DE10147116A1 - Oberflächenwellenbauelement - Google Patents
OberflächenwellenbauelementInfo
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Abstract
Ein Oberflächenwellenbauelement ist derart angeordnet, daß die Energie einer akustischen Oberflächenwelle im wesentlichen senkrecht zu der Oberflächenwellenausbreitungsrichtung eingeschlossen ist. Zumindest ein Interdigitalwandler, der eine Mehrzahl von Elektrodenfingern und eine erste und eine zweite Sammelschienenelektrode aufweist, befindet sich auf einem piezoelektrischen Substrat, an dem eine akustische Oberflächenwelle anregbar ist, die in der Ausbreitungsrichtung einen Anisotropieindex lambda von weniger als etwa -1 aufweist. Die Elektrodenfinger weisen jeweils eine Filmdicke von nicht weniger als etwa 0,04 lambda auf, wobei lambda die Wellenlänge der akustischen Oberflächenwelle ist. Zumindest ein Abschnitt der ersten und der zweiten Sammelschienenelektrode weist eine Dicke auf, die größer ist als die jedes Elektrodenfingers.
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Oberflächen
wellenbauelement, wie z. B. ein Oberflächenwellenfilter für
die Verwendung als ein Bandfilter bei Mobilkommunikations
ausrüstung.
Da Oberflächenwellenfilter im Gegensatz zu dielektrischen
Filtern oder anderen Filtern in der Größe reduziert werden
können, werden dieselben öfter als Bandfilter in Mobilkom
munikationsausrüstung verwendet. Von Bandfiltern für die
Verwendung bei Mobilkommunikationsausrüstung wird erwartet,
daß dieselben in den Übertragungsbändern einen niedrigen
Verlust aufweisen. Dementsprechend wurden die Oberflächen
wellenfilter auf verschiedene Weise entwickelt und aufge
baut, um den Verlust zu reduzieren.
Beispielsweise wurde ein Oberflächenfilter vorgeschlagen,
das einen Ein-Anschlußpaar-Oberflächenwellenresonator ver
wendet, wie es in Fig. 15A gezeigt ist. Hier sind Gitterre
flektoren 202 und 203, die jeweils eine Mehrzahl von Elek
trodenfingern aufweisen, an beiden der Seiten in der Ober
flächenwellenausbreitungsrichtung eines Interdigitalwand
lers 201 angeordnet. Der Verlust in dem Übertragungsband
des Ein-Anschlußpaar-Oberflächenwellenresonators ist durch
die Gitterreflektoren 202 und 203 reduziert.
Darüber hinaus wurde ein Oberflächenwellenresonator mit nur
einem Interdigitalwandler 205 vorgeschlagen, wie es in Fig.
15B gezeigt ist. Hier ist die Anzahl der Elektroden in dem
Interdigitalwandler 205 groß, beispielsweise 200 Elektro
den. Dadurch kann Oberflächenwellenenergie in dem Bereich
eingeschlossen werden, in dem der Interdigitalwandler 205
positioniert ist, ohne daß Reflektoren vorgesehen sind. Das
heißt, ein Energieeinschlußoberflächenwellenresonator vom
Mehrfachpaartyp ist gebildet.
Ferner sind eine Mehrzahl von Interdigitalwandlern 206 und
207 in der Oberflächenwellenausbreitungsrichtung in dem Re
sonatortyp-Oberflächenwellenfilter angeordnet, das in Fig.
16C gezeigt ist. Gitterreflektoren 208 und 209 sind an bei
den Seiten in der Oberflächenwellenausbreitungsrichtung des
Bereichs angeordnet, in dem die Interdigitalwandler 206
bzw. 207 positioniert sind.
Darüber hinaus wurden ein Oberflächenwellenfilter mit einer
Leiterschaltungskonfiguration und ein Oberflächenwellenfil
ter mit einer Gitterschaltungskonfiguration vorgeschlagen,
bei denen jeweils eine Kombination von mehreren Oberflä
chenwellenresonatoren vorgesehen ist, wie es oben beschrie
ben und in Fig. 15A und 15B gezeigt ist.
Wie oben beschrieben ist, kann die Energie einer angeregten
Oberflächenwelle durch Vorsehen von Reflektoren, oder durch
Erhöhen der Anzahl der Elektrodenfingerpaare eines Interdi
gitalwandlers eingeschlossen werden. Somit kann der Q-Wert,
der eine Resonanzcharakteristik ist, verbessert und der
Verlust reduziert werden.
Andererseits werden der Elektrodenwiderstand eines Oberflä
chenwellenbauelements, der Oberflächenwellenmodus, die
Elektrodenkapazität usw. durch das Verhältnis der Breite L1
jedes Elektrodenfingers 211 in einem Interdigitalwandler,
der in Fig. 17 gezeigt ist, basierend auf der Zwischenraum
größe L2 zwischen benachbarten Elektrodenfingern 211 in der
Oberflächenwellenausbreitungsrichtung in den Interdigital
wandlern, d. h. das Verhältnis von L1/(L1 + L2) (hierin nach
folgend kurz als Nutzverhältnis bezeichnet), und darüber
hinaus der Elektrodenfilmdicke h/λ des Interdigitalwandlers
(λ ist die Wellenlänge einer Oberflächenwelle, und h/λ ist
eine Filmdicke standardisiert durch λ) beeinflußt. Somit
ist es für die Entwicklung des Oberflächenwellenbauelements
wichtig, diese Parameter zu optimieren.
Die Zwischenraumlänge L2 stellt den Abstand des Zwischen
raums in der Oberflächenwellenausbreitungsrichtung dar.
Wie oben beschrieben ist, wurden Oberflächenwellenfilter
herkömmlicherweise auf verschiedene Weise entwickelt, um
die Filtercharakteristika zu verbessern. Beispielsweise of
fenbart die japanische ungeprüfte Patentanmeldung Nr. 7-28368
ein longitudinal gekoppeltes Resonatortyp-
Oberflächenwellenfilter, das ein piezoelektrisches LiTaO3-
Substrat mit einem 36°-Y-Schnitt und Ausbreitung in X-
Richtung und darüber hinaus Modenkoppeln in der horizonta
len Richtung bezüglich des Oberflächenwellenausbreitungs
wegs verwendet. Gemäß dieser Veröffentlichung kann der ohm
sche Widerstandsverlust reduziert werden, und die Steilheit
der Filtercharakteristik kann durch Einstellen der Elektro
denfilmdicke des Interdigitalwandlers, so daß dieselbe in
dem Bereich von 0,06 λ bis 0,10 λ liegt, und außerdem durch
Einstellen des Nutzverhältnisses des Interdigitalwandlers
auf etwa 0,6 oder höher erhöht werden.
Andererseits offenbart die japanische ungeprüfte Patentan
meldung Nr. 6-188673 ein Leiter-Oberflächenwellenfilter,
bei dem mehrere Ein-Anschlußpaar-Oberflächenwellen
resonatoren auf einem LiTaO3-Substrat mit 36°-Y-Schnitt und
Ausbreitung in X-Richtung gebildet sind. Fig. 18 zeigt die
Leiterschaltung. In Fig. 18 stellen S1 und S2 Reihenarmre
sonatoren dar und P1 bis P3 stellen jeweils Parallelarmre
sonatoren dar. Bei diesem herkömmlichen Oberflächenwellen
filter liegt die Elektrodenfilmdicke h/λ des Interdigital
wandlers in dem Bereich von 0,4 λ bis 0,10 λ, wobei eine
unerwünschte Störung von dem Übertragungsband entfernt wer
den kann, um die Filtercharakteristik zu verbessern.
Gemäß den oben beschriebenen Veröffentlichungen kann der
Widerstandsverlust reduziert werden, und der Störungsunter
drückungseffekt kann durch Einstellen der Filmdicke des In
terdigitalwandlers bei 0,04 λ oder höher, und durch Ein
stellen des Nutzverhältnisses bei 0,5 oder höher erhalten
werden, wenn das LiTaO3 mit 36°-Y-Schnitt und Ausbreitung
in X-Richtung verwendet wird.
In jüngster Zeit wurden Mobilkommunikationssysteme bei hö
heren Frequenzen betrieben, und die Frequenzen, bei denen
Oberflächenwellenfilter in den Systemen betrieben werden,
werden höher, d. h. die Frequenzen liegen in dem Bereich
von 800 MHz bis 2,5 GHz. Die Schallgeschwindigkeiten von
Oberflächenwellen betragen etwa mehrere tausend Meter pro
Sekunde. Wenn somit ein Oberflächenwellenbauelement gebil
det ist, um bei 800 MHz bis 2,5 GHz zu wirken, ist die Wel
lenlänge einer Oberflächenwelle kurz, d. h. etwa mehrere
Mikrometer. Dementsprechend müssen die Elektrodenstrukturen
zum Definieren der Interdigitalwandler und der Reflektoren
sehr fein sein.
Daher wird der absolute Wert der Elektrodenfilmdicke klein,
und die Breite jedes Elektrodenfingers wird klein. Als Fol
ge kann der Verlust (ohmsche Verlust), der durch den Elek
trodenwiderstand bewirkt wird, nicht unbedeutend gemacht
werden.
Wenn darüber hinaus die Dicke jeder Elektrode klein wird,
ist die Stärke der Elektrode reduziert. Dementsprechend
können Elektroden, die in der Lage sind, drahtgebondet zu
werden, nicht gebildet werden.
Daher wurde versucht, daß die Filmdicke von Abschnitten der
Elektroden, wie z. B. Sammelschienenelektroden, Umkehrelek
troden und Drahtbondingkontaktflächen, außer den Elektro
denabschnitten, an denen in der Praxis eine Oberflächenwel
le angeregt wird, erhöht wird, um den ohmschen Verlust so
weit wie möglich zu reduzieren, wobei die Stärke, die für
Drahtbonding erforderlich ist, sichergestellt ist.
Die ungeprüfte japanische Patentanmeldung Nr. 62-47206 of
fenbart beispielsweise ein Oberflächenwellenfilter, bei dem
eine akustische Kopplung der Komponente einer Oberflächen
welle in der vertikalen Richtung zu der Oberflächenwellen
ausbreitungsrichtung bewirkt wird. Wie es in dieser Veröf
fentlichung beschrieben ist, ist bei diesem Oberflächenwel
lenfilter die Dicke jeder der Sammelschienenelektroden, die
durch die Interdigitalwandler geteilt werden, die in der
Oberflächenwellenausbreitungsrichtung zueinander benachbart
sind, größer als die jedes Elektrodenfingers der Interdigi
talwandler. Somit kann die Schallgeschwindigkeit gesteuert
werden, während der Widerstand reduziert wird. Daher kann
eine wünschenswerte Filtercharakteristik erhalten werden.
Bei den in Fig. 15A und 15B gezeigten Oberflächenwellenre
sonatoren und bei dem Resonatortyp-Oberflächenwellenfilter,
das in Fig. 16 gezeigt ist, kann die Energie durch Erhöhen
der Anzahl der Elektrodenfinger der Reflektoren und durch
Erhöhen der Anzahl von Elektrodenpaaren der Interdigital
wandler eingeschlossen werden, um die Oberflächenwelle im
wesentlichen vollständig zu reflektieren. Die Oberflächen
welle weist jedoch nicht nur eine Komponente in X-Richtung
auf, sondern auch eine Komponente in der zu der X-Richtung
vertikalen Richtung, d. h. eine Komponente in Y-Richtung in
der vertikalen Richtung zu der Hauptebene des piezoelektri
schen Substrats. Somit breitet sich die Oberflächenwelle
aus, während sich die Komponente in Y-Richtung in einer
Strahlform erstreckt. Aus diesem Grund ist es notwendig,
die Energie der Oberflächenwelle in der Y-Achsenrichtung
ausreichend einzuschließen. Wenn die Energie nicht ausrei
chend eingeschlossen ist, erhöht sich der Beugungsverlust,
so daß der Q-Wert verschlechtert ist.
Wie es in dem Journal of the Acoustical Society of Japan,
3-1-1, 77-78 (1979/6) beschrieben ist, ist der Anisotropie
index γ auf einem LiTaO3 mit 36°-Y-Schnitt und Ausbreitung
in X-Richtung geringer als -1. Der Anisotropieindex γ ist
eine Konstante in der folgenden Formel, durch die die
Schallgeschwindigkeit (θ), die erhalten wird, wenn die Aus
breitungsrichtung um einen Winkel θ von der X-Achse ab
weicht, ausgedrückt wird. In der Formel ist V0 die Schall
geschwindigkeit, wenn θ gleich 0° ist.
V(θ) = V0 × (1 + γ/2 × θ2)
In dem Fall, in dem der Anisotropieindex γ geringer als -1
ist, ist die Energie eingeschlossen, wenn die Geschwindig
keit in dem Wellenleiter geringer ist als die außerhalb des
Wellenleiters. Das heißt, Vs/Vm < 1 ist die Bedingung, die
für Energieeinschließen erforderlich ist, wobei Vs die Ge
schwindigkeit einer Oberflächenwelle in dem Bereich ist, in
dem die Elektrodenfinger vorgesehen sind, und Vm die Ge
schwindigkeit der Oberflächenwelle ist, die sich auf jeder
Sammelschienenelektrode ausbreitet.
Andererseits wurde herausgefunden, daß das Verhältnis
Vs/Vm, d. h. das Verhältnis von Vs, das die Geschwindigkeit
einer Oberflächenwelle darstellt, die sich in dem Bereich
ausbreitet, in dem die Elektrodenfinger ineinandergreifen,
zu Vm, das die Geschwindigkeit der Oberflächenwelle dar
stellt, die sich auf jeder Sammelschienenelektrode ausbrei
tet, abhängig von dem Nutzverhältnis und der Elektroden
filmdicke wesentlich variiert ist, wenn die Filmdicke der
Elektrodenfinger und der Sammelschienenelektrode zueinander
gleich sind.
Insbesondere wenn die Elektrodenfilmdicke klein und das
Nutzverhältnis niedrig ist, ist das Verhältnis Vs/Vm < 1
erfüllt. Wenn die Elektrodenfilmdicke und auch das Nutzver
hältnis erhöht sind, ist das Verhältnis Vs/Vm verschlech
tert. Das Verhältnis Vs/Vm erreicht Vs = Vm bei einer be
stimmten Bedingung. Wenn das Nutzverhältnis oder die Elek
trodenfilmdicke weiter erhöht wird, wird das Verhältnis
Vs/Vm weniger als 1. Das heißt, in der Y-Achsenrichtung
kann im wesentlichen keine Energie eingeschlossen werden.
Fig. 19 zeigt eine Beziehung zwischen der Elektrodenfilm
dicke h/λ und dem Verhältnis Vs/Vm, die erhalten wird, wenn
der aus Al hergestellte Interdigitalwandler auf einem LiTaO3-
Substrat mit 36°-Y-Schnitt und Ausbreitung in X-
Richtung gebildet ist, und das Nutzverhältnis 0,5 ist. Wie
aus Fig. 19 ersichtlich ist, weist das Verhältnis Vs/Vm ei
nen maximalen Wert auf, wenn die Elektrodenfilmdicke h/λ in
dem Bereich 3% bis 4% liegt, nämlich in dem Bereich von
0,03 bis 0,04. Wenn die Elektrodenfilmdicke h/λ größer
wird, ist das Verhältnis Vs/Vm verringert, und ändert sich
entlang der parabolischen Kurve. Insbesondere wird beobach
tet, daß sich das Verhältnis Vs/Vm schnell verringert, wenn
die Elektrodenfilmdicke h/λ 0,06 λ überschreitet.
