JP2001044786A - 弾性表面波装置 - Google Patents
弾性表面波装置Info
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- JP2001044786A JP2001044786A JP11217038A JP21703899A JP2001044786A JP 2001044786 A JP2001044786 A JP 2001044786A JP 11217038 A JP11217038 A JP 11217038A JP 21703899 A JP21703899 A JP 21703899A JP 2001044786 A JP2001044786 A JP 2001044786A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 小型化が可能で優れた特性を有する弾性表面
波装置を提供すること。 【解決手段】 ナチュラル一方向性変換器（以下、ＮＳ
ＰＵＤＴともいう）動作を有するＬａ3 Ｇａ5.5 Ｎｂ
0.5 Ｏ14（ＬＧＮ）単結晶の基板１上に、送信電極２１
ａと受信電極２１ｂ間の弾性表面波の伝搬方向が平行で
あり、且つ重なり合わないよう近接させて配置し、送信
電極２１ａからの送信信号を方向性結合器６を介して反
射器３ａ，３ｂで反射させ受信電極２１ｂへ入射させる
電極構造とした弾性表面波装置とする。
波装置を提供すること。 【解決手段】 ナチュラル一方向性変換器（以下、ＮＳ
ＰＵＤＴともいう）動作を有するＬａ3 Ｇａ5.5 Ｎｂ
0.5 Ｏ14（ＬＧＮ）単結晶の基板１上に、送信電極２１
ａと受信電極２１ｂ間の弾性表面波の伝搬方向が平行で
あり、且つ重なり合わないよう近接させて配置し、送信
電極２１ａからの送信信号を方向性結合器６を介して反
射器３ａ，３ｂで反射させ受信電極２１ｂへ入射させる
電極構造とした弾性表面波装置とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ナチュラル単相形
一方向性変換器（Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｉｎｇｌｅ−Ｐｈ
ａｓｅ Ｕｎｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ Ｔｒａｎｓｄ
ｕｃｅｒ：ＮＳＰＵＤＴ）特性を利用した弾性表面波装
置に関し、特にランガサイト構造を有し、少なくともラ
ンタン，ガリウム，ニオブ元素を含有する酸化物単結晶
を基板材料として用いた弾性表面波装置に関する。
一方向性変換器（Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｉｎｇｌｅ−Ｐｈ
ａｓｅ Ｕｎｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ Ｔｒａｎｓｄ
ｕｃｅｒ：ＮＳＰＵＤＴ）特性を利用した弾性表面波装
置に関し、特にランガサイト構造を有し、少なくともラ
ンタン，ガリウム，ニオブ元素を含有する酸化物単結晶
を基板材料として用いた弾性表面波装置に関する。
【０００２】
【従来の技術とその課題】従来、例えば弾性表面波装置
を実現するためには、電気機械結合係数（ｋ2 ）が大き
く、パワーフロー角（ＰＦＡ）が小さく、温度特性（Ｔ
ＣＤ）が零に近いなどの特性が要求される。さらに、近
年の電子機器の傾向として小型軽量化、省電力化が望ま
れ弾性表面波装置においてもそのような要求は強くなっ
ている。
を実現するためには、電気機械結合係数（ｋ2 ）が大き
く、パワーフロー角（ＰＦＡ）が小さく、温度特性（Ｔ
ＣＤ）が零に近いなどの特性が要求される。さらに、近
