JPH077372A

JPH077372A - 弾性表面波コンボルバ

Info

Publication number: JPH077372A
Application number: JP30231793A
Authority: JP
Inventors: Shuichi Mitsuzuka; 秀一三塚
Original assignee: Clarion Co Ltd
Current assignee: Faurecia Clarion Electronics Co Ltd
Priority date: 1993-04-21
Filing date: 1993-11-08
Publication date: 1995-01-10

Abstract

(57)【要約】【目的】圧電体層／絶縁体層／半導体層の積層構造を
有する弾性表面波コンボルバの温度特性を改善すること
である。【構成】圧電体層１／絶縁体層２／半導体層３の積層
構造の弾性表面波コンボルバにおいて、半導体層３の不
純物密度を、絶縁体層２に接する半導体層表面の部分で
は不純物密度が小さく、半導体層表面から半導体層内部
に向かう方向（絶縁体層２に接する部分から半導体層３
の内部に向かう方向、すなわち半導体層の深さ方向）に
関しては、徐々に不純物密度が増加するような不純物密
度分布となるように形成してある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、弾性表面波（以下、Ｓ
ＡＷと略称する）コンボルバに係り、特にＳＡＷコンボ
ルバの温度特性及びセルフコンボリューション抑圧のた
めの改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図４（ａ）と図５（ａ）に、従来の、圧
電体層／絶縁体層／半導体層の積層構造を有するモノリ
シックＳＡＷコンボルバの代表的な構造を示す。

【０００３】同図において、１は圧電体層、２は絶縁体
層、３は半導体層、４は第一導電型半導体層、５は第二
導電型半導体層、６は半導体エピタキシャル層、７はゲ
ート電極、８は裏面電極、９はくし型電極（入力電
極）、１０は高濃度半導体基板、１１は入力端子、１２
は出力端子である。

【０００４】図４（ａ）の構造のＳＡＷコンボルバは、
半導体層３として、半導体エピタキシャル層／高濃度半
導体基板なる積層構造のものを用いていることが特徴で
ある。この場合、半導体層３の不純物密度分布は、図４
（ｂ）のようになる。不純物密度は、半導体エピタキシ
ャル層６と高濃度半導体基板１０の界面近傍を除いて、
それぞれ半導体エピタキシャル層６内、および高濃度半
導体基板１０内では一様な分布となる。半導体エピタキ
シャル層６と高濃度半導体基板１０の界面近傍では、不
純物密度は、半導体エピタキシャル層６から高濃度半導
体基板１０に向かうにしたがって徐々に増加する。半導
体エピタキシャル層６と高濃度半導体基板１０の界面近
傍で不純物密度が徐々に変化しているのは、半導体エピ
タキシャル層６を高濃度半導体基板１０の上に堆積する
製造上の工程において、高濃度半導体基板１０から不純
物が半導体エピタキシャル層６側に熱拡散することが一
因である。また、絶縁体層２を半導体層３の熱酸化で形
成する場合や、半導体層３を高温熱処理する工程がある
場合には、やはり、高濃度半導体基板１０から不純物が
半導体エピタキシャル層６側に熱拡散することが原因と
してあげられる。とは言え、図４（ａ）に示す従来構造
のものでは、前述したように、半導体エピタキシャル層
６内の不純物密度分布が、半導体エピタキシャル層６と
高濃度半導体基板１０の界面近傍以外では、一様である
ことが大きな特徴である。このような図４（ａ）の従来
構造のＳＡＷ素子は、コンボルバとしてのコンボリュー
ション効率が大きいことが特徴としてあげられる。な
お、図１の従来構造のＳＡＷ素子に関するより詳細な説
明は、例えば、特開昭６３−６２２８１号を参照された
い。

【０００５】図５（ａ）に示す従来構造のＳＡＷ素子
は、半導体層３として、第一導電型半導体層／第二導電
型半導体層／高濃度半導体基板なる積層構造のものを用
いていることが特徴である。通常、第二導電型半導体層
５は半導体エピタキシャル層であり、第一導電型半導体
層４は、第二導電型半導体層５の不純物と異なる型の不
純物を、イオン注入、または熱拡散によって第二導電型
半導体層５の表面に注入、または拡散することによって
形成される場合が多い。このような従来構造のＳＡＷ素
子の不純物密度分布は図５（ｂ）のようになる。不純物
密度は第一導電型半導体層４内、および第一導電型半導
体層４／第二導電型半導体層５、界面近傍、さらに第二
導電型半導体層５／高濃度半導体基板１０の界面近傍を
除いては、それぞれ第二導電型半導体層５内、および高
濃度半導体基板１０内では一様な分布となる。

