(57)【要約】【課題】ＩＤＴ電極の電気抵抗を低くしつつ、周波数温度特性と比帯域とのトレードオフ関係を改善することができる、弾性波装置を提供する。【解決手段】弾性波装置１は、圧電基板２と、圧電基板２上に設けられており、Ｐｔを主成分とする第１の電極層と、第１の電極層上に積層されており、かつＣｕを主成分とする第２の電極層とを有するＩＤＴ電極３と、圧電基板２上に設けられており、ＩＤＴ電極３を覆っている誘電体膜４とを備える。圧電基板２は、ニオブ酸リチウムで構成されている。誘電体膜４は、酸化ケイ素で構成されている。弾性波装置１は、圧電基板２を伝搬するレイリー波を利用している。【選択図】図１
2018088670.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電基板と、
前記圧電基板上に設けられており、Ｐｔを主成分とする第１の電極層と、前記第１の電極層上に積層されており、かつＣｕを主成分とする第２の電極層と、を有するＩＤＴ電極と、
前記圧電基板上に設けられており、前記ＩＤＴ電極を覆っている誘電体膜と、を備え、
前記圧電基板は、ニオブ酸リチウムで構成されており、
前記誘電体膜は、酸化ケイ素で構成されており、
前記圧電基板を伝搬するレイリー波を利用している、弾性波装置。
【請求項２】
前記ＩＤＴ電極の電極指ピッチにより規定される波長をλとし、波長λにより規格化された前記第１の電極層の膜厚をｈＰｔ／λ（％）、前記第２の電極層の膜厚をｈＣｕ／λ（％）としたときに、下記の式１
ｈＰｔ／λ≧−０．４×ｈＣｕ／λ＋０．８…式１
を満たす、請求項１に記載の弾性波装置。
【請求項３】
前記第１の電極層の膜厚ｈＰｔ／λと前記第２の電極層の膜厚ｈＣｕ／λとの合計が２０％以下である、請求項１または２に記載の弾性波装置。
【請求項４】
前記圧電基板のオイラー角（φ，θ，ψ）が、オイラー角（０°±５°，θ，０°±５°）であり、
前記第１の電極層の膜厚ｈＰｔ／λ、前記第２の電極層の膜厚ｈＣｕ／λ及び前記圧電基板のオイラー角（φ，θ，ψ）におけるθが表１〜表６に示すいずれかの組み合わせである、請求項１〜３のいずれか１項に記載の弾性波装置。
【表１】
2018088670.tif 000015
【表２】
2018088670.tif 000016
【表３】
2018088670.tif 000017
【表４】
2018088670.tif 000018
【表５】
2018088670.tif 000019
【表６】
2018088670.tif 000020
【請求項５】
請求項１〜４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６】
請求項５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、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、弾性波装置、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】
従来、弾性波装置は、携帯電話機のフィルタなどに広く用いられている。下記の特許文献１には、弾性波装置の一例が開示されている。この弾性波装置は、ＬｉＮｂＯ３からなる圧電基板を有する。圧電基板上に、ＩＤＴ電極が設けられている。ＩＤＴ電極は、圧電基板側から、ＮｉＣｒ層、Ｐｔ層、Ｔｉ層、Ａｌ層及びＴｉ層がこの順序で積層された積層金属膜からなる。圧電基板上に、ＩＤＴ電極上を覆うように、ＳｉＯ２からなる誘電体膜が設けられている。上記誘電体膜を有することにより、周波数温度特性が改善されている。特許文献１の弾性波装置では、ＩＤＴ電極がＰｔ層及びＡｌ層を有するため、反射係数が大きく、かつ電気抵抗が低い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１７５３１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＳｉＯ２等の酸化ケイ素からなる誘電体膜の膜厚を厚くすると、周波数温度特性（ＴＣＶ）は改善されるが、比帯域は狭くなる。また、酸化ケイ素からなる誘電体膜の膜厚を薄くすると、比帯域は広くなるが、周波数温度特性は悪化する。このように、周波数温度特性と比帯域との関係は、トレードオフの関係となっている。
【０００５】
ここで、特許文献１に記載のような弾性波装置において、フィルタの挿入損失を低減するためにＩＤＴ電極の電気抵抗のさらなる低下を図る場合には、Ａｌ層の膜厚を厚くすることが考えられる。しかしながら、今回、本願発明者は、Ａｌ層の膜厚を厚くするほど、周波数温度特性は劣化し、比帯域はほぼ広くならないことから、周波数温度特性と比帯域とのトレードオフ関係が劣化するという問題があることを見出した。
【０００６】
本発明の目的は、ＩＤＴ電極の電気抵抗を低くしつつ、周波数温度特性と比帯域とのトレードオフ関係を改善することができる、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】
【０００７】
