JPH0640613B2 - Surface acoustic wave resonator - Google Patents
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- JPH0640613B2 JPH0640613B2 JP6169985A JP6169985A JPH0640613B2 JP H0640613 B2 JPH0640613 B2 JP H0640613B2 JP 6169985 A JP6169985 A JP 6169985A JP 6169985 A JP6169985 A JP 6169985A JP H0640613 B2 JPH0640613 B2 JP H0640613B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は弾性表面波共振器に係り、特にグレーティング
反射器の構造に関する。Description: TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a surface acoustic wave resonator, and more particularly to a structure of a grating reflector.
弾性表面波共振器は圧電性基板上にインタディジタル変
換器とグレーティング反射器を形成して構成される共振
素子である。このような弾性表面波共振器の特性は主と
してグレーティング反射器によって決定されるため、グ
レーティング反射器の特性向上は大きな課題である。The surface acoustic wave resonator is a resonance element formed by forming an interdigital converter and a grating reflector on a piezoelectric substrate. Since the characteristics of such a surface acoustic wave resonator are mainly determined by the grating reflector, improvement of the characteristics of the grating reflector is a major issue.
従来の弾性表面波共振器におけるグレーティング反射器
は、多数本のストリップ,リッジ,グルーブ等の弾性表
面波反射体を弾性表面波の半波長間隔に配列して構成さ
れていた。一般に、これらの反射体の1本当りの反射率
εが大きい時には反射体の本数は少なくてよいが、εが
小さくなるに従い反射体は多数本必要となる。ピーター
・クロスは、文献1:IEEE Trans.on Sonice &
Ultrason.(vol su-23,No.4 pp.255-262 )1976におい
て、十分な反射量を得るにはグレーティング反射器にお
ける反射体の本数はN≒3/ε本以上が必要であると述
べている。これは例えばε≒0.01の反射体では300 本以
上という多数本が必要であることになり、一般には共振
器ではグレーティング反射器を2個以上使用することを
考えると、共振器全体が非常に大型になってしまうとい
う問題がある。The grating reflector in the conventional surface acoustic wave resonator is configured by arranging a large number of surface acoustic wave reflectors such as strips, ridges, and grooves at half wavelength intervals of the surface acoustic wave. Generally, when the reflectance ε per one of these reflectors is large, the number of reflectors may be small, but as ε becomes smaller, a large number of reflectors are required. Peter Cross, Reference 1: IEEE Trans.on Sonice &
Ultrason. (Vol su-23, No.4 pp.255-262) 1976 stated that the number of reflectors in a grating reflector must be N≈3 / ε or more to obtain a sufficient reflection amount. ing. This means that a large number of reflectors with ε≈0.01, for example, 300 or more are required. Generally, considering that two or more grating reflectors are used in the resonator, the entire resonator is very large. There is a problem that it becomes.
一方、反射体1本当りのεを増加させるためにストリッ
プの厚さ,リッジの高さ,グルーブの深さを大きくして
ゆくと、それに従い弾性表面波からバルク波へのモード
変換が増加し、その変換損失により共振器のQの低下を
招く。On the other hand, if the strip thickness, ridge height, and groove depth are increased in order to increase ε per reflector, the mode conversion from surface acoustic wave to bulk wave increases accordingly. The conversion loss causes the Q of the resonator to decrease.
これらの問題を解決する手段として、本発明者らは電子
通信学会超音波研究会(文献2:通信学会技術報告US
84−30 昭和59年9月)において、使用周波数の表面波
波長λに対しλ/8幅で、かつ反射係数が互いに逆であ
る2種の反射体を交互にλ/4周期で配列したグレーテ
ィング反射器を提案している。この構造のグレーティン
グ反射器では、正の反射係数の反射体での反射波と負の
反射係数を有する反射体での反射波とが相加されること
により、反射体をλ/2周期で配列した従来一般のグレ
ーティング反射器に比べ、単位長さ当りの反射量は2倍
近くに増加する。一方、バルク波へのモード変換損失は
1.4倍の増加にとどまる。従って、従来一般のものと
反射量を同一にして比較すると、バルク波へのモード変
換損失が低減されることになる。As a means for solving these problems, the present inventors have proposed the Institute of Electronics and Communication Engineers Ultrasonic Research Group (Reference 2: Technical Report of the Institute of Communication Engineers US).
