JP2002271171A - 弾性表面波装置用圧電基板および弾性表面波装置 - Google Patents
弾性表面波装置用圧電基板および弾性表面波装置Info
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- H03H9/02—Details
- H03H9/02535—Details of surface acoustic wave devices
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- Acoustics & Sound (AREA)
- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
- Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 弾性表面波装置の広帯域化および小型化を可
能にする。 【解決手段】 弾性表面波装置は、圧電基板１と、この
圧電基板１の一方の主面に設けられた一対の交差指状電
極２とを備えている。圧電基板１の材料には、点群３２
に属し、Ca3Ga2Ge4O14型結晶構造を有し、その主要成分
がCa、Nb、Ga、SiおよびＯよりなり、化学式Ca3NbGa3Si
2O14で表される単結晶が用いられる。基板１の切り出し
角および伝搬方向を、適宜選択することにより、通過帯
域の広帯域化に有効な大きな電気機械結合係数と、弾性
表面波装置の小型化に有効な小さなＳＡＷ速度とを有す
る基板１を実現することができる。
能にする。 【解決手段】 弾性表面波装置は、圧電基板１と、この
圧電基板１の一方の主面に設けられた一対の交差指状電
極２とを備えている。圧電基板１の材料には、点群３２
に属し、Ca3Ga2Ge4O14型結晶構造を有し、その主要成分
がCa、Nb、Ga、SiおよびＯよりなり、化学式Ca3NbGa3Si
2O14で表される単結晶が用いられる。基板１の切り出し
角および伝搬方向を、適宜選択することにより、通過帯
域の広帯域化に有効な大きな電気機械結合係数と、弾性
表面波装置の小型化に有効な小さなＳＡＷ速度とを有す
る基板１を実現することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、圧電基板上に交差
指状電極を設けた弾性表面波装置に用いられる弾性表面
波装置用圧電基板および弾性表面波装置に関する。
指状電極を設けた弾性表面波装置に用いられる弾性表面
波装置用圧電基板および弾性表面波装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、携帯電話機を始めとした移動体通
信端末機が急速に普及してきている。このような端末機
は、持ち運びの利便さから、特に小型軽量であることが
望まれている。端末機の小型軽量化を達成するには、そ
こに使われる電子部品も小型軽量であることが要求され
る。そのため、端末機の高周波部や中間周波部には、小
型軽量化に有利な弾性表面波装置、すなわち弾性表面波
フィルタが多用されている。弾性表面波装置は、圧電基
板上に、弾性表面波を励振、受信、反射または伝搬する
ための交差指状電極を形成したものである。
信端末機が急速に普及してきている。このような端末機
は、持ち運びの利便さから、特に小型軽量であることが
望まれている。端末機の小型軽量化を達成するには、そ
こに使われる電子部品も小型軽量であることが要求され
る。そのため、端末機の高周波部や中間周波部には、小
型軽量化に有利な弾性表面波装置、すなわち弾性表面波
フィルタが多用されている。弾性表面波装置は、圧電基
板上に、弾性表面波を励振、受信、反射または伝搬する
ための交差指状電極を形成したものである。
【０００３】弾性表面波装置に用いられる圧電基板にお
ける重要な特性としては、弾性表面波の表面波速度（以
下、ＳＡＷ速度と記す。）や、フィルタを構成した場合
の中心周波数または共振子を構成した場合の共振周波数
の温度係数（以下、周波数温度係数と記す。）や、電気
機械結合係数の二乗ｋ2（以下、ｋ2も電気機械結合係数
と言う。）が挙げられる。
ける重要な特性としては、弾性表面波の表面波速度（以
下、ＳＡＷ速度と記す。）や、フィルタを構成した場合
の中心周波数または共振子を構成した場合の共振周波数
の温度係数（以下、周波数温度係数と記す。）や、電気
機械結合係数の二乗ｋ2（以下、ｋ2も電気機械結合係数
と言う。）が挙げられる。
【０００４】図２７は、これまでに、弾性表面波装置用
の圧電基板として多用されている基板の種類とそれらの
特性を示したものである。以下、これらの圧電基板を、
図２７中の記号で区別することとする。
の圧電基板として多用されている基板の種類とそれらの
特性を示したものである。以下、これらの圧電基板を、
図２７中の記号で区別することとする。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】図２７から、これまで
多用されている圧電基板は、大きなＳＡＷ速度と大きな
電気機械結合係数を有する１２８ＬＮ、６４ＬＮ、３６
ＬＴと、比較的小さなＳＡＷ速度と小さな電気機械結合
係数を有するＬＴ１１２、ＳＴ水晶との、二つの組に大
別できることが分かる。大きなＳＡＷ速度と大きな電気
機械結合係数を有する圧電基板（１２８ＬＮ、６４Ｌ
Ｎ、３６ＬＴ）は、例えば端末機の高周波部における弾
性表面波フィルタに使用され、一方、比較的小さなＳＡ
Ｗ速度と小さな電気機械結合係数をもつ圧電基板（ＬＴ
１１２、ＳＴ水晶）は、例えば端末機の中間周波部にお
ける弾性表面波フィルタに使用される。その理由は以下
の通りである。
多用されている圧電基板は、大きなＳＡＷ速度と大きな
電気機械結合係数を有する１２８ＬＮ、６４ＬＮ、３６
ＬＴと、比較的小さなＳＡＷ速度と小さな電気機械結合
係数を有するＬＴ１１２、ＳＴ水晶との、二つの組に大
別できることが分かる。大きなＳＡＷ速度と大きな電気
機械結合係数を有する圧電基板（１２８ＬＮ、６４Ｌ
Ｎ、３６ＬＴ）は、例えば端末機の高周波部における弾
性表面波フィルタに使用され、一方、比較的小さなＳＡ
Ｗ速度と小さな電気機械結合係数をもつ圧電基板（ＬＴ
１１２、ＳＴ水晶）は、例えば端末機の中間周波部にお
ける弾性表面波フィルタに使用される。その理由は以下
の通りである。
【０００６】すなわち、弾性表面波フィルタの場合、そ
の中心周波数は、使用する圧電基板のＳＡＷ速度にほぼ
比例し、基板上に形成する交差指状電極の電極指の幅に
ほぼ反比例する。そのため、高周波回路部で使用される
フィルタを構成するにはＳＡＷ速度の大きな基板を用い
ることが好ましい。加えて、端末機の高周波部に使用さ
れるフィルタには、通過帯域幅が２０ＭＨｚ以上である
広帯域のものが要求されるので、電気機械結合係数の大
きいことも必要である。
の中心周波数は、使用する圧電基板のＳＡＷ速度にほぼ
比例し、基板上に形成する交差指状電極の電極指の幅に
ほぼ反比例する。そのため、高周波回路部で使用される
フィルタを構成するにはＳＡＷ速度の大きな基板を用い
ることが好ましい。加えて、端末機の高周波部に使用さ
れるフィルタには、通過帯域幅が２０ＭＨｚ以上である
広帯域のものが要求されるので、電気機械結合係数の大
きいことも必要である。
【０００７】一方、移動体端末機の中間周波数として
は、７０〜３００ＭＨｚの周波数帯が使用されている。
この周波数帯を中心周波数とするフィルタを弾性表面波
装置を用いて構成する場合には、圧電基板としてＳＡＷ
速度の大きな基板を使用すると、基板上に形成する電極
指の幅を、高周波回路部に使用されるフィルタに比べて
その中心周波数の低下量に応じて非常に大きくする必要
が生じ、弾性表面波装置そのものが大きくなってしまう
という問題が発生する。
は、７０〜３００ＭＨｚの周波数帯が使用されている。
この周波数帯を中心周波数とするフィルタを弾性表面波
装置を用いて構成する場合には、圧電基板としてＳＡＷ
速度の大きな基板を使用すると、基板上に形成する電極
指の幅を、高周波回路部に使用されるフィルタに比べて
その中心周波数の低下量に応じて非常に大きくする必要
が生じ、弾性表面波装置そのものが大きくなってしまう
という問題が発生する。
