JP3201971B2 - 弾性表面波装置 - Google Patents
弾性表面波装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、単結晶基板上に交
差指状電極を有する弾性表面波装置に関する。
差指状電極を有する弾性表面波装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、携帯電話機を始めとした移動体通
信端末機が急速に普及してきている。この端末機は、持
ち運びの利便さから、特に小型軽量であることが望まれ
ている。端末機の小型軽量化を達成するには、そこに使
われる電子部品も小型軽量であることが必須であり、こ
のため、端末機の高周波部や中間周波部には、小型軽量
化に有利な弾性表面波装置、すなわち弾性表面波フィル
タが多用されている。弾性表面波装置は、圧電基板表面
に、弾性表面波を励振、受信、反射、伝搬するための交
差指状電極を形成したものである。
信端末機が急速に普及してきている。この端末機は、持
ち運びの利便さから、特に小型軽量であることが望まれ
ている。端末機の小型軽量化を達成するには、そこに使
われる電子部品も小型軽量であることが必須であり、こ
のため、端末機の高周波部や中間周波部には、小型軽量
化に有利な弾性表面波装置、すなわち弾性表面波フィル
タが多用されている。弾性表面波装置は、圧電基板表面
に、弾性表面波を励振、受信、反射、伝搬するための交
差指状電極を形成したものである。
【０００３】弾性表面波装置に使われる圧電基板に重要
な特性として、弾性表面波の表面波速度（ＳＡＷ速
度）、電気機械結合係数（ｋ 2 ）があげられる。従来か
ら知られている代表的な弾性表面波装置用基板の特性を
図４に示す。これらの特性は、清水康敬著「弾性表面波
材料の伝搬特性と利用の現状」電子情報通信学会論文誌
Ａ、Ｖｏｌ．Ｊ７６−Ａ、Ｎｏ．２、ｐｐ．１２９−１
３７（１９９３年）に詳しく示されている。以後、各種
弾性表面波装置用圧電基板を、図４中の記号で区別する
こととする。
な特性として、弾性表面波の表面波速度（ＳＡＷ速
度）、電気機械結合係数（ｋ 2 ）があげられる。従来か
ら知られている代表的な弾性表面波装置用基板の特性を
図４に示す。これらの特性は、清水康敬著「弾性表面波
材料の伝搬特性と利用の現状」電子情報通信学会論文誌
Ａ、Ｖｏｌ．Ｊ７６−Ａ、Ｎｏ．２、ｐｐ．１２９−１
３７（１９９３年）に詳しく示されている。以後、各種
弾性表面波装置用圧電基板を、図４中の記号で区別する
こととする。
【０００４】この図４からわかるように、６４ＬＮ、３
６ＬＴは４０００m/s 以上のＳＡＷ速度を有しており、
端末機の高周波部のフィルタを構成するのに適してい
る。この理由を説明すると、以下の通りである。携帯電
話に代表される移動体通信は、世界各国で各種のシステ
ムが実用化されているが、いずれのシステムでも１GHz
前後の周波数が使用されている。したがって、端末機高
周波部で使用されるフィルタは、中心周波数が１GHz 前
後となる。弾性表面波フィルタの場合、その中心周波数
は、使用する圧電基板のＳＡＷ速度にほぼ比例し、基板
上に形成する電極指の幅にほぼ反比例する。そこで、高
周波化のためには、ＳＡＷ速度の大きな基板、例えば６
４ＬＮ、３６ＬＴが好ましい。また、この高周波部のフ
ィルタには、通過帯域幅が２０MHz 以上である広帯域の
ものが要求されるが、広帯域化を実現するためには圧電
基板の電気機械結合係数ｋ 2 が大きいことが必須であ
り、このためにも、６４ＬＮ、３６ＬＴが多用されてい
る。
６ＬＴは４０００m/s 以上のＳＡＷ速度を有しており、
端末機の高周波部のフィルタを構成するのに適してい
る。この理由を説明すると、以下の通りである。携帯電
話に代表される移動体通信は、世界各国で各種のシステ
ムが実用化されているが、いずれのシステムでも１GHz
前後の周波数が使用されている。したがって、端末機高
周波部で使用されるフィルタは、中心周波数が１GHz 前
後となる。弾性表面波フィルタの場合、その中心周波数
は、使用する圧電基板のＳＡＷ速度にほぼ比例し、基板
上に形成する電極指の幅にほぼ反比例する。そこで、高
周波化のためには、ＳＡＷ速度の大きな基板、例えば６
