JP3329115B2 - 表面波装置 - Google Patents
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- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、弾性表面波装置に関
し、特に、ＬｉＮｂＯ3 圧電単結晶よりなる圧電基板に
圧電薄膜を積層した構造を利用した表面波装置に関す
る。
し、特に、ＬｉＮｂＯ3 圧電単結晶よりなる圧電基板に
圧電薄膜を積層した構造を利用した表面波装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来より、弾性表面波を利用した表面波
装置として、表面波共振子、表面波フィルタあるいはエ
ラスティックコンボルバなどの種々の表面波装置が知ら
れている。エラスティックコンボルバを例にとり、従来
の表面波装置の一例を説明する。
装置として、表面波共振子、表面波フィルタあるいはエ
ラスティックコンボルバなどの種々の表面波装置が知ら
れている。エラスティックコンボルバを例にとり、従来
の表面波装置の一例を説明する。
【０００３】エラスティックコンボルバは、圧電体の非
線形挙動を利用した信号処理デバイスの一種であり、２
つの入力信号の畳み込み積分を行う演算素子である。こ
のエラスティックコンボルバとして、マルチストリップ
カプラー（以下、ＭＳＣと略す。）が組み込まれた構造
が、従来より公知である。この公知のエラスティックコ
ンボルバの一例を図６に示す。
線形挙動を利用した信号処理デバイスの一種であり、２
つの入力信号の畳み込み積分を行う演算素子である。こ
のエラスティックコンボルバとして、マルチストリップ
カプラー（以下、ＭＳＣと略す。）が組み込まれた構造
が、従来より公知である。この公知のエラスティックコ
ンボルバの一例を図６に示す。
【０００４】エラスティックコンボルバ１は、圧電体と
して、ＬｉＮｂＯ3 圧電単結晶からなる四角形の圧電基
板２を用いて構成されている。圧電基板２の両端面２
ａ，２ｂ近傍には、それぞれ、入力用インターデジタル
トランスデューサ（以下、ＩＤＴと略す。）３が形成さ
れている。各入力用ＩＤＴ３は、互いに間挿し合う複数
本の電極指を有する一対のくし歯電極により構成されて
いる。
して、ＬｉＮｂＯ3 圧電単結晶からなる四角形の圧電基
板２を用いて構成されている。圧電基板２の両端面２
ａ，２ｂ近傍には、それぞれ、入力用インターデジタル
トランスデューサ（以下、ＩＤＴと略す。）３が形成さ
れている。各入力用ＩＤＴ３は、互いに間挿し合う複数
本の電極指を有する一対のくし歯電極により構成されて
いる。
【０００５】また、入力用ＩＤＴ３，３間の領域中央部
分においては、表面波伝搬方向に平行に延びる導波路４
が形成されている。導波路４と、各入力用ＩＤＴ３との
間には、それぞれ、ＭＳＣ５が形成されている。
分においては、表面波伝搬方向に平行に延びる導波路４
が形成されている。導波路４と、各入力用ＩＤＴ３との
間には、それぞれ、ＭＳＣ５が形成されている。
【０００６】エラスティックコンボルバ１では、入力用
ＩＤＴ３，３に入力信号が加えられると、該入力信号に
より励振された弾性表面波が矢印Ａ，Ｂ方向に沿って伝
搬されるが、この弾性表面波はＭＳＣ５において、それ
ぞれ、圧縮され、しかる後、導波路４において重ね合わ
され、出力信号が取り出される。
ＩＤＴ３，３に入力信号が加えられると、該入力信号に
より励振された弾性表面波が矢印Ａ，Ｂ方向に沿って伝
搬されるが、この弾性表面波はＭＳＣ５において、それ
ぞれ、圧縮され、しかる後、導波路４において重ね合わ
され、出力信号が取り出される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】コンボルバの性能は、
一般的に効率Ｆ及びＢＴ積（Ｂは帯域幅、Ｔは積分ある
