JPH02248110A - 弾性表面波素子 - Google Patents
弾性表面波素子Info
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- JPH02248110A JPH02248110A JP6879589A JP6879589A JPH02248110A JP H02248110 A JPH02248110 A JP H02248110A JP 6879589 A JP6879589 A JP 6879589A JP 6879589 A JP6879589 A JP 6879589A JP H02248110 A JPH02248110 A JP H02248110A
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- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 6
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 13
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Landscapes
- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（イ）産業上の利用分野
本発明は自動車電話等に用いられる高周波用の弾性表面
波素子に関するものである。
波素子に関するものである。
（ロ）従来の技術
弾性表面波素子は小型で、しかも温度及び経年変化に対
して安定であり、かつインターディジタル電極の形状を
変えることにより任意のフィルター特性が得られる。こ
のため、例えばＴＶ受像機のＩＦフィルターやＶＴＲの
ＲＦコンバータ発振器等に用いられる。特に近年はポケ
ットベル、自動車電話等に用いられる高周波用の弾性表
面波素子が必要とされている。弾性表面波素子は使用さ
れる周波数が高い程、素子表面を伝播する弾性表面波の
高音速性が要求される。
して安定であり、かつインターディジタル電極の形状を
変えることにより任意のフィルター特性が得られる。こ
のため、例えばＴＶ受像機のＩＦフィルターやＶＴＲの
ＲＦコンバータ発振器等に用いられる。特に近年はポケ
ットベル、自動車電話等に用いられる高周波用の弾性表
面波素子が必要とされている。弾性表面波素子は使用さ
れる周波数が高い程、素子表面を伝播する弾性表面波の
高音速性が要求される。
従来、ガラス板等の圧電性のない基板表面に圧電膜を形
成した弾性表面波素子が知られており、此種弾性表面波
素子として、高音速の弾性表面波伝播速度が得られる窒
化アルミニウム（ＡＪ！Ｎ）圧電膜を用いた弾性表面波
素子がある。ガラス板表面にこのＡｆｌＮ圧電膜を形成
して弾性表面波素子とした場合、ガラス板の持つ伝播速
度特性がＡＥＮ圧電膜に比べて遅いため、全体として弾
性表面波の伝播速度が遅くなり、ＡｌＮ圧電膜の高音速
特性を十分に活かせない（例えば、Ｔｈ１ｎ Ｓｏｌｉ
ｄＦｉｌｍｓ、 １３９ （１９８６） ２６１−２７
４ “０ＮＴＨＥ ＰＲＯＰＥＲＴＩＥＳ ＯＦ Ａｊ
Ｎ ＴＨＩＮ ＦＩＬＭＳ ＧＲＯｌｊ・Ｎ ＢＹＬＯ
Ｗ ＴＥＭＰＥＲＡＴＵＲＥ ＲＥＡＣＴＩＶＥ Ｒ，
Ｆ、５ＰＵＴＴＥＲＩＮＧ’ ）。
成した弾性表面波素子が知られており、此種弾性表面波
素子として、高音速の弾性表面波伝播速度が得られる窒
化アルミニウム（ＡＪ！Ｎ）圧電膜を用いた弾性表面波
素子がある。ガラス板表面にこのＡｆｌＮ圧電膜を形成
して弾性表面波素子とした場合、ガラス板の持つ伝播速
度特性がＡＥＮ圧電膜に比べて遅いため、全体として弾
性表面波の伝播速度が遅くなり、ＡｌＮ圧電膜の高音速
特性を十分に活かせない（例えば、Ｔｈ１ｎ Ｓｏｌｉ
ｄＦｉｌｍｓ、 １３９ （１９８６） ２６１−２７
４ “０ＮＴＨＥ ＰＲＯＰＥＲＴＩＥＳ ＯＦ Ａｊ
Ｎ ＴＨＩＮ ＦＩＬＭＳ ＧＲＯｌｊ・Ｎ ＢＹＬＯ
Ｗ ＴＥＭＰＥＲＡＴＵＲＥ ＲＥＡＣＴＩＶＥ Ｒ，
Ｆ、５ＰＵＴＴＥＲＩＮＧ’ ）。
また、ＡｌＮ圧電膜とガラス板の熱膨張係数が異なるた
めＡｌＮ圧電膜の成膜の際、膜がはがれたり、割れたり
する問題がある。
めＡｌＮ圧電膜の成膜の際、膜がはがれたり、割れたり
する問題がある。
なお、高音速特性を有する基板としてサファイアが知ら
れているが高価であり、コストア・／プになるという問
題がある。
れているが高価であり、コストア・／プになるという問
題がある。
（ハ）発明が解決しようとする課題
本発明は上述の問題に鑑み為されたものであり、圧電性
のない基板表面にＡｌＮ圧電膜を形成して構成され、高
