JP3364037B2 - 弾性表面波装置 - Google Patents
弾性表面波装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、四ほう酸リチウム単結
晶（Ｌｉ2 Ｂ4 Ｏ7 ) を用いた弾性表面波装置に関す
る。
晶（Ｌｉ2 Ｂ4 Ｏ7 ) を用いた弾性表面波装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】弾性表面波装置は、電気信号を表面波に
変換することで、信号処理を行う回路素子であり、フィ
ルタ、共振子、遅延線などに用いられている。通常、圧
電性を有する弾性体基板（圧電基板）上にインタデジタ
ルトランスジューサ（ＩＤＴ、櫛形電極、すだれ状電
極）と呼ばれる金属電極を設けることで電気信号から表
面波への変換・逆変換を行っている。弾性表面波装置の
特性は、圧電基板を伝搬する弾性表面波の伝搬特性に依
存している。特に、弾性表面波装置の高周波化に対応す
るためには弾性表面波の伝搬速度が速い圧電基板が必要
である。
変換することで、信号処理を行う回路素子であり、フィ
ルタ、共振子、遅延線などに用いられている。通常、圧
電性を有する弾性体基板（圧電基板）上にインタデジタ
ルトランスジューサ（ＩＤＴ、櫛形電極、すだれ状電
極）と呼ばれる金属電極を設けることで電気信号から表
面波への変換・逆変換を行っている。弾性表面波装置の
特性は、圧電基板を伝搬する弾性表面波の伝搬特性に依
存している。特に、弾性表面波装置の高周波化に対応す
るためには弾性表面波の伝搬速度が速い圧電基板が必要
である。
【０００３】弾性表面波装置に用いられる基板材料とし
ては、水晶、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ3 ）、ニ
オブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3 ）、四ほう酸リチウム
（Ｌｉ 2 Ｂ4 Ｏ7 ）等が知られている。また、弾性表面
波装置に用いられる弾性表面波としては、レイリー波
（Ｒａｙｌｅｉｇｈ Ｗａｖｅ）や、リーキー波（Ｌｅ
ａｋｙ Ｗａｖｅ、疑似弾性表面波、漏洩弾性表面波）
が主に知られている。
ては、水晶、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ3 ）、ニ
オブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3 ）、四ほう酸リチウム
（Ｌｉ 2 Ｂ4 Ｏ7 ）等が知られている。また、弾性表面
波装置に用いられる弾性表面波としては、レイリー波
（Ｒａｙｌｅｉｇｈ Ｗａｖｅ）や、リーキー波（Ｌｅ
ａｋｙ Ｗａｖｅ、疑似弾性表面波、漏洩弾性表面波）
が主に知られている。
【０００４】レイリー波は、弾性体の表面を伝搬する表
面波であり、そのエネルギーを圧電基板内へ放散するこ
となく、すなわち、理論上伝搬損失なく伝搬する。レイ
リー波を利用した弾性表面波装置に用いられる基板材料
として、伝搬速度が３１００ｍ／ｓｅｃのＳＴカット水
晶、３３００ｍ／ｓｅｃのＸ−１１２°Ｙ ＬｉＴａＯ
3 、４０００ｍ／ｓｅｃの１２８°Ｙ−Ｘ ＬｉＮｂＯ
3 、３４００ｍ／ｓｅｃの４５°Ｘ−Ｚ Ｌｉ2 Ｂ4 Ｏ
7 がある。
面波であり、そのエネルギーを圧電基板内へ放散するこ
となく、すなわち、理論上伝搬損失なく伝搬する。レイ
リー波を利用した弾性表面波装置に用いられる基板材料
として、伝搬速度が３１００ｍ／ｓｅｃのＳＴカット水
晶、３３００ｍ／ｓｅｃのＸ−１１２°Ｙ ＬｉＴａＯ
3 、４０００ｍ／ｓｅｃの１２８°Ｙ−Ｘ ＬｉＮｂＯ
3 、３４００ｍ／ｓｅｃの４５°Ｘ−Ｚ Ｌｉ2 Ｂ4 Ｏ
7 がある。
【０００５】一方、弾性表面波としてリーキー波と呼ば
れる弾性体の深さ方向にエネルギーを放散しながら伝搬
する弾性表面波（漏洩弾性表面波）を利用することが検
討されている。リーキー波はレイリー波より伝搬速度が
速い。一般にリーキー波は放射による伝搬損失が大きく
弾性表面波装置に利用できないが、特別な切り出し角お
よび伝搬方向では比較的伝搬損失が少ないため利用可能
である。例えば、伝搬速度が３９００ｍ／ｓｅｃのＬＳ
Ｔカット水晶、４２００ｍ／ｓｅｃの３６°Ｙ−Ｘ Ｌ
ｉＴａＯ3 、４５００ｍ／ｓｅｃの４１°Ｙ−Ｘ Ｌｉ
ＮｂＯ3 、４５００ｍ／ｓｅｃの６４°Ｙ−Ｘ ＬｉＮ
ｂＯ3 などが知られている。
れる弾性体の深さ方向にエネルギーを放散しながら伝搬
する弾性表面波（漏洩弾性表面波）を利用することが検
討されている。リーキー波はレイリー波より伝搬速度が
速い。一般にリーキー波は放射による伝搬損失が大きく
弾性表面波装置に利用できないが、特別な切り出し角お
よび伝搬方向では比較的伝搬損失が少ないため利用可能
である。例えば、伝搬速度が３９００ｍ／ｓｅｃのＬＳ
Ｔカット水晶、４２００ｍ／ｓｅｃの３６°Ｙ−Ｘ Ｌ
ｉＴａＯ3 、４５００ｍ／ｓｅｃの４１°Ｙ−Ｘ Ｌｉ
ＮｂＯ3 、４５００ｍ／ｓｅｃの６４°Ｙ−Ｘ ＬｉＮ
ｂＯ3 などが知られている。
【０００６】また、縦波型リーキー波は、通常のリーキ
ー波と同様に伝搬損失を伴なう。しかしながら、同じ方
向に伝搬するバルク波の速い横波と縦波との間の速度で
圧電基板表面を伝搬するため、通常のリーキー波より伝
搬速度が速いという特徴がある。四ほう酸リチウムの切
り出し角及び伝搬方向がオイラー角表示で（０°〜４５
°，４４°〜５０°，８０°〜９０°）及びそれと等価
な範囲内で、自由表面及び金属表面上において、高伝搬
速度で低伝搬損失の弾性表面波が存在することが知られ
ている。この縦波型リーキー波は６０００〜７２００ｍ
／ｓｅｃと非常に高速であるため、高周波の弾性表面波
装置を実現することができるものとして期待されている
（特開平０６−１１２７６３号公報、欧州特許出願公開
第５６０６３４号明細書、Soviet Physics Crystallogr
aphy, vol.37, No.2, pp.220-223,1992参照）。
ー波と同様に伝搬損失を伴なう。しかしながら、同じ方
向に伝搬するバルク波の速い横波と縦波との間の速度で
圧電基板表面を伝搬するため、通常のリーキー波より伝
搬速度が速いという特徴がある。四ほう酸リチウムの切
り出し角及び伝搬方向がオイラー角表示で（０°〜４５
°，４４°〜５０°，８０°〜９０°）及びそれと等価
な範囲内で、自由表面及び金属表面上において、高伝搬
速度で低伝搬損失の弾性表面波が存在することが知られ
ている。この縦波型リーキー波は６０００〜７２００ｍ
／ｓｅｃと非常に高速であるため、高周波の弾性表面波
装置を実現することができるものとして期待されている
（特開平０６−１１２７６３号公報、欧州特許出願公開
第５６０６３４号明細書、Soviet Physics Crystallogr
aphy, vol.37, No.2, pp.220-223,1992参照）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】弾性表面波装置として
利用するためには、少なくとも一つのＩＤＴ（インター
ディジタルトランスジューサ）が必要である。ＩＤＴと
して、ダブル電極ＩＤＴとシングル電極ＩＤＴが、一般
に広く使用されている。ダブル電極ＩＤＴは、電極指の
極性が２本ずつ等しく、電極指が同一周期で配置されて
いる。ＩＤＴ内部で生じる多重反射を抑圧することがで
きるため、周波数応答に歪みが生じ難いという特徴を有
している。
利用するためには、少なくとも一つのＩＤＴ（インター
ディジタルトランスジューサ）が必要である。ＩＤＴと
して、ダブル電極ＩＤＴとシングル電極ＩＤＴが、一般
に広く使用されている。ダブル電極ＩＤＴは、電極指の
極性が２本ずつ等しく、電極指が同一周期で配置されて
いる。ＩＤＴ内部で生じる多重反射を抑圧することがで
きるため、周波数応答に歪みが生じ難いという特徴を有
している。
【０００８】一方、シングル電極ＩＤＴは、極性の異な
る電極指が互いに間挿するように同一周期で配置されて
おり、同じ周波数の信号を処理しようとする場合、ダブ
ル電極ＩＤＴの電極周期の２倍とすることができる。こ
のため、圧電基板上に電極を形成しやすく、高周波用の
弾性表面波装置ではシングル電極ＩＤＴが利用されてい
る。
る電極指が互いに間挿するように同一周期で配置されて
おり、同じ周波数の信号を処理しようとする場合、ダブ
ル電極ＩＤＴの電極周期の２倍とすることができる。こ
のため、圧電基板上に電極を形成しやすく、高周波用の
弾性表面波装置ではシングル電極ＩＤＴが利用されてい
る。
【０００９】ところで、圧電基板上にＩＤＴ等の電極を
形成すると、電極の質量負荷効果等によって弾性表面波
の伝搬特性が変化することが予想される。そのため、弾
性表面波の良好な伝搬特性を得るためにＩＤＴの最適な
電極指膜厚や電極指幅が存在するはずである。例えば、
圧電基板として四ほう酸リチウム単結晶を用い、圧電基
板の表面の切り出し角および弾性表面波の伝搬方向がオ
イラ角表示で（０°〜４５°，４４°〜５０°，８０°
〜９０°）であり、弾性表面波が縦波型リーキー波の場
合、全面にアルミニウム膜が形成されたアルミニウム膜
伝搬路では、規格化膜厚が３％程度のとき、伝搬損失が
比較的小さくなる。しかしながら、アルミニウムのダブ
ル電極ＩＤＴでは、規格化膜厚が３％程度のときは伝搬
損失が非常に大きく、規格化膜厚が２％程度のときに、
伝搬損失が最も小さくなる。
形成すると、電極の質量負荷効果等によって弾性表面波
の伝搬特性が変化することが予想される。そのため、弾
性表面波の良好な伝搬特性を得るためにＩＤＴの最適な
電極指膜厚や電極指幅が存在するはずである。例えば、
圧電基板として四ほう酸リチウム単結晶を用い、圧電基
板の表面の切り出し角および弾性表面波の伝搬方向がオ
イラ角表示で（０°〜４５°，４４°〜５０°，８０°
〜９０°）であり、弾性表面波が縦波型リーキー波の場
合、全面にアルミニウム膜が形成されたアルミニウム膜
伝搬路では、規格化膜厚が３％程度のとき、伝搬損失が
比較的小さくなる。しかしながら、アルミニウムのダブ
ル電極ＩＤＴでは、規格化膜厚が３％程度のときは伝搬
損失が非常に大きく、規格化膜厚が２％程度のときに、
伝搬損失が最も小さくなる。
【００１０】このように圧電基板上に形成される電極構
造により、その伝搬特性が異なることが知られている
（１９９４年電子情報通信学会秋季大会、ＳＡ−１１−
