(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
四ホウ酸リチウム単結晶基板上に、弾性表面波を励振、受信、反射、伝搬するためのアルミニウムを主成分とする薄膜の周期的なパターンを形成し、これによる弾性表面波の反射を積極的に利用した弾性表面波共振子、弾性表面波共振子フィルタ、あるいは弾性表面波フィルタであって、
該アルミニウムを主成分とする薄膜の周期的なパターンは、１個の入力用の櫛形電極と、１個の出力用の櫛形電極と、前記入力用の櫛形電極と前記出力用の櫛形電極の間に配置された２個のグレーティング反射器とからなり、
該四ホウ酸リチウム単結晶基板の母体結晶からの切り出し角及び弾性表面波伝搬方向をオイラー角表示で（４５°±３°，９０°−θ，９０°±７°）または（４５°±３°，９０°＋θ，９０°±７°）とし、該アルミニウムの膜厚をｈ，弾性表面波の波長をλとした時、
−０．２０３（ｈ／λ）２＋２．８３４（ｈ／λ）−１．８２８≦θ≦−０．０９５（ｈ／λ）２＋１．６２３（ｈ／λ）＋２．９１６
かつ、
１．８％≦ｈ／λ≦５％
である
ことを特徴とする弾性表面波装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、四ホウ酸リチウム（Ｌｉ2 Ｂ4 Ｏ7 ）単結晶基板を用いた、小型で、温度特性に優れた弾性表面波装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話やコードレス電話等の移動体通信機器は、急速に普及しており、加入者増に対応するため、アナログ方式からデジタル方式への切り替えが盛んに検討されている。アナログ方式の場合、移動体通信機器の中間周波フィルタは、狭帯域すなわち、比帯域幅で０．１％以下の要求であった。しかしながら、デジタル方式の場合、その中間周波フィルタは、比較的広帯域が要求されている。すなわち比帯域幅が０．２％〜０．４％で低損失、近傍減衰量が良好なフィルタが要求されている。この要求を満たすためには、アナログ方式用として従来から使用されていた水晶基板ではなく、四ホウ酸リチウム（Ｌｉ2 Ｂ4 Ｏ7 ）単結晶基板を使用することが有効であることが知られている（ＰＣＴ出願ＪＰ９６／０１００２）。
【０００３】
しかしながら、最近では、移動体通信機器のさらなる、軽量化、多機能化等が要求されるようになり、例えば７１ＭＨｚ帯においてチップ面積が１８ｍｍ2 以下と超小型の弾性表面波フィルタが要求されている。
【０００４】
また、業務用無線等の比帯域幅０．６％程度のフロントエンドフィルタにおいても、軽量化、多機能化等のために超小型化が要求されている。例えば４００ＭＨｚ帯の業務用無線においてチップ面積が４ｍｍ2 以下の超小型弾性表面波フィルタが要求されている。
【０００５】
これらの中間周波フィルタやフロントエンドフィルタに使用される弾性表面波装置を得るためには、電気機械結合係数が３６°カットＬｉＴａＯ3 （電気機械結合係数＝７．５％）やＬｉＮｂＯ3 （電気機械結合係数＝５．５％）より小さく水晶（電気機械結合係数＝０．１４％）より大きいこと、及び温度特性が良好なことが要求されている。特に群遅延時間温度係数（ＴＣＤ；Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ  ｏｆ  Ｄｅｌａｙ）がＴＣＤ≦３ｐｐｍ／℃となる良好な基板が望まれている。ここでＴＣＤは遅延時間の温度によって変化する割合であり、遅延時間とは弾性表面波が基板上に設けられた入力電極と出力電極間を伝搬するのに要する時間である。
【０００６】