【０００８】そこで、中間周波用弾性表面波フィルタの
圧電基板としては、ＳＡＷ速度の小さなＬＴ１１２やＳ
Ｔ水晶が用いられる。特に、ＳＴ水晶は、一次の周波数
温度係数が零であるため好ましい。ＳＴ水晶は、その電
気機械結合係数が小さいため、通過帯域の狭いフィルタ
しか構成できない。しかし、中間周波フィルタの役割
は、狭い一つのチャンネルの信号のみを通過させること
なので、この電気機械結合係数が小さいということは、
従来あまり問題とはならなかった。
圧電基板としては、ＳＡＷ速度の小さなＬＴ１１２やＳ
Ｔ水晶が用いられる。特に、ＳＴ水晶は、一次の周波数
温度係数が零であるため好ましい。ＳＴ水晶は、その電
気機械結合係数が小さいため、通過帯域の狭いフィルタ
しか構成できない。しかし、中間周波フィルタの役割
は、狭い一つのチャンネルの信号のみを通過させること
なので、この電気機械結合係数が小さいということは、
従来あまり問題とはならなかった。
【０００９】しかしながら、近年、周波数資源の有効利
用、デジタルデータ通信との適合性等の観点から、デジ
タル移動体通信システムが開発、実用化され急速に普及
してきている。このシステムにおける通過帯域幅は、数
１００ｋＨｚから数ＭＨｚと非常に広帯域となってい
る。このような広帯域の中間周波フィルタを弾性表面波
フィルタで構成する場合、電気機械結合係数が小さなＳ
Ｔ水晶基板では実現が困難となっている。
用、デジタルデータ通信との適合性等の観点から、デジ
タル移動体通信システムが開発、実用化され急速に普及
してきている。このシステムにおける通過帯域幅は、数
１００ｋＨｚから数ＭＨｚと非常に広帯域となってい
る。このような広帯域の中間周波フィルタを弾性表面波
フィルタで構成する場合、電気機械結合係数が小さなＳ
Ｔ水晶基板では実現が困難となっている。
【００１０】また、移動体端末機をより一層小型なもの
とし、携帯の利便性を高める場合には、中間周波用弾性
表面波フィルタの実装面積を小さくする必要がある。し
かしながら、従来、中間周波用弾性表面波フィルタに適
しているとされているＳＴ水晶やＬＴ１１２は、いずれ
もＳＡＷ速度が３０００ｍ／ｓ（秒）を越えており、小
型化には限界がある。
とし、携帯の利便性を高める場合には、中間周波用弾性
表面波フィルタの実装面積を小さくする必要がある。し
かしながら、従来、中間周波用弾性表面波フィルタに適
しているとされているＳＴ水晶やＬＴ１１２は、いずれ
もＳＡＷ速度が３０００ｍ／ｓ（秒）を越えており、小
型化には限界がある。
【００１１】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、通過帯域の広帯域化に有効な大きな
電気機械結合係数と弾性表面波装置の小型化に有効な小
さなＳＡＷ速度とを有する弾性表面波装置用圧電基板
と、広帯域化および小型化を可能にした弾性表面波装置
を提供することにある。
ので、その目的は、通過帯域の広帯域化に有効な大きな
電気機械結合係数と弾性表面波装置の小型化に有効な小
さなＳＡＷ速度とを有する弾性表面波装置用圧電基板
と、広帯域化および小型化を可能にした弾性表面波装置
を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明の弾性表面波装置
用圧電基板は、圧電基板上に交差指状電極を設けた弾性
表面波装置に用いられ、点群３２に属し、Ca3Ga2Ge4O14
型結晶構造を有し、その主要成分がCa、Nb、Ga、Siおよ
びＯよりなり、化学式Ca3NbGa3Si2O14で表される単結晶
よりなるものである。
用圧電基板は、圧電基板上に交差指状電極を設けた弾性
表面波装置に用いられ、点群３２に属し、Ca3Ga2Ge4O14
型結晶構造を有し、その主要成分がCa、Nb、Ga、Siおよ
びＯよりなり、化学式Ca3NbGa3Si2O14で表される単結晶
よりなるものである。
【００１３】本発明の弾性表面波装置用圧電基板によれ
ば、通過帯域の広帯域化に有効な大きな電気機械結合係
数と、弾性表面波装置の小型化に有効な小さなＳＡＷ速
度とを実現することが可能になる。
ば、通過帯域の広帯域化に有効な大きな電気機械結合係
数と、弾性表面波装置の小型化に有効な小さなＳＡＷ速
度とを実現することが可能になる。
【００１４】本発明の弾性表面波装置は、圧電基板上に
交差指状電極を設けた弾性表面波装置であって、圧電基
板は、点群３２に属し、Ca3Ga2Ge4O14型結晶構造を有
し、その主要成分がCa、Nb、Ga、SiおよびＯよりなり、
化学式Ca3NbGa3Si2O14で表される単結晶よりなるもので
ある。
交差指状電極を設けた弾性表面波装置であって、圧電基
板は、点群３２に属し、Ca3Ga2Ge4O14型結晶構造を有
し、その主要成分がCa、Nb、Ga、SiおよびＯよりなり、
化学式Ca3NbGa3Si2O14で表される単結晶よりなるもので
ある。
【００１５】本発明の弾性表面波装置によれば、通過帯
域の広帯域化に有効な大きな電気機械結合係数と、弾性
表面波装置の小型化に有効な小さなＳＡＷ速度とを有す
る圧電基板を用いることが可能になり、その結果、広帯
域化および小型化が可能になる。
域の広帯域化に有効な大きな電気機械結合係数と、弾性
表面波装置の小型化に有効な小さなＳＡＷ速度とを有す
る圧電基板を用いることが可能になり、その結果、広帯
域化および小型化が可能になる。
【００１６】本発明の弾性表面波装置用圧電基板または
弾性表面波装置において、圧電基板の単結晶からの切り
出し角および弾性表面波伝搬方向をオイラー角表示で
（φ、θ、ψ）と表したとき、φ、θおよびψは、以下
のいずれかの領域に存在するようにしてもよい。
弾性表面波装置において、圧電基板の単結晶からの切り
出し角および弾性表面波伝搬方向をオイラー角表示で
（φ、θ、ψ）と表したとき、φ、θおよびψは、以下
のいずれかの領域に存在するようにしてもよい。
【００１７】［領域１−１］ φ＝−５°〜５°、 θ＝３０°〜９０°および ψ＝０°〜７５°
【００１８】［領域１−２］ φ＝−５°〜５°、 θ＝１１０°〜１５５°および ψ＝６０°〜８０°
【００１９】［領域２−１］ φ＝５°〜１０°（５°を含まず）、 θ＝３０°〜６０°および ψ＝−７５°〜−３０°
【００２０】［領域２−２］ φ＝５°〜１０°（５°を含まず）、 θ＝１１０°〜１５５°および ψ＝−８５°〜−６５°
【００２１】［領域３−１］ φ＝１０°〜２０°（１０°を含まず）、 θ＝３０°〜６０°および ψ＝−７５°〜−３０°
【００２２】［領域３−２］ φ＝１０°〜２０°（１０°を含まず）、 θ＝１１０°〜１５５°および ψ＝−８５°〜−６５°
【００２３】［領域４−１］ φ＝２０°〜３０°（２０°を含まず）、 θ＝３０°〜６０°および ψ＝−８０°〜−４０°
【００２４】［領域４−２］ φ＝２０°〜３０°（２０°を含まず）、 θ＝１１０°〜１５５°および ψ＝−７５°〜−５５°
【００２５】［領域５］ φ＝５°〜３０°（５°を含まず）、 θ＝３０°〜９０°および ψ＝−３０°〜３０°
【００２６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の一
実施の形態に係る弾性表面波装置の構成の一例を示す斜
視図である。この弾性表面波装置は、圧電基板１と、こ
の圧電基板１の一方の主面に設けられた一対の交差指状
電極２とを備えている。なお、電極２の形状、数および
配置は、公知のどのような形態のものでもよい。
て図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の一
実施の形態に係る弾性表面波装置の構成の一例を示す斜
視図である。この弾性表面波装置は、圧電基板１と、こ
の圧電基板１の一方の主面に設けられた一対の交差指状
電極２とを備えている。なお、電極２の形状、数および
配置は、公知のどのような形態のものでもよい。
【００２７】 圧電基板１の材料には、点群３２に属
し、Ca3Ga2Ge4O14型結晶構造を有し、その主要成分がC
a、Nb、Ga、SiおよびＯよりなり、化学式Ca3NbGa3Si2O
14で表される単結晶が用いられる。
し、Ca3Ga2Ge4O14型結晶構造を有し、その主要成分がC
a、Nb、Ga、SiおよびＯよりなり、化学式Ca3NbGa3Si2O
