JP3391309B2 - 表面波装置及び通信機装置 - Google Patents
表面波装置及び通信機装置Info
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- H—ELECTRICITY
- 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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- H03H9/14538—Formation
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、表面波共振子、表
面波フィルタ、共用器等の表面波装置に関し、特にＳＨ
波を用いた表面波装置に関する。
面波フィルタ、共用器等の表面波装置に関し、特にＳＨ
波を用いた表面波装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、移動体通信機器の帯域通過フ
ィルタ等に表面波共振子が広く用いられている。このよ
うな表面波共振子の一つとして、互いに電極指が交差す
るように配置された櫛形電極より成るＩＤＴ（インター
ディジタルトランスデューサ）を圧電基板上に形成した
構造を有する表面波共振子やこの表面波共振子を用いた
表面波フィルタ等の表面波装置が良く知られている。
ィルタ等に表面波共振子が広く用いられている。このよ
うな表面波共振子の一つとして、互いに電極指が交差す
るように配置された櫛形電極より成るＩＤＴ（インター
ディジタルトランスデューサ）を圧電基板上に形成した
構造を有する表面波共振子やこの表面波共振子を用いた
表面波フィルタ等の表面波装置が良く知られている。
【０００３】このような表面波装置として、圧電基板に
オイラー角が（０°，−９０°，０°）のＬｉＴａＯ3
基板を伝搬する減衰の大きい漏洩弾性表面波を、その基
板表面にＡｕやＴａ，Ｗのように質量負荷の大きい金属
によって所定膜厚のＩＤＴを構成することにより、伝搬
減衰の無いラブ波型の表面波に変換する技術が知られて
いる。
オイラー角が（０°，−９０°，０°）のＬｉＴａＯ3
基板を伝搬する減衰の大きい漏洩弾性表面波を、その基
板表面にＡｕやＴａ，Ｗのように質量負荷の大きい金属
によって所定膜厚のＩＤＴを構成することにより、伝搬
減衰の無いラブ波型の表面波に変換する技術が知られて
いる。
【０００４】図１１は、ＹカットＸ伝搬、すなわちオイ
ラー角が（０°，−９０°，０°）のＬｉＴａＯ3基板
上にＡｕ電極を形成した場合、Ａｕ電極の膜厚Ｈ／λ
（電極膜厚／励振される表面波の波長）で電気機械結合
係数ｋがどのように変化するかを示した図である。
ラー角が（０°，−９０°，０°）のＬｉＴａＯ3基板
上にＡｕ電極を形成した場合、Ａｕ電極の膜厚Ｈ／λ
（電極膜厚／励振される表面波の波長）で電気機械結合
係数ｋがどのように変化するかを示した図である。
【０００５】図１１に示されているように、Ａｕ電極の
膜厚がＨ／λ＝０．０３以下では漏洩弾性表面波が生じ
ており、Ｈ／λ＝０．０４以上ではラブ波が生じている
ことがわかる。図１２は、図１１と同じ条件で、漏洩弾
性表面波の伝搬損失（減衰定数）を示した特性図であ
る。なお、実線は電極が電気的に短絡状態、点線は電極
が電気的に開放状態における伝搬損失を示している。図
１２に示すように、電気的に短絡状態ではＨ／λ＝０．
０３３辺りから、電気的に開放状態ではＨ／λ＝０．０
４４辺りから伝搬損失が０になっている。したがって、
伝搬損失の無いＳＨ波型の表面波を用いるためには、Ｉ
ＤＴのデューティ比にもよるが、最低でも、電気的に短
絡状態である場合のＡｕ電極の膜厚をＨ／λ＝０．０３
３より厚くする必要があった。また、例えば、ＴａやＷ
等の材料の場合はＡｕよりも密度が小さいので、Ｈ／λ
=０．０３３よりさらに大きな膜厚が必要とされてい
た。
膜厚がＨ／λ＝０．０３以下では漏洩弾性表面波が生じ
ており、Ｈ／λ＝０．０４以上ではラブ波が生じている
ことがわかる。図１２は、図１１と同じ条件で、漏洩弾
性表面波の伝搬損失（減衰定数）を示した特性図であ
る。なお、実線は電極が電気的に短絡状態、点線は電極
が電気的に開放状態における伝搬損失を示している。図
１２に示すように、電気的に短絡状態ではＨ／λ＝０．
０３３辺りから、電気的に開放状態ではＨ／λ＝０．０
４４辺りから伝搬損失が０になっている。したがって、
伝搬損失の無いＳＨ波型の表面波を用いるためには、Ｉ
ＤＴのデューティ比にもよるが、最低でも、電気的に短
絡状態である場合のＡｕ電極の膜厚をＨ／λ＝０．０３
３より厚くする必要があった。また、例えば、ＴａやＷ
等の材料の場合はＡｕよりも密度が小さいので、Ｈ／λ
=０．０３３よりさらに大きな膜厚が必要とされてい
た。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＩＤＴ
の膜厚を厚くすれば厚くする程、作製精度が低下するた
めあまり膜厚を厚くすることはできなかった。膜厚をあ
る程度まで例えばＡｕであればＨ／λ=０．０３３より
厚くしない場合、表面波装置を伝搬損失の点から見る
と、伝搬損失は０にならないという問題があった。
の膜厚を厚くすれば厚くする程、作製精度が低下するた
めあまり膜厚を厚くすることはできなかった。膜厚をあ
る程度まで例えばＡｕであればＨ／λ=０．０３３より
厚くしない場合、表面波装置を伝搬損失の点から見る
と、伝搬損失は０にならないという問題があった。
