JP2005295496A

JP2005295496A - 高周波フィルタ及びこの高周波フィルタを用いた送受信機

Info

Publication number: JP2005295496A
Application number: JP2004294857A
Authority: JP
Inventors: Takuo Kudo; 拓夫工藤; Takashi Sato; 崇佐藤; Yutaka Matsuo; 裕松尾; Takeshi Ikeda; 剛池田; Toshihiro Meguro; 利浩目黒; Satoshi Waga; 聡和賀
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2004-03-12
Filing date: 2004-10-07
Publication date: 2005-10-20

Abstract

【課題】反共振周波数と共振周波数を近づけることが容易な弾性表面波素子及びこの弾性表面波素子を用いることにより、鋭敏な帯域外周波数減衰特性を発揮することができる高周波フィルタを提供する。
【解決手段】くし歯状電極部１２、１３と圧電性基板１１の間に、酸化ケイ素からなる絶縁性材料層を形成することにより、反共振周波数が共振周波数に近づく。このため、通過帯域外の周波数を、急峻かつ十分に減衰させることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は弾性表面波素子を用いた高周波フィルタ及びこの高周波フィルタを用いた送受信機に係り、とくに反共振周波数と共振周波数を近づけることが容易な弾性表面波素子を用いることにより鋭敏な帯域外減衰特性を発揮することができる高周波フィルタ及びこの高周波フィルタを用いた送受信機に関する。

図３９は従来の弾性表面波素子を用いて形成したバンドパスフィルタＦ１である。このバンドパスフィルタＦ１は弾性表面波素子である共振器Ｓ１及び共振器Ｓ２が接続されることによって形成されている。

共振器Ｓ１、Ｓ２は圧電性基板１の上に、くし歯状電極部２及びくし歯状電極部３がスパッタ法やメッキ法等を用いて成膜されることによって形成されている。くし歯状電極部２とくし歯状電極部３は所定の間隔をあけて互い違いに並べられている。

また、くし歯状電極部２及びくし歯状電極部３には接続部４が電気的に接続されており、接続部４を介して共振器Ｓ１と共振器Ｓ２が接続されている。

また共振器Ｓ１の一端部ＡはバンドパスフィルタＦ１の入力端子ｉｎに接続されて他端部Ｂは出力端子ｏｕｔに接続されている。また、共振器２の一端部Ａは共振器Ｓ１の一端部Ａに、共振器Ｓ２の他端部Ｂは端子ＧＮＤを介してグラウンド電位に接続されている。

図４０に図３９にしめされたバンドパスフィルタＦ１の等価回路図をしめす。共振器Ｓ１及び２はコンデンサＣ１、Ｃ２とインダクタＬ１からなる共振器回路と等価になる。

図４１は図３９に示された共振器Ｓ１を一点鎖線Ｄ−Ｄ線で切断し矢印方向からみた断面図である。図４１に示されるようにくし歯状電極部２、３は圧電性基板１に直接積層されている。

なお、くし歯状電極部２、３の両側部には圧電性基板１の表面に発生した表面波を反射するための反射器５，５が設けられている。

図３９に示されるバンドパスフィルタＦ１の動作原理を説明する。図４２（ａ）は共振器Ｓ１及び共振器Ｓ２の周波数特性を示すグラフである。図４２（ａ）の縦軸はリアクタンスＸを示し、横軸は周波数ｆを示している。共振器Ｓ１の反共振周波数ｆａｒは共振器Ｓ２の反共振周波数ｆａｒよりも大きく、共振器Ｓ１の共振周波数ｆｒと共振器Ｓ２の反共振周波数ｆａｒは重なっている。従って、共振器Ｓ１と共振器Ｓ２を図３９に示すように接続して形成したバンドパスフィルタＦ１の周波数特性は図４２（ｂ）のグラフによって示される。共振器Ｓ１の共振周波数ｆｒ、すなわち共振器Ｓ２の反共振周波数ｆａｒがバンドパスフィルタＦ１の通過帯域の中心周波数になる。また、共振器Ｓ２の共振周波数ｆｒ付近及び共振器Ｓ１の反共振周波数ｆａｒにおいてバンドパスフィルタＦ１の減衰量が大きくなり、共振器２の共振周波数ｆｒ以下及び共振器１の反共振周波数ｆａｒ以上の帯域が減衰帯域である。

共振器を組合わせて形成した高周波フィルタの通過帯域外の周波数を急峻かつ十分に減衰させるためには共振器の反共振周波数と共振周波数を近づけることが必要である。

特許文献１には弾性表面波素子からなる共振器に外付のコンデンサーとコイルを接続することにより共振器の反共振周波数と共振周波数を近づける構成が示されている。
特開平９−３２１５７３号公報特開平９−８３２８２号公報（第３頁、図１）

しかし、特許文献１に示されるバンドパスフィルタのように弾性表面波素子に外付のコンデンサとコイルを接続する構成ではバンドパスフィルタＦ１の容積が大きくなってしまう。

なお、特許文献２にはくし歯状電極部と圧電性基板との間にＳｉＯ_２からなる絶縁層を介在させる弾性表面波素子が記載されている。しかし、特許文献２に記載された弾性表面波素子の絶縁層は弾性表面波素子の温度特性の補償やエレクトロマイグレーションの低減のためのものである。そのため、特許文献２に記載の弾性表面波素子では絶縁層の膜厚が１０００Åとかなり厚くなっている。

本発明は上記従来の問題を解決するためのものであり、外付の部品を加えることなく反共振周波数と共振周波数を近づけることが容易な弾性表面波素子を用いることにより鋭敏な帯域外周波数減衰特性を発揮することができる高周波フィルタ及びこの高周波フィルタを用いた送受信機を提供することを目的とする。

本発明は、圧電性基板と、前記圧電性基板上に薄膜形成された電極部を有する弾性表面波素子が複数個接続されてなる高周波フィルタであって、
単体の弾性表面波素子又は複数の直列接続されている前記弾性表面波素子からなる第１共振器群及び一端部が前記第１共振器群を構成する弾性表面波素子に接続され他端部がグラウンドに接続されている１個または複数個の弾性表面波素子からなる第２共振器群が設けられ、前記第１共振器群の前記接続部の一端部が入力端子に接続され他端部が出力端子に接続されており、前記第１共振器群を構成する前記弾性表面波素子の電気機械結合係数ｋ^２と前記第２共振器群を構成する前記弾性表面波素子の電気機械結合係数ｋ^２が異なっていることを特徴とするものである。

前記弾性表面波素子の電気機械結合係数ｋ^２が小さくなると弾性表面波素子の反共振周波数が共振周波数に近づき、前記弾性表面波素子の電気機械結合係数ｋ^２が大きくなると弾性表面波素子の反共振周波数と共振周波数が離れる。

前記第１共振器群を構成する前記弾性表面波素子の電気機械結合係数ｋ^２を、前記第２共振器群を構成する前記弾性表面波素子の電気機械結合係数ｋ^２より小さくすることにより、前記第１共振器群の反共振周波数と共振周波数の差Δｆｓが小さくなり、高周波フィルタの高周波数（高域）側の減衰率が大きくなる。

例えば、前記第１共振器群を構成する前記弾性表面波素子のうち少なくとも一つの弾性表面波素子において、
前記電極部がくし歯状電極部及び前記くし歯状電極部に接続された接続部を有し、前記くし歯状電極部と前記圧電性基板の間に絶縁性材料層を設けることにより、前記第１共振器群を構成する前記弾性表面波素子の電気機械結合係数ｋ^２が前記第２共振器群を構成する前記弾性表面波素子の電気機械結合係数ｋ^２より小さくなる。

なお、前記第１共振器群を構成する前記弾性表面波素子の、前記くし歯状電極部の側方の前記圧電性基板上に前記圧電性基板の表面に発生する表面波を反射させる反射器が設けられ、この反射器と前記圧電性基板の間に絶縁性材料層が設けられていることが好ましい。

前記第１共振器群を構成する前記弾性表面波素子の前記くし歯状電極部と前記圧電性基板の間に絶縁性材料層が設けられるときには、前記第２共振器群を構成する弾性表面波素子の前記くし歯状電極部は前記圧電性基板の上に直接積層されていることが好ましい。

また、前記第２共振器群を構成する前記弾性表面波素子の電気機械結合係数ｋ^２を前記第１共振器群を構成する前記弾性表面波素子の電気機械結合係数ｋ^２より小さくすることにより、前記第２共振器群の反共振周波数と共振周波数の差Δｆｐが小さくなり、高周波フィルタの低周波数（低域）側の減衰率が大きくなる。

例えば、前記第２共振器群を構成する前記弾性表面波素子のうち少なくとも一つの弾性表面波素子において、
前記電極部がくし歯状電極部及び前記くし歯状電極部に接続された接続部を有しており、前記くし歯状電極部と前記圧電性基板の間に絶縁性材料層を設けることにより、前記第２共振器群を構成する前記弾性表面波素子の電気機械結合係数ｋ^２が前記第１共振器群を構成する前記弾性表面波素子の電気機械結合係数ｋ^２より小さくなる。

なお、前記第２共振器群を構成する前記弾性表面波素子の、前記くし歯状電極部の側方の前記圧電性基板上に前記圧電性基板の表面に発生する表面波を反射させる反射器が設けられ、この反射器と前記圧電性基板の間に絶縁性材料層が設けられていることが好ましい。

前記第２共振器群を構成する前記弾性表面波素子の前記くし歯状電極部と前記圧電性基板の間に絶縁性材料層が設けられるときには、前記第１共振器群を構成する弾性表面波素子の前記くし歯状電極部は前記圧電性基板の上に直接積層されていることが好ましい。前記くし歯状電極部と前記圧電性基板の間に絶縁性材料層が介在していると前記圧電性基板の上に前記くし歯状電極部が直接積層されている弾性表面波素子と比べて反共振周波数が共振周波数に近づく。しかも本発明では弾性表面波素子に外付のコイルやコンデンサーを付加することなく弾性表面波素子の反共振周波数と共振周波数の差を小さくできるので装置の小型化を推進できる。

本発明では、前記絶縁性材料層を例えば酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）、窒化ケイ素（Ｓｉ₃Ｎ₄）のいずれか１種または２種以上によって形成することができる。

本発明では前記絶縁性材料層の膜厚が５ｎｍ以上２０ｎｍ以下であることが好ましい。
また、前記くし歯状電極部のくし歯部の中心間距離（ピッチ幅）をλｎｍ、前記絶縁性材料層の膜厚をＨｎｍとしたとき、前記絶縁性材料層の規格化膜厚Ｈ／λが０．００２５以上０．０１以下であることが好ましい。

さらに本発明では前記くし歯状電極部と前記反射器に圧電性基板中に含有している酸素の拡散を防止するために、前記くし歯状電極部と前記反射器のいずれか一方あるいは両方がＴｉＮからなる下地層を有していることが好ましい。

なお、前記第１共振器群を構成する弾性表面波素子の圧電性基板と前記第２共振器群を構成する弾性表面波素子の圧電性基板を分離すると、前記第１共振器群を構成する前記弾性表面波素子の電気機械結合係数ｋ^２と前記第２共振器群を構成する前記弾性表面波素子の電気機械結合係数ｋ^２を容易に異ならせることができる。

また、前記第１共振器群を構成する弾性表面波素子の圧電性基板の材料と前記第２共振器群を構成する弾性表面波素子の圧電性基板の材料を異ならせることによって、前記第１共振器群を構成する前記弾性表面波素子の電気機械結合係数ｋ^２と前記第２共振器群を構成する前記弾性表面波素子の電気機械結合係数ｋ^２を容易に異ならせることができる。

あるいは、前記第１共振器群を構成する弾性表面波素子のくし歯状電極部の材料と前記第２共振器群を構成する弾性表面波素子のくし歯状電極部の材料を異ならせることによって、前記第１共振器群を構成する前記弾性表面波素子の電気機械結合係数ｋ^２と前記第２共振器群を構成する前記弾性表面波素子の電気機械結合係数ｋ^２を容易に異ならせることができる。

さらに、前記くし歯状電極部を下地層とその上に積層される金属層を有しているものとし、前記第１共振器群を構成する弾性表面波素子の前記下地層の材料と前記第２共振器群を構成する弾性表面波素子の前記下地層の材料を異ならせることにより、前記第１共振器群を構成する前記弾性表面波素子の電気機械結合係数ｋ^２と前記第２共振器群を構成する前記弾性表面波素子の電気機械結合係数ｋ^２を容易に異ならせることができる。

また、本発明は受信周波数帯域と送信周波数帯域とが異なる送受信機において、
前記送信周波数帯域を通過させる送信側高周波フィルタと前記受信周波数帯域を通過させる受信側高周波フィルタは、圧電性基板と前記圧電性基板上に薄膜形成された電極部を有する弾性表面波素子が複数個接続されてなる高周波フィルタであって、
それぞれの前記高周波フィルタには単体の弾性表面波素子又は複数の直列接続されている前記弾性表面波素子からなる第１共振器群及び一端部が前記第１共振器群を構成する弾性表面波素子に接続され他端部がグラウンドに接続されている１個または複数個の弾性表面波素子からなる第２共振器群が設けられ、前記第１共振器群の前記接続部の一端部が入力端子に接続され他端部が出力端子に接続されており、
前記送信側高周波フィルタの前記第１共振器群を構成する前記弾性表面波素子の電気機械結合係数ｋ^２が前記第２共振器群を構成する前記弾性表面波素子の電気機械結合係数ｋ^２より小さいことを特徴とするものである。

これにより、前記送信側高周波フィルタの前記第１共振器群の反共振周波数と共振周波数の差Δｆｓが小さくなり、前記送信側高周波フィルタの高周波数（高域）側の減衰率が大きくなる。

例えば、前記送信側高周波フィルタの前記第１共振器群を構成する前記弾性表面波素子のうち少なくとも一つの弾性表面波素子において、前記電極部がくし歯状電極部及び前記くし歯状電極部に接続された接続部を有し、前記くし歯状電極部と前記圧電性基板の間に絶縁性材料層が設けられていると前記第１共振器群を構成する前記弾性表面波素子の電気機械結合係数ｋ^２が前記第２共振器群を構成する前記弾性表面波素子の電気機械結合係数ｋ^２より小さくなる。

また、前記送信側高周波フィルタの前記第１共振器群を構成する弾性表面波素子の前記圧電性基板が、前記圧電性基板の線膨張係数より小さい線膨張係数を持つ絶縁性材料からなる絶縁層によって覆われていると、素子の温度が変化したときの直列共振周波数及び並列共振周波数の変動が小さくなるので好ましい。

