JPH0815247B2 - Surface acoustic wave device - Google Patents
Surface acoustic wave deviceInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は圧電基板上に交叉指状電極およびグレーティ
ング反射器を有する弾性表面波装置に関し、特に、グレ
ーティングのラインとスペースのピッチ幅を周期的に変
化させることにより所望の反射特性を得るようにした弾
性表面波装置に関する。The present invention relates to a surface acoustic wave device having an interdigital electrode and a grating reflector on a piezoelectric substrate, and more particularly, to a periodic pitch width of lines and spaces of the grating. The present invention relates to a surface acoustic wave device in which desired reflection characteristics are obtained by changing to
従来のグレーティング反射器を用いた弾性表面波装置
として弾性表面波共振子が実用化されている。この弾性
表面波共振子を高性能化する技術として、交叉指状電極
の電極周期ピッチに対しグレーティング反射器の電極周
期ピッチをわずかに大きくする構成が、例えば、T.Uno
等の論文“Optimization of quartz SAW resorator str
ucture with groove gratings",IEEE.Traus vol.SU-29,
No.6,P299(1982)に提案されている。A surface acoustic wave resonator has been put into practical use as a conventional surface acoustic wave device using a grating reflector. As a technology for improving the performance of this surface acoustic wave resonator, a configuration in which the electrode period pitch of the grating reflector is slightly larger than the electrode period pitch of the interdigitated electrodes is disclosed in, for example, T. Uno.
Et al. “Optimization of quartz SAW resorator str
ucture with groove gratings ", IEEE.Traus vol.SU-29,
No. 6, P299 (1982).
このような従来構成の弾性表面波共振子のフォトマス
ク製造においては、グレーティング反射器と交叉指状電
極との間で微妙な寸法差を出す必要があり、非常に高精
度が要求され、製造が難しいという欠点がある。通常、
これら弾性表面波共振子のフォトマスクとしては、1:1
(等倍)のマスクおよび5:1又は10:1等に拡大されたマ
スク(レチクル)が用いられる。詳細に述べると、これ
ら高精度のフォトマスクを作る場合、通常、電子ビーム
露光を用いるが、このプロセスにはパターンデータを必
要とするためパターン寸法差は量子化され、この結果、
まるめ誤差を生じる。これを避けるために通常は微妙な
寸法を必要とするパターンをそれぞれ縮小率を変えて二
重露光することにより寸法のわずかな違いを出してい
る。しかしながらこのプロセスでは、二重露光するた
め、各パターンの位置に誤差が生じる。また、二重露光
するため、所要時間も長くなり、必然的にフォトマスク
の価格は上昇してしまう。In manufacturing a photomask for a surface acoustic wave resonator having such a conventional configuration, it is necessary to make a slight dimensional difference between the grating reflector and the interdigitated electrodes, which requires extremely high accuracy, and the manufacturing is difficult. It has the drawback of being difficult. Normal,
As a photomask for these surface acoustic wave resonators, 1: 1
A (1: 1) mask and a 5: 1 or 10: 1 magnified mask (reticle) are used. In detail, when making these high precision photomasks, electron beam exposure is usually used, but the pattern size difference is quantized because the process requires pattern data, and as a result,
A rounding error occurs. In order to avoid this, patterns that normally require delicate dimensions are subjected to double exposure at different reduction rates to produce a slight difference in dimension. However, in this process, double exposure causes an error in the position of each pattern. Further, since the double exposure is performed, the time required becomes long and the price of the photomask inevitably rises.
本発明の目的は上述の欠点を除去した弾性表面波装置
を提供することにある。An object of the present invention is to provide a surface acoustic wave device which eliminates the above-mentioned drawbacks.
本発明によれば、圧電基板上に交叉指状電極と、該交
叉又指状電極の両側に配置され互いに隣接する複数のグ
レーティングラインとスペースから成るグレーティング
反射器とを有する弾性表面波装置において、前記グレー
ティング反射器は、交又指状電極のラインと同じ間隔で
配置されたグレーティングラインを有する第1のライン
周期列と、第1のライン周期列内のラインの間隔と同じ
間隔で配置されたグレーティングラインを有する第2の
ライン周期列とで構成され、第1および第2のライン周
期列間の隣接するグレーティングラインの間隔が第1、
第2のライン周期列のグレーティングラインの間隔とは
異なり、かつ第1、第2のライン周期列の間に電極が形
成されていないことを特徴とする弾性表面波装置が得ら
れる。According to the present invention, in a surface acoustic wave device having a crossed finger-shaped electrode on a piezoelectric substrate and a grating reflector composed of a plurality of grating lines and spaces arranged on both sides of the crossed or finger-shaped electrode and adjacent to each other, The grating reflector is arranged at the same interval as a first line period row having grating lines arranged at the same intervals as the lines of the interdigitated electrode and a line interval in the first line period array. A second line period sequence having a grating line, and the first and second line period sequences have an interval between adjacent grating lines of a first,
A surface acoustic wave device is obtained which is different from the spacing between the grating lines of the second line period array and has no electrodes formed between the first and second line period arrays.
