(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２以上の直列腕共振子および３以上の並列腕共振子で構成された弾性波フィルタ装置であって、
高周波信号を入力または出力する第１入出力端子および第２入出力端子と、
前記第１入出力端子と前記第２入出力端子とを結ぶ経路に設けられた、弾性波共振子からなる第１直列腕共振子および第２直列腕共振子と、
前記第１直列腕共振子および前記第１入出力端子を結ぶ経路上の第１ノードと、グランドとを結ぶ経路に設けられた第１並列腕共振子と、
前記第１直列腕共振子および前記第２入出力端子を結ぶ経路上の第２ノードと、グランドとを結ぶ経路に設けられた第２並列腕共振子と、
前記第２直列腕共振子および前記第２入出力端子を結ぶ経路上の第３ノードと、グランドとを結ぶ経路に設けられた第３並列腕共振子と、を備え、
前記第１並列腕共振子の共振周波数は、前記第２並列腕共振子の共振周波数よりも低く、
前記第１並列腕共振子の反共振周波数は、前記第２並列腕共振子の反共振周波数よりも高く、
前記弾性波フィルタ装置を構成する全ての並列腕共振子において、前記第２並列腕共振子の共振周波数が最も高く、
前記第３並列腕共振子の共振周波数は、前記第１並列腕共振子の共振周波数より前記第２並列腕共振子の共振周波数に近い、
弾性波フィルタ装置。
【請求項２】
前記弾性波フィルタ装置を構成する全ての並列腕共振子において、前記第２並列腕共振子の実効的電気機械結合係数が最も小さい、
請求項１に記載の弾性波フィルタ装置。
【請求項３】
前記弾性波フィルタ装置を構成する全ての並列腕共振子のうち、前記第１並列腕共振子の実効的電気機械結合係数が最も大きい、
請求項１または２に記載の弾性波フィルタ装置。
【請求項４】
前記２以上の直列腕共振子および前記３以上の並列腕共振子は、それぞれ、弾性表面波共振子である、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の弾性波フィルタ装置。
【請求項５】
１以上の直列腕共振子および２以上の並列腕共振子で構成された弾性波フィルタ装置であって、
高周波信号を入力または出力する第１入出力端子および第２入出力端子と、
前記第１入出力端子と前記第２入出力端子とを結ぶ経路に設けられた、弾性波共振子からなる第１直列腕共振子と、
前記第１直列腕共振子および前記第１入出力端子を結ぶ経路上の第１ノードと、グランドとを結ぶ経路に設けられた第１並列腕共振子と、
前記第１直列腕共振子および前記第２入出力端子を結ぶ経路上の第２ノードと、グランドとを結ぶ経路に設けられた第２並列腕共振子と、を備え、
前記第１並列腕共振子の共振周波数は、前記第２並列腕共振子の共振周波数よりも低く、
前記第１並列腕共振子の反共振周波数は、前記第２並列腕共振子の反共振周波数よりも高く、
前記弾性波フィルタ装置を構成する全ての並列腕共振子において、前記第２並列腕共振子の共振周波数が最も高く、
前記第１並列腕共振子および前記第２並列腕共振子のそれぞれは、圧電体およびＩＤＴ電極を少なくとも有し、
さらに、前記第２並列腕共振子は、前記圧電体および前記ＩＤＴ電極の間に形成された、実効的電気機械結合係数を調整する第２誘電体層を有し、
前記第１並列腕共振子の前記圧電体と前記ＩＤＴ電極との間には実効的電気機械結合係数を調整する誘電体層が形成されていない、または、前記第１並列腕共振子の前記圧電体と前記ＩＤＴ電極との間に形成される実効的電気機械結合係数を調整する第１誘電体層は、前記第２誘電体層よりも薄い、
弾性波フィルタ装置。
【請求項６】
１以上の直列腕共振子および２以上の並列腕共振子で構成された弾性波フィルタ装置であって、
高周波信号を入力または出力する第１入出力端子および第２入出力端子と、
前記第１入出力端子と前記第２入出力端子とを結ぶ経路に設けられた、弾性波共振子からなる第１直列腕共振子と、
前記第１直列腕共振子および前記第１入出力端子を結ぶ経路上の第１ノードと、グランドとを結ぶ経路に設けられた第１並列腕共振子と、
前記第１直列腕共振子および前記第２入出力端子を結ぶ経路上の第２ノードと、グランドとを結ぶ経路に設けられた第２並列腕共振子と、を備え、
前記第１並列腕共振子の共振周波数は、前記第２並列腕共振子の共振周波数よりも低く、
前記第１並列腕共振子の反共振周波数は、前記第２並列腕共振子の反共振周波数よりも高く、
前記弾性波フィルタ装置を構成する全ての並列腕共振子において、前記第２並列腕共振子の共振周波数が最も高く、
前記第１並列腕共振子および前記第２並列腕共振子のそれぞれは、圧電体およびＩＤＴ電極を少なくとも有し、
さらに、前記第２並列腕共振子は、前記ＩＤＴ電極を覆うように形成された、実効的電気機械結合係数を調整する第４誘電体層を有し、
前記第１並列腕共振子の前記ＩＤＴ電極上には実効的電気機械結合係数を調整する誘電体層が形成されていない、または、前記第１並列腕共振子の前記ＩＤＴ電極を覆うように形成される実効的電気機械結合係数を調整する第３誘電体層は、前記第４誘電体層よりも薄い、
弾性波フィルタ装置。
【請求項７】
１以上の直列腕共振子および２以上の並列腕共振子で構成された弾性波フィルタ装置であって、
高周波信号を入力または出力する第１入出力端子および第２入出力端子と、
前記第１入出力端子と前記第２入出力端子とを結ぶ経路に設けられた、弾性波共振子からなる第１直列腕共振子と、
前記第１直列腕共振子および前記第１入出力端子を結ぶ経路上の第１ノードと、グランドとを結ぶ経路に設けられた第１並列腕共振子と、
前記第１直列腕共振子および前記第２入出力端子を結ぶ経路上の第２ノードと、グランドとを結ぶ経路に設けられた第２並列腕共振子と、を備え、
前記第１並列腕共振子の共振周波数は、前記第２並列腕共振子の共振周波数よりも低く、
前記第１並列腕共振子の反共振周波数は、前記第２並列腕共振子の反共振周波数よりも高く、
前記弾性波フィルタ装置を構成する全ての並列腕共振子において、前記第２並列腕共振子の共振周波数が最も高く、
さらに、
前記第２並列腕共振子に並列接続されたキャパシタを備える、
弾性波フィルタ装置。
【請求項８】
前記キャパシタは、
圧電体上に形成された櫛歯電極を有し、
前記圧電体と前記櫛歯電極との間には、実効的電気機械結合係数を調整する誘電体層が形成されていない、
請求項７に記載の弾性波フィルタ装置。
【請求項９】
１以上の直列腕共振子および２以上の並列腕共振子で構成された弾性波フィルタ装置であって、
高周波信号を入力または出力する第１入出力端子および第２入出力端子と、
前記第１入出力端子と前記第２入出力端子とを結ぶ経路に設けられた、弾性波共振子からなる第１直列腕共振子と、
前記第１直列腕共振子および前記第１入出力端子を結ぶ経路上の第１ノードと、グランドとを結ぶ経路に設けられた第１並列腕共振子と、
前記第１直列腕共振子および前記第２入出力端子を結ぶ経路上の第２ノードと、グランドとを結ぶ経路に設けられた第２並列腕共振子と、を備え、
前記第１並列腕共振子の共振周波数は、前記第２並列腕共振子の共振周波数よりも低く、
