(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電基板と、
前記圧電基板上に設けられ、弾性波を励振する複数の電極指と前記複数の電極指を接続するバスバーとを有する一対の櫛型電極が対向するＩＤＴと、
前記一対の櫛型電極の複数の電極指が交差する交差領域内の前記圧電基板上に、前記複数の電極指を覆うように設けられた誘電体膜と、
前記交差領域内の前記電極指の延伸方向の両端に相当するエッジ領域と前記交差領域内の前記エッジ領域に挟まれた中央領域との前記誘電体膜上に設けられ、前記誘電体膜より大きい密度を有し、前記エッジ領域の膜厚が前記中央領域の膜厚より大きく、界面を含まない単体の酸化ニオブ膜または酸化タンタル膜である付加膜と、
を備える弾性波共振器。
【請求項２】
圧電基板と、
前記圧電基板上に設けられ、弾性波を励振する複数の電極指と前記複数の電極指を接続するバスバーとを有する一対の櫛型電極が対向するＩＤＴと、
前記一対の櫛型電極の複数の電極指が交差する交差領域内の前記圧電基板上に、前記複数の電極指を覆うように設けられた誘電体膜と、
前記交差領域内の前記誘電体膜上に設けられ、前記誘電体膜より大きい密度を有し、前記交差領域の前記電極指の延伸方向の両端に相当するエッジ領域の膜厚が前記交差領域内の前記エッジ領域に挟まれた中央領域の膜厚より大きい付加膜と、
前記誘電体膜および前記付加膜は前記バスバー上に設けられ、前記バスバー上の前記付加膜の膜厚は前記エッジ領域の前記付加膜の膜厚以上である弾性波共振器。
【請求項３】
前記付加膜は界面を含まない単体の膜である請求項２記載の弾性波共振器。
【請求項４】
前記バスバー上において前記付加膜上に設けられた金属膜を具備する請求項２または３記載の弾性波共振器。
【請求項５】
前記誘電体膜の上面は平坦である請求項１から４のいずれか一項記載の弾性波共振器。
【請求項６】
前記圧電基板はニオブ酸リチウム基板であり、前記誘電体膜は酸化シリコン膜または不純物を含む酸化シリコン膜である請求項１から５のいずれか一項記載の弾性波共振器。
【請求項７】
前記付加膜は酸化ニオブ膜である請求項６記載の弾性波共振器。
【請求項８】
前記付加膜は酸化タンタル膜である請求項６記載の弾性波共振器。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか一項記載の弾性波共振器を含むフィルタ。
【請求項１０】
請求項９記載のフィルタを含むマルチプレクサ。
【請求項１１】
圧電基板上に弾性波を励振する複数の電極指と前記複数の電極指を接続するバスバーとを有する一対の櫛型電極が対向するＩＤＴを形成する工程と、
前記一対の櫛型電極の複数の電極指が交差する交差領域内の前記圧電基板上に、前記複数の電極指を覆うように誘電体膜を形成する工程と、
前記交差領域内の前記電極指の延伸方向の両端に相当するエッジ領域と前記交差領域内の前記エッジ領域に挟まれた中央領域との前記誘電体膜上に、前記誘電体膜より大きい密度を有し、前記エッジ領域の膜厚が前記交差領域内の前記中央領域の膜厚より大きく、界面を含まない単体の酸化ニオブ膜または酸化タンタル膜である付加膜を形成する工程と、
前記付加膜を略均一に薄くする工程と、
を含む弾性波共振器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾性波共振器、フィルタおよびマルチプレクサ並びに弾性波共振器の製造方法に関し、例えば圧電基板上に形成されたＩＤＴを有する弾性波共振器、フィルタおよびマルチプレクサ並びに弾性波共振器の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話を代表とする高周波通信用システムにおいて、通信に使用する周波数帯以外の不要な信号を除去するために、高周波フィルタ等が用いられている。高周波フィルタ等には、弾性表面波（ＳＡＷ：Surface acoustic wave）共振器等の弾性波共振器が用いられている。ＳＡＷ共振器においては、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）基板またはニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）基板等の圧電基板上に複数の電極指を有するＩＤＴ（Interdigital Transducer）が形成されている。
