JPH1084248A - 弾性表面波装置及びその製造方法 - Google Patents
弾性表面波装置及びその製造方法Info
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- JPH1084248A JPH1084248A JP23891896A JP23891896A JPH1084248A JP H1084248 A JPH1084248 A JP H1084248A JP 23891896 A JP23891896 A JP 23891896A JP 23891896 A JP23891896 A JP 23891896A JP H1084248 A JPH1084248 A JP H1084248A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 目的とする特性に応じて最適な電気機械結合
係数を有するように構成されている圧電単結晶基板を用
いた弾性表面波装置を得る。 【解決手段】 インターデジタルトランスデューサ３，
５〜９を圧電単結晶基板２の表面に形成することにより
ＳＡＷ共振子Ｓ１〜Ｓ５が構成されているラダー型弾性
表面波フィルタにおいて、圧電単結晶基板２として表面
側から圧電単結晶基板内に塩素が拡散されているものを
用い、電気機械結合係数ｋSAW 2 を低めてなる弾性表面
波装置。
係数を有するように構成されている圧電単結晶基板を用
いた弾性表面波装置を得る。 【解決手段】 インターデジタルトランスデューサ３，
５〜９を圧電単結晶基板２の表面に形成することにより
ＳＡＷ共振子Ｓ１〜Ｓ５が構成されているラダー型弾性
表面波フィルタにおいて、圧電単結晶基板２として表面
側から圧電単結晶基板内に塩素が拡散されているものを
用い、電気機械結合係数ｋSAW 2 を低めてなる弾性表面
波装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば弾性表面波
共振子や弾性表面波フィルタとして用いられる弾性表面
波装置及びその製造方法に関し、より詳細には、圧電単
結晶基板を用いて構成された弾性表面波装置において、
圧電単結晶基板が改良されたもの及びその製造方法に関
する。
共振子や弾性表面波フィルタとして用いられる弾性表面
波装置及びその製造方法に関し、より詳細には、圧電単
結晶基板を用いて構成された弾性表面波装置において、
圧電単結晶基板が改良されたもの及びその製造方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、移動体通信機の受信用フィル
タやテレビション受像機のＩＦ段フィルタとして、弾性
表面波フィルタが広く用いられている。また、選択特性
に優れた弾性表面波フィルタとして、圧電基板上に複数
の弾性表面波共振子を構成し、該複数の弾性表面波共振
子によりラダー型フィルタ回路を構成したものが知られ
ている（例えば、特開平５−１８３３８０号公報な
ど）。
タやテレビション受像機のＩＦ段フィルタとして、弾性
表面波フィルタが広く用いられている。また、選択特性
に優れた弾性表面波フィルタとして、圧電基板上に複数
の弾性表面波共振子を構成し、該複数の弾性表面波共振
子によりラダー型フィルタ回路を構成したものが知られ
ている（例えば、特開平５−１８３３８０号公報な
ど）。
【０００３】従来のラダー型弾性表面波フィルタでは、
圧電基板にラダー型フィルタ回路を構成するように複数
のインターデジタルトランスデューサ（以下、ＩＤＴと
略す）が構成されている。各ＩＤＴの両側には、反射器
が形成され、それぞれ、弾性表面波共振子が構成されて
おり、各弾性表面波共振子がラダー型フィルタ回路を構
成するように圧電基板上において結線されている。
圧電基板にラダー型フィルタ回路を構成するように複数
のインターデジタルトランスデューサ（以下、ＩＤＴと
略す）が構成されている。各ＩＤＴの両側には、反射器
が形成され、それぞれ、弾性表面波共振子が構成されて
おり、各弾性表面波共振子がラダー型フィルタ回路を構
成するように圧電基板上において結線されている。
【０００４】ところで、上記ラダー型弾性表面波フィル
タでは、使用する圧電基板の物性によって特性がほぼ決
定される。すなわち、圧電基板の電気機械結合係数ｋ
SAW 2により、通過帯域幅や通過帯域近傍における減衰特
性の急峻度がほぼ決定されることになる。電気機械結合
係数ｋSAW 2 が小さい場合には、通過帯域が狭くなり、
かつ通過帯域近傍における減衰特性の急峻度が高められ
る。他方、電気機械結合係数ｋSAW 2 が大きい場合に
は、広帯域となるものの、通過帯域近傍における減衰特
性の急峻度が緩やかなものとなる。
タでは、使用する圧電基板の物性によって特性がほぼ決
定される。すなわち、圧電基板の電気機械結合係数ｋ
SAW 2により、通過帯域幅や通過帯域近傍における減衰特
性の急峻度がほぼ決定されることになる。電気機械結合
係数ｋSAW 2 が小さい場合には、通過帯域が狭くなり、
