表面声波装置及其制造方法和电子设备的制作方法

专利名称：表面声波装置及其制造方法和电子设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及表面声波装置、表面声波装置的制造方法和使用表面声波装置的电子设备，其非常适合应用于移动电话等中的频率选择滤波器、无键输入系统(keyless entry system)等中的振荡器和谐振器等。
背景技术：
非专利文献1平成7年日本学术振兴会产学共同研究支援事业实施报告书的132页～137页“High Performance GHz Range Surface Transverse WaveResonant Devices，Applications to Low Noise Microwave Oscillatorsand Communication System”(“应用于低噪声微波振荡器和通信系统的高性能GHz波段的表面横波谐振器件。”)。
非专利文献21999 IEEE ULTRASONIC SYMPOSIUM321-324页“Study of Propagationof Quasi-longitudinal Leaky Surface Acoustic WavePropagating onY-Rotated Cut Quartz Substrates”(1999 IEEE超声研讨会321～324页“准纵型漏表面声波的传播在Y-旋转切割石英基板上的传播研究”)。
非专利文献32000FCS，Kansas MO USA June 7-9，2000“Analysis of velocityPseudo-surface Acoustic Waves(HVPSAW)in Quartz PeriodicStructures With Electrodefingers”(“对具有电叉指的石英周期结构中的快速伪表面声波(HVPSAW)的分析”)专利文献1特开平6-112763号公报表面声波装置是将电信号变换为表面波进行信号处理的电路元件，作为滤波器、谐振器等被广泛应用。通常，通过在具有压电性的弹性体基板(压电基板)上设置由被称为IDT电极的导电膜构成的电极，进行从电信号到表面波的变换和逆变换。表面声波装置的特性取决于在压电基板上传播的表面声波的传播特性，特别是，为对应于表面声波装置的高频化，要求利用相速度较大的表面声波。
作为用于表面声波装置的表面声波，主要利用瑞利波(Rayleighwave)或漏表面声波(Leaky wave)。瑞利波是在弹性体表面上传播的表面波，其不将能量放射到压电基板内部，亦即，其传播在理论上没有传播损失。作为利用瑞利波的表面声波装置，可列举出相速度为3150[m/秒]的ST切割石英。
在压电基板中，存在“慢横波”、“快横波”、“纵波”3类体波(bulk波)，该瑞利波以比“慢横波”更慢的相速度传播。漏表面声波是一边向弹性体的深度方向放射能量一边传播的表面声波，在特别的切割角和传播方向上可以加以利用。例如，相速度为3900[m/秒]的LST切割石英已为人所知。该漏表面声波以“慢横波”和“快横波”之间的相速度进行传播。
此外，已知通过将表面波传播方向设为与ST切割石英的传播方向成90°，虽然利用石英，也可以利用相速度较大的STW(Surface TransverseWave表面横波)，(例如，参考非专利文献1)。根据该非专利文献1，STW的相速度为现有的ST切割石英的1.6倍。近年来，漏表面声波的理论正在发展，相继发现了准纵波型漏表面声波，其在基板表面的变位几乎全由纵波成分构成，并作为体波，一边将2个横波成分放射到压电基板内部、一边以“快横波”和“纵波”之间的高相速度传播。