前記絶縁層の前記絶縁性材料は例えば酸化ケイ素またはアルミナである。
あるいは、本発明は、受信周波数帯域と送信周波数帯域が異なる送受信機において、
前記送信周波数帯域を通過させる送信側高周波フィルタと前記受信周波数帯域を通過させる受信側高周波フィルタは、圧電性基板と、前記圧電性基板上に薄膜形成された電極部を有する弾性表面波素子が複数個接続されてなる高周波フィルタであって、
それぞれの前記高周波フィルタには、単体の弾性表面波素子又は複数の直列接続されている前記弾性表面波素子からなる第１共振器群及び一端部が前記第１共振器群を構成する弾性表面波素子に接続され他端部がグラウンドに接続されている１個または複数個の弾性表面波素子からなる第２共振器群が設けられ、前記第１共振器群の前記接続部の一端部が入力端子に接続され他端部が出力端子に接続されており、
前記受信側高周波フィルタの前記第２共振器群を構成する前記弾性表面波素子の電気機械結合係数ｋ^２が前記第１共振器群を構成する前記弾性表面波素子の電気機械結合係数ｋ^２より小さいことを特徴とするものである。

これにより、前記受信側高周波フィルタの前記第２共振器群の反共振周波数と共振周波数の差Δｆｐが小さくなり、前記受信側高周波フィルタの低周波数（低域）側の減衰率が大きくなる。

例えば、前記受信側高周波フィルタの前記第２共振器群を構成する前記弾性表面波素子のうち少なくとも一つの弾性表面波素子において、前記電極部がくし歯状電極部及び前記くし歯状電極部に接続された接続部を有し、前記くし歯状電極部と前記圧電性基板の間に絶縁性材料層が設けられていると前記第２共振器群を構成する前記弾性表面波素子の電気機械結合係数ｋ^２が前記第１共振器群を構成する前記弾性表面波素子の電気機械結合係数ｋ^２より小さくなる。

また、前記受信側高周波フィルタの前記第２共振器群を構成する弾性表面波素子の前記圧電性基板が、前記圧電性基板の線膨張係数より小さい線膨張係数を持つ絶縁性材料からなる絶縁層によって覆われていると、素子の温度が変化したときの共振周波数及び反共振周波数の変動が小さくなるので好ましい。

前記絶縁層の前記絶縁性材料は例えば酸化ケイ素またはアルミナである。
本発明では、例えば、受信周波数帯域が送信周波数帯域より高く設定される。

或は、前記第１共振器群を構成する弾性表面波素子のくし歯状電極部の材料と前記第２共振器群を構成する弾性表面波素子のくし歯状電極部の材料を異ならせることによって、前記第１共振器群を構成する前記弾性表面波素子の電気機械結合係数ｋ^２と前記第２共振器群を構成する前記弾性表面波素子の電気機械結合係数ｋ^２を容易に異ならせることができる。

また、前記第１共振器群を構成する弾性表面波素子の圧電性基板の材料と前記第２共振器群を構成する弾性表面波素子の圧電性基板の材料を異ならせることにより、前記圧電性基板の周波数温度係数線膨張係数を調節し、素子の温度が変化したときの直列共振周波数または並列共振周波数の変動を抑えることができる。

本発明では、直列接続されて前記第１共振器群を構成する前記弾性表面波素子の電気機械結合係数ｋ^２と、並列接続されて前記第２共振器群を構成する前記弾性表面波素子の電気機械結合係数ｋ^２が異なっている。

例えば、前記第１共振器群を構成する前記弾性表面波素子の電気機械結合係数ｋ^２を、前記第２共振器群を構成する前記弾性表面波素子の電気機械結合係数ｋ^２より小さくすることにより、前記第１共振器群の反共振周波数と共振周波数の差Δｆｓが小さくなり、高周波フィルタの高周波数（高域）側の減衰率が大きくなる。

前記第１共振器群を構成する前記弾性表面波素子の電気機械結合係数ｋ^２と、並列接続されて前記第２共振器群を構成する前記弾性表面波素子の電気機械結合係数ｋ^２を異ならせるための構成として以下にあげる構成を用いることができる。

１．前記第１共振器群を構成する弾性表面波素子の前記くし歯状電極部と前記圧電性基板の間又は前記第２共振器群を構成する弾性表面波素子の前記くし歯状電極部と前記圧電性基板の間のいずれか一方に、絶縁性材料層を設ける。

２．前記第１共振器群を構成する弾性表面波素子の圧電性基板の材料と前記第２共振器群を構成する弾性表面波素子の圧電性基板の材料を異ならせる。

３．前記第１共振器群を構成する弾性表面波素子の前記くし歯状電極部の材料と前記第２共振器群を構成する弾性表面波素子の前記くし歯状電極部の材料を異ならせる。

４．前記くし歯状電極部が下地層とその上に積層される金属層を有している場合に、前記第１共振器群を構成する弾性表面波素子の前記下地層の材料と前記第２共振器群を構成する弾性表面波素子の前記下地層の材料を異ならせる。

本発明では弾性表面波素子に外付のコイルやコンデンサーを付加することなく弾性表面波素子の反共振周波数と共振周波数の差を小さくできるので装置の小型化を推進できる。

図１は、本発明の第１の実施の形態の高周波フィルタを示す平面図である。共振器Ｓ１１及び共振器Ｓ１２は弾性表面波素子であり、図１に示されるように接続されることにより入力ポートに入力された高周波信号のうち特定の周波数帯域の信号のみを出力ポートに出力するバンドパスフィルターＦ１１を構成している。

共振器Ｓ１１、Ｓ１２は圧電性基板１１の上に、くし歯状電極部１２及びくし歯状電極部１３がスパッタ法やメッキ法等を用いて成膜されることによって形成されている。くし歯状電極部１２とくし歯状電極部１３は図示Ｘ方向に所定の間隔をあけて互い違いに並べられている。

また、くし歯状電極部１２及びくし歯状電極部１３には接続部１４が電気的に接続されており、接続部１４を介して共振器Ｓ１１と共振器Ｓ１２が接続されている。

また共振器Ｓ１１の一端部ＡはバンドパスフィルタＦ１１の入力端子ｉｎに接続されて他端部Ｂは出力端子ｏｕｔに接続されている。また、共振器１２の一端部Ａは共振器Ｓ１１の一端部Ａに、共振器Ｓ１２の他端部Ｂは端子ＧＮＤを介してグラウンド電位に接続されている。本実施の形態では共振器Ｓ１１が本発明の第１共振器群を構成し、共振器Ｓ１２が本発明の第２共振器群に相当する。

図２は図１に示された共振器Ｓ１１を一点鎖線Ｄ１−Ｄ１線で切断し矢印方向からみた断面図である。図２に示されるようにくし歯状電極部１２、１３と圧電性基板１１の間に絶縁性材料層１６が形成されている。絶縁性材料層１６の誘電率は４から５である。絶縁性材料層１６は例えば酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）（比誘電率：３．８）、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）（比誘電率：９．４）、窒化ケイ素（Ｓｉ₃Ｎ₄）のいずれか１種または２種以上によって形成することができる。

本実施の形態ではくし歯状電極部１２，１３及び反射器１５，１５は下地層１７及び下地層１７の上に積層された金属層１８の２層構造を有している。下地層１７は例えば窒化チタン（ＴｉＮ）からなる。金属層１８はＡｌ、ＡｌＳｃ合金などのＡｌ合金、Ｃｕ、ＡｌＣｕ合金などのＣｕ合金によって形成される。

下地層１７が金属層１８と圧電性基板１１又は絶縁性材料層１６の間に設けられると圧電性基板１１や絶縁性材料層１６に含まれる酸素などの拡散を防止して金属層１８の劣化を抑制することができる。

また、金属層１８の上にＴｉＮなどからなる保護層を設けてもよい。
なお、くし歯状電極部１２、１３の両側部には圧電性基板１１の表面に発生した表面波を反射するための反射器１５，１５が設けられている。図１では、反射器１５を構成する各電極の端部どうしは開放されている。ただし、反射器１５を構成する各電極の端部どうしは短絡されていてもよい。

くし歯状電極部１２とくし歯状電極部１３に高周波信号が与えられると圧電性素子１１の表面に弾性表面波が発生し、この表面波が図示Ｘ方向及び図示Ｘ方向と反平行方向に進行する。前記表面波は反射器１５，１５によって反射されて、くし歯状電極部１２，１３に戻って来る。共振器（弾性表面波素子）Ｓ１１と共振器（弾性表面波素子Ｓ１２）は、共振周波数と反共振周波数を有しており、反共振周波数において最もインピーダンスが高くなる。

接続部１４及び反射器１５，１５は、くし歯状電極部１２，１３と同じ材料で形成されてもよいし、Ａｕなど他の導電性材料によって形成されてもよい。

図１及び図２に示される実施の形態では、くし歯状電極部１２のくし歯部１２ａとくし歯状電極部１３のくし歯部１３ａは同じ幅寸法Ｗ１を有しており、間隔幅Ｐ１も一定の値である。また、くし歯部１２ａとくし歯部１３ａはＬ１の長さ寸法で交差している。なお、幅寸法Ｗ１は０．３μｍ以上で１．５μｍ以下、間隔幅Ｐ１は０．６μｍ以上で１．５μｍ以下、長さ寸法Ｌ１は１６μｍ以上で２００μｍ以下である。また、共振器（弾性表面波素子）Ｓ１１のくし歯部１２ａの中心間距離（ピッチ幅）λとくし歯部１３ａの中心間距離（ピッチ幅）λは同じでありλは１.２μｍ以上６.０μｍ以下である。この中心間距離（ピッチ幅）λと共振器（弾性表面波素子）の表面波の波長が等しくなる。なお、くし歯状電極部１２、１３、接続部１４、反射器１５，１５はスパッタ法や蒸着法などの薄膜形成プロセス及びレジストフォトリソグラフィによるパターン形成によって形成される。

図３に図１にしめされたバンドパスフィルタＦ１１の等価回路図をしめす。共振器Ｓ１１はコンデンサＣ１１、インダクタＬ１１、コンデンサＣ１３とコンデンサＣ１４からなる共振器回路と等価になる。コンデンサＣ１１とインダクタＬ１１の直列接続は弾性表面波素子の電気機械結合を反映しておりコンデンサＣ１１の静電容量とインダクタＬ１１のインダクタンスの値によって共振器Ｓ１１の共振周波数が規定される。コンデンサＣ１１及びインダクタＬ１１に並列に接続されているコンデンサＣ１３はくし歯状電極部の各くし歯間の静電容量を反映している。さらに、コンデンサＣ１３に直列接続されているコンデンサ１４が本発明の特徴である絶縁性材料層１６による付加的な静電容量を反映している。

一方、くし歯状電極部１２，１３が圧電性基板の上に直接積層されている共振器Ｓ１２はコンデンサＣ２１、インダクタＬ２１とコンデンサＣ２２からなる共振器回路と等価になる。すなわち、共振器Ｓ１２の等価回路は従来の共振器の等価回路と同じである。

共振器Ｓ１１のくし歯状電極部１２，１３と圧電性基板１１の間に絶縁性材料層１６が介在していると圧電性基板１１の上にくし歯状電極部１２，１３が直接積層されている弾性表面波素子と比べて反共振周波数が共振周波数に近づく。しかも本発明では弾性表面波素子に外付のコイルやコンデンサーを付加することなく弾性表面波素子の反共振周波数と共振周波数の差を小さくできるので装置の小型化を推進できる。

本発明の弾性表面波素子において反共振周波数が共振周波数に近づくのは、くし歯状電極部１２，１３と圧電性基板１１の間に絶縁性材料層１６が介在することによって弾性表面波素子の電気機械結合係数ｋ^２が小さくなるためである。

なお、共振器Ｓ１１の圧電性基板１１を介したくし歯状電極部１２，１３間の静電容量（図３のＣ１３とＣ１４の合成静電容量）は共振器Ｓ１２のの圧電性基板１１を介したくし歯状電極部１２，１３間の静電容量（図３のＣ２２）より小さい。

なお、図１では反射器１５、１５と圧電性基板１１の間にも絶縁性材料層１６が設けられている。ただし反射器１５、１５と圧電性基板１１の間に絶縁性材料層１６が設けられずに反射器１５、１５の上に圧電性基板１１が直接積層されていてもよい。

本発明では絶縁性材料層１６の膜厚が５ｎｍ以上２０ｎｍ以下であることが好ましい。

また、くし歯状電極部１２，１３のくし歯部１２ａ，１３ａの中心間距離（ピッチ幅）をλｎｍ、絶縁性材料層１６の膜厚をＨｎｍとしたとき、絶縁性材料層１６の規格化膜厚Ｈ／λが０．００２５以上０．０１以下であることが好ましい。

バンドパスフィルタＦ１１の動作原理を説明する。図４（ａ）は共振器Ｓ１１及び共振器Ｓ１２の周波数特性を示すグラフである。図４（ａ）の縦軸はリアクタンスＸを示し、横軸は周波数ｆを示している。共振器Ｓ１１の反共振周波数ｆａｒ２は共振器Ｓ１２の反共振周波数ｆａｒ１よりも大きく、共振器Ｓ１１の共振周波数ｆｒ２と共振器Ｓ１２の反共振周波数ｆａｒ１は重なっている。

参考のため図３９に示された従来のバンドパスフィルターに搭載された共振器Ｓ１の周波数特性を点線で示す。共振器Ｓ１１のくし歯状電極部１２，１３と圧電性基板１１の間に絶縁性材料層１６が介在している（実施の形態）と圧電性基板１１の上にくし歯状電極部１２，１３が直接積層されている弾性表面波素子（従来例）と比べて反共振周波数ｆａｒ２が共振周波数ｆｒ２に近づく。なお共振周波数ｆｒ２は従来例のものから変化していない。また共振器Ｓ１２の共振周波数ｆｒ１及び反共振周波数ｆａｒ１は従来のバンドパスフィルターＦ１の共振器Ｓ２と同じである。

共振器Ｓ１１と共振器Ｓ１２を図に示すように接続して形成したバンドパスフィルタＦ１１の周波数特性は図４（ｂ）のグラフによって示される。共振器Ｓ１１の共振周波数ｆｒ２、すなわち共振器Ｓ１２の反共振周波数ｆａｒ１がバンドパスフィルタＦ１１の通過帯域の中心周波数になる。また、共振器Ｓ１２の共振周波数ｆｒ１付近及び共振器Ｓ１１の反共振周波数ｆａｒ２付近においてバンドパスフィルタＦ１１の減衰量が大きくなり、共振器Ｓ１２の共振周波数ｆｒ１以下及び共振器Ｓ１１の反共振周波数ｆａｒ２以上の帯域が減衰帯域である。

本実施の形態のバンドパスフィルタＦ１１は共振器Ｓ１１の反共振周波数ｆａｒ２と共振周波数ｆｒ２を近づけることができるため通過帯域外の周波数を急峻かつ十分に減衰させることができる。

