JP3464106B2 - 弾性表面波装置 - Google Patents
弾性表面波装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は自動車電話や携帯電
話などの小型移動体無線機器に搭載される弾性表面波フ
ィルタ等の弾性表面波装置に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】現在、ＴＶ，ＶＴＲ，移動体通信などに
は、弾性表面波フィルタが多く使用されており、このよ
うな弾性表面波フィルタとして圧電基板上に櫛歯状の駆
動電極（以下、ＩＤＴ（Inter Digital Transducer）電
極という）が形成され、このＩＤＴ電極でもって電気信
号を弾性表面波に変換させる、いわゆるラダー型回路の
弾性表面波フィルタが提案されている。 【０００３】上記弾性表面波フィルタについて、図１及
び図２に基づき説明する。図１は弾性表面波フィルタ１
の平面図であり、図２は共振子の電極配置図である。図
１に示す弾性表面波フィルタ１において、２は圧電基板
であり、３，４はそれぞれ圧電基板２上に配置された直
列共振子，並列共振子である。直列共振子３及び並列共
振子４は共に、図２に示すように、ＩＤＴ電極５と、こ
の駆動電極５を挟む一対の反射器電極６とから成る。ま
た、直列共振子３及び並列共振子４には入出力用の信号
線７が接続されている。なお、図中の８はグランド電極
である。 【０００４】ここで、ＩＤＴ電極５及び反射器電極６
は、スパッタ法や蒸着法などによって形成した金属膜か
ら成るものであり、直列共振子３及び並列共振子４の配
置態様やＩＤＴ電極５及び反射器電極６の電極形状等に
より所望の周波数特性を得られるようにしている。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに、圧電基板上に、櫛歯状の駆動電極と該駆動電極を
挟む一対の反射器電極とから成る共振子を設けて成る弾
性表面波装置において、周波数特性（Ｓ２１：伝送特
性）を測定すると、通過帯域内に0.4ｄＢ以上のリップ
ル（偏差）が生ずることが判明した。これは、直列共振
子３の共振点付近に発生するリップルが原因であり、こ
のような大きなリップルが通過帯域に生ずると、良好な
周波数特性を実現することが不可能となり、極力最小化
しなければならない。 【０００６】そこで、本発明は上述の問題点を解消し、
通過帯域内のリップルを最小限に抑える構造の弾性表面
波装置を提供することを目的とする。 【０００７】 【課題を解決するための手段】本発明の弾性表面波装置
は、タンタル酸リチウム単結晶の圧電基板上に、櫛歯状
の駆動電極と該駆動電極を挟む一対の反射器電極とから
成る共振子を設けた弾性表面波装置であって、反射器電
極の平均電極線幅Ｌｒと駆動電極の平均電極線幅Ｌｔと
の比（Ｌｒ／Ｌｔ）が1.0005乃至1.0010であることを特
徴とする。この場合、特に、共振子を構成する電極の規
格化膜厚（電極の膜厚Ｈ／弾性表面波の波長λ）を0.10
7 乃至0.116 にするとよい。 【０００８】 【発明の実施の形態】以下、本発明に係る弾性表面波装
置の実施形態について図面に基づいて説明する。図１に
示すように、弾性表面波フィルタ１を構成する圧電基板
２は、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）から成るも
のであり、この圧電基板２上に、フォトリソグラフィに
よって形成された、アルミニウム（Ａｌ）から成る駆動
電極であるＩＤＴ電極５と、同様にアルミニウムから成
り、ＩＤＴ電極５を弾性表面波の伝搬方向で挟む一対の
反射器電極６とから成る共振子とを、いわゆるラダー型
に配線して構成された弾性表面波素子が載置されてい
る。 【０００９】また、このラダー型弾性表面波素子は、Ｉ
ＤＴ電極５を直列に接続した直列共振子３が３個、ＩＤ
Ｔ電極５を並列に接続した並列共振子４が２個でもって
配された２．５段接続を成したものである。 【００１０】ここで、ＩＤＴ電極５及び反射器電極６
は、フォトリソグラフィによって形成されたものである
が、このフォトリソグラフィプロセスを行う際に、同時
に入出力用の信号線７とグランド電極８も形成してい
