JP2000323957A - 弾性表面波デバイス - Google Patents
弾性表面波デバイスInfo
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- JP2000323957A JP2000323957A JP11128913A JP12891399A JP2000323957A JP 2000323957 A JP2000323957 A JP 2000323957A JP 11128913 A JP11128913 A JP 11128913A JP 12891399 A JP12891399 A JP 12891399A JP 2000323957 A JP2000323957 A JP 2000323957A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＳＡＷデバイスを小型化するために反射係数
のより大きなグレーティングを実現する手段を得る。 【解決手段】 圧電基板に形成した弾性表面波トランス
デューサおいて、励振中心に対して反射中心の空間的位
相が９０度ずれているような基板切り出し角度あるいは
電極構造の場合にのみ、そのトランスデューサを電気的
に開放して形成する開放型グレーティングを用いた弾性
表面波デバイスである。
のより大きなグレーティングを実現する手段を得る。 【解決手段】 圧電基板に形成した弾性表面波トランス
デューサおいて、励振中心に対して反射中心の空間的位
相が９０度ずれているような基板切り出し角度あるいは
電極構造の場合にのみ、そのトランスデューサを電気的
に開放して形成する開放型グレーティングを用いた弾性
表面波デバイスである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は弾性表面波デバイス
に関し、特にグレーティング反射器（以下、反射器と称
す）の構造を開放型反射器とした弾性表面波デバイスに
関する。
に関し、特にグレーティング反射器（以下、反射器と称
す）の構造を開放型反射器とした弾性表面波デバイスに
関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、弾性表面波デバイスは通信分野で
広く利用され、高性能、小型、量産性等の優れた特徴を
有することから特に携帯電話等に多く用いられている。
弾性表面波共振子（以下、ＳＡＷ共振子と称す）やＳＡ
Ｗ共振器型フィルタの反射器として、バスバーにて電気
的に短絡された短絡型反射器が一般に用いられている。
図４（ａ）はＳＡＷ共振子の一例であり、圧電基板11上
に表面波の伝搬方向に沿ってＩＤＴ電極12と、その両側
に反射器13、14を配置したものである。そして、ＩＤＴ
電極12は互いに間挿し合う複数本の電極指を有する一対
の電極より形成され、一方の電極は入力端子INに接続
し、他方の電極は出力端子OUTに接続する。反射器13、1
4はＩＤＴ電極12の電極指ピッチとほぼ同じピッチの複
数の電極指を有し、図４（ａ）に示すように、電極指の
両端でバスバーにて短絡された反射器（短絡型反射器と
いう）と、同図４（ｂ）に示すように、反射器15、16の
電極指の中央でバスバーにて短絡された反射器等があ
る。
広く利用され、高性能、小型、量産性等の優れた特徴を
有することから特に携帯電話等に多く用いられている。
弾性表面波共振子（以下、ＳＡＷ共振子と称す）やＳＡ
Ｗ共振器型フィルタの反射器として、バスバーにて電気
的に短絡された短絡型反射器が一般に用いられている。
図４（ａ）はＳＡＷ共振子の一例であり、圧電基板11上
に表面波の伝搬方向に沿ってＩＤＴ電極12と、その両側
に反射器13、14を配置したものである。そして、ＩＤＴ
電極12は互いに間挿し合う複数本の電極指を有する一対
の電極より形成され、一方の電極は入力端子INに接続
し、他方の電極は出力端子OUTに接続する。反射器13、1
4はＩＤＴ電極12の電極指ピッチとほぼ同じピッチの複
数の電極指を有し、図４（ａ）に示すように、電極指の
両端でバスバーにて短絡された反射器（短絡型反射器と
いう）と、同図４（ｂ）に示すように、反射器15、16の
電極指の中央でバスバーにて短絡された反射器等があ
る。
【０００３】図４（ａ）に示す短絡型反射器13、14は、
周知のように、圧電基板、電極指本数、電極指ピッチ、
電極の膜厚等で決まるストップバンドを形成する。この
とき、反射器を構成する電極指の反射係数が大きいほ
ど、表面波の振動エネルギーを閉じ込めるストップバン
ド幅は広くできる。また、反射係数が大きければより少
ない反射器本数で、表面波の振動エネルギーを閉じ込め
ることができ、ＳＡＷ共振子の小型化が可能となる。
