JP4465625B2 - 弾性表面波フィルタおよび弾性表面波共振器 - Google Patents

弾性表面波フィルタおよび弾性表面波共振器 Download PDF

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Description

本発明は、弾性表面波フィルタおよび弾性表面波共振器に係り、特に、移動体通信などに使用される共振器型の弾性表面波フィルタや弾性表面波共振器において高いＱ値（共振周波数と反共振周波数でのインピーダンス比）および低挿入損失を実現するデバイス構造に関する。
圧電効果によって発生する弾性表面波（Surface Acoustic Wave／以下、ＳＡＷということがある）を利用したＳＡＷデバイスは、小型軽量で信頼性に優れることから、移動体通信機器の送受信フィルタやアンテナデュプレクサなどに近年広く使用されている。
かかるＳＡＷデバイスは、一般に、弾性表面波の伝搬方向に配列させた複数の交差電極指とこれら交差電極指を接続するバスバーとを有する櫛形電極を互いに対向させかつ交差電極指同士を交差させた交差指状電極（インターデジタルトランスデューサ：Interdigital Transducer／以下、ＩＤＴということがある）を圧電基板上に設けることにより共振器を形成し、これを電気的にあるいは音響的に接続することにより構成される。
共振器の接続構造としては、複数のＩＤＴを弾性表面波の伝搬経路内に配して音響的に結合させる構造（例えば縦結合多重モード型ＳＡＷフィルタ）や、梯子形に複数の共振器を接続するラダー型構造等が知られている。また、各共振器の両端部に弾性表面波を閉じ込めるために反射器が設けられたり、ＩＤＴの電極周期や対数、交差幅等の幾何学形状を様々に変更することによって電気特性を改善する試みがなされている。
例えば、このようなＳＡＷデバイスを開示するものとして下記特許文献があるが、これらの文献記載の発明では、それぞれ次のような工夫がなされている。
特開２００５‐２９５０４９号公報 特開２００２‐３１４３６６号公報 特開２００３‐３０９４４８号公報 特開２００５‐１５９８３５号公報 特開平１１‐２２５０３８号公報
特許文献１（特開２００５‐２９５０４９）は、バスバーに非導電部と導電部とを一定のピッチで繰り返して設けバスバー部のＳＡＷの音速を低下させ、更に櫛形電極の電極指の中心線に対して前記導電部の中心線をシフトさせることにより、挿入損失と帯域幅の改善を図り、更にＩＤＴ電極の欠損を防ぐ。
特許文献２（特開２００２‐３１４３６６）では、バスバーからダミー電極を延長し、交差電極指先端との距離を小さくすることにより、ＳＳＢＷ（Surface Skimming Bulk Wave）を抑圧し、フィルタの平坦度を高める。
特許文献３（特開２００３‐３０９４４８）では、縦結合共振子型フィルタに直列に接続されたＳＡＷ共振器において、バスバーから延長したダミー電極と交差電極指との距離を小さくし、あるいはダミー電極の長さを適切にすることによりＳＳＢＷに起因するスプリアスをシフトさせることで、挿入損失、帯域幅およびＶＳＷＲ（Voltage Standing Wave Ratio）の改善を図る。
特許文献４（特開２００５‐１５９８３５）は、縦結合多重モードフィルタにおいて、弾性表面波の斜め方向への放射を抑制するように、ＩＤＴの電極指とバスバーとの間にダミー電極指２２４を設ける。これにより、主導波路の外側の音速を、導波路である櫛形電極の交差部における弾性表面波速度より遅くし、弾性表面波の斜め放射を抑制することで挿入損失と帯域幅を改善する。
特許文献５（特開平１１‐２２５０３８）は、バスバーから交差電極指に対して複数の電極を接続するようにして、ＩＤＴ電極の欠損を防ぐものである。
ところで、近年、移動体通信機器をはじめとする電子機器の高機能・多機能化ならびに高周波化に伴ってＳＡＷデバイスへの特性要求も一段と厳しくなる傾向にある。例えば、共振器やフィルタの特性として、高いＱ値と同時に低挿入損失の実現、製造時・使用時の温度や電力に対する優れた耐性、様々な設計仕様に対する適応性（設計の自由度）などが求められている。
ところが、上記特許文献記載の発明を含め従来の手法では、バスバー自体の構造を変えたりダミー電極を付加するなどバスバーに何らかの加工を施すことにより特性改善を図るものではあるが、これらバスバー自体の構造を変える従来の手法では、上記要求に応えるのに十分とは言えない面がある。
なぜなら、バスバー自体の構造を変える従来の手法（特許文献１等）では、ＩＤＴの電極交差部に近い部分に共通の電極（バスバーの一部）が存在することとなり、このため、非交差部（ＩＤＴの電極交差部とバスバーとの間の領域）において弾性表面波音速を下げることが難しく、電極の交差部に弾性表面波を十分に閉じ込めることが出来ないからである。
また、ＳＡＷデバイスでは、製造加工中や使用状態において高温に晒され、あるいは圧電基板に蓄積された静電気によって高電圧が印加されることにより、極めて薄くかつ微細化されたＩＤＴ電極がダメージを受けることがあるが、これらのダメージは、特に面積の広いバスバー部分に生じることが多い。したがって、バスバーの構造変更により特性改善を図るデバイス構造では、特性改善の効果が喪失される可能性があり、電極ダメージに対する耐性の点で不利な面もある。
したがって、本発明の目的は、ＳＡＷデバイスの電気特性（特にＱ値および挿入損失）と電極へのダメージに対する耐性を一層向上させるとともに、これら特性改善および耐性向上が可能な新たなデバイス構造を提示することによりＳＡＷデバイスの設計の自由度を高めることにある。
前記課題を解決し目的を達成するため、本発明に係るＳＡＷ（弾性表面波）フィルタは、弾性表面波の伝搬方向に配列させた複数の交差電極指およびこれら交差電極指を接続するバスバーを有する櫛形電極を対向させかつ交差電極指同士を互いに交差させてなる複数の交差指状電極を、弾性表面波の伝搬方向に音響結合させるように圧電基板上に備えた縦結合多重モード型ＳＡＷフィルタであって、前記交差指状電極は、前記交差電極指から分岐した１つ以上の分岐電極指を備え、当該分岐電極指は、前記交差電極指同士が交差する交差部と、前記バスバーとの間の領域である非交差部内に配置され、かつ、弾性表面波の伝搬方向にほぼ直交する方向に延びる分岐電極指本体部を含み、当該分岐電極指の先端部が電気的に開放されている。
本発明のＳＡＷフィルタは、バスバーの構造変更によらず、ＩＤＴ（交差指状電極）の交差電極指に変更を加えることにより、特性改善とダメージに対する耐性の向上を図るものである。
すなわち、ＩＤＴの電極交差部（交差電極指同士が交差した領域）とバスバー間の領域（電極の非交差部）内に分岐電極指を設ける。この分岐電極指は、弾性表面波の伝搬方向にほぼ直交する方向に延びる分岐電極指本体部を含んでおり、当該分岐電極指本体部を非交差部に配置することで、交差部の外側領域における弾性表面波の音速を下げ、交差部内に弾性表面波を閉じ込め、交差部外への弾性表面波の漏れを防ぐことが出来る。
本発明では特に、弾性表面波の音速を下げる電極は、バスバーから延長したものでなく交差電極指から分岐させたものであり、またバスバー自体の形状変更（前記特許文献１のようにバスバーに非導電部を設ける）を行うものでもないから、交差部に近い部分に共通の電極（弾性表面波の伝搬方向に連続した電極）が存在することがなく、また交差部により近い部分において弾性表面波の音速を低減させることが出来るから、従来と比較して弾性表面波の漏れをより良好に防ぐことができ、高いＱ値と低挿入損失を実現することが可能となる。
また本発明は、温度負荷等によるダメージを受けやすいバスバーに変更を加えるものではないから、上記改善された電気特性が電極（バスバー）の欠損によって喪失される可能性を低減することができ、バスバーの構造変更やダミー電極に依存する従来のデバイス構造と比較してダメージに対する耐性も大きく、設計の自由度も増大する。
尚、本発明はこのように分岐電極指を設けることを特徴とするものであるが、これと併せて従来のようなバスバーの構造変更やダミー電極の付加を禁止するものではなく、バスバーの構造変更やダミー電極に加えて上記分岐電極指を設けても構わない。
分岐電極指の先端部は、電気的に開放された状態とする。電気的に開放状態とすることにより、隣り合う（当該分岐電極指が接続されている）交差電極指と間で電位が一様でなくなり（当該分岐電極指が接続されている交差電極指と分岐電極指との間に電位差を生じさせることができ）、非交差部の電位分布が一様でなくなるから、弾性表面波を交差部内に、より良好に閉じ込めることが可能となる。
このような分岐電極指を設ける構造は、縦結合多重モード型ＳＡＷフィルタに対しても適用することができ、同様の効果を得ることが出来る。具体的には、本発明の縦結合多重モード型ＳＡＷフィルタは、弾性表面波の伝搬方向に配列させた複数の交差電極指およびこれら交差電極指を接続するバスバーを有する櫛形電極を対向させかつ交差電極指同士を互いに交差させてなる複数の交差指状電極を、弾性表面波の伝搬方向に音響結合させるように圧電基板上に備えた縦結合多重モード型ＳＡＷフィルタであって、前記交差指状電極は、前記交差電極指から分岐し、かつ前記交差電極指同士が交差する交差部と前記バスバーとの間の非交差部内に位置する、１つ以上の分岐電極指を備え、当該分岐電極指は、弾性表面波の伝搬方向にほぼ直交する方向に延びる分岐電極指本体部を含む。
さらに本発明では、互いに並列に接続された第一のＳＡＷフィルタと第二のＳＡＷフィルタとを備え、これら第一および第二のＳＡＷフィルタとして上記本発明に係る縦結合多重モード型ＳＡＷフィルタを用いた構成を採用することも可能である。
また、これらの縦結合多重モード型ＳＡＷフィルタに、ＳＡＷ共振器を直列に更に接続しても良い。この共振器としては、例えば次に述べる本発明の共振器を利用することも可能である。
本発明に係る共振器は、弾性表面波の伝搬方向に配列させた複数の交差電極指およびこれら交差電極指を接続するバスバーを有する櫛形電極を対向させかつ交差電極指同士を互いに交差させてなる交差指状電極を、圧電基板上に備えたＳＡＷ共振器であって、前記交差指状電極は、前記交差電極指から分岐し、かつ前記交差電極指同士が交差する交差部と前記バスバーとの間の非交差部内に位置する、１つ以上の分岐電極指を備え、当該分岐電極指は、弾性表面波の伝搬方向にほぼ直交する方向に延びる分岐電極指本体部を含む。
このように本発明は共振器に対しても適用することができ、前記フィルタについて述べたのと同様の効果を得ることが出来る。
本発明に係るＳＡＷフィルタでは、交差電極指の周期をλ、分岐電極指の幅をＷとしたときに、Ｗ≧０．０８λとすることが望ましい。尚、交差電極指の周期λとは、同一櫛形電極に属する同一方向に延びる隣り合う電極指の配設ピッチをいう（図２参照）。
また、分岐電極指本体部の交差部側の端と、対向する櫛形電極の交差電極指の先端との間隔をＧ１としたときに、Ｇ１≦０．３６λとすることが望ましい。
さらに、分岐電極指本体部の長さをＬ１としたときに、Ｌ１≧０．１２λとすることが望ましい。
いずれも、Ｑ値および挿入損失に関し、より良好な特性改善効果を得るためである。尚、これらの好ましい数値については、実測データに基づいて、後の実施の形態において更に詳しく述べる。
本発明では、ラダー型ＳＡＷフィルタを構成することも可能であり、当該ラダー型ＳＡＷフィルタは、入力端子と出力端子との間の伝送路上に直列に接続された１つ以上の直列腕共振器と、当該伝送路から分岐した分岐路上に接続された１つ以上の並列腕共振器と、を備え、前記１つ以上の直列腕共振器および１つ以上の並列腕共振器のうちの少なくとも１つの共振器として前記本発明に係るＳＡＷ共振器を使用する。
さらに本発明のＳＡＷフィルタ又はＳＡＷ共振器では、圧電基板として、焦電性改善処理を施した圧電基板を使用しても良い。
電極の静電破壊に対する耐性をより一層向上させるためである。圧電基板は一般に焦電性を有するから、温度変化に伴い基板表面に不均一な電荷分布が生じ、この電荷が蓄積されるとデバイスの製造時や各種電子機器に実装された後における実使用時に特性劣化やＩＤＴ部の放電による電極へのダメージを引き起こすことが危惧される。これに対し、前記圧電基板として、焦電性改善処理を施した圧電基板を使用すれば、かかる問題を回避し、より信頼性に優れたＳＡＷフィルタないしＳＡＷ共振器を提供することが可能となる。
焦電性改善処理とは、具体的には、（１）圧電基板に添加物を添加すること、（２）還元処理を行うこと、あるいは（３）その他の方法により圧電基板の体積抵抗を低減する処理を施すことを言う。
上記（１）の方法についてさらに具体的に述べれば、圧電基板として例えばＬｉＴａＯ3（以下、ＬＴという）基板またはＬｉＮｂＯ3（以下、ＬＮという）基板を使用し、当該基板に、例えば鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、マンガン（Ｍｎ）、銅（Ｃｕ）またはチタン（Ｔｉ）等のうちの１種類以上の添加物を加える。添加物を混合させる操作は、例えばチョクラルスキー法において圧電材料の単結晶を生成する場合に、溶融圧電材料に上記いずれかの添加物を添加することにより行うことが出来る。また上記（２）の方法については、例えば、圧電基板を構成する圧電単結晶を引き上げ、スライスした後に結晶中の酸素を除去する還元処理を行えば良い。
本発明によれば、ＳＡＷデバイスの電気特性（特にＱ値および挿入損失）と電極へのダメージに対する耐性を向上させることが出来るとともに、設計の自由度を高めることが可能となる。
本発明の他の目的、特徴および利点は、図面に基づいて述べる以下の本発明の実施の形態の説明により明らかにする。尚、各図中、同一の符号は、同一又は相当部分を示す。
〔第１実施形態〕
図１および図２は、本発明の第１の実施形態に係る縦結合多重モード型ＳＡＷフィルタを示すものである。これらの図に示すようにこのＳＡＷフィルタは、２つの縦結合多重モード型ＳＡＷフィルタ１１，２１を、入力端子１と出力端子２との間に直列に接続したものである。入力端子１に接続される第１段のＳＡＷフィルタ１１は、弾性表面波の伝搬方向に直線状に（一列に）配列して音響結合させた３つのＩＤＴ１２，１３，１４と、左右両側のＩＤＴ１３，１４の外側に配した反射器１５，１６とを備え、これらを圧電基板上に設けたものである。尚、これらの図面（後述の他の図においても同様）では、各ＩＤＴおよび反射器について電極指の本数を実際の本数より少なく簡略化して示している。
