JPH0410764B2 - - Google Patents
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- JPH0410764B2 JPH0410764B2 JP57118059A JP11805982A JPH0410764B2 JP H0410764 B2 JPH0410764 B2 JP H0410764B2 JP 57118059 A JP57118059 A JP 57118059A JP 11805982 A JP11805982 A JP 11805982A JP H0410764 B2 JPH0410764 B2 JP H0410764B2
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Classifications
-
- 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
- H03H9/125—Driving means, e.g. electrodes, coils
- H03H9/145—Driving means, e.g. electrodes, coils for networks using surface acoustic waves
- H03H9/14502—Surface acoustic wave [SAW] transducers for a particular purpose
- H03H9/14505—Unidirectional SAW transducers
-
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- 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
- H03H9/02574—Characteristics of substrate, e.g. cutting angles of combined substrates, multilayered substrates, piezoelectrical layers on not-piezoelectrical substrate
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- Acoustics & Sound (AREA)
- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、機械的反射による弾性表面波の影響
を低減するようになされた弾性表面波装置に関す
るものである。
を低減するようになされた弾性表面波装置に関す
るものである。
弾性表面波装置は、水晶、LiNbO3（ニオブ酸
リチウム）等の圧電単結晶材料、圧電セラミツク
ス材料又は非圧電基板上に設けられた圧電薄膜材
料等を利用し、この圧電性基板上に形成されたト
ランスジユーサによつて電気信号を弾性表面波に
変換して基板表面を伝播させるように構成したも
のであり、フアルタを初めとする各種の電子部品
に適用されつつある。
リチウム）等の圧電単結晶材料、圧電セラミツク
ス材料又は非圧電基板上に設けられた圧電薄膜材
料等を利用し、この圧電性基板上に形成されたト
ランスジユーサによつて電気信号を弾性表面波に
変換して基板表面を伝播させるように構成したも
のであり、フアルタを初めとする各種の電子部品
に適用されつつある。
第１図はその一例としてフイルタを示すもの
で、１は圧電性基板、２は一対のくし型電極２
Ａ，２Ｂが交差して成る入力用トランスジユー
サ、３は一対のくし型電極３Ａ，３Ｂが交差して
成る出力用トランスジユーサで、上記入力用トラ
ンスジユーサ２に加えられた信号源４からの電気
信号は弾性表面波に変換されて上記圧電性基板１
表面を伝播し出力用トランスジユーサ３に到達し
た後、これによつて再び電気信号に変換されて負
荷５から出力されるように構成される。
で、１は圧電性基板、２は一対のくし型電極２
Ａ，２Ｂが交差して成る入力用トランスジユー
サ、３は一対のくし型電極３Ａ，３Ｂが交差して
成る出力用トランスジユーサで、上記入力用トラ
ンスジユーサ２に加えられた信号源４からの電気
信号は弾性表面波に変換されて上記圧電性基板１
表面を伝播し出力用トランスジユーサ３に到達し
