CN116458061A - 滤波器装置 - Google Patents
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Abstract
提供一种滤波器装置，能够抑制杂散。滤波器装置(10)具备第1、第2弹性波谐振器。第1、第2弹性波谐振器具有：支承构件；压电层(17)，具有作为晶轴的X轴、Y轴及Z轴且包括Y切割的铌酸锂；以及IDT电极。IDT电极具有多个第1、第2电极指。在将压电层(17)的厚度设为d并将相邻的第1、第2电极指的中心间距离设为p的情况下，d/p为0.5以下。在将连结了多个第1电极指的前端的假想线设为包络线时，在第1弹性波谐振器中，将包络线延伸的方向和X轴的方向所成的角的角度并且0°以外的角度设为第1倾斜角α1，在第2弹性波谐振器中，将包络线延伸的方向和X轴的方向所成的角的角度并且0°以外的角度设为第2倾斜角α2，此时，第1倾斜角α1的绝对值和第2倾斜角α2的绝对值不同。
Description
技术领域
本发明涉及滤波器装置。
背景技术
以往，具有弹性波谐振器的滤波器装置被广泛用于便携式电话机等。近年来，提出了像在下述的专利文献1记载的那样的使用了厚度剪切模式的体波的弹性波装置。在该弹性波装置中，在压电层上设置有成对的电极。成对的电极在压电层上相互对置，且与不同的电位连接。通过在上述电极间施加交流电压，从而激励厚度剪切模式的体波。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：美国发明专利第10491192号说明书
发明内容
发明要解决的问题
在利用厚度剪切模式的体波的弹性波谐振器中，若作为压电层而使用Y切割的LiNbO3，则有时产生大的杂散，由此不能得到良好的谐振特性。因此，作为滤波器装置整体，有时滤波器特性也劣化。
本发明的目的在于，提供一种能够抑制杂散的滤波器装置。
用于解决问题的技术方案
本发明涉及的滤波器装置具备第1弹性波谐振器和第2弹性波谐振器，所述第1弹性波谐振器以及所述第2弹性波谐振器分别具有：支承构件；压电层，设置在所述支承构件上，具有作为晶轴的X轴、Y轴以及Z轴，并且包括Y切割的铌酸锂；以及IDT电极，设置在所述压电层上，所述第1弹性波谐振器以及所述第2弹性波谐振器各自的所述IDT电极具有：相互对置的第1汇流条以及第2汇流条；多个第1电极指，一端与分别所述第1汇流条连接；以及多个第2电极指，一端分别与所述第2汇流条连接，且与所述多个第1电极指相互交错对插，在所述第1弹性波谐振器以及所述第2弹性波谐振器各自中，在将所述压电层的厚度设为d并将相邻的所述第1电极指与所述第2电极指的中心间距离设为p的情况下，d/p为0.5以下，在所述第1弹性波谐振器以及所述第2弹性波谐振器各自中，在将通过连结所述多个第1电极指的前端而形成的假想线设为包络线时，所述包络线延伸的方向和所述X轴的方向交叉，在所述第1弹性波谐振器中，将所述包络线延伸的方向和所述X轴的方向所成的角的角度且0°以外的角度设为第1倾斜角α1，在所述第2弹性波谐振器中，将所述包络线延伸的方向和所述X轴的方向所成的角的角度且0°以外的角度设为第2倾斜角α2，此时，所述第1倾斜角α1的绝对值和所述第2倾斜角α2的绝对值不同。
发明效果
根据本发明涉及的滤波器装置，能够抑制杂散。
附图说明
图1是本发明的第1实施方式涉及的滤波器装置的示意性俯视图。
图2是本发明的第1实施方式中的第1弹性波谐振器的示意性俯视图。
图3是示出弹性波谐振器中的倾斜角α和相位特性的关系的图。示出产生杂散的频率附近。
图4是图3的放大图。
图5是示出弹性波谐振器中的倾斜角α和由杂散Sp1造成的纹波的相位成为最大的频率的关系的图。
图6是示出弹性波谐振器中的倾斜角α和由杂散Sp1造成的纹波的相位的最大值的关系的图。
图7是示出弹性波谐振器中的倾斜角α和由杂散Sp3造成的纹波的相位的最大值的关系的图。
图8是本发明的第2实施方式涉及的滤波器装置的示意性电路图。
图9的(a)是示出利用厚度剪切模式的体波的滤波器装置的外观的简图式立体图，图9的(b)是示出压电层上的电极构造的俯视图。
图10是沿着图9的(a)中的A-A线的部分的剖视图。
图11的(a)是用于说明在弹性波装置的压电膜传播的兰姆波的示意性主视剖视图，图11的(b)是用于说明在滤波器装置中的压电膜传播的厚度剪切模式的体波的示意性主视剖视图。
图12是示出厚度剪切模式的体波的振幅方向的图。
图13是示出利用厚度剪切模式的体波的滤波器装置的谐振特性的图。
图14是示出将相邻的电极的中心间距离设为p并将压电层的厚度设为d的情况下的d/p和作为谐振器的分数带宽的关系的图。
图15是利用厚度剪切模式的体波的弹性波装置的俯视图。
图16是示出出现杂散的参考例的弹性波装置的谐振特性的图。
图17是示出分数带宽和作为杂散的大小的用180度进行了标准化的杂散的阻抗的相位旋转量的关系的图。
图18是示出d/2p和金属化比MR的关系的图。
图19是示出使d/p无限接近于0的情况下的分数带宽相对于LiNbO3的欧拉角(0°，θ，ψ)的映射的图。
图20是具有声多层膜的弹性波装置的主视剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的具体的实施方式进行说明，由此明确本发明。
另外，需要指出，在本说明书记载的各实施方式是例示性的，能够在不同的实施方式间进行结构的部分置换或组合。
图1是本发明的第1实施方式涉及的滤波器装置的示意性俯视图。
