(57)【要約】  反共振周波数におけるインピーダンスを十分に高くすることができ、ラダー型フィルタを構成した場合のフィルタ特性の改善を図り得る弾性境界波共振子を提供する。  弾性境界波伝搬方向外側にいくに連れて交叉幅が減少するようにＩＤＴ電極５が交叉幅重み付けされており、第１のバスバー１１の内側の辺１１ａが、第１のバスバー１１側の包絡線部分Ｂ１に対して一定の距離を隔てて配置されるように傾斜されている傾斜部分１１ａ１，１１ａ２を有し、第２のバスバーの内側の辺１２ａが、第２のバスバー１２側の包絡線部分Ｂ２に一定の距離を隔てて配置される傾斜部分１２ａ１，１２ａ２を有し、少なくとも１つの電極指１３，１５の先端から弾性境界波伝搬方向に延びる直線が、第１または第２のバスバーの辺１１ａ，１２ａに至るまでに交わる電極指及びダミー電極の総和をＮとしたときに、Ｎが５以上とされている、弾性境界波共振子１。
2010116995.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電基板と、
前記圧電基板上に積層された第１の誘電体層と、
前記圧電基板と前記第１の誘電体層との界面に形成されたＩＤＴ電極と、
前記界面において、前記ＩＤＴ電極の弾性境界波伝搬方向両側に設けられた一対の反射器とを備える弾性境界波共振子であって、
前記ＩＤＴ電極が、第１，第２のバスバーと、
前記第１のバスバーから第２のバスバーに向って延ばされた複数本の第１の電極指と、
前記第２のバスバーから前記第１のバスバー側に向って延ばされた複数本の第２の電極指と、
前記第１の電極指の先端に対してギャップを介して対向されており、前記第２のバスバーに接続されている第１のダミー電極と、
前記第２の電極指の先端に対してギャップを介して対向されており、かつ前記第１のバスバーに接続されている第２のダミー電極とを備え、
前記ＩＤＴ電極における電極指交叉幅が最大となる部分から前記弾性境界波伝搬方向両側にいくに連れて交叉幅が減少する交叉幅重み付け部分を有するように前記ＩＤＴ電極に交叉幅重み付けが施こされており、
前記第１のバスバーの前記第１の電極指及び第２のダミー電極が接続されている辺が、前記交叉幅重み付けの包絡線と一定の距離を隔てて配置されるように、弾性境界波伝搬方向に対して傾斜された傾斜部分を有し、
前記第２のバスバーの前記第２の電極指及び前記第１のダミー電極が接続されている辺が、前記交叉幅重み付けの包絡線に一定の距離を隔てて配置されるように、弾性境界波伝搬方向に対して傾斜された傾斜部分を有し、
前記ＩＤＴ電極の最外側電極指と、前記反射器のＩＤＴ電極側の電極指とが隣り合う部分において、反射器の電極指の長さが、ＩＤＴ電極の該電極指の長さと、ＩＤＴ電極の電極指先端に対向されているダミー電極の長さの和と略同等とされており、
前記ＩＤＴ電極の少なくとも１つの電極指の先端から、弾性境界波伝搬方向に延びる直線が前記第１または第２のバスバーの前記辺に至るまでに交わる電極指及びダミー電極の数の総和をＮとした場合に、Ｎが５以上であり、かつ前記一対の反射器の内の１つの反射器に含まれる電極指の数が略Ｎとされている、弾性境界波共振子。
【請求項２】
Ｎが１０以上である、請求項１に記載の弾性境界波共振子。
【請求項３】
Ｎが５０以下である、請求項１または２に記載の弾性境界波共振子。
【請求項４】
前記誘電体層上に積層されており、該誘電体層よりも音速の速い誘電体からなる第２の誘電体層をさらに備える、請求項１〜３のいずれか１項に記載の弾性境界波共振子。
【請求項５】
直列腕共振子と、並列腕共振子とを有するラダー型フィルタであって、前記直列腕共振子及び並列腕共振子の内、少なくとも２個の共振子が、請求項１〜４のいずれか１項に記載の弾性境界波共振子からなるラダー型フィルタ。
【請求項６】
前記少なくとも２個の弾性境界波共振子として、境界波伝搬方向が平行となるように配置された第１，第２の弾性境界波共振子を有し、第１の弾性境界波共振子のＩＤＴの少なくとも１つの電極指の先端から弾性境界波伝搬方向に延びる直線が、前記第２の弾性境界波共振子のＩＤＴの電極指交叉部に位置している、請求項５に記載のラダー型フィルタ。
【請求項７】
