JP2003209458A - 弾性表面波基板及び弾性表面波機能素子 - Google Patents
弾性表面波基板及び弾性表面波機能素子Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 周波数温度特性に優れた薄膜構造の高結合擬
似弾性表面波基板および高周波帯の挿入損失を低下させ
る弾性表面波機能素子を提供する。 【解決手段】 LiNbO3基板上にSiO2膜の薄膜層を形成す
るとともに、前記LiNbO3基板の回転Ｙ板のカット角度を
−１０度から＋３０度とし、前記薄膜層の膜厚寸法を
Ｈ、前記弾性表面波の動作中心周波数の波長をλとした
ときに、Ｈ／λの値を０．１１５から０．３１とした。
その結果、レーレー型の弾性表面波よりも早い速度の擬
似弾性表面波に対する電気機械結合係数ｋ2を０．２０
以上にでき、かつ周波数温度特性を−３０から＋３０pp
m／℃の各範囲とすることができ、電気機械結合係数ｋ2
が大きく、周波数温度特性の優れた機能素子を得ること
ができる。
似弾性表面波基板および高周波帯の挿入損失を低下させ
る弾性表面波機能素子を提供する。 【解決手段】 LiNbO3基板上にSiO2膜の薄膜層を形成す
るとともに、前記LiNbO3基板の回転Ｙ板のカット角度を
−１０度から＋３０度とし、前記薄膜層の膜厚寸法を
Ｈ、前記弾性表面波の動作中心周波数の波長をλとした
ときに、Ｈ／λの値を０．１１５から０．３１とした。
その結果、レーレー型の弾性表面波よりも早い速度の擬
似弾性表面波に対する電気機械結合係数ｋ2を０．２０
以上にでき、かつ周波数温度特性を−３０から＋３０pp
m／℃の各範囲とすることができ、電気機械結合係数ｋ2
が大きく、周波数温度特性の優れた機能素子を得ること
ができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、擬似弾性表面波が
回転Ｙ板のカット面上をＸ軸方向へ伝搬するLiNbO3基板
の前記Ｙカット面にSiO2などの薄膜が形成された弾性表
面波基板に係り、特に温度特性に優れた弾性表面波基板
および弾性表面波機能素子に関する。
回転Ｙ板のカット面上をＸ軸方向へ伝搬するLiNbO3基板
の前記Ｙカット面にSiO2などの薄膜が形成された弾性表
面波基板に係り、特に温度特性に優れた弾性表面波基板
および弾性表面波機能素子に関する。
【０００２】
【従来の技術およびその課題】圧電性基板表面にすだれ
電極（Inter-Digital Electrode）を設けた弾性表面波
機能素子は、テレビの中間周波数帯のフィルターや移動
体通信用のフィルターなどとして広く応用されている。
前記弾性表面波機能素子は、圧電作用を有する基板の表
面に、弾性表面波を励起する電極と、前記弾性表面波を
受信する電極とを有している。
電極（Inter-Digital Electrode）を設けた弾性表面波
機能素子は、テレビの中間周波数帯のフィルターや移動
体通信用のフィルターなどとして広く応用されている。
前記弾性表面波機能素子は、圧電作用を有する基板の表
面に、弾性表面波を励起する電極と、前記弾性表面波を
受信する電極とを有している。
【０００３】弾性表面波機能素子に使用される圧電体基
板として、従来は、電気機械結合係数（electro mechan
ical coupling constant）ｋ2の大きな材料が使用され
ている。しかし前記電気機械結合係数ｋ2の大きい材料
を基板として用いた弾性表面波機能素子は、一般に温度
特性が悪く、即ち温度安定性に欠けるという問題があ
る。
板として、従来は、電気機械結合係数（electro mechan
ical coupling constant）ｋ2の大きな材料が使用され
ている。しかし前記電気機械結合係数ｋ2の大きい材料
を基板として用いた弾性表面波機能素子は、一般に温度
特性が悪く、即ち温度安定性に欠けるという問題があ
る。
【０００４】またＳＴ−カット水晶、ＬＳＴ−カット水
晶などの単結晶の圧電体の基板を用いたものは、温度安
定性に優れているが、その反面、電気機械結合係数ｋ2
が小さい。そのためフィルターとして使用されたときの
挿入損失が大きく、また広い帯域幅をもつフィルターな
どには使用することもできない。
晶などの単結晶の圧電体の基板を用いたものは、温度安
定性に優れているが、その反面、電気機械結合係数ｋ2
が小さい。そのためフィルターとして使用されたときの
挿入損失が大きく、また広い帯域幅をもつフィルターな
どには使用することもできない。
【０００５】そこで、温度安定性に優れ、かつ大きな電
気機械結合係数ｋ2をもつ基板として、LiNbO3基板、LiT
aO3基板を用い、その表面に線膨張係数の小さく、かつ
逆の温度特性をもつSiO2膜を付着させたSiO2／LiNbO3基
板、SiO2／LiTaO3基板などが考案されている。これら
は、山之内、岩橋、柴山著「Wave Electronics，3，（1
979−12）」や、山之内、端山著「IEEE，Trans．on Son
ics and Ulrason．，Vol-SU-31，No．1，Jan．1984）」
に好結果が得られるものとして記載されている。これら
の基板は、高安定の発振器及び通常の両方向性のすだれ
状電極を用いたフィルターとしての応用が提唱されてい
る。
気機械結合係数ｋ2をもつ基板として、LiNbO3基板、LiT
aO3基板を用い、その表面に線膨張係数の小さく、かつ
逆の温度特性をもつSiO2膜を付着させたSiO2／LiNbO3基
板、SiO2／LiTaO3基板などが考案されている。これら
は、山之内、岩橋、柴山著「Wave Electronics，3，（1
979−12）」や、山之内、端山著「IEEE，Trans．on Son
ics and Ulrason．，Vol-SU-31，No．1，Jan．1984）」
に好結果が得られるものとして記載されている。これら
の基板は、高安定の発振器及び通常の両方向性のすだれ
状電極を用いたフィルターとしての応用が提唱されてい
る。
【０００６】しかし、上記従来のものよりも更に大きな
電気機械結合係数ｋ2をもち、かつ温度安定性に優れた
基板が必要とされている。
電気機械結合係数ｋ2をもち、かつ温度安定性に優れた
基板が必要とされている。
【０００７】本発明は上記従来の課題を解決するための
ものであり、従来以上に大きな電気機械結合係数ｋ2を
もち、かつ温度特性が良好な弾性表面波基板および弾性
表面波機能素子を提供することを目的としている。
ものであり、従来以上に大きな電気機械結合係数ｋ2を
もち、かつ温度特性が良好な弾性表面波基板および弾性
表面波機能素子を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、電気機械結合
係数の大きな圧電性あるいは電歪性基板上に、温度変化
に対する弾性表面波の周波数の変動特性が前記基板と逆
の特性である薄膜が積層された弾性表面波基板であっ
て、前記基板は、回転Ｙ板のカット角度が−１０度以上
で＋３０度以下の範囲で、レーレー型の弾性表面波より
も速い伝搬速度を有する擬似弾性表面波が、Ｘ軸方向あ
るいは前記Ｘ軸方向に対してプラス・マイナス５度の範
囲で伝搬するLiNbO3基板であり、前記薄膜の膜厚をＨ、
前記擬似弾性表面波の動作中心周波数での波長をλとし
たときに、Ｈ／λの値が０．０５から０．３５の範囲で
あることを特徴とするものである。
係数の大きな圧電性あるいは電歪性基板上に、温度変化
に対する弾性表面波の周波数の変動特性が前記基板と逆
の特性である薄膜が積層された弾性表面波基板であっ
て、前記基板は、回転Ｙ板のカット角度が−１０度以上
で＋３０度以下の範囲で、レーレー型の弾性表面波より
も速い伝搬速度を有する擬似弾性表面波が、Ｘ軸方向あ
るいは前記Ｘ軸方向に対してプラス・マイナス５度の範
囲で伝搬するLiNbO3基板であり、前記薄膜の膜厚をＨ、
前記擬似弾性表面波の動作中心周波数での波長をλとし
たときに、Ｈ／λの値が０．０５から０．３５の範囲で
あることを特徴とするものである。
【０００９】さらに好ましくは、前記基板の回転Ｙ板の
カット角度が０度以上で＋２０度以下であり、前記Ｈ／
λの値が０．１から０．３５の範囲であり、または、前
記基板の回転Ｙ板のカット角度が＋２０度以上で＋３０
度以下であり、前記Ｈ／λの値が０．１５から０．３５
の範囲である。
カット角度が０度以上で＋２０度以下であり、前記Ｈ／
λの値が０．１から０．３５の範囲であり、または、前
記基板の回転Ｙ板のカット角度が＋２０度以上で＋３０
度以下であり、前記Ｈ／λの値が０．１５から０．３５
の範囲である。
【００１０】回転Ｙ板のカット角度とＨ／λを前記範囲
内で選択すると、２５℃で測定した周波数温度特性（Ｔ
ＣＦ）を零にすることが可能になり、または前記周波数
温度特性を小さくすることができる。
内で選択すると、２５℃で測定した周波数温度特性（Ｔ
ＣＦ）を零にすることが可能になり、または前記周波数
温度特性を小さくすることができる。
【００１１】本発明の弾性表面波基板の好ましい範囲
は、周波数温度特性（ＴＣＦ）が、２５℃で測定した、
