JP2002158511A - 静磁波素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 挿入損失を増大させることなく、通過帯域幅
を拡大することができるとともに、通過帯域内の周波数
特性を平坦化することができる静磁波素子を提供する。 【解決手段】 ＧＧＧ基板３の上に形成したＹＩＧ膜を
階段形状の溝５によりＹＩＧ膜２ａ，２ｂに分離して端
面間の間隔が異なるＹＩＧ膜２ａ，２ｂを作成し、間隔
が異なる端面間で静磁波を共振させる２つのＹＩＧ膜２
ａ，２ｂを結合して共振器を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、静磁波を伝搬させ
る静磁波材料を用いた静磁波素子に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＹＩＧ（イットリウム−鉄−ガー
ネット）膜を用いた静磁波素子について種々の研究がな
されている。例えば、高周波用フィルタ等に用いられる
静磁波素子として、ＹＩＧ膜を矩形に切断して対向する
端面間で静磁波を共振させる直線端共振器（Straight E
dge Resonator;SER ）等が提案されている。

【０００３】図５は、従来の静磁波素子の一例である上
記の直線端共振器の構成を示す概略斜視図である。

【０００４】図５に示すように、従来の静磁波素子で
は、導電体１４上に誘電体基板１６が配置され、誘電体
基板１６上にＹＩＧ膜１２が配置され、ＹＩＧ膜１２上
にＧＧＧ（ガドリニウム−ガリウム−ガーネット）基板
１３が配置される。また、ＹＩＧ膜１２の両側の誘電体
基板１６上に、入力用電極１１ａおよび出力用電極１１
ｂが配置されている。ＹＩＧ膜１２およびＧＧＧ基板１
３は、矩形形状に加工され、ＹＩＧ膜１２の長手方向に
沿った端面（入力用電極１１ａおよび出力用電極１１ｂ
と平行な端面）間で静磁波を共振させ、直線端共振器が
構成されている。

【０００５】上記の構成により、入力用電極１１ａに入
力信号が入力されると、この入力信号に対応した高周波
磁界が入力用電極１１ａから発生される。このとき、入
力用電極１１ａおよび出力用電極１１ｂに平行な方向に
直流磁界Ｈが印加されており、入力用電極１１ａから発
生される高周波磁界によりＹＩＧ膜１２内に静磁波が誘
起され、この静磁波がＹＩＧ膜１２内を伝搬して長手方
向に沿った端面間で共振する。この静磁波が出力用電極
１１ｂにより電気信号に変換され、出力信号として取り
出される。このようにして、図５に示す静磁波素子は、
共振周波数に対応した所定の高周波信号を通過させる高
周波フィルタとして機能する。

【０００６】上記の従来の静磁波素子は、１．４ｍｍ×
４ｍｍと小型であり、簡略な構造によりＹＩＧ膜１２の
長手方向に沿った端面間における静磁波の共振を主モー
ドとする共振器を構成することができる。しかしなが
ら、この主モードの共振がＹＩＧ膜１２の長手方向にお
いて対向する端面（入力用電極１１ａおよび出力用電極
１１ｂと直交する方向に沿う端面）間のモードの共振と
干渉を起こし、共振特性が双峰特性になることが指摘さ
れている。

【０００７】上記の従来の静磁波素子の通過帯域幅を広
げるために、２つの直線端共振器を結合させた静磁波素
子も提案されている。図６は、２つの直線端共振器を結
合させた従来の静磁波素子の構成を示す概略斜視図であ
る。

【０００８】図６に示す静磁波素子は、ＧＧＧ基板１３
と誘電体基板１６との間に配置される２つのＹＩＧ膜１
２ａ，１２ｂを備え、２つのＹＩＧ膜１２ａ，１２ｂの
内側の対向する端面が間隔Ｓだけ離間して平行になるよ
うに配置される。この静磁波素子では、２つのＹＩＧ膜
１２ａ，１２ｂがそれぞれ直線端共振器として機能する
とともに、２つの直線端共振器が結合され、ＹＩＧ膜１
２ａ，１２ｂの間隔Ｓを変化させることにより結合の強
さが変化する。

【０００９】図７は、図６に示す従来の静磁波素子の周
波数特性を示す図である。例えば、間隔Ｓが約１ｍｍ以
下の場合、図７に示すように、挿入損失は約−１５ｄＢ
となり、３ｄＢ帯域幅は約１０ＭＨｚとなり、図５に示
す静磁波素子より通過帯域幅を拡大することができる。

