(57)【要約】【課題】水晶基板を用いたＳＡＷデバイスにおいて、容量比γを小さくし、周波数制御性を高めたＳＡＷデバイスを提供することを目的とする。【解決手段】圧電基板１は、回転Ｙカット水晶基板のカット角θを結晶Ｚ軸より反時計方向に−６１．４°＜θ＜−５１．１°の範囲に設定し、且つ、弾性表面波の伝搬方向を結晶Ｘ軸に対し９０°±５°にした水晶平板であり、励振する弾性表面波はＳＨ波である。また、ＩＤＴ２及びグレーティング反射器３ａ、３ｂはＡｌ又はＡｌを主成分とする合金からなり、弾性表面波の波長λで基準化した電極膜厚Ｈ／λを０．０４＜Ｈ／λ＜０．１２に設定する。そして、前記ＩＤＴを構成する電極指のライン占有率ｍｒを電極指幅／（電極指幅＋電極指間スペース）とした時に、前記ライン占有率ｍｒを０．５３≦ｍｒ≦０．６５、又は０．５５≦ｍｒ≦０．６８に設定する。【選択図】図１
2008099339.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電基板と、該圧電基板上に形成されＡｌ又はＡｌを主成分とする合金からなるＩＤＴ
とを備え、励振波をＳＨ波とした弾性表面波デバイスであって、
前記圧電基板は、回転Ｙカット水晶基板のカット角θを結晶Ｚ軸より反時計方向に−６
１．４°＜θ＜−５１．１°の範囲に設定し、且つ、弾性表面波の伝搬方向を結晶Ｘ軸に
対し９０°±５°とした水晶平板であり、
励振する弾性表面波の波長をλとした時、前記ＩＤＴの波長で基準化した電極膜厚Ｈ／
λを０．０４＜Ｈ／λ＜０．１２とし、
前記ＩＤＴを構成する電極指のライン占有率ｍｒを電極指幅／（電極指幅＋電極指間ス
ペース）とした時に、前記ライン占有率ｍｒを０．５３≦ｍｒ≦０．６５とすることを特
徴とした弾性表面波デバイス。
【請求項２】
圧電基板と、該圧電基板上に形成されＡｌ又はＡｌを主成分とする合金からなるＩＤＴ
とを備え、励振波をＳＨ波とした弾性表面波デバイスであって、
前記圧電基板は、回転Ｙカット水晶基板のカット角θを結晶Ｚ軸より反時計方向に−６
１．４°＜θ＜−５１．１°の範囲に設定し、且つ、弾性表面波の伝搬方向を結晶Ｘ軸に
対し９０°±５°とした水晶平板であり、
励振する弾性表面波の波長をλとした時、前記ＩＤＴの波長で基準化した電極膜厚Ｈ／
λを０．０４＜Ｈ／λ＜０．１２とし、
前記ＩＤＴを構成する電極指のライン占有率ｍｒを電極指幅／（電極指幅＋電極指間ス
ペース）とした時に、前記ライン占有率ｍｒを０．５５≦ｍｒ≦０．６８とすることを特
徴とした弾性表面波デバイス。
【請求項３】
圧電基板と、該圧電基板上に形成されＡｌ又はＡｌを主成分とする合金からなるＩＤＴ
とを備え、励振波をＳＨ波とした弾性表面波デバイスであって、
前記圧電基板は、回転Ｙカット水晶基板のカット角θを結晶Ｚ軸より反時計方向に−６
１．４°＜θ＜−５１．１°の範囲に設定し、且つ、弾性表面波の伝搬方向を結晶Ｘ軸に
対し９０°±５°とした水晶平板であり、
励振する弾性表面波の波長をλとした時、前記ＩＤＴの波長で基準化した電極膜厚Ｈ／
λを０．０４＜Ｈ／λ＜０．１２とし、
前記ＩＤＴを構成する電極指のライン占有率ｍｒを電極指幅／（電極指幅＋電極指間ス
ペース）とした時に、前記ライン占有率ｍｒを０．５５≦ｍｒ≦０．６５とすることを特
徴とした弾性表面波デバイス。
【請求項４】
前記電極膜厚Ｈ／λが０．０４＜Ｈ／λ≦０．０８の範囲に設定されていることを特徴
とした請求項１乃至３のいずれか一項に記載の弾性表面波デバイス。
【請求項５】
圧電基板と、該圧電基板上に形成されＡｌ又はＡｌを主成分とする合金からなるＩＤＴ
とを備え、励振波をＳＨ波とした弾性表面波デバイスであって、
前記圧電基板は、回転Ｙカット水晶基板のカット角θを結晶Ｚ軸より反時計方向に−６
４．０°＜θ＜−４９．３°の範囲に設定し、且つ、弾性表面波の伝搬方向を結晶Ｘ軸に
対し９０°±５°とした水晶平板であり、
励振する弾性表面波の波長をλとした時、前記ＩＤＴの波長で基準化した電極膜厚Ｈ／
λを０．０５＜Ｈ／λ＜０．１０とし、
前記ＩＤＴを構成する電極指のライン占有率ｍｒを電極指幅／（電極指幅＋電極指間ス
ペース）とした時に、前記ライン占有率ｍｒを０．５３≦ｍｒ≦０．６５とすることを特
徴とした弾性表面波デバイス。
【請求項６】
圧電基板と、該圧電基板上に形成されＡｌ又はＡｌを主成分とする合金からなるＩＤＴ
とを備え、励振波をＳＨ波とした弾性表面波デバイスであって、
前記圧電基板は、回転Ｙカット水晶基板のカット角θを結晶Ｚ軸より反時計方向に−６
４．０°＜θ＜−４９．３°の範囲に設定し、且つ、弾性表面波の伝搬方向を結晶Ｘ軸に
対し９０°±５°とした水晶平板であり、
励振する弾性表面波の波長をλとした時、前記ＩＤＴの波長で基準化した電極膜厚Ｈ／
λを０．０５＜Ｈ／λ＜０．１０とし、
前記ＩＤＴを構成する電極指のライン占有率ｍｒを電極指幅／（電極指幅＋電極指間ス
ペース）とした時に、前記ライン占有率ｍｒを０．５５≦ｍｒ≦０．６８とすることを特
徴とした弾性表面波デバイス。
【請求項７】
圧電基板と、該圧電基板上に形成されＡｌ又はＡｌを主成分とする合金からなるＩＤＴ
とを備え、励振波をＳＨ波とした弾性表面波デバイスであって、
前記圧電基板は、回転Ｙカット水晶基板のカット角θを結晶Ｚ軸より反時計方向に−６
４．０°＜θ＜−４９．３°の範囲に設定し、且つ、弾性表面波の伝搬方向を結晶Ｘ軸に
対し９０°±５°とした水晶平板であり、
励振する弾性表面波の波長をλとした時、前記ＩＤＴの波長で基準化した電極膜厚Ｈ／
λを０．０５＜Ｈ／λ＜０．１０とし、
前記ＩＤＴを構成する電極指のライン占有率ｍｒを電極指幅／（電極指幅＋電極指間ス
ペース）とした時に、前記ライン占有率ｍｒを０．５５≦ｍｒ≦０．６５とすることを特
徴とした弾性表面波デバイス。
【請求項８】
前記電極膜厚Ｈ／λが０．０５＜Ｈ／λ≦０．０８の範囲に設定されていることを特徴
とした請求項５乃至７のいずれか一項に記載の弾性表面波デバイス。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか一項に記載の弾性表面波デバイスを用いることを特徴とした
モジュール装置。