８）。しかしながら、オイラー角表示で（０°〜４５
°，４５°〜５０°，８０°〜９０°）の四ほう酸リチ
ウムに関しては、良好な弾性表面波の伝搬特性を与える
シングル電極ＩＤＴの最適な電極指膜厚や電極指幅など
の構造について、何ら知見が得られていなかった。
造により、その伝搬特性が異なることが知られている
（１９９４年電子情報通信学会秋季大会、ＳＡ−１１−
８）。しかしながら、オイラー角表示で（０°〜４５
°，４５°〜５０°，８０°〜９０°）の四ほう酸リチ
ウムに関しては、良好な弾性表面波の伝搬特性を与える
シングル電極ＩＤＴの最適な電極指膜厚や電極指幅など
の構造について、何ら知見が得られていなかった。
【００１１】本発明の目的は、四ほう酸リチウムの切り
出し角及び伝搬方向がオイラー角表示で（０°〜４５
°，４４°〜５０°，８０°〜９０°）及びそれと等価
な範囲内にＩＤＴを形成し、伝搬速度が同一の方向に伝
搬するバルク波の速い横波より速く、縦波を越えない弾
性表面波を利用した弾性表面波装置に対して、良好な伝
搬特性を示すようなシングル電極ＩＤＴの最適な電極構
造を提供することである。
出し角及び伝搬方向がオイラー角表示で（０°〜４５
°，４４°〜５０°，８０°〜９０°）及びそれと等価
な範囲内にＩＤＴを形成し、伝搬速度が同一の方向に伝
搬するバルク波の速い横波より速く、縦波を越えない弾
性表面波を利用した弾性表面波装置に対して、良好な伝
搬特性を示すようなシングル電極ＩＤＴの最適な電極構
造を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による弾性表面波装置は、四ほう酸リチウム
単結晶からなる圧電基板と、前記圧電基板の表面に形成
され、弾性表面波を励起、受信、反射、伝搬するための
電極とを有する弾性表面波装置において、前記電極が、
アルミニウムを主成分とする金属により形成され、前記
電極が、１本ずつの電極指が互いに間挿するように配置
された一対の櫛形電極を有し、前記圧電基板の表面の切
り出し角および弾性表面波の伝搬方向がオイラ角表示で
（０°〜４５°，４４°〜５０°，８０°〜９０°）お
よびそれと等価な範囲内になるように形成され、前記電
極指の周期をＰ、前記電極指の幅をＭとして、前記電極
の膜厚ｈを前記弾性表面波の波長λで規格化した前記電
極の規格化膜厚ｈ／λが、次式 ０．０２９−０．０９７×（Ｍ／Ｐ）＋０．０８２×（Ｍ／Ｐ）2 ≦（ｈ／λ）≦ ０．０３３−０．０５９×（Ｍ／Ｐ）＋０．０５０×（Ｍ／Ｐ）2 の範囲内であり、前記弾性表面波の速度が同一方向に伝
搬するバルク波の速い横波の速度以上であり、縦波の速
度を越えないことを特徴とする。
に、本発明による弾性表面波装置は、四ほう酸リチウム
単結晶からなる圧電基板と、前記圧電基板の表面に形成
され、弾性表面波を励起、受信、反射、伝搬するための
電極とを有する弾性表面波装置において、前記電極が、
アルミニウムを主成分とする金属により形成され、前記
電極が、１本ずつの電極指が互いに間挿するように配置
された一対の櫛形電極を有し、前記圧電基板の表面の切
り出し角および弾性表面波の伝搬方向がオイラ角表示で
（０°〜４５°，４４°〜５０°，８０°〜９０°）お
よびそれと等価な範囲内になるように形成され、前記電
極指の周期をＰ、前記電極指の幅をＭとして、前記電極
の膜厚ｈを前記弾性表面波の波長λで規格化した前記電
極の規格化膜厚ｈ／λが、次式 ０．０２９−０．０９７×（Ｍ／Ｐ）＋０．０８２×（Ｍ／Ｐ）2 ≦（ｈ／λ）≦ ０．０３３−０．０５９×（Ｍ／Ｐ）＋０．０５０×（Ｍ／Ｐ）2 の範囲内であり、前記弾性表面波の速度が同一方向に伝
搬するバルク波の速い横波の速度以上であり、縦波の速
度を越えないことを特徴とする。
【００１３】また、上記目的を達成するために、本発明
による弾性表面波装置は、四ほう酸リチウム単結晶から
なる圧電基板と、前記圧電基板の表面に形成され、弾性
表面波を励起、受信、反射、伝搬するための電極とを有
する弾性表面波装置において、前記電極が、アルミニウ
ムを主成分とする金属により形成され、前記電極が、１
本ずつの電極指が互いに間挿するように配置された一対
の櫛形電極を有し、前記圧電基板の表面の切り出し角お
よび弾性表面波の伝搬方向がオイラ角表示で（０°〜４
５°，４４°〜５０°，８０°〜９０°）およびそれと
等価な範囲内になるように形成され、前記電極指の周期
をＰ、前記電極指の幅をＭとして、前記電極の膜厚ｈを
前記弾性表面波の波長λで規格化した前記電極の規格化
膜厚ｈ／λが、次式 ０．００６−０．０１３×（Ｍ／Ｐ）＋０．０１１×（Ｍ／Ｐ）2 ≦（ｈ／λ）≦ ０．０３０−０．０６０×（Ｍ／Ｐ）＋０．０５１×（Ｍ／Ｐ）2 の範囲内であり、前記弾性表面波の速度が同一方向に伝
搬するバルク波の速い横波の速度以上であり、縦波の速
度を越えないことを特徴とする。
による弾性表面波装置は、四ほう酸リチウム単結晶から
なる圧電基板と、前記圧電基板の表面に形成され、弾性
表面波を励起、受信、反射、伝搬するための電極とを有
する弾性表面波装置において、前記電極が、アルミニウ
ムを主成分とする金属により形成され、前記電極が、１
本ずつの電極指が互いに間挿するように配置された一対
の櫛形電極を有し、前記圧電基板の表面の切り出し角お
よび弾性表面波の伝搬方向がオイラ角表示で（０°〜４
５°，４４°〜５０°，８０°〜９０°）およびそれと
等価な範囲内になるように形成され、前記電極指の周期
をＰ、前記電極指の幅をＭとして、前記電極の膜厚ｈを
前記弾性表面波の波長λで規格化した前記電極の規格化
膜厚ｈ／λが、次式 ０．００６−０．０１３×（Ｍ／Ｐ）＋０．０１１×（Ｍ／Ｐ）2 ≦（ｈ／λ）≦ ０．０３０−０．０６０×（Ｍ／Ｐ）＋０．０５１×（Ｍ／Ｐ）2 の範囲内であり、前記弾性表面波の速度が同一方向に伝
搬するバルク波の速い横波の速度以上であり、縦波の速
度を越えないことを特徴とする。
【００１４】また、本発明による弾性表面波装置は、四
ほう酸リチウム単結晶からなる圧電基板と、前記圧電基
板の表面に形成され、弾性表面波を励起、受信、反射、
伝搬するための電極とを有する弾性表面波装置におい
て、前記電極が、アルミニウムを主成分とする金属によ
り形成され、前記電極が、１本ずつの電極指が互いに間
挿するように配置された一対の櫛形電極を有し、前記圧
電基板の表面の切り出し角および弾性表面波の伝搬方向
がオイラ角表示で（０°〜４０°，４４°〜５０°，８
０°〜９０°）およびそれと等価な範囲内になるように
形成され、前記電極指の周期をＰ、前記電極指の幅をＭ
として、前記電極の膜厚ｈを前記弾性表面波の波長λで
規格化した前記電極の規格化膜厚ｈ／λが、次式 ０．０２９−０．０９７×（Ｍ／Ｐ）＋０．０８２×（Ｍ／Ｐ）2 ≦（ｈ／λ）≦ ０．０３３−０．０５９×（Ｍ／Ｐ）＋０．０５０×（Ｍ／Ｐ）2 の範囲内であり、前記弾性表面波の速度が同一方向に伝
搬するバルク波の速い横波の速度以上であり、縦波の速
度を越えないことを特徴とする。
ほう酸リチウム単結晶からなる圧電基板と、前記圧電基
板の表面に形成され、弾性表面波を励起、受信、反射、
伝搬するための電極とを有する弾性表面波装置におい
て、前記電極が、アルミニウムを主成分とする金属によ
り形成され、前記電極が、１本ずつの電極指が互いに間
挿するように配置された一対の櫛形電極を有し、前記圧
電基板の表面の切り出し角および弾性表面波の伝搬方向
がオイラ角表示で（０°〜４０°，４４°〜５０°，８
０°〜９０°）およびそれと等価な範囲内になるように
形成され、前記電極指の周期をＰ、前記電極指の幅をＭ
として、前記電極の膜厚ｈを前記弾性表面波の波長λで
規格化した前記電極の規格化膜厚ｈ／λが、次式 ０．０２９−０．０９７×（Ｍ／Ｐ）＋０．０８２×（Ｍ／Ｐ）2 ≦（ｈ／λ）≦ ０．０３３−０．０５９×（Ｍ／Ｐ）＋０．０５０×（Ｍ／Ｐ）2 の範囲内であり、前記弾性表面波の速度が同一方向に伝
搬するバルク波の速い横波の速度以上であり、縦波の速
度を越えないことを特徴とする。
【００１５】また、上記目的を達成するために、四ほう
酸リチウム単結晶からなる圧電基板と、前記圧電基板の
表面に形成され、弾性表面波を励起、受信、反射、伝搬
するための電極とを有する弾性表面波装置において、前
記電極が、アルミニウムを主成分とする金属により形成
され、前記電極が、１本ずつの電極指が互いに間挿する
ように配置された一対の櫛形電極を有し、前記圧電基板
の表面の切り出し角および弾性表面波の伝搬方向がオイ
ラ角表示で（０°〜４０°，４４°〜５０°，８０°〜
９０°）およびそれと等価な範囲内になるように形成さ
れ、前記電極指の周期をＰ、前記電極指の幅をＭとし
て、前記電極の膜厚ｈを前記弾性表面波の波長λで規格
化した前記電極の規格化膜厚ｈ／λが、次式 ０．００６−０．０１３×（Ｍ／Ｐ）＋０．０１１×（Ｍ／Ｐ）2 ≦（ｈ／λ）≦ ０．０３０−０．０６０×（Ｍ／Ｐ）＋０．０５１×（Ｍ／Ｐ）2 の範囲内であり、前記弾性表面波の速度が同一方向に伝
搬するバルク波の速い横波の速度以上であり、縦波の速
度を越えないことを特徴とする。
酸リチウム単結晶からなる圧電基板と、前記圧電基板の
表面に形成され、弾性表面波を励起、受信、反射、伝搬
するための電極とを有する弾性表面波装置において、前
記電極が、アルミニウムを主成分とする金属により形成
され、前記電極が、１本ずつの電極指が互いに間挿する
ように配置された一対の櫛形電極を有し、前記圧電基板
の表面の切り出し角および弾性表面波の伝搬方向がオイ
ラ角表示で（０°〜４０°，４４°〜５０°，８０°〜
９０°）およびそれと等価な範囲内になるように形成さ
れ、前記電極指の周期をＰ、前記電極指の幅をＭとし
て、前記電極の膜厚ｈを前記弾性表面波の波長λで規格
化した前記電極の規格化膜厚ｈ／λが、次式 ０．００６−０．０１３×（Ｍ／Ｐ）＋０．０１１×（Ｍ／Ｐ）2 ≦（ｈ／λ）≦ ０．０３０−０．０６０×（Ｍ／Ｐ）＋０．０５１×（Ｍ／Ｐ）2 の範囲内であり、前記弾性表面波の速度が同一方向に伝
搬するバルク波の速い横波の速度以上であり、縦波の速
度を越えないことを特徴とする。
【００１６】また、上記目的を達成するために、四ほう
酸リチウム単結晶からなる圧電基板と、前記圧電基板の
表面に形成され、弾性表面波を励起、受信、反射、伝搬
するための電極とを有する弾性表面波装置において、前
記電極が、アルミニウムを主成分とする金属により形成
され、前記電極が、１本ずつの電極指が互いに間挿する
ように配置された一対の櫛形電極を有し、前記圧電基板
