JPH08204499A - Surface wave device - Google Patents
Surface wave deviceInfo
- Publication number
- JPH08204499A JPH08204499A JP1008195A JP1008195A JPH08204499A JP H08204499 A JPH08204499 A JP H08204499A JP 1008195 A JP1008195 A JP 1008195A JP 1008195 A JP1008195 A JP 1008195A JP H08204499 A JPH08204499 A JP H08204499A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piezoelectric
- thin film
- piezoelectric substrate
- substrate
- plane
- 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.)
- Granted
Links
Landscapes
- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、弾性表面波装置に関
し、特に、ＬｉＮｂＯ3 圧電単結晶よりなる圧電基板に
圧電薄膜を積層した構造を利用した表面波装置に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a surface acoustic wave device, and more particularly to a surface acoustic wave device using a structure in which a piezoelectric thin film is laminated on a piezoelectric substrate made of a LiNbO 3 piezoelectric single crystal.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来より、弾性表面波を利用した表面波
装置として、表面波共振子、表面波フィルタあるいはエ
ラスティックコンボルバなどの種々の表面波装置が知ら
れている。エラスティックコンボルバを例にとり、従来
の表面波装置の一例を説明する。2. Description of the Related Art Conventionally, various surface wave devices such as surface wave resonators, surface wave filters, elastic convolvers and the like have been known as surface wave devices utilizing surface acoustic waves. An example of a conventional surface wave device will be described by taking an elastic convolver as an example.
【０００３】エラスティックコンボルバは、圧電体の非
線形挙動を利用した信号処理デバイスの一種であり、２
つの入力信号の畳み込み積分を行う演算素子である。こ
のエラスティックコンボルバとして、マルチストリップ
カプラー（以下、ＭＳＣと略す。）が組み込まれた構造
が、従来より公知である。この公知のエラスティックコ
ンボルバの一例を図６に示す。The elastic convolver is a type of signal processing device that utilizes the non-linear behavior of a piezoelectric body.
It is a computing element that performs convolutional integration of two input signals. As the elastic convolver, a structure in which a multi-strip coupler (hereinafter, abbreviated as MSC) is incorporated is conventionally known. An example of this known elastic convolver is shown in FIG.
【０００４】エラスティックコンボルバ１は、圧電体と
して、ＬｉＮｂＯ3 圧電単結晶からなる四角形の圧電基
板２を用いて構成されている。圧電基板２の両端面２
ａ，２ｂ近傍には、それぞれ、入力用インターデジタル
トランスデューサ（以下、ＩＤＴと略す。）３が形成さ
れている。各入力用ＩＤＴ３は、互いに間挿し合う複数
本の電極指を有する一対のくし歯電極により構成されて
いる。The elastic convolver 1 is constructed by using a rectangular piezoelectric substrate 2 made of a LiNbO 3 piezoelectric single crystal as a piezoelectric body. Both end faces 2 of the piezoelectric substrate 2
Input interdigital transducers (hereinafter abbreviated as IDT) 3 are formed near a and 2b, respectively. Each input IDT 3 is composed of a pair of comb-teeth electrodes having a plurality of electrode fingers which are inserted into each other.
【０００５】また、入力用ＩＤＴ３，３間の領域中央部
分においては、表面波伝搬方向に平行に延びる導波路４
が形成されている。導波路４と、各入力用ＩＤＴ３との
間には、それぞれ、ＭＳＣ５が形成されている。In the central portion of the region between the input IDTs 3 and 3, the waveguide 4 extending parallel to the surface wave propagation direction is provided.
Are formed. An MSC 5 is formed between the waveguide 4 and each input IDT 3.
【０００６】エラスティックコンボルバ１では、入力用
ＩＤＴ３，３に入力信号が加えられると、該入力信号に
より励振された弾性表面波が矢印Ａ，Ｂ方向に沿って伝
搬されるが、この弾性表面波はＭＳＣ５において、それ
ぞれ、圧縮され、しかる後、導波路４において重ね合わ
され、出力信号が取り出される。In the elastic convolver 1, when an input signal is applied to the input IDTs 3 and 3, the surface acoustic wave excited by the input signal is propagated along the directions of arrows A and B. Are respectively compressed in the MSC 5 and then superposed in the waveguide 4 to extract an output signal.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】コンボルバの性能は、
一般的に効率Ｆ及びＢＴ積（Ｂは帯域幅、Ｔは積分ある
いはプロセス時間を示す。）で示され、効率Ｆ及びＢＴ
積の向上が望まれている。[PROBLEMS TO BE SOLVED BY THE INVENTION]
Generally, the efficiency F and BT are represented by a product (B is bandwidth, T is integration or process time), and efficiency F and BT are shown.
Product improvement is desired.
