JPH10126210A - 音響表面波で動作する音響電子デバイス - Google Patents
音響表面波で動作する音響電子デバイスInfo
- Publication number
- JPH10126210A JPH10126210A JP9153082A JP15308297A JPH10126210A JP H10126210 A JPH10126210 A JP H10126210A JP 9153082 A JP9153082 A JP 9153082A JP 15308297 A JP15308297 A JP 15308297A JP H10126210 A JPH10126210 A JP H10126210A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piezoelectric
- acoustic surface
- semiconductor structure
- field effect
- semiconductor
- 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.)
- Withdrawn
Links
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
- H03H9/02535—Details of surface acoustic wave devices
- H03H9/0296—Surface acoustic wave [SAW] devices having both acoustic and non-acoustic properties
- H03H9/02976—Surface acoustic wave [SAW] devices having both acoustic and non-acoustic properties with semiconductor devices
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 最大で数ボルトのオーダーの小さい電圧で駆
動可能でありしかも駆動周波数に依存しない相互作用メ
カニズムで動作するデバイスを提供する。 【解決手段】 圧電基板1内を導かれる音響表面波が電
子系4、5、6と相互作用する音響表面波で動作する音
響電子デバイスが、音響表面波の走行区間内の基板1上
に配置され導電率を電界効果によって調整可能である電
子チャネルとして形成される。
動可能でありしかも駆動周波数に依存しない相互作用メ
カニズムで動作するデバイスを提供する。 【解決手段】 圧電基板1内を導かれる音響表面波が電
子系4、5、6と相互作用する音響表面波で動作する音
響電子デバイスが、音響表面波の走行区間内の基板1上
に配置され導電率を電界効果によって調整可能である電
子チャネルとして形成される。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、音響表面波を導く
圧電基板と、音響表面波と相互作用する電子系とを備え
た音響表面波で動作する音響電子デバイスに関する。
圧電基板と、音響表面波と相互作用する電子系とを備え
た音響表面波で動作する音響電子デバイスに関する。
【0002】
【従来の技術】刊行物「フィジカル・レビュー(Phy
sical Review)B」(第40巻、第11
号、1989年10月15日発行、第7874頁〜第7
887頁参照)により、音響表面波と半導体電子系との
相互作用効果の基本的原理が知られている。特にこの刊
行物ではGaAs/Alx Ga1-x Asヘテロ構造の音
響表面波が取扱われている。とりわけ音響表面波と準二
次元反転電子系との相互作用は強い磁界内でかつ低温度
にて検討されている。その際音響表面波と高速移動可能
な準二次元電子との相互作用は緩和メカニズムに至るこ
とが述べられている。この相互作用は表面波強度ならび
に音速の強い量子発振によって検出され、強い磁界内に
おける準二次元電子系のパーミアンスの量子発振を表し
ている。
sical Review)B」(第40巻、第11
号、1989年10月15日発行、第7874頁〜第7
887頁参照)により、音響表面波と半導体電子系との
相互作用効果の基本的原理が知られている。特にこの刊
行物ではGaAs/Alx Ga1-x Asヘテロ構造の音
響表面波が取扱われている。とりわけ音響表面波と準二
次元反転電子系との相互作用は強い磁界内でかつ低温度
にて検討されている。その際音響表面波と高速移動可能
な準二次元電子との相互作用は緩和メカニズムに至るこ
とが述べられている。この相互作用は表面波強度ならび
に音速の強い量子発振によって検出され、強い磁界内に
おける準二次元電子系のパーミアンスの量子発振を表し
ている。
【0003】例えば刊行物「アイ・イー・イー・イー
トランサクションズ オン マイクロウェーブ セオリ
ー アンド テクニクス(IEEE Transact
ions on Microwave Theory
and Techniques)」(第MTT−29
巻、第12号、1981年12月12日発行、第134
8頁〜第1356頁参照)又は刊行物「アイ・イー・イ
ー・イー トランサクションズ オン ソニックス ア
ンド ウルトラソニックス(IEEE Transac
tions on Sonics and Ultra
sonics)」(第SU−29巻、第5号、1982
年9月発行、第255頁〜第261頁参照)により、集
積回路技術によりGaAsもしくはSiに共用の表面波
装置が知られている。これらの刊行物では、調整可能な
表面波共振器、調整可能なGaAs表面波発振器、モノ
リシック表面波コンボルバー、非同期式表面波相関器/
プログラム可能な信号整合フィルタの実現可能性が述べ
られている。しかしながら、前者の刊行物には、チップ
及びVLSIに共用できない高い電圧で動作するショッ
トキーダイオードをベースにした高電圧技術で動作する
システムが示されている。さらに、これを実施すると不
可避的に生ずる逆方向電流がデバイスの電力制限におけ
る重大な問題となる。後者の刊行物により、表面波の位
相ずれを空乏層の電圧制御された厚みによって調整する
ことのできるシステムが知られている。しかしながら、
このシステムは表面波と可動電荷キャリヤとの最大相互
作用が周波数に依存する体積効果を使用している。
トランサクションズ オン マイクロウェーブ セオリ
ー アンド テクニクス(IEEE Transact