【請求項１０】
請求項１乃至８のいずれか一項に記載の弾性表面波デバイスを用いることを特徴とした
発振回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水晶基板を用いた弾性表面波デバイスにおいて、容量比を小さくし、周波数
制御性を高めた弾性表面波デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、弾性表面波（Surface Acoustic Wave：以下、ＳＡＷ）デバイスは移動体通信用
端末や車載用機器等の部品として幅広く利用され、小型であること、Ｑ値が高いこと、周
波数温度特性が優れていること等が強く要求されている。
【０００３】
これらの要求を実現するＳＡＷデバイスとして、ＳＴカット水晶基板を用いたＳＡＷデ
バイスがある。ＳＴカット水晶基板は結晶Ｘ軸を回転軸としてＸＺ面を結晶Ｚ軸より反時
計方向に４２．７５°回転した面（ＸＺ'面）を持つ水晶板のカット名であり、結晶Ｘ軸
方向に伝搬するレイリー波と呼ばれる（Ｐ＋ＳＶ）波であるＳＡＷ（以下、ＳＴカット水
晶ＳＡＷと称す）を利用する。ＳＴカット水晶ＳＡＷデバイスの用途は、発振素子として
用いられるＳＡＷ共振子や、移動体通信端末のＲＦ段とＩＣ間に配置されるＩＦ用フィル
タなど幅広く存在する。
【０００４】
ＳＴカット水晶ＳＡＷデバイスが小型でＱ値の高いデバイスを実現できる理由として、
ＳＡＷの反射を効率良く利用できる点が挙げられる。以下、図１１に示すＳＴカット水晶
ＳＡＷ共振子を例に説明する。該ＳＴカット水晶ＳＡＷ共振子は、ＳＴカット水晶基板１
０１上にそれぞれ互いに間挿し合う複数本の電極指を有するくし形電極（以下、ＩＤＴと
称す）１０２を配置し、該ＩＤＴ１０２の両側にＳＡＷを反射する為のグレーティング反
射器１０３ａ、１０３ｂを配置した構造である。ＳＴカット水晶ＳＡＷは圧電基板の表面
に沿って伝搬する波であるので、グレーティング反射器１０３ａ、１０３ｂにより効率良
く反射され、ＳＡＷのエネルギーをＩＤＴ１０２内に十分閉じ込めることができるので、
小型で且つＱ値の高いデバイスが得られる。
【０００５】
更に、ＳＡＷデバイスを使用する上で重要な要素に周波数温度特性がある。上述のＳＴ
カット水晶ＳＡＷにおいては、周波数温度特性の１次温度係数が零であり、その特性は２
次曲線で表され、頂点温度を使用温度範囲の中心に位置するように調整すると周波数変動
量が格段に小さくなるので周波数安定性に優れていることが一般的に知られている。
【０００６】
しかしながら、前記ＳＴカット水晶ＳＡＷデバイスは、１次温度係数は零であるが、２
次温度係数は−０．０３４（ｐｐｍ／℃2）と比較的大きいので、使用温度範囲を拡大す
ると周波数変動量が極端に大きくなってしまうという問題があった。
【０００７】
前記問題を解決する手法として、非特許文献１及び特許文献１に開示されたＳＡＷデバ
イスがある。このＳＡＷデバイスは、図１２に示すように回転Ｙカット水晶基板のカット
角θを結晶Ｚ軸より反時計方向に−５０°回転した付近に設定し、且つ、ＳＡＷの伝搬方
向を結晶Ｘ軸に対して垂直方向（Ｚ'軸方向）にしたことが特徴である。なお、前述のカ
ット角をオイラー角で表示する場合は（０°，θ＋９０°，９０°）＝（０°，４０°，
９０°）となる。このＳＡＷデバイスは、圧電基板の表面直下を伝搬するＳＨ波をＩＤＴ
によって励起し、その振動エネルギーを電極直下に閉じ込めることを特徴としていて、周
波数温度特性が３次曲線となり、使用温度範囲における周波数変動量が極めて少なくなる
ので良好な周波数温度特性が得られる。
【０００８】
しかしながら、前記ＳＨ波は基本的に基板内部に潜って進んでいく波である為、圧電基
板表面に沿って伝搬するＳＴカット水晶ＳＡＷと比較してグレーティング反射器によるＳ
ＡＷの反射効率が悪い。従って、小型で高ＱなＳＡＷデバイスを実現し難いという問題が
ある。また、前述の先行文献においてもＳＡＷの反射を利用しない遅延線としての応用に
ついては開示されているものの、ＳＡＷの反射を利用したデバイスへの応用は提案されて
おらず、発振素子やフィルタ素子としての実用化は困難であると言われていた。
【０００９】
この問題を解決すべく、特許文献２では、図１３に示すように回転Ｙカット水晶基板の
カット角θを−５０°付近に設定し、ＳＡＷの伝搬方向を結晶Ｘ軸に対し垂直方向（Ｚ'
軸方向）にした圧電基板１１１上に８００±２００対もの多対のＩＤＴ１１２を形成する
ことにより、グレーティング反射器を利用せずＩＤＴ１１２自体の反射だけでＳＡＷエネ
ルギーを閉じ込め高Ｑ化を図った所謂多対ＩＤＴ型ＳＡＷ共振子が開示されている。
【００１０】
しかしながら、前記多対ＩＤＴ型ＳＡＷ共振子はグレーティング反射器を設けたＳＡＷ
共振子と比較して効率的なエネルギー閉じ込め効果が得られず、高いＱ値を得るのに必要
なＩＤＴ対数が８００±２００対と非常に多くなってしまうので、ＳＴカット水晶ＳＡＷ
共振子よりもデバイスサイズが大きくなってしまい、近年の小型化の要求に応えることが
できないという問題があった。
【００１１】
また、特許文献２に開示されているＳＡＷ共振子においては、ＩＤＴにて励振されたＳ
ＡＷの波長をλとした時、電極膜厚を２％λ以上、好ましくは４％λ以下にすることによ
りＱ値を高めることができるとされており、共振周波数２００ＭＨｚの場合、４％λ付近
でＱ値が飽和に達するが、その時のＱ値は２００００程度しか得られずＳＴカット水晶Ｓ
ＡＷ共振子と比較してもほぼ同等のＱ値しか得られない。この原因として、膜厚が２％λ
以上４％λ以下の範囲ではＳＡＷが圧電基板表面に十分集まっていないので反射が効率良
く利用できないことが考えられる。
【００１２】
そこで、本発明者は特許文献３にて、回転Ｙカット水晶基板のカット角θを結晶Ｚ軸よ
り反時計方向に−６４．０°＜θ＜−４９．３°、好ましくは−６１．４°＜θ＜−５１
．１°の範囲に設定し、且つ、弾性表面波の伝搬方向を結晶Ｘ軸に対し９０°±５°とし
た水晶平板上に、Ａｌ又はＡｌを主成分とする合金からなるＩＤＴを形成し、該ＩＤＴの
ＳＡＷの波長で基準化した電極膜厚Ｈ／λを０．０４＜Ｈ／λ＜０．１２、好ましくは０
