JP2002100952A - 弾性表面波装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 表面波のエネルギーを効果的に閉じ込めるこ
とができ、かつ損失の低減及びフィルタ特性の改善を果
たし得る弾性表面波装置を得る。 【解決手段】 伝搬方向の異方性指数γ＜−１である弾
性表面波が励振される圧電基板上に、複数本の電極指１
４ａ，１４ｂと、第１，第２のバスバー電極１４ｃ，１
４ｄと有する少なくとも１つの櫛形電極１４が形成され
ており、表面波の波長をλとしたときに、電極指１４
ａ，１４ｂの膜厚が０．０４λ以上であり、第１，第２
のバスバー電極１４ｃ，１４ｄの少なくとも一部１７，
１８の厚みが電極指１４ａ，１４ｂの厚みよりも厚くさ
れており、表面波伝搬方向に対して垂直な方向に表面波
のエネルギーが閉じ込められる弾性表面波装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば移動体通信
機において帯域フィルタとして用いられる弾性表面波フ
ィルタなどの弾性表面波装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】弾性表面波フィルタは、他の誘電体フィ
ルタなどに比べて小型化を図り得るので、移動体通信機
の帯域フィルタとして広く用いられている。もっとも、
移動体通信機用の帯域フィルタでは、通過帯域において
低損失であることが要求される。従って、上記弾性表面
波フィルタにおいて、低損失化を図るために様々な工夫
がなされている。

【０００３】例えば、図１５（ａ）に示す一端子対弾性
表面波共振子を用いた弾性表面波フィルタが提案されて
いる。ここでは、櫛形電極２０１の表面波伝搬方向両側
に、複数本の電極指を有するグレーティング反射器２０
２，２０３が配置されており、該反射器２０２，２０３
により低損失化が図られている。

【０００４】また、図１５（ｂ）に示すように、１つの
櫛形電極２０５のみからなる弾性表面波共振子も提案さ
れている。ここでは、櫛形電極２０５における電極指の
対数が、例えば２００対と多くされており、それによっ
て反射器を設けずとも表面波エネルギーが櫛形電極２０
５が設けられている領域にほぼ閉じ込められる。すなわ
ち、多対型のエネルギー閉じ込め型の弾性表面波共振子
が構成されている。

【０００５】また、図１６に示す共振子型弾性表面波フ
ィルタでは、表面波伝搬方向に複数の櫛形電極２０６，
２０７が配置されている。櫛形電極２０６，２０７が配
置されている領域の表面波伝搬方向両側には、グレーテ
ィング反射器２０８，２０９が配置されている。

【０００６】さらに、上述した図１５（ａ）及び（ｂ）
に示したように弾性表面波共振子が複数組み合わされて
いる、梯子型回路を有する弾性表面波フィルタや、ラチ
ス型回路構成を有する弾性表面波フィルタも提案されて
いる。

【０００７】上記のように、反射器を用いたり、あるい
は櫛形電極の電極指の対数を増加させることにより、励
振された表面波に基づくエネルギーが閉じ込められ、そ
れによって共振特性のＱを高めたり、損失の低減を図っ
たりすることができる。

【０００８】しかしながら、弾性表面波装置の設計に際
しては、櫛形電極における電極指の対数や反射器の電極
指の本数のような基本的なパラメーターだけでなく、図
１７に示す櫛形電極における電極指２１１の幅Ｌ１と櫛
形電極における表面波伝搬方向において隣り合う電極指
２１１，２１１間のギャップ長Ｌ２との比率、すなわち
Ｌ１／（Ｌ１＋Ｌ２）［以下、ｄｕｔｙと略す］や、櫛
形電極の電極膜厚ｈ／λ（但し、λは表面波の波長を示
し、ｈ／λはλにより規格化された膜厚を示す）も、電
極抵抗、弾性表面波の導波モード及び電極容量などに関
わってくる。従って、これらのパラメータも最適化する
ことが重要である。

【０００９】なお、上記ギャップ長Ｌ２とは、ギャップ
の表面波伝搬方向に沿う距離をいうものとする。上記の
ように、従来、弾性表面波フィルタのフィルタ特性を高
めるために、様々な工夫がなされている。例えば、特開
平７−２８３６８２号公報には、３６°ＹｃｕｔＸ方向
伝搬ＬｉＴａＯ₃ 圧電基板を用いており、かつ表面波伝
搬路に対して水平方向のモード結合を利用した縦結合共
振子型弾性表面波フィルタが開示されている。ここで
は、櫛形電極の電極膜厚を０．０６λ〜０．１０λの範
囲とし、かつ櫛形電極のｄｕｔｙを０．６よりも大きく
することにより、オーミック抵抗損が小さくなり、フィ
ルタ特性の急峻性が高められるとされている。

【００１０】他方、特開平６−１８８６７３号公報に
は、３６°ＹｃｕｔＸ方向伝搬ＬｉＴａＯ₃ 基板上に複
数の１端子対弾性表面波共振子を形成してなるラダー型
弾性表面波フィルタが開示されている。図１８に、この
ラダー型回路を示す。図１８において、Ｓ１，Ｓ２は直
列腕共振子を、Ｐ１〜Ｐ３は並列腕共振子を示す。この
先行技術に記載の弾性表面波フィルタでは、櫛形電極の
電極膜厚ｈ／λが、０．０４λ〜０．１０λの範囲とさ
れており、それによって不要スプリアスが通過帯域内か
ら除去され、フィルタ特性が改善されるとされている。

【００１１】上記のように、３６°ＹｃｕｔＸ方向伝搬
ＬｉＴａＯ₃ 基板を使用する場合には、櫛形電極の膜厚
を、０．０４λ以上、かつｄｕｔｙを０．５よりも大き
くすることにより抵抗損失の低減やスプリアス抑制効果
が得られるとされている。

【００１２】他方、移動体通信システムの高周波化に伴
い、用いられる弾性表面波フィルタの周波数は８００Ｍ
Ｈｚ〜２．５ＧＨｚと高周波化している。弾性表面波の
音速は数千ｍ／秒程度であるため、８００ＭＨｚ〜２．
５ＧＨｚで動作するように弾性表面波装置を構成した場
合、表面波の波長は数μｍ程度と短くなる。従って、櫛
形電極や反射器における電極パターンを微細化しなけれ
ばならない。

【００１３】そのため、電極膜厚の絶対値が薄く、電極
指の幅が細くなり、電極抵抗による損失（オーミック損
失）が無視できなくなってきている。また、電極の厚み
が薄くなると、電極の強度が低下する。従って、ワイヤ
ーボンディングに耐え得る電極を構成することができな
くなる。

【００１４】そこで、実際に弾性表面波が励振する電極
部分以外の電極部分、例えばバスバー電極、引き回し電
極、あるいはワイヤーボンディングパッドの膜厚を厚く
することにより、オーミック損失をできるだけ小さくす
ることにより、損失を低減したり、ワイヤーボンディン
グに際しての強度を確保する試みがなされている。

【００１５】例えば、特開昭６２−４７２０６号公報に
は、弾性表面波が進行する方向に対して垂直方向の成分
により音響結合が生じる弾性表面波フィルタにおいて、
表面波伝搬方向において隣り合う櫛形電極が共有してい
るバスバー電極の厚みが、櫛形電極の電極指の厚みに対
して厚くされている。その結果、抵抗の低減を図りつ
つ、音速を制御することにより、良好なフィルタ特性が
得られると記載されている。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】図１５（ａ）及び
（ｂ）に示した弾性表面波共振子や図１６に示した共振
子型弾性表面波フィルタでは、表面波が伝搬する方向で
あるＸ軸方向においては、反射器の電極指の数を増やし
たり、櫛形電極の電極指の対数を増やしたりすることに
より、ほぼ完全に弾性表面波を反射させてエネルギーを
閉じ込めることができる。ところが、弾性表面波は、Ｘ
方向成分だけでなく、Ｘ方向に対して垂直な方向、すな
わち圧電板の主面に対して垂直な方向であるＹ方向の成
分も有しており、該Ｙ方向成分がビーム状に広がりなが
ら表面波が伝搬する。このため、Ｙ軸方向においても表
面波のエネルギーを十分に閉じ込めることが必要であ
り、さもなければ、回折損が増大し、Ｑが劣化する。

【００１７】他方、音響学会講演論文集３−１−１（１
９７９／６）、第７７頁〜第７８頁には、３６°Ｙｃｕ
ｔＸ伝搬ＬｉＴａＯ₃ 基板では、伝搬方向がＸ軸から角
度θずれた際の音速Ｖ（θ）を下記の式で表したときの
定数である、異方性指数γが−１よりも小さいことが記
載されている。なお、下記の式において、Ｖ０はθが０
°の時の音速である。