【０００３】
ＩＤＴを被覆する誘電体膜を設け、電極指が交差する交差領域の両端に相当するエッジ領域の誘電体膜を中央領域の誘電体膜より厚くすることが知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２０１３−５４４０４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１によれば、横モードスプリアスを抑制することができる。しかしながら、特許文献１の構造では周波数調整が容易でない。例えば誘電体膜上に周波数調整膜を形成すると、誘電体膜および／または電極指の段差で周波数調整膜が均一に形成されず、横モードスプリアスが生じてしまう。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、横モードスプリアスを抑制し、かつ周波数調整を容易とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、圧電基板と、前記圧電基板上に設けられ、弾性波を励振する複数の電極指と前記複数の電極指を接続するバスバーとを有する一対の櫛型電極が対向するＩＤＴと、前記一対の櫛型電極の複数の電極指が交差する交差領域内の前記圧電基板上に、前記複数の電極指を覆うように設けられた誘電体膜と、前記交差領域内の前記電極指の延伸方向の両端に相当するエッジ領域と前記交差領域内の前記エッジ領域に挟まれた中央領域との前記誘電体膜上に設けられ、前記誘電体膜より大きい密度を有し、前記エッジ領域の膜厚が前記中央領域の膜厚より大きく、界面を含まない単体の酸化ニオブ膜または酸化タンタル膜である付加膜と、を備える弾性波共振器である。
【０００８】
上記構成において、前記付加膜は界面を含まない単体の膜である構成とすることができる。
【０００９】
上記構成において、前記誘電体膜の上面は平坦である構成とすることができる。
【００１０】
本発明は、圧電基板と、前記圧電基板上に設けられ、弾性波を励振する複数の電極指と前記複数の電極指を接続するバスバーとを有する一対の櫛型電極が対向するＩＤＴと、前記一対の櫛型電極の複数の電極指が交差する交差領域内の前記圧電基板上に、前記複数の電極指を覆うように設けられた誘電体膜と、前記交差領域内の前記誘電体膜上に設けられ、前記誘電体膜より大きい密度を有し、前記交差領域の前記電極指の延伸方向の両端に相当するエッジ領域の膜厚が前記交差領域内の前記エッジ領域に挟まれた中央領域の膜厚より大きい付加膜と、前記誘電体膜および前記付加膜は前記バスバー上に設けられ、前記バスバー上の前記付加膜の膜厚は前記エッジ領域の前記付加膜の膜厚以上である弾性波共振器である。
【００１１】
上記構成において、前記バスバー上において前記付加膜上に設けられた金属膜を具備する構成とすることができる。
【００１２】
上記構成において、前記圧電基板はニオブ酸リチウム基板であり、前記誘電体膜は酸化シリコン膜または不純物を含む酸化シリコン膜である構成とすることができる。
【００１３】
上記構成において、前記付加膜は酸化ニオブ膜である構成とすることができる。
【００１４】
上記構成において、前記付加膜は酸化タンタル膜である構成とすることができる。
【００１５】
本発明は、上記弾性波共振器を含むフィルタである。
【００１６】
本発明は、上記フィルタを含むマルチプレクサである。
【００１７】