Falls die Länge in der Y-Achsenrichtung jeder Sammelschie
nenelektrode unendlich ist, kann die Energie eingeschlossen
werden, vorausgesetzt daß das Verhältnis Vs/Vm geringer als
1 ist. In dem Fall, in dem die Länge in der Y-
Achsenrichtung von jeder der Sammelschienen endlich ist,
wird der Energieeinschlußeffekt reduziert, wenn das Ver
hältnis Vs/Vm nicht ausreichend groß ist. Somit ist der
Verlust in der Filtercharakteristik erhöht.
Fig. 20 zeigt eine Beziehung zwischen dem Nutzverhältnis
und dem Verhältnis Vs/Vm, die erhalten wird, wenn der In
terdigitalwandler aus Al hergestellt ist und die Elektro
denfilmdicke konstant ist, d. h. 0,06 λ auf einem LiTaO3-
Substrat mit 36°-Y-Schnitt und Ausbreitung in X-Richtung.
Wie es in Fig. 20 ersichtlich ist, ist das Verhältnis Vs/Vm
groß, wenn das Nutzverhältnis niedrig ist. Während das
Nutzverhältnis erhöht ist, ist das Verhältnis Vs/Vm redu
ziert. Insbesondere wenn das Nutzverhältnis 0,8 überschrei
tet wird das Verhältnis Vs/Vm geringer als 1. Somit ist die
Energieeinschlußbedingung nicht erfüllt.
Ferner zeigt die folgende Tabelle 1 die Änderung des Ver
hältnisses Vs/Vm, die erhalten wird, wenn das Nutzverhält
nis und die Elektrodenfilmdicke variiert werden.
Wie aus Tabelle 1 ersichtlich ist, verringert sich das Ver
hältnis Vs/Vm, während sich die Filmdicke und das Nutzver
hältnis erhöhen. Insbesondere ist das Verhältnis Vs/Vm ge
ringer als 1, wenn die Beziehungen, die die folgenden For
meln (1) bis (6) erfüllen, erhalten werden, d. h., bei den
Bedingungen, bei denen die Werte, die in den Spalten auf
der rechten Seite von den dicken Linien in Tabelle 1 aufge
listet sind, erhalten werden können. Somit kann der Wellen
modus in der Y-Axialrichtung nicht wesentlich erfüllt wer
den.
L1/(L1 + L2) ≧ 0,55 und h/λ ≧ 0,100 (1)
L1/(L1 + L2) ≧ 0,60 und h/λ ≧ 0,090 (2)
L1/(L1 + L2) ≧ 0,65 und h/λ ≧ 0,080 (3)
L1/(L1 + L2) ≧ 0,70 und h/λ ≧ 0,070 (4)
L1/(L1 + L2) ≧ 0,75 und h/λ ≧ 0,065 (5)
L1/(L1 + L2) ≧ 0,80 und h/λ ≧ 0,055 (6)
Bei den in Fig. 15A und 15B gezeigten Oberflächenwellenre
sonatoren und bei dem in Fig. 16 gezeigten Resonatortyp-
Oberflächenwellenfilter kann der Elektrodenwiderstandsver
lust reduziert werden, und eine unerwünschte Störung kann
durch Erhöhen der Elektrodenfilmdicke und außerdem durch
Erhöhen des Nutzverhältnisses eliminiert werden. Es wurde
bestimmt, daß dies vorzuziehen ist.
Mit Bezugnahme auf den Energieeinschlußeffekt in der Y-
Achsenrichtung der Oberflächenwelle wird der Einschließef
fekt bei einer Elektrodenfilmdicke von 0,04 λ maximal, und
wird reduziert, wenn die Elektrodenfilmdicke 0,04 λ oder
größer wird.
Darüber hinaus werden ähnliche Phänomene beobachtet, wenn
das Nutzverhältnis erhöht ist. Der Energieeinschlußeffekt
ist bei einem Nutzverhältnis von 0,5 oder höher reduziert.
Insbesondere kann die Energieeinschlußbedingung in dem Be
reich nicht erfüllt werden, in dem die Beziehung zwischen
der Elektrodenfilmdicke und dem Nutzverhältnis eine be
stimmte Bedingung erfüllt. Somit ist der Verlust in der
Filtercharakteristik erhöht.
Dementsprechend ist es vorzuziehen, daß die Elektrodenfilm
dicke bis zu 0,04 λ und das Nutzverhältnis bis zu 0,5 be
trägt, um den größten Energieeinschlußeffekt zu erhalten.
Wenn jedoch die Elektrodenfilmdicke klein und das Nutzver
hältnis 0,5 oder geringer ist, ist die Filtercharakteristik
aus einem anderem als dem oben beschriebenen Grund ver
schlechtert, wie es aus der oben beschriebenen ungeprüften
japanischen Patentanmeldung Nr. 7-283682 und der ungeprüf
ten japanischen Patentanmeldung Nr. 6-188673 ersichtlich
ist.
In anderen Worten ausgedrückt, sind die optimale Elektro
denstruktur eines Oberflächenwellenfilters zum Erhalten der
bevorzugten Filtercharakteristik desselben und die optimale
Elektrodenstruktur vom Standpunkt des oben beschriebenen
Energieeinschlußeffekts in der Y-Achsenrichtung unter
schiedlich. Beide der Elektrodenstrukturen haben eine Kom
promißbeziehung.
Darüber hinaus beschreibt die ungeprüfte japanische Patent
anmeldung Nr. 62-47206, daß der akustische Kopplungsgrad
zwischen den Interdigitalwandlern verbessert werden kann,
und die Bandbreite durch Erhöhen der Dicke jeder Sammel
schienenelektrode, die von den Interdigitalwandlern, die in
der Oberflächenwellenausbreitungsrichtung zueinander be
nachbart sind, gemeinschaftlich verwendet wird, erhöht wer
den kann, um größer zu sein als die von jedem Elektroden
finger, bis die Schallgeschwindigkeit Vs der Oberflächen
welle, die sich an den Elektrodenfingern ausbreitet, gleich
ist wie die Schallgeschwindigkeit Vb der Oberflächenwelle,
die sich auf jeder Sammelschienenelektrode ausbreitet.
Die oben beschriebenen Phänomene werden bei der Konfigura
tion des Oberflächenwellenfilters bewirkt, bei der die In
terdigitalwandler senkrecht zu der Oberflächenwellenaus
breitungsrichtung akustisch miteinander gekoppelt sind.
Wenn Vs gleich Vb ist, ist der oben beschriebene Energie
einschlußeffekt in der Y-Achsenrichtung im Gegenteil redu
ziert.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Oberflä
chenwellenbauelement, ein Element zur gemeinschaftlichen
Verwendung einer Antenne und ein Kommunikationsausrüstungs
gerät mit verbesserten Charakteristika zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch ein Oberflächenwellenbauelement
gemäß einem der Ansprüche 1, 2, 3, 11, 12, 13, ein Element
gemäß Anspruch 16 und ein Kommunikationsausrüstungsgerät
gemäß Anspruch 17 gelöst.
Um die oben beschriebenen Probleme zu lösen, schaffen be
vorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung
ein Oberflächenwellenbauelement, das die Energie einer an
geregten Oberflächenwelle effizient einschließen und dar
über hinaus den Verlust reduzieren und die Filtercharakte
ristik verbessern kann.
Gemäß einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vor
liegenden Erfindung umfaßt ein Oberflächenwellenbauelement
ein piezoelektrisches Substrat, an dem eine Oberflächenwel
le angeregt wird, und das einen Anisotropieindex γ in der
Ausbreitungsrichtung von weniger als etwa -1 aufweist, und
zumindest einen Interdigitalwandler, der an dem piezoelek
trischen Substrat angeordnet ist, und eine Mehrzahl von
Elektrodenfingern umfaßt, die jeweils Al als eine Hauptkom
ponente und eine erste und zweite Sammelschienenelektrode
umfassen, und in denen die Energie der Oberflächenwelle im
wesentlichen senkrecht zu der Ausbreitungsrichtung der
Oberflächenwelle eingeschlossen ist, wobei die Elektroden
finger jeweils eine Filmdicke von nicht weniger als etwa
0,04 λ aufweisen, wobei λ die Wellenlänge der Oberflächen
welle ist, und wobei zumindest ein Abschnitt der ersten und
der zweiten Sammelschienenelektrode eine Dicke aufweisen,
die größer ist als die von jedem Elektrodenfinger.
Gemäß einem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung umfaßt ein Oberflächenwellenbauele
ment ein piezoelektrisches Substrat, an dem die Oberflä
chenwelle angeregt wird, und das einen Anisotropieindex γ
in der Ausbreitungsrichtung von weniger als etwa -1 auf
weist, und zumindest einen Interdigitalwandler, der auf dem
piezoelektrischen Substrat angeordnet ist, und eine Mehr
zahl von Elektrodenfingern umfaßt, die jeweils Al als eine
Hauptkomponente und eine erste und eine zweite Sammelschie
nenelektrode umfassen, und in denen die Energie der Ober
flächenwelle im wesentlichen senkrecht zu der Ausbreitungs
richtung der Oberflächenwelle eingeschlossen ist, wobei die
Elektrodenfingerbreite L1 des Interdigitalwandlers und die
Zwischenraumlänge L2 zwischen benachbarten Elektrodenfin
gern in der Oberflächenwellenausbreitungsrichtung die For
mel von L1/(L1 + L2) ≧ 0,5 erfüllen, und wobei zumindest
ein Abschnitt der ersten und der zweiten Sammelschienen
elektrode eine Dicke aufweist, die größer als die jedes
Elektrodenfingers.
Gemäß einem dritten bevorzugten Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung umfaßt ein Oberflächenwellenbauele
ment ein piezoelektrisches Substrat, an dem eine Oberflä
chenwelle angeregt wird, und das einen Anisotropieindex γ
in der Ausbreitungsrichtung von weniger als etwa -1 auf
weist, und zumindest einen Interdigitalwandler, der an dem
piezoelektrischen Substrat angeordnet ist, und eine Mehr
zahl von Elektrodenfingern umfaßt, die jeweils Al als eine
Hauptkomponente und eine erste und eine zweite Sammelschie
nenelektrode umfassen, und in denen die Energie der Ober
flächenwelle im wesentlichen senkrecht zu der Ausbreitungs
richtung der Oberflächenwelle eingeschlossen ist, wobei die
Filmdicke h1 jedes Elektrodenfingers, die Elektrodenfinger
breite L1, die Zwischenraumlänge L2 zwischen benachbarten
Elektrodenfinger in der Oberflächenwellenrichtung, und die
Wellenlänge λ der Oberflächenwelle eine der folgenden For
meln (1) bis (6) erfüllen:
L1/(L1 + L2) ≧ 0,55 und h/λ ≧ 0,100 (1)
L1/(L1 + L2) ≧ 0,60 und h/λ ≧ 0,090 (2)
L1/(L1 + L2) ≧ 0,65 und h/λ ≧ 0,080 (3)
L1/(L1 + L2) ≧ 0,70 und h/λ ≧ 0,070 (4)
L1/(L1 + L2) ≧ 0,75 und h/λ ≧ 0,065 (5)
L1/(L1 + L2) ≧ 0,80 und h/λ ≧ 0,055 (6)
wobei zumindest ein Abschnitt der ersten und der zweiten
Sammelschienenelektrode eine Dicke aufweist, die größer ist
als die jedes Elektrodenfingers.
Vorzugsweise weist zumindest ein Abschnitt der ersten und
der zweiten Sammelschienenelektrode eine Mehrschichtstruk
tur auf, bei der eine Mehrzahl von Elektrodenfilmen anein
ander laminiert sind, wobei zumindest ein Abschnitt der er
sten und der zweiten Sammelschienenelektrode eine Dicke
aufweist, die größer ist als die jedes Elektrodenfingers.
Außerdem ist vorzugsweise bei jeder Sammelschienenelektrode
mit einer Mehrschichtstruktur der Elektrodenfilm, der die
unterste Schicht definiert, angeordnet, um jeweils mit den
Elektrodenfingern verbunden zu sein, und die Elektrodenfil
me, die die zweite und die nachfolgenden Schichten definie
ren, bestehen aus einem Metall, das anders ist als das, das
verwendet wird, um den Elektrodenfilm zu bilden, der die
unterste Schicht definiert.
Außerdem ist vorzugsweise bei jeder Sammelschienenelektrode
mit einer Mehrschichtstruktur zumindest eine Schicht des
Elektrodenfilms, der die zweite und nachfolgenden Schichten
definiert, aus einem Metall mit einer relativ hohen Dichte
hergestellt, im Vergleich zu dem Elektrodenfilm, der die
unterste Schicht definiert.
Außerdem weist bei jeder Sammelschienenelektrode mit einer
Mehrschichtstruktur vorzugsweise zumindest eine Schicht der
Elektrodenfilme, die die zweite und die nachfolgenden
Schichten definieren, einen niedrigeren Widerstand und eine
größere Dicke im Vergleich zu dem Elektrodenfilm auf, der
die unterste Schicht definiert.
Vorzugsweise ist bei jeder Sammelschienenelektrode mit ei
ner Mehrschichtstruktur zwischen den Elektrodenfilmen, die
die Mehrschichtstruktur bilden, ein isolierender Film ange
ordnet, wobei eine elektrische Verbindung zwischen dem obe
ren und dem unteren Elektrodenfilm sichergestellt wird.
Darüber hinaus liegen bei jeder Sammelschienenelektrode mit
einer Mehrschichtstruktur der Abstand g der Grenze zwischen
der Sammelschienenelektrode und den Elektrodenfingern in
dem Elektrodenfilm der untersten Schicht zu der Kante an
der Elektrodenfingerseite des Elektrodenfilms, der aus Al
besteht, und die zweite Schicht definiert, und die Filmdic
ke M des Elektrodenfilms, die die zweite Schicht definiert,
vorzugsweise in dem Bereich, der durch die Formel von M ≧
0,159 g - 0,094 bestimmt wird, wobei die Werte von g und M
ganzzahlige Vielfache der Wellenlänge λ der Oberflächenwel
le sind.
Außerdem liegt bei jeder Sammelschienenelektrode mit einer
Mehrschichtstruktur die Filmdicke Ma der zweiten Schicht
vorzugsweise in dem Bereich, der durch die Formel Ma ×
(d0/da) ≧ 0,159 g - 0,094 ist, wobei g der Abstand von der
Grenze zwischen der Sammelschienenelektrode und den Elek
trodenfingern zu der Kante auf der Elektrodenfingerseite
des Elektrodenfilms der die zweite Schicht definiert, ist,
Ma die Elektrodenfilmdicke der zweiten Schicht ist, und die
Werte von g bzw. M durch ganzzahlige Vielfache der Wellen
länge λ der Oberflächenwelle ausgedrückt werden, die zweite
Schicht aus einem Metall ohne Al besteht, da die Dichte des
Metalls der zweiten Schicht ist und d die Dichte von Al
ist.
