JP2017228945A - 弾性波共振器、フィルタおよびマルチプレクサ - Google Patents

弾性波共振器、フィルタおよびマルチプレクサ Download PDF

Info

Publication number
JP2017228945A
JP2017228945A JP2016123972A JP2016123972A JP2017228945A JP 2017228945 A JP2017228945 A JP 2017228945A JP 2016123972 A JP2016123972 A JP 2016123972A JP 2016123972 A JP2016123972 A JP 2016123972A JP 2017228945 A JP2017228945 A JP 2017228945A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode fingers
electrode
wave resonator
acoustic wave
elastic wave
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2016123972A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2017228945A5 (ja
JP6632481B2 (ja
Inventor
匡郁 岩城
Masafumi Iwaki
匡郁 岩城
松田 隆志
Takashi Matsuda
隆志 松田
堤 潤
Jun Tsutsumi
潤 堤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Taiyo Yuden Co Ltd
Original Assignee
Taiyo Yuden Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Taiyo Yuden Co Ltd filed Critical Taiyo Yuden Co Ltd
Priority to JP2016123972A priority Critical patent/JP6632481B2/ja
Priority to US15/599,367 priority patent/US10270425B2/en
Priority to CN201710478055.7A priority patent/CN107528564B/zh
Publication of JP2017228945A publication Critical patent/JP2017228945A/ja
Publication of JP2017228945A5 publication Critical patent/JP2017228945A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6632481B2 publication Critical patent/JP6632481B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/46Filters
    • H03H9/64Filters using surface acoustic waves
    • H03H9/6489Compensation of undesirable effects
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/25Constructional features of resonators using surface acoustic waves
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02Details
    • H03H9/02535Details of surface acoustic wave devices
    • H03H9/02818Means for compensation or elimination of undesirable effects
    • H03H9/02944Means for compensation or elimination of undesirable effects of ohmic loss
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02Details
    • H03H9/125Driving means, e.g. electrodes, coils
    • H03H9/145Driving means, e.g. electrodes, coils for networks using surface acoustic waves
    • H03H9/14517Means for weighting
    • H03H9/14529Distributed tap
    • H03H9/14535Position weighting
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02Details
    • H03H9/125Driving means, e.g. electrodes, coils
    • H03H9/145Driving means, e.g. electrodes, coils for networks using surface acoustic waves
    • H03H9/14538Formation
    • H03H9/14541Multilayer finger or busbar electrode
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02Details
    • H03H9/125Driving means, e.g. electrodes, coils
    • H03H9/145Driving means, e.g. electrodes, coils for networks using surface acoustic waves
    • H03H9/14544Transducers of particular shape or position
    • H03H9/14552Transducers of particular shape or position comprising split fingers
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02Details
    • H03H9/125Driving means, e.g. electrodes, coils
    • H03H9/145Driving means, e.g. electrodes, coils for networks using surface acoustic waves
    • H03H9/14544Transducers of particular shape or position
    • H03H9/1457Transducers having different finger widths

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)

Abstract

【課題】横モードスプリアスを抑制し、かつ低損失な弾性波共振器、フィルタおよびマルチプレクサを提供すること。【解決手段】圧電基板10と、前記圧電基板上に形成され、互いに同電位の複数の第1電極指14aと前記複数の第1電極指の電位と異なり互いに同電位の複数の第2電極指14bとを含み、少なくとも一対の隣接する第1電極指の間に2本の第2電極指が設けられ、前記複数の第1電極指および前記複数の第2電極指が励振する弾性波の波長をλとし、前記2本の第2電極指の中心同士の間隔をPgとしたとき、Pgはλ/4とは異なるグレーティング電極と、を具備する弾性波共振器。【選択図】図6

