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
- H03H9/02543—Characteristics of substrate, e.g. cutting angles
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- 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。
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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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-
2001
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