JPH1075149A - 弾性表面波デバイス、共振子及びフィルタ - Google Patents
弾性表面波デバイス、共振子及びフィルタInfo
- Publication number
- JPH1075149A JPH1075149A JP22864696A JP22864696A JPH1075149A JP H1075149 A JPH1075149 A JP H1075149A JP 22864696 A JP22864696 A JP 22864696A JP 22864696 A JP22864696 A JP 22864696A JP H1075149 A JPH1075149 A JP H1075149A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- upper electrode
- acoustic wave
- surface acoustic
- wave device
- electrode
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- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 サイズを大きくすることなく多数の共振周波
数を選択することができる弾性表面波デバイスを提供す
る。 【解決手段】 長方形状の非導電性の基板1の上面に下
部電極2が形成され、その上に強誘電体薄膜3が形成さ
れている。この基板1の長手方向の中央に細幅の第1の
上部電極41が形成され、第1の上部電極41同士の間
に細幅の第2の上部電極42が形成されている。上部電
極41,42よりなる上部電極群中央にしてその両側に
それぞれ反射器5が設けられている。各上部電極41は
コンデンサ61を介して端子71に接続されている。ま
た、各上部電極41は、切替スイッチ8を介して電池9
又は10に接続可能とされている。各上部電極42もコ
ンデンサ62を介して端子72に接続されている。ま
た、各上部電極42は、切替スイッチ8を介して電池9
又は10に接続可能とされている。
数を選択することができる弾性表面波デバイスを提供す
る。 【解決手段】 長方形状の非導電性の基板1の上面に下
部電極2が形成され、その上に強誘電体薄膜3が形成さ
れている。この基板1の長手方向の中央に細幅の第1の
上部電極41が形成され、第1の上部電極41同士の間
に細幅の第2の上部電極42が形成されている。上部電
極41,42よりなる上部電極群中央にしてその両側に
それぞれ反射器5が設けられている。各上部電極41は
コンデンサ61を介して端子71に接続されている。ま
た、各上部電極41は、切替スイッチ8を介して電池9
又は10に接続可能とされている。各上部電極42もコ
ンデンサ62を介して端子72に接続されている。ま
た、各上部電極42は、切替スイッチ8を介して電池9
又は10に接続可能とされている。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は共振子又はフィルタ
として用いるのに好適な弾性表面波デバイスに係り、特
に共振周波数を可変とした弾性表面波デバイスに関す
る。
として用いるのに好適な弾性表面波デバイスに係り、特
に共振周波数を可変とした弾性表面波デバイスに関す
る。
【0002】
【従来の技術】弾性表面波回路素子で用いられている変
換器は、基板の圧電効果を利用したすだれ状電極(Inte
rdigital Transducer , IDT ) である。
換器は、基板の圧電効果を利用したすだれ状電極(Inte
rdigital Transducer , IDT ) である。
【0003】すだれ状電極の電極指に高周波電圧を印加
すると、圧電効果により基板表面近傍に周期的な歪みが
生ずる。弾性表面波の波長λが、すだれ状電極の電極周
期2dに一致する周波数f0 (=V/2d,V:表面波
速度)で各電極指から励起された表面波が同相に加わる
ので、送受間の感度が最も高くなる。
すると、圧電効果により基板表面近傍に周期的な歪みが
生ずる。弾性表面波の波長λが、すだれ状電極の電極周
期2dに一致する周波数f0 (=V/2d,V:表面波
速度)で各電極指から励起された表面波が同相に加わる
ので、送受間の感度が最も高くなる。
【0004】このように、弾性表面波デバイスにおいて
は、この電極の間隔(電極周期)によって共振周波数f
0 が定まるのであるが、この弾性表面デバイスの共振周
波数を可変とできれば、可変型の共振器型発振器やフィ
ルタ等を構成する上できわめて有効である。
は、この電極の間隔(電極周期)によって共振周波数f