Description

本発明は、弾性波共振器、フィルタおよびマルチプレクサに関し、例えば圧電基板上に形成されたグレーティング電極を有する弾性波共振器、フィルタおよびマルチプレクサに関する。
携帯電話を代表とする高周波通信用システムにおいて、通信に使用する周波数帯以外の不要な信号を除去するために、高周波フィルタ等が用いられている。高周波フィルタ等には、弾性表面波(SAW:Surface acoustic wave)共振器等の弾性波共振器が用いられている。SAW共振器においては、タンタル酸リチウム(LiTaO)基板またはニオブ酸リチウム(LiNbO)基板等の圧電基板上に金属グレーティング電極が形成されている。
グレーティング電極は、弾性表面波の一種であるSH(Shear Horizontal)波、レーリー波または弾性境界波等を励起する。グレーティング電極が励振した弾性波の主たる伝搬方向の両側に反射器を設けることで、これらの弾性波をグレーティング電極付近に閉じ込める。弾性波共振器を用いラダー型フィルタや多重モードフィルタが実現できる。グレーティング電極において、弾性波の伝搬方向に垂直な方向の幅を重み付けした弾性波共振器が知られている(例えば特許文献1および2)。
特開平9−270667号公報 特開2008−78883号公報
グレーティング電極を有する弾性波共振器においては、不要応答である横モードスプリアスが生じる。横モードスプリアスは、弾性波の伝搬方向に垂直な方向の成分を有する弾性波が、ある波長で強めあうことで生じる。特許文献1および2においては、弾性波の伝搬方向に対して交叉幅が変化しているため、横モードスプリアスが生じる周波数が伝搬方向に対し変化する。このため、横モードの弾性波が強めあう周波数が平均化され、横モードスプリアスが抑制される。しかしながら、横モードの弾性波の発生が抑制されているのではない。このため、グレーティング電極外に横モードの弾性波が漏れる。よって、損失が生じる。
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、横モードスプリアスを抑制し、かつ低損失な弾性波共振器、フィルタおよびマルチプレクサを提供することを目的とする。
本発明は、圧電基板と、前記圧電基板上に形成され、互いに同電位の複数の第1電極指と前記複数の記第1電極指の電位と異なり互いに同電位の複数の第2電極指とを含み、少なくとも一対の隣接する第1電極指の間に2本の第2電極指が設けられ、前記複数の第1電極指および前記複数の第2電極指が励振する弾性波の波長をλとし、前記2本の第2電極指の中心同士の間隔をPgとしたとき、Pgはλ/4とは異なるグレーティング電極と、を具備する弾性波共振器である。
上記構成において、λ/8<Pg<λ/4である構成とすることができる。
上記構成において、λ/4<Pg<3×λ/8である構成とすることができる。
上記構成において、少なくとも一対の隣接する第2電極指の間に2本の第1電極指が設けられ、前記2本の第1電極指の中心同士の間隔はλ/4とは異なる構成とすることができる。
本発明は、圧電基板と、前記圧電基板上に形成され、弾性波を励振する複数の電極指を有するグレーティング電極と、前記圧電基板上にであって前記複数の電極指が交叉する交叉領域かつ前記複数の電極指の間に形成され、前記複数の電極指と電気的に接続されていない金属追加膜と、を具備する弾性波共振器である。
上記構成において、前記複数の電極指が励振する弾性波の波長をλとしたとき、前記金属追加膜と前記複数の電極指のうち前記金属追加膜に隣接する電極指との距離は、λ/16より小さい構成とすることができる。
上記構成において、前記複数の第1電極指と前記複数の第2電極指とが交叉する交叉領域における異方性係数は正である構成とすることができる。
本発明は、上記弾性波共振器を含むフィルタである。
本発明は、上記フィルタを含むマルチプレクサである。
本発明によれば、横モードスプリアスを抑制し、かつ低損失な弾性波共振器、フィルタおよびマルチプレクサを提供することができる。
図1(a)は、比較例および実施例に係る弾性波共振器の平面図、図1(b)は、図1(a)のA−A断面図である。 図2(a)は、X方向およびY方向における波数の平面図、図2(b)は、β/βに対するβ/βを示す図である。 図3(a)および図3(b)は、比較例1および2に係る弾性波共振器のIDTの一部を示す平面図である。 図4(a)は、比較例1の断面図、図4(b)は1ポート共振器の反射特性S11を示すスミスチャートである。 図5(a)は、比較例2の断面図、図5(b)は1ポート共振器の反射特性S11を示すスミスチャートである。 図6(a)および図6(b)は、実施例1に係る弾性波共振器のIDTの一部を示す平面図である。 図7(a)は、実施例1の断面図、図7(b)は1ポート共振器の反射特性S11を示すスミスチャートである。 図8(a)から図8(c)は、実施例1の変形例に係る弾性波共振器のIDTの一部を示す平面図である。 図9(a)は、実施例2に係る弾性波共振器のIDTの一部を示す平面図、図9(b)はA−A断面図である。 図10(a)は、実施例2の断面図、図10(b)は1ポート共振器の反射特性S11を示すスミスチャートである。 図11(a)から図11(c)は、実施例2の変形例に係る弾性波共振器のIDTの一部を示す断面である。 図12(a)は、実施例3に係るフィルタの回路図、図12(b)は、実施例3の変形例に係るデュプレクサの回路図である。
本発明の比較例および実施例に係る弾性波共振器の構造について説明する。図1(a)は、比較例および実施例に係る弾性波共振器の平面図、図1(b)は、図1(a)のA−A断面図である。図1(a)および図1(b)に示すように、圧電基板10上にIDT21および反射器22形成されている。IDT21および反射器22は、圧電基板10に形成された金属膜12により形成される。IDT21は、対向する一対の櫛型電極20を備える。櫛型電極20は、複数の電極指14と、複数の電極指14が接続されたバスバー18を備える。複数の電極指14は、グレーティング電極16を形成する。一対の櫛型電極20は、電極指14がほぼ互い違いとなるように、対向して設けられている。
