JPS5925403B2 - 弾性表面波素子 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、弾性表面波素子の基板端部における弾性表面
波の反射により生じる不用波の影響を軽減或は除去する
ことを目的とするものである。

弾性表面波素子は通常第１図のように構成されており、
圧電基板１上に形成されたくし形電極２に交流信号を加
えて励振し、励振された弾性表面波を受信用くし形電極
３で受信し、高周波の遅延回路或は帯域通過フィルタと
して使用される。

しかしながらくし形電極２で励振されへ弾性表面波は受
信用くし形電極３で受信されるもの４のほかに基板端部
に向かうもの５が存在し、後者は基板端面において反射
され、バルク波に変換される弾性波も含めて所望信号４
に悪影響を与える。

又受信電極３において電気信号に変換されずにくし形電
極部を弾性表面波のエネルギとして通過した伝播波と、
一旦電気信号に変換され電気回路との不整合のため反射
された電気信号による再励振現象で発生した弾性表面波
との合成波６が基板端部において反射或はバルク波に変
換されて再び受信され所望信号に妨害を与える。

かかる基板端部における弾性波の反射或は変換の影響を
除（ため、基板端部にエポキシ樹脂等の粘弾性体７を接
着して弾性表面波５，６を吸収する方法があるが、この
粘弾性体は時間の経過に従って硬化、変質し弾性表面波
に対する吸収効果が減少し、素子の特性が劣化する欠点
がある。

そのため第２図に示すように粘弾性体を使用せず、基板
端部に不規則な凹凸８，９を形成し、弾性表面波５，６
を散乱させて位相を乱すことにより基板端面の影響を除
く方法が提案されている。

しかし層状構造の弾性表面波素子では蒸着、スパッタリ
ング等により層を形成するので表面に不規則な凹凸を弾
性表面波を効率良く散乱し得るような適当な大きさで形
成することは固難である。

弾性表面波素子の基板材料はＬ ｉ ＮｂＯ３、ＬｉＴ
ａＯ３、Ｂｉ１２ＧｅＯ２０、水晶等の圧電結晶と、Ｚ
ｎＯ，ｃａｓ、ＬｉＮｂＯ３、Ｂ１１２Ｇｅ０２ｏ等の
圧電薄膜をスパッタリング等によりガラス、シリコン等
の非圧電基板上に形成した層状構造、更にＰＺＴ等の圧
電セラミックなどがあるが、加工コスト、素材コストな
どの経済性や、高周波に対する特性から層状構造が有利
である。

第３図は、圧電基板１の端部１０，１１をくし形電極２
，３で励振或は受信される弾性表面波の等位相面に対し
である角度θをなすように形成することにより不用弾性
表面波５，６がくし形電極２．３に直接反射しないよう
にしたものである。

この場合には基板端面１０，１１をある角度を持たせる
ために研磨しなければならないので、工程数が増す上に
研磨の加工コストのため実用上不利である。

本発明は、上述した従来の方法の欠点を除き、基板端面
における弾性表面波の不用反射による影響を改善しよう
とするものである。

圧電物質上のくし形電極に交番信号を印加して効率良く
励振され得る弾性表面波は、基板構造や圧電媒質の性質
により異なるが、レイリー波、ブリュースタイン波など
である。

通常はレイリー波が弾性表面波として利用されているが
、このレイリー波は基板表面に垂直方向で表面から内部
へ１波長の深さ以内に波動エネルギの９割以上が集中す
るという特性を持っている。

そこでレイリー波の伝播面にその波長程度の不連続部が
あれば効率の良い反射がなされる。

一方、弾性表面波素子はＩＣ製造技術により圧電性を有
しない基板上に圧電性をもつ媒質の薄膜を作成し弾性表
面波の励振が可能なものが作られており、又くし形電極
も圧電基板上に金やアルミニウム等の金属を蒸着して形
成される。

本発明は、このようなＩＣ製造技術や金属電極の形成に
使用される蒸着、エツチング等の技術を利用して圧電膜
上の弾性表面波の伝播面上に弾性表面波に対する不連続
部を形成するものであり、弾性表面波素子の製造と同一
の作業工程で処理されることからその製造が容易である
特徴を有するものである。

第４図は本発明の一実施例を示し、ＩＣ製造技術を用い
て圧電性を持たない基板１２上に圧電媒質１３により圧
電膜を形成し、くし形電極１４゜１５により弾性表面波
を励振するように構成し、圧電膜１３上の（し形電極に
より励振された弾性表面波のうち基板端部に向う不用波
１７０等位相面に対しである角度θを持つように圧電膜
端部１９を作成し、弾性表面波に対し不連続部を設けた
ものである。

このようにして不用弾性表面波１７はこの不連続部１９
で反射され、所望信号１６に影響を与えなくすることが
できる。

又ここで発生するバルク波についても所望信号１６に対
して位相が不規則となり、更にこの不連続部を通過した
弾性波も基板１２の端部で乱反射される。

若しこの端部で弾性表面波１７の等位相面に垂直方向に
反射された場合でも、不連続部１９で進行方向の変換或
は反射若しくはバルク波への変換等により所望信号１６
には影響しなくなる。

同様にして受信用くし形電極１５から基板端部に進行す
る弾性表面波１８についても不連続部２０によりその影
響をなくすことができる。

第５図は本発明の他の実施例を示し、非圧電基板２１上
に圧電膜２２を形成し、基板端部に向う弾性表面波の等
位相面と平行に不連続部を形成し、くし形電極２３の中
心線の延長上で弾性表面波の波長λの％だけ不連続部を
ずらせた構造としたものである。

この不連続部に等位相で進行する弾性表面波が入射する
時、その反射波２４と２５は位相がπラジアンだけずれ
るので、この反射波がくし形電極で受信される時には互
いに相殺され反射波２４，２５の影響はなくなる。

第６図と第７図は上述の不連続部を圧電膜に設けた溝３
Ｌ３２の内側の圧電膜端部で形成したもので、第６図は
溝３Ｌ３２を不用弾性表面波の等位相面に対しである角
度だけ傾けて設けた例、第７図は溝３１．３２をくし形
電極３３の中心線の延長線上で弾性表面波の％波長ずら
せて形成した例であり、これらの溝３Ｌ３２を弾性表面
波を反射、変換するに充分な深さとすれば、前述の実施
例と同様の効果が得られる。

以上のように本発明は、非圧電性基板上に圧電膜を形成
し、この圧電膜の端部より内側に弾性表面波励振用くし
形電極と受信用くし形電極を設け、且つこれらの電極と
圧電膜端部との弾性表面波の伝播方向における距離を部
分的に異ならしめることにより、この圧電膜端部におけ
る不連続部で弾性表面波を反射させて、基板端部におけ
る弾性表面波の反射による悪影響を除去するもので、こ
の圧電膜端部は、圧電膜上にくし形電極を形成する際に
使用されるのと同様の蒸着、エツチング等の技術によっ
て容易に形成することができるので、その製造も容易で
あり、製造工程数も太き（増加することがなく、簡単な
構造で基板端部における不用波の影響をなくすことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図はそれぞれ弾性表面波素子の基板端部
での反射の影響を除去するための従来例、第４図乃至第
７図はそれぞれ本発明の実施例を示し、第４図は弾性表
面波の等位相面に対して傾斜した不連続部を形成した例
、第５図は阿波長ずらせて形成した例の斜視図、第６図
は不連続部を弾性表面波の等位相面に対して傾斜した溝
で形成した例、第７図は阿波長ずらせた溝で形成した例
である。 １２・・・・・・基板、１４・・・・・・くし形電極、
１９・・・・・・不連続部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 非圧電性基板の一表面上に、圧電性を有する媒質か
   ら成る圧電膜を形成し、この圧電膜に接して弾性表面波
   の励振用と受信用の１対の（し形電極を設けた弾性表面
   波素子において、軸重対のくし形電極を前記圧電膜の端
   部より内側に設け、且つこの圧電膜端部の形状が、弾性
   表面波の伝播方向に対して直角方向から傾斜した直線に
   よって形成されていることを特徴とする弾性表面波素子
   。 ２ 非圧電性基板の一表面上に圧電性を有する媒質から
   成る圧電膜を形成し、この圧電膜に接して弾性表面波の
   励振用と受信用の１対のくし形電極を設けた弾性表面波
   素子において、前記１対のくし形電極を前記圧電膜の端
   部より内側に設け、且つこれらのくし形電極と圧電膜端
   部との弾性表面波の伝播方向における距離を部分的に異
   ならしめたことを特徴とする弾性表面波素子。 ３ 圧電膜端部の形状が、弾性表面波の伝播方向に対し
   て直角で且つ、各くし形電極と圧電膜端部との距離が、
   弾性表面波の波長の％だけ異なる２つの直線の組合せで
   形成されていることを特徴とする特許請求の範囲第２項
   記載の弾性表面波素子。