第１段のフィルタ１１を構成する各ＩＤＴ１２，１３，１４は、バスバー３２とこれから延びる複数本の交差電極指３３とからなる櫛形電極１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂを互いに対向するように配置してなり、各交差電極指３３は、その基端部（バスバー３２との接続部に近い部分）から分岐する分岐電極指３１を備えている。これら分岐電極指３１は、交差電極指３３に対して略直交して弾性表面波の伝搬方向に平行に延びる分岐部３１ａと、この分岐部３１ａの先端から略直角に折れ曲がって当該分岐電極指３１が交差電極指３３を介して接続されているバスバー３２に向け交差電極指３３に略平行に（弾性表面波の伝搬方向に略直交する方向に）延びる分岐指本体部３１ｂとからなり、略Ｌ字状の全体形状を有する。
分岐電極指３１（分岐指本体部３１ｂ）の先端は、バスバー３２や他の電極指等のいずれの電極にも接続されていない、電気的に開放された自由端としてある。また、これら分岐電極指３１は、両櫛形電極の交差電極指３３が交差する交差部３５とバスバー３２との間の領域（非交差部）３６内に配置されている。尚、これら対向するように配置され各ＩＤＴ１２，１３，１４を構成する２つの櫛形電極１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂは、一方が信号ラインに接続され、他方がグランドに接続される。
第１段のフィルタ１１と出力端子２との間に直列に接続される第２段のＳＡＷフィルタ２１は、第１段のフィルタ１１と同様に、音響結合した３つのＩＤＴ２２，２３，２４とその両側に配した反射器２５，２６とからなり、各ＩＤＴ２２，２３，２４の交差電極指３３が分岐電極指３１を備える。ただし、弾性表面波の伝搬方向に一列に並べられた３つのＩＤＴ２２，２３，２４のうち、中央のＩＤＴ２２は、弾性表面波の伝搬方向にＩＤＴを２分割し、分割された各部分２２Ａ，２２Ｂに平衡出力端子２ａ，２ｂをそれぞれ接続してある。
本実施形態に係るフィルタは、中心周波数が９４２．５ＭＨｚのＥＧＳＭの受信用フィルタを想定したもので、詳細な仕様としては、例えば次のとおりとすることが出来る。
圧電基板としては、添加物（例えばＦｅ）を添加することにより焦電性改善処理を施された４２±６°ＹカットＸ伝搬ＬＴ基板を使用する。各ＩＤＴ１２，１３，１４，２２，２３，２４および反射器１５，１６，２５，２６の電極は、例えばＡｌ単結晶膜により構成し、厚さを例えば約３２０ｎｍとする。またこのとき、下地層として、単結晶膜化しやすくするために厚さが例えば４ｎｍのＴｉＮ膜を形成する。作製にあたっては、公知のフォトリソグラフィー（フォトエッチング）技術を用いて圧電基板の表面に各ＳＡＷフィルタ１１，２１のパターンを形成し、ダイシングにより個片にした後、フリップチップボンディングによりセラミック基板上に搭載し、樹脂で封止する。入力端子１および出力端子２はそれぞれ、入力インピーダンスが５０Ωの不平衡入力端子、ならびに、出力インピーダンスが１５０Ωの平衡出力端子とする。
第１段のフィルタ１１の各部寸法ないし電極本数は、例えば次のとおりとする。
・ＩＤＴ電極の平均周期λ：４．２２２μｍ
・ＩＤＴ電極の平均ピッチｐ：２．１１１μｍ
・反射器の電極ピッチ：２．１２９μｍ
・ＩＤＴ対数：中央のＩＤＴ１２が２３対、外側のＩＤＴ１３，１４が１４．５対
・反射器の電極本数：７０本
・交差幅（電極指の交差部の幅）：４６λ
・ＩＤＴ‐反射器間の距離：０．５λ
・ＤＵＴＹ：ＩＤＴ、反射器共に０．７
尚、ＩＤＴの電極の平均周期λとは、図２に示すように、同一櫛形電極に属する同一方向に延びる隣り合う交差電極指の配設ピッチ（電極ピッチｐの２倍）の平均値を言う。また、隣接するＩＤＴ間で、隣接する他のＩＤＴに近い数本の電極指（狭ピッチ電極指）のピッチを他の部分での電極指のピッチよりも小さくすると、通過帯域内の挿入損失を低減する効果があることが従来から知られており、本実施形態のＩＤＴ１２，１３，１４では、このような構造を採る（第２段のフィルタ２１、並びに後述の実施形態においても同様）。したがって、上記平均周期および平均ピッチとは、当該ＩＤＴ電極のすべての電極指の周期ないしピッチを平均したものをそれぞれ意味する。
第２段のフィルタ２１の各部寸法ないし電極本数は、例えば次のとおりとする。
・ＩＤＴ電極の平均周期λ：４．２２２μｍ
・反射器の電極ピッチ：２．１４１μｍ
・ＩＤＴの対数：中央のＩＤＴ２２が３０対（中央で２分され直列に接続されている）、外側のＩＤＴ２３，２４が１３対
・反射器の電極本数：７０本
・交差幅（電極指の交差部の幅）：４８λ
・ＩＤＴ‐反射器間の距離：０．５λ
・ＤＵＴＹ：ＩＤＴ、反射器共に０．７
分岐電極指３１の各部寸法は、例えば次のとおりとする。
・分岐部３１ａの幅Ｗ１：１μｍ（＝０．２４λ）
・分岐指本体部３１ｂの幅Ｗ２：交差電極指の幅と同一
・交差電極指３３の先端と分岐電極指３１との間のギャップＧ１：０．５μｍ（＝０．１２λ）
・分岐指本体部３１ｂの長さＬ１：３．３μｍ（＝０．７８λ）
・分岐指本体部３１ｂの先端とバスバー３２との間のギャップＧ２：０．７μｍ（＝０．１７λ）
このような仕様に従って作製した第１実施形態に係るフィルタの周波数特性を測定した。比較対照として、従来のフィルタ構造に従って、本実施形態と同様に３つのＩＤＴとその両側に設けた反射器とを備えた２つの縦結合多重モード型ＳＡＷフィルタを不平衡信号入力端子と平衡信号出力端子との間に直列に接続したフィルタを２種類用意した。
これらのうち、第１の比較例に係るフィルタは、図３４に示すように、１段目のフィルタ２０１および２段目のフィルタ２１１のいずれを構成する各ＩＤＴ２０２，２０３，２０４，２１２，２１３，２１４のバスバーや交差電極指にも付加的な構造（バスバーの形状変更やダミー電極等）を備えないものである。第２の比較例に係るフィルタは、図３５に示すように、１段目のフィルタ２２１および２段目のフィルタ２３１を構成する各ＩＤＴ２２２，２２３，２２４，２３２，２３３，２３４のバスバーに、導電部と非導電部とを交互に設けた前記特許文献１と同様の構造を備えるものである。
図３は、本実施形態、上記比較例１（従来構成１／図３４）および比較例２（従来構成２／図３５）に係る各フィルタの通過帯域における周波数‐減衰量特性を示すものである。この図から明らかなように、従来のフィルタ構造に較べて本実施形態のフィルタ構造によれば、特に通過帯域の両肩部、すなわち通過帯域の低域側（領域Ａ）と高域側（領域Ｂ）において大きな特性改善の効果が得られている。
また、当該通過帯域の低域側領域Ａを９２５ＭＨｚ〜９３５ＭＨｚとしてこの範囲の最小挿入損失を比較すると、従来構成１（バスバーから単純に電極指を延ばしたのみ）に対する改善効果は、約０．２４ｄＢであり、従来構成２（バスバーに導電部と非導電部を設けた）に対しても、約０．０７ｄＢの改善効果を確認することが出来た。これは、本実施形態のフィルタ構造によれば、ＩＤＴの電極交差部により近い部分の音速を下げることが出来るため、更なる低損失化が達成されたものと考えられる。
一方、図４は、通過帯域外の周波数特性を測定した結果を示すものであるが、本実施形態と従来構成１，２とはいずれもほぼ同一の特性を示しており、本実施形態の構造を採っても帯域外の特性には影響を及ぼさないことが分かる。
また、図５は分岐電極指３１の分岐部３１ａの幅Ｗ１を様々に変えたとき、具体的には、Ｗ１＝０．５μｍ（０．１２λ）、１μｍ（０．２４λ）および２．０μｍ（０．４７λ）としたときの周波数特性を従来構成１との比較において示したものであり、図６は図５の前記領域Ａ部分を拡大して示すものである。これらの図から明らかなように、本発明に係るいずれの構造も従来構成１と比較して良好な周波数特性が得られているが、分岐部３１ａの幅Ｗ１を０．４７λから０．２４λ、さらに０．１２λと小さくするにつれ、より良好な特性が得られることが分かる。
