JP6477973B2 - 弾性波素子および弾性波フィルタ装置 - Google Patents

弾性波素子および弾性波フィルタ装置 Download PDF

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Description

本発明は、ＩＤＴ（Ｉｎｔｅｒ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）電極と反射器とを有する弾性波素子、および、この弾性波素子を備える弾性波フィルタ装置に関する。
従来、移動体通信機のフロントエンド部に配置される帯域通過フィルタなどに、複数の弾性波素子からなる弾性波フィルタ装置が実用化されている。
この種の弾性波素子の一例として、特許文献１には、ＩＤＴ電極と、弾性波伝搬方向においてＩＤＴ電極の両隣に配置された２つの反射器とを有する弾性波素子が開示されている。ＩＤＴ電極は、対向する一対のバスバー電極と、一対のバスバー電極のそれぞれに接続されている複数の電極指とを有している。反射器は、対向する一対のバスバー電極と、一対のバスバー電極の両方に接続されている複数の電極指とを有している。
この弾性波素子では、ＩＤＴ電極の一方のバスバー電極が、２つの反射器のそれぞれの一方のバスバー電極に接続されている。このように、ＩＤＴ電極の一方のバスバー電極のみを反射器に接続することで、反射波の発生条件を同じとし、位相の合った定在波を発生させて弾性波素子のＱ値を向上させている。
特開平７−３０３０２３号公報
移動体通信機に内蔵されている弾性波フィルタ装置の弾性波素子には、静電気等によりサージ電圧が印加される場合がある。弾性波素子にサージ電圧が印加されると、弾性波伝搬方向に隣り合うＩＤＴ電極の電極指と反射器の電極指との間に放電が発生し、これらの電極指が変形したり消失したりすることがある。
特許文献１に開示された弾性波素子では、ＩＤＴ電極と反射器とがバスバー電極で接続されているので、ある程度の耐圧性を有しているが、それでもサージ電圧が印加された場合に、ＩＤＴ電極と反射器との間で発生する瞬間的な電位差により、電極指が変形したり消失したりすることがある。特に、周波数が高くなるほどＩＤＴ電極と反射器との間の距離は小さくなるため、サージ電圧からの保護の必要性が高まっている。
そこで、本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、弾性波素子等の耐圧性を向上することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る弾性波素子は、圧電基板と、前記圧電基板上に設けられ、互いに対向する第１櫛歯状電極および第２櫛歯状電極を有するＩＤＴ電極と、前記圧電基板上に設けられ、前記ＩＤＴ電極と弾性波伝搬方向に隣り合って配置された反射器とを備える弾性波素子であって、前記反射器は、前記弾性波伝搬方向に延び、互いに対向するように配置された第１の反射バスバー電極および第２の反射バスバー電極と、前記第１の反射バスバー電極および前記第２の反射バスバー電極のそれぞれに接続され、前記弾性波伝搬方向の直交方向に延びるように配置された複数の反射電極指とで構成され、前記第１櫛歯状電極は、前記弾性波伝搬方向に延び、前記第１の反射バスバー電極に接続されて配置された第１バスバー電極と、前記第１バスバー電極に接続されて前記直交方向に延びるように配置された複数の第１電極指とで構成され、前記第２櫛歯状電極は、前記弾性波伝搬方向に延び、前記第２の反射バスバー電極に接続されずに配置された第２バスバー電極と、前記第２バスバー電極に接続されて前記直交方向に延びるように配置された複数の第２電極指とで構成され、前記弾性波伝搬方向に隣り合う前記反射電極指と前記第１電極指とが対向する対向領域に、前記反射電極指と前記第１電極指とを電気的に接続する接続電極が形成されている。
この構成によれば、弾性波素子に瞬時高電圧が印加された場合であっても、隣り合う反射電極指と第１電極指との間の放電の発生を抑制することができる。これにより、弾性波素子の耐圧性を向上することができる。
また、前記対向領域の全ての領域に、前記接続電極が形成されていてもよい。
これによれば、対向領域の全てにおいて放電の発生を抑制することができ、弾性波素子の耐圧性を向上することができる。
また、前記第１電極指および前記第２電極指は、前記弾性波伝搬方向から見て互いに交差する第１交差電極指および第２交差電極指をそれぞれ有し、前記第１電極指は、前記第２交差電極指に前記直交方向に対向して配置された第１オフセット電極指を有し、前記第２電極指は、前記第１交差電極指に前記直交方向に対向して配置された第２オフセット電極指を有し、前記反射電極指と前記第１オフセット電極指との間に前記接続電極が形成されている。
