JPH1084245A - 弾性表面波素子 - Google Patents
弾性表面波素子Info
- Publication number
- JPH1084245A JPH1084245A JP23882796A JP23882796A JPH1084245A JP H1084245 A JPH1084245 A JP H1084245A JP 23882796 A JP23882796 A JP 23882796A JP 23882796 A JP23882796 A JP 23882796A JP H1084245 A JPH1084245 A JP H1084245A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- surface acoustic
- acoustic wave
- resonator
- resonance frequency
- electrode
- Prior art date
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- Pending
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- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 伝搬速度が大きく、 電気機械結合係数k2
が大きく、共振周波数と反共振周波数のインピーダンス
比が大きい高周波用弾性表面波共振器を実現する。 【解決手段】 ニオブ酸リチウム単結晶2のθ度回転Y
カット面に、膜厚hのアルミニウムを主成分とする金属
膜で成膜された電極指周期λの櫛形電極1を、ニオブ酸
リチウム単結晶のX軸と垂直方向に形成する。このと
き、−20≦θ≦15且つ0.065≦h/λ≦0.1
0とする。 【効果】 伝搬速度が大きいため、高周波弾性表面波共
振器を高度なフォトリソグラフィー技術を用いずに作製
することができる。またk2が大きく、共振周波数と反
共振周波数のインピーダンス比が大きいため、高性能な
弾性表面波共振器を作製することができる。
が大きく、共振周波数と反共振周波数のインピーダンス
比が大きい高周波用弾性表面波共振器を実現する。 【解決手段】 ニオブ酸リチウム単結晶2のθ度回転Y
カット面に、膜厚hのアルミニウムを主成分とする金属
膜で成膜された電極指周期λの櫛形電極1を、ニオブ酸
リチウム単結晶のX軸と垂直方向に形成する。このと
き、−20≦θ≦15且つ0.065≦h/λ≦0.1
0とする。 【効果】 伝搬速度が大きいため、高周波弾性表面波共
振器を高度なフォトリソグラフィー技術を用いずに作製
することができる。またk2が大きく、共振周波数と反
共振周波数のインピーダンス比が大きいため、高性能な
弾性表面波共振器を作製することができる。
Description
【0001】
【発明が属する技術分野】本発明は、ニオブ酸リチウム
単結晶を基板材料とした弾性表面波装置、特に通信機器
に用いられる弾性表面波トランスデューサの櫛形電極部
の構成並びに弾性表面波装置を用いた機器に関する。
単結晶を基板材料とした弾性表面波装置、特に通信機器
に用いられる弾性表面波トランスデューサの櫛形電極部
の構成並びに弾性表面波装置を用いた機器に関する。
【0002】
【従来の技術】弾性表面波装置を構成する弾性表面波ト
ランスデューサは、圧電性物質の平面に電極指を有する
櫛形電極を設けて構成され、共振器、フィルタ等の固体
回路素子として通信機器などに使用されている。
ランスデューサは、圧電性物質の平面に電極指を有する
櫛形電極を設けて構成され、共振器、フィルタ等の固体
回路素子として通信機器などに使用されている。
【0003】高周波用通信機器に使用される弾性表面波
トランスデューサは、作製上、最小加工寸法を決定する
伝搬速度は大きい方が良い。また特性上、機械振動と電
気振動間の変換効率の良さを表す電気機械結合係数k2
が大きい方が良い。一開口共振器として用いる場合、こ
の他に共振周波数と反共振周波数のインピーダンス比は
大きい方が良い。これらの特性は弾性表面波フィルタと
して用いたときも重要な基本特性である。これらの基本
特性は基板材料、結晶方位、電極材料、電極膜厚によっ
て変化するため、弾性表面波が伝搬するのに最適な条件
を探索する必要がある。
トランスデューサは、作製上、最小加工寸法を決定する
伝搬速度は大きい方が良い。また特性上、機械振動と電
気振動間の変換効率の良さを表す電気機械結合係数k2