Gemäß einem vierten bevorzugten Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung umfaßt ein Oberflächenwellenbauele
ment ein piezoelektrisches Substrat, an dem eine Oberflä
chenwelle angeregt wird, und das einen Anisotropieindex γ
in der Ausbreitungsrichtung von weniger als etwa -1 auf
weist, und zumindest einen Interdigitalwandler, der auf dem
piezoelektrischen Substrat angeordnet ist, und eine Mehr
zahl von Elektrodenfingern umfaßt, die jeweils Al als eine
Hauptkomponente und eine erste und eine zweite Sammelschie
nenelektrode umfassen, bei denen die Energie der Oberflä
chenwelle im wesentlichen senkrecht zu der Ausbreitungs
richtung der Oberflächenwelle eingeschlossen ist, und die
Filmdicke der Elektrodenfinger in dem Interdigitalwandler
nicht weniger als etwa 0,04 λ beträgt, wobei λ die Wellen
länge der Oberflächenwelle ist, und einen isolierender
Film, der auf jeder Sammelschienenelektrode angeordnet ist,
so daß die Dicke der Sammelschienenelektrode größer ist als
die jedes Elektrodenfinger.
Gemäß einem fünften bevorzugten Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung umfaßt ein Oberflächenwellenbauele
ment ein piezoelektrisches Substrat, an dem eine Oberflä
chenwelle angeregt wird, und das einen Anisotropieindex γ
in der Ausbreitungsrichtung von weniger als etwa -1 auf
weist, und zumindest einen Interdigitalwandler, der auf dem
piezoelektrischen Substrat angeordnet ist, und eine Mehr
zahl von Elektrodenfingern umfaßt, die jeweils Al als eine
Hauptkomponente und eine erste und eine zweite Sammelschie
nenelektrode enthalten, in denen die Energie der Oberflä
chenwelle im wesentlichen senkrecht zu der Ausbreitungs
richtung der Oberflächenwelle eingeschlossen ist, wobei die
Elektrodenfingerbreite L1 und die Zwischenraumlänge L2 zwi
schen benachbarten Elektrodenfingern in der Oberflächenwel
lenausbreitungsrichtung die Formel L1/(L1 + L2) ≧ 0,5 er
füllt, und einen isolierenden Film, der auf jeder Sammel
schienenelektrode angeordnet ist, so daß die Dicke der Sam
melschienenelektrode größer ist als die jedes Elektroden
fingers.
Gemäß einem sechsten bevorzugten Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung umfaßt ein Oberflächenwellenbauele
ment ein piezoelektrisches Substrat, an dem eine Oberflä
chenwelle angeregt wird, und das einen Anisotropieindex γ
in der Ausbreitungsrichtung von weniger als etwa -1 auf
weist, und zumindest einen Interdigitalwandler, der auf dem
piezoelektrischen Substrat angeordnet ist, und eine Mehr
zahl von Elektrodenfingern umfaßt, die jeweils Al als eine
Hauptkomponente und eine erste und eine zweite Sammelschie
nenelektrode enthalten, bei denen die Energie der Oberflä
chenwelle im wesentlichen senkrecht zu der Ausbreitungs
richtung der Oberflächenwelle eingeschlossen ist, wobei die
Filmdicke h1 jedes Elektrodenfingers, die Elektrodenfinger
breite L1, die Zwischenraumlänge L2 zwischen benachbarten
Elektrodenfingern in der Oberflächenwellenrichtung, die
Wellenlänge λ der Oberflächenwelle eine der oben beschrie
benen Formeln (1) bis (6) erfüllen, und ferner einen isolie
renden Film, der auf der Sammelschienenelektrode angeordnet
ist.
Vorzugsweise umfaßt das Oberflächenwellenbauelement gemäß
den verschiedenen bevorzugten Ausführungsbeispielen der
vorliegenden Erfindung ferner einen isolierenden Film, der
auf den Elektrodenfingern angeordnet ist, wobei die Dicke
jedes Sammelschienenelektrodenabschnitts, der den isolie
renden Film umfaßt, größer ist als der Elektrodenfingerab
schnitt, der den isolierenden Film umfaßt.
Außerdem ist das piezoelektrische Substrat, an dem eine
Oberflächenwelle angeregt werden kann, und das einen Aniso
tropieindex γ in der Ausbreitungsrichtung von weniger als
etwa -1 aufweist, vorzugsweise ein LiTaO3-Substrat, an dem
eine Pseudooberflächenwelle angeregt werden kann, bei
spielsweise ein LiTaO3-Substrat mit 36°-Y-Schnitt und Aus
breitung in X-Richtung.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung umfaßt ein Antennenteilungsbauele
ment zumindest eines der Oberflächenwellenbauelemente gemäß
den oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispielen
der vorliegenden Erfindung.
Außerdem umfaßt gemäß noch einem weiteren bevorzugten Aus
führungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine Kommunika
tionsausrüstungsvorrichtung zumindest ein Antennenteilungs
bauelement gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel, das
in dem vorhergehenden Absatz beschrieben ist.
Andere Merkmale, Elemente, Charakteristika und Vorteile der
vorliegenden Erfindung werden von der folgenden detaillier
ten Beschreibung offensichtlich werden.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung
werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden
Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Draufsicht, die die Elektroden
konfiguration eines Ein-Anschlußpaar-
Oberflächenwellenresonators gemäß einem ersten
bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung zeigt;
Fig. 2 ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen der
Filmdicke jeder Sammelschienenelektrode und der
Schallgeschwindigkeit Vm einer Oberflächenwelle
zeigt, die sich auf dem Sammelschienenabschnitt
ausbreitet;
Fig. 3 eine schematische Draufsicht eines Oberflächen
wellenbauelements gemäß dem ersten bevorzugten
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 4 ein Diagramm, das die Filtercharakteristika des
Oberflächenwellenbauelements des ersten Ausfüh
rungsbeispiels und eines Vergleichsbeispiels des
selben zeigt;
Fig. 5A ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einer
Zwischenraumlänge g und der Bandbreite bei M =
840 nm zeigt;
Fig. 5B ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen der
Zwischenraumlänge g und der Bandbreite bei M =
840 nm zeigt;
Fig. 6 ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen der
Zwischenraumlänge g und der Bandbreite bei M =
280 nm zeigt;
Fig. 7 ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen der
Zwischenraumlänge g und der Filmdicke M zeigt,
die erhalten wird, wenn Energieeinschließen wirk
sam ist;
Fig. 8 eine Draufsicht, die den Oberflächenwellenresona
tor gemäß einem zweiten bevorzugten Ausführungs
beispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 9 ein Diagramm, das die Filtercharakteristika des
Oberflächenwellenbauelements des zweiten bevor
zugten Ausführungsbeispiels und eines Vergleichs
beispiels desselben zeigt;
Fig. 10 eine schematische Draufsicht, die das Oberflä
chenwellenbauelement gemäß einem dritten bevor
zugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Er
findung zeigt;
Fig. 11 eine Querschnittsansicht, die die Sammelschienen
elektrode des Oberflächenwellenbauelements des
dritten bevorzugten Ausführungsbeispiels und ei
nen isolierenden Film zeigt, der auf der Sammel
schienenelektrode angeordnet ist;
Fig. 12 ein Diagramm, das die Filtercharakteristika des
Oberflächenwellenbauelements des dritten bevor
zugten Ausführungsbeispiels und eines Vergleichs
beispiels desselben zeigt;
Fig. 13 ein Schaltbild, das ein Teilungsbauelement zeigt,
das konfiguriert ist, um das Oberflächenwellen
bauelement der verschiedenen bevorzugten Ausfüh
rungsbeispiele der vorliegenden Erfindung zu
umfassen;
Fig. 14 ein schematisches Blockdiagramm eines Kommunika
tionssystems, das ein Teilungsbauelement gemäß
verschiedenen bevorzugten Ausführungsbeispielen
der vorliegenden Erfindung umfaßt;
Fig. 15A eine schematische Draufsicht, die einen herkömm
lichen Ein-Anschlußpaar-Oberflächenwellen
resonator zeigt;
Fig. 15B eine schematische Draufsicht, die einen weiteren
herkömmlichen Ein-Anschlußpaar-Oberflächenwellen
resonator zeigt;
Fig. 16 eine Draufsicht eines herkömmlichen Resonatortyp-
Oberflächenwellenfilters;
Fig. 17 eine Querschnittsansicht eines Hauptabschnitts
des herkömmlichen Oberflächenwellenbauelements;
Fig. 18 ein Leitertyp-Schaltbild;
Fig. 19 ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen der
Filmdicke jeder Elektrode und Vs/Vm des herkömm
lichen Oberflächenwellenbauelements zeigt; und
Fig. 20 ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen dem
Nutzverhältnis jeder Elektrode und Vs/Vm des her
kömmlichen Oberflächenwellenbauelements zeigt.
Die vorliegende Erfindung wird von der folgenden Beschrei
bung bevorzugter Ausführungsbeispiele des Oberflächenwel
lenbauelements der vorliegenden Erfindung mit Bezugnahme
auf die Zeichnungen offensichtlich werden.
Fig. 3 ist eine schematische Draufsicht eines Oberflächen
wellenbauelements gemäß einem ersten bevorzugten Ausfüh
rungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Ein Oberflächen
wellenbauelement 1 umfaßt vorzugsweise ein im wesentlichen
rechteckiges piezoelektrisches Substrat 2. Das piezoelek
trische Substrat 2 ist vorzugsweise durch ein LiTaO3-
Substrat mit 36°-Y-Schnitt und Ausbreitung in X-Richtung
definiert.
Eine Mehrzahl von Ein-Anschlußpaar-
Oberflächenwellenresonatoren ist auf dem piezoelektrischen
Substrat 2 angeordnet, um eine Leiterschaltungskonfigurati
on zu definieren. Das heißt, Reihenarmresonatoren 3 und 4,
Parallelarmresonatoren 5 bis 7, Elektrodenanschlußflächen 8
bis 12 und eine Verdrahtungselektrode, die dieselben ver
bindet, sind durch Photolithographie und einen Ätzprozeß
gebildet.
Bei dem Oberflächenwellenbauelement 1 dieses bevorzugten
Ausführungsbeispiels werden die Elektrodenanschlußflächen 8
und 9 als Eingangs- und Ausgangsanschluß verwendet. Die
Reihenkombination der Reihenarmresonatoren 3 und 4 ist mit
dem Reihenarm zwischen dem Eingangs- und dem Ausgangsan
schluß verbunden. Die Elektrodenanschlußflächen 10 bis 12
sind jeweils mit der Masse verbunden. Die Parallelarmreso
natoren 5 bis 7 sind jeweils zwischen den Reihenarm und der
Masse geschaltet, um ein Leiterfilter zu definieren.
Jeder der Reihenarmresonatoren 3 und 4 und der Parallelarm
resonatoren 5 bis 7 ist ein Ein-Anschlußpaar-
Oberflächenwellenresonator, der einen Interdigitalwandler
umfaßt, der in der ungefähren Mitte in der Oberflächenwel
lenausbreitungsrichtung angeordnet ist, und Gitterreflekto
ren, die auf beiden Seiten in der Oberflächenwellenausbrei
tungsrichtung des Interdigitalwandlers angeordnet sind.
Bei diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel beträgt die
Elektrodenfingereingriffsbreite von jedem der Interdigital
wandler der Reihenarmresonatoren 3 und 4 vorzugsweise etwa
50 µm, die Anzahl der Elektrodenpaare beträgt 100 und die
Anzahl der Elektrodenfinger jedes Reflektors beträgt 100.
Die Elektrodenfingerteilung bei jedem der Reihenarmresona
toren 3 und 4 beträgt vorzugsweise etwa 2,31 µm. Dement
sprechend beträgt die Wellenlänge einer Oberflächenwelle
vorzugsweise etwa 4,63 µm. Die Reihenarmresonatoren 3 und 4
weisen vorzugsweise die gleiche Konfiguration auf, wie sie
oben beschrieben ist.
Die Parallelarmresonatoren 5 bis 7 weisen im wesentlichen
die gleiche Konfiguration auf. Insbesondere beträgt die
Elektrodenfingereingriffsbreite jedes Interdigitalwandlers
vorzugsweise etwa 55 µm. Die Anzahl der Elektrodenfinger
paare beträgt 85, und die Anzahl der Elektrodenfinger jedes
Reflektors beträgt 100. Die Elektrodenfingerteilung beträgt
etwa 2,41 µm. Das heißt, die Wellenlänge der Oberflächen
welle beträgt vorzugsweise etwa 2,81 µm.
Bei dem Parallelarmresonator 6 beträgt die Elektrodenfin
gereingriffsbreite des Interdigitalwandlers vorzugsweise
etwa 110 µm. Die Anzahl der Elektrodenfingerpaare beträgt
85, und die Anzahl der Elektrodenfinger jedes Reflektors
beträgt 100. Die Elektrodenfingerteilung beträgt vorzugs
weise etwa 2,15 µm (die Wellenlänge der Oberflächenwelle
beträgt vorzugsweise etwa 4,30 µm).
Es wird darauf hingewiesen, daß in Fig. 3 die Resonatoren 3
bis 7 schematisch gezeigt sind, und die Anzahl der Elektro
denfinger und der Elektrodenfingereingriffsbreiteverhält
nisse anders ist als die der Resonatoren, die jeweils in
der Praxis verwendet werden.
Die Reihenarmresonatoren 3 und 4, die Parallelarmresonato
ren 5 bis 7, die Elektrodenanschlußflächen 8 bis 12 und die
Verdrahtungselektrode, die dieselben verbindet, bestehen
vorzugsweise aus Al. Die Filmdicke jeder dieser Elektroden
ohne die Sammelschienenelektroden, die nachfolgend be
schrieben sind, beträgt vorzugsweise etwa 420 nm. Die Wel
lenlänge einer Oberflächenwelle auf den Reihenarmresonato
ren 3 und 4 beträgt vorzugsweise etwa 4,63 µm. Somit ist
das Verhältnis (h/λ (%)) der Filmdicke jedes der Elektro
denfinger des Interdigitalwandlers der Reihenarmresonatoren
3 und 4 zu der Wellenlänge etwa 9,1%.
Somit beträgt die Wellenlänge einer Oberflächenwelle auf
den Parallelarmresonatoren 5 und 7 vorzugsweise etwa 4,81 µm.
Somit ist das Verhältnis (h/λ (%)) der Filmdicke jedes
der Elektrodenfinger der Interdigitalwandler der Paralle
larmresonatoren 5 und 7 zu der Wellenlänge vorzugsweise et
wa 8,7%.
Darüber hinaus betragen die Nutzverhältnisse der Elektro
denfinger der Interdigitalwandler in den Reihenarmresonato
ren 3 und 5 und den Parallelarmresonatoren 5 bis 7 jeweils
etwa 0,5.