例如，已经判明，在四硼酸锂中，可利用传播速度大到5000[m/秒]～7500[m/秒]、传播损失很低的准纵波型漏表面声波(例如，参考专利文献1)。此外，即使迄今为止被认为不适于表面声波装置高频化的材料的石英基板，也陆续被报告可以利用准纵波型漏表面声波(例如，参考非专利文献2)。根据该非专利文献2，利用准纵波型漏表面声波，在欧拉角为(0°，155.25°，42°)的2轴旋转中，已判明延迟时间温度系数TCD为0.508[ppm/℃]。
而且，通过利用有限元法的分析，已判明利用准纵波型漏表面声波，在1轴旋转中由频率引起的温度变化可表示为3次曲线(例如，参考非专利文献3)。这样一来，由于准纵波型漏表面声波的相速度很大，可以容易地实现对瑞利波或漏表面声波等来说很困难的表面声波装置的高频化，防止由于IDT电极的微细化引起的制造合格率的降低，使表面声波装置的制造变得容易。
但是，当利用具有廉价且稳定性良好的优点的石英作为基板材料，利用准纵波型漏表面声波时，寄生(spurious)以某种程度的强度发生，这一问题已被确认。当将表面声波装置用作谐振器，该寄生在主振动的附近发生时，也成为CI(石英阻抗)值或Q值下降的原因，此外，当构成振荡电路时，可成为产生异常振荡或频率突变等问题的原因。

发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种表面声波装置及其制造方法，在利用准纵波型漏表面声波的表面声波装置中，可以有效地抑制寄生，改善Q值或CI值。此外，本发明的另一目的在于提供一种电子设备，在具有利用准纵波型漏表面声波的表面声波装置的电子设备中，利用了能有效抑制寄生、改善Q值或CI值的滤波器或振子。
为解决上述问题，实现本发明的目的，必须抑制上述寄生，发明人认真地对该抑制进行研究。研究结果发现，在取决于石英基板厚度的频率中检测出寄生，Q值或CI值随石英基板厚度而变化。本发明便是根据上述发现提出的，其结构如以下所述。
亦即，第1发明是一种表面声波装置，其具有石英基板和配置于该石英基板上并激振准纵波型漏表面声波的IDT电极，其特征在于，对所述石英基板的厚度t进行设定，使对所述石英基板的厚度t用IDT波长λ进行标准化所得的标准化基板厚度t/λ为1＜t/λ＜35。此处，当标准化基板厚度t/λ为25＜t/λ＜35的范围时，由于石英基板厚度t不太薄，因此容易制造，但作为振子使用时不能得到充分的质量因数(figure of merit)值，电气特性不是很充分(参考图5)。
此外，当标准化基板厚度t/λ为10＜t/λ＜25的范围时，石英基板厚度变得较薄，除比较容易制造之外，可得到充分的质量因数值，电气特性良好(参考图5)。而标准化基板厚度t/λ为1＜t/λ＜10的范围时，石英基板厚度t变得非常薄，制造变得困难，但质量因数可得到极其充分的质量因数值，其结果，电气特性也变得极为优良。
这样一来，根据第1发明，可以提供利用在石英基板上激振的准纵波型漏表面声波却可抑制寄生的表面声波装置。此外，可实现Q值变大，并能够在感性电抗的范围内动作的表面声波元件，当将其用于振荡器时，可提供稳定度很高的振荡器。而当构成振荡电路时，可防止异常振荡或频率突变等问题。
此外，通过这样调整石英基板的厚度，可以利用相速度大的准纵波型漏表面声波，与利用瑞利波或漏表面声波的情况相比，电极宽度、电极间隔变大，可以提高制造合格率。第2发明的特征在于，在第1发明的表面声波装置中，上述石英基板是在欧拉角为(0°，100～150°，0°)的范围内切取的。
此处，当石英基板如上所述在欧拉角为(0°，100～150°，0°)的范围内切取时，可以使准纵波型漏表面声波发生。而且，若把该欧拉角设为(0°，125～150°，0°)的范围，则伴随准纵波型漏表面声波的传播的损失变低，可改善其Q值。这样一来，根据第2发明，由于利用1轴旋转切割的石英基板可以使准纵波型漏表面声波发生，可以廉价地提供制造方面的管理容易，稳定性良好的表面声波装置。
