(57)【要約】      （修正有）【課題】相対的に小さな（小型の）形態で、横モードスプリアスを低減し特性を改善した弾性波共振器、及び弾性波フィルタ、更にかかる弾性波共振器を使用するアンテナ共用器、モジュール、通信機器を提供する。【解決手段】弾性波共振器１００が、圧電基板１０１上に形成された複数の櫛形電極１０２及び複数の反射器電極１０３を含む。櫛形電極同士の交差部分が、第１交差領域１０４及び第２交差領域１０５を含む。第２交差領域）は、第１交差領域の双方の外側端に設けることができる。第１交差領域の交差幅は第２交差領域の交差幅よりも大きく、第２交差領域の電極指ピッチは第１交差領域の電極指ピッチよりも大きい。【選択図】図１
2019146233.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弾性波共振器であって、
圧電基板と、
前記圧電基板の上面に設けられた櫛形電極と
を含み、
前記櫛形電極は第１交差領域及び第２交差領域を含み、
前記第２交差領域は、交差幅方向において前記第１交差領域の外側端に設けられ、
前記第１交差領域の交差幅は前記第２交差領域の交差幅よりも大きく、
前記第２交差領域の電極指ピッチは前記第１交差領域の電極指ピッチよりも大きい弾性波共振器。
【請求項２】
前記第１交差領域において励振される第１弾性波の周波数が、前記第２交差領域において励振される第２弾性波の周波数よりも高い請求項１の弾性波共振器。
【請求項３】
前記第１交差領域の電極指と前記第２交差領域の電極指とは第１接続電極指を介して接続され、
前記第１接続電極指は、前記第１交差領域において前記電極指が延びる方向に対して斜めに延びるように構成される請求項１の弾性波共振器。
【請求項４】
前記弾性波共振器はさらに、前記櫛形電極の電極指が互いに交差しないダミー領域を含む請求項１の弾性波共振器。
【請求項５】
第１交差領域における前記櫛形電極の電極指と前記第２交差領域における前記櫛形電極の電極指とは、前記櫛形電極の第１接続領域に設けられた第１接続電極指を介して接続され、
前記第２交差領域の電極指と前記ダミー領域の電極指とは、前記櫛形電極の第２接続領域に設けられた第２接続電極指を介して接続され、
前記第１接続電極指及び前記第２接続電極指は、前記第１交差領域において前記電極指が延びる第１方向に対して斜めに延び、
前記第１方向は、前記第２接続電極指が延びる第２方向と逆方向である請求項４の弾性波共振器。
【請求項６】
前記ダミー領域の電極指ピッチは、前記第１交差領域の前記電極指ピッチよりも大きい請求項４の弾性波共振器。
【請求項７】
前記櫛形電極の電極指は、前記第１交差領域の伝播方向長さよりも大きい伝播方向長さを有するバスバー電極に接続される請求項６の弾性波共振器。
【請求項８】
前記第２交差領域における電極指の幅は、前記第１交差領域における電極指の幅よりも大きい請求項１の弾性波共振器。
【請求項９】
前記第１交差領域は第１の数の電極指を含み、前記第２交差領域は、前記第１の数の電極指よりも少ない第２の数の電極指を含む請求項１の弾性波共振器。
【請求項１０】
前記第２交差領域は第１位相領域及び第２位相領域を含み、前記第１位相領域の電極指により生じる弾性波の位相と、前記第２位相領域の電極指により生じる弾性波の位相とが異なる請求項９の弾性波共振器。
【請求項１１】
前記圧電基板はニオブ酸リチウムから作られ、Ｙカット１２０度から１３５度の範囲のカット角を有する請求項１の弾性波共振器。
【請求項１２】
前記櫛形電極を覆うように配置されたＳｉＯ２製の誘電体薄膜をさらに含む請求項１の弾性波共振器。
【請求項１３】
複数の弾性波共振器を有する弾性波フィルタであって、前記弾性波共振器の少なくとも一つが請求項１の弾性波共振器を含む弾性波フィルタ。
【請求項１４】
縦モード弾性波フィルタであって、
前記縦モード弾性波フィルタにおける弾性波の伝播方向に互いに隣接して配置された複数の弾性波共振器を含み、
前記弾性波共振器の少なくとも一つが請求項１の弾性波共振器を含む縦モード弾性波フィルタ。
【請求項１５】
送信フィルタ及び受信フィルタを有するアンテナ共用器であって、
前記送信フィルタ及び前記受信フィルタの少なくとも一方が請求項１３又は１４の弾性波フィルタを含むアンテナ共用器。
【請求項１６】
請求項１３又は１４の弾性波フィルタを含むモジュール。
【請求項１７】
請求項１３又は１４の弾性波フィルタを含む通信機器。
【請求項１８】
請求項１５のアンテナ共用器を含むモジュール。
【請求項１９】
請求項１５のアンテナ共用器を含む通信機器。
【請求項２０】
弾性波フィルタであって、
圧電基板と、
前記圧電基板の上面に配置された複数の弾性波共振器と
を含み、
各弾性波共振器は、第１交差領域及び第２交差領域を有する櫛形電極を含み、
前記第２交差領域は、交差幅方向における前記第１交差領域の外側端に設けられ、
前記第１交差領域の交差幅は前記第２交差領域の交差幅よりも大きく、
前記第２交差領域の電極指ピッチは前記第１交差領域の電極指ピッチよりも大きい弾性波フィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
側面及び実施形態は一般に、弾性波共振器、並びにこれを用いた弾性波フィルタ、アンテナ共用器、モジュール及び通信機器に関する。
【０００２】
関連出願の相互参照
本願は、２０１４年４月８日に出願された同時係属中の特願２０１４−０７９１１１の、米国特許法第１１９条（ａ）項及び特許協力条約第８条に基づく利益を主張する。その全体がここに、すべての目的のために参照により組み入れられる。
【背景技術】
【０００３】
