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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Einzelport-Resonator für elastische Wellen, in dem IDT-Elektroden auf einem piezoelektrischen Substrat ausgebildet sind. Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem eine Filtervorrichtung für elastische Wellen und einen Duplexer, der den oben beschriebenen Einzelport-Resonator für elastische Wellen enthält.
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ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
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Bis heute sind Oberflächenschallwellenresonatoren weithin für Resonatoren, die eine Filtervorrichtung bilden, verwendet worden. In dem Einzelport-Oberflächenschallwellenresonator, der in dem Aufsatz „A Triple-Beat-Free PCS SAW Duplexer“, (IEEE Ultrason. Symp., Seiten 67-70, 2012) beschrieben ist, ist eine IDT-Elektrode in Sektionen unterteilt, die in Reihe verbunden sind. Hier sind eine erste IDT-Elektrode und eine zweite IDT-Elektrode miteinander in Reihe verbunden. Die Flächen der ersten und der zweiten IDT-Elektrode wurden so vergrößert, dass eine Impedanz realisiert wird, die die gleiche ist wie in dem Fall ohne Unterteilung. Infolge dessen wird die Energiedichte innerhalb der ersten und der zweiten IDT-Elektrode verringert, und eine Verzerrung aufgrund nicht-linearer Signale wird verkleinert.
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Andererseits offenbart die
JP 2004 320411 A eine Oberflächenschallwellenvorrichtung zum Vergrößern des Wärmeschockwiderstandes. In dieser Oberflächenschallwellenresonatorvorrichtung sind zwei Oberflächenschallwellenresonatorabschnitte auf einem piezoelektrischen Substrat ausgebildet. Die zwei Oberflächenschallwellenresonatorabschnitte sind elektrisch parallel miteinander verbunden. Oder anders ausgedrückt: Die erste und die zweite IDT-Elektrode, die den ersten und den zweiten Oberflächenschallwellenresonatorabschnitt bilden, sind elektrisch parallel miteinander verbunden. Eine ähnliche Oberflächenschallwellenvorrichtung ist aus der
JP H05 129872 A bekannt.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Technisches Problem
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Die in dem oben genannten Aufsatz beschriebene Oberflächenschallwellenvorrichtung erlaubt das Reduzieren einer nicht-lineareren Verzerrung. Jedoch haben die erste und die zweite IDT-Elektrode vergrößerte Flächen. Darum erwies sich eine Verkleinerung als schwierig.
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Andererseits verwendet die in
JP 2004 320411 A offenbarte Oberflächenschallwellenvorrichtung eine parallele Verbindungsstruktur, um den Wärmeschockwiderstand zu erhöhen. Mit dieser Struktur kann eine nicht-lineare Verzerrung unterdrückt werden, ohne die Flächen der IDT-Elektroden zu vergrößern. Jedoch belegen die Verdrahtungsleitungen zum Verbinden der ersten und zweiten IDT-Elektroden mit der in der
JP 2004 320411 A offenbarten parallelen Verbindungsstruktur viel Platz. Somit ist eine Verkleinerung mit dieser Struktur ebenfalls schwierig.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Einzelport-Resonator für elastische Wellen bereitzustellen, der das Unterdrücken nicht-linearer Verzerrungen erlaubt und eine Verkleinerung realisiert.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Filtervorrichtung für elastische Wellen und eines Duplexers, der Resonatoren für elastische Wellen aufweist, der das Unterdrücken nicht-linearer Verzerrungen erlaubt und eine Verkleinerung realisiert.
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Lösung des Problems
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Ein Resonator für elastische Wellen gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Einzelport-Resonator für elastische Wellen, der einen ersten Anschluss und einen zweiten Anschluss aufweist. Der Resonator für elastische Wellen gemäß der vorliegenden Erfindung enthält: ein piezoelektrisches Substrat, das eine Polarisierungsrichtung aufweist; erste und zweite IDT-Elektroden, einen gemeinsam genutzten Reflektor und erste und zweite Reflektoren.
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Die ersten und zweiten IDT-Elektroden sind in einer Ausbreitungsrichtung der elastischen Wellen auf dem piezoelektrischen Substrat angeordnet. Der gemeinsam genutzte Reflektor ist zwischen der ersten IDT-Elektrode und der zweiten IDT-Elektrode angeordnet. Der erste Reflektor ist gegenüber dem gemeinsam genutzten Reflektor, mit der ersten IDT-Elektrode dazwischen, angeordnet. Der zweite Reflektor ist gegenüber dem gemeinsam genutzten Reflektor, mit der zweiten IDT-Elektrode dazwischen, angeordnet.
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In dem Resonator für elastische Wellen gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Richtung, die durch Projizieren der Polarisierungsrichtung auf eine Substratoberfläche des piezoelektrischen Substrats erhalten wird, als eine projizierte Polarisierungsrichtung definiert. Die projizierte Polarisierungsrichtung verläuft senkrecht zur Ausbreitungsrichtung der elastischen Wellen auf dem piezoelektrischen Substrat. Des Weiteren wird angenommen, dass eine Vorderendseite in der projizierten Polarisierungsrichtung eine erste Endabschnittsseite ist und eine Basisendseite in der projizierten Polarisierungsrichtung eine zweite Endabschnittsseite ist.
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In der vorliegenden Erfindung enthält der Resonator für elastische Wellen des Weiteren eine Verdrahtungselektrode, die jeweilige erst-endabschnittsseitige Abschnitte des ersten Reflektors, der ersten IDT-Elektrode und des zweiten Reflektors elektrisch miteinander verbindet. Die Verdrahtungselektrode ist als der erste Anschluss ausgelegt.
