JPH10284983A - Surface acoustic wave device - Google Patents

Surface acoustic wave device

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JPH10284983A
JPH10284983A JP9361797A JP9361797A JPH10284983A JP H10284983 A JPH10284983 A JP H10284983A JP 9361797 A JP9361797 A JP 9361797A JP 9361797 A JP9361797 A JP 9361797A JP H10284983 A JPH10284983 A JP H10284983A
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憲司 井上
Katsuo Sato
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a small-sized surface wave device with a pass band by providing an interdigital electrode on a substrage surface, constituting a substrate of LTG single crystal and selecting a segment angle from LTG crystal and the surface acoustic wave propagating direction of the substrate. SOLUTION: The surface acoustic wave device is provided with a pair of interdigital electrodes 2 on a substrate 1 surface. LTG single crystal is used for the substrate 1. LTG signal crystal is a crystal type which belongs to a dot group 32. When the segment angle and the surface acoustic wave propagating direction in the surface acoustic wave device are expressed, patterning is executed by combinating ≃=-5 to 5 deg., 5-15 deg., 15-25 deg. and 25-35 deg. (35 deg. is not included) with the ranges of θ and ψ so as to permit the surface acoustic wave propagating direction to be a prescribed direction. The device is generally suitable for a filter in a band where the frequency is 10-500 MHz, especially 10-300 MHz and also SAW speed is large so that it is useful for the minituarization of a surface acoustic wave delay element.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、単結晶基板上に交
差指状電極を有する弾性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 having interdigital electrodes on a single crystal substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、携帯電話機を始めとした移動体通
信端末機が急速に普及してきている。この端末機は、持
ち運びの利便さから、特に小型軽量であることが望まれ
ている。端末機の小型軽量化を達成するには、そこに使
われる電子部品も小型軽量であることが必須であり、こ
のため、端末機の高周波部や中間周波部には、小型軽量
化に有利な弾性表面波装置、すなわち弾性表面波フィル
タが多用されている。弾性表面波装置は、圧電基板表面
に、弾性表面波を励振、受信、反射、伝搬するための交
差指状電極を形成したものである。
2. Description of the Related Art In recent years, mobile communication terminals such as mobile phones have rapidly become widespread. It is desired that the terminal be particularly small and lightweight because of its portability. In order to reduce the size and weight of the terminal, it is essential that the electronic components used in the terminal are also small and lightweight. A surface acoustic wave device, that is, a surface acoustic wave filter is frequently used. The surface acoustic wave device has a structure in which interdigital electrodes for exciting, receiving, reflecting, and propagating surface acoustic waves are formed on the surface of a piezoelectric substrate.

【0003】弾性表面波装置に使われる圧電基板に重要
な特性として、弾性表面波の表面波速度(SAW速
度)、電気機械結合係数(k2)があげられる。従来か
ら知られている代表的な弾性表面波装置用基板の特性を
図4に示す。これらの特性は、清水康敬著「弾性表面波
材料の伝搬特性と利用の現状」電子情報通信学会論文誌
A、Vol.J76−A、No.2、pp.129−1
37(1993年)に詳しく示されている。以後、各種
弾性表面波装置用圧電基板を、図4中の記号で区別する
こととする。
[0003] Important characteristics of a piezoelectric substrate used in a surface acoustic wave device include a surface acoustic wave velocity (SAW velocity) and an electromechanical coupling coefficient (k2). FIG. 4 shows the characteristics of a conventionally known representative substrate for a surface acoustic wave device. These characteristics are described in Yasutaka Shimizu, "Propagation Characteristics of Surface Acoustic Wave Materials and Present Situation of Utilization," IEICE Transactions A, Vol. J76-A, No. 2, pp. 129-1
37 (1993). Hereinafter, the piezoelectric substrates for various surface acoustic wave devices are distinguished by the symbols in FIG.

【0004】この図4からわかるように、64LN、3
6LTは4000m/s 以上のSAW速度を有しており、
端末機の高周波部のフィルタを構成するのに適してい
る。この理由を説明すると、以下の通りである。携帯電
話に代表される移動体通信は、世界各国で各種のシステ
ムが実用化されているが、いずれのシステムでも1GHz
前後の周波数が使用されている。したがって、端末機高
周波部で使用されるフィルタは、中心周波数が1GHz 前
後となる。弾性表面波フィルタの場合、その中心周波数
は、使用する圧電基板のSAW速度にほぼ比例し、基板
上に形成する電極指の幅にほぼ反比例する。そこで、高
周波化のためには、SAW速度の大きな基板、例えば6
4LN、36LTが好ましい。また、この高周波部のフ
ィルタには、通過帯域幅が20MHz 以上である広帯域の
ものが要求されるが、広帯域化を実現するためには圧電
基板の電気機械結合係数k2 が大きいことが必須であ
り、このためにも、64LN、36LTが多用されてい
る。
[0004] As can be seen from FIG.
6LT has a SAW speed of more than 4000m / s,
It is suitable for constructing a filter for a high-frequency part of a terminal. The reason will be described below. For mobile communication represented by mobile phones, various systems have been put into practical use in various countries around the world, and any system has a frequency of 1 GHz.
Front and rear frequencies are used. Therefore, the center frequency of the filter used in the terminal high frequency unit is about 1 GHz. In the case of a surface acoustic wave filter, the center frequency is substantially proportional to the SAW speed of the piezoelectric substrate used, and substantially inversely proportional to the width of the electrode finger formed on the substrate. Therefore, in order to increase the frequency, a substrate having a high SAW speed, for example, 6
4LN and 36LT are preferred. The high-frequency filter is required to have a wide band having a pass bandwidth of 20 MHz or more. In order to achieve a wide band, the electromechanical coupling coefficient k2 of the piezoelectric substrate must be large. For this purpose, 64LN and 36LT are frequently used.