いはプロセス時間を示す。）で示され、効率Ｆ及びＢＴ
積の向上が望まれている。
一般的に効率Ｆ及びＢＴ積（Ｂは帯域幅、Ｔは積分ある
いはプロセス時間を示す。）で示され、効率Ｆ及びＢＴ
積の向上が望まれている。
【０００８】エラスティックコンボルバは、弾性表面波
を利用するものであるため、効率Ｆを高めるには、電気
機械結合係数が大きく、非線形の大きな圧電基板２を用
いればよいと考えられる。
を利用するものであるため、効率Ｆを高めるには、電気
機械結合係数が大きく、非線形の大きな圧電基板２を用
いればよいと考えられる。
【０００９】他方、ＬｉＮｂＯ3 圧電単結晶よりなる圧
電基板上にＩＤＴを形成して弾性表面波を励振する際に
ＬｉＮｂＯ3 よりなる圧電基板表面にＺｎＯ圧電薄膜を
さらに積層することにより、より大きな電気機械結合係
数の得られることが報告されている（Ａ．Ａｒｍｓｔｒ
ｏｎｇ．ｅｔ ａｌ．，Ｐｒｏｃ．１９７２ ＩＥＥＥ
Ｕｌｔｒａｓｏｎ．Ｓｙｍｐ．第３７０頁〜第３７２
頁（１９７２）及び中村他：日本音響学会講演論文集、
平成３年１０月号、第９５３〜第９５４頁）。
電基板上にＩＤＴを形成して弾性表面波を励振する際に
ＬｉＮｂＯ3 よりなる圧電基板表面にＺｎＯ圧電薄膜を
さらに積層することにより、より大きな電気機械結合係
数の得られることが報告されている（Ａ．Ａｒｍｓｔｒ
ｏｎｇ．ｅｔ ａｌ．，Ｐｒｏｃ．１９７２ ＩＥＥＥ
Ｕｌｔｒａｓｏｎ．Ｓｙｍｐ．第３７０頁〜第３７２
頁（１９７２）及び中村他：日本音響学会講演論文集、
平成３年１０月号、第９５３〜第９５４頁）。
【００１０】そこで、図７に示したエラスティックコン
ボルバ１において、圧電基板２の上面の全面を覆うよう
にＺｎＯ圧電薄膜を形成したところ、従来のエラスティ
ックコンボルバ１に比べると効率が高められることが確
かめられた。
ボルバ１において、圧電基板２の上面の全面を覆うよう
にＺｎＯ圧電薄膜を形成したところ、従来のエラスティ
ックコンボルバ１に比べると効率が高められることが確
かめられた。
【００１１】しかしながら、ＺｎＯ圧電薄膜を上記のよ
うに積層したとしても、エラスティックコンボルバの効
率は未だ充分には高くならず、従って、より一層高効率
のエラスティックコンボルバの登場が望まれる。
うに積層したとしても、エラスティックコンボルバの効
率は未だ充分には高くならず、従って、より一層高効率
のエラスティックコンボルバの登場が望まれる。
【００１２】上記のように、エラスティックコンボルバ
では、より一層効率を高めることが求められており、従
って、より一層電気機械結合係数が大きな圧電基板の登
場が強く望まれている。また、エラスティックコンボル
バ以外の表面波装置においても、同様に電気機械結合係
数がより一層大きな表面波基板が強く求められている。
では、より一層効率を高めることが求められており、従
って、より一層電気機械結合係数が大きな圧電基板の登
場が強く望まれている。また、エラスティックコンボル
バ以外の表面波装置においても、同様に電気機械結合係
数がより一層大きな表面波基板が強く求められている。
【００１３】本発明の目的は、ＬｉＮｂＯ3 圧電単結晶
よりなる圧電基板上に圧電薄膜を形成してなる表面波基
板を用いた表面波装置であって、より一層大きな電気機
械結合係数が得られる表面波装置を提供することにあ
る。
よりなる圧電基板上に圧電薄膜を形成してなる表面波基
板を用いた表面波装置であって、より一層大きな電気機
械結合係数が得られる表面波装置を提供することにあ
る。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本願発明者らは、上記課
題を達成するために鋭意検討した結果、特定のＬｉＮｂ
Ｏ3 単結晶よりなる圧電基板上に特定の圧電薄膜を形成
すれば、電気機械結合係数を効果的に高め得ることを見
出し、本発明を成すに至った。
題を達成するために鋭意検討した結果、特定のＬｉＮｂ
