DE10152946A1

DE10152946A1 - Oberflächenwellenbauelement und Herstellungsverfahren für dasselbe

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Publication number: DE10152946A1
Application number: DE10152946A
Authority: DE
Inventors: Takeshi Nakao; Koji Fujimoto; Michio Kadota; Toshimaro Yoneda
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2000-10-27
Filing date: 2001-10-26
Publication date: 2002-05-16
Anticipated expiration: 2021-10-27
Also published as: CN1351418A; JP2002135077A; GB0124034D0; US6865786B2; US6617752B2; US20040093705A1; CN1191677C; KR100592363B1; GB2372654B; JP3435638B2; KR20020033061A; DE10152946B4; US20020074899A1; GB2372654A

Abstract

Bei einem Oberflächenwellenbauelement, das eine akustische Oberflächenwelle vom SH-Typ verwendet, ist mindestens ein Interdigitalwandler (IDT) aus einem Material gebildet, das einen größeren Masselasteffekt aufweist als Aluminium. Das Metallisierungsverhältnis des IDT und die Normierungsfilmdicke h/lambda des IDT sind derart gesteuert, daß eine durch eine Transversalmode-Welle verursachte Welligkeit 0,5 dB oder weniger beträgt, wobei "h" die Filmdicke von Elektroden angibt und "lambda" die Wellenlänge einer akustischen Oberflächenwelle angibt.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Oberflächenwel lenbauelemente, beispielsweise Oberflächenwellenresonatoren und Oberflächenwellenfilter, und Herstellungsverfahren für dieselben, und spezieller auf ein Oberflächenwellenbauele ment, das eine akustische Oberflächenwelle vom Scher- Horizontal-Typ (SH-Typ) verwendet und eine Struktur zum Verringern einer Transversalmode-Störwelligkeit aufweist, und ein Herstellungsverfahren für dasselbe.

Bei Oberflächenwellenbauelementen wurden bzw. werden als das Elektrodenmaterial eines Interdigitalwandlers (IDT- interdigital transducer) Aluminium oder Legierungen, die Aluminium aufweisen, als Hauptkomponente verwendet. Minde stens ein IDT ist auf einem piezoelektrischen Substrat an geordnet, und Reflektoren oder reflektierende Endflächen sind an beiden Seiten des Bereichs angeordnet, an dem der IDT vorgesehen ist, um einen Resonator oder ein longitudi nalgekoppeltes Resonatorfilter zu bilden.

Bei einem solchen Oberflächenwellenbauelement ist es mög lich, daß der IDT als ein Wellenleiter dient, um eine Transversalmode-Welle zu erzeugen, und daß eine durch die Transversalmode-Welle verursachte Welligkeit in einem Durchlaßband erzeugt wird. Um die durch die Transversal mode-Welle verursachte Welligkeit zu verringern, werden bzw. wurden diverse Verfahren versucht. Diese Verfahren um fassen ein Verfahren zum Verringern der Schnittpunktbreite von IDTs und ein Wichtungsverfahren.

Es wurde ferner ein Oberflächenwellenbauelement vorgeschla gen (in der ungeprüften japanischen Patentanmeldung Nr. Hei-11-298290), bei dem ein Quarzsubstrat verwendet wird.

Ein IDT, der aus einem Metall oder einer Legierung mit Tan tal (Ta), das eine größere Masse als Aluminium (A1) auf weist, ist als Hauptkomponente an dem Quarzsubstrat ange ordnet, wobei eine akustische Oberflächenwelle vom SH-Typ verwendet wird. Da der IDT aus einem Metall oder einer Le gierung mit Tantal, das eine große Masse aufweist, als Hauptkomponente hergestellt ist, ist die Anzahl der Paare der Elektrodenfinger des IDT auf lediglich ca. 10 bis 20 ausgeführt, wodurch das Oberflächenwellenbauelement kompakt ausgeführt ist.

Wenn ein Elektrodenmaterial verwendet wird, das einen gro ßen Masselasteffekt aufweist, beispielsweise ein Material, das Ta als Hauptkomponente aufweist, wird die Schallge schwindigkeit, die an dem Bereich erhalten wird, an dem ein IDT vorgesehen ist, extrem niedriger als die Schallge schwindigkeit, die um den Bereich herum erhalten wird. Des halb ist ein Wellenleitereffekt an dem IDT-Abschnitt sehr groß.

Wenn ein longitudinalgekoppeltes Resonatorfilter herge stellt wird, wird eine Welligkeit, die durch eine Transver salmode-Welle verursacht wird, kompliziert und sehr groß, wie durch Pfeile X in Fig. 13 angezeigt ist.

Wie zuvor beschrieben wurde, wurden als Verfahren zum Ent fernen einer Welligkeit, die durch eine Transversalmode- Welle verursacht wurde, aus dem Durchlaßband eines Filters oder aus der Nähe eines Resonanzpunktes eines Resonators ein Verfahren A, bei dem eine Schnittpunktbreite klein aus geführt wird und der Frequenzabstand zwischen einer Grund mode-Welle und einer Transversalmode-Welle groß ausgeführt wird, und ein Verfahren B, bei dem die Schnittpunktbreite eines IDT mit einer cos²-Funktion gewichtet wird, um die Transversalmode-Welle zu eliminieren, herkömmlicherweise versucht.

Bei dem Verfahren A ist es notwendig, die Schnittpunktbrei te auf 10λ (λ: Wellenlänge einer akustischen Oberflächen welle) oder weniger einzustellen. Wenn ein Quarzsubstrat und ein IDT, der ca. 10 bis 20 Elektrodenfingerpaare auf weist, verwendet werden, um ein Oberflächenwellenbauelement zu bilden, übersteigt die Eingangs- und Ausgangsimpedanz 2 kΩ und ist sehr hoch, so daß das Oberflächenwellenbauele ment für tatsächliche Produkte nicht verwendet werden kann. Daher ist es notwendig, die Anzahl der Elektrodenfingerpaa re zu erhöhen, um die Impedanz zu verringern.

Während das in der oben beschriebenen Veröffentlichung of fenbarte Oberflächenwellenbauelement Tantal, das eine große Masse aufweist, als Hauptkomponente verwendet, um Elektro den zu bilden, und ermöglicht, daß die Anzahl von Paaren bei IDTs verringert ist, muß im einzelnen, wenn das Verfah ren zum Verringern der Schnittpunktbreite verwendet wird, die Anzahl der Elektrodenfingerpaare erhöht werden, um die Eingangs- und Ausgangsimpedanz zu verringern. Deshalb kann das Oberflächenwellenbauelement nicht kompakt ausgeführt werden.

Bei dem Verfahren B erhöht ein Wichten selbst einen Ver lust. Da ein Wichten den Bereich eines Schnittpunktbreiten abschnitts verringert, wird zudem die Impedanz des Oberflä chenwellenbauelements auf dieselbe Weise wie bei dem Ver fahren A sehr hoch. Um die Impedanz zu verringern, muß die Schnittpunktbreite deshalb zweimal so groß sein wie die er forderliche Länge. Folglich kann das Oberflächenwellenbau element nicht kompakt ausgeführt werden.

Mit anderen Worten ist, wenn entweder das Verfahren A oder das Verfahren B verwendet wird, ein Vorteil des in der oben beschriebenen Veröffentlichung offenbarten Oberflächenwel lenbauelements beeinträchtigt, wenn eine durch eine Trans versalmode-Welle verursachte Welligkeit verringert werden soll, was das Bauelement kompakt macht.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Oberflä chenwellenbauelement, das eine akustische Oberflächenwelle vom SH-Typ verwendet, eine Kommunikationsvorrichtung, die ein Oberflächenwellenbauelement verwendet, sowie ein Her stellungsverfahren für ein Oberflächenwellenbauelement, das eine akustische Oberflächenwelle vom SH-Typ verwendet, zu schaffen, bei denen die durch eine Transversalmode-Welle verursachte Welligkeit reduziert ist.