【０００６】第一導電型半導体層４内と第一導電型半導
体層４／第二導電型半導体層５の界面近傍で不純物密度
分布が一様とならないのは、前述したように第一導電型
半導体層４が、不純物のイオン注入や熱拡散によって形
成されたためである。また、第二導電型半導体層５／高
濃度半導体基板１０の界面近傍で不純物密度分布が一様
でなく徐々に変化しているのは、図４（ａ）の従来構造
の場合と同じく、半導体エピタキシャル層６の製膜過程
や、半導体層３の熱酸化や高温熱処理の工程において、
高濃度半導体基板１０から第二導電型半導体層５側に不
純物が熱拡散したためである。とは言え、図５（ａ）の
従来構造のＳＡＷ素子では、前述したように第二導電型
半導体層５内の不純物密度分布が、第一導電型半導体層
４との界面近傍、および高濃度半導体基板との界面近傍
以外では、一様であることが大きな特徴である。このよ
うな従来構造のＳＡＷ素子では、コンボルバとしてのコ
ンボリューション効率が大きいだけでなく、ゲート電極
７に印加する直流バイアス電圧が０Ｖの時にも大きなコ
ンボリューション効率が得られるようにすることができ
るため、外部直流電源を必要とせずにコンボルバを動作
できるという特徴がある。なお、図５（ａ）のＳＡＷ素
子の従来構造に関するより詳細な説明は、例えば、特開
昭６２−６４１１３号または「ゼロバイアス動作型モノ
リシックＺｎＯ／ＳｉＯ₂／Ｓｉコンボルバの試作」昭
和６１年秋季応用物理学会講演予稿集、第９０５頁を参
照されたい。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】さて、以上のような従
来構造のＳＡＷ素子は、コンボリューション効率が高い
という利点を有しており、実用上極めて有利であるが、
コンボリューション効率が温度とともに変化するという
問題がある。図６に上述した従来構造のＳＡＷコンボル
バにおけるコンボリューション効率（以下、記号Ｆ_Tで
あらわす）の温度特性の例を示す。

【０００８】図６は、ＺｎＯ／ＳｉＯ₂／ｎ−Ｓｉ／ｎ⁺
−Ｓｉの積層構造素子で、伝播するＳＡＷのモードがセ
ザワ波であり、ゲートの長さが４０mmの場合の例を示し
たものである。図４（ａ）の従来構造のＳＡＷコンボル
バの場合も図５（ａ）の従来構造のＳＡＷコンボルバの
場合も、コンボリューション効率Ｆ_Tの温度特性は定性
的に図６のようになる。図６を見るとわかるように、コ
ンボリューション効率Ｆ_Tは通常、温度が上昇すると低
下する。したがって、従来構造のＳＡＷコンボルバを所
定の用途に応用する場合は、ＳＡＷコンボルバの周辺回
路としてＡＧＣ回路（自動利得調整回路）が必要であっ
たり、あるいは使用温度範囲が狭い範囲に限定されたり
することがある。すなわち、従来構造のＳＡＷコンボル
バにおいては、使用温度範囲が狭かったり、あるいは周
辺回路としてＡＧＣ回路が必要で、そのためにコストが
高くなったり、周辺回路の小型化が困難であったりする
という問題があった。

【０００９】本発明の目的は、圧電体層／絶縁体層／半
導体層の積層構造を有するＳＡＷコンボルバにおいて、
コンボリューション効率の温度特性を改善するような新
しい構造のＳＡＷコンボルバを提案することにある。本
発明の他の目的はＳＡＷコンボルバにおいて簡単な手段
を付加するだけで、セルフコンボリューション信号の抑
圧を可能とすることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、上記目的
を達成するため、上記弾性表面波コンボルバにおいて、
半導体層の不純物密度を、絶縁体層に接する半導体層表
面の部分では不純物密度が小さく、半導体層表面から半
導体層内部に向かうに従って徐々に不純物密度が増加す
るような不純物密度分布となるように形成したことを要
旨とする。