次に本発明について図面を参照して詳細に説明する。 Next, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
第1図は本発明の一実施例であり、グレーティング反
射器の一部を示す図である。本実施例においてはライン
14とスペース15との同一ピッチの周期列11と周期列12と
の間にピッチの異なるスペース13が介在している。第1
図に示すグレーティングを1区間とするとグレーティン
グ反射器はこの1区間を多数並べて構成される。この1
区間は、中央スペース13により周期列11および12がベク
トル合成され、反射特性の中心周波数を動かすことが可
能となる。FIG. 1 is a diagram showing a part of a grating reflector according to an embodiment of the present invention. In this example, the line
Spaces 13 having different pitches are interposed between a periodic row 11 and a periodic row 12 having the same pitch of 14 and a space 15. First
Assuming that the grating shown in the figure is one section, the grating reflector is configured by arranging a number of this one section. This one
In the section, the central space 13 vector-synthesizes the periodic sequences 11 and 12, and the central frequency of the reflection characteristic can be moved.
第2図は本発明の弾性表面波装置を示す。圧電基板21
上のグレーティング反射器22および23のラインおよびス
ペースは、交叉指状電極24のラインおよびスペースと同
一寸法の幅も使用して見かけの周期ピッチを交叉又指状
電極24のそれとは異ならせている。FIG. 2 shows a surface acoustic wave device of the present invention. Piezoelectric substrate 21
The lines and spaces of the upper grating reflectors 22 and 23 also use a width of the same size as the lines and spaces of the interdigital electrode 24 to make the apparent periodic pitch different from that of the interdigital electrode 24. .
今、基板の材料をSTカット水晶とし、グレーティング
反射器をアルミ膜で形成し、このアルミ膜の膜厚圧h/λ
=1.6(%)とし、ストップバンドの中心周波数0を1
00(MHz)および1(GHz)近傍の2種類としたときのグ
レーティング反射器の各電極の周期Lにおける反射特性
を第3図および第4図に示す。Now, the substrate material is ST cut quartz, and the grating reflector is made of an aluminum film, and the film thickness of this aluminum film is h / λ.
= 1.6 (%) and the center frequency 0 of the stop band is 1
FIG. 3 and FIG. 4 show the reflection characteristics in the period L of each electrode of the grating reflector when there are two types near 00 (MHz) and 1 (GHz).
第3図は従来の等間隔周期グレーティング電極を用い
た場合と本発明のグレーティング電極を用いた場合とを
示す特性図である。従来の場合の周期Laを20.1(μ
m).本発明の場合の周期Lbを20.0(μm)および20.5
(μm)の組合せとし、グレーティング電極の数を100
本とした。図から明らかなように両者の特性は完全に一
致した。FIG. 3 is a characteristic diagram showing the case of using the conventional equally spaced periodic grating electrode and the case of using the grating electrode of the present invention. The conventional period La is 20.1 (μ
m). In the case of the present invention, the period Lb is 20.0 (μm) and 20.5.
(Μm) combination and the number of grating electrodes is 100
It was a book. As is clear from the figure, the characteristics of both were completely in agreement.
第4図は第3図の条件とグレーティング電極の数を除
いて同じに選んだときの特性を示す。ここでは、電極の
数を500本とした。この場合にも従来の場合と本発明の
場合とは特性が完全に一致した。FIG. 4 shows the characteristics when the conditions are the same as those in FIG. 3 and the number of grating electrodes is the same except for the number. Here, the number of electrodes is 500. In this case as well, the characteristics of the conventional case and the case of the present invention completely matched.
