專利名稱：表面彈性波元件和具備該元件的雙工器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及表面彈性波元件和具備該表面彈性波元件的雙工器，特別是涉及適用于移動通信設(shè)備的RF(無線頻率)濾波器或天線諧振器等的表面彈性波元件和雙工器。
背景技術(shù)：
近年來，便攜電話或PHS等移動通信設(shè)備的進展顯著，在這些設(shè)備中，由于可以小型化、輕量化，所以表面彈性波元件得以廣泛應(yīng)用。這種表面彈性波元件已知有電氣·機械轉(zhuǎn)換元件，這種元件用做沿彈性體表面或者界面?zhèn)鬏敱砻鎻椥圆?Surface Acoustic WaveSAW)的傳輸通路中的頻率選擇元件。
圖20是展示作為一種已有的表面彈性波元件的一端子型表面彈性波(SAW)濾波器的平面圖，此例的表面彈性波濾波器，在由鉭酸鋰(LiTaO3)、鈮酸鋰(LiNbO3)、鈮酸鉀(KNbO3)等組成的壓電體單晶基片100的表面，彼此對置地形成一組梳狀電極(IDTInter-Digital Transducer)102、103，起具有作為電信號和表面彈性波(SAW)之間的轉(zhuǎn)換器的功能，在該梳狀電極104的兩側(cè)，形成用于對被激勵(激發(fā))的表面彈性波進行多重反射、而產(chǎn)生駐波的格柵反射器105、106，由此構(gòu)成SAW諧振器107。
就這種表面彈性波濾波器而言，SAW諧振器107的諧振頻率f取決于基片100表面?zhèn)鬏數(shù)谋砻鎻椥圆ǖ囊羲賄與梳狀電極102的電極指102a和梳狀電極103的電極指103a的間隔(W)。該諧振頻率f一般由以下公式(2)表示。
f＝V/λ＝V/4W……(2)式其中，λ表示被激勵(激發(fā))的表面彈性波的波長，V表示音速。
從公式(2)可知，存在電極指的寬度W越小，音速V越快，諧振頻率f就越高的關(guān)系，可以用于高頻帶。
圖21展示了用于2GHz頻帶的表面彈性波諧振器的理想頻率-電抗曲線。如圖21所示，在使用的2GHz頻帶中，理想的是獲得諧振波形的前端銳度(Q)高、波形無紊亂的電抗曲線。
但是，就這種表面彈性波諧振器而言，存在以下問題，除了未被格柵反射器完全反射的一部分彈性表面波透射到外部而產(chǎn)生的透射損耗、因基片材料具有的粘性而產(chǎn)生的本征損耗、因基片表面附近不是理想表面導(dǎo)致傳輸紊亂而產(chǎn)生的散射損耗、伴隨著表面波的傳輸呈束狀擴展而產(chǎn)生的衍射損耗、構(gòu)成IDT或格柵反射器的金屬電極的電阻引起的歐姆損耗等種種損耗之外，不能忽視在2GHz的高頻頻帶中電極的附加質(zhì)量效果，存在如圖22所示的傾向，波形容易產(chǎn)生較大的脈動狀失真R，波形本身變鈍，振幅減小，Q值變小。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種表面彈性波元件和具有該表面彈性波元件的雙工器，該表面彈性波元件可以適用于2GHz等的高頻頻帶，能夠使諧振頻率頻帶避開發(fā)生失真的頻率頻帶，諧振波形的前端銳度優(yōu)異。
本發(fā)明的特征在于，在壓電體上對置地配置梳狀電極，在所述梳狀電極的兩側(cè)設(shè)置格柵反射器，按預(yù)定間隔排列多個反射單元，構(gòu)成所述格柵反射器，同時所述梳狀電極的電極指間間距與所述格柵反射器的反射單元間間距為同一值，被激勵的表面彈性波的波長λ為1/2時，所述梳狀電極端部與格柵反射器端部之間的距離L由以下公式(1)表示。
L＝{(5±n)/8}λ……(1)(但是，所述公式(1)中的n表示0或者4的倍數(shù)，公式(1)的值是正數(shù)。)如果設(shè)定梳狀電極端部與格柵反射器端部之間的距離L和諧振頻率λ的關(guān)系，使之滿足公式(1)，則可減少失真的發(fā)生，使失真的發(fā)生頻率避開諧振頻率附近，從而易于得到Q值高的特性。因此，可以獲得目標(biāo)頻帶的衰減量大、切出良好的衰減曲線。