前記第１，第２の弾性境界波共振子の第１，第２のバスバーの前記第１または第２の電極指及び第２または第１のダミー電極が接続されている辺とは反対側の外側の辺が前記包絡線と一定の距離を有するように傾斜されており、前記第１の弾性境界波共振子の第１のバスバーの外側の辺の弾性境界波伝搬方向と直交する方向外側に、前記第２の弾性境界波共振子の第２のバスバーが位置されている、請求項５に記載のラダー型フィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＩＤＴ電極の弾性境界波伝搬方向両側に反射器が配置されている弾性境界波共振子及び該弾性境界波共振子を用いたラダー型フィルタに関し、特に、ＩＤＴ電極に交叉幅重み付けが施こされている弾性境界波共振子及び該弾性境界波共振子を用いたラダー型フィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、携帯電話機などの通信機器において、共振子やフィルタを構成するために、弾性表面波共振子が広く用いられている。【０００３】
例えば、下記の特許文献１には、図１２に示す弾性表面波共振子１００１が開示されている。弾性表面波共振子１００１は、圧電基板上に図示の電極構造を形成することにより構成されている。この弾性表面波共振子１００１は、レイリー波に比べて電気機械結合係数ｋ２が大きいラブ波を利用した弾性表面波共振子である。【０００４】
弾性表面波共振子１００１では、圧電基板上に、ＩＤＴ電極１００２が形成されている。ＩＤＴ電極１００２は、バスバー１００３と、バスバー１００３と対向配置されたバスバー１００４とを有する。バスバー１００３は、表面波伝搬方向に対してθの角度をなす方向に傾斜されて延びるバスバー部１００３ａと、弾性表面波伝搬方向に対して−θの角度をなすように延ばされており、かつバスバー部１００３ａに連ねられたバスバー部１００３ｂとを有する。【０００５】
同様に、第２のバスバー１００４は、弾性表面波伝搬方向に対し−θの角度をなすように延ばされたバスバー部１００４ａと、バスバー１００４ａに連ねられており、弾性表面波伝搬方向に対してθの角度をなす方向に延ばされたバスバー部１００４ｂとを有する。【０００６】
バスバー部１００３ａ，１００３ｂと、バスバー部１００４ａ，１００４ｂとで、略菱形の形状が構成されている。【０００７】
バスバー部１００３ａ，１００３ｂから、バスバー部１００４ａ，１００４ｂ側に向かって複数本の電極指１００５が延ばされている。なお、電極指１００５の先端に対してギャップを隔てて、ダミー電極１００６が配置されている。ダミー電極１００６は、第２のバスバー１００４に一端に接続されており、他端が上記ギャップを介して電極指１００５と対向されている。【０００８】
同様に、第２のバスバー部１００４に一端が接続されており、他端が第１のバスバー１００３側に延びる複数本の電極指１００７が配置されている。電極指１００７の先端に対して、電極指長さ方向において、ギャップを隔てて、ダミー電極１００８が配置されている。ダミー電極１００８は、一端が第１のバスバー１００３に接続されており、他端が上記ギャップを介して電極指１００７に対向されている。【０００９】
弾性表面波伝搬方向において、電極指１００５と、電極指１００７とが交互に配置されている。また、上記ＩＤＴ電極１００２では、交叉幅重み付けが施こされており、該交叉幅重み付けによって、表面波伝搬方向中心部分における交叉幅が最大とされており、表面波伝搬方向外側にいくに連れて交叉幅が順次小さくされている。【００１０】
弾性表面波共振子１００１では、上記最小交叉幅部分の交叉幅が０とされている。表面波伝搬方向外側に、ダミー電極１００６，１００８のみが存在する領域が設けられている。【００１１】
弾性表面波共振子１００１の特徴は、上記のように交叉幅重み付けが施こされており、かつ上記交叉幅重み付けにより得られた包絡線Ａと、バスバー部１００３ａ，１００３ｂ，１００４ａ，１００４ｂの内側の辺とが平行とされていることにある。言い換えれば、バスバー部１００３ａ〜１００４ｂの内側の辺は、包絡線と平行に配置されている。すなわち、バスバー部１００３ａ〜１００４ｂの内側辺が表面波伝搬方向に対してθもしくは−θの角度をなして傾斜している。そのため、非調和高次モードによる共振が発生し難いので、スプリアスを低減することができるとされている。特に、特許文献１では、上記包絡線と該包絡線に平行に延びているバスバーの内側の辺との間の部分が反射器として機能している。そのため、例えば図１３に直線Ｌ０で示すように、励振された弾性表面波が、バスバー１００３ｂの内側の辺に到達する前に、例えば５本の電極指と交差することとなる。この５本の電極指が反射器として機能するため、スプリアスを効果的に抑圧することができ、小型化を図り得るとされている。【００１２】
他方、近年、ＩＤＴ電極が臨む空間を形成する必要がないため、弾性境界波共振子が注目されている。弾性境界波共振子においても、弾性表面波共振子と同様にスプリアスの抑圧が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２０００−２８６６６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
