JPH10145170A - Surface acoustic wave converter - Google Patents

Surface acoustic wave converter

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JPH10145170A
JPH10145170A JP30993196A JP30993196A JPH10145170A JP H10145170 A JPH10145170 A JP H10145170A JP 30993196 A JP30993196 A JP 30993196A JP 30993196 A JP30993196 A JP 30993196A JP H10145170 A JPH10145170 A JP H10145170A
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JP
Japan
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electrode
surface acoustic
acoustic wave
double
electrodes
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Pending
Application number
JP30993196A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuhiko Yamanouchi
和彦 山之内
Hidenori Gonda
英功 権田
Kenyuu Morozumi
賢友 両角
Seiichiro Takahashi
誠一郎 高橋
Toshiharu Kato
俊治 加藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Original Assignee
Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
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Publication date
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Priority to JP30993196A priority Critical patent/JPH10145170A/en
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  • Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide desired directivity for the distributed interdigital electrode of a double-electrode structure by setting the interdigital electrode to be double electrode structure, stacking the different kind of material on one electrode finger of the double electrodes and breaking the symmetry. SOLUTION: Large piezoelectric non-liner substrate materials Y-Z and LiNb O3 are set to be substrates, and the chirp-type interdigital electrodes 2a, 2b, 3a and 3b of λ/8 double-electrode structure and formed on the substrate by an Al film with a film thickness of 2000Å. Furthermore, Cr films 2c and 3c with the film thickness of 1500Å are stacked on the electrode fingers 2b and 3b, and a surface acoustic wave converter 10 is made. Thus, symmetry which a conventional double electrode structure chips electrode has is broken, and directivity can be given. When the electrode finger where the different type of metal such as the Cr film is stacked is changed, directivity is reversed. Thus, materials which are considered difficult to be obtained and which strongly excites with the chirp electrodes on the Y-Z and LiNb O3 substrates in the up direction can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明が属する技術分野】本発明は、正負電極の幅およ
び配置の周期が弾性表面波の伝搬方向に向かって徐々に
変化する分散型すだれ状電極を有する弾性表面波変換器
に関し、特に所望の方向性を持たせ得る弾性表面波変換
器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a surface acoustic wave converter having a dispersion type interdigital transducer in which the width and the arrangement period of positive and negative electrodes gradually change in the direction of propagation of surface acoustic waves. The present invention relates to a surface acoustic wave converter that can have directionality.

【0002】[0002]

【従来の技術】この種の弾性表面波変換器は例えば広帯
域の弾性表面波コンボルバや弾性表面波フィルタを構成
するために用いられる。
2. Description of the Related Art A surface acoustic wave converter of this type is used, for example, for constructing a wideband surface acoustic wave convolver or surface acoustic wave filter.

【0003】本発明者らは、先に、圧電性(圧電性薄膜
を含む)または電歪性の基板上に、弾性表面波を励振す
る第1および第2のすだれ状電極と、これらの弾性表面
波を検出してコンボリューション出力を電気信号として
取り出す出力電極とを備えた弾性表面波コンボルバにお
いて、前記第1および第2のすだれ状電極が所定の厚み
を有し、前記第1のすだれ状電極は前記出力電極に向か
って徐々に電極幅および周期が短くなる正負の電極を交
互に配置してなり、前記第2のすだれ状電極は前記出力
電極に向かって徐々に電極幅および周期が長くなる正負
の電極を交互に配置してなる弾性表面波コンボルバを提
案した(特開平4−331505号)。前記第1のすだ
れ状電極の構造はダウンチャープ型、第2のすだれ状電
極の構造はアップチャープ型と呼ばれる。
The present inventors have firstly provided first and second interdigital electrodes for exciting surface acoustic waves on a piezoelectric substrate (including a piezoelectric thin film) or an electrostrictive substrate. An output electrode for detecting a surface wave and extracting a convolution output as an electric signal, wherein the first and second interdigital electrodes have a predetermined thickness, and the first interdigital electrode has a predetermined thickness. The electrodes are formed by alternately arranging positive and negative electrodes whose electrode width and period gradually become shorter toward the output electrode, and wherein the second IDT electrode gradually increases in electrode width and period toward the output electrode. A surface acoustic wave convolver in which positive and negative electrodes are alternately arranged has been proposed (JP-A-4-331505). The structure of the first IDT is called a down-chirp type, and the structure of the second IDT is called an up-chirp type.

【0004】この弾性表面波コンボルバは、正負電極の
幅および配置の周期が弾性表面波の伝搬方向に向かって
徐々に変化する分散型(チャープ型)のすだれ状電極を
用いたため、以前の等周期型すだれ状電極を用いたもの
よりも特性を広帯域化することができる。
This surface acoustic wave convolver employs a distributed (chirp) interdigital transducer in which the width and the arrangement period of the positive and negative electrodes gradually change in the direction of propagation of the surface acoustic wave. The characteristics can be broadened more than those using the IDT electrodes.