滤波器装置10具有第1信号端12A以及第2信号端12B、接地端19、以及多个弹性波谐振器。更具体地，滤波器装置10的多个弹性波谐振器是弹性波谐振器R1、弹性波谐振器R2、弹性波谐振器R3以及弹性波谐振器R4。弹性波谐振器R1是本发明中的第1弹性波谐振器。弹性波谐振器R3是本发明中的第2弹性波谐振器。第1信号端12A是天线端。天线端与天线连接。
在滤波器装置10中，在第1信号端12A与第2信号端12B之间相互串联地连接有弹性波谐振器R1以及弹性波谐振器R2。在第1信号端12A与接地端19之间，相互串联地连接有弹性波谐振器R3以及弹性波谐振器R4。在本实施方式中，作为第1弹性波谐振器的弹性波谐振器R1是配置在最靠第1信号端12A侧的弹性波谐振器。另外，滤波器装置10的电路结构并不限定于上述。
滤波器装置10的通带为n77。更具体地，滤波器装置10的通带为3400～4200MHz。不过，滤波器装置10的通带并不限定于上述。另外，本发明涉及的滤波器装置可以是发送滤波器，也可以是接收滤波器，或者也可以是双工器、多工器等复合滤波器装置。
多个弹性波谐振器共有压电性基板13。压电性基板13具有压电层17。压电层17具有作为晶轴的X轴、Y轴以及Z轴。压电层17包括Y切割的铌酸锂。在本说明书中，所谓某构件包括某材料，包括如下情况，即，包括滤波器装置的电特性不劣化的程度的微量的杂质的情况。在本实施方式中，构成压电层17的铌酸锂的切割角在128°±10°Y切割的范围内。不过，构成压电层17的铌酸锂的切割角并不限定于上述。
各弹性波谐振器分别具有IDT电极。各IDT电极设置在压电层17上。在本实施方式中，各IDT电极包括层叠了Ti层以及Al层的层叠金属膜。Ti层位于比Al层靠压电层17侧。不过，各IDT电极的材料并不限定于上述。或者，各IDT电极也可以包括单层的金属膜。
作为第1弹性波谐振器的弹性波谐振器R1的IDT电极是IDT电极18A。IDT电极18A具有第1汇流条22以及第2汇流条23和多个第1电极指24以及多个第2电极指25。第1电极指24是本发明中的第1电极。多个第1电极指24周期性地配置。多个第1电极指24的一端分别与第1汇流条22连接。第2电极指25是本发明中的第2电极。多个第2电极指25周期性地配置。多个第2电极指25的一端分别与第2汇流条23连接。多个第1电极指24以及多个第2电极指25彼此相互交错对插。
以下，有时也将第1电极指24以及第2电极指25简记为电极指。将相邻的电极指彼此对置的方向设为电极指对置方向，将多个电极指延伸的方向设为电极指延伸方向，此时，在IDT电极18A中，电极指延伸方向与电极指对置方向正交。并且，电极指延伸方向与X轴的方向正交。不过，电极指延伸方向、电极指对置方向以及X轴的方向的关系并不限定于上述。
IDT电极18A是倾斜型的IDT电极。更具体地，在将通过连结多个第1电极指24的前端而形成的假想线设为第1包络线E1时，第1包络线E1延伸的方向与X轴的方向交叉。另外，在图1中，通过双点划线的箭头示出了X轴的方向。同样地，在将通过连结多个第2电极指25的前端而形成的假想线设为第2包络线E2时，第2包络线E2延伸的方向与X轴的方向交叉。在本实施方式中，第1包络线E1以及第2包络线E2平行。不过，第1包络线E1以及第2包络线E2的关系并不限定于上述。
同样地，弹性波谐振器R1以外的弹性波谐振器也分别具有倾斜型的IDT电极。各IDT电极也具有第1汇流条以及第2汇流条和多个第1电极指以及多个第2电极指。在各IDT电极中，也可以形成作为第1包络线以及第2包络线的假想线。更具体地，作为第2弹性波谐振器的弹性波谐振器R3的IDT电极是IDT电极18B。IDT电极18B具有第1汇流条26以及第2汇流条27和多个第1电极指28以及多个第2电极指29。弹性波谐振器R3中的电极指延伸方向也与电极指对置方向以及X轴的方向正交。在本实施方式中，IDT电极18B的第1包络线E3以及第2包络线E4平行。不过，电极指延伸方向、电极指对置方向以及X轴的方向的关系和第1包络线E3以及第2包络线E4的关系并不限定于上述。
在弹性波谐振器中，将第1包络线延伸的方向和X轴的方向所成的角的角度设为倾斜角。特别是，在第1弹性波谐振器中，将第1包络线E1延伸的方向和X轴的方向所成的角的角度且0°以外的角度设为第1倾斜角α1。在第2弹性波谐振器中，将第1包络线E3延伸的方向和X轴的方向所成的角的角度且0°以外的角度设为第2倾斜角α2。在滤波器装置10中，弹性波谐振器R2的IDT电极的倾斜角与第1倾斜角α1相同。弹性波谐振器R4的IDT电的倾斜角与第2倾斜角α2相同。不过，弹性波谐振器R2以及弹性波谐振器R4的结构并不限定于上述。例如，弹性波谐振器R2以及弹性波谐振器R4的IDT电极中的第1包络线以及第2包络线也可以与X轴平行。
图2是第1实施方式中的第1弹性波谐振器的示意性俯视图。
在IDT电极18A中，在从电极指对置方向观察时，相邻的电极指彼此重合的区域为交叉区域。并且，弹性波谐振器R1具有多个激励区域C。激励区域C与交叉区域同样地，是在从电极指对置方向观察时相邻的电极指彼此重合的区域。各激励区域C分别是一对电极指间的区域。更详细地，激励区域C是从一个电极指的电极指对置方向上的中心到另一个电极指的电极指对置方向上的中心的区域。因而，交叉区域包括多个激励区域C。通过对IDT电极18A施加交流电压，从而在多个激励区域C中激励弹性波。在本实施方式中，弹性波谐振器R1构成为能够利用例如厚度剪切一阶模等厚度剪切模式的体波。其他弹性波谐振器也同样地具有交叉区域以及多个激励区域。
