JP2000278087A - 弾性表面波デバイス - Google Patents
弾性表面波デバイスInfo
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- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/02535—Details of surface acoustic wave devices
- H03H9/02543—Characteristics of substrate, e.g. cutting angles
- H03H9/02559—Characteristics of substrate, e.g. cutting angles of lithium niobate or lithium-tantalate substrates
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高いＫ2特性を維持したまま温度特性を改善
できるとともに、小型化に有利なＳＡＷデバイスを提供
する。 【解決手段】 ＳＡＷデバイス５は、ガラス基板１と、
ＬｉＮｂＯ3（ＬＮ）基板２と、電極３とを有してい
る。電極３のピッチをλ、ＬＮ基板２の厚みをＨ、Ｋを
２π／λとしたとき、ＫとＨとの積が１．６以上１．８
以下である。
できるとともに、小型化に有利なＳＡＷデバイスを提供
する。 【解決手段】 ＳＡＷデバイス５は、ガラス基板１と、
ＬｉＮｂＯ3（ＬＮ）基板２と、電極３とを有してい
る。電極３のピッチをλ、ＬＮ基板２の厚みをＨ、Ｋを
２π／λとしたとき、ＫとＨとの積が１．６以上１．８
以下である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、弾性表面波（Surf
ace Acoustic Wave：ＳＡＷ）デバイスに関するもので
ある。
ace Acoustic Wave：ＳＡＷ）デバイスに関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】ＳＡＷデバイスには、ＳＡＷ共振器、ト
ランスバーサル型ＳＡＷフィルタおよび共振器型ＳＡＷ
フィルタなどがあり、それぞれ用途に応じて使い分けら
れている。以下、ＳＡＷデバイスの１つとしてたとえば
ＳＡＷフィルタについて説明する。
ランスバーサル型ＳＡＷフィルタおよび共振器型ＳＡＷ
フィルタなどがあり、それぞれ用途に応じて使い分けら
れている。以下、ＳＡＷデバイスの１つとしてたとえば
ＳＡＷフィルタについて説明する。
【０００３】図６は、ＳＡＷフィルタの構成を概略的に
示す斜視図である。図６を参照して、ＳＡＷフィルタ１
５の基本構造は、圧電基板１２と、その圧電基板１２の
表面上に形成された表面波の励振用および受信用の１対
の櫛型電極１３とを有する４端子構造からなっている。
また、このような電極１３を交差指形電極（interdigit
al electrode）といい、この種の変換素子をＩＤＴ（in
terdigital transducer）という。
示す斜視図である。図６を参照して、ＳＡＷフィルタ１
５の基本構造は、圧電基板１２と、その圧電基板１２の
表面上に形成された表面波の励振用および受信用の１対
の櫛型電極１３とを有する４端子構造からなっている。
また、このような電極１３を交差指形電極（interdigit
al electrode）といい、この種の変換素子をＩＤＴ（in
terdigital transducer）という。
【０００４】一般に、励振用の櫛型電極１３にインパル
ス電圧を印加すると、図７に示すように圧電効果により
隣り合う電極１３間に互いに逆位相の歪みが生じＳＡＷ
が励起される。このＳＡＷが圧電基板１２の表面を伝搬
し、この表面波による歪みで圧電基板１２上に表面電荷
が生じ、受信用の櫛型電極１３で電気信号として取出さ
れる。
ス電圧を印加すると、図７に示すように圧電効果により
隣り合う電極１３間に互いに逆位相の歪みが生じＳＡＷ
が励起される。このＳＡＷが圧電基板１２の表面を伝搬
し、この表面波による歪みで圧電基板１２上に表面電荷
が生じ、受信用の櫛型電極１３で電気信号として取出さ
れる。
【０００５】従来、このようなＳＡＷフィルタ１５など
のＳＡＷデバイスは、図８に示すように圧電基板１２の
表面にそれぞれのデバイスに応じた電極を配置した構造
となっている。ＳＡＷデバイス１５の特性は圧電基板１
２の特性に大きく依存し、圧電基板１２もまた用途に応
じて使い分けられている。表１に代表的な圧電基板１２
の材質と圧電基板１２上を伝搬するＳＡＷの特性とを示
す。
のＳＡＷデバイスは、図８に示すように圧電基板１２の
表面にそれぞれのデバイスに応じた電極を配置した構造
となっている。ＳＡＷデバイス１５の特性は圧電基板１
２の特性に大きく依存し、圧電基板１２もまた用途に応
じて使い分けられている。表１に代表的な圧電基板１２
の材質と圧電基板１２上を伝搬するＳＡＷの特性とを示
す。
【０００６】
【表１】
【０００７】表１より、水晶基板では温度特性が小さく
良好であるが、電気−機械結合係数（Ｋ2）が小さい。
またＬｉＮｂＯ3（ＬＮ）基板には、従来、１２８°Ｙ
−ＸＬＮ基板（オイラー角表示で（０°，３８°，０）
ＬＮ）などが一般的に用いられている。しかし、従来の
ＬＮ基板ではＫ2は大きいが、遅延時間温度係数（Tempe
rature Coefficient of Delaytime：ＴＣＤ）などの温