以上の説明は、グレーティング反射器のピッチを交差
指状電極のピッチよりもわずかに大きくするために、交
差指状電極のラインをあるいはスペースと異なる幅のラ
インあるいはスペースの幅をわずかに大きくする例であ
るが、この大小の条件は圧電基板に対する交差指状電極
を形成するアルミ薄膜電極の音響インピーダンスの大小
(例えば、前記の例の場合、STカット水晶基板に対し、
アルミ電極の音響インピーダンスは大きい)により決定
される。この水晶の場合、音響インピーダンスの関係に
よって交差指状電極を構成する各λ/4電極指で反射され
た反射波の影響で交差指状の最も励振効率のよい周波数
は中心周波数よりも低いところに移動する。The above explanation is an example in which the line of the interdigital electrode or the width of the space different from the space of the interdigital electrode is slightly increased in order to make the pitch of the grating reflector slightly larger than the pitch of the interdigital electrode. However, this large and small conditions are large and small of the acoustic impedance of the aluminum thin film electrodes forming the interdigital electrodes for the piezoelectric substrate (for example, in the case of the above example, for the ST cut quartz substrate,
The acoustic impedance of the aluminum electrode is large). In the case of this crystal, due to the influence of the reflected wave reflected by each λ / 4 electrode finger that constitutes the interdigital electrode due to the relationship of the acoustic impedance, the frequency of the interdigital shape with the highest excitation efficiency is lower than the center frequency. Moving.
その周波数で反射器の反射率を最大にするため、グレ
ーティング反射器のピッチを交差指状電極のピッチより
もわずかに大きく設定すればよい。STカット水晶基板以
外によく用いられている基板として、128度回転Yカッ
トX伝搬LiNbO3基板がある。その場合、水晶とは逆にア
ルミ電極のインピーダンスはLiNbO3基板に対し、小さく
なる。上述のように、最適共振器構成条件を満たすため
には、グレーティング反射器のピッチを交差指状電極の
ピッチよりもわずかに小さくする必要がある。このため
には、交差指状電極のラインあるいはスペースと異なる
幅のラインあるいはスペースの幅を水晶の場合とは逆に
小さくすればよい。この音響インピーダンスの大小及び
符号は、例えば、オーム社の弾性波素子技術ハンドブッ
クの第166頁〜第168頁にも記載されるように広くしられ
ている。In order to maximize the reflectance of the reflector at that frequency, the pitch of the grating reflector may be set slightly larger than the pitch of the interdigital electrodes. As a substrate that is often used other than the ST-cut quartz substrate, there is a 128-degree rotated Y-cut X-propagation LiNbO 3 substrate. In that case, contrary to the crystal, the impedance of the aluminum electrode is smaller than that of the LiNbO 3 substrate. As described above, the pitch of the grating reflectors needs to be slightly smaller than the pitch of the interdigital electrodes in order to satisfy the optimum resonator configuration condition. For this purpose, the width of the line or space having a width different from the line or space of the interdigitated electrodes may be made smaller than that of quartz. The magnitude and sign of this acoustic impedance are made wide, for example, as described on pages 166 to 168 of the acoustic wave device technology handbook by Ohmsha.
以上、本発明には、反射特性の中心周波数の移動を達
成をでき、特に、交叉指状電極の周期ピッチと同一ピッ
チを用いて反射特性の中心周波数を移動できるため従来
の技術に用いた二重露光工程が不要で、高精度かつ短時
間に低価格での製造が達成でき、さらに、高Qの特性が
得られるという効果がある。As described above, according to the present invention, it is possible to achieve the movement of the center frequency of the reflection characteristic, and in particular, the center frequency of the reflection characteristic can be moved by using the same pitch as the periodic pitch of the interdigital electrodes. There is an effect that a double exposure process is not necessary, high-precision and short-time manufacturing can be achieved, and a high Q characteristic can be obtained.
第1図は本発明のグレーティング反射器の1区間を示す
平面図、第2図は本発明の一実施例を示す平面図、第3
図および第4図は本発明の装置の反射特性を示す図であ
る。 11,12……グレーティング、13……スペース、21……圧
電基板、22,23グレーティング反射器、24……交叉指状
電極。FIG. 1 is a plan view showing one section of a grating reflector of the present invention, FIG. 2 is a plan view showing an embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 4 and FIG. 4 are diagrams showing the reflection characteristics of the device of the present invention. 11,12 …… Grating, 13 …… Space, 21 …… Piezoelectric substrate, 22,23 Grating reflector, 24 …… Cross finger electrodes.
