JP3395298B2 - 表面波装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ラブ波を利用した表面
波装置に関し、特に、圧電基板材料を改良することによ
り、大きな電気機械結合係数及び小さな温度特性（Ｔ
ｃ）が実現される表面波装置に関する。
波装置に関し、特に、圧電基板材料を改良することによ
り、大きな電気機械結合係数及び小さな温度特性（Ｔ
ｃ）が実現される表面波装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】圧電基板を用いて構成される表面波装置
としては、表面波共振子、表面波フィルタあるいはエラ
スチックコンボルバなどの種々の装置が実用化されてい
る。表面波装置において良好な特性を得るためには、用
いる圧電基板の電気機械結合係数Ｋｓが大きく、温度特
性Ｔｃが小さいことが求められる。従って、これらの双
方を満たすために、従来より種々の圧電材料が検討され
ている。
としては、表面波共振子、表面波フィルタあるいはエラ
スチックコンボルバなどの種々の装置が実用化されてい
る。表面波装置において良好な特性を得るためには、用
いる圧電基板の電気機械結合係数Ｋｓが大きく、温度特
性Ｔｃが小さいことが求められる。従って、これらの双
方を満たすために、従来より種々の圧電材料が検討され
ている。
【０００３】電気機械結合係数Ｋｓが大きな圧電基板と
して、ＹカットＸ方向伝搬ＬｉＮｂＯ3 基板上に、該基
板よりも表面波伝搬速度の遅いＡｕ薄膜やＺｎＯ薄膜を
形成してなる圧電基板が知られており、この圧電基板を
用いることによりラブ波を励振し得ることが知られてい
る。例えば、ＹカットＸ方向伝搬ＬｉＮｂＯ3 基板上に
Ａｕ薄膜を形成した圧電基板では、電気機械結合係数Ｋ
ｓは６０％程度とかなり大きく、ＹカットＸ方向伝搬Ｌ
ｉＮｂＯ3 基板上にＡｌ薄膜及びＺｎＯ薄膜を積層した
構造では、電気機械結合係数Ｋｓが５０％程度であるこ
とが知られている。
して、ＹカットＸ方向伝搬ＬｉＮｂＯ3 基板上に、該基
板よりも表面波伝搬速度の遅いＡｕ薄膜やＺｎＯ薄膜を
形成してなる圧電基板が知られており、この圧電基板を
用いることによりラブ波を励振し得ることが知られてい
る。例えば、ＹカットＸ方向伝搬ＬｉＮｂＯ3 基板上に
Ａｕ薄膜を形成した圧電基板では、電気機械結合係数Ｋ
ｓは６０％程度とかなり大きく、ＹカットＸ方向伝搬Ｌ
ｉＮｂＯ3 基板上にＡｌ薄膜及びＺｎＯ薄膜を積層した
構造では、電気機械結合係数Ｋｓが５０％程度であるこ
とが知られている。
【０００４】しかしながら、温度特性Ｔｃについては、
前者では１２０ｐｐｍ／℃とかなり大きく、後者の圧電
基板においても８０ｐｐｍ／℃と大きく、従って温度特
性Ｔｃのより小さな圧電基板が求められている。
前者では１２０ｐｐｍ／℃とかなり大きく、後者の圧電
基板においても８０ｐｐｍ／℃と大きく、従って温度特
性Ｔｃのより小さな圧電基板が求められている。
【０００５】他方、１２８°回転Ｙ板ＬｉＮｂＯ3 基板
上にＺｎＯ薄膜を形成してなる圧電基板では、レイリー
波について大きな電気機械結合係数Ｋｓの得られること
がわかっている。これを、図１を参照して説明する。図
１において、実線Ａは、上記ＬｉＮｂＯ3 基板の＋面上
にＺｎＯ薄膜を形成した場合、破線Ｂは、ＬｉＮｂＯ 3
基板の−面上にＺｎＯ薄膜を形成した場合のＺｎＯ膜厚
と、励振されるレイリー波の電気機械結合係数Ｋｓとの
関係を示す。なお、ＺｎＯ膜厚は、ＺｎＯ膜厚をＨ、レ
イリー波の波長λとしたときに、Ｈ／λすなわち膜厚の
レイリー波の波長に対する比で表している。
上にＺｎＯ薄膜を形成してなる圧電基板では、レイリー
波について大きな電気機械結合係数Ｋｓの得られること
がわかっている。これを、図１を参照して説明する。図
１において、実線Ａは、上記ＬｉＮｂＯ3 基板の＋面上
にＺｎＯ薄膜を形成した場合、破線Ｂは、ＬｉＮｂＯ 3
基板の−面上にＺｎＯ薄膜を形成した場合のＺｎＯ膜厚
と、励振されるレイリー波の電気機械結合係数Ｋｓとの