この構成によれば、弾性波素子に瞬時高電圧が印加された場合であっても、隣り合う反射電極指と第１オフセット電極指との間の放電の発生を抑制することができる。これにより、弾性波素子の耐圧性を向上することができる。
また、前記弾性波伝搬方向に隣り合う前記反射電極指と前記第１オフセット電極指との間隔は、前記弾性波伝搬方向に互いに隣り合う前記第１オフセット電極指と前記第１交差電極指との間隔よりも小さくてもよい。
このように、前記弾性波伝搬方向に隣り合う前記反射電極指と前記第１オフセット電極指との間隔が小さい場合であっても、それらの電極指の間に接続電極を有することで放電の発生を抑制することができ、弾性波素子の耐圧性を向上することができる。
また、前記第１電極指および前記第２電極指は、前記弾性波伝搬方向から見て互いに交差する第１交差電極指および第２交差電極指をそれぞれ有し、前記第１電極指は、前記第２交差電極指に前記直交方向に対向して配置された第１オフセット電極指を有し、前記第２電極指は、前記第１交差電極指に前記直交方向に対向して配置された第２オフセット電極指を有し、前記反射電極指と前記第１交差電極指との間に前記接続電極が形成されている。
この構成によれば、弾性波素子に瞬時高電圧が印加された場合であっても、隣り合う反射電極指と第１交差電極指との間の放電の発生を抑制することができる。これにより、弾性波素子の耐圧性を向上することができる。
また、前記弾性波伝搬方向に隣り合う前記反射電極指と前記第１交差電極指との間隔は、前記弾性波伝搬方向に互いに隣り合う前記第１オフセット電極指と前記第１交差電極指との間隔よりも小さくてもよい。
この構成によれば、弾性波素子に瞬時高電圧が印加された場合であっても、隣り合う反射電極指と第１交差電極指との間の放電の発生を抑制することができる。これにより、弾性波素子の耐圧性を向上することができる。
また、前記反射電極指に電気的に接続された前記第１交差電極指の前記直交方向には、前記第２オフセット電極指が配置されておらず、前記第２バスバー電極が配置されていてもよい。
この構成によれば、弾性波素子に瞬時高電圧が印加された場合であっても、第１交差電極指の直交方向にオフセット電極指を有していないので、第１交差電極指と対向する方向に放電が発生することを抑制することができる。これにより、弾性波素子の耐圧性を向上することができる。
また、前記反射電極指、前記第１電極指および前記接続電極は、同じ層構造を有していてもよい。
これによれば、反射電極指、第１電極指および接続電極を同一プロセスで形成することができ、弾性波素子の生産性を向上することができる。
また、前記接続電極は、前記第１バスバー電極から前記直交方向に延びて形成され、前記直交方向の先端が丸みを帯びていてもよい。
このように接続電極の先端が丸みを帯びていれば、弾性波素子に瞬時高電圧が印加された場合であっても、放電が発生しにくくなる。これにより、弾性波素子の耐圧性を向上することができる。
また、前記第１バスバー電極には、サージ電圧が入力される構成であってもよい。
このように第１バスバー電極にサージ電圧が入力される場合であっても、放電の発生を抑制し、弾性波素子の耐圧性を向上することができる。
また、本発明の一態様に係る弾性波フィルタ装置は、上記弾性波素子と入出力端子とを備える弾性波フィルタ装置であって、前記入出力端子には、前記弾性波素子の前記第１バスバー電極が接続されている。
この構成によれば、入出力端子から弾性波素子の第１バスバー電極に瞬時高電圧が入力された場合であっても、隣り合う反射電極指と第１電極指とが異電位となりにくく、放電の発生を抑制することができる。これにより、弾性波フィルタ装置の耐圧性を向上することができる。
また、前記入出力端子および前記第１電極指の間の通電経路長と、前記入出力端子および前記反射電極指の間の通電経路長とが異なっていてもよい。
このように通電経路長が異なっている場合であっても、隣り合う反射電極指と第１電極指とが異電位となりにくく、放電の発生を抑制することができる。これにより、弾性波フィルタ装置の耐圧性を向上することができる。
本発明によれば、弾性波素子等の耐圧性を向上することができる。
図１は、比較例に係る弾性波素子を表す平面図である。 図２は、実施の形態１に係る弾性波フィルタ装置の回路構成図である。 図３Ａは、実施の形態１に係る弾性波素子を表す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）はＡ−Ａ線断面図である。 図３Ｂは、図３Ａの弾性波素子の一部拡大図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）はＢ−Ｂ線断面図である。 図４は、実施の形態１の変形例１に係る弾性波素子の平面図である。 図５は、実施の形態１の変形例２に係る弾性波素子の一部を拡大した平面図である。 図６は、実施の形態２に係る弾性波素子の平面図である。 図７は、実施の形態３に係る弾性波素子の平面図である。 図８は、実施の形態４に係る弾性波素子の平面図である。
