JPH09167935A - 弾性表面波変換器 - Google Patents
弾性表面波変換器Info
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- JPH09167935A JPH09167935A JP34794295A JP34794295A JPH09167935A JP H09167935 A JPH09167935 A JP H09167935A JP 34794295 A JP34794295 A JP 34794295A JP 34794295 A JP34794295 A JP 34794295A JP H09167935 A JPH09167935 A JP H09167935A
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- surface acoustic
- acoustic wave
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 すだれ状電極に任意の方向の一方向性を持た
せる。 【解決手段】 圧電性または電歪性の基板上に、正負の
電極を交互に配置してなり、その電極の幅および配置の
周期が弾性表面波の伝搬方向に向かって徐々に変化する
分散型すだれ状電極において、その構造をシングル電極
構造とし、かつ前記正負電極１，２を基板３に埋め込ん
だり、正負電極間のギャップ部分にこれら正負いずれの
電極とも接続しないが相互には接続しており前記正負電
極とは膜厚の異なる第３の電極５を設ける。
せる。 【解決手段】 圧電性または電歪性の基板上に、正負の
電極を交互に配置してなり、その電極の幅および配置の
周期が弾性表面波の伝搬方向に向かって徐々に変化する
分散型すだれ状電極において、その構造をシングル電極
構造とし、かつ前記正負電極１，２を基板３に埋め込ん
だり、正負電極間のギャップ部分にこれら正負いずれの
電極とも接続しないが相互には接続しており前記正負電
極とは膜厚の異なる第３の電極５を設ける。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、正負電極の幅および配
置の周期が弾性表面波の伝搬方向に向かって徐々に変化
する分散型すだれ状電極を有する弾性表面波変換器に関
し、特に所望の方向性を持たせ得る弾性表面波変換器に
関する。
置の周期が弾性表面波の伝搬方向に向かって徐々に変化
する分散型すだれ状電極を有する弾性表面波変換器に関
し、特に所望の方向性を持たせ得る弾性表面波変換器に
関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の弾性表面波変換器は例えば広帯
域の弾性表面波コンボルバや弾性表面波フィルタを構成
するために用いられる。
域の弾性表面波コンボルバや弾性表面波フィルタを構成
するために用いられる。
【０００３】本発明者らは、先に、圧電性（圧電性薄膜
を含む）または電歪性の基板上に、弾性表面波を励振す
る第１および第２のすだれ状電極と、これらの弾性表面
波を検出してコンボリューション出力を電気信号として
取り出す出力電極とを備えた弾性表面波コンボルバにお
いて、前記第１および第２のすだれ状電極が所定の厚み
を有し、前記第１のすだれ状電極は前記出力電極に向か
って徐々に電極幅および周期が短くなる正負の電極を交
互に配置してなり、前記第２のすだれ状電極は前記出力
電極に向かって徐々に電極幅および周期が長くなる正負
の電極を交互に配置してなる弾性表面波コンボルバを提
案した（特開平４−３３１５０５号）。前記第１のすだ
れ状電極の構造はダウンチャープ型、第２のすだれ状電
極の構造はアップチャープ型と呼ばれる。
を含む）または電歪性の基板上に、弾性表面波を励振す
る第１および第２のすだれ状電極と、これらの弾性表面
波を検出してコンボリューション出力を電気信号として
取り出す出力電極とを備えた弾性表面波コンボルバにお
いて、前記第１および第２のすだれ状電極が所定の厚み
を有し、前記第１のすだれ状電極は前記出力電極に向か
って徐々に電極幅および周期が短くなる正負の電極を交
互に配置してなり、前記第２のすだれ状電極は前記出力
電極に向かって徐々に電極幅および周期が長くなる正負
の電極を交互に配置してなる弾性表面波コンボルバを提
案した（特開平４−３３１５０５号）。前記第１のすだ
れ状電極の構造はダウンチャープ型、第２のすだれ状電
極の構造はアップチャープ型と呼ばれる。
【０００４】この弾性表面波コンボルバは、正負電極の
幅および配置の周期が弾性表面波の伝搬方向に向かって
徐々に変化する分散型（チャープ型）のすだれ状電極を
用いたため、以前の等周期型すだれ状電極を用いたもの
よりも特性を広帯域化することができる。
幅および配置の周期が弾性表面波の伝搬方向に向かって
徐々に変化する分散型（チャープ型）のすだれ状電極を
用いたため、以前の等周期型すだれ状電極を用いたもの