14で表される単結晶が用いられる。
【００２８】図１に示したｘ軸、ｙ軸およびｚ軸は互い
に直交している。ｘ軸およびｙ軸は基板１の面内方向に
あり、ｘ軸は弾性表面波の伝搬方向を規定する。また、
ｚ軸は基板１の面に垂直であり、単結晶基板の切り出し
角（カット面）を規定する。これら、ｘ軸、ｙ軸および
ｚ軸と単結晶の結晶軸Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸との関係、
すなわち基板の単結晶からの切り出し角および弾性表面
波伝搬方向は、オイラー角表示（φ，θ，ψ）で表すこ
とができる。
に直交している。ｘ軸およびｙ軸は基板１の面内方向に
あり、ｘ軸は弾性表面波の伝搬方向を規定する。また、
ｚ軸は基板１の面に垂直であり、単結晶基板の切り出し
角（カット面）を規定する。これら、ｘ軸、ｙ軸および
ｚ軸と単結晶の結晶軸Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸との関係、
すなわち基板の単結晶からの切り出し角および弾性表面
波伝搬方向は、オイラー角表示（φ，θ，ψ）で表すこ
とができる。
【００２９】本実施の形態に係る弾性表面波装置では、
切り出し角および伝搬方向を、オイラー角表示で（φ、
θ、ψ）と表したとき、φ、θおよびψが、以下の領域
１−１、１−２、２−１、２−２、３−１、３−２、４
−１、４−２および５のいずれかに存在するようにす
る。
切り出し角および伝搬方向を、オイラー角表示で（φ、
θ、ψ）と表したとき、φ、θおよびψが、以下の領域
１−１、１−２、２−１、２−２、３−１、３−２、４
−１、４−２および５のいずれかに存在するようにす
る。
【００３０】［領域１−１］ φ＝−５°〜５°、 θ＝３０°〜９０°および ψ＝０°〜７５°
【００３１】領域１−１内における好ましい領域は以下
の通りである。 φ＝−５°〜５°、 θ＝６０°〜７５°および ψ＝０°〜１０°
の通りである。 φ＝−５°〜５°、 θ＝６０°〜７５°および ψ＝０°〜１０°
【００３２】領域１−１には、基板１のＳＡＷ速度が３
１００ｍ／ｓ以下と、ＳＴ水晶に比べて小さくなり、基
板１の電気機械結合係数ｋ2が、０．２％以上と、十分
大きくなるφ、θ、ψの組み合わせが存在する。領域１
−１内における上記の好ましい領域には、電気機械結合
係数ｋ2が０．３％以上と、ＳＴ水晶に比べて十分大き
くなるφ、θ、ψの組み合わせが存在する。
１００ｍ／ｓ以下と、ＳＴ水晶に比べて小さくなり、基
板１の電気機械結合係数ｋ2が、０．２％以上と、十分
大きくなるφ、θ、ψの組み合わせが存在する。領域１
−１内における上記の好ましい領域には、電気機械結合
係数ｋ2が０．３％以上と、ＳＴ水晶に比べて十分大き
くなるφ、θ、ψの組み合わせが存在する。
【００３３】［領域１−２］ φ＝−５°〜５°、 θ＝１１０°〜１５５°および ψ＝６０°〜８０°
【００３４】領域１−２には、基板１のＳＡＷ速度が３
２００ｍ／ｓ以下と、ＳＴ水晶と同程度で、基板１の電
気機械結合係数ｋ2が、０．２％以上と、十分大きくな
るφ、θ、ψの組み合わせが存在する。
２００ｍ／ｓ以下と、ＳＴ水晶と同程度で、基板１の電
気機械結合係数ｋ2が、０．２％以上と、十分大きくな
るφ、θ、ψの組み合わせが存在する。
【００３５】［領域２−１］ φ＝５°〜１０°（５°を含まず）、 θ＝３０°〜６０°および ψ＝−７５°〜−３０°
【００３６】領域２−１内における好ましい領域は以下
の通りである。 φ＝５°〜１０°（５°を含まず）、 θ＝３５°〜５５°および ψ＝−６０°〜−３５°
の通りである。 φ＝５°〜１０°（５°を含まず）、 θ＝３５°〜５５°および ψ＝−６０°〜−３５°
【００３７】領域２−１には、基板１のＳＡＷ速度が３
２００ｍ／ｓ以下と、ＳＴ水晶と同程度で、基板１の電
気機械結合係数ｋ2が、０．２％以上と、十分大きくな
るφ、θ、ψの組み合わせが存在する。領域２−１内に
おける上記の好ましい領域には、電気機械結合係数ｋ2
が０．４％以上と、ＳＴ水晶に比べて十分大きくなる
φ、θ、ψの組み合わせが存在する。
２００ｍ／ｓ以下と、ＳＴ水晶と同程度で、基板１の電
気機械結合係数ｋ2が、０．２％以上と、十分大きくな
るφ、θ、ψの組み合わせが存在する。領域２−１内に
おける上記の好ましい領域には、電気機械結合係数ｋ2
が０．４％以上と、ＳＴ水晶に比べて十分大きくなる
φ、θ、ψの組み合わせが存在する。
【００３８】［領域２−２］ φ＝５°〜１０°（５°を含まず）、 θ＝１１０°〜１５５°および ψ＝−８５°〜−６５°
【００３９】領域２−２内における好ましい領域は以下
の通りである。 φ＝５°〜１０°（５°を含まず）、 θ＝１２０°〜１５０°および ψ＝−８０°〜−７０°
の通りである。 φ＝５°〜１０°（５°を含まず）、 θ＝１２０°〜１５０°および ψ＝−８０°〜−７０°
【００４０】領域２−２には、基板１のＳＡＷ速度が３
１００ｍ／ｓ以下と、ＳＴ水晶に比べて小さくなり、基
板１の電気機械結合係数ｋ2が、０．２％以上と、十分
大きくなるφ、θ、ψの組み合わせが存在する。領域２
−２内における上記の好ましい領域には、電気機械結合
係数ｋ2が０．４％以上と、ＳＴ水晶に比べて十分大き
くなるφ、θ、ψの組み合わせが存在する。
１００ｍ／ｓ以下と、ＳＴ水晶に比べて小さくなり、基
板１の電気機械結合係数ｋ2が、０．２％以上と、十分
大きくなるφ、θ、ψの組み合わせが存在する。領域２
−２内における上記の好ましい領域には、電気機械結合
係数ｋ2が０．４％以上と、ＳＴ水晶に比べて十分大き
くなるφ、θ、ψの組み合わせが存在する。
【００４１】［領域３−１］ φ＝１０°〜２０°（１０°を含まず）、 θ＝３０°〜６０°および ψ＝−７５°〜−３０°
【００４２】領域３−１内における好ましい領域は以下
の通りである。 φ＝１０°〜２０°（１０°を含まず）、 θ＝３５°〜５５°および ψ＝−６５°〜−４０°
の通りである。 φ＝１０°〜２０°（１０°を含まず）、 θ＝３５°〜５５°および ψ＝−６５°〜−４０°
【００４３】領域３−１には、基板１のＳＡＷ速度が３
１００ｍ／ｓ以下と、ＳＴ水晶に比べて小さくなり、基
板１の電気機械結合係数ｋ2が、０．２％以上と、十分
大きくなるφ、θ、ψの組み合わせが存在する。領域３
−１内における上記の好ましい領域には、電気機械結合
係数ｋ2が０．４％以上と、ＳＴ水晶に比べて十分大き
くなるφ、θ、ψの組み合わせが存在する。
１００ｍ／ｓ以下と、ＳＴ水晶に比べて小さくなり、基
板１の電気機械結合係数ｋ2が、０．２％以上と、十分
大きくなるφ、θ、ψの組み合わせが存在する。領域３
−１内における上記の好ましい領域には、電気機械結合
係数ｋ2が０．４％以上と、ＳＴ水晶に比べて十分大き
くなるφ、θ、ψの組み合わせが存在する。
【００４４】［領域３−２］ φ＝１０°〜２０°（１０°を含まず）、 θ＝１１０°〜１５５°および ψ＝−８５°〜−６５°
【００４５】領域３−２内における好ましい領域は以下
の通りである。 φ＝１０°〜２０°（１０°を含まず）、 θ＝１２５°〜１５０°および ψ＝−８０°〜−６５°
の通りである。 φ＝１０°〜２０°（１０°を含まず）、 θ＝１２５°〜１５０°および ψ＝−８０°〜−６５°
【００４６】領域３−２には、基板１のＳＡＷ速度が３
２００ｍ／ｓ以下と、ＳＴ水晶と同程度で、基板１の電
気機械結合係数ｋ2が、０．２％以上と、十分大きくな
るφ、θ、ψの組み合わせが存在する。領域３−２内に
おける上記の好ましい領域には、電気機械結合係数ｋ2
が０．４％以上と、ＳＴ水晶に比べて十分大きくなる
φ、θ、ψの組み合わせが存在する。
２００ｍ／ｓ以下と、ＳＴ水晶と同程度で、基板１の電
気機械結合係数ｋ2が、０．２％以上と、十分大きくな
るφ、θ、ψの組み合わせが存在する。領域３−２内に
おける上記の好ましい領域には、電気機械結合係数ｋ2
が０．４％以上と、ＳＴ水晶に比べて十分大きくなる
φ、θ、ψの組み合わせが存在する。
【００４７】［領域４−１］ φ＝２０°〜３０°（２０°を含まず）、 θ＝３０°〜６０°および ψ＝−８０°〜−４０°
【００４８】領域４−１内における好ましい領域は以下