かつ通過帯域近傍における減衰特性の急峻度が高められ
る。他方、電気機械結合係数ｋSAW 2 が大きい場合に
は、広帯域となるものの、通過帯域近傍における減衰特
性の急峻度が緩やかなものとなる。
【０００５】従って、所望のフィルタ特性を実現するた
めに、該所望のフィルタ特性に応じた最適な電気機械結
合係数ｋSAW 2 を有する圧電基板を選択して使用してい
た。
めに、該所望のフィルタ特性に応じた最適な電気機械結
合係数ｋSAW 2 を有する圧電基板を選択して使用してい
た。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、目的と
するフィルタ特性に対し、適切な電気機械結合係数ｋSA
W 2 を有する圧電基板が存在しないことがある。このよ
うな場合には、通過帯域幅を確保することが重要である
ため、電気機械結合係数ｋSAW 2 の大きな圧電基板を使
用せざるを得なかった。その結果、通過帯域近傍におけ
る減衰特性の急峻度が十分でなく、選択度に優れたフィ
ルタを得ることが困難になるという問題があった。すな
わち、圧電単結晶基板を用いた弾性表面波装置では、使
用する圧電単結晶の物性により特性が制約されるという
問題があった。
するフィルタ特性に対し、適切な電気機械結合係数ｋSA
W 2 を有する圧電基板が存在しないことがある。このよ
うな場合には、通過帯域幅を確保することが重要である
ため、電気機械結合係数ｋSAW 2 の大きな圧電基板を使
用せざるを得なかった。その結果、通過帯域近傍におけ
る減衰特性の急峻度が十分でなく、選択度に優れたフィ
ルタを得ることが困難になるという問題があった。すな
わち、圧電単結晶基板を用いた弾性表面波装置では、使
用する圧電単結晶の物性により特性が制約されるという
問題があった。
【０００７】よって、本発明の目的は、圧電単結晶基板
自体の物性に起因する制約を緩和することができ、従っ
て所望とするフィルタ特性や共振特性を容易に実現し得
る弾性表面波装置及びその製造方法を提供することにあ
る。
自体の物性に起因する制約を緩和することができ、従っ
て所望とするフィルタ特性や共振特性を容易に実現し得
る弾性表面波装置及びその製造方法を提供することにあ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を達成
するためのなされたものであり、圧電単結晶基板上にＩ
ＤＴを構成してなる弾性表面波装置において、圧電単結
晶基板のＩＤＴが構成される表面側から該圧電単結晶基
板内に塩素が拡散されていることを特徴とする。
するためのなされたものであり、圧電単結晶基板上にＩ
ＤＴを構成してなる弾性表面波装置において、圧電単結
晶基板のＩＤＴが構成される表面側から該圧電単結晶基
板内に塩素が拡散されていることを特徴とする。
【０００９】本発明の弾性表面波装置は、圧電単結晶基
板を用いて構成されており、この場合圧電単結晶基板を
構成する圧電単結晶としては、特に限定されるものでは
なく、例えば、ＬｉＴａＯ3 またはＬｉＮｂＯ3 などを
挙げることができる。
板を用いて構成されており、この場合圧電単結晶基板を
構成する圧電単結晶としては、特に限定されるものでは
なく、例えば、ＬｉＴａＯ3 またはＬｉＮｂＯ3 などを
挙げることができる。
【００１０】本発明にかかる弾性表面波装置では、上記
圧電単結晶基板において、ＩＤＴが構成される表面側か
ら該圧電単結晶基板に塩素が拡散されており、それによ
って電気機械結合係数ｋSAW 2 の値が圧電単結晶基板自
体の電気機械結合係数ｋSAW 2の値よりも小さくされてい
る。すなわち、本発明の弾性表面波装置は、塩素の拡散
により電気機械結合係数ｋSAW 2 の値を低減させたこと
に特徴を有する。
圧電単結晶基板において、ＩＤＴが構成される表面側か
ら該圧電単結晶基板に塩素が拡散されており、それによ
って電気機械結合係数ｋSAW 2 の値が圧電単結晶基板自
体の電気機械結合係数ｋSAW 2の値よりも小さくされてい
る。すなわち、本発明の弾性表面波装置は、塩素の拡散
により電気機械結合係数ｋSAW 2 の値を低減させたこと
に特徴を有する。
【００１１】本願発明者は、圧電単結晶基板を用いた弾
性表面波装置において種々検討した結果、圧電単結晶基
板に塩素を拡散すれば、圧電単結晶基板の電気機械結合
係数ｋSAW 2 が低下することを初めて見い出し、該知見
に基づき、本発明を成すに至った。
性表面波装置において種々検討した結果、圧電単結晶基
板に塩素を拡散すれば、圧電単結晶基板の電気機械結合
係数ｋSAW 2 が低下することを初めて見い出し、該知見
に基づき、本発明を成すに至った。
【００１２】従って、本発明にかかる弾性表面波装置で
は、塩素の拡散により電気機械結合係数ｋSAW 2 が低め
られるため、目的とする共振特性やフィルタ特性に応じ
て圧電単結晶基板の塩素拡散深さを調整することによ
り、所望とする特性の弾性表面波共振子や弾性表面波フ
ィルタを容易に得ることができる。
は、塩素の拡散により電気機械結合係数ｋSAW 2 が低め
