(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電・電歪物質基板１の表面或いは圧電薄膜基板にすだれ状電極を配置して弾性表面波を励振或いは伝搬してきた弾性表面波を受信する弾性表面波変換器またはこれを用いた電子装置において、基本動作周波数での波長をλ０として、基板１の表面に、周期がλ０／２であり、その幅ａがλ０／４を中心として０．０５λ０から０．５λ０であり、その膜厚Ｈ１が０．０１λ０から０．３λ０の範囲の誘電体膜４を付着させた後、その周期がλ０／２であり、その膜厚Ｈ２が０．０１λ０から０．３λ０の範囲であり、その幅ｂがλ０／４を中心として、０．０５λ０から０．５λ０の範囲の正電極５と負電極６とを、誘電体膜４の中心と正負電極５、６の中心との間の距離ｘ１がその中心間距離をλ０／８として、ｘ１の値が−０．２５λ０から＋０．２５（ｘ１＝０を除く）の範囲にある構造のすだれ状電極弾性表面波変換器またはこれを用いた電子装置。
【請求項２】
特許請求の範囲の第１項において、第１項のすだれ状電極変換器の表面に膜厚Ｈ８が、０．００５λ０から０．５λ０のＳｉＯ２薄膜１０、或いは誘電体薄膜１０を付着させた構造のすだれ状弾性表面波変換器またはこれを用いた電子装置。
【請求項３】
圧電・電歪物質基板１の表面或いは圧電薄膜基板にすだれ状電極を配置して弾性表面波を励振或いは伝搬してきた弾性表面波を受信する弾性表面波変換器またはこれを用いた電子装置において、基本動作周波数での波長をλ０として、基板１の表面に、膜厚がＨ３の正負電極７、９の幅ｃの範囲が０．０５λ０から０．５λ０の範囲であり、その膜厚Ｈ３が０．００１λ０から０．３λ０の範囲であり、誘電体膜８の幅が０．０５λ０から０．５λ０の範囲であり、その膜厚Ｈ４が０．００１λ０から０．３λ０の範囲であり誘電体膜８の中心と正負電極７、９の中心との間の距離ｘ２が−０．２５λ０から０．２５λ０の範囲（ｘ２＝０を除く）にある構造のすだれ状電極弾性表面波変換器上にその膜厚Ｈ８が０．００５λ０から０．５λ０の範囲にあるＳｉＯ２薄膜１０、或いは誘電体膜１０を付着させた構造のすだれ状電極弾性表面波変換器またはこれを用いた電子装置。
【請求項４】
圧電・電歪物質基板１の表面或いは圧電薄膜基板にすだれ状電極を配置して弾性表面波を励振或いは伝搬してきた弾性表面波を受信する弾性表面波変換器またはこれを用いた電子装置において、基本動作周波数での波長をλ０として、基板１の表面に、膜厚がＨ３、その周期がλ０／２であり、正負電極７、９の幅ｅの範囲が０．０５λ０から０．５λ０の範囲にあるすだれ状電極を付着させた後、一様な膜厚の誘電体膜１０を付着させた後、周期がλ０／２であり、その膜厚Ｈ５、Ｈ６が０．００１λ０から０．３λ０の範囲であるエッチングされた誘電体膜の幅ｆ、或いは付着させた誘電体膜の幅ｆが０．００１λ０から０．５λ０の範囲であり、エッチングされる幅ｆの中心或いは付着される誘電体膜ｆの中心と正負電極７、９の中心との間の距離ｘ３が−０．２５λ０から０．２５λ０の範囲（ｘ２＝０を除く）にある構造のすだれ状電極弾性表面波変換器上にその膜厚Ｈ８が０．００５λ０から０．５λ０の範囲にあるＳｉＯ２薄膜１０、或いは誘電体膜１０を付着させた構造のすだれ状電極弾性表面波変換器またはこれを用いた電子装置。
【請求項５】
特許請求の範囲第１項、第２項、第３項、第４項において、その周期λ０／２を変化させた構造のすだれ状電極弾性表面波変換器、或いはすだれ状電極をダブル電極構造としたすだれ状電極弾性表面波変換器、或いは誘電体膜の周期λ０／２を変化させた構造のすだれ状電極弾性表面変換器またはこれを用いた電子装置。
【請求項６】
特許請求の範囲、第１項、第２項、第３項、第４項、第５項において、正負電極及び金属膜として、Ａｌ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ａｕ、Ａｇ、Ｗ、Ｔｉなど或いはこれらの合金、また誘電体膜４、８、１０として、ＳｉＯ２、ＳｉＯ、ＺｎＯ、ＬｉＮｂＯ３、Ｔａ２Ｏ５、ＰＺＴ、ガラスの誘電体薄膜を用いた構造のすだれ状電極弾性表面波変換器またはこれを用いた電子装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は弾性表面波を用いた変換器またはこれを用いた電子装置に関するもので、すだれ状電極変換器（インターディジタルトランスジューサ、ＩＤＴ）に内部反射及び電気機械結合係数変化を用いた弾性表面波変換器とその作製法及びこの弾性表面波変換器を用いた電子装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常の弾性表面波を励振受信するデバイス、即ちすだれ状電極によって励振された弾性表面波が当該デバイスの左右双方向に均等に伝搬する波動を送受（入出力）する変換器として用いるタイプのトランスバーサル型弾性表面波フィルタ及びこれを用いた電子装置において基本的に存在する６ｄＢのロスを減少せしめるため、従来から各種の一方向性弾性表面波変換器が提案されてきた。
