(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電体と、圧電体に接するように形成された少なくとも１つのＩＤＴ電極とを有する共振子型の弾性波フィルタであって、
目的とする周波数特性を得るための主伝播モードの弾性波と、該主伝播モードの弾性波と同時に伝播可能な副伝播モードの弾性波とが伝播するように構成されており、前記主伝播モードがＳＨ波かつ前記副伝播モードがＰ＋ＳＶ波、または前記主伝播モードがＰ＋ＳＶ波かつ前記副伝播モードがＳＨ波であり、副伝播モードの弾性波の電気機械結合係数Ｋ２が０．１％から、前記主伝播モードの弾性波の電気機械結合係数Ｋ２の１／３の値までの範囲とされており、かつ前記副伝播モードの弾性波の音速が、前記主伝播モードの弾性波の音速と異なっており、通過帯域外における減衰量拡大を図りたいいずれかの周波数位置にトラップが形成されるように設定されていることを特徴とする、弾性波フィルタ。
【請求項２】
前記副伝播モードの弾性波の音速をＶｓ、前記主伝播モードの弾性波の音速をＶｍ、Ｖｒ＝Ｖｓ／Ｖｍとしたときに、Ｖｒが＋１．０２〜＋１．５の範囲とされている、請求項１に記載の弾性波フィルタ。
【請求項３】
前記主伝播モードの弾性波がＳＨ型境界波であり、前記副伝播モードの弾性波がＰ＋ＳＶ型境界波である、請求項１または２に記載の弾性波フィルタ。
【請求項４】
前記主伝播モードの弾性波がＰ＋ＳＶ型境界波であり、前記副伝播モードの弾性波がＳＨ型境界波である、請求項１または２に記載の弾性波フィルタ。
【請求項５】
前記主伝播モードの弾性波がＳＨ型表面波であり、前記副伝播モードの弾性波がＰ＋ＳＶ型表面波である、請求項１または２に記載の弾性波フィルタ。
【請求項６】
前記主伝播モードの弾性波がＰ＋ＳＶ型表面波であり、前記副伝播モードの弾性波がＳＨ型表面波である、請求項１または２に記載の弾性波フィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば弾性境界波や弾性表面波を利用した共振子型の弾性波フィルタに関し、より詳細には、所望とする通過帯域を得るためのモードの弾性波と、それ以外のモードの弾性波とを利用している、弾性波フィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、小型化及び低損失化を図り得るため、様々な共振子型弾性表面波フィルタが開示されている。この種の弾性表面波フィルタでは、通過帯域外における通過帯域近傍の減衰量が大きいことが強く望まれている。帯域外減衰量の拡大を図るために、例えば下記の特許文献１には、弾性表面波フィルタにトラップ用直列共振子を接続した弾性表面波フィルタ装置が開示されている。【０００３】
図９は、この種の弾性表面波フィルタ装置の電極構造を模式的に示す平面図である。【０００４】
図９に示す弾性表面波フィルタ装置１０１では、圧電基板上に図示の電極構造が形成されている。すなわち、第１段の共振子型弾性表面波フィルタ１０２と、第２段の共振子型弾性表面波フィルタ１０３との間に、トラップ用直列共振子１０４が接続されている。【０００５】
弾性表面波フィルタ１０２，１０３は、それぞれ、３個のＩＤＴ１０２ａ〜１０２ｃ，１０３ａ〜１０３ｃを有する３ＩＤＴ型の共振子型弾性表面波フィルタである。ＩＤＴ１０２ａ〜１０２ｃが設けられている領域の表面波伝搬方向両側に反射器１０２ｄ，１０２ｅが形成されている。同様に、ＩＤＴ１０３ａ〜１０３ｃが設けられている領域の表面波伝搬方向両側に反射器１０３ｄ，１０３ｅが形成されている。【０００６】
