JPH0856133A - 表面弾性波デバイスの製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 誘電体基板の金属化領域を持つデバイスの損
傷の防止をする。 【構成】 （イ）誘電体基板と、（ロ）この誘電体基板
に重ねられ、デバイスの各素子を構成する金属化領域と
を備えたデバイスを製造するデバイスの製法において、
前記デバイスの機能には不必要であるが、互いに隣接す
る前記金属化領域間に損傷を与える電界の生ずるのを防
ぐのに有効であり、接合箇所を除いては相互に絶縁され
た少くとも２つの前記金属化領域を接合する少くとも１
つの抵抗リンクを形成することから成るデバイスの製
法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本発明は、誘電体基板の金属化領域を持つ
デバイス、ことに表面音波（ＳＡＷ）デバイスを含む音
波（ＡＷ）デバイスの製法と、とくにこのようなデバイ
スの損傷の防止とに関する。

【０００２】誘電体材料の薄片の表面に、各デバイスの
素子を形成する若干の金属化領域を形成したＡＷデバイ
スはよく知られている。前記素子は、音波を変え、入力
及び出力の各変換器を形成するように、音波と相互作用
する。この種のデバイスは、たとえば、１９７６年刊行
のディー・ピー・モーガン（Ｄ Ｐ Ｍｏｒｇａｎ）を
編集者とするＩＥＥ再版集第２号の「ＳＡＷ受動櫛形デ
バイス」と、１９７３年４月刊行のＩＥＥＥトランザク
ションズＭＴＴ−２１第４号の第２２５頁及び次頁のピ
ー・イー・リーガッス（Ｐ Ｅ Ｌｅａｇａｓｓｅ）等
を著者とする論文「表面音波導波管・解析及び評価」と
に記載してある。多くのこのようなデバイスにおいて
は、基板として使用される材料は、圧電材料であり、通
常極めて高い抵抗率を持つ電気絶縁体である。非圧電材
料上に、ＳＡＷデバイスを、他の方法でたとえばＺｎＯ
又はＡｌＮのような基板の圧電性フイルムを先ず付着さ
せることにより、作ることができる。若干のＡＷデバイ
スにおいては、金属化領域は、非圧電性誘電体材料たと
えばガラス上に直接形成される。高い効率すなわち電気
エネルギー及び音響エネルギー間の良好な変換効率と音
響媒体内の低い伝搬損失とを持つ基板材料を使うのが望
ましいことが多い。これ等の性質を示す材料は又パイロ
電気性である場合が多い。

【０００３】パイロ電気基板上にＡＷデバイスを作る場
合の欠点は、製造処理中にこのパイロ電気基板は、製造
処理の各工程の結果として温度が変り、パイロ電気基板
において電荷が分離するようになることである。個個の
素子を形成する金属化区域は、下側のパイロ電気基板の
全電荷に関連する電圧になる傾向がある。しかしパイロ
電気基板の抵抗率が高いので貯蔵される電荷は迅速に漏
れ去ることができなくて、従って電荷はこのデバイスの
互に隣接する金属化領域間のアーク放電により中和され
るようになる。又電荷により生ずる電界は、アーク発生
が生じなくてもパイロ電気基板を機械的に損傷する。電
子顕微鏡検査によれば、電界により金属化部の縁部でパ
イロ電気基板のひび割れ及び破壊を生じ、アーク発生に
より金属化部又おそらくはパイロ電気基板を損傷するこ
とを示した。このような損傷により音波又は波の遮断を
望ましくない状態で変え、デバイス故障又は性能低下を
招くようになる。

【０００４】製造処理中又は使用中又は貯蔵中に生ずる
静電荷によって任意の誘電体材料で作った他の基板に関
しても同様な結果が生ずると考えられる。これ等の有害
な結果は必ずしもパイロ電気性でなくて圧電気性の他の
誘電体基板においてもとくに生じやすい。その理由はこ
のような材料においては、電界により機械的な応力又は
ひずみを生ずるからである（又パイロ電気材料は、通常
圧電性でもある）。しかし又非圧電気基板でも損傷作用
が生ずる。

【０００５】本発明の目的は、各金属化領域間に損傷作
用をする電界の生ずるのを防ぐことにより、これ等の問
題を除き又は少くとも実質的に減少させようとするにあ
る。

【０００６】本発明は、（イ）誘電体基板と、（ロ）こ
の誘電体基板上に重ねられ、各デバイス素子を構成する
金属化領域とを備えたデバイスを製造するデバイスの製
法において、前記デバイスの機能には不必要であるが、
互いに隣接する前記金属化領域間に損傷を与える電界の
生ずるのを防ぐのに有効で接合箇所を除いては相互に絶
縁された少くとも２つの金属化領域を接合する少くとも
１つの抵抗リンクを形成することから成るデバイスの製
法にある。通常この抵抗リンクにより接合する２つの金
属化領域は互に隣接している。各抵抗リンクは、金属化
ストリップが好適であり、金属化領域と同時に形成され
るのが好適である。