これらの一方向性弾性表面波変換器は大別すると、（ａ）３種のＩＤＴ電極指に各々零度、１２０度及び２４０度の位相差を有する信号を印加する三相一方向性デバイス。（ｂ）一般のすだれ状電極指間を縫ってミアンダラインを設け、これを接地電極とし、９０度位相差を有する信号を印加するグループ型一方向性変換器。（ｃ）アルミニウムすだれ状電極指と金の如き大密度金属の電極指（弾性表面波反射用）とをペアとし弾性表面波の励振の中心と反射の中心との間隔を励起した波動の波長のλ０／８とした内部反射一方向性変換器。
の三種が存在するが、（ａ）の三相一方向性変換器は広い周波数範囲で波動伝搬の一方向性が保たれるものの３本のバスバーの１本から延びる電極指を他の１本のバスバー上をオーバーブリッジせしめる必要があり、製造が極めて困難、従って高価となるのみならずかなり複雑な位相器を要するという欠陥があった。
また、（ｂ）のグループ型一方向性変換器も９０度位相器（具体的にはコイル）を必要とする上、ミアンダラインの総延長が長くなり、オーミックな損失に基づくフィルタの挿入損失が大となるという欠陥があった。（ｃ）の内部反射形一方向性変換器は励振の位置と反射の位置がλ０／８ずれた配置とすることにより、位相器を必要としない一方向性すだれ状変換器であり、優れた特性が期待される。従来の変換器では、正負の電極として電極ギャップがλ０／８、正負電極をλ０／８に分割したダブル電極構造で、正ダブル電極或いは負ダブル電極を作製した後、ダブル電極の一方に金属薄膜を付加した質量付加効果を用いた一方向性が提案されている。この変換器では、ダブル電極を用いているため変換効率が悪いこと、λ０／８のすだれ状電極を用いているため高周波素子には使えないこと、などの欠陥がある。
一方、ダブル電極を用いた、ダブル電極の一方を基板上に作製した後、膜厚Ｈ０の一様な誘電体膜を付着させた後、その上にダブル電極の他方を付着させて電気機械結合係数の大きさの差を利用した内部反射型の一方向性すだれ状電極変換器が提案されているが、この変換器も作製法が複雑であること、ダブル電極を用いているため変換効率が悪いこと、λ０／８のすだれ状電極を用いているため高周波素子には使えないこと、などの欠陥がある。
また、所望の周波数特性を得るため、すだれ状電極の交差幅を変化させたアポタイズド法（重み付け法）が提案されているが、送受のすだれ状電極を重み付けできない、重み付け損失が存在するなどの欠陥がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述したごとき従来の一方向性弾性表面波の欠陥を除去すべくなされたものであって、デバイスの製造工程が簡易かつ位相器のごとき外部に付加すべき回路を要せず、しかも損失の少ない、変換効率に優れた内部反射形一方向性弾性表面波変換器を提供せんとするものである。また、新たな重み付け法を提案せんとするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するために、本発明にかかる内部反射型一方向性弾性表面波変換器は、圧電・電歪物質基板の表面或いは圧電薄膜基板にすだれ状電極を配置して弾性表面波を励振或いは伝搬してきた弾性表面波を受信する弾性表面波変換器またはこの変換器を用いた電子装置において、従来の質量付加効果型一方向性変換器（Ｃ．Ｓ．Ｈａｒｔｍａｎｎ，ｅｔ  ａｌ、１９８２  ＩＥＥＥ  Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ  Ｓｙｍｐｏｓｕｉｍ  Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ，ｐｐ．４０−４５）、電気機械結合係数変化型一方向性変換器（Ｋ．Ｙａｍａｎｏｕｃｈｉ  ｅｔ  ａｌ、Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ，Ｖｏｌ．２０、Ｎｏ．２０，ｐｐ．８１９−８２１，Ｓｅｐ．１９８２）に対して、基板表面にグレーティングストリップ薄膜を作製した構造の基板上にマスク合わせ露光法により、ｘ１ずらした位置に正規型構造のすだれ状電極を作製することにより得られる内部反射形一方向性変換器を作製することにより、得られる内部反射形一方向性変換器であり、この変換器を用いることにより高性能の電子装置が得られる。また、電気機械結合係数変化型重み付け法により、特性のよいフィルタが得られる。
