JPS5840650Y2 - 表面波薄膜すだれ状変換器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は弾性表面波（以下単に表面波と称す）の薄膜す
だれ状変換器に関するものである。

従来、表面波を用いた素子は、ＶＨＦ−ＵＨＦ帯域で使
用可能な、低損失・超小型で優れた性能を有する電気通
信路素子（例えば遅延線・フィルタなど）として開発さ
れつつある。

表面波素子に必要な、送・受渡用変換器の代表例として
は、構造の簡単さ、製作の容易さのため、圧電物質の表
面に、金属の蒸着によって形成されたすだれ状電極をも
つ変換器がしばしば用いられてきた。

しかし最近では、表面波の用途が拡大され、ガラスや半
導体などの非圧電物質基板上での表面波が利用されてい
る。

この場合の変換器は、基板上に圧電薄膜を形成せしめ、
基板と薄膜の境界面もしくは薄膜表面の一方にすだれ状
電極を備え他方に短絡用平板電極を備えるか、又は前記
平板電極を用いない薄膜変換器が知られている。

ところで、一般に圧電物質の音響インピーダンスは、物
質中での電気的又は音響的摂動状態により異なる。

上述の変換器の場合、前記すだれ状電極の電極指領域の
音響インピーダンスは、電極指間隙領域のそれに比して
減少または増大する。

このときの両者の大小関係は膨の厚さおよび上記平板電
極の有無に依存する。

両者の場合このため表面波の伝搬面で、音響インピーダ
ンスが周期的に変動するため、表面波の反射がおこる。

特に、狭帯域フィルタや、分散形遅延線、電極符号化遅
延線などのように、多数の櫛歯を要する変換器の場合は
、前記の反射表面波がフィルタ特性におよぼす影響は無
視できず、その振幅・位相特性のリップルを生ぜしめ、
極めて好ましくない。

従って、上述の理由による音響インピーダンスの周期的
変動をなくするような構造・手段が望まれる。

本考案の目的は、簡単な構造で上記の要請を満足できる
ような新しい薄膜すだれ状変換器を提供することにある
。

本考案によれば、非圧電物質基板上に圧電物質から成る
薄膜が形成され、非圧電物質と圧電薄膜の境界面もしく
は圧電薄膜表面の一方にすだれ状電極を備える表面波変
換器において、前記非圧電基板表面の基板の表面層にお
ける、前記すだれ状電極の電極指領域に、拡散法による
拡散層が形成され、前記電極指領域及び前記電極指間隙
領域の両音響インピーダンスの均一化が計られたことを
特徴とする表面波薄膜すだれ状変換器が得られる。

一般に、ガラスの表面近傍に含まれるある種の金属元素
を電界効果イオン変換法などの拡散法により、これより
重い元素で置換してやると、その領域の音響インピーダ
ンスは低下し、逆に軽い元素で置換すると、上昇するこ
とが知られている。

しがもその置換領域のパターンは、フォトマスキングな
どの方法により、選択的に形成できる。

本考案はこの現象を利用するものである。

即ち、従来の薄膜変換器において、すだれ状電極の電極
指領域の方が、電極指間隙領域よりも音響インピーダン
スが小さくなるように変換器の構造が設定されているも
のに対しては、予め電極指間隙領域の基板表面に、前述
の方法で拡散を施し、音響インピーダンスが周囲よりも
低下した領域を形成せしめておくことにより、変換器部
分の音響インピーダンスの均一化を計るものである。

逆に、電極指領域の音響インピーダンスが、電極指間隙
領域のそれよりも大きいような構造の薄膜変換器に対し
ては、予め、電極指領域の基板表面に、前述の方法で拡
散を施すことにより、前記同様、音響インピーダンスの
均一化を計ることができる。

本発明の利点は、すだれ状電極の付着の有無による表面
波の反射が抑制され、従って変換器の振幅・位相特性の
リップルが抑制されることにある。

更に本考案の他の利点は、表面波伝搬面に機械的凹凸を
施すことなく、基板の表面近傍の物質定数のみを変化せ
しめるため表面波の減衰を増長させることなく、簡単な
構造でしかも短時間で作成できることにある。

次に図面を用いて、本考案の詳細を説明する。

図は、本考案の一実施例の構造断面図である。

図においてガラス基板１２の表面に、アルミニウムＡＩ
およびチタンＴｉから戒るすだれ状電極１３が蒸着され
、該電極直下の一部１４が、電界効果イオン交換法によ
りタリウムイオンＴｌ”で置換されている。

これら電極領域を覆うように硫化亜鉛ＺｎＳ膜１１が、
スパッタリングにより形成されている。

ＺｎＳの厚みは約４μ、電極１３の幅および間隙は１０
μである。

またイオン変換部１４の深さは約５μである。

本実施例では、前述のような櫛歯電極の有無による音響
インピーダンスの差に基く表面波伝搬速度の差△Ｖ／Ｖ
＝４％が、ガラス基板のイオン交換部１４で相殺されて
、音響インピーダンスの均一化が計られている。

この場合、前述のように、前記伝搬速度差△Ｖ／Ｖは、
薄膜の厚みおよび短絡用平板電極の有無に依存して変動
するが、その変動量は、イオン変換部１４の深さおよび
イオンの置換量を調整することにより相殺できる。

【図面の簡単な説明】

図は、本考案の一実施例の構造断面図である。 図において、１１はＺｎＳ圧電薄膜、１２はガラス基板
、１３はすだれ状電極、１４はガラス基板上のイオン交
換部である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 非圧電物質基板上に圧電物質から戊る薄膜が形成され、
   前記非圧電基板と前記圧電薄膜の境界面、もしくは前記
   圧電薄膜表面のいづれか一方にすだれ状電極を備える表
   面波変換器において、前記非圧電基板の表面層における
   、前記すだれ状電極の電極指領域に、拡散法による拡散
   層が形成され、前記電極指領域及び前記電極指間隙領域
   の両音響インピーダンスの均一化が計られたことを特徴
   とする表面波薄膜すだれ状変換器。