の通りである。 φ＝２０°〜３０°（２０°を含まず）、 θ＝３０°〜５５°および ψ＝−７５°〜−５０°
の通りである。 φ＝２０°〜３０°（２０°を含まず）、 θ＝３０°〜５５°および ψ＝−７５°〜−５０°
【００４９】領域４−１には、基板１のＳＡＷ速度が３
２００ｍ／ｓ以下と、ＳＴ水晶と同程度で、基板１の電
気機械結合係数ｋ2が、０．２％以上と、十分大きくな
るφ、θ、ψの組み合わせが存在する。領域４−１内に
おける上記の好ましい領域には、電気機械結合係数ｋ2
が０．５％以上と、ＳＴ水晶に比べて十分大きくなる φ、θ、ψの組み合わせが存在する。
２００ｍ／ｓ以下と、ＳＴ水晶と同程度で、基板１の電
気機械結合係数ｋ2が、０．２％以上と、十分大きくな
るφ、θ、ψの組み合わせが存在する。領域４−１内に
おける上記の好ましい領域には、電気機械結合係数ｋ2
が０．５％以上と、ＳＴ水晶に比べて十分大きくなる φ、θ、ψの組み合わせが存在する。
【００５０】［領域４−２］ φ＝２０°〜３０°（２０°を含まず）、 θ＝１１０°〜１５５°および ψ＝−７５°〜−５５°
【００５１】領域４−２内における好ましい領域は以下
の通りである。 φ＝２０°〜３０°（２０°を含まず）、 θ＝１２５°〜１５０°および ψ＝−７５°〜−６０°
の通りである。 φ＝２０°〜３０°（２０°を含まず）、 θ＝１２５°〜１５０°および ψ＝−７５°〜−６０°
【００５２】領域４−２には、基板１のＳＡＷ速度が３
２００ｍ／ｓ以下と、ＳＴ水晶と同程度で、基板１の電
気機械結合係数ｋ2が、０．２％以上と、十分大きくな
るφ、θ、ψの組み合わせが存在する。領域４−２内に
おける上記の好ましい領域には、電気機械結合係数ｋ2
が０．４％以上と、ＳＴ水晶に比べて十分大きくなる
φ、θ、ψの組み合わせが存在する。
２００ｍ／ｓ以下と、ＳＴ水晶と同程度で、基板１の電
気機械結合係数ｋ2が、０．２％以上と、十分大きくな
るφ、θ、ψの組み合わせが存在する。領域４−２内に
おける上記の好ましい領域には、電気機械結合係数ｋ2
が０．４％以上と、ＳＴ水晶に比べて十分大きくなる
φ、θ、ψの組み合わせが存在する。
【００５３】［領域５］ φ＝５°〜３０°（５°を含まず）、 θ＝３０°〜９０°および ψ＝−３０°〜３０°
【００５４】領域５には、基板１のＳＡＷ速度が３１０
０ｍ／ｓ以下と、ＳＴ水晶と同程度で、基板１の電気機
械結合係数ｋ2が、０．２％以上と、十分大きくなる
φ、θ、ψの組み合わせが存在する。
０ｍ／ｓ以下と、ＳＴ水晶と同程度で、基板１の電気機
械結合係数ｋ2が、０．２％以上と、十分大きくなる
φ、θ、ψの組み合わせが存在する。
【００５５】なお、Ca3NbGa3Si2O14の単結晶は三方晶で
あるため、結晶の対称性から、結晶学的に互いに等価な
オイラー角の組み合わせが存在する。例えば、領域１−
１に含まれる（０°，９０°，１７°）は、（０°，９
０°，−１７°）、（６０°，９０°，±１７°）およ
び（１２０°，９０°，±１７°）と等価である。さら
に、（０°，９０°，１７°）は、（２４０°，９０
°，±１７°）および（３６０°，９０°，±１７°）
と等価である。
あるため、結晶の対称性から、結晶学的に互いに等価な
オイラー角の組み合わせが存在する。例えば、領域１−
１に含まれる（０°，９０°，１７°）は、（０°，９
０°，−１７°）、（６０°，９０°，±１７°）およ
び（１２０°，９０°，±１７°）と等価である。さら
に、（０°，９０°，１７°）は、（２４０°，９０
°，±１７°）および（３６０°，９０°，±１７°）
と等価である。
【００５６】なお、Ca3NbGa3Si2O14は、酸素欠陥を有す
るものであってもよい。また、この単結晶は、不可避的
な不純物、例えば、Ａl、Ｚr、Ｆe、Ｃe、Ｎd、Ｌa、Ｐ
t、Ｃa等を含んでいてもよい。
るものであってもよい。また、この単結晶は、不可避的
な不純物、例えば、Ａl、Ｚr、Ｆe、Ｃe、Ｎd、Ｌa、Ｐ
t、Ｃa等を含んでいてもよい。
【００５７】
【実施例】以下、本実施の形態に係る弾性表面波装置の
実施例について説明する。始めに、本実施例における弾
性表面波用圧電基板１の作製方法について説明する。圧
電基板１の材料は、点群３２に属し、Ca3Ga2Ge4O14型結
晶構造を有し、その主要成分がCa、Nb、Ga、SiおよびＯ
よりなり、化学式Ca3NbGa3Si2O14で表される単結晶とし
た。単結晶の育成は、高周波加熱によるＣＺ法、すなわ
ち回転引き上げ法により行った。得られた単結晶から、
後述する切り出し角で基板を切り出し、弾性表面波装置
用圧電基板１とした。
実施例について説明する。始めに、本実施例における弾
性表面波用圧電基板１の作製方法について説明する。圧
電基板１の材料は、点群３２に属し、Ca3Ga2Ge4O14型結
晶構造を有し、その主要成分がCa、Nb、Ga、SiおよびＯ
よりなり、化学式Ca3NbGa3Si2O14で表される単結晶とし
た。単結晶の育成は、高周波加熱によるＣＺ法、すなわ
ち回転引き上げ法により行った。得られた単結晶から、
後述する切り出し角で基板を切り出し、弾性表面波装置
用圧電基板１とした。
【００５８】次に、試験用の弾性表面波装置の作製方法
について説明する。試験用の弾性表面波装置は、図１に
示したように、上記の単結晶から切り出した圧電基板１
の表面に、入出力用交差指状電極２を形成したものであ
る。交差指状電極２は、蒸着によって形成したアルミニ
ウム（Ａｌ）膜を、フォトエッチング法によって所定の
形状に加工することにより形成した。弾性表面波の波長
λに相当する電極指の周期は６０μｍとし、対数は２０
対とし、交差幅（交差部分の長さ）は６０λ（３６００
μｍ）とし、膜厚は０．３μｍとした。
について説明する。試験用の弾性表面波装置は、図１に
示したように、上記の単結晶から切り出した圧電基板１
の表面に、入出力用交差指状電極２を形成したものであ
る。交差指状電極２は、蒸着によって形成したアルミニ
ウム（Ａｌ）膜を、フォトエッチング法によって所定の
形状に加工することにより形成した。弾性表面波の波長
λに相当する電極指の周期は６０μｍとし、対数は２０
対とし、交差幅（交差部分の長さ）は６０λ（３６００
μｍ）とし、膜厚は０．３μｍとした。
【００５９】次に、領域１−１、１−２、２−１、２−
２、３−１、３−２、４−１、４−２および５の妥当性
を検証するために行った試験について説明する。この試
験では、基板１の切り出し角および弾性表面波の伝搬方
向を変えた複数の試験用弾性表面波装置を作製し、各試
験用弾性表面波装置におけるＳＡＷ速度と電気機械結合
係数ｋ2を調べた。なお、ＳＡＷ速度は、前述のような
構成の交差指状電極２を有する弾性表面波装置におい
て、フィルタ特性の中心周波数の測定値に、弾性表面波
の波長を掛けることにより求めた。また、電気機械結合
係数ｋ2は、前述した入出力用交差指状電極２のうちの
一方、例えば入力用の交差指状電極２の二端子アドミッ
タンスを測定し、このアドミッタンスの実部（コンダク
タンス）と虚部（サセプタンス）とから、スミスの等価
回路による方法により求めた。この方法については、例
えば、刊行物「表面波デバイスとその応用」（電子材料
工業会編、日刊工業新聞社刊、昭和５３年）の、Ｉ．基
礎編、４．１．２表面波の実効的電気機械結合係数、の
章に詳述されている。以上の特性については、装置の周
囲温度を２５℃に保って測定した。
２、３−１、３−２、４−１、４−２および５の妥当性
を検証するために行った試験について説明する。この試
験では、基板１の切り出し角および弾性表面波の伝搬方
向を変えた複数の試験用弾性表面波装置を作製し、各試
験用弾性表面波装置におけるＳＡＷ速度と電気機械結合
係数ｋ2を調べた。なお、ＳＡＷ速度は、前述のような
構成の交差指状電極２を有する弾性表面波装置におい
て、フィルタ特性の中心周波数の測定値に、弾性表面波
の波長を掛けることにより求めた。また、電気機械結合
係数ｋ2は、前述した入出力用交差指状電極２のうちの
一方、例えば入力用の交差指状電極２の二端子アドミッ
タンスを測定し、このアドミッタンスの実部（コンダク
タンス）と虚部（サセプタンス）とから、スミスの等価
回路による方法により求めた。この方法については、例
えば、刊行物「表面波デバイスとその応用」（電子材料