0 が定まるのであるが、この弾性表面デバイスの共振周
波数を可変とできれば、可変型の共振器型発振器やフィ
ルタ等を構成する上できわめて有効である。
【0005】複数種類の共振周波数を有する弾性表面波
発振器として、特開平2−226806号公報には、同
一の圧電体基板上に共振周波数の異なる複数の弾性表面
波共振器を構成し、電子的な切り替えスイッチを用いて
1つの弾性表面波共振器を選択するようにしたものが記
載されている。
発振器として、特開平2−226806号公報には、同
一の圧電体基板上に共振周波数の異なる複数の弾性表面
波共振器を構成し、電子的な切り替えスイッチを用いて
1つの弾性表面波共振器を選択するようにしたものが記
載されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】かかる特開平2−22
6806号公報のものでは、必要とする種類数の弾性表
面波共振器を同一の圧電体基板上に設ける必要があり、
弾性表面波共振器の数が多くなるほど、発振器のサイズ
が大きくなってしまう。
6806号公報のものでは、必要とする種類数の弾性表
面波共振器を同一の圧電体基板上に設ける必要があり、
弾性表面波共振器の数が多くなるほど、発振器のサイズ
が大きくなってしまう。
【0007】本発明は、サイズを大きくすることなく多
数の共振周波数を選択することができる弾性表面波デバ
イスを提供することを目的とする。
数の共振周波数を選択することができる弾性表面波デバ
イスを提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の弾性表面波デバ
イスは、基板上に下部電極及び強誘電体薄膜がこの順に
積層状に形成され、該強誘電体薄膜上に複数の細幅の第
1の上部電極が平行に設けられ、該第1の上部電極の間
にそれぞれ細幅の第2の上部電極が設けられ、これら第
1及び第2の上部電極よりなり、各上部電極に対し正又
は負の電圧を切り替えて印加できる電圧印加装置を備え
てなるものである。なお、基板が導電性の場合は、基板
自体を下部電極として用いても良い。
イスは、基板上に下部電極及び強誘電体薄膜がこの順に
積層状に形成され、該強誘電体薄膜上に複数の細幅の第
1の上部電極が平行に設けられ、該第1の上部電極の間
にそれぞれ細幅の第2の上部電極が設けられ、これら第
1及び第2の上部電極よりなり、各上部電極に対し正又
は負の電圧を切り替えて印加できる電圧印加装置を備え
てなるものである。なお、基板が導電性の場合は、基板
自体を下部電極として用いても良い。
【0009】かかる弾性表面波デバイスにおいては、あ
る上部電極と下部電極との間に電圧を印加すると、該上
部電極と下部電極との間の強誘電体薄膜が分極する。こ
の分極方向は、この印加電圧の正負により任意に選択で
きる。
る上部電極と下部電極との間に電圧を印加すると、該上
部電極と下部電極との間の強誘電体薄膜が分極する。こ
の分極方向は、この印加電圧の正負により任意に選択で
きる。
【0010】この電圧印加を解除しても、残留分極によ
り強誘電体薄膜の分極がそのまま残留する。
り強誘電体薄膜の分極がそのまま残留する。
【0011】各上部電極と下部電極との間の分極を行う
ことにより、弾性表面波デバイスの共振周波数が定ま
り、この弾性表面波デバイスを共振子又はフィルタとし
て用いることができる。
ことにより、弾性表面波デバイスの共振周波数が定ま
り、この弾性表面波デバイスを共振子又はフィルタとし
て用いることができる。
【0012】なお、強誘電体薄膜の膜厚は、第1の上部
電極と第2の上部電極との間の幅よりも小さいことが好
ましい。
電極と第2の上部電極との間の幅よりも小さいことが好
ましい。
【0013】こうすることにより、上部電極と下部電極
との間の強誘電体薄膜を確実に薄膜厚さ方向に分極させ
ることができる。
との間の強誘電体薄膜を確実に薄膜厚さ方向に分極させ
ることができる。
【0014】
【発明の実施の形態】図1(a)は実施の形態に係る弾
性表面波デバイスの平面図であり、図1(b)は図1
(a)のB−B線に沿う断面図である。
性表面波デバイスの平面図であり、図1(b)は図1
(a)のB−B線に沿う断面図である。
【0015】長方形状の非導電性の基板1の上面に下部
電極2が形成され、その上に強誘電体薄膜3が形成され
ている。
電極2が形成され、その上に強誘電体薄膜3が形成され
ている。
【0016】この基板1の長手方向の中央に細幅の第1
の上部電極41が形成され、第1の上部電極41同士の
間に細幅の第2の上部電極42が形成されている。各上