ions on Microwave Theory
and Techniques)」(第MTT−29
巻、第12号、1981年12月12日発行、第134
8頁〜第1356頁参照)又は刊行物「アイ・イー・イ
ー・イー トランサクションズ オン ソニックス ア
ンド ウルトラソニックス(IEEE Transac
tions on Sonics and Ultra
sonics)」(第SU−29巻、第5号、1982
年9月発行、第255頁〜第261頁参照)により、集
積回路技術によりGaAsもしくはSiに共用の表面波
装置が知られている。これらの刊行物では、調整可能な
表面波共振器、調整可能なGaAs表面波発振器、モノ
リシック表面波コンボルバー、非同期式表面波相関器/
プログラム可能な信号整合フィルタの実現可能性が述べ
られている。しかしながら、前者の刊行物には、チップ
及びVLSIに共用できない高い電圧で動作するショッ
トキーダイオードをベースにした高電圧技術で動作する
システムが示されている。さらに、これを実施すると不
可避的に生ずる逆方向電流がデバイスの電力制限におけ
る重大な問題となる。後者の刊行物により、表面波の位
相ずれを空乏層の電圧制御された厚みによって調整する
ことのできるシステムが知られている。しかしながら、
このシステムは表面波と可動電荷キャリヤとの最大相互
作用が周波数に依存する体積効果を使用している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、最大でも数
ボルトのオーダーの小さな電圧で駆動可能でありしかも
駆動周波数に依存しない相互作用メカニズムで動作する
上述の種類のデバイスを提供することにある。
ボルトのオーダーの小さな電圧で駆動可能でありしかも
駆動周波数に依存しない相互作用メカニズムで動作する
上述の種類のデバイスを提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】この課題は本発明によれ
ば、電子系が音響表面波の走行区間内の圧電基板上に配
置され導電率を電界効果によって調整可能である電子チ
ャネルとして形成されることによって解決される。
ば、電子系が音響表面波の走行区間内の圧電基板上に配
置され導電率を電界効果によって調整可能である電子チ
ャネルとして形成されることによって解決される。
【0006】本発明の実施態様は請求項2以降に記載さ
れている。
れている。
【0007】一般的に言えば、本発明は、音響表面波
と、数GHzまでの範囲内で駆動可能である完全に集積
された電圧制御形超高周波デバイスの半導体膜構造にお
ける導電率を調整可能な電子膜との相互作用によって実
現することができる。その周波数範囲は特に移動無線及
び自動車電話通信に関連して技術的に非常に関心を持た
れている。本発明の基礎は音響表面波の走行時間ないし
は速度を電界効果によって変えることにあり、このこと
は直接圧電半導体系で、又は圧電体と(必ずしも圧電性
であることは必要とされない)半導体膜構造とから成る
ハイブリッド系で実現される。調整は、既に公知のシス
テムとは異なり、音響表面波と半導体構造における準二
次元電子系との直接の内的相互作用に基づいている。
と、数GHzまでの範囲内で駆動可能である完全に集積
された電圧制御形超高周波デバイスの半導体膜構造にお
ける導電率を調整可能な電子膜との相互作用によって実
現することができる。その周波数範囲は特に移動無線及
び自動車電話通信に関連して技術的に非常に関心を持た
れている。本発明の基礎は音響表面波の走行時間ないし
は速度を電界効果によって変えることにあり、このこと
は直接圧電半導体系で、又は圧電体と(必ずしも圧電性
であることは必要とされない)半導体膜構造とから成る
ハイブリッド系で実現される。調整は、既に公知のシス
テムとは異なり、音響表面波と半導体構造における準二
次元電子系との直接の内的相互作用に基づいている。
【0008】この準二次元電子系におけるキャリヤ密度
はゲート電圧による電界効果によって的確に調整するこ
とができる。これによって同時に準二次元電子系の面導
電率が広範囲に亘って変えられる。音響表面波と準二次
元電子系との相互作用によって、音響表面波が減衰され
かつ音速が変えられる。音響表面波の減衰及び音速の変
化は準二次元電子系の導電率に直接依存する。
はゲート電圧による電界効果によって的確に調整するこ
とができる。これによって同時に準二次元電子系の面導
電率が広範囲に亘って変えられる。音響表面波と準二次
元電子系との相互作用によって、音響表面波が減衰され
かつ音速が変えられる。音響表面波の減衰及び音速の変
化は準二次元電子系の導電率に直接依存する。
【0009】使用に供される半導体構造は、問題にして
いる周波数範囲用の超高周波トランジスタを形成した構
造に完全に共用できるように選択することができる。こ
れによって、全ての増幅及び制御電子回路は付加的な費
用を要することなく単一チップ上に完全に集積すること
ができる。
いる周波数範囲用の超高周波トランジスタを形成した構
造に完全に共用できるように選択することができる。こ
れによって、全ての増幅及び制御電子回路は付加的な費
用を要することなく単一チップ上に完全に集積すること
ができる。
【0010】さらに、本発明による構造は音響表面波で
動作するデバイスによる高周波信号処理の今日広く開発
されているテクノロジーに完全に共用し得る。それゆ
え、高周波電子回路に共用できる半導体系に音響表面波
で動作するデバイスを集積し、内的な相互作用メカニズ
ムを利用することによって、本発明による非常に複雑な
機能は1つのチップ上にプレーナテクノロジーで実現す
ることができる。
動作するデバイスによる高周波信号処理の今日広く開発
されているテクノロジーに完全に共用し得る。それゆ
え、高周波電子回路に共用できる半導体系に音響表面波
で動作するデバイスを集積し、内的な相互作用メカニズ
ムを利用することによって、本発明による非常に複雑な
機能は1つのチップ上にプレーナテクノロジーで実現す
ることができる。
【0011】本発明によるデバイスにおいては、使用さ
れた動作電圧がチップ及びVLSIに共用し得ることの
他に、完全に異なる基本原理に基づいて生ずる逆方向電
流は無視することができ、それによってデバイスは極め
て少ない電力で制御することができる。さらに、音響表
面波と準二次元電子系との最大相互作用は体積効果に基
づく上述の素子とは異なり広範囲に亘って表面波の周波
数に依存せず、それゆえ本発明による複数のデバイスを