（実施の形態１）
本実施の形態に係る弾性波素子は、ＩＤＴ（Ｉｎｔｅｒ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）電極と反射器とを備える。この弾性波素子は、例えば、携帯電話などの移動体通信機のフィルタ（バンドパスフィルタ、ローパスフィルタ、ハイパスフィルタ、バンドエリミネーションフィルタ）として用いられる。本実施の形態の弾性波素子を説明する前に、弾性波素子の課題について図面を参照しつつ説明する。
［１−１．弾性波素子の課題］
図１は、比較例に係る弾性波素子５１０の平面図である。
比較例に係る弾性波素子５１０は、ＩＤＴ電極２１と、弾性波伝搬方向においてＩＤＴ電極２１の両隣に配置された反射器３２Ｌおよび３２Ｒとを備えている。
反射器３２Ｌ、３２Ｒのそれぞれは、互いに対向する反射バスバー電極３２０ａ、３２０ｂ、および、複数の反射電極指３２１により構成されている。
ＩＤＴ電極２１は、互いに対向する櫛歯状電極２１ａ、２１ｂにより形成されている。
一方の櫛歯状電極２１ａは、バスバー電極２１０ａおよび複数の電極指２１１ａで構成され、電極指２１１ａは、交差電極指２１２ａとオフセット電極指２１３ａとを有している。他方の櫛歯状電極２１ｂは、バスバー電極２１０ｂおよび複数の電極指２１１ｂで構成され、電極指２１１ｂは、交差電極指２１２ｂとオフセット電極指２１３ｂとを有している。
一方の櫛歯状電極２１ａを構成するバスバー電極２１０ａは、反射器３２Ｌ、３２Ｒのそれぞれの一方の反射バスバー電極３２０ａ、３２０ａに接続されている。この構造により、比較例に係る弾性波素子５１０は、サージ電圧が印加された場合であっても、ＩＤＴ電極２１および反射器３２Ｌ、３２Ｒ間の電位をほぼ等しくすることができ、ある程度の耐圧性を確保している。
しかしながら、それでもサージ電圧が印加された場合に、弾性波伝搬方向ＷＴに隣り合うオフセット電極指２１３ａおよび反射電極指３２１が変形したり消失したりすることがある。これは、サージ電圧が入力される入出力端子からの距離の違いにより、オフセット電極指２１３ａと反射電極指３２１とが瞬間的に異電位となって、オフセット電極指２１３ａと反射電極指３２１とが対向する対向領域ＯＡにて放電が発生するからと考えられる。
本実施の形態では、サージ電圧が印加された場合等に耐え得る耐圧性を有する弾性波素子、および、この弾性波素子を備える弾性波フィルタ装置について説明する。
［１−２．弾性波フィルタ装置の回路構成］
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下で説明する実施の形態およびその変形例は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態およびその変形例で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置および接続形態などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。以下の実施の形態およびその変形例における構成要素のうち、独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。また、図面に示される構成要素の大きさ、または大きさの比は、必ずしも厳密ではない。
図２は、実施の形態１に係る弾性波フィルタ装置１の回路構成図である。
弾性波フィルタ装置１は、図２に示すように、送信フィルタ７と、受信フィルタ８と、アンテナ側の入出力端子６ａと、送信機側の入出力端子６ｂと、受信機側の入出力端子６ｃとを備える。送信フィルタ７および受信フィルタ８は、それぞれの引き出し線が束ねられてアンテナ側の入出力端子６ａに接続されている。
送信フィルタ７は、送信機側の入出力端子６ｂから入力された送信波を、各送信通過帯域でフィルタリングしてアンテナ側の入出力端子６ａへ出力する帯域通過フィルタである。受信フィルタ８は、アンテナ側の入出力端子６ａから入力された受信波を、各受信通過帯域でフィルタリングして受信機側の入出力端子６ｃへ出力する帯域通過フィルタである。
送信フィルタ７は、ラダー型フィルタであり、アンテナ側の入出力端子６ａと送信機側の入出力端子６ｂとを結ぶ経路上に設けられた直列共振子２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、および、直列共振子２ａから直列共振子２ｄまでの接続経路と基準端子（グランド）との間に接続された並列共振子３ａ、３ｂ、３ｃを有する。受信フィルタ８は、アンテナ側の入出力端子６ａと受信機側の入出力端子６ｃとを結ぶ経路上に設けられた直列共振子４および縦結合型弾性波フィルタ部５を有する。
