DE19641662A1

DE19641662A1 - Oberflächenakustikwellenvorrichtung, bei der eine verlustbehaftete akustische Oberflächenwelle verwendet wird, mit einem optimierten Schnittwinkel eines piezoelektrischen Substrats

Info

Publication number: DE19641662A1
Application number: DE19641662A
Authority: DE
Inventors: Masanori Ueda; Osamu Kawachi; Gou Endoh; Osamu Ikata; Ken-Ya Hashimoto; Masatsune Yamaguchi
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Priority date: 1995-10-13
Filing date: 1996-10-10
Publication date: 1997-04-17
Anticipated expiration: 2016-10-11
Also published as: DE19641662B4

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen Ober flächenakustikwellen-(SAW)-Vorrichtungen, und im besonderen eine SAW-Vorrichtung mit einer verbesserten Durchlaßbandcha rakteristik speziell in einem Superhochfrequenzband, das ein GHz-Band enthält.

Oberflächenakustikwellen-(SAW)-Vorrichtungen werden in Hochfrequenzschaltungen von kompakten Funktelekommunikati onsvorrichtungen, die jene zur tragbaren Verwendung enthal ten, umfassend eingesetzt, um Filter und Resonatoren zu bilden. Solche SAW-Vorrichtungen sind im allgemeinen auf einem Einkristall oder polykristallinen piezoelektrischen Substrat gebildet. Unter anderem werden ein Einkristall substrat aus LiNbO₃, das als 64°-Y-X-Schnitt-LiNbO₃ bezeich net wird (K. Yamanouchi und K. Shibayama, J. Appl. Phys., Bd. 43, Nr. 3, März 1972, S. 856), und ein Einkristall substrat aus LiTaO₃, das als 36°-Y-X-Schnitt-LiTaO₃ bezeich net wird, umfassend verwendet. Ein 64°-Y-X-Schnitt-LiNbO₃- Substrat ist eine um 64° rotierte Y-Schnitt-Platte aus einem LiNbO₃-Einkristall, in dem die Ausbreitungsrichtung der akustischen Oberflächenwelle in der X-Richtung erfolgt. Andererseits ist ein 36°-Y-X-Schnitt-LiTaO₃-Substrat eine um 36° rotierte Y-Schnitt-Platte aus einem LiTaO₃-Einkristall, in dem die Ausbreitungsrichtung der akustischen Oberflächen welle in der X-Richtung erfolgt.

Diese optimierten Schnittwinkel, die herkömmlicherweise bei den piezoelektrischen Substraten aus LiNbO₃ oder LiTaO₃ verwendet werden, sehen jedoch ein optimales Ergebnis nur vor, wenn der Effekt von zusätzlicher Masse, die durch die Elektroden auf dem Substrat verursacht wird, ignoriert wird. Während die Substrate, die mit den vorgenannten herkömmli chen Schnittwinkeln gebildet sind, ein optimiertes Ergebnis in den SAW-Vorrichtungen zur Verwendung in einem Niederfre quenzband, das niedriger als mehrere hundert MHz ist, vorse hen können, wo die Wellenlänge der angeregten Oberflächen welle im Vergleich zu der Dicke der Elektroden ausreichend lang ist, kann somit das Substrat für GHz-Anwendungen, wie in jüngsten tragbaren Fernsprechsystemen gefordert, auf Grund der Dicke der Elektroden, die angesichts der reduzier ten Wellenlänge der darin angeregten akustischen Oberflä chenwellen nicht mehr ignoriert werden kann, unzweckmäßig sein. In solch einem Hochfrequenzband ist der Effekt der Masse der Elektrode auffällig.

In einer SAW-Vorrichtung zur Verwendung in solch einem Superhochfrequenzband ist es möglich, das Durchlaßband eines SAW-Filters zu expandieren oder ein Kapazitätsverhältnis r eines SAW-Resonators zu verringern, wenn die Dicke der Elektrode auf dem piezoelektrischen Substrat zunimmt. Da durch werden die scheinbaren elektromechanischen Kopplungs koeffizienten vergrößert. Jedoch wirft die SAW-Vorrichtung mit solch einer Konstruktion das Problem einer erhöhten Volumenwellenemission von den Elektroden auf, wodurch ein erhöhter Ausbreitungsverlust der akustischen Oberflächen welle herbeigeführt wird. Die Volumenwellen, die von der Elektrode so emittiert werden, werden als SSBW (surface skimming bulk wave) bezeichnet, und die akustische Oberflä chenwelle, die mit einer SSBW einhergeht, wird als LSAW (leaky surface acoustic wave) bezeichnet. Bezüglich des Ausbreitungsverlustes der LSAW in einem SAW-Filter, bei dem ein dicker Elektrodenfilm verwendet wird, der auf einem 36°- Y-X-Schnitt-LiTaO₃-Substrat oder auf einem 64°-Y-X-Schnitt- LiNbO₃-Substrat vorgesehen ist, sollten Plessky et al. (V. S. Plessky und C. S. Hartmann, Proc. 1993 IEEE Ultrasonics Symp., S. 1239-1242) und Edmonson et al. (P. J. Edmonson und C. K. Campbell, Proc. 1994 IEEE Ultrasonics Symp., S. 75 -79) konsultiert werden.

Ferner sei angemerkt, daß in den herkömmlichen SAW-Fil tern, die zur Verwendung einer LSAW bestimmt sind und auf einem 36°-Y-X-Schnitt-LiTaO₃-Substrat oder auf einem 64°-Y- X-Schnitt-LiNbO₃-Substrat konstruiert sind, die Schallge schwindigkeit der akustischen Oberflächenwelle dicht bei der Schallgeschwindigkeit der Volumenwelle liegt, wenn die Dicke der Elektrode klein ist. In solch einem Fall erscheint eine ungewollte Spitze in der Nähe des Durchlaßbandes des SAW- Filters auf Grund der Volumenwellenemission von der Elek trode. Siehe Ueda et al. (M. Ueda et al., Proc. 1994 IEEE Ultrasonics Symp., S. 143-146).

Fig. 1 zeigt die ungewollten Spitzen A und B, von denen Ueda et al. (op. cit.) berichteten, welche ungewollten Spitzen A und B als Resultat der Volumenwellenemission, wie oben erwähnt, in der Nähe des Durchlaßbandes des SAW-Filters gebildet werden. Das Resultat von Fig. 1 wird bei einem SAW- Filter erhalten, das auf einem 36°-Y-X-Schnitt-LiTaO₃- Substrat gebildet ist und auf sich eine Interdigitalelek trode aus einer Al-Cu-Legierung mit einer Dicke von 0,49 µm trägt. Es sei erwähnt, daß die Dicke der Elektrode 3% der Wellenlänge der akustischen Oberflächenwelle entspricht, die in der SAW-Vorrichtung angeregt wird.

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 sei angemerkt, daß die un gewollte Spitze B außerhalb des Durchlaßbandes angeordnet ist, das in der Nähe von 330 MHz gebildet ist, während die ungewollte Spitze A innerhalb des Durchlaßbandes gebildet ist und in ihm eine unerwünschte Welligkeit darstellt.

Da sich die Schallgeschwindigkeit einer SSBW nicht mit der Dicke der Elektrode ändert, im Gegensatz zu der Schall geschwindigkeit einer LSAW, die die Schallgeschwindigkeit in Abhängigkeit von zusätzlicher Masse und daher von der Dicke der Elektrode, die auf dem Substrat einer SAW-Vorrichtung vorgesehen ist, ändert, nimmt die Schallgeschwindigkeit der LSAW bezüglich der Schallgeschwindigkeit der SSBW ab, wenn die SAW-Vorrichtung in einem Hochfrequenzband, wie einem GHz-Band, betrieben wird, woraus eine Verschiebung des Durchlaßbandes des SAW-Filters bezüglich der ungewollten Spitze B resultiert. Dadurch würde für das SAW-Filter eine wünschenswerte flache Durchlaßbandcharakteristik erhalten.

Jedoch führt solch eine Vergrößerung der Elektroden dicke hinsichtlich der Wellenlänge der akustischen Oberflä chenwelle zu dem Problem eines erhöhten Verlustes der LSAW auf Grund der Emission der schon erläuterten SSBW. Ferner verursacht solch eine Vergrößerung der Elektrodendicke eine Verschlechterung des Formfaktors des SAW-Filters. Wie später erläutert wird, stellt der Formfaktor eines SAW-Filters die Steilheit sowie die Breite der Durchlaßbandcharakteristiken des Filters dar. Genauer gesagt, die Filtercharakteristik wird breit und undefiniert, wenn der Formfaktor des SAW- Filters schlecht ist.

Ferner ist es in einem SAW-Filter zur Verwendung in einem Superhochfrequenzband, das das GHz-Band umfaßt, erfor derlich, eine gewisse Dicke für die Elektrode zu gewährlei sten, um den Widerstand der Interdigitalelektroden zu redu zieren. Solch eine Forderung nach vergrößerter Dicke der Elektrode ist unvereinbar mit der Forderung nach reduziertem Verlust und verbessertem Formfaktor der SAW-Vorrichtung.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Daher ist es eine allgemeine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine neuartige und nützliche SAW-Vorrichtung vorzusehen, bei der die obigen Probleme eliminiert sind.

Ein anderes und spezifischeres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine SAW-Vorrichtung vorzusehen, die auf einem piezoelektrischen Substrat konstruiert ist, das mit einem Winkel geschnitten ist, der hinsichtlich einer Dicke einer darauf vorgesehenen Elektrode optimiert ist.

Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine SAW-Vorrichtung vorzusehen, die ein Durchlaßband hat, das eine ungewollte Spitze vermeidet, die durch eine Volu menwellenemission verursacht wird.

Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Oberflächenakustikwellenvorrichtung vorzusehen, mit:
einem piezoelektrischen Substrat aus einem LiTaO₃-Ein kristall; und
einem Elektrodenmuster, das auf einer Oberfläche des piezoelektrischen Substrats vorgesehen ist und Al als Pri märkomponente enthält;
welches Elektrodenmuster eine Dicke in einem Bereich des etwa 0,03-0,15fachen einer Wellenlänge einer akusti schen Oberflächenwelle hat, die auf der Oberfläche des piezoelektrischen Substrats angeregt wird;
welches piezoelektrische Substrat eine von seiner Y- Achse um seine X-Achse hin zu seiner Z-Achse rotierte Orien tierung hat, mit einem Rotationswinkel in einem Bereich größer als 38° aber kleiner als etwa 46°.

Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Oberflächenakustikwellenfilter vorzusehen, mit:
einem piezoelektrischen Substrat aus einem LiTaO₃-Ein kristall; und
einem Elektrodenmuster, das auf einer Oberfläche des piezoelektrischen Substrats vorgesehen ist und Al als Pri märkomponente enthält, welches Elektrodenmuster eine Inter digitalelektrode umfaßt;
welches Elektrodenmuster eine Dicke in einem Bereich des etwa 0,03-0,15fachen einer Wellenlänge einer akusti schen Oberflächenwelle hat, die auf der Oberfläche des piezoelektrischen Substrats angeregt wird;
welches piezoelektrische Substrat eine von seiner Y- Achse um seine X-Achse hin zu seiner Z-Achse rotierte Orien tierung hat, mit einem Rotationswinkel in einem Bereich größer als 38° aber kleiner als etwa 46°.

Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen Oberflächenakustikwellenresonator vorzusehen, mit:
einem piezoelektrischen Substrat aus einem LiTaO₃-Ein kristall; und
einem Elektrodenmuster, das auf einer Oberfläche des piezoelektrischen Substrats vorgesehen ist und Al als Pri märkomponente enthält, welches Elektrodenmuster eine Inter digitalelektrode umfaßt;
welches Elektrodenmuster eine Dicke in einem Bereich des etwa 0,03-0,15fachen einer Wellenlänge einer akusti schen Oberflächenwelle hat, die auf der Oberfläche des piezoelektrischen Substrats angeregt wird;
welches piezoelektrische Substrat eine von seiner Y- Achse um seine X-Achse hin zu seiner Z-Achse rotierte Orien tierung hat, mit einem Rotationswinkel in einem Bereich größer als 38° aber kleiner als etwa 46°;
welche Interdigitalelektrode eine erste Elektroden gruppe und eine zweite Elektrodengruppe umfaßt, welche erste Elektrodengruppe eine erste Gruppe von Elektrodenfingern umfaßt, die auf der Oberfläche des piezoelektrischen Substrats vorgesehen sind und gemeinsam mit einem ersten Anschluß verbunden sind, welche zweite Elektrodengruppe eine zweite Gruppe von Elektrodenfingern umfaßt, die auf der Oberfläche des piezoelektrischen Substrats vorgesehen sind und gemeinsam mit einem zweiten Anschluß verbunden sind, welche ersten und zweiten Gruppen von Elektrodenfingern so angeordnet sind, daß ein Elektrodenfinger der zweiten Gruppe zwischen einem Paar von Elektrodenfingern der ersten Gruppe liegt.

Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Oberflächenakustikwellenverzögerungsleitung vorzusehen, mit:
einem piezoelektrischen Substrat aus einem LiTaO₃-Ein kristall; und
einem Elektrodenmuster, das auf einer Oberfläche des piezoelektrischen Substrats vorgesehen ist und Al als Pri märkomponente enthält, welches Elektrodenmuster eine Inter digitalelektrode bildet;
welches Elektrodenmuster eine Dicke in einem Bereich des etwa 0,03-0,15fachen einer Wellenlänge einer akusti schen Oberflächenwelle hat, die auf der Oberfläche des piezoelektrischen Substrats angeregt wird;
welches, piezoelektrische Substrat eine von seiner Y- Achse um seine X-Achse hin zu seiner Z-Achse rotierte Orien tierung hat, mit einem Rotationswinkel in einem Bereich größer als 38° aber kleiner als etwa 46°.

Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Oberflächenakustikwellenvorrichtung vorzusehen, mit:
einem piezoelektrischen Substrat aus einem LiTaO₃-Ein kristall; und
einem Elektrodenmuster, das auf einer Oberfläche des piezoelektrischen Substrats vorgesehen ist und Au als Pri märkomponente enthält;
welches Elektrodenmuster eine Dicke in einem Bereich des 0,004-0,021fachen einer Wellenlänge einer akustischen Oberflächenwelle hat, die auf der Oberfläche des piezoelek trischen Substrats angeregt wird;
welches piezoelektrische Substrat eine von seiner Y- Achse um seine X-Achse hin zu seiner Z-Achse rotierte Orien tierung hat, mit einem Rotationswinkel größer als 38° aber kleiner als etwa 46°.

Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Oberflächenakustikwellenvorrichtung vorzusehen, mit:
einem piezoelektrischen Substrat aus einem LiTaO₃-Ein kristall; und
einem Elektrodenmuster, das auf einer Oberfläche des piezoelektrischen Substrats vorgesehen ist und Cu als Pri märkomponente enthält;
welches Elektrodenmuster eine Dicke in einem Bereich des 0,009-0,045fachen einer Wellenlänge einer akustischen Oberflächenwelle hat, die auf der Oberfläche des piezoelek trischen Substrats angeregt wird;
welches piezoelektrische Substrat eine von seiner Y- Achse um seine X-Achse hin zu seiner Z-Achse rotierte Orien tierung hat, mit einem Rotationswinkel größer als 38° aber kleiner als etwa 46°.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist der Schnittwinkel des LiTaO₃-Substrats hinsichtlich der Masse der Elektrode, die auf der Oberfläche des Substrats vorgesehen ist, zum Minimieren des Verlustes optimiert. Dadurch erhält man verschiedene SAW-Vorrichtungen mit einem breiten Durchlaß band und einem verbesserten Formfaktor, die ein SAW-Filter, einen SAW-Resonator und eine SAW-Verzögerungsleitung umfas sen.

Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Oberflächenakustikwellenvorrichtung vorzusehen, mit:
einem piezoelektrischen Substrat aus einem LiNbO₃-Ein kristall; und
einem Elektrodenmuster, das auf einer Oberfläche des piezoelektrischen Substrats vorgesehen ist und Al als Pri märkomponente enthält;
welches Elektrodenmuster eine Dicke in einem Bereich des etwa 0,04-0,12fachen einer Wellenlänge einer akusti schen Oberflächenwelle hat, die auf dem Substrat angeregt wird;
welches piezoelektrische Substrat eine von seiner Y- Achse um seine X-Achse hin zu seiner Z-Achse rotierte Orien tierung hat, mit einem Rotationswinkel in einem Bereich größer als 66° aber kleiner als etwa 74°.

Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Oberflächenakustikwellenvorrichtung vorzusehen, mit:
einem piezoelektrischen Substrat aus einem LiNbO₃-Ein kristall; und
einem Elektrodenmuster, das auf einer Oberfläche des piezoelektrischen Substrats vorgesehen ist und Au als Pri märkomponente enthält;
welches Elektrodenmuster eine Dicke in einem Bereich des 0,005-0,017fachen einer Wellenlänge einer akustischen Oberflächenwelle hat, die auf der Oberfläche des piezoelek trischen Substrats angeregt wird;
welches piezoelektrische Substrat eine von seiner Y- Achse um seine X-Achse hin zu seiner Z-Achse rotierte Orien tierung hat, mit einem Rotationswinkel größer als 66° aber kleiner als etwa 74°.

Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Oberflächenakustikwellenvorrichtung vorzusehen, mit:
einem piezoelektrischen Substrat aus einem LiNbO₃-Ein kristall; und
einem Elektrodenmuster, das auf einer Oberfläche des piezoelektrischen Substrats vorgesehen ist und Cu als Pri märkomponente enthält;
welches Elektrodenmuster eine Dicke in einem Bereich des 0,012-0,036fachen einer Wellenlänge einer akustischen Oberflächenwelle hat, die auf der Oberfläche des piezoelek trischen Substrats angeregt wird;
welches piezoelektrische Substrat eine von seiner Y- Achse um seine X-Achse hin zu seiner Z-Achse rotierte Orien tierung hat, mit einem Rotationswinkel größer als 66° aber kleiner als etwa 74°.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist der Schnittwinkel des LiNbO₃-Substrats hinsichtlich der Masse der Elektrode, die auf der Oberfläche des Substrats vorgesehen ist, zum Minimieren des Verlustes optimiert. Dadurch erhält man verschiedene SAW-Vorrichtungen mit einem breiten Durchlaß band und einem verbesserten Formfaktor, die ein SAW-Filter, einen SAW-Resonator und eine SAW-Verzögerungsleitung umfas sen.

Andere Ziele und weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden eingehenden Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen hervor.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein Diagramm, das die Durchlaßbandcharakte ristiken eines typischen herkömmlichen SAW-Filters zeigt;

Fig. 2 ist ein Diagramm, das den Schnittwinkel eines piezoelektrischen Kristalls erläutert;

Fig. 3 ist ein Diagramm, das einen Ausbreitungsverlust einer SAW-Vorrichtung als Funktion des Schnittwinkels eines LiTaO₃-Substrats für einen Fall zeigt, bei dem eine gleich förmige Elektrode auf dem Substrat mit verschiedenen Dicken vorgesehen ist;

Fig. 4 ist ein Diagramm, das einen Ausbreitungsverlust einer SAW-Vorrichtung als Funktion des Schnittwinkels des LiTaO₃-Substrats für einen Fall zeigt, bei dem eine Gitter elektrode auf dem Substrat mit verschiedenen Dicken vorgese hen ist;

Fig. 5 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen einer Mittenfrequenz und der Temperatur für eine SAW-Vor richtung zeigt, die auf einem LiTaO₃-Substrat mit verschie denen Schnittwinkeln konstruiert ist;

Fig. 6 ist ein Diagramm, das eine Temperaturabhängig keit eines minimalen Einfügungsverlustes einer SAW-Vorrich tung zeigt, die auf einem LiTaO₃-Substrat mit verschiedenen Schnittwinkeln konstruiert ist;

Fig. 7 ist ein Diagramm, das einen Ausbreitungsverlust einer SAW-Vorrichtung als Funktion des Schnittwinkels eines LiNbO₃-Substrats für einen Fall zeigt, bei dem eine gleich förmige Elektrode auf dem Substrat mit verschiedenen Dicken vorgesehen ist;

Fig. 8A und 8B sind Diagramme, die die Konstruktion eines SAW-Filters gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung jeweilig in einer Draufsicht und in einem Schaltungsdiagramm zeigen;

Fig. 9 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen einem minimalen Einfügungsverlust eines SAW-Filters und dem Schnittwinkel eines LiTaO₃-Substrats zeigt, das für das SAW- Filter verwendet wird;

Fig. 10A und 10B sind Diagramme, die jeweilig die Defi nition eines Formfaktors und die Beziehung zwischen dem Formfaktor und dem Schnittwinkel des LiTaO₃-Substrats zei gen;

Fig. 11 ist ein Diagramm, das die Durchlaßbandcharakte ristiken des SAW-Filters von Fig. 8A und 8B erläutert;

Fig. 12 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Schnittwinkel des LiTaO₃-Substrats und einem elektrome chanischen Kopplungskoeffizienten für die SAW-Vorrichtung von Fig. 8A und 8B zeigt;

Fig. 13 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Ausbreitungsverlust und der Elektrodendicke für ver schiedene Schnittwinkel des LiTaO₃-Substrats in der SAW- Vorrichtung von Fig. 8A und 8B zeigt;

Fig. 14 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Ausbreitungsverlust und der Elektrodendicke für ver schiedene Schnittwinkel des LiNbO₃-Substrats in der SAW- Vorrichtung von Fig. 8A und 8B zeigt;

Fig. 15A und 15B sind Diagramme, die eine Abwandlung des SAW-Filters der ersten Ausführungsform zeigen;

Fig. 16 ist ein Ersatzschaltungsdiagramm eines SAW-Fil ters gemäß einer weiteren Abwandlung der ersten Ausführungs form der vorliegenden Erfindung;

Fig. 17 ist ein Diagramm, das die Konstruktion eines SAW-Filters gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorlie genden Erfindung in einer Draufsicht zeigt;

Fig. 18 ist ein Diagramm, das die Konstruktion eines SAW-Filters gemäß einer dritten Ausführungsform der vorlie genden Erfindung in einer Draufsicht zeigt;

Fig. 19 ist ein Diagramm, das die Konstruktion eines SAW-Filters gemäß einer vierten Ausführungsform der vorlie genden Erfindung zeigt;

Fig. 20 ist ein Diagramm, das die Konstruktion eines Einzelport-SAW-Resonators gemäß einer fünften Ausführungs form der vorliegenden Erfindung in einer Draufsicht zeigt; und

Fig. 21 ist ein Diagramm, das die Konstruktion eines Dualport-SAW-Resonators gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

EINGEHENDE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Zuerst wird das Prinzip der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf Fig. 2 und 3 beschrieben, wobei Fig. 2 ein Diagramm ist, das den Schnittwinkel eines piezoelektri schen Substrats erläutert.

Unter Bezugnahme auf Fig. 2, die einen sogenannten θ rotierten Y-X-Schnitt eines Einkristallsubstrats aus LiTaO₃ oder LiNbO₃ zeigt, sei erwähnt, daß das piezoelektrische Substrat aus einem Block des LiTaO₃- oder LiNbO₃-Einkri stalls, der Kristallachsen X, Y und Z hat, in solch einem Zustand geschnitten ist, daß das Substrat von der Y-Achse mit einem Rotationswinkel θ um die X-Achse hin zu der Z- Achse rotiert ist. So wird der Rotationswinkel θ auch als Schnittwinkel des Substrats bezeichnet.