が大きい方が良い。一開口共振器として用いる場合、こ
の他に共振周波数と反共振周波数のインピーダンス比は
大きい方が良い。これらの特性は弾性表面波フィルタと
して用いたときも重要な基本特性である。これらの基本
特性は基板材料、結晶方位、電極材料、電極膜厚によっ
て変化するため、弾性表面波が伝搬するのに最適な条件
を探索する必要がある。
【0004】既に報告されている例として、ニオブ酸リ
チウム(LiNbO3)単結晶2のYカット面上に、ア
ルミニウム(以下Alと略期する)を主成分とする金属
膜でパターニングされた櫛形電極1を形製し、弾性表面
波の伝搬方向をZ軸方向とした弾性表面波トランスデュ
ーサがある。
チウム(LiNbO3)単結晶2のYカット面上に、ア
ルミニウム(以下Alと略期する)を主成分とする金属
膜でパターニングされた櫛形電極1を形製し、弾性表面
波の伝搬方向をZ軸方向とした弾性表面波トランスデュ
ーサがある。
【0005】膜厚h=0.335μmのアルミニウム金
属膜により、電極指幅L=λ/4(λ:電極指周期、λ
=26.4μm)、電極指対数50対、開口長25λの
櫛形電極1をZ軸方向(X1とZ軸が平行:YZ−L
N)に形成して、図1及び図2に示すような一開口共振
器を作製し、ネットワークアナライザーによりインピー
ダンス特性を測定した。作製した素子の電極指幅Lと電
極指間隙Sの比は略1であった。既に報告されている通
常の弾性表面波(レイリー波)の共振は、図3に示すよ
うに、弾性表面波の伝搬速度Vに対応する周波数fとλ
の積が3400m/s近傍に発生している。このレイリ
ー波を使用した場合、弾性表面波の伝搬速度が3400
m/s程度であることから、例えば1Ghzの高周波に
使用できる一開口共振器を作製するためには、電極指幅
が約0.85μmと非常に微細になり、密着露光の限界
である1μmに満たないので、超高精度のフォトリソグ
ラフィー技術を必要とする。このため素子作製の際に良
品率が極めて低くなるといった問題が生じる。また共振
特性の共振周波数と反共振周波数の値から求まる実効的
なk2は0.066であり、より大きい値が要求されて
いる。更に共振周波数と反共振周波数のインピーダンス
比は36.7dBであり、より大きい値が要求される。
属膜により、電極指幅L=λ/4(λ:電極指周期、λ
=26.4μm)、電極指対数50対、開口長25λの
櫛形電極1をZ軸方向(X1とZ軸が平行:YZ−L
N)に形成して、図1及び図2に示すような一開口共振
器を作製し、ネットワークアナライザーによりインピー
ダンス特性を測定した。作製した素子の電極指幅Lと電
極指間隙Sの比は略1であった。既に報告されている通
常の弾性表面波(レイリー波)の共振は、図3に示すよ
うに、弾性表面波の伝搬速度Vに対応する周波数fとλ
の積が3400m/s近傍に発生している。このレイリ
ー波を使用した場合、弾性表面波の伝搬速度が3400
m/s程度であることから、例えば1Ghzの高周波に
使用できる一開口共振器を作製するためには、電極指幅
が約0.85μmと非常に微細になり、密着露光の限界
である1μmに満たないので、超高精度のフォトリソグ
ラフィー技術を必要とする。このため素子作製の際に良
品率が極めて低くなるといった問題が生じる。また共振
特性の共振周波数と反共振周波数の値から求まる実効的
なk2は0.066であり、より大きい値が要求されて
いる。更に共振周波数と反共振周波数のインピーダンス
比は36.7dBであり、より大きい値が要求される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明の主な目
的は、伝搬速度とk2と共振周波数と反共振周波数のイ
ンピーダンス比が大きい弾性表面波共振器を提供するこ
とである。
的は、伝搬速度とk2と共振周波数と反共振周波数のイ
ンピーダンス比が大きい弾性表面波共振器を提供するこ
とである。
【0007】本発明の他の目的は、上記共振器を用いる
ことにより、または上記共振器をトランスデューサとし
て用いることにより、高性能な弾性表面波フィルタを提
供することである。
ことにより、または上記共振器をトランスデューサとし
て用いることにより、高性能な弾性表面波フィルタを提
供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】近年、極めて伝搬速度が
大きい弾性表面波トランスデューサが報告された(特開
平6−204785号)。しかし基板材料に圧電効果が
小さい四ホウ酸リチウムを用いているため、k2は0.