【００１８】Ｖ（θ）＝Ｖ０×（１＋γ／２×θ² ） 上記異方性指数γが−１より小さい場合には、導波路に
おける速度に対して外側の速度が遅い場合にエネルギー
が閉じ込められる。すなわち、櫛形電極の電極指が設け
られている部分における弾性表面波の速度をＶｓ、バス
バー電極を伝搬する弾性表面波の速度をＶｍとした場
合、Ｖｓ／Ｖｍ＞１であることが、エネルギー閉じ込め
のための条件である。

【００１９】ところが、電極指交差領域を伝搬する弾性
表面波の速度Ｖｓと、バスバー電極部を伝搬する弾性表
面波の速度Ｖｍの比Ｖｓ／Ｖｍは、電極指の膜厚とバス
バー電極の膜厚を同一とした場合には、ｄｕｔｙや電極
膜厚により大きく変わることが見出された。

【００２０】すなわち、電極膜厚が薄く、ｄｕｔｙが小
さい場合には、Ｖｓ／Ｖｍ＞１を満たすが、電極膜厚を
厚くし、ｄｕｔｙを大きくしていった場合には、Ｖｓ／
Ｖｍは小さくなる。さらに、ある条件下においては、Ｖ
ｓ＝Ｖｍとなり、それ以上ｄｕｔｙが大きくなったり、
あるいは電極膜厚が厚くなったりすると、Ｖｓ／Ｖｍ＜
１となり、実質的にＹ軸方向にはエネルギーが閉じこも
らないことになる。

【００２１】図１９に、３６°ＹｃｕｔＸ伝搬ＬｉＴａ
Ｏ₃ 基板において櫛形電極をＡｌにより形成し、上記ｄ
ｕｔｙを０．５とした場合の、電極膜厚（ｈ／λ）と、
Ｖｓ／Ｖｍとの関係を示す。図１９から明らかなよう
に、Ｖｓ／Ｖｍは、電極膜厚ｈ／λが３〜４％、すなわ
ち０．０３〜０．０４程度で最大値をとり、それ以上厚
くなると、Ｖｓ／Ｖｍの値が放物線を描きつつ小さくな
ることがわかる。特に、電極膜厚が０．０６λを超えた
所から急激にＶｓ／Ｖｍが小さくなることがわかる。

【００２２】仮に、バスバー電極のＹ軸方向の長さが無
限であれば、Ｖｓ／Ｖｍ＞１を満たしさえすれば、エネ
ルギーは閉じ込められる。しかしながら、バスバー電極
のＹ軸方向の長さが有限である場合には、Ｖｓ／Ｖｍが
十分に大きくなければ、エネルギー閉じ込め効果は小さ
くなり、フィルタ特性において損失が増大する。

【００２３】図２０は、３６°ＹｃｕｔＸ伝搬ＬｉＴａ
Ｏ₃ 基板において、櫛形電極をＡｌにより構成し、電極
膜厚を０．０６λとして固定した場合の、上記ｄｕｔｙ
と、Ｖｓ／Ｖｍとの関係を示す。

【００２４】図２０から明らかなように、ｄｕｔｙが小
さい場合には、Ｖｓ／Ｖｍが大きくなるものの、ｄｕｔ
ｙが大きくなると、Ｖｓ／Ｖｍが小さくなることがわか
る。特に、ｄｕｔｙが０．８を超えると、Ｖｓ／Ｖｍ＜
１となり、エネルギー閉じ込め条件が満たされなくな
る。

【００２５】さらに、下記の表１に示すように、ｄｕｔ
ｙと電極膜厚とを様々に変化させた場合のＶｓ／Ｖｍの
変化を示す。

【００２６】

【表１】

【００２７】表１から明らかなように、膜厚が厚くな
り、かつｄｕｔｙが大きくなるにつれて、Ｖｓ／Ｖｍの
値が小さくなることがわかる。特に、下記の式（１）〜
（６）を満たす関係、すなわち表１において、太線より
も右側の条件では、Ｖｓ／Ｖｍ＜１となり、実質的にＹ
軸方向における導波モードを満たさなくなることがわか
る。

【００２８】

【数１３】

【００２９】

【数１４】

【００３０】

【数１５】

【００３１】

【数１６】

【００３２】

【数１７】

【００３３】

【数１８】

【００３４】以上のように、図１５（ａ）及び（ｂ）に
示した弾性表面波共振子あるいは図１６に示した共振子
型弾性表面波フィルタでは、電極膜厚を厚くしたり、上
記ｄｕｔｙを大きくすることにより、電極抵抗損失の低
減及び不要スプリアスの除去を行うことができ、好まし
いと考えられていた。

【００３５】しかしながら、弾性表面波のＹ軸方向のエ
ネルギー閉じ込め効果に着目すると、電極膜厚が０．０
４λで閉じ込め効果が最大となり、０．０４λ以上の電
極膜厚ではエネルギー閉じ込め効果が弱くなる。

【００３６】また、ｄｕｔｙが大きくなる場合にも同様
の現象が現れ、ｄｕｔｙが０．５以上となると、エネル
ギー閉じ込め効果が弱くなる。特に、電極膜厚とｄｕｔ
ｙとの関係がある条件を満たす領域においては、エネル
ギー閉じ込め条件を満たさなくなり、フィルタ特性にお
ける損失が増大することになる。

【００３７】従って、最大限のエネルギー閉じ込め効果
を得ようとするには、電極膜厚は０．０４λ以下、ｄｕ
ｔｙは０．５以下であることが好ましいと考えられる。
しかしながら、電極膜厚を薄く、ｄｕｔｙを０．５より
小さくすると、別の原因によりフィルタ特性が悪化する
ことが、上述した特開平７−２８３６８２号公報や特開
平６−１８８６７３号公報の記載から明らかである。

【００３８】すなわち、弾性表面波フィルタにおける良
好なフィルタ特性を得るための最適な電極構造と、上記
Ｙ軸方向におけるエネルギー閉じ込め効果に着目した場
合の最適な電極構造は異なっており、両者はトレードオ
フの関係となっている。

【００３９】また、特開昭６２−４７２０６号公報によ
れば、表面波伝搬方向において隣り合う櫛形電極が共有
するバスバー電極の厚みを、電極指の厚みより厚くし、
特に電極指を伝搬する際の表面波の音速Ｖｓと、バスバ
ー電極を伝搬する表面波の音速Ｖｂと等しくすることに
より、櫛形電極同士の音響結合度が高められ、広帯域化
を図り得るとされている。

【００４０】しかしながら、これは、櫛形電極同士が表
面波伝搬方向に対して直交する方向に音響結合されるよ
うな構成における現象であり、Ｖｓ＝Ｖｂとした場合、
上記Ｙ軸方向におけるエネルギー閉じ込め効果は逆に低
下することになる。

【００４１】本発明の目的は、上述した従来技術の欠点
を解消し、励振された表面波のエネルギーを効果的に閉
じ込めることができ、かつ損失の低減及びフィルタ特性
の改善を果たし得る弾性表面波装置を提供することにあ
る。

【００４２】

【課題を解決するための手段】本願発明は、上記課題を
達成するためになされたものであり、第１の発明は、伝
搬方向の異方性指数γが、γ＜−１である弾性表面波が
励振される圧電基板と、前記圧電基板上に形成されてお
り、Ａｌを主成分とする複数本の電極指と、第１，第２
のバスバー電極とを有する少なくとも１つの櫛形電極と
を備え、前記弾性表面波の伝搬方向に対して垂直な方向
に表面波のエネルギーが閉じ込められる弾性表面波装置
であって、前記弾性表面波の波長をλとしたときに、前
記電極指の膜厚が０．０４λ以上であり、かつ、前記第
１，第２のバスバー電極の少なくとも一部の厚みが、前
記電極指の厚みよりも厚くされていることを特徴とす
る。

【００４３】また、第２の発明は、伝搬方向の異方性指
数γが、γ＜−１である弾性表面波が励振される圧電基
板と、前記圧電基板上に形成されており、Ａｌを主成分
とする複数本の電極指と、第１，第２のバスバー電極と
を有する少なくとも１つの櫛形電極とを備え、前記弾性
表面波の伝搬方向に対して垂直な方向に表面波のエネル
ギーが閉じ込められる弾性表面波装置であって、前記櫛
形電極の電極指幅をＬ１、表面波伝搬方向において隣り
合う電極指間のギャップの長さをＬ２としたときに、Ｌ
１／（Ｌ１＋Ｌ２）≧０．５であり、かつ前記第１，第
２のバスバー電極の少なくとも一部の厚みが、前記電極
指の厚みよりも厚くされていることを特徴とする。