本実施の形態に係る弾性波素子は耐圧性を有しており、例えば、アンテナ側の入出力端子６ａに接続される直列共振子２ａおよび４として、また、送信機側に接続される直列共振子２ｄとして、また、受信機側に接続される縦結合型弾性波フィルタ部５の共振子５ａ、５ｂとして用いられている。この構成により、弾性波フィルタ装置１は、入出力端子６ａ〜６ｃから入力される瞬時高電圧に対する耐圧性を有する。
なお、上記回路構成に限られず、他の直列共振子２ｂ、２ｃ、または、並列共振子３ａ〜３ｃに、本実施の形態に係る弾性波素子を用いてもよい。以下、弾性波素子の詳細について説明する。
［１−３．弾性波素子の構成］
図３Ａは、実施の形態１に係る弾性波素子１０を表す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）はＡ−Ａ線断面図である。図３Ｂは、弾性波素子１０の一部拡大図である。
弾性波素子１０は、図３Ａに示すように、圧電基板１００と、圧電基板１００上に設けられたＩＤＴ電極２１と、圧電基板１００上に設けられ、ＩＤＴ電極２１と弾性波伝搬方向ＷＴに隣り合って配置された反射器３２Ｌおよび３２Ｒとを備えている。
圧電基板１００は、例えば、所定のカット角を有するＬｉＴａＯ３圧電単結晶、ＬｉＮｂＯ３圧電単結晶、または圧電セラミックスからなる。
ＩＤＴ電極２１は、図３Ａの（ａ）に示すように、対向する一対の第１櫛歯状電極２１ａおよび第２櫛歯状電極２１ｂにより構成されている。第１櫛歯状電極２１ａは第１交差電極指２１２を有し、第２櫛歯状電極２１ｂは第２交差電極指２１２ｂを有している。第１交差電極指２１２ａおよび第２交差電極指２１２ｂは、弾性波伝搬方向ＷＴから見て、互いに交差している。
ＩＤＴ電極２１は、図３Ａの（ｂ）に示すように、密着層１１１と主電極層１１２との積層構造となっている。また、反射器３２Ｌ、３２ＲもＩＤＴ電極２１と同様に密着層１１１と主電極層１１２との積層構造となっている。
ここでＩＤＴ電極２１および反射器３２Ｌ、３２Ｒの断面構造について説明する。
密着層１１１は、圧電基板１００と主電極層１１２との密着性を向上させるための層であり、材料として、例えば、Ｔｉが用いられる。密着層１１１の膜厚は、例えば、１２ｎｍである。主電極層１１２は、材料として、例えば、Ｃｕを１％含有したＡｌが用いられる。主電極層１１２の膜厚は、例えば１６２ｎｍである。保護層１１３は、ＩＤＴ電極２１を覆うように形成されている。保護層１１３は、主電極層１１２を外部環境から保護する、周波数温度特性を調整する、および、耐湿性を高めるなどを目的とする層であり、例えば、二酸化ケイ素を主成分とする膜である。
ここで、ＩＤＴ電極２１の設計パラメータについて説明する。弾性波素子１０の波長とは、図３Ａの（ａ）に示す第１櫛歯状電極２１ａおよび第２櫛歯状電極２１ｂのそれぞれを構成する第１交差電極指２１２ａおよび第２交差電極指２１２ｂの繰り返しピッチλで規定される。また、ＩＤＴ電極２１の交差幅Ｌは、弾性波伝搬方向ＷＴから見た場合、第１交差電極指２１２ａと第２交差電極指２１２ｂとが重複する電極指長さである。また、対数Ｎは、第１交差電極指２１２ａおよび第２交差電極指２１２ｂの本数である。本実施の形態では、例えば、繰り返しピッチλ＝２μｍ、交差幅Ｌ＝５０μｍ、対数Ｎ＝１００個である。
次に、弾性波素子１０の圧電基板１００上における電極配置について説明する。前述したように、弾性波素子１０は、圧電基板１００とＩＤＴ電極２１と反射器３２Ｌ、３２Ｒとを備えている。反射器３２Ｌ、３２Ｒは、弾性波伝搬方向ＷＴにおいてＩＤＴ電極２１の両隣に配置されている。
反射器３２Ｌ、３２Ｒのそれぞれは、第１の反射バスバー電極３２０ａ、第２の反射バスバー電極３２０ｂおよび複数の反射電極指３２１を有している。
第１の反射バスバー電極３２０ａおよび第２の反射バスバー電極３２０ｂのそれぞれは、弾性波伝搬方向ＷＴに延び、互いに対向するように配置されている。
複数の反射電極指３２１のそれぞれは、第１の反射バスバー電極３２０ａおよび第２の反射バスバー電極３２０ｂのそれぞれに接続され、弾性波伝搬方向ＷＴの直交方向（以下、直交方向ＣＤと呼ぶ）に延びるように配置されている。複数の反射電極指３２１は、所定の間隔をあけて、互いに平行となるように配置されている。
ＩＤＴ電極２１の第１櫛歯状電極２１ａは、弾性波伝搬方向ＷＴに延びる第１バスバー電極２１０ａと、第１バスバー電極２１０ａに接続されて直交方向ＣＤに延びるように配置された複数の第１電極指２１１ａとで構成されている。