年の電子機器の傾向として小型軽量化、省電力化が望ま
れ弾性表面波装置においてもそのような要求は強くなっ
ている。
【０００３】弾性表面波装置の一つの例として、圧電基
板上に単相信号源の位相が１８０°異なる２端子に、そ
れぞれ接続される櫛歯状に組み合わせた送信及び受信変
換器とを配置し、特定の周波数帯域の信号のみを選択的
に取出す送受信型弾性表面波装置が広く実用化されてい
る。
板上に単相信号源の位相が１８０°異なる２端子に、そ
れぞれ接続される櫛歯状に組み合わせた送信及び受信変
換器とを配置し、特定の周波数帯域の信号のみを選択的
に取出す送受信型弾性表面波装置が広く実用化されてい
る。
【０００４】このような弾性表面波装置においては、挿
入損失を低く抑えるとともに帯域内でのリップルや帯域
外のスプリアスを小さく抑えることが必要である。通常
の励振電極は波長λに対し、電極指の幅がλ／４となる
構造を用いるが、この電極構造は電極より励振する弾性
波の進行方向は両方向性となるため、理論的な最小損失
が６ｄＢとなり、挿入損失を低く抑えるには限界があ
る。
入損失を低く抑えるとともに帯域内でのリップルや帯域
外のスプリアスを小さく抑えることが必要である。通常
の励振電極は波長λに対し、電極指の幅がλ／４となる
構造を用いるが、この電極構造は電極より励振する弾性
波の進行方向は両方向性となるため、理論的な最小損失
が６ｄＢとなり、挿入損失を低く抑えるには限界があ
る。
【０００５】一方、このような欠点を解消するために、
浮電極を用いたり、電極膜厚を周期的に変化させたり、
グループ型ＩＤＴを用いるなどで弾性波の進行方向を一
方向に偏らせ、挿入損失を低くすることが可能である。
浮電極を用いたり、電極膜厚を周期的に変化させたり、
グループ型ＩＤＴを用いるなどで弾性波の進行方向を一
方向に偏らせ、挿入損失を低くすることが可能である。
【０００６】しかしながら、これらの電極では波長に対
する電極指幅が通常より小さくなるため、製造が非常に
難しく、また、重み付けなどの設計が極めて困難なため
必要な周波数特性が得にくいといった欠点がある。この
ほか、弾性表面波装置の性能には低挿入損失であること
に加え、位相特性の平坦化や通過帯域内のリップル、帯
域外のスプリアス抑制といった周波数特性の改善も要求
される。
する電極指幅が通常より小さくなるため、製造が非常に
難しく、また、重み付けなどの設計が極めて困難なため
必要な周波数特性が得にくいといった欠点がある。この
ほか、弾性表面波装置の性能には低挿入損失であること
に加え、位相特性の平坦化や通過帯域内のリップル、帯
域外のスプリアス抑制といった周波数特性の改善も要求
される。
【０００７】このような欠点を解消する手段の一つとし
て、圧電性基板自体の異方性によって電極指幅や電極指
間隙がλ／４の通常電極を用いるにもかかわらず、一方
向特性を発生させることのできるナチュラル単相形一方
向性変換器（ＮＳＰＵＤＴ）動作が提案されている。
て、圧電性基板自体の異方性によって電極指幅や電極指
間隙がλ／４の通常電極を用いるにもかかわらず、一方
向特性を発生させることのできるナチュラル単相形一方
向性変換器（ＮＳＰＵＤＴ）動作が提案されている。
【０００８】このＮＳＰＵＤＴ動作を示す圧電基板に
は、従来より水晶やＬｉＮｂＯ3 、ＬｉＴａＯ3 、Ｌｉ
2 Ｂ4 Ｏ7 が知られている。しかしながら、これら従来
の材料を用いたＮＳＰＵＤＴでは、ｋ2 が小さいこと、
零ＴＣＤがなく、ＰＦＡが零でないことなどの理由から
実用上の制約を受ける欠点がある。
は、従来より水晶やＬｉＮｂＯ3 、ＬｉＴａＯ3 、Ｌｉ
2 Ｂ4 Ｏ7 が知られている。しかしながら、これら従来