図５は本発明の第２の実施の形態の高周波フィルタとしてのバンドパスフィルタを示す平面図である。

このバンドパスフィルタＦ１２も図１に示されるバンドパスフィルタＦ１１と同様に弾性表面波素子である共振器Ｓ２１、共振器Ｓ２２及び共振器Ｓ２３が接続されることによって形成されている。弾性表面波素子である共振器Ｓ２１は図１の共振器Ｓ１１と同様の構成であり、共振器Ｓ２２及び共振器Ｓ２３は図１の共振器Ｓ１２と同様の構成である。従って、図５では共振器Ｓ２１が本発明の共振器であり、共振器Ｓ２１のくし歯状電極部１２及びくし歯状電極部１３並びに反射器１５，１５と圧電性基板１１の間に絶縁性材料層１６が設けられている。

共振器Ｓ２１、Ｓ２２、Ｓ２３も圧電性基板１１の上に、くし歯状電極部１２及びくし歯状電極部１３がスパッタ法やメッキ法等を用いて成膜されることによって形成されている。くし歯状電極部１２とくし歯状電極部１３は図示Ｘ方向に所定の間隔をあけて互い違いに並べられている。なお、共振器Ｓ２１をＤ１−Ｄ１線で切断して矢印方向からみた断面図は図２に示された断面図と同様である。

また、共振器Ｓ２１のくし歯状電極部１３と共振器Ｓ２２のくし歯状電極部１２は接続部１４を介して電気的に接続されており、共振器Ｓ２１のくし歯状電極部１２と共振器Ｓ２３のくし歯状電極部１２は接続部２０を介して電気的に接続されている。

共振器Ｓ２１の一端部ＡはバンドパスフィルタＦ１２の入力端子ｉｎに接続されて他端部Ｂは出力端子ｏｕｔに接続されている。共振器Ｓ２２の一端部Ａは共振器Ｓ２１の一端部Ａに、共振器Ｓ２２の他端部Ｂは端子ＧＮＤを介してグラウンド電位に接続されている。共振器Ｓ２３の一端部Ａは共振器Ｓ２１の他端部Ｂに、共振器Ｓ２３の他端部Ｂは端子ＧＮＤを介してグラウンド電位に接続されている。本実施の形態では共振器Ｓ２１が本発明の第１共振器群を構成し、共振器Ｓ２２及び共振器Ｓ２３が本発明の第２共振器群を構成する。

バンドパスフィルタＦ１２の端子ｉｎと端子ＧＮＤからなる入力ポート側に入力された高周波信号のうち特定の周波数帯域の信号のみが端子ｏｕｔと端子ＧＮＤからなる出力ポートに出力される。

図６に図５にしめされたバンドパスフィルタＦ１２の等価回路図をしめす。バンドパスフィルタＦ１２はいわゆるπ型のバンドパスフィルタである。

共振器Ｓ２１はコンデンサＣ１１、インダクタＬ１１、コンデンサＣ１３とコンデンサＣ１４からなる共振器回路と等価になる。コンデンサ１３に直列接続されているコンデンサ１４が本発明の特徴である絶縁性材料層１６による付加的な静電容量を反映している。

一方、くし歯状電極部１２，１３が圧電性基板の上に直接積層されている共振器Ｓ２２及び共振器Ｓ２３はそれぞれコンデンサＣ２１、インダクタＬ２１とコンデンサＣ２２からなる共振器回路及びコンデンサＣ３１、インダクタＬ３１とコンデンサＣ３２からなる共振器回路と等価になる。すなわち、共振器Ｓ２２及び共振器Ｓ２３の等価回路は従来の共振器の等価回路と同じである。

本実施の形態でも本実施の形態のバンドパスフィルタＦ１２は共振器Ｓ２１の反共振周波数ｆａｒと共振周波数ｆｒを近づけることができるため通過帯域外の周波数を急峻かつ十分に減衰させることができる。

図７は本発明の第３の実施の形態の高周波フィルタとしてのバンドパスフィルタを示す平面図である。

このバンドパスフィルタＦ１３も弾性表面波素子である共振器Ｓ３１、共振器Ｓ３２及び共振器Ｓ３３が接続されることによって形成されている。弾性表面波素子である共振器Ｓ３１及びＳ３３は図１の共振器Ｓ１１と同様の構成であり、共振器Ｓ３２は図１の共振器Ｓ１２と同様の構成である。従って、図７では共振器Ｓ３１及びＳ３３が本発明の共振器であり、共振器Ｓ３１及びＳ３３のくし歯状電極部１２及びくし歯状電極部１３並びに反射器１５，１５と圧電性基板１１の間に絶縁性材料層１６が設けられている。

共振器Ｓ３１、Ｓ３２、Ｓ３３も圧電性基板１１の上に、くし歯状電極部１２及びくし歯状電極部１３がスパッタ法やメッキ法等を用いて成膜されることによって形成されている。くし歯状電極部１２とくし歯状電極部１３は図示Ｘ方向に所定の間隔をあけて互い違いに並べられている。なお、共振器Ｓ３１及び共振器Ｓ３２をＤ１−Ｄ１線で切断して矢印方向からみた断面図は図２に示された断面図と同様である。

共振器Ｓ３１のくし歯状電極部１２、共振器Ｓ３２のくし歯状電極部１２及び共振器Ｓ３３のくし歯状電極部１３は接続部１４を介して電気的に接続されている。

共振器Ｓ３１の一端部ＡはバンドパスフィルタＦ１３の入力端子ｉｎに接続されて他端部Ｂは共振器Ｓ３３の一端部Ａに接続されている。共振器Ｓ３３の他端部Ｂは出力端子ｏｕｔに接続されている。共振器Ｓ３２の一端部Ａは共振器Ｓ３１の他端部Ｂ及び共振器Ｓ３３の一端部Ａに、共振器Ｓ３２の他端部Ｂは端子ＧＮＤを介してグラウンド電位に接続されている。本実施の形態では共振器Ｓ３１及び共振器Ｓ３３が本発明の第１共振器群を構成し、共振器Ｓ３２が本発明の第２共振器群に相当する。

バンドパスフィルタＦ１３の端子ｉｎと端子ＧＮＤからなる入力ポートＰ１側に入力された高周波信号のうち特定の周波数帯域の信号のみが端子ｏｕｔと端子ＧＮＤからなる出力ポートＰ２に出力される。

図８に図７にしめされたバンドパスフィルタＦ１３の等価回路図をしめす。このバンドパスフィルタＦ１３はいわゆるＴ型のバンドパスフィルタである。

共振器Ｓ３１はコンデンサＣ４１、インダクタＬ４１、コンデンサＣ４３とコンデンサＣ４４からなる共振器回路と等価になり、共振器Ｓ３３はコンデンサＣ６１、インダクタＬ６１、コンデンサＣ６３とコンデンサＣ６４からなる共振器回路と等価になる。コンデンサＣ４３に直列接続されているコンデンサＣ４４及びコンデンサＣ６３に直列接続されているコンデンサＣ６４が本発明の特徴である絶縁性材料層１６による付加的な静電容量を反映している。

一方、くし歯状電極部１２，１３が圧電性基板の上に直接積層されている共振器Ｓ３２はコンデンサＣ５１、インダクタＬ５１とコンデンサＣ５２からなる共振器回路と等価になる。すなわち、共振器Ｓ３２の等価回路は従来の共振器の等価回路と同じである。

本実施の形態でも本実施の形態のバンドパスフィルタＦ１３は共振器Ｓ３１及び共振器Ｓ３３の共振周波数ｆｒと反共振周波数ｆａｒを近づけることができるため通過帯域外の周波数を急峻かつ十分に減衰させることができる。

また、共振器Ｓ３１の絶縁性材料層１６と共振器Ｓ３２の絶縁性材料層１６の膜厚を変化させてくし歯状電極部１２，１３間の静電容量を変更することによって図９に示されるような周波数特性を有するバンドパスフィルタを構成することもできる。

図１０は本発明の第４の実施の形態の高周波フィルタとしてのバンドパスフィルタを示す平面図である。

このバンドパスフィルタＦ１４も共振器Ｓ４１、共振器Ｓ４２、共振器Ｓ４３及び共振器Ｓ４４が接続されることによって形成されている。弾性表面波素子である共振器Ｓ４１及びＳ４３は図１の共振器Ｓ１１と同様の構成であり、共振器Ｓ４２及び共振器Ｓ４４は図１の共振器Ｓ１２と同様の構成である。従って、図１０では共振器Ｓ４１及びＳ４３が本発明の共振器であり、共振器Ｓ４１及びＳ４３のくし歯状電極部１２及びくし歯状電極部１３並びに反射器１５，１５と圧電性基板１１の間に絶縁性材料層１６が設けられている。

共振器Ｓ４１、Ｓ４２、Ｓ４３、Ｓ４４は圧電性基板１１の上に、くし歯状電極部１２及びくし歯状電極部１３がスパッタ法やメッキ法等を用いて成膜されることによって形成されている。くし歯状電極部１２とくし歯状電極部１３は図示Ｘ方向に所定の間隔をあけて互い違いに並べられている。なお、共振器Ｓ４１及び共振器Ｓ４３をＤ１−Ｄ１線で切断して矢印方向からみた断面図は図２に示された断面図と同様である。

共振器Ｓ４１のくし歯状電極部１２、共振器Ｓ４２のくし歯状電極部１２及び共振器Ｓ４３のくし歯状電極部１３は接続部１４を介して電気的に接続されている。共振器Ｓ４３のくし歯状電極部１２と共振器Ｓ４４のくし歯状電極部１２は接続部２１を介して電気的に接続されている。

共振器Ｓ４１の一端部ＡはバンドパスフィルタＦ１４の入力端子ｉｎに接続されて他端部Ｂは共振器Ｓ４３の一端部Ａ及び共振器Ｓ４２の一端部Ａに接続されている。共振器Ｓ４３の他端部Ｂは出力端子ｏｕｔに接続されている。共振器Ｓ４２の他端部Ｂは端子ＧＮＤを介してグラウンド電位に接続されている。共振器Ｓ４４の一端部Ａは共振器Ｓ４３の他端部Ｂに接続され他端部Ｂは端子ＧＮＤを介してグラウンド電位に接続されている。

本実施の形態では共振器Ｓ４１及び共振器Ｓ４３が本発明の第１共振器群を構成し、共振器Ｓ４２及び共振器Ｓ４４が本発明の第２共振器群を構成する。

バンドパスフィルタＦ１４の端子ｉｎと端子ＧＮＤからなる入力ポートＰ１側に入力された高周波信号のうち特定の周波数帯域の信号のみが端子ｏｕｔと端子ＧＮＤからなる出力ポートＰ２に出力される。

図１１は、本発明の第５の実施の形態の共振器及びこの共振器を用いて形成した高周波フィルタを示す平面図である。このバンドパスフィルタＦ１５は弾性表面波素子である共振器Ｓ５１及び共振器Ｓ５２が接続されることによって形成されている。

共振器Ｓ５１、Ｓ５２は圧電性基板１１の上に、くし歯状電極部１２及びくし歯状電極部１３がスパッタ法やメッキ法等を用いて成膜されることによって形成されている。くし歯状電極部１２とくし歯状電極部１３は図示Ｘ方向に所定の間隔をあけて互い違いに並べられている。

くし歯状電極部１２及びくし歯状電極部１３には接続部１４が電気的に接続されており、接続部１４を介して共振器Ｓ５１と共振器Ｓ５２が接続されている。

また共振器Ｓ５１の一端部ＡはバンドパスフィルタＦ１５の入力端子ｉｎに接続されて他端部Ｂは出力端子ｏｕｔに接続されている。また、共振器Ｓ５１の他端部Ｂは共振器Ｓ５２の一端部Ａに、共振器Ｓ５２の他端部Ｂは端子ＧＮＤを介してグラウンド電位に接続されている。本実施の形態では共振器Ｓ５１が本発明の第１共振器群を構成し、共振器Ｓ５２が本発明の第２共振器群に相当する。図１２に図１１にしめされたバンドパスフィルタＦ１５の等価回路図をしめす。

本実施の形態でもバンドパスフィルタＦ１５は共振器Ｓ５１の共振周波数ｆｒと反共振周波数ｆａｒを近づけることができるため通過帯域外の周波数を急峻かつ十分に減衰させることができる。

なお、上述した本発明の実施の形態の共振器（弾性表面波素子）では反射器１５、１５と圧電性基板１１の間にも絶縁性材料層１６が設けられている。ただし反射器１５、１５と圧電性基板１１の間に絶縁性材料層１６が設けられずに反射器１５、１５の上に圧電性基板１１が直接積層されていてもよい。

図１３は、本発明の第６の実施の形態の高周波フィルタを示す平面図である。共振器Ｓ６１及び共振器Ｓ６２は弾性表面波素子であり、図１３に示されるように接続されることにより入力ポートに入力された高周波信号のうち特定の周波数帯域の信号のみを出力ポートに出力するバンドパスフィルターＦ６１を構成している。

共振器Ｓ６１、Ｓ６２は圧電性基板１１の上に、くし歯状電極部１２及びくし歯状電極部１３が形成されている。くし歯状電極部１２とくし歯状電極部１３は図示Ｘ方向に所定の間隔をあけて互い違いに並べられている。

また、くし歯状電極部１２及びくし歯状電極部１３には接続部１４が電気的に接続されており、接続部１４を介して共振器Ｓ６１と共振器Ｓ６２が接続されている。

また共振器Ｓ６１の一端部ＡはバンドパスフィルタＦ６１の入力端子ｉｎに接続されて他端部Ｂは出力端子ｏｕｔに接続されている。また、共振器Ｓ６２の一端部Ａは共振器Ｓ６１の一端部Ａに、共振器Ｓ６２の他端部Ｂは端子ＧＮＤを介してグラウンド電位に接続されている。本実施の形態では共振器Ｓ６１が本発明の第１共振器群を構成し、共振器Ｓ６２が本発明の第２共振器群に相当する。

本実施の形態では第２共振器群である共振器Ｓ６２のくし歯状電極部１２、１３と圧電性基板１１の間に絶縁性材料層１６が形成されている。絶縁性材料層１６の誘電率は４から５である。絶縁性材料層１６は例えば酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）（比誘電率：３．８）、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）（比誘電率：９．４）、窒化ケイ素（Ｓｉ₃Ｎ₄）のいずれか１種または２種以上によって形成することができる。共振器Ｓ６２を一点鎖線Ｄ２−Ｄ２で切断し矢印方向から見たときの断面図は、図２と同じである。

なお、くし歯状電極部１２、１３の両側部には圧電性基板１１の表面に発生した表面波を反射するための反射器１５，１５が設けられている。図１では、反射器１５を構成する各電極の端部どうしは開放されている。ただし、反射器１５を構成する各電極の端部どうしは短絡されていてもよい。

