JPH0613836A - 弾性表面波素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 Ｑの高い小型の実用的な弾性表面波（ＳＡ
Ｗ）素子を提供する。 【構成】 水晶基板上に、ＳＡＷ励振用のＩＤＴ（簾状
電極）１１と、このＳＡＷを位相を揃えて反射する一対
の分布形反射器１２とを形成して成るＳＡＷ素子におい
て、分布形反射器１２の反射エレメントをその配置周期
を一定に保持したまま、その幅をＩＤＴ１１の電極エレ
メント幅よりも大にして、各反射エレメントに質量付加
効果をもたせ、反射率の増大を図った。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、弾性表面波素子に関
し、より詳細にはＶＨＦ帯からＵＨＦ帯での周波数制御
機能を有する弾性表面波共振子に関する。

【０００２】

【従来の技術】弾性表面波（Surface Acoustic Wave、
以下、ＳＡＷと略す）共振子は、図２の斜視図に示すよ
うに、圧電体基板２０の略中央部の簾状電極（Inter di
gitaltransducer、以下、ＩＤＴと略す）２１と、ＩＤ
Ｔ２１の両側であってＳＡＷの伝搬方向に配置された一
対の分布形反射器（以下、グレーティング反射器と称す
る）２２とで構成されている。グレーティング反射器２
２は、伝搬路上に１本当たり反射率数％程度の反射エレ
メントがＳＡＷ波長の１／２周期の一定間隔でライン状
に配置され、また、図３の電極パターン図に示すよう
に、各エレメント幅とその間隔との比（以下、ライン＆
スペースと称する）がＩＤＴ２１のそれと同一にて形成
されている。通常、これらライン＆スペースは１：１と
される。

【０００３】このような構造のＳＡＷ共振子では、ＩＤ
Ｔ２１で励振されたＳＡＷに、両側のグレーティング反
射器２２からの反射波が同相に加わって全体として１０
０％近い反射率が得られる。これにより定在波が立ち、
共振子として機能する。

【０００４】ところで、ＳＡＷ共振子では、その基本特
性がグレーティング反射器２２の反射特性に支配され
る。そして、Ｑの高い実用的な素子を得るためには、グ
レーティング反射器２２の反射エレメント数を可能な限
り多くし、その反射率を高めることが求められている。
しかし、反射エレメント数を増加させることはＳＡＷ素
子の大型化につながる。そこで、ＳＡＷ素子の特性を変
えずに小型化するために一つのグレーティング反射器２
２当たりの反射効率を上げ、そのエレメント数を減らす
ことが必要となる。

【０００５】従来は、反射エレメント数を減らすため、
(1)圧電基板上の反射器形成部位に反射エレメントと同
周期、同間隔の溝体を設ける、(2)反射エレメントを金
属膜あるいは誘電体膜で形成するとともにその膜厚を可
能な限り厚くする等の手段が講じられていた。これは、
特に、水晶基板のような電気機械結合係数Ｋ²の小さな
基板、即ち、主に反射エレメントの質量付加効果によっ
て表面波反射を行っている基板では有効な手段となって
いる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、圧電基
板に溝体を設ける第一の手段では、圧電基板をエッチン
グすることが必要となるため、加工工程が複雑になる欠
点があった。

【０００７】他方、反射エレメントの膜厚を厚くする第
二の手段では、膜厚分布の不均一やエレメント幅の加工
精度のばらつきが大きくなり、結果として基板表面上の
音速が変化し、ＳＡＷ共振子の周波数のばらつきを招く
問題があった。また、膜厚を厚くすることにより、高次
振動モードがのり易くなり、スプリアス発生の要因とな
っていた。

【０００８】本発明はかかる問題点等を解消するＳＡＷ
素子を提供するものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明のＳＡＷ素子は、
例えば水晶から成る圧電基板の略中央部に、複数の電極
エレメントが所定周期で互いに交差する簾状電極を形成
するとともに、該簾状電極の両側であってＳＡＷの伝搬
方向に、夫々複数の反射エレメントが所定周期でライン
状に接続された一対の分布形反射器を形成して成り、前
記簾状電極で励振されたＳＡＷを前記一対の反射器にて
位相を揃えて反射する構造において、前記反射器の反射
エレメント幅を前記簾状電極の電極エレメント幅よりも
大にして、各エレメント幅とその間隔との比が前記簾状
電極と前記分布形反射器とで夫々異なるようにしたもの
である。