Diese Aufgabe wird durch ein Oberflächenwellenbauelement gemäß Anspruch 1, 4 oder 5, eine Kommunikationsvorrichtung gemäß Anspruch 12 oder ein Herstellungsverfahren gemäß An spruch 13 gelöst.

Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß sie ein Oberflächenwellenbauelement, das Elektroden auf weist, die aus einem Material hergestellt sind, das einen größeren Masselasteffekt als Aluminium aufweist, das kom pakt ausgeführt werden kann, das eine Struktur aufweist, die eine durch eine Transversalmode-Welle verursachte Wel ligkeit unterdrücken kann, und das eine akustische Oberflä chenwelle vom SH-Typ verwendet, und ein Herstellungsverfah ren für dasselbe schafft.

Das vorstehende Ziel wird bei einem Aspekt der vorliegenden Erfindung durch die Bereitstellung eines Oberflächenwellen bauelements, das eine akustische Oberflächenwelle vom SH- Typ verwendet, erreicht, das ein Quarzsubstrat und minde stens einen Interdigitalwandler umfaßt, der auf dem Quarz substrat gebildet und aus Elektroden hergestellt ist, die einen größeren Masselasteffekt als Aluminium aufweisen, wo bei das Metallisierungsverhältnis "d" und die normierte Filmdicke h/λ des Interdigitalwandlers gesteuert sind, um in spezifischen Bereichen zu liegen, derart, daß eine durch eine Transversalmode-Welle verursachte Welligkeit 0,5 dB oder weniger beträgt, wobei "λ" die Wellenlänge der akusti schen Oberflächenwelle angibt und "h" die Filmdicke der Elektroden des Interdigitalwandlers angibt.

Bei dem Oberflächenwellenbauelement sind das Metallisie rungsverhältnis "d" und die normierte Filmdicke h/λ des In terdigitalwandlers gesteuert, um in den spezifischen Berei chen zu liegen, derart, daß die durch die Transversalmode- Welle verursachte Welligkeit 0,5 dB oder weniger beträgt. Deshalb wird sogar in einem Fall, bei dem ein IDT verwendet wird, der aus Elektroden gebildet ist, die einen größeren Masselasteffekt als Aluminium aufweisen, und bei dem die Anzahl der Elektrodenfingerpaare reduziert ist, um das Bau element kompakt auszuführen, die durch die Transversalmode- Welle verursachte Welligkeit effektiv unterdrückt. Folglich wird ein kompaktes Oberflächenwellenbauelement, das eine akustische Oberflächenwelle vom SH-Typ verwendet und eine gute Frequenzcharakteristik aufweist, geschaffen.

Bei dem Oberflächenwellenbauelement kann der Interdigital wandler mindestens eine Elektrodenschicht umfassen, die aus einem Metall hergestellt ist, das eine größere Masse als Aluminium aufweist.

Bei dem Oberflächenwellenbauelement kann der Interdigital wandler aus einem einzigen Metall, das eine größere Masse als Aluminium aufweist, hergestellt sein.

Das vorstehende Ziel wird bei einem anderen Aspekt der vor liegenden Erfindung durch die Bereitstellung eines Oberflä chenwellenbauelements, das eine akustische Oberflächenwelle vom SH-Typ verwendet, geschaffen, das ein Quarzsubstrat und mindestens einen Interdigitalwandler umfaßt, der auf dem Quarzsubstrat gebildet und aus Tantal hergestellt ist, wo bei die normierte Filmdicke h/λ des Interdigitalwandlers in einem Bereich von 0,6d + 1,65 bis 0,6d + 1,81 liegt, wobei "d" das Metallisierungsverhältnis des Interdigitalwandlers angibt, "λ" die Wellenlänge der akustischen Oberflächenwel le angibt und "h" die Filmdicke der Elektroden des Interdi gitalwandlers angibt.

Da bei dem Oberflächenwellenbauelement mindestens ein In terdigitalwandler, der aus Tantal hergestellt ist, auf dem Quarzsubstrat gebildet ist, und die normierte Filmdicke h/λ des Interdigitalwandlers in einem Bereich von 0,6d + 1,65 bis 0,0d + 1,81 liegt, wobei "d" das Metallisierungsver hältnis angibt, wird eine durch eine Transversalmode-Welle verursachte Welligkeit effektiv unterdrückt. Deshalb wird sogar in einem Fall, in dem mindestens ein aus Tantal her gestellter IDT gebildet ist, und die Anzahl der Paare der Elektrodenfinger in dem IDT verringert ist, um das Bauele ment kompakt auszuführen, die durch die Transversalmode- Welle verursachte Welligkeit effektiv unterdrückt. Folglich wird ein Oberflächenwellenbauelement, das eine akustische Oberflächenwelle vom SH-Typ verwendet und eine gute Fre quenzcharakteristik aufweist, geschaffen.

Das vorstehende Ziel wird bei einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung durch die Bereitstellung eines Ober flächenwellenbauelements, das eine akustische Oberflächen welle vom SH-Typ verwendet, geschaffen, das ein Quarzsub strat und mindestens einen Interdigitalwandler umfaßt, der auf dem Quarzsubstrat gebildet und aus Wolfram hergestellt ist, wobei die normierte Filmdicke h/λ des Interdigital wandlers in einem Bereich von 0,6d + 0,85 bis 0,6d + 1,30 liegt, wobei "d" das Metallisierungsverhältnis des Interdi gitalwandlers angibt, "λ" die Wellenlänge der akustischen Oberflächenwelle angibt und "h" die Filmdicke der Elektro den des Interdigitalwandlers angibt.

Da bei dem Oberflächenwellenbauelement mindestens ein aus Wolfram hergestellter Interdigitalwandler auf dem Quarzsub strat gebildet ist, und die normierte Filmdicke h/λ des In terdigitalwandlers in einem Bereich von 0,6d + 0,85 bis 0,6d + 1,30 liegt, ist eine durch eine Transversalmode- Welle verursachte Welligkeit sogar in einem Fall verrin gert, in dem die Anzahl der Paare der Elektrodenfinger in dem IDT verringert ist, um das Bauelement kompakt auszufüh ren. Folglich wird ein kompaktes Oberflächenwellenbauele ment, das eine akustische Oberflächenwelle vom SH-Typ ver wendet und eine gute Frequenzcharakteristik aufweist, ge schaffen.

Gemäß dem Oberflächenwellenbauelement, das die obige Struk tur aufweist, wird die Transversalmode-Welligkeit auf 1,5 dB oder weniger unterdrückt.

Bei dem Oberflächenwellenbauelement kann die normierte Filmdicke h/λ in einem Bereich von 0,6d + 1,00 bis 0,6d + 1,23 liegen. In diesem Fall wird die Transversalmode- Welligkeit auf 0,5 dB oder weniger unterdrückt.

Bei den oben beschriebenen Oberflächenwellenbauelementen kann eine Mehrzahl der Interdigitalwandler gebildet sein, um ein longitudinalgekoppeltes Resonatorfilter darzustel len. In diesem Fall ist ein kompaktes longitudinalgekoppel tes Resonatorfilter geschaffen, das eine gute Frequenzcha rakteristik aufweist. Bei den oben beschriebenen Oberflä chenwellenbauelementen können longitudinalgekoppelte Reso natorfilter in mindestens zwei Stufen in Kaskade geschaltet sein.

