JP5024373B2 - 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、複数本の電極指を有する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。

弾性境界波素子や弾性表面波素子などの弾性波素子では、弾性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。このＩＤＴ電極に、交叉幅重み付け等を施こすことにより、フィルタ特性や共振特性の改善が図られている。しかしながら、重み付けが施されたＩＤＴ電極を用いたとしても、十分な共振特性やフィルタ特性を得ることが困難であった。

そこで、下記の特許文献１には、共振特性やフィルタ特性をより一層改善するために、ＩＤＴ電極の形状が改善された弾性波素子が開示されている。

図２８は、特許文献１に記載の弾性波素子のＩＤＴ電極の要部を示す模式的部分平面図である。図２８に示すように、ＩＤＴ電極１０００では、一方の電位に接続される複数本の電極指１００１と、他方電位に接続される複数本の電極指１００２とが弾性波伝搬方向において交互に配置されている。

図２８に示されている部分では、第１の電極指１００１の先端において、電極指長さ方向にギャップ１００３を介してダミー電極指１００４が配置されている。第２の電極指１００２の側縁には、凸部１００５が形成されている。凸部１００５は、第２の電極指１００２の一方の側縁において、上記ギャップ１００３の電極指長さ方向に沿う位置と略等しい位置に配置されている。上記凸部１００５が設けられている分だけ、ギャップ１００３が存在する部分において、電極が存在しない領域の弾性波伝搬方向に沿う幅方向寸法が小さくされている。そのため、ギャップ１００３を通る弾性波と、ギャップ１００３が存在しない部分を伝搬する弾性波の挙動の差が小さくされ、それによって、共振特性やフィルタ特性の改善が図られている。

また、上記ＩＤＴ電極１０００では、第１の電極指１００１の先端すなわちギャップ１００３側端部と、ダミー電極指１００４の先端すなわちギャップ１００３側の端部は、先端にいく程幅が細くされるように、テーパー部１００１ａ，１００４ａを有する。このテーパー部１００１ａ，１００４ａを設けることにより、テーパー部１００１ａ，１００４ａが設けられている部分において、ギャップ１００３側からギャップ１００３と反対側に向って弾性波の伝搬環境が緩やかに変化されている。それによっても、共振特性やフィルタ特性の改善が図られるとされている。
ＷＯ２００６／１０９５９１

上記のように、特許文献１に記載のＩＤＴ電極１０００を用いた弾性波素子では、従来の弾性波素子に比べて、ＩＤＴ電極の形状を工夫することにより、共振特性やフィルタ特性の改善が一応図られているが、なお十分ではなかった。すなわち、共振特性やフィルタ特性などをより一層改善することが強く求められている。

また、特許文献１に記載の構造では、上記凸部１００５を大きくしたり、テーパー部１００１ａ，１００４ａを大きくしたりした場合、隣接する他の電位に接続される電極指部分と接触し、短絡したり、絶縁性が劣化するという問題が生じた。

さらに、共振点付近における特性は、ＩＤＴ電極の形状に大きく依存する。従って、このような形状では、生産時の電極指の形状ばらつきにより、共振特性やフィルタ特性がばらつきがちであるという問題もあった。加えて、共振特性やフィルタ特性を高めるために、上記凸部１００５を大きくした場合、ストップバンドが狭くなるという問題も生じた。

本発明の目的は、上述した従来技術の現状に鑑み、ＩＤＴ電極の形状を工夫することにより、共振特性やフィルタ特性をより一層改善することができ、しかも短絡や絶縁性の劣化が生じ難く、特性のばらつきも生じ難い、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、前記圧電体に接するように形成されたＩＤＴ電極とを備える弾性波素子であって、前記ＩＤＴ電極が、複数本の電極指を有し、該複数本の電極指が、弾性波伝搬方向において隣り合っておりかつ異なる電位に接続される第１，第２の電極指と、前記第１の電極指先端の電極指長さ方向外側に配置されたギャップを介して対向されておりかつ前記第２の電極指と同電位に接続されている第１のダミー電極指とを含み、前記ギャップ近傍において、前記第１の電極指及び前記第１のダミー電極指の内少なくとも一方において、少なくとも一方の側縁から弾性波伝搬方向に突出するように第１の凸部が、前記第１，第２の電極指が弾性波伝搬方向において重なり合っている幅を交叉幅としたときに、交叉幅がもっとも大きい最大交叉幅部分を前記ＩＤＴ電極の一端側より他端側まで移動することにより構成される領域である交叉領域内において、該第１の凸部と第１の凸部に連なる電極指部分との幅が異なるように形成されていることを特徴とする、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、前記第１の凸部が前記ギャップに接するように配置されている。この場合には、電極指先端外側に設けられた前記ギャップ付近において音響インピーダンスの不整合による弾性波の反射や散乱が抑制される。従って、フィルタ特性や共振特性を改善することができる。

もっとも、第１の凸部は上記ギャップから離れていてもよく、本発明の他の特定の局面では、前記第１の凸部が前記ギャップから離れており、前記第１の凸部と前記ギャップとの間に、該第１の凸部が設けられている電極指またはダミー電極指の幅が、先端にいくに連れて徐々に細くされているテーパー部を有する。この場合には、ギャップにおける回折による特性の劣化を補償することができ、それによってフィルタ特性や共振特性をより一層改善することができる。

本発明に係る弾性波素子では、上記第１の凸部及び第１のテーパー部が設けられている場合、第１の凸部からテーパー部に連なる側縁部分は凹状の形状を有していてもよく、あるいは凸状の形状を有していてもよい。

本発明に係る弾性波素子では、好ましくは、上記電極指先端の第１の凸部からテーパー部に連なる側縁部分が凹状または凹状の形状を有する場合には、上記側縁部分が湾曲しているので、電極指の製造に際しての形状ばらつきが生じ難い。すなわち、形状ばらつきによる特性のばらつきが生じ難い。加えて、上記ギャップの大きさ、すなわち電極指の延びる方向に沿うギャップの寸法を小さくしたとしても、短絡不良が生じ難い。前記第１，第２の電極指の少なくとも一方の側縁に、前記弾性波伝搬方向に突出する第２の凸部が形成されており、該第２の凸部が、電極指長さ方向において、前記ギャップが設けられている範囲内に位置するように形成されている。この場合には、第２の凸部が設けられているので、ギャップにおける弾性波の位相と、ギャップ以外の部分の伝搬する弾性波の位相との位相ずれを補償することができ、それによってフィルタ特性や共振特性をより一層改善することができる。

特に、第１の凸部も設けられているので、第１の凸部の効果と第２の凸部の作用効果とにより、ストップバンドを狭めることなく、フィルタ特性や共振特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では、好ましくは、前記第１，第２の電極指が配置されている部分において、前記ギャップを通って表面波が伝搬する場合の実効伝搬距離と、前記第１，第２の電極指が設けられている部分において、前記ギャップ及び前記第１の凸部以外の部分において弾性波が伝搬する場合の実効伝搬距離とが略等しくなるように前記第２の凸部が形成されている。

本発明においては、好ましくは、前記第２の凸部が、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って突出するように形成されている。この場合には、第２の凸部が設けられていることにより、ギャップが設けられている部分と、ギャップとは電極指長さ方向において、隔てられた位置とで、弾性境界波伝搬路における電極が存在しない部分の長さの差が小さくされる。従って、共振特性やフィルタ特性をより一層改善することができる。

