JPH09153757A - 弾性表面波装置 - Google Patents
弾性表面波装置Info
- Publication number
- JPH09153757A JPH09153757A JP31252695A JP31252695A JPH09153757A JP H09153757 A JPH09153757 A JP H09153757A JP 31252695 A JP31252695 A JP 31252695A JP 31252695 A JP31252695 A JP 31252695A JP H09153757 A JPH09153757 A JP H09153757A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- acoustic wave
- surface acoustic
- film thickness
- substrate
- interdigital electrode
- 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.)
- Pending
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- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 通過帯域外減衰量が大きく且つ挿入損失の小
さいきわめて良好なフィルタ特性を有する、タンタル酸
リチウム単結晶を基板材料とした弾性表面波装置を提供
すること。 【解決手段】 タンタル酸リチウム単結晶から成り、主
面が３３°乃至３９°回転Ｙカット面である基板３上
に、金属膜から成るインタディジタル電極４を形成した
弾性表面波装置であって、インタディジタル電極４の規
格化膜厚（Ｈ／λ）が0.103 ≦Ｈ／λ≦0.193 （ただ
し、λ：基板１に伝搬させる弾性表面波の波長、Ｈ：イ
ンタディジタル電極４を形成する金属膜の膜厚）を満足
することを特徴とする。
さいきわめて良好なフィルタ特性を有する、タンタル酸
リチウム単結晶を基板材料とした弾性表面波装置を提供
すること。 【解決手段】 タンタル酸リチウム単結晶から成り、主
面が３３°乃至３９°回転Ｙカット面である基板３上
に、金属膜から成るインタディジタル電極４を形成した
弾性表面波装置であって、インタディジタル電極４の規
格化膜厚（Ｈ／λ）が0.103 ≦Ｈ／λ≦0.193 （ただ
し、λ：基板１に伝搬させる弾性表面波の波長、Ｈ：イ
ンタディジタル電極４を形成する金属膜の膜厚）を満足
することを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、タンタル酸リチウ
ム単結晶を基板材料とした弾性表面波（ＳＡＷ）フィル
タ等の弾性表面波装置に関する。
ム単結晶を基板材料とした弾性表面波（ＳＡＷ）フィル
タ等の弾性表面波装置に関する。
【０００２】
【従来の技術とその課題】現在、タンタル酸リチウム
（ＬｉＴａＯ3 ）単結晶は、一般に圧電材料の性能評価
として用いられる電気機械結合係数が大きい材料として
大変注目されており、例えば、弾性表面波装置、バルク
波デバイス等の各種圧電デバイスに用いられる材料とし
て有望視されている。
（ＬｉＴａＯ3 ）単結晶は、一般に圧電材料の性能評価
として用いられる電気機械結合係数が大きい材料として
大変注目されており、例えば、弾性表面波装置、バルク
波デバイス等の各種圧電デバイスに用いられる材料とし
て有望視されている。
【０００３】また、インタディジタル（以下、ＩＤＴと
略記）電極材料としてはアルミニウム（Ａｌ）またはア
ルミニウムを主体とする合金（例えば、アルミニウム−
銅（Ａｌ−Ｃｕ）合金等）が用いられているが、弾性表
面波装置の基本特性は、ＩＤＴ電極の膜厚によって変化
するため、最適膜厚を探索する必要があり、この方面の
研究が盛んに行われている。
略記）電極材料としてはアルミニウム（Ａｌ）またはア
ルミニウムを主体とする合金（例えば、アルミニウム−
銅（Ａｌ−Ｃｕ）合金等）が用いられているが、弾性表