在多个弹性波谐振器各自中，在将压电层17的厚度设为d并将相邻的第1电极指与第2电极指的中心间距离设为p的情况下，d/p为0.5以下。由此，可适当地激励厚度剪切模式的体波。另外，压电性基板13是支承构件、绝缘层以及压电层17的层叠体，对此，将在后面详细叙述。在支承构件上设置有绝缘层。在绝缘层上设置有压电层17。不过，压电层17也可以直接设置在支承构件上。如图1所示，多个弹性波谐振器共有相同的支承构件、绝缘层以及相同的压电层17。不过，多个弹性波谐振器也可以分别具有单独的支承构件、绝缘层以及压电层。例如，在第1弹性波谐振器以及第2弹性波谐振器中的至少一者中，用于压电层的铌酸锂的切割角也可以在128°±10°Y切割的范围内。
本实施方式的特征在于，第1倾斜角α1的绝对值|α1|和第2倾斜角α2的绝对值|α2|不同。由此，能够抑制杂散。以下，示出其详细情况。
每当使弹性波谐振器的倾斜角α变化，都评价了谐振特性。更具体地，使倾斜角α在0°以上且40°以下每2°地变化。弹性波谐振器的设计参数如下。另外，下述的所谓电极指间距，是相邻的电极指彼此的中心间距离。将电极指的前端与汇流条之间的距离设为I-B间隙。将交叉区域的沿着电极指延伸方向的尺寸设为交叉宽度。所谓电极指的宽度，是电极指的沿着电极指对置方向的尺寸。
IDT电极的层结构：各层的材料…从压电层侧起为Ti/Al，各层的厚度…从压电层侧起为0.05μm/0.6μm
电极指间距：3.96μm
I-B间隙：3.96μm
交叉宽度：57.88μm
电极指的宽度：1.2μm
电极指的对数：100对
压电层的欧拉角(0°，38°，0°)
压电层的厚度：0.5μm
图3是示出弹性波谐振器中的倾斜角α和相位特性的关系的图。图4是图3的放大图。
如图3所示，在弹性波谐振器中，产生了杂散Sp1、杂散Sp2、杂散Sp3、杂散Sp4、杂散Sp5以及杂散Sp6。如图3以及图4所示，在倾斜角α不同的情况下，产生各杂散的频率、相位也不同。参照下述的图5以及图6，对杂散Sp1更详细地示出该情况。
图5是示出弹性波谐振器中的倾斜角α和由杂散Sp1造成的纹波的相位成为最大的频率的关系的图。图6是示出弹性波谐振器中的倾斜角α和由杂散Sp1造成的纹波的相位的最大值的关系的图。
如图5所示，在弹性波谐振器中，若倾斜角α不同，则杂散Sp1的相位成为最大的频率不同。并且，如图6所示，若倾斜角α不同，则杂散Sp1的相位的最大值也不同。在此，在第1实施方式中，第1倾斜角α1的绝对值|α1|和第2倾斜角α2的绝对值|α2|相互不同。因而，能够使由杂散Spl造成的纹波的相位成为最大的频率、以及由杂散Sp1造成的纹波的相位的最大值分散。对于其他杂散也是同样的。因此，作为滤波器装置10整体，能够抑制杂散。
图7是示出弹性波谐振器中的倾斜角α和由杂散Sp3造成的纹波的相位的最大值的关系的图。
如图7所示，倾斜角α和由杂散Sp3造成的纹波的相位的最大值具有相关关系。更具体地，在倾斜角α为4°以上的情况下，倾斜角α变得越大，上述纹波的相位的最大值变得越大。另外，杂散Sp3在通带内产生。在该情况下，由杂散Sp3造成的纹波的相位的值越大，越能够抑制该纹波。如图7所示，可知在倾斜角α为10°以上的情况下，与倾斜角α为0°的情况相比，能够使由杂散Sp3造成的纹波的相位的最大值变大。因此，优选第1倾斜角α1以及第2倾斜角α2中的至少一者的绝对值为10°以上。由此，能够有效地抑制通带内的纹波。
另外，在第1实施方式中，多个弹性波谐振器的IDT电极全部是倾斜型的IDT电极。不过，第1弹性波谐振器以及第2弹性波谐振器以外的弹性波谐振器中的IDT电极也可以是所谓的正规型的IDT电极。在本说明书中的正规型的IDT电极中，电极指对置方向、第1包络线延伸的方向以及第2包络线延伸的方向平行。
以下，作为电路结构和第1弹性波谐振器以及第2弹性波谐振器的配置与第1实施方式不同的例子而示出第2实施方式以及第3实施方式。
图8是第2实施方式涉及的滤波器装置的示意性电路图。
本实施方式的滤波器装置30是梯型滤波器。滤波器装置30具有第1信号端32A以及第2信号端32B和多个串联臂谐振器以及多个并联臂谐振器。多个串联臂谐振器包括多个分割谐振器。同样地，多个并联臂谐振器也具有多个分割谐振器。分割谐振器是对一个谐振器进行了串联分割或并联分割的谐振器。在本实施方式中，多个分割谐振器全部是进行了并联分割的谐振器。不过，多个分割谐振器也可以包括进行了串联分割的谐振器。滤波器装置30的谐振器全部是弹性波谐振器。
在滤波器装置30中，第1信号端32A是天线端。第2信号端32B是输入端。第1信号端32A以及第2信号端32B例如可以构成为电极焊盘，或者也可以构成为布线。
在将对相同的串联臂谐振器进行了分割的多个分割谐振器的组设为串联臂谐振器组时，滤波器装置30具有串联臂谐振器组S1、串联臂谐振器组S2、串联臂谐振器组S3以及串联臂谐振器组S4。串联臂谐振器组S1、串联臂谐振器组S2、串联臂谐振器组S3以及串联臂谐振器组S4相互串联地连接在第1信号端3A与第2信号端32B之间。串联臂谐振器组S1包括作为多个分割谐振器的串联臂谐振器S1a、串联臂谐振器S1b、串联臂谐振器S1c以及串联臂谐振器S1d。串联臂谐振器组S2包括作为多个分割谐振器的串联臂谐振器S2a、串联臂谐振器S2b、串联臂谐振器S2c以及串联臂谐振器S2d。串联臂谐振器组S3包括作为多个分割谐振器的串联臂谐振器S3a、串联臂谐振器S3b、串联臂谐振器S3c以及串联臂谐振器S3d。串联臂谐振器组S4包括作为多个分割谐振器的串联臂谐振器S4a、串联臂谐振器S4b、串联臂谐振器S4c以及串联臂谐振器S4d。