接続部１４及び反射器１５，１５は、くし歯状電極部１２，１３と同じ材料で形成されてもよいし、Ａｕなど他の導電性材料によって形成されてもよい。
なお、くし歯状電極部１２、１３、接続部１４、反射器１５，１５はスパッタ法や蒸着法などの薄膜形成プロセス及びレジストフォトリソグラフィによるパターン形成によって形成される。

図１４に図１３にしめされたバンドパスフィルタＦ６１の等価回路図をしめす。共振器Ｓ６１はコンデンサＣ１１、インダクタＬ１１、とコンデンサＣ１３からなる共振器回路と等価になる。コンデンサＣ１１とインダクタＬ１１の直列接続は弾性表面波素子の電気機械結合を反映しておりコンデンサＣ１１の静電容量とインダクタＬ１１のインダクタンスの値によって共振器Ｓ６１の共振周波数が規定される。コンデンサＣ１１及びインダクタＬ１１に並列に接続されているコンデンサＣ１３はくし歯状電極部の各くし歯間の静電容量を反映している。一方、くし歯状電極部１２，１３と圧電性基板の間に絶縁性材料層１６が設けられている共振器Ｓ６２はコンデンサＣ２１、インダクタＬ２１、コンデンサＣ２２、コンデンサＣ２３からなる共振器回路と等価になる。コンデンサＣ２２に直列接続されているコンデンサ２３が本発明の特徴である絶縁性材料層１６による付加的な静電容量を反映している。

共振器Ｓ６２のくし歯状電極部１２，１３と圧電性基板１１の間に絶縁性材料層１６が介在していると圧電性基板１１の上にくし歯状電極部１２，１３が直接積層されている弾性表面波素子と比べて反共振周波数が共振周波数に近づく。しかも本発明では弾性表面波素子に外付のコイルやコンデンサーを付加することなく弾性表面波素子の反共振周波数と共振周波数の差を小さくできるので装置の小型化を推進できる。

本発明の弾性表面波素子において反共振周波数が共振周波数に近づくのは、くし歯状電極部１２，１３と圧電性基板１１の間に絶縁性材料層１６が介在することによって弾性表面波素子の電気機械結合係数ｋ^２を小さくできるからである。

なお、共振器Ｓ６２の圧電性基板１１を介したくし歯状電極部１２，１３間の静電容量（図１４のＣ２２とＣ２３の合成静電容量）は共振器Ｓ６１の圧電性基板１１を介したくし歯状電極部１２，１３間の静電容量（図１４のＣ１３）より小さい。

なお、図１３では反射器１５、１５と圧電性基板１１の間にも絶縁性材料層１６が設けられている。ただし反射器１５、１５と圧電性基板１１の間に絶縁性材料層１６が設けられずに反射器１５、１５の上に圧電性基板１１が直接積層されていてもよい。

バンドパスフィルタＦ６１の動作原理を説明する。図１５（ａ）は共振器Ｓ６１及び共振器Ｓ６２の周波数特性を示すグラフである。図１５（ａ）の縦軸はリアクタンスＸを示し、横軸は周波数ｆを示している。共振器Ｓ６１の反共振周波数ｆａｒ２は共振器Ｓ６２の反共振周波数ｆａｒ１よりも大きく、共振器Ｓ６１の共振周波数ｆｒ２と共振器Ｓ６２の反共振周波数ｆａｒ１は重なっている。

参考のため図３９に示された従来のバンドパスフィルターに搭載された共振器Ｓ２の周波数特性を点線で示す。共振器Ｓ６１のくし歯状電極部１２，１３と圧電性基板１１の間に絶縁性材料層１６が介在している（実施の形態）と圧電性基板１１の上にくし歯状電極部１２，１３が直接積層されている弾性表面波素子（従来例）と比べて共振周波数ｆｒ１が反共振周波数ｆａｒ１に近づく。また共振器Ｓ６１の共振周波数ｆｒ２及び共振周波数ｆａｒ２は従来のバンドパスフィルターＦ１の共振器Ｓ２と同じである。

共振器Ｓ６１と共振器Ｓ６２を図に示すように接続して形成したバンドパスフィルタＦ６１の周波数特性は図１５（ｂ）のグラフによって示される。共振器Ｓ６１の共振周波数ｆｒ２、すなわち共振器Ｓ６２の反共振周波数ｆａｒ１がバンドパスフィルタＦ６１の通過帯域の中心周波数になる。また、共振器Ｓ６２の共振周波数ｆｒ１付近及び共振器Ｓ６１の反共振周波数ｆａｒ２付近においてバンドパスフィルタＦ６１の減衰量が大きくなり、共振器Ｓ６２の共振周波数ｆｒ１以下及び共振器Ｓ６１の反共振周波数ｆａｒ２以上の帯域が減衰帯域である。

本実施の形態のバンドパスフィルタＦ６１は共振器Ｓ６２の反共振周波数ｆａｒ１と共振周波数ｆｒ１を近づけることができるため従来のバンドパスフィルタに比べて低域側の通過帯域外の周波数の減衰率を大きくできる。

図５は本発明の第７の実施の形態の高周波フィルタとしてのバンドパスフィルタを示す平面図である。

このバンドパスフィルタＦ７２も図１に示されるバンドパスフィルタＦ１１と同様に弾性表面波素子である共振器Ｓ７１、共振器Ｓ７２及び共振器Ｓ７３が接続されることによって形成されている。弾性表面波素子である共振器Ｓ７１は図１の共振器Ｓ１２と同様の構成であり、共振器Ｓ７２及び共振器Ｓ７３は図１の共振器Ｓ１１と同様の構成である。すなわち、共振器Ｓ７２、Ｓ７３のくし歯状電極部１２及びくし歯状電極部１３並びに反射器１５，１５と圧電性基板１１の間に絶縁性材料層１６が設けられている。

共振器Ｓ７１、Ｓ７２、Ｓ７３も圧電性基板１１の上に、くし歯状電極部１２及びくし歯状電極部１３がスパッタ法やメッキ法等を用いて成膜されることによって形成されている。くし歯状電極部１２とくし歯状電極部１３は図示Ｘ方向に所定の間隔をあけて互い違いに並べられている。なお、共振器Ｓ７２ををＤ３−Ｄ３線で切断して矢印方向からみた断面図及び共振器Ｓ７３をＤ４−Ｄ４線で切断して矢印方向からみた断面図は図２に示された断面図と同様である。

また、共振器Ｓ７１のくし歯状電極部１３と共振器Ｓ７２のくし歯状電極部１２は接続部１４を介して電気的に接続されており、共振器Ｓ７１のくし歯状電極部１２と共振器Ｓ７３のくし歯状電極部１２は接続部２０を介して電気的に接続されている。

共振器Ｓ７１の一端部ＡはバンドパスフィルタＦ７２の入力端子ｉｎに接続されて他端部Ｂは出力端子ｏｕｔに接続されている。共振器Ｓ７２の一端部Ａは共振器Ｓ７１の一端部Ａに、共振器Ｓ７２の他端部Ｂは端子ＧＮＤを介してグラウンド電位に接続されている。共振器Ｓ７３の一端部Ａは共振器Ｓ７１の他端部Ｂに、共振器Ｓ７３の他端部Ｂは端子ＧＮＤを介してグラウンド電位に接続されている。本実施の形態では共振器Ｓ７１が本発明の第１共振器群を構成し、共振器Ｓ７２及び共振器Ｓ７３が本発明の第２共振器群を構成する。

図１７に図１６にしめされたバンドパスフィルタＦ７２の等価回路図をしめす。バンドパスフィルタＦ７２はいわゆるπ型のバンドパスフィルタである。

共振器Ｓ７１はコンデンサＣ１１、インダクタＬ１１、コンデンサＣ１３からなる共振器回路と等価になる。一方、くし歯状電極部１２，１３が圧電性基板の上に絶縁性材料層１６を介して積層されている共振器Ｓ７２及び共振器Ｓ７３はそれぞれコンデンサＣ２１、インダクタＬ２１、コンデンサＣ２２とコンデンサＣ２３からなる共振器回路及びコンデンサＣ３１、インダクタＬ３１、コンデンサＣ３２、とコンデンサＣ３３からなる共振器回路と等価になる。コンデンサＣ２３及びコンデンサＣ３３が本発明の特徴である絶縁性材料層１６による付加的な静電容量を反映している。

本実施の形態でも本実施の形態のバンドパスフィルタＦ７２は共振器Ｓ７２、Ｓ７３の反共振周波数ｆａｒと共振周波数ｆｒを近づけることができるため通過帯域外の周波数を急峻かつ十分に減衰させることができる。

図１８は本発明の第８の実施の形態の高周波フィルタとしてのバンドパスフィルタを示す平面図である。

このバンドパスフィルタＦ８３も弾性表面波素子である共振器Ｓ８１、共振器Ｓ８２及び共振器Ｓ８３が接続されることによって形成されている。弾性表面波素子である共振器Ｓ８１及びＳ８３は図１の共振器Ｓ１２と同様の構成であり、共振器Ｓ８２は図１の共振器Ｓ１１と同様の構成である。すなわち、共振器Ｓ８２のくし歯状電極部１２及びくし歯状電極部１３並びに反射器１５，１５と圧電性基板１１の間に絶縁性材料層１６が設けられている。

共振器Ｓ８１、Ｓ８２、Ｓ８３も圧電性基板１１の上に、くし歯状電極部１２及びくし歯状電極部１３がスパッタ法やメッキ法等を用いて成膜されることによって形成されている。くし歯状電極部１２とくし歯状電極部１３は図示Ｘ方向に所定の間隔をあけて互い違いに並べられている。なお、共振器Ｓ８２をＤ５−Ｄ５線で切断して矢印方向からみた断面図は図２に示された断面図と同様である。

共振器Ｓ８１のくし歯状電極部１２、共振器Ｓ８２のくし歯状電極部１２及び共振器Ｓ８３のくし歯状電極部１３は接続部１４を介して電気的に接続されている。

共振器Ｓ８１の一端部ＡはバンドパスフィルタＦ８３の入力端子ｉｎに接続されて他端部Ｂは共振器Ｓ８３の一端部Ａに接続されている。共振器Ｓ８３の他端部Ｂは出力端子ｏｕｔに接続されている。共振器Ｓ８２の一端部Ａは共振器Ｓ８１の他端部Ｂ及び共振器Ｓ８３の一端部Ａに、共振器Ｓ８２の他端部Ｂは端子ＧＮＤを介してグラウンド電位に接続されている。本実施の形態では共振器Ｓ８１及び共振器Ｓ８３が本発明の第１共振器群を構成し、共振器Ｓ８２が本発明の第２共振器群に相当する。

バンドパスフィルタＦ８３の端子ｉｎと端子ＧＮＤからなる入力ポートＰ１側に入力された高周波信号のうち特定の周波数帯域の信号のみが端子ｏｕｔと端子ＧＮＤからなる出力ポートＰ２に出力される。

図１９に図１８にしめされたバンドパスフィルタＦ８３の等価回路図をしめす。このバンドパスフィルタＦ８３はいわゆるＴ型のバンドパスフィルタである。

共振器Ｓ８１はコンデンサＣ４１、インダクタＬ４１、コンデンサＣ４４からなる共振器回路と等価になり、共振器Ｓ８３はコンデンサＣ６１、インダクタＬ６１、コンデンサＣ６４からなる共振器回路と等価になる。一方、くし歯状電極部１２，１３が圧電性基板の上に絶縁性材料層１６を介して積層されている共振器Ｓ８２はコンデンサＣ５１、インダクタＬ５１、コンデンサＣ５２、コンデンサＣ５３からなる共振器回路と等価になる。コンデンサＣ５３が本発明の特徴である絶縁性材料層１６による付加的な静電容量を反映している。

本実施の形態でも本実施の形態のバンドパスフィルタＦ８３は共振器Ｓ８２の共振周波数ｆｒと反共振周波数ｆａｒを近づけることができるため通過帯域外の周波数を急峻かつ十分に減衰させることができる。

図２０は本発明の第９の実施の形態の高周波フィルタとしてのバンドパスフィルタを示す平面図である。

このバンドパスフィルタＦ９４も共振器Ｓ９１、共振器Ｓ９２、共振器Ｓ９３及び共振器Ｓ９４が接続されることによって形成されている。弾性表面波素子である共振器Ｓ９１及びＳ９３は図１の共振器１２と同様の構成であり、共振器Ｓ９２及び共振器Ｓ９４は図１の共振器Ｓ１１と同様の構成である。すなわち、共振器Ｓ９２及びＳ９４のくし歯状電極部１２及びくし歯状電極部１３並びに反射器１５，１５と圧電性基板１１の間に絶縁性材料層１６が設けられている。

共振器Ｓ９１、Ｓ９２、Ｓ９３、Ｓ９４は圧電性基板１１の上に、くし歯状電極部１２及びくし歯状電極部１３がスパッタ法やメッキ法等を用いて成膜されることによって形成されている。くし歯状電極部１２とくし歯状電極部１３は図示Ｘ方向に所定の間隔をあけて互い違いに並べられている。なお、共振器Ｓ９２をＤ６−Ｄ６線で切断して矢印方向からみた断面図及び共振器Ｓ９４をＤ７−Ｄ７線で切断して矢印方向からみた断面図は図２に示された断面図と同様である。

共振器Ｓ９１のくし歯状電極部１２、共振器Ｓ９２のくし歯状電極部１２及び共振器Ｓ９３のくし歯状電極部１３は接続部１４を介して電気的に接続されている。共振器Ｓ９３のくし歯状電極部１２と共振器Ｓ９４のくし歯状電極部１２は接続部２１を介して電気的に接続されている。

共振器Ｓ９１の一端部ＡはバンドパスフィルタＦ９４の入力端子ｉｎに接続されて他端部Ｂは共振器Ｓ９３の一端部Ａ及び共振器Ｓ９２の一端部Ａに接続されている。共振器Ｓ９３の他端部Ｂは出力端子ｏｕｔに接続されている。共振器Ｓ９２の他端部Ｂは端子ＧＮＤを介してグラウンド電位に接続されている。共振器Ｓ９４の一端部Ａは共振器Ｓ９３の他端部Ｂに接続され他端部Ｂは端子ＧＮＤを介してグラウンド電位に接続されている。

本実施の形態では共振器Ｓ９１及び共振器Ｓ９３が本発明の第１共振器群を構成し、共振器Ｓ９２及び共振器Ｓ９４が本発明の第２共振器群を構成する。

バンドパスフィルタＦ９４の端子ｉｎと端子ＧＮＤからなる入力ポートＰ１側に入力された高周波信号のうち特定の周波数帯域の信号のみが端子ｏｕｔと端子ＧＮＤからなる出力ポートＰ２に出力される。