本発明に係る弾性波装置は、圧電基板と、前記圧電基板上に設けられており、Ｐｔを主成分とする第１の電極層と、前記第１の電極層上に積層されており、かつＣｕを主成分とする第２の電極層とを有するＩＤＴ電極と、前記圧電基板上に設けられており、前記ＩＤＴ電極を覆っている誘電体膜とを備え、前記圧電基板は、ニオブ酸リチウムで構成されており、前記誘電体膜は、酸化ケイ素で構成されており、前記圧電基板を伝搬するレイリー波を利用している。
【０００８】
本発明に係る弾性波装置のある特定の局面では、前記ＩＤＴ電極の電極指ピッチにより規定される波長をλとし、波長λにより規格化された前記第１の電極層の膜厚をｈＰｔ／λ（％）、前記第２の電極層の膜厚をｈＣｕ／λ（％）としたときに、下記の式１
ｈＰｔ／λ≧−０．４×ｈＣｕ／λ＋０．８…式１
を満たす。この場合には、比帯域を安定して効果的に広くすることができる。よって、周波数温度特性と比帯域とのトレードオフ関係をより一層改善することができる。
【０００９】
本発明に係る弾性波装置の他の特定の局面では、前記第１の電極層の膜厚ｈＰｔ／λと前記第２の電極層の膜厚ｈＣｕ／λとの合計が２０％以下である。この場合には、生産性を高めることができる。
【００１０】
本発明に係る弾性波装置のさらに他の特定の局面では、前記圧電基板のオイラー角（φ，θ，ψ）が、オイラー角（０°±５°，θ，０°±５°）であり、前記第１の電極層の膜厚ｈＰｔ／λ、前記第２の電極層の膜厚ｈＣｕ／λ及び前記圧電基板のオイラー角（φ，θ，ψ）におけるθが表１〜表６に示すいずれかの組み合わせである。この場合には、ＳＨ波スプリアスを抑制することができる。
【００１１】
【表１】
2018088670.tif 000003
【００１２】
【表２】
2018088670.tif 000004
【００１３】
【表３】
2018088670.tif 000005
【００１４】
【表４】
2018088670.tif 000006
【００１５】
【表５】
2018088670.tif 000007
【００１６】
【表６】
2018088670.tif 000008
【００１７】
本発明に係る高周波フロントエンド回路は、本発明に従い構成された弾性波装置と、パワーアンプとを備える。
【００１８】
本発明に係る通信装置は、本発明に従い構成された高周波フロントエンド回路と、ＲＦ信号処理回路とを備える。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ＩＤＴ電極の電気抵抗を低くしつつ、周波数温度特性と比帯域とのトレードオフ関係を改善することができる、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ができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る弾性波装置の正面断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態におけるＩＤＴ電極の電極指の拡大正面断面図である。
【図３】第１，第２の比較例における誘電体膜の膜厚ｈｓ／λ、第２の電極層の膜厚ｈＡｌ／λ及び周波数温度特性（ＴＣＶ）の関係を示す図である。
【図４】第１，第２の比較例における誘電体膜の膜厚ｈｓ／λ、第２の電極層の膜厚ｈＡｌ／λ及び比帯域の関係を示す図である。
【図５】第１，第２の比較例における周波数温度特性（ＴＣＶ）と比帯域とのトレードオフ関係と、第２の電極層の膜厚ｈＡｌ／λとの関係を示す図である。
【図６】第１，第３の比較例における周波数温度特性（ＴＣＶ）と比帯域とのトレードオフ関係と、第２の電極層の膜厚ｈＭｇ／λとの関係を示す図である。
【図７】本発明の第１の実施形態及び第１の比較例における誘電体膜の膜厚ｈｓ／λ、第２の電極層の膜厚ｈＣｕ／λ及び周波数温度特性（ＴＣＶ）の関係を示す図である。
【図８】本発明の第１の実施形態及び第１の比較例における誘電体膜の膜厚ｈｓ／λ、第２の電極層の膜厚ｈＣｕ／λ及び比帯域の関係を示す図である。
【図９】本発明の第１の実施形態及び第１の比較例における周波数温度特性（ＴＣＶ）と比帯域とのトレードオフ関係と、第２の電極層の膜厚ｈＣｕ／λとの関係を示す図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態及び第２，第３の比較例における周波数温度特性（ＴＣＶ）と比帯域とのトレードオフ関係を示す図である。
【図１１】第２の電極層の膜厚ｈＣｕ／λが０．１５％のときの、周波数温度特性（ＴＣＶ）と比帯域とのトレードオフ関係と、第１の電極層の膜厚ｈＰｔ／λとの関係を示す図である。
【図１２】第２の電極層の膜厚ｈＣｕ／λが０．２５％のときの、周波数温度特性（ＴＣＶ）と比帯域とのトレードオフ関係と、第１の電極層の膜厚ｈＰｔ／λとの関係を示す図である。
【図１３】第２の電極層の膜厚ｈＣｕ／λが０．５％のときの、周波数温度特性（ＴＣＶ）と比帯域とのトレードオフ関係と、第１の電極層の膜厚ｈＰｔ／λとの関係を示す図である。
【図１４】第２の電極層の膜厚ｈＣｕ／λが０．７５％のときの、周波数温度特性（ＴＣＶ）と比帯域とのトレードオフ関係と、第１の電極層の膜厚ｈＰｔ／λとの関係を示す図である。
【図１５】第２の電極層の膜厚ｈＣｕ／λが１％のときの、周波数温度特性（ＴＣＶ）と比帯域とのトレードオフ関係と、第１の電極層の膜厚ｈＰｔ／λとの関係を示す図である。
【図１６】第１の電極層の膜厚ｈＰｔ／λ、第２の電極層の膜厚ｈＣｕ／λ及び周波数温度特性（ＴＣＶ）が−２０ｐｐｍ／℃のときの比帯域の関係を示す図である。
【図１７】第２の電極層の膜厚ｈＣｕ／λと、比帯域を安定して広くすることができる第１の電極層の膜厚ｈＰｔ／λとの関係を示す図である。
【図１８】本発明の第３の実施形態において、第２の電極層の膜厚ｈＣｕ／λが４％のときの、第１の電極層の膜厚ｈＰｔ／λ及びオイラー角（φ，θ，ψ）におけるθと、ＳＨ波スプリアスの比帯域との関係を示す図である。
【図１９】本発明の第３の実施形態において、第２の電極層の膜厚ｈＣｕ／λが４％のときの、第１の電極層の膜厚ｈＰｔ／λ及びオイラー角（φ，θ，ψ）におけるθと、ＳＨ波スプリアスの比帯域との関係を示す図である。
【図２０】本発明の第３の実施形態において、第２の電極層の膜厚ｈＣｕ／λが７％のときの、第１の電極層の膜厚ｈＰｔ／λ及びオイラー角（φ，θ，ψ）におけるθと、ＳＨ波スプリアスの比帯域との関係を示す図である。
【図２１】本発明の第３の実施形態において、第２の電極層の膜厚ｈＣｕ／λが７％のときの、第１の電極層の膜厚ｈＰｔ／λ及びオイラー角（φ，θ，ψ）におけるθと、ＳＨ波スプリアスの比帯域との関係を示す図である。
【図２２】本発明の第３の実施形態において、第２の電極層の膜厚ｈＣｕ／λが１０％のときの、第１の電極層の膜厚ｈＰｔ／λ及びオイラー角（φ，θ，ψ）におけるθと、ＳＨ波スプリアスの比帯域との関係を示す図である。
【図２３】本発明の第３の実施形態において、第２の電極層の膜厚ｈＣｕ／λが１０％のときの、第１の電極層の膜厚ｈＰｔ／λ及びオイラー角（φ，θ，ψ）におけるθと、ＳＨ波スプリアスの比帯域との関係を示す図である。
【図２４】高周波フロントエンド回路を有する通信装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る弾性波装置の正面断面図である。図２は、第１の実施形態におけるＩＤＴ電極の電極指の拡大正面断面図である。
【００２４】
図１に示す弾性波装置１は、レイリー波を利用している。弾性波装置１は、ニオブ酸リチウムからなる圧電基板２を有する。本実施形態では、圧電基板２のオイラー角（φ，θ，ψ）は、オイラー角（０°，３７．５°，０°）である。なお、圧電基板２のオイラー角（φ，θ，ψ）は上記に限定されない。
【００２５】
圧電基板２上には、ＩＤＴ電極３が設けられている。ＩＤＴ電極３は、複数の電極指３ａを有する。圧電基板２上には、ＩＤＴ電極３を覆うように、誘電体膜４が設けられている。本実施形態では、誘電体膜４は、ＳｉＯ２からなる。
【００２６】
なお、誘電体膜４の材料には、ＳｉＯ２以外の酸化ケイ素を用いることもできる。上記酸化ケイ素は、ＳｉＯ２に限らず、ＳｉＯｘ（ｘは整数）で表される。
【００２７】
図２に示すように、ＩＤＴ電極３は第１の電極層３ａ１及び第２の電極層３ａ２を有する。ＩＤＴ電極３は、第１の電極層３ａ１及び第２の電極層３ａ２が積層された積層金属膜からなる。本実施形態では、圧電基板２上に第１の電極層３ａ１が設けられており、第１の電極層３ａ１上に第２の電極層３ａ２が積層されている。第１の電極層３ａ１はＰｔからなる。第２の電極層３ａ２はＣｕからなる。なお、ＩＤＴ電極３は、本実施形態の効果が損なわれない範囲内で、第１，第２の電極層３ａ１，３ａ２以外の電極層を有していてもよい。
【００２８】
ここで、ＩＤＴ電極３の電極指ピッチにより規定される波長をλとし、金属層の膜厚をｈＭとしたときに、波長λにより規格化された金属層の膜厚をＴＭとする。このとき、ＴＭ＝ｈＭ／λ（％）×１００とする。本明細書において、波長λにより規格化された金属層の膜厚をｈＭ／λ（％）とする。波長λにより規格化された第１の電極層３ａ１の膜厚をｈＰｔ／λ（％）、第２の電極層３ａ２の膜厚をｈＣｕ／λ（％）、誘電体膜４の膜厚をｈＳ／λ（％）とする。このとき、本実施形態では、第１の電極層の膜厚ｈＰｔ／λは２％である。なお、膜厚ｈＰｔ／λは上記に限定されない。
【００２９】
本実施形態の特徴は、ＩＤＴ電極３がＰｔからなる第１の電極層３ａ１及びＣｕからなる第２の電極層３ａ２を有することにある。それによって、ＩＤＴ電極の電気抵抗を低くしつつ、周波数温度特性（ＴＣＶ）と比帯域とのトレードオフ関係を改善することができる。
【００３０】
ここで、周波数温度特性（ＴＣＶ）と比帯域とのトレードオフ関係を改善するとは、周波数温度特性（ＴＣＶ）及び比帯域のうち一方を改善しつつ、他方の悪化を低減することをいう。
【００３１】
上記効果について、本実施形態と第１〜第３の比較例とを比較することにより、以下において説明する。なお、本実施形態では、低抵抗であるＣｕからなる第２の電極層３ａ２を用いているので、ＩＤＴ電極３の電気抵抗を低くすることができる。また、Ｐｔからなる第１の電極層３ａ１の上に、Ｃｕからなる第２の電極層３ａ２を配置することで、効率よく比帯域を向上させることができる。
【００３２】
第１の比較例は、第２の電極層を有しない点で、第１の実施形態と異なる。第２の比較例は、ＩＤＴ電極における第２の電極層がＡｌからなる点で、第１の実施形態と異なる。第３の比較例は、第２の電極層がＭｇからなる点で、第１の実施形態と異なる。
【００３３】
なお、第２の比較例においては、波長λにより規格化された第２の電極層の膜厚をｈＡｌ／λ（％）とする。第３の比較例においては、波長λにより規格化された第２の電極層の膜厚をｈＭｇ／λ（％）とする。
【００３４】
第１の実施形態及び第２，第３の比較例の弾性波装置を、第２の電極層の膜厚及び誘電体膜の膜厚を異ならせて複数作製した。第１の比較例の弾性波装置を、誘電体膜の膜厚を異ならせて複数作製した。上記複数の弾性波装置の周波数温度特性（ＴＣＶ）及び比帯域を測定した。
【００３５】
図３は、第１，第２の比較例における誘電体膜の膜厚ｈｓ／λ、第２の電極層の膜厚ｈＡｌ／λ及び周波数温度特性（ＴＣＶ）の関係を示す図である。図４は、第１，第２の比較例における誘電体膜の膜厚ｈｓ／λ、第２の電極層の膜厚ｈＡｌ／λ及び比帯域の関係を示す図である。図５は、第１，第２の比較例における周波数温度特性（ＴＣＶ）と比帯域とのトレードオフ関係と、第２の電極層の膜厚ｈＡｌ／λとの関係を示す図である。なお、第２の比較例においては、第２の電極層の膜厚ｈＡｌ／λをそれぞれ１％、２％、３％、４％、５％、７．５％及び１０％としている。他方、第１の比較例においては第２の電極層の膜厚ｈＡｌ／λは０である。図３〜図５において第１，第２の比較例を示すことにより、第２の電極層の膜厚ｈＡｌ／λを変化させた結果を示す。
【００３６】
図３に示すように、第１，第２の比較例において第２の電極層の膜厚ｈＡｌ／λが厚くなるほど、同じ誘電体膜の膜厚ｈｓ／λにおいて、周波数温度特性（ＴＣＶ）の絶対値が大きくなり、劣化していることがわかる。他方、図４に示すように、第２の電極層の膜厚ｈＡｌ／λを変化させても、比帯域には変化がほぼないことがわかる。そのため、図５に示すように、同じ比帯域において、第２の電極層の膜厚ｈＡｌ／λが厚くなるほど、周波数温度特性（ＴＣＶ）は劣化している。このように、第２の電極層がＡｌからなる第２の比較例では、第２の電極層の膜厚ｈＡｌ／λが厚くなるほどトレードオフ関係が劣化している。
【００３７】
図６は、第１，第３の比較例における周波数温度特性（ＴＣＶ）と比帯域とのトレードオフ関係と、第２の電極層の膜厚ｈＭｇ／λとの関係を示す図である。なお、第３の比較例においては、第２の電極層の膜厚ｈＭｇ／λをそれぞれ０．５％、１％、２％、３％、４％及び５％としている。他方、第１の比較例においては第２の電極層の膜厚ｈＭｇ／λは０である。図６において第１，第３の比較例を示すことにより、第２の電極層の膜厚ｈＭｇ／λを変化させた結果を示す。
【００３８】
図６に示すように、第２の電極層がＭｇからなる第３の比較例においても、第２の比較例と同様に、第２の電極層の膜厚ｈＭｇ／λが厚くなるほど、周波数温度特性（ＴＣＶ）と比帯域とのトレードオフ関係が劣化していることがわかる。
【００３９】
このように、本願発明者は、第２の電極層の膜厚が厚くなるほど上記トレードオフ関係が劣化する場合があるという課題を見出した。第１の実施形態では、第２の電極層がＣｕからなるため、周波数温度特性（ＴＣＶ）と比帯域とのトレードオフ関係を改善することができる。これを、下記の図７〜図１０を用いて説明する。
【００４０】
図７は、第１の実施形態及び第１の比較例における誘電体膜の膜厚ｈｓ／λ、第２の電極層の膜厚ｈＣｕ／λ及び周波数温度特性（ＴＣＶ）の関係を示す図である。図８は、第１の実施形態及び第１の比較例における誘電体膜の膜厚ｈｓ／λ、第２の電極層の膜厚ｈＣｕ／λ及び比帯域の関係を示す図である。図９は、第１の実施形態及び第１の比較例における周波数温度特性（ＴＣＶ）と比帯域とのトレードオフ関係と、第２の電極層の膜厚ｈＣｕ／λとの関係を示す図である。なお、第１の実施形態においては、第２の電極層の膜厚ｈＣｕ／λをそれぞれ０．５％、１％、２％、３％、４％及び５％としている。他方、第１の比較例においては第２の電極層の膜厚ｈＣｕ／λは０である。図７〜図９において第１の実施形態及び第１の比較例を示すことにより、第２の電極層の膜厚ｈＣｕ／λを変化させた結果を示す。
【００４１】
図７に示すように、第１の実施形態及び第１の比較例において、第２の電極層の膜厚ｈＣｕ／λが厚くなるほど、同じ誘電体膜の膜厚ｈｓ／λにおいて、周波数温度特性（ＴＣＶ）は劣化している。しかしながら、図８に示すように、第１の実施形態においては第１の比較例より比帯域が広く、かつ第２の電極層の膜厚ｈＣｕ／λが厚くなるほど、同じ誘電体膜の膜厚ｈｓ／λにおいて、比帯域が広くなっていることがわかる。つまり、第２の電極層にＣｕを用いることによって、周波数温度特性（ＴＣＶ）が劣化するにも関わらず、比帯域が広くなる効果を有する。よって、図９に示すように、同じ比帯域において、第２の電極層の膜厚ｈＣｕ／λが厚くなるほど、周波数温度特性（ＴＣＶ）が改善されていることがわかる。このように、第１の実施形態においては、周波数温度特性（ＴＣＶ）と比帯域とのトレードオフ関係を改善することができる。
【００４２】
図１０は、第１の実施形態及び第２，第３の比較例における周波数温度特性（ＴＣＶ）と比帯域とのトレードオフ関係を示す図である。なお、図１０においては、第１の実施形態における第２の電極層の膜厚ｈＣｕ／λが４％の結果、第２の比較例における第２の電極層の膜厚ｈＡｌ／λが７．５％の結果及び第３の比較例における第２の電極層の膜厚ｈＭｇ／λが１０％の結果を示す。
【００４３】
図１０に示すように、同じ周波数温度特性（ＴＣＶ）において、第２，第３の比較例における比帯域より第１の実施形態における比帯域が広いことがわかる。このように、第１の実施形態では、周波数温度特性（ＴＣＶ）と比帯域とのトレードオフ関係を効果的に改善することができる。
【００４４】
さらに、第２の電極層はＣｕからなり、Ｐｔからなる第１の電極層より十分に電気抵抗が低い。よって、第２の電極層の膜厚ｈＣｕ／λを厚くすることにより、上記トレードオフ関係を改善することができ、かつＩＤＴ電極の電気抵抗を効果的に低くすることができる。
【００４５】
以下において、本発明の第２の実施形態について説明する。
【００４６】
第２の実施形態の弾性波装置は、第１の電極層の膜厚ｈＰｔ／λと、第２の電極層の膜厚ｈＣｕ／λとの関係が、第１の実施形態と異なる。上記の点以外においては、第２の実施形態は、図１に示した第１の実施形態の弾性波装置１と同様の構成を有する。
【００４７】
より具体的には、本実施形態においては、第１の電極層の膜厚ｈＰｔ／λと、第２の電極層の膜厚ｈＣｕ／λとは、下記の式１の関係を有する。
【００４８】
ｈＰｔ／λ≧−０．４×ｈＣｕ／λ＋０．８…式１
【００４９】
上記式１を満たすことにより、弾性波のエネルギーをＩＤＴ電極の表面に効果的に閉じ込めることができる。それによって、比帯域を効果的に広くすることができ、周波数温度特性（ＴＣＶ）と比帯域とのトレードオフ関係をより一層改善することができる。これを以下において説明する。
【００５０】
図１１は、第２の電極層の膜厚ｈＣｕ／λが０．１５％のときの、周波数温度特性（ＴＣＶ）と比帯域とのトレードオフ関係と、第１の電極層の膜厚ｈＰｔ／λとの関係を示す図である。図１２は、第２の電極層の膜厚ｈＣｕ／λが０．２５％のときの、周波数温度特性（ＴＣＶ）と比帯域とのトレードオフ関係と、第１の電極層の膜厚ｈＰｔ／λとの関係を示す図である。図１３は、第２の電極層の膜厚ｈＣｕ／λが０．５％のときの、周波数温度特性（ＴＣＶ）と比帯域とのトレードオフ関係と、第１の電極層の膜厚ｈＰｔ／λとの関係を示す図である。図１４は、第２の電極層の膜厚ｈＣｕ／λが０．７５％のときの、周波数温度特性（ＴＣＶ）と比帯域とのトレードオフ関係と、第１の電極層の膜厚ｈＰｔ／λとの関係を示す図である。図１５は、第２の電極層の膜厚ｈＣｕ／λが１％のときの、周波数温度特性（ＴＣＶ）と比帯域とのトレードオフ関係と、第１の電極層の膜厚ｈＰｔ／λとの関係を示す図である。
【００５１】
図１１に示すように、第１の電極層の膜厚ｈＰｔ／λが厚くなるほど、同じ周波数温度特性（ＴＣＶ）における比帯域が広くなっている。よって、周波数温度特性（ＴＣＶ）と比帯域とのトレードオフ関係が改善されていることがわかる。特に、第１の電極層の膜厚ｈＰｔ／λが０．７％より厚い条件では、膜厚ｈＰｔ／λに対する比帯域の変動が大幅に小さくなることがわかる。同様に、図１２〜図１５に示すように、第２の電極層の膜厚ｈＣｕ／λが０．２５％〜１％の場合も、第１の電極層の膜厚ｈＰｔ／λが厚くなるほど、上記トレードオフ関係をより一層改善することができる。また、膜厚ｈＰｔ／λがある値よりも厚い条件では、それより膜厚ｈＰｔ／λが厚くなることで比帯域の変動を大幅に小さくできることがわかった。
【００５２】
安定して大きな比帯域が得られる第１の電極層の膜厚ｈＰｔ／λを求めるため、図１１〜図１５から、第２の電極層の膜厚ｈＣｕ／λが０．１５％、０．２５％、０．５％、０．７５％及び１％のときにおける、第１の電極層の膜厚ｈＰｔ／λと周波数温度特性（ＴＣＶ）が−２０ｐｐｍ／℃のときの比帯域との関係をそれぞれ算出した。
【００５３】
図１６は、第１の電極層の膜厚ｈＰｔ／λ、第２の電極層の膜厚ｈＣｕ／λ及び周波数温度特性（ＴＣＶ）が−２０ｐｐｍ／℃のときの比帯域の関係を示す図である。
【００５４】
図１６に示すように、第２の電極層の膜厚ｈＣｕ／λが０．１５％のときは、第１の電極層の膜厚ｈＰｔ／λが０．７％以上の場合、比帯域を安定して効果的に広くすることができる。よって、上記トレードオフ関係をより一層改善することができる。同様に、第２の電極層の膜厚ｈＣｕ／λが０．２５％のときは、第１の電極層の膜厚ｈＰｔ／λが０．７％以上の場合、比帯域を安定して効果的に広くすることができ、上記トレードオフ関係をより一層改善することができる。第２の電極層の膜厚ｈＣｕ／λが０．５％のときは、第１の電極層の膜厚ｈＰｔ／λが０．６％以上の場合、比帯域を安定して効果的に広くすることができ、上記トレードオフ関係をより一層改善することができる。第２の電極層の膜厚ｈＣｕ／λが０．７５％のときは、第１の電極層の膜厚ｈＰｔ／λが０．５％以上の場合、比帯域を安定して効果的に広くすることができ、上記トレードオフ関係をより一層改善することができる。第２の電極層の膜厚ｈＣｕ／λが１％のときは、第１の電極層の膜厚ｈＰｔ／λが０．４％以上の場合、比帯域を安定して効果的に広くすることができ、上記トレードオフ関係をより一層改善することができる。
【００５５】
図１６から、第２の電極層の膜厚ｈＣｕ／λと、比帯域を安定して広くすることができる第１の電極層の膜厚ｈＰｔ／λとの関係を求めた。
【００５６】
図１７は、第２の電極層の膜厚ｈＣｕ／λと、比帯域を安定して広くすることができる第１の電極層の膜厚ｈＰｔ／λとの関係を示す図である。
【００５７】
図１７に示すように、第１の電極層の膜厚ｈＰｔ／λと第２の電極層の膜厚ｈＣｕ／λとが、上記式１の関係を有することにより、比帯域を安定して広くできることがわかる。従って、本実施形態においては、周波数温度特性（ＴＣＶ）と比帯域とのトレードオフ関係をより一層改善することができる。
【００５８】
なお、第１の電極層の膜厚ｈＰｔ／λと第２の電極層の膜厚ｈＣｕ／λとの合計は、２０％以下であることが好ましい。この場合には、弾性波装置の製造工程において、ＩＤＴ電極を容易に形成することができ、生産性を高めることができる。
【００５９】
以下において、本発明の第３の実施形態について説明する。
【００６０】
第３の実施形態の弾性波装置は、第１の電極層の膜厚ｈＰｔ／λ、第２の電極層の膜厚ｈＣｕ／λ及び圧電基板のオイラー角（φ，θ，ψ）の関係が、第１の実施形態と異なる。上記の点以外においては、第３の実施形態は、図１に示した第１の実施形態の弾性波装置１と同様の構成を有する。
【００６１】
より具体的には、本実施形態では、圧電基板のオイラー角（φ，θ，ψ）は、オイラー角（０°，θ，０°）である。第１の電極層の膜厚ｈＰｔ／λ、第２の電極層の膜厚ｈＣｕ／λ及び圧電基板のオイラー角（φ，θ，ψ）におけるθは、表７〜表１２に示すいずれかの組み合わせである。
【００６２】
【表７】
2018088670.tif 000009
【００６３】
【表８】
2018088670.tif 000010
【００６４】
【表９】
2018088670.tif 000011
【００６５】
【表１０】
2018088670.tif 000012
【００６６】
【表１１】
2018088670.tif 000013
【００６７】
【表１２】
2018088670.tif 000014
【００６８】
第１の電極層の膜厚ｈＰｔ／λ、第２の電極層の膜厚ｈＣｕ／λ及び圧電基板のオイラー角（φ，θ，ψ）が上記の関係を有することにより、ＳＨ波スプリアスを抑制することができる。これを以下において説明する。
【００６９】
図１８は、第３の実施形態において、第２の電極層の膜厚ｈＣｕ／λが４％のときの、第１の電極層の膜厚ｈＰｔ／λ及びオイラー角（φ，θ，ψ）におけるθと、ＳＨ波スプリアスの比帯域との関係を示す図である。なお、図１８においては、第１の電極層の膜厚ｈＰｔ／λが０．５％、１％、１．５％、２％及び２．５％である場合を示している。
【００７０】
図１８に示すように、第１の電極層の膜厚ｈＰｔ／λ、第２の電極層の膜厚ｈＣｕ／λ及び圧電基板のオイラー角（φ，θ，ψ）が表７に示す組み合わせであることにより、ＳＨ波スプリアスの比帯域を０．１５％以下に抑制することができている。よって、ＳＨ波スプリアスを効果的に抑制することができる。
【００７１】
図１９は、第３の実施形態において、第２の電極層の膜厚ｈＣｕ／λが４％のときの、第１の電極層の膜厚ｈＰｔ／λ及びオイラー角（φ，θ，ψ）におけるθと、ＳＨ波スプリアスの比帯域との関係を示す図である。なお、図１９においては、第１の電極層の膜厚ｈＰｔ／λが４％、５％、６％、７％及び８％である場合を示している。
【００７２】
図１９に示すように、第１の電極層の膜厚ｈＰｔ／λ、第２の電極層の膜厚ｈＣｕ／λ及び圧電基板のオイラー角（φ，θ，ψ）が表８に示す組み合わせであることにより、ＳＨ波スプリアスの比帯域を０．１５％以下に抑制することができている。よって、ＳＨ波スプリアスを効果的に抑制することができる。
【００７３】
図２０は、第３の実施形態において、第２の電極層の膜厚ｈＣｕ／λが７％のときの、第１の電極層の膜厚ｈＰｔ／λ及びオイラー角（φ，θ，ψ）におけるθと、ＳＨ波スプリアスの比帯域との関係を示す図である。なお、図２０においては、第１の電極層の膜厚ｈＰｔ／λが０．５％、１％、１．５％及び２％である場合を示している。
【００７４】
図２０に示すように、第１の電極層の膜厚ｈＰｔ／λ、第２の電極層の膜厚ｈＣｕ／λ及び圧電基板のオイラー角（φ，θ，ψ）が表９に示す組み合わせであることにより、ＳＨ波スプリアスの比帯域を０．１５％以下に抑制することができている。よって、ＳＨ波スプリアスを効果的に抑制することができる。
【００７５】
図２１は、第３の実施形態において、第２の電極層の膜厚ｈＣｕ／λが７％のときの、第１の電極層の膜厚ｈＰｔ／λ及びオイラー角（φ，θ，ψ）におけるθと、ＳＨ波スプリアスの比帯域との関係を示す図である。なお、図２１においては、第１の電極層の膜厚ｈＰｔ／λが３％、４％、５％、６％、７％及び８％である場合を示している。
【００７６】
図２１に示すように、第１の電極層の膜厚ｈＰｔ／λ、第２の電極層の膜厚ｈＣｕ／λ及び圧電基板のオイラー角（φ，θ，ψ）が表１０に示す組み合わせであることにより、ＳＨ波スプリアスの比帯域を０．１５％以下に抑制することができている。よって、ＳＨ波スプリアスを効果的に抑制することができる。
【００７７】
図２２は、第３の実施形態において、第２の電極層の膜厚ｈＣｕ／λが１０％のときの、第１の電極層の膜厚ｈＰｔ／λ及びオイラー角（φ，θ，ψ）におけるθと、ＳＨ波スプリアスの比帯域との関係を示す図である。なお、図２２においては、第１の電極層の膜厚ｈＰｔ／λが０．５％及び１％である場合を示している。
【００７８】
図２２に示すように、第１の電極層の膜厚ｈＰｔ／λ、第２の電極層の膜厚ｈＣｕ／λ及び圧電基板のオイラー角（φ，θ，ψ）が表１１に示す組み合わせであることにより、ＳＨ波スプリアスの比帯域を０．１５％以下に抑制することができている。よって、ＳＨ波スプリアスを効果的に抑制することができる。
【００７９】
図２３は、第３の実施形態において、第２の電極層の膜厚ｈＣｕ／λが１０％のときの、第１の電極層の膜厚ｈＰｔ／λ及びオイラー角（φ，θ，ψ）におけるθと、ＳＨ波スプリアスの比帯域との関係を示す図である。なお、図２３においては、第１の電極層の膜厚ｈＰｔ／λが２．５％、３．５％、４．５％、５．５％、６．５％及び７．５％である場合を示している。
【００８０】
図２３に示すように、第１の電極層の膜厚ｈＰｔ／λ、第２の電極層の膜厚ｈＣｕ／λ及び圧電基板のオイラー角（φ，θ，ψ）が表１２に示す組み合わせであることにより、ＳＨ波スプリアスの比帯域を０．１５％以下に抑制することができている。よって、ＳＨ波スプリアスを効果的に抑制することができる。
【００８１】
なお、圧電基板のオイラー角（φ，θ，ψ）がオイラー角（０°±５°，θ，０°±５°）の場合においても、上記と同様の効果を得ることができる。本明細書において、０°±５°とは、０°±５°の範囲内であることを示す。
【００８２】
本発明に係る弾性波装置の製造方法の一例を、以下において示す。
【００８３】
まず、図２に示す圧電基板２上に第１の電極層３ａ１を形成する。第１の電極層３ａ１は、例えば、蒸着法やスパッタリング法により形成することができる。次に、第１の電極層３ａ１上に、第２の電極層３ａ２を積層する。第２の電極層３ａ２も、第１の電極層３ａ１と同様に、例えば、蒸着法やスパッタリング法により形成することができる。これにより、ＩＤＴ電極３を形成する。
【００８４】
次に、圧電基板２の上にＩＤＴ電極３を覆うように、誘電体膜４を形成する。誘電体膜４は、例えば、バイアススパッタリング法などにより形成することができる。これにより、図１に示す弾性波装置１を得る。
【００８５】
なお、本発明の効果が損なわれない範囲内で、第１の電極層３ａ１及び第２の電極層３ａ２以外の層を積層してもよい。また、ＳｉＮなどからなる周波数調整膜を誘電体膜４上に形成してもよい。それによって、周波数調整を容易に行うことができる。
【００８６】
上記弾性波装置は、高周波フロントエンド回路のデュプレクサなどとして用いることができる。この例を下記において説明する。
【００８７】
図２４は、高周波フロントエンド回路を有する通信装置の構成図である。なお、同図には、高周波フロントエンド回路２３０と接続される各構成要素、例えば、アンテナ素子２０２やＲＦ信号処理回路（ＲＦＩＣ）２０３も併せて図示されている。高周波フロントエンド回路２３０及びＲＦ信号処理回路２０３は、通信装置２４０を構成している。なお、通信装置２４０は、電源、ＣＰＵやディスプレイを含んでいてもよい。
【００８８】
高周波フロントエンド回路２３０は、スイッチ２２５と、デュプレクサ２０１Ａ，２０１Ｂと、ローノイズアンプ回路２１４，２２４と、フィルタ２３１，２３２と、パワーアンプ回路２３４ａ，２３４ｂ，２４４ａ，２４４ｂとを備える。なお、図２４の高周波フロントエンド回路２３０及び通信装置２４０は、高周波フロントエンド回路及び通信装置の一例であって、この構成に限定されるものではない。
【００８９】
デュプレクサ２０１Ａは、フィルタ２１１，２１２を有する。デュプレクサ２０１Ｂは、フィルタ２２１，２２２を有する。デュプレクサ２０１Ａ，２０１Ｂは、スイッチ２２５を介してアンテナ素子２０２に接続される。なお、上記弾性波装置は、デュプレクサ２０１Ａ，２０１Ｂであってもよいし、フィルタ２１１，２１２，２２１，２２２であってもよい。上記弾性波装置は、デュプレクサ２０１Ａ，２０１Ｂや、フィルタ２１１，２１２，２２１，２２２を構成する弾性波共振子であってもよい。さらに、上記弾性波装置は、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など、３以上のフィルタを備えるマルチプレクサについても適用することができる。すなわち、上記弾性波装置は、弾性波共振子、フィルタ、デュプレクサ、３以上のフィルタを備えるマルチプレクサを含む。そして、該マルチプレクサは、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。 
【００９０】
スイッチ２２５は、制御部（図示せず）からの制御信号に従って、アンテナ素子２０２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、アンテナ素子２０２と接続される信号経路は１つに限らず、複数であってもよい。つまり、高周波フロントエンド回路２３０は、キャリアアグリゲーションに対応していてもよい。
【００９１】
ローノイズアンプ回路２１４は、アンテナ素子２０２、スイッチ２２５及びデュプレクサ２０１Ａ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２０３へ出力する受信増幅回路である。ローノイズアンプ回路２２４は、アンテナ素子２０２、スイッチ２２５及びデュプレクサ２０１Ｂ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２０３へ出力する受信増幅回路である。
【００９２】
パワーアンプ回路２３４ａ，２３４ｂは、ＲＦ信号処理回路２０３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、デュプレクサ２０１Ａ及びスイッチ２２５を経由してアンテナ素子２０２に出力する送信増幅回路である。パワーアンプ回路２４４ａ，２４４ｂは、ＲＦ信号処理回路２０３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、デュプレクサ２０１Ｂ及びスイッチ２２５を経由してアンテナ素子２０２に出力する送信増幅回路である。なお、フィルタ２３１，２３２は、ローノイズアンプ回路及びパワーアンプ回路を介さず、ＲＦ信号処理回路２０３とスイッチ２２５との間に接続されている。フィルタ２３１，２３２も、デュプレクサ２０１Ａ，２０１Ｂと同様に、スイッチ２２５を介してアンテナ素子２０２に接続される。
【００９３】
ＲＦ信号処理回路２０３は、アンテナ素子２０２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、ダウンコンバートなどにより信号処理し、当該信号処理して生成された受信信号を出力する。また、ＲＦ信号処理回路２０３は、入力された送信信号をアップコンバートなどにより信号処理し、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２３４ａ，２３４ｂ，２４４ａ，２４４ｂへ出力する。ＲＦ信号処理回路２０３は、例えば、ＲＦＩＣである。ＲＦ信号処理回路２０３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２３０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。なお、高周波フロントエンド回路２３０は、上記デュプレクサ２０１Ａ，２０１Ｂに代わり、デュプレクサ２０１Ａ，２０１Ｂの変形例に係るデュプレクサを備えていてもよい。
【００９４】
他方、通信装置２４０におけるフィルタ２３１，２３２は、ローノイズアンプ回路及びパワーアンプ回路を介さず、ＲＦ信号処理回路２０３とスイッチ２２５との間に接続されている。フィルタ２３１，２３２も、デュプレクサ２０１Ａ，２０１Ｂと同様に、スイッチ２２５を介してアンテナ素子２０２に接続される。
【００９５】
以上のように構成された高周波フロントエンド回路２３０及び通信装置２４０によれば、本発明の弾性波装置である、弾性波共振子、フィルタ、デュプレクサ、３以上のフィルタを備えるマルチプレクサ等を備えることにより、周波数温度特性（ＴＣＶ）と比帯域とのトレードオフ関係を改善することができる。
【００９６】
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、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。
【００９７】
本発明は、弾性波共振子、フィルタ、デュプレクサ、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、携帯電話機などの通信機器に広く利用できる。
【符号の説明】
【００９８】
１…弾性波装置
２…圧電基板
３…ＩＤＴ電極
３ａ…電極指
３ａ１，３ａ２…第１，第２の電極層
４…誘電体膜
２０１Ａ，２０１Ｂ…デュプレクサ
２０２…アンテナ素子
２０３…ＲＦ信号処理回路
２１１，２１２…フィルタ
２１４…ローノイズアンプ回路
２２１，２２２…フィルタ
２２４…ローノイズアンプ回路
２２５…スイッチ
２３０…高周波フロントエンド回路
２３１，２３２…フィルタ
２３４ａ，２３４ｂ…パワーアンプ回路
２４０…通信装置
２４４ａ，２４４ｂ…パワーアンプ回路
【図１】
2018088670.tif 000021
【図２】
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【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】
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【図８】
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【図９】
2018088670.tif 000029
【図１０】
2018088670.tif 000030
【図１１】
2018088670.tif 000031
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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