JP2000196409A - 弾性表面波フィルタ - Google Patents
弾性表面波フィルタInfo
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- JP2000196409A JP2000196409A JP37173398A JP37173398A JP2000196409A JP 2000196409 A JP2000196409 A JP 2000196409A JP 37173398 A JP37173398 A JP 37173398A JP 37173398 A JP37173398 A JP 37173398A JP 2000196409 A JP2000196409 A JP 2000196409A
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- resonators
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 肩特性が急峻で、通過帯域内が平坦な周波数
特性を実現でき、基板の焦電性によるＩＤＴ電極スパー
ク不良が低減される弾性表面波フィルタを提供するこ
と。 【解決手段】 圧電基板Ｓ上に保護膜１で被覆したＩＤ
Ｔ電極から成る共振子２の複数をラダー型回路に接続し
て成る弾性表面波フィルタであって、各共振子２上の保
護膜１の材質および／又は保護膜の厚みを２種類以上に
異ならせた弾性表面波フィルタとする。
特性を実現でき、基板の焦電性によるＩＤＴ電極スパー
ク不良が低減される弾性表面波フィルタを提供するこ
と。 【解決手段】 圧電基板Ｓ上に保護膜１で被覆したＩＤ
Ｔ電極から成る共振子２の複数をラダー型回路に接続し
て成る弾性表面波フィルタであって、各共振子２上の保
護膜１の材質および／又は保護膜の厚みを２種類以上に
異ならせた弾性表面波フィルタとする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、携帯電話等の移動
体通信機器に用いられる弾性表面波フィルタであって、
複数の弾性表面波共振子を梯子型（ラダー型）に配設し
た構造の弾性表面波フィルタに関する。
体通信機器に用いられる弾性表面波フィルタであって、
複数の弾性表面波共振子を梯子型（ラダー型）に配設し
た構造の弾性表面波フィルタに関する。
【０００２】
【従来の技術とその問題点】近年、電波を利用する電子
機器のフィルタ，遅延線，発信機等の素子として多くの
弾性表面波素子が用いられている。特に小型・軽量でか
つフィルタとしての急峻遮断性能が高い弾性表面波フィ
ルタは、移動体通信分野において、携帯端末装置のＲＦ
段及びＩＦ段のフィルタとして多用されるようになって
来ており、低損失かつ通過帯域外の遮断特性が優れた様
々の比帯域幅を有する弾性表面波フィルタが要求されて
いる。
機器のフィルタ，遅延線，発信機等の素子として多くの
弾性表面波素子が用いられている。特に小型・軽量でか
つフィルタとしての急峻遮断性能が高い弾性表面波フィ
ルタは、移動体通信分野において、携帯端末装置のＲＦ
段及びＩＦ段のフィルタとして多用されるようになって
来ており、低損失かつ通過帯域外の遮断特性が優れた様
々の比帯域幅を有する弾性表面波フィルタが要求されて
いる。
【０００３】現在、実用化されている弾性表面波フィル
タには、電極構成の観点から、梯子型（ラダー型），ト
ランスバーサル型，縦モード結合共振器型等種々のもの
が実用化されているが、中でもラダー型表面弾性波フィ
ルタは低損失でかつ良好な通過帯域近傍の遮断特性を有
し、高周波化による電極微細化に伴う耐電力面での信頼
性も高く、非常に有望視されている弾性表面波フィルタ
である。
タには、電極構成の観点から、梯子型（ラダー型），ト
ランスバーサル型，縦モード結合共振器型等種々のもの
が実用化されているが、中でもラダー型表面弾性波フィ
ルタは低損失でかつ良好な通過帯域近傍の遮断特性を有
し、高周波化による電極微細化に伴う耐電力面での信頼
性も高く、非常に有望視されている弾性表面波フィルタ
である。
【０００４】近年、携帯電話システムにおいて、通信チ
ャンネルの拡大が望まれており、このため、通過帯域
幅が大きいこと、受信・送信帯域での高い減衰傾度
（肩特性）を有すること、の２点を備えた弾性表面波フ
ィルタが望まれている。
ャンネルの拡大が望まれており、このため、通過帯域
