JP3622202B2 - 弾性表面波装置の温度特性調整方法 - Google Patents

弾性表面波装置の温度特性調整方法 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、面内回転STカット水晶板を用いた弾性表面波装置の温度特性調整方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、水晶を用いた圧電振動子の温度特性(温度変化に対する周波数変動特性)は、音叉振動子、弾性表面波装置などのように2次関数で表されるものや、AT振動子などのように3次関数で表されるものがある。
この圧電振動子における温度特性では、通常使用温度である25℃を中心に使用温度範囲(−40〜+85℃)で周波数の変動量幅が最小になるように振動子の温度特性を調整している。通常、温度特性が2次関数である圧電振動子では、当該圧電振動子の温度特性の頂点温度(周波数の極値を与える温度)が使用温度範囲の中心に位置するように調整すると、周波数の変動量幅が最小となる。なお従来の2次関数の温度特性をもつ振動子では頂点温度の範囲は0℃から50℃あたりである。
【0003】
一方、温度特性が3次関数であるATカット振動子では、変曲点温度が使用温度範囲のほぼ中央に位置しているため、使用温度範囲における周波数変動幅が極めて小さい。
【0004】
ところでSAW共振子やSAWフィルタに代表される弾性表面波装置では、温度変化による周波数変化を低減させる目的から、STカット水晶板をZ’軸まわりに面内回転させた水晶板(以下、面内回転STカット水晶板と称す)が用いられる場合がある。
そして面内回転STカット水晶板を用いた弾性表面波装置も従来のSTカット水晶板を用いた弾性表面波装置と同様、その温度特性は2次関数であると従来から思われており、使用温度範囲の中心に面内回転STカット水晶板を用いた弾性表面波装置の頂点温度を一致させ、温度変化に対する周波数の変動量幅を最小限に抑えるようにしていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
前述の通り面内回転STカット水晶板を用いた弾性表面波装置の温度特性は、従来から2次関数であると思われていた。
しかし本願発明者が改めて検証したところ、実際は変曲点が110℃近辺にある3次関数であることが判明した。110℃を大きく超えて温度特性を測定することは通常行わないため、面内回転STカット水晶板を用いた弾性表面波装置の温度特性が3次関数であることがこれまで確認されなかった。したがって、この面内回転STカット水晶板を用いた弾性表面波装置の温度特性を調整しようとする場合、2次関数として行っていたので、使用温度範囲での周波数変動量幅を最適化したものにはなっていなかったのである。
【0006】
そして面内回転STカット水晶板を用いた弾性表面波装置の温度特性が2次関数ではなく実際は3次関数であったことから、これまでの調整方法では、面内回転STカット水晶板を用いた弾性表面波装置の温度特性を十分に発揮することができないという問題が発生した。
【0007】
本発明は、上記従来の問題点に着目し、面内回転STカット水晶板を用いた弾性表面波装置の持つ3次関数の温度特性に適合した弾性表面波装置の温度特性調整方法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は、面内回転STカット水晶板を用いた弾性表面波装置の温度特性が、従来2次関数と考えられ、頂点温度が使用温度範囲の中心に位置するように調整されていたが、実際は3次関数であった為、頂点温度を使用温度範囲の中心からずらすようにすれば周波数変化の量を一層低減することが可能になるという知見に基づいてなされたものである。
【0009】
すなわち本発明に係る弾性表面波装置の温度特性調整方法は、オイラー角が(0°,113〜135°,±(40〜49°))にある面内回転STカット水晶板を用いた弾性表面波装置の温度特性調整方法であって、3次関数の温度特性を有する前記面内回転STカット水晶板を用いた弾性表面波装置の温度特性を、前記面内回転STカット水晶板の面内回転角を変化させて3次関数の一次係数項を調整し、変曲点まわりに回転させて温度特性を調整することとした。