【０００７】また、ＩＤＴの膜厚として、一般的な精度
でＩＤＴの電極指を形成することのできる膜厚Ｈ／λ
（電極厚み／励振されるＳＨ波の波長）は０．０５以内
であるとされているが、伝搬損失を０にしようとする
と、Ｈ／λ=０．０３３よりさらに大きな膜厚が必要で
あったため、高い精度でＩＤＴの電極指を形成出来る膜
厚の範囲が狭かった。
でＩＤＴの電極指を形成することのできる膜厚Ｈ／λ
（電極厚み／励振されるＳＨ波の波長）は０．０５以内
であるとされているが、伝搬損失を０にしようとする
と、Ｈ／λ=０．０３３よりさらに大きな膜厚が必要で
あったため、高い精度でＩＤＴの電極指を形成出来る膜
厚の範囲が狭かった。
【０００８】さらに、Ａｕより密度の小さい例えばＴａ
やＷ等を電極材料としてＩＤＴを形成した場合、Ａｕよ
りもさらに膜厚が必要となるため、作製可能な膜厚範囲
において伝搬損失を０にすることはできなかった。
やＷ等を電極材料としてＩＤＴを形成した場合、Ａｕよ
りもさらに膜厚が必要となるため、作製可能な膜厚範囲
において伝搬損失を０にすることはできなかった。
【０００９】また、Ａｌ等のように一般に表面波装置の
ＩＤＴに使用される電極材料に比べてＡｕ等の密度の大
きい材料はＩＤＴの膜厚や電極指幅や電極指ピッチのわ
ずかなバラツキで周波数がばらつくため、ＩＤＴ作製
後、このＩＤＴをトリミングして周波数を調整してい
る。しかしながら、例えば、ＡｕでＨ／λ＝０．０３４
程度のＩＤＴを形成して所望の周波数より低かった場合
に、このような周波数調整を行った結果、膜厚がＨ／λ
=０．０３３より小さくなってしまい、伝搬損失が０で
はなくなるという問題もあった。
ＩＤＴに使用される電極材料に比べてＡｕ等の密度の大
きい材料はＩＤＴの膜厚や電極指幅や電極指ピッチのわ
ずかなバラツキで周波数がばらつくため、ＩＤＴ作製
後、このＩＤＴをトリミングして周波数を調整してい
る。しかしながら、例えば、ＡｕでＨ／λ＝０．０３４
程度のＩＤＴを形成して所望の周波数より低かった場合
に、このような周波数調整を行った結果、膜厚がＨ／λ
=０．０３３より小さくなってしまい、伝搬損失が０で
はなくなるという問題もあった。
【００１０】本発明は、以上の問題点に鑑みて、精度良
くＩＤＴを作製することができ、ＩＤＴ及び圧電基板に
おける伝搬損失がほぼ０で、周波数トリミングの調整幅
を大きくとることのできる表面波装置を提供することを
目的としている。
くＩＤＴを作製することができ、ＩＤＴ及び圧電基板に
おける伝搬損失がほぼ０で、周波数トリミングの調整幅
を大きくとることのできる表面波装置を提供することを
目的としている。
【００１１】
【００１２】
【課題を解決するための手段】 そこで、請求項１
に係る
表面波装置は、オイラー角が（０°，１２５°〜１４０
°，０°±５°）であるＬｉＴａＯ3基板と、前記Ｌｉ
ＴａＯ3基板上に形成されたＩＤＴよりなり、前記ＩＤ
Ｔは、Ａｇを主成分とする電極材料からなり、かつ規格
化膜厚Ｈ／λ=０．００２〜０．０５にて形成されてい
ることによりＳＨ波を励振するものである。
表面波装置は、オイラー角が（０°，１２５°〜１４０
°，０°±５°）であるＬｉＴａＯ3基板と、前記Ｌｉ
ＴａＯ3基板上に形成されたＩＤＴよりなり、前記ＩＤ
Ｔは、Ａｇを主成分とする電極材料からなり、かつ規格
化膜厚Ｈ／λ=０．００２〜０．０５にて形成されてい
ることによりＳＨ波を励振するものである。
【００１３】請求項２に係る表面波装置は、オイラー角
が（０°，１２５°〜１４０°，０°±５°）であるＬ
ｉＴａＯ3基板と、前記ＬｉＴａＯ3基板上に形成された
ＩＤＴよりなり、前記ＩＤＴは、Ｔａを主成分とする電
極材料からなり、かつ規格化膜厚Ｈ／λ=０．００２〜
０．０５にて形成されていることによりＳＨ波を励振す
るものである。
が（０°，１２５°〜１４０°，０°±５°）であるＬ
ｉＴａＯ3基板と、前記ＬｉＴａＯ3基板上に形成された
ＩＤＴよりなり、前記ＩＤＴは、Ｔａを主成分とする電
極材料からなり、かつ規格化膜厚Ｈ／λ=０．００２〜
０．０５にて形成されていることによりＳＨ波を励振す
るものである。
【００１４】請求項３に係る表面波装置は、オイラー角
が（０°，１２５°〜１３４°，０°±５°）であるＬ
ｉＴａＯ3基板と、前記ＬｉＴａＯ3基板上に形成され、
Ｍｏを主成分とする電極材料を規格化膜厚Ｈ／λ=０．
００５〜０．０５で形成することによりＳＨ波を励振す
るＩＤＴと、を備えていることによりＳＨ波を励振する
ものである。
が（０°，１２５°〜１３４°，０°±５°）であるＬ
ｉＴａＯ3基板と、前記ＬｉＴａＯ3基板上に形成され、
Ｍｏを主成分とする電極材料を規格化膜厚Ｈ／λ=０．
００５〜０．０５で形成することによりＳＨ波を励振す
るＩＤＴと、を備えていることによりＳＨ波を励振する
ものである。
【００１５】
【００１６】請求項４に係る表面波装置は、オイラー角
が（０°，１２５°〜１３３°，０°±５°）であるＬ
ｉＴａＯ3基板と、前記ＬｉＴａＯ3基板上に形成された
ＩＤＴよりなり、前記ＩＤＴは、Ｎｉを主成分とする電
極材料からなり、かつ規格化膜厚Ｈ／λ=０．００６〜
０．０５にて形成されていることによりＳＨ波を励振す
るものである。
が（０°，１２５°〜１３３°，０°±５°）であるＬ
ｉＴａＯ3基板と、前記ＬｉＴａＯ3基板上に形成された
ＩＤＴよりなり、前記ＩＤＴは、Ｎｉを主成分とする電
極材料からなり、かつ規格化膜厚Ｈ／λ=０．００６〜
０．０５にて形成されていることによりＳＨ波を励振す