種々の周波数に機能的に同じように調整して同時駆動す
ることもできる。
れた動作電圧がチップ及びVLSIに共用し得ることの
他に、完全に異なる基本原理に基づいて生ずる逆方向電
流は無視することができ、それによってデバイスは極め
て少ない電力で制御することができる。さらに、音響表
面波と準二次元電子系との最大相互作用は体積効果に基
づく上述の素子とは異なり広範囲に亘って表面波の周波
数に依存せず、それゆえ本発明による複数のデバイスを
種々の周波数に機能的に同じように調整して同時駆動す
ることもできる。
【0012】
【実施例】次に、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。
に説明する。
【0013】音響表面波で動作する電気的に調整可能な
遅延線の形態の本発明によるデバイスを示した概略斜視
図によれば、圧電基板1上に2個のインターディジタル
変換器2、3が設けられており、これらは例えば遅延線
の入力インターディジタル変換器及び出力インターディ
ジタル変換器になる。両インターディジタル変換器2、
3間の音響表面波の走行区間内に準二次元電子系4が設
けられており、この準二次元電子系4はこの系のオーミ
ックコンタクト5と特に示されていない電界電極のコン
タクト6を備えている。
遅延線の形態の本発明によるデバイスを示した概略斜視
図によれば、圧電基板1上に2個のインターディジタル
変換器2、3が設けられており、これらは例えば遅延線
の入力インターディジタル変換器及び出力インターディ
ジタル変換器になる。両インターディジタル変換器2、
3間の音響表面波の走行区間内に準二次元電子系4が設
けられており、この準二次元電子系4はこの系のオーミ
ックコンタクト5と特に示されていない電界電極のコン
タクト6を備えている。
【0014】既に詳細に述べたように、インターディジ
タル変換器2、3間の走行区間における音響表面波の走
行時間ないしは速度はコンタクト6及び(特に示されて
いない)電界電極に印加された電圧による電界効果によ
って制御することができる。このことから、電界効果に
よって音響表面波の速度を変えることを基礎とする多数
の用途が生ずる。それは例えば既に述べた遅延線、電圧
制御発振器、共振器、電圧センサ、又は電圧とは異なる
他の量のセンサである。
タル変換器2、3間の走行区間における音響表面波の走
行時間ないしは速度はコンタクト6及び(特に示されて
いない)電界電極に印加された電圧による電界効果によ
って制御することができる。このことから、電界効果に
よって音響表面波の速度を変えることを基礎とする多数
の用途が生ずる。それは例えば既に述べた遅延線、電圧
制御発振器、共振器、電圧センサ、又は電圧とは異なる
他の量のセンサである。
【0015】本発明によるデバイスの実際の実現にあた
っては多数の態様が考えられる。
っては多数の態様が考えられる。
【0016】本発明の1つの実施例によれば、図1に示
された圧電基板1及び準二次元電子チャネル4は唯一つ
の圧電半導体構造に纏められる。圧電半導体材料には公
知の二元、三元又は四元のIII−V族もしくはII−
VI族化合物、ヘテロ構造又はこれらから成る超格子が
ある。この種の半導体材料の特殊な例としてGaAs、
GaAsP、インジウムアンチモン又はインジウムガリ
ウムヒ素がある。
された圧電基板1及び準二次元電子チャネル4は唯一つ
の圧電半導体構造に纏められる。圧電半導体材料には公
知の二元、三元又は四元のIII−V族もしくはII−
VI族化合物、ヘテロ構造又はこれらから成る超格子が
ある。この種の半導体材料の特殊な例としてGaAs、
GaAsP、インジウムアンチモン又はインジウムガリ
ウムヒ素がある。
【0017】本発明の他の実施例においては、図1に示
された圧電基板1及び準二次元電子チャネル4は圧電材
料と半導体構造とから成るハイブリッド構造として形成
することができる。その場合、電子チャネルを含む半導
体構造が圧電基板上に設けられるか、又は圧電材料が電
子チャネルを含む半導体構造上に設けられる。圧電基板
の材料としては、例えばタンタル酸リチウム、ニオブ酸
リチウム、石英又は酸化亜鉛のような、音響表面波で動
作するデバイスの技術において使用に供されている全て
の材料が考慮される。電子チャネルを含む半導体構造の
材料としては、例えば既に述べた化合物半導体、シリコ
ン、ゲルマニウム、半導電性ポリマー又は炭化ケイ素の
ような、半導体技術において使用されている全ての材料
が考慮される。
された圧電基板1及び準二次元電子チャネル4は圧電材
料と半導体構造とから成るハイブリッド構造として形成
することができる。その場合、電子チャネルを含む半導
体構造が圧電基板上に設けられるか、又は圧電材料が電
子チャネルを含む半導体構造上に設けられる。圧電基板
の材料としては、例えばタンタル酸リチウム、ニオブ酸
リチウム、石英又は酸化亜鉛のような、音響表面波で動
作するデバイスの技術において使用に供されている全て
の材料が考慮される。電子チャネルを含む半導体構造の
材料としては、例えば既に述べた化合物半導体、シリコ
ン、ゲルマニウム、半導電性ポリマー又は炭化ケイ素の
ような、半導体技術において使用されている全ての材料
が考慮される。
【0018】準二次元電子系のための2つの実施例が図
2及び図3に示されている。
2及び図3に示されている。
【0019】図2は半導体ヘテロ構造の実施例を示す。
例えばGaAsから成る半導電性基板10上には例えば
三元のAlGaAsから成るドープされた半導体膜11
が設けられており、これによって半導電性ヘテロ構造が
形成される。膜11上には電気端子13を有する電界電
極12が設けられている。基板10内には準二次元電子
系14が形成されており、この電子系14はその導電率
を電界電極12の端子13に印加された電圧によって制
御可能である。
例えばGaAsから成る半導電性基板10上には例えば
三元のAlGaAsから成るドープされた半導体膜11
が設けられており、これによって半導電性ヘテロ構造が
形成される。膜11上には電気端子13を有する電界電
極12が設けられている。基板10内には準二次元電子
系14が形成されており、この電子系14はその導電率
を電界電極12の端子13に印加された電圧によって制
御可能である。
【0020】半導体ヘテロ構造を上述のように形成する
ことによって、ヘテロ構造にとっては一般的な価電子帯
及び伝導帯の推移が生じ、その推移には低次元の電子系
のためのポテンシャルウェルが形成される。
ことによって、ヘテロ構造にとっては一般的な価電子帯