−３０ppm／℃から＋３０ppm／℃である。さらには、前
記擬似弾性表面波の電気機械結合係数ｋ2が、０．１５
５以上であり、レーレー波成分の電気機械結合係数ｋR 2
が０．０１以下である。
は、周波数温度特性（ＴＣＦ）が、２５℃で測定した、
−３０ppm／℃から＋３０ppm／℃である。さらには、前
記擬似弾性表面波の電気機械結合係数ｋ2が、０．１５
５以上であり、レーレー波成分の電気機械結合係数ｋR 2
が０．０１以下である。
【００１２】前記周波数温度特性（ＴＣＦ）と前記電気
機械結合係数ｋ2の範囲は、回転Ｙ板のカット角度とＨ
／λを以下の（１）ないし（５）のいずれかの範囲内に
設定することにより達成できる。
機械結合係数ｋ2の範囲は、回転Ｙ板のカット角度とＨ
／λを以下の（１）ないし（５）のいずれかの範囲内に
設定することにより達成できる。
【００１３】（１）前記基板の回転Ｙ板のカット角度が
−１０度以上で−５度以下であり、前記Ｈ／λの値が
０．０７から０．３１の範囲、（２）前記基板の回転Ｙ
板のカット角度が−５度以上で＋１０度以下であり、前
記Ｈ／λの値が０．１１５から０．３１の範囲、（３）
前記基板の回転Ｙ板のカット角度が＋１０度以上で＋１
５度以下であり、前記Ｈ／λの値が０．１６から０．３
１の範囲、（４）前記基板の回転Ｙ板のカット角度が＋
１５度以上で＋２０度以下であり、前記Ｈ／λの値が
０．２から０．３１の範囲、（５）前記基板の回転Ｙ板
のカット角度が＋２０度以上で＋３０度以下であり、前
記Ｈ／λの値が０．２５から０．３１の範囲、また、本
発明の弾性表面波機能素子は、前記いずれかに記載の弾
性表面波基板を用い、励振または受信領域では、前記基
板の表面と前記薄膜との境界面に、擬似弾性表面波を励
振または受信するための電極が、すだれ状電極（Inter-
Digital Electrode）として形成されており、伝搬領域
では、前記基板の表面と前記薄膜との境界面が、電気的
に短絡させる構造または短絡型のグレーティング電極構
造を有することを特徴とするものである。
−１０度以上で−５度以下であり、前記Ｈ／λの値が
０．０７から０．３１の範囲、（２）前記基板の回転Ｙ
板のカット角度が−５度以上で＋１０度以下であり、前
記Ｈ／λの値が０．１１５から０．３１の範囲、（３）
前記基板の回転Ｙ板のカット角度が＋１０度以上で＋１
５度以下であり、前記Ｈ／λの値が０．１６から０．３
１の範囲、（４）前記基板の回転Ｙ板のカット角度が＋
１５度以上で＋２０度以下であり、前記Ｈ／λの値が
０．２から０．３１の範囲、（５）前記基板の回転Ｙ板
のカット角度が＋２０度以上で＋３０度以下であり、前
記Ｈ／λの値が０．２５から０．３１の範囲、また、本
発明の弾性表面波機能素子は、前記いずれかに記載の弾
性表面波基板を用い、励振または受信領域では、前記基
板の表面と前記薄膜との境界面に、擬似弾性表面波を励
振または受信するための電極が、すだれ状電極（Inter-
Digital Electrode）として形成されており、伝搬領域
では、前記基板の表面と前記薄膜との境界面が、電気的
に短絡させる構造または短絡型のグレーティング電極構
造を有することを特徴とするものである。
【００１４】さらに本発明の弾性表面波機能素子は、電
気機械結合係数の大きな圧電性あるいは電歪性基板上
に、温度変化に対する弾性表面波の周波数の変動特性が
前記基板と逆の特性である薄膜が積層された基板を有
し、前記基板は、回転Ｙ板のカット角度が−１０度以上
で＋３０度以下の範囲で、レーレー型の弾性表面波より
も速い伝搬速度を有する擬似弾性表面波が、Ｘ軸方向あ
るいは前記Ｘ軸方向に対してプラス・マイナス５度の範
囲で伝搬するLiNbO3基板であり、前記薄膜の膜厚寸法を
Ｈ、前記弾性表面波の動作中心周波数での波長をλとし
たときに、励起または受信領域では、Ｈ／λの値が０か
ら０．３５の範囲であり、伝搬領域では、Ｈ／λの値が
０．０５から０．３５の範囲であることを特徴とするも
のである。
気機械結合係数の大きな圧電性あるいは電歪性基板上
に、温度変化に対する弾性表面波の周波数の変動特性が
前記基板と逆の特性である薄膜が積層された基板を有
し、前記基板は、回転Ｙ板のカット角度が−１０度以上
で＋３０度以下の範囲で、レーレー型の弾性表面波より
も速い伝搬速度を有する擬似弾性表面波が、Ｘ軸方向あ
るいは前記Ｘ軸方向に対してプラス・マイナス５度の範
囲で伝搬するLiNbO3基板であり、前記薄膜の膜厚寸法を
Ｈ、前記弾性表面波の動作中心周波数での波長をλとし
たときに、励起または受信領域では、Ｈ／λの値が０か
ら０．３５の範囲であり、伝搬領域では、Ｈ／λの値が
０．０５から０．３５の範囲であることを特徴とするも
のである。
【００１５】この場合も、前記励振または受信領域で
は、前記基板の表面と前記薄膜との境界面に、擬似弾性
表面波を励振または受信するための電極が、すだれ状電
極（Inter-Digital Electrode）として形成されてお
り、前記伝搬領域では、前記基板表面と前記薄膜との境
界面が、電気的に短絡させる構造または短絡型のグレー
ティング電極構造を有するものである。
は、前記基板の表面と前記薄膜との境界面に、擬似弾性
表面波を励振または受信するための電極が、すだれ状電
極（Inter-Digital Electrode）として形成されてお
り、前記伝搬領域では、前記基板表面と前記薄膜との境
界面が、電気的に短絡させる構造または短絡型のグレー
ティング電極構造を有するものである。
【００１６】前記のように構成すれば、励振または受信
領域において、電気機械結合係数ｋ 2を大きくでき、前
記伝搬領域において周波数温度特性（ＴＣＦ）を小さく
した弾性表面波機能素子を得ることができる。
領域において、電気機械結合係数ｋ 2を大きくでき、前
記伝搬領域において周波数温度特性（ＴＣＦ）を小さく
した弾性表面波機能素子を得ることができる。
【００１７】さらに励振または受信領域と、伝搬領域に
おいて、Ｈ／λを好ましい範囲に設定すれば、前記励振
または受信領域では、擬似弾性表面波の電気機械結合係
数ｋ 2が、０．１１５以上であり、前記伝搬領域では、
２５℃で測定した周波数温度特性（ＴＣＦ）が、−３０
ppm／℃から＋３０ppm／℃である弾性表面波機能素子を
得ることが可能である。
おいて、Ｈ／λを好ましい範囲に設定すれば、前記励振
または受信領域では、擬似弾性表面波の電気機械結合係
数ｋ 2が、０．１１５以上であり、前記伝搬領域では、
２５℃で測定した周波数温度特性（ＴＣＦ）が、−３０
ppm／℃から＋３０ppm／℃である弾性表面波機能素子を
得ることが可能である。
【００１８】また、前記弾性表面波機能素子において
は、前記すだれ状電極が、Ａｌ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｗ、Ｍ
ｏ、Ｃｒ、Ａｕ、Ａｇのいずれかの金属、または前記い
ずれか２種以上の金属の組み合わせ若しくは合金で形成
され、前記伝搬領域では、前記基板と前記薄膜とを電気
的に短絡させる構造として、Ａｌ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｗ、Ｍ
ｏ、Ｃｒ、Ａｕ、Ａｇのいずれかの金属、または前記い
ずれか２種以上の金属の組み合わせ若しくは合金で形成
された導電層が設けられているものが好ましい。
は、前記すだれ状電極が、Ａｌ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｗ、Ｍ
ｏ、Ｃｒ、Ａｕ、Ａｇのいずれかの金属、または前記い
ずれか２種以上の金属の組み合わせ若しくは合金で形成
され、前記伝搬領域では、前記基板と前記薄膜とを電気
的に短絡させる構造として、Ａｌ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｗ、Ｍ
ｏ、Ｃｒ、Ａｕ、Ａｇのいずれかの金属、または前記い
ずれか２種以上の金属の組み合わせ若しくは合金で形成
された導電層が設けられているものが好ましい。
【００１９】よって、前記いずれかの弾性表面波機能素
子をフィルターとして用いれば、周波数特性が広帯域
で、且つ挿入損失の低いものとなる。
子をフィルターとして用いれば、周波数特性が広帯域
で、且つ挿入損失の低いものとなる。
【００２０】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の形態であ
る弾性表面波基板の構造を示す断面図である。
る弾性表面波基板の構造を示す断面図である。
【００２１】異方性の圧電材料であるLiNbO3のＸ軸の種
結晶で育成した単結晶においては、Ｙ軸方向を零度とし
て、前記Ｙ軸方向を基準とした所定の回転Ｙ板のカット
面において弾性表面波がＸ軸方向または、Ｘ軸方向に対
してプラス・マイナス５度の範囲内で伝搬する場合を考
える。
結晶で育成した単結晶においては、Ｙ軸方向を零度とし
て、前記Ｙ軸方向を基準とした所定の回転Ｙ板のカット
面において弾性表面波がＸ軸方向または、Ｘ軸方向に対
してプラス・マイナス５度の範囲内で伝搬する場合を考
える。
【００２２】このような、回転Ｙカット面で弾性表面波
