(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電基板と、
一対の平行な共通電極及び該各共通電極から互いに噛み合うように延びた複数の電極指から成る複数のＩＤＴ電極と、弾性表面波の伝搬方向に直交する方向に長い電極指を複数備えた反射器電極とから成り、前記圧電基板上に配置された縦結合共振子型の弾性表面波素子と、
前記ＩＤＴ電極の共通電極上に該共通電極に沿って形成された絶縁体と、
前記絶縁体上に形成された第１引き出し電極と、を備えた弾性表面波装置であって、
前記絶縁体は、前記反射器電極の共通電極上にも形成されており、
前記第１引き出し電極は、その一部が前記反射器電極の共通電極上に設けられた絶縁体上にも形成されていることを特徴とする弾性表面波装置。
【請求項２】
前記弾性表面波素子に対し、弾性表面波の伝搬方向と直交する方向において隙間を介して隣接配置された弾性表面波共振子をさらに備え、
前記隙間には、第２引き出し電極が設けられていることを特徴とする請求項１記載の弾性表面波装置。
【請求項３】
前記弾性表面波素子は、前記反射器電極に前記伝搬方向で隣接する部位に接地端子が形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の弾性表面波装置。
【請求項４】
前記圧電基板上の前記弾性表面波素子の周囲に接地用環状電極が形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の弾性表面波装置。
【請求項５】
前記引き出し電極は、その厚みが前記ＩＤＴ電極の共通電極の厚み及び前記反射器電極の共通電極の厚みのいずれよりも厚いことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか記載の弾性表面波装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか記載の弾性表面波装置を有する、受信回路及び送信回路の少なくとも一方を備えたことを特徴とする通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば携帯電話等の移動体通信機器に用いられる弾性表面波フィルタや弾性表面波共振器等の弾性表面波素子及びこれを備えた通信装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、小形化、無調整化を図ることができる弾性表面波フィルタが各種通信装置に使用されるようになり、通信装置の高周波化、高機能化の進展にともない、弾性表面波フィルタを低損失化する要求が益々増大してきている。高周波化にともなって圧電基板材料に起因する固有損が増大するため、例えば２重モード弾性表面波共振器フィルタにおいて、周波数が高くなるほど挿入損失が劣化する傾向がある。
【０００３】
また、ＩＤＴ電極（Inter Digital Transducer）の電極指ピッチは、高周波になるほど小さくなり、ＩＤＴ電極の膜厚は薄くなる。例えば、１．９ＧＨｚ帯弾性表面波フィルタのＩＤＴ電極の膜厚は、９００ＭＨｚ弾性表面波フィルタの約半分の膜厚で設計されることとなり、フィルタ間を接続する引き出し電極等の伝送線路におけるオーミック損失が高周波になるほど大きくなる。そのため、さらに挿入損失が劣化する傾向がある。
【０００４】
このような挿入損失の劣化を抑制するために、種々の提案がされている。例えば、圧電基板上に３つのＩＤＴ電極を設けた縦１次モードと縦３次モードを利用した２重モード弾性表面波共振器フィルタについて、次のような挿入損失を改善する手段が提案されている。
【０００５】
図９に、従来の共振器型弾性表面波フィルタの電極構造において、上からみた平面図を示す。圧電基板２０２上に配設された複数の電極指を有するＩＤＴ電極２０４は、互いに対向させ噛み合わせた一対の櫛歯状電極からなり、この一対の櫛歯状電極に電界を印加し弾性表面波を生じさせるものである。ＩＤＴ電極２０４の一方の櫛歯状電極に接続された入力端子２１５から電気信号を入力することにより、励振された弾性表面波がＩＤＴ電極２０４の両側に配置されたＩＤＴ電極２０３，２０５に伝搬される。また、ＩＤＴ電極２０３，２０５のそれぞれを構成する一方の櫛歯状電極からＩＤＴ電極２０６，２０９を通じて出力端子２１６，２１７へ電気信号が出力される。なお、図中２１０，２１１，２１２，２１３はそれぞれ反射器電極である。このように、共振器電極パターンを２段縦続接続させることにより、１段目と２段目の定在波の相互干渉により、通過帯域外減衰量を高減衰化し、フィルタ特性の通過帯域外減衰量を向上させることができる。即ち、同様の特性をもつ弾性表面波フィルタを２段縦続接続の構成とすることで、１段目で減衰された信号が２段目でさらに減衰され、通過帯域外減衰量を約２倍に向上させることができる。
【０００６】
ここで、ＩＤＴ電極２０４に接続された入力端子２１５に電気信号を入力することにより、弾性表面波を励振させ、この弾性表面波がＩＤＴ電極２０４の両側に位置するＩＤＴ電極２０３，２０５に伝搬され、ＩＤＴ電極２０７，２０８に接続された出力端子２１６，２１７から電気信号が出力される。また、ＩＤＴ電極２０３〜２０５の両端及びＩＤＴ電極２０６〜２０９の両端に位置する反射器電極２１０，２１１，２１２，２１３により弾性表面波が反射され、反射器電極２１０，２１１間及び反射器電極２１２，２１３間で定在波となる。