弾性表面波共振子は、発振回路やフィルタ等を構成するために用いられている。フィルタ回路を構成する場合、複数の弾性表面波共振子が接続されることが多い。例えば、弾性表面波共振子を複数有するラダー型フィルタでは、直列腕に少なくとも１個の弾性表面波共振子が接続されており、並列腕に少なくとも１個の弾性表面波共振子が接続されている。ラダー型フィルタでは、直列腕共振子の反共振周波数のインピーダンスを十分に高くしなければ、通過帯域高域側における減衰量が十分に大きくならない。【００１５】
また、並列腕共振子では、反共振周波数のインピーダンスが十分に高くなければ、通過帯域における挿入損失が増大するおそれがある。【００１６】
しかしながら、特許文献１に記載の弾性表面波共振子では、反共振周波数におけるインピーダンスが十分に高くならないことがあった。また、反共振周波数よりも高い周波数域、例えば反共振周波数の１．００３倍程度の周波数においてリターンロスが増大するという問題があった。そのため、該弾性表面波共振子を並列腕共振子として用いるラダー型フィルタの通過帯域内の高域側において、挿入損失が大きくなることがあった。【００１７】
他方、弾性境界波共振子においても、弾性表面波共振子と同様に高次モードの共振によるスプリアスを抑制し、かつラダー型フィルタなどに用いられる場合には、反共振周波数におけるインピーダンスの高いことが強く求められている。【００１８】
本発明の目的は、上述した従来技術の欠点を解消し、非調和高次モードの共振によるスプリアスを抑制し得るだけでなく、反共振周波数におけるインピーダンスを十分に高くすることが可能とされている弾性境界波共振子、並びに該弾性境界波共振子を並列腕もしくは直列腕共振子として用いて構成されており、通過帯域内における挿入損失を低減することが可能とされているラダー型フィルタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明に係る弾性境界波共振子は、圧電基板と、前記圧電基板上に積層された第１の誘電体層と、前記圧電基板と前記第１の誘電体層との界面に形成されたＩＤＴ電極と、前記界面において、前記ＩＤＴ電極の弾性境界波伝搬方向両側に設けられた一対の反射器とを備える。前記ＩＤＴ電極が、第１，第２のバスバーと、前記第１のバスバーから第２のバスバーに向って延ばされた複数本の第１の電極指と、前記第２のバスバーから前記第１のバスバー側に向って延ばされた複数本の第２の電極指と、前記第１の電極指の先端に対してギャップを介して対向されており、前記第２のバスバーに接続されている第１のダミー電極と、前記第２の電極指の先端に対してギャップを介して対向されており、かつ前記第１のバスバーに接続されている第２のダミー電極とを備える。【００２０】
本発明では、前記ＩＤＴ電極における電極指交叉幅が最大となる部分から前記弾性境界波伝搬方向両側にいくに連れて交叉幅が減少する交叉幅重み付け部分を有するように前記ＩＤＴ電極に交叉幅重み付けが施こされている。前記第１のバスバーの前記第１の電極指及び第２のダミー電極が接続されている辺が、前記交叉幅重み付けの包絡線と一定の距離を隔てて配置されるように、弾性境界波伝搬方向に対して傾斜された傾斜部分を有する。前記第２のバスバーの前記第２の電極指及び前記第１のダミー電極が接続されている辺が、前記交叉幅重み付けの包絡線に一定の距離を隔てて配置されるように、弾性境界波伝搬方向に対して傾斜された傾斜部分を有する。前記ＩＤＴ電極の最外側電極指と、前記反射器のＩＤＴ電極側の電極指とが隣り合う部分において、反射器の電極指の長さが、ＩＤＴ電極の該電極指の長さと、ＩＤＴ電極の電極指先端に対向されているダミー電極の長さの和と略同等とされている。前記ＩＤＴ電極の少なくとも１つの電極指の先端から、弾性境界波伝搬方向に延びる直線が前記第１または第２のバスバーの前記辺に至るまでに交わる電極指及びダミー電極の数の総和をＮとした場合に、Ｎが５以上であり、かつ前記一対の反射器の内の１つの反射器に含まれる電極指の数が略Ｎとされている。【００２１】
好ましくは、Ｎが１０以上とされ、その場合には、弾性境界波共振子がラダー型フィルタの並列腕共振子として用いられた場合、反共振周波数におけるインピーダンスをより一層高くすることができ、通過帯域の右肩となる周波数におけるリターンロスを小さくすることが可能となる。【００２２】
本発明に係る弾性境界波共振子では、上記Ｎは好ましくは５０以下とされる。なお、Ｎが多すぎると、バスバーの傾きがゆるくなり、弾性境界波共振子が大型となる。従って、好ましくは、上記のようにＮは５０以下とされる。【００２３】
