(57)【要約】  共振周波数と反共振周波数との間の周波数域内に、あるいは、帯域通過型フィルタにおける通過帯域内に、ＳＨ波によるスプリアスが生じ難い、弾性波装置を提供する。  ＬｉＮｂＯ３基板２と、前記ＬｉＮｂＯ３基板２上に設けられたＩＤＴ電極３と、前記ＩＤＴ電極３を覆うようにＬｉＮｂＯ３基板２上に設けられており、上面に凸部６ａを有する、誘電体膜６とを備え、前記ＩＤＴ電極３によって励振された弾性波の主モードが、レイリー波を利用しており、前記ＩＤＴ電極３の厚みは、ＳＨ波による応答が現れる周波数が前記レイリー波の共振周波数より低くなる厚みとされている、弾性波装置１。
2017068877.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬｉＮｂＯ３基板と、
前記ＬｉＮｂＯ３基板上に設けられたＩＤＴ電極と、
前記ＩＤＴ電極を覆うように前記ＬｉＮｂＯ３基板上に設けられており、上面に凸部を有する、誘電体膜とを備え、
前記ＩＤＴ電極によって励振された弾性波の主モードが、レイリー波を利用しており、
前記ＩＤＴ電極の厚みは、ＳＨ波による応答が現れる周波数が前記レイリー波の共振周波数より低くなる厚みとされている、弾性波装置。
【請求項２】
ＬｉＮｂＯ３基板と、
前記ＬｉＮｂＯ３基板上に設けられたＩＤＴ電極と、
前記ＩＤＴ電極を覆うように前記ＬｉＮｂＯ３基板上に設けられており、上面に凸部を有する、誘電体膜とを備え、
前記ＩＤＴ電極が、Ｐｔ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔａ、Ａｕ及びＣｕからなる群から選択された少なくとも一種の金属を含む主電極層を有し、
該主電極層の膜厚が、前記ＩＤＴ電極の電極指ピッチで定まる波長λに対し、下記の表１に示す膜厚範囲とされている、弾性波装置。
【表１】
2017068877.tif 000005
【請求項３】
前記凸部の高さは、前記ＩＤＴ電極の電極指ピッチで定まる波長をλとした場合に、前記λの０．５％以上、３．０％以下である、請求項１または請求項２に記載の弾性波装置。
【請求項４】
前記凸部の高さは、前記ＩＤＴ電極の電極指ピッチで定まる波長をλとした場合に、前記λの０．５％以上、１．０％未満である、請求項３に記載の弾性波装置。
【請求項５】
前記ＬｉＮｂＯ３基板のオイラー角が、（０°±５°，θ，０°±５°）において、θが２７．５°以上、３１．５°以下の範囲にある、請求項１〜４のいずれか１項に記載の弾性波装置。
【請求項６】
前記誘電体膜が、酸化ケイ素からなる、請求項１〜５のいずれか１項に記載の弾性波装置。
【請求項７】
前記ＩＤＴ電極が、前記主電極層と、他の電極層とを含む積層金属膜からなる、請求項１〜６のいずれか１項に記載の弾性波装置。
【請求項８】
帯域通過型フィルタである、請求項１〜７のいずれか1項に記載の弾性波装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の弾性波装置と、
パワーアンプと、
を備える、高周波フロントエンド回路。
【請求項１０】
請求項９に記載の高周波フロントエンド回路と、
ＲＦ信号処理回路と、
ベースバンド信号処理回路と、
を備える、通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬｉＮｂＯ３基板上にＩＤＴ電極及び誘電体膜が積層されている、弾性波装置並びにこれを用いた高周波フロントエンド回路及び通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬｉＮｂＯ３基板を用いた弾性波装置が広く用いられている。例えば、下記の特許文献１には、ＬｉＮｂＯ３基板を用いた弾性波装置の一例が開示されている。特許文献１では、ＬｉＮｂＯ３基板上に、ＩＤＴ電極が設けられている。また、ＩＤＴ電極を覆うように、ＳｉＯ２膜のような絶縁膜がＬｉＮｂＯ３基板上に設けられている。特許文献１に記載の弾性波装置では、弾性波として、レイリー波が用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】ＷＯ２０１０／１０１１６６  Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の弾性波装置では、レイリー波を利用しているが、例えば、弾性波共振子の場合、共振周波数と反共振周波数との間の周波数域に、あるいは、帯域通過型フィルタにおける通過帯域内に、ＳＨ波によるスプリアスが現れることがあった。【０００５】
