(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＹカットＸ伝搬のＬｉＮｂＯ3 基板上にＩＤＴを形成し、ラブ波を利用してなる表面波デバイスにおいて、
前記ＩＤＴがＴａ／Ａｌの２層の薄膜からなり、前記ＩＤＴのＡｌ薄膜が前記ＬｉＮｂＯ3 基板と前記ＩＤＴのＴａ薄膜との間に形成し、前記Ａｌ薄膜の膜厚が前記Ｔａ薄膜の膜厚より薄いことを特徴とする表面波デバイス。
【請求項２】
前記ＩＤＴに菱形重み付けを施すとともに、前記Ｔａの膜厚をＨTa、電極指間ピッチをＰ、電極指幅をＷ、ラブ波の波長をλとしたとき、規格化膜厚ＨTa／λ及びメタライゼーション比Ｗ／Ｐが、
０．０２１≦ＨTa／λ≦０．０２６
０．６６≦Ｗ／Ｐ≦０．８０
に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の表面波デバイス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ラブ波を利用した表面波デバイスに関し、特に、ＬｉＮｂＯ3 基板上にＴａ／Ａｌの２層からなるＩＤＴを形成した表面波デバイスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、ＶＨＦ／ＵＨＦ帯の携帯用無線器のチャンネル選択用として用いられるシンセサイザ局部発信器では、小形化とともに、多チャンネル対応のために広帯域化が要求され、この局部発信器の重要な部品である電圧制御発信器（ＶＣＯ）に使用される表面波デバイスにおいても小形化、広帯域化が強く求められている。
【０００３】
弾性表面波を利用した表面波デバイスとしては、従来よりレーリー波を利用したものが広く用いられている。しかしながら、レーリー波を利用した表面波デバイスでは、基板の種類にかかわらず、電気機械結合係数が小さく、広帯域化を図ることが困難である。そこで、電気機械結合係数が大きく、広帯域化を実現できるデバイスとして、ラブ波を利用した表面波デバイスが注目されている。このラブ波は、基板上に、基板よりも音速が遅く、密度の大きい金属膜からなるＩＤＴ（インターデジタルトランスデューサ）を形成することにより、励振することができる。
【０００４】
ラブ波を利用した従来の表面波デバイスとして、ＹカットＸ伝搬のＬｉＮｂＯ3 基板上に、Ａｕ薄膜電極からなるＩＤＴを形成した構造のものが広く知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のラブ波を利用した表面波デバイスは、ＩＤＴ電極としてＡｕを用いているため、高価になるという問題があった。
【０００６】
そこで、本出願人は、ＹカットＸ伝搬のＬｉＮｂＯ3 基板上に、Ａｕよりも安価な金属であるＴａ電極を用いてＩＤＴを形成して、Ｔａ／ＬｉＮｂＯ3 基板の２層構造でラブ波を励振できる表面波デバイスを提案した（特願平０６−２５３８０９）。
【０００７】
ところが、上記Ｔａ／ＬｉＮｂＯ3 基板の２層構造では、Ｔａの比抵抗がＡｕやＡｌ等に比べて大きいため、共振周波数でのインピーダンスが大きくなり、所望の特性が得られないという問題があった。また、電極の抵抗を小さくするために、ＩＤＴの電極指の幅を広くする、または電極膜厚を厚く形成することとなり、ストップバンド幅が狭くなる、あるいは電気機械結合係数が小さくなり帯域が狭くなるという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、ＹカットＸ伝搬のＬｉＮｂＯ3 基板上にＴａ／Ａｌの２層の金属薄膜からなるＩＤＴを形成することにより、安価で、広帯域な、スプリアスを抑圧した、ラブ波を利用した表面波デバイスを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、ＹカットＸ伝搬のＬｉＮｂＯ3 基板上にＩＤＴを形成し、ラブ波を利用してなる表面波デバイスにおいて、前記ＩＤＴがＴａ／Ａｌの２層の薄膜からなり、前記ＩＤＴのＡｌ薄膜が前記ＬｉＮｂＯ3 基板と前記ＩＤＴのＴａ薄膜との間に形成し、前記Ａｌ薄膜の膜厚が前記Ｔａ薄膜の膜厚より薄いことを特徴とするものである。
【００１０】
請求項２に係る発明は、前記ＩＤＴに菱形重み付けを施すとともに、前記Ｔａの膜厚をＨTa、電極指間ピッチをＰ、電極指幅をＷ、ラブ波の波長をλとしたとき、規格化膜厚ＨTa／λ及びメタライゼーション比Ｗ／Ｐが、
０．０２１≦ＨTa／λ≦０．０２６
０．６６≦Ｗ／Ｐ≦０．８０
に設定されていることを特徴とするものである。
【００１１】
【作用】
請求項１の構成によれば、ＩＤＴをＡｕに比べて安価な材料であるＴａ，Ａｌを用いて形成するので、コストを低減できる。また、ＴａとＬｉＮｂＯ3 基板の間にＴａよりも比抵抗の小さなＡｌ層が形成されているので、共振インピーダンスを小さくすることができる。また、電極の抵抗が小さくなるので、電気機械結合係数が大きくなるようにメタライゼーション比を小さくすることができ、より広帯域化を図ることができる。
【００１２】
請求項２の構成によれば、ＩＤＴに菱形重み付けを行うとともに、規格化膜厚ＨTa／λ及びメタライゼーション比Ｗ／Ｐをある範囲に限定することで、後述するように、スプリアスを抑圧したインピーダンス特性を得ることができる。
【００１３】
【実施例】
以下、本発明をその実施例を示す図面に基づいて説明する。