84-30 September 1984), a grating in which two types of reflectors having a λ / 8 width and a reflection coefficient opposite to each other with respect to the surface wave wavelength λ of the used frequency are alternately arranged in a λ / 4 period. Proposing a reflector. In the grating reflector having this structure, the reflected wave at the reflector having a positive reflection coefficient and the reflected wave at the reflector having a negative reflection coefficient are added, so that the reflectors are arranged at a λ / 2 cycle. The amount of reflection per unit length is almost doubled as compared with the conventional general grating reflector. On the other hand, the loss of mode conversion to bulk wave is only 1.4 times. Therefore, when the amount of reflection is the same as that of the conventional general one, the mode conversion loss to the bulk wave is reduced.
第7図および第8図は上記文献に開示された具体的なグ
レーティング反射器の構造を示したものであり、第7図
では電気−機械結合係数の非常に大きい圧電性基板であ
る128 ゜Y−X LiNbO3基板21上に、λ/8幅
で電気的に短絡された反射体22と、λ/8幅で電気的
に孤立した反射体23とを交互し、λ/4周期で配列し
ている。この構造はインタディジタル変換器およびグレ
ーティング反射器を同時に、しかもアルミニウム薄膜等
のエッチング工程のみで形成できるため、極めて生産性
が良い。しかしながら、LiNbO3基板は周知のよう
に温度関係が大きく、共振器とし応用される分野では実
用になりにくいという問題がある。FIGS. 7 and 8 show the structure of the specific grating reflector disclosed in the above-mentioned document. In FIG. 7, a 128 ° Y piezoelectric substrate having a very large electromechanical coupling coefficient is used. On the -X LiNbO 3 substrate 21, the reflectors 22 electrically short-circuited with a λ / 8 width and the reflectors 23 electrically isolated with a λ / 8 width are alternately arranged and arranged at a λ / 4 cycle. ing. Since this structure can form the interdigital converter and the grating reflector at the same time and only by the etching process of the aluminum thin film or the like, the productivity is extremely good. However, as is well known, the LiNbO 3 substrate has a large temperature relationship, and there is a problem that it is difficult to be practically used in a field applied as a resonator.
第8図においては、ST水晶基板31上にλ/8幅のリ
ッジ32とグループ33とを交互にλ/4周期で配列し
ている。この構造によれば、水晶基板31の温度係数が
小さいため、第7図のような問題は避けられるものの、
同じ水晶基板31上に凸部(リッジ)32と凹部(グル
ーブ)33とを形成することが極めて難しく、生産性の
点で問題があった。In FIG. 8, ridges 32 having a width of λ / 8 and groups 33 are alternately arranged on the ST quartz substrate 31 at a λ / 4 period. According to this structure, since the temperature coefficient of the quartz substrate 31 is small, the problem as shown in FIG. 7 can be avoided, but
It is extremely difficult to form the convex portion (ridge) 32 and the concave portion (groove) 33 on the same crystal substrate 31, and there is a problem in terms of productivity.
本発明は上述の問題点に鑑みてなされたもので、正負の
反射係数を有する2種の弾性表面波反射体を弾性表面波
波長の1/4の周期で交互に配列した基本構造を持ち、
小形な形状でありながら反射効率に優れるとともに、バ
ルク波へのモード変換損失が低減されたグレーティング
反射器をさらに改良し、温度による特性変化が少なく、
しかも生産性に優れたグレーティング反射器を備えた弾
性表面波共振器を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above problems, and has a basic structure in which two kinds of surface acoustic wave reflectors having positive and negative reflection coefficients are alternately arranged at a cycle of ¼ of the surface acoustic wave wavelength,
Despite being a small shape, it has excellent reflection efficiency, and we have further improved the grating reflector with reduced mode conversion loss to bulk waves.
Moreover, it is an object of the present invention to provide a surface acoustic wave resonator including a grating reflector having excellent productivity.
本発明に係る弾性表面波共振器は、所定の圧電性基板上
に、該基板上を伝搬する弾性表面波に対して該基板材料
との関係で負の反射係数を有する金を主成分とした薄膜
による第1の弾性表面波反射ストリップと、該弾性表面
波に対して該基板材料との関係で正の反射係数を有する
アルミニウムを主成分とした薄膜による第2の弾性表面
波反射ストリップとを交互に、かつ該弾性表面波の波長
の1/4の周期で配列して構成されたグレーティング反
射器を備えたことを特徴とする。The surface acoustic wave resonator according to the present invention is mainly composed of gold having a negative reflection coefficient on a predetermined piezoelectric substrate in relation to the surface acoustic wave propagating on the substrate and the substrate material. A first surface acoustic wave reflection strip made of a thin film and a second surface acoustic wave reflection strip made of a thin film containing aluminum as a main component having a positive reflection coefficient with respect to the surface wave in relation to the substrate material. It is characterized in that it comprises grating reflectors arranged alternately and at a period of ¼ of the wavelength of the surface acoustic wave.