【００１０】また、近年では、無線ＬＡＮ（Local Area
Network）等に採用されるスペクトル拡散通信方式にお
いて、２．４ＧＨｚ帯のスペクトル拡散された入力信号
に重畳した狭帯域の妨害波を除去するために静磁波素子
を用いることが提案されている。この場合、静磁波素子
には、３ｄＢ帯域幅として約３０ＭＨｚ以上の広い帯域
幅が必要とされる。このため、静磁波素子には、周波数
選択性を持たせずに静磁波の伝搬可能帯域の全ての帯域
で入力信号をフィルタリングするＹＩＧ単結晶薄膜が用
いられており、この場合の通過帯域幅は、約９００ＭＨ
ｚであり、挿入損失は約１０ｄＢである。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図６に
示す従来の静磁波素子では、図５に示す従来の静磁波素
子より通過帯域幅を拡大することはできるが、３ｄＢ帯
域幅が約１０ＭＨｚであり、無線ＬＡＮ等に用いられる
静磁波素子として通過帯域幅が狭すぎる。また、挿入損
失が約１５ｄＢと大きいため、この点でも、無線ＬＡＮ
等に用いられる静磁波素子として使用することはできな
い。

【００１２】また、上記の無線ＬＡＮ等に用いられる従
来の静磁波素子では、通過帯域幅は十分であるが、通過
帯域幅の周波数特性の平坦性が悪く、フィルタリング後
の出力信号の復調に悪影響を与える可能性がある。

【００１３】本発明の目的は、挿入損失を増大させるこ
となく、通過帯域幅を拡大することができるとともに、
通過帯域内の周波数特性を平坦化することができる静磁
波素子を提供することである。

【００１４】本発明の目的は、挿入損失を増大させるこ
となく、通過帯域幅を拡大することができるとともに、
通過帯域内の周波数特性を平坦化することができ、さら
に、容易に製造することができる静磁波素子を提供する
ことである。

【００１５】

【課題を解決するための手段および発明の効果】本発明
に係る静磁波素子は、第１および第２の端面を有し、静
磁波材料からなる磁性層を備え、磁性層は、第１の端面
と第２の端面との間で静磁波を伝搬させ、第２の端面
は、第１の端面に対して第１の間隔を有する第１の部分
と、第１の端面に対して第１の間隔と異なる第２の間隔
を有する第２の部分とを有するものである。

【００１６】本発明に係る静磁波素子においては、磁性
層の第１の端面と第２の端面との間で静磁波が伝搬さ
れ、第２の端面の第１の部分は、第１の端面に対して第
１の間隔を有し、第２の部分は、第１の端面に対して第
１の間隔と異なる第２の間隔を有している。すなわち、
静磁波が伝搬される間隔として、磁性層内において第１
の間隔と第２の間隔との２つの間隔が設けられ、第１の
端面と第２の端面の第１の部分との間では、第１の間隔
の２倍の波長を有する静磁波が選択的に反射され、第１
の端面と第２の端面の第２の部分との間では、第２の間
隔の２倍の波長を有する静磁波が選択的に反射される。

【００１７】したがって、選択的に反射することができ
る静磁波の波長の範囲が拡大し、挿入損失を増大させる
ことなく、静磁波素子の通過帯域幅を拡大することがで
きる。また、磁性層の第１の間隔と第２の間隔とが異な
り、磁性層とその周りの空間との間で静磁波に対するイ
ンピーダンスが急激に変化しないため、磁性層とその周
りの空間とのインピーダンスの整合性が改善され、通過
帯域内の周波数特性を平坦化することができる。この結
果、挿入損失を増大させることなく、通過帯域幅を拡大
することができるとともに、通過帯域内の周波数特性を
平坦化することができる。

【００１８】第１の部分は、第１の端面に対して第１の
間隔で平行に配置された第１の端面部を含み、第２の部
分は、第１の端面に対して第２の間隔で平行に配置され
た第２の端面部を含むことが好ましい。

【００１９】この場合、第１の端面部が第１の端面に対
して第１の間隔で平行に配置され、第２の端面部が第１
の端面に対して第２の間隔で平行に配置され、平行な各
端面間で静磁波をより選択的に反射することができる。

