(57)【要約】【課題】小型化が可能で、不要共振による電気特性上の不具合が抑制された弾性表面波装置を提供する。【解決手段】圧電基板１０と、その上に弾性表面波の伝搬方向に沿って形成された一対の反射器電極２１ａ、２１ｂと、その間に形成された少なくとも一つのＩＤＴ電極２２とを有する弾性表面波装置において、一対の反射器電極２１ａ、２１ｂの一方の電極厚みと他方の電極厚みとを異ならせる。【選択図】図１
2006128775.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電基板と、該圧電基板上に弾性表面波の伝搬方向に沿って形成された一対の反射器電極と、該一対の反射器電極の間に形成された少なくとも一つのＩＤＴ電極と、を有する弾性表面波装置において、
一対の前記反射器電極の一方の電極厚みと他方の電極厚みとが異なっていることを特徴とする弾性表面波装置。
【請求項２】
圧電基板と、該圧電基板上に弾性表面波の伝搬方向に沿って形成された一対の反射器電極と、該一対の反射器電極の間に形成された少なくとも一つのＩＤＴ電極と、前記反射器電極の上に形成された被覆層とを有する弾性表面波装置において、
一対の前記反射器電極の一方の上に形成された被覆層の厚みと他方の上に形成された被覆層の厚みとが異なっていることを特徴とする弾性表面波装置。
【請求項３】
圧電基板と、該圧電基板上に弾性表面波の伝搬方向に沿って形成された一対の反射器電極と、該一対の反射器電極の間に形成された少なくとも一つのＩＤＴ電極と、前記反射器電極の上に形成された被覆層とを有する弾性表面波装置において、
一対の前記反射器電極の一方の上には被覆層が形成されており、他方の上には被覆層が形成されていないことを特徴とする弾性表面波装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば携帯電話等の移動体通信機器や車載用機器、医療用機器等に用いられる弾性表面波装置に関し、詳しくは、反射器の構造に特徴を有する弾性表面波装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
弾性表面波共振器や弾性表面波フィルタ等の弾性表面波装置には様々な形態が存在するが、圧電基板上に弾性表面波の伝搬方向に沿って一対の反射器電極を形成し、その反射器電極の間にＩＤＴ（インターデジタルトランスデューサ）電極を形成したものが多用されている。このタイプの弾性表面波装置においては、ＩＤＴ電極によって励振された弾性表面波を、その両側に配置された反射器の間で多重反射させて閉じ込めることができるため、Ｑの高い弾性表面波共振器や低損失の弾性表面波フィルタが構成できる。
【０００３】
しかしながらこのようなタイプの弾性表面波装置においては、その構造上、所望の共振以外に多くの不要共振が発生することが避けられないため、それによる電気特性上の不具合を改善するために様々な試みが為されて来た。その一つとして、圧電基板上に形成されたＩＤＴ電極と反射器電極とからなる弾性表面波フィルタを複数個接続し、反射器電極におけるデューティー（電極の配列ピッチに対する電極形成領域の割合）を弾性表面波フィルタどうしで異ならせるものが提案されている。
【特許文献１】特開２０００−３１２１３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した従来の弾性表面波装置においては、複数の弾性表面波フィルタを接続するために弾性表面波装置が大型化するという問題があった。すなわち、１つの圧電基板上に複数の弾性表面波フィルタを形成し、さらに、両者の弾性表面波フィルタを互いに接続する接続導体を形成しなくてはならず、物理的に圧電基板が大きくなり、小型化が困難であった。
【０００５】
本発明は上記欠点に鑑み案出されたものであり、小型化が可能で、不要共振による電気特性上の不具合が抑制された弾性表面波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】