る。また、フォトリソグラフィには、Deep−UV光を用い
た密着露光機を使用し、これにより、規格化膜厚Ｈ／λ
λ（Ｈ：電極膜厚、λ：弾性表面波の波長）が、0.107
以上で0.116 以下の範囲内で、且つ反射器電極６の平均
電極線幅ＬｒとＩＤＴ電極５の平均電極線幅Ｌｔとの比
（Ｌｒ／Ｌｔ）が、1.0005以上で1.0010以下の範囲内の
ものを作製した。ここで、Ｈ／λを0.107 〜0.116 とし
たのは、通過帯域内偏差（リップル）が良好で（0.4ｄ
Ｂ以下）、しかもＴＣＦ（Temperature Coefficient of
Frequency)が低くくなる（−35ppm ／℃以下）最適な
範囲と認められたからである。 【００１１】その後、レジスト剥離液に浸漬し、不要な
Ａｌ膜パターンをリフトオフ法により除去して、所望の
微細パターンを形成した。 【００１２】このような微細で正確な電極の作製は、平
均電極線幅による手法を用いた。これは、フォトマスク
の電極精度を0.05μｍ以下として、電極線の本数を100
本以上として、所望の電極線幅を疑似的に構成すること
により、フォトマスクの電極精度をカバーしたものであ
る。このため、反射器電極の電極線の本数は100本以上
とした。 【００１３】その後、パターニングされたウエハをダイ
シングカットして、エポキシ樹脂等でＳＭＤ（Surface
Mounted Device）パッケージ内に接着・硬化し、さら
に、35μｍ径のＡｌワイヤーをＳＭＤパッケージのパッ
ド部とチップ上のＡｌパッド上に超音波ボンディングし
た後、パッケージリッドに封止して弾性表面波装置を完
成させた。 【００１４】次に、このような弾性表面波装置に対し
て、ネットワークアナライザを用いて周波数特性（Ｓ２
１：伝送特性）を測定したところ、図３に示すように、
反射器電極の平均電極幅ＬｒとＩＤＴ電極の平均電極幅
Ｌｔとの比（Ｌｒ／Ｌｔ）を0.998〜1.002の範囲で調べ
たところ、Ｌｒ／Ｌｔが1.0005〜1.0010の範囲で、通過
帯域内のリップルが0.3ｄＢ以下の優れた周波数特性を
実現できることが判明した。 【００１５】このように、反射器電極の電極幅をＩＤＴ
電極の電極幅より若干大きくすることにより、周波数特
性が向上し、さらに、Ｌｒ／Ｌｔの範囲が非常に狭い範
囲でリップルが低減する領域があることが判明した。特
に、リップルが０ｄＢとなるのは、Ｌｒ／Ｌｔが1.0005
〜1.0011の付近にあるものと考えられる。 【００１６】 【実施例】次に、具体的な実施例について説明する。図
１に示すような弾性表面波フィルタ１において、圧電基
板２に主面が36°Ｙカット−Ｘ方向伝搬のタンタル酸リ
チウムを用い、直列共振子３の対数が40対、交差幅が30
λ、並列共振子４の対数が80対、交差幅が50λであり、
また、弾性表面波の波長λを約4.4μｍ、ＩＤＴ電極５
及び反射器電極６の膜厚を約4800Åとした場合につい
て、ネットワークアナライザ（ヒューレットパッカード
社製、ＨＰ−８７５３Ｃ）を用いて周波数特性（Ｓ２
１：伝送特性）を測定したところ、図４に示すような結
果となった。ここで、横軸は周波数を、縦軸は減衰量を
それぞれ示したものである。図４から明らかなように、
直列共振子の共振点におけるリップルはほぼ０ｄＢとな
ることが判明した。 【００１７】なお、本発明は上記実施形態に限定される
ものではなく、基板としてニオブ酸リチウムや四ホウ酸
リチウム等を使用することも可能である。また、電極を
構成する金属としては、アルミニウム以外にこれを主成
分とする各種合金（Ａｌ−Ｓｉ系，Ａｌ−Ｃｕ系，Ａｌ
−Ｔｉ系等）や、タンタル、クロム、ニオブ、銅等を好
適に用いることができ、ＣＶＤ法、スパッタ法、真空蒸
着法など各種薄膜形成法により形成させることができ
る。さらに、弾性表面波装置として弾性表面波フィルタ
を例にとり説明したが、これに限定されるものではな
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で、種々の変更や
改良などを何ら差し支えない。 【００１８】 【発明の効果】以上説明した通り、本発明の弾性表面波
装置によれば、反射器電極の平均電極幅をＩＤＴ電極の