４ＬＮ、３６ＬＴが好ましい。また、この高周波部のフ
ィルタには、通過帯域幅が２０MHz 以上である広帯域の
ものが要求されるが、広帯域化を実現するためには圧電
基板の電気機械結合係数ｋ 2 が大きいことが必須であ
り、このためにも、６４ＬＮ、３６ＬＴが多用されてい
る。
【０００５】一方、移動体端末機の中間周波数として
は、７０〜３００MHz の周波数帯が使用されている。こ
の周波数帯を中心周波数とするフィルタを弾性表面波を
用いて構成する場合、圧電基板として前記６４ＬＮ、３
６ＬＴを使用すると、基板上に形成する電極指の幅を、
前記高周波部に使用されるフィルタに比べて非常に大き
くする必要がある。
は、７０〜３００MHz の周波数帯が使用されている。こ
の周波数帯を中心周波数とするフィルタを弾性表面波を
用いて構成する場合、圧電基板として前記６４ＬＮ、３
６ＬＴを使用すると、基板上に形成する電極指の幅を、
前記高周波部に使用されるフィルタに比べて非常に大き
くする必要がある。
【０００６】具体的な数値を概算して上記のことを説明
する。弾性表面波フィルタを構成する弾性表面波変換器
の電極指幅ｄと、弾性表面波フィルタの中心周波数ｆ0
と、使用する圧電基板のＳＡＷ速度Ｖとの間には、おお
むねｆ0 ＝Ｖ／（４ｄ） ・・・（１）が成立する。Ｓ
ＡＷ速度を４０００m/s として、中心周波数１GHz の弾
性表面波フィルタを構成する場合、その電極指幅は上記
（１）式よりｄ＝４０００（m/s）／（４×１０００（M
Hz））＝１μm となる。一方、このＳＡＷ速度４０００
m/s の圧電基板を用いて、中心周波数１００MHz の中間
周波フィルタを構成する場合、これに必要な電極指幅
は、ｄ＝４０００（m/s）／（４×１００（MHz））＝１
０μm となり、高周波部のフィルタに比べて、必要な電
極指幅が１０倍も大きくなってしまう。電極指幅が大き
くなるということは、弾性表面波装置そのものも大きく
なってしまうことを意味する。そこで、弾性表面波中間
周波フィルタを小型なものとするには、上記（１）式か
ら明らかなようにＳＡＷ速度Ｖの小さな圧電基板を使う
必要がある。
する。弾性表面波フィルタを構成する弾性表面波変換器
の電極指幅ｄと、弾性表面波フィルタの中心周波数ｆ0
と、使用する圧電基板のＳＡＷ速度Ｖとの間には、おお
むねｆ0 ＝Ｖ／（４ｄ） ・・・（１）が成立する。Ｓ
ＡＷ速度を４０００m/s として、中心周波数１GHz の弾
性表面波フィルタを構成する場合、その電極指幅は上記
（１）式よりｄ＝４０００（m/s）／（４×１０００（M
Hz））＝１μm となる。一方、このＳＡＷ速度４０００
m/s の圧電基板を用いて、中心周波数１００MHz の中間
周波フィルタを構成する場合、これに必要な電極指幅
は、ｄ＝４０００（m/s）／（４×１００（MHz））＝１
０μm となり、高周波部のフィルタに比べて、必要な電
極指幅が１０倍も大きくなってしまう。電極指幅が大き
くなるということは、弾性表面波装置そのものも大きく
なってしまうことを意味する。そこで、弾性表面波中間
周波フィルタを小型なものとするには、上記（１）式か
ら明らかなようにＳＡＷ速度Ｖの小さな圧電基板を使う
必要がある。
【０００７】ＳＡＷ速度が比較的小さい圧電基板とし
て、上記図４に示すＳＴ水晶が知られている。圧電基板
の実効的なＳＡＷ速度は、基板上に形成する電極指構造
の影響をうけるので、単純な言明はできないが、ＳＴ水
晶の場合、そのＳＡＷ速度は３１３０〜３１５５m/s で
あることが知られている。この値は６４ＬＮ、３６ＬＴ
のものの約３／４であり、小型化のために有利である。
て、上記図４に示すＳＴ水晶が知られている。圧電基板
の実効的なＳＡＷ速度は、基板上に形成する電極指構造
の影響をうけるので、単純な言明はできないが、ＳＴ水
晶の場合、そのＳＡＷ速度は３１３０〜３１５５m/s で
あることが知られている。この値は６４ＬＮ、３６ＬＴ
のものの約３／４であり、小型化のために有利である。
【０００８】前記の理由により、従来、移動体通信用端
末機の中間周波用弾性表面波フィルタは、殆どＳＴ水晶
圧電基板により構成されていた。前記図４から明らかな
ように、ＳＴ水晶基板の電気機械結合係数ｋ 2 は０．１
７％であり、各種圧電基板の中でも特に小さい。ｋ 2 が