幅が大きいこと、受信・送信帯域での高い減衰傾度
（肩特性）を有すること、の２点を備えた弾性表面波フ
ィルタが望まれている。
【０００５】まず、通過帯域幅を決定するのは、フィル
タを構成する弾性表面波共振子のΔｆ（共振周波数と反
共振周波数の差）であり、これは電気機械結合係数ｋ2
と電極膜厚によって変化する。
タを構成する弾性表面波共振子のΔｆ（共振周波数と反
共振周波数の差）であり、これは電気機械結合係数ｋ2
と電極膜厚によって変化する。
【０００６】次に、弾性表面波フィルタの肩特性を決め
るのは、ラダー型フィルタを構成する弾性表面波共振子
のＱであるが、これは圧電基板の電気機械結合係数ｋ2
に反比例し、電極膜厚によっても若干変化する。所望の
フィルタを得るためには、適切な電気機械結合係数を有
する圧電基板・及び電極膜厚を選択して設計する必要が
ある。
るのは、ラダー型フィルタを構成する弾性表面波共振子
のＱであるが、これは圧電基板の電気機械結合係数ｋ2
に反比例し、電極膜厚によっても若干変化する。所望の
フィルタを得るためには、適切な電気機械結合係数を有
する圧電基板・及び電極膜厚を選択して設計する必要が
ある。
【０００７】しかしながら、このような帯域幅が広く肩
特性が優れたフィルタを設計する場合は、一般的なｋ2
を持った圧電基板や電極膜厚の組み合わせだけでは困難
となっている。
特性が優れたフィルタを設計する場合は、一般的なｋ2
を持った圧電基板や電極膜厚の組み合わせだけでは困難
となっている。
【０００８】そこで、本発明は、任意の帯域幅を有し、
かつ急峻な肩特性を有するラダー型弾性表面波フィルタ
の電極構成を提供することを目的とする。
かつ急峻な肩特性を有するラダー型弾性表面波フィルタ
の電極構成を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明の弾性表
面波装置は、圧電基板上に保護膜で被覆したＩＤＴ電極
から成る共振子の複数をラダー型回路に接続して成る弾
性表面波フィルタであって、各共振子上の保護膜の材質
を２種類以上および／又は保護膜の厚みを２箇所以上に
異ならせたことを特徴とする。
面波装置は、圧電基板上に保護膜で被覆したＩＤＴ電極
から成る共振子の複数をラダー型回路に接続して成る弾
性表面波フィルタであって、各共振子上の保護膜の材質
を２種類以上および／又は保護膜の厚みを２箇所以上に
異ならせたことを特徴とする。
【００１０】さらに、圧電基板を伝搬させる弾性表面波
の波長λで規格化した保護膜の厚みが、下記直線の式
（Ａ）〜（Ｅ）で囲まれた領域の値を満足することを特
徴とする。
の波長λで規格化した保護膜の厚みが、下記直線の式
（Ａ）〜（Ｅ）で囲まれた領域の値を満足することを特
徴とする。
【００１１】 Ｈｐ＝−Ｈｓ＋０．０２２ ・・・ （Ａ） Ｈｐ＝０．０７ ・・・ （Ｂ） Ｈｐ＝３Ｈｓ−０．０９ ・・・ （Ｃ） Ｈｐ＝−０．２Ｈｓ＋０．０２７ ・・・ （Ｄ） Ｈｓ＝０．００８ ・・・ （Ｅ） （ただし、Ｈｓ：ラダー型回路における直列共振子上の
保護膜の平均厚み〔λ〕、Ｈｐ：ラダー型回路における
並列共振子上の保護膜の平均厚み〔λ〕） また、保護膜が珪素，酸化珪素，窒化珪素，窒化チタ
ン，炭化珪素，アルミナのうちの１種類以上から成るこ
とを特徴とする。
保護膜の平均厚み〔λ〕、Ｈｐ：ラダー型回路における
並列共振子上の保護膜の平均厚み〔λ〕） また、保護膜が珪素，酸化珪素，窒化珪素，窒化チタ
ン，炭化珪素，アルミナのうちの１種類以上から成るこ
とを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る弾性表面波フ
ィルタの実施形態について図面に基づき詳細に説明す
る。
ィルタの実施形態について図面に基づき詳細に説明す
る。
【００１３】図１に本発明の弾性表面波フィルタの平面
構造を、図２に従来構造を示す。従来、圧電基板Ｓ上に
反射器及び励振電極（ＩＤＴ電極）から成る弾性表面波
共振子（以下、共振子ともいう）２の複数をラダー型回
路に接続しているが、共振子２上に形成する保護膜１を
すべて同じ膜厚にしていた。
構造を、図２に従来構造を示す。従来、圧電基板Ｓ上に
反射器及び励振電極（ＩＤＴ電極）から成る弾性表面波
共振子（以下、共振子ともいう）２の複数をラダー型回
路に接続しているが、共振子２上に形成する保護膜１を
すべて同じ膜厚にしていた。
【００１４】本発明では、各弾性表面波共振子どうしの