Fig. 3 zeigt den Einfügungsverlust eines SAW-Resona tors, der auf einem θ-rotierten Y-X-Schnitt-LiTaO₃-Substrat gebildet ist, für verschiedene Schnittwinkel θ des Substrats.

Wie zuvor erläutert, wird gewöhnlich ein 36°-Y-X- Schnitt-Substrat verwendet, wenn LiTaO₃ für das piezoelek trische Substrat eingesetzt wird, welcher besondere Schnitt winkel von 36° angesichts der Minimierung des Ausbreitungs verlustes bei der akustischen Oberflächenwelle mit relativ langer Wellenlänge verwendet worden ist. Siehe Nakamura K., et al., Shingaku Gihou US77-42, 1977, S. 31-36 (auf japa nisch). In dem Fall einer SAW-Vorrichtung, die auf einem LiNbO₃-Substrat konstruiert ist, ist für das Substrat gewöhnlich ein Schnittwinkel von 64° verwendet worden.

Unter Bezugnahme auf Fig. 3 stellen die vollen Kreise das Berechnungsresultat des Ausbreitungsverlustes einer LSAW für eine SAW-Vorrichtung dar, in der eine hypothetische Elektrode mit der Dicke von Null gleichförmig über die Oberfläche eines 36°-Y-X-Schnitt-Substrats aus LiTaO₃ gebil det ist. Die Kurve, die durch die vollen Kreise dargestellt wird, gibt den minimalen Ausbreitungsverlust bei dem Winkel θ von 36° deutlich an. Bei der Berechnung von Fig. 3 wurden Kristallkonstanten verwendet, die von Kovacs genannt wurden (Kovacs, G., et al., Proc. 1990 IEEE Ultrasonics Symp., S. 435-438).

Bei der Operation der SAW-Vorrichtung in einem Super hochfrequenzband, wie einem GHz-Band, kann jedoch die Dicke der Elektrode im Vergleich zu der Wellenlänge der akusti schen Oberflächenwelle, die in der SAW-Vorrichtung angeregt wird, nicht ignoriert werden, wie schon erläutert wurde. So ist bei der Operation der SAW-Vorrichtung in solch einem Superhochfrequenzband der Effekt der hinzugefügten Masse der Elektrode auffällig. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben entdeckt, daß auf Grund des Effektes von solch einer hinzugefügten Masse der Elektrode die Kurve, die den Aus breitungsverlust in Fig. 3 darstellt, von der Kurve, die durch die vollen Kreise dargestellt wird, in der durch einen Pfeil in Fig. 3 gekennzeichneten Richtung zu einer Kurve verschoben wird, die durch leere Kreise dargestellt wird. Im Zusammenhang mit solch einer Verschiebung des Übertragungs verlustes vergrößert sich der optimale Winkel θ, der den minimalen Übertragungsverlust vorsieht, von 36° auf 38° oder mehr. In Fig. 3 ist das Resultat, das durch die leeren Kreise dargestellt wird, für den Fall, bei dem die Elektrode auf dem piezoelektrischen Substrat mit einer Dicke von etwa 10% der Wellenlänge der angeregten akustischen Oberflächen welle vorgesehen ist.

Fig. 4 zeigt den Ausbreitungsverlust für den Fall, bei dem eine Gitterelektrode aus Al auf einem LiTaO₃-Substrat vorgesehen ist, als Funktion des Schnittwinkels θ des Substrats. Die unterbrochene Linie in Fig. 4 stellt das Resultat dar, bei dem die Dicke der Al-Elektrode Null beträgt, während die durchgehende Linie das Resultat angibt, bei dem die Elektrode eine normierte Dicke von 10% hin sichtlich der Wellenlänge der angeregten Oberflächenwelle hat. Offensichtlich wird der Schnittwinkel, der das Minimum des Ausbreitungsverlustes vorsieht, zu der Seite des höheren Schnittwinkels verschoben, wenn eine Gitterelektrode mit finiter Dicke auf dem Substrat vorgesehen wird.

So zeigen die Resultate von Fig. 3 und 4 deutlich, daß man eine SAW-Vorrichtung realisieren kann, die einen hohen Q-Faktor und daher eine niedrige Abschwächung von akusti schen Oberflächenwellen in einem GHz-Band aufweist, indem der Schnittwinkel θ größer als der herkömmlicherweise ver wendete Schnittwinkel von 36° festgelegt wird, wenn ein LiTaO₃-Einkristall für das piezoelektrische Substrat verwen det wird. Ferner verschiebt sich im Zusammenhang mit dem Effekt der hinzugefügten Masse der Elektrode bei solch einer Superhochfrequenz das in Fig. 1 gezeigte Durchlaßband des SAW-Filters in die Richtung der Seite der niedrigeren Fre quenz hinsichtlich der ungewollten Spitzen A und B, woraus eine SAW-Vorrichtung resultiert, die in dem Durchlaßband im wesentlichen frei von Welligkeit ist. Wie schon erwähnt, werden die ungewollten Spitzen A und B durch die Volumenwel lenemission verursacht und durch die hinzugefügte Masse der Elektrode nicht beeinflußt.

Ferner haben die Erfinder entdeckt, daß sich der Form faktor des Durchlaßbandes auch mit dem Schnittwinkel θ ändert. Genauer gesagt, das SAW-Filter, das auf einem LiTaO₃-Substrat mit dem Schnittwinkel θ konstruiert ist, der größer als der herkömmlicherweise verwendete Schnittwinkel ist, sieht nicht nur eine verbesserte Durchlaßbandcharakte ristik sondern auch einen verbesserten Formfaktor bei der Operation in GHz-nahen Bändern vor.

Fig. 5 und 6 zeigen jeweilig die Temperaturabhängigkeit der Mittenfrequenz und des minimalen Einfügungsverlustes für ein SAW-Filter, das auf einem LiTaO₃-Substrat konstruiert ist. Bei den, Experimenten von Fig. 5 und 6 wurde ein SAW- Filter, das später unter Bezugnahme auf Fig. 8A und 8B beschrieben wird, verwendet, in dem die Elektrode auf ver schiedenen LiTaO₃-Substraten mit verschiedenen Schnittwin keln (36°Y, 40°Y, 42°Y, 44°Y) mit einer normierten Dicke von etwa 10% der Wellenlänge der akustischen Oberflächenwelle, die auf dem Substrat angeregt wird, gebildet war.

Wie aus Fig. 5 deutlich hervorgeht, weist das SAW-Fil ter ungeachtet des Schnittwinkels des Substrats im wesentli chen dieselbe Temperaturabhängigkeit der Mittenfrequenz auf. Die beobachtete Streuung der Mittenfrequenz wird auf die Veränderung der Schallgeschwindigkeit in dem Substrat und auf den Herstellungsprozeß der Vorrichtung zurückgeführt.

Ferner zeigt Fig. 6, daß man wenigstens in dem normalen Temperaturbereich von -35°C - 85°C den minimalen Einfü gungsverlust hinsichtlich der Vorrichtung, die auf einem 36°-Y-X-LiTaO₃-Substrat konstruiert ist, reduzieren kann, indem der Schnittwinkel auf 40°Y-44°Y festgelegt wird. Im besonderen ist ersichtlich, daß die Größe der Veränderung des minimalen Einfügungsverlustes auch durch Festlegen des Schnittwinkels auf den Bereich zwischen 40°Y und 42°Y redu ziert wird.

Fig. 7 zeigt den Einfügungsverlust eines SAW-Resona tors, der auf einem Y-X-Substrat aus LiNbO₃ konstruiert ist, für verschiedene Rotationswinkel θ.

Unter Bezugnahme auf Fig. 7 gibt die Kurve, die durch eine unterbrochene Linie dargestellt wird, einen berechneten Ausbreitungsverlust einer LSAW für den Fall an, bei dem eine gleichförmige Elektrode auf einem 64°-Y-X-Substrat aus LiNbO₃ mit einer Dicke der Elektrode von Null vorgesehen ist. Das Resultat von Fig. 7 gibt an, daß ein Minimum des Ausbreitungsverlustes erreicht wird, indem der Schnittwinkel θ auf 64° festgelegt wird. Es sei erwähnt, daß die Berech nung von Fig. 7 unter Verwendung der Kristallkonstanten erfolgte, die durch Warner et al., J. Acoustic. Soc. Amer., 42, 1967, S. 1223-1231, genannt wurden.

Im Fall der Operation in einer Zone mit kürzerer Wel lenlänge, wie in dem GHz-Band, kann der Effekt der Dicke der Elektrode angesichts der erhöhten relativen Dicke der Elek trode hinsichtlich der Wellenlänge der angeregten Oberflä chenwelle nicht mehr vernachlässigt werden. Der Erfinder der vorliegenden Erfindung hat entdeckt, daß sich auf Grund solch eines Effektes der hinzugefügten Masse der Elektrode die charakteristische Kurve von Fig. 7 zu der Seite des höheren Schnittwinkels θ verschiebt, wie in Fig. 7 durch einen Pfeil gekennzeichnet. Im Zusammenhang damit verschiebt sich der Schnittwinkel θ, der den minimalen Ausbreitungsver lust vorsieht, auch auf die Seite des höheren Winkels, wie in Fig. 7 durch eine durchgehende Linie gezeigt. Es sei erwähnt, daß in Fig. 7 die durchgehende Linie den Fall darstellt, bei dem die Elektrode eine Dicke von etwa 3% der Wellenlänge der akustischen Oberflächenwelle hat, die auf dem Substrat angeregt wird.

Das Resultat von Fig. 7 zeigt deutlich, daß man eine SAW-Vorrichtung mit hoher Qualität erhalten kann, die eine reduzierte Abschwächung der akustischen Oberflächenwelle in einem GHz-Band aufweist, indem der Schnittwinkel θ eines LiNbO₃-Einkristalls festgelegt wird, um größer als 64° zu sein.

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung unter Bezug nahme auf bevorzugte Ausführungsformen eingehend beschrie ben.

Fig. 8A und 8B zeigen ein SAW-Filter des Abzweigtyps, SAW-Filterkette, gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei Fig. 8A das Layout des SAW- Filters in einer Draufsicht zeigt, während Fig. 8B ein Er satzschaltungsdiagramm der Vorrichtung von Fig. 8A zeigt.

Unter Bezugnahme auf Fig. 8A ist das SAW-Filter auf einem θ-rotierten Y-X-Schnitt-Substrat aus einem LiTaO₃- Einkristall oder einem LiNbO₃-Einkristall gebildet und trägt eine erste Interdigitalelektrode R₁ auf sich, die eine Elektrode der Eingangsseite hat, die mit einem Eingangs anschluß IN verbunden ist, der auf dem Substrat vorgesehen ist, eine zweite Interdigitalelektrode R₁′, die eine Elek trode der Eingangsseite hat, die mit einer Elektrode der Ausgangsseite der Interdigitalelektrode R₁ verbunden ist, und eine Elektrode der Ausgangsseite, die mit einer Elek trode der Ausgangsseite der Interdigitalelektrode R₁ verbun den ist, eine dritte Interdigitalelektrode R₂, die eine Elektrode der Eingangsseite hat, die mit der obigen Elek trode der Eingangsseite der Interdigitalelektrode R₁′ ver bunden ist, und eine geerdete Elektrode der Ausgangsseite, eine vierte Interdigitalelektrode R₂′, die eine Elektrode der Eingangsseite hat, die mit der obigen Elektrode der Ausgangsseite der Interdigitalelektrode R₁ verbunden ist, und eine geerdete Elektrode der Ausgangsseite, und eine fünfte Interdigitalelektrode R₂′′, die eine Elektrode der Eingangsseite hat, die mit der Elektrode der Ausgangsseite der Interdigitalelektrode R₁′ verbunden ist, und eine geer dete Elektrode der Ausgangsseite.