他方、直列共振子１０４は、ＩＤＴ１０４ａと、ＩＤＴ１０４ａの表面波伝搬両側に配置された反射器１０４ｂ，１０４ｃとを有する、１ポート型のＳＡＷ共振子である。【０００７】
入力端子１０５と、出力端子１０６との間に、第１段及び第２段の弾性表面波フィルタ１０２，１０３が縦続接続されているが、ここでは、弾性表面波フィルタ１０２，１０３間に、これらに直列にトラップ用直列共振子１０４が接続されている。トラップ用直列共振子１０４は、弾性表面波フィルタ１０２，１０３からなる２段縦続接続型の弾性表面波フィルタ装置の通過帯域近傍の減衰域において大きな減衰量を有するトラップを形成する。従って、帯域外減衰量を拡大することができ、通過帯域端部における減衰特性の急峻性を高めることができる。
【特許文献１】特開平６−２６０８７６号公報
【発明の開示】
【０００８】
従来の弾性表面波フィルタ装置１０１では、トラップ用直列共振子１０４を接続することにより、通過帯域近傍における減衰量を拡大することができる。しかしながら、トラップ用直列共振子１０４を形成するための電極構造を必要とし、弾性表面波フィルタ装置１０１のチップサイズが大きくならざるを得なかった。また、直列共振子１０４を接続したことにより、通過帯域内における挿入損失が大きくなるという問題もあった。
【０００９】
他方、近年、弾性波フィルタとしては、弾性表面波フィルタだけでなく、弾性境界波を利用した弾性境界波フィルタも知られているが、弾性境界波フィルタにおいても、同様に、大型化を招くことなく、通過帯域外減衰量の拡大が強く望まれている。
【００１０】
本発明の目的は、上述した従来技術の現状に鑑み、チップサイズの大型化を招くことなく、通過帯域近傍における減衰量を十分に大きくすることが可能な共振子型の弾性波フィルタを提供することにある。
【００１１】
本発明によれば、圧電体と、圧電体に接するように形成された少なくとも１つのＩＤＴ電極とを有する共振子型の弾性波フィルタであって、目的とする周波数特性を得るための主伝播モードの弾性波と、該主伝播モードの弾性波と同時に伝播可能な副伝播モードの弾性波とが伝播するように構成されており、前記主伝播モードがＳＨ波かつ前記副伝播モードがＰ＋ＳＶ波、または前記主伝播モードがＰ＋ＳＶ波かつ前記副伝播モードがＳＨ波であり、副伝播モードの弾性波の電気機械結合係数Ｋ２が０．１％から、前記主伝播モードの弾性波の電気機械結合係数Ｋ２の１／３の値までの範囲とされており、かつ前記副伝播モードの弾性波の音速が、前記主伝播モードの弾性波の音速と異なっており、通過帯域外における減衰量拡大を図りたいいずれかの周波数位置にトラップが形成されるように設定されていることを特徴とする、弾性波フィルタが提供される。
【００１２】
本発明に係る弾性波フィルタのある特定の局面では、前記副伝播モードの弾性波の音速をＶｓ、前記主伝播モードの弾性波の音速をＶｍ、Ｖｒ＝Ｖｓ／Ｖｍとしたときに、Ｖｒが＋１．０２〜＋１．５の範囲とされている。
【００１３】
本発明に係る弾性波フィルタで用いられる弾性波は、特に限定されず、弾性境界波や弾性表面波を用いることができる。
【００１４】
本発明の他の特定の局面では、前記主伝播モードの弾性波がＳＨ型境界波であり、前記副伝播モードの弾性波がＰ＋ＳＶ型弾性境界波である。
【００１５】
本発明のさらに他の特定の局面では、前記主伝播モードの弾性波がＰ＋ＳＶ型境界波であり、前記副伝播モードの波がＳＨ型境界波である。
【００１６】
また、本発明の弾性波フィルタのさらに別の特定の局面では、前記主伝播モードの弾性波がＳＨ型表面波であり、前記副伝播モードの弾性波がＰ＋ＳＶ型表面波である。