られるため、目的とする共振特性やフィルタ特性に応じ
て圧電単結晶基板の塩素拡散深さを調整することによ
り、所望とする特性の弾性表面波共振子や弾性表面波フ
ィルタを容易に得ることができる。
【００１３】本発明の弾性表面波装置は、従来より公知
の種々の弾性表面波装置一般に適用することができる。
例えば、請求項２に記載のように、ＩＤＴの両側に反射
器を配置することにより、弾性表面波共振子を構成し、
１ポート型ＳＡＷ共振子フィルタとして用いることも可
能であり、あるいは、請求項３に記載のように、圧電単
結晶基板上に複数のＩＤＴを構成し、該複数のＩＤＴに
よりラダー型フィルタが構成されるように各ＩＤＴを接
続することにより、ラダー型弾性表面波フィルタとする
こともできる。
の種々の弾性表面波装置一般に適用することができる。
例えば、請求項２に記載のように、ＩＤＴの両側に反射
器を配置することにより、弾性表面波共振子を構成し、
１ポート型ＳＡＷ共振子フィルタとして用いることも可
能であり、あるいは、請求項３に記載のように、圧電単
結晶基板上に複数のＩＤＴを構成し、該複数のＩＤＴに
よりラダー型フィルタが構成されるように各ＩＤＴを接
続することにより、ラダー型弾性表面波フィルタとする
こともできる。
【００１４】ラダー型弾性表面波フィルタを構成した場
合には、上記塩素拡散により圧電単結晶基板の電気機械
結合係数ｋSAW 2 を低めることができるため、通過帯域
を確保するために電気機械結合係数ｋSAW 2 の大きな基
板を用いた場合であっても、該塩素拡散により通過帯域
近傍における減衰特性の急峻度を高めることが可能とな
る。
合には、上記塩素拡散により圧電単結晶基板の電気機械
結合係数ｋSAW 2 を低めることができるため、通過帯域
を確保するために電気機械結合係数ｋSAW 2 の大きな基
板を用いた場合であっても、該塩素拡散により通過帯域
近傍における減衰特性の急峻度を高めることが可能とな
る。
【００１５】また、本発明の別の広い局面によれば、圧
電単結晶基板上にＩＤＴを構成してなる弾性表面波装置
の製造方法が提供され、この製造方法は、圧電単結晶基
板の一方面の全面に導電膜を形成する工程と、塩素系ガ
スを用いた反応性イオンエッチングにより上記導電膜を
パターニングして少なくともＩＤＴを形成するととも
に、圧電単結晶基板のＩＤＴが形成されている表面側か
ら該圧電単結晶基板に塩素を拡散させる工程とを備える
ことを特徴とする。従って、本発明の弾性表面波装置の
製造方法によれば、ＩＤＴなどの電極を形成する工程に
おいて同時に圧電単結晶基板に塩素を拡散させることが
できるので、塩素を拡散させるための余分な工程を要す
ることなく請求項１に記載の発明にかかる弾性表面波装
置を得ることができる。
電単結晶基板上にＩＤＴを構成してなる弾性表面波装置
の製造方法が提供され、この製造方法は、圧電単結晶基
板の一方面の全面に導電膜を形成する工程と、塩素系ガ
スを用いた反応性イオンエッチングにより上記導電膜を
パターニングして少なくともＩＤＴを形成するととも
に、圧電単結晶基板のＩＤＴが形成されている表面側か
ら該圧電単結晶基板に塩素を拡散させる工程とを備える
ことを特徴とする。従って、本発明の弾性表面波装置の
製造方法によれば、ＩＤＴなどの電極を形成する工程に
おいて同時に圧電単結晶基板に塩素を拡散させることが
できるので、塩素を拡散させるための余分な工程を要す
ることなく請求項１に記載の発明にかかる弾性表面波装
置を得ることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】図１（ａ）及び（ｂ）は、本発明
の一実施例にかかる弾性表面波装置を説明するための平
面図及び部分拡大断面図である。本実施例は、ラダー型
弾性表面波フィルタに適用したものである。
の一実施例にかかる弾性表面波装置を説明するための平
面図及び部分拡大断面図である。本実施例は、ラダー型
弾性表面波フィルタに適用したものである。
【００１７】図１（ａ）に示すように、弾性表面波フィ
ルタ１は、矩形の圧電単結晶基板２を用いて構成されて
いる。圧電単結晶基板２は、本実施例では、６４°Ｙ回
転Ｘ方向伝搬ＬｉＮｂＯ3 基板により構成されている。
もっとも、圧電単結晶基板２における回転角、伝搬方向
及び圧電単結晶材料は、これに限定されるものではな
い。
ルタ１は、矩形の圧電単結晶基板２を用いて構成されて
いる。圧電単結晶基板２は、本実施例では、６４°Ｙ回
転Ｘ方向伝搬ＬｉＮｂＯ3 基板により構成されている。
もっとも、圧電単結晶基板２における回転角、伝搬方向
及び圧電単結晶材料は、これに限定されるものではな
い。
【００１８】また、圧電単結晶基板２の特徴は、図１
（ｂ）にハッチング領域２ａで示すように、上面側から
ある深さ位置まで塩素が拡散されていることにある。こ
の塩素の拡散方法及び拡散による効果について後ほど詳
述する。
（ｂ）にハッチング領域２ａで示すように、上面側から
ある深さ位置まで塩素が拡散されていることにある。こ