【０００７】
この定在波のモードには、３つのＩＤＴ電極２０３，２０４，２０５により１次モードとその高次（３次）モードが含まれる。これらのモードで発生する共振により通過特性が得られるため、これらのモードで発生する共振周波数のピーク位置を制御することにより通過帯域内の挿入損失を改善することができる。従来、隣り合うＩＤＴ電極の端部に電極指の狭ピッチ部を設けることにより、ＩＤＴ電極間におけるバルク波の放射損を低減して、共振モードの状態を制御することにより挿入損失の改善が図られていた（例えば、特許文献１，２を参照。）。
【０００８】
また、図１０に従来の弾性表面波フィルタの電極構造の平面図を示す。低損失化を実現する他の手段として、ＩＤＴ電極における共通電極の少なくとも一部の厚みが、電極指の厚みよりも厚くされていることにより、共通電極を伝搬する弾性表面波の音速が、電極指を伝搬する弾性表面波の音速に比べて遅くなり、弾性表面波のエネルギーが閉じ込められ、低損失化を実現した弾性表面波フィルタの例も提案されている（例えば、特許文献３を参照。）。
【０００９】
また、図１１に従来の弾性表面波フィルタの電極構造の平面図を示し、図１２にその断面図を示す。図１１及び図１２に示すように、絶縁体を介して配線パターンを立体化させた配線構造を採用している。弾性表面波フィルタにおいて、圧電基板１上に、下から順に第１の導体パターン５１、絶縁パターン５２、第２の導体パターン５３が形成されている。
【００１０】
第１の導体パターン５１により、弾性表面波共振子３２と、縦結合共振子型弾性表面波フィルタ３３，３４とが形成されている。また、第２の導体パターン５３により、入力パッド電極２４、各出力パッド電極２５，２６、各接地パッド電極５６，５７、各配線パターン５４，５５が形成されている。
【００１１】
これにより、低誘電率の絶縁パターン５２を介して圧電基板１上に第２の導体パターン５３が形成されるため、配線間に形成される寄生容量を絶縁パターンにより低減でき、寄生容量に起因する、通過帯域内での挿入損失を改善できる。さらに、配線パターンを立体交差させることにより、素子面積を小さくすることができ、弾性表面波フィルタを小型化する例が提案されている（例えば、特許文献４，５を参照。）。
【特許文献１】特開２００２−９５８７号公報
【特許文献２】特表２００２−５２８９８７号公報
【特許文献３】特開２００２−１００９５２号公報
【特許文献４】特開平７−３０３６２号公報
【特許文献５】特開２００４−２８２７０７号公報
【非特許文献１】Masanori Ueda,“High Performance SAW Antenna Duplexer using Ultra-Low-Loss Ladder Filter and DMS for 1.9GHz US PCS”, in:Second International Symposium on Acoustic Wave Devices for Future Mobile Communication Systems 2004
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかし、特許文献１，２に開示されている弾性表面波装置では、ＩＤＴ電極間における弾性表面波がバルク波へモード変換されることによる挿入損失の劣化を抑制することは可能であるが、ＩＤＴ電極、隣接するＩＤＴ電極間及び隣接するＩＤＴ電極と反射器電極との間における弾性表面波の伝搬方向に垂直な方向における弾性表面波のエネルギーの閉じ込めが不完全である。即ち、弾性表面波の伝搬方向においては、反射器電極により、弾性表面波を反射させてエネルギーを閉じ込めることができる。しかし、弾性表面波の伝搬方向だけでなく、弾性表面波の伝搬漏れの光学的観察によって、伝搬方向に対して垂直な方向における漏れが発生し、さらに、コンピュータシミュレーションの結果、ＩＤＴ電極の共通電極上の音速Ｖｂに対してＩＤＴ電極の電極指上の音速Ｖｇが遅い場合または等しい場合に、弾性表面波の伝搬方向に対して垂直な方向で漏れが発生すると報告されている（例えば、非特許文献１を参照。）。
【００１３】
このため、弾性表面波の伝搬方向に垂直な方向においても弾性表面波のエネルギーを十分に閉じ込める必要がある。特許文献１，２に開示されている弾性表面波装置のように隣り合うＩＤＴ電極の端部に電極指の狭ピッチ部を設けることにより、挿入損失を改善しただけでは不充分であり、さらに弾性表面波の伝搬方向に対して垂直方向の漏れに起因する挿入損失の劣化を抑制する必要がある。
【００１４】
また、特許文献３に開示されているような弾性表面波装置では、ＩＤＴ電極の一方の共通電極に形成された電極指先端と相対する他方の共通電極までの領域は、電極が形成されておらず、弾性表面波の励振に寄与しない領域である。そのため、この領域の音速は電極指交差部と比較して早くなる。この電極指非交差部領域の音速が、弾性表面波の励振に寄与する電極交差部領域の音速に比べて早いことにより、弾性表面波の伝搬方向に対して垂直方向の漏れを抑制することが充分にできない。
【００１５】
