JPH0817303B2 - リ−キ−ｓａｗ共振子 - Google Patents
リ−キ−ｓａｗ共振子Info
- Publication number
- JPH0817303B2 JPH0817303B2 JP7264987A JP7264987A JPH0817303B2 JP H0817303 B2 JPH0817303 B2 JP H0817303B2 JP 7264987 A JP7264987 A JP 7264987A JP 7264987 A JP7264987 A JP 7264987A JP H0817303 B2 JPH0817303 B2 JP H0817303B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- leaky
- film thickness
- saw resonator
- leaky saw
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は高周波領域で温度特性が優れたリーキーSAW
に関する。
に関する。
（従来技術） 従来,VHF〜UHF帯の高周波領域において基本波による
直接発振を得るには一般にSTカット水晶基板を用いたSA
W共振子が広く用いられている。SAW共振子はIDTの電極
周期によって周波数が決まるため微細加工技術により高
周波化が容易であり，又,Qが高く小型化が可能且つ，量
産性にも優れている。しかしSTカット水晶基板を用いた
SAW共振子は温度特性が２次曲線となるのみならずその
２次温度係数は−3.4×10-8／℃2と大きく−20°〜＋80
℃の温度範囲では85ppmも周波数が変化し，この温度特
性は安定な発振器に使われている一般のATカット水晶振
動子に比べても未だ劣っているため,STカット水晶によ
るSAW共振子の用途は限定されていた。
直接発振を得るには一般にSTカット水晶基板を用いたSA
W共振子が広く用いられている。SAW共振子はIDTの電極
周期によって周波数が決まるため微細加工技術により高
周波化が容易であり，又,Qが高く小型化が可能且つ，量
産性にも優れている。しかしSTカット水晶基板を用いた
SAW共振子は温度特性が２次曲線となるのみならずその
２次温度係数は−3.4×10-8／℃2と大きく−20°〜＋80
℃の温度範囲では85ppmも周波数が変化し，この温度特
性は安定な発振器に使われている一般のATカット水晶振
動子に比べても未だ劣っているため,STカット水晶によ
るSAW共振子の用途は限定されていた。
これに対して,SAWと同様にIDTによって励振でき基板
内部にエネルギーを放射しながら伝播するリーキー波に
ついては，−74.3°回転Ｙカット付近の水晶基板を用い
るときわめて温度特性が優れていることが清水ら（文献
電子通信学会論文誌,Vol.J68−C,No.8,p.613（198
5）．）によって示された。このようなカットの水晶基
板を用いたリーキーSAW共振子は−20°〜＋80℃の温度
範囲で±10ppm以下の周波数変化を有し,ATカット水晶振
動子並の特性が得られる。
内部にエネルギーを放射しながら伝播するリーキー波に
ついては，−74.3°回転Ｙカット付近の水晶基板を用い
るときわめて温度特性が優れていることが清水ら（文献
電子通信学会論文誌,Vol.J68−C,No.8,p.613（198
5）．）によって示された。このようなカットの水晶基
板を用いたリーキーSAW共振子は−20°〜＋80℃の温度
範囲で±10ppm以下の周波数変化を有し,ATカット水晶振
動子並の特性が得られる。
しかしながら、このリーキーSAW共振子は基板内部に