【０００７】基板は圧電性又はパイロ電気性或はこれ等
の両方の性質を持つ。前記の電荷分離は前記の圧電性又
はパイロ電気性の結果である。このデバイスは、ＡＷデ
バイスでよいが、ＳＡＷデバイスが適当である。

【０００８】基板内に生ずる電荷分離により、金属化領
域は、各これ等の金属化領域の下側の電荷に関連する電
圧になる。多くのＡＷデバイスにおいては、各金属化領
域間のすきまは極めて小さい。無線周波数ＡＷデバイス
の場合には各すきまは１０μｍの程度であり、１μｍ以
下でよい。各金属化領域間の適当な値の抵抗リンクによ
って、各金属化領域は、ほぼ同じ電位に確実に維持さ
れ、又アーク発生、ひび割れ又は破線に必要な電界又は
電圧こう配が確実に存在しないようにされる。

【０００９】本発明デバイスの各素子又は各部分−素子
を構成する全部の金属化領域は、抵抗リンクにより相互
に接続されるのが好適である。

【００１０】ＡＷデバイスは、２つの金属化領域から成
る櫛形入力出変換器を使用することが多い。本発明によ
れば、２つの金属化領域は前記影響を防ぐように抵抗リ
ンクにより２つの金属化領域を互いに連結する。又この
抵抗リンクによる入出力素子の相互接続は、このデバイ
スの入力と出力との間の若干の抵抗性結合を通常含んで
いる。抵抗リンクに対し選択される値は、本発明デバイ
スの動作が実質的に影響を受けないような値にすること
が必要である。

【００１１】金属化領域及び抵抗リンクをつくる好適と
する方法は、公知の写真平板（ｐｈｏｔｏｌｉｔｈｏｇ
ｒａｐｈｙ）技術による方法である。しかしマスクを通
す蒸着法のような他の方法を使ってもよい。

【００１２】デバイスの各素子が、１対の櫛形入力変換
器と、各変換器出力を受け取り集束する１対のホーン
と、互いに対向する端部に各ホーン出力を受け取る音波
導波管とから成る、公知の形のＳＡＷコンボルバ（ｃｏ
ｎｖｏｌｖｅｒ）への本発明の１応用例においては、本
発明による抵抗リンクは、少くともホーンと、導波管と
の間に、なるべくは又各ホーンと、その隣接する入力変
換器の間と、各入力変換器の２組の指状部片間とに形成
される。この後者の構成により、製造処理中につねに基
板の金属化領域は、ほぼ一様な電位に維持され、この製
造処理に新らたな工程を加えることなく本発明を採用す
ることができる。したがって本発明を採用する費用は極
めてわずかである。

【００１３】電荷分離を生ずる温度変化の問題は、製造
処理中に生ずることは極めて明らかである。しかしなお
このデバイスがその動作中に温度変化を受けるならば、
問題がある。このデバイスが使用に際しほぼ一定の動作
温度条件のもとに動作する場合に、抵抗リンクは、制作
後に不必要になり、原則として抵抗リンクを除き又は中
断してもよい。しかしこのことは、通常静電荷に基づく
電界が引続き生ずるから、先ず外部回路を介して適当な
電気径路を設けるのでなければ、すすめられない。外部
径路は、通常抵抗性であるが、十分なキャパシタンスの
外部径路も又有効である。

【００１４】抵抗リンクの抵抗値は、入出力素子間の信
号、又は大きい結合のかなりの損失を含む低い値と、損
傷作用をする電界を生ずるのを防ぐのに充分に電荷を迅
速に漏れさせないようにする極めて高い値との間の妥協
値として選択される。大きい値の抵抗を持つリンクを作
るに当たっての実際上の制限は、これ等の抵抗リンク
が、基板上に作られ適応させられることが困難である非
常に幅が狭く又長さが非常に長いリンクを必要とするこ
とである。

【００１５】基板に影響を及ぼす温度サイクルの時定数
τは、数秒の程度であり、互いに隣接する素子の漂遊キ
ャパシタンスＣは数ピコフアラドの程度である。この公
知の関係を適用するとこのように熱により生ずる過渡

【００１６】

【数１】

【００１７】の適当な減衰のためには１０¹²オーム以下
の抵抗値を示す。選択される値が低すぎると、各金属化
領域間にかなりの電気的結合が生じ、信号の損失が生じ
又は性能が劣化する。これ等の影響は、