第3发明的特征在于，在第1发明或第2发明的表面声波装置中，上述石英基板在除了上述IDT电极形成区域的部分，在上述IDT电极形成面及其相对面中的至少一面上设有加强部。从而，与没有加强部的情况相比，由于石英基板的机械强度变大，可防止加工过程中的开裂、破损，提高合格率。
第4发明是一种具有作为滤波器或谐振器的表面声波装置的电子设备，其特征在于，所述表面声波装置由第1发明至第3发明的任何一项所述的表面声波装置构成。从而，可以提供使用了利用在石英基板上激振的准纵波型漏表面声波却可抑制寄生的滤波器或振子的电子设备。
第5发明的特征在于，具有第1工序，其调整石英基板的厚度；第2工序，在调整过厚度的石英基板上形成激振准纵波型漏表面声波的IDT电极，得到表面声波元件；第3工序，其将所述表面声波元件固定在规定的管壳内，所述第1工序调整所述石英基板的厚度，使对所述石英基板厚度t用IDT波长λ进行标准化所得的标准化基板厚度t/λ满足1＜t/λ＜35。
根据该制造方法，由于在形成IDT电极之前调整石英基板的厚度，因此可制造不会侵蚀IDT电极图案，抑制寄生，并能改善Q值或CI值的表面声波装置。第6发明的特征在于，具有第1工序，其在石英基板上形成激振准纵波型漏表面声波的IDT电极，得到表面声波元件；第2工序，其削刮所述石英基板中与所述IDT电极形成面相对的面，调整石英基板的厚度；第3工序，其将所述表面声波元件固定在规定的管壳内，所述第2工序调整所述石英基板的厚度，使对所述石英基板厚度t用IDT波长λ进行标准化所得的标准化基板厚度t/λ满足1＜t/λ＜35。
根据该制造方法，由于在调整石英基板的厚度之前进行IDT电极的形成，因此可防止IDT电极形成工序时的破损，可提高产品的合格率。第7发明是如第5发明或第6发明所述的表面声波装置的制造方法，其特征在于，在所述第3工序之后，还具有进行所述表面声波元件的频率调整的频率调整工序，通过从与所述IDT电极形成面相对的面调整所述石英基板的厚度来进行所述频率调整。
第8发明是如第7发明所述的表面声波装置的制造方法，其特征在于，所述频率调整用干式蚀刻来削刮所述石英基板中与所述IDT电极形成面相对的面。根据这样的第7发明和第8发明，由于能够对形成于石英基板的电极形成面侧的电极图案没有任何侵蚀地进行频率调整，因此可以实现中心频率随时间变化小、能长期稳定动作的表面声波装置。
此外，与蚀刻电极形成面进行频率调整的情况相比，由于相对蚀刻量的频率波动很小，因此可以进行高精度的频率调整。第9发明是如第7发明或第8发明所述的表面声波装置的制造方法，其特征在于，在所述频率调整之前，削刮所述石英基板的IDT电极形成面和所述IDT电极表面中的至少一面，进行预频率调整。
根据该第9发明，在必须大幅度地调整频率的情况下，可以首先，通过湿式蚀刻电极形成面等，粗略地进行频率预调整，然后，蚀刻与电极形成面相对的面，进行高精度的频率调整。因此，可以用短时间进行频率调整。在这样的情况下，由于没有必要对电极形成面，利用等离子等进行蚀刻，因此能够防止以往的因残留铝而引起的频率波动，可以提供长期稳定动作的表面声波装置。
如上所述，根据本发明，在利用准纵波型漏表面声波的表面声波装置中，可以提供能有效地抑制寄生，改善Q值或CI值的表面声波装置。而且，根据本发明，可以实现可以进行高精度的频率调整，并且调整后的中心频率随时间变化小、能长期稳定动作的表面声波装置。
加之，根据本发明，在具有利用准纵波型漏表面声波的表面声波装置的电子设备中，可以提供利用能有效抑制寄生、改善Q值或CI值的滤波器或振子的电子设备。


图1表示本发明的实施方式的表面声波装置的概略结构，(a)是其斜视图，(b)是沿(a)的A-A线的截面图。
图2是利用标准化基板厚度t/λ为37.5时的准纵波型漏表面声波的谐振器的频率-阻抗特性的示意图。
图3是将标准化基板厚度t/λ设为8时的谐振器的频率-阻抗特性的示意图。
图4是主振动频率和寄生频率相对标准化基板厚度t/λ变化的测定结果的一个示例图。