．０５＜Ｈ／λ＜０．１０としたＳＡＷデバイスを発明した。当該発明によれば、本来、
圧電基板内部に潜って進んでいく波を基板表面に集中させてグレーティング反射器等によ
りＳＡＷの反射を効率良く利用することができるので、従来のＳＴカット水晶ＳＡＷデバ
イスと比較して小型でＱ値が高く、且つ周波数温度特性に優れたＳＡＷデバイスが実現で
きる。
【００１３】
【特許文献１】特公昭６２−０１６０５０号公報
【特許文献２】特公平０１−０３４４１１号公報
【特許文献３】国際公開第ＷＯ２００５／０９９０８９Ａ１号パンフレット
【非特許文献１】Meirion Lewis,“Surface Skimming Bulk Wave,SSBW”, IEEE Ultrasonics Symp. Proc.,pp.744〜752 (1977)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
ところで、ＳＡＷ共振子やＳＡＷフィルタ等のＳＡＷデバイスにおいて、特性を決定す
る重要なパラメータとして容量比γがある。図１４はＳＡＷ共振子の等価回路を示してお
り、容量比γはγ＝Ｃ０／Ｃ１で表すことができる。この容量比γが小さいほどＳＡＷ共
振子を用いた発振回路においては発振が容易になり発振周波数の可変幅を大きくとれ、Ｓ
ＡＷフィルタにおいては実現可能な帯域幅を広げることができる等の利点がある。
【００１５】
前記容量比γは、ＩＤＴの電極ピッチ（電極指幅Ｌ＋電極指間スペースＳ）に対する電
極指幅Ｌの占める割合（以下、ライン占有率ｍｒと称す）により大きく変動する場合があ
る。従って、ＩＤＴのライン占有率ｍｒを適切に選択しないと容量比γが大きくなってし
まい所望の特性が得られない虞がある。ところが、特許文献３では容量比γについては言
及されておらず、容量比γとライン占有率ｍｒの関係について詳細に検討する必要があっ
た。
【００１６】
また、ＳＡＷデバイスの製造工程において、ライン占有率ｍｒは正確に制御するのが難
しく、電極形成の際の製造誤差や測定誤差によりばらつきが生じてしまう。ライン占有率
ｍｒがばらついてしまうと、周波数変動が生じ製造歩留まりが劣化する原因となる。従っ
て、周波数制御性に優れたライン占有率ｍｒを適切に選択する必要があるが、特許文献３
には周波数制御性についても言及されておらず、ライン占有率ｍｒと周波数制御性の関係
についても詳細に検討する必要があった。
【００１７】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、圧電基板に水晶基板を用
いＳＨ波を利用したＳＡＷデバイスにおいて、小型化、高Ｑ化、及び優れた周波数温度特
性を実現すると共に、容量比γを小さくし、周波数制御性を高めたＳＡＷデバイスを提供
することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記課題を解決するために本発明に係るＳＡＷデバイスの適用例１の発明は、圧電基板
と、該圧電基板上に形成されＡｌ又はＡｌを主成分とする合金からなるＩＤＴとを備え、
励振波をＳＨ波とした弾性表面波デバイスであって、前記圧電基板は、回転Ｙカット水晶
基板のカット角θを結晶Ｚ軸より反時計方向に−６１．４°＜θ＜−５１．１°の範囲に
設定し、且つ、弾性表面波の伝搬方向を結晶Ｘ軸に対し９０°±５°とした水晶平板であ
り、励振する弾性表面波の波長をλとした時、前記ＩＤＴの波長で基準化した電極膜厚Ｈ
／λを０．０４＜Ｈ／λ＜０．１２とし、前記ＩＤＴを構成する電極指のライン占有率ｍ
ｒを電極指幅／（電極指幅＋電極指間スペース）とした時に、前記ライン占有率ｍｒを０
．５３≦ｍｒ≦０．６５としたことを特徴とする。
適用例１によれば、回転Ｙカット水晶基板のカット角θを結晶Ｚ軸より反時計方向に−
６１．４°＜θ＜−５１．１°の範囲に設定し、且つ、弾性表面波の伝搬方向を結晶Ｘ軸
に対し９０°±５°とした水晶平板上に、Ａｌ又はＡｌを主成分とする合金からなるＩＤ
Ｔを形成し、該ＩＤＴのＳＡＷの波長で基準化した電極膜厚Ｈ／λを０．０４＜Ｈ／λ＜
０．１２としたＳＡＷデバイスにおいて、前記ＩＤＴのライン占有率ｍｒを０．５３≦ｍ
ｒ≦０．６５とすることにより容量比γを小さくすることが可能である。その結果、小型
化、高Ｑ化、及び優れた周波数温度特性を実現できると共に、ＳＡＷフィルタでは実現可
能な帯域幅を広げることができ、ＳＡＷ共振子を用いた発振回路では発振が容易になり発
振周波数の可変幅を大きくとれる等の効果を奏する。また、カット角θを−６１．４＜θ
＜−５１．１の範囲に設定したので、頂点温度Ｔｐ（℃）を実用的な温度範囲内に設定す
ることができる。
【００１９】
適用例２の発明は、圧電基板と、該圧電基板上に形成されＡｌ又はＡｌを主成分とする
合金からなるＩＤＴとを備え、励振波をＳＨ波とした弾性表面波デバイスであって、前記
圧電基板は、回転Ｙカット水晶基板のカット角θを結晶Ｚ軸より反時計方向に−６１．４
°＜θ＜−５１．１°の範囲に設定し、且つ、弾性表面波の伝搬方向を結晶Ｘ軸に対し９
０°±５°とした水晶平板であり、励振する弾性表面波の波長をλとした時、前記ＩＤＴ
の波長で基準化した電極膜厚Ｈ／λを０．０４＜Ｈ／λ＜０．１２とし、前記ＩＤＴを構
成する電極指のライン占有率ｍｒを電極指幅／（電極指幅＋電極指間スペース）とした時
に、前記ライン占有率ｍｒを０．５５≦ｍｒ≦０．６８としたことを特徴とする。
適用例２によれば、回転Ｙカット水晶基板のカット角θを結晶Ｚ軸より反時計方向に−
６１．４°＜θ＜−５１．１°の範囲に設定し、且つ、弾性表面波の伝搬方向を結晶Ｘ軸
に対し９０°±５°とした水晶平板上に、Ａｌ又はＡｌを主成分とする合金からなるＩＤ
Ｔを形成し、該ＩＤＴのＳＡＷの波長で基準化した電極膜厚Ｈ／λを０．０４＜Ｈ／λ＜
０．１２としたＳＡＷデバイスにおいて、前記ＩＤＴのライン占有率ｍｒを０．５５≦ｍ
ｒ≦０．６８としたので周波数制御性を高めることができる。その結果、ＳＡＷデバイス
の製造時にライン占有率ｍｒがばらついたとしても周波数変動量を抑圧できるので、ＳＡ
Ｗデバイスの製造難度及び製造コストを低減できる等の効果を奏する。また、カット角θ