また、本発明に係る弾性表面波装置の温度特性調整方法は、オイラー角が(0°,113〜135°,±(40〜49°))にある面内回転STカット水晶板を用いた弾性表面波装置の温度特性調整方法であって、3次関数の温度特性を有する前記面内回転STカット水晶板を用いた弾性表面波装置の温度特性を、前記面内回転STカット水晶板に形成した電極の膜厚を調整し、変曲点まわりに回転させて温度特性を調整することとした。
また、本発明に係る弾性表面波装置の温度特性調整方法は、オイラー角が(0°,113〜135°,±(40〜49°))にある面内回転STカット水晶板を用いた弾性表面波装置の温度特性調整方法であって、3次関数の温度特性を有する前記面内回転STカット水晶板を用いた弾性表面波装置の温度特性を、前記面内回転STカット水晶板に形成した電極のη(電極幅/電極ピッチ)を調整し、変曲点まわりに回転させて温度特性を調整することとした。
さらに、本発明に係る弾性表面波装置の温度特性調整方法は、オイラー角が(0°,113〜135°,±(40〜49°))にある面内回転STカット水晶板を用いた弾性表面波装置の温度特性調整方法であって、3次関数の温度特性を有する前記面内回転STカット水晶板を用いた弾性表面波装置の温度特性が極値を有するよう前記オイラー角の範囲を設定し、前記面内回転STカット水晶板の面内回転角を変化させて3次関数の一次係数項を調整して、変曲点まわりに温度特性を回転させて使用温度範囲における温度特性の変動を最小限に調整することとした。
また、本発明に係る弾性表面波装置の温度特性調整方法は、オイラー角が(0°,113〜135°,±(40〜49°))にある面内回転STカット水晶板を用いた弾性表面波装置の温度特性調整方法であって、3次関数の温度特性を有する前記面内回転STカット水晶板を用いた弾性表面波装置の温度特性が極値を有するよう前記オイラー角の範囲を設定し、前記面内回転STカット水晶板に形成した電極の膜厚を調整して、変曲点まわりに温度特性を回転させて使用温度範囲における温度特性の変動を最小限に調整することとした。
また、本発明に係る弾性表面波装置の温度特性調整方法は、オイラー角が(0°,113〜135°,±(40〜49°))にある面内回転STカット水晶板を用いた弾性表面波装置の温度特性調整方法であって、3次関数の温度特性を有する前記面内回転STカット水晶板を用いた弾性表面波装置の温度特性が極値を有するよう前記オイラー角の範囲を設定し、前記面内回転STカット水晶板に形成した電極のη(電極幅/電極ピッチ)を調整して、変曲点まわりに温度特性を回転させて使用温度範囲における温度特性の変動を最小限に調整することとした。
【0010】
そして前記オイラー角を(0°,θ,ψ)とした場合、ψは、
ψ=0.3295θ+3.3318°±1.125°
で表される範囲とする。特に、オイラー角を(0°,θ,ψ)としたときに、θ=125〜128°であって、η(電極幅/電極ピッチ)を0.3〜0.6にすることが望ましい。
【0012】
このようにオイラー角が(0°,113〜135°,±(40〜49°))にある面内回転STカット水晶板を用いた弾性表面波装置は、発明者の検討によって3次関数の温度特性を持つことが確認されている。そして前記3次関数の温度特性の中で極値を有するような前記オイラー角の範囲を(0°、113〜135°、±(40〜49°))の範囲内で選定し、この範囲内で3次関数の変曲点まわりに温度特性を回転させれば、使用温度範囲における温度特性(すなわち周波数変動)の変動量幅を最小限に設定することができる。特に、オイラー角のθを、θ=125〜128°するとともに、η(電極幅/電極ピッチ)を0.3〜0.6にすると、高周波になるほど影響が大きくなるプロセス誤差による温度特性のばらつきを含めても、−40〜+85℃の温度範囲における周波数の変動量幅を小さく抑えることができる。そして変曲点まわりに温度特性を変動させるには、Z’軸まわりの面内回転量を調整したり、あるいは表面に形成される電極の厚みや幅の変更を行うようにすればよい。
【0013】
なお3次関数の温度特性の中で極値を有するような前記オイラー角の範囲は、請求項3に示すように発明者の検討によって検証がなされているので、この範囲内をターゲットとして面内回転量等を調整すればよい。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る弾性表面波装置の温度特性調整方法の具体的実施形態を、図面を参照しつつ、詳細に説明する。水晶を用いた弾性表面波装置では、2次関数の温度特性が一般的であるが、面内回転STカット水晶板を用いると3次関数の温度特性をもつ弾性表面波装置が実現できる。そしてこの3次関数の温度特性をもつ弾性表面波装置では、変曲点温度が通常の使用温度範囲よりも高い温度領域に位置し、3次関数の温度特性の極大値付近の温度特性を使用温度範囲として温度特性を調節することで、温度変化に対する周波数の変動量幅が小さい弾性表面波装置を提供することができる。
【0015】
例えば、圧電振動子を水晶から切り出す場合、カットの方向によって温度特性が変動する。図1に示すように、水晶の結晶軸は、電気軸(X軸)、機械軸(Y軸)、光軸(Z軸)によって定義されるが、STカットといわれるものはオイラー角(φ,θ,ψ)が(0°,0°,0°)の水晶Z板2を、電気軸(X軸)まわりにθ=113〜135°回転させて得られる水晶板1の新しい座標軸(X,Y’,Z’)に沿って切り出されるものである。このSTカット水晶板1のZ’軸まわりにさらにψ=±(40〜49)°回転させ、弾性表面波の伝播方向がこの方向となるように作製された圧電振動子が面内回転STカット弾性表面波装置3といわれるものである。そしてこの面内回転STカット弾性表面波装置3は、温度特性が極めてよいことが知られており、その温度特性は、STカットの一種であることから、2次関数の温度特性であると思われていた。しかし、発明者が検討を行ってみると、実際は温度特性の変曲点が110℃近辺にある3次関数の温度特性であることが判明した。110℃を大きく超えて温度特性を測定することは通常行わないため、面内回転STカット水晶板を用いた弾性表面波装置の温度特性が3次関数であることがこれまで確認されなかった。したがって、この面内回転STカット水晶板を用いた弾性表面波装置の温度特性を調整しようとする場合、2次関数として行っていたので、使用温度範囲での周波数変動量幅を最適化したものにはなっていなかったのである。
【0016】
本実施形態では、面内回転STカット弾性表面波装置が3次関数の温度特性であるとの知見を得て、使用温度範囲に位置する極大値もしくは極小値温度を頂点温度とし、一次係数項の調整により使用温度範囲外に位置する変曲点まわりに温度特性を回転させて前記頂点温度を使用温度範囲の最適値に調整するように構成したものである。これは具体的には、水晶板を電気軸(X軸)まわりにθ=113〜135°回転させて得られるSTカット水晶板を更にZ’軸まわりにψ=±(40〜49)°だけ面内回転させた水晶板を設定する。そして前記範囲内で、さらに温度特性が−40〜+85℃の使用温度範囲において極値を持つ範囲を選定し、この極値を持つ範囲内で面内回転角を調整することによって温度特性の極大値もしくは極小値を与える温度を使用温度範囲の最適値に調整して温度特性を調整するようにしたものである。
【0017】
今、図2に示しているように、面内回転STカット弾性表面波装置の温度特性は変曲点温度が約110℃であり、使用温度範囲は、それより低い温度領域−40〜+85℃であるので、3次関数の温度特性曲線のうち、変曲点より低い温度領域に位置する極大値を有する領域を使用する(図2において四角で囲んだ部分)。3次関数の温度特性の場合には変曲点を移動することが困難であるので,一次係数項を調整し、温度特性曲線を変曲点まわりに回転させる。これによって、使用温度範囲での温度特性曲線の極大値を使用温度範囲の中心より低温側になるように調整するのである。図2に示す実線は温度特性曲線の極大値P1が使用温度範囲Tzの中央に位置しており、これが温度特性を2次関数としていた従来の調整方法である。この温度特性曲線を変曲点まわりに回転させて新たに破線で示しているような温度特性曲線に調整すると、極大値温度がP1からP2に移動し、使用温度範囲において周波数変動量幅を最小にすることができる。
【0018】
面内回転STカット弾性表面波装置は、まずSTカット水晶ウェハを作製し、そのオリエンテーリングフラットを利用して面内角度ψを与え、これに各振動子領域に反射電極とすだれ状電極を露光形成するのである。この3次関数の温度特性の実際的調整作業は、上記面内角度ψ=±(40〜49)°を加減調整することによって弾性表面波の伝播方向を変えて行う。ψの変化と3次関数の温度特性の一次係数項の変化の関係は予め分かっているので、調整方向と調整量はある程度予測できる。したがって、面内回転STカット弾性表面波装置を作成してその温度特性を求め、設計仕様による使用温度範囲で極大値(もしくは極小値)が使用温度範囲の中心より低温側(もしくは高温側)に位置するように温度特性曲線の回転量を求め、この回転量に対応するψを算出する。そしてこの面内回転角度ψに対応するオリエンテーリングフラットを±(40〜49)度内で設定して反射電極とすだれ状電極を形成するのである。これにより使用温度範囲において周波数変動量幅を最小にする面内回転STカット弾性表面波装置を得ることができる。
【0019】
図3は、オイラー角が(0°,113〜135°,±(40〜49°))にある面内回転STカット水晶板において極値を有する温度特性曲線を容易に見つけることが可能な範囲を示すグラフである。
ここで発明者は種々の検討を繰り返し、3次関数の温度特性を有する同グラフの範囲において、トランスバーサル型の弾性表面波装置が−40〜+85℃の温度範囲で極値(極大値もしくは極小値)を有する温度特性曲線を容易に見つけることが可能なθとψとの範囲を見いだした。この範囲を同グラフにおけるハッチング部5に示す。一方、同グラフにおけるハッチング部4は、共振子型の弾性表面波装置において、温度特性曲線が上記の温度範囲で極値(極大値もしくは極小値)を有する温度特性曲線を容易に見つけることが可能なθとψとの範囲のうち、ハッチング部5の範囲外にある範囲であり、電極が形成されている分ハッチング5の領域に比較して、ψの値が小さくなっている。そして同グラフにおけるハッチング部4とハッチング部5を合わせた領域は、下記の数式によって定義される。
【数1】
Figure 0003622202
【0020】
そしてハッチング部4とハッチング部5に示される領域内で、Z’軸まわりに面内回転を行わせることで容易に極値(極大値と極小値)を有する周波数温度特性曲線を見つけることができ、さらに変曲点まわりに温度特性曲線を回転させ、使用温度範囲における周波数の変動量幅を最小限に調整すればよい。
【0021】
発明者は、上記ハッチング部4とハッチング部5の境界領域において、温度特性の検証を行い、前記ハッチング部4とハッチング部5の範囲の正当性についてそれぞれ確認をおこなった。また本実施の形態では、面内回転STカット水晶弾性表面波装置とは、トランスバーサル型のSAWフィルタと、共振子型SAWデバイス(SAW共振子、共振子型SAWフィルタを含む)の双方を含むものと定義する。
【0022】
図9〜図12は、オイラー角が(0°,113〜135°,±(40〜49°))にある面内回転STカット水晶板を用いたトランスバーサル型SAWフィルタにおいて、3次関数の極値の有無を検証したグラフである。
これらの図から、トランスバーサル型SAWフィルタの弾性表面波装置が−40〜+85℃の温度範囲で極値(極大値もしくは極小値)を有する温度特性を容易に見つけることが可能なθとψの範囲を見いだした。その範囲が図3のハッチング部5であり、下記の数式によって定義される。
【数2】
Figure 0003622202
【0023】
ところで発明者は、トランスバーサル型SAWフィルタの温度特性だけに留まらず、さらに共振子型SAWデバイスの温度特性についても検討を重ね、種々の規則性を見いだした。すなわちトランスバーサル型SAWフィルタは、圧電材料となる水晶基板の表面に、発信側のIDT電極(くし歯電極)と受信側のIDT電極がある間隔をもって配置された形態となっている。このようなSAWフィルタにおいてはIDT電極間には何も形成されないため、電極の幅、厚み等の要素によって周波数の温度特性の変化が小さい(電極の形状を変化させても温度特性があまり変化しない)。これに対し共振子型SAWデバイスでは、圧電材料となる水晶基板の表面にIDT電極が形成され、このIDT電極を挟むように反射器電極が形成された形態となっており、このIDT電極の幅、厚み等の要素によって温度特性が変化する。
【0024】
図4は、オイラー角が(0°,123°,±(40〜49°))にある面内回転STカット水晶板を用いた共振子型SAWデバイスにおいて、3次関数の温度特性について−40〜+85℃の温度範囲において極値の有無を検証したグラフである。このグラフに示すように、図3におけるハッチング部4の範囲より面内回転角ψを小さくした条件では、−40〜+85℃の温度範囲において温度特性に極値を有しないことが解る。また図4のグラフは図3のハッチング部4の範囲よりψを大きくした条件でも極値を有することを示しているが、同時にハッチング部5の範囲内であることも示している。
【0025】
図4と図10はオイラー角(0°,θ,ψ)のうち、θが同一でも電極の有無により、類似した温度特性曲線を与えるψが異なることを示す。例えば、極値を有する境界となるψを見ると、図10ではψ=43.7°であるのに対し、図4ではψ=42.7°と1度小さくなっている。即ち、電極があることにより、図3のハッチング部5で定義されるψの範囲内だけでは−40〜+85℃の温度範囲で極値(極大値もしくは極小値)を有する温度特性を見つけることは容易ではなくなる。そこで図3のハッチング部5の範囲のψを1度小さい方に広げた範囲(これがハッチング部4)とハッチング部5を合わせた範囲を定義すれば電極の有無に関らず、−40〜+85℃の温度範囲で極値(極大値もしくは極小値)を有する温度特性を容易に見つけることが可能となる。そしてハッチング部4とハッチング部5を合わせた範囲は、数式1によって定義される。
【0026】
図5ないし図7、図8にはオイラー角(0°,117°,ψ)、(0°,129°,ψ)、(0°,135°,ψ)における共振子型SAWデバイスの温度特性を示している。これらの図より、図3のハッチング部5で定義されるψの範囲内だけでは−40〜+85℃の温度範囲で極値(極大値もしくは極小値)を有する温度特性を見つけることは容易ではなくなるが、ハッチング部4とハッチング部5を合わせた範囲内であれば、−40〜+85℃の温度範囲で極値(極大値もしくは極小値)を有する温度特性を容易に見つけることが可能となる。
【0027】
このように上述したオイラー角の範囲において、温度特性が−40〜+85℃の温度範囲において極値を有するようなカット角の範囲を把握しておけば、弾性表面波装置の使用温度範囲での周波数変動量幅を最小限に抑えることができる。すなわち図13(1)に示すように、図3のハッチング部4に入る共振子型SAWデバイスでは、頂点温度を使用温度範囲(−40〜+85℃)のほぼ中央の温度(25℃)に一致させているが、同図(1)においては周波数の温度特性が3次関数で示されるため、頂点温度を基準とした周波数変動量は左右で等しくならない。3次関数で示される温度特性の変動を抑えるには頂点温度を低温側にシフトさせ、頂点温度を基準として高温側と低温側の周波数の変動量を等しくすることが必要である。
【0028】
図13(1)はオイラー角が(0°,123°,43°)の面内回転STカット水晶板を有する共振子型SAWデバイスの温度特性を示しており、図14に示したオイラー角が(0°,123°,0°)である通常のSTカットの場合に比較して、周波数変動量幅を71ppmまで小さくできる。しかしこの共振子型SAWデバイスの頂点温度は使用温度範囲のほぼ中心である25℃になっている。この頂点温度を移動する調整を行うことによって、より使用温度範囲での周波数変動量幅を小さくすることができる。そのためには図示の場合には頂点温度を低温側にシフトさせればよい。
【0029】
面内回転STカット水晶板は3次関数の温度特性であるから、温度特性曲線を変曲点回りに回転させることにより、頂点温度を移動させたことと同様の結果を得ることができる。同図(1)の状態から頂点温度を低温側にシフトさせるには、第1にはIDT電極の膜厚Hを調整することによって実現でき、同図(2)に示すように、電極膜厚Hを厚くして膜厚比H/λを大きくすることにより、頂点温度を低温側にシフトさせて温度特性を調整できる。また、Z’軸まわりに面内回転量を調整することで変曲点まわりの温度特性を変更することによっても可能である。これは電極の形成方向(弾性表面波の伝搬方向)を角度調整することによって実現でき、同図(3)に示すように、Z’軸まわりの面内回転角ψをψ=43.0°からψ=43.1°とすることにより、調整できる。さらにIDT電極におけるη(電極幅/電極ピッチ)を変更することによっても調整可能で、この調整結果を同図(4)に示す。これらの調整によって、従来の温度特性に比べ、使用温度範囲での周波数変動量幅を一層抑えることが可能になる。
【0030】
ところで、共振周波数が高周波になるにつれ、弾性表面波装置は電極が微細化されるために電極幅が小さくなり、電極幅の製造誤差が相対的に大きくなる。このため、温度特性に影響を与えるη(電極幅/電極ピッチ)の値の変動量が大きくなり、例えば1GHz程度であると、ηが±0.1程度の製造誤差を生ずるようになる。したがって、面内回転STカット水晶板1を用いた弾性表面波装置の場合、共振周波数が例えば1GHz程度まで高周波となると、−40〜+85℃の温度範囲における周波数の変動量幅が100ppm以内のものを安定して作ることが困難となる。
