(57)【要約】【課題】製造の容易さを有し、かつ通過周波数帯域での損失が小さい縦波型漏洩弾性表面波（ＬＬＳＡＷ）装置を提供する。【解決手段】ＬＬＳＡＷ装置のＩＤトランスデューサ１４は、圧電基板１の上面に形成された複数の電極指３とそれらを連結するバスバー２とからなる一対の櫛形電極６Ａ、６Ｂで構成され、電極指３が交互に間挿された櫛形電極６Ａ、６Ｂの間に高周波信号が加えられている。電極指３の上面および互いに隣接する電極指３、３の間に位置する圧電基板１の上面には、誘電体膜５が形成されている。【選択図】図１
2012105252.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電性を有する基板の一面上に、複数の電極指を有する櫛形電極からなるＩＤトランスデューサが形成され、前記ＩＤトランスデューサが縦波型漏洩弾性表面波を共振する弾性表面波装置において、
前記複数の電極指のそれぞれの上面、および互いに隣接する前記電極指の間の前記基板の一面上に誘電体膜が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】
前記基板は、ニオブ酸リチウムまたはタンタル酸リチウムの単結晶からなり、前記一面は、前記単結晶のＹ軸からＺ軸方向にθ度回転させた方向を法線とする平面であ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ＩＤトランスデューサは、アルミニウムを主成分とする金属からな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４】
前記誘電体膜は、酸化珪素からな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５】
前記基板は、ニオブ酸リチウムまたはタンタル酸リチウムの単結晶からなり、前記一面は、前記単結晶のＸ軸を法線とする平面であ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６】
前記ＩＤトランスデューサは、密度が１０２８０ｋｇ／ｍ３以下の金属からな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７】
前記誘電体膜の膜厚は、前記電極指の膜厚よりも小さい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８】
前記縦波型漏洩弾性表面波の伝搬速度が５０００ｍ／ｓ以上であることを特徴とする請求項１記載の弾性表面波装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾性表面波装置に関し、特に、圧電性物質からなる基板の一平面上に櫛形電極を有するＩＤトランスデューサ（Inter-Digital Transducer）を形成した縦波型漏洩弾性表面波装置に適用して有効な技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
弾性表面波装置は、高周波の共振器、フィルタ等の固体回路素子として通信機器等に使用されている。特に、広義の弾性表面波の一種である縦波型漏洩弾性表面波(以下、ＬＬＳＡＷと略す)は、縦波を主成分としているため、従来のレイリー波型弾性表面波やＳＨ波型弾性表面波よりも伝搬速度が大きく、ＬＬＳＡＷを用いた弾性表面波装置（以下、ＬＬＳＡＷ装置という）は、動作周波数が高いという特徴を有している。
【０００３】
特許文献１、２には、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）単結晶のＹ軸からＺ軸方向にθ度回転させた方向を法線とする平面を有し、弾性波の伝搬方向をＸ軸と直交する方向とする圧電基板（以下、θＹＺ−ＬＮ単結晶圧電基板と略す）上に櫛形電極からなるＩＤトランスデューサを形成したＬＬＳＡＷデバイスにおいて、カット角θと伝搬損失との関係が開示されている。
【０００４】
特許文献３には、ニオブ酸リチウム単結晶のＹ軸からＺ軸方向にθ度回転させた方向を法線とする平面を有し、弾性波の伝搬方向をＸ軸方向とする圧電基板（以下、θＹＸ−ＬＮ単結晶圧電基板と略す）上に櫛形電極と酸化珪素膜とを形成した弾性表面波共振器において、温度係数とカット角θと酸化珪素膜の膜厚との関係が開示されている。
【０００５】
特許文献４には、θＹＸ−ＬＮ単結晶圧電基板上に櫛形電極および反射器とそれらを覆う酸化珪素膜とを形成した弾性表面波装置において、櫛形電極および反射器の膜厚と酸化珪素膜の膜厚と弾性表面波の波長との関係が開示されている。
【０００６】
上記特許文献３、４において、櫛形電極を覆う酸化珪素膜は、温度補償膜として使用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−８４２４５号公報
【特許文献２】特開平１０−１２６２０８号公報
【特許文献３】国際特許公開ＷＯ  ９８／０５２２７９号パンフレット