関係を示す。なお、ＺｎＯ膜厚は、ＺｎＯ膜厚をＨ、レ
イリー波の波長λとしたときに、Ｈ／λすなわち膜厚の
レイリー波の波長に対する比で表している。
【０００６】図１から明らかなように、１２８°回転Ｙ
板ＬｉＮｂＯ3 基板の＋面上にＺｎＯ薄膜を形成した場
合、ＺｎＯ薄膜の相対的な膜厚Ｈ／λを０．２０程度に
選ぶことにより、電気機械結合係数Ｋｓを０．３８程
度、すなわち３８％程度とし得ることがわかる。しかし
ながら、この圧電基板では、やはり温度特性Ｔｃが８０
ｐｐｍ／℃とかなり大きい。
板ＬｉＮｂＯ3 基板の＋面上にＺｎＯ薄膜を形成した場
合、ＺｎＯ薄膜の相対的な膜厚Ｈ／λを０．２０程度に
選ぶことにより、電気機械結合係数Ｋｓを０．３８程
度、すなわち３８％程度とし得ることがわかる。しかし
ながら、この圧電基板では、やはり温度特性Ｔｃが８０
ｐｐｍ／℃とかなり大きい。
【０００７】また、ＹカットＸ方向伝搬ＬｉＮｂＯ3 基
板上に該基板よりも表面波伝搬速度の遅いＡｕやＺｎＯ
薄膜を形成してなる圧電基板では、薄膜の厚みを変える
ことによりリーキー表面波がラブ波に変わることが知ら
れている。図２に、この圧電基板を用いて表面波を励振
した場合の電気機械結合係数Ｋｓと、ＺｎＯの相対的な
膜厚（Ｈ／λ）との関係を示す。この圧電基板では、Ｌ
ｉＮｂＯ3 基板上に形成されるＺｎＯ薄膜の厚みが大き
くなるに連れて、圧電基板の厚み方向に伝搬するリーキ
ー表面波がなくなり、ラブ波が励振される。すなわち、
図２において、実線Ｃは、リーキー表面波の特性を、実
線Ｄはラブ波の特性を示す。
板上に該基板よりも表面波伝搬速度の遅いＡｕやＺｎＯ
薄膜を形成してなる圧電基板では、薄膜の厚みを変える
ことによりリーキー表面波がラブ波に変わることが知ら
れている。図２に、この圧電基板を用いて表面波を励振
した場合の電気機械結合係数Ｋｓと、ＺｎＯの相対的な
膜厚（Ｈ／λ）との関係を示す。この圧電基板では、Ｌ
ｉＮｂＯ3 基板上に形成されるＺｎＯ薄膜の厚みが大き
くなるに連れて、圧電基板の厚み方向に伝搬するリーキ
ー表面波がなくなり、ラブ波が励振される。すなわち、
図２において、実線Ｃは、リーキー表面波の特性を、実
線Ｄはラブ波の特性を示す。
【０００８】図２から明らかなように、この圧電基板を
用いれば、ＺｎＯの相対的膜厚Ｈ／λを０．１前後とす
ることにより、ラブ波の励振に際しての電気機械結合係
数Ｋｓを０．４５、すなわち４５％程度とし得ることが
わかる。しかしながら、この圧電基板においても、やは
り、温度特性Ｔｃは８０ｐｐｍ／℃とかなり大きかっ
た。しかも、ＺｎＯ薄膜をＬｉＮｂＯ3 基板上に厚く成
膜しているため、電気機械結合係数は、実線Ｃで示され
ているリーキー表面波の場合に比べて小さくなってい
る。
用いれば、ＺｎＯの相対的膜厚Ｈ／λを０．１前後とす
ることにより、ラブ波の励振に際しての電気機械結合係
数Ｋｓを０．４５、すなわち４５％程度とし得ることが
わかる。しかしながら、この圧電基板においても、やは
り、温度特性Ｔｃは８０ｐｐｍ／℃とかなり大きかっ
た。しかも、ＺｎＯ薄膜をＬｉＮｂＯ3 基板上に厚く成
膜しているため、電気機械結合係数は、実線Ｃで示され
ているリーキー表面波の場合に比べて小さくなってい
る。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ラブ
波を利用した表面波装置であって、電気機械結合係数Ｋ
ｓを大きく、しかも温度特性Ｔｃを小さくし得る圧電基
板を用いた表面波装置を提供することにある。
波を利用した表面波装置であって、電気機械結合係数Ｋ
ｓを大きく、しかも温度特性Ｔｃを小さくし得る圧電基
板を用いた表面波装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、３６°回転Ｙ板ＬｉＴａＯ3基板と、ＬｉＴａＯ3基
板上に形成されており、かつＬｉＴａＯ3基板に比べて
表面波の伝搬速度が遅い材料よりなる薄膜とを有する圧
電基板を用いて構成されたラブ波を利用する表面波装置