Bei den oben beschriebenen Oberflächenwellenbauelementen kann der Interdigitalwandler auf dem Quarzsubstrat angeord net sein, um einen Ein-Tor-Oberflächenwellenresonator dar zustellen. In diesem Fall wird ein kompakter Ein-Tor- Oberflächenwellenresonator, der eine gute Frequenzcharakte ristik aufweist, geschaffen.

Die oben beschriebenen Oberflächenwellenbauelemente können derart konfiguriert sein, daß eine Mehrzahl der Interdigi talwandler auf dem Quarzsubstrat gebildet ist; jeder Inter digitalwandler stellt einen Ein-Tor- Oberflächenwellenresonator dar; und die Mehrzahl der Inter digitalwandler ist verbunden, um ein Leiter-Typ-Filter auf dem Quarzsubstrat darzustellen.

Die oben beschriebenen Oberflächenwellenbauelemente können derart konfiguriert sein, daß eine Mehrzahl der Interdigi talwandler auf dem Quarzsubstrat gebildet ist; jeder Inter digitalwandler stellt einen Ein-Tor- Oberflächenwellenresonator dar; und die Mehrzahl der Inter digitalwandler ist verbunden, um ein Gitter-Typ-Filter auf dem Quarzsubstrat darzustellen.

In den obigen beiden Fällen sind kompakte Leiter-Typ-Filter und Gitter-Typ-Filter mit guten Frequenzcharakteristika ge schaffen.

Die oben beschriebenen Oberflächenwellenbauelemente werden weithin für Oberflächenwellenresonatoren und Oberflächen wellenfilter verwendet. Das vorstehende Ziel kann durch die Bereitstellung einer Kommunikationsvorrichtung, die eines der oben beschriebenen Oberflächenwellenbauelemente verwen det, erreicht werden.

Das vorstehende Ziel wird bei einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung durch die Bereitstellung eines Her stellungsverfahrens für ein Oberflächenwellenbauelement, das eine akustische Oberflächenwelle vom SH-Typ verwendet, erreicht, wobei das Verfahren einen Schritt des Herstellens eines Quarzsubstrats; einen Schritt des Bildens eines Me tallfilms, der einen größeren Masselasteffekt als Aluminium aufweist, auf dem Quarzsubstrat, und einen Schritt des Strukturierens des Metallfilms durch reaktives Ionenätzen oder durch ein Abhebeverfahren, derart, daß das Metallisie rungsverhältnis "d" und die normierte Filmdicke h/λ des In terdigitalwandlers, die eine Transversalmode-Störwelligkeit auf 1,5 dB oder weniger einstellen, erfüllt sind, um minde stens einen Interdigitalwandler zu bilden, wobei "d" das Metallisierungsverhältnis des Interdigitalwandlers angibt, "λ" die Wellenlänge einer akustischen Oberflächenwelle an gibt und "h" die Filmdicke des Interdigitalwandlers angibt, umfaßt.

Bei dem Herstellungsverfahren für ein Oberflächenwellenbau element, das eine akustische Oberflächenwelle vom SH-Typ verwendet, ist ein Metallfilm, der einen größeren Masse lasteffekt als Aluminium aufweist, auf dem Quarzsubstrat gebildet, und durch das reaktive Ionenätzen oder durch das Abhebeverfahren wird ein Strukturieren auf den Metallfilm angewandt, derart, daß das Metallisierungsverhältnis "d" und die normierte Filmdicke h/λ, die eine Transversalmode- Welligkeit auf 1,0 dB oder weniger einstellen, erfüllt sind, um mindestens einen Interdigitalwandler zu bilden. Daher wird die Transversalmode-Welligkeit in dem Bauelement unterdrückt, auch wenn das Paar der Elektrodenfinger ver ringert ist, um das Bauelement kompakt auszuführen. Da durch das reaktive Ionenätzen oder das Abhebeverfahren eine Strukturierung durchgeführt wird, wird zudem immer ein IDT gebildet, der die vorstehende normierte Filmdicke h/λ er füllt.

Das Herstellungsverfahren für ein Oberflächenwellenbauele ment, der eine akustische Oberflächenwelle vom SH-Typ ver wendet und oben beschrieben ist, kann derart konfiguriert sein, daß der Metallfilm aus Tantal hergestellt ist und ein Strukturieren durch das reaktive Ionenätzen oder das Abhe beverfahren durchgeführt wird, derart, daß die normierte Filmdicke h/λ in einem Bereich von 0,6d + 1,50 bis 0,65d + 1,87, vorzugsweise in einem Bereich von 0,6d + 1,65 bis 0,6d + 1,81 liegt, um mindestens einen Interdigitalwandler zu bilden.

Das Herstellungsverfahren für ein Oberflächenwellenbauele ment, das eine akustische Oberflächenwelle vom SH-Typ ver wendet und oben beschrieben wurde, kann derart konfiguriert sein, daß der Metallfilm aus Wolfram hergestellt ist und ein Strukturieren durch das reaktive Ionenätzen oder das Abhebeverfahren durchgeführt wird, derart, daß die normier te Filmdicke h/λ in einem Bereich von 0,6d + 0,85 bis 0,6d + 1,30, vorzugsweise in einem Bereich von 0,6d + 1,00 bis 0,6d + 1,23 liegt, um mindestens einen Interdigitalwandler zu bilden.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht, die das Oberflächenwellenbauele ment gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorlie genden Erfindung zeigt;

Fig. 2A und 2B die Dämpfung-Frequenz-Charakteristika des Oberflächenwellenbauelements, die erhalten wer den, wenn ein Metallisierungsverhältnis "d" auf 0,75 eingestellt ist und eine normierte Filmdicke h/λ auf 1,8% bzw. 2,0% eingestellt ist;

Fig. 3A und 3B die Dämpfung-Frequenz-Charakteristika des Oberflächenwellenbauelements, die erhalten wer den, wenn das Metallisierungsverhältnis "d" auf 0,75 eingestellt ist und die normierte Filmdicke h/λ auf 2, 2% bzw. 2,4% eingestellt ist;

Fig. 4 die Beziehung zwischen einer normierten Filmdicke h/λ und einem anisotropen Index, die bei einer Struktur erhalten wird, bei der ein Interdigital wandler (IDT), der aus Tantal (Ta) hergestellt ist, auf einem Quarzsubstrat gebildet ist;

Fig. 5 einen Bereich, bei dem eine durch eine Transver salmode-Welle verursachte Welligkeit gemäß der vorliegenden Erfindung unterdrückt werden kann, und die Beziehung zwischen dem Metallisierungs verhältnis und der normierten Filmdicke h/λ;

Fig. 6A Dämpfung-Frequenz-Charakteristika, die erhalten werden, wenn das Metallisierungsverhältnis "d" auf 0,75 eingestellt ist, die normierte Filmdicke h/λ auf 2,15% eingestellt ist und die Schnitt punktbreite der Elektrodenfinger auf 10λ, 25λ und 40λ eingestellt ist;

Fig. 6B Dämpfung-Frequenz-Charakteristika, die erhalten werden, wenn das Metallisierungsverhältnis "d" auf 0,75 eingestellt ist, die normierte Filmdicke h/λ auf 2,15% eingestellt ist und die Schnitt punktbreite von Elektrodenfingern auf 60λ, 85λ und 100λ eingestellt ist;

Fig. 7 die Beziehung zwischen einer normierten Filmdicke h/λ und einem anisotropen Index, die bei einer Struktur erhalten wird, bei der ein aus Wolfram (W) hergestellter IDT auf einem Quarzsubstrat ge bildet ist;