【００１１】第２の発明は、圧電体層／絶縁体層／第一
導電型半導体層／第二導電型半導体層の積層構造を有す
る弾性表面波コンボルバにおいて、第二導電型半導体層
の不純物密度を、第一導電型半導体層と接する部分では
不純物密度が小さく、その部分から第二導電型半導体層
の内部に向かうに従って徐々に第二導電型半導体層の不
純物密度が増加するような不純物密度分布となるように
形成したことを要旨とする。更に第３の発明は、圧電体
層上に弾性表面波の強度減衰用の吸音材を設けることを
要旨とする。

【００１２】

【作用】半導体層の不純物密度分布を以上のように形成
することにより、半導体層表面の非線型定数を、温度の
上昇とともに増加するようにすることができ、その結果
としてコンボルバのコンボリューション効率が温度の上
昇とともに低下するのを防ぎ、コンボルバの温度特性を
改善することができる。更に吸音材が弾性表面波の反射
を吸収してセルフコンボリューション信号を抑圧する。

【００１３】

【実施例】以下図面に示す本発明の実施例を説明する。
図１及び図２に、本発明の実施例を示す。図１（ａ）は
図４（ａ）の従来構造を改良した構造のＳＡＷコンボル
バを示すものであり、図２（ａ）は図５（ａ）の従来構
造を改良した構造のＳＡＷコンボルバを示すものであ
る。

【００１４】同図において図４（ａ）、図５（ａ）と同
一符号は同一又は類似の部材を表わし、特に従来構造と
の違いは、半導体層３内の不純物密度分布にある。図１
（ａ）に示す圧電体層／絶縁体層／半導体層の積層構造
を有するＳＡＷコンボルバにおいて、図１（ｂ）に示す
ように半導体層３の不純物密度を、絶縁体層２に接する
半導体層表面の部分では不純物密度が小さく、半導体層
表面から半導体層内部に向かうに従って、徐々に不純物
密度が増加するような不純物密度分布となるように形成
したことを特徴としている。これに対し、図４（ａ）の
従来構造のものでは、半導体層３の不純物密度は、絶縁
体層２に接する半導体層表面の部分から、半導体エピタ
キシャル層６／高濃度半導体基板１０、界面近傍までは
不純物密度が一様となっており、その点で図１の実施例
の半導体の不純物密度分布と異なっている。

【００１５】一方、図２（ａ）の実施例は、圧電体層／
絶縁体層／第一導電型半導体層／第二導電型半導体の積
層構造を有するＳＡＷコンボルバにおいて、図２（ｂ）
に示すように第二導電型半導体層５の不純物密度を、第
一導電型半導体層４と接する部分では不純物密度が小さ
く、その部分から第二導電型半導体層の内部に向かう方
向に関しては、徐々に第二導電型半導体層の不純物密度
が増加するような不純物密度分布となるように形成した
ことを特徴としている。これに対し図５（ａ）の従来構
造のものでは、第二導電型半導体層５の不純物密度は、
第一導電型半導体層４と接する部分近傍から、第二導電
型半導体層４／高濃度半導体層基板１０、界面近傍まで
は不純物密度が一様となっており、その点で図２（ａ）
の実施例の半導体の不純物密度と異なっている。

【００１６】図１及び図３の実施例において、半導体層
３の不純物密度分布を以上のように図４、図５の従来構
造のものと異なる分布に形成するのは、半導体層表面の
非線型定数が温度の上昇とともに増加するようにし、そ
の結果としてコンボルバのコンボリューション効率Ｆ_T
が温度の上昇とともに低下するのを防ぎ、Ｆ_Tの温度変
化を小さくして、Ｆ_Tの温度特性を改善するためであ
る。以下、その点を順次説明する。

【００１７】コンボルバのコンボリューション効率Ｆ_T
は、一般に次式で表わされる。

【数１】Ｆ_T＝２０logγ₂−αＬｇ−３０＋Ｌｅ（１）

【００１８】ここで、γ₂は半導体層表面の非線型定
数、αは表面波の伝播損失、Ｌｇはゲート長である。Ｌ
ｅは温度と無関係に定まる項であり、ここではＦ_Tの温
度変化を説明することに重点を置くので、Ｌｅの表式に
ついては省略する。