【0005】一方、移動体端末機の中間周波数として
は、70〜300MHz の周波数帯が使用されている。こ
の周波数帯を中心周波数とするフィルタを弾性表面波を
用いて構成する場合、圧電基板として前記64LN、3
6LTを使用すると、基板上に形成する電極指の幅を、
前記高周波部に使用されるフィルタに比べて非常に大き
くする必要がある。
On the other hand, as an intermediate frequency of a mobile terminal, a frequency band of 70 to 300 MHz is used. When a filter having this frequency band as a center frequency is configured using a surface acoustic wave, the 64LN, 3
When 6LT is used, the width of the electrode finger formed on the substrate is
The filter needs to be much larger than the filter used in the high frequency section.

【0006】具体的な数値を概算して上記のことを説明
する。弾性表面波フィルタを構成する弾性表面波変換器
の電極指幅dと、弾性表面波フィルタの中心周波数f0
と、使用する圧電基板のSAW速度Vとの間には、おお
むね、 f0 =V/(4d) ・・・(1) が成立する。SAW速度を4000m/s として、中心周
波数1GHz の弾性表面波フィルタを構成する場合、その
電極指幅は上記(1)式より d=4000(m/s )/(4×1000(MHz ))=1
μm となる。一方、このSAW速度4000m/s の圧電基板
を用いて、中心周波数100MHz の中間周波フィルタを
構成する場合、これに必要な電極指幅は、 d=4000(m/s )/(4×100(MHz ))=10
μm となり、高周波部のフィルタに比べて、必要な電極指幅
が10倍も大きくなってしまう。電極指幅が大きくなる
ということは、弾性表面波装置そのものも大きくなって
しまうことを意味する。そこで、弾性表面波中間周波フ
ィルタを小型なものとするには、上記(1)式から明ら
かなようにSAW速度Vの小さな圧電基板を使う必要が
ある。
The above will be described by estimating specific numerical values. The electrode finger width d of the surface acoustic wave converter constituting the surface acoustic wave filter and the center frequency f0 of the surface acoustic wave filter
F0 = V / (4d) (1) is approximately satisfied between the above and the SAW speed V of the piezoelectric substrate to be used. When a SAW speed is 4000 m / s and a surface acoustic wave filter having a center frequency of 1 GHz is constructed, the electrode finger width is obtained from the above equation (1) by d = 4000 (m / s) / (4 × 1000 (MHz)) = 1
μm. On the other hand, when an intermediate frequency filter having a center frequency of 100 MHz is formed using a piezoelectric substrate having a SAW speed of 4000 m / s, the electrode finger width required for this is d = 4000 (m / s) / (4 × 100 ( MHz)) = 10
μm, and the required electrode finger width is ten times as large as that of the filter in the high frequency part. Increasing the electrode finger width means that the surface acoustic wave device itself also increases. Therefore, in order to reduce the size of the surface acoustic wave intermediate frequency filter, it is necessary to use a piezoelectric substrate having a small SAW speed V as apparent from the above equation (1).

【0007】SAW速度が比較的小さい圧電基板とし
て、上記図4に示すST水晶が知られている。圧電基板
の実効的なSAW速度は、基板上に形成する電極指構造
の影響をうけるので、単純な言明はできないが、ST水
晶の場合、そのSAW速度は3130〜3155m/s で
あることが知られている。この値は64LN、36LT
のものの約3/4であり、小型化のために有利である。
An ST crystal shown in FIG. 4 is known as a piezoelectric substrate having a relatively low SAW speed. Since the effective SAW speed of the piezoelectric substrate is affected by the electrode finger structure formed on the substrate, a simple statement cannot be made. However, in the case of ST quartz, it is known that the SAW speed is 3130 to 3155 m / s. Have been. This value is 64LN, 36LT
About / of that of the above, which is advantageous for miniaturization.

【0008】前記の理由により、従来、移動体通信用端
末機の中間周波用弾性表面波フィルタは、殆どST水晶
圧電基板により構成されていた。前記図4から明らかな
ように、ST水晶基板の電気機械結合係数k2 は0.1
7%であり、各種圧電基板の中でも特に小さい。k2 が
小さいということは、非常に通過帯域の狭いフィルタし
か構成できないということを意味する。
For the above-mentioned reason, the surface acoustic wave filter for the intermediate frequency of the mobile communication terminal has heretofore mostly been constituted by the ST quartz piezoelectric substrate. As is clear from FIG. 4, the electromechanical coupling coefficient k2 of the ST quartz substrate is 0.1
7%, which is particularly small among various piezoelectric substrates. The fact that k2 is small means that only a filter having a very narrow passband can be constructed.

