CN208623639U - 弹性波器件、射频前端电路和通信器件 - Google Patents

弹性波器件、射频前端电路和通信器件 Download PDF

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Abstract

弹性波器件包括压电基板和叉指换能器(IDT)电极。IDT电极设置在压电基板上，并包括含有钼(Mo)作为主成分的电极层。IDT电极的占空比为约0.3至0.48。

Description

弹性波器件、射频前端电路和通信器件
技术领域
本实用新型涉及弹性波器件、滤波器、多路复用器、射频前端电路和通信器件。
背景技术
迄今为止，弹性波器件广泛用于例如蜂窝电话的滤波器中。公开号为第2014-187568号的日本未审查专利申请公开披露了弹性波器件的示例。该弹性波器件包括由铌酸锂(LiNbO3)制成的压电基板。在压电基板上，设置叉指换能器(IDT)电极。IDT电极由包括彼此堆叠的钼(Mo)层和铝(Al)层在内的多层金属膜构成。在压电基板上，设置由二氧化硅(SiO2)制成的介电膜以覆盖IDT电极。
实用新型内容
上述公开没有讨论IDT电极的占空比。然而，根据占空比的值不同，出现阻带上端处的脉动(ripple)的频率显著地波动。如果在上述公开中披露的弹性波器件与另一个滤波器一同连接到天线，则在该滤波器的通带中也可能出现脉动。这可能会使该滤波器的滤波器特性(诸如插入损耗)变差。
因此，本实用新型的一个目的是提供一种弹性波器件、滤波器、多路复用器、射频前端电路和通信器件，它们可以减小出现阻带上端处的脉动的频率的波动。
根据本实用新型的优选实施例，提供了一种弹性波器件，包括压电基板和叉指换能器(IDT)电极。IDT电极设置在压电基板上，并包括含有钼(Mo)作为主成分的电极层。IDT电极的占空比为约0.3至0.48。
根据弹性波器件的具体方面，IDT电极的占空比可以为约0.475或更小。该配置使得可以进一步减小出现阻带上端处的脉动的频率的波动。
根据弹性波器件的另一个具体方面，IDT电极的占空比可以为约0.47或更小。该配置使得可以进一步减小出现阻带上端处的脉动的频率的波动。
根据弹性波器件的又一个具体方面，弹性波器件还可包括介电膜，该介电膜设置在压电基板上并覆盖IDT电极。该配置使得可以改善速度的温度特性(温度系数值TCV)。
根据弹性波器件的另一个具体方面，IDT电极的占空比可以为约0.44至0.46。该配置使得可以改善TCV与相对带宽(fractional bandwidth)之间的权衡关系。
根据弹性波器件的另一个具体方面，压电基板可以由铌酸锂制成，介电膜可以由氧化硅制成，并且弹性波器件可以利用传播通过压电基板的瑞利波。
根据弹性波器件的另一个具体方面，在采用通过由IDT电极的电极指间距所确定的波长进行归一化的膜厚作为归一化膜厚的情况下，介电膜的归一化膜厚可以为约26％或更大。该配置使得可以进一步减小频率的波动。因此，该配置适用于具有窄频率间隔的双工器。
根据弹性波器件的另一个具体方面，在采用通过由IDT电极的电极指间距所确定的波长进行归一化的膜厚作为归一化膜厚的情况下，介电膜的归一化膜厚可以为约37.5％或更小。这种配置可以有效地减少西沙瓦(Sezawa)波。
根据本实用新型的另一个优选实施例，提供了一种多路复用器，包括天线端子以及第一和第二带通滤波器。天线端子连接到天线。第一带通滤波器连接到天线端子，并包括根据本实用新型实施例的弹性波器件。第二带通滤波器连接到天线端子。第二带通滤波器的通带高于第一带通滤波器的通带。
根据多路复用器的具体方面，第一带通滤波器的通带可以是Band3的发送频带，并且第二带通滤波器的通带可以是Band1的发送频带和接收频带之一。
根据多路复用器的另一具体方面，第一带通滤波器的通带可以是Band66的发送频带，并且第二带通滤波器的通带可以是Band25的发送频带和接收频带之一。
根据本实用新型的又一个优选实施例，提供了一种射频前端电路，包括根据本实用新型实施例的弹性波器件并包括功率放大器。
根据本实用新型的另一个优选实施例，提供了一种射频前端电路，包括根据本实用新型实施例的多路复用器并包括功率放大器。
根据本实用新型的另一个优选实施例，提供了一种通信器件，包括根据本实用新型实施例的射频前端电路并包括射频信号处理电路。
根据本实用新型的优选实施例，可以提供一种弹性波器件、射频前端电路和通信器件，其能够减小出现阻带上端处的脉动的频率的波动。
通过下面参考附图对本实用新型优选实施例的详细描述，本实用新型的其他特征、元素、特点和优点将变得更加明显。
附图说明
图1是根据本实用新型第一实施例的弹性波器件的前视剖面图；
图2是示出第一实施例中的弹性波器件和比较例的弹性波器件中的占空比与阻带上端处的频率之间的关系的曲线图；
图3是示出包括由Cu制成的IDT电极在内的弹性波器件的占空比与西沙瓦波的相对带宽之间的关系的曲线图；