01から0.018と非常に小さい。このため、本発明
者等は基板材料を、圧電効果が大きい強誘電体材料とし
て知られているニオブ酸リチウム(LiNbO3)単結
晶を検討した。
大きい弾性表面波トランスデューサが報告された(特開
平6−204785号)。しかし基板材料に圧電効果が
小さい四ホウ酸リチウムを用いているため、k2は0.
01から0.018と非常に小さい。このため、本発明
者等は基板材料を、圧電効果が大きい強誘電体材料とし
て知られているニオブ酸リチウム(LiNbO3)単結
晶を検討した。
【0009】一般にθ度回転Yカット面(θは0から1
80)上に存在する伝搬速度が5500m/s以上の伝
搬速度を持つリーキー波の振動成分は、基板表面に平行
な横波(SH波)成分、基板の深さ方向の横波(SV
波)成分、縦波(P波)成分を有する。共振周波数と反
共振周波数のインピーダンス比の劣化を招く伝搬損失は
SH波成分とSV波成分に起因している。リーキー波の
伝搬方向をZ軸方向にする(θ YZ−LN)と、図2に
示す座標系(X1、X2、X3)では、弾性定数Ci
j、のうち、C14、C16、C34、C36、C4
5、C56がC66と比較して充分に小さくなると同時
に、圧電定数Eijのうち、E14、E16、E34、
E36が1と比較して充分に小さくなる。するとSH波
成分は、P波成分、SV波成分及び櫛形電極により発生
する電場とは相互作用を起こさないため、櫛形電極でリ
ーキー波を励振した場合、このリーキー波はP波成分、
SV波成分のみを有する。
80)上に存在する伝搬速度が5500m/s以上の伝
搬速度を持つリーキー波の振動成分は、基板表面に平行
な横波(SH波)成分、基板の深さ方向の横波(SV
波)成分、縦波(P波)成分を有する。共振周波数と反
共振周波数のインピーダンス比の劣化を招く伝搬損失は
SH波成分とSV波成分に起因している。リーキー波の
伝搬方向をZ軸方向にする(θ YZ−LN)と、図2に
示す座標系(X1、X2、X3)では、弾性定数Ci
j、のうち、C14、C16、C34、C36、C4
5、C56がC66と比較して充分に小さくなると同時
に、圧電定数Eijのうち、E14、E16、E34、
E36が1と比較して充分に小さくなる。するとSH波
成分は、P波成分、SV波成分及び櫛形電極により発生
する電場とは相互作用を起こさないため、櫛形電極でリ
ーキー波を励振した場合、このリーキー波はP波成分、
SV波成分のみを有する。
【0010】このリーキー波は、伝搬損失を有する振動
成分がSV波成分のみになるため、伝搬損失が小さくな
り、一開口共振器を作製した場合、共振周波数と反共振
周波数のインピーダンス比を大きくできることが予想さ
れる。
成分がSV波成分のみになるため、伝搬損失が小さくな
り、一開口共振器を作製した場合、共振周波数と反共振
周波数のインピーダンス比を大きくできることが予想さ
れる。
【0011】しかし、このリーキー波の共振周波数と反
共振周波数のインピーダンス比は、一例(θ=0)であ
る図3の7000から7300m/s近傍に生じている
共振特性に示されるように、9.0dBと、3400m
/s近傍に生じているレイリー波の36.7dBより2
7.7dBも悪い。様々なθの一開口共振器を試作した
が、 θ=20近傍で若干共振特性が良くなる程度で、
リーキー波の共振周波数と反共振周波数のインピーダン
ス比はレイリー波より悪かった。
共振周波数のインピーダンス比は、一例(θ=0)であ
る図3の7000から7300m/s近傍に生じている
共振特性に示されるように、9.0dBと、3400m
/s近傍に生じているレイリー波の36.7dBより2
7.7dBも悪い。様々なθの一開口共振器を試作した
が、 θ=20近傍で若干共振特性が良くなる程度で、
リーキー波の共振周波数と反共振周波数のインピーダン
ス比はレイリー波より悪かった。
【0012】そこで本発明者等は、SV波成分に起因す
る伝搬損失を小さくする目的で、弾性表面波トランスデ
ューサの電極膜厚hとλの比の最適化を検討した。その
結果、−20≦θ≦15、且つ、0.065≦h/λ≦
0.10とすることにより、伝搬速度が5500m/s
以上と極めて大きく、 k2が大きく、更に共振周波数
と反共振周波数のインピーダンス比が大きい一開口共振
器を作製できることを見出した。また低損失で急峻な弾
性表面波フィルタを作製できることを見出した。
る伝搬損失を小さくする目的で、弾性表面波トランスデ
ューサの電極膜厚hとλの比の最適化を検討した。その
結果、−20≦θ≦15、且つ、0.065≦h/λ≦
0.10とすることにより、伝搬速度が5500m/s
以上と極めて大きく、 k2が大きく、更に共振周波数
と反共振周波数のインピーダンス比が大きい一開口共振