の塩素の拡散方法及び拡散による効果について後ほど詳
述する。
【００１９】圧電単結晶基板２の上面には、種々の電極
を形成することにより、ＳＡＷ共振子Ｓ１〜Ｓ５が構成
されている。ＳＡＷ共振子Ｓ１は、ＩＤＴ３と、ＩＤＴ
３の表面波伝搬方向両側に配置された反射器４ａ，４ｂ
とを有する。ＩＤＴ３は、互いに間挿し合う電極指を有
する一対のくし歯電極３ａ，３ｂを有する。反射器４
ａ，４ｂはグレーティング反射器であり、ＩＤＴ３の電
極指ピッチと等しいピッチで配置された複数本の電極指
を有し、複数本の電極指は両端で短絡されている。
を形成することにより、ＳＡＷ共振子Ｓ１〜Ｓ５が構成
されている。ＳＡＷ共振子Ｓ１は、ＩＤＴ３と、ＩＤＴ
３の表面波伝搬方向両側に配置された反射器４ａ，４ｂ
とを有する。ＩＤＴ３は、互いに間挿し合う電極指を有
する一対のくし歯電極３ａ，３ｂを有する。反射器４
ａ，４ｂはグレーティング反射器であり、ＩＤＴ３の電
極指ピッチと等しいピッチで配置された複数本の電極指
を有し、複数本の電極指は両端で短絡されている。
【００２０】他のＳＡＷ共振子Ｓ２〜Ｓ５についても、
上記ＳＡＷ共振子Ｓ１と同様に構成されている。すなわ
ち、ＳＡＷ共振子Ｓ２〜Ｓ５は、それぞれ、中央にＩＤ
Ｔ５〜８を有し、各ＩＤＴ５〜８の両側に反射器９ａ，
９ｂ〜１２ａ，１２ｂを配置した構造を有する。
上記ＳＡＷ共振子Ｓ１と同様に構成されている。すなわ
ち、ＳＡＷ共振子Ｓ２〜Ｓ５は、それぞれ、中央にＩＤ
Ｔ５〜８を有し、各ＩＤＴ５〜８の両側に反射器９ａ，
９ｂ〜１２ａ，１２ｂを配置した構造を有する。
【００２１】上記ＩＤＴ３，５〜８及び反射器４ａ，４
ｂ，９ａ，９ｂ〜１２ａ，１２ｂは、本実施例ではＡｌ
により構成されているが、他の金属もしくは合金などの
導電性材料により構成されていてもよい。
ｂ，９ａ，９ｂ〜１２ａ，１２ｂは、本実施例ではＡｌ
により構成されているが、他の金属もしくは合金などの
導電性材料により構成されていてもよい。
【００２２】また、上記ＳＡＷ共振子Ｓ１〜Ｓ５は、図
示のように結線されてラダー型フィルタを構成してい
る。すなわち、ＩＤＴ３の一方のくし歯電極３ａが入力
端１３を構成しており、ＳＡＷ共振子Ｓ５のＩＤＴの一
方のくし歯電極が出力端１４に接続されている。そし
て、入力端１３と出力端１４との間で構成される直列腕
に、直列腕共振子としてＳＡＷ共振子Ｓ１，Ｓ３，Ｓ５
が接続されている。また、ＳＡＷ共振子Ｓ１とＳＡＷ共
振子Ｓ３との間の接続点１５と、アース電位との間に、
並列腕共振子としてＳＡＷ共振子Ｓ２が接続されてい
る。同様に、ＳＡＷ共振子Ｓ３とＳＡＷ共振子Ｓ５との
間の接続点１６と、アース電位との間に、並列腕共振子
としてＳＡＷ共振子Ｓ４が接続されている。
示のように結線されてラダー型フィルタを構成してい
る。すなわち、ＩＤＴ３の一方のくし歯電極３ａが入力
端１３を構成しており、ＳＡＷ共振子Ｓ５のＩＤＴの一
方のくし歯電極が出力端１４に接続されている。そし
て、入力端１３と出力端１４との間で構成される直列腕
に、直列腕共振子としてＳＡＷ共振子Ｓ１，Ｓ３，Ｓ５
が接続されている。また、ＳＡＷ共振子Ｓ１とＳＡＷ共
振子Ｓ３との間の接続点１５と、アース電位との間に、
並列腕共振子としてＳＡＷ共振子Ｓ２が接続されてい
る。同様に、ＳＡＷ共振子Ｓ３とＳＡＷ共振子Ｓ５との
間の接続点１６と、アース電位との間に、並列腕共振子
としてＳＡＷ共振子Ｓ４が接続されている。
【００２３】上記ＳＡＷ共振子Ｓ１〜Ｓ５を構成する上
述した各種電極は、圧電単結晶基板２の上面の全面にＡ
ｌ薄膜を、蒸着・スパッタリングもしくはめっき等の適
宜の薄膜形成法により形成した後、エッチングすること
により形成されている。
述した各種電極は、圧電単結晶基板２の上面の全面にＡ
ｌ薄膜を、蒸着・スパッタリングもしくはめっき等の適
宜の薄膜形成法により形成した後、エッチングすること
により形成されている。
【００２４】エッチングは、好ましくは、Ｃｌ2 、ＣＣ
ｌ4 またはＳｉＣｌ4 などの塩素系ガスを用いた反応性
イオンエッチングにより行われる。すなわち、このよう
な塩素系ガスを用いた反応性イオンエッチングにより圧
電単結晶基板２の上面の全面に形成されたＡｌ薄膜を通
常よりもオーバーエッチすることにより、上記ＳＡＷ共
振子Ｓ１〜Ｓ５の形成とともに、圧電単結晶基板の上面
から圧電単結晶基板２の内部に塩素を拡散させることが
できる。
ｌ4 またはＳｉＣｌ4 などの塩素系ガスを用いた反応性
イオンエッチングにより行われる。すなわち、このよう
な塩素系ガスを用いた反応性イオンエッチングにより圧
電単結晶基板２の上面の全面に形成されたＡｌ薄膜を通
常よりもオーバーエッチすることにより、上記ＳＡＷ共
振子Ｓ１〜Ｓ５の形成とともに、圧電単結晶基板の上面
から圧電単結晶基板２の内部に塩素を拡散させることが
できる。
【００２５】従って、本実施例のようにＳＡＷ共振子Ｓ
１〜Ｓ５の電極を形成するためのパターニングに際し、
上記塩素系ガスを用いてエッチングすれば、圧電単結晶
基板２に塩素を拡散させるための工程を増加させる必要