た後、これによつて再び電気信号に変換されて負
荷５から出力されるように構成される。
ここで上記入力用および出力用トランスジユー
サ２，３を構成する各々一対のくし型電極２Ａ，
２Ｂおよび３Ａ，３Ｂの各電極幅Ｗおよび各電極
交差間隔Ｌは、使用する弾性表面波の中心周波数
0の波長をλ0とした場合、各々λ0／４の一定値に
設計されいわゆる正規型電極として形成される。
サ２，３を構成する各々一対のくし型電極２Ａ，
２Ｂおよび３Ａ，３Ｂの各電極幅Ｗおよび各電極
交差間隔Ｌは、使用する弾性表面波の中心周波数
0の波長をλ0とした場合、各々λ0／４の一定値に
設計されいわゆる正規型電極として形成される。
ところで第１図のような正規型電極から成るト
ランスジユーサを備えたフイルタにあつては、各
電極端で反射した弾性表面波が同相になつてしま
うため大きな機械的反射波が生じるようになるの
で、周波数特性にリツプルが避けられない欠点が
ある。
ランスジユーサを備えたフイルタにあつては、各
電極端で反射した弾性表面波が同相になつてしま
うため大きな機械的反射波が生じるようになるの
で、周波数特性にリツプルが避けられない欠点が
ある。
このような反射波による影響を低減するために
第２図に示すようなダブル電極型トランスジユー
サが提案された。この構造は各々一対のくし型電
極２Ａ，２Ｂおよび３Ａ，３Ｂの各交差する電極
指部を２つに分割し、各電極幅Ｗおよび間隔Ｌを
λ0／８に設計したものである。これにより各電極
端における反射波の位相は180゜異なつて逆位相と
なるために打ち消されてしまうので、反射波によ
る影響を低減できるものである。
第２図に示すようなダブル電極型トランスジユー
サが提案された。この構造は各々一対のくし型電
極２Ａ，２Ｂおよび３Ａ，３Ｂの各交差する電極
指部を２つに分割し、各電極幅Ｗおよび間隔Ｌを
λ0／８に設計したものである。これにより各電極
端における反射波の位相は180゜異なつて逆位相と
なるために打ち消されてしまうので、反射波によ
る影響を低減できるものである。
しかしながら最近の表面波デバイスのように高
周波化傾向にあることを考えると、高周波につれ
その波長λ0は小さくなるためにくし型電極の加工
技術に高精度が要求されるようになり、例えば圧
電性基板として最も広く使用されているニオブ酸
リチウムで中心周波数が1GH2の場合はλ0／４＝
0.87μｍ、λ0／８＝0.44μｍの値となる。このよう
な値は最近の微細加工技術を利用したとしても再
現性良く実現するのは困難であり、製造歩留りが
低下するのは避けられない。
周波化傾向にあることを考えると、高周波につれ
その波長λ0は小さくなるためにくし型電極の加工
技術に高精度が要求されるようになり、例えば圧
電性基板として最も広く使用されているニオブ酸
リチウムで中心周波数が1GH2の場合はλ0／４＝
0.87μｍ、λ0／８＝0.44μｍの値となる。このよう
な値は最近の微細加工技術を利用したとしても再
現性良く実現するのは困難であり、製造歩留りが
低下するのは避けられない。
この欠点を改善するためにさらに第３図ａ，ｂ
に示すようなシングルフエーズ型トランスジユー
サが提案された。この構造は圧電性基板１として
弾性体基板６およびこの上に設けられた圧電薄膜
７から成るものを用い、上記弾性体基板１上に下
部電極８を設け、上記圧電薄膜７上には上記下部
電極８に対向する位置に各電極幅Ｗおよび間隔Ｌ
をλ0／２に設計したくし型電極の上部電極９Ａ，
９Ｂを設けたものである。
に示すようなシングルフエーズ型トランスジユー
サが提案された。この構造は圧電性基板１として
弾性体基板６およびこの上に設けられた圧電薄膜
７から成るものを用い、上記弾性体基板１上に下
部電極８を設け、上記圧電薄膜７上には上記下部
電極８に対向する位置に各電極幅Ｗおよび間隔Ｌ
をλ0／２に設計したくし型電極の上部電極９Ａ，
９Ｂを設けたものである。
この構造によれば上部電極９Ａと下部電極８間
に信号源を接続し下部電極８を接地すると、上部
および下部電極間に加わつた電界により歪が生
じ、上部電極９Ａからは矢印方向に伝播する弾性
表面波が励振される。そして各電極幅Ｗおよび間
隔Ｌがλ0／２になつているため、加工技術の精度
が和らげられるので製造歩留りを向上させること
ができる。
に信号源を接続し下部電極８を接地すると、上部