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Jeweilige zweit-endabschnittsseitige Abschnitte der ersten IDT-Elektrode und des gemeinsam genutzten Reflektors sind elektrisch miteinander verbunden und sind als der zweite Anschluss ausgelegt. Jeweilige erst-endabschnittsseitige Abschnitte des gemeinsam genutzten Reflektors und der zweiten IDT-Elektrode sind elektrisch miteinander verbunden. Jeweilige zweit-endabschnittsseitige Abschnitte der zweiten IDT-Elektrode und des zweiten Reflektors sind elektrisch miteinander verbunden.
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Die ersten und zweiten IDT-Elektroden sind parallel zwischen dem ersten Anschluss und dem zweiten Anschluss verbunden.
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In einer speziellen Form des Resonators für elastische Wellen gemäß der vorliegenden Erfindung verlaufen eine Spannungsanlegerichtung in der ersten IDT-Elektrode und eine Spannungsanlegerichtung in der zweiten IDT-Elektrode entgegengesetzt zueinander in der projizierten Polarisierungsrichtung.
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In einer anderen speziellen Form des Resonators für elastische Wellen gemäß der vorliegenden Erfindung ist der erst-endabschnittsseitige Abschnitt des ersten Reflektors elektrisch mit dem erst-endabschnittsseitigen Abschnitt der ersten IDT-Elektrode verbunden.
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In einer weiteren speziellen Form des Resonators für elastische Wellen gemäß der vorliegenden Erfindung enthalten der erste Reflektor, der gemeinsam genutzte Reflektor und der zweite Reflektor jeweils eine Erst-Endabschnitts-Sammelschiene, die auf der ersten Endabschnittsseite angeordnet ist, und einen Zweit-Endabschnitts-Sammelschiene, die auf der zweiten Endabschnittsseite angeordnet ist. Jede der ersten und der zweiten IDT-Elektrode enthält eine erste Sammelschiene, die auf der ersten Endabschnittsseite angeordnet ist, und eine zweite Sammelschiene, die auf der zweiten Endabschnittsseite angeordnet ist. Die zweite Sammelschiene der ersten IDT-Elektrode und die Zweit-Endabschnitts-Sammelschiene des gemeinsam genutzten Reflektors sind verkettet und zu einer Einheit verbunden. Die Erst-Endabschnitts-Sammelschiene des gemeinsam genutzten Reflektors und die erste Sammelschiene der zweiten IDT-Elektrode sind verkettet und zu einer Einheit verbunden. Die zweite Sammelschiene der zweiten IDT-Elektrode und die Zweit-Endabschnitts-Sammelschiene des zweiten Reflektors sind verkettet und zu einer Einheit verbunden.
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In einer anderen speziellen Form des Resonators für elastische Wellen gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Konfiguration verwendet, wobei sich in jedem Abschnitt, wo die Sammelschienen und die entsprechenden Endabschnitts-Sammelschienen jeweils verkettet und zu einer Einheit verbunden sind, die verkettete Endabschnitts-Sammelschiene und die entsprechende Sammelschiene in derselben Richtung erstrecken und die gleiche Breite haben.
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Eine Filtervorrichtung für elastische Wellen gemäß der vorliegenden Erfindung enthält mehrere Resonatoren für elastische Wellen, und mindestens einer der mehreren Resonatoren für elastische Wellen wird durch einen Resonator für elastische Wellen gebildet, der gemäß der vorliegenden Erfindung konfiguriert ist.
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In einer speziellen Form der Filtervorrichtung für elastische Wellen gemäß der vorliegenden Erfindung bilden die mehreren Resonatoren für elastische Wellen mindestens einen Teil einer Abzweigschaltung.
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In einer anderen speziellen Form der Filtervorrichtung für elastische Wellen gemäß der vorliegenden Erfindung enthält die Abzweigschaltung mehrere Reihenarmresonatoren und mehrere Parallelarmresonatoren. Die mehreren Reihenarmresonatoren und die mehreren Parallelarmresonatoren werden durch mehrere Resonatoren für elastische Wellen gebildet. Mindestens ein Resonator unter den Reihenarmresonatoren und den Parallelarmresonatoren wird durch einen Resonator für elastische Wellen gebildet, der gemäß der vorliegenden Erfindung konfiguriert ist.
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Ein Duplexer gemäß der vorliegenden Erfindung enthält: ein erstes Bandpassfilter, das mit einem Antennenende verbunden ist, und ein zweites Bandpassfilter, das mit dem Antennenende verbunden ist und das ein anderes Durchlassband hat als das erste Bandpassfilter. Mindestens eines des ersten und des zweiten Bandpassfilters enthält einen Resonator für elastische Wellen, der gemäß der vorliegenden Erfindung konfiguriert ist.
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In einer speziellen Form des Duplexers gemäß der vorliegenden Erfindung enthält mindestens eines des ersten und des zweiten Bandpassfilters mehrere Resonatoren für elastische Wellen, und mindestens ein Resonator für elastische Wellen unter den mehreren Resonatoren für elastische Wellen, die dem Antennenende am nächsten liegen, wird durch einen Resonator für elastische Wellen gebildet, der gemäß der vorliegenden Erfindung konfiguriert ist.