Ｏ3 単結晶よりなる圧電基板上に特定の圧電薄膜を形成
すれば、電気機械結合係数を効果的に高め得ることを見
出し、本発明を成すに至った。
【００１５】すなわち、本願の第１の発明は、Ｙカット
Ｚ方向伝搬ＬｉＮｂＯ3 単結晶よりなる圧電基板と、前
記圧電基板の＋Ｙ面上に形成された少なくとも１つのＩ
ＤＴと、前記圧電基板の＋Ｙ面上に形成されており、Ｚ
ｎＯ、Ｔａ2 Ｏ5 及びＣｄＳのうちの１種からなる＋面
圧電薄膜とを備える、表面波装置である。
Ｚ方向伝搬ＬｉＮｂＯ3 単結晶よりなる圧電基板と、前
記圧電基板の＋Ｙ面上に形成された少なくとも１つのＩ
ＤＴと、前記圧電基板の＋Ｙ面上に形成されており、Ｚ
ｎＯ、Ｔａ2 Ｏ5 及びＣｄＳのうちの１種からなる＋面
圧電薄膜とを備える、表面波装置である。
【００１６】また、本願の第２の発明は、ＹカットＺ方
向伝搬ＬｉＮｂＯ3 単結晶よりなる圧電基板と、前記圧
電基板の−Ｙ面上に形成された少なくとも１つのＩＤＴ
と、前記圧電基板の−Ｙ面上に形成されており、Ｚｎ
Ｏ、Ｔａ2 Ｏ5 及びＣｄＳのうちの１種からなる−面圧
電薄膜とを備える、表面波装置である。
向伝搬ＬｉＮｂＯ3 単結晶よりなる圧電基板と、前記圧
電基板の−Ｙ面上に形成された少なくとも１つのＩＤＴ
と、前記圧電基板の−Ｙ面上に形成されており、Ｚｎ
Ｏ、Ｔａ2 Ｏ5 及びＣｄＳのうちの１種からなる−面圧
電薄膜とを備える、表面波装置である。
【００１７】上記のように、ＹカットＺ方向伝搬ＬｉＮ
ｂＯ3 単結晶よりなる圧電基板の＋Ｙ面または−Ｙ面上
に、＋面または−面の圧電薄膜を形成した場合、電気機
械結合係数が効果的に高められる。また、好ましくは、
上記圧電薄膜の膜厚をＨ、伝搬する表面波の波長をλと
したときに、Ｈ／λは０．０８〜０．３の範囲とされ
る。
ｂＯ3 単結晶よりなる圧電基板の＋Ｙ面または−Ｙ面上
に、＋面または−面の圧電薄膜を形成した場合、電気機
械結合係数が効果的に高められる。また、好ましくは、
上記圧電薄膜の膜厚をＨ、伝搬する表面波の波長をλと
したときに、Ｈ／λは０．０８〜０．３の範囲とされ
る。
【００１８】本発明は、上記のように表面波基板を構成
する圧電基板及び圧電基板上に形成される圧電薄膜に特
徴を有するものであり、その他の構成については、特に
限定されるものではない。すなわち、圧電基板上に形成
されるＩＤＴは、目的とする表面波装置に応じて適宜の
数形成されていてもよく、また各ＩＤＴの構造について
も特に限定されるものではない。さらに、ＩＤＴは、好
ましくは、上記圧電基板と圧電薄膜との間に形成される
が、圧電薄膜上に形成されていてもよい。すなわち、圧
電基板の＋Ｙ面上あるいは−Ｙ面上に形成されるＩＤＴ
は、＋Ｙ面または−Ｙ面上に直接形成されていてもよ
く、圧電薄膜を介して形成されていてもよい。
する圧電基板及び圧電基板上に形成される圧電薄膜に特
徴を有するものであり、その他の構成については、特に
限定されるものではない。すなわち、圧電基板上に形成
されるＩＤＴは、目的とする表面波装置に応じて適宜の
数形成されていてもよく、また各ＩＤＴの構造について
も特に限定されるものではない。さらに、ＩＤＴは、好
ましくは、上記圧電基板と圧電薄膜との間に形成される
が、圧電薄膜上に形成されていてもよい。すなわち、圧
電基板の＋Ｙ面上あるいは−Ｙ面上に形成されるＩＤＴ
は、＋Ｙ面または−Ｙ面上に直接形成されていてもよ
く、圧電薄膜を介して形成されていてもよい。
【００１９】
【作用】上述したように、本願発明者は、ＬｉＮｂＯ3
単結晶よりなる圧電基板の＋Ｙ面または−Ｙ面上に＋Ｚ
面または−Ｚ面の圧電薄膜を形成してなる表面波基板で
は、電気機械結合係数が効果的に高められることを見出
した。このように、ＬｉＮｂＯ3 単結晶よりなる圧電基
板の＋Ｙ面または−Ｙ面を利用し、かつ圧電薄膜につい
ても＋Ｚ面または−Ｚ面の圧電薄膜を組み合わせること
により、電気機械結合係数を高め得ることは、本願発明