器を作製できることを見出した。また低損失で急峻な弾
性表面波フィルタを作製できることを見出した。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明に係る実施例を詳細に説明
する。LiNbO3単結晶2の−9度回転Yカット面上
に、Alを主成分とする金属膜でパターニングされた櫛
形電極1を形製し、図1及び図2に示すように、一開口
共振器を作製した。櫛形電極1の方向はX軸に垂直
(Z’)方向(X2とX軸が平行)とし、弾性表面波の
伝搬方向をZ’方向としている。櫛形電極の膜厚hは
1.75μm、また電極構造は、電極指幅L=λ/4
(16.8≦λ≦26.4μm)、電極指対数50対、
開口長25λである。
する。LiNbO3単結晶2の−9度回転Yカット面上
に、Alを主成分とする金属膜でパターニングされた櫛
形電極1を形製し、図1及び図2に示すように、一開口
共振器を作製した。櫛形電極1の方向はX軸に垂直
(Z’)方向(X2とX軸が平行)とし、弾性表面波の
伝搬方向をZ’方向としている。櫛形電極の膜厚hは
1.75μm、また電極構造は、電極指幅L=λ/4
(16.8≦λ≦26.4μm)、電極指対数50対、
開口長25λである。
【0014】次に各一開口共振器について、ネットワー
クアナライザーにより100から500Mhzの周波数
領域におけるインピーダンス特性を測定した。リーキー
波の共振は、図4に示すように、弾性表面波の伝搬速度
Vに対応する周波数fとλの積が5500から7000
m/sに発生している。レーリー波の共振は、3300
から3500m/sに発生している。共振周波数と反共
振周端数から求まるリーキー波のk2(>0.13)
は、レイリー波のk2(>0.04)の3倍以上と大き
く、また前述四ホウ酸リチウムの例より略10倍大き
い。
クアナライザーにより100から500Mhzの周波数
領域におけるインピーダンス特性を測定した。リーキー
波の共振は、図4に示すように、弾性表面波の伝搬速度
Vに対応する周波数fとλの積が5500から7000
m/sに発生している。レーリー波の共振は、3300
から3500m/sに発生している。共振周波数と反共
振周端数から求まるリーキー波のk2(>0.13)
は、レイリー波のk2(>0.04)の3倍以上と大き
く、また前述四ホウ酸リチウムの例より略10倍大き
い。
【0015】リーキー波の共振周波数と反共振周波数の
インピーダンス比は、図5に示すように、0.065≦
h/λ≦0.10のとき、レイリー波のそれより大き
く、0.h/λ=0.084のとき、55.7dBと最
も大きくなる。またリーキー波の共振周波数と反共振周
波数のインピーダンス比が最も大きくなるのはθ=−9
のときで、図6に示すように、θ=−9をピークに−2
0≦θ≦15のとき、40dB以上と大きい値を示す。
インピーダンス比は、図5に示すように、0.065≦
h/λ≦0.10のとき、レイリー波のそれより大き
く、0.h/λ=0.084のとき、55.7dBと最
も大きくなる。またリーキー波の共振周波数と反共振周
波数のインピーダンス比が最も大きくなるのはθ=−9
のときで、図6に示すように、θ=−9をピークに−2
0≦θ≦15のとき、40dB以上と大きい値を示す。
【0016】以上のことから、LiNbO3単結晶のθ
度回転Yカット面上に、Alを主成分とする金属膜でパ
ターニングされた櫛形電極を形製し、櫛形電極の方向は
X軸に垂直(Z’)方向とした弾性表面波トランスデュ
ーサをもちいた一開口共振器を作製した場合、0.06
5≦h/λ≦0.10且つ−20≦θ≦15にし、伝搬
速度が5500m/s以上のリーキー波を用いることに
より、k2が大きく、更に共振周波数と反共振周波数の
インピーダンス比が大きい一開口共振器を作製できる。
度回転Yカット面上に、Alを主成分とする金属膜でパ
ターニングされた櫛形電極を形製し、櫛形電極の方向は
X軸に垂直(Z’)方向とした弾性表面波トランスデュ
ーサをもちいた一開口共振器を作製した場合、0.06
5≦h/λ≦0.10且つ−20≦θ≦15にし、伝搬
速度が5500m/s以上のリーキー波を用いることに
より、k2が大きく、更に共振周波数と反共振周波数の
インピーダンス比が大きい一開口共振器を作製できる。
【0017】図7は上記一開口共振器を用いて作製した
ローパスフィルタの回路図である。LiNbO3単結晶
2の−9度回転Yカット面上に、Al金属膜でパターニ
ングされた櫛形電極1を形製している。櫛形電極1の方
向はX軸に垂直(Z’)方向とし、弾性表面波の伝搬方
向もZ’にしている。櫛形電極1の膜厚hは1.75μ
m、また電極構造は、電極指幅L=λ/4(λ=20.