【０００８】エラスティックコンボルバは、弾性表面波
を利用するものであるため、効率Ｆを高めるには、電気
機械結合係数が大きく、非線形の大きな圧電基板２を用
いればよいと考えられる。Since the elastic convolver utilizes surface acoustic waves, it is considered that the piezoelectric substrate 2 having a large electromechanical coupling coefficient and a large nonlinearity may be used in order to increase the efficiency F.
【０００９】他方、ＬｉＮｂＯ3 圧電単結晶よりなる圧
電基板上にＩＤＴを形成して弾性表面波を励振する際に
ＬｉＮｂＯ3 よりなる圧電基板表面にＺｎＯ圧電薄膜を
さらに積層することにより、より大きな電気機械結合係
数の得られることが報告されている（Ａ．Ａｒｍｓｔｒ
ｏｎｇ．ｅｔ ａｌ．，Ｐｒｏｃ．１９７２ ＩＥＥＥ
Ｕｌｔｒａｓｏｎ．Ｓｙｍｐ．第３７０頁〜第３７２
頁（１９７２）及び中村他：日本音響学会講演論文集、
平成３年１０月号、第９５３〜第９５４頁）。On the other hand, when an IDT is formed on a piezoelectric substrate made of a LiNbO 3 piezoelectric single crystal and a surface acoustic wave is excited, a ZnO piezoelectric thin film is further laminated on the surface of the piezoelectric substrate made of LiNbO 3 to obtain a larger electric power. It has been reported that a mechanical coupling coefficient can be obtained (A. Armstr
ong. et al. , Proc. 1972 IEEE
Ultrason. Symp. Pages 370-372
Page (1972) and Nakamura et al .: Proceedings of the Acoustical Society of Japan,
October 1991, pp. 953 to 954).
【００１０】そこで、図７に示したエラスティックコン
ボルバ１において、圧電基板２の上面の全面を覆うよう
にＺｎＯ圧電薄膜を形成したところ、従来のエラスティ
ックコンボルバ１に比べると効率が高められることが確
かめられた。Therefore, in the elastic convolver 1 shown in FIG. 7, when a ZnO piezoelectric thin film is formed so as to cover the entire upper surface of the piezoelectric substrate 2, the efficiency can be improved as compared with the conventional elastic convolver 1. I was confirmed.
【００１１】しかしながら、ＺｎＯ圧電薄膜を上記のよ
うに積層したとしても、エラスティックコンボルバの効
率は未だ充分には高くならず、従って、より一層高効率
のエラスティックコンボルバの登場が望まれる。However, even if the ZnO piezoelectric thin films are laminated as described above, the efficiency of the elastic convolver is not yet sufficiently high. Therefore, the appearance of an elastic convolver with even higher efficiency is desired.
【００１２】上記のように、エラスティックコンボルバ
では、より一層効率を高めることが求められており、従
って、より一層電気機械結合係数が大きな圧電基板の登
場が強く望まれている。また、エラスティックコンボル
バ以外の表面波装置においても、同様に電気機械結合係
数がより一層大きな表面波基板が強く求められている。As described above, the elastic convolver is required to have higher efficiency, and therefore, the appearance of a piezoelectric substrate having a larger electromechanical coupling coefficient is strongly desired. Further, also in surface acoustic wave devices other than the elastic convolver, there is a strong demand for a surface acoustic wave substrate having a larger electromechanical coupling coefficient.
【００１３】本発明の目的は、ＬｉＮｂＯ3 圧電単結晶
よりなる圧電基板上に圧電薄膜を形成してなる表面波基
板を用いた表面波装置であって、より一層大きな電気機
械結合係数が得られる表面波装置を提供することにあ
る。An object of the present invention is a surface acoustic wave device using a surface acoustic wave substrate formed by forming a piezoelectric thin film on a piezoelectric substrate made of a LiNbO 3 piezoelectric single crystal, and a larger electromechanical coupling coefficient can be obtained. It is to provide a surface acoustic wave device.
【００１４】[0014]
【課題を解決するための手段】本願発明者らは、上記課
題を達成するために鋭意検討した結果、特定のＬｉＮｂ
Ｏ3 単結晶よりなる圧電基板上に特定の圧電薄膜を形成
すれば、電気機械結合係数を効果的に高め得ることを見
出し、本発明を成すに至った。Means for Solving the Problems As a result of intensive studies to achieve the above object, the inventors of the present invention have found that a specific LiNb
The present invention has been completed by finding that the electromechanical coupling coefficient can be effectively increased by forming a specific piezoelectric thin film on a piezoelectric substrate made of O 3 single crystal.
