(57)【要約】【課題】  面内回転ＳＴカット水晶板の弾性表面波の群速度の方向に沿ってＩＤＴと反射器とを確実に配置できるようにする。【解決手段】  弾性表面波素子片５０は、水晶板片５２の表面にＩＤＴ３４と、ＩＤＴ３４の両側に配置した反射器３６とを有している。水晶板片５２は、カット角がオイラー角表示で（０°，１１３°〜１３５°，±（４０°〜４９°））の面内回転ＳＴカット水晶板から形成してある。ＩＤＴ３４と反射器３６とは、水晶板片５２の弾性表面波の位相速度の方向４０に対して、ＰＦＡ±３°傾斜させた方向に沿って配置してある。パワーフロー角ＰＦＡは、水晶板片５２のカット角がオイラー角による表示で（φ°，θ°，ψ°）である場合、      ＰＦＡ＝０．３７４（θ°−９０°）−１０．０°となっている。【選択図】      図１
2005204275.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オイラー角を（φ°，θ°，ψ°）としたときのカット角が（０°，１１３°〜１３５°，±（４０°〜４９°））の面内回転ＳＴカット水晶板片と、
前記水晶板片の表面に形成され、前記水晶板片の弾性表面波の位相速度の方向に対して、PFA±３°傾斜した方向に沿って配置されたすだれ状電極と反射器とを有し、
前記PFAが、
【数１】
2005204275.tif 000014
である、
ことを特徴とする弾性表面波素子片。
【請求項２】
請求項１に記載の弾性表面波素子片において、
前記水晶板片は、対向する二辺が前記すだれ状電極と前記反射器との配置方向に沿っていることを特徴とする弾性表面波素子片。
【請求項３】
表面にすだれ状電極が形成された、弾性表面波の位相速度の方向と群速度の方向とが異なっている水晶板片からなり、
前記水晶板片の対向する二辺は、前記群速度の方向に沿っている、
ことを特徴とする弾性表面波素子片。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の弾性表面波素子片において、
前記水晶板片は、四辺が前記すだれ状電極と前記反射器とからなるパターン形状に沿って形成されていることを特徴とする弾性表面波素子片。
【請求項５】
請求項１ないし３のいずれかに記載の弾性表面波素子片において、
前記水晶板片は、前記弾性表面波の群速度の方向と直交する二辺を有していることを特徴とする弾性表面波素子片。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の弾性表面波素子片において、
前記反射器は、前記すだれ状電極側と反対側が、前記水晶板片の端縁まで延在していることを特徴とする弾性表面波素子片。
【請求項７】
所定カット角の水晶ウエハを形成するウエハ形成工程と、
前記水晶ウエハの表面に金属薄膜を成膜する成膜工程と、
前記金属薄膜の上にレジスト膜を形成するレジスト膜形成工程と、
前記水晶ウエハの上方にフォトマスクを配置して両者の位置合わせを行ない、前記フォトマスクのＩＤＴ形成用および反射器形成用のパターンの配置方向を、前記水晶ウエハの弾性表面波の位相速度の方向とパワーフロー角異なった、予め求めた群速度の方向にする露光位置決め工程と、
前記レジスト膜を露光、現像するフォト工程と、
前記レジスト膜からなるマスクを用いて前記金属薄膜をエッチングしてＩＤＴおよび反射器を形成するパターニング工程と、
前記水晶ウエハを切断し、対向する二辺が前記弾性表面波の群速度の方向に沿った素子片にする分割工程と、
を有することを特徴とする弾性表面波素子片の製造方法。
【請求項８】
請求項１ないし６のいずれかに記載の弾性表面波素子片を有することを特徴とする弾性表面波装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾性表面波を利用した弾性表面波素子片に係り、特に弾性表面波の位相速度の方向と群速度の方向とが異なっている弾性表面波素子片およびその製造方法並びに弾性表面波装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