ＩＤＴ電極２１の第２櫛歯状電極２１ｂは、弾性波伝搬方向ＷＴに延びる第２バスバー電極２１０ｂと、第２バスバー電極２１０ｂに接続されて直交方向ＣＤに延びるように配置された複数の第２電極指２１１ｂとで構成されている。
第１バスバー電極２１０ａは、反射器３２Ｌ、３２Ｒのそれぞれの第１の反射バスバー電極３２０ａに接続するように配置されている。それに対し、第２バスバー電極２１０ｂは、反射器３２Ｌ、３２Ｒに接続されていない。
また、第１バスバー電極２１０ａは、サージ電圧が入力される入出力端子６ａに直接接続されている。第１の反射バスバー電極３２０ａは、第１バスバー電極２１０ａを介して入出力端子６ａに接続されている。入出力端子６ａおよび第１電極指２１１ａの間の通電経路長と、入出力端子６ａおよび反射電極指３２１の間の通電経路長とは異なっている。本実施の形態では、入出力端子６ａから第１電極指２１１ａ（後述する第１オフセット電極指２１３ａ）の間の通電経路長よりも、入出力端子６ａから反射電極指３２１の間の通電経路長が長くなっている。
第１電極指２１１ａは、第１交差電極指２１２ａと第１オフセット電極指２１３ａとを有している。また、第２電極指２１１ｂは、第２交差電極指２１２ｂと第２オフセット電極指２１３ｂとを有している。
前述したように、第１交差電極指２１２ａおよび第２交差電極指２１２ｂは、弾性波伝搬方向ＷＴから見て互いに交差するように配置されている。
第１オフセット電極指２１３ａは、第１交差電極指２１２ａよりも長さが短く、第２交差電極指２１２ｂに対して直交方向ＣＤに対向して配置されている。第２オフセット電極指２１３ｂは、第２交差電極指２１２ｂよりも長さが短く、第１交差電極指２１２ａに対して直交方向ＣＤに対向して配置されている。櫛歯状電極２１ａ、２１ｂのそれぞれにオフセット電極指２１３ａ、２１３ｂを設けることで、高調波などに起因する不要な周波数成分であるスプリアスなどを排除している。
弾性波伝搬方向ＷＴにおける第１バスバー電極２１０ａの両端側には、第１オフセット電極指２１３ａがそれぞれ設けられている。すなわち、弾性波伝搬方向ＷＴにおいて、第１オフセット電極指２１３ａと反射電極指３２１とが隣り合っている。
弾性波伝搬方向ＷＴに隣り合う反射電極指３２１と、第１オフセット電極指２１３ａとの間隔ｉ２は、弾性波伝搬方向ＷＴに隣り合う第１オフセット電極指２１３ａと第１交差電極指２１２ａとの間隔ｉ１よりも小さい（図３Ｂの（ａ）参照）。例えば、間隔ｉ２は間隔ｉ１よりも０．００５μｍ小さい。また、間隔ｉ２は、直交方向ＣＤに対向する第１オフセット電極指２１３ａと第２交差電極指２１２ｂとの間隔ｉ３よりも小さい。例えば、間隔ｉ２は間隔ｉ３よりも０．００５μｍ小さい。
本実施の形態では、上記の間隔ｉ２に対応する領域、すなわち、隣り合う反射電極指３２１と第１オフセット電極指２１３ａとが対向する対向領域ＯＡの全てに、接続電極４１１が形成されている。この接続電極４１１により、隣り合う反射電極指３２１と第１オフセット電極指２１３ａとが電気的に接続されている。
なお、接続電極４１１は、反射電極指３２１および第１オフセット電極指２１３ａと同一プロセス（例えばリフトオフ法など）により形成される。すなわち、隣り合う反射電極指３２１と第１オフセット電極指２１３ａ、および、その間に位置する接続電極４１１は、一体物で構成され、図３Ｂの（ｂ）に示すように、同じ積層構造を有している。
［１−４．効果等］
本実施の形態に係る弾性波素子１０では、弾性波伝搬方向ＷＴに隣り合う反射電極指３２１と第１オフセット電極指２１３ａとが対向する対向領域ＯＡに、反射電極指３２１と第１オフセット電極指２１３ａとを電気的に接続する接続電極４１１が形成されている。
この構成によれば、弾性波素子１０に瞬時高電圧が印加された場合であっても、隣り合う反射電極指３２１と第１オフセット電極指２１３ａとが異電位となりにくく、放電の発生を抑制することができる。これにより、弾性波素子１０の耐圧性を向上することができる。
また、本実施の形態に係る弾性波フィルタ装置１は、上記弾性波素子１０と入出力端子（例えば入出力端子６ａ）とを備え、入出力端子には、弾性波素子１０の第１バスバー電極２１０ａが接続されている。
この構成によれば、入出力端子（例えば入出力端子６ａ）から弾性波素子１０の第１バスバー電極２１０ａに瞬時高電圧が入力された場合であっても、隣り合う反射電極指３２１と第１オフセット電極指２１３ａとが異電位となりにくく、放電の発生を抑制することができる。これにより、弾性波フィルタ装置１の耐圧性を向上することができる。
なお、本実施の形態では、対向領域ＯＡに反射電極指３２１と第１オフセット電極指２１３ａとを電気的に接続する接続電極４１１を設ける構成として説明したが、第１オフセット電極指２１３ａおよび接続電極４１１が一体物である場合は、第１オフセット電極指２１３ａおよび接続電極４１１を明示せずに、次のように本実施の形態を説明することもできる。