Hinsichtlich jeder der Interdigitalelektroden R₁, R₁′, R₂, R₂′ und R₂′′ sei erwähnt, daß die Interdigitalelektrode eine Elektrode i der Eingangsseite und eine Elektrode o der Ausgangsseite enthält, wie in Fig. 8A gezeigt. Die Elektrode i der Eingangsseite enthält eine erste Gruppe von Elektro denfingern, die sich in einer ersten Richtung parallel zueinander erstrecken, um den Weg der akustischen Oberflä chenwelle zu kreuzen, die sich auf der Oberfläche des Substrats in der Richtung der X-Achse ausbreitet. Ähnlich enthält die Elektrode o der Ausgangsseite eine zweite Gruppe von Elektrodenfingern, die sich in einer zweiten, entgegen gesetzten Richtung parallel zueinander erstrecken, wobei die erste Gruppe von Elektrodenfingern und die zweite Gruppe von Elektrodenfingern auf der Substratoberfläche in der Ausbrei tungsrichtung der akustischen Oberflächenwelle alternierend angeordnet sind. Ferner wird jede der Interdigitalelektroden R₁, R₁′, R₂ und R₂′ von einem Paar von Reflektoren R₁ be gleitet, das in der Richtung der X-Achse auf beiden Seiten von ihr angeordnet ist. Jeder der Reflektoren R₁ hat eine Konstruktion, bei der eine Vielzahl von zueinander paralle len Elektrodenfingern an beiden Enden der Elektrodenfinger untereinander verbunden ist. Es sei erwähnt, daß bei der vorliegenden Ausführungsform die Interdigitalelektroden R₁ , R₁′, R₂ und R₂ aus einer Aluminiumlegierung gebildet sind, die Al und 1 Gew.-% Cu enthält, und eine Dicke von etwa 0,4 µm haben, die etwa 10% der Durchlaßbandwellenlänge des SAW- Filters entspricht.

Fig. 8B zeigt das Ersatzschaltungsdiagramm des Filters von Fig. 8A.

Unter Bezugnahme auf Fig. 8B sind die Interdigitalelek troden R₁ und R₁′ seriell verbunden, während die Interdigi talelektroden R₂, R₂′ und R₂′′ auf beiden Seiten der Interdi gitalelektrode R₁′ oder R₁ parallel miteinander verbunden sind.

Fig. 9 zeigt den minimalen Einfügungsverlust, der für das SAW-Filter von Fig. 8A und 8B für verschiedene Schnitt winkel θ des LiTaO₃-Substrats 11 experimentell erhalten wurde. Der minimale Einfügungsverlust enthält Anteile sowohl von dem Ausbreitungsverlust der akustischen Oberflächenwelle als auch von dem Filteranpaßverlust, wenn auch der Filter anpaßverlust durch den Schnittwinkel θ nicht beeinflußt wird.

Unter Bezugnahme auf Fig. 9 nimmt der minimale Einfü gungsverlust mit zunehmendem Schnittwinkel des Substrats ab und erreicht in der Nähe von 42° ein Minimum. Wenn der Schnittwinkel θ 42° überschreitet, beginnt der minimale Einfügungsverlust, sich wieder zu erhöhen. So sei erwähnt, daß man den minimalen Einfügungsverlust des SAW-Filters auf unter 1,6 dB herabdrücken kann, indem der Schnittwinkel des LiTaO₃ auf den Bereich zwischen 38° und 46° festgelegt wird.

Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben entdeckt, daß der Schnittwinkel θ eines LiTaO₃-Einkristalls auch den Formfaktor des SAW-Filters beeinflußt.

Fig. 10A zeigt die Definition des Formfaktors.

Unter Bezugnahme auf Fig. 10A ist der Formfaktor hin sichtlich der Bandbreiten B₁ und B₂ als BW₁/BW₂ definiert, wobei die Bandbreite B₁ einer Bandbreite entspricht, die eine Abschwächung von 1,5 dB vorsieht, während die Band breite B₂ einer Bandbreite entspricht, die eine Abschwächung von 20 dB vorsieht. Mit zunehmendem Formfaktor werden die Filtercharakteristiken breit, was zu einer Verschlechterung der Selektivität führt und das Durchlaßband verengt. So ist es wünschenswert, daß ein SAW-Filter einen Formfaktor so nahe an 1 wie möglich hat.

Fig. 10B zeigt den Formfaktor, der für das SAW-Filter von Fig. 8A und 8B experimentell erhalten wurde, als Funk tion des Schnittwinkels θ des piezoelektrischen Substrats 11.

Wie aus Fig. 10B hervorgeht, nähert sich der Formfaktor mit zunehmendem Schnittwinkel θ1 und erreicht bei dem Schnittwinkel θ von 42° ein Minimum von 1,47. Wenn anderer seits der Schnittwinkel den obigen Winkel von 42° über schreitet, beginnt der Formfaktor, sich wieder zu erhöhen, was zu einer Verschlechterung der Filterselektivität führt. In dem SAW-Filter der vorliegenden Erfindung ist es deshalb wünschenswert, den minimalen Einfügungsverlust von 1,6 dB oder weniger und den Formfaktor von 1,55 oder weniger zu haben. Angesichts der Beziehung von Fig. 10B erhält man deshalb einen optimalen Schnittwinkel θ von 40-46°, beson ders in dem Bereich von 40-44°. Indem der Schnittwinkel θ im besonderen auf 42° festgelegt wird, wird der minimale Einfügungsverlust minimiert und gleichzeitig der Formfaktor.

Fig. 11 zeigt eine Durchlaßbandcharakteristik, die für das SAW-Filter von Fig. 8A und 8B experimentell erhalten wurde. Unter Bezugnahme auf Fig. 11 stellt die durchgehende Linie den Fall dar, bei dem 42°-Y-X-Schnitt-LiTaO₃ für das Substrat 11 verwendet wird, während die Strichpunktlinie den Fall darstellt, bei dem herkömmliches 36°-Y-X-Schnitt-LiTaO₃ für das Substrat 11 verwendet wird.

Unter Bezugnahme auf Fig. 11 sei erwähnt, daß beide SAW-Filter eine Mittenfrequenz bei 880 MHz haben und durch ein flaches Durchlaßband von etwa 40 MHz Breite charakteri siert sind, das durch einen scharfen Abschwächungsanstieg außerhalb des Durchlaßbandes definiert ist, wobei das SAW- Filter, bei dem die 42°-Y-X-Schnitt-Platte aus LiTaO₃ für das Substrat 11 verwendet wird, einen verbesserten Formfak tor einhergehend mit einem steileren Abschwächungsanstieg außerhalb des Durchlaßbandes im Vergleich zu dem herkömmli chen SAW-Filter vorsieht, bei dem die herkömmliche 36°-Y-X- Schnitt-Platte aus LiTaO₃ für das Substrat 11 verwendet wird. Ferner sind, wie in Fig. 11 gezeigt, die ungewollten Spitzen A und B, die durch die SSBW verursacht werden, jetzt außerhalb des Durchlaßbandes des SAW-Filters angeordnet, das auf dem 42°-Y-X-LiTaO₃-Substrat gebildet ist.

Fig. 12 zeigt das Berechnungsresultat der elektromecha nischen Kopplungskoeffizienten k² eines θ-rotierten Y-X- Schnitt-LiTaO₃-Substrats, das auf sich eine Elektrode mit einer Dicke von etwa 7% der akustischen Oberflächenwelle trägt, die auf ihm angeregt wird, für verschiedene Schnitt winkel θ. Die Berechnung erfolgte unter Verwendung der Kristallkonstanten, die durch Kovacs op. cit. genannt wur den.

Unter Bezugnahme auf Fig. 12 sei erwähnt, daß die elek tromechanischen Kopplungskoeffizienten k² eine Tendenz zur Verringerung bei zunehmendem Schnittwinkel θ aufweisen. Wie wohlbekannt ist, stellen die elektromechanischen Kopplungs koeffizienten k² das Verhältnis der Energie dar, die in einem piezoelektrischen Kristall auf Grund des piezoelektri schen Effekts akkumuliert wurde. Wenn der Wert von k² zu klein ist, treten verschiedene Probleme auf, wie ein redu ziertes Durchlaßband, das Auftreten von Welligkeit in dem Durchlaßband und dergleichen. Nach der Beziehung von Fig. 12 ist es deshalb wünschenswert, den Schnittwinkel θ festzule gen, um 46° nicht zu überschreiten.

Fig. 13 zeigt das Berechnungsresultat des Ausbreitungs verlustes bei einem SAW-Filter von Fig. 8A und 8B für ver schiedene Schnittwinkel θ und für verschiedene Dicken der Interdigitalelektroden. Auch bei der Berechnung von Fig. 9 wurden die Kristallkonstanten von Kovacs verwendet.

Wie aus Fig. 13 ersichtlich ist, nimmt der Verlust mit der Dicke der Elektrode exponentiell zu, wenn der Schnitt winkel θ unter 38° liegt. Wenn der Schnittwinkel θ 40° überschreitet, beginnt der Verlust andererseits, mit zuneh mender Dicke der Elektrode abzunehmen, und in der charakte ristischen Kurve erscheint ein Minimum. Solch ein Minimum erscheint besonders bei der Dicke der Elektrode, die größer als etwa 3% der akustischen Oberflächenwellenlänge festge legt ist. Mit anderen Worten, Fig. 13 zeigt, daß es wün schenswert ist, die Elektrode so zu bilden, daß die Dicke, die durch die Wellenlänge der akustischen Oberflächenwelle normiert ist, gleich oder größer als 3% ist. Wenn die Dicke der Elektrode übermäßig ist, treten Probleme auf, wie z. B. Schwierigkeiten beim Mustern der Elektrode oder wesentliche Veränderung der Schallgeschwindigkeit bei winziger Verände rung der Elektrodendicke. So wird die Elektrode bevorzugt so gebildet, daß die Elektrodendicke 15% der Wellenlänge der akustischen Oberflächenwelle nicht überschreitet.

Fig. 13 zeigt auch, daß der Ausbreitungsverlust bei beliebigen Schnittwinkeln steil ansteigt, wenn die Dicke der Elektrode auf der Al-Legierung 15% der Wellenlänge der akustischen Oberflächenwelle überschreitet. Dies gibt an, daß die Emission von Volumenwellen unter solchen Bedingungen vorherrschend wird. Angesichts dessen ist es somit wün schenswert, die Elektrodendicke festzulegen, um in den Bereich von 7-15% der akustischen Oberflächenwellenlänge zu fallen, wenn der Schnittwinkel θ in dem Bereich zwischen 40° und 46° liegt, und im besonderen in den Bereich von 5- 10% der akustischen Oberflächenwellenlänge, wenn der Schnittwinkel θ in dem Bereich zwischen 40°-44° liegt.

Fig. 14 zeigt das Resultat der Berechnung des Ausbrei tungsverlustes für ein SAW-Filter mit der Konstruktion von Fig. 8A und 8B, außer daß für das Substrat 11 anstelle des Y-X-LiTaO₃ ein Y-X-LiNbO₃-Einkristall verwendet wird, wäh rend die Dicke der Elektrode auf dem Substrat 11 verändert wird. Bei der Berechnung von Fig. 14 wurden die Kristallkon stanten verwendet, die durch Warner et al., op. cit., ge nannt wurden.

Unter Bezugnahme auf Fig. 14 sei erwähnt, daß der Aus breitungsverlust zuerst auf ein Minimum verringert wird und dann mit einer Vergrößerung der Elektrodendicke beginnt, exponentiell zuzunehmen, wobei das Minimum des Ausbreitungs verlustes bei dem herkömmlichen optimalen Schnittwinkel von 64° oder weniger nur auftritt, wenn die Elektrodendicke kleiner als 3,5% der Wellenlänge der angeregten Oberflä chenwelle ist. Wenn die Dicke der Elektrode andererseits größer als etwa 4% der Wellenlänge der angeregten akusti schen Oberflächenwelle ist, erscheint das Minimum des Aus breitungsverlustes bei einem Schnittwinkel, der 66° über schreitet. Mit anderen Worten, unter der Betriebsbedingung der SAW-Vorrichtung, bei der die Dicke der Elektrode hin sichtlich der Wellenlänge der akustischen Oberflächenwelle nicht ignoriert werden kann, ist es wünschenswert, den Schnittwinkel des LiNbO₃-Substrats festzulegen, um größer als etwa 66° zu sein.

