(57)【要約】【課題】横方向のエネルギー閉じ込めを効率よく行うことを可能とし、挿入損失及び好ましいフィルタの角型特性を有する弾性表面波デバイスが提供する。【解決手段】圧電単結晶基板上に形成された一対の反射電極と、前記一対の反射電極間に形成された少なくとも一組の櫛形電極を有し、前記一組の櫛形電極の各々は、複数の電極指と、前記複数の電極指を共通に接続するバスバーを有して構成され、前記各々の櫛形電極の電極指が互いに差し込まれた状態とされ、前記バスバーの一部領域が、前記複数の電極指の厚みよりも厚膜化され、且つ前記複数の電極指の先端部から対向する前記バスバーの端面までの距離が０．２λ（ただし、λは前記櫛形電極の一周期）以下である先端ギャップ長を有している。また、前記バスバーの一部領域が、前記複数の電極指の厚みよりも厚膜化されている。【選択図】  図５
2004328196.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電単結晶基板上に形成された一対の反射電極と、
前記一対の反射電極間に形成された少なくとも一組の櫛形電極を有し、
前記一組の櫛形電極の各々は、複数の電極指と、前記複数の電極指を共通に接続するバスバーを有して構成され、前記各々の櫛形電極の電極指が互いに差し込まれた状態とされ、
前記バスバーの一部領域が、前記複数の電極指の厚みよりも厚膜化され、且つ前記複数の電極指の先端部から対向する前記バスバーの端面までの距離が０．２λ（ただし、λは前記櫛形電極の一周期）以下である先端ギャップ長を有している
ことを特徴とする弾性表面波デバイス。
【請求項２】
圧電単結晶基板上に形成された一対の反射電極と、
前記一対の反射電極間に形成された少なくとも一組の櫛形電極を有し、
前記一組の櫛形電極の各々は、交互に配列される複数の電極指とダミー電極と、前記複数の電極指とダミー電極を共通に接続するバスバーを有して構成され、前記各々の櫛形電極の電極指が互いに差し込まれた状態とされ、
前記複数の電極指の先端部から対向するダミー電極の先端部までの距離が０．２λ（ただし、λは前記櫛形電極の一周期）以下である先端ギャップ長を有している
ことを特徴とする弾性表面波デバイス。
【請求項３】
圧電単結晶基板上に形成された一対の反射電極と、
前記一対の反射電極間に形成された３つの組を成す櫛形電極を有し、
前記組を成す櫛形電極の各々は、交互に配列される複数の電極指とダミー電極と、前記複数の電極指とダミー電極を共通に接続するバスバーを有して構成され、前記各々の櫛形電極の電極指が互いに差し込まれた状態とされ、
前記複数の電極指の先端部から対向するダミー電極の先端部までの距離が０．２λ（ただし、λは前記櫛形電極の一周期）以下である先端ギャップ長を有している
ことを特徴とする弾性表面波デバイス。
【請求項４】
圧電単結晶基板上に形成された一対の反射電極と、前記一対の反射電極間に形成された少なくとも一組の櫛形電極を有して構成される共振器を複数個ラダー型に接続して構成された弾性表面波デバイスであって、
前記共振器を構成する一組の櫛形電極の各々は、交互に配列される複数の電極指とダミー電極と、前記複数の電極指とダミー電極を共通に接続するバスバーを有して構成され、前記各々の櫛形電極の電極指が互いに差し込まれた状態とされ、
前記複数の電極指の先端部から対向するダミー電極の先端部までの距離が０．２λ（ただし、λは前記櫛形電極の一周期）以下である先端ギャップ長を有している
ことを特徴とする弾性表面波デバイス。
【請求項５】
圧電単結晶基板上に形成された一対の反射電極と、前記一対の反射電極間に形成された少なくとも一組の櫛形電極を有して構成される共振器を複数個格子状に接続して構成された弾性表面波デバイスであって、
前記共振器を構成する一組の櫛形電極の各々は、交互に配列される複数の電極指とダミー電極と、前記複数の電極指とダミー電極を共通に接続するバスバーを有して構成され、前記各々の櫛形電極の電極指が互いに差し込まれた状態とされ、
前記複数の電極指の先端部から対向するダミー電極の先端部までの距離が０．２λ（ただし、λは前記櫛形電極の一周期）以下である先端ギャップ長を有している
ことを特徴とする弾性表面波デバイス。
