JPH033414B2 - - Google Patents
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- JPH033414B2 JPH033414B2 JP19898684A JP19898684A JPH033414B2 JP H033414 B2 JPH033414 B2 JP H033414B2 JP 19898684 A JP19898684 A JP 19898684A JP 19898684 A JP19898684 A JP 19898684A JP H033414 B2 JPH033414 B2 JP H033414B2
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- signal
- output gate
- film
- gate electrode
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- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 11
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- 239000010408 film Substances 0.000 description 18
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Landscapes
- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は半導体基板上に設けられた圧電膜を有
するモノリシツク型表面弾性波（以下本明細書に
おいてはSAWと略記する。）装置、特にSAWコ
ンボルバまたはコリレータに関する。
するモノリシツク型表面弾性波（以下本明細書に
おいてはSAWと略記する。）装置、特にSAWコ
ンボルバまたはコリレータに関する。
SAWを利用する小型軽量の信号処理機能素子
としてSAWコンボルバやSAWコリレータがあ
る。これらは構造上分離媒質型とモノリシツク型
とに大きく分けられるが、特に生産性や効率の面
からモノリシツク型が有力である。半導体基板と
圧電膜とを組合せたモノリシツク型SAWコンボ
ルバあるいはコリレータにおいて、その信号処理
機能はSAWと半導体表面の空間電荷層との非線
形相互作用によつて生じる。この作用を利用する
ために、従来、第３図および第４図に示す半導体
基板１、絶縁膜３を介してその上に設けられた圧
電膜２、その圧電膜２の表面上の両端近傍に設け
られた信号入力用トランスデユーサ４ａおよび４
ｂ、および処理信号の出力用ゲート電極５を有す
る構造が用いられている。第３図中６は裏面電極
であり、第４図中、７は可変の直流バイアス電
源、８は直流阻止用コンデンサ、９ａ，９ｂおよ
び９ｃは整合回路、１０ａおよび１０ｂは信号
源、１１は信号出力用外部負荷抵抗を表わす。
としてSAWコンボルバやSAWコリレータがあ
る。これらは構造上分離媒質型とモノリシツク型
とに大きく分けられるが、特に生産性や効率の面
からモノリシツク型が有力である。半導体基板と
圧電膜とを組合せたモノリシツク型SAWコンボ
ルバあるいはコリレータにおいて、その信号処理
機能はSAWと半導体表面の空間電荷層との非線
形相互作用によつて生じる。この作用を利用する
ために、従来、第３図および第４図に示す半導体
基板１、絶縁膜３を介してその上に設けられた圧
電膜２、その圧電膜２の表面上の両端近傍に設け
られた信号入力用トランスデユーサ４ａおよび４
ｂ、および処理信号の出力用ゲート電極５を有す
る構造が用いられている。第３図中６は裏面電極
であり、第４図中、７は可変の直流バイアス電
源、８は直流阻止用コンデンサ、９ａ，９ｂおよ
び９ｃは整合回路、１０ａおよび１０ｂは信号
源、１１は信号出力用外部負荷抵抗を表わす。
この構造において、非線形相互作用はゲート電
極５直下の領域で行なわれ（以下本明細書におい
ては、この領域を相互作用領域と呼ぶ。）、出力は
ゲート電極５と裏面電極６の間から取り出され
る。相互作用の強さは、半導体基板１表面の相互
作用領域における容量−電圧特性（Ｃ−Ｖ特性）
に依存するから、ゲート電極５と接地されている
裏面電極６間に印加される直流バイアス電圧によ
り大きく変化する。したがつて、従来の方式で
は、ゲート電極内で加え合わされた総合的な出力
が最大値を示すバイアス電圧を最適バイアスとし
て、全相互作用領域に均一に印加し、動作を行な