Wenn andererseits die Dicke der Elektrode übermäßig ist, kann die Schallgeschwindigkeit in dem Substrat durch die Dicke der Elektrode beeinflußt werden. Ferner kann solch eine dicke Elektrode Schwierigkeiten beim Mustern der Elek trode verursachen. Aus diesem Grund ist es wünschenswert, die Dicke der Elektrode festzulegen, um 12% der Wellenlänge der angeregten akustischen Oberflächenwelle nicht zu über schreiten. In diesem Zusammenhang ist es vorzuziehen, den Schnittwinkel des LiNbO₃-Substrats festzulegen, um in einen Bereich zwischen 66° und 74° zu fallen.

Bei der obigen Beschreibung wurde angenommen, daß die Elektrode aus einer Aluminiumlegierung gebildet wird, die Al und 1 Gew.-% Cu (Al-1%Cu) enthält. Wenn für die Elektrode eine andere Zusammensetzung und daher eine verschiedene Masse verwendet wird, sollte die Dicke der Elektrode ent sprechend verändert werden. Wenn zum Beispiel für die Elek trode auf einem LiTaO₃-Substrat Au verwendet wird, wird die Elektrodendicke vorzugsweise gewählt, um in den Bereich zwischen 0,4 und 2,1% der Wellenlänge zu fallen. Wenn für die Elektrode auf einem LiTaO₃-Substrat ferner Cu verwendet wird, wird die Elektrodendicke vorzugsweise gewählt, um in den Bereich zwischen 0,9 und 4,5% der Wellenlänge der akustischen Oberflächenwelle zu fallen.

Wenn andererseits für das Substrat der SAW-Vorrichtung ein Y-X-LiNbO₃-Einkristall verwendet wird, ist es vorzuzie hen, die Dicke einer Au-Elektrode festzulegen, um in den Bereich zwischen 0,5 und 1,7% zu fallen. Wenn eine Cu- Elektrode auf dem LiNbO₃-Substrat gebildet wird, ist es vorzuziehen, die Dicke der Elektrode auf den Bereich zwi schen 1,2 und 3,6% der Wellenlänge der akustischen Oberflä chenwelle festzulegen.

Fig. 15A zeigt eine Abwandlung des SAW-Filters von Fig. 8A, während Fig. 15B das Ersatzschaltungsdiagramm des SAW- Filters von Fig. 15A zeigt.

Unter Bezugnahme auf Fig. 15A ist das SAW-Filter auf einem Y-X-Einkristallsubstrat aus LiTaO₃ oder LiNbO₃ kon struiert, ähnlich wie bei der vorherigen Ausführungsform, wobei das Substrat auf sich eine erste Interdigitalelektrode R₁ trägt, die eine Elektrode der Eingangsseite hat, die mit einem Eingangsanschluß IN verbunden ist, der auf dem Substrat vorgesehen ist, eine zweite Interdigitalelektrode R₁′, die eine Elektrode der Eingangsseite hat, die mit einer Elektrode der Ausgangsseite der Interdigitalelektrode R₁ verbunden ist, und eine Elektrode der Ausgangsseite, die mit einem Ausgangsanschluß verbunden ist, eine dritte Interdigi talelektrode R₂′, die eine Elektrode der Eingangsseite hat, die mit der obigen Elektrode der Ausgangsseite der Interdi gitalelektrode R₁ verbunden ist, und eine geerdete Elektrode der Ausgangsseite, und eine vierte Interdigitalelektrode R₂, die eine Elektrode der Eingangsseite hat, die mit der Elek trode der Ausgangsseite der Interdigitalelektrode R₁′ ver bunden ist, und eine geerdete Elektrode der Ausgangsseite.

Unter Bezugnahme auf Fig. 15B sind die Interdigital elektroden R₁ und R₁′ seriell verbunden, während die Inter digitalelektroden R₂ und R₂′ auf beiden Seiten der Interdi gitalelektrode R₁′ parallel miteinander verbunden sind. Es sei erwähnt, daß jede der Interdigitalelektroden R₁, R₁′, R₂ und R₂′ einen Resonator bildet, und die Interdigitalelek trode R₁′ hat eine Kapazität von etwa der Hälfte der Kapazi tät der Interdigitalelektrode R₁. Andererseits hat die Interdigitalelektrode R₂′ eine Kapazität, die zweimal so groß wie die Kapazität der Interdigitalelektrode R₂ ist.

Auch in dem SAW-Filter von Fig. 15A und 15B ist es mög lich, den Ausbreitungsverlust bei GHz-Band-Betrieb zu mini mieren, bei dem der Effekt der hinzugefügten Masse der Elektrode auffällig wird, indem der Schnittwinkel des LiTaO₃-Substrats festgelegt wird, um größer als 38° aber kleiner als etwa 46°, vorzugsweise größer als etwa 40° aber kleiner als etwa 46° zu sein, am bestem auf etwa 42°. In dem Fall, wenn Y-X-LiNbO₃ für das Substrat verwendet wird, ist es andererseits vorzuziehen, den Schnittwinkel festzulegen, um größer als 66° aber kleiner als 74° zu sein, am besten auf etwa 68°, wenn das SAW-Filter in der Frequenzzone ver wendet wird, in der der Effekt der hinzugefügten Masse auffällig ist.

Es sei erwähnt, daß die vorliegende Erfindung keines falls auf das obige SAW-Filter des Abzweigtyps beschränkt ist, sondern auch auf SAW-Filter anderer Typen, verschiedene SAW-Resonatoren und SAW-Verzögerungsleitungen anwendbar ist. Zum Beispiel kann man das Elektrodenmuster des SAW-Filters von Fig. 8A und 8B abwandeln, um ein SAW-Filter des Gitter typs zu bilden, das in Fig. 16 gezeigt ist.

Fig. 17 zeigt die Konstruktion eines SAW-Filters 20 mit IIDT-(Interdigital-Interdigital-Wandler)-Konstruktion gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Unter Bezugnahme auf Fig. 17 ist das IIDT-Filter 20 auf einem Y-X-Schnitt-Substrat 11 aus LiTaO₃ gebildet, das einen Schnittwinkel von 38-46° hat und auf sich Interdigital elektroden mit einer Dicke in dem Bereich von 3-15% der Wellenlänge der akustischen Oberflächenwelle trägt. Alterna tiv kann das IIDT-Filter 20 auf einem Y-X-Schnitt-Substrat aus LiNbO₃ gebildet sein, das einen Schnittwinkel von 68- 72° hat. In diesem Fall sind die Interdigitalelektroden auf dem Substrat mit einer Dicke von 4-12% der Wellenlänge der akustischen Oberflächenwelle gebildet, die auf dem Substrat angeregt wird. Auch in dem Filter 20 wird eine LSAW angeregt, und die so angeregte LSAW breitet sich in der Richtung der X-Achse aus.

Bei der Konstruktion von Fig. 17 sei erwähnt, daß die Interdigitalelektrode eine Vielzahl von Interdigitalelektro den der Eingangsseite R_in und eine Vielzahl von Interdigi talelektroden der Ausgangsseite R_out enthält, die längs des Ausbreitungsweges der akustischen Oberflächenwelle alternie rend angeordnet sind. Die Interdigitalelektroden der Ein gangsseite R_in sind gemeinsam mit einem Eingangsanschluß 21 verbunden, und jede enthält in sich Elektrodenfinger einer ersten Gruppe, die sich parallel zueinander erstrecken und den Weg der akustischen Oberflächenwelle kreuzen, und Elek trodenfinger einer zweiten Gruppe, die zwischen den Elektro denfingern der ersten Gruppe liegen. Dadurch werden eine erste Gruppe von Elektrodenfingern und eine zweite Gruppe von Elektrodenfingern in der Ausbreitungsrichtung der aku stischen Oberflächenwelle alternierend wiederholt, wie es bei Interdigitalelektroden üblich ist. Ähnlich sind die Interdigitalelektroden der Ausgangsseite R_out gemeinsam mit einem Ausgangsanschluß 22 verbunden, und jede enthält eine erste Gruppe von Elektrodenfingern, die sich parallel zuein ander erstrecken und den Weg der akustischen Oberflächen welle kreuzen, und eine zweite Gruppe von Elektrodenfingern, die zwischen den Elektrodenfingern der ersten Gruppe liegen. Dadurch erstreckt sich die erste Gruppe von Elektrodenfin gern der Interdigitalelektrode der Eingangsseite R_in in entgegengesetzter Richtung zu der ersten Gruppe von Elektro denfingern der Interdigitalelektrode der Ausgangsseite R_out. So hat die SAW-Vorrichtung mit solch einer Konstruktion das Merkmal, daß bei jeder der Interdigitalelektroden wenigstens eine Hälfte der Oberfläche, die den Weg der akustischen Oberflächenwelle bildet, durch eine Elektrode bedeckt ist. Ferner ist ein Paar von Reflektoren R₁ an beiden Enden der Elektrodenreihe angeordnet, die aus den Interdigitalelektro den R_in und R_out gebildet ist und sich in der X-Richtung erstreckt, wie es bei einer SAW-Vorrichtung üblich ist.

Auch bei dem SAW-Filter mit solch einer Konstruktion ist es möglich, den Verlust zu minimieren, den Formfaktor zu verbessern und das Durchlaßband zu expandieren, indem der Schnittwinkel θ des θ-rotierten Y-X-Schnitt-Substrats aus LiTaO₃ und die Dicke der auf ihm vorgesehenen Elektrode optimiert werden.

Fig. 18 zeigt die Konstruktion eines SAW-Filters 30 gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung.

Unter Bezugnahme auf Fig. 18 ist das SAW-Filter 30 auf einem θ-rotierten Y-X-Schnitt-Substrat 11 aus LiTaO₃ oder LiNbO₃ gebildet, bei dem der Schnittwinkel θ auf den Bereich von 38-46° festgelegt ist, wenn das Substrat aus LiTaO₃ gebildet ist. Wenn das Substrat andererseits aus LiNbO₃ gebildet ist, ist der Schnittwinkel θ auf den Bereich zwi schen 66° und 74° festgelegt. Das SAW-Filter 30 enthält ferner Interdigitalelektroden, die auf dem Substrat 11 mit einer Dicke von 3-15% der Wellenlänge der akustischen Oberflächenwelle gebildet sind, wenn das Substrat 11 aus LiTaO₃ gebildet ist, während die Dicke der Interdigitalelek troden auf etwa 4-12% der Wellenlänge der akustischen Oberflächenwelle festgelegt ist, wenn LiNbO₃ für das Substrat 11 verwendet wird. Auch bei der vorliegenden Aus führungsform wird eine LSAW angeregt, und die so angeregte LSAW breitet sich in der X-Richtung aus.

Es sei erwähnt, daß das SAW-Filter 30 eine Konstruktion hat, bei der eine Interdigitalelektrode der Eingangsseite, die mit der Interdigitalelektrode R_in von Fig. 17 identisch ist, und eine Interdigitalelektrode der Ausgangsseite, die mit der Interdigitalelektrode R_out von Fig. 17 identisch ist, miteinander benachbart angeordnet sind. Ferner ist ein Paar von Reflektoren R₁ auf beiden Seiten der Elektroden reihe angeordnet, die aus den Elektroden R_in und R_out gebil det ist, ähnlich wie im Fall der Vorrichtung von Fig. 17. Auch bei dem SAW-Filter 30 von Fig. 18 ist es möglich, den Verlust zu minimieren und den Formfaktor zu verbessern, indem der Schnittwinkel des Substrats und die Elektroden dicke optimiert werden, ähnlich wie im Fall der Vorrichtung von Fig. 8A und 8B.