一対の櫛型電極20のグレーティング電極16が交叉する領域が交叉領域15である。交叉領域15においてグレーティング電極16が励振する弾性波は、主に電極指14の配列方向に伝搬する。グレーティング電極16の周期がほぼ弾性波の波長λとなる。一方の櫛型電極20の金属グレーティング電極16の先端と他方の櫛型電極20のバスバー18との間の領域がギャップ領域17である。ダミー電極指が設けられている場合、ギャップ領域は電極指の先端とダミー電極指の先端の間の領域である。弾性波の伝搬方向をX方向、伝搬方向に直交する方向をY方向とする。X方向およびY方向は、圧電基板10の結晶方位のX軸方向およびY軸方向とは必ずしも対応しない。圧電基板10は、例えばタンタル酸リチウム基板またはニオブ酸リチウム基板である。金属膜12は、例えばアルミニウム膜または銅膜である。
次に、異方性係数について説明する。図2(a)は、X方向およびY方向における波数の平面図、図2(b)は、β/βに対するβ/βを示す図である。図2(a)に示すように、弾性波のX方向の波数をβ、弾性波のY方向の波数をβとする。X方向からY方向に角度θの方向の弾性波の波数βは角度θに対して放物線近似できるとすると、波数βは異方性係数γ用い、β +γ・β =β で表される。
図2(b)において、β/βは弾性波のX方向の位相速度の逆速度(slowness)に相当し、β/βは弾性波のY方向の位相速度の逆速度に対応する。異方性係数γが正のときの逆速度面60は、原点からみて凸型となる。このため、γ>0のときを凸型ともいう。異方性係数γが負のとき逆速度面62は原点からみて凹型となる。このため、γ<0のときを凹型ともいう。
異方性係数γは圧電基板10の材料、グレーティング電極16の材料、膜厚およびピッチにより定まる。例えば、圧電基板10として回転YカットX伝搬ニオブ酸リチウム基板を用いると異方性係数γは正となる。圧電基板10として回転YカットX伝搬タンタル酸リチウム基板を用いると異方性係数γは負となる。回転YカットX伝搬タンタル酸リチウム基板を用い、グレーティング電極16を重い材料とし、かつ膜厚を大きくすると異方性係数γが正となることもある。
[比較例1]
異方性係数γが正のときを考える。このとき、交叉領域15における異方性係数γが小さくなり0に近づくと、弾性波のY方向成分が生じにくくなる。γが0となると弾性波のY方向成分は0となる。よって、横モードスプリアスは消失する。このように、γを小さくすると横モードスプリアスを抑制できる。発明者らは、異方性係数γとX方向に伝搬する弾性波のグレーティング電極における反射率に着目し、横モードスプリアスを抑制することを考えた。
図3(a)および図3(b)は、比較例1および2に係る弾性波共振器のIDTの一部を示す平面図である。図3(a)に示すように、比較例1では、同じ櫛型電極20bの隣接する電極指14bの間に、櫛型電極20aの電極指14aが1本設けられている。隣接する電極指14aの間に電極指14bが1本設けられている。これをシングル電極という。同じ櫛型電極20bの隣接する電極指14bの中心のピッチPはグレーティング電極が励振する弾性波の波長λにほぼ一致する。隣接する電極指14aおよび14bの中心のピッチPgはλ/2である。電極指14aおよび14bにおける音響インピーダンスZ1は、電極指14aおよび14bの間における音響インピーダンスZfより大きい。これによりグレーティング電極16をX方向に伝搬する弾性波は、電極指14aおよび14bで反射する。ピッチPgがλ/2のため、電極指14aおよび14bで反射した弾性波50aおよび50bはほぼ同位相となる。よって、グレーティング電極16による弾性波50の反射率が大きくなる。
[比較例2]
比較例2はグレーティング電極による弾性波の反射を小さくする例である。図3(b)に示すように、比較例2では、隣接する電極指14bの間に、電極指14aが2本設けられている。隣接する電極指14aの間に電極指14bが2本設けられている。これをダブル電極という。このように、電極指14aと14bが2本おきに配列されている。最も隣接する電極指14a(または14b)のピッチPgはλ/4である。このとき弾性波の反射はブラッグ条件を満たす。ブラッグ条件では、X方向に伝搬する弾性波50が隣接する電極指14bで反射した弾性波50cおよび50dはほぼ逆位相となる。これにより、グレーティング電極16による弾性波の反射率は小さくなる(理想的には0となる)。
比較例1および2に係る1ポート共振器を作製し、反射特性S11を測定した。
作製した1ポート共振器の構造は以下である。
圧電基板10:回転42°YカットX伝搬タンタル酸リチウム基板
金属膜12:膜厚Tgが0.11λのモリブデン(Mo)膜
ピッチP=λ:4.4μm
交叉幅:20λ
対数:100対
反射器電極指数:10本
ピッチPは同じ櫛型電極の電極指のピッチを示す。交叉幅は、交叉領域15のY方向の幅(電極指14が交叉する幅)を示す。対数は、グレーティング電極16における電極指14の対数である。反射器電極指数は、反射器22の電極指の数を示す。
図4(a)は、比較例1の断面図、図4(b)は1ポート共振器の反射特性S11を示すスミスチャートである。図4(a)に示すように、圧電基板10は、回転42°YカットX伝搬タンタル酸リチウム基板である。圧電基板10上に電極指14aおよび14bが交互に配列されている。電極指14aおよび14bの膜厚Tgは0.11λである。隣接する電極指14aおよび14bのピッチPgはλ/2である。電極指14aおよび14bの幅Wgはλ/4である。
図4(b)に示すように、共振周波数frから反共振周波数faにかけて1次から7次の大きなスプリアスが生じている。S11はスミスチャートの周縁付近に位置する(すなわちQサークルが大きい)。よって、損失が小さく、Q値は大きい。このように、比較例1では、損失は小さいが横モードスプリアスが大きくなる。