本發(fā)明的特征還在于，所述壓電體由LiTaO3構(gòu)成。
如果使用由LiTaO3構(gòu)成的壓電體，則可容易獲得以下效果，在2GHz頻帶的損耗減小，失真的發(fā)生減少，諧振波形的前端銳度(Q)高，失真的發(fā)生頻率可以避開諧振頻率。
本發(fā)明的所述壓電體具有以LiTaO3單晶的X軸為中心、從Y軸旋轉(zhuǎn)38～44°角度范圍的方位。
如果采用具有以X軸為中心、從Y軸旋轉(zhuǎn)38～44°角度范圍的方位的LiTaO3作為壓電體，則可確實地容易獲得以下效果，在2GHz頻帶的損耗減小，失真的發(fā)生減少，諧振波形的前端銳度(Q)高，失真的發(fā)生頻率可以避開諧振頻率。
本發(fā)明的特征還在于，如果設(shè)所述梳狀電極和反射單元的膜厚為H，則作為梳狀電極的標(biāo)準(zhǔn)化膜厚和所述反射單元的標(biāo)準(zhǔn)化膜厚的H/λ的值在0.02～0.15的范圍內(nèi)，在0.02～0.10的范圍內(nèi)更好。
如果梳狀電極的標(biāo)準(zhǔn)化膜厚和所述反射單元的標(biāo)準(zhǔn)化膜厚處于該范圍，則可確實地容易獲得以下效果，在2GHz頻帶的損耗減小，失真的發(fā)生減少，諧振波形的前端銳度(Q)高，失真的發(fā)生頻率可以避開諧振頻率。
本發(fā)明的特征還在于，2GHz頻帶所用雙工器具有前面所述任一種所述的表面彈性波元件。
如果雙工器具有上述的表面彈性波元件，則可以獲得在2GHz頻帶的失真影響小，諧振波形的前端銳度(Q)高，衰減量的大切出良好的衰減特性。
附圖簡要說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的表面彈性波元件的平面圖。
圖2是沿圖1所示表面彈性波元件的線A-A的部分剖面圖。
圖3是對圖1所示表面彈性波元件所適用的壓電體基片的結(jié)晶方位的說明圖。
圖4是展示圖1所示表面彈性波元件的電極間隔和格柵反射器的電極指間隔以及這些間隔L的關(guān)系的圖。
圖5是圖1所示表面彈性波元件的等效電路圖。
圖6展示了適合采用圖1所示表面彈性波元件的一種梯型SAW濾波器。
圖7展示了適合采用圖1所示表面彈性波元件的另一種梯型SAW濾波器。
圖8是展示采用圖6所示梯型SAW濾波器獲得的理想衰減波形和失真引起的波形紊亂的線圖。
圖9是展示適合采用圖1所示表面彈性波元件的便攜電話裝置的一種電路結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖10是表面彈性波元件的L＝9λ/8時的電抗曲線圖。
圖11是表面彈性波元件的L＝5λ/8時的電抗曲線圖。
圖12是表面彈性波元件的L＝1λ/8時的電抗曲線圖。
圖13是表面彈性波元件的L＝2λ/8時的電抗曲線圖。
圖14是表面彈性波元件的L＝3λ/8時的電抗曲線圖。
圖15是表面彈性波元件的L＝4λ/8時的電抗曲線圖。
圖16是表面彈性波元件的L＝6λ/8時的電抗曲線圖。
圖17是表面彈性波元件的L＝7λ/8時的電抗曲線圖。
圖18是表面彈性波元件的L＝8λ/8時的電抗曲線圖。
圖19是展示表面彈性波元件IDT與反射器(Ref)之間距離L和電極膜厚、諧振頻率、失真發(fā)生頻率的關(guān)系的圖。
圖20是已有的一種表面彈性波元件的平面圖。
圖21是采用已有的表面彈性波元件應(yīng)獲得的理想的電抗曲線圖。
圖22是采用已有的表面彈性波元件獲得的包含失真的電抗曲線圖。
具體實施例方式
以下，將參考附圖詳細說明本發(fā)明的實施例。
本發(fā)明當(dāng)然并不限于以下說明的實施例，同時在以下的圖面中，改變每個構(gòu)成部分的比例尺的記載，即可容易地使各構(gòu)成部分的比例尺成為圖面標(biāo)記的那樣。
圖1是作為本發(fā)明第一實施例的一種表面彈性波元件的一端子對稱型的表面彈性波(SAW)諧振器的平面圖，圖2是沿圖1的線A-A的部分剖面圖。該實施例的SAW諧振器R的構(gòu)成包括，LiTaO3等壓電體組成的基片11，在其表面中央部位由電極層組成的一組電極15、16相互對置而形成的梳狀電極(IDT)17，起具有作為電信號與表面彈性波(SAW)之間的轉(zhuǎn)換器作用，在該梳狀電極(IDT)17兩側(cè)形成的格柵反射器21、22。
所述格柵反射器21、22是用于對被激勵的表面彈性波進行多重反射、而產(chǎn)生駐波的，以梳狀電極(IDT)17為中心，形成在左右對稱的位置。而且，在圖1中省略了，在基片11的上面?zhèn)?，如圖2所示，形成二氧化硅(SiO2)組成的保護層23，以便覆蓋梳狀電極(IDT)17和格柵反射器21、22以及基片11的上面。
例如如圖3所示，由LiTaO3等這樣的具有結(jié)晶軸X、Y、Z的壓電單晶，通過結(jié)晶軸X的旋轉(zhuǎn)，僅按旋轉(zhuǎn)角θ從Y軸到Z軸方向傾斜的角度切出的狀態(tài)的基片10構(gòu)成所述基片11。這種狀態(tài)的壓電體單晶基片10在本發(fā)明中稱為θ旋轉(zhuǎn)Y-X基片(或者，晶面方位θ°傳輸方向X的基片)，由該壓電體單晶基片10構(gòu)成前面所述的基片11，在2GHz頻帶等的高頻頻帶的使用方面良好。
使用這種LiTaO3單晶基片的一般SAW諧振器中，考慮θ旋轉(zhuǎn)Y-X基片上形成的諧振器的插入損耗，一般使用旋轉(zhuǎn)角θ為36°Y-X基片(換言之，晶面方位36°Y的傳輸方向X的基片)。這樣是因為，波長較長的表面波可以忽略不計基片表面上形成的電極的附加質(zhì)量效果，而與這樣的表面波對應(yīng)的傳輸損耗在36°Y-X基片中最小。但是，在1～2GHz頻帶這樣的短波波長區(qū)，對被激勵的表面波的波長而言，電極厚度就不能輕易忽略不計了，電極的附加質(zhì)量效果就出現(xiàn)了。因此，作為GHz頻帶用、例如2GHz頻帶用等，采用42°Y-X基片比前面所述的36°Y-X基片更好。
而且，作為可以適用于其它情形的壓電基片的例子，可以使用晶面方位15.7°Y的傳輸方向X的石英基片、晶面方位41°Y的傳輸方向X的LiNbO3基片、晶面方位64°Y的傳輸方向X的LiNbO3基片、晶面方位47.3°Z的傳輸方向90°X的Li2B4O3基片等的LSAW(Leaky SAW)已知的各種壓電基片。
本實施例中，最好由42°Y-X基片構(gòu)成基片11整體，但是，當(dāng)然也可以使用如下的基片來代替本實施例的基片，即不是在單體基片、而是在非壓電體的Si基片等的一般基片上面，被覆形成用于提高傳輸速度的金剛石層等硬質(zhì)層，在該硬質(zhì)層上形成相當(dāng)于前面所述的42°Y-X基片的結(jié)晶方位的LiTaO3壓電體層。當(dāng)然，也可以使用晶面方位15.7°Y的傳輸方向X的石英層、晶面方位41°Y的傳輸方向X的LiNbO3層、晶面方位64°Y的傳輸方向X的LiNbO3層、晶面方位47.3°Z的傳輸方向90°X的Li2B4O3基片等的LSAW(Leaky SAW)已知的各種壓電基片，來代替LiTaO3壓電體層。
為了構(gòu)成梳狀，由按預(yù)定間隔排列的多個長方形電極指15a，以及與前面所述的多個電極指15a成垂直方向配置的、以便與其一體連接的帶狀端子部分15b組成前面所述電極15，電極16同樣也由多個電極指16a以及與這些電極指16a連接的帶狀端子部分16b組成。
