JP6504551B2 - 共振器、フィルタおよび分波器 - Google Patents

Description

本発明は、共振器、フィルタおよび分波器に関し、例えば櫛型電極を有する共振器、フィルタおよび分波器に関する。

携帯電話等に用いられるフィルタや分波器は、低挿入損失で高抑圧な特性を有することが望まれている。低挿入損失が望まれる理由は次の通りである。送信用フィルタの場合、低挿入損失であるほど携帯電話の消費電力を小さく抑えられ、バッテリーの持続時間を長くできるからである。また、受信用フィルタの場合、低挿入損失であるほど受信信号のＳ／Ｎ（信号／雑音）比が向上し、携帯電話の受信感度および通信品質を向上できるからである。したがって、フィルタの挿入損失は小さいほどよい。携帯電話に使用されるフィルタとしては、弾性波共振器を用いたラダー型フィルタやダブルモード型フィルタが用いられる。

弾性波共振器としては、ＩＤＴ（Interdigital Transducer）を有する弾性表面波共振器、弾性境界波共振器またはラブ波共振器が用いられる。ＩＤＴは、圧電基板上に２つの対向した櫛型電極を備える。特許文献１および２には、ＩＤＴ内の電極指とダミー電極指との間のギャップ位置を変調することが記載されている。非特許文献１には、弾性表面波共振器におけるレイリー波散乱について記載されている。

特表２００４−５３７２３５号公報 特開２０１３−１２８８３号公報

IEEE Trans. Ultrason. Ferroelect., Freq. Contr., Vol. 48, no. 6, pp. 1517-1526, 2001.

ＩＤＴを有する共振器を用いたフィルタにおいては、通過帯域内の損失と通過帯域外の抑圧度とがトレードオフの関係がある。すなわち、通過帯域内の損失を小さく設計すると、通過帯域外の抑圧が悪くなってしまう。このように、通過帯域外の抑圧度を悪化させずに、通過帯域内の損失を低くすることが難しい。フィルタ内の共振器のＱ値を向上させることにより、フィルタの通過帯域内の損失を抑制することができる。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、Ｑ値を向上させることを目的とする。

本発明は、第１バスバーと、前記第１バスバーに接続され、延伸方向に延伸する複数の第１電極指と、前記第１バスバーに接続された複数の第１ダミー電極指と、を有し、圧電基板上に形成された第１櫛型電極と、第２バスバーと、前記第２バスバーに接続され、前記延伸方向に延伸し、前記複数の第１ダミー電極指にそれぞれ第１ギャップを介し対向する複数の第２電極指と、前記第２バスバーに接続され、前記複数の第１電極指にそれぞれ第２ギャップを介し対向する複数の第２ダミー電極指と、を有し、前記圧電基板上に形成された第２櫛型電極と、を具備し、隣接する全ての前記第１ギャップと、隣接する全ての前記第２ギャップと、の両方のギャップの前記延伸方向の距離は、前記距離をΔＤ、前記第１電極指および前記第２電極指の周期をλとしたとき、０．５λ≦ΔＤかつΔＤ≦３．５λであり、前記第１ギャップおよび前記第２ギャップの両方は、互い違いに距離ΔＤ変調され、前記両方のギャップの間の前記延伸方向の第１領域における、前記複数の第１電極指と前記複数の第２電極指の両方の電極指、および前記複数の第１ダミー電極指と前記複数の第２ダミー電極指の両方のダミー電極指のデューティは、前記複数の第１電極指と前記複数の第２電極指とが重なる前記延伸方向の第２領域における前記複数の第１電極指および前記複数の第２電極指のデューティと異なることを特徴とする共振器である。

上記構成において、前記両方の電極指および前記両方のダミー電極指のデューティは、前記第２領域における前記複数の第１電極指および前記複数の第２電極指のデューティより大きい構成とすることができる。

上記構成において、前記両方のギャップに対応する前記延伸方向の第３領域における前記両方の電極指および前記両方のダミー電極指のデューティは、前記第２領域における前記複数の第１電極指および前記複数の第２電極指のデューティと異なる構成とすることができる。

