JPH07254835A - Surface acoustic wave resonator filter - Google Patents
Surface acoustic wave resonator filterInfo
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- JPH07254835A JPH07254835A JP4401194A JP4401194A JPH07254835A JP H07254835 A JPH07254835 A JP H07254835A JP 4401194 A JP4401194 A JP 4401194A JP 4401194 A JP4401194 A JP 4401194A JP H07254835 A JPH07254835 A JP H07254835A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、圧電基板上にくし型
電極および反射器電極を形成した弾性表面波共振子フィ
ルタに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a surface acoustic wave resonator filter in which a comb electrode and a reflector electrode are formed on a piezoelectric substrate.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、ＸカットＬｉＴａ０3 基板を用い
た弾性表面波共振子フィルタは、中心周波数の温度特性
が、約−１８ｐｐｍ／℃と大きく、この温度に対する周
波数の変化分を考慮にいれると、移動体通信機器用のＩ
Ｆフィルタに利用する場合、隣接チャンネルでの帯域外
減衰量が十分に得られなかった。また、電気機械結合係
数の大きさが約８．０％と小さいので、例えば、ＧＳＭ
（ヨーロッパのデジタル・セルラー）７１ＭＨｚ用の弾
性表面波共振子フィルタにおいて、必要な通過帯域幅を
得るためには、別個のインダクタ、いわゆる伸長Ｌが必
要であった。2. Description of the Related Art Conventionally, a surface acoustic wave resonator filter using an X-cut LiTaO 3 substrate has a large center frequency temperature characteristic of about −18 ppm / ° C., and when the change in frequency with respect to this temperature is taken into consideration. , I for mobile communication devices
When used for an F filter, sufficient out-of-band attenuation in adjacent channels could not be obtained. Moreover, since the magnitude of the electromechanical coupling coefficient is as small as about 8.0%, for example, GSM
In a (European digital cellular) 71 MHz surface acoustic wave resonator filter, a separate inductor, the so-called extension L, was required to obtain the required passband width.
【０００３】この従来のＸカットＬｉＴａ０3 基板を用
いた弾性表面波共振子フィルタにおける、周波数温度特
性および電気機械結合係数を改善するため、電極が形成
されたＬｉＴａ０3 基板にＳｉＯ2 膜を形成すること
が、特開昭５５−１５９６１２号公報に提案されてい
る。[0003] in the surface acoustic wave resonator filter using the conventional X-cut LiTa0 3 substrate, in order to improve the frequency temperature characteristic and the electromechanical coupling coefficient, a SiO 2 film is formed LiTa0 3 substrate on which electrodes are formed This is proposed in Japanese Patent Laid-Open No. 55-159612.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来公報に提案されている手段は、一応その改善目的を達
成することができるが、周波数温度特性はこのＳｉＯ2
膜以外にも、電極膜厚によっても変化し、電極膜厚が表
面波の波長λの５％以上では、ＳｉＯ2 膜を形成して
も、周波数温度特性の改善は得られない。また、Ｘカッ
トＬｉＴａ０3 基板にＳｉＯ2 膜を形成して、エネルギ
ー閉じ込め型の共振子フィルタとして利用する場合に
は、横モードスプリアスが通過帯域内に発生して、良好
な通過帯域特性が得られなかった。However, the means proposed in the above-mentioned conventional publication can achieve the improvement purpose, but the frequency-temperature characteristics are not so high.
In addition to the film, it varies depending on the electrode film thickness, and if the electrode film thickness is 5% or more of the wavelength λ of the surface wave, the frequency temperature characteristic cannot be improved even if the SiO 2 film is formed. When an SiO 2 film is formed on an X-cut LiTaO 3 substrate and is used as an energy trap type resonator filter, transverse mode spurs are generated in the pass band and good pass band characteristics are obtained. There wasn't.
【０００５】したがって、本発明は、表面波の波長λに
対しＳｉＯ2 膜厚を適正値に選定し、かつ、表面波の波
長λに対し電極膜厚を適正値に選択して、周波数温度特
性の改善、電気機械結合係数の増加したがって通過帯域
特性の広帯域化、および反射器電極数の低減したがって
小型化を図り、並びにリップルおよび横モードスプリア
スの改善を、図った弾性表面波共振子フィルタを提供す
ることを目的とする。Therefore, according to the present invention, the SiO 2 film thickness is selected to a proper value with respect to the wavelength λ of the surface wave, and the electrode film thickness is selected to a proper value with respect to the wavelength λ of the surface wave. A surface acoustic wave resonator filter that improves the noise reduction, increases the electromechanical coupling coefficient and thus the passband characteristics, and reduces the number of reflector electrodes to reduce the size, and also improves ripple and transverse mode spurious. The purpose is to do.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明の課題に対する解
決手段は下記の通りである。１．ＸカットＬｉＴａ０3
基板上に、Ｙ軸に対しほぼ１１２°方向に弾性表面波が
伝播するように、２組の入出力くし型電極、この入出力
くし型電極の両側に反射器電極が、それぞれ形成された
弾性表面波共振子フィルタにおいて、表面波の波長λに
対し、前記入出力くし型電極および反射器電極の膜厚Ｔ
の比Ｔ／λを、 ２％≦Ｔ／λ≦５％ とし、この入出力くし型電極、反射器電極および前記基
板上に、ＳｉＯ2 を形成して、表面波の波長λに対し、
前記ＳｉＯ2 の膜厚Ｈの比Ｈ／λを、 ５％≦Ｈ／λ≦１５％ としたことを特徴とする弾性表面波共振子フィルタ。
２．請求項１記載の弾性表面波共振子フィルタにおい
て、前記くし型電極の総電極対数Ｎｔを、 ５６≦Ｎｔ≦１０６ とし、および、表面波の波長λに対し、くし型電極の電
極交叉幅Ｗの比Ｗ／λを、 Ｗ／λ≦１２ としたことを特徴とする弾性表面波共振子フィルタ。
３．請求項１または請求項２記載の弾性表面波共振子フ
ィルタを一段として、これを複数縦続接続した弾性表面
波共振子フィルタ。Means for solving the problems of the present invention are as follows. 1. X-cut LiTa0 3
Two sets of input / output comb-shaped electrodes and reflector electrodes formed on both sides of the input / output comb-shaped electrodes are formed on the substrate so that the surface acoustic waves propagate in a direction of approximately 112 ° with respect to the Y axis. In the surface wave resonator filter, the film thickness T of the input / output comb-shaped electrode and the reflector electrode with respect to the wavelength λ of the surface wave.