图4是示出包括由Mo制成的IDT电极在内的弹性波器件中的占空比与西沙瓦波的相对带宽之间的关系的曲线图；
图5是示出介电膜的归一化膜厚与频率对IDT电极的电极指宽度的依赖性之间的关系的曲线图；
图6是示出包括第一实施例的弹性波器件在内的双工器的一例的衰减-频率特性的曲线图。
图7是示出介电膜的归一化膜厚与西沙瓦波的相对带宽之间的关系的曲线图；
图8是示出西沙瓦波的相对带宽与衰减-频率特性之间的关系的曲线图；
图9是根据第一实施例的变形例的IDT电极的电极指的放大前视剖面图；
图10是根据本实用新型第二实施例的带通滤波器的电路图；
图11是根据本实用新型第三实施例的带通滤波器的电路图；
图12是根据本实用新型第四实施例的带通滤波器的电路图；
图13是根据本实用新型第五实施例的带通滤波器的电路图；
图14是根据本实用新型第六实施例的四路复用器的示意图；
图15是示出第六实施例的第一至第四带通滤波器的衰减-频率特性的曲线图；
图16是示出第六实施例的第一带通滤波器的串联臂谐振器的阻抗特性的图与图15的放大图相互叠加而成的曲线图；
图17是示出当弹性波谐振器的IDT电极的占空比为约0.475和0.48时由阻带脉动引起的回波损耗的曲线图；
图18是示出当弹性波谐振器的IDT电极的占空比为约0.405、0.44和0.475时由阻带脉动引起的回波损耗的曲线图；
图19是示出当弹性波谐振器的IDT电极的占空比为约0.48、0.515和0.55时由阻带脉动引起的回波损耗的曲线图；
图20是示出当弹性波谐振器的IDT电极的占空比为约0.4、0.435和0.47时由阻带脉动引起的回波损耗的曲线图；
图21是示出根据第八实施例的介电膜的归一化膜厚、IDT电极的占空比和速度的温度特性(速度的温度系数TCV)之间的关系的曲线图；
图22是示出根据第八实施例的介电膜的归一化膜厚、IDT电极的占空比和相对带宽之间的关系的曲线图；
图23是示出根据第八实施例的TCV与相对带宽之间的权衡和IDT电极的占空比之间的关系的曲线图；
图24是示出IDT电极的占空比与相对带宽为约4％时的TCV之间的关系的曲线图；以及
图25是包括射频前端电路在内的通信器件的示意图。
具体实施方式
下面将参照附图通过优选实施例的说明来描述本实用新型。
说明书中公开的实施例仅是示例。在不同实施例中描述的配置可以部分地彼此替换或组合。
图1是根据本实用新型第一实施例的弹性波器件1的前视剖面图。
弹性波器件1包括由铌酸锂(LiNbO3)制成的压电基板2。在第一实施例中，压电基板2的欧拉角(，θ，ψ)是(0°，37.5°，0°)。但是，欧拉角(，θ，ψ)不限于这些值。压电基板2的材料不限于LiNbO3。压电基板2可以由例如钽酸锂(LiTaO3)等压电单晶制成。
在压电基板2上，设置叉指换能器(IDT)电极3。通过向IDT电极3施加交流(AC)电压，激发弹性波。IDT电极3具有多个电极指3a。弹性波器件1的IDT电极3的占空比为约0.3至0.48。
在弹性波传播方向上，反射器5A设置在IDT电极3的一侧，并且反射器5B设置在IDT电极3的另一侧。第一实施例的弹性波器件1是单端口弹性波谐振器。
在第一实施例中，IDT电极3由钼(Mo)制成。IDT电极3只要包括含有Mo作为主成分的电极层即可，可以由多层金属膜形成，该多层金属膜由该电极层和另一金属层彼此堆叠而成。在本说明书中，含有某种元素作为主成分是指含有约50重量％(wt％)或更高的该元素。在第一实施例中，反射器5A和5B由与IDT电极3的材料类似的材料制成。
在压电基板2上，设置介电膜4以覆盖IDT电极3。在第一实施例中，介电膜4由二氧化硅(SiO2)制成。作为介电膜4的材料，可以使用除SiO2以外的由SiOx(x为实数)表示的氧化硅。或者，可以使用除氧化硅之外的材料作为介电膜4。例如，可以在介电膜4上形成由氮化硅(SiN)制成的频率调节膜。通过调节频率调节膜的厚度可以容易地进行频率调节。
第一实施例的弹性波器件1利用了瑞利波。然而，弹性波器件1可以利用其他类型的弹性波。
第一实施例的特征在于，设置在压电基板2上的IDT电极3由Mo制成，并且IDT电极3的占空比为约0.3至0.48。由于这些特性，可以减小出现阻带上端处的脉动的频率的波动。下面将通过比较第一实施例和比较例来解释这一点。除了IDT电极的占空比大于约0.48之外，比较例的弹性波器件的结构类似于第一实施例的结构。在本说明书中，在阻带上端处产生的脉动称为阻带脉动。
图2是示出根据第一实施例的弹性波器件1和比较例的弹性波器件1中的占空比与阻带上端处的频率之间的关系的曲线图。在图2中，黑色标示指示第一实施例的结果，而白色标示指示比较例的结果。虚线指示第一实施例和比较例的结果的近似。在图2的等式中，y是阻带上端处的频率，并且x是占空比。
图2示出，在比较例中，阻带的上端处的频率根据占空比的变化而变化更大的量。由等式中的x的系数表示的斜率是-165.77。与比较例相比，在占空比为约0.48或更小的第一实施例中，上述斜率为-24.932，并且阻带上端处的频率的波动远小于比较例的阻带上端处的频率的波动。因此，在第一实施例中，可以减小出现阻带脉动的频率的波动。另外，占空比为约0.3或更大，因此，IDT电极3可以基本上容易地形成而没有缺陷部分。
