JP2000278086A - 弾性表面波デバイス - Google Patents
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic elements; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/02535—Details of surface acoustic wave devices
- H03H9/02543—Characteristics of substrate, e.g. cutting angles
- H03H9/02559—Characteristics of substrate, e.g. cutting angles of lithium niobate or lithium-tantalate substrates
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- Materials Engineering (AREA)
- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 伝搬速度を遅くすることにより小型化に有利
で、かつ高いＫ2特性および低い温度特性を有するＳＡ
Ｗデバイスを提供する。 【解決手段】 ＳＡＷデバイス５は、ガラス基板１と、
ＬｉＮｂＯ3（ＬＮ）基板２と、電極３とを有してい
る。電極３のピッチをλ、ＬＮ基板２の厚みをＨ、Ｋを
２π／λとしたとき、ＫとＨとの積が０．５以上１．０
以下である。
で、かつ高いＫ2特性および低い温度特性を有するＳＡ
Ｗデバイスを提供する。 【解決手段】 ＳＡＷデバイス５は、ガラス基板１と、
ＬｉＮｂＯ3（ＬＮ）基板２と、電極３とを有してい
る。電極３のピッチをλ、ＬＮ基板２の厚みをＨ、Ｋを
２π／λとしたとき、ＫとＨとの積が０．５以上１．０
以下である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、弾性表面波（Surf
ace Acoustic Wave：ＳＡＷ）デバイスに関するもので
ある。
ace Acoustic Wave：ＳＡＷ）デバイスに関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】ＳＡＷデバイスには、ＳＡＷ共振器、ト
ランスバーサル型ＳＡＷフィルタおよび共振器型ＳＡＷ
フィルタなどがあり、それぞれ用途に応じて使い分けら
れている。以下、ＳＡＷデバイスの１つとしてたとえば
ＳＡＷフィルタについて説明する。
ランスバーサル型ＳＡＷフィルタおよび共振器型ＳＡＷ
フィルタなどがあり、それぞれ用途に応じて使い分けら
れている。以下、ＳＡＷデバイスの１つとしてたとえば
ＳＡＷフィルタについて説明する。
【０００３】図１１は、ＳＡＷフィルタの構成を概略的
に示す斜視図である。図１１を参照して、ＳＡＷフィル
タ１５の基本構造は、圧電基板１２と、その圧電基板１
２の表面上に形成された表面波の励振用および受信用の
１対の櫛型電極１３とを有する４端子構造からなってい
る。また、このような電極１３を交差指形電極（interd
igital electrode）といい、この種の変換素子をＩＤＴ
（interdigital transducer）という。
に示す斜視図である。図１１を参照して、ＳＡＷフィル
タ１５の基本構造は、圧電基板１２と、その圧電基板１
２の表面上に形成された表面波の励振用および受信用の
１対の櫛型電極１３とを有する４端子構造からなってい
る。また、このような電極１３を交差指形電極（interd
igital electrode）といい、この種の変換素子をＩＤＴ
（interdigital transducer）という。
【０００４】一般に、励振用の櫛型電極１３にインパル
ス電圧を印加すると、図１２に示すように圧電効果によ
り隣り合う電極１３間に互いに逆位相の歪みが生じＳＡ
Ｗが励起される。このＳＡＷが圧電基板１２の表面を伝
搬し、この表面波による歪みで圧電基板１２上に表面電
荷が生じ、受信用の櫛型電極１３により電気信号として
取出される。
ス電圧を印加すると、図１２に示すように圧電効果によ
り隣り合う電極１３間に互いに逆位相の歪みが生じＳＡ
Ｗが励起される。このＳＡＷが圧電基板１２の表面を伝
搬し、この表面波による歪みで圧電基板１２上に表面電
荷が生じ、受信用の櫛型電極１３により電気信号として
取出される。
【０００５】従来、このようなＳＡＷフィルタ１５など
のＳＡＷデバイスは、図１３に示すように圧電基板１２
の表面にそれぞれのデバイスに応じた電極１３を配置し
た構造となっている。ＳＡＷデバイス１５の特性は圧電
基板１２の特性に大きく依存し、圧電基板１２もまた用