本発明は、圧電基板上に弾性波を励振する複数の電極指と前記複数の電極指を接続するバスバーとを有する一対の櫛型電極が対向するＩＤＴを形成する工程と、前記一対の櫛型電極の複数の電極指が交差する交差領域内の前記圧電基板上に、前記複数の電極指を覆うように誘電体膜を形成する工程と、前記交差領域内の前記電極指の延伸方向の両端に相当するエッジ領域と前記交差領域内の前記エッジ領域に挟まれた中央領域との前記誘電体膜上に、前記誘電体膜より大きい密度を有し、前記エッジ領域の膜厚が前記交差領域内の前記中央領域の膜厚より大きく、界面を含まない単体の酸化ニオブ膜または酸化タンタル膜である付加膜を形成する工程と、前記付加膜を略均一に薄くする工程と、を含む弾性波共振器の製造方法である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、横モードスプリアスを抑制し、かつ周波数調整を容易とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１（ａ）は、実施例に係る弾性波共振器の平面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図２】図２（ａ）は、図１（ａ）のＢ−Ｂ断面図、図２（ｂ）は音速を示す図である。
【図３】図３（ａ）から図３（ｃ）は、実施例１に係る弾性波共振器の製造方法を示す断面図（その１）である。
【図４】図４（ａ）および図４（ｂ）は、実施例１に係る弾性波共振器の製造方法を示す断面図（その２）である。
【図５】図５は、実施例１に係る弾性波共振器の製造方法を示す断面図（その３）である。
【図６】図６は、実施例１における周波数調整前後のアドミッタンス｜Ｙ｜およびコンダクタンスＲｅ（Ｙ）を示す図である。
【図７】図７（ａ）および図７（ｂ）は、比較例１に係る弾性波共振器における周波数調整前後の弾性波共振器の断面図である。
【図８】図８は、比較例２に係る弾性波共振器の断面図である。
【図９】図９は、アドミッタンスを測定したサンプルの平面図である。
【図１０】図１０（ａ）および図１０（ｂ）は、付加膜を成膜する前後のアドミッタンスを示す図である。
【図１１】図１１（ａ）および図１１（ｂ）は、実施例１の変形例１および２に係る弾性波共振器の断面図を示す図である。
【図１２】図１２（ａ）は、実施例２に係るフィルタの平面図、図１２（ｂ）は図１２（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図１３】図１３は、実施例２変形例１に係るデュプレクサの回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下図面を参照し、本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００２１】
図１（ａ）は、実施例に係る弾性波共振器の平面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ断面図である。図１（ａ）において、誘電体膜および付加膜は図示を省略している。図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、圧電基板１０上にＩＤＴ２１および反射器２２形成されている。ＩＤＴ２１および反射器２２は、圧電基板１０に形成された金属膜１２により形成される。ＩＤＴ２１は、対向する一対の櫛型電極２０を備える。櫛型電極２０は、複数の電極指１４と、複数の電極指１４が接続されたバスバー１８を備える。一対の櫛型電極２０は、電極指１４がほぼ互い違いとなるように、対向して設けられている。
【００２２】
一対の櫛型電極２０の電極指１４が交差する領域が交差領域１５である。交差領域１５において電極指１４が励振する弾性波は、主に電極指１４の配列方向に伝搬する。電極指１４の周期がほぼ弾性波の波長λとなる。一方の櫛型電極２０の電極指１４の先端と他方の櫛型電極２０のバスバー１８との間の領域がギャップ領域１７である。ダミー電極指が設けられている場合、ギャップ領域は電極指の先端とダミー電極指の先端の間の領域である。
【００２３】
圧電基板１０上に電極指１４を覆うように誘電体膜２４が設けられている。誘電体膜２４上に付加膜２６が設けられている。弾性波の伝搬方向をＸ方向、伝搬方向に直交する方向をＹ方向とする。Ｘ方向およびＹ方向は、圧電基板１０の結晶方位のＸ軸方向およびＹ軸方向とは必ずしも対応しない。圧電基板１０は、例えばタンタル酸リチウム基板またはニオブ酸リチウム基板である。金属膜１２は、例えばアルミニウム膜または銅膜である。誘電体膜２４は、例えば酸化シリコン膜。またはフッ素等を含む酸化シリコン膜である。付加膜２６は、例えば酸化タンタル膜または酸化ニオブ膜、酸化タングステン膜、酸化テルル膜または酸化チタン膜等の絶縁膜または金属膜である。