部電極41,42は基板1の短辺と平行方向に延在して
いる。上部電極41,42は等間隔に設けられている。
強誘電体薄膜3の膜厚は、上部電極41,42同士の間
隔Pよりも小さい。
の上部電極41が形成され、第1の上部電極41同士の
間に細幅の第2の上部電極42が形成されている。各上
部電極41,42は基板1の短辺と平行方向に延在して
いる。上部電極41,42は等間隔に設けられている。
強誘電体薄膜3の膜厚は、上部電極41,42同士の間
隔Pよりも小さい。
【0017】上部電極41,42よりなる上部電極群中
央にしてその両側にそれぞれ反射器5が設けられてい
る。この反射器5は、上部電極41,42と平行な複数
の反射部5aと、この反射部5a同士をつなぐ橋絡部5
bとからなる。反射部5a同士の配列ピッチは、上部電
極41,42……の配列ピッチと等しくなっている。
央にしてその両側にそれぞれ反射器5が設けられてい
る。この反射器5は、上部電極41,42と平行な複数
の反射部5aと、この反射部5a同士をつなぐ橋絡部5
bとからなる。反射部5a同士の配列ピッチは、上部電
極41,42……の配列ピッチと等しくなっている。
【0018】各上部電極41はコンデンサ61を介して
端子11に接続されている。また、各上部電極41は、
コイル71及び切替スイッチ81を介して電池9又は1
0に接続可能とされている。なお、電池9は正極が上部
電極41に接続され、電池10は負極が上部電極41に
接続される。
端子11に接続されている。また、各上部電極41は、
コイル71及び切替スイッチ81を介して電池9又は1
0に接続可能とされている。なお、電池9は正極が上部
電極41に接続され、電池10は負極が上部電極41に
接続される。
【0019】各上部電極42もコンデンサ62を介して
端子12に接続されている。また、各上部電極42は、
コイル72及び切替スイッチ82を介して電池9又は1
0に接続可能とされている。なお、電池9は正極が上部
電極42に接続され、電池10は負極が上部電極42に
接続される。
端子12に接続されている。また、各上部電極42は、
コイル72及び切替スイッチ82を介して電池9又は1
0に接続可能とされている。なお、電池9は正極が上部
電極42に接続され、電池10は負極が上部電極42に
接続される。
【0020】このように構成された弾性表面波デバイス
においては、各上部電極41,42に正又は負のいずれ
の電圧をも印加しうる。この弾性表面波デバイスを発振
させると、上部電極群で発生した振動が各反射器5で反
射され、定在波が形成されることにより共振が生じる。
この共振周波数は上部電極41,42に印加する電圧に
よって定まる。
においては、各上部電極41,42に正又は負のいずれ
の電圧をも印加しうる。この弾性表面波デバイスを発振
させると、上部電極群で発生した振動が各反射器5で反
射され、定在波が形成されることにより共振が生じる。
この共振周波数は上部電極41,42に印加する電圧に
よって定まる。
【0021】すべての上部電極41,42に正の電圧を
印加した下記No.1の場合(又はすべての上部電極4
1,42に負の電圧を印加した場合)の共振周波数をf
とすると、上部電極41に正の電圧を印加し上部電極4
2に負の電圧を印加した下記No.2の共振周波数は2
fとなる。さらに上部電極41,42への電圧印加の組
み合わせを変えることにより次のように共振周波数を変
えることができる。 No.1 +++++++の場合 f No.2 +−+−+−+の場合 2f No.3 ++−−++−の場合 f/2 No.4 +++−−−+++−−−の場合 f/3 なお、N≧2(N:上部電極の同極の数)のとき、N個
の+とN個の−とを交互に配置した組み合わせにおいて
は、共振周波数はf/Nとなる。
印加した下記No.1の場合(又はすべての上部電極4
1,42に負の電圧を印加した場合)の共振周波数をf
とすると、上部電極41に正の電圧を印加し上部電極4
2に負の電圧を印加した下記No.2の共振周波数は2
fとなる。さらに上部電極41,42への電圧印加の組
み合わせを変えることにより次のように共振周波数を変
えることができる。 No.1 +++++++の場合 f No.2 +−+−+−+の場合 2f No.3 ++−−++−の場合 f/2 No.4 +++−−−+++−−−の場合 f/3 なお、N≧2(N:上部電極の同極の数)のとき、N個
の+とN個の−とを交互に配置した組み合わせにおいて
は、共振周波数はf/Nとなる。
【0022】各上部電極41,42に電池9,10によ
って電圧を印加した後、電池9,10を切り離しても、
強誘電体薄膜3の分極は残留するので上記の特性が維持
