20 30
図5．7：IDT／ZnO／2−cut LiNbO3構造SAWブイルターの中心周波数の温度依存性
表5．3：IDT／ZnO／z−cut LiNbO3構造のSAWフィルターの温度特性 ZnO膜厚 測定周波数（0°C）挿入損失（0°C）
δ（nm） （MHz） （dB）
周波数変化率
（kHz／°C）
0 600 800
24。78 24．47 24．71
一59．6
−42．0
−43．0
一3．56
−3．24
−2．79
ZnO膜厚
δ（nm）
温度係数 周波数最大誤差 温度測定最大誤差
（ppm／°C） （kHz） （°C）
0 600 800
一144
−132
−113
0ゾー⊥7ーり0ρO∩∠
71005 1一
2．15．7
−1．9
88
第5章 SAWフィルターの温度特性
（氷温域温度センサへの応用）δ＝600の成膜後のZnO薄膜上のSAWフィルターの中心周波数（図5．7（III））の変化率
は，近似直線の傾きの値より一3．24kHz／°C，温度係数αは，−132 ppm／°Cであり，δ＝800の SAWフィルターでは，変化率は一2．79 kHz／°C，温度係数αは，−U3 ppm／°Cであった．なお，
δ＝0のピークの周波数の変化率は，−3．56kHz／°Cであり，温度係数αは，−144 ppm／°Cで あったので，ZnO薄膜の膜厚δが厚くなると，中心周波数の変化率が減少することがわかる．こ れは，ZnOの温度係数が一30 ppm／°Cであることから，膜厚が厚くなるとZnO自体の温度係 数に近づくためと考えられる．
次に，成膜後のZnO薄膜上のSAWフィルターの温度センサとしての精度を検討する．δ＝600 のSAWフィルターにおける近似直線との最大誤差は18．61 kHzであった．また，δ＝800の SAWフィルターでは，最大誤差は一5．27 kHzであった．このことから，δ＝600およびδ＝800 のSAWフィルターの温度検出の最大誤差はそれぞれ，5．7°Cおよび一1．9°Cであった．これら の値は，検出目標値±0．5°Gに対し非常に大きな値であり，δ＝600の時はIDT／z−cut LiNbO3 構造のSAWフィルター（δ＝0）の最大誤差2．1°Cよりも大きな値となっていた．この原因は，
図5．6（b）の挿入損失の微分波形（dL／4∫）よりわかるように，極大（1）および極小（II）となる周 波数の近傍でノイズの影響を排除できず，正確な中心周波数の値が算出できなかったためと考
えられる．
（2）ポストアニール処理後のZnO薄膜上に作製したSAWフィルターの温度特性
図5．8に膜厚δが600nm（δ＝600）のポストアニール処理後のIDT／ZnO／z−cut LiNbO3 構二造SAWフィルターの20 MHzから30 MHzの一19．9°C，−0．1°C，20．0°Cにおける挿入損 失の周波数特性を示す．
ポストアニール処理後のIDT／ZnO／z−cut LiNbO3構造SAWフィルターの挿入損失の周波 数特性は，IDT／z−cut LiNbO3構造のSAWフィルターと同様図5．8（1）の周波数に鋭いピーク が測定された．このピークは非常に鋭いため，測定波形より直接，挿入損失が極大となる周波数 を読み取ることができ，温度の上昇と共に低周波数側にシフトすることが確認できた．このピー クの周波数および挿入損失の値は，基板温度一〇．1°Cにおいて24．62MHzおよび一4ユdBで
あった．
基板の基板温度を一19．9°Cへ変化させたとき，挿入損失が極大となる周波数が∫oが24．70MHz となり高周波数側ヘシフトすることが確認できた、また，挿入損失の値は，−42dBとなり，出力 IDTに到達する信号強度が減少することがわかった．一方，基板温度を20，0°Cへ変化させた とき，SAWフィルターの周波数特性は，中心周波数允が24．55 MHzとなり，低周波数側ヘシフ
トし，挿入損失が一40dBとなることが確認できた．
5．4．IDT／ZnO／z−cut LiNbO3構造SAWフィルターの温度特性 89
一40
0
一6
︵mで︶・︒のO﹂⊂OモΦω≡
annealed IDT／ZnO／z−cut LiNbO
（1）
＿19．9°
＿0．1°C
20．0°C
一80
20 25 30 Frequency（MHz）
図5．8：ポストアニール処理後のIDT／ZnO／z−cut LiNbO3構造SAWフィルターの周波数温度
依存性（20MHz〜30 MHz）
annealed IDT／ZnO／z−cut LiNbO −40
（III）
@
@4
︵mで︶⑩⑩O﹂⊆OモΦの≡
一50 一20．0°C
O．0°C 20．0°C
40 45 50 Frequency（MHz）
図5．9：ポストアニール処理後のIDT／ZnO／z−cut LiNbO3構造SAWフィルターの周波数温度
依存性（40MHz〜50 MHz）
90
第5章 SAWフィルターの温度特性
（氷温域温度センサへの応用）（N