本発明に係る弾性境界波共振子では、第１の誘電体層上に、第１の誘電体層よりも音速の速い第２の誘電体層が積層されていることが好ましくは、その場合には、弾性境界波のエネルギーを第２の誘電体層の内側に閉じ込めることができる。【００２４】
本発明に係るラダー型フィルタは、直列腕共振子と、並列腕共振子とを有するラダー型フィルタであって、前記直列腕共振子及び並列腕共振子の内、少なくとも２個の共振子が、本発明に従って構成された弾性境界波共振子からなる。【００２５】
本発明に係るラダー型フィルタでは、好ましくは、前記少なくとも２個の弾性境界波共振子として、境界波伝搬方向が平行となるように配置された第１，第２の弾性境界波共振子を有し、第１の弾性境界波共振子のＩＤＴの少なくとも１つの電極指の先端から弾性境界波伝搬方向に引いた直線が、前記第２の弾性境界波共振子のＩＤＴの電極指交叉部に位置している。この場合には、第１，第２の弾性境界波共振子間の間隔を狭めて第１，第２の弾性境界波共振子を配置することできるので、ラダー型フィルタの小型化を図ることができる。【００２６】
より好ましくは、前記第１，第２の弾性境界波共振子の第１，第２のバスバーの前記第１または第２の電極指及び第２または第１のダミー電極が接続されている辺とは反対側の外側の辺が前記包絡線と一定の距離を有するように傾斜されており、前記第１の弾性境界波共振子の第１のバスバーの外側の辺の弾性境界波伝搬方向と直交する方向外側に、前記第２の弾性境界波共振子の第２のバスバーが位置されている。それによって、ラダー型フィルタをより一層小型化できる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明に係る弾性境界波共振子では、第１のバスバーの第１の電極指及び第２のダミー電極が接続されている辺が、交叉幅重み付けの包絡線と、一定の距離を隔てて配置されるように該辺が傾斜されている傾斜部分を有し、第２のバスバーの第２の電極指及び第１のダミー電極が接続されている辺も同様に、傾斜部分を有する。このため、特許文献１に記載の弾性表面波共振子と同様に、非調和高次モードによる共振が発生し難く、それによるスプリアスを低減することができる。しかも、本発明では、上記ＩＤＴ電極の少なくとも１つの電極指の先端から、弾性境界波伝搬方向に延びる直線が第１または第２のバスバーの上記辺に至るまでに交わる電極指及びダミー電極の数の総和をＮとした場合に、Ｎが５以上であり、一対の反射器の１つの反射器に含まれる電極指の数が略Ｎとされている。従って、反共振周波数におけるインピーダンスを十分に高くすることができる。【００２８】
よって、本発明に係る弾性境界波共振子を用いて構成されたラダー型フィルタにおいて、上記弾性境界波共振子を直列腕共振子として用いた場合、反共振周波数のインピーダンスを高くし得るため、通過帯域高域側における減衰量を十分大きくすることができる。また、通過帯域高域側におけるリターンロスを低減することができる。さらに、上記弾性境界波共振子は、並列腕共振子として用いた場合、通過帯域における挿入損失を十分に小さくすることができる。よって、良好なフィルタ特性を有するラダー型フィルタを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１（ａ），（ｂ）は、本発明の一実施形態に係る弾性境界波共振子の模式的正面断面図及び電極構造を示す模式的平面図である。
【図２】図２は、図１に示した実施形態の弾性境界波素子の積層構造を説明するための模式的正面断面図である。
【図３】図３は、実施形態及び従来例の各弾性境界波共振子のインピーダンス周波数特性を示す図である。
【図４】図４は、実施形態及び従来例の各弾性境界波共振子の位相周波数特性を示す図である。
【図５】図５は、実施形態及び従来例の各弾性境界波共振子のインピーダンススミスチャートを示す図である。
【図６】図６は、実施形態及び従来例の各弾性境界波共振子のリターンロス周波数特性を示す図である。
【図７】図７は、Ｎを変化させた場合のインピーダンス比の変化を示す図である。
【図８】図８は、Ｎを変化させた場合の反共振周波数におけるＱの変化を示す図である。
【図９】図９は、Ｎを変化させた場合の反共振周波数における抵抗値の変化を示す図である。
【図１０】図１０は、本発明の他の実施形態としてのラダー型フィルタの模式的平面図である。
【図１１】図１１は、図１０に示したラダー型フィルタの回路構成を示す図である。
【図１２】図１２は、従来の弾性表面波共振子の一例を示す平面図である。