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Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
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Gemäß dem Resonator für elastische Wellen der vorliegenden Erfindung ist in einer Struktur, in der die ersten und zweiten IDT-Elektroden zwischen den ersten und zweiten Anschlüssen parallel verbunden sind, die Elektrodenstruktur, die die IDT-Elektroden und Reflektoren enthält, in der oben beschriebenen Weise konfiguriert, und somit kann eine nicht-lineare Verzerrung unterdrückt werden, und des Weiteren kann eine Verkleinerung realisiert werden.
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Figurenliste
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- 1(a) und 1(b) sind eine Grundrissansicht bzw. eine Seitenansicht eines Resonators für elastische Wellen gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 2 ist ein Schaltbild, das einen Duplexer als eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
- 3 ist ein Schaltbild, das einen Duplexer als eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
- 4 ist ein Schaltbild, das einen Duplexer als eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
- 5 ist ein Schaltbild, das einen Duplexer als eine fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
- 6 ist ein Schaubild, das Dämpfung-Frequenz-Kennlinien veranschaulicht, die die zweiten Oberschwingungsfrequenzgänge eines Resonators für elastische Wellen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und von Resonatoren für elastische Wellen der ersten und zweiten Vergleichsbeispiele zeigen.
- 7 ist eine vorderseitige Schnittansicht einer beispielhaften Struktur einer Grenzschallwellenvorrichtung.
- 8 ist eine Grundrissansicht eines Resonators für elastische Wellen eines zweiten Vergleichsbeispiels.
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BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Im Weiteren wird die vorliegende Erfindung anhand einer Beschreibung konkreter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezug auf die Zeichnungen verdeutlicht.
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1(a) und 1(b) sind eine Grundrissansicht bzw. eine Seitenansicht eines Resonators für elastische Wellen als eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Ein Resonator für elastische Wellen 1 enthält ein piezoelektrisches Substrat 2. In der vorliegenden Ausführungsform besteht das piezoelektrische Substrat 2 aus einem LiTaO3-Substrat. Jedoch kann dem piezoelektrischen Substrat 2 auch aus einem anderen piezoelektrischen Monokristall, wie zum Beispiel LiNbO3, oder einem anderen piezoelektrischen Keramikmaterial bestehen. In dem piezoelektrischen Substrat 2 ist die Polarisierungsrichtung eine Richtung P. Eine Richtung entsprechend der Richtung P, die auf die Oberfläche des piezoelektrischen Substrats projiziert wird, ist als eine projizierte Polarisierungsrichtung Px definiert.
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Eine Elektrodenstruktur 3 wird auf dem piezoelektrischen Substrat 2 gebildet. Ein Einzelport-Resonator für elastische Wellen wird aus der Elektrodenstruktur 3 gebildet. Oder anders ausgedrückt: Es wird ein Einzelport-Oberflächenschallwellenresonator gebildet, der einen ersten Anschluss 9 und einen zweiten Anschluss 10 aufweist.
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Die Elektrodenstruktur 3 wird in der vorliegenden Ausführungsform durch eine mehrschichtige Metallstruktur aus Ti und AlCu-Legierung gebildet. Jedoch bestehen für die Metallmaterialien, aus denen die Elektrodenstruktur 3 gebildet wird, keine speziellen Einschränkungen; und sie können auch unter Verwendung von Ag, Pd, W, Mo, Ti, AI, Cu, Au, Pt oder einer zweckmäßigen Legierung, die hauptsächlich aus diesen Metallen besteht, gebildet werden. Die Elektrodenstruktur 3 kann aus einem mehrschichtigen Metallfilm gebildet werden. Die oben beschriebene Elektrodenstruktur 3 enthält erste und zweite IDT-Elektroden 4 und 5, erste und zweite Reflektoren 6 und 7, einen gemeinsam genutzten Reflektor 8 und eine Verdrahtungselektrode 11.
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Die erste IDT-Elektrode 4 und die zweite IDT-Elektrode 5 sind in der Ausbreitungsrichtung der elastischen Wellen - mit dem gemeinsam genutzten Reflektor 8 dazwischen - angeordnet. Es ist zu beachten, dass die Ausbreitungsrichtung der elastischen Wellen eine Richtung senkrecht zu der oben beschriebenen projizierten Polarisierungsrichtung Px ist.
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Es wird definiert, dass die Vorderendseite in der projizierten Polarisierungsrichtung Px eine erste Endabschnittsseite ist und die Basisendseite eine zweite Endabschnittsseite ist. Somit ist in 1(a) die erste Anschluss 9-Seite die erste Endabschnittsseite, und die zweite Anschluss 10-Seite ist die zweite Endabschnittsseite.
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Die erste IDT-Elektrode 4 enthält erste Elektrodenfinger 4a und einen zweiten Elektrodenfinger 4b. Die ersten Elektrodenfinger 4a und der zweite Elektrodenfinger 4b greifen ineinander.
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Die ersten Elektrodenfinger 4a und der zweite Elektrodenfinger 4b erstrecken sich parallel zu der oben beschriebenen projizierten Polarisierungsrichtung Px. Die Basisenden der ersten Elektrodenfinger 4a sind mit einer ersten Sammelschiene 4c verbunden. Das Basisende des zweiten Elektrodenfingers 4b ist mit einer zweiten Sammelschiene 4d verbunden.
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Die zweite IDT-Elektrode 5, die ebenfalls eine ähnliche Konfiguration hat, enthält erste und zweite Elektrodenfinger 5a und 5b und erste und zweite Sammelschienen 5c und 5d.