【００１８】

【数２】

【００１９】に一致する、実際上作ることができる抵抗
の最高値を選択することにより軽減することができる。
好適とする写真平板による構成法においては、制限は、
ストリップの長さ及び幅であり、後述の特定の実施例に
おいては、使用される最高抵抗は１０００オームであ
る。

【００２０】多くのＳＡＷデバイスにおいては、入力変
換器は、５０又は７５オームのケーブルから給電され
る。従って抵抗リンクは、かなりの電力損失を確実に防
ぐように、これ等の数値を十分に越えた値を持つのが好
適である。

【００２１】金属化領域およびストリップは、通常アル
ミニウム又はできればクロムから成る下側層を持つアル
ミニウムから成る。クロムから成る下側層は、基板への
アルミニウムの接着を向上させる効果を持つ。しかし金
属化領域又はストリップは、このような目的に対し当業
界にはよく知られている金属たとえば金で作ってもよ
い。

【００２２】各別の金属化ストリップである抵抗リンク
の代りに、これ等のストリップを、このデバイスの各素
子間に延びるほぼ一様な比較的高い抵抗の被覆により構
成してもよい。この被覆は、各素子を形成する金属化先
にだって基板にほぼ一様に付着させた金属化部分でもよ
く、又各素子の接着を高める作用をする被覆でもよい。

【００２３】本発明はさらに前記のような方法で作る場
合に前記のようなデバイスが得られる。

【００２４】以下本発明製法の実施例を添付図面につい
て詳細に説明する。

【００２５】添付図面は、本発明を実施するＳＡＷコン
ボルバの概略図である。

【００２６】添付図面には１９７７年版のＩＥＥＥウル
トラソニックス・シムポジウム（Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ
ｓ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ）の会報（カタログ番号７９Ｃ
Ｈ１４８２−９ＳＵ）の第７２９頁及び次頁のアー・エ
イ・ベッカー（Ｒ．Ａ．Ｂｅｃｋｅｒ）及びデイー・エ
イチ・ハールバート（Ｋ．Ｈ．Ｈｕｒｌｂｕｒｔ）を著
者とする論文「放物線形ホーンを持つ広帯域ＬｉＮｂＯ
₃ 電子式コンボルバ」に記載してある形式のＳＡＷコン
ボルバに本発明による素子間の抵抗リンクを加えたもの
が示されている。

【００２７】図示するようにこのデバイスは、圧電性及
びパイロ電気性を持つ基板１を備えている。基板１は、
表面音波が沿って移動するデバイス軸線がＹ平面内で結
晶ｚ方向に沿うように切断したニオブ酸リチウムの単結
晶で作られている。基板１は、音波の反射が各素子に作
用する音波に干渉しないようにたがいに平行でない縁部
が残るように切断される。

【００２８】この単結晶の上面には、音波をそれぞれ方
向Ａ，Ｂに放出するように１対の櫛形入力変換器２，２
が重ねられている。各入力変換器２は、基板１上に金属
化領域として形成されている。音波は、基板１に金属化
領域として形成された線図的に示したホーン４により集
束する。音響エネルギーの集中ビームは、同様に基板１
上に金属化領域として形成された音波導波管６にすきま
５を横切って放出される。反対方向に伝搬するビーム
は、導波管６内で非線形に相互作用し、コンボリューシ
ョン信号を形成する。入力変換器２、ホーン４及び音波
導波管６は、本発明デバイスの各素子を構成する。両入
力変換器２の後部における基板縁部は、単結晶の縁部か
らの音響エネルギーの後方散乱を減らすように吸音材料
で被覆する。

【００２９】コンボルバの導波管６はたとえば音波波長
の幅の３倍の幅と、コンボルブしようとする波列の持続
時間により定まる長さとを持つ金属化領域から成る。こ
の幅は、主モードのコンボリューション（ｃｏｎｖｏｌ
ｕｔｉｏｎ）効率、マルチモーディング（ｍｕｌｔｉｍ
ｏｄｉｎｇ）効果及び分散に関する妥協点である。コン
ボルバの出力１０はコンボルバの導波管６から取り出さ
れる。抵抗損失を減らし、出力の均等度を最適にするよ
うに、導波管は、その長手に沿いステッィチ・ボンド
（ｓｔｉｃｈ−ｂｏｎｄｅｄ）され導波管の各端部をリ
アクタンス性成端に形成する。リアクタンス性成端に関
する技術は１９７８年版ＩＥＥＥウルトラソニックスシ
ムポジウム第４４頁のジエイ・エイチ・ゴール（Ｊ．
Ｈ．Ｇｏｌｌ）及びアー・スイー・ベネット（Ｒ．Ｃ．
Ｂｅｎｎｅｔｔ）の論文に記載してある。

