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2016 年度 実績報告書

高音速薄膜装荷による縦波型リーキー弾性表面波の低損失化と高周波フィルタへの応用

研究課題

研究課題/領域番号 26420269
研究機関山梨大学

研究代表者

垣尾 省司  山梨大学, 総合研究部, 教授 (70242617)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード縦波型リーキー弾性表面波 / 高結合化 / ScAlN薄膜
研究実績の概要

縦波型リーキーSAW(LLSAW)は,通常のSAWと比べて1.5~2倍の位相速度を持つため,弾性表面波(SAW)フィルタの高周波化に有利であるが非常に大きな伝搬損失を有する.本研究では,圧電基板上を伝搬するLLSAWの低損失化と高結合化を図り,次世代移動通信システム端末に適用可能な高周波・広帯域SAWフィルタを実現させることを目的としている.最終年度は,昨年度に提案したLLSAWの高結合化の新たなアプローチである,圧電薄板と高音速な支持基板との接合を実験的に検討した.研究期間全体を通じて実施した研究の成果を以下に示す.
1. AlとScの2つのターゲットを用いる二元スパッタリング法を用いて,c軸優先配向したScAlN薄膜をXカット36°Y-LiNbO3基板上に装荷し,LLSAWの伝搬損失を評価した結果,未装荷試料の0.20 dB/波長から0.08 dB/波長に低減することを明らかにした.しかし,大きな圧電性が得られなかったため,低損失化と同時に高結合化を得ることは困難であった.
2. 圧電薄板と高音速な支持基板との接合によるLLSAWの高結合化を理論的,実験的に検討した.Xカット36°Y-LiNbO3とc面サファイアを直接接合した後,LNを0.19波長の厚みに研磨した試料上のLLSAW伝搬特性を評価した.LN単体試料と比較して,結合係数が2倍(19.7%)に増加すること,共振特性が向上することを明らかにした.
3. 横波型LSAWについて高音速薄膜装荷による低損失化・高結合化を検討した.回転YカットLiNbO3とAlN薄膜を組み合わせると,基板単体よりも大きな結合係数と最小の伝搬損失が同時に得られることを理論的,実験的に明らかにした.

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] High-coupling leaky surface acoustic waves on LiNbO3 or LiTaO3 thin plate bonded to high-velocity substrate2017

    • 著者名/発表者名
      Masashi Gomi, Takuya Kataoka, Junki Hayashi, and Shoji Kakio
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 56 ページ: 未定

    • DOI

      undecided

    • 査読あり
  • [学会発表] LiTaO3薄板と水晶基板の接合によるリーキー系SAWの高結合化2017

    • 著者名/発表者名
      垣尾 省司,五味 将史,林 純貴, 須崎 遥, 米内 敏文, 岸田 和人, 水野 潤
    • 学会等名
      第64回応用物理学会春季学術講演会,14p-514-8
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県・横浜市)
    • 年月日
      2017-03-14
  • [学会発表] 圧電薄板と高音速基板の接合によるリーキー系弾性表面波の高結合化2017

    • 著者名/発表者名
      五味 将史,片岡 拓哉,林 純貴,垣尾 省司
    • 学会等名
      圧電材料・デバイスシンポジウム2017
    • 発表場所
      東北大学(宮城県・仙台市)
    • 年月日
      2017-02-06
  • [学会発表] 圧電薄板と高音速基板の接合によるリーキー系SAWの高結合化2016

    • 著者名/発表者名
      垣尾 省司,五味 将史,片岡 拓哉,林 純貴
    • 学会等名
      平成28年度第2回『EMデバイス・システムの新技術調査専門委員会,超精密周波数計測,比較を目指す未来型回路技術調査専門委員会合同委員会』技術報告,EM-1
    • 発表場所
      登別会館(北海道・登別市)
    • 年月日
      2016-12-02
  • [学会発表] High-coupling leaky SAWs on LiNbO3 or LiTaO3 thin plate bonded to high-velocity substrate2016

    • 著者名/発表者名
      Masashi Gomi, Takuya Kataoka, Junki Hayashi, and Shoji Kakio
    • 学会等名
      The 37th Symposium on ULTRASONIC ELECTRONICS, 1P3-2
    • 発表場所
      Pukyong National University(Korea・Pusan)
    • 年月日
      2016-11-16
    • 国際学会
  • [学会発表] LiNbO3・LiTaO3薄板と高音速基板の接合によるリーキー系SAWの高結合化2016

    • 著者名/発表者名
      五味 将史,片岡 拓哉,林 純貴,垣尾 省司
    • 学会等名
      第77回応用物理学会秋季学術講演会,13a-D63-4
    • 発表場所
      朱鷺メッセ(新潟県・新潟市)
    • 年月日
      2016-09-13
  • [学会発表] ScAlN/回転Y-X LiTaO3構造におけるリーキーSAWの理論解析2016

    • 著者名/発表者名
      垣尾 省司,勝谷 信介,保坂 桂子
    • 学会等名
      第77 回応用物理学会秋季学術講演会,13p-P1-1
    • 発表場所
      新潟,朱鷺メッセ(新潟県・新潟市)
    • 年月日
      2016-09-13
  • [学会発表] 高音速薄膜装荷によるリーキー弾性表面波の低損失化2016

    • 著者名/発表者名
      垣尾 省司,勝谷 信介,保坂 桂子
    • 学会等名
      第45回EMシンポジウム
    • 発表場所
      東京理科大学(東京都・新宿区)
    • 年月日
      2016-06-17
  • [学会発表] 高音速薄膜装荷によるリーキー弾性表面波の低損失化2016

    • 著者名/発表者名
      垣尾 省司,勝谷 信介,保坂 桂子
    • 学会等名
      日本学術振興会 弾性波技術第150委員会 第144回研究会資料
    • 発表場所
      弘済会館(東京都・千代田区)
    • 年月日
      2016-05-17
  • [備考] 垣尾・鈴木研究室

    • URL

      http://www.ccn.yamanashi.ac.jp/~kakio/

  • [産業財産権] 接合基板,弾性表面波素子,弾性表面波デバイスおよび接合基板の製造方法2016

    • 発明者名
      栗本 浩平,岸田 和人,茅野 林造,水野 潤,垣尾 省司
    • 権利者名
      国立大学法人山梨大学,(株)日本製鋼所,学校法人早稲田大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2016-157122
    • 出願年月日
      2016-08-10

URL: 

公開日: 2018-01-16  

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