【0031】
例えば、オイラー角が(φ,θ,ψ)としたときに,φ=0°、θ=123°であって、膜厚比H/λ=0.05、η=0.4の面内回転STカット水晶板1を用いた共振子型SAWデバイスの場合、−40〜+85℃の使用温度範囲における周波数の変動量幅を、図15に示したように、約60ppmに調整することが可能である。ただし、図15の場合、数式1によって求められるψの角度範囲内において、ψを最適な温度特性が得られるように調整するとともに、25℃の周波数を基準としている。
【0032】
ところが、同じオイラー角、同じ膜厚比であったとしても、電極幅が小さくなってη=0.3になると、図16に示したように、周波数変動量幅が90ppmを超える。そして、逆に電極幅が大きくなってη=0.5となった場合、同じオイラー角、同じ膜厚比であっても、周波数変動量幅が図17に示したように134ppmとなってしまう(ただし、図17においては、+85℃における周波数変動量が記載されていない)。したがって、周波数変動量幅が100ppm以内となるように、η=0.4と設定したとしても、電極幅の製造上におけるばらつきのため、周波数変動量幅が100ppmを超える共振子型SAWデバイスが製造されてしまう。
【0033】
そこで、本願発明者らは、鋭意研究と実験とを重ね、電極幅に製造誤差が生じたとしても、−40〜+85℃の温度範囲における周波数変動量幅が100ppm以内となる面内回転STカット共振子型SAWデバイスが得られる水晶板のカット角を見いだした。図18ないし図23は、オイラー角のθと電極膜厚比(H/λ)、ηとの関係を調べたものである。これらの図の縦軸は、ηが±0.1変動した際の周波数変動量幅の最大値を表している。この周波数変動量幅の最大値とは、たとえば図15ないし図17の、θ=123°、H/λ=0.05、η=0.4±0.1において,周波数変動量幅が最大となる図17(η=0.5)の周波数変動量幅を表す。記載しないが、ψは数式1によって求められる角度範囲内である。また、いずれの場合にも、25℃における周波数を基準とし、−40〜+85℃の温度範囲における周波数変動量幅を示している。
【0034】
図18は、H/λ=0.03、η=0.4±0.1の場合である。この場合、θ=123〜134°の範囲において、周波数変動量幅を100ppm以下にすることができる。また、図19は、H/λ=0.03、η=0.5±0.1の場合であって、θ=125〜131°の範囲で周波数変動量幅をほぼ100ppm以下にすることが可能となっている。
【0035】
図20は、H/λ=0.04、η=0.4±0.1の場合である。この場合、θ=124〜134°の範囲で周波数変動量幅を100ppm以下とすることができる。そして、図21に示したH/λ=0.04、η=0.5±0.1の場合においては、θ=125〜129°の範囲において周波数変動量幅を100ppm以下とすることができる。さらに、図22に示したH/λ=0.05、η=0.4±0.1の場合においては、θ=124〜134°の範囲において周波数変動量幅を100ppm以下とすることができる。また、図23のH/λ=0.05、η=0.5±0.1の場合、θ=125〜128°の範囲において周波数変動量幅を100ppm以下とすることができる。
【0036】
したがって、これらの結果から、θ=125〜128°の範囲であれば、η=0.3ないし0.6の範囲内でプロセスによりηが0.2以内の変動幅で変動した場合においても、−40〜+85℃の温度範囲において周波数変動量幅を100ppm以下とすることができる。
電極幅の製造誤差が相対的に大きくない周波数帯(例えば300MHz、600MHz等)においても、上記範囲が有効であることは言うまでも無い。
【0037】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、オイラー角が(0°、113〜135°、±(40〜49°))にある面内回転STカット水晶板を用いた弾性表面波装置の温度特性調整方法であって、3次関数の温度特性を有する前記面内回転STカット水晶板を用いた弾性表面波装置の温度特性が極値を有するよう前記オイラー角の範囲を設定し、変曲点まわりに温度特性を回転させて使用温度範囲における周波数の変動量幅が最小になるように調整したことから、周囲温度が変動しても発振周波数が変動するのを最小限に抑えることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】Z’軸回りに面内回転させたSTカット水晶の説明図である。