者により実験的に確かめられたものであるが、従来、Ｙ
カットＺ方向伝搬のＬｉＮｂＯ3 単結晶の＋Ｙ面及び−
Ｙ面の相違や、上記圧電薄膜の＋Ｚ面及び−Ｚ面の相違
が、電気機械結合係数に影響することは報告されていな
かった。
単結晶よりなる圧電基板の＋Ｙ面または−Ｙ面上に＋Ｚ
面または−Ｚ面の圧電薄膜を形成してなる表面波基板で
は、電気機械結合係数が効果的に高められることを見出
した。このように、ＬｉＮｂＯ3 単結晶よりなる圧電基
板の＋Ｙ面または−Ｙ面を利用し、かつ圧電薄膜につい
ても＋Ｚ面または−Ｚ面の圧電薄膜を組み合わせること
により、電気機械結合係数を高め得ることは、本願発明
者により実験的に確かめられたものであるが、従来、Ｙ
カットＺ方向伝搬のＬｉＮｂＯ3 単結晶の＋Ｙ面及び−
Ｙ面の相違や、上記圧電薄膜の＋Ｚ面及び−Ｚ面の相違
が、電気機械結合係数に影響することは報告されていな
かった。
【００２０】なお、好ましくは、本発明では、圧電薄膜
の膜厚が上記特定の範囲内とされ、それによって電気機
械結合係数がより一層高められる。
の膜厚が上記特定の範囲内とされ、それによって電気機
械結合係数がより一層高められる。
【００２１】
【実施例の説明】以下、図面を参照しつつ本発明の非限
定的な実施例を説明することにより、本発明を明らかに
する。
定的な実施例を説明することにより、本発明を明らかに
する。
【００２２】図１は、本発明の一実施例に係るエラステ
ィックコンボルバを示す平面図である。エラスティック
コンボルバ１１は、平面形状が四角形の圧電基板１２を
用いて構成されている。圧電基板１２は、ＹカットＺ方
向伝搬ＬｉＮｂＯ3 単結晶基板により構成されている
が、図示されている面すなわち上面が＋Ｙ面とされてい
る。
ィックコンボルバを示す平面図である。エラスティック
コンボルバ１１は、平面形状が四角形の圧電基板１２を
用いて構成されている。圧電基板１２は、ＹカットＺ方
向伝搬ＬｉＮｂＯ3 単結晶基板により構成されている
が、図示されている面すなわち上面が＋Ｙ面とされてい
る。
【００２３】圧電基板１２の端面１２ａ，１２ｂの近傍
には、入力用ＩＤＴ１３，１３が形成されている。入力
用ＩＤＴ１３，１３は、それぞれ、互いに間挿し合う複
数本の電極指を有する一対のくし歯電極により構成され
ている。また、入力用ＩＤＴ１３，１３間の中央には、
表面波伝搬方向に平行に延びる導波路１４が形成されて
いる。導波路１４と、各入力用ＩＤＴ１３との間にＭＳ
Ｃ１５，１５が形成されている。
には、入力用ＩＤＴ１３，１３が形成されている。入力
用ＩＤＴ１３，１３は、それぞれ、互いに間挿し合う複
数本の電極指を有する一対のくし歯電極により構成され
ている。また、入力用ＩＤＴ１３，１３間の中央には、
表面波伝搬方向に平行に延びる導波路１４が形成されて
いる。導波路１４と、各入力用ＩＤＴ１３との間にＭＳ
Ｃ１５，１５が形成されている。
【００２４】さらに、圧電基板１２の上面において、入
力用ＩＤＴ１３，１３及びＭＳＣ１５，１５が形成され
ている部分を覆うようにＺｎＯ圧電薄膜１６，１６が被
覆されている。本実施例では、このＺｎＯ圧電薄膜は、
上面が＋Ｚ面とされている。なお、本実施例では、上記
のようにＹカットＺ方向伝搬ＬｉＮｂＯ3 単結晶基板の
＋Ｙ面上に＋Ｚ面のＺｎＯ圧電薄膜が形成されている
が、逆に、ＹカットＺ方向伝搬ＬｉＮｂＯ3 単結晶基板
の−Ｙ面上に、−Ｚ面のＺｎＯ圧電薄膜を形成してもよ
い。
力用ＩＤＴ１３，１３及びＭＳＣ１５，１５が形成され
ている部分を覆うようにＺｎＯ圧電薄膜１６，１６が被
覆されている。本実施例では、このＺｎＯ圧電薄膜は、
上面が＋Ｚ面とされている。なお、本実施例では、上記
のようにＹカットＺ方向伝搬ＬｉＮｂＯ3 単結晶基板の
＋Ｙ面上に＋Ｚ面のＺｎＯ圧電薄膜が形成されている
が、逆に、ＹカットＺ方向伝搬ＬｉＮｂＯ3 単結晶基板
の−Ｙ面上に、−Ｚ面のＺｎＯ圧電薄膜を形成してもよ
い。
【００２５】ＺｎＯ圧電薄膜１６，１６の膜厚Ｈは、励