前記第１並列腕共振子の反共振周波数は、前記第２並列腕共振子の反共振周波数よりも高く、
前記弾性波フィルタ装置を構成する全ての並列腕共振子において、前記第２並列腕共振子の共振周波数が最も高く、
さらに、
前記第１並列腕共振子に並列接続されたインダクタを備える、
弾性波フィルタ装置。
【請求項１０】
１以上の直列腕共振子および２以上の並列腕共振子で構成された弾性波フィルタ装置であって、
高周波信号を入力または出力する第１入出力端子および第２入出力端子と、
前記第１入出力端子と前記第２入出力端子とを結ぶ経路に設けられた、弾性波共振子からなる第１直列腕共振子と、
前記第１直列腕共振子および前記第１入出力端子を結ぶ経路上の第１ノードと、グランドとを結ぶ経路に設けられた第１並列腕共振子と、
前記第１直列腕共振子および前記第２入出力端子を結ぶ経路上の第２ノードと、グランドとを結ぶ経路に設けられた第２並列腕共振子と、を備え、
前記第１並列腕共振子の共振周波数は、前記第２並列腕共振子の共振周波数よりも低く、
前記第１並列腕共振子の反共振周波数は、前記第２並列腕共振子の反共振周波数よりも高く、
前記弾性波フィルタ装置を構成する全ての並列腕共振子において、前記第２並列腕共振子の共振周波数が最も高く、
前記第２並列腕共振子は、圧電体およびＩＤＴ電極を有し、
前記ＩＤＴ電極を構成する櫛型電極は、間引き電極である、
弾性波フィルタ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾性波共振子を有する弾性波フィルタ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、移動体通信機のフロントエンド部に配置される帯域通過型フィルタなどに、弾性波を使用した弾性波フィルタが広く用いられている。また、マルチモード／マルチバンドなどの複合化に対応すべく、複数の弾性波フィルタを備えた高周波フロントエンド回路が実用化されている。【０００３】
マルチバンド化に対応する弾性波フィルタとしては、今後、例えば、ＬＴＥのＢａｎｄ４１（通過帯域：２４９６−２６９０ＭＨｚ）のような広帯域かつ急峻な減衰（ＷＬＡＮ帯：２４００−２４７２ＭＨｚ）を有する特性が要求される。特許文献１には、急峻な減衰特性を有するフィルタ装置の構成が開示されている。より具体的には、ラダー型のバンドパスフィルタにおいて、複数の並列腕共振子のうち、一の並列腕共振子の実効的電気機械結合係数を他の並列腕共振子の実効的電気機械結合係数と異ならせている。これにより、フィルタ装置において、狭い帯域幅で急峻な減衰特性を得ることができるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３４３１６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示されたフィルタ装置によれば、上記一の並列腕共振子の実効的電気機械結合係数を小さくすることで、急峻な減衰特性を得ることは可能であるが、通過帯域および通過帯域近傍の減衰帯域を広帯域化することは困難である。一方、通過帯域の広帯域化および低損失化を図ると、十分な急峻性が得られない。【０００６】
そこで、本発明は、通過帯域および通過帯域低域側の減衰帯域の広帯域化、ならびに、当該通過帯域と当該減衰帯域との間の遷移領域における高い急峻性を有する弾性波フィルタ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る弾性波フィルタ装置は、１以上の直列腕共振子および２以上の並列腕共振子で構成された弾性波フィルタ装置であって、高周波信号を入力または出力する第１入出力端子および第２入出力端子と、前記第１入出力端子と前記第２入出力端子とを結ぶ経路に設けられた、弾性波共振子からなる第１直列腕共振子と、前記第１直列腕共振子および前記第１入出力端子を結ぶ経路上の第１ノードと、グランドとを結ぶ経路に設けられた第１並列腕共振子と、前記第１直列腕共振子および前記第２入出力端子を結ぶ経路上の第２ノードと、グランドとを結ぶ経路に設けられた第２並列腕共振子と、を備え、前記第１並列腕共振子の共振周波数は、前記第２並列腕共振子の共振周波数よりも低く、前記第１並列腕共振子の反共振周波数は、前記第２並列腕共振子の反共振周波数よりも高く、前記弾性波フィルタ装置を構成する全ての並列腕共振子において、前記第２並列腕共振子の共振周波数が最も高い。【０００８】
並列腕共振子の反共振点はフィルタ通過帯域内の通過特性を規定し、共振点はフィルタ通過帯域低域側の減衰特性を規定する。【０００９】
上記構成によれば、第１並列腕共振子の共振周波数と反共振周波数との差である共振帯域幅が、第２並列腕共振子の共振帯域幅よりも大きく、かつ、第１並列腕共振子の反共振周波数が第２並列腕共振子の反共振周波数よりも高い。これにより、各並列腕共振子の反共振周波数を揃えた場合と比較して、通過帯域を広帯域化できる。また、第１並列腕共振子の共振帯域幅が第２並列腕共振子の共振帯域幅よりも大きく、かつ、第１並列腕共振子の共振周波数が第２並列腕共振子の共振周波数よりも低い。これにより、各並列腕共振子の共振周波数を揃えた場合と比較して、通過帯域低域側の減衰帯域を広帯域化できる。さらに、全ての並列腕共振子において、第２並列腕共振子の共振周波数が最も高いので、通過帯域と低域側減衰帯域との間の遷移領域における急峻度は、第２並列腕共振子の共振点−反共振点特性で決定される。ここで、第２並列腕共振子の共振点−反共振点特性は、第１並列腕共振子の共振点−反共振点特性よりも急峻であるので、上記遷移領域における急峻度が向上する。【００１０】
また、前記弾性波フィルタ装置を構成する全ての並列腕共振子において、前記第２並列腕共振子の実効的電気機械結合係数が最も小さくてもよい。【００１１】
上記構成によれば、全ての並列腕共振子において、共振帯域幅が最も狭い第２並列腕共振子の共振周波数が最も高いので、上記遷移領域において、より高い急峻性を実現できる。【００１２】
また、前記弾性波フィルタ装置を構成する全ての並列腕共振子のうち、前記第１並列腕共振子の実効的電気機械結合係数が最も大きくてもよい。【００１３】
上記構成によれば、全ての並列腕共振子において、第１並列腕共振子の共振帯域幅が最も広いので、より広帯域の通過帯域、および、より広帯域の低域側減衰帯域を実現できる。【００１４】
また、本発明の一態様に係る弾性波フィルタ装置は、前記１以上の直列腕共振子および前記２以上の並列腕共振子は、それぞれ、弾性表面波共振子であってもよい。【００１５】
これにより、ラダー型の弾性表面波フィルタが構成されるので、フィルタ通過特性の低損失化および小型化を達成できる。【００１６】
また、前記第１並列腕共振子および前記第２並列腕共振子のそれぞれは、圧電体およびＩＤＴ電極を少なくとも有し、さらに、前記第２並列腕共振子は、前記圧電体および前記ＩＤＴ電極の間に形成された、実効的電気機械結合係数を調整する第２誘電体層を有し、前記第１並列腕共振子の前記圧電体と前記ＩＤＴ電極との間には実効的電気機械結合係数を調整する誘電体層が形成されていない、または、前記第１並列腕共振子の前記圧電体と前記ＩＤＴ電極との間に形成される実効的電気機械結合係数を調整する第１誘電体層は、前記第２誘電体層より薄くてもよい。【００１７】