周知のように、圧電基板、電極指本数、電極指ピッチ、
電極の膜厚等で決まるストップバンドを形成する。この
とき、反射器を構成する電極指の反射係数が大きいほ
ど、表面波の振動エネルギーを閉じ込めるストップバン
ド幅は広くできる。また、反射係数が大きければより少
ない反射器本数で、表面波の振動エネルギーを閉じ込め
ることができ、ＳＡＷ共振子の小型化が可能となる。
【０００４】ＳＡＷデバイスに数多く使用されているＳ
Ｔ水晶板、36°Y−X LiTaO3あるいは64°Y−X LiNbO3等
の圧電基板では、反射器の電極が正規型の場合、短絡型
反射器の方が開放型反射器（電極指がバスバーで短絡さ
れていない反射器）よりも反射係数を大きくできるので
小型化には有利である。この理由は、短絡型反射器にお
いては電気的効果による反射波と機械的効果による反射
波とが同位相で強め合うのに対し、開放型反射器では電
気的効果による反射波の位相が反転し、機械的効果によ
る反射波と相殺し合うので反射係数が小さくなるためで
ある。
Ｔ水晶板、36°Y−X LiTaO3あるいは64°Y−X LiNbO3等
の圧電基板では、反射器の電極が正規型の場合、短絡型
反射器の方が開放型反射器（電極指がバスバーで短絡さ
れていない反射器）よりも反射係数を大きくできるので
小型化には有利である。この理由は、短絡型反射器にお
いては電気的効果による反射波と機械的効果による反射
波とが同位相で強め合うのに対し、開放型反射器では電
気的効果による反射波の位相が反転し、機械的効果によ
る反射波と相殺し合うので反射係数が小さくなるためで
ある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、短絡型
反射器の反射係数が常に大きくなるとは限らず、例えば
128°Y−X LiNbO3圧電基板においては開放型グレーティ
ングとした方が短絡型の場合に比べて反射係数が大きく
なることが知られいる。このように、圧電基板によって
は短絡型反射器あるいは開放型反射器のいずれの方がよ
り反射係数を大きくなるか判然としないという問題があ
った。本発明は上記問題を解決するためになされたもの
であって、短絡型反射器と開放型反射器の反射係数を検
討し、より大きな反射係数を有する反射器を実現し、そ
れを用いてＳＡＷ共振子やＳＡＷフィルタを小型化する
ことを目的とする。
反射器の反射係数が常に大きくなるとは限らず、例えば
128°Y−X LiNbO3圧電基板においては開放型グレーティ
ングとした方が短絡型の場合に比べて反射係数が大きく
なることが知られいる。このように、圧電基板によって
は短絡型反射器あるいは開放型反射器のいずれの方がよ
り反射係数を大きくなるか判然としないという問題があ
った。本発明は上記問題を解決するためになされたもの
であって、短絡型反射器と開放型反射器の反射係数を検
討し、より大きな反射係数を有する反射器を実現し、そ
れを用いてＳＡＷ共振子やＳＡＷフィルタを小型化する
ことを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係る弾性表面波デバイスの請求項１記載の発
明は、圧電基板上に弾性表面波トランスデューサとグレ
ーティング反射器とを備えた弾性表面波デバイスであっ
て、励振中心に対して反射中心の空間的位相が９０度ず
れるように設定した弾性表面波トランスデューサの構造
を有する開放型グレーティングを前記グレーティング反
射器として用いたことを特徴とする弾性表面波デバイス
である。請求項２記載の発明は、前記開放型グレーティ
ングのバスバーを１周期毎に分割したことを特徴とする
請求項１記載の弾性表面波デバイスである。
に本発明に係る弾性表面波デバイスの請求項１記載の発
明は、圧電基板上に弾性表面波トランスデューサとグレ
ーティング反射器とを備えた弾性表面波デバイスであっ
て、励振中心に対して反射中心の空間的位相が９０度ず
れるように設定した弾性表面波トランスデューサの構造
を有する開放型グレーティングを前記グレーティング反
射器として用いたことを特徴とする弾性表面波デバイス
である。請求項２記載の発明は、前記開放型グレーティ
ングのバスバーを１周期毎に分割したことを特徴とする
請求項１記載の弾性表面波デバイスである。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下本発明を図面に示した実施の
形態に基づいて詳細に説明する。図１は本発明に係る反
射器を用いたＳＡＷ共振子の構成を示す平面図であっ
て、圧電基板1上に表面波の伝搬方向に沿ってＩＤＴ電
極2と、その両側に反射器3、4を配置したものである。
そして、ＩＤＴ電極2は互いに間挿し合う複数本の電極
指を有する一対の電極より形成され、一方の電極は入力