また、ＩＤＴ電極の共通電極の一部の厚みを厚くする手段として、Ａｌより密度が大きい金属等を共通電極上に成膜して積層する手段か、予めＡｌまたはＡｌ合金によりＩＤＴ電極の厚みを厚くして成膜した後、ドライエッチング等で電極指の部位の厚みを薄くして形成する手段があるが、前者の場合、弾性表面波素子の工程が増加する。また、後者の場合、エッチングを均一に制御して電極膜厚を一定に制御することが困難になる。
【００１６】
また、特許文献５に開示されている弾性表面波装置では、弾性表面波の励振に寄与しない配線パターンを立体配線化する手段により、配線に要する素子面積自体は減少しているが、弾性表面波共振子と縦結合共振器型弾性表面波フィルタの間に接地パッド電極を配置した構造を用いているので、パッド電極を配置するために弾性表面波共振子と縦結合共振器型弾性表面波フィルタ間にスペースが必要となり、弾性表面波装置の小型化には不利な配線配置となっていた。
【００１７】
従って、本発明は上記従来の技術における問題点に鑑みて完成されたものであり、その目的は、挿入損失の劣化を生じず、優れたフィルタ特性を有し、高品質な弾性表面波フィルタとしても機能でき、弾性表面波装置をさらに小型化することができる弾性表面波装置及びそれを用いた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】
【００１８】
上記課題を解決するため、本発明の弾性表面波装置は、圧電基板上に、一対の平行な共通電極及び該各共通電極から互いに噛み合うように延びた複数の電極指から成る複数のＩＤＴ電極と、弾性表面波の伝搬方向に直交する方向に長い電極指を複数備えた反射器電極とから成る弾性表面波素子が形成されており、前記ＩＤＴ電極の共通電極上に該共通電極に沿って絶縁体を介して形成されるとともに前記ＩＤＴ電極に接続された引き出し電極が設けられていることを特徴とするものである。
【００１９】
また、本発明の弾性表面波装置は好ましくは、上記構成において、前記弾性表面波素子は複数形成されており、それらの少なくとも２つが互いの前記ＩＤＴ電極の前記共通電極が隙間を介して配置されるように隣接して形成されるとともに、前記隙間に前記引き出し電極が設けられていることを特徴とするものである。
【００２０】
また、本発明の弾性表面波装置は好ましくは、上記各構成において、前記弾性表面波素子は、前記反射器電極に前記伝搬方向で隣接する部位に接地端子が形成されており、前記引き出し電極が前記接地端子に電気的に接続されていることを特徴とするものである。
【００２１】
また、本発明の弾性表面波装置は好ましくは、上記各構成において、前記引き出し電極は、その一部が前記反射器電極の共通電極上に被覆された絶縁体上に形成されていることを特徴とするものである。
【００２２】
また、本発明の弾性表面波装置は好ましくは、上記各構成において、前記圧電基板上の前記弾性表面波素子の周囲に環状電極が形成されているとともに、前記引き出し電極が前記環状電極に接続されていることを特徴とするものである。
【００２３】
また、本発明の弾性表面波装置は好ましくは、上記各構成において、前記引き出し電極は、その厚みが前記ＩＤＴ電極の共通電極の厚み及び前記反射器電極の共通電極の厚みのいずれよりも厚いことを特徴とするものである。
【００２４】
本発明の通信装置は、上記いずれかの本発明の弾性表面波装置を有する、受信回路及び送信回路の少なくとも一方を備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の弾性表面波装置によれば、圧電基板上に、一対の平行な共通電極及び各共通電極から互いに噛み合うように延びた複数の電極指から成る複数のＩＤＴ電極と、弾性表面波の伝搬方向に直交する方向に長い電極指を複数備えた反射器電極とから成る弾性表面波素子が形成されており、ＩＤＴ電極の共通電極上に共通電極に沿って絶縁体を介して形成されるとともにＩＤＴ電極に接続された引き出し電極が設けられていることにより、共通電極上の絶縁体及びその上に形成された引き出し電極が形成されているため、共通電極上の構造物のトータル厚みが厚くなり、共通電極部において、金属膜と絶縁体による質量効果が、従来の構造と比較して大きくはたらき、弾性表面波のエネルギーを閉じ込めることが可能となる。
【００２６】
図７に、ＩＤＴ電極の位置における弾性表面波の音速の模式図を示す。図７（ａ）は、従来の構造の例を示し、共通電極上に保護膜（絶縁体）が形成された場合の音速を示す。また、図７（ｂ）は、本発明のＩＤＴ電極においてＩＤＴ電極の共通電極上に共通電極に沿って絶縁体を介して形成されるとともにＩＤＴ電極に接続された引き出し電極が設けられている場合の、弾性表面波の音速を模式的に表した図である。図７（ａ）の場合、弾性表面波の励振に寄与する電極指交差部領域と比較して、共通電極部における音速が等しいかまたは早くなっている。そのため、弾性表面波の伝搬方向に対して垂直な方向のエネルギーの漏れを充分に閉じ込めることができない。さらに、ＩＤＴ電極の電極指非交差部領域における表面波の音速が、電極指交差部領域に比較して、早くなっているため、弾性表面波のエネルギーの漏れを抑制することが困難になっている。
【００２７】