弾性表面波（Surface Acoustic Wave：ＳＡＷ）を利用した弾性表面波装置（ＳＡＷデバイス）は、水晶などの圧電平板の表面にすだれ状電極（Interdigital Transducer：ＩＤＴ）を形成した弾性表面波素子片が用いられる。従来、ＳＡＷデバイスは、高周波領域における特性が優れているところから、高周波フィルタとして広く利用されていた。この高周波フィルタを構成する弾性表面波素子片は、ＳＴカット水晶板によって形成されたものが多い。
【０００３】
水晶は、三方晶系の単結晶であって、相互に直交する３つの結晶軸、すなわち電気軸（Ｘ軸）と機械軸（Ｙ軸）と光学軸（Ｚ軸）とによって表現される。これらの結晶軸は、一般に図１０のように表示される。そして、ＳＴカット水晶板１０は、カット角がオイラー角（φ°，θ°，ψ°）による表示でφ°＝０°、θ°＝１２３°前後、ψ°＝０°である。すなわち、図１０に示したように、ＳＴカット水晶板１０は、Ｙ軸とＺ軸とをＸ軸を中心にして反時計方向にθ°＝１２３°程度回転させてＹ’軸、Ｚ’軸とし、Ｘ軸とＹ’軸とがなす面に平行な面を有する水晶板として形成される。また、ＸＹ’面に直交したＳＴカット水晶板１０の厚み方向の軸がＺ’軸とされる。
【０００４】
ＳＴカット水晶板１０からなる弾性表面波素子片１２は、周波数温度特性の一次係数が０であるため、周波数安定性に優れているところから、ＳＡＷ共振子やＳＡＷフィルタに広く利用されている。ＳＴカット水晶板１０からなる弾性表面波素子片１２は、図１０に示してあるように、ＩＤＴ１４および反射器１６がＸ軸に沿って形成される。
【０００５】
ところで、ＳＴカット水晶板１０は、高周波発振器を構成するＳＡＷ共振子にした場合、要求される仕様を満足する特性を得ることが困難である。すなわち、弾性表面波素子片１２は、ＳＡＷフィルタとして用いる場合、比較的広い周波数帯域において動作すればよいため、特定の周波数を発振する共振子のような高いＱ値を必要としない。しかし、ＳＴカット水晶板１０からなる弾性表面波素子片１２は、一次温度係数が０であるが、２次温度係数が比較的大きい。このため、ＳＴカット水晶板１０からなる弾性表面波素子片１２は、ＳＡＷ共振子の動作温度範囲である−２０℃〜＋８０℃の温度範囲において、共振周波数が約１００ｐｐｍ程度変動することが知られており、高精度な通信装置などにおいて要求される周波数温度特性を満足することができない。
【０００６】
そこで、本願出願人は、ＳＴカット水晶板１０などを、図１０に示したように、Ｚ’軸周りにψ°回転（面内回転）、すなわちＸ軸とＹ’軸とをＺ’軸周りにψ°回転させてＸ軸をＸ’軸、Ｙ’軸をＹ”軸とし、カット角がオイラー角で（０°，θ°，ψ°）となる弾性表面波素子片２０を用いたＳＡＷ共振子を開発した（特許文献１）。このＳＴカット水晶板１０を面内回転させて形成した弾性表面波素子片２０は、ＩＤＴ１４と反射器１６とがＸ’軸に沿って形成してあり、ＳＴカット水晶板１０を面内回転せずに形成した弾性表面波素子片１２より二次温度係数を小さくでき、非常に優れた周波数温度特性を有する。
【０００７】
ところが、ＳＴカット水晶板１０を面内回転させて形成した弾性表面波素子片２０は、水晶単結晶が異方性を有するために、弾性表面波の位相が伝播する方向である位相速度の方向と、波群（波束）が伝播する方向である群速度の方向とが異なる（非特許文献１）。群速度の方向は、弾性表面波のエネルギーの進む方向であって、位相速度の方向と群速度の方向とがなす角はパワーフロー角ＰＦＡと呼ばれている。そして、弾性表面波素子片は、群速度の方向に伝播した波群が反射されないと、共振子に必要とされる大きなＱ値を得ることができない。このため、ＩＤＴと反射器とをＸ’軸に沿って形成した場合、ＩＤＴにおいて発生させた弾性表面波が反射器で効率良く反射されず、Ｑ値が低下する。そこで、本願出願人は、特許文献１において図１１に示した弾性表面波素子片３０を開発した。この弾性表面波素子片３０は、水晶板片３２の表面に形成したＩＤＴ３４と、ＩＤＴ３４の両側の反射器３６とを群速度の方向に沿って配置し、弾性表面波を反射器３６で効率良く反射させて、大きなＱ値が得られるようにしている。
【特許文献１】特許第３２１６１３７号公報
【非特許文献１】日本学術振興会弾性波素子技術第１５０委員会編、「弾性波素子技術ハンドブック」、第１版第１刷、平成３年１１月３０日発行、第１５４頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、非特許文献１によると、面内回転させた水晶板のパワーフロー角ＰＦＡ、すなわち弾性表面波の位相速度の方向と群速度の方向とのなす角ＰＦＡは、弾性表面波の位相速度をｖ、水晶板の面内回転角をψとした場合、