上記構成において、前記両方のギャップ内に設けられ、前記第２領域に設けられていない絶縁膜を具備する構成とすることができる。

上記構成において、１．５λ≦ΔＤ≦３．０λである構成とすることができる。

上記構成において、前記圧電基板は、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構成とすることができる。

本発明は、上記共振器を含むことを特徴とするフィルタである。

本発明は、共通端子と第１端子との間に接続された第１フィルタと、前記共通端子と第２端子との間に接続された第２フィルタと、を具備し、前記第１フィルタおよび前記第２フィルタの少なくとも一方は、上記フィルタであることを特徴とする分波器である。

本発明によれば、Ｑ値を向上させることができる。

図１は、ラダー型フィルタの例を示す回路図である。 図２は、多重モードフィルタの例を示す回路図である 図３は、ラダー型フィルタと多重モードフィルタが組み合わされたフィルタの例を示す回路図である。 図４は、多重モードフィルタと共振器を組み合わせたフィルタの例を示す回路図である。 図５（ａ）は、弾性表面波共振器を示す平面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＡ−Ａ断面図である。 図６（ａ）は、ラブ波共振器の断面図、図６（ｂ）は、弾性境界波共振器の断面図である。 図７は、多重モードフィルタを示す図である。 図８は、比較例１に係る共振器の平面図である。 図９は、実施例１に係る共振器の平面図である。 図１０（ａ）および図１０（ｂ）は、比較例１および実施例１における周波数に対するＱ値を示す図である。 図１１は、実施例１におけるΔＤに対するＱ値を示す図である。 図１２は、比較例１のギャップにおける弾性波散乱を示す図である。 図１３は、実施例１のギャップにおける弾性波散乱を示す図である。 図１４（ａ）は、実施例１におけるギャップ周辺の拡大図、図１４（ｂ）は、実施例２におけるギャップ周辺の拡大図、図１４（ｃ）は、比較例１、実施例１および２における周波数に対するＱ値を示す図である 図１５（ａ）は、実施例３におけるギャップ周辺の拡大図、図１５（ｂ）は、比較例１、実施例１および３における周波数に対するＱ値を示す図である。 図１６（ａ）は、実施例４におけるギャップ周辺の拡大図、図１６（ｂ）は、比較例１、実施例３および４における周波数に対するＱ値を示す図である。 図１７（ａ）および図１７（ｂ）は、実施例４の変形例に係る共振器を示す平面図である。 図１８（ａ）は、実施例５に係るフィルタの回路図、図１８（ｂ）は、実施例５に係るフィルタの平面図である。 図１９（ａ）は、比較例２および実施例５における通過特性、図１９（ｂ）は、通過帯域付近の通過特性の拡大図である。 図２０は、実施例６に係る分波器の回路図である。

まず、以下に説明する実施例に係る共振器が用いられるフィルタの例について説明する。図１は、ラダー型フィルタの例を示す回路図である。図１を参照し、ラダー型フィルタ３２は、１または複数の直列共振器Ｓ１〜Ｓ３と１または複数の並列共振器Ｐ１〜Ｐ２とを備えている。直列共振器Ｓ１〜Ｓ３は、入力端子Ｔｉｎと出力端子Ｔｏｕｔとの間に直列に接続されている。並列共振器Ｐ１〜Ｐ２は、入力端子Ｔｉｎと出力端子Ｔｏｕｔとの間に並列に接続されている。

図２は、多重モードフィルタの例を示す回路図である。図２を参照し、多重モードフィルタ３４は共振器Ｒ１〜Ｒ３とを備えている。共振器Ｒ１〜Ｒ３は弾性波の伝搬方向に配列されている。共振器Ｒ２の一端が入力端子Ｔｉｎに、他端がグランドに接続されている。共振器Ｒ１およびＲ３のそれぞれ一端が出力端子Ｔｏｕｔに、それぞれの他端がグランドに接続されている。

図３は、ラダー型フィルタと多重モードフィルタが組み合わされたフィルタの例を示す回路図である。図３を参照し、入力端子Ｔｉｎと出力端子Ｔｏｕｔとの間にラダー型フィルタ３２と多重モードフィルタ３４とが接続されている。ラダー型フィルタ３２は、直列共振器Ｓ１〜Ｓ２と並列共振器Ｐ１〜Ｐ２とを備えている。多重モードフィルタ３４は、共振器Ｒ１〜Ｒ３を備えている。