図5(a)は、比較例2の断面図、図5(b)は1ポート共振器の反射特性S11を示すスミスチャートである。図5(a)に示すように、圧電基板10上に電極指14aおよび14bが2本ずつ交互に配列されている。2本の電極指14aの中心と2本の電極指14bの中心とのピッチPg´はλ/2である。2本の電極指14a(または14b)間のピッチPgはλ/4である。電極指14aおよび14bの幅Wgはλ/8である。
図5(b)に示すように、共振周波数frから反共振周波数faにかけて1次から9次およびさらに高次のスプリアスのサークルが生じているが、比較例1よりは小さい。矢印52のようにS11がスミスチャートの周縁より小さくなる(すなわちQサークルが小さくなる)。よって損失が大きくQ値が小さくなる。このように、比較例2では、比較例1に比べ横モードスプリアスが小さくなるが損失が大きくなる。
比較例2において損失が大きくなるのは、グレーティング電極16により弾性波の反射がほぼ無反射となるため、IDT21内に弾性波のエネルギーを閉じ込めることができなくなったことが原因ではないかと考えられる。
図6(a)および図6(b)は、実施例1に係る弾性波共振器のIDTの一部を示す平面図である。図6(a)に示すように、実施例1はダブル電極である。2本隣接して設けられた電極指14a(または14b)のピッチPgをλ/4より小さくする。図6(b)に示すように、2本隣接して設けられた電極指14a(または14b)のピッチPgをλ/4より大きくする。その他の構成は比較例2と同じであり説明を省略する。
実施例1では、ピッチPgをλ/4と異ならせる。このとき弾性波の反射はブラッグ条件から外れる。X方向に伝搬する弾性波50が隣接する電極指14bで反射した弾性波50cおよび50dの位相は異なるが逆位相はなく同位相でもない。これにより、実施例1のグレーティング電極16による弾性波の反射率は比較例1より小さくなる。このため、異方性係数γは比較例1より小さくなり、横モードスプリアスが抑制される。また、実施例1の弾性波の反射率は比較例2より大きくなる。これにより、弾性波のエネルギーがIDT21内に閉じ込められ損失の低下が抑制される。
図6(a)の構造の弾性波共振器を作製し反射特性S11を測定した。図7(a)は、実施例1の断面図、図7(b)は1ポート共振器の反射特性S11を示すスミスチャートである。図7(a)に示すように、2本の電極指14aの中心と2本の電極指14bの中心とのピッチPg´はλ/2である。2本の電極指14a(または14b)間のピッチPgはλ/4.6である。電極指14aおよび14bの幅Wgはλ/8である。その他のシミュレーション条件は比較例1および2と同じである。
図7(b)に示すように、比較例2と比べS11がスミスチャートの周縁付近となっている。このように、実施例1は比較例2より損失が小さい。よってQ値が高くなる。また、共振周波数frから反共振周波数faにかけて1次から11次のスプリアスのサークルが生じている。スプリアスの大きさは比較例1および2より小さい。このように、損失およびスプリアスを抑制できる。
図8(a)から図8(c)は、実施例1の変形例に係る弾性波共振器のIDTの一部を示す平面図である。図8(a)に示すように、隣接する電極指14a(または14b)のピッチがピッチPg1とPg1とは異なるピッチPg2の箇所がある。このように、ピッチPgはX方向に変調されていてもよい。図8(b)に示すように、電極指14aおよび14bのいずれか一方は、シングル電極でもよい。図8(c)に示すように、ギャップ領域17は弾性波の励振に寄与しない。このため、ギャップ領域17はダブル電極構造となっていなくともよい。
実施例1およびその変形例によれば、グレーティング電極16は、互いに同電位の複数の電極指14a(第1電極指)と互いに同電位の複数の電極指14b(第2電極指)とを含む。電極指14aと14bとは異なる櫛型電極20aおよび20bに含まれている。よって、電極指14aと14bとは異なる電位である。少なくとも一対の隣接する電極指14aの間に2本の電極指14bが設けられている。2本の電極指14bの中心同士の間隔をPgとしたとき、Pgはλ/4とは異なる。ダブル電極とすることで、比較例1に比べグレーティング電極16による弾性波の反射率を抑制することができる。このため、異方性係数γが小さくなり、横モードスプリアスが抑制できる。さらに、ピッチPgをλ/4と異ならせることで、比較例2のような無反射状態ではなくなる。これにより、損失を抑制し、Q値を向上できる。
図6(a)においてPgがλ/8より小さくなると電極指14b同士が接続してしまう。よって、λ/8<Pg<λ/4が好ましい。3λ/16<Pgがより好ましい。Pg<λ/4.2が好ましく、Pg<λ/4.4がより好ましい。
図6(b)においてPgが3λ/8より大きくなると電極指14bと14aが接続してしまう。よって、λ/4<Pg<3λ/8が好ましい。Pg<5λ/16がより好ましい。λ/3.8<Pgが好ましく、λ/3.6<Pgがより好ましい。
複数の電極指14aおよび14bの両方がダブル電極であることが好ましいが、いずれか一方はシングル電極でもよい。また、複数の電極指14a(または14b)の全ての電極指がダブル電極であることが好ましいが少なくとも1つの電極指がダブル電極であればよい。
実施例2は、グレーティング電極16による弾性波の反射率を小さくするため、交叉領域15内の電極指14aおよび14b間に金属追加膜を設けた例である。図9(a)は、実施例2に係る弾性波共振器のIDTの一部を示す平面図、図9(b)はA−A断面図である。図9(a)および図9(b)に示すように、電極指14aおよび14bの間の圧電基板10上に金属追加膜30が設けられている。金属追加膜30の密度は保護膜等の絶縁膜の密度より大きい。よって、金属追加膜30を設けた電極指14aおよび14b間の音響インピーダンスZ2は、比較例1のように金属追加膜30を設けない音響インピーダンスZfより大きくなる。よって、電極指14aおよび14bの音響インピーダンスZ1とZ2の差は比較例1の音響インピーダンスZ1とZfの差より小さくなる。これにより、グレーティング電極16による弾性波の反射率が比較例1より小さくなる。
実施例2の弾性波共振器を作製し反射特性S11を測定した。図10(a)は、実施例2の断面図、図10(b)は1ポート共振器の反射特性S11を示すスミスチャートである。図10(a)に示すように、電極指14aおよび14b間の圧電基板10上に絶縁膜32が設けられている。絶縁膜32上に金属追加膜30が設けられている。絶縁膜32は膜厚T2が0.02λの酸化シリコン(SiO)膜である。金属追加膜30は膜厚T1が0.04λのAu膜である。電極指14aおよび14bと金属追加膜30との間の空間34は空隙であり距離Wsは0.03λである。
図10(b)に示すように、共振周波数frから反共振周波数faにかけて1次から9次のスプリアスのサークルが生じている。スプリアスの大きさは比較例1および2より小さい。比較例2と比べS11がスミスチャートの周縁付近となっている。このように、実施例1は比較例2より損失が小さい。よってQ値が高くなる。このように、損失およびスプリアスを抑制できる。
各材料の音響インピーダンスZ[kg/(m・s)]は以下の式で表される。
Z=V×ρ=√(ρ×E)
ここで、E[Pa]はヤング率、ρ[kg/m]は密度およびV[kg/(m・s)]は音速である。
このように音響インピーダンスは、ヤング率Eと密度ρの積の平方根となる。
Mo、空気およびAuのヤング率、密度および音響インピーダンスは表1となる。
Figure 2017228945
図10(a)における音響インピーダンスZ1およびZ2は、材料の音響インピーダンスに加え膜厚が関係する。Auの音響インピーダンスはMoより小さく、金属追加膜30の膜厚は電極指14aおよび14bより小さい。これによりZ2<Z1となる。よって、弾性波の反射率は比較例1より小さくなる。一方、Auの音響インピーダンスは空気より大きい。これにより、Zf<Z2となる。よって、弾性波の反射率は0より大きくなる。これにより、実施例1と同様に、損失および横モードスプリアスを抑制できる。
図11(a)から図11(c)は、実施例2の変形例に係る弾性波共振器のIDTの一部を示す断面である。図11(a)に示すように、金属追加膜30と圧電基板10との間に絶縁膜32は設けられていなくてもよい。図11(b)に示すように、金属追加膜30を覆い空間34に充填されるように絶縁膜36が設けられていてもよい。図11(c)に示すように、絶縁膜32は設けられず、絶縁膜36が設けられていてもよい。絶縁膜32および36としては酸化シリコン以外にも、窒化シリコン、窒化酸化シリコン等を用いることができる。
実施例2およびその変形例によれば、金属追加膜30が交叉領域15かつ複数の電極指14aおよび14bの間に形成され、複数の電極指14aおよび14bと電気的に接続されていない。これにより、グレーティング電極16による弾性波の反射率が小さくなる。よって異方性係数γが小さくなり、横モードスプリアスを抑制できる。金属追加膜30は絶縁膜に比べ密度が大きい。このため音響インピーダンッスが大きい。これにより、膜厚を大きくしなくとも音響インピーダンスZ2を大きくできる。また、音響インピーダンスZ2をZ1と異ならせることにより、弾性波の反射率を0より大きくでき、損失を抑制できる。
Z2の好ましい範囲は、Zf<Z2<Z1またはZ1<Z2<Z1+(Z1−Zf)である。金属追加膜30の膜厚を大きくしないためには、Zf<Z2<Z1であることが好ましい。金属追加膜30は、交叉領域15の少なくとも一部に設けられていればよい。より効果を発揮するため、金属追加膜30は交叉領域15の全面に渡り設けられることが好ましい。
金属追加膜30と電極指14aおよび14bとが接触すると、電気的に接続されてしまう。一方、金属追加膜30と電極指14aまたは14bとの距離が大きいと、金属追加膜30を設ける効果が小さくなる。そこで、金属追加膜30と金属追加膜30に隣接する電極指14a(または14b)との距離Wsは、λ/16より小さいことが好ましい。距離Wsはλ/32より小さいことがより好ましい。
実施例3は、実施例1、2およびその変形例の弾性共振器を用いたファルタおよびデュプレクサの例である。図12(a)は、実施例3に係るフィルタの回路図である。図12(a)に示すように、入力端子Tinと出力端子Toutとの間に、1または複数の直列共振器S1からS4が直列に接続されている。入力端子Tinと出力端子Toutとの間に、1または複数の並列共振器P1からP3が並列に接続されている。1または複数の直列共振器S1からS4および1または複数の並列共振器P1からP3の少なくとも1つに実施例1、2およびその変形例の弾性波共振器を用いることができる。実施例1、2およびその変形例の弾性波共振器を含むフィルタは、ラダー型フィルタ以外に多重モードフィルタとすることもできる。
図12(b)は、実施例3の変形例に係るデュプレクサの回路図である。図12(b)に示すように、共通端子Antと送信端子Txとの間に送信フィルタ44が接続されている。共通端子Antと受信端子Rxとの間に受信フィルタ46が接続されている。送信フィルタ44は、送信端子Txから入力された信号のうち送信帯域の信号を送信信号として共通端子Antに通過させ、他の周波数の信号を抑圧する。受信フィルタ46は、共通端子Antから入力された信号のうち受信帯域の信号を受信信号として受信端子Rxに通過させ、他の周波数の信号を抑圧する。送信フィルタ44および受信フィルタ46の少なくとも一方を実施例3のフィルタとすることができる。
マルチプレクサの例としてデュプレクサを説明したが、マルチプレクサは、トリプレクサまたはクワッドプレクサでもよい。
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
10 圧電基板
12 金属膜
14a、14b 電極指
15 交叉領域
16 グレーティング電極
17 ギャップ領域
18a、18b バスバー
20a、20b 櫛型電極
21 IDT
22 反射器
30 金属追加膜
32、36 絶縁膜
34 空間
44 送信フィルタ
46 受信フィルタ