圧電体およびＩＤＴ電極の間に形成された誘電体層、または、ＩＤＴ電極を覆うように形成された誘電体層を有する上記構成によれば、第２並列腕共振子の実効的電気機械結合係数が第１並列腕共振子の実効的電気機械結合係数よりも小さくなる。これにより、第１並列腕共振子の共振帯域幅が第２並列腕共振子の共振帯域幅よりも大きくなる。よって、通過帯域の広帯域化、通過帯域低域側の減衰帯域の広帯域化、および、上記遷移領域における急峻度の向上を達成できる。【００１８】
また、上記誘電体層の形成により実効的電気機械結合係数を調整する場合、上記誘電体層が形成されていない構造と比較して、周波数温度特性（ＴＣＦ）が小さくなる。つまり、第２並列腕共振子のほうが、第１並列腕共振子よりも周波数温度特性（ＴＣＦ）が小さい。特に、高周波信号が印加された場合には各共振子の温度が上昇するため、高温時におけるフィルタ特性の劣化を抑制することが重要となる。高温時において、通過帯域内の低域端は通過帯域幅が広くなる方向にシフトするが、通過帯域低域側の上記遷移領域の減衰帯域は狭くなる方向にシフトする。ここで、上記遷移領域における急峻度は、第２並列腕共振子で規定されるので、高温時における通過帯域低域端の（低周波への）温度シフト量よりも、上記遷移領域における（低周波への）温度シフト量のほうが小さい。これより、高温時における上記遷移領域の急峻度は、室温での急峻度に対して劣化しない。よって、室温に比べて高温時の通過特性を劣化させず、上記遷移領域における減衰特性の劣化を抑制することが可能となる。【００１９】
また、さらに、前記第２並列腕共振子に並列接続されたキャパシタを備えてもよい。【００２０】
これによれば、第２並列腕共振子の実効的電気機械結合係数が第１並列腕共振子の実効的電気機械結合係数よりも小さくなる。これにより、第２並列腕共振子の共振帯域幅が第１並列腕共振子の共振帯域幅よりも小さくなる。よって、通過帯域の広帯域化、通過帯域低域側の減衰帯域の広帯域化、および、上記遷移領域における急峻度の向上を達成できる。【００２１】
また、前記キャパシタは、圧電体上に形成された櫛歯電極を有し、前記圧電体と前記櫛歯電極との間には、実効的電気機械結合係数を調整する誘電体層が形成されていなくてもよい。【００２２】
これによれば、キャパシタと圧電体との間に誘電体層がないことで、キャパシタの単位面積当たりの容量値を大きく確保できる。よって、キャパシタを小型化できるので、弾性波フィルタ装置を小型化できる。【００２３】
また、さらに、前記第１並列腕共振子に並列接続されたインダクタを備えてもよい。【００２４】
これによれば、第１並列腕共振子の実効的電気機械結合係数が第２並列腕共振子の実効的電気機械結合係数よりも大きくなる。これにより、第１並列腕共振子の共振帯域幅が第２並列腕共振子の共振帯域幅よりも大きくなる。よって、通過帯域の広帯域化、通過帯域低域側の減衰帯域の広帯域化、および、上記遷移領域における急峻度の向上を達成できる。【００２５】
また、前記第２並列腕共振子は、圧電体およびＩＤＴ電極を有し、前記ＩＤＴ電極を構成する櫛型電極は、間引き電極であってもよい。【００２６】
これによれば、第２並列腕共振子の実効的電気機械結合係数が第１並列腕共振子の実効的電気機械結合係数よりも小さくなる。これにより、第２並列腕共振子の共振帯域幅が第１並列腕共振子の共振帯域幅よりも小さくなる。よって、通過帯域の広帯域化、通過帯域低域側の減衰帯域の広帯域化、および、上記遷移領域における急峻度の向上を達成できる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、通過帯域および通過帯域低域側の減衰帯域の広帯域化、ならびに、当該通過帯域と当該減衰帯域との間の遷移領域の高い急峻性を有する弾性波フィルタ装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は、実施の形態に係る弾性波フィルタの回路構成図である。
【図２】図２は、一般的なラダー型のフィルタ回路の動作原理を説明する図である。
【図３】図３は、実施の形態に係る弾性波フィルタの通過特性および共振特性の概略を説明する図である。
【図４】図４は、実施の形態に係る弾性波フィルタの電極構成を表す平面図および断面図である。
【図５】図５は、実施の形態におけるＩＤＴ電極およびその周囲の構造の断面図である。
【図６】図６は、実施の形態に係る弾性波フィルタの通過特性および共振特性を表すグラフである。
【図７】図７は、実施の形態および比較例１に係る弾性波フィルタの通過特性および電圧定在波比を比較したグラフである。
【図８】図８は、実施の形態および比較例２に係る弾性波フィルタの通過特性を比較したグラフである。
【図９】図９は、通過帯域低域側および高域側における温度特性を比較したグラフである。
【図１０Ａ】図１０Ａは、実施の形態の変形例１に係る弾性波フィルタの回路構成図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、実施の形態の変形例１に係る弾性波フィルタの一部の電極レイアウトを示す平面図および櫛歯容量の電極断面図である。
【図１０Ｃ】図１０Ｃは、実施の形態の変形例２に係る弾性波フィルタの回路構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態について、実施例および図面を用いて詳細に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置および接続形態などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。以下の実施の形態における構成要素のうち、独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。また、図面に示される構成要素の大きさ、または大きさの比は、必ずしも厳密ではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略または簡略化する場合がある。
【００３０】
（実施の形態）
［１．  弾性波フィルタの回路構成］
図１は、実施の形態に係る弾性波フィルタ１０の回路構成図である。弾性波フィルタ１０は、例えば、マルチモード／マルチバンド対応の携帯電話のフロントエンド部に配置される、弾性波フィルタ装置である。弾性波フィルタ１０は、例えば、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）に対応する携帯電話等のフロントエンド部に設けられ、３ＧＰＰ（Ｔｈｉｒｄ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ  Ｐｒｏｊｅｃｔ）にて規格されたＢａｎｄ（周波数帯域）の高周波信号をフィルタリングする。この弾性波フィルタ１０は、弾性波共振子を用いて高周波信号をフィルタリングする弾性波フィルタ装置である。
