JPS60171823A - 弾性表面波共振子 - Google Patents
弾性表面波共振子Info
- Publication number
- JPS60171823A JPS60171823A JP2597984A JP2597984A JPS60171823A JP S60171823 A JPS60171823 A JP S60171823A JP 2597984 A JP2597984 A JP 2597984A JP 2597984 A JP2597984 A JP 2597984A JP S60171823 A JPS60171823 A JP S60171823A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- surface acoustic
- acoustic wave
- wavelength
- film
- slot
- 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
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/25—Constructional features of resonators using surface acoustic waves
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
この発明は、弾性表面波を用いた共振子に関する。
弾性表面波共振子の基本的構成は、ハートマン等の特許
公報（特公昭５６−４６２８９）に開示されている。そ
れによると第１図に示すように圧電基板（１１の表面上
に電気エネルギーと弾性表面波エネルギーの変換を行な
うインタディジタル電極（２）とその外部に周期的に並
らべられた金属ストリップ、溝から成るグレーティング
反射器（３）とから構成でれている。インターディジタ
ル電極（２）により、励振された弾性表面波は１対のグ
レーティング反射器間で反射をくり返し、弾性表面波の
定常波が生ずる。この定常波の変位成分の腹の部分に相
当する位置とインタディジタル電極の電極指の中心が一
致するよう配設することによって外部結線（４）の端子
から見たインピーダンスは、ちょうど電気回路の共振回
路と同様のふるまいをすることになる。
公報（特公昭５６−４６２８９）に開示されている。そ
れによると第１図に示すように圧電基板（１１の表面上
に電気エネルギーと弾性表面波エネルギーの変換を行な
うインタディジタル電極（２）とその外部に周期的に並
らべられた金属ストリップ、溝から成るグレーティング
反射器（３）とから構成でれている。インターディジタ
ル電極（２）により、励振された弾性表面波は１対のグ
レーティング反射器間で反射をくり返し、弾性表面波の
定常波が生ずる。この定常波の変位成分の腹の部分に相
当する位置とインタディジタル電極の電極指の中心が一
致するよう配設することによって外部結線（４）の端子
から見たインピーダンスは、ちょうど電気回路の共振回
路と同様のふるまいをすることになる。
第゛シ２図、に、電気・的で等・節回路を示す。図中の
０゜／（］１を容量比と呼び広帯域のフィルタを構成し
たり、周波数偏移量の広い電圧制御発振器として使用す
る場合には容量比が小さい共振子が要求される。
０゜／（］１を容量比と呼び広帯域のフィルタを構成し
たり、周波数偏移量の広い電圧制御発振器として使用す
る場合には容量比が小さい共振子が要求される。
この容量比は圧電基板の電気−機械結合係数に２とイン
タディジタル電極の対数Ｎ１共振器実効長Ｌλ（ここで
λは弾性表面波の波長）とした時ｃｏ１０． Ｈπ２Ｌ
／８に！Ｎとなることをステイブル等がＰｒｏｃｅｅｄ
ｉｎｇｓ ｏｆ ＩＥＢＢ Ｕｌ ｔｒａｓｏｎｉｃｓ
Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ （１９７４年）ｐｐ、２４５〜２
５２に報告している。共振器実効長とは１対のグレーテ
ィング反射器の等側皮射面間の距離を示す。ここで等側
皮射面とは、グレーティング反射器の一端からグレーテ
ィング側を見た時ある一つの等測的な境界面があり、そ
こから弾性表面波の反射波が帰ってくると見なせる境界
である。これらのことから第１図の構造では必ずＬ＞＞
Ｎとなり、容量比の小さい共振子を構成するには向かな
い。これらを改善する為、１対のグレーティング反射器
を近接して設け、インタディジタル電極をグレーティン
グ反射器中に包含するような構成が考えられている。こ
れらの構造の代表例の断面図を第３図（ａ）Φ）に示す
。第３図（ａ）はグレーティング反射器として溝（グル
ープ）構造（６）を使用し、この段差部に金属膜による