がない。
１〜Ｓ５の電極を形成するためのパターニングに際し、
上記塩素系ガスを用いてエッチングすれば、圧電単結晶
基板２に塩素を拡散させるための工程を増加させる必要
がない。
【００２６】もっとも、予め塩素が拡散された圧電単結
晶基板２上に、上述したＳＡＷ共振子Ｓ１〜Ｓ５を形成
するための電極を適宜の方法で形成してもよい。次に、
本実施例のラダー型弾性表面波フィルタにおいて通過帯
域近傍における減衰特性の急峻度が高められることを具
体的な実験例に基づき説明する。図１に示したラダー型
弾性表面波フィルタ１として１．５ｍｍ×１．３ｍｍ×
厚み０．３８ｍｍの６４°Ｙ回転Ｘ方向伝搬ＬｉＮｂＯ
3 基板の表面側から６．０％（表面波の波長に対する百
分率で表した値）の深さ程度まで塩素を拡散させてなる
圧電単結晶基板２を用い、ＳＡＷ共振子Ｓ１〜Ｓ５とし
て、電極指の対数が１５０対、電極指間ピッチが１．２
μｍであるものを作製した。比較のために、圧電単結晶
基板として、塩素を拡散されていないことを除いては、
上記実施例の弾性表面波装置と同様にして構成されたラ
ダー型弾性表面波フィルタを作製した。
晶基板２上に、上述したＳＡＷ共振子Ｓ１〜Ｓ５を形成
するための電極を適宜の方法で形成してもよい。次に、
本実施例のラダー型弾性表面波フィルタにおいて通過帯
域近傍における減衰特性の急峻度が高められることを具
体的な実験例に基づき説明する。図１に示したラダー型
弾性表面波フィルタ１として１．５ｍｍ×１．３ｍｍ×
厚み０．３８ｍｍの６４°Ｙ回転Ｘ方向伝搬ＬｉＮｂＯ
3 基板の表面側から６．０％（表面波の波長に対する百
分率で表した値）の深さ程度まで塩素を拡散させてなる
圧電単結晶基板２を用い、ＳＡＷ共振子Ｓ１〜Ｓ５とし
て、電極指の対数が１５０対、電極指間ピッチが１．２
μｍであるものを作製した。比較のために、圧電単結晶
基板として、塩素を拡散されていないことを除いては、
上記実施例の弾性表面波装置と同様にして構成されたラ
ダー型弾性表面波フィルタを作製した。
【００２７】上記のようにして用意した実施例の弾性表
面波フィルタと、比較例の弾性表面波フィルタの減衰量
周波数特性を測定したところ、図２に示す結果が得られ
た。図２において、実線Ａは実施例のラダー型弾性表面
波フィルタの特性を、破線Ｂは比較例のラダー型弾性表
面波フィルタの特性を示す。図２から明らかなように、
実施例の弾性表面波フィルタでは、通過帯域が高域側で
若干狭くなるものの、通過帯域近傍における減衰特性の
急峻度が高められることがわかる。この理由を、図３及
び図４を参照して説明する。
面波フィルタと、比較例の弾性表面波フィルタの減衰量
周波数特性を測定したところ、図２に示す結果が得られ
た。図２において、実線Ａは実施例のラダー型弾性表面
波フィルタの特性を、破線Ｂは比較例のラダー型弾性表
面波フィルタの特性を示す。図２から明らかなように、
実施例の弾性表面波フィルタでは、通過帯域が高域側で
若干狭くなるものの、通過帯域近傍における減衰特性の
急峻度が高められることがわかる。この理由を、図３及
び図４を参照して説明する。
【００２８】図３は、本実施例のラダー型弾性表面波フ
ィルタのＳＡＷ共振子Ｓ１〜Ｓ５のインピーダンス−周
波数特性、並びに上記比較例の弾性表面波フィルタにお
けるＳＡＷ共振子のインピーダンス−周波数特性を示す
図である。なお、実線Ｃが実施例の特性を、破線Ｄが比
較例の特性を示す。また、実施例及び比較例の何れの弾
性表面波フィルタにおいても、２個の共振特性が現れて
いるが、高周波数側の共振特性が直列腕共振子Ｓ１，Ｓ
３，Ｓ５の特性を、低周波数側の共振特性が並列腕共振
子Ｓ２，Ｓ４の特性を示す。
ィルタのＳＡＷ共振子Ｓ１〜Ｓ５のインピーダンス−周
波数特性、並びに上記比較例の弾性表面波フィルタにお
けるＳＡＷ共振子のインピーダンス−周波数特性を示す
図である。なお、実線Ｃが実施例の特性を、破線Ｄが比
較例の特性を示す。また、実施例及び比較例の何れの弾
性表面波フィルタにおいても、２個の共振特性が現れて
いるが、高周波数側の共振特性が直列腕共振子Ｓ１，Ｓ
３，Ｓ５の特性を、低周波数側の共振特性が並列腕共振
子Ｓ２，Ｓ４の特性を示す。
【００２９】実線Ｃと破線Ｄの比較から明らかなよう
に、実施例の弾性表面波フィルタの各ＳＡＷ共振子で
は、反共振周波数が比較例の弾性表面波フィルタの相当
するＳＡＷ共振子の反共振周波数よりも低周波数側にシ
フトしていることがわかる。すなわち、実施例の弾性表
面波フィルタでは、ＳＡＷ共振子フィルタの共振周波数
と反共振周波数の周波数差ΔＦで小さくなるように変化
していることがわかる。これは、塩素の拡散により、基
板表面において結晶性が一部崩壊し、それによって圧電
単結晶基板２の電気機械結合係数ｋSAW 2 が小さくなる
ためと考えられる。
に、実施例の弾性表面波フィルタの各ＳＡＷ共振子で
は、反共振周波数が比較例の弾性表面波フィルタの相当
するＳＡＷ共振子の反共振周波数よりも低周波数側にシ
フトしていることがわかる。すなわち、実施例の弾性表