エネルギーを放射しながら伝播する波を利用しているた
め反射器間にエネルギーが閉じ込もり難く，従来からＱ
が高くならないのが欠点であった。
エネルギーを放射しながら伝播する波を利用しているた
め反射器間にエネルギーが閉じ込もり難く，従来からＱ
が高くならないのが欠点であった。
そこでＱを高くするためにアルミニウム電極の膜厚Ｈ
とＱの関係を実験により詳細に調べた結果,IDTの周期Ｌ
で基準化した膜厚H/Lが H/L≦0.0045 とするとＱが高くなることが判った。
とＱの関係を実験により詳細に調べた結果,IDTの周期Ｌ
で基準化した膜厚H/Lが H/L≦0.0045 とするとＱが高くなることが判った。
この膜厚条件はSTカット水晶におけるSAW共振子で用
いられる膜厚に比べて極めて薄く，特に高周波領域では
数百Å以下となる。
いられる膜厚に比べて極めて薄く，特に高周波領域では
数百Å以下となる。
例えば共振周波数300MHzにおいてH/L＝0.003とするに
はＬ≒13μｍよりＨ＝390Åとなり，このような極めて
薄い膜厚になるとアルミニウム薄膜のシート抵抗は390
Åの膜厚で単位正方形当りで２Ω／□程度に達する。
はＬ≒13μｍよりＨ＝390Åとなり，このような極めて
薄い膜厚になるとアルミニウム薄膜のシート抵抗は390
Åの膜厚で単位正方形当りで２Ω／□程度に達する。
電極膜厚が極めて薄くなりシート抵抗が大きくなる
と,IDTやバスバーのオーミックロスが増加して共振抵抗
CIが大きくなりＱが低下する。
と,IDTやバスバーのオーミックロスが増加して共振抵抗
CIが大きくなりＱが低下する。
従って，膜厚を薄くすることにより基板の中に漏洩す
る波が減少してＱが高くなるはずのところ薄い膜厚のシ
ート抵抗によりＱが低下する分が大きくなり，十分Ｑを
高くすることができなかった。
る波が減少してＱが高くなるはずのところ薄い膜厚のシ
ート抵抗によりＱが低下する分が大きくなり，十分Ｑを
高くすることができなかった。
又，膜厚が極めて薄いとバスバーにボンディング線を
超音波にてボンディングしても付着せず，バスバー部分
のみを厚くするなどの手法を用いる必要があり，製造工
程が複雑になるという欠点があった。
超音波にてボンディングしても付着せず，バスバー部分
のみを厚くするなどの手法を用いる必要があり，製造工
程が複雑になるという欠点があった。
（発明の目的） 本発明は上述の如き従来のリーキーSAW共振子のＱが
小さい欠点を解消するためになされたものであって，高
周波領域に於いて温度特性に優れしかもＱの高いリーキ
ーSAW共振子を提供することを目的とする。
小さい欠点を解消するためになされたものであって，高
周波領域に於いて温度特性に優れしかもＱの高いリーキ
ーSAW共振子を提供することを目的とする。
（発明の概要） 上述の目的を達成する為、本発明に於いては水晶基板
に設けたグルーブ中にAlを埋め込んだ構造によりIDTを
構成し、基板表面上にAlを突出するように形成する。
に設けたグルーブ中にAlを埋め込んだ構造によりIDTを
構成し、基板表面上にAlを突出するように形成する。
（発明の実施例） 以下，本発明を図面に示した実施例に基づいて詳細に
説明する。
説明する。
第２図は１ポートのリーキーSAW共振子のパターンを
示した構成図であって，−74°10′回転Ｙカット水晶基
板１の表面にリーキー波を励振するためのIDT2とリーキ
ー液を閉じ込めて共振子を構成する為の反射器３とを波
の進行方向に沿って配置する。このリーキーSAW共振子
の中心線4,4′断面を第１図に示す。本図に於いて斜線
部５はアルミニウムであり，その中で６は水晶基板表面
