JPH11346141A - 弾性表面波装置 - Google Patents

弾性表面波装置

Info

Publication number
JPH11346141A
JPH11346141A JP15037498A JP15037498A JPH11346141A JP H11346141 A JPH11346141 A JP H11346141A JP 15037498 A JP15037498 A JP 15037498A JP 15037498 A JP15037498 A JP 15037498A JP H11346141 A JPH11346141 A JP H11346141A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
saw
acoustic wave
surface acoustic
electrode
piezoelectric substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP15037498A
Other languages
English (en)
Inventor
Miki Ito
幹 伊藤
Kazuhiro Otsuka
一弘 大塚
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.)
Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kyocera Corp filed Critical Kyocera Corp
Priority to JP15037498A priority Critical patent/JPH11346141A/ja
Publication of JPH11346141A publication Critical patent/JPH11346141A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧電基板のカット角やSAW の伝搬方向が最適
な方向に設定し、△f が増加した特性を持つSAW 共振子
を 形成可能とし、広帯域なフィルタ特性を持つ弾性表
面波フィルタを提供すること。 【解決手段】 圧電基板の少なくとも一主面上に、櫛歯
状の励振電極1を配設して成る弾性表面波装置Sであっ
て、前記圧電基板が61°〜67°Yカットのニオブ酸
リチウム単結晶から成るとともに、励振電極1により発
生した弾性表面波の伝搬方向と単結晶のX軸のなす角度
が2°〜7°であるものとする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば自動車電話
および携帯電話等の移動体無線機器等に内蔵される周波
数帯域フィルタやデュプレクサ等に好適な弾性表面波装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、移動体通信用の周波数帯域フィル
タは広帯域化が要求されるようになってきており、中心
周波数に対する通過帯域幅の比率は、例えば中心周波数
942MHzに対して、35MHz(約3.7 %) に増加している。ま
た、温度によるフィルタ特性のシフト分と、製造時の特
性ばらつき分とを考慮し、通常は通過帯域幅は上記要求
より大きめ(例えば約50MHz 、約5.3 %) に設定する必
要がある。
【0003】従来の単純化した弾性表面波(Surface Aco
ustic Wave、以下、SAW ともいう)フィルタの例を図2
に示す。同図は移動体通信用のラダー型(梯子型)のSA
W フィルタであって、2.5 段π型と称されるSAW フィル
タSの回路図を模式的に示したものである。
【0004】図2において、11、12は直列SAW 共振子、
13〜15は並列SAW 共振子、1 は所定数の電極指から成る
1 対の櫛歯状の励振電極であるIDT(Inter Digital Tran
sducer) 電極、2 はIDT 電極1 のSAW 伝搬路の両端に設
けられ、SAW を効率良く励振させるための梯子型の反射
器である。そして、直列SAW 共振子11、12と並列SAW共
振子13〜15を並列、直列交互に多段接続してSAW フィル
タSを構成している。また、図3は上記SAW 共振子の基
本構成を示す平面図である。このようなSAW フィルタ
は、例えばLiTaO3(タンタル酸リチウム) 単結晶やLiNb
O3(ニオブ酸リチウム)単結晶等の圧電基板の主面上
に、アルミニウム等から成る励振電極が配設されてい
る。なお、図3について電極指の数等は、簡単のため単
純化しており、正確に表現したものではなく、以下に説
明する各図においても、一般に電極指の本数は数10〜数
100 本に及ぶため図示を簡略化している。
【0005】図5は図3に示すようなSAW 共振子Aをイ
ンピーダンスアナライザ等に接続し入力インピーダンス
(Zin) の周波数特性図である。同図において、横軸は周
波数、縦軸はZin の絶対値|Zin |である。またf1は|
Zin |が最小となる周波数(共振点)であり、f2は|Zi
n |が最大となる周波数( 反共振点) である。
【0006】共振点f1と反共振点f2はSAW フィルタを構
成する上で重要であり、共振点f1と反共振点f2との周波
数幅△f が、SAW フィルタの通過帯域幅を決定する大き
な要因となっている。また、この△f を増加させること
が、通過帯域幅の増加につながるため、△f を増加させ
る手法が種々検討されており、特に電極形状を工夫して
△f を増加させる方法が検討されている。
【0007】例えば、図4 に示すように△f を増加させ
るSAW 共振子Bが提案されている。このSAW 共振子Bは
IDT 電極1 の電極指と電極指との間隔d を順次増加(減
少)させた構造、いわゆるチャープ型電極となっている
(例えば、特開平9-130201号公報等を参照) 。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようにチャープ型電極の設計に従ってSAW 共振子を作製