面波フィルタでは、ＳＡＷ共振子フィルタの共振周波数
と反共振周波数の周波数差ΔＦで小さくなるように変化
していることがわかる。これは、塩素の拡散により、基
板表面において結晶性が一部崩壊し、それによって圧電
単結晶基板２の電気機械結合係数ｋSAW 2 が小さくなる
ためと考えられる。
【００３０】そこで、上記圧電単結晶基板２における塩
素の拡散深さと、電気機械結合係数との関係を測定し
た。結果を図４に示す。図４における破線Ｅは、６４°
Ｙ回転Ｘ方向伝搬ＬｉＮｂＯ3 基板上に電極としてのＡ
ｌ膜厚を表面波の波長に対し４．５％の値として形成し
た場合の電気機械結合係数ｋSAW 2 と、塩素原子の拡散
深さ（表面波の波長に対する深さ寸法（％））との関係
を示す。
素の拡散深さと、電気機械結合係数との関係を測定し
た。結果を図４に示す。図４における破線Ｅは、６４°
Ｙ回転Ｘ方向伝搬ＬｉＮｂＯ3 基板上に電極としてのＡ
ｌ膜厚を表面波の波長に対し４．５％の値として形成し
た場合の電気機械結合係数ｋSAW 2 と、塩素原子の拡散
深さ（表面波の波長に対する深さ寸法（％））との関係
を示す。
【００３１】図４から明らかなように、塩素原子の拡散
深さが大きくなるほど電気機械結合係数ｋSAW 2 が小さ
くなることがわかる。また、図４の破線Ｅから明らかな
ように、塩素拡散深さを表面波の波長の３〜６％とする
ことにより、６４°Ｙ回転Ｘ方向伝搬ＬｉＮｂＯ3 基板
と、３６°Ｙ回転Ｘ方向伝搬ＬｉＴａＯ3 基板との間の
電気機械結合係数ｋSAW 2 を有する基板の得られること
がわかる。
深さが大きくなるほど電気機械結合係数ｋSAW 2 が小さ
くなることがわかる。また、図４の破線Ｅから明らかな
ように、塩素拡散深さを表面波の波長の３〜６％とする
ことにより、６４°Ｙ回転Ｘ方向伝搬ＬｉＮｂＯ3 基板
と、３６°Ｙ回転Ｘ方向伝搬ＬｉＴａＯ3 基板との間の
電気機械結合係数ｋSAW 2 を有する基板の得られること
がわかる。
【００３２】従って、前述したように塩素の拡散により
圧電単結晶基板の表面側における結晶性が一部崩壊し、
圧電基板の電気機械結合係数ｋSAW 2 が小さくなり、そ
れによって各ＳＡＷ共振子Ｓ１〜Ｓ５の共振周波数と反
共振周波数との周波数差ΔＦが小さくなるように変化
し、ラダー型弾性表面波フィルタの通過帯域近傍におけ
る減衰特性の急峻度が高められていることがわかる。
圧電単結晶基板の表面側における結晶性が一部崩壊し、
圧電基板の電気機械結合係数ｋSAW 2 が小さくなり、そ
れによって各ＳＡＷ共振子Ｓ１〜Ｓ５の共振周波数と反
共振周波数との周波数差ΔＦが小さくなるように変化
し、ラダー型弾性表面波フィルタの通過帯域近傍におけ
る減衰特性の急峻度が高められていることがわかる。
【００３３】なお、図４における実線Ｆは、３６°Ｙ回
転Ｘ方向伝搬のＬｉＴａＯ3 基板（Ａｌの膜厚は励振さ
れる表面波の波長に対し１０．０％の大きさ）の場合の
電気機械結合係数ｋSAW 2 と塩素原子の拡散深さとの関
係を示す図である。実線Ｆから明らかなように、３６°
Ｙ回転Ｘ方向伝搬ＬｉＴａＯ3 基板においても同様に塩
素原子の拡散深さを調整することにより電気機械結合係
数ｋSAW 2 を低めるように調整し得ることがわかる。従
って、例えば電気機械結合係数ｋSAW 2 の値が８％より
も小さい場合に最適な周波数振幅特性が得られるラダー
型フィルタでは、３６°Ｙ回転Ｘ方向伝搬ＬｉＴａＯ3
基板に塩素拡散を施せば最適なラダー型弾性表面波フィ
ルタの得られることがわかる。
転Ｘ方向伝搬のＬｉＴａＯ3 基板（Ａｌの膜厚は励振さ
れる表面波の波長に対し１０．０％の大きさ）の場合の
電気機械結合係数ｋSAW 2 と塩素原子の拡散深さとの関
係を示す図である。実線Ｆから明らかなように、３６°
Ｙ回転Ｘ方向伝搬ＬｉＴａＯ3 基板においても同様に塩
素原子の拡散深さを調整することにより電気機械結合係
数ｋSAW 2 を低めるように調整し得ることがわかる。従
って、例えば電気機械結合係数ｋSAW 2 の値が８％より
も小さい場合に最適な周波数振幅特性が得られるラダー
型フィルタでは、３６°Ｙ回転Ｘ方向伝搬ＬｉＴａＯ3
基板に塩素拡散を施せば最適なラダー型弾性表面波フィ
ルタの得られることがわかる。
【００３４】なお、上記実施例は、ラダー型弾性表面波
フィルタに適用したものであるが、前述した図３の結果
から明らかなように、単一のＳＡＷ共振子の場合にも、
塩素拡散された圧電単結晶基板を用いることにより、従
来の圧電単結晶基板では得られない電気機械結合係数ｋ
SAW 2 を実現することができるため、同様に、目的に応
じた周波数特性を有するＳＡＷ共振子や他の形式のＳＡ
Ｗフィルタを構成し得ることがわかる。
フィルタに適用したものであるが、前述した図３の結果
から明らかなように、単一のＳＡＷ共振子の場合にも、
塩素拡散された圧電単結晶基板を用いることにより、従
来の圧電単結晶基板では得られない電気機械結合係数ｋ
SAW 2 を実現することができるため、同様に、目的に応
じた周波数特性を有するＳＡＷ共振子や他の形式のＳＡ