小さいということは、非常に通過帯域の狭いフィルタし
か構成できないということを意味する。
末機の中間周波用弾性表面波フィルタは、殆どＳＴ水晶
圧電基板により構成されていた。前記図４から明らかな
ように、ＳＴ水晶基板の電気機械結合係数ｋ 2 は０．１
７％であり、各種圧電基板の中でも特に小さい。ｋ 2 が
小さいということは、非常に通過帯域の狭いフィルタし
か構成できないということを意味する。
【０００９】これまでの移動体通信、すなわち携帯電話
のシステムとしては、アナログ方式が主として採用され
ており、そのチャンネル幅は国内のＮＴＴ仕様では１
２．５kHz 、米国のＡＭＰＳ仕様では３０kHz 、欧州の
ＴＡＣＳ仕様では２５kHz と非常に狭帯域であったの
で、前記ＳＴ水晶基板の電気機械結合係数ｋ 2 が小さい
ということは問題とならなかった。しかしながら、近
年、周波数資源の有効利用、デジタルデータ通信との適
合性等の点から、デジタル移動体通信システムが開発、
実用化され急速に普及してきている。このデジタルシス
テムのチャンネル幅は、例えば欧州の携帯電話ＧＳＭ方
式では２００kHz 、コードレス電話ＤＥＣＴ方式では
１．７MHz と、非常に広帯域となっている。このような
広帯域の中間周波フィルタを弾性表面波フィルタで構成
する場合、ＳＴ水晶基板では、その実現が困難となって
いる。
のシステムとしては、アナログ方式が主として採用され
ており、そのチャンネル幅は国内のＮＴＴ仕様では１
２．５kHz 、米国のＡＭＰＳ仕様では３０kHz 、欧州の
ＴＡＣＳ仕様では２５kHz と非常に狭帯域であったの
で、前記ＳＴ水晶基板の電気機械結合係数ｋ 2 が小さい
ということは問題とならなかった。しかしながら、近
年、周波数資源の有効利用、デジタルデータ通信との適
合性等の点から、デジタル移動体通信システムが開発、
実用化され急速に普及してきている。このデジタルシス
テムのチャンネル幅は、例えば欧州の携帯電話ＧＳＭ方
式では２００kHz 、コードレス電話ＤＥＣＴ方式では
１．７MHz と、非常に広帯域となっている。このような
広帯域の中間周波フィルタを弾性表面波フィルタで構成
する場合、ＳＴ水晶基板では、その実現が困難となって
いる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
従来、弾性表面波装置において、電気機械結合係数が大
きい圧電基板を用いた場合、通過帯域を広くできるが、
基板のＳＡＷ速度が大きいために素子寸法が大きくなる
という問題があり、一方、素子の小型化をはかるために
ＳＡＷ速度の比較的小さな基板を用いた場合は、電気機
械結合係数が小さすぎるために通過帯域を広くできない
という問題があり、いずれにしても中間周波用の弾性表
面波フィルタとして十分な特性が得られなかった。本発
明の目的は、小型で、通過帯域の広い弾性表面波装置を
提供することである。
従来、弾性表面波装置において、電気機械結合係数が大
きい圧電基板を用いた場合、通過帯域を広くできるが、
基板のＳＡＷ速度が大きいために素子寸法が大きくなる
という問題があり、一方、素子の小型化をはかるために
ＳＡＷ速度の比較的小さな基板を用いた場合は、電気機
械結合係数が小さすぎるために通過帯域を広くできない
という問題があり、いずれにしても中間周波用の弾性表
面波フィルタとして十分な特性が得られなかった。本発
明の目的は、小型で、通過帯域の広い弾性表面波装置を
提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的は、下記
（１）、（２）のいずれかの構成により達成される。 （１） 基板表面に交差指状電極を有し、前記基板が化
学式Ｌａ 3 Ｔa 0.5 Ｇａ 5.5 Ｏ 14 （ＬＴＧ）で表わされる単
結晶であり、前記基板のＬＴＧ結晶からの切り出し角お
よび前記基板の弾性表面波伝搬方向をオイラー角表示で
（φ,θ,ψ）と表わしたとき、φ、θおよびψが下記領
域Ｉに存在する弾性表面波装置。 領域Ｉ φ＝８５〜９５° θ＝８５〜９５° ψ＝−４０〜４０° （２） 基板表面に交差指状電極を有し、前記基板が化
学式Ｌａ 3 Ｔa 0.5 Ｇａ 5.5 Ｏ 14 （ＬＴＧ）で表わされる単
