JP4650488B2 - 弾性波素子 - Google Patents

Description

本発明は、例えば共振子や帯域フィルタなどに用いられる弾性波素子に関し、特に、複数の電極指を有するＩＤＴ電極の構造が改良された弾性波素子に関する。

従来、共振子や帯域フィルタなどに、弾性波素子が広く用いられている。弾性波素子としては、弾性表面波を利用した弾性表面波素子や、弾性境界波を利用した弾性境界波素子などが知られている。

下記の特許文献１には、第１，第２の固体層が積層されており、第１の固体層と第２の固体層との界面に少なくとも１つの正規型のＩＤＴ電極（インターデジタル電極）が配置された弾性境界波共振子が示されている。この種の弾性境界波素子や弾性表面波素子では、通常、弾性境界波や弾性表面波を励振するために、複数本の電極指を有するＩＤＴ電極が用いられている。

また、下記の特許文献２には、重み付けが施されたＩＤＴ電極を有する弾性表面波素子が開示されている。図１８は、特許文献２に記載の弾性表面波素子の電極構造を示す模式的平面図である。

弾性表面波素子１０１は、弾性表面波を利用したフィルタ素子であり、入力端子ＩＮと出力端子ＯＵＴとを有する。また、圧電基板上に、第１，第２のフィルタが図示の電極構造を形成することにより構成されている。ここでは、第１のフィルタは、重み付けが施された励振用のＩＤＴ電極１０２と、正規型の受信用のＩＤＴ電極１０３とを有する。他方、第２のフィルタは、正規型の励振用のＩＤＴ電極１０４と、重み付けが施された受信用のＩＤＴ電極１０５と有する。重み付けが施されたＩＤＴ電極１０２，１０５の内の一方が最小位相特性を有するように重み付けされており、他方は最大位相特性を有するように重み付けされている。

なお、上記重み付けは、交叉幅重み付け法により行われており、従って、例えばＩＤＴ電極１０２における隣り合っている電極指１０２ａ，１０２ｂを例にとると電極指１０２ａの先端に設けられたギャップ１０２ｃと、電極指１０２ｂに設けられたギャップ１０２ｄとが、表面波伝搬方向に直交する方向、すなわち電極指１０２ａ，１０２ｂが延びる方向において異なる位置に設けられている。
特開２００４−２３６２８５号公報 特開２００４−２６０５４３号公報

上記のように、特許文献１に記載の弾性境界波素子では、正規型のＩＤＴ電極が第１，第２の固体層の境界に配置されていた。そして、特許文献２に記載のように、弾性表面波素子や弾性境界波素子では、所望とするフィルタ特性や共振特性を得るために、ＩＤＴ電極に交叉幅重み付けを施す方法が広く用いられてきている。

しかしながら、従来の、弾性境界波素子や弾性表面波素子では、重み付けが施されたＩＤＴ電極を用いたとしても、なお十分な共振特性やフィルタ特性を得ることは困難であり、特性のより一層の向上が望まれている。

本発明の目的は、上述した従来技術の現状に鑑み、より一層良好な共振特性やフィルタ特性を得ることを可能とする構造を備えた弾性波素子を提供することにある。

本発明によれば、圧電体と少なくとも１つのＩＤＴ電極とを備える弾性波素子であって、前記ＩＤＴ電極が、弾性波伝搬方向において隣り合っており、異なる電位に接続される第１，第２の電極指を有し、前記第１，第２の電極指の各先端の電極指長さ方向外側にはギャップがそれぞれ設けられており、前記第１の電極指の側縁において、前記第２の電極指の先端外側に位置している前記ギャップと電極指長さ方向において等しい位置と、前記第２の電極指の側縁において、前記第１の電極指の先端外側に位置している前記ギャップと電極指長さ方向において等しい位置との少なくとも一方の位置に凸部が形成されており、電極指長さ方向において、前記ギャップが存在するすべての位置における弾性波の実効伝搬距離と、第１及び第２の電極指が設けられている部分における実効伝搬距離とが略等しくなるように前記凸部が形成されており、前記凸部が、前記第１，第２の電極指の一方の電極指において、他方の電極指の先端に設けられたギャップに対向している側の側縁から該ギャップに向けて突出するように形成されている、弾性波素子が提供される。
本発明に係る弾性波素子のある特定の局面では、前記凸部に対して弾性波伝搬方向において隣接している前記ギャップが電極指先端側に位置されている当該電極指は、電極指先端にいくに連れて細くされている。
本発明の弾性波素子の他の特定の局面では、前記第１の電極指の外周縁と、第１の電極指に隣接している第２の電極指の外周縁との間の距離が、ほぼ一定とされている。

本発明に係る弾性波素子では、好ましくは、前記凸部が台形の平面形状を有し、前記台形の下底が該凸部が形成されている電極指の側縁により構成されており、台形の上底と下底とを結ぶ側辺と、下底との成す内角が９０°未満の角度とされている。

本発明に係る弾性波素子のさらに別の特定の局面では、前記凸部の前記下底の中点の電極指長さ方向に沿う位置が、前記他方の電極指の先端のギャップの該電極指長さ方向中心位置と電極指長さ方向において略等しい位置にあり、前記下底の長さが、前記ギャップの電極指長さ方向に沿う寸法であるギャップ幅よりも大きくされており、前記上底の長さが該ギャップ幅よりも小さくされている。

本発明に係る弾性波素子のある限定的な局面では、上記凸部は特に限定されるわけではないが、等角台形の平面形状を有するように構成されている。

本発明に係る弾性波素子のさらに別の特定の局面によれば、前記凸部が複数の角部を有し、該複数の角部が丸められている。

本発明に係る弾性波素子のさらに別の特定の局面では、前記凸部の平面形状が、前記電極指の側縁に連ねられている底辺と、底辺を除いて曲線により形成された外周縁とを有する形状とされている。

本発明に係る弾性波素子のさらに他の特定の局面では、前記凸部の底辺の中点の電極指長さ方向に沿う位置が、前記ギャップを電極指さ方向において二等分する線と電極指の長さ方向において略等しい位置にあり、前記底辺の長さが、前記ギャップ幅よりも大きくされている。

本発明に係る弾性波素子の別の特定の局面では、上記凸部は、第１，第２の電極指の他方にも形成されている。すなわち、第１，第２の電極指の内の他方に形成された凸部の電極指長さ方向位置が、第１，第２の電極指の一方において電極指先端に設けられたギャップの電極指長さ方向に沿う位置と略等しい位置に設けられている。

本発明に係る弾性波素子のさらに別の特定の局面では、前記ＩＤＴ電極に交叉幅重み付けが施されている。

本発明に係る弾性波素子では弾性波として、弾性表面波や弾性境界波が用いられ、弾性表面波を利用することにより弾性表面波素子を、弾性境界波を利用することにより弾性境界波素子を提供することができる。
本発明に係る弾性波素子のさらに他の特定の局面では、前記圧電基板上に設けられた少なくとも１つの前記ＩＤＴ電極を被覆するように設けられた媒質層をさらに備え、前記ＩＤＴ電極の密度が、前記圧電基板の密度及び前記媒質層の密度以上とされており、かつ前記ＩＤＴ電極の密度と、前記媒質層の密度との比が、１．２２よりも大きくされている。