【００２４】
図２（ａ）は、図１（ａ）のＢ−Ｂ断面図、図２（ｂ）は音速を示す図である。図２（ａ）に示すように、交差領域１５のＹ方向（電極指１４の延伸方向）の両端をエッジ領域１６ｂ、エッジ領域１６ｂに挟まれた領域を中央領域１６ａとする。付加膜２６を交差領域１５およびギャップ領域１７上に設ける。エッジ領域１６ｂの付加膜２６の膜厚ｔ２を中央領域１６ａおよびギャップ領域１７の膜厚ｔ１より大きくする。図２（ｂ）に示すように、ギャップ領域１７の音速は交差領域１５の音速より速い。これにより、弾性波は交差領域１５内に閉じ込められる。さらに、エッジ領域１６ｂの付加膜２６が中央領域１６ａの付加膜２６より厚いため、エッジ領域１６ｂの音速が中央領域１６ａの音速より遅くなる。これにより、交差領域１５内の基本横モードの強度分布がＹ方向にフラットとなる。さらに、高次横モードの結合係数が小さくなる。これらにより、横モードスプリアスを抑制するピストンモードを実現することができる。
【００２５】
膜厚ｔ２とｔ１の差は付加膜２６の密度、ヤング率および音速等の材質により定める。例えば付加膜２６の材料が酸化タンタルの場合、膜厚差ｔ２−ｔ１は波長λ（電極指のピッチ）で規格化した膜厚で約０．８％以上であることが好ましい。
【００２６】
圧電基板１０をニオブ酸リチウム基板とする場合、例えば回転Ｙカットニオブ酸リチウム基板を用いる。回転Ｙカット角が１２７．８６°においてレイリー波の電気機械結合係数が最大となる。Ｃａｍｐｂｅｌｌ＆Ｊｏｎｅｓ法を用いシミュレーションすると、回転Ｙカット角が１２０°から１４０°の範囲ではレイリー波の電気機械結合係数はリーキー波の電気機械結合係数より大きくなる。よって、レイリー波が主モードとなり、リーキー波は不要波となる。レイリー波を主モードとする場合、回転Ｙカット角は１２０°以上かつ１４０°以下が好ましい。また、１２７．８６°に対し製造上のばらつきを考慮し、回転Ｙカット角は１２６°以上かつ１３０°以下が好ましい。
【００２７】
ニオブ酸リチウム基板では、回転Ｙカット角が０°においてリーキー波の電気機械結合係数が最大となる。回転Ｙカット角が−１０から１０°の範囲ではリーキー波の電気機械結合係数はレイリー波の電気機械結合係数より大きくなる。よって、リーキー波が主モードとなり、レイリー波は不要波となる。リーキー波を主モードとする場合、回転Ｙカット角は−１０°以上かつ１０°以下が好ましい。また、製造上のばらつきを考慮し、回転Ｙカット角は−３°以上かつ３°以下が好ましい。
【００２８】
誘電体膜２４としてＳｉＯ２膜またはＳｉＯＦ膜を用いる。ＳｉＯ２膜およびＳｉＯＦの周波数温度係数（ＴＣＦ：Temperature coefficient of Frequency）は、ニオブ酸リチウム基板およびタンタル酸リチウム基板のＴＣＦと逆符号である。このため、誘電体膜２４は弾性波共振器のＴＣＦを小さくする温度補償膜として機能する。誘電体膜２４は、弗素以外の元素を含む酸化シリコン膜でもよい。誘電体膜２４は、圧電基板１０のＴＣＦと逆符号のＴＣＦを有していることが好ましい。圧電基板１０のＴＣＦと同符号でも、圧電基板１０のＴＣＦよりも０に近ければ、温度補償の効果がある。
【００２９】
付加膜２６により、エッジ領域１６ｂと中央領域１６ａとの音速差を設けようとすると、付加膜２６の膜厚に対する音速の変化が大きいことが好ましい。また、後述するように付加膜２６を周波数調整膜として用いようとすると、付加膜２６の膜厚に対する共振周波数の変化が大きいことが好ましい。これらより、付加膜２６は密度の高い材料であることが好ましい。このため、付加膜２６には、誘電体膜２４より密度が大きい材料を用いる。
【００３０】
次に実施例１に係る弾性波共振器の製造方法を説明する。図３（ａ）から図５は、実施例１に係る弾性波共振器の製造方法を示す断面図である。図３（ａ）に示すように、圧電基板１０上に金属膜１２を形成する。金属膜１２により、ＩＤＴ２１および反射器２２が形成される。ＩＤＴ２１および反射器２２は、例えばスパッタリング法およびエッチング法、または、蒸着法およびリフトオフ法を用い形成する。図３（ｂ）に示すように、圧電基板１０上にＩＤＴ２１および反射器２２を覆うように誘電体膜２４を形成する。誘電体膜２４は、例えばＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法またはスパッタリング法を用い形成する。誘電体膜２４の上面を例えばエッチング法またはＣＭＰ（Chemical mechanical Polishing）法を用い平坦化する。図３（ｃ）に示すように、誘電体膜２４上に付加膜２６を形成する。付加膜２６は、例えばスパッタリング法およびエッチング法、または、蒸着法およびリフトオフ法を用い形成する。
【００３１】
図４（ａ）に示すように、付加膜２６上にマスク層５０を形成する。マスク層５０は例えばフォトレジストである。マクク層５０は、エッジ領域１６ｂに形成され、他の領域には形成されていない。マスク層５０をマスクに付加膜２６を矢印５２のようにエッチングする。これにより、中央領域１６ａおよびギャップ領域１７の付加膜２６の膜厚ｔ３はエッジ領域１６ｂの付加膜２６の膜厚ｔ４より小さくなる。図４（ｂ）のように、マスク層５０を除去する。その後、例えば弾性波共振器の共振周波数を測定する。または、付加膜２６の膜厚を測定する。
【００３２】
図５に示すように、例えば弾性波共振器の共振周波数を調整するため、付加膜２６の上面をエッチングする。これにより、中央領域１６ａおよびギャップ領域１７の付加膜２６の膜厚は膜厚ｔ１となり、エッジ領域１６ｂの付加膜２６の膜厚は膜厚ｔ２となる。付加膜２６の上面の全面を一様にエッチングする。これにより、付加膜２６が略均一に薄くなる。このため、膜厚差ｔ２−ｔ１は、ほぼ膜厚差ｔ４−ｔ３となる。図４（ａ）および図５のエッチングには、例えばドライエッチング法を用いる。ドライエッチングとしては、例えばＣＦ４、ＣＨＦ３、Ｃ３Ｆ８またはＳＦ６をエッチングガスとした反応性イオンエッチング法、または、ＡｒまたはＯ２ガスを用いたイオンミリング法を用いる。その後、弾性表面波共振器間を接続する配線等を形成する。
【００３３】
実施例１に係る弾性波共振器を作製し、アドミッタンス特性およびコンダクタンス特性を測定した。弾性波共振器の各材料および寸法は以下である。
圧電基板１０：１２８°回転Ｙカットニオブ酸リチウム基板
電極指１４のピッチλ：３．８４μｍ（動作周波数が９００ＭＨｚ程度に相当）
ＩＤＴ２１の対数：１００対
開口長：２０λ
エッジ領域幅：０．９５λ
金属膜１２の材料：銅
金属膜１２の膜厚：  ２７５ｎｍ
誘電体膜２４の材料：ＳｉＯ２
誘電体膜２４の膜厚：  １２００ｎｍ
付加膜２６の材料：酸化タンタル
【００３４】
周波数調整前（図４（ａ）の状態）における付加膜２６の膜厚は以下である。
膜厚ｔ３：１４ｎｍ
膜厚ｔ４：５５ｎｍ
周波数調整後（図５の状態）における付加膜２６の膜厚は以下である。
膜厚ｔ１：４ｎｍ
膜厚ｔ２：４５ｎｍ
図５において付加膜２６を１０ｎｍエッチングした。
【００３５】
図６は、実施例１における周波数調整前後のアドミッタンス｜Ｙ｜およびコンダクタンスＲｅ（Ｙ）を示す図である。図６において、周波数調整前および後をそれぞれ破線および実線で示している。共振周波数ｆｒと反共振周波数ｆａの間を通過帯域と示している。図６のアドミッタンス特性に示すように、付加膜２６を１０ｎｍエッチングすることで、共振周波数ｆｒおよび反共振周波数ｆａともに約３ＭＨｚ高周波側にシフトしている。また、コンダクタンス特性に示すように、通過帯域内の横モードスプリアス４０は、周波数調整の前後でほとんど変わらず、非常に小さい。このように、実施例１では、横モードスプリアスを抑制した状態で、周波数調整を行なうことができる。
【００３６】
このように、実施例１によれば、誘電体膜２４より密度の大きい付加膜２６が交差領域１５内の誘電体膜２４上に設けられている。付加膜２６のエッジ領域１６ｂの膜厚は中央領域１６ａの膜厚より大きい。
【００３７】