好ましくは、前記第１，第２の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の一部であり、台形の上底と下底とを結ぶ側辺と、下底とのなす内角が９０°未満の角度である。この場合には、音響インピーダンスを緩やかに変化させることができるため、弾性波の所望でない反射や散乱をより一層抑制することができるため、共振特性やフィルタ特性をより一層改善することができる。

より好ましくは、前記第２の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の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。それによって、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に、回折損をより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。

本発明においては、上記第１，第２の凸部の形状は特に限定されないが、本発明のある特定の局面では、前記第１，第２の凸部が、等角台形の平面形状を有する。

また、第１，第２の凸部が、複数の角部を有し、該複数の角部が丸められていてもよい。この場合でも、同様に弾性波の反射や散乱を抑制することができる。

本発明に係る弾性波素子の他の特定の局面では、前記第２の凸部が、前記第１，第２の電極指の他方にも形成されている。

本発明に係る弾性波素子では、ＩＤＴ電極は、交叉幅重み付けが施されていてもよい。交叉幅重み付けを用いた場合、横モードスプリアスを抑制できるが、ＩＤＴの弾性波伝搬領域内にギャップが生じ、このギャップによる共振特性やフィルタ特性の性能劣化が生じやすかった。本発明を用いた場合には、交叉幅重み付けが施されていても、同様に弾性波の反射や散乱を抑制することができるため、共振特性やフィルタ特性をより一層改善したり、調整したりすることができる。

本発明において、弾性波としては、弾性表面波または弾性境界波などを用いることができ、特に限定されるものではない。

本発明に係る弾性波素子では、好ましくは、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。

また、本発明に係る弾性波素子の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、前記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。
（発明の効果）

本発明に係る弾性波素子では、ＩＤＴ電極が、異なる電位に接続される第１，第２の電極指を含む複数の電極指を有しており、第１の電極指の電極指長さ方向外側にギャップが配置されており、ギャップ近傍において、第１の電極指の少なくとも一方の側縁から弾性波伝搬方向に突出するように第１の凸部が形成されている。従って、該第１の凸部の形成により、ギャップが設けられている領域及びギャップ近傍の領域における弾性波の所望でない反射や散乱が抑制され、それによって、共振特性やフィルタ特性を効果的に改善することが可能となる。

また、上記第１の凸部が形成されている電極指では、電極指先端の形状の変化による特性の変化が少なく、従って電極指の形状の製造ばらつきによる特性の変化が生じ難い。加えて、電極指先端のギャップが大きい場合であっても、共振特性やフィルタ特性を改善し得るので、上記ギャップを広くすることができ、それによって、異なる電位に接続される電極指間の短絡不良を抑制することも可能となる。

よって、本発明によれば、ＩＤＴ電極の形状を工夫するだけで、特に、第１の電極指の側縁に第１の凸部を設けるだけで、フィルタ特性や共振特性を効果的に改善することができる。この場合、第１の凸部の形成により特性の改善を図るに際し、第１の凸部は以下の実施形態の説明から明らかなように、さほど大きくする必要はないため、所望でない短絡や絶縁抵抗の劣化も生じ難い。

図１（ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る弾性表面波素子の電極構造を示す模式的平面図、（ｂ）は、その要部を拡大して示す部分切欠平面図、（ｃ）は、第１の実施形態において、第１，第２の凸部の外縁が丸みを帯びた形状に変形されている構造を示す模式的平面図である。 図２は、本発明の第１の実施形態に係る弾性表面波素子の正面断面図である。 図３（ａ）は、本発明の第１の実施形態弾性表面波素子のインピーダンス特性及び位相特性を示す図であり、（ｂ）はインピーダンスを示すインピーダンススミスチャート図である。 図４は、比較のために用意した第１の従来例の弾性表面波素子の電極構造の要部を示す部分切欠平面図である。 図５は、比較のために用意した第１の比較例としての弾性表面波素子の電極構造の要部を示す部分切欠平面図である。 図６は、第１の実施形態、第１の従来例及び第１の比較例の弾性表面波素子の反射の位相θと、反射の絶対値│Γ│との関係を示す図である。 図７は、第１の実施形態の弾性表面波素子を用いた送信フィルタ装置の電極構造を示す模式的平面図である。 図８は、図７に示した送信フィルタの減衰量周波数特性を示す図である。 図９は、図７に示した送信フィルタ及び比較のために用意した第１の従来例及び第１の比較例の弾性表面波素子を用いた各送信フィルタの減衰量周波数特性を示す図である。 図１０は、第１の実施形態の弾性表面波素子の電極構造の先端部の実際の形状を示す走査型電子顕微鏡写真である。 図１１は、第１の実施形態の電極構造における第１の電極指先端のギャップ周辺の状態を示す模式的平面断面図である。 図１２（ａ）は、比較のために用意した第１の従来例の弾性表面波素子のギャップ周辺の電極構造を示す部分切欠平面図であり、（ｂ）は第１の比較例の弾性表面波素子におけるギャップ周辺の電極構造を模式的に示す部分切欠平面図である。 図１３は、第１の実施形態、第１の従来例及び第２の比較例の各弾性表面波素子におけるギャップ幅Ｇと、反射の絶対値│Γ│との関係を示す図である。 図１４は、第１の実施形態の弾性表面波素子における第２の凸部の面積を変化させた構造を説明するための模式的部分切欠平面図である。 図１５は、第１の比較例の弾性表面波素子における第２の凸部の面積を変化させた構造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１の実施形態、第１の従来例及び第１の比較例の弾性表面波素子における第２の凸部の面積と、反射の絶対値│Γ│との関係を示す図である。 図１７は、第１の実施形態の弾性表面波素子における第１の凸部の面積を変化させた構造を説明するための模式的部分切欠平面図である。 図１８は、第１の比較例の弾性表面波素子において電極指及びダミー電極指先端の電極形状を変化させた構造を説明するための模式的部分切欠平面図である。 図１９は、第１の実施形態及び第１の比較例の弾性表面波素子における電極指先端部分の面積と、反射の絶対値│Γ│との関係を示す図である。 図２０は、第１の実施形態の弾性表面波素子における共振点、反共振点及びストップバンドの関係を説明するためのインピーダンス特性及び位相特性を示す図である。 図２１は、第１の実施形態、第１の従来例及び第１の比較例における反射の絶対値│Γ│と共振周波数−ストップバンド上端周波数間隔との関係を示す図である。 図２２（ａ），（ｂ）は、それぞれ、第１，第２の凸部に加えて、電極指先端にテーパー部が設けられている変形例の弾性表面波素子を説明するための部分切欠平面図である。 図２３は、第２の実施形態の弾性境界波素子のギャップ周辺の電極構造における寸法関係を説明するための模式的部分切欠平面図である。 図２４は、第２の実施形態の弾性境界波素子及び比較のために用意した第１の従来例の弾性境界波素子のインピーダンス特性及び位相特性を示す図である。 図２５は、本発明の第３の実施形態としての弾性境界波フィルタ装置の電極構造を示す模式的平面図である。 図２６は、第３の実施形態の弾性境界波フィルタ装置の減衰量周波数特性を示す図である。 図２７は、第２の従来例としての弾性境界波フィルタ装置の減衰量周波数特性を示す図である。 図２８は、従来の弾性境界波フィルタ装置の一例のＩＤＴ電極の要部を示す部分切欠平面図である。