従来のオイラー角表示で（４５°，９０°，９０°）即ち４５°カットＺ伝搬のＬｉ2 Ｂ4 Ｏ7 単結晶基板は、電気機械結合係数が０．８％程度ではあるが、規格化アルミニウム膜厚が例えば１．５％以上と厚い場合、温度特性がＴＣＤ≧４ｐｐｍ／℃と十分ではなかった。ここで、オイラー角表示は図９に示すような弾性表面波の伝搬方向を示す角度（φ，θ，ψ）である。すなわち、図９に示す座標系において、Ｘ1 を弾性表面波の伝搬方向、Ｘ2 を圧電基板表面に含まれる弾性表面波の伝搬方向Ｘ1 に垂直な方向、Ｘ3 をＸ1 およびＸ2 に垂直な方向すなわち結晶基板表面に垂直な方向とする。Ｘ1 ，Ｘ2 およびＸ3 がそれぞれ結晶軸のＸ，ＹおよびＺ（または、ａ，ｂ，およびｃ）であるときを基準方位（０°，０°，０°）とする。まずＸ3 軸を中心にして弾性表面波の伝搬方向Ｘ1 をＸからＹ方向にφだけ回転させ、次に回転したＸ1 軸を中心にして基板表面に垂直なＸ3 軸をＺ軸から反時計方向にθだけ回転させる。そして、回転させたＸ3 軸を中心としてその基板表面内で伝搬方向Ｘ1 を再度反時計方向にψだけ回転して得られる方向（基板の切り出し角（カット面）を含む弾性表面波の伝搬方向）をオイラー角（φ，θ，ψ）として表しているのである。オイラー角表示で（９０°，９０°，９０°）とはＸカットＺ伝搬を示すこととなる。
【０００７】
アルミニウムの膜厚ｈを弾性表面波の波長λで規格化した規格化アルミニウム膜厚（ｈ／λ）が１％の場合は、群遅延時間温度係数（ＴＣＤ）が極少値となる温度が２５℃にあるが、これより規格化アルミニウム膜厚（ｈ／λ）を上げると、二次曲線で示される遅延時間温度曲線の頂点温度が高温側にシフトすることが知られている。
【０００８】
ここで、現在までに知られているＬｉ2 Ｂ4 Ｏ7 単結晶基板の従来技術を下記に示す。
【０００９】
（イ）第１の従来例は、特開昭５７−７２４１４号公報に掲載されたＸカットＺ伝搬Ｌｉ2 Ｂ4 Ｏ7 単結晶基板である。この基板は、弾性表面波速度３５１０ｍ／ｓ、電気機械結合係数０．８％で零ＴＣＤを持つと記載されている。
【００１０】
（ロ）第２の従来例は、１９８４年６月３０日に電子通信学会技術研究報告ＵＳ８４−１４で発表されたものである。その内容は、オイラー角表示における（９０°＋φ，９０°，９０°）、（９０°，９０°＋θ，９０°）、（９０°，９０°，９０＋ψ）のＬｉ2 Ｂ4 Ｏ7 単結晶基板においても、零ＴＣＤが得られるアルミニウム膜厚が基板方位の関数として与えられるというものである。これはＳＴカット水晶基板においても、アルミニウム電極を形成した場合、その回転角を４２．７５°から２°〜５°浅くする必要があることと同様である。例えば、自由表面で零ＴＣＤを与えるφ＝１８°の基板上にアルミニウム膜が形成された場合のＴＣＤ変化は、規格化アルミニウム膜厚ｈ／λ＝０では、表面の電界短絡の条件に相当するため、ＴＣＤは、−１５ｐｐｍ／℃となる。アルミニウム膜厚が増加するに従い、ＴＣＤは正に移行し、ｈ／λ＝０．００７でＴＣＤ＝０を示す。このことから、アルミニウム薄膜を形成する場合には、表面短絡の条件で負のＴＣＤを有する基板方位を選択する必要がある。しかしながら、アルミニウム膜厚を厚くした場合、すなわちｈ／λ＞０．０１７では、ＴＣＤ＝０を満足する回転角は、存在しないと記載されている。さらに、この文献には、アルミニウムストリップ膜厚とアルミニウムストリップ１本当りの弾性表面波反射量の関係が示されている。それによれば、（１１０）カットＺ伝搬Ｌｉ2 Ｂ4 Ｏ7 単結晶基板は、ＬｉＴａＯ3 及び水晶上のアルミニウムストリップ膜厚の１／３〜１／４のアルミニウム膜厚で同等の弾性表面波反射量が得られると記載されている。（１１０）カットＺ伝搬Ｌｉ2 Ｂ4 Ｏ7 基板においてはアルミニウムストリップ１本当りの反射量はアルミニウム膜厚を厚くすれば大きくなるので、アルミニウムストリップの弾性表面波の反射を積極的に利用したエネルギー閉じ込め型弾性表面波共振子あるいは弾性表面波共振子フィルタあるいは１方向性電極を用いた所謂ＳＰＵＤＴフィルタを（１１０）カットＺ伝搬Ｌｉ2 Ｂ4 Ｏ7 単結晶基板上に形成すると、ＬｉＴａＯ3 や水晶基板等に比較して少ないアルミニウムストリップ本数で同様な反射特性が得られ、小型化に有利であるという見積りが記載されている。
