弹性表面波功能器件 本发明涉及利用了沿着压电体衬底传输的表面波与半导体中的电子相互作用的弹性表面波放大器和弹性表面波卷积器等弹性表面波功能器件。
作为以往的应用了弹性表面波与半导体层中的电子相互作用的功能器件，有遍及弹性表面波的传输通路的宽度总体进行相互作用的构造的弹性表面波功能器件。例如，作为弹性表面波功能器件一例的弹性表面波放大器，提出了直接型放大器(图2)，分离型放大器(图3)，单片型放大器(图4)3种构造。第1种的直接型放大器是使用CdS和GaAs这样的同时具有压电性和半导体性的压电性半导体衬底11，在其上面设置输入用帘状电极4，输出用帘状电极5以及向压电性半导体衬底11加入直流电场的电极8，对弹性表面波进行放大地构造的放大器。然而，目前尚未发现同时具有大的压电性和大的电子迁移率的压电性半导体。第2种的分离型放大器是在具有大的压电性的半导体衬底1上设置输入用帘状电极4，输出用帘状电极5的同时，借助空隙13配置了电子迁移率大的半导体12的构造的放大器。这种类型的放大器中，半导体和压电体衬底表面的平坦性以及空隙的大小对于增益幅度影响很大。为了得到实用的增益幅度，需要尽可能减小空隙，而且在动作区域中保持恒定。由此工业生产极为困难。另一方面，第3种的单片型放大器是在压电体衬底1上设置输入用帘状电极4，输出用帘状电极5的同时，不具有空隙而借助介质层14形成半导体12的构造的放大器。关于单片型放大器，依据1970年代的山之内等人的研究(K.Yamanouchi，et al.，Proceedings of the IEEE，75，p726(1975))，是在LiNbO3衬底上以SiO为敷层，在其上面蒸镀50nm的InSb薄膜的构造，作为InSb的电子迁移率可以得到1600cm2/Vs，在使用了该膜的弹性表面波放大器中，加入1100V这样极高的直流电压，在中心频率195MHz可以得到增益40dB。然而，由于不能够得到良好的InSb膜质，因此如果考虑到对实际的便携设备等的应用，则存在驱动电压过高以及低电压下的增益幅度过小这样的问题。
其次，作为利用了弹性表面波和半导体中的电子的相互作用的另一个应用例可以举出弹性表面波卷积器。目前，弹性表面波卷积器作为扩频通信中的CDMA(码分多址)方式用的相关器(correlator)非常引人注目。以往，作为CDMA用相关器研究了数字LSI和模拟LSI等，然而每一种消耗功率都极大，在对于要求低功率化的便携设备等的应用方面成为巨大的障碍。因此在原理上消耗功率为零(0)的弹性表面波卷积器由于存在低消耗功率和不需要同步这样的特点正在开始实用化研究。在弹性表面波卷积器的研究方面，例如在K.Yamanouchi，S.Mitsui，K.Shibayama，IEEE MTT-S Intern.Microwave Symp.Digest，p31(1980)中，以InSb/LiNbO3系列可以得到-59dBm的卷积输出。
然而，为了能够把单片型放大器应用到实际的便携电话等中，至少要在9V以下这样的实用低电压下得到良好的增益幅度，同时需要以容易的工艺实现。即，如果依据至今为止的技术，则需要进行2位以上的低电压化。另外，关于弹性表面波卷积器，还必须实现大的效率。
在以往的弹性表面波功能器件的构造中，为了使弹性表面波的电的阻抗与半导体的阻抗相匹配，在使用迁移率大的InSb等的半导体的情况下，需要把半导体薄膜的膜厚做得非常薄。然而，在薄的膜厚中，半导体薄膜的晶体性恶化，电子的迁移率减小，不能够得到特性良好的功能器件。另外，在卷积器中，由于半导体层的膜厚薄，在沿着膜厚方向取出输出的方法中，不能够得到高的效率，另外，还存在着如果加厚半导体层的膜厚则薄膜电阻减小，弹性表面波的电场将短路这样的问题。进而，在弹性表面波的传输通路上形成半导体层的构造中，弹性表面波的损失加大，将引起增益幅度和效率的降低。
另外，关于缓冲层的存在，接地电极的位置以及带状电极的形状的相互作用还完全没有引起人们的注意。
从而，本发明的目的在于提供以良好膜质的半导体薄膜作为活化层，配置了半导体使得充分引起弹性表面波与半导体的相互作用的工业制造容易的弹性表面波功能器件。
为了解决上述课题，发明者们进行了锐意研究的结果，实现了通过在压电体衬底和活化层之间插入与该活化层晶格匹配的缓冲层提高活化层的晶体性，进而沿着传输通路的横向配置半导体层，通过栅格电极把弹性表面波的电场提供给半导体层，能够在半导体中引起相互作用，在低电压加入下具有大的增益幅度特性的弹性表面波放大器以及具有极高效率的弹性表面波卷积器。
本发明中，能够实现在加入低电压下的极大的增幅特性和极高效率的卷积输出，依据于1)在生长半导体层时，通过在压电体衬底上插入缓冲层能够形成极其良好的活化层；2)由于在压电体衬底的传输通路上不存在半导体层，因此能够把弹性表面波的损失抑制为最小限度；3)选择配置在传输通路上的栅格电极的电极宽度以及电极间隔使得抑制反射；4)在弹性表面波卷积器的情况下，通过形成与栅格电极交叉的梳形取出电极能够提高弹性表面波和电子的相互作用的效率。这里，所谓活性层指的是存在与传输来的弹性表面波进行相互作用的电子的层。
这样，适当地选择通过插入缓冲层提高了膜质的半导体层(活化层)，栅格电极和取出电极的相对位置关系达到上述的目的。
即，1)本发明的弹性表面波功能器件是在压电体衬底上具有输入电极，输出电极和半导体层的弹性表面波功能器件，该弹性表面波功能器件中，特征在于上述半导体层位于从输入电极传输的弹性表面波的传输通路的外侧，该半导体层由活化层和与该活化层晶格匹配的缓冲层构成，具有在上述传输通路上对于长度方向成直角地并且以比传输通路的宽度宽的宽度配置的多个栅格电极。
2)在上述1)中，上述栅格电极的一个端部也可以形成在上述半导体层的上方。
3)在上述1)或者2)中，可以具有多个栅格电极，对于上述沿着传输通路传输的弹性表面波的波长λ，上述栅格电极的宽度L是λ/3n(n是正整数)，而且上述栅格电极间的间隔S是λ/3n(n是正整数)。
4)在上述3)中，上述栅格电极的宽度L最好是λ/8≤L≤λ，栅格电极间的间隔S最好是λ/8≤L≤λ。
5)在上述3)中，上述栅格电极的宽度L最好是λ/6，栅格电极间的间隔S最好是λ/6。
6)在上述1)至5)的任一项中记载的弹性表面波功能器件中，最好还具有在上述半导体层上加入直流电场的电极。
7)在上述1)至5)的任一项中记述的弹性表面波功能器件中，特征在于把上述输出电极作为参考信号用输入电极，把从该参考信号输入电极以及上述输入电极传输的2个输入信号进行卷积。
8)在上述7)中，最好还具有配置为与上述栅格电极相交叉，而且成为相同电位的梳形取出电极。
9)在上述8)中，上述梳形取出电极还可以形成在半导体层的上方。
10)在上述8)中，上述梳形取出电极还可以配置在半导体层的下方。
11)在上述7)至9)的任一项中，还可以在上述半导体层的下部具有相同的取出电极。
12)在上述7)至11)的任一项中，还可以在上述压电体衬底的下部具有相同的接地取出电极。
13)在上述8)至12)的任一项中，传输通路上的栅格电极的电极周期与交叉形成在半导体层的上方或者下方的栅格电极和梳形取出电极的电极周期可以不相同。
14)另外，本发明的弹性表面波功能器件是在压电体衬底或者压电性薄膜衬底上具有栅格电极和半导体层的弹性表面波功能器件，该弹性表面波功能器件中，特征在于上述半导体层位于传输弹性表面波的传输通路的外侧，在该半导体层的上方对于传输方向成直角地上形成多个栅格电极，而且在半导体层以外的部分的栅格电极的上部形成带状介质膜，在该介质膜上形成取出电极。
15)在上述14)中，上述带状介质膜可以形成在栅格电极的上部和下部。
16)在上述15)中，可以在上述栅格电极的下部形成的带状介质膜的下方形成取出电极。
17)在上述14)至16)的任一项中，可以在上述半导体层的下部形成相同的取出电极。
18)在上述14)至16)的任一项中，可以在半导体层的下部形成上述栅格电极。
19)在上述18)中，可以在上述半导体层的上部形成相同的取出电极。
20)在上述14)至19)中，还可以具有使用以适当的组合使上述栅格电极的宽度方向的长度交互变化的构造，而且还可以在交互的栅格电极的各自一端上形成带状介质膜。
21)在上述14)至19)的任一项中，还可以形成梳形取出电极使得与上述栅格电极交叉，而且该梳形取出电极成为相同电位。
22)另外，本发明的弹性表面波功能器件是在压电体衬底或者压电性薄膜衬底上具有半导体层，栅格电极和梳形取出电极的弹性表面波功能器件，该弹性表面波功能器件中，特征在于上述半导体层位于传输弹性表面波的传输通路的外侧，在该半导体层上对于长度方向成直角地形成多个栅格电极，与上述栅格电极相交叉地形成上述梳形取出电极并且该梳形取出电极成为相同电位，而且在与上述半导体层相对的栅格电极部分以比传输通路窄的宽度并且与栅格电极交叉地形成接地取出电极，该接地取出电极用公共电极连接。
23)在上述22)中，上述栅格电极和上述梳形取出电极可以形成在半导体层的下方。
24)在上述21)至23)的任一项中，可以从半导体层的部分开始遍及传输通路形成上述梳形取出电极。
25)本发明的弹性表面波功能器件是在压电体衬底或者压电性薄膜衬底上具有半导体层，栅格电极和取出电极的弹性表面波功能器件，该弹性表面波功能器件中，特征在于在半导体层的上部或者下部的中间部分形成上述栅格电极，在与该栅格电极的端部之间形成具有空隙的相同的取出电极。
26)在上述14)至25)的任一项中记述的弹性表面波功能器件中，传输通路上的栅格电极的电极周期与位于半导体层的上方或者下方或者形成在接地取出电极部分或带状介质膜的上方或者下方的栅格电极的电极周期不同。
27)在上述14)至26)的任一项中，上述栅格电极的宽度L最好是λ/8≤L≤λ，栅格电极间的间隔S最好是λ/8≤S≤λ。
28)在上述21)至26)的任一项中，上述栅格电极与梳形取出电极或者梳型接地取出电极的交叉部分的电极的宽度L最好是λ/16≤L≤λ/2，电极间的间隔S最好是λ/16≤S≤λ/2。
29)在上述14)至26)的任一项中，上述栅格电极的宽度L最好是λ/6，栅格电极间隔的间隔S最好是λ/6。
30)在上述14)至29)的任一项中，上述半导体层最好由活化层和与该活化层晶格匹配的缓冲层构成。
31)在上述1)至30)的任一项中，弹性表面波的传输通路的宽度W和半导体层的宽度a的比最好决定为使得弹性表面波的电的波阻抗与半导体层的电的波阻抗几乎相同。
32)在上述1)至31)的任一项中记述的弹性表面波功能器件中，上述传输通路的宽度W和上述半导体层的宽度a的比最好是W/a＞1。
33)在上述1)至32)的任一项中记述的弹性表面波功能器件中，上述传输通路的宽度W和上述半导体层的宽度a最好是W/a＝8～10。
34)在上述14)至33)的任一项中记述的弹性表面波功能器件中，作为半导体层可以使用从由Si，InAs，InSb，GaAs以及InP构成的群中选出的半导体层。
35)在上述1)至34)的任一项中，作为上述压电体衬底，可以使用从由LiNbO3单晶体衬底，LiTaO3单晶硅衬底以及KNbO3单晶体衬底构成的群中选出的衬底。
36)在上述1)至34)的任一项中，作为上述压电体衬底，可以使用压电性薄膜衬底，该压电性薄膜衬底形成于从由LiNbO3薄膜，LiTaO3薄膜，KNbO3薄膜，PbTiO3薄膜以及KNbO3薄膜构成的群中选出的薄膜。
图1是示出本发明一实施例的弹性表面波功能器件的概略斜视图。
图2是示出以往的直接型放大器的概略剖面图。
图3是示出以往的分离型放大器的概略剖面图。
图4是示出以往的单片型放大器的概略剖面图。
图5是示出本发明一实施例的，具有由缓冲层和活化层构成的半导体层以及栅格电极的弹性表面波功能器件的半导体层与栅格电极部分的概略斜视图。
图6是以往的在传输通路上存在半导体层的构造的弹性表面波放大器的概略斜视图。
图7放大地示出本发明一实施例的，在缓冲层和压电体衬底之间插入介质层的情况下的弹性表面波功能器件的半导体层、介质层以及栅格电极部分的概略斜视图。
图8是放大地示出本发明一实施例的，迭层了3层缓冲层的情况下的弹性表面波功能器件的半导体层和栅格电极部分的概略斜视图。
图9是本发明一实施例的，作为衬底使用了压电性薄膜的弹性表面波功能器件的概略斜视图。
图10是本发明一实施例的，在缓冲层的下方具有相同的取出电极的构造的弹性表面波功能器件的剖面图。
图11是以往的在传输通路上存在半导体层的构造的弹性表面波卷积器的概略斜视图。
图12是本发明一实施例的，在缓冲层的下方形成栅格电极的构造的弹性表面波功能器件的概略斜视图。
图13是本发明一实施例的，在活化层上栅格电极与梳形取出电极交叉的构造的弹性表面波功能器件的概略斜视图。
图14是本发明一实施例的，形成了半导体层，栅格电极，与栅格电极相交叉的梳形取出电极，梳型接地电极的弹性表面波功能器件的概略斜视图。
图15是本发明一实施例的，形成了半导体层，栅格电极，与栅格电极交叉的梳形取出电极，梳形接地取出电极，并且形成为使得交叉部分的周期与传输通路上的周期不同的弹性表面波功能器件的概略斜视图。
图16是本发明一实施例的弹性表面波功能器件的栅格电极与梳形取出电极的交叉部分以及栅格电极与梳型接地取出电极的交叉部分的放大图。
图17是示出从本发明一实施例的弹性表面波功能器件实际所得到的卷积输出波形的波形图。
图18是本发明一实施例的从活化层开始遍及传输通路形成了栅格电极与梳形取出电极的交叉部分的弹性表面波功能器件的概略斜视图。
图19是本发明一实施例的，形成在活化层上变形了的栅格电极，并且形成与该栅格电极交叉的梳形取出电极和梳型接地取出电极的弹性表面波功能器件的概略斜视图。
图20是本发明一实施例的，在活化层上形成栅格电极，并且具有在传输通路上形成为与栅格电极交叉的梳形取出电极的弹性表面波功能器件的概略斜视图。
图21A是本发明一实施例的，在半导体层上形成栅格电极，在与半导体层相对的栅格电极部分上形成带状介质膜的构造的弹性表面波功能器件的概略斜视图。
图21B是图21A的X-X’的剖面图。
图22是本发明一实施例的，在半导体层上形成栅格电极以及与其交叉的梳形取出电极，在与半导体层相对的栅格电极部分上形成了带状介质膜的构造的弹性表面波功能器件的概略斜视图。
图23是本发明一实施例的，在半导体层的下方以适当的组合交互变化地形成栅格电极的宽度方向的长度，而且交互的栅格电极的各自一端上形成了带状介质膜的构造的弹性表面波功能器件的概略斜视图。
图24是本发明一实施例的，在半导体层的下部形成了相同的取出电极使得与栅格电极的一个端部具有空隙的弹性表面波功能器件的概略斜视图。
以下进一步详细地说明本发明。图1示出作为本发明基本的弹性表面波功能器件。1是压电体衬底，2是缓冲层，3是活化层，4是帘状的输入电极，5是帘状的输出电极，6是用于在半导体上加入直流电场的电极，7是栅格电极。
本发明中的压电体衬底既可以是压电体单晶体衬底也可以是在衬底上形成了压电体薄膜的衬底。本发明的弹性表面波功能器件中，为了得到良好的性能，最好使用电气机械结合常数更大的压电体衬底。压电体单晶体衬底最好是氧化物系列的压电体衬底，例如最好使用LiNbO3，LiTaO3，Li2B4O7和KNbO3等。另外，最好使用64度Y截割，41度Y截割，128度Y截割，Y截割，X截割或者Z截割的LiNbO3和36度Y截割的LiTaO3等的衬底截割面。压电性薄膜衬底是在蓝宝石，Si和GaAs等单晶体衬底上形成了压电性薄膜的衬底，作为压电性薄膜，例如最好是使用了ZnO，LiNbO3，LiTaO3，KNbO3，PZT，PbTiO3，BaTiO3，Li2B4O7等的薄膜材料。另外，还可以在蓝宝石、Si和GaAs等单晶体衬底与上述压电性薄膜之间插入SiO和SiO2等的介质膜。进而，作为压电性薄膜衬底，还在蓝宝石，Si和GaAs等的单晶体衬底上，形成上述压电性薄膜中不同种类的薄膜相互迭层这样的多层迭层膜，例如由LiNbO3和LiTaO3组成的多层迭层膜等是理想的例子。
为了提高弹性表面波功能器件的特性，活化层最好使用电子迁移率大的材料。作为理想的例子，有GaAs，InSb，InAs，PbTe等。另外不仅是二元系列，也可以使用把它们组合起来的三元混合晶和四元混合晶。例如，InxGa1-xAs，InxGa1-xSb，InAsySb1-y，GaAsySb1-y等是3元混合晶的例子，InxGa1-xAsySb1-y等是4元混合晶的例子。为了得到活化层的高电子迁移率，作为活化层的组成，例如InxGa1-xM(M是As，Sb等的V族半导体)的x一般是0≤x≤1.0就能够实现高电子迁移率，而更佳的范围是0.5≤x≤1.0，最佳的范围是0.8≤x≤1.0。RAsySb1-y(R是In，Ga等的III族半导体)的y在0≤y≤1.0的范围内就能够实现高电子迁移率，而更理想的是0≤x≤0.5。
另外，关于活化层的膜厚，为了实现活化层的低载流子密度，高效地进行弹性表面波与电子的相互作用，为了在半导体层上形成栅格电极的情况下防止栅格电极的断线，活化层的膜厚h1理想的是小于5μm，更理想的是小于1μm，最理想的是小于0.8μm。另外，活化层的电阻值理想的是大于10Ω，更好的是大于50Ω，最好的是大于100Ω。