保護膜１を分離し、２箇所以上の領域で膜厚を異なるよ
うにしてもよいし、保護膜１の種類を２種類以上に異な
らせる構成としてもよい。
保護膜１を分離し、２箇所以上の領域で膜厚を異なるよ
うにしてもよいし、保護膜１の種類を２種類以上に異な
らせる構成としてもよい。
【００１５】通常、弾性表面波共振子上に保護膜１を装
荷した場合、基板Ｓとの音速差から、弾性表面波共振子
の共振周波数が低下することが知られている。このた
め、Δｆ＝ｆａ−ｆｒ（ｆｒ：共振周波数、ｆａ：反共
振周波数）は装荷前よりも小さくなる。
荷した場合、基板Ｓとの音速差から、弾性表面波共振子
の共振周波数が低下することが知られている。このた
め、Δｆ＝ｆａ−ｆｒ（ｆｒ：共振周波数、ｆａ：反共
振周波数）は装荷前よりも小さくなる。
【００１６】図７に示す従来特性５はΔｆの減少により
特性４のようになる。このため従来は、保護膜１の厚み
が薄い場合Δｆが大きすぎるために、図３に示すように
通過帯域幅は大きく肩特性の劣化した特性になり、逆
に、図４に示すように保護膜１の厚みが厚い場合Δｆが
小さすぎるため、肩特性は急峻ではあるが、通過帯域内
にリップルが発生したり、あるいは通過帯域幅が小さす
ぎることがあった。
特性４のようになる。このため従来は、保護膜１の厚み
が薄い場合Δｆが大きすぎるために、図３に示すように
通過帯域幅は大きく肩特性の劣化した特性になり、逆
に、図４に示すように保護膜１の厚みが厚い場合Δｆが
小さすぎるため、肩特性は急峻ではあるが、通過帯域内
にリップルが発生したり、あるいは通過帯域幅が小さす
ぎることがあった。
【００１７】そこで、本発明は、従来問題であった肩特
性のなまりを、急峻な肩特性を有する良好な特性を持た
せるために、各共振子２でΔｆを違わせる様、各共振子
２で保護膜２の膜厚を制御することにした。
性のなまりを、急峻な肩特性を有する良好な特性を持た
せるために、各共振子２でΔｆを違わせる様、各共振子
２で保護膜２の膜厚を制御することにした。
【００１８】このようにして、Δｆの大きな共振子と小
さな共振子を混在させ、ラダー型弾性表面波フィルタを
構成すれば、図５に示すように肩特性が急峻で、通過帯
域内の平坦な周波数特性を実現できる。これは、基板方
位や電極膜厚を変えることでは、事実上不可能な効果で
ある。
さな共振子を混在させ、ラダー型弾性表面波フィルタを
構成すれば、図５に示すように肩特性が急峻で、通過帯
域内の平坦な周波数特性を実現できる。これは、基板方
位や電極膜厚を変えることでは、事実上不可能な効果で
ある。
【００１９】なお、保護膜１の膜厚の組み合わせは、各
段の共振子保護膜膜厚の平均が異なり、上記の範囲内で
あれば良く、特に各段での絶対値を制限するものではな
い。
段の共振子保護膜膜厚の平均が異なり、上記の範囲内で
あれば良く、特に各段での絶対値を制限するものではな
い。
【００２０】図９〜１１に各共振子に装荷する保護膜の
最適範囲を示した。
最適範囲を示した。
【００２１】すなわち、ラダー型回路がＩＤＴ電極をπ
型接続させた場合、図９に示すように、圧電基板を伝搬
させる弾性表面波の波長λで規格化した保護膜の平均厚
みが、下記直線の式（Ｆ）〜（Ｊ）で囲まれた領域の値
を満足する領域で好適な特性を有する。
型接続させた場合、図９に示すように、圧電基板を伝搬
させる弾性表面波の波長λで規格化した保護膜の平均厚
みが、下記直線の式（Ｆ）〜（Ｊ）で囲まれた領域の値
を満足する領域で好適な特性を有する。
【００２２】 Ｈｐ＝−Ｈｓ＋０．０２７ ・・・ （Ｆ） Ｈｐ＝０．０７ ・・・ （Ｇ） Ｈｐ＝３Ｈｓ−０．０９ ・・・ （Ｈ） Ｈｐ＝−０．２Ｈｓ＋０．０２７ ・・・ （Ｉ） Ｈｓ＝０．００８ ・・・ （Ｊ） （ただし、Ｈｓ：ラダー型回路における直列共振子上の
保護膜の平均厚み〔λ〕、Ｈｐ：ラダー型回路における
並列共振子上の保護膜の平均厚み〔λ〕） また、ラダー型回路がＩＤＴ電極をＴ接続させた場合
は、図１０に示すように、下記直線の式（Ｋ）〜（Ｏ）
で囲まれた領域の値を満足する領域で好適な特性を有す
る。
保護膜の平均厚み〔λ〕、Ｈｐ：ラダー型回路における
並列共振子上の保護膜の平均厚み〔λ〕） また、ラダー型回路がＩＤＴ電極をＴ接続させた場合
は、図１０に示すように、下記直線の式（Ｋ）〜（Ｏ）
で囲まれた領域の値を満足する領域で好適な特性を有す
る。