符号の説明

１…弾性表面波素子
２…圧電基板
３…ＩＤＴ電極
３ａ，３ｂ…バスバー
４…反射器
５…反射器
１１〜１４…第１の凸部
１５，１６…第２の凸部
２１，２２…テーパー部
３１…第１の電極指
３２…第２の電極指
３３，３３Ａ…ギャップ
３４…第１のダミー電極指
３５…ギャップ
３６…第２のダミー電極指
４１…送信フィルタ
４２…入力端
４３…出力端子
５１…弾性境界波共振子
７１…弾性境界波フィルタ装置
７２…不平衡端子
７３，７４…平衡端子
７５，７６…弾性境界波フィルタ
７５ａ〜７５ｃ…第１〜第３のＩＤＴ
７６ａ〜７６ｃ…第１〜第３のＩＤＴ
７７，７８…弾性境界波共振子
Ｓ１〜Ｓ４…直列腕共振子
Ｐ１〜Ｐ４…並列腕共振子

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。

（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波素子の正面断面図であり、図１（ａ）は、該弾性波素子の電極構造を示す模式的平面図であり、（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を被覆している媒質層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、０°回転Ｙ板Ｘ伝搬のＬｉＮｂＯ_３基板からなる。もっとも、圧電基板２は、他の結晶方位のＬｉＮｂＯ_３基板により形成されていてもよく、あるいは、ＬｉＴａＯ_３や水晶などの他の圧電単結晶により形成されていてもよい。また、圧電基板２は、圧電セラミックスによる形成されていてもよい。ＬｉＮｂＯ_３基板からなる圧電基板２の密度は、４．６４ｇ／ｃｍ^３である。

他方、媒質層６は、本実施形態では、ＳｉＯ_２からなり、その密度２．２ｇ／ｃｍ^３である。なお、媒質層６を構成する材料は、ＳｉＯ_２に限定されず、ＳｉＮなどの他の絶縁性材料により媒質層６が形成されていてもよい。

本実施形態では弾性表面波装置が励振される。

ＩＤＴ電極３及び反射器４，５は、Ｃｕ、Ａｇなどの適宜の金属により形成され得る。本実施形態では、ＩＤＴ電極３及び反射器４，５は、Ｃｕを主体とする電極材料により形成されている。より具体的には、ＬｉＮｂＯ_３側から、Ｔｉ膜、Ｃｕ膜及びＡｌＣｕ膜をこの順序で積層してなる積層金属膜により、ＩＤＴ電極３及び反射器４，５が形成されている。伝搬される弾性表面波の波長λとしたときに、Ｔｉ膜、Ｃｕ膜及びＡｌＣｕ膜のλで規格化してなる規格化膜厚ｈ／λは、それぞれ、１．０％、５．０％、及び０．５％である。従って、この積層金属膜は、Ｃｕを主体とする電極材料により形成されている。

弾性表面波素子１の製造に際しては、上記ＬｉＮｂＯ_３基板上に、規格化膜厚ｈ／λが６．５％のＳｉＯ_２膜を形成する。次に、フォトリソグラフィー法により、ＩＤＴ電極３及び反射器４，５が形成される領域を除いた残りの領域にフォトレジストパターンを形成する。次に、反応性イオンエッチング等により、フォトレジストパターンにより被覆されていない領域をＳｉＯ_２膜を除去する。次に、Ｃｕを主体とする上記電極材料により、ＩＤＴ電極３及び反射器４，５を形成した後、残存しているフォトレジストパターンを除去する。しかる後、規格化膜厚ｈ／λが２７％の厚みのＳｉＯ_２膜を全面に成膜する。このようにして、弾性表面波素子１を得る。なお、ＩＤＴ電極３におけるデューティは０．５０とした。

図１（ａ）に示すように、ＩＤＴ電極３では、弾性表面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、弾性表面波伝搬方向において交互に配置されている。第１の電極指３１及び第２の電極指３２の延びる方向は、弾性表面波伝搬方向と直交する方向である。そして、複数本の第１の電極３１の一端が第１のバスバー３ａに接続されており、他端が第２のバスバー３ｂ側に延ばされている。複数本の第１の電極指３１の先端の電極指長さ方向外側には、ギャップ３３が配置されている。そして、ギャップ３３を介して第１の電極指３１と対向するように、第１の電極指３１の長さ方向延長線上に、第１のダミー電極指３４が設けられている。第１のダミー電極指３４は、バスバー３ｂに接続されている。

他方、複数本の第２の電極指３２の一端は、バスバー３ｂに接続されており、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、電極指長さ方向外側にギャップ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、第２のダミー電極指３６が配置されている。ダミー電極指３６は、バスバー３ａに接続されている。

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のくし歯状電極と、複数本の第２の電極指３２及びバスバー３ｂを有する第２のくし歯状電極により、ＩＤＴ電極３が構成されている。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、ＩＤＴ電極３では、上記ギャップ３３，３５の位置が、弾性表面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、弾性表面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、弾性表面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。

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の弾性表面波伝搬方向両側に配置されている。なお、反射器としては、両端が短絡されてないオープン反射器を用いてもよい。

本実施形態の弾性表面波素子１の特徴は、図１（ｂ）に拡大して示されているように、ギャップ３３の近傍において、第１の電極指３１及び第１のダミー電極指３４において、少なくとも一方の側縁から弾性表面波伝搬方向に突出するように、第１の凸部１１，１２，１３，１４が形成されていることにある。すなわち、第１の電極指３１では、ギャップ３３の近傍において、弾性表面波伝搬方に突出するように、第１の電極指３１の両側縁に第１の凸部１１，１２が設けられている。同様に、第１のダミー電極指３４においても、第１の凸部１３，１４が、両側縁から弾性表面波伝搬方向に突出するように設けられている。

なお、第１の電極指３１において、第１の凸部１１，１２の内、一方の第１の凸部のみが設けられていてもよい。同様に、第１のダミー電極指３４においても、両側縁に設けられた第１，第２の凸部１３，１４の内、一方の第１の凸部のみが設けられてもよい。

さらに、ギャップ３３の近傍において、第１の電極指３１側にのみ、第１の凸部が設けられていてもよく、あるいは、第１のダミー電極指３４側においてのみ第１の凸部が設けられていてもよい。

なお、図１（ｂ）では、第１の電極指３１の先端に設けられたギャップ３３近傍において、第１の電極指３１及び第１のダミー電極指３４に、上記第１の凸部１１，１２，１３，１４，が設けられていたが、第２の電極指３２の先端に設けられたギャップ近傍においても、同様に、第２の電極指３２の先端及び／または第２のダミー電極指３６の先端に同様に第１の凸部が設けられている。

本実施形態の弾性表面波素子１の他の特徴は、図１（ｂ）に示すように、第２の電極指３２のギャップ３３に臨む部分に、第２の凸部１５，１６が設けられていることにある。第２の凸部１５は、第２の電極指３２のギャップ３３に臨む側の側縁から、ギャップ３３に向って突出されている。第２の凸部１６もまた、同様に、ギャップ３３に臨む側縁からギャップ３３に向って突出するように設けられている。

なお、図１（ａ）に示すように、第２の電極指３２の先端に設けられたギャップにおいても、両側の第１の電極指３１，３１のギャップに臨む部分に、第２の凸部が形成されている。