压电体衬底和活化层其晶体构造和晶格常数都完全不相同。例如，作为压电体衬底的LiNbO3是三方晶系(trigonal)，活化层的InSb是闪锌矿型(zinc blende)。晶格常数也有25％以上的差别。因此，如果要在LiNbO3衬底上直接生长InSb则将发生多处缺陷，不能够得到良好的膜质。因此本发明中，发现如果使用与InSb晶体构造相同晶格常数也比较接近的化合物半导体作为缓冲层则能够实现良好膜质的活化层。进而，本发明的缓冲层还具有高电阻并且在与压电体衬底的界面上不形成电流漏泄层的特长。另外，还发现了本发明的缓冲层中，弹性表面波的电场几乎不衰减的特长。进而，从晶体学的方面来讲，确认了构成本发明的缓冲层的化合物半导体，晶格缓和极其迅速，能够形成用于以薄膜厚按该化合物半导体独自的构造以及晶格常数开始生长，形成活化层的核的基底层。
作为本发明中的缓冲层，例如，AlSb，ZnTe和CdTe等2元系，AlGaSb，AlAsSb，AlInSb等3元系，AlGaAsSb，AlInAsSb，AlInGaSb，AlInPSb和AlGaPSb等4元系是理想的例子。进而，在决定上述3元系以上的缓冲层组成的时候，通过调整为具有与构成活化层的晶体的晶格常数相同或者相近值的组成，能够实现活化层的更大的电子迁移率。本发明中称为晶格匹配的指的是晶体构造相同而且晶格常数也接近。这里所谓晶格常数接近，指的是构成活化层的晶体的晶格常数与构成缓冲层的晶体的晶格常数的差别在10％以内，更好的是在7％以内，最好的是在5％以内。另外，为了更有效地进行弹性表面波与电子的相互作用该缓冲层的膜厚越薄越好。即，缓冲层的膜厚h2理想的范围是5nm≤h2≤3000nm，更理想的范围是10nm≤h2≤2000nm，最理想的范围是20nm≤h2≤1000nm。另外，上述缓冲层需要在电气方面与活化层的电子进行绝缘。即，缓冲层的电阻至少要比活化层的电阻值大5～10倍以上，更好的是大100倍以上，最好的是大1000倍以上。
另外，本发明中的缓冲层还迭层2种以上的半导体薄膜，在缓冲层迭层了2种以上的情况下，由于可以仅是与活化层相连接的缓冲层成为高电阻，因而在上述缓冲层以外InSb和GaAsSb这样的导电性材料也能够用作为缓冲层。另外，还可以采用使上述缓冲层中的2种缓冲层交互地迭层的超晶格构造。该2种或者2种以上的薄膜迭层的缓冲层中最上面的层成为与活化层的晶格常数最接近的值的部分与活化层的膜特性的提高相关联。另外，与上述缓冲层的条件相同，为了防止栅格电极的断线迭层了的缓冲层的膜厚越薄越好。
本发明中，还可以在压电体衬底与缓冲层之间插入介质层。该介质层有些情况下是以保护压电体衬底以及在其上面形成的半导体薄膜的目的而使用的。作为介质层，使用例如SiO，SiO2，氮化硅，CeO2，CaF2，BaF2，SrF2，TiO2，Y2O3，ZrO2，MgO，Al2O3，Ta2O5等。介质层的膜厚最好比较薄，理想的是小于200nm，更理想的是小于100nm。
本发明的带状介质膜同样能够使用上述介质层的材料。另外，为了有效地取出卷积输出形成带状介质膜。即，借助栅格电极能够使半导体层中的基于弹性表面波与电子的相互作用的卷积输出以及传输通路上的卷积输出相匹配。
压电体衬底上的帘状电极以及传输通路上的栅格电极的材质方面没有特别的限制，例如可以使用Al，Au，Pt，Cu，Al-Ti合金，Al-Cu合金，Al和Ti的多层电极等。用于在半导体层上加入直流电场的栅格电极中使用的材料方面也没有特别的限制，例如可以使用Al，Au，Ni/Au，Ti/Au，Cu/Ni/Au，AuGe/Ni/Au等。
沿着传输通路传输的弹性表面波通常由栅格电极反射，而尽量地减小该反射还能够提高增益幅度和效率。因此，本发明的栅格电极形成为不仅把弹性表面波的电场有效地传输到半导体层，而且还能够尽可能减小其反射这样的电极宽度L以及电极间隔S。即，本发明的栅格电极的电极宽度L以及电极间隔S，对于弹性表面波的波长λ，最好取为大于λ/8小于λ。进而，为了尽可能地减少由于栅格电极的反射引起的弹性表面波的衰减，更理想是取为λ/3n或者λ/2n(n是正整数)。如果n比较大则由于电极的微细加工方面困难，因此理想的是小于8。另外，考虑由于反射产生的衰减以及电极加工技术的容易程度，栅格电极的电极宽度L以及S最好取为λ/6。另外，在半导体层的上方和下方的梳形取出电极以及半导体层以外部分的梳型接地取出电极与栅格电极交叉的部分中，最好进一步把上述电极宽度以及电极间隔的宽度取为小于上述值的1/2。即，上述栅格电极与上述梳形取出电极以及上述梳型接地取出电极的交叉部分中的电极宽度L以及电极间的间隔S最好分别是λ/16≤L≤λ/2，λ/16≤S≤λ/2。例如，如果传输通路上的栅格电极宽度以及电极间宽度取为λ/6，则半导体层上栅格电极与梳形取出电极交叉的部分中，电极宽度以及电极间宽度成为λ/12。另外，关于交叉部分的配置，梳形取出电极与栅格电极的交叉部分最好在半导体层的上表面遍及半导体表面整体相交叉。另外，梳形接地取出电极与栅格电极的交叉部分在传输通路外侧最好交叉宽度比传输通路的宽度短，进而，更好的是把交叉宽度取为3λ。弹性表面波的波长λ用λ＝v/f(v是弹性表面波的速度，f是频率)表示，由于速度v对于各种压电体衬底是已知的，因此栅格电极的宽度以及电极间隔对应于使用的频率，能够确定为所希望的值，例如使得满足λ/3n或者λ/2n。
本发明的栅格电极可以形成在半导体层的上部或者下部。如果从半导体层的晶体性考虑，则伴随着半导体薄膜的生长晶体性有提高的倾向。即，越靠近上表面电子迁移率越高。因此，为了提高弹性表面波和电子的相互作用的效率，最好在半导体层的上表面使其进行相互作用。
本发明中，通过与栅格电极交叉地形成梳形取出电极以及梳型接地取出电极，能够不是沿半导体层的膜厚方向而是沿着横方向取出卷积输出。由此，电子的运动对应于由栅格电极形成的耗尽层的大小沿着横方向流动，能够实现既不降低半导体层的电阻又加大膜厚的效果。进而，通过优化栅格电极与梳形取出电极或者梳形接地取出电极的交叉位置以及交叉部分的电极周期，卷积器也达到至今为止所没有的高效率。
另外，弹性表面波的传输通路的宽度W和半导体薄膜的宽度a能够选择为适当的值，通过使半导体层部和栅格电极部分的总电阻值与弹性表面波的表面阻抗相匹配能够提高弹性表面波与电子的相互作用的效率。半导体层部分和栅格电极部分的总电阻值能够根据传输通路的宽度W和半导体层的宽度a的比W/a变化。为了得到更高的效率，理想的是把W/a取为大于1，更理想的是使得半导体层和栅格电极部分的总电阻值与弹性表面波的阻抗匹配。经验上在W/a＝8～10附近易于获得匹配。
本发明的缓冲层和活化层等的成膜一般只要是能够生长薄膜的方法即可，例如，蒸镀法和分子束外延(MBE)法，有机金属分子束外延法(MOMBE)法以及有机金属汽相生长(MOCVD)法都是很理想的方法。
以下根据具体实施例叙述本发明，然而本发明并不限定于这些例子。另外，在进行实际的弹性表面波功能器件的器件化时，利用单向性的电极能够减轻由于弹性表面波的双向性产生的损失。
实施例1
作为压电体衬底1使用直径3英寸的128度Y截割LiNbO3单晶体衬底，在该压电体衬底上使用MBE法作为缓冲层2以50nm的厚度生长Al0.5Ga0.5AsSb以后，以500nm的厚度生长作为活化层3的InSb。在室温下根据范德堡法测定了活化层的电特性，得到载流子密度n0＝1.7×1016/cm3，电子迁移率μ＝33400cm2/Vs。然后，使用光刻技术，如图1所示那样带状地刻蚀缓冲层2以及活化层3使得成为幅度a并且仅存在于弹性表面波的传输通路(以W表示其宽度)的外侧。接着，使用提升法，形成横跨弹性表面波的传输通路以及活化层3的栅格电极7，弹性表面波的帘状输入电极4，帘状输出电极5以及用于向活化层3加入直流电场的电极6。这时，栅格电极7形成为栅格电极的宽度L是0.5μm，栅格电极间的间隔S是0.5μm，传输通路的宽度/半导体层的宽度(W/a)为10(W＝263μm，a＝26.3μm)。经过以上的工艺制做的弹性表面波放大器成为图1所示的构造。图5中示出把传输通路上和半导体层上的栅格电极部分放大了时的概略图。在电极6上加入3V电压时，用网络分析器(Yokokawa Hewlett Packard 8510B)测定了频率1520MHz时的增幅特性，以增益幅度评价加入电场后的增益与加入电场前的插入损失的差，其结果得到29dB的增幅。另外，这时的L以及S的值分别是λ/6。
比较例1
作为压电体衬底1在直径3英寸的128度Y截割LiNbO3单晶体衬底上，使用MBE法以500nm的厚度生成InSb。在室温下测定了该InSb薄膜的电特性的结果，得到载流子密度n0＝2.0×1016/cm3，电子迁移率μ＝6500cm2/Vs。然后，与实施例1同样地制做弹性表面波放大器的构造，测定了增益幅度，然而在3V的低电压下未发现增幅。即，在比较例1中，由于没有缓冲层，不能够提高InSb的膜质，电子迁移率也降低。即，发明者认为这是由于直接在LiNbO3上生长InSb，因此通过来自LiNbO3衬底的Li和O的扩散InSb的膜质降低。而且，在压电体衬底和InSb的界面上，形成电流漏泄层，引起了增幅特性的降低。因而可知在实施例1中所用的AlGaAsSb缓冲层中，具有与InSb在晶体构造以及晶格常数接近而使晶体性提高的效果，还具有防止来自LiNbO3衬底的Li和O的扩散的效果。
比较例2
作为压电体衬底1使用直径3英寸的128度Y截割LiNbO3单晶体衬底，使用与实施例1相同的生长方法进行了相同构造的生成以后，使用光刻技术，刻蚀缓冲层2以及活化层3使得半导体层位于弹性表面波的传输通路上。接着与实施例1相同，使用提升法，形成输入电极4，输出电极5，用于在半导体层上加入直流电场的电极6。图6中示出本比较例的概略图。测定了在经过以上工艺制做的弹性表面波放大器的半导体层上加入了3V电压时的频率1520MHz的频率特性，没有发现增幅。本比较例中，为了引起弹性表面波与半导体层中的电子的相互作用，弹性表面波需要借助形成为与缓冲层相同厚度的活化层进行该相互作用。本比较例的活化层厚于500nm因此不能够有效地进行相互作用。
实施例2
在作为压电体衬底1的直径3英寸的128度Y截割LiNbO3单晶体衬底上，使用溅射法以30nm的厚度形成SiO2膜9以后，使用MBE法，作为缓冲层2以50nm的厚度生长了Al0.5Ga0.5AsSb，然后，以500nm的厚度生长作为活化层3的InSb。与实施例1相同，测定了活化层的电特性，得到了n0＝1.8×1016/cm3，μ＝31400cm2/Vs。然后，使用与实施例1相同的工艺，以L＝0.7μm、S＝0.7μm、W/a＝10(W＝400μm、a＝40μm)制做了与图1相同构造的弹性表面波放大器。这时的L，S的值分别是λ/6。图7中示出放大了传输通路上和栅格电极部分时的概略图。测定了在电极6上加入了5V电压时的频率1GHz的频率特性，可以得到28.8dB的增幅。即，可以确认即使在压电体衬底1上形成SiO2膜也能够得到很大的增益幅度。
比较例3
作为压电体衬底1在128度Y截割LiNbO3单晶体衬底上，与实施例2相同以30nm的厚度形成了SiO2膜以后，用MBE法，以500nm的厚度生长InSb膜。InSb膜的电特性是μ＝5900cm2/Vs。可以确认插入了AlGaAsSb的缓冲层电子迁移率迅速地提高。进而，使用与实施例1相同的工艺，制做了弹性表面波放大器，与实施例2相同，测定了增幅特性，然而没有发现增幅。本实施例中由于存在SiO2层，因此虽然能够抑制来自压电体衬底的Li和O的扩散，然而由于在非晶形的SiO2层上直接生长InSb，因此InSb的膜质恶化，在实用的低电压下不能够获得增幅。与本实施例2进行比较，可以确认插入了AlGaAsSb的缓冲层电子迁移率迅速地提高。