【請求項６】
圧電単結晶基板上に形成された一対の反射電極と、
前記一対の反射電極間に形成された３つの組を成す櫛形電極を有し、
前記組を成す櫛形電極の各々は、複数の電極指と、前記複数の電極指を共通に接続するバスバーを有して構成され、前記各々の櫛形電極の電極指が互いに差し込まれた状態とされ、
前記バスバーの一部領域が、前記複数の電極指の厚みよりも厚膜化され、且つ前記複数の電極指の先端部から対向する前記バスバーの端面までの距離が０．２λ（ただし、λは前記櫛形電極の一周期）以下である先端ギャップ長を有している
ことを特徴とする弾性表面波デバイス。
【請求項７】
圧電単結晶基板上に形成された一対の反射電極と、前記一対の反射電極間に形成された少なくとも一組の櫛形電極を有して構成される共振器を複数個ラダー型に接続して構成された弾性表面波デバイスであって、
前記共振器を構成する一組の櫛形電極の各々は、複数の電極指と、前記複数の電極指を共通に接続するバスバーを有して構成され、前記各々の櫛形電極の電極指が互いに差し込まれた状態とされ、
前記バスバーの一部領域が、前記複数の電極指の厚みよりも厚膜化され、且つ前記複数の電極指の先端部から対向する前記バスバーの端面までの距離が０．２λ（ただし、λは前記櫛形電極の一周期）以下である先端ギャップ長を有している
ことを特徴とする弾性表面波デバイス。
【請求項８】
圧電単結晶基板上に形成された一対の反射電極と、前記一対の反射電極間に形成された少なくとも一組の櫛形電極を有して構成される共振器を複数個格子状に接続して構成された弾性表面波デバイスであって、
前記共振器を構成する一組の櫛形電極の各々は、複数の電極指と、前記複数の電極指を共通に接続するバスバーを有して構成され、前記各々の櫛形電極の電極指が互いに差し込まれた状態とされ、
前記バスバーの一部領域が、前記複数の電極指の厚みよりも厚膜化され、且つ前記複数の電極指の先端部から対向する前記バスバーの端面までの距離が０．２λ（ただし、λは前記櫛形電極の一周期）以下である先端ギャップ長を有している
ことを特徴とする弾性表面波デバイス。
【請求項９】
請求項２乃至５の何れか１項において、
さらに、前記バスバーの一部領域が、前記複数の電極指の厚みよりも厚膜化されていることを特徴とする弾性表面波デバイス。
【請求項１０】
請求項３または６において、
更に、前記電極指の電極幅Ｌと、隣接する電極指間のスペースＳとの比Ｌ／Ｓを０．６〜０．８とする
ことを特徴とする弾性表面波デバイス。
【請求項１１】
請求項１及び６乃至９の何れか１項において、
前記厚膜化されたバスバーの一部領域は、前記複数の電極指と前記バスバーの接続端面から０．７５λ（ただし、λは前記櫛形電極の一周期）以下の距離にあることを特徴とする弾性表面波デバイス。
【請求項１２】
請求項１及び６乃至９の何れか１項において、
前記複数の電極指及びこれを接続する前記バスバーはＡｌを主成分とする金属からなり、前記厚膜化されたバスバーの一部領域は、前記複数の電極指の膜厚より０．０５λ（ただし、λは前記櫛形電極の一周期）以上の追加の厚さを有していることを特徴とする弾性表面波デバイス。
【請求項１３】
請求項１２において、
さらに好ましくは、前記厚膜化されたバスバーの一部領域の膜厚は、前記複数の電極指の膜厚に対し、０．３５λ（ただし、λは前記櫛形電極の一周期）を越えない追加の厚さを有していることを特徴とする弾性表面波デバイス。
【請求項１４】
請求項１及び６乃至９の何れか１項において、
前記厚膜化されたバスバーの一部領域が、重金属で形成されていることを特徴とする弾性表面波デバイス。
【請求項１５】
請求項１及び６乃至９の何れか１項において、
前記厚膜化されたバスバーの一部領域が、絶縁物で形成されていることを特徴とする弾性表面波デバイス。
【請求項１６】
前記圧電単結晶基板はＬｉＴａＯ３もしくはＬｉＮｂＯ３であって、前記基板の漏洩弾性表面波（ＬＳＡＷ）を使用したことを特徴とする請求項１乃至１５の何れか１項に記載の弾性表面波デバイス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、弾性表面波（ＳＡＷ）デバイスに関する。特に、低損失で角型性に優れたフィルタ特性を有する弾性表面波デバイスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