【0005】すだれ状電極の構造として、シングル電極
構造とダブル電極構造が知られている。図15(a)は
シングル電極構造の平面図を、図15(b)はその断面
図を示す。また、図16(a)はダブル電極構造の平面
図を、図16(b)はその断面図を示す。図において、
1,2は励振電極(正電極と負電極)、3は基板であ
る。
A single electrode structure and a double electrode structure are known as the structure of an interdigital electrode. FIG. 15A is a plan view of a single electrode structure, and FIG. 15B is a cross-sectional view thereof. FIG. 16A is a plan view of a double electrode structure, and FIG. 16B is a sectional view thereof. In the figure,
Reference numerals 1 and 2 denote excitation electrodes (positive and negative electrodes), and reference numeral 3 denotes a substrate.

【0006】分散型のすだれ状電極は、ある種の圧電性
基板においてシングル電極構造では、弾性表面波を電極
周期が短くなる方向(ダウン方向)に強く励振する一方
向性を有していた。また、ダブル電極構造においては、
弾性表面波の励振の方向性は極めて弱く、実質的に両方
向性の特性を有していた。
In the case of a single-electrode structure in a certain type of piezoelectric substrate, the dispersed interdigital transducer has a unidirectional property of strongly exciting a surface acoustic wave in a direction in which the electrode period is shortened (down direction). In the double electrode structure,
The directionality of the surface acoustic wave excitation was extremely weak, and had substantially bidirectional characteristics.

【0007】したがって、前記第1のすだれ状電極はシ
ングル電極構造とすれば出力電極方向への一方向性を有
し出力電極方向への伝搬効率(励振効率)が高い。この
ような出力電極方向への一方向性を前記第2のすだれ状
電極に対しても与えることができれば弾性表面波コンボ
ルバの効率をさらに向上させることができる。しかし、
同一基板上に同一材料でチャープ方向が互いに反対のシ
ングル電極構造の電極を形成することはある種の基板で
は不可能であり、またそうでない場合でも工程が煩瑣で
あり、実現が困難であった。そこで、一般的には、前記
第2のすだれ状電極として両方向性のダブル電極構造の
ものを用いて、第1のすだれ状電極による効率向上だけ
に甘んじていた。
Therefore, if the first interdigital transducer has a single electrode structure, it has unidirectionality in the direction of the output electrode and has high propagation efficiency (excitation efficiency) in the direction of the output electrode. If such unidirectionality in the direction of the output electrode can be given to the second IDT, the efficiency of the surface acoustic wave convolver can be further improved. But,
It is impossible to form electrodes having a single electrode structure in which the chirp directions are opposite to each other with the same material on the same substrate with a certain type of substrate, and even if this is not the case, the steps are complicated and difficult to realize. . Therefore, in general, the second interdigital transducer having a bidirectional double electrode structure is used, and only the efficiency of the first interdigital transducer is improved.

【0008】一方、上記の特開平4−331505号に
も記載されているように、前記電極構造においてシング
ル電極構造では励振電極部分の特性音響インピーダンス
Zmとギャップ部分の特性音響インピーダンスZgとの
比Zm/Zgが1よりも小さい(Zm/Zg<1)場
合、電極周期が短くなる方向(ダウン方向)に弾性表面
波が強く励振し、Zm/Zgが1よりも大きい(Zm/
Zg<1)場合、電極周期が長くなる方向(アップ方
向)に弾性表面波が強く励振し、Zm/Zgが1と等し
い(Zm/Zg=1)場合、両方向性が得られることが
知られている。
On the other hand, as described in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-331505, the ratio Zm of the characteristic acoustic impedance Zm of the excitation electrode portion to the characteristic acoustic impedance Zg of the gap portion in the single electrode structure in the electrode structure. When / Zg is smaller than 1 (Zm / Zg <1), the surface acoustic wave strongly excites in a direction in which the electrode cycle becomes shorter (down direction), and Zm / Zg is larger than 1 (Zm / Zg / Zg / Zg).
It is known that when Zg <1), the surface acoustic wave is strongly excited in the direction in which the electrode period becomes longer (up direction), and when Zm / Zg is equal to 1 (Zm / Zg = 1), bidirectionality is obtained. ing.