途に応じて使い分けられている。表１に代表的な圧電基
板１２の材質と圧電基板１２上を伝搬するＳＡＷの特性
とを示す。
のＳＡＷデバイスは、図１３に示すように圧電基板１２
の表面にそれぞれのデバイスに応じた電極１３を配置し
た構造となっている。ＳＡＷデバイス１５の特性は圧電
基板１２の特性に大きく依存し、圧電基板１２もまた用
途に応じて使い分けられている。表１に代表的な圧電基
板１２の材質と圧電基板１２上を伝搬するＳＡＷの特性
とを示す。
【０００６】
【表１】
【０００７】表１より、水晶基板では温度特性が小さく
良好であるが、電気−機械結合係数（Ｋ2）が小さい。
またＬｉＮｂＯ3（ＬＮ）基板ではＫ2は大きいが、遅延
時間温度係数（Temperature Coefficient of Delaytim
e：ＴＣＤ）などの温度特性が悪い。
良好であるが、電気−機械結合係数（Ｋ2）が小さい。
またＬｉＮｂＯ3（ＬＮ）基板ではＫ2は大きいが、遅延
時間温度係数（Temperature Coefficient of Delaytim
e：ＴＣＤ）などの温度特性が悪い。
【０００８】このように各基板はそれぞれ長所と短所と
を持っており、デバイスの用途に応じて使い分けられて
いる。近年、ＴＶなどの映像機器および携帯電話などの
通信機器の発達に伴い、それらに用いられるＳＡＷデバ
イスにもまた、これまで以上に優れた特性が要求されて
いる。
を持っており、デバイスの用途に応じて使い分けられて
いる。近年、ＴＶなどの映像機器および携帯電話などの
通信機器の発達に伴い、それらに用いられるＳＡＷデバ
イスにもまた、これまで以上に優れた特性が要求されて
いる。
【０００９】なお、表１におけるオイラー角について以
下に図１４を用いて説明する。図１４を参照して、まず
Ｚ軸を回転軸としてＸ軸をＹ軸方向にφだけ回転させた
軸を第１軸とする。次に第１軸を回転軸としてＺ軸を反
時計回りにθだけ回転させた軸を第２軸とする。この第
２軸を法線として第１軸を含む面方位でカットし、基板
とする。上記面方位にカットした基板において、第２軸
を回転軸として第１軸を反時計回りにψだけ回転させた
軸を第３軸とし、この第３軸をＳＡＷ伝搬方向とする。
面上の第３軸と直交する軸を第４軸とする。このように
オイラー角（φ，θ，ψ）が規定される。
下に図１４を用いて説明する。図１４を参照して、まず
Ｚ軸を回転軸としてＸ軸をＹ軸方向にφだけ回転させた
軸を第１軸とする。次に第１軸を回転軸としてＺ軸を反
時計回りにθだけ回転させた軸を第２軸とする。この第
２軸を法線として第１軸を含む面方位でカットし、基板
とする。上記面方位にカットした基板において、第２軸
を回転軸として第１軸を反時計回りにψだけ回転させた
軸を第３軸とし、この第３軸をＳＡＷ伝搬方向とする。
面上の第３軸と直交する軸を第４軸とする。このように
オイラー角（φ，θ，ψ）が規定される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】ＳＡＷデバイスの中心
周波数ｆ0は、 ｆ0＝Ｖ／λ （Ｖ：ＳＡＷの伝搬速度、λ：ＩＤＴの電極ピッチ（図
１１））で決定される。このため、同じ中心周波数ｆ0
を持つデバイスを作製する場合、水晶基板などに比べ速
い伝搬速度Ｖを持つＬＮ基板を用いると、ＩＤＴの電極
ピッチλが大きくなり、ＳＡＷデバイス自身も大きくな
ってしまう。
周波数ｆ0は、 ｆ0＝Ｖ／λ （Ｖ：ＳＡＷの伝搬速度、λ：ＩＤＴの電極ピッチ（図
１１））で決定される。このため、同じ中心周波数ｆ0
を持つデバイスを作製する場合、水晶基板などに比べ速
い伝搬速度Ｖを持つＬＮ基板を用いると、ＩＤＴの電極
ピッチλが大きくなり、ＳＡＷデバイス自身も大きくな
ってしまう。
【００１１】また一般的に圧電基板のＫ2が大きいほど
帯域幅の広いデバイスが設計しやすいとされている。し
かし、大きなＫ2を有するＬＮ基板は、ＴＣＤが大きい
ため、低い温度特性が要求されるデバイスには不向きで
ある。
帯域幅の広いデバイスが設計しやすいとされている。し
かし、大きなＫ2を有するＬＮ基板は、ＴＣＤが大きい
ため、低い温度特性が要求されるデバイスには不向きで
ある。
【００１２】それゆえ本発明の目的は、伝搬速度を遅く
できることで小型化を図ることができ、かつ高いＫ2特
性および低温度特性を有するＳＡＷデバイスを提供する
ことである。
できることで小型化を図ることができ、かつ高いＫ2特
性および低温度特性を有するＳＡＷデバイスを提供する
ことである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本願発明者らは、上記目
的に基づいて鋭意検討した結果、ＬＮを含む圧電基板と
ガラス基板とを組合せることにより、ＳＡＷデバイス自