よりも特性を広帯域化することができる。
【０００５】すだれ状電極の構造として、シングル電極
構造とダブル電極構造が知られている。図９（ａ）はシ
ングル電極構造の平面図を、図９（ｂ）はその断面図を
示す。また、図１０（ａ）はダブル電極構造の平面図
を、図１０（ｂ）はその断面図を示す。図において、
１，２は励振電極（正電極と負電極）、３は基板であ
る。
構造とダブル電極構造が知られている。図９（ａ）はシ
ングル電極構造の平面図を、図９（ｂ）はその断面図を
示す。また、図１０（ａ）はダブル電極構造の平面図
を、図１０（ｂ）はその断面図を示す。図において、
１，２は励振電極（正電極と負電極）、３は基板であ
る。
【０００６】分散型のすだれ状電極は、ある種の圧電性
基板においてシングル電極構造では、弾性表面波を電極
周期が短くなる方向（ダウン方向）に強く励振する一方
向性を有していた。また、ダブル電極構造においては、
弾性表面波の励振の方向性は無く、両方向性の特性を有
していた。
基板においてシングル電極構造では、弾性表面波を電極
周期が短くなる方向（ダウン方向）に強く励振する一方
向性を有していた。また、ダブル電極構造においては、
弾性表面波の励振の方向性は無く、両方向性の特性を有
していた。
【０００７】したがって、前記第１のすだれ状電極はシ
ングル電極構造とすれば出力電極方向への一方向性を有
し出力電極方向への伝搬効率（励振効率）が高い。この
ような出力電極方向への一方向性を前記第２のすだれ状
電極に対しても与えることができれば弾性表面波コンボ
ルバの効率をさらに向上させることができる。しかし、
同一基板上に同一材料でチャープ方向が互いに反対のシ
ングル電極構造の電極を形成することはある種の基板で
は不可能であり、またそうでない場合でも煩瑣かつ困難
であった。一般的には、前記第２のすだれ状電極として
両方向性のダブル電極構造のものを用いて、第１のすだ
れ状電極による効率向上だけに甘んじていた。
ングル電極構造とすれば出力電極方向への一方向性を有
し出力電極方向への伝搬効率（励振効率）が高い。この
ような出力電極方向への一方向性を前記第２のすだれ状
電極に対しても与えることができれば弾性表面波コンボ
ルバの効率をさらに向上させることができる。しかし、
同一基板上に同一材料でチャープ方向が互いに反対のシ
ングル電極構造の電極を形成することはある種の基板で
は不可能であり、またそうでない場合でも煩瑣かつ困難
であった。一般的には、前記第２のすだれ状電極として
両方向性のダブル電極構造のものを用いて、第１のすだ
れ状電極による効率向上だけに甘んじていた。
【０００８】一方、特開平４−３３１５０５号にも記載
されているように、前記電極構造においてシングル電極
構造では励振電極部分の特性音響インピーダンスＺｍと
ギャップ部分の特性音響インピーダンスＺｇとの比Ｚｍ
／Ｚｇが１よりも小さい（Ｚｍ／Ｚｇ＜１）場合、電極
周期が短くなる方向（ダウン方向）に弾性表面波が強く
励振し、Ｚｍ／Ｚｇが１よりも大きい（Ｚｍ／Ｚｇ＜
１）場合、電極周期が長くなる方向（アップ方向）に弾
性表面波が強く励振し、Ｚｍ／Ｚｇが１と等しい（Ｚｍ
／Ｚｇ＝１）場合、両方向性が得られることが知られて
いる。
されているように、前記電極構造においてシングル電極
構造では励振電極部分の特性音響インピーダンスＺｍと
ギャップ部分の特性音響インピーダンスＺｇとの比Ｚｍ
／Ｚｇが１よりも小さい（Ｚｍ／Ｚｇ＜１）場合、電極
周期が短くなる方向（ダウン方向）に弾性表面波が強く
励振し、Ｚｍ／Ｚｇが１よりも大きい（Ｚｍ／Ｚｇ＜
１）場合、電極周期が長くなる方向（アップ方向）に弾
性表面波が強く励振し、Ｚｍ／Ｚｇが１と等しい（Ｚｍ
／Ｚｇ＝１）場合、両方向性が得られることが知られて
いる。
【０００９】例えば、基板材料にＹ−Ｚ ＬｉＮｂＯ3
およびＹ−Ｘ １２８゜ＬｉＮｂＯ3 を用いて、励振電
極材料にＡｌを用いた場合における、Ａｌの膜厚と励振
電極部分の特性音響インピーダンスＺｍとギャップ部分
の特性音響インピーダンスＺｇとの比Ｚｍ／Ｚｇとの関
係を図１１に示す。このとき横軸におけるＡｌの膜厚
は、励振される弾性表面波の波長λによって規格化して
いる。Ｙ−Ｘ １２８゜ＬｉＮｂＯ3 を基板材料用いた
場合では、Ａｌの膜厚を変化させることによりＺｍ／Ｚ
ｇを１に対して大きくも小さくもできる。つまりＹ−Ｘ
１２８゜ＬｉＮｂＯ3 を基板材料用いて、シングル電
極構造を有する広帯域分散型すだれ状電極弾性表面波変
換器を構成する場合、Ａｌの膜厚を変化させることによ
り、弾性表面波を強く励振する方向を自由に変えること
ができる。一方、Ｙ−Ｚ ＬｉＮｂＯ3 を用いた場合
は、Ａｌの膜厚を変化させてもＺｍ／Ｚｇを１よりも大
きくすることはできない。つまりＹ−Ｚ ＬｉＮｂＯ3
を基板材料用いて、シングル電極構造を有する広帯域分
散型すだれ状電極弾性表面波変換器を構成する場合、Ａ
ｌの膜厚を変化させても弾性表面波を強く励振する方向
を変えることはできず、常に電極周期が短くなる方向
