JP3298251B2 - 弾性表面波装置 - Google Patents
弾性表面波装置Info
- Publication number
- JP3298251B2 JP3298251B2 JP20922893A JP20922893A JP3298251B2 JP 3298251 B2 JP3298251 B2 JP 3298251B2 JP 20922893 A JP20922893 A JP 20922893A JP 20922893 A JP20922893 A JP 20922893A JP 3298251 B2 JP3298251 B2 JP 3298251B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- surface acoustic
- acoustic wave
- reflector
- substrate
- loss
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000010897 surface acoustic wave method Methods 0.000 title claims description 54
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 39
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 8
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 5
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000010295 mobile communication Methods 0.000 description 4
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 229910013641 LiNbO 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001808 coupling effect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic elements; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic elements; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/02535—Details of surface acoustic wave devices
- H03H9/02818—Means for compensation or elimination of undesirable effects
- H03H9/02834—Means for compensation or elimination of undesirable effects of temperature influence
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic elements; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/02535—Details of surface acoustic wave devices
- H03H9/02543—Characteristics of substrate, e.g. cutting angles
- H03H9/02574—Characteristics of substrate, e.g. cutting angles of combined substrates, multilayered substrates, piezoelectrical layers on not-piezoelectrical substrate
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＺｎＯ圧電薄膜を用い
た弾性表面波装置に関し、特に、ＩＤＴの両側にグレー
ティング反射器を配置してなる構造を有する弾性表面波
装置の改良に関する。
た弾性表面波装置に関し、特に、ＩＤＴの両側にグレー
ティング反射器を配置してなる構造を有する弾性表面波
装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、移動体無線通信装置が注目をあび
ているが、このようなシステムにおける周波数帯及び必
要帯域幅（通過帯域幅／中心周波数）は下記の表１に示
す通りである。
ているが、このようなシステムにおける周波数帯及び必
要帯域幅（通過帯域幅／中心周波数）は下記の表１に示
す通りである。
【０００３】
【表１】
【０００４】なお、表１におけるシステム名の略号の内
容は以下のとおりである。 ＪＤＣ：Ｊａｐａｎ ｄｅｇｉｔａｌ ｃｅｌｌｕｌａ
ｒ ＰＨＰ：Ｐｅｒｓｏｎａｌ ｈａｎｄｙ ｐｈｏｎｅ ＤＥＣＴ：Ｄｅｇｉｔａｌ Ｅｕｒｏｐｅａｎ ｃｏｒ
ｄｌｅｓｓ ｔｅｌｅｐｈｏｎｅ 表１から明らかなように、何れの通信システムにおいて
も、比帯域幅は１％以上である。従って、これらのシス
テム端末に用いられるＲＦ段用フィルタでは、比帯域幅
が１％であることが要求され、かつ帯域内における挿入
損失は数ｄＢ程度とかなり小さいことが要求されてい
る。
容は以下のとおりである。 ＪＤＣ：Ｊａｐａｎ ｄｅｇｉｔａｌ ｃｅｌｌｕｌａ
ｒ ＰＨＰ：Ｐｅｒｓｏｎａｌ ｈａｎｄｙ ｐｈｏｎｅ ＤＥＣＴ：Ｄｅｇｉｔａｌ Ｅｕｒｏｐｅａｎ ｃｏｒ
ｄｌｅｓｓ ｔｅｌｅｐｈｏｎｅ 表１から明らかなように、何れの通信システムにおいて
も、比帯域幅は１％以上である。従って、これらのシス
テム端末に用いられるＲＦ段用フィルタでは、比帯域幅
が１％であることが要求され、かつ帯域内における挿入