本発明の一実施例に係る表面波デバイスの構成を図１及び図２に示す。図１は平面図であり、図２はＩＤＴ形成領域での部分拡大断面図である。
【００１４】
図１に示すように、本実施例の表面波デバイスは、ＹカットＸ伝搬のＬｉＮｂＯ3 基板１の一方主面に、一対のくし歯電極からなるＩＤＴ２が形成され、ＩＤＴ２の両側にはリフレクタ（反射器）３、３が形成されている。ＩＤＴ２にはスプリアスを低減するために菱形重み付けが施されている。
【００１５】
そして、ＩＤＴ２及びリフレクタ３、３は、図２に示すように、Ａｌ薄膜２１上にＴａ薄膜２２を形成して構成されている。具体的には、ＹカットＸ伝搬のＬｉＮｂＯ3 基板１上に、蒸着、スパッタリング等により、まずＡｌ薄膜２１を成膜し、次いで、Ａｌ薄膜２１上にＴａ薄膜２２を成膜し、フォトリソグラフィ技術等によりパターニングして形成されている。つまり、この表面波デバイスは、ＬｉＮｂＯ3 基板１とＴａ薄膜２２との間にＡｌ薄膜２１を形成したＴａ／Ａｌ／ＬｉＮｂＯ3 基板の３層構造となっている。Ｔａの膜厚は０．３〜０．４μｍ程度に設定され、Ａｌの膜厚は０．０２〜０．１μｍ程度とＴａの膜厚よりも極端に薄く設定されている。
【００１６】
この構成において、ラブ波の波長λに対するＴａの膜厚ＨTaの比である規格化膜厚ＨTa／λが０．０１８〜０．１５の範囲でラブ波が励振され、図３に示すように、共振周波数ｆｒでのインピーダンス（共振インピーダンス）の小さな、共振周波数ｆｒと反共振周波数ｆａでのインピーダンスの差の大きな良好な特性のインピーダンス特性を得ることができた。なお、図３の実線で示すインピーダンス特性は、電極指対数を５０、Ａｌの膜厚を０．０５μｍ、電極指間ピッチＰ（Ｐ＝λ／２）を６μｍ（λ＝１２μｍ）、Ｔａの膜厚を０．３μｍ、電極指幅Ｗを４．０８μｍで形成した場合のインピーダンス特性である。
【００１７】
つまり、この構成では、ＩＤＴに密度の大きなＴａが用いられており、比較的薄い膜厚で、ラブ波を励振することができ、ＬｉＮｂＯ3 基板と比抵抗の大きなＴａ薄膜の間に比抵抗の小さなＡｌ薄膜が設けらているので、Ｔａ薄膜のみでＩＤＴを構成した場合に比べ共振インピーダンスを小さくすることができる。
【００１８】
次ぎに、本発明に係る表面波デバイスのスプリアスを抑圧する設計条件について、その設定理由を説明する。ラブ波を利用した表面波デバイスにおいて、ＩＤＴに菱形重み付けを行うことにより、縦、横モードのスプリアスを抑圧できることが知られており、上記実施例においても、ＩＤＴに菱形重み付けを施しているが、実際には、ＩＤＴの膜厚、メタライゼーション比の相違により、例えば、図３の破線で示すようスプリアスが発生する。このスプリアスはＶＣＯ等の異常発信の原因となる。
【００１９】
図４は、図１に示す構成において、電極指対数を５０、Ａｌの膜厚を０．０５μｍで形成し、電極指間ピッチＰを６．０、６．５、７．０、７．５、８．０μｍの５種類で形成し、Ｔａの膜厚を０．３０〜０．４０μｍの範囲で、メタライゼーション比Ｗ／Ｐを０．６６〜０．８０の範囲で多数の表面波デバイスを作成し、スプリアス発生の有無を確認した実験結果である。図４は、規格化膜厚ＨTa／λを横軸に、ＩＤＴの電極指間ピッチＰに対する電極指幅Ｗの比であるメタライゼーション比Ｗ／Ｐを縦軸にとり、インピーダンス特性にスプリアスのないものを○印で、スプリアスのあるものを×印で示した図である。
【００２０】
この結果、図４に示すように、規格化膜厚ＨTa／λが０．０２１〜０．０２６の範囲で、かつ、メタライゼーション比Ｗ／Ｐが０．６８〜０．８０の範囲（図４において四角囲いで示す領域）でスプリアスが抑圧されていることが確認された。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る表面波デバイスによれば、ＩＤＴを安価な材料であるＴａ及びＡｌを用いて形成するので、コストを低減することができる。
【００２２】
また、ＴａとＬｉＮｂＯ3 基板の間にＴａよりも比抵抗の小さなＡｌ層が形成されているので、共振インピーダンスが小さくなり良好なインピ−ダンス特性を得ることができる。
【００２３】
また、電極の抵抗が小さくなるので、電気機械結合係数が大きくなるようにメタライゼーション比を小さくすることができ、より広帯域化を図ることができる。
【００２４】
また、ＩＤＴに菱形重み付けを行うとともに、規格化膜厚ＨTa／λ及びメタライゼーション比Ｗ／Ｐをある範囲に限定することで、スプリアスを抑圧したインピーダンス特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る表面波デバイスの平面図である。
【図２】本発明の一実施例に係る表面波デバイスの要部拡大断面図である。
【図３】本発明の一実施例の表面波デバイスのインピーダンス特性図である。
【図４】本発明における規格化膜厚ＨTa／λとメタライゼーション比Ｗ／Ｐに対するスプリアスの有無を示す図である。
【符号の説明】
１      ＬｉＮｂＯ3 基板
２      ＩＤＴ
２１    Ａｌ薄膜
２２    Ｔａ薄膜
【図１】
0003731611.tif 000002
【図２】
0003731611.tif 000003
【図３】
0003731611.tif 000004
【図４】
0003731611.tif 000005