また相対電極厚に対して示す。
【０１３１】
図５６は、結合係数κ2および反射係数の絶対値｜Ｒ｜の最適値を、共に相対電極厚に対して示す。
【０１３２】
図５３〜５６は、５μｍ厚のＳｉＯ2パッシベーション層上に、圧電性材料として１．４μｍ厚の（ＹＸｌ）／５２°ＬｉＮｂＯ3を有する１つの電子音響部品の第２の剪断モードのパラメータを示す。このパッシベーション層は、殆ど半無限のＳｉウェーハ上に配設されている。Ａｌ電極のピッチは、５μｍに設定されて、４００ＭＨｚに近い動作周波数とされている。
【０１３３】
図５７は、１つの部品のＴＣＦを、メタライジング比ａ／ｐに対して、また相対電極厚ｈ／λに対して示す。この部品は、５μｍ厚のＳｉＯ2層上に１．４μｍ厚の（ＹＸｌ）／５２°ＬｉＮｂＯ3層を有する。このＳｉＯ2層自体はＳｉウェーハ上に配設されている。
【０１３４】
図５８は、１つの部品のＴＣＦを、メタライジング比ａ／ｐに対して、また相対電極厚ｈ／λに対して示す。この部品は、５μｍ厚のＳｉＯ2層上に１．２μｍ厚の（ＹＸｌ）／５２°ＬｉＮｂＯ3層を有する。このＳｉＯ2層自体はＳｉウェーハ上に配設されている。
【０１３５】
図５７および５８から、０に近いＴＣＦは、たとえば５００ＭＨｚ付近の周波数で７％の相対電極厚ｈ／λに対して得られることが分る。さらに高い周波数、たとえば２ＧＨｚ付近の最適なパラメータを得るためには、パッシベーション層の厚さが、たとえば２μｍまで増大されてよい。
【０１３６】
図５９は、直列分岐共鳴器および並列分岐共鳴器の電気的応答の手段としてのコンダクタンスＣおよびサセプタンスＳを示す。
【０１３７】
図６０は、直列分岐共鳴器および並列分岐共鳴器のコンダクタンスＣおよび抵抗Ｒを示す。
【０１３８】
図６１は、伝達関数Ｓ21および最適化されたパラメータを備えるラダー型フィルタの１つのセルの個別の位相を示す。要求されている仕様が満たされている。
【０１３９】
図６２は、５つのセルを含むラダー型フィルタ構造の伝達関数Ｓ21を示す。要求されている仕様が満たされている。
【符号の説明】
【０１４０】
｜Ｒ｜    ：  反射係数の絶対値
ａ／ｐ    ：  メタライジング比
ａ        ：  電極幅
ＢＢ      ：  バスバー
ＣＷ      ：  担体ウェーハ
ＥＦＩ    ：  電極フィンガ
ＥＬ      ：  電極層
ｆ        ：  周波数
ｈ        ：  電極フィンガの厚さ／電極層の厚さ
ＩＤＴ    ：  トランスデューサ
Ｉｍ（ε）：  誘電率の虚部
ＬＴＦ    ：  ラダー型フィルタ構造
ｐ        ：  ピッチ
ＰＡＬ    ：  パッシベーション層
ＰＢＲ    ：  並列分岐共鳴器
ＰＩＬ    ：  圧電体層
Ｒｅ（ε）：  誘電率の実部
Ｓ21      ：  伝達関数
ＳＢＲ    ：  直列分岐共鳴器
Ｔ        ：  温度
ｔ        ：  厚さ
ＴＣＦ    ：  周波数の温度係数
ｖ        ：  位相速度
ｖfree    ：  自由表面での音響波の位相速度
ｖmet    ：  メタライズ化された表面での音響波の位相速度
δ        ：  指向性
ε        ：  誘電率
θ        ：  回転角
κ2      ：  結合係数
λ        ：  音響波長
Φ        ：  位相
【図１】
2015537492.tif 000003
【図２】
2015537492.tif 000004
【図３】
2015537492.tif 000005
【図４】
2015537492.tif 000006
【図５】
2015537492.tif 000007
【図６】
2015537492.tif 000008
【図７】
2015537492.tif 000009
【図８】
2015537492.tif 000010
【図９】
2015537492.tif 000011
【図１０】
2015537492.tif 000012
【図１１】
2015537492.tif 000013
【図１２】
2015537492.tif 000014
【図１３】
2015537492.tif 000015
【図１４】
2015537492.tif 000016
【図１５】
2015537492.tif 000017
【図１６】
2015537492.tif 000018
【図１７】
2015537492.tif 000019
【図１８】
2015537492.tif 000020
【図１９】
2015537492.tif 000021
【図２０】
2015537492.tif 000022
【図２１】
2015537492.tif 000023
【図２２】
2015537492.tif 000024
【図２３】
2015537492.tif 000025
【図２４】
2015537492.tif 000026
【図２５】
2015537492.tif 000027
【図２６】
2015537492.tif 000028
【図２７】
2015537492.tif 000029
【図２８】
2015537492.tif 000030
【図２９】
2015537492.tif 000031
【図３０】
2015537492.tif 000032
【図３１】
2015537492.tif 000033
【図３２】
2015537492.tif 000034
【図３３】
2015537492.tif 000035
【図３４】
2015537492.tif 000036
【図３５】
2015537492.tif 000037
【図３６】
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【図３７】
2015537492.tif 000039
【図３８】
2015537492.tif 000040
【図３９】
2015537492.tif 000041
【図４０】
2015537492.tif 000042
【図４１】
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【図４２】
2015537492.tif 000044
【図４３】
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【図４４】
2015537492.tif 000046
【図４５】
2015537492.tif 000047
【図４６】
2015537492.tif 000048
【図４７】
2015537492.tif 000049
【図４８】
2015537492.tif 000050
【図４９】
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【図５０】
2015537492.tif 000052
【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
2015537492.tif 000057
【図５６】
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【図５７】
2015537492.tif 000059
【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
2015537492.tif 000063
【図６２】
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【国際調査報告】
2015537492.tif 000065
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