度特性が悪い。
良好であるが、電気−機械結合係数（Ｋ2）が小さい。
またＬｉＮｂＯ3（ＬＮ）基板には、従来、１２８°Ｙ
−ＸＬＮ基板（オイラー角表示で（０°，３８°，０）
ＬＮ）などが一般的に用いられている。しかし、従来の
ＬＮ基板ではＫ2は大きいが、遅延時間温度係数（Tempe
rature Coefficient of Delaytime：ＴＣＤ）などの温
度特性が悪い。
【０００８】このように各基板はそれぞれ長所と短所を
持っており、デバイスの用途に応じて使い分けられてい
る。近年、ＴＶなどの映像機器および携帯電話などの通
信機器の発達に伴い、それらに用いられるＳＡＷデバイ
スにもまた、これまで以上に優れた特性が要求されてい
る。
持っており、デバイスの用途に応じて使い分けられてい
る。近年、ＴＶなどの映像機器および携帯電話などの通
信機器の発達に伴い、それらに用いられるＳＡＷデバイ
スにもまた、これまで以上に優れた特性が要求されてい
る。
【０００９】なお、表１におけるオイラー角について以
下に図９を用いて説明する。図９を参照して、まずＺ軸
を回転軸としてＸ軸をＹ軸方向にφだけ回転させた軸を
第１軸とする。次に第１軸を回転軸としてＺ軸を反時計
回りにθだけ回転させた軸を第２軸とする。この第２軸
を法線として第１軸を含む面方位でカットし、基板とす
る。上記面方位にカットした基板において、第２軸を回
転軸として第１軸を反時計回りにψだけ回転させた軸を
第３軸とし、この第３軸をＳＡＷ伝搬方向とする。面上
の第３軸と直交する軸を第４軸とする。このようにオイ
ラー角（φ，θ，ψ）が規定される。
下に図９を用いて説明する。図９を参照して、まずＺ軸
を回転軸としてＸ軸をＹ軸方向にφだけ回転させた軸を
第１軸とする。次に第１軸を回転軸としてＺ軸を反時計
回りにθだけ回転させた軸を第２軸とする。この第２軸
を法線として第１軸を含む面方位でカットし、基板とす
る。上記面方位にカットした基板において、第２軸を回
転軸として第１軸を反時計回りにψだけ回転させた軸を
第３軸とし、この第３軸をＳＡＷ伝搬方向とする。面上
の第３軸と直交する軸を第４軸とする。このようにオイ
ラー角（φ，θ，ψ）が規定される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】一般的に圧電基板のＫ
2が大きいほど帯域幅の広いデバイスが設計しやすいと
されている。しかし、大きなＫ2を有するＬＮ基板は、
ＴＣＤが大きいため、低い温度特性が要求されるデバイ
スには不向きである。
2が大きいほど帯域幅の広いデバイスが設計しやすいと
されている。しかし、大きなＫ2を有するＬＮ基板は、
ＴＣＤが大きいため、低い温度特性が要求されるデバイ
スには不向きである。
【００１１】また、ＳＡＷデバイスの中心周波数ｆ
0は、 ｆ0＝Ｖ／λ （Ｖ：ＳＡＷの伝搬速度、λ：ＩＤＴの電極ピッチ（図
６））で決定される。このため、同じ中心周波数ｆ0を
持つデバイスを作製する場合、水晶基板などに比べ速い
伝搬速度Ｖを持つＬＮ基板を用いると、ＩＤＴの電極ピ
ッチλが大きくなり、ＳＡＷデバイス自身も大きくなっ
てしまう。
0は、 ｆ0＝Ｖ／λ （Ｖ：ＳＡＷの伝搬速度、λ：ＩＤＴの電極ピッチ（図
６））で決定される。このため、同じ中心周波数ｆ0を
持つデバイスを作製する場合、水晶基板などに比べ速い
伝搬速度Ｖを持つＬＮ基板を用いると、ＩＤＴの電極ピ
ッチλが大きくなり、ＳＡＷデバイス自身も大きくなっ
てしまう。
【００１２】それゆえ本発明の目的は、高いＫ2特性を
維持したまま温度特性を改善できるとともに、小型化に
有利なＳＡＷデバイスを提供することである。
維持したまま温度特性を改善できるとともに、小型化に
有利なＳＡＷデバイスを提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本願発明者らは、上記目
的に基づいて鋭意検討した結果、電極ピッチλと圧電基
板の厚みＨとを所定範囲に設定することで、高いＫ2お
よび低い温度特性が得られることを見出した。
的に基づいて鋭意検討した結果、電極ピッチλと圧電基
板の厚みＨとを所定範囲に設定することで、高いＫ2お
よび低い温度特性が得られることを見出した。
【００１４】それゆえ、本発明のＳＡＷデバイスは、ガ
ラス基板と、ガラス基板上に形成されたＬＮを含む圧電
基板と、圧電基板上に形成された電極とを備え、電極の
ピッチをλ、圧電基板の厚みをＨ、Ｋを２π／λとした
とき、ＫとＨとの積（ＫＨ）が１．６以上１．８以下で
ある。
ラス基板と、ガラス基板上に形成されたＬＮを含む圧電
基板と、圧電基板上に形成された電極とを備え、電極の
ピッチをλ、圧電基板の厚みをＨ、Ｋを２π／λとした
とき、ＫとＨとの積（ＫＨ）が１．６以上１．８以下で
ある。
【００１５】圧電基板の厚みＨおよび電極ピッチλによ
って電界分布が異なる。ここで、ＫＨを１．６以上１．
８以下とすることにより、電界分布を圧電基板に集中す
るように調整できる。このため、ＳＡＷを効率的に励振
できるようになり、それによりＫ2が改善される。
って電界分布が異なる。ここで、ＫＨを１．６以上１．
８以下とすることにより、電界分布を圧電基板に集中す
るように調整できる。このため、ＳＡＷを効率的に励振
できるようになり、それによりＫ2が改善される。
【００１６】ここでＫＨを１．６以上１．８以下とした
のは、１．６未満ではＫ2が５．０％未満となり、１．