本発明の弾性表面波装置は、圧電基板と、該圧電基板上に弾性表面波の伝搬方向に沿って形成された一対の反射器電極と、該一対の反射器電極の間に形成された少なくとも一つのＩＤＴ電極と、を有する弾性表面波装置において、一対の前記反射器電極の一方の電極厚みと他方の電極厚みとが異なっていることを特徴とするものである。
【０００７】
また、本発明の別の弾性表面波装置は、圧電基板と、該圧電基板上に弾性表面波の伝搬方向に沿って形成された一対の反射器電極と、該一対の反射器電極の間に形成された少なくとも一つのＩＤＴ電極と、前記反射器電極の上に形成された被覆層とを有する弾性表面波装置において、一対の前記反射器電極の一方の上に形成された被覆層の厚みと他方の上に形成された被覆層の厚みとが異なっていることを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明の更に別の弾性表面波装置は、圧電基板と、該圧電基板上に弾性表面波の伝搬方向に沿って形成された一対の反射器電極と、該一対の反射器電極の間に形成された少なくとも一つのＩＤＴ電極と、前記反射器電極の上に形成された被覆層とを有する弾性表面波装置において、一対の前記反射器電極の一方の上には被覆層が形成されており、他方の上には被覆層が形成されていないことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の弾性表面波装置によれば、一方の反射器電極の電極厚みと他方の反射器電極の電極厚みとが異なっているので、両反射器電極の反射特性が異なることによって電気特性におけるスプリアスが抑圧され、弾性表面波装置の電気特性を改善することが可能となる。
【００１０】
また、本発明の別の弾性表面波装置によれば、一方の反射器電極上に形成された被覆層の厚みと他方の反射器電極上に形成された被覆層の厚みとが異なっているので、両反射器電極の反射特性が異なることによって電気特性におけるスプリアスが抑圧され、弾性表面波装置の電気特性を改善することが可能となる。
【００１１】
また、本発明の更に別の弾性表面波装置によれば、一対の前記反射器電極の一方には被覆層が形成されており、他方には被覆層が形成されていないので、両反射器電極の反射特性が異なることによって電気特性におけるスプリアスが抑圧され、弾性表面波装置の電気特性を改善することが可能となる。
【００１２】
このようすれば、従来のように、圧電基板上に、弾性表面波の伝搬方向に沿って形成された一対の反射器電極と、該一対の反射器電極の間に形成された少なくとも一つのＩＤＴ電極とからなる弾性表面波フィルタを複数配置して、各フィルタを電気的に接続する必要ないため、弾性表面波装置自身の小型化が容易に達成できることになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の弾性表面波装置を図面に基づいて詳説する。
【００１４】
図１は本発明の一実施形態に係る弾性表面波装置を模式的に示す外観斜視図である。同図に示す弾性表面波装置１は、圧電基板１０の上面に、弾性表面波の伝搬方向に沿って配置される一対の反射器電極２１ａ、２１ｂ、及びその間に配置されるＩＤＴ電極２２ａ、２２ｂ、更にＩＤＴ電極２２と接続されて外部との電気的接続に供されるパッド電極２３等から成る各種電極を形成した構造を有している。
【００１５】
圧電基板１０は、例えば、水晶、タンタル酸リチウム単結晶、ニオブ酸リチウム単結晶、四ホウ酸リチウム単結晶等の圧電性の単結晶、或いはチタン酸鉛、ジルコン酸鉛等の圧電セラミックスから成り、その上面で上記各種電極を支持する支持母材として機能するとともに、ＩＤＴ電極２２を介して圧電基板１０に電気信号が印加されると、その一主面で所定の弾性表面波を発生させる作用を為す。
【００１６】