図７は、本実施形態に係るフィルタの１段目のフィルタ１１の共振特性を測定した結果を示すもので、分岐電極指３１の分岐部３１ａの幅Ｗ１を様々に変えたとき、具体的には、Ｗ１＝０．３５μｍ（０．０８λ）、０．５μｍ（０．１２λ）、０．７μｍ（０．１７λ）、１μｍ（０．２４λ）、１．５μｍ（０．３６λ）、２μｍ（０．４７λ）、４．３μｍ（１．０２λ）、８μｍ（１．８９λ）および１２μｍ（２．８４λ）としたとき（図８も同様）のＱ値の測定値を示している。尚、この線図において、Ｗ１／λ＝０の点（▲）は、従来構造を備える比較例１（従来構成１）のフィルタの測定結果である。また、多重モード型フィルタの共振特性を測定評価する方法を示す文献として、Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｖｏｌ．３６（１９９７）の第３１０２〜３１０３頁があるが、上記図７はこの文献に記載された０次モードの測定法に基づいて測定を行った結果を示すものである。
この測定結果から明らかなように、本実施形態のフィルタ構造によれば、交差電極指の形状を変更するだけでＩＤＴ電極交差部の外側領域の音速を効率良く下げることができ、共振のＱ値を向上させ、低損失な特性を実現することが出来ることが分かる。
さらに図８は、前記図７と同様に分岐電極指３１の分岐部３１ａの幅Ｗ１を変えたときの挿入損失（通過帯域における挿入損失の最小値、および前記領域Ａにおける挿入損失の最小値）の変化を測定した結果を示すものである。この測定結果から明らかなように、挿入損失を低減するため、Ｗ１≧０．０８λとすることが好ましく、特に、０．０８λ≦Ｗ１≦２．８４λとするが好ましく、０．０８λ≦Ｗ１≦０．３６λとすることがより好ましい。
図９は、交差電極指３３の先端と分岐電極指３１との間のギャップＧ１を変えたとき、具体的には、Ｇ１＝０．３５μｍ（０．０８λ）、０．５μｍ（０．１２λ）、０．７μｍ（０．１７λ）、１μｍ（０．２４λ）、１．５μｍ（０．３６λ）、２．０μｍ（０．４７λ）、３．０μｍ（０．７１λ）としたときの挿入損失（通過帯域における挿入損失の最小値、および前記領域Ａにおける挿入損失の最小値）の変化を測定した結果を示すものである。この測定結果から明らかなように、挿入損失を低減するため、Ｇ１≦０．３６λとすることが好ましく、特に、０．０８λ≦Ｇ１≦０．３６λとすることが望ましい。
図１０は、分岐電極指３１の分岐指本体部３１ｂの長さＬ１を変えたとき、具体的には、Ｌ１＝０．５μｍ（０．１２λ）、０．９μｍ（０．２１λ）、１．３１μｍ（０．３１λ）、３．３μｍ（０．７８λ）、５．３μｍ（１．２６λ）、７．３μｍ（１．７３λ）、９．３μｍ（２．２λ）、１１．３μｍ（２．６８λ）としたときの挿入損失（通過帯域における挿入損失の最小値、および前記領域Ａにおける挿入損失の最小値）の変化を測定した結果を示すものである。この測定結果から明らかなように、挿入損失を低減するため、Ｌ１≧０．１２λとすることが好ましく、特に、０．１２λ≦Ｌ１≦２．６８λとすることが望ましい。
図１１は、分岐電極指３１（分岐指本体部３１ｂ）の先端とバスバー３２との間のギャップＧ２を変えたとき、具体的には、Ｇ２＝０．３５μｍ（０．０８λ）、０．５μｍ（０．１２λ）、０．７μｍ（０．１７ｕｍ）、１．０μｍ（０．２４λ）、１．５μｍ（０．３６λ）、２．５μｍ（０．５９λ）、４．０μｍ（０．９５λ）および６．０μｍ（１．４２λ）としたときの挿入損失（通過帯域における挿入損失の最小値、および前記領域Ａにおける挿入損失の最小値）の変化を測定した結果を示すものである。当該ギャップＧ２については、いずれの値としても挿入損失を低減することが出来るが、電極指抵抗が問題にならない程度の大きさまで（例えば０．０８λ≦Ｇ２≦１．４２λ）とすることが望ましい。
〔第２実施形態〕
図１２および図１３は、本発明の第２の実施形態に係る縦結合多重モード型ＳＡＷフィルタを示すものである。これらの図に示すようにこのＳＡＷフィルタは、前記第１実施形態のフィルタと同様に、２つの縦結合多重モード型ＳＡＷフィルタ４１，５１を、入力端子１と出力端子２との間に直列に接続したものである。各フィルタ４１，５１のＩＤＴ４２，４３，４４，５２，５３，５４および反射器４５，４６，５５，５６の構成、ならびに入出力端子１，２は、前記第１実施形態と基本的に同一であり、各ＩＤＴ４２〜４４，５２〜５４の電極の非交差部３６に分岐電極指６１を備えているが、これら分岐電極指６１の形状が第１実施形態と異なる。
具体的には、前記第１実施形態では、分岐指本体部３１ｂが分岐部３１ａの先端からバスバー３２に向け交差電極指３３に略平行に延び、分岐電極指３１がＬ字状の全体形状を有したが、この実施形態では、分岐指本体部が分岐部６１ａの先端から略直角に折れ曲がってバスバー３２に向かう方向に延びる第一の分岐指本体部６１ｂと、分岐部６１ａの先端から略直角に逆方向に折れ曲がって、対向する櫛形電極（交差電極指３３の先端部）に向う方向に延びる第二の分岐指本体部６１ｃとからなり、Ｔ字状の全体形状を有する。言い換えれば、交差電極指３３に略平行に（弾性表面波の伝搬方向に略直交する方向に）延在する分岐電極指本体部の中間部（分岐電極指本体部の一端と他端との間の部分）に、分岐部６１ａが接続された形状としてある。尚、当該第一および第二の分岐指本体部６１ｂ，６１ｃの先端は、バスバー３２や他の電極に接続せず、電気的に開放した状態とする。
図１４は、本実施形態のフィルタにおいて、第一分岐指本体部６１ｂの長さＬ１と第二分岐指本体部６１ｃの長さＬ２とを変化させた場合の挿入損失を示すものである。具体的には、分岐指本体部全体の長さ（Ｌ１＋Ｌ２）を３．３μｍに固定した上で、第二分岐電極指本体部６１ｃの長さＬ２を０μｍ、０．５μｍ、１．０μｍ、２．０μｍおよび３．３μｍとして、分岐指本体部全体の長さ（Ｌ１＋Ｌ２）に対する第二分岐指本体部６１ｃの長さＬ２の比Ｌ２／（Ｌ１＋Ｌ２）（＝０，０．１５，０．３，０．６１，１）と挿入損失との関係を求めた。尚、他のパラメータＷ１、Ｗ２、Ｇ１およびＧ２については、前記第１実施形態と同一である。
この結果から明らかなように、Ｌ１とＬ２の合計の長さを固定したときに、その比〔Ｌ２／（Ｌ１＋Ｌ２）〕を変えると、全ての場合において従来構成１と比較して挿入損失の改善が見られるが、特に、０．３≦Ｌ２／（Ｌ１＋Ｌ２）≦１とすることが好ましいことが分かる。
〔第３実施形態〕
図１５は、本発明の第３の実施形態に係る縦結合多重モード型ＳＡＷフィルタを示すものである。同図に示すようにこのＳＡＷフィルタは、前記第１および第２実施形態のフィルタと同様に、２つの縦結合多重モード型ＳＡＷフィルタ７１，８１を、入力端子１と出力端子２との間に直列に接続したものである。各フィルタ７１，８１のＩＤＴ７２，７３，７４，８２，８３，８４および反射器７５，７６，８５，８６の構成、ならびに入出力端子１，２は、前記第１実施形態と基本的に同一であるが、分岐電極指９１の形状が前記実施形態と異なる。
具体的には、前記第１および第２実施形態では分岐電極指の先端を電気的に開放状態としたのに対し、本実施形態では、前記第１実施形態におけるＬ字状の分岐電極指９１の先端（分岐指本体部の先端）をバスバー３２に接続することにより分岐電極指９１の先端部を電気的に短絡した。