本発明に係る弾性波素子のさらに別の特定の局面では、前記圧電基板上に設けられた少なくとも１つのＩＤＴ電極を被覆するように媒質層が積層されており、前記ＩＤＴ電極の密度が、圧電基板の密度及び前記媒質層の密度以上であり、かつＩＤＴ電極と、圧電基板の密度及び媒質層の密度の内の高い方の密度との密度比が１．２２よりも大きくされている。

（発明の効果）
本発明に係る弾性波素子では、ＩＤＴ電極が、弾性波伝搬方向において隣り合っており、異なる電位に接続される第１，第２の電極指を有し、第１，第２の電極指の先端外側にそれぞれギャップが形成されており、前記第１の電極指の側縁において、前記第２の電極指の先端外側に位置しているギャップと電極指長さ方向において等しい位置と、前記第２の電極指の側縁において、前記第１の電極指の先端外側に位置しているギャップと電極指長さ方向において等しい位置との少なくとも一方の位置に、凸部が形成されているため、後述の実施形態の説明から明らかなように、上記弾性波の伝搬に際してのギャップが存在している部分と、存在していない部分との間での位相ずれを補償することが可能となる。そのため、共振特性やフィルタ特性を改善することが可能となる。特に、ＩＤＴ電極に交叉幅重み付が施されている場合、交叉幅重み付けによる特性の改善に加えて、上記凸部の形成により共振特性やフィルタ特性をより一層効果的に改善することが可能となる。

前記凸部に対して弾性波伝搬方向において隣接している前記ギャップが、電極指先端外側に位置している当該電極指において、電極指先端にいくにつれて次第に電極指が細くされている場合には、次第に細くされている電極指部分と凸部との間の距離が十分な大きさとされる。従って、耐電力性をより効果的に高めることができる。
第１の電極指と第２の電極指との間の外周縁間の距離がほぼ一定とされている場合には、電界が集中する部分がほとんどなくなり、耐電力性をより一層高めることができる。
本発明に係る弾性波素子において、第１，第２の電極指が配置されている部分において前記ギャップを伝搬する弾性波の伝搬する実効距離と、第１，第２の電極指が設けられている部分において前記ギャップ以外の部分において弾性波が伝搬する実効距離とが略等しくなるように凸部が形成されている場合には、弾性波の上述した位相ずれをより効果的に補償することが可能となる。

凸部が、第１の電極指において、上記ギャップからの側縁からギャップに向けて突出するように形成されている場合には、上記凸部の側縁が斜め方向に傾斜されている、例えば凸部の平面形状が台形等の場合には、該凸部の側縁からギャップに向かって伝搬する境界波が側縁から外側に伝搬した際に屈折し、ギャップ部分に効果的に集中され得る。

凸部が台形の平面形状を有し、台形の下底が電極指の側縁により構成されており、台形の上底と下底とを結ぶ側辺と下底との成す角度が９０°未満の角度とされている場合には、弾性波がギャップの内側方向に屈折して伝搬されることになる。そのため、ギャップにおける回折損を効果的に抑制することが可能となり、それによって共振特性やフィルタ特性をより一層効果的に改善することができる。

凸部の下底の中点の電極指長さ方向に沿う位置が、他方のギャップを電極指長さ方向において二等分する線と電極指長さ方向において略等しい位置にあり、下底の長さが、ギャップの電極長さ方向に沿う寸法であるギャップ幅よりも大きくされており、上底の長さがギャップ幅よりも小さくされている場合には、凸部の側縁で屈折する弾性波がギャップ先端の電極の影響をあまり受けずにギャップを通過するため、より効果的に回折損を抑制することが可能になり、それによって共振特性やフィルタ特性をより一層効果的に改善することができる。

凸部が等角台形の形状を有する場合には、ギャップの電極指長さ方向両側における弾性波の伝搬状態を等しくすることができ、共振特性やフィルタ特性をより一層良好とすることができる。

凸部が複数の角部を有し、該複数の角部が丸められている場合においても、弾性波の伝搬に際してのギャップが存在している部分と、存在していない部分との間での位相ずれを補償することが可能となる。

また同様に、凸部の平面形状が、電極指の側縁に連ねられている底辺と、該底辺部を除いて、曲線により形成された外周縁とを有する平面形状である場合においても、弾性波の伝搬に際してのギャップが存在している部分と、存在していない部分との間での位相ずれを補償することが可能となる。

凸部の底辺の中点の電極指長さ方向に沿う位置が、ギャップを電極指長さ方向において二等分する線と電極指長さ方向において略等しい位置にあり、上記底辺の長さが、ギャップ幅よりも大きくされている場合には、凸部における縁部の接線が電極指の側縁の法線と角度を持つ領域で屈折する弾性波がギャップ先端の電極の影響をあまり受けずにギャップを通過するため、より効果的に回折損を抑制することが可能になり、それによって共振特性やフィルタ特性をより一層効果的に改善することができる。

また、第１，第２の電極指の他方にも凸部が設けられている場合には、本発明に従って、弾性波がＩＤＴ電極を伝搬する際の位相ずれをより効果的に小さくすることが可能となる。ＩＤＴ電極にＡｕ、ＣｕまたはＡｇなどの密度の大きな金属を用いた場合には、ＩＤＴ電極の音響インピーダンスと、圧電基板及び媒質層における音響インピーダンスとの差が大きくなり、また、ＩＤＴ電極のメタライズ部と非メタライズ部とにおける弾性境界波の音速比が大きくなる。一般に、弾性境界波の音速比が大きくなると、上述した位相ずれや回折損が生じやすくなる。しかしながら、本発明では、上記凸部の形成により、位相ずれが補償されるため、このような密度比が大きい弾性境界波装置であっても、位相ずれによる共振特性やフィルタ特性の劣化を効果的に抑制することが可能となる。

ＩＤＴ電極に交叉幅重み付が施されている場合には、交叉幅重み付けにより所望とする共振特性やフィルタ特性を得ることができ、しかも本発明に従って、弾性波の位相ずれを補償することができ、それによって良好な共振特性やフィルタ特性を得ることができる。

本発明に係る弾性波素子では、弾性波として弾性表面波が用いられてもよく、弾性境界波が用いられてもよく、いずれの場合においても、本発明に従って、良好な共振特性やフィルタ特性を実現し得る弾性表面波素子や弾性境界波素子が提供され得る。そして、弾性境界波の場合には、弾性境界波の伝搬損失を低減するために弾性境界波の音速が上下の媒質層の音速よりも低くされていることが好ましい。このような状態はＩＤＴ電極を重くする。すなわち、ＩＤＴ電極の密度を大きくすることにより達成され得る。しかしながら密度が大きくなるとメタライズ部とスペース部の音響特性インピーダンスの差が大きくなるので、電極指先端ギャップでの回折や、実効伝搬距離の違いによる弾性境界波の位相のずれが大きくなり、特性への悪影響が大きくなるという傾向がある。特にＩＤＴ電極の密度が、圧電基板の密度と媒質層の密度の内高い方の密度との比が１．２２以上とされている場合には、伝搬損失を低減しつつ、本発明の効果をより顕著に得ることができる。

図１（ａ）は、本発明の第１の実施形態の弾性境界波素子の電極構造を示す模式的平面断面図、（ｂ）は（ａ）の要部を模式的に示す平面断面図である。 図２は、図１に示した第１の実施形態の弾性境界波素子の正面断面図である。 図３は、従来の弾性境界波素子の問題点を説明するための模式的平面図である。 図４は、従来の弾性境界波素子におけるＩＤＴ電極を伝搬する弾性境界波の波面を説明するための模式的平面図である。 図５（ａ）は、実施形態の弾性境界波素子における凸部の作用効果を説明するための弾性境界波の伝搬経路を示す模式的平面図及び（ｂ）は該ＩＤＴ電極を伝搬する弾性境界波の波面を説明するための模式的平面図である。 図６は、図５に示した実施形態の弾性境界波素子において、凸部の側縁から外側に向かって伝搬する弾性境界波の屈折現象を説明するための模式的平面図である。 図７は、第１の実施形態の弾性境界波素子の変形例を説明するための模式的部分切欠平面図である。 図８は、第１の実施形態の弾性境界波素子の他の変形例を説明するための模式的部分切欠平面図である。 図９（ａ），（ｂ）は、第１の実施形態の弾性境界波素子の他の変形例を示す各模式的平面図である。 図１０は、本発明の第２の実施形態に係る弾性境界波素子の電極構造を示す模式的平面図である。 図１１は、第２の実施形態の弾性境界波素子のフィルタ特性を示す図である。 図１２は、比較のために用意した従来の弾性境界波素子のフィルタ特性を示す図である。 図１３は、第２の実施形態及び比較のために用意した従来の弾性境界波素子の位相特性及びインピーダンス特性並びにＳ１１側におけるインピーダンス特性を示す図である。 図１４は、本発明の第３の実施形態の弾性境界波素子のＩＤＴ電極を説明するための部分切欠平面図である。 図１５は、第３の実施形態の弾性境界波素子のＩＤＴ電極の変形例を説明するための模式的部分切欠平面図である。 図１６は、第３の実施形態の弾性境界波素子の実験例における電極指の寸法関係を説明するための模式的平面図である。 図１７は、第３の実施形態の弾性境界波素子及び従来の弾性境界波素子の位相特性及びインピーダンス特性を示す図である。 図１８は、従来の弾性表面波素子の電極構造を示す模式的平面図である。

符号の説明

１…弾性境界波素子
２…圧電基板
２ａ…上面
３…ＩＤＴ電極
３ａ，３ｂ…バスバー
４…反射器
５…反射器
１１〜１４…凸部
１３ａ…下底
１３ｂ…上底
１３ｃ，１３ｄ…側辺
１３Ａ，１４Ａ…凸部
１３Ｃ，１４Ｃ…凸部
１３Ｄ，１４Ｄ…凸部
３１…第１の電極指
３２…第２の電極指
３３…ギャップ
３４…ダミー電極指
３５…ギャップ
３６…ダミー電極指
５１…弾性境界波素子
５２…入力端子
５３，５４…弾性境界波フィルタ部
５３ａ〜５３ｃ…ＩＤＴ電極
５３ｄ，５３ｅ…反射器
５４ａ〜５４ｃ…ＩＤＴ電極
５４ｂ，５４ｃ…反射器
５４ｄ，５４ｅ…反射器
５５ａ，５６ａ…ＩＤＴ電極
５５ｂ，５５ｃ…反射器
５５，５６…弾性境界波共振子
５７，５８…出力端子
６０…ＩＤＴ電極
６１…第１の電極指
６２…第２の電極指
６３，６４…凸部
７０…ＩＤＴ電極
７１…第１の電極指
７２…第２の電極指
７３，７４…凸部

以下、図面を参照しつつ本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。

（本発明の第１の実施形態の構造）
図２は、本発明の第１の実施形態に係る弾性境界波素子の正面断面図であり、図１（ａ）は該弾性境界波素子の電極構造を示す模式的平面断面図であり、（ｂ）はその要部を拡大して示す模式的平面図である。

図２に示すように弾性境界波素子１は、圧電基板２と、圧電基板２の上面２ａに形成されたＩＤＴ電極３と、反射器４，５とＩＤＴ電極３及び反射器４，５を被覆するように設けられた媒質層６とを有する。

すなわち、ＩＤＴ電極３は、圧電基板２と、媒質層６との界面に形成されている。

本実施形態では、圧電基板２は、ＬｉＮｂＯ₃基板により形成されている。もっとも、圧電基板２は、ＬｉＴａＯ₃基板や水晶基板のような他の圧電単結晶基板により構成されてもよく、或いは圧電セラミック基板により構成されても良い。上記ＬｉＮｂＯ₃基板からなる圧電基板２の密度は、４．６４ｇ／ｃｍ³である。

他方、媒質層６は、本実施形態では、ＳｉＯ₂からなり、その密度は２．２ｇ／ｃｍ³である。なお、媒質層６を構成する材料はＳｉＯ₂に限定されず、ＳｉＮなどの他の絶縁性材料により媒質層６が構成されていてもよい。

ＩＤＴ電極３及び反射器４，５は、Ａｇなどの適宜の金属もしくは合金により構成され得る。本実施形態では、ＩＤＴ電極３及び反射器４，５はＡｕからなる。なお、ＩＤＴ電極３を構成する材料と圧電基板２及び媒質層６を構成する材料との好ましい組み合わせについては後述する。

図１（ａ）に示すように、ＩＤＴ電極３では弾性境界波伝搬方向に延びる一対のバスバー３ａ，３ｂが備えられている。複数本の第１の電極指３１と、複数本の第２の電極指３２とが、弾性境界波伝搬方向において交互に配置されている。第１，第２の電極指３１，３２は、弾性境界波伝搬方向と直交する方向に延ばされている。そして、複数本の第１の電極指３１の一端は第２のバスバー３ａに連ねられており、他端が第２のバスバー３ｂ側に延ばされている。複数本の電極指３１の先端にはギャップ３３が配置されている。そして、ギャップ３３を介して電極指３１と対向するように、ダミー電極指３４が設けられている。ダミー電極指３４は、バスバー３ｂに連ねられている。

他方、複数本の第２の電極指の３２の一端は、バスバー３ｂに連ねられており、他端は第１のバスバー３ａ側に延ばされている。そして、第２の電極指３２の先端には、ギャップ３５が配置されている。ギャップ３５を介して、第２の電極指３２と対向するようにダミー電極指３６が配置されている。ダミー電極指３６は、バスバー３ａに連ねられている。

本実施形態では、上記複数本の第１の電極指３１とバスバー３ａとを有する第１の櫛歯状電極と、複数本の第２の電極指３２とバスバー３ｂとを有する第２の櫛歯状電極とにより、ＩＤＴ電極３が構成されている。また、ＩＤＴ電極３では、上記複数本の第１の電極指３１と、複数本の第２の電極指３２とが間挿し合っている。

図１（ａ）から明らかなように、複数本の第１の電極指３１，３２を有するＩＤＴ電極３では、電極指３１，３２の長さ方向に沿う上記ギャップ３３，３５の位置が、弾性境界波伝搬方向に沿って変化されている。言い換えれば、隣り合っている第１，第２の電極指３１，３２が弾性境界波伝搬方向において重なり合っている部分、すなわち、交叉領域の寸法である交叉幅が弾性境界波伝搬方向において変化するように交叉幅重み付けが施されている。

