JP3173300B2 - ラブ波デバイス - Google Patents
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Description
TをTa薄膜またはW薄膜で形成したラブ波デバイスに
関する。
うに、YカットX伝搬のLiNbO3基板10上に、A
u薄膜11aを形成するが、このAu薄膜11aのLi
NbO3 基板10への付着力が弱いので、まずLiNb
O3 基板10上にCr等の薄膜11bを形成し、次い
で、このCr等の薄膜11b上にAu薄膜11aを成膜
している。そして、フォトリソグラフィ技術などを用い
て、IDT11を形成する。
波を利用したものが広く用いられている。
LiNbO3 基板20上に、Al薄膜でIDT21を形
成した後、その上にZnO22を成膜した構造において
もラブ波が励振されることが、特願平05−00481
5に報告されている。このラブ波は、LiNbO3 基板
上に、この基板よりも音速の小さい金属薄膜を設けるこ
とにより励振できる。
周期的に形成した場合にもラブ波が励振されることが次
の文献にも記載されている。『清水、水沼:高結合(K
2 はほぼ0.3)のラブ波型弾性表面波基板、電子通信
学会技術研究報告、US82−35、及び、鈴木、清
水:Au−Strip−Array/YX−LiNbO
3 構造におけるLove波型弾性表面波の伝搬特性とそ
のIDT共振子への応用:電子通信学会技術研究報告、
US86−37』。
Au薄膜電極を用いたラブ波デバイスは、Au薄膜電極
の下地としてCr等を使用しているのでプロセスが複雑
となり、また、Auを用いているので高価になるという
欠点を有している。
スは、電気機械結合係数kが小さく、通過帯域の広帯域
化を図ることが困難である。
O20)、SiO2 及びAu薄膜を用いた場合のラブ波に
ついての解析がなされているが、Ta薄膜、W薄膜を用
いた場合については報告はなされていない。
おけるラブ波励振IDT材料とは相違した別異の材料、
即ち、Ta、Wによって、IDTを形成しラブ波を励振
させることのできるラブ波デバイスを提供することを目
的とする。
段は以下の通りである。
に、ラブ波を励振するIDTをTa薄膜で形成したラブ
波デバイス。
に、ラブ波を励振するIDTをW薄膜で形成したラブ波
デバイス。
に、Ta薄膜またはW薄膜によりIDTを形成して、T
a、Wの膜厚の広い範囲において、大きな電気機械結合
係数kが得られ、ラブ波を励振することができる。
して説明する。第1実施例として、Ta薄膜により、ラ
ブ波が励振されることを説明し、このTa薄膜により形
成したIDTを有するラブ波デバイスを示す。図1は、
YカットX伝搬のLiNbO3 基板1上に一様なTa薄
膜2aを設けたラブ波の解析構造図である。図2は、図
1において、Ta薄膜2aの厚みHTaを、表面波の波長
λによって規格化した規格化膜厚HTa/λを横軸に、表
面波速度Vを縦軸にとったものである。図において、表
面波速度4079mの所に引かれている破線はLiNb
O3 のX軸方向に伝播する遅い横波速度を示す。この横
波速度より表面波速度が大きい範囲では疑似表面波であ
り、小さい範囲ではラブ波となっている。この疑似表面
波とラブ波の消長および出現の現象に関しては、本発明
の目的とするところではないので、これ以上言及しな
い。一方、このオープンのラブ波の出現を規格化膜厚H
Ta/λ軸でみると、HTa/λ=0.03でラブ波が励振
開始されることがわかる。そして、図1におけるTa薄
膜2aの膜厚が大きくなるに従って、表面波速度Vは小
さくなっている。なお、ショートのラブ波は、規格化膜
厚HTa/λ=0から励振されている。
時に示している。レーリー波のオープン状態とショート
状態の位相速度はほとんど一致しており、このオープン
とショートの位相速度の差で表される電気機械結合係数
kはほとんどゼロになっている。IDT電極によりレー
リー波がほとんど励振されないことを示している。ま
た、ラブ波の表面波速度とレーリー波の表面波速度は離
れておりラブ波を用いる際、レーリー波がスプリアスの
原因となりにくくなっている。
ンとショートの意味するところについて付言する。
≠0 のときであり、およびショートとは、Em =0
のときである。
λを横軸に、電気機械結合係数kを縦軸にとった図であ
る。この図3より、規格化膜厚HTa/λ=0.04で、
電気機械結合係数k=0.54となり最大の値を示す。
また、HTa/λ=0.03〜0.15の広い範囲におい
てk>0.4(40%)となっており、Ta薄膜2aの
膜厚の広い範囲において、例えば、VCOを構成した場
合、可変周波数範囲の広帯域化が図られることになる。
1.8mm、厚み0.5mmのYカットX伝搬のLiN
bO3 基板3上に、電極指対数N=25、電極指間ピッ
チ9.9μm、電極指の交叉幅495μm、厚さ0.7
μmのIDT4を、Ta薄膜で形成した。この場合のラ
ブ波デバイスのインピーダンス特性を図5に示す。
り、ラブ波が励振されることを説明し、このW薄膜によ
り形成したIDTを有するラブ波デバイスを示す。図1
において、第1実施例におけるTa薄膜2aの代わり
に、W薄膜2bを用い、このW薄膜2bの膜厚HW を表
面波の波長λによって規格化した規格化膜厚HW /λを
横軸に、表面波速度Vを縦軸にとった場合の特性を、図
6に示す。この図6は、第1実施例の図2に対応してお
り、図2において説明したことがほぼ同様にあてはまる
ので、詳細な説明は省略する。
大きい規格化膜厚HW /λの範囲でオープンのラブ波が
励振されることがわかる。
気機械結合係数kを縦軸にとった場合である。この図7
より、HW /λ=0.04で、k=0.52となり最大
の値を示す。また、HW /λ=0.028〜0.15の
広い範囲においてk>0.40(40%)となり、Wの
膜厚の広い範囲において通過帯域の広帯域化が図られる
ことがわかる。
基板上に、Ta薄膜またはW薄膜によりIDTを形成す
るので、比較的簡単な構造によって、Ta、Wの膜厚の
広い範囲において、大きな電気機械結合係数kが得ら
れ、通過帯域の広帯域化を図ることができる。また、T
a、WはAuに比べ安価な材料なので、コストダウンが
実現できる。
する表面波速度Vの特性図
する電気機械結合係数kの特性図
する表面波速度Vの特性図
する電気機械結合係数kの特性図
Claims (2)
- 【請求項1】 YカットX伝搬のLiNbO3 基板上
に、ラブ波を励振するインターディジタルトランスデュ
ーサ(以下IDTと略す)をTa薄膜で形成したラブ波
デバイス。 - 【請求項2】 YカットX伝搬のLiNbO3 基板上
に、ラブ波を励振するIDTをW薄膜で形成したラブ波
デバイス。
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