がＸ軸方向へ伝搬するLiNbO3基板の解析と実験は山之
内、柴山著「Journal of Applied Physics，Vol．43，N
0．3，March1972、pp．856−862」によって、発表され
ている。
がＸ軸方向へ伝搬するLiNbO3基板の解析と実験は山之
内、柴山著「Journal of Applied Physics，Vol．43，N
0．3，March1972、pp．856−862」によって、発表され
ている。
【００２３】LiNbO3基板においてＸ軸方向へ伝搬する横
波の弾性波は、速い横波と遅い横波とを有する。前記文
献では、前記遅い横波より遅いモードの波がレーレ一波
（Rayleigh waves）とされている。従来のフィルターな
どで使用されている弾性表面波のほとんどがレーレー波
である。また、前記文献などには、レーレ一波より速い
速度で且つ前記速い横波と前記遅い横波との間の速度を
持つ擬似弾性表面波（piezo electric leaky surface w
aves）が存在すると記載されている。
波の弾性波は、速い横波と遅い横波とを有する。前記文
献では、前記遅い横波より遅いモードの波がレーレ一波
（Rayleigh waves）とされている。従来のフィルターな
どで使用されている弾性表面波のほとんどがレーレー波
である。また、前記文献などには、レーレ一波より速い
速度で且つ前記速い横波と前記遅い横波との間の速度を
持つ擬似弾性表面波（piezo electric leaky surface w
aves）が存在すると記載されている。
【００２４】また、前記擬似弾性表面波は基板内部に放
射されるために伝搬減衰する。LiNbO3の単結晶の場合、
前記単結晶の回転Ｙ板のＹカット面を零度のカット面と
し、前記零度のカット面を基準として回転させたときの
回転角度が４１度付近のカット面において、表面Ｏｐｅ
ｎの場合の伝搬減衰がほぼ零となる。また、カット面に
おいて、LiNbO3基板上に導電層を配置して、電気的に短
絡させた場合には、回転角度が６４度付近のカット面に
おいて前記伝搬減衰が零となり、それ以外の回転角度の
カット面では伝搬減衰が大きくなると記載されている。
射されるために伝搬減衰する。LiNbO3の単結晶の場合、
前記単結晶の回転Ｙ板のＹカット面を零度のカット面と
し、前記零度のカット面を基準として回転させたときの
回転角度が４１度付近のカット面において、表面Ｏｐｅ
ｎの場合の伝搬減衰がほぼ零となる。また、カット面に
おいて、LiNbO3基板上に導電層を配置して、電気的に短
絡させた場合には、回転角度が６４度付近のカット面に
おいて前記伝搬減衰が零となり、それ以外の回転角度の
カット面では伝搬減衰が大きくなると記載されている。
【００２５】前記伝搬減衰とは、基板の内部に擬似弾性
表面波がエネルギーの一部を基板中に放射することに起
因して、前記擬似弾性表面波が基板の表面に沿って伝搬
するときに減衰していく程度を意味する。これは単位波
長（λ）あたりの振幅の減衰量（ｄＢ）によって、表さ
れ、その単位は（ｄＢ／λ）である。前記回転Ｙ板のカ
ット角度が−１０度から＋３０度の範囲では、前記伝搬
減衰が０．８（ｄＢ／λ）と大きな値となる領域が存在
し、このような領域では、擬似弾性表面波基板として使
用しにくい。
表面波がエネルギーの一部を基板中に放射することに起
因して、前記擬似弾性表面波が基板の表面に沿って伝搬
するときに減衰していく程度を意味する。これは単位波
長（λ）あたりの振幅の減衰量（ｄＢ）によって、表さ
れ、その単位は（ｄＢ／λ）である。前記回転Ｙ板のカ
ット角度が−１０度から＋３０度の範囲では、前記伝搬
減衰が０．８（ｄＢ／λ）と大きな値となる領域が存在
し、このような領域では、擬似弾性表面波基板として使
用しにくい。
【００２６】さらに、前記文献では、回転角度が−１０
度から＋３０度の範囲にあるＹカット面においては、２
５℃における周波数温度特性（ＴＣＦ）が−８０ppm／
℃と大きい値を示す。
度から＋３０度の範囲にあるＹカット面においては、２
５℃における周波数温度特性（ＴＣＦ）が−８０ppm／
℃と大きい値を示す。
【００２７】前記周波数温度特性ＴＣＦ（Temperature
Coefficient of Frequency）とは、２５℃における弾性
表面波の伝搬速度をｖ（ｍ／ｓ）、温度変化に対する伝
搬速度の変化量を（∂ｖ／∂Ｔ）、線膨張係数をαとし
たときに、周波数温度特性（ＴＣＦ）は、｛１／ｖ・
（∂ｖ／∂Ｔ）−α｝（１／℃）で表される。
Coefficient of Frequency）とは、２５℃における弾性
表面波の伝搬速度をｖ（ｍ／ｓ）、温度変化に対する伝
搬速度の変化量を（∂ｖ／∂Ｔ）、線膨張係数をαとし
たときに、周波数温度特性（ＴＣＦ）は、｛１／ｖ・
（∂ｖ／∂Ｔ）−α｝（１／℃）で表される。
【００２８】そこで、図１に示すように、この実施の形
態の弾性表面波基板では、LiNbO3基板の表面に、温度変
化に対する弾性表面波の周波数の変動特性が前記LiNbO3
基板と逆の特性である薄膜としてSiO2膜を形成してい
る。すなわち、圧電単結晶材料であるLiNbO3基板の上に
熔融石英を蒸着やスパッター法などを用いて付着させる
ことにより、SiO2の薄膜が形成されている。
態の弾性表面波基板では、LiNbO3基板の表面に、温度変
化に対する弾性表面波の周波数の変動特性が前記LiNbO3
基板と逆の特性である薄膜としてSiO2膜を形成してい
る。すなわち、圧電単結晶材料であるLiNbO3基板の上に
熔融石英を蒸着やスパッター法などを用いて付着させる
ことにより、SiO2の薄膜が形成されている。
【００２９】ここで、「温度変化に対する弾性表面波の
周波数の変動特性が前記基板と逆の特性である」とは、
前記LiNbO3基板は温度が高くなるにしたがって駆動中心
周波数が低くなるが、SiO2は温度が高くなるにしたがっ
て駆動中心周波数が高くなることを意味している。すな
わちLiNbO3基板は、温度が高くなると弾性表面波の伝搬
速度が遅くなると同時に線膨張係数が正のために波長が
長くなるため、駆動中心周波数が低くなる。一方、SiO2
は、線膨張がほとんど零であるが、温度が高くなると伝
搬速度が速くなるため、波長が短くなって駆動中心周波
数が高くなる。
周波数の変動特性が前記基板と逆の特性である」とは、
前記LiNbO3基板は温度が高くなるにしたがって駆動中心
周波数が低くなるが、SiO2は温度が高くなるにしたがっ
て駆動中心周波数が高くなることを意味している。すな
わちLiNbO3基板は、温度が高くなると弾性表面波の伝搬
速度が遅くなると同時に線膨張係数が正のために波長が
長くなるため、駆動中心周波数が低くなる。一方、SiO2
は、線膨張がほとんど零であるが、温度が高くなると伝
搬速度が速くなるため、波長が短くなって駆動中心周波
数が高くなる。
【００３０】本発明の実施の形態は、前記のように、Li
NbO3基板のＹカット面に、温度変化に対する弾性表面波
の周波数の変動特性が前記基板と逆の特性であるSiO2の
薄膜を形成することにより、周波数温度特性（ＴＣＦ）
を零またはきわめて小さくできること（図９参照）に着
目したものである。さらに、前記LiNbO3基板とSiO2の薄
膜とを電気的に短絡すること、具体的には、前記基板と
前記薄膜との界面に、図１１に示すようなすだれ状電極
３ａ，３ｂを形成すること、また伝搬路は電気的に短絡
された構造または短絡型のグレーティング電極４，４を
形成することにより、伝搬減衰を低減させることができ
ること（図４）に着目したものである。
NbO3基板のＹカット面に、温度変化に対する弾性表面波
の周波数の変動特性が前記基板と逆の特性であるSiO2の
薄膜を形成することにより、周波数温度特性（ＴＣＦ）
を零またはきわめて小さくできること（図９参照）に着
目したものである。さらに、前記LiNbO3基板とSiO2の薄
膜とを電気的に短絡すること、具体的には、前記基板と
前記薄膜との界面に、図１１に示すようなすだれ状電極
３ａ，３ｂを形成すること、また伝搬路は電気的に短絡
された構造または短絡型のグレーティング電極４，４を
形成することにより、伝搬減衰を低減させることができ
ること（図４）に着目したものである。
【００３１】ここで、基板と薄膜との間を電気的に短絡
することとは、基板と薄膜との境界面に均一な膜厚で一
定の面積を有する導電層が挟まれて形成されているこ
と、または、前記すだれ状電極３ａ，３ｂや短絡型のグ
レーティング電極４，４が挟まれて形成されていること
を意味する。
することとは、基板と薄膜との境界面に均一な膜厚で一
定の面積を有する導電層が挟まれて形成されているこ
と、または、前記すだれ状電極３ａ，３ｂや短絡型のグ
レーティング電極４，４が挟まれて形成されていること
を意味する。
【００３２】また本明細書でのすだれ状電極とは、弾性
表面波の伝搬方向（Ｘ軸方向）に直交する方向へ延びる
複数の細長い電極（ストリップ電極）の一端どうしが交
互に電気的に接続されているものであり、図１１に示す
ように、励振または受信領域５では、一方のすだれ状電
極３ａの各ストリップ電極と他方のすだれ状電極３ｂの