身の小型化を図ることができ、かつ電極のピッチλと圧
電基板の厚みＨとを所定範囲に設定することで、高いＫ
2および低い温度特性が得られることを見出した。
的に基づいて鋭意検討した結果、ＬＮを含む圧電基板と
ガラス基板とを組合せることにより、ＳＡＷデバイス自
身の小型化を図ることができ、かつ電極のピッチλと圧
電基板の厚みＨとを所定範囲に設定することで、高いＫ
2および低い温度特性が得られることを見出した。
【００１４】それゆえ、本発明のＳＡＷデバイスは、ガ
ラス基板と、ガラス基板上に形成されたＬＮを含む圧電
基板と、圧電基板上に形成された電極とを備え、電極の
ピッチをλ、圧電基板の厚みをＨ、Ｋを２π／λとした
とき、ＫとＨとの積（ＫＨ）が０．５以上１．０以下で
ある。
ラス基板と、ガラス基板上に形成されたＬＮを含む圧電
基板と、圧電基板上に形成された電極とを備え、電極の
ピッチをλ、圧電基板の厚みをＨ、Ｋを２π／λとした
とき、ＫとＨとの積（ＫＨ）が０．５以上１．０以下で
ある。
【００１５】ガラス基板は、ＬＮを含む圧電基板に比べ
て音速（伝搬速度）の遅い材料である。このため、ガラ
ス基板とこの圧電基板とを組合せることにより、圧電基
板はガラス基板の影響を受けるため、ＳＡＷの音速を遅
くすることができる。たとえば、圧電基板の厚みが薄い
ほどガラス基板の影響が強くなり、ＳＡＷの音速が遅く
なる。また圧電基板の厚みを厚くしていくと、ＳＡＷの
音速は圧電基板の音速に収束していく。
て音速（伝搬速度）の遅い材料である。このため、ガラ
ス基板とこの圧電基板とを組合せることにより、圧電基
板はガラス基板の影響を受けるため、ＳＡＷの音速を遅
くすることができる。たとえば、圧電基板の厚みが薄い
ほどガラス基板の影響が強くなり、ＳＡＷの音速が遅く
なる。また圧電基板の厚みを厚くしていくと、ＳＡＷの
音速は圧電基板の音速に収束していく。
【００１６】このようにガラス基板と圧電基板とを接合
することにより、それらの各厚みを調整することでＳＡ
Ｗの音速を低速化するよう調整することができる。これ
により、ＩＤＴの電極ピッチλを小さくできるため、Ｓ
ＡＷデバイス自身の小型化を図ることができる。
することにより、それらの各厚みを調整することでＳＡ
Ｗの音速を低速化するよう調整することができる。これ
により、ＩＤＴの電極ピッチλを小さくできるため、Ｓ
ＡＷデバイス自身の小型化を図ることができる。
【００１７】また圧電基板の厚みＨおよび電極ピッチλ
によって電界分布が異なる。ここで、ガラス基板と圧電
基板とを組合せるとともに、ＫＨを０．５以上１．０以
下とすることにより、電界分布を圧電基板に集中するよ
うに調整できる。このため、ＳＡＷを効率的に励振でき
るようになり、それによりＫ2が改善される。
によって電界分布が異なる。ここで、ガラス基板と圧電
基板とを組合せるとともに、ＫＨを０．５以上１．０以
下とすることにより、電界分布を圧電基板に集中するよ
うに調整できる。このため、ＳＡＷを効率的に励振でき
るようになり、それによりＫ2が改善される。
【００１８】なお、ＫＨを０．５以上１．０以下とした
のは、０．５未満および１．０を超えた場合のいずれに
も、ＳＡＷの音速が大きくなり、ＳＡＷデバイス自身の
小型化が困難となるからである。
のは、０．５未満および１．０を超えた場合のいずれに
も、ＳＡＷの音速が大きくなり、ＳＡＷデバイス自身の
小型化が困難となるからである。
【００１９】またガラス基板のＴＣＤおよび音速の温度
係数（ＴＣＶ）は、ＬＮを含む圧電基板のＴＣＤおよび
ＴＣＶと異符号の特性を持つ。たとえばＴＣＶの場合、
ＬＮを含む圧電基板は＋の係数を持つが、ガラス基板は
−の係数を持つ。このため、これらの基板を接合するこ
とにより、互いのＴＣＤ、ＴＣＶを各々キャンセルする
ことができ、それにより温度特性を改善することができ
る。
係数（ＴＣＶ）は、ＬＮを含む圧電基板のＴＣＤおよび
ＴＣＶと異符号の特性を持つ。たとえばＴＣＶの場合、
ＬＮを含む圧電基板は＋の係数を持つが、ガラス基板は
−の係数を持つ。このため、これらの基板を接合するこ
とにより、互いのＴＣＤ、ＴＣＶを各々キャンセルする
ことができ、それにより温度特性を改善することができ
る。
【００２０】また本願発明者らは、鋭意検討した結果、
オイラー角を所定範囲に設定すれば、高いＫ2および低
い温度特性が得られることを見出した。
オイラー角を所定範囲に設定すれば、高いＫ2および低
い温度特性が得られることを見出した。
【００２１】それゆえ、上記のＳＡＷデバイスにおいて
好ましくは、ＬＮがオイラー角表示で（３０°，８０°
〜１００°，１３０°〜１４５°）である。
好ましくは、ＬＮがオイラー角表示で（３０°，８０°
〜１００°，１３０°〜１４５°）である。
【００２２】これにより、従来例である１２８°Ｙ−Ｘ