平均電極幅よりわずかに大きくすることにより、反射効
率を向上させることができ、通過帯域内でリップルがほ
とんど生じない、非常に優れた周波数特性を有した弾性
表面波装置を提供することができる。
話などの小型移動体無線機器に搭載される弾性表面波フ
ィルタ等の弾性表面波装置に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】現在、ＴＶ，ＶＴＲ，移動体通信などに
は、弾性表面波フィルタが多く使用されており、このよ
うな弾性表面波フィルタとして圧電基板上に櫛歯状の駆
動電極（以下、ＩＤＴ（Inter Digital Transducer）電
極という）が形成され、このＩＤＴ電極でもって電気信
号を弾性表面波に変換させる、いわゆるラダー型回路の
弾性表面波フィルタが提案されている。 【０００３】上記弾性表面波フィルタについて、図１及
び図２に基づき説明する。図１は弾性表面波フィルタ１
の平面図であり、図２は共振子の電極配置図である。図
１に示す弾性表面波フィルタ１において、２は圧電基板
であり、３，４はそれぞれ圧電基板２上に配置された直
列共振子，並列共振子である。直列共振子３及び並列共
振子４は共に、図２に示すように、ＩＤＴ電極５と、こ
の駆動電極５を挟む一対の反射器電極６とから成る。ま
た、直列共振子３及び並列共振子４には入出力用の信号
線７が接続されている。なお、図中の８はグランド電極
である。 【０００４】ここで、ＩＤＴ電極５及び反射器電極６
は、スパッタ法や蒸着法などによって形成した金属膜か
ら成るものであり、直列共振子３及び並列共振子４の配
置態様やＩＤＴ電極５及び反射器電極６の電極形状等に
より所望の周波数特性を得られるようにしている。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに、圧電基板上に、櫛歯状の駆動電極と該駆動電極を
挟む一対の反射器電極とから成る共振子を設けて成る弾
性表面波装置において、周波数特性（Ｓ２１：伝送特
性）を測定すると、通過帯域内に0.4ｄＢ以上のリップ
ル（偏差）が生ずることが判明した。これは、直列共振
子３の共振点付近に発生するリップルが原因であり、こ
のような大きなリップルが通過帯域に生ずると、良好な
周波数特性を実現することが不可能となり、極力最小化
しなければならない。 【０００６】そこで、本発明は上述の問題点を解消し、
通過帯域内のリップルを最小限に抑える構造の弾性表面
波装置を提供することを目的とする。 【０００７】 【課題を解決するための手段】本発明の弾性表面波装置
は、タンタル酸リチウム単結晶の圧電基板上に、櫛歯状
の駆動電極と該駆動電極を挟む一対の反射器電極とから
成る共振子を設けた弾性表面波装置であって、反射器電
極の平均電極線幅Ｌｒと駆動電極の平均電極線幅Ｌｔと
の比（Ｌｒ／Ｌｔ）が1.0005乃至1.0010であることを特
徴とする。この場合、特に、共振子を構成する電極の規
格化膜厚（電極の膜厚Ｈ／弾性表面波の波長λ）を0.10
7 乃至0.116 にするとよい。 【０００８】 【発明の実施の形態】以下、本発明に係る弾性表面波装
置の実施形態について図面に基づいて説明する。図１に
示すように、弾性表面波フィルタ１を構成する圧電基板
２は、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）から成るも
のであり、この圧電基板２上に、フォトリソグラフィに
よって形成された、アルミニウム（Ａｌ）から成る駆動
電極であるＩＤＴ電極５と、同様にアルミニウムから成
り、ＩＤＴ電極５を弾性表面波の伝搬方向で挟む一対の
反射器電極６とから成る共振子とを、いわゆるラダー型
に配線して構成された弾性表面波素子が載置されてい
る。 【０００９】また、このラダー型弾性表面波素子は、Ｉ
ＤＴ電極５を直列に接続した直列共振子３が３個、ＩＤ
Ｔ電極５を並列に接続した並列共振子４が２個でもって
配された２．５段接続を成したものである。 【００１０】ここで、ＩＤＴ電極５及び反射器電極６
は、フォトリソグラフィによって形成されたものである
が、このフォトリソグラフィプロセスを行う際に、同時
に入出力用の信号線７とグランド電極８も形成してい