【００１７】
本発明の弾性波フィルタのさらに他の特定の局面では、前記主伝播モードの弾性波がＰ＋ＳＶ型表面波であり、前記副伝播モードの弾性波がＳＨ型表面波である。
（発明の効果）
【００１８】
本発明に係る弾性波フィルタは、圧電体と圧電体に接するように形成された少なくとも１つのＩＤＴ電極を有する共振子型の弾性波フィルタであって、目的とする周波数特性を得るための主伝播モードの弾性波と、該主伝播モードの弾性波と同時に伝播可能な副伝播モードの弾性波とが伝播するように構成されている。そして、上記副伝播モードの弾性波の音速が、主伝播モードの弾性波の音速と異なっている。従って、副伝播モードの応答は、主伝播モードの応答と異なる周波数位置に表れる。そして、副伝播モードの弾性波の電気機械結合係数Ｋ２が０．１％以上であるため、上記副伝播モードによる応答が主伝播モードによる応答と異なる周波数位置にある程度の大きさで表れることになる。
【００１９】
従って、副伝播モードの応答が表れる周波数位置を、目的とする周波数特性の通過帯域外の減衰量の拡大が望まれる周波数位置に設定することにより、副伝播モードの応答により、弾性波フィルタの通過帯域外減衰量の拡大を図ることができる。
【００２０】
また、上記副伝播モードの電気機械結合係数Ｋ２が大きくなりすぎると、スプリアスとなり、良好な周波数特性を得ることができない。本発明では、副伝播モードの弾性波の電気機械結合係数は、主伝播モードの弾性波の電気機械結合係数Ｋ２の１／３以下の値とされているので、上記副伝播モードによる応答がスプリアスとなり難い。
【００２１】
また、上記副伝播モードの電気機械結合係数Ｋ２の大きさ及び音速は、周知のように、ＩＤＴ電極の膜厚、デューティ比あるいは圧電基板の結晶方位を調整することにより、容易に調整することができる。従って、チップサイズの大型化を招くことなく、かつ帯域内におけるスプリアス等による挿入損失の増大などを招くことなく、帯域外減衰量の拡大を確実に図ることが可能となる。
【００２２】
副伝播モードの弾性波の音速Ｖｓと、主伝播モードの弾性波の音速Ｖｍとの比Ｖｒ＝Ｖｓ／Ｖｍが＋１．０２〜＋１．５の範囲とされている場合には、本発明に従って、通過帯域外減衰量をより確実に拡大することが可能となる。
【００２３】
本発明に係る弾性波フィルタでは、弾性境界波を利用してもよく、その場合、主伝播モードの弾性波がＳＨ型境界波であり、副伝播モードの弾性波がＰ＋ＳＶ型弾性境界波であってもよく、あるいは、逆に、主伝播モードがＰ＋ＳＶ型境界波であり、副伝播モードがＳＨ型境界波であってもよい。いずれの場合においても、本発明に従って、チップサイズの増大を招くことなく、通過帯域外減衰量の拡大を図ることができる。
【００２４】
また、本発明において、上記主伝播モードの弾性波がＳＨ型表面波またはＰ＋ＳＶ型表面波であり、上記副伝播モードの弾性波がＰ＋ＳＶ型表面波またはＳＨ型表面波である場合には、本発明に従って、チップサイズの大型化及び不要スプリアスによる帯域内挿入損失の劣化等を招くことなく、帯域外減衰量を容易に拡大することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１（ａ）及び（ｂ）は、本発明の一実施形態に係る弾性境界波フィルタの電極構造を示す模式的平面図及び該弾性境界波フィルタの模式的正面断面図である。
【図２】図２は、図１に示した弾性境界波フィルタのフィルタ特性を示す図である。
【図３】図３は、比較例の弾性境界波フィルタのフィルタ特性を示す図である。