【００２０】静磁波素子は、第１および第２の端面間で
静磁波を共振させる共振器であることが好ましい。

【００２１】この場合、第１および第２の端面間で静磁
波が選択的に共振し、挿入損失を増大させることなく、
通過帯域幅を拡大することができるとともに、通過帯域
内の周波数特性を平坦化することができる共振器を実現
することができる。

【００２２】磁性層は、第１および第２の端面と交わる
方向に所定間隔だけ隔てて配置される第１および第２の
磁性層を含むことが好ましい。

【００２３】この場合、磁性層が所定間隔だけ隔てて配
置された第１および第２の磁性層から構成され、各磁性
層の第１の間隔と第２の間隔とが異なり、各磁性層とそ
の間の空間との間で静磁波に対するインピーダンスが急
激に変化しないため、各磁性層とその間の空間とのイン
ピーダンスの整合性が改善され、通過帯域内の周波数特
性をより平坦化することができる。

【００２４】第１および第２の磁性層のうちの一方の上
に配置される入力用線路と、第１および第２の磁性層の
うちの他方の上に配置される出力用線路とをさらに備え
ることが好ましい。

【００２５】この場合、入力用線路が一方の磁性層の上
に配置され、出力用線路が他方の磁性層の上に配置さ
れ、入力用線路および出力用線路と磁性層とが密着さ
れ、入力用線路および出力用線路と磁性層との間の損失
を低減することができ、挿入損失をより低減することが
できる。

【００２６】本発明に係る静磁波素子は、第１および第
２の端面を有し、静磁波を伝搬させる静磁波材料から磁
性層を備え、磁性層は、第１および第２の端面間に形成
された少なくとも１本の溝により複数の磁性層に分離さ
れ、溝の断面は、少なくとも一つの段差を有する階段状
であるものである。

【００２７】本発明に係る静磁波素子においては、磁性
層が第１および第２の端面間に形成された溝により第１
の端面と溝の一方の側面により形成される端面とを有す
る磁性層と、第２の端面と溝の他方の側面により形成さ
れる端面とを有する磁性層とに分離され、溝の断面が少
なくとも一つの段差を有する断面形状を有しているた
め、これらの磁性層のうち少なくとも一つの磁性層は、
端面間の間隔が異なり、間隔が異なる端面間で静磁波を
共振させる共振器を含む複数の共振器を結合した共振器
を作成することができる。

【００２８】したがって、静磁波が伝搬される間隔とし
て少なくとも一つの磁性層内において異なる間隔が設け
られ、異なる波長を有する複数の静磁波を選択的に共振
させることができる。この結果、選択的に共振させるこ
とができる静磁波の波長の範囲が拡大し、挿入損失を増
大させることなく、静磁波素子の通過帯域幅を拡大する
ことができる。

【００２９】また、溝の断面が階段状であるため、磁性
層と溝との間で静磁波に対するインピーダンスが急激に
変化せず、磁性層と溝とのインピーダンスの整合性が改
善され、通過帯域内の周波数特性を平坦化することがで
きる。

【００３０】さらに、少なくとも１本の溝を形成するこ
とにより上記の共振器を作成することができるので、そ
の製造方法も容易となる。

【００３１】この結果、挿入損失を増大させることな
く、通過帯域幅を拡大することができるとともに、通過
帯域内の周波数特性を平坦化することができ、さらに、
容易に製造することができる。

【００３２】溝の断面形状は、溝の中央部が最も深くか
つ鏡面対称であることが好ましい。この場合、溝の断面
形状が中央部で最も深くかつ鏡面対称であるため、第１
および第２の端面に対して間隔の異なる端面を各磁性層
に容易に形成することができ、通過帯域幅をより拡大す
ることができるとともに、通過帯域内の周波数特性をよ
り平坦化することができる。

【００３３】溝は、機械加工により形成された溝である
ことが好ましい。この場合、研削、研磨等の機械加工に
より溝を形成することができるので、化学的なエッチン
グやイオンミリング等に比べて略矩形形状の深い溝を、
磁性層の結晶性等に影響されず、磁性層の任意の位置に
高精度に形成することができる。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態によ
る静磁波素子について図面を参照しながら説明する。図
１は、本発明の一実施の形態による静磁波素子の構成を
示す概略斜視図である。