【００３０】１例においては入力変換器２は、９０ＭＨ
ｚの帯域幅が得られるように位相重みつけすると共にホ
ーン４内にほぼ一様な音波輪郭を維持する。各入力変換
器２は、単一の直列コイル（図示してない）で同調させ
られる。重みつけ技術は、電子工学論文９号（１９７３
年版）第１３８頁のエム・エフ・ルイス（Ｍ．Ｆ．Ｌｅ
ｗｉｓ）と、ＩＥＥＥウルトラソニックス・シムポジウ
ム（１９７２年版）第３７７頁のティー・ダブリュ・ブ
リストール（Ｔ．Ｗ．Ｂｒｉｓｔｏｌ）との論文に記載
されている。

【００３１】ホーンとコンボルバの導波管との間のすき
ま５は、ほぼ音波波長の１つの幅である。これは、ホー
ンからの音響エネルギーがコンボルバの導波管の下方を
とおる前に発散する広いすきまと、狭すぎてデバイスの
入出力間にかなりの容量性結合の生ずるすきまとの間の
妥協値である。

【００３２】前記したデバイスは当業者にはよく知られ
ている。しかしたとえば写真平板の段階中に基板の温度
の変化を含む処理によりこのデバイスの金属化領域を作
る際に、互に隣接する金属化領域に前記したようにこれ
等の金属化領域間にひび割れ又はアーク発生或はこれ等
の両方を生じさせようとする電圧が発生する。ホーンと
コンボルバの導波管との間の狭いすきま５は、この点で
はとくに欠点になるが、デバイス内たとえば各変換器内
の一層狭い他のすきまについても同じことがいえる。製
造中に基板内に生ずるかもしれない温度こう配によりさ
らに問題が複残になる。

【００３３】本発明によればこのデバイスの金属化領域
すなわち入力変換器２、ホーン４及び導波管６は、細い
金属化ストリップ７，９により相互に接続されている。
又各入力変換器２の２つの櫛形領域は、抵抗リンク８を
形成する細い金属化ストリップにより相互に接続されて
いる。各抵抗リンク８は、デバイスの他の金属化領域と
同時に写真平板により形成される。すなわちアルミニウ
ムで金属化したこの実施例においては、一様に金属化し
た基板は、選択的にエッチング処理され、デバイスの抵
抗リンク及びその他の金属化領域を同時に形成する。各
抵抗リンクは、このようにして後者の領域と同じ厚さに
なり、各抵抗リンクの抵抗を最高にするように、できる
だけ狭くされる。１例においては各抵抗リンクの幅は３
μｍである。

【００３４】抵抗リンク８はデバイスの各入力端子の両
端間に直接接続されている。このことは、抵抗リンク８
の抵抗が変換器及び電源のインピーダンスに比べて大き
いならば、デバイス性能にほとんど影響を及ぼさない。
しかし１例においては、各入力変換器２の並列インピー
ダンスは約５０００オームである。したがって１０００
オームの抵抗リンク８は、ひとたび外部回路に電気径路
ができると破断された。抵抗リンク８のｗ部分を、たと
えば、これを横切ってかき取ることにより、又は化学的
エッチングを行い溶解することにより又はレーザーせん
光を使い蒸発することにより破断することができる。

【００３５】前記の例においては各抵抗リンクは、各別
の金属化ストリップたとえば、金属化ストリップ７，９
及び８から成る。或は各抵抗リンクを、デバイスの各素
子（比較的低抵抗の金属化材料で形成された）の間に延
びる適当に金属化する材料から成るほぼ一様な比較的高
抵抗の被覆により構成してもよい。これ等の素子はこの
場合高抵抗の「海」の中の低抵抗の「島」と考えられ
る。高抵抗の被覆は、各素子の接着を向上するようにこ
れ等の素子を形成する金属化材料の前に付着させた金属
化被覆、たとえば各素子を形成するようにアルミニウム
を上側に被覆したクロム被覆でよい。このようなデバイ
スは、先ず基板にクロムを一様に被覆し、次いでこのク
ロム上に一様にアルミニウムを被覆することにより作
る。次いでアルミニウムを選択的にエッチング処理しデ
バイスの各素子を形成する。エッチング剤を、アルミニ
ウムだけでなく又クロムもエッチング処理するように選
び、クロム被覆が本発明により各素子間に抵抗リンクを
形成するようにしてある。クロム被覆の厚さは、極めい
低い抵抗を持たせることによりデバイスの性能の実質的
な低下又は劣化を防ぐのに十分なだけ小さくなければな
らない。