基板上を伝搬する弾性表面波の特性を利用する弾性表面波デバイスである弾性表面波フィルタは、誘電体フィルタや積層ＬＣフィルタ等と比較して小型軽量で角型性に優れたフィルタ特性を有している。このために、近年、携帯電話機等の用途に広く使用されている。
【０００３】
特に、携帯電話機等の無線周波数（ＲＦ）部に使用される場合は、受信感度の向上や消費電力の低減、通過帯域近傍のノイズレベルを十分抑圧させる目的から弾性表面波フィルタに対して、損失が小さく、角型性の優れたフィルタ特性が要求されている。
【０００４】
かかる要求に対応する、弾性表面波フィルタとしての弾性表面波デバイスの特性改善に関し、種々の技術が提案されている。その一つは、圧電基板として、回転ＹカットＸ方向伝搬ＬｉＴａＯ３基板を用い、この上に形成される一組の櫛形電極の電極指を互いに差し込んで形成される変換器（ＩＤＴ：Ｉｎｔｅｒ−Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）に関し、前記櫛形電極を構成する複数の電極指の先端と前記複数の電極指を接続するバスバーとの間のギャップ長を狭くすることにより、前記ギャップ領域で生じるＳＳＢＷ（Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｓｋｉｍｍｉｎｇ  Ｂｕｌｋ  Ｗａｖｅ）を抑圧して、平坦性の優れた通過特性を得る技術がある（特許文献１）。
【０００５】
また、伝搬方向の異方性指数（γ）が−１より小さい圧電基板を用い、ＩＤＴを構成する櫛形電極の電極指の電極幅Ｌと電極指間隔Ｓの比Ｌ／Ｓや、バスバーの膜厚を規定して、弾性表面波のエネルギーを効果的に閉じ込め、損失の低減及びフィルタ特性の改善を向上させる技術がある（特許文献２）。
【０００６】
さらに、本願発明者が先に提案した技術として、電極膜厚と弾性表面波の波長との比及び、電極幅と電極ピッチの比を特定の関係に規定することにより、広帯域、低損失を実現する技術（特許文献３）及び、先願発明としてラダー型フィルタを構成する弾性表面波フィルタにおいて電極幅と電極ピッチの比を特定の関係に規定することにより、角型特性に優れたフィルタを実現する技術（特願２００１―３９０７０７号）がある。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−３１４３６６号公報
【０００８】
【特許文献２】
特開２００２−１００９５２号公報
【０００９】
【特許文献３】
特開２００２−１７６３３３号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、ＩＤＴで発生する弾性表面波の伝搬方向に対する垂直方向（横方向）の波のエネルギーの閉じ込めを十分に行うことによりフィルタの損失や角型性能を向上させることが可能である。横方向の波のエネルギーの閉じ込めを行う手段として次の態様が考えられる。
【００１１】
一つはバスバーと櫛形電極の音速差を利用したもので、例えば回転ＹカットＸ方向伝搬ＬｉＴａＯ３基板の漏れ弾性表面波（ＬＳＡＷ：Ｌｅａｋｙ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｗａｖｅ）を使用した場合は、バスバーの電極厚みを厚くして音速を低下させる方法（特許文献２）や、他の手段としてダミー電極を設ける方法がある（特許文献１）。
【００１２】
しかし、これらの手段により横方向のエネルギー閉じ込めを行った場合、確かにフィルタの損失は改善されるが、本発明者の調査、研究によりバスバーと櫛形電極の先端ギャップに弾性波のエネルギー集中が起こり、この集中したエネルギーは結果的にフィルタにおける挿入損失になることが判明した。
【００１３】
またラダーフィルタの直列腕の共振器において櫛形電極の電極幅と電極間距離の比Ｌ／Ｓを０．３５程度にして櫛形電極の音速を上昇させ、且つダミー電極を設置してエネルギーを閉じ込めることによって通過帯域の特に高周波側の特性を改善する手法がある（前記特許出願：特願２００１―３９０７０７号）が、これらの手法においても、先端ギャップに弾性波のエネルギー集中が生じる。多重モードフィルタで櫛形電極の電極幅と電極間距離の比Ｌ／Ｓを大きくし、且つダミー電極を形成しても同様な問題が発生する。