【００２３】 Ｈｐ＝−Ｈｓ＋０．０２２ ・・・ （Ｋ） Ｈｐ＝０．０７ ・・・ （Ｌ） Ｈｐ＝０．０２７ ・・・ （Ｍ） Ｈｐ＝−０．１７Ｈｓ＋０．０２７ ・・・ （Ｎ） Ｈｓ＝０．００８ ・・・ （Ｏ） また、ラダー型回路がＩＤＴ電極を偶数段接続させた場
合は、図１１に示すように、下記直線の式（Ｐ）〜
（Ｔ）で囲まれた領域の値を満足する領域で好適な特性
を有する。
合は、図１１に示すように、下記直線の式（Ｐ）〜
（Ｔ）で囲まれた領域の値を満足する領域で好適な特性
を有する。
【００２４】 Ｈｐ＝−Ｈｓ＋０．０２２ ・・・ （Ｐ） Ｈｐ＝０．０７ ・・・ （Ｑ） Ｈｐ＝３Ｈｓ−０．０９ ・・・ （Ｒ） Ｈｐ＝−０．２Ｈｓ＋０．０２７ ・・・ （Ｓ） Ｈｓ＝０．００８ ・・・ （Ｔ） これらを総合すると、好適な条件は、上述した（Ａ）〜
（Ｅ）式の範囲となる。
（Ｅ）式の範囲となる。
【００２５】ここで、ターゲットとなる目標仕様は、通
過帯域のすぐ両側に減衰が必要なものを選んだ。ここ
で、波長で規格化した周波数マージンは９〜１１（ＭＨ
ｚ／μｍ）、波長λ＝２μｍで、通過帯域では｜Ｓ２１
｜＞−３ｄＢ、通過帯域近傍の減衰量＜−２０ｄＢとし
た。このようにすれば、直列共振子と並列共振子の構成
数が異なるので、π型接続，Ｔ型接続で違いが出るが、
図示のエリア（○印）で減衰特性およびＶＳＷＲ特性の
両方で良好な特性を有する。なお、△印は減衰特性もし
くはＶＳＷＲ特性のどちらか片方で良好な特性を有す
る。
過帯域のすぐ両側に減衰が必要なものを選んだ。ここ
で、波長で規格化した周波数マージンは９〜１１（ＭＨ
ｚ／μｍ）、波長λ＝２μｍで、通過帯域では｜Ｓ２１
｜＞−３ｄＢ、通過帯域近傍の減衰量＜−２０ｄＢとし
た。このようにすれば、直列共振子と並列共振子の構成
数が異なるので、π型接続，Ｔ型接続で違いが出るが、
図示のエリア（○印）で減衰特性およびＶＳＷＲ特性の
両方で良好な特性を有する。なお、△印は減衰特性もし
くはＶＳＷＲ特性のどちらか片方で良好な特性を有す
る。
【００２６】また、本発明構造のラダー型弾性表面波フ
ィルタでは、各弾性表面波共振子間で別個の保護膜作製
をするために、保護膜どうしは分離して配置する。この
ため、各弾性表面波共振子どうしを接続する配線パター
ンがむき出しになり、外気との接触が多くなるため、イ
オンチャージを緩和させ、ＬＴ基板の焦電性によるＩＤ
Ｔ電極スパーク不良が低減されるという効果がある。
ィルタでは、各弾性表面波共振子間で別個の保護膜作製
をするために、保護膜どうしは分離して配置する。この
ため、各弾性表面波共振子どうしを接続する配線パター
ンがむき出しになり、外気との接触が多くなるため、イ
オンチャージを緩和させ、ＬＴ基板の焦電性によるＩＤ
Ｔ電極スパーク不良が低減されるという効果がある。
【００２７】
【実施例】次に、本発明に係るラダー型弾性表面波フィ
ルタを試作した実施例を説明する。４２°ＹカットＬｉ
ＴａＯ3 単結晶基板上に、Ａｌ−Ｃｕ（２ｗｔ．％）合
金の材料による微細電極パターンを形成した。パターン
作製には、縮小投影露光機（ステッパー）、およびＲＩ
Ｅ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ）装置
によりフォトリソグラフィを行なった。
ルタを試作した実施例を説明する。４２°ＹカットＬｉ
ＴａＯ3 単結晶基板上に、Ａｌ−Ｃｕ（２ｗｔ．％）合
金の材料による微細電極パターンを形成した。パターン
作製には、縮小投影露光機（ステッパー）、およびＲＩ
Ｅ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ）装置
によりフォトリソグラフィを行なった。
【００２８】まず、基板材料をアセトン・ＩＰＡ等によ
って超音波洗浄し、有機成分を落とした。次にクリーン
オーブンによって充分に基板乾燥を行なった後、電極の
成膜を行なった。電極成膜には、スパッタリング装置を
使用し、Ａｌ−Ｃｕ（２ｗｔ％）合金を成膜した。電極
膜厚は約２０００Åとした。
って超音波洗浄し、有機成分を落とした。次にクリーン
オーブンによって充分に基板乾燥を行なった後、電極の
成膜を行なった。電極成膜には、スパッタリング装置を
使用し、Ａｌ−Ｃｕ（２ｗｔ％）合金を成膜した。電極
膜厚は約２０００Åとした。
【００２９】次に、レジストを約０．５μｍ厚みにスピ
ンコートし、縮小投影露光装置（ステッパー）により、
所望のパターニングを行なった。ステッパーには、パタ
ーニングの原版となるレチクル（コンタクトアライナー
のためのフォトマスクのようなもの）が必要であるが、
これは、ステッパー自身の光学系にて像を１／５に縮小
投影するため、実際のパターンの５倍のサイズで設計し
た。このため、逆に従来のコンタクトアライナーに比べ
ると、５倍の解像度が得られた。
ンコートし、縮小投影露光装置（ステッパー）により、
所望のパターニングを行なった。ステッパーには、パタ
ーニングの原版となるレチクル（コンタクトアライナー
のためのフォトマスクのようなもの）が必要であるが、
これは、ステッパー自身の光学系にて像を１／５に縮小
投影するため、実際のパターンの５倍のサイズで設計し
た。このため、逆に従来のコンタクトアライナーに比べ
ると、５倍の解像度が得られた。
【００３０】次に、現像装置にて不要部分のレジストを
アルカリ現像液で溶解させ、所望パターンを表出した
後、ＲＩＥ装置により、Ａｌ−Ｃｕのエッチングを行な
い、電極のパターンニングを終了した。
アルカリ現像液で溶解させ、所望パターンを表出した
後、ＲＩＥ装置により、Ａｌ−Ｃｕのエッチングを行な
い、電極のパターンニングを終了した。
【００３１】この後、保護膜を作製する。ＳｉＯ2 をス
パッタリング装置にて成膜し、その後、フォトリソグラ
フィによってレジストのパターニングを行ない、ＲＩＥ
装置等でワイヤーボンディング用窓開け部のエッチング
を行ない、保護膜パターンを完成した。
パッタリング装置にて成膜し、その後、フォトリソグラ
フィによってレジストのパターニングを行ない、ＲＩＥ
装置等でワイヤーボンディング用窓開け部のエッチング
を行ない、保護膜パターンを完成した。
【００３２】次に、基板をダイシングラインに沿って、
ダイシングしチップごとに分割した。そして、各チップ
をダイボンダーにかけ、ピックアップし、Ｓｉ樹脂を主
成分とするダイボンド樹脂でＳＭＤパッケージキャビテ
ィ内に接着した。この後、約１６０℃の温度をかけ、乾
燥・硬化した。ＳＭＤパッケージは３ｍｍ角の積層構造
である。次に、３０μφＡｕワイヤーをＳＭＤパッケー
ジのパッド部とチップ上のＡｌ−Ｃｕのパッド上にボー
ルボンディングした後、リッドをパッケージにかぶせ、
シームシーラーにてシーリングして完成した。なお、チ
ップ上のグランドは各々分離して配線し、Ａｕボールボ
ンディングにてパッケージ上のグランドパッドにボンデ
ィングした。
ダイシングしチップごとに分割した。そして、各チップ
をダイボンダーにかけ、ピックアップし、Ｓｉ樹脂を主
成分とするダイボンド樹脂でＳＭＤパッケージキャビテ
ィ内に接着した。この後、約１６０℃の温度をかけ、乾
燥・硬化した。ＳＭＤパッケージは３ｍｍ角の積層構造
である。次に、３０μφＡｕワイヤーをＳＭＤパッケー
ジのパッド部とチップ上のＡｌ−Ｃｕのパッド上にボー
ルボンディングした後、リッドをパッケージにかぶせ、
シームシーラーにてシーリングして完成した。なお、チ
ップ上のグランドは各々分離して配線し、Ａｕボールボ
ンディングにてパッケージ上のグランドパッドにボンデ
ィングした。
【００３３】ラダー型弾性表面波フィルタを構成する弾
性表面波共振子は、ＩＤＴ電極の対数が４０〜１２０
対、交差幅が１０〜３０λ（λは弾性表面波の波長）
で、ＩＤＴ電極のピッチ（＝ＩＤＴ１本分の線幅＋スペ
ース幅）は直列と並列で違えてあるが、概略１μｍとし
た。ここで、反射電極本数は直列共振子側で２０本、並
列共振子側で２０本とした。
性表面波共振子は、ＩＤＴ電極の対数が４０〜１２０
対、交差幅が１０〜３０λ（λは弾性表面波の波長）
で、ＩＤＴ電極のピッチ（＝ＩＤＴ１本分の線幅＋スペ
ース幅）は直列と並列で違えてあるが、概略１μｍとし
た。ここで、反射電極本数は直列共振子側で２０本、並
列共振子側で２０本とした。
【００３４】図６（ａ）、（ｂ）は、本発明を用いて共
振子特性のΔｆを制御した例である。比較の基準となる
弾性表面波共振子はＩＤＴ対数Ｎ＝６０対、ＩＤＴ交差
幅Ｗ＝１０λ（λはＬの４倍となる）、ＩＤＴの線幅Ｌ
＝０．５μｍ、反射器の本数Ｎｒ＝２０本を用いた。こ
れはＬＴ４２°Ｙカット−Ｘ方向伝搬基板を用い、Ａｌ
−Ｃｕ２ｗｔ％電極２０００Åで設計試作した。この弾
性表面波共振子上に保護膜として、ＳｉＯ２を５００Å
装荷した。実際の測定にはネットワークアナライザのＳ
１１を測定し、概略１．９ＧＨｚ付近で共振特性４を持
った。この結果、本保護膜付き共振子のΔｆは約５０Ｍ
Ｈｚであった。保護膜なしの特性５は約６０ＭＨｚであ