【００３５】図１に示す静磁波素子は、入力用電極１
ａ、出力用電極１ｂ、２つのＹＩＧ（イットリウム−鉄
−ガーネット）膜２ａ，２ｂ、ＧＧＧ（ガドリニウム−
ガリウム−ガーネット）基板３および接地基板４を備え
る。

【００３６】図１に示すように、接地基板４の上にＧＧ
Ｇ基板３が配置され、ＧＧＧ基板３の上にＹＩＧ膜２
ａ，２ｂが配置され、ＹＩＧ膜２ａの上に入力用電極１
ａが配置され、ＹＩＧ膜２ｂの上に出力用電極１ｂが配
置されている。ＹＩＧ膜２ａ，２ｂには、永久磁石また
は電磁石等からなる磁界発生器（図示省略）によりＹＩ
Ｇ膜２ａ，２ｂの長手方向に沿って直流磁界Ｈが印加さ
れている。

【００３７】入力用電極１ａおよび出力用電極１ｂは、
導電性の良好な金属からなり、例えば、Ａｌ、Ｃｕ、Ａ
ｕ、Ａｇ等を用いることができ、その断面形状は、図示
のような四角形形状に特に限定されず、円形等の他の形
状であってもよい。

【００３８】ＹＩＧ膜２ａ，２ｂは、フェリ磁性体から
なる磁性層であり、例えば、ＧＧＧ基板３の表面に液相
エピタキシャル成長させた磁性ガーネット単結晶膜であ
るＹ ₃ Ｆｅ₅ Ｏ₁₂単結晶膜を用いることができる。な
お、磁性層としては、この例に特に限定されず、静磁波
を伝搬することができれば、他の静磁波材料を用いても
よい。

【００３９】ＹＩＧ膜２ａ，２ｂは、本実施の形態で
は、例えば、その幅が約２ｍｍ、その長さが５ｍｍ、そ
の膜厚が２５μｍの矩形形状を有し、後述する機械加工
により形成された溝５によりＧＧＧ基板３上で分離され
るとともに、その長手方向の各端面が互いに平行になる
ように形成されている。なお、この場合のＧＧＧ基板３
の幅は４．５ｍｍであり、その長さは５ｍｍであり、そ
の厚さは４００μｍである。

【００４０】次に、上記のように構成された静磁波素子
の溝５の断面形状について説明する。図２は、図１に示
す静磁波素子の概略断面図である。

【００４１】図２に示すように、溝５の断面形状の上部
の幅ｔ１は５００μｍであり、中間部の幅ｔ２は３００
μｍであり、下部の幅ｔ３は１００μｍであり、最も浅
い部分の深さｄ１は１０μｍであり、次に深い部分の深
さｄ２は２０μｍであり、最も深い部分の深さｄ３が３
０μｍであり、中央部が最も深く鏡面対称の形状となっ
ている。

【００４２】ここで、ＹＩＧ膜２ａ，２ｂの厚さは２５
μｍであるため、ＧＧＧ基板３の表面から深さ５μｍだ
け溝５の中央部がＧＧＧ基板３にも形成されている。し
たがって、ＹＩＧ膜２ａ，２ｂがＧＧＧ基板３上で完全
に分離され、ＹＩＧ膜２ａ，２ｂの断面形状も溝５を中
心として鏡面対称となっている。なお、溝５の深さは、
ＹＩＧ膜２ａ，２ｂを完全に分離することができればよ
く、ＹＩＧ膜２ａ，２ｂの厚さと同一にしてもよく、ま
た、ＧＧＧ基板３内により深く形成してもよい。

【００４３】上記の断面形状を有する溝５により、ＹＩ
Ｇ膜２ａでは長手方向の端面２０ａに対して第１〜第３
端面２０ｂ〜２０ｄがそれぞれ平行に形成され、各端面
間の距離は１００μｍずつ異なっている。したがって、
端面２０ａと第１の端面２０ｂとの間では、端面２０ａ
と第１の端面２０ｂとの間の第１の間隔の２倍の波長を
有する静磁波を主モードとして選択的に共振させる直線
端共振器が構成され、端面２０ａと第２の端面２０ｃと
の間では、端面２０ａと第２の端面２０ｃとの間の第２
の間隔（第１の間隔＋１００μｍ）の２倍の波長を有す
る静磁波を主モードとして選択的に共振させる直線端共
振器が構成され、端面２０ａと第３の端面２０ｄとの間
では、端面２０ａと第３の端面２０ｄとの間の第３の間
隔（第１の間隔＋２００μｍ）の２倍の波長を有する静
磁波を主モードとして選択的に共振させる直線端共振器
が構成されている。