【0009】これまでの移動体通信、すなわち携帯電話
のシステムとしては、アナログ方式が主として採用され
ており、そのチャンネル幅は国内のNTT仕様では1
2.5kHz 、米国のAMPS仕様では30kHz 、欧州の
TACS仕様では25kHz と非常に狭帯域であったの
で、前記ST水晶基板の電気機械結合係数k2 が小さい
ということは問題とならなかった。しかしながら、近
年、周波数資源の有効利用、デジタルデータ通信との適
合性等の点から、デジタル移動体通信システムが開発、
実用化され急速に普及してきている。このデジタルシス
テムのチャンネル幅は、例えば欧州の携帯電話GSM方
式では200kHz 、コードレス電話DECT方式では
1.7MHz と、非常に広帯域となっている。このような
広帯域の中間周波フィルタを弾性表面波フィルタで構成
する場合、ST水晶基板では、その実現が困難となって
いる。
[0009] Analog systems have been mainly used as mobile communication systems, that is, portable telephone systems, and their channel width is 1 in the domestic NTT specification.
Since the band was very narrow, 2.5 kHz, 30 kHz in the AMPS specification in the United States, and 25 kHz in the TACS specification in Europe, the electromechanical coupling coefficient k2 of the ST quartz substrate was not a problem. However, in recent years, digital mobile communication systems have been developed from the viewpoints of effective use of frequency resources, compatibility with digital data communication, and the like.
It has been put into practical use and is rapidly spreading. The channel width of this digital system is very wide, for example, 200 kHz in the European cellular phone GSM system and 1.7 MHz in the cordless telephone DECT system. When such a broadband intermediate frequency filter is formed of a surface acoustic wave filter, it is difficult to realize the ST crystal substrate.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
従来、弾性表面波装置において、電気機械結合係数が大
きい圧電基板を用いた場合、通過帯域を広くできるが、
基板のSAW速度が大きいために素子寸法が大きくなる
という問題があり、一方、素子の小型化をはかるために
SAW速度の比較的小さな基板を用いた場合は、電気機
械結合係数が小さすぎるために通過帯域を広くできない
という問題があり、いずれにしても中間周波用の弾性表
面波フィルタとして十分な特性が得られなかった。
As described above,
Conventionally, in a surface acoustic wave device, when a piezoelectric substrate having a large electromechanical coupling coefficient is used, the pass band can be widened,
There is a problem that the element size is increased due to the high SAW speed of the substrate. On the other hand, when a substrate having a relatively low SAW speed is used to reduce the size of the element, the electromechanical coupling coefficient is too small. There is a problem that the pass band cannot be widened, and in any case, sufficient characteristics as a surface acoustic wave filter for an intermediate frequency cannot be obtained.