Ratio T / λ of 2% ≦ T / λ ≦ 5%, SiO 2 is formed on the input / output comb electrodes, the reflector electrode and the substrate, and
A surface acoustic wave resonator filter characterized in that a ratio H / λ of the film thickness H of SiO 2 is set to 5% ≦ H / λ ≦ 15%.
2. 2. The surface acoustic wave resonator filter according to claim 1, wherein the total number of electrode pairs Nt of the comb-shaped electrodes is 56 ≦ Nt ≦ 106, and the electrode cross width W of the comb-shaped electrodes is set with respect to the wavelength λ of the surface wave. A surface acoustic wave resonator filter having a ratio W / λ of W / λ ≦ 12.
3. A surface acoustic wave resonator filter in which a plurality of the surface acoustic wave resonator filters according to claim 1 or 2 are connected in cascade.
【０００７】[0007]
【作用】本発明は、表面波の波長λに対しＳｉＯ2 膜厚
を適正比に選定し、かつ、表面波の波長λに対し電極膜
厚を適正比に選定するので、周波数温度特性の改善、電
気機械結合係数の増加したがって通過帯域特性の広帯域
化、および反射器電極数の低減したがって小型化が実現
する。According to the present invention, since the SiO 2 film thickness is selected to the proper ratio to the wavelength λ of the surface wave and the electrode film thickness is selected to the proper ratio to the wavelength λ of the surface wave, the frequency temperature characteristic is improved. In addition, the electromechanical coupling coefficient is increased, and thus the pass band characteristic is widened, and the number of reflector electrodes is reduced, which results in downsizing.
【０００８】また、本発明は、総電極対数を適正値に選
定し、および表面波の波長λに対し電極交叉幅を適正値
に選定するので、比帯域幅の拡大、並びにリップルおよ
び横モードスプリアスが改善される。Further, according to the present invention, since the total number of electrode pairs is selected to be an appropriate value and the electrode crossing width is selected to be an appropriate value with respect to the wavelength λ of the surface wave, the specific bandwidth is expanded, and the ripple and the transverse mode spurious are suppressed. Is improved.
【０００９】[0009]
【実施例】つぎに、本発明の実施例を図面を参照して説
明する。図１は、本発明の一実施例を示すもので、その
うちＡはＸ−１１２°Ｙ ＬｉＴａ０３基板に、入出力
くし型電極および反射器電極が形成された弾性表面波共
振子フィルタの平面図、ＢはＡのＸ−Ｘ断面図である。Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an embodiment of the present invention, in which A is a plan view of a surface acoustic wave resonator filter in which an input / output comb-shaped electrode and a reflector electrode are formed on an X-112 ° Y LiTa03 substrate, B is a XX sectional view of A.
【００１０】同図において、１は本実施例の弾性表面波
共振子フィルタである。２はＸ−１１２°Ｙ ＬｉＴａ
０3 基板で、この基板２には、入出力くし型電極４ａ、
４ｂ、および入出力くし型電極５ａ、５ｂが近接して設
けられている。４ｃ、４ｄは入力くし型電極４ａ、４ｂ
のそれぞれの露出電極端子である。５ｃ、５ｄは出力く
し型電極５ａ、５ｂのそれぞれの露出電極端子である。
この露出電極端子４ｃ、５ｃはそれぞれ入出力端子８、
９に接続される。そして、露出電極端子４ｄ、５ｄはア
ースに接続される。入出力くし型電極４ａ、４ｂおよび
入出力くし型電極５ａ、５ｂの外側には、それぞれ反射
器電極６、７が設けられる。これらのくし型電極４ａ、
４ｂ、５ａ、５ｂ、露出電極端子４ｃ、４ｄ、５ｃ、５
ｄおよび反射器電極６、７は、ＸカットＹ軸１１２°Ｌ
ｉＴａ０3 基板２上に、Ａｌ金属を表面波波長の２〜５
％の厚さに成膜した後、フォトエッチング工程を経てλ
／２等ピッチに形成される。このＡｌ金属の膜厚比の選
定理由については、後述される。さらに、これらのくし
型電極４ａ、４ｂ、５ａ、５ｂ、反射器電極６、７およ
び基板２の上に、図１Ｂに示すように、表面波波長の５
〜１５％の厚さのＳｉＯ2 膜３が形成される。このＳｉ
Ｏ2 膜厚比の選定理由については、後述される。なお、
露出電極端子４ｃ、４ｄ、５ｃ、５ｄは、例えば、ＣＦ
4 プラズマ中でイオンエッチングによりＳｉＯ2 膜を部
分的に除去するか、または、ＳｉＯ2形成時にマスクを
用いて露出させておけばよい。In the figure, reference numeral 1 is a surface acoustic wave resonator filter of this embodiment. 2 is X-112 ° Y LiTa
0 3 in the substrate, on the substrate 2, input and output interdigital electrodes 4a,
4b and input / output comb-shaped electrodes 5a and 5b are provided close to each other. 4c and 4d are input comb-shaped electrodes 4a and 4b.
Of each exposed electrode terminal. Reference numerals 5c and 5d denote exposed electrode terminals of the output comb electrodes 5a and 5b, respectively.
The exposed electrode terminals 4c and 5c are the input / output terminals 8 and
9 is connected. The exposed electrode terminals 4d and 5d are connected to the ground. Reflector electrodes 6 and 7 are provided outside the input / output comb electrodes 4a and 4b and the input / output comb electrodes 5a and 5b, respectively. These comb-shaped electrodes 4a,
4b, 5a, 5b, exposed electrode terminals 4c, 4d, 5c, 5
d and the reflector electrodes 6 and 7 are X-cut Y-axis 112 ° L
On the iTaO 3 substrate 2, Al metal is used for the surface wave wavelength of 2 to 5
% Film thickness, and then a photo-etching process
It is formed at a pitch of / 2. The reason for selecting the film thickness ratio of the Al metal will be described later. In addition, as shown in FIG.
The SiO 2 film 3 having a thickness of ˜15% is formed. This Si
The reason for selecting the O 2 film thickness ratio will be described later. In addition,
The exposed electrode terminals 4c, 4d, 5c and 5d are made of CF, for example.
4 The SiO 2 film may be partially removed by ion etching in plasma, or it may be exposed by using a mask when forming SiO 2 .
【００１１】図２は、表面波の波長λとＳｉＯ2 の膜厚
Ｈとの比Ｈ／λを１０％に固定した場合において、表面
波の波長λとＡｌ電極膜厚Ｔとの比Ｔ／λに対する中心
周波数の温度係数Ａと、エネルギー閉じ込め型弾性表面
波共振子フィルタにおいて、共振子のＱを向上させるた
めに、十分にエネルギーを閉じ込めるのに必要な反射器
電極数Ｂとを示す実験値である。FIG. 2 shows the ratio T / of the wavelength λ of the surface wave and the film thickness T of the Al electrode when the ratio H / λ of the wavelength λ of the surface wave and the film thickness H of SiO 2 is fixed to 10%. Experimental value showing the temperature coefficient A of the center frequency with respect to λ, and the number B of reflector electrodes required to sufficiently confine energy in order to improve the Q of the resonator in the energy confinement type surface acoustic wave resonator filter. Is.
【００１２】温度係数Ａの曲線は、電極膜厚比Ｔ／λが
３％以下では、電極の膜厚に係わらずほぼ同じ温度係数
を示すが、比Ｔ／λが３％を越えると電極の膜厚に反比
例して悪くなっている。そして、電極膜厚比Ｔ／λが５
％のとき、−１８ｐｐｍ／℃となり、この値は前記従来
例における温度係数である。したがって、従来例におけ
る温度係数ー１８ｐｐｍ／℃まで許容するならば、電極
膜厚比Ｔ／λは５％が限界値となる。なお、もっと小さ
い温度係数をのぞむならば、電極膜厚比Ｔ／λは３％が
選択される。The curve of the temperature coefficient A shows almost the same temperature coefficient irrespective of the electrode film thickness when the electrode film thickness ratio T / λ is 3% or less, but when the ratio T / λ exceeds 3%. It is worse in inverse proportion to the film thickness. The electrode film thickness ratio T / λ is 5
%, It becomes −18 ppm / ° C., and this value is the temperature coefficient in the conventional example. Therefore, if the temperature coefficient of -18 ppm / ° C. in the conventional example is allowed, the electrode film thickness ratio T / λ has a limit value of 5%. If a smaller temperature coefficient is desired, the electrode film thickness ratio T / λ of 3% is selected.
【００１３】一方、反射器電極数Ｂの曲線は、エネルギ
ー閉じ込め型弾性表面波共振子フィルタにおいて、十分
にエネルギーを閉じ込めようとすると、反射器電極数と
電極膜厚比Ｔ／λとの関係が、ほぼ反比例の関係にある
ことを示している。したがって、電極膜厚比Ｔ／λが小
さいほど、温度係数はよくなるので、よいのであるが、
反対に反射器電極数が多くなってフィルタが大きくなる
ので、小型化のために適正な反射器電極数が選定され
る。本実施例においては、この適正な反射器電極数を次
のようにして決定する。即ち、デバイスの小形化を図る
ためにチップサイズを１０ｍｍ以下とすると、後述する
ように、くし型電極は５６対以上必要であり、７１ＭＨ
ｚ帯では表面波の波長が約４７μｍとなるので、リフレ
クタの許容できるサイズは約７．４ｍｍとなる。このこ
とから、リフレクタの本数は、約１５０本以下と選定で
きる。したがって、温度係数と反射器電極数とから、電
極膜厚比Ｔ／λは以下のように選択される。 ２％≦Ｔ／λ≦５％ つぎに、図３は、図１に示す実施例において、電極膜厚
比Ｔ／λをパラメータとして、表面波の波長λとＳｉＯ
2 の膜厚Ｈとの膜厚比Ｈ／λに対する中心周波数の温度
係数Ｃと電気機械結合係数Ｄを計算により求めたもので
ある。On the other hand, the curve of the number B of reflector electrodes shows the relationship between the number of reflector electrodes and the electrode film thickness ratio T / λ when energy is sufficiently confined in the energy trap type surface acoustic wave resonator filter. , Have a nearly inverse relationship. Therefore, the smaller the electrode film thickness ratio T / λ, the better the temperature coefficient, which is better.
On the contrary, since the number of reflector electrodes increases and the filter becomes large, an appropriate number of reflector electrodes is selected for downsizing. In this embodiment, the appropriate number of reflector electrodes is determined as follows. That is, if the chip size is set to 10 mm or less in order to miniaturize the device, 56 pairs or more of comb electrodes are required, as will be described later.
Since the wavelength of the surface wave is about 47 μm in the z band, the allowable size of the reflector is about 7.4 mm. From this, the number of reflectors can be selected to be about 150 or less. Therefore, the electrode film thickness ratio T / λ is selected as follows from the temperature coefficient and the number of reflector electrodes. 2% ≦ T / λ ≦ 5% Next, FIG. 3 shows the wavelength λ of the surface wave and the SiO 2 in the embodiment shown in FIG. 1 with the electrode film thickness ratio T / λ as a parameter.
The temperature coefficient C and the electromechanical coupling coefficient D of the center frequency with respect to the film thickness ratio H / λ with the film thickness H of 2 are obtained by calculation.
【００１４】温度係数Ｃの曲線は、ＳｉＯ2 膜厚比Ｈ／
λが１０％の付近において、最良値を示し、ＳｉＯ2 膜
厚比Ｈ／λがこの値より小さくなっても、大きくなって
も、温度係数は悪くなり、電極膜厚比Ｔ／λのパラメー
タが５％を越えると温度係数には改善が見られないこと
を示している。また、このＳｉＯ2 膜厚比Ｈ／λが１５
％を越えると、表面波の音速がＳｉＯ2 の音速より速く
なり、波のモードがレイリー波からリーキー波に変換さ
れて表面波は減衰してしまうので、その上限が選定され
る。また、ＳｉＯ2 膜厚比Ｈ／λが５％以下では、温度
特性の改善はほとんど見られないので、その下限が選定
される。したがって、上記の理由から、ＳｉＯ2 膜厚比
Ｈ／λは下記のようになる。 ５％≦Ｈ／λ≦１５％ なお、より小さい温度係数を望むならば、ＳｉＯ2 膜厚
比Ｈ／λの下限が８％、上限が１３％となる。The curve of the temperature coefficient C is the SiO 2 film thickness ratio H /
When λ is in the vicinity of 10%, it shows the best value. If the SiO 2 film thickness ratio H / λ becomes smaller or larger than this value, the temperature coefficient becomes worse, and the parameter of the electrode film thickness ratio T / λ becomes smaller. Indicates that no improvement is seen in the temperature coefficient when exceeds 5%. Further, this SiO 2 film thickness ratio H / λ is 15
When the ratio exceeds%, the speed of sound of the surface wave becomes faster than that of SiO 2 , the mode of the wave is converted from the Rayleigh wave to the leaky wave, and the surface wave is attenuated. Therefore, the upper limit is selected. Further, when the SiO 2 film thickness ratio H / λ is 5% or less, almost no improvement in temperature characteristics is observed, so the lower limit is selected. Therefore, for the above reason, the SiO 2 film thickness ratio H / λ is as follows. 5% ≦ H / λ ≦ 15% If a smaller temperature coefficient is desired, the lower limit of the SiO 2 film thickness ratio H / λ is 8% and the upper limit thereof is 13%.
【００１５】一方、電気機械結合係数Ｄの曲線は、Ｈ／
λ≦１５％以下において、ＳｉＯ2膜厚比Ｈ／λに比例
して増加するため、ＳｉＯ2 膜厚を大きくすることによ
り、広帯域化が図れる。On the other hand, the curve of the electromechanical coupling coefficient D is H /
When λ ≦ 15% or less, the ratio increases in proportion to the SiO 2 film thickness ratio H / λ, so that by increasing the SiO 2 film thickness, a wider band can be achieved.
【００１６】つぎに、図４は、入出力くし型電極総対数
Ｎｔに対する３ｄＢ比帯域幅ＥとリップルＦの実験結果
の特性図である。Next, FIG. 4 is a characteristic diagram of experimental results of the 3 dB ratio bandwidth E and the ripple F with respect to the total number of pairs of input / output comb electrodes Nt.
【００１７】この比帯域幅ＥおよびリップルＦの曲線
は、電極総対数Ｎｔに対して、いづれも反比例の関係に
あることを示している。例えば、このフィルタをＧＳＭ
用の７１ＭＨｚ帯に適用する場合には、諸々の公差をを
含めると、３２０ＫＨｚの帯域幅が必要であるが、この
ときの比帯域幅は０．４５％となり、この値に対応する
総電極対数Ｎｔは１０６対となる。一方、リップルは実
用上１ｄＢ以下に押さえなければならないことを考慮す
ると、この値に対応する総電極対数Ｎｔは５６対とな
る。したがって、総電極対数Ｎｔの上限は、比帯域幅か
ら規制されて１０６対となり、下限は、リップルから規
制されて５６対となる。したがって、電極総対数Ｎｔの
範囲は下記のようになる。The curves of the specific bandwidth E and the ripple F show that they are in inverse proportion to the total number of electrode pairs Nt. For example, this filter
In the case of applying to the 71 MHz band for use in the application, including various tolerances, a bandwidth of 320 KHz is required, but the specific bandwidth at this time is 0.45%, and the total number of electrode pairs corresponding to this value is 0.45%. Nt is 106 pairs. On the other hand, considering that the ripple must be suppressed to 1 dB or less for practical purposes, the total number of electrode pairs Nt corresponding to this value is 56 pairs. Therefore, the upper limit of the total number Nt of electrode pairs is regulated by the specific bandwidth to be 106 pairs, and the lower limit is regulated by the ripple to be 56 pairs. Therefore, the range of the total number of electrode pairs Nt is as follows.
【００１８】５６≦Ｎｔ≦１０６ 図５は、電極交叉幅と横高次モードの基本構成を示す概
念図である。同図において、Ｗは電極交叉幅を、Ｓ0 は
０次Ｓモードを、Ｓ2 は２次Ｓモードをそれぞれ示す。
横モードスプリアスは、電極交差幅Ｗ部分の表面波の伝
播速度が、その両外側の部分より、低下している場合、
その幅方向に基本（０次）モードと、１次モード、２次
モード等の高次モードが励起されて、通過帯域内に発生
するものである。しかし、奇数次モードは逆相になるた
め、打ち消され、偶数次（対称）モードのみスプリアス
として存在することになる。56.ltoreq.Nt.ltoreq.106 FIG. 5 is a conceptual diagram showing the basic structure of the electrode crossing width and the lateral higher order mode. In the figure, W is the electrode crossing width, S 0 is the 0th-order S mode, and S 2 is the second-order S mode.
In the transverse mode spurious, when the propagation velocity of the surface wave in the electrode crossing width W portion is lower than that in both outer side portions,
A fundamental (0th order) mode and a higher order mode such as a first order mode and a second order mode are excited in the width direction and are generated in the pass band. However, since the odd-order modes have opposite phases, they are canceled and only the even-order (symmetric) modes exist as spurs.
【００１９】図６は表面波波長λと電極交叉幅Ｗとの比
Ｗ／λに対する中心周波数ｆ0 と横モードスプリアスの
発生する周波数ｆｓとの比ｆ0 ／ｆｓの関係を示したも
のである。同図において、Ｓ0 、Ｓ2 、Ｓ4 は上記の偶
数次（対称）モードを、Ａ１、Ａ３は奇数次モードを、
それぞれ示すものである。比帯域幅０．４５％以内の通
過帯域内にスプリアスを発生させないためには、図６よ
り電極交叉幅比Ｗ／λが１２以下であればよい。即ち、
以下の式で現される。FIG. 6 shows the relationship of the ratio f 0 / fs of the center frequency f 0 and the frequency fs at which the transverse mode spurious is generated to the ratio W / λ of the surface wave wavelength λ and the electrode crossing width W. . In the figure, S 0 , S 2 , and S 4 are the above even-order (symmetrical) modes, and A 1 and A 3 are the odd-order modes,
They are shown respectively. In order to prevent spurious emission from occurring within the pass band having a specific bandwidth of 0.45% or less, it is sufficient that the electrode crossing width ratio W / λ is 12 or less from FIG. That is,
It is expressed by the following formula.
【００２０】Ｗ／λ≦１２ 以上のように、Ｘ−１１２°Ｙ ＬｉＴａ０3 基板を用
いて、小型で温度特性に優れ、電気機械結合係数が大き
く、したがって比帯域幅が大きく、リップルが少なく
て、そして横モードスプリアスを低減させた弾性表面波
共振子フィルタを実現するためには、以上のように、い
くつかの特性項目において非常に限定された設計条件が
必要となる。W / λ ≦ 12 As described above, by using the X-112 ° Y LiTaO 3 substrate, the size is small and the temperature characteristics are excellent, the electromechanical coupling coefficient is large, and therefore the specific bandwidth is large and the ripple is small. In order to realize the surface acoustic wave resonator filter with reduced transverse mode spurious, as described above, very limited design conditions are required for some characteristic items.