結晶であり、前記基板のＬＴＧ結晶からの切り出し角お
よび前記基板の弾性表面波伝搬方向をオイラー角表示で
（φ,θ,ψ）と表わしたとき、φ、θおよびψが下記領
域IIに存在する弾性表面波装置。 領域II φ＝−５〜５° θ＝８５〜９５° ψ＝−４０〜４０°
（１）、（２）のいずれかの構成により達成される。 （１） 基板表面に交差指状電極を有し、前記基板が化
学式Ｌａ 3 Ｔa 0.5 Ｇａ 5.5 Ｏ 14 （ＬＴＧ）で表わされる単
結晶であり、前記基板のＬＴＧ結晶からの切り出し角お
よび前記基板の弾性表面波伝搬方向をオイラー角表示で
（φ,θ,ψ）と表わしたとき、φ、θおよびψが下記領
域Ｉに存在する弾性表面波装置。 領域Ｉ φ＝８５〜９５° θ＝８５〜９５° ψ＝−４０〜４０° （２） 基板表面に交差指状電極を有し、前記基板が化
学式Ｌａ 3 Ｔa 0.5 Ｇａ 5.5 Ｏ 14 （ＬＴＧ）で表わされる単
結晶であり、前記基板のＬＴＧ結晶からの切り出し角お
よび前記基板の弾性表面波伝搬方向をオイラー角表示で
（φ,θ,ψ）と表わしたとき、φ、θおよびψが下記領
域IIに存在する弾性表面波装置。 領域II φ＝−５〜５° θ＝８５〜９５° ψ＝−４０〜４０°
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明の具体例構成を、図面を用
いて詳細に説明する。第１の態様の弾性表面波装置の構
成例を図１に、第２の態様の弾性表面波装置の構成例を
図２に示す。これらの弾性表面波装置は、基板１の表面
に一組の交差指状電極２、２を有する。基板１には、第
１の態様ではＸカットＬＴＧ単結晶を用い、第２の態様
ではＹカットＬＴＧ単結晶を用いる。ＸカットＬＴＧ単
結晶は、図１に示すように結晶のＸ軸に垂直に切り出さ
れたものであり、ＹカットＬＴＧ単結晶は、図２に示す
ように結晶のＹ軸に垂直に切り出されたものである。オ
イラー角表示は単結晶基板の切り出し角（カット面）お
よび弾性表面波の伝搬方向を規定する。ＸカットＬＴＧ
単結晶はオイラー角表示で（90°,90°,ψ）で表わさ
れ、ＹカットＬＴＧ単結晶はオイラー角表示で（0°,90
°,ψ）で表わされる。本発明の弾性表面波装置におけ
る切り出し角および伝搬方向を（φ,θ,ψ）で表わした
時、φ、θ及びψは上記領域Ｉ及びIIに存在する。
いて詳細に説明する。第１の態様の弾性表面波装置の構
成例を図１に、第２の態様の弾性表面波装置の構成例を
図２に示す。これらの弾性表面波装置は、基板１の表面
に一組の交差指状電極２、２を有する。基板１には、第
１の態様ではＸカットＬＴＧ単結晶を用い、第２の態様
ではＹカットＬＴＧ単結晶を用いる。ＸカットＬＴＧ単
結晶は、図１に示すように結晶のＸ軸に垂直に切り出さ
れたものであり、ＹカットＬＴＧ単結晶は、図２に示す
ように結晶のＹ軸に垂直に切り出されたものである。オ
イラー角表示は単結晶基板の切り出し角（カット面）お
よび弾性表面波の伝搬方向を規定する。ＸカットＬＴＧ
単結晶はオイラー角表示で（90°,90°,ψ）で表わさ
れ、ＹカットＬＴＧ単結晶はオイラー角表示で（0°,90
°,ψ）で表わされる。本発明の弾性表面波装置におけ
る切り出し角および伝搬方向を（φ,θ,ψ）で表わした
時、φ、θ及びψは上記領域Ｉ及びIIに存在する。
【００１３】本発明で用いるＬＴＧ単結晶は、一般に化
学式Ｌａ 3 Ｔa 0.5 Ｇａ 5.5 Ｏ 14 で表されるものであり、従
来より知られているランガサイト（Ｌａ 3 Ｇａ 5 Ｓｉ
Ｏ 14 ）の置換体結晶として知られている（第４４回 応
用物理学関係連合講演会講演予稿集 NO.１ ｐ２１３ 講
演NO.28p-N-1）。本発明ではＬＴＧ単結晶を弾性表面波
装置の基板に適用するに際し、結晶のカット方向と弾性
表面波の伝搬方向とを選択することにより、上記した高
特性の弾性表面波装置を実現する。ＬＴＧ単結晶は、不
可避的不純物、例えばＡｌ、Ｚｒ、Ｆｅ、Ｃｅ、Ｎｄ、
Ｐｔ、Ｃａ等が含まれていてもよい。ＬＴＧ単結晶の製
造方法は特に限定されず、通常の単結晶育成法、例えば
ＣＺ法などにより製造すればよい。
学式Ｌａ 3 Ｔa 0.5 Ｇａ 5.5 Ｏ 14 で表されるものであり、従
来より知られているランガサイト（Ｌａ 3 Ｇａ 5 Ｓｉ