図４は、多重モードフィルタと共振器を組み合わせたフィルタの例を示す回路図である。図４を参照し、入力端子Ｔｉｎと出力端子Ｔｏｕｔとの間に直列共振器Ｓ１と多重モードフィルタ３４とが直列に接続され、並列共振器Ｐ１が並列に接続されている。

次に、フィルタに用いられる共振器の例について説明する。図５（ａ）は、弾性表面波共振器を示す平面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＡ−Ａ断面図である。図５（ａ）および図５（ｂ）を参照し、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ_３）またはニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ_３）等の圧電基板５０上にアルミニウムまたは銅等の金属膜５２が形成されている。金属膜５２により、反射器Ｒ０、ＩＤＴ（Interdigital Transducer）ＩＤＴ０、入力端子Ｔｉｎおよび出力端子Ｔｏｕｔが形成されている。ＩＤＴ０は、２つの櫛型電極５４を備えている。２つの櫛型電極５４にはそれぞれ入力端子Ｔｉｎおよび出力端子Ｔｏｕｔが接続されている。入力端子Ｔｉｎおよび出力端子Ｔｏｕｔは例えばパッドである。弾性波の伝搬方向におけるＩＤＴ０の両側に反射器Ｒ０が配置されている。櫛型電極５４および反射器Ｒ０は、弾性波の波長λに対応する間隔に配置された電極指を備えている。ＩＤＴ０により励振された弾性波は反射器Ｒ０により反射される。これにより、弾性表面波共振器は弾性波の波長に対応する周波数において共振する。

図６（ａ）は、ラブ波共振器の断面図、図６（ｂ）は、弾性境界波共振器の断面図である。ラブ波共振器および弾性境界波共振器の平面図は図５（ａ）と同じであり説明を省略する。図６（ａ）を参照し、ラブ波共振器においては、金属膜５２を覆うように誘電体膜５６が形成されている。誘電体膜５６としては、例えば酸化シリコン膜を用いることができる。図６（ｂ）を参照し、弾性境界波共振器においては、金属膜５２を覆うように誘電体膜５６が形成されている。さらに、誘電体膜５６上に誘電体膜５８が形成されている。誘電体膜５８は、例えば酸化アルミニウム膜である。弾性波を誘電体膜５６内に閉じ込めるため誘電体膜５８の音速は誘電体膜５６より速いことが好ましい。

次に、多重モードフィルタの例を説明する。図７は、多重モードフィルタを示す図であり、弾性表面波、ラブ波および弾性境界波を用いた多重モードフィルタの平面図である。図７を参照し、反射器Ｒ０の間に複数のＩＤＴ１〜３が弾性波の伝搬方向に配列されている。ＩＤＴ２の一方の櫛型電極が入力端子Ｔｉｎに接続され、他方の櫛型電極がグランドに接続されている。ＩＤＴ１およびＩＤＴ３のそれぞれの一方の櫛型電極が出力端子Ｔｏｕｔに接続され、それぞれの他方の櫛型電極がグランドに接続されている。図７の例では、出力が不平衡出力であるが、平衡出力とすることもできる。

図８は、比較例１に係る共振器の平面図である。弾性波の伝搬方向をＸ方向、電極指の延伸方向をＹ方向としている。図８を参照し、比較例１に係る共振器１１０は、圧電基板５０、反射器Ｒ０およびＩＤＴ０を備えている。タンタル酸リチウムまたはニオブ酸リチウム等の圧電基板５０上にアルミニウムまたは銅等の金属膜５２が形成されている。金属膜５２により、反射器Ｒ０、ＩＤＴ０が形成されている。ＩＤＴ０は、第１櫛型電極１０および第２櫛型電極２０を備えている。第１櫛型電極１０は、第１バスバー１２、複数の第１電極指１４および複数の第１ダミー電極指１６を有している。第１電極指１４は、Ｙ方向に延伸し、＋Ｙ方向で第１バスバー１２と接続する。第１ダミー電極指１６はＹ方向に延伸し、＋Ｙ方向で第１バスバー１２と接続する。第１電極指１４と第１ダミー電極指１６とは互い違いに第１バスバー１２と接続する。第１電極指１４と第１ダミー電極指１６とは互い違いに設けられていなくともよい。