而且，這些電極15、16的端子部分15b、16b配置在基片11的端部側(cè)，電極指15a…、16a…彼此對置配置，成為隔開預(yù)定間隔、嚙合狀態(tài)，但相互不接觸，稱為梳狀電極(IDT)17。這些電極15、16由Pt、Au、Ag、Pd、Ni、Al、Cu、Al-Cu合金等導(dǎo)電性優(yōu)良的金屬薄膜構(gòu)成。
前面所述的格柵反射器21，由配置成柵格狀的多個反射單元21a、和與其一體連接的連接部分21b構(gòu)成，格柵反射器22同樣也由多個帶狀的反射單元22a、和在其垂直方向延伸的并且與其一體連接連接部分22b構(gòu)成。這些格柵反射器21、22由Pt、Au、Ag、Pd、Ni、Al、Cu等金屬薄膜構(gòu)成，或者由電介質(zhì)薄膜構(gòu)成，但是也可以省略這些薄膜，在相當(dāng)于基片11的條帶部分的形成位置的部分形成多個細長的溝部，以這些溝部作為反射單元，由此構(gòu)成格柵反射器。
然后，在本實施例的SAW諧振器中，如圖4所示，格柵反射器21的多個反射單元21a之間的間隔取為應(yīng)激勵的表面彈性波的波長λ的1/2的間隔，格柵諧振器22的多個條帶部分22a之間的間隔也取為應(yīng)激勵的表面彈性波的波長λ的1/2的間隔。通過這樣按波長λ的1/2的間隔配置多個反射單元21a…或者多個條帶部分22a…，可以獲得布拉格(Bragg)頻率累積效果大的反射系數(shù)。這樣，在如圖4所示的整列形成的反射單元21a…中，反射單元21a、21a的間隔表示為從一個反射單元21a的寬度方向的一側(cè)邊緣到相鄰的其它反射單元21a的寬度方向的一側(cè)邊緣的距離，在如圖4所示的交互整列形成的電極指15a、16a、15a…中，電極指15a、16a的間隔表示為從一個電極指15a或16a的寬度方向的一側(cè)邊緣到相鄰的其它電極指16a或15a的寬度方向的一側(cè)邊緣的距離。
并且，對于所述梳狀電極(IDT)17，如圖4所示，位于左側(cè)端部的電極指15a與相鄰配置的格柵反射器21的右端部側(cè)的反射單元21a之間的間隔L，在本實施例的結(jié)構(gòu)中，設(shè)置成為滿足以下公式(1)的關(guān)系。
L＝{(5±n)/8}λ…(1)(但是，所述公式(1)中的n代表0或者4的倍數(shù)，公式(1)的值代表正數(shù))根據(jù)該公式(1)的關(guān)系，例如n為0時，L＝5/8λ，n為4時，L為9/8λ或者1/8λ，n為8時，L為13/8λ。
然后，對于所述梳狀電極(IDT)17，位于其右側(cè)端部的電極指15a與相鄰配置的格柵反射器22的左端部側(cè)的條帶部分22a之間的間隔L，也設(shè)置成為滿足前面所述的公式(1)的關(guān)系。
根據(jù)前面所述的公式(1)的關(guān)系，例如n為0時，L＝5/8λ，n為4時，L為9/8λ或者1/8λ，n為8時，L為13/8λ。
如上述公式(1)那樣，梳狀電極(IDT)17及其兩側(cè)的格柵反射器21、22之間的間隔L，決定于公式(1)，因而獲得無后述的失真、尖銳的諧振特性。
然后，如果設(shè)所述梳狀電極17和所述反射單元21、22的膜厚為H，則作為所述梳狀電極17的標(biāo)準(zhǔn)化膜厚和所述反射單元21、22的標(biāo)準(zhǔn)化膜厚的H/λ的值最好在0.02～0.10的范圍內(nèi)。這里，對于梳狀電極17的膜厚和反射單元21、22的膜厚，最好采用0.05～0.15μm的范圍。
在GHz頻帶附近的工作，電極厚度對于激勵的表面彈性波不能忽略不計，電極的質(zhì)量附加效果的影響明顯呈現(xiàn)。例如，如果增加電極厚度，則電氣機械結(jié)合系數(shù)增大，SAW濾波器的帶寬擴大，但是出現(xiàn)產(chǎn)生失真或表面波的傳輸損耗增大的問題。相反，電極膜厚薄時，存在SAW濾波器的頻帶內(nèi)發(fā)生由于體(バルク)波導(dǎo)致的失真的問題，如果還考慮膜制作等處理方面的實現(xiàn)性，則H/λ＝0.02～0.10的范圍是適當(dāng)?shù)摹?br> 圖5是本實施例的SAW諧振器R的等效電路圖，等效并聯(lián)要點C0是諧振器單獨作為電容器工作時的電容。等效串聯(lián)電感L1和等效串聯(lián)電容C1是作為電氣機械振動系統(tǒng)工作時的等效常數(shù)，等效串聯(lián)電阻R1代表諧振器的各種損耗成分。
圖6是使用本實施例的SAW諧振器R的一種梯型SAW濾波器，此例的梯型SAW濾波器裝置37的構(gòu)成如下，一端子對稱型的所述SAW諧振器R、R串聯(lián)連接，在這些SAW諧振器R、R之間以及輸入輸出側(cè)分別并聯(lián)連接同一結(jié)構(gòu)的多個一端子對稱型的其它SAW諧振器R、R，一個端子33、33作為輸入(IN)側(cè)，另一個端子34、34作為輸出(OUT)側(cè)。
圖7是采用本實施例的SAW諧振器的另一種梯型SAW濾波器裝置，此例的梯型SAW濾波器裝置37的構(gòu)成如下，一端子對稱型的所述SAW諧振器R、R串聯(lián)連接，在這些SAW諧振器R、R之間分別并聯(lián)連接結(jié)構(gòu)與前述相同的其它一端子對稱型的SAW諧振器R，并聯(lián)連接的SAW諧振器R的另一端子接地，串聯(lián)連接的多個SAW諧振器R的一個端子33作為輸入(IN)側(cè)，另一個端子34作為輸出(OUT)側(cè)。
圖8是由圖7所示的一種梯型SAW濾波器裝置獲得的理想頻帶特性圖。如果獲得圖8所示的理想衰減特性，則可以作為頻帶以為的衰減急劇的優(yōu)異濾波器。
但是，使用通常的SAW濾波器裝置時，相對于圖8的實線所示的理想衰減特性，對實線c的衰減特性產(chǎn)生紊亂部分，如圖8的虛線a、b所示。這是因為在SAW諧振器的電抗曲線中產(chǎn)生稱為失真的紊亂。
為了抑制這種失真，最好按照前述實施例說明的公式(1)決定梳狀電極(IDT)17及其兩側(cè)的格柵反射器21、22之間的間隔L。由此可以獲得無失真的諧振特性。
距離L和諧振頻率λ的關(guān)系如果設(shè)定為滿足前述公式(1)，則失真的發(fā)生較少，可使失真發(fā)生頻率從諧振頻率附近避開，易于獲得諧振波形的前端銳度高，即Q值高的特性。因此，可以獲得目標(biāo)頻帶的衰減量大、切出的良好的衰減曲線。
圖9是適合采用前述SAW濾波器的一種便攜電話裝置的電路結(jié)構(gòu)，在此例的電路結(jié)構(gòu)中，雙工器(天線共用器)41與天線40連接，IF電路44通過低噪聲放大器42和級間濾波器48和混合電路43連接到雙工器41的輸出側(cè)，IF電路47通過隔離器51和功率放大器45和混合電路46連接到雙工器41的輸入側(cè)，局部振蕩器50通過分配轉(zhuǎn)換器49連接到混合電路43、46。
前述的雙工器41構(gòu)成為內(nèi)置兩個例如先前說明的梯型SAW濾波器裝置38。而且，梯型SAW濾波器裝置38、38的輸入側(cè)端子分別連接到天線40側(cè)，一個梯型SAW濾波器裝置38的輸出側(cè)端子連接到低噪聲放大器42，另一個梯型SAW濾波器裝置38的輸出側(cè)端子連接到隔離器51。
在這種結(jié)構(gòu)的便攜電話裝置中，選擇從天線40輸入的信號時的信號切換使用中，可以使用按前述例子的梯型組裝有兩個SAW濾波器裝置38的雙工器41。
如果是前述的SAW濾波器裝置，發(fā)揮在1.8～1.9GHz等的2GHz頻帶的急劇的信號衰減特性，可以獲得無失真的衰減率高的切出良好的濾波器特性，所以可以適用于在2GHz頻帶使用的便攜電話裝置。
另一方面，例如在該頻帶使用的便攜電話中，發(fā)送接收之中，在發(fā)送和接收使用的頻帶中，例如，假設(shè)一方使用以1.88GHz為中心的60MHz的寬度，另一方使用以1.96GHz為中心的60MHz的寬度，則發(fā)送接收所用的頻帶的差異僅限于20MHz。因此，無失真的切出良好的濾波特性成為必要，所以通過使用前述的SAW濾波器，可以容易地獲得發(fā)送接收使用的兩頻帶的邊界頻帶中干擾或噪聲等風(fēng)險少的穩(wěn)定的發(fā)送接收狀態(tài)。
使用由LiTaO3單晶構(gòu)成的結(jié)晶方位42°Y-X基片，在其表面上制造梳狀電極構(gòu)成的SAW諧振器。
Cu合金構(gòu)成的膜厚600的梳狀電極的電極指的寬度為0.5μm，其間距為1.0μm，從梳狀電極的電極指的端部到格柵反射器的間隔為Lμm，求出L＝1λ/8～10λ/8之間變化時，2GHz頻率附近的電抗曲線。格柵反射器的膜厚與梳狀電極的相同。
分別地，圖10表示L＝9λ/8時的電抗曲線，圖11表示L＝5λ/8時的電抗曲線，圖12表示L＝λ/8時的電抗曲線，圖13表示L＝2λ/8時的電抗曲線，圖14表示L＝3λ/8時的電抗曲線，圖15表示L＝4λ/8時的電抗曲線，圖16表示L＝6λ/8時的電抗曲線，圖17表示L＝7λ/8時的電抗曲線，圖18表示L＝8λ/8時的電抗曲線。表1


而且，求出這些圖的各電抗曲線中發(fā)生失真的部分的頻率，同時把求出各電抗曲線對應(yīng)的諧振頻率的結(jié)果表示在以下的表1和圖19中。而且，針對電極指的膜厚和反射單元的膜厚，除了把600之外，也把800、1000時的各個測量值一并記載在表1和圖19。
從表1和圖10～圖19所示結(jié)果可知，圖12的L＝λ/8的情形、圖11的L＝5λ/8的情形、圖10的L＝9λ/8的情形中，失真的發(fā)生頻率從諧振頻率有較大偏離。即便例如多少發(fā)生一些失真，如果是在與諧振頻率有較大偏離的頻率，則可以認為難以產(chǎn)生作為諧振器使用上的問題。
與此相反，圖13的L＝2λ/8的情形和圖16的L＝6λ/8的情形，電抗曲線的峰值變小，諧振波形的前端銳度變小。而且，圖14的L＝3λ/8的情形和圖17的L＝7λ/8的情形，失真的發(fā)生頻率在諧振頻率附近，電抗曲線的峰值明顯變小，諧振頻率的前端銳度明顯變小，同時失真產(chǎn)生的波形畸變也變大。并且，圖15的L＝4λ/8的情形，諧振頻率附近產(chǎn)生失真，恐怕會存在信號波形產(chǎn)生脈動的可能，圖18的L＝8λ/8的情形，諧振頻率附近產(chǎn)生失真，電抗曲線的峰值變小，諧振波形的前端銳度變小。
從以上的測量結(jié)果可知，在L＝λ/8的情形、L＝5λ/8的情形、L＝9λ/8的情形，失真的發(fā)生頻率與諧振頻率的偏離大，失真產(chǎn)生的影響小，但是，從圖19所示的這些失真的發(fā)生頻率的關(guān)系可知，由于具有重復(fù)的周期性，通過設(shè)定為滿足前述公式(1)、即L＝{(5±n)/8}λ(但是，所述公式(1)中n表示0或者4的倍數(shù)，公式(1)的值表示正數(shù))的條件，可以選擇失真影響小的值作為L值。
但是，如果考慮在L＝λ/8的情形使用2GHz頻帶作為諧振頻率，則L必須在0.25μm左右，如果考慮現(xiàn)在一般的光刻工藝的精度，則認為批量生產(chǎn)時難以準(zhǔn)確地控制L。在這一點，如果L＝5λ/8，則L為1μm的間隔，由于批量生產(chǎn)時能夠確實地控制L，所以即使在現(xiàn)有的一般光刻工藝的精度條件下也可以批量生產(chǎn)。因此，如果考慮批量生產(chǎn)時的精度，即使L實質(zhì)上符合公式(1)的條件，也最好在5λ/8以上。
發(fā)明的效果如上所述，根據(jù)本發(fā)明，如果設(shè)定梳狀電極端部與格柵反射器端部之間的距離L和諧振頻率的波長λ的關(guān)系，使之滿足L＝{(5±n)/8}λ一式的條件，則表面彈性波元件較少發(fā)生失真。而且，即使假設(shè)發(fā)生失真，也可以使其的發(fā)生頻率與諧振頻率附近避開，從而容易地獲得作為諧振波形的前端銳度的Q值高的特性。因此，能夠獲得具有目標(biāo)頻帶的衰減量大、切出良好的衰減曲線的表面彈性波元件。
本發(fā)明中，如果壓電體采用LiTaO3制成，則易于實現(xiàn)2Ghz頻帶的損耗小，失真的產(chǎn)生少，諧振波形的前端銳度(Q)高、失真的發(fā)生頻率避開諧振頻率。
根據(jù)本發(fā)明，如果使用所具有的方位是以X軸為中心、從Y軸旋轉(zhuǎn)38～44°范圍的角度的LiTaO3，則可確實地容易獲得以下效果，在2GHz頻帶的損耗減小，失真的發(fā)生減少，諧振波形的前端銳度(Q)高，失真的發(fā)生頻率可以避開諧振頻率。
在本發(fā)明中，如果設(shè)梳狀電極和反射單元的膜厚為H，作為梳狀電極的標(biāo)準(zhǔn)化膜厚和反射單元的標(biāo)準(zhǔn)化膜厚的H/λ的值在0.02～0.10的范圍內(nèi)，則可以獲得失真的發(fā)生少、傳輸損耗小的SAW濾波器。并且，在梳狀電極形成處理中，由于容易采用剝離法，所以存在干法腐蝕中不可能使用的Cu系合金易于被用做電極材料的優(yōu)點。
權(quán)利要求
1.一種表面彈性波元件，其特征在于，在壓電體上對置地配置梳狀電極，在所述梳狀電極的兩側(cè)設(shè)置格柵反射器，按預(yù)定間隔排列多個反射單元，以構(gòu)成所述格柵反射器，同時所述梳狀電極的電極之間的間距與所述格柵反射器的反射單元之間的間距為同一值，被激勵的表面彈性波的波長λ為1/2時，所述梳狀電極端部與格柵反射器端部之間的距離L由以下公式(1)表示L＝{(5±n)/8}λ……(1)但是，所述公式(1)中的n表示0或者4的倍數(shù)，公式(1)的值是正數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的表面彈性波元件，其特征在于，所述壓電體由LiTaO3構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的表面彈性波元件，其特征在于，所述壓電體具有以LiTaO3單晶的X軸為中心、從Y軸旋轉(zhuǎn)40～44°角度范圍的方位。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的表面彈性波元件，其特征在于，設(shè)所述梳狀電極和反射單元的膜厚為H，則作為梳狀電極的標(biāo)準(zhǔn)化膜厚和所述反射單元的標(biāo)準(zhǔn)化膜厚的H/λ的值在0.02～0.15的范圍內(nèi)。
5.一種2GHz頻帶使用的雙工器，其特征在于，具有根據(jù)權(quán)利要求1的表面彈性波元件。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供一種表面彈性波元件和具有該表面彈性波元件的雙工器，該表面彈性波元件可以適用于2GHz等的高頻頻帶，能夠使諧振頻率頻帶避開發(fā)生失真的頻率頻帶，諧振波形的前端銳度優(yōu)異。本發(fā)明的特征在于，梳狀電極(IDT)17的電極指之間的間距與格柵反射器21、22的反射單元21a、22a之間的間距為同一值，激勵的表面彈性波的波長λ為1/2時，電極端部與格柵反射器端部之間的距離L由以下公式(1)表示L＝{(5±n)/8}λ(1)(但是，所述公式(1)中的n表示0或者4的倍數(shù)，公式(1)的值是正數(shù)。)
文檔編號H03H9/145GK1428931SQ0215753
公開日2003年7月9日 申請日期2002年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月19日
發(fā)明者鈴木仁, 佐藤崇, 尾崎恭輔 申請人:阿爾卑斯電氣株式會社