通信機器のフィルタ又はアンテナ共用器として、４２°回転Ｙカットタンタル酸リチウム圧電基板を使用して実装された弾性波デバイスが多用されている。弾性波デバイスは、圧電基板上に形成された複数の櫛形電極（インターデジタルトランスデューサ（ＩＤＴ）電極とも称する）を使用するべく構成される。近年、高性能かつ良好な温度特性の弾性波デバイスが求められている。かかる弾性波デバイスを実現する一つのアプローチは、圧電基板をニオブ酸リチウムから作り、ＩＤＴ電極上に酸化ケイ素膜を設けて温度特性の改善を図ることを含む。これは、特に、主要弾性波をレイリー波とするようなカット角を有するニオブ酸リチウムを使用する弾性波デバイスにおいて、高い共振Ｑが得られることが期待されていた。しかしながら、かかる弾性波デバイスにおいては複数の要因により、横モードスプリアスのようなスプリアス、及び主要弾性波としてのレイリー波以外の不要波によるスプリアス応答が発生し得る。このスプリアスが、弾性波デバイスのフィルタリング特性を劣化させる。
【０００４】
図１９は、従来型弾性波共振器の構成の一例を示す。図１９に示される例において、弾性波共振器は、圧電基板１９０１上に形成された櫛形電極１９０２及び反射器電極１９０３を有する。この構成は、特に、弾性波共振器の圧電基板がニオブ酸リチウムからなる場合に、厄介な横モードスプリアスを受ける。
【０００５】
図１９に示されるような弾性波共振器におけるスプリアスの問題解決への従来型のアプローチは、弾性波共振器にアポタイズ重み付けを施すことを含む。例えば、図２０は、アポタイズ重み付けを含む従来型弾性波共振器の構成を例示する。図２０に示される例では、弾性波共振器は、圧電基板２００１上に形成された櫛形電極２００２及び反射器電極２００３を有する。ここで、櫛形電極２００２は、例えば特許文献１に記載されるように、横モードスプリアスを抑制するべくアポタイズ重み付けを有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１１／００６８６５５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
例えば図２０に示されるような従来型弾性波共振器は、アポタイズ重み付けによるＱ値の劣化が引き起こす特性劣化を被り、さらには、アポタイズ重み付けを使用するとサイズが肥大化して望ましくない。また、このような弾性波共振器を弾性波フィルタとして使用すると、弾性波フィルタの挿入損失が劣化し、減衰特性も劣化する。
【０００８】
したがって、側面及び実施形態は、相対的に小さな（小型の）、横モードスプリアスが低減して特性が改善された弾性波共振器に関する。さらなる側面及び実施形態は、弾性波フィルタ及びかかる弾性波共振器を使用するアンテナ共用器、並びにこれを使用するモジュール及び通信機器に関する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
一実施形態は、圧電基板と、当該基板の上面に設けられた櫛形電極とを含む弾性波共振器であって、櫛形電極は第１交差領域及び第２交差領域を含み、第２交差領域は、第１交差領域の交差幅方向の外側に設けられ、第１交差領域の交差幅は第２交差領域の交差幅よりも大きく、第２交差領域の電極指ピッチは第１交差領域の電極指ピッチよりも大きい弾性波共振器に関する。この構成によれば、スプリアスの低減を含むように特性が改善された弾性波共振器を有利に実現することができる。
【００１０】
弾性波フィルタの様々な実施形態は、以下の特徴の一以上を含んでよい。
【００１１】
一例において、弾性波フィルタは、第２交差領域において励振される弾性波の周波数が、第１交差領域において励振される弾性波の周波数よりも低くなるように構成される。
【００１２】
他例において、第１交差領域の電極指と第２交差領域の電極指とは、第１接続電極指を介して接続され、第１接続電極指は、第１交差領域において電極指が延びる方向に対して斜めに延びるように構成される。
【００１３】
弾性波共振器はさらに、電極指が互いに交差しないダミー領域を含む。一例において、第１交差領域の電極指と第２交差領域の電極指とは、第１接続領域に設けられた第１接続電極指を介して接続される。第２交差領域の電極指とダミー領域の電極指とは、第２接続領域に設けられた第２接続電極指を介して接続することができる。一例において、第１接続電極指と第２接続電極指とは、第１交差領域において電極指が延びる第１方向に対して斜めに延び、当該第１方向は、第２接続電極指が延びる第２方向とは逆方向になる。他例において、ダミー領域の電極指ピッチは、第１交差領域の電極指ピッチよりも大きい。櫛形電極の電極指は、バスバー電極に接続することができ、バスバー電極の伝播方向長さは、第１交差領域の伝播方向長さよりも大きい。
【００１４】
他例において、第２交差領域における電極指幅は、第１交差領域における電極指幅よりも大きい。
【００１５】
他例において、第１交差領域は、第１の数の電極指を含み、第２交差領域は、第１の数の電極指よりも少ない第２の数の電極指を含む。
【００１６】
他例において、第２交差領域は第１位相領域及び第２位相領域を含み、第１位相領域の電極指により生じる弾性波の位相は、第２位相領域の電極指により生じる弾性波の位相と異なる。
【００１７】
上記構成のいずれかによれば、スプリアスの低減を含むように特性が改善された弾性波共振器を有利に実現することができる。
【００１８】
弾性波共振器はさらに、櫛形電極を覆うように配置されたＳｉＯ２製の誘電体薄膜も含む。この構成によれば、温度特性が改善されて良好になった弾性波共振器を有利に実現することができる。
【００１９】
一例において、圧電基板はニオブ酸リチウムから作られ、Ｙカット１２０度から１３５度の範囲のカット角を有する。この構成によれば、主要弾性波がレイリー波である場合にスプリアスの低減を含むように特性が改善された弾性波共振器を有利に実現することができる。
【００２０】
他実施形態は、複数の弾性波共振器を含む弾性波フィルタであって、当該弾性波共振器の少なくとも一つが上述の実施形態、例又は構成のいずれか一つに係る弾性波共振器である弾性波フィルタに関する。これによれば、特性が改善された弾性波フィルタを実現することができる。
【００２１】
他実施形態は、縦モード弾性波フィルタであって、弾性波フィルタにおける弾性波の伝播方向に互いに隣接して設けられた複数の弾性波共振器を含み、当該弾性波共振器の少なくとも一つが上述の実施形態、例又は構成のいずれか一つに係る弾性波共振器である縦モード弾性波フィルタに関する。これによれば、特性が改善された弾性波フィルタを有利に実現することができる。
【００２２】
他実施形態によれば、アンテナ共用器は送信フィルタ及び受信フィルタを含み、当該送信フィルタ及び受信フィルタの少なくとも一方が上述の実施形態のいずれかに係る弾性波フィルタである。この実施形態によれば、特性が改善されたアンテナ共用器を有利に実現することができる。
【００２３】
他実施形態は、上述の実施形態のいずれかに係る弾性波フィルタ又はアンテナ共用器を含むモジュールに関する。この実施形態によれば、特性が改善されたモジュールを有利に実現することができる。
【００２４】
他実施形態は、上述の実施形態のいずれかに係る弾性波フィルタ又はアンテナ共用器を含む通信機器に関する。この実施形態によれば、特性が改善された通信機器を有利に実現することができる。
【００２５】
他実施形態によれば、弾性波フィルタは、圧電基板と、当該圧電基板の上面に設けられた複数の弾性波共振器とを含み、各弾性波共振器は、第１交差領域及び第２交差領域を有する櫛形電極を含み、第２交差領域は、交差幅方向における第１交差領域の外側端に設けられ、第１交差領域の交差幅は第２交差領域の交差幅よりも大きく、第２交差領域の電極指ピッチは第１交差領域の電極指ピッチよりも大きい。
【００２６】
上述のように、本発明に係る弾性波共振器の実施形態は、横モードスプリアスが低減されて特性が改善された小型の弾性波共振器を実現するとの効果を達成し得る。さらに、かかる弾性波共振器を使用するように弾性波フィルタ及びアンテナ共用器を構成することにより、特性が改善された小型の弾性波フィルタ及びアンテナ共用器を実現するとの効果を達成し得る。なおもさらに、かかる弾性波フィルタ及びアンテナ共用器を使用するようにモジュール及び通信機器を構成することにより、特性が改善された小型のモジュール及び通信機器を実現するとの効果を達成し得る。
【００２７】
これらの例示的な側面及び実施形態の、さらに他の側面、実施形態及び利点が以下に説明される。ここに開示される実施形態は、ここに開示される原理の少なくとも一つに整合する任意の態様で他の実施形態と組み合わせることができる。「一実施形態」、「いくつかの実施形態」、「代替実施形態」、「様々な実施形態」、「一つの実施形態」等の言及は必ずしも相互に排他的というわけではなく、記載される特定の特徴、構造又は特性が少なくとも一つの実施形態に含まれ得ることを意図する。本明細書における、かかる用語の登場は、必ずしもすべてが同じ実施形態を言及するわけではない。
【００２８】
少なくとも一つの実施形態の様々な側面が、縮尺どおりに描かれることが意図されない添付図面を参照して以下に説明される。図面は、例示を与え、かつ、様々な側面及び実施形態のさらなる理解を与えるべく含められ、本明細書の一部に組み入れられ及び当該一部を構成するが、本発明の限界を画定することを意図しない。図面において、様々な図面に例示される同一又はほぼ同一の構成要素はそれぞれ、同じ参照番号によって表される。明確性のため、すべての図面においてすべての構成要素が識別されているわけではない。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】一実施形態に係る弾性波共振器の一例を示す線図である。
【図２】図１の弾性波共振器の一例による通過特性図である。
【図３】図１９の従来型弾性波共振器による通過特性図である。
【図４】図１の弾性波共振器の一例の他構成を示す線図である。
【図５】図１の弾性波共振器の一例の他構成を示す線図である。
【図６】図１の弾性波共振器の一実施形態のための櫛形電極の一例を示す線図である。
【図７】図１の弾性波共振器の他実施形態のための櫛形電極の他例を示す線図である。
【図８】他実施形態に係る弾性波共振器の一例を示す線図である。
【図９】図８の弾性波共振器の一例に対応する通過特性図である。
【図１０】従来型弾性波共振器に係る通過特性図である。
【図１１】図８の弾性波共振器の断面図である。
【図１２】図８の弾性波共振器の一例に対応する通過特性図である。
【図１３】従来型弾性波共振器に係る通過特性図である。
【図１４】図８の弾性波共振器の一例の他構成を示す線図である。
【図１５】図１及び／又は図８に係る弾性波共振器の複数例を含む弾性波フィルタの線図である。
【図１６】図１５の弾性波フィルタを含む、所定実施形態に係るアンテナ共用器の一例のブロック図である。
【図１７】図１５の弾性波フィルタを組み入れた、所定実施形態に係るモジュールの一例のブロック図である。
【図１８】図１６のアンテナ共用器を組み入れた、所定実施形態に係る無線通信機器の一例のブロック図である。
【図１９】従来型弾性波共振器の一構成を示す線図である。
【図２０】従来型弾性波共振器の他構成を示す線図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本発明の様々な側面及び実施形態が、図面を参照して以下に記載される。
【００３１】
図１を参照すると、一実施形態に係る弾性波共振器１００の一例が示される。図１に示される例において、弾性波共振器は、圧電基板１０１上に形成された櫛形電極１０２及び反射器電極１０３を含む。弾性波共振器１００は、櫛形電極１０２間に弾性波を励振する交差部分を有するように構成される。交差部分は、第１交差領域１０４と複数の第２交差領域１０５とを含む。図１に示されるように、第２交差領域１０５は、第１交差領域１０４の両外側端に設けられる。第１交差領域１０４の電極指と第２交差領域１０５の電極指とは、第１接続電極指１０６を介して接続される。第１接続電極指１０６は、それぞれが第１交差領域１０４及び第２交差領域１０５間に配置された複数の第１接続領域に設けられる。さらに、第２交差領域１０５の電極指とダミー領域１０７の電極指とは、第２接続電極指１０８を介して接続される。第２接続電極指１０８は、それぞれが第２交差領域１０５及びバスバー電極１１０間に配置された複数の第２接続領域に設けられる。ここで使用されるように、ダミー領域１０７は、櫛形電極１０２間で電極指が互いに交差しない領域を言及する。図１に示される例において、第１接続電極指１０６と第２接続電極指１０８とは、櫛形電極１０２の電極指が延びる方向に対して斜めの向きで接続される。さらに、第１接続電極指１０６が延びる方向は、第２接続電極指１０８が延びる方向とは逆方向である。その結果、第１交差領域１０４の電極指は、ダミー領域１０７の電極指と同一直線上に並ぶように構成される。