本発明の目的は、共振周波数と反共振周波数との間の周波数域内に、あるいは、帯域通過型フィルタにおける通過帯域内に、ＳＨ波によるスプリアスが生じ難い、弾性波装置、高周波フロントエンド回路及び通信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のある広い局面では、ＬｉＮｂＯ３基板と、前記ＬｉＮｂＯ３基板上に設けられたＩＤＴ電極と、前記ＩＤＴ電極を覆うように前記ＬｉＮｂＯ３基板上に設けられており、上面に凸部を有する、誘電体膜とを備え、前記ＩＤＴ電極によって励振された弾性波の主モードが、レイリー波を利用しており、前記ＩＤＴ電極の厚みは、ＳＨ波による応答が現れる周波数が前記レイリー波の共振周波数より低くなる厚みとされている、弾性波装置が提供される。【０００７】
本発明の他の広い局面では、ＬｉＮｂＯ３基板と、前記ＬｉＮｂＯ３基板上に設けられたＩＤＴ電極と、前記ＩＤＴ電極を覆うように前記ＬｉＮｂＯ３基板上に設けられており、上面に凸部を有する、誘電体膜とを備え、前記ＩＤＴ電極が、Ｐｔ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔａ、Ａｕ及びＣｕからなる群から選択された少なくとも一種の金属を含む主電極層を有し、該主電極層の膜厚が、前記ＩＤＴ電極の電極指ピッチで定まる波長λに対し、下記の表１に示す膜厚範囲とされている、弾性波装置が提供される。【０００８】
【表１】
2017068877.tif 000003
【０００９】
本発明に係る弾性波装置のある特定の局面では、前記凸部の高さは、前記ＩＤＴ電極の電極指ピッチで定まる波長をλとした場合に、前記λの０．５％以上、３．０％以下である。【００１０】
本発明に係る弾性波装置の他の特定の局面では、前記凸部の高さは、前記ＩＤＴ電極の電極指ピッチで定まる波長をλとした場合に、前記λの０．５％以上、１．０％未満である。【００１１】
本発明に係る弾性波装置のある特定の局面では、前記ＬｉＮｂＯ３基板のオイラー角が、（０°±５°，θ，０°±５°）において、θが２７．５°以上、３１．５°以下の範囲にある。この場合には、ＳＨ波スプリアスをより一層小さくすることができる。【００１２】
本発明に係る弾性波装置の他の特定の局面では、前記誘電体膜が、酸化ケイ素からなる。この場合には、弾性波装置の周波数温度係数ＴＣＦの絶対値を小さくすることができる。【００１３】
本発明に係る弾性波装置の他の特定の局面では、前記ＩＤＴ電極が、前記主電極層と、他の電極層とを含む積層金属膜からなる。【００１４】
本発明に係る弾性波装置の別の特定の局面では、弾性波装置として、帯域通過型フィルタが構成されている。この場合には、帯域通過型フィルタにおける通過帯域内において、ＳＨ波によるスプリアスが生じ難い。【００１５】
本発明に係る高周波フロントエンド回路は、本発明に従って構成された弾性波装置と、パワーアンプと、を備える。【００１６】
本発明に係る通信装置は、前記高周波フロントエンド回路と、ＲＦ信号処理回路と、ベースバンド信号処理回路と、を備える。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る弾性波装置によれば、ＳＨ波スプリアスの周波数位置が、共振周波数と反共振周波数の間にある周波数域の外や、帯域通過型フィルタにおける通過帯域外に配置されるため、ＳＨ波スプリアスによる特性の劣化が生じ難い。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１（ａ）は、本発明の一実施形態に係る弾性波装置の平面図であり、図１（ｂ）は、その要部を示す部分拡大正面断面図である。
【図２】図２は、ＩＤＴ電極がＰｔ膜からなる場合の、Ｐｔ膜の膜厚と、レイリー波の音速及びＳＨ波の音速との関係を示す図である。
【図３】図３は、ＩＤＴ電極がＷ膜からなる場合の、Ｗ膜の膜厚と、レイリー波の音速及びＳＨ波の音速との関係を示す図である。
【図４】図４は、ＩＤＴ電極がＭｏ膜からなる場合の、Ｍｏ膜の膜厚と、レイリー波の音速及びＳＨ波の音速との関係を示す図である。
【図５】図５は、ＩＤＴ電極がＴａ膜からなる場合の、Ｔａ膜の膜厚と、レイリー波の音速及びＳＨ波の音速との関係を示す図である。
【図６】図６は、ＩＤＴ電極がＡｕ膜からなる場合の、Ａｕ膜の膜厚と、レイリー波の音速及びＳＨ波の音速との関係を示す図である。