に例えばCF4ガスによるドライエッチングで堀ったグル
ーブの中にAlが埋まっている部分（深さhg）,7はそのAl
が基板表面から上に突き出た部分（グルーブのないAl膜
厚Ｈと区別してhoで表わす）を示す。
示した構成図であって，−74°10′回転Ｙカット水晶基
板１の表面にリーキー波を励振するためのIDT2とリーキ
ー液を閉じ込めて共振子を構成する為の反射器３とを波
の進行方向に沿って配置する。このリーキーSAW共振子
の中心線4,4′断面を第１図に示す。本図に於いて斜線
部５はアルミニウムであり，その中で６は水晶基板表面
に例えばCF4ガスによるドライエッチングで堀ったグル
ーブの中にAlが埋まっている部分（深さhg）,7はそのAl
が基板表面から上に突き出た部分（グルーブのないAl膜
厚Ｈと区別してhoで表わす）を示す。
第３図はこの基板表面から上に突き出た部分７のAlの
高さ（膜厚）hoを変えたときのＱの変化を詳細に調べ,I
DTの周期Ｌで基準化したho/LとＱとの関係を示した図で
あって，用いた電極パターンはＬ＝14μm,IDT対数が100
対でCOS型の重みづけがしてあり，反射器は両側に各500
本，電極交叉幅は40Lで共振周波数は281MHzである。Al
が埋まっているグルーブの深さhgは1500Åであり，反射
器もIDTと同じグルーブの深さとAl膜厚で形成する。同
図において破線で示した曲線は,IDTと反射器共に従来の
Al電極のみで形成したときのAl膜厚に対するＱの変化を
比較のため示したものである。
高さ（膜厚）hoを変えたときのＱの変化を詳細に調べ,I
DTの周期Ｌで基準化したho/LとＱとの関係を示した図で
あって，用いた電極パターンはＬ＝14μm,IDT対数が100
対でCOS型の重みづけがしてあり，反射器は両側に各500
本，電極交叉幅は40Lで共振周波数は281MHzである。Al
が埋まっているグルーブの深さhgは1500Åであり，反射
器もIDTと同じグルーブの深さとAl膜厚で形成する。同
図において破線で示した曲線は,IDTと反射器共に従来の
Al電極のみで形成したときのAl膜厚に対するＱの変化を
比較のため示したものである。
第３図より従来一般のAl電極のみで電極を形成した場
合にはho/L＝0.004付近でＱが最大となり,ho/L＝0.003
以下になると電極膜厚が非常に薄いためシート抵抗が大
きくなりオーミックロスによってＱが急激に低下するこ
とが判る。例えばho/L＝0.002のときＬ＝14μｍならばA
l膜厚は280Åと薄く，このシート抵抗は３Ω／□以上に
もなってしまう。これに対して,Alの埋まったグルーブ
の深さが1500ÅあるときはこのAlのシート抵抗だけで0.
2Ω／□以下に下るので，基板表面上に突き出ているAl
の膜厚が非常に薄くてもシート抵抗は殆んど変化がな
い。従ってho/L＝0.0025付近でＱが最大となりその値も
グルーブなしの場合に比べて大きく,Alのシート抵抗の
影響を受けずにＱの高い共振子が得られる。これはリー
キーSAWの場合膜厚が厚くなる程基板内部へ放射するエ
ネルギーが多くなり，よりリーキーとなる性質をもって
いるため膜厚が薄い程表面でエネルギーがよく閉じ込ま
りＱが高くなるからであると考えられる。
合にはho/L＝0.004付近でＱが最大となり,ho/L＝0.003
以下になると電極膜厚が非常に薄いためシート抵抗が大
きくなりオーミックロスによってＱが急激に低下するこ
とが判る。例えばho/L＝0.002のときＬ＝14μｍならばA
l膜厚は280Åと薄く，このシート抵抗は３Ω／□以上に
もなってしまう。これに対して,Alの埋まったグルーブ
の深さが1500ÅあるときはこのAlのシート抵抗だけで0.