【００１４】
したがって、本発明の目的は、特許文献１や特許文献２または先に本発明者らが提案した手法による問題点を解決して更に低挿入損失で、角型特性に優れた弾性表面波デバイスを提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決する本発明に従う弾性表面波デバイスの第１の態様は、圧電単結晶基板上に形成された一対の反射電極と、前記一対の反射電極間に形成された少なくとも一組の櫛形電極を有し、前記一組の櫛形電極の各々は、複数の電極指と、前記複数の電極指を共通に接続するバスバーを有して構成され、前記各々の櫛形電極の電極指が互いに差し込まれた状態とされ、前記複数の電極指の先端部から対向する前記バスバーの端面までの距離が０．２λ（ただし、λは前記櫛形電極の一周期）以下である先端ギャップ長を有していることを特徴とする。
【００１６】
上記の課題を解決する本発明に従う弾性表面波デバイスの第２の態様は、圧電単結晶基板上に形成された一対の反射電極と、前記一対の反射電極間に形成された少なくとも一組の櫛形電極を有し、前記一組の櫛形電極の各々は、交互に配列される複数の電極指とダミー電極と、前記複数の電極指とダミー電極を共通に接続するバスバーを有して構成され、前記各々の櫛形電極の電極指が互いに差し込まれた状態とされ、前記バスバーの一部領域が、前記複数の電極指の先端部から対向するダミー電極の先端部までの距離が０．２λ（ただし、λは前記櫛形電極の一周期）以下である先端ギャップ長を有していることを特徴とする。
【００１７】
上記の課題を解決する本発明に従う弾性表面波デバイスの第３の態様は、圧電単結晶基板上に形成された一対の反射電極と、前記一対の反射電極間に形成された３つの組を成す櫛形電極を有し、前記組を成す櫛形電極の各々は、交互に配列される複数の電極指とダミー電極と、前記複数の電極指とダミー電極を共通に接続するバスバーを有して構成され、前記各々の櫛形電極の電極指が互いに差し込まれた状態とされ、前記複数の電極指の先端部から対向するダミー電極の先端部までの距離が０．２λ（ただし、λは前記櫛形電極の一周期）以下である先端ギャップ長を有していることを特徴とする。
【００１８】
上記の課題を解決する本発明に従う弾性表面波デバイスの第４の態様は、圧電単結晶基板上に形成された一対の反射電極と、前記一対の反射電極間に形成された少なくとも一組の櫛形電極を有して構成される共振器を複数個ラダー型に接続して構成された弾性表面波デバイスであって、前記共振器を構成する一組の櫛形電極の各々は、交互に配列される複数の電極指とダミー電極と、前記複数の電極指とダミー電極を共通に接続するバスバーを有して構成され、前記各々の櫛形電極の電極指が互いに差し込まれた状態とされ、前記複数の電極指の先端部から対向するダミー電極の先端部までの距離が０．２λ（ただし、λは前記櫛形電極の一周期）以下である先端ギャップ長を有していることを特徴とする。
【００１９】
上記の課題を解決する本発明に従う弾性表面波デバイスの第５の態様は、圧電単結晶基板上に形成された一対の反射電極と、前記一対の反射電極間に形成された少なくとも一組の櫛形電極を有して構成される共振器を複数個格子状に接続して構成された弾性表面波デバイスであって、前記共振器を構成する一組の櫛形電極の各々は、交互に配列される複数の電極指とダミー電極と、前記複数の電極指とダミー電極を共通に接続するバスバーを有して構成され、前記各々の櫛形電極の電極指が互いに差し込まれた状態とされ、前記複数の電極指の先端部から対向するダミー電極の先端部までの距離が０．２λ（ただし、λは前記櫛形電極の一周期）以下である先端ギャップ長を有していることを特徴とする。
【００２０】