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In den oben beschriebenen ersten und zweiten IDT-Elektroden 4 und 5 befinden sich die ersten Sammelschienen 4c und 5c auf der oben beschriebenen ersten Endabschnittsseite, und die zweiten Sammelschienen 4d und 5d befinden sich auf der oben beschriebenen zweiten Endabschnittsseite.
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Der erste Reflektor 6 enthält mehrere der Elektrodenfinger 6a. Erst-endabschnittsseitige Enden der mehreren Elektrodenfinger 6a sind durch eine Erst-Endabschnitts-Sammelschiene 6b miteinander verbunden. Zweit-endabschnittsseitige Enden der mehreren Elektrodenfinger 6a sind durch eine Zweit-Endabschnitts-Sammelschiene 6c miteinander verbunden. Gleichermaßen enthält der gemeinsam genutzte Reflektor 8 mehrere der Elektrodenfinger 8a und Erst- und Zweit-Endabschnitts-Sammelschienen 8b und 8c. Gleichermaßen enthält der zweite Reflektor 7 ebenfalls mehrere der Elektrodenfinger 7a und Erst- und Zweit-Endabschnitts-Sammelschienen 7b und 7c.
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In den ersten und zweiten Reflektoren 6 und 7 und dem gemeinsam genutzten Reflektor 8 befinden sich die Erst-Endabschnitts-Sammelschienen 6b, 7b und 8b auf der ersten Endabschnittsseite, und die Zweit-Endabschnitts-Sammelschienen 6c, 7c und 8c befinden sich auf der zweiten Endabschnittsseite.
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In dem Resonator für elastische Wellen 1 sind die Erst-Endabschnitts-Sammelschiene 6b und die erste Sammelschiene 4c elektrisch miteinander verbunden. In der vorliegenden Ausführungsform haben die Erst-Endabschnitts-Sammelschiene 6b und die erste Sammelschiene 4c die gleiche Breite, erstrecken sich in derselben Richtung und sind verkettet und zu einer Einheit verbunden. Somit können die Erst-Endabschnitts-Sammelschiene 6b und die erste Sammelschiene 4c auf einfache Weise durch ein Druckverfahren, ein Abscheidungsverfahren und dergleichen gebildet werden.
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Die Erst-Endabschnitts-Sammelschiene 6b und die erste Sammelschiene 4c sind elektrisch mit der Erst-Endabschnitts-Sammelschiene 7b durch die Verdrahtungselektrode 11 verbunden. Die Verdrahtungselektrode 11 ist mit dem ersten Anschluss 9 verbunden. In 1(a) ist der erste Anschluss 9 separat von der Verdrahtungselektrode 11 bereitgestellt; jedoch kann die Verdrahtungselektrode 11 selbst als der erste Anschluss 9 ausgelegt werden.
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Es ist zu beachten, dass in der vorliegenden Ausführungsform die Erst-Endabschnitts-Sammelschiene 6b elektrisch mit der ersten Sammelschiene 4c verbunden ist und des Weiteren elektrisch mit der Verdrahtungselektrode 11 verbunden ist. Jedoch braucht in der vorliegenden Erfindung die Erst-Endabschnitts-Sammelschiene 6b nicht elektrisch mit der ersten Sammelschiene 4c verbunden zu sein. In diesem Fall braucht nur die erste Sammelschiene 4c elektrisch mit der Verdrahtungselektrode 11 verbunden zu sein. Oder anders ausgedrückt: Es ist nur erforderlich, dass das erst-endabschnittsseitige Ende der ersten IDT-Elektrode 4 und das erst-endabschnittsseitige Ende des zweiten Reflektors 7 elektrisch miteinander verbunden sind und elektrisch mit dem ersten Anschluss 9 verbunden sind.
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Jedoch kann die Symmetrie der gesamten Elektrodenstruktur durch Verketten und Vereinen der Erst-Endabschnitts-Sammelschiene 6b des ersten Reflektors 6 und der erste Sammelschiene 4c verbessert werden.
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Die Verdrahtungselektrode 11 erstreckt sich parallel zu der Ausbreitungsrichtung der elastischen Wellen auf der ersten Endabschnittsseite, wo die ersten und zweiten IDT-Elektroden 4 und 5, die ersten und zweiten Reflektoren 6 und 7 und der gemeinsam genutzte Reflektor 8 in der Ausbreitungsrichtung der elastischen Wellen angeordnet sind. Somit kann die Verdrahtungselektrode 11 ohne erhebliches Vergrößern der Gesamtstruktur der Elektrodenstruktur 3 gebildet werden.
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Die zweite Sammelschiene 4d und die Zweit-Endabschnitts-Sammelschiene 8c sind verkettet und zu einer Einheit verbunden. Die Erst-Endabschnitts-Sammelschiene 8b und die erste Sammelschiene 5c sind verkettet und zu einer Einheit verbunden. Die zweite Sammelschiene 5d und die Zweit-Endabschnitts-Sammelschiene 7c sind verkettet und zu einer Einheit verbunden.
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In der vorliegenden Ausführungsform haben in jedem Abschnitt, wo eine Endabschnitts-Sammelschiene und eine Sammelschiene verkettet und zu einer Einheit verbunden sind, die zwei Sammelschienen die gleiche Breite und erstrecken sich in derselben Richtung und sind verkettet, ähnlich dem Abschnitt, wo die oben beschriebene Erst-Endabschnitts-Sammelschiene 6b und die oben beschriebene erste Sammelschiene 4c verkettet und zu einer Einheit verbunden sind.
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Jedoch ist es nicht erforderlich, dass jede Endabschnitts-Sammelschiene und eine entsprechende Sammelschiene dergestalt miteinander verbunden sind, dass die zwei Sammelschienen die gleiche Breite haben und sich in derselben Richtung erstrecken, solange die zwei Sammelschienen elektrisch miteinander verbunden sind.
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In der vorliegenden Ausführungsform wird die Elektrodenstruktur 3 wie oben beschrieben gebildet. In diesem Fall ist der Abschnitt, in dem die zweite Sammelschiene 4d und die Zweit-Endabschnitts-Sammelschiene 8c verkettet und zu einer Einheit verbunden sind, als der zweite Anschluss 10 ausgelegt. Somit sind die ersten und zweiten IDT-Elektroden 4 und 5 zwischen dem ersten Anschluss 9 und dem zweiten Anschluss 10 elektrisch parallel miteinander verbunden.
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Eine Spannungsanlegerichtung in der ersten IDT-Elektrode 4 wird so konfiguriert, dass sie einer Spannungsanlegerichtung in der zweiten IDT-Elektrode 5 in der oben beschriebenen projizierten Polarisierungsrichtung Px entgegengesetzt ist. Hier ist in dem Fall, wo der erste Anschluss 9 die spannungsführende Seite ist, die Spannungsanlegerichtung in der ersten IDT-Elektrode 4 die Richtung von der ersten Sammelschiene 4c, die eine spannungsführungsseitige Sammelschiene ist, zu der zweiten Sammelschiene 4d, die eine erdungsseitige Sammelschiene ist, wie durch einen Pfeil V1 in 1(a) veranschaulicht. Wie in 1(a) veranschaulicht, ist die Spannungsanlegerichtung V1 in der ersten IDT-Elektrode 4 so konfiguriert, dass sie einer Spannungsanlegerichtung V2 in der zweiten IDT-Elektrode 5 entgegengesetzt ist.
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Der Resonator für elastische Wellen 1, der wie oben beschrieben konfiguriert ist, kann effektiv nicht-lineare Verzerrungen unterdrücken. Dies wird auf der Basis eines konkreten beispielhaften Experiments beschrieben.
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Der oben beschriebene Resonator für elastische Wellen 1 mit den folgenden Spezifikationen wurde hergestellt.
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Spezifikationen des Resonators für elastische Wellen 1
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Die IDT-Elektroden 4 und 5: Das Elektrodenelement hat eine mehrschichtige Struktur aus Ti- und AlCu-Schichten mit einer Dicke von 30 und 380 (nm). Die Anzahl der Elektrodenfinger = [40 Paare]. Elektrodenfinger-Überlappungsbreite = [100 µm]. Abmessungen in der Breitenrichtung der ersten und zweiten Sammelschienen 4c, 4d, 5c und 5d = [15 µm]. Die Anzahl der Elektrodenfinger 6a, 7a und 8a in den ersten und zweiten Reflektoren 6 und 7 und den gemeinsam genutzten Reflektor 8 = jeweils 15. Abmessungen in der Breitenrichtung der Erst- und Zweit-Endabschnitts-Sammelschienen 6b, 6c, 7b, 7c, 8b und 8c = [15 µm].
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Zum Vergleich wurden folgende erste und zweite Vergleichsbeispiele hergestellt. Das erste Vergleichsbeispiel: Ein gewöhnlicher Einzelport-Resonator für elastische Wellen wurde hergestellt, wobei Reflektoren auf beiden Seiten einer einzelnen IDT-Elektrode ohne parallele Teilung angeordnet sind. Dies ist das gleiche wie die oben beschriebene Ausführungsform, außer dass die Elektrodenfinger-Überlappungsbreite der IDT-Elektroden 100 µm beträgt, die Anzahl der Paare der Elektrodenfinger 80 Paare beträgt, die IDT-Elektrode nicht in Sektionen unterteilt ist, die parallel verbunden sind, und die Reflektoren auf beiden Seiten nicht elektrisch mit der IDT-Elektrode verbunden sind.
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Das zweite Vergleichsbeispiel: Ein Resonator für elastische Wellen 101, der eine Elektrodenstruktur wie in 8 veranschaulicht aufweist, wurde hergestellt. In dem in 8 veranschaulichten Resonator für elastische Wellen 101 sind, ähnlich dem Resonator für elastische Wellen 1, IDT-Elektroden 104 und 105 parallel zwischen ersten und zweiten Anschlüssen 109 und 110 miteinander verbunden. Jedoch sind jeweilige erste Sammelschienen der ersten IDT-Elektrode 104 und der zweiten IDT-Elektrode 105 durch eine Verdrahtungsleitung 106 miteinander verbunden und sind mit dem ersten Anschluss 109 verbunden. Des Weiteren sind jeweilige zweite Sammelschienen der ersten und zweiten IDT-Elektroden 104 und 105 durch eine Verdrahtungsleitung 107 miteinander verbunden. Die Verdrahtungsleitung 107 ist mit dem zweiten Anschluss 110 verbunden. Die Verdrahtungsleitung 107 ist so angeordnet, dass sie einen Abschnitt umgibt, wo die Hauptabschnitte der ersten und der zweiten IDT-Elektrode 104 und 105 bereitgestellt sind. Somit wird viel Platz benötigt. Die restliche Konfiguration ist ähnlich der oben beschriebenen Ausführungsform.