（ダウン方向）のみに強く励振してしまう。
およびＹ−Ｘ １２８゜ＬｉＮｂＯ3 を用いて、励振電
極材料にＡｌを用いた場合における、Ａｌの膜厚と励振
電極部分の特性音響インピーダンスＺｍとギャップ部分
の特性音響インピーダンスＺｇとの比Ｚｍ／Ｚｇとの関
係を図１１に示す。このとき横軸におけるＡｌの膜厚
は、励振される弾性表面波の波長λによって規格化して
いる。Ｙ−Ｘ １２８゜ＬｉＮｂＯ3 を基板材料用いた
場合では、Ａｌの膜厚を変化させることによりＺｍ／Ｚ
ｇを１に対して大きくも小さくもできる。つまりＹ−Ｘ
１２８゜ＬｉＮｂＯ3 を基板材料用いて、シングル電
極構造を有する広帯域分散型すだれ状電極弾性表面波変
換器を構成する場合、Ａｌの膜厚を変化させることによ
り、弾性表面波を強く励振する方向を自由に変えること
ができる。一方、Ｙ−Ｚ ＬｉＮｂＯ3 を用いた場合
は、Ａｌの膜厚を変化させてもＺｍ／Ｚｇを１よりも大
きくすることはできない。つまりＹ−Ｚ ＬｉＮｂＯ3
を基板材料用いて、シングル電極構造を有する広帯域分
散型すだれ状電極弾性表面波変換器を構成する場合、Ａ
ｌの膜厚を変化させても弾性表面波を強く励振する方向
を変えることはできず、常に電極周期が短くなる方向
（ダウン方向）のみに強く励振してしまう。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、任意の基
板において任意方向の一方向性、特に通常のチャープ方
向に由来する一方向性とは逆方向の一方向性を有する広
帯域分散型すだれ状電極弾性表面波変換器を提供するこ
とを目的とする。
板において任意方向の一方向性、特に通常のチャープ方
向に由来する一方向性とは逆方向の一方向性を有する広
帯域分散型すだれ状電極弾性表面波変換器を提供するこ
とを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、この発明では、圧電性または電歪性の基板上に、正
負の電極を交互に配置してなり、その電極の幅および配
置の周期が弾性表面波の伝搬方向に向かって徐々に変化
する分散型すだれ状電極を有する弾性表面波変換器にお
いて、前記すだれ状電極をシングル電極構造とし、かつ
前記正負電極（励振電極）部分を基板に埋め込んだり、
ギャップ部分に前記正負いずれの電極とも接続しないが
相互には接続しており前記正負電極とは膜厚の異なる第
３の電極（短絡電極）を設けることを特徴としている。
め、この発明では、圧電性または電歪性の基板上に、正
負の電極を交互に配置してなり、その電極の幅および配
置の周期が弾性表面波の伝搬方向に向かって徐々に変化
する分散型すだれ状電極を有する弾性表面波変換器にお
いて、前記すだれ状電極をシングル電極構造とし、かつ
前記正負電極（励振電極）部分を基板に埋め込んだり、
ギャップ部分に前記正負いずれの電極とも接続しないが
相互には接続しており前記正負電極とは膜厚の異なる第
３の電極（短絡電極）を設けることを特徴としている。
【００１２】
【作用】圧電性または電歪性の基板上に徐々に電極幅お
よび周期が短くなる正負の電極を交互に配置して動作す
るシングル電極構造広帯域分散型すだれ状電極におい
て、励振電極部分を基板に埋め込んだり、ギャップ部分
に短絡電極をつけたりすることにより、任意の圧電性ま
たは電歪性基板において励振電極部分の特性音響インピ
ーダンスＺｍとギャップ部分の特性音響インピーダンス
Ｚｇの比を変化させることが可能となる。つまり弾性表
面波が強く励振される方向をコントロールすることがで
きる。このことによって、従来、基板材料の特性によっ
てはできなかった、同一基板上に方向性が逆のチャープ
型電極を形成することが可能になった。例えば、従来、
Ｙ−Ｚ ＬｉＮｂＯ3 を基板材料用いては電極周期が長
くなる方向に強く励振するものが得られなかったものが
現実として得られるようになった。
よび周期が短くなる正負の電極を交互に配置して動作す
るシングル電極構造広帯域分散型すだれ状電極におい
て、励振電極部分を基板に埋め込んだり、ギャップ部分
に短絡電極をつけたりすることにより、任意の圧電性ま
たは電歪性基板において励振電極部分の特性音響インピ
ーダンスＺｍとギャップ部分の特性音響インピーダンス
Ｚｇの比を変化させることが可能となる。つまり弾性表
面波が強く励振される方向をコントロールすることがで
きる。このことによって、従来、基板材料の特性によっ
てはできなかった、同一基板上に方向性が逆のチャープ
型電極を形成することが可能になった。例えば、従来、
Ｙ−Ｚ ＬｉＮｂＯ3 を基板材料用いては電極周期が長
くなる方向に強く励振するものが得られなかったものが
現実として得られるようになった。
【００１３】
【実施例】以下、図面を用いてこの発明の実施例を説明
する。実施例１ 図１は、本発明の一実施例に係る電極構造を示す、
（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。同図に示すよ