【特許文献４】特開２０１０−１１４４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
一般に、高周波フィルタや高周波共振器には、製造の容易さと高い品質係数（Ｑ）値とが要求される。特に、携帯電話に代表される通信機器用受信フィルタ用途では数千以上のＱ値が求められているが、上記特許文献１、２に開示された弾性表面波共振器には以下のような問題点がある。
【０００９】
特許文献１、２には、ＬＬＳＡＷ共振器において、共振周波数と反共振周波数のインピーダンスの山谷比を最大にするカット角θおよび櫛形電極の膜厚が開示されている。しかし、フィルタに代表される周波数を選択する装置を作る場合は、選択される周波数帯域（以下、通過周波数帯域と略す）での損失を小さくする必要がある。そのため、共振周波数でのＱ値（以下、共振Ｑ値と略す）が最も重要となり、２番目に反共振周波数でのＱ値（以下、反共振Ｑ値と略す）が重要となるが、特許文献１、２に記載のＬＬＳＡＷ共振器の場合は、共振Ｑ値が最適となるカット角θと膜厚では、反共振Ｑ値が小さくなるという問題がある。
【００１０】
また、特許文献３、４に記載された弾性波は、上記特許文献１、２のＬＬＳＡＷや、後述する本発明のＩＤトランスデューサで励振されて共振するＬＬＳＡＷとは異なり、レイリー波型弾性表面波やＳＨ波型弾性表面波である。そのため、弾性波の伝搬速度（以下、音速と略す）は、４２００ｍ／ｓ以下と小さく、高周波で動作する弾性表面波装置を製造するためには、ＩＤトランスデューサを微細化する必要がある。例えば３．５ＧＨｚ帯で動作させる場合は、ＩＤトランスデューサの電極指の幅とスペースが０．３０μｍ（＝４２００ｍ／ｓ÷３．５ＧＨｚ÷４）以下になり、高価な微細加工装置が必要になるという問題点がある。
【００１１】
本発明の目的は、製造の容易さを有し、かつ通過周波数帯域での損失が小さいＬＬＳＡＷ装置を提供することにある。換言すると、音速５０００ｍ／ｓ以上であり、かつ共振Ｑ値および反共振Ｑ値が共に優れたＬＬＳＡＷ装置を提供することにある。
【００１２】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【００１４】
本発明の好ましい一態様は、圧電性を有する基板の一面上に、複数の電極指を有する櫛形電極からなるＩＤトランスデューサが形成され、前記ＩＤトランスデューサがＬＬＳＡＷを共振するＬＬＳＡＷ装置において、前記複数の電極指のそれぞれの上面、および互いに隣接する前記電極指の間の前記基板の一面上に誘電体膜が形成されているものである。
【発明の効果】
【００１５】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下の通りである。
【００１６】
ＬＬＳＡＷ装置のＩＤトランスデューサを構成する複数の電極指のそれぞれの上面、および互いに隣接する前記電極指の間の前記基板の一面上に誘電体膜を形成することにより、通過周波数帯域での損失が小さいＬＬＳＡＷ装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態１であるＬＬＳＡＷ装置を模式的に示す平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】従来のＬＬＳＡＷ装置を模式的に示す平面図である。
【図４】図３のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】本発明の実施の形態１であるＬＬＳＡＷ装置のＩＤトランスデューサを構成する電極指の膜厚ｈｍ、誘電体膜の膜厚ｈｄ１、電極指の幅Ｌ、スペースＳ、電極指周期λｏのそれぞれの定義を説明する図である。
【図６】従来のＬＬＳＡＷ共振器（カット角θ＝１７１度）におけるＱ値の膜厚ｈｍ依存性を示した図である。
【図７】本発明の実施の形態１であるＬＬＳＡＷ装置（カット角θ＝１７１度、誘電体膜の膜厚ｈｄ１＝０．０１λｏ）におけるＱ値の膜厚ｈｍ依存性を示した図である。
【図８】本発明の実施の形態１であるＬＬＳＡＷ装置（カット角θ＝１７１度、誘電体膜の膜厚ｈｄ１＝０．０３λｏ）におけるＱ値の膜厚ｈｍ依存性を示した図である。
【図９】本発明の実施の形態１であるＬＬＳＡＷ装置（カット角θ＝１７１度、誘電体膜の膜厚ｈｄ１＝０．０５λｏ）におけるＱ値の膜厚ｈｍ依存性を示した図である。
【図１０】図７〜図９に示した本実施の形態１のＬＬＳＡＷ共振器における共振周波数の音速を示した図である。
【図１１】本発明の実施の形態１であるＬＬＳＡＷ装置の別例を示す一部拡大断面図である。
【図１２】本発明の実施の形態２であるＬＬＳＡＷ装置を模式的に示す平面図である。
【図１３】図１２のＡ−Ａ線断面図である。
【図１４】本発明の実施の形態２であるＬＬＳＡＷ装置のＩＤトランスデューサを構成する電極指の膜厚ｈｍ、誘電体膜の膜厚ｈｄ２、電極指の幅Ｌ、スペースＳ、電極指周期λｏのそれぞれの定義を説明する図である。