８を超えるとＴＣＤおよび音速（伝搬速度）の温度係数
（ＴＣＶ）が急激に上昇するからである。
のは、１．６未満ではＫ2が５．０％未満となり、１．
８を超えるとＴＣＤおよび音速（伝搬速度）の温度係数
（ＴＣＶ）が急激に上昇するからである。
【００１７】またガラス基板のＴＣＤおよびＴＣＶは、
ＬＮを含む圧電基板のＴＣＤおよびＴＣＶと異符号の特
性を持つ。たとえばＴＣＶの場合、ＬＮを含む圧電基板
は＋の係数を持つが、ガラス基板は−の係数を持つ。こ
のため、これらの基板を接合することにより、互いのＴ
ＣＤ、ＴＣＶを各々キャンセルすることができ、それに
より温度特性を改善することができる。
ＬＮを含む圧電基板のＴＣＤおよびＴＣＶと異符号の特
性を持つ。たとえばＴＣＶの場合、ＬＮを含む圧電基板
は＋の係数を持つが、ガラス基板は−の係数を持つ。こ
のため、これらの基板を接合することにより、互いのＴ
ＣＤ、ＴＣＶを各々キャンセルすることができ、それに
より温度特性を改善することができる。
【００１８】またガラス基板は、ＬＮを含む圧電基板に
比べて音速の遅い材料である。このため、ガラス基板と
圧電基板とを組合せることにより、圧電基板はガラス基
板の影響を受けるため、ＳＡＷの音速を遅くすることが
できる。たとえば、圧電基板が薄いほどガラス基板の影
響が強くなり、ＳＡＷの音速は遅くなる。また圧電基板
の厚さを厚くしていくと、ＳＡＷの音速は圧電基板の音
速に収束していく。
比べて音速の遅い材料である。このため、ガラス基板と
圧電基板とを組合せることにより、圧電基板はガラス基
板の影響を受けるため、ＳＡＷの音速を遅くすることが
できる。たとえば、圧電基板が薄いほどガラス基板の影
響が強くなり、ＳＡＷの音速は遅くなる。また圧電基板
の厚さを厚くしていくと、ＳＡＷの音速は圧電基板の音
速に収束していく。
【００１９】このようにガラス基板と圧電基板とを接合
することにより、それらの各厚みを調整することでＳＡ
Ｗの音速を低速化するよう調整することができる。これ
により、ＩＤＴの電極ピッチλを小さくできるため、Ｓ
ＡＷデバイス自身の小型化を図ることができる。
することにより、それらの各厚みを調整することでＳＡ
Ｗの音速を低速化するよう調整することができる。これ
により、ＩＤＴの電極ピッチλを小さくできるため、Ｓ
ＡＷデバイス自身の小型化を図ることができる。
【００２０】また本願発明者らは、鋭意検討した結果、
オイラー角を所定範囲に設定すれば、高いＫ2および低
い温度特性が得られることを見出した。
オイラー角を所定範囲に設定すれば、高いＫ2および低
い温度特性が得られることを見出した。
【００２１】それゆえ、上記のＳＡＷデバイスにおいて
好ましくは、ＬＮがオイラー角表示で（０°，４０°〜
６０°，０°〜５°）である。
好ましくは、ＬＮがオイラー角表示で（０°，４０°〜
６０°，０°〜５°）である。
【００２２】これにより、従来例である１２８°Ｙ−Ｘ
ＬＮ基板と同程度の高いＫ2を有し、さらに１２８°
Ｙ−Ｘ ＬＮ基板よりも低い温度特性を有し、かつ遅い
伝搬速度を持つＳＡＷデバイス基板が得られる。
ＬＮ基板と同程度の高いＫ2を有し、さらに１２８°
Ｙ−Ｘ ＬＮ基板よりも低い温度特性を有し、かつ遅い
伝搬速度を持つＳＡＷデバイス基板が得られる。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図に基づいて説明する。
て図に基づいて説明する。
【００２４】図１は、本発明の一実施の形態におけるＳ
ＡＷデバイスの構成を示す概略断面図である。図１を参
照して、ＳＡＷデバイス５は、ガラス基板１と、圧電基
板２と、電極３とを有している。圧電基板２は、ガラス
基板１上に形成され、かつＬＮよりなっている。また圧
電基板２上にはデバイスに応じた配置を有する電極３が
形成されている。
ＡＷデバイスの構成を示す概略断面図である。図１を参
照して、ＳＡＷデバイス５は、ガラス基板１と、圧電基
板２と、電極３とを有している。圧電基板２は、ガラス
基板１上に形成され、かつＬＮよりなっている。また圧
電基板２上にはデバイスに応じた配置を有する電極３が
形成されている。
【００２５】このようなＳＡＷデバイス５は、ガラス基
板１の表面にＬＮ基板２を接合、あるいはガラス基板１
の表面にＬＮ薄膜２を形成した後に、ＬＮ基板（薄膜）
２上に電極３を成膜・パターニングすることにより得ら
れる。
板１の表面にＬＮ基板２を接合、あるいはガラス基板１
の表面にＬＮ薄膜２を形成した後に、ＬＮ基板（薄膜）
２上に電極３を成膜・パターニングすることにより得ら
れる。
【００２６】ガラス基板１の材質としては、たとえば石
英ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、
ソーダ石灰ガラス、鉛ケイ酸ガラスなどが用いられ得
る。またＬＮ基板２と組合せる基板はガラス基板に限定
されず、ＬＮよりも音速の遅い材料でかつＬＮのＴＣＤ
およびＴＣＶと異符号の特性を持つ材料であればよい。
英ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、
ソーダ石灰ガラス、鉛ケイ酸ガラスなどが用いられ得
る。またＬＮ基板２と組合せる基板はガラス基板に限定
されず、ＬＮよりも音速の遅い材料でかつＬＮのＴＣＤ
およびＴＣＶと異符号の特性を持つ材料であればよい。
【００２７】また、圧電基板２の材質は、ＬＮのみから
なっていてもよく、また一部にＬＮを含んでもよい。電