本実施の形態のバンドパスフィルタＦ９４は共振器Ｓ９２、Ｓ９４の共振周波数ｆｒと反共振周波数ｆａｒを近づけることができるため通過帯域外の周波数を急峻かつ十分に減衰させることができる。

図２１は、本発明の第１０の実施の形態の共振器及びこの共振器を用いて形成した高周波フィルタを示す平面図である。このバンドパスフィルタＦ１０５は弾性表面波素子である共振器Ｓ１０１及び共振器Ｓ１０２が接続されることによって形成されている。Ｓ１０２のくし歯状電極部１２及びくし歯状電極部１３並びに反射器１５，１５と圧電性基板１１の間に絶縁性材料層１６が設けられている。

共振器Ｓ１０１、Ｓ１０２は圧電性基板１１の上に、くし歯状電極部１２及びくし歯状電極部１３がスパッタ法やメッキ法等を用いて成膜されることによって形成されている。くし歯状電極部１２とくし歯状電極部１３は図示Ｘ方向に所定の間隔をあけて互い違いに並べられている。

くし歯状電極部１２及びくし歯状電極部１３には接続部１４が電気的に接続されており、接続部１４を介して共振器Ｓ１０１と共振器Ｓ１０２が接続されている。

また共振器Ｓ１０１の一端部ＡはバンドパスフィルタＦ１０５の入力端子ｉｎに接続されて他端部Ｂは出力端子ｏｕｔに接続されている。また、共振器Ｓ１０１の他端部Ｂは共振器Ｓ１０２の一端部Ａに、共振器Ｓ１０２の他端部Ｂは端子ＧＮＤを介してグラウンド電位に接続されている。本実施の形態では共振器Ｓ１０１が本発明の第１共振器群を構成し、共振器Ｓ１０２が本発明の第２共振器群に相当する。図２２に図２１にしめされたバンドパスフィルタＦ１０５の等価回路図をしめす。

本実施の形態でもバンドパスフィルタＦ１０５は共振器Ｓ１０２の共振周波数ｆｒと反共振周波数ｆａｒを近づけることができるため通過帯域外の周波数を急峻かつ十分に減衰させることができる。

弾性表面波素子又は複数の直列接続されている前記弾性表面波素子からなる第１共振器群及び一端部が前記第１共振器群を構成する弾性表面波素子に接続され他端部がグラウンドに接続されている１個または複数個の弾性表面波素子からなる第２共振器群が設けられ、前記第１共振器群の前記接続部の一端部が入力端子に接続され他端部が出力端子に接続されている高周波フィルタにおいて、前記第１共振器群を構成する前記弾性表面波素子の電気機械結合係数ｋ^２と前記第２共振器群を構成する前記弾性表面波素子の電気機械結合係数ｋ^２を異ならせる構成には以下に示されるものもある。

１．前記第１共振器群を構成する弾性表面波素子の圧電性基板と前記第２共振器群を構成する弾性表面波素子の圧電性基板を分離し、それぞれの圧電性基板の材料を異ならせる。

例えば一方の圧電性基板をＬｉＮｂＯ_３で形成し、もう一方をＬｉＴａＯ_３で形成すると、ＬｉＴａＯ_３を用いて形成された弾性表面波素子の電気機械結合係数ｋ^２はＬｉＮｂＯ_３を用いて形成された弾性表面波素子の電気機械結合係数ｋ^２よりも小さくなる。従って、ＬｉＴａＯ_３を用いて形成された弾性表面波素子の反共振周波数と共振周波数の差ΔｆはＬｉＮｂＯ_３を用いて形成された弾性表面波素子の反共振周波数と共振周波数の差Δｆｓよりも小さくなる。

２．前記第１共振器群を構成する弾性表面波素子の前記くし歯状電極部の材料と前記第２共振器群を構成する弾性表面波素子の前記くし歯状電極部の材料を異ならせる。

例えば一方のくし歯状電極部をＡｌで形成し、もう一方をＣｕで形成すると、Ａｌを用いて形成されたくし歯状電極部を有する弾性表面波素子の電気機械結合係数ｋ^２はＣｕを用いて形成されたくし歯状電極部を有する弾性表面波素子の電気機械結合係数ｋ^２よりも小さくなる。従って、Ａｌを用いて形成されたくし歯状電極部を有する弾性表面波素子の反共振周波数と共振周波数の差Δｆは、Ｃｕを用いて形成されたくし歯状電極部を有する弾性表面波素子の反共振周波数と共振周波数の差Δｆよりも小さくなる。

３．前記くし歯状電極部を下地層とその上に積層される金属層を有しているものとし、前記第１共振器群を構成する弾性表面波素子の前記下地層の材料と前記第２共振器群を構成する弾性表面波素子の前記下地層の材料を異ならせる。

例えば一方のくし歯状電極部の下地層をＴｉＮで形成し、もう一方をＴａとＴｉの積層膜で形成すると、ＴｉＮで形成された下地層を有する弾性表面波素子の電気機械結合係数ｋ^２は、ＴａとＴｉの積層膜で形成された下地層を有する弾性表面波素子の電気機械結合係数ｋ^２よりも小さくなる。従って、ＴｉＮで形成された下地層を有する弾性表面波素子の反共振周波数と共振周波数の差Δｆは、ＴａとＴｉの積層膜で形成されたくし歯状電極部を有する弾性表面波素子の反共振周波数と共振周波数の差Δｆよりも小さくなる。

上記の第１の構成を用いた高周波フィルタの実施の形態の平面図を図２３に示す。この高周波フィルタは、本発明の第１共振器群を形成する圧電性基板１１０と本発明の第２共振器群を形成する圧電性基板１１１が分離しているものである。

図２３に示される共振器Ｓ２１１及び共振器Ｓ２１２は弾性表面波素子であり、図１に示されるように接続されることにより入力ポートに入力された高周波信号のうち特定の周波数帯域の信号のみを出力ポートに出力するバンドパスフィルターＦ２０１を構成している。

本実施の形態では、共振器Ｓ２１１の圧電性素子１１０と共振器Ｓ２１２の圧電性素子１１１が分離している。

共振器Ｓ２１１は圧電性基板１１０の上に、また、共振器Ｓ２１２は圧電性基板１１１の上に、くし歯状電極部１２及びくし歯状電極部１３がスパッタ法やメッキ法等を用いて成膜されることによって形成されている。くし歯状電極部１２とくし歯状電極部１３は図示Ｘ方向に所定の間隔をあけて互い違いに並べられている。

また、くし歯状電極部１２及びくし歯状電極部１３には配線部材１１２が電気的に接続されており、配線部材１１２を介して共振器Ｓ２１１と共振器Ｓ２１２が接続されている。

また共振器Ｓ２１１の一端部ＡはバンドパスフィルタＦ２０１の入力端子ｉｎに接続されて他端部Ｂは出力端子ｏｕｔに接続されている。また、共振器Ｓ２１２の一端部Ａは共振器Ｓ２１１の一端部Ａに、共振器Ｓ２１２の他端部Ｂは端子ＧＮＤを介してグラウンド電位に接続されている。本実施の形態では共振器Ｓ２１１が本発明の第１共振器群を構成し、共振器Ｓ２１２が本発明の第２共振器群に相当する。

配線部材１１２及び反射器１５，１５は、くし歯状電極部１２，１３と同じ材料で形成されてもよいし、Ａｕなど他の導電性材料によって形成されてもよい。

なお、くし歯状電極部１２、１３、配線部材１１２、反射器１５，１５はスパッタ法や蒸着法などの薄膜形成プロセス及びレジストフォトリソグラフィによるパターン形成によって形成される。

例えば圧電性基板１１０をＬｉＴａＯ_３で形成し、もう一方の圧電性基板１１１をＬｉＮｂＯ_３で形成すると、ＬｉＴａＯ_３を用いて形成された弾性表面波素子の電気機械結合係数ｋ^２はＬｉＮｂＯ_３を用いて形成された弾性表面波素子の電気機械結合係数ｋ^２よりも小さいので共振器Ｓ２１１（第１共振器群）の反共振周波数と共振周波数の差Δｆｓは共振器Ｓ２１２（第２共振器群）の反共振周波数と共振周波数の差Δｆｐよりも小さくなる。この結果、バンドパスフィルタＦ２０１の高域側の減衰率は圧電性基板１１０と圧電性基板１１１を同じ材料で用いたときよりも大きくなる。

また、圧電性基板１１１をＬｉＴａＯ_３で形成し、もう一方の圧電性基板１１０をＬｉＮｂＯ_３で形成すると、ＬｉＴａＯ_３を用いて形成された弾性表面波素子の電気機械結合係数ｋ^２はＬｉＮｂＯ_３を用いて形成された弾性表面波素子の電気機械結合係数ｋ^２よりも小さいので共振器Ｓ２１２（第２共振器群）の反共振周波数と共振周波数の差Δｆｐは共振器Ｓ２１１（第１共振器群）の反共振周波数と共振周波数の差Δｆｓよりも小さくなる。この結果、バンドパスフィルタＦ２０１の低域側の減衰率は圧電性基板１１０と圧電性基板１１１を同じ材料で用いたときよりも大きくなる。

圧電性基板１１０をＬｉＴａＯ_３で形成し、もう一方の圧電性基板１１１をＬｉＮｂＯ_３で形成したときの、バンドパスフィルタＦ２０１の動作原理を説明する。図２４（ａ）は共振器Ｓ２１１及び共振器Ｓ２１２の周波数特性を示すグラフである。図２４（ａ）の縦軸はリアクタンスＸを示し、横軸は周波数ｆを示している。共振器Ｓ２１１の反共振周波数ｆａｒ２は共振器Ｓ２１２の反共振周波数ｆａｒ１よりも大きく、共振器Ｓ２１１の共振周波数ｆｒ２と共振器Ｓ２１２の反共振周波数ｆａｒ１は重なっている。

参考のため図３９に示された従来のバンドパスフィルターに搭載された共振器Ｓ１の周波数特性を点線で示す。共振器Ｓ２１１は従来と比べて反共振周波数ｆａｒ２が共振周波数ｆｒ２に近づく。また共振器Ｓ２１２の共振周波数ｆｒ１及び共振周波数ｆａｒ１は従来のバンドパスフィルターＦ１の共振器Ｓ２と同じである。

バンドパスフィルターの周波数特性は図２４（ｂ）のグラフによって示される。共振器Ｓ２１１の共振周波数ｆｒ２、すなわち共振器Ｓ２１２の反共振周波数ｆａｒ１がバンドパスフィルタＦ２０１の通過帯域の中心周波数になる。また、共振器Ｓ２１２の共振周波数ｆｒ１付近及び共振器Ｓ２１１の反共振周波数ｆａｒ２付近においてバンドパスフィルタＦ２０１の減衰量が大きくなり、共振器Ｓ２１２の共振周波数ｆｒ１以下及び共振器Ｓ２１１の反共振周波数ｆａｒ２以上の帯域が減衰帯域である。

圧電性基板１１０をＬｉＴａＯ_３で形成し、もう一方の圧電性基板１１１をＬｉＮｂＯ_３で形成した場合には共振器Ｓ２１１の反共振周波数ｆａｒ２と共振周波数ｆｒ２を近づけることができるため従来のバンドパスフィルタに比べて高域側の通過帯域外の周波数の減衰率を大きくできる。

次に、圧電性基板１１１をＬｉＴａＯ_３で形成し、もう一方の圧電性基板１１０をＬｉＮｂＯ_３で形成したときの、バンドパスフィルタＦ２０１の動作原理を説明する。図２５（ａ）は共振器Ｓ２１１及び共振器Ｓ２１２の周波数特性を示すグラフである。図２５（ａ）の縦軸はリアクタンスＸを示し、横軸は周波数ｆを示している。共振器Ｓ２１１の反共振周波数ｆａｒ２は共振器Ｓ２１２の反共振周波数ｆａｒ１よりも大きく、共振器Ｓ２１１の共振周波数ｆｒ２と共振器Ｓ２１２の反共振周波数ｆａｒ１は重なっている。

参考のため図３９に示された従来のバンドパスフィルターに搭載された共振器Ｓ２の周波数特性を点線で示す。共振器Ｓ２１２は従来と比べて共振周波数ｆｒ１が反共振周波数ｆａｒ１に近づく。また共振器Ｓ２１１の共振周波数ｆｒ２及び共振周波数ｆａｒ２は従来のバンドパスフィルターＦ１の共振器Ｓ２と同じである。

バンドパスフィルターの周波数特性は図２５（ｂ）のグラフによって示される。共振器Ｓ２１１の共振周波数ｆｒ２、すなわち共振器Ｓ２１２の反共振周波数ｆａｒ１がバンドパスフィルタＦ２０１の通過帯域の中心周波数になる。また、共振器Ｓ２１２の共振周波数ｆｒ１付近及び共振器Ｓ２１１の反共振周波数ｆａｒ２付近においてバンドパスフィルタＦ２０１の減衰量が大きくなり、共振器Ｓ２１２の共振周波数ｆｒ１以下及び共振器Ｓ２１１の反共振周波数ｆａｒ２以上の帯域が減衰帯域である。

圧電性基板１１１をＬｉＴａＯ_３で形成し、もう一方の圧電性基板１１０をＬｉＮｂＯ_３で形成した場合には、共振器Ｓ２１２の反共振周波数ｆａｒ１と共振周波数ｆｒ１を近づけることができるため従来のバンドパスフィルタに比べて低域側の通過帯域外の周波数の減衰率を大きくできる。

図２６はπ型のバンドパスフィルタを示す平面図である。
図２６に示される共振器Ｓ２２１、共振器Ｓ２２２、及び共振器Ｓ２２３は弾性表面波素子であり、図２６に示されるように接続されることにより入力ポートに入力された高周波信号のうち特定の周波数帯域の信号のみを出力ポートに出力するバンドパスフィルターＦ２０２を構成している。

本実施の形態では、第１共振器群である共振器Ｓ２２１の圧電性素子１１０と、第２共振器群である共振器Ｓ２２２及び共振器Ｓ２２３の圧電性素子１１１が分離している。

また、共振器Ｓ２２１のくし歯状電極部１３と共振器Ｓ２２２のくし歯状電極部１２は配線部材１１２を介して電気的に接続されており、共振器Ｓ２２１のくし歯状電極部１２と共振器Ｓ２２３のくし歯状電極部１２は配線部材１１３を介して電気的に接続されている。

