JPH08307191A - 弾性表面波装置 - Google Patents

弾性表面波装置

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JPH08307191A
JPH08307191A JP10727495A JP10727495A JPH08307191A JP H08307191 A JPH08307191 A JP H08307191A JP 10727495 A JP10727495 A JP 10727495A JP 10727495 A JP10727495 A JP 10727495A JP H08307191 A JPH08307191 A JP H08307191A
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JP
Japan
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saw
comb
acoustic wave
surface acoustic
wave device
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Application number
JP10727495A
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English (en)
Inventor
Masakatsu Kasagi
昌克 笠置
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Oki Electric Industry Co Ltd
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Oki Electric Industry Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 中心周波数が高くかつ通過帯域幅が広い弾性
表面波装置を形成することを可能にする。 【構成】 互いに隣接したすだれ状電極16,20の内
側に位置するくし歯状電極15,19のバスバー22を
誘電体薄膜層23を挟んで互いに重なり合うように構成
した。現在のフォトリソグラフィ技術で、隣接するすだ
れ状電極の外側のくし歯状電極14,18の間の隙間G
を従来よりも狭くすることができるようになる。これに
より、中心周波数が高くかつ通過帯域幅が広い弾性表面
波装置を形成することができるようになる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、複数のSAW共振器を
圧電基板上に並設した弾性表面波装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】
参考文献1『田中昌喜ほか、「狭帯域二重モードSAW
フィルタ」、第15回EMシンポジウム、pp.5-10 、1
986年』 参考文献2『山田徹ほか、「横モード結合共振器を用い
たデジタル携帯電話用平衡型IFSAWフィルタ」、1
994年電子情報通信学会秋季大会予稿集SA-11-3,pp.2
99-300,1994』 図2は弾性表面波装置の一例としての横結合型2重モー
ド弾性表面波装置(以下「横結合型2重モードSAW装
置」という)の概略図であり、図2(a)はその平面
図、図2(b)は図2(a)のA−A′断面図である。
なお、SAWはSurface Acoustic Waveの略である。
【0003】横結合型2重モードSAW装置(フィルタ
や発振器)は、図示するように、圧電基板1上に2つの
SAW共振器2,2を、それらの内部でのSAWの伝搬
方向が一致するように並べて構成されている。SAW共
振器2は、2つのくし歯状電極3を所定間隔を隔てて互
いに噛合するように設けた電気信号-SAW変換器(以
下「すだれ状電極」という)4の両側に、グレーティン
グ反射器5,5を配設したFabry-Perot型のSAW共振
器として構成されている。くし歯状電極3は、複数本並
列に設けた電極指3Aと、各電極指3Aの基端部を電気
的に接続するバスバー3Bとから構成されている。
【0004】SAW共振器2を前述のように並べると、
それらの内部に生じるSAWが互いに結合して、図3
(b)に示すように、横方向(反射器5の開口方向)の
SAW変位分布が異なる対称モードと反対称モードとが
生じる(参考文献1,6頁,図2(b)参照)。対称モー
ドは、2つのSAW共振器2の間の中心線を通り圧電基
板1の表面に垂直な平面に対して対称なSAW変位分布
を持つ。反対称モードは、2つのSAW共振器2の間の
中心線を回転軸として180゜回転したSAW変位分布
を持つ。このため、反対称モードの反共振周波数と対称
モードの共振周波数とが互いに一致するように、2つの
SAW共振器2間の距離、各SAW共振器2の開口長等
を適宜設定すれば、横結合型2重モードSAW装置を構
成することができる。
【0005】ところで、近年の装置の小型化に伴って、
接地やシールドの不足による部品間の結合、干渉が問題
になっている。この対策として、図4に示すように、近
接配置した2つのSAW共振器のすだれ状電極の共通の
バスバーを分割して、横結合型2重モードSAW装置を
平衡回路化したものがある(参考文献2,299頁,図
1参照)。
【0006】この横結合型2重モードSAW装置の具体
的な構成を図5及び図6に示す。図5は平衡入出力型の
横結合型2重モードSAW装置を示す概略図で、図5
(a)は平面図、図5(b)は図5(a)のA−A′断
面図、図6は図5(a)の要部拡大図である。
【0007】この横結合型2重モードSAW装置の全体
構成は、前記図2に示した横結合型2重モードSAW装