を−６１．４＜θ＜−５１．１の範囲に設定したので、頂点温度Ｔｐ（℃）を実用的な温
度範囲内に設定することができる。
【００２０】
適用例３の発明は、圧電基板と、該圧電基板上に形成されＡｌ又はＡｌを主成分とする
合金からなるＩＤＴとを備え、励振波をＳＨ波とした弾性表面波デバイスであって、前記
圧電基板は、回転Ｙカット水晶基板のカット角θを結晶Ｚ軸より反時計方向に−６１．４
°＜θ＜−５１．１°の範囲に設定し、且つ、弾性表面波の伝搬方向を結晶Ｘ軸に対し９
０°±５°とした水晶平板であり、励振する弾性表面波の波長をλとした時、前記ＩＤＴ
の波長で基準化した電極膜厚Ｈ／λを０．０４＜Ｈ／λ＜０．１２とし、前記ＩＤＴを構
成する電極指のライン占有率ｍｒを電極指幅／（電極指幅＋電極指間スペース）とした時
に、前記ライン占有率ｍｒを０．５５≦ｍｒ≦０．６５としたことを特徴とする。
適用例３によれば、回転Ｙカット水晶基板のカット角θを結晶Ｚ軸より反時計方向に−
６１．４°＜θ＜−５１．１°の範囲に設定し、且つ、弾性表面波の伝搬方向を結晶Ｘ軸
に対し９０°±５°とした水晶平板上に、Ａｌ又はＡｌを主成分とする合金からなるＩＤ
Ｔを形成し、該ＩＤＴのＳＡＷの波長で基準化した電極膜厚Ｈ／λを０．０４＜Ｈ／λ＜
０．１２としたＳＡＷデバイスにおいて、前記ＩＤＴのライン占有率ｍｒを０．５５≦Ｈ
／λ≦０．６５としたので、最適な容量比γと周波数制御性の両方を兼ね備えたＳＡＷデ
バイスを提供することできる。また、カット角θを−６１．４＜θ＜−５１．１の範囲に
設定したので、頂点温度Ｔｐ（℃）を実用的な温度範囲内に設定することができる。
【００２１】
適用例４の発明は、前記電極膜厚Ｈ／λが０．０４＜Ｈ／λ≦０．０８の範囲に設定さ
れていることを特徴とした請求項１乃至３のいずれか一項に記載の弾性表面波デバイスで
あることを特徴とする。適用例４によれば、電極膜厚Ｈ／λを０．０４＜Ｈ／λ≦０．０
８とすることによりＱ値をより高めることが可能である。
【００２２】
適用例５の発明は、圧電基板と、該圧電基板上に形成されＡｌ又はＡｌを主成分とする
合金からなるＩＤＴとを備え、励振波をＳＨ波とした弾性表面波デバイスであって、前記
圧電基板は、回転Ｙカット水晶基板のカット角θを結晶Ｚ軸より反時計方向に−６４．０
°＜θ＜−４９．３°の範囲に設定し、且つ、弾性表面波の伝搬方向を結晶Ｘ軸に対し９
０°±５°とした水晶平板であり、励振する弾性表面波の波長をλとした時、前記ＩＤＴ
の波長で基準化した電極膜厚Ｈ／λを０．０５＜Ｈ／λ＜０．１０とし、前記ＩＤＴを構
成する電極指のライン占有率ｍｒを電極指幅／（電極指幅＋電極指間スペース）とした時
に、前記ライン占有率ｍｒを０．５３≦ｍｒ≦０．６５としたことを特徴とする。
適用例５によれば、回転Ｙカット水晶基板のカット角θを結晶Ｚ軸より反時計方向に−
６４．０°＜θ＜−４９．３°の範囲に設定し、且つ、弾性表面波の伝搬方向を結晶Ｘ軸
に対し９０°±５°とした水晶平板上に、Ａｌ又はＡｌを主成分とする合金からなるＩＤ
Ｔを形成し、該ＩＤＴのＳＡＷの波長で基準化した電極膜厚Ｈ／λを０．０５＜Ｈ／λ＜
０．１０としたＳＡＷデバイスにおいて、前記ＩＤＴのライン占有率ｍｒを０．５３≦ｍ
ｒ≦０．６５としたので容量比γを小さくすることができる。その結果、小型化、高Ｑ化
、及び優れた周波数温度特性を実現できると共に、ＳＡＷフィルタでは実現可能な帯域幅
を広げることができ、ＳＡＷ共振子を用いた発振回路では発振が容易になり発振周波数の
可変幅を大きくとれる等の効果を奏する。また、電極膜厚Ｈ／λを０．０５＜Ｈ／λ＜０
．１０とすることによりＱ値をより高めることができる。
【００２３】
適用例６の発明は、圧電基板と、該圧電基板上に形成されＡｌ又はＡｌを主成分とする
合金からなるＩＤＴとを備え、励振波をＳＨ波とした弾性表面波デバイスであって、前記
圧電基板は、回転Ｙカット水晶基板のカット角θを結晶Ｚ軸より反時計方向に−６４．０
°＜θ＜−４９．３°の範囲に設定し、且つ、弾性表面波の伝搬方向を結晶Ｘ軸に対し９
０°±５°とした水晶平板であり、励振する弾性表面波の波長をλとした時、前記ＩＤＴ
の波長で基準化した電極膜厚Ｈ／λを０．０５＜Ｈ／λ＜０．１０とし、前記ＩＤＴを構
成する電極指のライン占有率ｍｒを電極指幅／（電極指幅＋電極指間スペース）とした時
に、前記ライン占有率ｍｒを０．５５≦ｍｒ≦０．６８としたことを特徴とする。
適用例６によれば、回転Ｙカット水晶基板のカット角θを結晶Ｚ軸より反時計方向に−
６４．０°＜θ＜−４９．３°の範囲に設定し、且つ、弾性表面波の伝搬方向を結晶Ｘ軸
に対し９０°±５°とした水晶平板上に、Ａｌ又はＡｌを主成分とする合金からなるＩＤ
Ｔを形成し、該ＩＤＴのＳＡＷの波長で基準化した電極膜厚Ｈ／λを０．０５＜Ｈ／λ＜
０．１０としたＳＡＷデバイスにおいて、前記ＩＤＴのライン占有率ｍｒを０．５５≦ｍ
ｒ≦０．６８としたので周波数制御性を高めることができる。その結果、ＳＡＷデバイス
の製造時にライン占有率ｍｒがばらついたとしても周波数変動量を抑圧できるので、ＳＡ
Ｗデバイスの製造難度及び製造コストを低減できる等の効果を奏する。また、電極膜厚Ｈ
／λを０．０５＜Ｈ／λ＜０．１０とすることによりＱ値をより高めることができる。
【００２４】
適用例７の発明は、圧電基板と、該圧電基板上に形成されＡｌ又はＡｌを主成分とする
合金からなるＩＤＴとを備え、励振波をＳＨ波とした弾性表面波デバイスであって、前記
圧電基板は、回転Ｙカット水晶基板のカット角θを結晶Ｚ軸より反時計方向に−６４．０
°＜θ＜−４９．３°の範囲に設定し、且つ、弾性表面波の伝搬方向を結晶Ｘ軸に対し９
０°±５°とした水晶平板であり、励振する弾性表面波の波長をλとした時、前記ＩＤＴ
の波長で基準化した電極膜厚Ｈ／λを０．０５＜Ｈ／λ＜０．１０とし、前記ＩＤＴを構
成する電極指のライン占有率ｍｒを電極指幅／（電極指幅＋電極指間スペース）とした時
に、前記ライン占有率ｍｒを０．５５≦ｍｒ≦０．６５としたことを特徴とする。
適用例７によれば、回転Ｙカット水晶基板のカット角θを結晶Ｚ軸より反時計方向に−