Claims (3)
極と、 該交差指状電極の外側に配置されたグレーティング反射
器で構成された弾性表面波装置において、 前記グレーティング反射器が、弾性表面波の伝搬方向に
前記交差指状電極の同一のライン幅及びスペース幅を有
する第1のラインと第1のスペースからなる同一のパタ
ーンの周期列が複数個配置され、 前記周期列の間に前記交差指状電極の前記ラインまたは
前記スペースと異なる幅を有する第2のラインまたは第
2のスペースが挿入され、 前記交差指状電極と前記グレーティング反射器のパター
ンは、2重露光なしでビームスポットサイズ径の固定さ
れた電子ビームにより描画された直描パターンで形成さ
れていることを特徴とする弾性表面波装置。1. A surface acoustic wave device comprising at least one pair of interdigital electrodes on a piezoelectric substrate, and a grating reflector disposed outside the interdigital electrodes, wherein the grating reflector is made of an elastic material. A plurality of periodic rows of the same pattern, which are composed of first lines and first spaces having the same line width and space width of the interdigitated electrodes in the propagation direction of the surface wave, are arranged between the periodic rows. A second line or a second space having a different width from the line or the space of the interdigital electrode is inserted, and the pattern of the interdigital electrode and the grating reflector is a beam spot without double exposure. A surface acoustic wave device, characterized in that it is formed in a direct drawing pattern drawn by an electron beam with a fixed size diameter.
極と、 該交差指状電極の外側に配置されたグレーティング反射
器で構成された弾性表面波装置において、 前記グレーティング反射器が、弾性表面波の伝搬方向に
前記交差指状電極の同一のライン幅及びスペース幅を有
する第1のラインと第1のスペースからなる同一のパタ
ーンの周期列が複数個配置され、 前記周期列の間に前記交差指状電極の前記ラインまたは
前記スペースと異なる幅を有する第2のラインまたは第
2のスペースが挿入され、 前記交差指状電極と前記グレーティング反射器のパター
ンは、2重露光なしでビームスポットサイズ径の固定さ
れた電子ビーム描画により形成されたフォトマスクを介
して形成されていることを特徴とする弾性表面波装置。2. A surface acoustic wave device comprising at least one pair of interdigitated electrodes on a piezoelectric substrate and a grating reflector arranged outside the interdigitated electrodes, wherein the grating reflector is elastic. A plurality of periodic rows of the same pattern, which are composed of first lines and first spaces having the same line width and space width of the interdigitated electrodes in the propagation direction of the surface wave, are arranged between the periodic rows. A second line or a second space having a different width from the line or the space of the interdigital electrode is inserted, and the pattern of the interdigital electrode and the grating reflector is a beam spot without double exposure. A surface acoustic wave device formed through a photomask formed by electron beam drawing with a fixed size diameter.
極と、 該交差指状電極の外側に配置されたグレーティング反射
器で構成された弾性表面波装置において、 前記グレーティング反射器が、弾性表面波の伝搬方向に
前記交差指状電極の同一のライン幅及びスペース幅を有
する第1のラインと第1のスペースからなる同一のパタ
ーンの周期列が複数個配置され、 前記周期列の間に前記交差指状電極の前記ラインまたは
前記スペースと異なる幅を有する第2のラインまたは第
2のスペースが挿入され、 前記交差指状電極と前記グレーティング反射器のパター
ンは、2重露光なしでビームスポットサイズ径の固定さ
れた電子ビーム描画により形成されたレチクルを介して
形成されているとともに、 前記第2のラインまたは第2のスペースの幅が、前記電
子ビーム描画のビームスポットサイズ径の正の整数倍の
数に、前記レチクルを介した前記電子ビーム描画による
縮小露光における縮小率を掛け合わせた値であることを
特徴とする弾性表面波装置。3. A surface acoustic wave device comprising at least one pair of interdigital electrodes on a piezoelectric substrate and a grating reflector disposed outside the interdigital electrodes, wherein the grating reflector is made of elastic material. A plurality of periodic rows of the same pattern, which are composed of first lines and first spaces having the same line width and space width of the interdigitated electrodes in the propagation direction of the surface wave, are arranged between the periodic rows. A second line or a second space having a different width from the line or the space of the interdigital electrode is inserted, and the pattern of the interdigital electrode and the grating reflector is a beam spot without double exposure. The width of the second line or the second space is formed through a reticle formed by electron beam drawing with a fixed size diameter. A surface acoustic wave device characterized in that it is a value obtained by multiplying a positive integer multiple of the beam spot size diameter of the electron beam writing by a reduction ratio in reduction exposure by the electron beam writing through the reticle. .
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- 1985-03-27 JP JP6241085A patent/JPH0815247B2/en not_active Expired - Lifetime
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