及び伝導帯の推移が生じ、その推移には低次元の電子系
のためのポテンシャルウェルが形成される。
【0021】図3は、1つの膜列を備えたGaAs−A
lx Gax-1 Asヘテロ構造の伝導帯推移、すなわち図
3において右から左に見て、ドープされていないGaA
s膜31、ドープされていないAlGaAs膜32、n
ドープされたAlGaAs膜33、ドープされていない
GaAs膜34ならびに金属電極35を示す。その場合
に生じた伝導帯エッジもしくは伝導帯の推移はEL を付
されている。フェルミ準位は破線で示され、EFermi を
付されている。
lx Gax-1 Asヘテロ構造の伝導帯推移、すなわち図
3において右から左に見て、ドープされていないGaA
s膜31、ドープされていないAlGaAs膜32、n
ドープされたAlGaAs膜33、ドープされていない
GaAs膜34ならびに金属電極35を示す。その場合
に生じた伝導帯エッジもしくは伝導帯の推移はEL を付
されている。フェルミ準位は破線で示され、EFermi を
付されている。
【0022】ドープされていないAlGaAs膜32の
側面ではドープされていないGaAs膜31内にポテン
シャルウェルが生じ、このポテンシャルウェルに本発明
によれば準二次元電子系が形成される。
側面ではドープされていないGaAs膜31内にポテン
シャルウェルが生じ、このポテンシャルウェルに本発明
によれば準二次元電子系が形成される。
【0023】図4の実施例においては、電界効果によっ
て制御可能な電子チャネルもしくは準二次元電子系がM
ISFET構造内に形成されている。特に、MISダイ
オードは半導体膜40と、絶縁膜41と、その上に設け
られ電気端子43を有する電界電極42とによって形成
されている。半導体膜40は例えばシリコンであり、絶
縁膜41は二酸化シリコンである。
て制御可能な電子チャネルもしくは準二次元電子系がM
ISFET構造内に形成されている。特に、MISダイ
オードは半導体膜40と、絶縁膜41と、その上に設け
られ電気端子43を有する電界電極42とによって形成
されている。半導体膜40は例えばシリコンであり、絶
縁膜41は二酸化シリコンである。
【0024】本発明の枠内において準二次元電子系ない
しは電界効果によって導電率を制御可能な電子チャネル
は図2乃至図4に示されたような装置によってしか実現
できないというわけではない。例えば、公知の図面には
特に示されていないポリマー電界効果構造によっても実
現することができる。
しは電界効果によって導電率を制御可能な電子チャネル
は図2乃至図4に示されたような装置によってしか実現
できないというわけではない。例えば、公知の図面には
特に示されていないポリマー電界効果構造によっても実
現することができる。
【0025】図5は本発明によるデバイスの用途の一例
として電圧制御発振器の概略図を示す。本発明によるデ
バイスはこの場合図1の実施例と同様に2個のインター
ディジタル変換器51、52と、このインターディジタ
ル変換器51、52間の音響表面波の走行区間内に配置
され印加されたゲート電圧による電界効果によって制御
可能である電子チャネル53とを備えた圧電基板50に
よって形成されている。両インターディジタル変換器5
1、52間の帰還回路は高周波増幅器54、電力分割器
55ならびに帯域通過フィルタ56から形成されてい
る。発振器出力信号は電力分割器55の出力端57から
取出すことができる。
として電圧制御発振器の概略図を示す。本発明によるデ
バイスはこの場合図1の実施例と同様に2個のインター
ディジタル変換器51、52と、このインターディジタ
ル変換器51、52間の音響表面波の走行区間内に配置
され印加されたゲート電圧による電界効果によって制御
可能である電子チャネル53とを備えた圧電基板50に
よって形成されている。両インターディジタル変換器5
1、52間の帰還回路は高周波増幅器54、電力分割器
55ならびに帯域通過フィルタ56から形成されてい
る。発振器出力信号は電力分割器55の出力端57から
取出すことができる。
【0026】図6は本発明によるデバイスを使用した音
響表面波で動作する共振器の実施例を示す。圧電基板6
0上には、インターディジタル変換器61と、反射器6
2と、インターディジタル変換器61と反射器62との
間の音響表面波の走行区間内に配置され導電率を電界効
果によって制御可能である電子チャネル63とが設けら
れている。この種の共振器の場合、導電率を制御可能な
電子チャネル63の少なくとも一部分をインターディジ
タル変換器61又は反射器62上に配置することも可能
であり、これによって電子・音響相互作用は電気反射な
らびに音響反射の形態で相応してコントロールすること
ができる。
響表面波で動作する共振器の実施例を示す。圧電基板6
0上には、インターディジタル変換器61と、反射器6
2と、インターディジタル変換器61と反射器62との
間の音響表面波の走行区間内に配置され導電率を電界効
果によって制御可能である電子チャネル63とが設けら
れている。この種の共振器の場合、導電率を制御可能な
電子チャネル63の少なくとも一部分をインターディジ
タル変換器61又は反射器62上に配置することも可能
であり、これによって電子・音響相互作用は電気反射な
らびに音響反射の形態で相応してコントロールすること
ができる。
【0027】さらに、本発明によるデバイスは電圧セン
サとしても使用可能であり、この場合導電率を電界効果
によって制御可能な電子チャネルに印加された電圧の大
きさは音響表面波の走行時間によって測定可能である。
サとしても使用可能であり、この場合導電率を電界効果
によって制御可能な電子チャネルに印加された電圧の大
きさは音響表面波の走行時間によって測定可能である。
【0028】さらに、電圧とは異なった値のための検出
器も実現可能であり、これには例えば音響表面波で動作
する公知のガスセンサがある。このガスセンサは本発明
による電子系を用いて拡張することができる。
器も実現可能であり、これには例えば音響表面波で動作
する公知のガスセンサがある。このガスセンサは本発明
による電子系を用いて拡張することができる。
【0029】最後に、本発明によるデバイスは、例えば
刊行物「1995年超音波シンポジウム(Ultras
onics Symposium)」(第401頁〜第
404頁参照)に記載されているような公知のリフトオ
フ技術によって特に良好に製造することができる。
刊行物「1995年超音波シンポジウム(Ultras