交叉幅重み付けは、ＩＤＴ電極３により共振特性を得るために設計段階でその具体的な態様が定められている。

他方、本実施例での反射器４，５は、それぞれ複数本の電極指の両端を短絡してなるグレーティング反射器である。反射器４，５は、ＩＤＴ電極３の弾性境界波伝搬方向両側に配置されている。なお、反射器としては両端を短絡していないオープン反射器を配置してもよい。

本実施形態の弾性境界波素子１の特徴は、上記ＩＤＴ電極３の第１，第２の電極指３１，３２の側縁においてギャップ３５またはギャップ３３に臨む位置に、凸部１１，１２または凸部１３，１４が設けられていることにある。これを、図１（ｂ）を参照してより具体的に説明する。

図１（ｂ）では、第１の電極指３１と第２の電極指３２とが隣り合っている部分が拡大して示されている。ここでは、第２の電極指３２の側縁に凸部１３，１４が設けられている。凸部１３は、電極指３２の側縁３２ａの一部から第１の電極指３１の先端に配置されているギャップ３３に向かって突出するように設けられている。この凸部１３の電極指３１，３２の長さ方向に沿う位置は、上記ギャップ３３の電極指長さ方向に沿う位置と略等しくされている。
なお、凸部１３の位置とギャップ３３の位置関係については、電極指３１，３２の長さ方向に沿う位置が等しくされていることが最も好ましいが、本発明で述べる効果を損なわない程度であれば、必ずしも等しくされていなくてもよい。

本実施形態では、上記凸部１３は、等角台形の平面形状を有し、側縁３２ａに連ねられている部分が等角台形の下底に相当し、凸部１３の先端側に、上底１３ｂを有する。上底１３ｂと下底１３ａとが、下底１３ａに対して内角αを成すように傾斜された側辺１３ｃ，１３ｄにより結ばれている。

下底１３ａの電極指長さ方向中心が、ギャップ３３の電極指長さ方向中心と一致されている。言い換えれば、ギャップ３３を電極指長さ方向に二等分する電極指長さ方向位置と、前記下底１３ａの電極指長さ方向に沿う中点とが電極指長さ方向において一致されている。なお、等角台形であるため、上記内角αは９０°未満とされている。

なお、以下の説明においては、ギャップ３３の電極指長さ方向に沿う寸法をギャップ幅Ｇとし、凸部１３の電極指長さに沿う最大寸法、すなわち、凸部１３の場合は下底１３ａの電極指長さ方向に沿う寸法をＷ、凸部１３の突出高さ、すなわち、電極指３２の側辺３２ａから凸部１３の先端である上底１３ｂまでの寸法を凸部１３の突出高さＨとすることとする。

（従来の弾性境界波素子における問題点と第１の実施形態の弾性境界波素子における凸部を設けたことによる効果）
従来、交叉幅重み付けが施されたＩＤＴ電極を用いた弾性境界波素子や弾性表面波素子が前述したように知られていた。図３は、このような従来の弾性境界波素子における弾性境界波の伝搬経路を説明するための模式的平面図である。従来の弾性境界波素子では、横モードスプリアスなどを抑制するために交叉幅重み付が施されている。図３は、交叉幅重み付が施されているＩＤＴ電極の要部を拡大して示す模式的平面図であり、上記実施形態において示した図１（ｂ）に相当する図である。

いま、凸部１１〜１４が設けられていないことを除いては、上記実施形態の弾性境界波素子１と同様の弾性波素子１２１が構成されていることとする。そして、弾性波素子１２１において、第１の電極指１３１と、第２の電極指１３２とが、弾性境界波伝搬方向において隣り合っており、交叉幅重み付けにより、第１の電極指１３１の先端には、ギャップ１３３が位置しているとする。この部分においては、弾性境界波は、例えば、矢印Ｘ１，Ｘ２で示すように伝搬する。

矢印Ｘ１で示す伝搬経路では、弾性境界波は、第２の電極指１３２から、第１の電極指１３１を通過し、次に第２の電極指１３２に至る。他方、ギャップ１３３が設けられている部分では、第２の電極指１３２から伝搬してきた弾性境界波は矢印Ｘ２で示すようにギャップ１３３を通過し、次の第２の電極指１３２に至ることとなる。

他方、電極指１３１，１３２を通過する際の弾性境界波の音速と、電極指１３１，１３２が存在しない部分における音速とは異なる。いま、電極指１３１，１３２における弾性境界波の音速をＶｍ、電極指が存在しない圧電基板面における弾性境界波の音速をＶｓとし、電極指１３１，１３２の幅をＬ、電極指１３１，１３２の配置ピッチをＰ、Ｓ＝Ｐ−Ｌとする。この場合、矢印Ｘ１で示すように弾性境界波が図３の点Ａ１から点Ｂ１まで到達する時間Ｔ１は、
Ｔ１＝Ｌ／Ｖｍ＋２・Ｓ／Ｖｓ………式（１）
で表わされる。

他方、ギャップ１３３が存在する部分において、弾性境界波が点Ａ２からギャップ１３３を通過し、図３の点Ｂ２に至るまでの時間Ｔ２は、
Ｔ２＝Ｌ／Ｖｓ＋２・Ｓ／Ｖｓ………式（２）
で表わされることになる。

すなわち、Ｔ１−Ｔ２＝Ｌ（１／Ｖｍ−１／Ｖｓ）………式（３）
で表わされる到達時間差が、ギャップ１３３が存在しない部分を伝搬する場合と、ギャップ１３３が存在する領域を伝搬する場合とで生じることとなる。そのため、従来の弾性境界波素子１２１では、ＩＤＴ電極を伝搬する弾性境界波において、ギャップを通過する場合と、ギャップを通過しない場合との上記時間差に基づき、位相ずれが生じ、共振特性が十分でなかった。

また、図４は、上記従来の弾性境界波素子におけるＩＤＴ電極を伝搬する弾性境界波の波面を説明するための模式的平面図である。

ＩＤＴで励振される弾性境界波は、ＩＤＴの電極指の形状に沿って波面が形成される。弾性境界波素子１２１において、電極指が直線状の形状を有する場合、一方の電位に接続される第１の電極指１３１と、他方の電位に接続される第２の電極指１３２とにより、平面波が励振され、伝搬することとなる。図４に矢印Ｚ１，Ｚ２で示すように、例えば、第１の電極指１３１の先端に位置しているギャップ１３３の電極指長さ方向両側においては、弾性境界波が回折し、波面に乱れを生じることとなる。すなわち、この波面の乱れにより、共振特性やフィルタ特性の劣化が生じるおそれがあると考えられる。

これに対して、上記実施形態の弾性境界波素子１では、図１（ｂ）で示したように、第２の電極指３２において、凸部１３，１４がギャップ３３に向かって突出するように設けられていたため、上記ＩＤＴ電極内を伝搬する境界波の位相ずれを抑制することができ、それによって共振特性の改善が図られる。これを、図５（ａ）を参照して説明する。

