(57)【要約】【課題】本発明は、スプリアスを抑圧し、共振のＱ値の劣化や、挿入損失の劣化を抑え、優れた特性の弾性表面波共振子を得ることを目的とするものである。【解決手段】櫛型電極１３は、中央部から外側に向かって徐々に交差長が短くなるようにアポダイズされており、最大交差長の幅（Ｈｔ）からなるトラックＡ領域１６と、一対のバスバー１２とトラックＡ領域１６の間に配置されるトラックＢ領域１７とから構成され、トラックＢ領域１７の少なくとも一部の領域において、交差電極１４と交差電極１４に弾性表面波の伝播方向に隣接するダミー電極１５とで形成されている間隙部に電極を形成することにより重み付けパターン１８が形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電基板上に形成された弾性表面波共振子であって、一対のバスバー電極と、櫛型電極で形成され、前記櫛型電極はそれぞれのバスバー電極から他方のバスバー電極に向けて延びて弾性表面波の伝播方向に交差部をもつ交差電極と、前記交差電極の延長領域に、それぞれのバスバーから延びるダミー電極を有し、前記櫛型電極は中央部から外側に向かって徐々に交差長が短くなるようにアポダイズ重み付けされており、前記櫛型電極は最大交差長の幅からなるトラックＡ領域と、前記一対のバスバーと前記トラックＡ領域の間に配置されるトラックＢ領域とから構成され、前記トラックＢ領域の少なくとも一部の領域において、前記交差電極と前記交差電極に弾性表面波の伝播方向に隣接するダミー電極とで形成されている間隙部に電極を形成することにより重み付けパターンが形成されていることを特徴とする弾性表面波共振子。
【請求項２】
前記櫛型電極は、中央部に交差長が一定の領域を有することを特徴とする請求項１記載の弾性表面波共振子。
【請求項３】
前記トラックＢ領域において、前記重み付けパターンが前記櫛型電極の中央部分から外方向に向けて徐々に広くなるように形成されていることを特徴とする請求項１〜２に記載の弾性表面波共振子。
【請求項４】
前記トラックＢ領域で、前記櫛型電極の交差長が一定の部分に対応する領域において前記重み付けパターンが、前記櫛型電極の中央部分から外方向に向けて徐々に広くなるように形成されていることを特徴とする請求項２に記載の弾性表面波共振子。
【請求項５】
前記圧電基板が、−５°〜＋３５°回転ＹカットＸ伝播ＬｉＮｂＯ3であることを特徴とする、請求項１〜４記載の弾性表面波共振子。
【請求項６】
前記圧電基板の表面にＳｉＯ2膜が形成され、前記圧電基板と前記ＳｉＯ2膜の界面に、前記櫛型電極、前記バスバー電極が形成されていることを特徴とする請求項１〜５記載の弾性表面波共振子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信機器等に使用される弾性表面波共振子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の弾性表面波共振子としては、図９に示すように交差電極１の交差幅が中央部で大きく、左右両側にいくに従って一様に小さくなるように重み付けされ、非交差領域２にダミー電極３を配置していた。
【０００３】
なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【特許文献１】特開平６−８５６０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記した従来の弾性表面波共振子においては、交差電極の交差幅が左右両側にいくにしたがって交差部分が短くなるようにアポダイズ重み付けがされており、横モードのスプリアスは抑圧されている。しかしながら、交差幅方向の弾性表面波の伝播路で中心部から外側にいくほど交差電極の対数が少なくなるため、弾性表面波の励振効率が悪くなり弾性表面波のエネルギー閉じ込めが悪くなることにより、弾性表面波共振器の共振のＱ値が劣化し、挿入損失が大きくなるという課題を有していた。
【０００５】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、スプリアスを抑圧し、共振のＱ値の劣化や、挿入損失の劣化を抑え、優れた特性の弾性表面波共振子を得ることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために本発明は、圧電基板上に形成された弾性表面波共振子であって、一対のバスバー電極と、櫛型電極で形成され、前記櫛型電極はそれぞれのバスバー電極から他方のバスバー電極に向けて延びて弾性表面波の伝播方向に交差部をもつ交差電極と、前記交差電極の延長領域に、それぞれのバスバーから延びるダミー電極を有し、前記櫛型電極は、中央部から外側に向かって徐々に交差長が短くなるようにアポダイズされており、前記櫛型電極は最大交差長の幅からなるトラックＡ領域と、前記一対のバスバー電極と前記トラックＡ領域の間に配置されるトラックＢ領域とから構成され、前記トラックＢ領域の少なくとも一部の領域において、前記交差電極と前記交差電極に弾性表面波の伝播方向に隣接するダミー電極とで形成されている間隙部に電極を形成することにより重み付けパターンが形成されているものである。