わせることが一般的であつた。
極５直下の領域で行なわれ（以下本明細書におい
ては、この領域を相互作用領域と呼ぶ。）、出力は
ゲート電極５と裏面電極６の間から取り出され
る。相互作用の強さは、半導体基板１表面の相互
作用領域における容量−電圧特性（Ｃ−Ｖ特性）
に依存するから、ゲート電極５と接地されている
裏面電極６間に印加される直流バイアス電圧によ
り大きく変化する。したがつて、従来の方式で
は、ゲート電極内で加え合わされた総合的な出力
が最大値を示すバイアス電圧を最適バイアスとし
て、全相互作用領域に均一に印加し、動作を行な
わせることが一般的であつた。
しかし、相互作用領域内のＣ−Ｖ特性は通常均
一ではなく、面内分布を持つから、特に素子の信
号処理能力の向上を図る目的で相互作用領域を長
くする場合など、従来の方式の様に領域全体に対
して均一なバイアス電圧を印加する方法では、前
記Ｃ−Ｖ特性の分布のために印加バイアスが領域
のあらゆる部分に対して最適とは限らなくなり、
素子に最適動作を行なわせる上で無視できない問
題となる。
一ではなく、面内分布を持つから、特に素子の信
号処理能力の向上を図る目的で相互作用領域を長
くする場合など、従来の方式の様に領域全体に対
して均一なバイアス電圧を印加する方法では、前
記Ｃ−Ｖ特性の分布のために印加バイアスが領域
のあらゆる部分に対して最適とは限らなくなり、
素子に最適動作を行なわせる上で無視できない問
題となる。
本発明の目的は、全体的な素子の効率を向上さ
せるように、素子の非線形相互作用領域における
Ｃ−Ｖ特性の分布に合わせて直流バイアス電圧を
分布させることができ、そのうえ処理信号を容易
に外部に取り出すことができる、冒頭に述べた種
類のSAW装置を提供することである。
せるように、素子の非線形相互作用領域における
Ｃ−Ｖ特性の分布に合わせて直流バイアス電圧を
分布させることができ、そのうえ処理信号を容易
に外部に取り出すことができる、冒頭に述べた種
類のSAW装置を提供することである。
上記目的を達成するために、本発明による
SAW装置は、半導体基板と、該基板の一表面上
に積層された絶縁膜と、該絶縁膜上に積層された
圧電膜と、該圧電膜上の離れた位置に設けられた
２つの信号入力用トランスジユーサと、上記基板
の他表面に設けられ接地に連ねられる裏面電極
と、上記圧電膜上の上記２つの信号入力用トラン
スジユーサに挟まれた位置に前記２つの信号入力
用トランスジユーサを結ぶ方向に複数個に分割し
て設けられた信号出力用ゲート電極と、上記分割
された各出力ゲート電極に対して供給される各非
線形相互作用領域毎に容量−電圧特性に応じた最
適直流バイアスを独立して調整可能な複数の直流
バイアス電源と、上記各信号出力用ゲート電極上
に積層された所定膜厚の誘電体膜と、該誘電体膜
上に形成され上記各信号出力用ゲート電極に対す
る信号取り出し用電極と、より構成されることを
特徴とする。
SAW装置は、半導体基板と、該基板の一表面上
に積層された絶縁膜と、該絶縁膜上に積層された
圧電膜と、該圧電膜上の離れた位置に設けられた
２つの信号入力用トランスジユーサと、上記基板
の他表面に設けられ接地に連ねられる裏面電極
と、上記圧電膜上の上記２つの信号入力用トラン
スジユーサに挟まれた位置に前記２つの信号入力
用トランスジユーサを結ぶ方向に複数個に分割し
て設けられた信号出力用ゲート電極と、上記分割
された各出力ゲート電極に対して供給される各非
線形相互作用領域毎に容量−電圧特性に応じた最
適直流バイアスを独立して調整可能な複数の直流
バイアス電源と、上記各信号出力用ゲート電極上
に積層された所定膜厚の誘電体膜と、該誘電体膜
上に形成され上記各信号出力用ゲート電極に対す
る信号取り出し用電極と、より構成されることを
特徴とする。
以下に、図面を参照しながら、実施例を用いて
本発明を一層詳細に説明するが、それらは例示に
過ぎず、本発明の枠を越えることなしにいろいろ
な変形や改良があり得ることは勿論である。
本発明を一層詳細に説明するが、それらは例示に
過ぎず、本発明の枠を越えることなしにいろいろ
な変形や改良があり得ることは勿論である。
第１図は本発明によるSAW装置の上面図、第
２図は第１図に示すSAW装置の断面図で、図中
第４図と共通する引用番号は第４図におけるもの
と同じ部分を示し、′は本発明によつて複数個に
分割されていることを表わす。第１図に見られる
ように、本発明によるSAW装置においては、出
力用ゲート電極５′は両端近傍に設けられている
信号入力用トランスデユーサ４ａと４ｂを結ぶ方
向に複数個に分割されており、その各々に独立に