【００１５】すなわち、本願の第１の発明は、Ｙカット
Ｚ方向伝搬ＬｉＮｂＯ3 単結晶よりなる圧電基板と、前
記圧電基板の＋Ｙ面上に形成された少なくとも１つのＩ
ＤＴと、前記圧電基板の＋Ｙ面上に形成されており、Ｚ
ｎＯ、Ｔａ2 Ｏ5 及びＣｄＳのうちの１種からなる＋面
圧電薄膜とを備える、表面波装置である。That is, the first invention of the present application is a piezoelectric substrate made of a Y-cut Z direction propagating LiNbO 3 single crystal and at least one I formed on the + Y surface of the piezoelectric substrate.
DT and the + Y surface of the piezoelectric substrate, and Z
A surface acoustic wave device comprising a + plane piezoelectric thin film made of one of nO, Ta 2 O 5 and CdS.
【００１６】また、本願の第２の発明は、ＹカットＺ方
向伝搬ＬｉＮｂＯ3 単結晶よりなる圧電基板と、前記圧
電基板の−Ｙ面上に形成された少なくとも１つのＩＤＴ
と、前記圧電基板の−Ｙ面上に形成されており、Ｚｎ
Ｏ、Ｔａ2 Ｏ5 及びＣｄＳのうちの１種からなる−面圧
電薄膜とを備える、表面波装置である。A second invention of the present application is a piezoelectric substrate made of Y-cut Z-direction propagating LiNbO 3 single crystal, and at least one IDT formed on the −Y surface of the piezoelectric substrate.
Is formed on the -Y surface of the piezoelectric substrate, and Zn
A surface acoustic wave device comprising: a −plane piezoelectric thin film made of one of O, Ta 2 O 5, and CdS.
【００１７】上記のように、ＹカットＺ方向伝搬ＬｉＮ
ｂＯ3 単結晶よりなる圧電基板の＋Ｙ面または−Ｙ面上
に、＋面または−面の圧電薄膜を形成した場合、電気機
械結合係数が効果的に高められる。また、好ましくは、
上記圧電薄膜の膜厚をＨ、伝搬する表面波の波長をλと
したときに、Ｈ／λは０．０８〜０．３の範囲とされ
る。As described above, Y-cut Z-direction propagation LiN
The electromechanical coupling coefficient is effectively increased when a + or-plane piezoelectric thin film is formed on the + Y or -Y plane of a piezoelectric substrate made of bO 3 single crystal. Also, preferably,
When the film thickness of the piezoelectric thin film is H and the wavelength of the propagating surface wave is λ, H / λ is in the range of 0.08 to 0.3.
【００１８】本発明は、上記のように表面波基板を構成
する圧電基板及び圧電基板上に形成される圧電薄膜に特
徴を有するものであり、その他の構成については、特に
限定されるものではない。すなわち、圧電基板上に形成
されるＩＤＴは、目的とする表面波装置に応じて適宜の
数形成されていてもよく、また各ＩＤＴの構造について
も特に限定されるものではない。さらに、ＩＤＴは、好
ましくは、上記圧電基板と圧電薄膜との間に形成される
が、圧電薄膜上に形成されていてもよい。すなわち、圧
電基板の＋Ｙ面上あるいは−Ｙ面上に形成されるＩＤＴ
は、＋Ｙ面または−Ｙ面上に直接形成されていてもよ
く、圧電薄膜を介して形成されていてもよい。The present invention is characterized by the piezoelectric substrate forming the surface acoustic wave substrate and the piezoelectric thin film formed on the piezoelectric substrate as described above, and other configurations are not particularly limited. . That is, the IDTs formed on the piezoelectric substrate may be formed in an appropriate number according to the target surface acoustic wave device, and the structure of each IDT is not particularly limited. Further, the IDT is preferably formed between the piezoelectric substrate and the piezoelectric thin film, but may be formed on the piezoelectric thin film. That is, the IDT formed on the + Y surface or the -Y surface of the piezoelectric substrate
May be directly formed on the + Y plane or the −Y plane, or may be formed via a piezoelectric thin film.
【００１９】[0019]
【作用】上述したように、本願発明者は、ＬｉＮｂＯ3
単結晶よりなる圧電基板の＋Ｙ面または−Ｙ面上に＋Ｚ
面または−Ｚ面の圧電薄膜を形成してなる表面波基板で
は、電気機械結合係数が効果的に高められることを見出
した。このように、ＬｉＮｂＯ3 単結晶よりなる圧電基
板の＋Ｙ面または−Ｙ面を利用し、かつ圧電薄膜につい
ても＋Ｚ面または−Ｚ面の圧電薄膜を組み合わせること
により、電気機械結合係数を高め得ることは、本願発明
者により実験的に確かめられたものであるが、従来、Ｙ
カットＺ方向伝搬のＬｉＮｂＯ3 単結晶の＋Ｙ面及び−
Ｙ面の相違や、上記圧電薄膜の＋Ｚ面及び−Ｚ面の相違
が、電気機械結合係数に影響することは報告されていな
かった。As described above, the inventor of the present application has proposed that LiNbO 3
+ Z on + Y plane or -Y plane of single crystal piezoelectric substrate
It has been found that the electromechanical coupling coefficient can be effectively increased in the surface wave substrate formed by forming the piezoelectric thin film of the plane or -Z plane. As described above, the electromechanical coupling coefficient can be increased by utilizing the + Y plane or −Y plane of the piezoelectric substrate made of LiNbO 3 single crystal and combining the piezoelectric thin film with the + Z plane or −Z plane of the piezoelectric thin film. Is experimentally confirmed by the inventor of the present application.