面波装置の基本特性は、ＩＤＴ電極の膜厚によって変化
するため、最適膜厚を探索する必要があり、この方面の
研究が盛んに行われている。
【０００４】従来の報告によれば、例えば３６°Ｙカッ
トＸ伝搬のタンタル酸リチウム単結晶を基板として用
い、アルミニウムをＩＤＴ電極材料として用いた場合、
ＩＤＴ電極の膜厚の伝搬させる弾性表面波の波長に対す
る規格化膜厚Ｈ／λを０．１以下にすることが最適であ
るとされている（例えば、特開平６−１８８６７３号公
報等を参照）。
トＸ伝搬のタンタル酸リチウム単結晶を基板として用
い、アルミニウムをＩＤＴ電極材料として用いた場合、
ＩＤＴ電極の膜厚の伝搬させる弾性表面波の波長に対す
る規格化膜厚Ｈ／λを０．１以下にすることが最適であ
るとされている（例えば、特開平６−１８８６７３号公
報等を参照）。
【０００５】しかしながら、例えばセルラー電話、ＰＨ
Ｓ（Personal Handy-phone System）等の移動体通信用
電話に使用されるフロントエンドＳＡＷフィルタ（アナ
ログ：９００ＭＨz 帯，デジタル：１５ＧＨz 帯）を構
成するには、例えばＡＭＰＳ（Advanced Mobile Phone
Service)方式であれば、２０ｄＢ以上の大きな帯域外減
衰量が最低でも必要とされるにもかかわらず、特性的に
優れたタンタル酸リチウム単結晶を基板材料に適用しよ
うとしても、上述のような帯域外減衰量を備え、しかも
挿入損失が小さいものはなかった。
Ｓ（Personal Handy-phone System）等の移動体通信用
電話に使用されるフロントエンドＳＡＷフィルタ（アナ
ログ：９００ＭＨz 帯，デジタル：１５ＧＨz 帯）を構
成するには、例えばＡＭＰＳ（Advanced Mobile Phone
Service)方式であれば、２０ｄＢ以上の大きな帯域外減
衰量が最低でも必要とされるにもかかわらず、特性的に
優れたタンタル酸リチウム単結晶を基板材料に適用しよ
うとしても、上述のような帯域外減衰量を備え、しかも
挿入損失が小さいものはなかった。
【０００６】例えば、図３に示すように、従来の数値範
囲の規格化膜厚Ｈ／λ＝０．７６において帯域外減衰量
は高々１１．３ｄＢ程度であった。これは、現在のとこ
ろタンタル酸リチウム単結晶を弾性表面波装置の基板と
して用いた場合において、最適な電極の規格化膜厚の条
件が確立されていないといえるのである。
囲の規格化膜厚Ｈ／λ＝０．７６において帯域外減衰量
は高々１１．３ｄＢ程度であった。これは、現在のとこ
ろタンタル酸リチウム単結晶を弾性表面波装置の基板と
して用いた場合において、最適な電極の規格化膜厚の条
件が確立されていないといえるのである。
【０００７】そこで、上述したような問題点に鑑み、通
過帯域外減衰量が大きく且つ挿入損失の小さいきわめて
良好なフィルタ特性を有する、タンタル酸リチウム単結
晶を基板材料とした弾性表面波装置を提供することを本
発明の目的とする。
過帯域外減衰量が大きく且つ挿入損失の小さいきわめて
良好なフィルタ特性を有する、タンタル酸リチウム単結
晶を基板材料とした弾性表面波装置を提供することを本
発明の目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成させるた
めに、本発明の弾性表面波装置は、タンタル酸リチウム
単結晶から成り、主面が３３°乃至３９°回転Ｙカット
面である基板上に、金属膜から成るインタディジタル電
極を形成した弾性表面波装置であって、インタディジタ
ル電極の規格化膜厚（Ｈ／λ）が0.103 ≦Ｈ／λ≦0.19
3 （ただし、λ：基板に伝搬させる弾性表面波の波長、
Ｈ：インタディジタル電極を形成する金属膜の膜厚）を
満足することを特徴とする。
めに、本発明の弾性表面波装置は、タンタル酸リチウム
単結晶から成り、主面が３３°乃至３９°回転Ｙカット
面である基板上に、金属膜から成るインタディジタル電
極を形成した弾性表面波装置であって、インタディジタ
ル電極の規格化膜厚（Ｈ／λ）が0.103 ≦Ｈ／λ≦0.19
3 （ただし、λ：基板に伝搬させる弾性表面波の波長、
Ｈ：インタディジタル電極を形成する金属膜の膜厚）を