【００１１】
（ハ）第３の従来例は、１９８８年１０月に米国電子通信学会（ＩＥＥＥ）超音波シンポジウム（Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｓ  Ｓｙｍｐ．）において発表されたものである。その内容の一部は、一定の電極構造では、アルミニウムストリップ膜厚を増加させると、周期性が異なる櫛形電極や反射器の境界において、レイリー波はバルク波に変換されて、所謂バルク波変換損失が増大するというものである。従って、第２の従来例が見積もるように、単にアルミニウム膜厚を増大すれば良いのではなく、アルミニウム膜厚を上げ過ぎると損失が増加し、低損失フィルタが得られないことが認識される。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように従来の四ホウ酸リチウム（Ｌｉ2 Ｂ4 Ｏ7 ）単結晶基板を用いた弾性表面波装置は、デジタル携帯電話やコードレス電話等で使用される小型な中帯域フィルタ等の応用において一応の有効性は知られていたが、さらに、超小型フィルタを得るために不十分であった。
【００１３】
超小型フィルタを得るためにはアルミニウムストリップ（アルミニウムリッジ）の本数を減らすことが最も有効でありこのためには１本のアルミニウムストリップ当りの反射量を大きくする必要があるが、従来の技術においては不十分であった。
【００１４】
弾性表面波はエネルギーが基板表面に集中しているため、基板の表面状態によって弾性表面波の伝搬特性は大きな影響を受け、Ｌｉ2 Ｂ4 Ｏ7 基板上に形成するＡｌ膜厚に制限が生じるという問題があった。すなわち、１本当りの反射量を大きくしようとして、アルミニウム膜厚を増加させると損失が増加し、温度特性が劣化するという問題点が、従来のＬｉ2 Ｂ4 Ｏ7 基板を用いた弾性表面波装置にあった。特に業務用無線のフロントエンドフィルタ等に要求されるＴＣＤ≦３ｐｐｍ／℃という温度特性が得られないという欠点があった。
【００１５】
上記問題点を鑑み、本発明は４００ＭＨｚ帯の業務用無線のフロントエンドフィルタ等に適用可能な超小型化が可能で、しかもＴＣＤが良好なＬｉ2 Ｂ4 Ｏ7 単結晶基板を用いた弾性表面波装置を提供することを目的とする。
【００１６】
特に、１本当りのアルミニウムストリップ（アルミニウムリッジ）の反射量を大きくし、同時にＴＣＤが所定の範囲以内であるＬｉ2 Ｂ4 Ｏ7 単結晶基板を用いた弾性表面波装置を実現するための基板の切り出し角（基板方位）、弾性表面波伝搬方向、アルミニウム膜の最適値を提供することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明による弾性表面波装置は、四ホウ酸リチウム（Ｌｉ2 Ｂ4 Ｏ7 ）単結晶基板上に、波長λの弾性表面波を励振、受信、反射、伝搬するための図１に例示するようなアルミニウムを主成分とする周期的なストライプ状の薄膜からなる弾性表面波の反射を積極的に使用した弾性表面波装置であって、Ｌｉ2 Ｂ4 Ｏ7 単結晶基板の母体結晶（インゴット）からの切り出し角（基板方位）及び弾性表面波伝搬方向を、図９に示したオイラー角表示で（４５°±３°，９０°±θ，９０°±７°）とし、薄膜のアルミニウム膜厚をｈ、弾性表面波の波長をλとした時、
【数１】
−０．２０３（ｈ／λ）2 ＋２．８３４（ｈ／λ）
−１．８２８≦θ≦−０．０９５（ｈ／λ）2 
＋１．６２３（ｈ／λ）＋２．９１６        …（１）
及び、
１．８％≦ｈ／λ                  …（２）
となるように結晶の切り出し角、弾性表面波伝搬方向およびアルミニウム膜厚を選定していることを特徴とし、好ましくは上記ｈ／λを
ｈ／λ≦５％                      …（３）