Fig. 8 einen Bereich, bei dem eine durch eine Transver salmode-Welle verursachte Welligkeit gemäß der vorliegenden Erfindung unterdrückt werden kann, und die Beziehung zwischen dem Metallisierungs verhältnis und der normierten Filmdicke h/λ;

Fig. 9 eine Draufsicht, die eine Modifizierung des Ober flächenwellenbauelements gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 10 ein Schaltbild, das eine Leiter-Typ-Schaltung zeigt, die als eine Filterschaltung dient, die aus einem Oberflächenwellenbauelement der vorlie genden Erfindung gebildet ist;

Fig. 11 ein umrissenes Blockdiagramm, das ein Sendegerät und ein Empfangsgerät zeigt, bei dem ein Oberflä chenwellenbauelement gemäß der vorliegenden Er findung verwendet wird;

Fig. 12 ein umrissenes Blockdiagramm, das ein weiteres Sendegerät und Empfangsgerät zeigt, bei dem ein Oberflächenwellenbauelement gemäß der vorliegen den Erfindung verwendet wird;

Fig. 13 eine Ansicht, die Dämpfung-Frequenz- Charakteristik zeigt, die zum Beschreiben eines Problems eines herkömmlichen Oberflächenwellen bauelements verwendet wird.

Fig. 1 ist eine Draufsicht eines longitudinalgekoppelten Filters vom Resonatortyp, das als ein Oberflächenwellenbau element gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorlie genden Erfindung dient.

Ein longitudinalgekoppeltes Filter vom Resonatortyp 11 ver wendet ein rechtwinkliges, plattenförmiges Quarzsubstrat 12. Auf dem Quarzsubstrat 12 sind Interdigitalwandler (IDTs) 13 und 14 gebildet. Der IDT 13 weist ein Paar von Kammelektroden 13a und 13b auf, der IDT 14 weist ein Paar von Kammelektroden 14a und 14b auf, und die Elektrodenfin ger des Paares sind abwechselnd angeordnet. Die Elektroden finger der Kammelektroden 13a, 13b, 14a und 14b erstrecken sich in der Richtung, die senkrecht zu einer Ausbreitungs richtung einer akustischen Oberflächenwelle verläuft.

Deshalb sind die IDTs 13 und 14 in der Ausbreitungsrichtung der akustischen Oberflächenwelle angeordnet. An beiden Sei ten des Abschnitts, an dem die IDTs 13 und 14 vorgesehen sind, sind in der Ausbreitungsrichtung der akustischen Oberflächenwelle Beugungsgitterreflektoren 15 und 16 ange ordnet. Die Reflektoren 15 und 16 weisen eine Struktur auf, bei der eine Mehrzahl von Elektrodenfingern an beiden Enden kurzgeschlossen ist, und die Elektrodenfinger der Reflekto ren 15 und 16 erstrecken sich in der Richtung, die senk recht zu der Ausbreitungsrichtung der akustischen Oberflä chenwelle verläuft.

Bei dem longitudinalgekoppelten Oberflächenwellenfilter vom Resonatortyp 11 sind die IDTs 13 und 14 und die Reflektoren 15 und 16 aus Tantal (Ta) hergestellt, was ein Elektroden material ist, das eine größere Masse aufweist als Aluminium (A1). Bei den IDTs 13 und 14 ist die Filmdicke h/λ der IDTs 13 und 14, die durch die Wellenlänge der akustischen Ober flächenwelle normiert ist, auf 0,6d + 1,65 bis 0,6d + 1,81 eingestellt, wobei "d" das Metallisierungsverhältnis an gibt, "h" die Filmdicke einer Elektrode angibt und "λ" die Wellenlänge der akustischen Oberflächenwelle angibt.

Das Metallisierungsverhältnis "d" bezieht sich auf das Ver hältnis der Breite eines Elektrodenfingers zu der Summe der Breite des Zwischenraums zwischen Elektrodenfingern in der Ausbreitungsrichtung der akustischen Oberflächenwelle und der Breite des Elektrodenfingers in der Ausbreitungsrich tung der akustischen Oberflächenwelle.

Da bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die IDTs 13 und 14 aus Ta, das eine große Masse aufweist, hergestellt sind, kann die Anzahl der Paare der Elektrodenfinger der IDTs 13 und 14 klein, auf 19 oder weniger, eingestellt sein, und dadurch ist das Bauelement kompakt ausgeführt.

Die Erfinder der vorliegenden Erfindung stellten fest, daß eine durch eine Transversalmode-Welle verursachte Wellig keit effektiv unterdrückt wird, auch wenn die IDTs 13 und 14 aus einem Elektrodenmaterial einer großen Masse, das Ta aufweist, hergestellt sind, und die Anzahl der Paare der Elektrodenfinger der IDTs klein ausgeführt ist, wenn die normierte Filmdicke h/λ und das Metallisierungsverhältnis in den vorstehenden Bereichen liegen, und gelangten zu der vorliegenden Erfindung.

Es werden nun spezifische experimentelle Beispiele verwen det, um die vorliegende Erfindung zu beschreiben.

Ein Quarzsubstrat, das eine durch Euler-Winkel (0°, 127°, 90°) angegebene Quarzausrichtung aufweist, wurde als das Quarzsubstrat 12 verwendet, und die IDTs 13 und 14 und die Reflektoren 15 und 16 wurden durch Verwenden von Ta als Elektrodenmaterial auf dem Quarzsubstrat 12 gebildet. Die Anzahl der Paare der Elektrodenfinger der IDTs 13 und 14 wurde auf 13 eingestellt, und die Anzahl der Elektrodenfin ger der Reflektoren 15 und 16 wurde auf 10 eingestellt. Di verse longitudinalgekoppelte Oberflächenwellenfilter vom Resonatortyp 11, die eine SH-Welle verwenden, wurden so ausgeführt, daß sie eine unterschiedliche normierte Film dicke h/λ in einem Bereich von 0,017 bis 0,025 aufweisen, während das Metallisierungsverhältnis "d" der IDTs 13 und 14 in einem Bereich von 0,5 bis 0,90 liegt. Fig. 2 und Fig. 3 zeigen die Dämpfung-Frequenz-Charakteristik eines Teils der wie oben beschrieben ausgeführten Oberflächenwel lenbauelemente. Fig. 2A zeigt eine Charakteristik, die er halten wurde, wenn das Metallisierungsverhältnis "d" auf 0,75 eingestellt und h/λ auf 0,018 eingestellt war. Fig. 2B zeigt eine Charakteristik, die erhalten wurde, wenn das Metallisierungsverhältnis "d" auf 0,75 eingestellt und h/λ auf 0,02 eingestellt war. Fig. 3A zeigt eine Charakteri stik, die erhalten wurde, wenn das Metallisierungsverhält nis "d" auf 0,75 eingestellt und h/% auf 0,022 eingestellt war. Fig. 3B zeigt eine Charakteristik, die erhalten wur de, wenn das Metallisierungsverhältnis "d" auf 0,75 einge stellt und h/λ auf 0,024 eingestellt war.

In den Fig. 2A bis 3B zeigen gestrichelte Linien Charak teristika mit einem vergrößerten Dämpfungsmaßstab, der rechts an der vertikalen Achse aufgetragen ist.