工業会編、日刊工業新聞社刊、昭和５３年）の、Ｉ．基
礎編、４．１．２表面波の実効的電気機械結合係数、の
章に詳述されている。以上の特性については、装置の周
囲温度を２５℃に保って測定した。
【００６０】図２は領域１−１に対応する試験結果を示
す説明図である。図１１は、図２に示した試験結果を基
にして、θおよびψとＳＡＷ速度との関係を２次元的に
表した説明図である。図１２は、図２に示した試験結果
を基にして、θおよびψと電気機械結合係数ｋ2との関
係を２次元的に表した説明図である。
す説明図である。図１１は、図２に示した試験結果を基
にして、θおよびψとＳＡＷ速度との関係を２次元的に
表した説明図である。図１２は、図２に示した試験結果
を基にして、θおよびψと電気機械結合係数ｋ2との関
係を２次元的に表した説明図である。
【００６１】図２、図１１および図１２から明らかなよ
うに、角φが０°の場合、角θが３０°から９０°で、
角ψが０°から７５°の範囲において、電気機械結合係
数ｋ 2が０．２％以上になり、ＳＡＷ速度が３１００ｍ
／ｓ以下になるφ、θ、ψの組み合わせが存在する。φ
が０±５°の範囲内で変化しても、上記と同様の組み合
わせが存在する。また、角φが０°の場合、角θが６０
°から７５°で、角ψが０°から１０°の範囲におい
て、電気機械結合係数ｋ2が０．３％以上になるφ、
θ、ψの組み合わせが存在する。φが０±５°の範囲内
で変化しても、上記と同様の組み合わせが存在する。
うに、角φが０°の場合、角θが３０°から９０°で、
角ψが０°から７５°の範囲において、電気機械結合係
数ｋ 2が０．２％以上になり、ＳＡＷ速度が３１００ｍ
／ｓ以下になるφ、θ、ψの組み合わせが存在する。φ
が０±５°の範囲内で変化しても、上記と同様の組み合
わせが存在する。また、角φが０°の場合、角θが６０
°から７５°で、角ψが０°から１０°の範囲におい
て、電気機械結合係数ｋ2が０．３％以上になるφ、
θ、ψの組み合わせが存在する。φが０±５°の範囲内
で変化しても、上記と同様の組み合わせが存在する。
【００６２】ここで、φが多少変化しても、基板１およ
び弾性表面波装置の特性が大きく変化しないことを示
す。図２から、（φ，θ，ψ）＝（０°，７０°，０
°）のとき、ＳＡＷ速度は２９２８ｍ／ｓで、電気機械
結合係数ｋ2は０．４１％である。これに対し、（φ，
θ，ψ）＝（±５°，７０°，０°）のとき、ＳＡＷ速
度は２９２９ｍ／ｓで、電気機械結合係数ｋ2は０．４
０％であった。以下で説明する他の領域についても同様
のことが言える。
び弾性表面波装置の特性が大きく変化しないことを示
す。図２から、（φ，θ，ψ）＝（０°，７０°，０
°）のとき、ＳＡＷ速度は２９２８ｍ／ｓで、電気機械
結合係数ｋ2は０．４１％である。これに対し、（φ，
θ，ψ）＝（±５°，７０°，０°）のとき、ＳＡＷ速
度は２９２９ｍ／ｓで、電気機械結合係数ｋ2は０．４
０％であった。以下で説明する他の領域についても同様
のことが言える。
【００６３】図３は領域１−２に対応する試験結果を示
す説明図である。図１３は、図３に示した試験結果を基
にして、θおよびψとＳＡＷ速度との関係を２次元的に
表した説明図である。図１４は、図３に示した試験結果
を基にして、θおよびψと電気機械結合係数ｋ2との関
係を２次元的に表した説明図である。
す説明図である。図１３は、図３に示した試験結果を基
にして、θおよびψとＳＡＷ速度との関係を２次元的に
表した説明図である。図１４は、図３に示した試験結果
を基にして、θおよびψと電気機械結合係数ｋ2との関
係を２次元的に表した説明図である。
【００６４】図３、図１３および図１４から明らかなよ
うに、角φが０°の場合、角θが１１０°から１５５°
で、角ψが６０°から８０°の範囲において、電気機械
結合係数ｋ2が０．２％以上になり、ＳＡＷ速度が３２
００ｍ／ｓ以下になるφ、θ、ψの組み合わせが存在す
る。φが０±５°の範囲内で変化しても、上記と同様の
組み合わせが存在する。
うに、角φが０°の場合、角θが１１０°から１５５°
で、角ψが６０°から８０°の範囲において、電気機械
結合係数ｋ2が０．２％以上になり、ＳＡＷ速度が３２
００ｍ／ｓ以下になるφ、θ、ψの組み合わせが存在す
る。φが０±５°の範囲内で変化しても、上記と同様の
組み合わせが存在する。
【００６５】図４は領域２−１に対応する試験結果を示
す説明図である。図１５は、図４に示した試験結果を基
にして、θおよびψとＳＡＷ速度との関係を２次元的に
表した説明図である。図１６は、図４に示した試験結果
を基にして、θおよびψと電気機械結合係数ｋ2との関
係を２次元的に表した説明図である。
す説明図である。図１５は、図４に示した試験結果を基
にして、θおよびψとＳＡＷ速度との関係を２次元的に
表した説明図である。図１６は、図４に示した試験結果
を基にして、θおよびψと電気機械結合係数ｋ2との関
係を２次元的に表した説明図である。
【００６６】図４、図１５および図１６から明らかなよ
うに、角φが１０°の場合、角θが３０°から６０°
で、角ψが−７５°から−３０°の範囲において、電気
機械結合係数ｋ2が０．２％以上になり、ＳＡＷ速度が
３２００ｍ／ｓ以下になるφ、θ、ψの組み合わせが存
在する。φが７．５±２．５°の範囲内で変化しても、
上記と同様の組み合わせが存在する。また、角φが１０
°の場合、角θが３５°から５５°で、角ψが−６０°
から−３５°の範囲において、電気機械結合係数ｋ2が
０．４％以上になるφ、θ、ψの組み合わせが存在す
る。φが７．５±２．５°の範囲内で変化しても、上記
と同様の組み合わせが存在する。
うに、角φが１０°の場合、角θが３０°から６０°
で、角ψが−７５°から−３０°の範囲において、電気
機械結合係数ｋ2が０．２％以上になり、ＳＡＷ速度が
３２００ｍ／ｓ以下になるφ、θ、ψの組み合わせが存
在する。φが７．５±２．５°の範囲内で変化しても、
上記と同様の組み合わせが存在する。また、角φが１０
°の場合、角θが３５°から５５°で、角ψが−６０°
から−３５°の範囲において、電気機械結合係数ｋ2が
０．４％以上になるφ、θ、ψの組み合わせが存在す
る。φが７．５±２．５°の範囲内で変化しても、上記
と同様の組み合わせが存在する。
【００６７】図５は領域２−２に対応する試験結果を示
す説明図である。図１７は、図５に示した試験結果を基
にして、θおよびψとＳＡＷ速度との関係を２次元的に
表した説明図である。図１８は、図５に示した試験結果
を基にして、θおよびψと電気機械結合係数ｋ2との関
係を２次元的に表した説明図である。
す説明図である。図１７は、図５に示した試験結果を基
にして、θおよびψとＳＡＷ速度との関係を２次元的に
表した説明図である。図１８は、図５に示した試験結果
を基にして、θおよびψと電気機械結合係数ｋ2との関
係を２次元的に表した説明図である。
【００６８】図５、図１７および図１８から明らかなよ
うに、角φが１０°の場合、角θが１１０°から１５５
°で、角ψが−８５°から−６５°の範囲において、電
気機械結合係数ｋ2が０．２％以上になり、ＳＡＷ速度
が３１００ｍ／ｓ以下になるφ、θ、ψの組み合わせが
存在する。φが７．５±２．５°の範囲内で変化して
も、上記と同様の組み合わせが存在する。また、角φが
１０°の場合、角θが１２０°から１５０°で、角ψが
−８０°から−７０°の範囲において、電気機械結合係
数ｋ2が０．４％以上になるφ、θ、ψの組み合わせが
存在する。φが７．５±２．５°の範囲内で変化して
も、上記と同様の組み合わせが存在する。
うに、角φが１０°の場合、角θが１１０°から１５５
°で、角ψが−８５°から−６５°の範囲において、電
気機械結合係数ｋ2が０．２％以上になり、ＳＡＷ速度
が３１００ｍ／ｓ以下になるφ、θ、ψの組み合わせが
存在する。φが７．５±２．５°の範囲内で変化して
も、上記と同様の組み合わせが存在する。また、角φが
１０°の場合、角θが１２０°から１５０°で、角ψが
−８０°から−７０°の範囲において、電気機械結合係
数ｋ2が０．４％以上になるφ、θ、ψの組み合わせが
存在する。φが７．５±２．５°の範囲内で変化して
も、上記と同様の組み合わせが存在する。
【００６９】図６は領域３−１に対応する試験結果を示