る。また、フォトリソグラフィには、Deep−UV光を用い
た密着露光機を使用し、これにより、規格化膜厚Ｈ／λ
λ（Ｈ：電極膜厚、λ：弾性表面波の波長）が、0.107
以上で0.116 以下の範囲内で、且つ反射器電極６の平均
電極線幅ＬｒとＩＤＴ電極５の平均電極線幅Ｌｔとの比
（Ｌｒ／Ｌｔ）が、1.0005以上で1.0010以下の範囲内の
ものを作製した。ここで、Ｈ／λを0.107 〜0.116 とし
たのは、通過帯域内偏差（リップル）が良好で（0.4ｄ
Ｂ以下）、しかもＴＣＦ（Temperature Coefficient of
Frequency)が低くくなる（−35ppm ／℃以下）最適な
範囲と認められたからである。 【００１１】その後、レジスト剥離液に浸漬し、不要な
Ａｌ膜パターンをリフトオフ法により除去して、所望の
微細パターンを形成した。 【００１２】このような微細で正確な電極の作製は、平
均電極線幅による手法を用いた。これは、フォトマスク
の電極精度を0.05μｍ以下として、電極線の本数を100
本以上として、所望の電極線幅を疑似的に構成すること
により、フォトマスクの電極精度をカバーしたものであ
る。このため、反射器電極の電極線の本数は100本以上
とした。 【００１３】その後、パターニングされたウエハをダイ
シングカットして、エポキシ樹脂等でＳＭＤ（Surface
Mounted Device）パッケージ内に接着・硬化し、さら
に、35μｍ径のＡｌワイヤーをＳＭＤパッケージのパッ
ド部とチップ上のＡｌパッド上に超音波ボンディングし
た後、パッケージリッドに封止して弾性表面波装置を完
成させた。 【００１４】次に、このような弾性表面波装置に対し
て、ネットワークアナライザを用いて周波数特性（Ｓ２
１：伝送特性）を測定したところ、図３に示すように、
反射器電極の平均電極幅ＬｒとＩＤＴ電極の平均電極幅
Ｌｔとの比（Ｌｒ／Ｌｔ）を0.998〜1.002の範囲で調べ
たところ、Ｌｒ／Ｌｔが1.0005〜1.0010の範囲で、通過
帯域内のリップルが0.3ｄＢ以下の優れた周波数特性を
実現できることが判明した。 【００１５】このように、反射器電極の電極幅をＩＤＴ
電極の電極幅より若干大きくすることにより、周波数特
性が向上し、さらに、Ｌｒ／Ｌｔの範囲が非常に狭い範
囲でリップルが低減する領域があることが判明した。特
に、リップルが０ｄＢとなるのは、Ｌｒ／Ｌｔが1.0005
〜1.0011の付近にあるものと考えられる。 【００１６】 【実施例】次に、具体的な実施例について説明する。図
１に示すような弾性表面波フィルタ１において、圧電基
板２に主面が36°Ｙカット−Ｘ方向伝搬のタンタル酸リ
チウムを用い、直列共振子３の対数が40対、交差幅が30
λ、並列共振子４の対数が80対、交差幅が50λであり、
また、弾性表面波の波長λを約4.4μｍ、ＩＤＴ電極５
及び反射器電極６の膜厚を約4800Åとした場合につい
て、ネットワークアナライザ（ヒューレットパッカード
社製、ＨＰ−８７５３Ｃ）を用いて周波数特性（Ｓ２
１：伝送特性）を測定したところ、図４に示すような結
果となった。ここで、横軸は周波数を、縦軸は減衰量を
それぞれ示したものである。図４から明らかなように、
直列共振子の共振点におけるリップルはほぼ０ｄＢとな
ることが判明した。 【００１７】なお、本発明は上記実施形態に限定される
ものではなく、基板としてニオブ酸リチウムや四ホウ酸
リチウム等を使用することも可能である。また、電極を
構成する金属としては、アルミニウム以外にこれを主成
分とする各種合金（Ａｌ−Ｓｉ系，Ａｌ−Ｃｕ系，Ａｌ
−Ｔｉ系等）や、タンタル、クロム、ニオブ、銅等を好
適に用いることができ、ＣＶＤ法、スパッタ法、真空蒸
着法など各種薄膜形成法により形成させることができ
る。さらに、弾性表面波装置として弾性表面波フィルタ
を例にとり説明したが、これに限定されるものではな
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で、種々の変更や
改良などを何ら差し支えない。 【００１８】 【発明の効果】以上説明した通り、本発明の弾性表面波
装置によれば、反射器電極の平均電極幅をＩＤＴ電極の
平均電極幅よりわずかに大きくすることにより、反射効