【００３１】
同図に示すように、弾性波フィルタ１０は、直列腕共振子１１、１２、１３、１４および１５と、並列腕共振子２１、２２、２３および２４と、インダクタ３１および３２と、入出力端子１１０および１２０と、を備える。
【００３２】
直列腕共振子１１〜１５は、それぞれ、入出力端子１１０と１２０とを結ぶ経路に設けられた、弾性波共振子からなる直列腕共振子である。この中で、直列腕共振子１２は、上記経路に設けられた第１直列腕共振子である。
【００３３】
並列腕共振子２１〜２４は、入出力端子１１０、直列腕共振子１１〜１５、および入出力端子１２０を接続する各ノードとグランドとの間に設けられた、弾性波共振子からなる並列腕共振子である。この中で、並列腕共振子２１は、入出力端子１１０および直列腕共振子１２を結ぶ経路上のノードＮ１（第１ノード）と、グランドとを結ぶ経路に設けられた第１並列腕共振子である。また、並列腕共振子２２は、入出力端子１２０および直列腕共振子１２を結ぶ経路上のノードＮ２（第２ノード）と、グランドとを結ぶ経路に設けられた第２並列腕共振子である。
【００３４】
インダクタ３１および３２は、それぞれ、入出力端子１１０および１２０に接続される外部回路とのインピーダンス整合をとるための整合用素子である。なお、インダクタ３１および３２はなくてもよい。
【００３５】
ここで、本実施の形態に係る弾性波フィルタは、第１並列腕共振子の共振周波数は、第２並列腕共振子の共振周波数よりも低い。また、第１並列腕共振子の反共振周波数は、第２並列腕共振子の反共振周波数よりも高い。さらに、弾性波フィルタを構成する全ての並列腕共振子において、第２並列腕共振子の共振周波数が最も高い。
【００３６】
より具体的には、図１に示された弾性波フィルタ１０において、並列腕共振子２１、２３および２４の共振周波数ｆｒｐ２１、ｆｒｐ２３およびｆｒｐ２４は、並列腕共振子２２の共振周波数ｆｒｐ２２よりも低い。また、並列腕共振子２１の反共振周波数ｆａｐ２１は、並列腕共振子２２の反共振周波数ｆａｐ２２よりも高い。
【００３７】
なお、本発明に係る弾性波フィルタは、上記弾性波フィルタ１０の回路構成に限定されない。例えば、並列腕共振子の数は４つでなくてもよく、２以上であればよい。また、上記のような共振特性を有する第１並列腕共振子（図１では並列腕共振子２１）は、直列腕共振子１１と１２との間のノードに接続されることに限定されず、入出力端子１１０および１２０を結ぶ経路上の他のノードに接続されていてもよい。また、第２並列腕共振子（図１では並列腕共振子２２）は、直列腕共振子１２と１３との間のノードに接続されることに限定されず、当該経路上の他のノードであって第１並列腕共振子が接続されないノードに接続されていてもよい。さらに、第１並列腕共振子および第２並列腕共振子は、１つの直列腕共振子のみを挟んで配置されていなくてもよい。第１並列腕共振子と第２並列腕共振子との間には２以上の直列腕共振子が配置されていてもよい。つまり、第１並列腕共振子および第２並列腕共振子、およびその他の並列腕共振子の配置関係は任意である。
【００３８】
また、本発明に係る弾性波フィルタにおいて、各直列腕共振子および各並列腕共振子のそれぞれは、直列分割された２以上の弾性波共振子で構成されていてもよい。この場合には、直列分割された２以上の弾性波共振子を、１つの直列腕共振子または１つの並列腕共振子とみなして、後述する式１〜式４の関係を満たすよう構成される。
【００３９】
また、本発明に係る弾性波フィルタは、ラダー型で構成された直列腕共振子および並列腕共振子の他に、縦結合型共振器を備えていてもよい。
【００４０】
上記のような並列腕共振子における共振特性を有する弾性波フィルタ１０の作用および効果について、以下、詳細に説明する。
【００４１】
［２．  ラダー型フィルタの動作原理］
まず、図１のような直列腕共振子および並列腕共振子で構成されたラダー型フィルタの基本的動作原理について説明する。
【００４２】
図２は、一般的なラダー型の弾性波フィルタの動作原理を説明する図である。図２に示された弾性波フィルタは、１つの直列腕共振子ｓ１および１つの並列腕共振子ｐ１で構成された基本的なラダー型フィルタである。図２に示すように、並列腕共振子ｐ１は、共振特性において共振周波数ｆｒｐおよび反共振周波数ｆａｐ（＞ｆｒｐ）を有している。また、直列腕共振子ｓ１は、共振特性において共振周波数ｆｒｓおよび反共振周波数ｆａｓ（＞ｆｒｓ＞ｆｒｐ）を有している。
【００４３】
ラダー型の共振子によりバンドパスフィルタを構成するにあたり、並列腕共振子ｐ１の反共振周波数ｆａｐと直列腕共振子ｓ１の共振周波数ｆｒｓとを近接させる。これにより、並列腕共振子ｐ１のインピーダンスが０に近づく共振周波数ｆｒｐ近傍は、低域側阻止域となる。また、これより周波数が増加すると、反共振周波数ｆａｐ近傍で並列腕共振子ｐ１のインピーダンスが高くなり、かつ、共振周波数ｆｒｓ近傍で直列腕共振子ｓ１のインピーダンスが０に近づく。これにより、反共振周波数ｆａｐ〜共振周波数ｆｒｓの近傍では、入出力端子１１０から１２０への信号経路において信号通過域となる。さらに、周波数が高くなり、反共振周波数ｆａｓ近傍になると、直列腕共振子ｓ１のインピーダンスが高くなり、高周波側阻止域となる。
【００４４】
なお、並列腕共振子および直列腕共振子で構成される共振段の段数は、要求仕様に応じて、適宜最適化される。一般的に、複数の共振段で弾性波フィルタが構成される場合には、複数の並列腕共振子の反共振周波数ｆａｐを略一致させ、複数の直列腕共振子の反共振周波数ｆａｓを略一致させる。
【００４５】
［３．  実施の形態に係る弾性波フィルタの作用効果］
図３は、実施の形態に係る弾性波フィルタ１０の通過特性および共振特性の概略を説明する図である。より具体的には、図３には、実施の形態に係る弾性波フィルタ１０を構成する並列腕共振子２１（第１並列腕共振子）および並列腕共振子２２（第２並列腕共振子）の共振特性、および、弾性波フィルタ１０の通過特性の概略波形が示されている。
【００４６】
図３に示すように、並列腕共振子２１および２２の共振特性は、式１および式２の関係を満たす。
【００４７】
ｆｒｐ２１＜ｆｒｐ２２      （式１）
【００４８】
ｆａｐ２１＞ｆａｐ２２      （式２）
【００４９】
また、式１および式２より、並列腕共振子２１の共振周波数および反共振周波数の周波数差である共振帯域幅は、並列腕共振子２２の共振帯域幅よりも大きい。つまり、並列腕共振子２１の実効的電気機械結合係数Ｋｓａｗ２１と並列腕共振子２２の実効的電気機械結合係数Ｋｓａｗ２２とは、式３の関係を満たす。
【００５０】
Ｋｓａｗ２１＞Ｋｓａｗ２２      （式３）
【００５１】
図２に示されたように、ラダー型フィルタの基本動作原理に従い、弾性波フィルタを構成する複数の並列腕共振子の共振周波数を揃えた場合、通過帯域低域側近傍の減衰極の減衰量を大きく確保できるが、当該減衰極よりも低周波側において跳ね返りが大きく、十分な減衰帯域幅および減衰量が得られない。