の材料を用いたＮＳＰＵＤＴでは、ｋ2 が小さいこと、
零ＴＣＤがなく、ＰＦＡが零でないことなどの理由から
実用上の制約を受ける欠点がある。
【０００９】さらに、上述したように弾性表面波装置の
小型軽量化に対しては、基板における弾性表面波速度Ｖ
ｓａｗが重要であり、遅い方が小型化に有利であるが、
従来の材料の音速は３０００ｍ／ｓ以上と高速であるの
で小型軽量化の面からも問題があった。
小型軽量化に対しては、基板における弾性表面波速度Ｖ
ｓａｗが重要であり、遅い方が小型化に有利であるが、
従来の材料の音速は３０００ｍ／ｓ以上と高速であるの
で小型軽量化の面からも問題があった。
【００１０】そこで近年、水晶並みのＴＣＤと、水晶の
約３倍のｋ2 を有するランガサイト（Ｌａ3 Ｇａ5 Ｓｉ
Ｏ14：ＬＧＳ）が注目され、一方向性を有する報告もあ
る（特開平１０−２５６８７０号公報を参照）。
約３倍のｋ2 を有するランガサイト（Ｌａ3 Ｇａ5 Ｓｉ
Ｏ14：ＬＧＳ）が注目され、一方向性を有する報告もあ
る（特開平１０−２５６８７０号公報を参照）。
【００１１】しかしながら、デジタル大容量通信時代に
要求される広帯域で低損失なフィルターに対し、飛躍的
な小型化が見込めないのが現状であった。
要求される広帯域で低損失なフィルターに対し、飛躍的
な小型化が見込めないのが現状であった。
【００１２】また、方向性結合器を利用した弾性表面波
フィルターの小型化の可能性は、例えば第２８回ＥＭシ
ンポジウム予稿集ｐ１２９−１３３，１９９９などで報
告されているが、損失については改善できていないのが
現状である。
フィルターの小型化の可能性は、例えば第２８回ＥＭシ
ンポジウム予稿集ｐ１２９−１３３，１９９９などで報
告されているが、損失については改善できていないのが
現状である。
【００１３】そこで、本発明はこのような従来の問題点
に鑑み提案されたものであり、小型化が可能で優れた特
性を有する弾性表面波装置を提供することを目的とす
る。
に鑑み提案されたものであり、小型化が可能で優れた特
性を有する弾性表面波装置を提供することを目的とす
る。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の弾性表面波装置は、ナチュラル単相形一
方向性変換器特性を有する圧電基板の一主面上に、送信
電極と受信電極とを並設させて成り、送信電極からの送
信信号を反射器により送信信号の伝播方向とは逆の方向
に反射させ受信電極に入射させることを特徴とする構成
とした。
めに、本発明の弾性表面波装置は、ナチュラル単相形一
方向性変換器特性を有する圧電基板の一主面上に、送信
電極と受信電極とを並設させて成り、送信電極からの送
信信号を反射器により送信信号の伝播方向とは逆の方向
に反射させ受信電極に入射させることを特徴とする構成
とした。
【００１５】そして、特に圧電基板がランガサイト型結
晶構造を有し、少なくともランタン，ガリウム，ニオブ
を含有する酸化物単結晶から成るものとした。
晶構造を有し、少なくともランタン，ガリウム，ニオブ
を含有する酸化物単結晶から成るものとした。
【００１６】具体的には、図１に示すように、ナチュラ
ル一方向性変換器（以下、ＮＳＰＵＤＴともいう）動作
を有するＬａ3 Ｇａ5.5 Ｎｂ0.5 Ｏ14（ＬＧＮ）単結晶
の基板１上に、送信電極２１ａと受信電極２１ｂ間の弾
性表面波の伝搬方向が平行であり、且つ重なり合わない
よう近接させて配置し、送信電極２１ａからの送信信号
を方向性結合器６を介して反射器３ａ，３ｂで反射させ
受信電極２１ｂへ入射させる電極構造とした。なお、図
中４はＮＳＰＵＤＴ方向であり、５は吸音材である。
ル一方向性変換器（以下、ＮＳＰＵＤＴともいう）動作
を有するＬａ3 Ｇａ5.5 Ｎｂ0.5 Ｏ14（ＬＧＮ）単結晶