+ Y plane and − of the cut Z-direction-propagating LiNbO 3 single crystal
It has not been reported that the difference in the Y plane and the difference in the + Z plane and the −Z plane of the piezoelectric thin film affect the electromechanical coupling coefficient.
【００２０】なお、好ましくは、本発明では、圧電薄膜
の膜厚が上記特定の範囲内とされ、それによって電気機
械結合係数がより一層高められる。Preferably, in the present invention, the film thickness of the piezoelectric thin film is within the above specified range, whereby the electromechanical coupling coefficient is further increased.
【００２１】[0021]
【実施例の説明】以下、図面を参照しつつ本発明の非限
定的な実施例を説明することにより、本発明を明らかに
する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be clarified by describing non-limiting embodiments of the present invention with reference to the drawings.
【００２２】図１は、本発明の一実施例に係るエラステ
ィックコンボルバを示す平面図である。エラスティック
コンボルバ１１は、平面形状が四角形の圧電基板１２を
用いて構成されている。圧電基板１２は、ＹカットＺ方
向伝搬ＬｉＮｂＯ3 単結晶基板により構成されている
が、図示されている面すなわち上面が＋Ｙ面とされてい
る。FIG. 1 is a plan view showing an elastic convolver according to an embodiment of the present invention. The elastic convolver 11 is configured by using a piezoelectric substrate 12 having a rectangular planar shape. The piezoelectric substrate 12 is composed of a Y-cut Z-direction propagation LiNbO 3 single crystal substrate, and the surface shown in the drawing, that is, the upper surface is the + Y surface.
【００２３】圧電基板１２の端面１２ａ，１２ｂの近傍
には、入力用ＩＤＴ１３，１３が形成されている。入力
用ＩＤＴ１３，１３は、それぞれ、互いに間挿し合う複
数本の電極指を有する一対のくし歯電極により構成され
ている。また、入力用ＩＤＴ１３，１３間の中央には、
表面波伝搬方向に平行に延びる導波路１４が形成されて
いる。導波路１４と、各入力用ＩＤＴ１３との間にＭＳ
Ｃ１５，１５が形成されている。Input IDTs 13 and 13 are formed near the end surfaces 12a and 12b of the piezoelectric substrate 12. Each of the input IDTs 13 and 13 is composed of a pair of comb-teeth electrodes having a plurality of electrode fingers that are inserted into each other. Further, in the center between the input IDTs 13 and 13,
A waveguide 14 extending parallel to the surface wave propagation direction is formed. MS between the waveguide 14 and each input IDT 13
C15 and 15 are formed.
【００２４】さらに、圧電基板１２の上面において、入
力用ＩＤＴ１３，１３及びＭＳＣ１５，１５が形成され
ている部分を覆うようにＺｎＯ圧電薄膜１６，１６が被
覆されている。本実施例では、このＺｎＯ圧電薄膜は、
上面が＋Ｚ面とされている。なお、本実施例では、上記
のようにＹカットＺ方向伝搬ＬｉＮｂＯ3 単結晶基板の
＋Ｙ面上に＋Ｚ面のＺｎＯ圧電薄膜が形成されている
が、逆に、ＹカットＺ方向伝搬ＬｉＮｂＯ3 単結晶基板
の−Ｙ面上に、−Ｚ面のＺｎＯ圧電薄膜を形成してもよ
い。Further, on the upper surface of the piezoelectric substrate 12, ZnO piezoelectric thin films 16 and 16 are coated so as to cover the portions where the input IDTs 13 and 13 and the MSCs 15 and 15 are formed. In this embodiment, this ZnO piezoelectric thin film is
The upper surface is the + Z surface. In the present embodiment, although Y-cut Z-propagation LiNbO 3 ZnO piezoelectric thin film on the + Y surface on the + Z surface of the single crystal substrate as described above is formed, on the contrary, Y-cut Z-propagation LiNbO 3 single A -Z plane ZnO piezoelectric thin film may be formed on the -Y plane of the crystal substrate.