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6 ist ein Schaubild, das die Dämpfung-Frequenz-Kennlinie der zweiten Oberschwingung in der oben beschriebenen Ausführungsform und die ersten und zweiten Vergleichsbeispiele veranschaulicht, wobei die durchgezogene Linie das Resultat für die oben beschriebene Ausführungsform darstellt, die durchbrochene Linie das Resultat für das erste Vergleichsbeispiel darstellt und die Strich-Punkt-Strich-Linie das Resultat für das zweite Vergleichsbeispiel darstellt.
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Wie aus 6 ersichtlich ist, kann gemäß dem zweiten Vergleichsbeispiel der zweite Oberschwingungsfrequenzgang im Vergleich zu dem ersten Vergleichsbeispiel reduziert werden. Des Weiteren ist zu sehen, dass gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform der zweite Oberschwingungsfrequenzgang selbst im Vergleich zu dem zweiten Vergleichsbeispiel weiter effektiv reduziert werden kann. Oder anders ausgedrückt: Es ist zu sehen, dass die nicht-linearen Verzerrungen zweiter Ordnung effektiv unterdrückt werden können. Als Grund, warum die nicht-linearen Verzerrungen im Vergleich zu dem zweiten Vergleichsbeispiel reduziert wurden, wird angenommen, dass Wellen zwischen den zwei IDTs durch den gemeinsam genutzten Reflektor miteinander gekoppelt werden, wodurch die Symmetrie der Amplitude in der Struktur verbessert wurde.
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Des Weiteren kann in der vorliegenden Ausführungsform, da die Elektrodenstruktur 3 wie oben beschrieben konfiguriert ist, eine beträchtliche Verkleinerung realisiert werden. Oder anders ausgedrückt: Der in der ersten IDT-Elektrode 4 gebildete Resonanzabschnitt und der Resonanzabschnitt, der die zweite IDT-Elektrode 5 enthält, teilen sich in den gemeinsam genutzten Reflektor 8. Somit kann im Vergleich zu dem in 8 veranschaulichten zweiten Vergleichsbeispiel die Anzahl der Reflektoren um eins verringert werden. Da des Weiteren die Verdrahtungselektrode 11 nur die erste Sammelschiene 4c und die Erst-Endabschnitts-Sammelschiene 7b auf der ersten Endabschnittsseite der Elektrodenstruktur 3 elektrisch miteinander verbinden muss, kann der für die Verdrahtung der Verdrahtungselektrode 11 erforderliche Platz ebenfalls erheblich reduziert werden. Somit kann eine beträchtliche Verkleinerung in dem Resonator für elastische Wellen 1 realisiert werden.
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Es ist zu beachten, dass in der oben beschriebenen Ausführungsform die Erst-Endabschnitts-Sammelschiene 6b und die erste Sammelschiene 4c der ersten IDT-Elektrode 4 verkettet sind; jedoch können sie auch elektrisch voneinander getrennt sein. In diesem Fall braucht die Verdrahtungselektrode 11 nur mit der ersten Sammelschiene 4c elektrisch verbunden zu werden.
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Als Nächstes werden Duplexer als zweite bis fünfte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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2 ist ein Schaltbild eines Duplexers als eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In einem Duplexer 31 ist ein Antennenanschluss 33 mit einer Antenne 32 verbunden. Jeweilige erste Enden eines ersten Bandpassfilters 34 und eines zweiten Bandpassfilters 35 sind mit dem Antennenanschluss 33 verbunden. In der vorliegenden Ausführungsform bildet das erste Bandpassfilter 34 ein Durchlassfilter eines Mobiltelefons, und das zweite Bandpassfilter 35 bildet ein Empfangsfilter. Oder anders ausgedrückt: Das Durchlassband des zweiten Bandpassfilters 35 ist von dem Durchlassband des ersten Bandpassfilters 34 verschieden.
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In der zweiten Ausführungsform enthält das erste Bandpassfilter 34 mehrere Reihenarmresonatoren S1 bis S4 und mehrere Parallelarmresonatoren P1 und P2. Oder anders ausgedrückt: Es wird eine Abzweigschaltung gebildet.
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Die mehreren Reihenarmresonatoren S1 bis S4 und die mehreren Parallelarmresonatoren P1 und P2 werden jeweils aus Resonatoren für elastische Wellen gebildet. In der vorliegenden Ausführungsform sind unter diesen Resonatoren für elastische Wellen der Reihenarmresonator S1 und der Parallelarmresonator P1, der dem Antennenanschluss 33 am nächsten liegt, aus jeweiligen Resonatoren für elastische Wellen 1 der oben beschriebenen Ausführungsform gebildet. Somit können nicht-lineare Verzerrungen effektiv unterdrückt werden, und es können eine Verkleinerung des aus Filtervorrichtungen für elastische Wellen gebildeten ersten Bandpassfilters 34 und außerdem eine Verkleinerung des Duplexers 31 realisiert werden.
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Es ist zu beachten, dass in dem Duplexer 31, in dem ersten Bandpassfilter 34, zwar der Reihenarmresonator S1 und der Parallelarmresonator P1 aus jeweiligen Resonatoren für elastische Wellen 1, wie oben beschrieben, gebildet sind, dass aber nur der Reihenarmresonator S1 aus dem Resonator für elastische Wellen 1 gebildet zu werden braucht. Des Weiteren können auch alle der mehreren Reihenarmresonatoren S1 bis S4 und Parallelarmresonatoren P1 und P2 aus jeweiligen Resonatoren für elastische Wellen 1 gebildet werden. Oder anders ausgedrückt: Es ist nur erforderlich, dass mindestens einer der mehreren Resonatoren für elastische Wellen aus einem Resonator für elastische Wellen der vorliegenden Erfindung gebildet wird.