ここで、圧電性基板としては例えば水晶基板あるいはL
iTaO3基板等を使用することができる。これらの圧
電性基板上においては、金薄膜による弾性表面波反射ス
トリップは負の反射係数を示し、またアルミニウム薄膜
による弾性表面波反射ストリップは逆に正の反射係数を
示す。Here, as the piezoelectric substrate, for example, a quartz substrate or L
An iTaO 3 substrate or the like can be used. On these piezoelectric substrates, the surface acoustic wave reflection strip made of a gold thin film has a negative reflection coefficient, and the surface acoustic wave reflection strip made of an aluminum thin film, on the contrary, shows a positive reflection coefficient.
本発明におけるグレーティング反射器においては、圧電
性基板上に負および正の反射係数を持つ第1および第2
の弾性表面波反射ストリップを交互に弾性表面波波長の
1/4の周期で配列した基本構造を有しているため、両
ストリップでの反射波が相加されることにより高い反射
効率を有する。すなわち、単位長さ当りの弾性表面波の
反射量が増し、相対的に弾性表面波からバルク波へのモ
ード変換損失が低減される。これにより共振器のQの低
下、さらには弾性表面波反射ストリップ端部でのエネル
ギー蓄積効果による共振周波数の偏差の増加が抑えられ
る。In the grating reflector of the present invention, the first and second negative and positive reflection coefficients are provided on the piezoelectric substrate.
Since it has a basic structure in which the surface acoustic wave reflection strips of 1 are alternately arranged at a period of 1/4 of the surface acoustic wave wavelength, high reflection efficiency is obtained by adding the reflected waves of both strips. That is, the reflection amount of the surface acoustic wave per unit length increases, and the mode conversion loss from the surface acoustic wave to the bulk wave is relatively reduced. As a result, the Q of the resonator is lowered, and further, the deviation of the resonance frequency due to the energy storage effect at the end of the surface acoustic wave reflection strip is suppressed.
そして、本発明によれば上述のような弾性表面波共振器
の基本性能面での特性向上に加え、従来の反射効率向上
を図ったグレーティング反射器にみられた温度特性、あ
るいは生産性の問題が解消される。すなわち、本発明に
よる弾性表面波共振器におけるグレーティング反射器で
は、圧電性基板として温度係数の非常に小さい水晶基板
や、LiTaO3基板等の使用が可能となり、温度変化
に対して極めて安定な共振動作が得られる、しかも、構
造としては圧電性基板上に金薄膜およびアルミニウム薄
膜による2種の弾性表面波反射ストリップを形成すれば
よいので、製造プロセスは従来一般の1/4波長線幅の
アルミニウム薄膜による弾性表面波反射ストリップを用
いた弾性表面波共振器に比べ、新たに金薄膜による弾性
表面波反射ストリップの形成プロセスが追加されるだけ
であり、圧電性基板上にリッジおよびグルーブを形成す
るグレーティング反射器と比較して格段に生産性が向上
する。Further, according to the present invention, in addition to the characteristic improvement in terms of the basic performance of the surface acoustic wave resonator as described above, the temperature characteristic or the problem of productivity observed in the conventional grating reflector for improving the reflection efficiency. Is eliminated. That is, in the grating reflector in the surface acoustic wave resonator according to the present invention, it is possible to use a quartz substrate having a very small temperature coefficient, a LiTaO 3 substrate, or the like as the piezoelectric substrate, and a resonance operation that is extremely stable against temperature changes. In addition, since the structure can be obtained by forming two kinds of surface acoustic wave reflection strips of a gold thin film and an aluminum thin film on a piezoelectric substrate, the manufacturing process is the conventional aluminum thin film of 1/4 wavelength line width. Compared with the surface acoustic wave resonator using the surface acoustic wave reflection strip by ED, only the process of forming the surface acoustic wave reflection strip by the gold thin film is newly added, and the grating that forms the ridge and the groove on the piezoelectric substrate is added. Productivity is significantly improved compared to a reflector.
本発明の実施例を図面を参照して説明する。第1図は本
発明の一実施例に係る弾性表面波共振器におけるグレー
ティング反射器の部分を示したものであり、圧電性基板
としての32゜回転Y板からなる水晶基板1上に、該基板
1上を伝搬する弾性表面波の波長をλとして、線幅λ/
8で膜厚λ/200 (100 MHzの場合、1600Åに相当)
の金薄膜による第1の弾性表面波反射ストリップ2と、
線幅λ/8で膜厚λ/50(100 MHzの場合、6400Åに
相当)のアルミニウム薄膜による第2の弾性表面波反射
ストリップ3とがλ/4周期で交互に配列されている。Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a portion of a grating reflector in a surface acoustic wave resonator according to an embodiment of the present invention, in which a quartz substrate 1 made of a 32 ° rotating Y plate as a piezoelectric substrate is provided on the substrate. 1 where λ is the wavelength of the surface acoustic wave propagating on
Film thickness λ / 200 at 8 (equivalent to 1600Å at 100 MHz)
A first surface acoustic wave reflection strip 2 of a gold thin film of
The second surface acoustic wave reflection strips 3 made of an aluminum thin film having a line width of λ / 8 and a film thickness of λ / 50 (corresponding to 6400Å in the case of 100 MHz) are alternately arranged in a λ / 4 cycle.
水晶基板上に形成された金薄膜およびアルミニウム薄膜
による弾性表面波反射ストリップの反射率の膜厚依存性
を、第2図の実線および破線で示した。これからわかる
ように反射率は金薄膜による反射ストリップでは角、ア
ルミニウム薄膜による反射ストリップでは正と、互いに
逆であり、かつ、その膜厚依存性は金薄膜によるそれの
方がアルミニウム薄膜によるそれに比べ4倍大きい。従
って、絶対値で同じ反射率とするには、金薄膜の膜厚は
アルミニウム薄膜の膜厚の1/4でよい。The thickness dependence of the reflectance of the surface acoustic wave reflection strip formed by the gold thin film and the aluminum thin film formed on the quartz substrate is shown by the solid line and the broken line in FIG. As can be seen, the reflectance is square for a reflection strip made of a gold thin film, and positive and reverse for a reflection strip made of an aluminum thin film, and the film thickness dependence is 4 for a gold thin film compared to that for an aluminum thin film. Twice as big. Therefore, in order to obtain the same reflectance in absolute value, the thickness of the gold thin film may be 1/4 of the thickness of the aluminum thin film.
また、上述では水晶基板1のカット角は、金薄膜および
アルミニウム薄膜が表面に形成された状態で頂点温度が
室温付近にくるように選んでいるが、これは金,アルミ
ニウム薄膜それぞれの膜厚に対応して決定する必要があ
る。Further, in the above description, the cut angle of the quartz substrate 1 is selected so that the apex temperature is near room temperature with the gold thin film and the aluminum thin film formed on the surface. It is necessary to make a corresponding decision.
次に、この実施例におけるグレーティング反射器の製造
プロセスの一例を第3図を用いて説明する。Next, an example of the manufacturing process of the grating reflector in this embodiment will be described with reference to FIG.
まず、第3図(a)に示すように水晶基板1上全面に、
蒸着あるいはスパッタ法等により金の薄膜2′を付着さ
せる。なお、このとき付着性の向上の目的で金薄膜2′
の下にクロームないしはチタン等の極く薄い層からなる
下地層を付けてもよい。First, as shown in FIG. 3 (a), on the entire surface of the quartz substrate 1,
A gold thin film 2'is attached by vapor deposition or sputtering. At this time, the gold thin film 2'for the purpose of improving the adhesiveness.
An underlayer consisting of an extremely thin layer of chrome or titanium may be attached underneath.
次に、フォトリソグラフィ技術によって第3図(b)に
示すように、線幅λ/8,周期λ/2の金薄膜による第
1の弾性表面波反射ストリップ2を形成する。下地層が
ある場合は、それらも金薄膜と同時にエッチングで除去
する。Next, as shown in FIG. 3B, a first surface acoustic wave reflection strip 2 made of a gold thin film having a line width λ / 8 and a period λ / 2 is formed by photolithography. If there are underlying layers, they are also removed by etching at the same time as the gold thin film.
次いで、第3図(c)に示すように全面にわたってアル
ミニウム薄膜3′を金薄膜2′のほぼ4倍の膜厚に、蒸
着あるいはスパッタ法等により付着させる。この時、ア
ルミニウム薄膜3′の表面は、下に存在する金薄膜によ
る第1の弾性表面波反射ストリップ2の膜厚が線幅に対
し1/20以下と極めて小さいので、十分に平坦となる。Then, as shown in FIG. 3 (c), an aluminum thin film 3'is deposited on the entire surface by vapor deposition, sputtering, or the like so as to have a thickness approximately four times that of the gold thin film 2 '. At this time, the surface of the aluminum thin film 3'is sufficiently flat because the film thickness of the first surface acoustic wave reflection strip 2 made of the gold thin film located therebelow is 1/20 or less of the line width, which is extremely small.
そして、第3図(d)に示すようにフォトリソグラフィ
技術によって線幅λ/8,周期λ/2のアルミニウム薄
膜による第2の弾性表面波反射ストリップ3を、金薄膜
による第1の弾性表面波反射ストリップ2のそれぞれの
ほぼ中間に位置するように形成する。なお、アルミニウ
ム薄膜3′を形成すると、その下にある金薄膜による第
1の弾性表面波反射ストリップ2は見えなくなるので、
第3図(d)の工程においてマスク合せを容易とする目
的で、第3図(b)の工程でグレーティング反射器の形
成領域外にマスク合せ用のマーク4を形成しておき、さ
らに同図(c)の工程で水晶基板1上の少なくとも上記
マーク4が形成された領域はアルミニウム薄膜で覆われ
ないようにする必要がある。Then, as shown in FIG. 3 (d), the second surface acoustic wave reflection strip 3 made of an aluminum thin film having a line width λ / 8 and a period λ / 2 is formed by a photolithography technique on the first surface acoustic wave made of a gold thin film. The reflective strips 2 are formed so as to be located substantially in the middle thereof. When the aluminum thin film 3'is formed, the first surface acoustic wave reflection strip 2 made of the gold thin film therebelow cannot be seen.
For the purpose of facilitating mask alignment in the step of FIG. 3 (d), a mask alignment mark 4 is formed outside the area where the grating reflector is formed in the step of FIG. 3 (b). In the step (c), it is necessary to prevent at least the area where the mark 4 is formed on the crystal substrate 1 from being covered with the aluminum thin film.
なお、上記グレーティング反射器の形成工程中に、弾性
表面波共振器のもう一つの構成要素である電気−弾性表
面波変換のためのインタディジタル変換器を形成する工
程を含めることが望ましい。特にインタディジタル変換
器が金,アルミニウムの少なくとも一方の材料で形成さ
れる場合には、(b)あるいは(d)の工程でのマスク
パターン中にインタディジタル変換器のパターンも形成
しておくことにより、グレーティング反射器の形成と同
時にインタディジタル変換器が形成され、しかもグレー
ティング反射器との相対位置関係も高精度に設定するこ
とができる。It is desirable that the step of forming the grating reflector includes a step of forming an interdigital converter for converting electric-surface acoustic waves, which is another component of the surface acoustic wave resonator. Particularly when the interdigital converter is formed of at least one of gold and aluminum, the pattern of the interdigital converter may be formed in the mask pattern in the step (b) or (d). The interdigital converter is formed simultaneously with the formation of the grating reflector, and the relative positional relationship with the grating reflector can be set with high accuracy.
第4図は第1図の実施例を変形した実施例であり、第1
および第2の弾性表面波反射ストリップ2,3がそれぞ
れ電気的に短絡され、かつ互いにも電気的に接続されて
いる。圧電性基板が水晶基板1の場合、電気−機械結合
係数が非常に小さいため、このように弾性表面波反射ス
トリップ2,3が電気的に短絡されていても、動作的に
は電気的に開放の場合とほとんど変わらない。なお、第
1および第2の弾性表面波反射ストリップ2,3の一方
のみが電気的に短絡されている場合、あるいは両方がそ
れぞれ短絡されているが互いには電気的に接続されてい
ない場合でも同様である。FIG. 4 shows an embodiment obtained by modifying the embodiment shown in FIG.
The second surface acoustic wave reflection strips 2 and 3 are electrically short-circuited and also electrically connected to each other. When the piezoelectric substrate is the quartz substrate 1, since the electromechanical coupling coefficient is very small, even if the surface acoustic wave reflection strips 2 and 3 are electrically short-circuited in this way, they are electrically opened in operation. It is almost the same as the case of. The same applies when only one of the first and second surface acoustic wave reflection strips 2 and 3 is electrically short-circuited, or when both are short-circuited but not electrically connected to each other. Is.