るから、約１０ＭＨｚ減少し、４のような従来よりも急
峻な特性を実現した。さらに我々は、保護膜材料・成膜
条件・保護膜膜厚によるΔｆの変化を調査した。
振子特性のΔｆを制御した例である。比較の基準となる
弾性表面波共振子はＩＤＴ対数Ｎ＝６０対、ＩＤＴ交差
幅Ｗ＝１０λ（λはＬの４倍となる）、ＩＤＴの線幅Ｌ
＝０．５μｍ、反射器の本数Ｎｒ＝２０本を用いた。こ
れはＬＴ４２°Ｙカット−Ｘ方向伝搬基板を用い、Ａｌ
−Ｃｕ２ｗｔ％電極２０００Åで設計試作した。この弾
性表面波共振子上に保護膜として、ＳｉＯ２を５００Å
装荷した。実際の測定にはネットワークアナライザのＳ
１１を測定し、概略１．９ＧＨｚ付近で共振特性４を持
った。この結果、本保護膜付き共振子のΔｆは約５０Ｍ
Ｈｚであった。保護膜なしの特性５は約６０ＭＨｚであ
るから、約１０ＭＨｚ減少し、４のような従来よりも急
峻な特性を実現した。さらに我々は、保護膜材料・成膜
条件・保護膜膜厚によるΔｆの変化を調査した。
【００３５】表１にその結果を示した。また、図８はこ
れをグラフにしたものであるが、保護膜材料・成膜条件
はＳｉＯ2 スパッタ、Ｓｉスパッタ、Ｓｉ蒸着の
３条件とし、保護膜膜厚を１５０Å、２５０Å、５００
Åの３条件で、組み合わせで計９条件の実験を行なっ
た。この結果から、保護膜材料・成膜条件によっては、
ほとんど差がみられないが、膜厚では大きく変化する。
れをグラフにしたものであるが、保護膜材料・成膜条件
はＳｉＯ2 スパッタ、Ｓｉスパッタ、Ｓｉ蒸着の
３条件とし、保護膜膜厚を１５０Å、２５０Å、５００
Åの３条件で、組み合わせで計９条件の実験を行なっ
た。この結果から、保護膜材料・成膜条件によっては、
ほとんど差がみられないが、膜厚では大きく変化する。
【００３６】このため、実際の制御には、各共振子ごと
に保護膜膜厚を異ならせれば良いのであって、たとえ
ば、共振子が５個の２．５段Ｔ型フィルタの場合、フォ
トリソ・保護膜成膜の組み合わせを５回行ない、所望の
膜厚を順次、装荷していけば良い。あるいは、金属テン
プレートを用いて、穴のあいた部分を通してＳｉやＳｉ
Ｏ2 などの材料を成膜する方法がある。これは、まず、
穴を最初の共振子（１段目の直列共振子）に合わせて所
望の膜厚だけ成膜した後、次に１段目の並列に穴を移し
てやはり所望の膜厚だけ成膜する。さらに２段目の直列
といった具合に、順次成膜を繰り返すことによって作製
することができ、フォトリソをしなくて良いため、はる
かに効率が良い。また、ウエハ上にフィルタパターンが
複数配置してある場合でも、テンプレート上に同様に複
数穴を開けておけば良い。また、保護膜の位置合わせ精
度はせいぜい±１００μｍもあれば十分なので、この方
法でも全く問題はない。
に保護膜膜厚を異ならせれば良いのであって、たとえ
ば、共振子が５個の２．５段Ｔ型フィルタの場合、フォ
トリソ・保護膜成膜の組み合わせを５回行ない、所望の
膜厚を順次、装荷していけば良い。あるいは、金属テン
プレートを用いて、穴のあいた部分を通してＳｉやＳｉ
Ｏ2 などの材料を成膜する方法がある。これは、まず、
穴を最初の共振子（１段目の直列共振子）に合わせて所
望の膜厚だけ成膜した後、次に１段目の並列に穴を移し
てやはり所望の膜厚だけ成膜する。さらに２段目の直列
といった具合に、順次成膜を繰り返すことによって作製
することができ、フォトリソをしなくて良いため、はる
かに効率が良い。また、ウエハ上にフィルタパターンが
複数配置してある場合でも、テンプレート上に同様に複
数穴を開けておけば良い。また、保護膜の位置合わせ精
度はせいぜい±１００μｍもあれば十分なので、この方
法でも全く問題はない。
【００３７】図１に示すように、共振子２が５個の２．
５段Ｔ型フィルタの場合、直列共振子の平均規格化保護
膜膜厚を０．０２０〔λ〕となるよう、１段目を０．０
２５〔λ〕、２段目を０．０２０〔λ〕、３段目を０．
０１５〔λ〕とした。各段ごとに膜厚を変えているのは
最適化した結果である。また、並列共振子は平均が０．
０１５〔λ〕となるよう、１段目を０．０２〔λ〕、２
段目を０．０１〔λ〕とした。これも各段ごとに膜厚を
変えているのは最適化した結果である。
５段Ｔ型フィルタの場合、直列共振子の平均規格化保護
膜膜厚を０．０２０〔λ〕となるよう、１段目を０．０
２５〔λ〕、２段目を０．０２０〔λ〕、３段目を０．
０１５〔λ〕とした。各段ごとに膜厚を変えているのは
最適化した結果である。また、並列共振子は平均が０．