うに、励振電極１，２を基板３の中に埋め込むことによ
り励振電極の特性音響インピーダンスＺｍを大きく変化
させることが可能となる。そのときの溝４の深さとそこ
に埋め込む電極１，２の厚さによってＺｍ／Ｚｇの値が
定まる。図２は、Ｙ−Ｚ ＬｉＮｂＯ3 基板上に図１の
構造の励振電極をＡｌで作製した場合の溝の深さ（Ｈ
groove）とＺｍ／Ｚｇとの関係を示す。同図は、Ａｌ電
極の膜厚ＨAlを、励振される弾性表面波の波長λによっ
て規格化し、その値はＨAl／λ＝０．０１１７５とした
場合を示す。また横軸である溝の深さＨgrooveも同様に
励振される弾性表面波の波長λによって規格化してＨ／
λ（＝Ｈgroove／λ）で表わしている。図２を見るとわ
かるように溝の深さがおよそＨ／λ＜０．０３の場合は
Ｚｍ／Ｚｇ＜１となることがわかる。つまり、電極周期
が短くなる方向（ダウン方向）へ強く励振することがわ
かる。また、溝の深さがおよそＨ／λ＝０．０３の場合
はＺｍ／Ｚｇ＝１となることがわかる。つまり、方向性
が無くなることがわかる。さらに、溝の深さがおよそＨ
／λ＞０．０３の場合は、Ｚｍ／Ｚｇ＞１となることが
わかる。つまり、電極周期が長くなる方向（アップ方
向）へ強く励振することがわかる。このように、溝の深
さを適当な値にすることによって電極周期が長くなる方
向（アップ方向）へ強く励振するようになることがわか
る。
する。実施例１ 図１は、本発明の一実施例に係る電極構造を示す、
（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。同図に示すよ
うに、励振電極１，２を基板３の中に埋め込むことによ
り励振電極の特性音響インピーダンスＺｍを大きく変化
させることが可能となる。そのときの溝４の深さとそこ
に埋め込む電極１，２の厚さによってＺｍ／Ｚｇの値が
定まる。図２は、Ｙ−Ｚ ＬｉＮｂＯ3 基板上に図１の
構造の励振電極をＡｌで作製した場合の溝の深さ（Ｈ
groove）とＺｍ／Ｚｇとの関係を示す。同図は、Ａｌ電
極の膜厚ＨAlを、励振される弾性表面波の波長λによっ
て規格化し、その値はＨAl／λ＝０．０１１７５とした
場合を示す。また横軸である溝の深さＨgrooveも同様に
励振される弾性表面波の波長λによって規格化してＨ／
λ（＝Ｈgroove／λ）で表わしている。図２を見るとわ
かるように溝の深さがおよそＨ／λ＜０．０３の場合は
Ｚｍ／Ｚｇ＜１となることがわかる。つまり、電極周期
が短くなる方向（ダウン方向）へ強く励振することがわ
かる。また、溝の深さがおよそＨ／λ＝０．０３の場合
はＺｍ／Ｚｇ＝１となることがわかる。つまり、方向性
が無くなることがわかる。さらに、溝の深さがおよそＨ
／λ＞０．０３の場合は、Ｚｍ／Ｚｇ＞１となることが
わかる。つまり、電極周期が長くなる方向（アップ方
向）へ強く励振することがわかる。このように、溝の深
さを適当な値にすることによって電極周期が長くなる方
向（アップ方向）へ強く励振するようになることがわか
る。
【００１４】本実施例によれば、励振電極の特性音響イ
ンピーダンスＺｍを大きく変化させることができ、それ
により、従来はＺｍ／Ｚｇ＜１にしかできず、ダウン方
向へしか強く励振させることができなかったＹ−Ｚ Ｌ
ｉＮｂＯ3 基板とＡｌ電極の組み合わせにおいて、Ｚｍ
／Ｚｇを１より大きくしてアップ方向へ強く励振させる
ことが可能となった。
ンピーダンスＺｍを大きく変化させることができ、それ
により、従来はＺｍ／Ｚｇ＜１にしかできず、ダウン方
向へしか強く励振させることができなかったＹ−Ｚ Ｌ
ｉＮｂＯ3 基板とＡｌ電極の組み合わせにおいて、Ｚｍ
／Ｚｇを１より大きくしてアップ方向へ強く励振させる
ことが可能となった。
【００１５】実施例２ 図３（ａ）に励振電極間のギャップの特性音響インピー
ダンスＺｇを大きく変化させることを可能にし、それに
よって、Ｚｍ／Ｚｇを１より大きくすることが可能な電
極構造の平面図を、図３（ｂ）にその断面図を示す。こ
のように、励振電極１，２間のギャップに短絡電極５を
配置することにより励振電極間のギャップの特性音響イ
ンピーダンスＺｇを大きく変化させることが可能とな
る。そのときの励振電極および短絡電極の電極材料およ
び膜厚によってＺｍ／Ｚｇの値が定まる。一例として、
Ｙ−Ｚ ＬｉＮｂＯ3 基板上に前記電極を作製し、励振
電極および短絡電極としてＡｌを用いた場合の短絡電極
の厚さとＺｍ／Ｚｇとの関係を図４に示す。このとき励
振電極のＡｌの膜厚ＨAlは、励振される弾性表面波の波
長λによって規格化した値を用いて、その値はＨ／λ＝
０．０１１７５とした。また横軸である短絡電極の膜厚
ＨAl-shortも同様に励振される弾性表面波の波長λによ
って規格化してＨ／λ（＝ＨAl-short／λ）で表わして
いる。図４を見るとわかるように短絡電極の膜厚がおよ
そＨ／λ＜０．０１５の場合はＺｍ／Ｚｇ＜１となる。
つまり、電極周期が短くなる方向（ダウン方向）へ強く