【図１３】図１３は、図１２に示した弾性表面波共振子の要部を示す部分切欠平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の具体的な実施形態を図面を参照しつつ説明することにより明らかにする。
【００３１】
図１（ａ）及び（ｂ）は、本発明の一実施形態の弾性境界波共振子を説明するための模式的正面断面図及び電極構造を示す模式的平面断面図である。弾性境界波共振子１は、圧電基板２上に第１の誘電体層３及び第２の誘電体層４がこの順序で積層された積層構造を有する。すなわち、弾性境界波共振子１は、三媒質構造の弾性境界波装置である。
【００３２】
圧電基板２は、カット角２５°Ｙ−ＸのＬｉＮｂＯ３基板からなる。もっとも、圧電基板２は、ＬｉＴａＯ３や水晶などの他の圧電単結晶により形成されていてもよく、あるいはチタン酸ジルコン酸鉛系セラミックスのような圧電セラミックスにより形成されていてもよい。
【００３３】
上記第１の誘電体層３は、本実施形態ではＳｉＯ２からなる。また、第２の誘電体層４は、第１の誘電体層３よりも音速の速い誘電体からなり、本実施形態では、ＳｉＮからなる。
【００３４】
もっとも、第１，第２の誘電体層３，４を構成する材料については、上記に限定されず、ＳｉＯ、ＳｉＮ、ＳｉＯＮ、ＳｉＣなどの適宜の誘電体材料を用いることができる。第２の誘電体層４は、第１の誘電体層よりも音速が速いため、弾性境界波を、第２の誘電体層４よりも内側に確実に閉じ込めることができる。なお、本発明は、このような三媒質構造の弾性境界波装置に限定されず、第２の誘電体層４は設けられずともよい。
【００３５】
圧電基板２と第１の誘電体層３との界面に、図１（ｂ）に示す電極構造が形成されている。すなわち、ＩＤＴ電極５と、ＩＤＴ電極５の弾性境界波伝搬方向両側に配置された反射器６，７とが形成されている。
【００３６】
本実施形態の弾性境界波共振子１の特徴は、ＩＤＴ電極５及び反射器６，７からなる電極構造にある。
【００３７】
すなわち、ＩＤＴ電極５は、第１のバスバー１１と、第１のバスバー１１と対向するように配置された第２のバスバー１２とを有する。第１のバスバー１１の内側の辺１１ａから、第２のバスバー１２に向って、複数本の第１の電極指１３が延ばされている。第１の電極指１３の先端に対してギャップを隔てて、第１のダミー電極１４が配置されている。すなわち、第１の電極指１３の先端とギャップを隔てて、第１の電極指１３の延長方向に延びる第１のダミー電極１４が配置されている。第１のダミー電極１４は、第２のバスバー１２の内側の辺１２ａに一端が接続されており、他端が上記ギャップを隔てて第１の電極指１３と対向されている。
【００３８】
同様に、第２のバスバー１２の内側の辺１２ａから、第１のバスバー１１側に向って第２の電極指１５が配置されている。第２の電極指１５の先端とギャップを隔てて対向するように、第２のダミー電極１６が配置されている。第２のダミー電極１６は、一端が第１のバスバー１１の内側の辺１１ａに接続されており、他端が上記ギャップを隔てて第２の電極指１５の先端と対向されている。
【００３９】
また、上記ＩＤＴ電極５は、交叉幅重み付けされている。ＩＤＴ電極５の弾性境界波伝搬方向において、すなわち電極指１３，１５の延びる方向と直交する方向において、ＩＤＴ電極５の中心において交叉幅が最大となり、弾性境界波伝搬方向両端に至るにつれて交叉幅が順に小さくなるように重み付けされている。
【００４０】
従って、交叉幅領域を取り囲む包絡線Ｂの内、第１のバスバー１１に近い側の包絡線部分Ｂ１は、ＩＤＴ電極５の中央から左側に向うにつれて、第２のバスバー１２に近い側の包絡線部分Ｂ２に近づいていき、ＩＤＴ電極５の中心から図１の右側に向うにつれて、同じく、第２のバスバー１２側に位置している包絡線部分Ｂ２に近接されている。
【００４１】
第２の包絡線部分Ｂ２についても、弾性境界波伝搬方向中心において、弾性境界波伝搬方向と直交する方向最外側に位置し、弾性境界波伝搬方向両端に近づくにつれて、第１の包絡線部分Ｂ１に近づいている。
【００４２】
他方、第１のバスバー１１の内側の辺１１ａと、上記第１のバスバー１１側の包絡線部分Ｂ１側との間の距離がほぼ一定となるように、第１のバスバーの辺１１ａが傾斜されている傾斜部分１１ａ１，１１ａ２を有する。同様に、第２のバスバー１２の内側の辺１２ａもまた、傾斜部分１２ａ１，１２ａ２を有する。傾斜部分１２ａ１，１２ａ２は、上記包絡線部分Ｂ２と平行に延ばされている。
【００４３】
従って、ＩＤＴ電極５では、特許文献１に記載の弾性表面波共振子１００１の場合と同様に、交叉幅領域の弾性境界波伝搬方向と直交する方向外側の領域における反射器として機能するダミー電極や電極指部分の長さが短くされている。よって、弾性境界波の群速度方向に対して上記反射器として機能する領域が傾斜されているので、非調和高次モードの共振が生じ難い。それによって、非調和高次モードの共振に起因するスプリアスを軽減することが可能とされている。