また、上記各種電極は、例えば、アルミニウムやアルミニウムを主成分とする合金等の金属材料から成り、蒸着やスパッタリングによって圧電基板１０上に形成した電極膜上にレジストをスピンコートし、ステッパー装置などを用いて露光・現像した後に、ＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ）装置などを用いてエッチングすることによって形成される。
【００１７】
ＩＤＴ電極２２は、各々が帯状の共通電極とそれに対して直交する方向に延びる複数の電極指とで形成される一対の櫛歯状電極を、それぞれの電極指が弾性表面波の伝搬方向に交互に配置されるようにかみ合わせた状態で対向配置させて構成される。
【００１８】
そして、一方のＩＤＴ電極２２ａは、外部から所定の電気信号が印加されると、圧電基板１０の上面に電極指の配列ピッチに対応した所定の弾性表面波を発生させる作用を為し、他方のＩＤＴ電極２２ｂは弾性表面波を再び電気信号に変換する作用を為す。この過程によって不要な周波数成分が抑圧されて弾性表面波フィルタとして機能する。
【００１９】
一方、反射器電極２１は、複数の帯状の反射電極２１ｃを、ＩＤＴ電極２２の電極指とほぼ同じピッチで弾性表面波の伝搬方向に沿って配列して構成されており、ＩＤＴ電極２２の形成領域で発生する弾性表面波を反射して、一対の反射器電極２１ａ、２１ｂの間に閉じ込める作用を為す。本実施形態の弾性表面波装置１においては、一対の反射器電極２１において、反射器電極２１ａの電極膜厚と、反射器電極２１ｂの電極膜厚とを異ならせている。このような構造とするためには、例えば、前述した蒸着やスパッタリングを２段階に分けて行い、その一つの段階において、反射器電極２１の一方をマスキングすればよい。
【００２０】
そして、パッド電極２３は、外部との電気的接続をなす金属細線やバンプが接合される部分であり、ＩＤＴ電極２２と電気的に接続されている。金属細線やバンプとの接合性を向上させるためには、上面をＮｉ、Ｃｒ、Ａｕ等で被覆するとよく、厚みも他の電極よりも厚い方がよい。
【００２１】
こうして、一対の反射器電極２１ａ、２１ｂと、その間に配置されるＩＤＴ電極２２ａ、２２ｂとで縦結合共振器型の弾性表面波フィルタが構成されている。
【００２２】
このような、ＩＤＴ電極２２の両側に反射器電極２１を有する構造の弾性表面波装置の電気特性は、反射器電極２１の反射特性に大きく影響を受ける。図２に反射器電極２１の反射特性を模式的に示す。図２に示す反射特性において、中心周波数ｆ０付近の周波数において最も反射率が高くなっているが、それ以外の周波数においても周期的に反射率の高い部分が存在する。そして、これによって所望の周波数以外での不要な共振が発生し、弾性表面波装置の電気特性を悪化させる。
【００２３】
次に、図２に示す反射特性と反射器電極２１の構造との関係について説明する。図３は反射器電極２１の一部を拡大して模式的に示した断面図である。図に示すように、反射器電極２１は、圧電基板１０の上面に反射電極２１ｃが弾性表面波の伝搬方向に沿って周期的に配列された構造とされている。
【００２４】
このような構造においては、反射電極２１ｃが存在する領域（長さＬ１）における弾性表面波の伝搬速度Ｖ１と、反射電極２１ｃの存在しない領域（長さＬ２）における弾性表面波の伝搬速度Ｖ２とは一般的に異なる。これは、反射電極２１ｃの存在領域においては、圧電基板１０と異なる材質であり導電性を有する反射電極２１ｃが接触することによる影響と、反射電極２１ｃの質量による影響とを受けるためである。よって、反射電極２１ｃの厚みを変化させることによって、反射電極２１ｃの質量による影響が変化し、反射電極２１ｃが存在する領域における弾性表面波の伝搬速度Ｖ１を変化させることができる。
【００２５】
また、前述した中心周波数ｆ０は、反射器電極２１の形成領域における弾性表面波の平均的な伝搬速度をＶ、反射電極２１ｃの配列ピッチをＰとすると、ｆ０＝Ｖ／２Ｐと表される。ここで、反射器電極２１の形成領域における弾性表面波の平均的な伝搬速度Ｖは、Ｖ＝（Ｌ１＋Ｌ２）／（Ｌ１／Ｖ１＋Ｌ２／Ｖ２）で表され、反射電極２１ｃの配列ピッチＰは、Ｐ＝Ｌ１＋Ｌ２で表される。
