JPH0230208A

JPH0230208A - 静磁波帯域通過濾波器

Info

Publication number: JPH0230208A
Application number: JP63179046A
Authority: JP
Inventors: Yasuaki Kinoshita; 木下　康昭; Sadami Kubota; 窪田　定見; Shigeru Takeda; 茂武田
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Proterial Ltd
Priority date: 1988-07-20
Filing date: 1988-07-20
Publication date: 1990-01-31
Also published as: DE3923209C2; DE3923209A1; US4983937A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、静磁波帯域通過濾波器、更に詳しく言えば、
ＹＩＧ　（イットリウム・鉄・ガーネット）の強磁性共
鳴を利用した静磁波可変周波数の帯域通過濾波器に係り
、特にＹＩＧ膜とＧＧＧ　（ガドリミウム・ガリウム・
ガーネット）の基板上に、写真蝕刻法で製造するに好適
なプレーナ構造の濾波器に関する。

〔従来の技術〕

従来、ＹＩＧ膜の強磁性共鳴を利用した静磁波ＢＰＦと
してはｒＩＥＥＥ　　１９８４年Ｖｌｔｒａｓｏｎｉｃ
ｓ　Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ、　ｐ　ｐ、　１６４−１６７
Ｊに記載された構造が知られている。既ち、第５図のよ
うにＧＧＧ単結晶１の上に液相成長させたＹＩＧ膜から
チップ共振子を切断し、下部導体１２と誘電体板１１か
らなるマイクロストリップ基板上に入力電極指３と出力
電極指８を形成し、上記チップ共振子のＹＩＧ膜反射端
面４を上記入力電極指と出力電極指から等しい距離に保
って、接着固定させている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は、濾波器の組立工程において、チップ共
振子のＹＩＧ膜端面と入出力電極指を並行にかつ等しい
距離に位置合せを行って接着するために、量産性と再現
性に問題があった。

また前記従記従来技術は、単純な共振応答特性の帯域通
過濾波器であり、より高度な応答特性の合成法について
考慮されていない。

従って、本発明の目的は、ＹＩＧ膜の強磁性共鳴を利用
した静磁波の帯域通過濾波器をプレーナ構造化し、写真
蝕刻法で実現することである。

また、本発明の他の目的は、複数個のＹＩＧ膜共振器を
用いて、写真蝕刻法で実現可能な多段共振形の帯域通過
濾波器を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、ＧＧＧ単結晶基板上に液相成長させたＹＩ
Ｇ膜からなる共振子において、入出力電極指をＹＩＧ薄
膜反射端面と並行にかつ等距離で、（１）ＹＩＧ膜面上
に形成する、（２）ＹＩＧ膜を部分的に除去したＧＧＧ基板上に形成
する、（３）ＹＩＧ膜共振子が存在しないＧＧＧ基板の裏面に
形成する、ことによって達成される。

また他の目的は、ＧＧＧ単結晶基板に複数個のＹＩＧ膜
共振子を形成するに当って、■これらを一定間隔離して
形成する、■これらを実効的に隔離して配置し、相互を
電極指で結ぶ、の２方法で結合させる。

〔作用〕

本発明によれば、ＹＩＧ膜共振子の反射端面と入出力電
極の位置合せを。

（１）ＹＩＧ／ＧＧＧ基板の切断工程において正確に位
置合せして等距離に保ち、多数のチップを短時間に切断
して、工程時間を短縮したり、（２）ＹＩＧ膜を除去し
た部分に入出力電極を形成するに当り、マスク位置合せ
工程で正確にかつ多数同時に行い、工程時間を短縮でき
る。

また、複数個のＹＩＧ膜共振子を、 ■静電的に結合させたり、 ■電極指の導電電流で結合させ、複数個の共振子が、電気回路網理論による多段共振形の
帯域通過濾波器の周波数応答を合成することができる。

（実施例〕以下５本発明の一実施例を第１図（ａ）により説明する
。ガドリミウム・ガリウム・ガーネット単結晶を５００
μｍ厚みに研磨した基板１の表面にイットリウム・鉄・
ガーネット単結晶の薄膜２を４０μｍ厚に液相成長させ
、上記薄膜２の上に１μｍ厚のアルミ膜を蒸着し、写真
蝕刻法で３０μｍ幅３■長の電極指３，８と１ｍ幅のパ
ッド電極５．６．９を形成し、２　ｍ　Ｘ　５　ｍチッ
プに切断して上記薄膜２に端面４を形成し、パッド電極
９を下部導体７に接地し、上記薄膜２にバイアス磁界を
印加し、上記パッド電極５と接地導体７に高周波電気信
号を印加して、上記薄膜２に静磁波を励振させ、端面４
で反射共振させ、上記パッド電極６と上記接地導体７か
ら再励振された電気信号を取出し、帯域通過濾波器を実
現している。

