專利名稱：彈性表面波裝置用的壓電基片和彈性表面波裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于在壓電基片上設有手指交錯狀電極的彈性表面波裝置中的彈性表面波裝置用的壓電基片和彈性表面波裝置。
背景技術：
近年來、以手機為首的移動體通信終端設備正在極快地普及著。這種終端設備為了便于攜帶而特別希望它是小型輕量的。為了使終端設備小型輕量化，對用于上述終端設備上的電子零件也都要求是小型輕量的。為此、在終端設備的高頻部分和中頻部分大多采用有利于小型輕量化的彈性表面波裝置，即彈性表面波濾波器。彈性表面波裝置在壓電基片上形成用于激振、接受、反射或傳播彈性表面波的手指交錯狀電極。
作為用于彈性表面波裝置中的壓電基片的重要特性有下面例舉的那些，譬如彈性表面波的表面波速度(下面，將其記載成SAW。)、構成濾波器場合下的中心頻率或構成諧振子場合下的諧振頻率的溫度系數(下面，將其記載成頻率溫度系數。)、電氣機械結合系數的平方k2(下面，將k2稱為電氣機械結合系數。)。
圖27是表示至今為止大多被作為彈性表面波裝置的壓電基片使用的基片的種類及其特性的說明圖。下面，用圖27中的記號對這些壓電基片進行區別。
由圖27可知，至今大多使用的壓電基片可大致區分成兩組，即、具有大的SAW速度和大的電氣機械結合系數的128LN、64LN、36LT；和具有比較小的SAW速度和小的電氣機械結合系數的LT112、ST水晶。具有大的SAW速度和大的電氣機械結合系數的壓電基片(128LN、64LN、36LT)可用于譬如終端設備高頻部分的彈性表面波濾波器中；另一方面，具有比較小的SAW速度和小的電氣機械結合系數的壓電基片(LT112、ST水晶)可用于譬如終端設備中頻部分的彈性表面波濾波器中。其理由如下所述。
即、在彈性表面波濾波器的場合下，它的中心頻率大致與使用的壓電基片的SAW速度成正比例；大致與基片上形成的手指交錯狀電極的電極指的寬度成反比例。由此，為了構成高頻回路部分所使用的濾波器，最好使用SAW速度大的基片。此外，由于對用于終端設備的高頻部分的濾波器還要求通頻帶寬度是20MHz以上的寬頻帶，因而它也必需具有大的電氣機械結合系數。
另一方面，將70～300MHz的頻帶用作移動體終端設備的中頻。在使用將這個頻帶作為中心頻率的濾波器構成彈性表面波裝置的場合下，在將SAW速度大的基片用作壓電基片時，要求基片上形成的電極指的幅度與用于高頻回路部分中的濾波器相比、隨著它的中心頻率數值的降低而增加成非常大，這樣就產生使彈性表面波裝置增大的問題。
因此，將SAW速度小的LT112或ST水晶用作中頻用彈性表面波濾波器的壓電基片。特別是ST水晶，由于一次的頻率溫度系數是零、因而較好。由于ST水晶的電氣機械結合系數小，只能構成通頻帶較窄的濾波器。但是，由于中頻濾波器的作用是只使較窄的一個通道的信號通過，因而上述電氣機械結合系數小這一點也就從來不成什么問題。
但是，近年來、從頻率資源的有效利用、與數字數據通信的適應性等觀點出發，正在積極開發數字移動體通信系統，正在使其實用化，并快速地推廣普及。這種系統中的通頻帶的幅度為從幾百kHz到幾MHz的非常寬的頻帶。用彈性表面波濾波器構成這種寬頻帶的中頻濾波器的場合下，用電氣機械結合系數小的ST水晶基片是很難實現的。
而且，為了將移動體終端設備進一步形成更小型的結構、為了提高攜帶的方便性，必需縮小中頻用彈性表面波濾波器的實際安裝面積。但是，以前適用于中頻用彈性表面波濾波器的ST水晶或LT112均是SAW速度超過3000m/s(秒)，在小型化上受到限制。
發明內容
本發明的目的是提供一種彈性表面波裝置用的壓電基片和能實現寬頻帶化及小型化的彈性表面波裝置；上述壓電基片具有利于通頻帶的寬頻帶化的大的電氣機械結合系數、和利于彈性表面波裝置的小型化的小的SAW速度。
本發明的彈性表面波裝置用的壓電基片用于壓電基片上設有手指狀交錯電極的彈性表面波裝置，它是由單晶體構成，所述單晶體屬于點群32、具有Ca3Ga2Ge4O14型結晶結構；其主要成分由Ca、Nb、Ga、Si和O構成、是由化學式Ca3NbGa3Si2O14表示的。
如果采用本發明的彈性表面波裝置用的壓電基片，就能得到能有效地使通頻帶寬帶化的大的電氣機械結合系數和能有效地使彈性表面波裝置小型化的小的SAW速度。
本發明的彈性表面波裝置是壓電基片上設有手指狀交錯電極的彈性表面波裝置，上述壓電基片是由單晶體構成，所述單晶體屬于點群32、具有Ca3Ga2Ge4O14型結晶結構；其主要成分由Ca、Nb、Ga、Si和O構成、是由化學式Ca3NbGa3Si2O14表示的。
如果采用本發明的彈性表面波裝置，由于可采用具有利于通頻帶的寬頻帶化的大的電氣機械結合系數和利于彈性表面波裝置的小型化的小的SAW速度的壓電基片，因而能使彈性表面波裝置寬帶化和小型化。
在本發明的彈性表面波裝置用的壓電基片或彈性表面波裝置中，在用歐拉角表示將上述壓電基片的從單晶體切出的切出角和彈性表面波傳輸方向表示為(φ、θ、 )時，φ、θ和 可存在于下述的任意一個區域中。
φ＝-5°～5°θ＝30°～90° ＝0°～75°[區域1-2]φ＝-5°～5°θ＝110°～155° ＝60°～80°[區域2-1]φ＝5°～10°(不包含5°)θ＝30°～60° ＝-75°～-30°區域[2-2]φ＝5°～10°(不包含5°)θ＝110°～155° ＝-85°～-65°[區域3-1]
φ＝10°～20°(不包含10°)θ＝30°～60°和 ＝-75°～-30°[區域3-2]φ＝10°～20°(不包含10°)θ＝110°～150° ＝-85°～-65°[區域4-1]φ＝20°～30°(不包含20°)θ＝30°～60° ＝-80°～-40°[區域4-2]φ＝20°～30°(不包含20°)θ＝110°～155° ＝-75°～-55°[區域5]φ＝5°～30°(不包含5°)θ＝30°～90° ＝-30°～30°本發明的其他目的、特征和優點可由下面的說明清楚地看到。
圖1是表示本發明一個實施方式的彈性表面波裝置的結構的一個例子的斜視圖。
圖2是表示與本發明一個實施方式中的區域1-1相對應的試驗結果的說明圖。
圖3是表示與本發明一個實施方式中的區域1-2相對應的試驗結果的說明圖。
圖4是表示與本發明一個實施方式中的區域2-1相對應的試驗結果的說明圖。
圖5是表示與本發明一個實施方式中的區域2-2相對應的試驗結果的說明圖。
圖6是表示與本發明一個實施方式中的區域3-1相對應的試驗結果的說明圖。
圖7是表示與本發明一個實施方式中的區域3-2相對應的試驗結果的說明圖。
圖8是表示與本發明一個實施方式中的區域4-1相對應的試驗結果的說明圖。
圖9是表示與本發明一個實施方式中的區域4-2相對應的試驗結果的說明圖。
圖10是表示與本發明一個實施方式中的區域5相對應的試驗結果的說明圖。
圖11是基于圖2所示的試驗結果、二維地表示θ和 與SAW速度的關系的說明圖。
圖12是基于圖2所示的試驗結果、二維地表示θ和 與電氣機械結合系數的關系的說明圖。
圖13是基于圖3所示的試驗結果、二維地表示θ和 與SAW速度的關系的說明圖。
圖14是基于圖3所示的試驗結果、二維地表示θ和 與電氣機械結合系數的關系的說明圖。
圖15是基于圖4所示的試驗結果、二維地表示θ和 與SAW速度的關系的說明圖。
圖16是基于圖4所示的試驗結果、二維地表示θ和 與電氣機械結合系數的關系的說明圖。
圖17是基于圖5所示的試驗結果、二維地表示θ和 與SAW速度的關系的說明圖。
圖18是基于圖5所示的試驗結果、二維地表示θ和 與電氣機械結合系數的關系的說明圖。
圖19是基于圖6所示的試驗結果、二維地表示θ和 與SAW速度的關系的說明圖。
圖20是基于圖6所示的試驗結果、二維地表示θ和 與電氣機械結合系數的關系的說明圖。
圖21是基于圖7所示的試驗結果、二維地表示θ和 與SAW速度的關系的說明圖。
圖22是基于圖7所示的試驗結果、二維地表示θ和 與電氣機械結合系數的關系的說明圖。
圖23是基于圖8所示的試驗結果、二維地表示θ和 與SAW速度的關系的說明圖。
圖24是基于圖8所示的試驗結果、二維地表示θ和 與電氣機械結合系數的關系的說明圖。
圖25是基于圖9所示的試驗結果、二維地表示θ和 與SAW速度的關系的說明圖。
圖26是基于圖9所示的試驗結果、二維地表示θ和 與電氣機械結合系數的關系的說明圖。
圖27是表示大多被用作彈性表面波裝置用的壓電基片的基片種類及其特性的說明圖。
具體實施例方式
下面，參照著附圖、對本發明的實施方式進行詳細的說明。
圖1是表示本發明一個實施方式的彈性表面波裝置的結構的一個例子的斜視圖。這種彈性表面波裝置設有壓電基片1和設置在該壓電基片1的一方的主平面上的一對交錯手指狀電極2。電極2的形狀、個數和配置可以是公知的任何方式。
壓電基片1的材料是使用單晶體，它是屬于點群32、具有Ca3Ga2Ge4O14型結晶結構；其主要成分由Ca、Nb、Ga、Si和O構成，是用化學式Ca3NbGa3Si2O14表示的。
圖1所示的x軸、y軸和z軸是相互垂直的。x軸和y軸是處在基片1的面內方向，x軸規定了彈性表面波的傳輸方向。而z軸是與基片1的板面垂直的，規定了單晶體基片的切出角(切斷面)。這些x軸、y軸和z軸和單晶體的結晶軸X軸、Y軸和Z軸的關系、即、從基片的單晶體切出的切出角和彈性表面波傳輸方向可由歐拉角(φ、θ、 )表示。
本實施方式的彈性表面波裝置上，在用歐拉角表示將切出角和傳輸方向表示成(φ、θ、 )時，使φ、θ和 處于下面所述區域1-1、1-2、2-1、2-2、3-1、3-2、4-1、4-2和5等任意一個區域中。
φ＝-5°～5°
θ＝30°～90° ＝0°～75°區域1-1內的最好區域是如下所述。
φ＝-5°～5°θ＝60°～75° ＝0°～10°在區域1-1中，當基片1的SAW速度是3100m/s以下時，與ST水晶相比、具有較小的φ、θ、 組合；當基片1的電氣機械結合系數k2是0.2％以上時，具有十分大的φ、θ、 組合。在區域1-1中的上述最好區域中，當電氣機械結合系數k2是0.3％以上時，與ST水晶相比、具有十分大的φ、θ、 組合。
φ＝-5°～5°θ＝110°～155° ＝60°～80°在區域1-2中，當基片1的SAW速度是3200m/s以下時，具有與ST水晶相同程度的φ、θ、 組合；當基片1的電氣機械結合系數k2是0.2％以上時，具有十分大的φ、θ、 組合。
φ＝5°～10°(不包含5°)θ＝30°～60° ＝-75°～-30°區域2-1內的最好區域是如下所述。
φ＝5°～10°(不包含5°)θ＝35°～55° ＝-60°～-35°在區域2-1中，當基片1的SAW速度是3200m/s以下時，具有與ST水晶相同程度的φ、θ、 組合；當基片1的電氣機械結合系數k2是0.2％以上時，具有十分大的φ、θ、 組合。在區域2-1中的上述最好區域中，當電氣機械結合系數k2是0.4％以上時，與ST水晶相比、具有十分大的φ、θ、 組合。
區域[2-2]
φ＝5°～10°(不包含5°)θ＝110°～155° ＝-85°～-65°區域2-2內的最好區域是如下所述。
φ＝5°～10°(不包含5°)θ＝120°～150° ＝-80°～-70°在區域2-2中，當基片1的SAW速度是3100m/s以下時，與ST水晶相比、具有較小的φ、θ、 組合；當基片1的電氣機械結合系數k2是0.2％以上時，具有十分大的φ、θ、 組合。在區域2-2中的上述最好區域中，當電氣機械結合系數k2是0.4％以上時，與ST水晶相比、具有十分大的φ、θ、 組合。
φ＝10°～20°(不包含10°)θ＝30°～60° ＝-75°～-30°區域3-1內的最好區域是如下所述。