される。もちろん、その後、逆の電圧を維持することに
より分極を反転させ、別の共振周波数を得ることもでき
る。
って電圧を印加した後、電池9,10を切り離しても、
強誘電体薄膜3の分極は残留するので上記の特性が維持
される。もちろん、その後、逆の電圧を維持することに
より分極を反転させ、別の共振周波数を得ることもでき
る。
【0023】上記実施の形態では基板1が非導電性とな
っているが、導電性基板の場合には、絶縁層を形成して
から下部電極を形成しても良く、基板を下部電極として
そのまま用いても良い。
っているが、導電性基板の場合には、絶縁層を形成して
から下部電極を形成しても良く、基板を下部電極として
そのまま用いても良い。
【0024】本発明では、基板の材質としては、シリコ
ン,GaAs,SrTiO3 ,MgO,サファイアなど
を用いることができる。強誘電体薄膜としては、PZT
などが好適である。電極材料としてはAlなどを用いる
ことができる。
ン,GaAs,SrTiO3 ,MgO,サファイアなど
を用いることができる。強誘電体薄膜としては、PZT
などが好適である。電極材料としてはAlなどを用いる
ことができる。
【0025】
【実施例】4inchのシリコン基板上にゾル・ゲル法
により厚さ1μmのPZT薄膜を形成した。その後、P
ZT薄膜上に線幅及び間隔4μmとなるように厚さ0.
1μmのAl電極41,42を図1のパターンとなるよ
うに形成した。また、反射部同士が同じ線幅及び間隔と
なるように反射器5を形成した。電池9,10は30V
とした。
により厚さ1μmのPZT薄膜を形成した。その後、P
ZT薄膜上に線幅及び間隔4μmとなるように厚さ0.
1μmのAl電極41,42を図1のパターンとなるよ
うに形成した。また、反射部同士が同じ線幅及び間隔と
なるように反射器5を形成した。電池9,10は30V
とした。
【0026】このように構成された弾性表面波デバイス
において、各上部電極41,42に正の電圧を印加し、
次いで電圧印加を解除した後、発振させたところ、20
0MHzで発振した。いずれの場合も設定コード通りの
信号波形が出力された。電圧印加を上記No.2とする
ことにより共振周波数は400MHzとなり、電圧印加
を上記No.3とすることにより共振周波数は100M
Hzとなり、電圧印加を上記No.4とすることにより
共振周波数は66MHzとなった。
において、各上部電極41,42に正の電圧を印加し、
次いで電圧印加を解除した後、発振させたところ、20
0MHzで発振した。いずれの場合も設定コード通りの
信号波形が出力された。電圧印加を上記No.2とする
ことにより共振周波数は400MHzとなり、電圧印加
を上記No.3とすることにより共振周波数は100M
Hzとなり、電圧印加を上記No.4とすることにより
共振周波数は66MHzとなった。
【0027】基板をMgOとし、下部電極を厚さ0.2
μmのPt層にて形成した。その他は上記と同様にして
弾性表面波デバイスを製造した。このデバイスも上記と
同じ共振周波数を有していた。
μmのPt層にて形成した。その他は上記と同様にして
弾性表面波デバイスを製造した。このデバイスも上記と
同じ共振周波数を有していた。
【0028】
【発明の効果】以上の通り、本発明によると、共振周波
数の選択が可能であり、しかもこの共振周波数設定のた
めの電圧印加を解除しても作動する弾性表面波デバイス
が提供される。この弾性表面波デバイスは、多数の共振
周波数を設定することができる。
数の選択が可能であり、しかもこの共振周波数設定のた
めの電圧印加を解除しても作動する弾性表面波デバイス
が提供される。この弾性表面波デバイスは、多数の共振
周波数を設定することができる。
【0029】この弾性表面波デバイスは、共振周波数設
定後は電圧印加装置と切り離して弾性表面波デバイス単
体として作動させることができ、小型軽量なものとな
る。
定後は電圧印加装置と切り離して弾性表面波デバイス単
体として作動させることができ、小型軽量なものとな
る。
【図1】実施の形態に係る弾性表面波デバイスの構成を
示すものであり、(a)図は平面図、(b)図は(a)
図のB−B線に沿う断面図である。
示すものであり、(a)図は平面図、(b)図は(a)
図のB−B線に沿う断面図である。
1 基板 2 下部電極 3 強誘電体薄膜 41 第1の上部電極 42 第2の上部電極 5 反射器 61,62 コンデンサ 71,72 端子 8 切替スイッチ 9,10 電池
Claims (6)
- 【請求項1】 基板上に下部電極及び強誘電体薄膜がこ
の順に積層状に形成され、 該強誘電体薄膜上に複数の細幅の第1の上部電極が平行