インタディジタル電極指（７）を形成する方法である。
タディジタル電極の対数Ｎ１共振器実効長Ｌλ（ここで
λは弾性表面波の波長）とした時ｃｏ１０． Ｈπ２Ｌ
／８に！Ｎとなることをステイブル等がＰｒｏｃｅｅｄ
ｉｎｇｓ ｏｆ ＩＥＢＢ Ｕｌ ｔｒａｓｏｎｉｃｓ
Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ （１９７４年）ｐｐ、２４５〜２
５２に報告している。共振器実効長とは１対のグレーテ
ィング反射器の等側皮射面間の距離を示す。ここで等側
皮射面とは、グレーティング反射器の一端からグレーテ
ィング側を見た時ある一つの等測的な境界面があり、そ
こから弾性表面波の反射波が帰ってくると見なせる境界
である。これらのことから第１図の構造では必ずＬ＞＞
Ｎとなり、容量比の小さい共振子を構成するには向かな
い。これらを改善する為、１対のグレーティング反射器
を近接して設け、インタディジタル電極をグレーティン
グ反射器中に包含するような構成が考えられている。こ
れらの構造の代表例の断面図を第３図（ａ）Φ）に示す
。第３図（ａ）はグレーティング反射器として溝（グル
ープ）構造（６）を使用し、この段差部に金属膜による
インタディジタル電極指（７）を形成する方法である。
しかしながら段差部に電極指を形成することは実際のプ
ロセスでは実現が極めて難しい。一方策３図Φ）に示す
ものは、グレーティング反射器として溝の代りにイオン
注入をして音響的不連続部（８）を構成し、その上にイ
ンタディジタル電極指を形成するものである。この構造
ではグレーティング反射器の表面はほとんど平面状であ
る為、電極形成はフォトリソグラフィ技術によって容易
にできる。しかしイオン注入による弾性表面波の反射量
は一般に小すく、その結果容量比の小さい共振子を得る
ことは困難となる。
ロセスでは実現が極めて難しい。一方策３図Φ）に示す
ものは、グレーティング反射器として溝の代りにイオン
注入をして音響的不連続部（８）を構成し、その上にイ
ンタディジタル電極指を形成するものである。この構造
ではグレーティング反射器の表面はほとんど平面状であ
る為、電極形成はフォトリソグラフィ技術によって容易
にできる。しかしイオン注入による弾性表面波の反射量
は一般に小すく、その結果容量比の小さい共振子を得る
ことは困難となる。
この発明は、上記欠点を解決するために成されたもので
、容量比の小てい弾性表面波装置を提供するものである
。
、容量比の小てい弾性表面波装置を提供するものである
。
圧電基板表面にインタディジタル電極を設けその上から
誘電膜を形成し、その誘電膜の表面に溝（グループ）を
インタディジタル電極部に重ねて形成するようにしたも
のである。
誘電膜を形成し、その誘電膜の表面に溝（グループ）を
インタディジタル電極部に重ねて形成するようにしたも
のである。
以下第４図（ａ）Φ）に従って、本発明の一実施例をソ
詳細に説明する。圧電基板（９）としてタンタル酸暫チ
ウムのＹカット板を使用し、アルミニウム薄膜によるイ
ンタディジタル電極（ＩＩを表面に形成する。
ウムのＹカット板を使用し、アルミニウム薄膜によるイ
ンタディジタル電極（ＩＩを表面に形成する。
形成法は一般に広く用いられる７オ？ リングラフィな
とで行なえる。この時励振される弾性表面波がＺ軸方向
に伝搬するようインタディジタル電極指はＸ軸に平行に
設けられている。この上から更にＳｉｎ、膜０υを共振
周波数における弾性表面波の波長の０６倍程度の膜厚で
形成する。この形成法はＤＣスパッタリング、ＲＦスパ
ッタリング、化学的気相成長などいずれの方法でも可能
であるが基板温度が高くなく、ち密な膜が形成できるこ
とが望まれる。
とで行なえる。この時励振される弾性表面波がＺ軸方向
に伝搬するようインタディジタル電極指はＸ軸に平行に
設けられている。この上から更にＳｉｎ、膜０υを共振
周波数における弾性表面波の波長の０６倍程度の膜厚で
形成する。この形成法はＤＣスパッタリング、ＲＦスパ
ッタリング、化学的気相成長などいずれの方法でも可能
であるが基板温度が高くなく、ち密な膜が形成できるこ
とが望まれる。
しかる後、５ｉｆｔ膜表面にフォトエツチングにより溝
（グループ＞ ｔｔａからなるグレーティング反射器α
騰を形成する。この時グレーティング反射器はインタデ
ィジタル電極部の上部にも形成する。
（グループ＞ ｔｔａからなるグレーティング反射器α
騰を形成する。この時グレーティング反射器はインタデ
ィジタル電極部の上部にも形成する。
電極指と溝（グループ）の位置関係は、第４図の）の断
面図に示しであるように電極の中央を中心に電極指より
％波長外側にずれている。また溝の幅は阿波長でその周
期は局波長である。１対のグレーティング反射器の庁心
対向部は阿波長隔てられている。実施例ではインタディ
ジタル電極指の対数は１１対、グレーティング反射器の
溝は深さ３／１００波長溝の数は２００本で行なった。
面図に示しであるように電極の中央を中心に電極指より
％波長外側にずれている。また溝の幅は阿波長でその周
期は局波長である。１対のグレーティング反射器の庁心
対向部は阿波長隔てられている。実施例ではインタディ
ジタル電極指の対数は１１対、グレーティング反射器の
溝は深さ３／１００波長溝の数は２００本で行なった。
本発明に従った弾性表面波共振子では、グレーティング
反射器の間隔はインタディジタル電極の存在に無関係に
設定でき、従って容量比を決定する要因の共振器長りを
小さく抑えることができるので、容量比の小さい弾性表
面波共振子が実現できる。
反射器の間隔はインタディジタル電極の存在に無関係に
設定でき、従って容量比を決定する要因の共振器長りを
小さく抑えることができるので、容量比の小さい弾性表
面波共振子が実現できる。
なお、本実施例ではＬｉＴａ０．（Ｙ−Ｚ）基板上にＳ
ｉ Ｏ，膜を約０．６波長形成しているが、この時基
板とＳｉｎ、膜の温度係数が相殺し、零温度係数を示す
。すなわち温度に極めて安定な弾性表面波共振子が実現
できることを意味する。更にインタディジタル電極が圧
電基板と誘電膜の間にはさまれている場合、電気−機械
結合係数（に２）が基板自身のに２ より大きくなる為
、上述の効果以上に容量比が小ざくできる。
ｉ Ｏ，膜を約０．６波長形成しているが、この時基
板とＳｉｎ、膜の温度係数が相殺し、零温度係数を示す
。すなわち温度に極めて安定な弾性表面波共振子が実現
できることを意味する。更にインタディジタル電極が圧
電基板と誘電膜の間にはさまれている場合、電気−機械
結合係数（に２）が基板自身のに２ より大きくなる為
、上述の効果以上に容量比が小ざくできる。
詳細な説明の実施例では、基板にＬｉＴａ０．誘電体膜
に５Ｉ０２膜を用いているが、本発明の主旨はインタデ
ィジタル電極の上部に誘電膜を形成、その膜表面に溝（
グループ）によるグレーティング反射器をインタディジ
タル電極部にその一部が重なるように構成してなる弾性
表面波共振子であるので、基板及び誘電膜は特に指定さ
れない。例えば基板にはＬｉＮｂ０．、水晶ＧａＡｓな
ど、誘電膜にはＴ ｉ Ｏ，などでも同様の効果がある
。更に基板に非圧電基板例えばガラスや８１半導体基板
を用い、上部防電膜にＺ ｎ Ｏ＋ Ａ Ｉ Ｎなどの
圧電膜を形成する方法でも同様の効果がある。
に５Ｉ０２膜を用いているが、本発明の主旨はインタデ
ィジタル電極の上部に誘電膜を形成、その膜表面に溝（
グループ）によるグレーティング反射器をインタディジ
タル電極部にその一部が重なるように構成してなる弾性
表面波共振子であるので、基板及び誘電膜は特に指定さ
れない。例えば基板にはＬｉＮｂ０．、水晶ＧａＡｓな
ど、誘電膜にはＴ ｉ Ｏ，などでも同様の効果がある
。更に基板に非圧電基板例えばガラスや８１半導体基板
を用い、上部防電膜にＺ ｎ Ｏ＋ Ａ Ｉ Ｎなどの
圧電膜を形成する方法でも同様の効果がある。
その実施例として、第５図に断面構造図を示す。
基板に８１半導体基板０４１１アルミ薄膜によるインタ
ディジタル電極θＳを形成し、その上に例えばＲＦマグ
ネトロ／スパッタによりＺｎＯ膜（Ｉｆｉを形成、イオ
ンエツチングにより表面に溝（グループ）を形成する。
ディジタル電極θＳを形成し、その上に例えばＲＦマグ
ネトロ／スパッタによりＺｎＯ膜（Ｉｆｉを形成、イオ
ンエツチングにより表面に溝（グループ）を形成する。
場合によっては、この表面にアルミニウムやクロームな
どの薄膜ａ７１を一様に、ないしは部分的に設けること
も考えられる。表面の圧電による電界を短絡さ奢る効果
がある。また、電気−機械結合係数（に２）の上昇にも
効果がある。
どの薄膜ａ７１を一様に、ないしは部分的に設けること
も考えられる。表面の圧電による電界を短絡さ奢る効果
がある。また、電気−機械結合係数（に２）の上昇にも
効果がある。
第１図は弾性表面波共振子の基本的な構造、第２図は弾
性表面波共振子の電気的等価回路、第３図は容量比を小
さくする為の従来の弾性表面波共振子の断面構造図、第
４図は本発明の一実施例の弾性表面波共振子の平面およ
び断面構造図、第５図は本発明の一変形例の断面構造で
ある。 １・・・圧電基板、２・・インタディジタル電極、３ｑ
・・グレーティング反射器、４・・・引出線、９１．圧
電基板、１０・・・インタディジタル電極、１１川銹電
膜、１２・・・溝（グループ）、１３・・・グレーティ
ング反射器、１７・・・表面金属膜。 代理人 弁理圧 則 近 憲 佑 （はが１名ン第１図 泰 第 ２ 図 第 ３ 図 第 ４ 図
性表面波共振子の電気的等価回路、第３図は容量比を小
さくする為の従来の弾性表面波共振子の断面構造図、第
４図は本発明の一実施例の弾性表面波共振子の平面およ
び断面構造図、第５図は本発明の一変形例の断面構造で
ある。 １・・・圧電基板、２・・インタディジタル電極、３ｑ
・・グレーティング反射器、４・・・引出線、９１．圧
電基板、１０・・・インタディジタル電極、１１川銹電
膜、１２・・・溝（グループ）、１３・・・グレーティ
ング反射器、１７・・・表面金属膜。 代理人 弁理圧 則 近 憲 佑 （はが１名ン第１図 泰 第 ２ 図 第 ３ 図 第 ４ 図
Claims (3)
- （１）基板上に少々くとも１組のインタディジタル電極
とその上に誘電膜が形成され、該誘電膜表面上にグレー
ティング反射器として多数の溝が形成でれてなシ、前記
グレーティング反射器の少な（とも一部が前記インタデ
ィジタル電極部に重なって構成されることを特徴とする
弾性表面波共振子。 - （２）基板にＬｉ Ｔ ａ ＯｓあるいはＬｉＮｂ０．
、誘電体にＳｉＯ□あるいはリンケイ酸ガラスを用いた
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の弾性表面
波共振子。 - （３）基板にシリコンあるいはＧａＡｓ半導体基板、誘
電体膜にＺｎＯあるいはＡｌＮ圧電膜を用いたことを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の弾性表面波共振子
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2597984A JPS60171823A (ja) | 1984-02-16 | 1984-02-16 | 弾性表面波共振子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2597984A JPS60171823A (ja) | 1984-02-16 | 1984-02-16 | 弾性表面波共振子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60171823A true JPS60171823A (ja) | 1985-09-05 |
Family
ID=12180842
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2597984A Pending JPS60171823A (ja) | 1984-02-16 | 1984-02-16 | 弾性表面波共振子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60171823A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4879487A (en) * | 1987-05-26 | 1989-11-07 | Clarion Co., Ltd. | Surface-acoustic-wave device |
| JPH03128517A (ja) * | 1989-10-13 | 1991-05-31 | Fujitsu Ltd | 弾性表面波共振子 |
| JP2010041096A (ja) * | 2008-07-31 | 2010-02-18 | Fujitsu Ltd | 弾性波デバイス |
| JP2016225743A (ja) * | 2015-05-28 | 2016-12-28 | 株式会社デンソー | 弾性表面波素子およびそれを用いた物理量センサ |
-
1984
- 1984-02-16 JP JP2597984A patent/JPS60171823A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4879487A (en) * | 1987-05-26 | 1989-11-07 | Clarion Co., Ltd. | Surface-acoustic-wave device |
| JPH03128517A (ja) * | 1989-10-13 | 1991-05-31 | Fujitsu Ltd | 弾性表面波共振子 |
| JP2010041096A (ja) * | 2008-07-31 | 2010-02-18 | Fujitsu Ltd | 弾性波デバイス |
| JP2016225743A (ja) * | 2015-05-28 | 2016-12-28 | 株式会社デンソー | 弾性表面波素子およびそれを用いた物理量センサ |
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