在第一实施例中，IDT电极3由Mo制成。如果IDT电极由除Mo以外的元素制成，例如由铜(Cu)制成，则作为不需要的波的西沙瓦波随着占空比的减少而增大。这将参考图3进行解释。假设由IDT电极的电极指间距确定的波长由λ指示，并且利用波长λ进行了归一化的膜厚是归一化膜厚(％)。除了IDT电极的材料之外，获得图3所示关系的弹性波器件的结构与第一实施例的弹性波器件的结构类似。IDT电极的归一化膜厚为约3％，并且介电膜的归一膜厚为约34％。
图3是示出包括由Cu制成的IDT电极在内的弹性波器件的占空比与西沙瓦波的相对带宽之间的关系的曲线图。
图3示出，在包括Cu IDT电极在内的弹性波器件中，当占空比较小时，西沙瓦波的相对带宽显著增大。在图3所示的范围内，西沙瓦波的相对带宽为约0.118％或更大。如果包括具有较小占空比的Cu IDT电极在内的弹性波器件与另一个带通滤波器一同连接到天线，则可以使该带通滤波器的滤波器特性(诸如插入损耗)变差。
包括由Mo制成的IDT电极在内的弹性波器件的占空比与西沙瓦波的相对带宽之间的关系如图4所示。获得图4所示关系的弹性波器件的结构当该弹性波器件的占空比为约0.48或更小时类似于第一实施例的弹性波器件1的结构，当该弹性波器件的占空比大于约0.48时则类似于上述比较例的弹性波器件的结构。IDT电极的归一化膜厚为约5％，并且介电膜的归一化膜厚为约34％。
图4是示出包括Mo IDT电极在内的弹性波器件中占空比与西沙瓦波的相对带宽之间的关系的曲线图。
图4示出，在包括Mo IDT电极在内的弹性波器件中，相对于占空比的变化，西沙瓦波的相对带宽的波动较小。在图4所示的范围内，西沙瓦波的相对带宽小到小于约0.02％。当第一实施例的弹性波器件1与另一个带通滤波器一同连接到天线时，西沙瓦波对该带通滤波器的影响很小。
图1所示的IDT电极3的电极指3a在弹性波的传播方向上的尺寸称为电极指宽度。在实际产品中，IDT电极3的电极指宽度具有制造波动。这导致弹性波器件1中的频率波动。在第一实施例中，介电膜4设置在压电基板2上以覆盖IDT电极3。这可以减小频率对电极指宽度的依赖性，从而减小频率波动。然而，如果介电膜的归一化膜厚过厚，则西沙瓦波的相对带宽增大。这将参考图5和图7进行解释。获得如图5和图7所示关系的弹性波器件的结构与第一实施例的弹性波器件的结构类似。IDT电极的归一化膜厚为约5％。
图5是示出介电膜的归一化膜厚与频率对IDT电极的电极指宽度的依赖性之间的关系的曲线图。
图5示出，随着介电膜的归一化膜厚变厚，频率对IDT电极的电极指宽度的依赖性的绝对值变小。介电膜的归一化膜厚优选为约26％或更大。这可以使得频率对电极指宽度的依赖性的绝对值为约0.15MHz/nm或更小，从而进一步减小频率波动。
如果频率对IDT电极的电极指宽度的依赖性的绝对值为约0.15MHz/nm或更小，则对于约10nm的电极指宽度的波动(例如，在0.43μm和0.44μm之间)，频率波动可以抑制在约1.5MHz或更小之内。当将第一实施例的弹性波器件1应用于双工器时，可以减小频率特性的变化，从而提高双工器和包括双工器在内的表面声波(SAW)器件的产量。下面，以将第一实施例的弹性波器件1应用于Band3双工器为例来讨论这一点。
该双工器包括具有第一通带的第一带通滤波器和具有第二通带的第二带通滤波器。第一和第二通带彼此不同。第一通带是Band3的发送频带，为约1710到1785MHz。第二通带是Band3的接收频带，为约1805到1880MHz。下面将给出描述，并假设将弹性波器件1应用于第一和第二带通滤波器。
Band3的发送频带的最高频率与Band3的接收频带的最低频率之间的范围窄至约20MHz。为了制造Band3双工器，由于滤波器的锐度引起的频率波动、由于温度变化引起的频率波动和由于制造波动引起的频率波动的总波动理想地抑制在约20MHz内。
图6是示出包括第一实施例的弹性波器件1在内的双工器的一例的衰减-频率特性的曲线图。
第一带通滤波器的通带的最高频率和最低频率中更接近第二带通滤波器的通带的一个频率与两个带通滤波器之间的隔离为约-50dB的频率之间的差称为第一带通滤波器的锐度(sharpness)。在上述双工器中，第一通带的最高频率和最低频率中最接近第二通带的一个频率是1785MHz。第一与第二带通滤波器之间的隔离为约-50dB的频率是1800MHz。因此，第一带通滤波器的锐度为约15MHz。
例如，假设由温度变化引起的频率波动为约1MHz。该频率波动由第一和第二带通滤波器两者产生。因此最终的频率波动为1MHz×2。
当由于第一带通滤波器的电极指宽度和第二带通滤波器的电极指宽度的制造波动引起的频率波动均由X MHz指示时，为了制造Band3双工器，希望满足以下的式1。