【００２５】ＺｎＯ圧電薄膜１６，１６の膜厚Ｈは、励
振される表面波の波長をλとしたときに、Ｈ／λが０．
０８〜０．３の範囲となるように選ばれている。従っ
て、後述の実験例から明らかなように、単にＺｎＯ圧電
薄膜を積層形成した場合に比べて、上記特定の範囲の膜
厚の＋Ｙ面ＺｎＯ圧電薄膜１６を形成することにより、
さらに圧電基板の＋Ｙ面上にＩＤＴ１３や圧電薄膜１６
等を形成していることにより、エラスティックコンボル
バ１１の効率が効果的に高められる。The film thickness H of the ZnO piezoelectric thin films 16 and 16 is such that H / λ is 0 ..
It is selected to be in the range of 08 to 0.3. Therefore, as will be apparent from an experimental example described later, by forming the + Y-plane ZnO piezoelectric thin film 16 having a film thickness within the above specific range, as compared with the case where the ZnO piezoelectric thin films are simply laminated,
Further, the IDT 13 and the piezoelectric thin film 16 are provided on the + Y surface of the piezoelectric substrate.
The efficiency of the elastic convolver 11 is effectively increased by forming the above.
【００２６】さらに、本実施例のエラスティックコンボ
ルバ１１では、ＺｎＯ圧電薄膜１６，１６が導波路１４
上には被覆形成されていないため、導波路１４上におけ
る伝搬損失が小さくされている。従って、従来のエラス
ティックコンボルバ１に比べて効率が高められるだけで
なく、帯域幅が狭められることもない。Further, in the elastic convolver 11 of this embodiment, the ZnO piezoelectric thin films 16 and 16 are formed in the waveguide 14.
Since no coating is formed on the top, the propagation loss on the waveguide 14 is reduced. Therefore, not only the efficiency is improved but the bandwidth is not narrowed as compared with the conventional elastic convolver 1.
【００２７】次に、上記実施例においてＹカットＺ方向
伝搬ＬｉＮｂＯ3 単結晶よりなる圧電基板の＋Ｙ面上に
上記各構造を形成し、さらに＋Ｚ面ＺｎＯ圧電薄膜１６
の膜厚を上記特定の範囲としたことにより電気機械結合
係数が高められる理由を、具体的な実験例に基づき説明
する。Next, in the above embodiment, each of the above structures was formed on the + Y plane of the piezoelectric substrate made of the Y-cut Z-direction propagating LiNbO 3 single crystal, and the + Z plane ZnO piezoelectric thin film 16 was formed.
The reason why the electromechanical coupling coefficient can be increased by setting the film thickness of the above to the above specific range will be described based on a concrete experimental example.
【００２８】図２に示すように、ＹカットＺ方向伝搬Ｌ
ｉＮｂＯ3 圧電単結晶よりなる圧電基板１７の＋Ｙ面上
に、＋Ｚ面ＺｎＯ圧電薄膜１８を形成した第１の表面波
基板１９を用意した。また、上記第１の表面波基板１９
の他、ＹカットＺ方向伝搬ＬｉＮｂＯ3 圧電単結晶より
なる圧電基板の＋Ｙ面上に、−Ｚ面のＺｎＯ圧電薄膜を
形成してなる第２の表面波基板を用意した。ＩＤＴはＺ
ｎＯ圧電膜とＬＮ基板の境界に存在する構造とした。As shown in FIG. 2, Y cut Z direction propagation L
A first surface acoustic wave substrate 19 was prepared in which a + Z-plane ZnO piezoelectric thin film 18 was formed on the + Y plane of a piezoelectric substrate 17 made of an iNbO 3 piezoelectric single crystal. In addition, the first surface acoustic wave substrate 19
Other, the piezoelectric substrate of the + Y plane consisting of Y-cut Z-propagation LiNbO 3 piezoelectric single crystal was prepared a second surface acoustic wave substrate obtained by forming a ZnO piezoelectric thin film -Z face. IDT is Z
The structure exists at the boundary between the nO piezoelectric film and the LN substrate.
【００２９】なお、電気機械結合係数ｋｓは、ＩＤＴの
ある境界が電気的に開放の場合の位相速度Ｖｆと、短絡
されている場合の位相速度Ｖｍとの差ΔＶからThe electromechanical coupling coefficient ks is calculated from the difference ΔV between the phase velocity Vf when the boundary with the IDT is electrically open and the phase velocity Vm when the boundary is short-circuited.
【００３０】[0030]
【数１】 [Equation 1]
【００３１】により求めた。図３は、第１の表面波基板
におけるＺ方向伝搬のレーリー波の位相速度を示す。図
３において、破線はＶｆ、実線はＶｍを示す。なお、上
記測定に際しては、１２．５対の正規型ＩＤＴを一対有
するＳＡＷフィルタの中心周波数から算出した。It was determined by FIG. 3 shows a phase velocity of a Rayleigh wave propagating in the Z direction in the first surface acoustic wave substrate. In FIG. 3, the broken line indicates Vf and the solid line indicates Vm. In the above measurement, it was calculated from the center frequency of a SAW filter having a pair of 12.5 pairs of normal type IDTs.
【００３２】また、上記第２の表面波基板を用いた場合
のＺ方向伝搬レーリー波の位相速度を図４に示す。次
に、図５に、上記式（１）から求めた第１，第２の表面
波基板の電気機械結合係数とＺｎＯ圧電薄膜の表面波の
波長で規格された値Ｈ／λとの関係を示す。図５におい
て、実線Ａが、第１の表面波基板における特性を、破線
Ｂが第２の表面波基板における特性を示す。FIG. 4 shows the phase velocity of the Rayleigh wave propagating in the Z direction when the second surface acoustic wave substrate is used. Next, FIG. 5 shows the relationship between the electromechanical coupling coefficients of the first and second surface acoustic wave substrates obtained from the above equation (1) and the value H / λ standardized by the wavelength of the surface acoustic wave of the ZnO piezoelectric thin film. Show. In FIG. 5, the solid line A shows the characteristics of the first surface acoustic wave substrate, and the broken line B shows the characteristics of the second surface acoustic wave substrate.
【００３３】図５から明らかなように、第１の表面波基
板を用いた場合の方は、第２の表面波基板を用いた場合
に比べて大きな電気機械結合係数ｋｓの得られることが
わかる。すなわち、図５から明らかなように、ＺｎＯ圧
電薄膜を形成しない場合の電気機械結合係数ｋｓ＝０．
２２に対し、第１の表面波基板を用いた場合電気機械結
合係数ｋｓは最大で０．３２となり、電気機械結合係数
ｋｓが１．４３倍、ｋｓ2 では２．０４倍に高められる
ことがわかる。As is apparent from FIG. 5, a larger electromechanical coupling coefficient ks is obtained when the first surface acoustic wave substrate is used than when the second surface acoustic wave substrate is used. . That is, as is apparent from FIG. 5, the electromechanical coupling coefficient ks = 0.
On the other hand, when the first surface acoustic wave substrate is used, the electromechanical coupling coefficient ks becomes 0.32 at the maximum, and the electromechanical coupling coefficient ks can be increased 1.43 times and ks 2 can be increased 2.04 times. Recognize.
【００３４】上記のように、ＹカットＺ方向伝搬ＬｉＮ
ｂＯ3 圧電単結晶よりなる圧電基板の＋Ｙ面上に＋Ｚ面
ＺｎＯ圧電薄膜を形成してなる第１の表面波基板１９を
用いた場合、電気機械結合係数が効果的に高められるこ
とが実験により確かめられた。また、本願発明者の実験
によれば、ＹカットＺ方向伝搬ＬｉＮｂＯ3 圧電単結晶
よりなる圧電基板の−Ｙ面上に、−Ｚ面ＺｎＯ圧電薄膜
を形成した表面波基板を用いた場合においても、上記実
施例と同様に電気機械結合係数が効果的に高められるこ
とが確かめられている。As described above, Y-cut Z-direction propagation LiN
Experiments have shown that the electromechanical coupling coefficient can be effectively increased when the first surface acoustic wave substrate 19 in which the + Z plane ZnO piezoelectric thin film is formed on the + Y plane of the piezoelectric substrate made of bO 3 piezoelectric single crystal is used. I was confirmed. Further, according to the present inventor's experiments, Y cut Z-propagation LiNbO 3 piezoelectric single crystal made of a piezoelectric substrate -Y plane, even in the case of using a surface wave substrate with the -Z plane ZnO piezoelectric thin film It has been confirmed that the electromechanical coupling coefficient can be effectively increased as in the above-mentioned embodiment.
【００３５】従って、ＹカットＺ方向伝搬ＬｉＮｂＯ3
圧電単結晶よりなる圧電基板の＋Ｙ面または−Ｙ面上
に、＋Ｚ面または−Ｚ面ＺｎＯ圧電薄膜を形成した表面
波基板を用いることにより、例えばエラスティックコン
ボルバに利用した場合には、該エラスティックコンボル
バの効率を効果的に高めることができる。また、エラス
ティックコンボルバ以外の表面波装置においても、充分
な共振特性やフィルタ特性を得ることが可能となる。Therefore, Y-cut Z-direction propagation LiNbO 3
By using a surface wave substrate in which a + Z plane or −Z plane ZnO piezoelectric thin film is formed on the + Y plane or −Y plane of a piezoelectric substrate made of a piezoelectric single crystal, for example, when it is used in an elastic convolver, The efficiency of the stick convolver can be effectively increased. Further, even in a surface acoustic wave device other than the elastic convolver, it is possible to obtain sufficient resonance characteristics and filter characteristics.
【００３６】なお、上述のＩＥＥＥ Ｕｌｔｒａｓｏ
ｎ．Ｓｙｍｐ．と日本音響学会講演論文集に記されてい
る内容は、ＹカットＺ方向伝搬・ＬｉＮｂＯ3 基板とＺ
ｎＯ薄膜のどちらについても＋，−面を考慮されていな
かったが、図示されたＫｓの最大値は共に、ｋｈ＝１．
０（Ｈ／λに換算すると０．１６に相当）近傍にあり、
これらの図は本発明における＋Ｙ面ＬｉＮｂＯ3 と−Ｚ
面ＺｎＯ薄膜との組合せに相当することになり、本発明
の範囲とは異なっていることを指摘しておく。The above-mentioned IEEE Ultraso
n. Symp. And the contents of the Acoustical Society of Japan lecture paper are Y-cut Z direction propagation, LiNbO 3 substrate and Z
The + and-planes were not considered for either of the nO thin films, but the maximum values of Ks shown in both figures are kh = 1.
It is near 0 (equivalent to 0.16 when converted to H / λ),
These figures show + Y plane LiNbO 3 and -Z in the present invention.
It should be pointed out that this corresponds to a combination with a planar ZnO thin film, which is different from the scope of the present invention.
【００３７】[0037]
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、上記特
定のＬｉＮｂＯ3 単結晶よりなる圧電基板の＋Ｙ面また
は−Ｙ面上に、＋Ｚ面または−Ｚ面の上記特定の圧電薄
膜が形成されているため、電気機械結合係数が効果的に
高められ、従って効率などの特性に優れた表面波装置を
提供することが可能となる。As described above, according to the present invention, the specific piezoelectric thin film of the + Z plane or the -Z plane is provided on the + Y plane or the -Y plane of the piezoelectric substrate made of the specific LiNbO 3 single crystal. Since it is formed, the electromechanical coupling coefficient is effectively increased, and thus it is possible to provide a surface acoustic wave device having excellent characteristics such as efficiency.
【図１】本発明の一実施例の表面波装置としてのエラス
ティックコンボルバを示す平面図。FIG. 1 is a plan view showing an elastic convolver as a surface acoustic wave device according to an embodiment of the present invention.
【図２】表面波基板を説明するための部分切欠断面図。FIG. 2 is a partially cutaway sectional view for explaining a surface acoustic wave substrate.
【図３】第１の表面波基板におけるＺ方向伝搬のレーリ
ー波の位相速度を示す図。FIG. 3 is a diagram showing a phase velocity of a Rayleigh wave propagating in the Z direction on a first surface acoustic wave substrate.
【図４】第２の表面波基板におけるＺ方向伝搬のレーリ
ー波の位相速度をしめす図。FIG. 4 is a diagram showing phase velocities of Rayleigh waves propagating in the Z direction on a second surface wave substrate.
【図５】第１，第２の表面波基板の電気機械結合係数
と、ＺｎＯ圧電薄膜の表面波の波長で規格された値Ｈ／
λとの関係を示す図。FIG. 5 is a value H / standardized by the electromechanical coupling coefficient of the first and second surface acoustic wave substrates and the wavelength of the surface acoustic wave of the ZnO piezoelectric thin film.
The figure which shows the relationship with (lambda).
【図６】従来の表面波装置の一例としてのエラスティッ
クコンボルバを示す平面図。FIG. 6 is a plan view showing an elastic convolver as an example of a conventional surface acoustic wave device.
１１…表面波装置としてのエラスティックコンボルバ １２…ＹカットＺ方向伝搬ＬｉＮｂＯ3 単結晶基板より
なる圧電基板 １３，１３…入力用ＩＤＴ １６…圧電薄膜 １７…圧電基板 １８…圧電薄膜 １９…表面波基板11 ... Elastic convolver as surface wave device 12 ... Piezoelectric substrate composed of Y-cut Z-direction propagation LiNbO 3 single crystal substrate 13, 13 ... Input IDT 16 ... Piezoelectric thin film 17 ... Piezoelectric substrate 18 ... Piezoelectric thin film 19 ... Surface wave substrate
Claims (3)
よりなる圧電基板と、 前記圧電基板の＋Ｙ面上に形成された少なくとも１つの
インターデジタルトランスデューサと、 前記圧電基板の＋Ｙ面上に形成されており、ＺｎＯ、Ｔ
ａ2 Ｏ5 及びＣｄＳのうちの１種からなる＋面圧電薄膜
とを備える、表面波装置。1. A piezoelectric substrate made of Y-cut Z-direction propagation LiNbO 3 single crystal, at least one interdigital transducer formed on the + Y surface of the piezoelectric substrate, and formed on the + Y surface of the piezoelectric substrate. Cage, ZnO, T
A surface acoustic wave device comprising: a + plane piezoelectric thin film made of one of a 2 O 5 and CdS.