比較のため、比較例について検討する。図７（ａ）および図７（ｂ）は、比較例１に係る弾性波共振器における周波数調整前後の弾性波共振器の弾性波の伝搬方向の断面図である。図７（ａ）および図７（ｂ）に示すように、比較例２の弾性波共振器においては誘電体膜２４が設けられていない。図７（ａ）に示すように、付加膜２６の上面は、電極指１４に対応した凹凸が形成される。図７（ｂ）に示すように、この状態で付加膜２６をエッチングし周波数調整すると、付加膜２６の上面は不均一にエッチングされる。これにより、付加膜２６のエッチング前後で、付加膜２６のエッチング量が不均一になる。よって、横モードスプリアスの生成度合いが変わってしまう。
【００３８】
これに対し、実施例１によれば、誘電体膜２４より密度の大きい付加膜２６が交差領域１５内の誘電体膜２４上に設けられている。これにより、比較例１のように付加膜２６が電極指１４上に直接形成されている場合に比べ、図５において付加膜２６を均一にエッチングできる。これにより、横モードスプリアスを抑制した状態で、周波数調整を行なうことができる。
【００３９】
付加膜２６のエッチングをより均一に行なうためには、誘電体膜２４の上面は平坦であることが好ましい。例えば、誘電体膜２４の上面は、圧電基板１０上の電極指１４の凹凸より平坦であることが好ましい。
【００４０】
図８は、比較例２に係る弾性波共振器の断面図である。図８に示すように、付加膜２６上に周波数調整膜３０が設けられている。その他の構成は実施例１と同じであり説明を省略する。図８のように、周波数調整のために、付加膜２６上に周波数調整膜３０を成膜することも考えられる。しかし、この場合、領域Ａのように、エッジ領域１６ｂの両側にも膜厚が厚い領域が形成されてしまう。このため、周波数調整膜の成膜前後で、横モードスプリアスの生成度合いが変わってしまう。
【００４１】
比較例２では、付加膜２６と周波数調整膜３０との界面が形成される。また、付加膜２６を複数回に分けて形成すると、付加膜２６は界面を含む。この場合、図５におけるエッチングにおいて、付加膜２６が不均一にエッチングされる。このため、横モードスプリアスの生成度合いが変わってしまう。実施例１では、付加膜２６は界面を含まない単体の膜である。これにより、付加膜２６が界面を有する場合に比べ、周波数調整による横モードスプリアスの発生を抑制できる。また、付加膜２６内に界面が存在しないため、音響的な損失を抑制できる。さらに、付加膜２６内での剥がれを抑制できる。
【００４２】
圧電基板１０としてニオブ酸リチウム基板を用いた場合、誘電体膜２４は酸化シリコン膜または温度補償効果を高めるための不純物を含む酸化シリコン膜とする。これにより、誘電体膜２４を温度補償膜として用いることができる。
【００４３】
次に、付加膜２６の材料が酸化タンタルまたは酸化ニオブとし、付加膜２６の成膜前後におけるアドミッタンスの変化を測定した。図９は、アドミッタンスを測定したサンプルの平面図である。図９に示すように、ＩＤＴ２１の櫛型電極２０はダミー電極指１４ａを有している。一方の櫛型電極２０の電極指１４と他方のダミー電極指１４ａはＹ方向に対向している。電極指１４とダミー電極指１４ａとの間がギャップ領域１７である。ギャップ領域１７のＹ方向の位置はＸ方向の位置に対し変調されている。このようなアポタイズ型の弾性波共振器は横モードスプリアスが抑制されている。
【００４４】
作製したサンプルの条件は以下である。
圧電基板１０：１２８°回転Ｙカットニオブ酸リチウム基板
電極指１４のピッチλ：３．８４μｍ
ＩＤＴ２１の対数：５５対
開口長：３５λ
酸化タンタルの膜厚：１１．４ｎｍ
酸化ニオブの膜厚：２７．９ｎｍ
実施例１のようなエッジ領域は設けていない。
【００４５】
図１０（ａ）および図１０（ｂ）は、付加膜を成膜する前後のアドミッタンスを示す図である。図１０（ａ）および図１０（ｂ）は、それぞれ付加膜として酸化タンタルおよび酸化ニオブを用いている。図１０（ａ）および図１０（ｂ）とも共振周波数ｆｒおよび反共振周波数ｆａとも約１０ＭＨｚ低周波側にシフトしている。
【００４６】
表１は、付加膜２６として酸化タンタルおよび酸化ニオブを用いたときの周波数感度を示す表である。周波数感度は、付加膜２６の膜厚が１ｎｍあたり変化する周波数で表した。共振周波数ｆｒの周波数感度Δｆｒ、反共振周波数ｆａの周波数感度Δｆａ、および（ｆｒ−ｆａ）／２の周波数感度Δｆｒ-ｆａ／２とも酸化ニオブは酸化タンタルの約１／２である。
【表１】
0006415469.tif 000002
【００４７】
付加膜２６に酸化タンタルを用いた場合、表１より１ＭＨｚの周波数調整を行なう場合の付加膜２６の膜厚の変化量は周波数感度の逆数となり、約３．０ｎｍである。付加膜２６に酸化ニオブを用いた場合、表１より１ＭＨｚの周波数調整を行なう場合の付加膜２６の膜厚の変化量は、約６．６ｎｍである。さらに、動作周波数が２倍となった場合、この膜厚の変化量も２倍となる。酸化タンタルでは、小さい膜厚で周波数が急激に変化し、周波数調整が難しくなる。酸化ニオブでは、周波数感度が小さいため、動作周波数が高くなっても周波数調整が容易である。このように、付加膜２６の材料は動作周波数および周波数調整範囲等を考慮して設定する。
【００４８】
例えば、圧電基板１０としてニオブ酸リチウム基板を用い、誘電体膜２４として酸化シリコン膜または不純物を含む酸化シリコン膜を用いたとき、付加膜２６として酸化タンタルまたは酸化ニオブを用いることが好ましい。酸化タンタルとしてはＴａ２Ｏ５または酸素の組成比が化学量論的組成からずれた酸化タンタルを用いることができる。酸化ニオブとしてはＮｂ２Ｏ５または酸素の組成比が化学量論的組成からずれた酸化ニオブを用いることができる。
【００４９】
図１１（ａ）および図１１（ｂ）は、実施例１の変形例１および２に係る弾性波共振器の断面図を示す図である。図１１（ａ）に示すように、バスバー１８の誘電体膜２４上に付加膜２６が設けられている。バスバー１８上に付加膜２６が形成されることにより、バスバー１８が形成されたバスバー領域における音速が遅くなる。これにより、バスバー領域に高次横モードの不要波のエネルギーが集中する。ギャップ領域１７への高次横モードの不要波の閉じ込めを弱めるため、横モードスプリアスを抑制できる。バスバー１８における付加膜２６の膜厚は、バスバー領域の音速を遅くするため、エッジ領域１６ｂにおける付加膜２６の膜厚以上が好ましい。バスバー１８上の付加膜２６は、Ｙ方向においてバスバー１８全体に設けてもよいが、バスバー１８上の一部（例えばギャップ領域１７側の一部）に設けてもよい。
【００５０】
図１１（ｂ）に示すように、バスバー１８上の付加膜２６上に金属膜２８が設けられている。金属膜２８は、例えば弾性波共振器同士を接続する配線の一部である。これにより、バスバー１８上の音速をより遅くし、横モードスプリアスをより抑制できる。
【００５１】
圧電基板１０として回転ＹカットＸ伝搬ニオブ酸リチウム基板、誘電体膜２４として酸化シリコン（ＳｉＯ２）膜を用いる場合について、不要波であるリーキー波の電気機械結合係数が小さくなり、リーキー波に起因したスプリアスが抑制できる条件を検討した。カット角を１２１°から１３３°（オイラー角で０°、３１°から４３°、０°）とし、金属膜１２の膜厚を０．０６λから０．０８λとしたとき、誘電体膜２４の膜厚を０．２９λから０．３５λとすると、ＴＣＦが実質的に０となることがわかった。ここでＴＣＦが実質的に０とは例えば±５ｐｐｍ／℃である。カット角を１２４°から１２６°（オイラー角で０°、３４°から３６°、０°）にすることで、リーキー波の電気機械結合係数を０．００６％以下とすることができることがわかった。これにより、リーキー波に起因したスプリアスを抑制できる。
【００５２】
ＬＴＥ規格（Ｅ−ＵＴＲＡ Operating Band）に対応するＬＴＥバンド１３（送信帯域：７４６ＭＨｚから７５６ＭＨｚ、受信帯域：７７７ＭＨｚから７８７ＭＨｚ）の送信フィルタおよび受信にフィルタに用いる例を説明する。
【００５３】
圧電基板１０を１２５°ＹカットＸ伝搬ニオブ酸リチウム基板とする。金属膜１２を圧電基板１０側から、膜厚が７８ｎｍのチタン膜、膜厚が２１５ｎｍ（０．０４７λ）の銅膜および膜厚が１０ｎｍのクロム膜とする。電極指１４のピッチλを４．５３μｍとする。誘電体膜２４を膜厚が１４４８ｎｍ（０．３２λ：電極指１４上の膜厚）のＳｉＯ２膜とする。電極指１４のデュティ比を０．５とする。
【００５４】
他の例として、圧電基板１０を１２８°ＹカットＸ伝搬ニオブ酸リチウム基板とする。金属膜１２を圧電基板１０側から、膜厚が７８ｎｍのチタン膜、膜厚が４９５ｎｍ（０．１１λ）の銅膜および膜厚が１０ｎｍのクロム膜とする。電極指１４のピッチλを４．５３μｍとする。誘電体膜２４を膜厚が１５１０ｎｍ（０．３３λ：電極指１４上の膜厚）のＳｉＯ２膜とする。電極指１４のデュティ比を０．５とする。
【実施例２】
【００５５】
実施例２は、実施例１およびその変形例に係る弾性波共振器をフィルタに用いる例である。図１２（ａ）は、実施例２に係るフィルタの平面図、図１２（ｂ）は図１２（ａ）のＡ−Ａ断面図である。図１２（ａ）は、付加膜２６および誘電体膜２４を透視した平面図である。図１２（ａ）および図１２（ｂ）に示すように、圧電基板１０上に直列共振器Ｓ１からＳ３、並列共振器Ｐ１およびＰ２が形成されている。圧電基板１０上に配線３１、パッド３２が設けられている。パッド３２上にバンプ３４が設けられている。配線３１およびパッド３２は銅層、金層またはアルミニウム層等の金属層である。バンプ３４は金バンプ、銅バンプまたは半田バンプ等である。配線３１は弾性波共振器同士を電気的に接続する。パッド３２は弾性波共振器とバンプ３４とを電気的に接続する。バンプ３４は、入力端子Ｔ１、出力端子Ｔ２およびグランド端子Ｔｇとして機能する。
【００５６】
入力端子Ｔ１と出力端子Ｔ２との間に１または複数の直列共振器Ｓ１からＳ３が配線３１を介し直列に接続されている。入力端子Ｔ１と出力端子Ｔ２との間に１または複数の並列共振器Ｐ１およびＰ２が配線３１を介し並列に接続されている。各弾性波共振器のＩＤＴ２１および反射器２２は誘電体膜２４に覆われている。誘電体膜２４上には付加膜２６が設けられている。付加膜２６の断面形状は、実施例１およびその変形例と同じである。誘電体膜２４は、分割されず連続した１つの膜として複数の弾性波共振器を覆っている。付加膜２６は、分割されず連続した１つの膜として複数の弾性波共振器を覆っている。誘電体膜２４および付加膜２６の少なくとも一方は弾性波共振器ごとに分割された膜でもよい。
【００５７】
１または複数の直列共振器Ｓ１からＳ３および１または複数の並列共振器Ｐ１およびＰ２の少なくとも１つの共振器に実施例１およびその変形例の弾性波共振器を用いることができる。実施例１およびその変形例の弾性波共振器を含むフィルタは、ラダー型フィルタ以外に多重モードフィルタとすることもできる。
【００５８】
図１３は、実施例２変形例１に係るデュプレクサの回路図である。図１３に示すように、共通端子Ａｎｔと送信端子Ｔｘとの間に送信フィルタ４４が接続されている。共通端子Ａｎｔと受信端子Ｒｘとの間に受信フィルタ４６が接続されている。送信フィルタ４４は、送信端子Ｔｘから入力された信号のうち送信帯域の信号を送信信号として共通端子Ａｎｔに通過させ、他の周波数の信号を抑圧する。受信フィルタ４６は、共通端子Ａｎｔから入力された信号のうち受信帯域の信号を受信信号として受信端子Ｒｘに通過させ、他の周波数の信号を抑圧する。送信フィルタ４４および受信フィルタ４６の少なくとも一方を実施例２のフィルタとすることができる。デュプレクサを例に説明したがトライプレクサまたはクワッドプレクサのようなマルチプレクサでもよい。
【００５９】
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００６０】
１０      圧電基板
１２      金属膜
１４      電極指
１５      交差領域
１６ａ    中央領域
１６ｂ    エッジ領域
１７      ギャップ領域
１８      バスバー
２０      櫛型電極
２１      ＩＤＴ
２２      反射器
２４      誘電体膜
２６      付加膜
４４      送信フィルタ
４６      受信フィルタ
【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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