第２図は、上記帯域通過濾波器の周波数応答を散乱マト
リックス要素Ｓｘｘによって実測した例であり、帯域幅
１１０ＭＨｚと周波数可変範囲約１オクターブを実現し
ている。バイアス磁界ＨＯは端面４に並行に３５００　
ｅを印加し、静磁表面波を共振させた例を示しているが
、Ｈｏを上記薄膜の表面に垂直に印加した前進体積波や
、ＨＯを上記端面４に垂直に印加した後進体積波でも類
似の応答を得ることができる。

上記電極指３と６の東間にある電極指は、３と６の静電
的結合を低減し、帯域通過濾波器の帯域外減衰量を増加
させるために設けられていて、これに接続されたパッド
電極を介して上記接地導体７に接地されている。このパ
ッド電極は上記パッド電極９と上記薄膜２の面上に接続
して共通化する実験も行ったが、接地する導線が細い場
合は共通化しない方が帯域外応答が改善される。

第２図の応答は、入出力端子間にＬＣ直列共振回路と変
成器が存在する等価モデルで近似できることを示してい
る。

第１図（ｂ）は、帯域通過濾波器第１図（ａ）の帯域器
１１０　Ｍ　Ｈｚよりも更に狭帯域するに適した構成で
あり、電極指３と８と薄膜２の結合を弱めるために、電
極指３と８を薄膜２から離している。具体的には、イッ
トリウム・鉄・ガーネットの薄膜を化学エッチ法で部分
的に除去して端面４を形成し、基板１の上で除去された
部分に電極指３，８ならびにパッド電極５，６．９を形
成する。上記薄膜面上をアルミ膜で覆ったり、短絡され
た等間隔の電極指を複数本を上記電極指３，８に並行に
形成し、高次の寄生共振モードを抑圧することができる
。

第１図（ｏ）は、電極指３，８とパッド電極５゜６．９
を第１図（ａ）の基板１の裏面に形成し、入出力電極指
３，８と薄膜２の結合を第１図（ｂ）より更に弱め、よ
り狭帯域化を目的とした帯域通過濾波器の例である。

第３図は、薄膜共振子を２組用いて複共振形帯域通過濾
波幸を実現する構成を示している。この構成によって、
前記ＬＣ直列共振回路の等価モデル２個を変成器を介し
て縦接した帯域通過濾波器を実現できる。第３図（ａ）
は、上記基板１の両面にイットリウム・鉄・ガーネット
の薄膜を液相成長させ、２組の電極指３，８ならびにパ
ッド電極５，６．９を形成し、チップに切断する工程で
端面４を形成し、２組の共振子を静電的に結合させて２
段共振形の帯域通過フィルタを実現した実施例である。

第４図は、第３図（ａ）を実験するために２×５ｆｆＩ
ＩＩの上記チップ２個を１電的に結合させて帯域通過濾
器の周波数応答を実測した例である。帯域幅１６０　Ｍ
　Ｈｚで周波数可変範囲約１オクターブを実現している
６バイアス磁界は表面静磁波を伝搬、共振させる方向に
印加している。第２図に比べて高域における帯域外応答
が改善されている。

第３図（ｂ）は、上記基板１の表面に共振子２個を形成
し、両者を静電的に結合させた実施例である。上記薄膜
２と薄膜１０を分離するために、化学エッチ法で溝を形
成している。

第３図（Ｑ）は、イットリウム・鉄・ガーネットの薄膜
２と端面４によって、実効的に２個の共振子゛を形成さ
せ、両者を電極指１１で結合させた実施例である。パッ
ド電極９によって電極指３と８が結合している共振子が
実効的に分離されている。

最後に、接地導体７の効果に言方しておく、接地導体７
は、上記薄膜２，１０の厚さより十分に遠ければ、帯域
通過濾波器の周波数応答に及ぼす効果は少い。しかし、
共振子を保持するため、必ず導体面が薄膜２の面に並行
に存在しているので、この効果を考慮した電極パタンの
設計が必要である。