【００５２】
これに対して、本実施の形態に係る弾性波フィルタによれば、式１のように、並列腕共振子２１の共振周波数ｆｒｐ２１が、並列腕共振子２２の共振周波数ｆｒｐ２２よりも低く設定されている。このため、並列腕共振子２２の共振周波数ｆｒｐ２２で規定される通過帯域低域側近傍の減衰極のほか、当該減衰極よりも低周波側において並列腕共振子２１の共振周波数ｆｒｐ２１で規定される減衰極が生成される。これにより、各並列腕共振子の共振周波数を揃えた場合と比較して、通過帯域低域側の減衰帯域を広帯域化できる。
【００５３】
また、式２に示すように、並列腕共振子２１の反共振周波数ｆａｐ１が並列腕共振子２２の反共振周波数ｆａｐ２より高く設定されている。これにより、各並列腕共振子の反共振周波数を揃えた場合と比較して、並列腕共振子の反共振周波数と直列腕共振子の共振周波数とで規定される通過帯域を広帯域化できる。
【００５４】
さらに、式４に示すように、並列腕共振子２２の共振周波数ｆｒｐ２２が、その他の並列腕共振子の共振周波数よりも高く設定されている。
【００５５】
ｆｒｐ２２＞ｆｒｐ２１、ｆｒｐ２３、ｆｒｐ２４      （式４）
【００５６】
上記式４および式２の関係より、本実施の形態に係る弾性波フィルタ１０では、通過帯域と低域側減衰帯域との間の遷移領域における急峻度は、並列腕共振子２２により規定される。図２に示されるような一般的なラダー型の構成においては、上記遷移領域における急峻度は、並列腕共振子の共振帯域幅が小さいほど高い。ここで、式３により、並列腕共振子２２の共振帯域幅は、並列腕共振子２１の共振帯域幅よりも狭いので、上記遷移領域における急峻度が向上する。
【００５７】
なお、弾性波フィルタ１０を構成する全ての並列腕共振子２１〜２４において、並列腕共振子２２の実効的電気機械結合係数Ｋｓａｗ２２が最も小さいことが好ましい。これによれば、全ての並列腕共振子２１〜２４において、共振帯域幅が最も狭い並列腕共振子２２の共振周波数ｆｒｐ２２が最も高いので、上記遷移領域において、より高い急峻性を実現できる。
【００５８】
また、弾性波フィルタ１０を構成する全ての並列腕共振子２１〜２４において、並列腕共振子２１の実効的電気機械結合係数Ｋｓａｗ２１が最も大きいことが好ましい。これによれば、全ての並列腕共振子２１〜２４において、並列腕共振子２１の共振帯域幅が最も広いので、より広帯域の通過帯域、および、より広帯域の低域側減衰帯域を実現できる。
【００５９】
［４．  弾性波フィルタの電極構成］
次に、弾性波フィルタを構成する弾性波共振子の構造について説明する。特に、複数の並列腕共振子で実効的電気機械結合係数を異ならせることで共振帯域幅を異ならせるための具体的構造について説明する。
【００６０】
本実施の形態に係る弾性波フィルタ１０を構成する直列腕共振子１１〜１５、および、並列腕共振子２１〜２４は、弾性表面波共振子である。これにより、ラダー型の弾性表面波フィルタが構成されるので、フィルタ通過特性の低損失化および小型化を達成できる。
【００６１】
図４は、実施の形態に係る弾性波フィルタ１０の電極構成を表す平面図および断面図である。図５は、実施の形態におけるＩＤＴ（ＩｎｔｅｒＤｉｇｉｔａｌ  Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）電極およびその周囲の構造の断面図である。図４および図５には、弾性波フィルタ１０を構成する各共振子のうち、並列腕共振子２２の構造を表す平面摸式図及び断面模式図が例示されている。また、図４に示された並列腕共振子２２は、弾性波フィルタ１０を構成する複数の弾性波共振子の典型的な構造を説明するためのものであって、電極を構成する電極指の本数や長さなどは、これに限定されない。
【００６２】
並列腕共振子２２は、図５に示すように、基板１０１と、誘電体層１０２と、ＩＤＴ電極２００と、保護層１０３および１０４と、を有する。
【００６３】
基板１０１は、例えば、−１１°ＹカットＸ伝搬ＬｉＮｂＯ３圧電単結晶からなる。なお、基板１０１は、少なくとも一部に圧電性を有する基板であればよい。例えば、表面に圧電薄膜（圧電体）を備え、当該圧電薄膜と音速の異なる膜、および支持基板などの積層体で構成されていてもよい。また、基板１０１は、基板全体に圧電性を有していても良い。この場合、基板１０１は、圧電体層一層からなる圧電基板である。
【００６４】
ＩＤＴ電極２００は、図４に示すように、互いに対向する一対の櫛型電極２００ａおよび２００ｂで構成されている。櫛型電極２００ａおよび２００ｂは、それぞれ、互いに平行な複数の電極指と、当該複数の電極指を接続するバスバー電極とで構成されている。上記複数の電極指は、伝搬方向と直交する方向に沿って形成されている。ＩＤＴ電極２００の両側には、反射器２１０が設けられている。なお、反射器２１０は重み付けによって構成されていても良く、また、反射器２１０が設けられていなくてもよい。
【００６５】
また、ＩＤＴ電極２００は、図５に示すように、基板１０１側から順に、例えば、ＮｉＣｒからなる金属膜２１１、Ｐｔからなる金属膜２１２、Ｔｉからなる金属膜２１３、Ａｌからなる金属膜２１４、および、Ｔｉからなる金属膜２１５が積層されることによって形成されている。
【００６６】
保護層１０３および１０４は、ＩＤＴ電極２００を外部環境から保護するとともに、周波数温度特性を調整する、および、耐湿性を高めるなどを目的とする第４誘電体層である。保護層１０３は、例えば、ＳｉＯ２からなり、保護層１０４は、例えば、ＳｉＮからなる。
【００６７】
誘電体層１０２は、基板１０１およびＩＤＴ電極２００の間に形成された、電気機械結合係数および周波数温度特性を調整する第２誘電体層である。誘電体層１０２は、例えば、ＳｉＯ２からなる。
【００６８】
Ｐｔからなる金属膜２１２は、積層体を構成する複数の金属膜２１１〜２１５のうち最も高密度の金属膜である。また、金属膜２１１、２１３、２１４および２１５は、最も高密度の金属膜２１２以外の金属膜を構成する。
【００６９】
なお、図５に示されたＩＤＴ２００の構成は一例であり、これらに限らない。ＩＤＴ２００は、金属膜の積層構造でなく、金属膜の単層であってもよい。また、各金属膜および各保護層を構成する材料は、上述した材料に限定されない。また、ＩＤＴ２００は、例えば、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄなどの金属または合金から構成されてもよく、上記の金属または合金から構成される複数の積層体から構成されてもよい。また、基板１０１は、例えば、ＬｉＴａＯ３圧電単結晶、ＫＮｂＯ３圧電単結晶、水晶、または圧電セラミックスからなってもかまわない。また、保護層１０３、１０４、および誘電体層１０２の構成は、上述の構成に限らず、例えば、ＳｉＯ２、ＳｉＮ、ＡｌＮ、ポリイミド、もしくはこれらの積層体などの誘電体もしくは絶縁体で構成されてもかまわない。また、保護層１０３および１０４は、形成されていなくてもよい。