在将对相同的并联臂谐振器进行了分割的多个分割谐振器的组设为并联臂谐振器组时，滤波器装置30具有并联臂谐振器组P1、并联臂谐振器组P2以及并联臂谐振器组P3、和并联臂谐振器P4。在串联臂谐振器组S1与串联臂谐振器组S2之间的连接点和接地电位之间连接有并联臂谐振器组P1。在串联臂谐振器组S2与串联臂谐振器组S3之间的连接点和接地电位之间连接有并联臂谐振器组P2。在串联臂谐振器组S3与串联臂谐振器组S4之间的连接点和接地电位之间连接有并联臂谐振器组P3。在第1信号端32A与接地电位之间连接有并联臂谐振器P4。
并联臂谐振器组P1包括作为多个分割谐振器的并联臂谐振器P1a、并联臂谐振器P1b、并联臂谐振器P1c以及并联臂谐振器P1d。并联臂谐振器组P2包括作为多个分割谐振器的并联臂谐振器P2a以及并联臂谐振器P2b。并联臂谐振器组P3包括作为多个分割谐振器的并联臂谐振器P3a、并联臂谐振器P3b以及并联臂谐振器P3c。
在本实施方式中，各串联臂谐振器组以及各并联臂谐振器组分别包括第1弹性波谐振器以及第2弹性波谐振器。具体地，串联臂谐振器组S1的第1弹性波谐振器是串联臂谐振器S1b。串联臂谐振器组S1的第2弹性波谐振器是串联臂谐振器S1c。另外，串联臂谐振器组S1包括第1弹性波谐振器以及第2弹性波谐振器以外的弹性波谐振器。更具体地，该弹性波谐振器是串联臂谐振器S1a以及串联臂谐振器S1d。
将串联臂谐振器S1a的倾斜角设为α_S1a，将串联臂谐振器S1b的倾斜角设为α_S1b，将串联臂谐振器S1c的倾斜角设为α_S1c，将串联臂谐振器S1d的倾斜角设为α_S1d，此时，倾斜角α_S1a为5°。倾斜角α_S1b为10°。倾斜角α_S1c为15°。倾斜角α_S1d为20°。因而，作为第1倾斜角α1的倾斜角α_S1b的绝对值和作为第2倾斜角α2的倾斜角α_S1c的绝对值相互不同。并且，第1弹性波谐振器以及第2弹性波谐振器以外的谐振器的倾斜角α的绝对值也与第1倾斜角α1以及第2倾斜角α2的绝对值不同。不过，只要作为第1倾斜角α1的倾斜角α_S1b的绝对值和作为第2倾斜角α2的倾斜角α_S1c的绝对值相互不同即可。
另一方面，并联臂谐振器组P1的第1弹性波谐振器是并联臂谐振器P1b。并联臂谐振器组P1的第2弹性波谐振器是并联臂谐振器P1c。另外，并联臂谐振器组P1包括第1弹性波谐振器以及第2弹性波谐振器以外的弹性波谐振器。更具体地，该弹性波谐振器是并联臂谐振器P1a以及并联臂谐振器P1d。
将并联臂谐振器P1a的倾斜角设为α_P1a，将并联臂谐振器P1b的倾斜角设为α_P1b，将并联臂谐振器P1c的倾斜角设为α_P1c，将并联臂谐振器P1d的倾斜角设为α_P1d，此时，倾斜角α_P1a为0°。倾斜角α_P1b为10°。倾斜角α_P1c为20°。倾斜角α_P1d为30°。因而，作为第1倾斜角α1的倾斜角α_P1b的绝对值和作为第2倾斜角α2的倾斜角α_P1c的绝对值不同。并且，第1弹性波谐振器以及第2弹性波谐振器以外的弹性波谐振器的倾斜角α的绝对值也与第1倾斜角α1以及第2倾斜角α2的绝对值不同。不过，只要作为第1倾斜角α1的倾斜角α_P1b的绝对值和作为第2倾斜角α2的倾斜角α_P1c的绝对值不同即可。
串联臂谐振器组S1以及并联臂谐振器组P1以外的串联臂谐振器组以及并联臂谐振器组也各自包括第1弹性波谐振器以及第2弹性波谐振器。而且，在各串联臂谐振器组以及各串联臂谐振器组中，第1倾斜角α1的绝对值和第2倾斜角α2的绝对值相互不同。由此，能够使杂散分散，能够作为滤波器装置30整体抑制杂散。
另外，滤波器装置30只要具有至少一个第1弹性波谐振器以及至少一个第2弹性波谐振器即可。也可以像本实施方式那样，具有第1弹性波谐振器以及第2弹性波谐振器以外的至少一个弹性波谐振器。如上所述，该至少一个弹性波谐振器的倾斜角α的绝对值也可以与第1倾斜角α1的绝对值以及第2倾斜角α2的绝对值不同。并且，也可以是，在第1弹性波谐振器以及第2弹性波谐振器以外的多个弹性波谐振器间，倾斜角α的绝对值相互不同。
以下所示的第3实施方式的电路结构与第2实施方式的电路结构相同。因此，引用对第2实施方式进行说明的附图以及附图标记来说明第3实施方式。
在第3实施方式中，第1弹性波谐振器以及第2弹性波谐振器的配置与第2实施方式不同。除了上述的方面以外，第3实施方式的滤波器装置具有与第2实施方式的滤波器装置30同样的结构。
在第3实施方式中，多个串联臂谐振器组中的一组包括第1弹性波谐振器，多个串联臂谐振器组中的另一组包括第2弹性波谐振器。并且，多个并联臂谐振器组中的一组包括第1弹性波谐振器，多个并联臂谐振器组中的另一组包括第2弹性波谐振器。
具体地，在多个串联臂谐振器组中，第1弹性波谐振器为串联臂谐振器S2a。第2弹性波谐振器为串联臂谐振器S3a。将串联臂谐振器S1a的倾斜角设为α_s1a，将串联臂谐振器S2a的倾斜角设为α_S2a，将串联臂谐振器S3a的倾斜角设为α_S3a，将串联臂谐振器S4a的倾斜角设为α_S4a，此时，倾斜角α_S1a为5°。倾斜角α_S2a为10°。倾斜角α_S3a为15°。倾斜角α_S4a为20°。因而，作为第1倾斜角α1的倾斜角α_S2a的绝对值和作为第2倾斜角α2的倾斜角α_S3a的绝对值相互不同。并且，第1弹性波谐振器以及第2弹性波谐振器以外的弹性波谐振器的倾斜角α的绝对值也与第1倾斜角α1以及第2倾斜角α2的绝对值不同。不过，只要作为第1倾斜角α1的倾斜角α_S2a的绝对值和作为第2倾斜角α2的倾斜角α_S3a的绝对值相互不同即可。例如，也可以是，相同的串联臂谐振器组的全部的串联臂谐振器的倾斜角α相同。