の基板１上に、送信電極２１ａと受信電極２１ｂ間の弾
性表面波の伝搬方向が平行であり、且つ重なり合わない
よう近接させて配置し、送信電極２１ａからの送信信号
を方向性結合器６を介して反射器３ａ，３ｂで反射させ
受信電極２１ｂへ入射させる電極構造とした。なお、図
中４はＮＳＰＵＤＴ方向であり、５は吸音材である。
【００１７】さらに、このＮＳＰＵＤＴのカット角及び
弾性表面波の伝搬方向は本発明者等が実際に育成したＬ
ＧＮ単結晶の特性値に基づいて行ったコンピュータシミ
ュレーションにより、ＮＳＰＵＤＴ動作、ｋ2 ，ＴＣ
Ｄ、Ｖｓａｗ、ＰＦＡ角等の基本特性値が最適となるカ
ット面、および弾性表面波の伝搬方向を探索し、実際に
作製したＬＧＮの基板上に弾性表面波を発生させる励振
電極を形成した弾性表面波装置の実証において、基板の
カット角，弾性表面波が伝搬する方向を、図２に示す右
手系オイラー角表示（φ，θ，ψ）で、（１）９０°≦
φ＜１００°，１４５°≦θ≦１７０°，１１０°≦ψ
≦１４０°（２）１００°≦φ＜１１０°，１４０°≦
θ≦１６５°，１２０°≦ψ≦１５５°（３）１１０°
≦φ≦１２０°，１２０°≦θ≦１６０°，１３５°≦
ψ≦１７０°とした。
弾性表面波の伝搬方向は本発明者等が実際に育成したＬ
ＧＮ単結晶の特性値に基づいて行ったコンピュータシミ
ュレーションにより、ＮＳＰＵＤＴ動作、ｋ2 ，ＴＣ
Ｄ、Ｖｓａｗ、ＰＦＡ角等の基本特性値が最適となるカ
ット面、および弾性表面波の伝搬方向を探索し、実際に
作製したＬＧＮの基板上に弾性表面波を発生させる励振
電極を形成した弾性表面波装置の実証において、基板の
カット角，弾性表面波が伝搬する方向を、図２に示す右
手系オイラー角表示（φ，θ，ψ）で、（１）９０°≦
φ＜１００°，１４５°≦θ≦１７０°，１１０°≦ψ
≦１４０°（２）１００°≦φ＜１１０°，１４０°≦
θ≦１６５°，１２０°≦ψ≦１５５°（３）１１０°
≦φ≦１２０°，１２０°≦θ≦１６０°，１３５°≦
ψ≦１７０°とした。
【００１８】このように構成とすることにより、小型で
低損失の弾性表面波装置を得ることができる。
低損失の弾性表面波装置を得ることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施形態につい
て図面に基づき詳細に説明する。図１に示すように、送
信電極２１ａで励振した弾性表面波（送信信号）は方向
性結合器６で送信段の反射器３ａ側と受信段の反射器３
ｂ側へ分離する。それぞれの表面波は反射器３ａ，３ｂ
で反射し、再び方向性結合器６で結合して受信電極２１
ｂで受信される。このとき、方向性結合器６の結合長は
送信電極２１ａで励振した表面波のエネルギーが半分に
分離するように調整することで効率よく送受信できるの
で、図３に圧電基板上に形成した送信電極２２ａと受信
電極２２ｂとからなる代表的なトランスバーサル型の弾
性表面波装置の基本構造を示す。図３に示すトランスバ
ーサル型に比べ、長さ方向が大幅に小型化できる。ま
た、反射器で折り返した弾性表面波の送受信の方向にＮ
ＳＰＵＤＴの方向を合わせたので、入出力励振電極とも
電極指幅λ／４の単純な構造で一方向性変換器動作が得
られ、低損失な弾性表面波装置が実現できる。
て図面に基づき詳細に説明する。図１に示すように、送
信電極２１ａで励振した弾性表面波（送信信号）は方向
性結合器６で送信段の反射器３ａ側と受信段の反射器３
ｂ側へ分離する。それぞれの表面波は反射器３ａ，３ｂ
で反射し、再び方向性結合器６で結合して受信電極２１
ｂで受信される。このとき、方向性結合器６の結合長は
送信電極２１ａで励振した表面波のエネルギーが半分に
分離するように調整することで効率よく送受信できるの