振される表面波の波長をλとしたときに、Ｈ／λが０．
０８〜０．３の範囲となるように選ばれている。従っ
て、後述の実験例から明らかなように、単にＺｎＯ圧電
薄膜を積層形成した場合に比べて、上記特定の範囲の膜
厚の＋Ｙ面ＺｎＯ圧電薄膜１６を形成することにより、
さらに圧電基板の＋Ｙ面上にＩＤＴ１３や圧電薄膜１６
等を形成していることにより、エラスティックコンボル
バ１１の効率が効果的に高められる。
振される表面波の波長をλとしたときに、Ｈ／λが０．
０８〜０．３の範囲となるように選ばれている。従っ
て、後述の実験例から明らかなように、単にＺｎＯ圧電
薄膜を積層形成した場合に比べて、上記特定の範囲の膜
厚の＋Ｙ面ＺｎＯ圧電薄膜１６を形成することにより、
さらに圧電基板の＋Ｙ面上にＩＤＴ１３や圧電薄膜１６
等を形成していることにより、エラスティックコンボル
バ１１の効率が効果的に高められる。
【００２６】さらに、本実施例のエラスティックコンボ
ルバ１１では、ＺｎＯ圧電薄膜１６，１６が導波路１４
上には被覆形成されていないため、導波路１４上におけ
る伝搬損失が小さくされている。従って、従来のエラス
ティックコンボルバ１に比べて効率が高められるだけで
なく、帯域幅が狭められることもない。
ルバ１１では、ＺｎＯ圧電薄膜１６，１６が導波路１４
上には被覆形成されていないため、導波路１４上におけ
る伝搬損失が小さくされている。従って、従来のエラス
ティックコンボルバ１に比べて効率が高められるだけで
なく、帯域幅が狭められることもない。
【００２７】次に、上記実施例においてＹカットＺ方向
伝搬ＬｉＮｂＯ3 単結晶よりなる圧電基板の＋Ｙ面上に
上記各構造を形成し、さらに＋Ｚ面ＺｎＯ圧電薄膜１６
の膜厚を上記特定の範囲としたことにより電気機械結合
係数が高められる理由を、具体的な実験例に基づき説明
する。
伝搬ＬｉＮｂＯ3 単結晶よりなる圧電基板の＋Ｙ面上に
上記各構造を形成し、さらに＋Ｚ面ＺｎＯ圧電薄膜１６
の膜厚を上記特定の範囲としたことにより電気機械結合
係数が高められる理由を、具体的な実験例に基づき説明
する。
【００２８】図２に示すように、ＹカットＺ方向伝搬Ｌ
ｉＮｂＯ3 圧電単結晶よりなる圧電基板１７の＋Ｙ面上
に、＋Ｚ面ＺｎＯ圧電薄膜１８を形成した第１の表面波
基板１９を用意した。また、上記第１の表面波基板１９
の他、ＹカットＺ方向伝搬ＬｉＮｂＯ3 圧電単結晶より
なる圧電基板の＋Ｙ面上に、−Ｚ面のＺｎＯ圧電薄膜を
形成してなる第２の表面波基板を用意した。ＩＤＴはＺ
ｎＯ圧電膜とＬＮ基板の境界に存在する構造とした。
ｉＮｂＯ3 圧電単結晶よりなる圧電基板１７の＋Ｙ面上
に、＋Ｚ面ＺｎＯ圧電薄膜１８を形成した第１の表面波
基板１９を用意した。また、上記第１の表面波基板１９
の他、ＹカットＺ方向伝搬ＬｉＮｂＯ3 圧電単結晶より
なる圧電基板の＋Ｙ面上に、−Ｚ面のＺｎＯ圧電薄膜を
形成してなる第２の表面波基板を用意した。ＩＤＴはＺ
ｎＯ圧電膜とＬＮ基板の境界に存在する構造とした。
【００２９】なお、電気機械結合係数ｋｓは、ＩＤＴの
ある境界が電気的に開放の場合の位相速度Ｖｆと、短絡
されている場合の位相速度Ｖｍとの差ΔＶから
ある境界が電気的に開放の場合の位相速度Ｖｆと、短絡
されている場合の位相速度Ｖｍとの差ΔＶから
【００３０】
【数１】
【００３１】により求めた。図３は、第１の表面波基板
におけるＺ方向伝搬のレーリー波の位相速度を示す。図
３において、破線はＶｆ、実線はＶｍを示す。なお、上
記測定に際しては、１２．５対の正規型ＩＤＴを一対有
するＳＡＷフィルタの中心周波数から算出した。
におけるＺ方向伝搬のレーリー波の位相速度を示す。図
３において、破線はＶｆ、実線はＶｍを示す。なお、上
記測定に際しては、１２．５対の正規型ＩＤＴを一対有
するＳＡＷフィルタの中心周波数から算出した。
【００３２】また、上記第２の表面波基板を用いた場合
のＺ方向伝搬レーリー波の位相速度を図４に示す。次