onics Symposium)」(第401頁〜第
404頁参照)に記載されているような公知のリフトオ
フ技術によって特に良好に製造することができる。
【図1】走行時間を電気的に調整可能な遅延線の形態の
本発明によるデバイスの概略斜視図。
本発明によるデバイスの概略斜視図。
【図2】導電率を電界効果によって調整可能な電子チャ
ネルの第1の実施例を示す概略図。
ネルの第1の実施例を示す概略図。
【図3】GaAs−Alx Ga1-x Asヘテロ構造の伝
導帯推移を示す概略図。
導帯推移を示す概略図。
【図4】導電率を電界効果によって調整可能な電子チャ
ネルの第2の実施例を示す概略図。
ネルの第2の実施例を示す概略図。
【図5】本発明によるデバイスを使用した発振器回路の
原理構成を示す概略図。
原理構成を示す概略図。
【図6】本発明によるデバイスを使用した電気的に調整
可能な共振器の原理構成を示す概略図。
可能な共振器の原理構成を示す概略図。
1 圧電基板 2、3 インターディジタル変換器 4 準二次元電子系 5 準二次元電子系のオーミックコンタクト 6 電界電極のコンタクト 10 半導電性基板 11 ドープされた半導体膜 12 電界電極 13 電気端子 14 準二次元電子系 31 ドープされていないGaAs膜 32 ドープされていないAlGaAs膜 33 nドープされたAlGaAs膜 34 ドープされていないGaAs膜 35 金属電極 40 半導体膜 41 絶縁膜 42 電界電極 43 電気端子 50 圧電基板 51、52 インターディジタル変換器 53 電子チャネル 54 高周波増幅器 55 電力分割器 56 帯域通過フィルタ 57 出力端 60 圧電基板 61 インターディジタル変換器 62 反射器 63 電子チャネル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H03H 9/64 H01L 41/08 C
Claims (23)
- 【請求項1】 音響表面波を導く圧電基板(1)と、音
響表面波と相互作用する電子系とを備えた音響表面波で
動作する音響電子デバイスにおいて、電子系は音響表面
波の走行区間内の圧電基板(1)上に配置され導電率を
電界効果によって調整可能である電子チャネル(4、
5、6)として形成されることを特徴とする音響表面波
で動作する音響電子デバイス。 - 【請求項2】 圧電基板及び電子チャネルは1つの圧電
半導体構造に纏められることを特徴とする請求項1記載
のデバイス。 - 【請求項3】 圧電半導体構造の材料は二元、三元又は
四元のIII−V族又はII−VI族化合物、ヘテロ構
造又はこれらから成る超格子構造であることを特徴とす
る請求項2記載のデバイス。 - 【請求項4】 圧電半導体構造の材料はGaAsである
ことを特徴とする請求項2又は3記載のデバイス。 - 【請求項5】 圧電半導体構造の材料はGaAsPであ
ることを特徴とする請求項2又は3記載のデバイス。 - 【請求項6】 圧電半導体構造の材料はインジウムアン
チモンであることを特徴とする請求項2又は3記載のデ
バイス。 - 【請求項7】 圧電半導体構造の材料はインジウムガリ
ウムヒ素であることを特徴とする請求項2又は3記載の
デバイス。 - 【請求項8】 圧電基板及び電子チャネルは圧電材料と
半導体構造とから成るハイブリッド構造として形成され
ることを特徴とする請求項1記載のデバイス。 - 【請求項9】 電子チャネルを含む半導体構造(4、
5、6)は圧電基板(1)上に形成されることを特徴と
する請求項8記載のデバイス。 - 【請求項10】 圧電基板(1)の材料はタンタル酸リ
チウム、ニオブ酸リチウム、石英、酸化亜鉛のグループ
から選択されることを特徴とする請求項8又は9記載の
デバイス。 - 【請求項11】 電子チャネルを含む半導体構造(4、
5、6)の材料は化合物半導体、シリコン、ゲルマニウ
ム、半導電性ポリマー、炭化ケイ素のグループから選択
されることを特徴とする請求項8乃至10の1つに記載
のデバイス。 - 【請求項12】 電子チャネルを含む半導体構造上に圧
電材料が設けられることを特徴とする請求項8、10、
11の1つに記載のデバイス。 - 【請求項13】 電界効果によって導電率を制御可能な
電子チャネル(14)は半導体ヘテロ構造(10、1
1)によって形成されることを特徴とする請求項1乃至
12の1つに記載のデバイス。 - 【請求項14】 半導体ヘテロ構造は価電子帯と伝導帯
との間に種々のエネルギーギャップを持つ半導体膜(1
0、11)によって形成されることを特徴とする請求項
13記載のデバイス。 - 【請求項15】 半導体ヘテロ構造はガリウムヒ素膜
(10)とこの上に成長してアルミニウムをドープされ
たガリウムヒ素膜(11)とによって形成されることを
特徴とする請求項14記載のデバイス。 - 【請求項16】 導電率を電界効果によって制御可能な
電子チャネルはMISFET構造に形成されることを特
徴とする請求項1乃至12の1つに記載のデバイス。 - 【請求項17】 MISFET構造はMISダイオード
(40、41、42)によって形成されることを特徴と
する請求項16記載のデバイス。 - 【請求項18】 圧電基板(1)上に設けられた入力イ
ンターディジタル変換器及び出力インターディジタル変
換器(2、3)とこの両インターディジタル変換器
(2、3)間に設けられ電界効果によって導電率を調整
可能である電子チャネル(4、5、6)とを備えること
を特徴とする請求項1乃至16の1つに記載のデバイス
を使用した音響表面波で動作する調整可能な遅延線。 - 【請求項19】 電圧センサとして使用されることを特
徴とする請求項18記載の遅延線。 - 【請求項20】 電圧制御発振器内の周波数決定素子と
して使用されることを特徴とする請求項18記載の遅延
線。 - 【請求項21】 少なくとも1つのインターディジタル
変換器(61)と、少なくとも1つの反射器(62)
と、インターディジタル変換器(61)と反射器(6
2)との間の音響表面波の走行区間に配置され導電率を
電界効果によって調整可能である電子チャネル(63)
とを備えることを特徴とする請求項1乃至17の1つに
記載のデバイスを使用した音響表面波で動作する共振
器。 - 【請求項22】 少なくとも1つのインターディジタル
変換器(61)及び反射器(62)を備え、インターデ
ィジタル変換器(61)又は反射器(62)の両要素の
少なくとも1つが導電率を調整可能な電子チャネル(6
3)によって少なくとも一部分を形成されることを特徴