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Jedoch ist es in dem ersten Bandpassfilter 34 des Duplexers 31 bevorzugt, dass nicht-lineare Verzerrungen in dem Resonator für elastische Wellen unterdrückt werden, der dem Verbundende am nächsten liegt. Somit werden, wie in der oben beschriebenen Ausführungsform, Resonatoren für elastische Wellen 1 der oben beschriebenen Ausführungsform bevorzugt als der Reihenarmresonator S1 und der Parallelarmresonator P1 verwendet. In diesem Fall braucht der oben beschriebene Resonator für elastische Wellen 1 nur als der Reihenarmresonator S1 verwendet zu werden, der dem Antennenanschluss 33 am nächsten liegt.
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In einem Duplexer 41 als eine in 3 veranschaulichte dritte Ausführungsform ist ein erstes Bandpassfilter 34 ähnlich dem Duplexer 31 der zweiten Ausführungsform konfiguriert. Hier enthält ein zweites Bandpassfilter 35 ein in Längsrichtung gekoppeltes Filter für elastische Wellen vom Resonatortyp 42 und Resonatoren für elastische Wellen 43 und 44. Der Resonator für elastische Wellen 43 ist zwischen dem in Längsrichtung gekoppelten Filter für elastische Wellen vom Resonatortyp 42 und dem Antennenanschluss 33 verbunden, und der Resonator für elastische Wellen 44 ist zwischen einem Verbindungsknoten zwischen dem Resonator für elastische Wellen 43 und dem in Längsrichtung gekoppelten Filter für elastische Wellen vom Resonatortyp 42 und einem Erdungspotenzial verbunden.
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Des Weiteren ist es in dem zweiten Bandpassfilter 35, das das oben beschriebene in Längsrichtung gekoppelte Filter für elastische Wellen vom Resonatortyp 42 enthält, bevorzugt, dass mindestens einer der Resonatoren für elastische Wellen 43 und 44 aus dem oben beschriebenen Resonator für elastische Wellen 1 gebildet wird. Dies erlaubt es, nicht-lineare Verzerrungen in dem zweiten Bandpassfilter 35 zu unterdrücken. Des Weiteren braucht in diesem Fall nur der Resonator für elastische Wellen 43 aus dem Resonator für elastische Wellen 1 gebildet zu werden. Des Weiteren braucht nur der Resonator für elastische Wellen 44 aus dem Resonator für elastische Wellen 1 gebildet zu werden.
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In einem Duplexer 51 gemäß einer in 4 veranschaulichten vierten Ausführungsform ist ein erstes Bandpassfilter 34 ähnlich dem Duplexer 41 der dritten Ausführungsform konfiguriert. Ein zweites Bandpassfilter 35 ist ein Abzweigfilter, das mehrere Reihenarmresonatoren S11 bis S14 und mehrere Parallelarmresonatoren P11 und P12 enthält. Auf diese Weise kann das zweite Bandpassfilter 35 ebenfalls aus einem Abzweigfilter gebildet werden. In diesem Fall sind die mehreren Reihenarmresonatoren S11 bis S14 und die mehreren Parallelarmresonatoren P11 und P12 jeweils aus Resonatoren für elastische Wellen gebildet. Es ist bevorzugt, dass mindestens ein Resonator für elastische Wellen der mehreren Resonatoren für elastische Wellen aus dem Resonator für elastische Wellen 1 der oben beschriebenen Ausführungsform gebildet wird.
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Besonders bevorzugt ist mindestens einer des Reihenarmresonators S11 und des Parallelarmresonators P11, der dem Antennenanschluss 33, d. h. dem Verbundende, am nächsten liegt, durch einen Resonator für elastische Wellen gebildet, der gemäß der vorliegenden Erfindung konfiguriert ist. Mit dieser Konfiguration können nicht-lineare Verzerrungen zweiter Ordnung auf der zweiten Bandpassfilter 35-Seite effektiv unterdrückt werden.
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5 ist ein Schaltbild eines Duplexers 61 gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In dem Duplexer 61 enthält ein erstes Bandpassfilter 34, auf der Antennenanschluss 33-Seite, eine Struktur, in der Reihenarmresonatoren S1A und S1B miteinander in Reihe verbunden sind. Ein zweites Bandpassfilter 35 enthält ebenfalls, auf der Antennenanschluss 33-Seite, eine Struktur, in der mehrere Resonatoren für elastische Wellen S43A und S43B miteinander in Reihe verbunden sind.
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Mit Ausnahme der oben beschriebenen Punkte ähnelt das erste Bandpassfilter 34 dem ersten Bandpassfilter 34 des Duplexers 31 der zweiten Ausführungsform. Des Weiteren ähnelt das zweite Bandpassfilter 35 dem zweiten Bandpassfilter 35 des Duplexers 41 der dritten Ausführungsform, mit Ausnahme der oben beschriebenen Punkte. Auf diese Weise kann jeder der Reihenarmresonatoren, der dem Verbundende am nächsten liegt, in zwei Reihenarmresonatoren unterteilt werden. Des Weiteren kann in diesem Fall zum Beispiel durch Ausbilden des Parallelarmresonators P1 und des Resonators für elastische Wellen 44 unter Verwendung von Resonatoren für elastische Wellen 1 der oben beschriebenen Ausführungsform nicht-lineare Verzerrungen zweiter Ordnung effektiv unterdrückt werden, und es kann eine Verkleinerung realisiert werden.