に設けられ、 該第1の上部電極の間にそれぞれ細幅の第2の上部電極
が設けられ、 各上部電極に対し正又は負の電圧を切り替えて印加でき
る電圧印加装置を備えてなる弾性表面波デバイス。 - 【請求項2】 導電性の基板上に強誘電体薄膜が形成さ
れ、 該強誘電体薄膜上に複数の細幅の第1の上部電極が平行
に設けられ、 該第1の上部電極の間にそれぞれ細幅の第2の上部電極
が設けられ、 各上部電極に対し正又は負の電圧を切り替えて印加でき
る電圧印加装置を備えてなる弾性表面波デバイス。 - 【請求項3】 請求項1又は2において、強誘電体の膜
厚は前記第1の上部電極と第2の上部電極との間の幅よ
りも小さいことを特徴とする弾性表面波デバイス。 - 【請求項4】 請求項1ないし3のいずれか1項におい
て、前記第1及び第2の上部電極よりなる上部電極群の
電極配列方向の両側に弾性波の反射器が設けられている
ことを特徴とする弾性表面波デバイス。 - 【請求項5】 請求項1ないし4のいずれか1項に記載
の弾性表面波デバイスを利用した共振子。 - 【請求項6】 請求項1ないし4のいずれか1項に記載
の弾性表面波デバイスを利用したフィルタ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22864696A JPH1075149A (ja) | 1996-08-29 | 1996-08-29 | 弾性表面波デバイス、共振子及びフィルタ |
| DE1997112496 DE19712496A1 (de) | 1996-03-26 | 1997-03-25 | Piezoelektrische Dünnfilm-Bauelemente |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22864696A JPH1075149A (ja) | 1996-08-29 | 1996-08-29 | 弾性表面波デバイス、共振子及びフィルタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1075149A true JPH1075149A (ja) | 1998-03-17 |
Family
ID=16879605
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22864696A Withdrawn JPH1075149A (ja) | 1996-03-26 | 1996-08-29 | 弾性表面波デバイス、共振子及びフィルタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1075149A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6870446B2 (en) | 2001-09-21 | 2005-03-22 | Kabushiki Kaisha Toshiba | High frequency filter |
| KR100520335B1 (ko) * | 2002-03-29 | 2005-10-12 | 가부시끼가이샤 도시바 | 전압 제어 발진기 |
| KR100537128B1 (ko) * | 2001-09-21 | 2005-12-19 | 가부시끼가이샤 도시바 | 압전박막 공진기 및 그러한 공진기를 이용하는 주파수가변 공진기 |
-
1996
- 1996-08-29 JP JP22864696A patent/JPH1075149A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6870446B2 (en) | 2001-09-21 | 2005-03-22 | Kabushiki Kaisha Toshiba | High frequency filter |
| KR100537128B1 (ko) * | 2001-09-21 | 2005-12-19 | 가부시끼가이샤 도시바 | 압전박막 공진기 및 그러한 공진기를 이용하는 주파수가변 공진기 |
| KR100541895B1 (ko) * | 2001-09-21 | 2006-01-16 | 가부시끼가이샤 도시바 | 고주파 필터 |
| KR100520335B1 (ko) * | 2002-03-29 | 2005-10-12 | 가부시끼가이샤 도시바 | 전압 제어 발진기 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20031104 |