しても、共振点f1に好ましくないスプリアス共振が発生
することがあり、これによりSAW 共振子を直並列に接続
した弾性表面波フィルタにおいて、良好なフィルタ特性
が得られないという問題が生じる。このようなスプリア
ス共振の一例を入力インピーダンス(Zin) の周波数特性
図である図6に示す。
【0009】上記のように電極構造を工夫して△f を増
加させる方法が好ましい結果にならない原因の一つとし
て、圧電基板のカット角やSAW の伝搬方向が最適な方向
になされていないことが挙げられる。
【0010】例えば、LiNbO3単結晶の場合、64°Y カッ
ト角で弾性表面波の伝搬方向とX 軸が一致するものが一
般的であり、△f を共振点の周波数f1で規格化した値△
f/f1は約5 %程度である。すなわち、△f は圧電基板の
カット角やSAW の伝搬方向で決定される材料特性で、概
ね増加することができる範囲が決まっている。
【0011】本発明は上記事情に鑑みて完成されたもの
であり、その目的は従来と同様のチャープ型でない電極
構造でありながら、△f が増加した特性を持つSAW 共振
子を形成可能とし、広帯域なフィルタ特性を持つ弾性表
面波フィルタを提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明の弾性表面波装置
は、圧電基板の少なくとも一主面上に、櫛歯状の励振電
極を配設して成る弾性表面波装置であって、前記圧電基
板が61°〜67°Yカットのニオブ酸リチウム単結晶
から成るとともに、前記励振電極により発生した弾性表
面波の伝搬方向と前記単結晶のX軸のなす角度が2°〜
7°であることを特徴とする。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明に係るSAW 装置の実施形態
について図面に基づき詳細に説明する。
【0014】図1はLiNbO3単結晶とSAW 共振子のSAW 伝
搬方向との関係を示す平面図である。図1において、1
は互いに噛み合うように形成された櫛歯状の励振電極で
あるIDT 電極、2はIDT 電極の両端のSAW 伝搬路上に設
けられた梯子型の反射器、3は61°〜67°Yカット
のLiNbO3単結晶(圧電基板を切り出すためのウエハ)の
上面図である。なお、SAW 伝搬方向はIDT 電極および反
射器の電極指に対して垂直であり、LiNbO3単結晶のX 軸
方向とSAW 伝搬方向のなす角度をθとしている。
【0015】圧電基板のカット角を変更することは、単
結晶の作製工程の条件変更等を伴い、コストが高くなる
等の不具合があるため、比較的容易に変更できるSAW 伝
搬方向のなす角度θを変化させてSAW 共振子を形成し
た。
【0016】θを変化させてSAW 共振子を形成し、イン
ピーダンスアナライザ等に接続し入力インピーダンス(Z
in) の周波数特性を測定した一例を図7に示す。同図に
おいて、横軸は周波数、縦軸はZin の絶対値|Zin |で
ある。破線は従来のθ=0°で形成したSAW 共振子の周
波数特性、実線はθ=5°で形成したSAW 共振子の周波
数特性である。周波数特性を比較すると、θ=5°の周
波数特性の方がθ=0°の周波数特性に比較して△f が
増加していることが分かった。
【0017】上記のようにθを変化させることにより、
△f が変化することを発見したため、更にθの好適な範
囲を求めるため、SAW 共振子の周波数特性のθ依存性を
調査した。
【0018】図8は、LiNbO3単結晶のX軸方向とSAW 伝
搬方向のなす角度θと、△f を共振点の周波数f1で規格
化した値△f/f1の関係を示すグラフである。同図におい
て、横軸はθ、縦軸は△f/f1である。このグラフから分
かるように、θの増加とともに△f/f1も増加し、θ=約
6°でほぼ一定の値を示す傾向にあることが分かった。
以上の結果から、△f を増加させるためには、θ>0°
であれば良く、より好適はフィルタ特性の通過帯域幅B
Wを中心周波数f0 で規格化したBW/f0 は約5.3
%必要され、また、共振周波数f1 と反共振周波数f2
の差△fを共振周波数f1 で規格化した△f/f1 の値
がBW/f0 とほぼ等しいため、△f/f1 ≧5.3%
となるところがより望ましいことになる。すなわち、図
8から明らかなように、2(2.3)≦θ≦7°である
ことが判明した。
【0019】また、図9はLiNbO3単結晶のX 軸方向とSA
W 伝搬方向のなす角度θと、図2に示すようなSAW フィ
ルタの挿入損失との関係を示すグラフである。同図にお
いて、横軸はθ、縦軸は最小挿入損失である。このグラ
フから分かるようにθの増加とともに最小挿入損失も増
加する傾向にあることが分かった。最小挿入損失は約3.
5dB 以下が必要とされるため、θ≦7.0 °にする必要が
ある。
【0020】以上の検討により、LiNbO3単結晶のX 軸方
向とSAW 伝搬方向のなす角度θを0°<θ≦7°の範
囲、より好適には2≦θ≦7°とすることにより、従来
のチャープ型電極で発生していたスプリアス共振が発生
することなく、△f を増加させることができるSAW 共振
子を作製できるようにした。
【0021】ここで、IDT 電極および反射器はAlまたは
Al合金(Al-Cu系、Al-Ti 系等) からなり、蒸着法、スパ
ッタリング法またはCVD 法等の薄膜形成法により形成す
る。そして、IDT 電極の対数は50〜200 程度、電極指の
幅は0.4 〜10μm程度、電極指の間隔は0.4 〜10μm程
度、IDT 電極の厚みは0.2 〜0.5 μm程度とする、こと
がSAW 共振子あるいはSAW フィルタとしての特性を得る
上で好適である。
【0022】また、IDT 電極、反射器の上に、絶縁膜ま
たは半導電性膜を形成して、IDT 電極等を確実に保護す
るようにしてもよい。
【0023】また、圧電基板の厚みは0.1 〜0.5 mm程
度が良く、0.1 mm未満では圧電基板が脆くなり、0.5