【００４４】また、溝５の断面が鏡面対称に形成されて
いるため、ＹＩＧ膜２ｂにおいても、ＹＩＧ膜２ａと同
様に、端面２１ａと第１の端面２１ｂとの間の第１の間
隔、端面２１ａと第２の端面２１ｃとの間の第２の間隔
および端面２１ａと第３の端面２１ｄとの間の第３の間
隔の２倍の波長を有する静磁波を主モードとして選択的
に共振させる直線端共振器が構成されている。

【００４５】なお、溝５の断面形状は、上記の例に特に
限定されず、共振器を構成する端面間の間隔が異なるも
のであれば、他の形状を用いてもよく、例えば、テーパ
ー状、曲線状またはこれらを複合した形状等を用いても
よい。また、各端面をＹＩＧ膜２ａ，２ｂの長手方向に
沿って直線状に形成したが、長手方向に沿って階段状、
テーパー状、曲線状等の形状で端面を形成してもよい。

【００４６】次に、上記のように構成された静磁波素子
の動作について説明する。まず、外部から入力信号が入
力用電極１ａに入力されると、この入力信号に対応した
高周波磁界が入力用電極１ａから発生される。このと
き、ＹＩＧ膜２ａの長手方向に沿って直流磁界Ｈが印加
されており、入力用電極１ａから発生された高周波磁界
によりＹＩＧ膜２ａ内に静磁表面波が誘起される。

【００４７】ＹＩＧ膜２ａ内に誘起された静磁表面波の
うち端面２０ａと第１の端面２０ｂとの間の第１の間隔
の２倍の波長を有する静磁波は、端面２０ａと第１の端
面２０ｂとの間で選択的に反射され、このモードを主モ
ードとして選択的に共振する。

【００４８】また、誘起された静磁表面波のうち端面２
０ａと第２の端面２０ｃとの間の第２の間隔の２倍の波
長を有する静磁波は、端面２０ａと第２の端面２０ｃと
の間で選択的に反射され、このモードを主モードとして
選択的に共振する。

【００４９】さらに、誘起された静磁表面波のうち端面
２０ａと第３の端面２０ｄとの間の第３の間隔の２倍の
波長を有する静磁波は、端面２０ａと第３の端面２０ｄ
との間で選択的に反射され、このモードを主モードとし
て選択的に共振する。

【００５０】上記のようにして、ＹＩＧ膜２ａでは、波
長の異なる３つの静磁波が選択的に共振され、これらの
静磁波をＹＩＧ膜２ａ内で効率よく伝搬させることがで
きる。

【００５１】次に、ＹＩＧ膜２ａの第１〜第３の端面２
０ｂ〜２０ｄとＹＩＧ膜２ｂの第１〜第３の端面２１ｂ
〜２１ｄとは溝５を介して平行に配置されており、ＹＩ
Ｇ膜２ａ，２ｂが共振器として結合される。このとき、
ＹＩＧ膜２ａ，２ｂでは、各端面間の第１〜第３の間隔
が徐々に変化しているため、ＹＩＧ膜２ａ，２ｂとその
間の溝５（空間、本実施の形態では空気）との間で静磁
波に対するインピーダンスが急激に変化せず、ＹＩＧ膜
２ａ，２ｂと溝５とのインピーダンスの整合性が改善さ
れる。この結果、第１の間隔の２倍の波長から第３の間
隔の２倍の波長までの範囲の静磁波を溝５を介してＹＩ
Ｇ膜２ａからＹＩＧ膜２ｂへ効率よく伝搬させることが
できる。

【００５２】ここで、ＹＩＧ膜２ｂも、ＹＩＧ膜２ａと
同様に、端面２１ａに対して第１〜第３の端面２１ｂ〜
２１ｄが設けられているので、上記と同様にして、端面
２１ａと第１〜第３の端面２１ｂ〜２１ｄとの間の第１
〜３の間隔の２倍の波長を有する静磁波を選択的に共振
させ、ＹＩＧ膜２ｂの長手方向に平行な端面間の主モー
ドの静磁波のみを効率よく伝搬させ、波長の異なる３つ
の静磁波をＹＩＧ膜２ｂ内で効率よく伝搬させることが
できる。