各ストリップ電極とが、交互に配置されている構造であ
る。
表面波の伝搬方向（Ｘ軸方向）に直交する方向へ延びる
複数の細長い電極（ストリップ電極）の一端どうしが交
互に電気的に接続されているものであり、図１１に示す
ように、励振または受信領域５では、一方のすだれ状電
極３ａの各ストリップ電極と他方のすだれ状電極３ｂの
各ストリップ電極とが、交互に配置されている構造であ
る。
【００３３】また、短絡型のグレーティング電極とは、
図１１に示すように、弾性表面波の伝搬方向（Ｘ軸方
向）に直交する方向へ延びる複数の細長い電極（ストリ
ップ電極）の両端どうしが互いに短絡されているものを
意味する。図１１に示す擬似弾性表面波機能素子では、
伝搬領域に形成された前記短絡型のグレーティング電極
４，４により反射器が形成されている。
図１１に示すように、弾性表面波の伝搬方向（Ｘ軸方
向）に直交する方向へ延びる複数の細長い電極（ストリ
ップ電極）の両端どうしが互いに短絡されているものを
意味する。図１１に示す擬似弾性表面波機能素子では、
伝搬領域に形成された前記短絡型のグレーティング電極
４，４により反射器が形成されている。
【００３４】また、この実施の形態は、回転Ｙ板のカッ
ト角度と、Ｈ／λ（ＨはSiO2の薄膜の膜厚、λは駆動中
心周波数）とを選ぶことにより、レーレー波の電気機械
結合係数ｋR 2を零または零に近い値にできること（図
８）、擬似弾性表面波の電気機械結合係数ｋ2を大きく
できること（図３）に着目したものである。この弾性表
面波基板は、レーレー波がほとんど励振されず、擬似弾
性表面波の励振を高めることができ、スプリアス特性に
優れ、さらに広帯域の特性を有するフィルターなどの使
用に適したものとなる。
ト角度と、Ｈ／λ（ＨはSiO2の薄膜の膜厚、λは駆動中
心周波数）とを選ぶことにより、レーレー波の電気機械
結合係数ｋR 2を零または零に近い値にできること（図
８）、擬似弾性表面波の電気機械結合係数ｋ2を大きく
できること（図３）に着目したものである。この弾性表
面波基板は、レーレー波がほとんど励振されず、擬似弾
性表面波の励振を高めることができ、スプリアス特性に
優れ、さらに広帯域の特性を有するフィルターなどの使
用に適したものとなる。
【００３５】以上の特性は、単結晶の回転Ｙ板のＹ軸方
向を０度のカット面としたときに回転Ｙ板の回転角度が
−１０度以上で＋３０度以下のLiNbO3基板を用い、Ｈ／
λを０．０５〜０．３５の範囲内とすることによって得
ることができる。また、好ましくは、回転Ｙ板のカット
角度が０度以上で＋２０度以下であり、Ｈ／λの値が
０．１から０．３５の範囲である。あるいは、回転Ｙ板
のカット角度が＋２０度以上で＋３０度以下の場合、好
ましくはＨ／λの値が０．１５から０．３５の範囲であ
る。また、電気機械結合係数ｋ2を高くし、レーレー波
の電気機械結合係数ｋR 2を低くするためには、いずれの
場合もＨ／λの上限が０．３１であることが好ましい。
向を０度のカット面としたときに回転Ｙ板の回転角度が
−１０度以上で＋３０度以下のLiNbO3基板を用い、Ｈ／
λを０．０５〜０．３５の範囲内とすることによって得
ることができる。また、好ましくは、回転Ｙ板のカット
角度が０度以上で＋２０度以下であり、Ｈ／λの値が
０．１から０．３５の範囲である。あるいは、回転Ｙ板
のカット角度が＋２０度以上で＋３０度以下の場合、好
ましくはＨ／λの値が０．１５から０．３５の範囲であ
る。また、電気機械結合係数ｋ2を高くし、レーレー波
の電気機械結合係数ｋR 2を低くするためには、いずれの
場合もＨ／λの上限が０．３１であることが好ましい。
【００３６】以上の詳細な特性例として、回転角度が＋
１０度の場合を用いて説明すると、図９に示すように、
Ｈ／λ＝０では、ＴＣＦ＝−８０ppm／℃であり、図４
に示すように前記基板と前記薄膜との界面が電気的に短
絡されている界面短絡（SHORT）と、短絡されていない
界面開放（OPEN）の双方において、伝搬減衰が０．８dB
／λとなり、良好な特性は得られない。一方、Ｈ／λ＝
０．２では、図９に示すように界面短絡（SHORT）では
ＴＣＦが０ppm／℃に近い値であり、また図４に示すよ
うに、界面短絡（SHORT）の場合は、Ｈ／λ＝０．２で
は伝搬減衰がほぼ０dB／λの擬似弾性表面波基板が得ら
れる。
１０度の場合を用いて説明すると、図９に示すように、
Ｈ／λ＝０では、ＴＣＦ＝−８０ppm／℃であり、図４
に示すように前記基板と前記薄膜との界面が電気的に短
絡されている界面短絡（SHORT）と、短絡されていない
界面開放（OPEN）の双方において、伝搬減衰が０．８dB
／λとなり、良好な特性は得られない。一方、Ｈ／λ＝
０．２では、図９に示すように界面短絡（SHORT）では
ＴＣＦが０ppm／℃に近い値であり、また図４に示すよ
うに、界面短絡（SHORT）の場合は、Ｈ／λ＝０．２で
は伝搬減衰がほぼ０dB／λの擬似弾性表面波基板が得ら
れる。
【００３７】ここで、前記基板と前記薄膜との界面に、
弾性表面波を励振するためのすだれ状電極または受信の
ためのすだれ状電極を設けた場合、また弾性表面波伝搬
経路に、短絡型のグレーティング電極を設けた場合に
は、前記界面短絡（SHORT）の条件に対応するので、前
記電極上を伝搬する擬似弾性表面波の伝搬減衰を零にで
きまたは零に近くできる。
弾性表面波を励振するためのすだれ状電極または受信の
ためのすだれ状電極を設けた場合、また弾性表面波伝搬
経路に、短絡型のグレーティング電極を設けた場合に
は、前記界面短絡（SHORT）の条件に対応するので、前
記電極上を伝搬する擬似弾性表面波の伝搬減衰を零にで
きまたは零に近くできる。
【００３８】なお、前記電極は、アルミニウム（Ａ
ｌ）、銅（Ｃｕ）、チタン（Ｔｉ）、タングステン
（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）、金（Ａ
ｕ）、銀（Ａｇ）のいずれかの金属膜、あるいは前記の
いずれか２種以上を組み合わせた金属膜または合金で形
成される。好ましくは、励振電極または受信電極をＡｌ
あるいはＣｕで形成し、伝搬領域に位置する前記反射器
などの電極をＡｌあるいはＣｕで形成することが好まし
い。前記電極をＣｕで形成すると、挿入損失を低減で
き、電極をＡｌとＴｉなどの金属を組み合わせると、大
きな電力が与えられたときに電極に疲労破壊が生じるの
を防止できる。
ｌ）、銅（Ｃｕ）、チタン（Ｔｉ）、タングステン
（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）、金（Ａ
ｕ）、銀（Ａｇ）のいずれかの金属膜、あるいは前記の
いずれか２種以上を組み合わせた金属膜または合金で形
成される。好ましくは、励振電極または受信電極をＡｌ
あるいはＣｕで形成し、伝搬領域に位置する前記反射器
などの電極をＡｌあるいはＣｕで形成することが好まし
い。前記電極をＣｕで形成すると、挿入損失を低減で
き、電極をＡｌとＴｉなどの金属を組み合わせると、大
きな電力が与えられたときに電極に疲労破壊が生じるの
を防止できる。
【００３９】LiNbO3の弾性、圧電、誘電の各定数として
は、Smithらが測定した定数（R.T.Smith et al，J．App
l．Phys．，vol．42、No.6，1971，pp．2219−2229）
と、Warnerらが測定した定数（A.W.Warner et al，J．A
coust．Soc．Amer．，Vo1．42，No.6，1967，pp．1223
−1231）、温度特性についてはSmithらの定数（SiO2の
定数と温度特性についてはM.J. Mcskimin（J.Appl. Phy
s．，vol．24、pp．988〜997,1953））がある。解析はL
iNbO3についてはSmithとWarnerの定数、温度特性はSmit
hの定数（SiO2についてはMcskiminの定数）で解析を行
ったが、LiNbO3については実験結果が、よりSmithらの
定数に近いことから、以下においては、Smithの定数を
用いて計算した結果を実験結果を含めて説明する。
は、Smithらが測定した定数（R.T.Smith et al，J．App
l．Phys．，vol．42、No.6，1971，pp．2219−2229）
と、Warnerらが測定した定数（A.W.Warner et al，J．A
coust．Soc．Amer．，Vo1．42，No.6，1967，pp．1223
−1231）、温度特性についてはSmithらの定数（SiO2の
定数と温度特性についてはM.J. Mcskimin（J.Appl. Phy
s．，vol．24、pp．988〜997,1953））がある。解析はL
iNbO3についてはSmithとWarnerの定数、温度特性はSmit
hの定数（SiO2についてはMcskiminの定数）で解析を行
ったが、LiNbO3については実験結果が、よりSmithらの
定数に近いことから、以下においては、Smithの定数を
用いて計算した結果を実験結果を含めて説明する。
【００４０】図２は、Ｈ／λと、周波数温度特性（ＴＣ
Ｆ）との関係を示す図、図３は、Ｈ／λと、擬似弾性表