るものである。
【００１７】請求項５に係る表面波装置は、オイラー角
が（０°，１２５°〜１４７°，０°±５°）であるＬ
ｉＴａＯ3基板と、前記ＬｉＴａＯ3基板上に形成された
ＩＤＴよりなり、前記ＩＤＴは、Ｃｒを主成分とする電
極材料からなり、かつ規格化膜厚Ｈ／λ=０．００３〜
０．０５にて形成されていることによりＳＨ波を励振す
るものである。
が（０°，１２５°〜１４７°，０°±５°）であるＬ
ｉＴａＯ3基板と、前記ＬｉＴａＯ3基板上に形成された
ＩＤＴよりなり、前記ＩＤＴは、Ｃｒを主成分とする電
極材料からなり、かつ規格化膜厚Ｈ／λ=０．００３〜
０．０５にて形成されていることによりＳＨ波を励振す
るものである。
【００１８】請求項６に係る表面波装置は、オイラー角
が（０°，１２５°〜１３７°，０°±５°）であるＬ
ｉＴａＯ3基板と、前記ＬｉＴａＯ3基板上に形成された
ＩＤＴよりなり、前記ＩＤＴは、Ｚｎを主成分とする電
極材料からなり、かつ規格化膜厚Ｈ／λ=０．００３〜
０．０５にて形成されていることによりＳＨ波を励振す
るものである。
が（０°，１２５°〜１３７°，０°±５°）であるＬ
ｉＴａＯ3基板と、前記ＬｉＴａＯ3基板上に形成された
ＩＤＴよりなり、前記ＩＤＴは、Ｚｎを主成分とする電
極材料からなり、かつ規格化膜厚Ｈ／λ=０．００３〜
０．０５にて形成されていることによりＳＨ波を励振す
るものである。
【００１９】請求項７に係る表面波装置は、オイラー角
が（０°，１２５°〜１３８°，０°±５°）であるＬ
ｉＴａＯ3基板と、前記ＬｉＴａＯ3基板上に形成された
ＩＤＴよりなり、前記ＩＤＴは、Ｗを主成分とする電極
材料からなり、かつ規格化膜厚Ｈ／λ=０．００２〜
０．０５にて形成されていることによりＳＨ波を励振す
るものである。
が（０°，１２５°〜１３８°，０°±５°）であるＬ
ｉＴａＯ3基板と、前記ＬｉＴａＯ3基板上に形成された
ＩＤＴよりなり、前記ＩＤＴは、Ｗを主成分とする電極
材料からなり、かつ規格化膜厚Ｈ／λ=０．００２〜
０．０５にて形成されていることによりＳＨ波を励振す
るものである。
【００２０】請求項９に係る通信機装置は、請求項１〜
８記載の表面波装置を用いている。
８記載の表面波装置を用いている。
【００２１】以上のような構成により、漏洩弾性表面波
が少なく伝搬損失の小さい表面波装置及び通信機装置を
得ることができる。
が少なく伝搬損失の小さい表面波装置及び通信機装置を
得ることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図を
用いて説明する。図１は本発明の第１の実施形態を示す
表面波装置として挙げた表面波共振子の平面図である。
図１に示すように、表面波共振子１は、例えば、オイラ
ー角（０°，１２６°，０°）であるＬｉＴａＯ3単結
晶からなる圧電基板２上に１つのＩＤＴ３とその両側に
反射器４、４を形成することにより構成されている。
用いて説明する。図１は本発明の第１の実施形態を示す
表面波装置として挙げた表面波共振子の平面図である。
図１に示すように、表面波共振子１は、例えば、オイラ
ー角（０°，１２６°，０°）であるＬｉＴａＯ3単結
晶からなる圧電基板２上に１つのＩＤＴ３とその両側に
反射器４、４を形成することにより構成されている。
【００２３】ＩＤＴ３は、Ａｕ，Ａｇ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｃ
ｕ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｚｎ，Ｗのうち少なくともひとつを主
成分とする、一組の櫛形電極がそれぞれの櫛歯部分が互
いに対向するように配置されることにより構成されてい
る。
ｕ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｚｎ，Ｗのうち少なくともひとつを主
成分とする、一組の櫛形電極がそれぞれの櫛歯部分が互
いに対向するように配置されることにより構成されてい
る。
【００２４】また、ＩＤＴ３の櫛歯部分を構成する電極
指は、その規格化膜厚Ｈ／λが５％以内になるように設
定されている。すなわち、Ｈ／λ（電極厚み／励振され
るＳＨ波の波長）≦０．０５の範囲になるように設定さ
れている。これは、精度良く電極指を形成出来る範囲で
ある。
指は、その規格化膜厚Ｈ／λが５％以内になるように設
定されている。すなわち、Ｈ／λ（電極厚み／励振され
るＳＨ波の波長）≦０．０５の範囲になるように設定さ
れている。これは、精度良く電極指を形成出来る範囲で
ある。
【００２５】次に、本発明の第２の実施形態について説
明する。図２は本発明の第２の実施形態を示す表面波装
置として挙げた縦結合型表面波フィルタの平面図であ
る。図２に示すように、縦結合型表面波フィルタ１１は
例えば、オイラー角（０°，１２６°，０°）であるＬ
ｉＴａＯ3単結晶からなる圧電基板１２上に２つのＩＤ
Ｔ１３ａ、１３ｂ及びその両側に反射器１４、１４を形
成することにより構成されている。
明する。図２は本発明の第２の実施形態を示す表面波装
置として挙げた縦結合型表面波フィルタの平面図であ
る。図２に示すように、縦結合型表面波フィルタ１１は
例えば、オイラー角（０°，１２６°，０°）であるＬ
ｉＴａＯ3単結晶からなる圧電基板１２上に２つのＩＤ
Ｔ１３ａ、１３ｂ及びその両側に反射器１４、１４を形
成することにより構成されている。
【００２６】ＩＤＴ１３は、Ａｕ，Ａｇ，Ｔａ，Ｍｏ，