【００１９】式（１）から、コンボリューション効率Ｆ
_Tの温度変化は、非線型定数γ₂の温度変化と、表面波の
伝播損失αの温度変化の影響を受ける（ゲート長Ｌｇは
一定）ことがわかる。このうち、ＳＡＷの伝播損失α
は、圧電体層／絶縁体層／半導体層の構造の場合は、一
般に温度の上昇とともに増加することが知られている。
これは、圧電体自身の損失が温度の上昇とともに増加す
ることと、電気音響効果による半導体層中の損失も温度
の上昇とともに増加するからである。伝播損失αの定性
的な温度変化を図３（ａ）に示す。伝播損失αの温度変
化は、従来構造の場合も、本発明の場合も定性的に同じ
である。なお、伝播損失αの温度変化に関する詳細は、
例えば、次の文献を参照されたい。

【００２０】Ｓ．Mitsutsuka，et．al“Propagation lo
ss of surface acoustic waves on a monolithic meta
l-insulator semiconductor structure ”Journal of A
pplied Physics ,vol.65, No.2,January 1989,pp651-66
1

【００２１】伝播損失αが図３（ａ）のように温度の上
昇とともに増加するということは、式（１）から、コン
ボリューション効率Ｆ_Tを温度の上昇とともに低下させ
ようとする作用があることを示す。Ｆ_Tの実際の温度変
化は他のパラメータである非線型定数γ₂の温度変化が
どのようになるかに依存する。

【００２２】次に非線型定数γ₂の温度変化について、
従来構造の場合と本発明の場合について比較する。非線
型定数γ₂は、コンボルバの半導体層表面が空乏状態な
いし反転状態の時は、空乏端の位置での半導体の不純物
密度Ｎに対し、一般に次の関係を持つ。

【００２３】

【数２】 γ₂ ∝ １／Ｎ（２）

【００２４】Ｆ_Tは半導体層表面が空乏ないし弱反転の
状態の時に大きな値となるから、コンボルバの動作状態
では式（２）が成立すると考えてよい。すなわち、コン
ボルバの動作状態では、非線型定数γ₂は、空乏端での
不純物密度Ｎに逆比例すると考えて良い。したがって、
γ₂の温度変化は空乏端での不純物密度Ｎの温度変化に
よって左右される。ところで、半導体層の空乏幅は、温
度が変わると変化する。空乏幅は一般に、温度が上昇す
ると小さくなる。したがって、半導体層中の空乏端の位
置は、温度が上昇するにつれて、半導体の内部から、半
導体層の表面（絶縁体層２と半導体層３の界面）側に近
づいてくる。一方、空乏端の位置は図４（ａ）の従来構
造のものでは、半導体エピタキシャル層６内で、不純物
密度Ｎが一様な領域にあり、図５（ａ）の従来構造のも
のでは、第二導電型半導体層５内で、やはり不純物密度
Ｎが一様な領域にある。したがって、従来構造のもので
は、温度が上昇して空乏端の位置が半導体層表面側に近
づいても、空乏端の位置での不純物密度Ｎは一定であ
る。よって、式（２）の関係から、従来構造のものの非
線型定数γ₂は温度が変わってもほぼ一定である。従来
構造のγ₂の定性的な温度特性を図３（ｂ）の点線で示
した。これに対し、本発明の図１のものでは、空乏端の
位置は、半導体層３内で、不純物密度Ｎが深さ方向に徐
々に増加している領域にあり、本発明の図２のもので
は、やはり空乏端の位置は、第二導電型半導体層５内
で、不純物密度Ｎが深さ方向に徐々に増加している領域
にある。したがって、本発明においては、温度が上昇し
て空乏端の位置が半導体表面側に近づくと、空乏端の位
置での不純物密度Ｎは徐々に小さくなる。よって式
（２）の関係から、本発明の非線型定数γ₂は、温度が
上昇すると増加することになる。本発明の構造における
γ₂の定性的な温度特性を図３（ｂ）の実線で示した。

【００２５】以上の伝播損失αの温度変化（図３
（ａ））と非線型定数γ₂の温度変化（図３（ｂ））を
総合すると、式（１）の関係から、コンボリューション
効率Ｆ_Tの温度変化は、定性的に図３（ｃ）のようにな
る。すなわち、本発明では、従来構造の場合と比較し
て、コンボリューション効率Ｆ_Tの温度変化を改善する
ことができる（Ｆ_Tの温度上昇による低下を防ぐことが
できる）。これは、本発明では、非線型定数γ₂を温度
の上昇とともに増加させることができるため、伝播損失
αの温度変化による効果を打ち消すことができるからで
ある。以上が本発明において、従来構造よりもコンボリ
ューション効率の温度特性を改善することができる理由
である。

【００２６】なお、本発明の構造のＳＡＷコンボルバを
形成するにあたり、図１の半導体層３内や図２の第二導
電型半導体層５内の不純物密度を深さ方向に徐々に変化
させる方法としては、高濃度半導体基板上に半導体層を
エピタキシャル成長させる過程で、不純物量を徐々に変
えることによっても形成できるし、高濃度半導体基板上
に低濃度半導体層をエピタキシャル成長させ、その後、
高温熱処理することによって不純物を熱拡散させる方法
によっても形成することができる。しかし本発明では、
不純物密度分布が所望の分布になっていることが重要で
あり、そのような分布を形成する方法については、特に
限定しない。

【００２７】ところで、本発明の各構成要素の材質は、
従来構造と同様のものを用いることができる。すなわ
ち、圧電体層層１としてはＺｎＯやＡｌＮ、絶縁体層２
としてはＳｉＯ₂やＳｉＮｘ、半導体層３としてＳｉや
ＧａＡｓ等を用いることができる。また、各電極にはＡ
ｌやＡｕ等を用いることができる。

【００２８】なお、図１や図２のような構造のＳＡＷコ
ンボルバでは、２つのくし形電極９（以後Ｉ．Ｄ．Ｔと
称す）に入力した信号の間のコンボリューション信号の
他に、セルフコンボリューション信号と呼ばれる不必要
な信号が生じる。セルフコンボリューション信号とは、
１つのＩ．Ｄ．Ｔによって生起された表面波が、対向す
るＩ．Ｄ．Ｔによって反射されることによって生ずる信
号であり、自分自身のコンボリューション信号に対応す
る。図７にその様子を示す。図７において、入力信号Ｐ
₁，Ｐ₂により生ずる弾性表面波Ｓ₁とＳ₂から、目的とす
るコンボリューション信号Ｐ_outが生じるが、その他に
Ｓ₁とその反射波Ｓ_1rの間、及びＳ₂とその反射波Ｓ_2rの
間、においてもコンボリューション信号が生じることは
明らかであろう。後者の２つの信号がセルフコンボリュ
ーション信号である。

【００２９】さて、このようなセルフコンボリューショ
ン信号は、コンボルバの出力にとっては、スプリアスノ
イズとしてあらわれ、コンボルバのダイナミックレンジ
を低下させるという好ましくない影響を与える。特に、
図１、図２のような構造のＳＡＷコンボルバでは、ゲー
ト電極７の長さが短くなると、対向するＩ．Ｄ．Ｔの間
を伝わる表面波の減衰の度合いが小さくなり、対向する
Ｉ．Ｄ．Ｔから反射される表面波の強度が大きくなるた
め、セルフコンボリューション信号の大きさが大きくな
り、セルフコンボリューション信号によるスプリアスノ
イズが顕著になる。

【００３０】図８は上記セルフコンボリューション信号
を抑圧するための本発明の実施例で、素子端部に設置し
た吸音材１３の他に、圧電膜１／絶縁体２／半導体３の
積層基板上に配置した各くし形電極（入力電極）９とゲ
ート電極７の間の領域で、しかも圧電膜１上に、吸音材
１４を設置したことに特徴がある。

【００３１】以上のように、図８の実施例の特徴は、素
子端部に設置した吸音材１３の他に、基板上のくし形電
極（入力電極）９とゲート電極７の間の領域に新たに吸
音材１４を設置することである。ＳＡＷ素子端部に設置
した吸音材１３の役目は素子の端面から表面波が反射す
るのを防ぐことであり、したがって、素子端部に設置し
た吸音材１３の部分では表面波は、ほぼ完全に減衰させ
られる。しかし、本発明で新たに設置した吸音材１４の
部分では、表面波は完全には減衰されずに、ある程度の
度合いの減衰を受けて伝播するようにされるものとす
る。それは吸音材１４の塗布幅や塗布量を調整すること
によって可能である。例えば、吸音材１４の塗布幅を狭
くしたり、塗布量を少なくすれば、吸音材１４の部分で
の表面波の減衰の度合いを小さくできる。