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In den oben beschriebenen zweiten bis fünften Ausführungsformen wurden Duplexer, die jeweils die ersten und zweiten Bandpassfilter 34 und 35 enthalten, beschrieben. Auf diese Weise kann die vorliegende Erfindung ebenfalls auf Bandpassfiltervorrichtungen wie zum Beispiel das erste Bandpassfilter 34 und das zweite Bandpassfilter 35 angewendet werden.
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Somit entspricht - wie zum Beispiel in dem ersten Bandpassfilter 34 der dritten Ausführungsform - eine Filtervorrichtung mit einer Abzweigschaltungskonfiguration unter Verwendung mehrerer Resonatoren für elastische Wellen ebenfalls der Filtervorrichtung der vorliegenden Erfindung. Gleichermaßen ist die vorliegende Erfindung nicht auf eine Vorrichtung beschränkt, die eine Abzweigschaltungskonfiguration enthält, sondern kann allgemein auf eine Filtervorrichtung für elastische Wellen angewendet werden, die mehrere Resonatoren für elastische Wellen enthält. Des Weiteren kann - wie in dem zweiten Bandpassfilter 35 der dritten Ausführungsform, das ebenfalls das in Längsrichtung gekoppelte Filter für elastische Wellen vom Resonatortyp 42 enthält - die vorliegende Erfindung auf eine Filtervorrichtung angewendet werden, die einen Resonator für elastische Wellen und sonstige Filterelemente enthält.
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Des Weiteren ist die vorliegende Erfindung nicht auf Oberflächenschallwellenresonatoren beschränkt, sondern kann auch auf einen Grenzschallwellenresonator angewendet werden, der eine Struktur wie in 7 veranschaulicht aufweist. Ein in 7 veranschaulichter Grenzschallwellenresonator 81 enthält ein piezoelektrisches Substrat 82 und ein festes Medium 83, das von dem piezoelektrischen Substrat 82 verschieden ist. IDT-Elektroden 84 und Reflektoren 85 und 86 werden an einer Grenzfläche zwischen dem piezoelektrischen Substrat 82 und dem Medium 83 gebildet. Indem man eine Elektrodenstruktur, die die IDT-Elektroden 84 und die Reflektoren 85 und 86 enthält, ähnlich der Elektrodenstruktur 3 des Resonator für elastische Wellen 1 der oben beschriebenen Ausführungsform ausbildet, kann ein Einzelport-Grenzschallwellenresonator gemäß der vorliegenden Erfindung bereitgestellt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Resonator für elastische Wellen
- 2
- piezoelektrisches Substrat
- 3
- Elektrodenstruktur
- 4
- erste IDT-Elektrode
- 4a
- erste Elektrodenfinger
- 4b
- zweiter Elektrodenfinger
- 4c
- erste Sammelschiene
- 4d
- zweite Sammelschiene
- 5
- zweite IDT-Elektrode
- 5a
- erster Elektrodenfinger
- 5b
- zweite Elektrodenfinger
- 5c
- erste Sammelschiene
- 5d
- zweite Sammelschiene
- 6
- erster Reflektor
- 6a
- Elektrodenfinger
- 6b
- Erst-Endabschnitts-Sammelschiene
- 6c
- Zweit-Endabschnitts-Sammelschiene
- 7
- zweiter Reflektor
- 7a
- Elektrodenfinger
- 7b
- Erst-Endabschnitts-Sammelschiene
- 7c
- Zweit-Endabschnitts-Sammelschiene
- 8
- gemeinsam genutzter Reflektor
- 8a
- Elektrodenfinger
- 8b
- Erst-Endabschnitts-Sammelschiene
- 8c
- Zweit-Endabschnitts-Sammelschiene
- 9
- erster Anschluss
- 10
- zweiter Anschluss
- 11
- Verdrahtungselektrode
- 31
- Duplexer
- 32
- Antenne
- 33
- Antennenanschluss
- 34
- erstes Bandpassfilter
- 35
- zweites Bandpassfilter
- 41
- Duplexer
- 42
- in Längsrichtung gekoppeltes Filter für elastische Wellen vom Resonatortyp
- 43
- Resonator für elastische Wellen
- 44
- Resonator für elastische Wellen
- 51
- Duplexer
- 61
- Duplexer
- 81
- Grenzschallwellenresonator
- 82
- piezoelektrisches Substrat
- 83
- Medium
- 84
- IDT-Elektroden
- 85, 86
- Reflektoren
- 101
- Resonator für elastische Wellen
- 104
- erste IDT-Elektrode
- 105
- zweite IDT-Elektrode
- 106
- Verdrahtungsleitung
- 107
- Verdrahtungsleitung
- 109
- erster Anschluss
- 110
- zweiter Anschluss
- P1
- Parallelarmresonator
- P2
- Parallelarmresonator
- P11
- Parallelarmresonator
- P12
- Parallelarmresonator
- S1-S4
- Reihenarmresonatoren
- S1A, S1B
- Reihenarmresonatoren
- S11-S14
- Reihenarmresonatoren
- S11A,
- S11B Resonatoren für elastische Wellen