【数１】
2005204275.tif 000003
として求めることができる。
【０００９】
しかし、従来においては、面内回転ＳＴカット水晶板に発生させた弾性表面波の正確な位相速度が求められておらず、数式１により求めたパワーフロー角ＰＦＡに基づいた群速度の方向に沿ってＩＤＴと反射器とを配置したものが、本当に群速度の方向に沿って配置されているのかが不明であった。
【００１０】
また、弾性表面波素子片は、一般に矩形状に形成される。特許文献１に記載の弾性表面波素子片３０も同様であって、ＩＤＴ３４と一対の反射器３６とを形成した水晶板片３２が水晶ウエハから矩形状に切り出される。そして、水晶板片３２は、長辺となる対向する二辺３８、３９が弾性表面波の位相速度の方向であるＸ’軸に沿うように切断される。このため、弾性表面波素子片３０は、ＩＤＴ３４と反射器３６との両側部に無駄な領域が形成され、水晶板片３２の面積が有効な弾性表面波の伝播領域であるＩＤＴ３４、反射器３６の形成領域よりも必要以上に大きくなる。このため、弾性表面波素子片３０は、大型になって１枚のウエハに形成できる数が少なくなり、収率が低く、コストが上昇する。
【００１１】
本発明は、上記従来技術の欠点を解消するためになされたもので、面内回転させた水晶板の弾性表面波の群速度の方向に沿ってＩＤＴと反射器とを確実に配置できるようにすることを目的としている。
【００１２】
また、本発明は、面内回転させた水晶板を用いた弾性表面波素子片のＱ値を大きくできるようにすることを目的としている。
さらに、本発明は、弾性表面波素子片を小さくできるようにすることを目的としている。
そして、本発明は、収率を向上できるようにすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本願発明者らは、面内回転ＳＴカット水晶板に関して鋭意研究し、有限要素法（Finite Element Method：ＦＥＭ）により弾性表面波の位相速度を詳細に解析し、その位相速度を用いて面内回転ＳＴカット水晶板のパワーフロー角ＰＦＡについて検討した。その結果、面内回転ＳＴカット水晶板のパワーフロー角ＰＦＡは、水晶の電気軸であるＸ軸まわりの回転角θに依存していることを見いだした。本発明は、このような知見に基づいてなされたものである。
【００１４】
すなわち、本発明に係る弾性表面波素子片は、オイラー角を（φ°，θ°，ψ°）としたときのカット角が（０°，１１３°〜１３５°，±（４０°〜４９°））の面内回転ＳＴカット水晶板片と、前記水晶板片の表面に形成され、前記水晶板片の弾性表面波の位相速度の方向に対して、ＰＦＡ±３°傾斜した方向に沿って配置されたすだれ状電極と反射器とを有し、
前記ＰＦＡが、
【数２】
2005204275.tif 000004
である、ことを特徴としている。
【００１５】
カット角が（０°，１１３°〜１３５°，±（４０°〜４９°））である面内回転ＳＴカット水晶板のパワーフロー角ＰＦＡは、本願発明者らの研究によると、Ｘ軸回りの回転角をθ°とした場合、上記数式２によって求められることを突き止めた。したがって、面内回転ＳＴカット水晶板を用いた弾性表面波素子片を形成する場合、すだれ状電極（ＩＤＴ）と反射器とは、弾性表面波の位相速度の方向に対して、数式２によって求めたパワーフロー角ＰＦＡを傾斜させた方向に沿って配置する。これにより、ＩＤＴと反射器とを、弾性表面波の群速度の方向に沿って確実に配置することが可能で、ＩＤＴにおいて発生させた弾性表面波の波群を、反射器によって効率よく反射することができ、Ｑ値を高めることができる。
【００１６】
なお、発明者らの実験によると、ＩＤＴと反射器との配置方向が数式２によって求めたパワーフロー角ＰＦＡに対して±３°程度ずれていても、充分に大きなＱ値を得ることができる。特に、ＩＤＴと反射器との配置方向は、パワーフロー角ＰＦＡに対して±１°程度ずれていても、Ｑ値に対してほとんど影響を与えない。したがって、ＩＤＴと反射器との配置方向と、弾性表面波の位相速度の方向とのなす角は、ＰＦＡ±３°に設定することができる。
【００１７】