それに対して、図７（ｂ）の場合、ＩＤＴ電極の共通電極上に共通電極に沿って絶縁体を介して形成されるとともにＩＤＴ電極に接続された引き出し電極が設けられているため、共通電極部における表面波の音速が遅くなっている。この構成により、弾性表面波の励振に寄与しないＩＤＴ電極の共通電極近傍における音速を、弾性表面波の励振に寄与する電極指交差部領域の音速より遅くすることができ、弾性表面波のエネルギーを閉じ込めることが可能となり、挿入損失を低減し、通過帯域におけるフィルタ特性の急峻性を向上させた弾性表面波素子を提供することができる。
【００２８】
また、共通電極上に引き出し電極を配置したことにより、弾性表面波素子の面積において引き出し電極が占める面積を極力低減することができ、弾性表面波装置を小型化することが可能である。
【００２９】
また、本発明の弾性表面波装置によれば、上記構成において好ましくは、弾性表面波素子は複数形成されており、それらの少なくとも２つが互いのＩＤＴ電極の共通電極が隙間を介して配置されるように隣接して形成されるとともに、隙間に引き出し電極が設けられていることにより、上記構成と同様に、弾性表面波の励振に寄与しないＩＤＴ電極の共通電極近傍における音速を、弾性表面波の励振に寄与する電極指交差部領域の音速より遅くすることができ、弾性表面波のエネルギーを閉じ込めることが可能となり、挿入損失を低減し、通過帯域におけるフィルタ特性の急峻性を向上させた弾性表面波素子を提供することができる。さらに、例えば複数の弾性表面波素子として弾性表面波共振子と縦結合共振器型弾性表面波フィルタを接続したタイプの弾性表面波装置においては、弾性表面波共振子と縦結合共振器型弾性表面波フィルタとの間にパッド電極等を配設する必要がなくなり、弾性表面波共振子と縦結合共振器型弾性表面波フィルタを極力近づけることができ、パッド電極等のパターンを弾性表面波素子間以外の外側にレイアウトすることが可能となり、弾性表面波素子面積を極力低減して弾性表面波装置を小型化することが可能となる。
【００３０】
また、本発明の弾性表面波装置によれば、上記各構成において好ましくは、弾性表面波素子は、反射器電極に伝搬方向で隣接する部位に接地端子が形成されており、引き出し電極が接地端子に電気的に接続されていることにより、弾性表面波の伝搬方向に対して、接地端子を弾性表面波素子に隣接した位置に配置することが可能となり、弾性表面波装置を小型化することができる。
【００３１】
また、本発明の弾性表面波装置によれば、上記各構成において好ましくは、引き出し電極は、その一部が反射器電極の共通電極上に被覆された絶縁体上に形成されていることにより、上記構成と同様に、弾性表面波の励振に寄与しないＩＤＴ電極の共通電極近傍における音速を、弾性表面波の励振に寄与する電極指交差部領域の音速より遅くすることができ、弾性表面波のエネルギーがビーム状に広がって伝搬する漏れが生じず、弾性表面波のエネルギーを閉じ込めることが可能となる。また、反射器電極においても共通電極上に被覆された絶縁体上に引き出し電極が形成されているので、ＩＤＴ電極のみならず、反射器電極においても弾性表面波の漏洩波を抑制して反射効率を高めることができる。そのため、さらに挿入損失を低減し、通過帯域におけるフィルタ特性の急峻性を向上させた弾性表面波素子を提供することができる。また、上記構成と同様に、例えば複数の弾性表面波素子として弾性表面波共振子と縦結合共振器型弾性表面波フィルタを接続したタイプの弾性表面波装置においては、弾性表面波共振子と縦結合共振器型弾性表面波フィルタとの間にパッド電極等を配設する必要がなくなり、弾性表面波共振子と縦結合共振器型弾性表面波フィルタを極力近づけることができ、パッド電極等のパターンを弾性表面波素子間以外の外側にレイアウトすることが可能となり、弾性表面波素子面積を極力低減して弾性表面波装置を小型化することが可能となる。
【００３２】
また、本発明の弾性表面波装置によれば、上記各構成において好ましくは、圧電基板上の弾性表面波素子の周囲に接地用環状電極が形成されているとともに、引き出し電極が接地用環状電極に接続されていることにより、弾性表面波素子の周囲に形成されている接地用環状電極に接地用引き出し電極が接続されているので、弾性表面波素子間に接地パッド電極を配置する必要がなくなり、さらに、接地電極を１つにまとめることが可能となり、弾性表面波素子面積を極力低減して弾性表面波装置を小型化することが可能となる。また、接地用環状電極がアース電位に接続されているので、接地用環状電極とＩＤＴ電極とを電気的に接続するグランド（ＧＮＤ）接続電極の有するインダクタンスによりグランドが電気的に浮くことがなく、即ちグランドが０電位から上昇することがなく、その結果例えば弾性表面波フィルタにおいてフィルタ特性のフロアレベルが上昇するのを防止し、通過帯域外減衰量を改善することができる。
【００３３】
また、本発明の弾性表面波装置によれば、上記各構成において好ましくは、引き出し電極は、その厚みがＩＤＴ電極の共通電極の厚み及び反射器電極の共通電極の厚みのいずれよりも厚いことにより、さらに、弾性表面波の励振に寄与しないＩＤＴ電極の共通電極近傍における音速を、弾性表面波の励振に寄与する電極指交差部領域の音速より遅くすることができ、弾性表面波のエネルギーを閉じ込めることが可能となり、挿入損失を低減し、通過帯域におけるフィルタ特性の急峻性を向上させた弾性表面波素子を提供することができる。また、共通電極上に引き出し電極を形成してそれを厚く形成することにより、配線抵抗を低減して、弾性表面波装置の挿入損失を小さくすることができる。また、上記各構成と同様に、共通電極上に引き出し電極を配置したことにより、弾性表面波素子面積において引き出し電極が占める面積を極力低減することができ、弾性表面波装置を小型化することが可能となる。