20MHz≥15MHz(锐度)+1MHz(由于温度波动引起的频率波动)×2+X MHz(制造上的频率波动)×2(1)
通过将第一实施例的弹性波器件1应用于第一和第二带通滤波器，可以将由于电极指宽度的制造波动引起的频率波动X控制为约1.5MHz或更小。结果，可以以高产率制造具有频率间隔为约20MHz或更高的通信频带的双工器。频率间隔是第一通带的最高频率和最低频率中更接近第二通带的一个频率与第二通带的最高频率和最低频率中更接近第一通带的一个频率之间的频率差。
图7是示出介电膜的归一化膜厚与西沙瓦波的相对带宽之间的关系的曲线图。
图7示出，随着介电膜的归一化膜厚变厚，西沙瓦波的相对带宽增大。介电膜的归一化膜厚优选为约37.5％或更小，从而将西沙瓦波的相对带宽减小至小于约0.1％。因此可以充分减少西沙瓦波。这将参考图8进行解释。具有不同的西沙瓦波相对带宽的多个Band3接收滤波器的衰减-频率特性如图8所示。Band3接收滤波器的西沙瓦波的相应相对带宽为约0.3％、0.098％、0.012％和0.005％。
图8是示出西沙瓦波的相对带宽与衰减-频率特性之间的关系的曲线图。在图8中，实线指示当西沙瓦波的相对带宽为约0.3％时的衰减-频率特性，虚线指示当西沙瓦波的相对带宽为约0.098％时的衰减-频率特性，单点划线指示当西沙瓦波的相对带宽为约0.012％时的衰减-频率特性，双点划线指示当西沙瓦波的相对带宽为约0.005％时的衰减-频率特性。
图8示出，当西沙瓦波的相对带宽为约0.3％时，西沙瓦波在约2240至2300MHz的范围内没有充分减小。相反，当西沙瓦波的相对带宽小于0.1％时，西沙瓦波在此范围内减小到约-45dB。
如图3所示，在使用由Cu制成的IDT电极时，即使当介电膜的归一化膜厚为约34％时，西沙瓦波也没有充分减少。如在第一实施例中那样，通过包括含有Mo作为主成分的电极层，可以使IDT电极的占空比为约0.48或更小，而不增大西沙瓦波的相对带宽。因此，在第一实施例中，可以减少西沙瓦波，并且还可以减小出现阻带脉动的频率的波动。
图9是根据第一实施例的变形例的IDT电极13的电极指13a的放大前视剖面图。
IDT电极13的电极指13a包括了设置在压电基板2上的第一电极层15a和设置在第一电极层15a上的第二电极层15b。IDT电极13由多层金属膜构成，该多层金属膜包括彼此堆叠的第一和第二电极层15a和15b。第一电极层15a由Mo制成，而第二电极层15b由Al制成。Al的电阻低于Mo的电阻。第二电极层15b的设置因此可以降低IDT电极13的电阻。
下面将描述根据第二至第五实施例的带通滤波器。根据第二至第五实施例的带通滤波器均包括如第一实施例的弹性波器件1中那样构成的弹性波谐振器，从而减小了出现阻带脉动的频率的波动。当根据本实用新型实施例的带通滤波器与另一个带通滤波器一同连接到天线时，更加可靠地抑制该带通滤波器的滤波器特性(诸如插入损耗)变差。
图10是根据第二实施例的带通滤波器21A的电路图。
带通滤波器21A包括多个弹性波谐振器。更具体地，带通滤波器21A是包括串联臂谐振器S 1至S4和并联臂谐振器P1至P4在内的梯形滤波器。在第二实施例中，串联臂谐振器S4如第一实施例的弹性波器件1那样构成。带通滤波器21A的多个弹性波谐振器中的至少一个弹性波谐振器根据本实用新型实施例的弹性波谐振器那样构成即可。
带通滤波器21A包括信号端子23和连接到天线的天线端子22。串联臂谐振器S 1至S4在信号端子23和天线端子22之间彼此串联连接。并联臂谐振器P1连接在地电位和信号端子23与串联臂谐振器S1之间的节点之间。并联臂谐振器P2连接在地电位和串联臂谐振器S1与S2之间的节点之间。并联臂谐振器P3连接在地电位和串联臂谐振器S2与S3之间的节点之间。并联臂谐振器P4连接在地电位和串联臂谐振器S3与S4之间的节点之间。
带通滤波器21A的天线端子22处的回波损耗响应于从最靠近天线端子22的串联臂谐振器S4产生的高阶模式而变得最大。因此，优选的是，如第二实施例中这样，最靠近天线端子22的弹性波谐振器如第一实施例的弹性波器件1那样构成。这样，当带通滤波器21A与另一个带通滤波器一同连接到天线时，可以进一步减小阻带脉动对该带通滤波器的影响。
图11是根据第三实施例的带通滤波器21B的电路图。
带通滤波器21B与第二实施例的带通滤波器21A的不同之处在于，不设置串联臂谐振器S4，并且并联臂谐振器P4如第一实施例的弹性波器件1中那样构成。除此之外，带通滤波器21B的结构类似于第二实施例的带通滤波器21A的结构。
带通滤波器21B的天线端子22处的回波损耗响应于从最靠近天线端子22的并联臂谐振器P4产生的高阶模式而变得最大。通过如第一实施例的弹性波器件1中那样形成并联臂谐振器P4，当带通滤波器21B与另一个带通滤波器一同连接到天线时，可以进一步减小阻带脉动对该带通滤波器的影响。从第二和第三实施例可以看出，无论位于最靠近天线器件22处并且如第一实施例的弹性波器件1那样构成的弹性波谐振器是串联臂谐振器还是并联臂谐振器，均可以获得所描述的优点。