満足することを特徴とする。
【０００９】ここで、特に金属膜としてアルミニウムも
しくはアルミニウムを主体とする合金とする。
しくはアルミニウムを主体とする合金とする。
【００１０】
【作用】上記構成の弾性表面波装置によれば、ＩＤＴ電
極の弾性表面波の波長に対する規格化膜厚（Ｈ／λ）が
最適であるので、通過帯域外減衰量が２０ｄＢ以上に増
加させることができ、しかも挿入損失も３ｄＢ以下に抑
えることができる。
極の弾性表面波の波長に対する規格化膜厚（Ｈ／λ）が
最適であるので、通過帯域外減衰量が２０ｄＢ以上に増
加させることができ、しかも挿入損失も３ｄＢ以下に抑
えることができる。
【００１１】これは特に、バランス型フィルタ（ＳＡＷ
ラダー型フィルタ）において好適に実現される。
ラダー型フィルタ）において好適に実現される。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る一実施例を図
面に基づき詳細に説明する。図１に示すように、本実施
例の弾性表面波装置Ｓは、直列接続された複数の弾性表
面波共振器１と並列接続された複数の弾性表面波共振器
２から構成され、いわゆるバランス型フィルタと呼ばれ
るものである。すなわち、複数の直列接続された弾性表
面波共振器１でもってローパスフィルタを構成し、並列
接続された弾性表面波共振器２でもってハイパスフィル
タを構成して所望の特性を得るものである。
面に基づき詳細に説明する。図１に示すように、本実施
例の弾性表面波装置Ｓは、直列接続された複数の弾性表
面波共振器１と並列接続された複数の弾性表面波共振器
２から構成され、いわゆるバランス型フィルタと呼ばれ
るものである。すなわち、複数の直列接続された弾性表
面波共振器１でもってローパスフィルタを構成し、並列
接続された弾性表面波共振器２でもってハイパスフィル
タを構成して所望の特性を得るものである。
【００１３】ここで、図２に示すように、弾性表面波共
振器１及び２は、それぞれタンタル酸リチウム単結晶の
基板３上にＩＤＴ電極４を配置するとともに、ＩＤＴ電
極４の両端に反射器５をそれぞれ配置して、波長λの弾
性表面波をＸ方向に伝搬させるように形成する。
振器１及び２は、それぞれタンタル酸リチウム単結晶の
基板３上にＩＤＴ電極４を配置するとともに、ＩＤＴ電
極４の両端に反射器５をそれぞれ配置して、波長λの弾
性表面波をＸ方向に伝搬させるように形成する。
【００１４】この実施例では、基板材料として３６°回
転Ｙカットのタンタル酸リチウム単結晶を使用した。ま
た、ＩＤＴ電極４及び反射器５として、アルミニウムか
ら成る金属膜を使用した。また、弾性表面波共振器１の
ＩＤＴ電極４の対数Ｎを５０，交差幅Ｗを３０（λ）、
弾性表面波共振器２のＩＤＴ対数Ｎを７４，交差幅Ｗを
４０（λ）とした。
転Ｙカットのタンタル酸リチウム単結晶を使用した。ま
た、ＩＤＴ電極４及び反射器５として、アルミニウムか
ら成る金属膜を使用した。また、弾性表面波共振器１の
ＩＤＴ電極４の対数Ｎを５０，交差幅Ｗを３０（λ）、
弾性表面波共振器２のＩＤＴ対数Ｎを７４，交差幅Ｗを
４０（λ）とした。
【００１５】次に、ＩＤＴ電極４及び反射器５の規格化
膜厚Ｈ／λを０．０７〜０．２５の条件で弾性表面波装
装置Ｓの作製及び評価を行った結果について説明する。
膜厚Ｈ／λを０．０７〜０．２５の条件で弾性表面波装
装置Ｓの作製及び評価を行った結果について説明する。
【００１６】図３に示すように、規格化膜厚Ｈ／λの増
加（図示では０．０７６〜０．１２）に伴い、通過帯域
より高周波側近傍に見られるリップルは小さくなり、帯
域外減衰量も改善されていることが判明した。
加（図示では０．０７６〜０．１２）に伴い、通過帯域
より高周波側近傍に見られるリップルは小さくなり、帯
域外減衰量も改善されていることが判明した。
【００１７】また、例えばＡＭＰＳ方式であれば、２０
ｄＢ以上の大きな帯域外減衰量が最低でも必要とされる
が、図４に示すように、規格化膜厚Ｈ／λが０．１０３
以上であれば、帯域外減衰量は２０ｄＢ以上を満足する
ことが判明した。さらに、規格化膜厚Ｈ／λの増加に伴