【００２６】
よって、反射電極２１ｃの厚みを変化させることによって、反射電極２１ｃが存在する領域における弾性表面波の伝搬速度Ｖ１が変化し、それによって反射器電極２１の形成領域における弾性表面波の平均的な伝搬速度Ｖが変化し、それによって中心周波数ｆ０が変化する。すなわち、反射電極２１ｃの厚みを変化させることによって、図２に示す反射特性を周波数軸上で移動させることが可能となる。
【００２７】
本実施形態の弾性表面波素子１においては、一対の反射器電極２１において、反射器電極２１ａの電極厚みと反射器電極２１ｂの電極厚みとを異ならせているので、図４の実線と破線に示すように、両反射器の反射特性を周波数軸上でずらすことができる。すると、反射器電極２１ａと２１ｂの反射率の極大点及び極小点が周波数軸上に分散して配置されることによって、一対の反射器電極２１の反射特性を考えると、反射率の極小点間の間隔が減少し、中心周波数付近以外の極大点の反射率は減少することになる。よって、弾性表面波装置１の伝送特性における通過帯域以外の周波数領域において、不要な共振を抑制し、それに起因する減衰量の低下を緩和することが出来る。
【００２８】
図５は縦結合共振器型弾性表面波フィルタの伝送特性のシミュレーション結果を示したものである。同図において、実線は一対の反射器電極２１の一方の電極厚みを１４００Å、他方の電極厚みを２２００Åとした実施例の伝送特性を示し、破線は一対の反射器電極２１の両方の電極厚みを１４００Åとした比較例の伝送特性を示す。尚、ＩＤＴ電極２２の電極厚みはどちらの場合も１４００Åとしている。図から明らかなように、実施例の伝送特性においては、比較例の伝送特性に比して、通過帯域より低周波側の２０００ＭＨｚ付近の減衰量が増加しており、本発明の有効性が確認できた。尚、このシミュレーションにおいては、圧電基板１０を３８．７°ＹカットのＬｉＴａＯ３、上記各種電極の材質をＡｌ−Ｃｕ１ｗｔ％合金とした。
【００２９】
次に本発明の他の実施形態に係る弾性表面波装置について図６を用いて説明する。尚、本実施形態においては先に述べた実施形態と異なる点についてのみ説明し、同様の構成要素については同一の参照符を用いて重複する説明を省略するものとする。
【００３０】
図６は本実施形態の弾性表面波装置２を模式的に示す断面図である。本実施形態の弾性表面波装置２が先に述べた実施形態の弾性表面波装置１と異なる点は、一対の反射器電極２１ａ、２１ｂの電極厚みが等しくされており、その代わりに、反射器電極２１ａの上に形成された被覆層３１ａの厚みと、反射器電極２１ｂの上に形成された被覆層３１ｂの厚みとが異なっていることである。
【００３１】
この被覆層３１としては、例えば、Ｓｉ、ＳｉＯ２、ＳｉＮ、Ａｌ２Ｏ３等の絶縁性や半導電性の物質が使用され、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）装置などを使用して形成される。反射器電極２１ａの上に形成された被覆層３１ａの厚みと、反射器電極２１ｂの上に形成された被覆層３１ｂの厚みとを異ならせるためには、例えば、被覆層３１の形成を２段階に分けて行い、その一つの段階において反射器電極２１の一方の反射器電極、たとえば２１ａやＩＤＴ電極２２上に位置する部分をマスキングすればよい。
【００３２】
このように、たとえば図３において、圧電基板１０及び反射電極２１ｃの上に被覆層３１を形成すると、反射電極２１ｃの非形成領域においては、圧電基板１０と材質の異なる被覆層３１が接触することによる影響と被覆層３１の質量による影響とを受けて弾性表面波の伝搬速度が変化する。また、反射電極２１ｃの形成領域においては、反射電極２１ｃの上に形成された被覆層３１の質量の影響を受けて、弾性表面波の伝搬速度が変化する。よって、被覆層３１の厚みを変化させると、反射電極２１ｃが存在する領域における弾性表面波の伝搬速度Ｖ１と、反射電極２１ｃが存在しない領域における弾性表面波の伝搬速度Ｖ２の両方が変化する。