面波の電気機械結合係数ｋ2との関係を示す図、図４、
図５および図６は、Ｈ／λと、擬似弾性表面波の伝搬減
衰との関係を示す図、図７は、Ｈ／λと、弾性表面波の
伝搬速度との関係を示す図、図８は、Ｈ／λと、擬似弾
性表面波よりも伝搬速度が遅いレーレー波成分の電気機
械結合係数ｋR 2との関係を示す図である。なお、図２、
図４および図７は、LiNbO3基板の回転Ｙ板のカット角度
が＋１０度のとき、図５は前記回転角度が０度のとき、
図６は前記回転角度が＋５度のときであり、図３と図８
は、前記回転角度を、０度から４０度の範囲で５度ごと
に変化させた場合を示している。いずれも弾性表面波の
伝搬方向がＸ軸方向である。
Ｆ）との関係を示す図、図３は、Ｈ／λと、擬似弾性表
面波の電気機械結合係数ｋ2との関係を示す図、図４、
図５および図６は、Ｈ／λと、擬似弾性表面波の伝搬減
衰との関係を示す図、図７は、Ｈ／λと、弾性表面波の
伝搬速度との関係を示す図、図８は、Ｈ／λと、擬似弾
性表面波よりも伝搬速度が遅いレーレー波成分の電気機
械結合係数ｋR 2との関係を示す図である。なお、図２、
図４および図７は、LiNbO3基板の回転Ｙ板のカット角度
が＋１０度のとき、図５は前記回転角度が０度のとき、
図６は前記回転角度が＋５度のときであり、図３と図８
は、前記回転角度を、０度から４０度の範囲で５度ごと
に変化させた場合を示している。いずれも弾性表面波の
伝搬方向がＸ軸方向である。
【００４１】図２で示す実線および破線の曲線はSmith
の定数を用いて計算した結果であるが、回転Ｙ板のカッ
ト角度が１０度の場合、ＴＣＦが０ppm／℃となるの
は、LiNbO3基板とSiO2の薄膜の界面において基板表面を
電気的に短絡させた界面短絡の場合（SHORT）が、Ｈ／
λ＝０．１３のときであり、短絡させない界面開放の場
合（OPEN）が、Ｈ／λ＝０．２６のときである。またLi
NbO3基板とSiO2の薄膜の界面にすだれ状電極を形成し
て、弾性表面波を送受した時の中心周波数から求めた速
度を「×」で示す。これから、すだれ状電極は短絡電極
として動作していることが判る。この実験結果は、前記
計算結果と一致していることが判る。
の定数を用いて計算した結果であるが、回転Ｙ板のカッ
ト角度が１０度の場合、ＴＣＦが０ppm／℃となるの
は、LiNbO3基板とSiO2の薄膜の界面において基板表面を
電気的に短絡させた界面短絡の場合（SHORT）が、Ｈ／
λ＝０．１３のときであり、短絡させない界面開放の場
合（OPEN）が、Ｈ／λ＝０．２６のときである。またLi
NbO3基板とSiO2の薄膜の界面にすだれ状電極を形成し
て、弾性表面波を送受した時の中心周波数から求めた速
度を「×」で示す。これから、すだれ状電極は短絡電極
として動作していることが判る。この実験結果は、前記
計算結果と一致していることが判る。
【００４２】図２から、回転Ｙ板の回転角度が＋１０度
で、界面短絡の場合、Ｈ／λ＝０．１３であれば、周波
数温度特性（ＴＣＦ）が０であり、Ｈ／λを０．１１５
以上で０．３１の範囲とすると、周波数温度特性（ＴＣ
Ｆ）が−３０ppm／℃から＋３０ppm／℃の範囲の擬似弾
性表面基板を得ることができる。
で、界面短絡の場合、Ｈ／λ＝０．１３であれば、周波
数温度特性（ＴＣＦ）が０であり、Ｈ／λを０．１１５
以上で０．３１の範囲とすると、周波数温度特性（ＴＣ
Ｆ）が−３０ppm／℃から＋３０ppm／℃の範囲の擬似弾
性表面基板を得ることができる。
【００４３】図３に示すように擬似弾性表面波の電気機
械結合係数（electro mechanical coupling constant）
ｋ2は、回転角度が＋１０度で、界面短絡でＨ／λ＝
０．１３のとき、すなわち周波数温度特性（ＴＣＦ）が
０のとき、ｋ2＝０．２４以上の大きな値となる。ま
た、Ｈ／λが０．１１５以上で０．３１の範囲でも、ｋ
2を０．１９以上にできることが判る。
械結合係数（electro mechanical coupling constant）
ｋ2は、回転角度が＋１０度で、界面短絡でＨ／λ＝
０．１３のとき、すなわち周波数温度特性（ＴＣＦ）が
０のとき、ｋ2＝０．２４以上の大きな値となる。ま
た、Ｈ／λが０．１１５以上で０．３１の範囲でも、ｋ
2を０．１９以上にできることが判る。
【００４４】図４は前記回転角度が＋１０度のときの、
伝搬減衰（Decay）を示しているが、界面短絡（SHORT）
の場合、Ｈ／λ＝０．１３のとき伝搬減衰は零にきわめ
て近くなり、Ｈ／λが０．１１５以上で０．３１の範囲
でも伝搬減衰を小さい値にできることが判る。なお、界
面開放（OPEN）の場合、周波数温度特性（ＴＣＦ）が零
になるＨ／λ＝０．２６のとき、伝搬減衰は約０．８dB
／λであり、伝搬減衰が大きくなる。
伝搬減衰（Decay）を示しているが、界面短絡（SHORT）
の場合、Ｈ／λ＝０．１３のとき伝搬減衰は零にきわめ
て近くなり、Ｈ／λが０．１１５以上で０．３１の範囲
でも伝搬減衰を小さい値にできることが判る。なお、界
面開放（OPEN）の場合、周波数温度特性（ＴＣＦ）が零
になるＨ／λ＝０．２６のとき、伝搬減衰は約０．８dB
／λであり、伝搬減衰が大きくなる。
【００４５】従って、励振又は受信用のすだれ状電極、
あるいは短絡電極または反射器を構成する短絡型のグレ
ーティング電極が、LiNbO3基板とSiO2の薄膜との界面に
設けられて、LiNbO3基板とSiO2の薄膜との界面が電気的
に短絡された基板を用いたとき、前記基板の回転Ｙ板の
カット角度を＋１０度とし、Ｈ／λを０．１１５以上で
０．３１以下に設定すれば、周波数温度特性に優れ、電
気機械結合係数ｋ2が大きく、伝搬減数が零に近いフィ
ルターなどの弾性表面波機能素子を得ることができる。
また、Ｈ／λを０．１５以上で０．２５以下に設定すれ
ば、電気機械結合係数ｋ2を０．２１５以上にでき、一
方において伝搬減衰を限りなく零に近づけることができ
る。
あるいは短絡電極または反射器を構成する短絡型のグレ
ーティング電極が、LiNbO3基板とSiO2の薄膜との界面に
設けられて、LiNbO3基板とSiO2の薄膜との界面が電気的
に短絡された基板を用いたとき、前記基板の回転Ｙ板の
カット角度を＋１０度とし、Ｈ／λを０．１１５以上で
０．３１以下に設定すれば、周波数温度特性に優れ、電
気機械結合係数ｋ2が大きく、伝搬減数が零に近いフィ
ルターなどの弾性表面波機能素子を得ることができる。
また、Ｈ／λを０．１５以上で０．２５以下に設定すれ
ば、電気機械結合係数ｋ2を０．２１５以上にでき、一
方において伝搬減衰を限りなく零に近づけることができ
る。
【００４６】また、図７に示すように、界面短絡（SHOR
T）の場合は、Ｈ／λの変化に対する弾性表面波の伝搬
速度の変化の幅が小さく、実用上有効であることが判
る。なお、図７の「ｘ」印は、LiNbO3基板とSiO2の薄膜
との界面にすだれ状電極を設けて、前記電極で励振され
る擬似弾性表面波の速度を求めた実験値であるが、これ
はSmithらの定数から計算した界面短絡（SHORT）の結果
と近似していることが判る。
T）の場合は、Ｈ／λの変化に対する弾性表面波の伝搬
速度の変化の幅が小さく、実用上有効であることが判
る。なお、図７の「ｘ」印は、LiNbO3基板とSiO2の薄膜
との界面にすだれ状電極を設けて、前記電極で励振され
る擬似弾性表面波の速度を求めた実験値であるが、これ
はSmithらの定数から計算した界面短絡（SHORT）の結果
と近似していることが判る。
【００４７】また、図８に示すように、回転Ｙ板のカッ
ト面の回転角度が＋１０度の場合、Ｈ／λの値が０．１
１５〜０．３１の範囲にあるとき、レーレー波の電気機
械結合係数ＫR 2が、＋０．００２から０の範囲に収ま
り、スプリアス信号の殆どない弾性表面波基板を得るこ
とができる。
ト面の回転角度が＋１０度の場合、Ｈ／λの値が０．１
１５〜０．３１の範囲にあるとき、レーレー波の電気機
械結合係数ＫR 2が、＋０．００２から０の範囲に収ま
り、スプリアス信号の殆どない弾性表面波基板を得るこ
とができる。
【００４８】図９は、界面短絡（SHORT）の場合の、Ｈ
／λと擬似弾性表面波の周波数温度特性（ＴＣＦ）との
解析結果を示す図であり、ここではＹカット面を−１０
度から４０度の範囲で５度ごとに回転させた回転角度を
パラメータとしている。
／λと擬似弾性表面波の周波数温度特性（ＴＣＦ）との
解析結果を示す図であり、ここではＹカット面を−１０
度から４０度の範囲で５度ごとに回転させた回転角度を
パラメータとしている。
【００４９】図９に示すように、回転角度が−１０度か
ら＋１５度の範囲では、界面短絡の場合Ｈ／λが０．０
５以上、０．２以下で周波数温度特性が零（ＴＣＦ＝０
ppm／℃）と成り得ることが判る。また回転角度が−１
０度から＋２５度の範囲では、Ｈ／λが０．０５以上、
０．２５以下で、周波数温度特性が零となることが判
る。さらに、回転角度が−１０度から＋３０度の範囲で
は、Ｈ／λが０．０５以上、０．３５以下で、周波数温
度特性が零となることが判る。
ら＋１５度の範囲では、界面短絡の場合Ｈ／λが０．０
５以上、０．２以下で周波数温度特性が零（ＴＣＦ＝０
ppm／℃）と成り得ることが判る。また回転角度が−１
０度から＋２５度の範囲では、Ｈ／λが０．０５以上、
０．２５以下で、周波数温度特性が零となることが判
る。さらに、回転角度が−１０度から＋３０度の範囲で
は、Ｈ／λが０．０５以上、０．３５以下で、周波数温
度特性が零となることが判る。
【００５０】上記のように、SiO2の薄膜の膜厚Ｈの変化
による音響特性に起因して、LiNbO3基板の回転Ｙ板のカ
ット面の最適な回転角度が異なることが判る。よって、
最適の回転角度とSiO2の薄膜の膜厚Ｈとを選択して組み
合わせることにより、目的とする弾性表面波機能素子を
作製することが可能になる。
による音響特性に起因して、LiNbO3基板の回転Ｙ板のカ
ット面の最適な回転角度が異なることが判る。よって、
最適の回転角度とSiO2の薄膜の膜厚Ｈとを選択して組み
合わせることにより、目的とする弾性表面波機能素子を
作製することが可能になる。
【００５１】前記のように、LiNbO3基板とSiO2膜との界
面にすだれ状電極または短絡電極あるいは短絡型のグレ
ーティング電極を形成して前記基板と前記薄膜との界面
において前記基板と薄膜との間を電気的に短絡させた場
合、図９に示す周波数温度特性（ＴＣＦ）を−３０ppm
／℃以上で＋３０ppm／℃以下にするには、基板の回転
Ｙ板のカット角度と、Ｈ／λとの関係を以下のように設
定すればよい。
面にすだれ状電極または短絡電極あるいは短絡型のグレ
ーティング電極を形成して前記基板と前記薄膜との界面
において前記基板と薄膜との間を電気的に短絡させた場
合、図９に示す周波数温度特性（ＴＣＦ）を−３０ppm
／℃以上で＋３０ppm／℃以下にするには、基板の回転
Ｙ板のカット角度と、Ｈ／λとの関係を以下のように設
定すればよい。
【００５２】（１）回転Ｙ板のカット角度が−１０度以
上で−５度以下のとき、Ｈ／λは、０．０７以上で０．
３１以下、（２）回転Ｙ板のカット角度が−５度以上で
＋１０度以下のとき、Ｈ／λは、０．１１５以上で０．
３１以下、（３）回転Ｙ板のカット角度が＋１０度以上
で＋１５度以下のとき、Ｈ／λは、０．１６以上で０．
３１以下、（４）回転Ｙ板のカット角度が＋１５度以上
で＋２０度以下のとき、Ｈ／λは、０．２以上で０．３
１以下、（５）回転Ｙ板のカット角度が＋２０度以上で
＋３０度以下のとき、Ｈ／λは、０．２５以上で０．３
１以下、さらに、回転角度が０度以上で＋１０度以下の
ときも、Ｈ／λの最適な範囲は、０．１１５以上で０．
３１以下であり、回転角度が＋５度以上で＋１５度以下
のときの、Ｈ／λの最適な範囲も、０．１６以上で０．
３１以下である。
上で−５度以下のとき、Ｈ／λは、０．０７以上で０．
３１以下、（２）回転Ｙ板のカット角度が−５度以上で
＋１０度以下のとき、Ｈ／λは、０．１１５以上で０．
３１以下、（３）回転Ｙ板のカット角度が＋１０度以上
で＋１５度以下のとき、Ｈ／λは、０．１６以上で０．
３１以下、（４）回転Ｙ板のカット角度が＋１５度以上
で＋２０度以下のとき、Ｈ／λは、０．２以上で０．３
１以下、（５）回転Ｙ板のカット角度が＋２０度以上で
＋３０度以下のとき、Ｈ／λは、０．２５以上で０．３
１以下、さらに、回転角度が０度以上で＋１０度以下の
ときも、Ｈ／λの最適な範囲は、０．１１５以上で０．
３１以下であり、回転角度が＋５度以上で＋１５度以下
のときの、Ｈ／λの最適な範囲も、０．１６以上で０．
３１以下である。
【００５３】図４、図５および図６は回転角度が＋１０
度、０度、および＋５度のときを示しているが、これに
よると界面短絡において、伝搬減衰が零に近づく条件
は、回転Ｙ板のカット角度に依存せず、Ｈ／λに依存し
ていることが判る。図４，５，６によれば、前記（１）
（２）（３）（４）（５）に示す範囲のうち、Ｈ／λが
０．１１５以上であれば、伝搬減衰が低下していること
が判り、Ｈ／λが０．１６以上であれば伝搬減衰が限り
なく零に近いことが判る。よって、伝搬減衰を零に近づ
けるためには、前記（１）（２）においてもＨ／λを
０．１３以上とすることが好ましく、さらに好ましくは
０．１５以上である。
度、０度、および＋５度のときを示しているが、これに
よると界面短絡において、伝搬減衰が零に近づく条件
は、回転Ｙ板のカット角度に依存せず、Ｈ／λに依存し
ていることが判る。図４，５，６によれば、前記（１）
（２）（３）（４）（５）に示す範囲のうち、Ｈ／λが
０．１１５以上であれば、伝搬減衰が低下していること
が判り、Ｈ／λが０．１６以上であれば伝搬減衰が限り
なく零に近いことが判る。よって、伝搬減衰を零に近づ
けるためには、前記（１）（２）においてもＨ／λを
０．１３以上とすることが好ましく、さらに好ましくは
０．１５以上である。
【００５４】また、図８に示すように、Ｈ／λが０．１
６から０．３１の範囲であれば、レーレー波の電気機械
結合係数ｋR 2が０．０１未満であり、レーレー波成分は
ほとんど励起されず、スプリアス特性に優れたものとな
る。図８によれば、回転Ｙ板のカット角度が小さくなる
にしたがって、ｋR 2が零となるＨ／λが高い値に移行す
る。よって、前記（１）または（２）の場合、あるいは
回転角度が０度から＋５度の場合に、Ｈ／λは、０．１
５以上であることが好ましく、さらに好ましくは０．２
以上である。
６から０．３１の範囲であれば、レーレー波の電気機械
結合係数ｋR 2が０．０１未満であり、レーレー波成分は
ほとんど励起されず、スプリアス特性に優れたものとな
る。図８によれば、回転Ｙ板のカット角度が小さくなる
にしたがって、ｋR 2が零となるＨ／λが高い値に移行す
る。よって、前記（１）または（２）の場合、あるいは
回転角度が０度から＋５度の場合に、Ｈ／λは、０．１
５以上であることが好ましく、さらに好ましくは０．２
以上である。
【００５５】また、図３に示すように、回転Ｙ板のカッ
ト角度が−１０度以上で＋３０度以下の場合、Ｈ／λが
０．３１以下であれば、擬似弾性表面波の電気機械結合
係数ｋ2を０．１３５以上にできる。また、回転角度が
＋２０度以下の場合に、Ｈ／λが０．３１以下であれ
ば、擬似弾性表面波の電気機械結合係数ｋ2を０．１５
５以上にでき、回転Ｙ板のカット角度が＋１５度以下の
場合に、Ｈ／λが０．３１以下であれば、擬似弾性表面
波の電気機械結合係数ｋ2を０．１７５以上にできる。
ト角度が−１０度以上で＋３０度以下の場合、Ｈ／λが
０．３１以下であれば、擬似弾性表面波の電気機械結合
係数ｋ2を０．１３５以上にできる。また、回転角度が
＋２０度以下の場合に、Ｈ／λが０．３１以下であれ
ば、擬似弾性表面波の電気機械結合係数ｋ2を０．１５
５以上にでき、回転Ｙ板のカット角度が＋１５度以下の
場合に、Ｈ／λが０．３１以下であれば、擬似弾性表面
波の電気機械結合係数ｋ2を０．１７５以上にできる。
【００５６】また、挿入損失を低減させて擬似弾性表面
波の伝搬特性を向上させ、出力を高くするためには、電
気機械結合係数ｋ2を０．２１５以上とすることが好ま
しい。そのためには、前記（１）の場合に、Ｈ／λを
０．０７以上で０．２５以下とすることが好ましく、前
記（２）の場合に、Ｈ／λを０．１１５以上で０．２５
以下とすることが好ましく、前記（３）の場合に、Ｈ／
λを０．１６以上で０．２３以下にすることが好まし
い。
波の伝搬特性を向上させ、出力を高くするためには、電
気機械結合係数ｋ2を０．２１５以上とすることが好ま
しい。そのためには、前記（１）の場合に、Ｈ／λを
０．０７以上で０．２５以下とすることが好ましく、前
記（２）の場合に、Ｈ／λを０．１１５以上で０．２５
以下とすることが好ましく、前記（３）の場合に、Ｈ／
λを０．１６以上で０．２３以下にすることが好まし
い。
【００５７】また、一般に、SiO2膜などの薄膜層での弾
性表面波の伝搬損失は、単結晶の圧電材料であるLiNbO3
基板より大きいと考えられている。一方、前記実施の形
態では、周波数温度特性（ＴＣＦ）を加味してＨ／λを
前記範囲に設定することによりSiO2膜の膜厚寸法Ｈは波
長５μｍ以上（周波数８００ＭＨz）では１μｍと非常
に薄いものとなり、薄膜層の伝搬損失を極めて小さく抑
えることが可能である。また前記のように薄膜の形成
は、既に半導体生産技術において用いられているよう
に、良質の膜を高精度に形成することが可能である。
性表面波の伝搬損失は、単結晶の圧電材料であるLiNbO3
基板より大きいと考えられている。一方、前記実施の形
態では、周波数温度特性（ＴＣＦ）を加味してＨ／λを
前記範囲に設定することによりSiO2膜の膜厚寸法Ｈは波
長５μｍ以上（周波数８００ＭＨz）では１μｍと非常
に薄いものとなり、薄膜層の伝搬損失を極めて小さく抑
えることが可能である。また前記のように薄膜の形成
は、既に半導体生産技術において用いられているよう
に、良質の膜を高精度に形成することが可能である。
【００５８】図１０はＴＴＥ（Triple Transit Echo）
の実験結果を示す図である。図１０では、回転Ｙ板のカ
ット角度を＋１０度とし、薄膜層を零の周波数温度特性
（ＴＣＦ＝０）が得られる膜厚寸法（Ｈ／λ＝０．１
３）とし、伝搬距離を６０λ（ただし、λ＝１０μｍ
