JPH02153612A - Surface acoustic wave oscillator - Google Patents

Surface acoustic wave oscillator

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Publication number
JPH02153612A
JPH02153612A JP1070090A JP7009089A JPH02153612A JP H02153612 A JPH02153612 A JP H02153612A JP 1070090 A JP1070090 A JP 1070090A JP 7009089 A JP7009089 A JP 7009089A JP H02153612 A JPH02153612 A JP H02153612A
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JP
Japan
Prior art keywords
surface acoustic
acoustic wave
resonator
reflector
piezoelectric substrate
Prior art date
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Pending
Application number
JP1070090A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuo Ehata
江畑 泰男
Shigefumi Morishita
森下 繁文
Koji Sato
孝治 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
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Priority to JP1070090A priority Critical patent/JPH02153612A/en
Publication of JPH02153612A publication Critical patent/JPH02153612A/en
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Abstract

PURPOSE:To obtain a stable characteristic even in long use by setting the size of stress by means of the surface acoustic wave of a surface acoustic wave resonator, on the surface of a piezo-electric substrate to more than a specified value. CONSTITUTION:An inter-digital electrode 32 where a pair of comb line electrodes 32a and 32b are mutually engaged is generated on the piezo-electric substrate 31, and grating reflectors 33 and 34 are generated on both sides of the electrode 32. The metallic strips of the reflectors 33 and 34 are composed of aluminium in which copper is included as impurity. An oscillation circuit in which the size of stress by the surface acoustic wave on the surface of the piezo-electric substrate 31 in the surface acoustic wave resonator is set to >=10<5>N/m<2> is constituted. The deterioration of the metallic strips in the grating reflectors 33 and 34 is prevented and the stable characteristic can be obtained in a condition that the resonator is excited in a considerably high excitation level for a long time.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はグレーティング反射器を有する弾性表面波共振
子を用いた弾性表面波発振器に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a surface acoustic wave oscillator using a surface acoustic wave resonator having a grating reflector.

近年、発振器やフィルタ等に使用するための弾性表面波
共振子の開発が盛んに行われている0弾性表面波共振子
の基本構成は例えば特開昭51−244号に記載されて
いるように既に知られている。すなわち圧電性基板上に
弾性表面波を励振するためのインターディジタル電極を
形成するとともに、その両側にストリップ幅λ/4(λ
:弾性表面波波長)の複数本の金属ストリップをλ/2
ピッチで周期的に配列してなるグレーティング反射器を
形成して構成される。インターディジタル電極で励振さ
れた弾性表面波は圧電性基板上を伝搬するが、両側に設
けられたグレーティング反射器により中央方向に反射さ
れる。この反射量はストリップ1本当りではわずかであ
るが、複数本のストリツブにより反射がそれぞれ1/2
波長の周期長であるため、これらの反射は相加されるこ
とになり、合成された反射量はほぼ1に近いものになる
。このとき圧電性基板上には弾性表面波の強い定在波が
立つことになる。この現象は丁度水晶振動子の共振に相
応する。このようにしてグレーティング反射器の位置を
適当に設定することにより、水晶振動子と同様の共振子
が弾性表面波のモードで実現することができる。
In recent years, surface acoustic wave resonators for use in oscillators, filters, etc. have been actively developed.The basic structure of a zero surface acoustic wave resonator is described, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 51-244. Already known. In other words, an interdigital electrode for exciting surface acoustic waves is formed on a piezoelectric substrate, and a strip width λ/4 (λ
:Surface acoustic wave wavelength) of multiple metal strips at λ/2
It is constructed by forming grating reflectors arranged periodically at pitches. Surface acoustic waves excited by the interdigital electrodes propagate on the piezoelectric substrate, but are reflected toward the center by grating reflectors provided on both sides. This amount of reflection is small for each strip, but with multiple strips, the amount of reflection is reduced by 1/2.
Since this is the periodic length of the wavelength, these reflections are added, and the combined reflection amount becomes approximately 1. At this time, a strong standing wave of surface acoustic waves is generated on the piezoelectric substrate. This phenomenon corresponds exactly to the resonance of a crystal resonator. By appropriately setting the position of the grating reflector in this way, a resonator similar to a crystal resonator can be realized in the surface acoustic wave mode.