【0011】本発明の目的は、小型で、通過帯域の広い
弾性表面波装置を提供することである。
An object of the present invention is to provide a small surface acoustic wave device having a wide pass band.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記目的は、下記の構成
により達成される。基板表面に交差指状電極を有し、前
記基板が化学式La3Ta0.5Ga5.5O14(LTG)で
表わされる単結晶であり、前記基板のLTG結晶からの
切り出し角および前記基板の弾性表面波伝搬方向をオイ
ラー角表示で(φ,θ,ψ)と表わしたとき、φ、θおよ
びψが下記領域のいずれかに存在する弾性表面波装置。 領域φ0群{φ=―5〜5°}(5°を含まず) 領域φ0−1 θ= 95〜130° ψ= 0〜 30° 領域φ0−2 θ= 45〜 85° ψ= 0〜 15° 領域φ0−3 θ= 0〜 85° ψ= 15〜 45° 領域φ0−4 θ= 0〜 30° ψ= 75〜 90° 領域φ0−5 θ=140〜180° ψ= 75〜 90° 領域φ10群{φ=5〜15°}(15°を含まず) 領域φ10−1 θ= 55〜125° ψ=−40〜 40° 領域φ10−2 θ=125〜180° ψ=−35〜−10° 領域φ10−3 θ=125〜180° ψ= 20〜 55° 領域φ10−4 θ= 0〜 55° ψ=−55〜−25° 領域φ10−5 θ= 0〜 55° ψ= 5〜 35° 領域φ10−6 θ= 0〜 25° ψ= 65〜 90° 領域φ10−7 θ=130〜180° ψ=−75〜−65° 領域φ20群{φ=15〜25°}(25°を含まず) 領域φ20−1 θ= 50〜120° ψ=−35〜 30° 領域φ20−2 θ=120〜180° ψ=−30〜 0° 領域φ20−3 θ=140〜180° ψ= 35〜 65° 領域φ20−4 θ= 0〜 85° ψ=−60〜−35° 領域φ20−5 θ= 0〜 50° ψ= −5〜 30° 領域φ20−6 θ= 0〜 25° ψ= 55〜 90° 領域φ20−7 θ=110〜180° ψ=−65〜−55° 領域φ30群{φ=25〜35°}(35°を含まず) 領域φ30−1 θ= 0〜 75° ψ=−60〜−40° 領域φ30−2 θ= 0〜 30° ψ= 45〜 75° 領域φ30−3 θ= 50〜 85° ψ=−30〜−10° 領域φ30−4 θ= 50〜 85° ψ= 20〜 30°
The above object is achieved by the following constitution. An interdigital electrode is provided on the surface of the substrate, and the substrate is a single crystal represented by the chemical formula La3Ta0.5Ga5.5O14 (LTG). A surface acoustic wave device in which φ, θ, and 存在 are present in any of the following regions when expressed as (φ, θ, ψ) in Euler angles. Area φ0 group {φ = −5 to 5 °} (excluding 5 °) area φ0-1 θ = 95 to 130 ° ψ = 0 to 30 ° area φ0-2 θ = 45 to 85 ° ψ = 0 to 15 ° region φ0-3 θ = 0 to 85 ° ψ = 15 to 45 ° region φ0-4 θ = 0 to 30 ° ψ = 75 to 90 ° region φ0-5 θ = 140 to 180 ° ψ = 75 to 90 ° region φ10 group {φ = 5 to 15 °} (excluding 15 °) area φ10-1 θ = 55 to 125 ° ψ = -40 to 40 ° area φ10-2 θ = 125 to 180 ° ψ = -35 to − 10 ° region φ10-3 θ = 125 to 180 ° ψ = 20 to 55 ° region φ10-4 θ = 0 to 55 ° ψ = -55 to -25 ° region φ10-5 θ = 0 to 55 ° ψ = 5 35 ° region φ10-6 θ = 0 to 25 ° ψ = 65 to 90 ° region φ10-7 θ = 130 to 180 ° ψ = -75 to −65 ° region φ20 group { = 15 to 25 ° (excluding 25 °) area φ20-1 θ = 50 to 120 ° ψ = -35 to 30 ° area φ20-2 θ = 120 to 180 ° ψ = -30 to 0 ° area φ20- 3 θ = 140 to 180 ° ψ = 35 to 65 ° region φ20-4 θ = 0 to 85 ° ψ = −60 to −35 ° region φ20-5 θ = 0 to 50 ° ψ = -5 to 30 ° region φ20 -6 θ = 0 to 25 ° ψ = 55 to 90 ° region φ20-7 θ = 110 to 180 ° ψ = -65 to -55 ° region φ30 group φ = 25 to 35 ° (excluding 35 °) Area φ30-1 θ = 0 to 75 ° ψ = −60 to −40 ° area φ30-2 θ = 0 to 30 ° ψ = 45 to 75 ° area φ30-3 θ = 50 to 85 ° ψ = -30 to − 10 ° region φ30-4 θ = 50-85 ° ψ = 20-30 °

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】本発明の具体例構成を、図面を用
いて詳細に説明する。本発明の弾性表面波装置の構成例
を図1に示す。この弾性表面波装置は、基板1表面に一
組の交差指状電極2、2を有する。基板1には、LTG
単結晶を用いる。LTG単結晶は点群32に属する結晶
型である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A specific example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a configuration example of a surface acoustic wave device according to the present invention. This surface acoustic wave device has a pair of interdigital electrodes 2 on the surface of a substrate 1. The substrate 1 has LTG
Use a single crystal. The LTG single crystal is a crystal type belonging to the point group 32.

【0014】図中のx軸、y軸およびz軸は互いに直交
している。x軸およびy軸は基板1の面内方向にあり、
x軸は弾性表面波の伝搬方向を規定する。また、基板面
に垂直なz軸は、単結晶基板の切り出し角(カット面)
を規定する。これらx軸、y軸およびz軸とランガサイ
ト単結晶のX軸、Y軸およびZ軸との関係は、オイラー
角表示(φ,θ,ψ)で表わすことができる。
The x-axis, y-axis and z-axis in the figure are orthogonal to each other. The x-axis and the y-axis are in the in-plane direction of the substrate 1,
The x-axis defines the propagation direction of the surface acoustic wave. The z axis perpendicular to the substrate surface is the cutout angle (cut plane) of the single crystal substrate.
Is specified. The relationship between the x-axis, y-axis, and z-axis and the X-axis, Y-axis, and Z-axis of the langasite single crystal can be expressed by Euler angles (φ, θ, ψ).

【0015】本発明の弾性表面波装置における切り出し
角および伝搬方向を(φ,θ,ψ)で表わした時、φ、θ
およびψは上記各領域に存在する。
When the cutout angle and the propagation direction in the surface acoustic wave device of the present invention are represented by (φ, θ, ψ), φ, θ
And ψ are present in each of the above regions.