【図１５】本発明の実施の形態２であるＬＬＳＡＷ装置（誘電体膜の膜厚ｈｄ２＝０．００λｏ）におけるＱ値の膜厚ｈｍ依存性を示した図である。
【図１６】本発明の実施の形態２であるＬＬＳＡＷ装置（誘電体膜の膜厚ｈｄ２＝０．０１λｏ）におけるＱ値の膜厚ｈｍ依存性を示した図である。
【図１７】本発明の実施の形態２であるＬＬＳＡＷ装置（誘電体膜の膜厚ｈｄ２＝０．０２λｏ）におけるＱ値の膜厚ｈｍ依存性を示した図である。
【図１８】本発明の実施の形態２であるＬＬＳＡＷ装置（誘電体膜の膜厚ｈｄ２＝０．０３λｏ）におけるＱ値の膜厚ｈｍ依存性を示した図である。
【図１９】本発明の実施の形態２であるＬＬＳＡＷ装置（誘電体膜の膜厚ｈｄ２＝０．０４λｏ）におけるＱ値の膜厚ｈｍ依存性を示した図である。
【図２０】本発明の実施の形態２であるＬＬＳＡＷ装置（誘電体膜の膜厚ｈｄ２＝０．０５λｏ）におけるＱ値の膜厚ｈｍ依存性を示した図である。
【図２１】本発明の実施の形態２であるＬＬＳＡＷ装置（誘電体膜の膜厚ｈｄ２＝０．０６λｏ）におけるＱ値の膜厚ｈｍ依存性を示した図である。
【図２２】本発明の実施の形態２であるＬＬＳＡＷ装置（誘電体膜の膜厚ｈｄ２＝０．０７λｏ）におけるＱ値の膜厚ｈｍ依存性を示した図である。
【図２３】本発明の実施の形態２であるＬＬＳＡＷ装置（誘電体膜の膜厚ｈｄ２＝０．０８λｏ）におけるＱ値の膜厚ｈｍ依存性を示した図である。
【図２４】本発明の実施の形態２であるＬＬＳＡＷ装置（誘電体膜の膜厚ｈｄ２＝０．０９λｏ）におけるＱ値の膜厚ｈｍ依存性を示した図である。
【図２５】本発明の実施の形態２であるＬＬＳＡＷ装置（誘電体膜の膜厚ｈｄ２＝０．１０λｏ）におけるＱ値の膜厚ｈｍ依存性を示した図である。
【図２６】図１５〜図２５に示したＬＬＳＡＷ共振器における共振周波数の音速を示した図である。
【図２７】（ａ）は、本発明の実施の形態２であるＬＬＳＡＷ装置（カット角θ＝１６０度、誘電体膜の膜厚ｈｄ２＝０．０２λｏ）におけるＱ値の膜厚ｈｍ依存性を示した図、（ｂ）は、従来のＬＬＳＡＷ装置（カット角θ＝１６０度）におけるＱ値の膜厚ｈｍ依存性を示した図である。
【図２８】（ａ）は、本発明の実施の形態２であるＬＬＳＡＷ装置（カット角θ＝１６１度、誘電体膜の膜厚ｈｄ２＝０．０２λｏ）におけるＱ値の膜厚ｈｍ依存性を示した図、（ｂ）は、従来のＬＬＳＡＷ装置（カット角θ＝１６１度）におけるＱ値の膜厚ｈｍ依存性を示した図である。
【図２９】（ａ）は、本発明の実施の形態２であるＬＬＳＡＷ装置（カット角θ＝１６２度、誘電体膜の膜厚ｈｄ２＝０．０２λｏ）におけるＱ値の膜厚ｈｍ依存性を示した図、（ｂ）は、従来のＬＬＳＡＷ装置（カット角θ＝１６２度）におけるＱ値の膜厚ｈｍ依存性を示した図である。
【図３０】（ａ）は、本発明の実施の形態２であるＬＬＳＡＷ装置（カット角θ＝１６３度、誘電体膜の膜厚ｈｄ２＝０．０２λｏ）におけるＱ値の膜厚ｈｍ依存性を示した図、（ｂ）は、従来のＬＬＳＡＷ装置（カット角θ＝１６３度）におけるＱ値の膜厚ｈｍ依存性を示した図である。
【図３１】（ａ）は、本発明の実施の形態２であるＬＬＳＡＷ装置（カット角θ＝１６４度、誘電体膜の膜厚ｈｄ２＝０．０２λｏ）におけるＱ値の膜厚ｈｍ依存性を示した図、（ｂ）は、従来のＬＬＳＡＷ装置（カット角θ＝１６４度）におけるＱ値の膜厚ｈｍ依存性を示した図である。
【図３２】（ａ）は、本発明の実施の形態２であるＬＬＳＡＷ装置（カット角θ＝１６５度、誘電体膜の膜厚ｈｄ２＝０．０２λｏ）におけるＱ値の膜厚ｈｍ依存性を示した図、（ｂ）は、従来のＬＬＳＡＷ装置（カット角θ＝１６５度）におけるＱ値の膜厚ｈｍ依存性を示した図である。
【図３３】（ａ）は、本発明の実施の形態２であるＬＬＳＡＷ装置（カット角θ＝１６６度、誘電体膜の膜厚ｈｄ２＝０．０２λｏ）におけるＱ値の膜厚ｈｍ依存性を示した図、（ｂ）は、従来のＬＬＳＡＷ装置（カット角θ＝１６６度）におけるＱ値の膜厚ｈｍ依存性を示した図である。
【図３４】（ａ）は、本発明の実施の形態２であるＬＬＳＡＷ装置（カット角θ＝１６７度、誘電体膜の膜厚ｈｄ２＝０．０２λｏ）におけるＱ値の膜厚ｈｍ依存性を示した図、（ｂ）は、従来のＬＬＳＡＷ装置（カット角θ＝１６７度）におけるＱ値の膜厚ｈｍ依存性を示した図である。
【図３５】（ａ）は、本発明の実施の形態２であるＬＬＳＡＷ装置（カット角θ＝１６８度、誘電体膜の膜厚ｈｄ２＝０．０２λｏ）におけるＱ値の膜厚ｈｍ依存性を示した図、（ｂ）は、従来のＬＬＳＡＷ装置（カット角θ＝１６８度）におけるＱ値の膜厚ｈｍ依存性を示した図である。
【図３６】（ａ）は、本発明の実施の形態２であるＬＬＳＡＷ装置（カット角θ＝１６９度、誘電体膜の膜厚ｈｄ２＝０．０２λｏ）におけるＱ値の膜厚ｈｍ依存性を示した図、（ｂ）は、従来のＬＬＳＡＷ装置（カット角θ＝１６９度）におけるＱ値の膜厚ｈｍ依存性を示した図である。
【図３７】（ａ）は、本発明の実施の形態２であるＬＬＳＡＷ装置（カット角θ＝１７０度、誘電体膜の膜厚ｈｄ２＝０．０２λｏ）におけるＱ値の膜厚ｈｍ依存性を示した図、（ｂ）は、従来のＬＬＳＡＷ装置（カット角θ＝１７０度）におけるＱ値の膜厚ｈｍ依存性を示した図である。