ところで、このような弾性表面波共振子においてグレー
ティング反射器の金属ストリップは加工性が良い等の利
点からアルミニウムが用いられるのが普通であるが、こ
のようなアルミニウム膜でグレーティング反射器を構成
し動作させたところ。
Incidentally, in such a surface acoustic wave resonator, aluminum is normally used for the metal strip of the grating reflector due to advantages such as good workability, but it is difficult to construct the grating reflector with such an aluminum film and operate it. Where I let it happen.

時間とともに共振周波数が大幅に低下し、それと同時に
共振抵抗が上昇し、Qが低下するという現象が認められ
た。またこのとき電子顕微鏡でグレーティング反射器を
観測したところ(倍率2000倍)使用前においては第
1図(a)の顕微鏡写真でわかるように何ら破損されて
いないアルミニウム膜が長時間使用後においては第1図
(b)の顕微鏡写真で明らかのように中央部が破損し、
ひび割れた状態になっており、これが上記共振周波数お
よびQの低下をもたらしていることがわかった。
A phenomenon was observed in which the resonant frequency decreased significantly over time, and at the same time, the resonant resistance increased and the Q decreased. At this time, when the grating reflector was observed using an electron microscope (magnification: 2000x), it was found that the aluminum film was not damaged in any way before use, as seen in the micrograph in Figure 1 (a), but after long-term use, the grating reflector was not damaged. As is clear from the micrograph in Figure 1 (b), the central part was damaged,
It was found that the structure was in a cracked state, which caused the above-mentioned reduction in the resonant frequency and Q.

このような現象は従来観測された報告はないが、種々検
討したところ、次のような弾性表面波共振子特有の現象
によるものであることが明らかとなった。すなわち弾性
表面波共振子では前述のように圧電性基板上に弾性表面
波の大きな定在波が立つ。このためグレーティング反射
器のアルミニウム膜にこの弾性表面波エネルギーによる
応力が加わる。しかもこの応力は弾性表面波の周波数に
対応した極めて繰り返しの激しい応力である。そこでこ
の定在波とアルミニウム膜の劣化部分の関係を調べたと
ころ第2図のような関係があることがわかった。すなわ
ち第2図(、)の斜視部21がアルミニウム膜の劣化部
分であってインターディジタル電極部分22とグレーテ
ィング反射器23の周辺部を除いた図中斜線部分24に
劣化が見られた。またこれを第2図(b)の定在波の応
力と対応させてみるとインターディジタル電極22の中
央部及び反射ストリップの外側端部25が応力の節、反
射ストリップの内側端部26が応力の腹に対応しており
、定在波応力の腹の部分即ち応力の大きい部分に対応し
た部分が劣化している事がわかった。このことから前述
のアルミニウム膜の劣化の原因は定在波応力によるもの
であることが確められた。インターディジタル電極22
の部分では、弾性表面波エネルギーは最大の強度であり
ながら、その電極指のアルミニウム膜は劣化がない、こ
れは定在波の節がちょうど電極指に位置しているためで
ある。したがって従来のグレーティング反射器がグルー
プ(溝)などで構成されたものでは、相当な強度で共振
子を励振しなければ観測されなかった現象である。
Although there have been no reports on the observation of such a phenomenon, various studies have revealed that it is due to the following phenomenon unique to surface acoustic wave resonators. That is, in a surface acoustic wave resonator, a large standing wave of surface acoustic waves is generated on the piezoelectric substrate as described above. Therefore, stress due to this surface acoustic wave energy is applied to the aluminum film of the grating reflector. Moreover, this stress is extremely repetitive stress corresponding to the frequency of surface acoustic waves. When we investigated the relationship between this standing wave and the deteriorated portion of the aluminum film, we found that there was a relationship as shown in Figure 2. That is, the oblique part 21 in FIG. 2(, ) is a deteriorated part of the aluminum film, and deterioration was observed in the hatched part 24 in the figure excluding the interdigital electrode part 22 and the peripheral part of the grating reflector 23. Also, if we compare this with the stress of the standing wave in FIG. It was found that the part corresponding to the antinode of the standing wave stress, that is, the part corresponding to the large stress part, was degraded. From this, it was confirmed that the cause of the above-mentioned deterioration of the aluminum film was due to standing wave stress. Interdigital electrode 22
At this point, the surface acoustic wave energy is at its maximum intensity, but the aluminum film on the electrode finger does not deteriorate. This is because the node of the standing wave is located exactly at the electrode finger. Therefore, in conventional grating reflectors composed of groups (grooves), this phenomenon could only be observed when the resonator was excited with considerable intensity.