Bezüglich der Sammelschienenelektroden der Interdigital
elektroden in den Reihenarmresonatoren 3 und 4 und den Par
allelarmresonatoren 5 bis 7 ist ein Elektrodenfilm mit ei
ner Dicke von etwa 840 nm, der die zweite Schicht defi
niert, an jeden Sammelschienenelektrodenfilm laminiert, der
aus Al besteht und eine Dicke von 420 nm aufweist, der in
Fig. 3 nicht gezeigt ist. Dies wird mit Bezugnahme auf Fig.
1 beschrieben.
Fig. 1 ist eine Draufsicht, die die Elektrodenkonfiguration
von einem der Ein-Anschlußpaar-Oberflächenschallwellen
resonatoren zeigt, die als die Reihenarmresonatoren 3 und 4
und die Parallelarmresonatoren 5 bis 7 verwendet werden.
Ein Interdigitalwandler 14 ist in der Mitte des Ein-
Anschlußpaar-Oberflächenwellenresonators 13 angeordnet, und
Gitterreflektoren 15 und 16 sind jeweils auf beiden Seiten
in der Oberflächenwellenausbreitungsrichtung des Interdigi
talwandlers 14 angeordnet. Der Interdigitalwandler 14 ent
hält eine Mehrzahl von Elektrodenfingern 14a und 14b. Eine
Mehrzahl von Elektrodenfingern 14a und eine Mehrzahl von
Elektrodenfingern 14b sind angeordnet, um ineinander zu
greifen. Die Enden der Mehrzahl der Elektrodenfinger 14a an
einer Seite sind mit der Sammelschienenelektrode 14c ver
bunden. Die Mehrzahl von Elektrodenfingern 14b ist mit der
Sammelschienenelektrode 14d elektrisch verbunden, die auf
der entgegengesetzten Seite der Sammelschienenelektrode 14c
angeordnet ist, wobei ein Paar von kammförmigen Elektroden
vorgesehen ist, die ineinander greifen.
Die Reflektoren 15 und 16 sind derart angeordnet, daß die
beiden Enden einer Mehrzahl von Elektrodenfingern 15a und
außerdem die beiden Enden einer Mehrzahl von Elektrodenfin
gern 16a jeweils miteinander kurzgeschlossen sind.
Bei diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel, sind bei den
Ein-Anschlußpaar-Oberflächenwellenresonatoren 13, die je
weils die Reihenarmresonatoren 3 und 4 und die Parallelarm
resonatoren 5 bis 7 bilden, Elektrodenfilme 17 und 18, die
zweite Schichten definieren, die durch eine Schraffur ge
zeigt sind, an zumindest einem Abschnitt der Sammelschie
nenelektrode 14c bzw. 14d laminiert. Das heißt, die Sammel
schienenelektroden 14c und 14d weisen jeweils eine Mehr
schichtstruktur auf. Die zweiten Elektrodenfilme 17 und 18
bestehen aus Al. Jede Dicke beträgt vorzugsweise etwa 840
nm. Dementsprechend beträgt die Filmdicke auf der Basis der
Wellenlänge der Oberflächenwelle etwa 17%.
Darüber hinaus sind die Elektrodenfilme 17 und 18, die die
zweiten Schichten definieren, jeweils so auf den Sammel
schienenelektroden 14c und 14d angeordnet, daß dieselben
außerhalb der Grenzen zwischen den Sammelschienenelektroden
14c und 14d und den Elektrodenfingern 14a und 14a, die mit
den Sammelschienenelektroden 14c bzw. 14d verbunden sind,
im wesentlichen senkrecht zu der Oberflächenwellenausbrei
tungsrichtung angeordnet sind. In anderen Worten ausge
drückt, die Kanten B der Elektrodenfilme 17 und 18, die die
zweiten Schichten definieren, die auf den Seiten der Elek
trodenfinger 14a und 14b liegen, sind im wesentlichen senk
recht zu der Oberflächenwellenausbreitungsrichtung jeweils
außerhalb der Grenzen A zwischen den Sammelschienenelektro
den 14c und 14d und den Elektroden 14a und 14b angeordnet.
Die Abstände g zwischen den Grenzen A und den Kanten B sind
jeweils vorzugsweise bei etwa 4 µm eingestellt, d. h. bei
etwa 0,8 λ bis etwa 0,9 λ.
Die Reihenarmresonatoren 3 und 4 die Parallelarmresonatoren
5 bis 7 umfassen bei dem Oberflächenwellenbauelement 1 die
ses bevorzugten Ausführungsbeispiels jeweils den in Fig. 1
gezeigten Ein-Anschlußpaar-Oberflächenwellenresonator 13.
Das Oberflächenwellenbauelement 1 dieses bevorzugten Aus
führungsbeispiels kann durch Verwenden der Elektrodenan
schlußfläche 8 als Eingangsanschluß und der Elektrodenan
schlußfläche 9 als Ausgangsanschluß und Verbinden der Elek
trodenanschlußflächen 10 bis 12 mit der Masse als ein Lei
terfilter betrieben werden. Das Verhältnis der Filmdicke
von jedem der Elektrodenfinger der Reihenarmresonatoren 3
und 4 und der Parallelarmresonatoren 5 und 7 zu der Wellen
länge ist vorzugsweise zwischen 9,1% und 8,7%. Das Nutzver
hältnis jedes Interdigitalwandlers beträgt vorzugsweise et
wa 0,5.
Falls somit die Filmdicke jedes der Elektrodenfinger 14a
und 14b des Interdigitalwandlers 14 im wesentlichen gleich
ist wie die Filmdicke von jeder der Sammelschienenelektro
den 14c und 14d, wird der Energieeinschlußeffekt in der Y-
Axialrichtung reduziert.
Bei diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind jedoch die
Elektrodenfilme 17 und 18, die die zweiten Schichten defi
nieren, an die Sammelschienenelektrode 14c bzw. 14d lami
niert. Dementsprechend wird die Schallgeschwindigkeit einer
Oberflächenwelle, die sich auf den Sammelschienenelektroden
14c und 14d ausbreitet, um etwa 140 m/sek geringer.
Als Folge ist das Verhältnis Vs/Vm, d. h. das Verhältnis
der Schallgeschwindigkeit Vs der Oberflächenwelle, die sich
auf dem Elektrodenfingereingriffsbereich ausbreitet zu der
Ausbreitungsgeschwindigkeit Vm der Oberflächenwelle, die
sich auf den Sammelschienenelektroden ausbreitet, erhöht.
Somit ist der Energieeinschlußeffekt in der Y-Axialrichtung
erhöht.
Fig. 2 ist ein Diagramm, das Änderungen bei der Schallge
schwindigkeit einer Oberflächenwelle zeigt, die sich auf
den Sammelschienenelektroden 14c und 14d ausbreitet, die
erhalten werden, wenn die Dicke von der Gesamtheit von je
der der Sammelschienenelektroden 14c und 14d variiert wird,
ohne daß die Elektrodenfilme 17 und 18, die die zweiten
Schichten definieren, gebildet werden. Der Interdigital
wandler und die Reflektoren sind ähnlich geformt wie der
obige Reihenarmresonator 3, außer daß die Dicke jeder Sam
melschienenelektrode variiert ist.
Wenn die Dicke jeder Sammelschienenelektrode um etwa 0,01 λ
erhöht wird, wie es in Fig. 2 ersichtlich ist, wobei λ die
Wellenlänge einer Oberflächenwelle ist, wird die Schallge
schwindigkeit Vm der Oberflächenwelle um etwa 8,4 m/sek
niedriger.
Bei diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Elek
trodenfilme 17 und 18, die die zweiten Schichten definie
ren, an die Sammelschienenelektroden 14c und 14d laminiert,
so daß die Schallgeschwindigkeit Vm einer Oberflächenwelle,
die sich auf den Sammelschienenelektroden 14c und 14d aus
breitet, niedrig wird. Dadurch ist das Verhältnis Vs/Vm auf
weniger als etwa 1 eingestellt. Dementsprechend kann das
Energieeinschließen in der Y-Axialrichtung effektiv ausge
führt werden, und der Verlust in der Filtercharakteristik
kann reduziert werden, wie es aus den Ergebnissen von Fig.
2 ersichtlich ist.
In Fig. 4 zeigen die durchgezogenen Linien die Filtercha
rakteristika des Oberflächenwellenbauelements 1 dieses be
vorzugten Ausführungsbeispiels. Darüber hinaus zeigen in
Fig. 4 die gestrichelten Linien die Filtercharakteristika
eines Vergleichsbeispiels des Oberflächenwellenbauelements,
das ähnlich konfiguriert ist wie das des bevorzugten Aus
führungsbeispiels, außer daß die Elektrodenfilme, die die
zweiten Schichten definieren, nicht vorgesehen sind. Die
Filtercharakteristikakurven der Einfügungsverluste, die auf
der Skala vergrößert sind, die auf der rechten Seite der
Ordinate gezeigt ist, sind in dem unteren Abschnitt von
Fig. 4 gezeigt.
Bei dem Oberflächenwellenbauelement dieses bevorzugten Aus
führungsbeispiels sind die Filtercharakteristika in dem
Übertragungsband wesentlich verbessert, obwohl das Minimum
des Einfügungsverlusts nicht wesentlich verändert ist, wie
es aus Fig. 4 ersichtlich ist. Dies liegt wahrscheinlich
daran, daß die Mehrschichtstrukturen der Sammelschienen
elektroden 14c und 14d den Elektrodenwiderstandwert redu
zieren und darüber hinaus den Oberflächenwellenenergleein
schlußeffekt wesentlich verbessern.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird das LiTaO3-Substrat mit
36°-Y-Schnitt und Ausbreitung in X-Richtung als das piezo
elektrische Substrat verwendet. Es kann beispielsweise je
doch auch ein LiTaO3-Substrat mit 36°-Y-Schnitt und Aus
breitung in X-Richtung mit einem anderen Schnittwinkel von
etwa 33° bis etwa 46° verwendet werden. In diesem Fall kön
nen ähnliche Vorteile erhalten werden. Ferner können andere
geeignete piezoelektrische Einkristallsubstrate verwendet
werden.
Bei diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel bestehen die
Elektrodenfilme 17 und 18, die die zweiten Schichten defi
nieren, ebenfalls vorzugsweise aus Al. Die Elektrodenfilme,
die die zweiten Schichten definieren, können aus einem Me
tallmaterial bestehen, das anders ist als das, das verwen
det wird, um die ersten Schichten zu bilden. Darüber hinaus
können als Elektrodenmaterial nicht nur Al, sondern vor
zugsweise auch Al-enthaltende Legierungen verwendet werden.
Darüber hinaus können beide der Elektrodenfilme, die die
ersten Schichten definieren und die Elektrodenfilme, die
die zweiten Schichten definieren, aus einem anderem Metall
als Al und einer Al-enthaltenden Legierung bestehen. Dar
über hinaus kann jeder Elektrodenfilm, der selbst die erste
Schicht definiert, ein Mehrschichtfilm sein, der eine Mehr
zahl von zusammen laminierten Metallfilmen umfaßt.
Bei diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel beträgt jeder
der Abstände g von den Grenzen A zwischen den
Sammelschienenelektroden 14c und 14d und den
Elektrodenfingern zu den Kanten B der Elektrodenfilme 17
und 18, die die zweiten Schichten auf den Seiten der
Elektrodenfinger 14a und 14b definieren, vorzugsweise etwa
4 µm, d. h. etwa 0,8 λ bis etwa 0,9 λ. Daher sollte der
Zwischenraumlänge g ausreichend Beachtung geschenkt werden,
um einen zufriedenstellenden Energieeinschlußeffekt zu
erhalten.
Wenn die Zwischenraumlänge g jedes der Reihenarmresonatoren
und der Parallelarmresonatoren in dem Oberflächenwellenbau
element 1 dieses bevorzugten Ausführungsbeispiels variiert
wird, ist die Filtercharakteristik verändert. Der Erfinder
dieser Patentanmeldung hat herausgefunden, daß sich der
Energieeinschlußeffekt ändert, wenn die Zwischenraumlänge g
und die Filmdicke M jedes der Elektrodenfilme 17 und 18,
die die zweiten Schichten definieren, variiert werden.
Grundsätzlich kann der Einschlußeffekt erhalten werden,
wenn jede Elektrodenfilmdicke der Reflektoren größer ist
als die jeder Sammelschiene. Falls jedoch die Zwischenraum
länge g übermäßig größer ist, können in einigen Fällen kei
ne ausreichenden Einschlußeffekte erhalten werden.
Somit wurde die Bandbreite des Oberflächenwellenbauelements
durch Ändern der Zwischenraumlänge g und der Filmdicke M
jedes der Elektrodenfilme 17 und 18, die die zweiten
Schichten definieren, untersucht. Fig. 5A und 5B, Fig. 6,
und die folgende Tabelle 2 zeigen die Ergebnisse.
Fig. 5A zeigt die Ergebnisse, die erhalten werden, wenn die
Filmdicke jedes der Elektrodenfilme 17 und 18, die die
zweiten Schichten definieren, etwa 840 nm (0,188 λ) be
trägt. Fig. 5B zeigt die Ergebnisse, die erhalten werden,
wenn die Filmdicke etwa 560 nm (0,126 λ) beträgt. Fig. 6
zeigt die Ergebnisse, die erhalten werden, wenn die Film
dicke etwa 280 nm (0,063 λ) beträgt. Wie in den Fig. 5A, 5B
und 6 ersichtlich ist, neigt die Bandbreite dazu, reduziert
zu werden, wenn die Zwischenraumlänge g erhöht wird. Diese
Tendenz wird bemerkenswert, wenn die Filmdicke M klein ist.
Zum Vergleich sind die Bandbreiten der Elektroden, die je
weils keine Zweischichtstruktur aufweisen, durch die ge
strichelten Linien in Fig. 5A, 5B und 6 gezeigt. Wie in
Fig. 5A, 5B und 6 ersichtlich ist, sind die Bandbreiten in
der Nähe der Zwischenraumlänge g von etwa 8 µm bei einer
Filmdicke M von etwa 840 nm, in der Nähe der Zwischenraum
länge g von etwa 6 µm bei einer Filmdicke von M von etwa
560 nm und in der Nähe der Zwischenraumlänge g von etwa 4,5
µm bei einer Filmdicke M von etwa 280 nm auf den gleichen
Pegel reduziert wie diejenigen der Elektroden, die jeweils
keine Zweischichtstruktur aufweisen.
Diese Ergebnisse sind durch das Diagramm von Fig. 7 ge
zeigt, das durch eine Approximation erster Ordnung erhalten
wird. Die erhaltene Approximationsgleichung ist M ≧ 0,159 g
- 0,094.
Die Werte von M und g werden durch ganzzahlige Vielfache
von λ ausgedrückt.
Somit kann ein gewünschter Energieeinschlußeffekt an das
Oberflächenwellenbauelement zurückgegeben werden, indem das
Bauelement gebildet wird, um die Gleichung von M ≧ 0,159 g
- 0,094 zu erfüllen. Somit kann die Bandbreite des Bauele
ments erhöht werden.
In dem Fall, in dem die Metallfilme, die die zweiten
Schichten definieren, aus einem Metall außer Al bestehen,
ist das Oberflächenwellenbauelement aufgebaut, um die For
mel Ma × (d0/da) ≧ 0,159 g - 0,084 zu erfüllen, bei der Ma
die Metallfilmdicke von jeder der zweiten Schichten ist und
do die Dichte von Al ist.