【図７】図７は、ＩＤＴ電極がＣｕ膜からなる場合の、Ｃｕ膜の膜厚と、レイリー波の音速及びＳＨ波の音速との関係を示す図である。
【図８】図８は、凸部の高さと、レイリー波の応答の共振周波数及びＳＨ波の応答の共振周波数との関係を示す図である。
【図９】図９は、凸部の高さと、レイリー波の共振周波数とＳＨ波の共振周波数との差である周波数差との関係を示す図である。
【図１０】図１０は、凸部の頂点の弾性波伝搬方向のずれである凸部のずれ量と、レイリー波の応答の共振周波数との関係を示す図である。
【図１１】図１１は、凸部の高さと、レイリー波の共振周波数の周波数ばらつきとの関係を示す図である。
【図１２】図１２は、本発明の変形例に係る弾性波装置の要部を示す部分拡大正面断面図である。
【図１３】図１３は、実施例１としての弾性波共振子のＳパラメータの周波数特性を示す図である。
【図１４】図１４は、実施例１としての弾性波共振子のインピーダンス特性を示す図である。
【図１５】図１５は、実施例１としての弾性波共振子における凸部のずれ量と、レイリー波の応答の周波数との関係を示す図である。
【図１６】図１６は、ＬｉＮｂＯ３のオイラー角のθと、ＳＨ波によるリップルの大きさとの関係を示す図である。
【図１７】図１７は、本発明の他の実施形態としてのラダー型フィルタを示す回路図である。
【図１８】図１８は、実施例１のインピーダンス特性と、比較例のインピーダンス特性を示す図である。
【図１９】図１９は、高周波フロントエンド回路の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。
【００２０】
なお、本明細書に記載の各実施形態は、例示的なものであり、異なる実施形態間において、構成の部分的な置換または組み合わせが可能であることを指摘しておく。
【００２１】
図１（ａ）は、本発明の一実施形態に係る弾性波装置の平面図であり、図１（ｂ）は、その要部を示す部分拡大正面断面図である。
【００２２】
弾性波装置１は、ＬｉＮｂＯ３基板２を有する。ＬｉＮｂＯ３基板２上に、ＩＤＴ電極３が設けられている。ＩＤＴ電極３は、複数本の電極指３ａを有する。ＩＤＴ電極３の弾性波伝搬方向両側に、反射器４，５が設けられている。それによって、１ポート型弾性波共振子が構成されている。
【００２３】
弾性波装置１では、ＩＤＴ電極３を覆うように、誘電体膜６が設けられている。本実施形態では、誘電体膜６はＳｉＯ２からなる。誘電体膜６が、ＳｉＯ２からなるため、弾性波装置１では、周波数温度係数ＴＣＦの絶対値を小さくすることが可能とされている。もっとも、誘電体膜６は、酸化ケイ素以外の酸窒化ケイ素などの他の誘電体材料により形成されていてもよい。
【００２４】
上記誘電体膜６は、ＬｉＮｂＯ３基板２上に蒸着などの堆積法により形成されている。従って、ＩＤＴ電極３の厚みに応じた凸部６ａが電極指３ａの上方において誘電体膜６の上面に現れることとなる。この凸部６ａの高さをＨとする。高さＨは、図１（ｂ）に示すように、凸部６ａの頂点と、凸部６ａ以外の領域における誘電体膜６の上面との高さの差である。
【００２５】
弾性波装置１は、レイリー波を利用している。この場合、ＳＨ波による応答がスプリアスとなる。ＳＨ波による応答とは、ＳＨ波による共振現象をいい、共振周波数と反共振周波数とを含む周波数域における共振特性である。弾性波共振子において、共振周波数と反共振周波数との間の周波数域にＳＨ波スプリアスが現れると、特性の劣化が著しい。本実施形態の弾性波装置１の特徴は、上記ＩＤＴ電極がＰｔ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔａ、Ａｕ及びＣｕからなる群から選択された１種の金属からなる主電極層を有し、該主電極層の膜厚が、上記ＩＤＴ電極の電極指ピッチで定まる波長λに対し、下記の表１に示す膜厚範囲とされていることにある。
【００２６】
【表１】
2017068877.tif 000004
【００２７】
弾性波装置１では、ＩＤＴ電極の主電極層の膜厚が、電極材料に応じて上記表１に示す範囲内とされているため、ＳＨ波スプリアスを共振周波数と反共振周波数との間の周波数域の外側に位置させることができる。これを、以下において、図２〜図７を参照して説明する。
【００２８】