【０００７】
さらに、前記トラックＢ領域において、前記重み付けパターンが前記櫛型電極の中央部分から外方向に向けて徐々に広くなるように形成されていることを特徴とするものである。
【０００８】
本発明にかかる弾性表面波共振子のさらに特定の局面では、前記トラックＢ領域で、櫛型電極の交差長が一定の部分に対応する領域において、ダミー電極と隣接する交差電極の間隙部を覆う重み付けパターンが、中央部分から外方向に向けて徐々に広くなるように形成されている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の弾性表面波共振子によれば、横モードのスプリアスを抑圧し、共振のＱ値の劣化や、挿入損失の劣化を抑え、優れた特性の弾性表面波共振子を得ることができるのである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、実施の形態１を用いて、本発明について詳細に説明する。
【００１１】
図１は、本発明の実施の形態１による弾性表面波共振子の圧電基板の表面に形成された電極パターンを示す平面図である。
【００１２】
回転５°ＹカットＸ伝播ＬｉＮｂＯ3からなる圧電基板１１の表面に、一対のバスバー電極１２、櫛型電極１３とその両側に反射器を有する。図１では反射器は省略してある。櫛型電極１３は、各々のバスバー電極１２から延びて弾性表面波の伝播方向に交差部をもつ交差電極１４と、交差電極１４の延長領域に各々のバスバー電極１２から他方のバスバー電極１２方向に延びたダミー電極１５から形成されている。また、櫛型電極１３は、中央部の交差長が一定の領域と、中央から外側に向かって徐々に交差長が短くなるようにアポダイズされている領域から構成されている。アポダイズの形状は直線となっている。
【００１３】
さらに、交差電極１４とダミー電極１５の弾性表面波の伝播方向と垂直な方向での間隔は、０．５μｍで一定となっている。
【００１４】
櫛型電極１３は、櫛型電極１３の最大交差長の幅（Ｈｔ）からなるトラックＡ領域１６と、バスバー電極１２とトラックＡ領域１６に挟まれたトラックＢ領域１７から構成されている。
【００１５】
櫛型電極１３の弾性表面波の伝播方向の長さをＬｔ、中央部の交差長が一定の部分の長さをＬｎ、櫛型電極１３の最大交差長をＨｔ、最小交差長をＨｎとした時、Ｌｎ／Ｌｔ＝０．２、Ｈｎ／Ｈｔ＝０．５である。Ｌｎ／Ｌｔ、Ｈｎ／Ｈｔをアポダイズ係数と呼ぶこととする。
【００１６】
トラックＢ領域１７は、交差電極１４とダミー電極１５が弾性表面波の伝播方向に重なる部分の間隙部を覆う重み付け電極が、中央部から直線的増加するように形成され、三角形の形状を有する重み付けパターン１８を有している。
【００１７】
バスバー電極１２、櫛型電極１３とその両側の反射器および重み付けパターン１８は、回転５°ＹカットＸ伝播ＬｉＮｂＯ3からなる圧電基板１１の表面全面にＡｌを主成分とする金属電極をスパッタリング蒸着により形成し、フォトリソグラフィー技術により形成する。その後、圧電基板１１の全面にＳｉＯ2をスパッタリング蒸着で形成している。
【００１８】
金属電極およびＳｉＯ2の膜厚は、弾性表面波共振子の励振波長のそれぞれ、８．０％、２０％としている。
【００１９】
図２〜図５に、重み付けパターン１８を有しない弾性表面波共振子で、Ｌｎ／Ｌｔ、およびＨｎ／Ｈｔを変化させた場合の、スプリアスと挿入損失の変化を示す。（表１）に図２〜図５のアポダイズ係数と、挿入損失、スプリアスレベルの関係をまとめて示す。
【００２０】
【表１】
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【００２１】
図２〜図５で明らかなように、Ｌｎ／Ｌｔ、およびＨｎ／Ｈｔを小さくすることにより、横モードのスプリアスを小さくすることができるが、挿入損失が劣化していることがわかる。図４では、図５に比べて挿入損失の劣化は０．１ｄＢとわずかであるが、弾性表面波共振子の共振点と反共振の間に発生している横モードのスプリアスの大きさは、１．５ｄＢから０．７ｄＢへと大幅に減少していることを見出した。
【００２２】
従来、アポダイズ重み付けにより横モードのスプリアスが効果的に抑圧されることは知られていたが、同時に挿入損失も劣化していた。本発明者等は、横モードのスプリアスを抑圧しつつ、挿入損失の劣化が殆どないアポダイズ形状が存在することを見出した。本発明の実施の形態１では、アポダイズ係数Ｌｎ／Ｌｔ、およびＨｎ／ＨｔをＬｎ／Ｌｔ＜０．２、Ｈｎ／Ｈｔ＜０．５とすると、図２、図４の結果より挿入損失が大幅に劣化することがわかる。また、Ｌｎ／Ｌｔ、およびＨｎ／ＨｔをＬｎ／Ｌｔ＞０．３、Ｈｎ／Ｈｔ＞０．７５とすると横モードのスプリアスが殆ど抑圧されないことを見出した。
【００２３】
図６に、本発明の実施の形態１による、重み付けパターン１８を有する弾性表面波共振子の共振特性を示す。ここで、アポダイズ係数はＬｎ／Ｌｔ＝０．２、Ｈｎ／Ｈｔ＝０．５で、挿入損失０．２ｄＢ、スプリアスレベル０．１ｄＢである。この結果を図４と比較すると、挿入損失は変化無く、横モードのスプリアス大きさのみが０．７ｄＢから０．１ｄＢへと大幅に減少している。これは、重み付けパターンにより横モードスプリアスの原因となる共振エネルギーが効果的に分散され、相殺されているためである。この時主共振の変位は、重み付けパターン部には殆どエネルギー分布を持たないので、重み付けパターンによる影響は殆どない。このようにして、挿入損失を小さく保ちながら横モードのスプリアスを抑圧した弾性表面波共振子を得ることが可能となるのである。
【００２４】
すなわち、本実施の形態１による弾性表面波共振子では、トラックＢ領域を重み付けパターンとすることによりアポダイズ係数が同じであっても、横モードのスプリアスを大幅に抑圧することができるのである。
【００２５】
上述の結果より、アポダイズ係数を
Ｌｎ／Ｌｔ≦０．２、Ｈｎ／Ｈｔ≦０．５
Ｌｎ／Ｌｔ≧０．３、Ｈｎ／Ｈｔ≧０．７５
とし、さらにトラックＢ領域を重み付けパターンとすることによって、挿入損失の劣化を伴うことなく、横モードのスプリアスを効果的に抑圧することができ、優れた特性の弾性表面波共振子を得ることができる。
【００２６】
本発明の実施の形態１では、アポダイズ係数の好適な値の範囲は、上述の値であったが、アポダイズ係数の好適な範囲は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で好適な値に適宜設定される。
【００２７】
なお、トラックＢ領域の重み付けパターンは、三角形に限定されるものではなく余弦カーブ等でも良い。
【００２８】
また、トラックＢ領域の重み付けパターンは、図１のようにトラックＢ領域全体に形成されていなくても横モードスプリアス抑圧の効果は得られる。
【００２９】
例えば、図７に示すように、トラックＢ領域で櫛型電極の交差長が一定の部分に対応する領域において、中央部を頂点とした三角形の形状に重み付けパターンが形成されても、図８に示すように、アポダイズ係数Ｌｎ／Ｌｔ＝０．２、Ｈｎ／Ｈｔ＝０．５で、挿入損失０．２ｄＢ、スプリアスレベルが０．５ｄＢと低損失で、横モードのスプリアス抑圧がされた弾性表面波共振子が得られる。このように、重み付けパターンは本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
【００３０】
本実施の形態１の弾性表面波共振子は、圧電基板として結合係数の大きな、５°ＹカットＸ伝播のＬｉＮｂＯ3を用いており、横モードに起因されるスプリアスが大きく現れる為、本発明の効果が大きい。結合係数のほぼ等しい回転ＹカットＸ伝播のＬｉＮｂＯ3で、カット角が、−５°〜＋３５°であれば同様の効果が得られる。
【００３１】
さらに、本発明の実施の形態１では、圧電基板１１の全面にＳｉＯ2をスパッタリングで形成しているので、温度特性が改善されるとともに、耐候性に優れる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明に係る弾性表面波共振子は、横モードのスプリアスを抑圧し、共振のＱ値の劣化や、挿入損失の劣化を抑え、優れた特性が得られるという効果を有するものであり、通信機器等において使用される弾性表面波共振子等において有用となるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施の形態における弾性表面波共振子の平面図
【図２】アポダイズ係数による弾性表面波共振子の特性比較図
【図３】アポダイズ係数による弾性表面波共振子の特性比較図
【図４】アポダイズ係数による弾性表面波共振子の特性比較図
【図５】アポダイズ係数による弾性表面波共振子の特性比較図
【図６】本発明の一実施の形態における弾性表面波共振子の特性図
【図７】同他の実施の形態の弾性表面波共振子を示す平面図
【図８】同他の実施の形態の弾性表面波共振子の特性図
【図９】従来の弾性表面波共振子を示すパターン図
【符号の説明】
【００３４】
１１  圧電基板
１２  バスバー電極
１３  櫛型電極
１４  交差電極
１５  ダミー電極
１６  トラック領域Ａ
１７  トラック領域Ｂ
１８  重み付けパターン
【図１】
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【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】
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