Ｗフィルタを構成し得ることがわかる。
【００３５】
【発明の効果】本発明の弾性表面波装置では、圧電単結
晶基板に表面側から塩素が拡散されているため、本来の
圧電単結晶基板に比べて電気機械結合係数ｋSAW 2 の小
さな圧電基板を構成することができる。従って、目的と
する特性に応じた電気機械結合係数の圧電単結晶基板を
得ることができ、既存の圧電単結晶板を用いて従来得る
ことが困難であった特性の弾性表面波装置を容易に提供
し得ることができる。よって、例えば請求項３に記載の
ように、ラダー型弾性表面波フィルタに適用した場合に
は、通過帯域近傍の減衰特性における急峻度、特に高域
側の減衰特性の急峻度を高めることができる。すなわ
ち、所望とする特性に応じて、通過帯域を確保するため
に、電気機械結合係数ｋSAW 2 の大きな圧電単結晶基板
を使用せざるを得ない場合であっても、塩素拡散深さを
調整することにより、減衰特性の急峻度を効果的に高め
る得るため、目的通りの特性を発揮し得るラダー型弾性
表面波フィルタを提供することが可能となる。
晶基板に表面側から塩素が拡散されているため、本来の
圧電単結晶基板に比べて電気機械結合係数ｋSAW 2 の小
さな圧電基板を構成することができる。従って、目的と
する特性に応じた電気機械結合係数の圧電単結晶基板を
得ることができ、既存の圧電単結晶板を用いて従来得る
ことが困難であった特性の弾性表面波装置を容易に提供
し得ることができる。よって、例えば請求項３に記載の
ように、ラダー型弾性表面波フィルタに適用した場合に
は、通過帯域近傍の減衰特性における急峻度、特に高域
側の減衰特性の急峻度を高めることができる。すなわ
ち、所望とする特性に応じて、通過帯域を確保するため
に、電気機械結合係数ｋSAW 2 の大きな圧電単結晶基板
を使用せざるを得ない場合であっても、塩素拡散深さを
調整することにより、減衰特性の急峻度を効果的に高め
る得るため、目的通りの特性を発揮し得るラダー型弾性
表面波フィルタを提供することが可能となる。
【００３６】また、本発明にかかる弾性表面波装置の製
造方法によれば、上記のように圧電単結晶基板上におい
てＩＤＴなどの電極を形成する工程が塩素系ガスを用い
た反応性イオンエッチングにより行われているため、該
ＩＤＴなどの形成工程において圧電単結晶基板に同時に
塩素を拡散させることができるので、工程を増加させる
ことなく請求項１に記載の発明にかかる弾性表面波装置
を得ることができる。
造方法によれば、上記のように圧電単結晶基板上におい
てＩＤＴなどの電極を形成する工程が塩素系ガスを用い
た反応性イオンエッチングにより行われているため、該
ＩＤＴなどの形成工程において圧電単結晶基板に同時に
塩素を拡散させることができるので、工程を増加させる
ことなく請求項１に記載の発明にかかる弾性表面波装置
を得ることができる。
【図１】（ａ）は、本発明の一実施例にかかる弾性表面
波装置の平面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示した弾性
表面波装置の圧電単結晶基板を説明するための部分切欠
拡大断面図。
波装置の平面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示した弾性
表面波装置の圧電単結晶基板を説明するための部分切欠
拡大断面図。
【図２】図１に示した実施例の弾性表面波装置の減衰量
周波数特性及び比較のために用意した弾性表面波装置の
減衰量周波数特性を示す図。
周波数特性及び比較のために用意した弾性表面波装置の
減衰量周波数特性を示す図。
【図３】図１に示した実施例及び比較例の弾性表面波フ
ィルタ中のＳＡＷ共振子のインピーダンス−周波数特性
を説明するための図。
ィルタ中のＳＡＷ共振子のインピーダンス−周波数特性
を説明するための図。
【図４】電気機械結合係数と圧電単結晶板における塩素
原子における拡散深さとの関係を示す図。
原子における拡散深さとの関係を示す図。
１…ラダー型弾性表面波フィルタ ２…圧電単結晶基板 ３，５〜８…ＩＤＴ ４ａ，４ｂ，９ａ，９ｂ〜１２ａ，１２ｂ…反射器
Claims (5)
- 【請求項１】 圧電単結晶基板上にインターデジタルト
ランスデューサを構成してなる弾性表面波装置におい
て、前記圧電単結晶基板のインターデジタルトランスデ
ューサが構成される表面側から該圧電単結晶基板に塩素
が拡散されていることを特徴とする、弾性表面波装置。 - 【請求項２】 前記インターデジタルトランスデューサ
の両側に配置された反射器をさらに備え、それによって
弾性表面波共振子が構成されている、請求項１に記載の
弾性表面波装置。 - 【請求項３】 前記圧電単結晶基板上に複数の前記イン
ターデジタルトランスデューサが構成されており、該複
数のインターデジタルトランスデューサによりラダー型
フィルタが構成されている、請求項１または２に記載の
弾性表面波装置。 - 【請求項４】 前記圧電単結晶基板が、ＬｉＴａＯ3 圧
電単結晶基板またはＬｉＮｂＯ3 圧電単結晶基板であ