【0009】例えば、基板材料にY−Z LiNbO3
およびY−X 128゜LiNbO3 を用いて、励振電
極材料にAlを用いた場合における、Alの膜厚と励振
電極部分の特性音響インピーダンスZmとギャップ部分
の特性音響インピーダンスZgとの比Zm/Zgとの関
係を図17に示す。このとき横軸におけるAlの膜厚
は、励振される弾性表面波の波長λによって規格化して
いる。Y−X 128゜LiNbO3 を基板材料用いた
場合では、Alの膜厚を変化させることによりZm/Z
gを1に対して大きくも小さくもできる。つまりY−X
128゜LiNbO3 を基板材料用いて、シングル電
極構造を有する広帯域分散型すだれ状電極弾性表面波変
換器を構成する場合、Alの膜厚を変化させることによ
り、弾性表面波を強く励振する方向を自由に変えること
ができる。一方、Y−Z LiNbO3 を用いた場合
は、Alの膜厚を変化させてもZm/Zgを1よりも大
きくすることはできない。つまり、Y−Z LiNbO
3 を基板材料用いてシングル電極構造を有する広帯域分
散型すだれ状電極弾性表面波変換器を構成する場合、A
lの膜厚を変化させても弾性表面波を強く励振する方向
を変えることはできず、常に電極周期が短くなる方向
(ダウン方向)のみに強く励振してしまう。
For example, YZ LiNbO 3 is used as a substrate material.
And using a Y-X 128 ° LiNbO 3, in the case of using the Al to the excitation electrode material, the ratio Zm / Zg with characteristic acoustic impedance Zg characteristic acoustic impedance Zm and the gap portion of the film thickness and the excitation electrode portion of the Al 17 is shown in FIG. At this time, the film thickness of Al on the horizontal axis is normalized by the wavelength λ of the surface acoustic wave to be excited. In the case where the Y-X 128 ° LiNbO 3 using a substrate material, Zm / Z by changing the thickness of the Al
g can be larger or smaller than 1. That is, YX
When a broadband dispersion type interdigital transducer having a single electrode structure is formed using 128 ° LiNbO 3 as a substrate material, the direction in which surface acoustic waves are strongly excited is changed by changing the thickness of Al. You can change it freely. On the other hand, when YZ LiNbO 3 is used, Zm / Zg cannot be made larger than 1 even if the film thickness of Al is changed. That is, YZ LiNbO
In the case where a substrate material is used to form a broadband distributed interdigital transducer having a single electrode structure,
Even if the film thickness of 1 is changed, the direction in which the surface acoustic wave is strongly excited cannot be changed, and the surface acoustic wave is always strongly excited only in the direction in which the electrode period becomes short (down direction).

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、任意の基板
において任意方向の一方向性、特に通常のチャープ方向
に由来する一方向性とは逆方向の一方向性を有する広帯
域分散型すだれ状電極弾性表面波変換器を提供すること
を目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is directed to a broadband dispersion type interdigital transducer having unidirectionality in an arbitrary direction on an arbitrary substrate, in particular, unidirectionality opposite to the unidirectionality derived from a normal chirp direction. An object is to provide an electrode surface acoustic wave converter.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明では、圧電性または電歪性の基板上に正負の
電極を交互に配置してなり、その電極の幅および配置の
周期が弾性表面波の伝搬方向に向かって徐々に変化する
分散型すだれ状電極を有する弾性表面波変換器におい
て、前記すだれ状電極がダブル電極構造を有し、かつす
べてのダブル電極の一方の電極指に異種物質がのってい
ることを特徴とする。
In order to achieve the above object, according to the present invention, positive and negative electrodes are alternately arranged on a piezoelectric or electrostrictive substrate, and the width of the electrodes and the period of the arrangement are provided. Has a distributed interdigital transducer that gradually changes in the direction of propagation of the surface acoustic wave, wherein the interdigital transducer has a double electrode structure, and one electrode finger of all the double electrodes. Is characterized by having a different substance on it.

【0012】[0012]

【作用】上記構成によれば、圧電性または電歪性の基板
の上に徐々に電極幅及び周期が短くなる正負の電極を交
互に配置して動作するダブル構造広帯域分散型すだれ状
電極において、ダブル電極の一方の電極に異種金属をの
せて、ダブル電極分散型すだれ状電極のもつ対称性を崩
すことにより、方向性をコントロールすることが可能と
なる。このことによって、従来、基板材料の特性によっ
ては出来なかった、同一基板上に方向性が逆のチャープ
型電極を形成することが可能となる。
According to the above construction, in a double-structure wide-band dispersion type interdigital transducer which operates by alternately arranging positive and negative electrodes whose electrode width and period gradually become smaller on a piezoelectric or electrostrictive substrate, By disposing a dissimilar metal on one of the double electrodes and breaking the symmetry of the double-electrode dispersed IDT, the directionality can be controlled. As a result, it becomes possible to form a chirped electrode having the opposite direction on the same substrate, which cannot be conventionally performed depending on the characteristics of the substrate material.