Ｏ 14 ）の置換体結晶として知られている（第４４回 応
用物理学関係連合講演会講演予稿集 NO.１ ｐ２１３ 講
演NO.28p-N-1）。本発明ではＬＴＧ単結晶を弾性表面波
装置の基板に適用するに際し、結晶のカット方向と弾性
表面波の伝搬方向とを選択することにより、上記した高
特性の弾性表面波装置を実現する。ＬＴＧ単結晶は、不
可避的不純物、例えばＡｌ、Ｚｒ、Ｆｅ、Ｃｅ、Ｎｄ、
Ｐｔ、Ｃａ等が含まれていてもよい。ＬＴＧ単結晶の製
造方法は特に限定されず、通常の単結晶育成法、例えば
ＣＺ法などにより製造すればよい。
【００１４】基板の寸法は特に限定されないが、一般
に、表面波伝搬方向は４〜１０mm程度、これと直交する
方向は２〜４mm程度、厚さは０．２〜０．４mm程度であ
る。
に、表面波伝搬方向は４〜１０mm程度、これと直交する
方向は２〜４mm程度、厚さは０．２〜０．４mm程度であ
る。
【００１５】基板１上に形成される交差指状電極２は、
弾性表面波を励振、受信、反射、伝搬するための薄膜電
極であり、周期的なストライプ状に形成される。交差指
状電極は、弾性表面波伝搬方向が上記した所定の方向と
なるようにパターニングがなされる。交差指状電極は、
ＡｕやＡｌなどを用いて蒸着やスパッタなどにより形成
すればよい。交差指状電極の電極指幅は、弾性表面波装
置が適用される周波数に応じて適宜決定すればよく、本
発明が適用される好ましい周波数帯域では、一般に２〜
１０μm 程度である。
弾性表面波を励振、受信、反射、伝搬するための薄膜電
極であり、周期的なストライプ状に形成される。交差指
状電極は、弾性表面波伝搬方向が上記した所定の方向と
なるようにパターニングがなされる。交差指状電極は、
ＡｕやＡｌなどを用いて蒸着やスパッタなどにより形成
すればよい。交差指状電極の電極指幅は、弾性表面波装
置が適用される周波数に応じて適宜決定すればよく、本
発明が適用される好ましい周波数帯域では、一般に２〜
１０μm 程度である。
【００１６】本発明の弾性表面波装置は、一般に周波数
１０〜５００MHz 、特に周波数１０〜３００MHz の帯域
におけるフィルタに好適である。また、本発明の弾性表
面波装置はＳＡＷ速度が遅いことから、弾性表面波遅延
素子の小型化にも有用である。
１０〜５００MHz 、特に周波数１０〜３００MHz の帯域
におけるフィルタに好適である。また、本発明の弾性表
面波装置はＳＡＷ速度が遅いことから、弾性表面波遅延
素子の小型化にも有用である。
【００１７】
【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を説明する。
【００１８】＜実施例１：第１の態様＞ ＣＺ法により結晶育成されたＬＴＧ単結晶を、図１に示
すように結晶Ｘ軸に垂直に切り出して、Ｘカット基板を
得た。この基板表面に一組の交差指状電極からなる弾性
表面波変換器を形成し、弾性表面波装置とした。なお、
交差指状電極は、入力側、出力側共にＡｌの蒸着により
形成し、厚さは０．３μm 、電極指幅ｄは１５μm 、電
極ピッチ（４ｄ）は６０μm 、電極指対数は２０とし
た。
すように結晶Ｘ軸に垂直に切り出して、Ｘカット基板を
得た。この基板表面に一組の交差指状電極からなる弾性
表面波変換器を形成し、弾性表面波装置とした。なお、
交差指状電極は、入力側、出力側共にＡｌの蒸着により
形成し、厚さは０．３μm 、電極指幅ｄは１５μm 、電
極ピッチ（４ｄ）は６０μm 、電極指対数は２０とし
た。
【００１９】この装置において、弾性表面波の伝搬方向
を、オイラー角表示で（90°,90°,ψ）とした時、ψの
値を−５０°から５０°まで１０°ごとに変え、これら
１１点の方向におけるＳＡＷ速度および電気機械結合係
数ｋ 2 を測定した。ＳＡＷ速度はフィルタの中心周波数
から求め、電気機械結合係数ｋ 2 については、弾性表面
波変換の２端子アドミッタンスを測定し、これから、よ
く知られたスミスの等価回路モデルによって求めた。結
果を図３に示す。
を、オイラー角表示で（90°,90°,ψ）とした時、ψの
値を−５０°から５０°まで１０°ごとに変え、これら
１１点の方向におけるＳＡＷ速度および電気機械結合係
数ｋ 2 を測定した。ＳＡＷ速度はフィルタの中心周波数