極３の材質としては、たとえばアルミニウムなどが用い
られ得るが、これに限定されるものではない。
なっていてもよく、また一部にＬＮを含んでもよい。電
極３の材質としては、たとえばアルミニウムなどが用い
られ得るが、これに限定されるものではない。
【００２８】また圧電基板２の厚みをＨとし、電極３の
ピッチをλとし、Ｋを２π／λとしたとき、ＫＨが１．
６以上１．８以下となる。
ピッチをλとし、Ｋを２π／λとしたとき、ＫＨが１．
６以上１．８以下となる。
【００２９】また圧電基板２のＬＮが、オイラー角表示
で（０°，４０°〜６０°，０°〜５°）となることが
好ましい。
で（０°，４０°〜６０°，０°〜５°）となることが
好ましい。
【００３０】本実施の形態では、ＬＮ基板２の厚みＨお
よび電極ピッチλによって電界分布が異なる。このた
め、ＫＨを１．６以上１．８以下とすることにより、電
界分布をＬＮ基板２に集中するように調整することがで
きる。よって、ＳＡＷを効果的に励振できるようにな
り、Ｋ2が改善される。
よび電極ピッチλによって電界分布が異なる。このた
め、ＫＨを１．６以上１．８以下とすることにより、電
界分布をＬＮ基板２に集中するように調整することがで
きる。よって、ＳＡＷを効果的に励振できるようにな
り、Ｋ2が改善される。
【００３１】ここでＫＨを１．６以上１．８以下とした
のは、１．６未満ではＫ2が５．０％未満となり、１．
８を超えるとＴＣＤおよびＴＣＶが急激に上昇するから
である。
のは、１．６未満ではＫ2が５．０％未満となり、１．
８を超えるとＴＣＤおよびＴＣＶが急激に上昇するから
である。
【００３２】またガラス基板１とＬＮ基板２とを組合せ
たことにより、ＴＣＤ、ＴＣＶを改善することができ
る。つまり、ガラス基板１のＴＣＤ、ＴＣＶがＬＮ基板
２のＴＣＤ、ＴＣＶと異符号の特性を持つため（たとえ
ばＴＣＶの場合、ＬＮ基板２は＋の係数を持つが、ガラ
ス基板１は−の係数を持つ）、これらの基板１、２を接
合することにより、互いのＴＣＤ、ＴＣＶをキャンセル
することができる。これにより、低い温度特性を得るこ
とができる。
たことにより、ＴＣＤ、ＴＣＶを改善することができ
る。つまり、ガラス基板１のＴＣＤ、ＴＣＶがＬＮ基板
２のＴＣＤ、ＴＣＶと異符号の特性を持つため（たとえ
ばＴＣＶの場合、ＬＮ基板２は＋の係数を持つが、ガラ
ス基板１は−の係数を持つ）、これらの基板１、２を接
合することにより、互いのＴＣＤ、ＴＣＶをキャンセル
することができる。これにより、低い温度特性を得るこ
とができる。
【００３３】またガラス基板１は、ＬＮ基板２よりも音
速の遅い材料である。このため、ガラス基板１をＬＮ基
板２と組合せることによりＬＮ基板２がガラス基板１の
影響を受けるため、ＳＡＷの音速を遅くすることができ
る。よって、電極ピッチλを小さくでき、ＳＡＷデバイ
ス自身を小型化することができる。
速の遅い材料である。このため、ガラス基板１をＬＮ基
板２と組合せることによりＬＮ基板２がガラス基板１の
影響を受けるため、ＳＡＷの音速を遅くすることができ
る。よって、電極ピッチλを小さくでき、ＳＡＷデバイ
ス自身を小型化することができる。
【００３４】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。
【００３５】図１においてオイラー角が（０°，θ，
ψ）のＬＮ／ガラス構造基板において、Ｋ2が１２８°
Ｙ−Ｘ ＬＮ基板と同じ５．２％になるときのＫＨの値
を計算した。その結果を図２に示す。計算したＫＨの範
囲は、０≦ＫＨ≦３．０とした。ＫＨがこの計算範囲で
５．２％にならない方位については図２中白で表わし
た。
ψ）のＬＮ／ガラス構造基板において、Ｋ2が１２８°
Ｙ−Ｘ ＬＮ基板と同じ５．２％になるときのＫＨの値
を計算した。その結果を図２に示す。計算したＫＨの範
囲は、０≦ＫＨ≦３．０とした。ＫＨがこの計算範囲で
５．２％にならない方位については図２中白で表わし
た。
【００３６】また、図２で示したＫＨの値、つまりＫ2
が５．２％となるＫＨの値における伝搬速度およびＴＣ
Ｄの計算結果をそれぞれ図３および図４に示す。計算に
用いたガラスの定数は、一般的に電子材料用として用い
られているガラス定数とした。その計算に用いたガラス
の材料定数を表２に示す。
が５．２％となるＫＨの値における伝搬速度およびＴＣ
Ｄの計算結果をそれぞれ図３および図４に示す。計算に
用いたガラスの定数は、一般的に電子材料用として用い
られているガラス定数とした。その計算に用いたガラス
の材料定数を表２に示す。
【００３７】
【表２】
【００３８】図２〜図４より、広い範囲において１２８
°Ｙ−Ｘ ＬＮ基板に比べ、温度特性が良好で、遅い伝
搬特性を持つオイラー角の範囲のあることが判明した。
特に、（０°，４０°〜６０°，０°〜５°）のＬＮで
は、ＴＣＤの値が約３７ｐｐｍ／℃であり、１２８°Ｙ
−Ｘ ＬＮ基板に比べ、およそ半分の値であった。また
伝搬速度も約３０５０ｍ／ｓと、１２８°Ｙ−Ｘ ＬＮ
基板に比べ２割程度遅くなっていた。そして、そのとき
のＫＨの値は約１．７であった。
°Ｙ−Ｘ ＬＮ基板に比べ、温度特性が良好で、遅い伝
搬特性を持つオイラー角の範囲のあることが判明した。
特に、（０°，４０°〜６０°，０°〜５°）のＬＮで
は、ＴＣＤの値が約３７ｐｐｍ／℃であり、１２８°Ｙ
−Ｘ ＬＮ基板に比べ、およそ半分の値であった。また
伝搬速度も約３０５０ｍ／ｓと、１２８°Ｙ−Ｘ ＬＮ
基板に比べ２割程度遅くなっていた。そして、そのとき