【0013】例えば、圧電的非線形性の大きい基板の中
で最も一般的な基板材料であるY−Z LiNbO3
用い、電極材料をアルミニウム膜で形成したダブル電極
構造の分散型すだれ状電極において、ダウン側の電極指
にクロム膜を積層した場合、アップ方向へ強く励振させ
ることができ、アップ側の電極指にクロム膜を積層した
場合、ダウン方向へ強く励振させることができる。この
ように、従来、Y−ZLiNbO3 を基板材料用いては
電極周期が長くなる方向(アップ方向)に強く励振する
ものが得られなかったものが、本発明では現実として得
られるようになる。
For example, in a dispersion type interdigital transducer having a double electrode structure using YZ LiNbO 3 , which is the most general substrate material among substrates having large piezoelectric nonlinearity, and using an aluminum film as an electrode material, When a chromium film is laminated on the down-side electrode finger, it can be excited strongly in the up direction, and when a chromium film is laminated on the up-side electrode finger, it can be strongly excited in the down direction. As described above, in the present invention, it has been impossible to obtain a material that strongly excites in the direction in which the electrode period becomes longer (up direction) by using Y-ZLiNbO 3 as a substrate material.

【0014】本発明の異種物質としては、クロム膜の
他、Al23 ,Ni,Ge等を用いることができる。
As the foreign substance of the present invention, Al 2 O 3 , Ni, Ge, etc. can be used in addition to the chromium film.

【0015】アルミニウム電極や異種物質は、半導体I
C等を製造する場合と同様のフォトリソグラフ技術(真
空蒸着、フォトエッチング、リフトオフ等)により成膜
することができる他、選択的に除去したい部分が金属で
ある場合には電気化学効果を用いた陽極酸化法を用いる
ことができ、選択的に金属を付着させたい場合はメッキ
法を用いることもできる。
The aluminum electrode and the foreign substance are made of a semiconductor I
A film can be formed by the same photolithographic technique (vacuum deposition, photoetching, lift-off, etc.) as in the case of manufacturing C and the like. In addition, when a portion to be selectively removed is a metal, an electrochemical effect is used. An anodizing method can be used, and a plating method can be used when a metal is to be selectively attached.

【0016】[0016]

【実施例】以下、図面を用いてこの発明の実施例を説明
する。実施例1 図1は本発明の一実施例に係る弾性表面波変換器の構成
を示す、(a)は平面図、(b)は断面図である。同図
の変換器10は、Y−Z LiNbO3 基板1上に、膜
厚2000ÅのAl膜でλ/8ダブル電極構造のチャー
プ型すだれ状電極2(2a,2b)および3(2a,2
b)を形成し、そのダブル電極の周期が短くなる側(ダ
ウン側)の電極指2bおよび3bの上に膜厚1500Å
のCr膜2c,3cを積層したものである。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Embodiment 1 FIGS. 1A and 1B show a configuration of a surface acoustic wave converter according to an embodiment of the present invention, wherein FIG. 1A is a plan view and FIG. The converter 10 shown in FIG. 1 has a chirped IDT 2 (2a, 2b) and 3 (2a, 2) having a λ / 8 double electrode structure made of an Al film having a thickness of 2000 ° on a YZ LiNbO 3 substrate 1.
b) is formed, and a film thickness of 1500 .ANG. is formed on the electrode fingers 2b and 3b on the side (down side) where the period of the double electrode is shortened.
Of Cr films 2c and 3c.

【0017】図2は方向性測定の概念図を示す。図2に
示すように、同一基板上に測定対象の弾性表面波変換器
20と、それを挟む両側に等周期型の弾性表面波変換器
21および31を形成し、変換器20の正負電極間に高
周波電圧を印加して弾性表面波を励振させ、それを変換
器21と22で受信し、変換器21と22それぞれの正
負電極間に発生する電圧を計測する。変換器20への入
力電圧に対する変換器21と22それぞれの出力電圧の
比(dB)を挿入損失とする。
FIG. 2 shows a conceptual diagram of the direction measurement. As shown in FIG. 2, a surface acoustic wave converter 20 to be measured is formed on the same substrate, and surface acoustic wave converters 21 and 31 of the same period type are formed on both sides sandwiching the same. , A high-frequency voltage is applied to the surface to excite the surface acoustic wave, which is received by the converters 21 and 22, and the voltage generated between the positive and negative electrodes of the converters 21 and 22 is measured. The ratio (dB) of the output voltage of each of the converters 21 and 22 to the input voltage to the converter 20 is defined as insertion loss.

【0018】図3は、図1の弾性表面波変換器におい
て、電極対数233対、中心周波数200MHz、帯域
40MHz、交差幅W=50μm(3λ)としたときの
挿入損失特性を示す。図1の変換器は、挿入損失特性
が、電極周期が長くなる方向(アップ方向)の方が、電
極周期が短くなる方向(ダウン方向)よりも小さく、ア
ップ方向に弾性表面波を強く励振する、アップ方向の一
方向性を有することが分かる。
FIG. 3 shows the insertion loss characteristics when the number of electrode pairs is 233, the center frequency is 200 MHz, the band is 40 MHz, and the cross width W is 50 μm (3λ) in the surface acoustic wave converter of FIG. In the converter of FIG. 1, the insertion loss characteristic is smaller in the direction in which the electrode period is longer (up direction) than in the direction in which the electrode period is shorter (down direction), and the surface acoustic wave is strongly excited in the up direction. It can be seen that the film has unidirectionality in the up direction.