Fig. 19 zeigt die Konstruktion eines Einzelport-SAW- Resonators 40 gemäß einer vierten Ausführungsform der vor liegenden Erfindung.

Unter Bezugnahme auf Fig. 19 ist der SAW-Resonator 40 auf dem θ-rotierten Y-X-Schnitt-Substrat 11 aus LiTaO₃ gebildet, das den Schnittwinkel θ von 38-46° hat, ähnlich wie zuvor. Alternativ kann man für das Substrat 11 einen Y- X-Schnitt-LiNbO₃-Einkristall mit dem Schnittwinkel θ von 66 -74° verwenden. Das Substrat 11 trägt auf sich eine Inter digitalelektrode mit einer Dicke, die auf 3-15% der Wellenlänge der akustischen Oberflächenwelle festgelegt ist, die auf dem Substrat 11 angeregt wird, wenn für das Substrat 11 der Y-X-Schnitt-LiTaO₃-Einkristall verwendet wird. Wenn das Substrat andererseits aus dem Y-X-LiNbO₃-Einkristall gebildet ist, werden die Elektroden mit einer Dicke von 4- 12% der Wellenlänge der akustischen Oberflächenwelle gebil det, die auf dem Substrat angeregt wird. Auch bei dem vor liegenden Beispiel wird eine LSAW angeregt, und die so angeregte LSAW breitet sich in der X-Richtung aus.

Es sei erwähnt, daß das SAW-Filter 40 in Fig. 19 eine Konstruktion hat, bei der ein Paar von Interdigitalelektro den der Eingangsseite, die mit der Interdigitalelektrode R_in von Fig. 17 identisch ist, und eine Interdigitalelektrode der Ausgangsseite, die mit der Interdigitalelektrode R_out von Fig. 17 identisch ist, miteinander benachbart angeordnet sind, so daß die Interdigitalelektroden R_in auf beiden Querseiten der Interdigitalelektrode R_out angeordnet sind, wobei beide Interdigitalelektroden R_in gemeinsam mit einem Eingangsanschluß 41 verbunden sind, während die Interdigi talelektrode R_out mit einem Ausgangsanschluß 42 verbunden ist. Ferner ist ein Paar von Reflektoren R₁ auf beiden Seiten der Elektrodenreihe angeordnet, die aus den Elektro den R_in und R_out gebildet ist, ähnlich wie im Fall der Vorrichtung von Fig. 17. Auch bei dem SAW-Filter 40 von Fig. 19 ist es möglich, den Verlust zu minimieren und den Form faktor zu verbessern, indem der Schnittwinkel des Substrats und die Elektrodendicke optimiert werden, ähnlich wie im Fall der Vorrichtung von Fig. 8A und 8B.

Fig. 20 zeigt die Konstruktion eines Einzelport-SAW- Resonators 50 gemäß einer fünften Ausführungsform der vor liegenden Erfindung.

Unter Bezugnahme auf Fig. 20 ist der SAW-Resonator 50 auf dem θ-rotierten Y-X-Schnitt-Substrat 11 aus LiTaO₃ konstruiert, das den Schnittwinkel θ von 38-46° hat, wobei das Substrat 11 auf sich eine Interdigitalelektrode R mit einer Dicke von etwa 3-15% der Wellenlänge der LSAW trägt, die auf dem Substrat 11 angeregt wird. Alternativ kann das Substrat 11 aus einem Y-X-Schnitt-Einkristall aus LiNbO₃ gebildet sein, das den Schnittwinkel θ von 66-74° hat. In diesem Fall hat die Elektrode auf dem Substrat 11 eine Dicke von etwa 4-12% der Wellenlänge der LSAW, die auf dem Substrat 11 angeregt wird. Auch bei der vorliegenden Ausführungsform breitet sich die LSAW in der X-Richtung aus.

Es sei erwähnt, daß der SAW-Resonator 50 eine einzelne Interdigitalelektrode R mit einer Konstruktion trägt, die jener der Interdigitalelektrode R_in oder R_out von Fig. 11 ähnlich ist, und ein Paar von Reflektoren R₁ ist auf beiden Seiten der Elektrode R in der X-Richtung angeordnet. Der Resonator 50 wird dabei angetrieben, indem eine Spannung quer über einen ersten Anschluß 51, der mit der ersten Gruppe von Elektrodenfingern der Interdigitalelektrode R verbunden ist, und über einen zweiten Anschluß 52, der mit der zweiten Gruppe von Elektrodenfingern derselben Interdi gitalelektrode R verbunden ist, angewendet wird.

Bei solch einer Konstruktion ist es möglich, einen Resonator mit hoher Qualität vorzusehen, der einen minimalen Verlust hat, indem der Schnittwinkel θ des Substrats und die Dicke der Elektrode ähnlich wie bei der Ausführungsform von Fig. 8A und 8B optimiert werden.

Fig. 21 zeigt die Konstruktion eines Dualport-SAW-Reso nators 60 gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorlie genden Erfindung.

Unter Bezugnahme auf Fig. 21 ist der SAW-Resonator 60 auf dem θ-rotierten Y-X-Schnitt-Substrat 11 aus LiTaO₃ konstruiert, das den Schnittwinkel θ von 38-46° hat, wobei das Substrat 11 auf sich eine Interdigitalelektrode mit einer Dicke von etwa 3-15% der Wellenlänge der LSAW trägt, die auf dem Substrat 11 angeregt wird. Alternativ kann das Substrat 11 aus einem Y-X-Schnitt-Einkristall aus LiNbO₃ gebildet sein, das den Schnittwinkel θ von 66-74° hat. In diesem Fall hat die Elektrode auf dem Substrat 11 eine Dicke von etwa 4 - 12% der Wellenlänge der LSAW, die auf dem Substrat 11 angeregt wird. Auch bei der vorliegenden Ausführungsform breitet sich die LSAW in der X-Richtung aus.

Aus Fig. 21 geht hervor, daß die Interdigitalelektrode des SAW-Resonators 60 eine Eingangselektrode R₁ enthält, die mit einem Eingangsanschluß 61 verbunden ist, und eine Aus gangselektrode R₂, die mit einem Ausgangsanschluß 62 verbun den ist, welcher Eingangsanschluß 61 und welcher Ausgangsan schluß 62 in der Ausbreitungsrichtung X der akustischen Oberflächenwelle angeordnet sind. Ferner ist jede der Inter digitalelektroden R₁ und R₂ aus einer ersten Interdigital elektrode und einer zweiten Interdigitalelektrode gebildet, wobei die erste Interdigitalelektrode der Elektrode R₁ mit dem Eingangsanschluß 61 verbunden ist, während die erste Interdigitalelektrode der Elektrode R₂ mit dem Eingangs anschluß 62 verbunden ist. Ferner sind die zweite Interdigi talelektrode der Elektrode R₁ und die zweite Interdigital elektrode der Elektrode R₂ miteinander verbunden, um ein einzelnes Erdungsmuster zu bilden. Auf beiden Seiten der Interdigitalelektrode, die so aus der Elektrode R₁ und R₂ gebildet ist, ist ein Paar von Reflektoren R₁ wie üblich angeordnet.

Auch bei dem Dualport-SAW-Resonator 60 ist es möglich, den Q-Faktor zu maximieren und den Verlust zu minimieren, indem der Schnittwinkel des Substrats und die Dicke der Interdigitalelektrode optimiert werden, ähnlich wie bei dem SAW-Filter von Fig. 8A und 8B.

Somit ist die vorliegende Erfindung auf verschiedene SAW-Filter und Resonatoren anwendbar, wie auf jene mit der Abzweigkonstruktion wie im Fall von Fig. 8B und 15B, der Gitterkonstruktion wie im Fall von Fig. 16 oder der IIDT- Konstruktion wie im Fall von Fig. 17. Ferner ist die vorlie gende Erfindung auf Multimodenfilter anwendbar.

Des weiteren ist die vorliegende Erfindung nicht auf das SAW-Filter und den SAW-Resonator beschränkt, die zuvor beschrieben wurden, sondern ist auch auf SAW-Verzögerungs leitungen sowie auf SAW-Wellenleiter anwendbar.

Darüber hinaus ist die vorliegende Erfindung keines falls auf die zuvor beschriebenen Ausführungsformen be schränkt, sondern Veränderungen und Abwandlungen können möglich sein, ohne vom Schutzumfang der Erfindung abzuwei chen.

Claims

1. Oberflächenakustikwellenvorrichtung mit:
einem piezoelektrischen Substrat aus einem LiTaO₃- Einkristall; und
einem Elektrodenmuster, das auf einer Oberfläche des piezoelektrischen Substrats vorgesehen ist und Al als Primärkomponente enthält;
dadurch gekennzeichnet, daß
das Elektrodenmuster (R₁, R₁′, R₂, R₂′, R₂′′; R_in, R_out) eine Dicke in einem Bereich des etwa 0,03-0,15-fachen einer Wellenlänge einer akustischen Oberflächenwelle hat, die auf der Oberfläche des piezoelektrischen Substrats angeregt wird; und
das piezoelektrische Substrat eine von seiner Y- Achse um seine X-Achse hin zu seiner Z-Achse rotierte Orien tierung hat, mit einem Rotationswinkel (θ) in einem Bereich größer als 38° aber kleiner als etwa 46°.

2. Oberflächenakustikwellenvorrichtung nach Anspruch 1, bei der das piezoelektrische Substrat (11) eine Orientie rung hat, bei der der Rotationswinkel (θ) auf den Bereich von etwa 40-46° festgelegt ist.

3. Oberflächenakustikwellenvorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Elektrodenmuster (R₁, R₁′, R₂, R₂′, R₂′′; R_in, R_out) eine Dicke in dem Bereich des etwa 0,07-0,15fachen der Wellenlänge der akustischen Oberflächenwelle hat, die auf dem piezoelektrischen Substrat angeregt wird.

4. Oberflächenakustikwellenvorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Elektrodenmuster (R₁, R₁′, R₂, R₂′, R₂′′; R_in, R_out) eine Dicke in dem Bereich des etwa 0,05-0,10fachen der Wellenlänge der akustischen Oberflächenwelle hat, die auf dem piezoelektrischen Substrat (11) angeregt wird, und bei der das piezoelektrische Substrat (11) eine Orientierung hat, bei der der Rotationswinkel (θ) auf den Bereich von etwa 40-44° festgelegt ist.

5. Oberflächenakustikwellenvorrichtung nach Anspruch 1, bei der das piezoelektrische Substrat (11) eine Orientie rung hat, bei der der Rotationswinkel (θ) auf etwa 42° festgelegt ist.

6. Oberflächenakustikwellenvorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Elektrodenmuster (R₁, R₁′, R₂, R₂′, R₂′′; R_in, R_out) aus Al gebildet ist.

7. Oberflächenakustikwellenvorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Elektrodenmuster (R₁, R₁′, R₂, R_2,′, R₂′′; R_in, R_out) aus einer kupferhaltigen Aluminiumlegierung gebildet ist.

8. Oberflächenakustikwellenvorrichtung nach den Ansprüchen 1-7, bei der das Elektrodenmuster (R₁, R₁′, R₂, R₂′, R₂′′; R_in, R_out) eine Vielzahl von Resonatoren auf der Oberfläche des piezoelektrischen Substrats bildet.