【００３４】
本発明の通信装置は、上記いずれかの本発明の弾性表面波装置を有する、受信回路及び送信回路の少なくとも一方を備えたことにより、従来より要求されていた厳しい挿入損失を満たすことができるものが得られ、感度が格段に良好な通信装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照にしつつ詳細に説明する。また、本発明の弾性表面波素子について、簡単な構造の共振器型の弾性表面波フィルタを例にとり説明する。なお、以下に説明する図面において同一構成には同一符号を付すものとする。また、各電極の大きさや電極間の距離等、電極指の本数や間隔等については、説明のために模式的に図示している。
【００３６】
本発明の弾性表面波装置における実施の形態の１例として、図１（ａ）にＩＤＴ電極が圧電基板上に形成されている箇所の要部平面構造を、また図１（ｂ）に図１（ａ）におけるＡ−Ａ’部の断面構造を断面図で示す。
【００３７】
図１に示すように、本発明の弾性表面波素子は、圧電基板上１に、一対の平行な共通電極及び各共通電極から互いに噛み合うように延びた複数の電極指から成る複数のＩＤＴ電極２〜４と、弾性表面波の伝搬方向に直交する方向に長い電極指を複数備えた反射器電極５，６とから成る弾性表面波素子１３が形成されており、ＩＤＴ電極２〜４の共通電極上に共通電極に沿って絶縁体１４を介して形成されるとともにＩＤＴ電極２〜４に接続された引き出し電極７，８が設けられている。この引き出し電極７，８は、接地端子１１，１２等に接続される。
【００３８】
この構成により、弾性表面波の励振に寄与しないＩＤＴ電極２〜４の共通電極近傍における音速を、弾性表面波の励振に寄与する電極指交差部領域の音速より遅くすることができ、弾性表面波のエネルギーを閉じ込めることが可能となり、挿入損失を低減し、通過帯域におけるフィルタ特性の急峻性を向上させた弾性表面波素子を提供することができる。また、共通電極上に引き出し電極７，８を配置したことにより、弾性表面波素子面積において引き出し電極７，８が占める面積を極力低減することができ、弾性表面波装置を小型化することが可能である。
【００３９】
本発明の絶縁体１４は、無機材料の場合、ＳｉＯ２，ＳｉＮ，Ｔａ２Ｏ５，ＺｎＯ等からなり、有機材料の場合、ポリイミド系樹脂，ノボラック系樹脂，ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）等から成り、これらは高い絶縁性を有する点で好ましい。また、絶縁体１４の厚みは１〜５０μｍ程度がよく、１μｍ未満では大きな電気的容量を発生するため、弾性表面波素子に対して電気特性に悪影響を与えることとなる。また、５０μｍを超えると、上部電極と下地電極との間で絶縁体１４に沿った配線部分において、断線が生じたり、機械強度が弱くなり易い。
【００４０】
また、絶縁体１４は、ビルドアップ法等の方法で形成される。絶縁体１４を形成する際に、複数の絶縁層を積層させた構成としてもよい。この場合、上部電極と下地電極との間で、絶縁体１４に沿った配線部分においてテーパ形状の斜面がなだらかとなるため、電極が断線しにくいという利点がある。
【００４１】
また、絶縁体１４は、その幅が共通電極よりも大であることが好ましく、弾性表面波をよく閉じ込められるという利点がある。
【００４２】
また、図２に本発明の弾性表面波装置における実施の形態の他例（図１の変形例）を示す。図２に示すように、ＩＤＴ電極２〜４にダミー電極を形成した構成としてもよく、その場合、より共通電極近傍の弾性表面波の励振の自由表面が少なくなることにより、さらに弾性表面波のエネルギーを閉じ込める効果が大きくなり、挿入損失を低減し、通過帯域におけるフィルタ特性の急峻性を向上させた弾性表面波素子を提供することができる。
【００４３】
図３に本発明の弾性表面波装置の実施の形態の他例の平面図を示す。上記構成において、弾性表面波素子３２〜３４が複数形成されており、それらの少なくとも２つが互いのＩＤＴ電極２〜４，１５〜１７の共通電極が隙間を介して配置されるように隣接して形成されるとともに、その隙間に引き出し電極３５，３６が設けられている。
【００４４】
これにより、上記構成と同様に、弾性表面波の励振に寄与しないＩＤＴ電極２〜４，１５〜１７の共通電極近傍における音速を、弾性表面波の励振に寄与する電極指交差部領域の音速より遅くすることができ、弾性表面波のエネルギーを閉じ込めることが可能となり、挿入損失を低減し、通過帯域におけるフィルタ特性の急峻性を向上させた弾性表面波素子を提供することができる。
【００４５】
さらに、図３のように、例えば複数の弾性表面波素子３２〜３４として弾性表面波共振子３２と縦結合共振器型弾性表面波フィルタ３３，３４を接続したタイプの弾性表面波装置においては、弾性表面波共振子３２と縦結合共振器型弾性表面波フィルタ３３，３４との間にパッド電極等を配設する必要がなくなり、弾性表面波共振子３２と縦結合共振器型弾性表面波フィルタ３３，３４を極力近づけることができる。従って、パッド電極２７，２８のパターンを弾性表面波素子間以外の外側にレイアウトすることが可能となり、弾性表面波素子面積を極力低減して弾性表面波装置を小型化することが可能となる。
【００４６】
また、本発明の弾性表面波装置における実施の形態の他例は、上記構成において、弾性表面波素子３３，３４は、反射器電極５，１９に伝搬方向で隣接する部位に接地端子２７，２８が形成されており、引き出し電極２０〜２３が接地端子２７，２８に電気的に接続されている。これにより、弾性表面波の伝搬方向に対して、接地端子２７，２８を弾性表面波素子に隣接した位置に配置することが可能となり、弾性表面波装置を小型化することができる。
【００４７】
また、本発明の弾性表面波素子における実施の形態の他例は、上記各構成において、引き出し電極２０〜２３は、その一部が反射器電極５，１９の共通電極上に被覆された絶縁体１４上に形成されていることにより、上記構成と同様に、弾性表面波の励振に寄与しないＩＤＴ電極２，１７の共通電極近傍における音速を、弾性表面波の励振に寄与する電極指交差部領域の音速より遅くすることができ、弾性表面波のエネルギーがビーム状に広がって伝搬する漏れが生じず、弾性表面波のエネルギーを閉じ込めることが可能となる。また、反射器電極５，１９においても共通電極上に被覆された絶縁体１４上に引き出し電極が形成されているので、ＩＤＴ電極２，１７のみならず、反射器電極５，１９においても弾性表面波の漏洩波を抑制して反射効率を高めることができる。そのため、さらに挿入損失を低減し、通過帯域におけるフィルタ特性の急峻性を向上させた弾性表面波素子を提供することができる。
【００４８】
また、上記構成と同様に、例えば複数の弾性表面波素子３２，３３，３４として弾性表面波共振子３２と縦結合共振器型弾性表面波フィルタ３３，３４を接続したタイプの弾性表面波装置においては、弾性表面波共振子３２と縦結合共振器型弾性表面波フィルタ３３，３４との間にパッド電極等を配設する必要がなくなり、弾性表面波共振子３２と縦結合共振器型弾性表面波フィルタ３３，３４を極力近づけることができる。従って、パッド電極等のパターンを弾性表面波素子以外の外側にレイアウトすることが可能となり、弾性表面波素子面積を極力低減して弾性表面波装置を小型化することが可能となる。
【００４９】
また、引き出し電極２０，２３に接続されていないＩＤＴ電極４，１５の共通電極及び反射器電極６，１８についても共通電極に沿って絶縁体１４を介して導体パターンが同様に形成されていてもよく、その場合、さらに弾性表面波のエネルギーの閉じ込め効果を高めることができ、弾性表面波装置の挿入損失をさらに低減することができる。
【００５０】
図４に本発明の弾性表面波装置における実施の形態の他例（図３の変形例）を示す。上記構成において、弾性表面波共振子３２における反射器電極３０，３１に伝搬方向で隣接する部位に接地端子２７，２８が形成されており、引き出し電極２０〜２３が接地端子２７，２８に電気的に接続されている。これにより、接地端子２７，２８を従来の弾性表面波共振子と縦結合共振器型弾性表面波フィルタの間の位置から弾性表面波共振子３２に隣接した位置に配置することが可能となり、弾性表面波装置をさらに小型化することができる。
【００５１】
図５に本発明の弾性表面波装置における実施の形態の他例の平面図を示す。圧電基板１上の弾性表面波素子３２〜３４の周囲に接地用環状電極３５が形成されているとともに、引き出し電極２０〜２３が接地用環状電極３５に接続されている。これにより、弾性表面波素子３２〜３４の周囲に形成されている接地用環状電極３５に引き出し電極２０〜２３が接続されているので、弾性表面波素子３２〜３４間に接地パッド電極を配置する必要がなくなり、さらに、接地電極を１つにまとめることが可能となり、弾性表面波素子面積を極力低減して弾性表面波装置を小型化することが可能となる。また、接地用環状電極３５がアース電位に接続されているので、接地用環状電極３５とＩＤＴ電極２〜４，１５〜１７とを電気的に接続するグランド接続電極の有するインダクタンスによりグランドが浮くことがなく、その結果例えば弾性表面波フィルタにおいてフィルタ特性のフロアレベルが上昇するのを防止し、通過帯域外減衰量を改善することができる。
【００５２】
また、本発明の弾性表面波装置によれば、上記各構成において、引き出し電極２０〜２３は、その厚みがＩＤＴ電極２〜４，１５〜１７の共通電極の厚み及び反射器電極５，６，１８，１９の共通電極の厚みのいずれよりも厚いことにより、さらに、弾性表面波の励振に寄与しないＩＤＴ電極２〜４，１５〜１７の共通電極近傍における音速を、弾性表面波の励振に寄与する電極指交差部領域の音速より遅くすることができ、弾性表面波のエネルギーを閉じ込めることが可能となり、挿入損失を低減し、通過帯域におけるフィルタ特性の急峻性を向上させた弾性表面波素子を提供することができる。また、共通電極上に引き出し電極２０〜２３を形成してそれを厚く形成することにより、配線抵抗を低減して、弾性表面波装置の挿入損失を小さくすることができる。また、上記各構成と同様に、共通電極上に引き出し電極２０〜２３を配置したことにより、弾性表面波素子面積において引き出し電極２０〜２３が占める面積を極力低減することができ、弾性表面波装置を小型化することが可能となる。
【００５３】
なお、ＩＤＴ電極２〜４，１５〜１７、反射器電極５，６，１８，１９の電極指の本数は数本〜数１００本にも及ぶので、簡単のため、図面においてはそれらの形状を簡略化して図示している。
【００５４】
また、本発明の弾性表面波装置は、以下のようにして製造される。
【００５５】
圧電基板１上に導体層を形成し、この導体層を一対の平行な共通電極と各共通電極から互いに噛み合うように延びた複数の電極指とにパターニングしてＩＤＴ電極を形成し、ＩＤＴ電極上を絶縁体層（保護膜）で被覆し、引き出し電極及びパッド電極部となる導体層をリフトオフ工程またはフォトリソグラフィにより形成する。
【００５６】
ここで、圧電基板１としては、タンタル酸リチウム単結晶やニオブ酸リチウム単結晶や四ホウ酸リチウム単結晶等からなる基板を用いることができる。
【００５７】
また、圧電基板１上の導体層としては、アルミニウム，アルミニウム合金，銅，銅合金，金，金合金，タンタル，タンタル合金、またはこれらの材料から成る層を複数層積層したもの、またはこれらの材料から成る層とチタン，クロム等からなる層とを複数層積層したものを用いることができる。引き出し電極及びパッド電極部となる導体層としては、アルミニウム層、アルミニウム層とクロム層とを複数層積層したもの、クロム層とニッケル層と金層とを複数層積層したもの等を用いることができる。導体層の成膜方法としては、スパッタリング法や電子ビーム蒸着法を用いることができる。
【００５８】
この導体層をパターニングする方法としては、導体層の成膜後にフォトリソグラフィを行い、次いでＲＩＥ（Reactive Ion Etching）やウェットエッチングを行う方法がある。または、導体層の成膜前に圧電基板１の一方主面にレジスト層を形成しフォトリソグラフィを行って所望のパターンの開口を形成した後、導体層を成膜し、その後レジスト層を不要部分に成膜された導体層ごと除去するリフトオフプロセスを行ってもよい。
【００５９】
次に、ＩＤＴ電極を保護するための絶縁体層（保護膜）を成膜する。絶縁体層の材料としては、シリコン，シリカ等を用いることができる。成膜方法としては、スパッタリング法、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法、電子ビーム蒸着法等を用いることができる。
【００６０】
また、本発明の弾性表面波フィルタを通信装置に適用することができる。即ち、少なくとも受信回路または送信回路の一方を備え、これらの回路に含まれるバンドパスフィルタとして用いる。例えば、送信回路から出力された送信信号をミキサでキャリア周波数にのせて、不要信号をバンドパスフィルタで減衰させ、その後、パワーアンプで送信信号を増幅して、デュプレクサを通ってアンテナより送信することができる送信回路を備えた通信装置や、受信信号をアンテナで受信し、デュプレクサを通った受信信号をローノイズアンプで増幅し、その後、バンドパスフィルタで不要信号を減衰して、ミキサでキャリア周波数から信号を分離し、この信号を取り出す受信回路へ伝送するような受信回路を備えた通信装置に適用可能である。本発明の弾性表面波装置を採用すれば、感度が向上した優れた通信装置を提供できる。
【００６１】
以上により、優れた弾性表面波装置を有する受信回路や送信回路を備え、感度が格段に良好な通信機等の通信装置を提供できる。
【実施例】
【００６２】
以下に、本発明をより具体化した実施例について説明する。
【００６３】
図５に示す弾性表面波フィルタを具体的に作製した実施例について説明する。３８．７°ＹカットのＸ方向伝搬とするＬｉＴａＯ３単結晶の圧電基板（多数個取り用の母基板）上に、Ａｌ（９９質量％）−Ｃｕ（１質量％）合金からなるＩＤＴ電極の微細電極パターンを形成した。パターン作製には、スパッタリング装置、縮小投影露光機（ステッパー）及びＲＩＥ装置によりフォトリソグラフィを行った。
【００６４】
まず、圧電基板の基板材料をアセトン，ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）等によって超音波洗浄し、有機成分を落とした。次に、クリーンオーブンによって充分に圧電基板の乾燥を行った後、ＩＤＴ電極等となる導体層の成膜を行った。導体層の成膜には、スパッタリング装置を使用し、Ａｌ（９９質量％）−Ｃｕ（１質量％）合金から成る材料を用いた。このときの導体層の膜みは約０．１５μｍとした。
【００６５】
次に、導体層上にフォトレジスト層を約０．５μｍの厚みにスピンコートし、縮小投影露光装置（ステッパー）により、所望形状にパターニングを行い、現像装置にて不要部分のフォトレジストをアルカリ現像液で溶解させ、所望の電極パターンを表出させた。その後、ＲＩＥ装置により導体層のエッチングを行い、パターニングを終了し、弾性表面波フィルタを構成する本発明の弾性表面波装置の電極パターンを得た。
【００６６】
この後、上記電極パターンの所定領域上に絶縁体層（保護膜）を形成した。即ち、ＣＶＤ装置により、電極パターン及び圧電基板上にＳｉＯ２層を約０．０２μｍの厚みに形成した。その後、Ｃｒ層，Ａｌ層を積層してなる接続配線及びパッド電極をリフトオフ法により形成して、接続配線及びフリップチップ用バンプを成すパッド電極を完成した。
【００６７】
絶縁体は、感光性ポリイミド材を２μｍの厚みにスピンコートし、縮小投影露光装置（ステッパー）により、所望形状にパターニングを行い、現像装置にて不要部分のフォトレジストをアルカリ現像液で溶解させ、所望の絶縁体のパターンを形成した。
【００６８】
その後、そのウエハ全体を覆うようにフォトレジスト層を約７μｍの厚みにスピンコートし、縮小投影露光装置により、所望形状にパターニングを行い、現像装置にて不要部分のフォトレジストをアルカリ現像液で溶解させ、所望の引き出し配線パターンを表出させた。その後、ＲＩＥ装置によりエッチングを行い、その後、引き出し電極の電極材料をスパッタリング法で成膜し、そのウエハをレジスト剥離液に浸漬させ、レジストごと不要なパターン電極をリフトオフすることでパターニングを終了し、形成した。
【００６９】
次に、上記パッド電極上にＡｕからなるフリップチップ用の導体バンプを、バンプボンディング装置を使用して形成した。導体バンプの直径は約８０μｍ、その高さは約３０μｍであった。
【００７０】
次に、圧電基板をダイシング線に沿ってダイシング加工を施し、弾性表面波装置のチップごとに分割した。その後、各チップをフリップチップ実装装置にて電極形成面を下面にしてパッケージ内に接着した。その後、Ｎ２雰囲気中でベーキングを行い、弾性表面波フィルタを完成した。パッケージは２．５×２．０ｍｍ角の、セラミック層を積層して成る積層構造のものを用いた。
【００７１】
比較例のサンプルとして、図６に示すＩＤＴ電極等の微細電極パターンを形成し、被覆する保護膜の膜厚を一定とした比較例も上記実施例と同様の工程で作製した。
【００７２】
次に、本実施例及び比較例の弾性表面波フィルタの特性測定を行った。０ｄＢｍの信号を入力し、周波数１７６０〜２１６０ＭＨｚ、測定ポイントを８００ポイントの条件にて測定した。サンプル数は各３０個、測定機器はマルチポート・ネットワークアナライザ（アジレント・テクノロジー社製「Ｅ５０７１Ａ」）である。
【００７３】
通過帯域近傍の周波数特性グラフを図８に示す。ここで、図８はフィルタの伝送特性を表す挿入損失の周波数依存性を示すグラフである。本実施例の弾性表面波フィルタのフィルタ特性は非常に良好であった。図８の実線に示すように、本実施例の弾性表面波フィルタの挿入損失は２．２３ｄＢであり、リップルは０．２０ｄＢであった。一方、図８の破線に示すように、比較例の弾性表面波フィルタの挿入損失は２．３５ｄＢであり、リップルは０．３０ｄＢであった。
【００７４】
このように本実施例の弾性表面波フィルタは、フィルタ特性において挿入損失及びリップルが低減され、通過帯域の肩特性を向上させたものとなった。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】（ａ）は本発明の弾性表面波装置における実施の形態の１例を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ´線における断面図である。
【図２】本発明の弾性表面波装置における実施の形態の他例を示す平面図である。
【図３】本発明の弾性表面波装置における実施の形態の他例を示す平面図である。
【図４】本発明の弾性表面波装置における実施の形態の他例を示す平面図である。
【図５】本発明の弾性表面波装置における実施の形態の他例を示す平面図である。
【図６】従来の弾性表面波装置の電極構造例を模式的に示す平面図である。
【図７】本発明の弾性表面波素子の電極構造例及び電極位置における弾性表面波の音速を示す線図であり、（ａ）は、従来の弾性表面波素子における弾性表面波の音速を示す線図、（ｂ）は、本発明の弾性表面波素子における弾性表面波の音速を示す線図である。
【図８】実施例及び比較例の弾性表面波素子の通過帯域及びその近傍における挿入損失の周波数特性を示す線図である。
【図９】従来の弾性表面波装置の電極指ピッチを示す線図及び電極構造例を示す平面図である。
【図１０】従来の弾性表面波装置の電極構造例を模式的に示す平面図である。
【図１１】従来の弾性表面波装置の電極構造例を模式的に示す平面図である。
【図１２】従来の弾性表面波装置の電極構造例を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００７６】
１：圧電基板
２〜４，１５〜１７：ＩＤＴ電極
５，６，１８，１９：反射器電極
７，８：引き出し電極
１１，１２：接地端子
１４：絶縁体
２０〜２３：引き出し電極
２７，２８：接地端子
３５：接地用環状電極
３２：弾性表面波共振子
３３，３４：縦結合共振器型弾性表面波フィルタ
【図１】
0004738164.tif 000002
【図２】
0004738164.tif 000003
【図３】
0004738164.tif 000004
【図４】
0004738164.tif 000005
【図５】
0004738164.tif 000006
【図６】
0004738164.tif 000007
【図７】
0004738164.tif 000008
【図８】
0004738164.tif 000009
【図９】
0004738164.tif 000010
【図１０】
0004738164.tif 000011
【図１１】
0004738164.tif 000012
【図１２】
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