【０００５】
（実施例５）実施例の５は、特許請求の範囲第１項、第２項、第３項、第４項において、その周期λ０／２を変化させた構造のすだれ状電極弾性表面波変換器、或いはすだれ状電極をダブル電極構造としたすだれ状電極弾性表面波変換器、或いは誘電体膜の周期λ０／２を変化させた構造のすだれ状電極弾性表面変換器またはこれを用いた電子装置が、実施例の５である。。
（実施例６）実施例の６は、特許請求の範囲、第１項、第２項、第３項、第４項、第５項において、正負電極及び金属膜として、Ａｌ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ａｕ、Ａｇ、Ｗ、Ｔｉなど或いはこれらの合金、また誘電体膜４、８、１０として、ＳｉＯ２、ＳｉＯ、ＺｎＯ、ＬｉＮｂＯ３、Ｔａ２Ｏ５、ＰＺＴ、ガラスの誘電体薄膜を用いた構造のすだれ状電極弾性表面波変換器またはこれを用いた電子装置が、実施例の６である。
【０００７】
【発明の効果】
本発明の一方向性弾性表面波変換器は以上説明したごとく構成するものであるから、グレーティング構造の誘電体膜を作製した圧電体基板に簡単なマスク合わせを用いてすだれ状電極を作製する方法を用いて作製する方法により本特許の変換器が得られるので、通常一般の弾性表面波デバイスとほとんど同等のコストで安価に製造可能であるのみならず格別の位相器を必要とせずして、また、λ０／４幅の電極を用いているので変換効率が良い広帯域の一方向性変換器を得ることができ、しかも格別の損失を発生する要因が存在しない為、これを入出力変換器に用いれば、一方向性変換器本来の特性たるＴＴＥ（トリプルトランジットエコー）に基づくリップルが少なく、挿入損失の小さなフィルタを安価に提供する上で著しい効果を奏する。また、一様な幅で重み付けが可能な重み付け変換器が得られるので、重み付け損失のない所望の特性のフィルタが容易に得られる。
以上の計算の結果の一例として、図５は１２８°Ｙ−ＸＬｉＮｂＯ３基板に図１の構造の一方向性変換器を互いに方向性（Ｆｏｒｗａｒｄ）が向かい合う方向に配置して低挿入損失を得た例であり、順方向では、その挿入損失は０．７ｄＢが得られている。一方、背なか合う方向（Ｂａｃｋｗａｒｄ）に配置した場合では、挿入損失は２５ｄＢと大きな値となっている。
【０００８】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電気機械変化型一方向性弾性表面波変換器の実施例を示す電極構成の断面図である。
【図２】本発明に係る電気機械変化型一方向性弾性表面波変換器の実施例を示す電極構成の平面図である。
【図３】本発明に係る質量付加変化型一方向性弾性表面波変換器の上に薄膜をもつ構造の電極構成の断面図である。
【図４】本発明に係る質量付加変化型一方向性弾性表面波変換器の上に薄膜をもつ電極構成の平面図である。
【図５】本発明に係る質量付加変化型一方向性弾性表面波変換器の上に薄膜をもつ電極構成の断面図である。
【図６】本発明に係る質量付加変化型一方向性弾性表面波変換器の上に薄膜をもつ電極構成の平面図である。
【図７】本発明に係る電気機械変化型及び電極幅変化型重み付け弾性表面波変換器の実施例を示す電極構成の断面図である。
【図８】本発明に係る電気機械変化型及び電極幅変化型重み付け弾性表面波変換器の実施例を示す電極構成の平面図である。
【図９】本発明の１２８°Ｙ−Ｘ  ＬｉＮｂＯ３基板上に電気機械結合係数変化型一方向性弾性表面波一方向性変換器を用いたフィルタの計算結果の一例である。
【符号の説明】
１…基板、２…正のすだれ状電極の取り出し電極、３…負のすだれ状電極の取り出し電極、４…誘電体薄膜、５…正のすだれ状電極指、６…負のすだれ状電極指、７…正のすだれ状電極指、８…誘電体膜、９…負のすだれ状電極指、１０…誘電体膜、１１…順方向の特性、１２…逆方向の特性、
【図１】
0004385277.tif 000002
【図２】
0004385277.tif 000003
【図３】
0004385277.tif 000004
【図４】
0004385277.tif 000005
【図５】
0004385277.tif 000006
【図６】
0004385277.tif 000007
【図７】
0004385277.tif 000008
【図８】
0004385277.tif 000009
【図９】
0004385277.tif 000010