【００３２】次に、図８において、吸音材１４を新たに
設置することによってセルフコンボリューション信号を
抑圧できる理由を説明する。その理由は、吸音材１４を
入力電極９とゲート電極７の間に設置することによっ
て、入力電極９とゲート電極７の間を伝わる表面波の伝
播損失を大きくすることができるため、図７の反射波Ｓ
_1r，Ｓ_2rを小さくすることができるからである。図７に
おいて、入力電極（Ｉ．Ｄ．Ｔ）９と、ゲート電極７の
間を伝わる表面波の伝播損失をＬ（ｄＢ）とする。図８
の場合は、吸音材１４の存在によってＬ（ｄＢ）の減衰
（伝播損失）が生じることになる。簡単のために、入力
１側も入力２側も同じ伝播損失を受けるものとする。

【００３３】もし、図１，図２のように、吸音材１４が
無い場合は、コンボリューション出力Ｐ_out（ｄＢｍ）
は、図７において、

【数３】Ｐ_out＝Ｆ_To＋Ｐ₁＋Ｐ₂ （３）ここで、Ｆ_Toはコンボリューション効率（ｄＢｍ）であ
り、Ｐ₁，Ｐ₂は各Ｉ．Ｄ．Ｔへの入力電極（ｄＢｍ）で
ある。この時入力１の影響によるセルフコンボリューシ
ョン出力Ｐ_s1（ｄＢｍ）は、

【数４】Ｐ_s1＝Ｆ_To＋２Ｐ₁＋Ｒ−Ｌ₀ （４）ここで、Ｒは各Ｉ．Ｄ．Ｔでの表面波の反射率（ｄＢ）
である。またＬ₀はゲート中を伝わる間の表面波の伝播
損失（ｄＢ）である。入力２によるセルフコンボリュー
ションは（４）で、添字を１から２に変えればよい。今
後、簡単のために入力１によるセルフコンボリューショ
ンの影響のみを考える。

【００３４】（３）と（４）からセルフコンボリューシ
ョン信号の抑圧比Ｃ_o≡ｌｏｇ（Ｐ_s1／Ｐ_out）（ｄＢ）
は、

【数５】Ｃ_o＝ｌｏｇ（Ｐ_s1／Ｐ_out）＝Ｐ₁−Ｐ₂＋Ｒ−Ｌ₀ （５）

【００３５】次に、図８のように吸音材１４が存在する
場合は、Ｉ．Ｄ．Ｔとゲート電極間でＬ(ｄＢ)の減衰が
生じるので、コンボリューション出力Ｐ_out（ｄＢｍ）
は、

【数６】Ｐ_out＝Ｆ_To＋Ｐ₁＋Ｐ₂−２Ｌ（６）また、入力１によるセルフコンボリューション出力Ｐ_s1
（ｄＢｍ）は、

【数７】Ｐ_s1＝Ｆ_To＋２Ｐ₁＋Ｒ−Ｌ₀−３Ｌ（７）よって、図７の構造の場合のセルフコンボリューション
信号の抑圧比Ｃ≡ｌｏｇ（Ｐ_s1／Ｐ_out）（ｄＢ）は、
（６），（７）より、

【数８】Ｃ＝ｌｏｇ（Ｐ_s1／Ｐ_out）＝Ｐ₁−Ｐ₂＋Ｒ−Ｌ₀−Ｌ（８）

【００３６】（５）と（８）を比較すると、図８の場合
は、図１，図２の構造よりもセルフコンボリューション
抑圧比をＣ−Ｃ_o倍だけ、すなわち、（５），（８）よ
り、

【数９】Ｃ−Ｃ_o＝−Ｌ（ｄＢ）（９）倍だけの大きさにすることができる。（７）式を見る
と、Ｌが大きいほど図８におけるセルフコンボリューシ
ョン信号を図１，図２の構造より小さくすることができ
ることがわかる。すなわち、図８において、吸音材１４
を設置し、そこで表面波に伝播損失を与えることによ
り、セルフコンボリューション信号を図１，図２の構造
より小さくし、抑圧できることがわかる。