および下部電極間に加わつた電界により歪が生
じ、上部電極９Ａからは矢印方向に伝播する弾性
表面波が励振される。そして各電極幅Ｗおよび間
隔Ｌがλ0／２になつているため、加工技術の精度
が和らげられるので製造歩留りを向上させること
ができる。
しかしこの構造においては、接地電位に対して
信号電圧（ポテンシヤル）を印加する構成になつ
ており、いわゆるアンバランス形給電方式となつ
ている。
信号電圧（ポテンシヤル）を印加する構成になつ
ており、いわゆるアンバランス形給電方式となつ
ている。
このために入力電気信号が弾性表面波に変換さ
れないので直接波として伝播されてしまうような
いわゆるフイールドスルー現象が生ずるので、出
力電極９Ｂと下部電極８の間に弾性表面波による
信号とフイードスルーによる信号とが混在するよ
うになつてしまい、フイルタとしての通過特性が
劣化する欠点がある。
れないので直接波として伝播されてしまうような
いわゆるフイールドスルー現象が生ずるので、出
力電極９Ｂと下部電極８の間に弾性表面波による
信号とフイードスルーによる信号とが混在するよ
うになつてしまい、フイルタとしての通過特性が
劣化する欠点がある。
本発明は以上の問題に対処してなされたもの
で、弾性体基板上に圧電薄膜が設けられて成る圧
電性基板の上記圧電薄膜上および弾性体基板上に
各々下部電極および上部電極を設け、これら両電
極の少くとも一方がアポダイズ電極となるように
構成することにより従来欠点を除去するようにし
た弾性表面波装置を提供することを目的とするも
のである。以下図面を参照して本発明実施例を説
明する。
で、弾性体基板上に圧電薄膜が設けられて成る圧
電性基板の上記圧電薄膜上および弾性体基板上に
各々下部電極および上部電極を設け、これら両電
極の少くとも一方がアポダイズ電極となるように
構成することにより従来欠点を除去するようにし
た弾性表面波装置を提供することを目的とするも
のである。以下図面を参照して本発明実施例を説
明する。
第４図ａ，ｂは本発明実施例による弾性表面波
装置を示す上面図および断面図で、弾性体基板６
上に圧電薄膜７が設けられて成る圧電性基板１の
上記弾性体基板６上には矩形型電極１０から成る
下部電極、上記圧電薄膜７上にはくし型電極１１
Ａ，１１Ｂから成る上部電極１１が設けられ、い
わゆるシングルフエーズトランスジユーサが構成
される。上記上部電極１１と成るくし型電極１１
Ａ，１１Ｂは圧電薄膜７上の下部電極１０に対向
する位置に弾性表面波の伝播方向ｘに対してλ0／
２ずれて互いに離れて向き合うように配置され
る。また各くし型電極１１Ａ，１１Ｂの電極指の
電極幅Ｗおよび間隔Ｌはλ0／２に設計される。さ
らに互いに向き合うくし型電極１１Ａ，１１Ｂ
は、重み関数ω（ｘ）に応じた曲線によりその有
効開口幅が変化してｘ方向に重み付を有するよう
に形成され、いわゆるアポダイズ電極となるよう
に構成される。したがつてくし型電極１１Ａ，１
１Ｂはその電極長さが弾性表面波の伝播方向ｘに
対して重み関数ω（ｘ）に応じて変化している。
この重み関数ω（ｘ）は所望とする周波数特性を
逆フーリエ変換することにより求めることができ
る。
装置を示す上面図および断面図で、弾性体基板６
上に圧電薄膜７が設けられて成る圧電性基板１の
上記弾性体基板６上には矩形型電極１０から成る
下部電極、上記圧電薄膜７上にはくし型電極１１
Ａ，１１Ｂから成る上部電極１１が設けられ、い
わゆるシングルフエーズトランスジユーサが構成
される。上記上部電極１１と成るくし型電極１１
Ａ，１１Ｂは圧電薄膜７上の下部電極１０に対向
する位置に弾性表面波の伝播方向ｘに対してλ0／
２ずれて互いに離れて向き合うように配置され
る。また各くし型電極１１Ａ，１１Ｂの電極指の
電極幅Ｗおよび間隔Ｌはλ0／２に設計される。さ
らに互いに向き合うくし型電極１１Ａ，１１Ｂ
は、重み関数ω（ｘ）に応じた曲線によりその有
効開口幅が変化してｘ方向に重み付を有するよう
に形成され、いわゆるアポダイズ電極となるよう
に構成される。したがつてくし型電極１１Ａ，１
１Ｂはその電極長さが弾性表面波の伝播方向ｘに
対して重み関数ω（ｘ）に応じて変化している。
この重み関数ω（ｘ）は所望とする周波数特性を
逆フーリエ変換することにより求めることができ
る。
以上の構成において上部電極１１であるくし型
電極１１Ａと１１Ｂ間に信号源をバランス形で接