損失は数ｄＢ程度とかなり小さいことが要求されてい
る。
【０００５】上記のような広帯域かつ低損失のフィルタ
として、多電極型弾性表面波フィルタが広く用いられて
きている。多電極型弾性表面波フィルタが、広く用いら
れている理由は、以下のとおりである。
として、多電極型弾性表面波フィルタが広く用いられて
きている。多電極型弾性表面波フィルタが、広く用いら
れている理由は、以下のとおりである。
【０００６】図１に略図的に示すように、通常の２電極
型弾性表面波フィルタでは、入力側インターデジタルト
ランスデューサ（以下、ＩＤＴと略す。）１で励振され
た表面波が出力側ＩＤＴ２へ伝播し、出力側のＩＤＴ２
において出力が取り出される。しかしながら、表面波は
ＩＤＴ１，２から双方向に放射される。従って、図示の
破線で示す漏れ信号が双方向性損失として発生し、この
損失は６ｄＢ程度とかなり大きかった。
型弾性表面波フィルタでは、入力側インターデジタルト
ランスデューサ（以下、ＩＤＴと略す。）１で励振され
た表面波が出力側ＩＤＴ２へ伝播し、出力側のＩＤＴ２
において出力が取り出される。しかしながら、表面波は
ＩＤＴ１，２から双方向に放射される。従って、図示の
破線で示す漏れ信号が双方向性損失として発生し、この
損失は６ｄＢ程度とかなり大きかった。
【０００７】また、図２に略図的に示す３電極構造の弾
性表面波フィルタでは、入力側ＩＤＴ３の両側に出力側
ＩＤＴ４，５が配置されている。従って、入力側ＩＤＴ
３における双方向性損失は生じない。しかしながら、出
力側ＩＤＴ４，５の外側方向に破線の矢印で示すように
やはり漏れ信号が発生し、このような漏れ信号による双
方向性損失は、約３ｄＢ程度と依然として大きい。
性表面波フィルタでは、入力側ＩＤＴ３の両側に出力側
ＩＤＴ４，５が配置されている。従って、入力側ＩＤＴ
３における双方向性損失は生じない。しかしながら、出
力側ＩＤＴ４，５の外側方向に破線の矢印で示すように
やはり漏れ信号が発生し、このような漏れ信号による双
方向性損失は、約３ｄＢ程度と依然として大きい。
【０００８】これに対して、図３に模式的平面図で示す
多電極型弾性表面波フィルタ６では、圧電基板７上に多
数のＩＤＴ８が表面波伝播方向に沿って配置されてい
る。ここでは、表面波伝播方向に沿って交互にＩＤＴの
一方のくし歯電極が入力端（ＩＮ）または出力端（ＯＵ
Ｔ）に接続されている。多電極型弾性表面波フィルタで
は、ＩＤＴ８の個数Ｎを増加させることにより、双方向
性損失を低減することができ、それによって表面波伝播
方向外側に漏洩するエネルギーを減少させることができ
る。
多電極型弾性表面波フィルタ６では、圧電基板７上に多
数のＩＤＴ８が表面波伝播方向に沿って配置されてい
る。ここでは、表面波伝播方向に沿って交互にＩＤＴの
一方のくし歯電極が入力端（ＩＮ）または出力端（ＯＵ
Ｔ）に接続されている。多電極型弾性表面波フィルタで
は、ＩＤＴ８の個数Ｎを増加させることにより、双方向
性損失を低減することができ、それによって表面波伝播
方向外側に漏洩するエネルギーを減少させることができ
る。
【０００９】いま、（Ｎ−１）／２個の入力側ＩＤＴ及
び（Ｎ＋１）／２個の出力側ＩＤＴを形成した場合、す
なわち合計Ｎ個のＩＤＴからなる多電極型弾性表面波フ
ィルタを構成したとすると、この双方向性損失は、下記
の式（１）で表される。
び（Ｎ＋１）／２個の出力側ＩＤＴを形成した場合、す
なわち合計Ｎ個のＩＤＴからなる多電極型弾性表面波フ
ィルタを構成したとすると、この双方向性損失は、下記
の式（１）で表される。
【００１０】
【数１】
【００１１】例えば、合計９個のＩＤＴ８からなる多電
極型フィルタでは、双方向性損失は０．９７ｄＢ程度ま
で低減することができる。しかしながら、上記のように
多電極型弾性表面波フィルタでは、双方向性損失を２電
極型あるいは３電極型弾性表面波フィルタに比べて非常
に小さくし得るものの、依然として０．９７ｄＢ程度の
損失が存在し、これをさらに低減することが要求されて
いる。
極型フィルタでは、双方向性損失は０．９７ｄＢ程度ま
で低減することができる。しかしながら、上記のように
多電極型弾性表面波フィルタでは、双方向性損失を２電
極型あるいは３電極型弾性表面波フィルタに比べて非常
に小さくし得るものの、依然として０．９７ｄＢ程度の
損失が存在し、これをさらに低減することが要求されて
いる。
【００１２】そこて、図４に示すように、複数のＩＤＴ
８の表面波伝播方向外側に、反射器９，１０を配置し、
それによって表面波伝播方向においてもっとも外側に配
置されたＩＤＴからの表面波エネルギーの漏れをほぼ完
全になくすとが試みられている。このような反射器９，
１０を配置することにより、双方向性損失は理論的には
ゼロとすることができる。
８の表面波伝播方向外側に、反射器９，１０を配置し、
それによって表面波伝播方向においてもっとも外側に配
置されたＩＤＴからの表面波エネルギーの漏れをほぼ完
全になくすとが試みられている。このような反射器９，
１０を配置することにより、双方向性損失は理論的には
ゼロとすることができる。
【００１３】他方、最近注目されている構造として、図
５に示す縦結合型表面波共振子フィルタ１１が存在す
る。ここでは、電極構造のみを模式的平面図で示すが、
入力側ＩＤＴ１１の両側に出力側ＩＤＴ１２，１３が配
置されている。また、ＩＤＴ１１〜１３の両側に反射器
１４，１５が配置されている。この縦結合型表面波共振
子フィルタでは、上記反射器９，１０を有する多電極型
弾性表面波フィルタと同様に、帯域の拡大及び損失の低
減が果たされる。
５に示す縦結合型表面波共振子フィルタ１１が存在す
る。ここでは、電極構造のみを模式的平面図で示すが、
入力側ＩＤＴ１１の両側に出力側ＩＤＴ１２，１３が配
置されている。また、ＩＤＴ１１〜１３の両側に反射器
１４，１５が配置されている。この縦結合型表面波共振
子フィルタでは、上記反射器９，１０を有する多電極型
弾性表面波フィルタと同様に、帯域の拡大及び損失の低
減が果たされる。