8μm)、電極指対数50本、開口長25λである。図
8のインピーダンス特性図によれば、共振周波数29
4.75Mhz、反共振周波数311.5Mhz、その
時のインピーダンスはそれぞれ1.01W、615.3W
である。この事から伝搬速度は6130から6480m
/s、k2=0.136、共振周波数と反共振周波数の
インピーダンス比は55.7dBと優れた共振特性を示
していることがわかる。このため、図9によれば、最小
挿入損失0.12dB、最大減衰量17.5dBと急峻
で低損失高減衰量なローパスフィルタが実現できてい
る。また伝搬速度が大きいため、密着露光でも通過周波
数帯域が1.53Ghzのフィルタを作製することがで
きる。
ローパスフィルタの回路図である。LiNbO3単結晶
2の−9度回転Yカット面上に、Al金属膜でパターニ
ングされた櫛形電極1を形製している。櫛形電極1の方
向はX軸に垂直(Z’)方向とし、弾性表面波の伝搬方
向もZ’にしている。櫛形電極1の膜厚hは1.75μ
m、また電極構造は、電極指幅L=λ/4(λ=20.
8μm)、電極指対数50本、開口長25λである。図
8のインピーダンス特性図によれば、共振周波数29
4.75Mhz、反共振周波数311.5Mhz、その
時のインピーダンスはそれぞれ1.01W、615.3W
である。この事から伝搬速度は6130から6480m
/s、k2=0.136、共振周波数と反共振周波数の
インピーダンス比は55.7dBと優れた共振特性を示
していることがわかる。このため、図9によれば、最小
挿入損失0.12dB、最大減衰量17.5dBと急峻
で低損失高減衰量なローパスフィルタが実現できてい
る。また伝搬速度が大きいため、密着露光でも通過周波
数帯域が1.53Ghzのフィルタを作製することがで
きる。
【0018】また図10に示すように、λの値の異なる
一開口共振器を、電気的に複数並列又は直列に接続する
ことにより、様々な周波数特性を有する共振器形のフィ
ルタを作ることができる。また同一圧電基板上に、複数
の共振器を作製することでも様々な周波数特性を有する
フィルタを作ることができる。このとき、各一開口共振
器を本発明によるトランスデューサで構成することによ
り、密着露光でも通過周波数帯域が1.53Ghzのフ
ィルタを作製することができる。
一開口共振器を、電気的に複数並列又は直列に接続する
ことにより、様々な周波数特性を有する共振器形のフィ
ルタを作ることができる。また同一圧電基板上に、複数
の共振器を作製することでも様々な周波数特性を有する
フィルタを作ることができる。このとき、各一開口共振
器を本発明によるトランスデューサで構成することによ
り、密着露光でも通過周波数帯域が1.53Ghzのフ
ィルタを作製することができる。
【0019】一方、複数個のトランスデューサを弾性的
に接続することにより、通過形のフィルタを作ることが
できる。このとき、電気エネルギーを弾性エネルギーに
変換するトランスデューサと、弾性エネルギーを電気エ
ネルギーに変換するトランスデューサが弾性的に接続さ
れている。このとき、各トランスデューサを本発明によ
るトランスデューサで構成することにより、同様の効果
が得られることは明らかである。
に接続することにより、通過形のフィルタを作ることが
できる。このとき、電気エネルギーを弾性エネルギーに
変換するトランスデューサと、弾性エネルギーを電気エ
ネルギーに変換するトランスデューサが弾性的に接続さ
れている。このとき、各トランスデューサを本発明によ
るトランスデューサで構成することにより、同様の効果
が得られることは明らかである。
【0020】図11は上記一開口共振器を用いて作製し
たコルピッツ型の弾性表面波電圧制御発振器の回路図で
ある。本発振回路において、帰還信号の位相を180度
回すために、容量C1、C2と弾性表面波共振器3ー4
を用いている。発振周波数を変化させるために、弾性表
面波共振器と直列に可変容量5が接続されている。抵抗
R1、R2、R5、R6はトランジスタ4ー1及び4ー
2のベース電位を決める抵抗、R4、R8はトランジス
タ4ー1及び4ー2に流れる電流を決める抵抗、R3、
R7は出力抵抗である。トランジスタ4ー1と4ー2を
直流的に分離するために容量C4が、また出力を大きく
するために、容量C3が接続されている。弾性表面波共
振器3ー4は、上記一開口共振器を用いている。本実施
例によると、共振周波数と反共振周波数のインピーダン
ス比が大きい弾性表面波共振器を用いているので、C/
Nの優れた弾性表面波電圧制御発振器が得られる。また
伝搬速度が大きいため、密着露光でも発振周波数帯域が
1.53Ghzの電圧制御発振器を作製することができ
る。
たコルピッツ型の弾性表面波電圧制御発振器の回路図で
ある。本発振回路において、帰還信号の位相を180度
回すために、容量C1、C2と弾性表面波共振器3ー4
を用いている。発振周波数を変化させるために、弾性表
面波共振器と直列に可変容量5が接続されている。抵抗
R1、R2、R5、R6はトランジスタ4ー1及び4ー
2のベース電位を決める抵抗、R4、R8はトランジス
タ4ー1及び4ー2に流れる電流を決める抵抗、R3、
R7は出力抵抗である。トランジスタ4ー1と4ー2を
直流的に分離するために容量C4が、また出力を大きく
するために、容量C3が接続されている。弾性表面波共
振器3ー4は、上記一開口共振器を用いている。本実施
例によると、共振周波数と反共振周波数のインピーダン
ス比が大きい弾性表面波共振器を用いているので、C/
Nの優れた弾性表面波電圧制御発振器が得られる。また
伝搬速度が大きいため、密着露光でも発振周波数帯域が
1.53Ghzの電圧制御発振器を作製することができ
る。
【0021】以上本発明の実施例について説明したが、
本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、電極
指幅がλ/4以外のものも本発明の効果があることは明
らかである。また櫛形電極指の構成も、間引き、アポタ
イズ等の重み付けされた櫛形電極を有するものでもよ
く、トランスデューサの周辺に弾性表面波反射器を形成
しても良い。
本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、電極
指幅がλ/4以外のものも本発明の効果があることは明
らかである。また櫛形電極指の構成も、間引き、アポタ
イズ等の重み付けされた櫛形電極を有するものでもよ
く、トランスデューサの周辺に弾性表面波反射器を形成
しても良い。
【0022】弾性表面波を用いた装置では、結晶の対称
性から、θ度回転Yカットとθ+180度回転Yカット
は全く等価である。このため、上記発明が、θをθ+1
80に置き換えても、同意味であることは明らかであ
る。
性から、θ度回転Yカットとθ+180度回転Yカット
は全く等価である。このため、上記発明が、θをθ+1
80に置き換えても、同意味であることは明らかであ
る。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
−20≦θ≦15のθ YZ−LN上に、0.065≦
h/λ≦0.10の櫛形電極を形成し、伝搬速度が55
00m/s以上の弾性表面波を用いることにより、高周
波用弾性表面波共振器を容易に作製できることが可能に
なる。例えば、1Ghzに動作周波数を有する弾性表面
波共振器を作製する場合、電極指幅は1.375μmで
あるため、従来の密着露光型フォトリソグラフィー技術
で充分に作製することが可能になる。またk2が大き
く、共振周波数と反共振周波数のインピーダンス比が大
きいため、高性能な弾性表面波共振器を作製することが
できる。
−20≦θ≦15のθ YZ−LN上に、0.065≦
h/λ≦0.10の櫛形電極を形成し、伝搬速度が55
00m/s以上の弾性表面波を用いることにより、高周
波用弾性表面波共振器を容易に作製できることが可能に
なる。例えば、1Ghzに動作周波数を有する弾性表面
波共振器を作製する場合、電極指幅は1.375μmで
あるため、従来の密着露光型フォトリソグラフィー技術
で充分に作製することが可能になる。またk2が大き
く、共振周波数と反共振周波数のインピーダンス比が大
きいため、高性能な弾性表面波共振器を作製することが
できる。
【0024】また上記弾性表面波共振器を用いて、また
は記弾性表面波共振器をトランスデューサとして用いて
弾性表面波フィルタを作製した場合、上記と同様に、高
性能な弾性表面波フィルタを作製することができる。
は記弾性表面波共振器をトランスデューサとして用いて
弾性表面波フィルタを作製した場合、上記と同様に、高
性能な弾性表面波フィルタを作製することができる。
【図1】ニオブ酸リチウム単結晶のYカット面上に代表
的な櫛形電極をX軸と垂直な方向に形成した弾性表面波
トランスデューサおるいは一開口共振器の平面図。
的な櫛形電極をX軸と垂直な方向に形成した弾性表面波
トランスデューサおるいは一開口共振器の平面図。
【図2】図1のA−A’部分の断面図。
【図3】従来の代表的な弾性表面波一開口共振器のイン
ピーダンス特性を示した図。
ピーダンス特性を示した図。
【図4】本発明による弾性表面波トランスデューサを用
いた一開口共振器のインピーダンス特性図。
いた一開口共振器のインピーダンス特性図。
【図5】本発明による弾性表面波トランスデューサを用
いた一開口共振器の共振周波数と反共振周波数のインピ