とする請求項1乃至17の1つに記載のデバイスを使用
した音響表面波で動作する共振器。 - 【請求項23】 導電率を電界効果によって調整可能な
電子チャネル及び/又は音響表面波を導く基板は検出す
べき値に感応する構造として利用されることを特徴とす
る請求項1乃至17の1つに記載のデバイスを使用した
半導体センサ。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19622013A DE19622013A1 (de) | 1996-05-31 | 1996-05-31 | Mit akustischen Oberflächenwellen arbeitendes akustoelektronisches Bauelement |
DE19622013.0 | 1996-05-31 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10126210A true JPH10126210A (ja) | 1998-05-15 |
Family
ID=7795877
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9153082A Withdrawn JPH10126210A (ja) | 1996-05-31 | 1997-05-28 | 音響表面波で動作する音響電子デバイス |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6029324A (ja) |
EP (1) | EP0810724A3 (ja) |
JP (1) | JPH10126210A (ja) |
DE (1) | DE19622013A1 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011187766A (ja) * | 2010-03-10 | 2011-09-22 | Toshiba Corp | 半導体装置 |
CN111044770A (zh) * | 2019-12-18 | 2020-04-21 | 中国科学院声学研究所 | 一种基于单端谐振器的无线无源声表面波电流传感器 |
Families Citing this family (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19622013A1 (de) * | 1996-05-31 | 1997-12-11 | Siemens Ag | Mit akustischen Oberflächenwellen arbeitendes akustoelektronisches Bauelement |
DE19822501C2 (de) * | 1998-05-19 | 2000-05-04 | Siemens Ag | Mit akustischen Oberflächenwellen arbeitendes akustoelektronisches Bauelement |
IL127699A0 (en) | 1998-12-23 | 1999-10-28 | Bar Dov Aharon | Method and device for non contact detection of external electric or magnetic fields |
DE19957557A1 (de) * | 1999-11-30 | 2001-06-07 | Siemens Ag | Identifikationssystem, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, und Verfahren zum Betreiben des Identifikationssystems |
AU2001273465A1 (en) * | 2000-07-13 | 2002-01-30 | Rutgers, The State University | Integrated tunable surface acoustic wave technology and systems provided thereby |
AU2001273466A1 (en) | 2000-07-13 | 2002-01-30 | Rutgers, The State University Of New Jersey | Integrated tunable surface acoustic wave technology and sensors provided thereby |
DE10047343B4 (de) * | 2000-09-25 | 2004-04-15 | Siemens Ag | Resonatoranordnung |
DE10047379B4 (de) | 2000-09-25 | 2004-07-15 | Siemens Ag | Bauelement mit akustisch aktivem Material |
DE10049019A1 (de) * | 2000-10-04 | 2002-05-02 | Siemens Ag | Verfahren und Vorrichtung zur drahtlosen Messung wenigstens eines aus einer Drehbewegung eines Objekts, insbesondere Rotors resultierenden Parameters |
DE10057670C1 (de) * | 2000-11-21 | 2002-03-14 | Siemens Ag | Antennenelement |
US6993107B2 (en) * | 2001-01-16 | 2006-01-31 | International Business Machines Corporation | Analog unidirectional serial link architecture |
JP2002271171A (ja) * | 2001-03-07 | 2002-09-20 | Tdk Corp | 弾性表面波装置用圧電基板および弾性表面波装置 |
DE10229055A1 (de) * | 2002-06-28 | 2004-01-29 | Siemens Ag | IC auf Quarzsubstrat |