本発明はこのような点に鑑みてなされたもので、長時間
十分高い励振レベルで共振子が励振される条件での使用
においてもグレーティング反射器の金属ストリップの劣
化がなく共振周波数が低下しない安定な弾性表面波共振
子を用いた弾性表面波発振器を提供することを目的とす
るものである。
The present invention has been made in view of these points, and is designed to provide stability in which the metal strip of the grating reflector does not deteriorate and the resonant frequency does not decrease even when the resonator is used under conditions where the resonator is excited at a sufficiently high excitation level for a long period of time. The object of the present invention is to provide a surface acoustic wave oscillator using a surface acoustic wave resonator.

また、本発明の他の目的はQが大きく、また長時間の使
用においてQが低下しない弾性表面波共振子を用いた弾
性表面波発振器を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a surface acoustic wave oscillator using a surface acoustic wave resonator which has a large Q and whose Q does not decrease even after long-term use.

本発明は弾性表面波共振子の共振周波数の低下およびQ
の低下が応力によるグレーティング反射器の劣化に起因
することから、グレーティング反射器の金属ストリップ
材料について検討し、その結果に基いてなされたもので
、上記金属ストリップを銅を不純物として含有したアル
ミニウムで形成し、この弾性表面波共振子の圧電性基板
表面における弾性表面波による応力の大きさが10’N
/耐以上となるような発振回路が構成されたものである
。しかしてこのような金属材料にてグレーティング反射
器を形成した本発明に用いる弾性表面波共振子によると
、長時間の使用においても、共振周波数の低下およびQ
の低下のない安定な特性を得ることができる。
The present invention aims to reduce the resonant frequency of a surface acoustic wave resonator and
This was done based on the results of a study on the metal strip material for the grating reflector, since the decrease in the grating reflector is caused by stress-induced deterioration of the grating reflector.The metal strip is made of aluminum containing copper as an impurity. However, the magnitude of the stress due to the surface acoustic wave on the surface of the piezoelectric substrate of this surface acoustic wave resonator is 10'N.
The oscillation circuit is constructed such that the durability is greater than 1/2. However, according to the surface acoustic wave resonator used in the present invention in which the grating reflector is formed of such a metal material, the resonant frequency decreases and the Q
It is possible to obtain stable characteristics without any deterioration.

以下本発明を図面を参照して詳細に説明する。The present invention will be explained in detail below with reference to the drawings.

第3図は本発明の一実施例による弾性表面波共振子を示
すものである。この弾性表面波共振子は例えばタンタル
酸リチウム(LiTaO,)ニオブ酸リチウム(L i
 N b Ox )などの圧電性基板31上に入力電気
信号を上記圧電性基板31上を伝搬する弾性表面波に変
換するためのトランスジューサ。
FIG. 3 shows a surface acoustic wave resonator according to an embodiment of the present invention. This surface acoustic wave resonator is made of, for example, lithium tantalate (LiTaO), lithium niobate (Li
A transducer for converting an input electrical signal into a surface acoustic wave propagating on the piezoelectric substrate 31 on a piezoelectric substrate 31 such as N b Ox .