図５（ａ）は、従来例について示した図３に相当する図であり、また図１（ｂ）に示した部分と同じ部分を示す。

図５（ａ）において、第２の電極指３２の側縁の点Ｃ１から第１の電極指３１を超えて、次の第２の電極指３２の側縁の点Ｄ１に至る矢印Ｘ３で示すように弾性境界波が伝搬する場合と、ギャップ３３が設けられている部分を矢印Ｘ４で示すように弾性境界波が伝搬する場合を例にとって説明する。なお、矢印Ｘ４で示す弾性境界波の伝搬路では、弾性境界波は、電極指３２の側縁に連なりあっている凸部１３の下底１３ａの中点である点Ｃ２から、ギャップ３３を超えて、次の第２の電極指３２の側縁に設けられた凸部１４に至り、該凸部１４の下底１４ａの中点である点Ｄ２に至る。

この場合、従来例の場合と同様に、電極指が設けられている部分の弾性境界波の音速をＶｍ、弾性境界波が設けられていない部分の弾性境界波をＶｓ、電極指の幅をＬ、電極指の配置ピッチをＰ、Ｓ＝Ｐ−Ｌとする。矢印Ｘ３で示すように弾性境界波が点Ｃ１から点Ｄ１まで到達する時間Ｔ３は、従来例について示した式（１）の場合のＴ１と等しくなる。

他方、点Ｃ２から点Ｄ２に弾性境界波が到達する時間Ｔ４は、凸部１３，１４の突出高さをＨとした場合、
Ｔ４＝（Ｌ／Ｖｓ＋２・Ｈ／Ｖｍ＋２・（Ｓ−Ｈ）／Ｖｓ………式（４）
で表わされる。

従って、突出部の高さＨがＨ＝Ｌ／２………式（５）とされている場合、式（１）と式（４）から明らかなように、矢印Ｘ３，Ｘ４で伝搬する弾性境界波の到達時間が一致することがわかる。

よって、上記実施形態では、上記凸部１３，１４の突出高さＨは、好ましくはＨ＝Ｌ／２と等しくされる。もっとも、Ｈは、Ｌ／２と等しくされることが好ましいものの、Ｌ／２と若干異なっていても、上記到達時間の差をほぼ等しくすることができる。さらに、ＨがＬ／２と略等しい範囲からずれていたとしても、すなわち、凸部１３，１４が設けられる限り、その突出高さＨの寸法にかかわらず、ギャップ３３を通過する弾性境界波の伝搬路の状況を、ギャップ３３が存在しない部分の弾性境界波の伝搬路の状況に近づけることができるため、本発明に従って、位相ずれを補償し、共振特性の改善を図ることができる。

すなわち、図５（ａ）から明らかなように、矢印Ｘ３で示す弾性境界波の伝搬路と、矢印Ｘ４で示す弾性境界波の伝搬路とを比較した場合、凸部１３，１４が設けられていることにより、ギャップ３３を通過する弾性境界波の伝搬路の状態が、矢印Ｘ３で示す弾性境界波の伝搬路に近づけられることとなり、それによって本発明に従って、共振特性の改善を図ることができる。

また、図５（ｂ）は、上記実施形態における弾性境界波のＩＤＴ電極を伝搬する際の波面を説明するための模式的平面図である。図５（ｂ）から明らかなように、等角台形からなる凸部１３では、側辺１３ｃ，１３ｄの下底１３ａに対する角度である内角αが９０°未満であるため、図５（ｂ）の矢印Ｘ５で示すように弾性境界波はギャップ３３の中央側に向かって傾斜された方向に伝搬する。

図６を用いてより詳細にこの現象を説明する。図６は凸部１３の側縁１３ｃがギャップに向けて伝搬する弾性境界波の側縁１３ｃにおりる屈折の様子を表す模式的平面図である。凸部１３の側縁１３ｃに到達した弾性境界波は、弾性境界波の進行方向に対して角度を持つ側縁１３ｃに達し屈折する。これは電極が存在する部分の弾性境界波の伝搬速度Ｖ１と、電極がない部分を伝搬する弾性境界波の速度Ｖ２が異なるために生じ、スネルの法則に従う。

特に、上記凸部１３の側縁１３ｃからギャップに向けて境界波が矢印で示すように伝搬する場合には、凸部内を伝搬している境界波と側縁１３ｃに対する法線との成す角度をθ１としたときに、側縁１３ｃから外側に伝搬してきた弾性境界波と上記法線とのなす角度をθ２としたときに、ｓｉｎθ／ｓｉｎθ２＝Ｖ１／Ｖ２の関係が成立する。ここで、Ｖ１及びＶ２は、それぞれ、凸部内を伝搬している弾性境界波の音速及び側縁１３ｃから外側に伝搬してきた弾性境界波の音速を示す。そして、図６に示すように弾性境界波が側縁１３ｃから外側に屈折して伝搬した場合、音速が高められるとともに、弾性境界波がギャップ側に向かって進行するため、回折損を低減することができる。それによって共振特性が改善される。よって、好ましくは、本実施形態のように、凸部１３，１４は、凸部１３，１４が設けられている電極指の側縁から凸部１３，１４の先端に向けて側面にテーパーが付けられていることが望ましい。すなわち、平面形状が等角台形の凸部１３のように、局面に上記テーパーが付けられていることにより上記回折損の抑制が効果的に図ることができ、好ましい。

なお、上記実施形態における凸部１３，１４の作用効果を説明したが、第１の電極指３１側に設けられた凸部１１，１２も、凸部１３，１４と同様に作用する。従って、本実施形態の弾性境界波素子１では、上記凸部１１〜１４の形成により、交叉幅重み付けが施されたＩＤＴ電極３において、ギャップ３３やギャップ３５が設けられている部分を伝搬する弾性境界波と、それ以外の部分を伝搬する弾性境界波との位相ずれに基づく特性の劣化を抑制することが可能となる。

また、凸部１１，１２についても凸部１３，１４と同様に、下底から上底側に向かって側面にテーパーを付けることにより、上記と同様に回折損の抑制を図ることができる。

（第１の実施形態の変形例）
第１の実施形態の弾性境界波素子１では、第２の電極指３２のギャップ３３側の側縁からギャップ３３側に向かって突出するように凸部１３，１４が形成されていたが、図７に示すように、第２の電極指３２のギャップ３３に臨む側とは反対側の側縁に凸部１３Ａ，１４Ａを設けてもよい。この場合においても、図７の矢印Ｘ６で示すように、点Ｅ１，Ｆ１間を弾性境界波が伝搬する場合と、矢印Ｘ７で示すように、点Ｅ２，Ｆ２間を弾性境界波が伝搬する場合の伝搬状態が近づけられ、上記実施形態と同様の効果が得られる。すなわち、本発明における上記凸部は、第１の電極指または第２の電極指の側縁であって、第２，第１の電極指の先端に設けられたギャップに臨む側とは反対側の側縁において、該ギャップとは反対側に向かって突出するように設けられていてもよい。