【００５３】このようにして、ＹＩＧ膜２ａ，２ｂがそ
れぞれ共振器として動作するとともに、ＹＩＧ膜２ａ，
２ｂと溝５とのインピーダンスの整合性が改善されて両
共振器が低損失で結合され、両共振器の主モードの静磁
波をより効率的に伝搬させることができる。効率よく伝
搬された静磁波は、出力用電極１ｂにより電気信号に変
換され、出力信号として取り出される。この結果、挿入
損失を増大させることなく、通過帯域幅を拡大すること
ができるとともに、通過帯域内の周波数特性を平坦化す
ることができる共振器を実現することができる。

【００５４】次に、上記のように構成された静磁波素子
の製造方法のうち溝５の形成方法について説明する。図
３は、図１に示すＹＩＧ膜に溝を機械加工により形成す
る方法を説明するための概略斜視図である。

【００５５】図３に示すブレード６は、ダイシングソー
装置において図中のｙ軸を回転中心として回転可能にか
つ図中のｚ軸に平行に移動可能に構成された円盤形ブレ
ードであり、その先端部の刃の断面形状は、矩形形状を
有しており、矩形形状の溝を形成することができる。ス
テージ台９は、ダイシングソー装置において図中のｘ軸
およびｙ軸にそれぞれ平行に移動可能に構成されかつ真
空チャッキング機能を有する。

【００５６】ブレード６としては、例えば、平均粒径３
μｍのダイヤモンド粒子を用いて電着法により形成さ
れ、ダイヤモンド粒子の充填率が５０％で厚さが１００
μｍのダイヤモンドブレードを用いることができる。な
お、ブレード６としては、上記の例に特に限定されず、
粉末冶金法により形成されたブレード等を用いてもよ
く、また、砥粒を熱硬化性樹脂等により固化したブレー
ド等を用いてもよい。

【００５７】まず、ブレード６をダイシングソー装置に
装着し、被加工物７をワックスによりカーボン台８上に
固定し、カーボン台８を真空チャッキングによりダイシ
ングソー装置のステージ台９上に固定する。被加工物７
は、長さが４．５ｍｍ、幅が５ｍｍおよび厚さが４００
μｍのＧＧＧ基板３の上に厚さ２５μｍのＹＩＧ膜がエ
ピタキシャル成長により形成されたものである。

【００５８】次に、ブレード６を図中の矢印方向に３０
０００ｒｐｍの回転数で回転させるとともに、−ｚ方向
に移動させて所定位置に固定した状態で、ステージ台９
を−ｘ方向に移動させて被加工物７のＹＩＧ膜に深さ１
０μｍのストライプ状の溝を形成する。

【００５９】次に、ステージ台９をｙ方向へ４００μｍ
だけ移動させた後、上記と同様にブレード６を所定位置
に固定した状態で、ステージ台９を−ｘ方向に移動させ
て被加工物７のＹＩＧ膜に深さ１０μｍのストライプ状
の溝を形成し、既に形成した溝と３００μｍだけ離間し
て並列に溝を形成する。

【００６０】次に、ブレード６をｚ方向へ移動させた
後、ステージ台９を−ｙ方向へ３００μｍだけ移動さ
せ、その後、ブレード６をさらに−ｚ方向へ１０μｍだ
け移動させ、さらに、ステージ台９を−ｘ方向に移動さ
せて被加工物７のＹＩＧ膜に深さ２０μｍのストライプ
状の溝を形成する。

【００６１】次に、ステージ台９をｙ方向に２００μｍ
だけ移動させた後、上記と同様にブレード６を所定位置
に固定した状態で、ステージ台９を−ｘ方向に移動させ
て被加工物７のＹＩＧ膜に深さ２０μｍのストライプ状
の溝を形成し、既に形成した深さ２０μｍの溝と１００
μｍだけ離間して並列に溝を形成する。

【００６２】次に、ブレード６をｚ方向へ移動させた
後、ステージ台９を−ｙ方向へ１００μｍだけ移動さ
せ、その後、ブレード６をさらに１０μｍだけ−ｚ方向
へ移動させ、さらに、ステージ台９を−ｘ方向に移動さ
せて被加工物７のＹＩＧ膜およびＧＧＧ基板に深さ３０
μｍのストライプ状の溝を形成し、図１に示すようにＧ
ＧＧ基板３上に溝５により分離された２つのＹＩＧ膜２
ａ，２ｂが形成される。

【００６３】その後、入力用電極１ａおよび出力用電極
１ｂを所定のマスクを介して蒸着法等によりＹＩＧ膜２
ａ，２ｂの上にそれぞれ形成し、図１に示すような各段
差が１０μｍで最大の溝幅が５００μｍの３段の階段形
状を有する溝５を備える静磁波素子が作成される。

【００６４】上記のように、本実施の形態では、機械加
工により溝５を形成しているので、所望の断面形状を有
しかつ所望の溝幅および溝深さを有するストライプ状の
溝を短時間で形成することができる。また、この機械加
工では、ＹＩＧ膜の結晶性や結晶方向に依存することな
く、所望の方向に矩形状の溝を高精度に作成することが
できる。

【００６５】なお、溝の形成順序は、上記の例に特に限
定されず、種々の変更が可能である。例えば、溝を片側
から順次形成したり、中央部から溝を形成したりしても
よく、また、幅の異なる複数のブレード、例えば、５０
０μｍの幅を有するブレードを用いて最も浅い溝を一度
に加工し、次に、３００μｍ幅のブレードを用いて次に
深い溝を一度に加工し、最後に、１００μｍ幅のブレー
ドを用いて最も深い溝を加工するようにしてもよい。

【００６６】次に、上記の製造方法により作成した図１
に示す静磁波素子の周波数特性について説明する。図４
は、図１に示す静磁波素子の周波数特性を示す図であ
る。なお、作成した静磁波素子の周波数特性の測定時に
用いた直流磁界Ｈの磁場強度は、２．４×１０⁴ Ａ／ｍ
である。

【００６７】図４に示すように、図１に示す静磁波素子
では、挿入損失が５．０ｄＢと小さくなり、また、３ｄ
Ｂ帯域幅が４０ＭＨｚに拡大されるとともに平坦な特性
となっており、挿入損失を低下させることができるとと
もに、通過帯域幅を拡大することができ、さらに、通過
帯域内の周波数特性を平坦化することができた。

【００６８】上記のように、本実施の形態では、ＹＩＧ
膜がＧＧＧ基板３の上で溝５によりＹＩＧ膜２ａ，２ｂ
に分離され、溝５の断面が階段状の断面形状を有してい
るため、端面間の間隔が異なるＹＩＧ膜２ａ，２ｂを作
成することができ、端面間で静磁波を共振させる２つの
ＹＩＧ膜２ａ，２ｂを結合した共振器を作成することが
できる。

【００６９】したがって、静磁波が伝搬される間隔とし
て、各ＹＩＧ膜２ａ，２ｂ内において３つの間隔が設け
られ、異なる波長を有する３つの静磁波が選択的に共振
される。この結果、選択的に共振される静磁波の波長の
範囲が拡大し、挿入損失を増大させることなく、静磁波
素子の通過帯域幅を拡大することができる。

【００７０】また、溝５の断面が階段状であるため、各
ＹＩＧ膜２ａ，２ｂと溝５との間で静磁波に対するイン
ピーダンスが急激に変化せず、各ＹＩＧ膜２ａ，２ｂと
溝５とのインピーダンスの整合性が改善され、通過帯域
内の周波数特性を平坦化することができる。さらに、１
本の溝５を形成することにより上記の共振器を作成する
ことができるので、その製造方法も容易となる。

【００７１】このように、本実施の形態では、挿入損失
を増大させることなく、通過帯域幅を拡大することがで
きるとともに、通過帯域内の周波数特性を平坦化するこ
とができ、さらに、容易に製造することができる。

【００７２】上記のように、本発明による静磁波素子
は、挿入損失が小さく、通過帯域幅が広く、かつ通過帯
域内の周波数特性が平坦化な共振器として動作すること
ができるので、種々のフィルタリング用途に好適に用い
ることができる。例えば、直接拡散方式、周波数ホッピ
ング方式等のスペクトル拡散通信方式を用いた妨害波除
去装置の高周波フィルタとして好適に用いることがで
き、無線ＬＡＮ（Local Area Network）、ＣＤＭＡ（Co
de Division Multiple Access ）方式の携帯電話等のい
わゆるセルラー無線システム等に用いることができる。