とする。式（１）におけるｈ／λの単位は％である。なお、Ｌｉ2 Ｂ4 Ｏ7 単結晶は点群４ｍｍの対称性を有していることが知られており、結晶学的に等価な面では同様に上記の条件は成立する。また本発明におけるＬｉ2 Ｂ4 Ｏ7 単結晶とは、リチウム（Ｌｉ）又はホウ素（Ｂ）がわずかに過不足となるような元素（Ｓ）を含む四元系化合物Ｌｉ2-2xＳx Ｂ4 Ｏ7 ，Ｌｉ2 Ｂ4-4yＳy Ｏ7 等や、他の不純物元素を含むＬｉ2 Ｂ4 Ｏ7 単結晶を含むものとする。
【００１８】
本発明の弾性表面波装置にはレイリー波を用いる装置、すなわち、アルミニウムを主成分とする周期的なストライプ状の薄膜からなる櫛形電極及び周期的なストライプ状の薄膜からなる反射電極から構成されるグレーティング反射器より構成された弾性表面波共振子あるいは、弾性表面波共振子フィルタ、さらには、１方向性電極、いわゆるＳＰＵＤＴ電極を用いた弾性表面波フィルタ等が含まれるものである。たとえば、Ｌｉ2 Ｂ4 Ｏ7 単結晶基板の母体結晶（インゴット）からの切り出し角及び弾性表面波伝搬方向が、オイラー角表示で（４５°±３°，９０°±θ，９０°±７°）となるように選ばれ、波長λの弾性表面波を励振、受信、反射、伝搬するための図１に例示するようなアルミニウムを主成分とする周期的なストライプ状の薄膜からなる２個の入出力用櫛形電極とその間に多数本の周期的なストライプ状の薄膜からなる反射電極から構成されるグレーティング反射器を２個配置したパターン弾性表面波フィルタの伝搬特性の温度変化は図２に示すようである。ここで、入出力用櫛形電極はダブル電極で各２０．５対、反射電極本数は各３０本、開口長１５０λ、λ＝１２μｍ、２個の反射器間距離は電極指の中央間距離で０．７５λ、櫛形電極と反射電極間距離は電極指の中央間距離でλ、入出力用櫛形電極線幅はλ／８、反射電極線幅はλ／４、メタライズレシオは０．５である。入出力用櫛形電極と反射電極の規格化アルミニウム膜厚（ｈ／λ）は同じとしている。
【００１９】
すなわち図２は、オイラー角表示における回転角θに対する２５℃での周波数温度係数（以下「ＴＣＦ」と略す。）を規格化アルミニウム膜厚（ｈ／λ）をパラメータとして示したものである。ここで、ＴＣＦは、
【数２】
ＴＣＦ＝α−１／ｖ0 ・ｄｖ0 ／ｄＴ                    …（４）
ＴＣＤ＝−ＴＣＦ                                      …（５）
である。またαは弾性表面波の伝搬方向の熱膨脹率、ｖ0 は弾性表面波の速度、Ｔは基板温度を示す。（５）式からわかるようにＴＣＦは群遅延時間温度係数に−１を乗じたものに等しい。
【００２０】
図２から明らかなように、規格化アルミニウム膜厚を増加した場合、零ＴＣＤすなわち零ＴＣＦを得るためには、回転角θを増加させれば良いことがわかる。さらに、従来技術においては、規格化アルミニウム膜厚を１．７％以上とした場合は、ＴＣＤ＝０が得られないとされていたが、従来技術におけるこれらの知見は必ずしも正しくなく、本発明によればそのような場合でも回転角θを９０°から４．１°以上回転させればＴＣＤ＝０は可能であることがわかる。したがって、アルミニウム膜厚を増大させ、アルミニウムストリップ１本当りの反射量を増大することが可能となる。
【００２１】
最近のデジタル携帯電話等の中間周波フィルタや業務用無線等のフロントエンドフィルタにおいては、帯域内の振幅リップルや群遅延時間偏差及び近傍減衰量の要求が厳しくなり、中心周波数温度変化（３ｄＢ帯域幅の中心周波数の温度変化）に換算してＴＣＤ≦３ｐｐｍ／℃以下が要求されている。ＴＣＤ＝３ｐｐｍ／℃となる条件を満たす回転角θを規格化アルミニウム膜厚（ｈ／λ）の関数として図２から求め、その回転角θと規格化アルミニウム膜厚（ｈ／λ）の関係をプロットすると図３に示すようになる。図３において曲線（１）は
【数３】
θ＝−０．０９５ｔ2 ＋１．６２３ｔ＋２．９１６            …（６）
を表わす。ここでｔ＝ｈ／λである。又、曲線（２）は
【数４】