で、図３に圧電基板上に形成した送信電極２２ａと受信
電極２２ｂとからなる代表的なトランスバーサル型の弾
性表面波装置の基本構造を示す。図３に示すトランスバ
ーサル型に比べ、長さ方向が大幅に小型化できる。ま
た、反射器で折り返した弾性表面波の送受信の方向にＮ
ＳＰＵＤＴの方向を合わせたので、入出力励振電極とも
電極指幅λ／４の単純な構造で一方向性変換器動作が得
られ、低損失な弾性表面波装置が実現できる。
【００２０】ＬＧＮ単結晶は、高周波加熱方式あるいは
抵抗加熱方式の単結晶育成炉内において、単結晶の原料
（Ｌａ2 Ｏ3 ，Ｇａ2 Ｏ3 ，Ｎｂ2 Ｏ5 の混合物、ある
いはＬａ3 Ｇａ5.5 Ｎｂ0.5 Ｏ14等）を入れた坩堝を所
定温度に加熱することにより、原料を溶融し、この融液
に種子結晶を浸し、この種子結晶を融液に対して所定の
回転数、引き上げ速度で結晶の育成を行う。
抵抗加熱方式の単結晶育成炉内において、単結晶の原料
（Ｌａ2 Ｏ3 ，Ｇａ2 Ｏ3 ，Ｎｂ2 Ｏ5 の混合物、ある
いはＬａ3 Ｇａ5.5 Ｎｂ0.5 Ｏ14等）を入れた坩堝を所
定温度に加熱することにより、原料を溶融し、この融液
に種子結晶を浸し、この種子結晶を融液に対して所定の
回転数、引き上げ速度で結晶の育成を行う。
【００２１】次に、得られた育成単結晶からオイラー角
表示（φ，θ，ψ）で（１）９０°≦φ≦１００°，１
４５°≦θ≦１７０°，１１０°≦ψ≦１４０°（２）
１００°≦φ≦１１０°，１４０°≦θ≦１６５°，１
２０°≦ψ≦１５５°（３）１１０°≦φ≦１２０°，
１２０°≦θ≦１６０°，１３５°≦ψ≦１７０°のカ
ット面および伝搬方向一致するように、例えば図１の弾
性表面波装置を作製する。
表示（φ，θ，ψ）で（１）９０°≦φ≦１００°，１
４５°≦θ≦１７０°，１１０°≦ψ≦１４０°（２）
１００°≦φ≦１１０°，１４０°≦θ≦１６５°，１
２０°≦ψ≦１５５°（３）１１０°≦φ≦１２０°，
１２０°≦θ≦１６０°，１３５°≦ψ≦１７０°のカ
ット面および伝搬方向一致するように、例えば図１の弾
性表面波装置を作製する。
【００２２】ここで、φ，θ，およびψを上記角度に決
定したのは、コンピュータシミュレーションとそれによ
って得られた伝搬方位を試作測定により確認し、上記範
囲の基板面の結晶方位および伝搬方向が、ＮＳＰＵＤＴ
動作を利用した弾性表面波装置として最も良好な基本特
性であったからである。
定したのは、コンピュータシミュレーションとそれによ
って得られた伝搬方位を試作測定により確認し、上記範
囲の基板面の結晶方位および伝搬方向が、ＮＳＰＵＤＴ
動作を利用した弾性表面波装置として最も良好な基本特
性であったからである。
【００２３】このコンピュータシミュレーションの解析
方法は、上記のようにして育成した単結晶の物性値を用
い、さらにＣａｍｂｅｌｌ等の方法（例えば、Ｊ．Ｊ．
Ｃａｍｂｅｌｌ ｅｔ ａｌ：ＩＥＥＥ．Ｔｒａｎｓ．
Ｓｏｎｉｃｓ．Ｕｌｔｒａｓｏｎ．１５（１９６８）２
０９を参照）と１次オーダーの摂動論から計算した。
方法は、上記のようにして育成した単結晶の物性値を用
い、さらにＣａｍｂｅｌｌ等の方法（例えば、Ｊ．Ｊ．
Ｃａｍｂｅｌｌ ｅｔ ａｌ：ＩＥＥＥ．Ｔｒａｎｓ．
Ｓｏｎｉｃｓ．Ｕｌｔｒａｓｏｎ．１５（１９６８）２
０９を参照）と１次オーダーの摂動論から計算した。
【００２４】上記コンピュータシミュレーションの結果
によれば、ｋ2 が大きく、しかも室温におけるＴＣＤも
約０ｐｐｍ／℃、また、ＰＦＡがほぼ０°であり、ＮＳ
ＰＵＤＴ動作の効率的に発生するカット面と弾性表面波
の伝搬方向は、（φ，θ，ψ）で（１）９０°≦φ＜１
００°，１４５°≦θ≦１７０°，１１０°≦ψ≦１４