水晶板片は、対向する二辺がＩＤＴと反射器との配置方向に沿うように切断するとよい。通常、弾性表面波素子片を構成する水晶板片は、対向する二辺が弾性表面波の位相の伝播方向（位相速度の方向）に沿って切断される。しかし、ＩＤＴと反射器とを位相速度の方向と異なった方向に配置した場合、水晶板片の対向する二辺を位相速度の方向に沿うように切断すると、ＩＤＴと反射器との配置方向と水晶板片の辺とが交差するため、ＩＤＴと反射器との側方に大きな無駄な領域が形成される。そこで、水晶板片の対向する二辺は、ＩＤＴと反射器とが配置された方向に沿うように切断する。これにより、ＩＤＴと反射器との側方に無駄な領域が形成されずにすみ、弾性表面波素子片を小型にでき、水晶ウエハに形成できる数が多くなって収率を向上することができる。
【００１８】
また、本発明に係る弾性表面波素子片は、表面にすだれ状電極が形成された、弾性表面波の位相速度の方向と群速度の方向とが異なっている水晶板片からなり、前記水晶板片の対向する二辺は、前記群速度の方向に沿っている、ことを特徴としている。
【００１９】
このようになっている本発明は、弾性表面波の位相速度の方向と群速度の方向とが異なっているため、弾性表面波素子片のＱ値を高められるように、ＩＤＴと反射器とを群速度の方向に沿って形成した場合、二辺がＩＤＴと反射器との形成方向と一致する。このため、ＩＤＴと反射器との側方に無駄な領域が形成されることがなく、弾性表面波素子片の面積を小さくできて小型化が図れ、水晶ウエハに形成できる数が多くなって収率を高めることができる。
【００２０】
水晶板片は、四辺をすだれ状電極と反射器とからなるパターン形状に沿って形成することができる。すだれ状電極によって弾性表面波を発生させた場合、すだれ状電極と反射器とを弾性表面波の群速度の方向に沿って配置すると、すだれ状電極の電極指と反射器の導体ストリップとは、すだれ状電極と反射器との配置方向と斜交する。したがって、水晶板片の四辺を、すだれ状電極と反射器とからなるパターン形状に沿って形成すると、反射器の外端に対面する水晶板片の辺が反射器と平行となり、弾性表面波素子片をより小型にすることができる。
【００２１】
水晶板片は、弾性表面波の群速度の方向と直交する二辺を有するように形成できる。水晶板片をこのように形成すると、水晶板片の端面において反射器から漏れた弾性表面波の波群を効率よく反射することができる。反射器は、すだれ状電極側と反対側を、水晶板片の端縁まで延在させて形成してよい。表面弾性波素子片は、高周波化されるに従って水晶板片の端面の影響が小さくなる。したがって、反射器の端を水晶板片の端縁まで形成しても、Ｑ値に与える影響は小さい。また、反射器の端を水晶板片の辺（弾性表面波素子片の辺）と一致させることができ、より小型化を図ることができる。
【００２２】
そして、上記の弾性表面波素子片を得るための製造方法は、所定カット角の水晶ウエハを形成するウエハ形成工程と、前記水晶ウエハの表面に金属薄膜を成膜する成膜工程と、前記金属薄膜の上にレジスト膜を形成するレジスト膜形成工程と、前記水晶ウエハの上方にフォトマスクを配置して両者の位置合わせを行ない、前記フォトマスクのＩＤＴ形成用および反射器形成用のパターンの配置方向を、前記水晶ウエハの弾性表面波の位相速度の方向とパワーフロー角異なった、予め求めた群速度の方向にする露光位置決め工程と、前記レジスト膜を露光、現像するフォト工程と、前記レジスト膜からなるマスクを用いて前記金属薄膜をエッチングしてＩＤＴおよび反射器を形成するパターニング工程と、前記水晶ウエハを切断し、対向する二辺が前記弾性表面波の群速度の方向に沿った素子片にする分割工程と、を有することを特徴としている。
【００２３】
上記のようになっている本発明は、例えば水晶ウエハ（水晶板）のオリエンテーションフラットとフォトマスクの基準線とを合わせる。フォトマスクは、ＩＤＴ形成用および反射器形成用のパターンが、水晶ウエハのオリエンテーションフラットに合わせる基準線に対して、面内回転角ψおよび弾性表面波の群速度の方向を考慮した角度傾斜させた方向に配置してある。したがって、水晶ウエハのオリエンテーションフラットとフォトマスクの基準線とを合わせると、フォトマスクに形成したＩＤＴ形成用および反射器形成用のパターンが、水晶ウエハの弾性表面波の位相速度の方向と異なった群速度の方向に配置される。したがって、レジスト膜を露光するための、水晶ウエハに対するフォトマスクの位置決めを容易に行なうことができる。そして、水晶ウエハを、対向する二辺が群速度の方向に沿った素子片とすることにより、弾性表面波素子片を従来に比較して小さくすることができ、水晶ウエハからの収率を向上することができる。なお、水晶ウエハの群速度の方向、すなわち位相速度の方向と群速度の方向とのなす角であるパワーフロー角は、上記の数式２によって定めることができる。