の表面の切り出し角および弾性表面波の伝搬方向がオイ
ラ角表示で（０°〜５°，４４°〜５０°，８０°〜９
０°）およびそれと等価な範囲内になるように形成さ
れ、前記電極指の周期をＰ、前記電極指の幅をＭとし
て、前記電極の膜厚ｈを前記弾性表面波の波長λで規格
化した前記電極の規格化膜厚ｈ／λが、次式 ０．０２９−０．０９７×（Ｍ／Ｐ）＋０．０８２×（Ｍ／Ｐ）2 ≦（ｈ／λ）≦ ０．０３３−０．０５９×（Ｍ／Ｐ）＋０．０５０×（Ｍ／Ｐ）2 の範囲内であり、前記弾性表面波の速度が同一方向に伝
搬するバルク波の速い横波の速度以上であり、縦波の速
度を越えないことを特徴とする。
酸リチウム単結晶からなる圧電基板と、前記圧電基板の
表面に形成され、弾性表面波を励起、受信、反射、伝搬
するための電極とを有する弾性表面波装置において、前
記電極が、アルミニウムを主成分とする金属により形成
され、前記電極が、１本ずつの電極指が互いに間挿する
ように配置された一対の櫛形電極を有し、前記圧電基板
の表面の切り出し角および弾性表面波の伝搬方向がオイ
ラ角表示で（０°〜５°，４４°〜５０°，８０°〜９
０°）およびそれと等価な範囲内になるように形成さ
れ、前記電極指の周期をＰ、前記電極指の幅をＭとし
て、前記電極の膜厚ｈを前記弾性表面波の波長λで規格
化した前記電極の規格化膜厚ｈ／λが、次式 ０．０２９−０．０９７×（Ｍ／Ｐ）＋０．０８２×（Ｍ／Ｐ）2 ≦（ｈ／λ）≦ ０．０３３−０．０５９×（Ｍ／Ｐ）＋０．０５０×（Ｍ／Ｐ）2 の範囲内であり、前記弾性表面波の速度が同一方向に伝
搬するバルク波の速い横波の速度以上であり、縦波の速
度を越えないことを特徴とする。
【００１７】また、上記目的を達成するために、四ほう
酸リチウム単結晶からなる圧電基板と、前記圧電基板の
表面に形成され、弾性表面波を励起、受信、反射、伝搬
するための電極とを有する弾性表面波装置において、前
記電極が、アルミニウムを主成分とする金属により形成
され、前記電極が、１本ずつの電極指が互いに間挿する
ように配置された一対の櫛形電極を有し、前記圧電基板
の表面の切り出し角および弾性表面波の伝搬方向がオイ
ラ角表示で（０°〜５°，４４°〜５０°，８０°〜９
０°）およびそれと等価な範囲内になるように形成さ
れ、前記電極指の周期をＰ、前記電極指の幅をＭとし
て、前記電極の膜厚ｈを前記弾性表面波の波長λで規格
化した前記電極の規格化膜厚ｈ／λが、次式 ０．００６−０．０１３×（Ｍ／Ｐ）＋０．０１１×（Ｍ／Ｐ）2 ≦（ｈ／λ）≦ ０．０３０−０．０６０×（Ｍ／Ｐ）＋０．０５１×（Ｍ／Ｐ）2 の範囲内であり、前記弾性表面波の速度が同一方向に伝
搬するバルク波の速い横波の速度以上であり、縦波の速
度を越えないことを特徴とする。
酸リチウム単結晶からなる圧電基板と、前記圧電基板の
表面に形成され、弾性表面波を励起、受信、反射、伝搬
するための電極とを有する弾性表面波装置において、前
記電極が、アルミニウムを主成分とする金属により形成
され、前記電極が、１本ずつの電極指が互いに間挿する
ように配置された一対の櫛形電極を有し、前記圧電基板
の表面の切り出し角および弾性表面波の伝搬方向がオイ
ラ角表示で（０°〜５°，４４°〜５０°，８０°〜９
０°）およびそれと等価な範囲内になるように形成さ
れ、前記電極指の周期をＰ、前記電極指の幅をＭとし
て、前記電極の膜厚ｈを前記弾性表面波の波長λで規格
化した前記電極の規格化膜厚ｈ／λが、次式 ０．００６−０．０１３×（Ｍ／Ｐ）＋０．０１１×（Ｍ／Ｐ）2 ≦（ｈ／λ）≦ ０．０３０−０．０６０×（Ｍ／Ｐ）＋０．０５１×（Ｍ／Ｐ）2 の範囲内であり、前記弾性表面波の速度が同一方向に伝
搬するバルク波の速い横波の速度以上であり、縦波の速
度を越えないことを特徴とする。
【００１８】
【作用】本願発明者は、四ほう酸リチウムの切り出し角
及び伝搬方向がオイラー角表示で（０°〜４５°，４４
°〜５０°，８０°〜９０°）及びそれと等価な範囲内
にシングル電極ＩＤＴを形成し、伝搬速度が同一の方向
に伝搬するバルク波の速い横波より速く、縦波を越えな
い弾性表面波を利用した弾性表面波装置に対して、シン
グル電極ＩＤＴの最適な電極指幅及び電極指膜厚をシミ
ュレーションにより求めた。
及び伝搬方向がオイラー角表示で（０°〜４５°，４４
°〜５０°，８０°〜９０°）及びそれと等価な範囲内
にシングル電極ＩＤＴを形成し、伝搬速度が同一の方向
に伝搬するバルク波の速い横波より速く、縦波を越えな
い弾性表面波を利用した弾性表面波装置に対して、シン
グル電極ＩＤＴの最適な電極指幅及び電極指膜厚をシミ
ュレーションにより求めた。
【００１９】図１に示すモデルを用いてシミュレーショ
ンを行った。圧電基板上にピッチＰで電極指が形成され
ている。電極指の幅はＭであり、膜厚はｈである。極性
の異なる電極指が１本ずつ交互に配置されている。図１
に示すモデルのＩＤＴの弾性表面波の伝搬特性は、電極
指（ストリップ）による周期的な摂動効果により１次の
ブラック反射を生じ、伝搬定数κ（波数）に周波数分散
を生じる。まず、この伝搬定数κの周波数分散をシミュ
レーションする。弾性表面波の変位Ｕi と静電変位φは
フロケ（Ｆｌｏｑｕｅｔ）の定理を用いて、次の空間高
調波の和で表される。
ンを行った。圧電基板上にピッチＰで電極指が形成され
ている。電極指の幅はＭであり、膜厚はｈである。極性
の異なる電極指が１本ずつ交互に配置されている。図１
に示すモデルのＩＤＴの弾性表面波の伝搬特性は、電極
指（ストリップ）による周期的な摂動効果により１次の
ブラック反射を生じ、伝搬定数κ（波数）に周波数分散
を生じる。まず、この伝搬定数κの周波数分散をシミュ
レーションする。弾性表面波の変位Ｕi と静電変位φは
フロケ（Ｆｌｏｑｕｅｔ）の定理を用いて、次の空間高
調波の和で表される。
【００２０】
【数１】
【００２１】
【数２】
ここで、減衰定数α(m,n) と振幅定数βi (m,n) は、伝
搬定数κと角周波数ωを設定し、各次数ｍに対して、運
動方程式及びマクスウェルの方程式を準静電近似した電
荷方程式を解くことで求めることができる。また、空間
高調波の振幅定数Ａ(m,n) は、式（１）、式（２）に次
の境界条件を与えることにより求められる。弾性的な境
界条件として、ストリップ下では変位Ｕ1 、Ｕ2 、Ｕ3
とｘ3 方向での応力Ｔ3jが連続であり、ストリップ間で
はｘ 3 方向での応力Ｔ3jが零、また、電気的な境界条件
として、ストリップ下では静電電位φが一定、ストリッ
プ間ではｘ3 方向での電気密度Ｄ3 が連続を適用する。
また、図１に示すモデルで、電気端子を開放した場合
（開放ストリップ）はストリップ上の全電荷が零、短絡
の場合（短絡ストリップ）はストリップ上の静電電位φ
が零を与える。以上のシミュレーションから、ある角周
波数ωに対する伝搬定数κを求めることができる。な
お、空間高調波の次数ｍは、充分に大きな有限の数とし
てシミュレーションしている。
搬定数κと角周波数ωを設定し、各次数ｍに対して、運
動方程式及びマクスウェルの方程式を準静電近似した電
荷方程式を解くことで求めることができる。また、空間
高調波の振幅定数Ａ(m,n) は、式（１）、式（２）に次
の境界条件を与えることにより求められる。弾性的な境
界条件として、ストリップ下では変位Ｕ1 、Ｕ2 、Ｕ3
とｘ3 方向での応力Ｔ3jが連続であり、ストリップ間で
はｘ 3 方向での応力Ｔ3jが零、また、電気的な境界条件
として、ストリップ下では静電電位φが一定、ストリッ
プ間ではｘ3 方向での電気密度Ｄ3 が連続を適用する。
また、図１に示すモデルで、電気端子を開放した場合
（開放ストリップ）はストリップ上の全電荷が零、短絡
の場合（短絡ストリップ）はストリップ上の静電電位φ
が零を与える。以上のシミュレーションから、ある角周
波数ωに対する伝搬定数κを求めることができる。な
お、空間高調波の次数ｍは、充分に大きな有限の数とし
てシミュレーションしている。
【００２２】一般に、ストリップによる周期的な摂動が
加えられると、伝搬定数κが１次のブラック反射の条件
（Ｒｅ（κ）＝π／Ｐ、但し、Ｐはストリップ周期長）
を満足する周波数帯域であるストップバンドを生じる。
短絡ストリップ列に対するストップバンドの両端の周波
数をｆ1s（下端）、ｆ2s（上端）とし、開放ストリップ
列に対するストップバンドの両端の周波数をｆ1o（下
端）、ｆ2o（上端）とすると、ストップバンド幅（ｆ2s
−ｆ1s）、（ｆ2o−ｆ1o）は、ストリップ１本当りの反
射量に比例する。
加えられると、伝搬定数κが１次のブラック反射の条件
（Ｒｅ（κ）＝π／Ｐ、但し、Ｐはストリップ周期長）
を満足する周波数帯域であるストップバンドを生じる。
短絡ストリップ列に対するストップバンドの両端の周波
数をｆ1s（下端）、ｆ2s（上端）とし、開放ストリップ
列に対するストップバンドの両端の周波数をｆ1o（下
端）、ｆ2o（上端）とすると、ストップバンド幅（ｆ2s
−ｆ1s）、（ｆ2o−ｆ1o）は、ストリップ１本当りの反
射量に比例する。
【００２３】ここで、短絡ストリップ列のストップバン
ドと開放ストリップ列のストップバンドのどちらか一方
の端は、レイリー波の場合は常に一致し、リーキー波や
縦波型リーキー波の場合は必ずしも一致しないがほぼ近
い値を示す。ストップバンド端での伝搬定数κの虚数部
成分（減衰成分）は、計算上伝搬損失の生じないレイリ
ー波の場合には０となるが（Ｉｍ（κ）＝０）、リーキ
ー波や縦波型リーキー波の場合には０とならない（Ｉｍ
（κ）≠０）。
ドと開放ストリップ列のストップバンドのどちらか一方
の端は、レイリー波の場合は常に一致し、リーキー波や
縦波型リーキー波の場合は必ずしも一致しないがほぼ近
い値を示す。ストップバンド端での伝搬定数κの虚数部
成分（減衰成分）は、計算上伝搬損失の生じないレイリ
ー波の場合には０となるが（Ｉｍ（κ）＝０）、リーキ
ー波や縦波型リーキー波の場合には０とならない（Ｉｍ
（κ）≠０）。
【００２４】ストリップのない部分（フリー部）の速度
と、ストリップのある部分（金属部）の速度と、短絡ス
トリップ列及び開放ストリップ列におけるストップバン
ド端の周波数とから、弾性表面波の設計手法として広く
利用されているスミスのクロスフィールドモデルに必要
なパラメータを抽出することができることが知られてい
る（例えば、M. Koshiba and S. Mitobe, "Equivalent
Networks for SAW Gratings", IEEE Trans. Ultrason.