图5是质量因数M相对谐振器的标准化基板厚度t/λ变化的示意图。
图6是谐振器的一般等价电路的示意图。
图7是表示本发明的实施方式的表面声波装置的变形例结构的截面图。
图8是说明本发明的表面声波装置制造方法的第1实施方式的流程图。
图9是说明本发明的表面声波装置制造方法的第2实施方式的流程图。
图10是频率波动量相对石英基板背面蚀刻量的测定结果的一个示例图。
图11是频率波动量相对石英基板表面和背面的各自的蚀刻量的测定结果的一个示例图。
图12是说明图8或图9中的频率调整的第1方法的程序的流程图。
图13是说明该频率调整的第2方法的程序的流程图。
图14是欧拉角为(0°，100～150°，0°)的传播损失的变化示意图符号说明1石英基板；1a加强部；2IDT电极；3a、3b反射器电极。
具体实施例方式
以下，对本发明的实施方式，参考附图进行说明。图1(a)是表示本发明的实施方式涉及的表面声波装置的概略结构的斜视图，图1(b)是沿图1(a)的A-A线的截面图。该实施方式涉及的表面声波装置如图1所示，具有石英基板1；IDT电极2，其形成于该石英基板1的主平面上；以及反射器电极3a、3b。
在图1中，t为石英基板1的厚度，P为IDT电极2的间距，λ为IDT波长，h为IDT电极2的厚度。石英基板1是在欧拉角为(0°，100～150°，0°)的范围内切取的，此外，石英基板1的厚度t被调整得可充分抑制寄生，例如，当构成振荡电路时，其为没有异常振荡或频率突变(频率漂移)的值。此点将在后面论述。
IDT电极2用于在石英基板1上激振平行于+X轴传播的准纵波型漏表面声波，标准化电极厚度h/λ例如设为0.02以上。此处，标准化电极厚度h/λ是用IDT波长λ对IDT电极2的厚度进行标准化得到的。反射器电极3a、3b用于反射在石英基板1的表面上产生的准纵波型漏表面声波，并使其谐振。
图2是将石英基板1的厚度t用IDT波长λ进行标准化所得的标准化基板厚度t/λ设为37.5时，利用准纵波型漏表面声波的谐振器的频率-阻抗特性的示意图。在图2的情况下，欧拉角为(0°，143.5°，0°)，标准化电极厚度h/λ为0.03。此外，设频率f用串联谐振频率f0标准化所得的标准化频率为f/f0，将主振动的标准化频率f/f0设为1。
图3是将标准化基板厚度t/λ设为8时的谐振器的频率-阻抗特性的示意图。在图3的情况下，设欧拉角为(0°，143.5°，0°)，标准化电极厚度h/λ为0.03。图2是如以往那样对石英基板厚度不进行任何调整的情况。从图可知，在此情况下，在非常接近主振动频率时，检测出具有足以使异常振荡或频率突变等问题发生的CI值的寄生(寄生信号)a，不适于实际应用。
与此相对，图3是调整石英基板厚度的情况，与图2检测出的寄生a相同，用a表示寄生。已知若这样进行石英基板的厚度调整，则寄生a与主振动的频率差变大而被抑制。并且，在图3的情况下，虽在主振动的频率附近发生了其它的寄生，但与上述寄生a比较，CI值较大，是不会发生问题的程度。
图4表示主振动频率和寄生频率相对标准化基板厚度t/λ变化的测定结果。在图4的情况下，欧拉角为(0°，143.5°，0°)，标准化电极厚度h/λ为0.03。由图4可知，若减小标准化基板厚度t/λ，则与此相应，主振动和寄生的频率差变大，这意味着寄生被抑制。
寄生的原因在于石英基板整体振动所产生的体波的高次模式，其谐振频率是由石英基板的厚度决定的驻波。从而，通过减薄石英基板，阶数不同的驻波之间的谐振频率差变大。亦即，寄生与主振动之间的频率差变大，可以抑制寄生。已经知道，通过这样利用石英基板，对以往的表面声波装置的设计条件中从未有过的石英基板的厚度进行调整，可以有效地抑制利用相速度很大的准纵波型漏表面声波时造成不利的寄生，可以防止构成振荡电路时的异常振荡或频率突变等问题。