Bei der in Fig. 2A gezeigten Charakteristik wird festge stellt, daß die durch einen Pfeil A1 angezeigte Welligkeit in der Mitte eines Durchlaßbandes erzeugt wurde, und eine Anzahl Y1 bis Y3 von Welligkeiten an der Seite der niedri geren Frequenz des Durchlaßbandes auftrat. Auch bei der in Fig. 2B gezeigten Charakteristik wird festgestellt, daß in dem Durchlaßband eine große Welligkeit auftrat, wie durch einen Pfeil A2 angezeigt ist, und an der Seite einer nied rigeren Frequenz des Durchlaßbandes eine Welligkeit erzeugt wurde, wie durch Pfeile Y4 bis Y6 angezeigt ist.

Bei der in Fig. 3B angezeigten Charakteristik wird festge stellt, daß die durch die Pfeile A3 und A4 angezeigte große Welligkeit in dem Durchlaßband erzeugt wurde, und eine Wel ligkeit Y7 und Y8 an der Seite einer höheren Frequenz des Durchlaßbandes auftrat.

Im Gegensatz dazu trat bei der in Fig. 3A gezeigten Cha rakteristik keine sehr große Welligkeit in dem Durchlaßband auf, und in der Nähe des Durchlaßbandes trat sogar auf der Seite einer niedrigeren Frequenz und der Seite einer höhe ren Frequenz des Durchlaßbandes eine geringe Welligkeit auf.

Wenn also das Metallisierungsverhältnis "d" und die nor mierte Filmdicke h/λ eingestellt sind, um die Anzahl der Elektrodenfingerpaare zu reduzieren, um das Bauelement kom pakt auszuführen, wird eine durch eine Transversalmode- Welle verursachte Welligkeit effektiv unterdrückt.

Mit anderen Worten weist die vorliegende Erfindung dahinge hend ein Merkmal auf, daß, selbst wenn IDTs unter Verwen dung eines metallischen Materials, beispielsweise Tantal, das eine größere Masse als Aluminium aufweist, gebildet werden, um die Anzahl von Elektrodenfingern zu reduzieren, um das Bauelement kompakt auszuführen, das Metallisierungs verhältnis "d" und die normierte Filmdicke h/λ der IDTs ausgewählt sind, um eine durch eine Transversalmode-Welle verursache Welligkeit zu unterdrücken.

Wie oben beschrieben ist, wird die in den IDTs 13 und 14 erhaltene Schallgeschwindigkeit sehr viel langsamer als die um dieselben herum erhaltene, und ein Wellenleitereffekt wird stark, wenn IDTs unter Verwendung eines Metalls, das eine große Masse aufweist, gebildet werden. Deshalb wird eine durch eine Transversalmode-Welle verursachte Wellig keit groß, wie bei dem in der vorstehenden Anmeldung offen barten Oberflächenwellenbauelement. Aus Fig. 2A bis 3B geht jedoch klar hervor, daß eine durch eine Transversal mode-Welle verursachte Welligkeit bei einer Filmdicke "h", die in dem spezifischen Bereich liegt, in einem geringen Maß auftritt. Wenn die verwendete Filmdicke dünner ist als eine Filmdicke, die in dem spezifischen Bereich liegt, tritt eine durch eine Transversalmode-Welle verursachte Welligkeit an der Seite einer niedrigeren Frequenz des Durchlaßbandes auf, wie in Fig. 2A und 2B gezeigt ist. Wenn die verwendete Filmdicke dicker ist als eine Filmdic ke, die in dem spezifischen Bereich liegt, tritt eine durch eine Transversalmode-Welle verursachte Welligkeit an der Seite einer höheren Frequenz des Durchlaßbandes auf, wie in Fig. 3B gezeigt ist.

Bei Oberflächenwellenbauelementen, die IDTs aufweisen, die aus einem Material hergestellt sind, das Aluminium als Hauptkomponente aufweist, tritt das oben beschriebene Phä nomen nicht auf, bei dem die Frequenz dort, wo eine Wellig keit auftritt, je nach der Filmdicke von der Seite der niedrigeren Frequenz zu der Seite der höheren Frequenz ver schoben wird. Wenn die IDTs 13 und 14 durch Verwendung ei nes metallischen Materials, wie zum Beispiel Tantal, das eine größere Masse als Aluminium aufweist, gebildet werden, tritt das obige Phänomen der Welligkeit-Frequenz- Verschiebung auf. Die folgende Ursache hierfür ist zu er warten.

Es gibt ein Analyseverfahren, das ein Wellenleitermodell verwendet, um die Frequenz zu berechnen, bei der eine Transversalmode-Welle erzeugt wird. Gemäß diesem Analyse verfahren wird die Ursache im folgenden beschrieben.

Die senkrecht zu den Elektrodenfingern der IDTs 13 und 14 verlaufende Richtung wird auf eine Referenz 0 (rad) einge stellt, und die Schallgeschwindigkeit einer akustischen Oberflächenwelle, die sich in einer Richtung ausbreitet, die von der Referenz 0 durch einen Winkel θ (rad) verscho ben ist, wird auf V_saw (θ) eingestellt. Daraufhin wird V_saw (θ) bezüglich θ durch eine quadratische Funktion V_saw (θ) = V₀ {1 + (γ/2)θ²} genähert, wobei γ als der anisotrope Index der Schallgeschwindigkeit in einem Substrat bezeichnet und in diversen Dokumenten beschrieben ist. Bei einem ST- geschnittenen Quarzsubstrat ist γ beispielsweise 0,378.

Wenn die Frequenz, bei der eine Transversalmode-Welle er zeugt wird, durch das Wellenleitermodell berechnet wird, wobei γ eingebracht wird, tritt die Transversalmode-Welle mehr an der Seite der höheren Frequenz auf als die Grund mode-Welle, wenn γ größer ist als -1. Wenn γ kleiner ist als -1, tritt die Transversalmode-Welle mehr an der Seite einer niedrigeren Frequenz auf als die Grundmode-Welle.

Bei dem ST-geschnittenen Quarzsubstrat tritt die Transver salmode-Welle deshalb an der Seite einer höheren Frequenz auf als die Grundmode-Welle. Es ist in der Tat bekannt, daß der Transversalmode bei Oberflächenwellenbauelementen, die aus Aluminium hergestellte Elektroden aufweisen und eine Rayleigh-Welle verwenden, an der Seite einer höheren Fre quenz auftritt als der Grundmode.

Der anisotrope Index γ der Schallgeschwindigkeit in einem Substrat muß mit der Masse von Elektroden erhalten werden, die in Betracht gezogen werden, wenn Elektroden auf dem Substrat gebildet sind. Deshalb gibt γx in der folgenden Beschreibung den anisotropen Index der Schallgeschwindig keit an, bei dem die Masse von Elektroden in Betracht gezo gen wird.

Die Erfinder der vorliegenden Erfindung stellten ausgehend von der obigen Tatsache fest, daß folgendes in Betracht ge zogen werden kann.

Wenn nämlich ein Elektrodenmaterial verwendet wird, das Aluminium als Hauptkomponente aufweist, was für derzeitige Oberflächenwellenbauelemente häufig verwendet wird, wird eine leichte Änderung bei γx durch die Wirkungen der Film dicke der Elektroden bewirkt, und das Metallisierungsver hältnis tritt auf, und γx verschiebt sich nicht stark von γ des Substrats selbst. Wenn jedoch ein Elektrodenmaterial, das eine große Masse aufweist, wie zum Beispiel Tantal, verwendet wird, verändert der Masselasteffekt der Elektro den, nämlich die Filmdicke der Elektroden, γx in großem Ma ße. Es kann erwartet werden, daß, wenn die Filmdicke der Elektroden gering ist, γx < -1, und die Transversalmode- Welle an der Seite einer niedrigeren Frequenz des Durchlaß bandes erzeugt wird, und daß, wenn die Filmdicke der Elek troden groß ist, γx allmählich auf γx < -1 ansteigt, und die Transversalmode-Welle an der Seite ei ner höheren Frequenz des Durchlaßbandes erzeugt wird. Da es für die Transversalmode-Welle schwierig ist, in der Nähe von γx = -1, was zwischen γx < -1 und γx < -1 liegt, aufzu treten, ist ferner zu erwarten, daß eine durch die Trans versalmode-Welle verursachte Welligkeit verringert oder vollständig beseitigt werden kann, wie in Fig. 3A gezeigt ist.