すなわち、本実施の形態に係る弾性波素子１０では、第１バスバー電極２１０ａが、反射器３２Ｌ、３２Ｒのそれぞれの第１の反射バスバー電極３２０ａに接する両端部Ｅ１を有しており、第１バスバー電極２１０ａの端部Ｅ１の幅ｗ２は中央部Ｃ１の幅ｗ１よりも大きく、端部Ｅ１は、弾性波伝搬方向ＷＴにおいて、第１の反射バスバー電極３２０ａとの接点から第２交差電極指２１２ｂが配置されている位置まで延びて形成されている。このように、幅広である第１バスバー電極２１０ａの端部Ｅ１が第１の反射バスバー電極３２０ａに接続されているので、サージ電圧が入力された場合であっても、第１バスバー電極２１０ａの端部Ｅ１に電界が集中しにくく、耐圧性を向上させることができる。
［１−５．変形例１に係る弾性波素子］
図４は、実施の形態１の変形例１に係る弾性波素子１０Ａの平面図である。
変形例１に係る弾性波素子１０Ａでは、弾性波伝搬方向ＷＴにおける第１バスバー電極２１０ａの両端側に、第１交差電極指２１２ａがそれぞれ設けられている。すなわち、弾性波伝搬方向ＷＴにおいて、第１交差電極指２１２ａと反射電極指３２１とが隣り合っている。
弾性波素子１０Ａでは、弾性波伝搬方向ＷＴに隣り合う反射電極指３２１と第１交差電極指２１２ａとが対向する対向領域ＯＡに、反射電極指３２１と第１交差電極指２１２ａとを電気的に接続する接続電極４１１が形成されている。
この構成によれば、弾性波素子１０Ａに瞬時高電圧が印加された場合であっても、隣り合う反射電極指３２１と第１交差電極指２１２ａとが異電位となりにくく、放電の発生を抑制することができる。これにより、弾性波素子１０Ａの耐圧性を向上することができる。
なお、弾性波素子１０Ａでは、弾性波伝搬方向ＷＴに隣り合う反射電極指３２１と、第１交差電極指２１２ａとの間隔は、弾性波伝搬方向ＷＴに隣り合う第１オフセット電極指２１３ａと第１交差電極指２１２ａとの間隔よりも小さい。また、反射電極指３２１と、第１交差電極指２１２ａとの間隔は、直交方向ＣＤに対向する第１交差電極指２１２ａと第２オフセット電極指２１３ｂとの間隔よりも小さい。
［１−６．変形例２に係る弾性波素子］
図５は、実施の形態１の変形例２に係る弾性波素子１０Ｂの一部を拡大した平面図である。
変形例２に係る弾性波素子１０Ｂでは、接続電極４１１が第１バスバー電極２１０ａから直交方向ＣＤに延びて形成され、接続電極４１１の直交方向ＣＤの先端４１１ａが丸みを帯びている。具体的には、接続電極４１１の先端４１１ａと、接続電極４１１に隣接する第１交差電極指２１２ａの先端とが丸みを帯びている。
このように接続電極４１１の先端４１１ａが丸みを帯びている構成によれば、弾性波素子１０Ｂに瞬時高電圧が印加された場合であっても、放電が発生しにくい。これにより、弾性波素子１０Ｂの耐圧性を向上することができる。
（実施の形態２）
図６は、実施の形態２に係る弾性波素子１０Ｃの平面図である。
実施の形態２に係る弾性波素子１０Ｃでは、変形例１の弾性波素子１０Ａと異なり、反射電極指３２１に電気的に接続された第１交差電極指２１２ａの直交方向ＣＤに、第２オフセット電極指が配置されておらず、第２バスバー電極２１０ｂが配置されている。これにより、第１交差電極指２１２ａと、第１交差電極指２１２ａに対向して位置する電極との距離を、変形例１の弾性波素子１０Ａに比べて大きくしている。
この構成によれば、弾性波素子１０Ｃに瞬時高電圧が印加された場合であっても、第１交差電極指２１２ａと対向する方向に放電が発生することを抑制することができる。これにより、弾性波素子１０Ｃの耐圧性を向上することができる。
（実施の形態３）
図７は、実施の形態３に係る弾性波素子１０Ｄの平面図である。
実施の形態３に係る弾性波素子１０Ｄでは、変形例１の弾性波素子１０Ａと異なり、第１櫛歯状電極２１ａおよび第２櫛歯状電極２１ｂのそれぞれが、オフセット電極指２１３ａ、２１３ｂを有していない。すなわち、第１櫛歯状電極２１ａは、第１交差電極指２１２ａおよび第１バスバー電極２１０ａで構成され、第２櫛歯状電極２１ｂは、第２交差電極指２１２ｂおよび第２バスバー電極２１０ｂで構成されている。
この構成によれば、弾性波素子１０Ｄに瞬時高電圧が印加された場合であっても、第１交差電極指２１２ａの直交方向ＣＤにオフセット電極指を有していないので、第１交差電極指２１２ａと対向する方向に放電が発生することを抑制することができる。これにより、弾性波素子１０Ｄの耐圧性を向上することができる。
（実施の形態４）
図８は、実施の形態４に係る弾性波素子１０Ｅの平面図である。