Fig. 8 ist eine schematische Draufsicht, die einen Ein-
Anschlußpaar-Oberflächenwellenresonator für die Verwendung
bei einem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vor
liegenden Erfindung zeigt.
Bei dem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel wird vor
zugsweise ein Ein-Anschlußpaar-Oberflächenwellenresonator
21, der in Fig. 8 gezeigt ist, verwendet. Das Oberflächen
wellenbauelement 21 des zweiten bevorzugten Ausführungsbei
spiels ist im wesentlichen ähnlich aufgebaut wie das des
ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels, außer daß der Ein-
Anschlußpaar-Oberflächenwellenresonator 21 als jeder der
Serienarmresonatoren 3 und der Parallelarmresonatoren 5 bis
7 verwendet wird. Dementsprechend ist das Oberflächenwel
lenbauelement des zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiels
ein Leitertyp-Filter, der die beiden Reihenarmresonatoren
und die drei Parallelarmresonatoren umfaßt.
Der Ein-Anschlußpaar-Oberflächenwellenresonator 21 umfaßt
drei Interdigitalwandler 23 bis 25, die in der Oberflächen
wellenausbreitungsrichtung auf einem piezoelektrischen Sub
strat 22 angeordnet sind. Bei diesem bevorzugten Ausfüh
rungsbeispiel ist das piezoelektrische Substrat 22 eben
falls aus einem LiTaO3-Substrat mit 36°-Y-Schnitt und Aus
breitung in X-Richtung gebildet.
Gitterelektroden 26 und 27 sind an den beiden Seiten in der
Oberflächenwellenausbreitungsrichtung des Bereichs angeord
net, an dem die Interdigitalwandler 23-25 vorgesehen
sind.
Die Elektrodenfingereingriffsbreite bei den Interdigital
wandlern 23-25 beträgt vorzugsweise etwa 122 µm. Die Zahl
der Elektrodenfingerpaare des Interdigitalwandlers 24, der
in der ungefähren Mitte der Interdigitalwandler 23-25 an
geordnet ist, beträgt vorzugsweise 18. Die Zahl der Elek
trodenfingerpaare jedes Interdigitalwandlers 23 und 25, die
an beide Seiten angeordnet sind, beträgt vorzugsweise 11.
Die Zahl der Elektrodenfingerpaare jedes Reflektors 26 und
27 beträgt vorzugsweise 120. Die Teilung zwischen den Elek
trodenfingern in den Interdigitalwandlern 23-25 beträgt
etwa 2,1 µm. Die Wellenlänge einer akustischen Oberflächen
welle beträgt etwa 4,2 µm.
Die Interdigitalwandler 23-25 und die Reflektoren 26 und
27 sind alle aus Al hergestellt. Die Filmdicke jedes der
Interdigitalwandler 23-25, die die Elektrodenfilme sind,
die unter den Elektrodenfilmen gebildet sind, die die zwei
ten Schichten bilden, die später beschrieben werden, be
trägt etwa 320 nm. Das bedeutet, daß die Filmdicke jedes
Elektrodenfingers etwa 7,4% der Wellenlänge der akusti
schen Oberflächenwelle beträgt. Das Nutzverhältnis jedes
Interdigitalwandlers 23-25 beträgt etwa 0,72.
Die Interdigitalwandler 23-25 umfassen eine Mehrzahl von
Elektrodenfingern 23a, 23b, 24a, 24b, 25a und 25b und erste
und zweite Sammelschienenelektroden 23c, 23d, 24c, 24d, 25c
bzw. 25d. Außerdem sind bei diesem bevorzugten Ausführungs
beispiel die Elektrodenfilme 17 und 18, die die zweiten
Schichten definieren, an die Sammelschienenelektroden 23c,
23d, 24c, 25c und 25d laminiert. Die Bereiche, in denen die
Elektrodenfilme 17 und 18, die die zweiten Schichten defi
nieren, laminiert sind, sind zu Darstellungszwecken schraf
fiert.
Die Elektrodenfilme 17 und 18, die die zweiten Schichten
definieren, bestehen ähnlich wie die des ersten bevorzugten
Ausführungsbeispiels aus Al, wobei die Filmdicke derselben
vorzugsweise etwa 840 nm beträgt.
Jede Zwischenraumlänge g von den Grenzen zwischen den Sam
melschienenelektroden und den Elektrodenfingern bis zu den
Kanten der Elektrodenfingerseiten der Elektrodenfilme 17
und 18, die die zweiten Schichten definieren, beträgt etwa
2 µm, d. h. etwa 0,5 λ.
In Fig. 9 stellen die durchgezogenen Linien die Filtercha
rakteristik des Oberflächenwellenbauelements dar, das gemäß
diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel gebildet ist. Zum
Vergleich stellen die unterbrochenen Linien die Filtercha
rakteristik des Oberflächenwellenbauelements dar, das ähn
lich wie das Oberflächenwellenbauelement dieses bevorzugten
Ausführungsbeispiels aufgebaut ist, mit der Ausnahme, daß
keine zweiten Elektrodenfilme auf die Sammelschienenab
schnitte laminiert sind. Die Charakteristika, die in dem
unteren Teil von Fig. 9 dargestellt sind, sind die Einfü
gungsverluste, die auf der Skala, die auf der rechten Seite
der Ordinate gezeigt ist, vergrößert sind.
Wie in Fig. 9 dargestellt ist, wird die Filtercharakteri
stik in der Bandbreite wesentlich verbessert, obwohl der
minimale Einfügungsverlust nicht verändert wird, indem die
Elektrodenfilme, die die zweiten Schichten gemäß diesem be
vorzugten Ausführungsbeispiel definieren, verglichen mit
dem Oberflächenwellenbauelement, das keine Elektrodenfilme
aufweist, die die zweiten Schichten definieren, laminiert
werden.
Dies bedeutet, daß die Filmdicke jedes Elektrodenfingers
der Interdigitalwandler 23-25 etwa 7,4% der Wellenlänge
der akustischen Oberflächenwelle beträgt, wobei das Nutz
verhältnis jedes Interdigitalwandlers 23-25 etwa 0,27 be
trägt. Wie oben beschrieben wurde, kann die Energie der
akustischen Oberflächenwelle in der Y-Achsenrichtung nicht
von den Elektrodenfilmen eingeschlossen werden, die nur die
ersten Schichten definieren. Eine derartige Filtercharakte
ristik jedoch, die in Fig. 9 durch die unterbrochenen Lini
en dargestellt ist, kann selbst dann erzielt werden, wenn
die Elektrodenfilme, die nur die ersten Schichten definie
ren, vorgesehen sind, da die Elektrodenfingereingriffsbrei
te jedes Interdigitalwandlers groß ist, d. h. etwa 30 λ.
Die laminierten Elektrodenfilme 17 und 18 jedoch, die die
zweiten Schichten definieren, bewirken, daß die Filtercha
rakteristik wesentlich ansteigt, wie oben beschrieben wur
de.
Insbesondere können Niedrigverlustfiltercharakteristika un
ter der Voraussetzung erhalten werden, daß zumindest ein
Teil der Sammelschienenelektroden eine Dicke aufweist, die
größer als die jedes Elektrodenfingers ist, wobei insbeson
dere Vs/Vm < 1 erfüllt ist, selbst wenn die Bedingungen,
unter denen der Wellenmodus im wesentlichen in der Y-
Achsenrichtung vorhanden ist, nicht erfüllt werden, d. h.
wenn die Filmdicke h1 jedes Elektrodenfingers, die Elektro
denfingerbreite L1 und die Länge L2 des Zwischenraums zwi
schen benachbarten Elektrodenfingern in der Oberflächenwel
lenausbreitungsrichtung eine der Formeln (1) bis (6) erfül
len.
Fig. 10 ist eine schematische Draufsicht eines Oberflächen
wellenbauelements gemäß einem dritten bevorzugten Ausfüh
rungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Ein Oberflächen
wellenbauelement 31 des dritten bevorzugten Ausführungsbei
spiels ist auf die gleiche Weise konfiguriert wie das des
ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels. So sind gleiche
Teile mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Die wie
derholte Beschreibung wird weggelassen, indem auf die rele
vante Erklärung des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels
verwiesen wird.
Das vorliegende bevorzugte Ausführungsbeispiel unterschei
det sich dahingehend von dem ersten bevorzugten Ausfüh
rungsbeispiel, als daß, nachdem die Elektrodenanordnung,
die in Fig. 10 gezeigt ist, gebildet ist, ein SiO2-Film
(nicht gezeigt) gebildet wird, um so eine Dicke von etwa
500 nm aufzuweisen, indem die gesamte obere Oberfläche des
piezoelektrischen Substrats 2 besputtert wird. Danach wird
ein Resist auf derselben mit Ausnahme der Serienarmresona
toren 3 und 4, der Parallelarmresonatoren 5-7 und der
Elektrodenanschlußflächen 8-12 angebracht. In diesem Zu
stand wird der SiO2-Film auf den Elektrodenfingern und den
Elektrodenanschlußflächen durch Ätzen entfernt. So kann die
Zuverlässigkeit der elektrischen Verbindung zwischen Ver
bindungsdrähten und den Elektrodenanschlußflächen 8-12
gefestigt werden, da der SiO2-Film auf den Elektrodenan
schlußflächen 8-12 von denselben entfernt wird.
Die Oberflächenwellenausbreitungsgeschwindigkeit Vs in dem
Bereich, in dem die Elektrodenfinger ineinandergreifen,
wird höher als die Schallgeschwindigkeit der akustischen
Oberflächenwelle, die sich auf den Sammelschienenelektroden
ausbreitet, auf die der SiO2-Film laminiert wurde, da der
SiO2-Film auf den Elektrodenfingern entfernt wurde. Anders
ausgedrückt wird das Verhältnis Vs/Vm < 1.
Insbesondere wird bei diesem bevorzugten Ausführungsbei
spiel der SiO2-Film 33, der einen Isolationsfilm definiert,
an die Gesamtoberflächen der Sammelschienenelektroden 32
laminiert, was in der Querschnittsansicht aus Fig. 11 ge
zeigt ist. So weisen alle Sammelschienenelektroden eine
Mehrschichtstruktur auf. Gemäß der vorliegenden Erfindung
kann ein Isolationsfilm mit Ausnahme eines Metallfilms la
miniert sein, wenn zumindest ein Teil der Sammelschienen
elektroden verglichen mit den Elektrodenfingern dicker ist.
In diesem Fall können die gleichen Vorteile wie bei dem er
sten bevorzugten Ausführungsbeispiel erzielt werden, da die
Schallgeschwindigkeit Vm der akustischen Oberflächenwelle,
die sich zu den Sammelschienenelektroden ausbreitet, nied
rig wird.
Bei diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel definiert der
SiO2-Film 33 vorzugsweise den Isolationsfilm. Die Dicke des
Isolationsfilms beträgt etwa 500 nm, was etwa 11% der Wel
lenlänge der akustischen Oberflächenwelle ist. Die Dichte
des SiO2-Films beträgt etwa 2,21 g/cm3 und ist verglichen
mit der Dichte von etwa 2,69 g/cm3 des Al-Films, der die
Elektroden bildet, etwas geringer, da der SiO2-Film durch
Sputtern gebildet ist. Andererseits ist die Zwischenraum
länge g klein, nämlich etwa 0,1 λ. Folglich ist der Ener
gieeinschlußeffekt für die akustische Oberflächenwelle in
der Y-Achsenrichtung genauso groß wie bei dem ersten bevor
zugten Ausführungsbeispiel.
In Fig. 12 stellen die durchgezogenen Linien die Filtercha
rakteristik des Oberflächenwellenbauelements des dritten
bevorzugten Ausführungsbeispiels dar, das wie oben be
schrieben konfiguriert ist. Die unterbrochenen Linien stel
len die Filtercharakteristik eines Oberflächenwellenbauele
ments zum Vergleich dar, das auf die gleiche Weise wie das
des dritten bevorzugten Ausführungsbeispiels konfiguriert
ist, mit der Ausnahme, daß kein SiO2-Film gebildet ist. Die
Filtercharakteristika in dem unteren Teil von Fig. 12 sind
die Einfügungsverluste, die an der Skala, die an der rech
ten Seite der Ordinate gezeigt ist, vergrößert sind.
Wie aus Fig. 12 ersichtlich ist, ist der Energieeinschluß
effekt bei dem Oberflächenwellenbauelement des dritten be
vorzugten Ausführungsbeispiels aufgrund der Bildung des
SiO2-Films ebenfalls verbessert. So können erwünschte Fil
tercharakteristika erhalten werden.
Bei dem dritten bevorzugten Ausführungsbeispiel wird der
Isolationsfilm der Elektrodenfinger entfernt, so daß der
SiO2-Film als der Isolationsfilm nur auf den Sammelschie
nenelektroden gebildet ist. Der Isolationsfilm kann auf den
Elektrodenfingern gebildet sein, wobei die Dicke des Isola
tionsfilms auf den Elektrodenfingern kleiner als die auf
den Sammelschienenelektroden ist. In diesem Fall kann die
Schallgeschwindigkeit Vm der akustischen Oberflächenwelle,
die sich auf den Sammelschienenelektroden ausbreitet, ge
steuert werden, um kleiner zu sein als die Ausbreitungsge
schwindigkeit Vs der akustischen Oberflächenwelle, die sich
auf den Elektrodenfingern ausbreitet, indem die Differenz
der Dicke zwischen den Isolationsfilmen angepaßt wird. So
kann die Filtercharakteristik ähnlich wie die des dritten
bevorzugten Ausführungsbeispiels verbessert werden.
Ferner kann ein Film, der aus einem geeigneten Isolations
material besteht und nicht der SiO2-Film ist, verwendet
werden. Zur Filmbildung können Aufdampfungsverfahren, che
mische Aufdampfungsverfahren usw. verwendet werden.
Ferner kann, ähnlich wie bei dem dritten bevorzugten Aus
führungsbeispiel, der Isolationsfilm auf den Sammelschie
nenelektroden gebildet sein, der auf dem piezoelektrischen
Substrat gebildet ist, an dem die Elektrodenanordnung auf
die gleiche Weise wie bei dem zweiten bevorzugten Ausfüh
rungsbeispiel gebildet ist, mit der Ausnahme, daß die Elek
trodenfilme 17 und 18, die die zweiten Schichten definie
ren, nicht gebildet sind. In diesem Fall kann die Geschwin
digkeit Vm gesteuert werden, um ähnlich niedrig wie bei dem
dritten bevorzugten Ausführungsbeispiel zu sein, so daß die
Energie der akustischen Oberflächenwelle eingeschlossen
werden kann.