率を向上させることができ、通過帯域内でリップルがほ
とんど生じない、非常に優れた周波数特性を有した弾性
表面波装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る弾性表面波装置の共振子配置図で
ある。 【図２】本発明の弾性表面波装置の共振子の電極配置図
である。 【図３】反射器電極の平均電極線幅とＩＤＴ電極の平均
電極線幅との比と通過帯域内のリップルとの関係を示す
グラフである。 【図４】本発明に係る弾性表面波装置の周波数と減衰量
との関係を示すグラフである。 【符号の説明】 １：弾性表面波装置 ２：圧電基板 ３：直列共振子 ４：並列共振子 ５：ＩＤＴ電極（駆動電極） ６：反射器電極
ある。 【図２】本発明の弾性表面波装置の共振子の電極配置図
である。 【図３】反射器電極の平均電極線幅とＩＤＴ電極の平均
電極線幅との比と通過帯域内のリップルとの関係を示す
グラフである。 【図４】本発明に係る弾性表面波装置の周波数と減衰量
との関係を示すグラフである。 【符号の説明】 １：弾性表面波装置 ２：圧電基板 ３：直列共振子 ４：並列共振子 ５：ＩＤＴ電極（駆動電極） ６：反射器電極
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 勝田 洋彦
京都府相楽郡精華町光台３丁目５番地
京セラ株式会社 中央研究所内
(56)参考文献 特開 平７−307640（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H03H 9/145
H03H 9/25
H03H 9/64
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 タンタル酸リチウム単結晶の圧電基板上
に、櫛歯状の駆動電極と該駆動電極を挟む一対の反射器
電極とから成る共振子を設けた弾性表面波装置であっ
て、前記反射器電極の平均電極線幅Ｌｒと駆動電極の平
均電極線幅Ｌｔとの比（Ｌｒ／Ｌｔ）が1.0005乃至1.00
10であることを特徴とする弾性表面波装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31809596A JP3464106B2 (ja) | 1996-11-28 | 1996-11-28 | 弾性表面波装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31809596A JP3464106B2 (ja) | 1996-11-28 | 1996-11-28 | 弾性表面波装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10163790A JPH10163790A (ja) | 1998-06-19 |
| JP3464106B2 true JP3464106B2 (ja) | 2003-11-05 |
Family
ID=18095437
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31809596A Expired - Fee Related JP3464106B2 (ja) | 1996-11-28 | 1996-11-28 | 弾性表面波装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3464106B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001267355A (ja) | 2000-03-17 | 2001-09-28 | Murata Mfg Co Ltd | ワイヤボンディング方法およびこのワイヤボンディング方法を用いた弾性表面波装置 |
-
1996
- 1996-11-28 JP JP31809596A patent/JP3464106B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10163790A (ja) | 1998-06-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |