JPWO2004070946A1 - 弾性境界波装置 - Google Patents
弾性境界波装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JPWO2004070946A1 JPWO2004070946A1 JP2004567901A JP2004567901A JPWO2004070946A1 JP WO2004070946 A1 JPWO2004070946 A1 JP WO2004070946A1 JP 2004567901 A JP2004567901 A JP 2004567901A JP 2004567901 A JP2004567901 A JP 2004567901A JP WO2004070946 A1 JPWO2004070946 A1 JP WO2004070946A1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- boundary
- electrode
- acoustic wave
- wave
- boundary acoustic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 claims abstract description 45
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229910013641 LiNbO 3 Inorganic materials 0.000 claims description 133
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 108
- 238000010897 surface acoustic wave method Methods 0.000 claims description 12
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 7
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 5
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 5
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N zinc oxide Inorganic materials [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 8
- 239000010408 film Substances 0.000 description 114
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 105
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 72
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 63
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 63
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 63
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 30
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 16
- 239000000463 material Substances 0.000 description 14
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 13
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 8
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 7
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 6
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 6
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 6
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 4
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 2
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 238000011982 device technology Methods 0.000 description 2
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 2
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 2
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 2
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 2
- JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N Ethyl urethane Chemical compound CCOC(N)=O JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- VNNRSPGTAMTISX-UHFFFAOYSA-N chromium nickel Chemical compound [Cr].[Ni] VNNRSPGTAMTISX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- 229910001120 nichrome Inorganic materials 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/0222—Details of interface-acoustic, boundary, pseudo-acoustic or Stonely wave devices
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/25—Constructional features of resonators using surface acoustic waves
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/02535—Details of surface acoustic wave devices
- H03H9/02543—Characteristics of substrate, e.g. cutting angles
- H03H9/02559—Characteristics of substrate, e.g. cutting angles of lithium niobate or lithium-tantalate substrates
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/125—Driving means, e.g. electrodes, coils
- H03H9/145—Driving means, e.g. electrodes, coils for networks using surface acoustic waves
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
- Paper (AREA)
- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
- Soil Working Implements (AREA)
- Golf Clubs (AREA)
- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
Abstract
Description
弾性表面波は、媒質表面を伝搬するため、媒質の表面状態の変化に敏感である。従って、媒質の弾性表面波伝搬面を保護するために、該伝搬面に臨む空洞を設けたパッケージに弾性表面波素子が気密封止されていた。このような空洞を有するパッケージが用いられていたため、弾性表面波装置のコストは高くならざるを得なかった。また、パッケージの寸法は、弾性表面波素子の寸法よりも大幅に大きくなるため、弾性表面波装置は大きくならざるを得なかった。
他方、弾性波の中には、上記弾性表面波以外に、固体間の境界を伝搬する弾性境界波が存在する。
例えば、文献「Piezoelectric Acoustic Boundary Waves Propagating Along the Interface Between SiO2 and LiTaO3」IEEE Trans.Sonics and ultrason.,VOL.SU−25,No.6,1978 IEEEには、126°回転Y板X伝搬のLiTaO3基板上にIDTが形成されており、IDTとLiTaO3基板上にSiO2膜が所定の厚みに形成されている弾性境界波装置が開示されている。ここでは、ストンリー波と称されているSV+P型の弾性境界波が伝搬することが示されている。なお、「Piezoelectric Acoustic Boundary Waves Propagating Along the Interface Between SiO2 and LiTaO3」IEEE Trans.Sonics and ultrason.,VOL.SU−25,No.6,1978 IEEEでは、上記SiO2膜の膜厚を1.0λ(λは弾性境界波の波長)とした場合、電気機械結合係数は2%になることが示されている。
弾性境界波は、固体間の境界部分にエネルギーが集中した状態で伝搬する。従って、上記LiTaO3基板の底面及びSiO2膜の表面にはエネルギーがほとんど存在しないため、基板や薄膜の表面状態の変化により特性が変化しない。従って、空洞形成パッケージを省略することができ、弾性波装置のサイズを低減することができる。
また、文献「Si/SiO2/LiNbO3構造を伝搬する高圧電性境界波」(第26回EMシンポジウム,H9年5月,pp53−58)には、[001]−Si(110)/SiO2/YカットX伝搬LiNbO3構造を伝搬するSH型境界波が示されている。このSH型境界波は、上記ストンリー波と比べて、電気機械結合係数k2が大きいという特徴を有する。また、SH型境界波においても、ストンリー波の場合と同様に、空洞形成パッケージを省略することができる。さらに、SH型境界波は、SH型の波動であるため、IDT反射器を構成するストリップの反射係数がストンリー波の場合に比べて大きいことが予想される。従って、例えば共振子や共振器型フィルタを構成した場合、SH型境界波を利用することにより、小型化を図ることができ、かつより急峻な特性の得られることが期待される。
弾性境界波装置では、電気機械結合係数が大きいこと、伝搬損失、パワーフロー角及び周波数温度係数が小さいことが求められる。弾性境界波の伝搬に伴う損失、すなわち、伝搬損失は、境界波フィルタの挿入損失を劣化させたり、境界波共振子の共振抵抗や共振周波数におけるインピーダンスと***振周波数におけるインピーダンスのインピーダンス比を劣化させたりする。従って、伝搬損失は小さいほど望ましい。
パワーフロー角は、境界波の位相速度の方向と、境界波のエネルギーが進む群速度の方向の違いを表す角度である。パワーフロー角が大きい場合、IDTをパワーフロー角に合わせて傾斜した状態に配置する必要がある。従って、電極設計が煩雑となる。また、角度ずれによる損失が発生し易くなる。
さらに、温度により境界波装置の動作周波数が変化すると、境界波フィルタの場合には、実用可能な通過帯域や阻止帯域が減少する。共振子の場合には、上記温度による動作周波数の変化は、発振回路を構成した場合の異常発振の原因となる。そのため、1℃あたりの周波数変化量TCFは小さいほど望ましい。
例えば、境界波を送受信する送信用IDTと受信用IDTとが設けられている領域の伝搬方向外側に反射器を配置することにより、低損失の共振器型フィルタを構成することができる。この共振器型フィルタの帯域幅は、境界波の電気機械結合係数に依存する。電気機械結合係数k2が大きければ広帯域のフィルタを得ることができ、小さければ狭帯域なフィルタとなる。従って、境界波装置に用いられる境界波の電気機械結合係数k2は、用途に応じて適切な値とすることが必要である。携帯電話のRFフィルタなどを構成するには、電気機械結合係数k2は5%以上であることが求められる。
しかしながら、「Piezoelectric Acoustic Boundary Waves Propagating Along the Interface Between SiO2 and LiTaO3」IEEE Trans.Sonics and ultrason.,VOL.SU−25,No.6,1978 IEEEに示されているストンリー波を用いた弾性境界波装置では、電気機械結合係数は2%と小さかった。
また、「Si/SiO2/LiNbO3構造を伝搬する高圧電性境界波」(第26回EMシンポジウム,H9年5月,pp53−58)に示されているSi/SiO2/LiNbO3構造において、実際に境界波を励振するには、特開平10−84247号公報の図1に示されているように、Si/SiO2/IDT/LiNbO3の複雑な4層構造とする必要があった。さらに、最良条件として、提示された[001]−Si(110)方位でSiを実際に配置する場合、特開平10−84247号公報に示されているように、難易度が高い貼り合わせ工法を用いなければならなかった。通常、量産に用いられる3インチ以上の径のウエハでは、貼り合わせ工法においてウエハを均質に貼り合わせることが困難である。また、貼り合わせ後に、チップ単位に切断する際に、剥離などの不具合が生じがちであった。
なお、SH型境界波では、文献「圧電性SHタイプ境界波に関する検討」電子情報通信学会技術研究報告 VOL.96,NO.249(US96 45−53)PAGE.21−26 1966に記載のように、等方体/BGSW基板において、等方体とBGSW基板の横波音速が近く、かつ密度比が小さく、さらに圧電性が強い条件を満たすことにより、SH型の境界波が得られることが示されている。
しかしながら、このような条件を満たす材料は限定されるため、境界波に要求される上述した各種性能及び特性を満足することは困難であった。例えば、「Si/SiO2/LiNbO3構造を伝搬する高圧電性境界波」(第26回EMシンポジウム,H9年5月,pp53−58)に開示されている[001]−Si(110)/X−LiNbO3構造では、製造時に難易度が高い貼り合わせ工法を用いなければならなかった。
第1の発明は、圧電体と、前記圧電体の一面に積層された誘電体と、前記圧電体と誘電体との間の境界に配置された電極とを備え、該境界を伝搬するSH型の弾性境界波を利用した弾性境界波装置において、前記誘電体を伝搬する遅い横波の音速及び前記圧電体を伝搬する遅い横波の音速よりもSH型弾性境界波の音速を低くするように、前記電極の厚みが決定されていることを特徴とする。
第2の発明は、圧電体と、前記圧電体の一面に積層された誘電体と、前記圧電体と誘電体との間の境界に配置された電極とを備え、該境界を伝搬するSH型の弾性境界波を利用した弾性境界波装置において、前記誘電体を伝搬する遅い横波の音速及び前記圧電体を伝搬する遅い横波の音速よりもSH型弾性境界波の音速を低くするように、前記電極を構成するストリップのデューティ比が決定されていることを特徴とする。
本願の第3の発明は、LiNbO3を主成分とする圧電体と、前記圧電体の一面に積層されている誘電体と、前記圧電体と前記誘電体との間の境界に配置された電極とを備え、該境界を伝搬するSH型の弾性境界波を利用した弾性境界波装置であって、前記LiNbO3を主成分とする圧電体のオイラー角(φ,θ,ψ)のφが−31〜+31°の範囲にあり、かつθ及びψが、下記の表1の点A01〜A13で囲まれた範囲にあることを特徴とする、弾性境界波装置である。
第3の発明のある特定の局面では、前記オイラー角のθ及びψが、下記の表2の点D01〜D07に囲まれた範囲にあることを特徴とする。
第3の発明の他の特定の局面では、前記誘電体を伝搬する遅い横波の音速及び前記圧電体を伝搬する遅い横波の音速よりもSH型弾性境界波の音速を低くするように、前記電極の厚みが決定されている。
第3の発明のさらに他の特定の局面では、前記誘電体を伝搬する遅い横波の音速及び前記圧電体を伝搬する遅い横波の音速よりもSH型弾性境界波の音速を低くするように、前記電極を構成するストリップのデューティ比が決定されている。
本願の第4の発明は、LiNbO3を主成分とする圧電体と、前記圧電体の一面に積層されており、SiO2を主成分とする誘電体と、前記圧電体と誘電体との間の境界に配置された電極とを備えた弾性境界波装置であって、前記電極の密度をρ(kg/m3)、電極の膜厚をH(λ)、弾性境界波の波長をλとしたときに、H>8261.744ρ−1.376であり、かつ前記圧電体のオイラー角が、(0°,90°,0°)〜(0°,90°,38°)、(0°,90°,142°)〜(0°,90°,180°)、(90°,90°,0°)〜(90°,90°,36°)、(90°,90°,140°)〜(90°,90°,180°)、(0°,55°,0°)〜(0°,134°,0°)、(90°,51°,0°)〜(90°,129°,0°)、(0°,90°,0°)〜(180°,90°,0°)の範囲であることを特徴とする。
第4の発明のある特定の局面では、前記圧電体のオイラー角は、下記の式(A)によって、境界波特性が実質上等価であるオイラー角とされている。
本願の第5の発明は、LiNbO3を主成分とする圧電体と、前記圧電体の一面に積層されており、SiO2を主成分とする誘電体と、前記圧電体と誘電体との間の境界に配置された電極とを備え、SH型の弾性境界波を利用した弾性境界波装置であって、前記電極の密度をρ(kg/m3)、電極の膜厚をH(λ)、弾性境界波の波長をλとしたときに、H>8261.744ρ−1.376とされていることを特徴とする。
第3〜第5の発明のある特定の局面では、上記電極の密度ρは、好ましくは、ρ>3745kg/m3の範囲とされる。
また、第3〜第5の発明の他の特定の局面では、前記電極の膜厚Hが、下記の式(1)を満たすように構成されている。
本願の第6の発明の弾性境界波装置によれば、SH型境界波とストンリー波が伝搬する境界波伝搬構造をもつ弾性境界波装置において、SH型境界波の音速が、境界を形成する2つの媒質の両方の遅い横波の音速より低速であり、かつ、ストンリー波の音速が2つの媒質の少なくとも一方の遅い横波の音速より高速であることを特徴とした弾性境界波装置が提供される。
第1〜第6の発明の弾性境界波装置では、好ましくは、上記電極は、Au、Ag、Cu、Al、Fe、Ni、W、Ta、Pt、Mo、Cr、Ti、ZnO及びITO並びにこれらの導体を主体とする合金から選択された少なくとも1種からなる電極層を主体とする。
また、上記電極は、上記電極層と、該電極層を構成している導体以外の導体からなる少なくとも1層の第2の電極層をさらに備えていてもよい。
また、本願の第2の発明では、圧電体と、圧電体の一面に積層された誘電体と、圧電体と誘電体との間の境界に配置された電極とが備えられており、誘電体を伝搬する遅い横波の音速及び圧電体を伝搬する遅い横波の音速よりもSH型の弾性境界波の音速を低くするように、電極を構成するストリップのデューティ比が決定されている。
従って、第1,第2の発明によれば、上記電極の厚みまたはストリップのデューティ比が上記のように決定されているため、SH型弾性境界波が誘電体と圧電体を伝搬するSH型の弾性境界波装置を提供することが可能となる。
第3の発明に係る弾性境界波装置では、LiNbO3を主成分とする圧電体が用いられており、該LiNbO3のオイラー角(φ,θ,ψ)のφが−31°〜+31°の範囲であり、かつθ及びψが、前述した表1の点A01〜A13に囲まれた範囲内とされているため、ストンリー波によるスプリアスを効果的に抑制することができ、SH型境界波の電気機械結合係数k2を大きくすることができる。
特に、オイラー角のθ及びψが、表2の点D01〜D07に囲まれた範囲内である場合には、SH型弾性境界波の電気機械結合係数k2が10%以上と大きくされる。
また、第3の発明に係る弾性境界波装置において、誘電体を伝搬する遅い横波の音速及び圧電体を伝搬する遅い横波の音速よりもSH型の弾性境界波の音速を低くするように電極の厚みが決定されている場合、あるいは誘電体を伝搬する遅い横波の音速及び圧電体を伝搬する遅い横波の音速よりもSH型の弾性境界波の音速を低くするように電極を構成するストリップのデューティ比が決定されている場合には、SH型弾性境界波が誘電体と圧電体との境界を確実に伝搬するSH型の弾性境界波装置を提供することができる。
第4の発明に係る弾性境界波装置では、LiNbO3を主成分とする圧電体の一面にSiO2を主成分とする誘電体が積層されており、該圧電体と誘電体との間の境界に電極が配置されている構成において、H>8261.744ρ−1.376であり、かつ圧電体のオイラー角が上述した特定の範囲とされているため、境界波を利用した境界波装置であって、電気機械結合係数が大きな弾性境界波装置を提供することができる。
また、第4の発明においては、前記圧電体のオイラー角は式(A)によって、境界波特性が実質上等価であるオイラー角とされていてもよい。
第5の発明では、LiNbO3を主成分とする圧電体と、圧電体の一面に積層されており、SiO2を主成分とする誘電体と、圧電体と誘電体との間の境界に配置された電極とが備えられており、電極の密度をρ(kg/m3)、電極の膜厚をH(λ)、弾性境界波の波長をλとしたときに、H>8261.744ρ−1.376とされているため、ストンリー波によるスプリアスを効果的に抑圧しつつ、SH型の弾性境界波を伝搬させ得る弾性境界波装置を提供することができる。
また、第3〜第5の発明において、上記密度ρは、ρ>3745kg/m3である場合には、伝搬損失が0となる電極の膜厚を小さくすることが可能となる。従って、電極の形成が容易となる。
さらに、電極膜厚Hが、前述した式(1)を満たす場合には、SH型の境界波の周波数温度係数TCFを±20ppm以下と小さくすることができる。
第6の発明に係る弾性境界波装置では、SH型境界波とストンリー波が伝搬する境界波伝搬構造をもつ弾性境界波装置において、SH型境界波の音速が、境界を形成する2つの媒質の両方の遅い横波の音速よりも低速であり、かつストンリー波の音速が2つの媒質の少なくとも一方の遅い横波の音速よりも高速であるため、ストンリー波の伝搬損失が劣化し、従ってストンリー波によるスプリアスを抑制し、SH型境界波を利用した弾性境界波装置の周波数特性を改善することができる。
本発明において、電極が、Au、Ag、Cu、Al、Fe、Ni、W、Ta、Pt、Mo、Cr、Ti、ZnO及びITO並びにこれらの金属を主体とする合金から選択された少なくとも1種からなる電極層を主体とする場合には、本発明に従って、SH型の境界波を利用した境界波装置を提供することができ、該電極層を構成している金属以外の金属からなる少なくとも1層の第2の電極層がさらに備えられている場合には、第2の電極層を構成する金属材料を選択することにより、電極と誘電体もしくは圧電体との密着性を高めたり、耐電力性を高めたりすることが可能となる。
図2は、密度が異なる電極材料を用い圧電体と誘電体との間に電極を形成した場合の音速Vと、電極の厚みH/λとの関係を示す図である。
図3は、密度が異なる電極材料を用い圧電体と誘電体との間に電極を形成した場合の伝搬損失αと、電極の厚みH/λとの関係を示す図である。
図4は、密度が異なる電極材料を用い圧電体と誘電体との間に電極を形成した場合の電気機械結合係数k2と、電極の厚みH/λとの関係を示す図である。
図5は、密度が異なる電極材料を用い圧電体と誘電体との間に電極を形成した場合の周波数温度係数TCFと、電極の厚みH/λとの関係を示す図である。
図6は、密度が異なる電極材料を用い圧電体と誘電体との間に電極を形成した場合のパワーフロー角PFAと、電極の厚みH/λとの関係を示す図である。
図7は、電極材料の密度ρと伝搬損失が0となる電極膜厚H(λ)との関係を示す図である。
図8は、電極材料の密度ρとTCFが−20、−10、0、+10、+20ppm/℃となる電極膜厚Hとの関係を示す図である。
図9は、実施例2で試作された境界波共振子の周波数特性を示す図である。
図10は、(φ,0°,0°)のLiNbO3基板上にAu電極を形成し、SiO2膜を形成した構造において、オイラー角のφと、音速Vとの関係を示す各図である。
図11は、(φ,0°,0°)のLiNbO3基板上にAu電極を形成し、SiO2膜を形成した構造において、オイラー角のφと、電気機械結合係数k2との関係を示す図である。
図12は、(φ,0°,0°)のLiNbO3基板上にAu電極を形成し、SiO2膜を形成した構造において、オイラー角のφと、伝搬損失αとの関係を示す図である。
図13は、(φ,0°,0°)のLiNbO3基板上にAu電極を形成し、SiO2膜を形成した構造において、オイラー角のφと、周波数温度係数TCFとの関係を示す図である。
図14は、(φ,0°,0°)のLiNbO3基板上にAu電極を形成し、SiO2膜を形成した構造において、オイラー角のφと、パワーフロー角PFAとの関係を示す図である。
図15は、(φ,0°,90°)のLiNbO3基板上にAu電極を形成し、SiO2膜を形成した構造において、オイラー角のφと、音速Vとの関係を示す図である。
図16は、(φ,0°,90°)のLiNbO3基板上にAu電極を形成し、SiO2膜を形成した構造において、オイラー角のφと、電気機械結合係数k2との関係を示す図である。
図17は、(φ,0°,90°)のLiNbO3基板上にAu電極を形成し、SiO2膜を形成した構造において、オイラー角のφと、伝搬損失αとの関係を示す図である。
図18は、(φ,0°,90°)のLiNbO3基板上にAu電極を形成し、SiO2膜を形成した構造において、オイラー角のφと、周波数温度係数TCFとの関係を示す図である。
図19は、(φ,0°,90°)のLiNbO3基板上にAu電極を形成し、SiO2膜を形成した構造において、オイラー角のφと、パワーフロー角PFAとの関係を示す図である。
図20は、(φ,90°,0°)のLiNbO3基板上にAu電極を形成し、SiO2膜を形成した構造において、オイラー角のφと、音速Vとの関係を示す図である。
図21は、(φ,90°,0°)のLiNbO3基板上にAu電極を形成し、SiO2膜を形成した構造において、オイラー角のφと、電気機械結合係数k2との関係を示す図である。
図22は、(φ,90°,0°)のLiNbO3基板上にAu電極を形成し、SiO2膜を形成した構造において、オイラー角のφと、伝搬損失αとの関係を示す図である。
図23は、(φ,90°,0°)のLiNbO3基板上にAu電極を形成し、SiO2膜を形成した構造において、オイラー角のφと、周波数温度係数TCFとの関係を示す図である。
図24は、(φ,90°,0°)のLiNbO3基板上にAu電極を形成し、SiO2膜を形成した構造において、オイラー角のφと、パワーフロー角PFAとの関係を示す図である。
図25は、(φ,90°,90°)のLiNbO3基板上にAu電極を形成し、SiO2膜を形成した構造において、オイラー角のφと、音速Vとの関係を示す図である。
図26は、(φ,90°,90°)のLiNbO3基板上にAu電極を形成し、SiO2膜を形成した構造において、オイラー角のφと、電気機械結合係数k2との関係を示す図である。
図27は、(φ,90°,90°)のLiNbO3基板上にAu電極を形成し、SiO2膜を形成した構造において、オイラー角のφと、伝搬損失αとの関係を示す図である。
図28は、(φ,90°,90°)のLiNbO3基板上にAu電極を形成し、SiO2膜を形成した構造において、オイラー角のφと、周波数温度係数TCFとの関係を示す図である。
図29は、(φ,90°,90°)のLiNbO3基板上にAu電極を形成し、SiO2膜を形成した構造において、オイラー角のφと、パワーフロー角PFAとの関係を示す図である。
図30は、(0°,θ,0°)のLiNbO3基板上にAu電極を形成し、SiO2膜を形成した構造において、オイラー角のθと、音速Vとの関係を示す図である。
図31は、(0°,θ,0°)のLiNbO3基板上にAu電極を形成し、SiO2膜を形成した構造において、オイラー角のθと、電気機械結合係数k2との関係を示す図である。
図32は、(0°,θ,0°)のLiNbO3基板上にAu電極を形成し、SiO2膜を形成した構造において、オイラー角のθと、伝搬損失αとの関係を示す図である。
図33は、(0°,θ,0°)のLiNbO3基板上にAu電極を形成し、SiO2膜を形成した構造において、オイラー角のθと、周波数温度係数TCFとの関係を示す図である。
図34は、(0°,θ,0°)のLiNbO3基板上にAu電極を形成し、SiO2膜を形成した構造において、オイラー角のθと、パワーフロー角PFAとの関係を示す図である。
図35は、(0°,θ,90°)のLiNbO3基板上にAu電極を形成し、SiO2膜を形成した構造において、オイラー角のθと、音速Vとの関係を示す図である。
図36は、(0°,θ,90°)のLiNbO3基板上にAu電極を形成し、SiO2膜を形成した構造において、オイラー角のθと、電気機械結合係数k2との関係を示す図である。
図37は、(0°,θ,90°)のLiNbO3基板上にAu電極を形成し、SiO2膜を形成した構造において、オイラー角のθと、伝搬損失αとの関係を示す図である。
図38は、(0°,θ,90°)のLiNbO3基板上にAu電極を形成し、SiO2膜を形成した構造において、オイラー角のθと、周波数温度係数TCFとの関係を示す図である。
図39は、(0°,θ,90°)のLiNbO3基板上にAu電極を形成し、SiO2膜を形成した構造において、オイラー角のθと、パワーフロー角PFAとの関係を示す図である。
図40は、(90°,θ,0°)のLiNbO3基板上にAu電極を形成し、SiO2膜を形成した構造において、オイラー角のθと、音速Vとの関係を示す図である。
図41は、(90°,θ,0°)のLiNbO3基板上にAu電極を形成し、SiO2膜を形成した構造において、オイラー角のθと、電気機械結合係数k2との関係を示す図である。
図42は、(90°,θ,0°)のLiNbO3基板上にAu電極を形成し、SiO2膜を形成した構造において、オイラー角のθと、伝搬損失αとの関係を示す図である。
図43は、(90°,θ,0°)のLiNbO3基板上にAu電極を形成し、SiO2膜を形成した構造において、オイラー角のθと、周波数温度係数TCFとの関係を示す図である。
図44は、(90°,θ,0°)のLiNbO3基板上にAu電極を形成し、SiO2膜を形成した構造において、オイラー角のθと、パワーフロー角PFAとの関係を示す図である。
図45は、(90°,θ,90°)のLiNbO3基板上にAu電極を形成し、SiO2膜を形成した構造において、オイラー角のθと、音速Vとの関係を示す図である。
図46は、(90°,θ,90°)のLiNbO3基板上にAu電極を形成し、SiO2膜を形成した構造において、オイラー角のθと、電気機械結合係数k2との関係を示す図である。
図47は、(90°,θ,90°)のLiNbO3基板上にAu電極を形成し、SiO2膜を形成した構造において、オイラー角のθと、伝搬損失αとの関係を示す図である。
図48は、(90°,θ,90°)のLiNbO3基板上にAu電極を形成し、SiO2膜を形成した構造において、オイラー角のθと、周波数温度係数TCFとの関係を示す図である。
図49は、(90°,θ,90°)のLiNbO3基板上にAu電極を形成し、SiO2膜を形成した構造において、オイラー角のθと、パワーフロー角PFAとの関係を示す図である。
図50は、(0°,0°,ψ)のLiNbO3基板上にAu電極を形成し、SiO2膜を形成した構造において、オイラー角のψと、音速Vとの関係を示す図である。
図51は、(0°,0°,ψ)のLiNbO3基板上にAu電極を形成し、SiO2膜を形成した構造において、オイラー角のψと、電気機械結合係数k2との関係を示す図である。
図52は、(0°,0°,ψ)のLiNbO3基板上にAu電極を形成し、SiO2膜を形成した構造において、オイラー角のψと、伝搬損失αとの関係を示す図である。
図53は、(0°,0°,ψ)のLiNbO3基板上にAu電極を形成し、SiO2膜を形成した構造において、オイラー角のψと、周波数温度係数TCFとの関係を示す図である。
図54は、(0°,0°,ψ)のLiNbO3基板上にAu電極を形成し、SiO2膜を形成した構造において、オイラー角のψと、パワーフロー角PFAとの関係を示す図である。
図55は、(0°,90°,ψ)のLiNbO3基板上にAu電極を形成し、SiO2膜を形成した構造において、オイラー角のψと、音速Vとの関係を示す図である。
図56は、(0°,90°,ψ)のLiNbO3基板上にAu電極を形成し、SiO2膜を形成した構造において、オイラー角のψと、電気機械結合係数k2との関係を示す図である。
図57は、(0°,90°,ψ)のLiNbO3基板上にAu電極を形成し、SiO2膜を形成した構造において、オイラー角のψと、伝搬損失αとの関係を示す図である。
図58は、(0°,90°,ψ)のLiNbO3基板上にAu電極を形成し、SiO2膜を形成した構造において、オイラー角のψと、周波数温度係数TCFとの関係を示す図である。
図59は、(0°,90°,ψ)のLiNbO3基板上にAu電極を形成し、SiO2膜を形成した構造において、オイラー角のψと、パワーフロー角PFAとの関係を示す図である。
図60は、(90°,0°,ψ)のLiNbO3基板上にAu電極を形成し、SiO2膜を形成した構造において、オイラー角のψと、音速Vとの関係を示す図である。
図61は、(90°,0°,ψ)のLiNbO3基板上にAu電極を形成し、SiO2膜を形成した構造において、オイラー角のψと、電気機械結合係数k2との関係を示す図である。
図62は、(90°,0°,ψ)のLiNbO3基板上にAu電極を形成し、SiO2膜を形成した構造において、オイラー角のψと、伝搬損失αとの関係を示す図である。
図63は、(90°,0°,ψ)のLiNbO3基板上にAu電極を形成し、SiO2膜を形成した構造において、オイラー角のψと、周波数温度係数TCFとの関係を示す図である。
図64は、(90°,0°,ψ)のLiNbO3基板上にAu電極を形成し、SiO2膜を形成した構造において、オイラー角のψと、パワーフロー角PFAとの関係を示す図である。
図65は、(90°,90°,ψ)のLiNbO3基板上にAu電極を形成し、SiO2膜を形成した構造において、オイラー角のψと、音速Vとの関係を示す図である。
図66は、(90°,90°,ψ)のLiNbO3基板上にAu電極を形成し、SiO2膜を形成した構造において、オイラー角のψと、電気機械結合係数k2との関係を示す図である。
図67は、(90°,90°,ψ)のLiNbO3基板上にAu電極を形成し、SiO2膜を形成した構造において、オイラー角のψと、伝搬損失αとの関係を示す図である。
図68は、(90°,90°,ψ)のLiNbO3基板上にAu電極を形成し、SiO2膜を形成した構造において、オイラー角のψと、周波数温度係数TCFとの関係を示す図である。
図69は、(90°,90°,ψ)のLiNbO3基板上にAu電極を形成し、SiO2膜を形成した構造において、オイラー角のψと、パワーフロー角PFAとの関係を示す図である。
図70は、実施例6で用意されたSH型境界波共振子の電極構造を示す模式的平面図である。
図71は、実施例6において、オイラー角(0°,90°,0°)のLiNbO3を用いた場合のインピーダンス特性を示す図である。
図72は、実施例6において、オイラー角(0°,105°,0°)のLiNbO3を用いた場合のインピーダンス特性を示す図である。
図73は、実施例6の弾性境界波装置におけるSH型境界波の変位成分U1,U2,U3の計算値を示す図である。
図74は、実施例7において、オイラー角(90°,90°,ψ)のψを0°〜35°の範囲のLiNbO3を用いた場合のインピーダンス特性を示す図である。
図75は、実施例7において、オイラー角(90°,90°,ψ)のψと共振周波数と***振周波数との周波数差及びインピーダンス比との関係を示す図である。
図76は、実施例8においてSH型境界波共振子を用いて構成されたラダー型フィルタの回路構成を示す図である。
図77は、実施例4において、オイラー角(0°,θ,ψ)のLiNbO3基板上に、厚さ0.06λのAu電極を形成し、さらにSiO2膜を形成した構造における、オイラー角のθ及びψと、SH型境界波の電気機械結合係数k2との関係を示す図である。
図78は、実施例4において、オイラー角(0°,θ,ψ)のLiNbO3基板上に、厚さ0.06λのAu電極を形成し、さらにSiO2膜を形成した構造における、オイラー角のθ及びψと、ストンリー波の電気機械結合係数k2の関係を示す図である。
図79は、実施例5において、オイラー角(φ,105°,0°)のLiNbO3基板を用いた場合のオイラー角のφとSH型境界波及びストンリー波の音速Vとの関係を示す図である。
図80は、実施例5において、オイラー角(φ,105°,0°)のLiNbO3基板を用いた場合のオイラー角のφと周波数温度係数TCFとの関係を示す図である。
図81は、実施例5において、オイラー角(φ,105°,0°)のLiNbO3基板を用いた場合のオイラー角のφと電気機械結合係数k2との関係を示す図である。
図82は、実施例5において、オイラー角(φ,105°,0°)のLiNbO3基板を用いた場合のオイラー角のφとパワーフロー角との関係を示す図である。
図83は、実施例5において、オイラー角(0°,105°,ψ)のLiNbO3基板を用いた場合のオイラー角のφとSH型境界波及びストンリー波の音速Vとの関係を示す図である。
図84は、実施例5において、オイラー角(0°,105°,ψ)のLiNbO3基板を用いた場合のオイラー角のφと周波数温度係数TCFとの関係を示す図である。
図85は、実施例5において、オイラー角(0°,105°,ψ)のLiNbO3基板を用いた場合のオイラー角のφと電気機械結合係数k2との関係を示す図である。
図86は、実施例5において、オイラー角(0°,105°,ψ)のLiNbO3基板を用いた場合のオイラー角のφとパワーフロー角との関係を示す図である。
図87は、実施例4において、オイラー角(0°,θ,0°)のLiNbO3基板上に、厚さ0.05λのAu電極を形成し、さらにSiO2膜を形成した構造における、オイラー角のθと音速Vとの関係を示す図である。
図88は、実施例4において、オイラー角(0°,θ,0°)のLiNbO3基板上に、厚さ0.05λのAu電極を形成し、さらにSiO2膜を形成した構造における、オイラー角のθと電気機械結合係数k2との関係を示す図である。
図89は、実施例4において、オイラー角(0°,θ,0°)のLiNbO3基板上に、厚さ0.05λのAu電極を形成し、さらにSiO2膜を形成した構造における、オイラー角のθと周波数温度係数TCFとの関係を示す図である。
2つの固体層間に弾性境界波を伝搬させるには、固体層間に境界波のエネルギーが集中する条件を満たす必要がある。その場合、前述したように、等方体と、BGSW基板の横波音速が近く、かつ密度比が小さく、さらに圧電性が強い材料を選択する方法が前述した文献「圧電性SHタイプ境界波に関する検討」電子情報通信学会技術研究報告VOL.96,NO.249(US96 45−53)PAGE.21−26 1966に開示されている。
ところで、一般に、高速の領域と、低速の領域とが存在する場合、波動は音速の遅い部分に集中して伝搬する。そこで、本願発明者は、2つの固体層間に配置された電極材料として、密度が大きく、低音速であるAuなどの金属からなる材料を利用し、電極の厚みを増加させることにより、固体層間を伝搬する境界波の音速を低音速化すれば、固体層間へのエネルギー集中条件を満たし得ることを見出し、本発明をなすに至った。
従来、固体内を伝搬するバルク波には、縦波と、速い横波と、遅い横波の3種類があることが知られており、それぞれ、P波、SH波、SV波と呼ばれている。なお、SH波とSV波のいずれが遅い横波になるかは、基体の異方性によって変わる。これら3種類のバルク波のうち、もっとも低音速のバルク波が、遅い横波である。なお、SiO2のように固体が等方体の場合には、横波は1種のみ伝搬するので、この横波が遅い横波となる。
他方、圧電基板などの異方性基体を伝搬する弾性境界波では、大抵の場合には、P波、SH波及びSV波の3つの変位成分が結合しながら伝搬し、主要成分により弾性境界波の種類が分類される。例えば、上記ストンリー波は、P波とSV波とが主体の弾性境界波であり、SH型境界波は、SH成分が主体である弾性境界波である。なお、条件によっては、SH波成分や、P波もしくはSV波成分が結合せずに伝搬することもある。
弾性境界波では、上記3つの変位成分が結合しながら伝搬するため、例えば、SH波よりも高音速の弾性境界波では、SH成分とSV成分とが漏洩し、SV波よりも高音速の弾性境界波では、SV成分が漏洩することとなる。この漏洩成分が、境界波の伝搬損失の原因となる。
そこで、2つの固体層の双方の遅い横波の音速よりも、SH型境界波の音速を低速化すれば、SH型境界波のエネルギーを、2つの固体層間に配置した電極付近に集中させ、電気機械結合係数k2の大きいSH型境界波を伝搬させることができ、伝搬損失0の条件を得ることができる。本発明は、このような考えに基づいてなされたものである。
そして、少なくとも一方の固体を圧電体、他方の固体を圧電体を含む誘電体とすることにより、固体間に配置した電極によりSH型境界波が励振される。なお、発明者の知見によれば、誘電体として圧電体を用い、かつ、スパッタやCVDなどの安価な成膜法により圧電体を成膜した場合、圧電体の圧電定数が不安定となり、不要なスプリアス応答を生じるので、誘電体には圧電性のない材料が望ましい。
図1は、本発明の一実施形態に係る弾性境界波装置の略図的正面断面図である。弾性境界波装置1では、板状の圧電体2の上面に、誘電体3が積層されている。圧電体2と誘電体3との境界に電極として、IDT4及び反射器5,6が配置されている。反射器5,6はIDT4の表面波伝搬方向両側に配置されており、それによって本実施形態では、境界波共振子が構成されている。
本実施形態の弾性境界波装置1の特徴は、上記誘電体3を伝搬する遅い横波の音速及び圧電体2を伝搬する遅い横波の音速よりもSH型弾性境界波の音速を低くするように、IDT4及び反射器5,6の厚みが厚くされていることにある。
本実施形態では、電極の厚みが、厚くされ、それによってSH型弾性境界波の音速が、圧電体2及び誘電体3を伝搬する各遅い横波の音速よりも低められ、それによって、SH型境界波のエネルギーが圧電体2と誘電体3との境界に集中する。従って、電気機械結合係数k2の大きなSH型境界波を、伝搬損失が小さい状態で伝搬させることができる。
なお、電極の厚みを厚くすることによりSH型境界波を伝搬させることができるだけでなく、本発明では、後述するように電極を構成するストリップのデューティ比を制御することによっても、SH型弾性境界波の音速を、圧電体2及び誘電体3を伝搬する各遅い横波の音速よりも低くし、SH型境界波を境界に集中させて伝搬させることも可能である。
以下、具体的な実験例に基づき、本発明をより詳細に説明する。
密度が異なる各種電極材料を用い、上記圧電体2と誘電体3との間に電極を形成した場合の音速V、電気機械結合係数k2、伝搬損失α、周波数温度係数TCF及びパワーフロー角PFAと、電極の厚みとの関係を求めた。結果を図2〜図6に示す。
図2〜図6の結果は、文献「A method for estimating optimal cuts and propagation directions for excitation and propagation directions for excitation of piezoelectric surface waves」(J.J.Campbell and W.R.Jones,IEEE Trans.Sonics and Ultrason.,Vol.SU−15(1968)pp.209−217)に開示された手法に基づき計算により求めたものである。
なお、開放境界の場合には、SiO2とAu、AuとLiNbO3の各境界における変位、電位、電束密度の法線成分及び上下方向の応力が連続であり、SiO2とLiNbO3の厚さを無限とし、Auの比誘電率を1として、音速と伝搬損失とを求めた。また、短絡境界の場合には、SiO2とAu及びAuとLiNbO3の各境界における電位が0とした。また、電気機械結合係数k2は、下記の式(2)により求めた。
なお、Vfは開放境界の音速を示す。
周波数温度係数TCFは、20℃、25℃及び30℃における位相速度Vから、式(3)により求めた。
ここで、αsは境界波伝搬方向におけるLiNbO3基板の線膨張係数である。
また、任意のオイラー角(φ,θ,ψ)におけるパワーフロー角PFAは、ψ−0.5°、ψ、ψ+0.5°における位相速度Vより、式(4)により求めた。
Y板X伝搬のLiNbO3における縦波、速い横波及び遅い横波の音速は、それぞれ、6547、4752及び4031m/秒である。他方、SiO2の縦波、及び遅い横波の音速は、5960及び3757m/秒である。
図2及び図3によれば、いずれの電極材料においても、SH型境界波の音速は、上記縦波、速い横波及び遅い横波のうちもっとも遅い速度である3757m/秒以下となる膜厚において、SH型境界波の伝搬損失αは0となることがわかる。
図7は、電極材料の密度ρと、SH型境界波の伝搬損失が0となる電極膜厚Hとの関係を示す図である。図7から明らかなように、下記の式(5)の条件を満たすことにより、伝搬損失αが0のSH型境界波の得られることがわかる。
また、この種の弾性境界波装置を製造する場合、LiNbO3などの圧電基板上に、リフトオフやドライエッチングなどのフォトリソグラフィー工法により、IDTなどの電極が形成され、該電極上にスパッタや蒸着もしくはCVDなどの堆積法による工法によるSiO2などからなる誘電体膜が形成される。このため、IDTの厚みに起因する凹凸により、誘電体膜が斜めに成長したり、膜質の不均一性が生じ、それによって弾性境界波装置の特性が劣化するおそれがある。このような特性の劣化を避けるには、電極の厚みはできるだけ薄いことが望ましい。
本願発明者等の検討によれば、IDTなどの電極材料の膜厚Hが0.1λ以上となると、その凹凸により、品質の良好な誘電体薄膜の形成が極めて困難となるため、電極膜厚Hは0.1λ以下とすることが望ましい。よって、図7から、密度ρが3745kg/m3以上の電極材料を用いれば、伝搬損失が0となる、電極膜厚Hの厚みを0.1λとし得ることがわかる。
また、図4から明らかなように、前述した式(5)の条件を満たす電極膜厚においても、電気機械結合係数k2は10〜38%と大きく従って、広帯域かつ低損失の弾性境界波装置を提供し得ることがわかる。
また、図5から明らかなように、周波数温度係数TCFは、ほとんどの条件において−40〜+40ppm/℃の範囲内にあり、電極膜厚の調整により、±20ppm/℃以下、±10ppm/℃以下、さらには±0ppm/℃以下とし得ることがわかる。
図8は、電極材料の密度ρと、TCFが−20、−10、0、−10及び+20ppm/℃となる電極膜厚Hとの関係を示す点と近似線を示す図である。図8から明らかなように、TCFが−20〜+20ppm/℃と良好な範囲となる電極膜厚Hは、下記の式(6)を満たす範囲であり、さらにTCFが−10〜+10ppm/℃と好ましい範囲となる電極膜厚Hは、下記の式(7)を満たす範囲であり、TCFが0ppm/℃と最良な電極膜厚Hは、式(8)に示す条件である。
また、図6から明らかなように、パワーフロー角PFAは、いずれの膜厚Hにおいてもゼロと良好であることがわかる。
なお、AuとLiNbO3との密着性を高めるために、AuとLiNbO3からなる圧電体との間に、厚さ0.006λのTi膜を成膜した。
上記境界波共振子では、インピーダンス比、すなわち、***振点のインピーダンス値の共振点におけるインピーダンス値に対する比は45.6dBであり、共振周波数と***振周波数との周波数差が8.1%である良好な値が得られた。また、共振子の周波数温度係数TCFは45ppm/℃であった。
従って、IDTの電極指の対数が52対、反射器の本数が40本と少ないストリップ数で良好な共振特性が得られたため、IDTや反射器のストリップの反射係数は高いと考えられる。
しかしながら、図9において、***振周波数近傍に矢印Aで示す小さなスプリアス応答が見られた。共振周波数付近の伝搬特性を利用する用途、例えば、弾性境界波トラップ回路では問題とはならないが、***振周波数付近の伝搬特性を利用するラダー型弾性境界波フィルタや縦結合共振器型弾性境界波フィルタでは欠点となり得る。従って、SH型弾性境界波装置の適用範囲を広げ、性能をより一層改善するには、上記スプリアス応答を抑制することが望ましい。
例えば、YカットX伝搬(オイラー角で(0°,90°,0°))のLiNbO3基板上にレイリー波や第1漏洩波などの弾性表面波が励振しない程度の十分厚いSiO2膜を形成し、かつLiNbO3基板とSiO2膜との間にAu電極を配置した場合、SH型の弾性境界波は、Au電極の膜厚が0.0105λ以上でなければ、減衰が大きく、伝搬しないが、ストンリー波はAu電極の膜厚が0の場合でも、減衰は0ではないものの、伝搬し得る。
そこで、ストンリー波によるスプリアスを抑制するために、第1の実施例における計算方法を用い、LiNbO3基板のオイラー角と、ストンリー波及びSH型の弾性境界波の音速V、電気機械結合係数k2、伝搬損失α、周波数温度係数TCF及びパワーフロー角PFAとの関係をそれぞれ求めた。
なお、前提とした構造は、LiNbO3基板上に、Au電極を形成し、SiO2膜を形成した構造である。Au電極の膜厚は0.07λとし、オイラー角(0°,0°,ψ)、(0°,90°,ψ)、(90°,0°,ψ)、(90°,90°,ψ)、(0°,θ,0°)、(0°,θ,90°)、(90°,θ,0°)、(90°,θ,90°)、(φ,0°,0°)、(φ,0°,90°)、(φ,90°,0°)及び(φ,90°,90°)であり、ψ、θ、φはそれぞれ0°〜180°である。
図10〜図69に結果を示す。
なお、図10〜図69において、添え字として小文字mが付されている値は、SiO2膜とLiNbO3基板との間に金属膜を配置した短絡境界における計算値を示し、添え字としてfが付与されている値は、金属膜の比誘電率を1として求めた仮想的な開放境界における計算値である。接頭文字として、U2を付されている値は、SH型の弾性境界波の計算値であり、U3が付与されている値がストンリー波の計算値である。
ストンリー波の電気機械結合係数k2が2%以下であれば、ストンリー波によるスプリアスに基づく特性の劣化が小さいため、比較的小さい用途にSH型の弾性境界波を用いた境界波装置を用いることができる。より好ましくは、上記電気機械結合係数が1%以下であることが望ましく、それによってより一層広い用途に用いることができる。また、さらに好ましくは、ストンリー波の電気機械結合係数k2が0.1%以下であれば、ストンリー波のスプリアスの影響をほとんど受けないため、大きな減衰量が要求されるフィルタや僅かな共振スプリアス応答が許容されない高精度の共振子などに利用することが可能となる。
図10〜69において、ストンリー波の電気機械結合係数k2が2%以下となるオイラー角は、(0°,90°,0°)〜(0°,90°,50°)、(0°,90°,130°)〜(0°,90°,180°)、(90°,90°,0°)〜(90°,90°,60°)、(90°,90°,143°)〜(90°,90°,180°)、(0°,84°,0°)〜(0°,120°,0°)、(90°,68°,90°)〜(90°,112°,90°)、(0°,90°,0°)〜(180°,90°,0°)の範囲であり、ストンリー波のk2が1%以下となるオイラー角は、(90°,90°,0°)〜(90°,90°,52°)、(90°,90°,164°)〜(90°,90°,180°)、(0°,91°,0°)〜(0°,114°,0°)、(90°,78°,90°)〜(90°,102°,90°)、(7°,90°,0°)〜(53°,90°,0°)、(67°,90°,0°)〜(113°,90°,0°)、(127°,90°,0°)〜(173°,90°,0°)、の範囲であり、ストンリー波のk2が0.1%以下となるオイラー角は、(90°,90°,20°)〜(90°,90°,40°)、(0°,100°,0°)〜(0°,106°,0°)である。
上記オイラー角の範囲のLiNbO3基板を用いることにおいてもスプリアス応答が小さく、あるいはスプリアスが発生しないSH型の弾性境界波を用いた弾性境界波装置を提供することができる。
なお、図10〜69の計算結果の全ての条件において、SH型境界波の伝搬損失U2−αm、U2−αfは0であり、良好な伝搬特性を示した。
また、SH型の弾性境界波の音速U2−Vmは3000〜3400m/秒付近に集中しており、カット角による変化は小さいことがわかる。
従って、前述した式(5)により、カット角を変更した場合であっても、伝搬損失が0となる電極膜厚Hの得られることがわかる。
また、SH型の境界波の周波数温度係数U2−TCFmは、−30〜−39ppm/℃に集中しており、カット角による変化はあまり大きくないことがわかる。従って、前述した式(6)〜(8)によりカット角を変更した場合であっても、周波数温度係数TCFが小さくなる電極膜厚Hを決定し得ることがわかる。
特に、オイラー角は、(0°,90°,0°)〜(0°,90°,68°)、(0°,90°,112°)〜(0°,90°,180°)、(90°,90°,0°)〜(90°,90°,77°)、(90°,90°,120°)〜(90°,90°,180°)、(0°,32°,0°)〜(0°,137°,0°)、(0°,120°,90°)〜(0°,154°,90°)、(90°,38°,0°)〜(90°,142°,0°)、(90°,30°,90°)〜(90°,48°,90°)、(90°,132°,90°)〜(90°,149°,90°)、(0°,90°,0°)〜(180°,90°,0°)の範囲でU2−TCFmは−35ppm/℃以上となっており、他のオイラー角より良好である。
また、SH型境界波のパワーフロー角U2−PFAmは、(0°,0°,0°)〜(0°,0°,180°)、(0°,90°,0°)〜(0°,90°,10°)、(0°,90°,74°)〜(0°,90°,106°)、(0°,90°,170°)〜(0°,90°,180°)、(90°,0°,0°)〜(90°,0°,180°)、(90°,90°,12°)〜(90°,90°,31°)、(90°,90°,106°)〜(90°,90°,117°)、(0°,0°,0°)〜(0°,180°,0°)、(0°,0°,90°)〜(0°,180°,90°)、(90°,0°,0°)〜(90°,22°,0°)、(90°,158°,0°)〜(90°,180°,0°)、(90°,68°,90°)〜(90°,112°,90°)、(0°,0°,0°)〜(180°,0°,0°)、(0°,0°,90°)〜(180°,0°,90°)、(0°,90°,0°)〜(8°,90°,0°)、(52°,90°,0°)〜(68°,90°,0°)、(112°,90°,0°)〜(128°,90°,0°)、(172°,90°,0°)〜(180°,90°,0°)、(0°,90°,90°)〜(16°,90°,90°)、(44°,90°,90°)〜(76°,90°,90°)、(104°,90°,90°)〜(136°,90°,90°)、(164°,90°,90°)〜(180°,90°,90°)の範囲で絶対値が1°以下と良好である。
また、SH型境界波の電気機械結合係数k2は、(0°,90°,0°)〜(0°,90°,38°)、(0°,90°,142°)〜(0°,90°,180°)、(90°,90°,0°)〜(90°,90°,36°)、(90°,90°,140°)〜(90°,90°,180°)、(0°,55°,0°)〜(0°,134°,0°)、(90°,51°,0°)〜(90°,129°,0°)、(0°,90°,0°)〜(180°,90°,0°)の範囲で5%以上と、RFフィルタが構成できる程度に十分大きく、(0°,90°,0°)〜(0°,90°,25°)、(0°,90°,155°)〜(0°,90°,180°)、(90°,90°,0°)〜(90°,90°,23°)、(90°,90°,151°)〜(90°,90°,180°)、(0°,67°,0°)〜(0°,121°,0°)、(90°,63°,0°)〜(90°,117°,0°)、(0°,90°,0°)〜(180°,90°,0°)の範囲で10%以上とさらに大きく良好であり、(0°,90°,0°)〜(0°,90°,13°)、(0°,90°,167°)〜(0°,90°,180°)、(90°,90°,0°)〜(90°,90°,11°)、(90°,90°,162°)〜(90°,90°,180°)、(0°,80°,0°)〜(0°,110°,0°)、(90°,75°,0°)〜(90°,105°,0°)、(0°,90°,0°)〜(180°,90°,0°)の範囲で15%以上とさらに大きく良好である。
前記ストンリー波のk2が小さくなるオイラー角や、U2−TCFmが−35ppm/℃以上となるオイラー角、パワーフロー角U2−PFAmが1%以下と良好なオイラー角は、本発明者の知見によれば、φ、θ、ψが5°程度範囲から外れていても、同等に良好な特性が得られる。また計算値は、Au電極の膜厚0.07λでの値であるが、他の電極材料でも同様である。
なお、θ=0°〜180°の全範囲において、伝搬損失αは0dB/λであり、パワーフロー角PFAは0であった。
図88から明らかなように、θ=106°において、SH型境界波を利用する場合、スプリアス応答となるストンリー波の電気機械結合係数がほぼ0となることがわかる。
次に、オイラー角(0°,θ,ψ)のLiNbO3基板上に、厚さ0.06λのAuからなる電極を形成し、Auからなる電極上にSiO2膜を形成し、弾性境界波装置を構成した。ここで、LiNbO3基板のオイラー角のθ及びψと、SH型境界波及びストンリー波の音速V、電気機械結合係数k2、伝搬損失α、及び周波数温度係数TCFとの関係を求めた。SH型境界波についての結果を図77に、ストンリー波についての結果を図78に示す。
なお、図77及び図78の全範囲において、伝搬損失αは0dB/λであった。また、音速V及び周波数温度係数TCFは、図87〜89に示したφ=0°の条件に対し大きな変化はなかった。従って、図77及び図78では電気機械結合係数k2(%)の結果のみが示されている。
図78から明らかなように、ストンリー波の応答の電気機械結合係数k2は、下記の表4の点A01〜A13で囲まれた領域では1.5%以下と小さかった。また、下記の表5の点B01〜B12に囲まれた領域では1.0%以下、下記の表6の点C01〜C08に囲まれた領域内では0.5%以下とより小さく良好であった。また、オイラー角(0°,106°,0°)でストンリー波の応答の電気機械結合係数はほぼ0%であった。
次に、図77から明らかなように、SH型境界波の電気機械結合係数k2は、下記の表9の点F01〜F06に囲まれた領域内では2%以上と大きく、下記の表8の点E01〜E07に囲まれた領域内では5%以上、下記の表7の点D01〜D07に囲まれた領域内では10%以上とより大きく良好であり、オイラー角(0°,97°,0°)で最大となった。
また、表4〜表9の条件において、電極材料としてAuに代えて、Ag、Cu、Al、Fe、Ni、W、Ta、Pt、Mo、Cr、Ti、ZnOまたはITOを用いた場合にも同様に良好な特性の得られることが確認されている。
なお、図77、図78及び表4〜表9において、ψを−ψとした場合や、θをθ+180°とした場合においても、例えば、パワーフロー角の符号が正負反転するだけであり、同様に良好な特性が得られることを指摘しておく。
図79〜図82から明らかなように、φ=0°〜31°の範囲においてストンリー波の電気機械結合係数k2は1.5%以下と小さく、φ=0°〜26°の範囲においてストンリー波の電気機械結合係数k2は1.0%以下とさらに小さく、φ=0°〜19°の範囲においてストンリー波の電気機械結合係数k2は0.5%以下と小さく、φ=0°においてストンリー波の電気機械結合係数がほぼ0%となり、ストンリー波によるスプリアス応答が小さくなることがわかる。また、φ=0°〜90°の範囲において、SH境界波のTCFは−37〜−35ppm/℃と良好である。
なお、オイラー角(φ,105°,0°)と、オイラー角(−φ,105°,0°)のいずれにおいても、同様の特性が得られることを指摘しておく。
また、図83〜図86から明らかなように、ψ=0°〜53°の範囲においてストンリー波の電気機械結合係数k2は1.5%以下と小さく、ψ=0°〜47°の範囲においてストンリー波の電気機械結合係数k2は1.0%以下とさらに小さく、ψ=0°〜38°の範囲においてストンリー波の電気機械結合係数k2は0.5%以下と小さく、ψ=0°においてストンリー波の電気機械結合係数がほぼ0%となり、ストンリー波によるスプリアス応答が小さくなることがわかる。また、ψ=0°〜90°の範囲において、SH境界波のTCFは−35〜−31ppm/℃と良好である。
なお、オイラー角(0°,105°,ψ)と、オイラー角(0°,105°,−ψ)の場合、例えばパワーフロー角の符号が正負反転するだけで、同様の特性が得られることを指摘しておく。
オイラー角(0°,105°,0°)のLiNbO3を用いた場合のインピーダンス特性は図72に示す通りである。インピーダンス比は、59.4dB、共振***振の周波数差は、6.8%、TCFは31ppm/℃であった。
前記SH型境界波の電気機械結合係数が大きくなるオイラー角の範囲と、前記ストンリースプリアスの電気機械結合係数が小さくなるオイラー角の範囲と、前記SH型境界波の周波数温度係数TCFが小さくなるオイラー角の範囲と、前記SH型境界波のパワーフロー角が小さくなるオイラー角の範囲となるLiNbO3を用いることで、ストンリースプリアスの発生しない優れた共振特性をもつSH型境界波共振子を構成することができる。
このときのSH型境界波の変位成分U1、U2、U3の計算値を図73に示す。図のように変位は境界層であるAu付近に集中してSiO2とLiNbO3にしみだしながら分布する。このため、前記のように電極厚が薄い状態では、高音速であるSiO2とLiNbO3の影響をSH型境界波が受けるため、SH型境界波の音速がSiO2の遅い横波の音速より低速化できない。これに対して、電極厚を前記式(5)の条件に従い厚膜化することにより、SH型境界波の音速をSiO2の遅い横波の音速より低速化することができる。
電極の膜厚Hが小さい場合には、ストンリー波の方がSH型の境界波に比べて低速であったが、電極膜厚を増加させると、SH型境界波の方がストンリー波よりも低速となった。これは、SH型境界波の方が、音速の遅い境界層へのエネルギーの集中が大きいためと考えられる。
なお、ストンリー波とSH型の境界波の音速が入れ代わる電極膜厚は、LiNbO3基板のオイラー角により変わるが、電極膜厚H=0.01λ〜0.03λの範囲で入れ代わりが生じた。前述した実施例2,4,5でストンリー波によるスプリアス応答が、SH型の弾性境界波の応答よりも高周波側に生じたのは、この現象のためである。
このように、主応答であるSH型境界波の応答よりも高周波側にスプリアス応答であるストンリー波の応答が配置される場合、ストンリー波の音速はSH型境界波より高音速となる。この場合、SH型境界波の音速を境界を形成する2つの媒質の遅い横波の音速より遅く、かつ、ストンリー波の音速を2つの媒質の遅い横波の少なくとも一方の音速より速くすることにより、ストンリー波の伝搬損失を増加し、スプリアス応答を抑制できる。ここで、IDTを用いて境界波装置を構成した場合のIDT部を伝搬する境界波の音速は、境界波の応答周波数にIDTのストリップ周期λIを乗算することで求まる。
また、電極は、Au、Ag、CuまたはAl以外の他の金属、例えば、Fe、Ni、W、Ta、Pt、Mo、Cr、Ti、ZnO及びITOなどの導体膜で構成されてもよい。また、密着性や耐電力性を高めるために、Au、Ag、CuもしくはAlまたはこれらの合金からなる電極層に、さらにTi、CrもしくはNiCr合金などの他の金属材料からなる第2の電極層を積層してもよい。この場合第2の電極層は、第1の電極層と圧電体との間、あるいは第1の電極層と誘電体との間のいずれか、または両方に配置してもよい。
さらに、本発明に係る弾性境界波装置では、誘電体−電極−圧電体の積層構造の積層方向外側に弾性境界波装置の強度を高めるため、あるいは腐食ガスなどの侵入を防止するために保護層を形成してもよい。場合によっては、本発明の弾性境界波装置は、パッケージに封入されてもよい。
なお、上記保護層としては、酸化チタン、窒化アルミ、酸化アルミなどの絶縁性材料、あるいはAu、AlまたはWなどの金属膜、ウレタン、エポキシ、シリコーンなどの樹脂により構成され得る。
また、本発明では、上記圧電体は、誘電体上に成膜された圧電膜であってもよい。
なお、本発明において、誘電体と圧電体の厚さは上記計算の前提となったモデルのように無限である必要はなく、弾性境界波のエネルギーが境界である電極付近に十分に閉じこもる厚さを少なくとも有すればよく、すなわち、例えば1λ以上の厚みを有すればよい。
なお、エポキシ厚は3λ、Au厚は0.054λ、LN厚は146λ、LiNbO3のオイラー角は(0°,105°,0°)である。また、ラダー型フィルタに使用したSH型境界波共振子は、IDTは開口長30λ、50対の正規型シングルストリップ構成、反射器は50本の正規型シングルストリップ構成、IDTと反射器間の距離は隣接ストリップの中心間距離で0.5λ、IDTと反射器の周期は同一で2.4μmとした。
さらに、本発明において、電極は、導波路やバスバーなどを構成する面状の電極膜であってもよく、境界波を励振するIDTやくし型電極であってもよく、境界波を反射する反射器であってもよい。
なお、本明細書において、基板の切断面と境界波の伝搬方向を表現するオイラー角(φ,θ,ψ)は、文献「弾性波素子技術ハンドブック」(日本学術振興会弾性波素子技術第150委員会、第1版第1刷、平成13年11月30日発行、549頁)記載の右手系オイラー角を用いた。すなわち、LNの結晶軸X、Y、Zに対し、Z軸を軸としてX軸を反時計廻りにφ回転しXa軸を得る。次に、Xa軸を軸としてZ軸を反時計廻りにθ回転しZ′軸を得る。Xa軸を含み、Z′軸を法線とする面を基板の切断面とした。そして、Z′軸を軸としてXa軸を反時計廻りにψ回転した軸X′方向を境界波の伝搬方向とした。
また、オイラー角の初期値として与えるLiNbO3の結晶軸X、Y、Zは、Z軸をc軸と平行とし、X軸を等価な3方向のa軸のうち任意の1つと平行とし、Y軸はX軸とZ軸を含む面の法線方向とする。
なお、本発明におけるLiNbO3のオイラー角(φ,θ,ψ)は結晶学的に等価であればよい。例えば、文献7(日本音響学会誌36巻3号、1980年、140〜145頁)によれば、LiNbO3は三方晶系3m点群に属する結晶であるので(A)式が成り立つ。
ここで、Fは、電気機械結合係数k2、伝搬損失、TCF、PFA、ナチュラル一方向性などの任意の境界波特性である。PFAやナチュラル一方向性は、例えば伝搬方向を正負反転してみた場合、符合は変わるものの絶対量は等しいので実用上等価であると考えられる。なお、文献7は表面波に関するものであるが、境界波に関しても結晶の対称性は同様に扱える。例えば、オイラー角(30°,θ,ψ)の境界波伝搬特性は、オイラー角(90°,180°−θ,180°−ψ)の境界波伝搬特性と等価である。また、例えば、オイラー角(30°,90°,45°)の境界波伝搬特性は、下記の表12に示すオイラー角の境界波伝搬特性と等価である。
また、本発明において計算に用いた電極の材料定数は多結晶体の値であるが、エピタキシャル膜などの結晶体においても、膜自体の結晶方位依存性より基板の結晶方位依存性が境界波特性に対して支配的であるので式(A)で表わされる等価なオイラー角の場合も、実用上問題ない程度に同等の境界波伝搬特性が得られる。
Claims (14)
- 圧電体と、前記圧電体の一面に積層された誘電体と、前記圧電体と誘電体との間の境界に配置された電極とを備え、該境界を伝搬するSH型の弾性境界波を利用した弾性境界波装置において、
前記誘電体を伝搬する遅い横波の音速及び前記圧電体を伝搬する遅い横波の音速よりもSH型弾性境界波の音速を低くするように、前記電極の厚みが決定されていることを特徴とする、弾性境界波装置。 - 圧電体と、前記圧電体の一面に積層された誘電体と、前記圧電体と誘電体との間の境界に配置された電極とを備え、該境界を伝搬するSH型の弾性境界波を利用した弾性境界波装置において、
前記誘電体を伝搬する遅い横波の音速及び前記圧電体を伝搬する遅い横波の音速よりもSH型弾性境界波の音速を低くするように、前記電極を構成するストリップのデューティ比が決定されていることを特徴とする、弾性境界波装置。 - 前記誘電体を伝搬する遅い横波の音速及び前記圧電体を伝搬する遅い横波の音速よりもSH型弾性境界波の音速を低くするように、前記電極の厚みが決定されている、請求項3または4に記載の弾性境界波装置。
- 前記誘電体を伝搬する遅い横波の音速及び前記圧電体を伝搬する遅い横波の音速よりもSH型弾性境界波の音速を低くするように、前記電極を構成するストリップのデューティ比が決定されている、請求項3または4に記載の弾性境界波装置。
- LiNbO3を主成分とする圧電体と、前記圧電体の一面に積層されており、SiO2を主成分とする誘電体と、前記圧電体と誘電体との間の境界に配置された電極とを備えた弾性境界波装置であって、
前記電極の密度をρ(kg/m3)、電極の膜厚をH(λ)、弾性境界波の波長をλとしたときに、H>8261.744ρ−1.376であり、かつ前記圧電体のオイラー角が、
(0°,90°,0°)〜(0°,90°,38°)、
(0°,90°,142°)〜(0°,90°,180°)、
(90°,90°,0°)〜(90°,90°,36°)、
(90°,90°,140°)〜(90°,90°,180°)、
(0°,55°,0°)〜(0°,134°,0°)、
(90°,51°,0°)〜(90°,129°,0°)、
(0°,90°,0°)〜(180°,90°,0°)
の範囲であることを特徴とする、弾性境界波装置。 - LiNbO3を主成分とする圧電体と、前記圧電体の一面に積層されており、SiO2を主成分とする誘電体と、前記圧電体と誘電体との間の境界に配置された電極とを備え、SH型の弾性境界波を利用した弾性境界波装置であって、
前記電極の密度をρ(kg/m3)、電極の膜厚をH(λ)、弾性境界波の波長をλとしたときに、H>8261.744ρ−1.376とされていることを特徴とする、弾性境界波装置。 - 前記電極の密度ρが、ρ>3745kg/m3である、請求項3〜9のいずれか1項に記載の弾性境界波装置。
- SH型境界波とストンリー波が伝搬する境界波伝搬構造をもつ弾性境界波装置において、SH型境界波の音速が、境界を形成する2つの媒質の両方の遅い横波の音速より低速であり、かつ、ストンリー波の音速が2つの媒質の少なくとも一方の遅い横波の音速より高速であることを特徴とする、弾性境界波装置。
- 前記電極が、Au、Ag、Cu、Al、Fe、Ni、W、Ta、Pt、Mo、Cr、Ti、ZnO及びITO並びにこれらの導体を主体とする合金から選択された少なくとも1種からなる電極層を主体とすることを特徴とする、請求項1〜12のいずれか1項に記載の弾性境界波装置。
- 前記電極が、前記電極層と、該電極層を構成している導体以外の導体からなる少なくとも1層の第2の電極層をさらに備える、請求項13に記載の弾性境界波装置。
Applications Claiming Priority (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003032409 | 2003-02-10 | ||
JP2003032409 | 2003-02-10 | ||
JP2003171041 | 2003-06-16 | ||
JP2003171041 | 2003-06-16 | ||
JP2003369303 | 2003-10-29 | ||
JP2003369303 | 2003-10-29 | ||
PCT/JP2003/016068 WO2004070946A1 (ja) | 2003-02-10 | 2003-12-16 | 弾性境界波装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2004070946A1 true JPWO2004070946A1 (ja) | 2006-06-01 |
JP4356613B2 JP4356613B2 (ja) | 2009-11-04 |
Family
ID=32854112
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004567901A Expired - Lifetime JP4356613B2 (ja) | 2003-02-10 | 2003-12-16 | 弾性境界波装置 |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7471027B2 (ja) |
EP (4) | EP2139110A1 (ja) |
JP (1) | JP4356613B2 (ja) |
KR (2) | KR100851219B1 (ja) |
AT (1) | ATE451752T1 (ja) |
AU (1) | AU2003289100A1 (ja) |
DE (1) | DE60330506D1 (ja) |
WO (1) | WO2004070946A1 (ja) |
Families Citing this family (45)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4497159B2 (ja) * | 2004-04-08 | 2010-07-07 | 株式会社村田製作所 | 弾性境界波フィルタ |
DE102004058016B4 (de) * | 2004-12-01 | 2014-10-09 | Epcos Ag | Mit akustischen Oberflächenwellen arbeitendes Bauelement mit hoher Bandbreite |
CN101116244B (zh) * | 2005-04-08 | 2010-08-25 | 株式会社村田制作所 | 弹性波元件 |
JP4178328B2 (ja) | 2005-04-25 | 2008-11-12 | 株式会社村田製作所 | 弾性境界波装置 |
WO2006123518A1 (ja) * | 2005-05-16 | 2006-11-23 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | 弾性境界波装置 |
KR100839788B1 (ko) * | 2005-05-20 | 2008-06-19 | 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 | 탄성 경계파 장치 |
JP2008235950A (ja) * | 2005-05-26 | 2008-10-02 | Murata Mfg Co Ltd | 弾性境界波装置 |
JPWO2007007476A1 (ja) * | 2005-07-13 | 2009-01-29 | 株式会社村田製作所 | 弾性境界波フィルタ装置 |
US7804384B2 (en) * | 2005-07-13 | 2010-09-28 | Murata Manufacturing Co., Ltd | Acoustic wave filter device utilizing filters having different acoustic wave propagation directions |
WO2007007462A1 (ja) * | 2005-07-14 | 2007-01-18 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | 弾性境界波装置及びその製造方法 |
JP4001157B2 (ja) | 2005-07-22 | 2007-10-31 | 株式会社村田製作所 | 弾性境界波装置 |
WO2007077825A1 (ja) * | 2006-01-06 | 2007-07-12 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | 弾性波フィルタ |
TWI325687B (en) | 2006-02-23 | 2010-06-01 | Murata Manufacturing Co | Boundary acoustic wave device and method for producing the same |
JP2007267366A (ja) * | 2006-02-28 | 2007-10-11 | Fujitsu Media Device Kk | 弾性境界波素子、共振器およびフィルタ |
EP1990915B1 (en) * | 2006-03-02 | 2017-11-01 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Acoustic wave device and method for fabricating the same |
WO2007138840A1 (ja) * | 2006-05-30 | 2007-12-06 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | 弾性境界波装置 |
WO2007145056A1 (ja) * | 2006-06-16 | 2007-12-21 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | 弾性表面波装置 |
WO2007145057A1 (ja) * | 2006-06-16 | 2007-12-21 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | 弾性表面波装置 |
JP4760911B2 (ja) | 2006-09-21 | 2011-08-31 | 株式会社村田製作所 | 弾性境界波装置 |
WO2008038459A1 (fr) * | 2006-09-25 | 2008-04-03 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Filtre d'onde acoustique limite |
JP4947055B2 (ja) * | 2006-09-25 | 2012-06-06 | 株式会社村田製作所 | 弾性境界波装置 |
DE112007002113B4 (de) | 2006-09-27 | 2015-04-16 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Grenzflächenschallwellenvorrichtung |
WO2008041404A1 (fr) * | 2006-09-29 | 2008-04-10 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Dispositif à ondes limites élastiques, et procédé pour sa fabrication |
EP2056456B1 (en) * | 2006-10-12 | 2013-03-13 | Murata Manufacturing Co. Ltd. | Elastic boundary-wave device |
WO2008062639A1 (fr) * | 2006-11-24 | 2008-05-29 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Procédé de fabrication d'un dispositif à onde limite élastique et dispositif à onde limite élastique |
EP2104228A4 (en) | 2006-12-25 | 2014-10-08 | Murata Manufacturing Co | ELASTIC LIMIT WAVE DEVICE |
WO2008087836A1 (ja) * | 2007-01-19 | 2008-07-24 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | 弾性境界波装置の製造方法 |
JPWO2008102577A1 (ja) * | 2007-02-19 | 2010-05-27 | 株式会社村田製作所 | 弾性表面波センサー装置 |
WO2008108215A1 (ja) * | 2007-03-06 | 2008-09-12 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | 弾性境界波装置 |
JP5104031B2 (ja) * | 2007-05-22 | 2012-12-19 | 株式会社村田製作所 | 弾性境界波装置及びその製造方法 |
US8154171B2 (en) * | 2007-10-23 | 2012-04-10 | Panasonic Corporation | Boundary acoustic wave device |
JPWO2009090715A1 (ja) * | 2008-01-17 | 2011-05-26 | 株式会社村田製作所 | 弾性表面波装置 |
JPWO2009119007A1 (ja) * | 2008-03-27 | 2011-07-21 | 株式会社村田製作所 | 弾性波フィルタ装置 |
JP5125728B2 (ja) * | 2008-04-28 | 2013-01-23 | パナソニック株式会社 | 弾性波素子と、これを用いた共振器、フィルタ、及び電子機器 |
JP5041063B2 (ja) | 2008-06-30 | 2012-10-03 | 株式会社村田製作所 | 帯域阻止フィルタ |
CN102484466A (zh) | 2009-09-11 | 2012-05-30 | 松下电器产业株式会社 | 弹性波元件与弹性波元件传感器 |
US8044553B2 (en) | 2010-02-22 | 2011-10-25 | Triquint Semiconductor, Inc. | Temperature compensated surface acoustic wave device and method having buried interdigital transducers for providing an improved insertion loss and quality factor |
US9852055B2 (en) | 2013-02-25 | 2017-12-26 | International Business Machines Corporation | Multi-level memory compression |
JP6242954B1 (ja) | 2016-07-11 | 2017-12-06 | 浜松ホトニクス株式会社 | 放射線検出器 |
DE102017111448B4 (de) * | 2017-05-24 | 2022-02-10 | RF360 Europe GmbH | SAW-Vorrichtung mit unterdrückten Störmodensignalen |
DE102019204755A1 (de) | 2018-04-18 | 2019-10-24 | Skyworks Solutions, Inc. | Akustikwellenvorrichtung mit mehrschichtigem piezoelektrischem substrat |
DE102018113624A1 (de) * | 2018-06-07 | 2019-12-12 | RF360 Europe GmbH | Elektroakustischer Resonator und HF-Filter, das einen elektroakustischen Resonator umfasst |
JP2020145567A (ja) * | 2019-03-06 | 2020-09-10 | 株式会社村田製作所 | 弾性波装置 |
KR102205988B1 (ko) * | 2019-04-19 | 2021-01-22 | 주식회사 아이.티.에프 | Saw 필터 패키지 및 그의 제조방법 |
US11588463B2 (en) * | 2020-09-24 | 2023-02-21 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Surface acoustic wave devices with ultra-thin transducers |
Family Cites Families (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US964553A (en) | 1909-04-01 | 1910-07-19 | Robert William Ralph | Display device. |
US4328472A (en) | 1980-11-03 | 1982-05-04 | United Technologies Corporation | Acoustic guided wave devices |
US4484098A (en) * | 1983-12-19 | 1984-11-20 | United Technologies Corporation | Environmentally stable lithium niobate acoustic wave devices |
DE4132309A1 (de) * | 1991-09-27 | 1993-04-01 | Siemens Ag | Stoneleywellen-bauteil mit nicht-reflektierenden interdigitalwandlern |
JP3177946B2 (ja) | 1996-02-09 | 2001-06-18 | 住友電気工業株式会社 | 表面弾性波素子 |
JP3702050B2 (ja) | 1996-09-09 | 2005-10-05 | 株式会社東芝 | 弾性境界波デバイス |
JPH10178331A (ja) * | 1996-12-19 | 1998-06-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 弾性表面波素子 |
WO1998052279A1 (fr) * | 1997-05-12 | 1998-11-19 | Hitachi, Ltd. | Dispositif a onde elastique |
US6025363A (en) * | 1998-11-17 | 2000-02-15 | Giles, Jr.; James A. | Composition for suppressing appetite |
US6420815B1 (en) * | 1999-09-16 | 2002-07-16 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Substrate for surface acoustic wave device and surface acoustic wave device |
JP3495659B2 (ja) * | 1999-09-16 | 2004-02-09 | 三洋電機株式会社 | 弾性表面波デバイス用基板および弾性表面波デバイス |
FR2799906B1 (fr) | 1999-10-15 | 2002-01-25 | Pierre Tournois | Filtre a ondes acoustiques d'interface notamment pour les liaisons sans fil |
JP2001196895A (ja) | 2000-01-11 | 2001-07-19 | Seiko Epson Corp | 表面弾性波素子 |
JP3412611B2 (ja) * | 2000-09-25 | 2003-06-03 | 株式会社村田製作所 | 弾性表面波装置 |
JP4604335B2 (ja) | 2000-11-01 | 2011-01-05 | 凸版印刷株式会社 | 球状境界波素子 |
JP3918497B2 (ja) * | 2000-11-02 | 2007-05-23 | 株式会社村田製作所 | 端面反射型表面波装置 |
JP3864697B2 (ja) | 2000-11-14 | 2007-01-10 | セイコーエプソン株式会社 | 弾性表面波素子 |
JP4497159B2 (ja) * | 2004-04-08 | 2010-07-07 | 株式会社村田製作所 | 弾性境界波フィルタ |
-
2003
- 2003-12-16 AU AU2003289100A patent/AU2003289100A1/en not_active Abandoned
- 2003-12-16 AT AT03778944T patent/ATE451752T1/de not_active IP Right Cessation
- 2003-12-16 EP EP09169275A patent/EP2139110A1/en not_active Withdrawn
- 2003-12-16 DE DE60330506T patent/DE60330506D1/de not_active Expired - Lifetime
- 2003-12-16 EP EP08102783A patent/EP1947763A3/en not_active Withdrawn
- 2003-12-16 EP EP03778944A patent/EP1610460B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2003-12-16 US US10/543,316 patent/US7471027B2/en active Active
- 2003-12-16 EP EP08102784A patent/EP1928089A3/en not_active Withdrawn
- 2003-12-16 KR KR1020077017564A patent/KR100851219B1/ko active IP Right Grant
- 2003-12-16 KR KR1020057014610A patent/KR100766263B1/ko active IP Right Grant
- 2003-12-16 WO PCT/JP2003/016068 patent/WO2004070946A1/ja active Application Filing
- 2003-12-16 JP JP2004567901A patent/JP4356613B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20070089884A (ko) | 2007-09-03 |
EP1947763A2 (en) | 2008-07-23 |
KR100766263B1 (ko) | 2007-10-15 |
JP4356613B2 (ja) | 2009-11-04 |
KR20050107417A (ko) | 2005-11-11 |
ATE451752T1 (de) | 2009-12-15 |
EP2139110A1 (en) | 2009-12-30 |
US7471027B2 (en) | 2008-12-30 |
WO2004070946A1 (ja) | 2004-08-19 |
EP1610460B1 (en) | 2009-12-09 |
EP1928089A2 (en) | 2008-06-04 |
AU2003289100A1 (en) | 2004-08-30 |
EP1610460A1 (en) | 2005-12-28 |
US20060071579A1 (en) | 2006-04-06 |
EP1947763A3 (en) | 2009-01-14 |
EP1928089A3 (en) | 2009-01-14 |
DE60330506D1 (de) | 2010-01-21 |
KR100851219B1 (ko) | 2008-08-07 |
EP1610460A4 (en) | 2006-06-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4356613B2 (ja) | 弾性境界波装置 | |
JP4419961B2 (ja) | 弾性境界波装置 | |
JP4483785B2 (ja) | 弾性境界波装置 | |
JP4715922B2 (ja) | 弾性境界波装置 | |
US7323803B2 (en) | Boundary acoustic wave device | |
EP2012428B1 (en) | Elastic surface wave device | |
WO2006114930A1 (ja) | 弾性境界波装置 | |
JPWO2012086639A1 (ja) | 弾性波装置及びその製造方法 | |
WO2020204045A1 (ja) | 高次モード弾性表面波デバイス | |
JP2011166259A (ja) | 弾性表面波装置 | |
JP2023036845A (ja) | 弾性波装置 | |
JP4001157B2 (ja) | 弾性境界波装置 | |
JPWO2008093484A1 (ja) | 弾性境界波装置 | |
JPWO2008093532A1 (ja) | 弾性境界波装置 | |
JP2008187512A (ja) | 弾性境界波装置 | |
JP2008187513A (ja) | 弾性境界波装置 | |
JPWO2008093509A1 (ja) | 弾性境界波装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080401 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080529 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080909 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20081107 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090317 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090421 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090714 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090727 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120814 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4356613 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120814 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130814 Year of fee payment: 4 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |