JPH0715274A - 高安定高結合弾性表面波基板を用いた高周波弾性表 面波フィルタ及び弾性表面波機能素子 - Google Patents

高安定高結合弾性表面波基板を用いた高周波弾性表 面波フィルタ及び弾性表面波機能素子

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JPH0715274A
JPH0715274A JP22986191A JP22986191A JPH0715274A JP H0715274 A JPH0715274 A JP H0715274A JP 22986191 A JP22986191 A JP 22986191A JP 22986191 A JP22986191 A JP 22986191A JP H0715274 A JPH0715274 A JP H0715274A
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acoustic wave
surface acoustic
filter
sio
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JP22986191A
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Kazuhiko Yamanouchi
和彦 山之内
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 温度による中心周波数の変化の小さい薄膜構
造の基板を用いた超高周波帯の低挿入損失の弾性表面波
フィルタおよび弾性表面波機能素子を提供する。 【構成】電気機械結合係数の大きなLiNbO、Li
TaO基板上に逆の温度特性をもつ構造である、Si
/128゜Y−X LiNbO基板、SiO
36゜Y−X LiTaO基板、SiO/41゜Y
−X LiNbO基板、SiO/64゜Y−X L
iNbO、SiO/128゜Y−X LiTaO
において、それらのカット角が128゜、36゜、41
゜、64゜のいずれもそれらの値から±20゜の範囲で
あり、SiO膜厚をH、動作中心周波数をλとし
て、H/λの値が0.03から0.5の範囲の弾性表
面波基板を用いた超高周波の一方向性或いは共振器構造
或いはIIDT構造の挿入損失の小さい弾性表面波フィ
ルタ及び弾性表面波機能素子。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は周波数温度特性の安定性
に優れたSiO/高結合圧電体基板を用いた超高周波
帯の低挿入損失の弾性表面波フィルタ及び機能素子に関
する。
【0002】
【従来の技術】圧電性基板表面にすだれ状電極を設けた
弾性表面波変換器を用いた弾性表面波フィルタ及び弾性
表面波機能素子は、テレビの中間周波数帯のフィルタ、
移動体通信用のフィルタとして、広く応用されている。
これらのフィルタでは、比較的帯域幅が広い特性が要求
される。また、温度の変化に対する周波数特性の変化の
小さいフィルタ及び変換器が要求されている。しかし、
従来のフィルタは電気機械結合係数(K)の大きな圧
電体基板が用いられているので、温度安定性に欠けてい
る。一方、温度安定性に優れた弾性表面波基板として、
ST−cut水晶、LST−cut水晶などが提案され
ている。しかし、これらの単結晶基板は、高安定の発振
器として有用であるが、電気機械結合係数が小さいの
で、広い帯域幅をもち、挿入損失の小さいフィルタには
向かない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】一方、温度安定性に優
れ、かつ大きな電気機械結合係数をもつ基板として、L
iNbO、LiTaO基板表面に、逆の温度特性を
もつSiO膜を付着させたSiO/LiNbO
SiO/LiTaO基板が考案され(文献:山之
内、岩橋、柴山:Wave Electronics,
3,(1979−12)及び、文献:山之内、端山:I
EEE,Trans.on Sonicsand Ul
rason.,Vol−SU,No.−1,Jan.1
984)実験により好結果が得られている。この基板
は、高安定の発振器及び通常の両方向性のすだれ状電極
を用いたフィルタとしての応用が提案されている。この
基板を用いて、温度安定性に優れた広い帯域幅をもち、
かつ低挿入損失のフィルタ及び機能素子を得ることが可
能であり、本特許の目的である。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、高結合の圧電
性基板表面に逆の温度特性をもつ薄膜を付着させること
により高安定、低挿入損失のフィルタを得ることを目的
としている。SiO/128゜Y−X LiNbO
基板、SiO/36゜Y−X LiTaO基板、S
iO/41゜Y−X LiNbO基板、SiO
64゜Y−XLiNbO、SiO/126゜Y−X
LiTaOにおいて、それらのカット角が128
゜、36゜、41゜、64゜、126゜いずれもその値
から±20゜の範囲であり、SiO膜の膜厚として、
薄膜の膜厚をH、弾性表面波の動作中心周波数をλ
して、H/λの値が0.03から0.5の範囲の弾性
表面波基板を用いた超高周波の弾性表面波フィルタ及び
弾性表面波機能素子を作製することにより、広い帯域幅
をもち、しかも温度の変化に対する周波数の変化の小さ
い低挿入損失のフィルタを得ることを目的としている。
特に、上記のSiO/LiNbO、SiO/Li