す説明図である。図１９は、図６に示した試験結果を基
にして、θおよびψとＳＡＷ速度との関係を２次元的に
表した説明図である。図２０は、図６に示した試験結果
を基にして、θおよびψと電気機械結合係数ｋ2との関
係を２次元的に表した説明図である。
す説明図である。図１９は、図６に示した試験結果を基
にして、θおよびψとＳＡＷ速度との関係を２次元的に
表した説明図である。図２０は、図６に示した試験結果
を基にして、θおよびψと電気機械結合係数ｋ2との関
係を２次元的に表した説明図である。
【００７０】図６、図１９および図２０から明らかなよ
うに、角φが１５°の場合、角θが３０°から６０°
で、角ψが−７５°から−３０°の範囲において、電気
機械結合係数ｋ2が０．２％以上になり、ＳＡＷ速度が
３１００ｍ／ｓ以下になるφ、θ、ψの組み合わせが存
在する。φが１５±５°の範囲内で変化しても、上記と
同様の組み合わせが存在する。また、角φが１５°の場
合、角θが３５°から５５°で、角ψが−６０°から−
４０°の範囲において、電気機械結合係数ｋ2が０．４
％以上になるφ、θ、ψの組み合わせが存在する。φが
１５±５°の範囲内で変化しても、上記と同様の組み合
わせが存在する。
うに、角φが１５°の場合、角θが３０°から６０°
で、角ψが−７５°から−３０°の範囲において、電気
機械結合係数ｋ2が０．２％以上になり、ＳＡＷ速度が
３１００ｍ／ｓ以下になるφ、θ、ψの組み合わせが存
在する。φが１５±５°の範囲内で変化しても、上記と
同様の組み合わせが存在する。また、角φが１５°の場
合、角θが３５°から５５°で、角ψが−６０°から−
４０°の範囲において、電気機械結合係数ｋ2が０．４
％以上になるφ、θ、ψの組み合わせが存在する。φが
１５±５°の範囲内で変化しても、上記と同様の組み合
わせが存在する。
【００７１】図７は領域３−２に対応する試験結果を示
す説明図である。図２１は、図７に示した試験結果を基
にして、θおよびψとＳＡＷ速度との関係を２次元的に
表した説明図である。図２２は、図７に示した試験結果
を基にして、θおよびψと電気機械結合係数ｋ2との関
係を２次元的に表した説明図である。
す説明図である。図２１は、図７に示した試験結果を基
にして、θおよびψとＳＡＷ速度との関係を２次元的に
表した説明図である。図２２は、図７に示した試験結果
を基にして、θおよびψと電気機械結合係数ｋ2との関
係を２次元的に表した説明図である。
【００７２】図７、図２１および図２２から明らかなよ
うに、角φが１５°の場合、角θが１１０°から１５５
°で、角ψが−８５°から−６５°の範囲において、電
気機械結合係数ｋ2が０．２％以上になり、ＳＡＷ速度
が３２００ｍ／ｓ以下になるφ、θ、ψの組み合わせが
存在する。φが１５±５°の範囲内で変化しても、上記
と同様の組み合わせが存在する。また、角φが１５°の
場合、角θが１２５°から１５０°で、角ψが−８０°
から−６５°の範囲において、電気機械結合係数ｋ2が
０．４％以上になるφ、θ、ψの組み合わせが存在す
る。φが１５±５°の範囲内で変化しても、上記と同様
の組み合わせが存在する。
うに、角φが１５°の場合、角θが１１０°から１５５
°で、角ψが−８５°から−６５°の範囲において、電
気機械結合係数ｋ2が０．２％以上になり、ＳＡＷ速度
が３２００ｍ／ｓ以下になるφ、θ、ψの組み合わせが
存在する。φが１５±５°の範囲内で変化しても、上記
と同様の組み合わせが存在する。また、角φが１５°の
場合、角θが１２５°から１５０°で、角ψが−８０°
から−６５°の範囲において、電気機械結合係数ｋ2が
０．４％以上になるφ、θ、ψの組み合わせが存在す
る。φが１５±５°の範囲内で変化しても、上記と同様
の組み合わせが存在する。
【００７３】図８は領域４−１に対応する試験結果を示
す説明図である。図２３は、図８に示した試験結果を基
にして、θおよびψとＳＡＷ速度との関係を２次元的に
表した説明図である。図２４は、図８に示した試験結果
を基にして、θおよびψと電気機械結合係数ｋ2との関
係を２次元的に表した説明図である。
す説明図である。図２３は、図８に示した試験結果を基
にして、θおよびψとＳＡＷ速度との関係を２次元的に
表した説明図である。図２４は、図８に示した試験結果
を基にして、θおよびψと電気機械結合係数ｋ2との関
係を２次元的に表した説明図である。
【００７４】図８、図２３および図２４から明らかなよ
うに、角φが２５°の場合、角θが３０°から６０°
で、角ψが−８０°から−４０°の範囲において、電気
機械結合係数ｋ2が０．２％以上になり、ＳＡＷ速度が
３２００ｍ／ｓ以下になるφ、θ、ψの組み合わせが存
在する。φが２５±５°の範囲内で変化しても、上記と
同様の組み合わせが存在する。また、角φが２５°の場
合、角θが３０°から５５°で、角ψが−７５°から−
５０°の範囲において、電気機械結合係数ｋ2が０．５
％以上になるφ、θ、ψの組み合わせが存在する。φが
２５±５°の範囲内で変化しても、上記と同様の組み合
わせが存在する。
うに、角φが２５°の場合、角θが３０°から６０°
で、角ψが−８０°から−４０°の範囲において、電気
機械結合係数ｋ2が０．２％以上になり、ＳＡＷ速度が
３２００ｍ／ｓ以下になるφ、θ、ψの組み合わせが存
在する。φが２５±５°の範囲内で変化しても、上記と
同様の組み合わせが存在する。また、角φが２５°の場
合、角θが３０°から５５°で、角ψが−７５°から−
５０°の範囲において、電気機械結合係数ｋ2が０．５
％以上になるφ、θ、ψの組み合わせが存在する。φが
２５±５°の範囲内で変化しても、上記と同様の組み合
わせが存在する。
【００７５】図９は領域４−２に対応する試験結果を示
す説明図である。図２５は、図９に示した試験結果を基
にして、θおよびψとＳＡＷ速度との関係を２次元的に
表した説明図である。図２６は、図９に示した試験結果
を基にして、θおよびψと電気機械結合係数ｋ2との関
係を２次元的に表した説明図である。
す説明図である。図２５は、図９に示した試験結果を基
にして、θおよびψとＳＡＷ速度との関係を２次元的に
表した説明図である。図２６は、図９に示した試験結果
を基にして、θおよびψと電気機械結合係数ｋ2との関
係を２次元的に表した説明図である。
【００７６】図９、図２５および図２６から明らかなよ
うに、角φが２５°の場合、角θが１１０°から１５５
°で、角ψが−７５°から−５５°の範囲において、電
気機械結合係数ｋ2が０．２％以上になり、ＳＡＷ速度
が３２００ｍ／ｓ以下になるφ、θ、ψの組み合わせが
存在する。φが２５±５°の範囲内で変化しても、上記
と同様の組み合わせが存在する。また、角φが２５°の
場合、角θが１２５°から１５０°で、角ψが−７５°
から−６０°の範囲において、電気機械結合係数ｋ2が
０．４％以上になるφ、θ、ψの組み合わせが存在す
る。φが２５±５°の範囲内で変化しても、上記と同様
の組み合わせが存在する。
うに、角φが２５°の場合、角θが１１０°から１５５
°で、角ψが−７５°から−５５°の範囲において、電
気機械結合係数ｋ2が０．２％以上になり、ＳＡＷ速度
が３２００ｍ／ｓ以下になるφ、θ、ψの組み合わせが
存在する。φが２５±５°の範囲内で変化しても、上記
と同様の組み合わせが存在する。また、角φが２５°の
場合、角θが１２５°から１５０°で、角ψが−７５°
から−６０°の範囲において、電気機械結合係数ｋ2が
０．４％以上になるφ、θ、ψの組み合わせが存在す
る。φが２５±５°の範囲内で変化しても、上記と同様
の組み合わせが存在する。
【００７７】図１０は領域５に対応する試験結果を示す
説明図である。図１０から明らかなように、角φが１０
〜３０°で、角θが３０°から９０°で、角ψが−３０
°から３０°の範囲において、電気機械結合係数ｋ2が
０．２％以上になり、ＳＡＷ速度が３１００ｍ／ｓ以下
になるφ、θ、ψの組み合わせが存在する。φが５°〜
１０°の範囲内で変化しても、上記と同様の組み合わせ
が存在する。
説明図である。図１０から明らかなように、角φが１０
〜３０°で、角θが３０°から９０°で、角ψが−３０
°から３０°の範囲において、電気機械結合係数ｋ2が
０．２％以上になり、ＳＡＷ速度が３１００ｍ／ｓ以下