図１（ｂ）を参照して、上記第１の凸部１１，１２，１３，１４及び第２の凸部１５，１６の形状をより具体的に説明する。

本実施形態では、上記第２の凸部１５，１６の電極指長さ方向に沿う位置は、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１５，１６の位置と、ギャップ３３との位置との関係については、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、第２の凸部１５，１６による作用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ともよい。

第１の凸部１１，１２は、本実施形態では、等角台形の平面形状を有している。すなわち、第１の電極指３１の側縁に連なっている部分が下底である等角台形の平面形状を有している。上底が、第１の凸部１１，１２の突出先端部分であり、下底と上底とが、一対の側辺により結ばれている。第１の凸部１３，１４もまた、第１の凸部１１，１２と同じ形状を有している。もっとも、第１の凸部１１〜１４は、等角台形以外の平面形状を有していてもよい。また、第１の凸部１１，１２と、ダミー電極指３４に設けられた第１の凸部１３，１４とは、同じである必要は必ずしもないが、同一であることが望ましい。それによって、ギャップ３３の電極指長さ方向両側における弾性表面波伝搬状況を同等とすることができ、より一層良好な共振特性やフィルタ特性を得ることができる。

第２の凸部１５，１６は、等角台形の平面形状を有する。電極指の側縁に連ねられている部分が等角台形の下底に相当し、第２の凸部１５，１６の先端側に、上底を有する。上底と下底とが、下底に対して内角αを有するように、傾斜された一対の側辺により結ばれている。このような第２の凸部１５，１６は、前述した特許文献１に記載の凸部と同様である。

上記等角台形の下底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、下底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、内角αは９０度未満となる。

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、第２の凸部１５の電極指長さ方向に沿う最大寸法すなわち上記凸部１５の場合には、下底の電極指長さ方向寸法をＷ、第２の凸部１５の突出高さ、すなわち電極指３２の側縁からギャップ側に向って突出している弾性表面波伝搬方向寸法を突出高さＨとする。

次に、上記第１の凸部１１，１２，１３，１４及び第２の凸部１５，１６が設けられている本実施形態の弾性表面波素子１の位相特性及びインピーダンス特性を図３（ａ）及び（ｂ）に示す。図３（ｂ）における│Γ│並びにθは、１ポート型弾性表面波共振子１の入力インピーダンスをＺ、測定系の特性インピーダンスをＺ_０した場合に、│Γ│ｅ^ｊθ＝（Ｚ−Ｚ_０）／（Ｚ＋Ｚ_０）で表される。Γとθとは、それぞれ、反射の絶対値│Γ│と反射の位相θを示す。なお、反射の絶対値│Γ│が大きい程、共振子としての特性が良く、望ましい。また、反射の位相θが、１８０°の点は、共振点における特性を示し、反射の位相０°の点は反共振点における特性を示す。

図３（ｂ）の反射の位相θと、反射の絶対値│Γ│との関係を図６に実線で示す。比較のために、図４及び図５に示した形状のＩＤＴ電極を用いた場合の反射の位相θと、反射の絶対値│Γ│との関係を図６に破線及び一点鎖線でそれぞれ示す。

なお、図４及び図５は、比較のために用意した第１の従来例及び第１の比較例の弾性表面波共振子のＩＤＴ電極の要部を示す部分切欠平面図であり、上記実施形態の図１（ｂ）に示した部分に相当する部分を示している。

第１の実施形態では、第１の凸部１１〜１４及び第２の凸部１５，１６が設けられていたが、図４に示した従来例では、第１，第２の凸部が設けられていない。その他の点については、第１の従来例は第１の実施形態と同様とした。

他方、図５に示す第１の比較例では、ギャップ３３Ａの近傍において、第１の電極指３１の先端及び第１のダミー電極指３４の先端に、先端にいくに連れて幅が細くなるテーパー部２１，２２が設けられている。また、第２の電極指３２，３２には、第１の実施形態と同様に、第２の凸部１５，１６が設けられている。

従って、第１の比較例は、上記の第１の凸部１１〜１４が設けられておらず、代わりに上記テーパー部２１，２２が設けられていることを除いては、上記実施形態と同様に構成されている。

図６から明らかなように、第１の従来例に比べ、上記実施形態によれば、共振点であるθ＝１８０°の位置から反共振点であるθ＝０°にかけての反射の絶対値│Γ│が大きい。従って、共振子としての特性が大幅に改善されていることがわかる。

また、第１の比較例は、上記第１の従来例に比べて、上記実施形態と同様に、θ＝１８０°からθ＝０°にかけての反射の絶対値│Γ│が大きく、第１の従来例よりも共振特性が改善されていることがわかる。しかしながら、第１の比較例に比べ、上記実施形態によれば、共振付近、すなわちθ＝１８０°〜９０°付近の反射の絶対値│Γ│がかなり大きく、従って、より共振特性が改善され得ることがわかる。

上記のように、第１の従来例及び第１の比較例との比較から、第１の凸部１１〜１４及び第２の凸部１５，１６を有する上記実施形態の構造では、共振特性を大幅に改善し得ることがわかる。これは以下の理由によると考えられる。

図５に示した第１の比較例では、上記第１の実施形態と同様に、第２の凸部１５，１６が設けられている。第２の凸部１５，１６が設けられている構成は、前述した特許文献１に記載されており、以下の作用効果を有するものである。すなわち、第２の凸部１５，１６が設けられていることにより、ギャップ３３，３３Ａにおいて、弾性表面波の実効伝搬距離が、ギャップ３３，３３Ａが設けられていない部分、例えば電極指３１が存在している部分における弾性表面波の実効伝搬距離とほぼ同等となり、それによって、ギャップ３３，３３Ａが設けられている部分と、それ以外の部分との間の弾性表面波の位相ずれが小さくなり、特性が改善される。

より具体的に説明すると、図４に示すように、第２の凸部１５，１６を有しない第１の従来例では、第１の電極指が存在する部分では、矢印Ｘ１で示すように弾性表面波が伝搬し、ギャップ1３３が設けられている領域では、弾性表面波は矢印Ｘ２で示すように伝搬する。この場合、矢印Ｘ１で示す伝搬経路では、弾性表面波は、点Ａ１から点Ｂ１に向って伝搬する。これに対して、ギャップ１３３が設けられている部分では、点Ａ２から点Ｂ２に向って伝搬する。従って、点Ａ１−点Ｂ１間の距離と、点Ａ２−点Ｂ２間の距離は等しいが、矢印Ｘ２で示す伝搬経路では、電極が全く存在せず、矢印Ｘ１で示す伝搬経路では、第１の電極指が間に存在することとなる。従って、矢印Ｘ１で示すように伝搬する弾性表面波の位相と、矢印Ｘ２で示すように伝搬する弾性表面波の位相にずれが生じる。

これに対して、第１の比較例及び上記実施形態では、第２の凸部１５，１６が設けられている分だけ、ギャップ３３，３３Ａが設けられている部分を伝搬する弾性表面波の位相が、ギャップ以外の領域を伝搬する弾性表面波の位相に近づけられ、好ましくは、ほぼ同じとされ、それによって共振特性が改善される。