【００２４】
また、本発明に係る弾性表面波装置は、上記した弾性表面波素子片のいずれかを有していることを特徴としている。これにより、上記した効果を奏すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明に係る弾性表面波素子片およびその製造方法並びに弾性表面波装置の好ましい実施の形態を、添付図面に従って詳細に説明する。なお、背景技術において説明した部分に対応する部分については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００２６】
図１は、本発明の第１実施の形態に係る弾性表面波素子片の平面図である。図１において、弾性表面波素子片５０は、圧電体である矩形状の水晶板片５２からなり、水晶板片５２の表面中央部にＩＤＴ３４が形成してある。ＩＤＴ３４は、一対の櫛形電極５４（５４ａ、５４ｂ）からなっていて、各櫛型電極５４の櫛歯に相当する電極指５６（５６ａ、５６ｂ）が交互に、かつ平行に等間隔で配置してある。ＩＤＴ３４は、櫛型電極５４ａと櫛型電極５４ｂとの間に信号電圧が印加されることにより、所定周波数の弾性表面波を水晶板片５２の表層部に発生させる。また、各櫛型電極５４は、電極指５６と反対側の外側中央部に、ワイヤボンディング用パッド５７を有する。
【００２７】
さらに、弾性表面波素子片５０は、ＩＤＴ３４の両側に反射器３６が設けてある。各反射器３６は、同じように形成してあって、それぞれ複数の導体ストリップ５８を有する。各反射器３６は、複数の導体ストリップ５８の両端が相互に連結されて、格子状をなしている。これらのＩＤＴ３４と一対の反射器３６とは、実施形態の場合、アルミニウムまたはアルミニウム合金（以下、単にアルミニウムという）の薄膜から形成してある。すなわち、ＩＤＴ３４と反射器３６とは、水晶ウエハの表面に蒸着やスパッタリングなどによって成膜されたアルミニウム薄膜を、所定の形状にエッチングすることにより形成される。
【００２８】
水晶板片５２は、実施形態の場合、いわゆる面内回転させたＳＴカット（面内回転ＳＴカット）水晶板からなっていて、ＳＴカット水晶板を図１０のＺ’軸周りに所定の＋ψ°、または−ψ°回転させたカット角になっている。すなわち、実施形態の水晶板片５２は、カット角がオイラー角（φ°，θ°，ψ°）による表示で（０°，１１３°〜１３５°，±（４０°〜４９°））となっている。水晶板片５２をこの範囲のカット角にすると、周波数温度特性に優れた弾性表面波素子片５０を得ることができる。
【００２９】
なお、このような面内回転ＳＴカット水晶板は、結晶の異方性のため、ＩＤＴ３４において弾性表面波を発生させた場合、弾性表面波の位相の伝播方向である位相速度の方向と、波群の伝播方向である群速度の方向が異なる。すなわち、面内回転ＳＴカット水晶板から形成した水晶板片５２は、図２に示したように、弾性表面波の位相速度の方向４０がＸ’軸に沿っており、群速度の方向４２が位相速度の方向４０と交差する。群速度の方向４２は、弾性表面波のエネルギーが進む方向となっていて、位相速度の方向４０と群速度の方向４２とのなす角は、パワーフロー角ＰＦＡと呼ばれている。面内回転させた水晶のパワーフロー角ＰＦＡは、前記の数式１によって求めることができる。
【００３０】
しかし、面内回転ＳＴカット水晶板は、従来、弾性表面波の正確な位相速度が明らかでなかった。そこで、本願発明者らは、有限要素法を用いて面内回転ＳＴカット水晶板を詳細に解析して弾性表面波の位相速度を求めた。さらに、発明者らは、求めた位相速度に基づいて面内回転ＳＴカット水晶板のパワーフロー角ＰＦＡの検討を行なったところ、図２に示した回転角θに依存していることを見出した。すなわち、発明者らの解析によると、オイラー角により表示したカット角が（０°，１１３°〜１３５°，±（４０°〜４９°））の面内回転ＳＴカット水晶板のパワーフロー角ＰＦＡは、θの一次関数となっていて、図３に示したように、
【数３】