【００４４】第３の発明は、伝搬方向の異方性指数γ
が、γ＜−１である弾性表面波が励振される圧電基板
と、前記圧電基板上に形成されており、Ａｌを主成分と
する複数本の電極指と、第１，第２のバスバー電極とを
有する少なくとも１つの櫛形電極とを備え、前記弾性表
面波の伝搬方向に対して垂直な方向に表面波のエネルギ
ーが閉じ込められる弾性表面波装置であって、前記電極
指の膜厚をｈ１、前記電極指幅をＬ１、表面波伝搬方向
において隣り合う電極指間のギャップの長さをＬ２、表
面波の波長をλとしたときに、下記の式（１）〜（６）
のいずれかが満たされており、かつ前記第１，第２のバ
スバー電極の少なくとも一部の厚みが、前記電極指の厚
みよりも厚くされていることを特徴とする。

【００４５】

【数１９】

【００４６】

【数２０】

【００４７】

【数２１】

【００４８】

【数２２】

【００４９】

【数２３】

【００５０】

【数２４】

【００５１】第１〜第３の発明のさらに他の特定の局面
では、前記第１，第２のバスバー電極の少なくとも一部
が複数の電極膜を積層した多層構造を有し、それによっ
てバスバー電極の少なくとも一部が前記電極指の厚みよ
りも厚くされている。

【００５２】本発明のより特定の局面では、多層構造を
有する前記バスバー電極において、最下層の電極膜が、
前記電極指と連ねられて形成されており、２層目以降の
電極膜が、最下層の電極膜と異なる金属により構成され
ている。

【００５３】本発明に係る弾性表面波装置のさらに限定
的な局面では、前記多層構造を有する前記バスバー電極
において、該多層構造を構成している最下層の電極膜に
比べて、２層目以降の電極膜のうち少なくとも１層が、
相対的に高密度の金属により構成されている。

【００５４】本発明に係る弾性表面波装置の他の特定の
局面では、前記多層構造を有する前記バスバー電極にお
いて、該多層構造を構成している最下層の電極膜に比べ
て、２層目以降の金属膜のうち少なくとも１層が、比抵
抗が小さく、かつ前記最下層の電極膜よりも厚くされて
いる。

【００５５】また、本発明に係る弾性表面波装置の他の
特定の局面では、前記多層構造を有する前記バスバー電
極において、該多層構造を構成している電極膜間に上下
の電極膜の導通を確保するようにして絶縁膜が形成され
ている。

【００５６】本発明に係る弾性表面波装置の別の特定の
局面では、前記多層構造を有する前記バスバー電極にお
いて、最下層の電極膜におけるバスバー電極と電極指と
の境界部分と、Ａｌからなる２層目の電極膜の電極指側
の端縁との間隔をｇ、該２層目の電極膜の膜厚をＭ、さ
らに、ｇ及びＭを弾性表面波の波長λの整数倍で表した
ときに、Ｍ≧０．１５９ｇ−０．０９４の範囲に入るよ
うに構成されている。

【００５７】本発明に係る弾性表面波装置のさらに他の
特定の局面では、前記多層構造を有する前記バスバー電
極において、最下層の電極膜におけるバスバー電極と電
極指との境界部分と、２層目の電極膜の電極指側の端縁
との間隔をｇ、該２層目の電極膜厚をＭａ、さらに、ｇ
及びＭａを弾性表面波の波長λの整数倍で表し、２層目
をＡｌとは異なる金属で形成し、２層目の金属の密度を
ｄａ、Ａｌの密度をｄ０とした時、２層目の膜厚Ｍａ
が、Ｍａ×（ｄ０／ｄａ）≧０．１５９ｇ−０．０９４
の範囲に入るように構成されている。

【００５８】本願の第４の発明は、表面波伝搬方向の異
方性指数γが、γ＜−１である弾性表面波が励振される
圧電基板と、前記圧電基板上に形成されており、複数本
の電極指と、第１，第２のバスバー電極とを有する少な
くとも１つの櫛形電極とを備え、前記弾性表面波の伝搬
方向に対して垂直な方向に表面波のエネルギーが閉じ込
められる弾性表面波装置であって、前記弾性表面波の波
長をλとしたときに、前記櫛形電極の電極指の膜厚が
０．０４λ以上であり、前記バスバー電極部の厚みが前
記電極指の厚みよりも厚くなるように、前記バスバー電
極上に形成された絶縁膜をさらに備えることを特徴とす
る。

【００５９】第５の発明は、表面波伝搬方向の異方性指
数γが、γ＜−１である弾性表面波が励振される圧電基
板と、前記圧電基板上に形成されており、複数本の電極
指と、第１，第２のバスバー電極とを有する少なくとも
１つの櫛形電極とを備え、前記弾性表面波の伝搬方向に
対して垂直な方向に表面波のエネルギーが閉じ込められ
る弾性表面波装置であって、前記電極指の幅をＬ１、表
面波伝搬方向において隣り合う電極指間のギャップ長を
Ｌ２としたときに、Ｌ１／（Ｌ１＋Ｌ２）≧０．５であ
り、前記バスバー電極部の厚みが前記電極指の厚みより
も厚くなくように、前記バスバー電極上に形成された絶
縁膜をさらに備えることを特徴とする。

【００６０】第６の発明は、伝搬方向の異方性指数γ
が、γ＜−１である弾性表面波が励振される圧電基板
と、前記圧電基板上に形成されており、複数本の電極指
と、第１，第２のバスバー電極とを有する少なくとも１
つの櫛形電極とを備え、前記弾性表面波の伝搬方向に対
して垂直な方向に表面波のエネルギーが閉じ込められる
弾性表面波装置であって、前記電極指の膜厚をｈ１、前
記電極指幅をＬ１、表面波伝搬方向において隣り合う電
極指間のギャップの長さをＬ２、表面波の波長をλとし
たときに、前述した式（１）〜（６）のいずれかが満た
されており、前記バスバー電極上に形成された絶縁膜を
さらに備えることを特徴とする。

【００６１】第４〜第６の発明の特定の局面では、前記
電極指上に形成された絶縁膜がさらに備えられており、
それによって、該絶縁膜を含む前記バスバー電極部分の
厚みが、絶縁膜を含む前記電極指部分の厚みに比べて厚
くされている。

【００６２】また、上記異方性指数γが、γ＜−１であ
る弾性表面波が励振される圧電基板としては、疑似弾性
表面波が励振されるＬｉＴａＯ₃ 基板、例えば３６°Ｙ
ｃｕｔＸ方向伝搬ＬｉＴａＯ₃ 基板が用いられる。

【００６３】本発明の別の局面では、本発明に係る弾性
表面波装置を用いたアンテナ共用器が提供される。ま
た、本発明のさらに別の局面では、上記アンテナ共用器
を備えた通信機が提供される。

【００６４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ、本発明
の弾性表面波装置の具体的な実施例を説明することによ
り、本発明を明らかにする。

【００６５】（第１の実施例）図３は、本発明の第１の
実施例に係る弾性表面波装置を示す略図的平面図であ
る。弾性表面波装置１は、矩形の圧電基板２を用いて構
成されている。圧電基板２は３６°ＹｃｕｔＸ伝搬Ｌｉ
ＴａＯ₃ 基板により構成されている。

【００６６】上記圧電基板２上に複数の一端子対弾性表
面波共振子が梯子型回路構成を有するように形成されて
いる。すなわち、直列腕共振子３，４、並列腕共振子５
〜７及び電極パッド８〜１２並びにこれらを接続する配
線電極が、フォトリソグラフィー及びエッチング工程に
より形成されている。

【００６７】本実施例の弾性表面波装置１では、電極パ
ッド８が入力端子、電極パッド９が出力端子として用い
られる。入力端子と出力端子との間の直列腕に、上記直
列腕共振子３，４が直列に接続されている。また、電極
パッド１０〜１２はアース電位に接続される。上記直列
腕とアース電位との間に並列腕共振子５〜７がそれぞれ
接続され、ラダー型フィルタが構成される。

【００６８】直列腕共振子３，４及び並列腕共振子５〜
７は、いずれも一端子対弾性表面波共振子であり、それ
ぞれ、表面波伝搬方向中央に配置された櫛形電極と、櫛
形電極の表面波伝搬方向両側に配置されたグレーティン
グ反射器とを有する。

【００６９】本実施例では、直列腕共振子３，４の櫛形
電極における電極指交差幅は５０μｍ、電極指の対数は
１００対、反射器の電極指の本数は１００本である。ま
た、直列腕共振子３，４における電極指間ピッチは２．
３１μｍとされており、従って、弾性表面波の波長は
４．６３μｍとされている。直列腕共振子３と直列腕共
振子４は、上記のように同じ構造を有する。