【００４４】
反射器６，７は、それぞれ、両端が短絡された複数本の電極指６ａ，７ａを有する。電極指６ａ，７ａは、ＩＤＴ電極５の電極指１３，１５と平行に延ばされている。
【００４５】
上記ＩＤＴ電極５、弾性境界波伝搬方向最外側の電極指と、反射器６，７のＩＤＴ電極５側の電極指６ａ，７ａとが隣り合う部分において、電極指６ａ，７ａの長さは、ＩＤＴ電極側の隣り合う電極指１３，１５の長さと、該電極指１３，１５の先端において対向されている、第２または第１のダミー電極１４，１６の長さの和と略同等とされている。
【００４６】
本実施形態の弾性境界波共振子１の特徴は、第１，第２のバスバー１１，１２の内側の辺１１ａ，１２ａが、上記のように交叉幅重み付けされた包絡線の包絡線部分Ｂ１または包絡線部分Ｂ２に対して略平行に延びる傾斜部分１１ａ１，１１ａ２，１２ａ１，１２ａ２を有するため、非調和高次モードによるスプリアスを抑制し得ることにある。さらに、図２に示すように、少なくとも１つの電極指１３，１５の先端から、弾性境界波伝搬方向に延びる直線Ｌが、第１のバスバー１１または第２のバスバー１２の内側の辺１１ａまたは内側の辺１２ａに至るまでに交わる電極指及びダミー電極の数の総和をＮとした場合に、Ｎが５以上であり、かつ反射器６，７の内の１つの反射器に含まれる電極指６ａ，７ａの数が略Ｎとされていることにある。それによって、反共振周波数によるインピーダンスを十分に高くすることができる。また、ラダー型フィルタの直列腕共振子や並列腕共振子として用いたラダー型フィルタを構成した場合の通過帯域高域側の特性を改善し、リターンロスを軽減することができる。これを具体的な実験例に基づき説明する。
【００４７】
圧電基板２として、カット角２５°のＹ−ＸＬｉＮｂＯ３基板上に、以下の式を仕様でＩＤＴ電極５をフォトリソグラフィ法により形成した。
【００４８】
電極指ピッチで定まる波長：２．１μｍ
電極指の対数：１３０対
デューティ比＝０．５
電極指交叉幅：４２．０λ
開口幅：４２．２λ
【００４９】
ＩＤＴ電極の中央における交叉幅が４１．９λ、両端における交叉幅が４．３λとなるように交叉幅重み付を施した。
【００５０】
前述したＮはＮ＝１６とした。
【００５１】
また、第１，第２の電極指の先端に位置しているギャップの幅、すなわちギャップの弾性境界波伝搬方向と直交する方向の寸法を０．３μｍとした。ＩＤＴ電極５の中央における第１，第２のダミー電極１４，１６の長さは０とし、ＩＤＴ電極５の弾性境界波伝搬方向両端におけるダミー電極の長さはダミー電極の本数に比例するものとし、第２のダミー電極の本数の合計が１０本のときに、６．０μｍとした。
【００５２】
また、反射器については、電極指の本数は１５とし、デューティは０．５とした。反射器６，７の電極指の開口長は、ＩＤＴ電極５の弾性境界波伝搬方向端部における開口長、すなわち交叉幅とダミー電極の長さの２倍の合計と同一寸法とした。
【００５３】
なお、λは、電極指ピッチで定まる波長を示す。
【００５４】
ＩＤＴ電極５及び反射器６，７は、複数の金属膜を積層することにより形成した。この積層構造の詳細及び各金属膜の膜厚は以下の通りである。
【００５５】
上から順に、Ｔｉ膜／Ｐｔ膜／Ｔｉ膜／ＡｌＣｕ膜／Ｔｉ膜／Ｐｔ膜／ＮｉＣｒ膜＝１０／３６／１０／２２５／１０／２２／１０（単位はｎｍ）
【００５６】
上記圧電基板上にＩＤＴ電極５及び反射器６，７を形成した後、スパッタ法により、第１の誘電体層３として膜厚が１２１３ｎｍとなるようにＳｉＯ２層を形成し、次に第２の誘電体層４として、膜厚が２２００ｎｍとなるようにＳｉＮ層を形成した。
【００５７】
比較のために、Ｎが０であることを除いては、上記と同様にして構成された従来例の弾性境界波共振子を作製した。
【００５８】
上記実施形態及び従来例の弾性境界波共振子の共振特性を測定した。図３〜図６に結果を示す。なお、図３〜図６において、実線は実施形態の結果を示し、破線は従来例の結果を示す。
【００５９】
図３はインピーダンス特性を、図４は位相特性を、図５はインピーダンススミスチャート、図６はリターンロスの周波数特性をそれぞれ示す。
【００６０】
図３〜図６から明らかなように、Ｎ＝０である従来例に比べ、Ｎ＝１６である上記実施形態によれば、反共振周波数におけるインピーダンスを十分に高くすることができ、リターンロスについても小さくされ得ることがわかる。上記実施形態及び従来例の特性の比較を容易とするために、下記の表１に結果をまとめて示すこととする。