Die Oberflächenwellenbauelemente, die jeweils eine Leiter
schaltungskonfiguration aufweisen, sind in dem ersten bis
dritten bevorzugten Ausführungsbeispiel beschrieben. Gemäß
verschiedenen bevorzugten Ausführungsbeispielen der vorlie
genden Erfindung wird der Energieeinschlußeffekt für die
akustische Oberflächenwelle in der Y-Achsenrichtung in ei
nem Anschlußpaaroberflächenwellenresonator stark verbes
sert, wodurch die Filtercharakteristik eines Filters, das
unter Verwendung des einen Anschlußpaaroberflächenwellenre
sonators gebildet ist, sehr verbessert werden kann, usw. So
kann die vorliegende Erfindung nicht nur auf Oberflächen
wellenfilter, die jeweils eine Leiterschaltungskonfigurati
on aufweisen, angewendet werden, sondern auch auf verschie
denen Typen von Oberflächenwellenfiltern und Oberflächen
wellenresonatoren.
Als nächstes wird ein Beispiel eines Antennenteilungsbau
elements bzw. eines Bauelements zur gemeinschaftlichen Ver
wendung einer Antenne, das das Oberflächenwellenfilter ge
mäß verschiedenen bevorzugten Ausführungsbeispielen der
vorliegenden Erfindung umfaßt, Bezug nehmend auf Fig. 13
beschrieben.
Fig. 13 ist ein Schaltungsdiagramm, das ein Antennentei
lungsbauelement des vorliegenden bevorzugten Ausführungs
beispiels darstellt. Ein Antennenteilungsbauelement 70 die
ses Ausführungsbeispiels umfaßt ein Paar von Leiterfiltern
61, die jeweils ähnlich wie das Leiteroberflächenwellenfil
ter, das in Fig. 3 ist, sind, mit der Ausnahme, daß sich
die Zahl von Stufen von der des Filters, das in Fig. 3 ge
zeigt ist, unterscheidet. Insbesondere sind die Eingangsan
schlüsse 62 der jeweiligen Leiterfilter 61 miteinander ver
bunden, um ein erstes Tor 71 zu definieren. Andererseits
werden die Ausgangsanschlüsse 63 der jeweiligen Leiterfil
ter 61 verwendet, wie diese sind, um das zweite und dritte
Tor des Antennenteilungselements dieses bevorzugten Ausfüh
rungsbeispiels zu bilden.
Das Antennenteilungsbauelement kann aufgebaut sein, um ein
Paar der Leiterfilter 61 zu umfassen, wie oben beschrieben
wird.
Ferner kann eine Kommunikationsausrüstung durch eine Ver
wendung des Antennenteilungsbauelements, das oben beschrie
ben ist, gebildet werden. Fig. 14 zeigt ein Beispiel einer
derartigen Kommunikationsausrüstung.
Ein Kommunikationsausrüstungsgerät 81 dieses bevorzugten
Ausführungsbeispiels umfaßt vorzugsweise das Antennentei
lungsbauelement 70 und Sende/Empfangsschaltungen 82 und 83.
Das erste Tor 71 des Antennenteilungsbauelements 70 ist mit
einer Antenne 84 verbunden. Die Ausgangsanschlüsse 63 und
63, die das zweite und das dritte Tor bilden, sind mit der
Sende/Empfangsschaltung 82 bzw. 83 verbunden.
Bei dem Antennenteilungsbauelement 70 ist das eine Paar der
Leiterfilter 61 konfiguriert, um unterschiedliche Übertra
gungsbänder aufzuweisen, wodurch die Antenne 84 als Sende-
und Empfangsantenne verwendet werden kann.
Bei dem Oberflächenwellenbauelement gemäß einem bevorzugten
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beträgt die
Filmdicke jedes Elektrodenfingers der Interdigitalelektrode
nicht weniger als etwa 0,04 λ. Selbst wenn das Bauelement
in dem Zustand ist, daß der Energieeinschlußeffekt dazu
neigt, reduziert zu sein, kann der Energieeinschlußeffekt
stark verbessert werden, da zumindest ein Abschnitt der er
sten und zweiten Sammelschienenelektrode eine Dicke auf
weist, die größer als die des Elektrodenfingers ist, so daß
die Schallgeschwindigkeit Vm einer akustischen Oberflächen
welle, die sich auf den Sammelschienenelektroden ausbrei
tet, verglichen mit der Schallgeschwindigkeit Vs der aku
stischen Oberflächenwelle, die sich auf den Elektrodenfin
gern ausbreitet, niedrig wird. So liefert das Oberflächen
wellenbauelement, wenn es in einem Oberflächenwellenfilter
verwendet wird, das eine Leiterschaltungskonfiguration auf
weist, eine Niedrigverlustfiltercharakteristik.
Bei dem Oberflächenwellenbauelement gemäß einem anderen be
vorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
wird das Verhältnis von L1/(L1 + L2) erfüllt, was bedeutet,
daß das Nutzverhältnis nicht weniger als etwa 0,5 beträgt.
Selbst wenn das Bauelement in dem Zustand ist, daß der
Energieeinschlußeffekt dazu neigt, reduziert zu sein, wird
der Energieeinschlußeffekt stark verbessert, da zumindest
ein Abschnitt der ersten und der zweiten Sammelschienen
elektrode eine Dicke aufweist, die größer als die jedes
Elektrodenfingers ist, so daß die Schallgeschwindigkeit Vm
der akustischen Oberflächenwelle, die sich auf jeder Sam
melschienenelektrode ausbreitet, verglichen mit der Schall
geschwindigkeit Vs der akustischen Oberflächenwelle, die
sich auf den Elektrodenfingern ausbreitet, niedrig wird. So
weist das Oberflächenwellenbauelement, wenn es in einem
Oberflächenwellenfilter verwendet wird, das eine Leiter
schaltungskonfiguration aufweist, eine Niedrigverlustfil
tercharakteristik auf.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung wird eine der oben beschriebenen
Formeln (1) bis (6) erfüllt, wobei im wesentlichen die Be
dingungen, unter denen kein Wellenmodus in der Y-
Achsenrichtung vorhanden ist, im wesentlichen nicht erfüllt
werden. In diesem Fall jedoch wird die Schallgeschwindig
keit Vm einer akustischen Oberflächenwelle, die sich auf
jeder Sammelschienenelektrode ausbreitet, verglichen mit
der Schallgeschwindigkeit Vs der akustischen Oberflächen
welle, die sich auf den Elektrodenfingern ausbreitet, nied
rig, da zumindest ein Abschnitt der ersten und der zweiten
Sammelschienenelektrode eine Dicke aufweist, die größer als
die der Elektrodenfinger ist. Folglich wird Vs/Vm < 1 er
füllt, so daß der Energieeinschluß in der Y-Achsenrichtung
durchgeführt werden kann. So kann, wenn das Bauelement in
einem Filter verwendet wird, eine Niedrigverlustfiltercha
rakteristik erzielt werden.
Gemäß bevorzugten Ausführungsbeispielen der vorliegenden
Erfindung weist zumindest ein Abschnitt der Sammelschienen
elektrode eine Dicke auf, die größer als die jedes Elektro
denfingers ist. Verschiedene Verfahren können verwendet
werden, um die Filmdicke jeder Sammelschienenelektrode zu
erhöhen. Dies kann realisiert werden, indem zumindest ein
Abschnitt der Sammelschienenelektrode gebildet wird, um ei
ne Mehrschichtstruktur aufzuweisen, die eine Mehrzahl von
Filmen umfaßt, die aneinanderlaminiert sind.
In dem Fall, in dem zumindest ein Abschnitt jeder Sammel
schienenelektrode eine Mehrschichtstruktur aufweist, kann
die Mehrschichtstruktur durch ein Laminieren zumindest ei
nes Elektrodenfilms auf den Elektrodenfilm gebildet werden,
wobei die Mehrschichtstruktur auch durch ein Laminieren ei
nes Isolationsfilms an den Elektrodenfilm gebildet werden
kann. In dem Fall, bei dem die Mehrzahl von Elektrodenfil
men laminiert wird, um die Mehrschichtstruktur zu erhalten,
wird der Elektrodenfilm, der die unterste Schicht defi
niert, geformt, um mit den Elektrodenfingern verbunden zu
sein. In dem Fall, bei dem die zweite Schicht und die nach
folgenden Schichten aus einem Material gebildet sind, das
sich von dem des Elektrodenfilms, der die unterste Schicht
definiert, unterscheidet, kann der Elektrodenfilm, der die
unterste Schicht definiert, durch das gleiche Verfahren zum
Bilden der Elektrodenfinger gebildet sein. Ferner kann, da
die zweite Schicht und die nachfolgenden Schichten aus dem
Metall gebildet sind, das sich von dem des Elektrodenfilms,
der die unterste Schicht definiert, unterscheidet, der Typ
des Metalls ausgewählt werden, so daß ein hoher Energieein
schlußeffekt erzielt werden kann.
In dem Fall, bei dem zumindest eine Schicht der zweiten
Schicht und der nachfolgenden Schichten aus einem Metall
gebildet ist, das verglichen mit dem Elektrodenfilm, der
die unterste Schicht definiert, eine relativ hohe Dichte
aufweist, kann ein großer Massenadditionseffekt erzielt
werden, wodurch die Schallgeschwindigkeit der akustischen
Oberflächenwelle, die sich auf den Sammelschienenelektroden
ausbreitet, weiter reduziert werden kann. Wenn z. B. die er
ste Schicht aus Al oder einer Legierung, die Al enthält,
gebildet ist, kann ein großer Energieeinschlußeffekt für
die akustische Oberflächenwelle erzielt werden, indem zu
mindest eine Schicht der zweiten und der nachfolgenden
Schichten unter Verwendung eines Metalls gebildet wird, das
eine relativ hohe Dichte aufweist, wie z. B. Au, Ag, W, Ti,
Ni oder eines anderen geeigneten Materials.
Ferner kann in dem Fall, bei dem zumindest eine Schicht der
Elektrodenfilme, die die zweite und die nachfolgenden
Schichten definieren, verglichen mit dem Elektrodenfilm,
der die unterste Schicht definiert, einen niedrigeren Wi
derstand und eine größere Dichte aufweist, die Schallge
schwindigkeit einer akustischen Oberflächenwelle, die sich
auf der Sammelschienenelektrode ausbreitet, effektiv ge
steuert werden, um niedrig zu sein. So kann der Oberflä
chenwellenenergieeinschlußeffekt stark verbessert werden.
Der Energieeinschlußeffekt kann z. B. verbessert werden, in
dem zumindest eine Schicht der zweiten Schicht und der
nachfolgenden Schichten mit der Verwendung von Au, Ag, Cu
oder einem anderen geeigneten Material, wie oben beschrie
ben wurde, gebildet wird.
In jeder Sammelschienenelektrode, die eine Mehrschicht
struktur aufweist, kann ein Isolationsfilm zwischen Elek
trodenfilmen gebildet werden, die die Mehrschichtstruktur
bilden, um so eine elektrische Verbindung zwischen dem obe
ren und dem unteren Elektrodenfilm zu festigen. In diesem
Fall kann die Schallgeschwindigkeit der akustischen Ober
flächenwelle, die sich auf der Sammelschienenelektrode aus
breitet, gesteuert werden, um niedrig zu sein, und zwar
aufgrund des Masseadditionseffekts des Isolationsfilms. So
kann ein erwünschter Energieeinschlußeffekt erzielt werden.
Bei dem Oberflächenwellenbauelement gemäß verschiedenen be
vorzugten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung
kann der Oberflächenwellenenergieeinschlußeffekt stark ver
bessert werden, wobei die Bandbreite erhöht werden kann,
wenn M ≧ 0,159 g - 0,094 oder Ma × (d0/da) ≧ 0,159 g -
0,094 erfüllt wird.
Bei dem Oberflächenwellenbauelement gemäß einem weiteren
bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
beträgt die Filmdicke der Elektrodenfinger in dem Interdi
gitalwandler vorzugsweise nicht weniger als etwa 0,04 λ.
Unter dieser Bedingung kann der Oberflächenwellenenergie
einschluß in der Y-Achsenrichtung nicht zufriedenstellend
durchgeführt werden. Dennoch wird, da der Isolationsfilm
auf der Sammelschienenelektrode gebildet ist, die Ausbrei
tungsgeschwindigkeit Vm der akustischen Oberflächenwelle,
die sich auf der Sammelschienenelektrode ausbreitet, auf
grund des Masseadditionseffekts des Isolationsfilms nied
rig. So kann ein ausreichender Oberflächenwellenenergieein
schlußeffekt erzielt werden. So kann das Oberflächenwellen
bauelement, wenn es für ein Oberflächenwellenfilter verwen
det wird, eine Niedrigverlustfiltercharakteristik liefern.
Ähnlich beträgt bei dem Oberflächenwellenbauelement gemäß
einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorlie
genden Erfindung das Nutzverhältnis nicht weniger als etwa
0 03505 00070 552 001000280000000200012000285910339400040 0002010147116 00004 03386,5. Da der Isolationsfilm auf der Sammelschienenelektrode
gebildet ist, kann die Schallgeschwindigkeit der akusti
schen Oberflächenwelle, die sich auf jeder Sammelschienen
elektrode ausbreitet, gesteuert werden, um niedrig zu sein,
selbst wenn sich das Oberflächenwellenbauelement in dem Zu
stand befindet, daß der Oberflächenwellenenergieeinschluß
effekt in der Y-Achsenrichtung nicht ausreichend durchge
führt werden kann. So wird Vs/Vm < 1 erfüllt. Folglich kann
der Oberflächenwellenenergieeinschluß in der Y-
Achsenrichtung ähnlich wie bei dem Oberflächenwellenbauele
ment gemäß dem vierten bevorzugten Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung durchgeführt werden. Wenn das Ober
flächenwellenbauelement verwendet wird, um z. B. ein Filter
zu definieren, kann eine Niedrigverlustfiltercharakteristik
erzielt werden.
Bei dem Oberflächenwellenbauelement gemäß einem weiteren
bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
wird eine der oben beschriebenen Formeln (1) bis (6) er
füllt. Die Bedingung, unter der ein Wellenmodus in der Y-
Achsenrichtung vorhanden ist, wird im wesentlichen nicht
erfüllt. Auch wird in diesem Fall ein Isolationsfilm auf
der Sammelschienenelektrode gemäß verschiedenen bevorzugten
Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung gebildet.
So wird die Schallgeschwindigkeit der akustischen Oberflä
chenwelle, die sich auf der Sammelschienenelektrode aus
breitet, reduziert. So wird Vs/Vm < 1 erfüllt. Folglich
kann der Oberflächenwellenenergieeinschluß in der Y-
Achsenrichtung ähnlich wie bei dem Oberflächenwellenbauele
ment gemäß dem vierten oder fünften bevorzugten Ausfüh
rungsbeispiel der vorliegenden Erfindung durchgeführt wer
den. Wenn das Oberflächenwellenbauelement verwendet wird,
um z. B. ein Filter zu definieren, kann eine Niedrigverlust
filtercharakteristik erzielt werden.
Bei dem Oberflächenwellenbauelement gemäß verschiedenen be
vorzugten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung
sind Isolationsfilme an den Elektrodenfingern und Sammel
schienenelektroden angebracht. In dem Fall, bei dem die
Dicke des Isolationsfilms, der an jeder Sammelschienenelek
trode angebracht ist, größer als die des Isolationsfilms
ist, der an jeder Sammelschienenelektrode angebracht ist,
wird die Schallgeschwindigkeit Vm der akustischen Oberflä
chenwelle, die sich auf der Sammelschienenelektrode aus
breitet, niedrig. So wird das Verhältnis Vs/Vm < 1 erfüllt.