【００７０】並列腕共振子５と並列腕共振子７とは同じ
構造を有する。すなわち、櫛形電極における電極指交差
幅が５５μｍ、電極指の対数が８５対であり、各反射器
の電極指の本数は１００本であり、電極指間ピッチが
２．４１μｍ、すなわち弾性表面波の波長は４．８１μ
ｍである。

【００７１】並列腕共振子６では、櫛形電極の電極指交
差幅が１１０μｍ、電極指の対数は８５対、反射器の電
極指の本数は１００本であり、電極指間ピッチは２．１
５μｍ、（弾性表面波の波長は４．３０μｍ）である。

【００７２】なお、図３において、各共振子３〜７は、
略図的に示されており、実際の電極指の対数や交差幅の
比率とは異なっていることを指摘しておく。上記直列腕
共振子３，４及び並列腕共振子５〜７、電極パッド８〜
１２並びにこれらを電気的に接続している配線電極は、
Ａｌにより形成されている。また、後述のバスバー電極
を除いて、これらの電極の膜厚は４２０ｎｍとされてい
る。従って、直列腕共振子３，４の弾性表面波の波長が
４．６３μｍであるため、直列腕共振子３，４における
櫛形電極の電極指の膜厚の対波長比［ｈ／λ（％）］
は、９．１％である。

【００７３】また、並列腕共振子５，７における弾性表
面波の波長は４．８１μｍであるため、並列腕共振子
５，７における櫛形電極の電極指の膜厚の対波長比［ｈ
／λ（％）］は８．７％である。

【００７４】さらに、上記直列腕共振子３，４及び並列
腕共振子５〜７のいずれにおいても、櫛形電極の電極指
のｄｕｔｙは、０．５である。図３では省略されている
が、直列腕共振子３，４及び並列腕共振子５〜７の櫛形
電極のバスバー電極において、４２０ｎｍのＡｌからな
る電極膜上に８４０ｎｍの厚みの２層目の電極膜が積層
されている。これを、図１を参照して説明する。

【００７５】図１は、直列腕共振子３，４及び並列腕共
振子５〜７として用いられている一端子対弾性表面波共
振子の電極構造を模式的に示す平面図である。この一端
子対弾性表面波共振子１３では、中央に櫛形電極１４が
配置されており、櫛形電極１４の表面波伝搬方向両側に
グレーティング反射器１５，１６が配置されている。櫛
形電極１４は、複数本の電極指１４ａ，１４ｂを有す
る。複数本の電極指１４ａと、複数の電極指１４ｂと
は、互いに間挿し合うように配置されている。複数本の
電極指１４ａは、一端側でバスバー電極１４ｃに接続さ
れている。また、複数本の電極指１４ｂは、バスバー電
極１４ｃとは反対側に配置されたバスバー電極１４ｄに
電気的に接続されている。

【００７６】また、反射器１５，１６は、それぞれ、複
数本の電極指１５ａ，１６ａの両端を短絡することによ
り構成されている。本実施例では、上記直列腕共振子
３，４及び並列腕共振子５〜７を構成する一端子対弾性
表面波共振子１３において、バスバー電極１４ｃ，１４
ｄの少なくとも一部において、斜線のハッチングで示す
２層目の電極膜１７，１８が積層されている。すなわ
ち、バスバー電極１４ｃ，１４ｄは多層構造を有する。
この第２の電極膜１７，１８は、Ａｌからなり、厚さが
８４０ｎｍであり、従って、弾性表面波の対波長比に対
して、約１７％程度の膜厚を有することになる。

【００７７】また、２層目の電極膜１７，１８は、バス
バー電極１４ｃ，１４ｄ上において、バスバー電極１４
ｃ，１４ｄに接続されている電極指１４ａ，１４ｂとバ
スバー電極１４ｃ，１４ｄとの境界よりも表面波伝搬方
向と直交する方向において遠ざけられた位置に設けられ
ている。すなわち、バスバー電極１４ｃ，１４ｄと電極
指１４ａ，１４ｂとの境界Ａよりも、２層目の電極膜１
７，１８の電極指１４ａ，１４ｂ側の端縁Ｂの方が、表
面波伝搬方向と直交する方向において外側に配置されて
いる。この境界Ａと端縁Ｂとの間隔ｇは、４μｍとされ
ており、すなわちｇ＝０．８〜０．９λ程度とされてい
る。

【００７８】本実施例の弾性表面波装置１では、直列腕
共振子３，４及び並列腕共振子５〜７が、図１に示した
一端子対弾性表面波共振子１３により構成されている。
本実施例の弾性表面波装置１は、上記のように電極パッ
ド８を入力端子、電極パッド９を出力端子とし、電極パ
ッド１０〜１２をアース電位に接続することにより、ラ
ダー型フィルタとして動作させることができる。直列腕
共振子３，４及び並列腕共振子５，７の電極指の膜厚
が、対波長比として９．１％及び８．７％程度であり、
かつ櫛形電極における上記ｄｕｔｙが０．５程度であ
る。

【００７９】従って、櫛形電極１４における電極指１４
ａ，１４ｂの膜厚と、バスバー電極１４ｃ，１４ｄの膜
厚が単に同一であれば、Ｙ軸方向のエネルギー閉じ込め
効果は小さくなる。

【００８０】ところが、本実施例では、バスバー電極１
４ｃ，１４ｄ上に２層目の電極膜１７，１８が積層され
ている。従って、バスバー電極１４ｃ、１４ｄにおける
表面波の音速は１４０ｍ／秒程度遅くなる。

【００８１】その結果、電極指交差領域を伝搬する表面
波の音速Ｖｓのバスバー電極を伝搬する表面波の伝搬速
度Ｖｍに対する比Ｖｓ／Ｖｍが大きくなり、Ｙ軸方向に
おけるエネルギー閉じ込め効果が大きくされている。

【００８２】図２は、上記一端子対弾性表面波共振子１
３において、２層目の電極膜１７，１８を形成する代わ
りに、バスバー電極１４ｃ，１４ｄの全体の厚みを変化
させた場合のバスバー電極１４ｃ，１４ｄを伝搬する表
面波の音速の変化を示す図である。なお、上記バスバー
電極の厚みを変化させたことを除いては、上記直列腕共
振子３と同様にして櫛形電極及び反射器を構成した。

【００８３】図２から明らかなように、弾性表面波の波
長をλとした場合に、バスバー電極の厚みが０．０１λ
厚くなると、表面波の音速Ｖｍが８．４ｍ／秒遅くなる
ことがわかる。

【００８４】本実施例では、図２の結果からも明らかな
ように、上述したバスバー電極１４ｃ，１４ｄに２層目
の電極膜１７，１８が積層され、バスバー電極１４ｃ、
１４ｄを伝搬する表面波の音速Ｖｍが遅くされ、それに
よってＶｓ／Ｖｍ＞１とされて、Ｙ軸方向のエネルギー
の閉じ込めが効果的に行われ、フィルタ特性の損失を低
減することが可能とされている。

【００８５】図４に、本実施例の弾性表面波装置１のフ
ィルタ特性を実線で示す。また、図４において、比較の
ために、２層目の電極膜を有しないことを除いては実施
例と同様にして構成された弾性表面波装置のフィルタ特
性を破線で示す。なお、図４において、下方に示されて
いるフィルタ特性は、挿入損失が縦軸の右側のスケール
に基づいて拡大されている特性である。

【００８６】図４から明らかなように、実施例の弾性表
面波装置では、挿入損失の最小値がほとんど変化してい
ないにもかかわらず、通過帯域のフィルタ特性が大幅に
改善されていることがわかる。これは、バスバー電極１
４ｃ，１４ｄが多層構造を有するため、電極抵抗が小さ
くなるだけでなく、上記表面波のエネルギーの閉じ込め
効果が大幅に良化していることによると考えられる。

【００８７】なお、本実施例では、圧電基板として、３
６°ＹｃｕｔＸ伝搬ＬｉＴａＯ₃ 基板を用いたが、その
他のｃｕｔ角、例えば３３〜４６°ＹｃｕｔＸ伝搬Ｌｉ
ＴａＯ₃ 基板を用いても同様の効果が得られ、さらに他
の圧電単結晶基板を用いてもよい。

【００８８】また、本実施例では、２層目の電極膜１
７，１８もＡｌで構成されたが、２層目の電極膜につい
ては、１層目の電極膜と異なる金属材料からなるものを
用いてもよい。また、Ａｌだけでなく、Ａｌ含有合金も
電極材料として好適に用いることができる。

【００８９】さらに、１層目の電極膜及び２層目の電極
膜のいずれについても、ＡｌあるいはＡｌ含有合金以外
の金属で構成してもよい。さらに、１層目の電極膜自体
が、複数の金属膜を積層してなる多層膜であってもよ
い。

【００９０】本実施例においては、上記バスバー電極１
４ｃ，１４ｄと電極指との境界Ａと、２層目の電極膜１
７，１８の電極指１４ａ，１４ｂ側の端縁Ｂとの間隔ｇ
が４μｍ、すなわち０．８λ〜０．９λ程度とされてい
た。これは、十分なエネルギー閉じ込め効果を得るに
は、上記ギャップ長ｇにも気を払わねばならないことに
よる。

【００９１】本実施例の弾性表面波装置１では、各直列
腕共振子及び並列腕共振子におけるギャップ長ｇが変化
した場合、フィルタ特性が変化する。本願発明者は、上
記ギャップ長ｇと、２層目の電極膜１７，１８の膜厚Ｍ
とを変化させた場合、エネルギー閉じ込め効果が変化す
ることを見出した。基本的には、反射器の電極膜厚より
もバスバーにおける電極膜厚が厚くなった場合に閉じ込
め効果を得ることができる。しかしながら、上記ギャッ
プ長ｇが大きい場合には、十分な閉じ込め効果を得られ
ない場合も生じる。

【００９２】そこで、上記ギャップ長ｇと、２層目の電
極膜１７，１８の膜厚Ｍとを変化させ、弾性表面波装置
の帯域幅を調べた。結果を図５（ａ），（ｂ）及び図６
並びに下記の表２に示す。

【００９３】図５（ａ）では、２層目の電極膜１７，１
８の膜厚Ｍが８４０ｎｍ（０．１８８λ）、図５（ｂ）
は、膜厚Ｍが５６０ｎｍ（０．１２６λ）、図６は、膜
厚Ｍが２８０ｎｍ（０．０６３λ）の場合の結果を示
す。図５（ａ），（ｂ）及び図６から明らかなように、
ギャップ長ｇが大きくなると、帯域幅が減少する傾向が
あり、特に膜厚Ｍが薄い場合に顕著に現れている。

【００９４】図５（ａ），（ｂ）及び図６の破線は、そ
れぞれ、２層構造を有しない電極の場合の帯域幅を比較
のために示す。図５（ａ），（ｂ）及び図６から明らか
なように、２層構造の電極を構成した場合、２層目の電
極膜１７，１８の膜厚Ｍが、８４０ｎｍの場合には、ギ
ャップ長ｇ＝８μｍ付近で、Ｍが５６０ｎｍの場合に
は、ギャップ長ｇ＝６μｍ付近で、Ｍが２８０ｎｍの場
合には、ギャップ長ｇ＝４．５μｍ付近で、それぞれ、
帯域幅が、２層構造を有しない場合の帯域幅と同等レベ
ルまで低下していることがわかる。

【００９５】これらの結果を一次近似で表すと、図７に
示す通りとなり、近似式で表すと、Ｍ≧０．１５９ｇ−
０．０９４である。但し、Ｍ及びｇの単位は、いずれも
λの整数倍として表されているものである。

【００９６】従って、Ｍ≧０．１５９ｇ−０．０９４を
満たすように構成することにより、良好な閉じ込め効果
を得ることができ、広帯域化を図り得ることがわかる。
なお、２層目の金属膜をＡｌ以外の金属で構成した場合
には、２層目の金属の膜厚をＭａ、該金属の密度をｄ
ａ、Ａｌの密度をｄ０として、Ｍａ×（ｄ０／ｄａ）が
０．１５９ｇ−０．０９４以上であればよい。

【００９７】（第２の実施例）図８は、本発明の第２の
実施例で用いられる一端子対弾性表面波共振子を説明す
るための略図的平面図である。

【００９８】第２の実施例では、図８に示す一端子対弾
性表面波共振子２１が用いられる。この一端子対弾性表
面波共振子２１が、第１の実施例の直列腕共振子３，４
及び並列腕共振子５〜７として用いられることを除いて
は、第２の実施例の弾性表面波装置は、第１の実施例と
同様に構成されている。すなわち、第２の実施例の弾性
表面波装置もまた、２個の直列腕共振子及び３個の並列
腕共振子を有するラダー型フィルタである。

【００９９】図８に示すように、弾性表面波共振子２１
は、圧電基板２２上において、表面波伝搬方向に配置さ
れた３個の櫛形電極２３〜２５を有する。なお、本実施
例においても、圧電基板２２は、３６°ＹｃｕｔＸ伝搬
ＬｉＴａＯ₃ 基板により構成されている。

【０１００】上記櫛形電極２３〜２５が設けられている
領域の表面波伝搬方向両側には、グレーティング反射器
２６，２７が配置されている。櫛形電極２３〜２５にお
ける電極指交差幅は１２２μｍである。また、中央に配
置された櫛形電極２４の電極指の対数は１８であり、両
側に配置された櫛形電極２３，２５の電極指の対数は１
１である。反射器２６，２７の電極指の本数は１２０本
である。なお、各櫛形電極２３〜２５における電極指間
ピッチは２．１μｍであり、弾性表面波の波長は４．２
μｍである。

【０１０１】また、櫛形電極２３〜２５及び反射器２
６，２７は、Ａｌにより形成されており、後述の２層目
の電極膜の下方に形成される電極膜としての膜厚は３２
０ｎｍである。すなわち、電極指の膜厚は、弾性表面波
の波長に対して７．４％である。また、各櫛形電極２３
〜２５のｄｕｔｙは０．７２である。

【０１０２】櫛形電極２３〜２５は、それぞれ、複数本
の電極指２３ａ，２３ｂ，２４ａ，２４ｂ、２５ａ、２
５ｂと、第１，第２のバスバー電極２３ｃ，２３ｄ，２
４ｃ，２４ｄ、２５ｃ、２５ｄとを有する。本実施例に
おいても、バスバー電極２３ｃ，２３ｄ，２４ｃ，２４
ｄ、２５ｃ、２５ｄ上に、２層目の電極膜１７，１８が
積層されている。この２層目の電極膜１７，１８が積層
されている部分を斜線のハッチングを付して示す。

【０１０３】上記２層目の電極膜１７，１８が、第１の
実施例と同様に、Ａｌからなり、その膜厚は８４０ｎｍ
とされている。また、１層目のバスバー電極と電極指と
の境界と、２層目の電極膜１７，１８の電極指側の端縁
との間隔のギャップ長ｇは、２μｍであり、０．５λ程
度とされている。

【０１０４】本実施例に従って構成された弾性表面波装
置のフィルタ特性を図９に実線で示す。また、比較のた
めに、バスバー部に第２の電極膜を積層しなかったこと
を除いては同様に構成された弾性表面波装置のフィルタ
特性を破線で示す。なお、図９の下方に示す特性は、挿
入損失を縦軸の右側のスケールに基づいて拡大した特性
である。

【０１０５】図９から明らかなように、２層目の電極膜
を形成しなかった弾性表面波装置に比べて、本実施例に
従って２層目の電極膜を積層することにより、最小挿入
損失は変わらないものの、帯域幅におけるフィルタ特性
が大幅に改善されていることがわかる。

【０１０６】すなわち、本実施例では、櫛形電極２３〜
２５の電極指の膜厚が、弾性表面波の波長に対して７．
４％、櫛形電極２３〜２５のｄｕｔｙが０．７２とされ
ているので、前述したように、１層目の電極膜のみで
は、Ｙ軸方向に表面波のエネルギーは閉じ込められな
い。もっとも、櫛形電極の電極指交差幅が３０λ程度と
大きいため、１層目の電極膜のみでも、図９に破線で示
したようなフィルタ特性を得ることができる。

【０１０７】しかしながら、上記のように、２層目の電
極膜１７，１８を積層することにより、フィルタ特性は
飛躍的に高められる。すなわち、前述したように、実質
的にＹ軸方向における導波モードが存在する条件を満た
さなくなる条件であっても、すなわち、電極指の膜厚ｈ
１、電極指幅Ｌ１、表面波伝搬方向において隣り合う電
極指間のギャップの長さＬ２が、前述した式（１）〜
（６）のいずれかを満たしている場合であっても、バス
バー電極の少なくとも一部の厚みが、電極指の厚みより
厚くされてＶｓ／Ｖｍ＞１とされれば、低損失のフィル
タ特性を得ることができる。

【０１０８】（第３の実施例）図１０は、本発明の第３
の実施例の弾性表面波装置の略図的平面図である。第３
の実施例の弾性表面波装置３１は、第１の実施例の弾性
表面波装置１とほぼ同様に構成されている。従って、同
一部分については同一の参照番号を付することにより、
第１の実施例の説明を援用することにより省略する。