図２〜図７は、ＩＤＴ電極の電極膜厚と、レイリー波の音速及びＳＨ波の音速との関係を示す図である。図２はＩＤＴ電極がＰｔ膜からなる場合、図３はＩＤＴ電極がＷ膜からなる場合、図４はＩＤＴ電極がＭｏ膜からなる場合、図５はＩＤＴ電極がＴａ膜からなる場合、図６はＩＤＴ電極がＡｕ膜からなる場合、図７はＩＤＴ電極がＣｕ膜からなる場合の結果を示す。いずれの場合においても、ＬｉＮｂＯ３基板としては、オイラー角（０°，３０°，０°）のＬｉＮｂＯ３基板を用いた。ＩＤＴ電極のデューティは、０．６０とした。また、誘電体膜６として、０．３５λの厚みのＳｉＯ２膜を形成した。
【００２９】
図２〜図７から明らかなように、ＩＤＴ電極の厚みがある値を超えると、レイリー波の音速に比べ、ＳＨ波の音速が低くなる。例えば、図２のＰｔ膜の場合、Ｐｔ膜の膜厚が０．０４９λを超えると、ＳＨ波の音速が、レイリー波の音速よりも低くなっている。なお、λは、ＩＤＴ電極３の電極指ピッチで定まる波長である。従って、Ｐｔ膜では、膜厚を０．０４９λ以上とすれば、ＳＨ波による応答を、レイリー波の応答の共振周波数より低い周波数域に位置させることができる。
【００３０】
図３に示すように、Ｗ膜の場合には、ＩＤＴ電極３の膜厚を０．０６６λ以上とすれば、同様に、ＳＨ波による応答をレイリー波の応答の共振周波数より低い周波数域に位置させることができる。
【００３１】
図４に示すように、Ｍｏ膜の場合には、膜厚が０．１６３λ以上であれば、ＳＨ波による応答を、レイリー波の応答の共振周波数より低い周波数域に位置させることができる。
【００３２】
図５に示すように、Ｔａ膜の場合には、膜厚が０．０７９λ以上であれば、ＳＨ波による応答を、レイリー波の応答の共振周波数より低い周波数域に位置させることができる。
【００３３】
図６に示すように、Ａｕ膜の場合には、膜厚が０．０４７λ以上であれば、ＳＨ波による応答を、レイリー波の応答の共振周波数より低い周波数域に位置させることができる。
【００３４】
図７に示すように、Ｃｕ膜の場合には、膜厚が０．１５８λ以上であれば、ＳＨ波による応答を、レイリー波の応答の共振周波数より低い周波数域に位置させることができる。
【００３５】
すなわち、上述した表１に示したように、Ｐｔ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔａ、ＡｕまたはＣｕの場合、それぞれ、λの４．９％以上、６．６％以上、１６．３％以上、７．９％以上、４．７％以上、１５．８％以上であれば、ＳＨ波による応答を、レイリー波による応答の共振周波数より低い周波数域に位置させることができる。よって、図１８に実線で示すように、ＳＨ波による応答Ｓ１を、主応答であるレイリー波の共振周波数より低い周波数域に位置させることができる。この場合、ＳＨ波による応答Ｓ１が、共振周波数と反共振周波数との間に位置しないため、特性の劣化を効果的に抑制することができる。
【００３６】
なお、図１８の破線は比較例のインピーダンス特性を示す。この比較例では、電極膜厚が上記表１に示す範囲よりも薄くされている。この場合、レイリー波の共振周波数と反共振周波数との間の周波数域内に、ＳＨ波による応答Ｓ２が現れている。従って、十分な共振特性を得ることができない。
【００３７】
なお、ＩＤＴ電極の膜厚の上限はＳＨ波の応答をレイリー波の応答の共振周波数よりも低い周波数域に位置させる点において特に限定されない。もっとも、ＩＤＴ電極の上記主電極層の膜厚が厚くなりすぎると、コストが高くついたり、電極指の幅がばらついた場合の特性ばらつきが大きくなったりする。従って、本発明の効果を得る上では、上限は特に限定されないが、上記理由により、Ｐｔ電極を用いる場合は波長λの１０％以下とすることが望ましい。電極指の幅がばらつくことによる影響の大きさは電極材料の密度にほぼ比例するため、Ｐｔ以外の電極材料を用いる場合は、１０×ρＰｔ／ρ％以下とすれば良い。
【００３８】
ところで、図１（ｂ）で示したように、誘電体膜６の上面には、凸部６ａが存在する。この凸部６ａの高さＨは、好ましくは、波長λの０．５％以上、３．０％以下とすることが望ましい。それによって、ＳＨ波スプリアスの影響が小さいだけでなく、周波数ばらつきの小さい弾性波装置を提供することができる。これを、図８〜図１２を参照して説明する。
【００３９】
誘電体膜６の表面の凸部６ａの高さＨは、波長λの０．５％以上とすることが望ましい理由を下記で説明する。
【００４０】
前述したように、ＳＨ波の音速がレイリー波の音速よりも低い範囲では、図８に示すように、上記凸部の高さが大きくなるほど、レイリー波の共振周波数と、ＳＨ波の共振周波数との差が大きくなっていく。また、レイリー波の共振周波数に対するＳＨ波の共振周波数が相対的により低くなっていく。図９は、凸部の高さと、レイリー波の共振周波数とＳＨ波の共振周波数との周波数差との関係を示す図である。
【００４１】
図８及び図９から明らかなように、誘電体膜６の表面の凸部６ａの高さＨを、電極指ピッチで定まる波長λの０．５％より大きくすることが望ましい。それによって、不要波であるＳＨ波の共振周波数を、レイリー波の共振周波数から、さらに、０．６ＭＨｚ以上離すことができる。
【００４２】
つまり、誘電体膜６の表面の凸部６ａの高さＨを、電極指ピッチで定まる波長λの０．５％より大きくすると、ＩＤＴ電極の膜厚を変えずに、不要波であるＳＨ波の共振周波数を、レイリー波の共振周波数から、さらに、０．６ＭＨｚ以上離すことができる。
【００４３】
したがって、ＩＤＴ電極の膜厚と、凸部の高さを調整することによって、レイリー波の共振周波数の１．３％以上、ＳＨ波の応答を離すことができ、より一層良好な共振特性を得ることができる。従って、この弾性波装置１を用いてラダー型フィルタなどを構成した場合、例えば、周波数帯域幅２．３５％であるＢａｎｄ１２にも対応できるようになる。
【００４４】
次に、誘電体膜６の表面の凸部６ａの高さＨは、波長λの３．０％以下とすることが望ましい理由を下記で説明する。
【００４５】
誘電体膜６の表面の凸部６ａの高さＨがばらついたり、凸部６ａの位置がばらつくと、弾性波装置１では、周波数ばらつきが生じるおそれがある。図１０は、凸部６ａの頂点の弾性波伝搬方向のずれ量と、レイリー波の共振周波数との関係を示す図である。
【００４６】
なお、凸部６ａのずれ量とは、図１（ｂ）においてＶで示す量である。すなわち、凸部６ａの頂点が、電極指の中心を通る中心線Ｃから一点鎖線で示すように弾性波伝搬方向にずれた場合の、該頂点の弾性波伝搬方向におけるずれ量である。
【００４７】
図１０では、凸部６ａの高さＨが、０％（凸部が存在しない場合）、１．０％、２．０％、３．０％及び４．０％の場合の結果が示されている。図１０において、例えば、凸部６ａの高さＨが４．０％であり、かつ、凸部のずれが０％の場合には、レイリー波の共振周波数は７９１．６ＭＨｚである。これに対して、凸部のずれが２０％になると、共振周波数は７８９．５ＭＨｚとなっている。従って、７９１．６−７８９．５＝２．１ＭＨｚが凸部６ａのずれによる周波数ばらつきの大きさである。この２．１ＭＨｚは、レイリー波の周波数で規格化すると、０．２７％に相当する。
【００４８】
図１０から明らかなように、凸部６ａのずれ量が大きくなるにつれて、上記レイリー波の共振周波数の周波数ばらつきが大きくなることがわかる。また、凸部６ａの高さＨが高くなるほど上記周波数ばらつきが大きくなっていることもわかる。
【００４９】
図１１は、凸部６ａのずれ量が波長の２０％である場合の凸部６ａの高さＨと、周波数ばらつきとの関係を示す図である。図１１から明らかなように、凸部６ａの高さＨとほぼ比例して、周波数ばらつきが大きくなっていることがわかる。凸部６ａの高さＨが波長λの４％では、周波数ばらつきは０．２７％に至っている。すなわち、０．２５％を超える周波数ばらつきが生じている。
【００５０】
従って、好ましくは、誘電体膜６の表面の凸部６ａの高さＨは、波長λの３．０％以下とすることが望ましく、それによって、周波数ばらつきを小さくすることができる。
【００５１】
また、前述したように、上記凸部６ａの高さＨは波長λの０．５％以上とすることが望ましく、それによって、不要波であるＳＨ波の共振周波数をレイリー波の共振周波数から１０ＭＨｚ以上離すことができる。よって、０．５％以上、３．０％以下であることが望ましい。
【００５２】
なお、誘電体膜６の表面の凸部６ａの高さＨは、波長λの１．０％未満とすることで、周波数ばらつきを０．０６％未満にすることができるので、更に好ましい。
【００５３】
なお、上記実施形態では、ＩＤＴ電極３は、Ｐｔなどの主電極のみからなる単一層の電極であった。もっとも、本発明においては、図１２に示すようにＩＤＴ電極３は、複数の金属膜を積層してなる積層金属膜であってもよい。図１２に示すＩＤＴ電極３では、下から順に密着層１１、主電極層１２、拡散防止層１３、低抵抗層１４及び保護層１５を有する。主電極層１２は、上述したＰｔ、Ｗなどの主電極層構成金属からなる。密着層１１は、例えばＴｉやＮｉＣｒ合金などのＬｉＮｂＯ３に対する密着性が、主電極層１２よりも高い金属もしくは合金からなる。拡散防止層１３は、Ｔｉなどからなり、低抵抗層１４と主電極層１２との間の拡散を防止するために設けられている。