音速の弾性表面波伝播特性を有し、かつ成膜時ζ；Ａｌ
Ｎ圧電膜がはがれたり、割れたりしない弾性表面波素子
を安価に提供することを目的とするものである。
のない基板表面にＡｌＮ圧電膜を形成して構成され、高
音速の弾性表面波伝播特性を有し、かつ成膜時ζ；Ａｌ
Ｎ圧電膜がはがれたり、割れたりしない弾性表面波素子
を安価に提供することを目的とするものである。
（ニ）課題を解決するための手段
本発明は弾性表面波素子であ１フ、圧電性のない弾性的
に等方性のＡＮＮ焼結体の表面上にエピタキシャル単結
晶またはＣ軸配向性のＡｇＮ圧電膜を形成し、所定の位
置に電極を備えるものである。
に等方性のＡＮＮ焼結体の表面上にエピタキシャル単結
晶またはＣ軸配向性のＡｇＮ圧電膜を形成し、所定の位
置に電極を備えるものである。
（ホ）作 用
上記のような構成の弾性表面波素子においては、弾性表
面波は高速に伝播する。
面波は高速に伝播する。
（へ）実施例
以下に本発明の一実施例を図面に従い説明する。
本発明による弾性表面波素子の構成を第１図に示す。（
１）はＡＺＮ焼結体層である。これは通常の焼結法もし
くはホットプレス法などによる高密度焼結法にて作製さ
れ、弾性的に等方性であり、多結晶で、結晶軸の方向が
揃っていないので、圧電性を持たない。（２）はＡＮＮ
焼結体層（１）の表面上に形成されたＡｌＮ圧電膜であ
る。このＡｇＮ圧電膜（２）はエピタキシャル単結晶、
もしくはＣ軸配向性を有するものである。その形成方法
としてはスパッタ法、イオンブレーティング法、ＣＶＤ
法等がある。（３）（４）はＡｌＮ圧電膜（２）上に形
成された送信および受信用のインターディジタル電極で
ある。弾性表面波は送信用インターディジタル電極（３
）から受信用のインターディジタル電極（４）へ向かっ
て矢印（Ａ）の方向に伝播する。（６）は素子構造を示
す座標軸である。
１）はＡＺＮ焼結体層である。これは通常の焼結法もし
くはホットプレス法などによる高密度焼結法にて作製さ
れ、弾性的に等方性であり、多結晶で、結晶軸の方向が
揃っていないので、圧電性を持たない。（２）はＡＮＮ
焼結体層（１）の表面上に形成されたＡｌＮ圧電膜であ
る。このＡｇＮ圧電膜（２）はエピタキシャル単結晶、
もしくはＣ軸配向性を有するものである。その形成方法
としてはスパッタ法、イオンブレーティング法、ＣＶＤ
法等がある。（３）（４）はＡｌＮ圧電膜（２）上に形
成された送信および受信用のインターディジタル電極で
ある。弾性表面波は送信用インターディジタル電極（３
）から受信用のインターディジタル電極（４）へ向かっ
て矢印（Ａ）の方向に伝播する。（６）は素子構造を示
す座標軸である。
次に、ＡＡＮ圧電膜（２）のＣ軸がＡＩＮ焼結体層（１
）表面の法線方向（第１図のＸ３軸方向）を向いている
場合の弾性表面波素子の弾性表面波伝播速度特性および
電気機械結合係数特性について説明する。
）表面の法線方向（第１図のＸ３軸方向）を向いている
場合の弾性表面波素子の弾性表面波伝播速度特性および
電気機械結合係数特性について説明する。
第２図はこのときの弾性表面波伝播速度の特性曲線を示
す図であり、横軸は弾性表面波の波数（ｋ）とＡＡＮ圧
電膜（２）の膜厚（ｈ）との積（ｋｘｈ）であり、縦軸
は伝播速度である。図中、（ｖｍ）は弾性表面波の伝播
路（５）を導体被覆（短絡）したときの伝播速度であり
、（ｖｆ）は導体被覆しない（開放）ときの伝播速度で
ある。この図より、ｋＸｈの値が５．０であっても５６
００ｍ／ｓ以上の高音特性が得られることがわかる。
す図であり、横軸は弾性表面波の波数（ｋ）とＡＡＮ圧
電膜（２）の膜厚（ｈ）との積（ｋｘｈ）であり、縦軸
は伝播速度である。図中、（ｖｍ）は弾性表面波の伝播
路（５）を導体被覆（短絡）したときの伝播速度であり
、（ｖｆ）は導体被覆しない（開放）ときの伝播速度で
ある。この図より、ｋＸｈの値が５．０であっても５６
００ｍ／ｓ以上の高音特性が得られることがわかる。
第３図は電気機械結合係数の特性曲線を示す図であり、
横軸は第２図と同様に（ｋｘｈ）であり、縦軸は第２図
の２つの特性曲線（ｖｍ）（ｖｆ）より導かれる電気機
械係合係数（Ｋ）の２乗値（Ｋ’）（＝２（ｖｆ−ｖｍ
）八＝ｆ）を百分率で示すものである。この図よりｋＸ
ｈ値が０．７以上で電気機械結合係数の値が実用」二問
題のない０．２％以上となることがわかる。
横軸は第２図と同様に（ｋｘｈ）であり、縦軸は第２図
の２つの特性曲線（ｖｍ）（ｖｆ）より導かれる電気機
械係合係数（Ｋ）の２乗値（Ｋ’）（＝２（ｖｆ−ｖｍ
）八＝ｆ）を百分率で示すものである。この図よりｋＸ
ｈ値が０．７以上で電気機械結合係数の値が実用」二問
題のない０．２％以上となることがわかる。