【００３３】
故に、被覆層３１の厚みを変化させることによっても、反射器電極２１の形成領域における弾性表面波の平均的な伝搬速度Ｖが変化し、それによって図２に示す反射特性における中心周波数ｆ０が変化する。すなわち、被覆層３１の厚みを変化させることによっても、反射電極２１ｃの電極厚みを変化させる場合と同様に、図２に示す反射特性を周波数軸上で移動させることが可能となる。
【００３４】
本実施形態の弾性表面波装置２においては、反射器電極２１ａの上に形成された被覆層３１ａの厚みと、反射器電極２１ｂの上に形成された被覆層３１ｂの厚みとが異なっているので、反射器電極２１ａの反射特性と反射器電極２１ｂの反射特性とを、図４の実線と点線に示すように周波数軸上でずらすことができる。すると、反射器電極２１ａと２１ｂの反射率の極大点及び極小点が周波数軸上に分散して配置されることによって、一対の反射器電極２１の反射特性を考えると、反射率の極小点間の間隔が減少し、中心周波数付近以外の極大点の反射率は減少することになる。よって、弾性表面波装置１の伝送特性における通過帯域以外の周波数領域において、不要な共振を抑制し、それに起因する減衰量の低下を緩和することが出来る。
【００３５】
尚、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良が可能である。
【００３６】
例えば、図１に示した弾性表面波装置１においては、圧電基板１０及び上記各種電極の上に被覆層が形成されていない例を示したが、絶縁材料もしくは半導電性材料からなる被覆層を形成しても構わない。
【００３７】
また、図６に示した弾性表面波装置２においては、一対の反射器電極２１の両方の上に被覆層３１を形成した例を示したが、図７に示す弾性表面波装置３のように、一対の反射器電極２１の一方の上には被覆層３１を形成し、他方の上には被覆層３１を形成しないようにしても構わない。このような構造の弾性表面波装置３においても、弾性表面波装置２と同様に効果を得ることができる。
【００３８】
また、上述した実施形態においては弾性表面波フィルタを構成した例を示したが、弾性表面波共振器など他の弾性表面波装置においても本発明を適用できることは言うまでもない。例えば、弾性表面波共振器に本発明を適用すれば、スプリアスが抑圧された、電気特性の優れた弾性表面波共振器とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の一実施形態に係る弾性表面波装置を模式的に示す外観斜視図である。
【図２】反射器電極の反射特性を模式的に示す図である。
【図３】反射器電極形成領域の弾性表面波の平均的伝搬速度を説明する図である。
【図４】反射器電極２１ａ、２１ｂのそれぞれの反射特性を示す図である。
【図５】本発明と比較例の弾性表面波装置の伝送特性を示す図である。
【図６】本発明の他の実施形態に係る弾性表面波装置を模式的に示す断面図である。
【図７】本発明の更に他の実施形態に係る弾性表面波装置を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１、２、３・・・弾性表面波装置
１０・・・圧電基板
２１、２１ａ、２１ｂ・・・反射器電極
２１ｃ・・・反射電極
２２、２２ａ、２２ｂ・・・ＩＤＴ電極
２３・・・パッド電極
３１、３１ａ、３１ｂ・・・被覆層
【図１】
2006128775.tif 000003
【図２】
2006128775.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2006128775.tif 000008
【図７】
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