【図４】図４は、副伝播モードであるＰ＋ＳＶ型の電気機械結合係数Ｋ２を変化させた場合の通過帯域近傍に表れるトラップの深さの変化を説明するための図である。
【図５】図５は、１５°ＹカットＸ伝搬のＬｉＮｂＯ３とＳｉＯ２との界面に膜厚０．０６λのＡｕからなるＩＤＴ電極を形成した場合のＩＤＴ電極のデューティ比とＳＨ型境界波及びストンリー波の音速の関係を示す図である。
【図６】図６は、１５°ＹカットＸ伝搬のＬｉＮｂＯ３とＳｉＯ２との界面にＡｕからなり、デューティ比＝０．６であるＩＤＴ電極を形成した場合のＩＤＴ電極のＡｕからなるＩＤＴの膜厚とＳＨ型境界波及びストンリー波の音速の関係を示す図である。
【図７】図７は、１５°ＹカットＸ伝搬のＬｉＮｂＯ３とＳｉＯ２との界面に膜厚０．０６λのＡｕからなるＩＤＴ電極を形成した場合のＩＤＴ電極のデューティ比とＳＨ型境界波及びストンリー波の電気機械結合係数Ｋ２の関係を示す図である。
【図８】図８は、１５°ＹカットＸ伝搬のＬｉＮｂＯ３とＳｉＯ２との界面にＡｕからなり、デューティ比＝０．６であるＩＤＴ電極を形成した場合のＡｕからなるＩＤＴの膜厚とＳＨ型境界波及びストンリー波の電気機械結合係数Ｋ２の関係を示す図である。
【図９】図９は、従来の弾性表面波フィルタの電極構造を示す模式的平面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１…弾性境界波フィルタ
２…第１の媒質
３…第２の媒質
４…界面
１１ａ〜１１ｃ…ＩＤＴ電極
１１ｄ，１１ｅ…反射器
１２…弾性境界波フィルタ
１２ａ〜１２ｃ…ＩＤＴ電極
１２ｄ，１２ｅ…反射器
１３…入射端子
１４…出力端子
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。【００２８】
図１（ａ）及び（ｂ）は、本発明の一実施形態に係る弾性境界波フィルタを説明するための電極構造を示す模式的平面図及び該弾性境界波フィルタの構造を示す模式的正面断面図である。【００２９】
弾性境界波フィルタ１は、第１，第２の媒質２，３を有する。第１の媒質２は、圧電体からなる。第１の媒質２を構成する圧電体は特に限定されないが、本実施形態では、２０°Ｙカット−２０°Ｘ方向伝搬のＬｉＮｂＯ３基板により構成されている。【００３０】
他方、媒質３は、本実施形態では、ＳｉＯ２からなるが、他の誘電体により構成されていてもよい。【００３１】
媒質２と媒質３との間の界面において、圧電体２に接するように、ＩＤＴ電極及び反射器が形成されている。図１（ａ）に、ＩＤＴ電極及び反射器からなる電極構造を示す。【００３２】
本実施形態では、共振子型の第１段の弾性境界波フィルタ１１と、共振子型の第２段の弾性境界波フィルタ１２とが縦属接続されて、弾性境界波フィルタ１が形成されている。【００３３】
弾性境界波フィルタ１１，１２は、いずれも３ＩＤＴ電極型の共振子型弾性境界波フィルタである。すなわち、弾性境界波フィルタ１１は、境界波伝播方向に配置された３個のＩＤＴ電極１１ａ〜１１ｃを有する。ＩＤＴ電極１１ａ〜１１ｃが設けられている部分の境界波伝播方向両側に反射器１１ｄ，１１ｅが配置されている。【００３４】
同様に、弾性境界波フィルタ１２は、境界波伝播方向に沿って配置された３個のＩＤＴ電極１２ａ〜１２ｃと、反射器１２ｄ，１２ｅとを有する。【００３５】
ＩＤＴ１１ｂの一端が入力端子１３に、ＩＤＴ１２ｂの一端が出力端子１４に電気的に接続されている。また、ＩＤＴ１１ａ，１１ｃの各一端が、それぞれ、ＩＤＴ１２ａ，１２ｃの各一端と電気的に接続されている。ＩＤＴ１１ａ〜１１ｃ及びＩＤＴ１２ａ〜１２ｃの上記のように接続されている側とは反対側の端部は、いずれも、グラウンド電位に接続されている。【００３６】