また、図８には、上記実施形態の弾性境界波素子のさらに他の変形例を示すための模式的平面図である。ギャップ３３に臨むように、第２の電極指３２のギャップ３３側の側縁に凸部１３が設けられている。もっとも、この変形例では、第２の電極指３２の対の第２の電極指３２では、ギャップ３３側に突出した凸部１４は設けられていない。すなわち、上記実施形態における凸部１３，１４の内、一方の凸部のみが設けられていてもよい。第１の電極指についても、上記と同様に、凸部１１，１２の内一方のみが設けられてもよい。
すなわち、第１の電極指３１及び第２の電極指３２の各先端の電極指長さ方向外側には、ギャップがそれぞれ設けられているが、第１の電極指３１の側縁において、第２の電極指３２の先端外側に位置しているギャップと電極指長さ方向において等しい位置と、他方、第２の電極指２３の側縁においては、前記第１の電極指３１の先端外側に位置しているギャップと電極指長さ方向において等しい位置との、少なくとも一方の位置に凸部が形成されておればよい。

図９（ａ）及び（ｂ）は、本発明の弾性波素子におけるさらに他の変形例を説明するための各模式的平面図である。上記実施形態では、凸部１１〜１４は、等角台形の形状を有していたが、凸部の形状はこれに限定されるものではない。すなわち、図９（ａ）に示すように、矩形の凸部１３Ｂ，１４Ｂを形成してもよく、図９（ｂ）に示すように、略半円形の凸部１３Ｃ，１４Ｃを形成してもよい。半円形の凸部１３Ｃ，１４Ｃでは、第２の電極指３２の側縁に連なる部分と、該側縁に連なる部分と円弧状の部分とで囲まれて、半円形の形状が形成されている。このように、外周縁部分の少なくとも一部が曲線状の凸部を設けてもよい。

すなわち、電極指の側縁に連なる直線状部分と、曲線状の外周縁部分とで囲まれた平面形状の凸部を設けてもよい。

この場合においても、凸部の該凸部が設けられている電極指の側縁から電極指の先端に向かって、凸部の電極指長さ方向に沿う寸法が徐々に小さくなるようにテーパーが付けられることになるため、上記実施形態の場合と同様に、所望でない弾性境界波の回折損の抑制を図ることが可能となる。

（本発明が有効に適用される密度比）
上記実施形態では、圧電基板２がＬｉＮｂＯ₃基板により構成されており、その密度は４．６４ｇ／ｃｍ³であり、媒質層６はＳｉＯ₂からなり、２．２ｇ／ｃｍ³である。これに対して、ＩＤＴ電極４はＡｕからなり、その密度は１９．３ｇ／ｃｍ³である。このように、ＩＤＴ電極３の密度は、圧電基板２の密度や媒質層６の密度よりも十分に大きい場合には、これらの間の音響インピーダンス差が大きくなる。他方、弾性境界波素子１では、媒質層６とＩＤＴ電極との弾性境界波の音速比が、前述した位相ずれや回折損の原因ともなっている。すなわち、音響インピーダンスの差が大きい場合には、上述した位相ずれ、回折損及び散乱による影響が顕著に現れることとなる。

従って、上記音響インピーダンス比が大きい場合には、本発明に従って、上記凸部を電極指に形成することにより、特性をより一層改善することができ、望ましい。

本願発明者の知見によれば、ＳｉＯ₂／ＩＤＴ電極／圧電基板の積層構造により弾性境界波素子を構成した場合、ＩＤＴ電極として、密度が２．６９ｇ／ｃｍ³であるＡｌを用いた場合、密度比が２．６９／２．２＝１．２２と小さいため、抑制改善効果が小さいことが確かめられた。他方、密度が８．９３ｇ／ｃｍ³であるＣｕや、密度が１９．３ｇ／ｃｍ³であるＡｕによりＩＤＴ電極を形成した場合、ＳｉＯ₂に対する密度比が大きくなるため、上記実施形態のように、共振特性を著しく改善し得ることが確かめられた。

よって、ＩＤＴ電極の密度と媒質層６との密度の比が１．２２よりも大きい場合に、本発明の効果がより大きくなる。従って、圧電基板２を一方の媒質、ＳｉＯ₂からなる媒質層を他方の媒質とした場合、双方の媒質の内密度が高い方の媒質の密度に対するＩＤＴ電極の密度の比が１．２２よりも大きい場合に、本発明の効果をより一層期待することができる。

なお、ＩＤＴ電極は、ＡｕやＣｕのみからなる単層の金属膜で形成される必要は必ずしもなく、ＩＤＴ電極を構成する金属膜としては、上下に密着層や拡散バリア層としてＮｉ層、ＮｉＣｒ層、またはＴｉ層などを積層した積層金属膜により構成されてもよい。例えば、ＩＤＴ電極の一例として、ＮｉＣｒ／Ａｕ／ＮｉＣｒの積層膜が好適に用いられる。

また、主電極層として、Ａｌ層と、Ａｕ層とを積層し、かつ密着層やバリア層をさらに積層した構造、例えばＴｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ｎｉ／Ａｕ／Ｎｉを１００対１０対１０対５５対１０の厚み割合で積層した構造も好適に用いられ得る。ＡｌとＳｉＯ_２の密度比は小さいが、ＡｕとＳｉＯ_２の密度比が大きいため本発明の効果が得られる。

なお、上記実施形態では、媒質層６はＳｉＯ₂のみから構成されていたが、ＳｉＮ層をＳｉＯ２層に他の絶縁性材料層、例えばＳｉＮ層を積層してもよい。また、これらの積層構造を媒質層６を形成する場合、積層数についても特に限定されず、例えば、ＳｉＯ₂／ＳｉＮ／ＳｉＯ₂などの３層構造以上の積層構造を用いてもよい。

図１３（ａ），（ｂ）に、上記実施形態の弾性境界波フィルタ素子の位相特性、共振特性、並びにＳ１１側におけるインピーダンス特性を示す。
同じ電極材料を用いた場合、図１３（ａ）に示す従来例では、弾性境界波素子の共振インピーダンスＺｒと半共振インピーダンスＺａとの比である２０×（ｌｏｇ₁₀│Ｚａ│−ｌｏｇ₁₀│Ｚｒ│）ｄＢは、従来例では５９．８ｄＢであったのに対し、上記実施形態では、６４．７ｄＢと高められることが確かめられた。

（第２の実施形態）
第１の実施形態では、１つのＩＤＴ電極３と、ＩＤＴ電極３の両側の反射器４，５が設けられた１ポート型の弾性境界波素子に適用した例を示したが、本発明は、様々な弾性境界波素子や弾性表面波素子に適用することができる。

図１０は、本発明の第２の実施形態としての弾性境界波フィルタ素子の電極構造を示す模式的平面図である。図１０に示すように、本実施形態の弾性境界波素子５１では、入力端子５２に、第１，第２の共振子型フィルタ部５３，５４が接続されている。共振子型フィルタ部５３，５４は、１ポート型境界波共振子５５，５６を介して、それぞれ、第１，第２の出力端子５７，５８に接続されている。

弾性境界波フィルタ部５３と、弾性境界波フィルタ部５４とは、流れる信号の位相が１８０度反転するように形成されており、従って、平衡−不平衡変換機能を有する弾性境界波フィルタが構成されている。

第２の実施形態の弾性境界波素子５１では、第１，第２の共振子型フィルタ部５３，５４は、それぞれ、境界波伝搬方向に沿って配置された３個のＩＤＴ５３ａ〜５３ｃ，５４ａ〜５４ｃを有する。ＩＤＴ５３ａ〜５３ｃ及び５４ａ〜５４ｃの間、中央のＩＤＴ５３ｂ，５４ｂには交叉幅重み付けが施されている。また、交叉幅重み付けされているＩＤＴ５３ｂ，５４ｂにおいて、上記実施形態と同様にギャップに臨む凸部が形成されている。なお、ＩＤＴ５３ａ〜５３ｃの両側には、反射器５３ｄ，５３ｅが配置されている。同様に、ＩＤＴ５４ａ〜５４ｃの境界波伝搬方向両側には、反射器５４ｄ，５４ｅが配置されている。

なお、第１，第２の１ポート型の境界波共振子５５，５６もまた、交叉幅重み付けが施されたＩＤＴ電極５５ａ，５６ａを有し、このＩＤＴ５５ａ，５６ａにおいても、上記実施形態と同様に凸部が形成されている。また、ＩＤＴ５５ａ，５５ｂのそれぞれの境界波伝搬方向両側には、反射器５５ｂ，５５ｃ，５６ｂ，５６ｃが配置されている。
本実施形態の弾性境界波素子５１を、以下の仕様で作製した。

圧電基板として、厚さ３５０μｍのＹ−Ｘカット伝搬のＬｉＮｂＯ₃基板を用意し、Ａｌ／Ｔｉ／Ｎｉ／Ａｕ／Ｎｉの５層積層構造の電極を形成し、図１０に示した電極構造を作製した。この場合、各層の厚みは、Ａｌ／Ｔｉ／Ｎｉ／Ａｕ／Ｎｉ＝１００／１０／１０／５５／１０とした。なお、各層の厚みの単位はｎｍである。

第２の媒質層として、厚さ６μｍのＳｉＯ₂を上記電極構造を被覆するように形成した。

また、ＩＤＴ５３ａ〜５３ｃ，５４ａ〜５４ｃにおける電極指の対数は、それぞれ、６．５対／１０．５対／６．５対（境界波伝搬方向に沿って）とした。反射器の電極指の本数は各１５本とした。ＩＤＴ電極５３ａ〜５３ｃ，５４ａ〜５４ｃにおける電極指交叉幅は２５λ、開口幅は２５．４λとした。また、重み付けについては、ＩＤＴ５３ｂ，５４ｂにおいては、弾性境界波伝搬方向中央部の交叉幅を２５λとし、両端部分を２０λとなるように交叉幅重み付が施した。また、境界波共振子５５，５６においては、ＩＤＴ電極５５ａ，５６ａの弾性境界波伝搬方向中央部の電極指交叉幅が３０λ、両端が交叉幅は１２λとなるように交叉幅重み付を施した。

また、λ＝１．６μｍとし、Ｌ＝０．４μｍ、Ｓ＝０．４μｍ、ギャップ幅Ｇ＝０．３μｍとした。さらに、ギャップに臨むように、第１，第２の電極指の双方に、第１の実施形態と同様に凸部を形成し、凸部の突出高さを０．２μｍ、下底の長さを０．６５μｍとした。

上記等角台形の凸部を設けなかったことを除いては上記と同様にして構成された従来例に相当する弾性境界波素子を同様にして作製した。図１１及び図１２は、上記のようにして作製された第２の実施形態の弾性境界波素子のフィルタ特性及び比較のために用意した従来例の弾性境界波フィルタ素子のフィルタ特性を示す。

図１１及び図１２から明らかなように、従来の相当の弾性境界波フィルタ素子に比べて、上記実施形態の弾性境界波素子によれば、通過帯域における最小挿入損失を０．２ｄＢに改善することができ、さらに通過帯域のフィルタ特性の平坦化を効果的に図り得ることがわかる。これは、第１の実施形態と同様に、上記凸部の形成によりギャップが設けられている部分を伝搬する弾性境界波と、ギャップが設けられていない部分を伝搬する弾性境界波による位相ずれの抑制が図られたことによると考えられる。

上記実施形態では、ＩＤＴ電極３の第１の電極指３１及び第２の電極指３２の幅は、凸部１３，１４が設けられている部分を除いてほぼ一定とされていたが、ＩＤＴ電極の幅方向寸法は適宜変形することができる。図１４は、本発明の第３の実施形態の弾性波素子で用いられるＩＤＴ電極の形状を示す部分平面図である。図１４に示すＩＤＴ電極６０では、第１の電極指６１と第２の電極指６２とが弾性表面波伝搬方向において隣接し合っている。ここでは、第１の電極指６１の側縁に、凸部６３，６４が設けられている。

他方、第２の電極指６２は、その電極指の先端外側にギャップＧを有するが、第２の電極指６２は、先端にいくに連れて、先端部分の幅方向寸法が細くされている。第２の電極指６２に設けられた凸部６３，６４は、第１の電極指６１の側縁において、第２の電極指６２の先端外側に位置されているギャップＧと、電極指長さ方向において等しい位置に設けられている。従って、上記のように、第２の電極指６２の先端部分が、先端にいくに連れて細くされていることにより、凸部６３，６４と、第２の電極指６２との間の間隔を十分な大きさとすることができる。従って、耐電力性を高めることができる。

また、図１５に示す第３の実施形態の変形例では、ＩＤＴ電極７０は、側縁に凸部７３，７４が設けられた第１の電極指７１と、第２の電極指７２とを有する。なお、図１５では、電極指が存在する部分と、電極指間の非メタライズ部分との把握を容易とするために、電極材料が設けられている部分に斜線ハッチングを付して示すこととする。

ここでも、第２の電極指７２の先端が、先端にいくに連れて細くされているため、ＩＤＴ電極６０の場合と同様に、耐電力性を高めることができる。加えて、ＩＤＴ電極７０では、第２の電極指７２の先端部分が細くされているだけでなく、第１の電極指７１と第２の電極指７２との間の距離ｒがほぼ一定とされている。すなわち、異なる電位に接続される第１，第２の電極指７１，７２間の距離ｒがほぼ一定とされている。従って、第１，第２の電極指７１，７２間において電界が均一に加わることになり、電界集中による耐電力性の低下がより一層生じ難い。

次に、図１４に示した第３の実施形態のＩＤＴ電極を用いた場合に、耐電力性が高められることを、具体的な実験例に基づき、かつ図１６及び図１７を併せて参照して説明する。
上記第３の実施形態の弾性波素子として、１５°ＹカットＸ伝搬のＬｉＮｂＯ_３基板上に、後述するＩＤＴ電極６０を形成し、しかる後、厚み６μｍのＳｉＯ_２膜を媒質層として積層してなる弾性境界波素子を作製した。

ＩＤＴ電極の構成は、ＡｌＣｕ／Ｔｉ／Ｎｉ／Ａｕ／Ｎｉ／Ｔｉを上から順にこの順序で、１５０ｎｍ／１０ｎｍ／１０ｎｍ／１６０ｎｍ／１０ｎｍ／１０ｎｍとなる膜厚で積層した構造を用いた。
また、ＩＤＴ電極の弾性境界波伝搬方向両側には、反射器を配置した。ＩＤＴ電極における電極指の対数は５０対、各反射器における電極指の本数は５１本とした。また、ＩＤＴ電極６０における電極指交差幅は３０λ、開口幅は３０．６λとし、ＩＤＴ電極では、ＩＤＴ電極の中央における交差幅が３０λとされ、弾性波伝搬方向両端部分において電極指交差幅が１２λとなるように交差幅重み付けを施した。なお、λ＝３．３６９μｍとした。

この弾性境界波素子において、図１６に模式的に示すように、第１，第２の電極指７１，７２の各部分の寸法をＧ、ＴＬ、ＴＷ、ＳＬ、ＳＷ１及びＳＷ２を下記の表１に示すように設定した。

このようにして得られた第３の実施形態の弾性波素子の静電破壊耐圧を測定したところ、１６５Ｖであった。
また、比較のために、図１５に示したような凸部６３，６４が第１の電極指に設けられておらず、第２の電極指の先端が細くされておらず、電極指の幅方向寸法がほぼ一定とされていることを除いては同様に構成された従来例の弾性境界波素子を作製した。この従来例の弾性境界波素子では、ギャップＧの寸法は０．６μｍとした。従来例の弾性境界波素子の静電破壊耐圧を測定したところ、１７３Ｖであった。

他方、上記第３の実施形態に対し、第２の電極指の先端が次第に細くされていないことを除いては、上記第３の実施形態と同様にして、すなわち上記寸法ＴＬ及びＴＷを、上記寸法Ｌと等しくしたことを除いては、上記第３の実施形態と同様にして、第１の実施形態に係る弾性境界波素子を用意した。この第１の実施形態に従って構成された弾性境界波素子では、静電破壊耐圧は１３０Ｖと低かった。従って、上記第３の実施形態のように、第２の電極指の先端部分を、先端にいくに連れて細くすることにより、静電破壊耐圧を効果的に高めることができ、耐電力性を高め得ることがわかる。

なお、上記第３の実施形態の弾性境界波素子及び上記従来例の弾性境界波素子のインピーダンス−周波数特性及び位相−周波数特性を測定した。結果を図１７に示す。
前述したように、従来例の弾性境界波素子では、静電破壊耐圧は、上記第３の実施形態の弾性境界波素子と同等であったが、図１７から明らかなように、上記従来例では、共振点と反共振点との間において、位相特性曲線上に少なからずリップルが表われていることがわかる。

これに対して、上記第３の実施形態では、リップルが少なくされていることがわかる。さらに、反共振抵抗が、上記第３の実施形態によれは高められ、従って、インピーダンス比すなわち山谷比を大きくすることができるので帯域通過フィルタを構成した場合には挿入損失を良化することができ、また通過帯域のエッジ部の急峻性が良化するので通過帯域を拡げ得ることがわかる。

なお、上記第１〜第３の実施形態では、弾性境界波素子につき説明したが、本発明は、弾性表面波を利用した弾性表面波素子、例えば弾性表面波共振子や弾性表面波フィルタ素子にも適用することができる。

Claims (15)

1. 圧電体と少なくとも１つのＩＤＴ電極とを備える弾性波素子であって、
   前記ＩＤＴ電極が、弾性波伝搬方向において隣り合っており、異なる電位に接続される第１，第２の電極指を有し、
   前記第１，第２の電極指の各先端の電極指長さ方向外側にはギャップがそれぞれ設けられており、
   前記第１の電極指の側縁において、前記第２の電極指の先端外側に位置している前記ギャップと電極指長さ方向において等しい位置と、前記第２の電極指の側縁において、前記第１の電極指の先端外側に位置している前記ギャップと電極指長さ方向において等しい位置との少なくとも一方の位置に凸部が形成されており、
   電極指長さ方向において、前記ギャップが存在するすべての位置における弾性波の実効伝搬距離と、前記第１及び第２の電極指が設けられている部分における実効伝搬距離とが略等しくなるように前記凸部が形成されており、
   前記凸部が、前記第１，第２の電極指の一方の電極指において、他方の電極指の先端に設けられたギャップに対向している側の側縁から該ギャップに向けて突出するように形成されている、弾性波素子。
2. 前記凸部に対して弾性波伝搬方向において隣接している前記ギャップが電極指先端側に位置されている当該電極指は、電極指先端にいくにつれて細くされている、請求項１に記載の弾性波素子。
3. 前記第１の電極指の外周縁と、第１の電極指に隣接している第２の電極指の外周縁との間の距離が、ほぼ一定とされていることを特徴とする請求項２に記載の弾性波素子。
4. 前記凸部が台形の平面形状を有し、前記台形の下底が該凸部が形成されている電極指の側縁により構成されており、台形の上底と下底とを結ぶ側辺と、下底との成す内角が９０°未満の角度である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の弾性波素子。
5. 前記凸部の前記下底の中点の電極指長さ方向に沿う位置が、前記他方の電極指の先端のギャップの該電極指長さ方向中心位置と電極指長さ方向において略等しい位置にあり、前記下底の長さが、前記ギャップの電極指長さ方向に沿う寸法であるギャップ幅よりも大きくされており、前記上底の長さが該ギャップ幅よりも小さくされている、請求項４に記載の弾性波素子。
6. 前記凸部が、等角台形の平面形状を有する、請求項５に記載の弾性波素子。
7. 前記凸部が複数の角部を有し、該複数の角部が丸められていることを特徴とする、請求項４〜６のいずれか１項に記載の弾性波素子。
8. 前記凸部の平面形状が、前記電極指の側縁に連ねられている底辺と、底辺を除いて曲線により形成された外周縁とを有する形状である、請求項１〜３のいずれか１項記載の弾性波素子。
9. 前記凸部の底辺の中点の電極指長さ方向に沿う位置が、前記ギャップを電極指長さ方向において２等分する線と電極指長さ方向において略等しい位置にあり、前記底辺の長さが、前記ギャップ幅よりも大きくされている、請求項８に記載の弾性波素子。
10. 前記凸部が、前記該１，第２の電極指の他方にも形成されている、請求項１〜９のいずれか１項に記載の弾性波素子。
11. 前記ＩＤＴ電極に交叉幅重み付けが施されている、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の弾性波素子。
12. 前記弾性波として弾性表面波が用いられている、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の弾性波素子。
13. 前記弾性波として弾性境界波が用いられている、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の弾性波素子。
14. 前記圧電基板上に設けられた少なくとも１つの前記ＩＤＴ電極を被覆するように設けられた媒質層をさらに備え、前記ＩＤＴ電極の密度が、前記圧電基板の密度及び前記媒質層の密度以上とされており、かつ前記ＩＤＴ電極の密度と、前記媒質層の密度との比が、１．２２よりも大きくされている、請求項１２または１３に記載の弾性波素子。
15. 前記圧電基板上に設けられた少なくとも１つのＩＤＴ電極を被覆するように媒質層が積層されており、前記ＩＤＴ電極の密度が、圧電基板の密度及び前記媒質層の密度以上であり、かつＩＤＴ電極の密度と、圧電基板の密度及び媒質層の密度の内の高い方の密度との密度比が１．２２よりも大きくされている、請求項１３に記載の弾性波素子。

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