る、請求項１〜３の何れかに記載の弾性表面波装置。 - 【請求項５】 圧電単結晶基板上にインターデジタルト
ランスデューサを構成してなる弾性表面波装置の製造方
法であって、 圧電単結晶基板の一方面に全面に導電膜を形成する工程
と、 前記導電膜を塩素系ガスを用いた反応性イオンエッチン
グによりパターニングし、少なくとも前記インターデジ
タルトランスデューサを形成するとともに、圧電単結晶
基板の前記一方面から該圧電単結晶基板に塩素を拡散さ
せる工程とを備えることを特徴とする、弾性表面波装置
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23891896A JPH1084248A (ja) | 1996-09-10 | 1996-09-10 | 弾性表面波装置及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23891896A JPH1084248A (ja) | 1996-09-10 | 1996-09-10 | 弾性表面波装置及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1084248A true JPH1084248A (ja) | 1998-03-31 |
Family
ID=17037218
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23891896A Pending JPH1084248A (ja) | 1996-09-10 | 1996-09-10 | 弾性表面波装置及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1084248A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6241349B1 (en) | 1999-01-28 | 2001-06-05 | Hewlett-Packard Company | High-durability ink containment unit for use in an ink delivery system |
| JP2011097223A (ja) * | 2009-10-28 | 2011-05-12 | Kyocera Kinseki Corp | 弾性表面波フィルタ |
| CN102324908A (zh) * | 2011-07-07 | 2012-01-18 | 中国电子科技集团公司第五十五研究所 | 具有叠加准周期条阵结构的声表面波器件 |
| JP2013545353A (ja) * | 2010-10-15 | 2013-12-19 | コミシリア ア レネルジ アトミック エ オ エナジーズ オルタネティヴズ | 均質な材料から形成された不均質な音響構造 |
-
1996
- 1996-09-10 JP JP23891896A patent/JPH1084248A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6241349B1 (en) | 1999-01-28 | 2001-06-05 | Hewlett-Packard Company | High-durability ink containment unit for use in an ink delivery system |
| JP2011097223A (ja) * | 2009-10-28 | 2011-05-12 | Kyocera Kinseki Corp | 弾性表面波フィルタ |
| JP2013545353A (ja) * | 2010-10-15 | 2013-12-19 | コミシリア ア レネルジ アトミック エ オ エナジーズ オルタネティヴズ | 均質な材料から形成された不均質な音響構造 |
| US9209779B2 (en) | 2010-10-15 | 2015-12-08 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Heterogenous acoustic structure formed from a homogeneous material |
| EP2628243B1 (fr) * | 2010-10-15 | 2019-09-11 | Commissariat à l'Énergie Atomique et aux Énergies Alternatives | Structure acoustique heterogene formee a partir d'un materiau homogene |
| CN102324908A (zh) * | 2011-07-07 | 2012-01-18 | 中国电子科技集团公司第五十五研究所 | 具有叠加准周期条阵结构的声表面波器件 |
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