励振することがわかる。また、短絡電極の膜厚がおよそ
Ｈ／λ＝０．０１５の場合はＺｍ／Ｚｇ＝１となる。つ
まり、方向性が無くなることがわかる。さらに、短絡電
極の膜厚がおよそＨ／λ＞０．０１５の場合は、Ｚｍ／
Ｚｇ＞１となることがわかる。つまり、電極周期が長く
なる方向（アップ方向）へ強く励振することがわかる。
このように、従来はＺｍ／Ｚｇ＜１にしかできず、ダウ
ン方向へしか強く励振させることができなかったＹ−Ｚ
ＬｉＮｂＯ3 基板とＡｌ電極の組み合わせにおいて、
短絡電極の膜厚を適当な値にすることによって電極周期
が長くなる方向（アップ方向）へ強く励振するようにな
ることがわかる。
ダンスＺｇを大きく変化させることを可能にし、それに
よって、Ｚｍ／Ｚｇを１より大きくすることが可能な電
極構造の平面図を、図３（ｂ）にその断面図を示す。こ
のように、励振電極１，２間のギャップに短絡電極５を
配置することにより励振電極間のギャップの特性音響イ
ンピーダンスＺｇを大きく変化させることが可能とな
る。そのときの励振電極および短絡電極の電極材料およ
び膜厚によってＺｍ／Ｚｇの値が定まる。一例として、
Ｙ−Ｚ ＬｉＮｂＯ3 基板上に前記電極を作製し、励振
電極および短絡電極としてＡｌを用いた場合の短絡電極
の厚さとＺｍ／Ｚｇとの関係を図４に示す。このとき励
振電極のＡｌの膜厚ＨAlは、励振される弾性表面波の波
長λによって規格化した値を用いて、その値はＨ／λ＝
０．０１１７５とした。また横軸である短絡電極の膜厚
ＨAl-shortも同様に励振される弾性表面波の波長λによ
って規格化してＨ／λ（＝ＨAl-short／λ）で表わして
いる。図４を見るとわかるように短絡電極の膜厚がおよ
そＨ／λ＜０．０１５の場合はＺｍ／Ｚｇ＜１となる。
つまり、電極周期が短くなる方向（ダウン方向）へ強く
励振することがわかる。また、短絡電極の膜厚がおよそ
Ｈ／λ＝０．０１５の場合はＺｍ／Ｚｇ＝１となる。つ
まり、方向性が無くなることがわかる。さらに、短絡電
極の膜厚がおよそＨ／λ＞０．０１５の場合は、Ｚｍ／
Ｚｇ＞１となることがわかる。つまり、電極周期が長く
なる方向（アップ方向）へ強く励振することがわかる。
このように、従来はＺｍ／Ｚｇ＜１にしかできず、ダウ
ン方向へしか強く励振させることができなかったＹ−Ｚ
ＬｉＮｂＯ3 基板とＡｌ電極の組み合わせにおいて、
短絡電極の膜厚を適当な値にすることによって電極周期
が長くなる方向（アップ方向）へ強く励振するようにな
ることがわかる。
【００１６】実施例３ 図５は、電歪性基板としてＹ−Ｘ １２８゜ＬｉＮｂＯ
3 を用いた以外は、実施例２と全く同様にして前記電極
を作製した弾性表面波変換器における短絡電極の膜厚と
Ｚｍ／Ｚｇとの関係を示す。励振電極Ａｌの膜厚ＨAlは
弾性表面波の波長λによって規格化した値でＨ／λ＝
０．０１２とした。比較のため、短絡電極を設けない場
合の励振電極Ａｌの膜厚（Ｈ／λ）とＺｍ／Ｚｇとの関
係（図１１の破線と同じ）を破線で示す。実施例２と同
様にＺｍ／Ｚｇを正にも負にも自由に調整できることが
わかる。また、短絡電極の膜厚を変化させる場合と励振
電極の膜厚を変化させる場合とでは、Ａｌ膜厚の変化に
対するＺｍ／Ｚｇの変化が正反対になることがわかる。
3 を用いた以外は、実施例２と全く同様にして前記電極
を作製した弾性表面波変換器における短絡電極の膜厚と
Ｚｍ／Ｚｇとの関係を示す。励振電極Ａｌの膜厚ＨAlは
弾性表面波の波長λによって規格化した値でＨ／λ＝
０．０１２とした。比較のため、短絡電極を設けない場
合の励振電極Ａｌの膜厚（Ｈ／λ）とＺｍ／Ｚｇとの関
係（図１１の破線と同じ）を破線で示す。実施例２と同
様にＺｍ／Ｚｇを正にも負にも自由に調整できることが
わかる。また、短絡電極の膜厚を変化させる場合と励振
電極の膜厚を変化させる場合とでは、Ａｌ膜厚の変化に
対するＺｍ／Ｚｇの変化が正反対になることがわかる。
【００１７】実施例４ 図６（ａ）に励振電極間のギャップの特性音響インピー
ダンスＺｇを大きく変化させることを可能にし、さらに
励振電極の特性音響インピーダンスＺｍを大きく変化さ
せることを可能にし、Ｚｍ／Ｚｇを１より大きくするこ
とが可能な電極構造の平面図を、図６（ｂ）にその断面
図を示す。このように、励振電極１，２を基板３の中に
埋め込むことにより励振電極の特性音響インピーダンス
Ｚｍを大きく変化させることが可能となり、さらに励振
電極間のギャップに短絡電極５を配置することにより励
振電極間のギャップの特性音響インピーダンスＺｇを大
きく変化させることが可能となる。そのときの溝４の深
さや励振電極１，２および短絡電極５の電極材料および
膜厚によってＺｍ／Ｚｇの値が定まる。一例として、Ｙ
−Ｚ ＬｉＮｂＯ3 基板上に前記電極を作製し、励振電
極および短絡電極としてＡｌを用いた場合の溝の深さと
Ｚｍ／Ｚｇとの関係を図７に示す。このとき励振電極お
よび短絡電極のＡｌの膜厚ＨAlおよびＨAl-shortは、励
振される弾性表面波の波長λによって規格化した値を用