図１（ｂ）では、このような電極構造が略図的に示されており、ＩＤＴ１１ａ〜１１ｃ及び反射器１１ｄ，１１ｅが形成されている部分が図示されている。【００３７】
弾性境界波フィルタ１では、入力端子１３から入力信号が加えられると、弾性境界波フィルタ１１，１２で弾性境界波が励振され、励振された弾性境界波に基づく周波数特性をもつ出力信号が出力端子１４から取り出される。【００３８】
本実施形態では、励振される弾性境界波の内、ＳＨ型境界波が主伝播モードとして利用され、該主伝播モードに基づく周波数特性が利用される。もっとも、本実施形態の特徴は、主伝播モードとしてのＳＨ型弾性境界波だけでなく、副伝播モードであるＰ＋ＳＶ型境界波の応答も利用していることになる。【００３９】
通常、弾性境界波フィルタや弾性表面波フィルタでは、入力信号が印加されると、弾性境界波や弾性表面波として様々なモードの波が励振される。その場合、目的とする周波数帯域に応じて、通過帯域を形成するための主伝播モードが選択される。そして、主伝播モード以外のモードは不要波であるため、その応答は、できるだけ小さいことが望ましいとされていた。例えば、通過帯域内に、不要波の応答が表れると、通過帯域内にスプリアスが発生し、周波数特性が劣化する。また、通過帯域近傍においても、不要波が存在すると、所望の減衰量が得られないと考えられ、主伝播モード以外のモードの弾性波の応答はできる限り小さくなるように設計されていた。【００４０】
これに対して、本実施形態の弾性境界波フィルタ１では、上記ＳＨ型境界波である主伝播モードだけでなく、他のモードであるＰ＋ＳＶ型の境界波も利用され、それによって帯域外減衰量の拡大が図られている。【００４１】
より具体的には、本実施形態では、主伝播モードにより得られる通過帯域高域側の通過帯域近傍に、副伝播モードであるＰ＋ＳＶ型境界波による応答をある程度の大きさを有するように発生させ、それによって、通過帯域高域側における通過帯域近傍の減衰量が拡大されている。図２及び図３を参照してより具体的に説明する。【００４２】
いま、上記結晶方位のＬｉＮｂＯ３基板２と、ＳｉＯ２からなる媒質３との間に、以下の仕様でＩＤＴ電極１１ａ〜１１ｃ、１２ａ〜１２ｃ及び反射器１１ｄ，１１ｅ，１２ｄ，１２ｅを形成して弾性境界波フィルタ１を作製した。【００４３】
ＩＤＴ電極１１ａ〜１１ｃ、１２ａ〜１２ｃを、Ａｕ層の上下にＮｉＣｒを積層してなる積層金属膜により形成した。膜厚は以下の通りである。【００４４】
ＮｉＣｒ／Ａｕ／ＮｉＣｒ＝０．００３λ／０．０６λ／０．００３λ
なお、λ＝３．６μｍである。【００４５】
ＩＤＴ電極におけるデューティ比は０．６とした。また、中央のＩＤＴ電極１１ｂ，１２ｂの電極指の対数は１２対とし、他のＩＤＴ電極１１ａ，１１ｃ及び１２ａ，１２ｃの電極指の対数は７対とした。反射器１１ｄ，１１ｅ，１２ｄ，１２ｅの電極指の本数は１５本とした。【００４６】
また、ＩＤＴ電極１１ａ〜１１ｃ，１２ａ〜１２ｃにおける開口幅、すなわち境界波が伝播する部分の弾性境界波伝播方向と直交する方向の寸法は１８３．７μｍとした。【００４７】
ＩＤＴ電極１２ｂ，１１ｂでは、それぞれのＩＤＴの中心からＩＤＴの端部に向けて交差幅が徐々に狭くなり、かつＩＤＴの中心における交差幅を１８０μｍ、ＩＤＴの端部における交差幅を１４４μｍとなるように交差幅重み付けを施した。【００４８】
このようにして作製された本実施形態の弾性境界波フィルタのフィルタ特性を図２に示す。【００４９】
比較のために、第１の媒質２として、１５°Ｙカット２０°Ｘ伝搬のＬｉＮｂＯ３を用い、ＩＤＴ電極における膜厚を、ＮｉＣｒ／Ａｕ／ＮｉＣｒ＝０．００３λ／０．０５λ／０．００３λ（λ＝３．７μｍ）とし、デューティ比を０．５としたことを除いては、上記本実施形態と同様にして作製した比較例の弾性境界波フィルタの周波数特性を図３に示す。【００５０】
図３から明らかなように、上記比較例の弾性境界波フィルタでは、第１，第２の弾性境界波フィルタを２段縦属接続することにより、減衰量の拡大が一応図られているが、通過帯域高域側における通過帯域近傍におけるすなわち９１５ＭＨｚ付近における減衰量は２５．３ｄＢであった。これに対して、図２に示すように、上記実施形態では、９１５ＭＨｚ付近における減衰量は、２８．４ｄＢと大幅に改善された。【００５１】
これは、圧電体の結晶方位、ＩＤＴ電極の厚み及びデューティ比を変更することにより、副伝播モードであるＰ＋ＳＶ型境界波の応答が、９１５ＭＨｚ付近にある程度の大きさで表れ、該応答が利用されていることによる。【００５２】
すなわち、本実施形態では、ＳＨ型の境界波を用いてフィルタ特性を得るにあたり、従来は不要波であると考えられていたＰ＋ＳＶ型境界波の応答を利用することにより、帯域外減衰量の拡大が図られている。上記のように、フィルタ特性において、通過帯域外において減衰量を大きくしたい周波数位置に、副伝播モードの応答を一致させ、副伝播モードの応答により減衰量の拡大が図られている。よって、副伝播モードの応答の大きさは、帯域外減衰量を拡大し得る大きさであることが望ましい。【００５３】
なお、主伝播モードの音速と、副伝播モードの音速との比が小さいと、弾性境界波フィルタ１の通過帯域に、副伝播モードによるリップルが生じ、フィルタ特性が劣化するおそれがある。例えば、Ｍ０モード、Ｍ１モード及びＭ２モードの３つの縦結合型のモードで通過帯域が形成される縦結合型の共振子型弾性境界波フィルタでは、副伝播モードによるリップルにも、Ｍ０〜Ｍ２モードの縦高次モードが生じることになる。他方、副伝播モードにおける高次モードＭ０〜Ｍ２のモード間周波数差は、ＩＤＴ電極の電極指の対数などのＩＤＴの設計により決定され、主モードによる縦高次モードＭ０〜Ｍ２モード間周波数差とほぼ同等となる。従って、通過帯域に副伝播モードによるリップルが入らない主伝播モードの音速をＶｍ、副伝播モードの音速をＶｓとした場合、音速比Ｖｒ＝Ｖｓ／Ｖｍの好ましい範囲は、主伝播モードの中心周波数をＦＣ、通過帯域の帯域幅をＢＷとしたとき、下記の式（１）により求めることができる。【００５４】
（ＦＣ−ＢＷ／２−α）／（ＦＣ＋ＢＷ／２）＞Ｖｒ＞（ＦＣ＋ＢＷ／２＋α）／（ＦＣ−ＢＷ／２）………（１）
ここで、αは、副伝播モードのサイドローブの応答が、主伝播モードの通過帯域にまで応答してしまい、フィルタの通過エンドにおいて細かいリップルとなって表れる場合に付与する係数であり、実験的に求められる値であり、帯域幅ＢＷの０〜４倍程度の値となる。【００５５】
図２に示したフィルタ特性では、主伝播モードであるＳＨ型境界波の中心周波数は、８７９．４ＭＨｚであり、帯域幅ＢＷは３５．５ＭＨｚであり、Ｖｒは１．１５、αは２．６５ＭＨｚである。【００５６】
なお、携帯電話機用のＲＦフィルタの減衰量についての規格では、通過帯域の中心周波数をｆ０とした場合、−ｆ０×１．５から−ｆ０×１．０２、及びｆ０×１．０２からｆ０×１．５の帯域に設定されることが多い。特に、通過帯域にもっとも近接した減衰域における減衰量が問題とされることが多いので、好ましくは、Ｖｒは、＋１．０２〜＋１．５の範囲とされることが望ましく、それによって、通過帯域近傍における減衰量を確実に大きくすることができる。
【００５７】
図４は、上記実施形態の弾性境界波フィルタにおいて、主伝播モードであるＳＨ型の境界波の通過帯域高域側に表れるＰ＋ＳＶ型境界波の応答によるトラップの深さが、Ｐ＋ＳＶ型境界波の電気機械結合係数Ｋ２によりどのように変化するかを示す図である。【００５８】
なお、図４の縦軸のトラップの深さ（ｄＢ）は、図２に示した周波数特性における９１５ＭＨｚ付近における減衰量と一致しているものではなく、あくまでも、Ｐ＋ＳＶ型境界波における応答の共振点と反共振点との間の挿入損失差に相当するトラップの深さをいうものとする。もっとも、弾性境界波フィルタ１における通過帯域高域側の９１５ＭＨｚ付近における減衰量と、図４の縦軸トラップの深さとは相関があり、上記トラップの深さが大きいと、弾性境界波フィルタ１における９１５ＭＨｚ付近における減衰量も大きくなる関係にある。【００５９】
図４から明らかなように、副伝播モードであるＰ＋ＳＶ型境界波の電気機械結合係数Ｋ２を高めていくと、トラップの深さが大きくなり、弾性境界波フィルタ１における通過帯域高域側の減衰量を拡大し得ることがわかる。特に、副伝播モードの電気機械結合係数Ｋ２が０．１％以上とされると、上記副伝播モードの応答を利用しない場合に比べて、トラップの深さを深くし得ることがわかる。【００６０】
もっとも、副伝播モードの電気機械結合係数Ｋ２が大きくなりすぎると、副伝播モードによるスプリアスが通過帯域近傍に表れ、周波数特性が劣化する。よって、上記副伝播モードの電気機械結合係数Ｋ２は、主伝播モードの電気機械結合係数Ｋ２の１／３以下とされる。例えば、図４に示す例では、主伝播モードの電気機械結合係数Ｋ２は１６％であるため、副伝播モードの電気機械結合係数Ｋ２は、５．３％以下とされ、それによって、図４から明らかなように、トラップが十分な深さとされ、通過帯域高域側における減衰量を確実に大きくすることができる。【００６１】
なお、比較例の弾性境界波フィルタに比べ、上記実施形態では、使用する圧電体における結晶方位と、ＩＤＴ電極の膜厚及びデューティ比を変更し、それによって副伝播モードの応答を主伝播モードにより得られる通過帯域高域側近傍に位置させて副伝播モードの応答を利用した。周知のように、弾性境界波や弾性表面波を利用した弾性波装置における各モードの応答の周波数位置及び電気機械結合係数は、全体の結晶方位、ＩＤＴ電極の膜厚及びデューティ比などを変更することにより、調整し得ることが知られている。従って、上記実施形態のように、帯域外減衰量の拡大を図りたい周波数位置に、副伝播モードの応答を位置させ、かつその応答の大きさを調整することは、圧電体の材料及び結晶方位、ＩＤＴ電極の膜厚並びにデューティ比などを変更することにより達成され得る。これを、図５〜図８を参照して例示的に説明する。【００６２】
以下においては、１５°ＹカットＸ伝搬のＬｉＮｂＯ３基板、すなわちオイラー角（０°，１０５°，０°）のＬｉＮｂＯ３基板からなる第１の媒質と、ＳｉＯ２からなる第２の媒質との界面に、ＡｕからなるＩＤＴ電極を形成した場合の音速及び電気機械結合係数の変化を説明する。【００６３】
図５は、ＩＤＴ電極の膜厚を０．０６λとし、そのデューティ比を変化させた場合のＳＨ型境界波及びストンリー波の音速の変化を示す。また、図６は、ＩＤＴ電極のデューティ比を０．６として、ＩＤＴ電極の膜厚を変化させた場合のＳＨ型境界波及びストンリー波の音速の変化を示す図である。図７は、ＩＤＴ電極の膜厚を０．０６λとして、そのデューティ比を変化させた場合のＳＨ型境界波及びストンリー波及び電気機械結合係数Ｋ２の変化を示し、図８は、ＩＤＴ電極のデューティ比を０．６として、ＩＤＴ電極の厚みを変化させた場合のＳＨ型境界波及びストンリー波の電気機械結合係数Ｋ２の変化を示す。【００６４】
図５〜図８から明らかなように、主伝播モードとして利用するＳＨ型境界波と、副伝播モードとして利用するストンリー波とでは、Ａｕ層の厚みによる変化傾向は必ずしも一致していない。従って、ＳＨ型境界波による通過帯域を形成し、ストンリー波により通過帯域高域側の減衰量の拡大を図るように、ＳＨ型境界波及びストンリー波を励振し得るように、デューティ比やＡｕ層の厚みを選択し得ることがわかる。【００６５】
例えば、ＳＨ型境界波の応答により通過帯域を形成し、すなわちＳＨ型境界波を主伝播モードとして使用する場合を考える。この場合、ストンリー波が、副伝播モードとして利用されることになる。そのため、通過帯域高域側近傍における減衰量の拡大を図る場合には、ストンリー波の応答の周波数位置、すなわちストンリー波の音速を、通過帯域高域側近傍の減衰量を大きくしたい周波数位置に一致させればよい。そして、ＳＨ型境界波の音速は、目的とする通過帯域の中心周波数によって定められることになる。そして、上記ＳＨ型弾性境界波の電気機械結合係数Ｋ２をできるだけ高くし、ストンリー波による電気機械結合係数Ｋ２を、前述したように、通過帯域高域側における減衰量の拡大を図り得る大きさとなるように設定すればよい。すなわち、前述したように、０．１％以上から、主伝播モードの電気機械結合係数Ｋ２の１／３以下となるように、ストンリー波の電気機械結合係数Ｋ２を設定すればよい。【００６６】
なお、図５〜図８では、デューティ比及びＡｕ層の厚みによるストンリー波及びＳＨ型境界波の音速及び電気機械結合係数Ｋ２の変化を示したが、ＳＨ型境界波及びストンリー波の音速及び電気機械結合係数Ｋ２は、前述したように、使用する圧電体の結晶方位によっても変化する。【００６７】
なお、上記実施形態では、２段縦属接続型の弾性境界波フィルタにつき説明したが、共振子型弾性境界波フィルタである限り、２段縦属接続型に限定されず、様々な共振子型の弾性境界波フィルタに本発明を適用することができる。また、弾性境界波において、主伝播モードとして、ＳＨ型境界波を利用した場合につき説明したが、逆に、ストンリー波などのＰ＋ＳＶ型境界波を主伝播モードとして利用し、ＳＨ型境界波を副伝播モードとして利用してもよい。【００６８】
さらに、弾性境界波だけでなく、共振子型の弾性表面波フィルタにも本発明を適用することができる。すなわち、共振子型の弾性表面波フィルタでは、入力信号が印加された場合、境界波フィルタと同様に、複数のモードが伝播するが、これら複数の伝播モードの内、通過帯域を得るための主伝播モードと、他の伝播モードを副伝播モードとして用いることにより、上記実施形態と同様に通過帯域外減衰量の拡大を図ることができる。
【図１】
0004748166.tif 000002
【図２】
0004748166.tif 000003
【図３】
0004748166.tif 000004
【図４】
0004748166.tif 000005
【図５】
0004748166.tif 000006
【図６】
0004748166.tif 000007
【図７】
0004748166.tif 000008
【図８】
0004748166.tif 000009
【図９】
0004748166.tif 000010