图5是质量因数(Figure of merit)M相对谐振器的标准化基板厚度t/λ变化的示意图。在图5的情况下，欧拉角为(0°，143.5°，0°)，标准化电极厚度h/λ为0.03。质量因数M被用作在通过感性电抗进行动作的振荡电路中使用时的评价基准，为谐振灵敏度(共振せん鋭度)Q除以电容比γ所得的值，表示从电气端子观察机械振子时的振动强度。通过加大该质量因数M，就可以提供频率稳定度优良的振荡器。
并且，当使用一般的图6作为谐振器的等价电路时，电容比γ定义为并联电容C0和等价串联电容C1的比，表示为γ＝C0/C1。此外，谐振灵敏度Q可用串联谐振频率ω0、等价串联电感L1以及等价串联电阻R1，表示为Q＝ω0×(L1/R1)。从图5可知，通过将标准化基板厚度t/λ设为35以下，质量因数M就会超过2，电抗为正、即出现具有感应性的频率，可以提供对振子所期望的频率稳定度优良的振荡器。
这意味着在标准化基板厚度t/λ大于35时，由于寄生的原因，主振动的Q值下降，C1值变大，通过将标准化基板厚度t/λ设为35以下，可抑制寄生，使主振动的Q值、C1值得到改善。这样一来，该实施方式的表面声波装置中，若其标准化基板厚度t/λ为35以下，则电气特性良好，若为1以上，就不会降低制造合格率，几乎能够包含表面声波的全部能量，所以比较理想。从而，使标准化基板厚度t/λ的范围满足下式1＜t/λ＜35……… (1)此处，当标准化基板厚度t/λ为25＜t/λ＜35的范围时，由于石英基板的厚度t并不太薄，因此容易制造，但质量因数M不能得到充分的值，作为电气特性来说并不充分(参考图5)。此外，当标准化基板厚度t/λ为10＜t/λ＜25的范围时，石英基板厚度变得较薄，除比较容易制造之外，作为质量因数M可得到充分的值，电气特性优良。
这是因为，当标准化基板厚度t/λ为10＜t/λ＜25的范围时，与标准化基板厚度t/λ为25＜t/λ＜35的范围的情况比较，质量因数M的值急剧变大(参考图5)。加之，当标准化基板厚度t/λ为1＜t/λ＜10的范围时，石英基板厚度t变得非常薄，制造变得困难，但作为质量因数M可得到极其充分的值，其结果，电气特性也变得极为优良。
图14是欧拉角为(0°，100～150°，0°)的传播损失的变化的示意图。根据图14，当欧拉角为(0°，125～150°，0°)时，传播损失为10-2[dB/λ]以下，亦即，可使准纵波型漏表面声波几乎不将能量放射到基板内部地进行传播。由于Q值与能量损失成反比例关系，若利用在该范围切取的石英基板，则Q值或质量因数M的值变得更大，使提供高性能的滤波器或谐振器成为可能。如上所述，根据该实施方式的表面声波装置，可以提供利用激振石英基板的准纵波型漏表面声波却可抑制寄生的表面声波装置。此外，Q值变大，可实现能够在感性电抗的范围内动作的表面声波元件，当将其用于振荡器时，可提供稳定度高的振荡器。而当构成振荡电路时，也可防止异常振荡或频率突变(频率漂移)等问题。
此外，通过如该实施方式那样调整石英基板的厚度，可以利用相速度大的准纵波型漏表面声波，与利用瑞利波或漏表面声波的情况相比，电极宽度、电极间隔变大，可以提高制造合格率。而且，即使在标准化电极厚度h/λ受到制约的情况下，与利用瑞利波或漏表面声波的情况相比，可以使IDT电极膜厚h具有余量，可抑制电阻损耗的增大、防止Q值的下降。此外，即使在利用引线接合的连接方法中，也可防止引线接合时的电极剥离，能容易地应对高频动作。
其次，对该实施方式的表面声波装置的变形例，参考图7进行说明。该变形例沿石英基板1的背面侧的整个外周部设置加强部1a。亦即，该加强部1a设置在石英基板1的背面侧、与配置于其表面侧的IDT电极2和反射器电极3a、3b相对的区域之外。
此处，由于上述变形例的结构除加强部1a之外，与图1的实施方式的结构相同，故省略其说明。并且，在上述变形例中，沿石英基板1的背面侧的外周部设置加强部1a。但是，也可以取而代之，沿石英基板1的表面侧的外周部设置加强部1a，或者也可沿石英基板1的表面侧和背面侧的各自的外周部分别设置加强部1a。