い、通過帯域の挿入損失が次第に大きくなっていくこと
も判明した。
ｄＢ以上の大きな帯域外減衰量が最低でも必要とされる
が、図４に示すように、規格化膜厚Ｈ／λが０．１０３
以上であれば、帯域外減衰量は２０ｄＢ以上を満足する
ことが判明した。さらに、規格化膜厚Ｈ／λの増加に伴
い、通過帯域の挿入損失が次第に大きくなっていくこと
も判明した。
【００１８】また、一般に挿入損失は３ｄＢ以下が要求
される。図５に示すように規格化膜厚Ｈ／λが０．１９
３以下であれば挿入損失は３ｄＢ以下を満足することが
判明した。
される。図５に示すように規格化膜厚Ｈ／λが０．１９
３以下であれば挿入損失は３ｄＢ以下を満足することが
判明した。
【００１９】したがって、より最適な弾性表面波装置を
作製するには、下記式（１）を満足するとよいことが判
った。
作製するには、下記式（１）を満足するとよいことが判
った。
【００２０】 ０．１０３≦Ｈ／λ≦０．１９３ ・・・ （１） また、直列接続された弾性表面波共振器の数、及び並列
接続された弾性表面波共振器の数は共に３以下が望まし
い。さらに、基板１のカット角は３６°±３°回転Ｙカ
ットであれば、上記式（１）を満足する場合は、挿入損
失が３ｄＢ以下で且つリップルが無いことが判明した。
接続された弾性表面波共振器の数は共に３以下が望まし
い。さらに、基板１のカット角は３６°±３°回転Ｙカ
ットであれば、上記式（１）を満足する場合は、挿入損
失が３ｄＢ以下で且つリップルが無いことが判明した。
【００２１】なお、本発明の弾性表面波装置ＳのＩＤＴ
電極、反射器として使用される材料はアルミニウムもし
くはこれを主成分とする合金（例えば、アルミニウム−
銅合金やアルミニウム−チタン合金等）が好適である
が、これら材料に限定されるものではない。
電極、反射器として使用される材料はアルミニウムもし
くはこれを主成分とする合金（例えば、アルミニウム−
銅合金やアルミニウム−チタン合金等）が好適である
が、これら材料に限定されるものではない。
【００２２】また、帯域外減衰量が大きく、且つ挿入損
失を小さくするには、弾性表面波共振器１のＩＤＴ対数
Ｎ＝５０，交差幅Ｗ＝３０（λ）、弾性表面波共振器２
のＩＤＴ対数Ｎ＝７４，交差幅Ｗ＝４０（λ）とするの
が望ましいが、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で適宜
変更し実施が可能である。
失を小さくするには、弾性表面波共振器１のＩＤＴ対数
Ｎ＝５０，交差幅Ｗ＝３０（λ）、弾性表面波共振器２
のＩＤＴ対数Ｎ＝７４，交差幅Ｗ＝４０（λ）とするの
が望ましいが、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で適宜
変更し実施が可能である。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ＩＤＴ電極の弾性表面波の波長に対する規格化膜厚を所
定の範囲内で選択して作製することにより、帯域外減衰
量を２０ｄＢ以下に、挿入損失を３ｄＢ以下に抑えるこ
とが可能な、特性の非常に優れた弾性表面波装置を提供
することができる。
ＩＤＴ電極の弾性表面波の波長に対する規格化膜厚を所
定の範囲内で選択して作製することにより、帯域外減衰
量を２０ｄＢ以下に、挿入損失を３ｄＢ以下に抑えるこ
とが可能な、特性の非常に優れた弾性表面波装置を提供
することができる。
【図１】本発明に係る一実施例の弾性表面波装置を示す
平面図。
平面図。
【図２】（ａ）は本発明に係る弾性表面波装置を構成す
る弾性表面波共振器を示す平面図、（ｂ）はＩＩ−ＩＩ
線断面図。
る弾性表面波共振器を示す平面図、（ｂ）はＩＩ−ＩＩ
線断面図。
【図３】ＩＤＴ電極及び反射器の規格化膜厚Ｈ／λによ
る弾性表面波装置の周波数特性の変化を示すグラフ。
る弾性表面波装置の周波数特性の変化を示すグラフ。
【図４】ＩＤＴ電極及び反射器の規格化膜厚Ｈ／λと弾
性表面波装置の帯域外減衰量の関係を示すグラフ。
性表面波装置の帯域外減衰量の関係を示すグラフ。
【図５】ＩＤＴ電極及び反射器の規格化膜厚Ｈ／λと弾
性表面波装置の挿入損失の関係を示すグラフ。