2005204275.tif 000005
であることが判明した。
【００３１】
そこで、実施形態に係る弾性表面波素子片５０は、群速度の方向４２に伝播する波群（波束）を効率的に反射し、高いＱ値が得られるように、ＩＤＴ３４と反射器３６とを群速度の方向４２に沿って配置してある。ただし、ＩＤＴ３４の電極指５６と反射器３６の導体ストリップ５８とは、長手方向が位相速度の方向４０であるＸ’軸に直交した方向、すなわちＹ”軸に沿って形成してある。また、水晶板片５２は、実施形態の場合、対向する一対の辺（長辺）６０、６２がＩＤＴ３４と反射器３６との配置方向に沿っており、他の一対の辺（短辺）６４、６６が辺６０、６２と直交している。すなわち、辺６４、６６は、弾性表面波の群速度の方向４２と直行している。これは、次の理由による。
【００３２】
面内回転ＳＴカット水晶板からなる弾性表面波素子片を形成するため、前記したように、ＩＤＴ３４と反射器３６とを弾性表面波の群速度の方向４２に沿って配置したとする。この場合、図２の２点鎖線に示した従来の弾性表面波素子片３０のように、水晶板片の対向する二辺（長辺）をＸ’軸（位相速度の方向４０）と平行に切断すると、ＩＤＴ３４と反射器３６との側方に大きな無駄な領域が形成される（図１１参照）。このため、素子片が大型化するとともに、水晶ウエハに対する収率が低下し、製造コストを上昇させる。
【００３３】
これに対して、図１に示した弾性表面波素子片５０のように、水晶板片５２の対向する二辺を弾性表面波の群速度の方向４２、すなわちＩＤＴ３４と反射器３６との配置方向に沿って切断すると、ＩＤＴ３４と反射器３６との側方に無駄な領域がほとんど形成されない。このため、実施形態の弾性表面波素子片５０は、従来よりも小型化が図れるとともに、水晶ウエハに対する収率を向上することができる。しかも、弾性表面波素子片５０は、他の二辺（短辺）６４、６６が弾性表面波の群速度の方向４２と直交しているため、反射器３６から漏れた波群を効率よく反射することができ、弾性表面波の励振効率を向上することができる。
【００３４】
なお、ＩＤＴ３４と反射器３６とは、製作誤差などのために完全に群速度の方向に沿った状態に配置できるとは限らない。そこで、発明者らが種々検討し、実験したところ、数式３によって求めたパワーフロー角ＰＦＡに対して±３°程度ずれてＩＤＴ３４と反射器３６とが配置されたとしても、充分に大きなＱ値を得ることができることがわかった。特に、パワーフロー角ＰＦＡに対して±１°程度の誤差であれば、Ｑ値にほとんど影響を与えない。そこで、ＩＤＴ３４と反射器３６との配置方向４４は、実施形態の場合、弾性表面波の位相速度の方向４０とのなす角が、ＰＦＡ±３°となるように設定している。
【００３５】
図４は、従来の弾性表面波素子片３０と第１実施形態に係る弾性表面波素子片５０との大きさを比較した図である。図４（１）は従来の弾性表面波素子片３０であり、同図（２）は、第１実施形態の弾性表面波素子片５０であって、斜線を施した部分がＩＤＴおよび反射器を形成して素子片とするのに必要な領域を示している。従来の弾性表面波素子片３０の面積Ａは、弾性表面波素子片３０の長さをＬ、幅をＢとすると、
【数４】
2005204275.tif 000006
である。ただし、Ｂ０は素子片を形成するために必要とする最小限の幅であり、Ｂ１は素子片を形成するのに必要な最小領域から水晶板片の長辺に到る最大距離である。
【００３６】
Ｂ１は、パワーフロー角をＰＦＡとすると、
【数５】
2005204275.tif 000007
の関係から、
【数６】
2005204275.tif 000008
である。したがって、弾性表面波素子片３０の面積Ａは、数式６を数式４に代入すると、
【数７】
2005204275.tif 000009
となる。
【００３７】
そこで、弾性表面波素子片３０は、斜線で示した素子片を形成するのに必要とする最小面積に対する面積Ａの比率ｒが、
【数８】
2005204275.tif 000010
となる。
【００３８】
ここで、斜線に示した必要とする領域からなる素子片（チップ）の寸法を、Ｌ＝２ｍｍ、Ｂ０＝０．５ｍｍとすると、数式８は、
【数９】
2005204275.tif 000011
程度となる。
【００３９】
一方、図４（２）に示した実施形態の弾性表面波素子片５０は、幅がＢ０である。しかし、長さがΔＬ＝Ｂ０tan(PFA)だけ長くなる。したがって、実施形態に係る弾性表面波素子片５０の面積Ｓは、