に、図５に、上記式（１）から求めた第１，第２の表面
波基板の電気機械結合係数とＺｎＯ圧電薄膜の表面波の
波長で規格された値Ｈ／λとの関係を示す。図５におい
て、実線Ａが、第１の表面波基板における特性を、破線
Ｂが第２の表面波基板における特性を示す。
のＺ方向伝搬レーリー波の位相速度を図４に示す。次
に、図５に、上記式（１）から求めた第１，第２の表面
波基板の電気機械結合係数とＺｎＯ圧電薄膜の表面波の
波長で規格された値Ｈ／λとの関係を示す。図５におい
て、実線Ａが、第１の表面波基板における特性を、破線
Ｂが第２の表面波基板における特性を示す。
【００３３】図５から明らかなように、第１の表面波基
板を用いた場合の方は、第２の表面波基板を用いた場合
に比べて大きな電気機械結合係数ｋｓの得られることが
わかる。すなわち、図５から明らかなように、ＺｎＯ圧
電薄膜を形成しない場合の電気機械結合係数ｋｓ＝０．
２２に対し、第１の表面波基板を用いた場合電気機械結
合係数ｋｓは最大で０．３２となり、電気機械結合係数
ｋｓが１．４３倍、ｋｓ2 では２．０４倍に高められる
ことがわかる。
板を用いた場合の方は、第２の表面波基板を用いた場合
に比べて大きな電気機械結合係数ｋｓの得られることが
わかる。すなわち、図５から明らかなように、ＺｎＯ圧
電薄膜を形成しない場合の電気機械結合係数ｋｓ＝０．
２２に対し、第１の表面波基板を用いた場合電気機械結
合係数ｋｓは最大で０．３２となり、電気機械結合係数
ｋｓが１．４３倍、ｋｓ2 では２．０４倍に高められる
ことがわかる。
【００３４】上記のように、ＹカットＺ方向伝搬ＬｉＮ
ｂＯ3 圧電単結晶よりなる圧電基板の＋Ｙ面上に＋Ｚ面
ＺｎＯ圧電薄膜を形成してなる第１の表面波基板１９を
用いた場合、電気機械結合係数が効果的に高められるこ
とが実験により確かめられた。また、本願発明者の実験
によれば、ＹカットＺ方向伝搬ＬｉＮｂＯ3 圧電単結晶
よりなる圧電基板の−Ｙ面上に、−Ｚ面ＺｎＯ圧電薄膜
を形成した表面波基板を用いた場合においても、上記実
施例と同様に電気機械結合係数が効果的に高められるこ
とが確かめられている。
ｂＯ3 圧電単結晶よりなる圧電基板の＋Ｙ面上に＋Ｚ面
ＺｎＯ圧電薄膜を形成してなる第１の表面波基板１９を
用いた場合、電気機械結合係数が効果的に高められるこ
とが実験により確かめられた。また、本願発明者の実験
によれば、ＹカットＺ方向伝搬ＬｉＮｂＯ3 圧電単結晶
よりなる圧電基板の−Ｙ面上に、−Ｚ面ＺｎＯ圧電薄膜
を形成した表面波基板を用いた場合においても、上記実
施例と同様に電気機械結合係数が効果的に高められるこ
とが確かめられている。
【００３５】従って、ＹカットＺ方向伝搬ＬｉＮｂＯ3
圧電単結晶よりなる圧電基板の＋Ｙ面または−Ｙ面上
に、＋Ｚ面または−Ｚ面ＺｎＯ圧電薄膜を形成した表面
波基板を用いることにより、例えばエラスティックコン
ボルバに利用した場合には、該エラスティックコンボル
バの効率を効果的に高めることができる。また、エラス
ティックコンボルバ以外の表面波装置においても、充分
な共振特性やフィルタ特性を得ることが可能となる。
圧電単結晶よりなる圧電基板の＋Ｙ面または−Ｙ面上
に、＋Ｚ面または−Ｚ面ＺｎＯ圧電薄膜を形成した表面
波基板を用いることにより、例えばエラスティックコン
ボルバに利用した場合には、該エラスティックコンボル
バの効率を効果的に高めることができる。また、エラス
ティックコンボルバ以外の表面波装置においても、充分
な共振特性やフィルタ特性を得ることが可能となる。
【００３６】なお、上述のＩＥＥＥ Ｕｌｔｒａｓｏ
ｎ．Ｓｙｍｐ．と日本音響学会講演論文集に記されてい
る内容は、ＹカットＺ方向伝搬・ＬｉＮｂＯ3 基板とＺ
ｎＯ薄膜のどちらについても＋，−面を考慮されていな
かったが、図示されたＫｓの最大値は共に、ｋｈ＝１．
０（Ｈ／λに換算すると０．１６に相当）近傍にあり、
これらの図は本発明における＋Ｙ面ＬｉＮｂＯ3 と−Ｚ