【００２１】以上のような設計条件を基に得られた本発
明の具体的実施例について、つぎに説明する。Ｘカット
ＬｉＴａＯ3 基板上に、Ａｌ電極膜厚比Ｔ／λ＝３％、
ＳｉＯ2 膜厚比Ｈ／λ＝１０％、および電極総対数Ｎ
ｔ、電極交叉幅比Ｗ／λの値を、上記実施例範囲に設定
して一段の弾性表面波共振子フィルタを構成し、これを
３段縦続接続して３段縦続接続弾性表面波共振子フィル
タを構成した。この３段縦続接続弾性表面波共振子フィ
ルタの中心周波数の温度変化特性を図７の曲線Ｇに、並
びに帯域内特性とスプリアス特性を図８および図９に、
それぞれ示す。Specific examples of the present invention obtained based on the above design conditions will be described below. On the X-cut LiTaO 3 substrate, the Al electrode film thickness ratio T / λ = 3%,
SiO 2 film thickness ratio H / λ = 10%, and total number of electrode pairs N
t and the value of the electrode crossing width ratio W / λ are set within the range of the above-described embodiment to form a one-stage surface acoustic wave resonator filter, which is cascade-connected in three stages to form a three-stage cascaded surface acoustic wave resonator. Configured the filter. The temperature change characteristics of the center frequency of this three-stage cascade connection surface acoustic wave resonator filter are shown in the curve G of FIG. 7, and the in-band characteristics and spurious characteristics are shown in FIGS. 8 and 9.
Shown respectively.
【００２２】一方、従来例として、図７の温度変化特性
の曲線Ｈ、並びに図１０の帯域内特性、図１１のスプリ
アス特性を、本発明の具体的実施例と比較するために示
す。この従来例は、特に、広帯域を得るために各段間に
伸長Ｌを入れた３段縦続接続弾性表面波共振子フィルタ
である。On the other hand, as a conventional example, the curve H of the temperature change characteristic of FIG. 7, the in-band characteristic of FIG. 10 and the spurious characteristic of FIG. 11 are shown for comparison with a specific embodiment of the present invention. This conventional example is, in particular, a three-stage cascade connection surface acoustic wave resonator filter in which an extension L is inserted between each stage in order to obtain a wide band.
【００２３】図７において、中心周波数の温度変化特性
は、従来例が−１９ｐｐｍ／℃であるのに対し、本実施
例Ｇが−７ｐｐｍ／℃で、より改善されていることが理
解される。また、図８および図１０において、本実施例
は、ピークから３ｄＢの帯域幅が、４２０ＫＨｚあっ
て、比帯域幅も０．５９％得られ、従来例のように、伸
長Ｌを使用せずして、帯域幅が拡大されており、また、
本実施例は、図９および図１１において、横モードスプ
リアスも抑圧されており、隣接チャンネルの７１ＭＨｚ
±４００ｋＨｚの地点で、３０ｄＢ以上の減衰量が得ら
れていることが理解される。また、本実施例は、従来の
トランスバーサル型フィルタに比べて、面積比で３４％
の小型化を実現している。In FIG. 7, it is understood that the temperature variation characteristic of the center frequency is −19 ppm / ° C. in the conventional example, whereas it is −7 ppm / ° C. in Example G, which is further improved. Further, in FIGS. 8 and 10, in the present embodiment, the bandwidth of 3 dB from the peak is 420 KHz, and the specific bandwidth is also 0.59%, so that the extension L is not used unlike the conventional example. Bandwidth has been expanded, and
In this embodiment, in FIG. 9 and FIG. 11, the transverse mode spurious is also suppressed and the adjacent channel 71 MHz
It is understood that the attenuation amount of 30 dB or more is obtained at the point of ± 400 kHz. In addition, this embodiment has an area ratio of 34% as compared with the conventional transversal filter.
The miniaturization of
【００２４】なお、以上説明した弾性表面波共振子フィ
ルタについては、ＸカットＬｉＴａＯ3 基板上に、くし
型電極を２組備えた実験例を示したが、これは縦０次モ
ードと縦１次モードを使った共振子フィルタを構成する
ためであり、さらに広帯域な共振子フィルタを構成する
場合には、高次のモードを利用して、くし型電極も２組
に限らず３組以上でもよい。Regarding the surface acoustic wave resonator filter described above, an experimental example in which two sets of comb-shaped electrodes are provided on an X-cut LiTaO 3 substrate is shown. This is a vertical zero-order mode and a vertical first-order mode. This is for constructing a resonator filter using modes. When constructing a resonator filter with a wider band, higher order modes are used, and the number of comb electrodes is not limited to two, but may be three or more. .
【００２５】以上の実施例においては、ヨーロッパのデ
ジタル自動車電話のＧＳＭを例に取って説明したが、本
発明は、ＧＳＭの移動体通信機用に限らず通信機全般の
フィルタについて適用されるものである。In the above embodiments, the GSM of the European digital car telephone has been described as an example, but the present invention is applied not only to the mobile communication device of GSM but also to the filters of all communication devices. Is.
【００２６】[0026]
【発明の効果】本発明は、表面波の波長λに対しＳｉＯ
2 膜厚を適正値に選定し、かつ、表面波の波長λに対し
電極膜厚を適正値に選定するので、周波数温度特性の改
善により、製造上の公差も緩くなり、良品率が向上す
る。また、電気機械結合係数の増加したがって通過帯域
特性の広帯域化が図られ、および反射器電極数の低減し
たがって小型化も実現する。According to the present invention, the wavelength of the surface wave λ is SiO.
(2) Since the film thickness is selected to an appropriate value and the electrode film thickness is selected to an appropriate value for the wavelength λ of the surface wave, the frequency temperature characteristics are improved, manufacturing tolerances are relaxed, and the yield rate is improved. . In addition, the electromechanical coupling coefficient is increased, so that the pass band characteristic is broadened, and the number of reflector electrodes is decreased, and the size is reduced.