６４．０°＜θ＜−４９．３°の範囲に設定し、且つ、弾性表面波の伝搬方向を結晶Ｘ軸
に対し９０°±５°とした水晶平板上に、Ａｌ又はＡｌを主成分とする合金からなるＩＤ
Ｔを形成し、該ＩＤＴのＳＡＷの波長で基準化した電極膜厚Ｈ／λを０．０５＜Ｈ／λ＜
０．１０としたＳＡＷデバイスにおいて、前記ＩＤＴのライン占有率ｍｒを０．５５≦Ｈ
／λ≦０．６５としたので、最適な容量比γと周波数制御性の両方を兼ね備えたＳＡＷデ
バイスを提供することできる。また、電極膜厚Ｈ／λを０．０５＜Ｈ／λ＜０．１０とす
ることによりＱ値をより高めることができる。
【００２５】
適用例８の発明は、前記電極膜厚Ｈ／λが０．０５＜Ｈ／λ≦０．０８の範囲に設定さ
れていることを特徴とした請求項５乃至７のいずれか一項に記載の弾性表面波デバイスで
あることを特徴とする。適用例８によれば、電極膜厚Ｈ／λを０．０５＜Ｈ／λ≦０．０
８とすることによりＱ値をより高めることができる。
【００２６】
適用例９、１０の発明は、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の弾性表面波デバイス
を用いることを特徴としたモジュール装置、又は発振回路である。
適用例９，１０によれば、前記ＳＡＷデバイスをモジュール装置、又は発振回路に用い
たので、小型で高性能なモジュール装置、又は発振回路を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明を図面に図示した実施の形態例に基づいて詳細に説明する。図１（ａ）は
、本発明に係るＳＡＷ共振子の平面図を示しており、圧電基板１上に正電極指と負電極指
とがそれぞれ互いに間挿し合うＩＤＴ２と、該ＩＤＴ２の両側にＳＡＷを反射する為のグ
レーティング反射器３ａ、３ｂとを配置する。そして、前記ＩＤＴ２の入出力パッド４ａ
、４ｂとパッケージ６の入出力用端子とを金属ワイヤ５ａ、５ｂにより電気的に導通し、
パッケージ６の開口部を蓋（リッド）で気密封止する。圧電基板１は、回転Ｙカット水晶
基板のカット角θを結晶Ｚ軸より反時計方向に−５０°回転した付近に設定し、ＳＡＷの
伝搬方向を結晶Ｘ軸に対しほぼ垂直方向（９０°±５°）にした水晶平板であって、励振
するＳＡＷはＳＨ波である。なお、ＩＤＴ２及びグレーティング反射器３ａ、３ｂの電極
材料はＡｌ又はＡｌを主成分とする合金である。また、図１（ｂ）はＩＤＴ２の断面図を
示しており、以下に示す実施例においてはＩＤＴ２上を励振するＳＡＷの波長をλとした
時に電極膜厚を波長で基準化した値Ｈ／λで表し、ライン占有率ｍｒを電極指幅Ｌ／（電
極指幅Ｌ＋電極指間スペースＳ）で表す。
【００２８】
本発明においては、従来の欠点を鑑みて電極膜厚Ｈ／λを従来より大きく設定すること
で、ＳＡＷを圧電基板表面に集中させて、グレーティング反射器によりＳＡＷの反射を効
率良く利用できるようにし、少ないＩＤＴ対数やグレーティング反射器本数でもＳＡＷエ
ネルギーをＩＤＴ内に閉じ込めるようにしてデバイスサイズの小型化を図った。
【００２９】
一般的にＳＡＷ共振子における最適設計とは、周波数温度特性が優れており、Ｑが高く
且つ容量比γの小さいもの、即ちfigure of merit（Ｑ／γ）が大きいことが重要である
。ここで、本発明のＳＡＷ共振子の諸特性について調べた。図２は、図１に示すＳＡＷ共
振子において、圧電基板１に−５１°回転Ｙカット９０°Ｘ伝搬水晶基板（オイラー角表
示では（０°,３９°,９０°））を用い、共振周波数を３１５ＭＨｚ、電極膜厚Ｈ／λを
０．０６、ＩＤＴ２の対数を１００対、グレーティング反射器３ａ、３ｂの本数を各々１
００本とした場合の共振子の諸特性を表している。また、（ａ）にＱ値、figure of meri
t、２次温度係数を、（ｂ）に周波数温度特性を実際の試作結果に基づき示している。な
お、比較の為に圧電基板のサイズを同じにしたＳＴカット水晶ＳＡＷ共振子の諸特性を従
来品として併記している。
【００３０】
図２より本発明のＳＡＷ共振子と従来のＳＴカット水晶ＳＡＷ共振子とを比較すると、
Ｑ値が１．８倍強、figure of meritが約２倍と大きい値が得られている。また、周波数
温度特性については、頂点温度Ｔｐは常温である約＋２５℃が得られ、２次温度係数は従
来の約０．６倍程度に小さくなるという非常に優れた効果が確認された。
【００３１】
更に、本発明のＳＡＷ共振子は従来のＳＴカット水晶ＳＡＷ共振子よりも良好なＱ値を
保ちながら圧電基板のサイズを小型化できる。これは、本発明のＳＡＷ共振子の電極膜厚
Ｈ／λの増加に対するＩＤＴ又はグレーティング反射器でのＳＡＷの反射量の増加分が、
ＳＴカット水晶ＳＡＷ共振子と比較して著しく大きいことに起因する。即ち、本発明のＳ
ＡＷ共振子は電極膜厚Ｈ／λを大きくすることで、ＳＴカット水晶ＳＡＷ共振子よりも少
ないＩＤＴ対数又はグレーティング反射器本数で高いＱ値を実現可能である。
【００３２】
図３（ａ）は本発明のＳＡＷ共振子における電極膜厚Ｈ／λとＱ値の関係を示したもの
であり、共振子設計条件は前述と同等である。同図より、０．０４＜Ｈ／λ＜０．１２の
範囲においてＳＴカット水晶ＳＡＷ共振子のＱ値（＝１５０００）を上回る値が得られる
ことが分かる。更に、０．０５＜Ｈ／λ＜０．１０の範囲に設定することにより２０００
０以上もの高いＱ値が得られる。
【００３３】
また、特許文献２にある多対ＩＤＴ型ＳＡＷ共振子と本発明のＳＡＷ共振子のＱ値を比
較すると、特許文献２で得られているＱ値は共振周波数が２０７．５６１（ＭＨｚ）にお
ける値であり、これを本実施例で適用している共振周波数３１５（ＭＨｚ）に換算すると
Ｑ値は１５０００程度となるから、ＳＴカット水晶ＳＡＷ共振子とほぼ同等である。また
、共振子のサイズを比較すると、特許文献２の多対ＩＤＴ型ＳＡＷ共振子は８００±２０
０対もの対数が必要なのに対し、本発明ではＩＤＴとグレーティング反射器の両方で２０
０対分の大きさで十分であるので格段に小型化できる。従って、電極膜厚を０．０４＜Ｈ
／λ＜０．１２、好ましくは０．０５＜Ｈ／λ＜０．１０の範囲に設定し、グレーティン
グ反射器を設けて効率良くＳＡＷを反射することで、特許文献２に開示されている多対Ｉ