mm超では材料コストが大きくなる。
【0024】なお、本発明は上記の実施形態に限定され
るものではなく、弾性表面波装置は各種構成のものに適
用可能であり、励振電極の形状も上記の櫛歯状に限定さ
れない。また、SAW フィルタのかわりにSAW デュプレク
サ等においても本発明が適用でき、本発明の要旨を逸脱
しない範囲内で種々の変更は何等差し支えない。
【0025】
【実施例】以下に、本発明に係る弾性表面波装置のより
具体的な実施例について説明する。図3に示すSAW 共振
子を用い、図2に示すような2.5 段π型のSAW フィルタ
を構成した。64°Y カットのLiNbO3単結晶からなる圧電
基板上に、単結晶のX軸との成す角度θ=5°となる弾
性表面波の伝搬方向にAlからなるSAW フィルタ用の回路
パターンを形成することにより作製した。
【0026】具体的には、紫外線(Deep-UV) を用いた密
着露光機によるフォトリソグラフィー法により、前記圧
電基板用のウェハ上に多数のSAW フィルタ用のレジスト
のネガパターンを形成した。次いで、前記ネガパターン
上に電子ビーム蒸着機でAlを形成した。その後、レジス
ト剥離液中で不要なAlをリフトオフし、IDT 電極等の微
細な回路パターンを形成した。
【0027】その後、電子ビーム蒸着機によりIDT 電極
の保護用であるSi膜をウェハ全面に形成した。次に、パ
ターニングの終了したウェハを個々のSAW フィルタ毎に
ダイシング法でカットし、個々のSAW フィルタのチップ
をSMD(Surface Mounted Device:表面実装素子) 用のパ
ッケージ内にシリコン樹脂により接着し、載置固定し
た。
【0028】次に、上記パッケージ内のSAW フィルタに
ついて、30μmφ( 直径30μm) のAuワイヤーをパッケ
ージの電極パッドとチップ上のAl電極パッドとを接続す
るように超音波ボンディングした後、パッケージリッド
を被せ接着し、SAW フィルタのパッケージングを終了し
た。
【0029】この時、各IDT 電極の対数は、105 〜120
対、電極指の線幅は1.1 〜1.2 μm、電極指の間隔は1.
1 〜1.2 μm、電極指の開口幅( 交差幅) は40〜80μ
m、反射器の本数は各20本、電極の膜厚を0.4 μm、保
護用膜厚を0.03μmとした。
【0030】そして、比較のために、従来品も同様に作
製した。電極の構成は本発明品と同じで圧電基板である
LiNbO3単結晶は64°Y カットでθ=0°とした。
【0031】そして、このSAW フィルタをネットワーク
アナライザに接続し、挿入損失の周波数特性を測定し
た。その結果、図10に示すように、従来品に対して通
過帯域幅が大きく、且つ、通過帯域内のリップルが小さ
く、平坦性が良好であるという優れた特性を示した。
【0032】
【発明の効果】本発明の弾性表面波装置によれば、LiNb
O3単結晶のX 軸方向とSAW 伝搬方向のなす角度θを2°
〜7°の範囲にすることにより、従来のチャープ型電極
で発生していたスプリアス共振が発生することなく、△
f を増加させることができる優れたSAW 共振子が作製で
き、これにより、不要なスプリアス共振の発生を防止
し、広帯域で特性の非常に優れた弾性表面波装置を提供
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る弾性表面波共振子のSAW 伝搬方向
を説明する平面図である。
【図2】本発明に係る弾性表面波装置の概略回路図であ
る。
【図3】本発明に係る弾性表面波共振子の一例を説明す
る平面図である。
【図4】従来のチャープ型電極を説明する平面図であ
る。
【図5】弾性表面波共振子の入力インピーダンス|Zin
|の周波数特性図である。
【図6】従来の弾性表面波共振子( チャープ型電極) の
入力インピーダンス|Zin |の周波数特性図である。
【図7】本発明の弾性表面波共振子の入力インピーダン
ス|Zin |の周波数特性図である。
【図8】64°Y カットLiNbO3単結晶のX 軸方向とSAW 伝
搬方向のなす角度θと△f を共振周波数f1で規格化した
△f/f1の関係を示すグラフである。
【図9】64°Y カットLiNbO3単結晶のX 軸方向とSAW 伝
搬方向のなす角度θと共振抵抗のの関係を示すグラフで
ある。
【図10】本発明の弾性表面波装置の挿入損失の周波数
特性を測定したグラフである。
【符号の説明】
1 :IDT 電極(励振電極) 2 :反射器 3 :64°Y カットLiNbO3単結晶基板 11,12 :直列共振子 13,14,15:並列共振子 A,B :弾性表面波共振子 S :SAW フィルタ( 弾性表面波装置)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 圧電基板の少なくとも一主面上に、櫛歯
    状の励振電極を配設して成る弾性表面波装置であって、
    前記圧電基板が61°〜67°Yカットのニオブ酸リチ
    ウム単結晶から成るとともに、前記励振電極により発生
    した弾性表面波の伝搬方向と前記単結晶のX軸のなす角
    度が2°〜7°であることを特徴とする弾性表面波装
    置。
JP15037498A 1998-05-29 1998-05-29 弾性表面波装置 Pending JPH11346141A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15037498A JPH11346141A (ja) 1998-05-29 1998-05-29 弾性表面波装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15037498A JPH11346141A (ja) 1998-05-29 1998-05-29 弾性表面波装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11346141A true JPH11346141A (ja) 1999-12-14