【0019】比較例1 図4は、図1の弾性表面波変換器に対して図2の状態で
Cr膜を形成していないもの、すなわち図15に示す従
来のλ/8ダブル電極構造のチャープ型すだれ状電極を
有する弾性表面波変換器の挿入損失特性を示す。実質的
に両方向性を有することが分かる。
Comparative Example 1 FIG. 4 shows a case where the Cr film is not formed in the state of FIG. 2 with respect to the surface acoustic wave converter of FIG. 1, that is, the conventional chirp of the λ / 8 double electrode structure shown in FIG. 4 shows the insertion loss characteristics of a surface acoustic wave converter having a IDT. It turns out that it has substantially bidirectionality.

【0020】実施例2 図5は本発明の他の実施例に係る弾性表面波変換器の構
成を示す、(a)は平面図、(b)は断面図である。同
図の変換器は、図1のダブル電極2,3のアップ側の電
極指2aおよび3aの上に膜厚1500ÅのCr膜を積
層したものである。その挿入損失特性は、図6に示すよ
うに、ダウン方向の方が、アップ方向よりも小さく、ダ
ウン方向に一方向性を有することが分かる。
Embodiment 2 FIGS. 5A and 5B show the configuration of a surface acoustic wave converter according to another embodiment of the present invention. FIG. 5A is a plan view and FIG. The converter shown in the figure has a 1500 .ANG.-thick Cr film laminated on the upper electrode fingers 2a and 3a of the double electrodes 2 and 3 in FIG. As shown in FIG. 6, the insertion loss characteristic is smaller in the down direction than in the up direction, and has a unidirectionality in the down direction.

【0021】以上の実施例および比較例から分かるよう
に、図16に示す従来例に対し、図1に示すように、励
振ダブル電極2,3の一方の電極指2bおよび3bの上
に異種金属をのせることによって、従来のダブル電極構
造チャープ電極の持っている対称性を崩すこととなり、
方向性を持たせることが可能となる。また、図5のよう
に異種金属をのせる電極指を変えれば、方向性は逆転す
る。このことを考慮すると、従来得られないとされてい
た、Y−Z LiNbO3 基板上のチャープ電極でアッ
プ方向に強く励振するものが得られることとなる。上記
実施例1および2によれば、従来のダブル電極構造チャ
ープ電極が両方向性を持つことを利用して、ダブル電極
の片方に異種金属をのせることによってその対称性を崩
し方向性を持たせることが可能となった。
As can be seen from the above Examples and Comparative Examples, as shown in FIG. 1, a different kind of metal is placed on one of the electrode fingers 2b and 3b of the excitation double electrodes 2 and 3 as shown in FIG. To break the symmetry of the conventional double electrode structure chirp electrode,
It is possible to give directionality. If the electrode finger on which the dissimilar metal is placed is changed as shown in FIG. 5, the direction is reversed. In consideration of this, a chirp electrode on a YZ LiNbO 3 substrate that is strongly considered to be unable to be obtained in the past can be strongly excited in the up direction. According to the first and second embodiments, utilizing the fact that the conventional double-electrode-structured chirp electrode has bidirectionality, by disposing a dissimilar metal on one of the double electrodes, the symmetry is broken and the direction is given. It became possible.

【0022】作製例 図7に実施例1の構造を有する弾性表面波変換器の製造
工程の一例を示す。まず、基板1の表面全体にAlを2
000ÅさらにCrを1500Å蒸着し、フォトエッチ
ングの手法を用いて図7(a)に示すようなパターンを
作製する。次に、バスバー5,6に図示しない直流電源
の陰極をつなぎ、別に用意したPt板(図示せず)に陽
極をつなぎ、基板1およびPt板をCrのエッチング液
に着ける。電気化学効果により、電気的につながってい
ない電極指の上のCrがエッチングされる(図7
(b))。さらにレジストを塗り、浮き電極とバスバー
部分とをつなげるための窓を露光により開ける。窓を開
けた部分のCrをエッチングにより取り去る。さらにA
lを5000Å蒸着し、リフトオフ工程により、浮き電
極とバスバーとを接続させる(図7(c))。これによ
って図1のようにダウン側の電極指2b,3bにCr膜
2c,3cをのせたすだれ状電極を得ることが出来る。
Manufacturing Example FIG. 7 shows an example of a manufacturing process of a surface acoustic wave converter having the structure of the first embodiment. First, Al is applied to the entire surface of the substrate 1.
Then, Cr is deposited at 1500 ° and 1500 ° is deposited, and a pattern as shown in FIG. Next, a cathode of a DC power supply (not shown) is connected to the bus bars 5 and 6, an anode is connected to a separately prepared Pt plate (not shown), and the substrate 1 and the Pt plate are dipped in an etching solution of Cr. Due to the electrochemical effect, Cr on electrode fingers that are not electrically connected is etched (FIG. 7).
(B)). Further, a resist is applied, and a window for connecting the floating electrode and the bus bar portion is opened by exposure. Cr in the portion where the window is opened is removed by etching. Further A
Then, the floating electrode is connected to the bus bar by a lift-off process (FIG. 7C). As a result, as shown in FIG. 1, it is possible to obtain an interdigital electrode in which the Cr films 2c and 3c are placed on the down-side electrode fingers 2b and 3b.