い、その値はいずれもＨ／λ＝０．０１１７５とした。
また横軸である溝の深さＨgrooveも同様に励振される弾
性表面波の波長λによって規格化している。本実施例の
場合、図７を見るとわかるように溝の深さに関係なく、
Ｚｍ／Ｚｇ＞１となる。つまり、電極周期が長くなる方
向（アップ方向）へ強く励振することがわかる。このよ
うに、この電極構造をとると、従来はＺｍ／Ｚｇ＜１に
しかできず、ダウン方向へしか強く励振させることがで
きなかったＹ−Ｚ ＬｉＮｂＯ3 基板とＡｌ電極の組み
合わせにおいて、電極周期が長くなる方向（アップ方
向）へ強く励振するようにできることがわかる。
ダンスＺｇを大きく変化させることを可能にし、さらに
励振電極の特性音響インピーダンスＺｍを大きく変化さ
せることを可能にし、Ｚｍ／Ｚｇを１より大きくするこ
とが可能な電極構造の平面図を、図６（ｂ）にその断面
図を示す。このように、励振電極１，２を基板３の中に
埋め込むことにより励振電極の特性音響インピーダンス
Ｚｍを大きく変化させることが可能となり、さらに励振
電極間のギャップに短絡電極５を配置することにより励
振電極間のギャップの特性音響インピーダンスＺｇを大
きく変化させることが可能となる。そのときの溝４の深
さや励振電極１，２および短絡電極５の電極材料および
膜厚によってＺｍ／Ｚｇの値が定まる。一例として、Ｙ
−Ｚ ＬｉＮｂＯ3 基板上に前記電極を作製し、励振電
極および短絡電極としてＡｌを用いた場合の溝の深さと
Ｚｍ／Ｚｇとの関係を図７に示す。このとき励振電極お
よび短絡電極のＡｌの膜厚ＨAlおよびＨAl-shortは、励
振される弾性表面波の波長λによって規格化した値を用
い、その値はいずれもＨ／λ＝０．０１１７５とした。
また横軸である溝の深さＨgrooveも同様に励振される弾
性表面波の波長λによって規格化している。本実施例の
場合、図７を見るとわかるように溝の深さに関係なく、
Ｚｍ／Ｚｇ＞１となる。つまり、電極周期が長くなる方
向（アップ方向）へ強く励振することがわかる。このよ
うに、この電極構造をとると、従来はＺｍ／Ｚｇ＜１に
しかできず、ダウン方向へしか強く励振させることがで
きなかったＹ−Ｚ ＬｉＮｂＯ3 基板とＡｌ電極の組み
合わせにおいて、電極周期が長くなる方向（アップ方
向）へ強く励振するようにできることがわかる。
【００１８】なお、上述においては、基板に溝を設けそ
の中に励振電極を形成することによって励振電極を基板
に埋め込んだ状態としたが、逆に基板のギャップとなる
部分を蒸着等により盛り上げることにより、同様の状態
を作り出すようにしてもよい。
の中に励振電極を形成することによって励振電極を基板
に埋め込んだ状態としたが、逆に基板のギャップとなる
部分を蒸着等により盛り上げることにより、同様の状態
を作り出すようにしてもよい。
【００１９】作製例 図８は、上記実施例４の構造を有する弾性表面波変換器
の製造工程の一例を示す。
の製造工程の一例を示す。
【００２０】先ず基板３の表面全体にＡｌを２０００Å
蒸着し、フォトエッチングの手法を用いて短絡電極とな
る部分だけＡｌ膜５およびレジスト６を残す（ａ）。次
にＡｌ膜５の側面を陽極酸化し（ｂ）、次いでドライエ
ッチングにより基板を掘り込み溝４を形成する（ｃ）。
さらに、Ａｌを２０００Å蒸着して励振電極１，２を形
成し（ｄ）、レジスト６をリフトオフして同時に余分の
Ａｌ膜７を除去する（ｅ）。これにより、図６または図
８（ｆ）４に示すような弾性表面波変換器を作製するこ
とができる。
蒸着し、フォトエッチングの手法を用いて短絡電極とな
る部分だけＡｌ膜５およびレジスト６を残す（ａ）。次
にＡｌ膜５の側面を陽極酸化し（ｂ）、次いでドライエ
ッチングにより基板を掘り込み溝４を形成する（ｃ）。
さらに、Ａｌを２０００Å蒸着して励振電極１，２を形
成し（ｄ）、レジスト６をリフトオフして同時に余分の
Ａｌ膜７を除去する（ｅ）。これにより、図６または図
８（ｆ）４に示すような弾性表面波変換器を作製するこ
とができる。
【００２１】なお、上述においてＡｌ膜の側面を陽極酸
化するのは、Ａｌ膜の側面部分を絶縁体化して図８
（ｄ）のＡｌ蒸着の際のだれにより、短絡電極（Ａｌ
膜）側面と励振電極１，２とを電気的に接続させないた
めである。Ａｌ膜をエッチングする際、オーバーエッチ
ングして酸化すべき部分を除去することにより、陽極酸
化は省略してもよい。
化するのは、Ａｌ膜の側面部分を絶縁体化して図８
（ｄ）のＡｌ蒸着の際のだれにより、短絡電極（Ａｌ
膜）側面と励振電極１，２とを電気的に接続させないた
めである。Ａｌ膜をエッチングする際、オーバーエッチ
ングして酸化すべき部分を除去することにより、陽極酸
化は省略してもよい。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば圧
電性または電歪性の基板上に徐々に電極幅および周期が
変化する正負の電極を交互に配置して動作するシングル
電極構造の広帯域分散型すだれ状電極において、励振電