Ｃｕ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｚｎ，Ｗのうち少なくともひとつを
主成分とする電極材料により形成されており、一組の櫛
形電極がそれぞれの櫛歯部分が互いに対向するように配
置されることにより構成されている。また、ＩＤＴ１３
ａ、１３ｂは表面波伝搬方向に一定の間隔を隔てて平行
に並べられている。本実施の形態においても、第１の実
施の形態と同様にＩＤＴ１３ａ、１３ｂの櫛歯部分を構
成する電極指は、その規格化膜厚Ｈ／λが５％以内にな
るように設定されている。すなわち、Ｈ／λ（電極厚み
／励振されるＳＨ波の波長）≦０．０５の範囲になるよ
うに設定されている。これは、精度良く電極指を形成出
来る範囲である。
Ｃｕ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｚｎ，Ｗのうち少なくともひとつを
主成分とする電極材料により形成されており、一組の櫛
形電極がそれぞれの櫛歯部分が互いに対向するように配
置されることにより構成されている。また、ＩＤＴ１３
ａ、１３ｂは表面波伝搬方向に一定の間隔を隔てて平行
に並べられている。本実施の形態においても、第１の実
施の形態と同様にＩＤＴ１３ａ、１３ｂの櫛歯部分を構
成する電極指は、その規格化膜厚Ｈ／λが５％以内にな
るように設定されている。すなわち、Ｈ／λ（電極厚み
／励振されるＳＨ波の波長）≦０．０５の範囲になるよ
うに設定されている。これは、精度良く電極指を形成出
来る範囲である。
【００２７】次に、本発明の第３の実施形態について説
明する。図３は本発明の第３の実施形態を示す横結合型
表面波フィルタの平面図である。図３に示すように、横
結合型表面波フィルタ２１は、例えば、オイラー角（０
°，１２６°，０°）であるＬｉＴａＯ3単結晶からな
る圧電基板２２上に２つのＩＤＴ２３ａ、２３ｂ及びそ
の両側に反射器２４ａ、２４ｂを形成することにより構
成されている。
明する。図３は本発明の第３の実施形態を示す横結合型
表面波フィルタの平面図である。図３に示すように、横
結合型表面波フィルタ２１は、例えば、オイラー角（０
°，１２６°，０°）であるＬｉＴａＯ3単結晶からな
る圧電基板２２上に２つのＩＤＴ２３ａ、２３ｂ及びそ
の両側に反射器２４ａ、２４ｂを形成することにより構
成されている。
【００２８】ＩＤＴ２３ａ、２３ｂは、Ａｕ，Ａｇ，Ｔ
ａ，Ｍｏ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｚｎ，Ｗのうち少なくと
もひとつを主成分とする電極材料により形成されてお
り、一組の櫛形電極がそれぞれの櫛歯部分が互いに対向
するように配置されることにより構成されている。ま
た、ＩＤＴ２３ａ、２３ｂは表面波伝搬方向に垂直な方
向に並べられている。本実施の形態においても、第１、
第２の実施の形態と同様にＩＤＴ２３ａ、２３ｂの櫛歯
部分を構成する電極指は、その規格化膜厚Ｈ／λが５％
以内になるように設定されている。すなわち、Ｈ／λ
（電極厚み／励振されるＳＨ波の波長）≦０．０５の範
囲になるように設定されている。これは、精度良く電極
指を形成出来る範囲である。
ａ，Ｍｏ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｚｎ，Ｗのうち少なくと
もひとつを主成分とする電極材料により形成されてお
り、一組の櫛形電極がそれぞれの櫛歯部分が互いに対向
するように配置されることにより構成されている。ま
た、ＩＤＴ２３ａ、２３ｂは表面波伝搬方向に垂直な方
向に並べられている。本実施の形態においても、第１、
第２の実施の形態と同様にＩＤＴ２３ａ、２３ｂの櫛歯
部分を構成する電極指は、その規格化膜厚Ｈ／λが５％
以内になるように設定されている。すなわち、Ｈ／λ
（電極厚み／励振されるＳＨ波の波長）≦０．０５の範
囲になるように設定されている。これは、精度良く電極
指を形成出来る範囲である。
【００２９】次に、本発明の第４の実施形態について説
明する。図４は本発明の第４の実施形態を示す表面波装
置として挙げたラダー型表面波フィルタの平面図であ
る。図４に示すように、ラダー型表面波フィルタ３１
は、例えばオイラー角（０°，１２６°，０°）である
ＬｉＴａＯ3単結晶からなる圧電基板３２上にＩＤＴ３
３ａ、３３ｂ及びその両側に反射器３４ａ、３４ｂを形
成することにより構成されている。
明する。図４は本発明の第４の実施形態を示す表面波装
置として挙げたラダー型表面波フィルタの平面図であ
る。図４に示すように、ラダー型表面波フィルタ３１
は、例えばオイラー角（０°，１２６°，０°）である
ＬｉＴａＯ3単結晶からなる圧電基板３２上にＩＤＴ３
３ａ、３３ｂ及びその両側に反射器３４ａ、３４ｂを形
成することにより構成されている。
【００３０】ＩＤＴ３３ａ、３３ｂは、Ａｕ，Ａｇ，Ｔ
ａ，Ｍｏ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｚｎ，Ｗのうち少なくと
もひとつを主成分とする電極材料により形成されてお
り、一組の櫛形電極がそれぞれの櫛歯部分が互いに対向
するように配置されることにより構成されている。ま
た、ＩＤＴ３３ａは直列腕に配され、ＩＤＴ３３ｂは並
列腕に配されることにより、ラダー型に構成されてい
る。本実施の形態においても、第１〜３の実施の形態と
同様にＩＤＴ３３ａ、３３ｂの櫛歯部分を構成する電極
指は、その規格化膜厚Ｈ／λが５％以内になるように設