置とほぼ同様である。各SAW共振器7のくし歯状電極
8A,8Bの構成のみを異ならせている。具体的には、
SAW共振器7は2つのくし歯状電極8A,8Bを所定
間隔を空けて互いに噛合させるように配置したすだれ状
電極7aと、その両側に配置された反射器7bとで構成
されている。2つのSAW共振器7のすだれ状電極7a
が、その内側に位置するくし歯状電極8Bのバスバー9
Aを互いに近接させた状態で、配設されている。これに
より、図6に示すように、バスバー9Aと電極指9Bと
の隙間をa、バスバー9Aの幅をb、2つのバスバー9
Aの間の隙間をcとした場合、各SAW共振器7のすだ
れ状電極7aの外側のくし歯状電極8A,8Aの間の隙
間Gは(2a+2b+c)となる。なお、バスバー9A
及び電極指9Bはフォトリソグラフィ技術により形成さ
れている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところで、36゜回転
YカットZ′軸伝搬水晶基板とAl電極を用いて中心周
波数が2.5GHzの横結合型2重モードSAW装置を構
成するには、外側の2つのくし歯状電極8A,8Aの隙
間Gを2μm程度にする必要がある。また、通過帯域幅
を広げるには隙間Gをさらに狭くする必要がある。
【0009】しかし、現在のフォトリソグラフィ技術で
は、高い歩留り率を維持することができるバスバー9
A、電極指9B等の幅bや隙間a,cの限界値は0.5μ
m程度である。従って、図6に示す従来の構成では、各
くし歯状電極8A,8Aの隙間G(2a+2b+c)は
2.5μm以下にすることができない。
【0010】このため、現在のフォトリソグラフィ技術
では、中心周波数が高く、かつ通過帯域幅が広い横結合
型2重モードSAW装置を形成することは不可能であっ
た。
【0011】
【課題を解決するための手段】前述した課題を解決する
ために本発明の弾性表面波装置は、互いに隣接したSA
W共振器の各すだれ状電極のバスバーが誘電体薄膜層を
挟んで互いに重なり合うように構成したものである。
【0012】
【作用】前記発明では、すだれ状電極のバスバーを誘電
体薄膜層を挟んで互いに重なり合うようにしたので、現
在のフォトリソグラフィ技術で、隣接するすだれ状電極
の外側のくし歯状電極間の隙間を従来よりも狭くするこ
とができるようになる。これにより、中心周波数が高
く、かつ通過帯域幅が広い弾性表面波装置を形成するこ
とができるようになる。
【0013】
【実施例】次に本発明の好適な実施例を図面を参照しな
がら説明する。なおここでは、弾性表面波装置の一例と
して、前述した従来の技術と同様に、横結合型2重モー
ドSAW装置を例に説明する。
【0014】[第1実施例]図1は本実施例に係る横結
合型2重モードSAW装置を示す概略図であり、図1
(a)はその平面図、図1(b)は図1(a)のA−
A′断面図である。
【0015】本実施例の横結合型2重モードSAW装置
はフィルタや発振器として用いられるものである。この
横結合型2重モードSAW装置の全体構成は、前記従来
の横結合型2重モードSAW装置とほぼ同様である。具
体的には、圧電基板11と、この圧電基板11の上にS
AWの伝搬方向が一致するように所定間隔を隔てて並べ
て設けられた2つのSAW共振器12,13とから構成
されている。
【0016】SAW共振器12は、2つのくし歯状電極
14,15を所定間隔を隔てて互いに噛合するように設
けたすだれ状電極16の両側に、グレーティング反射器
17,17を配設したFabry-Perot型のSAW共振器と
して構成されている。SAW共振器13もSAW共振器
12と同様に、2つのくし歯状電極18,19を所定間
隔を隔てて互いに噛合するように設けたすだれ状電極2
0の両側に、グレーティング反射器17,17を配設し
たFabry-Perot型のSAW共振器として構成されてい
る。
【0017】各くし歯状電極14,15,18,19は
すべて同じ構成を有している。具体的には、複数本並列
に設けた電極指21と、各電極指21の基端部を電気的
に接続するバスバー22とから構成されている。各反射
器17,17はすだれ状電極16,20のバスバー22
から切り離されて形成されている。
【0018】各SAW共振器12,13の各くし歯状電
極14,15,18,19のうち、内側に位置するくし
歯状電極15,19のバスバー22は、誘電体薄膜層2
3を挟んで互いに重ね合わされている。この誘電体薄膜
層23としては、SiOx,SiNx等が用いられる。
【0019】各SAW共振器12,13の各くし歯状電
極14,15,18,19には入力端子24A,24B
及び出力端子25A,25Bがそれぞれ設けられてい
る。
【0020】以上のように構成された横結合型2重モー
ドSAW装置では、入力端子24A,24Bに電気信号
を印加すると、静電誘導により、この入力端子24A,
24Bがそれぞれ接続されたくし歯状電極14,15の
各電極指21に正の電荷と負の電荷がそれぞれ発生す
る。これにより、各電極指21の間に変位電流が流れ
る。この変位電流の大きさに比例して、各電極指21の
間に位置する圧電基板11が歪む。この歪みは主に、各
電極指21に対して垂直な方向へSAWとして伝搬す
る。
【0021】2つのSAW共振器12,13の間では、
内側のくし歯状電極15,19の各バスバー22が誘電
体薄膜層23を挟んで対向しているため、入力側のくし
歯状電極15の電極指21に例えば負の電荷が発生する
と、各バスバー22を介して静電誘導により出力側のく
し歯状電極19の電極指21に正の電荷が発生する。そ
して、この電極指21での正の電荷の発生に伴って、静
電誘導によりくし歯状電極18の電極指21に負の電荷
が発生する。これにより、出力側のくし歯状電極18,
19側の各電極指21の間に変位電流が流れる。この変
