JP2002152003A - 弾性表面波フィルタ - Google Patents

弾性表面波フィルタ

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JP2002152003A
JP2002152003A JP2000347114A JP2000347114A JP2002152003A JP 2002152003 A JP2002152003 A JP 2002152003A JP 2000347114 A JP2000347114 A JP 2000347114A JP 2000347114 A JP2000347114 A JP 2000347114A JP 2002152003 A JP2002152003 A JP 2002152003A
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idt
reflector
surface acoustic
acoustic wave
wave filter
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Michio Kadota
道雄 門田
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Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 反射器の小型化を図ることができ、ひいては
全体の小型化を図ることができ、かつ群遅延時間特性の
ばらつきの少ない、ラブ波を利用した弾性表面波フィル
タを提供する。 【解決手段】 圧電性基板1以上に少なくとも1つのI
DT3,4と反射器5,6とが形成されており、IDT
3,4及び反射器5,6がAlよりも密度の大きな金属
材料を用いて構成されている、ラブ波を利用した弾性表
面波フィルタ1。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばバンドパス
フィルタとして用いられる弾性表面波フィルタに関し、
より詳細には、ラブ波等のSH波を利用した反射器付の
弾性表面波フィルタに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、ラブ波等のSH波を利用した弾性
表面波装置が種々提案されている。例えば、特開昭63
−260213号公報には、回転YカットX伝搬のLi
NbO 3 基板上に、金、銀、白金等の重金属からなるI
DT電極を形成することにより、ラブ波を利用した弾性
表面波装置を構成し得る旨が示されている。
【0003】上記特開昭63−260213号公報と同
様に質量の大きな金属からなるIDT電極を形成するこ
とによりラブ波を利用することを可能とした弾性表面波
装置は、特開平8−125485号公報、特開平8−2
50966号公報等に開示されている。
【0004】しかしながら、これらの先行技術では、I
DT電極の電極材料として質量の大きな金属を用いるこ
とが示されているものの、反射器付の弾性表面波フィル
タにおける反射器の構成材料については特に言及されて
いない。
【0005】他方、特開平11−74751号公報に
は、圧電性基板上に、IDTと、反射器とを形成してな
る弾性表面波フィルタであって、タングステン層とアル
ミニウム層とを積層してなる積層金属膜によりIDT及
び反射器が構成されている、ラブ波を利用した弾性表面
波フィルタが開示されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】特開平11−7475
1号公報に記載の先行技術では、上記のようにIDT電
極及び反射器が、タングステン層とアルミニウム層とか
らなる積層金属膜により構成されている。すなわち、単
一の金属材料により構成されていないので、電極形成工
程が煩雑であった。
【0007】また、アルミニウムを利用しているので、
反射器における反射係数が十分でなく、反射器の小型化
を図ることが困難であった。本発明の目的は、上述した
従来技術の欠点を解消し、反射器付のラブ波を利用した
弾性表面波フィルタであって、電極形成工程の簡略化及
び反射器の小型化を図ることができ、ひいては全体のサ
イズを小さくし得る、弾性表面波フィルタを提供するこ
とにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本願の第1の発明に係る
弾性表面波フィルタは、圧電性基板と、圧電性基板に形
成された少なくとも1つのIDTと、圧電性基板に形成
されており、IDTで励振された表面波を反射させる少
なくとも1つの反射器とを備え、前記反射器がAlより
も密度の大きな金属材料を用いて構成されており、かつ
前記表面波としてSH波を利用していることを特徴とす
る。
【0009】本願の第2の発明に係る弾性表面波フィル
タは、圧電性基板と、前記圧電性基板に形成された少な
くとも1つのIDTと、前記圧電性基板に形成されてお
り、前記IDTで励振された表面波を反射させる少なく
とも1つの反射器とを備え、前記IDT及び反射器がA
lよりも密度の大きな金属材料を用いて構成されてお
り、かつ前記表面波としてラブ波等のSH波を利用する
ことを特徴とする。