Claims (9)

  1. 圧電基板と、
    前記圧電基板上に形成され、互いに同電位の複数の第1電極指と前記複数の第1電極指の電位と異なり互いに同電位の複数の第2電極指とを含み、少なくとも一対の隣接する第1電極指の間に2本の第2電極指が設けられ、前記複数の第1電極指および前記複数の第2電極指が励振する弾性波の波長をλとし、前記2本の第2電極指の中心同士の間隔をPgとしたとき、Pgはλ/4とは異なるグレーティング電極と、
    を具備する弾性波共振器。
  2. λ/8<Pg<λ/4である請求項1記載の弾性波共振器。
  3. λ/4<Pg<3×λ/8である請求項1記載の弾性波共振器
  4. 少なくとも一対の隣接する第2電極指の間に2本の第1電極指が設けられ、前記2本の第1電極指の中心同士の間隔はλ/4とは異なる請求項1から3のいずれか一項記載の弾性波共振器。
  5. 圧電基板と、
    前記圧電基板上に形成され、弾性波を励振する複数の電極指を有するグレーティング電極と、
    前記圧電基板上にであって前記複数の電極指が交叉する交叉領域かつ前記複数の電極指の間に形成され、前記複数の電極指と電気的に接続されていない金属追加膜と、
    を具備する弾性波共振器。
  6. 前記複数の電極指が励振する弾性波の波長をλとしたとき、前記金属追加膜と前記複数の電極指のうち前記金属追加膜に隣接する電極指との距離は、λ/16より小さい請求項5記載の弾性波共振器。
  7. 前記複数の第1電極指と前記複数の第2電極指とが交叉する交叉領域における異方性係数は正である請求項1から6のいずれか一項記載の弾性波共振器。
  8. 請求項1から7のいずれか一項記載の弾性波共振器を含むフィルタ。
  9. 請求項8記載のフィルタを含むマルチプレクサ。
JP2016123972A 2016-06-22 2016-06-22 弾性波共振器、フィルタおよびマルチプレクサ Active JP6632481B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016123972A JP6632481B2 (ja) 2016-06-22 2016-06-22 弾性波共振器、フィルタおよびマルチプレクサ
US15/599,367 US10270425B2 (en) 2016-06-22 2017-05-18 Acoustic wave resonator, filter, and multiplexer
CN201710478055.7A CN107528564B (zh) 2016-06-22 2017-06-21 声波谐振器、滤波器和多工器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016123972A JP6632481B2 (ja) 2016-06-22 2016-06-22 弾性波共振器、フィルタおよびマルチプレクサ