【００１４】上述したように、弾性表面波フィルタにお
ける広帯域化及び低損失化を果たすために、何らかの形
で反射器を表面波伝播方向においてＩＤＴの両側に配置
した構造が増加してきている。
ける広帯域化及び低損失化を果たすために、何らかの形
で反射器を表面波伝播方向においてＩＤＴの両側に配置
した構造が増加してきている。
【００１５】他方、広帯域化及び低損失化を実現するに
は、しばしば、電気機械結合係数の大きな基板材料が用
いられている。代表的なものとしては、３６°Ｙ−Ｘ
ＬｙＴａＯ3 基板や６４°Ｙ−Ｘ ＬｉＮｂＯ3 基板が
挙げられる。これらの基板の材料定数を下記の表２に示
す。
は、しばしば、電気機械結合係数の大きな基板材料が用
いられている。代表的なものとしては、３６°Ｙ−Ｘ
ＬｙＴａＯ3 基板や６４°Ｙ−Ｘ ＬｉＮｂＯ3 基板が
挙げられる。これらの基板の材料定数を下記の表２に示
す。
【００１６】
【表２】
【００１７】表２において、Ｖｐは位相速度、Ｋ2 は電
気機械結合係数、αは金属グレーティング部における減
衰定数（１ＧＨｚで測定したもの、バルク波の放射によ
る減衰分も含む。）を示す。
気機械結合係数、αは金属グレーティング部における減
衰定数（１ＧＨｚで測定したもの、バルク波の放射によ
る減衰分も含む。）を示す。
【００１８】表２から明らかなように、３６°Ｙ−Ｘ
ＬｉＴａＯ3 基板及び６４°Ｙ−ＸＬｉＮｂＯ3 基板
は、電気機械結合係数Ｋ2 が非常に大きいため、これら
を用いることにより広帯域化を図ることができる。しか
しながら、減衰定数αが比較的大きいため、より一層の
低損失化を阻む原因となっている。
ＬｉＴａＯ3 基板及び６４°Ｙ−ＸＬｉＮｂＯ3 基板
は、電気機械結合係数Ｋ2 が非常に大きいため、これら
を用いることにより広帯域化を図ることができる。しか
しながら、減衰定数αが比較的大きいため、より一層の
低損失化を阻む原因となっている。
【００１９】他方、（０，１，バー１，２）面［０，バ
ー１，１，１］α−Ａｌ2 Ｏ3 基板上に（１，１，バー
２，０）面［０，０，０，１］ＺｎＯ圧電薄膜を形成し
てなる圧電基板（以下、ＺｎＯ／α−Ａｌ2 Ｏ3 基板と
略す。）の材料定数も表２に併せて示す。ＺｎＯ／α−
Ａｌ2 Ｏ3 基板は、表２から明らかなように、ＶP が大
きく、Ｋ2 も大きい。従って、高音速及び高結合性を満
たすものであるが、さらに、減衰定数αも非常に小さ
い。従って、フィルタの低損失化も容易であると考えら
れる。
ー１，１，１］α−Ａｌ2 Ｏ3 基板上に（１，１，バー
２，０）面［０，０，０，１］ＺｎＯ圧電薄膜を形成し
てなる圧電基板（以下、ＺｎＯ／α−Ａｌ2 Ｏ3 基板と
略す。）の材料定数も表２に併せて示す。ＺｎＯ／α−
Ａｌ2 Ｏ3 基板は、表２から明らかなように、ＶP が大
きく、Ｋ2 も大きい。従って、高音速及び高結合性を満
たすものであるが、さらに、減衰定数αも非常に小さ
い。従って、フィルタの低損失化も容易であると考えら
れる。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】よって、表１に示した
各移動体通信装置における端末機のＲＦ段用フィルタと
して、ＺｎＯ／α−Ａｌ2 Ｏ3 基板を用いた反射器付き
の多電極型弾性表面波フィルタや、縦結合型表面波共振
子フィルタを用いることが好ましいと考えられる。
各移動体通信装置における端末機のＲＦ段用フィルタと
して、ＺｎＯ／α−Ａｌ2 Ｏ3 基板を用いた反射器付き
の多電極型弾性表面波フィルタや、縦結合型表面波共振
子フィルタを用いることが好ましいと考えられる。
【００２１】ところが、通過帯域を拡大するには、当然
のことながら、反射器のストップバンドを広くしなけれ
ばならない。表１においては、各移動体通信装置におけ
る通過帯域における比帯域幅を示したが、この比帯域幅
は最小限必要な値に過ぎない。量産に際しては、中心周
波数や比帯域幅のばらつきは避けられず、かつ周囲温度
による周波数変動なども考慮しなければならないため、
反射器のストップバンドの比帯域幅は、上述した表１の
比帯域幅の１．５倍以上は必要であると考えられる。参
考までに、各移動体通信装置における比帯域幅を１．５
倍した値を、表１に併せて示す。
のことながら、反射器のストップバンドを広くしなけれ
ばならない。表１においては、各移動体通信装置におけ
る通過帯域における比帯域幅を示したが、この比帯域幅
は最小限必要な値に過ぎない。量産に際しては、中心周
波数や比帯域幅のばらつきは避けられず、かつ周囲温度
による周波数変動なども考慮しなければならないため、
反射器のストップバンドの比帯域幅は、上述した表１の
比帯域幅の１．５倍以上は必要であると考えられる。参
考までに、各移動体通信装置における比帯域幅を１．５
倍した値を、表１に併せて示す。
【００２２】従って、表１から明らかなように、上記の
ような基板材料を用いて弾性表面波フィルタを構成する
にしても、反射器のストップバンドの比帯域幅は、少な
くとも１．５％程度あることが望ましい。
ような基板材料を用いて弾性表面波フィルタを構成する
にしても、反射器のストップバンドの比帯域幅は、少な
くとも１．５％程度あることが望ましい。
【００２３】他方、反射器のストップパンドの比帯域幅
を拡大するには、反射器のアドミッタンス比を上げれば
よい。すなわち、反射器の厚みを増大させればよい。し
かしながら、反射器の厚みを増大していくと、表面波と
直交する方向に延びている反射器の金属ストリップ部分
におけるバルク波放射が増大し、バルク波変換損失が増
大する。
を拡大するには、反射器のアドミッタンス比を上げれば
よい。すなわち、反射器の厚みを増大させればよい。し
かしながら、反射器の厚みを増大していくと、表面波と
直交する方向に延びている反射器の金属ストリップ部分
におけるバルク波放射が増大し、バルク波変換損失が増
大する。
【００２４】よって、上記厚みの増加によるアドミッタ
ンス比の増大と、バルク波放射の増大との兼ね合いによ
り、ストップバンドの比帯域幅は制約を受けざるを得な