ーダンス比の電極膜厚依存性を示した図。
いた一開口共振器の共振周波数と反共振周波数のインピ
ーダンス比の電極膜厚依存性を示した図。
【図6】本発明による弾性表面波トランスデューサを用
いた一開口共振器の共振周波数と反共振周波数のインピ
ーダンス比のカット角θ依存性を示した図。
いた一開口共振器の共振周波数と反共振周波数のインピ
ーダンス比のカット角θ依存性を示した図。
【図7】本発明による弾性表面波トランスデューサを用
いた一開口共振器の一実施例のインピーダンス特性図。
いた一開口共振器の一実施例のインピーダンス特性図。
【図8】本発明による弾性表面波トランスデューサを用
いた一開口共振器をローパスフィルタに用いたときの回
路図。
いた一開口共振器をローパスフィルタに用いたときの回
路図。
【図9】本発明による弾性表面波トランスデューサを用
いた一開口共振器をローパスフィルタに用いたときのフ
ィルタ特性図。
いた一開口共振器をローパスフィルタに用いたときのフ
ィルタ特性図。
【図10】本発明による弾性表面波トランスデューサを
用いた一開口共振器をバンドパスフィルタに用いたとき
の回路図。
用いた一開口共振器をバンドパスフィルタに用いたとき
の回路図。
【図11】本発明による弾性表面波トランスデューサを
用いた一開口共振器をコルピッツ型の弾性表面波電圧制
御発振器に用いたときの回路図。
用いた一開口共振器をコルピッツ型の弾性表面波電圧制
御発振器に用いたときの回路図。
1…アルミニウムを主成分とする金属膜で形成された櫛
形電極、2…表面を平坦に研磨されたニオブ酸リチウム
単結晶、3…本発明による弾性表面波トランスデューサ
を用いた一開口共振器、4…トランジスタ、5…可変容
量、6…定電圧電源用端子、7…可変容量用コントロー
ル電源端子、8…出力端子、9…高周波信号。
形電極、2…表面を平坦に研磨されたニオブ酸リチウム
単結晶、3…本発明による弾性表面波トランスデューサ
を用いた一開口共振器、4…トランジスタ、5…可変容
量、6…定電圧電源用端子、7…可変容量用コントロー
ル電源端子、8…出力端子、9…高周波信号。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田窪 千咲紀 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内
Claims (4)
- 【請求項1】ニオブ酸リチウム単結晶を基板材料とし、
該ニオブ酸リチウム単結晶の一平面が上記ニオブ酸リチ
ウム単結晶のY軸からZ軸方向にθ度回転させた方向を
法線とする平面であり、該平面に膜厚hのアルミニウム
を主成分とする金属膜により成膜された櫛型電極がX軸
と垂直方向に形成された弾性表面波励振あるいは受信用
の電極指を有する弾性表面波トランスデューサにおい
て、櫛形電極の電極指周期をλとしたとき、−20≦θ
≦15,0.065≦h/λ≦0.10と設定し、伝搬
速度が5500m/s以上の弾性表面波を用いたことを
特徴とする弾性表面波トランスデューサ。 - 【請求項2】請求項1記載の弾性表面波トランスデュー
サを有することを特徴とする弾性表面波共振器。 - 【請求項3】弾性表面波共振器を電気的に直列又は並列
に複数個接続した共振器形の弾性表面波フィルタにおい
て、上記弾性表面波共振器を請求項2記載の弾性表面波
共振器としたことを特徴とする弾性表面波フィルタ。 - 【請求項4】弾性表面波トランスデューサを表面波を介
して結合するように複数個配置して成る弾性表面波フィ
ルタにおいて、該弾性表面波トランスデューサの少なく
とも一つを請求項1の弾性表面波トランスデューサで構
成したことを特徴とする弾性表面波フィルタ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23882796A JPH1084245A (ja) | 1996-09-10 | 1996-09-10 | 弾性表面波素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23882796A JPH1084245A (ja) | 1996-09-10 | 1996-09-10 | 弾性表面波素子 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1084245A true JPH1084245A (ja) | 1998-03-31 |
Family
ID=17035868
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23882796A Pending JPH1084245A (ja) | 1996-09-10 | 1996-09-10 | 弾性表面波素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1084245A (ja) |