【0016】φ0群〜φ30群においては、SAW速度
が2700m/s 以下と遅く、結合係数が0.4%以上と
なるφ、θおよびψの組み合わせが存在する。また、 φ0群―1〜φ0群―3、 φ10群―1〜φ10群―6、 φ20群―1〜φ20群―7、 φ30群―1〜φ30群―4 においては、結合係数が0.8%以上となるφ、θ及び
ψの組み合わせが存在する。さらに、 φ0群―3、 φ10群―1〜φ10群―6、 φ20群―1〜φ20群―7、 φ30群―2 においては、結合係数が1%以上となるφ、θ及びψの
組み合わせが存在する。
In the φ0 to φ30 groups, there are combinations of φ, θ and ψ in which the SAW speed is as low as 2700 m / s or less and the coupling coefficient is 0.4% or more. In the φ0 group-1 to φ0 group-3, φ10 group-1 to φ10 group-6, φ20 group-1 to φ20 group-7, φ30 group-1 to φ30 group-4, the coupling coefficient is 0.8. %, There are combinations of φ, θ, and ψ. Further, in the φ0 group-3, the φ10 group-1 to the φ10 group-6, the φ20 group-1 to the φ20 group-7, and the φ30 group-2, combinations of φ, θ, and ψ at which the coupling coefficient is 1% or more are Exists.

【0017】なお、LTG単結晶は三方晶であるため、
結晶の対称性から、互いに等価なオイラー角の組み合わ
せが存在する。三方晶基板では、φ=120〜240°
およびφ=240〜360°(−120°〜0°)はφ
=0〜120°と等価であり、また、θ=360〜18
0°(0〜−180°)はθ=0〜180°と等価であ
り、また、ψ=270〜90°はψ=−90〜90°と
等価である。例えば、φ=130°及びφ=250°は
φ=10°と等価であり、θ=330°はθ=30°と
等価であり、ψ=240°はψ=60°と等価である。
Since the LTG single crystal is trigonal,
Due to the symmetry of the crystal, combinations of Euler angles equivalent to each other exist. For trigonal substrates, φ = 120-240 °
And φ = 240-360 ° (-120 ° -0 °) is φ
= 0-120 °, and θ = 360-18
0 ° (0 to −180 °) is equivalent to θ = 0 to 180 °, and ψ = 270 to 90 ° is equivalent to ψ = −90 to 90 °. For example, φ = 130 ° and φ = 250 ° are equivalent to φ = 10 °, θ = 330 ° is equivalent to θ = 30 °, and ψ = 240 ° is equivalent to ψ = 60 °.

【0018】また、三方晶基板では、 φ=0〜30° の範囲を調べることにより、すべてのカット角および伝
搬方向についての特性を知る事ができる。
In the case of a trigonal crystal substrate, by examining the range of φ = 0 to 30 °, it is possible to know the characteristics of all cut angles and propagation directions.

【0019】したがって、LTG単結晶基板におけるす
べてのカット角および伝搬方向についての特性を知るた
めには、 φ0=0〜30°、 θ0=0〜180°、 ψ0=−90〜90° の範囲についてだけ調べればよい、この(φ0,θ0,ψ
0)の組み合わせからφ=30〜120°において同特
性を示す等価な(φ,θ,ψ)の組み合わせが分かる。具
体的には、 30°≦φ≦60°の範囲では、 φ=60°−φ0、 θ=180°−θ0、 ψ=ψ0 によって、また、 60°≦φ≦90°の範囲では、 φ=60°+φ0、 θ=180°−θ0、 ψ=−ψ0 によって、また、 90°≦φ≦120°の範囲では、 φ=120°−φ0、 θ=θ0、 ψ=−ψ0 によって、(φ0,θ0,ψ0)と等価な(φ,θ,ψ)を
求めることができる。そして、上記した対称性に基づい
て、すべての(φ,θ,ψ)における特性を知ることがで
きる。
Therefore, in order to know the characteristics of all the cut angles and propagation directions in the LTG single crystal substrate, it is necessary to consider the range of φ0 = 0 to 30 °, θ0 = 0 to 180 °, and ψ0 = −90 to 90 °. It is sufficient to check only this (φ0, θ0, ψ
From the combination of (0), an equivalent combination of (φ, θ, ψ) showing the same characteristics at φ = 30 to 120 ° can be seen. Specifically, in the range of 30 ° ≦ φ ≦ 60 °, φ = 60 ° −φ0, θ = 180 ° −θ0, ψ = ψ0, and in the range of 60 ° ≦ φ ≦ 90 °, φ = 60 ° + φ0, θ = 180 ° −θ0, ψ = −ψ0, and in the range of 90 ° ≦ φ ≦ 120 °, φ = 120 ° −φ0, θ = θ0, ψ = −ψ0, (φ0, (φ, θ, ψ) equivalent to (θ0, ψ0) can be obtained. Then, based on the symmetry described above, the characteristics at all (φ, θ, ψ) can be known.