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2017228945A true JP2017228945A (ja) 2017-12-28
JP2017228945A5 JP2017228945A5 (ja) 2018-03-22
JP6632481B2 JP6632481B2 (ja) 2020-01-22

Family

ID=60678012

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016123972A Active JP6632481B2 (ja) 2016-06-22 2016-06-22 弾性波共振器、フィルタおよびマルチプレクサ

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10270425B2 (ja)
JP (1) JP6632481B2 (ja)
CN (1) CN107528564B (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020121663A1 (ja) * 2018-12-13 2020-06-18 株式会社村田製作所 弾性波装置
JP2022548490A (ja) * 2019-09-18 2022-11-21 フレクエンシス 弾性波デバイス用の変換器構造体
WO2023085210A1 (ja) * 2021-11-09 2023-05-19 京セラ株式会社 弾性波装置、フィルタ、分波器及び通信装置

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107852148B (zh) * 2015-08-31 2021-05-25 京瓷株式会社 声表面波元件
JP2020096226A (ja) * 2018-12-10 2020-06-18 太陽誘電株式会社 弾性波デバイス、フィルタおよびマルチプレクサ
JP2020123854A (ja) * 2019-01-30 2020-08-13 太陽誘電株式会社 フィルタおよびマルチプレクサ
KR102385219B1 (ko) * 2019-03-06 2022-04-08 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 필터, 멀티플렉서, 고주파 프론트엔드 회로 및 통신 장치

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59214315A (ja) * 1983-05-19 1984-12-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd 弾性表面波装置
JPS60208110A (ja) * 1984-03-30 1985-10-19 Kazuhiko Yamanouchi 反射器内蔵型一方向性弾性表面波変換器
JPS616917A (ja) * 1984-06-20 1986-01-13 Kazuhiko Yamanouchi 電極幅の変化を用いた内部反射型一方向性弾性表面波変換器
JPS63102413A (ja) * 1986-10-17 1988-05-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd 表面弾性波共振子
JPH0422210A (ja) * 1990-05-17 1992-01-27 Canon Inc 弾性表面波素子
JPH05267974A (ja) * 1990-11-02 1993-10-15 Rf Monolithics Inc 3/8λおよび5/8λのサンプリングによるグループの単相の単一方向性トランスジューサ
JPH08204492A (ja) * 1995-01-23 1996-08-09 Kazuhiko Yamanouchi 弾性表面波トランスデューサ
JP2000124763A (ja) * 1998-10-13 2000-04-28 Toyo Commun Equip Co Ltd Sawグレーティング導波路解析法
JP2003298383A (ja) * 2002-03-29 2003-10-17 Mitsubishi Materials Corp 表面弾性波素子
JP2003309451A (ja) * 2003-04-10 2003-10-31 Fujitsu Ltd 弾性表面波フィルタ
JP2006246510A (ja) * 2006-04-05 2006-09-14 Murata Mfg Co Ltd 表面波装置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0782255B1 (en) * 1995-12-28 2002-03-27 Murata Manufacturing Co., Ltd. Longitudinal coupling type surface acoustic wave resonator filter
JP3119579B2 (ja) 1996-04-01 2000-12-25 弘明 佐藤 弾性表面波共振子
JP3432492B2 (ja) * 2000-09-28 2003-08-04 富士通株式会社 弾性表面波共振器及びこれを用いた弾性表面波フィルタ
JP4090250B2 (ja) * 2001-12-10 2008-05-28 富士通メディアデバイス株式会社 弾性表面波フィルタ
JP2005303893A (ja) * 2004-04-15 2005-10-27 Seiko Epson Corp 共振子型sawフィルタ
JP5028926B2 (ja) 2006-09-20 2012-09-19 パナソニック株式会社 弾性表面波共振子
EP2357729A4 (en) * 2008-10-24 2015-03-25 Seiko Epson Corp SURFACE ACOUSTIC WAVE RESONATOR, SURFACE ACOUSTIC WAVE OSCILLATOR, AND SURFACE ACOUSTIC WAVE MODULE DEVICE
JP2011087282A (ja) * 2009-09-15 2011-04-28 Murata Mfg Co Ltd 弾性境界波フィルタ及びそれを備える分波器
JP2013214954A (ja) * 2012-03-07 2013-10-17 Taiyo Yuden Co Ltd 共振子、周波数フィルタ、デュプレクサ、電子機器及び共振子の製造方法
JP6335473B2 (ja) * 2013-11-01 2018-05-30 太陽誘電株式会社 弾性表面波デバイス及びフィルタ
KR101700840B1 (ko) * 2014-11-13 2017-02-01 (주)와이솔 Saw 필터용 커패시터, saw 필터 및 그 제조 방법

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59214315A (ja) * 1983-05-19 1984-12-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd 弾性表面波装置
JPS60208110A (ja) * 1984-03-30 1985-10-19 Kazuhiko Yamanouchi 反射器内蔵型一方向性弾性表面波変換器
JPS616917A (ja) * 1984-06-20 1986-01-13 Kazuhiko Yamanouchi 電極幅の変化を用いた内部反射型一方向性弾性表面波変換器
JPS63102413A (ja) * 1986-10-17 1988-05-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd 表面弾性波共振子
JPH0422210A (ja) * 1990-05-17 1992-01-27 Canon Inc 弾性表面波素子
JPH05267974A (ja) * 1990-11-02 1993-10-15 Rf Monolithics Inc 3/8λおよび5/8λのサンプリングによるグループの単相の単一方向性トランスジューサ
JPH08204492A (ja) * 1995-01-23 1996-08-09 Kazuhiko Yamanouchi 弾性表面波トランスデューサ
JP2000124763A (ja) * 1998-10-13 2000-04-28 Toyo Commun Equip Co Ltd Sawグレーティング導波路解析法
JP2003298383A (ja) * 2002-03-29 2003-10-17 Mitsubishi Materials Corp 表面弾性波素子
JP2003309451A (ja) * 2003-04-10 2003-10-31 Fujitsu Ltd 弾性表面波フィルタ
JP2006246510A (ja) * 2006-04-05 2006-09-14 Murata Mfg Co Ltd 表面波装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020121663A1 (ja) * 2018-12-13 2020-06-18 株式会社村田製作所 弾性波装置
US11811388B2 (en) 2018-12-13 2023-11-07 Murata Manufacturing Co., Ltd. Acoustic wave device
JP2022548490A (ja) * 2019-09-18 2022-11-21 フレクエンシス 弾性波デバイス用の変換器構造体
WO2023085210A1 (ja) * 2021-11-09 2023-05-19 京セラ株式会社 弾性波装置、フィルタ、分波器及び通信装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN107528564B (zh) 2020-10-30
US20170373669A1 (en) 2017-12-28
US10270425B2 (en) 2019-04-23
CN107528564A (zh) 2017-12-29
JP6632481B2 (ja) 2020-01-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6632481B2 (ja) 弾性波共振器、フィルタおよびマルチプレクサ
KR101711755B1 (ko) 탄성파 디바이스
JP6494447B2 (ja) 弾性波デバイス
JP5182459B2 (ja) ラダー型弾性波フィルタ及びこれを用いたアンテナ共用器
JP6247377B2 (ja) 弾性波素子、フィルタ素子および通信装置
JP6504551B2 (ja) 共振器、フィルタおよび分波器
US10361678B2 (en) Acoustic wave resonator, filter, and duplexer
JP6483073B2 (ja) 弾性波共振器、フィルタおよびデュプレクサ
JP6509151B2 (ja) 弾性波共振器、フィルタおよびマルチプレクサ
JP6573836B2 (ja) 弾性波共振器、フィルタ、及びデュプレクサ
JP3419339B2 (ja) 弾性表面波フィルタ、デュプレクサ、通信機装置
JP4571200B2 (ja) 弾性波フィルタ
JP5810113B2 (ja) 弾性波共振器とこれを用いた弾性波フィルタおよびアンテナ共用器
JP2018182460A (ja) 弾性波共振器、フィルタおよびマルチプレクサ
JP6411295B2 (ja) 弾性波デバイス、フィルタ、及び分波器
JP7055023B2 (ja) 弾性波共振器、フィルタおよびマルチプレクサ
JP6465441B2 (ja) マルチプレクサ
JP7411334B2 (ja) 弾性波共振器
WO2018117059A1 (ja) 弾性波共振器、フィルタ装置およびマルチプレクサ
JP2020123854A (ja) フィルタおよびマルチプレクサ
JP4548305B2 (ja) 二重モード弾性表面波フィルタ
JP2008017249A (ja) 弾性表面波素子片および弾性表面波デバイス
JP2004023151A (ja) 弾性表面波フィルタ

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180207

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180207

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20181114

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20181204

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190204

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190507

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190705

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20191119

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20191210

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6632481

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250