共振器Ｓ２２１の一端部ＡはバンドパスフィルタＦ２０２の入力端子ｉｎに接続されて他端部Ｂは出力端子ｏｕｔに接続されている。共振器Ｓ２２２の一端部Ａは共振器Ｓ２２１の一端部Ａに、共振器Ｓ２２２の他端部Ｂは端子ＧＮＤを介してグラウンド電位に接続されている。共振器Ｓ２２３の一端部Ａは共振器Ｓ２２１の他端部Ｂに、共振器Ｓ２２３の他端部Ｂは端子ＧＮＤを介してグラウンド電位に接続されている。本実施の形態では共振器Ｓ２２１が本発明の第１共振器群を構成し、共振器Ｓ２２２及び共振器Ｓ２２３が本発明の第２共振器群を構成する。

圧電性基板１１０をＬｉＴａＯ_３で形成し、もう一方の圧電性基板１１１をＬｉＮｂＯ_３で形成した場合には共振器Ｓ２２１の反共振周波数ｆａｒ２と共振周波数ｆｒ２を近づけることができるため従来のバンドパスフィルタに比べて高域側の通過帯域外の周波数の減衰率を大きくできる。

また、圧電性基板１１１をＬｉＴａＯ_３で形成し、もう一方の圧電性基板１１０をＬｉＮｂＯ_３で形成した場合には、共振器Ｓ２２２及び共振器２２３の反共振周波数ｆａｒ１と共振周波数ｆｒ１を近づけることができるため従来のバンドパスフィルタに比べて低域側の通過帯域外の周波数の減衰率を大きくできる。

図２７はＴ型のバンドパスフィルタを示す平面図である。
図２７に示される共振器Ｓ２３１、共振器２３２、及び共振器Ｓ２３３は弾性表面波素子であり、図２７に示されるように接続されることにより入力ポートに入力された高周波信号のうち特定の周波数帯域の信号のみを出力ポートに出力するバンドパスフィルターＦ２０３を構成している。

本実施の形態では、第１共振器群である共振器Ｓ２３１及び共振器Ｓ２３３の圧電性素子１１０と、第２共振器群である共振器Ｓ２３２の圧電性素子１１１が分離している。

共振器Ｓ２３１のくし歯状電極部１２、共振器Ｓ２３２のくし歯状電極部１２及び共振器Ｓ２３３のくし歯状電極部１３は配線部材１１２を介して電気的に接続されている。

共振器Ｓ２３１の一端部ＡはバンドパスフィルタＦ２０３の入力端子ｉｎに接続されて他端部Ｂは共振器Ｓ２３３の一端部Ａに接続されている。共振器Ｓ２３３の他端部Ｂは出力端子ｏｕｔに接続されている。共振器Ｓ２３２の一端部Ａは共振器Ｓ２３１の他端部Ｂ及び共振器Ｓ２３３の一端部Ａに、共振器Ｓ２３２の他端部Ｂは端子ＧＮＤを介してグラウンド電位に接続されている。本実施の形態では共振器Ｓ２３１及び共振器Ｓ２３３が本発明の第１共振器群を構成し、共振器Ｓ２３２が本発明の第２共振器群に相当する。

圧電性基板１１０をＬｉＴａＯ_３で形成し、もう一方の圧電性基板１１１をＬｉＮｂＯ_３で形成した場合には共振器Ｓ２３１及び共振器Ｓ２３３の反共振周波数ｆａｒ２と共振周波数ｆｒ２を近づけることができるため従来のバンドパスフィルタに比べて高域側の通過帯域外の周波数の減衰率を大きくできる。

また、圧電性基板１１１をＬｉＴａＯ_３で形成し、もう一方の圧電性基板１１０をＬｉＮｂＯ_３で形成した場合には、共振器Ｓ２３２の反共振周波数ｆａｒ１と共振周波数ｆｒ１を近づけることができるため従来のバンドパスフィルタに比べて低域側の通過帯域外の周波数の減衰率を大きくできる。

図２８は本発明の他の実施の形態のバンドパスフィルタを示す平面図である。
図２８に示される共振器Ｓ２４１、共振器２４２、共振器Ｓ２４３、及び共振器Ｓ２４４は弾性表面波素子であり、図２８に示されるように接続されることにより入力ポートに入力された高周波信号のうち特定の周波数帯域の信号のみを出力ポートに出力するバンドパスフィルターＦ２０４を構成している。

本実施の形態では、第１共振器群である共振器Ｓ２４１及び共振器Ｓ２４３の圧電性素子１１０と、第２共振器群である共振器Ｓ２４２及び共振器Ｓ２４４の圧電性素子１１１が分離している。

共振器Ｓ２４１のくし歯状電極部１２、共振器Ｓ２４２のくし歯状電極部１２及び共振器Ｓ２４３のくし歯状電極部１３は配線部材１１２を介して電気的に接続されている。共振器Ｓ２４３のくし歯状電極部１２と共振器Ｓ２４４のくし歯状電極部１２は配線部材１１３を介して電気的に接続されている。

共振器Ｓ２４１の一端部ＡはバンドパスフィルタＦ２０４の入力端子ｉｎに接続されて他端部Ｂは共振器Ｓ２４３の一端部Ａ及び共振器Ｓ２４２の一端部Ａに接続されている。共振器Ｓ２４３の他端部Ｂは出力端子ｏｕｔに接続されている。共振器Ｓ２４２の他端部Ｂは端子ＧＮＤを介してグラウンド電位に接続されている。共振器Ｓ２４４の一端部Ａは共振器Ｓ２４３の他端部Ｂに接続され他端部Ｂは端子ＧＮＤを介してグラウンド電位に接続されている。

本実施の形態では共振器Ｓ２４１及び共振器Ｓ２４３が本発明の第１共振器群を構成し、共振器Ｓ２４２及び共振器Ｓ２４４が本発明の第２共振器群を構成する。

バンドパスフィルタＦ２０４の端子ｉｎと端子ＧＮＤからなる入力ポートＰ１側に入力された高周波信号のうち特定の周波数帯域の信号のみが端子ｏｕｔと端子ＧＮＤからなる出力ポートＰ２に出力される。

圧電性基板１１０をＬｉＴａＯ_３で形成し、もう一方の圧電性基板１１１をＬｉＮｂＯ_３で形成した場合には共振器Ｓ２４１及び共振器Ｓ２４３の反共振周波数ｆａｒ２と共振周波数ｆｒ２を近づけることができるため従来のバンドパスフィルタに比べて高域側の通過帯域外の周波数の減衰率を大きくできる。

また、圧電性基板１１１をＬｉＴａＯ_３で形成し、もう一方の圧電性基板１１０をＬｉＮｂＯ_３で形成した場合には、共振器Ｓ２４２及び共振器Ｓ２４４の反共振周波数ｆａｒ１と共振周波数ｆｒ１を近づけることができるため従来のバンドパスフィルタに比べて低域側の通過帯域外の周波数の減衰率を大きくできる。

図２９は、本発明の他の実施の形態の高周波フィルタを示す平面図である。
図２９に示される共振器Ｓ２５１、共振器２５２は弾性表面波素子であり、図２９に示されるように接続されることにより入力ポートに入力された高周波信号のうち特定の周波数帯域の信号のみを出力ポートに出力するバンドパスフィルターＦ２０５を構成している。

本実施の形態では、第１共振器群である共振器Ｓ２５１の圧電性素子１１０と、第２共振器群である共振器Ｓ２５２の圧電性素子１１１が分離している。

くし歯状電極部１２及びくし歯状電極部１３には配線部材１１２が電気的に接続されており、配線部材１１２を介して共振器Ｓ２５１と共振器Ｓ２５２が接続されている。

また共振器Ｓ２５１の一端部ＡはバンドパスフィルタＦ２０５の入力端子ｉｎに接続されて他端部Ｂは出力端子ｏｕｔに接続されている。また、共振器Ｓ２５２の一端部Ａは共振器Ｓ２５１の他端部Ｂに、共振器Ｓ２５２の他端部Ｂは端子ＧＮＤを介してグラウンド電位に接続されている。本実施の形態では共振器Ｓ２５１が本発明の第１共振器群を構成し、共振器Ｓ２５２が本発明の第２共振器群に相当する。

圧電性基板１１０をＬｉＴａＯ_３で形成し、もう一方の圧電性基板１１１をＬｉＮｂＯ_３で形成した場合には共振器Ｓ２５１の反共振周波数ｆａｒ２と共振周波数ｆｒ２を近づけることができるため従来のバンドパスフィルタに比べて高域側の通過帯域外の周波数の減衰率を大きくできる。

また、圧電性基板１１１をＬｉＴａＯ_３で形成し、もう一方の圧電性基板１１０をＬｉＮｂＯ_３で形成した場合には、共振器Ｓ２５２の反共振周波数ｆａｒ１と共振周波数ｆｒ１を近づけることができるため従来のバンドパスフィルタに比べて低域側の通過帯域外の周波数の減衰率を大きくできる。

図３０に図２３に示された共振器Ｓ２１１を一点鎖線Ｄ１−Ｄ１で切断し矢印方向から見たときの断面図を示す。他の共振器Ｓ２１２、Ｓ２２１、Ｓ２２２、Ｓ２２３、Ｓ２３１、Ｓ２３２、Ｓ２３３、Ｓ２４１、Ｓ２４２、Ｓ２４３、Ｓ２４４、Ｓ２５１、Ｓ２５２を同様の方向から見た断面図も図３０と同じである。なお、図３０の各符号は図２に示された符号と同じであり、絶縁性材料層１６が記載されていない点でのみ図２と異なっている。

図１ないし図３０に示された高周波フィルタの第１共振器群を構成する弾性表面波素子の前記くし歯状電極部の材料と第２共振器群を構成する弾性表面波素子の前記くし歯状電極部の材料を異ならせることにより、それぞれの電気機械結合係数ｋ^２を異ならせることができる。

例えば第１共振器群の弾性表面波素子のくし歯状電極部１２、１３をＡｌで形成し、第２共振器群のくし歯状電極部１２、１３をＣｕで形成すると、第１共振器群の弾性表面波素子の電気機械結合係数ｋ^２は、第２共振器群の弾性表面波素子の電気機械結合係数ｋ^２よりも小さくなる。従って、第１共振器群の弾性表面波素子の反共振周波数と共振周波数の差Δｆｓは、第２共振器群の弾性表面波素子の反共振周波数と共振周波数の差Δｆｐよりも小さくなる。このような高周波フィルタは、従来のバンドパスフィルタに比べて高域側の通過帯域外の周波数の減衰率を大きくできる。

反対に、第１共振器群の弾性表面波素子のくし歯状電極部１２、１３をＣｕで形成し、第２共振器群のくし歯状電極部１２、１３をＡｌで形成すると、第２共振器群の弾性表面波素子の電気機械結合係数ｋ^２が、第１共振器群の弾性表面波素子の電気機械結合係数ｋ^２よりも小さくなる。従って、第２共振器群の弾性表面波素子の反共振周波数と共振周波数の差Δｆｐが、第１共振器群の弾性表面波素子の反共振周波数と共振周波数の差Δｆｓよりも小さくなる。このような高周波フィルタは、従来のバンドパスフィルタに比べて低域側の通過帯域外の周波数の減衰率を大きくできる。

また、図３０のように、くし歯状電極部１２、１３を下地層１７とその上に積層される金属層１８を有しているものとし、第１共振器群を構成する弾性表面波素子の下地層１７の材料と第２共振器群を構成する弾性表面波素子の下地層１７の材料を異ならせることにより、それぞれの電気機械結合係数ｋ^２を異ならせることができる。

例えば第１共振器群の弾性表面波素子のくし歯状電極部１２、１３の下地層１７をＴｉＮで形成し、第２共振器群のくし歯状電極部１２、１３の下地層１７をＴａとＴｉの積層膜で形成すると、第１共振器群の弾性表面波素子の電気機械結合係数ｋ^２は、第２共振器群の弾性表面波素子の電気機械結合係数ｋ^２よりも小さくなる。従って、第１共振器群の弾性表面波素子の反共振周波数と共振周波数の差Δｆｓは、第２共振器群の弾性表面波素子の反共振周波数と共振周波数の差Δｆｐよりも小さくなる。このような高周波フィルタは、従来のバンドパスフィルタに比べて高域側の通過帯域外の周波数の減衰率を大きくできる。

反対に、第１共振器群の弾性表面波素子のくし歯状電極部１２、１３の下地層１７をＴａとＴｉの積層膜で形成し、第２共振器群のくし歯状電極部１２、１３の下地層１７をＴｉＮで形成すると、第２共振器群の弾性表面波素子の電気機械結合係数ｋ^２が、第１共振器群の弾性表面波素子の電気機械結合係数ｋ^２よりも小さくなる。従って、第２共振器群の弾性表面波素子の反共振周波数と共振周波数の差Δｆｐが、第１共振器群の弾性表面波素子の反共振周波数と共振周波数の差Δｆｓよりも小さくなる。このような高周波フィルタは、従来のバンドパスフィルタに比べて低域側の通過帯域外の周波数の減衰率を大きくできる。

本発明の高周波フィルタは、図３１に示されるような、受信周波数帯域と送信周波数帯域を異ならせることにより双方向同時通話を行う送受信機の送信側高周波フィルタ３０１と受信側高周波フィルタ３０２（デュプレクサ）として用いることができる。

送信側高周波フィルタ３０１の周波数特性（Ｔｘ）と受信側高周波フィルタ３０２の周波数特性（Ｒｘ）を図３２に示す。

送信側高周波フィルタ３０１の通過帯域幅Ｗｔ１及び受信側高周波フィルタ３０２の通過帯域幅Ｗｔ２は例えば６０ＭＨｚであり、分離帯域幅Ｗｄは例えば２０ＭＨｚである。送信側高周波フィルタ３０１の高域側と受信側高周波フィルタ３０２の低域側は分離帯域幅の範囲で通過帯域外の周波数の信号を必要なだけ減衰させなくてはならない。

本発明では、送信側高周波フィルタ３０１の第１共振器群を構成する弾性表面波素子の電気機械結合係数ｋ^２を第２共振器群を構成する弾性表面波素子の電気機械結合係数ｋ^２より小さくさせることができる。

これにより、前記送信側高周波フィルタの前記第１共振器群の反共振周波数と共振周波数の差Δｆｓが小さくなり、前記送信側高周波フィルタの高周波数（高域）側の減衰率が大きくなる。従って、受信周波数帯域と送信周波数帯域の分離能が向上する。

または、受信側高周波フィルタ３０２の第２共振器群を構成する弾性表面波素子の電気機械結合係数ｋ^２を第１共振器群を構成する弾性表面波素子の電気機械結合係数ｋ^２より小さくさせることができる。

これにより、受信側高周波フィルタ３０２の前記第２共振器群の反共振周波数と共振周波数の差Δｆｓが小さくなり、前記受信側高周波フィルタ３０２の低周波数（低域）側の減衰率が大きくなる。従って、受信周波数帯域と送信周波数帯域の分離能が向上する。