定されている。すなわち、Ｈ／λ（電極厚み／励振され
るＳＨ波の波長）≦０．０５の範囲になるように設定さ
れている。これは、精度良く電極指を形成出来る範囲で
ある。
ａ，Ｍｏ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｚｎ，Ｗのうち少なくと
もひとつを主成分とする電極材料により形成されてお
り、一組の櫛形電極がそれぞれの櫛歯部分が互いに対向
するように配置されることにより構成されている。ま
た、ＩＤＴ３３ａは直列腕に配され、ＩＤＴ３３ｂは並
列腕に配されることにより、ラダー型に構成されてい
る。本実施の形態においても、第１〜３の実施の形態と
同様にＩＤＴ３３ａ、３３ｂの櫛歯部分を構成する電極
指は、その規格化膜厚Ｈ／λが５％以内になるように設
定されている。すなわち、Ｈ／λ（電極厚み／励振され
るＳＨ波の波長）≦０．０５の範囲になるように設定さ
れている。これは、精度良く電極指を形成出来る範囲で
ある。
【００３１】次に、本発明の第５、第６の実施の形態に
ついて説明する。図５は本発明の第４の実施の形態を示
す共用器及び本発明の第５の実施形態を示す通信機装置
のブロック図である。
ついて説明する。図５は本発明の第４の実施の形態を示
す共用器及び本発明の第５の実施形態を示す通信機装置
のブロック図である。
【００３２】図５に示すように、通信機装置４１は、受
信用の表面波フィルタ４２と送信用の表面波フィルタ４
３を有する共用器４４のアンテナ端子がアンテナ４５に
接続され、出力端子が受信回路４６に接続され、入力端
子が送信回路４７に接続されることにより構成されてい
る。このような共用器４４の受信用の表面波フィルタ４
２と送信用の表面波フィルタ４３には、第２〜第４の実
施の形態の表面波フィルタ１１〜２１のいずれかまたは
その組み合わせを用いる。
信用の表面波フィルタ４２と送信用の表面波フィルタ４
３を有する共用器４４のアンテナ端子がアンテナ４５に
接続され、出力端子が受信回路４６に接続され、入力端
子が送信回路４７に接続されることにより構成されてい
る。このような共用器４４の受信用の表面波フィルタ４
２と送信用の表面波フィルタ４３には、第２〜第４の実
施の形態の表面波フィルタ１１〜２１のいずれかまたは
その組み合わせを用いる。
【００３３】次に本発明のＩＤＴの規格化膜厚Ｈ／λ
（電極厚み／励振されるＳＨ波の波長）について実施例
を用いて説明する。図６は、オイラー角（０°，１２６
°，０°）のＬｉＴａＯ3単結晶圧電基板上に電極を形
成しない場合を含めて圧電基板上の規格化膜厚Ｈ／λ
（電極厚み／励振されるＳＨ波の波長）を０．００〜
０．０５間で変化させて伝搬損失の変位を見た図であ
る。なお、電極は電気的に短絡状態のものである。
（電極厚み／励振されるＳＨ波の波長）について実施例
を用いて説明する。図６は、オイラー角（０°，１２６
°，０°）のＬｉＴａＯ3単結晶圧電基板上に電極を形
成しない場合を含めて圧電基板上の規格化膜厚Ｈ／λ
（電極厚み／励振されるＳＨ波の波長）を０．００〜
０．０５間で変化させて伝搬損失の変位を見た図であ
る。なお、電極は電気的に短絡状態のものである。
【００３４】図６に示すように、どの材料でも膜厚を厚
くしていくにつれて、徐々に伝搬損失が増えていく傾向
にあるが、図１２に実線で示した従来のラブ波フィルタ
に比べて小さい値であることは明らかである。また、図
６に示すようにＡｕにおいてはＨ／λ＝０．０２５の時
に最も伝搬損失が悪くなっているが、その場合であって
も、伝搬損失は０．０４ｄＢ／λ程度であるため、図１
２に実線で示した従来のラブ波フィルタの伝搬損失がＨ
／λ＝０．０２５時に０．３２ｄＢ／λで、最大時０．
７ｄＢの伝搬損失であることに比べれば、格段に伝搬損
失が良くなっている。
くしていくにつれて、徐々に伝搬損失が増えていく傾向
にあるが、図１２に実線で示した従来のラブ波フィルタ
に比べて小さい値であることは明らかである。また、図
６に示すようにＡｕにおいてはＨ／λ＝０．０２５の時
に最も伝搬損失が悪くなっているが、その場合であって
も、伝搬損失は０．０４ｄＢ／λ程度であるため、図１
２に実線で示した従来のラブ波フィルタの伝搬損失がＨ
／λ＝０．０２５時に０．３２ｄＢ／λで、最大時０．
７ｄＢの伝搬損失であることに比べれば、格段に伝搬損
失が良くなっている。
【００３５】次に、図７は、オイラー角（０°，１２６
°，０°）のＬｉＴａＯ3単結晶圧電基板上に電極を形
成しない場合を含めて圧電基板上の規格化膜厚Ｈ／λ
（電極厚み／励振されるＳＨ波の波長）を０．００〜
０．０５間で変化させて伝搬損失の変位を見た図であ
る。なお、電極は電気的に開放状態のものである。
°，０°）のＬｉＴａＯ3単結晶圧電基板上に電極を形
成しない場合を含めて圧電基板上の規格化膜厚Ｈ／λ
（電極厚み／励振されるＳＨ波の波長）を０．００〜
０．０５間で変化させて伝搬損失の変位を見た図であ
る。なお、電極は電気的に開放状態のものである。
【００３６】図７に示すように、どの材料でも膜厚を厚
くしていくにつれて、徐々に伝搬損失が増えていく傾向
にあるが、図１２に点線で示した従来のラブ波フィルタ
に比べて小さい値であることは明らかである。また、図
７に示すようにＡｕにおいてはＨ／λ＝０．０２９の時
に最も伝搬損失が悪くなっているが、その場合であって
も、伝搬損失は０．１４２ｄＢ／λ程度であるため、図
１２に点線で示した従来のラブ波フィルタの伝搬損失が
Ｈ／λ＝０．０２９時に０．８ｄＢ／λで、最大時１．