位電流の大きさに比例して、各電極指21の間に位置す
る圧電基板11が歪み、各電極指21に対して垂直な方
向へSAWとして伝搬する。
【0022】各すだれ状電極16,20でそれぞれ発生
したSAWは各反射器17,17で反射されながら各S
AW共振器12,13内で定在波を形成する。これらの
定在波が互いに結合することで、横結合型2重モードS
AW装置が実現できる。
【0023】一方、各SAW共振器12,13の内側の
くし歯状電極15,19の各バスバー22は誘電体薄膜
層23を介して互いに積層されるので、外側のくし歯状
電極14,18の間の隙間Gを従来よりも狭くすること
ができるようになる。この隙間Gは図6において(2a
+b)となり、現在のフォトリソグラフィ技術を使って
1.5μm程度にすることができるようになる。
【0024】これにより、36゜回転YカットZ′軸伝
搬水晶基板とAl電極を用いて中心周波数が2.5GHzの
横結合型2重モードSAW装置を構成することができる
ようになる。また、横結合型2重モードSAW装置の通
過帯域幅を広げることもできるようになる。
【0025】以上のように、くし歯状電極14,18の
間の隙間Gを、現在のフォトリソグラフィ技術を使っ
て、従来よりも狭くすることができるようになる。
【0026】この結果、中心周波数が高く、かつ通過帯
域幅が広い横結合型2重モードSAW装置を形成するこ
とは可能になる。
【0027】[変形例]なお、前記実施例では、2つの
SAW共振器12,13からなる横結合型2重モードS
AW装置について説明したが、本発明に係るSAW装置
はこれに限定されるものではなく、図7に示すように、
3つ以上のSAW共振器12及びこれらの間に設けられ
た誘電体薄膜層23を備えた多重モードSAW装置に対
しても適用することができる。この場合も、前記実施例
同様の作用、効果を奏することができる。
【0028】また、SAW共振器としては、Fabry-Pero
t型のSAW共振器12,13に限らず、図8に示すよ
うなIDT(inter-digital transducer)型SAW共振
器を用いてもよい。この場合も前記実施例同様の作用、
効果を奏することができる。さらに、このIDT型SA
W共振器を3つ以上並設して多重モードSAW装置にし
てもよい。
【0029】
【発明の効果】以上、詳述したように本発明の高周波誘
電体装置によれば、以下のような効果を奏することがで
きる。
【0030】隣接するすだれ状電極の外側のくし歯状電
極間の隙間を、現在のフォトリソグラフィ技術を使っ
て、さらに狭くすることができるようになる。この結
果、中心周波数が高く、かつ通過帯域幅が広い弾性表面
波装置を形成することは可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る横結合型2重モードSAW装置を
示す概略図であり、図1(a)はその平面図、図1
(b)は図1(a)のA−A′断面図である。
【図2】従来の横結合型2重モードSAW装置の概略図
であり、図2(a)はその平面図、図2(b)は図2
(a)のA−A′断面図である。
【図3】横結合DMS共振器の電極構成と2つのモード
の変位分布を示す模式図である。
【図4】従来の平衡入出力用SAWフィルタの電極パタ
ーンを示す平面図である。
【図5】従来の平衡入出力型の横結合型2重モードSA
W装置を示す概略図で、図5(a)は平面図、図5
(b)は図5(a)のA−A′断面図である。
【図6】図5(a)の要部拡大図である。
【図7】変形例に係る横結合型多重モードSAW装置の
概略構成を示す平面図である。
【図8】変形例に係るIDT型SAW共振器を用いた横
結合型2重モードSAW装置の概略構成を示す平面図で
ある。
【符号の説明】
11…圧電基板、12,13…SAW共振器、14,1
5,18,19…くし歯状電極、16,20…すだれ状
電極、17…グレーティング反射器、21…電極指、2
2…バスバー、23…誘電体薄膜層、24A,24B…
入力端子、25A,25B…出力端子、G…くし歯状電
極14,18の間の隙間。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 並列の複数の電極指をバスバーで電気的
    に接続してなるくし歯状電極を噛合して構成されたすだ
    れ状電極を複数、それらの内部を伝搬するSAWの伝搬
    方向が互いに平行になるように、圧電基板上に前記伝搬
    方向と直交方向に所定間隔を隔てて形成した弾性表面波
    装置において、 前記各すだれ状電極が隣接した状態で前記くし歯状電極
    のバスバーが誘電体薄膜層を挟んで互いに重なり合うよ
    うに構成したことを特徴とする弾性表面波装置。
JP10727495A 1995-05-01 1995-05-01 弾性表面波装置 Pending JPH08307191A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012110377A1 (de) * 2011-02-16 2012-08-23 Epcos Ag Mit akustischen wellen arbeitendes bauelement und verfahren zur herstellung
JP2016208413A (ja) * 2015-04-27 2016-12-08 太陽誘電株式会社 弾性波デバイス
US10177740B2 (en) 2014-10-06 2019-01-08 Murata Manufacturing Co., Ltd. Ladder filter and duplexer

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