また、送信側高周波フィルタ３０１の前記第１共振器群を構成する弾性表面波素子の圧電性基板１１（又は圧電性基板１１０）が、圧電性基板１１の線膨張係数より小さい線膨張係数を持つ絶縁性材料からなる絶縁層４０１によって覆われていると、素子の温度が変化したときの共振周波数及び反共振周波数の変動が小さくなるので好ましい。なお、送信側高周波フィルタ３０１の前記第２共振器群の圧電性基板１１（又は圧電性基板１１１）は絶縁層４０１で覆われないほうが、通過特性が向上するので好ましい。

あるいは、受信側高周波フィルタ３０２の第２共振器群を構成する弾性表面波素子の圧電性基板１１（又は圧電性基板１１１）が、圧電性基板１１の線膨張係数より小さい線膨張係数を持つ絶縁性材料からなる絶縁層４０１によって覆われていると、素子の温度が変化したときの共振周波数及び反共振周波数の変動が小さくなるので好ましい。なお、受信側高周波フィルタ３０２の前記第１共振器群の圧電性基板１１（又は圧電性基板１１０）は絶縁層４０１で覆われないほうが通過特性が向上するので好ましい。

圧電性基板はある線膨張係数を持っているため、高温ではくし歯状電極部のくし歯間の間隔が大きくなり、低温ではくし歯状電極部のくし歯間の間隔が小さくなる。そのため、高温では共振器の周波数特性は高い方にずれ、低温では低い方にずれる。圧電性基板の上に線膨張係数の低い材料からなる絶縁層４０１を設けることで圧電性基板の温度変化による膨張圧縮を抑えることができ、共振器の周波数特性の変化を抑えることができる。

前記絶縁層４０１の前記絶縁性材料は例えば酸化ケイ素またはアルミナである。圧電性基板１１が絶縁層４０１によって覆われている状態を示す断面図を図３３に示す。

また、前記第１共振器群を構成する弾性表面波素子の圧電性基板１１０の材料と前記第２共振器群を構成する弾性表面波素子の圧電性基板１１１の材料を異ならせることにより、圧電性基板の周波数温度係数を調節し、素子の温度が変化したときの直列共振周波数または並列共振周波数の変動を抑えることができる。

例えば、送信側高周波フィルタ３０１では、前記第１共振器群を構成する弾性表面波素子の圧電性基板１１０を周波数温度係数の絶対値が小さい材料にし、受信側高周波フィルタ３０２では、第２共振器群を構成する弾性表面波素子の圧電性基板１１１を周波数温度係数の絶対値が小さい材料にすることが可能である。

なお、圧電性基板１１０、１１１の材料としてＬｉ_２Ｂ_４Ｏ_７や水晶を用いてもよい。
送信側高周波フィルタ３０１では、前記第１共振器群を構成する弾性表面波素子の圧電性基板１１０の材料にＬｉＴａＯ_３を用い、くし歯状電極１２、１３の金属層１８をＡｌ、下地層１７をＴｉＮで形成し、くし歯状電極１２、１３と圧電性基板１１０の間に絶縁性材料層１６を設け、一方、前記第２共振器群を構成する弾性表面波素子の圧電性基板１１１の材料にＬｉＮｂＯ_３を用い、くし歯状電極１２、１３の金属層１８をＣｕ、下地層１７をＴａ／Ｔｉ積層体で形成し、くし歯状電極１２、１３と圧電性基板１１０の間に絶縁性材料層１６を設けないことが好ましい。

受信側高周波フィルタ３０２では、前記第１共振器群を構成する弾性表面波素子の圧電性基板１１０の材料にＬｉＮｂＯ_３を用い、くし歯状電極１２、１３の金属層１８をＣｕ、下地層１７をＴａ／Ｔｉ積層体で形成し、くし歯状電極１２、１３と圧電性基板１１０の間に絶縁性材料層１６を設けず、一方、前記第２共振器群を構成する弾性表面波素子の圧電性基板１１１の材料にＬｉＴａＯ_３を用い、くし歯状電極１２、１３の金属層１８をＡｌ、下地層１７をＴｉＮで形成し、くし歯状電極１２、１３と圧電性基板１１０の間に絶縁性材料層１６を設けることが好ましい。

圧電性基板とくし歯状電極部の間に絶縁性材料層が設けられた本発明の弾性表面波素子（共振器）の前記絶縁性材料層の膜厚と共振器の静電容量Ｃｏ及び電気機械結合係数ｋ^２、並びに反共振周波数ｆａｒと共振周波数ｆｒの差との関係を調べた。

まず、圧電性基板上にスパッタ法を用いて酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）からなる絶縁性材料層を形成し、この絶縁性材料層の上に、導電性材料を用いてくし歯状電極部及び反射器を形成する。

本実施例の弾性表面波素子（共振器）は図１に示される共振器Ｓ１１と同じ形状である。なお、測定は一個の弾性表面波素子（共振器）に対して行なった。くし歯状電極部と反射器の各寸法を以下に示す。

くし歯状電極部のくし歯部の幅寸法Ｗ１及び反射器の各ストリップの幅寸法Ｗ２：Ｗ１＝Ｗ２＝０．４μｍ〜０．５４５μｍ

くし歯状電極部のくし歯部の間隔寸法Ｐ１及び反射器の各ストリップの間隔寸法Ｐ２：Ｐ１＝Ｐ２＝０．４μｍ〜０．５４５μｍ

くし歯部１３ａとくし歯部１４ａの交差長さ寸法Ｌ１
：Ｌ１＝（弾性表面波の波長λ）＝３３×２×（Ｗ１＋Ｐ１）
＝３３×λ

くし歯状電極部の膜厚及び反射器の各ストリップの膜厚：Ｈ１＝０．０９５μｍ
くし歯状電極部のくし歯部の本数：２００本
反射器のストリップの本数：５０本

くし歯状電極部と反射器の間の距離Ｌ２：Ｌ２＝Ｐ１＝Ｐ２＝０．４μｍ〜０．５４５μｍ

なお、圧電基板の材料はＬｉＴａＯ_３である。本実施例では１．７ＧＨｚ〜２．１ＧＨｚにしている。また、くし歯状電極部及び反射器はＣｕ_97.0Ａｇ_3.0合金（下付きの数値は質量％）によって形成されている。

図３４は絶縁性材料層の膜厚（ＳｉＯ_２膜厚）と弾性表面波素子の電気機械結合係数ｋ^２との関係を示すグラフである。

また、図３５のグラフは絶縁性材料層の規格化膜厚（Ｈ（ＳｉＯ_２）／λ）と弾性表面波素子の電気機械結合係数ｋ^２との関係を示している。前記絶縁性材料層の規格化膜厚Ｈ／λとは、くし歯状電極部１２，１３の絶縁性材料層１６の膜厚Ｈｎｍをくし歯部の中心間距離（ピッチ幅）λｎｍで割った値である。なお、くし歯部の中心間距離（ピッチ幅）λは圧電性基板の表面を伝播する弾性表面波の波長に等しい。

図３４の結果から、くし歯状電極部と圧電性基板との間に設けられた絶縁層の膜厚が大きくなるほど弾性表面波素子の電気機械結合係数ｋ^２が線形的に小さくなることがわかる。

図３５の結果も前記絶縁性材料層の規格化膜厚Ｈ／λが大きくなるほど弾性表面波素子の電気機械結合係数ｋ^２が線形的に小さくなることを示している。

図３６は絶縁性材料層の膜厚（ＳｉＯ_２膜厚）とくし歯状電極部の間の静電容量Ｃｏとの関係を示すグラフである。図３７は絶縁性材料層の規格化膜厚Ｈ／λとくし歯状電極部の間の静電容量Ｃｏとの関係を示すグラフである。

くし歯状電極部の間の静電容量Ｃｏとは、図２における圧電性基板１１及び絶縁性材料層１６を介したくし歯状電極部１２，１３間の静電容量の合計（図３のＣ１３とＣ１４の合成静電容量）である。

図３６の結果から、くし歯状電極部と圧電性基板との間に設けられた絶縁性材料層の膜厚が大きくなるほど弾性表面波素子とくし歯状電極部の間の静電容量Ｃｏが線形的に小さくなることがわかる。また、図３７の結果も前記絶縁性材料層の規格化膜厚Ｈ／λが大きくなるほど弾性表面波素子とくし歯状電極部の間の静電容量Ｃｏが線形的に小さくなることを示している。

図３８のグラフは絶縁性材料層の規格化膜厚（Ｈ（ＳｉＯ_２）／λ）と弾性表面波素子（共振器）の反共振周波数ｆａｒと共振周波数ｆｒの差を共振周波数で割った値Δｆ／ｆｒとの関係を示すグラフである。

図３８の結果から前記絶縁性材料層の規格化膜厚Ｈ／λが大きくなるほどΔｆ／ｆｒが線形的に小さくなることがわかる。

共振器のΔｆ／ｆｒを小さくすることによって、この共振器を用いて形成したバンドパスフィルタの通過帯域外の周波数を急峻に減衰させることができる。

前記絶縁性材料層の規格化膜厚Ｈ／λが大きくなるほどΔｆ／ｆｒが線形的に小さくなるのは、図１３及び図１４に示されたように弾性表面波素子の電気機械結合係数ｋ^２が小さくなるためであると考えられる。

なお、図３６及び図３７に示されるようにくし歯状電極部と圧電性基板の間に絶縁性材料層を設けることによって、弾性表面波素子（共振器）のΔｆ／ｆｒを小さくすると同時に弾性表面波素子とくし歯状電極部の間の静電容量Ｃｏを小さくすることができる。

本発明は、弾性表面波素子（共振器）のΔｆ／ｆｒを小さくするところに特徴がある。
ただし、くし歯状電極部と圧電性基板の間の絶縁性材料層の膜厚及び規格化膜厚が大きすぎると、圧電性基板の表面に弾性表面波を励起する効率が低下する。このため、本発明では絶縁性材料層の膜厚の上限は２０ｎｍ以下、また規格化膜厚の上限が０．０１以下であることが好ましいとした。

本発明の高周波フィルタの前記第１共振器群を構成する弾性表面波素子の圧電性基板と前記第２共振器群を構成する弾性表面波素子の圧電性基板を分離し、それぞれの圧電性基板の材料を異ならせたときの電気機械結合係数ｋ^２を求めた。

（表１）に示されるように、圧電性基板をＬｉＮｂＯ_３で形成した弾性表面波素子の電気機械結合係数ｋ^２は１１．３であり、圧電性基板をＬｉＴａＯ_３で形成した弾性表面波素子の電気機械結合係数ｋ^２は４．７である。従って、ＬｉＴａＯ_３を用いて形成された弾性表面波素子の反共振周波数と共振周波数の差ΔｆはＬｉＮｂＯ_３を用いて形成された弾性表面波素子の反共振周波数と共振周波数の差Δｆよりも小さくなる。

受信周波数帯域を送信周波数帯域より高くして双方向同時通話を行う送受信機の送信側高周波フィルタ３０１と受信側高周波フィルタ３０２として本発明の高周波フィルタを用いることができる（図３１）。

送信側高周波フィルタ３０１の第１共振器群には圧電性基板をＬｉＴａＯ_３で形成した弾性表面波素子を用い、第２共振器群には圧電性基板をＬｉＮｂＯ_３で形成した弾性表面波素子を用いるとよい。また、受信側高周波フィルタ３０２の第１共振器群には圧電性基板をＬｉＮｂＯ_３で形成した弾性表面波素子を用い、第２共振器群には圧電性基板をＬｉＴａＯ_３で形成した弾性表面波素子を用いるとよい。

本発明の高周波フィルタの第１共振器群を構成する弾性表面波素子のくし歯状電極部の材料と第２共振器群を構成する弾性表面波素子のくし歯状電極部の材料を異ならせたときの電気機械結合係数ｋ^２を求めた。

（表２）に示されるように、くし歯状電極部をＡｌで形成した弾性表面波素子の電気機械結合係数ｋ^２は９．１であり、くし歯状電極部をＣｕで形成した弾性表面波素子の電気機械結合係数ｋ^２は９．４である。従って、Ａｌを用いて形成されたくし歯状電極部を有する弾性表面波素子の反共振周波数と共振周波数の差Δｆは、Ｃｕを用いて形成されたくし歯状電極部を有する弾性表面波素子の反共振周波数と共振周波数の差Δｆよりも小さくなる。

送信側高周波フィルタ３０１の第１共振器群にはくし歯状電極部をＡｌで形成した弾性表面波素子を用い、第２共振器群にはくし歯状電極部をＣｕで形成した弾性表面波素子を用いるとよい。また、受信側高周波フィルタ３０２の第１共振器群にはくし歯状電極部をＣｕで形成した弾性表面波素子を用い、第２共振器群にはくし歯状電極部をＡｌで形成した弾性表面波素子を用いるとよい。

前記くし歯状電極部を下地層とその上に積層される金属層を有しているものとし、前記第１共振器群を構成する弾性表面波素子の前記下地層の材料と前記第２共振器群を構成する弾性表面波素子の前記下地層の材料を異ならせたときの電気機械結合係数ｋ^２を求めた。

（表３）に示されるように、くし歯状電極部の下地層をＴｉＮで形成した弾性表面波素子の電気機械結合係数ｋ^２は９．１であり、くし歯状電極部の下地層をＴａ／Ｔｉ積層体で形成した弾性表面波素子の電気機械結合係数ｋ^２は９．４である。従って、前記下地層がＴｉＮで形成された弾性表面波素子の反共振周波数と共振周波数の差Δｆは、前記下地層がＴａ／Ｔｉ積層体を用いて形成された弾性表面波素子の反共振周波数と共振周波数の差Δｆよりも小さくなる。

送信側高周波フィルタ３０１の第１共振器群には前記下地層をＴｉＮで形成した弾性表面波素子を用い、第２共振器群には前記下地層をＴａ／Ｔｉ積層体で形成した弾性表面波素子を用いるとよい。また、受信側高周波フィルタ３０２の第１共振器群には前記下地層をＴａ／Ｔｉ積層体で形成した弾性表面波素子を用い、第２共振器群には前記下地層をＴｉＮで形成した弾性表面波素子を用いるとよい。

前記くし歯状電極部と圧電性基板との間に絶縁性材料層を設けたときと、設けないときの電気機械結合係数ｋ^２を求めた。

（表４）に示されるように、くし歯状電極部と圧電性基板との間にＳｉＯ_２からなる絶縁性材料層を形成した弾性表面波素子の電気機械結合係数ｋ^２は８．７であり、圧電性基板の上にくし歯状電極部を直接形成した弾性表面波素子の電気機械結合係数ｋ^２は９．４である。従って、くし歯状電極部と圧電性基板との間にＳｉＯ_２からなる絶縁性材料層を形成した弾性表面波素子の反共振周波数と共振周波数の差Δｆは、圧電性基板の上にくし歯状電極部を直接形成した弾性表面波素子の反共振周波数と共振周波数の差Δｆよりも小さくなる。