【０１０９】本実施例が第１の実施例と異なる点は、図
１０に示す電極構造を形成した後に、圧電基板２の上面
全面に、ＳｉＯ₂ 膜（図示せず）が、厚み５００ｎｍと
なるようにスパッタリングにより形成される。しかる
後、各直列腕共振子３，４及び並列腕共振子５〜７の電
極指上、及び電極パッド８〜１２上を除いて、レジスト
を被覆する。その状態で、電極指上及び電極パッド上の
ＳｉＯ₂ 膜をエッチングにより除去する。これによっ
て、電極パッド８〜１２上のＳｉＯ₂ 膜を除去すること
により、ボンデヤィングワイヤーと電極パッド８〜１２
との電気的接続の信頼性が確保される。

【０１１０】また、電極指上のＳｉＯ₂ 膜の除去によ
り、電極指交差領域における表面波伝搬速度Ｖｓが、Ｓ
ｉＯ₂ 膜が積層されているバスバー電極を伝搬する弾性
表面波の音速Ｖｍに比べて速められている。言い換えれ
ば、Ｖｓ／Ｖｍが１より大きくされている。

【０１１１】すなわち、本実施例では、図１１に断面図
で示すように、バスバー電極３２上の全面に、絶縁膜と
してのＳｉＯ₂ 膜３３が積層され、それによってバスバ
ー電極が多層構造とされている。このように、本発明で
は、バスバー電極の少なくとも一部の厚みを電極指に比
べて厚くするに際しては、金属膜以外の絶縁膜を積層し
てもよい。その場合であっても、上記のようにバスバー
電極を伝搬する表面波の音速Ｖｍが遅くなるため、第１
の実施例と同様の効果が得られる。

【０１１２】本実施例では、上記絶縁膜としてＳｉＯ₂
膜３３が形成されており、該絶縁膜の厚みは５００ｎｍ
であり、弾性表面波の対波長比で１１％程度である。ま
た、ＳｉＯ₂ 膜の密度は、スパッタリングにより形成さ
れているので、２．２１ｇ／ｃｍ³ であり、電極を構成
しているＡｌ膜の密度２．６９ｇ／ｃｍ³ に比べてわず
かに小さいが、前述したギャップ長ｇが０．１λ程度と
小さいので、第１の実施例と同様にＹ軸方向の表面波の
エネルギー閉じ込め効果は第１の実施例と同等である。

【０１１３】上記のようにして構成された第３の実施例
の弾性表面波装置のフィルタ特性を図１２に実線で示
す。なお、比較のために、ＳｉＯ₂ 膜を形成しなかった
ことを除いては同様にして構成された弾性表面波装置の
フィルタ特性を破線で示す。なお、図１２における下方
のフィルタ特性は、縦軸の挿入損失を縦軸の右側に示し
た拡大スケールに沿って表した特性を示す。

【０１１４】図１２から明らかなように、第３の実施例
の弾性表面波装置においても、ＳｉＯ₂ 膜の形成により
エネルギー閉じ込め効果が高められているため、良好な
フィルタ特性の得られることがわかる。

【０１１５】なお、第３の実施例では、電極指上の絶縁
膜を除去し、バスバー電極上にのみ絶縁膜としてのＳｉ
Ｏ₂ 膜を形成したが、電極指上にも絶縁膜を形成し、但
し電極指上の絶縁膜の厚みをバスバー電極上の絶縁膜の
厚みよりも薄くしてもよい。その場合であっても、絶縁
膜の厚みの差により、バスバー電極を伝搬する表面波の
音速Ｖｍを、電極指を伝搬する弾性表面波の伝搬速度Ｖ
ｓよりも遅くすることができ、上記第３の実施例と同様
にフィルタ特性を改善することができる。

【０１１６】また、絶縁膜としては、ＳｉＯ₂ 膜以外の
適宜の絶縁性材料からなる膜を用い得る。成膜方法も、
蒸着法、ＣＶＤ法等が可能である。さらに、２層目の電
極膜１７，１８が形成されていないことを除いては、圧
電基板上に第２の実施例と同様の電極構造が形成されて
いる圧電基板上に、第３の実施例に従って絶縁膜をバス
バー電極上に形成してもよい。この場合にも、第３の実
施例と同様に、絶縁膜の形成によりＶｍを遅くし、表面
波のエネルギーを閉じ込めることができる。

【０１１７】第１〜第３の実施例では、梯子型回路構成
を有する弾性表面波装置につい説明したが、本発明は、
上記のように一端子対弾性表面波共振子におけるＹ軸方
向の表面波エネルギー閉じ込め効果を高め、それによっ
て、例えばフィルタを構成した場合のフィルタ特性の改
善等を図り得るものであるため、梯子型回路構成を有す
る弾性表面波フィルタだけでなく、様々な弾性表面波フ
ィルタや弾性表面波共振子にも適用することができる。

【０１１８】次に、本発明に係る弾性表面波フィルタを
用いて構成されたアンテナ共用器の実施例を、図１３を
参照して説明する。図１３は、本実施例のアンテナ共用
器を説明するための回路図である。本実施例のアンテナ
共用器７０は、図３に示したラダー型弾性表面波フィル
タと段数は異なるが同様のラダー型フィルタ６１を一対
用いている。すなわち、各ラダー型フィルタ６１の入力
端子６２，６２が共通接続されて、第１のポート７１が
構成されている。他方、各ラダー型フィルタ６１，６１
の出力端子６３，６３はそのまま用いられ、それぞれ、
本実施例のアンテナ共用器の第２，第３のポートを構成
している。

【０１１９】このように、一対のラダー型フィルタ６
１，６１を用いることにより、アンテナ共用器を構成す
ることができる。また、上記アンテナ共用器を用いて、
通信機を構成することができ、このような通信機の一例
を図１４に示す。

【０１２０】本実施例の通信機８１では、アンテナ共用
器７０と、送信もしくは受信回路８２，８３とが備えら
れている。アンテナ共用器７０の第１のポート７１がア
ンテナ８４に接続されており、第２，第３のポートを構
成している出力端子６３，６３が、それぞれ、送信もし
くは受信回路８２，８３に接続されている。

【０１２１】このアンテナ共用器７０においては、一対
のラダー型フィルタ６１，６１は、通過帯域が異なるよ
うに構成されており、それによってアンテナ８４は、送
信アンテナ及び受信アンテナとして用いられ得る。

【０１２２】

【発明の効果】第１の発明に係る弾性表面波装置では、
櫛形電極の電極指の膜厚が０．０４λ以上であり、Ｙ軸
方向のエネルギー閉じ込め効果が弱まる条件であって
も、第１，第２のバスバー電極の少なくとも一部の厚み
が、電極指の厚みよりも厚くされて、バスバー電極を伝
搬する表面波の音速Ｖｍが、電極指を伝搬する表面波の
音速Ｖｓに比べて遅くされているので、エネルギー閉じ
込め効果が高められる。従って、例えば梯子型回路構成
を有する弾性表面波フィルタなどに用いた場合、低損失
のフィルタ特性を得ることができる。

【０１２３】第２の発明に係る弾性表面波装置では、Ｌ
１／（Ｌ１＋Ｌ２）、すなわちｄｕｔｙが０．５以上で
あり、Ｙ軸方向のエネルギー閉じ込め効果が弱まる条件
であっても、第１の発明と同様に第１，第２のバスバー
電極の少なくとも一部の厚みが、電極指の厚みよりも厚
くされており、それによってバスバー電極を伝搬する表
面波の音速Ｖｍが電極指を伝搬する表面波の音速Ｖｓに
対して遅くされている。従って、エネルギー閉じ込め効
果が高められ、例えばフィルタに適用した場合、低損失
のフィルタ特性を得ることができる。

【０１２４】また、第３の発明では、前述した式（１）
〜（６）のいずれかが満たされており、実質的には、Ｙ
軸方向における導波モードが存在する条件を満たしてい
ない。しかしながら、この場合であっても、本発明に従
って第１，第２のバスバー電極の少なくとも一部の厚み
が電極指の厚みよりも厚くされているので、バスバー電
極を伝搬する表面波の音速Ｖｍが、電極指を伝搬する表
面波の音速Ｖｓよりも遅くされる。従って、Ｖｓ／Ｖｍ
＞１となり、Ｙ軸方向におけるエネルギーの閉じ込めを
果たすことができ、例えばフィルタに利用した場合、低
損失のフィルタ特性を得ることができる。

【０１２５】本発明において、バスバー電極の少なくと
も一部を電極指の膜厚よりも厚くするには、様々な方法
を採用することができるが、バスバー電極の少なくとも
一部が複数の膜を積層した多層構造を有するように構成
することにより容易に実現することができる。