Um die vorstehende Annahme zu beweisen, wurde γx durch das Finite-Elemente-Verfahren geschätzt. Insbesondere wurde das Metallisierungsverhältnis "d" auf 0,75 eingestellt, die normierte Filmdicke h/λ wurde geändert, und der anisotrope Index γx wurde beobachtet. Fig. 4 zeigt das Ergebnis.

Aus Fig. 4 geht klar hervor, daß γx bei einer Grenze, die in der Nähe von h/λ = 2,2%, angeordnet war, von dem Be reich, in dem γx < -1, zu dem Bereich, in dem yx < -1, ver schoben wurde.

Unter Berücksichtigung des vorstehenden experimentellen Er gebnisses wurde ein Bereich erhalten, bei dem erwogen wird, daß die durch die Transversalmode-Welle verursachte Wellig keit im wesentlichen beseitigt wurde, das heißt, ein Be reich, bei dem die Welligkeit 0,5 dB oder weniger beträgt. Folglich stellte man fest, daß, wenn das Metallisierungs verhältnis auf 0,75 eingestellt war, die normierte Filmdic ke h/λ 2,10% bis 2,25% betragen mußte (γx -1,10 bis -0,96 betragen mußte).

Das Metallisierungsverhältnis "d" wurde bei dem Oberflä chenwellenbauelement 11 geändert, um Werte aufzuweisen, einschließlich der obigen; das Finite-Elemente-Verfahren wurde auf dieselbe Weise verwendet, und Bereiche, bei denen die Welligkeit auf 1,5 dB oder weniger oder auf 0,5 dB oder weniger verringert werden konnte, wurden erhalten. Fig. 5 zeigt das Ergebnis.

Aus Fig. 5 geht klar hervor, daß die normierte Filmdicke in dem Bereich von 0,6d + 1,50 bis 0,6d + 1,87 liegen muß te, um die durch die Transversalmode-Welle verursachte Wel ligkeit in dem Band auf 1,5 dB oder weniger einzustellen, und in einem Bereich von 0,6d + 1,65 bis 0,6d + 1,81 liegen mußte, beides eingeschlossen, um die durch die Transversal mode-Welle verursachte Welligkeit in dem Band auf 0,5 dB oder weniger einzustellen. Wie oben beschrieben wurde, ver steht es sich, daß das Metallisierungsverhältnis "d" und die normierte Filmdicke h/λ bei dem longitudinalgekoppelten Oberflächenwellenfilter vom Resonatortyp 11 eingestellt sind, um die durch die Transversalmode-Welle verursachte Welligkeit effektiv zu unterdrücken, ohne die Schnittpunkt breite zu wichten. Mit anderen Worten kann die durch die Transversalmode-Welle verursachte Welligkeit effektiv un terdrückt werden, ohne zu verhindern, daß das longitudinal gekoppelte Oberflächenwellenfilter vom Resonatortyp 11 kom pakt ausgeführt wird.

Die Erfinder der vorliegenden Erfindung prüften auch den Grad einer Wirkung, die durch eine Änderung der Schnitt punktbreite der Elektrodenfinger der IDTs auf die durch die Transversalmode-Welle verursachte Welligkeit verursacht wurde. Fig. 6A und 6B zeigen Dämpfung-Frequenz- Charakteristika, die bei dem longitudinalgekoppelten Ober flächenwellenfilter vom Resonatortyp 11 erhalten wurden, wenn die IDTs 13 und 14 durch Verwendung von Ta gebildet wurden, das Metallisierungsverhältnis "d" auf 0,75 einge stellt wurde und h/λ auf 2,15% eingestellt wurde, auf die selbe Weise wie bei dem oben beschriebenen Experiment, und die Schnittpunktbreite der Elektrodenfinger zu 10%, 25%, 40%, 60%, 80% und 100% geändert wurde. In den Fig. 6A und 6B zeigen gestrichelte Linien Hauptabschnitte der Dämp fung-Frequenz-Charakteristika mit einem vergrößerten Dämp fungsmaßstab, der rechts an der vertikalen Achse aufgetra gen ist.

Aus Fig. 6A und 6B wird klar, daß die durch die Trans versalmode-Welle verursachte Welligkeit nicht auftrat, auch wenn die Schnittpunktbreite in großem Umfang geändert wur de.

Bei den in Fig. 4 und 5 gezeigten Experimenten waren die IDTs aus Ta hergestellt. Bei der vorliegenden Erfindung ist das für die IDTs verwendete Elektrodenmaterial jedoch nicht auf Ta beschränkt.

Die Erfinder der vorliegenden Erfindung stellten die IDTs 13 und 14 auch mit Wolfram (W) statt Ta her, prüften die Änderung des anisotropen Index γx, während die normierte Filmdicke geändert wurde, und erhielten den Bereich der normierten Filmdicke dort, wo die Welligkeit in dem Band auf 1,5 dB oder weniger oder auf 0,5 dB oder weniger ver ringert werden kann, während das Metallisierungsverhältnis "d" geändert wurde, auf dieselbe Weise wie bei den in Fig. 4 und 5 gezeigten Experimenten. Fig. 7 und Fig. 8 zeigen die Ergebnisse.

Aus Fig. 7 geht klar hervor, daß, wenn das Metallisie rungsverhältnis "d" auf 0,75 eingestellt wurde, die nor mierte Filmdicke h/λ 1,3% bis 1,75% betragen mußte, um die Welligkeit auf 1,5 dB oder weniger einzustellen, und 1,45% bis 1,68% betragen mußte, um die Welligkeit auf 0,5 dB oder weniger einzustellen. Aus Fig. 8 geht klar hervor, daß, wenn das Metallisierungsverhältnis "d" geändert wurde, die normierte Filmdicke in einem Bereich von 0,6d + 0,85 bis 0,6d + 1,30 liegen mußte, um die durch die Transversal mode-Welle verursachte Welligkeit in dem Band auf 1,5 dB oder weniger einzustellen, und in einem Bereich von 0,6d + 1,00 bis 0,6d + 1,23 liegen mußte, um die durch die Trans versalmode-Welle verursachte Welligkeit in dem Band auf 0,5 dB oder weniger einzustellen.

Bei dem vorstehenden Ausführungsbeispiel wurde ein einstu figes longitudinalgekoppeltes Oberflächenwellenfilter vom Resonatortyp beschrieben. Zwei longitudinalgekoppelte Ober flächenwellenfilter vom Resonatortyp können als ein in Fig. 9 gezeigtes Oberflächenwellenbauelement 21 in Kaskade geschaltet sein. In diesem Fall umfaßt ein longitudinalge koppeltes Oberflächenwellenfilter vom Resonatortyp einer ersten Stufe IDTs 23 und 24 und Reflektoren 25 und 26, und ein longitudinalgekoppeltes Oberflächenwellenfilter vom Re sonatortyp einer zweiten Stufe umfaßt IDTs 27 und 28 und Reflektoren 29 und 30. Die longitudinalgekoppelten Oberflä chenwellenfilter vom Resonatortyp der ersten Stufe und der zweiten Stufe weisen dieselbe Struktur auf wie das in Fig. 1 gezeigte longitudinalgekoppelte Oberflächenwellenfilter vom Resonatortyp. Von den Kammelektroden 23a und 23b des IDT 23 des longitudinalgekoppelten Oberflächenwellenfilters vom Resonatortyp der ersten Stufe ist eine Kammelektrode 23b mit einer Kammelektrode 28a von den Kammelektroden 28a und 28b des IDT 28 des longitudinalgekoppelten Oberflächen wellenfilters vom Resonatortyp der zweiten Stufe elektrisch verbunden.