第１図や第３図（ｂ）（ｃ）のように基板１や上記薄膜
２や１０に接着させる場合が多い。第３図（ａ）の場合
は、２つの膜面までの距離が異なるので、反対側の薄膜
２の上部等距離に第２の接地導体１２を置くと設計が容
易になる。

パッド電極９と接地導体７の電気的接続は、十分に太い
導体を最短距離で接続し、残留インダクタンスを低減す
る。帯状の導体板で接地してもよい。複数本のボンド線
で接続してもよい。残留インダクタンスを低減すること
によって、帯域外応答を改善することができる。パッド
電極５，６と入出力端子の接続も、同様な配慮により残
留インダクタンスを低減した接続を行う。

〔発明の効果〕

本発明の構成により、集積化に適したプレーナ構造の可
変周波数帯域通過濾波器を実現することができる。すな
わち、写真蝕刻法とチップ切断法によって、静磁波共振
子と結合電極のイ立置合せ工程時間を大幅に低減するこ
とができる。また他の能動集積回路との接続が容易化で
きる。更に複数の静磁波共振子で多段共振形の高度な応
答の可変周波数帯域通過濾波器を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第３図は本発明による静磁波帯域通過濾波器
の実施例を示す平面図および側面図、第２図は第１図（
ａ）に示した実施例で実測した周波数応答図、第４図は
、第３図（ａ）に示した実施例で実測した周波数応答図
、第５図は従来技術の外観図である。ｌ・・・ＧＧＧ基板、２・・・ＹＩＧ薄膜、３・・・入
力電極指、４・・・端面、５・・・入力パッド電極、６
・・・出力パッド電極、７・・・接地導体、８・・・出
力電極指、９・・・接地パッド電極、１０・・・第２の
ＹＩＧ薄膜、１１・・・結合電極指、１２・・・第２の
接地導体、１３・・・誘坪　２−図／・りで／、Ｐり２、．５（７２，７゜側ジＬ叡　ＣＣｒｄｔ）８、／θ ゴ、りで畝ンギ今図、Ｓρ 、２ρ　　　１．ｊｏ　　　　　／−７０用環敬　＜Ｃ
ｒＨアノ２．７０手続補正書（１劃平成　　娠　２月１５　日

Claims

【特許請求の範囲】

１．カドミウム・ガリウム・ガーネット単結晶の基板の
上にイットリウム・鉄・ガーネット単結晶の薄膜を形成
し、上記薄膜に端面を形成し、上記薄膜上に上記端面と
並行する複数本の電極指と複数個のパッド電極を形成し
、パッド電極の夫々には少くとも１本の電極指が接続さ
れ、上記薄膜にはバイアス磁界が印加され、上記複数個
のパッド電極の少くとも１個は上記基板より大きい導体
面に実効的に接地され、他のパッド電極の１に高周波信
号電流が供給されて上記薄膜内に静磁波が励振され、上
記端面で反射共振させ、他のパッド電極の２つから再励
振された信号電流を取出す手段を有し、上記信号電流の
周波数応答が帯域通過フィルタの機能を有し、バイアス
磁界を変えることによつて応答の中心周波数がシフトす
ることを特徴とする静磁波帯域通過濾波器。
２．請求項第１記載の静磁波帯域通過濾波器において、
上記少くとも１個のパッド電極と前記他のパッド電極の
１つと上記パッド電極の２つと、これら３者に接続され
た複数本の電極指が、上記基板上において上記薄膜を除
去した部分上に形成されたことを特徴とする静磁波帯域
通過濾波器。
３．請求項第１記載の静磁波帯域通過濾波器において、
上記２組の電極指と上記２個のパッド電極と上記少くと
も１個のパッド電極が、上記基板において前記薄膜が形
成されていない裏面に形成されていることを特徴とする
静磁波帯域通過濾波器。
４．請求項第１記載の静磁波帯域通過濾波器において、
カドミウム・ガリウム・ガーネット単結晶の面上に少く
とも２個のイットリウム・鉄・ガーネットの薄膜を形成
し、上記薄膜上に少くとも２組の電極指と、少くも４組
のパッド電極を形成し、上記薄膜にバイアス磁界を印加
し、１個のパッド電極に高周波信号電流を供給して静磁
波を励損し、他のパッド電極から再励振された信号電流
を取出し、残る少くとも２個のパッド電極が上記基板よ
り大きい導体面に接地されたことを特徴とする静磁波帯
域通過濾波器。