【0020】等価な組み合わせの具体例としては、例え
ば、以下のものが挙げられる。 (0°,120°,30°) と等価なものは、 ( 60°, 60°, 30°)、 ( 60°, 60°,− 30°)、 (120°, 120°,− 30°) であり、φ=120°とφ=0°とは等価であるから、 ( 0°, 120°,− 30°) も等価である。 ( 10°, 70°,− 20°) と等価なものは、 ( 50°, 110°,− 20°)、 ( 70°, 110°, 20°)、 (110°, 70°, 20°) である。
The following are specific examples of equivalent combinations. The equivalent to (0 °, 120 °, 30 °) is (60 °, 60 °, 30 °), (60 °, 60 °, −30 °), (120 °, 120 °, −30 °) Since φ = 120 ° and φ = 0 ° are equivalent, (0 °, 120 °, −30 °) is also equivalent. The equivalent to (10 °, 70 °, -20 °) is (50 °, 110 °, -20 °), (70 °, 110 °, 20 °), (110 °, 70 °, 20 °) It is.

【0021】本発明において限定する上記各領域は、こ
のようにして求められる等価な(φ,θ,ψ)の組み合わ
せを包含するものとする。
Each of the above-mentioned regions defined in the present invention includes the equivalent combinations of (φ, θ, ψ) thus obtained.

【0022】本発明で用いるLTG単結晶は、一般に化
学式La3Ta0.5Ga5.5O14で表されるものであり、
従来より知られているランガサイト(La3Ga5SiO
14)の置換体結晶として知られている(第44回 応用
物理学関係連合講演会講演予稿集 NO.1 p213
講演NO.28p-N-1)。本発明ではLTG単結晶を弾性表面
波装置の基板に適用するに際し、結晶のカット方向と弾
性表面波の伝搬方向とを選択することにより、上記した
高特性の弾性表面波装置を実現する。LTG単結晶は、
不可避的不純物、例えばAl、Zr、Fe、Ce、N
d、Pt、Ca等が含まれていてもよい。LTG単結晶
の製造方法は特に限定されず、通常の単結晶育成法、例
えばCZ法などにより製造すればよい。
The LTG single crystal used in the present invention is generally represented by the chemical formula La3Ta0.5Ga5.5O14,
The conventionally known langasite (La3Ga5SiO
14) (Preliminary proceedings of the 44th Federation of Applied Physics-related lectures NO.1 p213
Lecture NO.28p-N-1). In the present invention, when the LTG single crystal is applied to a substrate of a surface acoustic wave device, the above-described surface acoustic wave device with high characteristics is realized by selecting a crystal cutting direction and a surface acoustic wave propagation direction. LTG single crystal is
Inevitable impurities such as Al, Zr, Fe, Ce, N
d, Pt, Ca and the like may be contained. The method for producing the LTG single crystal is not particularly limited, and it may be produced by a normal single crystal growing method, for example, a CZ method.

【0023】基板の寸法は特に限定されないが、一般
に、表面波伝搬方向は4〜10mm程度、これと直交する
方向は2〜4mm程度、厚さは0.2〜0.4mm程度であ
る。
The dimensions of the substrate are not particularly limited, but generally the surface wave propagation direction is about 4 to 10 mm, the direction orthogonal thereto is about 2 to 4 mm, and the thickness is about 0.2 to 0.4 mm.

【0024】基板1上に形成される交差指状電極2、2
は、弾性表面波を励振、受信、反射、伝搬するための薄
膜電極であり、周期的なストライプ状に形成される。交
差指状電極は、弾性表面波伝搬方向が上記した所定の方
向となるようにパターニングがなされる。交差指状電極
は、AuやAlなどを用いて蒸着やスパッタなどにより
形成すればよい。交差指状電極の電極指幅は、弾性表面
波装置が適用される周波数に応じて適宜決定すればよ
く、本発明が適用される好ましい周波数帯域では、一般
に2〜10μm 程度である。
Interdigital electrodes 2 and 2 formed on a substrate 1
Is a thin film electrode for exciting, receiving, reflecting, and propagating a surface acoustic wave, and is formed in a periodic stripe shape. The interdigital electrodes are patterned so that the surface acoustic wave propagation direction is the above-described predetermined direction. The interdigital electrodes may be formed by vapor deposition or sputtering using Au, Al, or the like. The electrode finger width of the interdigital electrode may be appropriately determined according to the frequency to which the surface acoustic wave device is applied, and is generally about 2 to 10 μm in a preferable frequency band to which the present invention is applied.

【0025】本発明の弾性表面波装置は、一般に周波数
10〜500MHz 、特に周波数10〜300MHz の帯域
におけるフィルタに好適である。また、本発明の弾性表
面波装置はSAW速度が遅いことから、弾性表面波遅延
素子の小型化にも有用である。
The surface acoustic wave device of the present invention is generally suitable for a filter in a frequency band of 10 to 500 MHz, particularly 10 to 300 MHz. Further, since the surface acoustic wave device of the present invention has a low SAW speed, it is also useful for downsizing a surface acoustic wave delay element.