Die akustische Oberflächenwelle in der Y-Achsenrichtung
kann effektiv eingeschlossen werden. Wenn das Oberflächen
wellenbauelement verwendet wird, um z. B. ein Filter zu de
finieren, kann eine Niedrigverlustfiltercharakteristik er
zielt werden.
Bei dem Antennenteilungsbauelement, das eines der Oberflä
chenwellenbauelemente gemäß verschiedenen bevorzugten Aus
führungsbeispielen der vorliegenden Erfindung enthält, wird
der Verlust in dem Antennenteilungsbauelement minimiert, da
der Oberflächenwellenverlust niedrig ist.
Ferner wird bei der Kommunikationsausrüstung, die das An
tennenteilungsbauelement bevorzugter Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung umfaßt, der Gesamtverlust in der
Kommunikationsausrüstung minimiert, da die Ausrüstung das
Antennenteilungsbauelement umfaßt, das einen niedrigen Ver
lust aufweist, wie oben beschrieben wurde.
Claims (17)
1. Oberflächenwellenbauelement (1; 21; 31) mit folgenden
Merkmalen:
einem piezoelektrischen Substrat (2; 22), an dem eine akustische Oberflächenwelle, die in der Ausbreitungs richtung einen Anisotropieindex γ von weniger als etwa -1 aufweist, anregbar ist; und
zumindest einem Interdigitalwandler (14; 23, 24, 25), der an dem piezoelektrischen Substrat (2; 22) angeord net ist und eine erste und eine zweite Sammelschienen elektrode (14c, 14d; 23c, 23d, 24c, 24d, 25c, 25d; 32) und eine Mehrzahl von Elektrodenfingern (14a, 14b; 23a, 23b, 24a, 24b, 25a, 25b) umfaßt, wobei die Mehr zahl von Elektrodenfingern (14a, 14b; 23a, 23b, 24a, 24b, 25a, 25b) mit der ersten und zweiten Sammelschie nenelektrode verbunden ist, um ein Paar von kammförmi gen Elektroden zu definieren, die ineinandergreifen, wobei die Mehrzahl von Elektrodenfingern Al als eine Hauptkomponente enthält,
wobei jeder der Elektrodenfinger (14a, 14b; 23a, 23b, 24a, 24b, 25a, 25b) eine Filmdicke von nicht weniger als etwa 0,04 λ aufweist, wobei λ die Wellenlänge der akustischen Oberflächenwelle ist, und
wobei zumindest ein Abschnitt der ersten und zweiten Sammelschienenelektrode (14c, 14d; 23c, 23d, 24c, 24d, 25c, 25d; 32) eine Dicke aufweist, die größer als die jedes Elektrodenfingers ist, so daß die Energie der akustischen Oberflächenwelle im wesentlichen senkrecht zu der Ausbreitungsrichtung der akustischen Oberflä chenwelle eingeschlossen ist.
einem piezoelektrischen Substrat (2; 22), an dem eine akustische Oberflächenwelle, die in der Ausbreitungs richtung einen Anisotropieindex γ von weniger als etwa -1 aufweist, anregbar ist; und
zumindest einem Interdigitalwandler (14; 23, 24, 25), der an dem piezoelektrischen Substrat (2; 22) angeord net ist und eine erste und eine zweite Sammelschienen elektrode (14c, 14d; 23c, 23d, 24c, 24d, 25c, 25d; 32) und eine Mehrzahl von Elektrodenfingern (14a, 14b; 23a, 23b, 24a, 24b, 25a, 25b) umfaßt, wobei die Mehr zahl von Elektrodenfingern (14a, 14b; 23a, 23b, 24a, 24b, 25a, 25b) mit der ersten und zweiten Sammelschie nenelektrode verbunden ist, um ein Paar von kammförmi gen Elektroden zu definieren, die ineinandergreifen, wobei die Mehrzahl von Elektrodenfingern Al als eine Hauptkomponente enthält,
wobei jeder der Elektrodenfinger (14a, 14b; 23a, 23b, 24a, 24b, 25a, 25b) eine Filmdicke von nicht weniger als etwa 0,04 λ aufweist, wobei λ die Wellenlänge der akustischen Oberflächenwelle ist, und
wobei zumindest ein Abschnitt der ersten und zweiten Sammelschienenelektrode (14c, 14d; 23c, 23d, 24c, 24d, 25c, 25d; 32) eine Dicke aufweist, die größer als die jedes Elektrodenfingers ist, so daß die Energie der akustischen Oberflächenwelle im wesentlichen senkrecht zu der Ausbreitungsrichtung der akustischen Oberflä chenwelle eingeschlossen ist.
2. Oberflächenwellenbauelement (1; 21; 31) mit folgenden
Merkmalen:
einem piezoelektrischen Substrat (2; 22), an dem eine akustische Oberflächenwelle, die in der Ausbreitungs richtung einen Anisotropieindex γ von weniger als etwa -1 aufweist, anregbar ist; und
zumindest einem Interdigitalwandler (14; 23, 24, 25), der auf dem piezoelektrischen Substrat (2; 22) ange ordnet ist und eine erste und eine zweite Sammelschie nenelektrode und eine Mehrzahl von Elektrodenfingern umfaßt, wobei die Mehrzahl von Elektrodenfingern (14a, 14b; 23a, 23b, 24a, 24b, 25a, 25b) mit der ersten und zweiten Sammelschienenelektrode (14c, 14d; 23c, 23d, 24c, 24d, 25c, 25d; 32) verbunden ist, um ein Paar von kammförmigen Elektroden zu definieren, die ineinander greifen, wobei die Mehrzahl von Elektrodenfingern (14a, 14b; 23a, 23b, 24a, 24b, 25a, 25b) Al als eine Hauptkomponente enthält,
wobei eine Elektrodenfingerbreite L1 des Interdigital wandlers (14; 23, 24, 25) und eine Zwischenraumlänge L2 zwischen benachbarten Elektrodenfingern (14a, 14b; 23a, 23b, 24a, 24b, 25a, 25b) in der Oberflächenwel lenausbreitungsrichtung die Formel L1/(L1 + L2) ≧ 0,5 erfüllen, und
wobei zumindest ein Abschnitt der ersten und zweiten Sammelschienenelektrode (14c, 14d; 23c, 23d, 24c, 24d, 25c, 25d; 32) eine Dicke aufweist, die größer als die jedes Elektrodenfingers (14a, 14b; 23a, 23b, 24a, 24b, 25a, 25b) ist, so daß die Energie der akustischen Oberflächenwelle im wesentlichen senkrecht zu der Aus breitungsrichtung der akustischen Oberflächenwelle eingeschlossen ist.
einem piezoelektrischen Substrat (2; 22), an dem eine akustische Oberflächenwelle, die in der Ausbreitungs richtung einen Anisotropieindex γ von weniger als etwa -1 aufweist, anregbar ist; und
zumindest einem Interdigitalwandler (14; 23, 24, 25), der auf dem piezoelektrischen Substrat (2; 22) ange ordnet ist und eine erste und eine zweite Sammelschie nenelektrode und eine Mehrzahl von Elektrodenfingern umfaßt, wobei die Mehrzahl von Elektrodenfingern (14a, 14b; 23a, 23b, 24a, 24b, 25a, 25b) mit der ersten und zweiten Sammelschienenelektrode (14c, 14d; 23c, 23d, 24c, 24d, 25c, 25d; 32) verbunden ist, um ein Paar von kammförmigen Elektroden zu definieren, die ineinander greifen, wobei die Mehrzahl von Elektrodenfingern (14a, 14b; 23a, 23b, 24a, 24b, 25a, 25b) Al als eine Hauptkomponente enthält,
wobei eine Elektrodenfingerbreite L1 des Interdigital wandlers (14; 23, 24, 25) und eine Zwischenraumlänge L2 zwischen benachbarten Elektrodenfingern (14a, 14b; 23a, 23b, 24a, 24b, 25a, 25b) in der Oberflächenwel lenausbreitungsrichtung die Formel L1/(L1 + L2) ≧ 0,5 erfüllen, und
wobei zumindest ein Abschnitt der ersten und zweiten Sammelschienenelektrode (14c, 14d; 23c, 23d, 24c, 24d, 25c, 25d; 32) eine Dicke aufweist, die größer als die jedes Elektrodenfingers (14a, 14b; 23a, 23b, 24a, 24b, 25a, 25b) ist, so daß die Energie der akustischen Oberflächenwelle im wesentlichen senkrecht zu der Aus breitungsrichtung der akustischen Oberflächenwelle eingeschlossen ist.
3. Oberflächenwellenbauelement (1; 21; 31) mit folgenden
Merkmalen:
einem piezoelektrischen Substrat (2; 22), an dem eine akustische Oberflächenwelle, die in der Ausbreitungs richtung einen Anisotropieindex γ von weniger als etwa -1 aufweist, anregbar ist; und
zumindest einem Interdigitalwandler (14; 23, 24, 25), der an dem piezoelektrischen Substrat (2; 22) angeord net ist und eine erste und eine zweite Sammelschienen elektrode (14c, 14d; 23c, 23d, 24c, 24d, 25c, 25d; 32) und eine Mehrzahl von Elektrodenfingern (14a, 14b; 23a, 23b, 24a, 24b, 25a, 25b) umfaßt, wobei die Mehr zahl von Elektrodenfingern mit der ersten und zweiten Sammelschienenelektrode (14c, 14d; 23c, 23d, 24c, 24d, 25c, 25d; 32) verbunden ist, um ein Paar von kammför migen Elektroden zu definieren, die ineinandergreifen, wobei die Mehrzahl von Elektrodenfingern (14a, 14b; 23a, 23b, 24a, 24b, 25a, 25b) Al als eine Hauptkompo nente enthält,
wobei eine Filmdicke h1 jedes Elektrodenfingers (14a, 14b; 23a, 23b, 24a, 24b, 25a, 25b), eine Elektroden fingerbreite L1, eine Zwischenraumlänge L2 zwischen benachbarten Elektrodenfingern (14a, 14b; 23a, 23b, 24a, 24b, 25a, 25b) in der Oberflächenwellenrichtung und eine Wellenlänge λ der akustischen Oberflächenwel le eine der folgenden Formeln (1) bis (6) erfüllen:
L1/(L1 + L2) ≧ 0,55 und h/λ ≧ 0,100 (1)
L1/(L1 + L2) ≧ 0,60 und h/λ ≧ 0,090 (2)
L1/(L1 + L2) ≧ 0,65 und h/λ ≧ 0,080 (3)
L1/(L1 + L2) ≧ 0,70 und h/λ ≧ 0,070 (4)
L1/(L1 + L2) ≧ 0,75 und h/λ ≧ 0,065 (5)
L1/(L1 + L2) ≧ 0,80 und h/λ ≧ 0,055 (6), und
wobei zumindest ein Abschnitt der ersten und zweiten Sammelschienenelektrode (14c, 14d; 23c, 23d, 24c, 24d, 25c, 25d; 32) eine Dicke aufweist, die größer als die jedes Elektrodenfingers (14a, 14b; 23a, 23b, 24a, 24b, 25a, 25b) ist, so daß die Energie der akustischen Oberflächenwelle im wesentlichen senkrecht zu der Aus breitungsrichtung der akustischen Oberflächenwelle eingeschlossen ist.
einem piezoelektrischen Substrat (2; 22), an dem eine akustische Oberflächenwelle, die in der Ausbreitungs richtung einen Anisotropieindex γ von weniger als etwa -1 aufweist, anregbar ist; und
zumindest einem Interdigitalwandler (14; 23, 24, 25), der an dem piezoelektrischen Substrat (2; 22) angeord net ist und eine erste und eine zweite Sammelschienen elektrode (14c, 14d; 23c, 23d, 24c, 24d, 25c, 25d; 32) und eine Mehrzahl von Elektrodenfingern (14a, 14b; 23a, 23b, 24a, 24b, 25a, 25b) umfaßt, wobei die Mehr zahl von Elektrodenfingern mit der ersten und zweiten Sammelschienenelektrode (14c, 14d; 23c, 23d, 24c, 24d, 25c, 25d; 32) verbunden ist, um ein Paar von kammför migen Elektroden zu definieren, die ineinandergreifen, wobei die Mehrzahl von Elektrodenfingern (14a, 14b; 23a, 23b, 24a, 24b, 25a, 25b) Al als eine Hauptkompo nente enthält,
wobei eine Filmdicke h1 jedes Elektrodenfingers (14a, 14b; 23a, 23b, 24a, 24b, 25a, 25b), eine Elektroden fingerbreite L1, eine Zwischenraumlänge L2 zwischen benachbarten Elektrodenfingern (14a, 14b; 23a, 23b, 24a, 24b, 25a, 25b) in der Oberflächenwellenrichtung und eine Wellenlänge λ der akustischen Oberflächenwel le eine der folgenden Formeln (1) bis (6) erfüllen:
L1/(L1 + L2) ≧ 0,55 und h/λ ≧ 0,100 (1)
L1/(L1 + L2) ≧ 0,60 und h/λ ≧ 0,090 (2)
L1/(L1 + L2) ≧ 0,65 und h/λ ≧ 0,080 (3)
L1/(L1 + L2) ≧ 0,70 und h/λ ≧ 0,070 (4)
L1/(L1 + L2) ≧ 0,75 und h/λ ≧ 0,065 (5)
L1/(L1 + L2) ≧ 0,80 und h/λ ≧ 0,055 (6), und
wobei zumindest ein Abschnitt der ersten und zweiten Sammelschienenelektrode (14c, 14d; 23c, 23d, 24c, 24d, 25c, 25d; 32) eine Dicke aufweist, die größer als die jedes Elektrodenfingers (14a, 14b; 23a, 23b, 24a, 24b, 25a, 25b) ist, so daß die Energie der akustischen Oberflächenwelle im wesentlichen senkrecht zu der Aus breitungsrichtung der akustischen Oberflächenwelle eingeschlossen ist.
4. Oberflächenwellenbauelement (1; 21; 31) gemäß einem
der Ansprüche 1 bis 3, bei dem zumindest ein Abschnitt
der ersten und zweiten Sammelschienenelektrode (14c,
14d; 23c, 23d, 24c, 24d, 25c, 25d; 32) eine Mehr
schichtstruktur aufweist, bei der eine Mehrzahl von
Elektrodenfilmen aneinanderlaminiert ist, wodurch zu
mindest ein Abschnitt der ersten und zweiten Sammel
schienenelektrode (14c, 14d; 23c, 23d, 24c, 24d, 25c,
25d; 32) eine Dicke aufweist, die größer ist als die
jedes Elektrodenfingers (14a, 14b; 23a, 23b, 24a, 24b,
25a, 25b).