【００３２】
第１交差領域１０４は、所望の周波数特性を得るべく弾性波を励振する主要部分である。一例において、第１交差領域１０４の交差幅（Ｗ）は、第２交差領域１０５の交差幅よりも大きい。加えて、第２交差領域１０５の電極指ピッチは、第１交差領域１０４の電極指ピッチよりも大きくてよく、その結果、第２交差領域１０５において励振される弾性波の周波数は、第１交差領域１０４において励振される弾性波の周波数よりも低くなる。ここで使用されるように、電極指ピッチは、隣接する電極指の中心間距離を言及する。
【００３３】
図２は、図１の弾性波共振器に対する通過特性を示す。比較のため、図１９の従来型弾性波共振器に対する通過特性を図３に示す。図２に対応する弾性波共振器１００の例では、主要弾性波をレイリー波とすることができるように、圧電基板として１２８度のＬｉＮｂＯ３基板が使用される。この例では、第１交差領域１０４の電極指ピッチは２．００μｍであり、第２交差領域１０５の電極指ピッチは２．０２μｍである。加えて、櫛形電極１０２の電極指の数は１００であり、反射器１０３の電極指の数は３０である。さらに、この例では、第２交差領域１０５の電極指と第１交差領域１０４の電極指とのメタライゼーションレシオは同じである。メタライゼーションレシオは、電極指幅／（電極指幅＋電極指間スペース）として定義される。上述のように、一例において、第２交差領域１０５の電極指ピッチは、第１交差領域の電極指ピッチよりも大きくなるように構成される。したがって、第２交差領域１０５の電極指の幅は、第１交差領域１０４の電極指の幅よりも大きい。図３に示されるように、従来型弾性波共振器では、従来型弾性波共振器の通過特性における反共振周波数の低い側に大きなスプリアス３０１が発生する。これとは対照的に、図２に示されるように、本発明の実施形態に係る弾性波共振器１００の例は、スプリアスを抑制することができる。スプリアスの抑制は、第２交差領域１０５の電極指ピッチを第１交差領域１０４の電極指ピッチよりも大きくすることによって達成される構成であって、第２交差領域１０５において励振される弾性波の周波数が、第１交差領域１０４において励振される弾性波の周波数よりも低くなる構成に起因し得る。
【００３４】
上述のように、本発明の側面に係る弾性波共振器の実施形態は、弾性波共振器の通過特性においてスプリアスを抑制することができるので、特性が改善された小型の弾性波共振器を実現することができる。
【００３５】
弾性波共振器１００の所定実施形態は、櫛形電極１０２のダミー領域１０７においてダミー電極指（第２交差領域１０５まで延びない電極指）が存在しないように構成される。しかしながら、他実施形態では、例えば図４に示されるように、かかるダミー電極指が設けられた櫛形電極４０２を使用してよい。
【００３６】
加えて、所定実施形態では電極指ピッチは第２交差領域１０５において最大であるが、他例では、電極指ピッチがダミー領域５０１において最大となる櫛形電極５０２及び反射器電極５０３を使用してよい。この構成の一例が図５に示される。この例では、櫛形電極５０２の電極指に接続されたバスバー電極５１０の伝播方向長さが、櫛形電極５０２の第１交差領域１０４の伝播方向長さ（Ｌ）よりも大きい。この構成は第２接続電極指１０８を省略することができるので、交差幅を低減することができる。
【００３７】
さらに、例えば図６及び７に示されるような、櫛形電極１０２、５０２の他の構成を使用することによっても同様の効果を達成することができる。なおもさらに、複数の櫛形電極（すなわち櫛形電極１０２、４０２、５０２等のいずれかと同様の櫛形電極を含む）が弾性波の伝播方向に隣接して配列された縦モード型弾性表面波フィルタにおいても同様の効果を達成することができる。
【００３８】
上述のように、所定例ではＹカット１２８度のＬｉＮｂＯ３基板が、弾性波フィルタの圧電基板として使用されるが、弾性波共振器の実施形態は、この点に限られるものではなく、他の圧電基板を使用することもできる。例えば、カット角がＹカット１２０度から１３５度の範囲にあるＬｉＮｂＯ３基板を使用する図１の弾性波フィルタの実施形態によっても横モードスプリアスの抑制を達成することができ、特性が改善された弾性波共振器を実現することができる。
【００３９】
加えて、電極の材料は、ここに開示の特定例に限られず、アルミニウムを主成分とする材料を伴う高密度電極の積層構造、又は単層の電極を実装することもできる。
【００４０】
さらに、櫛形電極及び反射器電極の数、並びに電極指ピッチも、ここに開示の特定例に限られない。所定実施形態に含まれる第２交差領域１０５同士は同じであり、第１交差領域１０４の交差幅方向の両側に配置されるが、他例において、第２交差領域１０５は互いに異なる。同様の効果は少なくとも、第２交差領域１０５により励振される弾性波の周波数が、第１交差領域１０４により励振される弾性波の周波数よりも低い構成によって達成することができる。
【００４１】
上述のように、所定例において弾性波共振器１００は、第２交差領域１０５の電極指ピッチが、弾性波伝播方向における櫛形電極の全領域にわたって第１交差領域１０４の電極指ピッチよりも大きくなるように構成される。しかしながら、他実施形態は異なる構成を有してよく、ここに開示される特定例は限定を意図するわけではない。例えば、第２交差領域１０５の電極指ピッチは、（反射器１０３に隣接する部分における）櫛形電極の弾性波伝播方向の両端近くにおいて、第１交差領域１０４の電極指ピッチと同じ又は小さい構成であってよい。すなわち、櫛形電極の一部分において電極指ピッチ同士間の大小関係が異なっていても、第２交差領域１０５により励振される弾性波の周波数が、第１交差領域１０４により励振される弾性波の周波数よりも低ければ、上述の効果を達成することができる。同様に、櫛形電極の一部分には、第２交差領域を有しない部分が含まれてもよい。
【００４２】
いくつかの例ではメタライゼーションレシオは、第１交差領域１０４と第２交差領域１０５とで同じであるが、他例においてメタライゼーションレシオは異なってよい。第２交差領域１０５における弾性波の周波数が、第１交差領域１０４における弾性波の周波数よりも低ければ、同様の効果を得ることができる。
【００４３】
この開示の利益があれば当業者にわかることだが、この開示に係る弾性波共振器１００の実施形態を使用するようにフィルタ及びアンテナ共用器を構成することにより、以下にさらに記載されるように、横モードスプリアスが低減されて特性が改善されたフィルタ及び／又はアンテナ共用器を、これらを使用して性能が向上したモジュール及び通信機器とともに実現することができる。
【００４４】
図８を参照すると、弾性波共振器８００の他実施形態が示される。図８に示されるように、この例の構成は、第１位相領域電極指８０９及び第２位相領域電極指８１１を含む。第１位相領域電極指８０９により生じる弾性波の位相は、第２位相領域電極指８１１により生じる弾性波の位相と異なる。この例では、第１位相領域の電極指８０９に接続された第１交差領域８０４の電極指は、第２位相領域の電極指８１１に接続された第１交差領域８０４の電極指と位相が１８０度異なる関係である。その結果、第１位相領域の弾性波の位相と第２位相領域の弾性波の位相とが異なる。一例において、この構成を実現するべく、第１及び第２接続電極指８０６、８０８は互いに逆方向、かつ、第１及び第２位相領域の電極指８０９、８１１に対して斜めに接続される。
【００４５】
図９は、図８の弾性波共振器８００の一例の通過特性を示す。比較のため、図１０は、図１９の従来型弾性波共振器に係る通過特性を示す。図９に対応する例では、レイリー波を主要弾性波とするべく圧電基板として１２８度ＬｉＮｂＯ３基板が使用される。この例では、第１交差領域８０４の電極指ピッチは２．００μｍであり、第２交差領域８０５の電極指ピッチは２．０２μｍである。加えて、櫛形電極の電極指の数は２００であり、反射器の電極指の数は３０である。図１０に示されるように、従来型弾性波共振器の通過特性においては、反共振周波数の低い側に大きなスプリアス１００１が発生する。これとは対照的に、図９に示されるように、本発明の側面に係る弾性波共振器８００の実施形態はスプリアスを抑制することができる。スプリアスの抑制は、例えば、第２交差領域８０５の電極指ピッチを第１交差領域８０４の電極指ピッチよりも大きくすることによって達成される構成であって、第２交差領域８０５において励振される弾性波の周波数が、第１交差領域８０４において励起される弾性波の周波数よりも低くなる構成に起因し得る。
【００４６】
上述のように、弾性波共振器８００の実施形態は、弾性波共振器の通過特性におけるスプリアスを抑制し得るので、改善された弾性波共振器を実現することができる。さらに、第２交差領域８０５において第１交差領域８０４よりも電極指の数が少なくなるように櫛形電極８０２を構成することにより、第１及び第２接続電極８０７、８０８が細すぎるために生じる不十分な露光、エッチング等によって引き起こされる電極形成不良を防止することができる。
【００４７】
加えて、図１１に示されるように、所定例において櫛形電極８０２及び反射器電極８０３は、誘電体薄膜１１０１によって覆われてよい。図１２は、誘電体薄膜１１０１としてＳｉＯ２薄膜が使用された場合の弾性波共振器の一例の通過特性を示す。ＳｉＯ２薄膜の厚さは、波長の正規化で近似的に３３％とされ得る。比較のため、図１３は、従来型弾性波共振器の櫛形電極及び反射器電極がＳｉＯ２薄膜によって覆われた一例の通過特性を示す。図１３に示されるように、従来型弾性波共振器の通過特性においては、反共振周波数の低い側に大きなスプリアス１３０１が発生する。対照的に、図１２に示されるような、本発明の側面に係る弾性波共振器８００の実施形態によれば、ＳｉＯ２薄膜で覆った場合でもスプリアスを抑制することができる。さらに、ここに開示される実施形態に係る弾性波共振器８００は、ＳｉＯ２薄膜によって、弾性波共振器、及び当該弾性波共振器を含むデバイスの温度特性を改善することができる。
【００４８】
弾性波共振器８００の所定実施形態は、櫛形電極８０２のダミー領域８０７においてダミー電極指が存在しないように構成される。しかしながら、他実施形態は、図４に示される例と同様に、かかるダミー電極指を櫛形電極４０２に設けてもよい。
【００４９】
加えて、所定例において電極指ピッチは第２交差領域８０５において最大とされるが、他例は、例えば図１４に示されるように、ダミー領域１４０１において電極指ピッチが大きくなる櫛形電極１４０２及び反射器電極１４０３を使用することもできる。この場合、櫛形電極１４０２の電極指に接続されたバスバー電極１４１０の伝播方向長さは、櫛形電極１４０２の第１交差領域８０４の伝播方向長さよりも大きい。この構成により、第２接続電極指８０８をなくすことができるので、交差幅を低減することができる。
【００５０】
上述のように、スプリアス低減効果及び他の利点は、櫛形電極１０２、４０２、５０２、８０２、１４０２の様々な構成を使用して達成することができる。なおもさらに、同様の効果は、複数の櫛形電極１０２、４０２、５０２、８０２、１４０２が弾性波伝播方向に隣接して配列された縦モード型弾性表面波フィルタにおいても達成することができる。
【００５１】
上述のように、所定例ではＹカット１２８度ＬｉＮｂＯ３基板が、弾性波フィルタの圧電基板として使用されるが、弾性波共振器の実施形態は、この点に限られるものではなく、他の圧電基板を使用することもできる。例えば、カット角がＹカット１２０度から１３５度の範囲にあるＬｉＮｂＯ３基板を使用する図８の弾性波フィルタの実施形態によっても横モードスプリアスの抑制を達成することができ、特性が改善された弾性波共振器を実現することができる。
【００５２】
加えて、電極の材料は、ここに開示の特定例に限られず、アルミニウムを主成分とする材料を伴う高密度電極の積層構造、又は単層の電極を実装することもできる。
【００５３】
加えて、櫛形電極及び反射器電極の数、並びに電極指ピッチも、図８の特定例に限られない。いくつかの例において第２交差領域８０５同士は同じであり、第１交差領域８０４の交差幅方向の両側に配置されるが、他例において第２交差領域８０５同士は異なってよい。同様の効果は少なくとも、第２交差領域８０５により励振される弾性波の周波数が、第１交差領域により励振される弾性波の周波数よりも低い構成によって達成することができる。
【００５４】
さらに、ＳｉＯ２層は、この特定例に限られることがなく、主要弾性波の音速、その他のスプリアス、カット角等に応じて最適化することができる。なおもさらに、同様の効果は、ＳｉＯ２薄膜の被覆が含まれる場合に、図１の弾性波フィルタの実施形態においても達成することができる。
【００５５】
この開示の利益があれば当業者にわかることだが、この開示に係る弾性波共振器８００の実施形態を使用するようフィルタ及びアンテナ共用器を構成することにより、横モードスプリアスが低減されて特性が改善されたフィルタ及び／又はアンテナ共用器を、これらを使用して性能が向上したモジュール及び／又は通信機器とともに実現することができる。
【００５６】
上述のように、本発明の側面に係る弾性波共振器の実施形態は、スプリアスが低減されて特性が改善された弾性波共振器を実現するとの効果を達成し得る。さらに、かかる弾性波共振器を使用するように弾性波フィルタを構成することにより、特性が改善された弾性波フィルタを実現するとの効果を達成することができる。図１５は、弾性波共振器１００及び／又は８００の実施形態が使用され得るラダー型弾性波フィルタ１５００の一例を示す。弾性波フィルタ１５００は、一以上の直列腕共振器１５０５ａ及び一以上の並列腕共振器１５０５ｂを含む。図１５に示される例において弾性波フィルタ１５００は３個の直列腕共振器１５０５ａ及び２個の並列腕共振器１５０５ｂを含むが、弾性波フィルタの実施形態が、これに限られることなく任意数の直列腕及び並列腕の共振器を含んでよいことがわかる。直列腕共振器１５０５ａは、第１端子１５０１及び第２端子１５０３間の単一経路に沿って直列接続される。並列腕共振器１５０５ｂは、当該単一経路及びグランド１５０７間に接続される。直列腕共振器１５０５ａ及び／又は並列腕共振器１５０５ｂのいずれか一以上を、上述した弾性波共振器１００又は８００の一実施例である。弾性波共振器１００及び８００の実施形態は、弾性波共振器の通過特性におけるスプリアスを抑制し得るので、特性が改善された小型の弾性波共振器を実現することができる。弾性波共振器８００の実施形態はまた、改善された温度特性も有し得る。したがって、これらの弾性波共振器１００、８００の一以上を弾性波フィルタ１５００に組み入れることにより、例えば、小さなサイズ、改善された通過特性（スプリアス低減を含む）、及び改善された温度安定性又は性能のような改善された特性のフィルタが得られる。
【００５７】
一実施形態によれば、弾性波フィルタ１５００は、特性が改善されたアンテナ共用器を与えるべく使用することができる。図１６は、弾性波フィルタ１５００の実施形態、ひいては弾性波共振器１００及び／又は８００の実施形態を組み入れたアンテナ共用器の一例のブロック図を示す。アンテナ共用器１６００は、共通アンテナ端子１６３０に接続された送信フィルタ１６１０及び受信フィルタ１６２０を含む。送信フィルタ１６１０は、当該送信フィルタを送信器回路に接続する送信側端子１６１５を含み、受信フィルタは、当該受信フィルタを受信器回路に接続する受信側端子１６２５を含む。送信フィルタ１６１０及び受信フィルタ１６２０のいずれか又は双方を、弾性波フィルタ１５００の一実施形態とすることができる。弾性波フィルタ１５００が送信フィルタ１６１０として使用される一例において、弾性波フィルタ１５００の第１端子１５０１が送信側端子１６１５に対応し、弾性波共振器１５００の第２端子１５０３がアンテナ端子１６３０に対応し得る。同様に、弾性波フィルタ１５００が受信フィルタ１６１０として使用される一例において、弾性波フィルタ１５００の第１端子１５０１がアンテナ端子１６３０に対応し、弾性波共振器１５００の第２端子１５０３が受信側端子１６２５に対応し得る。弾性波共振器１００及び／又は８００の一以上を含む弾性波フィルタ１５００を使用するようにアンテナ共用器１６００を構成することにより、（上述した弾性波共振器１００、８００の改善された特性に由来する）改善された特性及び向上した性能を有するアンテナ共用器を実現することができる。
【００５８】
上述のように、弾性波共振器１００、８００の実施形態は、弾性波フィルタ１５００及び／又はアンテナ共用器１６００の一部として、例えば、性能が向上したモジュールを与えるべく究極的には無線通信機器のようなデバイスにおいて使用され得るモジュールに、随意的に組み入れることができる。図１７は、図１５の弾性波フィルタ１５００を含むフィルタモジュール１７００の一例を示すブロック図である。モジュール１７００はさらに、この開示に鑑みて半導体製造業の当業者にわかるように、信号相互接続を与える接続部１７１０と、例えば、回路をパッケージングするためのパッケージ基板のようなパッケージング１７２０と、例えば増幅器、前置フィルタ、変調器、復調器、ダウンコンバータ等のような他の回路ダイ１７３０とを含む。所定実施形態において、モジュール１７００における弾性波フィルタ１５００は、例えばＲＦモジュールを与えるべくアンテナ共用器１６００で置換することができる。
【００５９】
さらに、弾性波共振器１００及び／又は８００の実施形態を使用するように弾性波フィルタ及び／又はアンテナ共用器を構成することにより、これらを使用して性能が改善された通信機器を実現するとの効果を達成することができる。図１８は、上述した弾性波共振器１００、８００の一以上を組み入れたアンテナ共用器１６００を含み得る通信機器１８００（例えば無線又は携帯機器）の一例の模式的なブロック図である。通信機器１８００は、例えばマルチバンド／マルチモード携帯電話のような、マルチバンド及び／又はマルチモード機器を代表し得る。所定実施形態において、通信機器１８００は、アンテナ共用器１６００と、当該アンテナ共用器に送信側端子１６１５を介して接続された送信回路１８１０と、アンテナ共用器１６００に受信側端子１６２５を介して接続された受信回路１８２０と、アンテナ共用器にアンテナ端子１６３０を介して接続されたアンテナ１８３０とを含み得る。送信回路１８１０及び受信回路１８２０は、アンテナ１８３０を介した送信のためのＲＦ信号を発生させ、及びアンテナ１８３０から入来するＲＦ信号を受信することができる送受信器の一部であってよい。通信機器１８００はさらに、制御器１８４０、コンピュータ可読媒体１８５０、プロセッサ１８６０及び電池１８７０を含み得る。
【００６０】
わかることだが、ＲＦ信号の送信及び受信に関連づけられた様々な機能は、図１８に送信回路１８１０及び受信回路１８２０として表された一以上の構成要素によって達成することができる。例えば、単一の構成要素を、送信及び受信双方の機能を与えるように構成することができる。他例において、送信及び受信の機能は、別個の構成要素によって与えることができる。
【００６１】
同様にわかることだが、ＲＦ信号の送信及び受信に関連づけられた様々なアンテナ機能は、図１８にアンテナ１８３０として集合的に表された一以上の構成要素によって達成することができる。例えば、単一のアンテナを、送信及び受信双方の機能を与えるように構成することができる。他例において、送信及び受信の機能は、別個のアンテナによっても与えることできる。通信機器がマルチバンド機器であるさらなる他例において、通信機器１８００に関連づけられた異なる帯域に対して異なるアンテナを与えることもできる。
【００６２】
受信経路及び送信経路のスイッチングを容易にするべく、アンテナ共用器１６００は、選択された送信又は受信経路にアンテナ１８３０を電気的に接続するように構成することができる。すなわち、アンテナ共用器１６００は、通信機器１８００の動作に関連づけられた一定数のスイッチング機能を与えることができる。加えて、上述のように、アンテナ共用器１６００は、ＲＦ信号をフィルタリングするべく構成された送信フィルタ１６１０及び受信フィルタ１６２０を含む。上述のように、送信フィルタ１６１０及び受信フィルタ１６２０のいずれか又は双方は、一以上の弾性波共振器１００及び／又は８００を備える弾性波フィルタ１５００の実施形態を含み得ることにより、弾性波共振器１００及び／又は８００の実施形態を使用して達成されるスプリアス低減及び特性工場の利益ゆえの向上した性能を与え得る。
【００６３】
図１８に示されるように、所定実施形態において、アンテナ共用器１６００及び／又は他の動作構成要素の動作に関連づけられた様々な機能を制御するべく、制御器１８４０を設けることができる。所定実施形態において、プロセッサ１８６０は、通信機器１８００の動作のための様々な処理の実装を容易とするように構成することができる。プロセッサ１８６０が行う処理は、コンピュータプログラム命令によって実装することができる。こうしたコンピュータプログラム命令を、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、又は他のプログラム可能データ処理装置のプロセッサに与えて機械をもたらすことができる。コンピュータ又は他のプログラム可能データ処理装置のプロセッサを介して実行される命令は、通信機器１８００を動作させるメカニズムをもたらすように与えることができる。所定実施形態において、こうしたコンピュータプログラム命令はまた、コンピュータ可読媒体１８５０に記憶させることができる。電池１８７０は、例えばリチウムイオン電池を含む、通信機器１８００での使用を目的とする任意の適切な電池でよい。
【００６４】
なお、少なくとも一つの実施形態のいくつかの側面が上述されたが、当業者には、様々な改変、修正及び改善が容易に想起される。かかる改変、修正及び改善は、この開示の一部であることが意図され、本発明の範囲内に存在することが意図される。したがって、上述の記載及び図面は単なる例示であって、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲の適切な構成とその均等物から決定するべきである。
【図１】
2019146233.tif 000003
【図２】
2019146233.tif 000004
【図３】
2019146233.tif 000005
【図４】
2019146233.tif 000006
【図５】
2019146233.tif 000007
【図６】
2019146233.tif 000008
【図７】
2019146233.tif 000009
【図８】
2019146233.tif 000010
【図９】
2019146233.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2019146233.tif 000015
【図１４】
2019146233.tif 000016
【図１５】
2019146233.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
2019146233.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
2019146233.tif 000021
【図２０】
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【手続補正書】
【提出日】平成31年4月16日(2019.4.16)
【手続補正２】
【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】
弾性波共振器であって、
圧電基板と、
前記圧電基板の表面に設けられた一対の櫛形電極と、
前記圧電基板の前記表面に配置された一対の反射器と
を含み、
前記一対の櫛形電極は、前記櫛形電極の電極指が噛み合う第１交差領域及び第２交差領域を含み、
前記第２交差領域は交差幅方向において前記第１交差領域の両外側端に設けられ、
前記第１交差領域の交差幅は前記第２交差領域の交差幅よりも大きく、
前記第１交差領域における電極指と前記第２交差領域における電極指とが第１接続電極指を介して接続され、
前記第１接続電極指は第１方向において、前記電極指が前記第１交差領域において延びる第２方向に対して斜めに延び、
前記一対の櫛形電極は前記第１交差領域において第１弾性波を励振するべくかつ前記第２交差領域において第２弾性波を励振するべく構成され、
前記第１弾性波の周波数は前記第２弾性波の周波数よりも高く、
前記一対の反射器は、前記第１弾性波及び第２弾性波の伝播方向に沿って前記一対の櫛形電極の対向側に互いに対向する弾性波共振器。
【請求項２】
前記第２交差領域における電極指ピッチが前記第１交差領域における電極指ピッチよりも大きい請求項１の弾性波共振器。
【請求項３】
前記第１交差領域は第１の数の電極指を含み、
前記第２交差領域は、前記第１の数の電極指よりも少ない第２の数の電極指を含む請求項１の弾性波共振器。
【請求項４】
前記一対の櫛形電極はさらに、前記一対の櫛形電極の電極指が互いに交差しないダミー領域を含む請求項１の弾性波共振器。
【請求項５】
前記第２交差領域における電極指と前記ダミー領域における電極指とが第２接続電極指を介して接続され、
前記第２接続電極指は第３方向において、前記第２方向に対して斜めに延び、
前記第３方向は前記第１方向とは逆方向である請求項４の弾性波共振器。
【請求項６】
前記ダミー領域における電極指ピッチは前記第１交差領域における電極指ピッチよりも大きい請求項５の弾性波共振器。
【請求項７】
前記一対の櫛形電極の電極指は、弾性波の伝播方向において、前記第１交差領域の前記伝播方向における長さよりも大きい長さを有するバスバー電極に接続される請求項６の弾性波共振器。
【請求項８】
前記第２交差領域における電極指の幅は、前記第１交差領域における電極指の幅よりも大きい請求項１の弾性波共振器。
【請求項９】
前記圧電基板はニオブ酸リチウムから作られ、Ｙカット１２０度から１３５度の範囲のカット角を有する請求項１の弾性波共振器。
【請求項１０】
前記一対の櫛形電極を覆うように配置されたＳｉＯ２製の誘電体薄膜をさらに含む請求項１の弾性波共振器。
【請求項１１】
前記第２交差領域は第１位相領域及び第２位相領域を含み、
前記第１位相領域における電極指により励振される前記第２弾性波の位相は、前記第２位相領域の電極指により生じる前記第２弾性波の位相とは異なる請求項１の弾性波共振器。
【請求項１２】
弾性波フィルタであって、
圧電基板と、
前記圧電基板の表面に配置された複数の弾性波共振器と
を含み、
各弾性波共振器は、第１交差領域及び第２交差領域を有する一対の櫛形電極を含み、
前記第１交差領域及び第２交差領域において前記櫛形電極の電極指は噛み合い、
前記第２交差領域は交差幅方向において前記第１交差領域の両外側端に設けられ、
前記第１交差領域の交差幅は前記第２交差領域の交差幅よりも大きく、
前記第２交差領域における電極指ピッチは前記第１交差領域における電極指ピッチよりも大きく、
前記第１交差領域における電極指と前記第２交差領域における電極指とが第１接続電極指を介して接続され、
前記第１接続電極指は第１方向において、前記電極指が前記第１交差領域において延びる第２方向に対して斜めに延び、
前記一対の櫛形電極は前記第１交差領域において第１弾性波を励振するべくかつ前記第２交差領域において第２弾性波を励振するべく構成され、
前記第１弾性波の周波数は前記第２弾性波の周波数よりも高い弾性波フィルタ。
【請求項１３】
前記複数の弾性波共振器はそれぞれがさらに、前記一対の櫛形電極を覆うように配置されたＳｉＯ２製の誘電体膜を含む請求項１２の弾性波フィルタ。
【請求項１４】
前記弾性波フィルタはラダー型構成を有し、
前記複数の弾性波共振器は、前記弾性波フィルタの入力部と前記弾性波フィルタの出力部との間に延びる信号経路に沿って直列に接続された複数の直列腕共振器を含み、
複数の並列腕共振器が前記信号経路とグランドとの間に接続される請求項１２の弾性波フィルタ。
【請求項１５】
前記第１交差領域は第１の数の電極指を含み、
前記第２交差領域は、前記第１の数の電極指よりも少ない第２の数の電極指を含む請求項１２の弾性波フィルタ。
【請求項１６】
前記一対の櫛形電極はさらに、前記前記一対の櫛形電極の電極指が互いに交差しないダミー領域を含み、
前記第２交差領域における電極指と前記ダミー領域における電極指とが第２接続電極指を介して接続され、
前記第２接続電極指は前記第２方向に対して第３方向に斜めに延び、
前記第３方向は前記第１方向とは逆方向である請求項１２の弾性波フィルタ。
【請求項１７】
前記ダミー領域における電極指ピッチは前記第１交差領域における電極指ピッチよりも大きい請求項１６の弾性波フィルタ。
【請求項１８】
弾性波共振器であって、
圧電基板と、
前記圧電基板の表面に設けられた一対の櫛形電極と
を含み、
前記一対の櫛形電極は、前記櫛形電極の電極指が噛み合う第１交差領域及び第２交差領域を含み、
前記第２交差領域は交差幅方向において前記第１交差領域の両外側端に設けられ、
前記第１交差領域の交差幅は前記第２交差領域の交差幅よりも大きく、
前記一対の櫛形電極は前記第１交差領域において第１弾性波を励振するべくかつ前記第２交差領域において第２弾性波を励振するべく構成され、
前記第１弾性波の周波数は前記第２弾性波の周波数よりも高く、
前記第１交差領域は第１の数の電極指を含み、
前記第２交差領域は、前記第１の数の電極指よりも少ない第２の数の電極指を含み、
前記第２交差領域は第１位相領域及び第２位相領域を含み、
前記第１位相領域の電極指により生じる前記第２弾性波の位相は、前記第２位相領域の電極指により生じる前記第２弾性波の位相とは異なる弾性波共振器。
【外国語明細書】
2019146233000001.pdf