【0026】[0026]

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を説明する。C
Z法により結晶育成して、LTG単結晶を作製し、これ
を切り出してLTG基板を得た。この基板表面に一組の
交差指状電極からなる弾性表面波変換器を形成し、弾性
表面波装置とした。なお、交差指状電極は、入力側、出
力側共にAlの蒸着により形成し、厚さは0.3μm 、
電極指幅dは15μm 、電極ピッチ(4d)は60μm
、電極指対数は20とした。基板の切り出し角および
弾性表面波の伝搬方向を変えて、複数の装置を作製し
た。
The present invention will be described below with reference to examples. C
A crystal was grown by the Z method to produce an LTG single crystal, which was cut out to obtain an LTG substrate. A surface acoustic wave converter consisting of a pair of interdigital electrodes was formed on the surface of the substrate to obtain a surface acoustic wave device. The interdigital electrode is formed on both the input side and the output side by vapor deposition of Al, and has a thickness of 0.3 μm.
The electrode finger width d is 15 μm, and the electrode pitch (4d) is 60 μm.
The number of electrode finger pairs was set to 20. A plurality of devices were manufactured by changing the cutout angle of the substrate and the propagation direction of the surface acoustic wave.

【0027】これらの装置における基板の切り出し角お
よび弾性表面波の伝搬方向を、オイラー角表示で(φ,
θ,ψ)と表わしたときのφ、θおよびψを、図2およ
び図3に示す。
The cutout angle of the substrate and the propagation direction of the surface acoustic wave in these devices are represented by Euler angles (φ,
θ and ψ) are shown in FIGS. 2 and 3.

【0028】これらの装置におけるSAW速度および電
気機械結合係数k2 を測定した。SAW速度はフィルタ
の中心周波数から求め、電気機械結合係数k2 について
は、弾性表面波変換の2端子アドミッタンスを測定し、
これから、よく知られたスミスの等価回路モデルによっ
て求めた。これらの結果を図2および図3に示す。
The SAW speed and the electromechanical coupling coefficient k2 of these devices were measured. The SAW speed is obtained from the center frequency of the filter. For the electromechanical coupling coefficient k2, the two-terminal admittance of surface acoustic wave conversion is measured.
From this, it was obtained by a well-known Smith equivalent circuit model. These results are shown in FIG. 2 and FIG.

【0029】図2および図3より明らかなように、領域
φ0群からφ30群の範囲には、SAW速度が2700
m/s 以下と小さく、また、電気機械結合係数が0.4%
以上と従来のST水晶に比べて2倍以上と大きくなる
φ、θ、ψの組み合わせが存在するので、弾性表面波装
置の小型化および広帯域化に有利である。さらに、領域
φ0群からφ30群の範囲には、SAW速度が2700
m/s 以下と小さく、また、電気機械結合係数が1%以上
と従来のST水晶に比べて5.5倍以上と大きくなる
φ、θ、ψの組み合わせが存在するので、弾性表面波装
置の小型化および広帯域化により有利である。
As is apparent from FIGS. 2 and 3, the SAW speed is 2700 in the range from the group of φ0 to the group of φ30.
m / s or less, and electromechanical coupling coefficient is 0.4%
Since there is a combination of φ, θ, and な る which is twice as large as that of the conventional ST crystal and more than that of the conventional ST crystal, it is advantageous for downsizing and broadening of the surface acoustic wave device. Further, the SAW speed is 2700 in the range from the group φ0 to the group φ30.
m / s or less, and a combination of φ, θ, and な る whose electromechanical coupling coefficient is 1% or more and 5.5 times or more as large as that of the conventional ST crystal exists. This is advantageous due to miniaturization and broadband.

【0030】以上の実施例の結果から、本発明の効果が
明らかである。
The effects of the present invention are apparent from the results of the above examples.

【0031】[0031]

【発明の効果】本発明においてφ、θおよびψを領域φ
0群〜φ30群内とした場合、SAW速度が小さく、電
気機械結合係数がおおきくなるので、弾性表面波装置の
小型化、フィルタとしての通過帯域幅の広帯域化が可能
となり、特に、移動体通信端末機の中間周波の弾性表面
波フィルタとして良好な特性が得られる。
According to the present invention, φ, θ and ψ are defined in the region φ.
When it is within the 0 group to the φ30 group, the SAW speed is small and the electromechanical coupling coefficient is large, so that the surface acoustic wave device can be miniaturized and the pass band width as a filter can be widened. Good characteristics can be obtained as an intermediate frequency surface acoustic wave filter of a terminal.

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

【図1】本発明の弾性表面波装置の構成例を示す斜視図
である。
FIG. 1 is a perspective view illustrating a configuration example of a surface acoustic wave device according to the present invention.

【図2】本発明の弾性表面波装置の特性を示す図表であ
る。
FIG. 2 is a table showing characteristics of the surface acoustic wave device according to the present invention.

【図3】本発明の弾性表面波装置の特性を示す図表であ
る。
FIG. 3 is a table showing characteristics of the surface acoustic wave device according to the present invention.