端子INに接続し、他方の電極は出力端子OUTに接続す
る。反射器3、4はＩＤＴ電極2の電極指ピッチとほぼ同
じピッチの複数の電極指を有する開放型反射器である。
形態に基づいて詳細に説明する。図１は本発明に係る反
射器を用いたＳＡＷ共振子の構成を示す平面図であっ
て、圧電基板1上に表面波の伝搬方向に沿ってＩＤＴ電
極2と、その両側に反射器3、4を配置したものである。
そして、ＩＤＴ電極2は互いに間挿し合う複数本の電極
指を有する一対の電極より形成され、一方の電極は入力
端子INに接続し、他方の電極は出力端子OUTに接続す
る。反射器3、4はＩＤＴ電極2の電極指ピッチとほぼ同
じピッチの複数の電極指を有する開放型反射器である。
【０００８】ここで、任意の圧電基板を用いたとき、反
射器の電極指を開放した場合と短絡した場合とでいずれ
の方の反射係数が大きくなるかを、モード間結合係数κ
12を用いて詳細に検討してみる。周知のように、モード
間結合係数κ12は、グレーティングの伝搬方向における
単位長さ当たりの反射係数を表している。一般にモード
間結合係数κ12をグレーティングの波数kで規格化して
扱い、κ'12=κ12/kと「’」を付けて表すこが多いので、
本明細書でも規格化したものを用いることにする。グレ
ーティングを電気的に短絡したときのモード間結合係数
κ'12S=κ12S/kと、開放したときのモード間結合係数
κ'12O=κ12O/kとの関係は次式のように表される。 κ'12O=κ'12S−（2α2）/（ωCk） （１） ここで、αは結合係数であり、トランスデューサとして
みた場合、励振の強さを表し、ωは励振時の角周波数、
Cは単位長さ当たりの静電容量である。式（１）に用い
た定数κ12、α、Cは全て弾性表面波のモード結合理論
で用いられるパラメータであり、文献 "Equivalent Cir
cuits for Unidirectional SAW-IDT's Based on the Co
upling-of-Modes Theory"(Nakamura and Hirota, IEEE
Transactions on Ultrasonics, Ferroelectric, and Fr
equency Control, vol. UFFC-43,pp.467-472)で定義し
ているものと同一である。また、式（１）は文献 "Anal
ysis of Metal-Strip SAW Gratings and Transducers"
(D.P.Chen and H.A.Haus, IEEE Transactions on Sonic
s and Ultrasonics, vol. SU-32, pp.395-408)において
式(7.21)に示されているように理論的に導出された式で
ある。モード間結合係数κ12、αは一般に複素数であ
り、それらの位相φ、ψは反射中心、励振中心の空間的
位相を表しており、それぞれ次式のように表される。 κ12=|κ12|ｅj2 φ （２） α=|α|ｅj ψ （３） 周知のように、位相φやψは相対的なもので、座標原点
のとり方により変わる。そこで励振中心（正規型では電
極中央）を原点にとれば、ψ=0でα＞0となる。さら
に、両方向性トランスデューサに限定して考えれば、反
射中心と励振中心の位相差は|φ−ψ|=|φ|は0°、90
°、180°のいずれかとなるので、式（２）は実数であ
り、正または負の値をとることになる。
射器の電極指を開放した場合と短絡した場合とでいずれ
の方の反射係数が大きくなるかを、モード間結合係数κ
12を用いて詳細に検討してみる。周知のように、モード
間結合係数κ12は、グレーティングの伝搬方向における
単位長さ当たりの反射係数を表している。一般にモード
間結合係数κ12をグレーティングの波数kで規格化して
扱い、κ'12=κ12/kと「’」を付けて表すこが多いので、
本明細書でも規格化したものを用いることにする。グレ
ーティングを電気的に短絡したときのモード間結合係数
κ'12S=κ12S/kと、開放したときのモード間結合係数
κ'12O=κ12O/kとの関係は次式のように表される。 κ'12O=κ'12S−（2α2）/（ωCk） （１） ここで、αは結合係数であり、トランスデューサとして
みた場合、励振の強さを表し、ωは励振時の角周波数、
Cは単位長さ当たりの静電容量である。式（１）に用い
た定数κ12、α、Cは全て弾性表面波のモード結合理論
で用いられるパラメータであり、文献 "Equivalent Cir
cuits for Unidirectional SAW-IDT's Based on the Co
upling-of-Modes Theory"(Nakamura and Hirota, IEEE