Ferner wird bei dem Oberflächenwellenbauelement 21 eine durch eine Transversalmode-Welle verursachte Welligkeit ef fektiv unterdrückt, wenn die IDTs 23, 24, 27 und 28 auf dieselbe Weise strukturiert sind wie bei dem vorstehenden Ausführungsbeispiel.

Ein Oberflächenwellenbauelement gemäß der vorliegenden Er findung ist nicht auf die oben beschriebenen longitudinal gekoppelten Oberflächenwellenfilter vom Resonatortyp be schränkt. Insbesondere wird auch bei einem in Fig. 10 ge zeigten Ein-Tor-Oberflächenwellenresonator 31 eine durch eine Transversalmode-Welle verursachte Welligkeit unter drückt, wenn ein auf einem Quarzsubstrat 32 gebildeter IDT 33 auf dieselbe Weise strukturiert ist wie die in dem vor stehenden Ausführungsbeispiel beschriebenen IDTs 13 und 14. In Fig. 10 sind ferner Kammelektroden 33a und 33b und Re flektoren 34 und 35 gezeigt.

Ferner kann die vorliegende Erfindung auch auf diverse Oberflächenwellenfilter angewandt werden, bei denen eine Mehrzahl der Ein-Tor-Oberflächenwellenresonatoren angeord net ist und die Mehrzahl der Oberflächenwellenresonatoren elektrisch verbunden ist, um Filterschaltungen zu bilden. Wie in Fig. 11 gezeigt ist, kann beispielsweise eine Mehr zahl von Ein-Tor-SAW-Resonatoren auf einem Quarzsubstrat verbunden sein, um ein Leiter-Typ-Filter zu bilden, das ei ne Mehrzahl von Reihenresonatoren S1 bis S3 und eine Mehr zahl von Parallelresonatoren P1 bis P4 aufweist. Auf die selbe Weise kann eine Mehrzahl von Ein-Tor- Oberflächenwellenresonatoren verbunden sein, um eine Git ter-Typ-Schaltung zu bilden.

Bei dem vorstehenden Ausführungsbeispiel sind die IDTs 13 und 14 aus Ta hergestellt. Bei der vorliegenden Erfindung kann ein IDT aus einem Metall hergestellt sein, das eine größere Masse als Aluminium aufweist. Ein IDT ist nicht un bedingt aus einem einzigen Metallmaterial hergestellt. Es sei denn, der gesamte IDT weist eine kleinere Masse auf als ein IDT, der aus Aluminium hergestellt ist, kann er eine Struktur aufweisen, bei der eine Mehrzahl von Elektroden schichten laminiert sind. In diesem Fall muß zumindest eine Elektrodenschicht aus einem Metall oder einer Legierung hergestellt sein, das bzw. die eine größere Masse als Alu minium aufweist.

Die vorliegende Erfindung kann auch auf diverse Oberflä chenwellenbauelemente angewandt werden, beispielsweise auf Oberflächenwellenresonatoren und Oberflächenwellenfilter. Wenn die vorliegende Erfindung beispielsweise auf ein Ober flächenwellenfilter angewandt wird, eignet sie sich für ein Bandfilter eines mobilen Sende- und Empfangsgeräts.

In Fig. 12 ist eine Antenne 161 mit einem Duplexer 162 verbunden. Zwischen den Duplexer 162 und die Mischvorrich tung 163, die sich auf einer Empfangsseite befindet, sind ein Oberflächenwellenfilter 164 und ein Verstärker 165 ge schaltet, die eine RF-Stufe darstellen. Ein Oberflächenwel lenfilter einer IF-Stufe 169 ist mit der Mischvorrichtung 163 verbunden. Zwischen den Duplexer 162 und eine Mischvor richtung 166, die sich auf einer Sendeseite befindet, sind ein Verstärker 167 und ein Oberflächenwellenfilter 168 ge schaltet, die eine RF-Stufe darstellen.

Ein Oberflächenwellenbauelement gemäß der vorliegenden Er findung kann bei dem obigen Sende- und Empfangsgerät 160 erfolgreich als das Oberflächenwellenfilter 169 verwendet werden.

Bei einem Oberflächenwellenbauelement der vorliegenden Er findung ist zumindest ein IDT, der aus einer Elektroden struktur gebildet ist, die einen größeren Masseeffekt als Al aufweist, auf einem Quarzsubstrat gebildet, und das IDT- Metallisierungsverhältnis "d" und die normierte Filmdicke h/λ sind gesteuert, um in spezifischen Bereichen zu liegen, derart, daß eine durch eine Transversalmode-Welle verur sachte Welligkeit 0,5 dB oder weniger beträgt. Um einen IDT zu bilden, der die normierte Filmdicke h/λ erfüllt, wird in diesem Fall geeigneterweise ein Verfahren verwendet, bei dem ein Metallfilm auf einem Quarzsubstrat gebildet ist, und es wird reaktives Ionenätzen oder ein Abhebeverfahren angewandt, um ein Strukturieren durchzuführen, um zumindest einen IDT zu bilden. Um einen IDT zu bilden, der aus einem Material hergestellt ist, das Aluminium als Hauptkomponente aufweist, wird herkömmlicherweise weithin ein Strukturieren durch Naßätzen durchgeführt. Naßätzen ist nicht für eine sehr feine maschinelle Bearbeitung geeignet, und es ist un möglich, Naßätzen zu verwenden, um einen IDT zu bilden, der eine Linienbreite aufweist, die die oben beschriebene spe zifische normierte Filmdicke h/λ erfüllt. Elektrodenfinger, die eine Linienbreite aufweisen, die die normierte Filmdic ke h/λ erfüllt, können mit hoher Präzision gebildet werden, indem das Strukturierungsverfahren mit reaktivem Ionenätzen oder bei dem Abhebeverfahren verwendet wird.

Wenn es bei einem Oberflächenwellenbauelement gemäß der vorliegenden Erfindung notwendig ist, ein Quarzsubstrat zu schleifen, um eine Frequenz einzustellen, oder wenn eine Elektrodenschicht unter einer Elektrodenschicht gebildet ist, die aus einem Metall, beispielsweise Ta, das eine gro ße Masse aufweist, hergestellt ist, muß die Filmdicke eines IDT auf einen äquivalenten Wert bezüglich der obigen nor mierten Filmdicke h/λ eingestellt werden, wobei eine Wir kung, die durch das Schleifen des Quarzsubstrats verursacht wird, auf eine Masselast, die durch die Elektrodenschicht verursacht wird, die eine größere Masse als Aluminium auf weist, oder die Masselastoperation der darunter angeordne ten Elektrodenschicht umfassend in Betracht gezogen wird. Bei dieser Einstellung wird eine Welligkeit, die durch eine Transversalmode-Welle verursacht wird, auf dieselbe Weise wie bei dem vorstehenden Ausführungsbeispiel wirksam unter drückt.