【図2】Z’軸回りに面内回転させたSTカット弾性表面波装置の温度特性曲線図である。
【図3】オイラー角が(0°,113〜135°,±(40〜49°))にある面内回転STカット水晶板において極値を有する温度特性曲線を容易に見つけることが可能な範囲を示すグラフである。
【図4】オイラー角が(0°,113〜135°,±(40〜49°))にある面内回転STカット水晶板を用いた共振子型SAWデバイスにおいて、3次関数の極値の有無を検証したグラフである。
【図5】オイラー角が(0°,113〜135°,±(40〜49°))にある面内回転STカット水晶板を用いた共振子型SAWデバイスにおいて、3次関数の極値の有無を検証したグラフである。
【図6】オイラー角が(0°,113〜135°,±(40〜49°))にある面内回転STカット水晶板を用いた共振子型SAWデバイスにおいて、3次関数の極値の有無を検証したグラフである。
【図7】オイラー角が(0°,113〜135°,±(40〜49°))にある面内回転STカット水晶板を用いた共振子型SAWデバイスにおいて、3次関数の極値の有無を検証したグラフである。
【図8】オイラー角が(0°,113〜135°,±(40〜49°))にある面内回転STカット水晶板を用いた共振子型SAWデバイスにおいて、3次関数の極値の有無を検証したグラフである。
【図9】オイラー角が(0°,113〜135°,±(40〜49°))にある面内回転STカット水晶板を用いたトランスバーサル型SAWフィルタにおいて、3次関数の極値の有無を検証したグラフである。
【図10】オイラー角が(0°,113〜135°,±(40〜49°))にある面内回転STカット水晶板を用いたトランスバーサル型SAWフィルタにおいて、3次関数の極値の有無を検証したグラフである。
【図11】オイラー角が(0°,113〜135°,±(40〜49°))にある面内回転STカット水晶板を用いたトランスバーサル型SAWフィルタにおいて、3次関数の極値の有無を検証したグラフである。
【図12】オイラー角が(0°,113〜135°,±(40〜49°))にある面内回転STカット水晶板を用いたトランスバーサル型SAWフィルタにおいて、3次関数の極値の有無を検証したグラフである。
【図13】3次関数の温度特性の調整作業の説明図である。
【図14】従来のオイラー角が(0°,123°,0°)のSTカット共振子型SAWデバイスの温度特性を示す図である。
【図15】実施の形態に係るθ=123°であって、H/λ=0.05、η=0.4のときの、面内回転STカット共振子型SAWデバイスの温度特性を示す図である。
【図16】実施の形態に係るθ=123°であって、H/λ=0.05、η=0.3のときの、面内回転STカット共振子型SAWデバイスの温度特性を示す図である。
【図17】実施の形態に係るθ=123°であって、H/λ=0.05、η=0.5のときの、面内回転STカット共振子型SAWデバイスの温度特性を示す図である。
【図18】実施の形態に係るH/λ=0.03、η=0.4±0.1のときの、面内回転STカット共振子型SAWデバイスの−40〜+85℃の温度範囲におけるθと周波数変動量幅の最大値との関係を示す図である。
【図19】実施の形態に係るH/λ=0.03、η=0.5±0.1のときの、面内回転STカット共振子型SAWデバイスの−40〜+85℃の温度範囲におけるθと周波数変動量幅の最大値との関係を示す図である。
【図20】実施の形態に係るH/λ=0.04、η=0.4±0.1のときの、面内回転STカット共振子型SAWデバイスの−40〜+85℃の温度範囲におけるθと周波数変動量幅の最大値との関係を示す図である。
【図21】実施の形態に係るH/λ=0.04、η=0.5±0.1のときの、面内回転STカット共振子型SAWデバイスの−40〜+85℃の温度範囲におけるθと周波数変動量幅の最大値との関係を示す図である。
【図22】実施の形態に係るH/λ=0.05、η=0.4±0.1のときの、面内回転STカット共振子型SAWデバイスの−40〜+85℃の温度範囲におけるθと周波数変動量幅の最大値との関係を示す図である。