Transactions on Ultrasonics, Ferroelectric, and Fr
equency Control, vol. UFFC-43,pp.467-472)で定義し
ているものと同一である。また、式（１）は文献 "Anal
ysis of Metal-Strip SAW Gratings and Transducers"
(D.P.Chen and H.A.Haus, IEEE Transactions on Sonic
s and Ultrasonics, vol. SU-32, pp.395-408)において
式(7.21)に示されているように理論的に導出された式で
ある。モード間結合係数κ12、αは一般に複素数であ
り、それらの位相φ、ψは反射中心、励振中心の空間的
位相を表しており、それぞれ次式のように表される。 κ12=|κ12|ｅj2 φ （２） α=|α|ｅj ψ （３） 周知のように、位相φやψは相対的なもので、座標原点
のとり方により変わる。そこで励振中心（正規型では電
極中央）を原点にとれば、ψ=0でα＞0となる。さら
に、両方向性トランスデューサに限定して考えれば、反
射中心と励振中心の位相差は|φ−ψ|=|φ|は0°、90
°、180°のいずれかとなるので、式（２）は実数であ
り、正または負の値をとることになる。
【０００９】前記の限定条件のもとで式（１）を下記の
条件に分けて考える。 （イ）κ'12Sが正で（2α2）/（ωCk）が小さいとき（0
＜（2α2）/（ωCk）＜κ'12S） ０＜κ'12O＜κ'12S となるため、短絡型グレーティングの反射係数のほう
が、開放グレーティングのそれより大きいことが分か
る。従って、ＳＡＷ共振子を小型化するには、反射器に
短絡型グレーティングを用いた方が良い。 （ロ）κ'12Sが正で（2α2）/（ωCk）が大きいとき（0
＜κ'12S＜（2α2）/（ωCk）） κ'12O＜０＜κ'12S となるが、短絡モード間結合係数と開放モード間結合係
数との絶対値の大小関係は定まらない。もし、κ'12S×
２＜（2α2）/（ωCk）であれば、|κ'12O |＞|κ'12S
|となる。このような関係は36°Y−X LiTaO3などの高結
合係数をもつ圧電基板を用いて、電極膜厚を薄く、且つ
グレーティングのライン占有率（電極指幅とスペース幅
との和に対する電極指幅の比）を70%以上と広くした場
合に生じる。しかし、その絶対値|κ'12O |は|κ'12S |
が最大となるライン幅における|κ' 12S |の値を越える
ことはない。結果として、開放型グレーティングより短
絡グレーティングの方が大きな反射係数が得られること
になり、ＳＡＷ共振子を小型化するには短絡型グレーテ
ィングの反射器を用いた方が適している。
条件に分けて考える。 （イ）κ'12Sが正で（2α2）/（ωCk）が小さいとき（0
＜（2α2）/（ωCk）＜κ'12S） ０＜κ'12O＜κ'12S となるため、短絡型グレーティングの反射係数のほう
が、開放グレーティングのそれより大きいことが分か
る。従って、ＳＡＷ共振子を小型化するには、反射器に
短絡型グレーティングを用いた方が良い。 （ロ）κ'12Sが正で（2α2）/（ωCk）が大きいとき（0
＜κ'12S＜（2α2）/（ωCk）） κ'12O＜０＜κ'12S となるが、短絡モード間結合係数と開放モード間結合係
数との絶対値の大小関係は定まらない。もし、κ'12S×
２＜（2α2）/（ωCk）であれば、|κ'12O |＞|κ'12S
|となる。このような関係は36°Y−X LiTaO3などの高結
合係数をもつ圧電基板を用いて、電極膜厚を薄く、且つ
グレーティングのライン占有率（電極指幅とスペース幅
との和に対する電極指幅の比）を70%以上と広くした場
合に生じる。しかし、その絶対値|κ'12O |は|κ'12S |
が最大となるライン幅における|κ' 12S |の値を越える
ことはない。結果として、開放型グレーティングより短
絡グレーティングの方が大きな反射係数が得られること
になり、ＳＡＷ共振子を小型化するには短絡型グレーテ
ィングの反射器を用いた方が適している。
【００１０】（ハ）κ'12S＜0のとき これはκ'12S＞0のときと比べて反射の位相が反転（位
相がπだけ異なるので、空間的に位置が90°異なる）す
る場合である。このとき式（１）よりκ'12O＜κ'12S＜
0であり、開放型グレーティングの反射係数の方が短絡
型グレーティングのそれより、絶対値の大きな反射係数
が得られる。従って、ＳＡＷ共振子を小型化するには開
放型グレーティングの反射器を用いた方が適しているこ
とになる。
相がπだけ異なるので、空間的に位置が90°異なる）す