ＤＴ型ＳＡＷ共振子よりも小型で且つＱ値が高いＳＡＷデバイスを実現できる。
【００３４】
また、図３（ｂ）は本発明のＳＡＷ共振子における電極膜厚Ｈ／λと２次温度係数の関
係を示しており、共振子設計条件は前述と同等である。同図より、高いＱ値が得られる０
．０４＜Ｈ／λ＜０．１２の範囲においてＳＴカット水晶ＳＡＷ共振子の２次温度係数−
０．０３４（ｐｐｍ／℃2）よりも良好な値が得られることが分かる。
【００３５】
以上より、電極膜厚Ｈ／λを０．０４＜Ｈ／λ＜０．１２の範囲に設定することで、Ｓ
Ｔカット水晶ＳＡＷデバイス及び特許文献２に開示されているＳＡＷデバイスよりも小型
でＱ値が高く、且つ周波数安定性に優れたＳＡＷデバイスを提供できることが確認された
。
【００３６】
また、これまでカット角θを−５１°とした場合についてのみ示してきたが、本発明の
ＳＡＷ共振子においてはカット角θを変えても膜厚依存性は大きく変化せず、−５１°か
ら数度ずれたカット角においても電極膜厚を０．０４＜Ｈ／λ＜０．１２、好ましくは０
．０５＜Ｈ／λ＜０．１０の範囲に設定することで、良好なＱ値と２次温度係数が得られ
ることを確認した。
【００３７】
ところで、ＳＡＷ共振子の周波数温度特性の頂点温度Ｔｐは電極膜厚Ｈ／λや圧電基板
のカット角θによって変化する。従って、いくら周波数温度特性が優れていても頂点温度
Ｔｐが使用温度範囲外となってしまうと周波数安定性は著しく劣化してしまうので、実用
的な使用温度範囲において優れた周波数安定性を実現するには、２次温度係数だけでなく
頂点温度Ｔｐについても詳細に検討する必要がある。
【００３８】
図４は、上述した種々の試作実験結果に基づき、前記ＳＡＷ共振子において頂点温度Ｔ
ｐ（℃）がＴｐ＝−５０，０，＋７０，＋１２５である時の水晶基板のカット角θと電極
膜厚Ｈ／λの関係を算出したシミュレーション結果を示すものであり、各Ｔｐ特性の近似
式は以下の通りである。
Ｔｐ＝−５０（℃）：Ｈ／λ≒−1.02586×10-4×θ3−1.73238×10-2×θ2−0.977607×
θ−18.3420
Ｔｐ＝０（℃）：Ｈ／λ≒−9.87591×10-5×θ3−1.70304×10-2×θ2−0.981173×θ
−18.7946
Ｔｐ＝＋７０（℃）：Ｈ／λ≒−1.44605×10-4×θ3−2.50690×10-2×θ2−1.45086×
θ−27.9464
Ｔｐ＝＋１２５（℃）：Ｈ／λ≒−1.34082×10-4×θ3−2.34969×10-2×θ2−1.3750
6×θ−26.7895
【００３９】
図４から、頂点温度Ｔｐ（℃）を実用的な範囲である−５０≦Ｔｐ≦＋１２５に設定す
るには、Ｔｐ＝−５０℃及びＴｐ＝＋１２５℃の曲線に囲まれた領域、即ち、−1.34082
×10-4×θ3−2.34969×10-2×θ2−1.37506×θ−26.7895＜Ｈ／λ＜−1.02586×10-4×
θ3−1.73238×10-2×θ2−0.977607×θ−18.3420となるようにカット角θ及び電極膜厚
Ｈ／λを設定すれば良いことが分かる。なお、この時の電極膜厚Ｈ／λの範囲は、従来の
ＳＴカット水晶デバイスより優れた特性が得られる０．０４＜Ｈ／λ＜０．１２とし、カ
ット角θの範囲は図４の点Ａから点Ｂに示す範囲の−６４．０°＜θ＜−４９．３°とす
ることを前提としている。
【００４０】
更に、より最適な条件について検討すると、頂点温度Ｔｐ（℃）はより実用的な使用温
度範囲である０≦Ｔｐ≦＋７０に設定するのが望ましい。Ｔｐ（℃）を前述の範囲に設定
するには、図４に示すＴｐ＝０℃及びＴｐ＝＋７０℃の曲線に囲まれた領域、即ち、−1.
44605×10-4×θ3−2.50690×10-2×θ2−1.45086×θ−27.9464＜Ｈ／λ＜−9.87591×1
0-5×θ3−1.70304×10-2×θ2−0.981173×θ−18.7946となるようにカット角θ及び電
極膜厚Ｈ／λを設定すれば良い。また、電極膜厚Ｈ／λはＱ値が２００００以上得られる
０．０５＜Ｈ／λ＜０．１０の範囲にするのが望ましく、電極膜厚を前述の範囲とし、頂
点温度Ｔｐ（℃）を０≦Ｔｐ≦＋７０の範囲内に設定するには、カット角θを図４の点Ｃ
から点Ｄに示す範囲の−６１．４°＜θ＜−５１．１°に設定すれば良い。
【００４１】
以上、詳細に検討した結果、カット角θが−６４．０°＜θ＜−４９．３°、好ましく
は−６１．４°＜θ＜−５１．１°の範囲にある回転Ｙカット水晶基板を用い、ＳＡＷの
伝搬方向がＸ軸に対してほぼ垂直方向として励振されるＳＨ波を用い、ＩＤＴやグレーテ
ィング反射器の電極材料をＡｌまたはＡｌを主とした合金にて構成し、その電極膜厚Ｈ／
λを０．０４＜Ｈ／λ＜０．１２、好ましくは０．０５＜Ｈ／λ＜０．１０とすることで
、ＳＴカット水晶ＳＡＷデバイスよりＱ値が大きく優れた温度特性が得られると共に、頂
点温度Ｔｐを実用的な使用温度範囲内に設定できることが確認された。
【００４２】
次に、前記ＳＡＷ共振子のライン占有率ｍｒと容量比γの関係について検討した。前述
のように、容量比γは小さいほどデバイスの高性能化が可能となるが、この容量比γはＩ
ＤＴのライン占有率ｍｒの値により変動する。従って、最適な容量比γが得られるように
ＩＤＴのライン占有率ｍｒを選択する必要がある。
【００４３】
図５（ａ）は前記ＳＡＷ共振子のライン占有率ｍｒと容量比γとの関係を示している。
同図は実験値であり、実験では水晶基板のカット角θを−５２．０°とし、電極膜厚Ｈ／
λを０．０４から０．０８まで０．０１刻みで変化させ、ＩＤＴのライン占有率ｍｒを０
．４から０．８まで０．１刻みで変化させた。なお、この時のグレーティング反射器のラ
イン占有率はＩＤＴと同様に変化させている。同図より容量比γはライン占有率ｍｒに対
して下に凸の２次曲線的な傾向を示すことが分かる。
【００４４】
また、図５（ｂ）は各電極膜厚Ｈ／λの条件において容量比γが最小となるライン占有
率ｍｒの値を示しており、電極膜厚Ｈ／λを０．０４≦Ｈ／λ≦０．０８とした時に、ラ
イン占有率ｍｒを０．５８≦ｍｒ≦０．６０に設定することにより容量比γがほぼ最小値
となることが確認された。なお、図５（ａ）の曲線から実際にはライン占有率ｍｒを０．
５３≦ｍｒ≦０．６５の範囲に設定すれば充分に容量比γを小さくすることが可能である
。
【００４５】
以上より、本発明のＳＡＷデバイスにおいてＩＤＴのライン占有率ｍｒを０．５３≦ｍ
ｒ≦０．６５とすることにより、小型で高いＱ値と優れた周波数温度特性を実現できると
共に、容量比γを小さくできることが確認された。
【００４６】
ところで、ライン占有率ｍｒは製造誤差等が生じるので正確に制御するのが難しい。ラ
イン占有率ｍｒがばらつくと周波数変動が生じるので、製造歩留まりが劣化してしまう問
題がある。従って、ライン占有率ｍｒがばらついても周波数変動量の少ない、即ち周波数
制御性に優れたライン占有率ｍｒを選択することが望ましい。以下、ライン占有率ｍｒと
周波数制御性について検討した。
【００４７】
図６（ａ）は前記ＳＡＷ共振子のライン占有率ｍｒと共振周波数ｆの関係を示している
。同図は実験値であり、水晶基板のカット角θを−５２．０°とし、電極膜厚Ｈ／λを０
．０４から０．０８まで０．０１刻みで変化させ、ＩＤＴのライン占有率ｍｒを０．４か
ら０．８まで０．１刻みで変化させている。なお、この時のグレーティング反射器のライ
ン占有率はＩＤＴと同様に変化させている。図６（ａ）より、共振周波数ｆはライン占有
率ｍｒに対して下に凸の２次曲線的な傾向を示すことが分かる。
【００４８】
また、図６（ｂ）は各電極膜厚Ｈ／λの条件において共振周波数ｆの極小値をとるライ
ン占有率ｍｒの値を示しており、電極膜厚Ｈ／λを０．０４≦Ｈ／λ≦０．０８とした時
に、０．６０≦ｍｒ≦０．６３のライン占有率ｍｒの範囲において共振周波数ｆの極小値
が存在することが確認された。なお、図６（ａ）の曲線から実際にはライン占有率ｍｒを
０．５５≦ｍｒ≦０．６８の範囲内に設定すれば周波数変動量を抑圧でき、ライン占有率
ｍｒがばらついても共振周波数ｆは然程変動しないので周波数制御性に優れたＳＡＷデバ
イスを提供することができる。
【００４９】
以上から、回転Ｙカット水晶基板のカット角θを結晶Ｚ軸より反時計方向に−６４．０
°＜θ＜−４９．３°、好ましくは−６１．４°＜θ＜−５１．１°とした水晶基板を用
いて、ＳＡＷの伝搬方向をＸ軸に対して垂直方向とし、励振されるＳＡＷは基板表面付近
を伝搬するＳＨ波であるＳＡＷデバイスを構成し、そのＩＤＴはＡｌまたはＡｌを主とす
る合金からなり、ＳＡＷの波長で基準化した電極膜厚Ｈ／λを０．０４＜Ｈ／λ＜０．１
２、好ましくは０．０５＜Ｈ／λ＜０．１０、又は０．０４≦Ｈ／λ≦０．０８とするこ
とにより高いＱ値と良好な周波数温度特性が得られ、更に、ライン占有率ｍｒを０．５３
≦ｍｒ≦０．６５の範囲に設定することにより容量比γを小さくでき、ライン占有率ｍｒ
を０．５５≦ｍｒ≦０．６８の範囲に設定することにより優れた周波数制御性が得られる
ことが確認された。
【００５０】
また、容量比γを小さくできるライン占有率ｍｒの範囲０．５３≦ｍｒ≦０．６５と、
優れた周波数制御性が得られるライン占有率ｍｒの範囲０．５５≦ｍｒ≦０．６８とが重
複する範囲、０．５５≦ｍｒ≦０．６５にライン占有率ｍｒを設定すれば、最適な容量比
γと優れた周波数制御性を両方兼ね備えたＳＡＷデバイスを実現できる。
【００５１】
なお、ＳＡＷデバイスを実際に製造する上でライン占有率ｍｒは正確に一致させること
が困難であり、製造誤差や測定誤差を考慮すると±０．０５程度のばらつきが生じてしま
うことが考えられるが、本発明のＳＡＷデバイスにおいてはこの程度のばらつきであれば
上述と同等の効果が得られる。
【００５２】
これまで、図１に示すような１ポートのＳＡＷ共振子についてのみ言及してきたが、そ
れ以外のＳＡＷデバイスにおいても本発明を適用できる。以下、種々のＳＡＷデバイスの
構造について説明する。
【００５３】
図７は圧電基板３１上にＳＡＷの伝搬方向に沿ってＩＤＴ３２、３３を配置し、その両
側にグレーティング反射器３４ａ、３４ｂを配置した２ポートＳＡＷ共振子を示しており
、１ポートＳＡＷ共振子と同じく高いＱ値を実現できる。
【００５４】
図８は、共振子フィルタの１つの方式としてＳＡＷ共振子の音響結合を利用した２重モ
ードＳＡＷ（ＤＭＳ）フィルタを示しており、（ａ）は圧電基板４１上にＳＡＷ共振子４
２を伝搬方向に対して平行に近接配置した横結合型ＤＭＳフィルタ、（ｂ）は圧電基板５
１上にＩＤＴ５２からなるＳＡＷ共振子をＳＡＷの伝搬方向に沿って配置した２ポートの
縦結合型ＤＭＳフィルタである。前記横結合型ＤＭＳフィルタは伝搬方向に対し垂直方向
の音響結合を利用し、前記縦結合型ＤＭＳフィルタは伝搬方向に対し水平方向の音響結合
を利用している。これらＤＭＳフィルタは平坦な通過帯域と良好な帯域外抑圧度が得られ
る特徴がある。なお、前記縦結合型ＤＭＳフィルタは、通過域近傍を高減衰にするために
ＳＡＷ共振子を接続する場合がある。また、更に高次のモードを利用した多重モードＳＡ
Ｗフィルタや、伝搬方向に対し垂直方向と水平方向の双方で音響結合させた多重モードＳ
ＡＷフィルタにも応用できる。
【００５５】
図９は、共振子フィルタの別の方式として、圧電基板６１上に複数の１ポートＳＡＷ共
振子６２を直列、並列、直列と梯子（ラダー）状に配置してフィルタを構成したラダー型
ＳＡＷフィルタを示している。ラダー型ＳＡＷフィルタは前記ＤＭＳフィルタと比較して
通過域近傍の減衰傾度が急峻なフィルタ特性が得られる。
【００５６】
図１０は、トランスバーサルＳＡＷフィルタを示しており、（ａ）は圧電基板７１上に
ＳＡＷの伝搬方向に沿って入力用ＩＤＴ７２と出力用ＩＤＴ７３を所定の間隙をあけて配
置したトランスバーサルＳＡＷフィルタである。なお、前記ＩＤＴ７２、７３は双方向に
ＳＡＷを伝搬させる。また、入出力端子間の直達波の影響を防ぐためにシールド電極７４
を設けたり、基板端面からの不要な反射波を抑圧するために圧電基板７１の両端に吸音材
７５を塗布する場合がある。トランスバーサルＳＡＷフィルタは、振幅特性と位相特性を
別々に設計可能であり、帯域外抑圧度が高いためＩＦ用フィルタとして多用されている。
【００５７】
前記トランスバーサルＳＡＷフィルタにおいて、ＳＡＷは伝搬方向に沿って左右に等し