【００７３】なお、上記の説明では、ＹＩＧ膜２ａ，２
ｂの間に階段状の断面を有する溝５を形成して２つの共
振器を結合する例を示したが、ＹＩＧ膜２ａ，２ｂの間
に断面が矩形形状の１本の溝を形成し、分離された２つ
のＹＩＧ膜の外側の端面に階段状の端面を形成しても、
同様の効果を得ることができる。また、共振器の結合数
は、上記の２個に特に限定されず、少なくとも１つの共
振器を構成するＹＩＧ膜において端面間の間隔が異なっ
ていれば、共振器を単独で用いてもよく、また、３個以
上の複数の共振器を結合して用いてもよい。

【００７４】また、本実施の形態では、入力用電極と平
行な方向に沿って直流磁界を印加して静磁表面波を用い
たが、直流磁界の印加方向は、この例に特に限定され
ず、他の方向に沿って印加して静磁後進体積波または静
磁前進体積波等を用いてもよい。また、印加する直流磁
界の磁場強度も、上記の例に特に限定されず、種々の変
更が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態による静磁波素子の構成
を示す概略斜視図である。

【図２】図１に示す静磁波素子の概略断面図である。

【図３】図１に示すＹＩＧ膜に溝を機械加工により形成
する方法を説明するための概略斜視図である。

【図４】図１に示す静磁波素子の周波数特性を示す図で
ある。

【図５】従来の静磁波素子の一例である直線端共振器の
構成を示す概略斜視図である。

【図６】２つの直線端共振器を結合させた従来の静磁波
素子の構成を示す概略斜視図である。

【図７】図６に示す従来の静磁波素子の周波数特性を示
す図である。

【符号の説明】

１ａ 入力用電極 １ｂ 出力用電極 ２ａ，２ｂ ＹＩＧ膜 ３ ＧＧＧ基板 ４ 接地基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 前田 篤志 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 Ｆターム(参考） 5E049 AA10 AB06 AC05 BA30 CB01 5J006 HD04 JA01 LA05 LA07 NA08

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１および第２の端面を有し、静磁波材
   料からなる磁性層を備え、 前記磁性層は、前記第１の端面と前記第２の端面との間
   で静磁波を伝搬させ、 前記第２の端面は、前記第１の端面に対して第１の間隔
   を有する第１の部分と、前記第１の端面に対して前記第
   １の間隔と異なる第２の間隔を有する第２の部分とを有
   することを特徴とする静磁波素子。
2. 【請求項２】 前記第１の部分は、前記第１の端面に対
   して前記第１の間隔で平行に配置された第１の端面部を
   含み、 前記第２の部分は、前記第１の端面に対して前記第２の
   間隔で平行に配置された第２の端面部を含むことを特徴
   とする請求項１記載の静磁波素子。
3. 【請求項３】 前記静磁波素子は、前記第１および第２
   の端面間で静磁波を共振させる共振器であることを特徴
   とする請求項１または２記載の静磁波素子。
4. 【請求項４】 前記磁性層は、前記第１および第２の端
   面と交わる方向に所定間隔だけ隔てて配置される第１お
   よび第２の磁性層を含むことを特徴とする請求項１〜３
   のいずれかに記載の静磁波素子。
5. 【請求項５】 前記第１および第２の磁性層のうちの一
   方の上に配置される入力用線路と、前記第１および第２
   の磁性層のうちの他方の上に配置される出力用線路とを
   さらに備えることを特徴とする請求項４記載の静磁波素
   子。
6. 【請求項６】 第１および第２の端面を有し、静磁波を
   伝搬させる静磁波材料から磁性層を備え、前記磁性層
   は、前記第１および第２の端面間に形成された少なくと
   も１本の溝により複数の磁性層に分離され、前記溝の断
   面は、少なくとも一つの段差を有する階段状であること
   を特徴とする静磁波素子。
7. 【請求項７】 前記溝の断面形状は、前記溝の中央部が
   最も深くかつ鏡面対称であることを特徴とする請求項６
   記載の静磁波素子。
8. 【請求項８】 前記溝は、機械加工により形成された溝
   であることを特徴とする請求項６または７記載の静磁波
   素子。