【００１０】

【作用】水晶基板のような、質量付加効果により表面波
の反射を主に行っている基板では、反射エレメントの質
量を大きくすることが反射率の増大につながる。従来
は、その膜厚を厚くすることで上記効果を得ていた。こ
れに対し、本発明では、反射エレメントの配置周期をそ
のままにしてエレメント幅を大きくした。これにより、
膜厚を厚くしたと同様に作用し、反射エレメント一本当
たりの反射率は大きくなる。したがって、従来素子と同
一反射率を有するグレーティング反射器を構成する場
合、あるいは同一膜厚にてグレーティング反射器を構成
する場合は、その反射エレメント数を減らすことができ
る。

【００１１】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。

【００１２】図１は本発明の一実施例となる電極パター
ン図であり、１１はＩＤＴ、１２は一対のグレーティン
グ反射器を表す。これら電極１１，１２のエレメント
は、夫々金属あるいは誘電体ストリップから成り、例え
ば水晶からなる圧電基板（図示省略）上に夫々図示のパ
ターンにて形成される。

【００１３】即ち、グレーティング反射器１２の反射エ
レメントの配置間隔をＳＡＷ波長の１／２周期に保持し
たまま、その幅をＩＤＴ１１の電極エレメント幅よりも
大にして、エレメント間の間隙を小さくしている。その
結果、グレーティング反射器１２のライン＆スペース
は、ＩＤＴ１１のそれよりも大きくなる。

【００１４】このような構造のＳＡＷ素子では、反射エ
レメントの膜厚を厚くした場合と同様に質量付加効果が
発揮されるので、グレーティング反射器１２の一本当た
りの反射率を増大させることができる。これは、圧電基
板に電気機械結合係数Ｋ²の小さな水晶基板を用いた場
合には特に顕著になる。

【００１５】したがって、従来素子と同一反射率を有す
るグレーティング反射器１２を構成する場合、あるいは
従来と同様の膜厚でグレーティング反射器１２を構成す
る場合は、その反射エレメント数を減らすことができ、
素子の小型化を図ることができる。

【００１６】また、反射エレメントの膜厚を薄くするこ
とができるので、製造工程における膜厚分布の不均一、
エレメント幅の加工精度のばらつき等が減少し、ＳＡＷ
共振子の周波数のばらつきが低減する。更に、膜厚を薄
くすることにより、高次振動モードがのりにくくなり、
スプリアスを減少させることができる。

【００１７】なお、本実施例では、金属あるいは誘電体
ストリップから成る反射エレメントを水晶基板上に配置
する場合について説明したが、各エレメント配置部位に
溝体を形成する場合も同様の効果が得られる。

【００１８】また、圧電基板には、水晶基板の外、Ｌ_i
Ｎ_bＯ₃を用いることもできる。

【００１９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
では、共振子構造を有するＳＡＷ素子において、分布形
反射器の反射エレメント幅を簾状電極の電極エレメント
幅よりも大にして、膜厚を薄くしたまま質量付加する構
造としたので、スプリアスの発生や周波数のばらつきを
抑えつつ、反射率が増大する効果がある。また、圧電基
板に水晶基板を用いることで、その効果がより顕著とな
る。

【００２０】これにより、Ｑの高い小型の実用的なＳＡ
Ｗ素子を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るＳＡＷ素子の電極パタ
ーン図である。

【図２】本発明が適用される一般的なＳＡＷ素子の外観
斜視図である。

【図３】従来のＳＡＷ素子の電極パターン図である。

【符号の説明】

１１，２１…ＩＤＴ（簾状電極） １２，２２…グレーティング反射器（分布形反射器） ２０…圧電基板

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧電基板の略中央部に、複数の電極エレ
   メントが一定周期で互いに交差する簾状電極を形成する
   とともに、該簾状電極の両側であって弾性表面波の伝搬
   方向に、夫々複数の反射エレメントが一定周期でライン
   状に配置された一対の分布形反射器を形成して成り、前
   記簾状電極で励振された弾性表面波を前記一対の反射器
   にて位相を揃えて反射する弾性表面波素子において、 前記反射器の反射エレメント幅を前記簾状電極の電極エ
   レメント幅よりも大にして、各エレメント幅とその間隔
   との比が前記簾状電極と前記分布形反射器とで夫々異な
   るようにしたことを特徴とする弾性表面波素子。
2. 【請求項２】 前記圧電基板は水晶基板であることを特
   徴とする請求項１記載の弾性表面波素子。