θ＝−０．２０３ｔ2 ＋２．８３４ｔ−１．８２８            …（７）
を表わす。
【００２２】
図３から明らかなように、Ｌｉ2 Ｂ4 Ｏ7 単結晶基板の母体結晶からの切り出し角及び弾性表面波伝搬方向を、オイラー角表示で（４５°±３°，９０°±θ，９０°±７°）とし、この薄膜の規格化アルミニウム膜厚をｈ／λとした時、曲線（１）と曲線（２）との間の領域に回転角θが位置する、すなわち（１）式を満足するようにすればＴＣＤ≦３ｐｐｍ／℃となることがわかる。
【００２３】
ここで規格化アルミニウム膜厚（ｈ／λ）は１．８％以上５％以下とすることが好ましい。なぜなら１本のアルミニウムストリップ当りの反射量を増加させ全体のストリップ本数を減少させ、超小型な弾性表面波フィルタを得るためにはアルミニウム膜厚は厚い方が良いからである。すなわち規格化アルミニウム膜厚（ｈ／λ）は１．８％以上必要であるからである。一方、規格化アルミニウム膜厚（ｈ／λ）が５％より厚くなると他の不都合が生じる。すなわち規格化アルミニウム膜厚があまり厚くなるとアルミニウムストリップ電極の角型比が大きくなり、その製造プロセスにおいて電極指線幅の偏差が増大したり、電極形状が偏平な台形となったりする。そして電極指線幅の偏差が増大すると、中心周波数や影像インピーダンスの値がばらつき不都合であるからでる。また、電極形状が偏平な台形となると、弾性表面波の反射率が減り損失が増大し、実用的でないからである。
【００２４】
次に、Ｌｉ2 Ｂ4 Ｏ7 単結晶基板の母体結晶からの切断角及び弾性表面波伝搬方向をオイラー角表示で（φ，９０°＋４°，９０°）、ここでφ＝３９°，４２°，４５°となるように図１に示すような平面パターンの電極構造（その他のパラメータは上記と同じ）を形成し、その伝搬特性の温度変化を測定すると図４に示すようになる。図４は、φ回転角が３９°，４２°，４５°の弾性表面波装置を３個作製し、それらの３ｄＢ中心周波数（３ｄＢ帯域幅の中心周波数）の温度変化を示したものである。ほぼ２次曲線で近似できる、上に凸の曲線の特性が得られ、各曲線はそれぞれ頂点温度を有する。図４から明らかなように、φ回転角が４２°と４５°では、２次曲線の頂点温度は２５℃となりほとんど差はない。しかし、φ回転角が３９°の場合は頂点温度が３５℃と高温側にシフトしている。基板温度−２５℃におけるΔＣＦ３／ＣＦ３の値を比較すると１００ｐｐｍ以上の差がある。ここでΔＣＦ３／ＣＦ３は以下の式で定義される。
【００２５】
【数５】
ΔＣＦ３／ＣＦ３＝
｛（基板温度Ｔ℃の３ｄＢ中心周波数）
−（基板温度２５℃の３ｄＢ中心周波数）｝
／（基板温度２５℃の３ｄＢ中心周波数）  …（８）
従って、φ回転角が４２°〜４５°で良好な特性が得られることがわかる。Ｌｉ2 Ｂ4 Ｏ7 単結晶はφ回転角が４５°で対称性を有するので結局φ回転角が４５°±３°で良好な特性が得られる。
【００２６】
さらに、Ｌｉ2 Ｂ4 Ｏ7 単結晶基板の結晶からの切断角及び弾性表面波伝搬方向を、オイラー角表示で（４５°，９０°＋４°，９０°＋ψ）となるように選定し、図１と同様の電極構造を形成し、その伝搬特性のＴＣＦを測定した結果を図５に示す。図５は、ψ回転角を０°，３°，５°，７°，９°，１１°とした場合の、規格化アルミニウム膜厚（ｈ／λ）に対するＴＣＦである。規格化アルミニウム膜厚（ｈ／λ）には、ほとんど関係なく、ψ回転角が７°以下であれば、ＴＣＦの変化が３ｐｐｍ／℃以内となっていることがわかる。一方、Ｌｉ2 Ｂ4 Ｏ7 単結晶基板の対称性（４ｍｍ）から考えて、ψ回転角は、結晶学的に等価な−７°でも良いことは、明らかである。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００２８】
（第１実施の形態）