０°（２）１００°≦φ＜１１０°，１４０°≦θ≦１
６５°，１２０°≦ψ≦１５５°（３）１１０°≦φ≦
１２０°，１２０°≦θ≦１６０°，１３５°≦ψ≦１
７０°であることが判明した。
によれば、ｋ2 が大きく、しかも室温におけるＴＣＤも
約０ｐｐｍ／℃、また、ＰＦＡがほぼ０°であり、ＮＳ
ＰＵＤＴ動作の効率的に発生するカット面と弾性表面波
の伝搬方向は、（φ，θ，ψ）で（１）９０°≦φ＜１
００°，１４５°≦θ≦１７０°，１１０°≦ψ≦１４
０°（２）１００°≦φ＜１１０°，１４０°≦θ≦１
６５°，１２０°≦ψ≦１５５°（３）１１０°≦φ≦
１２０°，１２０°≦θ≦１６０°，１３５°≦ψ≦１
７０°であることが判明した。
【００２５】なお、上記オイラー角表示は、空間群Ｐ３
２１のＬＧＮの対称性や弾性表面波に対する周期性等に
より上記各数値をとりうる。すなわち、例えば（φ，
θ，ψ）は（φ＋１２０，θ，ψ）、（φ＋６０，３６
０−θ，ψ）、（１２０−φ，θ，１８０−ψ）、（６
０−φ，３６０−θ，ψ）と等価であり、同一の特性を
もつ。また、（０，θ，ψ）においては（０，θ，１８
０−ψ）と対称であり、同一の特性をもつ。
２１のＬＧＮの対称性や弾性表面波に対する周期性等に
より上記各数値をとりうる。すなわち、例えば（φ，
θ，ψ）は（φ＋１２０，θ，ψ）、（φ＋６０，３６
０−θ，ψ）、（１２０−φ，θ，１８０−ψ）、（６
０−φ，３６０−θ，ψ）と等価であり、同一の特性を
もつ。また、（０，θ，ψ）においては（０，θ，１８
０−ψ）と対称であり、同一の特性をもつ。
【００２６】そして図１に示すような弾性表面波装置を
試作し、受信振電極２２ｂのアドミタンス特性からｋ2
を測定し、フィルター特性からＶｓａｗとＴＣＤの測定
を行った結果、バンドパスフィルタとして良好な伝搬方
向が上記シミュレーション結果ときわめて整合性のよい
結果が得られ、シミュレーションの妥当性が証明でき
た。
試作し、受信振電極２２ｂのアドミタンス特性からｋ2
を測定し、フィルター特性からＶｓａｗとＴＣＤの測定
を行った結果、バンドパスフィルタとして良好な伝搬方
向が上記シミュレーション結果ときわめて整合性のよい
結果が得られ、シミュレーションの妥当性が証明でき
た。
【００２７】
【実施例】次に、本発明のより具体的な実施例について
説明する。 〔例１〕調和組成比に混合されたＬａ3 Ｇａ5.5 Ｎｂ
0.5 Ｏ14（ＬＧＮ）単結晶の原料２５００ｇを、内径φ
１００ｍｍ、高さ９０ｍｍのＩｒ製坩堝に充填し、高周
波式単結晶育成炉にて、Ａｒ：Ｏ2 ＝９０：１０となる
ように調整した雰囲気ガスを流しながら、上記原料を約
１５００℃で融解した後、この融液面に種子結晶を接触
させて単結晶を成長させた。
説明する。 〔例１〕調和組成比に混合されたＬａ3 Ｇａ5.5 Ｎｂ
0.5 Ｏ14（ＬＧＮ）単結晶の原料２５００ｇを、内径φ
１００ｍｍ、高さ９０ｍｍのＩｒ製坩堝に充填し、高周
波式単結晶育成炉にて、Ａｒ：Ｏ2 ＝９０：１０となる
ように調整した雰囲気ガスを流しながら、上記原料を約
１５００℃で融解した後、この融液面に種子結晶を接触
させて単結晶を成長させた。
【００２８】次に、この育成結晶から上記コンピュータ
シミュレーションで得た最適なカット面、すなわち図３
に示すようなオイラー角表示でφ＝１０８°，θ＝１４
８°の面が得られるように切り出し、鏡面研磨を行って
弾性表面波装置用基板を作製した。
シミュレーションで得た最適なカット面、すなわち図３
に示すようなオイラー角表示でφ＝１０８°，θ＝１４
８°の面が得られるように切り出し、鏡面研磨を行って
弾性表面波装置用基板を作製した。
【００２９】次に、図１に模式的に示すように、方向性
結合器６を用いた折り返し型弾性表面波装置と比較例と