实施例3
在作为压电体衬底1的直径3英寸的64度Y截割LiNbO3单晶体衬底上，使用MBE法，作为缓冲层2以50nm的厚度生长了Al0.5Ga0.5AsSb以后，以500nm的厚度生长了作为活化层3的InSb。与实施例1相同，测定了活化层的电特性，得到了n0＝1.7×1016/cm3，μ＝33000cm2/Vs。然后，使用与实施例1同样的工艺，制做了L＝S＝λ/6＝0.75μm，W/a＝10(W＝300μm，a＝30μm)的与图1同样构造的弹性表面波放大器。在形成于半导体两端的直流电场添加用的电极上加入了3V的电压，在频率1GHz，可以得到35dB的增益幅度。即，通过最佳地选择压电体衬底的材料能够达到很大的增幅。
实施例4
在作为压电体衬底1的直径3英寸的128度Y截割LiNbO3单晶体衬底上，使用MBE法，在作为第1缓冲层2A以50nm的厚度生长了Al0.5Ga0.5AsSb的基础上，迭层生长基于InSb的200nm厚度的第2缓冲层2B和基于Al0.5In0.5Sb的100nm的第3缓冲层2C，然后在其上面以200nm的厚度生长作为活化层3的InSb。与实施例1相同，测定了活化层的电特性，得到n0＝1.5×1016/cm3，μ＝34800cm2/Vs。然后，使用与实施例1相同的工艺，制做了L＝S＝λ/6＝0.7μm，W/a＝8(W＝400μm，a＝50μm)的与图1相同构造的弹性表面波放大器。图8中示出放大了本实施例的传输通路和栅格电极部分的概略图。为了测定该弹性表面波放大器的增幅特性，在形成于半导体两端的直流电场添加用的电极上加入5V的电压，在频率1GHz得到33dB的增益幅度。
实施例5
在直径3英寸的蓝宝石R面衬底10上，使用激光研磨法作为压电性薄膜15制造生长了200nm LiNbO3的压电性薄膜衬底。接着在该压电性薄膜衬底上，使用MBE法，作为缓冲层2以50nm的厚度生长Al0.5Ga0.5AsSb以后，以500nm的厚度生长了作为活化层3的InSb。与实施例1相同，测定了活化层的电特性，得到n0＝2.4×1016/cm3，μ＝25300cm2/Vs。图9中示出随后使用与实施例1同样的工艺，以L＝0.8μm，S＝0.8μm，W/a＝8(W＝480μm，a＝60μm)制做的弹性表面波放大器的构造。为了测定本实施例的弹性表面波放大器的增幅特性，在形成于半导体两端的直流电场添加用的电极上加入5V的电压，在频率1GHz可以得到19dB的增益幅度。另外，这时的L以及S的值是λ/6。
实施例6
作为压电体衬底1使用128度Y截割LiNbO3衬底，使用真空蒸镀法以400nm的厚度形成了Al的半导体层下部取出电极16以后，在其上面使用MBE法，作为缓冲层2以50nm的厚度生长Al0.5Ga0.5AsSb，然后，以500nm的厚度生长了作为活化层3的InSb。在室温下用与实施例1相同的办法测定了活化层的电特性，得到了载流子密度n0＝2.6×1016/cm3，电子迁移率μ＝25400cm2/Vs。随后，使用光刻技术，与图1相同，带状地刻蚀缓冲层2和活化层3使得仅存在于弹性表面波的传输通路外侧。其次，用湿法腐蚀去除露出的Al取出电极以后，使用提升法，形成2个输入电极(输入电极与参考信号用输入电极)，横跨在弹性表面波的传输通路上以及活化层上的栅格电极7。栅格电极7的形状取为L＝S＝λ/6＝1.4μm，W/a＝10(W＝400μm，a＝40μm)。最后在压电体衬底的背面形成了接地取出电极18。图10示出经过以上的工艺制做的弹性表面波卷积器的剖面构造。在本实施例的器件中的一方的输入电极4上输入了输入信号(1mW)，从另一方的输入电极4输入了参考信号(1mW)的情况下，使用示波器测定了从半导体下部取出电极16输出的频率1GHz的卷积信号，可以得到作为非线性信号的良好的卷积输出，其效率是-39.5dB。
实施例7
在压电体衬底上生成了与实施例6同样的半导体层后，使用与实施例6相同的方法制做了弹性表面波卷积器。栅格电极7的形状取为L＝S＝λ/6＝3.3μm，W/a＝10(W＝400μm，a＝40μm)。在本实施例的器件中的一方的输入电极4上输入了输入信号(1mW)，而且从另一个输入电极4输入了参考信号(1mW)的情况下，用示波器测定了从半导体下部取出电极16输出的频率400MHz的卷积特性，可以得到作为非线性信号的卷积输出，其效率是-39dBm。与实施例6进行比较可知能够得到与频率无关的良好的卷积输出。
比较例4
在蒸镀了Al膜的128度Y截割LiNbO3衬底上，使用MBE以500nm的厚度生长InSb。测定了InSb膜的电特性，电子迁移率比较低，为μ＝6000cm2/Vs。用与实施例6相同的方法，制做了弹性表面波卷积器，评价卷积特性，卷积输出的效率仅为-51dBm。即，在半导体层是InSb单独层的情况下，InSb的晶体性恶化，不能够有效地进行弹性表面波与电子的相互作用。
比较例5
与实施例6同样地在128度Y截割LiNbO3衬底上，蒸镀了Al膜以后，使用MBE法，作为缓冲层2以50nm的厚度生长Al0.5Ga0.5AsSb，然后，以500nm的厚度生长作为活化层3的InSb。活化层的电特性得到与实施例6相同的结果。其次使用光刻技术，刻蚀半导体层使得半导体层位于弹性表面波的传输通路上。接着，在刻蚀露出来的Al膜后，使用提升法，形成了2个输入电极以及在半导体层上的相同的取出电极17。最后在压电体衬底1的背面形成相同的接地取出电极18。图11中示出本比较例中制做的弹性表面波卷积器的概略图。与实施例6相同，测定了卷积特性，卷积输出的效率仅为-54dBm。即，在传输通路上存在半导体层的情况下，弹性表面波的损失加大，不能够有效地进行弹性表面波与电子的相互作用。
实施例8
作为压电体衬底1在128度Y截割LiNbO3单晶体衬底上，首先蒸镀Al膜，在预定的位置形成了栅格电极7以后，使用MBE法，作为缓冲层2以50nm的厚度低温生成Al0.5Ga0.5AsSb，然后，作为活化层3以500nm的厚度生成InSb。用同样的方法测定了活化层的电特性，可以得到电子迁移率μ＝25600cm2/Vs。然后，使用光刻技术，如图12所示那样带状地刻蚀缓冲层2以及活化层3。进而，使用提升法，形成2个输入电极4和半导体层上的相同的取出电极17。取为L＝S＝λ/6＝3.3μm，W/a＝10(W＝400μm，a＝40μm)。最后，在压电体衬底的背面形成了相同的接地取出电极18。与实施例7相同，测定了本实施例的卷积特性，可以得到-40dBm的效率。本实施例中使用的栅格电极的宽度以及电极间的幅度是λ/6。
实施例9
作为压电体衬底1在128度Y截割LiNbO3单晶体衬底上，使用MBE法，作为缓冲层2，以50nm的厚度生长Al0.5Ga0.5AsSb，作为活化层3以500nm的厚度生长InSb。活化层的电特性是载流子密度n0＝1.8×1016/cm3，电子迁移率μ＝33000cm2/Vs。接着，使用光刻技术，如图13所示那样帘状地刻蚀缓冲层2和活化层3。然后，使用提升法，形成栅格电极7，在半导体层上与该栅格电极7交叉的梳形取出电极19，2个输入电极4。最后，在压电体衬底的背面形成相同的接地取出电极18。本实施例的栅格电极的宽度L以及电极间的宽度S是L＝S＝λ/6＝4.0μm，另外，在半导体上的交叉部分取为L＝S＝λ/12＝2.0μm，以及W/a＝10(W＝400μm，a＝40μm)。与实施例7相同，测定了本实施例的卷积特性，从梳形取出电极19和压电体衬底背面的接地取出电极18之间可以得到频率333MHz的良好的卷积输出，其效率是-35dBm。即，通过形成梳形取出电极，加强半导体层上的相互作用，能够实现比实施例7的相同的取出电极更好的效率。另外，本实施例的栅格电极和与栅格电极交叉的梳形取出电极可以都形成在半导体层的下方。另外，还可以在半导体层的下方形成相同的接地取出电极。
实施例10
作为压电体衬底在128度Y截割LiNbO3衬底上，用与实施例9相同的方法，在传输通路的外侧形成由缓冲层2和活化层3组成的半导体层20。活化层的膜特性也与实施例9相同。进而在该半导体层的上面形成300nm的SiO2膜21。接着，使用光刻法，在该半导体层的上面形成栅格电极7和梳形取出电极19，而且还以比传输通路窄的宽度形成梳形取出电极22使得与相对于半导体层的栅格电极部分交叉。图14示出本实施例的弹性表面波功能器件的概略图。接着与实施例7相同，测定了卷积特性，从梳形取出电极可以得到极为良好的卷积特性，其效率达到-32dBm。本实施例中，传输通路上的栅格电极的宽度L1和电极间隔的宽度S1是2L1＝S1＝λ/4＝5μm，以λ/8形成交叉部分的栅格电极宽度和取出电极宽度以及栅格电极与取出电极间的宽度。
本发明的梳型接地取出电极虽然能够以比传输通路的宽度宽的宽度形成，但更好的是以比传输通路窄地在传输通路的外侧交叉地形成。
本实施例中，在半导体层和栅格电极之间插入了介质层21。该介质层21是为了使半导体层与栅格电极进行肖特基接合而插入的。然而，在使用栅格电极的蒸镀方法，能够容易地形成肖特基接合的情况下，不需要在该介质层21。
实施例11
用与实施例10相同的方法形成弹性表面波功能器件，以L2＝S2＝λ/8形成传输通路上的栅格电极7的宽度L2和电极间宽度S2，在半导体层上与半导体层相对的栅格电极和梳形取出电极19以及接地取出电极22的交叉部分中，电极宽度L3和电极间宽度S3变化形成为L3＝S3＝λ/16。本实施例中的λ是40μm。图15中示出本实施例的弹性表面波功能器件的整体概略图，图16中示出交叉部分的放大图。栅格电极7与接地取出电极24的交叉部分比传输通路宽度W窄，而且在传输通路外侧以3λ形成了交叉宽度E。与实施例7相同，测定了本实施例的卷积特性，从梳形取出电极能够得到频率200MHz的良好的卷积输出，其效率达到了-30dBm这样极高的效率。图17示出实际得到的卷积输出波形。
实施例12
用与实施例10相同的方法制做弹性表面波功能器件，特别地如图18所示那样从半导体上开始遍及传输通路形成栅格电极7和梳形取出电极19的交叉部分。本实施例中，以λ/8形成栅格电极的宽度和取出电极的宽度以及电极间的宽度。与实施例7相同，测定了本实施例的弹性表面波功能器件的卷积特性，从梳形取出电极能够得到良好的卷积输出，其效率是-36dBm。
实施例13
用与实施例10相同的方法制造弹性表面波功能器件，特别是如图19所示，为了不使得栅格电极与输出电极的电极间距发生变化，把半导体部分加长到2倍的长度，形成变形了的栅格电极23和梳形取出电极19以及梳形接地取出电极22。本实施例中，以λ/8形成栅格电极的宽度L，栅格电极间的宽度，梳形取出电极的宽度，栅格电极与梳形取出电极间的宽度。用与实施例7相同的方法测定了本实施例的弹性表面波功能器件的卷积特性，从梳形取出电极能够得到良好的卷积输出。其效率是-39dBm。如果应用本实施例的电极构造，则能够容易地进行栅格电极与梳形取出电极的交叉部分的微细加工。
实施例14
与实施例10相同在128度Y截割LiNbO3单晶体衬底1上，使用MBE法，作为缓冲层2以50nm的厚度生长Al0.5Ga0.5AsSb，进而在其上面作为活化层3以500nm的厚度生长了InSb。InSb的膜特性与实施例9相同。本实施例中，如图20所示，在残留并刻蚀了预定位置的半导体层后，使用提升法，形成2个输入电极4，半导体层上的栅格电极7，与该栅格电极7交叉的同时延伸到传输通路上的梳形取出电极24。最后在压电体衬底的背面形成相同的接地取出电极18。同样地测定了本实施例的弹性表面波功能器件的卷积特性，可以得到良好的卷积输出，其效率是-40dBm。