φ＝10°～20°(不包含10°)θ＝35°～55° ＝-65°～-40°在區域3-1中，當基片1的SAW速度是3100m/s以下時，與ST水晶相比、具有較小的φ、θ、 組合；當基片1的電氣機械結合系數k2是0.2％以上時，具有十分大的φ、θ、 組合。在區域3-1中的上述最好區域中，當電氣機械結合系數k2是0.4％以上時，與ST水晶相比、具有十分大的φ、θ、 組合。
φ＝10°～20°(不包含10°)θ＝110°～150° ＝-85°～-65°區域3-2內的最好區域是如下所述。
φ＝10°～20°(不包含10°)θ＝125°～150°
＝-80°～-65°在區域3-2中，當基片1的SAW速度是3200m/s以下時，具有與ST水晶相同程度的φ、θ、 組合；當基片1的電氣機械結合系數k2是0.2％以上時，具有十分大的φ、θ、 組合。在區域3-2中的上述最好區域中，當電氣機械結合系數k2是0.4％以上時，與ST水晶相比、具有十分大的φ、θ、 組合。
φ＝20°～30°(不包含20°)θ＝30°～60° ＝-80°～-40°區域4-1內的最好區域是如下所述。
φ＝20°～30°(不包含20°)θ＝30°～55° ＝-75°～-50°在區域4-1中，當基片1的SAW速度是3200m/s以下時，具有與ST水晶相同程度的φ、θ、 組合；當基片1的電氣機械結合系數k2是0.2％以上時，具有十分大的φ、θ、 組合。在區域4-1中的上述最好區域中，當電氣機械結合系數k2是0.5％以上時，與ST水晶相比、具有十分大的φ、θ、 組合。
φ＝20°～30°(不包含20°)θ＝110°～155° ＝-75°～-55°區域4-2內的最好區域是如下所述。
φ＝20°～30°(不包含20°)θ＝125°～150° ＝-75°～-60°在區域4-2中，當基片1的SAW速度是3200m/s以下時，具有與ST水晶相同程度的φ、θ、 組合；當基片1的電氣機械結合系數k2是0.2％以上時，具有十分大的φ、θ、 組合。在區域4-2中的上述最好區域中，當電氣機械結合系數k2是0.4％以上時，與ST水晶相比、具有十分大的φ、θ、 組合。
φ＝5°～30°(不包含5°)θ＝30°～90° ＝-30°～30°在區域5中，當基片1的SAW速度是3100m/s以下時，具有與ST水晶相同程度的φ、θ、 組合；當基片1的電氣機械結合系數k2是0.2％以上時，具有十分大的φ、θ、 組合。
由于Ca3NbGa3Si2O14單晶體是三方晶體，從結晶的對稱性來看、具有結晶學上相互等價的歐拉角的組合。譬如區域1-1中所含的(0°、90°、17°)與(0°、90°、-17°)、(60°、90°、±17°)和(120°、90°、±17°)是等價的。而且，(0°、90°、17°)與(240°、90°、±17°)和(360°、90°、±17°)是等價的。
Ca3NbGa3Si2O14也可以是具有氧缺陷的。而且，這種單晶體也可以含有不可避免的不純物，譬如可以含有Al、Zr、Fe、Ce、Nd、La、Pt、Ca等。
下面，對本實施方式的彈性表面波裝置的實施例進行說明。首先，說明本實施例的彈性表面波裝置用壓電基片1的制作方法。壓電基片1的材料是使用屬于點群32、具有Ca3Ga2Ge4O14型結晶結構；其主要成分由Ca、Nb、Ga、Si和O構成，是由化學式Ca3NbGa3Si2O14表示的單晶體。單晶體的養成是用高頻加熱的CZ方法、即回轉拉升方法進行的。用下述的切出角、從制得的單晶體上切出基片，作成彈性表面波裝置用的基片1。
接著、說明試驗用的彈性表面波裝置的制作方法。如圖1所示，試驗用的彈性表面波裝置是在從上述單晶體切出的壓電基片1的表面上形成輸出、輸入用的手指交錯狀電極2。手指交錯狀電極2是借助光刻技術、把利用蒸鍍工藝形成的鋁(A1)膜加工成規定的形狀。與彈性表面波的波長入相當的電極指的周期作成60μm、電極對數取成20對、交錯幅度(交錯部分的長度)作成60λ(3600μm)、膜厚作成0.3μm。
接著、對為了驗證區域1-1、1-2、2-1、2-2、3-1、3-2、4-1、4-2和5等的妥當性而進行的試驗進行說明。在這個試驗中，制作多個使基片1的切出角和彈性表面波的傳輸方向改變了的試驗用彈性表面波裝置；對各個試驗用彈性表面波裝置的SAW速度和電氣機械結合系數k2進行了調研。其中、SAW速度是在具有如上所述結構的手指交錯狀電極2的彈性表面波裝置中、由濾波器特性的中心頻率的測定值乘以彈性表面波的波長而求得。而電氣機械結合系數k2是測定上述輸入輸出用手指交錯狀電極2中的一方、譬如測定輸入用的手指交錯狀電極2的兩個端子導納、從這個導納的實部(電導)和虛部(電納)、使用史密斯等價回路導出的方法求得。這個方法在例如刊物「表面波裝置及其應用」(電子材料工業會編、日刊工業新聞社刊、1978年)的I、基礎編、4.1.2“表面波的實際有效的電氣機械結合系數”一章中詳細說明過。以上特性是將裝置周圍的溫度保持在25℃時測定的。
圖2是表示與區域1-1相對應的試驗結果的說明圖。圖11是根據圖2所示的試驗結果、2維地表示θ、 和SAW速度的關系的說明圖。圖12是根據圖2所示的試驗結果、2維地表示θ、 和電氣機械結合系數k2的關系的說明圖。
從圖2、圖11和圖12可知，在角φ是0°的場合下、角θ是從30°到90°、角 是從0°到75°的范圍中，具有電氣機械結合系數k2為0.2％以上、SAW速度為3100m/s以下的φ、θ、 組合。即使φ在0±5°范圍內變化，也具有與上述同樣的組合。而且，在角φ是0°的場合下、角θ是從6 °到75°、角 是從0°到10°的范圍中，具有電氣機械結合系數k2為0.3％以上的φ、θ、 組合。即使φ在0±5°范圍內變化，也具有與上述同樣的組合。
其中，顯示了即使φ發生一些變化，基片1和彈性表面波裝置的特性也不會發生太大的變化。從圖2可見，當(φ、θ、 )＝(0°、70°、0°)時、SAW速度是2928m/s，電氣機械結合系數k2是0.41％。而當(φ、θ、 )＝(±5°、70°、0°)時、SAW速度是2929 m/s，電氣機械結合系數k2是0.40％。對下面所說明的其他區域也是同樣的。
圖3是表示與區域1-2相對應的試驗結果的說明圖。圖13是根據圖3所示的試驗結果、2維地表示θ、 和SAW速度的關系的說明圖。圖14是根據圖2所示的試驗結果、2維地表示θ、 和電氣機械結合系數k2的關系的說明圖。
從圖3、圖13和圖14可知，在角φ是0°的場合下、角θ是從110°到155°、角 是從60°到80°的范圍中，具有電氣機械結合系數k2為0.2％以上、SAW速度為3200m/s以下的φ、θ、 組合。即使φ在0±5°范圍內變化，也具有與上述同樣的組合。
圖4是表示與區域2-1相對應的試驗結果的說明圖。圖15是根據圖4所示的試驗結果、2維地表示θ、 和SAW速度的關系的說明圖。圖16是根據圖4所示的試驗結果、2維地表示θ、 和電氣機械結合系數k2的關系的說明圖。
從圖4、圖15和圖16可知，在角φ是10°的場合下、角θ是從30°到60°角 是從-75°到-30°的范圍中，具有電氣機械結合系數k2為0.2％以上、SAW速度為3200m/s以下的φ、θ、 組合。即使φ在7.5±2.5°范圍內變化，也具有與上述同樣的組合。而且，在角φ是10°的場合下、角θ是從35°到55°、角 是從-60°到-35°的范圍中，具有電氣機械結合系數k2為0.4％以上的φ、θ、 組合。即使φ在7.5±2.5°范圍內變化，也具有與上述同樣的組合。
圖5是表示與區域2-2相對應的試驗結果的說明圖。圖17是根據圖5所示的試驗結果、2維地表示θ、 和SAW速度的關系的說明圖。圖18是根據圖5所示的試驗結果、2維地表示θ、 和電氣機械結合系數k2的關系的說明圖。
從圖5、圖17和圖l8可知，在角φ是10°的場合下、角θ是從110°到155°、角 是從-85°到-65°的范圍中，具有電氣機械結合系數k2為0.2％以上、SAW速度為3l00m/s以下的φ、θ、 組合。即使φ在7.5±2.5°范圍內變化，也具有與上述同樣的組合。而且，在角φ是10°的場合下、角θ是從120°到150°、角 是從-80°到-70°的范圍中，具有電氣機械結合系數k2為0.4％以上的φ、θ、 組合。即使φ在7.5±2.5°范圍內變化，也具有與上述同樣的組合。
圖6是表示與區域3-1相對應的試驗結果的說明圖。圖19是根據圖6所示的試驗結果、2維地表示θ、 和SAW速度的關系的說明圖。圖20是根據圖6所示的試驗結果、2維地表示θ、 和電氣機械結合系數k2的關系的說明圖。
從圖6、圖19和圖20可知，在角φ是15°的場合下、角θ是從30°到60°、角 是從-75°到-30°的范圍中，具有電氣機械結合系數k2為0.2％以上、SAW速度為3100m/s以下的φ、θ、 組合。即使φ在15±5°范圍內變化，也具有與上述同樣的組合。而且，在角φ是15°的場合下、角θ是從35°到55°、角 是從-60°到-40°的范圍中，具有電氣機械結合系數k2為0.4％以上的φ、θ、 組合。即使φ在15±5°范圍內變化，也具有與上述同樣的組合。
圖7是表示與區域3-2相對應的試驗結果的說明圖。圖21是根據圖7所示的試驗結果、2維地表示θ、 和SAW速度的關系的說明圖。圖22是根據圖7所示的試驗結果、2維地表示θ、 和電氣機械結合系數k2的關系的說明圖。
從圖7、圖21和圖22可知，在角φ是15°的場合下、角θ是110°到155°、角 是從-85°到-65°的范圍中，具有電氣機械結合系數k2為0.2％以上、SAW速度為3200m/s以下的φ、θ、 組合。即使φ在15±5°范圍內變化，也具有與上述同樣的組合。而且，在角φ是15°的場合下、角θ是從125°到150°、角 是從-80°到-65°的范圍中，具有電氣機械結合系數k2為0.4％以上的φ、θ、 組合。即使φ在15±5°范圍內變化，也具有與上述同樣的組合。
圖8是表示與區域4-1相對應的試驗結果的說明圖。圖23是根據圖8所示的試驗結果、2維地表示θ、 和SAW速度的關系的說明圖。圖24是根據圖8所示的試驗結果、2維地表示θ、 和電氣機械結合系數k2的關系的說明圖。
從圖8、圖23和圖24可知，在角φ是25°的場合下、角θ是30°到60°、角 是從-80°到-40°的范圍中，具有電氣機械結合系數k2為0.2％以上、SAW速度為3200m/s以下的φ、θ、 組合。即使φ在25±5°范圍內變化，也具有與上述同樣的組合。而且，在角φ是25°的場合下、角θ是從30°到55°、角 是從-75°到-50°的范圍中，具有電氣機械結合系數k2為0.5％以上的φ、θ、 組合。即使φ在25±5°范圍內變化，也具有與上述同樣的組合。
圖9是表示與區域4-2相對應的試驗結果的說明圖。圖25是根據圖9所示的試驗結果、2維地表示θ、 和SAW速度的關系的說明圖。圖26是根據圖9所示的試驗結果、2維地表示θ、 和電氣機械結合系數k2的關系的說明圖。
從圖9、圖25和圖26可知，在角φ是25°的場合下、角θ從110°到155°、角 是從-75°到-55°的范圍中，具有電氣機械結合系數k2為0.2％以上、SAW速度為3200m/s以下的φ、θ、 組合。即使φ在25±5°范圍內變化，也具有與上述同樣的組合。而且，在角φ是25°的場合下、角θ是從125°到150°、角 是從-75°到-60°的范圍中，具有電氣機械結合系數k2為0.4％以上的φ、θ、 組合。即使φ在25±5°范圍內變化，也具有與上述同樣的組合。
圖10是表示與區域5相對應的試驗結果的說明圖。從圖10可知，在角φ是從10～30°、角θ是從30°到90°、角 是從-30°到30°的范圍中，具有電氣機械結合系數k2為0.2％以上、SAW速度為3100m/s以下的φ、θ、 組合。即使φ在5～10°范圍內變化，也具有與上述同樣的組合。
這樣，由上述說明可見、壓電基片1的從單晶體的切出角和彈性表面波傳輸方向如果在區域1-1、1-2、2-1、2-2、3-1、3-2、4-1、4-2和5中的任意一個范圍內，則能得到電氣機械結合系數十分大、SAW速度很小的彈性表面波裝置。
如上所述，根據本實施方式，能實現這樣的壓電基片1，即、它具有能使通頻帶有效地寬帶化的大的電氣機械結合系數、和能使彈性表面波裝置有效地小型化的小的SAW速度。而使用這樣的壓電基片1來構成彈性表面波裝置，則能使彈性表面波裝置寬帶化和小型化。
本發明并不局限于上述實施方式、它是能以種種變更的方式加以實施的。
如上所述，如果采用本發明的彈性表面波裝置用的壓電基片，就能得到能有效地使通頻帶寬帶化的大的電氣機械結合系數和能有效地使彈性表面波裝置小型化的小的SAW速度。
如果采用本發明的彈性表面波裝置，由于可采用具有大的電氣機械結合系數和小的SAW速度的壓電基片，因而能使彈性表面波裝置寬帶化和小型化。
根據上面的說明可知，本發明能以種種方式或變形例加以實施。因此，在與以下權利要求范圍相等的范圍中，即使用上述最佳方式以外的方式、也能實施本發明。
權利要求
1.一種彈性表面波裝置用的壓電基片，用于在壓電基片上設有手指狀交錯電極的彈性表面波裝置中，其特征在于，由單晶體構成，所述單晶體屬于點群32、具有Ca3Ga2Ge4O14型結晶結構；其主要成分由Ca、Nb、Ga、Si和O構成，是由化學式Ca3NbGa3Si2O14表示的。
2.如權利要求1所述的彈性表面波裝置用的壓電基片，其特征在于，在用歐拉角表示將上述壓電基片的從單晶體切出的切出角和彈性表面波傳輸方向表示為(φ、θ、 )時，φ、θ和 存在于下述的區域中。φ＝-5°～5°θ＝30°～90° ＝0°～75°
3.如權利要求1所述的彈性表面波裝置用的壓電基片，其特征在于，在用歐拉角表示將上述壓電基片的從單晶體切出的切出角和彈性表面波傳輸方向表示為(φ、θ、 )時，φ、θ和 存在于下述的區域中。φ＝-5°～5°θ＝110°～155° ＝60°～80°
4.如權利要求1所述的彈性表面波裝置用的壓電基片，其特征在于，在用歐拉角表示將上述壓電基片的從單晶體切出的切出角和彈性表面波傳輸方向表示為(φ、θ、 )時，φ、θ和 存在于下述的區域中。φ＝5°～10°(不包含5°)θ＝30°～60° ＝-75°～-30°
5.如權利要求1所述的彈性表面波裝置用的壓電基片，其特征在于，在用歐拉角表示將上述壓電基片的從單晶體切出的切出角和彈性表面波傳輸方向表示為(φ、θ、 )時，φ、θ和 存在于下述的區域中。φ＝5°～10°(不包含5°)θ＝110°～155° ＝-85°～-65°
6.如權利要求1所述的彈性表面波裝置用的壓電基片，其特征在于，在用歐拉角表示將上述壓電基片的從單晶體切出的切出角和彈性表面波傳輸方向表示為(φ、θ、 )時，φ、θ和 存在于下述的區域中。φ＝10°～20°(不包含10°)θ＝30°～60° ＝-75°～-30°
7.如權利要求1所述的彈性表面波裝置用的壓電基片，其特征在于，在用歐拉角表示將上述壓電基片的從單晶體切出的切出角和彈性表面波傳輸方向表示為(φ、θ、 )時，φ、θ和 存在于下述的區域中。φ＝10°～20°(不包含10°)θ＝110°～155° ＝-85°～-65°
8.如權利要求1所述的彈性表面波裝置用的壓電基片，其特征在于，在用歐拉角表示將上述壓電基片的從單晶體切出的切出角和彈性表面波傳輸方向表示為(φ、θ、 )時，φ、θ和 存在于下述的區域中。φ＝20°～30°(不包含20°)θ＝30°～60° ＝-80°～-40°
9.如權利要求1所述的彈性表面波裝置用的壓電基片，其特征在于，在用歐拉角表示將上述壓電基片的從單晶體切出的切出角和彈性表面波傳輸方向表示為(φ、θ、 )時，φ、θ和 存在于下述的區域中。φ＝20°～30°(不包含20°)θ＝110°～155° ＝-75°～-55°