送信側高周波フィルタ３０１の第１共振器群には、くし歯状電極部と圧電性基板との間に絶縁性材料層を形成した弾性表面波素子を用い、第２共振器群には圧電性基板の上にくし歯状電極部を直接形成した弾性表面波素子を用いるとよい。また、受信側高周波フィルタ３０２の第１共振器群には圧電性基板の上にくし歯状電極部を直接形成した弾性表面波素子を用い、第２共振器群にはくし歯状電極部と圧電性基板との間に絶縁性材料層を形成した弾性表面波素子を用いるとよい。

本発明の共振器（弾性表面波素子）及びこの共振器を用いて形成したバンドパスフィルタの第１の実施の形態を示す平面図、図１の弾性表面波素子をＤ１−Ｄ１線で切断して矢印方向から見た部分断面図、図１に示されたバンドパスフィルタの等価回路図、図１に示された共振器の周波数特性をしめす図、図１に示されたバンドパスフィルタの周波数特性をしめす図、本発明の共振器（弾性表面波素子）及びこの共振器を用いて形成したバンドパスフィルタの第２の実施の形態を示す平面図、図５に示されたバンドパスフィルタの等価回路図、本発明の共振器（弾性表面波素子）及びこの共振器を用いて形成したバンドパスフィルタの第３の実施の形態を示す平面図、図７に示されたバンドパスフィルタの等価回路図、図７に示されたバンドパスフィルタの周波数特性の一例をしめす図、本発明の共振器（弾性表面波素子）及びこの共振器を用いて形成したバンドパスフィルタの第４の実施の形態を示す平面図、本発明の共振器（弾性表面波素子）及びこの共振器を用いて形成したバンドパスフィルタの第５の実施の形態を示す平面図、図１１に示されたバンドパスフィルタの等価回路図、本発明の共振器（弾性表面波素子）及びこの共振器を用いて形成したバンドパスフィルタの実施の形態を示す平面図、図１３に示されたバンドパスフィルタの等価回路図、図１３に示された共振器の周波数特性をしめす図、図１３に示されたバンドパスフィルタの周波数特性をしめす図、本発明の共振器（弾性表面波素子）及びこの共振器を用いて形成したバンドパスフィルタの実施の形態を示す平面図、図１６に示されたバンドパスフィルタの等価回路図、本発明の共振器（弾性表面波素子）及びこの共振器を用いて形成したバンドパスフィルタの実施の形態を示す平面図、図１８に示されたバンドパスフィルタの等価回路図、本発明の共振器（弾性表面波素子）及びこの共振器を用いて形成したバンドパスフィルタの実施の形態を示す平面図、本発明の共振器（弾性表面波素子）及びこの共振器を用いて形成したバンドパスフィルタの実施の形態を示す平面図、図２１に示されたバンドパスフィルタの等価回路図、本発明の共振器（弾性表面波素子）及びこの共振器を用いて形成したバンドパスフィルタの実施の形態を示す平面図、図２３に示された共振器の周波数特性をしめす図、図２３に示されたバンドパスフィルタの周波数特性をしめす図、図２３に示された共振器の周波数特性をしめす図、図２３に示されたバンドパスフィルタの周波数特性をしめす図、本発明の共振器（弾性表面波素子）及びこの共振器を用いて形成したバンドパスフィルタの実施の形態を示す平面図、本発明の共振器（弾性表面波素子）及びこの共振器を用いて形成したバンドパスフィルタの実施の形態を示す平面図、本発明の共振器（弾性表面波素子）及びこの共振器を用いて形成したバンドパスフィルタの実施の形態を示す平面図、本発明の共振器（弾性表面波素子）及びこの共振器を用いて形成したバンドパスフィルタの実施の形態を示す平面図、図２３の弾性表面波素子をＤ１−Ｄ１線で切断して矢印方向から見た部分断面図、本発明の送受信機のアンテナ部付近のブロック図、本発明の送受信機の送信側高周波フィルタと受信側高周波フィルタの周波数特性を示すグラフ、弾性表面波素子の圧電性基板上に絶縁層が設けられた状態を示す断面図、絶縁性材料層の膜厚（ＳｉＯ_２膜厚）と弾性表面波素子の電気機械結合係数ｋ^２との関係を示すグラフ、絶縁性材料層の規格化膜厚（Ｈ（ＳｉＯ_２）／λ）と弾性表面波素子の電気機械結合係数ｋ^２との関係を示すグラフ、絶縁性材料層の膜厚（ＳｉＯ_２膜厚）とくし歯状電極部の間の静電容量Ｃｏとの関係を示すグラフ、絶縁性材料層の規格化膜厚Ｈ／λとくし歯状電極部の間の静電容量Ｃｏとの関係を示すグラフ、絶縁性材料層の規格化膜厚（Ｈ（ＳｉＯ_２）／λ）と弾性表面波素子（共振器）の反共振周波数ｆａｒと共振周波数ｆｒの差を共振周波数で割った値Δｆ／ｆｒとの関係を示すグラフ、従来の共振器（弾性表面波素子）及びこの共振器を用いて形成したバンドパスフィルタの平面図、図３９に示されたバンドパスフィルタの等価回路図、図３９の弾性表面波素子をＤ−Ｄ線で切断して矢印方向から見た部分断面図、図３９に示された共振器の周波数特性をしめす図、図３９に示されたバンドパスフィルタの周波数特性をしめす図、

符号の説明

１１圧電基板
１２、１３くし歯状電極部
１４接続電極部
１５反射器
１６絶縁性材料層
Ｓ１１、Ｓ１２共振器（弾性表面波素子）
Ｆ１１バンドパスフィルタ

Claims

圧電性基板と、前記圧電性基板上に薄膜形成された電極部を有する弾性表面波素子が複数個接続されてなる高周波フィルタであって、
単体の弾性表面波素子又は複数の直列接続されている前記弾性表面波素子からなる第１共振器群及び一端部が前記第１共振器群を構成する弾性表面波素子に接続され他端部がグラウンドに接続されている１個または複数個の弾性表面波素子からなる第２共振器群が設けられ、前記第１共振器群の前記接続部の一端部が入力端子に接続され他端部が出力端子に接続されており、前記第１共振器群を構成する前記弾性表面波素子の電気機械結合係数ｋ^２と前記第２共振器群を構成する前記弾性表面波素子の電気機械結合係数ｋ^２が異なっていることを特徴とする高周波フィルタ。
前記第１共振器群を構成する前記弾性表面波素子の電気機械結合係数ｋ^２が前記第２共振器群を構成する前記弾性表面波素子の電気機械結合係数ｋ^２より小さい請求項１記載の高周波フィルタ。
前記第２共振器群を構成する前記弾性表面波素子の電気機械結合係数ｋ^２が前記第１共振器群を構成する前記弾性表面波素子の電気機械結合係数ｋ^２より小さい請求項１記載の高周波フィルタ。
前記第１共振器群を構成する前記弾性表面波素子のうち少なくとも一つの弾性表面波素子において、
前記電極部はくし歯状電極部及び前記くし歯状電極部に接続された接続部を有し、前記くし歯状電極部と前記圧電性基板の間に絶縁性材料層が設けられている請求項２記載の高周波フィルタ。
前記くし歯状電極部の側方の前記圧電性基板上に前記圧電性基板の表面に発生する表面波を反射させる反射器が設けられ、この反射器と前記圧電性基板の間に絶縁性材料層が設けられている請求項４記載の高周波フィルタ。
前記第２共振器群を構成する弾性表面波素子の前記くし歯状電極部は前記圧電性基板の上に直接積層されている請求項４又は５に記載の高周波フィルタ。
前記第２共振器群を構成する前記弾性表面波素子のうち少なくとも一つの弾性表面波素子において、
前記電極部はくし歯状電極部及び前記くし歯状電極部に接続された接続部を有し、前記くし歯状電極部と前記圧電性基板の間に絶縁性材料層が設けられている請求項３記載の高周波フィルタ。
前記くし歯状電極部の側方の前記圧電性基板上に前記圧電性基板の表面に発生する表面波を反射させる反射器が設けられ、この反射器と前記圧電性基板の間に絶縁性材料層が設けられている請求項７記載の高周波フィルタ。
前記第１共振器群を構成する弾性表面波素子の前記くし歯状電極部は前記圧電性基板の上に直接積層されている請求項７または８記載の高周波フィルタ。
前記絶縁性材料層が酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）、窒化ケイ素（Ｓｉ₃Ｎ₄）のいずれか１種または２種以上によって形成されている請求項４ないし９のいずれかに記載の高周波フィルタ。
前記絶縁性材料層の膜厚が５ｎｍ以上２０ｎｍ以下である請求項４ないし１０のいずれかに記載の高周波フィルタ。
前記くし歯状電極部のくし歯部の中心間距離（ピッチ幅）をλｎｍ、前記絶縁性材料層の膜厚をＨｎｍとしたとき、前記絶縁性材料層の規格化膜厚Ｈ／λが０．００２５以上０．０１以下である請求項４ないし１１のいずれかに記載の高周波フィルタ。
前記くし歯状電極部と前記反射器のいずれか一方あるいは両方がＴｉＮからなる下地層を有している請求項１ないし１２のいずれかに記載の高周波フィルタ。
前記第１共振器群を構成する弾性表面波素子の圧電性基板と前記第２共振器群を構成する弾性表面波素子の圧電性基板が分離されている請求項１ないし１３のいずれかに記載の高周波フィルタ。
前記第１共振器群を構成する弾性表面波素子の圧電性基板の材料と前記第２共振器群を構成する弾性表面波素子の圧電性基板の材料が異なる請求項１４に記載の高周波フィルタ。
前記第１共振器群を構成する弾性表面波素子のくし歯状電極部の材料と前記第２共振器群を構成する弾性表面波素子のくし歯状電極部の材料が異なる請求項１ないし１５のいずれかに記載の高周波フィルタ。
前記くし歯状電極部は下地層とその上に積層される金属層を有し、前記第１共振器群を構成する弾性表面波素子の前記下地層の材料と前記第２共振器群を構成する弾性表面波素子の前記下地層の材料が異なる請求項１６に記載の高周波フィルタ。
受信周波数帯域と送信周波数帯域とが異なる送受信機において、前記送信周波数帯域を通過させる送信側高周波フィルタと前記受信周波数帯域を通過させる受信側高周波フィルタは、圧電性基板と、前記圧電性基板上に薄膜形成された電極部を有する弾性表面波素子が複数個接続されてなる高周波フィルタであって、
それぞれの前記高周波フィルタには単体の弾性表面波素子又は複数の直列接続されている前記弾性表面波素子からなる第１共振器群及び一端部が前記第１共振器群を構成する弾性表面波素子に接続され他端部がグラウンドに接続されている１個または複数個の弾性表面波素子からなる第２共振器群が設けられ、前記第１共振器群の前記接続部の一端部が入力端子に接続され他端部が出力端子に接続されており、
前記送信側高周波フィルタの前記第１共振器群を構成する前記弾性表面波素子の電気機械結合係数ｋ^２が前記第２共振器群を構成する前記弾性表面波素子の電気機械結合係数ｋ^２より小さいことを特徴とする送受信機。
受信周波数帯域が送信周波数帯域より高く設定されている請求項１８に記載の送受信機。
前記送信側高周波フィルタの前記第１共振器群を構成する前記弾性表面波素子のうち少なくとも一つの弾性表面波素子において、
前記電極部はくし歯状電極部及び前記くし歯状電極部に接続された接続部を有し、前記くし歯状電極部と前記圧電性基板の間に絶縁性材料層が設けられている請求項１８または１９記載の送受信機。
前記送信側高周波フィルタの前記第１共振器群を構成する弾性表面波素子の前記圧電性基板が、前記圧電性基板の線膨張係数より小さい線膨張係数を持つ絶縁性材料からなる絶縁層によって覆われている請求項１８ないし２１のいずれかに記載の送受信機。
前記絶縁性材料は酸化ケイ素またはアルミナである請求項２１に記載の送受信機。
受信周波数帯域と送信周波数帯域とが異なる送受信機において、前記送信周波数帯域を通過させる送信側高周波フィルタと前記受信周波数帯域を通過させる受信側高周波フィルタは、圧電性基板と、前記圧電性基板上に薄膜形成された電極部を有する弾性表面波素子が複数個接続されてなる高周波フィルタであって、
それぞれの前記高周波フィルタには、単体の弾性表面波素子又は複数の直列接続されている前記弾性表面波素子からなる第１共振器群及び一端部が前記第１共振器群を構成する弾性表面波素子に接続され他端部がグラウンドに接続されている１個または複数個の弾性表面波素子からなる第２共振器群が設けられ、前記第１共振器群の前記接続部の一端部が入力端子に接続され他端部が出力端子に接続されており、
前記受信側高周波フィルタの前記第２共振器群を構成する前記弾性表面波素子の電気機械結合係数ｋ^２が前記第１共振器群を構成する前記弾性表面波素子の電気機械結合係数ｋ^２より小さいことを特徴とする送受信機。
受信周波数帯域が送信周波数帯域より高く設定されている請求項２３記載の送受信機。
前記第２共振器群を構成する前記弾性表面波素子のうち少なくとも一つの弾性表面波素子において、
前記電極部はくし歯状電極部及び前記くし歯状電極部に接続された接続部を有し、前記くし歯状電極部と前記圧電性基板の間に絶縁性材料層が設けられている請求項２３または２４に記載の送受信機。
前記受信側高周波フィルタの前記第２共振器群を構成する弾性表面波素子の前記圧電性基板が、前記圧電性基板の線膨張係数より小さい線膨張係数を持つ絶縁性材料からなる絶縁層によって覆われている請求項２３ないし２５のいずれかに記載の送受信機。
前記絶縁性材料は酸化ケイ素またはアルミナである請求項２６記載の送受信機。
前記第１共振器群を構成する弾性表面波素子の圧電性基板と前記第２共振器群を構成する弾性表面波素子の圧電性基板が分離されている請求項１８ないし２７いずれかに記載の送受信機。
前記第１共振器群を構成する弾性表面波素子の圧電性基板の材料と前記第２共振器群を構成する弾性表面波素子の圧電性基板の材料が異なる請求項２８に記載の送受信機。
前記第１共振器群を構成する弾性表面波素子のくし歯状電極部の材料と前記第２共振器群を構成する弾性表面波素子のくし歯状電極部の材料が異なる請求項１８ないし２９のいずれかに記載の送受信機。
前記くし歯状電極部は下地層とその上に積層される金属層を有し、前記第１共振器群を構成する弾性表面波素子の前記下地層の材料と前記第２共振器群を構成する弾性表面波素子の前記下地層の材料が異なる請求項３０に記載の送受信機。