【数１０】
2005204275.tif 000012
である。この面積Ｓの斜線部の面積に対する比率Ｒを求め、上記のＬ＝２ｍｍ、Ｂ０＝０．５ｍｍを代入すると
【数１１】
2005204275.tif 000013
となる。したがって、実施形態の弾性表面波素子片５０は、従来の弾性表面波素子片３０に比較して大幅に小さくすることができる。
【００４０】
図５は、従来の弾性表面波素子片３０を形成するためのフォトマスクと、第１実施形態の弾性表面波素子片５０を形成するためのフォトマスクを模式的に示したものである。同図（１）が従来の弾性表面波素子片３０を形成するためのフォトマスク７０であり、（２）が実施形態に係る弾性表面波素子片５０を形成するためのフォトマスク８０であって、いずれもその一部を示している。
【００４１】
そして、フォトマスク７０の斜線を施した部分は、スクライブライン７１、７２によって囲まれた１つの弾性表面波素子片３０を形成する領域である。また、フォトマスク７０の２点鎖線の領域７４は、ＩＤＴと反射器とを形成するのに必要な領域を示しており、ＩＤＴと反射器とを形成するためのパターン（図示せず）が形成されている。領域７４は、群速度の方向に沿ってＩＤＴと反射器とを形成するために、図の横方向のスクライブライン７１に対してパワーフロー角ＰＦＡだけ傾斜している。
【００４２】
なお、フォトマスク７０は、図示しない基準線を図７に示した水晶ウエハ９０のオリエンテーションフラット９２に合わせたときに、横方向のスクライブライン７１がオリエンテーションフラット９２に対して、面内回転角ψに等しい角度傾斜して配置される。すなわち、水晶ウエハ９０は、ＳＴカット水晶基板であって、オリエンテーションフラット９２が水晶のＸ軸に直交して形成してある。そして、水晶ウエハ９０とフォトマスク７０とを位置合わせする場合、フォトマスク７０に形成した図示しない基準線を水晶ウエハ９０のオリエンテーションフラット９２に合わせるようになっている。したがって、フォトマスク７０の横方向のスクライブライン７１は、基準線に対して面内回転角ψに等しい角度傾斜する。
【００４３】
一方、図５（２）に示したフォトマスク８０は、斜線を施した部分が直交しているスクライブライン８１、８２によって囲まれた、１つの弾性表面波素子片５０を形成する領域８４である。そして、フォトマスク８０は、図示しない基準線を水晶ウエハ９０のオリエンテーションフラット９２に合わせると、スクライブライン８１が水晶ウエハ９０のオリエンテーションフラット９２に対して、面内回転角ψとパワーフロー角ＰＦＡとの和に等しい角度傾斜するように配置される。
【００４４】
図６は、実施の形態に係る弾性表面波素子片５０の製造方法を説明するフローチャートである。弾性表面波素子片５０を形成する場合、まずウエハ形成工程を行ない、水晶ウエハ９０（図７参照）を作製する（図６のステップ１００）。実施形態の場合、水晶ウエハ９０は、オイラー角表示で（０°，１１３°〜１３５°，０°）のＳＴカット水晶基板からなっている。この水晶ウエハ９０は、図７（１）に示したように、水晶ウエハ９０の配置方向を示すとともに、フォトマスクなどとの位置合わせをするためのオリエンテーションフラット９２が水晶のＸ軸に直交して形成してある。
【００４５】
次に、図６のステップ１０２および図７（２）に示したように、水晶ウエハ９０の表面に、アルミニウムなどの電極用の金属薄膜９４を蒸着やスパッタリングなどによって成膜する成膜工程を行なう。その後、金属薄膜９４の上にフォトレジストを塗布し、乾燥させてレジスト膜を形成するレジスト膜形成工程を行なう（ステップ１０４）。次に、図７（３）に示したフォトマスク８０を水晶ウエハ９０の上方に配置し、水晶ウエハ９０の基準線であるオリエンテーションフラット９２と、フォトマスク８０の基準線（図示せず）とを合わせる露光位置決め工程を行なう（ステップ１０６）。フォトマスク８０は、実施形態の場合、設けられているＩＤＴ形成用および反射器形成用のパターン８６の配置方向が、基準線に対して、水晶ウエハ９０を面内回転させる角度ψおよびパワーフロー角ＰＦＡに相当する角度傾斜させてある。したがって、フォトマスク８０の基準線を水晶ウエハ９０のオリエンテーションフラット９２に合わせると、図５（２）に示したスクライブライン８１および図７（３）に示したパターン８６が、水晶ウエハ９０の弾性表面波の群速度の方向に沿って配置される。