【0023】逆に、図7(a)において、浮き電極の方
をCr残りにしたい場合、バスバー5,6に陽極を、P
t板に陰極をつなぎ、陽極酸化で用いられる電解液につ
ける。すると、陽極に接続されている電極のCrが溶け
て図7(b)とは逆のパターンを得ることが出来る。こ
の後、上記と同じような操作を繰り返すことにより図5
に示すように、図7(c)または図1の配置とは逆のア
ップ側電極指2a,3aにCr膜2d,3dをのせたす
だれ状電極を得ることが出来る。4-3 の電極配置とは逆
のものが得られる。
On the other hand, in FIG. 7A, when it is desired to leave the floating electrode with Cr remaining, the anodes are connected to the bus bars 5 and 6, and
The cathode is connected to the t-plate and immersed in the electrolyte used for anodic oxidation. Then, the Cr of the electrode connected to the anode melts, and a pattern opposite to that of FIG. 7B can be obtained. Thereafter, by repeating the same operation as described above, FIG.
As shown in FIG. 7, an interdigital electrode in which Cr films 2d and 3d are placed on up-side electrode fingers 2a and 3a opposite to the arrangement of FIG. 7C or FIG. 1 can be obtained. The reverse of the electrode arrangement of 4-3 is obtained.

【0024】上記のように、電気化学効果を用いれば、
精密な重ねあわせ露光をすることなく、所望のパターン
を得ることが出来る。また、1枚のマスクで若干のプロ
セスを変えることにより、パターンが逆のもの、つまり
方向性が逆転したものが得られることになる。
As described above, if the electrochemical effect is used,
A desired pattern can be obtained without precise overlay exposure. In addition, by slightly changing the process with one mask, a pattern having a reversed pattern, that is, a pattern having a reversed direction can be obtained.

【0025】実施例3および比較例2 チャープ型弾性表面波変換器を用いて、図8に示す構造
の弾性表面波コンボルバを作成した。図8の弾性表面波
コンボルバは、特開平4−331505号に開示された
弾性表面波コンボルバに対し、ダブル電極構造の変換器
として、図1の構成のλ/8ダブル電極構造のアップチ
ャープ型すだれ状電極を有するものを用いたものであ
る。シングル電極構造の変換器としては特開平4−33
1505号に開示されたものと同じ、図15に示すよう
なλ/4シングル電極構造のダウンチャープ型すだれ状
電極を有するものを用いた。電極対数、中心周波数、帯
域および交差幅は、ダブル電極構造の側の変換器と同
じ、233対、200MHz、40MHzおよび=50
μm(3λ)とし、各入出力ポートと電気回路とは充分
にマッチングさせた。また、出力電極の幅(伝搬方向へ
の長さ)は、出力電極内を弾性表面波が伝搬する時間で
4.9μSとした。
Example 3 and Comparative Example 2 A surface acoustic wave convolver having the structure shown in FIG. 8 was prepared using a chirp type surface acoustic wave converter. The surface acoustic wave convolver of FIG. 8 is different from the surface acoustic wave convolver disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-331505 as an up-chirp type blind having a λ / 8 double electrode structure of FIG. In this case, an electrode having a shape electrode is used. Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-33 discloses a converter having a single electrode structure.
As shown in FIG. 15, the one having a down-chirp type interdigital transducer having a λ / 4 single electrode structure as shown in FIG. 15 was used. The number of electrode pairs, center frequency, band and cross width are the same as the transducer on the double electrode structure side, 233 pairs, 200 MHz, 40 MHz and = 50
μm (3λ), and the input / output ports were sufficiently matched with the electric circuit. The width (length in the propagation direction) of the output electrode was 4.9 μS, which is the time required for the surface acoustic wave to propagate in the output electrode.

【0026】また、比較例2として図9に示すような、
特開平4−331505号に開示されたコンボルバ、す
なわち、図8のものに対し、ダブル電極構造の変換器を
図5に示す従来の両方向性変換器としたもの(図1のC
r膜を形成しないもの)を作成した。電極対数、中心周
波数、帯域および交差幅等は、図8のものと同じとし
た。
As Comparative Example 2, as shown in FIG.
The convolver disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-331505, that is, the one shown in FIG. 8 has a double electrode structure as a conventional bidirectional converter shown in FIG. 5 (C in FIG. 1).
r film is not formed). The number of electrode pairs, the center frequency, the band, the intersection width, and the like were the same as those in FIG.