調整可能なゲート電極５′と同じ数の直流バイア
ス電源７′から各電極５′直下のＣ−Ｖ特性に対し
て最適なバイアス電圧が印加される。相互作用領
域で処理された信号は分割されたゲート電極５′
直下の領域における信号毎にそのゲート電極で加
え合わされる。
２図は第１図に示すSAW装置の断面図で、図中
第４図と共通する引用番号は第４図におけるもの
と同じ部分を示し、′は本発明によつて複数個に
分割されていることを表わす。第１図に見られる
ように、本発明によるSAW装置においては、出
力用ゲート電極５′は両端近傍に設けられている
信号入力用トランスデユーサ４ａと４ｂを結ぶ方
向に複数個に分割されており、その各々に独立に
調整可能なゲート電極５′と同じ数の直流バイア
ス電源７′から各電極５′直下のＣ−Ｖ特性に対し
て最適なバイアス電圧が印加される。相互作用領
域で処理された信号は分割されたゲート電極５′
直下の領域における信号毎にそのゲート電極で加
え合わされる。
ゲート電極５′の上には予め定められた厚さを
有する誘電体膜１２が形成され、さらにその上に
予め定められた面積で上記ゲート電極５′の各々
と対向する信号取出し用電極１３′が設けられる。
ゲート電極５′と信号取出し用電極１３′は直流的
には絶縁されており、誘電体膜１２とともに直流
電圧阻止用薄膜コンデンサを形成する。各信号取
出し用電極１３′は直接整合回路９ｃに接続され、
信号は信号出力用外部負荷抵抗１１により外部に
取り出される。
有する誘電体膜１２が形成され、さらにその上に
予め定められた面積で上記ゲート電極５′の各々
と対向する信号取出し用電極１３′が設けられる。
ゲート電極５′と信号取出し用電極１３′は直流的
には絶縁されており、誘電体膜１２とともに直流
電圧阻止用薄膜コンデンサを形成する。各信号取
出し用電極１３′は直接整合回路９ｃに接続され、
信号は信号出力用外部負荷抵抗１１により外部に
取り出される。
本発明はモノリシツク型のSAWコンボルバあ
るいはコリレータに関するものであり、半導体基
板１と圧電膜３との層状構造素子を前提としてい
る。ここで素子の動作効率あるいは温度特性、ま
たICとの一体化等を考慮する場合、構造として
はZnO／SiO2／SiまたはZnO／SiO2／Si／Al2O3
あるいはAlN／SiまたはAlN／Si／Al2O3が有利
である。ここで、Al2O3はサフアイヤの単結晶、
Siはシリコン単結晶を表わし、ZnOおよびAlNが
圧電膜である。
るいはコリレータに関するものであり、半導体基
板１と圧電膜３との層状構造素子を前提としてい
る。ここで素子の動作効率あるいは温度特性、ま
たICとの一体化等を考慮する場合、構造として
はZnO／SiO2／SiまたはZnO／SiO2／Si／Al2O3
あるいはAlN／SiまたはAlN／Si／Al2O3が有利
である。ここで、Al2O3はサフアイヤの単結晶、
Siはシリコン単結晶を表わし、ZnOおよびAlNが
圧電膜である。
以上説明した通り、本発明によれば、モノリシ
ツク型SAWコンボルバまたはコリレータにおい
て、出力用ゲート電極が複数個に分割されている
から、分割されたゲート電極の各々を最小の単位
領域として独立に印加バイアスを調整することが
でき、したがつて素子の非線形相互作用領域にお
けるＣ−Ｖ特性の分布に対し、前記単位領域ごと
にその領域での最適バイアスを選択し、印加する
ことができるので、全体的な素子の効率を向上さ
せることができるばかりでなく、直流電圧阻止用
薄膜コンデンサが内蔵されているから、容易に信
号を外部に取り出すことができる。
ツク型SAWコンボルバまたはコリレータにおい
て、出力用ゲート電極が複数個に分割されている
から、分割されたゲート電極の各々を最小の単位
領域として独立に印加バイアスを調整することが
でき、したがつて素子の非線形相互作用領域にお
けるＣ−Ｖ特性の分布に対し、前記単位領域ごと
にその領域での最適バイアスを選択し、印加する
ことができるので、全体的な素子の効率を向上さ
せることができるばかりでなく、直流電圧阻止用
薄膜コンデンサが内蔵されているから、容易に信
号を外部に取り出すことができる。
第１図は本発明によるSAW装置の上面図およ
びその周辺回路の図式図、第２図は第１図に示す
SAW装置の断面図、第３図は従来のSAW装置の
断面図、第４図は従来のSAW装置の上面図およ
びその周辺回路の図式図である。 １…半導体基板、２…圧電膜、３…絶縁膜、４
ａ，４ｂ…信号入力用トランスデユーサ、５，
５′…出力用ゲート電極、６…裏面電極、７，
７′…直流バイアス電源、８…直流阻止用コンデ
ンサ、９ａ，９ｂ，９ｃ…整合回路、１０ａ，１