続し下部電極１０を接地電位に接続すると、上記
くし型電極１１Ａ，１１Ｂと下部電極１０間には
電界が発生するので、上部電極１１を構成してい
る各くし型電極１１Ａ，１１Ｂの各々からはｘ方
向に伝播する弾性表面波S1，S2が励振される。
電極１１Ａと１１Ｂ間に信号源をバランス形で接
続し下部電極１０を接地電位に接続すると、上記
くし型電極１１Ａ，１１Ｂと下部電極１０間には
電界が発生するので、上部電極１１を構成してい
る各くし型電極１１Ａ，１１Ｂの各々からはｘ方
向に伝播する弾性表面波S1，S2が励振される。
この場合各くし型電極１１Ａ，１１Ｂは弾性表
面波の伝播方向ｘに対してλ0／２ずれており、ま
た各電極１１Ａ，１１Ｂに給電される電気信号の
位相は180゜ずれているために、弾性表面波S1，S2
は同相にそろえられる。
面波の伝播方向ｘに対してλ0／２ずれており、ま
た各電極１１Ａ，１１Ｂに給電される電気信号の
位相は180゜ずれているために、弾性表面波S1，S2
は同相にそろえられる。
以上の実施例においては下部電極１０を短形型
に広く形成したが、この下部電極１０は弾性表面
波を発生させたい領域すなわち重み関数ω（ｘ）
によつて囲まれた領域と圧電薄膜７を介して対向
する限定された領域のみに形成するだけでも同様
な効果を得ることができる。
に広く形成したが、この下部電極１０は弾性表面
波を発生させたい領域すなわち重み関数ω（ｘ）
によつて囲まれた領域と圧電薄膜７を介して対向
する限定された領域のみに形成するだけでも同様
な効果を得ることができる。
また第５図のように、下部電極１０をアポダイ
ズ電極を構成するような形状に設け、上部電極１
１は通常のくし型電極１１Ａ，１１Ｂを構成する
ように設けて、下部電極１０に対して重み付けを
行うことができる。
ズ電極を構成するような形状に設け、上部電極１
１は通常のくし型電極１１Ａ，１１Ｂを構成する
ように設けて、下部電極１０に対して重み付けを
行うことができる。
第６図は本発明の他の実施例を示すもので、上
部電極１１を構成するくし型電極１１Ａ，１１Ｂ
を弾性表面波の伝播方向ｘに対してλ0／２の整数
倍互いにずれて一列に配置され、アポダイズ電極
を構成するように形成された構造を示すものであ
る。
部電極１１を構成するくし型電極１１Ａ，１１Ｂ
を弾性表面波の伝播方向ｘに対してλ0／２の整数
倍互いにずれて一列に配置され、アポダイズ電極
を構成するように形成された構造を示すものであ
る。
また第７図は他の実施例を示すもので、上部電
極１１を構成するくし型電極１１Ａ，１１Ｂが一
列に配置された構造において、圧電薄膜７を介し
て位置している下部電極１０に対してアポダイズ
電極を構成するように形成した構造を示すもので
ある。
極１１を構成するくし型電極１１Ａ，１１Ｂが一
列に配置された構造において、圧電薄膜７を介し
て位置している下部電極１０に対してアポダイズ
電極を構成するように形成した構造を示すもので
ある。
第６図および第７図のように上部電極１１を構
成するくし型電極１１Ａ，１１Ｂが一列に配置さ
れた構造においては、各電極からは同相の弾性表
面波Ｓが励振されてｘ方向に伝播される。
成するくし型電極１１Ａ，１１Ｂが一列に配置さ
れた構造においては、各電極からは同相の弾性表
面波Ｓが励振されてｘ方向に伝播される。
以上の各実施例の構造によれば、上部電極１１
を構成している各くし型電極１１Ａ，１１Ｂの電
極幅Ｗおよび間隔Ｌはλ0／２になつているため、
従来の正規型電極あるいはダブル電極の場合に比
べて各々の値を２倍あるいは４倍に広げることが
できるので、加工技術の精度を和らげることにな
り製造歩留りを向上させることができる。
を構成している各くし型電極１１Ａ，１１Ｂの電
極幅Ｗおよび間隔Ｌはλ0／２になつているため、
従来の正規型電極あるいはダブル電極の場合に比
べて各々の値を２倍あるいは４倍に広げることが
できるので、加工技術の精度を和らげることにな
り製造歩留りを向上させることができる。
また上記のように電極間隔をλ0／２に選ぶこと
により、第８図のように各電極端E1，E2で生じ
た反射波F1，F2の位相差は180゜と逆相になるため
に、互いに打ち消すことができる。よつて電極間
反射による影響を低減することができるので、周
波数特性におけるリツプルを少くすることができ
る。
により、第８図のように各電極端E1，E2で生じ
た反射波F1，F2の位相差は180゜と逆相になるため
に、互いに打ち消すことができる。よつて電極間
反射による影響を低減することができるので、周
波数特性におけるリツプルを少くすることができ
る。
さらにバランス給電方式により入力信号を印加
するためにフイードスルーによる影響も避けるこ
とができる。
するためにフイードスルーによる影響も避けるこ
とができる。
前記弾性体基板６としては半導体材料を用いる
ことができ、この場合半導体基板の所定部分に不
純物ドーピングによつて低抵抗部を形成すればこ
の低抵抗部を前記下部電極として用いることがで
きるので、下部電極として働かせるための導電材
料は不要となる。またこのように半導体基板を用
いることにより、表面波デバイスと集積回路とを
一体に組み込むことができるので、広範囲な用途
への適用が可能となる。
ことができ、この場合半導体基板の所定部分に不
純物ドーピングによつて低抵抗部を形成すればこ
の低抵抗部を前記下部電極として用いることがで
きるので、下部電極として働かせるための導電材
料は不要となる。またこのように半導体基板を用
いることにより、表面波デバイスと集積回路とを
一体に組み込むことができるので、広範囲な用途
への適用が可能となる。
上記圧電薄膜７としては酸化亜鉛（ZoＯ）、窒
化アルミニウム（AlN）等をスパツタ法、CVD
法等により形成することができる。
化アルミニウム（AlN）等をスパツタ法、CVD
法等により形成することができる。
以上説明して明らかなように本発明によれば、
弾性体基板上に圧電薄膜が設けられて成る圧電性
基板の上記圧電薄膜上および弾性体基板上に各々
下部電極および上部電極を設け、これら両電極の
少くとも一方がアポダイズ電極となるように構成
したものであるから、所望の周波数特性を得るこ
とができ機械的反射による弾性表面波の影響、フ
イードスルーの影響を低減することができる。ま
た高周波領域においても電極幅は比較的大きいの
で製造が容易となるために従来欠点を除去するこ
とができる。
弾性体基板上に圧電薄膜が設けられて成る圧電性
基板の上記圧電薄膜上および弾性体基板上に各々
下部電極および上部電極を設け、これら両電極の
少くとも一方がアポダイズ電極となるように構成
したものであるから、所望の周波数特性を得るこ
とができ機械的反射による弾性表面波の影響、フ
イードスルーの影響を低減することができる。ま
た高周波領域においても電極幅は比較的大きいの
で製造が容易となるために従来欠点を除去するこ
とができる。
第１図、第２図、第３図ａおよび第３図ｂはい
ずれも従来例を示す上面図および断面図、第４図
ａ、第５図乃至第８図および第４図ｂはいずれも
本発明実施例を示す上面図および断面図である。 ６……弾性体基板、７……圧電薄膜、１０……
下部電極、１１，１１Ａ，１１Ｂ……上部電極。
ずれも従来例を示す上面図および断面図、第４図
ａ、第５図乃至第８図および第４図ｂはいずれも
本発明実施例を示す上面図および断面図である。 ６……弾性体基板、７……圧電薄膜、１０……
下部電極、１１，１１Ａ，１１Ｂ……上部電極。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 弾性体基板と、この弾性体基板上に設けられ
た下部電極と、この下部電極を覆うように設けら
れた圧電薄膜と、この圧電薄膜上の上記下部電極
に対向する位置に互いに離間して配置された２つ
のくし型電極から成る上部電極とを含み、上記下
部電極および上部電極の少なくとも一方がアポダ
イズ電極を構成し、上記上部電極を構成する２つ
のくし型電極が弾性表面波の伝播方向に対して
λ0／２（λ0は用いる弾性表面波の中心周波数の波
長）ずれて互いに向き合うように配置され、かつ
上記各くし型電極の電極指がλ0／２間隔に設定さ
れていることを特徴とする弾性表面波装置。 ２ 弾性体基板と、この弾性体基板上に設けられ
た下部電極と、この下部電極を覆うように設けら
れた圧電薄膜と、この圧電薄膜上の上記下部電極
に対向する位置に互いに離間して配置された２つ
のくし型電極から成る上部電極とを含み、上記下
部電極および上部電極の少なくとも一方がアポダ
イズ電極を構成し、上記上部電極を構成する２つ
のくし型電極が弾性表面波の伝播方向に対して
λ0／２の整数倍離間して一列に配置され、かつ上