面ＺｎＯ薄膜との組合せに相当することになり、本発明
の範囲とは異なっていることを指摘しておく。
ｎ．Ｓｙｍｐ．と日本音響学会講演論文集に記されてい
る内容は、ＹカットＺ方向伝搬・ＬｉＮｂＯ3 基板とＺ
ｎＯ薄膜のどちらについても＋，−面を考慮されていな
かったが、図示されたＫｓの最大値は共に、ｋｈ＝１．
０（Ｈ／λに換算すると０．１６に相当）近傍にあり、
これらの図は本発明における＋Ｙ面ＬｉＮｂＯ3 と−Ｚ
面ＺｎＯ薄膜との組合せに相当することになり、本発明
の範囲とは異なっていることを指摘しておく。
【００３７】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、上記特
定のＬｉＮｂＯ3 単結晶よりなる圧電基板の＋Ｙ面また
は−Ｙ面上に、＋Ｚ面または−Ｚ面の上記特定の圧電薄
膜が形成されているため、電気機械結合係数が効果的に
高められ、従って効率などの特性に優れた表面波装置を
提供することが可能となる。
定のＬｉＮｂＯ3 単結晶よりなる圧電基板の＋Ｙ面また
は−Ｙ面上に、＋Ｚ面または−Ｚ面の上記特定の圧電薄
膜が形成されているため、電気機械結合係数が効果的に
高められ、従って効率などの特性に優れた表面波装置を
提供することが可能となる。
【図１】本発明の一実施例の表面波装置としてのエラス
ティックコンボルバを示す平面図。
ティックコンボルバを示す平面図。
【図２】表面波基板を説明するための部分切欠断面図。
【図３】第１の表面波基板におけるＺ方向伝搬のレーリ
ー波の位相速度を示す図。
ー波の位相速度を示す図。
【図４】第２の表面波基板におけるＺ方向伝搬のレーリ
ー波の位相速度をしめす図。
ー波の位相速度をしめす図。
【図５】第１，第２の表面波基板の電気機械結合係数
と、ＺｎＯ圧電薄膜の表面波の波長で規格された値Ｈ／
λとの関係を示す図。
と、ＺｎＯ圧電薄膜の表面波の波長で規格された値Ｈ／
λとの関係を示す図。
【図６】従来の表面波装置の一例としてのエラスティッ
クコンボルバを示す平面図。
クコンボルバを示す平面図。
１１…表面波装置としてのエラスティックコンボルバ １２…ＹカットＺ方向伝搬ＬｉＮｂＯ3 単結晶基板より
なる圧電基板 １３，１３…入力用ＩＤＴ １６…圧電薄膜 １７…圧電基板 １８…圧電薄膜 １９…表面波基板
なる圧電基板 １３，１３…入力用ＩＤＴ １６…圧電薄膜 １７…圧電基板 １８…圧電薄膜 １９…表面波基板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−260882（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−102410（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−258011（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−268469（ＪＰ，Ａ) ＰＨＩＬＩＰＰＥ ＤＥＦＲＡＮＯＵ ＬＤ，ＣＨＡＲＬＥＳ ＭＡＥＲＦＥＬ Ｄ，Ａ ＳＡＷ Ｐｌａｎａｒ Ｐｉｅ ｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏｎｖｏｌｖ ｅｒ，ＰＲＯＣＥＥＤＩＮＧＳ ＯＦ ＴＨＥ ＩＥＥＥ，1976年５月，ＶＯ Ｌ．64，ＮＯ．５，ｐ．748−751 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H03H 9/25 H03H 9/145 H03H 9/72
Claims (3)
- 【請求項１】 ＹカットＺ方向伝搬ＬｉＮｂＯ3 単結晶
よりなる圧電基板と、 前記圧電基板の＋Ｙ面上に形成された少なくとも１つの
インターデジタルトランスデューサと、 前記圧電基板の＋Ｙ面上に形成されており、ＺｎＯ、Ｔ
ａ2 Ｏ5 及びＣｄＳのうちの１種からなる＋面圧電薄膜