であって、前記薄膜がＺｎＯ薄膜であり、ＺｎＯ薄膜の
膜厚をＨ、励振されるラブ波の波長λとしたときに、Ｈ
／λが０．０２〜０．１３の範囲とされていることを特
徴とする。 また、本願請求項２に記載の発明は、３６°
回転Ｙ板ＬｉＴａＯ 3 基板と、前記ＬｉＴａＯ 3 基板上に
形成されており、かつ前記ＬｉＴａＯ 3 基板に比べて表
面波伝搬速度が遅い材料よりなる薄膜とを有する圧電基
板を用いて構成されたラブ波を利用する表面波装置であ
って、前記薄膜が、ＣｄＳ薄膜であり、前記ＣｄＳ薄膜
の膜厚をＨ、励振されるラブ波の波長λとしたときに、
Ｈ／λが０．０１〜０．１０の範囲とされていることを
特徴とする。
は、３６°回転Ｙ板ＬｉＴａＯ3基板と、ＬｉＴａＯ3基
板上に形成されており、かつＬｉＴａＯ3基板に比べて
表面波の伝搬速度が遅い材料よりなる薄膜とを有する圧
電基板を用いて構成されたラブ波を利用する表面波装置
であって、前記薄膜がＺｎＯ薄膜であり、ＺｎＯ薄膜の
膜厚をＨ、励振されるラブ波の波長λとしたときに、Ｈ
／λが０．０２〜０．１３の範囲とされていることを特
徴とする。 また、本願請求項２に記載の発明は、３６°
回転Ｙ板ＬｉＴａＯ 3 基板と、前記ＬｉＴａＯ 3 基板上に
形成されており、かつ前記ＬｉＴａＯ 3 基板に比べて表
面波伝搬速度が遅い材料よりなる薄膜とを有する圧電基
板を用いて構成されたラブ波を利用する表面波装置であ
って、前記薄膜が、ＣｄＳ薄膜であり、前記ＣｄＳ薄膜
の膜厚をＨ、励振されるラブ波の波長λとしたときに、
Ｈ／λが０．０１〜０．１０の範囲とされていることを
特徴とする。
【００１１】上記のように、本発明は、３６°回転Ｙ板
ＬｉＴａＯ3基板上に該基板よりも表面波伝搬速度の遅
い薄膜を形成してなる圧電基板を用いて構成されている
が、上記ＬｉＴａＯ3基板よりも音速の遅い薄膜材料と
しては、ＺｎＯ、ＣｄＳ、Ｔａ2Ｏ5などが挙げられ、Ｚ
ｎＯ薄膜を形成する場合には、請求項１に記載のように
ＺｎＯ薄膜の相対的な膜厚Ｈ／λは０．０２〜０．１３
の範囲とされ、ＣｄＳ薄膜を形成する場合には、請求項
２に記載のように、ＣｄＳ薄膜の相対的な膜厚Ｈ／λは
０．０１〜０．１０の範囲とされる。
ＬｉＴａＯ3基板上に該基板よりも表面波伝搬速度の遅
い薄膜を形成してなる圧電基板を用いて構成されている
が、上記ＬｉＴａＯ3基板よりも音速の遅い薄膜材料と
しては、ＺｎＯ、ＣｄＳ、Ｔａ2Ｏ5などが挙げられ、Ｚ
ｎＯ薄膜を形成する場合には、請求項１に記載のように
ＺｎＯ薄膜の相対的な膜厚Ｈ／λは０．０２〜０．１３
の範囲とされ、ＣｄＳ薄膜を形成する場合には、請求項
２に記載のように、ＣｄＳ薄膜の相対的な膜厚Ｈ／λは
０．０１〜０．１０の範囲とされる。
【００１２】
【作用】本願発明者は、ラブ波を利用した表面波装置に
用いる圧電基板材料として種々の材料を検討した。その
結果、温度特性が比較的小さい３６°回転Ｙ板ＬｉＴａ
Ｏ3 基板を用い、該基板上にＬｉＴａＯ3 基板よりも表
面波の音速の遅い薄膜を形成し、さらに該薄膜の膜厚を
上記特定の範囲に選ぶことによりラブ波が励振され、し
かもラブ波の電気機械結合係数が大きく、かつ温度特性
も大きな圧電基板を構成し得ることを見い出し、本発明
を成すに至った。
用いる圧電基板材料として種々の材料を検討した。その
結果、温度特性が比較的小さい３６°回転Ｙ板ＬｉＴａ
Ｏ3 基板を用い、該基板上にＬｉＴａＯ3 基板よりも表
面波の音速の遅い薄膜を形成し、さらに該薄膜の膜厚を
上記特定の範囲に選ぶことによりラブ波が励振され、し
かもラブ波の電気機械結合係数が大きく、かつ温度特性
も大きな圧電基板を構成し得ることを見い出し、本発明
を成すに至った。
【００１３】すなわち、本発明は、本願者により理論的
にかつ実験的に見い出されたものであるが、従来、３６
°回転Ｙ板ＬｉＴａＯ3 基板上にＺｎＯ、ＣｄＳまたは
Ｔａ 2 Ｏ5 薄膜などを形成した構造において、ラブ波に
ついての電気機械結合係数を高め、かつ温度特性Ｔｃを
小さくし得ることは知られていなかった。
にかつ実験的に見い出されたものであるが、従来、３６