０１５〔λ〕となるよう、１段目を０．０２〔λ〕、２
段目を０．０１〔λ〕とした。これも各段ごとに膜厚を
変えているのは最適化した結果である。
【００３８】また、図１２に示すように、共振子が５個
の２．５段π型フィルタの場合、直列共振子の平均規格
化保護膜膜厚を０．０１５〔λ〕となるよう、１段目を
０．０２０〔λ〕、２段目を０．０２０〔λ〕とした。
各段ごとに膜厚を変えているのは最適化した結果であ
る。また、並列共振子は平均が０．０２０〔λ〕となる
よう、１段目を０．０２５〔λ〕、２段目を０．０２０
〔λ〕、３段目を０．０１５〔λ〕とした。これも各段
ごとに膜厚を変えているのは最適化した結果である。
の２．５段π型フィルタの場合、直列共振子の平均規格
化保護膜膜厚を０．０１５〔λ〕となるよう、１段目を
０．０２０〔λ〕、２段目を０．０２０〔λ〕とした。
各段ごとに膜厚を変えているのは最適化した結果であ
る。また、並列共振子は平均が０．０２０〔λ〕となる
よう、１段目を０．０２５〔λ〕、２段目を０．０２０
〔λ〕、３段目を０．０１５〔λ〕とした。これも各段
ごとに膜厚を変えているのは最適化した結果である。
【００３９】また、図１３に示すように、共振子が６個
（偶数）の３段型フィルタの場合、直列共振子の平均規
格化保護膜膜厚を０．０１７〔λ〕となるよう、１段目
を０．０２０〔λ〕、２段目を０．０１５〔λ〕、３段
目を０．０２０〔λ〕とした。各段ごとに膜厚を変えて
いるのは最適化した結果である。また、並列共振子は平
均が０．０２０〔λ〕となるよう、１段目を０．０２５
〔λ〕、２段目を０．０２０〔λ〕、３段目を０．０１
５〔λ〕とした。これも各段ごとに膜厚を変えているの
は最適化した結果である。
（偶数）の３段型フィルタの場合、直列共振子の平均規
格化保護膜膜厚を０．０１７〔λ〕となるよう、１段目
を０．０２０〔λ〕、２段目を０．０１５〔λ〕、３段
目を０．０２０〔λ〕とした。各段ごとに膜厚を変えて
いるのは最適化した結果である。また、並列共振子は平
均が０．０２０〔λ〕となるよう、１段目を０．０２５
〔λ〕、２段目を０．０２０〔λ〕、３段目を０．０１
５〔λ〕とした。これも各段ごとに膜厚を変えているの
は最適化した結果である。
【００４０】なお、本発明の実施例では珪素，酸化珪素
（ＳｉＯ2 ）を使用して説明したが、他の保護膜材料
（珪素，酸化珪素，窒化珪素，窒化チタン，炭化珪素，
アルミナのうちの１種類以上）でも、効果は同じであ
る。
（ＳｉＯ2 ）を使用して説明したが、他の保護膜材料
（珪素，酸化珪素，窒化珪素，窒化チタン，炭化珪素，
アルミナのうちの１種類以上）でも、効果は同じであ
る。
【００４１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の電極構成
によって作製すれば、基板材料・電極膜厚を変えず、Δ
ｆの大きな弾性表面波共振子とΔｆの小さな弾性表面波
共振子を混在させることができ、これらを用いて弾性表
面波フィルタを構成すれば、肩特性が急峻で、通過帯域
内が平坦な周波数特性を実現できる。また本発明は、基
板の焦電性によるＩＤＴ電極スパーク不良が低減される
という効果もある。
によって作製すれば、基板材料・電極膜厚を変えず、Δ
ｆの大きな弾性表面波共振子とΔｆの小さな弾性表面波
共振子を混在させることができ、これらを用いて弾性表
面波フィルタを構成すれば、肩特性が急峻で、通過帯域
内が平坦な周波数特性を実現できる。また本発明は、基
板の焦電性によるＩＤＴ電極スパーク不良が低減される
という効果もある。
【図１】本発明に係る２．５段Ｔ型ラダー型弾性表面波
フィルタを示す平面図である。
フィルタを示す平面図である。
【図２】従来の２．５段Ｔ型ラダー型弾性表面波フィル
タを示す平面図である。
タを示す平面図である。
【図３】従来の弾性表面波フィルタの周波数特性を示す
線図である。
線図である。
【図４】従来の弾性表面波フィルタの周波数特性を示す
線図である。
線図である。
【図５】本発明に係る弾性表面波フィルタの周波数特性
を示す線図である。
を示す線図である。
【図６】（ａ）、（ｂ）は、それぞれ本発明及び従来構
造の弾性表面波共振子のインピーダンス特性及び位相特
性を示す線図である。
造の弾性表面波共振子のインピーダンス特性及び位相特
性を示す線図である。
【図７】本発明及び従来構造の弾性表面波共振子のイン
ピーダンス特性変化を示す線図である。