よりなる圧電基板と、 前記圧電基板の−Ｙ面上に形成された少なくとも１つの
インターデジタルトランスデューサと、 前記圧電基板の−Ｙ面上に形成されており、ＺｎＯ、Ｔ
ａ2 Ｏ5 及びＣｄＳのうちの１種からなる−面圧電薄膜
とを備える、表面波装置。2. A piezoelectric substrate made of Y-cut Z direction propagating LiNbO 3 single crystal, at least one interdigital transducer formed on the −Y face of the piezoelectric substrate, and formed on the −Y face of the piezoelectric substrate. ZnO, T
a 2 O 5 and consists of one of CdS - and a plane piezoelectric film, a surface acoustic wave device.
面波の波長をλとしたときに、Ｈ／λが０．０８〜０．
３の範囲とされている、請求項１または２に記載の表面
波装置。3. When the thickness 5 of the piezoelectric thin film is H and the wavelength of the propagating surface wave is λ, H / λ is 0.08 to 0.
The surface acoustic wave device according to claim 1, wherein the surface acoustic wave device has a range of 3.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01008195A JP3329115B2 (en) | 1995-01-25 | 1995-01-25 | Surface wave device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01008195A JP3329115B2 (en) | 1995-01-25 | 1995-01-25 | Surface wave device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08204499A true JPH08204499A (en) | 1996-08-09 |
| JP3329115B2 JP3329115B2 (en) | 2002-09-30 |
Family
ID=11740407
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01008195A Expired - Lifetime JP3329115B2 (en) | 1995-01-25 | 1995-01-25 | Surface wave device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3329115B2 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2328815A (en) * | 1997-08-27 | 1999-03-03 | Murata Manufacturing Co | Surface acoustic wave device having a langasite single crystal substrate |
| US6121713A (en) * | 1996-10-18 | 2000-09-19 | Tdk Corporation | Surface acoustic wave device |
| US6163099A (en) * | 1997-08-27 | 2000-12-19 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Surface acoustic wave device having a langasite single crystal substrate |
| AU2002308401B2 (en) * | 2001-05-21 | 2005-08-04 | Mnt Innovations Pty Ltd | Surface acoustic wave sensor |
-
1995
- 1995-01-25 JP JP01008195A patent/JP3329115B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6121713A (en) * | 1996-10-18 | 2000-09-19 | Tdk Corporation | Surface acoustic wave device |
| GB2328815A (en) * | 1997-08-27 | 1999-03-03 | Murata Manufacturing Co | Surface acoustic wave device having a langasite single crystal substrate |
| GB2328815B (en) * | 1997-08-27 | 1999-10-20 | Murata Manufacturing Co | Surface acoustic wave device having a langasite single crystal substrate |
| US6163099A (en) * | 1997-08-27 | 2000-12-19 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Surface acoustic wave device having a langasite single crystal substrate |
| AU2002308401B2 (en) * | 2001-05-21 | 2005-08-04 | Mnt Innovations Pty Ltd | Surface acoustic wave sensor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3329115B2 (en) | 2002-09-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100891053B1 (en) | Acoustic wave device and filter | |
| JPH029485B2 (en) | ||
| JP3196678B2 (en) | Surface wave device | |
| US7135805B2 (en) | Surface acoustic wave transducer | |
| JPH0969751A (en) | Surface acoustic wave filter | |
| JP3358688B2 (en) | Surface acoustic wave device | |
| TW373367B (en) | Surface acoustic wave filter | |
| JP3168925B2 (en) | Surface wave device | |
| JP2003332880A (en) | Surface acoustic wave element | |
| JP3329115B2 (en) | Surface wave device | |
| JPH05347535A (en) | Surface acoustic wave filter device | |
| JPH08204498A (en) | End face reflection type surface acoustic wave device | |
| JPH1197973A (en) | Surface wave device | |
| GB2097212A (en) | Acoustic wave bandpass electrical filters | |
| US11606079B2 (en) | Transducer structure for source suppression in saw filter devices | |
| JPH11205081A (en) | Surface acoustic wave filter | |
| JP3166445B2 (en) | Elastic convolver | |
| JP3075124B2 (en) | Surface wave resonator | |
| JPS622724B2 (en) | ||
| JP2000295071A (en) | End face reflection-type surface acoustic wave device | |
| JPH09130192A (en) | Surface wave device | |
| JPH0969750A (en) | Surface wave resonator | |
| JP3189467B2 (en) | Elastic convolver | |
| US5444322A (en) | Elastic convolver | |
| JP3395298B2 (en) | Surface wave device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080719 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090719 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090719 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100719 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100719 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110719 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110719 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120719 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130719 Year of fee payment: 11 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |