JPH057124A - 弾性表面波装置 - Google Patents
弾性表面波装置Info
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Abstract
リチウム単結晶を用いた弾性表面波装置を提供する。 【構成】四ほう酸リチウム単結晶基板表面に、弾性表面
波を励起、受信、反射、伝搬するための電極が形成され
た弾性表面波装置において、四ほう酸リチウム単結晶基
板の切り出し角度及び弾性表面波の伝搬方向がオイラ角
表示で(−5°〜5°、85°〜95°、40°〜65
°)の範囲内になるように電極が形成されている。この
伝搬方向ではバルクの縦波に近い高速な弾性表面波が発
生する。
Description
を用いた弾性表面波装置に関する。弾性表面波装置は、
圧電材料表面上に、櫛形電極等の弾性表面波を励起、受
信する手段を有し、材料表面に発生する弾性表面波を利
用した回路素子であり、高周波デバイスとして注目され
ている。
延線等に多く利用されているが、その特性は圧電基板を
伝搬する弾性表面波の伝搬特性に依存している。したが
って、圧電基板を選定するにあたっては、伝搬速度、電
気機械結合係数、温度特性、スプリアス特性、パワーフ
ロー角等の弾性表面波の伝搬特性が重要である。特に弾
性表面波の高周波化に対応させるためには伝搬速度の速
い圧電基板が必要である。
板材料として、水晶、LiNbO3、LiTaO3、Li
2B4O7等が用いられている。弾性表面波として基本モ
ードのレイリー波を用いた場合の伝搬速度は、ST水晶
で3100m/sec、128°Y−XLiNbO3で
4000m/sec、X−112°YLiTaO3で3
300m/sec、45°X−ZLi2B4O7で340
0m/secである。弾性表面波としてリーキー波を用
いた場合の伝搬速度は、36°Y−XLiTaO 3で4
200m/sec、41°Y−XLiNbO3で450
0m/sec、64°Y−XLiNbO3で4500m
/secである。
はレイリー波に比較して高周波化に適しているが、伝搬
速度が高々5000m/secであり、弾性表面波装置
の更なる高周波化の要求に十分対応することができない
という問題があった。本発明の目的は、更なる高周波動
作をさせることができる弾性表面波装置を提供すること
にある。
リチウム単結晶基板において切り出し角度及び伝搬方向
を所定範囲に設定した場合に、バルクの速い横波より高
速な縦波と同程度の速度の弾性表面波の存在を予測し、
シミュレーションにより確認した。そのシミュレーショ
ンの方法及び計算結果について図1乃至図4を用いて説
明する。
結晶基板の(100)面における弾性表面波の伝搬方向
を変化させたときの弾性表面波特性を計算することを目
的として行った。シミュレーションにあたっては、図1
(a) に示すように、四ほう酸リチウム単結晶からなる圧
電基板10全面に所定の厚さの層12があり、その層1
2が導電性部分12aと非導電性部分12bにストライ
プ状に分かれているという電極構造のモデルを仮定して
行った。この導電性部分12aが弾性表面波を励起、受
信するための電極(インターデジタル型電極)として機
能する。
ミュレーション結果は、図1(b) に示す実際の櫛形電極
の構造だけでなく、図1(c) 〜(d) に示す他の電極構造
にも適用可能である。図2乃至図4にシミュレーション
の計算結果を示す。四ほう酸リチウム単結晶からなる圧
電基板10の切出し角及び弾性表面波の伝搬方向をオイ
ラ角表示で(0°、90°、ψ)とし、角度ψを0°か
ら90°まで変化させたときの位相伝搬速度(図2)、
電気機械結合係数k2(図3)、1波長当りの伝搬損失
(図4)について計算した。このとき、層12は金(A
u)であり、その厚さhを弾性表面波の波長λにより規
格化した規格化膜厚h/λを0.5%とした。
バルクの縦波の伝搬速度の計算結果を示し、一点鎖線は
本発明による弾性表面波(以下、本SAWという)の伝
搬速度の計算結果を示し、実線はレイリー波の伝搬速度
の計算結果を示している。図3は電気機械結合係数k2
を示している。一点鎖線は本SAWの電気機械結合係数
の計算結果を示し、実線はレイリー波の電気機械結合係
数の計算結果を示している。
る。一点鎖線は本SAWの伝搬損失の計算結果を示して
いる。図2に示すように、本SAWは、レイリー波より
もはるかに高速なバルクの縦波と同程度の伝搬速度であ
る。図4に示すように、伝搬方向ψが65°以下(望ま
しくは60°以下)の範囲では伝搬損失が小さい。ま
た、図3に示すように、伝搬方向ψが40°以上(望ま
しくは50°以上)では電気機械結合係数が1.5〜
2.0%以上とレイリー波より充分大きい。このように
四ほう酸リチウム単結晶からなる圧電基板10表面での
伝搬方向ψを40°以上65°以下とすることで、電気
機械結合係数が大きく、かつ、伝搬損失の小さい弾性表
面波(本SAW)を利用できる。図2に示すように、本
SAWの伝搬速度は6100〜6800m/secもの
高速であり、従来のレイリー波の伝搬速度(3100〜
3300m/sec)に比較して2倍程度の高速であ
る。
の厚さを変化させた場合のシュミレーションの計算結果
を示す。金(Au)又はアルミニウム(Al)からなる
層12の規格化膜厚h/λを0〜3%又は0〜15%ま
で変化させたときの1波長当りの伝搬損失(図5、図
6)、電気機械結合係数(図7、図8)について計算し
た。このとき、圧電基板10の切出し角及び伝搬方向を
オイラ角表示で(0°、90°、55°)とした。
失を示しており、規格化膜厚が0.5〜0.6%で損失
がほとんどなくなり、0.7%以下では損失が0.5d
B/λ以下と充分低いことがわかる.また、図6は電極
がアルミニウムの場合の本SAWの伝搬損失を示してお
り、金の場合と同様に規格化膜厚が5〜6%で損失がほ
とんどなくなり、7%以下では損失が0.5dB/λ以
下と充分低いことがわかる。
線)とレイリー波(破線)の電気機械結合係数を示して
おり、規格化膜厚が0.2〜1.4%で本SAWによる
電気機械結合係数は1.5〜2.5%となり、レイリー
波によるそれよりも充分に大きくなる。特に、規格化膜
厚が0.4%以上では、2%以上の電気機械結合係数が
得られる。
の本SAW(実線)とレイリー波(破線)の電気機械結
合係数を示しており、規格化膜厚が2%以上で本SAW
による電気機械結合係数は1.4〜3.1%となり、レ
イリー波によるそれよりも充分に大きくなる。特に、規
格化膜厚が5%以上では、2%以上の電気機械結合係数
が得られる。
を主成分とする場合は0.2〜0.7%、アルミニウム
を主成分とする場合は2〜7%とすれば、伝搬損失が充
分低く、電気機械結合係数の大きい条件で本SAWを利
用できることがわかる。なお、シミュレーションは四ほ
う酸リチウム単結晶基板の切り出し角度及び弾性表面波
の伝搬方向がオイラ角表示で(0°、90°、ψ)とし
て計算したが、切り出し角度が±5°程度ずれても同様
な結果を得ることができる。
単結晶基板の切り出し角及び弾性表面波の伝搬方向がオ
イラ角表示で(−5°〜5°、85°〜95°、40°
〜65°)の範囲内になるように電極を形成したので、
伝搬速度が速く、充分な電気機械結合係数が得られ、か
つ、伝搬損失の低い弾性表面波を用いた装置を実現する
ことができる。
9及び図10を用いて説明する。本実施例の弾性表面波
装置は、図9に示すように、表面が(100)面である
四ほう酸リチウム単結晶からなる圧電基板20上に、電
極線幅λ/8のダブルインタディジタル型電極からなる
櫛形電極22が形成されている。櫛形電極22の放射ア
ドミッタンスから位相速度、電気機械結合定数を求め
る。
20上に伝搬方向がオイラ角表示で(0°、90°、5
5°)になるように櫛形電極22を形成する。櫛形電極
22はアルミニウム(Al)により形成され、膜厚が3
71.8nm(規格化膜厚=4.6%)である。櫛形電
極22の対数は20対で、周期が8μm(電極線幅が1
μm)、開口長が400μmである。
ンスの測定結果を図10に示す。位相速度は放射コンダ
クタンスのピーク周波数より求めることができ、電気機
械結合係数は電極容量、対数、放射コンダクタンスのピ
ーク値及びピーク周波数より求めることができる。図1
0の測定結果から計算したところ、6694m/sec
の伝搬速度、1.9%の電気機械結合係数を得ることが
でき、本SAWの存在が確認できた。これは上述のシミ
ュレーションの結果とも一致している。
ィジタル型電極を用いた場合、線幅を0.5μmにすれ
ば、本SAWを用いることにより3.3GHzもの高周
波信号に対応した弾性表面波装置を実現することができ
る。本発明は上記実施例に限らず種々の変形が可能であ
る。例えば、上記実施例では電極にアルミニウムを用い
たが、金などの他の金属を用いてもよい。
リチウム単結晶基板の切り出し角及び弾性表面波の伝搬
方向がオイラ角表示で(−5°〜5°、85°〜95
°、40°〜65°)の範囲内になるように電極を形成
したので、伝搬速度が速く、充分な電気機械結合係数が
得られ、かつ、伝搬損失の低い弾性表面波を利用した装
置を実現することができ、更なる高周波動作の要求に十
分対応することができる。
置の電極構造のモデルを示す図である。
波の伝搬方向を変化させた場合の位相伝搬速度のシミュ
レーション結果を示すグラフである。
波の伝搬方向を変化させた場合の電気機械結合係数のシ
ミュレーション結果を示すグラフである。
波の伝搬方向を変化させた場合の伝搬損失のシミュレー
ション結果を示すグラフである。
(金)膜厚を変化させた場合の伝搬損失のシミュレーシ
ョン結果を示すグラフである。
ルミニウム)膜厚を変化させた場合の伝搬損失のシミュ
レーション結果を示すグラフである。
(金)膜厚を変化させた場合の電気機械結合係数のシミ
ュレーション結果を示すグラフである。
ルミニウム)膜厚を変化させた場合の電気機械結合係数
のシミュレーション結果を示すグラフである。
図である。
射アドミッタンスの測定結果を示すグラフである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項1】 四ほう酸リチウム単結晶基板表面に、弾
性表面波を励起、受信、反射、伝搬するための電極が形
成された弾性表面波装置において、前記四ほう酸リチウ
ム単結晶基板の切り出し角度及び弾性表面波の伝搬方向
がオイラ角表示で(−5°〜5°、85°〜95°、4
0°〜65°)の範囲内になるように前記電極が形成さ
れてい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 |
---|---|---|---|
JP03154322A JP3126416B2 (ja) | 1991-06-26 | 1991-06-26 | 弾性表面波装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03154322A JP3126416B2 (ja) | 1991-06-26 | 1991-06-26 | 弾性表面波装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH057124A true JPH057124A (ja) | 1993-01-14 |
JP3126416B2 JP3126416B2 (ja) | 2001-01-22 |
Family
ID=15581608
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP03154322A Expired - Lifetime JP3126416B2 (ja) | 1991-06-26 | 1991-06-26 | 弾性表面波装置 |
Country Status (1)
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Cited By (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5302877A (en) * | 1992-03-16 | 1994-04-12 | Nikko Kyodo Co. Ltd. | Surface acoustic wave device |
US5434465A (en) * | 1992-03-13 | 1995-07-18 | Nikko Kyondo Co., Ltd. | Surface acoustic wave device |
WO1996004713A1 (fr) * | 1994-08-05 | 1996-02-15 | Japan Energy Corporation | Dispositif a ondes acoustiques de surface et procede de production |
US6049260A (en) * | 1998-01-16 | 2000-04-11 | Nec Corporation | Surface acoustic wave filter having parameters optimized to suppress spurious signals |
JP2012004897A (ja) * | 2010-06-17 | 2012-01-05 | Seiko Epson Corp | 弾性表面波共振子、弾性表面波発振器および電子機器 |
JP2012049816A (ja) * | 2010-08-26 | 2012-03-08 | Seiko Epson Corp | 弾性表面波共振子、および弾性表面波発振器、ならびに電子機器 |
JP2012049717A (ja) * | 2010-08-25 | 2012-03-08 | Seiko Epson Corp | 二端子対弾性表面波共振子、弾性表面波発振器および電子機器 |
JP2012049764A (ja) * | 2010-08-26 | 2012-03-08 | Seiko Epson Corp | 弾性表面波フィルタ、電子機器 |
JP2012049817A (ja) * | 2010-08-26 | 2012-03-08 | Seiko Epson Corp | 弾性表面波デバイス、および弾性表面波発振器、ならびに電子機器 |
JP2012049716A (ja) * | 2010-08-25 | 2012-03-08 | Seiko Epson Corp | トランスバーサル型弾性表面波デバイス、弾性表面波発振器および電子機器 |
JP2012060417A (ja) * | 2010-09-09 | 2012-03-22 | Seiko Epson Corp | 弾性表面波デバイス、電子機器及びセンサー装置 |
US8692439B2 (en) | 2010-08-26 | 2014-04-08 | Seiko Epson Corporation | Surface acoustic wave resonator, surface acoustic wave oscillator, and electronic device |
US8933612B2 (en) | 2009-02-27 | 2015-01-13 | Seiko Epson Corporation | Surface acoustic wave resonator, surface acoustic wave oscillator, and electronic instrument |
JP2015029358A (ja) * | 2014-10-29 | 2015-02-12 | セイコーエプソン株式会社 | 弾性表面波共振子、弾性表面波発振器および電子機器 |
JP2015084534A (ja) * | 2014-11-25 | 2015-04-30 | セイコーエプソン株式会社 | 二端子対弾性表面波共振子、弾性表面波発振器および電子機器 |
JPWO2017217197A1 (ja) * | 2016-06-14 | 2019-03-22 | 株式会社村田製作所 | マルチプレクサ、高周波フロントエンド回路および通信装置 |
-
1991
- 1991-06-26 JP JP03154322A patent/JP3126416B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (25)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5434465A (en) * | 1992-03-13 | 1995-07-18 | Nikko Kyondo Co., Ltd. | Surface acoustic wave device |
US5302877A (en) * | 1992-03-16 | 1994-04-12 | Nikko Kyodo Co. Ltd. | Surface acoustic wave device |
US5923231A (en) * | 1994-08-05 | 1999-07-13 | Kinseki Limited | Surface acoustic wave device with an electrode insulating film and method for fabricating the same |
WO1996004713A1 (fr) * | 1994-08-05 | 1996-02-15 | Japan Energy Corporation | Dispositif a ondes acoustiques de surface et procede de production |
US6049260A (en) * | 1998-01-16 | 2000-04-11 | Nec Corporation | Surface acoustic wave filter having parameters optimized to suppress spurious signals |
US8933612B2 (en) | 2009-02-27 | 2015-01-13 | Seiko Epson Corporation | Surface acoustic wave resonator, surface acoustic wave oscillator, and electronic instrument |
US9762207B2 (en) | 2009-02-27 | 2017-09-12 | Seiko Epson Corporation | Surface acoustic wave resonator, surface acoustic wave oscillator, and electronic instrument |
US8952596B2 (en) | 2009-02-27 | 2015-02-10 | Seiko Epson Corporation | Surface acoustic wave resonator, surface acoustic wave oscillator, and electronic instrument |
JP2012004897A (ja) * | 2010-06-17 | 2012-01-05 | Seiko Epson Corp | 弾性表面波共振子、弾性表面波発振器および電子機器 |
US9537464B2 (en) | 2010-06-17 | 2017-01-03 | Seiko Epson Corporation | Surface acoustic wave resonator, surface acoustic wave oscillator, and electronic apparatus |
US9088263B2 (en) | 2010-06-17 | 2015-07-21 | Seiko Epson Corporation | Surface acoustic wave resonator, surface acoustic wave oscillator, and electronic apparatus |
JP2012049717A (ja) * | 2010-08-25 | 2012-03-08 | Seiko Epson Corp | 二端子対弾性表面波共振子、弾性表面波発振器および電子機器 |
JP2012049716A (ja) * | 2010-08-25 | 2012-03-08 | Seiko Epson Corp | トランスバーサル型弾性表面波デバイス、弾性表面波発振器および電子機器 |
JP2012049816A (ja) * | 2010-08-26 | 2012-03-08 | Seiko Epson Corp | 弾性表面波共振子、および弾性表面波発振器、ならびに電子機器 |
US8928432B2 (en) | 2010-08-26 | 2015-01-06 | Seiko Epson Corporation | Surface acoustic wave resonator, surface acoustic wave oscillator, and electronic apparatus |
US8692439B2 (en) | 2010-08-26 | 2014-04-08 | Seiko Epson Corporation | Surface acoustic wave resonator, surface acoustic wave oscillator, and electronic device |
JP2012049817A (ja) * | 2010-08-26 | 2012-03-08 | Seiko Epson Corp | 弾性表面波デバイス、および弾性表面波発振器、ならびに電子機器 |
JP2012049764A (ja) * | 2010-08-26 | 2012-03-08 | Seiko Epson Corp | 弾性表面波フィルタ、電子機器 |
JP2012060417A (ja) * | 2010-09-09 | 2012-03-22 | Seiko Epson Corp | 弾性表面波デバイス、電子機器及びセンサー装置 |
JP2015029358A (ja) * | 2014-10-29 | 2015-02-12 | セイコーエプソン株式会社 | 弾性表面波共振子、弾性表面波発振器および電子機器 |
JP2015084534A (ja) * | 2014-11-25 | 2015-04-30 | セイコーエプソン株式会社 | 二端子対弾性表面波共振子、弾性表面波発振器および電子機器 |
JPWO2017217197A1 (ja) * | 2016-06-14 | 2019-03-22 | 株式会社村田製作所 | マルチプレクサ、高周波フロントエンド回路および通信装置 |
US10637439B2 (en) | 2016-06-14 | 2020-04-28 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Multiplexer, high-frequency front end circuit, and communication device |
US10972073B2 (en) | 2016-06-14 | 2021-04-06 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Multiplexer, high-frequency front end circuit, and communication device |
US11336261B2 (en) | 2016-06-14 | 2022-05-17 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Multiplexer, high-frequency front end circuit, and communication device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3126416B2 (ja) | 2001-01-22 |
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