上記の課題を解決する本発明に従う弾性表面波デバイスの第６の態様は、圧電単結晶基板上に形成された一対の反射電極と、前記一対の反射電極間に形成された３つの組を成す櫛形電極を有し、前記組を成す櫛形電極の各々は、複数の電極指と、前記複数の電極指を共通に接続するバスバーを有して構成され、前記各々の櫛形電極の電極指が互いに差し込まれた状態とされ、前記バスバーの一部領域が、前記複数の電極指の厚みよりも厚膜化され、且つ前記複数の電極指の先端部から対向する前記バスバーの端面までの距離が０．２λ（ただし、λは前記櫛形電極の一周期）以下である先端ギャップ長を有していることを特徴とする。
【００２１】
上記の課題を解決する本発明に従う弾性表面波デバイスの第７の態様は、圧電単結晶基板上に形成された一対の反射電極と、前記一対の反射電極間に形成された少なくとも一組の櫛形電極を有して構成される共振器を複数個ラダー型に接続して構成された弾性表面波デバイスであって、前記共振器を構成する一組の櫛形電極の各々は、複数の電極指と、前記複数の電極指を共通に接続するバスバーを有して構成され、前記各々の櫛形電極の電極指が互いに差し込まれた状態とされ、
前記バスバーの一部領域が、前記複数の電極指の厚みよりも厚膜化され、且つ前記複数の電極指の先端部から対向する前記バスバーの端面までの距離が０．２λ（ただし、λは前記櫛形電極の一周期）以下である先端ギャップ長を有していることを特徴とする。
【００２２】
上記の課題を解決する本発明に従う弾性表面波デバイスの第８の態様は、圧電単結晶基板上に形成された一対の反射電極と、前記一対の反射電極間に形成された少なくとも一組の櫛形電極を有して構成される共振器を複数個格子状に接続して構成された弾性表面波デバイスであって、前記共振器を構成する一組の櫛形電極の各々は、複数の電極指と、前記複数の電極指を共通に接続するバスバーを有して構成され、前記各々の櫛形電極の電極指が互いに差し込まれた状態とされ、
前記バスバーの一部領域が、前記複数の電極指の厚みよりも厚膜化され、且つ前記複数の電極指の先端部から対向する前記バスバーの端面までの距離が０．２λ（ただし、λは前記櫛形電極の一周期）以下である先端ギャップ長を有していることを特徴とする。
【００２３】
上記の課題を解決する本発明に従う弾性表面波デバイスの第９の態様は、第２乃至５の態様の何れか１つにおいて、更に前記バスバーの一部領域が、前記複数の電極指の厚みよりも厚膜化されていることを特徴とする。
【００２４】
上記の課題を解決する本発明に従う弾性表面波デバイスの第１０の態様は、第３または６の態様において、前記電極指の電極幅Ｌと、隣接する電極指間のスペースＳとの比Ｌ／Ｓを０．６〜０．８とすることを特徴とする。
【００２５】
上記の課題を解決する本発明に従う弾性表面波デバイスの第１１の態様は、第１，６乃至９の態様の何れか１項において、前記厚膜化されたバスバーの一部領域は、前記複数の電極指と前記バスバーの接続端面から０．７５λ（ただし、λは前記櫛形電極の一周期）以下の距離にあることを特徴とする。
【００２６】
上記の課題を解決する本発明に従う弾性表面波デバイスの第１２の態様は、第１，６乃至９の態様において、前記複数の電極指及びこれを接続する前記バスバーはＡｌを主成分とする金属からなり、前記厚膜化されたバスバーの一部領域は、前記複数の電極指の膜厚より０．０５λ（ただし、λは前記櫛形電極の一周期）以上の追加の厚さを有していることを特徴とする。
【００２７】
上記の課題を解決する本発明に従う弾性表面波デバイスの第１３の態様は、第１２の態様において、さらに好ましくは、前記厚膜化されたバスバーの一部領域の膜厚は、前記複数の電極指の膜厚に対し、０．３５λ（ただし、λは前記櫛形電極の一周期）を越えない追加の厚さを有していることを特徴とする。
【００２８】
上記の課題を解決する本発明に従う弾性表面波デバイスの第１４の態様は、第１，６乃至９の態様において、前記厚膜化されたバスバーの一部領域が、重金属で形成されていることを特徴とする。
【００２９】
上記の課題を解決する本発明に従う弾性表面波デバイスの第１５の態様は、第１，６乃至９の態様において、前記厚膜化されたバスバーの一部領域が、絶縁物で形成されていることを特徴とする。
【００３０】
上記の課題を解決する本発明に従う弾性表面波デバイスの第１６の態様は、第１，６乃至９の態様において、前記圧電単結晶基板はＬｉＴａＯ３もしくはＬｉＮｂＯ３であって、前記基板の漏洩弾性表面波（ＬＳＡＷ）を使用したことを特徴とする。
【００３１】
本発明の特徴は、以下に図面に従い説明する発明の実施の形態例から更に明らかになる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態例を図に従って説明するが、本発明の理解のために、上記した本発明者の調査、研究に基づく横方向のエネルギー閉じ込めについて、先に説明する。
【００３３】
図１は、回転ＹカットＸ方向伝搬ＬｉＴａＯ３基板の漏れ弾性表面波（ＬＳＡＷ：Ｌｅａｋｙ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｗａｖｅ）を使用した場合の、弾性表面波の横方向モードプロファイルの一例を示す図である。
【００３４】
図１中、ＩＤＴ１を構成する一組の櫛形電極において、それぞれの複数の電極指２、２’を接続するバスバー３，３’は、電極指２、２’よりも電極の厚みを厚くして音速が低下される。電極指２、２’の先端とバスバー３’、３との間のギャップ部４、４’を先端ギャップと呼び、その大きさの数値は櫛形電極の周期（λ）で規格化されている。
【００３５】
図１は、更に、かかるＩＤＴ１の構成に対し、ギャップ部４、４’の大きさを変化した時の、表面波の横方向レベルの特性をモードプロファイルとして示している。
【００３６】
本発明者は、かかるギャップ部４、４’の大きさを変化したときのモードプロファイルを検討した。たとえば、０．００λは、パラメータとするギャップ部４、４’の大きさが“ゼロ”を意味しており、従来のフィルタ構成では、０．２５λとすることが一般的であった。
【００３７】
このとき、図１において、０．２５λの場合には明らかにギャップ部４，４’にエネルギー集中（図中太い矢印で示している）が生じている。さらに、電極指２、２’の先端部をバスバー３，３’に近づけるほど（０．２０λ→０．００λ）、ギャップ部４、４’のエネルギー集中が低減して行くことがわかる。
【００３８】
したがって、本発明者は、かかる認識に基づき種々の実施例形態について検討を行った。
【００３９】
なお、図１に示すモードプロファイルの解析のために使用した基板は４２°ＹカットＸ方向伝搬ＬｉＴａＯ３基板であり、ＩＤＴ１を構成する櫛形電極の電極指２，２’はアルミニウム（Ａｌ）で、電極膜厚は１８０ｎｍ，電指極２，２’の周期λは約２μｍ（１．９ＧＨｚ帯）、電極指２，２’の交差幅は４３μｍであり、更に電極指２，２’は、両サイドに配置されたバスバー３，３’により接続されている。
【００４０】
また櫛形電極のバスバー３，３’には電極指２，２’と同じ膜厚のＡｌの上に更に３００ｎｍのＡｌ層が堆積され追加の厚さを形成している。従来、ＩＤＴ１において、一般にバスバー３，３’と電極指２，２’の先端との先端ギャップ４，４’は波長に対して０．２５λで設計されており、図１から、その場合はギャップ部４，４’に弾性波のエネルギーが集中していることがわかる。
【００４１】
これに対し、ギャップ部４，４’を狭くして行くとギャップ部４，４’のエネルギー集中が緩和され、ＩＤＴ１の電極指２，２’の中央領域にエネルギーが集中して行く様子がわかる。
【００４２】
ここで、図２及び図３に、本発明者が行った先端ギャップとフィルタ特性の関係を表す検討結果を示す。ここでは上記と同様の圧電単結晶基板に、同じ電極膜厚で１．９ＧＨｚ帯の３つのＩＤＴ１−１〜１−３を用いて３ＩＤＴ型の多重モードフィルタを形成した。図４にかかる３ＩＤＴ型多重モードフィルタの実施例構成を示す。
【００４３】
ＩＤＴ１−１及びＩＤＴ１−３の隣にはエネルギー集中を高めるために反射電極５−１，５−２が設けられ、共振特性によるフィルタ特性を有する弾性表面波共振器が形成されている。
【００４４】
ここで、図２、図３において、通過帯域の低周波側のポイント（−４ｄＢポイント）と−５０ｄＢのフィルタの所謂スカート部との周波数差を遷移領域として、先端ギャップに対する遷移領域の大きさの変化を比較した。
【００４５】
この遷移領域は“０ＭＨｚ”に近づけば理想的な角型を有するフィルタに近づくことを意味する。図２において、一般的な従来の先端ギャップ４，４’の数値０．２５λでは遷移領域は約１２ＭＨｚである。これに対し、図１に示したように先端ギャップを狭めるほど、モードプロファイルが電極指の中央に集中し、遷移領域が改善される結果が得られた。
【００４６】
図２から良好なフィルタ特性（中心周波数が約１．９ＧＨｚであるときの遷移領域１１ＭＨｚ以下）を得るには先端ギャップの大きさが、０．２λ以下であることが望ましく、またＩＤＴの電極指２，２’とバスバー３，３’が短絡せず、フィルタ機能を維持するためには、製造限界値として先端ギャップの大きさは、０．１μｍは必要である。この数値は半導体プロセスのエッチング技術に依存するものである。
【００４７】
図３は、上記の３ＩＤＴ型の多重モードフィルタの、先端ギャップ４，４’を変化した時のフィルタの通過特性を示す図である。先端ギャップ４，４’を０．２５λ（Ｉ）を基準に、０．１５λ（ＩＩ）、０．５０λ（ＩＩＩ）と変えたときの通過特性を示している。この図３に示す特性から、先端ギャップ４，４’を小さくするほど、図２に示す遷移領域の変化に対応するように、特に帯域の低周波側の挿入損失が改善されていることが判る。
【００４８】
次にバスバー３，３’に堆積された厚膜電極について考察する。図５は、図４に示す３ＩＤＴ多重モードフィルタの構成において、一つのＩＤＴのみを拡大して示す図である。電極指２，２’と、その両側にバスバー３、３’が配置される。さらに、バスバー３、３’には、その一部に図５に示す実施例では、電極指２，２’とバスバー３、３’の接続面から距離Ｍだけ離れた領域３１（３１’）に堆積された厚膜電極が形成されている。以降、この距離Ｍを本発明において、厚膜化マージンと定義する。
【００４９】
図６は、厚膜化マージンＭと遷移領域の関係を測定した図である。ここで使用されたフィルタは前記と同様の３ＩＤＴ型多重モードフィルタ構成のものである。図６により厚膜化マージンＭが０に近づくほど、遷移領域が改善されていることが判る。図２において説明した様に、中心周波数が約１．９ＧＨｚであるときの遷移領域が１１ＭＨｚ以下である場合に良好なフィルタ特性が得られる。この条件を満たす厚膜化マージンＭは、図６において、０．７５λ以下である。下限は、０λ以下では電極指２、２’とバスバー３、３’が短絡する危険性があるので、製造限界により制限される。
【００５０】
さらに、本発明者は、バスバー３、３’に堆積された厚膜領域の追加の厚さについて考察を行った。
【００５１】
図７は、バスバー３、３’に堆積形成された追加膜厚とフィルタの最小挿入損失の関係を示す図である。ここでの追加膜厚とはＩＤＴ部１の電極指２、２’及びバスバー３、３’の前記厚膜化マージンＭの領域の電極厚みに対し、更に堆積され、厚くされた膜厚を意味する。
【００５２】
また、ここで使用したフィルタは前記と同様の３ＩＤＴ型多重モードフィルタ構成のものである。図６に示すグラフは、条件として、厚膜化マージンＭを０．５λ、電極指２、２’とバスバー３，３’と間のギャップ部４、４’の大きさを０．２５λとするときの測定値である。
【００５３】
この測定結果より、最小挿入損失（Ｍｉｎ．ｌｏｓｓ）を考慮する場合、追加膜厚は０．０５λ以上が望ましく、更には０．０５λ以上で０．３５λ以下であれば、最小挿入損失（Ｍｉｎ．ｌｏｓｓ）を−２ｄＢ以下とする好ましいフィルタ特性が得られる。
【００５４】
ここで、上記の説明において、バスバー３，３’に堆積した厚膜はＡｌを使用したがＡｌを主成分とした金属材料、Ａｕ等の重金属でも良くその場合、Ａｌとの比重を比較して適用するのが望ましい。さらにバスバー３，３’に堆積した厚膜３１，３１’は、音速を下げる目的であるので、ＳｉＯ２等の絶縁物でも良く、その場合、更にＩＤＴ１の電極指２、２’とバスバー３，３’との短絡を防ぐことが出来る。
【００５５】
次に、本発明に従う、更なる実施例について説明する。この実施例ではＩＤＴにダミー電極が設置された場合のフィルタ構成が対象である。図８は、ＩＤＴにダミー電極が設置された場合のフィルタ構成の実施例であり、ＩＤＴの電極指２，２’とバスバー３，３’の間の先端ギャップ４、４’側にダミー電極２１、２１’が付加されている。
【００５６】
図８において、○で囲った部分を拡大した図が左上に示され、電極指２，２’の電極幅Ｌと電極指２，２’間の隣接距離Ｓを示している。図９、図１０は、９００ＭＨｚ帯の３ＩＤＴ型の多重モードフィルタの特性図であり、基板材料としては４２°ＹカットＬｉＴａＯ３を使用したものであり、前記の電極幅Ｌと電極間スペースＳの比Ｌ／Ｓは約０．７である。
【００５７】
図９は、ダミー電極の有無による特性差を示し、１〜３λのダミー電極２１，２１’を設置した２つのサンプル（図９Ａ１、Ａ２）は、ダミー電極２１，２１’を設置しない場合のサンプル（図９Ｂ）に比して、通過帯域の低周波側の損失が改善されていることが判る。
【００５８】
さらに先端ギャップ４，４’を変化させたときの特性を図１０に示す。先端ギャップを一般的な０．２５λとする場合（図１０Ａ）より狭くする場合の２つのサンプル（図１０Ｂ１，Ｂ２：０．０９λ）は、通過帯域の低周波側が更に改善されていることが分かる。ここで多重モードフィルタのＬ／Ｓは約０．７としたが０．６〜０．８程度であれば広帯域、低損失なフィルタ特性が得られることが本発明者により確認されている。
【００５９】
また、図１１に示すような弾性表面波共振器を梯子段上に接続したラダー型フィルタにおいても、それを構成する共振器に、ダミー電極を設置し、電極指との間の先端ギャップを狭くすることにより同様に挿入損失及び角型性が改善されることも本発明者により確認している。
【００６０】
以上の説明において、圧電単結晶基板として４２°ＹカットＬｉＴａＯ３のもれ弾性表面波フィルタを使用した例を示したが、他の回転角度（回転Ｙ）でも良くまたＬｉＮｂＯ３の回転Ｙ板を用いることも可能である。
【００６１】
本発明の適用は、弾性表面波の共振特性を使用した図１１に示したラダー型フィルタや図４に示した多重モードフィルタにおいて効果的である。同様に図１２に示す共振器を格子型に組んだラティス型フィルタにおいても効果的である。
【００６２】
【発明の効果】
以上図面に従い、本発明の実施の形態を説明したように、本発明により横方向のエネルギー閉じ込めを効率よく行うことを可能とし、挿入損失及び好ましいフィルタの角型特性を有する弾性表面波デバイスが提供可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】回転ＹカットＸ方向伝搬ＬｉＴａＯ３基板の漏れ弾性表面波を使用した場合の、弾性表面波の横方向モードプロファイルの一例を示す図である。
【図２】本発明者が行った先端ギャップとフィルタ特性の関係を表す検討結果を示す図である。
【図３】３ＩＤＴ型の多重モードフィルタの、先端ギャップ４，４’を変化した時のフィルタの通過特性を示す図である。
【図４】３ＩＤＴ型多重モードフィルタの実施例構成を示す図である。
【図５】図４に示す３ＩＤＴ多重モードフィルタの構成において、一つのＩＤＴのみを拡大して示す図である。
【図６】厚膜化マージンＭと遷移領域の関係を測定した図である。
【図７】バスバー３、３’に堆積形成された追加膜厚とフィルタの最小挿入損失の関係を示す図である。
【図８】ＩＤＴにダミー電極が設置された場合のフィルタ構成の実施例を示す図である。
【図９】ダミー電極の有無による特性差を示す図である。
【図１０】先端ギャップ４，４’を変化させたときの特性を示す図１０である。
【図１１】弾性表面波共振器を梯子段上に接続したラダー型フィルタを示す図である。
【図１２】共振器を格子型に組んだラティス型フィルタを示す図である。
【符号の説明】
１            ＩＤＴ
２、２’      電極指
３，３’      バスバー
４，４’      先端ギャップ
２１，２１’  ダミー電極
５−１，５−２  反射器
【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１０】
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【図１１】
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【図１２】
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