なお、上記した実施例では水晶基板1として32゜回転Y
板を用いると説明したが、必ずしもこの角度にこだわる
ものではなく、他の切断角の水晶基板でも金薄膜および
アルミニウム薄膜の膜厚比の若干の変更で本発明の所期
の目的を達成することができる。また、弾性表面波と称
した場合、一般にはレーリー波を指すが、必ずしも本振
動モードに限るものではなく、例えば水晶基板の−50.5
゜回転Y板上をX軸に直角に伝搬する擬似弾性表面波
や、105 ゜±10゜回転Y板,X軸伝搬の擬似弾性表面波
を用いた弾性表面波共振器のグレーティング反射器にお
いても、金およびアルミニウム薄膜の膜厚比を変更する
だけで、同様にその目的を達成できる。In the above embodiment, the crystal substrate 1 is rotated by 32 °
Although it has been described that a plate is used, it is not necessarily limited to this angle, and a quartz substrate having another cutting angle can achieve the intended object of the present invention by slightly changing the film thickness ratio of the gold thin film and the aluminum thin film. You can In addition, when it is called a surface acoustic wave, it generally refers to a Rayleigh wave, but it is not necessarily limited to this vibration mode, for example, −50.5 of a quartz substrate.
Pseudo-surface acoustic waves propagating on a ゜ rotating Y-plate at right angles to the X-axis, and 105 ° ± 10 ° rotating Y-plate, grating reflector of a surface-acoustic-wave resonator using a pseudo-surface acoustic wave propagating on the X-axis. The objective can be achieved similarly by simply changing the film thickness ratio of the gold and aluminum thin films.
さらに、以上の説明では全て水晶基板を用いたが、例え
ばLiTaO3基板を用いても同様の効果が得られる。
第5図はその実施例を示したもので、LiTaO3基板
11上に金薄膜による第1の弾性表面波反射ストリップ
12と、アルミニウム薄膜による第2の弾性表面波反射
ストリップ13が形成されている。基本的には水晶基板
の場合と同様でよいが、LiTaO3基板は電気−機械
結合係数が水晶基板のそれより大きい関係で、図のよう
に金薄膜による第1の弾性表面波反射ストリップ12は
電気的に孤立した形状とするが、アルミニウム薄膜によ
る第2の弾性表面波反射ストリップ12については電気
的に短絡することが、反射率を少しでも大きくする目的
からより望ましい。Furthermore, although a quartz substrate is used in all of the above explanations, the same effect can be obtained by using a LiTaO 3 substrate, for example.
FIG. 5 shows an embodiment thereof, in which a first surface acoustic wave reflection strip 12 made of a gold thin film and a second surface acoustic wave reflection strip 13 made of an aluminum thin film are formed on a LiTaO 3 substrate 11. . Basically, it may be similar to the case of the quartz substrate, but the LiTaO 3 substrate has an electro-mechanical coupling coefficient larger than that of the quartz substrate, and as shown in the figure, the first surface acoustic wave reflection strip 12 made of a gold thin film is Although the shape is electrically isolated, it is more desirable to electrically short-circuit the second surface acoustic wave reflection strip 12 made of an aluminum thin film in order to increase the reflectance as much as possible.
LiTaO3基板11(Xカット112 ゜Y板)上の金お
よびアルミニウム薄膜による線幅λ/8の弾性表面波反
射ストリップ12,13のストリップ1本当りの反射率
を調べると、第6図に示すように反射係数は互いに逆相
で、金薄膜によるそれの方がアルミニウム薄膜によるそ
れに比べ反射率の膜厚依存性が約2倍大きい。但し、こ
の特性は第5図に示した通り金薄膜による第1の弾性表
面波反射ストリップ12を電気的に開放とし、アルミニ
ウム薄膜による第2の弾性表面波反射ストリップ13を
電気的に短絡した場合である。これによれば、金薄膜に
よる第1の弾性表面波反射ストリップ12の膜厚は、ア
ルミニウム薄膜による第2の弾性表面波反射ストリップ
13のそれの約1/2でよいことになる。The reflectance per strip of the surface acoustic wave reflection strips 12 and 13 having the line width λ / 8 by the gold and aluminum thin films on the LiTaO 3 substrate 11 (X-cut 112 ° Y plate) is shown in FIG. As described above, the reflection coefficients are in opposite phases, and the film thickness of the gold thin film is about twice as large as that of the aluminum thin film. However, this characteristic is obtained by electrically opening the first surface acoustic wave reflection strip 12 made of a gold thin film and electrically shorting the second surface acoustic wave reflection strip 13 made of an aluminum thin film as shown in FIG. Is. According to this, the film thickness of the first surface acoustic wave reflection strip 12 made of a gold thin film may be about 1/2 of that of the second surface acoustic wave reflection strip 13 made of an aluminum thin film.
本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、例
えば実施例において弾性表面波反射ストリップに使用し
た金,アルミニウムの材料については、数%以下の微量
の添加物が含まれていても差支えない。例えばアルミニ
ウムに銅やシリコンを0.1〜4 重量%ドープすればメ
タルマイグレーションを抑圧でき、弾性表面波共振器の
耐電力特性(耐励振強度)の向上に寄与することができ
る。The present invention is not limited to the above-described embodiments. For example, the materials of gold and aluminum used for the surface acoustic wave reflection strip in the embodiments may include a trace amount of additive of several% or less. Absent. For example, when aluminum is doped with copper or silicon in an amount of 0.1 to 4% by weight, metal migration can be suppressed, which can contribute to improvement in power withstand characteristics (excitation strength) of the surface acoustic wave resonator.
また、弾性表面波反射ストリップの線幅についてもλ/
8に正確に規定される必要はなく、一般に反射ストリッ
プの線幅に対し、弾性表面波の反射量は10%の偏差で反
射量が8 %程度変わる程度であるので、数10%程度まで
の線幅偏差は許容される。Also, regarding the line width of the surface acoustic wave reflection strip, λ /
8 does not need to be specified precisely, and generally, the amount of surface acoustic wave reflection varies by about 8% with a deviation of 10% with respect to the line width of the reflecting strip. Line width deviation is allowed.
第1図は本発明の一実施例に係る弾性表面波共振器にお
けるグレーティング反射器の構造を示す斜視図、第2図
は第1図における水晶基板上に形成された金およびアル
ミニウム薄膜による弾性表面波反射ストリップの反射率
の膜厚依存性を示す図、第3図は同実施例におけるグレ
ーティング反射器の製造プロセスを説明するための工程
図、第4図および第5図は本発明の他の実施例に係る弾
性表面波共振器におけるグレーティング反射器の構造を
示す斜視図、第6図は第5図におけるLiTaO3基板
上に形成された金およびアルミニウム薄膜による弾性表
面波反射ストリップの反射率の膜厚依存性を説明するた
めの図、第7図は圧電性基板にLiNbO3を使用し反
射効率向上を図った従来のグレーティング反射器の構造
を示す斜視図、第8図(a)(b)は圧電性基板に水晶
基板を使用し弾性表面波反射体をリッジとグルーブで構
成して反射効率向上を図った従来の他のグレーティング
反射器の構造を示す斜視図および断面図である。 1……水晶基板、2……金薄膜による第1の弾性表面波
反射ストリップ、3……アルミニウム薄膜による第2の
弾性表面波反射ストリップ、4……マスク合せ用マー
ク、11……LiTaO3基板、12……金薄膜による
第1の弾性表面波反射ストリップ、13……アルミニウ
ム薄膜による第2の弾性表面波反射ストリップ。FIG. 1 is a perspective view showing a structure of a grating reflector in a surface acoustic wave resonator according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an elastic surface made of a gold and aluminum thin film formed on a quartz substrate in FIG. The figure which shows the film thickness dependence of the reflectance of a wave reflection strip, FIG. 3 is a process drawing for explaining the manufacturing process of the grating reflector in the same Example, and FIG. 4 and FIG. FIG. 6 is a perspective view showing a structure of a grating reflector in the surface acoustic wave resonator according to the embodiment, and FIG. 6 is a graph showing the reflectance of the surface acoustic wave reflection strip formed by the gold and aluminum thin films formed on the LiTaO 3 substrate in FIG. view for explaining a film thickness dependency, FIG. 7 is a perspective view showing a structure of a conventional grating reflectors which attained using LiNbO 3 piezoelectric substrate reflection efficiency, 8 (a) and 8 (b) are perspective views showing a structure of another conventional grating reflector in which a quartz substrate is used as a piezoelectric substrate and a surface acoustic wave reflector is composed of a ridge and a groove to improve reflection efficiency. And FIG. 1 ...... quartz substrate, a first surface acoustic wave reflecting strips according to 2 ...... gold thin film, 3 ...... aluminum thin film according to the second surface acoustic wave reflecting strips, 4 ...... mask alignment mark, 11 ...... LiTaO 3 substrate , 12 ... a first surface acoustic wave reflection strip made of a gold thin film, 13 ... a second surface acoustic wave reflection strip made of an aluminum thin film.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 弘明 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝総合研究所内 (56)参考文献 通信学会技術研究報告US84−30「正負 の反射係数をもつ反射エレメントからなる 弾性表面波グレーティング反射器および共 振器」 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Hiroaki Sato 1 Komukai Toshiba-cho, Sachi-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Inside the Toshiba Research Institute Co., Ltd. (56) References IEICE Technical Report US84-30 Surface acoustic wave grating reflectors and resonators consisting of reflective elements with coefficients "
Claims (5)
圧電性基板上に、該基板上を伝搬する弾性表面波に対し
て負の反射係数を有する金を主成分とした薄膜による第
1の弾性表面波反射ストリップと、 該弾性表面波に対して正の反射係数を有するアルミニウ
ムを主成分とした薄膜による第2の弾性表面波反射スト
リップとを交互に、かつ該弾性表面波の波長の1/4の
周期で配列して構成されたグレーティング反射器を備え
たことを特徴とする弾性表面波共振器。1. A first elastic surface made of a thin film containing gold as a main component and having a negative reflection coefficient for a surface acoustic wave propagating on a piezoelectric substrate made of a quartz substrate or a LiTaO 3 substrate. The wave reflection strips and the second surface acoustic wave reflection strips made of a thin film containing aluminum as a main component and having a positive reflection coefficient for the surface acoustic waves are alternately arranged and ¼ of the wavelength of the surface acoustic waves. A surface acoustic wave resonator comprising: a grating reflector configured to be arranged at a period of.
回転Y板を使用したことを特徴とする特許請求の範囲第
1項記載の弾性表面波共振器。2. A surface acoustic wave resonator according to claim 1, wherein a rotating Y plate is used as a quartz substrate which constitutes the piezoelectric substrate.
105゜±10゜回転Y板を使用し、振動モードとして擬似
弾性表面波を用いたことを特徴とする特許請求の範囲第
1項記載の弾性表面波共振器。3. A quartz substrate that constitutes the piezoelectric substrate
The surface acoustic wave resonator according to claim 1, wherein a 105 ° ± 10 ° rotating Y plate is used and a pseudo surface acoustic wave is used as a vibration mode.
厚が、前記第2の弾性表面波反射ストリップの膜厚より
小さいことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の弾
性表面波共振器。4. The surface acoustic wave according to claim 1, wherein the film thickness of the first surface acoustic wave reflecting strip is smaller than the film thickness of the second surface acoustic wave reflecting strip. Resonator.
アルミニウムに銅およびシリコンの少なくとも一方をド
ープした薄膜からなるものであることを特徴とする特許
請求の範囲第1項または第4項記載の弾性表面波共振
器。5. The second surface acoustic wave reflecting strip comprises:
The surface acoustic wave resonator according to claim 1 or 4, wherein the surface acoustic wave resonator comprises a thin film in which aluminum is doped with at least one of copper and silicon.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6169985A JPH0640613B2 (en) | 1985-03-26 | 1985-03-26 | Surface acoustic wave resonator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6169985A JPH0640613B2 (en) | 1985-03-26 | 1985-03-26 | Surface acoustic wave resonator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61220512A JPS61220512A (en) | 1986-09-30 |
| JPH0640613B2 true JPH0640613B2 (en) | 1994-05-25 |
Family
ID=13178755
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6169985A Expired - Lifetime JPH0640613B2 (en) | 1985-03-26 | 1985-03-26 | Surface acoustic wave resonator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0640613B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102571028B (en) * | 2012-03-06 | 2014-10-15 | 天津大学 | Surface acoustic wave reflecting grating |
-
1985
- 1985-03-26 JP JP6169985A patent/JPH0640613B2/en not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 通信学会技術研究報告US84−30「正負の反射係数をもつ反射エレメントからなる弾性表面波グレーティング反射器および共振器」 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61220512A (en) | 1986-09-30 |
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Legal Events
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| EXPY | Cancellation because of completion of term |