(57)【要約】  本発明は、弾性表面波の横方向の漏れを改善し、スプリアスが小さく、特性に優れた弾性表面波共振器を提供する。本発明の弾性表面波フィルタは、圧電基板上に櫛型電極と反射器電極が形成され、その上に、ＳｉＯ２薄膜が形成される。櫛型電極は、バスバー電極領域とダミー電極領域、交差領域とを含む構成であり、さらに、櫛型電極のバスバー電極領域の上部はＳｉＯ２薄膜が取り除かれた状態となっている。
2008078573.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ニオブ酸リチウムからなる基板と、前記基板の上面に設けられた櫛型電極と、前記櫛型電極を覆う誘電体薄膜とを備えた弾性表面波共振器であって、
前記櫛型電極は、バスバー電極領域とダミー電極領域と交差領域とを含む構成であって、前記バスバー電極領域および前記ダミー電極領域の少なくとも一方の上部において、前記誘電体薄膜の厚みが前記交差領域上部の前記誘電体薄膜の厚みよりも薄いまたは厚みがゼロである弾性表面波共振器。
【請求項２】
前記バスバー電極領域または前記ダミー電極領域の少なくとも一方が前記誘電体薄膜から露出した構成である請求項１に記載の弾性表面波共振器。
【請求項３】
前記櫛型電極はアポタイズ重み付けが施されている請求項１に記載の弾性表面波共振器。
【請求項４】
前記基板が、カット角が−１０〜＋３０度の回転Y板である請求項１に記載の弾性表面波共振器。
【請求項５】
前記誘電体薄膜がＳｉＯ２薄膜である請求項１に記載の弾性表面波共振器。
【請求項６】
前記ダミー電極領域は、メタライズされたダミー電極重み付けが施された請求項１に記載の弾性表面波共振器。
【請求項７】
前記ダミー電極領域が前記誘電体薄膜から露出した構成である請求項６に記載の弾性表面波共振器。
【請求項８】
前記櫛型電極は、正規型の櫛型電極構成である請求項６に記載の弾性表面波共振器。
【請求項９】
前記基板が、カット角が−１０〜＋３０度の回転Y板である請求項６に記載の弾性表面波共振器。
【請求項１０】
前記誘電体薄膜がＳｉＯ２薄膜である請求項６に記載の弾性表面波共振器。
【請求項１１】
複数の弾性表面波共振器を有する弾性表面波フィルタであって、
前記弾性表面波共振器の少なくとも１つが請求項１又は請求項６に記載の弾性表面波共振器である弾性表面波フィルタ。
【請求項１２】
送信フィルタと受信フィルタとを有するアンテナ共用器であって、
前記送信フィルタまたは受信フィルタとして、請求項１１に記載の弾性表面波フィルタを用いたアンテナ共用器。
【請求項１３】
ニオブ酸リチウムからなる基板と、前記基板の上面に設けられた櫛型電極と、前記櫛型電極を覆う誘電体薄膜とを備えた弾性表面波共振器であって、
前記櫛型電極は、バスバー電極領域とダミー電極領域と交差領域とを含む構成であって、前記バスバー電極領域または前記ダミー電極領域の少なくともいずれか一方における弾性表面波の音速が前記交差領域における弾性表面波の音速よりも速い弾性表面波共振器。
【請求項１４】
前記ダミー電極領域における弾性表面波の音速が前記交差領域における弾性表面波の音速よりも速く、
前記ダミー電極領域は、メタライズされたダミー電極重み付け部を有する構成である請求項１３に記載された弾性表面波共振器。
【請求項１５】
複数の弾性表面波共振器を有する弾性表面波フィルタであって、
前記弾性表面波共振器の少なくとも１つが請求項１３に記載の弾性表面波共振器である弾性表面波フィルタ。
【請求項１６】
送信フィルタと受信フィルタとを有するアンテナ共用器であって、
前記送信フィルタおよび受信フィルタの少なくともいずれか一方として請求項１５に記載の弾性表面波フィルタを用いたアンテナ共用器。
【請求項１７】
ニオブ酸リチウムからなる基板と、前記基板の上面に設けられた櫛型電極と、前記櫛型電極を覆う誘電体薄膜とを備えた弾性表面波共振器であって、
前記櫛型電極は、バスバー電極領域とダミー電極領域と交差領域とを含む構成であって、前記バスバー電極領域および前記ダミー電極領域の少なくともいずれか一方の上部において、前記誘電体薄膜が非形成状態である弾性表面波共振器。
【請求項１８】
前記ダミー電極領域は、メタライズされたダミー電極重み付けが施されている構成である請求項１７記載の弾性表面波共振器。
【請求項１９】
複数の弾性表面波共振器を有する弾性表面波フィルタであって、
前記弾性表面波共振器の少なくとも１つが請求項１７に記載の弾性表面波共振器である弾性表面波フィルタ。
【請求項２０】
送信フィルタと受信フィルタとを有するアンテナ共用器であって、
前記送信フィルタまたは受信フィルタとして請求項１９に記載の弾性表面波フィルタを用いたアンテナ共用器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾性表面波共振器、及びそれを用いた弾性表面波フィルタ、アンテナ共用器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、広帯域な特性を有する弾性表面波フィルタを実現するためには、例えば、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）基板などの電気機械結合係数の大きな圧電基板が用いられていた。しかし、この種の基板を用いた弾性表面波フィルタは、一般に温度特性が悪いという欠点を有していた。温度特性の改善としては、ＬｉＮｂＯ３基板上にＳｉＯ２の薄膜層を形成するとともに、前記ＬｉＮｂＯ３基板の回転Ｙ板のカット角度を−１０度〜＋３０度とし、前記薄膜層の膜厚寸法をＨ、前記弾性表面波の動作中心周波数の波長をλとしたときに、Ｈ／λの値を０．１１５から０．３１とする構成が提案されている（例えば、特許文献１）。【０００３】
このような基板上に形成される弾性表面波共振器をラダー型に接続することにより、広帯域な特性を有する弾性表面波フィルタを構成することができる。また、この種の基板を用いた場合には、横モードによるスプリアスが存在する場合がある。このスプリアスの抑圧には、一般には、櫛型電極に重み付けする方法がある。【０００４】
図１５Ａは従来の弾性表面波共振器の構成を示す上面図である。図１５Ｂは図１５Ａの１５Ｂ−１５Ｂ部分の断面図である。圧電基板１２０１上に櫛型電極１２０２と反射器電極１２０３が形成され、その上に、ＳｉＯ２薄膜１２０４が形成されている。ここで、櫛型電極１２０２は、横モードのスプリアス抑圧のために、アポタイズ重み付けが施されている。【０００５】
しかしながら、この弾性表面波共振器においては、弾性表面波共振器における音速に起因する弾性表面波の横方向の漏れにより、弾性表面波共振器の特性が劣化するという課題を有していた。また、このような弾性表面波共振器を用いて弾性表面波フィルタを構成した場合には、弾性表面波フィルタの挿入損失や減衰特性が劣化するという課題を有していた。
【特許文献１】特開２００３−２０９４５８号公報
【発明の開示】
【０００６】
本発明は、従来の課題を解決するもので、弾性表面波の漏れを改善して、特性に優れた弾性表面波共振器を提供する。また、そのような弾性表面波共振器を用いた弾性表面波フィルタ、アンテナ共用器を提供する。本発明は、ニオブ酸リチウムからなる基板と、前記基板の上面に設けられた櫛型電極と、前記櫛型電極を覆う誘電体薄膜とを備えた弾性表面波共振器である。櫛型電極は、バスバー電極領域とダミー電極領域と交差領域とを含む構成であって、バスバー電極領域またはダミー電極領域のいずれかの上部において、前記誘電体薄膜の厚みが前記交差領域上部の誘電体薄膜の厚みよりも薄い構成である。この構成で、弾性表面波の横方向の漏れを改善して、特性に優れた弾性表面波共振器を実現することができるという効果がある。また、そのような弾性表面波共振器を用いて弾性表面波フィルタ、アンテナ共用器を構成することにより、優れた特性を有する弾性表面波フィルタ、アンテナ共用器を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１Ａ】図１Ａは実施の形態１における弾性表面波共振器の構成を示す上面図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、実施の形態１における弾性表面波共振器の構成を示す断面図である。