【００４６】
次に、フォトマスク８０を介して水晶ウエハ９０に設けたレジスト膜を露光し、さらに水晶ウエハ９０を現像液に浸漬してレジスト膜を現像するフォト工程を行なう（ステップ１０８）。これにより、フォトマスク８０に形成してあるＩＤＴ、反射器に対応したパターンがレジスト膜に転写される。その後、パターニングしたレジスト膜をマスクにして金属薄膜９４をエッチングするパターニング工程を行なう（ステップ１１０、図７（４）参照）。そして、ステップ１１２に示したようにマスクにしたレジスト膜を除去する（ステップ１１２）。これにより、ＩＤＴ３４、反射器３６などが形成される。その後、図７（５）に示したように分割工程を行なう。すなわち、ダイヤモンドソー９６などによって、水晶ウエハ９０をスクライブライン８１、８２に沿って切断、分割し、図７（６）に示したように、弾性表面波素子片５０にする（ステップ１１４）。これにより、対向する二辺が弾性表面波の群速度の方向に沿った水晶板片からなる弾性表面波素子片５０が得られる。
【００４７】
図８は、第２実施形態に係る弾性表面波素子片の平面図である。この実施形態に係る弾性表面波素子片５０ａは、水晶板片５２の短辺６４ａ、６６ａが反射器３６を形成している導体ストリップ５８と平行に形成してある。このため、水晶板片５２は、四辺６０、６２、６４ａ、６６ａがＩＤＴ３４と反射器３６とからなるパターン形状に沿って形成され、平行四辺形をなしている。このようになっている弾性表面波素子片５０ａは、水晶板片５２の外形がＩＤＴ３４、反射器３６の外形に沿っているため、第１実施形態の弾性表面波素子片５０よりも小さくすることができ、収率をより高めることができる。なお、弾性表面波素子片は、発振周波数がより高周波化されるのに伴って、水晶板片の端面の影響が小さくなってきている。したがって、辺６４ａ、６６ａが弾性表面波の群速度の方向４２と斜交していても、弾性表面波素子片５０ａのＱ値に与える影響は小さい。このため、弾性表面波素子片を図９に示した第３実施形態のように形成してもよい。
【００４８】
この第３実施形態の弾性表面波素子片５０ｂは、反射器３６のＩＤＴ３４側と反対側が辺６４ａ、６６ａの端縁まで延在して形成してある。このようになっている弾性表面波素子片５０ｂは、長さをさらに短くすることができ、小型化が図れて水晶ウエハからの収率をさらに高めることができる。なお、辺６４ａ、６６ａは、弾性表面波の位相速度の方向４０と直交していてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
上記の各実施形態に係る弾性表面波素子片５０、５０ａ、５０ｂは、ＳＡＷ共振子やＳＡＷフィルタなどの弾性表面波装置に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】第１実施形態に係る弾性表面波素子片の平面図である。
【図２】実施形態と従来例との弾性表面波素子片の違いを説明する図である。
【図３】面内回転ＳＴカット水晶板のカット角とパワーフロー角との関係を示す図である。
【図４】実施形態と従来例との弾性表面波素子片の大きさを比較する図である。
【図５】実施形態と従来例との弾性表面波素子片用フォトマスクを比較する図である。
【図６】実施形態に係る弾性表面波素子片の製造方法を説明するフローチャートである。
【図７】実施の形態に係る弾性表面波素子片の製造方法の説明図である。
【図８】第２実施形態に係る弾性表面波素子片の平面図である。
【図９】第３実施形態に係る弾性表面波素子片の平面図である。
【図１０】水晶のカット角の説明図である。
【図１１】従来の弾性表面波素子片を模式的に示した平面明図である。
【符号の説明】
【００５１】
３４………ＩＤＴ、３６………反射器、４０………位相速度の方向、４２………群速度の方向、５０、５０ａ、５０ｂ………弾性表面波素子片、５２………水晶板片、６０、６２、６４、６４ａ、６６、６６ａ………辺、ＰＦＡ………パワーフロー角。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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