°回転Ｙ板ＬｉＴａＯ3 基板上にＺｎＯ、ＣｄＳまたは
Ｔａ 2 Ｏ5 薄膜などを形成した構造において、ラブ波に
ついての電気機械結合係数を高め、かつ温度特性Ｔｃを
小さくし得ることは知られていなかった。
【００１４】
【実施例の説明】以下、図面を参照しつつ実施例を説明
することにより、本発明を明らかにする。
することにより、本発明を明らかにする。
【００１５】３６°回転Ｙ板ＬｉＴａＯ3 基板（以下、
単にＬｉＴａＯ3 基板とする。）は、回転Ｙ板のリーキ
ー表面波を計算する過程において、減衰のないカット角
を有する基板として発見されたものであり、ＳＨ波用表
面波基板として報告されている（中村、員見、清水「Ｌ
ｉＴａＯ3 におけるＳＨタイプおよびＲｅｙｌｅｉｇｈ
タイプの弾性表面波」信学会、信学技報超音波研資ＵＳ
７７−４２（１９７７））。また、このＬｉＴａＯ3 基
板は、温度特性Ｔｃが２５〜３２ｐｐｍ／℃程度である
ことが知られている。
単にＬｉＴａＯ3 基板とする。）は、回転Ｙ板のリーキ
ー表面波を計算する過程において、減衰のないカット角
を有する基板として発見されたものであり、ＳＨ波用表
面波基板として報告されている（中村、員見、清水「Ｌ
ｉＴａＯ3 におけるＳＨタイプおよびＲｅｙｌｅｉｇｈ
タイプの弾性表面波」信学会、信学技報超音波研資ＵＳ
７７−４２（１９７７））。また、このＬｉＴａＯ3 基
板は、温度特性Ｔｃが２５〜３２ｐｐｍ／℃程度である
ことが知られている。
【００１６】そこで、温度特性の良好な上記ＬｉＴａＯ
3 基板上にＺｎＯ薄膜を種々の膜厚で形成してなる圧電
基板を作製し、ラブ波の励振を試みた。なお、ＬｉＴａ
Ｏ3基板の＋面上にＺｎＯ薄膜を形成した場合、及び−
面上にＺｎＯ薄膜を形成した場合の双方についてラブ波
の励振について解析した。
3 基板上にＺｎＯ薄膜を種々の膜厚で形成してなる圧電
基板を作製し、ラブ波の励振を試みた。なお、ＬｉＴａ
Ｏ3基板の＋面上にＺｎＯ薄膜を形成した場合、及び−
面上にＺｎＯ薄膜を形成した場合の双方についてラブ波
の励振について解析した。
【００１７】ＬｉＴａＯ3 基板及びＺｎＯ薄膜の両方に
おいて、以下の圧電基本式、運動方程式及びマクスウェ
ルの方程式が成立する。
おいて、以下の圧電基本式、運動方程式及びマクスウェ
ルの方程式が成立する。
【００１８】
【数１】
【００１９】ラブ波を励振させるには、これらの式が、
ＺｎＯ薄膜表面及びＺｎＯ薄膜とＬｉＴａＯ3 基板との
境界において、それぞれの境界条件を満たすような音速
を求めればよい。圧電基板上にインターデジタル電極を
形成した場合に、インターデジタル電極が存在する境界
において、電気的に短絡した場合の音速Ｖm と、開放し
た場合の音速Ｖf から電気機械結合係数が求められる。
ＺｎＯ薄膜表面及びＺｎＯ薄膜とＬｉＴａＯ3 基板との
境界において、それぞれの境界条件を満たすような音速
を求めればよい。圧電基板上にインターデジタル電極を
形成した場合に、インターデジタル電極が存在する境界
において、電気的に短絡した場合の音速Ｖm と、開放し
た場合の音速Ｖf から電気機械結合係数が求められる。
【００２０】図３は、上記ＬｉＴａＯ3 基板上に、種々
の膜厚でＺｎＯ薄膜を形成してなる圧電基板を用いた場
合の上記表面波の音速Ｖf ，Ｖm を測定した結果を示
す。なお、図３において、〇及び●は、ＬｉＴａＯ3 基
板の＋面上にＺｎＯ薄膜を形成した場合のラブ波の音速
を示し、〇は境界がフリーの場合の音速Ｖf を、●は境
界がメタライズされた場合の音速Ｖm である。他方、△
及び▲は、ＬｉＴａＯ3基板の−面上にＺｎＯ薄膜を形
成した場合のラブ波の音速を示し、△は境界がフリーの
場合の音速Ｖf を、▲は境界がメタライズされている場
合の音速Ｖm である。
の膜厚でＺｎＯ薄膜を形成してなる圧電基板を用いた場
合の上記表面波の音速Ｖf ，Ｖm を測定した結果を示
す。なお、図３において、〇及び●は、ＬｉＴａＯ3 基
板の＋面上にＺｎＯ薄膜を形成した場合のラブ波の音速