【0010】本発明(第1,第2の発明)の特定の局面
では、上記IDTとして、入力側IDTと出力側IDT
とが備えられ、上記反射器として入力側IDT及び出力
側IDTに対して表面波伝搬方向において所定距離を隔
ててそれぞれ配置された第1,第2の反射器が備えら
れ、入力側IDT及び出力側IDTと前記第1、第2の
反射器との間の表面波伝搬路上に設けられたマルチスト
リップカプラー(以下、MSC)をさらに備え、該MS
CがAlよりも密度の大きな金属材料により構成されて
いる。
【0011】本発明の別の特定の局面では、上記IDT
として入力側IDTと、出力側IDTとが備えられ、上
記反射器として、入力側IDTより出力側IDTに対し
て表面波伝搬方向において所定距離を隔てて、それぞ
れ、配置された第1,第2の反射器が備えられ、入力側
IDTで励振されたSH波が、第1,第2の反射器でそ
れぞれ反射され、出力側IDTにZ字型の伝搬路を通っ
て伝搬するように、入力側IDT、第1,第2の反射器
及び出力側IDTが構成されている。この場合、第1,
第2の反射器は、表面波伝搬方向に対して斜め方向に交
差する方向に延びる複数本の電極指を有するように構成
されることが好ましい。
【0012】本発明のさらに他の特定の局面では、上記
IDTとして、入力側IDT及び出力側IDTが備えら
れ、上記反射器として、入力側IDTの表面波伝搬方向
の一方側に配置されており、入力側IDTで励振された
表面波を入力側IDTに向かって反射する第1の反射器
と、前記入力側IDTの第1の反射器が形成されている
側とは反対側に配置されており、到達した表面波の方向
を変えて反射する第2の反射器と、出力側IDTの表面
波伝搬方向の一方側に配置されており、到達した表面波
を出力側IDT側に反射する第3の反射器と、前記出力
側IDTの第3の反射器が配置されている側とは表面波
伝搬方向において反対側に配置されており、かつ第2の
反射器で反射されてきた表面波を出力側IDTに向かっ
て反射する第4の反射器とが備えられる。好ましくは、
前記第2,第4の反射器が、入力側及び出力側IDTで
励受振される表面波の伝搬方向に対して斜め方向に交差
する方向に延びる複数本の電極指を有する。
【0013】本発明のさらに他の特定の局面では、ID
Tと、IDTの表面波伝搬方向両側に配置された一対の
反射器とを備える複数の弾性表面波フィルタ素子を有
し、各弾性表面波フィルタ素子が、本発明に従って構成
されており、複数個の弾性表面波フィルタ素子が梯子型
回路構成を実現するように電気的に接続されている、弾
性表面波フィルタが提供される。
【0014】第1の発明の特定の局面では、前記圧電性
基板がSTカット90°X方向伝搬水晶基板であり、前
記反射器がAu,Ta、W、Ag、Cu、Cr、Mo、
NiまたはZnからなり、表面波の波長をλと、反射器
の膜厚をHとしたときに、反射器の規格化膜厚H/λ
が、Auの場合に0.007〜0.07、Taの場合に
0.008〜0.07、Wの場合に0.008〜0.0
7、Agの場合に0.013〜0.07、Crの場合に
0.016〜0.07、CuもしくはMoの場合に0.
017〜0.07、並びにNiもしくはZnの場合に
0.02〜0.07の範囲とされている。
【0015】第1の発明の別の特定の局面では、前記圧
電性基板が36°Y回転X方向伝搬LiTaO3基板か
らなり、前記反射器がAu、Ta、W、Ag、Cr、C
u、Mo、NiまたはZnからなり、表面波の波長をλ
と、反射器の膜厚をHとしたときに、反射器の規格化膜
厚H/λが、Auの場合に0.006〜0.07、Ta
の場合に0.0085〜0.07、Wの場合に0.00
8〜0.07、Agの場合に0.014〜0.07、C
uもしくはMoの場合に0.017〜0.007、Ni
もしくはCrの場合に0.02〜0.07、並びにZn
の場合に0.023〜0.07の範囲とされている。
【0016】第1の発明のさらに別の特定の局面では、
前記圧電性基板がYカットX方向伝搬LiNbO3基板
であり、前記反射器がAu、Ta、WまたはAgからな
り、表面波の波長をλと、反射器の膜厚をHとしたとき
に、反射器の規格化膜厚H/λが、Auの場合に0.0
09〜0.07、Taの場合に0.012〜0.07、
Wの場合に0.009〜0.07、並びにAgの場合に
0.017〜0.07の範囲とされている。
【0017】第2の発明の特定の局面では、前記圧電性
基板がSTカット90°X方向伝搬水晶基板からなり、
前記IDT及び反射器がAu、Ta、W、Ag、Cu、
Cr、Mo、NiまたはZnからなり、表面波の波長を
λと、IDT及び反射器の膜厚をHとしたときに、規格
化膜厚H/λが、Auの場合に0.007〜0.07、
Taの場合に0.008〜0.07、Wの場合に0.0
08〜0.07、Agの場合に0.013〜0.07、
Crの場合に0.016〜0.07、CuもしくはMo
の場合に0.017〜0.07、並びにNiもしくはZ
nの場合に0.02〜0.07の範囲とされている。
【0018】第2の発明の別の特定の局面では、前記圧
電性基板が36°回転Y板X伝搬LiTaO3基板から
なり、前記IDT及び反射器がAu、Ta、W、Ag、
Cr、Cu、Mo、NiまたはZnからなり、表面波の
波長をλと、IDT及び反射器の膜厚をHとしたとき