Ferro. Freq. Contr., 35, pp.531-535, (1988) ；稲
川，小柴，「弾性表面波すだれ状電極の等価回路定数の
理論的導出」，信学論（Ｃ），J73-C-I, pp.731-737,
(1990) ）。
と、ストリップのある部分（金属部）の速度と、短絡ス
トリップ列及び開放ストリップ列におけるストップバン
ド端の周波数とから、弾性表面波の設計手法として広く
利用されているスミスのクロスフィールドモデルに必要
なパラメータを抽出することができることが知られてい
る（例えば、M. Koshiba and S. Mitobe, "Equivalent
Networks for SAW Gratings", IEEE Trans. Ultrason.
Ferro. Freq. Contr., 35, pp.531-535, (1988) ；稲
川，小柴，「弾性表面波すだれ状電極の等価回路定数の
理論的導出」，信学論（Ｃ），J73-C-I, pp.731-737,
(1990) ）。
【００２５】パラメータとして、音響インピーダンスの
不整合量ε（＝（Ｚｏ／Ｚｍ）−１；但し、Ｚｏはスト
リップがない部分の音響インピーダンス、Ｚｍはストリ
ップがある部分の音響インピーダンスである）、エネル
ギ蓄積量を表わすサセプタンス分Ｂ、電気機械結合計数
ｋ2 を求めた。また、分散特性におけるストップバンド
端の伝搬定数κの虚数部Ｉｍ（κ）と、スミスのクロス
フィールドモデルより得られるストップバンド端の伝搬
定数κSmith の虚数部Ｉｍ（κSmith ）とが一致するよ
うな伝搬損失を求めることで、短絡ストリップ列のスト
ップバンド端ｆ s1、ｆs2における伝搬損失αs1、α
s2と、開放ストリップ列のストップバンド端ｆo1、ｆo2
における伝搬損失αo1、αo2とを求めた。通常、弾性表
面波フィルタの通過帯域は短絡ストリップ列の下端ｆs1
に生じる。このため、伝搬損失αs1は弾性表面波フィル
タの特性を大きく左右し、特に重要である。
不整合量ε（＝（Ｚｏ／Ｚｍ）−１；但し、Ｚｏはスト
リップがない部分の音響インピーダンス、Ｚｍはストリ
ップがある部分の音響インピーダンスである）、エネル
ギ蓄積量を表わすサセプタンス分Ｂ、電気機械結合計数
ｋ2 を求めた。また、分散特性におけるストップバンド
端の伝搬定数κの虚数部Ｉｍ（κ）と、スミスのクロス
フィールドモデルより得られるストップバンド端の伝搬
定数κSmith の虚数部Ｉｍ（κSmith ）とが一致するよ
うな伝搬損失を求めることで、短絡ストリップ列のスト
ップバンド端ｆ s1、ｆs2における伝搬損失αs1、α
s2と、開放ストリップ列のストップバンド端ｆo1、ｆo2
における伝搬損失αo1、αo2とを求めた。通常、弾性表
面波フィルタの通過帯域は短絡ストリップ列の下端ｆs1
に生じる。このため、伝搬損失αs1は弾性表面波フィル
タの特性を大きく左右し、特に重要である。
【００２６】シミュレーションは、四ほう酸リチウム単
結晶基板の切り出し角及び伝搬方向がオイラー角表示
で、（０°〜４５°，４４°〜５０°，８０°〜９０
°）及びそれと等価な範囲内になるように基板上にアル
ミニウムよりなるシングル電極ＩＤＴを形成し、弾性表
面波の速度が同一方向に伝搬するバルク波の速い横波の
速度以上であり、縦波の速度を越えない縦波型リーキー
波を利用した弾性表面波装置において、シングル電極Ｉ
ＤＴの電極指幅及び電極指膜厚を変化させたときの縦波
型リーキーはの伝搬特性（ストップバンド端周波数、伝
搬損失、電気機械結合係数）を計算することを目的とし
た。シミュレーション結果について図２乃至図８を用い
て詳細に説明する。
結晶基板の切り出し角及び伝搬方向がオイラー角表示
で、（０°〜４５°，４４°〜５０°，８０°〜９０
°）及びそれと等価な範囲内になるように基板上にアル
ミニウムよりなるシングル電極ＩＤＴを形成し、弾性表
面波の速度が同一方向に伝搬するバルク波の速い横波の
速度以上であり、縦波の速度を越えない縦波型リーキー
波を利用した弾性表面波装置において、シングル電極Ｉ
ＤＴの電極指幅及び電極指膜厚を変化させたときの縦波
型リーキーはの伝搬特性（ストップバンド端周波数、伝
搬損失、電気機械結合係数）を計算することを目的とし
た。シミュレーション結果について図２乃至図８を用い
て詳細に説明する。
【００２７】図２乃至図６に、四ほう酸リチウム単結晶
基板の切り出し角及び弾性表面波の伝搬方向がオイラー
角表示で（０°，４７．３°，９０°）すなわち、（０
１１）面のＸ軸に対して垂直な伝搬方向となるように、
アルミニウムを主成分とするシングル電極ＩＤＴが形成
された弾性表面波装置における縦波型リーキー波の伝搬
特性の計算結果を示す。ここで、周波数はＰ＝５０ｃｍ
（λ＝２Ｐ＝１ｍ）として規格化した。
基板の切り出し角及び弾性表面波の伝搬方向がオイラー
角表示で（０°，４７．３°，９０°）すなわち、（０
１１）面のＸ軸に対して垂直な伝搬方向となるように、
アルミニウムを主成分とするシングル電極ＩＤＴが形成
された弾性表面波装置における縦波型リーキー波の伝搬
特性の計算結果を示す。ここで、周波数はＰ＝５０ｃｍ
（λ＝２Ｐ＝１ｍ）として規格化した。
【００２８】図２は、電極指ピッチＰで規格化した電極
指幅（Ｍ／Ｐ）が０．３で、電極指膜厚ｈ／λを変化さ
せた場合における、ストップバンド端周波数（ｆ1s、ｆ
2s、ｆ1o、ｆ2o）、フリー部の周波数（ｆfree）及び金
属部の周波数（ｆmetal ）の計算結果（図２（ａ））、
伝搬損失（α1s、αs2）の計算結果（図２（ｂ））、電
気機械結合係数ｋ2 の計算結果（図２（ｃ））である。
指幅（Ｍ／Ｐ）が０．３で、電極指膜厚ｈ／λを変化さ
せた場合における、ストップバンド端周波数（ｆ1s、ｆ
2s、ｆ1o、ｆ2o）、フリー部の周波数（ｆfree）及び金
属部の周波数（ｆmetal ）の計算結果（図２（ａ））、
伝搬損失（α1s、αs2）の計算結果（図２（ｂ））、電
気機械結合係数ｋ2 の計算結果（図２（ｃ））である。
【００２９】電極指膜厚ｈを電極周期の２倍の値（λ＝
２Ｐ）で規格化した規格化膜厚ｈ／λを０．０％から
３．０％に変化させると、図２（ａ）に示すように、開
放及び短絡に対するストップバンド幅（ｆ2o−ｆ1o）、
（ｆ2s−ｆ1s）は広くなり、図２（ｃ）に示すように、
電気機械結合係数ｋ2 は１．０％から２．６％に増大
し、特に、規格化膜厚ｈ／λが約０．８％以上では電気
機械結合係数ｋ2 は１．６％以上となる。図２（ｂ）に
示すように、伝搬損失α1sは、規格化膜厚ｈ／λが約
２．５％以上で０．０５ｄＢ／λ以上に増加するが、規
格化膜厚ｈ／λが２．０％以下では０．０２ｄＢ／λ以
下と小さい。
２Ｐ）で規格化した規格化膜厚ｈ／λを０．０％から
３．０％に変化させると、図２（ａ）に示すように、開
放及び短絡に対するストップバンド幅（ｆ2o−ｆ1o）、
（ｆ2s−ｆ1s）は広くなり、図２（ｃ）に示すように、
電気機械結合係数ｋ2 は１．０％から２．６％に増大
し、特に、規格化膜厚ｈ／λが約０．８％以上では電気
機械結合係数ｋ2 は１．６％以上となる。図２（ｂ）に
示すように、伝搬損失α1sは、規格化膜厚ｈ／λが約
２．５％以上で０．０５ｄＢ／λ以上に増加するが、規
格化膜厚ｈ／λが２．０％以下では０．０２ｄＢ／λ以
下と小さい。
【００３０】したがって、電極指幅Ｍ／Ｐが０．３の
時、規格化膜厚ｈ／λが０．８〜２．０％の範囲で、電
気機械結合係数ｋ2 が大きく、伝搬損失が小さくなる。
また、伝搬損失α1sは、規格化膜厚ｈ／λが１．１％付
近で最小となり、規格化膜厚ｈ／λが０．３０〜１．６
４％の範囲では０．００５ｄＢ／λ以下と非常に小さ
い。
時、規格化膜厚ｈ／λが０．８〜２．０％の範囲で、電
気機械結合係数ｋ2 が大きく、伝搬損失が小さくなる。
また、伝搬損失α1sは、規格化膜厚ｈ／λが１．１％付
近で最小となり、規格化膜厚ｈ／λが０．３０〜１．６
４％の範囲では０．００５ｄＢ／λ以下と非常に小さ
い。
【００３１】図３は、電極指ピッチＰで規格化した電極
指幅（Ｍ／Ｐ）が０．４で、電極指膜厚ｈ／λを変化さ
せた場合における、ストップバンド端周波数（ｆ1s、ｆ
2s、ｆ1o、ｆ2o）、フリー部の周波数（ｆfree）及び金
属部の周波数（ｆmetal ）の計算結果（図３（ａ））、
伝搬損失（α1s、αs2）の計算結果（図３（ｂ））、電
気機械結合係数ｋ2 の計算結果（図３（ｃ））である。
指幅（Ｍ／Ｐ）が０．４で、電極指膜厚ｈ／λを変化さ
せた場合における、ストップバンド端周波数（ｆ1s、ｆ
2s、ｆ1o、ｆ2o）、フリー部の周波数（ｆfree）及び金
属部の周波数（ｆmetal ）の計算結果（図３（ａ））、
伝搬損失（α1s、αs2）の計算結果（図３（ｂ））、電
気機械結合係数ｋ2 の計算結果（図３（ｃ））である。
【００３２】電極指膜厚ｈを電極周期の２倍の値（λ＝
２Ｐ）で規格化した規格化膜厚ｈ／λを０．０％から
３．０％に変化させると、図３（ａ）に示すように、開
放及び短絡に対するストップバンド幅（ｆ2o−ｆ1o）、
（ｆ2s−ｆ1s）は広くなり、図３（ｃ）に示すように、
電気機械結合係数ｋ2 は１．２％から２．８％に増大
し、特に、規格化膜厚ｈ／λが約０．３％以上では電気
機械結合係数ｋ2 は１．６％以上となる。図３（ｂ）に
示すように、伝搬損失α1sは、規格化膜厚ｈ／λが約
２．１％以上で０．０５ｄＢ／λ以上に増加するが、規
格化膜厚ｈ／λが１．７％以下では０．０２ｄＢ／λ以
下と小さい。
２Ｐ）で規格化した規格化膜厚ｈ／λを０．０％から
３．０％に変化させると、図３（ａ）に示すように、開
放及び短絡に対するストップバンド幅（ｆ2o−ｆ1o）、
（ｆ2s−ｆ1s）は広くなり、図３（ｃ）に示すように、