【図３８】（ａ）は、本発明の実施の形態２であるＬＬＳＡＷ装置（カット角θ＝１７１度、誘電体膜の膜厚ｈｄ２＝０．０２λｏ）におけるＱ値の膜厚ｈｍ依存性を示した図、（ｂ）は、従来のＬＬＳＡＷ装置（カット角θ＝１７１度）におけるＱ値の膜厚ｈｍ依存性を示した図である。
【図３９】（ａ）は、本発明の実施の形態２であるＬＬＳＡＷ装置（カット角θ＝１７２度、誘電体膜の膜厚ｈｄ２＝０．０２λｏ）におけるＱ値の膜厚ｈｍ依存性を示した図、（ｂ）は、従来のＬＬＳＡＷ装置（カット角θ＝１７２度）におけるＱ値の膜厚ｈｍ依存性を示した図である。
【図４０】（ａ）は、本発明の実施の形態２であるＬＬＳＡＷ装置（カット角θ＝１７３度、誘電体膜の膜厚ｈｄ２＝０．０２λｏ）におけるＱ値の膜厚ｈｍ依存性を示した図、（ｂ）は、従来のＬＬＳＡＷ装置（カット角θ＝１７３度）におけるＱ値の膜厚ｈｍ依存性を示した図である。
【図４１】（ａ）は、本発明の実施の形態２であるＬＬＳＡＷ装置（カット角θ＝１７４度、誘電体膜の膜厚ｈｄ２＝０．０２λｏ）におけるＱ値の膜厚ｈｍ依存性を示した図、（ｂ）は、従来のＬＬＳＡＷ装置（カット角θ＝１７４度）におけるＱ値の膜厚ｈｍ依存性を示した図である。
【図４２】（ａ）は、本発明の実施の形態２であるＬＬＳＡＷ装置（カット角θ＝１７５度、誘電体膜の膜厚ｈｄ２＝０．０２λｏ）におけるＱ値の膜厚ｈｍ依存性を示した図、（ｂ）は、従来のＬＬＳＡＷ装置（カット角θ＝１７５度）におけるＱ値の膜厚ｈｍ依存性を示した図である。
【図４３】（ａ）は、本発明の実施の形態２であるＬＬＳＡＷ装置（カット角θ＝１７６度、誘電体膜の膜厚ｈｄ２＝０．０２λｏ）におけるＱ値の膜厚ｈｍ依存性を示した図、（ｂ）は、従来のＬＬＳＡＷ装置（カット角θ＝１７６度）におけるＱ値の膜厚ｈｍ依存性を示した図である。
【図４４】（ａ）は、本発明の実施の形態２であるＬＬＳＡＷ装置（カット角θ＝１７７度、誘電体膜の膜厚ｈｄ２＝０．０２λｏ）におけるＱ値の膜厚ｈｍ依存性を示した図、（ｂ）は、従来のＬＬＳＡＷ装置（カット角θ＝１７７度）におけるＱ値の膜厚ｈｍ依存性を示した図である。
【図４５】（ａ）は、本発明の実施の形態２であるＬＬＳＡＷ装置（カット角θ＝１７８度、誘電体膜の膜厚ｈｄ２＝０．０２λｏ）におけるＱ値の膜厚ｈｍ依存性を示した図、（ｂ）は、従来のＬＬＳＡＷ装置（カット角θ＝１７８度）におけるＱ値の膜厚ｈｍ依存性を示した図である。
【図４６】（ａ）は、本発明の実施の形態２であるＬＬＳＡＷ装置（カット角θ＝１７９度、誘電体膜の膜厚ｈｄ２＝０．０２λｏ）におけるＱ値の膜厚ｈｍ依存性を示した図、（ｂ）は、従来のＬＬＳＡＷ装置（カット角θ＝１７９度）におけるＱ値の膜厚ｈｍ依存性を示した図である。
【図４７】（ａ）は、本発明の実施の形態２であるＬＬＳＡＷ装置（カット角θ＝１８０度、誘電体膜の膜厚ｈｄ２＝０．０２λｏ）におけるＱ値の膜厚ｈｍ依存性を示した図、（ｂ）は、従来のＬＬＳＡＷ装置（カット角θ＝１８０度）におけるＱ値の膜厚ｈｍ依存性を示した図である。
【図４８】図２７（ａ）〜図４７（ａ）に示したＬＬＳＡＷ共振器における共振周波数の音速を示した図である。
【図４９】（ａ）は、図２７（ａ）〜図４７（ａ）に示したＬＬＳＡＷ共振器において、共振Ｑ値が最大となる電極指の膜厚ｈｍと、そのときの共振Ｑ値および反共振Ｑ値を示した図、（ｂ）は、図２７（ｂ）〜図４７（ｂ）に示したＬＬＳＡＷ共振器において、共振Ｑ値が最大となる電極指の膜厚ｈｍと、そのときの共振Ｑ値および反共振Ｑ値を示した図である。
【図５０】銅を主成分とする金属材料でＩＤトランスデューサを形成した従来のＬＬＳＡＷ共振器（カット角θ＝１７４度）におけるＱ値の膜厚ｈｍ依存性を示した図である。
【図５１】銅を主成分とする金属材料でＩＤトランスデューサを形成した本発明の実施の形態３であるＬＬＳＡＷ共振器（カット角θ＝１７４度、誘電体膜の膜厚ｈｄ１＝０．０２λｏ）におけるＱ値の膜厚ｈｍ依存性を示した図である。
【図５２】モリブデンを主成分とする金属材料でＩＤトランスデューサを形成した従来のＬＬＳＡＷ共振器（カット角θ＝１７４度）におけるＱ値の膜厚ｈｍ依存性を示した図である。
【図５３】モリブデンを主成分とする金属材料でＩＤトランスデューサを形成した本発明の実施の形態３であるＬＬＳＡＷ共振器（カット角θ＝１７４度、誘電体膜の膜厚ｈｄ１＝０．０２λｏ）におけるＱ値の膜厚ｈｍ依存性を示した図である。
【図５４】銅を主成分とする金属材料でＩＤトランスデューサを形成した本発明の実施の形態４であるＬＬＳＡＷ共振器（カット角θ＝１７４度、誘電体膜の膜厚ｈｄ２＝０．０２λｏ）におけるＱ値の膜厚ｈｍ依存性を示した図である。
【図５５】モリブデンを主成分とする金属材料でＩＤトランスデューサを形成した本発明の実施の形態４であるＬＬＳＡＷ共振器（カット角θ＝１７４度、誘電体膜の膜厚ｈｄ２＝０．０２λｏ）におけるＱ値の膜厚ｈｍ依存性を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、実施の形態では、特に必要なときを除き、同一または同様な部分の説明を原則として繰り返さない。さらに、実施の形態を説明する図面においては、構成を分かり易くするために、平面図であってもハッチングを付す場合や、断面図であってもハッチングを省略する場合がある。
【００１９】
（実施の形態１）
図１は、本実施の形態１のＬＬＳＡＷ装置を模式的に示す平面図、図２は、図１のＡ−Ａ線断面図、図３は、従来のＬＬＳＡＷ装置を模式的に示す平面図、図４は、図３のＢ−Ｂ線断面図、図５は、本実施の形態１のＬＬＳＡＷ装置のＩＤトランスデューサを構成する電極指の膜厚ｈｍ、誘電体膜の膜厚ｈｄ１、電極指の幅Ｌ、スペースＳ、電極指周期（電極ピッチ）λｏ（励振されるＬＬＳＡＷの伝搬波長と実質的に同一）のそれぞれの定義を説明する図である。
【００２０】
図１および図２に示す本実施の形態１のＬＬＳＡＷ装置は、二開口ＬＬＳＡＷ共振器に適用したものであり、ＩＤトランスデューサ１４上に誘電体膜５が形成されている点を除いては、特許文献１、２に記載された従来のＬＬＳＡＷ共振器（図３および図４参照）と同一の構成になっている。すなわち、本実施の形態１のＬＬＳＡＷ共振器は、θＹＺ−ＬＮ単結晶からなる圧電基板１と、その上面（θ回転Ｙカット面）に形成されたＩＤトランスデューサ１４と、ＩＤトランスデューサ１４上に形成された誘電体膜５とを具備している。また、ＩＤトランスデューサ１４の両側には、ＩＤトランスデューサ１４と同一材料で形成されたＬＬＳＡＷの反射器４が設けられている。
【００２１】
上記ＩＤトランスデューサ１４は、複数の電極指３とそれらを連結するバスバー２とからなる櫛歯状の平面形状を有する一対の櫛形電極６Ａ、６Ｂで構成され、電極指３が交互に間挿された櫛形電極６Ａ、６Ｂの間に高周波信号が加えられている。櫛形電極６Ａ、６Ｂのそれぞれは、例えば５０個の電極指３を有しており、ＩＤトランスデューサ１４の開口長は、例えば電極指周期λｏの１０倍（１０λｏ）である。ＩＤトランスデューサ１４および反射器４は、アルミニウムを主成分とする金属膜をフォトリソグラフィー技術でパターニングすることにより形成されている。
【００２２】
図５に示すように、電極指３の膜厚はｈｍ、幅はＬ、互いに隣接する電極指３、３のスペースはＳで定義される。これらの寸法の一例を挙げると、膜厚（ｈｍ）＝１２８ｎｍ、幅（Ｌ）＝スペース（Ｓ）＝０．４μｍである。また、電極指周期λｏ＝１．６μｍである。
【００２３】
上記電極指３の上面および互いに隣接する電極指３、３の間に位置する圧電基板１の上面には、誘電体膜５が形成されている。誘電体膜５は、ＣＶＤ法、スパッタリング法、塗布法などで堆積した酸化珪素膜で構成されており、その膜厚ｈｄ１は、電極指３の膜厚ｈｍよりも薄い（ｈｄ１＜ｈｍ）ことを特徴としている。
【００２４】
ＬＬＳＡＷ共振器の共振周波数は、ＬＬＳＡＷの伝搬速度と電極指周期λｏとの比で決まる。その際、電極指３の幅ＬとスペースＳの比は比較的自由に設定できるが、量産性（加工性）を考慮した場合は、幅Ｌ、スペースＳ共に大きい方がよい。すなわち、幅Ｌ＝スペースＳとしたときに、最小加工寸法が最大となるので、量産性（加工性）が向上する。
【００２５】
本発明者等は、特許文献３、４に記載された弾性表面波共振器シミュレーション技術を拡張し、ＬＬＳＡＷに特有の速い横波バルク波へのエネルギー漏洩効果を取り入れることにより、ＩＤトランスデューサ１４の形状等、全ての効果を考慮してＬＬＳＡＷの弾性特性を詳細に検討した。
【００２６】
図６は、従来のＬＬＳＡＷ共振器（カット角θ＝１７１度）におけるＱ値の膜厚ｈｍ依存性を示した図である。また、図７は、誘電体膜５の膜厚ｈｄ１を０．０１λｏにした本実施の形態１のＬＬＳＡＷ共振器（カット角θ＝１７１度）におけるＱ値の膜厚ｈｍ依存性を示した図である。図６、図７において、実線は共振Ｑ値を示し、破線は反共振Ｑ値を示している。また、電極指３の膜厚ｈｍの刻みは、０．００１λｏとした。
【００２７】
図６、図７に示すように、共振Ｑ値が最大となる膜厚ｈｍでの反共振Ｑ値は、誘電体膜５がない従来例では１３４０であるが、本実施の形態１のＬＬＳＡＷ共振器では２１５０に向上する。
【００２８】
図８は、誘電体膜５の膜厚ｈｄ１を０．０３λｏにした本実施の形態１のＬＬＳＡＷ共振器（カット角θ＝１７１度）におけるＱ値の膜厚ｈｍ依存性を示した図である。共振Ｑ値が最大となる膜厚ｈｍでの反共振Ｑ値は、誘電体膜５がない従来例では１３４０であるが、本実施の形態１のＬＬＳＡＷ共振器では３３００に向上する。
【００２９】
図９は、誘電体膜５の膜厚ｈｄ１を０．０５λｏにした本実施の形態１のＬＬＳＡＷ共振器（カット角θ＝１７１度）におけるＱ値の膜厚ｈｍ依存性を示した図である。共振Ｑ値が最大となる膜厚ｈｍでの反共振Ｑ値は、誘電体膜５がない従来例では１３４０であるが、本実施の形態１のＬＬＳＡＷ共振器では８１９０に向上する。
【００３０】