く伝搬するためフィルタの挿入損失が大きくなってしまうという問題がある。この問題を
解決する手法として、図１０（ｂ）に示すように電極指配列や電極指幅を変化させること
によりＳＡＷの励振及び反射に重み付けを施してＳＡＷの励振を一方向性にした所謂単相
一方向性電極（Single Phase Uni-Directional Transducer：ＳＰＵＤＴ）８２、８３を
配置したトランスバーサルＳＡＷフィルタがある。ＳＡＷの励振が一方向性となるので低
損失なフィルタ特性が得られる。また、他の構造として、ＩＤＴの励振電極間にグレーテ
ィング反射器を配置した所謂反射バンク型トランスバーサルＳＡＷフィルタ等がある。
【００５８】
以上の種々のＳＡＷデバイスにおいて、回転Ｙカット水晶基板のカット角θを結晶Ｚ軸
より反時計方向に−６４．０°＜θ＜−４９．３°、好ましくは−６１．４°＜θ＜−５
１．１°とした水晶基板を用いて、ＳＡＷの伝搬方向をＸ軸に対して垂直方向とし、励振
されるＳＡＷは基板表面付近を伝搬するＳＨ波であるＳＡＷデバイスを構成し、そのＩＤ
ＴはＡｌまたはＡｌを主とする合金からなり、ＳＡＷの波長で基準化した電極膜厚Ｈ／λ
を０．０４＜Ｈ／λ＜０．１２、好ましくは０．０５＜Ｈ／λ＜０．１０とすることによ
り高いＱ値と良好な周波数温度特性が得られ、更に、ＩＤＴのライン占有率ｍｒを０．５
３≦ｍｒ≦０．６５の範囲に設定することにより容量比γを小さくでき、ライン占有率ｍ
ｒを０．５５≦ｍｒ≦０．６８の範囲に設定することにより優れた周波数制御性が得られ
ることは明らかである。
【００５９】
また、上述のＳＡＷデバイスにおいて、ＩＤＴやグレーティング反射器上にＳｉＯ2等
の保護膜やＡｌを陽極酸化した保護膜等を形成したり、Ａｌ電極の上部あるいは下部に密
着層あるいは耐電力向上等の目的で別の金属薄膜を形成した場合においても、本発明と同
様の効果を得られることは明らかである。また、センサ装置やモジュール装置、発振回路
等に本発明のＳＡＷデバイスが適用できることは言うまでもない。また、電圧制御ＳＡＷ
発振器（ＶＣＳＯ）等に本発明のＳＡＷデバイスを用いれば、容量比γを小さくできるの
で周波数可変幅を大きくとれる。
【００６０】
また、本発明のＳＡＷデバイスは、図１に示すようなＳＡＷチップとパッケージをワイ
ヤボンディングした構造以外でも良く、ＳＡＷチップの電極パッドとパッケージの端子と
を金属バンプで接続したフリップチップボンディング（ＦＣＢ）構造や、配線基板上にＳ
ＡＷチップをフリップチップボンディングしＳＡＷチップの周囲を樹脂封止したＣＳＰ（
Chip Size Package）構造、或いは、ＳＡＷチップ上に金属膜や樹脂層を形成することに
よりパッケージや配線基板を不要としたＷＬＣＳＰ（Wafer Level Chip Size Package）
構造等にしても良い。更には、水晶デバイスを水晶又はガラス基板で挟んで積層封止した
ＡＱＰ（All Quartz Package）構造としても良い。前記ＡＱＰ構造は、水晶又はガラス基
板で挟んだだけの構造であるのでパッケージが不要で薄型化が可能であり、低融点ガラス
封止や直接接合とすれば接着剤によるアウトガスが少なくなりエージング特性に優れた効
果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明に係るＳＡＷ共振子を説明する図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はＩＤＴの断面図である。
【図２】本発明に係るＳＡＷ共振子と従来品の比較を示したものであり、（ａ）はＱ値及びFigure of merit及び２次温度係数の比較、（ｂ）は周波数温度特性の比較である。
【図３】本発明に係るＳＡＷ共振子の電極膜厚Ｈ／λとＱ値との関係を（ａ）に、電極膜厚Ｈ／λと２次温度係数の関係を（ｂ）に示す。
【図４】本発明に係るＳＡＷ共振子の頂点温度Ｔｐ（℃）がＴｐ＝−５０，０，＋７０，＋１２５である時のカット角θと電極膜厚Ｈ／λの関係を示す。
【図５】本発明に係るＳＡＷ共振子の電極膜厚Ｈ／λを変化させた時のライン占有率ｍｒと容量比γの関係を（ａ）に、各電極膜厚Ｈ／λの条件において容量比γが最小となるライン占有率ｍｒの値を（ｂ）に示す。
【図６】本発明に係るＳＡＷ共振子の電極膜厚Ｈ／λを変化させた時のライン占有率ｍｒと共振周波数ｆの関係を（ａ）に、各電極膜厚Ｈ／λの条件において共振周波数ｆの極小値をとるライン占有率ｍｒの値を（ｂ）に示す。
【図７】本発明に係る２ポートＳＡＷ共振子を説明する図である。
【図８】本発明に係るＤＭＳフィルタを説明する図であり、（ａ）に横結合型ＤＭＳフィルタ、（ｂ）に縦結合型ＤＭＳフィルタを示す。
【図９】本発明に係るラダー型ＳＡＷフィルタを説明する図である。
【図１０】本発明に係るトランスバーサルＳＡＷフィルタを説明する図であり、（ａ）に双方向にＳＡＷを励振させるＩＤＴを配置したトランスバーサルＳＡＷフィルタ、（ｂ）に一方向にＳＡＷを励振させるＩＤＴを配置したトランスバーサルＳＡＷフィルタを示す。
【図１１】従来のＳＴカット水晶ＳＡＷ共振子を説明する図である。
【図１２】−５０°回転Ｙカット９０°Ｘ伝搬水晶基板を説明する図である。
【図１３】従来の多対ＩＤＴ型ＳＡＷ共振子を説明する図である。
【図１４】ＳＡＷ共振子の等価回路図を示す。
【符号の説明】
【００６２】
１…圧電基板、２…ＩＤＴ、３ａ、３ｂ…グレーティング反射器、４ａ、４ｂ…入出力
用パッド、５ａ、５ｂ…金属ワイヤ、６…パッケージ、３１…圧電基板３２、３３…ＩＤ
Ｔ、３４ａ、３４ｂグレーティング反射器、４１…圧電基板、４２…ＳＡＷ共振子、５１
…圧電基板、５２…ＩＤＴ、６１…圧電基板、６２…１ポートＳＡＷ共振子、７１…圧電
基板、７２…入力用ＩＤＴ、７３…出力用ＩＤＴ、７４…シールド電極、７５…吸音材、
８２、８３…一方向性電極。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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