電気機械結合係数ｋ2 は１．２％から２．８％に増大
し、特に、規格化膜厚ｈ／λが約０．３％以上では電気
機械結合係数ｋ2 は１．６％以上となる。図３（ｂ）に
示すように、伝搬損失α1sは、規格化膜厚ｈ／λが約
２．１％以上で０．０５ｄＢ／λ以上に増加するが、規
格化膜厚ｈ／λが１．７％以下では０．０２ｄＢ／λ以
下と小さい。
【００３３】したがって、電極指幅Ｍ／Ｐが０．４の
時、規格化膜厚ｈ／λが０．３〜１．７％の範囲で、電
気機械結合係数ｋ2 が大きく、伝搬損失が小さくなる。
また、伝搬損失α1sは、規格化膜厚ｈ／λが０．９％付
近で最小となり、規格化膜厚ｈ／λが０．２７〜１．４
０％の範囲では０．００５ｄＢ／λ以下と非常に小さ
い。
時、規格化膜厚ｈ／λが０．３〜１．７％の範囲で、電
気機械結合係数ｋ2 が大きく、伝搬損失が小さくなる。
また、伝搬損失α1sは、規格化膜厚ｈ／λが０．９％付
近で最小となり、規格化膜厚ｈ／λが０．２７〜１．４
０％の範囲では０．００５ｄＢ／λ以下と非常に小さ
い。
【００３４】図４は、電極指ピッチＰで規格化した電極
指幅（Ｍ／Ｐ）が０．５で、電極指膜厚ｈ／λを変化さ
せた場合における、ストップバンド端周波数（ｆ1s、ｆ
2s、ｆ1o、ｆ2o）、フリー部の周波数（ｆfree）及び金
属部の周波数（ｆmetal ）の計算結果（図４（ａ））、
伝搬損失（α1s、αs2）の計算結果（図４（ｂ））、電
気機械結合係数ｋ2 の計算結果（図４（ｃ））である。
指幅（Ｍ／Ｐ）が０．５で、電極指膜厚ｈ／λを変化さ
せた場合における、ストップバンド端周波数（ｆ1s、ｆ
2s、ｆ1o、ｆ2o）、フリー部の周波数（ｆfree）及び金
属部の周波数（ｆmetal ）の計算結果（図４（ａ））、
伝搬損失（α1s、αs2）の計算結果（図４（ｂ））、電
気機械結合係数ｋ2 の計算結果（図４（ｃ））である。
【００３５】電極指膜厚ｈを電極周期の２倍の値（λ＝
２Ｐ）で規格化した規格化膜厚ｈ／λを０．０％から
３．０％に変化させると、図４（ａ）に示すように、開
放及び短絡に対するストップバンド幅（ｆ2o−ｆ1o）、
（ｆ2s−ｆ1s）は広くなり、図４（ｃ）に示すように、
電気機械結合係数ｋ2 は１．２％から３．０％に増大
し、特に、規格化膜厚ｈ／λが約０．１６％以上では電
気機械結合係数ｋ2 は１．６％以上となる。図４（ｂ）
に示すように、伝搬損失α1sは、規格化膜厚ｈ／λが約
２．０％以上で０．０５ｄＢ／λ以上に増加するが、規
格化膜厚ｈ／λが１．６％以下では０．０２ｄＢ／λ以
下と小さい。
２Ｐ）で規格化した規格化膜厚ｈ／λを０．０％から
３．０％に変化させると、図４（ａ）に示すように、開
放及び短絡に対するストップバンド幅（ｆ2o−ｆ1o）、
（ｆ2s−ｆ1s）は広くなり、図４（ｃ）に示すように、
電気機械結合係数ｋ2 は１．２％から３．０％に増大
し、特に、規格化膜厚ｈ／λが約０．１６％以上では電
気機械結合係数ｋ2 は１．６％以上となる。図４（ｂ）
に示すように、伝搬損失α1sは、規格化膜厚ｈ／λが約
２．０％以上で０．０５ｄＢ／λ以上に増加するが、規
格化膜厚ｈ／λが１．６％以下では０．０２ｄＢ／λ以
下と小さい。
【００３６】したがって、電極指幅Ｍ／Ｐが０．５の
時、規格化膜厚ｈ／λが０．１６〜１．６％の範囲で、
電気機械結合係数ｋ2 が大きく、伝搬損失が小さくな
る。また、伝搬損失α1sは、規格化膜厚ｈ／λが０．８
％付近で最小となり、規格化膜厚ｈ／λが０．２３〜
１．２６％の範囲では０．００５ｄＢ／λ以下と非常に
小さい。
時、規格化膜厚ｈ／λが０．１６〜１．６％の範囲で、
電気機械結合係数ｋ2 が大きく、伝搬損失が小さくな
る。また、伝搬損失α1sは、規格化膜厚ｈ／λが０．８
％付近で最小となり、規格化膜厚ｈ／λが０．２３〜
１．２６％の範囲では０．００５ｄＢ／λ以下と非常に
小さい。
【００３７】図５は、電極指ピッチＰで規格化した電極
指幅（Ｍ／Ｐ）が０．６で、電極指膜厚ｈ／λを変化さ
せた場合における、ストップバンド端周波数（ｆ1s、ｆ
2s、ｆ1o、ｆ2o）、フリー部の周波数（ｆfree）及び金
属部の周波数（ｆmetal ）の計算結果（図５（ａ））、
伝搬損失（α1s、αs2）の計算結果（図５（ｂ））、電
気機械結合係数ｋ2 の計算結果（図５（ｃ））である。
指幅（Ｍ／Ｐ）が０．６で、電極指膜厚ｈ／λを変化さ
せた場合における、ストップバンド端周波数（ｆ1s、ｆ
2s、ｆ1o、ｆ2o）、フリー部の周波数（ｆfree）及び金
属部の周波数（ｆmetal ）の計算結果（図５（ａ））、
伝搬損失（α1s、αs2）の計算結果（図５（ｂ））、電
気機械結合係数ｋ2 の計算結果（図５（ｃ））である。
【００３８】電極指膜厚ｈを電極周期の２倍の値（λ＝
２Ｐ）で規格化した規格化膜厚ｈ／λを０．０％から
３．０％に変化させると、図５（ａ）に示すように、開
放及び短絡に対するストップバンド幅（ｆ2o−ｆ1o）、
（ｆ2s−ｆ1s）は広くなり、図５（ｃ）に示すように、
電気機械結合係数ｋ2 は１．４％から３．０％に増大
し、特に、規格化膜厚ｈ／λが約０．１３％以上では電
気機械結合係数ｋ2 は１．６％以上となる。図５（ｂ）
に示すように、伝搬損失α1sは、規格化膜厚ｈ／λが約
２．０％以上で０．０５ｄＢ／λ以上に増加するが、規
格化膜厚ｈ／λが１．６％以下では０．０２ｄＢ／λ以
下と小さい。
２Ｐ）で規格化した規格化膜厚ｈ／λを０．０％から
３．０％に変化させると、図５（ａ）に示すように、開
放及び短絡に対するストップバンド幅（ｆ2o−ｆ1o）、
（ｆ2s−ｆ1s）は広くなり、図５（ｃ）に示すように、
電気機械結合係数ｋ2 は１．４％から３．０％に増大
し、特に、規格化膜厚ｈ／λが約０．１３％以上では電
気機械結合係数ｋ2 は１．６％以上となる。図５（ｂ）
に示すように、伝搬損失α1sは、規格化膜厚ｈ／λが約
２．０％以上で０．０５ｄＢ／λ以上に増加するが、規
格化膜厚ｈ／λが１．６％以下では０．０２ｄＢ／λ以
下と小さい。
【００３９】したがって、電極指幅Ｍ／Ｐが０．６の
時、規格化膜厚ｈ／λが０．１３〜１．６％の範囲で、
電気機械結合係数ｋ2 が大きく、伝搬損失が小さくな
る。また、伝搬損失α1sは、規格化膜厚ｈ／λが０．８
％付近で最小となり、規格化膜厚ｈ／λが０．２０〜
１．２２％の範囲では０．００５ｄＢ／λ以下と非常に
小さい。
時、規格化膜厚ｈ／λが０．１３〜１．６％の範囲で、
電気機械結合係数ｋ2 が大きく、伝搬損失が小さくな
る。また、伝搬損失α1sは、規格化膜厚ｈ／λが０．８
％付近で最小となり、規格化膜厚ｈ／λが０．２０〜
１．２２％の範囲では０．００５ｄＢ／λ以下と非常に
小さい。
【００４０】図６は、電極指ピッチＰで規格化した電極
指幅（Ｍ／Ｐ）が０．７で、電極指膜厚ｈ／λを変化さ
せた場合における、ストップバンド端周波数（ｆ1s、ｆ
2s、ｆ1o、ｆ2o）、フリー部の周波数（ｆfree）及び金
属部の周波数（ｆmetal ）の計算結果（図６（ａ））、
伝搬損失（α1s、αs2）の計算結果（図６（ｂ））、電
気機械結合係数ｋ2 の計算結果（図６（ｃ））である。
指幅（Ｍ／Ｐ）が０．７で、電極指膜厚ｈ／λを変化さ
せた場合における、ストップバンド端周波数（ｆ1s、ｆ
2s、ｆ1o、ｆ2o）、フリー部の周波数（ｆfree）及び金
属部の周波数（ｆmetal ）の計算結果（図６（ａ））、
伝搬損失（α1s、αs2）の計算結果（図６（ｂ））、電
気機械結合係数ｋ2 の計算結果（図６（ｃ））である。
【００４１】電極指膜厚ｈを電極周期の２倍の値（λ＝
２Ｐ）で規格化した規格化膜厚ｈ／λを０．０％から
３．０％に変化させると、図６（ａ）に示すように、開
放及び短絡に対するストップバンド幅（ｆ2o−ｆ1o）、
（ｆ2s−ｆ1s）は広くなり、図６（ｃ）に示すように、
電気機械結合係数ｋ2 は１．４％から３．０％に増大
し、特に、規格化膜厚ｈ／λが約０．１５％以上では電
気機械結合係数ｋ2 は１．６％以上となる。図６（ｂ）
に示すように、伝搬損失α1sは、規格化膜厚ｈ／λが約
２．０％以上で０．０５ｄＢ／λ以上に増加するが、規
格化膜厚ｈ／λが１．６％以下では０．０２ｄＢ／λ以
下と小さい。
２Ｐ）で規格化した規格化膜厚ｈ／λを０．０％から
３．０％に変化させると、図６（ａ）に示すように、開
放及び短絡に対するストップバンド幅（ｆ2o−ｆ1o）、
（ｆ2s−ｆ1s）は広くなり、図６（ｃ）に示すように、
電気機械結合係数ｋ2 は１．４％から３．０％に増大
し、特に、規格化膜厚ｈ／λが約０．１５％以上では電
気機械結合係数ｋ2 は１．６％以上となる。図６（ｂ）
に示すように、伝搬損失α1sは、規格化膜厚ｈ／λが約
２．０％以上で０．０５ｄＢ／λ以上に増加するが、規
格化膜厚ｈ／λが１．６％以下では０．０２ｄＢ／λ以
下と小さい。
【００４２】したがって、電極指幅Ｍ／Ｐが０．６の
時、規格化膜厚ｈ／λが０．１５〜１．６％の範囲で、
電気機械結合係数ｋ2 が大きく、伝搬損失が小さくな
る。また、伝搬損失α1sは、規格化膜厚ｈ／λが０．９
％付近で最小となり、規格化膜厚ｈ／λが０．２０〜
１．２９％の範囲では０．００５ｄＢ／λ以下と非常に
小さい。
時、規格化膜厚ｈ／λが０．１５〜１．６％の範囲で、
電気機械結合係数ｋ2 が大きく、伝搬損失が小さくな
る。また、伝搬損失α1sは、規格化膜厚ｈ／λが０．９
％付近で最小となり、規格化膜厚ｈ／λが０．２０〜
１．２９％の範囲では０．００５ｄＢ／λ以下と非常に
小さい。
【００４３】以上の説明から明らかなように、電気機械
結合係数ｋ2 が１．６％以上と大きく、伝搬損失が０．
０２ｄＢ／λ以下と小さくなる、電極指の幅Ｍ／Ｐ及び
規格化膜厚ｈ／λの最適領域を、図７にハッチングした
領域として示す。この最適領域を数式をもって表現する