（約４００ＭＨｚ））とした場合である。なお、ＴＴＥ
とは入力側によって励振された表面波が受信側に達する
と同時にその一部が反射され、これが入力側に戻ってさ
らに再反射する現象である。
の実験結果を示す図である。図１０では、回転Ｙ板のカ
ット角度を＋１０度とし、薄膜層を零の周波数温度特性
（ＴＣＦ＝０）が得られる膜厚寸法（Ｈ／λ＝０．１
３）とし、伝搬距離を６０λ（ただし、λ＝１０μｍ
（約４００ＭＨｚ））とした場合である。なお、ＴＴＥ
とは入力側によって励振された表面波が受信側に達する
と同時にその一部が反射され、これが入力側に戻ってさ
らに再反射する現象である。
【００５９】図１０では５番目のＴＴＥが観測されてお
り、これより伝搬減衰は０．０１dＢ／λ以下である。
り、これより伝搬減衰は０．０１dＢ／λ以下である。
【００６０】以上のことから、例えば上記の界面短絡の
条件を満たす反射器を備えた弾性表面波共振器とするこ
とにより、高いＱ値の弾性表面波共振器を得ることがで
きる。
条件を満たす反射器を備えた弾性表面波共振器とするこ
とにより、高いＱ値の弾性表面波共振器を得ることがで
きる。
【００６１】この実施の形態では、SiO2膜を薄くして伝
搬減衰の小さい膜とすることが可能であることから、周
波数温度特性を零に近くでき、かつ大きな電気機械結合
係数ｋ2をもつ擬似弾性表面波基板とすることができ
る。よって、これまでは得ることができなかった優れた
周波数温度特性を持つ擬似弾性表面波機能素子、例えば
広帯域のフィルター、マッチドフィルター、ＶＣＯなど
を得ることが可能となる。
搬減衰の小さい膜とすることが可能であることから、周
波数温度特性を零に近くでき、かつ大きな電気機械結合
係数ｋ2をもつ擬似弾性表面波基板とすることができ
る。よって、これまでは得ることができなかった優れた
周波数温度特性を持つ擬似弾性表面波機能素子、例えば
広帯域のフィルター、マッチドフィルター、ＶＣＯなど
を得ることが可能となる。
【００６２】図１１は本発明の実施の形態として前記擬
似弾性表面波基板を用いた弾性表面波機能素子の一例を
示す斜視図である。
似弾性表面波基板を用いた弾性表面波機能素子の一例を
示す斜視図である。
【００６３】図１１に示す弾性表面波基板では、LiNbO3
基板１の表面にSiO2の薄膜層２が成膜され、前記LiNbO3
基板１と薄膜層２の界面に、擬似弾性表面波を励振又は
受信するための一方の電極３ａと他方の電極３ｂとから
成るすだれ状電極が形成されている。また前記励振また
は受信領域５の左右両側に、反射器として機能する一対
の短絡型のグレーティング電極４，４が形成された伝搬
領域６，７が位置している。
基板１の表面にSiO2の薄膜層２が成膜され、前記LiNbO3
基板１と薄膜層２の界面に、擬似弾性表面波を励振又は
受信するための一方の電極３ａと他方の電極３ｂとから
成るすだれ状電極が形成されている。また前記励振また
は受信領域５の左右両側に、反射器として機能する一対
の短絡型のグレーティング電極４，４が形成された伝搬
領域６，７が位置している。
【００６４】そして薄膜層２の膜厚寸法は、励振または
受信領域５と伝搬領域６，７とで相違している。励振ま
たは受信領域５では、薄膜層２の膜厚寸法Ｈ0が擬似弾
性表面波の電気機械結合係数ｋ2が大きくなる範囲に設
定されており、前記伝搬領域６，７では、薄膜層２の膜
厚寸法Ｈ1が周波数温度特性（ＴＣＦ）が小さくなるよ
うに設定されている。その結果、擬似弾性表面波に対す
る電気機械結合係数が大きく、周波数温度特性に優れた
弾性表面波機能素子を得ることができる。この場合の、
前記膜厚寸法Ｈ0とＨ1の組み合わせとしては以下が好ま
しい。
受信領域５と伝搬領域６，７とで相違している。励振ま
たは受信領域５では、薄膜層２の膜厚寸法Ｈ0が擬似弾
性表面波の電気機械結合係数ｋ2が大きくなる範囲に設
定されており、前記伝搬領域６，７では、薄膜層２の膜
厚寸法Ｈ1が周波数温度特性（ＴＣＦ）が小さくなるよ
うに設定されている。その結果、擬似弾性表面波に対す
る電気機械結合係数が大きく、周波数温度特性に優れた
弾性表面波機能素子を得ることができる。この場合の、
前記膜厚寸法Ｈ0とＨ1の組み合わせとしては以下が好ま
しい。
【００６５】（６）基板の回転Ｙ板のカット角度が−１
０度以上で−５度以下のとき、励振または受信領域５で
はＨ0／λが０以上で０．２５以下、好ましくは０．０
５以上で０．２５以下、伝搬領域６，７では、Ｈ1／λ
が０．０７以上で０．３１以下、好ましくは０．１５以
上で０．３１以下、（７）基板の回転Ｙ板のカット角度
が−５度以上で＋１０度以下のとき、励振または受信領
域５ではＨ0／λが０以上で０．２５以下、好ましくは
０．０５以上で０．２５以下、伝搬領域６，７では、Ｈ
1／λが０．１１５以上で０．３１以下、好ましくは
０．１５以上で０．２５以下、（８）基板の回転Ｙ板の
カット角度が＋１０度以上で＋１５度以下のとき、励振
または受信領域５ではＨ0／λが０以上で０．２３以
下、好ましくは０．０５以上で０．２３以下、伝搬領域
６，７では、Ｈ1／λが０．１６以上で０．３１以下、
好ましくは０．１６以上で０．２３以下、（９）基板の
回転Ｙ板のカット角度が＋１５度以上で＋２０度以下の
とき、励振または受信領域５ではＨ0／λが０以上で
０．２以下、好ましくは０．０５以上で０．２以下、伝
搬領域６，７では、Ｈ1／λが０．２以上で０．３１以
下である。
０度以上で−５度以下のとき、励振または受信領域５で
はＨ0／λが０以上で０．２５以下、好ましくは０．０
５以上で０．２５以下、伝搬領域６，７では、Ｈ1／λ
が０．０７以上で０．３１以下、好ましくは０．１５以
上で０．３１以下、（７）基板の回転Ｙ板のカット角度
が−５度以上で＋１０度以下のとき、励振または受信領
域５ではＨ0／λが０以上で０．２５以下、好ましくは
０．０５以上で０．２５以下、伝搬領域６，７では、Ｈ
1／λが０．１１５以上で０．３１以下、好ましくは
０．１５以上で０．２５以下、（８）基板の回転Ｙ板の
カット角度が＋１０度以上で＋１５度以下のとき、励振
または受信領域５ではＨ0／λが０以上で０．２３以
下、好ましくは０．０５以上で０．２３以下、伝搬領域
６，７では、Ｈ1／λが０．１６以上で０．３１以下、
好ましくは０．１６以上で０．２３以下、（９）基板の
回転Ｙ板のカット角度が＋１５度以上で＋２０度以下の
とき、励振または受信領域５ではＨ0／λが０以上で
０．２以下、好ましくは０．０５以上で０．２以下、伝
搬領域６，７では、Ｈ1／λが０．２以上で０．３１以
下である。
【００６６】前記のように設定すれば、励振または受信
領域５において擬似弾性表面波の電気機械結合係数ｋ2
を０．２以上、好ましくは０．２１５以上にでき、伝搬
領域６，７では、２５℃における周波数温度特性が、−
３０ppm／℃から＋３０ppm／℃にできる。
領域５において擬似弾性表面波の電気機械結合係数ｋ2
を０．２以上、好ましくは０．２１５以上にでき、伝搬
領域６，７では、２５℃における周波数温度特性が、−
３０ppm／℃から＋３０ppm／℃にできる。
【００６７】以上のSiO2／LiNbO3基板においては、SiO2
膜とLiNbO3基板の間の界面に正規型のすだれ状電極を作
成した素子、多位相型の一方向性の変換器を有する素
子、一方向性のすだれ状電極で形成された内部反射型の
弾性表面波変換器を有する素子、短絡型のグレーティン
グ電極を用いた共振器、反射器を付加した共振器などを
構成することができる。これらは、擬似弾性表面波を用
い、伝搬減衰を零に近くでき、且つ大きな電気機械結合
係数ｋ2と周波数温度特性の優れた素子とすることがで
きる。
膜とLiNbO3基板の間の界面に正規型のすだれ状電極を作
成した素子、多位相型の一方向性の変換器を有する素
子、一方向性のすだれ状電極で形成された内部反射型の
弾性表面波変換器を有する素子、短絡型のグレーティン
グ電極を用いた共振器、反射器を付加した共振器などを
構成することができる。これらは、擬似弾性表面波を用
い、伝搬減衰を零に近くでき、且つ大きな電気機械結合
係数ｋ2と周波数温度特性の優れた素子とすることがで
きる。
【００６８】
【発明の効果】本発明の弾性表面波基板および弾性表面
波素子は、広い帯域幅で、低挿入損失で、かつ温度安定
性に優れたフィルター、高性能の弾性表面波共振器及び
ＶＣＯなどの弾性波機能素子、あるいは高性能の半導体
素子と組み合わせた素子として使用することができる。
波素子は、広い帯域幅で、低挿入損失で、かつ温度安定
性に優れたフィルター、高性能の弾性表面波共振器及び
ＶＣＯなどの弾性波機能素子、あるいは高性能の半導体
素子と組み合わせた素子として使用することができる。
【図１】本発明の弾性表面波基板の構造を示す断面図、
【図２】回転Ｙ板のカット角度が＋１０度のときの、Ｈ
／λと周波数温度特性（ＴＣＦ）との関係を示す図、
／λと周波数温度特性（ＴＣＦ）との関係を示す図、
【図３】回転Ｙ板のカット角度が０度から＋４０度のと
きの、Ｈ／λと擬似弾性表面波の電気機械結合係数ｋ2
との関係を示す図、
きの、Ｈ／λと擬似弾性表面波の電気機械結合係数ｋ2
との関係を示す図、