極部分を基板に埋め込んだり、ギャップ部分に短絡電極
をつけたりすることにより、任意の圧電性および電歪性
基板における励振電極部分の特性音響インピーダンスと
ギャップ部分の特性音響インピーダンスの比を変化させ
ることが可能となり、それによって弾性表面波が強く励
振する方向を変化させることが可能となる。これを弾性
表面波コンボルバに応用することによって、高効率化を
図ることができる。また広帯域フィルタに応用すること
により低損失化を図ることができる。
電性または電歪性の基板上に徐々に電極幅および周期が
変化する正負の電極を交互に配置して動作するシングル
電極構造の広帯域分散型すだれ状電極において、励振電
極部分を基板に埋め込んだり、ギャップ部分に短絡電極
をつけたりすることにより、任意の圧電性および電歪性
基板における励振電極部分の特性音響インピーダンスと
ギャップ部分の特性音響インピーダンスの比を変化させ
ることが可能となり、それによって弾性表面波が強く励
振する方向を変化させることが可能となる。これを弾性
表面波コンボルバに応用することによって、高効率化を
図ることができる。また広帯域フィルタに応用すること
により低損失化を図ることができる。
【図１】 本発明の一実施例に係る弾性表面波変換器の
平面図（ａ）および断面図（ｂ）である。
平面図（ａ）および断面図（ｂ）である。
【図２】 図１の変換器における溝の深さとＺｍ／Ｚｇ
の関係を示すグラフである。
の関係を示すグラフである。
【図３】 本発明の他の実施例に係る弾性表面波変換器
の平面図（ａ）および断面図（ｂ）である。
の平面図（ａ）および断面図（ｂ）である。
【図４】 図３の変換器における短絡電極の膜厚とＺｍ
／Ｚｇの関係を示すグラフである。
／Ｚｇの関係を示すグラフである。
【図５】 図３の変換器における基板材料がＹ−Ｘ １
２８゜ＬｉＮｂＯ3である場合の短絡電極の膜厚とＺｍ
／Ｚｇの関係を示すグラフである。
２８゜ＬｉＮｂＯ3である場合の短絡電極の膜厚とＺｍ
／Ｚｇの関係を示すグラフである。
【図６】 本発明のさらに他の実施例に係る弾性表面波
変換器の平面図（ａ）および断面図（ｂ）である。
変換器の平面図（ａ）および断面図（ｂ）である。
【図７】 図６の変換器における溝の深さとＺｍ／Ｚｇ
の関係を示すグラフである。
の関係を示すグラフである。
【図８】 図６の変換器の製造工程を示す図である。
【図９】 従来のシングル電極構造のすだれ状電極を有
する弾性表面波変換器の平面図（ａ）および断面図
（ｂ）である。
する弾性表面波変換器の平面図（ａ）および断面図
（ｂ）である。
【図１０】 従来のダブル電極構造のすだれ状電極を有
する弾性表面波変換器の平面図（ａ）および断面図
（ｂ）である。
する弾性表面波変換器の平面図（ａ）および断面図
（ｂ）である。
【図１１】 図９の変換器における励振電極の膜厚とＺ
ｍ／Ｚｇの関係を示すグラフである。
ｍ／Ｚｇの関係を示すグラフである。
１，２：励振電極、３：基板、４：溝、５：短絡電極。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 誠一郎 宮城県仙台市若林区舟丁52パンション相原 101 (72)発明者 加藤 俊治 埼玉県上尾市中妻５丁目30番３号オークヒ ルズ202号
Claims (3)
- 【請求項１】 圧電性または電歪性の基板上に、正負の
電極を交互に配置してなり、その電極の幅および配置の
周期が弾性表面波の伝搬方向に向かって徐々に変化する
分散型すだれ状電極を有する弾性表面波変換器におい
て、 前記すだれ状電極がシングル電極構造を有し、かつ各正
負電極の表面が前記基板の表面より低く形成されている
ことを特徴とする弾性表面波変換器。 - 【請求項２】 圧電性または電歪性の基板上に、正負の
電極を交互に配置してなり、その電極の幅および配置の
周期が弾性表面波の伝搬方向に向かって徐々に変化する
弾性表面波変換器において、 前記すだれ状電極がシングル電極構造を有し、かつ前記
正負電極の間に前記正負いずれの電極とも接続しないが
相互には接続しており、前記正負電極とは膜厚の異なる
第３の電極が設けられていることを特徴とする弾性表面
波変換器。 - 【請求項３】 請求項１記載の正負電極と請求項２記載
の第３の電極を有することを特徴とする弾性表面波変換
器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34794295A JPH09167935A (ja) | 1995-12-15 | 1995-12-15 | 弾性表面波変換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34794295A JPH09167935A (ja) | 1995-12-15 | 1995-12-15 | 弾性表面波変換器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09167935A true JPH09167935A (ja) | 1997-06-24 |