０ｂ…信号源、１１…信号出力用外部負荷抵抗、
１２…誘電体膜、１３′…信号取出し用電極。
びその周辺回路の図式図、第２図は第１図に示す
SAW装置の断面図、第３図は従来のSAW装置の
断面図、第４図は従来のSAW装置の上面図およ
びその周辺回路の図式図である。 １…半導体基板、２…圧電膜、３…絶縁膜、４
ａ，４ｂ…信号入力用トランスデユーサ、５，
５′…出力用ゲート電極、６…裏面電極、７，
７′…直流バイアス電源、８…直流阻止用コンデ
ンサ、９ａ，９ｂ，９ｃ…整合回路、１０ａ，１
０ｂ…信号源、１１…信号出力用外部負荷抵抗、
１２…誘電体膜、１３′…信号取出し用電極。
Claims (1)
- １ 半導体基板と、該基板の一表面上に積層され
た絶縁膜と、該絶縁膜上に積層された圧電膜と、
該圧電膜上の離れた位置に設けられた２つの信号
入力用トランスジユーサと、上記基板の他表面に
設けられ接地に連ねられる裏面電極と、上記圧電
膜上の上記２つの信号入力用トランスジユーサに
挟まれた位置に前記２つの信号入力用トランスジ
ユーサを結ぶ方向に複数個に分割して設けられた
信号出力用ゲート電極と、上記分割された各出力
ゲート電極に対して供給される各非線形相互作用
領域毎に容量−電圧特性に応じた最適直流バイア
スを独立して調整可能な複数の直流バイアス電源
と、上記各信号出力用ゲート電極上に積層された
所定膜厚の誘電体膜と、該誘電体膜上に形成され
上記各信号出力用ゲート電極に対向する信号取出
し用電極と、より構成されることを特徴とする表
面弾性波装置。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19898684A JPS6177414A (ja) | 1984-09-21 | 1984-09-21 | 表面弾性波装置 |
| GB8523150A GB2166616B (en) | 1984-09-21 | 1985-09-19 | Surface acoustic wave device |
| SE8504350A SE462132B (sv) | 1984-09-21 | 1985-09-20 | Akustisk ytvaaganordning |
| FR858514000A FR2570902B1 (fr) | 1984-09-21 | 1985-09-20 | Dispositif a onde acoustique de surface |
| DE19853533611 DE3533611A1 (de) | 1984-09-21 | 1985-09-20 | Akustische oberflaechenwellenvorrichtung |
| US07/099,688 US4745378A (en) | 1984-09-21 | 1987-09-18 | Surface acoustic wave device |
| GB8822450A GB2208769B (en) | 1984-09-21 | 1988-09-23 | Surface acoustic wave device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19898684A JPS6177414A (ja) | 1984-09-21 | 1984-09-21 | 表面弾性波装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6177414A JPS6177414A (ja) | 1986-04-21 |
| JPH033414B2 true JPH033414B2 (ja) | 1991-01-18 |
Family
ID=16400208
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19898684A Granted JPS6177414A (ja) | 1984-09-21 | 1984-09-21 | 表面弾性波装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6177414A (ja) |
-
1984
- 1984-09-21 JP JP19898684A patent/JPS6177414A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6177414A (ja) | 1986-04-21 |
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