図１６は、本実施形態に係るフィルタの通過帯域における周波数特性を、前記第１実施形態および従来構成１と共に示すものであり、図１７は図１６の通過帯域低域側の拡大図である。これらの図から分かるように、本実施形態のフィルタ構造によっても、領域ＡおよびＢ共に僅かに第１実施形態の方が良好な特性が得られているが、前記第１実施形態とほぼ同様の改善効果を実現することが出来る。
この点につき考察すると、本実施形態では、バスバー３２と分岐電極指９１の先端が短絡していることから、隣接する電極指の電位分布はほぼ一致している。これに対して第１実施形態のフィルタ構造では、交差電極指ならびにこれらか延びる分岐電極指の分岐部を経て分岐指本体部が存在し、しかもその先端が開放であるから、隣接する電極指の電位分布が完全に同じではない。これにより第１実施形態の構造の方が、本実施形態の構造より良好な特性が得られているものと考えられる。
さらに本実施形態の変形例として、例えば、本実施形態で多数設けた分岐電極指のうちの一部分だけを短絡状態とし、他を開放状態とするなど、前記第１実施形態の分岐電極指構造（先端を開放したＬ字状の分岐電極指３１）と、本実施形態の分岐電極指構造（先端をバスバーに短絡した分岐電極指９１）とを適宜混在させた電極構造としても良い。また、前記第２実施形態の分岐電極指構造（先端を開放したＴ字状の分岐電極指６１）を一部に混在させることも可能である。
〔第４実施形態〕
図１８は、本発明の第４の実施形態に係る縦結合多重モード型ＳＡＷフィルタを示すものである。同図に示すようにこのＳＡＷフィルタは、前記第１実施形態のフィルタと同様に、２つの縦結合多重モード型ＳＡＷフィルタ１０１，１１１を、入力端子１と出力端子２との間に直列に接続したもので、各フィルタ１０１，１１１を構成するＩＤＴ１０２，１０３，１０４，１１２，１１３，１１４の電極非交差部にＬ字状の分岐電極指３１を設けたものである。ただし、前記第１実施形態では、分岐指本体部３１ｂについてそれらが延びる方向をすべてバスバー３２に向けたものとしたが、この実施形態では、バスバー３２に向け延びる第１実施形態と同様のものと、これとは逆に、対向する櫛形電極に向け延びるものとを交互に配置してある。
図１９は、本実施形態に係るフィルタの通過帯域における周波数特性を、前記第１実施形態および従来構成１と共に示すものであるが、この図から明らかなように本実施形態のフィルタ構造によっても、前記第１実施形態と同様の（本実施形態の方が若干良好な）改善効果が得られる。
〔第５実施形態〕
低損失化のために２つの多重モードフィルタを並列に接続し、ＩＤＴの電極指の長さを短くして電極指抵抗を低減するフィルタ構造が知られている。本実施形態は、このようなフィルタ構造に対して本発明を適用したものである。
具体的には、図２０は本発明の第５の実施形態に係る縦結合多重モード型ＳＡＷフィルタを示すものであるが、同図に示すようにこのフィルタは、２つの縦結合多重モード型フィルタ１２１，１３１を入力端子１と出力端子２との間に並列に接続したものである。各フィルタ１２１，１３１は共に、前記第１実施形態のフィルタと同様に、３つのＩＤＴ１２２，１２３，１２４，１３２，１３３，１３４の両側に反射器１２５，１２６，１３５，１３６が備えられ、各ＩＤＴ１２２〜１２４，１３２〜１３４の電極非交差部には、交差電極指から延びるＬ字状の分岐電極指３１を設けてある。尚、出力端子２は、並列に接続したフィルタ１２１，１３１のうち一方のフィルタの位相を他方のフィルタに対して略１８０°変えることにより平衡出力端子とする。
本実施形態のフィルタは、ＰＣＳ帯の受信用フィルタ（中心周波数１９６０ＭＨｚ）を想定したものであり、詳細な仕様は例えば次のとおりとすることが出来る。
圧電基板として、添加物（例えばＦｅ）を添加することにより焦電性改善処理を施された４２±６°ＹカットＸ伝搬ＬＴ基板を使用する。各ＩＤＴ１２２〜１２４，１３２〜１３４および反射器１２５，１２６，１３５，１３６の電極は、例えばＡｌ単結晶膜により構成し、厚さを例えば１６９ｎｍとする。またこのとき、下地層として、単結晶膜化しやすくするために厚さが例えば４ｎｍのＴｉＮ膜を形成する。作製にあたっては、公知のフォトリソグラフィー（フォトエッチング）技術を用いて圧電基板の表面に各ＳＡＷフィルタのパターンを形成し、ダイシングにより個片にした後、フリップチップボンディングによりセラミック基板上に搭載し、樹脂で封止する。
各ＤＭＳフィルタ１２１，１３１の各部寸法ないし電極本数は、例えば次のとおりとする。
・ＩＤＴ電極の平均周期λ：２．０２４μｍ
・ＩＤＴ電極の平均ピッチｐ：１．０１２μｍ
・反射器の電極ピッチ：１．０１２μｍ
・ＩＤＴ対数：中央のＩＤＴ１２２，１３２が４１対、外側のＩＤＴ１２３，１２４，１３３，１３４が１８．５対
・反射器の電極本数：６５本
・交差幅（電極指の交差部の幅）：４２λ
・ＩＤＴ‐反射器間の距離：０．５λ
・ＤＵＴＹ：ＩＤＴ、反射器共に０．６２
尚、前記第１実施形態と同様に、本実施形態のＩＤＴでも、狭ピッチ電極指を設けてある。また、前記他方のフィルタについては、２つの両外側のＩＤＴの位相を変えることで平衡出力２ａ，２ｂとしてある。
分岐電極指３１の各部寸法は、例えば次のとおりとする。
・分岐部の幅Ｗ１：０．５μｍ（＝０．２５λ）
・分岐指本体部の幅Ｗ２：交差電極指の幅と同一
・交差電極指の先端と分岐電極指との間のギャップＧ１：０．４５μｍ（＝０．２２λ）
・分岐指本体部の長さＬ１：２．０μｍ（＝０．９９λ）
・分岐指本体部の先端とバスバーとの間のギャップＧ２：０．４５μｍ（＝０．２２λ）
図２１は、本実施形態に係るフィルタの通過帯域における周波数特性を、従来の同様の並列接続構造を有するフィルタ（従来構成３および従来構成４）の特性と比較して示すものである。尚、従来構成３は、前記図２０に示した本実施形態のフィルタと同様に２つの多重モードフィルタを並列に接続し（図３４の１段目のフィルタ２０１と、このフィルタの位相を略１８０°変えたフィルタとを並列に接続し、ＩＤＴおよび反射器の各部仕様（電極本数や周期、ピッチ、交差幅、寸法等）については第５実施形態と同一とし）、各ＩＤＴのいずれにも分岐電極指を備えていないものである。また従来構成４は、同様に２つの多重モードフィルタを並列に接続した構成であるが、各ＩＤＴのいずれにも分岐電極指を備えておらず、かつ図３５に示した従来構成２のようにバスバーに加工を施した（バスバーに導電部と非導電部を設けた）ものである。
図２１から分かるように、本実施形態のフィルタ構造によっても、通過帯域における挿入損失を低減することができ、特に、通過帯域の低域側領域Ｃ、および高域側領域Ｄにおいて損失の良好な改善効果が得られている。具体的には、従来構成３と比較した改善効果は、通過帯域低域側で約０．２３ｄＢで、従来構成４と比べても、通過帯域低域側で０．０７ｄＢの改善を確認することが出来た。これは、前記各実施形態と同様に、ＩＤＴの電極交差部により近い部分の音速を下げることが出来るために、更なる低損失化が達成されたものと考えられる。
さらに図２２は、通過帯域外の周波数特性を測定した結果を示すものであるが、本実施形態と従来構成３，４とはいずれもほぼ同一の特性を示しており、本実施形態の構造を採用しても通過帯域外の特性には影響を及ぼさないことが分かる。
図２３は、本実施形態において分岐電極指の分岐部の幅Ｗ１を様々に変えたとき、具体的には、Ｗ１＝０．２７μｍ（０．１３λ）、０．３５μｍ（０．１７λ）、０．５μｍ（０．２５λ）、０．８μｍ（０．４０λ）、１．４μｍ（０．６９λ）、２．０μｍ（０．９９λ）および４．０μｍ（１．９８λ）としたときの挿入損失の変化を前記従来構成３との比較において示したものである。この図から明らかなように、本発明に係るいずれの構造も従来構成３と比較して良好な挿入損失の低減効果が得られている。したがって、少なくとも、０．１３λ≦Ｗ１≦１．９８λとすれば、良好な損失改善効果が得られる点で好ましい。
〔第６実施形態〕
図２４は、本発明の第６の実施形態に係る縦結合多重モード型ＳＡＷフィルタを示すものである。同図に示すようにこのＳＡＷフィルタは、前記第５実施形態のフィルタと同様に、２つの縦結合多重モード型フィルタ１４１，１５１を入力端子１と出力端子２との間に並列に接続したものである。各フィルタ１４１，１５１は共に、前記第２実施形態のフィルタと同様に、３つのＩＤＴ１４２，１４３，１４４，１５２，１５３，１５４を備え、各ＩＤＴ１４２〜１４４，１５２〜１５４の電極非交差部には、交差電極指３３から延びるＴ字状の分岐電極指６１を設けてある。
ただし、この実施形態では、２つのフィルタ１４１，１５１の外側にそれぞれ反射器１４５，１５６を設けると共に、両フィルタ１４１，１５１の間に数本の電極列からなる反射器１４６を設けて両フィルタ１４１，１５１を音響結合させる。尚、両フィルタ１４１，１５１間に介在させた反射器１４６は、省略することも可能である。
〔第７実施形態〕
図２５は、本発明の第７の実施形態に係るＳＡＷ共振器を示すものである。同図に示すようにこのＳＡＷ共振器１６１は、１つのＩＤＴ１６２の両側に反射器１６３，１６４を配置してなるもので、前記第１実施形態と同様に、ＩＤＴ１６２の各交差電極指３３の基端部にＬ字状の分岐電極指３１を設けてある。尚、ＩＤＴ１６２の両側に配した反射器１６３，１６４は、ＩＤＴ１６２をいわゆる多対型共振器とすれば、省くことも可能である。本実施形態の各部構成の具体的な例としては、例えば次のような構成を採ることが出来る。
圧電基板として、添加物（例えばＦｅ）を添加することにより焦電性改善処理を施された４２±６°ＹカットＸ伝搬ＬＴ基板を使用する。ＩＤＴ１６２および反射器１６３，１６４の電極は、例えばＡｌ単結晶膜により構成し、厚さを例えば１６９ｎｍとし、下地層として、単結晶膜化しやすくするために厚さが例えば４ｎｍのＴｉＮ膜を形成する。
また、ＩＤＴ１６２および反射器１６３，１６４の各部寸法および電極本数を例えば次のとおりとする。
・ＩＤＴおよび反射器の電極周期λ：１．９６８μｍ
・ＩＤＴおよび反射器の電極ピッチｐ：０．９８４μｍ
・交差幅（電極指の交差部の幅）：３０λ
・ＩＤＴの電極対数：１５９対
・反射器の電極本数：８０本
・ＩＤＴ‐反射器間の距離：０．５λ
・ＤＵＴＹ：０．６２
分岐電極指３１の各部寸法は、例えば次のとおりとする。
・分岐部の幅Ｗ１：０．６３μｍ（＝０．３２λ）
・分岐指本体部の幅Ｗ２：交差電極指の幅と同一
・交差電極指の先端と分岐電極指との間のギャップＧ１：０．５μｍ（＝０．２５λ）
・分岐指本体部の長さＬ１：２．０μｍ（＝１．０２λ）
・分岐指本体部の先端とバスバーとの間のギャップＧ２：０．５μｍ（＝０．２５λ）
このような仕様を有する共振器を作成して周波数‐インピーダンス特性を測定した。図２６および図２７はその結果を、同様の構造を有する従来の共振器である従来構成５（ＩＤＴの両側に反射器を備えるが、分岐電極指は無い）との比較において示すものであるが、これらの図から明らかなように、ＩＤＴの両側に反射器を備えた共振器に対して本発明を適用することで、共振のＱ値（共振周波数と反共振周波数でのインピーダンス比）を向上させることが出来ることが分かる（５０．４ｄＢから５３．３ｄＢへと２．９ｄＢ改善が可能）。
〔第８実施形態〕
図２８は、本発明の第８の実施形態に係る縦結合多重モード型ＳＡＷフィルタを示すものである。同図に示すようにこのＳＡＷフィルタは、前記第５実施形態に係る縦結合多重モード型ＳＡＷフィルタにおいて、並列に接続した２つの縦結合多重モード型フィルタ１２１，１３１と、不平衡入力端子１との間にＳＡＷ共振器１６１を直列に接続したものである。ＳＡＷ共振器１６１としては、ＩＤＴに分岐電極指を備えた前記第７実施形態の構造を有する共振器を使用する。また、並列接続した２つのフィルタ１２１，１３１についても、これらを構成するＩＤＴの電極非交差部には、交差電極指から延びるＬ字状の分岐電極指を設けてある。
尚、上記共振器１６１は、多対型共振器としても構わない。また図２９に示すように、共振器を構成するＩＤＴ１６５の交差電極指が交互に交差されずに、一方の櫛形電極からの電極指が連続した部分を有するようにしても（電極指の一部をいわゆる間引いた後にダミーの電極指を配置した形態としても）良い。この場合、当該連続部分の電極非交差部に、Ｌ字状の分岐電極指の先端から電極をさらに延長し、例えば鉤状に引き回した分岐電極指１６６を設けることも可能である。
本実施形態のフィルタは、ＤＣＳ帯の受信用フィルタ（中心周波数１８４２．５ＭＨｚ）を想定したものであり、詳細な仕様は例えば次のとおりとすることが出来る。
圧電基板として、添加物（例えばＦｅ）を添加することにより焦電性改善処理を施された４２±６°ＹカットＸ伝搬ＬＴ基板を使用する。各ＩＤＴおよび反射器の電極は、例えばＡｌ単結晶膜により構成し、厚さを例えば１６９ｎｍとする。また、下地層として、単結晶膜化しやすくするために厚さが例えば４ｎｍのＴｉＮ膜を形成する。作製にあたっては、圧電基板の表面に各フィルタ１２１，１３１および共振器１６１のパターンを形成し、ダイシングにより個片にした後、フリップチップボンディングによりセラミック基板上に搭載し、樹脂で封止する。
各ＤＭＳフィルタ１２１，１３１の各部寸法ないし電極本数は、例えば次のとおりとする。
・ＩＤＴ電極の平均周期λ：２．１４９μｍ
・ＩＤＴ電極の平均ピッチｐ：１．０７４５μｍ
・反射器の電極ピッチ：１．０８９μｍ
・ＩＤＴ対数：中央のＩＤＴが２４対、外側のＩＤＴが１２．５対
・反射器の電極本数：７５本
・交差幅（電極指の交差部の幅）：４４λ
・ＩＤＴ‐反射器間の距離：０．５λ
・ＤＵＴＹ：ＩＤＴ、反射器共に０．６４
尚、前記第５実施形態と同様に、本実施形態のＩＤＴでも、狭ピッチ電極指を設けてある。また、出力端子は、並列に接続したフィルタのうち一方のフィルタの位相を他方のフィルタに対して略１８０°変える（２つの両外側のＩＤＴの位相を変える）ことにより平衡出力端子２ａ，２ｂとした。
各フィルタ１２１，１３１における分岐電極指３１の各部寸法は、例えば次のとおりとする。
・分岐部の幅Ｗ１：０．６μｍ（＝０．２８λ）
・分岐指本体部の幅Ｗ２：交差電極指の幅と同一
・交差電極指の先端と分岐電極指との間のギャップＧ１：０．４５μｍ（＝０．２１λ）
・分岐指本体部の長さＬ１：２．８μｍ（＝１．３０λ）
・分岐指本体部の先端とバスバーとの間のギャップＧ２：０．４５μｍ（＝０．２１λ）
ＳＡＷ共振器１６１のＩＤＴおよび反射器の各部寸法および電極本数は、例えば次のとおりとする。
・ＩＤＴおよび反射器の電極周期λ：２．０９８μｍ
・ＩＤＴおよび反射器の電極ピッチｐ：１．０４９μｍ
・交差幅（電極指の交差部の幅）：２１．６λ
・ＩＤＴの電極対数：１６０対
・反射器の電極本数：６５本
・ＩＤＴ‐反射器間の距離：０．５λ
・ＤＵＴＹ：０．６４
ＳＡＷ共振器１６１における分岐電極指３１の各部寸法は、例えば次のとおりとする。
・分岐部の幅Ｗ１：０．６７μｍ（＝０．３２λ）
・分岐指本体部の幅Ｗ２：交差電極指の幅と同一
・交差電極指の先端と分岐電極指との間のギャップＧ１：０．７μｍ（＝０．３３λ）
・分岐指本体部の長さＬ１：２．８μｍ（＝１．３３λ）
・分岐指本体部の先端とバスバーとの間のギャップＧ２：０．７μｍ（＝０．３３λ）
図３０は、本実施形態が備える上記ＳＡＷ共振器の周波数‐インピーダンス特性を測定した結果を示すものである。同図から分かるように、本発明を適用した上記共振器では、分岐電極指を備えない従来の共振器（従来構成５）と比較してＱ値を５４．２ｄＢから６０．５ｄＢへと６．３ｄＢ向上させることが出来た。
また図３１は、本実施形態のフィルタの通過帯域における周波数特性を、比較例の特性とともに示すものである。尚、当該比較例は、図２８に示したフィルタ構造において、直列に接続する共振器１６１として分岐電極指を備えていない通常（従来）の共振器を用いた（並列接続した２つの縦結合多重モード型ＳＡＷフィルタはいずれも分岐電極指を有する）ものである。図３１から明らかなように、並列接続された縦結合多重モード型ＳＡＷフィルタに本発明を適用するだけでなく、これらのフィルタに直列に接続された共振器にも本発明を適用することで、より一層の特性改善、特に通過域高域側での損失改善の効果が得られることが分かる。
〔第９実施形態〕
本発明を適用したＳＡＷ共振器は、ラダー型のＳＡＷフィルタに利用することも可能である。図３２はこのようなラダー型回路の基本構成を示すものであり、本発明の第９の実施形態は、入力端子と出力端子とを結ぶ伝送路１７３上に配置される直列腕共振器１７１、ならびに当該伝送路１７３から分岐してグランドに接続される分岐路１７４上に配置される並列腕共振器１７２としてそれぞれ、前記第７実施形態に係るＳＡＷ共振器１６１を用い、ラダー型ＳＡＷフィルタを構成する。このようなフィルタによれば、Ｑ値が向上したＳＡＷ共振器１６１を用いることで挿入損失を改善することが出来る。
直列腕共振器１７１および並列腕共振器１７２は、１つ以上任意の数だけ設けて良く、これにより２段以上のラダー型ＳＡＷフィルタを構成することが可能である。また、当該ラダー型フィルタは、総ての共振器が上記本発明に係る共振器１６１により構成されている必要は必ずしも無く（総ての共振器が本発明の共振器１６１であっても勿論良い）、一部の共振器のみに本発明に係る共振器１６１を使用したフィルタであっても構わない。さらに格子型回路としても良い。
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載の範囲内で種々の変更を行うことができることは当業者に明らかである。
例えば、フィルタ（ＩＤＴや反射器）各部の寸法数値や電極本数、電極の膜厚、圧電基板の種類等の詳細は一例として述べたものであって、このほかの数値や構成を採ることも勿論可能である。また、実施形態において電極はＡｌ単結晶膜により形成することとしたが、Ａｌ合金やＣｕ、Ａｕなどでも良く、複数種類の材料を積層した積層構造とすることも出来る。また、実施形態では圧電基板としてＬＴ基板を使用したが、例えばＬＮ（ＬｉＮｂＯ3）基板や水晶基板、チタン酸ジルコン酸鉛系圧電セラミックスのような圧電セラミックスからなる基板、その他の圧電基板を用いても良い。また、実施形態では圧電基板に焦電性の改善処理を行ったが、当該処理は必須のものではない。
さらに、前記実施形態では、縦結合多重モード型フィルタとしてＩＤＴを伝搬方向に３つ並べたフィルタを使用したが、ＩＤＴを２つ並べた所謂２ＩＤＴや、４つ以上並べた所謂４ＩＤＴ以上の縦結合多重モード型フィルタに対しても本発明は適用可能である。また入出力端子に関し、第１から第６および第８実施形態では、入力端子を不平衡端子、出力端子を平衡端子としたが、これら入力側端子および出力側端子はいずれも、不平衡端子または平衡端子のいずれとすることも可能である。
交差電極指および分岐電極指の形状は、前記図面に示した例に限定されず、特に、非交差部における形状について、交差電極指および分岐電極指ともに様々な形状を採ることが可能である。例えば、図３３は電極指の他の形状例を示すものであるが、同図（ａ）から（ｂ）に示すように交差電極指３３が非交差部においてクランク状に折れ曲がった形状とされ、当該クランク状になされた交差電極指３３の基端部にＬ字状ないし直線状の形状とした分岐電極指１８２，１８３が接続されていても良い。また、本発明においては、交差電極指の中心と、分岐電極指の分岐指本体部の中心とがずれていても構わない（例えば同図（ａ）参照）。
また、同図（ｃ）に示すように、交差電極指３３の両側に分岐電極指１８４を設けても良い。さらに、同図（ｄ）に示すように、分岐電極指１８６が曲線状に曲がった部分を有していても良い。これら図３３に示した例のほかにも、さらに様々な電極形状を採ることが可能である。
本発明の第１の実施形態に係る縦結合多重モード型ＳＡＷフィルタを示す図である。 前記第１実施形態に係るフィルタのＩＤＴの電極非交差部を拡大して示す図である。 前記第１実施形態に係るフィルタの通過帯域における周波数‐減衰量特性を、従来構造のフィルタと比較して示す線図である。 前記第１実施形態に係るフィルタの通過帯域外の周波数特性を、従来構造のフィルタと比較して示す線図である。 前記第１実施形態に係るフィルタにおいて、分岐電極指の分岐部の幅Ｗ１を変化させたときの周波数特性を従来構造のフィルタと比較して示す線図である。 前記図５の線図の通過帯域低域側肩部を拡大して示す線図である。 前記第１実施形態の１段目のフィルタの共振特性を示す線図である。 前記第１実施形態に係るフィルタにおいて、分岐電極指の分岐部の幅Ｗ１を変えたときの挿入損失の変化を示す線図である。 前記第１実施形態に係るフィルタにおいて、交差電極指の先端と分岐電極指との間のギャップＧ１を変えたときの挿入損失の変化を示す線図である。 前記第１実施形態に係るフィルタにおいて、分岐電極指の分岐指本体部の長さＬ１を変えたときの挿入損失の変化を示す線図である。 前記第１実施形態に係るフィルタにおいて、分岐電極指（分岐指本体部）の先端とバスバーとの間のギャップＧ２を変えたときの挿入損失の変化を示す線図である。 本発明の第２の実施形態に係る縦結合多重モード型ＳＡＷフィルタを示す図である。 前記第２実施形態に係るフィルタのＩＤＴの電極非交差部を拡大して示す図である。 前記第２実施形態に係るフィルタにおいて、第一分岐指本体部の長さＬ１と第二分岐指本体部の長さＬ２とを変えたときの挿入損失の変化を示す線図である。 本発明の第３の実施形態に係る縦結合多重モード型ＳＡＷフィルタを示す図である。 前記第３実施形態に係るフィルタの通過帯域における周波数特性を、前記第１実施形態および従来構造のフィルタと比較して示す線図である。 前記図１６の通過帯域低域側を拡大して示す線図である。 本発明の第４の実施形態に係る縦結合多重モード型ＳＡＷフィルタを示す図である。 前記第４実施形態に係るフィルタの通過帯域における周波数特性を、前記第１実施形態および従来構造のフィルタと比較して示す線図である。 本発明の第５の実施形態に係る縦結合多重モード型ＳＡＷフィルタを示す図である。 前記第５実施形態に係るフィルタの通過帯域における周波数特性を、従来構造のフィルタと比較して示す線図である。 前記第５実施形態に係るフィルタの通過帯域外の周波数特性を、従来構造のフィルタと比較して示す線図である。 前記第５実施形態に係るフィルタにおいて、分岐電極指の分岐部の幅Ｗ１を変えたときの挿入損失の変化を示す線図である。 本発明の第６の実施形態に係る縦結合多重モード型ＳＡＷフィルタを示す図である。 本発明の第７の実施形態に係るＳＡＷ共振器を示す図である。 前記第７実施形態に係るＳＡＷ共振器の周波数‐インピーダンス特性を示す線図である。 前記第７実施形態に係るＳＡＷ共振器の特性を示すスミスチャートである。 本発明の第８の実施形態に係る縦結合多重モード型ＳＡＷフィルタを示す図である。 前記第８実施形態に係る縦結合多重モード型ＳＡＷフィルタにおいて使用可能なＳＡＷ共振器の別の例を示す図である。 前記第８実施形態に係る縦結合多重モード型ＳＡＷフィルタに備えたＳＡＷ共振器の周波数‐インピーダンス特性を示す線図である。 前記第８実施形態に係る縦結合多重モード型ＳＡＷフィルタの通過帯域における周波数特性を示す線図である。 本発明の第９の実施形態に係るラダー型ＳＡＷフィルタの基本構成を示す図である。 （ａ）から（ｄ）はそれぞれ、本発明に係るフィルタないし共振器を構成するＩＤＴの交差電極指および分岐電極指の他の形状例を示す図である。 従来のフィルタ構造に従って構成した第１の比較例に係る縦結合多重モード型ＳＡＷフィルタを示す図である。 従来のフィルタ構造に従って構成した第２の比較例に係る縦結合多重モード型ＳＡＷフィルタを示す図である。
符号の説明
１ 入力端子
２ 出力端子
１１，２１，４１，５１，７１，８１，１０１，１１１，１２１，１３１，１４１，１
５１ 縦結合多重モード型ＳＡＷフィルタ
１２〜１４，４２〜４４，５２〜５４，７２〜７４，８２〜８４，１０２〜１０４，１
１２〜１１４，１２２〜１２４，１３２〜１３４，１４２〜１４４，１５２〜１５４，１
６２ ＩＤＴ（交差指状電極）
１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂ 櫛形電極
１５，１６，４５，４６，５５，５６，７５，７６，８５，８６，１０５，１０６，１
１５，１１６，１２５，１２６，１３５，１３６，１４５，１４６，１５６，１６３，１
６４ 反射器
３１，６１，９１，１６６，１８２，１８３，１８４，１８６ 分岐電極指
３１ａ，６１ａ 分岐部
３１ｂ，６１ｂ，６１ｃ 分岐指本体部
３２ バスバー
３３ 交差電極指
３５ ＩＤＴ電極の交差部
３６ ＩＤＴ電極の非交差部
１６１ ＳＡＷ共振器
１７１ 直列腕共振器
１７２ 並列腕共振器

Claims (14)

  1. 弾性表面波の伝搬方向に配列させた複数の交差電極指およびこれら交差電極指を接続するバスバーを有する櫛形電極を対向させかつ交差電極指同士を互いに交差させてなる複数の交差指状電極を、弾性表面波の伝搬方向に音響結合させるように圧電基板上に備えた縦結合多重モード型弾性表面波フィルタであって、
    前記交差指状電極は、前記交差電極指から分岐した１つ以上の分岐電極指を備え、
    当該分岐電極指は、前記交差電極指同士が交差する交差部と、前記バスバーとの間の領域である非交差部内に配置され、かつ、弾性表面波の伝搬方向にほぼ直交する方向に延びる分岐電極指本体部を含み、
    当該分岐電極指の先端部が電気的に開放されている
    ことを特徴とする縦結合多重モード型弾性表面波フィルタ。
  2. 互いに並列に接続された第一の弾性表面波フィルタと第二の弾性表面波フィルタとを備えた弾性表面波フィルタであって、
    前記第一の弾性表面波フィルタおよび前記第二の弾性表面波フィルタとして請求項１に記載の弾性表面波フィルタを用いた
    ことを特徴とする縦結合多重モード型弾性表面波フィルタ。
  3. 請求項１または２に記載の縦結合多重モード型弾性表面波フィルタに、弾性表面波共振器を直列に接続した
    ことを特徴とする縦結合多重モード型弾性表面波フィルタ。
  4. 弾性表面波の伝搬方向に配列させた複数の交差電極指およびこれら交差電極指を接続するバスバーを有する櫛形電極を対向させかつ交差電極指同士を互いに交差させてなる交差指状電極を、圧電基板上に備えた弾性表面波共振器であって、
    前記交差指状電極は、前記交差電極指から分岐した１つ以上の分岐電極指を備え、
    当該分岐電極指は、前記交差電極指同士が交差する交差部と、前記バスバーとの間の領域である非交差部内に配置され、かつ、弾性表面波の伝搬方向にほぼ直交する方向に延びる分岐電極指本体部を含み、
    当該分岐電極指の先端部が電気的に開放されている
    ことを特徴とする弾性表面波共振器。
  5. 前記弾性表面波共振器として請求項４に記載の弾性表面波共振器を用いた
    ことを特徴とする請求項３に記載の縦結合多重モード型弾性表面波フィルタ。
  6. 交差電極指の周期をλとし、
    前記分岐電極指の幅をＷとしたときに、
    Ｗ≧０．０８λ
    としたことを特徴とする請求項１から３、および５のいずれか一項に記載の弾性表面波フィルタ。
  7. 交差電極指の周期をλとし、
    前記分岐電極指本体部の前記交差部側の端と、対向する櫛形電極の交差電極指の先端との間隔をＧ１としたときに、
    Ｇ１≦０．３６λ
    としたことを特徴とする請求項１から３、５および６のいずれか一項に記載の弾性表面波フィルタ。
  8. 前記分岐電極指本体部の長さをＬ１としたときに、
    Ｌ１≧０．１２λ
    としたことを特徴とする請求項１から３、および５から７のいずれか一項に記載の弾性表面波フィルタ。
  9. 交差電極指の周期をλとし、
    前記分岐電極指の幅をＷとしたときに、
    Ｗ≧０．０８λ
    としたことを特徴とする請求項４に記載の弾性表面波共振器。
  10. 交差電極指の周期をλとし、
    前記分岐電極指本体部の前記交差部側の端と、対向する櫛形電極の交差電極指の先端との間隔をＧ１としたときに、
    Ｇ１≦０．３６λ
    としたことを特徴とする請求項４または９に記載の弾性表面波共振器。
  11. 前記分岐電極指本体部の長さをＬ１としたときに、
    Ｌ１≧０．１２λ
    としたことを特徴とする請求項４、９および１０のいずれか一項に記載の弾性表面波共振器。
  12. 入力端子と出力端子との間の伝送路上に直列に接続された１つ以上の直列腕共振器と、
    当該伝送路から分岐した分岐路上に接続された１つ以上の並列腕共振器と、を備えたラダー型弾性表面波フィルタであって、
    前記１つ以上の直列腕共振器および１つ以上の並列腕共振器のうちの少なくとも１つの共振器として請求項４、および９から１１のいずれか一項に記載の弾性表面波共振器を用いた
    ことを特徴とするラダー型弾性表面波フィルタ。
  13. 前記圧電基板として、焦電性改善処理を施した圧電基板を用いた
    ことを特徴とする請求項１から３、および５から８、および１２のいずれか一項に記載の弾性表面波フィルタ。
  14. 前記圧電基板として、焦電性改善処理を施した圧電基板を用いた
    ことを特徴とする請求項４、および９から１１のいずれか一項に記載の弾性表面波共振器。
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