実施の形態４に係る弾性波素子１０Ｅでは、実施の形態１の弾性波素子１０と異なり、第１櫛歯状電極２１ａの第１バスバー電極２１０ａが、反射器３２Ｒの第１の反射バスバー電極３２０ａに接続されず、反射器３２Ｌの第１の反射バスバー電極３２０ａのみに接続されている。
この構成によれば、弾性波素子１０に瞬時高電圧が印加された場合であっても、隣り合う反射電極指３２１と第１オフセット電極指２１３ａとが異電位となりにくく、放電の発生を抑制することができる。これにより、弾性波素子１０Ｅの耐圧性を向上することができる。
また、図８では、第２バスバー電極２１０ｂが反射器３２Ｒの第２の反射バスバー電極３２０ｂに接続され、弾性波伝搬方向ＷＴに隣り合う反射電極指３２１と第２オフセット電極指２１３ｂの対向領域ＯＡに接続電極４１１が形成されている。この場合、瞬時高電圧が入力される第２バスバー電極２１０ｂを第１バスバー電極２１０ａに置き換え、第２オフセット電極指２１３ｂを第１オフセット電極指２１３ａに置き換えて説明することで、弾性波素子１０Ｅの効果は先と同様となる。
（その他の形態など）
以上、本発明の実施の形態およびその変形例に係る弾性波素子および弾性波フィルタ装置ついて説明したが、本発明は、上記実施の形態およびその変形例には限定されない。例えば、上記実施の形態およびその変形例に次のような変形を施した態様も、本発明に含まれる。
例えば、弾性波素子１０は、弾性表面波素子に限られず、弾性境界波素子であってもよい。
また、密着層１１１、主電極層１１２および保護層１１３を構成する材料は、上述した材料に限定されない。さらに、ＩＤＴ電極２１は、上記積層構造でなくてもよい。ＩＤＴ電極２１は、例えば、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄなどの金属または合金から構成されてもよく、また、上記の金属または合金から構成される複数の積層体から構成されてもよい。また、保護層１１３は、形成されていなくてもよい。
また、圧電基板１００は、高音速支持基板と、低音速膜と、圧電膜とがこの順で積層された積層構造であってもよい。圧電膜は、例えば、５０°ＹカットＸ伝搬ＬｉＴａＯ３圧電単結晶または圧電セラミックス（Ｘ軸を中心軸としてＹ軸から５０°回転した軸を法線とする面で切断したタンタル酸リチウム単結晶、またはセラミックスであって、Ｘ軸方向に弾性表面波が伝搬する単結晶またはセラミックス）からなる。圧電膜は、例えば、厚みが６００ｎｍである。高音速支持基板は、低音速膜、圧電膜ならびにＩＤＴ電極を支持する基板である。高音速支持基板は、さらに、圧電膜を伝搬する表面波や境界波の弾性波よりも、高音速支持基板中のバルク波の音速が高速となる基板であり、弾性表面波を圧電膜および低音速膜が積層されている部分に閉じ込め、高音速支持基板より下方に漏れないように機能する。高音速支持基板は、例えば、シリコン基板であり、厚みは、例えば２００μｍである。低音速膜は、圧電膜を伝搬するバルク波よりも、低音速膜中のバルク波の音速が低速となる膜であり、圧電膜と高音速支持基板との間に配置される。この構造と、弾性波が本質的に低音速な媒質にエネルギーが集中するという性質とにより、弾性表面波エネルギーのＩＤＴ電極外への漏れが抑制される。低音速膜は、例えば、二酸化ケイ素を主成分とする膜であり、厚みは、例えば６７０ｎｍである。この積層構造によれば、圧電基板１００を単層で使用している構造と比較して、共振周波数および反共振周波数におけるＱ値を大幅に高めることが可能となる。すなわち、Ｑ値が高い弾性表面波共振子を構成し得るので、当該弾性表面波共振子を用いて、挿入損失が小さいフィルタを構成することが可能となる。
本発明は、サージ電圧等の高電圧の印加に耐え得る高周波フィルタ、デュプレクサ、およびマルチプレクサとして、携帯電話などの移動体通信機に広く利用できる。
１ 弾性波フィルタ装置
２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ 直列共振子
３ａ、３ｂ、３ｃ 並列共振子
４ 直列共振子
５ 縦結合型弾性波フィルタ部
６ａ、６ｂ、６ｃ 入出力端子
７ 送信フィルタ
８ 受信フィルタ
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅ 弾性波素子
２１ ＩＤＴ電極
２１ａ 第１櫛歯状電極
２１ｂ 第２櫛歯状電極
３２Ｌ、３２Ｒ 反射器
１００ 圧電基板
１１１ 密着層
１１２ 主電極層
１１３ 保護層
２１０ａ 第１バスバー電極
２１０ｂ 第２バスバー電極
２１１ａ 第１電極指
２１１ｂ 第２電極指
２１２ａ 第１交差電極指
２１２ｂ 第２交差電極指
２１３ａ 第１オフセット電極指
２１３ｂ 第２オフセット電極指
３２０ａ 第１の反射バスバー電極
３２０ｂ 第２の反射バスバー電極
３２１ 反射電極指