性表面波装置の挿入損失の関係を示すグラフ。
１ ・・・ 弾性表面波共振器（直列用） ２ ・・・ 弾性表面波共振器（並列用） ３ ・・・ 基板 ４ ・・・ ＩＤＴ電極 ５ ・・・ 反射器 Ｓ ・・・ 弾性表面波装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加賀井 恵美 京都府相楽郡精華町光台３丁目５番地 京 セラ株式会社中央研究所内 (72)発明者 勝田 洋彦 京都府相楽郡精華町光台３丁目５番地 京 セラ株式会社中央研究所内
Claims (1)
- 【請求項１】 タンタル酸リチウム単結晶から成り、主
面が３３°乃至３９°回転Ｙカット面である基板上に、
金属膜から成るインタディジタル電極を形成した弾性表
面波装置であって、前記インタディジタル電極の規格化
膜厚（Ｈ／λ）が下記式（１）を満足することを特徴と
する弾性表面波装置。 0.103 ≦Ｈ／λ≦0.193 ・・・ （１） （ただし、λ：基板に伝搬させる弾性表面波の波長Ｈ：
インタディジタル電極を形成する金属膜の膜厚）
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31252695A JPH09153757A (ja) | 1995-11-30 | 1995-11-30 | 弾性表面波装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31252695A JPH09153757A (ja) | 1995-11-30 | 1995-11-30 | 弾性表面波装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09153757A true JPH09153757A (ja) | 1997-06-10 |
Family
ID=18030293
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31252695A Pending JPH09153757A (ja) | 1995-11-30 | 1995-11-30 | 弾性表面波装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09153757A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6366002B1 (en) * | 1999-09-02 | 2002-04-02 | Murata Manufacturing Co., Ltd | Surface acoustic wave device and communication device |
| JP2011087079A (ja) * | 2009-10-14 | 2011-04-28 | Ngk Insulators Ltd | 弾性表面波素子 |
-
1995
- 1995-11-30 JP JP31252695A patent/JPH09153757A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6366002B1 (en) * | 1999-09-02 | 2002-04-02 | Murata Manufacturing Co., Ltd | Surface acoustic wave device and communication device |
| USRE39975E1 (en) * | 1999-09-02 | 2008-01-01 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Surface acoustic wave device and communication device |
| JP2011087079A (ja) * | 2009-10-14 | 2011-04-28 | Ngk Insulators Ltd | 弾性表面波素子 |
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