図１は本発明の第１の実施の形態に係る弾性表面波装置の平面図である。すなわち四ホウ酸リチウム（Ｌｉ2 Ｂ4 Ｏ7 ）単結晶基板上に、図１に示すような２個の櫛形電極２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂとその間に３０本のグレーティング反射器の反射電極３１，３２を２個配置し、一方の櫛形電極２１ａ，２１ｂを入力用、他方の櫛形電極２２ａ，２２ｂを出力用とし、Ｌｉ2 Ｂ4 Ｏ7 単結晶基板の母体結晶からの切断角（基板方位）及び弾性表面波伝搬方向をオイラー角表示で（４５°，９０°＋６°，９０°）とした。電極周期をＬ、２個の櫛形電極対数をそれぞれ２０．５対、開口長を１５０Ｌ、規格化アルミニウム膜厚（ｈ／λ）を３％、櫛形電極線幅及び反射電極線幅をＬ／４（Ｌ＝４８μｍ）とし、２個のグレーティング反射器の間の距離は電極指の中央間距離で０．７５Ｌ、櫛形電極と反射電極間の距離は電極指中央間距離でＬ／２とした。櫛形電極、反射電極はアルミニウムで構成されている。これを、基板温度を変えて、５０オーム系のネットワークアナライザーを用いてフィルタ特性を測定した。図６は基板温度２５℃での周波数応答を示したものである。横軸は中心周波数７１．０ＭＨｚで規格化した規格化周波数、縦軸は挿入損失を示す。フィルタ特性の中心周波数の温度変化から２５℃でのＴＣＤを求め、０ｐｐｍ／℃を得た。
【００２９】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態はＬｉ2 Ｂ4 Ｏ7 単結晶基板上に、２個の櫛形電極とその両外側にグレーティング反射器を配置した電極列を２段に縦続接続した弾性表面波共振子フィルタに係る。本発明の第２の実施の形態の弾性表面波共振子フィルタは、Ｌｉ2 Ｂ4 Ｏ7 単結晶基板の母体結晶からの切断角及び弾性表面波伝搬方向をオイラー角表示で（４５°，９０°＋３．５°，９０°）としている。各電極列において、一方の櫛形電極対数は３７．５対で入出力用とし、他方の櫛形電極対数は２５．５対で接続用とし、グレーティング反射器の反射電極の本数は７０本、開口長は６．７Ｌ、規格化アルミニウム膜厚（ｈ／λ）は１．８％、櫛形電極線幅は０．９８３６Ｌ、反射電極線幅はＬ／４（Ｌ＝４８．８μｍ）とし、櫛形電極と反射電極間の距離は電極指中央間距離で０．９９１８Ｌとした。櫛形電極、反射電極はアルミニウムで構成されている。この弾性表面波共振子フィルタの周波数応答を終端インピーダンス４１０＋ｊ５１０オームで温度を変えて測定した。その結果、２５℃でのＴＣＤは＋０．５ｐｐｍ／℃が得られた。
【００３０】
図７は基板温度２５℃での周波数応答を示す。横軸は中心周波数７１．０ＭＨｚで規格化した規格化周波数、縦軸は挿入損失を示す。３ｄＢ帯域幅は３３０ｋＨｚ、最小挿入損失は２．５ｄＢ、中心周波数から＋６００ｋＨｚの減衰量が４３ｄＢ、−６００Ｈｚの減衰量が５５ｄＢの特性が得られた。この最小挿入損失は、非常に小さく実用上十分な値である。チップ面積（ダイシング後の基板の全面積）は、２．６×６．２ｍｍ2 であり、この周波数帯（７０ＭＨｚ帯）では非常に小さい。
【００３１】
（第３実施の形態）
本発明の第３の実施の形態は、Ｌｉ2 Ｂ4 Ｏ7 単結晶基板上に、第２実施の形態と同様に２個の櫛形電極とその両外側にグレーティング反射器を配置した電極列を２段に縦続接続した弾性表面波共振子フィルタに係る。本発明の第３の実施の形態の弾性表面波共振子フィルタは、Ｌｉ2 Ｂ4 Ｏ7 単結晶基板の母体結晶からの切断角及び弾性表面波伝搬方向をオイラー角表示で（４５°，９０°＋５°，９０°）としている。各電極列において、一方の櫛形電極対数は３８．５対で入出力用とし、他方の櫛形電極対数は１８．５対で接続用とし、グレーティング反射器の反射電極の本数は７０本、反射電極周期はＬＬ（ＬＬ＝８μｍ）、開口長は１２０ＬＬ、規格化アルミニウム膜厚は２．２％、櫛形電極周期は０．９７５ＬＬ、メタライズレシオは０．５５、櫛形電極とグレーティング反射器間の距離は電極指中央間距離で１．４４０６ＬＬとした。櫛形電極、反射電極は銅を１ｗｔ％添加したアルミニウムで構成されている。この弾性表面波共振子フィルタの周波数応答を終端インピーダンス５０オームで温度を変えて測定した。その結果、２５℃でのＴＣＤは−０．５ｐｐｍ／℃が得られた。