次に、Ａ Ｂ、 Ｎ圧電膜（２）のＣ軸がＡＩ２．Ｎ焼
結体層（１）に平行であり、かつＣ軸方向に弾性表面波
を伝播させる場合（第１図においてＣ軸がＸ１軸方向と
一致する場合）の弾性表面波素子の弾性表面波伝播速度
特性および電気機械結合係数特性について説明する。
結体層（１）に平行であり、かつＣ軸方向に弾性表面波
を伝播させる場合（第１図においてＣ軸がＸ１軸方向と
一致する場合）の弾性表面波素子の弾性表面波伝播速度
特性および電気機械結合係数特性について説明する。
第４図は、このときの弾性表面波伝播速度の特性曲線を
示す図であり、第２図と同様に横軸は（ｋＸｈ）、縦軸
は伝播速度を示す。この図よりｋＸｈの値が５．０であ
っても伝播速度が５６００ ｍ／ｓ以」−の高速特性が
得られることがわかる。
示す図であり、第２図と同様に横軸は（ｋＸｈ）、縦軸
は伝播速度を示す。この図よりｋＸｈの値が５．０であ
っても伝播速度が５６００ ｍ／ｓ以」−の高速特性が
得られることがわかる。
また第５図は第３図と同様に電気機械結合係数の特性曲
線を示す図である。これより（ｋＸｈ）の値が０．３以
上で電気機械結合係数の値が実用」二問題のない０．２
％以上となることがわかる。
線を示す図である。これより（ｋＸｈ）の値が０．３以
上で電気機械結合係数の値が実用」二問題のない０．２
％以上となることがわかる。
以上に説明したように、本発明による弾性表面波素子は
高音速の伝播速度特性を有する。
高音速の伝播速度特性を有する。
なお、本発明の弾性表面波素子のインターディジタル電
極（３）（４）は、第１図に示す如（ＡｌＮ圧電膜（２
）上に形成する他に、ＡｌＮ焼結体層（１）と、／ＩＮ
圧電膜（２）との間に形成してもよく、その際、電気機
械結合係数の分布は変るが高速の伝播特性を持つ弾性表
面波素子を実現できることに変りはない。
極（３）（４）は、第１図に示す如（ＡｌＮ圧電膜（２
）上に形成する他に、ＡｌＮ焼結体層（１）と、／ＩＮ
圧電膜（２）との間に形成してもよく、その際、電気機
械結合係数の分布は変るが高速の伝播特性を持つ弾性表
面波素子を実現できることに変りはない。
さらに、ＡｌＮ焼結体層（１）とＡｌＮ圧電膜（２）の
熱膨張率は約４〜５ ｐｐｍ／ｌ：と略等しいので、Ａ
ｌＮ圧電膜（２）の作製時に膜がはがれたり、割れたり
しない。
熱膨張率は約４〜５ ｐｐｍ／ｌ：と略等しいので、Ａ
ｌＮ圧電膜（２）の作製時に膜がはがれたり、割れたり
しない。
（ト）発明の効果
以上のように、本発明による弾性表面波素子は高音速の
弾性表面波伝播速度特性を有し、ＡｆｉＮ圧電膜の成膜
時にＡｌＮ圧電膜がはがれたり、割れたりすることがな
く、かつ安価に作製することができる。
弾性表面波伝播速度特性を有し、ＡｆｉＮ圧電膜の成膜
時にＡｌＮ圧電膜がはがれたり、割れたりすることがな
く、かつ安価に作製することができる。
第１図は本発明の弾性表面波素子を示す斜視図、第２図
はＡ、 ｌ Ｎ圧電膜のＣ軸がＡｌＮ焼結体層表面に垂
直の時の弾性表面波伝播特性を示す図、第３図は同じく
電気機器結合係数特性を示す図、第４図はＡｐＶ、Ｎ圧
電膜のＣ軸がＡｌＮ焼結体層表面と平行の時の弾性表面
波伝播特性を示す図、第５図は同じく電気機械結合係数
特性を示す図である。 （１）・・・窒化アルミニウム（ＡＡＮ）焼結体層、（
２）・・窒化アルミニウム（Ａ ｆ！、Ｎ）圧電膜、（
３）（４）・・・（インターディジタル）電極。
はＡ、 ｌ Ｎ圧電膜のＣ軸がＡｌＮ焼結体層表面に垂
直の時の弾性表面波伝播特性を示す図、第３図は同じく
電気機器結合係数特性を示す図、第４図はＡｐＶ、Ｎ圧
電膜のＣ軸がＡｌＮ焼結体層表面と平行の時の弾性表面
波伝播特性を示す図、第５図は同じく電気機械結合係数
特性を示す図である。 （１）・・・窒化アルミニウム（ＡＡＮ）焼結体層、（
２）・・窒化アルミニウム（Ａ ｆ！、Ｎ）圧電膜、（
３）（４）・・・（インターディジタル）電極。
Claims (3)
- （１）圧電性を有さず弾性的に等方性である多結晶の窒
化アルミニウム焼結体層と、該窒化アルミニウム焼結体
層上に形成されるエピタキシャル単結晶またはＣ軸配向
性窒化アルミニウム圧電膜と、所定の位置に形成される
電極とを備える弾性表面波素子。 - （２）前記窒化アルミニウム膜のＣ軸が前記窒化アルミ
ニウム焼結体層に垂直であり、かつ伝播する弾性表面波
の波数と前記窒化アルミニウム膜の膜厚との積が０．７
以上である請求項（１）記載の弾性表面波素子。 - （３）前記窒化アルミニウム膜のＣ軸が前記窒化アルミ
ニウム焼結体層に平行であると共に該Ｃ軸方向に弾性表
面波を伝播させ、かつ該弾性表面波の波数と前記窒化ア