SE524009C2 (sv) * | 2002-10-25 | 2004-06-15 | Sture Petersson | Avstämbar anordning för akustisk våg samt förfarande för avstämning av anordning för akustisk våg |
WO2006117402A1 (de) * | 2005-05-04 | 2006-11-09 | Azzurro Semiconductors Ag | Sicherheitsmerkmal |
KR100811862B1 (ko) | 2006-12-28 | 2008-03-10 | 한국표준과학연구원 | 압전배열막을 이용한 음향센서 |
GB0900744D0 (en) * | 2009-01-16 | 2009-03-04 | Oxford Rf Sensors Ltd | Remote sensor device |
GB0900746D0 (en) * | 2009-01-16 | 2009-03-04 | Oxford Rf Sensors Ltd | Delay-line self oscillator |
EP2685406A1 (en) * | 2012-07-12 | 2014-01-15 | CTR Carinthian Tech Research AG | Electro-acoustic component and electro-acoustic transponder having an electro-acoustic component |
CN104406613B (zh) * | 2014-12-09 | 2016-09-28 | 常州智梭传感科技有限公司 | 一种频率资源利用率高的声表面波传感器及其识别方法 |
CN107015048B (zh) * | 2017-04-21 | 2019-08-30 | 中国科学院声学研究所 | 一种基于磁致伸缩效应的声表面波电流传感器 |
CN111157393B (zh) * | 2020-01-11 | 2022-07-12 | 浙江师范大学 | 一种微量质量传感器信号检测电路 |
CN115694405B (zh) * | 2022-11-16 | 2024-10-11 | 华中科技大学 | 一种产生挠曲电的结构和方法 |
Family Cites Families (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4844385B1 (ja) * | 1969-02-18 | 1973-12-24 | ||
US3749984A (en) * | 1969-04-11 | 1973-07-31 | Rca Corp | Electroacoustic semiconductor device employing an igfet |
GB1323339A (en) * | 1969-09-11 | 1973-07-11 | Texas Instruments Inc | Elastic wave detector |
US3633118A (en) * | 1970-07-22 | 1972-01-04 | Us Navy | Amplifying surface wave device |
US3662712A (en) * | 1971-04-08 | 1972-05-16 | Murray Singer | Convertible pen |
US3851280A (en) * | 1973-08-01 | 1974-11-26 | Texas Instruments Inc | Non-linear signal processing device using square law detection of surface elastic waves with insulated gate field effect transistor |
US4247903A (en) * | 1979-01-08 | 1981-01-27 | United Technologies Corporation | Monolithic isolated gate FET saw signal processor |
US4328473A (en) * | 1980-11-03 | 1982-05-04 | United Technologies Corporation | Isolated gate, programmable internal mixing saw signal processor |
US4468639A (en) * | 1982-09-29 | 1984-08-28 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Monolithic combined charge transfer and surface acoustic wave device |
US4990814A (en) * | 1989-11-13 | 1991-02-05 | United Technologies Corporation | Separated substrate acoustic charge transport device |
US5047363A (en) * | 1990-09-04 | 1991-09-10 | Motorola, Inc. | Method and apparatus for reducing heterostructure acoustic charge transport device saw drive power requirements |
EP0508325A1 (de) * | 1991-04-11 | 1992-10-14 | SIEMENS MATSUSHITA COMPONENTS GmbH & CO. KG | Reflektive Verzögerungsleitung in Oberflächenwellentechnik |
US5264717A (en) * | 1992-06-04 | 1993-11-23 | United Technologies Corporation | HACT structure with reduced surface state effects |
US5283444A (en) * | 1992-07-24 | 1994-02-01 | United Technologies Corporation | Increased well depth hact using a strained layer superlattice |