另一方面，在多个并联臂谐振器组中，第1弹性波谐振器是并联臂谐振器P2a。第2弹性波谐振器是并联臂谐振器P3a。将并联臂谐振器P1a的倾斜角设为α_P1a，将并联臂谐振器P2a的倾斜角设为α_P2a，将并联臂谐振器P3a的倾斜角设为α_P3a，将并联臂谐振器P4a的倾斜角设为α_P4a，此时，倾斜角α_P1a为0°。倾斜角α_P2a为10°。倾斜角α_P3a为20°。倾斜角α_P4a为40°。因而，作为第1倾斜角α1的倾斜角α_P2a的绝对值和作为第2倾斜角α2的倾斜角α_P3a的绝对值相互不同。并且，第1弹性波谐振器以及第2弹性波谐振器以外的弹性波谐振器的倾斜角α的绝对值也与第1倾斜角α1以及第2倾斜角α2的绝对值不同。不过，只要作为第1倾斜角α1的倾斜角α_P2a的绝对值和作为第2倾斜角α2的倾斜角α_P3a的绝对值相互不同即可。例如，也可以是，相同的并联臂谐振器组的全部的并联臂谐振器的倾斜角α相同。
在第3实施方式中，也与第2实施方式同样地，能够使杂散分散，能够作为滤波器装置整体抑制杂散。
也可以像第3实施方式那样，具有第1弹性波谐振器以及第2弹性波谐振器以外的至少一个弹性波谐振器。如上所述，也可以是，该至少一个弹性波谐振器的倾斜角α的绝对值与第1倾斜角α1的绝对值以及第2倾斜角α2的绝对值不同。并且，也可以是，在第1弹性波谐振器以及第2弹性波谐振器以外的多个弹性波谐振器间，倾斜角α的绝对值相互不同。
以下，使用正规型的IDT电极作为例子，对利用厚度剪切模式的体波的弹性波装置的详细情况进行说明。另外，以下，弹性波装置与弹性波谐振器的含义相同。上述第1实施方式～第3实施方式中的弹性波谐振器的压电性基板是以下所示的支承构件、绝缘层以及压电层的层叠体。不过，压电层也可以直接设置在支承构件上。
图9的(a)是示出利用厚度剪切模式的体波的弹性波装置的外观的简图式立体图，图9的(b)是示出压电层上的电极构造的俯视图，图10是沿着图9的(a)中的A-A线的部分的剖视图。
弹性波装置1具有包括LiNbO3的压电层2。LiNbO3的切割角为Z切割，但是也可以是Y切割、X切割。压电层2的厚度没有特别限定，但是为了有效地激励厚度剪切模式，优选为40nm以上且1000nm以下，更优选为50nm以上且1000nm以下。压电层2具有相互对置的第1主面2a、第2主面2b。在第1主面2a上设置有电极3以及电极4。在此，电极3为“第1电极”的一个例子，电极4为“第2电极”的一个例子。在图9的(a)以及图9的(b)中，多个电极3与第1汇流条5连接。多个电极4与第2汇流条6连接。多个电极3以及多个电极4彼此相互交错对插。电极3以及电极4具有矩形形状，并具有长度方向。在与该长度方向正交的方向上，电极3和旁边的电极4对置。由这些多个电极3、4以及第1汇流条5、第2汇流条6构成了IDT(InterdigitalTransuducer，叉指换能器)电极。电极3、4的长度方向以及与电极3、4的长度方向正交的方向均为与压电层2的厚度方向交叉的方向。因此，可以说，电极3和旁边的电极4在与压电层2的厚度方向交叉的方向上对置。此外，也可以将电极3、4的长度方向与图9的(a)以及图9的(b)所示的与电极3、4的长度方向正交的方向对调。即，也可以使电极3、4在图9的(a)以及图9的(b)中第1汇流条5以及第2汇流条6延伸的方向上延伸。在该情况下，第1汇流条5以及第2汇流条6成为在图9的(a)以及图9的(b)中电极3、4延伸的方向上延伸。而且，与一个电位连接的电极3和与另一个电位连接的电极4相邻的一对构造在与上述电极3、4的长度方向正交的方向上设置有多对。在此，所谓电极3和电极4相邻，不是指电极3和电极4配置为直接接触的情况，而是指电极3和电极4隔着间隔配置的情况。此外，在电极3和电极4相邻的情况下，在电极3与电极4之间不配置包括其他电极3、4在内的与信号电极、接地电极连接的电极。该对数无需为整数对，也可以是1.5对、2.5对等。电极3、4间的中心间距离，即，间距优选为1μm以上且10μm以下的范围。此外，电极3、4的宽度，即，电极3、4的对置方向上的尺寸优选为50nm以上且1000nm以下的范围，更优选为150nm以上且1000nm以下的范围。另外，所谓电极3、4间的中心间距离，成为将与电极3的长度方向正交的方向上的电极3的尺寸(宽度尺寸)的中心和与电极4的长度方向正交的方向上的电极4的尺寸(宽度尺寸)的中心连结的距离。
此外，在弹性波装置1中，因为使用了Z切割的压电层，因此与电极3、4的长度方向正交的方向成为与压电层2的极化方向正交的方向。在作为压电层2而使用了其他切割角的压电体的情况下，并不限于此。在此，所谓“正交”，并不仅限定于严格地正交的情况，也可以是大致正交(与电极3、4的长度方向正交的方向和极化方向所成的角度例如为90°±10°的范围内)。
在压电层2的第2主面2b侧隔着绝缘层7层叠有支承构件8。绝缘层7以及支承构件8具有框状的形状，如图10所示，具有开口部7a、8a。由此，形成空洞部9。空洞部9为了不妨碍压电层2的激励区域C的振动而设置。因此，上述支承构件8在与设置有至少一对电极3、4的部分不重叠的位置隔着绝缘层7层叠在第2主面2b。另外，也可以不设置绝缘层7。因此，支承构件8能够直接或间接地层叠在压电层2的第2主面2b。
绝缘层7包括氧化硅。不过，除了氧化硅以外，还能够使用氮氧化硅、矾土等适当的绝缘性材料。支承构件8包括Si。Si的压电层2侧的面中的面方位可以是(100)、(110)，也可以是(111)。构成支承构件8的Si优选为电阻率为4kΩ以上的高电阻。不过，对于支承构件8，也能够使用适当的绝缘性材料、半导体材料来构成。
作为支承构件8的材料，例如，能够使用氧化铝、钽酸锂、铌酸锂、石英等压电体、矾土、氧化镁、蓝宝石、氮化硅、氮化铝、碳化硅、氧化锆、堇青石、莫来石、块滑石、镁橄榄石等各种陶瓷、金刚石、玻璃等电介质、氮化镓等半导体等。