【0027】図10および11は、それぞれ図8および
9のコンボルバの挿入損失特性を示す。また、図12は
両コンボルバのF値(コンボリューション効率)の周波
数特性を、図13および14は、それぞれ両コンボルバ
の出力波形を示す。図12に示すように図9の従来型コ
ンボルバでは、F値(破線)の最大値が−58.5dB
mであったのに対し、図8の本発明に係るAl/Cr二
重構造コンボルバでは、F値(実線)の最大値が−5
6.5dBmとなり、約2dB改善された。このF値−
56.5dBmは、エラスティック型コンボルバで現在
報告されている最高のものより高い値である。図13お
よび14の出力波形も、図8のものの方が図9の従来例
より明らかに振幅が大きいことを示している。
FIGS. 10 and 11 show the insertion loss characteristics of the convolvers of FIGS. 8 and 9, respectively. FIG. 12 shows the frequency characteristics of the F value (convolution efficiency) of both convolvers, and FIGS. 13 and 14 show the output waveforms of both convolvers. As shown in FIG. 12, in the conventional convolver of FIG. 9, the maximum value of the F value (broken line) is -58.5 dB.
In contrast, in the Al / Cr double-layer convolver according to the present invention shown in FIG. 8, the maximum value of the F value (solid line) is −5.
6.5 dBm, which is an improvement of about 2 dB. This F value-
56.5 dBm is higher than the highest currently reported for elastic convolvers. The output waveforms of FIGS. 13 and 14 also show that the amplitude of the waveform of FIG. 8 is clearly larger than that of the conventional example of FIG.

【0028】[0028]

【発明の適用範囲】なお、本発明の弾性表面波変換器
は、フィルタに適用することも可能である。従来のシン
グル電極構造の弾性表面波変換器は、その方向性が向か
い合うように配置し、一方を励振用、他方を受信用に用
いることにより、高効率のフィルタを構成することがで
きる。しかし、この構成のフィルタは周波数により遅延
時間が異なり、周波数によらず遅延時間が一定のものは
得られない。遅延時間を一定にしようとすると、励振の
方向性と受信用の方向性が逆方向となり、コンボルバに
ついて上述したように効率が悪いという問題がある。そ
のような場合も、本発明を適用すれば、フィルタの低損
失化を図ることができる。
The surface acoustic wave converter of the present invention can be applied to a filter. A conventional surface acoustic wave converter having a single electrode structure is arranged so that the directions thereof are opposed to each other, and one is used for excitation and the other is used for reception, whereby a high-efficiency filter can be formed. However, the delay time of the filter having this configuration differs depending on the frequency, and a filter having a constant delay time regardless of the frequency cannot be obtained. When trying to keep the delay time constant, the directionality of excitation and the directionality of reception become opposite, and there is a problem that the efficiency of the convolver is low as described above. Even in such a case, the present invention can reduce the loss of the filter.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
圧電性または電歪性の基板上に正負の電極を交互に配置
してなり、その電極の幅および配置の周期が弾性表面波
の伝搬方向に向かって徐々に変化する分散型すだれ状電
極を有する弾性表面波変換器において、前記すだれ状電
極がダブル電極構造を有し、かつすべてのダブル電極の
一方の電極指に異種物質がのせてその対称性を崩すこと
により、本来両方向性であるダブル電極構造の分散型す
だれ状電極に所望の方向性を持たせることが可能とな
る。これを弾性表面波コンボルバに応用することによっ
て、高効率化を図ることができる。また広帯域フィルタ
に応用することにより低損失化を図ることができる。
As described above, according to the present invention,
Positive and negative electrodes are alternately arranged on a piezoelectric or electrostrictive substrate, and have a distributed interdigital electrode in which the width and arrangement period of the electrodes gradually change in the direction of propagation of surface acoustic waves In the surface acoustic wave converter, the interdigital transducer has a double electrode structure, and a dissimilar substance is placed on one electrode finger of all the double electrodes to break its symmetry, so that the double electrode which is originally bidirectional is formed. It becomes possible to give a desired directionality to the dispersed IDT having the structure. By applying this to a surface acoustic wave convolver, higher efficiency can be achieved. Further, by applying to a broadband filter, it is possible to reduce the loss.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の一実施例に係る弾性表面波変換器の
平面図(a)および断面図(b)である。
FIG. 1 is a plan view (a) and a sectional view (b) of a surface acoustic wave converter according to one embodiment of the present invention.

【図2】 図1の変換器の挿入損失を測定するための方
向性特性デバイスの概念図である。
FIG. 2 is a conceptual diagram of a directional characteristic device for measuring the insertion loss of the converter of FIG.

【図3】 図1の変換器の挿入損失を示すグラフであ
る。
FIG. 3 is a graph showing the insertion loss of the converter of FIG.

【図4】 従来の変換器の挿入損失を示すグラフであ
る。
FIG. 4 is a graph showing insertion loss of a conventional converter.

【図5】 本発明の他の実施例に係る弾性表面波変換器
の平面図(a)および断面図(b)である。
FIG. 5 is a plan view (a) and a sectional view (b) of a surface acoustic wave converter according to another embodiment of the present invention.

【図6】 図5の変換器の挿入損失を示すグラフであ
る。
FIG. 6 is a graph showing the insertion loss of the converter of FIG.

【図7】 図1の変換器を製造する方法の一例を示す説
明図である。
FIG. 7 is an explanatory view showing an example of a method of manufacturing the converter of FIG.

【図8】 図1の変換器を用いた弾性表面波コンボルバ
の構成を示す平面図である。
FIG. 8 is a plan view showing a configuration of a surface acoustic wave convolver using the converter of FIG. 1;

【図9】 従来の弾性表面波コンボルバの構成を示す平
面図である。
FIG. 9 is a plan view showing a configuration of a conventional surface acoustic wave convolver.

【図10】 図8のコンボルバの挿入損失を示すグラフ
である。
FIG. 10 is a graph showing insertion loss of the convolver of FIG. 8;

【図11】 図9のコンボルバの挿入損失を示すグラフ
である。
FIG. 11 is a graph showing insertion loss of the convolver of FIG. 9;

【図12】 図8および図9のコンボルバのF値の周波
数特性を示すグラフである。
FIG. 12 is a graph showing a frequency characteristic of an F value of the convolver shown in FIGS. 8 and 9;

【図13】 図8のコンボルバの出力波形図である。FIG. 13 is an output waveform diagram of the convolver of FIG. 8;

【図14】 図9のコンボルバの出力波形図である。FIG. 14 is an output waveform diagram of the convolver of FIG. 9;

【図15】 従来のシングル電極構造のすだれ状電極を
有する弾性表面波変換器の平面図(a)および断面図
(b)である。
15A and 15B are a plan view (a) and a cross-sectional view (b) of a conventional surface acoustic wave converter having an interdigital transducer having a single electrode structure.

【図16】 従来のダブル電極構造のすだれ状電極を有
する弾性表面波変換器の平面図(a)および断面図
(b)である。
16A and 16B are a plan view (a) and a cross-sectional view (b) of a conventional surface acoustic wave converter having a double-electrode interdigital transducer.

【図17】 図15の変換器における励振電極の膜厚と
Zm/Zgの関係を示すグラフである。
FIG. 17 is a graph showing the relationship between the thickness of the excitation electrode and Zm / Zg in the converter of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:基板、2,3:すだれ状電極、2a,2b,3a,
3b:電極指、2c,2d,3c,3d:Cr膜、1
0,20:弾性表面波変換器。
1: substrate, 2, 3: interdigital electrode, 2a, 2b, 3a,
3b: electrode finger, 2c, 2d, 3c, 3d: Cr film, 1
0, 20: surface acoustic wave converter.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 誠一郎 宮城県仙台市太白区諏訪町5−5サンフラ ット27 201 (72)発明者 加藤 俊治 埼玉県上尾市中妻5−30−3オークヒルズ 202号 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor Seiichiro Takahashi 27 201 5-5 Sunflat, 5-5 Suwa-cho, Taishiro-ku, Sendai City, Miyagi Prefecture (72) Inventor Shunji Kato 5-30-3 Nakazuma, Ageo City, Saitama Prefecture Oak Hills Issue 202

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 圧電性または電歪性の基板上に正負の電
極を交互に配置してなり、その電極の幅および配置の周
期が弾性表面波の伝搬方向に向かって徐々に変化する分
散型すだれ状電極を有する弾性表面波変換器において、 前記すだれ状電極がダブル電極構造を有し、かつ各ダブ
ル電極を構成する電極指の一方に異種物質がのっている
ことを特徴とする弾性表面波変換器。
1. A distributed type in which positive and negative electrodes are alternately arranged on a piezoelectric or electrostrictive substrate, and the width and the arrangement period of the electrodes gradually change in the direction of propagation of the surface acoustic wave. A surface acoustic wave transducer having interdigital transducers, wherein the interdigital transducer has a double electrode structure, and a heterogeneous substance is placed on one of the electrode fingers constituting each double electrode. Wave converter.
【請求項2】 前記すだれ状電極は、アルミニウム膜か
らなり、前記異種物質としてクロム膜が積層されている
ことを特徴とする請求項1記載の弾性表面波変換器。
2. The surface acoustic wave converter according to claim 1, wherein the interdigital transducer is made of an aluminum film, and a chromium film is laminated as the dissimilar substance.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112653413A (en) * 2020-12-16 2021-04-13 武汉大学 System and method for adjusting effective electromechanical coupling coefficient of ultrahigh frequency bulk acoustic wave resonator

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