5. Oberflächenwellenbauelement (1; 21; 31) gemäß Anspruch
4, bei dem der Elektrodenfilm, der die unterste
Schicht in jeder Sammelschienenelektrode (14c, 14d;
23c, 23d, 24c, 24d, 25c, 25d; 32) definiert, die eine
Mehrschichtstruktur aufweist, angeordnet ist, um mit
den Elektrodenfingern (14a, 14b; 23a, 23b, 24a, 24b,
25a, 25b) verbunden zu sein, wobei die Elektrodenfil
me, die die zweite und nachfolgende Schichten definie
ren, aus einem Metall bestehen, das sich von dem un
terscheidet, das verwendet wird, um den Elektrodenfilm
zu bilden, der die unterste Schicht definiert.
6. Oberflächenwellenbauelement (1; 21; 31) gemäß Anspruch
5, bei dem in jeder Sammelschienenelektrode (14c, 14d;
23c, 23d, 24c, 24d, 25c, 25d; 32), die eine Mehr
schichtstruktur aufweist, zumindest eine Schicht der
Elektrodenfilme, die die zweite und nachfolgende
Schichten definieren, aus einem Metall besteht, das
verglichen mit dem Elektrodenfilm, der die unterste
Schicht definiert, eine relativ hohe Dichte aufweist.
7. Oberflächenwellenbauelement (1; 21; 31) gemäß Anspruch
5 oder 6, bei dem in jeder Sammelschienenelektrode
(14c, 14d; 23c, 23d, 24c, 24d, 25c, 25d; 32), die eine
Mehrschichtstruktur aufweist, zumindest eine Schicht
der Elektrodenfilme, die die zweite und nachfolgende
Schichten definieren, verglichen mit dem Elektroden
film, der die unterste Schicht definiert, einen nied
rigeren Widerstand und eine höhere Dichte aufweist.
8. Oberflächenwellenbauelement (1; 21; 31) gemäß einem
der Ansprüche 5 bis 7, bei dem in jeder Sammelschie
nenelektrode (14c, 14d; 23c, 23d, 24c, 24d, 25c, 25d;
32), die eine Mehrschichtstruktur aufweist, ein Isola
tionsfilm (33) zwischen Elektrodenfilmen, die die
Mehrschichtstruktur bilden, angeordnet ist, wobei eine
elektrische Verbindung zwischen dem oberen und dem un
teren Elektrodenfilm sichergestellt wird.
9. Oberflächenwellenbauelement (1; 21; 31) gemäß einem
der Ansprüche 5 bis 8, bei dem in jeder Sammelschie
nenelektrode (14c, 14d; 23c, 23d, 24c, 24d, 25c, 25d;
32), die eine Mehrschichtstruktur aufweist, eine
Strecke g von der Grenze (A) zwischen der Sammelschie
nenelektrode (14c, 14d; 23c, 23d, 24c, 24d, 25c, 25d;
32) und den Elektrodenfingern (14a, 14b; 23a, 23b,
24a, 24b, 25a, 25b) in dem Elektrodenfilm der unter
sten Schicht bis zu der Kante (B) der Elektrodenfin
gerseite des Elektrodenfilms, der aus Al besteht und
die zweite Schicht definiert, und die Filmdicke M des
Elektrodenfilms, der die zweite Schicht definiert, in
dem Bereich liegen, der durch die Formel M ≧ 0,159 g -
0,094 definiert wird, wobei Werte von g und M ganzzah
lige Vielfache der Wellenlänge λ der akustischen Ober
flächenwelle sind.
10. Oberflächenwellenbauelement (1; 21; 31) gemäß einem
der Ansprüche 5 bis 9, bei dem in jeder Sammelschie
nenelektrode (14c, 14d; 23c, 23d, 24c, 24d, 25c, 25d;
32), die eine Mehrschichtstruktur aufweist, die Elek
trodenfilmdicke Ma der zweiten Schicht in dem Bereich
liegt, der durch die Formel M × (d0/da) ≧ 0,159 g -
0,094 definiert wird, wobei g die Strecke von der
Grenze (A) zwischen der Sammelschienenelektrode (14c,
14d; 23c, 23d, 24c, 24d, 25c, 25d; 32) und den Elek
trodenfingern (14a, 14b; 23a, 23b, 24a, 24b, 25a, 25b)
in dem Elektrodenfilm der untersten Schicht bis zu der
Kante (B) der Elektrodenfingerseite des Elektroden
films ist, der aus Al besteht und die zweite Schicht
definiert, wobei die Werte von g bzw. M durch ganzzah
lige Vielfache der Wellenlänge A der akustischen Ober
flächenwelle ausgedrückt werden, wobei die zweite
Schicht aus einem Metall mit Ausnahme von Al besteht,
und wobei da die Dichte des Metalls der zweiten
Schicht ist und d0 die Dichte von Al.
11. Oberflächenwellenbauelement (1; 21; 31) mit folgenden
Merkmalen:
einem piezoelektrischen Substrat (2; 22), an dem eine akustische Oberflächenwelle, die in der Ausbreitungs richtung einen Anisotropieindex γ von weniger als etwa -1 aufweist, anregbar ist; und
zumindest einem Interdigitalwandler (14; 23, 24, 25), der an dem piezoelektrischen Substrat angeordnet ist und eine Mehrzahl von Elektrodenfingern, wobei jeder Finger Al als eine Hauptkomponente enthält, und eine erste und eine zweite Sammelschienenelektrode auf weist, wobei die Energie der akustischen Oberflächen welle im wesentlichen senkrecht zu der Ausbreitungs richtung der akustischen Oberflächenwelle eingeschlos sen ist,
wobei die Filmdicke jedes Elektrodenfingers in dem In terdigitalwandler nicht weniger als etwa 0,04 λ be trägt, wobei λ die Wellenlänge der akustischen Ober flächenwelle ist, und
wobei ein Isolationsfilm an jeder Sammelschienenelek trode gebildet ist, so daß die Dicke der Sammelschie nenelektroden größer ist als die jedes Elektrodenfin gers.
einem piezoelektrischen Substrat (2; 22), an dem eine akustische Oberflächenwelle, die in der Ausbreitungs richtung einen Anisotropieindex γ von weniger als etwa -1 aufweist, anregbar ist; und
zumindest einem Interdigitalwandler (14; 23, 24, 25), der an dem piezoelektrischen Substrat angeordnet ist und eine Mehrzahl von Elektrodenfingern, wobei jeder Finger Al als eine Hauptkomponente enthält, und eine erste und eine zweite Sammelschienenelektrode auf weist, wobei die Energie der akustischen Oberflächen welle im wesentlichen senkrecht zu der Ausbreitungs richtung der akustischen Oberflächenwelle eingeschlos sen ist,
wobei die Filmdicke jedes Elektrodenfingers in dem In terdigitalwandler nicht weniger als etwa 0,04 λ be trägt, wobei λ die Wellenlänge der akustischen Ober flächenwelle ist, und
wobei ein Isolationsfilm an jeder Sammelschienenelek trode gebildet ist, so daß die Dicke der Sammelschie nenelektroden größer ist als die jedes Elektrodenfin gers.
12. Oberflächenwellenbauelement (1; 21; 31) mit folgenden
Merkmalen:
einem piezoelektrischen Substrat (2; 22), an dem eine akustische Oberflächenwelle, die in der Ausbreitungs richtung einen Anisotropieindex γ von weniger als etwa -1 aufweist, anregbar ist; und
zumindest einem Interdigitalwandler (14; 23, 24, 25), der an dem piezoelektrischen Substrat (2; 22) angeord net ist und eine Mehrzahl von Elektrodenfingern (14a, 14b; 23a, 23b, 24a, 24b, 25a, 25b), wobei jeder Finger Al als eine Hauptkomponente enthält, und eine erste und eine zweite Sammelschienenelektrode (14c, 14d; 23c, 23d, 24c, 24d, 25c, 25d; 32) aufweist, wobei die Energie der akustischen Oberflächenwelle im wesentli chen senkrecht zu der Ausbreitungsrichtung der akusti schen Oberflächenwelle eingeschlossen ist,
wobei die Elektrodenfingerbreite L1 und die Zwischen raumlänge L2 zwischen benachbarten Elektrodenfingern (14a, 14b; 23a, 23b, 24a, 24b, 25a, 25b) in der Ober flächenwellenausbreitungsrichtung die Formel L1/(L1 + L2) ≧ 0,5 erfüllen, und
wobei ein Isolationsfilm (33) an jeder Sammelschienen elektrode angeordnet ist, so daß die Dicke der Sammel schienenelektroden (14c, 14d; 23c, 23d, 24c, 24d, 25c, 25d; 32) größer ist als die jedes Elektrodenfingers (14a, 14b; 23a, 23b, 24a, 24b, 25a, 25b).
einem piezoelektrischen Substrat (2; 22), an dem eine akustische Oberflächenwelle, die in der Ausbreitungs richtung einen Anisotropieindex γ von weniger als etwa -1 aufweist, anregbar ist; und
zumindest einem Interdigitalwandler (14; 23, 24, 25), der an dem piezoelektrischen Substrat (2; 22) angeord net ist und eine Mehrzahl von Elektrodenfingern (14a, 14b; 23a, 23b, 24a, 24b, 25a, 25b), wobei jeder Finger Al als eine Hauptkomponente enthält, und eine erste und eine zweite Sammelschienenelektrode (14c, 14d; 23c, 23d, 24c, 24d, 25c, 25d; 32) aufweist, wobei die Energie der akustischen Oberflächenwelle im wesentli chen senkrecht zu der Ausbreitungsrichtung der akusti schen Oberflächenwelle eingeschlossen ist,
wobei die Elektrodenfingerbreite L1 und die Zwischen raumlänge L2 zwischen benachbarten Elektrodenfingern (14a, 14b; 23a, 23b, 24a, 24b, 25a, 25b) in der Ober flächenwellenausbreitungsrichtung die Formel L1/(L1 + L2) ≧ 0,5 erfüllen, und
wobei ein Isolationsfilm (33) an jeder Sammelschienen elektrode angeordnet ist, so daß die Dicke der Sammel schienenelektroden (14c, 14d; 23c, 23d, 24c, 24d, 25c, 25d; 32) größer ist als die jedes Elektrodenfingers (14a, 14b; 23a, 23b, 24a, 24b, 25a, 25b).
13. Oberflächenwellenbauelement (1; 21; 31) mit folgenden
Merkmalen:
einem piezoelektrischen Substrat (2; 22), an dem eine akustische Oberflächenwelle, die in der Ausbreitungs richtung einen Anisotropieindex γ von weniger als etwa -1 aufweist, anregbar ist; und
zumindest einem Interdigitalwandler (14; 23, 24, 25), der an dem piezoelektrischen Substrat (2; 22) angeord net ist und eine Mehrzahl von Elektrodenfingern (14a, 14b; 23a, 23b, 24a, 24b, 25a, 25b), wobei jeder Finger Al als eine Hauptkomponente enthält, und eine erste und eine zweite Sammelschienenelektrode (14c, 14d; 23c, 23d, 24c, 24d, 25c, 25d; 32) aufweist, wobei die Energie der akustischen Oberflächenwelle im wesentli chen senkrecht zu der Ausbreitungsrichtung der akusti schen Oberflächenwelle eingeschlossen ist,
wobei die Filmdicke h1 jedes Elektrodenfingers, die Elektrodenfingerbreite L1, die Zwischenraumlänge L2 zwischen benachbarten Elektrodenfingern (14a, 14b; 23a, 23b, 24a, 24b, 25a, 25b) in der Oberflächenwel lenrichtung und die Wellenlänge λ der akustischen Oberflächenwelle eine der folgenden Formeln (1) bis (6) erfüllen:
L1/(L1 + L2) ≧ 0,55 und h/λ ≧ 0,100 (1)
L1/(L1 + L2) ≧ 0,60 und h/λ ≧ 0,090 (2)
L1/(L1 + L2) ≧ 0,65 und h/λ ≧ 0,080 (3)
L1/(L1 + L2) ≧ 0,70 und h/λ ≧ 0,070 (4)
L1/(L1 + L2) ≧ 0,75 und h/λ ≧ 0,065 (5)
L1/(L1 + L2) ≧ 0,80 und h/λ ≧ 0,055 (6), und
wobei der Interdigitalwandler ferner einen Isolations film (33) umfaßt, der an den Sammelschienenelektroden angebracht ist.
einem piezoelektrischen Substrat (2; 22), an dem eine akustische Oberflächenwelle, die in der Ausbreitungs richtung einen Anisotropieindex γ von weniger als etwa -1 aufweist, anregbar ist; und
zumindest einem Interdigitalwandler (14; 23, 24, 25), der an dem piezoelektrischen Substrat (2; 22) angeord net ist und eine Mehrzahl von Elektrodenfingern (14a, 14b; 23a, 23b, 24a, 24b, 25a, 25b), wobei jeder Finger Al als eine Hauptkomponente enthält, und eine erste und eine zweite Sammelschienenelektrode (14c, 14d; 23c, 23d, 24c, 24d, 25c, 25d; 32) aufweist, wobei die Energie der akustischen Oberflächenwelle im wesentli chen senkrecht zu der Ausbreitungsrichtung der akusti schen Oberflächenwelle eingeschlossen ist,
wobei die Filmdicke h1 jedes Elektrodenfingers, die Elektrodenfingerbreite L1, die Zwischenraumlänge L2 zwischen benachbarten Elektrodenfingern (14a, 14b; 23a, 23b, 24a, 24b, 25a, 25b) in der Oberflächenwel lenrichtung und die Wellenlänge λ der akustischen Oberflächenwelle eine der folgenden Formeln (1) bis (6) erfüllen:
L1/(L1 + L2) ≧ 0,55 und h/λ ≧ 0,100 (1)
L1/(L1 + L2) ≧ 0,60 und h/λ ≧ 0,090 (2)
L1/(L1 + L2) ≧ 0,65 und h/λ ≧ 0,080 (3)
L1/(L1 + L2) ≧ 0,70 und h/λ ≧ 0,070 (4)
L1/(L1 + L2) ≧ 0,75 und h/λ ≧ 0,065 (5)
L1/(L1 + L2) ≧ 0,80 und h/λ ≧ 0,055 (6), und
wobei der Interdigitalwandler ferner einen Isolations film (33) umfaßt, der an den Sammelschienenelektroden angebracht ist.
14. Oberflächenwellenbauelement (1; 21; 31) gemäß einem
der Ansprüche 11 bis 13, das ferner einen weiteren
Isolationsfilm aufweist, der an den Elektrodenfingern
(14a, 14b; 23a, 23b, 24a, 24b, 25a, 25b) angebracht
ist, wobei der Isolationsfilm (33) eine Dicke auf
weist, die größer ist als die des weiteren Isolations
films, der an jedem Elektrodenfinger angebracht ist.
15. Oberflächenwellenbauelement (1; 21; 31) gemäß einem
der Ansprüche 1 bis 14, bei dem das piezoelektrische
Substrat (2; 22), an dem eine akustische Oberflächen
wellen anregbar ist, ein LiTaO3-Substrat ist, an dem
eine akustische Pseudooberflächenwelle anregbar ist.
16. Element (70) zur gemeinschaftlichen Verwendung einer
Antenne (84), das zumindest ein Oberflächenwellenbau
element gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15 umfaßt.
17. Kommunikationsausrüstungsgerät (81), das das Element
(70) zur gemeinschaftlichen Verwendung einer Antenne
(84) aus Anspruch 16 umfaßt.
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