【００３６】本発明をＳＡＷデバイスに関して述べた
が、その用途はこのようなデバイスだけには限らない。
たとえば本発明は又バルクＡＷデバイス［たとえば１９
７９年版ＩＥＥＥウルトラソニックス・シムポジウムの
第７７６ないし７８５頁のイエン（Ｙｅｎ）等を著者と
する論文参照］と、音響−光学デバイス又は光学デバイ
ス［たとえば１９８０年版ウルトラソニックス・シムポ
ジウム第４８３ないし第４８７頁のエイブラモビッツ
（Ａｂｒａｍｏｖｉｔｚ）等を著者とする論文参照］
と、誘電体材料上に付着した互いに密接して位置させら
れた領域を備え、これ等隣接する領域間において、静電
荷又はその他の望ましくない電荷から生ずる電界が、ア
ーク発生等によって損傷を引き起すような実際上任意の
種類のデバイスとに応用できる。抵抗リンクにより間を
接続された金属化領域は、通常互いに隣接する領域であ
るが、必ずしもそうでなくてもよい。たとえば第３の領
域の各側の領域を、抵抗リンクにより互いに接続しこれ
等の両領域を第３領域と同じ電位にすればよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明製法により製造したＳＡＷコンボルバ・
デバイスの概略図である。