【０１２６】バスバー電極の少なくとも一部が、多層構
造を有する場合、この多層構造としては、電極膜上に１
以上の電極膜を積層した多層構造だけでなく、電極膜上
に絶縁膜を積層した多層構造であってもよい。この場
合、複数の電極膜を積層して上記多層構造を実現する場
合、最下層の電極膜が電極指と連ねられて形成されてお
り、２層目以上の電極膜が最下層の電極膜と異なる金属
により構成されている場合には、最下層の電極膜を電極
指と同一工程で形成することができ、かつ２層目以上の
電極膜が最下層の電極膜と異なる金属により構成されて
いるので、該金属の種類を選択することにより、より大
きなエネルギー閉じ込め効果を得ることができる。

【０１２７】とくに、最下層の電極膜に比べて、２層目
以降の電極膜のうち少なくとも１層が、相対的に高密度
の金属により構成されている場合には、大きな質量付加
効果が得られ、バスバー電極を伝搬する表面波の音速を
より遅くすることができる。例えば、１層目の電極をＡ
ｌまたはＡｌ含有合金で構成した場合、２層目以降の電
極膜の少なくとも１層を、例えばＡｕ、Ａｇ、Ｗ、Ｔ
ｉ、Ｎｉなどの密度の相対的に大きな金属で構成するこ
とにより、より大きな閉じ込め効果を得ることができ
る。

【０１２８】さらに、最下層の電極膜に比べて、比抵抗
が小さく、かつ最下層の電極膜より厚みの厚い電極膜を
２層目以降の電極膜の少なくとも１層に用いた場合にお
いても、同様にバスバー電極を伝搬する表面波の音速を
より効果的に遅くすることができ、表面波エネルギーの
閉じ込め効果を高めることができる。例えば、最下層の
電極膜をＡｌで構成し、２層目以降の電極膜の少なくと
も１層を、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕなどにより構成することに
より、上記のようにしてエネルギー閉じ込め効果を高め
ることができる。

【０１２９】多層構造を有するバスバー電極において、
多層構造を構成している金属膜上に、上下の金属膜の導
通を確保するようにして絶縁膜が形成されていてもよ
く、この場合には、絶縁膜の質量付加作用によっても、
バスバー電極を伝搬する表面波の音速を遅くすることが
でき、良好なエネルギー閉じ込め効果を得ることができ
る。

【０１３０】第１〜第３の発明において、Ｍ≧０．１５
９ｇ−０．０９４の範囲とした場合には、あるいはＭａ
（ｄ０／ｄａ）≧０．１５９ｇ−０．０９４の範囲とし
たときには、表面波の閉じ込め効果を高めることがで
き、かつ広帯域化を図ることができる。

【０１３１】第４の発明に係る弾性表面波装置では、電
極指の膜厚が０．０４λ以上であり、Ｙ軸方向の表面波
のエネルギー閉じ込めが十分に行われない条件である
が、バスバー電極上に絶縁膜が形成されているので、該
絶縁膜の質量付加作用により、バスバー電極を伝搬する
表面波の伝搬速度Ｖｍが遅くなり、やはり十分な表面波
エネルギー閉じ込め効果を得ることができる。従って、
例えば表面波フィルタに適用した場合、低損失のフィル
タ特性を得ることができる。

【０１３２】同様に、第５の発明に係る弾性表面波装置
においても、上記ｄｕｔｙが０．５以上であり、Ｙ軸方
向における表面波の閉じ込めが十分に行われない条件で
あっても、バスバー電極上に絶縁膜が形成されているの
で、バスバー電極を伝搬する表面波の音速が遅くされ、
Ｖｓ／Ｖｍ＞１となる。従って、第４の発明と同様に、
Ｙ軸方向における表面波のエネルギー閉じ込めを果たす
ことができ、例えばフィルタに応用した場合、低損失の
フィルタ特性を得ることができる。

【０１３３】第６の発明に係る弾性表面波装置において
も、前述した式（１）〜（６）のいずれかが満たされて
おり、実質的に、Ｙ軸方向における導波モードが存在す
る条件を満たしていないが、この場合においても、本発
明に従って、バスバー電極上に絶縁膜が形成されている
ので、バスバー電極を伝搬する表面波の音速が遅くさ
れ、Ｖｓ／Ｖｍ＞１となる。従って、第４，第５の発明
と同様に、Ｙ軸方向における表面波のエネルギー閉じ込
めを果たすことができ、例えばフィルタに応用した場
合、低損失のフィルタ特性を得ることができる。

【０１３４】第４〜第６の発明に係る弾性表面波装置に
おいて、電極指及びバスバー電極上に絶縁膜が形成され
ており、バスバー電極上に形成された絶縁膜の厚みが電
極指上に形成された絶縁膜の厚みに比べて厚くされてい
る場合には、バスバー電極を伝搬する表面波の音速Ｖｍ
が遅くなり、Ｖｓ／Ｖｍ＞１となり、Ｙ軸方向において
表面波を効果的に閉じ込めることができる。よって、例
えばフィルタ装置に応用した場合、低損失の良好なフィ
ルタ特性を得ることかできる。

【０１３５】本発明に係る弾性表面波装置を用いて構成
されたアンテナ共用器では、弾性表面波損失が低損失で
あるため、アンテナ共用器における損失を低減すること
ができる。

【０１３６】また、本発明に係るアンテナ共用器を備え
た通信機では、上記のように低損失のアンテナ共用器を
有するため、通信機全体の損失を低減することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例において用いられる一端
子対弾性表面波共振子の電極構造を説明するための略図
的平面図。

【図２】バスバー電極の膜厚と、バスバー部を伝搬する
表面波のＶｍとの関係を示す図。

【図３】本発明の第１の実施例に係る弾性表面波装置の
略図的平面図。

【図４】第１の実施例及び比較のために用意した各弾性
表面波装置のフィルタ特性を示す図。

【図５】（ａ），（ｂ）は、それぞれ、Ｍ＝８４０ｎｍ
及び５６０ｎｍの場合のギャップ長ｇと帯域幅との関係
を示す図。

【図６】Ｍ＝２８０ｎｍの場合のギャップ長ｇと帯域幅
との関係を示す図。

【図７】エネルギー閉じ込め効果のあるギャップ長ｇと
膜厚Ｍとの関係を示す図。

【図８】第２の実施例で用いられる弾性表面波共振子を
説明するための平面図。

【図９】第２の実施例の弾性表面波装置及び比較のため
に用いした弾性表面波装置のフィルタ特性を示す図。

【図１０】第３の実施例の弾性表面波装置を説明するた
めの略図的平面図。

【図１１】第３の実施例におけるバスバー電極と、その
上に形成される絶縁膜を説明するための断面図。

【図１２】第３の実施例及び比較のために用意した各弾
性表面波装置のフィルタ特性を示す図。

【図１３】本発明に係る弾性表面波装置を用いて構成さ
れる共用器を説明するための回路図。

【図１４】本発明に係る共用器を用いた通信システムの
概略ブロック図。

【図１５】（ａ）及び（ｂ）は、従来の一端子対弾性表
面波共振子を説明するための略図的平面図。

【図１６】従来の共振子型弾性表面波フィルタを示す平
面図。

【図１７】従来の弾性表面波装置の要部の断面図。

【図１８】ラダー型回路を示す図。

【図１９】従来の弾性表面波装置における電極の膜厚の
Ｖｓ／Ｖｍとの関係を示す図。

【図２０】従来の弾性表面波装置における電極のｄｕｔ
ｙとＶｓ／Ｖｍとの関係を示す図。

【符号の説明】

１…弾性表面波装置 ２…圧電基板 ３，４…直列腕共振子 ５〜７…並列腕共振子 ８〜１２…電極パッド １３…弾性表面波共振子 １４…櫛形電極 １４ａ，１４ｂ…電極指 １４ｃ，１４ｄ…バスバー電極 １５，１６…反射器 １７，１８…電極膜 ２１…弾性表面波共振子 ２２…圧電基板 ２３〜２５…櫛形電極 ２３ａ，２３ｂ〜２５ａ，２５ｂ…電極指 ２３ｃ，２３ｄ〜２５ｃ，２５ｄ…バスバー電極 ２６，２７…反射器 ３１…弾性表面波装置 ３２…バスバー電極 ３３…ＳｉＯ₂ 膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長井 達朗 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株式 会社村田製作所内 (72)発明者 大和 秀司 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株式 会社村田製作所内 Ｆターム(参考） 5J097 AA01 AA23 BB15 BB17 CC02 DD04 DD22 DD28 DD29 FF03 GG03 GG05 HA02 KK04

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 伝搬方向の異方性指数γが、γ＜−１で
   ある弾性表面波が励振される圧電基板と、 前記圧電基板上に形成されており、Ａｌを主成分とする
   複数本の電極指と、第１，第２のバスバー電極とを有す
   る少なくとも１つの櫛形電極とを備え、 前記弾性表面波の伝搬方向に対して垂直な方向に表面波
   のエネルギーが閉じ込められる弾性表面波装置であっ
   て、 前記弾性表面波の波長をλとしたときに、前記電極指の
   膜厚が０．０４λ以上であり、かつ、 前記第１，第２のバスバー電極の少なくとも一部の厚み
   が、前記電極指の厚みよりも厚くされていることを特徴
   とする、弾性表面波装置。
2. 【請求項２】 伝搬方向の異方性指数γが、γ＜−１で
   ある弾性表面波が励振される圧電基板と、 前記圧電基板上に形成されており、Ａｌを主成分とする
   複数本の電極指と、第１，第２のバスバー電極とを有す
   る少なくとも１つの櫛形電極とを備え、 前記弾性表面波の伝搬方向に対して垂直な方向に表面波
   のエネルギーが閉じ込められる弾性表面波装置であっ
   て、 前記櫛形電極の電極指幅をＬ１、表面波伝搬方向におい
   て隣り合う電極指間のギャップの長さをＬ２としたとき
   に、Ｌ１／（Ｌ１＋Ｌ２）≧０．５であり、かつ前記第
   １，第２のバスバー電極の少なくとも一部の厚みが、前
   記電極指の厚みよりも厚くされていることを特徴とす
   る、弾性表面波装置。
3. 【請求項３】 伝搬方向の異方性指数γが、γ＜−１で
   ある弾性表面波が励振される圧電基板と、 前記圧電基板上に形成されており、Ａｌを主成分とする
   複数本の電極指と、第１，第２のバスバー電極とを有す
   る少なくとも１つの櫛形電極とを備え、 前記弾性表面波の伝搬方向に対して垂直な方向に表面波
   のエネルギーが閉じ込められる弾性表面波装置であっ
   て、 前記電極指の膜厚をｈ１、前記電極指幅をＬ１、表面波
   伝搬方向において隣り合う電極指間のギャップの長さを
   Ｌ２、表面波の波長をλとしたときに、下記の式（１）
   〜（６）のいずれかが満たされており、かつ前記第１，
   第２のバスバー電極の少なくとも一部の厚みが、前記電
   極指の厚みよりも厚くされていることを特徴とする、弾
   性表面波装置。 【数１】 【数２】 【数３】 【数４】 【数５】 【数６】
4. 【請求項４】 前記第１，第２のバスバー電極の少なく
   とも一部が複数の電極膜を積層した多層構造を有し、そ
   れによってバスバー電極の少なくとも一部が前記電極指
   の厚みよりも厚くされている、請求項１〜３のいずれか
   に記載の弾性表面波装置。
5. 【請求項５】 多層構造を有する前記バスバー電極にお
   いて、最下層の電極膜が、前記電極指と連ねられて形成
   されており、２層目以降の電極膜が、最下層の電極膜と
   異なる金属により構成されている、請求項４に記載の弾
   性表面波装置。
6. 【請求項６】 前記多層構造を有する前記バスバー電極
   において、該多層構造を構成している最下層の電極膜に
   比べて、２層目以降の電極膜のうち少なくとも１層が、
   相対的に高密度の金属により構成されている、請求項５
   に記載の弾性表面波装置。
7. 【請求項７】 前記多層構造を有する前記バスバー電極
   において、該多層構造を構成している最下層の電極膜に
   比べて、２層目以降の金属膜のうち少なくとも１層が、
   比抵抗が小さく、かつ前記最下層の電極膜よりも厚みが
   厚い、請求項５または６に記載の弾性表面波装置。
8. 【請求項８】 前記多層構造を有する前記バスバー電極
   において、該多層構造を構成している電極膜間に上下の
   電極膜の導通を確保するようにして絶縁膜が形成されて
   いる、請求項５〜７のいずれかに記載の弾性表面波装
   置。
9. 【請求項９】 前記多層構造を有する前記バスバー電極
   において、最下層の電極膜におけるバスバー電極と電極
   指との境界部分と、Ａｌからなる２層目の電極膜の電極
   指側の端縁との間隔をｇ、該２層目の電極膜の膜厚を
   Ｍ、さらに、ｇ及びＭを弾性表面波の波長λの整数倍で
   表したときに、Ｍ≧０．１５９ｇ−０．０９４の範囲に
   あることを特徴とする、請求項５〜８のいずれかに記載
   の弾性表面波装置。
10. 【請求項１０】 前記多層構造を有する前記バスバー電
    極において、 最下層の電極膜におけるバスバー電極と電極指との境界
    部分と、２層目の電極膜の電極指側の端縁との間隔を
    ｇ、該２層目の電極膜厚をＭａ、さらに、ｇ及びＭａを
    弾性表面波の波長λの整数倍で表し、 ２層目をＡｌとは異なる金属で形成し、 ２層目の金属の密度をｄａ、Ａｌの密度をｄ０とした
    時、 ２層目の膜厚Ｍａが、 Ｍａ×（ｄ０／ｄａ）≧０．１５９ｇ−０．０９４ の範囲であることを特徴とする、請求項５〜８のいずれ
    かに記載の弾性表面波装置。
11. 【請求項１１】 表面波伝搬方向の異方性指数γが、γ
    ＜−１である弾性表面波が励振される圧電基板と、 前記圧電基板上に形成されており、複数本の電極指と、
    第１，第２のバスバー電極とを有する少なくとも１つの
    櫛形電極とを備え、 前記弾性表面波の伝搬方向に対して垂直な方向に表面波
    のエネルギーが閉じ込められる弾性表面波装置であっ
    て、 前記弾性表面波の波長をλとしたときに、前記櫛形電極
    の電極指の膜厚が０．０４λ以上であり、 前記バスバー電極部の厚みが前記電極指の厚みよりも厚
    くなるように、前記バスバー電極上に形成された絶縁膜
    をさらに備えることを特徴とする、弾性表面波装置。
12. 【請求項１２】 表面波伝搬方向の異方性指数γが、γ
    ＜−１である弾性表面波が励振される圧電基板と、 前記圧電基板上に形成されており、複数本の電極指と、
    第１，第２のバスバー電極とを有する少なくとも１つの
    櫛形電極とを備え、 前記弾性表面波の伝搬方向に対して垂直な方向に表面波
    のエネルギーが閉じ込められる弾性表面波装置であっ
    て、 前記電極指の幅をＬ１、表面波伝搬方向において隣り合
    う電極指間のギャップ長をＬ２としたときに、Ｌ１／
    （Ｌ１＋Ｌ２）≧０．５であり、 前記バスバー電極部の厚みが前記電極指の厚みよりも厚
    くなるように、前記バスバー電極上に形成された絶縁膜
    をさらに備えることを特徴とする、弾性表面波装置。
13. 【請求項１３】 伝搬方向の異方性指数γが、γ＜−１
    である弾性表面波が励振される圧電基板と、 前記圧電基板上に形成されており、複数本の電極指と、
    第１，第２のバスバー電極とを有する少なくとも１つの
    櫛形電極とを備え、 前記弾性表面波の伝搬方向に対して垂直な方向に表面波
    のエネルギーが閉じ込められる弾性表面波装置であっ
    て、 前記電極指の膜厚をｈ１、前記電極指幅をＬ１、表面波
    伝搬方向において隣り合う電極指間のギャップの長さを
    Ｌ２、表面波の波長をλとしたときに、下記の式（１）
    〜（６）のいずれかが満たされており、 前記バスバー電極上に形成された絶縁膜をさらに備える
    ことを特徴とする、弾性表面波装置。 【数７】 【数８】 【数９】 【数１０】 【数１１】 【数１２】
14. 【請求項１４】 前記電極指上に形成された絶縁膜をさ
    らに備え、 前記バスバー電極上に形成された絶縁膜の厚みが、前記
    電極指上に形成された絶縁膜の厚みに比べて厚くされて
    いる、請求項１１〜１３のいずれかに記載の弾性表面波
    装置。
15. 【請求項１５】 異方性指数γが、γ＜−１である弾性
    表面波が励振される圧電基板が、疑似弾性表面波が励振
    されるＬｉＴａＯ₃ 基板である、請求項１〜１４のいず
    れかに記載の弾性表面波装置。
16. 【請求項１６】 請求項１〜１５のいずれかに記載の弾
    性表面波装置を用いたことを特徴とする、アンテナ共用
    器。
17. 【請求項１７】 請求項１６に記載のアンテナ共用器を
    備えることを特徴とする、通信機。