Claims

1. Oberflächenwellenbauelement (11), bei dem eine akusti sche Oberflächenwelle vom Scher-Horizontal-Typ (SH- Typ) verwendbar ist und das folgende Merkmale auf weist:
ein Quarzsubstrat (12) und
mindestens einen Interdigitalwandler (13, 14), der auf dem Quarzsubstrat gebildet und aus Elektroden herge stellt ist, die einen größeren Masselasteffekt als Aluminium aufweisen,
wobei das Metallisierungsverhältnis "d" und die nor mierte Filmdicke h/λ des Interdigitalwandlers gesteu ert sind, um in spezifischen Bereichen zu liegen, der art, daß eine durch eine Transversalmode-Welle verur sachte Welligkeit 0,5 dB oder weniger beträgt, wobei "λ" die Wellenlänge der akustischen Oberflächenwelle angibt und "h" die Filmdicke der Elektroden (13a, 13b, 14a, 14b) des Interdigitalwandlers angibt.

2. Oberflächenwellenbauelement (11) gemäß Anspruch 1, bei dem der Interdigitalwandler (13, 14) mindestens eine Elektrodenschicht umfaßt, die aus einem Metall herge stellt ist, das eine größere Masse als Aluminium auf weist.

3. Oberflächenwellenbauelement (11) gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem der Interdigitalwandler (13, 14) aus einem einzigen Metall hergestellt ist, das eine größere Mas se als Aluminium aufweist.

4. Oberflächenwellenbauelement (11), bei dem eine akusti sche Oberflächenwelle vom SH-Typ verwendbar ist und das folgende Merkmale aufweist:
ein Quarzsubstrat (12); und
mindestens einen Interdigitalwandler (13, 14), der auf dem Quarzsubstrat gebildet und aus Tantal hergestellt ist,
wobei die normierte Filmdicke h/λ des Interdigital wandlers in einem Bereich von 0,6d + 1,65 bis 0,6d + 1,81 liegt, wobei "d" das Metallisierungsverhältnis des Interdigitalwandlers angibt, "λ" die Wellenlänge der akustischen Oberflächenwelle angibt und "h" die Filmdicke der Elektroden (13a, 13b, 14a, 14b) des In terdigitalwandlers angibt.

5. Oberflächenwellenbauelement (11), bei dem eine akusti sche Oberflächenwelle vom SH-Typ verwendbar ist und das folgende Merkmale aufweist:
ein Quarzsubstrat (12); und
mindestens einen Interdigitalwandler (13, 14), der auf dem Quarzsubstrat gebildet und aus Wolfram hergestellt ist,
wobei die normierte Filmdicke h/λ des Interdigital wandlers in einem Bereich von 0,6d + 0,85 bis 0,6d + 1,30 liegt, wobei "d" das Metallisierungsverhältnis des Interdigitalwandlers angibt, "λ" die Wellenlänge der akustischen Oberflächenwelle angibt und "h" die Filmdicke der Elektroden (13a, 13b, 14a, 14b) des In terdigitalwandlers angibt.

6. Oberflächenwellenbauelement (11) gemäß Anspruch 5, bei dem die normierte Filmdicke h/λ in einem Bereich von 0,6d + 1,00 bis 0,6d + 1,23 liegt.

7. Oberflächenwellenbauelement (11) gemäß einem der An sprüche 1 bis 6, bei dem eine Mehrzahl der Interdigi talwandler (13, 14) gebildet ist, um ein longitudinal gekoppeltes Resonatorfilter darzustellen.

8. Oberflächenwellenbauelement (11) gemäß Anspruch 7, bei dem longitudinalgekoppelte Resonatorfilter in minde stens zwei Stufen in Kaskade geschaltet sind.

9. Oberflächenwellenbauelement (11) gemäß einem der An sprüche 1 bis 8, bei dem der Interdigitalwandler (13, 14) auf dem Quarzsubstrat angeordnet ist, um einen Ein-Tor-Oberflächenwellenresonator darzustellen.

10. Oberflächenwellenbauelement (11) gemäß einem der An sprüche 1 bis 9, bei dem eine Mehrzahl der Interdigi talwandler (13, 14) auf dem Quarzsubstrat gebildet ist;
jeder Interdigitalwandler einen Ein-Tor- Oberflächenwellenresonator darstellt; und
die Mehrzahl der Interdigitalwandler verbunden ist, um ein Leiter-Typ-Filter auf dem Quarzsubstrat darzustel len.

11. Oberflächenwellenbauelement (11) gemäß einem der An sprüche 1 bis 10, bei dem eine Mehrzahl der Interdigi talwandler (13, 14) auf dem Quarzsubstrat gebildet ist;
jeder Interdigitalwandler einen Ein-Tor- Oberflächenwellenresonator darstellt; und
die Mehrzahl der Interdigitalwandler verbunden ist, um ein Gitter-Typ-Filter auf dem Quarzsubstrat darzustel len.

12. Kommunikationsvorrichtung, die ein Oberflächenwellen bauelement (11) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 verwendet.

13. Herstellungsverfahren für ein Oberflächenwellenbauele ment (11), bei dem eine akustische Oberflächenwelle vom SH-Typ verwendbar ist, wobei das Verfahren folgen de Schritte aufweist:
einen Schritt des Herstellens eines Quarzsubstrats;
einen Schritt des Bildens eines Metallfilms, der einen größeren Masselasteffekt als Aluminium aufweist, auf dem Quarzsubstrat, und
einen Schritt des Strukturierens des Metallfilms durch reaktives Ionenätzen oder durch ein Abtragungsverfah ren, derart, daß das Metallisierungsverhältnis "d" und die normierte Filmdicke h/λ eines Interdigitalwandlers (13, 14), die eine Transversalmode-Störwelligkeit auf 1,5 dB oder weniger einstellen, erfüllt sind, um min destens einen Interdigitalwandler zu bilden, wobei "d" das Metallisierungsverhältnis des Interdigitalwandlers angibt, "λ" die Wellenlänge einer akustischen Oberflä chenwelle angibt und "h" die Filmdicke des Interdigi talwandlers angibt.

14. Herstellungsverfahren gemäß Anspruch 13, bei dem der Metallfilm aus Tantal hergestellt ist und ein Struktu rieren durch das reaktive Ionenätzen oder das Abtra gungsverfahren durchgeführt wird, derart, daß die nor mierte Filmdicke h/λ in einem Bereich von 0,6d + 1,50 bis 0,65d + 1,87 liegt, um mindestens einen Interdigi talwandler (13, 14) zu bilden.

15. Herstellungsverfahren gemäß Anspruch 14, bei dem das Strukturieren durch das reaktive Ionenätzen oder durch das Abtragungsverfahren durchgeführt wird, derart, daß die normierte Filmdicke h/λ des Interdigitalwandlers (13, 14) in einem Bereich von 0,6d + 1,65 bis 0,6d + 1,81 liegt.

16. Herstellungsverfahren gemäß einem der Ansprüche 13 bis 15, bei dem der Metallfilm aus Wolfram hergestellt ist und ein Strukturieren durch das reaktive Ionenätzen oder das Abtragungsverfahren durchgeführt wird, der art, daß die normierte Filmdicke h/λ in einem Bereich von 0,6d + 0,85 bis 0,6d + 1, 30 liegt, um mindestens einen Interdigitalwandler (13, 14) zu bilden.

17. Herstellungsverfahren gemäß Anspruch 16, bei dem ein Strukturieren durch das reaktive Ionenätzen oder das Abtragungsverfahren durchgeführt wird, derart, daß die normierte Filmdicke h/λ des Interdigitalwandlers (13, 14) in einem Bereich von 0,6d + 1,00 bis 0,6d + 1,23 liegt.