【図4】従来の代表的な弾性表面波装置用基板の特性を
示す図表である。
FIG. 4 is a table showing characteristics of a typical substrate for a conventional surface acoustic wave device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基板 2 交差指状電極 1 substrate 2 interdigital electrode

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板表面に交差指状電極を有し、前記基
板が化学式La3 Ta0.5Ga5.5O14(LTG)で表わ
される単結晶であり、前記基板のLTG結晶からの切り
出し角および前記基板の弾性表面波伝搬方向をオイラー
角表示で(φ,θ,ψ)と表わしたとき、φ、θおよびψ
が下記領域のいずれかに存在する弾性表面波装置。 領域φ0群{φ=―5〜5°}(5°を含まず) 領域φ0−1 θ= 95〜130° ψ= 0〜 30° 領域φ0−2 θ= 45〜 85° ψ= 0〜 15° 領域φ0−3 θ= 0〜 85° ψ= 15〜 45° 領域φ0−4 θ= 0〜 30° ψ= 75〜 90° 領域φ0−5 θ=140〜180° ψ= 75〜 90° 領域φ10群{φ=5〜15°}(15°を含まず) 領域φ10−1 θ= 55〜125° ψ=−40〜 40° 領域φ10−2 θ=125〜180° ψ=−35〜−10° 領域φ10−3 θ=125〜180° ψ= 20〜 55° 領域φ10−4 θ= 0〜 55° ψ=−55〜−25° 領域φ10−5 θ= 0〜 55° ψ= 5〜 35° 領域φ10−6 θ= 0〜 25° ψ= 65〜 90° 領域φ10−7 θ=130〜180° ψ=−75〜−65° 領域φ20群{φ=15〜25°}(25°を含まず) 領域φ20−1 θ= 50〜120° ψ=−35〜 30° 領域φ20−2 θ=120〜180° ψ=−30〜 0° 領域φ20−3 θ=140〜180° ψ= 35〜 65° 領域φ20−4 θ= 0〜 85° ψ=−60〜−35° 領域φ20−5 θ= 0〜 50° ψ= −5〜 30° 領域φ20−6 θ= 0〜 25° ψ= 55〜 90° 領域φ20−7 θ=110〜180° ψ=−65〜−55° 領域φ30群{φ=25〜35°}(35°を含まず) 領域φ30−1 θ= 0〜 75° ψ=−60〜−40° 領域φ30−2 θ= 0〜 30° ψ= 45〜 75° 領域φ30−3 θ= 50〜 85° ψ=−30〜−10° 領域φ30−4 θ= 50〜 85° ψ= 20〜 30°
An interdigital electrode is provided on a surface of a substrate, wherein the substrate is a single crystal represented by a chemical formula of La3 Ta0.5 Ga5.5 O14 (LTG), and a cut-out angle of the substrate from an LTG crystal and a cut-off angle of the substrate. When the surface acoustic wave propagation direction is expressed as (φ, θ, ψ) in Euler angles, φ, θ, and ψ
Is a surface acoustic wave device existing in any of the following regions. Area φ0 group {φ = −5 to 5 °} (excluding 5 °) area φ0-1 θ = 95 to 130 ° ψ = 0 to 30 ° area φ0-2 θ = 45 to 85 ° ψ = 0 to 15 ° region φ0-3 θ = 0 to 85 ° ψ = 15 to 45 ° region φ0-4 θ = 0 to 30 ° ψ = 75 to 90 ° region φ0-5 θ = 140 to 180 ° ψ = 75 to 90 ° region φ10 group {φ = 5 to 15 °} (excluding 15 °) area φ10-1 θ = 55 to 125 ° ψ = -40 to 40 ° area φ10-2 θ = 125 to 180 ° ψ = -35 to − 10 ° region φ10-3 θ = 125 to 180 ° ψ = 20 to 55 ° region φ10-4 θ = 0 to 55 ° ψ = -55 to -25 ° region φ10-5 θ = 0 to 55 ° ψ = 5 35 ° region φ10-6 θ = 0 to 25 ° ψ = 65 to 90 ° region φ10-7 θ = 130 to 180 ° ψ = -75 to −65 ° region φ20 group { = 15 to 25 ° (excluding 25 °) area φ20-1 θ = 50 to 120 ° ψ = -35 to 30 ° area φ20-2 θ = 120 to 180 ° ψ = -30 to 0 ° area φ20- 3 θ = 140 to 180 ° ψ = 35 to 65 ° region φ20-4 θ = 0 to 85 ° ψ = −60 to −35 ° region φ20-5 θ = 0 to 50 ° ψ = -5 to 30 ° region φ20 -6 θ = 0 to 25 ° ψ = 55 to 90 ° region φ20-7 θ = 110 to 180 ° ψ = -65 to -55 ° region φ30 group φ = 25 to 35 ° (excluding 35 °) Area φ30-1 θ = 0 to 75 ° ψ = −60 to −40 ° Area φ30-2 θ = 0 to 30 ° ψ = 45 to 75 ° Area φ30-3 θ = 50 to 85 ° ψ = -30 to − 10 ° region φ30-4 θ = 50-85 ° ψ = 20-30 °
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