【図２】図２は実施の形態１における弾性表面波共振器の通過特性図である。
【図３Ａ】図３Ａは実施の形態１における弾性表面波共振器の他の構成を示す上面図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは実施の形態１における弾性表面波共振器の他の構成を示す断面図である。
【図４】図４は実施の形態１における弾性表面波共振器の通過特性図である。
【図５Ａ】図５Ａは実施の形態１における弾性表面波共振器の他の構成を示す上面図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは実施の形態１における弾性表面波共振器の他の構成を示す断面図である。
【図６Ａ】図６Ａは実施の形態２における弾性表面波共振器の構成を示す上面図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは実施の形態２における弾性表面波共振器の構成を示す断面図である。
【図７Ａ】図７Ａは実施の形態２における弾性表面波共振器の通過特性図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは実施の形態２における弾性表面波共振器の通過特性図である。
【図８Ａ】図８Ａは実施の形態２における比較のための弾性表面波共振器の構成を示す上面図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは実施の形態２における比較のための弾性表面波共振器の構成を示す断面図である。
【図９Ａ】図９Ａは実施の形態２における比較のための通過特性図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは実施の形態２における比較のための通過特性図である。
【図１０】図１０は実施の形態３における弾性表面波フィルタを示す回路図である。
【図１１Ａ】図１１Ａは実施の形態２における弾性表面波共振器の構成を示す上面図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは実施の形態２における弾性表面波共振器の構成を示す断面図である。
【図１２Ａ】図１２Ａは実施の形態２における比較のための弾性表面波共振器の構成を示す上面図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは実施の形態２における比較のための弾性表面波共振器の構成を示す断面図である。
【図１３】図１３は実施の形態２における弾性表面波共振器の通過特性図である。
【図１４】図１４は実施の形態２における比較のための弾性表面波共振器の通過特性図である。
【図１５Ａ】図１５Ａは従来の弾性表面波共振器の構成を示す上面図である。
【図１５Ｂ】図１５Ｂは従来の弾性表面波共振器の構成を示す断面図である。
【図１６】図１６は従来の弾性表面波共振器の通過特性図である。
【符号の説明】
【０００８】
１０１    圧電基板
１０２    櫛型電極
１０３    反射器電極
１０４    ＳｉＯ２薄膜
１０５    バスバー電極領域
１０６    ダミー電極領域
１０７    交差領域
７０１    圧電基板
７０２    櫛型電極
７０３    反射器電極
７０４    ＳｉＯ２薄膜
７０５    バスバー電極領域
７０６    ダミー電極領域
７０７    交差領域
７０８    ダミー電極重み付け
１００１    横モードによるスプリアス
１１０１    弾性表面波共振器
１１０２    弾性表面波共振器
１１０３    弾性表面波共振器
１１０４    弾性表面波共振器
１１０５    弾性表面波共振器
１１０６    弾性表面波共振器
１２０１    圧電基板
１２０２    櫛型電極
１２０３    反射器電極
１２０４    ＳｉＯ２薄膜
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。【００１０】
（実施の形態１）
図１Ａは実施の形態１における弾性表面波共振器の構成を示す上面図である。図１Ｂは、図１Ａの１Ｂ−１Ｂの断面図である。圧電基板１０１上に櫛型電極１０２と反射器電極１０３が形成され、その上に、ＳｉＯ２薄膜１０４が形成される構成である。櫛型電極１０２は、バスバー電極領域１０５とダミー電極領域１０６、交差領域１０７とを含む構成である。櫛型電極１０２は、横モードのスプリアス抑圧のために、アポタイズ重み付けが施されている。ここで、ダミー電極領域１０６とは、櫛型電極１０２におけるダミー電極の最小長さの領域を示し、交差領域１０７とは、櫛型電極１０２の交差する最大長さの領域を示す。さらに、櫛型電極１０２のバスバー電極領域１０５の上部はＳｉＯ２薄膜１０４が取り除かれ電極が露出した構成となっている。即ち、ＳｉＯ２薄膜１０４の厚みがゼロである。【００１１】
このような弾性表面波共振器の周波数対通過特性を図２に示す。また、比較のために、図１５Ａ、図１５Ｂで示した従来の弾性表面波共振器の通過特性を図１６に示す。ここで、圧電基板１０１としては、カット角が５度の回転Ｙ板のＬｉＮｂＯ３基板を用いており、電極はＡｌを主成分とした材料を用いている。また、電極とＳｉＯ２薄膜１０４の膜厚は、波長で規格化した値で、それぞれ８％、２０％としている。図２と図１６とに示すように、本発明の弾性表面波共振器における最大減衰量は−２１ｄＢであり、従来の弾性表面波共振器における最大減衰量は−１９ｄＢである。即ち、本発明の弾性表面波共振器の特性は改善されている。また、反共振点でのＱ値に関しては、本発明の弾性表面波共振器ではＱ値が２３０であり、従来の弾性表面波共振器ではＱ値が１９４であった。共振器特性として改善が実現している。これは、バスバー電極領域１０５の上部のＳｉＯ２薄膜１０４を取り除き電極を露出させることにより、弾性表面波共振器における弾性表面波のバスバー電極領域１０５の音速が交差領域１０７の音速よりも速くすることができるため、弾性表面波の横方向すなわちバスバー電極方向への漏れを抑え、閉じ込めが良くなったためと考えられる。【００１２】
以上説明したように、本発明の弾性表面波共振器は、櫛型電極１０２におけるバスバー電極領域１０５の上部のＳｉＯ２薄膜１０４を取り除くことにより、弾性表面波共振器の特性を改善でき、優れた弾性表面波共振器を実現することができる。【００１３】
ＳｉＯ２薄膜を取り除く方法としては、ＳｉＯ２薄膜の成膜後にエッチングして形成してもよく、また、ＳｉＯ２薄膜の成膜前にあらかじめ櫛型電極１０２におけるバスバー電極領域１０５の上部にマスキングしてＳｉＯ２薄膜が非形成状態となるようにしてもかまわない。【００１４】
なお、本実施の形態においては、櫛型電極１０２におけるバスバー電極領域１０５の上部のＳｉＯ２薄膜１０４を取り除く構成について説明したが、これは図３Ａ、図３Ｂに示すような構成であってもよい。図３Ａは実施の形態１における弾性表面波共振器の他の構成を示す上面図である。図３Ｂは図３Ａの３Ｂ−Ｂの断面図である。図１の構成と異なるのは、弾性表面波共振器の櫛型電極１０２のダミー電極領域１０６の上部のＳｉＯ２薄膜１０４が取り除かれている点である。このような弾性表面波共振器の通過特性を図４に示す。図４において、最大減衰量は−２３ｄＢとさらに改善している。また、反共振点のＱ値は２４５であり、向上している。このように、ダミー電極領域１０６のＳｉＯ２薄膜１０４を取り除くことにより弾性表面波共振器の特性をさらに改善することができる。【００１５】
なお、本実施の形態においては、櫛型電極１０２におけるバスバー電極領域１０５とダミー電極領域１０６の上部のＳｉＯ２薄膜１０４が全て取り除かれた構成として説明しているが、この構成に関してはこれに限るものではない。どちらか一方でもよい。また、図５Ａに示すような弾性表面波共振器の構成であってもかまわない。図５Ａは実施の形態１における弾性表面波共振器の他の構成を示す上面図である。図５Ｂは図５Ａにおける５Ｂ−５Ｂの断面図である。このように、ＳｉＯ２薄膜１０４を取り除く領域を櫛型電極１０２のダミー電極領域１０６と交差領域１０７の間のギャップ領域にまで適用してもかまわない。この場合には、弾性表面波の主な伝搬路である交差領域１０７の上部においては、ＳｉＯ２薄膜１０４は残したままとするのが好ましく、交差領域１０７の上部のＳｉＯ２薄膜１０４を取り除くと共振器特性を劣化させてしまう可能性がある。よって、ＳｉＯ２薄膜１０４は最大交差幅よりもダミー電極領域１０６側において取り除くことが好ましい。【００１６】
なお、本実施の形態においては、櫛型電極１０２におけるバスバー電極領域１０５、またはダミー電極領域１０６の上部のＳｉＯ２薄膜１０４が全て取り除かれた構成、即ちＳｉＯ２薄膜１０４の厚みがゼロとして説明しているが、この構成に限るものではない。交差領域１０７の上部のＳｉＯ２薄膜１０４よりもバスバー電極領域１０５の上部のＳｉＯ２薄膜１０４が薄い構成であってもよい。弾性表面波共振器の交差領域１０７の上部とバスバー電極領域１０５、またはダミー電極領域１０６の上部との構成を変えて、弾性表面波共振器における弾性表面波のバスバー電極領域１０５の音速が交差領域１０７の音速よりも速くすることができる構成であればよい。【００１７】
また、櫛型電極１０２におけるバスバー電極領域１０５、またはダミー電極領域１０６におけるすべての領域の上部のＳｉＯ２薄膜１０４が取り除かれたとしているが、これは少なくとも一部の領域だけであってもかまわない。すなわち、櫛型電極１０２におけるバスバー電極領域１０５、またはダミー電極領域１０６における一部の領域におけるＳｉＯ２薄膜１０４が取り除かれたか、あるいはＳｉＯ２薄膜１０４が薄い構成かであれば本発明と同様の効果は得られる。【００１８】
また、本実施の形態においては、圧電基板１０１として、カット角が５度の回転Ｙ板のＬｉＮｂＯ３基板とし、電極とＳｉＯ２薄膜１０４の膜厚は、波長で規格化した値で、それぞれ８％、２０％であるとして説明したが、これらに限るものではなく、また、ＬｉＮｂＯ３基板のカット角については、−１０から＋３０度程度の範囲であれば、本発明の構成を適用することにより、広帯域でかつ温度特性に優れ、特性の優れた弾性表面波共振器を実現することができる。【００１９】
また、電極の材料に関しては、Ａｌを主成分とする材料としているが、これに限るものではなく、ＣｕやＡｕ、その他の材料を用いてもかまわない。【００２０】
また、誘電体薄膜としてＳｉＯ２薄膜１０４を用いた構成として説明したが、これは他の誘電体材料、またはその多層構成にも適用可能である。【００２１】
また、反射器電極１０３の構成に関しても、本実施の形態に限るものではない。また、反射器電極１０３において、櫛型電極１０２のバスバー電極領域１０５、ダミー電極領域１０６に対応する領域の上部におけるＳｉＯ２薄膜１０４を取り除く、あるいは薄くする構成であってもかまわない。この場合には、反射器における弾性表面波の横方向への漏れの軽減が期待できる。【００２２】
また、櫛型電極１０２に関しても、実施の形態においてはアポタイズ重み付けを施しているが、この構成に限るものではない。【００２３】
また、本実施の形態においては、反射器電極を備えた弾性表面波共振器として説明をしているが、本発明は櫛型電極に適用するものであり、反射器電極がない場合であっても効果は得られる。【００２４】
（実施の形態２）
図６Ａは実施の形態２における弾性表面波共振器の構成を示す上面図である。図６Ｂは図６Ａの６Ｂ−６Ｂの断面図である。圧電基板７０１上に櫛型電極７０２と反射器電極７０３が形成され、その上に、ＳｉＯ２薄膜７０４が形成されている。櫛型電極７０２は、バスバー電極領域７０５とダミー電極領域７０６、交差領域７０７とを含む構成であり、アポタイズ重み付けを施さない正規型の櫛型電極構成である。ここで、ダミー電極領域７０６とは、櫛型電極７０２におけるダミー電極の最小長さの領域を示し、交差領域７０７とは、櫛型電極の交差する最大長さの領域を示す。また、ダミー電極領域７０６はメタライズされたダミー電極重み付け７０８が施されている構成であって、中心部から外側に向かってメタライズ領域が大きくなり、ダミー電極の長さが徐々に短くなっている構成である。さらに、櫛型電極７０２のバスバー電極領域７０５、ダミー電極領域７０６及びその上部において、ＳｉＯ２薄膜７０４が取り除かれた構成となっている。【００２５】
このような弾性表面波共振器の通過特性を図７Ａ、図７Ｂに示す。図７Ａ，図７Ｂは同じ弾性表面波共振器の通過特性であり、図７Ｂは図７Ａの縦軸を拡大した図である。また、比較のため、図８Ａ、図８Ｂで示すような弾性表面波共振器の通過特性を図９Ａ、図９Ｂに示す。図８Ａは実施の形態２における比較のための弾性表面波共振器の構成を示す上面図である。図８Ｂは図８Ａの８Ｂ−８Ｂの断面を示す。図９Ｂは、図９Ａの縦軸を拡大した図である。ここで、圧電基板としては、カット角が５度の回転Ｙ板のＬｉＮｂＯ３基板を用いており、電極はＡｌを主成分とした材料を用いている。また、電極とＳｉＯ２薄膜の膜厚は、波長で規格化した値で、それぞれ８％、２０％としている。本実施の形態である図６Ａ、図６Ｂの弾性表面波共振器の構成はメタライズされたダミー電極重み付け７０８を含むダミー電極領域７０６上のＳｉＯ２薄膜７０４が取り除かれている。一方、図８Ａ、図８Ｂの比較のための弾性表面波共振器は、ダミー電極重み付け７０８を含むダミー電極領域７０６上のＳｉＯ２薄膜７０４が存在する。図９Ａ，図９Ｂにおいては、横モードによるスプリアス１００１が現れている。一方、図７Ａ、図７Ｂにおいては、このスプリアスが抑圧されて優れた共振器特性が得られている。また、図７Ａに示すように、本発明の弾性表面波共振器における最大減衰量は−２０ｄＢである。また、図９Ａに示すように、比較のための弾性表面波共振器における最大減衰量は−１８ｄＢである。このように、本発明の構成により、弾性表面波共振器の特性の改善も同時に実現している。これは、ダミー電極領域７０６の上部のＳｉＯ２薄膜７０４を取り除くことにより、弾性表面波共振器における弾性表面波のダミー電極領域７０６の音速が交差領域７０７の音速よりも速くすることができ、弾性表面波の横方向すなわち、ダミー電極領域７０６方向への漏れを抑え、閉じ込めが良くなったためである。【００２６】
よって、本発明の構成においては、メタライズされたダミー電極重み付け７０８が施されたダミー電極領域の上部におけるＳｉＯ２薄膜を非形成状態とすることにより、横モードによるスプリアス１００１を抑圧できるという効果に加えて、共振器特性を改善するという効果が得られるものである。【００２７】
また、本実施の形態で示したように、アポタイズ重み付けを施すことなく、正規型の櫛型電極構成で横モードによるスプリアスを抑圧できるということは、アポタイズ重み付けによるＱ値などの共振器特性の低下を防ぐことができ、弾性表面波共振器を実現する上で特性的に有利な構成となる。さらに、弾性表面波共振器として、同一の静電容量を実現する場合、本発明の弾性表面波共振器のほうが、アポタイズ重み付けを施さなくても横モードのスプリアスを抑圧できるため、従来のアポタイズ重み付けされた弾性表面波共振器よりも共振器サイズを小さくすることができ、弾性表面波共振器を小型化できるという効果もある。【００２８】