上述多个电极3、4以及第1汇流条5、第2汇流条6包括Al、AlCu合金等适当的金属或合金。在本实施方式中，电极3、4以及第1汇流条5、第2汇流条6具有在Ti膜上层叠了Al膜的构造。另外，也可以使用Ti膜以外的密接层。
在进行驱动时，在多个电极3与多个电极4之间施加交流电压。更具体地，在第1汇流条5与第2汇流条6之间施加交流电压。由此，能够得到利用了在压电层2中激励的厚度剪切模式的体波的谐振特性。此外，在弹性波装置1中，在将压电层2的厚度设为d并将多对电极3、4中的任意相邻的电极3、4的中心间距离设为p的情况下，d/p设为0.5以下。因此，能够有效地激励上述厚度剪切模式的体波，能够得到良好的谐振特性。更优选地，d/p为0.24以下，在该情况下，能够得到更加良好的谐振特性。
在弹性波装置1中，因为具备上述结构，所以即使要实现小型化而减小了电极3、4的对数，也不易产生Q值的下降。这是因为，即使减少两侧的反射器中的电极指的根数，传播损耗也少。此外，之所以能够减少上述电极指的根数，是由于利用了厚度剪切模式的体波。参照图11的(a)以及图11的(b)对在弹性波装置中利用的兰姆(Lamb)波和上述厚度剪切模式的体波的不同进行说明。
图11的(a)是用于说明在日本公开发明专利公报特开2012-257019号公报记载的那样的弹性波装置的压电膜传播的兰姆波的示意性主视剖视图。在此，波在压电膜201中如箭头所示地传播。在此，在压电膜201中，第1主面201a和第2主面201b对置，将第1主面201a和第2主面201b连结的厚度方向为Z方向。X方向是IDT电极的电极指排列的方向。如图11的(a)所示，对于兰姆波，波如图所示地在X方向上传播下去。因为是板波，所以压电膜201作为整体进行振动，但是因为波在X方向上传播，所以在两侧配置反射器，从而得到谐振特性。因此，产生波的传播损耗，在实现了小型化的情况下，即，在减少了电极指的对数的情况下，Q值下降。
相对于此，如图11的(b)所示，在弹性波装置1中，振动位移是厚度剪切方向，因此波大致在将压电层2的第1主面2a和第2主面2b连结的方向，即，Z方向上传播并谐振。即，波的X方向分量与Z方向分量相比显著地小。而且，因为通过该Z方向上的波的传播来得到谐振特性，所以即使减少反射器的电极指的根数，也不易产生传播损耗。并且，即使为了发展小型化而减少了包括电极3、4的电极对的对数，也不易产生Q值的下降。
另外，如图12所示，厚度剪切模式的体波的振幅方向在压电层2的激励区域C包括的第1区域451和激励区域C包括的第2区域452中变得相反。在图12中，示意性地示出了在电极3与电极4之间施加了电极4与电极3相比成为高电位的电压的情况下的体波。第1区域451是激励区域C中的假想平面VP1与第1主面2a之间的区域，其中，假想平面VP1与压电层2的厚度方向正交且将压电层2分为两个部分。第2区域452是激励区域C中的假想平面VP1与第2主面2b之间的区域。
如上所述，在弹性波装置1中，配置有包括电极3和电极4的至少一对电极，但是并不是使波在X方向上传播，因此包括该电极3、4的电极对的对数无需为多对。即，只要设置有至少一对电极即可。
例如，上述电极3是与信号电位连接的电极，电极4是与接地电位连接的电极。不过，也可以是，电极3与接地电位连接，电极4与信号电位连接。在本实施方式中，如上所述，至少一对电极是与信号电位连接的电极或与接地电位连接的电极，未设置浮置电极。
图13是示出图10所示的弹性波装置的谐振特性的图。另外，得到该谐振特性的弹性波装置1的设计参数如下。
压电层2：欧拉角(0°，0°，90°)的LiNbO3，厚度＝400nm。
在与电极3和电极4的长度方向正交的方向上观察时电极3和电极4重叠的区域，即，激励区域C的长度＝40μm，包括电极3、4的电极的对数＝21对，电极间中心距离＝3μm，电极3、4的宽度＝500nm，d/p＝0.133。
绝缘层7：1μm的厚度的氧化硅膜。
支承构件8：Si。
另外，所谓激励区域C的长度，是激励区域C的沿着电极3、4的长度方向的尺寸。
在本实施方式中，包括电极3、4的电极对的电极间距离设为在多对中全部相等。即，以等间距配置了电极3和电极4。
根据图13可明确，尽管没有反射器，仍得到了分数带宽为12.5％的良好的谐振特性。
另外，在将上述压电层2的厚度设为d并将电极3和电极4的电极的中心间距离设为p的情况下，如前所述，在本实施方式中，d/p为0.5以下，更优选为0.24以下。参照图14对此进行说明。
与得到图13所示的谐振特性的弹性波装置同样地，但是使d/p变化，从而得到了多个弹性波装置。图14是示出该d/p和弹性波装置的作为谐振器的分数带宽的关系的图。
根据图14可明确，在d/p＞0.5时，即使调整d/p，分数带宽也不足5％。相对于此，在d/p≤0.5的情况下，如果在该范围内使d/p变化，则能够将分数带宽设为5％以上，即，能够构成具有高的耦合系数的谐振器。此外，在d/p为0.24以下的情况下，能够将分数带宽提高为7％以上。除此以外，如果在该范围内调整d/p，则能够得到分数带宽更加宽的谐振器，能够实现具有更加高的耦合系数的谐振器。因此，可知通过将d/p设为0.5以下，从而能够构成利用了上述厚度剪切模式的体波的、具有高的耦合系数的谐振器。
图15是利用厚度剪切模式的体波的弹性波装置的俯视图。在弹性波装置80中，在压电层2的第1主面2a上设置有具有电极3和电极4的一对电极。另外，图15中的K成为交叉宽度。如前所述，在本发明的弹性波装置中，电极的对数也可以是一对。在该情况下，若上述d/p为0.5以下，则也能够有效地激励厚度剪切模式的体波。