い。すなわち、反射器を広帯域化するには、挿入損失を
ある程度犠牲にせざるを得なかった。
ンス比の増大と、バルク波放射の増大との兼ね合いによ
り、ストップバンドの比帯域幅は制約を受けざるを得な
い。すなわち、反射器を広帯域化するには、挿入損失を
ある程度犠牲にせざるを得なかった。
【００２５】よって、ＺｎＯ／α−Ａｌ2 Ｏ3 基板を用
いることにより、他の基板材料を用いた場合に比べて低
損失の弾性表面波装置を構成し得ると考えられるが、そ
のような弾性表面波装置を実現し得る具体的な条件は、
従来明らかではなかった。
いることにより、他の基板材料を用いた場合に比べて低
損失の弾性表面波装置を構成し得ると考えられるが、そ
のような弾性表面波装置を実現し得る具体的な条件は、
従来明らかではなかった。
【００２６】本発明の目的は、挿入損失を低減し得るＺ
ｎＯ／α−Ａｌ2 Ｏ3 基板を用い、しかも反射器におけ
るストップバンドの比帯域幅を効果的に拡大することが
でき、従って低損失かつ広帯域の弾性表面波装置を提供
することにある。
ｎＯ／α−Ａｌ2 Ｏ3 基板を用い、しかも反射器におけ
るストップバンドの比帯域幅を効果的に拡大することが
でき、従って低損失かつ広帯域の弾性表面波装置を提供
することにある。
【００２７】
【課題を解決するための手段】本発明の弾性表面波装置
は、（０，１，バー１，２）面α−Ａｌ2Ｏ3基板上に
（１，１，バー２，０）面ＺｎＯ圧電薄膜を形成してな
る圧電基板と、前記圧電基板上に形成された少なくとも
１個のインターデジタルトランスデューサと、前記少な
くとも１個のインターデジタルトランスデューサの表面
波伝播方向両側に配置された反射器とを備え、前記反射
器の厚みＨの表面波の波長λに対する比Ｈ／λが０．０
１５〜０．０４１の範囲となるように前記反射器が形成
され、かつ前記反射器におけるリフレクターの本数は反
射係数が０．９７以上となるように選択したことを特徴
とする。
は、（０，１，バー１，２）面α−Ａｌ2Ｏ3基板上に
（１，１，バー２，０）面ＺｎＯ圧電薄膜を形成してな
る圧電基板と、前記圧電基板上に形成された少なくとも
１個のインターデジタルトランスデューサと、前記少な
くとも１個のインターデジタルトランスデューサの表面
波伝播方向両側に配置された反射器とを備え、前記反射
器の厚みＨの表面波の波長λに対する比Ｈ／λが０．０
１５〜０．０４１の範囲となるように前記反射器が形成
され、かつ前記反射器におけるリフレクターの本数は反
射係数が０．９７以上となるように選択したことを特徴
とする。
【００２８】なお、本発明は、上記のように基板材料と
して、ＺｎＯ／α−Ａｌ2 Ｏ3 基板を用い、かつ反射器
を上記特定の厚みを有するように構成したことに特徴を
有するものである。従って、その他の構成、例えば反射
器間に配置されるＩＤＴの構成等については、従来より
公知の２電極型、３電極型もしくは多電極型弾性表面波
フィルタや縦結合表面波共振子フィルタなどのように適
宜変更し得るものである。
して、ＺｎＯ／α−Ａｌ2 Ｏ3 基板を用い、かつ反射器
を上記特定の厚みを有するように構成したことに特徴を
有するものである。従って、その他の構成、例えば反射
器間に配置されるＩＤＴの構成等については、従来より
公知の２電極型、３電極型もしくは多電極型弾性表面波
フィルタや縦結合表面波共振子フィルタなどのように適
宜変更し得るものである。
【００２９】
【作用】本願発明者は、上記ＺｎＯ／α−Ａｌ2 Ｏ3 基
板の低損失性に着目し、該圧電基板を用いて種々の弾性
表面波フィルタを構成し、鋭意検討した。その結果、Ｉ
ＤＴの両側に構成される反射器において、その反射器の
厚みを特定の範囲に制御すれば、挿入損失を犠牲にする
ことなく、ストップバンドの比帯域幅を大幅に拡大し得
ることを見出した。すなわち、本発明は、上記のように
反射器の厚みＨの表面波の波長λに対する比Ｈ／λを
０．０１５〜０．０４１の範囲とすることにより、挿入
損失の低減及びストップバンドの比帯域幅の拡大の双方
を実現することを可能としたものであり、このような構
成は、本願発明者らの実験により初めて確かめられたも
のである。
板の低損失性に着目し、該圧電基板を用いて種々の弾性
表面波フィルタを構成し、鋭意検討した。その結果、Ｉ
ＤＴの両側に構成される反射器において、その反射器の
厚みを特定の範囲に制御すれば、挿入損失を犠牲にする
ことなく、ストップバンドの比帯域幅を大幅に拡大し得
ることを見出した。すなわち、本発明は、上記のように
反射器の厚みＨの表面波の波長λに対する比Ｈ／λを
０．０１５〜０．０４１の範囲とすることにより、挿入
損失の低減及びストップバンドの比帯域幅の拡大の双方
を実現することを可能としたものであり、このような構
成は、本願発明者らの実験により初めて確かめられたも
のである。
【００３０】
【発明の効果】本発明の弾性表面波装置では、上記のよ
うに反射器の厚みの表面波の波長λに対する比Ｈ／λが
上記特定の範囲内とされているため、後述の実施例から
明らかなように、ストップバンドの比帯域幅が１．５〜
４．２％と広帯域であり、かつ減衰定数が０．００３ｎ
ｅｐｅｒ／λ以下という低損失の弾性表面波装置が提供
される。
うに反射器の厚みの表面波の波長λに対する比Ｈ／λが
上記特定の範囲内とされているため、後述の実施例から
明らかなように、ストップバンドの比帯域幅が１．５〜
４．２％と広帯域であり、かつ減衰定数が０．００３ｎ
ｅｐｅｒ／λ以下という低損失の弾性表面波装置が提供
される。
【００３１】よって、ＺｎＯ／α−Ａｌ2 Ｏ3 基板の低
損失性を犠牲にすることなく、帯域幅を拡大し得る弾性
表面波装置を実現し得るので、各種移動体無線通信シス
テムのＲＦ段用フィルタとして最適な弾性表面波装置を
提供することが可能となる。
損失性を犠牲にすることなく、帯域幅を拡大し得る弾性
表面波装置を実現し得るので、各種移動体無線通信シス
テムのＲＦ段用フィルタとして最適な弾性表面波装置を
提供することが可能となる。
【００３２】
【実施例の説明】以下、図面を参照しつつ実施例を説明
することにより、本発明を明らかにする。
することにより、本発明を明らかにする。
【００３３】α−Ａｌ2 Ｏ3 基板の（０，１，バー１，
２）面上にスパッタリングにより（１，１，バー２，
０）面ＺｎＯ薄膜をエピタキシャル成長より形成した。
この場合、両者の結晶学的方位関係は、
２）面上にスパッタリングにより（１，１，バー２，
０）面ＺｎＯ薄膜をエピタキシャル成長より形成した。
この場合、両者の結晶学的方位関係は、
【００３４】
【数２】
【００３５】となる。すなわち、前述したＺｎＯ／α−
Ａｌ2 Ｏ3 基板が構成される。上記圧電基板上に、図６
（ａ）に示すように、アルミニウムからなる電極を形成
することにより、１ポート型表面波共振子を構成した。
図６（ａ）において、１ポート型表面波共振子２１は、
上記ＺｎＯ／α−Ａｌ2 Ｏ3 基板よりなる圧電基板２２
を用いて構成されており、２２ａはα−Ａｌ2 Ｏ3 基
板、２２ｂはＺｎＯ圧電薄膜を示す。ＺｎＯ／α−Ａｌ
2 Ｏ3 圧電基板２２の上面には、１個のインターデジタ
ルトランスデューサ２３が形成されており、該インター
デジタルトランスデューサ２３の表面波伝播方向両側に
反射器２４，２５が配置されている。インターデジタル
トランスデューサ２３は、互いに間挿し合う複数本の電
極指を有する一対のくし歯電極２３ａ，２３ｂを有す
る。また、反射器２４，２５は、グレーティング型の反
射器と称されているものであり、ＩＤＴ２３と同様に、
アルミニウムからなり、図６（ａ），（ｂ）に図示のよ
うに格子状に形成されている。
Ａｌ2 Ｏ3 基板が構成される。上記圧電基板上に、図６
（ａ）に示すように、アルミニウムからなる電極を形成
することにより、１ポート型表面波共振子を構成した。
図６（ａ）において、１ポート型表面波共振子２１は、
上記ＺｎＯ／α−Ａｌ2 Ｏ3 基板よりなる圧電基板２２
を用いて構成されており、２２ａはα−Ａｌ2 Ｏ3 基
板、２２ｂはＺｎＯ圧電薄膜を示す。ＺｎＯ／α−Ａｌ
2 Ｏ3 圧電基板２２の上面には、１個のインターデジタ
ルトランスデューサ２３が形成されており、該インター
デジタルトランスデューサ２３の表面波伝播方向両側に
反射器２４，２５が配置されている。インターデジタル
トランスデューサ２３は、互いに間挿し合う複数本の電
極指を有する一対のくし歯電極２３ａ，２３ｂを有す
る。また、反射器２４，２５は、グレーティング型の反
射器と称されているものであり、ＩＤＴ２３と同様に、
アルミニウムからなり、図６（ａ），（ｂ）に図示のよ
うに格子状に形成されている。
【００３６】なお、１ポート型表面波共振子２１におけ
る表面波の波長λに対するＺｎＯ薄膜の厚みｈの比ｈ／
λは約０．３とした。また、表面波の波長λは３．５２
μｍ、ＩＤＴ２３における電極指の対数は１０対とし
た。また、反射器２４，２５におけるリフレクター２４
ａ（表面波伝播方向に直交する方向に延びる金属ストリ
ップ部分）の本数は反射係数が０．９７以上となるよう
に選択した。
る表面波の波長λに対するＺｎＯ薄膜の厚みｈの比ｈ／
λは約０．３とした。また、表面波の波長λは３．５２
μｍ、ＩＤＴ２３における電極指の対数は１０対とし
た。また、反射器２４，２５におけるリフレクター２４
ａ（表面波伝播方向に直交する方向に延びる金属ストリ
ップ部分）の本数は反射係数が０．９７以上となるよう
に選択した。
【００３７】上記のようにして構成された１ポート型表
面波共振子２１を用い、反射器２４，２５の反射特性
を、反射器２４，２５の厚みを変化させて測定した。結
果を図７〜図１０に示す。
面波共振子２１を用い、反射器２４，２５の反射特性
を、反射器２４，２５の厚みを変化させて測定した。結
果を図７〜図１０に示す。
【００３８】図７〜図１０に示した特性は、それぞれ、
反射器２４，２５の厚みＨの表面波の波長λに対する比
Ｈ／λ×１００（％）＝３．３７％（図７の特性）、
２．８１％（図８の特性）、２．２４％（図９に示した
特性）及び１．６８％（図１０に示した特性）とした時
の反射特性を示す。なお、図７〜図１０における横軸は
中心周波数を用いて規格化した規格化周波数であり、縦
軸は反射係数を示す。
反射器２４，２５の厚みＨの表面波の波長λに対する比
Ｈ／λ×１００（％）＝３．３７％（図７の特性）、
２．８１％（図８の特性）、２．２４％（図９に示した
特性）及び１．６８％（図１０に示した特性）とした時
の反射特性を示す。なお、図７〜図１０における横軸は
中心周波数を用いて規格化した規格化周波数であり、縦
軸は反射係数を示す。
【００３９】図７〜図１０から明らかなように、反射器
における反射特性が、上記比Ｈ／λを変化させることに
より変化することがわかる。次に、上記結果から、反射
器２４，２５におけるストップバンド幅を求め、さらに
該ストップバンド幅からストップバンドの比帯域幅を算
出した。他方、反射器２４，２５における減衰定数も別
途測定した。図１１に、上記比Ｈ／λと、減衰定数α、
及びストップバンドの比帯域幅との関係を示す。
における反射特性が、上記比Ｈ／λを変化させることに
より変化することがわかる。次に、上記結果から、反射
器２４，２５におけるストップバンド幅を求め、さらに
該ストップバンド幅からストップバンドの比帯域幅を算
出した。他方、反射器２４，２５における減衰定数も別
途測定した。図１１に、上記比Ｈ／λと、減衰定数α、
及びストップバンドの比帯域幅との関係を示す。
【００４０】前述した表２において示したように、３６
°Ｙ−Ｘ ＬｉＴａＯ3 基板や６４°Ｙ−Ｘ ＬｉＮｂ
Ｏ3 基板よりも明らかに低損失とするための反射器付き
の弾性表面波フィルタを構成するのに必要な減衰定数α
を０．００３ｎｅｐｅｒ／λ以下とすると、図１１から
明らかなように、ストップバンドの比帯域幅が１．５％
以上となるＨ／λ×１００（％）の範囲は、１．５〜
４．１％となる。すなわち、Ｈ／λは、０．０１５〜
０．０４１の範囲となることが必要であり、０．０４１
ではストップバンドの比帯域幅は約４．２％となり、表
１に示したほとんどの移動体通信装置に好適に用いる弾
性表面波フィルタの得られることがわかる。
°Ｙ−Ｘ ＬｉＴａＯ3 基板や６４°Ｙ−Ｘ ＬｉＮｂ
Ｏ3 基板よりも明らかに低損失とするための反射器付き
の弾性表面波フィルタを構成するのに必要な減衰定数α
を０．００３ｎｅｐｅｒ／λ以下とすると、図１１から
明らかなように、ストップバンドの比帯域幅が１．５％
以上となるＨ／λ×１００（％）の範囲は、１．５〜
４．１％となる。すなわち、Ｈ／λは、０．０１５〜
０．０４１の範囲となることが必要であり、０．０４１
ではストップバンドの比帯域幅は約４．２％となり、表
１に示したほとんどの移動体通信装置に好適に用いる弾
性表面波フィルタの得られることがわかる。
【００４１】しかも、この場合、減衰定数αが０．００
３ｎｅｐｅｒ／λ以下であるため、ＺｎＯ／α−Ａｌ2
Ｏ3 の優れた長所である低損失性も損なわれない。よっ
て、上記比Ｈ／λの範囲を０．０１５〜０．０４１とす
ることにより、ＺｎＯ／α−Ａｌ2 Ｏ3 基板の低損失性
を損なうことなく、ストップバンドの比帯域幅を拡大す
ることができるため、低損失かつ広帯域の弾性表面波フ
ィルタを提供することができるなお、上記実施例の説明
では、図６に示した１ポート型表面波共振子２１を構成
してなるフィルタを例にとり説明したが、本発明は、反
射器付きの他の弾性表面波フィルタ、例えば２電極型、
３電極型もしくは多電極型弾性表面波フィルタや縦結合
型表面波共振子フィルタ等の適宜の構造の弾性表面波フ
ィルタに適用することができる。
３ｎｅｐｅｒ／λ以下であるため、ＺｎＯ／α−Ａｌ2
Ｏ3 の優れた長所である低損失性も損なわれない。よっ
て、上記比Ｈ／λの範囲を０．０１５〜０．０４１とす
ることにより、ＺｎＯ／α−Ａｌ2 Ｏ3 基板の低損失性
を損なうことなく、ストップバンドの比帯域幅を拡大す
ることができるため、低損失かつ広帯域の弾性表面波フ
ィルタを提供することができるなお、上記実施例の説明
では、図６に示した１ポート型表面波共振子２１を構成
してなるフィルタを例にとり説明したが、本発明は、反
射器付きの他の弾性表面波フィルタ、例えば２電極型、
３電極型もしくは多電極型弾性表面波フィルタや縦結合
型表面波共振子フィルタ等の適宜の構造の弾性表面波フ
ィルタに適用することができる。
【図１】従来の２電極型弾性表面波フィルタを説明する
ための略図的平面図。
ための略図的平面図。
【図２】従来の３電極型弾性表面波フィルタを説明する
ための略図的平面図。
ための略図的平面図。
【図３】従来の多電極型弾性表面波フィルタを説明する
ための模式的平面図。
ための模式的平面図。
【図４】従来の反射器付き多電極型弾性表面波フィルタ
を説明するための模式的平面図。
を説明するための模式的平面図。
【図５】従来の縦結合型表面波共振子フィルタを示す模
式的平面図。
式的平面図。
【図６】（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、実施例におい
て用意した１ポート型表面波共振子フィルタを示す模式
的平面図及び（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う部分を示す部分切
欠断面図。
て用意した１ポート型表面波共振子フィルタを示す模式
的平面図及び（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う部分を示す部分切
欠断面図。
【図７】Ｈ／λ×１００＝３．３７％とした場合の反射
器の反射特性を示す図。
器の反射特性を示す図。
【図８】Ｈ／λ×１００＝２．８１％とした時の反射器
の反射特性を示す図。
の反射特性を示す図。
【図９】Ｈ／λ×１００＝２．２４％とした時の反射器
の反射特性を示す図。
の反射特性を示す図。
【図１０】Ｈ／λ×１００＝１．６８％とした時の反射
器の反射特性を示す図。
器の反射特性を示す図。
【図１１】比Ｈ／λ（％）と、減衰定数α及びストップ
バンドの比帯域幅（％）との関係を示す図。
バンドの比帯域幅（％）との関係を示す図。
２１…１ポート型表面波共振子 ２２…圧電基板 ２２ａ…α−Ａｌ2 Ｏ3 基板 ２２ｂ…ＺｎＯ圧電薄膜 ２３…ＩＤＴ ２４，２５…反射器
Claims (1)
- 【請求項１】 （０，１，バー１，２）面α−Ａｌ2Ｏ3
基板上に（１，１，バー２，０）面ＺｎＯ圧電薄膜を形
成してなる圧電基板と、 前記圧電基板上に形成された少なくとも１個のインター
デジタルトランスデューサと、 前記少なくとも１個のインターデジタルトランスデュー
サの表面波伝播方向両側に配置された反射器とを備え、 前記反射器の厚みＨの表面波の波長λに対する比Ｈ／λ
が０．０１５〜０．０４１の範囲となるように前記反射
器が形成され、かつ前記反射器におけるリフレクターの
本数は反射係数が０．９７以上となるように選択したこ
とを特徴とする、弾性表面波装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20922893A JP3298251B2 (ja) | 1993-08-24 | 1993-08-24 | 弾性表面波装置 |
| DE69406618T DE69406618T2 (de) | 1993-08-24 | 1994-08-19 | Akustische Oberflächenwellenanordnung |
| EP94112980A EP0641072B1 (en) | 1993-08-24 | 1994-08-19 | Surface acoustic wave device |
| CN94115798A CN1052589C (zh) | 1993-08-24 | 1994-08-24 | 表面声波器件 |
| KR1019940020923A KR0165849B1 (ko) | 1993-08-24 | 1994-08-24 | 표면 음향파 장치 |
| US08/634,064 US5625329A (en) | 1993-08-24 | 1996-04-17 | Surface acoustic wave filter with an optimizing reflector thickness-to-wavelength ratio |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20922893A JP3298251B2 (ja) | 1993-08-24 | 1993-08-24 | 弾性表面波装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0766668A JPH0766668A (ja) | 1995-03-10 |
| JP3298251B2 true JP3298251B2 (ja) | 2002-07-02 |
Family
ID=16569478
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20922893A Expired - Lifetime JP3298251B2 (ja) | 1993-08-24 | 1993-08-24 | 弾性表面波装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5625329A (ja) |
| EP (1) | EP0641072B1 (ja) |
| JP (1) | JP3298251B2 (ja) |
| KR (1) | KR0165849B1 (ja) |
| CN (1) | CN1052589C (ja) |
| DE (1) | DE69406618T2 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2178438C (en) * | 1995-06-16 | 2001-11-20 | Ji-Dong Dai | Cascaded surface wave device filters |
| US6121713A (en) * | 1996-10-18 | 2000-09-19 | Tdk Corporation | Surface acoustic wave device |
| JPH10276062A (ja) * | 1997-03-31 | 1998-10-13 | Sanyo Electric Co Ltd | 弾性表面波デバイス |
| JPH11205071A (ja) * | 1998-01-13 | 1999-07-30 | Murata Mfg Co Ltd | 弾性表面波装置 |
| JP3280617B2 (ja) * | 1998-02-27 | 2002-05-13 | 東洋通信機株式会社 | 広帯域表面波フィルタ |
| FR2779290B1 (fr) * | 1998-05-29 | 2000-08-18 | Thomson Csf | Transducteur a ondes acoustiques de surface a faible gap |
| US6759789B2 (en) * | 2002-10-18 | 2004-07-06 | Rf Saw Components, Inc. | Surface acoustic wave identification tag having an interdigital transducer adapted for code discrimination and methods of operation and manufacture thereof |
| CN100445873C (zh) * | 2005-11-30 | 2008-12-24 | 中国科学院微电子研究所 | 纳米压印和光学光刻匹配混合的声表面波器件制备方法 |
| FR2932334B1 (fr) * | 2008-06-04 | 2010-07-30 | Centre Nat Rech Scient | Resonateur hbar a integration elevee |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5797214A (en) * | 1980-12-08 | 1982-06-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Transducer for surface wave |
| JPH0773177B2 (ja) * | 1984-12-17 | 1995-08-02 | 株式会社東芝 | 弾性表面波共振子 |
| US4978879A (en) * | 1988-07-27 | 1990-12-18 | Fujitsu Limited | Acoustic surface wave element |
| DE3942148A1 (de) * | 1989-12-20 | 1991-06-27 | Siemens Ag | Oberflaechenwellen-reflektorfilter |
| US5287036A (en) * | 1992-03-02 | 1994-02-15 | Motorola, Inc. | Method and apparatus for acoustic wave inductance |
-
1993
- 1993-08-24 JP JP20922893A patent/JP3298251B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1994
- 1994-08-19 DE DE69406618T patent/DE69406618T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1994-08-19 EP EP94112980A patent/EP0641072B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-08-24 KR KR1019940020923A patent/KR0165849B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1994-08-24 CN CN94115798A patent/CN1052589C/zh not_active Expired - Lifetime
-
1996
- 1996-04-17 US US08/634,064 patent/US5625329A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR950007307A (ko) | 1995-03-21 |
| US5625329A (en) | 1997-04-29 |
| KR0165849B1 (ko) | 1999-03-20 |
| CN1105491A (zh) | 1995-07-19 |
| DE69406618T2 (de) | 1998-05-20 |
| EP0641072B1 (en) | 1997-11-05 |
| JPH0766668A (ja) | 1995-03-10 |
| DE69406618D1 (de) | 1997-12-11 |
| CN1052589C (zh) | 2000-05-17 |
| EP0641072A1 (en) | 1995-03-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US12052011B2 (en) | High quality factor transducers for surface acoustic wave devices | |
| US6346864B1 (en) | Saw resonator filter and duplexer utilizing SH waves, substrate edge reflection, and sub-interdigital transducer portions | |
| US6476691B1 (en) | Surface acoustic wave filter | |
| US6326864B1 (en) | Surface acoustic wave filter, duplexer and communications device with specific series resonator multiple anti-resonant point placement | |
| JPH05267990A (ja) | 縦結合二重モ−ドｓａｗフィルタ | |
| US5986523A (en) | Edge reflection type longitudinally coupled surface acoustic wave filter | |
| US10886893B2 (en) | Reduced-size guided-surface acoustic wave (SAW) devices | |
| JP3414373B2 (ja) | 弾性表面波装置 | |
| JP3298251B2 (ja) | 弾性表面波装置 | |
| JP3695353B2 (ja) | トランスバーサル型弾性表面波フィルタ | |
| JP3363937B2 (ja) | 弾性表面波フィルタ装置 | |
| WO2001043284A1 (fr) | Dispositif saw et dispositif de communication utilisant le dispositif saw | |
| JP3077052B2 (ja) | 弾性表面波共振子フィルタ装置 | |
| JPH05335881A (ja) | 縦型２重モード弾性表面波フィルタ | |
| JPH053169B2 (ja) | ||
| JP3107392B2 (ja) | 縦結合二重モードリーキーｓａｗフィルタ | |
| US7187101B2 (en) | Surface acoustic wave filter | |
| JPH05183378A (ja) | 弾性表面波素子 | |
| JP3315913B2 (ja) | 弾性表面波フィルタ | |
| JPS60140918A (ja) | 弾性表面波共振子 | |
| JP3035085B2 (ja) | 一方向性弾性表面波変換器 | |
| JP3292054B2 (ja) | 弾性表面波フィルタ | |
| JPH09116372A (ja) | 弾性表面波デバイス | |
| JPH10261932A (ja) | 弾性表面波フィルタ及び弾性表面波フィルタの構成方法 | |
| JP3224455B2 (ja) | 弾性表面波素子 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090419 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090419 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100419 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110419 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110419 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120419 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130419 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140419 Year of fee payment: 12 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |