(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
不平衡−平衡変換機能を有する弾性表面波装置であって、
圧電基板上に、不平衡入出力端子が接続された弾性表面波共振子と前記弾性表面波共振子を介して互いに並列接続されてなる第１と第２の弾性表面波素子とを形成してなり、
前記第１と第２の弾性表面波素子はそれぞれ、
前記圧電基板上を伝搬する弾性表面波の伝搬方向に沿って配置され、長手方向が前記伝搬方向と直交する複数の電極指を備える３個以上の奇数個のＩＤＴと、
前記奇数個のＩＤＴからなるＩＤＴ列の両端に配置され、長手方向が前記伝搬方向と直交する複数の電極指を備える第１の反射器と、
を備えるとともに、前記第１と第２の弾性表面波素子は、
前記奇数個のＩＤＴのうちの中央のＩＤＴに平衡入出力端子が接続されてなり、
それぞれの前記奇数個のＩＤＴおよび前記第１の反射器に備わる電極指のうち、異なる前記ＩＤＴまたは前記第１の反射器が隣接する電極指の極性が、前記第１または第２の弾性表面波素子の前記中央のＩＤＴを中心にして対称的な配置とされてなり、
前記奇数個のＩＤＴのうち前記伝搬方向において隣り合うＩＤＴの間に、長手方向が前記伝搬方向と直交する複数の電極指から成る第２の反射器がさらに配設されてなり、
前記第１と第２の弾性表面波素子においては、
前記伝搬方向に沿って電極指ピッチが変動する第１の部分と、
前記電極指ピッチが一定である第２の部分と、
が存在し、
前記第１の部分における電極指ピッチの平均値は前記第２の部分の電極指ピッチよりも短く、
前記第１の部分の電極指ピッチが隣り合う２つのＩＤＴの境界に向かって短くなり、
前記第２の反射器の電極指ピッチは前記第２の部分の電極指ピッチより短く、
前記奇数個のＩＤＴのうち前記中央のＩＤＴ以外のＩＤＴにおける電極指ピッチに極大値が存在することにより、前記第１の部分において前記第２の部分における電極指ピッチよりも電極指ピッチが大きい部分が存在する、
ことを特徴する弾性表面波装置。
【請求項２】
請求項１に記載の弾性表面波装置であって、
前記第２の反射器が接地されてなる、
ことを特徴する弾性表面波装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の弾性表面波装置であって、
前記第１の弾性表面波素子の前記第１の反射器のうちの１つと前記第２の弾性表面波素子の第１の反射器のうちの１つとが、一の反射器からなる、
ことを特徴する弾性表面波装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の弾性表面波装置であって、
前記第１と第２の弾性表面波素子の、前記中央のＩＤＴにおける前記平衡入出力端子に接続されている電極指の本数が互いに同じである、
ことを特徴する弾性表面波装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の弾性表面波装置であって、
前記第１と第２の弾性表面波素子の、前記中央のＩＤＴにおける電極指の本数が奇数である、
ことを特徴する弾性表面波装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の弾性表面波装置を、受信回路あるいは送信回路の少なくとも一方に備える、
ことを特徴とする通信装置。
【請求項７】
請求項６に記載の通信装置であって、
送信信号を搬送波信号に重畳させてアンテナ送信信号とするミキサと、
前記アンテナ送信信号の不要信号を減衰させるバンドパスフィルタと、
前記アンテナ送信信号を増幅するとともに増幅された前記アンテナ送信信号をデュプレクサを介してアンテナへ出力するパワーアンプと、
を具備する送信回路を備え、
前記バンドパスフィルタが前記弾性表面波装置により構成されてなる、
ことを特徴とする通信装置。
【請求項８】
請求項６に記載の通信装置であって、
アンテナで受信されデュプレクサを通ったアンテナ受信信号を増幅するローノイズアンプと、
増幅された前記アンテナ受信信号の不要信号を減衰させるバンドパスフィルタと、
前記アンテナ受信信号の搬送波信号から受信信号を分離するミキサと、
を具備する受信回路を備え、
前記バンドパスフィルタが前記弾性表面波装置により構成されてなる、
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装置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】
従来、携帯電話や自動車電話等の移動体通信機器のＲＦ（無線周波数）段に用いられる周波数選択フィルタ（以下、フィルタともいう）として、弾性表面波フィルタが広く用いられている。一般に、周波数選択フィルタに求められる特性としては、広通過帯域、低損失、高減衰量等の諸特性が挙げられる。近年、特に移動体通信機器における受信感度の向上、低消費電力化のために、さらに弾性表面波フィルタに対する低挿入損失化の要求が高まっている。また、近年、移動体通信機器において、小型化のために、アンテナが従来のホイップアンテナから誘電体セラミックス等を用いた内蔵アンテナに移行してきている。そのため、アンテナのゲインを充分に得ることが難しくなり、この点からも、弾性表面波フィルタの挿入損失をさらに改善させる要求が増大している。【０００３】
このような広通過帯域化、低挿入損失化を実現するために、例えば、圧電基板上に３つのＩＤＴ（Inter Digital Transducer）を設け、縦１次モードと縦３次モードを利用した二重モード弾性表面波共振器フィルタが提案されている。【０００４】
特に、隣り合うＩＤＴの端部に電極指の狭ピッチ部を設けることによりＩＤＴ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し、これによって広通過帯域化及び低挿入損失化が図られていた（例えば、特開２００２−９５８７号公報参照）。【０００５】
また、近年、移動体通信機器等の小型化、軽量化及び低コスト化のために、使用部品の削減が進められ、弾性表面波フィルタに新たな機能の付加が要求されてきている。その１つに、不平衡入力−平衡出力型または平衡入力−不平衡出力型に構成できるようにするといった要求がある。ここで、平衡入力または平衡出力とは、信号が２つの信号線路間の電位差として入力または出力するものをいい、各信号線路の信号は振幅が等しく、位相が逆相になっている。これに対して、不平衡入力または不平衡出力とは、信号がグランド電位に対する１本の線路の電位として入力または出力するものをいう。【０００６】
従来の弾性表面波フィルタは、一般的に不平衡入力−不平衡出力型弾性表面波フィルタ（以下、不平衡型弾性表面波フィルタという）であるため、弾性表面波フィルタの後段に接続される回路や電子部品が平衡入力型となっている場合は、弾性表面波フィルタと後段の回路等との間に、不平衡−平衡変換器（以下、バランともいう）を挿入した回路構成を採っていた。同様に弾性表面波フィルタ前段の回路や電子部品が平衡出力型となっている場合は、前段の回路等と弾性表面波フィルタとの間にバランを挿入した回路構成となっていた。【０００７】
現在、バランを削除するために、弾性表面波フィルタに不平衡−平衡変換機能または平衡−不平衡変換機能を持たせた、不平衡入力−平衡出力型弾性表面波フィルタまたは平衡入力−不平衡出力型弾性表面波フィルタ（以下、平衡型弾性表面波フィルタという）の実用化が進められている。不平衡−平衡変換機能の要求を満たすため、縦結合型二重モードフィルタが多く用いられている。また、ＲＦ用フィルタとしては、一方の接続端子が不平衡接続であって入出力インピーダンスが５０Ωに整合し、他方が平衡接続であって入出力インピーダンスが１００〜２００Ωに整合するものが、要求されることが多い。【０００８】
図１７は、従来の平衡−不平衡変換機能を有する弾性表面波フィルタである弾性表面波装置１０００の電極構造を模式的に示す平面図である。弾性表面波装置１０００においては、圧電基板１００１上に、弾性表面波素子１０１２と弾性表面波素子１０１３とが配置されてなる。弾性表面波素子１０１２は、３個のＩＤＴ１００２、１００３、および１００４と、それらの両側に配置された反射器１００８および１００９から構成されている。弾性表面波素子１０１３は、３個のＩＤＴ１００５、１００６、および１００７と、それらの両側に配置された反射器１０１０および１０１１から構成されている。【０００９】
弾性表面波素子１０１２と弾性表面波素子１０１３とは、不平衡信号端子１０１４に対し並列に接続されている。ＩＤＴ１００２、１００４、１００５、および１００７は、それぞれ、一対の互いに対向させた櫛歯状電極に電界を加えられることで、弾性表面波を励振させる。励振された弾性表面波は弾性表面波素子１０１２の中央のＩＤＴ１００３および弾性表面波素子１０１３のＩＤＴ１００６に伝搬する。また、ＩＤＴ１００３の位相は、ＩＤＴ１００６の位相に対して１８０°異なった逆相となっており、最終的には、ＩＤＴ１００３および１００６の一方の櫛歯状電極から、平衡出力信号端子１０１５および１０１６へ信号が伝わり平衡出力される。このような構造により、平衡−不平衡変換機能を実現している。【００１０】
また、図１８は、別の従来の弾性表面波装置２０００の電極構造を模式的に示す平面図である。図１８に示すように、弾性表面波装置２０００においては、両側を反射器２０１０，２０１１に挟まれた３個のＩＤＴ２００２，２００３，および２００４を有する１段目（図面視上段側）の縦結合二重モードフィルタのうち、中央のＩＤＴ２００３に不平衡端子２０２１が接続されてなり、その両側のＩＤＴ２００２および２００４がそれぞれ２段目のＩＤＴ２００５および２００７に縦続接続されてなる。さらに、２段目（図面視下段側）の中央のＩＤＴ２００６は２分割されてなり、逆位相にして平衡信号端子２０２２および２０２３に接続されてなる。これにより、平衡−不平衡変換機能を実現がされてなる（例えば、特開平１１−９７９６６号公報参照）。【００１１】
また、従来の縦結合二重モードフィルタを用いた共振器型の弾性表面波フィルタとして、弾性表面波の伝搬方向に３個並んだＩＤＴの内、中央に配置されたＩＤＴの電極指を偶数対にするとともに、隣り合う電極指の極性を反転することにより振幅及び位相の平衡度の改善を図ろうとする構造が提案されている（例えば、特開２００２−８４１６４号公報参照）。なお、振幅と位相の平衡度については、信号が２つの信号線路間の電位差として入力または出力する場合に、各信号線路の信号の振幅の大きさが等しいほど振幅の平衡度が優れており、また、各信号の位相の差が１８０°に等しいほど位相の平衡度が優れているといえる。【００１２】
図１７に示すような従来の弾性表面波フィルタを用いることにより、不平衡−平衡変換機能を実現することができる。しかしながら、係る弾性表面波フィルタにおいては、隣り合うＩＤＴ間で互いに隣接する電極指の極性の選択により（それぞれの電極指の極性の組合せによっては）、フィルタ特性（周波数特性）をみた場合に、通過帯域内に微小リップルが発生して挿入損失が劣化するという問題点があった。図１９はこうした従来の弾性表面波フィルタの通過帯域近傍の周波数特性を例示する図である。図１９においては、矢印部に、係る微小リップルが確認される。【００１３】
また、従来、通過帯域外で高減衰量化された弾性表面波フィルタを実現する手段として、弾性表面波の伝搬方向に沿って３個のＩＤＴを近接配置するとともにその両側に反射器を配設した縦結合弾性表面波素子を複数段縦続接続させて、弾性表面波フィルタを構成する方法が広く用いられている。この構成を用いると、通過帯域外減衰量を大きくすることができるが、通過帯域内の挿入損失は劣化する。そのため、通過帯域幅の広い弾性表面波フィルタをこの構成により得ようとすると、要求される挿入損失は十分に実現されなかった。【００１４】
特開２００２−９５８７号公報に開示されている弾性表面波装置のように、ＩＤＴの端部に狭ピッチ部を設けると、弾性表面波が結合した状態で電極指ピッチが異なる部分が存在するため、通過帯域におけるフィルタ特性のリップルが大きくなり、肩特性が劣化する。そのため、通過帯域におけるフィルタ特性の平坦性が得られない。また、ＩＤＴの端部に狭ピッチ部を設けるだけでは、弾性表面波の励振に利用できる基本的な共振モードの数が縦１次モードと縦３次モードに限定され、他の共振モードが利用できないので、設計の自由度が小さくなっていた。そのため、通過帯域におけるフィルタ特性の平坦性を向上させ、広通過帯域化しつつ、挿入損失を改善させるには不充分であった。【００１５】
一方、平衡−不平衡変換機能を有する弾性表面波フィルタにおいては、通過帯域内での振幅と位相の平衡度の向上が求められている。例えば、複数個並設したＩＤＴの弾性表面波伝搬路の両端に弾性表面波を効率よく共振させるための反射器が設けられた共振器型電極パターンにおいて、通過帯域内での振幅と位相の平衡度の向上が求められている。【００１６】
特開２００２−９５８７号公報には、２段構成で２段目の中央のＩＤＴに平衡出（入）力端子を接続した弾性表面波装置が開示されているが、位相を逆相にするため中央のＩＤＴの両側に位置するＩＤＴのピッチ等の構造を変えた構造や、中央のＩＤＴとその両側のＩＤＴとの距離を変えた構造を採用しているので、平衡度が劣化する問題があった。【００１７】
また、図１８に示す、特開平１１−９７９６６号公報に開示されている従来の共振器型弾性表面波装置２０００では、ＩＤＴ２００３と２００６との間で、対向する櫛歯状電極の電極本数、配置された位置、隣り合うＩＤＴ間で互いに隣接する電極指の極性、および、寄生容量を発生させる要因となる周辺の電極パターン等の構造が互いに異なる。これにより、平衡出力信号端子２０２２および２０２３に伝わる信号の振幅が互いに異なり、また、位相が逆相からずれてしまうため、共振器型弾性表面波フィルタ２０００では平衡度は十分ではなかった。【００１８】
さらには、特開２００２−８４１６４号公報に開示されている弾性表面波フィルタでは、中央のＩＤＴの最外側電極指の極性と、隣接するＩＤＴの最外側電極指の極性とが左右で異なるので、各平衡信号端子に形成される寄生容量が異なり、必ずしも平衡度が十分に改善されてはいなかった。
【発明の開示】
【００１９】
本発明は、上述した従来の諸問題に鑑み提案されたものであり、その目的は、通過帯域におけるフィルタ特性の微小リップルの発生を抑制することによる挿入損失の改善と、振幅平衡度の改善とが実現されてなり、高品質な平衡型弾性表面波フィルタとしても機能できる、不平衡−平衡変換機能を有する平衡型の弾性表面波装置、及びこれを用いた通信装置を提供することにある。
【００２０】
上記課題を解決するため、第１の態様に係る弾性表面波装置は、不平衡−平衡変換機能を有する弾性表面波装置であって、圧電基板上に、不平衡入出力端子が接続された弾性表面波共振子と前記弾性表面波共振子を介して互いに並列接続されてなる第１と第２の弾性表面波素子とを形成してなり、前記第１と第２の弾性表面波素子はそれぞれ、前記圧電基板上を伝搬する弾性表面波の伝搬方向に沿って配置され、長手方向が前記伝搬方向と直交する複数の電極指を備える３個以上の奇数個のＩＤＴと、前記奇数個のＩＤＴからなるＩＤＴ列の両端に配置され、長手方向が前記伝搬方向と直交する複数の電極指を備える第１の反射器と、を備えるとともに、前記第１と第２の弾性表面波素子は、前記奇数個のＩＤＴのうちの中央のＩＤＴに平衡入出力端子が接続されてなり、それぞれの前記奇数個のＩＤＴおよび前記第１の反射器に備わる電極指のうち、異なる前記ＩＤＴまたは前記第１の反射器が隣接する電極指の極性が、前記第１または第２の弾性表面波素子の前記中央のＩＤＴを中心にして対称的な配置とされてなり、前記奇数個のＩＤＴのうち前記伝搬方向において隣り合うＩＤＴの間に、長手方向が前記伝搬方向と直交する複数の電極指から成る第２の反射器がさらに配設されてなり、前記第１と第２の弾性表面波素子においては、前記伝搬方向に沿って電極指ピッチが変動する第１の部分と、前記電極指ピッチが一定である第２の部分と、が存在し、前記第１の部分における電極指ピッチの平均値は前記第２の部分の電極指ピッチよりも短く、前記第１の部分の電極指ピッチが隣り合う２つのＩＤＴの境界に向かって短くなり、前記第２の反射器の電極指ピッチは前記第２の部分の電極指ピッチより短く、前記奇数個のＩＤＴのうち前記中央のＩＤＴ以外のＩＤＴにおける電極指ピッチに極大値が存在することにより、前記第１の部分において前記第２の部分における電極指ピッチよりも電極指ピッチが大きい部分が存在するようにした。
【００２１】
第１の態様によれば、励振された弾性表面波の高次モードの分布が対称となり、また、弾性表面波の励振フィールドが対称になり、さらに、励振電極及び反射器電極の反射係数が小さくなることがなく反射特性が良好となり、励振効率が劣化することがないために、局所的な微小リップルの発生を抑制することができる。
【００２２】
また、平衡入力部または平衡出力部となる第１と第２の弾性表面波素子が不平衡入出力端子が接続された弾性表面波共振子を介して並列接続された構造を有しているので、インピーダンス整合を容易に取ることができる。
【００２４】
また、第１の態様によれば、信号端子に接続された電極指の間に電極指が介在させることで、弾性表面波の伝搬経路の距離を調整することができ、第１の弾性表面波素子と第２の弾性表面波素子との弾性表面波の振幅の差を少なくすることができ、良好な振幅平衡度特性を得ることができる。
また、第１の態様によれば、ＩＤＴが隣り合う箇所においてＩＤＴの電極指が占める圧電基板の面積が調整されてなり、これにより、弾性表面波のバルク波への放射損が防止されてなる。加えて、縦１次モードと縦３次モードとそれらの高調波モード間の周波数も調整されているので、通過帯域内の微小リップルの発生の抑制と、良好な振幅平衡度特性とが実現されてなる。すなわち、広通過帯域かつ低挿入損失である良好な電気特性を持つ弾性表面波装置が実現される。
また、第１の態様によれば、通過帯域における共振ピーク位置が最適となるように電極指を配置することで、広帯域化しつつ平坦性及び挿入損失が改善されたフィルタ特性を実現することができる。
【００２５】
第２の態様に係る弾性表面波装置は、第１の態様に係る弾性表面波装置であって、前記第２の反射器が接地されてなるようにした。
【００２６】
第２の態様によれば、第１の態様よりも効果的に弾性表面波の振幅が減衰するので、第１の弾性表面波素子と第２の弾性表面波素子との間の弾性表面波の振幅の差をより少なくすることができ、さらに良好な振幅平衡度特性を得ることができる。
【００３１】
第３の態様に係る弾性表面波装置は、第１または第２の態様に係る弾性表面波装置であって、前記第１の弾性表面波素子の前記第１の反射器のうちの１つと前記第２の弾性表面波素子の第１の反射器のうちの１つとが、一の反射器からなるようにした。
【００３２】
第３の態様によれば、第１の弾性表面波素子および第２の弾性表面波素子で励振された弾性表面波の位相を、一体的に形成された反射器においてプラス側、マイナス側でそれぞれ打ち消し合うので、反射特性が良好になる。これにより、通過帯域内の微小リップルの発生をさらに抑制することができる。
【００３３】
第４の態様に係る弾性表面波装置は、第１ないし第３のいずれかの態様に係る弾性表面波装置であって、前記第１と第２の弾性表面波素子の、前記中央のＩＤＴにおける前記平衡入出力端子に接続されている電極指の本数が互いに同じであるようにした。
【００３４】
第４の態様によれば、第１と第２の弾性表面波素子の中央のＩＤＴのインピーダンスが異なることがなく、また、一方の弾性表面波素子（例えば第１の弾性表面波素子）の中央のＩＤＴが他方の弾性表面波素子（例えば第２の弾性表面波素子）の中央のＩＤＴよりも容量が大きいために位相の遅れが発生して、位相平衡度特性がプラス側またはマイナス側に片寄るようなことがなく、良好な位相平衡度特性を得ることができる。
【００３５】
第５の態様に係る弾性表面波装置は、第１ないし第４のいずれかの態様に係る弾性表面波装置であって、前記第１と第２の弾性表面波素子の、前記中央のＩＤＴにおける電極指の本数が奇数であるようにした。
【００３６】
第５の態様によれば、第１の弾性表面波素子と第２の弾性表面波素子とがそれぞれ、異なるＩＤＴまたは反射器が隣に位置する電極指の極性が、それぞれの中央のＩＤＴを中心にして対称となるように、構成されることになるので、弾性表面波装置において、励振された弾性表面波の高次モードの分布が対称となり、また、弾性表面波の励振フィールドが対称になり、さらに、励振電極及び反射器電極の反射係数が小さくなることがなく反射特性が良好となり、励振効率が劣化することがないために、局所的な微小リップルの発生を抑制することができる。
【００３７】
第６の態様に係る通信装置は、第１ないし第５のいずれかの態様に係る弾性表面波装置を、受信回路あるいは送信回路の少なくとも一方に備えるようにした。
【００３８】
第６の態様によれば、厳しい挿入損失に対する従来からの厳しい要求を満たし、消費電力が低減され、かつ感度が格段に良好な通信装置が実現される。
【００３９】
第７の態様に係る通信装置は、第６の態様に係る通信装置であって、送信信号を搬送波信号に重畳させてアンテナ送信信号とするミキサと、前記アンテナ送信信号の不要信号を減衰させるバンドパスフィルタと、前記アンテナ送信信号を増幅するとともに増幅された前記アンテナ送信信号をデュプレクサを介してアンテナへ出力するパワーアンプと、を具備する送信回路を備え、前記バンドパスフィルタが前記弾性表面波装置により構成されてなるようにした。
【００４０】
第８の態様に係る通信装置は、第６の態様に係る通信装置であって、アンテナで受信されデュプレクサを通ったアンテナ受信信号を増幅するローノイズアンプと、増幅された前記アンテナ受信信号の不要信号を減衰させるバンドパスフィルタと、前記アンテナ受信信号の搬送波信号から受信信号を分離するミキサと、を具備する受信回路を備え、前記バンドパスフィルタが前記弾性表面波装置により構成されてなるようにした。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】第１の実施の形態に係る弾性表面波装置１００の電極構造を模式的に示す平面図である。
【図２】第２の実施の形態に係る弾性表面波装置２００の電極構造を模式的に示す平面図である。
【図３】第３の実施の形態に係る弾性表面波装置３００の電極構造を模式的に示す平面図である。
【図４】第４の実施の形態に係る弾性表面波装置４００の電極構造を模式的に示す平面図である。
【図５】第５の実施の形態に係る弾性表面波装置５００の電極構造を説明するための図であり、（ａ）は（ｂ）の弾性表面波装置５００のＩＤＴの電極指ピッチの分布を示す図であり、（ｂ）は弾性表面波装置５００の電極構造を模式的に示す平面図である。
【図６】第６の実施の形態に係る弾性表面波装置６００の電極構造を説明するための図であり、（ａ）は（ｂ）の弾性表面波装置６００のＩＤＴの電極指ピッチの分布を示す図であり、（ｂ）は弾性表面波装置６００の電極構造を模式的に示す平面図であり、（ｃ）は弾性表面波装置６００の要部を拡大した平面図である。
【図７】第７の実施の形態に係る弾性表面波装置７００の電極構造を模式的に示す平面図である。
【図８】比較例１−１に係る弾性表面波装置８００の電極構造を模式的に示す平面図である。
【図９】実施例１および比較例１−１に係る弾性表面波装置の通過帯域近傍の周波数特性を示す図であり、（ａ）は実施例１の図、（ｂ）は比較例１−１の図である。
【図１０】実施例１および比較例１−２に係る弾性表面波装置の通過帯域近傍の位相平衡度を示す図であり、（ａ）は実施例１の図、（ｂ）は比較例１−２の図である。
【図１１】実施例３に係る弾性表面波装置の通過帯域近傍の周波数特性を示す図である。
【図１２】実施例３に係る弾性表面波装置の通過帯域近傍の平衡度を示す図であり、（ａ）は実施例３の振幅平衡度の図、（ｂ）は実施例３の位相平衡度の図である。
【図１３】比較例２に係る弾性表面波装置の電極指ピッチの変化を示す図である。
【図１４】実施例４−１と比較例２の通過帯域近傍の周波数特性を示す図である。
【図１５】実施例４−２と比較例２の通過帯域近傍の周波数特性を示す図である。
【図１６】ＩＤＴが隣り合う場所において、信号端子に接続された電極指の間に存在する電極指の本数、ＩＤＴもしくは第２の反射器の電極指の本数と、振幅強度との関係を示す図である。
【図１７】従来の弾性表面波装置１０００の電極構造を模式的に示す平面図である。
【図１８】従来の弾性表面波装置２０００の電極構造を模式的に示す平面図である。
【図１９】従来の弾性表面波フィルタの通過帯域近傍の周波数特性を例示する図である。
【図２０】バンドパスフィルタを有する高周波回路のブロック回路図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
以下、本発明の弾性表面波装置の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。それぞれの実施の形態においては、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の構成要素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。また、各実施の形態に係るＩＤＴ，反射器、さらには弾性表面波共振子１６の電極指の本数は、数本〜数１００本にも及ぶので、簡単のため、各図においてはそれらの形状を簡略化して図示している。【００４３】
＜第１の実施の形態＞
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る弾性表面波装置１００の電極構造を模式的に示す平面図である。図１に示すように、弾性表面波装置１００においては、圧電基板１の上に、第１の弾性表面波素子１４と第２の弾性表面波素子１５とが形成されてなる。第１の弾性表面波素子１４は、圧電基板１の表面を伝搬する弾性表面波の伝搬方向に沿って配置された３個のＩＤＴ２、３、および４と、これら３個のＩＤＴ２、３、および４からなるＩＤＴ列の両端に配置された反射器８および２０とからなる。第２の弾性表面波素子１５は、該伝搬方向に沿って配置された３個のＩＤＴ５、６、および７と、これら３個のＩＤＴ５、６、および７からなるＩＤＴ列の両端に配置された反射器２１および１０とからなる。より具体的には、図１に示すように、図面視左側より、反射器８、ＩＤＴ２、３、および４、反射器２０および２１、ＩＤＴ５、６、および７、反射器１０の順に該伝搬方向に沿って一列に配置されてなる。また、ＩＤＴ２ないし７、および反射器、８、１０、２０、および２１はいずれも、該伝搬方向の直交する方向に長い（長手方向が該伝搬方向と直交する）複数の電極指を備える櫛歯状の電極である。また、第１の弾性表面波素子１４と第２の弾性表面波素子１５とがそれぞれＩＤＴを３個備えるというのはあくまで例示であって、３個以上の奇数個であればよい。なお、反射器８、１０、２０、および２１はいずれも接地されているが、簡単のため、以降の図も含めて、その図示は省略する。【００４４】
第１の弾性表面波素子１４および第２の弾性表面波素子１５は、単一のＩＤＴ１１と両端の反射器１２および１３から成る弾性表面波素子である弾性表面波共振子１６を介して、並列接続されてなる。弾性表面波共振子１６には、不平衡入力端子または不平衡出力端子となる不平衡入出力端子１７が接続されてなる。【００４５】
また、第１の弾性表面波素子１４および第２の弾性表面波素子１５は、それぞれが平衡出力部または平衡入力部とされる。第１の弾性表面波素子１４および第２の弾性表面波素子１５のそれぞれの中央のＩＤＴ３，６には、平衡出力端子または平衡入力端子となる平衡入出力端子１８および１９がそれぞれ接続されてなる。【００４６】
さらに、第１の弾性表面波素子１４および第２の弾性表面波素子１５はそれぞれ、隣り合うＩＤＴ間で互いに隣接する電極指、及び隣り合うＩＤＴと反射器との間で互いに隣接する電極指についての極性が、中央のＩＤＴ電極３あるいは６を中心にして対称性を有するように、構成されている。換言すれば、第１の弾性表面波素子１４および第２の弾性表面波素子１５は、異なるＩＤＴまたは反射器が隣に位置する電極指の極性が、それぞれの中央のＩＤＴ３あるいは６を中心にして対称となるように、構成されてなる。【００４７】
これを説明するため、以降の説明においては、図１に示すように、上記の隣接箇所に該当する電極指であって、不平衡入出力端子１７側に（不平衡入出力端子１７が接続された弾性表面波共振子１６に）接続された電極指、および平衡入出力端子１８および１９に接続された電極指を符号Ｓで表し、接地された電極指（反射器の電極指および接続端子に接続された電極指）を符号Ｇで表すものとする。すると、第１の弾性表面波素子１４においては、相異なるＩＤＴおよび反射器に備わりかつ互いに隣接しあう関係にある全ての電極指の極性は、図の左側より、Ｇ、Ｇ、Ｓ、Ｓ、Ｓ、Ｓ、Ｇ、Ｇと表される。すなわち、電極指の極性は、中央のＩＤＴ３を中心にして対称になっている。同様に、第２の弾性表面波素子１５においては、図の左側より、Ｇ、Ｓ、Ｇ、Ｓ、Ｓ、Ｇ、Ｓ、Ｇと表される。やはり、中央のＩＤＴ６を中心にして対称になっている。従って、第１の弾性表面波素子１４と弾性表面波素子１５とが上述した構成であることが確認される。【００４８】
係る構成を有する場合、隣り合うＩＤＴにおける電極指の極性配置が対称的であるので、励振された弾性表面波の高次モードの分布が対称となり、弾性表面波の励振フィールドが対称になる。さらに励振電極及び反射器電極の反射係数が小さくなることがなく反射特性が良好となり、励振効率が劣化することがない。よって、フィルタ特性において局所的に微小リップルが発生するという問題は発生しない。すなわち、弾性表面波フィルタのフィルタ特性において厳しく要求されている、通過帯域内の挿入損失の改善が、実現されることになる。【００４９】
別の局面からみれば、図１に示すように、第１の弾性表面波素子１４および第２の弾性表面波素子１５は、それぞれの中央のＩＤＴ３および６の電極指の本数が、奇数本となるように構成されてなるともいえる。係る要件を満たすように構成されていれば、第１の弾性表面波素子１４と第２の弾性表面波素子１５とは、異なるＩＤＴまたは反射器が隣に位置する電極指の極性が、それぞれの中央のＩＤＴ３あるいは６を中心にして対称となるように、構成されることになるからである。【００５０】
また、本実施の形態に係る弾性表面波装置１００は、平衡入力部または平衡出力部となる第１の弾性表面波素子１４と第２の弾性表面波素子１５とが、不平衡入出力端子１７が接続された弾性表面波共振子１６を介して並列接続された構成を有している。不平衡入出力端子１７の接続先が、縦結合共振子型弾性表面波素子である場合は、不平衡入出力端子１７に５０Ωで入力または出力されたとき、要求されるインピーダンス整合を取ることが困難になるが、本実施の形態のように、初段が単一のＩＤＴ及び反射器からなる弾性表面波素子である弾性表面波共振子１６である場合は、インピーダンス整合を容易に取ることができる。【００５１】
また、図１に示すように、上記構成において好ましくは、第１の弾性表面波素子１４および第２の弾性表面波素子１５は、中央のＩＤＴ３および６において平衡入出力端子１８および１９に接続されている電極指の本数が互いに同じであるように構成される。【００５２】
これにより、中央のＩＤＴ３および６のインピーダンスが異なることがなく、また、一方の弾性表面波素子（例えば第１の弾性表面波素子１４）の中央のＩＤＴ（例えばＩＤＴ３）が他方の弾性表面波素子（例えば第２の弾性表面波素子１５）の中央のＩＤＴ（ＩＤＴ６）よりも容量が大きいために位相の遅れが発生して、位相平衡度特性がプラス側またはマイナス側に片寄るようなことがなく、良好な位相平衡度特性を得ることができる。【００５３】
＜第２の実施の形態＞
図２は、本発明の第２の実施の形態に係る弾性表面波装置２００の電極構造を模式的に示す平面図である。図２に示すように、弾性表面波装置２００は、反射器２０および反射器２１に代えて、反射器９が設けられてなる点で、第１の実施の形態に係る弾性表面波装置１００と相違する。換言すれば、反射器９は、反射器２０と反射器２１とを一体的に形成したものであるともいえる。なお、反射器９は接地されているが、簡単のため、以降の図も含めて、その図示は省略する。【００５４】
係る構成を有する弾性表面波装置２００においては、第１の弾性表面波素子１４および第２の弾性表面波素子１５で励振された弾性表面波の位相を、一体的に形成された反射器９においてプラス側、マイナス側でそれぞれ打ち消し合うので、反射特性が良好になる。これにより、通過帯域内の微小リップルの発生をさらに抑制することができる。その結果、通過帯域内の挿入損失をさらに改善した弾性表面波装置を提供することができる。【００５５】
＜第３の実施の形態＞
図３は、本発明の第３の実施の形態に係る弾性表面波装置３００の電極構造を模式的に示す平面図である。図３に示すように、弾性表面波装置３００は、第１の実施の形態に係る弾性表面波装置１００の伝搬方向において隣り合うＩＤＴの間に、さらに、反射器２２、２３、２４、および２５を配設した構成の電極構造を有する。具体的には、ＩＤＴ２とＩＤＴ３の間、ＩＤＴ３とＩＤＴ４の間、ＩＤＴ５とＩＤＴ６の間、およびＩＤＴ６とＩＤＴ７の間に、それぞれ、伝搬方向に直交する方向に長い電極指を有する反射器２２〜２５が配設されてなる。なお、区別のため、反射器８、９、１０、２０、および２１を、第１の反射器と称し、反射器２２、２３、２４、および２５を、第２の反射器と称することとする。【００５６】
すなわち、弾性表面波装置３００は、第２の反射器２２、２３、２４、および２５が備わることによって、各ＩＤＴの信号端子に接続された電極指の間にさらに電極指を介在させてなる構造を有する。【００５７】
図１６は、ＩＤＴが隣り合う場所において、信号端子に接続された電極指の間に存在する電極指の本数、ＩＤＴもしくは第２の反射器の電極指の本数と、振幅強度との関係を示す図である。第１の実施の形態に係る弾性表面波装置１００のように第２の反射器が存在しない構成の場合、信号端子に接続された電極指の間に存在する電極指の本数は、第１の弾性表面波素子１４では０本であり、第２の弾性表面波素子１５では１本である。図１６に示すように、この場合の振幅平衡度は０．１６ｄＢであった。これに対して、第２の反射器を備える本実施の形態に係る弾性表面波装置３００の場合、信号端子に接続された電極指の間に存在する電極指の本数は、第１の弾性表面波素子１４では２本であり、第２の弾性表面波素子では３本である。そして、図１６に示すように、この場合の振幅平衡度は０．１２ｄＢであった。【００５８】
このことは、ＩＤＴが隣り合う場所において、信号端子に接続された電極指の間に電極指を挟むことで、弾性表面波の伝搬経路の距離を調整することができ、第１の弾性表面波素子と第２の弾性表面波素子の弾性表面波の振幅強度を調整して均等化する（差を小さくする）ことができることを意味している。【００５９】
すなわち、第２の反射器を設けて電極指を介在させることで、弾性表面波の伝搬経路の距離をあらかじめ微調整すれば、第１の弾性表面波素子１４と第２の弾性表面波素子１５との弾性表面波の振幅強度が微調整され、均等化された弾性表面波装置が、実現可能である。このような調整がなされた本実施の形態に係る弾性表面波装置３００においては、通過帯域内の微小リップルの発生の抑制と、良好な振幅平衡度特性とが実現されてなる。【００６０】
弾性表面波装置３００における第２の反射器２２、２３，２４、および２５の電極指の本数は、２〜４本が好ましい。電極指の本数がそれよりも多い場合は、弾性表面波の伝搬損失が増加するため、良好な挿入損失を得ることができない。【００６１】
＜第４の実施の形態＞
図４は、本発明の第４の実施の形態に係る弾性表面波装置４００の電極構造を模式的に示す平面図である。図４に示すように、弾性表面波装置４００は、第３の実施の形態に係る弾性表面波装置３００に係る第２の反射器２２、２３、２４および２５が、接地された構造を有する。これにより、弾性表面波装置４００においては、第３の実施の形態に係る弾性表面波装置３００よりも効果的に、弾性表面波の振幅が減衰するようになる。【００６２】
すなわち、各ＩＤＴの信号端子に接続された電極指の間に、接地された第２の反射器を設けて電極指を介在させることで、第１の弾性表面波素子１４と第２の弾性表面波素子１５との弾性表面波の振幅強度が、さらに良好に調整されることになる。このような調整がなされた本実施の形態に係る弾性表面波装置４００においては、第３の実施の形態に係る弾性表面波装置３００の場合よりも、第１の弾性表面波素子１４と第２の弾性表面波素子１５との間の弾性表面波の振幅の差をより小さくすることができ、さらに良好な振幅平衡度特性が実現されてなる。【００６３】
＜第５の実施の形態＞
図５は、本発明の第５の実施の形態に係る弾性表面波装置５００の電極構造を説明するための図である。図５（ａ）は、弾性表面波装置５００が備える第１の弾性表面波素子５１４における電極指ピッチの変化を示す線図である。また、図５（ｂ）は、弾性表面波装置５００の電極構造を模式的に示す平面図である。【００６４】
図５（ｂ）に示すように、弾性表面波装置５００は、第４の実施の形態に係る弾性表面波素子４００と類似する構造を有している。すなわち、弾性表面波装置５００の第１の弾性表面波素子５１４は、弾性表面波装置４００の第１の弾性波表面素子１４と同様に、３つのＩＤＴ５０２、５０３、および５０４と、２つの第１の反射器８および２０と、さらに２つの第２の反射器２２と２３とから構成される。また、第２の弾性表面波素子５１５は、弾性表面波装置４００の第２の弾性波表面素子１５と同様に、３つのＩＤＴ５０５、５０６、および５０７と、２つの第１の反射器２１および１０と、さらに２つの第２の反射器２４および２５とから構成される。また、それぞれのＩＤＴおよび反射器の電極指の極性は、弾性表面波装置４００の対応箇所と同じである。【００６５】
しかしながら、第１の弾性表面波素子５１４と第２の弾性表面波素子５１５とにおける電極指の配置間隔は、弾性表面波装置４００の対応箇所とは相違する。具体的には、第１の弾性表面波素子５１４と第２の弾性表面波素子５１５とにおいては、第１の部分（変動ピッチ部）と第２の部分（一定ピッチ部）とを有するように、電極指の間隔が定められてなる。より詳細には、弾性表面波装置４００においては、
１）第１の部分における電極指ピッチの平均値は第２の部分の電極指ピッチよりも短い；
２）第１の部分の電極指ピッチが隣り合う２つのＩＤＴの境界に向かって（第２の反射器に向かって）短くなる；かつ、
３）第２の反射器２２、２３、２４、および２５の電極指ピッチは第２の部分の電極指ピッチより短い；
という要件を満たすように、電極指が配置されてなる。これにより、第１の部分は、第２の部分より電極指ピッチが短い狭ピッチ部とされてなる。【００６６】
このような電極指ピッチの関係を第１の弾性表面波素子５１４について例示するのが図５（ａ）である。図５（ａ）は、圧電基板１の弾性表面波の伝搬方向を横軸（ｘ軸）に取った場合の電極指ピッチｐ（ｘ）の変化を示す図（スケールは任意）である。図５（ａ）においては、ｘ軸方向を、電極指ピッチの値が異なる５つの区間に区分して考えることができる。区間Ｌ２およびＬ４が第１の部分に相当し、区間Ｌ１、Ｌ３、およびＬ５が第２の部分に相当することになる。上記３つの要件が満たされていることは、図５（ａ）における電極指ピッチの変動の態様から明らかである。第２の弾性表面波素子５１５については、図示は省略するが、同様の関係をみたすように構成されてなる。【００６７】
上述の要件を満たすように作製した弾性表面波装置５００においては、ＩＤＴが隣り合う箇所においてＩＤＴの電極指が占める圧電基板１上の面積が調整されてなり、これにより、弾性表面波のバルク波への放射損が防止されてなる。加えて、縦１次モードと縦３次モードとそれらの高調波モード間の周波数も調整されているので、通過帯域内の微小リップルの発生の抑制と、良好な振幅平衡度特性とが実現されてなる。すなわち、広通過帯域かつ低挿入損失である良好な電気特性を持つ弾性表面波装置が実現される。【００６８】
＜第６の実施の形態＞
図６は、本発明の第６の実施の形態に係る弾性表面波装置６００の電極構造を説明するための図である。図６（ａ）は、弾性表面波装置６００が備える第１の弾性表面波素子６１４における電極指ピッチの変化を示す線図である。また、図６（ｂ）は、弾性表面波装置６００の電極構造を模式的に示す平面図である。ただし、図示の簡単のため、図６（ｂ）に示す弾性表面波装置６００の電極指の構成は、実際の態様とは異なっている。さらに、図６（ｃ）は、図６（ｂ）の部分Ａの近傍の構造をより詳細に示す拡大図である。【００６９】
弾性表面波装置６００は、第５の実施の形態に係る弾性表面波装置５００と類似する構造を有している。すなわち、第５の実施の形態において示した要件と同じ要件を満たすように、電極指は配置される。【００７０】
具体的には、弾性表面波装置６００の第１の弾性表面波素子６１４は、３つのＩＤＴ６０２、６０３、および６０４と、２つの第１の反射器８および２０と、さらに２つの第２の反射器２２と２３とから構成される。また、第２の弾性表面波素子６１５は、３つのＩＤＴ６０５、６０６、および６０７と、２つの第１の反射器２１および１０と、さらに２つの第２の反射器２４および２５とから構成される。また、それぞれのＩＤＴおよび反射器の電極指の極性は、弾性表面波装置５００の対応箇所と同じである。さらに、弾性表面波装置５００と同様に、第１の弾性表面波素子６１４と第２の弾性表面波素子６１５とにおいて、第１の部分（変動ピッチ部）と第２の部分（一定ピッチ部）とを有するように、電極指の間隔が定められてなる。【００７１】
ただし、第１の弾性表面波素子６１４と第２の弾性表面波素子６１５のそれぞれにおける第１の部分（変動ピッチ部）の電極指ピッチは、弾性表面波装置５００の第１の弾性表面波素子５１４と第２の弾性表面波素子５１５とは異なっている。これを説明すべく、第１の弾性表面波素子６１４についての電極指ピッチの関係を、図５（ａ）と同様の座標軸によって例示するのが図６（ａ）である（スケールは任意）。図６（ａ）においても、図５（ａ）と同様に、ｘ軸方向を電極指ピッチの値が異なる５つの区間に区分することができ、区間Ｌ２およびＬ４を第１の部分とし、区間Ｌ１、Ｌ３、およびＬ５を第２の部分とすることができる。しかしながら、第１の部分（区間Ｌ２およびＬ４）の電極指ピッチの変動の態様は、図５（ａ）とは異なるものとなっている。すなわち、図６（ａ）の区間Ｌ２およびＬ４においては、第２の部分の電極指ピッチよりも大きな電極指ピッチを有する部分が存在する点で、図５（ａ）とは相違している。【００７２】
なお、第２の弾性表面波素子６１５についても、同様の関係をみたすように構成されてなる。図６（ｃ）は、図６（ｂ）に示す第２の弾性表面波素子６１５の部分Ａの近傍の拡大詳細図である。図６（ｃ）に示すように、第２の弾性表面波素子６１５においては、ＩＤＴ６０７が、電極指の間隔が互いに異なる、減少部６０７ａと、極大部６０７ｂと、一定部６０７ｃという３つの部分から構成されてなる。減少部６０７ａは、第２の反射器２４の近傍の電極指のピッチが相対的に小さい（第２の部分よりも小さい）部分であり、図６（ａ）でいえば、区間Ｌ２やＬ４の減少部にほぼ対応する。極大部６０７ｂは、電極指のピッチが相対的に大きい（第２の部分よりも大きい）部分であり、図６（ａ）でいえば、区間Ｌ２や区間Ｌ４の極大部にほぼ対応する。一定部６０７ｃは、第２の部分（一定ピッチ部）を形成する部分である。図６（ａ）でいえば、区間Ｌ１や区間Ｌ３や区間Ｌ５にほぼ対応する。【００７３】
係る態様は弾性表面波装置６００においてＩＤＴ６０７と同様の配置関係にある他のＩＤＴについても同様である。すなわち、本実施の形態に係る弾性表面波装置６００においては、第１の弾性表面波素子６１４と第２の弾性表面波素子６１５とにおいて中央のＩＤＴ６０３および６０６以外のＩＤＴ６０２、６０４、６０５、および６０７の電極指ピッチに極大部を有するように構成される。【００７４】
以上より、本実施の形態においては、第５の実施の形態と同様の効果を得ることができる。さらに、通過帯域における共振ピーク位置が最適となるように電極指を配置することで、結果として広帯域化しつつ平坦性及び挿入損失が改善されたフィルタ特性を実現することができる。【００７５】
＜第７の実施の形態＞
図７は、本発明の第７の実施の形態に係る弾性表面波装置７００の電極構造を模式的に示す平面図である。図７に示すように、弾性表面波装置７００は、第２の実施の形態に係る弾性表面波装置２００の伝搬方向において隣り合うＩＤＴの間に、さらに、第２の反射器２２、２３、２４、および２５を配設し、それぞれを接地した構成の電極構造を有する。あるいは、第４の実施の形態に係る弾性表面波装置４００の第１の反射器２０と２１とに代えて、反射器９が設けられてなる構成の電極構造を有するものであるともいえる。後者は、反射器２０と反射器２１とを一体的に形成した反射器９を有する構成であるともいえる。【００７６】
係る構成を有する弾性表面波装置７００においては、第２の実施の形態に係る弾性表面波装置２００と同様に、第１の弾性表面波素子１４および第２の弾性表面波素子１５で励振された弾性表面波の位相を、一体的に形成された反射器９においてプラス側、マイナス側でそれぞれ打ち消し合うので、反射特性が良好になる。これにより、さらに通過帯域内の微小リップルの発生を抑制することができる。その結果、第４の実施の形態に係る弾性表面波装置４００よりも、通過帯域内の挿入損失をさらに改善した弾性表面波装置を提供することができる。【００７７】
＜弾性表面波装置の作製＞
上述の各実施の形態に係る弾性表面波装置に用いる圧電基板１としては、３６°±３°ＹカットＸ伝搬タンタル酸リチウム単結晶、４２°±３°ＹカットＸ伝搬タンタル酸リチウム単結晶、６４°±３°ＹカットＸ伝搬ニオブ酸リチウム単結晶、４１°±３°ＹカットＸ伝搬ニオブ酸リチウム単結晶、４５°±３°ＸカットＺ伝搬四ホウ酸リチウム単結晶などが、電気機械結合係数が大きく、かつ、周波数温度係数が小さいために好ましい。また、これらの焦電性圧電単結晶のうち、酸素欠陥やＦｅ等の固溶により焦電性を著しく減少させた圧電基板１であれば、デバイスの信頼性上良好である。圧電基板１の厚みは０．１〜０．５ｍｍ程度がよく、０．１ｍｍ未満では圧電基板１が脆くなり、０．５ｍｍ超では材料コストと部品寸法が大きくなり使用に適さない。【００７８】
また、ＩＤＴや反射器などの電極構造は、ＡｌもしくはＡｌ合金（Ａｌ−Ｃｕ系、Ａｌ−Ｔｉ系）で形成される。これらは、蒸着法、スパッタリング法、またはＣＶＤ法等の薄膜形成法により形成される。電極厚みは０．１〜０．５μｍ程度とすることが弾性表面波装置としての所期の特性を得る上で好適である。【００７９】
さらに、本発明に係る弾性表面波装置の電極構造部及び圧電基板１上の弾性表面波の伝搬部に、ＳｉＯ2，ＳｉＮx，Ｓｉ，Ａｌ2Ｏ3を保護膜として形成して、導電性異物による通電防止や耐電力向上を図ることもできる。【００８０】
なお、上述した各実施の形態に係る弾性表面波装置については、ＩＤＴの個数その他の構成に関し、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更することは可能である。【００８１】
＜通信装置への適用＞
また、上記各実施の形態に係る弾性表面波装置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る通信装置において、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ことができる。【００８２】
図２０は、バンドパスフィルタを有する高周波回路のブロック回路図である。該高周波回路は通信装置である携帯電話に組み込まれるものの一例である。該高周波回路においては、送信信号（高周波信号）はミキサ３１によって搬送波信号に重畳されてアンテナ送信信号とされ、該アンテナ送信信号は、バンドパスフィルタ３２によりその不要信号が減衰されたうえでパワーアンプ３３で増幅され、アイソレータ３４と弾性表面波分波器（デュプレクサ）３５を通って、アンテナ３６から放射される。また、アンテナ３６で受信されたアンテナ受信信号は、弾性表面波分波器３５を通りローノイズアンプ３７で増幅され、バンドパスフィルタ３８でその不要信号が減衰された後、アンプ３９で再増幅され、ミキサ４０で低周波信号に変換される。【００８３】
係る通信装置１００００を構成するにあたって、本発明の各実施の形態に係る弾性表面波装置を、送信用のバンドパスフィルタ３２や受信用のバンドパスフィルタ３８として適用することが可能である。本発明の弾性表面波装置を用いることで、挿入損失が改善されるので、消費電力が低減され感度が格段に良好な優れた通信装置を提供できる。
【実施例】
【００８４】
（実施例１）
本実施例においては、第２の実施の形態に係る弾性表面波素子２００を作製し、その特性を評価した。具体的には、３８．７°ＹカットのＸ方向伝搬とするＬｉＴａＯ3単結晶からなる圧電基板（より厳密に言えば、多数個取り用の母基板の状態である）１上に、Ａｌ（９９質量％）−Ｃｕ（１質量％）による微細電極パターンを形成した。各電極のパターン作製は、スパッタリング装置、縮小投影露光機（ステッパー）、及びＲＩＥ（Reactive Ion Etching）装置によりフォトリソグラフィを施すことにより行った。なお、狙いの通過帯域は１９３０ＭＨｚ〜１９９０ＭＨｚとした。【００８５】
まず、圧電基板１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乾燥を行った後、圧電基板１の上に、各電極となる金属層の成膜を行った。金属層の成膜にはスパッタリング装置を使用し、金属層の材料としてＡｌ（９９質量％）−Ｃｕ（１質量％）合金を用いた。このときの金属層の厚みは約０．１８μｍとした。【００８６】
次に、金属層上にフォトレジストを約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、所望パターンを表出させた。その後、ＲＩＥ装置により金属層のエッチングを行うことでパターニングを終了した。これにより弾性表面波装置に係る電極構造のパターンが得られた。【００８７】
この後、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）装置により、各電極のパターン及び圧電基板１の上に、保護層としてＳｉＯ2層を約０．０２μｍの厚みで形成した。【００８８】
引き続き、フォトリソグラフィによりパターニングを行い、ＲＩＥ装置等でフリップチップ用窓開け部のエッチングを行った。その後、そのフリップチップ用窓開け部に、スパッタリング装置を使用してＡｌを主体とするパッド電極用層を成膜した。このときのパッド電極用層の膜厚は約１．０μｍとした。さらに、フォトレジスト及び不要箇所のＡｌをリフトオフ法により同時に除去することにより、パッド電極を完成した。【００８９】
次に、バンプボンディング装置を使用して、上記パッド電極上に、弾性表面波装置２００を外部回路基板等にフリップチップするための導体バンプをＡｕにより形成した。導体バンプの直径は約８０μｍ、その高さは約３０μｍであった。【００９０】
次に、分割線に沿って圧電基板１にダイシング加工を施し、多数のチップに分割した。それぞれのチップが弾性表面波装置である。その後、フリップチップ実装装置にて、各チップを電極パッドの形成面を下面にしてパッケージ内に収容し接着し、さらにＮ2雰囲気中でベーキングを行うことで、弾性表面波装置をパッケージ化した。パッケージには、セラミック層を多層積層してなる２．５×２．０ｍｍ角の積層構造のものを用いた。【００９１】
得られた弾性表面波装置２００の特性評価は、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」）により、０ｄＢｍの信号を入力し、周波数１６４０〜２１４０ＭＨｚ、測定ポイントを８０１ポイントの条件にて行った。サンプル数は３０個とした。【００９２】
（比較例１−１）
一方、図８は、比較例１−１に係る弾性表面波装置８００の電極構造を模式的に示す平面図である。弾性表面波装置８００は、第２の実施の形態に係る弾性表面波素子２００と類似する構造を有している。すなわち、弾性表面波装置８００は、反射器８、９、および１０を備えると共に、第１の弾性表面波素子８１４においては、弾性表面波装置２００の第１の弾性波表面素子１４と同様に、３つのＩＤＴ２、８０３、および８０４を備え、第２の弾性表面波素子８１５においては、弾性表面波装置２００の第２の弾性波表面素子１５と同様に、３つのＩＤＴ８０５、８０６、および７を備える。ただし、弾性表面波装置２００とは異なり、第１の弾性表面波素子８１４および第２の弾性表面波素子８１５はそれぞれ、隣り合うＩＤＴ間で互いに隣接する電極指、及び隣り合うＩＤＴと反射器との間で互いに隣接する電極指についての極性が、中央のＩＤＴ電極８０３あるいは８０６を中心にして非対称であるように構成されている。換言すれば、第１の弾性表面波素子８１４および第２の弾性表面波素子８１５は、異なるＩＤＴまたは反射器が隣に位置する電極指の極性が、それぞれの中央のＩＤＴ８０３あるいは８０６を中心にして非対称となるように、構成されてなる。具体的には、第１の弾性表面波素子８１４では、電極指の極性は、図８の左側よりＧ、Ｇ、Ｓ、Ｓ、Ｇ、Ｇ、Ｓ、Ｇとなっており、第２の弾性表面波素子８１５では、図の左側より、Ｇ、Ｇ、Ｓ、Ｇ、Ｓ、Ｇ、Ｓ、Ｇとなっており、中央のＩＤＴ８０３，８０６を中心にして非対称な配置になっている。【００９３】
この比較例１−１に係る弾性表面波装置８００を実施例１と同様に作製し、その特性を評価した。【００９４】
図９は、実施例１および比較例１−１に係る弾性表面波装置の通過帯域（１９３０ＭＨｚ〜１９９０ＭＨｚ）近傍の周波数特性を示す図である。図９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している。実施例１に係る弾性表面波装置のフィルタ特性は非常に良好であった。具体的には、図９（ａ）に示すように、実施例１に係る弾性表面波装置の通過帯域内には微小リップルの発生は見られなかった。すなわち、挿入損失が向上した良好なフィルタ特性が得られていることが確認された。【００９５】
一方、図９（ｂ）に示すように、比較例１−１に係る弾性表面波装置の通過帯域内には微小リップルが発生がみられた。すなわち、比較例１−１に係る弾性表面波装置では、実施例１に比して挿入損失が劣化することが確認された。【００９６】
（比較例１−２）
比較例１−２においては、第２の実施の形態に係る弾性表面波装置２００と比較して、第１および第２の弾性表面波素子の中央のＩＤＴの不平衡入出力端子に接続された電極指の本数が異なる弾性表面波装置を、実施例１と同様に作製し、その特性を評価した。【００９７】
図１０は、実施例１および比較例１−２に係る弾性表面波装置の通過帯域（１９３０ＭＨｚ〜１９９０ＭＨｚ）近傍の位相平衡度を示す図である。図１０（ａ）に示すように、実施例１に係る弾性表面波装置の位相平衡度は、通過帯域内で安定してフラットであった。すなわち、実施例１に係る弾性表面波装置によれば、非常に良好な位相平衡度特性が得られることが確認された。一方、図１０（ｂ）に示すように、比較例１−２に係る弾性表面波装置の位相平衡度は、通過帯域内で安定しないことが確認された。すなわち、実施例１に係る弾性表面波装置では、通過帯域における位相平衡度が大きく改善されてなることが確認された。【００９８】
（実施例２）
第１の実施の形態に係る弾性表面波装置１００の構成をベースに、ＩＤＴが隣接した箇所における電極指の極性の組合せ、及び中央のＩＤＴの電極指本数について、種々に違えた１６種類の弾性表面波装置を実施例１と同様に作製し、それらの通過帯域内の微小リップルの発生の有無と位相平衡度特性をやはり実施例１と同様に調べた。その結果を弾性表面波装置の構造の特徴と併せて示したのが表１である。１６種類の弾性表面波装置それぞれの構造についての詳細を示したのが表２である。ここで、弾性表面波装置１００の極性は、表２の構造Ｎｏ．５に相当する。また、弾性表面波装置２００、３００、４００、５００、６００、および７００についても、極性の関係について言えば同様に、表２の構造Ｎｏ．５に相当する極性を有する。ちなみに、比較例１−１の弾性表面波装置の極性はＮｏ．４に相当し、比較例１−２の弾性表面波装置の極性は、Ｎｏ．７に相当するものである。【００９９】
【表１】
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【０１００】
【表２】
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【０１０１】
表１に示すように、Ｎｏ．５、６、９、および１０に係る弾性表面波装置において、微小リップル発生の抑制と位相平衡度の改善とがみられた。表２に示す構成を併せ考えると、第１と第２の弾性表面波素子をそれぞれ、隣り合うＩＤＴ間で互いに隣接する電極指、及び隣り合うＩＤＴと反射器との間で互いに隣接する電極指についての極性を、中央のＩＤＴ電極を中心にして対称性を有するように構成するとともに、第１と第２の弾性表面波素子を、中央のＩＤＴにおいて平衡入出力端子に接続されている電極指の本数を互いに同じであるように構成すれば、上述の効果が得られるものといえる。【０１０２】
（実施例３）
本実施例においては、第７の実施の形態に係る弾性表面波装置７００を実施例１と同様に作製し、その特性を評価した。【０１０３】
図１１は、通過帯域（１９３０ＭＨｚ〜１９９０ＭＨｚ）近傍の周波数特性を示す図である。図１１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している。実施例３に係る弾性表面波装置のフィルタ特性は非常に良好であった。具体的には、図１１に示すように、実施例３に係る弾性表面波装置の通過帯域内には微小リップルの発生は見られなかった。すなわち、挿入損失が向上した良好なフィルタ特性が得られていることが確認された。【０１０４】
図１２は、実施例３に係る弾性表面波装置の通過帯域（１９３０ＭＨｚ〜１９９０ＭＨｚ）近傍の平衡度を示す図である。図１２（ａ）に示すように、実施例３に係る弾性表面波装置の通過帯域における振幅平衡度は、通過帯域内でフラットな特性となり非常に良好であった。なお、図１２（ｂ）に示すように、位相平衡度についても比較的良好であった。【０１０５】
すなわち、各ＩＤＴの信号端子に接続された電極指の間に、接地された第２の反射器を設けて電極指を介在させることで、第１と第２の弾性表面波素子の間の弾性表面波の振幅の差を少なくすることができ、良好な振幅平衡度特性を実現できることが確認された。【０１０６】
（実施例４−１）
本実施例では、第５の実施の形態に係る弾性表面波装置５００を実施例１と同様に作製し、その特性を評価した。【０１０７】
（実施例４−２）
本実施例では、第６の実施の形態に係る弾性表面波装置６００を実施例１と同様に作製し、その特性を評価した。【０１０８】
（比較例２）
図１３は、比較例２に係る弾性表面波装置の第１および第２の弾性表面波素子における電極指ピッチの変化を示す線図である。比較例２では、係る弾性表面波装置を実施例１と同様に作製し、その特性を評価した。なお、図１３において、ＩＤＴ間の電極指ピッチが短くなっている箇所は、ＩＤＴが隣接している部分における電極指のギャップに相当する。また、比較例２に係る弾性表面波装置は、第２の反射器電極を有しておらず、実施例４−１および実施例４−２に係る弾性表面波装置と異なる電極指ピッチを有するが、他の部分については、第５の実施の形態に係る弾性表面波装置５００と同様の構造を有する。【０１０９】
図１４は、実施例４−１と比較例２の通過帯域近傍の周波数特性を示す図である。図１４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している。図１４からわかるように、実施例４−１に係る弾性表面波装置のフィルタ特性は非常に良好であった。具体的には、実施例４−１に係る弾性表面波装置については、通過帯域内に微小リップルの発生は見られなかった。また比較例２のフィルタ特性と比較して、挿入損失がより良好であることが確認された。さらに、通過帯域が広帯域化することも確認された。このように、実施例４−１に係る弾性表面波装置については、通過帯域において微小リップル発生が抑制されてなるとともに、挿入損失が大きく改善されてなることが確認された。【０１１０】
図１５は、実施例４−２と比較例２の通過帯域近傍の周波数特性を示す図である。図１５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している。図１５からわかるように、実施例４−２のフィルタ特性も非常に良好であった。すなわち、実施例４−２に係る弾性表面波装置についても、通過帯域内に微小リップルの発生は見られなかった。また比較例２のフィルタ特性と比較して、挿入損失がより良好であることも確認された。さらに、通過帯域が広帯域化することも確認された。このように、実施例４−２に係る弾性表面波装置についても、通過帯域において微小リップル発生が抑制されてなるとともに、挿入損失が大きく改善されてなることが確認された。
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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