る場合である。このとき式（１）よりκ'12O＜κ'12S＜
0であり、開放型グレーティングの反射係数の方が短絡
型グレーティングのそれより、絶対値の大きな反射係数
が得られる。従って、ＳＡＷ共振子を小型化するには開
放型グレーティングの反射器を用いた方が適しているこ
とになる。
【００１１】そこで、κ'12S＜0となるのはどのような
場合かを考える。正規型電極と圧電基板との組み合わせ
でκ'12S＜0となる例は、「ランガサイトならびにKNbO3
基板上のAl電極によるＳＡＷの反射特性」（喜多他、A-1
1-20、信学会総合大会、98）に開示されている。これに
よると、オイラー角（90°、90°、23°）のランガサイ
ト（La3Ga5SiO14）基板にアルミニウムの0.2%λ以上の
電極膜厚の組み合わせで、κ'12S＜0となることが示さ
れている。即ち、図５（上記文献の図１(a)）の反射率
（Reflectivity）は絶対値表示であり、図中のshortで
示す反射率特性が横軸（hは電極の厚さ、pは周期）のα
で示す0.2%λあたりで０となり、上に折れ曲がっている
ことから分かる。反射器の電極膜厚を０とし、電気的効
果のみがある場合、反射率係数は正となることを考慮す
ると、0.2%λ以下の非常に薄い電極膜厚では、必ず正の
電気的効果による短絡反射器の反射係数が優勢であり、
0.2%λ付近を境にその符号が逆転し、0.2%λ以上では負
となっている。
場合かを考える。正規型電極と圧電基板との組み合わせ
でκ'12S＜0となる例は、「ランガサイトならびにKNbO3
基板上のAl電極によるＳＡＷの反射特性」（喜多他、A-1
1-20、信学会総合大会、98）に開示されている。これに
よると、オイラー角（90°、90°、23°）のランガサイ
ト（La3Ga5SiO14）基板にアルミニウムの0.2%λ以上の
電極膜厚の組み合わせで、κ'12S＜0となることが示さ
れている。即ち、図５（上記文献の図１(a)）の反射率
（Reflectivity）は絶対値表示であり、図中のshortで
示す反射率特性が横軸（hは電極の厚さ、pは周期）のα
で示す0.2%λあたりで０となり、上に折れ曲がっている
ことから分かる。反射器の電極膜厚を０とし、電気的効
果のみがある場合、反射率係数は正となることを考慮す
ると、0.2%λ以下の非常に薄い電極膜厚では、必ず正の
電気的効果による短絡反射器の反射係数が優勢であり、
0.2%λ付近を境にその符号が逆転し、0.2%λ以上では負
となっている。
【００１２】また、128°Y−X LiNbO3基板に、例えばラ
イン占有率50%のアルミニウムの正規型ＩＤＴ電極を設
けると、２次以上の項を省略して次式で近似できる。 κ'12S =0.00611−0.166h/λ （４） これより、h/λ＞0.0368でκ'12S＜0であり、|κ'12O |
＞|κ'12S |となることが保証される。同じくライン占
有率50%において、ほぼ（2α2）/（ωCk）=0.001234で
あるので、式（１）と式（４）により、 κ'12O =−0.00623−0.166h/λ （５） が得られる。式（４）と式（５）により与えられるκ'
12Sとκ'12Oの絶対値を図２に示す。横軸は規準化電極
膜（h/λ）であり、実線が短絡型|κ'12S |、破線が開
放型|κ'12O |である。これより0＜h/λ＜0.0368におい
ても|κ'12O |＞|κ'12S |となることが分かる。つま
り、図２より、全ての規準化電極膜（h/λ）においても
開放型反射器の反射係数が短絡型反射器の反射係数より
大きいことが明らかである。このように、開放型反射器
の反射係数（開放モード間結合係数）が短絡型反射器の
反射係数（短絡モード間結合係数）より大きい場合に
は、開放型反射器を用いた方がＳＡＷ共振子の小型化に
適している。
イン占有率50%のアルミニウムの正規型ＩＤＴ電極を設
けると、２次以上の項を省略して次式で近似できる。 κ'12S =0.00611−0.166h/λ （４） これより、h/λ＞0.0368でκ'12S＜0であり、|κ'12O |
＞|κ'12S |となることが保証される。同じくライン占
有率50%において、ほぼ（2α2）/（ωCk）=0.001234で
あるので、式（１）と式（４）により、 κ'12O =−0.00623−0.166h/λ （５） が得られる。式（４）と式（５）により与えられるκ'
12Sとκ'12Oの絶対値を図２に示す。横軸は規準化電極
膜（h/λ）であり、実線が短絡型|κ'12S |、破線が開
放型|κ'12O |である。これより0＜h/λ＜0.0368におい
ても|κ'12O |＞|κ'12S |となることが分かる。つま
り、図２より、全ての規準化電極膜（h/λ）においても
開放型反射器の反射係数が短絡型反射器の反射係数より
大きいことが明らかである。このように、開放型反射器
の反射係数（開放モード間結合係数）が短絡型反射器の
反射係数（短絡モード間結合係数）より大きい場合に
は、開放型反射器を用いた方がＳＡＷ共振子の小型化に
適している。
【００１３】以上特定の圧電材料を基板として用いた例
を説明したが、先に提案した反射反転型電極を用いれば
基板材料にかかわらずκ'12S＜0を実現することができ
る。反射反転型電極に関しては、先行する特許出願（特
願平10−023918号）にて詳細に説明しているので、簡単
に説明する。反射反転型ＩＤＴ電極は、図６（ａ）に示
すように、幅員Ｗ１の第１の電極指17と、図中右方に間
隙ｇ１をおいて幅員Ｗ２の第２の電極指１8と、図中右
方に間隙ｇ２をおいて幅員Ｗ３の第３の電極指19と、電
極指１17と19の両側の（ｇ３）／２のスペースから成る
単位区間、即ち一波長λ当たり３本の電極指で構成され
る単位区間を圧電基板上に繰り返し配列したものであ
る。さらに、第１の電極指17の幅員Ｗ１と第３の電極指
19の幅員Ｗ３とをＷ１＝Ｗ３とし、第１の電極指17と第
２の電極指18との間隙ｇ１と、第２の電極指18と第３の
電極指19との間隙ｇ２とをｇ１＝ｇ２とする。そして、
電極指17と19とを電極指18と逆相にて駆動する。
を説明したが、先に提案した反射反転型電極を用いれば
基板材料にかかわらずκ'12S＜0を実現することができ
る。反射反転型電極に関しては、先行する特許出願（特
願平10−023918号）にて詳細に説明しているので、簡単
に説明する。反射反転型ＩＤＴ電極は、図６（ａ）に示
すように、幅員Ｗ１の第１の電極指17と、図中右方に間
隙ｇ１をおいて幅員Ｗ２の第２の電極指１8と、図中右
方に間隙ｇ２をおいて幅員Ｗ３の第３の電極指19と、電
極指１17と19の両側の（ｇ３）／２のスペースから成る
単位区間、即ち一波長λ当たり３本の電極指で構成され
る単位区間を圧電基板上に繰り返し配列したものであ
る。さらに、第１の電極指17の幅員Ｗ１と第３の電極指
19の幅員Ｗ３とをＷ１＝Ｗ３とし、第１の電極指17と第
２の電極指18との間隙ｇ１と、第２の電極指18と第３の
電極指19との間隙ｇ２とをｇ１＝ｇ２とする。そして、
電極指17と19とを電極指18と逆相にて駆動する。
【００１４】図６（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａにおける
断面図であり、くし形電極に高周波電圧を印加してＩＤ
Ｔ電極を駆動した場合のある瞬間の表面電位を示したも
のである。電位は第２の電極指18に対して左右対称であ
り、励振中心は第２の電極指18の中央となることが分か
る。次のように、一波長λ当たりの電極指を３本とした
ＩＤＴ電極の単位区間当たりの反射係数Γ１（反射ベク
トル）を求める。図７（ａ）に示すようにＩＤＴ電極の
任意の１区間、即ち、電極指17〜19の各両端の６つのエ
ッジ面Ｅ１〜Ｅ６からの短絡条件における反射ベクトル
Ｅ１〜Ｅ６（Ｅｉ（ｉ=1〜6）はエッジ面を示すと同時
にそのエッジからの反射ベクトルも示すものとする）を
求めてみると、図７（ｂ）に示すように６つの反射ベク
トルＥ１〜Ｅ６が求まる。この場合、正規型ＩＤＴ電極
がその励振中心である電極指の中央を規準とするよう
に、図７（ａ）に示す第２の電極指18の中央を反射の基
準とし、その位置での反射係数を図示している。これら
反射ベクトルＥ１〜Ｅ６の合成ベクトルは、図７（ｂ）
に示すように反射ベクトルГ１となる。
断面図であり、くし形電極に高周波電圧を印加してＩＤ
Ｔ電極を駆動した場合のある瞬間の表面電位を示したも
のである。電位は第２の電極指18に対して左右対称であ
り、励振中心は第２の電極指18の中央となることが分か
る。次のように、一波長λ当たりの電極指を３本とした
ＩＤＴ電極の単位区間当たりの反射係数Γ１（反射ベク
トル）を求める。図７（ａ）に示すようにＩＤＴ電極の
任意の１区間、即ち、電極指17〜19の各両端の６つのエ
ッジ面Ｅ１〜Ｅ６からの短絡条件における反射ベクトル
Ｅ１〜Ｅ６（Ｅｉ（ｉ=1〜6）はエッジ面を示すと同時
にそのエッジからの反射ベクトルも示すものとする）を
求めてみると、図７（ｂ）に示すように６つの反射ベク
トルＥ１〜Ｅ６が求まる。この場合、正規型ＩＤＴ電極
がその励振中心である電極指の中央を規準とするよう
に、図７（ａ）に示す第２の電極指18の中央を反射の基
準とし、その位置での反射係数を図示している。これら
反射ベクトルＥ１〜Ｅ６の合成ベクトルは、図７（ｂ）
に示すように反射ベクトルГ１となる。
【００１５】励振中心を基準として見た（ψ＝０とした
ことに対応）反射ベクトルГ１は、正規型ＩＤＴ電極の
反射ベクトル（電極指の中央において、−π／2）とは
異なり、π／２の位相を示している。従って、両者の位
相はπだけ異なることなる。反射係数の位相回転は波の
往復が寄与するため、その位相の半分だけ反射面が移動
したことに相当する。すなわち正規型と比べて反射中心
がλ／４だけ異なることになる。Г１とκ'12Sとは、Г
１＝−ｊ２πκ'12Sにより換算でき、Г１の位相がπだ
け異なるということは、κ'12Sの符号が逆転するという
ことである。
ことに対応）反射ベクトルГ１は、正規型ＩＤＴ電極の
反射ベクトル（電極指の中央において、−π／2）とは
異なり、π／２の位相を示している。従って、両者の位
相はπだけ異なることなる。反射係数の位相回転は波の
往復が寄与するため、その位相の半分だけ反射面が移動
したことに相当する。すなわち正規型と比べて反射中心
がλ／４だけ異なることになる。Г１とκ'12Sとは、Г
１＝−ｊ２πκ'12Sにより換算でき、Г１の位相がπだ
け異なるということは、κ'12Sの符号が逆転するという
ことである。
【００１６】正規型電極を用いたとき、κ'12S＞0であ
る基板であっても、以上説明した反射反転型電極を用い
ることによりκ'12S＜0となる。反射反転電極構造を用
いてトランスデューサ及び反射器を構成し、フィルタ等
を実現する場合、開放型の反射反転電極グレーティング
を用いた方が大きな反射係数を得ることができる。
る基板であっても、以上説明した反射反転型電極を用い
ることによりκ'12S＜0となる。反射反転電極構造を用
いてトランスデューサ及び反射器を構成し、フィルタ等
を実現する場合、開放型の反射反転電極グレーティング
を用いた方が大きな反射係数を得ることができる。
【００１７】図３（ａ）はＩＤＴ電極及び反射器に反射
反転型電極構造を用いてＳＡＷ共振子を構成した本発明
の他の実施例を示す平面図であって、圧電基板1の主面
上に表面波の伝搬方向にに沿って上述した反射反転型電
極構造のＩＤＴ電極5とその両側に反射反転型電極構造
の反射器6、7を配置して構成したものである。本明細書
では図３（ａ）の反射器6、7の構造を開放型と称してい
る。また、図３（ｂ）は開放型グレーティング６、７の
バスバーを１周期毎に分割した例であり、同図（ａ）と
同様な効果がある。
反転型電極構造を用いてＳＡＷ共振子を構成した本発明
の他の実施例を示す平面図であって、圧電基板1の主面
上に表面波の伝搬方向にに沿って上述した反射反転型電
極構造のＩＤＴ電極5とその両側に反射反転型電極構造
の反射器6、7を配置して構成したものである。本明細書
では図３（ａ）の反射器6、7の構造を開放型と称してい
る。また、図３（ｂ）は開放型グレーティング６、７の
バスバーを１周期毎に分割した例であり、同図（ａ）と
同様な効果がある。
【００１８】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成した
ので、短絡型グレーティングに比べて反射係数のより大
きな開放型グレーティング電極が可能となり、該開放型
グレーティングをＳＡＷデバイスに適用する事により、
該デバイスを小型にする、またはストップバンドが広が
ることにより小型化や広帯域化とすることが可能となっ
た。従って、このデバイスを携帯電話等に用いれば従来
のものより小型化することができるという優れた効果を
奏す。
ので、短絡型グレーティングに比べて反射係数のより大
きな開放型グレーティング電極が可能となり、該開放型
グレーティングをＳＡＷデバイスに適用する事により、
該デバイスを小型にする、またはストップバンドが広が
ることにより小型化や広帯域化とすることが可能となっ
た。従って、このデバイスを携帯電話等に用いれば従来
のものより小型化することができるという優れた効果を
奏す。
【図１】本発明に係る開放型反射器を用いたＳＡＷ共振
子の構成を示す平面図である。
子の構成を示す平面図である。
【図２】128°Y−X LiNbO3基板上にライン占有率50%の
Ａｌグレーティング電極を設けた場合の電極一本当たり
の反射量を、規準化電極膜（h/λ）に対して図示した図
で、実線が短絡型、破線が開放型の場合である。
Ａｌグレーティング電極を設けた場合の電極一本当たり
の反射量を、規準化電極膜（h/λ）に対して図示した図
で、実線が短絡型、破線が開放型の場合である。
【図３】（ａ）、（ｂ）は本発明の他の実施例の構成を
示す平面図であって、反射反転型のＩＤＴ電極と反射器
を用いて構成したＳＡＷ共振子で、（ｂ）はバスバーを
１周期毎に分割してある。
示す平面図であって、反射反転型のＩＤＴ電極と反射器
を用いて構成したＳＡＷ共振子で、（ｂ）はバスバーを
１周期毎に分割してある。
【図４】（ａ）、（ｂ）は従来の短絡型反射器を用いた
ＳＡＷ共振子の構成を示す平面図である。
ＳＡＷ共振子の構成を示す平面図である。
【図５】ランガサイト基板上にアルミニウムのグレーテ
ィングを設けた場合の規準化膜厚と反射率の関係を表す
図である。
ィングを設けた場合の規準化膜厚と反射率の関係を表す
図である。
【図６】（ａ）反射反転型ＩＤＴ電極の単位区間を示す
平面図、（ｂ）はその電極上の表面電位を示した断面図
である。
平面図、（ｂ）はその電極上の表面電位を示した断面図
である。
【図７】（ａ）は反射反転型ＩＤＴ電極の単位区間の６
個のエッジ面（E1〜E6）を示す断面図、（ｂ）は前記６
個のエッジ面における反射ベクトルＥ１〜Ｅ６とその合
成ベクトルΓ１を示す。
個のエッジ面（E1〜E6）を示す断面図、（ｂ）は前記６
個のエッジ面における反射ベクトルＥ１〜Ｅ６とその合
成ベクトルΓ１を示す。
１・・圧電基板 ２・・ＩＤＴ電極 ３、４・・反射器 ５・・反射反転型のＩＤＴ電極 ９・・反射反転型の反射器
Claims (2)
- 【請求項１】 圧電基板上に弾性表面波トランスデュー
サとグレーティング反射器とを備えた弾性表面波デバイ
スであって、励振中心に対して反射中心の空間的位相が
９０度ずれるように設定した弾性表面波トランスデュー
サの構造を有する開放型グレーティングを前記グレーテ
ィング反射器として用いたことを特徴とする弾性表面波
デバイス。 - 【請求項２】 前記開放型グレーティングのバスバーを
１周期毎に分割したことを特徴とする請求項１記載の弾
性表面波デバイス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11128913A JP2000323957A (ja) | 1999-05-10 | 1999-05-10 | 弾性表面波デバイス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11128913A JP2000323957A (ja) | 1999-05-10 | 1999-05-10 | 弾性表面波デバイス |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000323957A true JP2000323957A (ja) | 2000-11-24 |
| JP2000323957A5 JP2000323957A5 (ja) | 2006-06-22 |
Family
ID=14996474
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11128913A Withdrawn JP2000323957A (ja) | 1999-05-10 | 1999-05-10 | 弾性表面波デバイス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000323957A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018123882A1 (ja) * | 2016-12-26 | 2018-07-05 | 株式会社村田製作所 | 弾性波装置 |
-
1999
- 1999-05-10 JP JP11128913A patent/JP2000323957A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018123882A1 (ja) * | 2016-12-26 | 2018-07-05 | 株式会社村田製作所 | 弾性波装置 |
| US11018650B2 (en) | 2016-12-26 | 2021-05-25 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Acoustic wave device |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060424 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060424 |
|
| RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
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|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060517 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20070802 |