ＬＮ基板と同程度の高いＫ2を有し、さらに１２８°
Ｙ−Ｘ ＬＮ基板よりも低い温度特性を有し、かつ遅い
伝搬速度を持つＳＡＷデバイス基板が得られる。
ＬＮ基板と同程度の高いＫ2を有し、さらに１２８°
Ｙ−Ｘ ＬＮ基板よりも低い温度特性を有し、かつ遅い
伝搬速度を持つＳＡＷデバイス基板が得られる。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図に基づいて説明する。
て図に基づいて説明する。
【００２４】図１は、本発明の一実施の形態におけるＳ
ＡＷデバイスの構成を示す概略断面図である。図１を参
照して、ＳＡＷデバイス５は、ガラス基板１と、圧電基
板２と、電極３とを有している。圧電基板２は、ガラス
基板１上に形成され、かつＬＮよりなっている。また圧
電基板２上にはデバイスに応じた配置を有する電極３が
形成されている。
ＡＷデバイスの構成を示す概略断面図である。図１を参
照して、ＳＡＷデバイス５は、ガラス基板１と、圧電基
板２と、電極３とを有している。圧電基板２は、ガラス
基板１上に形成され、かつＬＮよりなっている。また圧
電基板２上にはデバイスに応じた配置を有する電極３が
形成されている。
【００２５】このようなＳＡＷデバイス５は、ガラス基
板１の表面にＬＮ基板２を接合、あるいはガラス基板１
の表面にＬＮ薄膜２を形成した後に、ＬＮ基板（薄膜）
２上に電極３を成膜・パターニングすることにより得ら
れる。
板１の表面にＬＮ基板２を接合、あるいはガラス基板１
の表面にＬＮ薄膜２を形成した後に、ＬＮ基板（薄膜）
２上に電極３を成膜・パターニングすることにより得ら
れる。
【００２６】ガラス基板１の材質としては、たとえば石
英ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、
ソーダ石灰ガラス、鉛ケイ酸ガラスなどが用いられ得
る。
英ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、
ソーダ石灰ガラス、鉛ケイ酸ガラスなどが用いられ得
る。
【００２７】またＬＮ基板２と組合せる基板は、ガラス
基板に限定されず、ＬＮよりも音速の遅い材料でかつＬ
ＮのＴＣＤおよびＴＣＶと異符号の特性を持つ材料であ
ればよい。
基板に限定されず、ＬＮよりも音速の遅い材料でかつＬ
ＮのＴＣＤおよびＴＣＶと異符号の特性を持つ材料であ
ればよい。
【００２８】また、圧電基板２の材質は、ＬＮのみから
なっていてもよく、また一部にＬＮを含んでいてもよ
い。また電極３の材質としては、たとえばアルミニウム
などが用いられ得るが、これに限定されるものではな
い。
なっていてもよく、また一部にＬＮを含んでいてもよ
い。また電極３の材質としては、たとえばアルミニウム
などが用いられ得るが、これに限定されるものではな
い。
【００２９】また圧電基板２の厚みをＨとし、電極３の
ピッチをλとし、Ｋを２π／λとしたとき、ＫＨが０．
５以上１．０以下となる。
ピッチをλとし、Ｋを２π／λとしたとき、ＫＨが０．
５以上１．０以下となる。
【００３０】また圧電基板２のＬＮが、オイラー角表示
で（３０°，８０°〜１００°，１３０°〜１４５°）
となることが好ましい。
で（３０°，８０°〜１００°，１３０°〜１４５°）
となることが好ましい。
【００３１】本実施の形態では、ガラス基板１とＬＮ基
板２とを組合せたことにより、ＳＡＷデバイス自身を小
型化することができる。つまり、ガラス基板１は、ＬＮ
基板２よりも音速の遅い材料である。このため、ガラス
基板１をＬＮ基板２と組合せることによりＬＮ基板２が
ガラス基板１の影響を受けるため、ＳＡＷの音速を遅く
することができる。よって、電極ピッチλを小さくで
き、ＳＡＷデバイス自身を小型化することができる。
板２とを組合せたことにより、ＳＡＷデバイス自身を小
型化することができる。つまり、ガラス基板１は、ＬＮ
基板２よりも音速の遅い材料である。このため、ガラス
基板１をＬＮ基板２と組合せることによりＬＮ基板２が
ガラス基板１の影響を受けるため、ＳＡＷの音速を遅く
することができる。よって、電極ピッチλを小さくで
き、ＳＡＷデバイス自身を小型化することができる。
【００３２】またＬＮ基板２の厚みＨおよび電極ピッチ
λによって電界分布が異なる。このため、ガラス基板１
とＬＮ基板２とを組合せるとともにＫＨを０．５以上
１．０以下とすることにより、電界分布をＬＮ基板２に
集中するように調整することができる。よって、ＳＡＷ
を効果的に励振できるようになり、Ｋ2が改善される。
λによって電界分布が異なる。このため、ガラス基板１
とＬＮ基板２とを組合せるとともにＫＨを０．５以上
１．０以下とすることにより、電界分布をＬＮ基板２に
集中するように調整することができる。よって、ＳＡＷ