と、 ０．０２９−０．０９７×（Ｍ／Ｐ）＋０．０８２×（Ｍ／Ｐ）2 ≦（ｈ／λ）≦ ０．０３３−０．０５９×（Ｍ／Ｐ）＋０．０５０×（Ｍ／Ｐ）2 となる。
結合係数ｋ2 が１．６％以上と大きく、伝搬損失が０．
０２ｄＢ／λ以下と小さくなる、電極指の幅Ｍ／Ｐ及び
規格化膜厚ｈ／λの最適領域を、図７にハッチングした
領域として示す。この最適領域を数式をもって表現する
と、 ０．０２９−０．０９７×（Ｍ／Ｐ）＋０．０８２×（Ｍ／Ｐ）2 ≦（ｈ／λ）≦ ０．０３３−０．０５９×（Ｍ／Ｐ）＋０．０５０×（Ｍ／Ｐ）2 となる。
【００４４】また、伝搬損失が０．００５ｄＢ／λ以下
と非常に小さくなる、電極指の幅Ｍ／Ｐ及び規格化膜厚
ｈ／λの最適領域を、図８にハッチングした領域として
示す。この最適領域を数式をもって表現すると、 ０．００６−０．０１３×（Ｍ／Ｐ）＋０．０１１×（Ｍ／Ｐ）2 ≦（ｈ／λ）≦ ０．０３０−０．０６０×（Ｍ／Ｐ）＋０．０５１×（Ｍ／Ｐ）2 となる。
と非常に小さくなる、電極指の幅Ｍ／Ｐ及び規格化膜厚
ｈ／λの最適領域を、図８にハッチングした領域として
示す。この最適領域を数式をもって表現すると、 ０．００６−０．０１３×（Ｍ／Ｐ）＋０．０１１×（Ｍ／Ｐ）2 ≦（ｈ／λ）≦ ０．０３０−０．０６０×（Ｍ／Ｐ）＋０．０５１×（Ｍ／Ｐ）2 となる。
【００４５】なお、伝搬損失が最小となる電極指の規格
化膜厚ｈ／λを数式をもって表現すると、 ｈ／λ＝０．０２３−０．０５５×（Ｍ／Ｐ）＋０．０
５０×（Ｍ／Ｐ）2 となる。
化膜厚ｈ／λを数式をもって表現すると、 ｈ／λ＝０．０２３−０．０５５×（Ｍ／Ｐ）＋０．０
５０×（Ｍ／Ｐ）2 となる。
【００４６】なお、四ほう酸リチウム単結晶は点群４ｍ
ｍの対象性を有し、弾性表面波の特性も所定の対称性を
有するので、上述したオイラ角表示の方向は、（０°〜
３６０°，４４°〜５０°，８０°〜１００°）、（０
°〜３６０°，４４°〜５０°，−８０°〜−１００
°）、（０°〜３６０°，−４４°〜−５０°，８０°
〜１００°）、（０°〜３６０°，−４４°〜−５０
°，−８０°〜−１００°）等との等価の方向も含むも
のである。
ｍの対象性を有し、弾性表面波の特性も所定の対称性を
有するので、上述したオイラ角表示の方向は、（０°〜
３６０°，４４°〜５０°，８０°〜１００°）、（０
°〜３６０°，４４°〜５０°，−８０°〜−１００
°）、（０°〜３６０°，−４４°〜−５０°，８０°
〜１００°）、（０°〜３６０°，−４４°〜−５０
°，−８０°〜−１００°）等との等価の方向も含むも
のである。
【００４７】また、四ほう酸リチウム単結晶は、（０１
１）、（２５５）、（３５６）、（２３１）、（３４
５）の切り出しが容易な複数の面を（０°〜４０°，４
４°〜５０°，８０°〜９０°）に有し、特にラウエ点
の回折強度が強くＸ線回折により切り出し面の精度を高
くすることができる（０１１）を含む（０°〜５°，４
４°〜５０°，８０°〜９０°）が好ましく使用でき
る。なお、（０°〜４０°，４４°〜５０°，８０°〜
９０°）、（０°〜５°，４４°〜５０°，８０°〜９
０°）も、四ほう酸リチウム単結晶、弾性表面波の対称
性に準じた等価な範囲を同様に含むものとする。
１）、（２５５）、（３５６）、（２３１）、（３４
５）の切り出しが容易な複数の面を（０°〜４０°，４
４°〜５０°，８０°〜９０°）に有し、特にラウエ点
の回折強度が強くＸ線回折により切り出し面の精度を高
くすることができる（０１１）を含む（０°〜５°，４
４°〜５０°，８０°〜９０°）が好ましく使用でき
る。なお、（０°〜４０°，４４°〜５０°，８０°〜
９０°）、（０°〜５°，４４°〜５０°，８０°〜９
０°）も、四ほう酸リチウム単結晶、弾性表面波の対称
性に準じた等価な範囲を同様に含むものとする。
【００４８】
【実施例】本発明の一実施例による弾性表面波装置を図
９及び図１０を用いて説明する。本実施例による弾性表
面波装置を図９に示す。本実施例の弾性表面波装置はト
ランスバーサルフィルタであり、主面が（０１１）面で
ある四ほう酸リチウム単結晶からなる圧電基板２１の表
面に、同一構造の入力ＩＤＴ２２と出力ＩＤＴ２３が形
成され、これら入力ＩＤＴ２２と出力ＩＤＴ２３間の伝
搬領域に、入力ＩＤＴ２２及び出力ＩＤＴ２３と同一周
期及び同一開口長の短絡ストリップ２４が形成されてい
る。
９及び図１０を用いて説明する。本実施例による弾性表
面波装置を図９に示す。本実施例の弾性表面波装置はト
ランスバーサルフィルタであり、主面が（０１１）面で
ある四ほう酸リチウム単結晶からなる圧電基板２１の表
面に、同一構造の入力ＩＤＴ２２と出力ＩＤＴ２３が形
成され、これら入力ＩＤＴ２２と出力ＩＤＴ２３間の伝
搬領域に、入力ＩＤＴ２２及び出力ＩＤＴ２３と同一周
期及び同一開口長の短絡ストリップ２４が形成されてい
る。
【００４９】入力ＩＤＴ２２、出力ＩＤＴ２３は、極性
の異なる電極指が互いに間挿するように同一周期で配置
されたシングル電極ＩＤＴであり、それぞれ、２０対、
電極指周期（Ｐ）４μｍ、開口長４００μｍであり、弾
性表面波の伝搬方向がオイラ角表示で（０°，４７．３
°，９０°）となるような向きに形成されている。入力
ＩＤＴ２２、出力ＩＤＴ２３、短絡ストリップ２４は、
同じ厚さのアルミニウム膜により形成され、弾性表面波
の伝搬方向がＸ軸方向に対して垂直な向きになるように
形成されている。
の異なる電極指が互いに間挿するように同一周期で配置
されたシングル電極ＩＤＴであり、それぞれ、２０対、
電極指周期（Ｐ）４μｍ、開口長４００μｍであり、弾
性表面波の伝搬方向がオイラ角表示で（０°，４７．３
°，９０°）となるような向きに形成されている。入力
ＩＤＴ２２、出力ＩＤＴ２３、短絡ストリップ２４は、
同じ厚さのアルミニウム膜により形成され、弾性表面波
の伝搬方向がＸ軸方向に対して垂直な向きになるように
形成されている。
【００５０】ストップバンドの両端の周波数は、通過周
波数特性のメインローブに生じるストップバンドの反射
に基づく大きな減衰域の両端の周波数より測定し、伝搬
損失は、伝搬路長を４００μｍ、８００μｍ、１２００
μｍと変えた場合のストップバンド端周波数の挿入損失
の変化より測定し、電気機械結合係数ｋ2 はＩＤＴ２
２、２３の入力アドミッタンスより測定した。
波数特性のメインローブに生じるストップバンドの反射
に基づく大きな減衰域の両端の周波数より測定し、伝搬
損失は、伝搬路長を４００μｍ、８００μｍ、１２００
μｍと変えた場合のストップバンド端周波数の挿入損失
の変化より測定し、電気機械結合係数ｋ2 はＩＤＴ２
２、２３の入力アドミッタンスより測定した。
【００５１】図１０に、電極指線幅（Ｍ）が電極指周期
（Ｐ）に対して０．５で、電極指膜厚を変化させたとき
のストップバンドの両端の周波数の測定結果（下端●、
上端▲）と計算結果（実線）（図１０（ａ））、伝搬損
失の測定結果（下端●、上端▲）と計算結果（実線）
（図１０（ｂ））、電気機械結合係数ｋ2 の測定結果
（○）と計算結果（実線）（図１０（ｃ））を共に示
す。
（Ｐ）に対して０．５で、電極指膜厚を変化させたとき
のストップバンドの両端の周波数の測定結果（下端●、
上端▲）と計算結果（実線）（図１０（ａ））、伝搬損
失の測定結果（下端●、上端▲）と計算結果（実線）
（図１０（ｂ））、電気機械結合係数ｋ2 の測定結果
（○）と計算結果（実線）（図１０（ｃ））を共に示
す。
【００５２】図１０より明らかなように、実験結果と計
算結果は比較的よい一致を示し、電極指膜厚が１％付近
では伝搬損失が非常に小さくなっており、電気機械結合
係数ｋ2 がおよそ２．１％となっていることがわかっ
た。本発明は上記実施例に限らず種々の変形が可能であ
る。例えば、本発明の弾性表面波装置としては上記実施
例の弾性表面波装置とは異なる構造でもよい。例えば、
一対のグレーティング反射器の間にＩＤＴを設けた共振
子型フィルタや、共振子にも本発明を適用できる。ま
た、多数のＩＤＴを並列に接続した構造（ＩＩＤＴ構
造）の弾性表面波装置にも本発明を適用することもでき
る。
算結果は比較的よい一致を示し、電極指膜厚が１％付近
では伝搬損失が非常に小さくなっており、電気機械結合
係数ｋ2 がおよそ２．１％となっていることがわかっ
た。本発明は上記実施例に限らず種々の変形が可能であ
る。例えば、本発明の弾性表面波装置としては上記実施
例の弾性表面波装置とは異なる構造でもよい。例えば、
一対のグレーティング反射器の間にＩＤＴを設けた共振
子型フィルタや、共振子にも本発明を適用できる。ま
た、多数のＩＤＴを並列に接続した構造（ＩＩＤＴ構
造）の弾性表面波装置にも本発明を適用することもでき
る。
【００５３】
【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、四ほう酸
リチウム単結晶からなる圧電基板と、圧電基板の表面に
形成され、弾性表面波を励起、受信、反射、伝搬するた
めの電極とを有する弾性表面波装置において、電極が、
アルミニウムを主成分とする金属により形成され、電極
が、１本ずつの電極指が互いに間挿するように配置され
た一対の櫛形電極を有し、圧電基板の表面の切り出し角
および弾性表面波の伝搬方向がオイラ角表示で（０°〜
４５°，４４°〜５０°，８０°〜９０°）およびそれ
と等価な範囲内になるように形成され、電極指の周期を
Ｐ、電極指の幅をＭとして、電極の膜厚ｈを弾性表面波
の波長λで規格化した電極の規格化膜厚ｈ／λが、次式 ０．０２９−０．０９７×（Ｍ／Ｐ）＋０．０８２×（Ｍ／Ｐ）2 ≦（ｈ／λ）≦ ０．０３３−０．０５９×（Ｍ／Ｐ）＋０．０５０×（Ｍ／Ｐ）2 の範囲内となるようにしたので、電気機械結合係数ｋ2
が大きく、伝搬損失が小さい弾性表面波装置を実現する
ことができる。