に、規格化膜厚H/λが、Auの場合に0.006〜
0.07、Taの場合に0.0085〜0.07、Wの
場合に0.008〜0.07、Agの場合に0.014
〜0.07、CuもしくはMoの場合に0.017〜
0.07、並びにNiもしくはCrの場合に0.02〜
0.07並びにZnの場合に0.023〜0.07の範
囲とされている。
【0019】第2の発明のさらに別の特定の局面では、
前記圧電性基板がYカットX伝搬方向LiNbO3基板
からなり、前記IDT及び反射器がAu、Ta、Wまた
はAgからなり、表面波の波長をλと、IDT及び反射
器の膜厚をHとしたときに、規格化膜厚H/λが、Au
の場合に0.009〜0.07、Taの場合に0.00
12〜0.07、Wの場合に0.009〜0.07、A
gの場合に0.017〜0.07の範囲とされている。
【0020】本発明に係る通信機は、本発明に係る弾性
表面波フィルタをバンドパスフィルタとして有し、従っ
て、バンドパスフィルタの小型化を図ることができるの
で、通信機の小型化を進めることができる。
【0021】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ、本発明
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。
【0022】図1は、本発明の第1の実施例に係る弾性
表面波フィルタを示す平面図である。第1の実施例の弾
性表面波フィルタは、MSCを用いたMSC型の弾性表
面波フィルタである。
【0023】図1に示すように、弾性表面波フィルタ1
は、矩形板状の圧電基板2を有する。圧電基板2は、L
iNbO3 基板、LiTaO3 等の圧電単結晶基板によ
り構成され得る。もっとも、圧電基板2は、圧電セラミ
ックスにより構成されていてもよい。また、本発明にお
ける圧電性基板は、上記圧電基板だけでなく、絶縁性基
板や圧電基板上にZnO膜等の圧電膜を積層した構造で
あってもよい。
【0024】圧電基板2の上面2a上には、入力側ID
T及び出力側IDT3,4が形成されている。入力側I
DT3及び出力側IDT4は、それぞれ、互いに間挿し
合う電極指を有するくし歯電極3a,3b,4a,4b
を有する。入力側IDT3及び出力側IDT4における
表面波伝搬方向は、それぞれの電極指と直交する方向で
ある。また、入力側IDT及び出力側IDT4は、互い
の表面波伝搬方向が平行となるように並設されている。
【0025】入力側IDT3に対して、表面波伝搬方向
において所定距離を隔てて第1の反射器5が配置されて
いる。同様に、出力側IDTに対して表面波伝搬方向に
おいて所定距離を隔てて第2の反射器6が配置されてい
る。各反射器5,6は、平行に延びる複数本の電極指を
有し、複数本の電極指の両端が短絡されている。なお、
電極指の両端はオープンとなっていてもよい。
【0026】入力側IDT3と、第1の反射器5との間
の表面波伝搬路上及び出力側IDT4と第2の反射器6
との間の表面波伝搬路上に、MSC7が形成されてい
る。MSC7は、入力側IDT3及び出力側IDT4か
ら第1,第2の反射器5,6に向かう表面波伝搬方向に
直交する方向に延びる複数本のストリップ状電極7aを
有する。
【0027】本実施例の弾性表面波フィルタ1では、反
射器5,6並びにMSC7が、Alよりも密度の大きな
金属材料を用いて構成されている。このようなAlより
も密度の大きな金属材料としては、例えば、W、Ta、
Au、Ag等が挙げられる。
【0028】また、上記各電極は、単一の金属材料によ
り構成してもよいが、IDT部のみをAlからなる電極
で形成してもよい。特に水晶基板のように電機機械結合
係数の小さい基板上に密度の大きい電極からなるIDT
を形成し、その電極の反射係数が大きい場合には、ID
Tの電極間での反射が大きく、SAWのエネルギーがI
DT間で閉じ込められるため、SAWがIDTから伝搬
しにくい。そのためこのような場合には、反射係数の小
さいAl電極等で形成することが望ましい。
【0029】さらに、本実施例では、反射器5,6及び
MSC7がいずれも、Alよりも密度の大きな金属によ
り構成されているので、反射係数が高く、従って、電極
指の数を低減することができる。
【0030】本実施例の弾性表面波フィルタ1では、入
力信号がIDT3に入力されるとラブ波が励振され、ラ
ブ波は図1の矢印A方向、すなわち入力側IDT3から
第1の反射器5に向かって伝搬する。また、MSC7内
において、ラブ波の一部が方向を変えられ、矢印Bで示
すように第2の反射器6に向かって伝搬する。
【0031】他方、第1の反射器5で反射されたラブ波
は、矢印Cで示すように、MSC7内において方向を変
え、出力側IDT4に伝搬する。同様に、第2の反射器
6で反射されたラブ波もまた、矢印Dで示すように出力
側IDT4に向かって伝搬する。従って、出力側IDT
4において出力が取り出される。
【0032】本実施例では、上記のように反射器5,6
の電極指の本数を低減することができ、それによって小
型化を図ることができる。しかも、反射器5,6の電極
指の本数が少ないため、矢印A,Cの経路で伝搬するラ
ブ波と、矢印B,Dの経路で伝搬するラブ波との遅延時
間の差が少なくなる。よって、群遅延時間特性(GD
T)のばらつきを小さくすることができる。これを、具