图12是根据第四实施例的带通滤波器21C的电路图。
带通滤波器21C包括设置在天线端子22和信号端子23之间的纵向耦合的谐振器型弹性波滤波器24。包括串联臂谐振器S11和S12和并联臂谐振器P11在内的梯形滤波器连接在天线端子22和纵向耦合的谐振器型弹性波滤波器24之间。
更具体地，串联臂谐振器S 11和S12在天线端子22和纵向耦合的谐振器型弹性波滤波器24之间彼此串联连接。并联臂谐振器P11连接在地电位和串联臂谐振器S11与S 12之间的节点之间。在第四实施例中，串联臂谐振器S 11如第一实施例的弹性波器件1那样构成。
弹性波谐振器25连接在纵向耦合的谐振器型弹性波滤波器24和信号端子23之间。弹性波谐振器26连接在地电位和弹性波谐振器25与信号端子23之间的节点之间。弹性波谐振器25和26用于调节带通滤波器21C的特性。
尽管在第四实施例中，纵向耦合的谐振器型弹性波滤波器24是5IDT弹性波滤波器，但它可以具有任何数量的IDT电极。例如，纵向耦合的谐振器型弹性波滤波器24可以是3IDT或7IDT弹性波谐振器。
图13是根据第五实施例的带通滤波器21D的电路图。
带通滤波器21D与第四实施例的带通滤波器21C的不同之处在于，不设置串联臂谐振器S 11，并且并联臂谐振器P11如第一实施例的弹性波器件1那样构成。除此之外，带通滤波器21D的结构类似于第四实施例的带通滤波器21C的结构。
图14是根据第六实施例的四路复用器30的示意图。
四路复用器30包括天线端子22和连接到天线端子22的第一到第四带通滤波器31A到31D。第一带通滤波器31A与图10中所示的带通滤波器21A类似地构成，并且最靠近天线端子22的串联臂谐振器S4如第一实施例的弹性波器件1那样构成。
第一带通滤波器31A的电路结构不限于特定结构，只要第一带通滤波器31A包括与第一实施例的弹性波器件1类似地构成的弹性波谐振器即可。第二至第四带通滤波器31B至31D的电路结构也不限于特定结构。
第一带通滤波器31A的通带是Band3的发送频带，为约1710至1785MHz。第二带通滤波器31B的通带是Band1的发送频带，为约1920到1980MHz。第三带通滤波器31C的通带是Band3的接收频带，为约1805到1880MHz。第四带通滤波器31D的通带是Band1的接收频带，为约2110到2170MHz。第二带通滤波器31B的通带可以是高于第一带通滤波器31A的通带的任何频率范围，并且可以是Band1的接收频带。第一至第四带通滤波器31A至31D的通带不限于上述频率范围。
图15是示出第六实施例的第一至第四带通滤波器31A至31D的衰减-频率特性的曲线图。图16是示出第六实施例的第一带通滤波器31A的串联臂谐振器的阻抗特性的图与图15的放大图相互叠加而成的曲线图。在图15和图16中，实线指示第一和第三带通滤波器31A和31C的衰减-频率特性，而虚线指示第二和第四带通滤波器31B和31D的衰减-频率特性。图16中的单点划线指示第一带通滤波器31A的串联臂谐振器的阻抗特性。在图15和图16中，双点划线A指示第三带通滤波器31C的通带的最高频率，而双点划线B指示第二带通滤波器31B的通带的最低频率。
在第一带通滤波器31A的串联臂谐振器中，例如，在图16中的箭头C所示的位置处出现阻带脉动。该脉动位于双点划线A和B之间，并且在第二和第三带通滤波器31B和31C的任何通带范围内都不会出现脉动。因此，更可靠地抑制滤波器特性变差。
在第六实施例中，第一带通滤波器31A包括如第一实施例的弹性波器件1那样构成的串联臂谐振器。因此，可以减小出现阻带脉动的频率的波动，使得出现脉动的频率被限制为位于双点划线A和B之间的频率，从而有效地抑制了滤波器特性的劣化。
第一带通滤波器31A的串联臂谐振器的IDT电极的占空比优选为约0.475或更小。这可以进一步抑制滤波器特性的劣化。这将参考图17和图18进行解释。为了获得图17和图18中所示的关系，改变了与第一实施例的弹性波器件1类似地构成的弹性波谐振器的IDT电极的占空比。
图17是示出当弹性波谐振器的IDT电极的占空比为约0.475和0.48时由阻带脉动引起的回波损耗的曲线图。图18是示出当弹性波谐振器的IDT电极的占空比为约0.405、0.44和0.475时由阻带脉动引起的回波损耗的曲线图。在图17中，实线指示占空比为约0.475时的回波损耗，而虚线指示占空比为约0.48时的回波损耗。在图18中，实线指示占空比为约0.475时的回波损耗，虚线指示占空比为约0.44时的回波损耗，单点划线指示占空比为约0.405时的回波损耗。
图17示出，当IDT电极的占空比为约0.48时，阻带脉动的最大峰值位于Band3的接收频带和Band1的发送频带之间。因此，滤波器特性没有显著降低。当占空比为约0.475时，Band3的接收频带和Band1的发送频带中的回波损耗的绝对值小于约0.9，从而进一步抑制了滤波器特性的劣化。图18示出，当占空比小于约0.475时，Band3的接收频带和Band1的发送频带中的回波损耗的绝对值也小于约0.9。因此，通过设置0.475或更小的占空比，可以进一步减少滤波器特性的劣化。