のＫＨの値は約１．７であった。
【００３９】上記と同様にφ＝１０°、２０°、３０°
の場合についても計算したが、その結果では、図２〜図
４に示す（０°，４０°〜６０°，０°〜５°）よりも
優れた方位（良好な低温度特性、遅い伝搬速度）は見当
たらなかった。
の場合についても計算したが、その結果では、図２〜図
４に示す（０°，４０°〜６０°，０°〜５°）よりも
優れた方位（良好な低温度特性、遅い伝搬速度）は見当
たらなかった。
【００４０】以上より、オイラー角が（０°，４０°〜
６０°，０°〜５°）のＬＮ、特にＫＨ＝１．７のＬＮ
をガラス基板１表面に形成した基板を用いることによっ
て、従来基板である１２８°Ｙ−Ｘ ＬＮ基板を用いた
ＳＡＷデバイスよりも温度特性に優れ、かつ小型化に有
利なＳＡＷフィルタの作製が可能となることが判明し
た。
６０°，０°〜５°）のＬＮ、特にＫＨ＝１．７のＬＮ
をガラス基板１表面に形成した基板を用いることによっ
て、従来基板である１２８°Ｙ−Ｘ ＬＮ基板を用いた
ＳＡＷデバイスよりも温度特性に優れ、かつ小型化に有
利なＳＡＷフィルタの作製が可能となることが判明し
た。
【００４１】また、ＫＨが１．６以上１．８以下の範囲
内であれば、ＫＨが１．７のときとほぼ同等の結果が得
られることもわかった。
内であれば、ＫＨが１．７のときとほぼ同等の結果が得
られることもわかった。
【００４２】なお、上記の計算は、ＬＮ結晶性の対称性
から、０°≦φ≦３０°、０°≦θ≦１８０°、０°≦
ψ≦１８０°の範囲のみ行なった。
から、０°≦φ≦３０°、０°≦θ≦１８０°、０°≦
ψ≦１８０°の範囲のみ行なった。
【００４３】また、オイラー角（０°，５０°，０°）
でのＫＨとＫ2との関係およびＫＨとＴＣＤとの関係に
ついて調べた。その結果を図１０と図１１とに示す。こ
の結果より、ＫＨが１．６未満ではＫ2が５．０％より
低くなり、ＫＨが１．８を超えるとＴＣＤが急激に上昇
することがわかる。なお、ＫＨが１．８を超えるとＴＣ
Ｖも急激に上昇した。
でのＫＨとＫ2との関係およびＫＨとＴＣＤとの関係に
ついて調べた。その結果を図１０と図１１とに示す。こ
の結果より、ＫＨが１．６未満ではＫ2が５．０％より
低くなり、ＫＨが１．８を超えるとＴＣＤが急激に上昇
することがわかる。なお、ＫＨが１．８を超えるとＴＣ
Ｖも急激に上昇した。
【００４４】次に、上記で優れた特性の得られたＬＮ／
ガラス基板を用いてＳＡＷフィルタを製造する場合の実
施例について説明する。
ガラス基板を用いてＳＡＷフィルタを製造する場合の実
施例について説明する。
【００４５】図１を参照して、表２に示した材料定数を
持つガラス基板１と厚み２３μｍの（０°，５０°，０
°）ＬＮ基板２とを直接接合技術を用いて積層し、ＬＮ
基板２の表面に電極３を形成した。ここで、直接接合と
は、接着層を介さず基板同士を直接接合する技術であ
る。具体的には、研磨、洗浄したガラス基板１とＬＮ基
板２とをアンモニア系水溶液により親水化処理し、その
後、基板１、２同士を重ね合わせ水素結合によって接合
した。
持つガラス基板１と厚み２３μｍの（０°，５０°，０
°）ＬＮ基板２とを直接接合技術を用いて積層し、ＬＮ
基板２の表面に電極３を形成した。ここで、直接接合と
は、接着層を介さず基板同士を直接接合する技術であ
る。具体的には、研磨、洗浄したガラス基板１とＬＮ基
板２とをアンモニア系水溶液により親水化処理し、その
後、基板１、２同士を重ね合わせ水素結合によって接合
した。
【００４６】本実施例では、接合強度を得るために接合
後、熱処理を行なった。このＬＮ／ガラス構造の基板上
にスパッタによってアルミニウム膜を１０００Å成膜
し、フォトリソグラフィによって電極３のパターニング
を行なった。
後、熱処理を行なった。このＬＮ／ガラス構造の基板上
にスパッタによってアルミニウム膜を１０００Å成膜
し、フォトリソグラフィによって電極３のパターニング
を行なった。
【００４７】従来の１２８°Ｙ−Ｘ ＬＮ基板と本発明
のＬＮ／ガラス基板との上に同じパラメータで設計され
た電極を形成したＳＡＷフィルタの周波数特性を調べ
た。その結果を図５に示す。ここで、電極ピッチλはＫ
Ｈ＝１．７となるように８５μｍとした。
のＬＮ／ガラス基板との上に同じパラメータで設計され
た電極を形成したＳＡＷフィルタの周波数特性を調べ
た。その結果を図５に示す。ここで、電極ピッチλはＫ
Ｈ＝１．７となるように８５μｍとした。
【００４８】図５を参照して、本発明のＬＮ／ガラス基
板を用いたＳＡＷフィルタの周波数特性４と従来の１２
８°Ｙ−Ｘ ＬＮ基板を用いたＳＡＷフィルタの周波数
特性５とを比べてみると、共振周波数が大きく異なるこ
とがわかる。これは、本発明のＳＡＷフィルタの伝搬速
度が従来のＳＡＷフィルタに比べ遅いことが原因であ
る。本発明のＳＡＷフィルタを従来のＳＡＷフィルタと
同じ周波数帯にするためには、電極ピッチλを小さくす
る必要がある。その分、本発明のＳＡＷフィルタの小型
化が可能になる。また、通過帯域内特性を比較すると、
挿入損失および通過帯域幅ともに遜色なく、本発明のＳ
ＡＷフィルタは従来のＳＡＷフィルタと同程度のＫ2を
有していることがわかる。
板を用いたＳＡＷフィルタの周波数特性４と従来の１２
８°Ｙ−Ｘ ＬＮ基板を用いたＳＡＷフィルタの周波数
特性５とを比べてみると、共振周波数が大きく異なるこ
とがわかる。これは、本発明のＳＡＷフィルタの伝搬速
度が従来のＳＡＷフィルタに比べ遅いことが原因であ