如上说明的那样，根据变形例，由于设置了加强部，与没有加强部的情况相比，石英基板的机械强度变大，可防止加工时的开裂、破损，提高合格率。其次，对本发明的电子设备的实施方式进行说明。作为该实施方式的电子设备，例如可列举出移动电话或无键输入系统等。在移动电话的情况下，把图1或图7所示的表面声波装置用作移动电话的频率选择滤波器。在无键输入系统的情况下，使用该表面声波装置作为无键输入系统的振荡器的谐振器。
亦即，该实施方式的电子设备具有作为滤波器或谐振器的图1或图7所示的表面声波装置。根据由这种结构构成的电子设备，也可以提供使用了利用激振石英基板的准纵波型漏表面声波却可抑制寄生的滤波器或振子的电子设备。
其次，对本发明的表面声波装置的制造方法的第1实施方式，参考图8进行说明。该制造方法的第1实施方式中，对制造图1所示的表面声波装置的情况进行说明。首先，调整石英基板1的厚度t(步骤S1)。通过蚀刻或研磨均匀地削刮石英基板1的表面或背面，来进行该石英基板1的厚度t的调整。此时，使该石英基板1的最终厚度t满足上述(1)式。
在其次的步骤S2，在调整过厚度的石英基板1的表面上，形成例如铝(Al)膜。在其次的步骤S3，通过蚀刻或研磨来削刮该铝膜，分别形成激振准纵波型漏表面声波的IDT电极2和反射器电极3a、3b，得到期望的表面声波元件。在其次的步骤S4，在IDT电极2和反射器电极3a、3b的表面形成氧化膜。在其次的步骤S5，将该表面声波元件安装(固定)在管壳上。在最后的步骤S6，对安装在管壳上的表面声波元件进行频率调整。
如上所述，根据该制造方法的第1实施方式，由于在形成IDT电极等之前，调整石英基板的厚度，因此不会侵蚀IDT电极等的图案来抑制寄生，可制造能改善Q值或CI值的表面声波装置。其次，对本发明的表面声波装置的制造方法的第2实施方式，参考图9进行说明。
该制造方法的第2实施方式中，对制造图1所示的表面声波装置的情况进行说明。首先，准备规定厚度的石英基板1，在该石英基板1的表面，形成例如铝(Al)膜(步骤S11)。在其次的步骤S12，通过蚀刻或研磨来削刮该铝膜，分别形成激振准纵波型漏表面声波的IDT电极2和反射器电极3a、3b，得到期望的表面声波元件。
在其次的步骤S13，在IDT电极2和反射器电极3a、3b的表面形成氧化膜。在其次的步骤S14，调整石英基板1的厚度t。通过蚀刻或研磨均匀地削刮石英基板1的背面来进行该石英基板1的厚度t的调整。此时，使该石英基板1的最终厚度t满足上述(1)式。
在其次的步骤S15，将该表面声波元件安装(固定)在管壳上。在最后的步骤S16，对安装在管壳上的表面声波元件进行频率调整。如以上所述，根据该制造方法的第2实施方式，由于在调整石英基板的厚度之前进行IDT电极等的形成，因此可防止IDT电极等的形成工序时的破损，可提高产品的合格率。
上述本发明的表面声波装置的制造方法的第1实施方式中，如图8所示，在步骤S6进行表面声波元件的频率调整，上述的本发明的表面声波装置的制造方法的第2实施方式中，如图9所示，在步骤S16进行该频率调整。因此，对该表面声波元件的频率调整方法的具体例，进行以下说明。
首先，在该表面声波元件的频率调整方法的具体说明之前，对该频率调整方法的原理，参考图10和图11进行说明。图10是频率波动量相对石英基板中与电极形成面(表面)相对的面(背面)的蚀刻量的测定结果的一个示例图。该测定结果是用IDT波长λ对石英基板厚度t进行标准化所得的标准化基板厚度t/λ为“8”和“20”的情况。此外，欧拉角设为(0°，143.5°，0°)，标准化电极厚度h/λ设为0.03。此处，标准化电极厚度h/λ是将IDT电极2的厚度h用IDT波长λ进行标准化得到的。