して図２に示すような基本的なトランスバーサル型の表
面弾性波装置を伝搬方向ψ＝１４４゜に一致させるよう
に作製し、特性を評価した。電極条件や特性比較結果を
表１に示す。なお、吸音材５はシリコーン系の樹脂材料
を用いた。
結合器６を用いた折り返し型弾性表面波装置と比較例と
して図２に示すような基本的なトランスバーサル型の表
面弾性波装置を伝搬方向ψ＝１４４゜に一致させるよう
に作製し、特性を評価した。電極条件や特性比較結果を
表１に示す。なお、吸音材５はシリコーン系の樹脂材料
を用いた。
【００３０】
【表１】
【００３１】挿入損失で２．２ｄＢの低下とチップサイ
ズ面積で約４５％の小型化が実現できた。
ズ面積で約４５％の小型化が実現できた。
【００３２】以上より、本発明の妥当性が確認できた。
また、方向性結合器６はグレーティング構造をもつマル
チストリップカプラでもよく、その材料はＡｌ以外にＡ
ｕやＴｉなどの一般的な薄膜電極材料金属で同様の効果
が得られた。
また、方向性結合器６はグレーティング構造をもつマル
チストリップカプラでもよく、その材料はＡｌ以外にＡ
ｕやＴｉなどの一般的な薄膜電極材料金属で同様の効果
が得られた。
【００３３】〔例２〕例１と同様にして得られたＮＳＰ
ＵＤＴ特性を有するφ＝１０８°、θ＝１４８°の基板
上に、弾性表面波の伝搬方向がψ＝１４４°と一致する
ように、図４に示すように、送受信電極対２１ａ，２１
ｂ及び反射器３ａ，３ｂを例えばアルミニウム薄膜をフ
ォトリソグラフィーにてパターンニング形成し、その上
にＺｎＯから成る方向性結合器６を約２０００Åの厚み
で形成し、折り返し型の弾性表面波装置を作製した。
ＵＤＴ特性を有するφ＝１０８°、θ＝１４８°の基板
上に、弾性表面波の伝搬方向がψ＝１４４°と一致する
ように、図４に示すように、送受信電極対２１ａ，２１
ｂ及び反射器３ａ，３ｂを例えばアルミニウム薄膜をフ
ォトリソグラフィーにてパターンニング形成し、その上
にＺｎＯから成る方向性結合器６を約２０００Åの厚み
で形成し、折り返し型の弾性表面波装置を作製した。
【００３４】この実施例では、送受信電極２１ａ，２１
ｂと方向性結合器６の一部を重ねたので、例１の図３に
模式的に示す従来のトランスバーサル型弾性表面波装置
に比べ約５０％もの小型化を実現できた。さらに、例１
の弾性表面波装置と比べても、同等の損失と約５％の小
型化が実現できた。
ｂと方向性結合器６の一部を重ねたので、例１の図３に
模式的に示す従来のトランスバーサル型弾性表面波装置
に比べ約５０％もの小型化を実現できた。さらに、例１
の弾性表面波装置と比べても、同等の損失と約５％の小
型化が実現できた。
【００３５】なお、方向性結合器６にはＺｎＯ以外の圧
電薄膜でも同様の効果が基体出来ることは容易に類推で
き、その形状は平面形状に限定されるものではなく、ス
トライプ状のグレーティング構造で送受信段で分離され
ていない場合でも同様の効果が期待できる。
電薄膜でも同様の効果が基体出来ることは容易に類推で
き、その形状は平面形状に限定されるものではなく、ス
トライプ状のグレーティング構造で送受信段で分離され
ていない場合でも同様の効果が期待できる。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の弾性表面
波装置によれば、ＮＳＰＵＤＴ動作の良好な最適なカッ
ト面の基板上に送信電極と受信電極間の弾性表面波の伝
搬方向が平行であり、且つ重なり合わないよう近接させ
て配置し、送信電極からの信号を反射器で反射させ受信
電極で受信する経路となる電極構造としたので、大幅な
小型化と低損失が可能となる優れた弾性表面波装置を提
供でき、ひいては、携帯通信端末などの装置の小型化を
実現させることができる。
波装置によれば、ＮＳＰＵＤＴ動作の良好な最適なカッ
ト面の基板上に送信電極と受信電極間の弾性表面波の伝
搬方向が平行であり、且つ重なり合わないよう近接させ
て配置し、送信電極からの信号を反射器で反射させ受信
電極で受信する経路となる電極構造としたので、大幅な
小型化と低損失が可能となる優れた弾性表面波装置を提
供でき、ひいては、携帯通信端末などの装置の小型化を
実現させることができる。
【図１】本発明に係る弾性表面波装置を説明する斜視図
である。
である。
【図２】オイラー角表示を説明する座標図である。
【図３】従来のトランスバーサル型弾性表面波装置を説
明する斜視図である。
明する斜視図である。
【図４】本発明に係る他の弾性表面波装置を説明する図
であり、（ａ）は（ｂ）のＡ−Ａ′線断面図、（ｂ）は
斜視図である。
であり、（ａ）は（ｂ）のＡ−Ａ′線断面図、（ｂ）は
斜視図である。
１：基板 ２１ａ、２２ａ：送信電極 ２１ｂ、２２ｂ：受信電極 ３ａ：送信段反射器 ３ｂ：受信段反射器 ４：ＮＳＰＵＤＴ方向 ５：吸音材 ６：方向性結合器
Claims (3)
- 【請求項１】 ナチュラル単相形一方向性変換器特性を
有する圧電基板の一主面上に、送信電極と受信電極とを
並設させて成り、前記送信電極からの送信信号を反射器
により前記送信信号の伝播方向とは逆の方向に反射させ
前記受信電極に入射させることを特徴とする弾性表面波
装置。 - 【請求項２】 前記圧電基板がランガサイト型結晶構造
を有し、少なくともランタン，ガリウム，ニオブを含有
する酸化物単結晶から成ることを特徴とする請求項１に
記載の弾性表面波装置。 - 【請求項３】 前記圧電基板のカット角及び弾性表面波
の伝搬方向を示すオイラー角表示（φ，θ，ψ）の各パ
ラメータが、下記式（１）〜（３）のいずれかを満足す
ることを特徴とする請求項２に記載の弾性表面波装置。 （１） ９０°≦φ＜１００° １４５°≦θ≦１７０° １１０°≦ψ≦１４０° （２） １００°≦φ＜１１０° １４０°≦θ≦１６５° １２０°≦ψ≦１５５° （３） １１０°≦φ≦１２０° １２０°≦θ≦１６０° １３５°≦ψ≦１７０
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11217038A JP2001044786A (ja) | 1999-07-30 | 1999-07-30 | 弾性表面波装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11217038A JP2001044786A (ja) | 1999-07-30 | 1999-07-30 | 弾性表面波装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001044786A true JP2001044786A (ja) | 2001-02-16 |
Family
ID=16697877
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11217038A Pending JP2001044786A (ja) | 1999-07-30 | 1999-07-30 | 弾性表面波装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001044786A (ja) |
-
1999
- 1999-07-30 JP JP11217038A patent/JP2001044786A/ja active Pending
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