る。本発明のＳＡＷフィルタを従来のＳＡＷフィルタと
同じ周波数帯にするためには、電極ピッチλを小さくす
る必要がある。その分、本発明のＳＡＷフィルタの小型
化が可能になる。また、通過帯域内特性を比較すると、
挿入損失および通過帯域幅ともに遜色なく、本発明のＳ
ＡＷフィルタは従来のＳＡＷフィルタと同程度のＫ2を
有していることがわかる。
【００４９】今回開示された実施の形態および実施例は
すべての点で例示であって制限的なものではないと考え
られるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではな
くて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と
均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれるこ
とが意図される。
すべての点で例示であって制限的なものではないと考え
られるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではな
くて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と
均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれるこ
とが意図される。
【００５０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の弾性表面
波デバイスでは、ＫＨを１．６以上１．８以下としたた
め、電界分布を圧電基板に集中するように調整できる。
これによってＳＡＷを効率的に励振できるようになり、
それによりＫ2が改善される。
波デバイスでは、ＫＨを１．６以上１．８以下としたた
め、電界分布を圧電基板に集中するように調整できる。
これによってＳＡＷを効率的に励振できるようになり、
それによりＫ2が改善される。
【００５１】またガラス基板と圧電基板とを接合するこ
とにより、互いのＴＣＤ、ＴＣＶを各々キャンセルする
ことができ、それにより温度特性が改善される。
とにより、互いのＴＣＤ、ＴＣＶを各々キャンセルする
ことができ、それにより温度特性が改善される。
【００５２】またガラス基板と圧電基板とを接合するこ
とにより、それらの各膜厚を調整することで弾性表面波
の音速を低速化するよう調整することができる。これに
より、ＩＤＴの電極ピッチλを小さくできるため、ＳＡ
Ｗデバイス自身の小型化を図ることができる。
とにより、それらの各膜厚を調整することで弾性表面波
の音速を低速化するよう調整することができる。これに
より、ＩＤＴの電極ピッチλを小さくできるため、ＳＡ
Ｗデバイス自身の小型化を図ることができる。
【図１】本発明の一実施の形態におけるＳＡＷデバイス
の構成を示す概略断面図である。
の構成を示す概略断面図である。
【図２】（０°，θ，ψ）ＬＮ／ガラス構造基板のＫ2
が５．２％となるＫＨの値を示す図である。
が５．２％となるＫＨの値を示す図である。
【図３】図２で示したＫＨにおける（０°，θ，ψ）Ｌ
Ｎ／ガラス構造基板の伝搬速度を示す図である。
Ｎ／ガラス構造基板の伝搬速度を示す図である。
【図４】図２で示したＫＨにおける（０°，θ，ψ）Ｌ
Ｎ／ガラス構造基板のＴＣＤを示す図である。
Ｎ／ガラス構造基板のＴＣＤを示す図である。
【図５】１２８°Ｙ−Ｘ ＬＮ基板と本発明のＬＮ／ガ
ラスを用いたＳＡＷフィルタの周波数特性を比較して示
す図である。
ラスを用いたＳＡＷフィルタの周波数特性を比較して示
す図である。
【図６】一般的なＳＡＷフィルタの構成を示す斜視図で
ある。
ある。
【図７】図６に示すＳＡＷフィルタの動作を説明するた
めの図である。
めの図である。
【図８】従来のＳＡＷデバイスの構成を概略的に示す断
面図である。
面図である。
【図９】オイラー角を説明するための図である。
【図１０】ＫＨとＫ2との関係を示す図である。
【図１１】ＫＨとＴＣＤとの関係を示す図である。
１ ガラス基板 ２ 圧電基板（ＬｉＮｂＯ3） ３ 電極
Claims (2)
- 【請求項１】 ガラス基板と、前記ガラス基板上に形成
されたＬｉＮｂＯ3を含む圧電基板と、前記圧電基板上
に形成された電極とを備え、 前記電極のピッチをλとし、前記圧電基板の厚みをＨと
し、Ｋを２π／λとしたとき、ＫとＨとの積が１．６以
上１．８以下であることを特徴とする、弾性表面波デバ
イス。 - 【請求項２】 前記ＬｉＮｂＯ3がオイラー角表示で
（０°，４０°〜６０°，０°〜５°）であることを特
徴とする、請求項１に記載の弾性表面波デバイス。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08162599A JP3485832B2 (ja) | 1999-03-25 | 1999-03-25 | 弾性表面波デバイス |
| US09/533,671 US6310425B1 (en) | 1999-03-25 | 2000-03-23 | Surface acoustic wave device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08162599A JP3485832B2 (ja) | 1999-03-25 | 1999-03-25 | 弾性表面波デバイス |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000278087A true JP2000278087A (ja) | 2000-10-06 |
| JP3485832B2 JP3485832B2 (ja) | 2004-01-13 |
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ID=13751523
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08162599A Expired - Fee Related JP3485832B2 (ja) | 1999-03-25 | 1999-03-25 | 弾性表面波デバイス |
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| Country | Link |
|---|---|
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| JP (1) | JP3485832B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018097016A1 (ja) * | 2016-11-25 | 2018-05-31 | 国立大学法人東北大学 | 弾性波デバイス |
Families Citing this family (11)
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|---|---|---|---|---|
| JP3196678B2 (ja) * | 1997-02-07 | 2001-08-06 | 株式会社村田製作所 | 表面波装置 |
| US6426583B1 (en) * | 1999-06-14 | 2002-07-30 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Surface acoustic wave element, method for producing the same and surface acoustic wave device using the same |
| US6972508B2 (en) * | 2000-04-28 | 2005-12-06 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Surface acoustic wave device |
| EP1239588A2 (en) * | 2001-03-04 | 2002-09-11 | Kazuhiko Yamanouchi | Surface acoustic wave substrate and surface acoustic wave functional element |
| US6717327B2 (en) * | 2001-04-23 | 2004-04-06 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Surface acoustic wave device |
| US20050135759A1 (en) * | 2003-12-22 | 2005-06-23 | Xingwu Wang | Optical fiber assembly |
| US7109635B1 (en) * | 2003-06-11 | 2006-09-19 | Sawtek, Inc. | Wafer level packaging of materials with different coefficients of thermal expansion |
| US7230512B1 (en) | 2003-08-19 | 2007-06-12 | Triquint, Inc. | Wafer-level surface acoustic wave filter package with temperature-compensating characteristics |
| JP4148225B2 (ja) * | 2004-06-09 | 2008-09-10 | セイコーエプソン株式会社 | 弾性表面波装置の周波数調整方法、弾性表面波装置および電子機器 |
| CN100576741C (zh) * | 2005-12-28 | 2009-12-30 | 无锡市好达电子有限公司 | 声表面波器件中心频率的调整方法 |
| JP4975377B2 (ja) * | 2006-06-06 | 2012-07-11 | 太陽誘電株式会社 | 弾性境界波素子、共振器およびフィルタ |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06326553A (ja) * | 1993-03-15 | 1994-11-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 表面弾性波素子 |
| JPH0865088A (ja) * | 1994-06-16 | 1996-03-08 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 表面弾性波素子 |
| JPH09130192A (ja) * | 1995-09-01 | 1997-05-16 | Murata Mfg Co Ltd | 表面波装置 |
| JPH09162697A (ja) * | 1995-12-05 | 1997-06-20 | Fuji Electric Co Ltd | 弾性表面波コンボルバ |
| JPH1155070A (ja) * | 1997-06-02 | 1999-02-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 弾性表面波素子とその製造方法 |
| JPH11122073A (ja) * | 1997-10-17 | 1999-04-30 | Kazuhiko Yamanouchi | 弾性表面波素子 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3965444A (en) * | 1975-01-03 | 1976-06-22 | Raytheon Company | Temperature compensated surface acoustic wave devices |
| JPH07283682A (ja) * | 1994-04-13 | 1995-10-27 | Murata Mfg Co Ltd | 弾性表面波共振子フィルタ |
| JP3358688B2 (ja) * | 1995-04-10 | 2002-12-24 | 三洋電機株式会社 | 弾性表面波素子 |
| US5719538A (en) * | 1995-09-01 | 1998-02-17 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Surface acoustic wave device having negative temperature coefficient of decay |
| US6025636A (en) * | 1996-02-09 | 2000-02-15 | Sumitomo Electric Industries Ltd. | Surface acoustic wave device incorporating single crystal LiNbO3 |
| US5760524A (en) * | 1996-09-03 | 1998-06-02 | Motorola, Inc. | SAW device and method for forming same |
-
1999
- 1999-03-25 JP JP08162599A patent/JP3485832B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-03-23 US US09/533,671 patent/US6310425B1/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06326553A (ja) * | 1993-03-15 | 1994-11-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 表面弾性波素子 |
| JPH0865088A (ja) * | 1994-06-16 | 1996-03-08 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 表面弾性波素子 |
| JPH09130192A (ja) * | 1995-09-01 | 1997-05-16 | Murata Mfg Co Ltd | 表面波装置 |
| JPH09162697A (ja) * | 1995-12-05 | 1997-06-20 | Fuji Electric Co Ltd | 弾性表面波コンボルバ |
| JPH1155070A (ja) * | 1997-06-02 | 1999-02-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 弾性表面波素子とその製造方法 |
| JPH11122073A (ja) * | 1997-10-17 | 1999-04-30 | Kazuhiko Yamanouchi | 弾性表面波素子 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018097016A1 (ja) * | 2016-11-25 | 2018-05-31 | 国立大学法人東北大学 | 弾性波デバイス |
| JPWO2018097016A1 (ja) * | 2016-11-25 | 2019-10-17 | 国立大学法人東北大学 | 弾性波デバイス |
| US11258427B2 (en) | 2016-11-25 | 2022-02-22 | Tohoku University | Acoustic wave devices |
| GB2572099B (en) * | 2016-11-25 | 2022-03-23 | Univ Tohoku | Acoustic wave devices |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3485832B2 (ja) | 2004-01-13 |
| US6310425B1 (en) | 2001-10-30 |
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