TaO基板を多位相型の一方向性の低挿入損失フィル
タ及び内部反射型一方向性すだれ状電極弾性表面波変換
器を用いたフィルタ及び共振器型のすだれ状電極を用い
たフィルタ及び集積型のすだれ状電極を用いた低損失フ
ィルタに応用することにより、低挿入損失のフィルタが
得られる。特にGHz帯では、SiOの膜厚を1μm
以下としても良好な温度特性をもつ基板が得られるの
で、実用上有用である。更に、LiNbO、LiTa
基板にH/λの値で、0.3以下では電気機械結
合係数が大きくなるので、広帯域特性に優れたフィルタ
が得られる。また、挿入損失を小さくするためには、薄
膜による伝搬損失が重要であるが、実験の結果、1GH
zの周波数でも、0.01dB/λ以下と非常に小さ
い。また、薄膜をつけたことによるフィルタの中心周波
数の変化も非常に小さい。
【0005】
【実施例】図1は実施例に一つであり、多位相の一方向
性変換器に応用したもので、特に1GHz帯以上の周波
数では、SiOの膜厚が1μm以下となり応用上有用
である。また、SiO膜を付着させることにより、電
気機械結合係数Kも大きくなるので、広帯域のフィル
タに有利となる。図2は、内部反射型一方向性弾性表面
波変換器に応用した例であり、温度特性10ppm/℃
以下の素子が容易に得られる。図3は集積型の低損失フ
ィルタ、IIDTに応用した例であり、良好な温度特性
の低損失フィルタが得られる。図4は、共振器のフィル
タに応用した例であり、電極の反射もSiOにより変
化も小さく、ほとんどLiNbO、LiTaO基板
の場合と同様の特性が得られる。
【0006】
【発明の効果】本発明のフィルタ及び機能素子を用いる
ことにより、広い帯域幅、低挿入損失、かつ温度安定性
に優れた弾性表面波フィルタ、高性能の弾性表面波共振
器及びVCOなどの弾性波機能素子、高性能の半導体素
子と組み合わせた素子が得られる。
【0007】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に一つであり、多位相の一方向
性変換器に応用したもので、特に1GHz帯以上の周波
数では、SiOの膜厚が1μm以下となり応用上有用
である。SiO膜を付着させることにより、電気機械
結合係数Kも大きくなるので、広帯域のフィルタに有
利となる。
【図2】本発明の実施例の一つであり、内部反射型一方
向性弾性表面波変換器に応用した例であり、温度特性2
0ppm/℃以下の素子が容易に得られる。
【図3】本発明の集積型の低損失フィルタ(IIDT)
に応用した例であり、良好な温度特性の低損失フィルタ
が得られる。
【図4】本発明の共振器型のフィルタに応用した例であ
り、電極の反射もSiOにより変化も小さく、ほとん
どLiNbO、LiTaO基板の場合と同様の特性
が得られる。以上の図でSiO膜は基板表面全体に付
着させてた場合も含む。
【符号の説明】
1.…圧電性基板、2.…SiO薄膜、3.…0度位
相すだれ状電極、4.…90度位相すだれ状電極、5.
…90度位相器、6.…負荷抵抗、7.…前進方向、
8.…後退方向、9.…正電極、10.…負電極、1
1.…入力すだれ状電極、12.…出力すだれ状電極、
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成4年6月1日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】温度の変化に対する中心周波数の変化の小
    さい薄膜構造の弾性表面波基板を用いた超高周波帯弾性
    表面波フィルタおよび弾性表面波機能素子。
  2. 【請求項2】特許請求の範囲の請求項1において、電気
    機械結合係数の大きな圧電性或いは電歪性基板上に周波
    数温度特性が逆の特性をもつ膜を付着させた基板を用い
    た超高周波弾性表面波フィルタ及び弾性表面波機能素
    子。
  3. 【請求項3】特許請求の範囲の請求項1或いは請求項2
    において、SiO/128゜Y−X LiNbO
    板、SiO/36゜Y−X LiTaO基板、Si
    /41゜Y−X LiNbO基板、SiO/6
    4゜Y−XLiNbO、SiO/126゜Y−X
    LiTaO基板 において、それらのカット角が12
    8゜、36゜、41゜、64゜、126゜のいずれもそ
    れらの値から±20゜の範囲であり、SiO膜の膜厚
    として、薄膜の膜厚をH、弾性表面波の動作中心周波数
    をλとして、H/λの値が0.03から0.5の範
    囲の弾性表面波基板を用いた超高周波の弾性表面波フィ
    ルタ及び弾性表面波機能素子。
  4. 【請求項4】特許請求の範囲の請求項1或いは請求項2
    或いは請求項3において、上記の薄膜基板を用いた超高
    周波帯の多位相型一方向性すだれ状電極弾性表面波変換
    器を用いた低挿入損失フィルタ、集積型のすだれ状電極
    を用いた低挿入損失フィルタ、内部反射型の一方向性す
    だれ状電極弾性表面波変換器を用いたフィルタ、共振器
    構造のすだれ状電極弾性表面波を用いた低挿入損失のフ
    ィルタ。
  5. 【請求項5】特許請求の範囲の請求項1或いは請求項2
    或いは請求項3或いは請求項4において、上記の薄膜型
    の基板を用いた挿入損失が8dB以下の特性をもつ超高
    周波帯の低挿入損失の弾性表面波フィルタ。
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