とを備える、表面波装置。 - 【請求項２】 ＹカットＺ方向伝搬ＬｉＮｂＯ3 単結晶
よりなる圧電基板と、 前記圧電基板の−Ｙ面上に形成された少なくとも１つの
インターデジタルトランスデューサと、 前記圧電基板の−Ｙ面上に形成されており、ＺｎＯ、Ｔ
ａ2 Ｏ5 及びＣｄＳのうちの１種からなる−面圧電薄膜
とを備える、表面波装置。 - 【請求項３】 前記圧電薄膜の膜厚５をＨ、伝搬する表
面波の波長をλとしたときに、Ｈ／λが０．０８〜０．
３の範囲とされている、請求項１または２に記載の表面
波装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01008195A JP3329115B2 (ja) | 1995-01-25 | 1995-01-25 | 表面波装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01008195A JP3329115B2 (ja) | 1995-01-25 | 1995-01-25 | 表面波装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08204499A JPH08204499A (ja) | 1996-08-09 |
| JP3329115B2 true JP3329115B2 (ja) | 2002-09-30 |
Family
ID=11740407
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01008195A Expired - Lifetime JP3329115B2 (ja) | 1995-01-25 | 1995-01-25 | 表面波装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3329115B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6121713A (en) * | 1996-10-18 | 2000-09-19 | Tdk Corporation | Surface acoustic wave device |
| JPH11136083A (ja) * | 1997-08-27 | 1999-05-21 | Murata Mfg Co Ltd | 表面波装置 |
| GB2328815B (en) * | 1997-08-27 | 1999-10-20 | Murata Manufacturing Co | Surface acoustic wave device having a langasite single crystal substrate |
| AU2002308401B2 (en) * | 2001-05-21 | 2005-08-04 | Mnt Innovations Pty Ltd | Surface acoustic wave sensor |
-
1995
- 1995-01-25 JP JP01008195A patent/JP3329115B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ＰＨＩＬＩＰＰＥ ＤＥＦＲＡＮＯＵＬＤ，ＣＨＡＲＬＥＳ ＭＡＥＲＦＥＬＤ，Ａ ＳＡＷ Ｐｌａｎａｒ Ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏｎｖｏｌｖｅｒ，ＰＲＯＣＥＥＤＩＮＧＳ ＯＦ ＴＨＥ ＩＥＥＥ，１９７６年５月，ＶＯＬ．６４，ＮＯ．５，ｐ．７４８−７５１ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08204499A (ja) | 1996-08-09 |
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