になるφ、θ、ψの組み合わせが存在する。φが５°〜
１０°の範囲内で変化しても、上記と同様の組み合わせ
が存在する。
【００７８】このように、圧電基板１の単結晶からの切
り出し角および弾性表面波伝搬方向が領域１−１、１−
２、２−１、２−２、３−１、３−２、４−１、４−２
および５のいずれかの範囲内にあれば、電気機械結合係
数が十分大きく、ＳＡＷ速度が小さい弾性表面波装置が
得られることが分かる。
り出し角および弾性表面波伝搬方向が領域１−１、１−
２、２−１、２−２、３−１、３−２、４−１、４−２
および５のいずれかの範囲内にあれば、電気機械結合係
数が十分大きく、ＳＡＷ速度が小さい弾性表面波装置が
得られることが分かる。
【００７９】以上説明したように、本実施の形態によれ
ば、通過帯域の広帯域化に有効な大きな電気機械結合係
数と、弾性表面波装置の小型化に有効な小さなＳＡＷ速
度とを有する圧電基板１を実現することができる。ま
た、このような圧電基板１を用いて弾性表面波装置を構
成することにより、弾性表面波装置の広帯域化および小
型化が可能になる。
ば、通過帯域の広帯域化に有効な大きな電気機械結合係
数と、弾性表面波装置の小型化に有効な小さなＳＡＷ速
度とを有する圧電基板１を実現することができる。ま
た、このような圧電基板１を用いて弾性表面波装置を構
成することにより、弾性表面波装置の広帯域化および小
型化が可能になる。
【００８０】なお、本発明は、上記実施の形態に限定さ
れず、種々の変更が可能である。
れず、種々の変更が可能である。
【００８１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の弾性表面
波装置用圧電基板によれば、通過帯域の広帯域化に有効
な大きな電気機械結合係数と弾性表面波装置の小型化に
有効な小さなＳＡＷ速度とを得ることができるという効
果を奏する。
波装置用圧電基板によれば、通過帯域の広帯域化に有効
な大きな電気機械結合係数と弾性表面波装置の小型化に
有効な小さなＳＡＷ速度とを得ることができるという効
果を奏する。
【００８２】また、本発明の弾性表面波装置によれば、
大きな電気機械結合係数と小さなＳＡＷ速度とを有する
圧電基板を用いることができるので、弾性表面波装置の
広帯域化および小型化が可能になるという効果を奏す
る。
大きな電気機械結合係数と小さなＳＡＷ速度とを有する
圧電基板を用いることができるので、弾性表面波装置の
広帯域化および小型化が可能になるという効果を奏す
る。
【図１】本発明の一実施の形態に係る弾性表面波装置の
構成の一例を示す斜視図である。
構成の一例を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施の形態における領域１−１に対
応する試験結果を示す説明図である。
応する試験結果を示す説明図である。
【図３】本発明の一実施の形態における領域１−２に対
応する試験結果を示す説明図である。
応する試験結果を示す説明図である。
【図４】本発明の一実施の形態における領域２−１に対
応する試験結果を示す説明図である。
応する試験結果を示す説明図である。
【図５】本発明の一実施の形態における領域２−２に対
応する試験結果を示す説明図である。
応する試験結果を示す説明図である。
【図６】本発明の一実施の形態における領域３−１に対
応する試験結果を示す説明図である。
応する試験結果を示す説明図である。
【図７】本発明の一実施の形態における領域３−２に対
応する試験結果を示す説明図である。
応する試験結果を示す説明図である。
【図８】本発明の一実施の形態における領域４−１に対
応する試験結果を示す説明図である。
応する試験結果を示す説明図である。
【図９】本発明の一実施の形態における領域４−２に対
応する試験結果を示す説明図である。
応する試験結果を示す説明図である。
【図１０】本発明の一実施の形態における領域５に対応
する試験結果を示す説明図である。
する試験結果を示す説明図である。
【図１１】図２に示した試験結果を基にしてθおよびψ
とＳＡＷ速度との関係を２次元的に表した説明図であ
る。
とＳＡＷ速度との関係を２次元的に表した説明図であ
る。
【図１２】図２に示した試験結果を基にしてθおよびψ
と電気機械結合係数との関係を２次元的に表した説明図
である。
と電気機械結合係数との関係を２次元的に表した説明図
である。
【図１３】図３に示した試験結果を基にしてθおよびψ
とＳＡＷ速度との関係を２次元的に表した説明図であ
る。
とＳＡＷ速度との関係を２次元的に表した説明図であ
る。
【図１４】図３に示した試験結果を基にしてθおよびψ
と電気機械結合係数との関係を２次元的に表した説明図
である。
と電気機械結合係数との関係を２次元的に表した説明図
である。
【図１５】図４に示した試験結果を基にしてθおよびψ
とＳＡＷ速度との関係を２次元的に表した説明図であ
る。
とＳＡＷ速度との関係を２次元的に表した説明図であ
る。
【図１６】図４に示した試験結果を基にしてθおよびψ
と電気機械結合係数との関係を２次元的に表した説明図
である。
と電気機械結合係数との関係を２次元的に表した説明図
である。
【図１７】図５に示した試験結果を基にしてθおよびψ
とＳＡＷ速度との関係を２次元的に表した説明図であ
る。
とＳＡＷ速度との関係を２次元的に表した説明図であ
る。
【図１８】図５に示した試験結果を基にしてθおよびψ
と電気機械結合係数との関係を２次元的に表した説明図
である。
と電気機械結合係数との関係を２次元的に表した説明図
である。
【図１９】図６に示した試験結果を基にしてθおよびψ
とＳＡＷ速度との関係を２次元的に表した説明図であ
る。
とＳＡＷ速度との関係を２次元的に表した説明図であ
る。
【図２０】図６に示した試験結果を基にしてθおよびψ
と電気機械結合係数との関係を２次元的に表した説明図
である。
と電気機械結合係数との関係を２次元的に表した説明図
である。
【図２１】図７に示した試験結果を基にしてθおよびψ
とＳＡＷ速度との関係を２次元的に表した説明図であ
る。
とＳＡＷ速度との関係を２次元的に表した説明図であ
る。
【図２２】図７に示した試験結果を基にしてθおよびψ
と電気機械結合係数との関係を２次元的に表した説明図
である。
と電気機械結合係数との関係を２次元的に表した説明図
である。
【図２３】図８に示した試験結果を基にしてθおよびψ
とＳＡＷ速度との関係を２次元的に表した説明図であ
る。
とＳＡＷ速度との関係を２次元的に表した説明図であ
る。
【図２４】図８に示した試験結果を基にしてθおよびψ
と電気機械結合係数との関係を２次元的に表した説明図
である。
と電気機械結合係数との関係を２次元的に表した説明図
である。
【図２５】図９に示した試験結果を基にしてθおよびψ
とＳＡＷ速度との関係を２次元的に表した説明図であ
る。
とＳＡＷ速度との関係を２次元的に表した説明図であ
る。
【図２６】図９に示した試験結果を基にしてθおよびψ
と電気機械結合係数との関係を２次元的に表した説明図
である。
と電気機械結合係数との関係を２次元的に表した説明図
である。
【図２７】弾性表面波装置用の圧電基板として多用され
ている基板の種類とそれらの特性を示す説明図である。
ている基板の種類とそれらの特性を示す説明図である。
１…圧電基板、２…交差指状電極。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 守越 広樹 東京都中央区日本橋一丁目13番１号 ティ ーディーケイ株式会社内 (72)発明者 佐藤 淳 東京都中央区日本橋一丁目13番１号 ティ ーディーケイ株式会社内 Ｆターム(参考） 4G073 BA11 BA25 BA58 BD01 UB11 4G077 AA02 BE05 CF10 FG16 HA11 5J097 AA19 AA29 FF01 GG05 KK01
Claims (20)
- 【請求項１】 圧電基板上に交差指状電極を設けた弾性
表面波装置に用いられ、点群３２に属し、Ca3Ga2Ge4O14
型結晶構造を有し、その主要成分がCa、Nb、Ga、Siおよ
びＯよりなり、化学式Ca3NbGa3Si2O14で表される単結晶
よりなることを特徴とする弾性表面波装置用圧電基板。 - 【請求項２】 前記圧電基板の単結晶からの切り出し角
および弾性表面波伝搬方向をオイラー角表示で（φ、
θ、ψ）と表したとき、φ、θおよびψが、 φ＝−５°〜５°、 θ＝３０°〜９０°および ψ＝０°〜７５° の領域に存在することを特徴とする請求項１記載の弾性
表面波装置用圧電基板。 - 【請求項３】 前記圧電基板の単結晶からの切り出し角
および弾性表面波伝搬方向をオイラー角表示で（φ、
θ、ψ）と表したとき、φ、θおよびψが、 φ＝−５°〜５°、 θ＝１１０°〜１５５°および ψ＝６０°〜８０° の領域に存在することを特徴とする請求項１記載の弾性
表面波装置用圧電基板。 - 【請求項４】 前記圧電基板の単結晶からの切り出し角
および弾性表面波伝搬方向をオイラー角表示で（φ、
θ、ψ）と表したとき、φ、θおよびψが、 φ＝５°〜１０°（５°を含まず）、 θ＝３０°〜６０°および ψ＝−７５°〜−３０° の領域に存在することを特徴とする請求項１記載の弾性
表面波装置用圧電基板。 - 【請求項５】 前記圧電基板の単結晶からの切り出し角
および弾性表面波伝搬方向をオイラー角表示で（φ、
θ、ψ）と表したとき、φ、θおよびψが、 φ＝５°〜１０°（５°を含まず）、 θ＝１１０°〜１５５°および ψ＝−８５°〜−６５°の領域に存在することを特徴と
する請求項１記載の弾性表面波装置用圧電基板。 - 【請求項６】 前記圧電基板の単結晶からの切り出し角
および弾性表面波伝搬方向をオイラー角表示で（φ、
θ、ψ）と表したとき、φ、θおよびψが、 φ＝１０°〜２０°（１０°を含まず）、 θ＝３０°〜６０°および ψ＝−７５°〜−３０° の領域に存在することを特徴とする請求項１記載の弾性
表面波装置用圧電基板。 - 【請求項７】 前記圧電基板の単結晶からの切り出し角
および弾性表面波伝搬方向をオイラー角表示で（φ、
θ、ψ）と表したとき、φ、θおよびψが、 φ＝１０°〜２０°（１０°を含まず）、 θ＝１１０°〜１５５°および ψ＝−８５°〜−６５° の領域に存在することを特徴とする請求項１記載の弾性
表面波装置用圧電基板。 - 【請求項８】 前記圧電基板の単結晶からの切り出し角
および弾性表面波伝搬方向をオイラー角表示で（φ、
θ、ψ）と表したとき、φ、θおよびψが、 φ＝２０°〜３０°（２０°を含まず）、 θ＝３０°〜６０°および ψ＝−８０°〜−４０° の領域に存在することを特徴とする請求項１記載の弾性
表面波装置用圧電基板。 - 【請求項９】 前記圧電基板の単結晶からの切り出し角
および弾性表面波伝搬方向をオイラー角表示で（φ、
θ、ψ）と表したとき、φ、θおよびψが、 φ＝２０°〜３０°（２０°を含まず）、 θ＝１１０°〜１５５°および ψ＝−７５°〜−５５° の領域に存在することを特徴とする請求項１記載の弾性
表面波装置用圧電基板。 - 【請求項１０】 前記圧電基板の単結晶からの切り出し
角および弾性表面波伝搬方向をオイラー角表示で（φ、
θ、ψ）と表したとき、φ、θおよびψが、 φ＝５°〜３０°（５°を含まず）、 θ＝３０°〜９０°および ψ＝−３０°〜３０° の領域に存在することを特徴とする請求項１記載の弾性
表面波装置用圧電基板。 - 【請求項１１】 圧電基板上に交差指状電極を設けた弾
性表面波装置であって、前記圧電基板は、点群３２に属
し、Ca3Ga2Ge4O14型結晶構造を有し、その主要成分がC
a、Nb、Ga、SiおよびＯよりなり、化学式Ca3NbGa3Si2O
14で表される単結晶よりなることを特徴とする弾性表面
波装置。 - 【請求項１２】 前記圧電基板の単結晶からの切り出し
角および弾性表面波伝搬方向をオイラー角表示で（φ、
θ、ψ）と表したとき、φ、θおよびψが、 φ＝−５°〜５°、 θ＝３０°〜９０°および ψ＝０°〜７５° の領域に存在することを特徴とする請求項１１記載の弾
性表面波装置。 - 【請求項１３】 前記圧電基板の単結晶からの切り出し
角および弾性表面波伝搬方向をオイラー角表示で（φ、
θ、ψ）と表したとき、φ、θおよびψが、 φ＝−５°〜５°、 θ＝１１０°〜１５５°および ψ＝６０°〜８０° の領域に存在することを特徴とする請求項１１記載の弾
性表面波装置。 - 【請求項１４】 前記圧電基板の単結晶からの切り出し
角および弾性表面波伝搬方向をオイラー角表示で（φ、
θ、ψ）と表したとき、φ、θおよびψが、 φ＝５°〜１０°（５°を含まず）、 θ＝３０°〜６０°および ψ＝−７５°〜−３０° の領域に存在することを特徴とする請求項１１記載の弾
性表面波装置。 - 【請求項１５】 前記圧電基板の単結晶からの切り出し
角および弾性表面波伝搬方向をオイラー角表示で（φ、
θ、ψ）と表したとき、φ、θおよびψが、 φ＝５°〜１０°（５°を含まず）、 θ＝１１０°〜１５５°および ψ＝−８５°〜−６５° の領域に存在することを特徴とする請求項１１記載の弾
性表面波装置。 - 【請求項１６】 前記圧電基板の単結晶からの切り出し
角および弾性表面波伝搬方向をオイラー角表示で（φ、
θ、ψ）と表したとき、φ、θおよびψが、 φ＝１０°〜２０°（１０°を含まず）、 θ＝３０°〜６０°および ψ＝−７５°〜−３０° の領域に存在することを特徴とする請求項１１記載の弾
性表面波装置。 - 【請求項１７】 前記圧電基板の単結晶からの切り出し
角および弾性表面波伝搬方向をオイラー角表示で（φ、
θ、ψ）と表したとき、φ、θおよびψが、 φ＝１０°〜２０°（１０°を含まず）、 θ＝１１０°〜１５５°および ψ＝−８５°〜−６５° の領域に存在することを特徴とする請求項１１記載の弾
性表面波装置。 - 【請求項１８】 前記圧電基板の単結晶からの切り出し
角および弾性表面波伝搬方向をオイラー角表示で（φ、
θ、ψ）と表したとき、φ、θおよびψが、 φ＝２０°〜３０°（２０°を含まず）、 θ＝３０°〜６０°および ψ＝−８０°〜−４０°の領域に存在することを特徴と
する請求項１１記載の弾性表面波装置。 - 【請求項１９】 前記圧電基板の単結晶からの切り出し
角および弾性表面波伝搬方向をオイラー角表示で（φ、
θ、ψ）と表したとき、φ、θおよびψが、 φ＝２０°〜３０°（２０°を含まず）、 θ＝１１０°〜１５５°および ψ＝−７５°〜−５５° の領域に存在することを特徴とする請求項１１記載の弾
性表面波装置。 - 【請求項２０】 前記圧電基板の単結晶からの切り出し
角および弾性表面波伝搬方向をオイラー角表示で（φ、
θ、ψ）と表したとき、φ、θおよびψが、 φ＝５°〜３０°（５°を含まず）、 θ＝３０°〜９０°および ψ＝−３０°〜３０° の領域に存在することを特徴とする請求項１１記載の弾
性表面波装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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| CNB018119972A CN1251404C (zh) | 2001-03-07 | 2001-12-06 | 弹性表面波装置用的压电基片和弹性表面波装置 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001062801A JP2002271171A (ja) | 2001-03-07 | 2001-03-07 | 弾性表面波装置用圧電基板および弾性表面波装置 |
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| JP2015213279A (ja) * | 2014-05-07 | 2015-11-26 | 株式会社Ｃ＆Ａ | 圧電振動子 |
| WO2017078135A1 (ja) * | 2015-11-05 | 2017-05-11 | 株式会社Ｃ＆Ａ | 圧電振動子およびセンサ |
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| Date | Code | Title | Description |
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| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20080513 |