を効果的に励振できるようになり、Ｋ2が改善される。
【００３３】なお、ＫＨを０．５以上１．０以下とした
のは、０．５未満および１．０を超える場合のいずれに
も、ＳＡＷの音速が速くなるため、ＳＡＷデバイス自身
を小型化することが困難となるからである。
のは、０．５未満および１．０を超える場合のいずれに
も、ＳＡＷの音速が速くなるため、ＳＡＷデバイス自身
を小型化することが困難となるからである。
【００３４】またガラス基板１とＬＮ基板２とを組合せ
たことにより、ＴＣＤ、ＴＣＶを改善することができ
る。つまり、ガラス基板１のＴＣＤ、ＴＣＶがＬＮ基板
２のＴＣＤ、ＴＣＶと異符号の特性を持つため（たとえ
ばＴＣＶの場合、ＬＮ基板２は＋の係数を持つが、ガラ
ス基板１は−の係数を持つ）、これらの基板１、２を接
合することにより、互いのＴＣＤ、ＴＣＶをキャンセル
することができる。これにより、低い温度特性を得るこ
とができる。
たことにより、ＴＣＤ、ＴＣＶを改善することができ
る。つまり、ガラス基板１のＴＣＤ、ＴＣＶがＬＮ基板
２のＴＣＤ、ＴＣＶと異符号の特性を持つため（たとえ
ばＴＣＶの場合、ＬＮ基板２は＋の係数を持つが、ガラ
ス基板１は−の係数を持つ）、これらの基板１、２を接
合することにより、互いのＴＣＤ、ＴＣＶをキャンセル
することができる。これにより、低い温度特性を得るこ
とができる。
【００３５】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。
【００３６】図１においてオイラー角が（０°，０°，
０°）のＬＮ／ガラス構造基板において、ＬＮのＫＨパ
ラメータと伝搬速度との関係を計算した。その結果を図
２に示す。計算したＫＨの範囲は、０≦ＫＨ≦４．０と
した。
０°）のＬＮ／ガラス構造基板において、ＬＮのＫＨパ
ラメータと伝搬速度との関係を計算した。その結果を図
２に示す。計算したＫＨの範囲は、０≦ＫＨ≦４．０と
した。
【００３７】図２より、ＫＨの値が０．７のとき伝搬速
度が最も遅くなり、かつ０．５以上１．０以下のときほ
ぼ２８００ｍ／ｓ程度の伝搬速度の得られることが判明
した。また、すべての方位について同様の結果が得られ
た。
度が最も遅くなり、かつ０．５以上１．０以下のときほ
ぼ２８００ｍ／ｓ程度の伝搬速度の得られることが判明
した。また、すべての方位について同様の結果が得られ
た。
【００３８】この結果より、ＬＮのＫＨパラメータの値
を０．７とすることによって伝搬速度を最も遅くできる
とともに、０．５以上１．０以下とすることにより伝搬
速度を十分に低くできることが判明した。
を０．７とすることによって伝搬速度を最も遅くできる
とともに、０．５以上１．０以下とすることにより伝搬
速度を十分に低くできることが判明した。
【００３９】次に、ＬＮのＫＨパラメータの値を０．７
としたときの伝搬速度とオイラー角との関係を計算し
た。その結果を図３〜図６に示す。またＫ2とオイラー
角との関係についても計算した。その結果については図
７〜図１０に示す。
としたときの伝搬速度とオイラー角との関係を計算し
た。その結果を図３〜図６に示す。またＫ2とオイラー
角との関係についても計算した。その結果については図
７〜図１０に示す。
【００４０】なお、上記の計算は、ＬＮ結晶性の対称性
から、０°≦φ≦３０°、０°≦θ≦１８０°、０°≦
ψ≦１８０°の範囲のみ行なった。
から、０°≦φ≦３０°、０°≦θ≦１８０°、０°≦
ψ≦１８０°の範囲のみ行なった。
【００４１】図３〜図１０の結果より、伝搬速度が２８
２０ｍ／ｓより遅く、かつＫ2が１．４％より大きな角
度は（３０°，９０°，１４０°）であることが判明し
た。また（３０°，９０°，１４０°）ＬＮ（ＫＨ＝
０．７）／ガラス構造基板のＴＣＤを計算した結果は、
１５．５６ｐｐｍ／℃であった。また角度が（３０°，
８０°〜１００°，１３０°〜１４５°）の範囲であれ
ば、図６と図１０とから十分に遅い伝搬速度と１．４以
上のＫ2とが得られるとともに、上記と同等のＴＣＤの
得られることが判明した。
２０ｍ／ｓより遅く、かつＫ2が１．４％より大きな角
度は（３０°，９０°，１４０°）であることが判明し
た。また（３０°，９０°，１４０°）ＬＮ（ＫＨ＝
０．７）／ガラス構造基板のＴＣＤを計算した結果は、
１５．５６ｐｐｍ／℃であった。また角度が（３０°，
８０°〜１００°，１３０°〜１４５°）の範囲であれ
ば、図６と図１０とから十分に遅い伝搬速度と１．４以
上のＫ2とが得られるとともに、上記と同等のＴＣＤの
得られることが判明した。
【００４２】なお、計算に用いたガラスの定数は、一般
的に電子材料用として用いられているガラスの定数とし
た。その計算に用いたガラスの材料定数を表２に示す。
的に電子材料用として用いられているガラスの定数とし
た。その計算に用いたガラスの材料定数を表２に示す。
【００４３】
【表２】
【００４４】本発明範囲の（３０°，９０°，１４０）
ＬＮ／ガラス基板を用いた場合について、表１に記載し
た（０°，３８°，０°）ＬＮ基板を用いた場合と比較
すると、本発明範囲ではＫ2は小さくなるものの、伝搬
速度は３割近く遅くなり、ＴＣＤに関してはおよそ８割
減と大幅に改善されていることが分かる。
ＬＮ／ガラス基板を用いた場合について、表１に記載し
た（０°，３８°，０°）ＬＮ基板を用いた場合と比較
すると、本発明範囲ではＫ2は小さくなるものの、伝搬
速度は３割近く遅くなり、ＴＣＤに関してはおよそ８割
減と大幅に改善されていることが分かる。
【００４５】また本発明範囲の（３０°，９０°，１４
０）ＬＮ／ガラス基板を用いた場合について、表１に記
載した（９０°，９０°，１１２°）ＬＴ基板を用いた
場合と比較すると、本発明範囲ではＫ2、伝搬速度およ
びＴＣＤのいずれにおいても優れている、つまり大きな
Ｋ2、遅い伝搬速度、および小さなＴＣＤ特性を有する
ことが分かる。
０）ＬＮ／ガラス基板を用いた場合について、表１に記
載した（９０°，９０°，１１２°）ＬＴ基板を用いた
場合と比較すると、本発明範囲ではＫ2、伝搬速度およ
びＴＣＤのいずれにおいても優れている、つまり大きな
Ｋ2、遅い伝搬速度、および小さなＴＣＤ特性を有する
ことが分かる。
【００４６】次に、上記で優れた特性の得られた本発明
のＬＮ／ガラス基板を用いてＳＡＷフィルタを製造する
方法について説明する。
のＬＮ／ガラス基板を用いてＳＡＷフィルタを製造する
方法について説明する。
【００４７】図１を参照して、表２に示した材料定数を
持つガラス基板１と（３０°，８０°〜１００°，１３
０°〜１４５°）ＬＮ基板２とを直接接合技術を用いて
積層し、ＬＮ基板２の表面に電極３を形成した。ここ
で、直接接合とは、接着層を介さず基板同士を直接接合
する技術である。具体的には、研磨、洗浄したガラス基
板１とＬＮ基板２とをアンモニア系水溶液により親水化
処理し、その後、基板１、２同士を重ね合わせ水素結合
によって接合した。
持つガラス基板１と（３０°，８０°〜１００°，１３
０°〜１４５°）ＬＮ基板２とを直接接合技術を用いて
積層し、ＬＮ基板２の表面に電極３を形成した。ここ
で、直接接合とは、接着層を介さず基板同士を直接接合
する技術である。具体的には、研磨、洗浄したガラス基
板１とＬＮ基板２とをアンモニア系水溶液により親水化
処理し、その後、基板１、２同士を重ね合わせ水素結合
によって接合した。
【００４８】本実施例では、接合強度を得るために接合
後、熱処理を行なった。このＬＮ／ガラス構造の基板上
にスパッタによってアルミニウム膜を１０００Å成膜
し、フォトリソグラフィによって電極３のパターニング
を行なった。
後、熱処理を行なった。このＬＮ／ガラス構造の基板上
にスパッタによってアルミニウム膜を１０００Å成膜
し、フォトリソグラフィによって電極３のパターニング
を行なった。
【００４９】今回開示された実施の形態および実施例は
すべての点で例示であって制限的なものではないと考え
られるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではな
くて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と
均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれるこ
とが意図される。
すべての点で例示であって制限的なものではないと考え
られるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではな
くて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と
均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれるこ
とが意図される。
【００５０】
【発明の効果】以上説明したように本発明のＳＡＷデバ
イス基板では、ガラス基板と圧電基板とを接合すること
により、それらの各膜厚を調整することでＳＡＷの音速
を低速化するよう調整することができる。これにより、
ＩＤＴの電極ピッチλを小さくできるため、ＳＡＷデバ
イス自身の小型化を図ることができる。
イス基板では、ガラス基板と圧電基板とを接合すること
により、それらの各膜厚を調整することでＳＡＷの音速
を低速化するよう調整することができる。これにより、
ＩＤＴの電極ピッチλを小さくできるため、ＳＡＷデバ
イス自身の小型化を図ることができる。
【００５１】また、ガラス基板と圧電基板とを組合せる