リチウム単結晶からなる圧電基板と、圧電基板の表面に
形成され、弾性表面波を励起、受信、反射、伝搬するた
めの電極とを有する弾性表面波装置において、電極が、
アルミニウムを主成分とする金属により形成され、電極
が、１本ずつの電極指が互いに間挿するように配置され
た一対の櫛形電極を有し、圧電基板の表面の切り出し角
および弾性表面波の伝搬方向がオイラ角表示で（０°〜
４５°，４４°〜５０°，８０°〜９０°）およびそれ
と等価な範囲内になるように形成され、電極指の周期を
Ｐ、電極指の幅をＭとして、電極の膜厚ｈを弾性表面波
の波長λで規格化した電極の規格化膜厚ｈ／λが、次式 ０．０２９−０．０９７×（Ｍ／Ｐ）＋０．０８２×（Ｍ／Ｐ）2 ≦（ｈ／λ）≦ ０．０３３−０．０５９×（Ｍ／Ｐ）＋０．０５０×（Ｍ／Ｐ）2 の範囲内となるようにしたので、電気機械結合係数ｋ2
が大きく、伝搬損失が小さい弾性表面波装置を実現する
ことができる。
【００５４】また、本発明によれば、四ほう酸リチウム
単結晶からなる圧電基板と、圧電基板の表面に形成さ
れ、弾性表面波を励起、受信、反射、伝搬するための電
極とを有する弾性表面波装置において、電極が、アルミ
ニウムを主成分とする金属により形成され、電極が、１
本ずつの電極指が互いに間挿するように配置された一対
の櫛形電極を有し、圧電基板の表面の切り出し角および
弾性表面波の伝搬方向がオイラ角表示で（０°〜４５
°，４４°〜５０°，８０°〜９０°）およびそれと等
価な範囲内になるように形成され、電極指の周期をＰ、
電極指の幅をＭとして、電極の膜厚ｈを弾性表面波の波
長λで規格化した電極の規格化膜厚ｈ／λが、次式 ０．００６−０．０１３×（Ｍ／Ｐ）＋０．０１１×（Ｍ／Ｐ）2 ≦（ｈ／λ）≦ ０．０３０−０．０６０×（Ｍ／Ｐ）＋０．０５１×（Ｍ／Ｐ）2 の範囲内となるようにしたので、伝搬損失が非常に小さ
い弾性表面波装置を実現することができる。
単結晶からなる圧電基板と、圧電基板の表面に形成さ
れ、弾性表面波を励起、受信、反射、伝搬するための電
極とを有する弾性表面波装置において、電極が、アルミ
ニウムを主成分とする金属により形成され、電極が、１
本ずつの電極指が互いに間挿するように配置された一対
の櫛形電極を有し、圧電基板の表面の切り出し角および
弾性表面波の伝搬方向がオイラ角表示で（０°〜４５
°，４４°〜５０°，８０°〜９０°）およびそれと等
価な範囲内になるように形成され、電極指の周期をＰ、
電極指の幅をＭとして、電極の膜厚ｈを弾性表面波の波
長λで規格化した電極の規格化膜厚ｈ／λが、次式 ０．００６−０．０１３×（Ｍ／Ｐ）＋０．０１１×（Ｍ／Ｐ）2 ≦（ｈ／λ）≦ ０．０３０−０．０６０×（Ｍ／Ｐ）＋０．０５１×（Ｍ／Ｐ）2 の範囲内となるようにしたので、伝搬損失が非常に小さ
い弾性表面波装置を実現することができる。
【図１】本発明による弾性表面波装置のシミュレーショ
ンに用いたモデルを示す図である。
ンに用いたモデルを示す図である。
【図２】四ほう酸リチウム単結晶基板表面にアルミニウ
ムを主成分とするＩＤＴが形成された弾性表面波装置に
おいて、四ほう酸リチウム単結晶基板の切り出し角およ
び伝搬方向をオイラ角表示で（０°，４７．３°，９０
°）とし、電極指幅Ｍ／Ｐが０．３で、電極指膜厚ｈ／
λを変化させた場合における、ストップバンド端周波数
（同図（ａ））、伝搬損失（同図ｂ））、電気機械結合
係数（同図（ｃ））のシミュレーション結果を示すグラ
フである。
ムを主成分とするＩＤＴが形成された弾性表面波装置に
おいて、四ほう酸リチウム単結晶基板の切り出し角およ
び伝搬方向をオイラ角表示で（０°，４７．３°，９０
°）とし、電極指幅Ｍ／Ｐが０．３で、電極指膜厚ｈ／
λを変化させた場合における、ストップバンド端周波数
（同図（ａ））、伝搬損失（同図ｂ））、電気機械結合
係数（同図（ｃ））のシミュレーション結果を示すグラ
フである。
【図３】四ほう酸リチウム単結晶基板表面にアルミニウ
ムを主成分とするＩＤＴが形成された弾性表面波装置に
おいて、四ほう酸リチウム単結晶基板の切り出し角およ
び伝搬方向をオイラ角表示で（０°，４７．３°，９０
°）とし、電極指幅Ｍ／Ｐが０．４で、電極指膜厚ｈ／
λを変化させた場合における、ストップバンド端周波数
（同図（ａ））、伝搬損失（同図ｂ））、電気機械結合
係数（同図（ｃ））のシミュレーション結果を示すグラ
フである。
ムを主成分とするＩＤＴが形成された弾性表面波装置に
おいて、四ほう酸リチウム単結晶基板の切り出し角およ
び伝搬方向をオイラ角表示で（０°，４７．３°，９０
°）とし、電極指幅Ｍ／Ｐが０．４で、電極指膜厚ｈ／
λを変化させた場合における、ストップバンド端周波数
（同図（ａ））、伝搬損失（同図ｂ））、電気機械結合
係数（同図（ｃ））のシミュレーション結果を示すグラ
フである。
【図４】四ほう酸リチウム単結晶基板表面にアルミニウ
ムを主成分とするＩＤＴが形成された弾性表面波装置に
おいて、四ほう酸リチウム単結晶基板の切り出し角およ
び伝搬方向をオイラ角表示で（０°，４７．３°，９０
°）とし、電極指幅Ｍ／Ｐが０．５で、電極指膜厚ｈ／
λを変化させた場合における、ストップバンド端周波数
（同図（ａ））、伝搬損失（同図ｂ））、電気機械結合
係数（同図（ｃ））のシミュレーション結果を示すグラ
フである。
ムを主成分とするＩＤＴが形成された弾性表面波装置に
おいて、四ほう酸リチウム単結晶基板の切り出し角およ
び伝搬方向をオイラ角表示で（０°，４７．３°，９０
°）とし、電極指幅Ｍ／Ｐが０．５で、電極指膜厚ｈ／
λを変化させた場合における、ストップバンド端周波数
（同図（ａ））、伝搬損失（同図ｂ））、電気機械結合
係数（同図（ｃ））のシミュレーション結果を示すグラ
フである。
【図５】四ほう酸リチウム単結晶基板表面にアルミニウ
ムを主成分とするＩＤＴが形成された弾性表面波装置に
おいて、四ほう酸リチウム単結晶基板の切り出し角およ
び伝搬方向をオイラ角表示で（０°，４７．３°，９０
°）とし、電極指幅Ｍ／Ｐが０．６で、電極指膜厚ｈ／
λを変化させた場合における、ストップバンド端周波数
（同図（ａ））、伝搬損失（同図ｂ））、電気機械結合
係数（同図（ｃ））のシミュレーション結果を示すグラ
フである。
ムを主成分とするＩＤＴが形成された弾性表面波装置に
おいて、四ほう酸リチウム単結晶基板の切り出し角およ
び伝搬方向をオイラ角表示で（０°，４７．３°，９０
°）とし、電極指幅Ｍ／Ｐが０．６で、電極指膜厚ｈ／
λを変化させた場合における、ストップバンド端周波数
（同図（ａ））、伝搬損失（同図ｂ））、電気機械結合
係数（同図（ｃ））のシミュレーション結果を示すグラ
フである。
【図６】四ほう酸リチウム単結晶基板表面にアルミニウ
ムを主成分とするＩＤＴが形成された弾性表面波装置に
おいて、四ほう酸リチウム単結晶基板の切り出し角およ
び伝搬方向をオイラ角表示で（０°，４７．３°，９０
°）とし、電極指幅Ｍ／Ｐが０．７で、電極指膜厚ｈ／
λを変化させた場合における、ストップバンド端周波数
（同図（ａ））、伝搬損失（同図ｂ））、電気機械結合
係数（同図（ｃ））のシミュレーション結果を示すグラ
フである。
ムを主成分とするＩＤＴが形成された弾性表面波装置に
おいて、四ほう酸リチウム単結晶基板の切り出し角およ
び伝搬方向をオイラ角表示で（０°，４７．３°，９０
°）とし、電極指幅Ｍ／Ｐが０．７で、電極指膜厚ｈ／
λを変化させた場合における、ストップバンド端周波数
（同図（ａ））、伝搬損失（同図ｂ））、電気機械結合
係数（同図（ｃ））のシミュレーション結果を示すグラ
フである。
【図７】四ほう酸リチウム単結晶基板表面にアルミニウ
ムを主成分とするＩＤＴが形成された弾性表面波装置に
おいて、電気機械結合係数が大きく、伝搬損失が小さく
なる、電極指の幅Ｍ／Ｐ及び規格化膜厚ｈ／λの最適領
域を示すグラフである。
ムを主成分とするＩＤＴが形成された弾性表面波装置に
おいて、電気機械結合係数が大きく、伝搬損失が小さく
なる、電極指の幅Ｍ／Ｐ及び規格化膜厚ｈ／λの最適領
域を示すグラフである。
【図８】四ほう酸リチウム単結晶基板表面にアルミニウ
ムを主成分とするＩＤＴが形成された弾性表面波装置に
おいて、伝搬損失が非常に小さくなる、電極指の幅Ｍ／
Ｐ及び規格化膜厚ｈ／λの最適領域を示すグラフであ
る。
ムを主成分とするＩＤＴが形成された弾性表面波装置に
おいて、伝搬損失が非常に小さくなる、電極指の幅Ｍ／
Ｐ及び規格化膜厚ｈ／λの最適領域を示すグラフであ
る。
【図９】本発明の一実施例による弾性表面波装置を示す
図である。
図である。
【図１０】本発明の一実施例による弾性表面波装置にお
いて、電極指膜厚を変化させたときのストップバンドの
両端の周波数（同図（ａ））、伝搬損失（同図
（ｂ））、電気機械結合係数（同図（ｃ））の測定結果
とシミュレーション結果を示すグラフである。
いて、電極指膜厚を変化させたときのストップバンドの
両端の周波数（同図（ａ））、伝搬損失（同図
（ｂ））、電気機械結合係数（同図（ｃ））の測定結果
とシミュレーション結果を示すグラフである。
２１…圧電基板
２２…入力ＩＤＴ
２３…出力ＩＤＴ
２４…短絡ストリップ
２５…電極指
２６…絶縁層
２７…絶縁層
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平７−86868（ＪＰ，Ａ)
佐藤隆裕、阿部秀典，Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７
上の周期的金属グレーティングを伝播す
る縦波型Ｌｅａｋｙ ＳＡＷの特性，電
子情報通信学会1995年総合大会講演論文
集，1995年 ３月10日，基礎・境界,
ｐ．373（Ａ−373)
佐藤隆祐、阿部秀典，ＡＩ／Ｌｉ２Ｂ
４Ｏ７構造における縦波型リーキー波の