10.如權利要求1所述的彈性表面波裝置用的壓電基片，其特征在于，在用歐拉角表示將上述壓電基片的從單晶體切出的切出角和彈性表面波傳輸方向表示為(φ、θ、 )時，φ、θ和 存在于下述的區域中。φ＝5°～30°(不包含5°)θ＝30°～90° ＝-30°～30°
11.一種彈性表面波裝置，它是在壓電基片上設有手指狀交錯電極的彈性表面波裝置，其特征在于，上述壓電基片由單晶體構成，所述單晶體屬于點群32、具有Ca3Ga2Ge4O14型結晶結構；其主要成分由Ca、Nb、Ga、Si和O構成，是由化學式Ca3NbGa3Si2O14表示的。
12.如權利要求11所述的彈性表面波裝置，其特征在于，在用歐拉角表示將上述壓電基片的從單晶體切出的切出角和彈性表面波傳輸方向表示為(φ、θ、 )時，φ、θ和 存在于下述的區域中。φ＝-5°～5°θ＝30°～90° ＝0°～75°
13.如權利要求11所述的彈性表面波裝置，其特征在于，在用歐拉角表示將上述壓電基片的從單晶體切出的切出角和彈性表面波傳輸方向表示為(φ、θ、 )時，φ、θ和 存在于下述的區域中。φ＝-5°～5°θ＝110°～155° ＝60°～80°
14.如權利要求11所述的彈性表面波裝置，其特征在于，在用歐拉角表示將上述壓電基片的從單晶體切出的切出角和彈性表面波傳輸方向表示為(φ、θ、 )時，φ、θ和 存在于下述的區域中。φ＝5°～10°(不包含5°)θ＝30°～60°和 ＝-75°～-30°
15.如權利要求11所述的彈性表面波裝置，其特征在于，在用歐拉角表示將上述壓電基片的從單晶體切出的切出角和彈性表面波傳輸方向表示為(φ、θ、 )時，φ、θ和 存在于下述的區域中。φ＝5°～10°(不包含5°)θ＝110°～155° ＝-85°～-65°
16.如權利要求11所述的彈性表面波裝置，其特征在于，在用歐拉角表示將上述壓電基片的從單晶體切出的切出角和彈性表面波傳輸方向表示為(φ、θ、 )時，φ、θ和 存在于下述的區域中。φ＝10°～20°(不包含10°)θ＝30°～60° ＝-75°～-30°
17.如權利要求11所述的彈性表面波裝置，其特征在于，在用歐拉角表示將上述壓電基片的從單晶體切出的切出角和彈性表面波傳輸方向表示為(φ、θ、 )時，φ、θ和 存在于下述的區域中。φ＝10°～20°(不包含10°)θ＝110°～155° ＝-85°～-65°
18.如權利要求11所述的彈性表面波裝置，其特征在于，在用歐拉角表示將上述壓電基片的從單晶體切出的切出角和彈性表面波傳輸方向表示為(φ、θ、 )時，φ、θ和 存在于下述的區域中。φ＝20°～30°(不包含20°)θ＝30°～60° ＝-80°～-40°
19.如權利要求11所述的彈性表面波裝置，其特征在于，在用歐拉角表示將上述壓電基片的從單晶體切出的切出角和彈性表面波傳輸方向表示為(φ、θ、 )時，φ、θ和 存在于下述的區域中。φ＝20°～30°(不包含20°)θ＝110°～155° ＝-75°～-55°
20.如權利要求11所述的彈性表面波裝置，其特征在于，在用歐拉角表示將上述壓電基片的從單晶體切出的切出角和彈性表面波傳輸方向表示為(φ、θ、 )時，φ、θ和 存在于下述的區域中。φ＝5°～30°(不包含5°)θ＝30°～90° ＝-30°～30°
全文摘要
本發明的目的是提供一種能寬頻帶化及小型化的彈性表面波裝置。彈性表面波裝置具有壓電基片(1)、設置在該壓電基片(1)的一方主面上的一對手指交錯狀電極(2)。壓電基片(1)的材料由單晶體構成，它是屬于點群32、具有Ca
文檔編號H03H9/00GK1439194SQ01811997
公開日2003年8月27日 申請日期2001年12月6日 優先權日2001年3月7日
發明者井上憲司, 佐藤勝男, 守越廣樹, 佐藤淳 申請人:Tdk株式會社