以上説明したように、本発明の弾性表面波共振器は、櫛型電極７０２におけるダミー電極領域７０６に重み付けを施し、さらにその上部のＳｉＯ２薄膜７０４を取り除くことにより、弾性表面波共振器の特性を改善でき、優れた弾性表面波共振器を実現することができる。【００２９】
なお、本実施の形態においては、櫛型電極７０２におけるダミー電極領域７０６の上部のＳｉＯ２薄膜７０４を取り除く構成について説明したが、これは、ダミー電極領域７０６とバスバー電極領域７０５の両方の上部のＳｉＯ２薄膜７０４を取り除く構成であってもかまわない。【００３０】
また、ＳｉＯ２薄膜７０４が全て取り除かれたとして説明しているが、この構成に関してはこれに限るものではなく、交差領域７０７の上部のＳｉＯ２薄膜よりもダミー電極領域７０６の上部のＳｉＯ２薄膜が薄い構成であってもよい。弾性表面波共振器の交差領域７０７の上部とダミー電極領域７０６の上部との構成を変えて、弾性表面波共振器における弾性表面波のダミー電極領域７０６の音速が交差領域７０７の音速よりも速くすることができる構成であればよい。【００３１】
また、ダミー電極領域７０６におけるすべての領域の上部のＳｉＯ２薄膜７０４が取り除かれた構成としているが、これは少なくとも一部の領域のであってもかまわない。すなわち、ダミー電極領域７０６における一部の領域におけるＳｉＯ２薄膜７０４が取り除かれた、あるいはＳｉＯ２薄膜７０４が薄い構成であれば本発明と同様の効果は得られる。【００３２】
また、ダミー電極領域７０６と合わせて、櫛型電極７０２におけるバスバー電極領域７０５における一部の領域におけるＳｉＯ２薄膜７０４が取り除かれた、あるいはＳｉＯ２薄膜が薄い構成であってもかまわない。【００３３】
また、ダミー重み付けの形状を中心部から外側に向かってメタライズされてダミー電極の長さが徐々に短くなっている構成としているがこれに限るものではなく、ダミー電極領域に何らかの重み付けがされ、かつ、ＳｉＯ２薄膜７０４が取り除かれた、あるいはＳｉＯ２薄膜７０４が薄い構成であれば本発明と同様の効果が得られる。【００３４】
また、本実施の形態においては、圧電基板はカット角が５度の回転Ｙ板のＬｉＮｂＯ３基板とし、櫛型電極７０２における電極とＳｉＯ２薄膜７０４の膜厚は、波長で規格化した値で、それぞれ８％、２０％であるとして説明したが、これらに限るものではなく、また、ＬｉＮｂＯ３基板のカット角については、−１０から＋３０度程度の範囲であれば、本発明の構成を適用することにより、広帯域でかつ温度特性に優れ、特性の優れた弾性表面波共振器を実現することができる。【００３５】
また、電極の材料に関しては、Ａｌを主成分とする材料としているが、これに限るものではなく、ＣｕやＡｕ、その他の材料を用いてもかまわない。【００３６】
また、誘電体薄膜としてＳｉＯ２薄膜７０４を用いた構成として説明したが、これは他の材料、または多層構成であってもかまわない。【００３７】
また、反射器電極７０３の構成に関しても、これに限るものではなく、また、反射器電極７０３におけるバスバー電極領域７０５、ダミー電極領域７０６に対応する領域の上部におけるＳｉＯ２薄膜７０４を取り除く、あるいは薄くする構成であってもかまわない。この場合には、反射器における弾性表面波の横方向への漏れの軽減が期待できる。【００３８】
また、櫛型電極７０２に関しても、本実施の形態においては正規型の電極構成としているが、アポタイズ重み付けと組み合わせて用いてもよい。その場合には、さらにスプリアスの抑圧の効果が実現できるものである。【００３９】
また、本実施の形態においては、反射器電極を備えた弾性表面波共振器として説明をしているが、本発明は櫛型電極に適用するものであり、反射器電極がない場合であっても効果は得られる。【００４０】
次に、誘電体薄膜の非形成状態の領域に関して説明する。図１１Ａは弾性表面波共振器の構成を示す上面図である。図１１Ｂは図１１Ａの１１Ｂ−１１Ｂの断面図である。図１２Ａは図１１Ａとの比較のための弾性表面波共振器の構成を示す上面図である。図１２Ｂは図１２Ａの１２Ｂ−１２Ｂの断面図である。図１１Ａ、図１１Ｂに示すように、誘電体薄膜の非形成状態の領域がダミー領域の上とバスバー領域の上のみとした場合と、図１２Ａ、図１２Ｂに示すように誘電体薄膜の非形成状態の領域が交差領域の一部を含むとした場合とについて比較を行った。ここでは、交差幅は２５μｍであり、図１２Ａ、図１２Ｂでは、交差領域において、１μｍ内側に誘電体薄膜の非形成状態の領域を形成している。また、弾性表面波共振器の構成としては、正規型の電極構成とし、ダミー電極重み付けの施されていない状態で比較を行った。図１１Ａ，図１１Ｂにおける弾性表面波共振器の特性を図１３に示す。図１２Ａ、図１２Ｂにおける弾性表面波共振器の特性を図１４に示す。図１１Ａ、図１１Ｂの弾性表面波共振器の共振器特性に比べ、図１２Ａ、図１２Ｂの弾性表面波共振器の共振器特性はスプリアスが大きく、弾性表面波共振器として特性が劣化している。よって、交差領域に関しては、誘電体薄膜が形成状態とする方が好ましい。【００４１】
（実施の形態３）
図１０は、本発明の実施の形態３における弾性表面波フィルタの構成を示す図である。図１０において、１１０１、１１０２、１１０３、１１０４は直列腕の弾性表面波共振器であり、１１０５、１１０６は並列腕の弾性表面波共振器である。ここで、弾性表面波共振器１１０１、１１０２、１１０３、１１０４、１１０５、１１０６は、実施の形態１、あるいは実施の形態２で示した弾性表面波共振器を用いて構成される。以上の構成により、優れた特性を有するラダー型の弾性表面波フィルタを実現することができる。【００４２】
本実施の形態においては、６個の弾性表面波共振器１１０１、１１０２、１１０３、１１０４、１１０５、１１０６を用いたラダー型の弾性表面波フィルタについて説明したが、弾性表面波共振器の個数や構成に関してはこれに限るものではなく、弾性表面波フィルタを構成する弾性表面波共振器の少なくとも一つに、実施の形態１、あるいは実施の形態２の構成の弾性表面波共振器を適用すれば、改善の効果は得られるものである。【００４３】
また、本発明においては、櫛型電極１０２、７０２の両側に反射器電極１０３、７０３を配置した弾性表面波共振器によるラダー型の弾性表面波フィルタだけでなく、櫛型電極１０２、７０２を複数個近接配置して構成される縦モード型フィルタにおいても、実施の形態１、あるいは実施の形態２における櫛型電極１０２、７０２の構成を適用すれば、縦モード型の弾性表面波フィルタとしての特性改善の効果は得られるものである。【００４４】
また、本発明は弾性表面波フィルタだけでなく、送信フィルタと受信フィルタとにより構成されるアンテナ共用器にも適用可能であり、送信フィルタ、または受信フィルタのいずれかに本発明の弾性表面波共振器または弾性表面波フィルタを使用することにより、優れた特性を有するアンテナ共用器を実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明に係る弾性表面波共振器は、弾性表面波の横方向の漏れを改善して、特性に優れた弾性表面波共振器を実現することができるという効果を奏するものである。また、そのような弾性表面波共振器を用いた弾性表面波フィルタ、アンテナ共用器を構成することにより、優れた特性を有する弾性表面波フィルタ、アンテナ共用器を実現することができるという効果を奏するものである。
【図１Ａ】
2008078573.tif 000003
【図１Ｂ】
2008078573.tif 000004
【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
2008078573.tif 000021
【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６】
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【手続補正書】
【提出日】平成20年4月8日(2008.4.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ニオブ酸リチウムからなる基板と、前記基板の上面に設けられた櫛型電極と、前記櫛型電極を覆う誘電体薄膜とを備えた弾性表面波共振器であって、
前記櫛型電極は、バスバー電極領域とダミー電極領域と交差領域とを含む構成であって、前記バスバー電極領域および前記ダミー電極領域の少なくとも一方の上部において、前記誘電体薄膜の厚みが前記交差領域上部の前記誘電体薄膜の厚みよりも薄いまたは厚みがゼロである弾性表面波共振器。
【請求項２】
前記バスバー電極領域または前記ダミー電極領域の少なくとも一方が前記誘電体薄膜から露出した構成である請求項１に記載の弾性表面波共振器。
【請求項３】
前記櫛型電極はアポタイズ重み付けが施されている請求項１に記載の弾性表面波共振器。
【請求項４】
前記基板が、カット角が−１０〜＋３０度の回転Y板である請求項１に記載の弾性表面波共振器。
【請求項５】
前記誘電体薄膜がＳｉＯ２薄膜である請求項１に記載の弾性表面波共振器。
【請求項６】
前記ダミー電極領域は、メタライズされたダミー電極重み付けが施された請求項１に記載の弾性表面波共振器。
【請求項７】
前記ダミー電極領域が前記誘電体薄膜から露出した構成である請求項６に記載の弾性表面波共振器。
【請求項８】
前記櫛型電極は、正規型の櫛型電極構成である請求項６に記載の弾性表面波共振器。
【請求項９】
前記基板が、カット角が−１０〜＋３０度の回転Y板である請求項６に記載の弾性表面波共振器。
【請求項１０】
前記誘電体薄膜がＳｉＯ２薄膜である請求項６に記載の弾性表面波共振器。
【請求項１１】
複数の弾性表面波共振器を有する弾性表面波フィルタであって、
前記弾性表面波共振器の少なくとも１つが請求項１又は請求項６に記載の弾性表面波共振器である弾性表面波フィルタ。
【請求項１２】
送信フィルタと受信フィルタとを有するアンテナ共用器であって、
前記送信フィルタまたは受信フィルタとして、請求項１１に記載の弾性表面波フィルタを用いたアンテナ共用器。
【請求項１３】
ニオブ酸リチウムからなる基板と、前記基板の上面に設けられた櫛型電極と、前記櫛型電極を覆う誘電体薄膜とを備えた弾性表面波共振器であって、
前記櫛型電極は、バスバー電極領域とダミー電極領域と交差領域とを含む構成であって、前記バスバー電極領域または前記ダミー電極領域の少なくともいずれか一方における弾性表面波の音速が前記交差領域における弾性表面波の音速よりも速い弾性表面波共振器。
【請求項１４】
前記ダミー電極領域における弾性表面波の音速が前記交差領域における弾性表面波の音速よりも速く、
前記ダミー電極領域は、メタライズされたダミー電極重み付け部を有する構成である請求項１３に記載された弾性表面波共振器。
【請求項１５】
複数の弾性表面波共振器を有する弾性表面波フィルタであって、
前記弾性表面波共振器の少なくとも１つが請求項１３に記載の弾性表面波共振器である弾性表面波フィルタ。
【請求項１６】
送信フィルタと受信フィルタとを有するアンテナ共用器であって、
前記送信フィルタおよび受信フィルタの少なくともいずれか一方として請求項１５に記載の弾性表面波フィルタを用いたアンテナ共用器。
【請求項１７】
ニオブ酸リチウムからなる基板と、前記基板の上面に設けられた櫛型電極と、前記櫛型電極を覆う誘電体薄膜とを備えた弾性表面波共振器であって、
前記櫛型電極は、バスバー電極領域とダミー電極領域と交差領域とを含む構成であって、前記バスバー電極領域および前記ダミー電極領域の少なくともいずれか一方の上部において、前記誘電体薄膜が非形成状態である弾性表面波共振器。
【請求項１８】
前記ダミー電極領域は、メタライズされたダミー電極重み付けが施されている構成である請求項１７記載の弾性表面波共振器。
【請求項１９】
複数の弾性表面波共振器を有する弾性表面波フィルタであって、
前記弾性表面波共振器の少なくとも１つが請求項１７に記載の弾性表面波共振器である弾性表面波フィルタ。
【請求項２０】
送信フィルタと受信フィルタとを有するアンテナ共用器であって、
前記送信フィルタまたは受信フィルタとして請求項１９に記載の弾性表面波フィルタを用いたアンテナ共用器。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾性表面波共振器、及びそれを用いた弾性表面波フィルタ、アンテナ共用器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、広帯域な特性を有する弾性表面波フィルタを実現するためには、例えば、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）基板などの電気機械結合係数の大きな圧電基板が用いられていた。しかし、この種の基板を用いた弾性表面波フィルタは、一般に温度特性が悪いという欠点を有していた。温度特性の改善としては、ＬｉＮｂＯ３基板上にＳｉＯ２の薄膜層を形成するとともに、前記ＬｉＮｂＯ３基板の回転Ｙ板のカット角度を−１０度〜＋３０度とし、前記薄膜層の膜厚寸法をＨ、前記弾性表面波の動作中心周波数の波長をλとしたときに、Ｈ／λの値を０．１１５から０．３１とする構成が提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
このような基板上に形成される弾性表面波共振器をラダー型に接続することにより、広帯域な特性を有する弾性表面波フィルタを構成することができる。また、この種の基板を用いた場合には、横モードによるスプリアスが存在する場合がある。このスプリアスの抑圧には、一般には、櫛型電極に重み付けする方法がある。
【０００４】
図１５Ａは従来の弾性表面波共振器の構成を示す上面図である。図１５Ｂは図１５Ａの１５Ｂ−１５Ｂ部分の断面図である。圧電基板１２０１上に櫛型電極１２０２と反射器電極１２０３が形成され、その上に、ＳｉＯ２薄膜１２０４が形成されている。ここで、櫛型電極１２０２は、横モードのスプリアス抑圧のために、アポタイズ重み付けが施されている。
【０００５】
しかしながら、この弾性表面波共振器においては、弾性表面波共振器における音速に起因する弾性表面波の横方向の漏れにより、弾性表面波共振器の特性が劣化するという課題を有していた。また、このような弾性表面波共振器を用いて弾性表面波フィルタを構成した場合には、弾性表面波フィルタの挿入損失や減衰特性が劣化するという課題を有していた。
【特許文献１】特開２００３−２０９４５８号公報
【発明の開示】
【０００６】
本発明は、従来の課題を解決するもので、弾性表面波の漏れを改善して、特性に優れた弾性表面波共振器を提供する。また、そのような弾性表面波共振器を用いた弾性表面波フィルタ、アンテナ共用器を提供する。本発明は、ニオブ酸リチウムからなる基板と、前記基板の上面に設けられた櫛型電極と、前記櫛型電極を覆う誘電体薄膜とを備えた弾性表面波共振器である。櫛型電極は、バスバー電極領域とダミー電極領域と交差領域とを含む構成であって、バスバー電極領域またはダミー電極領域のいずれかの上部において、前記誘電体薄膜の厚みが前記交差領域上部の誘電体薄膜の厚みよりも薄い構成である。この構成で、弾性表面波の横方向の漏れを改善して、特性に優れた弾性表面波共振器を実現することができるという効果がある。また、そのような弾性表面波共振器を用いて弾性表面波フィルタ、アンテナ共用器を構成することにより、優れた特性を有する弾性表面波フィルタ、アンテナ共用器を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【０００８】
（実施の形態１）
図１Ａは実施の形態１における弾性表面波共振器の構成を示す上面図である。図１Ｂは、図１Ａの１Ｂ−１Ｂの断面図である。圧電基板１０１上に櫛型電極１０２と反射器電極１０３が形成され、その上に、ＳｉＯ２薄膜１０４が形成される構成である。櫛型電極１０２は、バスバー電極領域１０５とダミー電極領域１０６、交差領域１０７とを含む構成である。櫛型電極１０２は、横モードのスプリアス抑圧のために、アポタイズ重み付けが施されている。ここで、ダミー電極領域１０６とは、櫛型電極１０２におけるダミー電極の最小長さの領域を示し、交差領域１０７とは、櫛型電極１０２の交差する最大長さの領域を示す。さらに、櫛型電極１０２のバスバー電極領域１０５の上部はＳｉＯ２薄膜１０４が取り除かれ電極が露出した構成となっている。即ち、ＳｉＯ２薄膜１０４の厚みがゼロである。
【０００９】
このような弾性表面波共振器の周波数対通過特性を図２に示す。また、比較のために、図１５Ａ、図１５Ｂで示した従来の弾性表面波共振器の通過特性を図１６に示す。ここで、圧電基板１０１としては、カット角が５度の回転Ｙ板のＬｉＮｂＯ３基板を用いており、電極はＡｌを主成分とした材料を用いている。また、電極とＳｉＯ２薄膜１０４の膜厚は、波長で規格化した値で、それぞれ８％、２０％としている。図２と図１６とに示すように、本発明の弾性表面波共振器における最大減衰量は−２１ｄＢであり、従来の弾性表面波共振器における最大減衰量は−１９ｄＢである。即ち、本発明の弾性表面波共振器の特性は改善されている。また、反共振点でのＱ値に関しては、本発明の弾性表面波共振器ではＱ値が２３０であり、従来の弾性表面波共振器ではＱ値が１９４であった。共振器特性として改善が実現している。これは、バスバー電極領域１０５の上部のＳｉＯ２薄膜１０４を取り除き電極を露出させることにより、弾性表面波共振器における弾性表面波のバスバー電極領域１０５の音速が交差領域１０７の音速よりも速くすることができるため、弾性表面波の横方向すなわちバスバー電極方向への漏れを抑え、閉じ込めが良くなったためと考えられる。
【００１０】
以上説明したように、本発明の弾性表面波共振器は、櫛型電極１０２におけるバスバー電極領域１０５の上部のＳｉＯ２薄膜１０４を取り除くことにより、弾性表面波共振器の特性を改善でき、優れた弾性表面波共振器を実現することができる。
【００１１】
ＳｉＯ２薄膜を取り除く方法としては、ＳｉＯ２薄膜の成膜後にエッチングして形成してもよく、また、ＳｉＯ２薄膜の成膜前にあらかじめ櫛型電極１０２におけるバスバー電極領域１０５の上部にマスキングしてＳｉＯ２薄膜が非形成状態となるようにしてもかまわない。
【００１２】
なお、本実施の形態においては、櫛型電極１０２におけるバスバー電極領域１０５の上部のＳｉＯ２薄膜１０４を取り除く構成について説明したが、これは図３Ａ、図３Ｂに示すような構成であってもよい。図３Ａは実施の形態１における弾性表面波共振器の他の構成を示す上面図である。図３Ｂは図３Ａの３Ｂ−Ｂの断面図である。図１の構成と異なるのは、弾性表面波共振器の櫛型電極１０２のダミー電極領域１０６の上部のＳｉＯ２薄膜１０４が取り除かれている点である。このような弾性表面波共振器の通過特性を図４に示す。図４において、最大減衰量は−２３ｄＢとさらに改善している。また、反共振点のＱ値は２４５であり、向上している。このように、ダミー電極領域１０６のＳｉＯ２薄膜１０４を取り除くことにより弾性表面波共振器の特性をさらに改善することができる。
【００１３】
なお、本実施の形態においては、櫛型電極１０２におけるバスバー電極領域１０５とダミー電極領域１０６の上部のＳｉＯ２薄膜１０４が全て取り除かれた構成として説明しているが、この構成に関してはこれに限るものではない。どちらか一方でもよい。また、図５Ａに示すような弾性表面波共振器の構成であってもかまわない。図５Ａは実施の形態１における弾性表面波共振器の他の構成を示す上面図である。図５Ｂは図５Ａにおける５Ｂ−５Ｂの断面図である。このように、ＳｉＯ２薄膜１０４を取り除く領域を櫛型電極１０２のダミー電極領域１０６と交差領域１０７の間のギャップ領域にまで適用してもかまわない。この場合には、弾性表面波の主な伝搬路である交差領域１０７の上部においては、ＳｉＯ２薄膜１０４は残したままとするのが好ましく、交差領域１０７の上部のＳｉＯ２薄膜１０４を取り除くと共振器特性を劣化させてしまう可能性がある。よって、ＳｉＯ２薄膜１０４は最大交差幅よりもダミー電極領域１０６側において取り除くことが好ましい。
【００１４】
なお、本実施の形態においては、櫛型電極１０２におけるバスバー電極領域１０５、またはダミー電極領域１０６の上部のＳｉＯ２薄膜１０４が全て取り除かれた構成、即ちＳｉＯ２薄膜１０４の厚みがゼロとして説明しているが、この構成に限るものではない。交差領域１０７の上部のＳｉＯ２薄膜１０４よりもバスバー電極領域１０５の上部のＳｉＯ２薄膜１０４が薄い構成であってもよい。弾性表面波共振器の交差領域１０７の上部とバスバー電極領域１０５、またはダミー電極領域１０６の上部との構成を変えて、弾性表面波共振器における弾性表面波のバスバー電極領域１０５の音速が交差領域１０７の音速よりも速くすることができる構成であればよい。
【００１５】
また、櫛型電極１０２におけるバスバー電極領域１０５、またはダミー電極領域１０６におけるすべての領域の上部のＳｉＯ２薄膜１０４が取り除かれたとしているが、これは少なくとも一部の領域だけであってもかまわない。すなわち、櫛型電極１０２におけるバスバー電極領域１０５、またはダミー電極領域１０６における一部の領域におけるＳｉＯ２薄膜１０４が取り除かれたか、あるいはＳｉＯ２薄膜１０４が薄い構成かであれば本発明と同様の効果は得られる。
【００１６】
また、本実施の形態においては、圧電基板１０１として、カット角が５度の回転Ｙ板のＬｉＮｂＯ３基板とし、電極とＳｉＯ２薄膜１０４の膜厚は、波長で規格化した値で、それぞれ８％、２０％であるとして説明したが、これらに限るものではなく、また、ＬｉＮｂＯ３基板のカット角については、−１０から＋３０度程度の範囲であれば、本発明の構成を適用することにより、広帯域でかつ温度特性に優れ、特性の優れた弾性表面波共振器を実現することができる。
【００１７】
また、電極の材料に関しては、Ａｌを主成分とする材料としているが、これに限るものではなく、ＣｕやＡｕ、その他の材料を用いてもかまわない。
【００１８】
また、誘電体薄膜としてＳｉＯ２薄膜１０４を用いた構成として説明したが、これは他の誘電体材料、またはその多層構成にも適用可能である。
【００１９】
また、反射器電極１０３の構成に関しても、本実施の形態に限るものではない。また、反射器電極１０３において、櫛型電極１０２のバスバー電極領域１０５、ダミー電極領域１０６に対応する領域の上部におけるＳｉＯ２薄膜１０４を取り除く、あるいは薄くする構成であってもかまわない。この場合には、反射器における弾性表面波の横方向への漏れの軽減が期待できる。
【００２０】
また、櫛型電極１０２に関しても、実施の形態においてはアポタイズ重み付けを施しているが、この構成に限るものではない。
【００２１】
また、本実施の形態においては、反射器電極を備えた弾性表面波共振器として説明をしているが、本発明は櫛型電極に適用するものであり、反射器電極がない場合であっても効果は得られる。
【００２２】
（実施の形態２）
図６Ａは実施の形態２における弾性表面波共振器の構成を示す上面図である。図６Ｂは図６Ａの６Ｂ−６Ｂの断面図である。圧電基板７０１上に櫛型電極７０２と反射器電極７０３が形成され、その上に、ＳｉＯ２薄膜７０４が形成されている。櫛型電極７０２は、バスバー電極領域７０５とダミー電極領域７０６、交差領域７０７とを含む構成であり、アポタイズ重み付けを施さない正規型の櫛型電極構成である。ここで、ダミー電極領域７０６とは、櫛型電極７０２におけるダミー電極の最小長さの領域を示し、交差領域７０７とは、櫛型電極の交差する最大長さの領域を示す。また、ダミー電極領域７０６はメタライズされたダミー電極重み付け７０８が施されている構成であって、中心部から外側に向かってメタライズ領域が大きくなり、ダミー電極の長さが徐々に短くなっている構成である。さらに、櫛型電極７０２のバスバー電極領域７０５、ダミー電極領域７０６及びその上部において、ＳｉＯ２薄膜７０４が取り除かれた構成となっている。
【００２３】
このような弾性表面波共振器の通過特性を図７Ａ、図７Ｂに示す。図７Ａ，図７Ｂは同じ弾性表面波共振器の通過特性であり、図７Ｂは図７Ａの縦軸を拡大した図である。また、比較のため、図８Ａ、図８Ｂで示すような弾性表面波共振器の通過特性を図９Ａ、図９Ｂに示す。図８Ａは実施の形態２における比較のための弾性表面波共振器の構成を示す上面図である。図８Ｂは図８Ａの８Ｂ−８Ｂの断面を示す。図９Ｂは、図９Ａの縦軸を拡大した図である。ここで、圧電基板としては、カット角が５度の回転Ｙ板のＬｉＮｂＯ３基板を用いており、電極はＡｌを主成分とした材料を用いている。また、電極とＳｉＯ２薄膜の膜厚は、波長で規格化した値で、それぞれ８％、２０％としている。本実施の形態である図６Ａ、図６Ｂの弾性表面波共振器の構成はメタライズされたダミー電極重み付け７０８を含むダミー電極領域７０６上のＳｉＯ２薄膜７０４が取り除かれている。一方、図８Ａ、図８Ｂの比較のための弾性表面波共振器は、ダミー電極重み付け７０８を含むダミー電極領域７０６上のＳｉＯ２薄膜７０４が存在する。図９Ａ，図９Ｂにおいては、横モードによるスプリアス１００１が現れている。一方、図７Ａ、図７Ｂにおいては、このスプリアスが抑圧されて優れた共振器特性が得られている。また、図７Ａに示すように、本発明の弾性表面波共振器における最大減衰量は−２０ｄＢである。また、図９Ａに示すように、比較のための弾性表面波共振器における最大減衰量は−１８ｄＢである。このように、本発明の構成により、弾性表面波共振器の特性の改善も同時に実現している。これは、ダミー電極領域７０６の上部のＳｉＯ２薄膜７０４を取り除くことにより、弾性表面波共振器における弾性表面波のダミー電極領域７０６の音速が交差領域７０７の音速よりも速くすることができ、弾性表面波の横方向すなわち、ダミー電極領域７０６方向への漏れを抑え、閉じ込めが良くなったためである。
【００２４】
よって、本発明の構成においては、メタライズされたダミー電極重み付け７０８が施されたダミー電極領域の上部におけるＳｉＯ２薄膜を非形成状態とすることにより、横モードによるスプリアス１００１を抑圧できるという効果に加えて、共振器特性を改善するという効果が得られるものである。
【００２５】
また、本実施の形態で示したように、アポタイズ重み付けを施すことなく、正規型の櫛型電極構成で横モードによるスプリアスを抑圧できるということは、アポタイズ重み付けによるＱ値などの共振器特性の低下を防ぐことができ、弾性表面波共振器を実現する上で特性的に有利な構成となる。さらに、弾性表面波共振器として、同一の静電容量を実現する場合、本発明の弾性表面波共振器のほうが、アポタイズ重み付けを施さなくても横モードのスプリアスを抑圧できるため、従来のアポタイズ重み付けされた弾性表面波共振器よりも共振器サイズを小さくすることができ、弾性表面波共振器を小型化できるという効果もある。
【００２６】
以上説明したように、本発明の弾性表面波共振器は、櫛型電極７０２におけるダミー電極領域７０６に重み付けを施し、さらにその上部のＳｉＯ２薄膜７０４を取り除くことにより、弾性表面波共振器の特性を改善でき、優れた弾性表面波共振器を実現することができる。
【００２７】
なお、本実施の形態においては、櫛型電極７０２におけるダミー電極領域７０６の上部のＳｉＯ２薄膜７０４を取り除く構成について説明したが、これは、ダミー電極領域７０６とバスバー電極領域７０５の両方の上部のＳｉＯ２薄膜７０４を取り除く構成であってもかまわない。
【００２８】
また、ＳｉＯ２薄膜７０４が全て取り除かれたとして説明しているが、この構成に関してはこれに限るものではなく、交差領域７０７の上部のＳｉＯ２薄膜よりもダミー電極領域７０６の上部のＳｉＯ２薄膜が薄い構成であってもよい。弾性表面波共振器の交差領域７０７の上部とダミー電極領域７０６の上部との構成を変えて、弾性表面波共振器における弾性表面波のダミー電極領域７０６の音速が交差領域７０７の音速よりも速くすることができる構成であればよい。
【００２９】
また、ダミー電極領域７０６におけるすべての領域の上部のＳｉＯ２薄膜７０４が取り除かれた構成としているが、これは少なくとも一部の領域のであってもかまわない。すなわち、ダミー電極領域７０６における一部の領域におけるＳｉＯ２薄膜７０４が取り除かれた、あるいはＳｉＯ２薄膜７０４が薄い構成であれば本発明と同様の効果は得られる。
【００３０】
また、ダミー電極領域７０６と合わせて、櫛型電極７０２におけるバスバー電極領域７０５における一部の領域におけるＳｉＯ２薄膜７０４が取り除かれた、あるいはＳｉＯ２薄膜が薄い構成であってもかまわない。
【００３１】
また、ダミー重み付けの形状を中心部から外側に向かってメタライズされてダミー電極の長さが徐々に短くなっている構成としているがこれに限るものではなく、ダミー電極領域に何らかの重み付けがされ、かつ、ＳｉＯ２薄膜７０４が取り除かれた、あるいはＳｉＯ２薄膜７０４が薄い構成であれば本発明と同様の効果が得られる。
【００３２】
また、本実施の形態においては、圧電基板はカット角が５度の回転Ｙ板のＬｉＮｂＯ３基板とし、櫛型電極７０２における電極とＳｉＯ２薄膜７０４の膜厚は、波長で規格化した値で、それぞれ８％、２０％であるとして説明したが、これらに限るものではなく、また、ＬｉＮｂＯ３基板のカット角については、−１０から＋３０度程度の範囲であれば、本発明の構成を適用することにより、広帯域でかつ温度特性に優れ、特性の優れた弾性表面波共振器を実現することができる。
【００３３】
また、電極の材料に関しては、Ａｌを主成分とする材料としているが、これに限るものではなく、ＣｕやＡｕ、その他の材料を用いてもかまわない。
【００３４】
また、誘電体薄膜としてＳｉＯ２薄膜７０４を用いた構成として説明したが、これは他の材料、または多層構成であってもかまわない。
【００３５】
また、反射器電極７０３の構成に関しても、これに限るものではなく、また、反射器電極７０３におけるバスバー電極領域７０５、ダミー電極領域７０６に対応する領域の上部におけるＳｉＯ２薄膜７０４を取り除く、あるいは薄くする構成であってもかまわない。この場合には、反射器における弾性表面波の横方向への漏れの軽減が期待できる。
【００３６】
また、櫛型電極７０２に関しても、本実施の形態においては正規型の電極構成としているが、アポタイズ重み付けと組み合わせて用いてもよい。その場合には、さらにスプリアスの抑圧の効果が実現できるものである。
【００３７】
また、本実施の形態においては、反射器電極を備えた弾性表面波共振器として説明をしているが、本発明は櫛型電極に適用するものであり、反射器電極がない場合であっても効果は得られる。
【００３８】
次に、誘電体薄膜の非形成状態の領域に関して説明する。図１１Ａは弾性表面波共振器の構成を示す上面図である。図１１Ｂは図１１Ａの１１Ｂ−１１Ｂの断面図である。図１２Ａは図１１Ａとの比較のための弾性表面波共振器の構成を示す上面図である。図１２Ｂは図１２Ａの１２Ｂ−１２Ｂの断面図である。図１１Ａ、図１１Ｂに示すように、誘電体薄膜の非形成状態の領域がダミー領域の上とバスバー領域の上のみとした場合と、図１２Ａ、図１２Ｂに示すように誘電体薄膜の非形成状態の領域が交差領域の一部を含むとした場合とについて比較を行った。ここでは、交差幅は２５μｍであり、図１２Ａ、図１２Ｂでは、交差領域において、１μｍ内側に誘電体薄膜の非形成状態の領域を形成している。また、弾性表面波共振器の構成としては、正規型の電極構成とし、ダミー電極重み付けの施されていない状態で比較を行った。図１１Ａ，図１１Ｂにおける弾性表面波共振器の特性を図１３に示す。図１２Ａ、図１２Ｂにおける弾性表面波共振器の特性を図１４に示す。図１１Ａ、図１１Ｂの弾性表面波共振器の共振器特性に比べ、図１２Ａ、図１２Ｂの弾性表面波共振器の共振器特性はスプリアスが大きく、弾性表面波共振器として特性が劣化している。よって、交差領域に関しては、誘電体薄膜が形成状態とする方が好ましい。
【００３９】
（実施の形態３）
図１０は、本発明の実施の形態３における弾性表面波フィルタの構成を示す図である。図１０において、１１０１、１１０２、１１０３、１１０４は直列腕の弾性表面波共振器であり、１１０５、１１０６は並列腕の弾性表面波共振器である。ここで、弾性表面波共振器１１０１、１１０２、１１０３、１１０４、１１０５、１１０６は、実施の形態１、あるいは実施の形態２で示した弾性表面波共振器を用いて構成される。以上の構成により、優れた特性を有するラダー型の弾性表面波フィルタを実現することができる。
【００４０】
本実施の形態においては、６個の弾性表面波共振器１１０１、１１０２、１１０３、１１０４、１１０５、１１０６を用いたラダー型の弾性表面波フィルタについて説明したが、弾性表面波共振器の個数や構成に関してはこれに限るものではなく、弾性表面波フィルタを構成する弾性表面波共振器の少なくとも一つに、実施の形態１、あるいは実施の形態２の構成の弾性表面波共振器を適用すれば、改善の効果は得られるものである。
【００４１】
また、本発明においては、櫛型電極１０２、７０２の両側に反射器電極１０３、７０３を配置した弾性表面波共振器によるラダー型の弾性表面波フィルタだけでなく、櫛型電極１０２、７０２を複数個近接配置して構成される縦モード型フィルタにおいても、実施の形態１、あるいは実施の形態２における櫛型電極１０２、７０２の構成を適用すれば、縦モード型の弾性表面波フィルタとしての特性改善の効果は得られるものである。
【００４２】
また、本発明は弾性表面波フィルタだけでなく、送信フィルタと受信フィルタとにより構成されるアンテナ共用器にも適用可能であり、送信フィルタ、または受信フィルタのいずれかに本発明の弾性表面波共振器または弾性表面波フィルタを使用することにより、優れた特性を有するアンテナ共用器を実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明に係る弾性表面波共振器は、弾性表面波の横方向の漏れを改善して、特性に優れた弾性表面波共振器を実現することができるという効果を奏するものである。また、そのような弾性表面波共振器を用いた弾性表面波フィルタ、アンテナ共用器を構成することにより、優れた特性を有する弾性表面波フィルタ、アンテナ共用器を実現することができるという効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１Ａ】実施の形態１における弾性表面波共振器の構成を示す上面図
【図１Ｂ】実施の形態１における弾性表面波共振器の構成を示す断面図
【図２】実施の形態１における弾性表面波共振器の通過特性図
【図３Ａ】実施の形態１における弾性表面波共振器の他の構成を示す上面図
【図３Ｂ】実施の形態１における弾性表面波共振器の他の構成を示す断面図
【図４】実施の形態１における弾性表面波共振器の通過特性図
【図５Ａ】実施の形態１における弾性表面波共振器の他の構成を示す上面図
【図５Ｂ】実施の形態１における弾性表面波共振器の他の構成を示す断面図
【図６Ａ】実施の形態２における弾性表面波共振器の構成を示す上面図
【図６Ｂ】実施の形態２における弾性表面波共振器の構成を示す断面図
【図７Ａ】実施の形態２における弾性表面波共振器の通過特性図
【図７Ｂ】実施の形態２における弾性表面波共振器の通過特性図
【図８Ａ】実施の形態２における比較のための弾性表面波共振器の構成を示す上面図
【図８Ｂ】実施の形態２における比較のための弾性表面波共振器の構成を示す断面図
【図９Ａ】実施の形態２における比較のための通過特性図
【図９Ｂ】実施の形態２における比較のための通過特性図
【図１０】実施の形態３における弾性表面波フィルタを示す回路図
【図１１Ａ】実施の形態２における弾性表面波共振器の構成を示す上面図
【図１１Ｂ】実施の形態２における弾性表面波共振器の構成を示す断面図
【図１２Ａ】実施の形態２における比較のための弾性表面波共振器の構成を示す上面図
【図１２Ｂ】実施の形態２における比較のための弾性表面波共振器の構成を示す断面図
【図１３】実施の形態２における弾性表面波共振器の通過特性図
【図１４】実施の形態２における比較のための弾性表面波共振器の通過特性図
【図１５Ａ】従来の弾性表面波共振器の構成を示す上面図
【図１５Ｂ】従来の弾性表面波共振器の構成を示す断面図
【図１６】従来の弾性表面波共振器の通過特性図
【符号の説明】
【００４５】
１０１    圧電基板
１０２    櫛型電極
１０３    反射器電極
１０４    ＳｉＯ２薄膜
１０５    バスバー電極領域
１０６    ダミー電極領域
１０７    交差領域
７０１    圧電基板
７０２    櫛型電極
７０３    反射器電極
７０４    ＳｉＯ２薄膜
７０５    バスバー電極領域
７０６    ダミー電極領域
７０７    交差領域
７０８    ダミー電極重み付け
１００１    横モードによるスプリアス
１１０１    弾性表面波共振器
１１０２    弾性表面波共振器
１１０３    弾性表面波共振器
１１０４    弾性表面波共振器
１１０５    弾性表面波共振器
１１０６    弾性表面波共振器
１２０１    圧電基板
１２０２    櫛型電極
１２０３    反射器電極
１２０４    ＳｉＯ２薄膜
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１Ａ】
2008078573.tif 000029
【図１Ｂ】
2008078573.tif 000030
【図２】
2008078573.tif 000031
【図３Ａ】
2008078573.tif 000032
【図３Ｂ】
2008078573.tif 000033
【図４】
2008078573.tif 000034
【図５Ａ】
2008078573.tif 000035
【図５Ｂ】
2008078573.tif 000036
【図６Ａ】
2008078573.tif 000037
【図６Ｂ】
2008078573.tif 000038
【図７Ａ】
2008078573.tif 000039
【図７Ｂ】
2008078573.tif 000040
【図８Ａ】
2008078573.tif 000041
【図８Ｂ】
2008078573.tif 000042
【図９Ａ】
2008078573.tif 000043
【図９Ｂ】
2008078573.tif 000044
【図１０】
2008078573.tif 000045
【図１１Ａ】
2008078573.tif 000046
【図１１Ｂ】
2008078573.tif 000047
【図１２Ａ】
2008078573.tif 000048
【図１２Ｂ】
2008078573.tif 000049
【図１３】
2008078573.tif 000050
【図１４】
2008078573.tif 000051
【図１５Ａ】
2008078573.tif 000052
【図１５Ｂ】
2008078573.tif 000053
【図１６】
2008078573.tif 000054
【国際調査報告】
2008078573.tif 000055
2008078573.tif 000056
2008078573.tif 000057
2008078573.tif 000058