伝搬特性，電子情報通信学学会1994年秋
季大会−ソサエティ先行大会−講演論
集，1994年 ９月 ５日，ｐ．309（Ｓ
Ａ−11−８)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H03H 9/145
H03H 9/25
Claims (6)
- 【請求項１】 四ほう酸リチウム単結晶からなる圧電基
板と、前記圧電基板の表面に形成され、弾性表面波を励
起、受信、反射、伝搬するための電極とを有する弾性表
面波装置において、 前記電極が、アルミニウムを主成分とする金属により形
成され、 前記電極が、１本ずつの電極指が互いに間挿するように
配置された一対の櫛形電極を有し、前記圧電基板の表面
の切り出し角および弾性表面波の伝搬方向がオイラ角表
示で（０°〜４５°，４４°〜５０°，８０°〜９０
°）およびそれと等価な範囲内になるように形成され、 前記電極指の周期をＰ、前記電極指の幅をＭとして、前
記電極の膜厚ｈを前記弾性表面波の波長λで規格化した
前記電極の規格化膜厚ｈ／λが、次式 ０．０２９−０．０９７×（Ｍ／Ｐ）＋０．０８２×（Ｍ／Ｐ）2 ≦（ｈ／λ）≦ ０．０３３−０．０５９×（Ｍ／Ｐ）＋０．０５０×（Ｍ／Ｐ）2 の範囲内であり、 前記弾性表面波の速度が同一方向に伝搬するバルク波の
速い横波の速度以上であり、縦波の速度を越えないこと
を特徴とする弾性表面波装置。 - 【請求項２】 四ほう酸リチウム単結晶からなる圧電基
板と、前記圧電基板の表面に形成され、弾性表面波を励
起、受信、反射、伝搬するための電極とを有する弾性表
面波装置において、 前記電極が、アルミニウムを主成分とする金属により形
成され、 前記電極が、１本ずつの電極指が互いに間挿するように
配置された一対の櫛形電極を有し、前記圧電基板の表面
の切り出し角および弾性表面波の伝搬方向がオイラ角表
示で（０°〜４５°，４４°〜５０°，８０°〜９０
°）およびそれと等価な範囲内になるように形成され、 前記電極指の周期をＰ、前記電極指の幅をＭとして、前
記電極の膜厚ｈを前記弾性表面波の波長λで規格化した
前記電極の規格化膜厚ｈ／λが、次式 ０．００６−０．０１３×（Ｍ／Ｐ）＋０．０１１×（Ｍ／Ｐ）2 ≦（ｈ／λ）≦ ０．０３０−０．０６０×（Ｍ／Ｐ）＋０．０５１×（Ｍ／Ｐ）2 の範囲内であり、 前記弾性表面波の速度が同一方向に伝搬するバルク波の
速い横波の速度以上であり、縦波の速度を越えないこと
を特徴とする弾性表面波装置。 - 【請求項３】 四ほう酸リチウム単結晶からなる圧電基
板と、前記圧電基板の表面に形成され、弾性表面波を励
起、受信、反射、伝搬するための電極とを有する弾性表
面波装置において、 前記電極が、アルミニウムを主成分とする金属により形
成され、 前記電極が、１本ずつの電極指が互いに間挿するように
配置された一対の櫛形電極を有し、前記圧電基板の表面
の切り出し角および弾性表面波の伝搬方向がオイラ角表
示で（０°〜４０°，４４°〜５０°，８０°〜９０
°）およびそれと等価な範囲内になるように形成され、 前記電極指の周期をＰ、前記電極指の幅をＭとして、前
記電極の膜厚ｈを前記弾性表面波の波長λで規格化した
前記電極の規格化膜厚ｈ／λが、次式 ０．０２９−０．０９７×（Ｍ／Ｐ）＋０．０８２×（Ｍ／Ｐ）2 ≦（ｈ／λ）≦ ０．０３３−０．０５９×（Ｍ／Ｐ）＋０．０５０×（Ｍ／Ｐ）2 の範囲内であり、 前記弾性表面波の速度が同一方向に伝搬するバルク波の
速い横波の速度以上であり、縦波の速度を越えないこと
を特徴とする弾性表面波装置。 - 【請求項４】 四ほう酸リチウム単結晶からなる圧電基
板と、前記圧電基板の表面に形成され、弾性表面波を励
起、受信、反射、伝搬するための電極とを有する弾性表
面波装置において、 前記電極が、アルミニウムを主成分とする金属により形
成され、 前記電極が、１本ずつの電極指が互いに間挿するように
配置された一対の櫛形電極を有し、前記圧電基板の表面
の切り出し角および弾性表面波の伝搬方向がオイラ角表
示で（０°〜４０°，４４°〜５０°，８０°〜９０
°）およびそれと等価な範囲内になるように形成され、 前記電極指の周期をＰ、前記電極指の幅をＭとして、前
記電極の膜厚ｈを前記弾性表面波の波長λで規格化した
前記電極の規格化膜厚ｈ／λが、次式 ０．００６−０．０１３×（Ｍ／Ｐ）＋０．０１１×（Ｍ／Ｐ）2 ≦（ｈ／λ）≦ ０．０３０−０．０６０×（Ｍ／Ｐ）＋０．０５１×（Ｍ／Ｐ）2 の範囲内であり、 前記弾性表面波の速度が同一方向に伝搬するバルク波の
速い横波の速度以上であり、縦波の速度を越えないこと
を特徴とする弾性表面波装置。 - 【請求項５】 四ほう酸リチウム単結晶からなる圧電基
板と、前記圧電基板の表面に形成され、弾性表面波を励
起、受信、反射、伝搬するための電極とを有する弾性表
面波装置において、 前記電極が、アルミニウムを主成分とする金属により形
成され、 前記電極が、１本ずつの電極指が互いに間挿するように
配置された一対の櫛形電極を有し、前記圧電基板の表面
の切り出し角および弾性表面波の伝搬方向がオイラ角表
示で（０°〜５°，４４°〜５０°，８０°〜９０°）
およびそれと等価な範囲内になるように形成され、 前記電極指の周期をＰ、前記電極指の幅をＭとして、前
記電極の膜厚ｈを前記弾性表面波の波長λで規格化した
前記電極の規格化膜厚ｈ／λが、次式 ０．０２９−０．０９７×（Ｍ／Ｐ）＋０．０８２×（Ｍ／Ｐ）2 ≦（ｈ／λ）≦ ０．０３３−０．０５９×（Ｍ／Ｐ）＋０．０５０×（Ｍ／Ｐ）2 の範囲内であり、 前記弾性表面波の速度が同一方向に伝搬するバルク波の
速い横波の速度以上であり、縦波の速度を越えないこと
を特徴とする弾性表面波装置。 - 【請求項６】 四ほう酸リチウム単結晶からなる圧電基
板と、前記圧電基板の表面に形成され、弾性表面波を励
起、受信、反射、伝搬するための電極とを有する弾性表
面波装置において、 前記電極が、アルミニウムを主成分とする金属により形
成され、 前記電極が、１本ずつの電極指が互いに間挿するように
配置された一対の櫛形電極を有し、前記圧電基板の表面
の切り出し角および弾性表面波の伝搬方向がオイラ角表
示で（０°〜５°，４４°〜５０°，８０°〜９０°）
およびそれと等価な範囲内になるように形成され、 前記電極指の周期をＰ、前記電極指の幅をＭとして、前
記電極の膜厚ｈを前記弾性表面波の波長λで規格化した
前記電極の規格化膜厚ｈ／λが、次式 ０．００６−０．０１３×（Ｍ／Ｐ）＋０．０１１×（Ｍ／Ｐ）2 ≦（ｈ／λ）≦ ０．０３０−０．０６０×（Ｍ／Ｐ）＋０．０５１×（Ｍ／Ｐ）2 の範囲内であり、 前記弾性表面波の速度が同一方向に伝搬するバルク波の
速い横波の速度以上であり、縦波の速度を越えないこと
を特徴とする弾性表面波装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05127895A JP3364037B2 (ja) | 1995-03-10 | 1995-03-10 | 弾性表面波装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05127895A JP3364037B2 (ja) | 1995-03-10 | 1995-03-10 | 弾性表面波装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08250967A JPH08250967A (ja) | 1996-09-27 |
| JP3364037B2 true JP3364037B2 (ja) | 2003-01-08 |
Family
ID=12882481
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05127895A Expired - Fee Related JP3364037B2 (ja) | 1995-03-10 | 1995-03-10 | 弾性表面波装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3364037B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996004713A1 (fr) * | 1994-08-05 | 1996-02-15 | Japan Energy Corporation | Dispositif a ondes acoustiques de surface et procede de production |
-
1995
- 1995-03-10 JP JP05127895A patent/JP3364037B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 佐藤隆祐、阿部秀典，ＡＩ／Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７構造における縦波型リーキー波の伝搬特性，電子情報通信学学会１９９４年秋季大会−ソサエティ先行大会−講演論集，１９９４年 ９月 ５日，ｐ．３０９（ＳＡ−１１−８） |
| 佐藤隆裕、阿部秀典，Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７上の周期的金属グレーティングを伝播する縦波型Ｌｅａｋｙ ＳＡＷの特性，電子情報通信学会１９９５年総合大会講演論文集，１９９５年 ３月１０日，基礎・境界，ｐ．３７３（Ａ−３７３） |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08250967A (ja) | 1996-09-27 |
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