記各くし型電極の電極指がλ0／２間隔に設定され
ていることを特徴とする弾性表面波装置。 ３ 上記２つのくし型電極が、幅がλ0／２に設定
された複数の電極指を有することを特徴とする特
許請求の範囲第１項に記載の弾性表面波装置。 ４ 上記２つのくし型電極が、幅がλ0／２に設定
された複数の電極指を有することを特徴とする特
許請求の範囲第２項に記載の弾性表面波装置。 ５ 上記弾性体基板が半導体材料から成ることを
特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の弾性表
面波装置。 ６ 上記弾性体基板が半導体材料から成ることを
特徴とする特許請求の範囲第２項に記載の弾性表
面波装置。 ７ 上記弾性体基板が半導体材料から成り、その
所定部に低抵抗部が形成され、この低抵抗部が前
記下部電極として用いられることを特徴とする特
許請求の範囲第１項に記載の弾性表面波装置。 ８ 上記弾性体基板が半導体材料から成り、その
所定部に低抵抗部が形成され、この低抵抗部が前
記下部電極として用いられることを特徴とする特
許請求の範囲第２項に記載の弾性表面波装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57118059A JPS598417A (ja) | 1982-07-06 | 1982-07-06 | 弾性表面波装置 |
| DE3324228A DE3324228C2 (de) | 1982-07-06 | 1983-07-05 | Akustisches Oberflächenwellen-Bauelement |
| GB08318214A GB2126036B (en) | 1982-07-06 | 1983-07-05 | Acoustic surface wave device |
| US06/511,500 US4531107A (en) | 1982-07-06 | 1983-07-06 | Acoustic surface wave device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57118059A JPS598417A (ja) | 1982-07-06 | 1982-07-06 | 弾性表面波装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS598417A JPS598417A (ja) | 1984-01-17 |
| JPH0410764B2 true JPH0410764B2 (ja) | 1992-02-26 |
Family
ID=14726993
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57118059A Granted JPS598417A (ja) | 1982-07-06 | 1982-07-06 | 弾性表面波装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
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| JP (1) | JPS598417A (ja) |
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| GB (1) | GB2126036B (ja) |
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- 1982-07-06 JP JP57118059A patent/JPS598417A/ja active Granted
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- 1983-07-05 DE DE3324228A patent/DE3324228C2/de not_active Expired - Fee Related
- 1983-07-06 US US06/511,500 patent/US4531107A/en not_active Expired - Fee Related
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