图11是频率波动量相对石英基板表面和背面的各自的蚀刻量的测定结果的一个示例图。该测定结果是标准化基板厚度t/λ为“20”，欧拉角为(0°，143.5°，0°)、标准化电极厚度h/λ为0.03的情况。由图10可知，通过蚀刻石英基板中与电极形成面相对的面(背面)，减薄石英基板的厚度，可提高中心频率(谐振频率)，可以调整表面声波装置的频率。
此外，由图11可知，与蚀刻石英基板表面侧的情况相比较，在蚀刻其背面侧的情况下，相对蚀刻量的频率波动量小，适宜于高精度的频率调整，特别适宜于频率高、IDT波长短的表面声波装置的频率调整。因此，该频率调整方法着眼于上述各点，通过蚀刻石英基板中与电极形成面相对的面，能进行高精度的频率调整。并且，与上述为了抑制寄生而实施的基板厚度的调整量相比，由于为调整该频率而实施的基板厚度的调整量极其微小，从而，不会产生寄生问题。其次，对表面声波装置的频率调整的第1方法，参考图12进行说明。
在该情况下，例如把形成于石英基板1上的IDT电极2的厚度h设定为比目标厚度稍厚一些，使中心频率比目标值稍低一些(步骤S21)。其次，在IDT电极2上施加电压，开始中心频率的测定(输入输出测定)(步骤S22)。此时，所测定的中心频率稍低于目标值。因此，一边确认测定频率，一边进行石英基板1的背面1b的蚀刻(步骤S23)。此处，上述蚀刻最好是干式蚀刻。
于是，由于该蚀刻所测定的中心频率缓慢上升并接近目标值。进而，继续该蚀刻，直到中心频率变为目标值为止，(步骤S23、S24)，在其变为目标值的时间点，停止蚀刻(步骤S25)。根据上述的频率调整方法，可以高精度地将中心频率调整到目标值。
此外，由于可对形成于石英基板的电极形成面侧的电极图案没有任何侵蚀地进行频率调整，因此可以实现中心频率随时间变化小、能长期稳定动作的表面声波装置。其次，对表面声波装置的频率调整的第2方法，参考图13进行说明。
该方法在形成于表面声波装置的石英基板上的IDT电极的厚度等存在制造上的偏差，必须对频率进行调整的情况下非常有用。首先，在IDT电极2上施加电压，开始中心频率的测定(步骤S31)。其次，判定该测定中心频率是目标值以下还是目标值以上(步骤S32)。
当该判定结果是测定中心频率为目标值以下时，进入步骤S33，当测定中心频率为目标值以上时，进入步骤S39。并且，当测定中心频率与目标值一致时，由于无须频率调整，结束该调整。在步骤S33，一边确认测定频率，一边进行对IDT电极2的表面的蚀刻，例如湿式蚀刻。于是，由于该蚀刻所测定的中心频率在短时间内上升。进而，继续该蚀刻，直到该测定中心频率变为比中心频率的目标值设定得稍低的“暂定目标值”为止(步骤S33、S34)，在其变为“暂定目标值”的时间点，停止该蚀刻(步骤S35)。以上步骤S33、S34的处理为频率的粗调整(预调整)。
其次，一边确认测定频率，一边进行石英基板1的背面1b的蚀刻(步骤S36)。于是，由于该蚀刻所测定的中心频率缓慢上升并接近目标值。进而，继续该蚀刻，直到中心频率变为目标值为止(步骤S36、S37)，在其变为目标值的时间点，停止蚀刻(步骤S38)。以上的步骤S36、S37的处理为频率的微调整。
另一方面，在步骤S39，一边确认测定频率，一边进行石英基板1的表面的蚀刻(例如，湿式蚀刻)。于是，由于该蚀刻所测定的中心频率在短时间内下降。进而，继续该蚀刻，直到该测定中心频率变为比中心频率的目标值设定得稍低的“暂定目标值”为止(步骤S39、S40)，在其变为“暂定目标值”的时间点，停止该蚀刻(步骤S41)。以上的步骤S39、S40的处理为频率的粗调整(预调整)。
其次，一边确认测定频率，一边进行石英基板1的背面1b的蚀刻(步骤S42)。于是，由于该蚀刻所测定的中心频率缓慢上升并接近目标值。进而，继续该蚀刻，直到中心频率变为目标值为止(步骤S42、S43)，在其变为目标值的时间点，停止蚀刻(步骤S44)。以上的步骤S42、S43的处理为频率的微调整。