Family
ID=18393657
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34794295A Pending JPH09167935A (ja) | 1995-12-15 | 1995-12-15 | 弾性表面波変換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09167935A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017228841A (ja) * | 2016-06-20 | 2017-12-28 | 株式会社弾性波デバイスラボ | 弾性表面波変換器、弾性表面波フィルタおよび弾性表面波フィルタの製造方法 |
| EP3796555A1 (en) * | 2019-09-18 | 2021-03-24 | Frec|N|Sys | Transducer structure for an acoustic wave device |
| EP3796556A1 (en) * | 2019-09-18 | 2021-03-24 | Frec|N|Sys | Transducer structure for an acoustic wave device |
| WO2021053401A3 (en) * | 2019-09-18 | 2021-04-29 | Frec'n'sys | Transducer structure for an acoustic wave device |
| CN117097285A (zh) * | 2022-05-13 | 2023-11-21 | 锐石创芯(重庆)科技有限公司 | 声表面波器件、多工器、射频前端模组及制备方法 |
| WO2024034603A1 (ja) * | 2022-08-09 | 2024-02-15 | 株式会社村田製作所 | 弾性波装置 |
| WO2024043342A1 (ja) * | 2022-08-26 | 2024-02-29 | 株式会社村田製作所 | 弾性波装置 |
-
1995
- 1995-12-15 JP JP34794295A patent/JPH09167935A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017228841A (ja) * | 2016-06-20 | 2017-12-28 | 株式会社弾性波デバイスラボ | 弾性表面波変換器、弾性表面波フィルタおよび弾性表面波フィルタの製造方法 |
| EP3796555A1 (en) * | 2019-09-18 | 2021-03-24 | Frec|N|Sys | Transducer structure for an acoustic wave device |
| EP3796556A1 (en) * | 2019-09-18 | 2021-03-24 | Frec|N|Sys | Transducer structure for an acoustic wave device |
| WO2021053401A3 (en) * | 2019-09-18 | 2021-04-29 | Frec'n'sys | Transducer structure for an acoustic wave device |
| WO2021053399A3 (en) * | 2019-09-18 | 2021-04-29 | Frec'n'sys | Transducer structure for an acoustic wave device |
| TWI772896B (zh) * | 2019-09-18 | 2022-08-01 | 法商佛雷克恩股份有限公司 | 聲波裝置的換能器結構 |
| US12609672B2 (en) | 2019-09-18 | 2026-04-21 | Soitec | Transducer structure for an acoustic wave device |
| CN117097285A (zh) * | 2022-05-13 | 2023-11-21 | 锐石创芯(重庆)科技有限公司 | 声表面波器件、多工器、射频前端模组及制备方法 |
| WO2024034603A1 (ja) * | 2022-08-09 | 2024-02-15 | 株式会社村田製作所 | 弾性波装置 |
| JPWO2024034603A1 (ja) * | 2022-08-09 | 2024-02-15 | ||
| WO2024043342A1 (ja) * | 2022-08-26 | 2024-02-29 | 株式会社村田製作所 | 弾性波装置 |
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