４１１ 接続電極
ｉ１ 第１交差電極指と第１オフセット電極指との間隔
ｉ２ 反射電極指と第１オフセット電極指との間隔
ｉ３ 第１オフセット電極指と第２交差電極指との間隔
ＯＡ 対向領域
ＷＴ 弾性波伝搬方向
ｗ１ 第１バスバー電極の中央部の幅
ｗ２ 第１バスバー電極の端部の幅

Claims (12)

  1. 圧電基板と、
    前記圧電基板上に設けられ、互いに対向する第１櫛歯状電極および第２櫛歯状電極を有するＩＤＴ電極と、
    前記圧電基板上に設けられ、前記ＩＤＴ電極と弾性波伝搬方向に隣り合って配置された反射器と
    を備える弾性波素子であって、
    前記反射器は、前記弾性波伝搬方向に延び、互いに対向するように配置された第１の反射バスバー電極および第２の反射バスバー電極と、前記第１の反射バスバー電極および前記第２の反射バスバー電極のそれぞれに接続され、前記弾性波伝搬方向の直交方向に延びるように配置された複数の反射電極指とで構成され、
    前記第１櫛歯状電極は、前記弾性波伝搬方向に延び、前記第１の反射バスバー電極に接続されて配置された第１バスバー電極と、前記第１バスバー電極に接続されて前記直交方向に延びるように配置された複数の第１電極指とで構成され、
    前記第２櫛歯状電極は、前記弾性波伝搬方向に延び、前記第２の反射バスバー電極に接続されずに配置された第２バスバー電極と、前記第２バスバー電極に接続されて前記直交方向に延びるように配置された複数の第２電極指とで構成され、
    前記弾性波伝搬方向に隣り合う前記反射電極指と前記第１電極指とが対向する対向領域に、前記反射電極指と前記第１電極指とを電気的に接続する接続電極が形成されている
    弾性波素子。
  2. 前記対向領域の全ての領域に、前記接続電極が形成されている
    請求項１に記載の弾性波素子。
  3. 前記第１電極指および前記第２電極指は、前記弾性波伝搬方向から見て互いに交差する第１交差電極指および第２交差電極指をそれぞれ有し、
    前記第１電極指は、前記第２交差電極指に前記直交方向に対向して配置された第１オフセット電極指を有し、
    前記第２電極指は、前記第１交差電極指に前記直交方向に対向して配置された第２オフセット電極指を有し、
    前記反射電極指と前記第１オフセット電極指との間に前記接続電極が形成されている
    請求項１または２に記載の弾性波素子。
  4. 前記弾性波伝搬方向に隣り合う前記反射電極指と前記第１オフセット電極指との間隔は、前記弾性波伝搬方向に互いに隣り合う前記第１オフセット電極指と前記第１交差電極指との間隔よりも小さい
    請求項３に記載の弾性波素子。
  5. 前記第１電極指および前記第２電極指は、前記弾性波伝搬方向から見て互いに交差する第１交差電極指および第２交差電極指をそれぞれ有し、
    前記第１電極指は、前記第２交差電極指に前記直交方向に対向して配置された第１オフセット電極指を有し、
    前記第２電極指は、前記第１交差電極指に前記直交方向に対向して配置された第２オフセット電極指を有し、
    前記反射電極指と前記第１交差電極指との間に前記接続電極が形成されている
    請求項１または２に記載の弾性波素子。
  6. 前記弾性波伝搬方向に隣り合う前記反射電極指と前記第１交差電極指との間隔は、前記弾性波伝搬方向に互いに隣り合う前記第１オフセット電極指と前記第１交差電極指との間隔よりも小さい
    請求項５に記載の弾性波素子。
  7. 前記反射電極指に電気的に接続された前記第１交差電極指の前記直交方向には、前記第２オフセット電極指が配置されておらず、前記第２バスバー電極が配置されている
    請求項５または６に記載の弾性波素子。
  8. 前記反射電極指、前記第１電極指および前記接続電極は、同じ層構造を有している
    請求項１〜７のいずれか１項に記載の弾性波素子。
  9. 前記接続電極は、前記第１バスバー電極から前記直交方向に延びて形成され、前記直交方向の先端が丸みを帯びている
    請求項８に記載の弾性波素子。
  10. 前記第１バスバー電極には、サージ電圧が入力される
    請求項１〜９のいずれか１項に記載の弾性波素子。
  11. 請求項１〜１０のいずれか１項に記載の弾性波素子と入出力端子とを備える弾性波フィルタ装置であって、
    前記入出力端子には、前記弾性波素子の前記第１バスバー電極が接続されている
    弾性波フィルタ装置。
  12. 前記入出力端子および前記第１電極指の間の通電経路長と、前記入出力端子および前記反射電極指の間の通電経路長とが異なる
    請求項１１に記載の弾性波フィルタ装置。
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