第１の比較例に比べて、上記実施形態において、さらに特性が改善されているのは、以下の理由による。

電極指の先端のギャップ付近における音響インピーダンスの不整合が、上記第１の凸部１１〜１４の存在により抑制され、それによって、弾性表面波の所望でない反射や散乱が抑制されているためと考えられる。

なお、第１の凸部１１〜１４及び第２の凸部１５，１６は、いずれも、等角台形の形状を有し、複数の直線で囲まれた領域とされていたが、フォトリソグラフィー法等によりＩＤＴ電極を形成するに際しては、図１（ｃ）に示すように、第１の凸部１１〜１４及び第２の凸部１５，１６が丸みを帯びた形状とされていてもよい。すなわち、第１，第２の凸部１１〜１６の外形は、複数の直線で囲まれた多角形状を有している必要は必ずしもなく、曲線により形成されていてもよい。このような曲線の外縁を有する形状とした場合には、電極指形成に際しての形状ばらつきによる特性の変化を抑制することができる。これは、電極指長さ方向に若干位置がずれた場合、あるいは弾性表面波伝搬方向に沿って形成位置がずれたとしても、曲線の場合には電極指周辺の位置ずれが連続的に変化しているため、形状ばらつきによる形状の変動が生じ難いことによる。よって、好ましくは、第１，第２の凸部は、外縁が曲線状の形状を有していることが望ましい。

上記弾性表面波素子１は、様々な発振子やフィルタ装置などに用いることができる。一例として、図７に、携帯電話機のデュプレクサＤＰＸに用いられている送信フィルタの回路構成を模式的に示す。この送信フィルタ４１は、ＷＣＤＭＡ方式の携帯電話機のデュプレクサＤＰＸに用いられている送信フィルタである。送信フィルタ４１は、入力端４２と出力端４３とを有する。入力端４２と出力端４３とを結ぶ直列腕に、複数の直列腕共振子Ｓ１〜Ｓ４が接続されている。また、直列腕とアース電位との間に並列腕共振子Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４がそれぞれ接続されている。この直列腕共振子Ｓ１〜Ｓ４として、上記実施形態の弾性表面波共振子を用いた。また、並列腕共振子Ｐ１〜Ｐ４としては、第１の従来例の弾性表面波共振子を用いた。

このようにして構成した送信フィルタの減衰量周波数特性を図８に示す。

また、図９は、上記図８に示した減衰量周波数特性の要部を拡大して示す図である。比較のために、直列腕共振子を上記第１の従来例で構成したことを除いては上記送信フィルタ４１と同様にして構成された送信フィルタの減衰量周波数特性を図９に破線で示す。また、上記第１の比較例の弾性表面波共振子を直列腕共振子として用いたことを除いては同様にして構成された送信フィルタの減衰量周波数特性を図９に一点鎖線で示す。

図９から明らかなように、送信フィルタ４１では、通過帯域内の高域側の周波数領域における挿入損失が、第１の従来例及び第１の比較例の弾性表面波共振子を用いた相当の送信フィルタに比べて、０．０５〜０．１ｄＢ小さくし得ることがわかる。これは、弾性表面波共振子の共振点付近の反射の絶対値│Γ│が上記実施形態の弾性表面波共振子では大きくされていることによると考えられる。

なお、上記実施形態の弾性表面波素子１におけるＩＤＴ電極の先端部分の走査型電子顕微鏡写真を図１０に示す。図１０に示す走査型電子顕微鏡写真では、上記第１の凸部及び第２の凸部が丸みを帯びていることがわかる。

また、上記実施形態の送信フィルタ４１と、第１の従来例の弾性表面波共振子を用いた送信フィルタ及び第１の比較例の弾性表面波共振子を用いた送信フィルタの静電破壊耐圧を測定した。

その結果、第１の従来例の弾性表面波共振子を用いた送信フィルタでは、故障確率５％電圧は、１８０Ｖであり、第１の比較例の弾性表面波共振子を用いた送信フィルタでは１７５Ｖであったのに対し、上記実施形態の送信フィルタでは、１７５Ｖであった。従って、上記第１，第２の凸部を設けた弾性表面波共振子では、耐サージ電圧は、上記第１の従来例及び第１の比較例の各弾性表面波共振子を用いた場合と同等であることがわかる。

（ギャップ幅Ｇの影響）
次に、第１の実施形態の弾性表面波共振子において、ギャップ３３のギャップ幅Ｇにより、共振特性が変化するか否かを確認した。

第１の実施形態の変形例として図１１に示す電極構造を有する弾性表面波素子を作製した。なお、図１１に示す弾性表面波素子５１は、第１，第２の凸部の外縁が曲線とされていることを除いては、上記第１の実施形態と同様にして構成された、すなわち図１（ｃ）に示したものと同様の弾性表面波共振子である。比較のために、図１２（ａ）に示す第１の従来例及び図１２（ｂ）に示す第１の比較例の電極構造を有する弾性表面波共振子を同様にして構成した。なお、図１２（ａ）及び（ｂ）に示す各弾性表面波共振子２０１，２０２においても、電極指の外縁は丸みを帯びた形状とするように、第１の実施形態の比較のために用意した前述した第１の従来例及び第１の比較例の電極指の形状を若干変更した。

上記弾性表面波共振子５１，２０１,２０２において、ギャップ幅Ｇを変化させ、共振点付近の反射の絶対値│Γ│を測定した。結果を図１３に示す。

なお、上記ギャップ幅Ｇは、作製された弾性表面波共振子のＩＤＴ電極を走査型電子顕微鏡により観察することにより求めた。

図１３から明らかなように、第１の従来例及び第１の比較例では、ギャップ幅Ｇを小さくしなければ、反射の絶対値│Γ│が大きくならず、特性が向上しないことがわかる。しかしながら、ギャップ幅Ｇを小さくすると、製造時のばらつき等により短絡不良が生じるおそれがある。

これに対して、本実施形態では、ギャップ幅Ｇを変化させたとしても、反射の絶対値│Γ│はさほど変化しないことがわかる。従って、ギャップ幅Ｇを比較的大きくすることができ、それによって特性の劣化を招くことなく、短絡不良を防止し得ることがわかる。

（第２の凸部による影響）
次に、上記実施形態における第２の凸部１５，１６の大きさ及び有無による影響を評価した。

図１４に示すように、上記実施形態の弾性表面波共振子における第１の凸部１５，１６の面積を種々変更した。図１４では、第１の凸部１５，１６がクロスのハッチングで示されているが、第１の凸部１１〜１４の形状を固定し、上記第１，第２の凸部１５，１６の面積を種々変化させ、複数種の第１の実施形態の弾性表面波共振子１を作製した。

比較のために、図１５に示す第１の比較例の弾性表面波素子２０３を作製した。弾性表面波共振子２０３においては、第１の凸部は設けられておらず、第１の電極指及び第１のダミー電極指の先端が丸みを帯びている。他方、第２の凸部１５，１６については、クロスのハッチングを付して示しているが、この面積を種々変化させ、複数種の弾性表面波素子２０３を作製した。

上記のようにして作製された実施形態の弾性表面波共振子及び第１の比較例の弾性表面波共振子２０３における、第２の凸部の面積と、共振点付近の反射の絶対値│Γ│との関係を図１６に示す。

なお、第２の凸部の面積については、走査型電子顕微鏡写真により観察し、求めた。図１６の横軸は、１つの凸部の面積を表わす。

図１６から明らかなように、第１の凸部の面積が大きくなるにつれて、実施形態及び第１の比較例のいずれにおいても、反射の絶対値│Γ│が大きくなり、特性が良好であることがわかる。従って、第２の凸部１５，１６の面積をある程度以上とすることが望ましいことがわかる。

もっとも、第１の比較例では、第１の凸部面積をかなり大きくしなければ、反射の絶対値│Γ│をさほど大きくし得ないことがわかる。

また、第２の凸部が設けられていない、すなわち図１５のクロスのハッチングで付した凸部が設けられていない前述した第１の従来例に相当する弾性表面波装置では、反射の絶対値│Γ│が０．９３２以下と小さいことがわかる。

これに対して、上記実施形態では、第１の比較例に比べて、反射の絶対値│Γ│が第２の凸部の大きさきの如何に関わらず、十分に大きいこと、並びに第２の凸部が設けられていない場合、すなわち第２の凸部の面積が０である場合においても反射の絶対値│Γ│が０．９３９と非常に大きいことがわかる。

従って、図６から、本発明によれば、上記第２の凸部が設けられずとも、第１の凸部が設けられていることによって、反射の絶対値│Γ│を十分に大きくすることができ、良好な共振特性が得られることがわかる。

また、より好ましくは、上記第２の凸部１５，１６を設け、該第２の凸部１５，１６の面積を大きくしていくことにより、共振特性をより一層高め得ることがわかる。

（第１の凸部の形状の変化による特性の変化）
次に、上記実施形態において、図１７に模式的に示すように、第２の凸部１５，１６を形状を固定し、クロスのハッチングを付して示す第１の凸部１１〜１４を種々変更し、特性の変化を評価した。

比較のために、図１８に示す第１の比較例に相当の電極構造において、第２の凸部の面積を上述実施形態の場合と同様に固定し、第１の電極指及び第１のダミー電極指の先端のクロスのハッチングを付して示すテーパー部２１，２２の面積を種々変化させ、特性の変化を求めた。

図１９は、結果を示し、第１の電極指及び第１のダミー電極指の先端の第１の凸部１１〜１４の面積あるいはこれらの先端のテーパー部２１，２２の面積を変化させた場合の共振点付近の反射の絶対値│Γ│の変化を示す図である。

図１９から明らかなように、上記第１の比較例では、電極指の先端のテーパー部２１，２２の面積を変化させ、かつその形状を変化させた場合、特性が大きくばらつくことがわかる。すなわち、上記第１の比較例では、共振特性が、電極指の先端の形状に大きく依存していることがわかる。

これに対して、上記実施形態では、第１の凸部１１〜１４の面積が大きくなるに従って、反射の絶対値│Γ│が大きくなり、従って、特性が良好になっていくことがわかる。よって、弾性表面波共振子の絶縁性が劣化しない程度に、第１の凸部１１〜１４の面積を大きくすることが望ましいことがわかる。

また、本実施形態では、製造時における電極形状のばらつきによる特性のばらつきも生じ難いことがわかる。

従って、製造時の電極の形状ばらつきによる特性のばらつきが生じ難いため、安定な特性の弾性表面波共振子を提供することができる。

（ストップバンドと特性との関係）
上記実施形態の弾性表面波共振子では、ＩＤＴ電極による弾性表面波の反射係数が大きいことが望ましく、これが大きいほど広いストップバンドを得ることができる。ＩＤＴ電極による弾性表面波の反射係数が小さくなり、ストップバンドが狭くなると、例えば、図２０に示す共振特性において、矢印Ｂで示すストップバンド上端の周波数に位置するリップルＢが共振周波数及び反共振周波数に近づくおそれがある。

上記実施形態の弾性表面波共振子における、共振周波数とＩＤＴ電極のストップバンド上端の周波数との間隔と、共振点付近すなわちθ＝１５０°の場合の反射の絶対値│Γ│との関係を図２１に示す。なお、図２１の縦軸は、共振周波数をｆｒ、ストップバンド上端の周波数ｆ_ｓｔｏｐとした場合、共振周波数とＩＤＴ電極のストップバンド上端の周波数間隔を（ｆ_ｓｔｏｐ−ｆｒ）／ｆｒとして求めた値（％）である。

比較のために、第１の従来例及び第１の比較例の弾性表面波共振子についても、同様にして、反射の絶対値│Γ│と、共振周波数−ストップバンド上端周波数間隔との関係を求めた。図２１に併せて結果を示す。

図２１から明らかなように、第１の比較例では、反射の絶対値│Γ│を大きくすると、共振周波数−ストップバンド上端周波数間隔が狭くなることがわかる。

また、第１の従来例では、図２１から明らかなように、共振周波数−ストップバンド上端周波数間隔が広いものの、反射の絶対値│Γ│がさほど大きくならないことがわかる。

これに対して、本実施形態では、反射の絶対値│Γ│を大きくしたとしても、共振周波数−ストップバンド上端周波数間隔は狭くならないことがわかる。すなわち、ストップバンドを狭くすることなく、共振特性を改善し得ることがわかる。

（変形例）
図２２（ａ）は、上記実施形態の弾性表面波共振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。

上記実施形態の弾性表面波共振子では、前述した第１，第２の凸部１１〜１６が設けられていたが、図２２（ａ）に示す変形例のように、第１の凸部１１〜１４及び第２の凸部１５，１６に加え、 テーパー部６１，６２が設けられてもよい。テーパー部６１は、第１の電極指３１の先端において、電極指幅が先端にいくに連れて細くなっている部分である。同様に、テーパー部６２は、第１のダミー電極指３４において、テーパーが付けられている部分である。第１の凸部１１〜１４は、電極指３１やダミー電極指３４の先端から離れた位置に設けられている。テーパー部６１，６２は、第１の凸部１１，１２または第１の凸部１３，１４と隔てられて設けられている。ここでは、第１の凸部１１，１２から、テーパー部６１に至る電極指側縁部分が凹状に湾曲している。同様に、第１の凸部１３，１４からテーパー部６２に至る電極指側縁部分が凹状に湾曲している。

図２２（ａ）では、第１の電極指３１及び第１のダミー電極指３４のテーパー部６１，６２を示したが、第２の電極指及び第２のダミー電極指の先端にも同様にテーパー部を設けてもよい。

本変形例では、上記テーパー部６１，６２を設けることにより、ギャップ３３が設けられている部分と、ギャップ３３以外の領域で伝搬する弾性表面波の位相差を小さくすることができ、それによって共振特性をより一層改善することができる。

すなわち、第１の凸部１１〜１４は、図４の矢印Ｘ１及びＸ２で示されている弾性表面波の伝搬経路の差を小さくするめに設けられており、それによって、ギャップ３３が設けられている部分と、弾性表面波の位相ずれを小さくすることにより、共振特性の向上が図られていた。本変形例のように、上記テーパー部６１，６２を設けることにより、ギャップ３が設けられている部分から、電極指長さ方向に遠ざかる方向につれての弾性表面波伝搬の変動を穏やかにすることができ、かつ弾性表面波実効伝搬距離の差を小さくすることができる。