とともに、ＫＨを０．５以上１．０以下としたため、電
界分布を圧電基板に集中するように調整できる。これに
よってＳＡＷを効率的に励振できるようになり、それに
よりＫ2が改善される。
とともに、ＫＨを０．５以上１．０以下としたため、電
界分布を圧電基板に集中するように調整できる。これに
よってＳＡＷを効率的に励振できるようになり、それに
よりＫ2が改善される。
【００５２】また、ガラス基板と圧電基板とを接合する
ことにより、互いのＴＣＤ、ＴＣＶを各々キャンセルす
ることができ、それにより温度特性が改善される。
ことにより、互いのＴＣＤ、ＴＣＶを各々キャンセルす
ることができ、それにより温度特性が改善される。
【図１】本発明の一実施の形態におけるＳＡＷデバイス
の構成を示す概略断面図である。
の構成を示す概略断面図である。
【図２】（０°，０°，０°）ＬＮ／ガラス構造基板の
伝搬速度のＫＨ依存性を示す図である。
伝搬速度のＫＨ依存性を示す図である。
【図３】（０°，θ，ψ）ＬＮ（ＫＨ＝０．７）／ガラ
ス構造基板の伝搬速度を示す図である。
ス構造基板の伝搬速度を示す図である。
【図４】（１０゜，θ，ψ）ＬＮ（ＫＨ＝０．７）／ガ
ラス構造基板の伝搬速度を示す図である。
ラス構造基板の伝搬速度を示す図である。
【図５】（２０゜，θ，ψ）ＬＮ（ＫＨ＝０．７）／ガ
ラス構造基板の伝搬速度を示す図である。
ラス構造基板の伝搬速度を示す図である。
【図６】（３０゜，θ，ψ）ＬＮ（ＫＨ＝０．７）／ガ
ラス構造基板の伝搬速度を示す図である。
ラス構造基板の伝搬速度を示す図である。
【図７】（０゜，θ，ψ）ＬＮ（ＫＨ＝０．７）／ガラ
ス構造基板のＫ2を示す図である。
ス構造基板のＫ2を示す図である。
【図８】（１０゜，θ，ψ）ＬＮ（ＫＨ＝０．７）／ガ
ラス構造基板のＫ2を示す図である。
ラス構造基板のＫ2を示す図である。
【図９】（２０゜，θ，ψ）ＬＮ（ＫＨ＝０．７）／ガ
ラス構造基板のＫ2を示す図である。
ラス構造基板のＫ2を示す図である。
【図１０】（３０゜，θ，ψ）ＬＮ（ＫＨ＝０．７）／
ガラス構造基板のＫ2を示す図である。
ガラス構造基板のＫ2を示す図である。
【図１１】一般的なＳＡＷフィルタの構成を示す斜視図
である。
である。
【図１２】図１１に示すＳＡＷフィルタの動作を説明す
るための図である。
るための図である。
【図１３】従来のＳＡＷデバイスの構成を概略的に示す
断面図である。
断面図である。
【図１４】オイラー角を説明するための図である。
１ ガラス基板 ２ 圧電基板（ＬｉＮｂＯ3） ３ 電極
Claims (2)
- 【請求項１】 ガラス基板と、前記ガラス基板上に形成
されたＬｉＮｂＯ3を含む圧電基板と、前記圧電基板上
に形成された電極とを備え、 前記電極のピッチをλとし、前記圧電基板の厚みをＨと
し、Ｋを２π／λとしたとき、ＫとＨとの積が０．５以
上１．０以下であることを特徴とする、弾性表面波デバ
イス。 - 【請求項２】 前記ＬｉＮｂＯ3がオイラー角表示で
（３０°，８０°〜１００°，１３０°〜１４５°）で
あることを特徴とする、請求項１に記載の弾性表面波デ
バイス。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08145699A JP3485831B2 (ja) | 1999-03-25 | 1999-03-25 | 弾性表面波デバイス |
| US09/533,666 US6310423B1 (en) | 1999-03-25 | 2000-03-23 | Surface acoustic wave device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08145699A JP3485831B2 (ja) | 1999-03-25 | 1999-03-25 | 弾性表面波デバイス |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000278086A true JP2000278086A (ja) | 2000-10-06 |
| JP3485831B2 JP3485831B2 (ja) | 2004-01-13 |
Family
ID=13746915
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08145699A Expired - Fee Related JP3485831B2 (ja) | 1999-03-25 | 1999-03-25 | 弾性表面波デバイス |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6310423B1 (ja) |