【００６１】
【表１】
2010116995.tif 000003
【００６２】
次に、上記実験例と同様にして、ただしＮを、１、２、４、５、１０、１５、２０、３０、４０または５０としたことを除いては、上記と同様にして弾性境界波共振子を作製し、インピーダンス特性を測定した結果を図７〜図９に示す。図７は、インピーダンス比＝反共振周波数におけるインピーダンス／共振子周波数におけるインピーダンスとＮとの関係を示し、図８は反共振周波数におけるＱとＮとの関係を示し、図９は反共振周波数における抵抗値とＮとの関係を示す。
【００６３】
図７〜図９から明らかなように、Ｎが増加するにつれて、インピーダンス比が大きくなり、反共振周波数における抵抗値やＱも高くなっていくことがわかる。Ｎが５を越えると、インピーダンス比が６５ｄＢ以上、反共振周波数における抵抗値が６０．５ｄＢ以上と高くなることがわかる。従って、Ｎが５以上であることが必要である。好ましくは、Ｎは１０以上であり、インピーダンス比を６６ｄＢ以上、反共振周波数における抵抗値を６１．５ｄＢ以上とすることができる。
【００６４】
また、Ｎが１０を越えて増大したとしても、インピーダンス比や反共振周波数の抵抗値の上昇傾向はほぼ飽和することがわかる。逆に、Ｎが大きくなりすぎるとバスバーの傾きがゆるくなり、バスバーが四角形に近づき、弾性境界波共振子が大型化するおそれがある。従って、このような大型化を抑制するには、Ｎは５０本以下であることが好ましい。
【００６５】
（ラダー型フィルタの実施形態）
図１０は、本発明の他の実施形態としてのラダー型フィルタの電極構造を示す模式的平面図である。図１０の各斜線のハッチングを付した部分に図１（ｂ）に示す電極構造がそれぞれ形成されている。本実施形態のラダー型フィルタは、中心周波数８９７．５ＭＨｚ、通過帯域が８８０〜９１５ＭＨｚ帯であるＧＳＭ送信用フィルタとして用いられるものである。なお、図１１では、前述した弾性境界波共振子において形成されていた第１，第２の誘電体層３，４の図示は省略されている。
【００６６】
図１０に示すように、ラダー型フィルタ２１では、圧電基板２２上に、直列腕共振子Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７が形成されている。また、圧電基板２２上には、並列腕共振子Ｐ１〜Ｐ３も形成されている。これらの直列腕共振子Ｓ１〜Ｓ７、並列腕共振子Ｐ１〜Ｐ３とが図１１に示すように接続されて、ラダー型フィルタ２１が形成されている。なお、図１１におけるインダクタンスＬ１，Ｌ２は、並列腕共振子Ｐ１，Ｐ２とグラウンド電位との間に挿入されるインダクタンス素子あるいは信号配線により形成されるインダクタンス分により構成される。同様に、並列腕共振子Ｐ３とグラウンド電位との間に挿入されるインダクタンスＬ２についても、別途接続されるインダクタンス素子あるいは信号配線により形成されるインダクタンス分により構成される。
【００６７】
上記のようなラダー型フィルタ２１では、本発明に従って構成された弾性境界波共振子を用いて直列腕共振子Ｓ１〜Ｓ７及び並列腕共振子Ｐ１〜Ｐ３が構成されているため、各弾性境界波共振子の反共振周波数におけるインピーダンスが十分に高くされている。従って、通過帯域高域側における減衰特性を改善することができるとともに、通過帯域高域側の減衰域におけるリターンロスを軽減することが可能となる。よって、良好なフィルタ特性を実現することができる。
【００６８】
（変形例）
なお、上述した実施形態の弾性境界波共振子１では、最大交叉幅部分から弾性境界波伝搬方向両側にいくに連れて交叉幅が減少する交叉幅重み付け部分が１つ形成されていたが、このような交叉幅重み付け部分が弾性境界波伝搬方向に複数配置されていてもよい。言い換えれば、弾性境界波共振子１における上記交叉幅重み付けが施こされている部分を１つの周期とすると、複数の周期を有するように交叉幅重み付け部分が設けられていてもよい。
【００６９】
また、上記弾性境界波共振子１では、第１，第２のバスバーの辺１１ａ，１２ａが、傾斜部分１１ａ１，１１ａ２，１２ａ１，１２ａ２を有しており、傾斜部分１１ａ１，１２ａ１と、傾斜部分１１ａ２，１２ａ２との間に傾斜していない部分が設けられていたが、この傾斜していない部分は設けられずともよい。すなわち、最大交叉幅部分から弾性境界波伝搬方向両側に延びる２つの傾斜部分のみを有するように辺１１ａ，１２ａが形成されていてもよい。
【００７０】
また、上記実施形態の弾性境界波共振子１では、弾性境界波伝搬方向中央において交叉幅が最大となり、両側にいくに連れて交叉幅が小さくなるように交叉幅重み付けが施こされていたが、このような交叉幅重み付けが、複数周期形成されていてもよい。
【００７１】
また、上記実施形態では、反射器６，７は電極指の長さが弾性境界波伝搬方向に沿って変化する交叉幅重み付けが施されていたが、電極指の長さが一定の正規型の反射器であってもよい。
【符号の説明】
【００７２】
１…弾性境界波共振子
２…圧電基板
３…第１の誘電体層
４…第２の誘電体層
５…ＩＤＴ電極
６，７…反射器
１１…第１のバスバー
１２…第２のバスバー
１１ａ，１２ａ…辺
１３…第１の電極指
１４…第１のダミー電極
１５…第２の電極指
１６…第２のダミー電極
２１…ラダー型フィルタ
２２…圧電基板
Ｂ…包絡線
Ｂ１，Ｂ２…包絡線部分
Ｓ１〜Ｓ７…直列腕共振子
Ｐ１〜Ｐ３…並列腕共振子
Ｌ１，Ｌ２…インダクタンス
【図１】
2010116995.tif 000004
【図２】
2010116995.tif 000005
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2010116995.tif 000010
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2010116995.tif 000014
【図１２】
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【図１３】
2010116995.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成24年7月26日(2012.7.26)
【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】
圧電基板と、
前記圧電基板上に積層された第１の誘電体層と、
前記圧電基板と前記第１の誘電体層との界面に形成されたＩＤＴ電極と、
前記界面において、前記ＩＤＴ電極の弾性境界波伝搬方向両側に設けられた一対の反射器とを備える弾性境界波共振子であって、
前記ＩＤＴ電極が、第１，第２のバスバーと、
前記第１のバスバーから第２のバスバーに向って延ばされた複数本の第１の電極指と、
前記第２のバスバーから前記第１のバスバー側に向って延ばされた複数本の第２の電極指と、
前記第１の電極指の先端に対してギャップを介して対向されており、前記第２のバスバーに接続されている第１のダミー電極と、
前記第２の電極指の先端に対してギャップを介して対向されており、かつ前記第１のバスバーに接続されている第２のダミー電極とを備え、
前記ＩＤＴ電極における電極指交叉幅が最大となる部分から前記弾性境界波伝搬方向両側にいくに連れて交叉幅が減少する交叉幅重み付け部分を有するように前記ＩＤＴ電極に交叉幅重み付けが施こされており、
前記第１のバスバーの前記第１の電極指及び第２のダミー電極が接続されている辺が、前記交叉幅重み付けの包絡線と一定の距離を隔てて配置されるように、弾性境界波伝搬方向に対して傾斜された傾斜部分を有し、
前記第２のバスバーの前記第２の電極指及び前記第１のダミー電極が接続されている辺が、前記交叉幅重み付けの包絡線に一定の距離を隔てて配置されるように、弾性境界波伝搬方向に対して傾斜された傾斜部分を有し、
前記ＩＤＴ電極の最外側電極指と、前記反射器のＩＤＴ電極側の電極指とが隣り合う部分において、反射器の電極指の長さが、ＩＤＴ電極の該電極指の長さと、ＩＤＴ電極の電極指先端に対向されているダミー電極の長さの和と略同等とされており、
前記ＩＤＴ電極の少なくとも１つの電極指の先端から、弾性境界波伝搬方向に延びる直線が前記第１または第２のバスバーの前記辺に至るまでに交わる電極指及びダミー電極の数の総和をＮとした場合に、Ｎが５以上であり、かつ前記一対の反射器の内の１つの反射器に含まれる電極指の数が略Ｎとされている、弾性境界波共振子。
【請求項２】
Ｎが１０以上である、請求項１に記載の弾性境界波共振子。
【請求項３】
Ｎが５０以下である、請求項１または２に記載の弾性境界波共振子。
【請求項４】
前記誘電体層上に積層されており、該誘電体層よりも音速の速い誘電体からなる第２の誘電体層をさらに備える、請求項１〜３のいずれか１項に記載の弾性境界波共振子。
【請求項５】
直列腕共振子と、並列腕共振子とを有するラダー型フィルタであって、前記直列腕共振子及び並列腕共振子の内、少なくとも２個の共振子が、請求項１〜４のいずれか１項に記載の弾性境界波共振子からなるラダー型フィルタ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【国際調査報告】
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