【００３２】
図８は基板温度２５℃での周波数応答を示す。横軸は中心周波数４２１．９ＭＨｚで規格化した規格化周波数、縦軸は挿入損失を示す。３ｄＢ帯域幅２．５ＭｋＨｚ、最小挿入損失は２．５ｄＢ特性が得られた。この最小挿入損失は、非常に小さく実用上十分な値である。チップ面積は、１．３×２．４ｍｍ2 であり、この周波数帯（４００ＭＨｚ帯）では非常に小さい。
【００３３】
なお、第３の実施の形態では、アルミニウムあるいは銅を添加したアルミニウムの材料で構成された櫛形電極、反射電極を用いた場合について説明したが、その他のアルミニウムにシリコン、チタンなどを添加した材料を用いてもよい。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、デジタル携帯電話等の中間周波フィルタや業務用無線等のフロントエンドフィルタに適した超小型な中帯域フィルタを得るために、四ホウ酸リチウム（Ｌｉ2 Ｂ4 Ｏ7 ）単結晶基板の母体結晶からの切断角及び弾性表面波伝搬方向を規格化アルミニウム膜厚の関数として、所定の範囲に設定することにより、損失を増加させることなく、アルミニウムストリップ（アルミニウムリッジ）１本当りの反射量を増大させることができる。したがって全体のアルミニウムストリップの本数を、温度特性を劣化させることなく、削減でき、非常に小型で、かつＴＣＤが良好な弾性表面波装置が得られる。
【００３５】
なお、弾性表面波装置の実装面積を超小型とする必要がなければ、規格化アルミニウム膜厚（ｈ／λ）が０．９％〜１．８％においてでも、四ホウ酸リチウム（Ｌｉ2 Ｂ4 Ｏ7 ）単結晶基板の母体結晶からの切り出し角および弾性表面波伝搬方向をオイラー角表示で（４５°±３°，９０°±θ，９０°±７°）とし、電極を形成するＡｌの規格化膜厚（ｈ／λ）と回転角θとの関係が上記式（１）を満たしていれば、ＴＣＤが良好な弾性表面波装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る弾性表面波装置の電極構造を示す平面図である。
【図２】オイラー角表示（φ，θ，ψ）における回転角θに対する２５℃での周波数温度係数（ＴＣＦ）と規格化アルミニウム膜厚（ｈ／λ）の関係を示した図である。
【図３】ＴＣＦ≦３ｐｐｍ／℃以下を満たす回転角θと規格化アルミニウム膜厚（ｈ／λ）の関係を示した図である。
【図４】オイラー角表示（φ，θ，ψ）におけるφ回転角が３９°，４２°，４５°における３ｄＢ中心周波数の温度変化を示した図である。
【図５】周波数温度係数（ＴＣＦ）と規格化アルミニウム膜厚の関係を示した図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係る弾性表面波フィルタの特性を示した図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係る弾性表面波共振子フィルタの特性を示した図である。
【図８】本発明の第３の実施の形態に係る弾性表面波共振子フィルタの特性を示した図である。
【図９】一般的なオイラー角表示を説明するための図である。
【符号の説明】
２１ａ，２１ｂ  入力用櫛形電極
２２ａ，２２ｂ  出力用櫛形電極
３１，３２  グレーティング反射器の反射電極
【図１】
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【図２】
0003953558.tif 000003
【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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