例えば一対の櫛歯状電極32a、 32bを互いにかみ
合わせてなるインターディジタル電極32が形成されて
いる。このインターディジタル電極32は入力端子IN
に供給される入力電気信号を圧電性基板31の表面を伝
搬する弾性表面波に変換する。またこのインターディジ
タル電極32の両側の圧電性基板31上にはそれぞれ前
記インターディジタル電極2で励振された弾性表面波を
反射するためのグレーティング反射器33.34が形成
されている。このグレーティング反射器33.34はス
トリップ幅λ/4の多数の金属ストリップをλ/2ピッ
チの周期で配列したもので、各金属ストリップで反射し
た反射波がすべて同相で相加されるようになっている。
For example, an interdigital electrode 32 is formed by interlocking a pair of comb-shaped electrodes 32a and 32b with each other. This interdigital electrode 32 is connected to the input terminal IN
The input electrical signal supplied to the piezoelectric substrate 31 is converted into a surface acoustic wave that propagates on the surface of the piezoelectric substrate 31. Furthermore, grating reflectors 33 and 34 for reflecting the surface acoustic waves excited by the interdigital electrode 2 are formed on the piezoelectric substrate 31 on both sides of the interdigital electrode 32, respectively. These grating reflectors 33 and 34 are constructed by arranging a large number of metal strips with a strip width of λ/4 at a pitch of λ/2, so that all the reflected waves reflected from each metal strip are added in the same phase. ing.

またこれら金属ストリップは端部が互いに電気的に短絡
されている。
The ends of these metal strips are also electrically shorted together.

このような構成の弾性表面波共振子において。In a surface acoustic wave resonator having such a configuration.

本発明では前記グレーティング反射器32の金属ストリ
ップは銅を不純物として含有したアルミニウムで構成さ
れている。銅の含有量は特に制限はないが、純粋なアル
ミニウムといえども0.01%程度銅やシリコンが含ま
れていることを考えるとそれ以上であり、 また50%
以上になるとこれらはもはや不純物とは言えなくなる。
In the present invention, the metal strip of the grating reflector 32 is made of aluminum containing copper as an impurity. There is no particular limit to the copper content, but considering that even pure aluminum contains about 0.01% copper and silicon, it is higher than that, and 50%.
Once this is reached, these can no longer be called impurities.

実用上は全体の10%以下程度の共振子の性能上並びに
加工上望ましいものと思われる。
Practically speaking, it is considered desirable for the resonator to account for 10% or less of the entire resonator in terms of performance and processing.

このようにして銅を不純物として含有したアルミニウム
で構成したグレーティング反射器を有する本発明による
弾性表面波共振子によると次のような顕著な効果が認め
られた。
According to the surface acoustic wave resonator of the present invention having a grating reflector made of aluminum containing copper as an impurity, the following remarkable effects were observed.

第4図は上記本発明による弾性表面波共振子を下記のよ
うな条件で設計し、温度が65℃の雰囲気中で 2mW
の励振電力が共振子に印加されるように発振器を動作さ
せたときの1時間経過に対する共振子の共振周波数変化
率を示したものである。
Figure 4 shows a surface acoustic wave resonator according to the present invention designed under the following conditions, and a power output of 2 mW in an atmosphere at a temperature of 65°C.
This figure shows the rate of change in the resonant frequency of the resonator over the course of one hour when the oscillator is operated so that the excitation power is applied to the resonator.

すなわち弾性表面波共振子の設計条件は圧電性基板とし
てXカットL i T a O、を用い1弾性表面波の
伝搬方向をY軸より 112°傾いた方向に設定した。
That is, the design conditions for the surface acoustic wave resonator were such that an X-cut LiTaO was used as the piezoelectric substrate, and the propagation direction of one surface acoustic wave was set in a direction inclined by 112 degrees from the Y axis.

インターディジタル電極2は11対の電極指から構成し
、またグレーティング反射器33.34はそれぞれ20
0本のストリップから構成した。またインターディジタ
ル電極32およびグレーティング反射器33.34のス
トリップ線幅はいずれも9.0.とし、同様にストリッ
プ相互の間隔も9.OImとした。
The interdigital electrode 2 consists of 11 pairs of electrode fingers, and each grating reflector 33, 34 has 20 pairs of electrode fingers.
It consisted of 0 strips. Furthermore, the strip line widths of the interdigital electrode 32 and the grating reflectors 33 and 34 are both 9.0. Similarly, the distance between the strips is 9. It was set as OIm.

さらにインターディジタル電極2とグレーティング反射
器33.34の端部間隔は22.5pとし、 またこれ
らの開口長はそれぞれ0.7mmとした。グレーティン
グ反射器33.34はアルミニウムに銅を4%混入して
厚さ1.3μsでLiTa0.基板上に蒸着し製作した
。また本発明の弾性表面波共振子と比較するためにグレ
ーティング反射器33.34を純粋なアルミニウム膜で
形成したものを同様に製作した。
Furthermore, the distance between the ends of the interdigital electrode 2 and the grating reflector 33, 34 was set to 22.5p, and the aperture length of each of these was set to 0.7 mm. The grating reflectors 33 and 34 are made of aluminum mixed with 4% copper to a thickness of 1.3 μs and made of LiTa0. It was manufactured by vapor deposition on a substrate. In addition, for comparison with the surface acoustic wave resonator of the present invention, grating reflectors 33 and 34 formed of pure aluminum film were similarly manufactured.

第4図において曲線41はグレーティング反射器を上記
純粋なアルミニウム膜で形成した場合の共振子の特性を
示し、また曲線42はグレーティング反射器をアルミニ
ウムに銅を4%混入した上記本発明の共振子の特性を示
している。この図から明らかのようにグレーティング反
射器を純粋なアルミニウム膜で形成したものは時間とと
もに大幅に共振周波数の低下が認められるのに対し、本
発明による弾性表面波共振子によると、共振周波数の低
下が大幅に減少されていることがわかる。すなわち10
00時間経過後では純粋なアルミニウムを使用した場合
共振周波数の変化率は−0,045%であるのに対し、
不純物として銅を混入した本発明では−0,017%で
あり、共振周波数の低下は約1/3に抑えることができ
る。なお、アルミニウムに銅を混入した上記本発明によ
る弾性表面波共振子においても上記のように共振周波数
の若干の低下が見られたが、その原因が弾性表面波の定
在波応力による反射器ストリップの劣化によるものであ
るかどうか検討するために純粋なアルミニウムと銅を混
入したアルミニウムとの2種の共振子を非動作状態で放
置し、各時間経過後における共振周波数の変化をとった
ところ、いずれも第4図の曲線42とほぼ等しい特性が
得られた。
In FIG. 4, a curve 41 shows the characteristics of the resonator when the grating reflector is formed of the above-mentioned pure aluminum film, and a curve 42 shows the characteristics of the resonator of the above-mentioned invention in which the grating reflector is made of aluminum mixed with 4% copper. It shows the characteristics of As is clear from this figure, when the grating reflector is made of pure aluminum film, the resonant frequency decreases significantly over time, whereas with the surface acoustic wave resonator of the present invention, the resonant frequency decreases. It can be seen that the amount has been significantly reduced. i.e. 10
After 00 hours, the rate of change in resonance frequency is -0,045% when pure aluminum is used;
In the present invention in which copper is mixed as an impurity, it is -0,017%, and the reduction in resonance frequency can be suppressed to about 1/3. It should be noted that a slight decrease in the resonant frequency was also observed in the surface acoustic wave resonator according to the present invention in which copper was mixed with aluminum, as described above, but this was due to the reflector strip due to the standing wave stress of the surface acoustic wave. In order to investigate whether this was due to deterioration of the resonator, we left two types of resonators, one made of pure aluminum and one made of aluminum mixed with copper, in a non-operating state, and measured the change in the resonant frequency after each time elapsed. In both cases, characteristics approximately equal to curve 42 in FIG. 4 were obtained.

このことから本発明の共振子における上記共振ものであ
ることがわかった。つまり本発明による弾性表面波共振
子においては弾性表面波の定在波応力によってはグレー
ティング反射器の劣化はほとんど起こらないということ
が明らかになった。
From this, it was found that the resonator of the present invention had the above-mentioned resonance. In other words, it has been revealed that in the surface acoustic wave resonator according to the present invention, the grating reflector hardly deteriorates due to the standing wave stress of the surface acoustic wave.

事実、本発明による弾性表面波共振子のグレーティング
反射器を顕微鏡でw4察したところ、第5図に示すよう
に長時間動作させた後でもストリップ膜にはほとんど劣
化していないことが詔められた。但し同図(a)は使用
前、同図(b)は2000時間動作後の状態を示してい
る。
In fact, when the grating reflector of the surface acoustic wave resonator according to the present invention was observed under a microscope, it was found that the strip film showed almost no deterioration even after being operated for a long time, as shown in Figure 5. Ta. However, the figure (a) shows the state before use, and the figure (b) shows the state after 2000 hours of operation.

また第6図は表面波励振レベルを変化させたときの共振
周波数変化率を表わすもので、曲線61〜64に示すよ
うに純粋なアルミニウムで反射器を構成したものにおい
ては励振レベルを上げると共振周波数が大きく変化する
のに対し、本発明によると曲線65に示すように励振レ
ベルの変化に対しても共振周波数はほとんど変化しない
ことがわかる。
Figure 6 shows the rate of change in resonance frequency when the surface wave excitation level is changed. As shown in curves 61 to 64, when the excitation level is increased, the resonance frequency increases in a reflector made of pure aluminum. It can be seen that, while the frequency changes greatly, according to the present invention, the resonant frequency hardly changes even when the excitation level changes, as shown by a curve 65.

特に純粋なアルミニウムの反射器ストリップでは励振レ
ベルが大きいほど劣化が大きく共振周波数の変化が大き
くなるのに対し1本発明では励振レベルが大きくても共
振周波数が変化しないことから、本発明の共振子は励振
レベルが高い状態で使用されるほど、その効果が顕著に
あられれる。
In particular, with a reflector strip made of pure aluminum, the higher the excitation level, the greater the deterioration and the change in the resonant frequency. The higher the excitation level is used, the more pronounced the effect will be.

このように純粋なアルミニウムの反射器ストリップの劣
化は励振レベルの大きさによって変化するが、一般に励
振レベルが何ff1W以上のときにその劣化が問題にな
り、それに対し本発明が有効であるか明確に述べること
は難しい。何故なら本実用を 験例では励振レベルが0.57W程度以下でアルミニウ
ム反射器ストリップに劣化が観測されたが。
In this way, the deterioration of a pure aluminum reflector strip changes depending on the magnitude of the excitation level, but in general, when the excitation level exceeds some ff1W, deterioration becomes a problem, and it is clear whether the present invention is effective against this problem. It is difficult to say. This is because in this practical example, deterioration was observed in the aluminum reflector strip when the excitation level was below about 0.57W.

基板材料、共振周波数、電極形状などが変化すると必ず
しもこの励振レベルが対応しなくなる。しかしながら、
反射器ストリップの劣化の原因が表面波応力によるもの
であることから、共振子表面の応力の大きさが10’ 
(Newton/ m)程度以上のとき反射器ストリッ
プの劣化が問題となると者えられ、本発明ではこのよう
な応力が加わっても反射器ストリップの劣化がなく有効
である。このように不純物を混入したアルミニウム膜に
おいて、その劣化が純粋なアルミニウムよりも少ない理
由は正確には解明されていないが、アルミニウムの結晶
粒界に不純物が析出し、これが核となってバウンダリー
が出来、これが金属疲労による劣化を防いでいるものと
考えられる。
If the substrate material, resonant frequency, electrode shape, etc. change, this excitation level will not necessarily correspond. however,
Since the cause of reflector strip deterioration is surface wave stress, the magnitude of stress on the resonator surface is 10'
(Newton/m) or higher, deterioration of the reflector strip is considered to be a problem, and the present invention is effective without deterioration of the reflector strip even when such stress is applied. The reason why an aluminum film mixed with impurities deteriorates less than pure aluminum is not precisely clarified, but impurities precipitate at the grain boundaries of aluminum, and these act as nuclei, forming boundaries. This is thought to prevent deterioration due to metal fatigue.

このように本発明によると、長時間の使用においても共
振周波数の変化の少ない弾性表面波共振子を用いた弾性
表面波発振器を得られる。
As described above, according to the present invention, it is possible to obtain a surface acoustic wave oscillator using a surface acoustic wave resonator whose resonance frequency hardly changes even when used for a long time.

−力木発明による弾性表面波共振子によるとさらに次の
ような新しい有効な効果が得られることがわかった。す
なわちグレーティング反射器を純粋なアルミニウム膜で
構成した弾性表面波共振子では共振抵抗が24オームで
Qは約12000であるのに対し、アルミニウムに銅4
%を混入したものでは共振抵抗14オームでQは約20
000のものが得られた。これは多数試作したサンプル
の平均値であり、いずれも約20%程度のバラツキはあ
るが、純粋なアルミニウムでグレーティング反射器を構
成した場合に比べて顕著なQの増大が認められる。
- It has been found that the surface acoustic wave resonator invented by Rikiki can provide the following new and effective effects. In other words, in a surface acoustic wave resonator in which the grating reflector is made of pure aluminum film, the resonance resistance is 24 ohms and the Q is about 12,000.
%, the resonance resistance is 14 ohms and the Q is about 20.
000 were obtained. Although this is an average value of a large number of prototype samples, and there is a variation of about 20% in all of them, a significant increase in Q is recognized compared to the case where the grating reflector is made of pure aluminum.

前述のように弾性表面波共振子は発振器やフィルタに適
用されるが、Qの大きい共振子はど安定な発振器を構成
することができ、またQの大きい共振子はど挿入損失の
少いフィルタを構成することができるので、本発明によ
る弾性表面波共振子はかかる点からも極めて有効である
As mentioned above, surface acoustic wave resonators are applied to oscillators and filters, and a resonator with a high Q can construct a stable oscillator, and a resonator with a high Q can be used as a filter with low insertion loss. Therefore, the surface acoustic wave resonator according to the present invention is extremely effective from this point of view as well.

以上のように本発明によると安定かつ特性の良好なる弾
性表面波共振子を得ることができる。
As described above, according to the present invention, a surface acoustic wave resonator that is stable and has good characteristics can be obtained.

なお、前記実施例では圧電性基板としてXカットLiT
a0. を用いた場合について説明したが、水晶L i
 N b 03等の圧電性基板に対しても同様に適用で
き有効である。また本発明はグレーティング反射器を有
する弾性表面波共振子すべてに適用でき、前記実施例の
パターンに限定されるものではない。さらにまたアルミ
ニウムに混入する不純物は銅だけでなく、シリコン、N
i、Cr、Mg等を一緒に混入することも有効であると
思われる。
In addition, in the above embodiment, X-cut LiT was used as the piezoelectric substrate.
a0. Although we have explained the case using crystal Li
It is also applicable and effective to piezoelectric substrates such as N b 03. Further, the present invention can be applied to any surface acoustic wave resonator having a grating reflector, and is not limited to the patterns of the above embodiments. Furthermore, impurities mixed into aluminum include not only copper but also silicon, N,
It is also considered effective to mix i, Cr, Mg, etc. together.

またこれら不純物の混入したアルミニウム膜を形成する
のに予め不純物を適当な重斌混入させたアルミニウム膜
をターゲットにし、スパッタ蒸着。
In addition, to form an aluminum film mixed with these impurities, sputter deposition is performed using an aluminum film that has been mixed with an appropriate amount of impurities as a target.

ヒータ加熱あるいは電子ビームによる蒸着を行なえば純
粋アルミニウム膜での弾性表面波共振子の製造プロセス
と全く同一の工程で行うことできる。
If heating with a heater or vapor deposition with an electron beam is performed, it can be performed in exactly the same process as the manufacturing process of a surface acoustic wave resonator using a pure aluminum film.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図(a)および(b)は純粋なアルミニウム反射器
ストリップの使用前および長時間動作後の表面の状態を
示す顕微鏡写真、第2図(a)および(b)はグレーテ
ィング反射器ストリップの劣化部分および弾性表面波の
定在波の応力分布を示す図、第3図は本発明による弾性
表面波共振子の一実施例を示す図、第4図は本発明の実
施例に依る共振子の動作時間に対する共振周波数の変化
を示す図、第5図(a)および(b)は本発明による反
射器ストリップの顕微鏡写真、第6図は表面波励振レベ
ルの変化に対する共振周波数の変化を示す図である。 31・・・圧電性基板、 32・・・インターディジタル電極、 33、35・・・グレーティング反射器。 第 図 2b 第 図 −0,51 互カ)辰りへル 1.52 [mWl 第 6 図 平成 年 月 日
Figures 1(a) and (b) are micrographs showing the surface condition of a pure aluminum reflector strip before use and after long-term operation; Figures 2(a) and (b) are of a grating reflector strip. FIG. 3 is a diagram showing an embodiment of the surface acoustic wave resonator according to the present invention. FIG. 4 is a diagram showing the stress distribution of the deteriorated portion and the standing wave of the surface acoustic wave. FIG. 4 is a diagram showing the resonator according to the embodiment of the present invention. 5(a) and (b) are micrographs of a reflector strip according to the invention; FIG. 6 shows the change in resonant frequency as a function of the surface wave excitation level. It is a diagram. 31... Piezoelectric substrate, 32... Interdigital electrode, 33, 35... Grating reflector. Figure 2b Figure -0,51 Mutual) Tatsuriheru 1.52 [mWl Figure 6 Heisei year month and year

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)圧電性基板と、 この圧電性基板上に設けられた入力電気信号を前記圧電
性基板上を伝搬する弾性表面波に変換するための弾性表
面波用変換器と、 この変換器に対向して前記圧電性基板上に設けられた前
記弾性表面波を反射するための複数の金属ストリップを
周期的に配列してなる反射器とを有し、かつ 前記反射器を構成する金属ストリップが、銅を不純物と
して含有したアルミニウムで構成した弾性表面波共振子
を備え、 この弾性表面波共振子の前記圧電性基板表面における前
記弾性表面波による応力の大きさが10^5N/m^2
以上となるような発振回路が構成されていることを特徴
とする弾性表面波発振器。
(1) a piezoelectric substrate; a surface acoustic wave transducer provided on the piezoelectric substrate for converting an input electrical signal into a surface acoustic wave propagating on the piezoelectric substrate; and a reflector formed by periodically arranging a plurality of metal strips for reflecting the surface acoustic waves provided on the piezoelectric substrate, and the metal strips constituting the reflector, A surface acoustic wave resonator made of aluminum containing copper as an impurity is provided, and the magnitude of stress due to the surface acoustic wave on the surface of the piezoelectric substrate of the surface acoustic wave resonator is 10^5 N/m^2.
A surface acoustic wave oscillator characterized by comprising an oscillation circuit as described above.
(2)前記弾性表面波用変換器は、前記反射器の金属ス
トリップと同一材料で形成されたインターディジタル電
極であることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
弾性表面波発振器。
(2) The surface acoustic wave oscillator according to claim 1, wherein the surface acoustic wave transducer is an interdigital electrode made of the same material as the metal strip of the reflector.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62145533U (en) * 1986-03-07 1987-09-14
JPS63117322U (en) * 1987-01-24 1988-07-29

Patent Citations (2)

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