【００２７】また、本発明は、総電極対数を適正値に選
定し、および表面波の波長λに対し電極交叉幅を適正値
に選定するので、比帯域幅の拡大、並びにリップルおよ
び横モードスプリアスが改善される。Further, according to the present invention, since the total number of electrode pairs is selected to be an appropriate value and the electrode crossing width is selected to be an appropriate value with respect to the wavelength λ of the surface wave, the specific bandwidth is expanded and the ripple and the transverse mode spurious are suppressed. Is improved.
【図１】 本発明の一実施例を示すもので、そのうちＡ
はＸカットＹ軸１１２°ＬｉＴａ０３基板に、入出力く
し型電極および反射器電極が形成された弾性表面波共振
子フィルタの平面図、ＢはＡのＸ−Ｘ断面図1 shows an embodiment of the present invention, in which A
Is a plan view of a surface acoustic wave resonator filter in which an input / output comb-shaped electrode and a reflector electrode are formed on an X-cut Y-axis 112 ° LiTa03 substrate, and B is a cross-sectional view taken along line X-X of A.
【図２】 表面波の波長λとＳｉＯ2 の膜厚Ｈとの比Ｈ
／λを１０％に固定した場合において、表面波の波長λ
とＡｌ電極膜厚Ｔとの比Ｔ／λに対する中心周波数の温
度係数Ａとエネルギー閉じ込めに必要な反射器電極数Ｂ
を示す実験値を示す図FIG. 2 is a ratio H between the wavelength λ of the surface wave and the film thickness H of SiO 2.
When / λ is fixed at 10%, the wavelength λ of the surface wave
Temperature coefficient A of the center frequency to the ratio T / λ of the Al electrode film thickness T and the number of reflector electrodes B necessary for energy confinement
Figure showing experimental values
【図３】 図１に示す実施例において、電極膜厚比Ｔ／
λをパラメータとして、表面波の波長λとＳｉＯ2 の膜
厚Ｈとの膜厚比Ｈ／λに対する中心周波数の温度係数Ｃ
と電気機械結合係数Ｄのシュミュレーションを示す図FIG. 3 shows an electrode film thickness ratio T / in the embodiment shown in FIG.
Using λ as a parameter, the temperature coefficient C of the center frequency with respect to the film thickness ratio H / λ between the wavelength λ of the surface wave and the film thickness H of SiO 2.
And a diagram showing a simulation of electromechanical coupling coefficient D
【図４】 入出力くし型電極総対数Ｎｔに対する３ｄＢ
比帯域幅ＥとリップルＦの実験結果を示す図FIG. 4 is 3 dB for the total number of pairs of input / output comb electrodes Nt.
The figure which shows the experimental result of specific bandwidth E and ripple F
【図５】 電極交叉幅と横高次モードの基本構成を示す
概念図FIG. 5 is a conceptual diagram showing a basic configuration of an electrode crossing width and a lateral higher order mode.
【図６】 表面波波長λと電極交叉幅Ｗとの比Ｗ／λに
対する中心周波数ｆ0と横モードスプリアス周波数ｆｓ
との比ｆ0 ／ｆｓの関係を示す図FIG. 6 shows a center frequency f 0 and a transverse mode spurious frequency fs with respect to a ratio W / λ of a surface wave wavelength λ and an electrode crossing width W.
Showing the relationship of the ratio f 0 / fs with
【図７】 従来の弾性表面波共振子フィルタと本実施例
の弾性表面波共振子フィルタの温度に対する中心周波数
温度変化の比較特性図FIG. 7 is a comparative characteristic diagram of a change in center frequency with temperature of a conventional surface acoustic wave resonator filter and a surface acoustic wave resonator filter of the present embodiment.
【図８】 本実施例の周波数に対する振幅特性およびＧ
ＤＴ特性図FIG. 8 is an amplitude characteristic with respect to frequency and G in the present embodiment.
DT characteristic chart
【図９】 図８の広い周波数スパンにおけるスプリアス
特性図FIG. 9 is a spurious characteristic diagram in a wide frequency span of FIG.
【図１０】 従来例の周波数に対する振幅特性およびＧ
ＤＴ特性図FIG. 10 shows amplitude characteristics and G with respect to frequency in a conventional example.
DT characteristic chart
【図１１】 図１０の広い周波数スパンにおけるスプリ
アス特性図11 is a spurious characteristic diagram in a wide frequency span of FIG.
１ 弾性表面波共振子フィル
タ ２ ＸカットＹ軸１１２°Ｌ
ｉＴａ０3 基板 ３ ＳｉＯ2 ４ａ、４ｂ、５ａ、５ｂ くし型電極 ４ｃ、４ｄ、５ｃ、５ｄ 露出電極端子 ６、７ 反射器電極 ８、９ 入出力電極1 Surface acoustic wave resonator filter 2 X-cut Y-axis 112 ° L
iTa0 3 substrate 3 SiO 2 4a, 4b, 5a, 5b Comb type electrode 4c, 4d, 5c, 5d Exposed electrode terminal 6, 7 Reflector electrode 8, 9 Input / output electrode
Claims (3)
対しほぼ１１２°方向に弾性表面波が伝播するように、
２組の入出力くし型電極、この入出力くし型電極の両側
に反射器電極が、それぞれ形成された弾性表面波共振子
フィルタにおいて、 表面波の波長λに対し、前記入出力くし型電極および反
射器電極の膜厚Ｔの比Ｔ／λを、 ２％≦Ｔ／λ≦５％ とし、この入出力くし型電極、反射器電極および前記基
板上に、ＳｉＯ2 を形成して、表面波の波長λに対し、
前記ＳｉＯ2 の膜厚Ｈの比Ｈ／λを、 ５％≦Ｈ／λ≦１５％ としたことを特徴とする弾性表面波共振子フィルタ。1. A surface acoustic wave is propagated on an X-cut LiTaO 3 substrate in a direction of about 112 ° with respect to the Y-axis.