【図23】実施の形態に係るH/λ=0.05、η=0.5±0.1のときの、面内回転STカット共振子型SAWデバイスの−40〜+85℃の温度範囲におけるθと周波数変動量幅の最大値との関係を示す図である。
【符号の説明】
1………STカット水晶板、2………水晶Z板、3………面内回転STカット弾性表面波装置、4………ハッチング部、5………ハッチング部。

Claims (8)

  1. オイラー角が(0°,113〜135°,±(40〜49°))にある面内回転STカット水晶板を用いた弾性表面波装置の温度特性調整方法であって、3次関数の温度特性を有する前記面内回転STカット水晶板を用いた弾性表面波装置の温度特性を、前記面内回転STカット水晶板の面内回転角を変化させて3次関数の一次係数項を調整し、変曲点まわりに回転させて温度特性を調整することを特徴とする弾性表面波装置の温度特性調整方法。
  2. オイラー角が(0°,113〜135°,±(40〜49°))にある面内回転STカット水晶板を用いた弾性表面波装置の温度特性調整方法であって、3次関数の温度特性を有する前記面内回転STカット水晶板を用いた弾性表面波装置の温度特性を、前記面内回転STカット水晶板に形成した電極の膜厚を調整し、変曲点まわりに回転させて温度特性を調整することを特徴とする弾性表面波装置の温度特性調整方法。
  3. オイラー角が(0°,113〜135°,±(40〜49°))にある面内回転STカット水晶板を用いた弾性表面波装置の温度特性調整方法であって、3次関数の温度特性を有する前記面内回転STカット水晶板を用いた弾性表面波装置の温度特性を、前記面内回転STカット水晶板に形成した電極のη(電極幅/電極ピッチ)を調整し、変曲点まわりに回転させて温度特性を調整することを特徴とする弾性表面波装置の温度特性調整方法。
  4. オイラー角が(0°,113〜135°,±(40〜49°))にある面内回転STカット水晶板を用いた弾性表面波装置の温度特性調整方法であって、3次関数の温度特性を有する前記面内回転STカット水晶板を用いた弾性表面波装置の温度特性が極値を有するよう前記オイラー角の範囲を設定し、前記面内回転STカット水晶板の面内回転角を変化させて3次関数の一次係数項を調整して、変曲点まわりに温度特性を回転させて使用温度範囲における温度特性の変動を最小限に調整することを特徴とする請求項1に記載の弾性表面波装置の温度特性調整方法。
  5. オイラー角が(0°,113〜135°,±(40〜49°))にある面内回転STカット水晶板を用いた弾性表面波装置の温度特性調整方法であって、3次関数の温度特性を有する前記面内回転STカット水晶板を用いた弾性表面波装置の温度特性が極値を有するよう前記オイラー角の範囲を設定し、前記面内回転STカット水晶板に形成した電極の膜厚を調整して、変曲点まわりに温度特性を回転させて使用温度範囲における温度特性の変動を最小限に調整することを特徴とする請求項1に記載の弾性表面波装置の温度特性調整方法。
  6. オイラー角が(0°,113〜135°,±(40〜49°))にある面内回転STカット水晶板を用いた弾性表面波装置の温度特性調整方法であって、3次関数の温度特性を有する前記面内回転STカット水晶板を用いた弾性表面波装置の温度特性が極値を有するよう前記オイラー角の範囲を設定し、前記面内回転STカット水晶板に形成した電極のη(電極幅/電極ピッチ)を調整して、変曲点まわりに温度特性を回転させて使用温度範囲における温度特性の変動を最小限に調整することを特徴とする請求項1に記載の弾性表面波装置の温度特性調整方法。
  7. 前記オイラー角を(0°,θ,ψ)とした場合、ψは、
    ψ=0.3295θ+3.3318°±1.125°
    に収まる範囲であることを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれかに記載の弾性表面波装置の温度特性調整方法。
  8. 前記オイラー角を(0°,θ,ψ)としたときに、θ=125〜128°であって、η(電極幅/電極ピッチ)が0.3〜0.6であることを特徴とする請求項1ないし請求項のいずれかに記載の弾性表面波装置の温度特性調整方法。
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