１８ｄＢの伝搬損失であることに比べれば、格段に伝搬
損失が良くなっている。
くしていくにつれて、徐々に伝搬損失が増えていく傾向
にあるが、図１２に点線で示した従来のラブ波フィルタ
に比べて小さい値であることは明らかである。また、図
７に示すようにＡｕにおいてはＨ／λ＝０．０２９の時
に最も伝搬損失が悪くなっているが、その場合であって
も、伝搬損失は０．１４２ｄＢ／λ程度であるため、図
１２に点線で示した従来のラブ波フィルタの伝搬損失が
Ｈ／λ＝０．０２９時に０．８ｄＢ／λで、最大時１．
１８ｄＢの伝搬損失であることに比べれば、格段に伝搬
損失が良くなっている。
【００３７】これらは、従来のオイラー角（０°，−９
０°，０°）のＬｉＴａＯ3基板ではラブ波が励振され
ているのに対して、本発明の表面波装置では伝搬損失が
非常に小さいＳＨ波を用いているからである。ここでは
Ａｕで説明したが、Ａｕに限らず他のＡｇ，Ｔａ，Ｍ
ｏ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｚｎ，Ｐｔ，Ｗ等においても同
様のＳＨ波を用いることができるため、Ａｕの場合と同
様に伝搬損失が改善される。
０°，０°）のＬｉＴａＯ3基板ではラブ波が励振され
ているのに対して、本発明の表面波装置では伝搬損失が
非常に小さいＳＨ波を用いているからである。ここでは
Ａｕで説明したが、Ａｕに限らず他のＡｇ，Ｔａ，Ｍ
ｏ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｚｎ，Ｐｔ，Ｗ等においても同
様のＳＨ波を用いることができるため、Ａｕの場合と同
様に伝搬損失が改善される。
【００３８】なお、本発明の表面波装置でＳＨ波を良好
に使用出来る膜厚は、各電極材料で異なり、例えば、Ａ
ｕの場合Ｈ／λ＝０．００１〜、Ａｇの場合Ｈ／λ＝
０．００２〜、Ｔａの場合Ｈ／λ＝０．００２〜、Ｍｏ
の場合Ｈ／λ＝０．００５〜、Ｃｕの場合Ｈ／λ＝０．
００３〜、Ｎｉの場合Ｈ／λ＝０．００６〜、Ｃｒの場
合Ｈ／λ＝０．００３〜、Ｚｎの場合Ｈ／λ＝０．００
３〜、Ｗの場合Ｈ／λ＝０．００２〜であり、伝搬損失
や電気機械結合係数を考慮すればこれらの値以上の膜厚
が適当である。
に使用出来る膜厚は、各電極材料で異なり、例えば、Ａ
ｕの場合Ｈ／λ＝０．００１〜、Ａｇの場合Ｈ／λ＝
０．００２〜、Ｔａの場合Ｈ／λ＝０．００２〜、Ｍｏ
の場合Ｈ／λ＝０．００５〜、Ｃｕの場合Ｈ／λ＝０．
００３〜、Ｎｉの場合Ｈ／λ＝０．００６〜、Ｃｒの場
合Ｈ／λ＝０．００３〜、Ｚｎの場合Ｈ／λ＝０．００
３〜、Ｗの場合Ｈ／λ＝０．００２〜であり、伝搬損失
や電気機械結合係数を考慮すればこれらの値以上の膜厚
が適当である。
【００３９】図８は各電極材料における電気機械結合係
数の膜厚による変化を示す特性図である。なお、基板材
料やカット角・伝搬方向については図６，７と同じ値の
ものを用いている。図８に示すように、どの金属材料を
用いても比較的大きい電気機械結合係数が得られている
ことがわかる。また、図８に示すように、Ａｌのように
比重の小さい金属材料に比べて、他の比重の大きい金属
材料の方が電気機械結合係数が大きい。
数の膜厚による変化を示す特性図である。なお、基板材
料やカット角・伝搬方向については図６，７と同じ値の
ものを用いている。図８に示すように、どの金属材料を
用いても比較的大きい電気機械結合係数が得られている
ことがわかる。また、図８に示すように、Ａｌのように
比重の小さい金属材料に比べて、他の比重の大きい金属
材料の方が電気機械結合係数が大きい。
【００４０】図９及び図１０は電極膜厚と伝搬損失が０
になるカット角θとを示す特性図である。図９は電極が
電気的に短絡状態、図１０は電極が電気的に開放状態に
おける伝搬損失が０になるカット角θを示している。実
際のＩＤＴは電極指のある部分と無い部分が存在し、そ
のメタライゼーション比によって図９と図１０の間の特
性となる。なお、カット角はオイラー角表示（φ，θ，
ψ）で（０°，θ，０°±５°）にし、θを変化させて
いる。ψは伝搬方向を示しており、±５°程度の誤差は
伝搬損失で許容範囲内の誤差程度である。
になるカット角θとを示す特性図である。図９は電極が
電気的に短絡状態、図１０は電極が電気的に開放状態に
おける伝搬損失が０になるカット角θを示している。実
際のＩＤＴは電極指のある部分と無い部分が存在し、そ
のメタライゼーション比によって図９と図１０の間の特
性となる。なお、カット角はオイラー角表示（φ，θ，
ψ）で（０°，θ，０°±５°）にし、θを変化させて
いる。ψは伝搬方向を示しており、±５°程度の誤差は
伝搬損失で許容範囲内の誤差程度である。
【００４１】図９及び図１０から、ＩＤＴ等の電極にＡ
ｕを用いた場合、伝搬損失０が実現出来るカット角はオ
イラー角表示（φ，θ，ψ）で（０°，１２５°〜１４
６°，０°±５°）であることがわかる。
ｕを用いた場合、伝搬損失０が実現出来るカット角はオ
イラー角表示（φ，θ，ψ）で（０°，１２５°〜１４
６°，０°±５°）であることがわかる。
【００４２】また、ＩＤＴ等の電極にＡｇを用いた場
合、伝搬損失０が実現出来るカット角はオイラー角表示
（φ，θ，ψ）で（０°，１２５°〜１４０°，０°±
５°）であることがわかる。
合、伝搬損失０が実現出来るカット角はオイラー角表示
（φ，θ，ψ）で（０°，１２５°〜１４０°，０°±
５°）であることがわかる。
【００４３】ＩＤＴ等の電極にＴａを用いた場合は、伝
搬損失０が実現出来るカット角はオイラー角表示（φ，
θ，ψ）で（０°，１２５°〜１４０°，０°±５°）
であることがわかる。
搬損失０が実現出来るカット角はオイラー角表示（φ，
θ，ψ）で（０°，１２５°〜１４０°，０°±５°）
であることがわかる。
【００４４】ＩＤＴ等の電極にＭｏを用いた場合は、伝
搬損失０が実現出来るカット角はオイラー角表示（φ，
θ，ψ）で（０°，１２５°〜１３４°，０°±５°）
であることがわかる。
搬損失０が実現出来るカット角はオイラー角表示（φ，
θ，ψ）で（０°，１２５°〜１３４°，０°±５°）
であることがわかる。
【００４５】ＩＤＴ等の電極にＣｕを用いた場合は、伝
搬損失０が実現出来るカット角はオイラー角表示（φ，
θ，ψ）で（０°，１２５°〜１３７°，０°±５°）
であることがわかる。
搬損失０が実現出来るカット角はオイラー角表示（φ，
θ，ψ）で（０°，１２５°〜１３７°，０°±５°）
であることがわかる。
【００４６】ＩＤＴ等の電極にＮｉを用いた場合は、伝
搬損失０が実現出来るカット角はオイラー角表示（φ，
θ，ψ）で（０°，１２５°〜１３３°，０°±５°）
であることがわかる。
搬損失０が実現出来るカット角はオイラー角表示（φ，
θ，ψ）で（０°，１２５°〜１３３°，０°±５°）
であることがわかる。
【００４７】ＩＤＴ等の電極にＣｒを用いた場合は、伝
搬損失０が実現出来るカット角はオイラー角表示（φ，
θ，ψ）で（０°，１２５°〜１４７°，０°±５°）
であることがわかる。
搬損失０が実現出来るカット角はオイラー角表示（φ，
θ，ψ）で（０°，１２５°〜１４７°，０°±５°）
であることがわかる。
【００４８】ＩＤＴ等の電極にＺｎを用いた場合は、伝
搬損失０が実現出来るカット角はオイラー角表示（φ，
θ，ψ）で（０°，１２５°〜１３７°，０°±５°）
であることがわかる。
搬損失０が実現出来るカット角はオイラー角表示（φ，
θ，ψ）で（０°，１２５°〜１３７°，０°±５°）
であることがわかる。
【００４９】ＩＤＴ等の電極にＷを用いた場合は、伝搬
損失０が実現出来るカット角はオイラー角表示（φ，
θ，ψ）で（０°，１２５°〜１３８°，０°±５°）
であることがわかる。
損失０が実現出来るカット角はオイラー角表示（φ，
θ，ψ）で（０°，１２５°〜１３８°，０°±５°）
であることがわかる。
【００５０】したがって、このような図９及び図１０に
示されたカット角のＬｉＴａＯ3基板及びこのような膜
厚の電極材料を用いることにより、伝搬損失がほぼ０で
ある表面波装置を得ることができる。
示されたカット角のＬｉＴａＯ3基板及びこのような膜
厚の電極材料を用いることにより、伝搬損失がほぼ０で
ある表面波装置を得ることができる。
【００５１】なお、本発明の第１〜第６の実施の形態で
は、反射器を有する表面波装置について説明したが、こ
れに限るものではなく、反射器の無い表面波装置にも適
用できるものである。
は、反射器を有する表面波装置について説明したが、こ
れに限るものではなく、反射器の無い表面波装置にも適
用できるものである。
【００５２】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、適切な
オイラー角のＬｉＴａＯ3基板上に、Ａｕ，Ａｇ，Ｔ
ａ，Ｍｏ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｚｎ，Ｐｔ，Ｗ等の比重
の大きい電極材料を適切な膜厚でＩＤＴを構成すること
により伝搬損失の少ないＳＨ波を励振するようにしたの
で、漏洩弾性表面波成分が少なくなるため、伝搬損失が
小さい表面波装置が得られる。
オイラー角のＬｉＴａＯ3基板上に、Ａｕ，Ａｇ，Ｔ
ａ，Ｍｏ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｚｎ，Ｐｔ，Ｗ等の比重
の大きい電極材料を適切な膜厚でＩＤＴを構成すること
により伝搬損失の少ないＳＨ波を励振するようにしたの
で、漏洩弾性表面波成分が少なくなるため、伝搬損失が
小さい表面波装置が得られる。
【００５３】また、膜厚が極薄い段階から伝搬損失がほ
ぼ０となるので、周波数調整のためにＩＤＴをトリミン
グして膜厚が変動しても、従来技術のように伝搬損失が
大幅に劣化することが無く、周波数トリミングの調整幅
を大きくとることができる。
ぼ０となるので、周波数調整のためにＩＤＴをトリミン
グして膜厚が変動しても、従来技術のように伝搬損失が
大幅に劣化することが無く、周波数トリミングの調整幅
を大きくとることができる。
【図１】第１の実施形態を説明するための表面波共振子
の平面図である。
の平面図である。
【図２】第２の実施形態を説明するための縦結合型表面
波フィルタの平面図である。
波フィルタの平面図である。
【図３】第３の実施形態を説明するための横結合型表面
波フィルタの平面図である。
波フィルタの平面図である。
【図４】第４の実施形態を説明するためのラダー型表面
波フィルタの平面図である。
波フィルタの平面図である。
【図５】第５、第６の実施形態を説明するための通信機
装置のブロック図である。
装置のブロック図である。
【図６】本発明に係る表面波装置の電極が電気的に短絡
状態におけるＩＤＴの規格化膜厚Ｈ／λと伝搬損失の関
係を示す特性図である。
状態におけるＩＤＴの規格化膜厚Ｈ／λと伝搬損失の関
係を示す特性図である。
【図７】本発明に係る表面波装置の電極が電気的に開放
状態におけるＩＤＴの規格化膜厚Ｈ／λと伝搬損失の関