In a surface acoustic wave resonator filter having two sets of input / output comb-shaped electrodes and reflector electrodes formed on both sides of the input / output comb-shaped electrodes, the input / output comb-shaped electrodes and The ratio T / λ of the thickness T of the reflector electrode is set to 2% ≦ T / λ ≦ 5%, and SiO 2 is formed on the input / output comb-shaped electrode, the reflector electrode and the substrate, and the surface wave is formed. For the wavelength λ of
A surface acoustic wave resonator filter characterized in that a ratio H / λ of the film thickness H of SiO 2 is set to 5% ≦ H / λ ≦ 15%.
タにおいて、前記くし型電極の総電極対数Ｎｔを、 ５６≦Ｎｔ≦１０６ とし、および、表面波の波長λに対し、くし型電極の電
極交叉幅Ｗの比Ｗ／λを、 Ｗ／λ≦１２ としたことを特徴とする弾性表面波共振子フィルタ。2. The surface acoustic wave resonator filter according to claim 1, wherein the total number of electrode pairs Nt of the comb-shaped electrodes is 56 ≦ Nt ≦ 106, and the comb-shaped electrodes are arranged with respect to the wavelength λ of the surface wave. A surface acoustic wave resonator filter, wherein a ratio W / λ of the electrode crossing width W is set to W / λ ≦ 12.
波共振子フィルタを一段として、これを複数縦続接続し
た弾性表面波共振子フィルタ。3. A surface acoustic wave resonator filter in which a plurality of the surface acoustic wave resonator filters according to claim 1 or 2 are connected in cascade.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4401194A JPH07254835A (en) | 1994-03-15 | 1994-03-15 | Surface acoustic wave resonator filter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP4401194A JPH07254835A (en) | 1994-03-15 | 1994-03-15 | Surface acoustic wave resonator filter |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07254835A true JPH07254835A (en) | 1995-10-03 |
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ID=12679754
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4401194A Pending JPH07254835A (en) | 1994-03-15 | 1994-03-15 | Surface acoustic wave resonator filter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07254835A (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6140890A (en) * | 1997-11-12 | 2000-10-31 | Nec Corporation | Saw filter with multiple reflector pairs |
| JP2006203839A (en) * | 2005-01-23 | 2006-08-03 | Kazuhiko Yamanouchi | Surface acoustic wave substrate having temperature highly stable diaphragm structure and surface acoustic wave function element using the substrate |
| US7209018B2 (en) * | 2003-01-27 | 2007-04-24 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Surface acoustic wave device |
| WO2009069421A1 (en) * | 2007-11-28 | 2009-06-04 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Elastic wave device |
| WO2009078089A1 (en) * | 2007-12-17 | 2009-06-25 | Fujitsu Limited | Elastic wave device, communication module, and communication apparatus |
| US8427032B2 (en) | 2009-07-17 | 2013-04-23 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Surface acoustic wave device |
| JPWO2021157714A1 (en) * | 2020-02-06 | 2021-08-12 |
-
1994
- 1994-03-15 JP JP4401194A patent/JPH07254835A/en active Pending
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6140890A (en) * | 1997-11-12 | 2000-10-31 | Nec Corporation | Saw filter with multiple reflector pairs |
| US7209018B2 (en) * | 2003-01-27 | 2007-04-24 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Surface acoustic wave device |
| US7345400B2 (en) | 2003-01-27 | 2008-03-18 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Surface acoustic wave device |
| JP2006203839A (en) * | 2005-01-23 | 2006-08-03 | Kazuhiko Yamanouchi | Surface acoustic wave substrate having temperature highly stable diaphragm structure and surface acoustic wave function element using the substrate |
| JP5158092B2 (en) * | 2007-11-28 | 2013-03-06 | 株式会社村田製作所 | Elastic wave device |
| US8120230B2 (en) | 2007-11-28 | 2012-02-21 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Acoustic wave device |
| WO2009069421A1 (en) * | 2007-11-28 | 2009-06-04 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Elastic wave device |
| WO2009078089A1 (en) * | 2007-12-17 | 2009-06-25 | Fujitsu Limited | Elastic wave device, communication module, and communication apparatus |
| US7977848B2 (en) | 2007-12-17 | 2011-07-12 | Taiyo Yuden Co., Ltd. | Planar surface acoustic wave device, communication module, and communication apparatus |
| JP4943514B2 (en) * | 2007-12-17 | 2012-05-30 | 太陽誘電株式会社 | Elastic wave device, communication module, and communication apparatus |
| US8427032B2 (en) | 2009-07-17 | 2013-04-23 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Surface acoustic wave device |
| DE112010003229T5 (en) | 2009-07-17 | 2013-06-27 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Surface acoustic wave device |
| DE112010003229B4 (en) * | 2009-07-17 | 2015-07-30 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Surface acoustic wave device |
| JPWO2021157714A1 (en) * | 2020-02-06 | 2021-08-12 |
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