| JP (1) | JP3485831B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050135759A1 (en) * | 2003-12-22 | 2005-06-23 | Xingwu Wang | Optical fiber assembly |
| JP3938147B2 (ja) * | 2003-04-08 | 2007-06-27 | 住友金属鉱山株式会社 | タンタル酸リチウム基板およびその製造方法 |
| US10574208B2 (en) | 2017-06-20 | 2020-02-25 | Skyworks Solutions, Inc. | Acoustic wave filters with thermally conductive sheet |
| WO2019226461A1 (en) | 2018-05-21 | 2019-11-28 | Skyworks Solutions, Inc. | Multi-layer piezoelectric substrate with heat dissipation |
| US11664780B2 (en) | 2019-05-14 | 2023-05-30 | Skyworks Solutions, Inc. | Rayleigh mode surface acoustic wave resonator |
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| JPH06326553A (ja) * | 1993-03-15 | 1994-11-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 表面弾性波素子 |
| JPH0865088A (ja) * | 1994-06-16 | 1996-03-08 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 表面弾性波素子 |
| JPH09130192A (ja) * | 1995-09-01 | 1997-05-16 | Murata Mfg Co Ltd | 表面波装置 |
| JPH09162697A (ja) * | 1995-12-05 | 1997-06-20 | Fuji Electric Co Ltd | 弾性表面波コンボルバ |
| JPH1155070A (ja) * | 1997-06-02 | 1999-02-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 弾性表面波素子とその製造方法 |
| JPH11122073A (ja) * | 1997-10-17 | 1999-04-30 | Kazuhiko Yamanouchi | 弾性表面波素子 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60119114A (ja) * | 1983-11-30 | 1985-06-26 | Murata Mfg Co Ltd | 表面波装置 |
| JPS60169210A (ja) * | 1984-02-13 | 1985-09-02 | Murata Mfg Co Ltd | 表面波装置 |
| US6025636A (en) * | 1996-02-09 | 2000-02-15 | Sumitomo Electric Industries Ltd. | Surface acoustic wave device incorporating single crystal LiNbO3 |
-
1999
- 1999-03-25 JP JP08145699A patent/JP3485831B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-03-23 US US09/533,666 patent/US6310423B1/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH1155070A (ja) * | 1997-06-02 | 1999-02-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 弾性表面波素子とその製造方法 |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3485831B2 (ja) | 2004-01-13 |
| US6310423B1 (en) | 2001-10-30 |
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