【００５４】
低抵抗層１４は、Ａｌ、ＡｌＣｕ合金などの導電性が主電極層よりも高い材料からなる。保護層１５は、Ｔｉなどの適宜の金属もしくは合金からなる。
【００５５】
このような積層金属膜によりＩＤＴ電極を構成してもよい。その場合には、上記主電極層１２がレイリー波の応答を得るにあたって支配的である。従って、主電極層１２の膜厚を、上述した表１に示した膜厚範囲内とすることが望ましい。
【００５６】
また、上記実施形態では、１ポート型弾性波共振子につき説明したが、本発明は、１ポート型弾性波共振子が複数接続されているラダー型フィルタなどの帯域通過型フィルタや、該帯域通過型フィルタを備えるマルチプレクサであってもよい。
【００５７】
図１７は、このような帯域通過型フィルタの一例としてのラダー型フィルタの回路構成を示す図である。ラダー型フィルタ２１は、直列腕共振子Ｓ１〜Ｓ３及び並列腕共振子Ｐ１，Ｐ２を有する。この直列腕共振子Ｓ１〜Ｓ３や並列腕共振子Ｐ１，Ｐ２として、本発明の実施形態に係る弾性波共振子を用いればよい。
【００５８】
次に、具体的な実施例１〜３を説明する。以下の実施例１〜３では、弾性波共振子としての弾性波装置１を作製した。
【００５９】
（実施例１）
オイラー角（０°，３０°，０°）のＬｉＮｂＯ３基板を用いた。ＩＤＴ電極として、ＬｉＮｂＯ３基板側から順に、ＮｉＣｒ／Ｐｔ／Ｔｉ／ＡｌＣｕ／Ｔｉの積層金属膜を用いた。それぞれの膜厚は、１０ｎｍ／２５０ｎｍ／６０ｎｍ／３４０ｎｍ／１０ｎｍとした。なお、Ｐｔ膜の膜厚２５０ｎｍは、電極指ピッチで定まる波長比で６．２５％である。ＩＤＴ電極の電極指ピッチで定まる波長は４．０μｍとし、デューティは０．６５とした。
【００６０】
誘電体膜として、１２００ｎｍ、波長比で３０％の膜厚のＳｉＯ２膜を形成した。凸部６ａの高さＨは波長λの２％となるように調整した。また、凸部の位置は、電極指中央に配置した。
【００６１】
図１３は、実施例１の弾性波装置のＳ特性を示し、図１４は、インピーダンス特性を示す。図１３及び図１４から明らかなように、ＳＨ波による応答が、レイリー波の共振周波数に対して１３ＭＨｚ低い位置に現れている。
【００６２】
図１５は、実施例１において、上記凸部のずれ量を変化させた場合の共振周波数の変化を示す図である。図１５から明らかなように、凸部の位置が６００ｎｍずれた場合であっても、レイリー波の共振周波数のばらつきは最大で２ＭＨｚ程度とされ得ることがわかる。
【００６３】
図１６は、実施例１において、オイラー角θを変化させた場合のＳＨ波による応答の大きさの変化を破線で示す図である。図１６から明らかなように、オイラー角θが２９．５°付近でＳＨ波の応答の大きさが最小となる。好ましくは、ＳＨ波の応答の大きさを、２ｄＢ以下とすることが望ましい。その場合には、オイラー角は、（０°，２７．５°〜３１．５°，０°）であることが望ましい。また、本願発明者らの実験によれば、オイラー角のφ及びψは、０°±５°の範囲内であれば、同様の結果が得られていることが確かめられている。従って、オイラー角は、（０°±５°の範囲内，θ，０°±５°の範囲内）において、θは２７．５°以上、３１．５°以下の範囲内であることが望ましい。
【００６４】
ＩＤＴ電極の材料としては、先にあげたＰｔ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔａ、Ａｕ、Ｃｕに限定されない。
【００６５】
ＳＨ波による応答をレイリー波の応答の共振周波数より低い周波数域に位置させることができるように、電極材料および厚みを設定することができれば任意の金属を使用し得る。
【００６６】
図１９は、高周波フロントエンド回路１３０の構成図である。なお、同図には、高周波フロントエンド回路１３０と接続される各構成要素（アンテナ素子１０２、ＲＦ信号処理回路（ＲＦＩＣ）１０３、及び、ベースバンド信号処理回路（ＢＢＩＣ）１０４）についても併せて図示されている。高周波フロントエンド回路１３０、ＲＦ信号処理回路１０３及びベースバンド信号処理回路１０４は、通信装置１４０を構成している。なお、通信装置１４０は、電源やＣＰＵ、ディスプレイを含んでいても良い。
【００６７】
高周波フロントエンド回路１３０は、アンテナ側スイッチ１２５と、クワッドプレクサ１０１と、受信側スイッチ１１３及び送信側スイッチ１２３と、ローノイズアンプ回路１１４と、パワーアンプ回路１２４とを備える。なお、弾性波装置１は、クワッドプレクサ１０１であってもよいし、フィルタ１１１、１１２、１２１、１２２であってもよい。
【００６８】
受信側スイッチ１１３は、クワッドプレクサ１０１の受信端子である個別端子１１１Ａ及び個別端子１２１Ａに個別に接続された２つの選択端子、ならびに、ローノイズアンプ回路１１４に接続された共通端子を有するスイッチ回路である。
【００６９】
送信側スイッチ１２３は、クワッドプレクサ１０１の送信端子である個別端子１１２Ａ及び個別端子１２２Ａに個別に接続された２つの選択端子、ならびに、パワーアンプ回路１２４に接続された共通端子を有するスイッチ回路である。
【００７０】
これら受信側スイッチ１１３及び送信側スイッチ１２３は、それぞれ、制御部（図示せず）からの制御信号に従って、共通端子と所定のバンドに対応する信号経路とを接続し、例えば、ＳＰＤＴ（Ｓｉｎｇｌｅ  Ｐｏｌｅ  Ｄｏｕｂｌｅ  Ｔｈｒｏｗ）型のスイッチによって構成される。なお、共通端子と接続される選択端子は１つに限らず、複数であってもかまわない。つまり、高周波フロントエンド回路１３０は、キャリアアグリゲーションに対応してもかまわない。
【００７１】
ローノイズアンプ回路１１４は、アンテナ素子１０２、クワッドプレクサ１０１及び受信側スイッチ１１３を経由した高周波信号（ここでは高周波受信信号）を増幅し、ＲＦ信号処理回路１０３へ出力する受信増幅回路である。
【００７２】
パワーアンプ回路１２４は、ＲＦ信号処理回路１０３から出力された高周波信号（ここでは高周波送信信号）を増幅し、送信側スイッチ１２３及びクワッドプレクサ１０１を経由してアンテナ素子１０２に出力する送信増幅回路である。
【００７３】
ＲＦ信号処理回路１０３は、アンテナ素子１０２から受信信号経路を介して入力された高周波受信信号を、ダウンコンバート等により信号処理し、当該信号処理して生成された受信信号をベースバンド信号処理回路１０４へ出力する。また、ＲＦ信号処理回路１０３は、ベースバンド信号処理回路１０４から入力された送信信号をアップコンバート等により信号処理し、当該信号処理して生成された高周波送信信号をパワーアンプ回路１２４へ出力する。ＲＦ信号処理回路１０３は、例えば、ＲＦＩＣである。ベースバンド信号処理回路１０４で処理された信号は、例えば、画像信号として画像表示のために、または、音声信号として通話のために使用される。なお、高周波フロントエンド回路１３０は、上述した各構成要素の間に、他の回路素子を備えていてもよい。
【００７４】
以上のように構成された高周波フロントエンド回路１３０及び通信装置１４０によれば、上記クワッドプレクサ１０１を備えることにより、通過帯域内のリップルを抑制することができる。
【００７５】
なお、高周波フロントエンド回路１３０は、上記クワッドプレクサ１０１に代わり、クワッドプレクサ１０１の変形例に係るクワッドプレクサを備えてもかまわない。
【００７６】
（その他の実施形態）
以上、本発明の実施形態に係る弾性波装置、高周波フロントエンド回路及び通信装置について、実施形態及びその変形例を挙げて説明したが、本発明は、上記実施形態及び変形例における任意の構成要素を組み合わせて実現される別の実施形態や、上記実施形態に対して本発明の主旨を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例や、本発明に係る高周波フロントエンド回路及び通信装置を内蔵した各種機器も本発明に含まれる。
【００７７】
例えば、上記説明では、弾性波装置として、クワッドプレクサであってもよいし、フィルタであってもよいとしたが、本発明は、クワッドプレクサに加えて、例えば、３つのフィルタのアンテナ端子が共通化されたトリプレクサや、６つのフィルタのアンテナ端子が共通化されたヘキサプレクサ等のマルチプレクサについても適用することができる。マルチプレクサは、２以上のフィルタを備えていればよい。
【００７８】
さらには、マルチプレクサは、送信フィルタ及び受信フィルタの双方を備える構成に限らず、送信フィルタのみ、または、受信フィルタのみを備える構成であってもかまわない。
【００７９】
本発明は、フィルタ、マルチバンドシステムに適用できるマルチプレクサ、フロントエンド回路及び通信装置として、携帯電話等の通信機器に広く利用できる。
【符号の説明】
【００８０】
１…弾性波装置
２…ＬｉＮｂＯ３基板
３…ＩＤＴ電極
３ａ…電極指
４，５…反射器
６…誘電体膜
６ａ…凸部
１１…密着層
１２…主電極層
１３…拡散防止層
１４…低抵抗層
１５…保護層
２１…ラダー型フィルタ
１０１…クワッドプレクサ
１０２…アンテナ素子
１０３…ＲＦ信号処理回路
１０４…ベースバンド信号処理回路
１１１，１１２，１２１，１２２…フィルタ
１１１Ａ，１１２Ａ，１２１Ａ，１２２Ａ…個別端子
１１３…受信側スイッチ
１１４…ローノイズアンプ回路
１２３…送信側スイッチ
１２４…パワーアンプ回路
１２５…アンテナ側スイッチ
１３０…高周波フロントエンド回路
１４０…通信装置
【図１】
2017068877.tif 000006
【図２】
2017068877.tif 000007
【図３】
2017068877.tif 000008
【図４】
2017068877.tif 000009
【図５】
2017068877.tif 000010
【図６】
2017068877.tif 000011
【図７】
2017068877.tif 000012
【図８】
2017068877.tif 000013
【図９】
2017068877.tif 000014
【図１０】
2017068877.tif 000015
【図１１】
2017068877.tif 000016
【図１２】
2017068877.tif 000017
【図１３】
2017068877.tif 000018
【図１４】
2017068877.tif 000019
【図１５】
2017068877.tif 000020
【図１６】
2017068877.tif 000021
【図１７】
2017068877.tif 000022
【図１８】
2017068877.tif 000023
【図１９】
2017068877.tif 000024
【手続補正書】
【提出日】平成30年2月16日(2018.2.16)
【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】
ＬｉＮｂＯ３基板と、
前記ＬｉＮｂＯ３基板上に設けられたＩＤＴ電極と、
前記ＩＤＴ電極を覆うように前記ＬｉＮｂＯ３基板上に設けられており、上面に凸部を有する、誘電体膜とを備え、
前記ＩＤＴ電極によって励振された弾性波の主モードがレイリー波であり、
前記ＩＤＴ電極が、Ｐｔ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔａ及びＣｕからなる群から選択された少なくとも一種の金属を含む主電極層を有し、
該主電極層の膜厚が、前記ＩＤＴ電極の電極指ピッチで定まる波長λに対し、下記の表１に示す膜厚範囲とされている、弾性波装置。
【表１】
2017068877.tif 000025
【請求項２】
前記凸部の高さは、前記ＩＤＴ電極の電極指ピッチで定まる波長をλとした場合に、前記λの０．５％以上、３．０％以下である、請求項１に記載の弾性波装置。
【請求項３】
前記凸部の高さは、前記ＩＤＴ電極の電極指ピッチで定まる波長をλとした場合に、前記λの０．５％以上、１．０％未満である、請求項２に記載の弾性波装置。
【請求項４】
前記ＬｉＮｂＯ３基板のオイラー角が、（０°±５°，θ，０°±５°）において、θが２７．５°以上、３１．５°以下の範囲にある、請求項１〜３のいずれか１項に記載の弾性波装置。
【請求項５】
前記誘電体膜が、酸化ケイ素からなる、請求項１〜４のいずれか１項に記載の弾性波装置。
【請求項６】
前記ＩＤＴ電極が、前記主電極層と、他の電極層とを含む積層金属膜からなる、請求項１〜５のいずれか１項に記載の弾性波装置。
【請求項７】
帯域通過型フィルタである、請求項１〜６のいずれか1項に記載の弾性波装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の弾性波装置と、
パワーアンプと、
を備える、高周波フロントエンド回路。
【請求項９】
請求項８に記載の高周波フロントエンド回路と、
ＲＦ信号処理回路と、
ベースバンド信号処理回路と、
を備える、通信装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５８】
次に、具体的な実施例１を説明する。以下の実施例１では、弾性波共振子としての弾性波装置１を作製した。
【国際調査報告】
2017068877.tif 000026
2017068877.tif 000027
2017068877.tif 000028
2017068877.tif 000029