根据这种频率调整方法的第2实施方式，即使在中心频率的目标值存在偏差的情况下，通过对石英基板的表面或IDT电极的表面进行蚀刻，以短时间进行频率的粗调整，其后，通过石英基板的背面的蚀刻进行频率的微调整，整体上可以用短时间进行高精度的频率调整。此外，由于可通过湿式蚀刻IDT电极的表面或石英基板的表面进行频率的粗调整，通过等离子蚀刻石英基板的背面进行频率的微调整，因此可以防止用等离子等蚀刻石英基板表面时成为问题的因残留铝而引起的调整后的频率波动。
并且，上述示例中，通过石英基板表面的蚀刻(步骤S39、S40)或IDT电极的表面的蚀刻(步骤S33、S34)进行频率的粗调整，其后，通过石英基板背面的蚀刻进行频率的微调整，但也可以用以下的调整方法。亦即，当步骤S31的频率测定的结果是该中心频率为上述“第1目标值”以内时，立即转移到石英基板背面的蚀刻处理(步骤S36或步骤S32)。
此外，根据需要，也可以首先进行IDT电极表面的蚀刻，其次，进行石英基板表面的蚀刻，最后进行石英基板背面的蚀刻，从而将中心频率调整为目标值。
权利要求
1.一种表面声波装置，具有石英基板和配置于该石英基板上并激振准纵波型漏表面声波的IDT电极，其特征在于，对所述石英基板的厚度t进行设定，使对所述石英基板的厚度t用IDT波长λ进行标准化所得的标准化基板厚度t/λ为1＜t/λ＜35。
2.如权利要求1所述的表面声波装置，其特征在于，所述石英基板是在欧拉角为(0°，100～150°，0°)的范围内切取的。
3.如权利要求1或2所述的表面声波装置，其特征在于，所述石英基板在除了所述IDT电极形成区域的部分，在所述IDT电极形成面及其相对面中的至少一面上设有加强部。
4.一种电子设备，具有作为滤波器或谐振器的表面声波装置，其特征在于，所述表面声波装置由权利要求1至3的任何一项所述的表面声波装置构成。
5.一种表面声波装置的制造方法，其特征在于，具有第1工序，调整石英基板的厚度；第2工序，在调整过厚度的石英基板上形成激振准纵波型漏表面声波的IDT电极，得到表面声波元件；第3工序，将所述表面声波元件固定在规定的管壳内，所述第1工序调整所述石英基板的厚度，使对所述石英基板厚度t用IDT波长λ进行标准化所得的标准化基板厚度t/λ满足1＜t/λ＜35。
6.一种表面声波装置的制造方法，其特征在于，具有第1工序，在石英基板上形成激振准纵波型漏表面声波的IDT电极，得到表面声波元件；第2工序，削刮所述石英基板中与所述IDT电极形成面相对的面，调整石英基板的厚度；第3工序，将所述表面声波元件固定在规定的管壳内，所述第2工序调整所述石英基板的厚度，使对所述石英基板厚度t用IDT波长λ进行标准化所得的标准化基板厚度t/λ满足1＜t/λ＜35。
7.如权利要求5或6所述的表面声波装置的制造方法，其特征在于，在所述第3工序之后，还具有进行所述表面声波元件的频率调整的频率调整工序，通过从与所述IDT电极形成面相对的面调整所述石英基板的厚度，进行所述频率调整。
8.如权利要求7所述的表面声波装置的制造方法，其特征在于，所述频率调整用干式蚀刻来削刮所述石英基板中与所述IDT电极形成面相对的面。
9.如权利要求7或8所述的表面声波装置的制造方法，其特征在于，在所述频率调整之前，削刮所述石英基板的IDT电极形成面和所述IDT电极表面中的至少一面，进行预频率调整。
全文摘要
本发明提供一种表面声波装置，在利用准纵波型漏表面声波的表面声波装置中，可以有效地抑制寄生，改善Q值或CI值。本发明的表面声波装置，至少具有石英基板1；IDT电极2，其配置于该石英基板1上并激振准纵波型漏表面声波，将石英基板1的厚度t用IDT波长λ进行标准化所得的标准化基板厚度t/λ设定为1＜t/λ＜35。此外，石英基板1是在欧拉角为(0°，100～150°，0°)的范围内切取的。
文档编号H03H9/02GK1510834SQ200310121499
公开日2004年7月7日 申请日期2003年12月18日 优先权日2002年12月18日
发明者押尾政宏 申请人:精工爱普生株式会社