如果IDT电极的电极指宽度的制造波动为约±7％，则占空比波动±0.035。如果IDT电极的目标占空比为0.44，则占空比在0.44±0.035的范围内波动。当弹性波谐振器的IDT电极的占空比在该范围内波动时，出现如图18所示的阻带脉动。
如果IDT电极的目标占空比为0.515，则占空比在0.515±0.035的范围内波动。在这种情况下，出现如图19所示的阻带脉动。获得图19所示关系的弹性波谐振器当其占空比为约0.48时类似于第一实施例的弹性波器件1，并且当其占空比大于约0.48时类似于上述比较例的弹性波谐振器。
图19是示出当弹性波谐振器的IDT电极的占空比为约0.48、0.515和0.55时由阻带脉动引起的回波损耗的曲线图。在图19中，实线指示占空比为约0.48时的回波损耗，虚线指示占空比为约0.515时的回波损耗，点划线指示占空比约0.55时的回波损耗。
图19示出，当IDT电极的占空比的目标值是0.515(大于0.48)时，出现阻带脉动的频率显著波动。与此相对，图18示出，当IDT电极的占空比的目标值是0.44(小于0.48)时，可以有效地减小出现阻带脉动的频率的波动。另外，当占空比为0.44±0.035时，Band3的接收频带和Band1的发送频带中的回波损耗的绝对值小于约0.9。
因此，在图14所示的第一带通滤波器31A中，如第一实施例中那样构成的串联臂谐振器的IDT电极的占空比的目标值优选地设置为0.44或更小。如图15所示，例如，Band3的接收频带的最高频率和Band1的发送频带的最低频率之间的带宽窄至约40MHz。在这种情况下，通过将占空比的目标值设置为0.44或更小，也可以减小出现阻带脉动的频率的波动，并且还可以将该频率范围限制在Band3的接收频带的最高频率和Band1的发送频带的最低频率之间。因此，可以有效地抑制使用Band3的接收频带作为通带的第三带通滤波器31C和使用Band1的发送频带作为通带的第二带通滤波器31B的滤波器特性(诸如插入损耗)的劣化。
IDT电极的优选占空比根据所使用的带通滤波器的通带而不同。例如，在使用Band66的发送频带和接收频带以及Band25的发送频带和接收频带作为通带的四路复用器中，占空比优选为约0.47或更小。这将在下面解释。
在根据第七实施例的四路复用器中，带通滤波器的通带不同于第六实施例的四路复用器30。除此之外，第七实施例的四路复用器的结构类似于第六实施例的四路复用器30的结构。
第一带通滤波器的通带是Band66的发送频带，为约1710至1780MHz。第二带通滤波器的通带是Band25的发送频带，为约1850至1915MHz。第三带通滤波器的通带是Band66的接收频带，为约2110至2200MHz。第四带通滤波器的通带是Band25的接收频带，为约1930至1995MHz。第二带通滤波器的通带可以是Band25的接收频带。
在第七实施例中，在第一带通滤波器中，阻带脉动出现在Band25的发送频带和接收频带之间的带宽附近。
在第七实施例中，通过将第一带通滤波器的如第一实施例那样构成的串联臂谐振器的IDT电极的占空比设置为约0.47或更小，可以有效地抑制滤波器特性的劣化。这将参考图20进行解释。获得图20所示关系的弹性波谐振器的结构类似于第一实施例的结构。
图20是示出当弹性波谐振器的IDT电极的占空比为约0.4、0.435和0.47时由阻带脉动引起的回波损耗的曲线图。在图20中，实线指示占空比为约0.47时的回波损耗，虚线指示占空比为约0.435时的回波损耗，单点划线指示占空比为约0.4时的回波损耗。双点划线D指示第二带通滤波器的通带的最高频率，而双点划线E指示第四带通滤波器的通带的最低频率。
图20示出，当占空比为约0.47或更小时，可以减小出现阻带脉动的频率的波动，并且Band25的发送频带和接收频带中的回波损耗的绝对值小于约0.9。通过将占空比设置为约0.47或更小，可以有效地抑制滤波器特性的劣化。
如果IDT电极的电极指宽度的制造波动为约±7％，则当IDT电极的目标占空比为0.435时，占空比在0.435±0.035的范围内波动。当弹性波谐振器的IDT电极的占空比在此范围内波动时，出现如图20所示的阻带脉动。Band25的发送频带的最高频率与Band25的接收频带的最低频率之间的带宽窄至约20MHz。在这种情况下，同样，通过将占空比的目标值设置为0.435或更小，可以将出现阻带脉动的频率范围限制在Band25的发送频带的最高频率与Band25的接收频带的最低频率之间。因此，可以有效地抑制使用Band25的发送频带作为通带的第二带通滤波器和使用Band25的接收频带作为通带的第四带通滤波器的滤波器特性(诸如插入损耗)的劣化。
下面将描述根据第八实施例的弹性波器件。
在根据第八实施例的弹性波器件中，介电膜4与IDT电极3的占空比之间的关系不同于图1所示的第一实施例的弹性波器件1的关系。除此之外，第八实施例的弹性波器件的结构与第一实施例的相似。
第八实施例中使用的压电基板是切割角为约127.5°的LiNbO3基板。IDT电极的归一化膜厚为约5％。
与第一实施例中一样，第八实施例的弹性波器件包括由氧化硅制成的介电膜。这使得可以改善速度的温度特性(温度系数速度(TCV))。速度的温度特性(TCV)取决于IDT电极的占空比。弹性波器件的相对带宽也取决于IDT电极的占空比。
图21是示出根据第八实施例的介电膜的归一化膜厚、IDT电极的占空比和速度的温度特性(TCV)之间的关系的曲线图。图22是示出根据第八实施例的介电膜的归一化膜厚、IDT电极的占空比和相对带宽之间的关系的曲线图。
图21示出，随着IDT电极的占空比变小，相对于介电膜的相同归一化膜厚，TCV增大。然而，另一方面，图22示出，随着IDT电极的占空比变小，相对于介电膜的相同归一化膜厚，相对带宽减小。
图23是示出根据第八实施例的TCV与相对带宽之间的权衡和IDT电极的占空比之间的关系的曲线图。
图23示出了TCV与相对带宽具有权衡关系。如图21和图22所示，当占空比变小时，尽管TCV增大，但相对带宽减小。当实现TCV与相对带宽之间的良好平衡关系时，实现最佳的权衡关系。当TCV相对于固定的相对带宽增加时，TCV与相对带宽之间的权衡关系得到改善。当TCV相对于固定的相对带宽减小时，权衡关系劣化。相对于固定的相对带宽，TCV和占空比之间的关系如图24所示。
图24是示出IDT电极的占空比与相对带宽为约4％时的TCV之间的关系的曲线图。
图24示出，随着IDT电极的占空比接近约0.45，TCV增大。占空比优选为约0.41至0.46，更优选为约0.44至0.46，甚至更优选为0.45。这可以改善TCV与相对带宽之间的权衡。
另外，与第一实施例同样，在第八实施例中，IDT电极的占空比抑制在约0.3至0.48的范围内，从而减小了出现阻带脉动的频率的波动。
第一至第八实施例公开了弹性波谐振器、滤波器、双工器、四路复用器。根据第一至第八实施例中每个实施例的弹性波器件也可以用于多路复用器。多路复用器具有至少两个滤波器，诸如双工器、三路复用器、四路复用器。多路复用器可以是至少包括发送滤波器和接收滤波器的结构、至少包括两个发送滤波器的结构、至少包括两个接收滤波器的结构。
换句话说，根据第一至第八实施例中每个实施例的弹性波器件可以用于例如弹性波谐振器、滤波器、多路复用器、射频(RF)前端电路、通信器件。下面将描述将弹性波器件应用于通信器件的示例。
图25是通信器件240的示意图。通信器件240包括RF前端电路230、天线元件202和RF信号处理电路(RF集成电路(RFIC))203。通信器件240还可以包括电源、中央处理单元(CPU)和显示器。
RF前端电路230包括开关225、双工器201A和201B、滤波器231和232、低噪声放大器电路214和224、以及功率放大器电路234a、234b、244a和244b。图25中所示的RF前端电路230和通信器件240仅是RF前端电路和通信器件的示例，并且不限于该结构。例如，RF前端电路230可以包括根据上述实施例的四路复用器。
双工器201A包括滤波器211和212。双工器201B包括滤波器221和222。双工器201A和201B经由开关225连接到天线元件202。双工器201A和201B可以是根据上述实施例的双工器。滤波器211、212、221和222可以是根据上述实施例的滤波器。包括在滤波器211、212、221和222中的弹性波谐振器可以是根据上述实施例的弹性波谐振器。
开关225根据来自控制器(未示出)的控制信号将天线元件202和对应于预定频带的信号路径相连接。开关225可以是单刀双掷(SPDT)开关。天线元件202可以不必连接到单个信号路径，可以连接到多个信号路径。也就是说，RF前端电路230可以支持载波聚合。
低噪声放大器214是接收放大器电路，其放大经由天线元件202、开关225和双工器201A接收的RF信号(在这种情况下为RF接收信号)，并将放大的RF信号输出到RF信号处理电路203。低噪声放大器224是接收放大器电路，其放大经由天线元件202、开关225和双工器201B接收的RF信号(在这种情况下为RF接收信号)，并将放大的RF信号输出到RF信号处理电路203。
功率放大器电路234a和234b是发送放大器电路，其放大从RF信号处理电路203输出的RF信号(在这种情况下为RF发送信号)，并且经由双工器201A和开关225将放大的RF信号输出到天线元件202。功率放大器电路244a和244b是发送放大器电路，其放大从RF信号处理电路203输出的RF信号(在这种情况下为RF发送信号)，并且经由双工器201B和开关225将放大的RF信号输出到天线元件202。