を示し、〇は境界がフリーの場合の音速Ｖf を、●は境
界がメタライズされた場合の音速Ｖm である。他方、△
及び▲は、ＬｉＴａＯ3基板の−面上にＺｎＯ薄膜を形
成した場合のラブ波の音速を示し、△は境界がフリーの
場合の音速Ｖf を、▲は境界がメタライズされている場
合の音速Ｖm である。
【００２１】図３から明らかなように、＋面及び−面の
いずれの側にＺｎＯ薄膜を形成した場合でも音速に差が
ないことがわかる。また、図３において、×及び＋は、
それぞれ、ＬｉＴａＯ3 基板の＋面及び−面上にＺｎＯ
薄膜を形成した場合のレイリー波の音速を示す。境界が
フリーの場合の音速Ｖf と、メタライズされている場合
のＶm との差がほとんどなく、電気機械結合係数がゼロ
であり、レイリー波が励振されないことがわかる。しか
も、レイリー波成分は、ラブ波の音速Ｖf とＶm との間
には存在しないため、本圧電基板を用いれば、レイリー
波成分の影響を受け難いことがわかる。
いずれの側にＺｎＯ薄膜を形成した場合でも音速に差が
ないことがわかる。また、図３において、×及び＋は、
それぞれ、ＬｉＴａＯ3 基板の＋面及び−面上にＺｎＯ
薄膜を形成した場合のレイリー波の音速を示す。境界が
フリーの場合の音速Ｖf と、メタライズされている場合
のＶm との差がほとんどなく、電気機械結合係数がゼロ
であり、レイリー波が励振されないことがわかる。しか
も、レイリー波成分は、ラブ波の音速Ｖf とＶm との間
には存在しないため、本圧電基板を用いれば、レイリー
波成分の影響を受け難いことがわかる。
【００２２】図４は、上記ＬｉＴａＯ3 基板上にＺｎＯ
薄膜を種々の膜厚で形成した場合の電気機械結合係数を
示す図である。図４において、〇は、ＬｉＴａＯ3 基板
の＋面上にＺｎＯ薄膜を形成した場合、△は−面上にＺ
ｎＯ薄膜を形成した場合の結果を示す。図４から明らか
なように、ＬｉＴａＯ3 基板の＋面上にＺｎＯ薄膜を形
成した場合には、−面側にＺｎＯ薄膜を形成した構造に
比べて電気機械結合係数Ｋｓが若干大きいことがわか
る。
薄膜を種々の膜厚で形成した場合の電気機械結合係数を
示す図である。図４において、〇は、ＬｉＴａＯ3 基板
の＋面上にＺｎＯ薄膜を形成した場合、△は−面上にＺ
ｎＯ薄膜を形成した場合の結果を示す。図４から明らか
なように、ＬｉＴａＯ3 基板の＋面上にＺｎＯ薄膜を形
成した場合には、−面側にＺｎＯ薄膜を形成した構造に
比べて電気機械結合係数Ｋｓが若干大きいことがわか
る。
【００２３】もっとも、いずれの面にＺｎＯ薄膜を形成
した場合であっても、ＺｎＯの相対的な膜厚Ｈ／λを
０．０２〜０．１３の範囲とすることにより、ＺｎＯ薄
膜を形成しない場合に比べて、電気機械結合係数を２２
％以上とし得ることがわかる。従って、ＺｎＯ薄膜及び
ＬｉＴａＯ3 基板の双方が比較的良好な温度特性Ｔｃを
示すため（ＺｎＯ薄膜のＴｃ＝３０ｐｐｍ／℃，ＬｉＴ
ａＯ3 基板のＴｃ＝２５〜３２ｐｐｍ／℃）、この圧電
基板は２５〜３２ｐｐｍ／℃程度の良好な温度特性Ｔｃ
を有し、しかもＺｎＯ膜厚を上記特定の範囲に選ぶこと
により電気機械結合係数を比較的高くし得ることがわか
る。
した場合であっても、ＺｎＯの相対的な膜厚Ｈ／λを
０．０２〜０．１３の範囲とすることにより、ＺｎＯ薄
膜を形成しない場合に比べて、電気機械結合係数を２２
％以上とし得ることがわかる。従って、ＺｎＯ薄膜及び
ＬｉＴａＯ3 基板の双方が比較的良好な温度特性Ｔｃを
示すため（ＺｎＯ薄膜のＴｃ＝３０ｐｐｍ／℃，ＬｉＴ
ａＯ3 基板のＴｃ＝２５〜３２ｐｐｍ／℃）、この圧電
基板は２５〜３２ｐｐｍ／℃程度の良好な温度特性Ｔｃ
を有し、しかもＺｎＯ膜厚を上記特定の範囲に選ぶこと
により電気機械結合係数を比較的高くし得ることがわか
る。
【００２４】図５は、ＺｎＯ薄膜に代えて、上記ＬｉＴ
ａＯ3 基板の＋面上にＣｄＳ薄膜を種々の膜厚で作製し
てなる圧電基板を用いた場合のラブ波の電気機械結合係
数を示す。図５から明らかなように、ＣｄＳ薄膜の膜厚
（Ｈ／λ）を、０．０１〜０．１０の範囲とすることに
より、ＣｄＳ薄膜を形成しない場合に比べて電気機械結
合係数を２４％以上とすることができ、従ってラブ波の
電気機械結合係数の高い圧電基板が得られることがわか
る。また、本圧電基板においても、ＣｄＳ薄膜及びＬｉ
ＴａＯ3 基板が良好な温度特性を有するため（ＣｄＳの
Ｔｃ≒４１ｐｐｍ／℃）、やはり、２５〜３２ｐｐｍ／
℃程度の良好な温度特性Ｔｃを示す。
ａＯ3 基板の＋面上にＣｄＳ薄膜を種々の膜厚で作製し
てなる圧電基板を用いた場合のラブ波の電気機械結合係
数を示す。図５から明らかなように、ＣｄＳ薄膜の膜厚
（Ｈ／λ）を、０．０１〜０．１０の範囲とすることに
より、ＣｄＳ薄膜を形成しない場合に比べて電気機械結
合係数を２４％以上とすることができ、従ってラブ波の
電気機械結合係数の高い圧電基板が得られることがわか
る。また、本圧電基板においても、ＣｄＳ薄膜及びＬｉ
ＴａＯ3 基板が良好な温度特性を有するため（ＣｄＳの
Ｔｃ≒４１ｐｐｍ／℃）、やはり、２５〜３２ｐｐｍ／
℃程度の良好な温度特性Ｔｃを示す。
【００２５】なお、本発明は、上記ＬｉＴａＯ3 基板上
に該ＬｉＴａＯ3 基板に比べてラブ波の音速の遅い薄膜
を形成してなるものであり、上記薄膜を構成する材料と
しては、ＺｎＯやＣｄＳのほか、Ｔａ2 Ｏ5 などの他の
材料を用いてもよい。
に該ＬｉＴａＯ3 基板に比べてラブ波の音速の遅い薄膜
を形成してなるものであり、上記薄膜を構成する材料と
しては、ＺｎＯやＣｄＳのほか、Ｔａ2 Ｏ5 などの他の
材料を用いてもよい。
【００２６】また、本発明は、上記圧電基板を用いた表
面波装置に関し、表面波装置の具体的な構造、すなわち
インターデジタル電極等の形成などについては、従来よ
り公知の方法に従って行い得る。一例を挙げると、例え
ば、図６に示す端面反射型表面波共振子１において、上
記実施例の圧電基板を用いることにより、温度特性が良
好であり、かつ共振特性に優れた共振子を提供すること
が可能となる。なお、図６において、表面波共振子１
は、本発明が適用された圧電基板２の表面に互いに間挿
し合う複数の電極指を有する一対のくし歯電極３ａ，３
ｂを形成したものである。
面波装置に関し、表面波装置の具体的な構造、すなわち
インターデジタル電極等の形成などについては、従来よ
り公知の方法に従って行い得る。一例を挙げると、例え
ば、図６に示す端面反射型表面波共振子１において、上
記実施例の圧電基板を用いることにより、温度特性が良
好であり、かつ共振特性に優れた共振子を提供すること
が可能となる。なお、図６において、表面波共振子１
は、本発明が適用された圧電基板２の表面に互いに間挿
し合う複数の電極指を有する一対のくし歯電極３ａ，３
ｂを形成したものである。
【００２７】
【発明の効果】本発明によれば、温度特性に優れた３６
°回転Ｙ板ＬｉＴａＯ3 基板上に、該ＬｉＴａＯ3 基板
よりも表面波の音速の遅い材料からなる薄膜が形成され
た圧電基板を用いて構成されており、しかも、上記薄膜
の膜厚をＨ、ラブ波の波長λとしたときに、Ｈ／λが上
記特定の範囲となるように薄膜の厚みが制御されている
ため、電気機械結合係数が十分な大きさとされる。よっ
て、温度特性に優れ、かつ電気機械結合係数の大きな圧
電基板を用いて表面波装置が構成されているため、温度
特性に優れ、かつ共振特性等の電気的特性に優れた表面
波装置を提供することが可能となる。
°回転Ｙ板ＬｉＴａＯ3 基板上に、該ＬｉＴａＯ3 基板
よりも表面波の音速の遅い材料からなる薄膜が形成され
た圧電基板を用いて構成されており、しかも、上記薄膜
の膜厚をＨ、ラブ波の波長λとしたときに、Ｈ／λが上
記特定の範囲となるように薄膜の厚みが制御されている
ため、電気機械結合係数が十分な大きさとされる。よっ
て、温度特性に優れ、かつ電気機械結合係数の大きな圧
電基板を用いて表面波装置が構成されているため、温度
特性に優れ、かつ共振特性等の電気的特性に優れた表面
波装置を提供することが可能となる。
【００２８】また、請求項１に記載の発明では、上記薄
膜がＺｎＯからなり、Ｈ／λが０．０２〜０．１３の範
囲とされているため、同様に、請求項２に記載の発明で
は薄膜がＣｄＳからなり、Ｈ／λが０．０１〜０．１０
の範囲とされているため、請求項１に記載の発明の場合
と同様に、温度特性に優れかつ電気的特性に優れた表面
波装置を提供することができる。
膜がＺｎＯからなり、Ｈ／λが０．０２〜０．１３の範
囲とされているため、同様に、請求項２に記載の発明で
は薄膜がＣｄＳからなり、Ｈ／λが０．０１〜０．１０
の範囲とされているため、請求項１に記載の発明の場合
と同様に、温度特性に優れかつ電気的特性に優れた表面
波装置を提供することができる。
【図１】１２８°回転Ｙ板ＬｉＮｂＯ3 基板上にＺｎＯ
薄膜を形成してなる圧電基板におけるＺｎＯの相対的な
膜厚Ｈ／λと、レーリー波についての電気機械結合係数
Ｋｓとの関係を示す図。
薄膜を形成してなる圧電基板におけるＺｎＯの相対的な
膜厚Ｈ／λと、レーリー波についての電気機械結合係数
Ｋｓとの関係を示す図。
【図２】ＹカットＸ方向伝搬ＬｉＮｂＯ3 基板上にＺｎ
Ｏ薄膜を形成してなる圧電基板において励振されるリー
キー表面波及びラブ波についてのＺｎＯ薄膜の相対的な
膜厚Ｈ／λと電気機械結合係数Ｋｓとの関係を示す図。
Ｏ薄膜を形成してなる圧電基板において励振されるリー
キー表面波及びラブ波についてのＺｎＯ薄膜の相対的な
膜厚Ｈ／λと電気機械結合係数Ｋｓとの関係を示す図。
【図３】３６°ＹカットＸ方向伝搬ＬｉＴａＯ3 基板上
にＺｎＯ薄膜を形成してなる圧電基板を用いた場合のＺ
ｎＯ薄膜の相対的膜厚Ｈ／λと表面波の音速との関係を
示す図。
にＺｎＯ薄膜を形成してなる圧電基板を用いた場合のＺ
ｎＯ薄膜の相対的膜厚Ｈ／λと表面波の音速との関係を
示す図。
【図４】３６°回転Ｙ板ＬｉＴａＯ3 基板上にＺｎＯ薄
膜を形成した場合のＺｎＯ薄膜の膜厚Ｈ／λと電気機械
結合係数との関係を示す図。
膜を形成した場合のＺｎＯ薄膜の膜厚Ｈ／λと電気機械
結合係数との関係を示す図。
【図５】３６°回転Ｙ板ＬｉＴａＯ3 基板上にＣｄＳ薄
膜を形成した場合のＣｄＳ薄膜の膜厚Ｈ／λと電気機械
結合係数との関係を示す図。
膜を形成した場合のＣｄＳ薄膜の膜厚Ｈ／λと電気機械
結合係数との関係を示す図。
【図６】本発明が適用される表面波装置の一例を示す斜
視図。
視図。
１…表面波装置としての表面波共振子
２…圧電基板
３ａ，３ｂ…くし歯電極
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭63−260213（ＪＰ，Ａ)
特開 昭59−156013（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−258011（ＪＰ，Ａ)
特開 昭55−97720（ＪＰ，Ａ)
Ｃａｒｌｏｔｔｉ，Ｇ．；Ｆｉｏｒｅ
ｔｔｏ，Ｄ．；Ｓｏｃｉｎｏ，Ｇ．；Ｐ
ａｌｍｉｅｒｉ，Ｌ．；Ｐｅｔｒｉ,
Ａ．；Ｖｅｒｏｎａ，Ｅ．，Ｓｕｒｆａ
ｃｅ ａｃｏｕｓｔｉｃ ｗａｖｅｓ
ｉｎ ｃ−ａｘｉｓ ｉｎｃｌｉｎｅｄ
ＺｎＯ ｆｉｌｍｓ，ＩＥＥＥ Ｐｒ
ｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ Ｕｌｔｒａ
ｓｏｎｉｃｓ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ，米
国，1990年，Ｐ．449−453
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H03H 9/25
H03H 9/64
Claims (2)
- 【請求項１】 ３６°回転Ｙ板ＬｉＴａＯ3基板と、前
記ＬｉＴａＯ3基板上に形成されており、かつ前記Ｌｉ
ＴａＯ3基板に比べて表面波伝搬速度が遅い材料よりな
る薄膜とを有する圧電基板を用いて構成されたラブ波を
利用する表面波装置であって、前記薄膜がＺｎＯ薄膜であり、 前記ＺｎＯ薄膜の膜厚をＨ、励振されるラブ波の波長λ
としたときに、Ｈ／λが０．０２〜０．１３の範囲とさ
れていることを特徴とする、表面波装置。 - 【請求項２】 ３６°回転Ｙ板ＬｉＴａＯ 3 基板と、前
記ＬｉＴａＯ 3 基板上に形成されており、かつ前記Ｌｉ
ＴａＯ 3 基板に比べて表面波伝搬速度が遅い材料よりな
る薄膜とを有する圧電基板を用いて構成されたラブ波を
利用する表面波装置であって、 前記薄膜がＣｄＳ薄膜であり、 前記ＣｄＳ薄膜の膜厚をＨ、励振されるラブ波の波長λ
としたときに、Ｈ／λが０．０１〜０．１０の範囲とさ
れていることを特徴とする、表面波装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29800093A JP3395298B2 (ja) | 1993-11-29 | 1993-11-29 | 表面波装置 |
| TW083100189A TW241397B (ja) | 1993-01-14 | 1994-01-12 | |
| US08/180,604 US5432392A (en) | 1993-01-14 | 1994-01-13 | Surface wave device |
| KR1019940000626A KR100200179B1 (ko) | 1993-01-14 | 1994-01-14 | 표면파 장치 |
| DE4400980A DE4400980C2 (de) | 1993-01-14 | 1994-01-14 | Oberflächenwellenbauelement |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29800093A JP3395298B2 (ja) | 1993-11-29 | 1993-11-29 | 表面波装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07154192A JPH07154192A (ja) | 1995-06-16 |
| JP3395298B2 true JP3395298B2 (ja) | 2003-04-07 |
Family
ID=17853836
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29800093A Expired - Fee Related JP3395298B2 (ja) | 1993-01-14 | 1993-11-29 | 表面波装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3395298B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100814005B1 (ko) * | 2002-04-15 | 2008-03-14 | 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤 | 탄성 표면파 장치 및 이를 이용한 이동통신기기 및 센서 |
-
1993
- 1993-11-29 JP JP29800093A patent/JP3395298B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Ｃａｒｌｏｔｔｉ，Ｇ．；Ｆｉｏｒｅｔｔｏ，Ｄ．；Ｓｏｃｉｎｏ，Ｇ．；Ｐａｌｍｉｅｒｉ，Ｌ．；Ｐｅｔｒｉ，Ａ．；Ｖｅｒｏｎａ，Ｅ．，Ｓｕｒｆａｃｅ ａｃｏｕｓｔｉｃ ｗａｖｅｓ ｉｎ ｃ−ａｘｉｓ ｉｎｃｌｉｎｅｄ ＺｎＯ ｆｉｌｍｓ，ＩＥＥＥ Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｓ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ，米国，１９９０年，Ｐ．４４９−４５３ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07154192A (ja) | 1995-06-16 |
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