9. Oberflächenakustikwellenfilter mit:
einem piezoelektrischen Substrat (11) aus einem LiTaO₃-Einkristall; und
einem Elektrodenmuster (R₁, R₁′, R₂, R₂′, R₂′′; R_in, R_out), das auf einer Oberfläche des piezoelektrischen Substrats vorgesehen ist und Al als Primärkomponente ent hält, welches Elektrodenmuster eine Interdigitalelektrode umfaßt;
dadurch gekennzeichnet, daß:
das Elektrodenmuster (R₁, R₁′, R₂, R₂′, R₂′′; R_in, R_out) eine Dicke in einem Bereich des etwa 0,03-0,15fachen einer Wellenlänge einer akustischen Oberflächenwelle hat, die auf der Oberfläche des piezoelektrischen Substrats angeregt wird;
das piezoelektrische Substrat (11) eine von seiner Y-Achse um seine X-Achse hin zu seiner Z-Achse rotierte Orientierung hat, mit einem Rotationswinkel (θ) in einem Bereich größer als 38° aber kleiner als etwa 46°.

10. Oberflächenakustikwellenfilter nach Anspruch 9, bei dem das Elektrodenmuster eine erste Interdigitalelek trode (R_in) und eine zweite Interdigitalelektrode (R_out) enthält, die auf der Oberfläche des piezoelektrischen Substrats (11) längs eines Weges der akustischen Oberflä chenwelle vorgesehen sind, welche ersten und zweiten Inter digitalelektroden jeweilig mit einem Eingangsanschluß (21) und einem Ausgangsanschluß (22) verbunden sind, bei dem bei jeder der ersten und zweiten Interdigitalelektroden (R_in, R_out) ein Leiter, der das Elektrodenmuster bildet, wenig stens eine Hälfte eines Bereichsteils der Oberfläche des piezoelektrischen Substrats (11) bedeckt, der den Weg der akustischen Oberflächenwelle bildet.

11. Oberflächenakustikwellenfilter nach Anspruch 10, bei dem die erste Interdigitalelektrode (R_in) enthält:
eine Vielzahl von Elektrodenfingern einer ersten Gruppe, die den Weg der akustischen Oberflächenwelle auf der Oberfläche des piezoelektrischen Substrats kreuzen und gemeinsam mit dem Eingangsanschluß verbunden sind; und
eine Vielzahl von Elektrodenfingern einer zweiten Gruppe, die miteinander verbunden sind und so zwischen der ersten Gruppe von Elektrodenfingern liegen, daß ein Elektro denfinger der ersten Gruppe und ein Elektrodenfinger der zweiten Gruppe in einer Richtung des Weges der akustischen Oberflächenwelle alternierend wiederholt werden;
die zweite Interdigitalelektrode (R_out) enthält:
eine Vielzahl von Elektrodenfingern einer dritten Gruppe, die den Weg der akustischen Oberflächenwelle auf der Oberfläche des piezoelektrischen Substrats kreuzen und gemeinsam mit dem Ausgangsanschluß verbunden sind; und
eine Vielzahl von Elektrodenfingern einer vierten Gruppe, die miteinander verbunden sind und so zwischen der dritten Gruppe von Elektrodenfingern liegen, daß ein Elek trodenfinger der dritten Gruppe und ein Elektrodenfinger der vierten Gruppe in der Richtung des Weges der akustischen Oberflächenwelle alternierend wiederholt werden.

12. Oberflächenakustikwellenfilter nach Anspruch 10, bei dem eine Vielzahl von jeweils den ersten und zweiten Interdigitalelektroden (R_in, R_out) so vorgesehen ist, daß die ersten und zweiten Interdigitalelektroden in einer Richtung des Weges der akustischen Oberflächenwelle alter nierend wiederholt werden.

13. Oberflächenakustikwellenfilter nach Anspruch 9,
bei dem das Elektrodenmuster erste und zweite Interdigital elektroden (R₁, R₁′) enthält, die auf der Oberfläche des piezoelektrischen Substrats gebildet sind;
welche erste Interdigitalelektrode (R₁) auf der Oberfläche des piezoelektrischen Substrats (11) gebildet ist, um den Weg der akustischen Oberflächenwelle zu kreuzen, und enthält: eine Vielzahl von Elektrodenfingern einer ersten Gruppe (i), die gemeinsam mit einem Eingangsanschluß (IN) verbunden sind, und eine Vielzahl von Elektrodenfingern einer zweiten Gruppe (o), die gemeinsam miteinander verbun den sind und so zwischen der ersten Gruppe von Elektroden fingern liegen, daß ein Elektrodenfinger der ersten Gruppe (i) und ein Elektrodenfinger der zweiten Gruppe (o) längs des Weges der akustischen Oberflächenwelle alternierend wiederholt werden;
welche zweite Interdigitalelektrode (R₁′) auf der Oberfläche des piezoelektrischen Substrats gebildet ist, um den Weg der akustischen Oberflächenwelle zu kreuzen, und enthält: eine Vielzahl von Elektrodenfingern einer dritten Gruppe (i), die gemeinsam mit der zweiten Gruppe von Elek trodenfingern (o) verbunden sind, und eine Vielzahl von Elektrodenfingern einer vierten Gruppe (o), die gemeinsam mit einem Ausgangsanschluß (OUT) verbunden sind und so zwischen der dritten Gruppe von Elektrodenfingern liegen, daß ein Elektrodenfinger der dritten Gruppe (i) und ein Elektrodenfinger der vierten Gruppe (o) längs des Weges der akustischen Oberflächenwelle alternierend wiederholt werden.

14. Oberflächenakustikwellenfilter nach Anspruch 13,
bei dem das Elektrodenmuster ferner eine dritte Interdigi talelektrode (R₂′) und eine vierte Interdigitalelektrode (R₂) enthält, die beide auf dem piezoelektrischen Substrat vorgesehen sind, um den Weg der akustischen Oberflächenwelle zu kreuzen;
welche dritte Interdigitalelektrode (R₂′) enthält:
eine Vielzahl von Elektrodenfingern einer fünften Gruppe (i), die gemeinsam mit der zweiten Gruppe von Elektroden fingern (o) verbunden sind, und eine Vielzahl von Elektro denfingern einer sechsten Gruppe (o), die gemeinsam mit der Erde (GND) verbunden sind und so zwischen der fünften Gruppe von Elektrodenfingern liegen, daß ein Elektrodenfinger der fünften Gruppe (i) und ein Elektrodenfinger der sechsten Gruppe (o) längs des Weges der akustischen Oberflächenwelle alternierend wiederholt werden;
welche vierte Interdigitalelektrode enthält: eine Vielzahl von Elektrodenfingern einer siebten Gruppe, die zusammen mit den Elektrodenfingern der vierten Gruppe gemeinsam mit dem Ausgangsanschluß verbunden sind, und eine Vielzahl von Elektrodenfingern einer achten Gruppe, die gemeinsam mit der Erde verbunden sind und so zwischen der siebten Gruppe von Elektrodenfingern liegen, daß ein Elek trodenfinger der siebten Gruppe (i) und ein Elektrodenfinger der achten Gruppe (o) längs des Weges der akustischen Ober flächenwelle alternierend wiederholt werden.

15. Oberflächenakustikwellenfilter nach Anspruch 11, bei dem das Elektrodenmuster ferner eine dritte Interdigi talelektrode (R_in) enthält, welche dritte Interdigitalelek trode eine Vielzahl von Elektrodenfingern einer fünften Gruppe umfaßt, die gemeinsam mit dem Eingangsanschluß (41) verbunden sind, und eine Vielzahl von Elektrodenfingern einer sechsten Gruppe, die zwischen den Elektrodenfingern der fünften Gruppe liegen, und bei dem die dritte Interdigi talelektrode angrenzend an die zweite Interdigitalelektrode (R_out) angeordnet ist.

16. Oberflächenakustikwellenfilter nach Anspruch 9,
bei dem das Elektrodenmuster erste bis fünfte Interdigital elektroden (R₁, R₁′, R₂, R₂′, R₂′′) enthält, die auf der Oberfläche des piezoelektrischen Substrats längs eines Weges der akustischen Oberflächenwelle angeordnet sind, welche erste Interdigitalelektrode (R₁) eine Viel zahl von Elektrodenfingern einer ersten Gruppe (i) umfaßt, die gemeinsam mit einem Eingangsanschluß (IN) verbunden sind, und eine Vielzahl von Elektrodenfingern einer zweiten Gruppe (o), die zwischen der ersten Gruppe von Elektroden fingern liegen, wobei jeder der Elektrodenfinger der ersten und zweiten Gruppen den Weg der akustischen Oberflächenwelle auf der Oberfläche des Substrats (11) kreuzt,
welche zweite Interdigitalelektrode (R₁′) eine Vielzahl von Elektrodenfingern einer dritten Gruppe (i) umfaßt, die gemeinsam mit den Elektrodenfingern der zweiten Gruppe verbunden sind, und eine Vielzahl von Elektrodenfin gern einer vierten Gruppe (o), die gemeinsam mit einem Ausgangsanschluß (OUT) verbunden sind und zwischen der dritten Gruppe von Elektrodenfingern liegen, wobei jeder der Elektrodenfinger der dritten und vierten Gruppen den Weg der akustischen Oberflächenwelle auf der Oberfläche des Substrats (11) kreuzt,
welche dritte Interdigitalelektrode (R₂) eine Vielzahl von Elektrodenfingern einer fünften Gruppe (i) umfaßt, die gemeinsam mit der ersten Gruppe von Elektroden fingern verbunden sind, und eine Vielzahl von Elektrodenfin gern einer sechsten Gruppe (o), die gemeinsam mit einer Erde (GND) verbunden sind und zwischen der fünften Gruppe von Elektrodenfingern liegen, wobei jeder der Elektrodenfinger der fünften und sechsten Gruppen den Weg der akustischen Oberflächenwelle auf der Oberfläche des Substrats (11) kreuzt,
welche vierte Interdigitalelektrode (R₂′) eine Vielzahl von Interdigitalelektrodenfingern einer siebten Gruppe (i) umfaßt, die gemeinsam mit der zweiten Gruppe von Elektrodenfingern verbunden sind, und eine Vielzahl von Elektrodenfingern einer achten Gruppe (o), die gemeinsam mit der Erde (GND) verbunden sind und zwischen der siebten Gruppe von Interdigitalelektrodenfingern liegen, wobei jeder der Elektrodenfinger der siebten und achten Gruppen den Weg der akustischen Oberflächenwelle auf der Oberfläche des Substrats (11) kreuzt,
welche fünfte Interdigitalelektrode (R₂′′) eine Vielzahl von Interdigitalelektrodenfingern einer neunten Gruppe (i) umfaßt, die gemeinsam mit der vierten Gruppe von Elektrodenfingern verbunden sind, und eine zehnte Gruppe von Elektrodenfingern (o), die gemeinsam mit der Erde verbunden sind und zwischen der neunten Gruppe von Elektrodenfingern liegen, wobei jeder der Elektrodenfinger der neunten und zehnten Gruppen den Weg der akustischen Oberflächenwelle auf dem Substrat kreuzt.

17. Oberflächenakustikwellenresonator mit:
einem piezoelektrischen Substrat (11) aus einem LiTaO₃-Einkristall; und
einem Elektrodenmuster (R₁, R₂), das auf einer Oberfläche des piezoelektrischen Substrats vorgesehen ist und Al als Primärkomponente enthält, welches Elektroden muster eine Interdigitalelektrode umfaßt;
dadurch gekennzeichnet, daß:
das Elektrodenmuster eine Dicke in einem Bereich des etwa 0,03-0,15fachen einer Wellenlänge einer akusti schen Oberflächenwelle hat, die auf der Oberfläche des piezoelektrischen Substrats angeregt wird;
welches piezoelektrische Substrat eine von seiner Y-Achse um seine X-Achse hin zu seiner Z-Achse rotierte Orientierung hat, mit einem Rotationswinkel in einem Bereich größer als 38° aber kleiner als etwa 46°;
welche Interdigitalelektrode eine erste Elektro dengruppe (R₁) und eine zweite Elektrodengruppe (R₂) ent hält, welche erste Elektrodengruppe (R₁) eine erste Gruppe von Elektrodenfingern umfaßt, die auf der Oberfläche des piezoelektrischen Substrats vorgesehen sind und gemeinsam mit einem ersten Anschluß verbunden sind, welche zweite Elektrodengruppe (R₂) eine zweite Gruppe von Elektrodenfin gern umfaßt, die auf der Oberfläche des piezoelektrischen Substrats vorgesehen sind und gemeinsam mit einem zweiten Anschluß verbunden sind, welche ersten und zweiten Gruppen von Elektrodenfingern so angeordnet sind, daß ein Elektro denfinger der zweiten Gruppe zwischen einem Paar von Elek trodenfingern der ersten Gruppe liegt.

18. Oberflächenakustikwellenverzögerungsleitung mit:
einem piezoelektrischen Substrat aus einem LiTaO₃- Einkristall; und
einem Elektrodenmuster (R_in, R_out), das auf einer Oberfläche des piezoelektrischen Substrats vorgesehen ist und Al als Primärkomponente enthält, welches Elektrodenmu ster eine Interdigitalelektrode bildet;
dadurch gekennzeichnet, daß:
das Elektrodenmuster eine Dicke in einem Bereich des etwa 0,03-0,15fachen einer Wellenlänge einer akusti schen Oberflächenwelle hat, die auf der Oberfläche des piezoelektrischen Substrats angeregt wird;
welches piezoelektrische Substrat eine von seiner Y-Achse um seine X-Achse hin zu seiner Z-Achse rotierte Orientierung hat, mit einem Rotationswinkel in einem Bereich größer als 38° aber kleiner als etwa 46°.

19. Oberflächenakustikwellenvorrichtung mit:
einem piezoelektrischen Substrat (11) aus einem LiNbO₃-Einkristall; und
einem Elektrodenmuster (R₁, R₁′, R₂, R₂′, R₂′′; R_in, R_out), das auf einer Oberfläche des piezoelektrischen Substrats vorgesehen ist und Al als Primärkomponente ent hält;
dadurch gekennzeichnet, daß:
das Elektrodenmuster eine Dicke in einem Bereich des etwa 0,04-0,12fachen einer Wellenlänge einer akusti schen Oberflächenwelle hat, die auf dem Substrat angeregt wird; und
das piezoelektrische Substrat (11) eine von seiner Y-Achse um seine X-Achse hin zu seiner Z-Achse rotierte Orientierung hat, mit einem Rotationswinkel (6) in einem Bereich größer als 66° aber kleiner als etwa 74°.

20. Oberflächenakustikwellenvorrichtung nach Anspruch 19, bei der das piezoelektrische Substrat (11) eine Orien tierung hat, bei der der Rotationswinkel (6) auf den Bereich von etwa 68-72° festgelegt ist.

21. Oberflächenakustikwellenvorrichtung nach Anspruch 19, bei der das Elektrodenmuster (R₁, R₁′, R₂, R₂′, R₂′′; R_in, R_out) eine Dicke in dem Bereich des etwa 0,05-0,10fachen der Wellenlänge der akustischen Oberflächenwelle hat, die auf dem piezoelektrischen Substrat angeregt wird.

22. Oberflächenakustikwellenvorrichtung nach Anspruch 19, bei der das Elektrodenmuster (R₁, R₁′, R₂, R₂′, R₂′′; R_in, R_out) aus Al gebildet ist.

23. Oberflächenakustikwellenvorrichtung nach Anspruch 19, bei der das Elektrodenmuster (R₁, R₁′, R₂, R₂′, R₂′′; R_in, R_out) aus einer kupferhaltigen Aluminiumlegierung gebildet ist.

24. Oberflächenakustikwellenvorrichtung nach Anspruch 19, bei der das Elektrodenmuster (R₁, R₁′, R₂, R₂′, R₂′′; R_in, R_out) ein Abzweigfilter bildet, das eine Vielzahl von Reso natoren auf der Oberfläche des piezoelektrischen Substrats enthält.

25. Oberflächenakustikwellenvorrichtung nach Anspruch 19, bei der das Elektrodenmuster (R, R₁, R₂) einen Resonator auf der Oberfläche des piezoelektrischen Substrats (11) bildet.

26. Oberflächenakustikwellenvorrichtung nach Anspruch 19, bei der das Elektrodenmuster (R₁, R₁′, R₂, R₂′) ein Gitterfilter mit einer Vielzahl von Resonatoren auf der Oberfläche des piezoelektrischen Substrats bildet.

27. Oberflächenakustikwellenvorrichtung nach Anspruch 19, bei der das Elektrodenmuster (R₁, R₁′, R₂, R₂′, R₂′′; R_in, R_out) ein Interdigital-Interdigital-Wandler-Filter auf der Oberfläche des piezoelektrischen Substrats bildet.

28. Oberflächenakustikwellenvorrichtung nach Anspruch 19, bei der das Elektrodenmuster (R₁, R₁′, R₂, R₂′, R₂′′; R_in, R_out) eine Verzögerungsleitung auf der Oberfläche des piezo elektrischen Substrats bildet.

29. Oberflächenakustikwellenvorrichtung nach Anspruch 19, bei der das Elektrodenmuster (R₁, R₁′, R₂, R₂′, R₂′′; R_in, R_out) ein Multimodenfilter auf der Oberfläche des piezoelek trischen Substrats bildet.

30. Oberflächenakustikwellenvorrichtung nach Anspruch 19, bei der das Elektrodenmuster erste bis fünfte Interdigi talelektroden (R₁, R₁′, R₂, R₂′, R₂′′) enthält, die auf der Oberfläche des piezoelektrischen Substrats (11) längs eines Weges der akustischen Oberflächenwelle angeordnet sind,
welche erste Interdigitalelektrode (R₁) eine Viel zahl von Elektrodenfingern einer ersten Gruppe (i) umfaßt, die gemeinsam mit einem Eingangsanschluß (IN) verbunden sind, und eine Vielzahl von Elektrodenfingern einer zweiten Gruppe (o), die zwischen der ersten Gruppe von Elektroden fingern liegen, wobei jeder der Elektrodenfinger der ersten und zweiten Gruppen den Weg der akustischen Oberflächenwelle auf der Oberfläche des Substrats (11) kreuzt,
welche zweite Interdigitalelektrode (R₁′) eine Vielzahl von Elektrodenfingern einer dritten Gruppe (i) umfaßt, die gemeinsam mit den Elektrodenfingern der zweiten Gruppe verbunden sind, und eine Vielzahl von Elektrodenfin gern einer vierten Gruppe (o), die gemeinsam mit einem Ausgangsanschluß (OUT) verbunden sind und zwischen der dritten Gruppe von Elektrodenfingern liegen, wobei jeder der Elektrodenfinger der dritten und vierten Gruppen den Weg der akustischen Oberflächenwelle auf der Oberfläche des Substrats (11) kreuzt,
welche dritte Interdigitalelektrode (R₂) eine Vielzahl von Elektrodenfingern einer fünften Gruppe (i) umfaßt, die gemeinsam mit der ersten Gruppe von Elektroden fingern verbunden sind, und eine Vielzahl von Elektrodenfin gern einer sechsten Gruppe (o), die gemeinsam mit einer Erde verbunden sind und zwischen der fünften Gruppe von Elektro denfingern liegen, wobei jeder der Elektrodenfinger der fünften und sechsten Gruppen den Weg der akustischen Ober flächenwelle auf der Oberfläche des Substrats (11) kreuzt,
welche vierte Interdigitalelektrode (R₂′) eine Vielzahl von Interdigitalelektrodenfingern einer siebten Gruppe (i) umfaßt, die gemeinsam mit der zweiten Gruppe von Elektrodenfingern verbunden sind, und eine Vielzahl von Elektrodenfingern einer achten Gruppe (o), die gemeinsam mit der Erde verbunden sind und zwischen der siebten Gruppe von Interdigitalelektrodenfingern liegen, wobei jeder der Elek trodenfinger der siebten und achten Gruppen den Weg der akustischen Oberflächenwelle auf der Oberfläche des Substrats (11) kreuzt,
welche fünfte Interdigitalelektrode (R₂′′) eine Vielzahl von Interdigitalelektrodenfingern einer neunten Gruppe (i) umfaßt, die gemeinsam mit der vierten Gruppe von Elektrodenfingern verbunden sind, und Elektrodenfinger einer zehnten Gruppe (o), die gemeinsam mit der Erde verbunden sind und zwischen der neunten Gruppe von Elektrodenfingern liegen, wobei jeder der Elektrodenfinger der neunten und zehnten Gruppen den Weg der akustischen Oberflächenwelle auf dem Substrat (11) kreuzt.

31. Oberflächenakustikwellenvorrichtung mit:
einem piezoelektrischen Substrat (11) aus einem LiTaO₃-Einkristall; und
einem Elektrodenmuster (R₁, R₁′, R₂, R₂′, R₂′′; R_in, R_out), das auf einer Oberfläche des piezoelektrischen Substrats vorgesehen ist und Au als Primärkomponente ent hält;
dadurch gekennzeichnet, daß:
das Elektrodenmuster eine Dicke in einem Bereich des 0,004-0,021fachen einer Wellenlänge einer akustischen Oberflächenwelle hat, die auf der Oberfläche des piezoelek trischen Substrats angeregt wird;
das piezoelektrische Substrat eine von seiner Y- Achse um seine X-Achse hin zu seiner Z-Achse rotierte Orien tierung hat, mit einem Rotationswinkel größer als 38° aber kleiner als etwa 46°.

32. Oberflächenakustikwellenvorrichtung mit:
einem piezoelektrischen Substrat (11) aus einem LiTaO₃-Einkristall; und
einem Elektrodenmuster (R₁, R₁′, R₂, R₂′, R₂′′; R_in, R_out), das auf einer Oberfläche des piezoelektrischen Substrats vorgesehen ist und Cu als Primärkomponente ent hält;
dadurch gekennzeichnet, daß:
das Elektrodenmuster eine Dicke in einem Bereich des 0,009-0,045fachen einer Wellenlänge einer akustischen Oberflächenwelle hat, die auf der Oberfläche des piezoelek trischen Substrats angeregt wird;
das piezoelektrische Substrat eine von seiner Y- Achse um seine X-Achse hin zu seiner Z-Achse rotierte Orien tierung hat, mit einem Rotationswinkel größer als 38° aber kleiner als etwa 46°.

33. Oberflächenakustikwellenvorrichtung mit:
einem piezoelektrischen Substrat (11) aus einem LiNbO₃-Einkristall; und
einem Elektrodenmuster (R₁, R₁′, R₂, R₂′, R₂′′; R_in, R_out), das auf einer Oberfläche des piezoelektrischen Substrats vorgesehen ist und Au als Primärkomponente ent hält;
dadurch gekennzeichnet, daß:
das Elektrodenmuster eine Dicke in einem Bereich des 0,005-0,017fachen einer Wellenlänge einer akustischen Oberflächenwelle hat, die auf der Oberfläche des piezoelek trischen Substrats angeregt wird;
das piezoelektrische Substrat eine von seiner Y- Achse um seine X-Achse hin zu seiner Z-Achse rotierte Orien tierung hat, mit einem Rotationswinkel größer als 66° aber kleiner als etwa 74°.

34. Oberflächenakustikwellenvorrichtung mit:
einem piezoelektrischen Substrat (11) aus einem LiNbO₃-Einkristall; und
einem Elektrodenmuster (R₁, R₁′, R₂, R₂′, R₂′′; R_in, R_out), das auf einer Oberfläche des piezoelektrischen Substrats vorgesehen ist und Cu als Primärkomponente ent hält;
dadurch gekennzeichnet, daß:
das Elektrodenmuster eine Dicke in einem Bereich des 0,012-0,036fachen einer Wellenlänge einer akustischen Oberflächenwelle hat, die auf der Oberfläche des piezoelek trischen Substrats angeregt wird;
das piezoelektrische Substrat eine von seiner Y- Achse um seine X-Achse hin zu seiner Z-Achse rotierte Orien tierung hat, mit einem Rotationswinkel größer als 66° aber kleiner als etwa 74°.