係を示す特性図である。
状態におけるＩＤＴの規格化膜厚Ｈ／λと伝搬損失の関
係を示す特性図である。
【図８】本発明に係る表面波装置のＩＤＴの規格化膜厚
Ｈ／λと電気機械結合係数の関係を示す特性図である。
Ｈ／λと電気機械結合係数の関係を示す特性図である。
【図９】本発明に係る表面波装置の電極が短絡状態のＩ
ＤＴの規格化膜厚Ｈ／λと伝搬損失が０になるカット角
の関係を示す特性図である。
ＤＴの規格化膜厚Ｈ／λと伝搬損失が０になるカット角
の関係を示す特性図である。
【図１０】本発明に係る表面波装置の電極が開放状態の
ＩＤＴの規格化膜厚Ｈ／λと電気機械結合係数の関係を
示す特性図である。
ＩＤＴの規格化膜厚Ｈ／λと電気機械結合係数の関係を
示す特性図である。
【図１１】従来の表面波装置のＩＤＴの規格化膜厚Ｈ／
λと電気機械結合係数ｋの関係を示す特性図である。
λと電気機械結合係数ｋの関係を示す特性図である。
【図１２】従来の表面波装置のＩＤＴの規格化膜厚Ｈ／
λと伝搬損失の関係を示す特性図である。
λと伝搬損失の関係を示す特性図である。
１ 表面波共振子
２ 圧電基板
３ ＩＤＴ
４ 反射器
Claims (9)
- 【請求項１】 オイラー角が（０°，１２５°〜１４０
°，０°±５°）であるＬｉＴａＯ3基板と、前記Ｌｉ
ＴａＯ3基板上に形成されたＩＤＴよりなり、前記ＩＤ
Ｔは、Ａｇを主成分とする電極材料からなり、かつ規格
化膜厚Ｈ／λ=０．００２〜０．０５にて形成されてい
ることによりＳＨ波を励振するものであることを特徴と
する表面波装置。 - 【請求項２】 オイラー角が（０°，１２５°〜１４０
°，０°±５°）であるＬｉＴａＯ3基板と、前記Ｌｉ
ＴａＯ3基板上に形成されたＩＤＴよりなり、前記ＩＤ
Ｔは、Ｔａを主成分とする電極材料からなり、かつ規格
化膜厚Ｈ／λ=０．００２〜０．０５にて形成されてい
ることによりＳＨ波を励振するものであることを特徴と
する表面波装置。 - 【請求項３】 オイラー角が（０°，１２５°〜１３４
°，０°±５°）であるＬｉＴａＯ3基板と、前記Ｌｉ
ＴａＯ3基板上に形成されたＩＤＴよりなり、前記ＩＤ
Ｔは、Ｍｏを主成分とする電極材料からなり、かつ規格
化膜厚Ｈ／λ=０．００５〜０．０５にて形成されてい
ることによりＳＨ波を励振するものであることを特徴と
する表面波装置。 - 【請求項４】 オイラー角が（０°，１２５°〜１３３
°，０°±５°）であるＬｉＴａＯ3基板と、前記Ｌｉ
ＴａＯ3基板上に形成されたＩＤＴよりなり、前記ＩＤ
Ｔは、Ｎｉを主成分とする電極材料からなり、かつ規格
化膜厚Ｈ／λ=０．００６〜０．０５にて形成されてい
ることによりＳＨ波を励振するものであることを特徴と
する表面波装置。 - 【請求項５】 オイラー角が（０°，１２５°〜１４７
°，０°±５°）であるＬｉＴａＯ3基板と、前記Ｌｉ
ＴａＯ3基板上に形成されたＩＤＴよりなり、前記ＩＤ
Ｔは、Ｃｒを主成分とする電極材料からなり、かつ規格
化膜厚Ｈ／λ=０．００３〜０．０５にて形成されてい
ることによりＳＨ波を励振するものであることを特徴と
する表面波装置。 - 【請求項６】 オイラー角が（０°，１２５°〜１３７
°，０°±５°）であるＬｉＴａＯ3基板と、前記Ｌｉ
ＴａＯ3基板上に形成されたＩＤＴよりなり、前記ＩＤ
Ｔは、Ｚｎを主成分とする電極材料からなり、かつ規格
化膜厚Ｈ／λ=０．００３〜０．０５にて形成されてい
ることによりＳＨ波を励振するものであることを特徴と
する表面波装置。 - 【請求項７】 オイラー角が（０°，１２５°〜１３８
°，０°±５°）であるＬｉＴａＯ3基板と、前記Ｌｉ
ＴａＯ3基板上に形成されたＩＤＴよりなり、前記ＩＤ
Ｔは、Ｗを主成分とする電極材料からなり、かつ規格化
膜厚Ｈ／λ=０．００２〜０．０５にて形成されている
ことによりＳＨ波を励振するものであることを特徴とす
る表面波装置。 - 【請求項８】 前記規格化膜厚は、伝搬損失０が実現で
きるオイラー角での規格化膜厚であることを特徴とする
請求項１〜７記載の表面波装置。 - 【請求項９】 請求項１〜８記載の表面波装置を用いた
ことを特徴とする通信機装置。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24890399A JP3391309B2 (ja) | 1999-09-02 | 1999-09-02 | 表面波装置及び通信機装置 |
| TW089117151A TW483239B (en) | 1999-09-02 | 2000-08-25 | Surface acoustic wave device and communication device |
| GB0021214A GB2356306B (en) | 1999-09-02 | 2000-08-29 | Surface acoustic wave device and communication device |
| DE10042915A DE10042915B9 (de) | 1999-09-02 | 2000-08-31 | Akustooberflächenwellenbauelement und Kommunikationsgerät |
| DE10066396A DE10066396B4 (de) | 1999-09-02 | 2000-08-31 | Akustooberflächenwellenbauelement |
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