在弹性波装置1中，优选地，在多个电极3、4中，任意相邻的电极3、4相对于上述相邻的电极3、4在对置的方向上观察时重叠的区域即激励区域C的金属化比MR期望满足MR≤1.75(d/p)+0.075。在该情况下，能够有效地减小杂散。参照图16以及图17对此进行说明。图16是示出上述弹性波装置1的谐振特性的一个例子的参考图。箭头B所示的杂散出现在谐振频率与反谐振频率之间。另外，设为d/p＝0.08，且设为LiNbO3的欧拉角(0°，0°，90°)。此外，设为上述金属化比MR＝0.35。
参照图9的(b)对金属化比MR进行说明。在图9的(b)的电极构造中，在着眼于一对电极3、4的情况下，设为仅设置有该一对电极3、4。在该情况下，被单点划线C包围的部分成为激励区域。该所谓激励区域C，包括如下区域，即，在与电极3、4的长度方向正交的方向即对置方向上观察电极3和电极4时，电极3中的与电极4重合的区域、电极4中的与电极3重合的区域、以及电极3与电极4之间的区域中的电极3和电极4重合的区域。而且，相对于该激励区域C的面积的激励区域C内的电极3、4的面积成为金属化比MR。即，金属化比MR是金属化部分的面积相对于激励区域C的面积之比。
另外，在设置有多对电极的情况下，只要将全部激励区域包括的金属化部分相对于激励区域的面积的合计的比例设为MR即可。
图17是示出按照本实施方式构成了许多的弹性波谐振器的情况下的分数带宽和作为杂散的大小的用180度进行了标准化的杂散的阻抗的相位旋转量的关系的图。另外，关于分数带宽，对压电层的膜厚、电极的尺寸进行了各种变更、调整。此外，虽然图16是使用了包括Z切割的LiNbO3的压电层的情况下的结果，但是即使在使用了其他切割角的压电层的情况下，也成为同样的倾向。
在图17中的被椭圆J包围的区域中，杂散变得大至1.0。根据图17可明确，若分数带宽超过0.17，即，若超过17％，则即使使构成分数带宽的参数变化，也在通带内出现杂散电平为1以上的大的杂散。即，像图16所示的谐振特性那样，在频带内出现箭头B所示的大的杂散。因而，分数带宽优选为17％以下。在该情况下，通过调整压电层2的膜厚、电极3、4的尺寸等，从而能够减小杂散。
图18是示出d/2p、金属化比MR、以及分数带宽的关系的图。在上述弹性波装置中，构成d/2p和MR不同的各种各样的弹性波装置，并测定了分数带宽。图18的虚线D的右侧的附上影线示出的部分是分数带宽为17％以下的区域。该附上影线的区域和未附上影线的区域的边界用MR＝3.5(d/2p)+0.075来表示。即，MR＝1.75(d/p)+0.075。因此，优选地，MR≤1.75(d/p)+0.075。在该情况下，容易将分数带宽设为17％以下。更优选为图18中的单点划线D1所示的MR＝3.5(d/2p)+0.05的右侧的区域。即，如果MR≤1.75(d/p)+0.05，则能够可靠地使分数带宽为17％以下。
图19是示出使d/p无限接近于0的情况下的分数带宽相对于LiNbO3的欧拉角(0°，θ，ψ)的映射的图。图19的附上影线示出的部分为可得到至少5％以上的分数带宽的区域，若对该区域的范围进行近似，则成为用下述的式(1)、式(2)以及式(3)表示的范围。
(0°±10°，0°～20°，任意的ψ) …式(1)
(0°±10°，20°～80°，0°～60°(1-(θ-50)2/900)1/2)或(0°±10°，20°～80°，[180°-60°(1-(θ-50)2/900)1/2]～180°) …式(2)
(0°±10°，[180°-30°(1-(ψ-90)2/8100)1/2]～180°，任意的ψ) …式(3)
因此，在上述式(1)、式(2)或式(3)的欧拉角范围的情况下，能够使分数带宽充分变宽，是优选的。
图20是具有声多层膜的弹性波装置的主视剖视图。在弹性波装置81中，在压电层2的第2主面2b层叠有声多层膜82。声多层膜82具有声阻抗相对低的低声阻抗层82a、82c、82e和声阻抗相对高的高声阻抗层82b、82d的层叠构造。在使用了声多层膜82的情况下，即使不使用弹性波装置1中的空洞部9，也能够将厚度剪切模式的体波封闭在压电层2内。在弹性波装置81中，也能够通过将上述d/p设为0.5以下，从而得到基于厚度剪切模式的体波的谐振特性。另外，在声多层膜82中，该低声阻抗层82a、82c、82e以及高声阻抗层82b、82d的层叠数没有特别限定。只要至少一层高声阻抗层82b、82d配置在与低声阻抗层82a、82c、82e相比远离压电层2的一侧即可。
上述低声阻抗层82a、82c、82e以及高声阻抗层82b、82d只要满足上述声阻抗的关系，就能够由适当的材料构成。
例如，作为低声阻抗层82a、82c、82e的材料，能够列举氧化硅或氮氧化硅等。此外，作为高声阻抗层82b、82d的材料，能够列举矾土、氮化硅或金属等。
也可以是，在图2所示的第1实施方式等中，在第1弹性波谐振器以及第2弹性波谐振器中的至少一者中，如图10所示，在支承构件8设置有空洞部9。也可以是，在第1弹性波谐振器以及第2弹性波谐振器中的至少一者中，在俯视时，IDT电极的至少一部分和空洞部9重叠。
也可以是，在第1弹性波谐振器以及第2弹性波谐振器中的至少一者中，如图20所示，在支承构件8与压电层2之间设置有作为声反射膜的声多层膜82。
优选地，在第1弹性波谐振器以及第2弹性波谐振器中的至少一者中，d/p为0.24以下。由此，能够得到更加良好的谐振特性。
优选地，在第1弹性波谐振器以及第2弹性波谐振器中的至少一者中，如上所述，满足MR≤1.75(d/p)+0.075。在该情况下，能够更可靠地抑制杂散。