RF信号处理电路203对经由接收信号路径从天线元件202输入的RF接收信号执行诸如下变换之类的信号处理，并输出处理后的RF接收信号。RF信号处理电路203还对RF发送信号执行诸如上变换之类的信号处理，并将处理后的RF发送信号输出到功率放大器电路234a、234b、244a和244b。RF信号处理电路203的示例是RFIC。通信器件240可以包括基带(BB)IC。BBIC对由RFIC处理的接收信号执行信号处理。BBIC还对发送信号执行信号处理，并将处理后的发送信号输出到RFIC。由BBIC处理后的接收信号和由BBIC处理前的发送信号例如是图像信号或音频信号。
如上所述构成的RF前端电路230和通信器件240包括使用了根据本实用新型实施例的弹性波器件的弹性波谐振器、滤波器和/或具有两个或更多个滤波器的多路复用器，从而可以减少出现阻带脉动的频率的波动。
已经通过实施例及其变形例的例示讨论了弹性波器件、滤波器、多路复用器、RF前端电路和通信器件。然而，可以组合上述实施例和变形例的某些元件以形成其他实施例。在不脱离本实用新型的范围和精神的情况下，本领域技术人员可以对实施例进行各种修改以形成变形例。这些实施例和变形例以及包括根据本实用新型实施例的FR前端电路或通信器件在内的各种装置也可以包含在本实用新型中。
本实用新型可作为弹性波谐振器、滤波器、适用于多频带系统的多路复用器、前端电路和通信器件广泛用于诸如蜂窝电话之类的通信装置中。
虽然上面已经描述了本实用新型的优选实施例，但是应该理解，在不脱离本实用新型的范围和精神的情况下，对于本领域技术人员来说，变化和修改是显而易见的。因此，本实用新型的范围仅由权利要求确定。

Claims (18)

1.一种弹性波器件，包括：
压电基板；以及
叉指换能器电极，设置在所述压电基板上，
所述弹性波器件的特征在于，
所述叉指换能器电极包括含有钼作为主成分的电极层，
并且所述叉指换能器电极的占空比为0.3至0.48。
2.根据权利要求1所述的弹性波器件，其中所述叉指换能器电极的占空比为0.475或更小。
3.根据权利要求2所述的弹性波器件，其中所述叉指换能器电极的占空比为0.47或更小。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的弹性波器件，还包括：
介电膜，设置在所述压电基板上并且覆盖所述叉指换能器电极。
5.根据权利要求4所述的弹性波器件，其中所述叉指换能器电极的占空比为0.44至0.46。
6.根据权利要求4所述的弹性波器件，其中：
所述压电基板由铌酸锂制成；
所述介电膜由氧化硅制成；以及
所述弹性波器件利用传播通过所述压电基板的瑞利波。
7.根据权利要求5所述的弹性波器件，其中：
所述压电基板由铌酸锂制成；
所述介电膜由氧化硅制成；以及
所述弹性波器件利用传播通过所述压电基板的瑞利波。
8.根据权利要求4所述的弹性波器件，其中在采用通过由所述叉指换能器电极的电极指间距所确定的波长进行归一化的膜厚作为归一化膜厚的情况下，所述介电膜的归一化膜厚为26％或更大。
9.根据权利要求5至7中任一项所述的弹性波器件，其中在采用通过由所述叉指换能器电极的电极指间距所确定的波长进行归一化的膜厚作为归一化膜厚的情况下，所述介电膜的归一化膜厚为26％或更大。
10.根据权利要求4所述的弹性波器件，其中在采用通过由所述叉指换能器电极的电极指间距所确定的波长进行归一化的膜厚作为归一化膜厚的情况下，所述介电膜的归一化膜厚为37.5％或更小。
11.根据权利要求5至8中任一项所述的弹性波器件，其中在采用通过由所述叉指换能器电极的电极指间距所确定的波长进行归一化的膜厚作为归一化膜厚的情况下，所述介电膜的归一化膜厚为37.5％或更小。
12.根据权利要求9所述的弹性波器件，其中在采用通过由所述叉指换能器电极的电极指间距所确定的波长进行归一化的膜厚作为归一化膜厚的情况下，所述介电膜的归一化膜厚为37.5％或更小。
13.一种带通滤波器，其特征在于，包括：
根据权利要求1至12中任一项所述的弹性波器件。
14.一种多路复用器，其特征在于，包括：
连接到天线的天线端子；
第一带通滤波器，连接到所述天线端子，并且是根据权利要求13所述的带通滤波器；以及
第二带通滤波器，连接到所述天线端子，所述第二带通滤波器的通带高于所述第一带通滤波器的通带。
15.根据权利要求14所述的多路复用器，其中：
所述第一带通滤波器的通带是Band3的发送频带；以及
所述第二带通滤波器的通带是Band1的发送频带和接收频带之一。
16.根据权利要求14所述的多路复用器，其中：
所述第一带通滤波器的通带是Band66的发送频带；以及
所述第二带通滤波器的通带是Band25的发送频带和接收频带之一。
17.一种射频前端电路，其特征在于，包括：
根据权利要求1至12中任一项所述的弹性波器件；以及
功率放大器。
18.一种通信器件，其特征在于，包括：
根据权利要求17所述的射频前端电路；以及
射频信号处理电路。
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