【００７０】
上記構成において、誘電体層１０２が薄いほど実効的電気機械結合係数Ｋｓａｗが大きく、誘電体層１０２が厚いほど実効的電気機械結合係数Ｋｓａｗが小さくなる。なお、基板１０１とＩＤＴ電極との間に、誘電体層１０２が形成されていない場合が、実効的電気機械結合係数Ｋｓａｗが最も大きくなる。
【００７１】
また、上記構成において、保護層１０３および１０４が薄いほど実効的電気機械結合係数Ｋｓａｗが大きく、保護層１０３および１０４が厚いほど実効的電気機械結合係数Ｋｓａｗが小さくなる。なお、ＩＤＴ電極上に、保護層１０３および１０４が形成されていない場合が、実効的電気機械結合係数Ｋｓａｗが最も大きくなる。
【００７２】
本実施の形態において、並列腕共振子２２（第２並列腕共振子）は、上記の第２誘電体層（誘電体層１０２）を有している。一方、並列腕共振子２１（第１並列腕共振子）の基板１０１とＩＤＴ電極との間には、実効的電気機械結合係数を調整する誘電体層が形成されていない、または、並列腕共振子２１（第１並列腕共振子）の基板１０１とＩＤＴ電極との間に形成される、実効的電気機械結合係数を調整する第１誘電体層は、上記第２誘電体層よりも薄い。これにより、上記式３が成立する。
【００７３】
なお、本実施の形態では、実効的電気機械結合係数Ｋｓａｗを調整する手法として、基板１０１とＩＤＴ電極との間に形成される誘電体層１０２の膜厚を調整しているが、実効的電気機械結合係数Ｋｓａｗの調整手法はこれに限られない。
【００７４】
実効的電気機械結合係数Ｋｓａｗの調整手法として、保護層１０３および１０４の膜厚を調整してもよい。
【００７５】
すなわち、並列腕共振子２２（第２並列腕共振子）は、第４誘電体層（保護層１０３および１０４）を有している。一方、並列腕共振子２１（第１並列腕共振子）のＩＤＴ電極上には実効的電気機械結合係数を調整する誘電体層が形成されていない、または、並列腕共振子２１（第１並列腕共振子）のＩＤＴ電極上に形成される、実効的電気機械結合係数を調整する第３誘電体層は、上記第４誘電体層よりも薄い。これにより、上記式３が成立する。なお、保護層１０３および１０４で構成される誘電体層の膜厚とは、基板１０１の表面から保護層１０４の表面までの距離と定義される。
【００７６】
なお、実効的電気機械結合係数Ｋｓａｗを調整する手法として、誘電体層１０２の膜厚調整、および、保護層１０３および１０４の膜厚調整の双方が実施されてもよい。
【００７７】
［５．  弾性波フィルタの通過特性および減衰特性］
図６は、実施の形態に係る弾性波フィルタ１０の通過特性および共振特性を表すグラフである。図６の上段には本実施の形態に係る弾性波フィルタ１０の通過特性（および減衰特性）が示され、中段には並列腕共振子２１〜２４の共振特性が示され、下段には直列腕共振子１１〜１５の共振特性が示されている。
【００７８】
実施の形態に係る弾性波フィルタ１０は、ＬＴＥのＢａｎｄ４１用のバンドパスフィルタに適用される。より具体的には、通過帯域を２４９６−２６９０ＭＨｚとし、減衰帯域をＷＬＡＮの帯域である２４００−２４７２ＭＨｚとしている。これによれば、比帯域が約７．８％となるため、他のバンドと比較して電気機械結合係数が大きい弾性表面波フィルタが好ましい。このため、電気機械結合係数が大きく確保できる−１１°ＹカットＸ伝搬ＬｉＮｂＯ３のラブ波を利用した弾性波フィルタ１０を設計した。
【００７９】
また、表１に、弾性波フィルタ１０を構成する各弾性波共振子の共振パラメータを示す。表１には、各弾性波共振子の共振周波数ｆｒおよび反共振周波数ｆａ、ならびに、共振周波数ｆｒおよび反共振周波数ｆａから導出される実効的電気機械結合係数Ｋｓａｗ（の自乗）が示されている。ここで、実効的電気機械結合係数Ｋｓａｗは、共振周波数ｆｒおよび反共振周波数ｆａにより、以下の式５で表される。
【００８０】
【表１】
0006773128.tif 000002
【００８１】
【数１】
0006773128.tif 000003
【００８２】
なお、式５において、Δｆは共振帯域幅（ｆａ−ｆｒ）である。
【００８３】
表１および図６の中段のグラフに示すように、並列腕共振子２１〜２４は、上記式１〜式４の関係を満たしている。なお、上記式１〜式４の関係を満足させるため、並列腕共振子２１では基板１０１とＩＤＴ電極との間に誘電体層は形成されていない。一方、並列腕共振子２２〜２４では、基板１０１とＩＤＴ電極との間に第２誘電体層を形成している。
【００８４】
なお、表１および図６の下段のグラフに示すように、直列腕共振子１１〜１５は、上記式１〜式４の関係を同時に満たす関係とはなっておらず、実効的電気機械結合係数Ｋｓａｗはほぼ同じ値である。また、共振周波数ｆｒおよび反共振周波数ｆａは、それぞれ、高い方から順に、直列腕共振子１５、１１、１２、１３、１４となっている。
【００８５】
本実施の形態に係る弾性波フィルタ１０によれば、式１および図６中段のグラフのように、並列腕共振子２１の共振周波数ｆｒｐ２１が、並列腕共振子２２の共振周波数ｆｒｐ２２よりも低く設定されている。このため、並列腕共振子２２の共振周波数ｆｒｐ２２で規定される通過帯域低域側近傍の減衰点Ａのほか、当該減衰点より低周波側において並列腕共振子２１の共振周波数ｆｒｐ２１で規定される減衰極Ｂが生成される。これにより、各並列腕共振子の共振周波数を揃えた場合と比較して、通過帯域低域側の減衰帯域を広帯域化できる。
【００８６】
また、式２および図６中段のグラフのように、並列腕共振子２１の反共振周波数ｆａｐ１が並列腕共振子２２の反共振周波数ｆａｐ２より高く設定されている。これにより、各並列腕共振子の反共振周波数を揃えた場合と比較して、並列腕共振子の反共振周波数と直列腕共振子の共振周波数とで規定される通過帯域を広帯域化できる。
【００８７】
さらに、式４および図６中段のグラフのように、並列腕共振子２２の共振周波数ｆｒｐ２２が、その他の並列腕共振子の共振周波数よりも高く設定されている。これにより、通過帯域と低域側減衰帯域との間の遷移領域における急峻度が向上する。
【００８８】
［６．  比較例１に係る弾性波フィルタとの特性比較］
図７は、実施の形態および比較例１に係る弾性波フィルタの通過特性および電圧定在波比を比較したグラフである。比較例１に係る弾性波フィルタは、上記式１〜式４のうち、式２を満たしておらず、ｆａｐ２１＝ｆａｐ２２となっている。
【００８９】
図７の（ａ）に示すように、実施の形態に係る弾性波フィルタ１０と比較して、比較例１に係る弾性波フィルタでは通過帯域内のリップルが悪化している。また、図７の（ｂ）に示すように、不整合損を除去した帯域内通過特性では、実施の形態および比較例１は同等の挿入損失であるように見える。しかしながら、図７の（ｃ）および（ｄ）に示すように、比較例１に係る弾性波フィルタでは、実施の形態に係る弾性波フィルタ１０と比較して、低域側通過帯域において電圧定在波比（ＶＳＷＲ）が悪化している。ＶＳＷＲと帯域幅とは、トレードオフの関係にあるため、比較例１におけるＶＳＷＲを、上記遷移領域における急峻性および減衰帯域幅を維持したまま最適化すると、実施の形態に係る弾性波フィルタ１０と同等の帯域幅を確保できない。
【００９０】
［７．  比較例２に係る弾性波フィルタとの特性比較］
図８は、実施の形態および比較例２に係る弾性波フィルタの通過特性を比較したグラフである。比較例２に係る弾性波フィルタは、上記式１〜式４のうち、式１および式４を満たしておらず、ｆｒｐ２１＝ｆｒｐ２２となっている。
【００９１】
図８に示すように、比較例２に係る弾性波フィルタでは、実施の形態に係る弾性波フィルタ１０と比較して、ｆｒｐ２１＝ｆｒｐ２２としている。このため、通過帯域低域側近傍の減衰帯域（ＢＷＡＴＴ２）が、実施の形態に係る弾性波フィルタ１０の当該減衰帯域（ＢＷＡＴＴ１）よりも狭くなっており、ＷＬＡＮの通過帯域における減衰量を確保できない。
【００９２】
［８．  弾性波フィルタの周波数温度特性］
次に、本発明に係る弾性波フィルタが、通過帯域と通過帯域低域側の減衰帯域との遷移領域における急峻性を向上させるのに効果的であることを説明する。
【００９３】
図９は、通過帯域低域側および高域側における温度特性を比較したグラフである。同図には、ラダー型の弾性表面波フィルタの通過特性（図９中央下）、通過帯域低域側の通過特性（図９左上）、および、通過帯域高域側の通過特性（図９右上）が表されている。
【００９４】
一般的に、弾性表面波共振子で構成された弾性波フィルタの場合、温度変化とともに通過特性における周波数が変動する。常温よりも低温になると、通過特性は高周波側へシフトし、常温よりも高温になると、通過特性は低周波側へシフトする。
【００９５】
弾性表面波共振子において、基板１０１とＩＤＴ電極との間の誘電体層の形成により実効的電気機械結合係数を調整する場合、当該誘電体層が形成されていない構造と比較して、温度変化による周波数シフトが抑制される。言い換えると、上記誘電体層が厚いほど、周波数温度特性（ＴＣＦ）が小さくなる。つまり、本実施の形態では、並列腕共振子２２のほうが、並列腕共振子２１よりも、周波数温度特性（ＴＣＦ）が小さくなる。
【００９６】
特に、高周波信号が印加された場合には各共振子の温度が上昇するため、高温時におけるフィルタ特性の劣化を抑制することが重要となる。ここで、高温時における通過帯域内の低域端では通過帯域幅が広くなる方向にシフトする。一方、高温時における通過帯域低域側の上記遷移領域では減衰帯域が狭くなる方向にシフトする。よって、高温時において、フィルタ特性を劣化させる要因となるのは、通過帯域低域側の上記遷移領域における周波数シフトである。本実施の形態において、高温時における通過帯域内の低域端における温度シフト量（ΔｆＬＢＮＤ）は、弾性波フィルタ１０を構成する全ての並列腕共振子２１〜２４の周波数温度特性で決定される。これに対して、高温時における通過帯域低域側の上記遷移領域における温度シフト量（ΔｆＬＡＴＴ）は、並列腕共振子２２の周波数温度特性で決定される。よって、温度シフト量（ΔｆＬＡＴＴ）は温度シフト量（ΔｆＬＢＮＤ）よりも小さくなる。これより、高温時における上記遷移領域の急峻度は、図９（左上）に示すように、室温での急峻度よりも劣化しない。つまり、高温時の通過帯域低域端における通過特性を劣化させず、上記遷移領域における減衰特性の劣化を抑制できる。
【００９７】
一方、通過帯域高域側における遷移領域の急峻度を向上させるべく、比較例に係る弾性波フィルタとして、複数の直列腕共振子を、以下の式６から式１０を満たすように設定することが考えられる。
【００９８】
ｆａｓ１１（直列腕共振子１１の反共振周波数）＞ｆａｓ１２（直列腕共振子１２の反共振周波数）      （式６）
【００９９】
ｆｒｓ１１（直列腕共振子１１の共振周波数）＜ｆｒｓ１２（直列腕共振子１２の共振周波数）      （式７）
【０１００】
Ｋｓａｗ１１（直列腕共振子１１のＫｓａｗ）＞Ｋｓａｗ２（直列腕共振子１２のＫｓａｗ）      （式８）
【０１０１】
ｆａｓ１２＜ｆａｓ１１、ｆａｓ１３、ｆａｓ１４、ｆａｓ１５      （式９）
【０１０２】
直列腕共振子１２の誘電体層の膜厚＞直列腕共振子１１の誘電体層の膜厚    （式１０）
【０１０３】
上記比較例に係る弾性波フィルタにおいて、高温時における通過帯域内の高域端では通過帯域幅が狭くなる方向にシフトする。一方、高温時における通過帯域高域側の遷移領域では減衰帯域が広くなる方向にシフトする。よって、高温時において、フィルタ特性を劣化させる要因となるのは、通過帯域内の高域端における周波数シフトである。本比較例において、高温時における通過帯域内の高域端における温度シフト量（ΔｆＨＢＮＤ）は、弾性波フィルタを構成する全ての直列腕共振子１１〜１５の周波数温度特性で決定される。これに対して、高温時における通過帯域高域側の遷移領域における温度シフト量（ΔｆＨＡＴＴ）は、直列腕共振子１２の周波数温度特性で決定される。よって、温度シフト量（ΔｆＨＡＴＴ）は温度シフト量（ΔｆＨＢＮＤ）よりも小さくなる。これより、高温時における上記遷移領域の急峻度は、図９（右上）に示すように、室温での急峻度と比較して劣化する。よって、上記比較例に係る弾性波フィルタでは、高温時における通過帯域内の高域端における通過特性を劣化させる。
【０１０４】
以上のように、本実施の形態に係る弾性波フィルタ１０によれば、複数の並列腕共振子を式１〜式４を満たすように構成することで、高周波信号印加時である高温時において、通過帯域内の通過特性、および、低域側の遷移領域における減衰特性の劣化を抑制することが可能となる。
【０１０５】
［９．  変形例に係る弾性波フィルタの構成］
本実施の形態に係る弾性波フィルタ１０において、並列腕共振子２１〜２４の実効的電気機械結合係数Ｋｓａｗを調整する手法として、基板１０１とＩＤＴ電極との間の誘電体層、または、ＩＤＴ電極上の保護層の膜厚を調整することを説明した。本変形例では、その他の手法を用いた実効的電気機械結合係数Ｋｓａｗの調整について説明する。
【０１０６】
図１０Ａは、実施の形態の変形例１に係る弾性波フィルタ１０Ａの回路構成図である。本変形例に係る弾性波フィルタ１０Ａは、実施の形態に係る弾性波フィルタ１０と比較して、並列腕共振子２１〜２４の間で誘電体層の膜厚は同一であり、並列腕共振子２２に容量素子が並列接続されている点が異なる。以下、変形例１に係る弾性波フィルタ１０Ａについて、弾性波フィルタ１０と同じ点は説明を省略し、異なる点を中心に説明する。
【０１０７】
弾性波フィルタ１０Ａは、直列腕共振子１１〜１５と、並列腕共振子２１〜２４と、インダクタ３１および３２と、キャパシタ３３と、入出力端子１１０および１２０と、を備える。弾性波フィルタ１０Ａは、上記式１〜式４の全てを満たしている。
【０１０８】
並列腕共振子２１〜２４において、基板１０１とＩＤＴ電極との間に形成される誘電体層の膜厚、および、ＩＤＴ電極上に形成される保護層の膜厚は同じである。
【０１０９】
キャパシタ３３は、並列腕共振子２２に並列接続されている。これにより、並列腕共振子２２の実効的電気機械結合係数Ｋｓａｗ２２は、並列腕共振子２１の実効的電気機械結合係数Ｋｓａｗ２１よりも小さくなり、上記式３を満たす。
【０１１０】
なお、キャパシタ３３は、櫛歯電極で構成されていてもよい。
【０１１１】
図１０Ｂは、実施の形態の変形例１に係る弾性波フィルタ１０Ａの一部の電極レイアウトを示す平面図およびキャパシタ３３の電極断面図である。同図に示すように、キャパシタ３３は、基板１０１（圧電体）上に形成された櫛歯電極を有し、基板１０１と櫛歯電極との間には、実効的電気機械結合係数を調整する誘電体層が形成されていなくてもよい。ＳｉＯ２などで構成される誘電体層の誘電率は、基板１０１（圧電体）の誘電率よりも小さい。この構成によれば、キャパシタ３３と基板１０１（圧電体）との間に誘電体層がないことで、キャパシタ３３の単位面積当たりの容量値を大きく確保できる。よって、キャパシタ３３を小型化できるので、弾性波フィルタ１０Ａを小型化できる。
【０１１２】
なお、上記櫛歯電極を構成する複数の電極指は、弾性波の伝搬方向に沿って形成され、当該伝搬方向と直交する方向に沿って周期的に形成されていてもよい。
【０１１３】
変形例１に係る弾性波フィルタ１０Ａによれば、並列腕共振子２２の共振帯域幅が並列腕共振子２１の共振帯域幅よりも小さくなる。さらに、式１、式２および式４を満たすことにより、通過帯域の広帯域化、通過帯域低域側の減衰帯域の広帯域化、および、上記遷移領域における急峻度の向上を達成できる。
【０１１４】
図１０Ｃは、実施の形態の変形例２に係る弾性波フィルタ１０Ｂの回路構成図である。本変形例に係る弾性波フィルタ１０Ｂは、実施の形態に係る弾性波フィルタ１０と比較して、並列腕共振子２１〜２４の間で誘電体層の膜厚は同一であり、並列腕共振子２１に誘導素子が並列接続されている点が異なる。以下、変形例２に係る弾性波フィルタ１０Ｂについて、弾性波フィルタ１０と同じ点は説明を省略し、異なる点を中心に説明する。
【０１１５】
弾性波フィルタ１０Ｂは、直列腕共振子１１〜１５と、並列腕共振子２１〜２４と、インダクタ３１、３２および３４と、入出力端子１１０および１２０と、を備える。弾性波フィルタ１０Ｂは、上記式１〜式４の全てを満たしている。
【０１１６】
並列腕共振子２１〜２４において、基板１０１とＩＤＴ電極との間に形成される誘電体層の膜厚、および、ＩＤＴ電極上に形成される保護層の膜厚は同じである。
【０１１７】
インダクタ３４は、並列腕共振子２１に並列接続されている。これにより、並列腕共振子２１の実効的電気機械結合係数Ｋｓａｗ２１は、並列腕共振子２２の実効的電気機械結合係数Ｋｓａｗ２２よりも大きくなり、上記式３を満たす。
【０１１８】
変形例２に係る弾性波フィルタ１０Ｂによれば、並列腕共振子２１の共振帯域幅が並列腕共振子２２の共振帯域幅よりも大きくなる。さらに、式１、式２および式４を満たすことにより、通過帯域の広帯域化、通過帯域低域側の減衰帯域の広帯域化、および、上記遷移領域における急峻度の向上を達成できる。
【０１１９】
さらに、変形例３に係る弾性波フィルタ１０Ｃは、実施の形態に係る弾性波フィルタ１０と比較して、並列腕共振子２１〜２４の間で誘電体層の膜厚は同一であり、並列腕共振子２２のＩＤＴ電極を構成する櫛型電極が、間引き電極となっている点が異なる。以下、変形例３に係る弾性波フィルタ１０Ｃについて、弾性波フィルタ１０と同じ点は説明を省略し、異なる点を中心に説明する。
【０１２０】
弾性波フィルタ１０Ｃは、直列腕共振子１１〜１５と、並列腕共振子２１〜２４と、インダクタ３１および３２と、入出力端子１１０および１２０と、を備える。弾性波フィルタ１０Ｃは、上記式１〜式４の全てを満たしている。
【０１２１】
並列腕共振子２２のＩＤＴ電極２００を構成する櫛型電極２００ａおよび２００ｂは、間引き電極構造を有している。これにより、並列腕共振子２２の実効的電気機械結合係数Ｋｓａｗ２２は、並列腕共振子２１の実効的電気機械結合係数Ｋｓａｗ２１よりも小さくなり、上記式３を満たす。
【０１２２】
変形例３に係る弾性波フィルタ１０Ｃによれば、並列腕共振子２２の共振帯域幅が並列腕共振子２１の共振帯域幅よりも小さくなる。さらに、式１、式２および式４を満たすことにより、通過帯域の広帯域化、通過帯域低域側の減衰帯域の広帯域化、および、上記遷移領域における急峻度の向上を達成できる。
【０１２３】
（その他の実施の形態）
以上、本発明の実施の形態に係る弾性波フィルタについて、実施の形態を挙げて説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。上記実施の形態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の形態や、上記実施の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、本発明に係る弾性波フィルタも本発明に含まれる。
【０１２４】
例えば、本発明に係る弾性波フィルタは、弾性表面波フィルタに限定されず、直列腕共振子および並列腕共振子で構成される弾性境界波やＢＡＷ（Ｂｕｌｋ  Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｗａｖｅ）を用いた弾性波フィルタ装置であってもよい。これによっても、上記実施の形態に係る弾性表面波フィルタが有する効果と同様の効果が奏される。
【０１２５】
また、例えば、弾性波フィルタにおいて、各構成要素の間に、インダクタやキャパシタが接続されていてもかまわない。なお、当該インダクタには、各構成要素間を繋ぐ配線による配線インダクタが含まれてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１２６】
本発明は、低周波側の減衰特性に優れた広帯域の弾性波フィルタとして、携帯電話などの通信機器に広く利用できる。
【符号の説明】
【０１２７】
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ    弾性波フィルタ
１１、１２、１３、１４、１５    直列腕共振子
２１、２２、２３、２４    並列腕共振子
３１、３２、３４    インダクタ
３３    キャパシタ
１０１    基板
１０２    誘電体層
１０３、１０４    保護層
１１０、１２０    入出力端子
２００    ＩＤＴ電極
２００ａ、２００ｂ    櫛型電極
２１０    反射器
２１１、２１２、２１３、２１４、２１５    金属膜
【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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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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