【図４】回転Ｙ板のカット角度が＋１０度のときの、Ｈ
／λと擬似弾性表面波の伝搬減衰との関係を示す図、
／λと擬似弾性表面波の伝搬減衰との関係を示す図、
【図５】回転Ｙ板のカット角度が０度のときの、Ｈ／λ
と擬似弾性表面波の伝搬減衰との関係を示す図、
と擬似弾性表面波の伝搬減衰との関係を示す図、
【図６】回転Ｙ板のカット角度が＋５度のときの、Ｈ／
λと擬似弾性表面波の伝搬減衰との関係を示す図、
λと擬似弾性表面波の伝搬減衰との関係を示す図、
【図７】回転Ｙ板のカット角度が１０度のときの、Ｈ／
λと伝搬速度との関係を示す図、
λと伝搬速度との関係を示す図、
【図８】回転Ｙ板のカット角度が０度から＋４０度のと
きの、レーレー波成分の電気機械結合係数ｋR 2との関係
を示す図、
きの、レーレー波成分の電気機械結合係数ｋR 2との関係
を示す図、
【図９】回転Ｙ板のカット角度が−１０度から＋４０度
のときの、Ｈ／λと擬似弾性表面波の周波数温度（ＴＣ
Ｆ）との解析結果を示す図、
のときの、Ｈ／λと擬似弾性表面波の周波数温度（ＴＣ
Ｆ）との解析結果を示す図、
【図１０】零温度特性の得られる膜厚で、伝搬距離６０
λ、λ＝５μｍ（約４００ＭＨｚ）において、５番目の
ＴＴＥ（トリプルトランジットエコー）が観測されてい
ることを示す実験結果、
λ、λ＝５μｍ（約４００ＭＨｚ）において、５番目の
ＴＴＥ（トリプルトランジットエコー）が観測されてい
ることを示す実験結果、
【図１１】本発明の実施の形態の弾性表面波機能素子を
示す斜視図、
示す斜視図、
１ 基板
２ 薄膜層（SiO2膜）
３、３a、３ｂ 電極（すだれ状電極）
４ 短絡型のグレーティング電極
Ｈ1、Ｈ0 SiO2の膜厚寸法
Claims (16)
- 【請求項１】 電気機械結合係数の大きな圧電性あるい
は電歪性基板上に、温度変化に対する弾性表面波の周波
数の変動特性が前記基板と逆の特性である薄膜が積層さ
れた弾性表面波基板であって、 前記基板は、回転Ｙ板のカット角度が−１０度以上で＋
３０度以下の範囲で、レーレー型の弾性表面波よりも速
い伝搬速度を有する擬似弾性表面波が、Ｘ軸方向あるい
は前記Ｘ軸方向に対してプラス・マイナス５度の範囲で
伝搬するLiNbO3基板であり、 前記薄膜の膜厚をＨ、前記擬似弾性表面波の動作中心周
波数での波長をλとしたときに、Ｈ／λの値が０．０５
から０．３５の範囲であることを特徴とする弾性表面波
基板。 - 【請求項２】 前記基板の回転Ｙ板のカット角度が０度
以上で＋２０度以下であり、前記Ｈ／λの値が０．１か
ら０．３５の範囲である請求項１記載の弾性表面波基
板。 - 【請求項３】 前記基板の回転Ｙ板のカット角度が＋２
０度以上で＋３０度以下であり、前記Ｈ／λの値が０．
１５から０．３５の範囲である請求項１記載の弾性表面
波基板。 - 【請求項４】 周波数温度特性（ＴＣＦ）が、２５℃で
測定した、−３０ppm／℃から＋３０ppm／℃である請求
項１ないし３のいずれかに記載の弾性表面波基板。 - 【請求項５】 前記擬似弾性表面波の電気機械結合係数
ｋ2が、０．１５５以上であり、レーレー波成分の電気
機械結合係数ｋR 2が０．０１以下である請求項４記載の
弾性表面波基板。 - 【請求項６】 前記基板の回転Ｙ板のカット角度が−１
０度以上で−５度以下であり、前記Ｈ／λの値が０．０
７から０．３１の範囲である請求項５記載の弾性表面波
基板。 - 【請求項７】 前記基板の回転Ｙ板のカット角度が−５
度以上で＋１０度以下であり、前記Ｈ／λの値が０．１
１５から０．３１の範囲である請求項５記載の弾性表面
波基板。 - 【請求項８】 前記基板の回転Ｙ板のカット角度が＋１
０度以上で＋１５度以下であり、前記Ｈ／λの値が０．
１６から０．３１の範囲である請求項５記載の弾性表面
波基板。 - 【請求項９】 前記基板の回転Ｙ板のカット角度が＋１
５度以上で＋２０度以下であり、前記Ｈ／λの値が０．
２から０．３１の範囲である請求項５記載の弾性表面波
基板。 - 【請求項１０】 前記基板の回転Ｙ板のカット角度が＋
２０度以上で＋３０度以下であり、前記Ｈ／λの値が
０．２５から０．３１の範囲である請求項５記載の弾性
表面波基板。 - 【請求項１１】 請求項１ないし１０のいずれかに記載
の弾性表面波基板を用い、 励振または受信領域では、前記基板の表面と前記薄膜と
の境界面に、擬似弾性表面波を励振または受信するため
の電極が、すだれ状電極（Inter-Digital Electrode）
として形成されており、 伝搬領域では、前記基板の表面と前記薄膜との境界面
に、前記基板と前記薄膜とを電気的に短絡させる構造ま
たは短絡型のグレーティング電極構造を有することを特
徴とする弾性表面波機能素子。 - 【請求項１２】 電気機械結合係数の大きな圧電性ある
いは電歪性基板上に、温度変化に対する弾性表面波の周
波数の変動特性が前記基板と逆の特性である薄膜が積層
された基板を有し、 前記基板は、回転Ｙ板のカット角度が−１０度以上で＋
３０度以下の範囲で、レーレー型の弾性表面波よりも速
い伝搬速度を有する擬似弾性表面波が、Ｘ軸方向あるい
は前記Ｘ軸方向に対してプラス・マイナス５度の範囲で
伝搬するLiNbO3基板であり、 前記薄膜の膜厚寸法をＨ、前記弾性表面波の動作中心周
波数での波長をλとしたときに、励起または受信領域で
は、Ｈ／λの値が０から０．３５の範囲であり、伝搬領
域では、Ｈ／λの値が０．０５から０．３５の範囲であ
ることを特徴とする弾性表面波機能素子。 - 【請求項１３】 前記励振または受信領域では、前記基
板の表面と前記薄膜との境界面に、擬似弾性表面波を励
振または受信するための電極が、すだれ状電極（Inter-
Digital Electrode）として形成されており、 前記伝搬領域では、前記基板表面と前記薄膜との境界面
が、電気的に短絡させる構造または短絡型のグレーティ
ング電極構造を有する請求項１２記載の弾性表面波機能
素子。 - 【請求項１４】 前記励振または受信領域では、擬似弾
性表面波の電気機械結合係数ｋ2が、０．１１５以上で
あり、前記伝搬領域では、２５℃で測定した周波数温度
特性（ＴＣＦ）が、−３０ppm／℃から＋３０ppm／℃で
ある請求項１２または１３記載の弾性表面波機能素子。 - 【請求項１５】 前記すだれ状電極が、Ａｌ、Ｃｕ、Ｔ
ｉ、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ａｕ、Ａｇのいずれかの金属、ま
たは前記いずれか２種以上の金属の組み合わせ若しくは
合金で形成されている請求項１１または１３記載の弾性
表面波機能素子。 - 【請求項１６】 前記伝搬領域では、前記基板と前記薄
膜とを電気的に短絡させる構造として、Ａｌ、Ｃｕ、Ｔ
ｉ、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ａｕ、Ａｇのいずれかの金属、ま
たは前記いずれか２種以上の金属の組み合わせ若しくは
合金で形成された導電層が設けられている請求項１１ま
たは１３記載の弾性表面波機能素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002051053A JP4109877B2 (ja) | 2001-03-04 | 2002-02-27 | 弾性表面波機能素子 |
Applications Claiming Priority (5)
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|---|---|---|---|
| JP2001-110641 | 2001-03-04 | ||
| JP2001110641 | 2001-03-04 | ||
| JP2001-379311 | 2001-11-06 | ||
| JP2001379311 | 2001-11-06 | ||
| JP2002051053A JP4109877B2 (ja) | 2001-03-04 | 2002-02-27 | 弾性表面波機能素子 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2007338652A Division JP4757860B2 (ja) | 2001-03-04 | 2007-12-28 | 弾性表面波機能素子 |
| JP2007338740A Division JP2008092610A (ja) | 2001-03-04 | 2007-12-28 | 弾性表面波基板及び弾性表面波機能素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003209458A true JP2003209458A (ja) | 2003-07-25 |
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|---|---|---|---|
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Cited By (20)
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