ルミニウム膜の膜厚との積が０．３以上である請求項（
１）記載の弾性表面波素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6879589A JPH02248110A (ja) | 1989-03-20 | 1989-03-20 | 弾性表面波素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6879589A JPH02248110A (ja) | 1989-03-20 | 1989-03-20 | 弾性表面波素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02248110A true JPH02248110A (ja) | 1990-10-03 |
Family
ID=13384012
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6879589A Pending JPH02248110A (ja) | 1989-03-20 | 1989-03-20 | 弾性表面波素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02248110A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08130439A (ja) * | 1994-11-01 | 1996-05-21 | Agency Of Ind Science & Technol | 高速表面弾性波素子 |
| KR100438467B1 (ko) * | 1999-07-29 | 2004-07-03 | 루센트 테크놀러지스 인크 | 박막 공진기 장치 및 이의 제조 방법 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5631213A (en) * | 1979-08-24 | 1981-03-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Surface elastic wave element |
| JPS5778206A (en) * | 1980-11-04 | 1982-05-15 | Nobuo Mikoshiba | Surface acoustic wave element and its production |
| JPS58156217A (ja) * | 1982-03-11 | 1983-09-17 | Nobuo Mikoshiba | 弾性表面波素子 |
| JPS60192410A (ja) * | 1984-03-14 | 1985-09-30 | Tokuyama Soda Co Ltd | 弾性表面波素子 |
-
1989
- 1989-03-20 JP JP6879589A patent/JPH02248110A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5631213A (en) * | 1979-08-24 | 1981-03-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Surface elastic wave element |
| JPS5778206A (en) * | 1980-11-04 | 1982-05-15 | Nobuo Mikoshiba | Surface acoustic wave element and its production |
| JPS58156217A (ja) * | 1982-03-11 | 1983-09-17 | Nobuo Mikoshiba | 弾性表面波素子 |
| JPS60192410A (ja) * | 1984-03-14 | 1985-09-30 | Tokuyama Soda Co Ltd | 弾性表面波素子 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08130439A (ja) * | 1994-11-01 | 1996-05-21 | Agency Of Ind Science & Technol | 高速表面弾性波素子 |
| KR100438467B1 (ko) * | 1999-07-29 | 2004-07-03 | 루센트 테크놀러지스 인크 | 박막 공진기 장치 및 이의 제조 방법 |
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