Family

ID=15495605

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP15037498A Pending JPH11346141A (ja) 1998-05-29 1998-05-29 弾性表面波装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH11346141A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6762657B2 (en) 2000-04-18 2004-07-13 Murata Manufacturing Co., Ltd. Longitudinally coupled resonator-type surface acoustic wave filter
US20110090026A1 (en) * 2008-06-30 2011-04-21 Murata Manufacturing Co., Ltd. Band rejection filter

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6762657B2 (en) 2000-04-18 2004-07-13 Murata Manufacturing Co., Ltd. Longitudinally coupled resonator-type surface acoustic wave filter
US20110090026A1 (en) * 2008-06-30 2011-04-21 Murata Manufacturing Co., Ltd. Band rejection filter
US8773221B2 (en) * 2008-06-30 2014-07-08 Murata Manufacturing Co., Ltd. Band rejection filter

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5099151B2 (ja) 弾性境界波装置の製造方法
KR100312001B1 (ko) 탄성표면파장치
JP3301399B2 (ja) 弾性表面波装置
WO2007094368A1 (ja) 弾性表面波デバイス、およびこれを用いた弾性表面波フィルタとアンテナ共用器、並びにこれを用いた電子機器
JP5025963B2 (ja) 電子部品とその製造方法及びこの電子部品を用いた電子機器
JP2001077662A (ja) 表面波装置及び通信機装置
KR100434423B1 (ko) 탄성 표면파 필터 및 이를 이용하는 통신 장치
JP2003188675A (ja) 表面弾性波素子及びそれを備えたデュプレクサ
WO2000070758A1 (fr) Dispositif d'onde acoustique de surface
JPH11191720A (ja) 弾性表面波装置及び弾性表面波フィルタ
JP2003087096A (ja) ラダー型弾性表面波フィルタ
JPH11163664A (ja) 弾性表面波フィルタ
JP4377525B2 (ja) 弾性表面波フィルタ
JP4183165B2 (ja) 弾性表面波共振子及びこれを用いたラダー型弾性表面波フィルタ
JPH11186867A (ja) 弾性表面波装置
JPH11346141A (ja) 弾性表面波装置
JPH10335965A (ja) 弾性表面波フィルタ
JP3878714B2 (ja) 弾性表面波フィルタ
JP2001156588A (ja) 弾性表面波装置
JPH11251860A (ja) 弾性表面波装置
JP3464106B2 (ja) 弾性表面波装置
WO2020261808A1 (ja) 弾性波フィルタ
JPH10163802A (ja) 弾性表面波装置
JP2001185980A (ja) 弾性表面波装置
JPH11163675A (ja) 弾性表面波装置