ピーダンス特性変化を示す線図である。
【図８】弾性表面波共振子のΔｆの変化を示す線図であ
る。
る。
【図９】π型接続をしたラダー型弾性表面波フィルタに
おける直列共振子及び並列共振子上に形成する保護膜の
最適膜厚を説明する図である。
おける直列共振子及び並列共振子上に形成する保護膜の
最適膜厚を説明する図である。
【図１０】Ｔ型接続をしたラダー型弾性表面波フィルタ
における直列共振子及び並列共振子上に形成する保護膜
の最適膜厚を説明する図である。
における直列共振子及び並列共振子上に形成する保護膜
の最適膜厚を説明する図である。
【図１１】偶数段のラダー型弾性表面波フィルタにおけ
る直列共振子及び並列共振子上に形成する保護膜の最適
膜厚を説明する図である。
る直列共振子及び並列共振子上に形成する保護膜の最適
膜厚を説明する図である。
【図１２】本発明の２．５段π型ラダー型弾性表面波フ
ィルタを説明する平面図である。
ィルタを説明する平面図である。
【図１３】本発明の偶数段接続したラダー型弾性表面波
フィルタを説明する平面図である。
フィルタを説明する平面図である。
１：保護膜 ２：弾性表面波共振子 ３：配線パターン ４：本発明の弾性表面波共振子の特性 ５：従来の弾性表面波共振子の特性 Ｓ：圧電基板
Claims (3)
- 【請求項１】 圧電基板上に保護膜で被覆したＩＤＴ電
極から成る共振子の複数をラダー型回路に接続して成る
弾性表面波フィルタであって、各共振子上の保護膜の材
質を２種類以上および／又は保護膜の厚みを２箇所以上
に異ならせたことを特徴とする弾性表面波フィルタ。 - 【請求項２】 前記圧電基板を伝搬させる弾性表面波の
波長λで規格化した保護膜の厚みが、下記直線の式
（Ａ）〜（Ｅ）で囲まれた領域の値を満足することを特
徴とする請求項１に記載の弾性表面波フィルタ。 Ｈｐ＝−Ｈｓ＋０．０２２ ・・・ （Ａ） Ｈｐ＝０．０７ ・・・ （Ｂ） Ｈｐ＝３Ｈｓ−０．０９ ・・・ （Ｃ） Ｈｐ＝−０．２Ｈｓ＋０．０２７ ・・・ （Ｄ） Ｈｓ＝０．００８ ・・・ （Ｅ） （ただし、Ｈｓ：ラダー型回路における直列共振子上の
保護膜の平均厚み〔λ〕、Ｈｐ：ラダー型回路における
並列共振子上の保護膜の平均厚み〔λ〕） - 【請求項３】 前記保護膜が珪素，酸化珪素，窒化珪
素，窒化チタン，炭化珪素，アルミナのうちの１種類以
上から成ることを特徴とする請求項１に記載の弾性表面
波フィルタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP37173398A JP2000196409A (ja) | 1998-12-28 | 1998-12-28 | 弾性表面波フィルタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP37173398A JP2000196409A (ja) | 1998-12-28 | 1998-12-28 | 弾性表面波フィルタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000196409A true JP2000196409A (ja) | 2000-07-14 |
Family
ID=18499213
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP37173398A Pending JP2000196409A (ja) | 1998-12-28 | 1998-12-28 | 弾性表面波フィルタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000196409A (ja) |
Cited By (21)
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| KR101149546B1 (ko) * | 2010-11-03 | 2012-05-25 | 금오공과대학교 산학협력단 | 이중 모드 평형 대역 통과 여파기 |
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-
1998
- 1998-12-28 JP JP37173398A patent/JP2000196409A/ja active Pending
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