【符号の説明】

１ 圧電性又は焦電性基板 ２ インターディジタルの形の入力変換器 ４ ホーン（ホーン・レシーバ） ５ すきま ６ 音波導波管 ７，８，９ 抵抗リンク

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【手続補正書】

【提出日】平成７年５月１７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】

【書類名】 明細書

【発明の名称】 表面弾性波デバイスの製法

【特許請求の範囲】

【発明の詳細な説明】 本発明は、焦電性の又は圧電性の基板と、この基板上に
重ねられた、少なくとも２つの上部にある金属化領域と
を備えた表面弾性波（ＳＡＷ）デバイス、すなわち弾性
表面波デバイスの製造に関する。ＳＡＷデバイスは、こ
の種の技術分野においてはよく知られている。代表的な
ＳＡＷデバイスは、音波機能を行なうように配置した金
属化領域が上部にある圧電性基板を備えている。しかし
ＳＡＷデバイスは、高度に絶縁性ではあるが、圧電性で
はない基板を備えてもよい。この場合の基板は、導電性
金属化領域の下側の基板上に圧電性材料の中間層を備え
るか又は或る場合に、ガラスのような誘電体材料上に直
接付着した導電性金属化領域を備えている。このいずれ
の場合においても基板は、焦電性材料から成ることが多
い。従来は、良好な製品を確信をもって製造することを
期待できるように、ＳＡＷデバイスを製造するのは困難
であることは認められていた。本発明者は、欠点のある
ＳＡＷデバイスの電子顕微鏡検査によって、それぞれ所
定の場所にある別々の金属化領域が互いに密接している
場合に、これ等の金属化領域の間の放電の結果としてた
びたび製品の損傷が生じることを見出した。多数のＳＡ
Ｗデバイスにおいて、隣接する金属化領域を隔離する間
隔は非常に小さくて、ＳＡＷデバイスの動作周波数に関
係する。たとえば、無線周波数で動作するようにしたＳ
ＡＷデバイスは、１０μｍの程度のすきま、恐らく１μ
ｍぐらいのすきまを備えている。放電損傷の生ずる代表
的な場所は、インターデイジタル形の変換器のフィンガ
ーの間又は、ホーン・レシーバと導波管コンボルバとの
間である。これ等のデバイスは、高度に絶縁性の基板材
料から成るので、これ等のデバイスは、電荷を蓄積する
傾向があり、基板の焦電性又は圧電性の特性によって、
電荷の蓄積又は集中は、金属化領域の付着又はエッチン
グの工程のような、これ等のデバイスの製造に含まれる
熱サイクルの発生を含む各種の工程によって発生すると
考えられる。金属化領域は、下側にある基板材料の合計
電荷に関連する電圧を取り上げる傾向があり、電荷は、
基板を通って好ましいように消散することはできない。
基板上の電荷の蓄積又は分離により生ずる静電界は、異
なる金属化領域の間にアーク放電を生じさせるには到ら
なくても、ＳＡＷデバイスの製品の損傷に帰着するかも
しれない。静電界は、金属化領域の縁部に隣接する位置
において、基板にひび割れ又は破壊を引き起すことは可
能である。電荷の集中又は放電に伴なう製造工程中に生
ずる損傷は、音波伝搬又は音波処理を妨害することによ
って、ＳＡＷデバイスの動作を劣化させる。本発明者
は、焦電性である基板材料を持つＳＡＷデバイスにおけ
るこのような製品損傷現象を見出したけれども、同じ問
題は、焦電性でなく、圧電性の基板材料であっても、生
ずるものと判断する。したがって本発明は、焦電性の又
は圧電性の基板と、この基板上に重ねられた少くとも２
つの隣接し相互に絶縁された表面弾性波デバイスの素子
を形成する金属化領域を備えた表面弾性波デバイスを製
造する表面弾性波デバイスの製法において、表面弾性波
デバイスの素子を形成する金属化領域が或るパターンに
なるように付着させることによって基板上に付着される
か、又は事前に付着した金属化領域が或るパターンにな
るようにエッチングをすることによって基板上に形成さ
れる製造処理中に、表面弾性波デバイスの素子を形成す
る金属化領域間に損傷作用をなす電界が生じるのを防止
するべく表面弾性波デバイスに影響を及ぼす熱サイクル
の時定数に比して、十分迅速に金属化領域の電荷を除く
手段を適用し、この手段の適用を表面弾性波デバイスの
素子を形成する金属化領域の製造の完了後に除くことを
特徴とする表面弾性波デバイスの製法にある。本発明方
法の１つの特定の適用は、公知の形式のＳＡＷコンボル
ルバ・デバイスの製造にある。このような各ＳＡＷコン
ボルバ・デバイスは、２つの各電気的入口ポート用の各
インターデイジタル形の変換器と、この変換器の音波出
力を受け取って集束するように位置させた各ホーン・レ
シーバと、これ等の各ホーン・レシーバから出力を受け
取る対向端部を持つ音波導波管とを備えている。製造段
階において、ＳＡＷデバイスに影響を及ぼす熱サイクル
の時定数は秒のオーダーであり、互いに隣接する金属化
領域の漂遊容量はピコフアラドのオーダーである。この
ような熱的に生ずる電荷を適当に消散させるために本発
明方法の一実施例において適用される金属化領域の電荷
を除く手段である抵抗リンク経路のリンク抵抗は、前記
時定数が、このリンク抵抗と漂遊容量との積より非常に
大きくなるように定め、十分迅速に金属化領域の電荷を
除くようにしなければならない。以下にＳＡＷコンボル
バ・デバイスの概略図を示す添付図面に関し、本発明方
法の１実施例を詳細に説明する。添付図面には、１９７
７年版のＩＥＥＥウルトラソニックス・シムポジウム
（Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｓ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ）の会
報（カタログ番号７９ＣＨ１４８２−９ＳＵ）の第７２
９頁及び次頁のアー・エイ・ベッカー（Ｒ．Ａ．Ｂｅｃ
ｋｅｒ）及びティー・エイチ・ハールバート（Ｄ．Ｈ．
Ｈｕｒｌｂｕｒｔ）を著者とする論文『放物線形ホーン
を持つ広帯域ＬｉＮｂＯ_３電子式コンボルバ』に記載し
てある形式のＳＡＷコンボルバに、本発明による素子間
の抵抗リンクを加えたものが示されている。図示するよ
うにこのＳＡＷコンボルバ・デバイスは、圧電性及びパ
イロ電気性すなわち焦電性を持つ基板１を備えている。