优选地，在第1弹性波谐振器以及第2弹性波谐振器中的至少一者中，构成压电层的铌酸锂的欧拉角处于上述的式(1)、式(2)或式(3)的范围。在该情况下，能够使分数带宽充分变宽。
附图标记说明
1：弹性波装置；
2：压电层；
2a：第1主面；
2b：第2主面；
3、4：电极；
5、6：第1汇流条、第2汇流条；
7：绝缘层；
7a：开口部；
8：支承构件；
8a：开口部；
9：空洞部；
10：滤波器装置；
12A、12B：第1信号端、第2信号端；
13：压电性基板；
17：压电层；
18A、18B：IDT电极；
19：接地端；
22、23：第1汇流条、第2汇流条；
24、25：第1电极指、第2电极指；
26、27：第1汇流条、第2汇流条；
28、29：第1电极指、第2电极指；
30：滤波器装置；
32A、32B：第1信号端、第2信号端；
80、81：弹性波装置；
82：声多层膜；
82a、82c、82e：低声阻抗层；
82b、82d：高声阻抗层；
201：压电膜；
201a、201b：第1主面、第2主面；
451、452：第1区域、第2区域；
C：激励区域；
P1～P3：并联臂谐振器组；
P1a～P1d、P2a、P2b、P3a～P3c：并联臂谐振器；
P4：并联臂谐振器；
S1～S4：串联臂谐振器组；
S1a～S1d、S2a～S2d、S3a～S3d、S4a～S4d：串联臂谐振器；VP1：假想平面。
Claims (12)
1.一种滤波器装置，具备：
第1弹性波谐振器；以及
第2弹性波谐振器，
所述第1弹性波谐振器以及所述第2弹性波谐振器分别具有：支承构件；压电层，设置在所述支承构件上，具有作为晶轴的X轴、Y轴以及Z轴，并且包括Y切割的铌酸锂；以及IDT电极，设置在所述压电层上，
所述第1弹性波谐振器以及所述第2弹性波谐振器各自的所述IDT电极具有：相互对置的第1汇流条以及第2汇流条；多个第1电极指，一端与分别所述第1汇流条连接；以及多个第2电极指，一端分别与所述第2汇流条连接，且与所述多个第1电极指相互交错对插，
在所述第1弹性波谐振器以及所述第2弹性波谐振器各自中，在将所述压电层的厚度设为d并将相邻的所述第1电极指与所述第2电极指的中心间距离设为p的情况下，d/p为0.5以下，
在所述第1弹性波谐振器以及所述第2弹性波谐振器各自中，在将通过连结所述多个第1电极指的前端而形成的假想线设为包络线时，所述包络线延伸的方向和所述X轴的方向交叉，
在所述第1弹性波谐振器中，将所述包络线延伸的方向和所述X轴的方向所成的角的角度且0°以外的角度设为第1倾斜角α1，在所述第2弹性波谐振器中，将所述包络线延伸的方向和所述X轴的方向所成的角的角度且0°以外的角度设为第2倾斜角α2，此时，所述第1倾斜角α1的绝对值和所述第2倾斜角α2的绝对值不同。
2.根据权利要求1所述的滤波器装置，其中，
所述第1倾斜角α1以及所述第2倾斜角α2中的至少一者的绝对值为10°以上。
3.根据权利要求1或2所述的滤波器装置，其中，
所述滤波器装置是梯型滤波器，所述第1弹性波谐振器以及所述第2弹性波谐振器是串联臂谐振器。
4.根据权利要求1或2所述的滤波器装置，其中，
所述滤波器装置是梯型滤波器，所述第1弹性波谐振器以及所述第2弹性波谐振器是并联臂谐振器。
5.根据权利要求3或4所述的滤波器装置，其中，
所述第1弹性波谐振器以及所述第2弹性波谐振器是被串联分割或并联分割的弹性波谐振器。
6.根据权利要求1～5中的任一项所述的滤波器装置，其中，
在所述第1弹性波谐振器以及所述第2弹性波谐振器中的至少一者中，在所述支承构件设置有在所述压电层侧开口的空洞部，在俯视下，所述IDT电极的至少一部分和所述空洞部重叠。
7.根据权利要求1～5中的任一项所述的滤波器装置，其中，
所述第1弹性波谐振器以及所述第2弹性波谐振器中的至少一者还具有：声反射膜，设置在所述支承构件与所述压电层之间，
所述声反射膜具有声阻抗相对低的至少一层的低声阻抗层和声阻抗相对高的至少一层的高声阻抗层，所述低声阻抗层以及所述高声阻抗层交替地层叠。
8.根据权利要求1～7中的任一项所述的滤波器装置，其中，
所述第1弹性波谐振器以及所述第2弹性波谐振器中的至少一者的所述压电层所使用的铌酸锂的切割角在128°±10°Y切割的范围内。
9.根据权利要求1～8中的任一项所述的滤波器装置，其中，
通带为n77。
10.根据权利要求1～9中的任一项所述的滤波器装置，其中，
在所述第1弹性波谐振器以及所述第2弹性波谐振器中的至少一者中，d/p为0.24以下。
11.根据权利要求1～10中的任一项所述的滤波器装置，其中，
在所述第1弹性波谐振器以及所述第2弹性波谐振器中的至少一者中，相邻的所述第1电极指以及所述第2电极指在对置的方向上观察时重叠的区域为激励区域，在将所述多个电极指相对于所述激励区域的金属化比设为MR时，满足MR≤1.75(d/p)+0.075。
12.根据权利要求1～11中的任一项所述的滤波器装置，其中，
在所述第1弹性波谐振器以及所述第2弹性波谐振器中的至少一者中，构成所述压电层的铌酸锂的欧拉角处于以下的式(1)、式(2)或式(3)的范围，
(0°±10°，0°～20°，任意的ψ)…式(1)
(0°±1O°，20°～80°，0°～60°(1-(θ-50)2/900)1/2)或(0°±10°，20°～80°，[180°-60°(1-(θ-50)2/900)1/2]～180°)…式(2)
(0°±10°，[180°-30°(1-(ψ-90)2/8100)1/2]～180°，任意的ψ)
…式(3)。
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