2Ω／□以下に下るので，基板表面上に突き出ているAl
の膜厚が非常に薄くてもシート抵抗は殆んど変化がな
い。従ってho/L＝0.0025付近でＱが最大となりその値も
グルーブなしの場合に比べて大きく,Alのシート抵抗の
影響を受けずにＱの高い共振子が得られる。これはリー
キーSAWの場合膜厚が厚くなる程基板内部へ放射するエ
ネルギーが多くなり，よりリーキーとなる性質をもって
いるため膜厚が薄い程表面でエネルギーがよく閉じ込ま
りＱが高くなるからであると考えられる。
尚，基板表面上に突き出たAlの膜厚が零の場合，即ち
グルーブの中に埋まっているAlグルーブの深さとが同一
となった場合は,Qは非常に小さくなってしまった。従っ
て，実用上十分大きなＱの得られる範囲は，ほゞho/L＝
0.0025±0.002であると考えられる。
グルーブの中に埋まっているAlグルーブの深さとが同一
となった場合は,Qは非常に小さくなってしまった。従っ
て，実用上十分大きなＱの得られる範囲は，ほゞho/L＝
0.0025±0.002であると考えられる。
以上,IDTと反射器が共にグルーブの中にAlを埋めた構
造の場合で説明したが、反射器はシート抵抗の影響が殆
んど無いので反射器はAl電極だけとするか，又はグルー
ブのみで構成しても良い。この場合もAlの膜厚およびグ
ルーブの深さは前述の基板表面上に突き出たAl膜厚hoと
同じくすれば良い。又,1−ポートのリーキーSAW共振子
についてのみ説明したが，本発明は２−ポートのリーキ
ーSAW共振子にも適用可能である。
造の場合で説明したが、反射器はシート抵抗の影響が殆
んど無いので反射器はAl電極だけとするか，又はグルー
ブのみで構成しても良い。この場合もAlの膜厚およびグ
ルーブの深さは前述の基板表面上に突き出たAl膜厚hoと
同じくすれば良い。又,1−ポートのリーキーSAW共振子
についてのみ説明したが，本発明は２−ポートのリーキ
ーSAW共振子にも適用可能である。
（発明の効果） 本発明は以上説明したように構成するので，高周波領
域で温度特性の良好なリーキーSAW共振子のＱを高める
上で著しい効果がある。
域で温度特性の良好なリーキーSAW共振子のＱを高める
上で著しい効果がある。
第１図は本発明に係るリーキーSAW共振子の電極構造を
示す断面図，第２図はリーキーSAW共振子の電極構成を
示す図，第３図は基板表面上に突き出ているAlの膜厚を
電極周期で基準化した膜厚に対する共振子のＱの変化を
示す図である。 １……水晶基板,2……IDT,3……反射器,5……アルミニ
ウム,6……Alの埋まったグルーブ,7……Alが基板表面上
に突き出た部分。
示す断面図，第２図はリーキーSAW共振子の電極構成を
示す図，第３図は基板表面上に突き出ているAlの膜厚を
電極周期で基準化した膜厚に対する共振子のＱの変化を
示す図である。 １……水晶基板,2……IDT,3……反射器,5……アルミニ
ウム,6……Alの埋まったグルーブ,7……Alが基板表面上
に突き出た部分。
Claims (2)
- 【請求項１】−73°〜−76°回転Ｙカット水晶基板上
に、基板内部にエネルギーを放射しながら伝播するリー
キー（leaky）SAW波を励振するための少なくとも１対の
インタディジタルトランスジューサ（IDT）電極と、該
リーキーSAW波を閉じ込めて共振子を構成するための反
射器をもつリーキーSAW共振子において、 IDTは基板表面に設けたグルーブ中にAlを埋め込んだ構
造の電極とし、基板表面上にAlを突出したことを特徴と
するリーキーSAW共振子。 - 【請求項２】前記共振子の反射器が基板表面に設けたグ
ルーブ中にAlを埋め込んだ構造であって、基板表面上に
Alを突出したことを特徴とする特許請求の範囲（１）記
載のリーキーSAW共振子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7264987A JPH0817303B2 (ja) | 1987-03-26 | 1987-03-26 | リ−キ−ｓａｗ共振子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7264987A JPH0817303B2 (ja) | 1987-03-26 | 1987-03-26 | リ−キ−ｓａｗ共振子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63238708A JPS63238708A (ja) | 1988-10-04 |
| JPH0817303B2 true JPH0817303B2 (ja) | 1996-02-21 |
Family
ID=13495437
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7264987A Expired - Lifetime JPH0817303B2 (ja) | 1987-03-26 | 1987-03-26 | リ−キ−ｓａｗ共振子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0817303B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02149114A (ja) * | 1988-11-30 | 1990-06-07 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | 弾性表面波装置 |
| CN102257729B (zh) | 2008-12-17 | 2014-03-12 | 株式会社村田制作所 | 弹性表面波装置 |
| JP5924861B2 (ja) * | 2010-12-14 | 2016-05-25 | 株式会社村田製作所 | 弾性表面波装置及び磁気センサ |
| JP2013102418A (ja) | 2011-10-18 | 2013-05-23 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | 弾性表面波素子及び電子部品 |
-
1987
- 1987-03-26 JP JP7264987A patent/JPH0817303B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63238708A (ja) | 1988-10-04 |
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