实施例15
作为压电体衬底1在128度Y截割LiNbO3衬底上，使用MBE法，作为半导体层20以500nm生长InSb，测定了电特性，电子迁移率μ＝6500cm2/Vs。进而在该半导体层上以30nm的厚度形成了SiO2膜等的介质层21和带状介质膜25B。接着使用光刻技术，进行刻蚀使得InSb层仅存在于传输通路外侧。进而使用提升法，如图21A所示那样形成了栅格电极7和输入电极4。然后，在与半导体层相对的栅格电极的部分形成带状介质膜25A，进而在该带状介质膜25A上形成了相同的取出电极26。最后，在压电体衬底背面的与带状介质膜相当的位置上形成相同的接地取出电极18。本实施例中形成的栅格电极的宽度L以及电极间的宽度S是L＝S＝λ/6＝3.33μm，另外传输通路的宽度W和半导体的宽度a是W＝400μm，a＝40μm。与实施例7相同，测定了本实施例的卷积特性，能够从带状介质膜上的取出电极得到良好的卷积输出，其效率是-39dBm。即，能够确认沿着栅格电极传送的弹性表面波在半导体层上进行相互作用，其卷积输出信号沿着栅格电极传送并且有效地借助介质膜取出。
本实施例的带状介质膜25不一定采用夹层(“三明治”)构造，也可以仅形成在栅格电极的上部。另外，接地取出电极还可以形成在栅格电极的下部形成的介质膜的下方。另外，也可以把栅格电极形成在半导体层的下方。进而，除去介质膜上的取出电极以外，还能够在半导体层的上部和下部设置输出电极，使得输出吻合而达到高效率。
实施例16
用与实施例15相同的方法制造膜构造，而且作为半导体层进行刻蚀使得InSb层20仅存在于传输通路外侧。接着如图22所示那样，用提升法形成2个输入电极4，栅格电极7以及配置为在半导体层20上与栅格电极7交叉的梳形取出电极19。进而，在与半导体层20相对的栅格电极的部分上形成带状介质膜25，在该带状介质膜上形成了相同的取出电极26。最后，在压电体衬底背面与带状介质膜25相当的位置上形成相同的接地取出电极18。本实施例中生成的栅格电极的宽度L以及电极间的宽度S是L＝S＝λ/6＝3.33μm，传输通路的宽度W和半导体的宽度a是W＝400μm，a＝40μm。与实施例7相同，测定了本实施例的卷积特性，从带状介质膜上的取出电极26和梳形取出电极19能够得到良好的卷积输出，其效率是-37dBm。本实施例的栅格电极以及梳形取出电极也可以形成在半导体层的下方。另外，栅格电极的一个端部也可以夹在带状介质膜中。
实施例17
作为压电体衬底1在128度Y截割LiNbO3单晶体衬底上，首先如图23所示，适当地组合栅格电极的宽度方向的长度使其交互地发生变化，而且形成交互的栅格电极7。接着，使用MBE法以500nm的厚度生长InSb层20。得到电子迁移率μ＝6000cm2/V.s的膜特性。接着使用光刻技术刻蚀去除InSb层的无用部分，即在栅格电极的各自一端与实施例15同样地形成带状介质膜25。然后，使用提升法，形成了2个输入电极4，半导体层上的相同取出电极17以及带状介质膜上的相同取出电极26。最后，在压电体衬底背面与带状介质膜相当的位置上形成了相同的接地取出电极18。与实施例7相同，测定了本实施例的卷积特性，从2个带状介质膜上的取出电极以及半导体层上的取出电极可以得到良好的卷积输出，其效率是-38dBm。本实施例中形成的栅格电极的宽度L以及电极间宽度S是L＝S＝λ/6＝3.3μm。
实施例18
用与实施例8相同的方法制做弹性表面波功能器件时，特别地如图24所示那样在半导体层20下部的中间形成栅格电极7，与该栅格电极7的端部之间形成相同的取出电极27使其具有空隙G。栅格电极的宽度L以及栅格电极间的宽度S是L＝S＝λ/6，以G＝λ/4形成空隙G。与实施例7相同，测定了本实施例的弹性表面波功能器件的卷积特性，从取出电极能够得到良好的卷积输出，其效率是-40dBm。如果使用本实施例的相同的取出电极，则虽然减少了栅格电极与取出电极的相互作用部分的长度，但由于不需要设置交叉部分，因此能够容易地进行微细加工。
实施例19
作为压电体衬底使用36度Y截割的LiTaO3单晶体衬底，与实施例11相同，制做了弹性表面波功能器件，同样地测定了卷积特性，从梳形取出电极能够得到良好的卷积输出，其效率是-39dBm。
以上，实施例中达到的弹性表面波卷积器的超过-40dBm的效率是至今为止所没有的极高的效率，能够扩展卷积器的种种用途。
在本发明的弹性表面波功能器件中，生长半导体层时，通过在压电体衬底上插入本发明的缓冲层，可以形成膜质极其良好的活化层。另外，通过在弹性表面波的传输通路的外侧配置半导体层能够使弹性表面波的损失成为最小限度。进而，可以选择形成在传输通路上的栅格电极的电极宽度以及电极间距使得抑制弹性表面波的反射，而且，通过形成与该栅格电极交叉的梳形取出电极和梳型接地取出电极，能够大幅度地提高弹性表面波与电子的相互作用的效率。
本发明的弹性表面波功能器件如果应用到在半导体上设置了直流电场加入电极的弹性表面波放大器中，则能够在实用的低电压下达到高增益幅度。另外，如果应用到弹性表面波卷积器中，则能够实现至今为止不能够达到的极高的效率。即，本发明的弹性表面波功能器件在至今为止的移动通讯的便携设备中所使用的部件方面带来了巨大的变革，能够用单一器件替换放大器和滤波器以及其外围电路。另外，作为期待将来有巨大发展的扩频通信中的CDMA用相关器如果使用本发明的弹性表面波卷积器，则能够同时达到低功耗化和高效率化，产业上的有用性将不可限量。