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6661313B2 (en) * | 2001-10-25 | 2003-12-09 | Sawtek, Inc. | Surface acoustic wave devices using optimized cuts of lithium niobate (LiNbO3) |
KR100465975B1 (ko) * | 2001-09-28 | 2005-01-13 | 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 | 표면파 장치 및 통신기 |
JP2007221416A (ja) * | 2006-02-16 | 2007-08-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電子部品及びこの電子部品を用いた電子機器 |
US7315107B2 (en) | 2002-08-12 | 2008-01-01 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Surface acoustic wave device |
JP2008078981A (ja) * | 2006-09-21 | 2008-04-03 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 弾性表面波共振器およびこれを用いた弾性表面波フィルタ、アンテナ共用器 |
JP2008131128A (ja) * | 2006-11-17 | 2008-06-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 弾性表面波フィルタ、アンテナ共用器、およびそれらの製造方法 |
JP2008148338A (ja) * | 2001-03-04 | 2008-06-26 | Kazuhiko Yamanouchi | 弾性表面波機能素子 |
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US7772942B2 (en) | 2006-01-06 | 2010-08-10 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Elastic wave filter utilizing a sub-propagation mode response to increase out of band attenuation |
JP4569713B2 (ja) * | 2007-11-06 | 2010-10-27 | パナソニック株式会社 | 弾性波共振器、弾性波フィルタおよびこれを用いたアンテナ共用器 |
US8035460B2 (en) | 2006-02-16 | 2011-10-11 | Panasonic Corporation | Surface acoustic wave device, surface acoustic wave filter and antenna duplexer using the same, and electronic equipment using the same |
DE102011113479A1 (de) | 2010-09-08 | 2012-03-08 | Hitachi Media Electronics Co., Ltd. | Akustisches Oberflächenwellen-Bauteil (SAW-Bauteil) |
US8476991B2 (en) | 2007-11-06 | 2013-07-02 | Panasonic Corporation | Elastic wave resonator, elastic wave filter, and antenna sharing device using the same |
CN113595524A (zh) * | 2021-07-28 | 2021-11-02 | 之江实验室 | 一种基于声表面波的微构件非接触式操控装置及方法 |
-
1996
- 1996-09-10 JP JP23882796A patent/JPH1084245A/ja active Pending
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