【００３７】なお、吸音材１４は、素子端部に設置する
吸音材１３と同じ材質のものを用いてもよいし、異なる
材質のものを用いてもよい。吸音材１４や吸音材１３の
材質は、弾性表面波素子で一般に用いられている材質の
ものを用いることができ、例えばシリコン系ゴムを用い
ることができる。しかし、吸音材１４や吸音材１３の材
質は、特に限定しない。なお、吸音材１４を適用できる
ＳＡＷコンボルバとしては一般的な圧電体／絶縁体／半
導体積層構造のコンボルバでもよく、また図９のような
エラスティックコンボルバでもよく、その場合圧電体基
板１５としては、従来構造のものと同じ材質のものを用
いることができ、例えば、ＬｉＮｂＯ₃を用いることが
できる。図９において、図８と同一符号は同一または類
似の部材をあらわす。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
圧電体層／絶縁体層／半導体層の積層構造を有するＳＡ
Ｗコンボルバにおいて、コンボリューション効率の温度
特性を改善することができる。そのため、ＳＡＷコンボ
ルバの使用温度範囲を従来より拡げることができる。ま
た、従来構造の応用の場合のように周辺回路としてＡＧ
Ｃ回路を設ける必要がなく、そのために従来よりも周辺
回路の小型化や低コスト化を図ることができる。更には
吸音材のような簡単な手段を付加するだけでセルフコン
ボリューション信号を抑圧することができる。なお、本
発明によるＳＡＷコンボルバの具体的な応用例としては
スペクトラム拡散通信機、相関器、レーダー、画像処
理、フーリエ変換器などを上げることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す断面図及び半導体の不
純物密度分布を示す図である。

【図２】本発明の他の実施例を示す断面図及び半導体の
不純物密度分布を示す図である。

【図３】従来構造の素子と、本発明素子との温度特性の
比較を示す特性図である。

【図４】従来のＳＡＷコンボルバの構造を示す断面図及
び不純物密度分布を示す図である。

【図５】従来の他のＳＡＷコンボルバの構造及び不純物
密度分布を示す図である。

【図６】従来のＳＡＷコンボルバのコンボリューション
効率の温度特性を示す図である。

【図７】セルフコンボリューション信号発生の説明図で
ある。

【図８】本発明の更に他の実施例の上面図及び断面図で
ある。

【図９】（ａ），（ｂ）は図８の実施例の変形例を示す
上面図及び断面図である。

【符号の説明】

１圧電体層２絶縁体層３半導体層４第一導電型半導体層５第二導電型半導体層１３吸音材１４吸音材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧電体層／絶縁体層／半導体層の積層構
造を有する弾性表面波コンボルバにおいて、上記半導体
層の不純物密度を、絶縁体層に接する半導体層表面の部
分では不純物密度が小さく、半導体層表面から半導体層
内部に向かうに従って徐々に不純物密度が増加するよう
な不純物密度分布となるように形成したことを特徴とす
る弾性表面波コンボルバ。
【請求項２】圧電体層／絶縁体層／第一導電型半導体
層／第二導電型半導体層の積層構造を有する弾性表面波
コンボルバにおいて、第二導電型半導体層の不純物密度
を、第一導電型半導体層と接する部分では不純物密度が
小さく、その部分から第二導電型半導体層の内部に向か
うに従って徐々に第二導電型半導体層内の不純物密度が
増加するような不純物密度分布となるように形成したこ
とを特徴とする弾性表面波コンボルバ。
【請求項３】弾性表面波コンボルバの圧電体層上に弾
性表面波の強度減衰用の吸音材を設けたことを特徴とす
る請求項１に記載の弾性表面波コンボルバ。
【請求項４】弾性表面波コンボルバの圧電体層上に弾
性表面波の強度減衰用の吸音材を設けたことを特徴とす
る請求項２に記載の弾性表面波コンボルバ。
【請求項５】前記吸音材を入力電極と出力電極との間
の圧電体層上の領域に配設したことを特徴とする請求項
３に記載の弾性表面波コンボルバ。
【請求項６】前記吸音材を入力電極と出力電極との間
の圧電体層上の領域に配設したことを特徴とする請求項
４に記載の弾性表面波コンボルバ。
【請求項７】吸音材を圧電体層上の端縁に配設したこ
とを特徴とする請求項５に記載の弾性表面波コンボル
バ。
【請求項８】吸音材を圧電体層上の端縁に配設したこ
とを特徴とする請求項６に記載の弾性表面波コンボル
バ。
【請求項９】少なくとも圧電体基板を有する弾性表面
波コンボルバにおいて、入力電極と出力電極との間の圧
電体基板上の領域に弾性表面波の強度減衰用の吸音材を
設けたことを特徴とする弾性表面波コンボルバ。
【請求項１０】前記圧電体基板上の端縁に吸音材を配
設したことを特徴とする請求項９に記載の弾性表面波コ
ンボルバ。