基板１は、表面音波、すなわち表面弾性波が沿って移動
するデバイス軸線が、Ｙ平面内で単結晶のＺ方向に沿う
ように切断したニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ_３）の単
結晶で作られている。基板１は、音波の反射が、各素子
に作用する音波に干渉しないように互いに平行でない縁
部が残るように切断される。この単結晶の上面には、音
波をそれぞれ方向Ａ、Ｂに放出するように１対のインタ
ーデイジタル形の入力変換器２，２が重ねられている。
各入力変換器２は、基板１上に金属化領域として形成さ
れている。音波は、基板１に金属化領域として形成され
た線図的に示したホーン４により集束される。音響エネ
ルギーの集中ビームは、同様に基板１上に金属化領域と
して形成された音波導波管６にすきま５を横切って放出
される。反対方向に伝搬するビームは、音波導波管６内
で非線形に相互作用し、コンボリューション信号を形成
する。入力変換器２、ホーン４及び音波導波管６は、図
示のＳＡＷコンボルバ・デバイスの各素子を構成する。
両入力変換器２の後部における基板縁部は、単結晶の縁
部からの音響エネルギーの後方散乱を減らすように吸音
材料層３で被覆される。ＳＡＷコンボルバ・デバイスの
音波導波管６は、たとえば音波波長の幅の３倍の幅と、
コンボルブしようとする波列の持続時間により定まる長
さとを持つ金属化領域から成る。この幅は、主モードの
コンボリューション（ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎ）効率、
マルチモーディング（ｍｕｌｔｉｍｏｄｉｎｇ）効果及
び分散に関する妥協点すなわち折衷案である。ＳＡＷコ
ンボルバ・デバイスの出力１０は、ＳＡＷコンボルバ・
デバイスの音波導波管６から取り出される。抵抗損失を
減らし、出力の均等度を最適にするように、音波導波管
は、その長手に沿いスティッチ・ボンド（ｓｔｉｃｈ−
ｂｏｎｄｅｄ）され、音波導波管の各端部をリアクタン
ス性成端に形成する。スティッチ・ボンドとは、単一の
連続したワイヤを、短い長さの部分に切断することな
く、多数のボンディング・ポイントに接着することを意
味する。リアクタンス性成端に関する技術は、１９７８
年版ＩＥＥＥウルトラソニックスシムポジウム第４４頁
のジェイ・エイチ・ゴール（Ｊ．Ｈ．Ｇｏｌｌ）及びア
ー・スィー・ベネット（Ｒ．Ｃ．Ｂｅｎｎｅｔｔ）の論
文に記載してある。１例においては入力変換器２は、９
０ＭＨｚの帯域幅が得られるように位相重みつけすると
共にホーン４内にほぼ一様な音波輪郭を維持する。各入
力変換器２は、単一の直列コイル（図示してない）で同
調させられる。重みつけ技術は、電子工学論文９号（１
９７３年版）第１３８頁のエム．エフ．ルイス（Ｍ．
Ｆ．Ｌｅｗｉｓ）と、ＩＥＥＥウルトラソニックス・シ
ムポジウム（１９７２年版）第３７７頁のティー・ダブ
リュ・ブリストール（Ｔ．Ｗ．Ｂｒｉｓｔｏｌ）との論
文に記載されている。ホーン４と音波導波管６との間の
すきま５は、ほぼ１音波波長の幅である。これは、ホー
ンからの音響エネルギが、音波導波管の下方を通る前に
発散する広いすきまと、狭すぎてＳＡＷコンボルバ・デ
バイスの入力と出力との間にかなりの容量性結合の生ず
るすきまとの間の折衷した値である。前記ＳＡＷコンボ
ルバ・デバイスは、抵抗リンクを除いては当業者によく
知られている。これ等の抵抗リンク７，８，９の形成及
びその目的について以下に説明する。形状又は輪郭によ
ってＳＡＷコンボルバ・デバイスの機能素子を形成する
金属化領域、すなわち入力変換器２、ホーン４及び音波
導波管６は、細い金属化ストリップによってそれぞれ互
いにリンクされる。各入力変換器２は、金属化ストリッ
プ７により各ホーン４にリンクされ、次いで金属ストリ
ップ９により音波導波管にリンクされる。インターデイ
ジタル形の各入力変換器２の２つの側部は、さらに他の
金属化ストリップ８によって互いにリンクされる。これ
等のすべての金属化ストリップは、相互接続された機能
素子間の抵抗リンクを形成する。これ等の金属化ストリ
ップは、付着パターン又はエッチング・パターンのいず
れかにより、普通の光蝕刻法において機能素子が、所定
の形状に付着されるか又はエッチングされると同時に形
成される。これ等の金属化ストリップが、主機能素子を
形成する金属化材料と同じ金属化材料で、かつ同じ層厚
さに形成されるのはもちろんである。金属化ストリップ
７，８，９の幅と長さが組合ってそれ等の抵抗を形成
し、適当な抵抗値を与えるように、これ等の金属化スト
リップの適当な組合せを提供するように、パターンが取
り決められる。前述したように、金属化ストリップ７，
８，９により構成される抵抗リンクは、これが設けられ
なければ製造段階において、電荷集中又はアーク作用に
より生ずるような損傷からＳＡＷコンボルバ・デバイス
を保護するのに役立つ。金属化ストリップ９は、ホーン
４と音波導波管６との間の特に損傷を受けやすいすきま
を橋絡する。金属化ストリップ８は、非常に密接した互
いに挿入されたフィンガーを持つインターデイジタル形
の入力変換器２の２つの側部を互いにリンクする。付着
パターン又はエッチング・パターンのいずれかによっ
て、これ等の金属化ストリップを形成することにより、
ＳＡＷコンボルバ・デバイスの主機能素子を形成する他
の金属化領域と同時にこれ等の金属化ストリップを形成
する。圧電性又は焦電性基板は、金属化領域が付着され
るときに既に荷電させられているかもしれない。電荷集
中は、電荷された表面上に金属化領域を形成することに
よって生ずるのであり、抵抗リンクにより提供される電
荷集中の消散手段が、このときから所定箇所になけれ
ば、基板又は金属化領域に与えられる損傷は、生じ得る
のである。ＳＡＷコンボルバ・デバイスの製造がひとだ
び完了すれば、その各入力及び出力リード線に接続され
ることによって回路内に配置されるまでの間だけ、金属
化ストリップ８は、残されたままであり、次いでこれを
横切ってかき取るか又は化学的にエッチングすることに
よって、破壊される。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明製法の原理を示すＳＡＷコンボ
ルバ・デバイスの概略図である。