DE19622013A1 (de) * | 1996-05-31 | 1997-12-11 | Siemens Ag | Mit akustischen Oberflächenwellen arbeitendes akustoelektronisches Bauelement |
-
1996
- 1996-05-31 DE DE19622013A patent/DE19622013A1/de not_active Withdrawn
-
1997
- 1997-05-05 EP EP97107394A patent/EP0810724A3/de not_active Withdrawn
- 1997-05-28 JP JP9153082A patent/JPH10126210A/ja not_active Withdrawn
- 1997-06-02 US US08/867,117 patent/US6029324A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011187766A (ja) * | 2010-03-10 | 2011-09-22 | Toshiba Corp | 半導体装置 |
CN111044770A (zh) * | 2019-12-18 | 2020-04-21 | 中国科学院声学研究所 | 一种基于单端谐振器的无线无源声表面波电流传感器 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE19622013A1 (de) | 1997-12-11 |
EP0810724A3 (de) | 1998-07-08 |
EP0810724A2 (de) | 1997-12-03 |
US6029324A (en) | 2000-02-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPH10126210A (ja) | 音響表面波で動作する音響電子デバイス | |
US4233573A (en) | Carrier concentration controlled surface acoustic wave variable delay devices | |
US5023503A (en) | Super high frequency oscillator/resonator | |
Hoskins et al. | Charge transport by surface acoustic waves in GaAs | |
US4354166A (en) | Carrier concentration controlled surface acoustic wave resonator and oscillator | |
Hickernell | The piezoelectric semiconductor and acoustoelectronic device development in the sixties | |
US6046524A (en) | Elastic surface wave functional device and electronic circuit using the element | |
EP3501105B1 (en) | Surface acoustic wave rfid sensor for material and structure sensing | |
US4019200A (en) | Monolithic surface acoustic wave signal storage device | |
US4757226A (en) | Surface acoustic wave convolver | |
US20240372522A1 (en) | Electrically tunable surface acoustic wave resonator | |
US4207546A (en) | Phase and amplitude programmable internal mixing SAW signal processor | |
Bahamonde et al. | A reconfigurable surface acoustic wave filter on ZnO/AlGaN/GaN heterostructure | |
JP3661061B2 (ja) | プラズマ振動スイッチング素子 | |
US4907045A (en) | Resonant-tunneling functional device using multiple negative differential resistances | |
US4357553A (en) | Surface-acoustic-wave device | |
US5514626A (en) | Method for reducing heterostructure acoustic charge transport device saw drive power requirements | |
US5030930A (en) | Surface-acoustic-wave convolver | |
Calle et al. | Active SAW devices on 2DEG heterostructures | |
US4994772A (en) | Acoustic charge transport processor | |
US5091669A (en) | Surface acoustic wave convolver | |
US3251009A (en) | Semiconductor ultrasonic signal-delay apparatus utilizing integral p-n junctions as electromechanical transducers | |
US5281882A (en) | Surface acoustic wave element | |
JP4381953B2 (ja) | 表面弾性波デバイス | |
Spiermann | Acoustic-surface-wave convolver on epitaxial gallium arsenide |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20040803 |