図１０は、図７〜図９に示した本実施の形態１のＬＬＳＡＷ共振器における共振周波数の音速を示した図である。誘電体膜５の膜厚ｈｄ１がいずれの場合も、音速は５０００ｍ／ｓ以上である。
【００３１】
また、表１は、図７〜図９に示した本実施の形態１のＬＬＳＡＷ共振器において、共振Ｑ値が最大となる電極指３の膜厚ｈｍとそのときの共振周波数の音速を示した表である。誘電体膜５の膜厚ｈｄ１がいずれの場合でも、音速は５０００ｍ／ｓ以上である。
【００３２】
【表１】
2012105252.tif 000003
【００３３】
このように、ＩＤトランスデューサ１４上に電極指３よりも薄い膜厚ｈｄ１の誘電体膜５を形成した本実施の形態１のＬＬＳＡＷ共振器によれば、共振Ｑ値が最大となる膜厚ｈｍでの反共振Ｑ値を向上させることができる。
【００３４】
また、本実施の形態１のＬＬＳＡＷ共振器は、共振Ｑ値が最大となる膜厚ｈｍでの音速が５０００ｍ／ｓ以上と大きいので、ＩＤトランスデューサ１４のサイズを比較的大きくすることができる。これにより、従来のｉ線（λ＝３６５ｎｍ）を露光光源とする安価なステッパーを使ったフォトリソグラフィ技術によって、電極指３を歩留まりよく加工することができるので、共振Ｑ値および反共振Ｑ値が優れたＬＬＳＡＷ共振器を安価に提供することができる。
【００３５】
なお、誘電体膜５は、少なくとも電極指３の上面および電極指３、３の間に露出したθＹＺ−ＬＮ単結晶圧電基板１の上面に形成されていることが重要であり、図１１に示すように、電極指３の側面に誘電体膜５が形成されている場合であっても、同様の効果が得られる。
【００３６】
（実施の形態２）
図１２は、本実施の形態２のＬＬＳＡＷ共振器を模式的に示す平面図、図１３は、図１２のＡ−Ａ線断面図、図１４は、本実施の形態２のＬＬＳＡＷ共振器における電極指３の膜厚ｈｍ、誘電体膜５の膜厚ｈｄ２、電極指３の幅ＬおよびスペースＳ、励振されるＬＬＳＡＷの伝搬波長（電極指周期）λｏのそれぞれの定義を説明する図である。
【００３７】
図１２および図１３に示す本実施の形態２のＬＬＳＡＷ共振器は、ＩＤトランスデューサ１４上に形成された誘電体膜５の膜厚、形状が異なっている点を除いては、前記実施の形態１のＬＬＳＡＷ共振器と同一の構成になっている。すなわち、本実施の形態２のＬＬＳＡＷ共振器は、電極指３の上面および電極指３、３の間に露出したθＹＺ−ＬＮ単結晶圧電基板１の上面に、膜厚ｈｄ２を有する誘電体膜５を形成することによって、誘電体膜５の表面に膜厚ｈｍとほぼ等しい高さの凸部を設けたものである。
【００３８】
図１５は、誘電体膜５の膜厚ｈｄ２を０．００λｏにした本実施の形態２のＬＬＳＡＷ共振器におけるＱ値の膜厚ｈｍ依存性を示した図である。図１５に示すように、共振Ｑ値が最大となる膜厚ｈｍでの反共振Ｑ値は、従来例が１３４０（図６参照）であるのに対し、本実施の形態２では２６８００に向上する。
【００３９】
図１６は、誘電体膜５の膜厚ｈｄ２を０．０１λｏにした本実施の形態２のＬＬＳＡＷ共振器におけるＱ値の膜厚ｈｍ依存性を示した図である。図１６に示すように、共振Ｑ値が最大となる膜厚ｈｍでの反共振Ｑ値は、従来例が１３４０であるのに対し、本実施の形態２では４５８００に向上する。
【００４０】
同様に、図１７〜図２５は、誘電体膜５の膜厚ｈｄ２を０．０２λｏ〜０．１０λｏの間で変化させた本実施の形態２のＬＬＳＡＷ共振器におけるＱ値の膜厚ｈｍ依存性を示した図である。共振Ｑ値が最大となる膜厚ｈｍでの反共振Ｑ値は、いずれの場合も従来例に比べて向上する。
【００４１】
図２６は、図１５〜図２５に示した本実施の形態２のＬＬＳＡＷ共振器における共振周波数の音速を示した図である。いずれの場合も、音速は５０００ｍ／ｓ以上である。
【００４２】
また、表２は、図１５〜図２５に示した本実施の形態２のＬＬＳＡＷ共振器において、共振Ｑ値が最大となる電極指３の膜厚ｈｍとそのときの共振周波数の音速を示した表である。いずれの場合も、音速は５０００ｍ／ｓ以上である。
【００４３】
【表２】
2012105252.tif 000004
【００４４】
図２７（ａ）〜図４７（ａ）は、カット角θを１６０度〜１８０度の間で１度ずつ変化させた本実施の形態２のＬＬＳＡＷ共振器（誘電体膜５の膜厚ｈｄ２＝０．０２λｏ）におけるＱ値の膜厚ｈｍ依存性を示した図である。一方、図２７（ｂ）〜図４７（ｂ）は、カット角θを１６０度〜１８０度の間で１度ずつ変化させた従来のＬＬＳＡＷ共振器におけるＱ値の膜厚ｈｍ依存性を示した図である。共振Ｑ値が最大となる膜厚ｈｍでの反共振Ｑ値は、いずれの場合も、従来例に比べて向上する。
【００４５】
図４８は、図２７（ａ）〜図４７（ａ）に示した本実施の形態２のＬＬＳＡＷ共振器における共振周波数の音速を示した図である。いずれの場合も、音速は５０００ｍ／ｓ以上である。
【００４６】
また、表３は、図２７（ａ）〜図４７（ａ）に示した本実施の形態２のＬＬＳＡＷ共振器において、共振Ｑ値が最大となる電極指３の膜厚ｈｍとそのときの共振周波数の音速を示した表である。いずれの場合も、音速は５０００ｍ／ｓ以上である。
【００４７】
【表３】
2012105252.tif 000005
【００４８】
図４９（ａ）は、図２７（ａ）〜図４７（ａ）に示した本実施の形態２のＬＬＳＡＷ共振器において、共振Ｑ値が最大となる電極指３の膜厚ｈｍと、そのときの共振Ｑ値（実線で示す）および反共振Ｑ値（破線で示す）を示した図である。一方、図４９（ｂ）は、図２７（ｂ）〜図４７（ｂ）に示した従来のＬＬＳＡＷ共振器において、共振Ｑ値が最大となる電極指３の膜厚ｈｍと、そのときの共振Ｑ値（実線で示す）および反共振Ｑ値（破線で示す）を示した図である。θがいずれの場合でも、反共振Ｑ値は、本実施の形態２のＬＬＳＡＷ共振器のほうが優れている。
【００４９】
このように、ＩＤトランスデューサ１４上に電極指３よりも厚い膜厚ｈｄ２の誘電体膜５を形成した本実施の形態２のＬＬＳＡＷ共振器によれば、共振Ｑ値が最大となる膜厚ｈｍでの反共振Ｑ値を向上させることができる。
【００５０】
前記実施の形態１および本実施の形態２は、二開口ＬＬＳＡＷ共振器に適用したものであるが、一開口ＬＬＳＡＷ共振器に適用することもできる。また、誘電体膜５は、酸化珪素以外の絶縁材料で構成することもできる。さらに、ＩＤトランスデューサ１４は、アルミニウム以外の金属材料で構成することもでき、例えばアルミニウムに銅、珪素、チタン等を混ぜた合金、またはそれらの多層膜であっても、同様の効果が得られる。
【００５１】
また、加工の観点からは、密度の小さい金属材料、具体的には密度が１０２８０ｋｇ／ｍ３以下の金属材料を使用することが望ましい。密度の小さい金属材料を用いてＩＤトランスデューサ１４をパターニングすることにより、加工寸法の製造ばらつきに起因するＬＬＳＡＷ共振器の動作周波数のバラツキを小さくすることができる。
【００５２】
（実施の形態３）
本実施の形態３のＬＬＳＡＷ共振器は、ＩＤトランスデューサ１４をアルミニウム以外の金属材料で形成した点を除いては、前記実施の形態１のＬＬＳＡＷ共振器と同一の構成になっている。
【００５３】
図５０は、銅を主成分とする金属材料でＩＤトランスデューサ１４を形成した従来のＬＬＳＡＷ共振器（カット角θ＝１７４度）におけるＱ値の膜厚ｈｍ依存性を示した図である。また、図５１は、銅を主成分とする金属材料でＩＤトランスデューサ１４を形成した本実施の形態３のＬＬＳＡＷ共振器（カット角θ＝１７４度、誘電体膜５の膜厚ｈｄ１＝０．０２λｏ）におけるＱ値の膜厚ｈｍ依存性を示した図である。図５０、図５１において、実線は共振Ｑ値を示し、破線は反共振Ｑ値を示している。また、電極指３の膜厚ｈｍの刻みは、０．０００５λｏである。
【００５４】
図５０、図５１に示すように、共振Ｑ値が最大となる膜厚ｈｍでの反共振Ｑ値は、誘電体膜５がない従来例では２９２であるが、本実施の形態３のＬＬＳＡＷ共振器では３２３に向上する。また、そのときの音速は５７９７ｍ／ｓであり、５０００ｍ／ｓを超えている。
【００５５】
図５２は、モリブデンを主成分とする金属材料でＩＤトランスデューサ１４を形成した従来のＬＬＳＡＷ共振器（カット角θ＝１７４度）におけるＱ値の膜厚ｈｍ依存性を示した図である。また、図５３は、モリブデンを主成分とする金属材料でＩＤトランスデューサ１４を形成した本実施の形態３のＬＬＳＡＷ共振器（カット角θ＝１７４度、誘電体膜５の膜厚ｈｄ１＝０．０２λｏ）におけるＱ値の膜厚ｈｍ依存性を示した図である。
【００５６】
図５２、図５３に示すように、共振Ｑ値が最大となる膜厚ｈｍでの反共振Ｑ値は、誘電体膜５がない従来例では２２６であるが、本実施の形態３のＬＬＳＡＷ共振器では２５０に向上する。また、そのときの音速は５７７１ｍ／ｓであり、５０００ｍ／ｓを超えている。
【００５７】
（実施の形態４）
本実施の形態４のＬＬＳＡＷ共振器は、ＩＤトランスデューサ１４をアルミニウム以外の金属材料で形成した点を除いては、前記実施の形態２のＬＬＳＡＷ共振器と同一の構成になっている。
【００５８】
図５４は、銅を主成分とする金属材料でＩＤトランスデューサ１４を形成した本実施の形態４のＬＬＳＡＷ共振器（カット角θ＝１７４度、誘電体膜５の膜厚ｈｄ２＝０．０２λｏ）におけるＱ値の膜厚ｈｍ依存性を示した図である。
【００５９】
図５４に示すように、共振Ｑ値が最大となる膜厚ｈｍでの反共振Ｑ値は、誘電体膜５がない従来例では２９２（図５０参照）であるが、本実施の形態４のＬＬＳＡＷ共振器では３９５に向上する。また、そのときの音速は５６５０ｍ／ｓであり、５０００ｍ／ｓを超えている。
【００６０】
図５５は、モリブデンを主成分とする金属材料でＩＤトランスデューサ１４を形成した本実施の形態４のＬＬＳＡＷ共振器（カット角θ＝１７４度、誘電体膜５の膜厚ｈｄ２＝０．０２λｏ）におけるＱ値の膜厚ｈｍ依存性を示した図である。
【００６１】
図５５に示すように、共振Ｑ値が最大となる膜厚ｈｍでの反共振Ｑ値は、誘電体膜５がない従来例では２２６（図５２参照）であるが、本実施の形態４のＬＬＳＡＷ共振器では３０２に向上する。また、そのときの音速は５５９９ｍ／ｓであり、５０００ｍ／ｓを超えている。
【００６２】
このように、ＩＤトランスデューサ１４をアルミニウム以外の金属材料で形成した実施の形態３、４のＬＬＳＡＷ共振器においても、共振Ｑ値が最大となる膜厚ｈｍでの反共振Ｑ値を向上させることができる。
【００６３】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００６４】
前記実施の形態のＬＬＳＡＷ共振器は、圧電基板材料としてθＹＺ−ＬＮ単結晶を使用したが、圧電基板材料はこれに限定されるものではない。例えば圧電基板をタンタル酸リチウム（ＬｉＴａｂＯ３）単結晶で構成し、この単結晶のＹ軸からＺ軸方向にθ度回転させた方向を法線とする平面上にＩＤトランスデューサ１４を形成したＬＬＳＡＷ共振器に適用することもできる。また、圧電基板をニオブ酸リチウム単結晶またはタンタル酸リチウム単結晶で構成し、これらの単結晶のＸ軸を法線とする平面上にＩＤトランスデューサ１４を形成したＬＬＳＡＷ共振器に適用することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明は、高周波の共振器、フィルタ等の固体回路素子として通信機器等に使用されるＬＬＳＡＷ装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００６６】
１  圧電基板
２  バスバー
３  電極指
４  ＬＬＳＡＷ反射器
５  誘電体膜
６Ａ、６Ｂ  櫛形電極
１４  ＩＤトランスデューサ
【図１】
2012105252.tif 000006
【図２】
2012105252.tif 000007
【図３】
2012105252.tif 000008
【図４】
2012105252.tif 000009
【図５】
2012105252.tif 000010
【図６】
2012105252.tif 000011
【図７】
2012105252.tif 000012
【図８】
2012105252.tif 000013
【図９】
2012105252.tif 000014
【図１０】
2012105252.tif 000015
【図１１】
2012105252.tif 000016
【図１２】
2012105252.tif 000017
【図１３】
2012105252.tif 000018
【図１４】
2012105252.tif 000019
【図１５】
2012105252.tif 000020
【図１６】
2012105252.tif 000021
【図１７】
2012105252.tif 000022
【図１８】
2012105252.tif 000023
【図１９】
2012105252.tif 000024
【図２０】
2012105252.tif 000025
【図２１】
2012105252.tif 000026
【図２２】
2012105252.tif 000027
【図２３】
2012105252.tif 000028
【図２４】
2012105252.tif 000029
【図２５】
2012105252.tif 000030
【図２６】
2012105252.tif 000031
【図２７】
2012105252.tif 000032
【図２８】
2012105252.tif 000033
【図２９】
2012105252.tif 000034
【図３０】
2012105252.tif 000035
【図３１】
2012105252.tif 000036
【図３２】
2012105252.tif 000037
【図３３】
2012105252.tif 000038
【図３４】
2012105252.tif 000039
【図３５】
2012105252.tif 000040
【図３６】
2012105252.tif 000041
【図３７】
2012105252.tif 000042
【図３８】
2012105252.tif 000043
【図３９】
2012105252.tif 000044
【図４０】
2012105252.tif 000045
【図４１】
2012105252.tif 000046
【図４２】
2012105252.tif 000047
【図４３】
2012105252.tif 000048
【図４４】
2012105252.tif 000049
【図４５】
2012105252.tif 000050
【図４６】
2012105252.tif 000051
【図４７】
2012105252.tif 000052
【図４８】
2012105252.tif 000053
【図４９】
2012105252.tif 000054
【図５０】
2012105252.tif 000055
【図５１】
2012105252.tif 000056
【図５２】
2012105252.tif 000057
【図５３】
2012105252.tif 000058
【図５４】
2012105252.tif 000059
【図５５】
2012105252.tif 000060