よって、位相ずれをより一層効果的に補償でき、それによって共振特性をより一層改善することができる。

また、図２２（ｂ）に示す変形例のように、第１の凸部１１，１２が丸みを帯びており、テーパー部６１も丸みを帯びていてもよい。また、この場合、第１の凸部１３，１４及びテーパー部６２も丸みを帯びている。このように、テーパー部６１，６２が、第１の凸部１１〜１４と同様に、その外縁が丸みを帯びていてもよい。さらに、図２２（ｂ）では、第１の凸部１１，１２から、テーパー部６１に至る電極指側縁部分、及び第１の凸部１３，１４からテーパー部６２に連なっている電極指側縁部分は凸状に湾曲している。このように、第１の凸部からテーパー部に至る電極指側縁部分は、凹状に湾曲してしてもよく、あるいは凸状に湾曲していてもよい。いずれの場合においても、電極指側縁部分が、湾曲している場合には、電極指の製造に際しての形状ばらつきが生じ難い。すなわち、形状ばらつきによる特性のばらつきが生じ難い。従って、特性の安定な弾性表面波素子を提供することができる。

（第２の実施形態）
第１の実施形態と同様に、１ポート型弾性境界波共振子を作製した。もっとも、本実施形態では１５°ＹカットＸ伝搬ＬｉＮｂＯ_３からなる圧電基板２上に、ＩＤＴ電極３及び反射器４，５を形成し、さらにＳｉＯ_２膜を形成した。上記ＬｉＮｂＯ_３基板の厚みは３５０μｍ、ＳｉＯ_２からなる媒質層の膜厚は６μｍとした。第１の実施形態と異なり、ＳｉＯ_２を十分厚くしたので本実施形態では弾性境界波が励振される。またＩＤＴ電極及び反射器は、ＮｉＣｒ／Ａｕ／ＮｉＣｒをこの順序で積層した積層金属膜により形成し、その厚みは、ＮｉＣｒ／Ａｕ／ＮｉＣｒ＝１０ｎｍ／７５ｎｍ／１０ｎｍとした。

ＩＤＴ電極の電極指の対数は６０対、反射器における電極指の本数は５１本とした。また、ＩＤＴ電極３における交叉幅は３０λ、開口幅は３０．４λとした。また、ＩＤＴ電極では、中央における交叉幅が３０λ、両端にいくに連れて交叉幅が小さくなり、両端における交叉幅が１５λとなるように、交叉幅重み付けが施されている。

ＩＤＴ電極における電極指のピッチで定まる波長λは１．６μｍとし、ＩＤＴ電極の電極指の幅をＬとし、０．４４μｍ、隣接する電極指間のスペース幅をＳとし、Ｓ＝０．３６μｍとした。また、図２３に要部を拡大して示すギャップのギャップ幅Ｇは０．３μｍとした。

さらに、図２３に示すように、第１の凸部１１〜１４と、第２の凸部１５，１６とを形成した。第１の凸部１１〜１４及び第２の凸部１５，１６の図中の各寸法は以下の通りとした。

ＴＬ＝０．１８８μｍ、ＴＷ１＝０．３２９μｍ、ＴＷ２＝０．１８８μｍ、ＳＷ１＝０．４７μｍ、ＳＨ＝０．１６６μｍ、ＳＷ２＝０．０９４μｍ。

比較のために、第１，第２の凸部が設けられていないことを除いては、上記第２の実施形態と同様にして構成された第２の従来例の弾性境界波共振子を作製した。

上記のようにして用意された第２の実施形態及び第２の従来例の弾性境界波共振子のインピーダンス−周波数特性及び位相特性を図２４にそれぞれ実線及び破線で示す。

図２４から明らかなように、第２の従来例に比べて、上記第２の実施形態によれば、山谷比すなわち反共振点のインピーダンスの共振点におけるインピーダンスに対する比を第２の従来例のインピーダンス比６０ｄＢから第２の実施形態のインピーダンス比６３ｄＢに大きくし得ることがわかる。

（第３の実施形態）
図２５に示す弾性境界波フィルタ装置７１を作製した。弾性境界波フィルタ装置７１では、不平衡端子７２と、第１，第２の平衡端子７３，７４とが備えられた、平衡−不平衡変換機能を有する帯域フィルタが構成されている。ここでは、不平衡端子７２に、第１，第２の縦結合共振子型弾性境界波フィルタ７５，７６が接続されている。縦結合共振子型の弾性境界波フィルタ７５，７６は、それぞれ、第１のＩＤＴ７５ａ，７６ａと、第１のＩＤＴの弾性境界波伝搬方向両側に配置された第２，第３のＩＤＴ７５ｂ，７５ｃ，７６ｂ，７６ｃとを有する３ＩＤＴ型の縦結合共振子型弾性境界波フィルタ装置である。ＩＤＴ７５ａ〜７５ｃ，７６ａ〜７６ｃが設けられている領域の境界波伝搬方向両側には、反射器７５ｄ，７５ｅ，７６ｄ，７６ｅが配置されている。

第１のＩＤＴ７５ａ，７６ａの各一端が共通接続され、不平衡端子７２に接続されており、各他端はアース電位に接続されている。

第２，第３の７５ｂ，７５ｃの各一端か共通接続され、第１の１ポート型弾性境界波共振子７７を介し、第１の平衡端子７３に接続されている。ＩＤＴ７５ｂ，７５ｃの各他端はアース電位に接続されている。

同様に、第２，第３のＩＤＴ７６ｂ，７６ｃの各一端が共通接続され、１ポート型弾性境界波共振子７８を介して第２の平衡端子７４に接続されている。ＩＤＴ７６ｂ，７６ｃの各他端はアース電位に接続されている。

上記弾性境界波フィルタ装置７５，７６及び弾性境界波共振子７７，７８を、いずれも、ＳｉＯ／ＩＤＴ電極／１５°ＹカットＸ伝搬ＬｉＮｂＯ_３の積層構造により形成した。ＬｉＮｂＯ_３基板の厚みは３５０μｍ、ＳｉＯ_２の厚み６μｍとした。

電極は、Ａｌ／Ｔｉ／Ｎｉ／Ａｕ／Ｎｉをこの順序で上から順に積層した構造として、その厚みはＡｌ／Ｔｉ／Ｎｉ／Ａｕ／Ｎｉ＝１００／１０／１０／５５／１０ｎｍとした。

ＩＤＴの電極指の対数は、弾性境界波フィルタ装置７５，７６において、中央の第１のＩＤＴ７５ａ，７６ａにおいて、１０．５対とし、第２，第３のＩＤＴ７５ｂ，７５ｃ，７６ｂ，７６ｃでは、各６．５対とした。反射器の電極指の本数は１５本とした。

ＩＤＴ電極の電極指交叉幅は２５λ、開口幅は２５．４λとし、ＩＤＴ電極には、ＩＤＴ電極中央における電極指交叉幅が２５λ、両端が交叉幅２０λとなるように中央から両端にいくに連れて交叉幅が小さくなるように交叉幅重み付けを施こした。

弾性境界波共振子７７，７８についても、電極構造は同様とし、ただし中央のＩＤＴ電極の重み付けは、交叉幅が中央で３０λ、両端にいくに連れて小さくなり、両端における交叉幅は１２λとした。λ＝１．６μｍとし、電極指の幅であるＬ＝０．４μｍ、隣接する電極指間のスペース幅であるＳ＝０．４μｍ、電極指先端の電極指長さ方向に配置されたギャップの幅であるＧ＝０．３μｍとした。

比較のために、上記第１，第２の凸部が設けられていないこと以外は同様にして構成された弾性境界波フィルタ装置及び弾性境界波共振子を用いた弾性境界波フィルタ装置を第３の従来例として用意した。

上記のようにして用意された第３の実施形態の弾性境界波装置の減衰量周波数特性を図２６に、比較のために用意した第３の従来例の弾性境界波装置の減衰量周波数特性を図２７に示す。

図２６と図２７とを比較すれば明らかなように、上記第１，第２の凸部を設けた第３の実施形態では、通過帯域における最小挿入損失を０．２ｄＢ小さくすることができ、従って、挿入損失の低減を果たすことができ、かつ通過帯域におけるフィルタ特性の平坦化を図り得ることがわかる。

なお、上記ＬｉＮｂＯ_３やＬｉＴａＯ_３などの圧電基板上にＩＤＴ電極を形成し、さらにＳｉＯ_２膜を積層して弾性境界波装置を構成した場合、ＳｉＯ_２と、ＩＤＴ電極の弾性境界波の音速比が、前述した位相ずれや回折の原因となる。そのため、音響インピーダンス比が電極指先端における散乱の要因となる。よって、音速比や音響インピーダンスが大きな構造では、このような問題点がより顕著に表われる。従って、本発明によって、第１の凸部を設けることにより、あるいは第１，第２の凸部の双方を設けることにより、共振特性やフィルタ特性をより一層改善することができる。通常、音速比や音響インピーダンス比は、これらの材料の密度比が大きいほど大きい。ＳｉＯ_２／ＩＤＴ電極／圧電基板構造において、ＡｌによりＩＤＴ電極を設けた場合、本発明の効果は得られるものの、その効果は比較的小さい。ＳｉＯ_２の密度が２．２ｇ／ｃｍ^３であり、Ａｌの密度は２．６９ｇ／ｃｍ^３と密度比が２．６９／２．２＝１．２２と小さいためである。

他方、密度が８．９３ｇ／ｃｍ^３であるＣｕや、密度が１９．３ｇ／ｃｍ^３であるＡｇを用いた場合、ＳｉＯ_２に対する密度比が大きくなる。従って、上記第３の実施形態に示したように、共振特性やフィルタ特性を大きく改善することができる。

よって、本発明では、好ましくは、少なくとも一方の媒質とＩＤＴ電極の密度比が１．２２よりも大きいことが望ましい。

ＩＤＴ電極は、前述したように、複数の金属膜を積層した構造であってもよく、単一の金属膜により形成されていてもよい。もっとも、積層金属膜においても、Ｎｉ、ＮｉＣｒやＴｉを密着層や拡散バリヤ層を形成する構造が望ましい。例えば、ＮｉＣｒ／Ａｕ／ＮｉＣｒ構造などが望ましい。また、主電極としてＡｌとＡｕとを積層したり、上述密着層やバリヤ層を形成した構造も効果的であり、密度の小さいＡｌとともに、密度の大きなＡｕを利用することにより、本発明の効果をより大きく期待することができる。

なお、ＩＤＴ電極を被覆する媒質については、前述したＳｉＯ_２に限らず、ＳｉＮなどの他の材料を用いてもよく、また複数の材料を積層した構造であってもよい。例えば、ＳｉＮ／ＳｉＯ_２やＳｉＯ_２／ＳｉＮ／ＳｉＯ_２といった積層構造を用いてもよい。

また、前述した第１の実施形態では、弾性表面波素子につき説明したが、弾性境界波素子にも適用できる。なお、ＩＤＴ電極を被覆する媒質を備えない弾性表面波装置に適用できる。

また、前述した第２，第３の実施形態では、弾性境界波素子につき説明したが、弾性表面波素子及び弾性表面波素子を用いた弾性表面波フィルタ装置なども適用することができる。

Claims (18)

1. 圧電体と、
   前記圧電体に接するように形成されたＩＤＴ電極とを備える弾性波素子であって、
   前記ＩＤＴ電極が、複数本の電極指を有し、該複数本の電極指が、弾性波伝搬方向において隣り合っておりかつ異なる電位に接続される第１，第２の電極指と、前記第１の電極指先端の電極指長さ方向外側に配置されたギャップを介して対向されておりかつ前記第２の電極指と同電位に接続されている第１のダミー電極指とを含み、
   前記ギャップ近傍において、前記第１の電極指及び前記第１のダミー電極指の内の少なくとも一方において、少なくとも一方の側縁から弾性波伝搬方向に突出するように第１の凸部が、前記第１，第２の電極指が弾性波伝搬方向において重なり合っている幅を交叉幅としたときに、交叉幅がもっとも大きい最大交叉幅部分を前記ＩＤＴ電極の一端側より他端側まで移動することにより構成される領域である交叉領域内において、該第１の凸部と第１の凸部に連なる電極指部分との幅が異なるように形成されていることを特徴とする、弾性波素子。
2. 前記第１の凸部が前記ギャップに接するように配置されている、請求項１に記載の弾性波素子。
3. 前記第１の凸部が前記ギャップから離れており、前記第１の凸部と前記ギャップとの間に、該第１の凸部が設けられている電極指またはダミー電極指の幅が、先端にいくに連れて徐々に細くされているテーパー部が設けられている、請求項１または２に記載の弾性波素子。
4. 前記第１の凸部から、前記テーパー部に連なる電極指側縁部分が凹状の形状を有する、請求項３に記載の弾性波素子。
5. 前記第１の凸部から前記テーパー部に連なる電極指側縁部分が、凸状の形状を有する請求項３に記載の弾性波素子。
6. 前記第１，第２の電極指の少なくとも一方の側縁に、前記弾性波伝搬方向に突出する第２の凸部が形成されており、該第２の凸部が、電極指長さ方向において、前記ギャップが設けられている範囲内に位置するように形成されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の弾性波素子。
7. 前記第１，第２の電極指が配置されている部分において、前記ギャップを通って表面波が伝搬する場合の実効伝搬距離と、前記第１，第２の電極指が設けられている部分において、前記ギャップ及び前記第１の凸部以外の部分において弾性波が伝搬する場合の実効伝搬距離とが略等しくなるように前記第２の凸部が形成されている、請求項６に記載の弾性波素子。
8. 前記第２の凸部が、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って突出するように形成されている、請求項６または７に記載の弾性波素子。
9. 前記第１，第２の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の一部であり、台形の上底と下底とを結ぶ側辺と、下底とのなす内角が９０°未満の角度である、請求項６〜８のいずれか１項に記載の弾性波素子。
10. 前記第２の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の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９に記載の弾性波素子。
11. 前記第１，第２の凸部が、等角台形の平面形状を有する、請求項９または１０に記載の弾性波素子。
12. 前記第１，第２の凸部が、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９または１０のいずれか１項に記載の弾性波素子。
13. 前記第２の凸部が、前記第１，第２の電極指の他方にも形成されている、請求項６〜１２のいずれか１項に記載の弾性波素子。
14. 前記ＩＤＴ電極に交叉幅重み付けが施されている、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の弾性波素子。
15. 前記弾性波として弾性表面波が用いられている、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の弾性波素子。
16. 前記弾性波として弾性境界波が用いられている、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の弾性波素子。
17. 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１５または１６に記載の弾性波素子。
18. 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、前記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１６に記載の弾性波素子。

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