体的な実験例に基づき説明する。図1に示した実施例の
弾性表面波フィルタ1と、比較のために用意した従来例
の弾性表面波フィルタ101(図2参照)とを、下記の
仕様で設計した。
【0033】(実施例の弾性表面波フィルタ1)圧電基
板2の寸法は2×1.8×厚み0.4mm。入力側ID
T3及び出力側IDT4の交差幅=25λ、電極指の対
数=20対、電極指ピッチ=19μm。反射器5,6に
おける電極指の本数=15本、電極指ピッチ=19.8
μm。MSC7におけるストリップ状電極7aの本数=
25、ストリップ状電極7aの幅=3.2μm、ギャッ
プ=3.1μm。
【0034】(図2に示した従来例の仕様)図2に示し
た弾性表面波フィルタ101は、反射器105,106
の電極材料がAlであり、反射器105,106の電極
指の本数が300本とされていることを除いては、実施
例の弾性表面波フィルタ1と同様とした。
【0035】上記のように反射器105,106の電極
指の本数が300本と多いため、圧電基板102の寸法
は2×4.5×厚み0.4mmと大型にならざるを得な
かった。
【0036】図3は、実施例の弾性表面波フィルタ1の
減衰量周波数特性及び群遅延時間特性を示す図であり、
図4は、図2に示した従来の弾性表面波フィルタの減衰
量周波数特性及び群遅延時間特性を示す図である。
【0037】図3及び図4の比較から明らかなように、
従来例の弾性表面波フィルタ101に比べ、実施例の弾
性表面波フィルタ1を用いることにより通過帯域内にお
ける群遅延時間のばらつきを低減し得ることがわかる。
【0038】図5は、本発明の第2の実施例に係る弾性
表面波フィルタの平面図であり、第2の実施例では、い
わゆるZパス型の弾性表面波フィルタが構成されてい
る。第2の実施例の弾性表面波フィルタ11では、圧電
基板12上に、一方のコーナー部分によせて入力側ID
T13が形成されており、該コーナー部分と対向し合う
コーナー部分近傍に出力側IDT14が形成されてい
る。
【0039】また、IDT13で励振される表面波の伝
搬方向においてIDT13に対して所定距離を隔てて第
1の反射器15が形成されている。同様に、出力側ID
T14で受信される表面波の伝搬方向において、IDT
14に対して所定距離を隔てて第2の反射器16が配置
されている。すなわち、反射器15,16は、IDT1
3,14が配置されているコーナーとは別の対向し合う
コーナー部近傍に配置されている。
【0040】第1、第2の反射器15,16は、それぞ
れ、複数本の電極指を有し、複数本の電極指は、IDT
13,14で励受信される表面波の伝搬方向に対して斜
め方向に交差する方向に延ばされている。これは、図示
の矢印Eで示すように、入力側IDT13で励振された
表面波を、反射器15,16で反射させ、出力側IDT
14に導くためである。すなわち、図5から明らかなよ
うに、Z字状の経路に沿って表面波が伝搬されるよう
に、IDT13,14及び反射器15,16が配置され
ている。
【0041】本実施例においても、上記圧電基板12
は、第1の実施例における圧電基板2と同様の材料から
なるものを用いることができる。また、反射器15,1
6を構成する金属材料については、Alよりも密度の大
きな金属材料、すなわち第1の実施例で述べた金属材料
を用いることができる。従って、本実施例においても、
反射器15,16における反射係数が高められるので、
反射器15,16における電極指の本数を低減すること
ができる。なお、IDTについては基板の電気機械結合
係数で使い分け、結合係数0.04以上の場合Alを、
0.04未満の場合には、反射器と同じ電極を用いれば
よい。
【0042】図6は、第2の実施例の弾性表面波フィル
タ11に相当する従来のZパス型の表面波フィルタを示
す平面図である。この従来の弾性表面波フィルタ111
においても、実施例の弾性表面波フィルタ11と同様
に、圧電基板202上に、入力側IDT113及び出力
側IDT114並びに反射器115,116が、Z字型
の伝搬路を形成するように構成されている。しかしなが
ら、弾性表面波フィルタ111では、各電極がAlによ
り構成されているので、反射器115,116の反射係
数が低い。従って、図6に示すように、多数の電極指を
有する反射器115,116を用いなければならない。
【0043】よって、図5及び図6の比較からも明らか
なように、第2の実施例においても、反射器15,16
の小型化を図り得るので、ひいてはZパス型の弾性表面
波フィルタ11の全体の寸法を効果的に小さくすること
ができる。
【0044】図7は、本発明の第3の実施例に係る弾性
表面波フィルタを示す平面図である。弾性表面波フィル
タ21では、圧電基板22上において、入力側IDT2
3,24が並設されている。すなわち、IDT23,2
4は、表面波伝搬方向と直交する方向において並べられ
ていてる。
【0045】IDT23の表面波伝搬方向一方側には、
第1の反射器25が、表面波をIDT23側に反射する
ように配置されている。IDT23の第1の反射器25
が設けられている側とは表面波伝搬方向において反対側
に、第2の反射器26が配置されている。第2の反射器
26は、伝搬してきた表面波を、後述の第4の反射器に
向かって反射するように構成されている。本実施例で
は、第2の反射器26は、IDT23より励振される表
面波の伝搬方向に対して斜め方向に交差する方向に延び
る複数本の電極指を有する。
【0046】IDT24の表面波伝搬方向一方側には、
第3の反射器と27が配置されている。第3の反射器2
7は、伝搬してきた表面波をIDT24側に反射するよ
うに構成されている。
【0047】また、IDT24の第3の反射器27が設
けられいてる側とは反対側には、所定距離を隔てて第4
の反射器28が配置されている。第4の反射器28は、
第2の反射器26から伝搬してきた表面波をIDT24
に向かって反射するように構成されている。従って、第
4の反射器28は、IDT24における表面波伝搬方向
に対して斜め方向に延びる複数本の電極指を有する。
【0048】本実施例においても、第1〜第4の反射器
25〜28がAlよりも密度の大きな金属により構成さ
れている。従って、反射器25〜28を小型化すること
ができる。IDTを構成する電極は反射係数や基板の結
合係数により使い分ける。
【0049】本実施例では、入力側IDT23で励振さ
れた表面波のうち反射器25側に伝搬した表面波は、反
射器25で反射され、IDT24の右側に向かってさら
に伝搬していく。そして、IDT24の右側では、第2
の反射器26により表面波が第4の反射器28側に反射
される。また、第4の反射器28においては、伝搬して
きた表面波がIDT24側に向かって反射される。従っ
て、表面波がIDT24より受信される。また、IDT
24から左側に放射された表面波は、第3の反射器27
で反射され、IDT24側に伝搬する。
【0050】図8は、第4の実施例に係る弾性表面波フ
ィルタの平面図である。弾性表面波フィルタ31では、
圧電基板32上に、入力側IDT33,34と、反射器
35〜38とが配置されている。ここでは、IDT33
の表面波伝搬方向両側に、第1,第2の反射器35,3
6が配置されている。反射器35,36は、圧電基板3
2の一方の長辺の両端近傍のコーナー部分に配置されて
いる。そして、IDT33から伝搬してきた表面波を反
射する。反射された表面波は、IDT24の表面波伝搬
方向と直交する方向、すなわち図8の下方に反射され
る。このようにして反射された表面波が、出力側IDT
34の表面波伝搬方向両側に配置された第3,第4の反
射器37,38により反射され、IDT34側に伝搬す
る。
【0051】本実施例においても、反射器35〜38が
Alよりも密度の高い材料で構成されているので、第1
〜第3の実施例と同様に、弾性表面波フィルタの小型化
を図ることができるとともに、反射器の本数が少ないた
め群遅延時間特性のばらつきを低減することができる。
【0052】第1〜第4の実施例では、入力側IDTと
出力側IDTと反射器とを有する弾性表面波フィルタに
つき説明したが、本発明では、3以上のIDTを有する
弾性表面波フィルタにも適用することができる。図9
は、本発明が適用されるこの種の弾性表面波フィルタの
一例としてのラダー型フィルタを説明するための平面図
である。
【0053】ラダー型フィルタ41では、圧電基板42
上に、第1〜第5のIDT43〜47が並設されてい
る。また、各IDT43〜47の表面波伝搬方向両側
に、それぞれ、反射器43a,43b〜47a,47b
が配置されている。そして、IDT43〜47は、3個
の直列腕共振子と2個の並列腕共振子とを有する梯子型
回路を実現し得るように電気的に接続されている。な
お、図9においてIDT43,45,47は、それぞ
れ、直列腕共振子を構成するためのIDTであり、ID
T44,46が並列腕共振子を構成するIDTである。
IDT43に入力端子49が、IDT47に出力端子5
0が、IDT44,46にアース端子51,52が接続
されている。
【0054】本実施例においても、各反射器43a〜4
7bがAlよりも密度の大きな金属により構成されてい
る。従って、反射器43a〜47bの小型化を図ること
ができ、ひいてはラダー型フィルタ41全体の小型化を
図ることができる。
【0055】図10は、本発明に係る弾性表面波フィル
タを用いて構成される通信機を示す概略ブロック図であ
る。図10において、アンテナ161に、ディプレクサ
162が接続されている。ディプレクサ162と受信側
ミキサ163との間に、RF段を構成する弾性表面波フ
ィルタ164及び増幅器165が接続されている。さら
にミキサ163にIF段の表面波フィルタ169が接続
されている。また、ディプレクサ162と送信側のミキ
サ166との間には、RF段を構成する増幅器167及
び弾性表面波フィルタ168が接続されている。
【0056】上記通信機160におけるIF段の表面波
フィルタ169として本発明に従って構成された弾性表
面波装置を好適に用いることができる。本願発明者は、
上述したように、Alよりも質量の大きな金属により反
射器あるいは反射器及びIDTを構成した場合の反射係
数を電極材料毎にさらに詳しく検討した。
【0057】反射係数は電極材料を含めた基板の電気機
械結合係数が大きい程大きく、同じ電極材料を用いた場
合電極の厚みが大きい程大きいことが知られている。ま
た、電極の反射係数は、電極が存在する場合と存在しな
い場合の音速差から求められており、電極の厚みが厚い
程、並びに電極の密度が高いほど反射係数が大きくな