【符号の説明】 １ 焦電性基板 ２ インターデイジタル形の入力変換器 ４ ホーン ５ すきま ６ 音波導波管 ７，８，９ 金属化ストリップ

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （イ）誘電体基板と、（ロ）この誘電体
   基板に重ねられ、デバイスの各素子を構成する金属化領
   域とを備えたデバイスを製造するデバイスの製法におい
   て、前記デバイスの機能には不必要であるが、互いに隣
   接する前記金属化領域間に損傷を与える電界の生ずるの
   を防ぐのに有効であり、接合箇所を除いては相互に絶縁
   された少くとも２つの前記金属化領域を接合する少くと
   も１つの抵抗リンクを形成することから成るデバイスの
   製法。
2. 【請求項２】 前記２つの金属化領域を互いに隣接させ
   る請求項１に記載のデバイスの製法。
3. 【請求項３】 前記各抵抗リンクとして金属化ストリッ
   プを使用する請求項２に記載のデバイスの製法。
4. 【請求項４】 前記各金属化ストリップを、前記２つの
   金属化領域と同時に形成する請求項３に記載のデバイス
   の製法。
5. 【請求項５】 前記デバイスの各素子、又は部分素子を
   構成する前記各金属化領域を、前記抵抗リンクにより相
   互に接続する請求項４に記載のデバイスの製法。
6. 【請求項６】 外部回路結線を、この結線により連絡さ
   れる前記各金属化領域間に形成した後、前記抵抗リンク
   を破断する請求項４に記載のデバイスの製法。
7. 【請求項７】 前記各抵抗リンクを、前記デバイスの各
   素子間に延びる実質的に一様な比較的高抵抗の材料被覆
   により構成する請求項３に記載のデバイスの製法。
8. 【請求項８】 高抵抗被覆として、前記各素子を形成す
   る金属化に先だって前記誘電体基板にほぼ一様に付着さ
   せた金属化被覆を使用する請求項７に記載のデバイスの
   製法。
9. 【請求項９】 高抵抗被覆として、前記各素子を形成す
   る金属化部分の接着を向上させる作用をする被覆を使用
   する請求項８に記載のデバイスの製法。
10. 【請求項１０】 前記誘電体基板を、パイロ電気基板と
    圧電気基板と、パイロ電気性かつ圧電気性の基板とから
    成る群から選ぶ請求項１〜９のいずれかに記載のデバイ
    スの製法。
11. 【請求項１１】 前記デバイスが、音波デバイスである
    請求項１０に記載のデバイスの製法。
12. 【請求項１２】 前記デバイスが、表面音波デバイスで
    ある請求項１に記載のデバイスの製法。
13. 【請求項１３】 前記デバイスが、（イ）１対の櫛形入
    力変換器と、（ロ）これ等の各変換器の出力を受け取り
    集束する１対のホーンと、（ハ）互いに対向する端部に
    前記各ホーンの出力を受け取る音響導波管とを構成する
    各素子を持つ、表面音波コンボルバであり、前記抵抗リ
    ンクを、少くとも前記各ホーンと、前記導波管との間に
    形成する請求項４に記載のデバイスの製法。
14. 【請求項１４】 又前記抵抗リンクを、前記各ホーンと
    その隣接する入力変換器との間及び前記各入力変換器の
    ２組の指状部片の間とに形成する請求項１３に記載のデ
    バイスの製法。
15. 【請求項１５】 （イ）誘電体基板と、（ロ）この誘電
    体基板に重ねられ、デバイスの各素子を構成する金属化
    領域とを備え、請求項１〜９のいずれかに記載のデバイ
    スの製法により製造されたデバイス。
16. 【請求項１６】 （イ）誘電体基板と、（ロ）この誘電
    体基板に重ねられ、デバイスの各素子を構成する金属化
    領域とを備え、請求項１０に記載のデバイスの製法によ
    り製造されたデバイス。
17. 【請求項１７】 請求項１０に記載のデバイスの製法に
    より製造された音波デバイス。
18. 【請求項１８】 請求項１１に記載のデバイスの製法に
    より製造された表面音波デバイス。
19. 【請求項１９】 請求項１３又は１４に記載のデバイス
    の製法により製造された表面音波コンボルバ。
20. 【請求項２０】 （イ）誘導体基板と、（ロ）この誘電
    体基板に重ねられ、デバイスの各素子を形成する金属化
    領域とを備えたデバイスを製造する、本文に詳述し添付
    図面に例示したデバイスの製法。
21. 【請求項２１】 （イ）誘電体基板と、（ロ）この誘電
    体基板に重ねられ、デバイスの各素子を形成する金属化
    領域とを備えた、本文に詳述し添付図面に例示したデバ
    イスの製法により製造されたデバイス。