から求め、電気機械結合係数ｋ 2 については、弾性表面
波変換の２端子アドミッタンスを測定し、これから、よ
く知られたスミスの等価回路モデルによって求めた。結
果を図３に示す。
【００２０】図３より明らかなように、弾性表面波伝搬
方向がＹ軸から±４０°の範囲、すなわちオイラー角表
示で（90°,90°,ψ）としたとき、ψが−４０〜４０°
であれば、ＳＡＷ速度が２７００m/s 以下と小さく、ま
た、電気機械結合係数が０．１７％以上と従来のＳＴ水
晶に比べて大きくなるので、弾性表面波装置の小型化お
よび広帯域化に有利である。さらに弾性表面波の伝搬方
向がＹ軸から±２０°の範囲、すなわちオイラー角表示
で（90°,90°,ψ）としたとき、ψが−２０〜２０°で
あれば、ＳＡＷ速度が２６００m/s 以下と小さく、ま
た、電気機械結合係数が０．７％以上と従来のＳＴ水晶
に比べて４倍以上の値と大きくなるので、弾性表面波装
置の小型化および広帯域化に有利である。
方向がＹ軸から±４０°の範囲、すなわちオイラー角表
示で（90°,90°,ψ）としたとき、ψが−４０〜４０°
であれば、ＳＡＷ速度が２７００m/s 以下と小さく、ま
た、電気機械結合係数が０．１７％以上と従来のＳＴ水
晶に比べて大きくなるので、弾性表面波装置の小型化お
よび広帯域化に有利である。さらに弾性表面波の伝搬方
向がＹ軸から±２０°の範囲、すなわちオイラー角表示
で（90°,90°,ψ）としたとき、ψが−２０〜２０°で
あれば、ＳＡＷ速度が２６００m/s 以下と小さく、ま
た、電気機械結合係数が０．７％以上と従来のＳＴ水晶
に比べて４倍以上の値と大きくなるので、弾性表面波装
置の小型化および広帯域化に有利である。
【００２１】＜実施例２：第２の態様＞ ＣＺ法により結晶育成されたＬＴＧ単結晶を、図２に示
すように結晶Ｙ軸に垂直に切り出して、Ｙカット基板を
得た。この基板表面に実施例１と同様にして交差指状電
極を形成し、弾性表面波装置とした。
すように結晶Ｙ軸に垂直に切り出して、Ｙカット基板を
得た。この基板表面に実施例１と同様にして交差指状電
極を形成し、弾性表面波装置とした。
【００２２】この装置において、弾性表面波の伝搬方向
を、オイラー角表示で（0°,90°,ψ）とした時、ψの
値を−６０°から６０°まで１０°ごとに変え、これら
１３点の方向におけるＳＡＷ速度および電気機械結合係
数ｋ 2 を測定した。結果を図３に示す。
を、オイラー角表示で（0°,90°,ψ）とした時、ψの
値を−６０°から６０°まで１０°ごとに変え、これら
１３点の方向におけるＳＡＷ速度および電気機械結合係
数ｋ 2 を測定した。結果を図３に示す。
【００２３】図３において、弾性表面波伝搬方向がＸ軸
方向、すなわち、オイラー角表示で（0°,90°,ψ）と
したとき、ψ＝０°であれば、最もＳＡＷ速度が遅くな
ることがわかる。したがって、弾性表面波は、Ｘ軸上に
エネルギーが集中して伝搬することがわかる。すなわ
ち、Ｙカット基板においてＸ方向伝搬とした弾性表面波
装置（オイラー角表示で（0°,90°,0°））では、弾性
表面波の伝搬途中でのエネルギーの広がりが抑えられる
ので、損失が低くなり好ましい。しかも、伝搬方向がＸ
軸近傍であるとき、ＳＡＷ速度は実施例１よりも小さく
２５００m/s以下となるので、弾性表面波装置の小型化
にはいっそう有利といえる。また、電気機械結合係数に
ついては、弾性表面波伝搬方向がＸ軸から±４０°の範
囲、すなわちオイラー角表示で（0°,90°,ψ）とした
とき、ψ＝−４０〜４０°であれば、０．３％以上とな
り、従来のＳＴ水晶に比べて２倍以上の値と大きくなる
ので、弾性表面波装置が小型化および広帯域化できる。
また、弾性表面波伝搬方向がＸ軸から±２０°の範囲、
すなわちオイラー角表示で（0°,90°,ψ）としたと
き、ψ＝−２０〜２０°であれば、０．８％以上とな
り、従来のＳＴ水晶に比べて約５倍の値となり大きくで
きる。したがって、第２の態様の弾性表面波装置は、さ
らに小型化、かつ通過帯域を広くできる。
方向、すなわち、オイラー角表示で（0°,90°,ψ）と
したとき、ψ＝０°であれば、最もＳＡＷ速度が遅くな
ることがわかる。したがって、弾性表面波は、Ｘ軸上に
エネルギーが集中して伝搬することがわかる。すなわ
ち、Ｙカット基板においてＸ方向伝搬とした弾性表面波
装置（オイラー角表示で（0°,90°,0°））では、弾性
表面波の伝搬途中でのエネルギーの広がりが抑えられる
ので、損失が低くなり好ましい。しかも、伝搬方向がＸ
軸近傍であるとき、ＳＡＷ速度は実施例１よりも小さく
２５００m/s以下となるので、弾性表面波装置の小型化
にはいっそう有利といえる。また、電気機械結合係数に
ついては、弾性表面波伝搬方向がＸ軸から±４０°の範
囲、すなわちオイラー角表示で（0°,90°,ψ）とした
とき、ψ＝−４０〜４０°であれば、０．３％以上とな
り、従来のＳＴ水晶に比べて２倍以上の値と大きくなる
ので、弾性表面波装置が小型化および広帯域化できる。
また、弾性表面波伝搬方向がＸ軸から±２０°の範囲、
すなわちオイラー角表示で（0°,90°,ψ）としたと
き、ψ＝−２０〜２０°であれば、０．８％以上とな
り、従来のＳＴ水晶に比べて約５倍の値となり大きくで
きる。したがって、第２の態様の弾性表面波装置は、さ
らに小型化、かつ通過帯域を広くできる。
【００２４】以上の実施例の結果から、本発明の効果が
明らかである。
明らかである。
【００２５】
【発明の効果】本発明の第１の態様では、弾性表面波用
圧電基板としてＬＴＧ単結晶を用い、前記基板の切り出
し角および前記基板の弾性表面波伝搬方向をオイラー角
表示で（φ,θ,ψ）としたとき、φ、θおよびψを領域
Ｉ内とする。
圧電基板としてＬＴＧ単結晶を用い、前記基板の切り出
し角および前記基板の弾性表面波伝搬方向をオイラー角
表示で（φ,θ,ψ）としたとき、φ、θおよびψを領域
Ｉ内とする。
【００２６】また、本発明の第２の態様では、弾性表面
波用圧電基板としてＬＴＧ単結晶を用い、前記基板の切
り出し角及び前記基板の弾性表面波伝搬方向をオイラー
角表示で（φ,θ,ψ）としたとき、φ、θおよびψを領
域II内とする。
波用圧電基板としてＬＴＧ単結晶を用い、前記基板の切
り出し角及び前記基板の弾性表面波伝搬方向をオイラー
角表示で（φ,θ,ψ）としたとき、φ、θおよびψを領
域II内とする。
【００２７】第１の態様および第２の態様のいずれにお
いても、基板は、ＳＡＷ速度が遅く、電気機械結合係数
が大きくなるので、弾性表面波装置の小型化、フィルタ
としての通過帯域幅の広帯域化が可能となり、特に、移
動体通信端末機の中間周波の弾性表面波フィルタとして
良好な特性が得られる。
いても、基板は、ＳＡＷ速度が遅く、電気機械結合係数
が大きくなるので、弾性表面波装置の小型化、フィルタ
としての通過帯域幅の広帯域化が可能となり、特に、移
動体通信端末機の中間周波の弾性表面波フィルタとして
良好な特性が得られる。
【００２８】また、第２の態様では、弾性表面波エネル
ギーが伝搬方向に集中するため、損失の非常に低い弾性
表面波装置が得られる。
ギーが伝搬方向に集中するため、損失の非常に低い弾性
表面波装置が得られる。
【図１】本発明の第１の態様の弾性表面波装置の構成例
を示す斜視図である。
を示す斜視図である。
【図２】本発明の第２の態様の弾性表面波装置の構成例
を示す斜視図である。
を示す斜視図である。
【図３】本発明の弾性表面波装置の特性を示す図表であ
る。
る。
【図４】従来の代表的な弾性表面波装置用基板の特性を
示す図表である。
示す図表である。
１ 基板 ２ 交差指状電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 Ｈｉｒｏａｋｉ Ｔａｋｅｄａ ｅｔ ａｌ．，”Ｃｒｙｓｔａｌ Ｇｒｏｗ ｔｈ ａｎｄ Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｏ ｆ Ｎｅｗ Ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉ ｃ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｌａ▲下３▼Ｔ ａ▲下０．５▼Ｇａ▲下５．５▼Ｏ▲下 14▼”，Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙ ｓ．Ｖｏｌ．36，Ｎｏ．７Ｂ，ｐ．919 −921 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H03H 9/25 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (2)
- 【請求項１】 基板表面に交差指状電極を有し、前記基
板が化学式Ｌａ 3 Ｔa 0.5 Ｇａ 5.5 Ｏ 14 （ＬＴＧ）で表わさ
れる単結晶であり、前記基板のＬＴＧ結晶からの切り出
し角および前記基板の弾性表面波伝搬方向をオイラー角
表示で（φ,θ,ψ）と表わしたとき、φ、θおよびψが
下記領域Ｉに存在する弾性表面波装置。 領域Ｉ φ＝８５〜９５° θ＝８５〜９５° ψ＝−４０〜４０° - 【請求項２】 基板表面に交差指状電極を有し、前記基
板が化学式Ｌａ 3 Ｔa 0.5 Ｇａ 5.5 Ｏ 14 （ＬＴＧ）で表わさ
れる単結晶であり、前記基板のＬＴＧ結晶からの切り出
し角および前記基板の弾性表面波伝搬方向をオイラー角
表示で（φ,θ,ψ）と表わしたとき、φ、θおよびψが
下記領域IIに存在する弾性表面波装置。 領域II φ＝−５〜５° θ＝８５〜９５° ψ＝−４０〜４０°
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08664797A JP3201971B2 (ja) | 1997-04-04 | 1997-04-04 | 弾性表面波装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08664797A JP3201971B2 (ja) | 1997-04-04 | 1997-04-04 | 弾性表面波装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10284981A JPH10284981A (ja) | 1998-10-23 |
| JP3201971B2 true JP3201971B2 (ja) | 2001-08-27 |
Family
ID=13892834
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08664797A Expired - Fee Related JP3201971B2 (ja) | 1997-04-04 | 1997-04-04 | 弾性表面波装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3201971B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE60035330T2 (de) | 1999-05-14 | 2008-03-06 | Kabushiki Kaisha Toshiba, Kawasaki | Oberflächenwellenfilter |
| JP3387028B2 (ja) | 1999-08-20 | 2003-03-17 | ティーディーケイ株式会社 | 弾性表面波装置 |
| JP2001257554A (ja) | 2000-01-07 | 2001-09-21 | Tdk Corp | 弾性表面波装置 |
-
1997
- 1997-04-04 JP JP08664797A patent/JP3201971B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Ｈｉｒｏａｋｉ Ｔａｋｅｄａ ｅｔ ａｌ．，"Ｃｒｙｓｔａｌ Ｇｒｏｗｔｈ ａｎｄ Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｎｅｗ Ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｌａ▲下３▼Ｔａ▲下０．５▼Ｇａ▲下５．５▼Ｏ▲下１４▼"，Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｖｏｌ．３６，Ｎｏ．７Ｂ，ｐ．９１９−９２１ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10284981A (ja) | 1998-10-23 |
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