る。
【0058】本願発明者は、STカット90°伝搬水晶
基板上に、Ta、W及びAlからなる各電極を形成し、
その反射係数を有限要素法(FEM)で計算した。その
結果、Taからなる電極及びWからなる電極の反射係数
は、Alからなる電極の20倍程度であった。そして、
電極の反射係数は、電極を含めた基板の電気機械電解結
合係数k及び電極の密度ρの積k2ρに依存しているこ
とが確かめられた。
【0059】そこで、STカット90°伝搬水晶基板
(オイラー角[0°,120〜145°,90°])、
36°回転Y板X伝搬LiTaO3基板(オイラー角
[0°,126°,0°])及びYカットX伝搬LiN
bO3基板(オイラー角[0°,90°,0°])をそ
れぞれ用い、電極を様々な金属で構成した場合、電極の
規格化膜厚とk2ρ・(H/λ)との関係を求めた。な
お、Hは電極の膜厚を、λは表面波の波長を示す。結果
を図11〜図13に示す。
【0060】図11はSTカット90°伝搬水晶基板を
用いた場合を、図12は36°回転Y板X伝搬LiTa
3基板を用いた場合の結果を、図13はYカットX方
向伝搬LiNbO3 基板を用いた場合の結果である。
【0061】図11〜図13において、製造プロセス上
の制限等により、実際に形成可能な規格化膜厚H/λは
電極のメタライゼーション比等も関連して0.07程度
である。他方、図11〜図13から明らかなように、A
lからなる電極を形成した場合のk2ρ(H/λ)より
も大きなk2ρ(H/λ)を示す範囲は、反射係数がA
lからなる電極膜より大きいことを示す。従って、図1
1よりSTカット90°X伝搬水晶基板を用いた場合、
電極がAuからなる場合、H/λを0.007〜0.0
7の範囲、好ましくは0.014〜0.07の範囲とす
ればよいことがわかる。同様に、電極がTa、W、A
g、Cu、Mo、NiまたはZnからなる場合、それぞ
れ、規格化膜厚H/λをTaの場合、0.008〜0.
07の範囲、好ましくは0.016〜0.07の範囲、
Crからなる場合、0.016〜0.07の範囲、好ま
しくは、0.032〜0.07の範囲、Wからなる場
合、0.008〜0.07、好ましくは0.016〜
0.07、Agからなる場合、0.013〜0.07好
ましくは0.026〜0.07、CuもしくはMoから
なる場合、0.017〜0.07、好ましくは0.03
4〜0.07、NiもしくはZnからなる場合、0.0
22〜0.07、好ましくは0.044〜0.07の範
囲とすればよいことがわかる。
【0062】また、図12から36°回転Y板X伝搬L
iTaO3 基板を用いた場合には電極がAuからなる場
合、H/λは、0.006〜0.07、好ましくは0.
025〜0.07、Taの場合、0.0085〜0.0
7、好ましくは0.027〜0.07、Wの場合、0.
008〜0.07、好ましくは0.030〜0.07、
Agの場合、0.014〜0.07、好ましくは0.0
49〜0.07、CuもしくはMoからなる場合、0.
017〜0.07、好ましくは0.60〜0.07、N
iもしくはCrからなる場合、0.02〜0.07の範
囲、Znからなる場合、0.023〜0.07の範囲と
すればよいことがわかる。
【0063】さらに、図13から明らかなように、Yカ
ットX方向伝搬LiNbO3 基板を用いた場合には、A
uから電極が構成されている場合、H/λは0.009
〜0.07、好ましくは0.02〜0.07の範囲、W
の場合には0.009〜0.07、好ましくは0.02
/0.07、Taからなる場合、0.012〜0.0
7、好ましくは0.023〜0.07、Agからなる場
合、0.017〜0.07、好ましくは0.03〜0.
07とすればよいことがわかる。
【0064】
【発明の効果】第1の発明に係る弾性表面波フィルタで
は、少なくとも反射器がAlよりも密度の大きな金属材
料を用いて構成されているので、また、第2の発明では
反射器及びIDTがAlよりも密度の大きな金属材料を
用いて構成されているので、表面波としてのSH波を利
用した弾性表面波フィルタにおいて、反射器または反射
器及びIDTの反射効率が高められる。従って、反射
器、または反射器及びIDTの小型化、ひいては弾性表
面波フィルタの小型化を図ることができる。
【0065】また、反射器の電極指の本数を低減するこ
とができるため、群遅延時間特性のばらつきも低減する
ことができる。本発明に係る弾性表面波フィルタは、反
射器とIDTとを有する、SH波を利用した様々な弾性
表面波フィルタにおいて利用することができ、マルチス
トリップカプラーを用いたMSCフィルタ、Zパス型弾
性表面波フィルタ、リックファイル型弾性表面波フィル
タ及びリング型弾性表面波フィルタ等の各種弾性表面波
フィルタにおいて、本発明を適用することができ、反射
器の小型化、ひいては弾性表面波フィルタの小型化を図
ることができ、かつ群遅延時間特性のばらつきの低減を
図ることができる。
【0066】また、複数の弾性表面波フィルタ素子が梯
子型回路構成を有するように電気的に接続されているラ
ダー型フィルタにおいて、各弾性表面波フィルタ素子を
本発明に従って構成することにより、ラダー型フィルタ
の小型化を図ることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例に係る弾性表面波フィル
タの平面図。
【図2】比較のために用意した従来の弾性表面波フィル
タの平面図。
【図3】第1の実施例の弾性表面波フィルタの減衰量周
波数特性及び群遅延時間特性を示す図。
【図4】従来の弾性表面波フィルタの減衰量周波数特性
及び群遅延時間特性を示す図。
【図5】第2の実施例に係る弾性表面波フィルタの平面
図。
【図6】第2の実施例の比較のために示した従来の弾性
表面波フィルタの平面図。
【図7】第3の実施例の弾性表面波フィルタの平面図。
【図8】第4の実施例の弾性表面波フィルタの平面図。
【図9】第5の実施例としてのラダー型フィルタを示す
平面図。
【図10】本発明に係る弾性表面波フィルタを用いた通
信機の概略ブロック図。
【図11】STカット90°伝搬水晶基板を用いて各種
金属材料により電極を構成した場合の電極の規格化膜厚
H/λと、反射係数に対応するk2 ×ρ×(H/λ)と
の関係を示す図。
【図12】STカット36°回転Y板X伝搬LiTaO
3 基板を用いて各種金属材料により電極を構成した場合
の電極の規格化膜厚H/λと、反射係数に対応するk2
×ρ×(H/λ)との関係を示す図。
【図13】STカットY−XLiNbO3 基板を用いて
各種金属材料により電極を構成した場合の電極の規格化
膜厚H/λと、反射係数に対応するk2 ×ρ×(H/
λ)との関係を示す図。
【符号の説明】
1…弾性表面波フィルタ 2…圧電基板 3,4…IDT 5,6…反射器 7…MSC 11…弾性表面波フィルタ 12…圧電基板 13,14…IDT 15,16…第1,第2の反射器 21…弾性表面波フィルタ 22…圧電基板 23,24…IDT 25,26,27,28…第1〜第4の反射器 31…圧電基板 32…圧電基板 33,34…IDT 35〜38…第1〜第4の反射器 41…ラダー型フィルタ 42…圧電基板 43〜47…IDT 43a,43b〜47a,47b…反射器

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 圧電性基板と、 前記圧電性基板に形成された少なくとも1つのIDT
    と、 前記圧電性基板に形成されており、前記IDTで励振さ
    れた表面波を反射させる少なくとも1つの反射器とを備
    え、 前記反射器がAlよりも密度の大きな金属材料を用いて
    構成されており、かつ前記表面波としてSH波を利用す
    る、弾性表面波フィルタ。
  2. 【請求項2】 圧電性基板と、 前記圧電性基板に形成された少なくとも1つのIDT
    と、 前記圧電性基板に形成されており、前記IDTで励振さ
    れた表面波を反射させる少なくとも1つの反射器とを備
    え、 前記IDT及び反射器がAlよりも密度の大きな金属材
    料を用いて構成されており、かつ前記表面波としてラブ
    波等のSH波を利用する、弾性表面波フィルタ。
  3. 【請求項3】 前記IDTとして、入力側IDTと出力
    側IDTとを備え、前記反射器として、入力側IDT及
    び出力側IDTに対して表面波伝搬方向において所定距
    離を隔ててそれぞれ配置された第1,第2の反射器を備
    え、 前記入力側IDT及び出力側IDTと前記第1、第2の
    反射器との間の表面波伝搬路上に設けられたマルチスト
    リップカプラーをさらに備え、該マルチストリップカプ
    ラーがAlよりも密度の大きな金属材料により構成され
    ている、請求項1または2に記載の弾性表面波フィル
    タ。
  4. 【請求項4】 前記IDTとして、入力側IDTと出力
    側IDTとを備え、前記反射器として、入力側IDT及
    び出力側IDTに対して表面波伝搬方向において所定距
    離を隔てて、それぞれ、配置された第1,第2の反射器
    とを備え、 入力側IDTで励振されたSH波が、第1,第2の反射
    器でそれぞれ反射されて、Z字型の伝搬路を通って、出
    力側IDTに伝搬するように、入力側IDT、第1,第
    2の反射器及び出力側IDTが構成されている、請求項
    1または2に記載の弾性表面波フィルタ。
  5. 【請求項5】 前記第1,第2の反射器が、表面波伝搬
    方向に対して斜め方向に交差する方向に延びる複数本の
    電極指をそれぞれ有する、請求項4に記載の弾性表面波
    フィルタ。
  6. 【請求項6】 前記IDTとして、入力側IDT及び出
    力側IDTを備え、 前記反射器として、入力側IDTの表面波伝搬方向の一
    方側に配置されており、入力側IDTで励振された表面
    波を入力側IDT側に向かって反射する第1の反射器
    と、前記入力側IDTの第1の反射器が形成されている
    側とは反対側に配置されており、到達した表面波の方向
    を変えて反射する第2の反射器と、 出力側IDTの表面波伝搬方向の一方側に配置されてお
    り、到達した表面波を出力側IDT側に向かって反射す
    る第3の反射器と、前記出力側IDTの第3の反射器が
    配置されている側とは表面波伝搬方向において反対側に
    配置されており、かつ第2の反射器で反射されてきた表
    面波を出力側IDTに向かって反射する第4の反射器と
    を有する、請求項1または2に記載の弾性表面波フィル
    タ。
  7. 【請求項7】 前記第2,第4の反射器が、入力側及び
    出力側IDTで励受振される表面波の伝搬方向に対して
    斜め方向に交差する方向に延びる複数本の電極指を有す
    る、請求項6に記載の弾性表面波フィルタ。
  8. 【請求項8】 IDTと、IDTの表面波伝搬方向両側
    に配置された一対の反射器とを備える複数の弾性表面波
    フィルタ素子を有し、各弾性表面波フィルタ素子が請求
    項1または2に記載の弾性表面波フィルタにより構成さ
    れており、複数個の前記弾性表面波フィルタ素子が梯子
    型回路構成を実現するように電気的に接続されている、
    弾性表面波フィルタ。
  9. 【請求項9】 前記圧電性基板がSTカット90°X方
    向伝搬水晶基板であり、前記反射器がAu,Ta、W、
    Ag、Cu、Cr、Mo、NiまたはZnからなり、表
    面波の波長をλと、反射器の膜厚をHとしたときに、反
    射器の規格化膜厚H/λが、Auの場合に0.007〜
    0.07、Taの場合に0.008〜0.07、Wの場
    合に0.008〜0.07、Agの場合に0.013〜
    0.07、Crの場合に0.016〜0.07、Cuも
    しくはMoの場合に0.017〜0.07、並びにNi
    もしくはZnの場合に0.02〜0.07の範囲とされ
    ている、請求項1に記載の弾性表面波フィルタ。
  10. 【請求項10】 前記圧電性基板が36°回転Y板X方
    向伝搬LiTaO3基板からなり、前記反射器がAu,
    Ta、W、Ag、Cr、Cu、Mo、NiまたはZnか
    らなり、表面波の波長をλと、反射器の膜厚をHとした
    ときに、反射器の規格化膜厚H/λが、Auの場合に
    0.006〜0.07、Taの場合に0.0085〜
    0.07、Wの場合に0.008〜0.07、Agの場
    合に0.014〜0.07、CuもしくはMoの場合に
    0.017〜0.007、NiもしくはCrの場合に
    0.02〜0.07、並びにZnの場合に0.023〜
    0.07の範囲とされている、請求項1に記載の弾性表
    面波フィルタ。
  11. 【請求項11】 前記圧電性基板がYカットX方向伝搬
    LiNbO3基板であり、前記反射器がAu,Taまた
    はWまたはAgからなり、表面波の波長をλと、反射器
    の膜厚をHとしたときに、反射器の規格化膜厚H/λ
    が、Auの場合に0.009〜0.07、Taの場合に
    0.012〜0.07、Wの場合に0.009〜0.0
    7、並びにAgの場合に0.017〜0.07の範囲と
    されている、請求項1に記載の弾性表面波フィルタ。
  12. 【請求項12】 前記圧電性基板がSTカット90°X
    方向伝搬水晶基板からなり、前記IDT及び反射器がA
    u、Ta、W、Ag、Cu、Cr、Mo、NiまたはZ
    nからなり、表面波の波長をλと、IDT及び反射器の
    膜厚をHとしたときに、規格化膜厚H/λが、Auの場
    合に0.007〜0.07、Taの場合に0.008〜
    0.07、Wの場合に0.008〜0.07、Agの場
    合に0.013〜0.07、Crの場合に0.016〜
    0.07、CuもしくはMoの場合に0.017〜0.
    07、並びにNiもしくはZnの場合に0.02〜0.
    07の範囲とされている、請求項2に記載の弾性表面波
    フィルタ。
  13. 【請求項13】 前記圧電性基板が36°回転Y板X伝
    搬LiTaO3基板からなり、前記IDT及び反射器が
    Au、Ta、W、Ag、Cr、Cu、Mo、Niまたは
    Znからなり、表面波の波長をλと、IDT及び反射器
    の膜厚をHとしたときに、規格化膜厚H/λが、Auの
    場合に0.006〜0.07、Taの場合に0.008
    5〜0.07、Wの場合に0.008〜0.07、Ag
    の場合に0.014〜0.07、CuもしくはMoの場
    合に0.017〜0.07、並びにNiもしくはCrの
    場合に0.02〜0.07並びにZnの場合に0.02
    3〜0.07の範囲とされている、請求項2に記載の弾
    性表面波フィルタ。
  14. 【請求項14】 前記圧電性基板がYカットX伝搬方向
    LiNbO3基板からなり、前記IDT及び反射器がA
    u、Ta、WまたはAgからなり、表面波の波長をλ
    と、IDT及び反射器の膜厚をHとしたときに、規格化
    膜厚H/λが、Auの場合に0.009〜0.07、T
    aの場合に0.0012〜0.07、Wの場合に0.0
    09〜0.07、Agの場合に0.017〜0.07の
    範囲とされている、請求項2に記載の弾性表面波フィル
    タ。
  15. 【請求項15】 請求項1〜14のいずれかに記載の弾
    性表面波フィルタからなるバンドパスフィルタを有する
    ことを特徴とする通信機。
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