第２櫛型電極２０は、第２バスバー２２、複数の第２電極指２４および複数の第２ダミー電極指２６を有している。第２電極指２４は、Ｙ方向に延伸し、−Ｙ方向で第２バスバー２２と接続する。第２ダミー電極指２６はＹ方向に延伸し、−Ｙ方向で第２バスバー２２と接続する。第１電極指１４は、第２ダミー電極指２６に第２ギャップ２８を介しＹ方向に対向する。第２電極指２４は、第１ダミー電極指１６に第１ギャップ１８を介しＹ方向に対向する。複数の第１ギャップ１８のＹ方向の位置は同じであり。複数の第２ギャップ２８のＹ方向の位置は同じである。第１電極指１４と第２電極指２４とが重なるＹ方向の長さが交差幅ＡＰである。電極指周期λに対する電極指の幅の比がデューティである。

図９は、実施例１に係る共振器の平面図である。図９を参照し、実施例１に係る共振器１００においては、第２電極指２４ａおよび２４ｂの長さが１対毎に異なる。これにともない、第１ダミー電極指１６ａおよび１６ｂの長さが一対毎に異なり、第１ギャップ１８ａおよび１８ｂのＹ方向の位置が一対毎に異なる。第１ギャップ１８ａおよび１８ｂのＹ座標は、Ｙ座標Ｙ１に対しそれぞれ＋ΔＤ／２および−ΔＤ／２異なる。第１ギャップ１８ａと１８ｂとのＹ方向の距離が変調幅ΔＤである。第１電極指１４ａと１４ｂと長さが１対毎に異なり、第２ダミー電極指２６ａおよび２６ｂの長さが一対毎に異なり、第２ギャップ２８ａおよび２８ｂのＹ方向の位置が一対毎に異なる。第２ギャップ２８ａおよび２８ｂのＹ座標は、Ｙ座標Ｙ２に対しそれぞれ＋ΔＤ／２および−ΔＤ／２異なる。第２ギャップ２８ａと２８ｂとのＹ方向の距離が変調幅ΔＤである。Ｙ座標Ｙ１とＹ２とのＹ方向の距離が交差幅ＡＰである。実施例１の交差幅ＡＰと比較例１の交差幅ＡＰとを同じとすることにより、実施例１と比較例１の静電容量はほぼ同じとなる。

比較例１および実施例１に係る弾性表面波共振器を作製した。作製した共振器の構造は以下である。
圧電基板５０：４２°Ｙカットタンタル酸リチウム基板
金属膜５２：アルミニウム、膜厚１９３ｎｍ
ＩＤＴ電極指周期λ：２．０μｍ
ＩＤＴ電極指対数：１１６対
ＩＤＴデューティ：５０%
反射器電極指周期：１．０μｍ
反射器電極指本数：４０本
反射器デューティ：５０%
交差幅ＡＰ：２０λ（４０μｍ）
ダミー電極指長さ：２λ（４μｍ）
ΔＤを０から３．５λまで変化させた。

図１０（ａ）および図１０（ｂ）は、比較例１および実施例１における周波数に対するＱ値を示す図である。図１０（ａ）を参照し、ΔＤ＝０．０λが比較例１、ΔＤ＝０．８λ、１．９λおよび２．８λが実施例１である。実施例１において、共振点と反共振点との間のＱ値が比較例１より向上する。ΔＤ＝２．８λの共振器は、Ｑ値が最大となる周波数において他の共振器よりＱ値が高くなる。ΔＤ＝１．９λの共振器は、１９５０ＭＨｚにおいて他の共振器よりＱ値が高くなる。図１０（ｂ）を参照し、ΔＤ＝１．９λの共振器は、共振点のやや高周波数側の領域７０において、Ｑ値が低下している。領域７０以外の共振点と反共振点との間の周波数において、ΔＤ＝１．９λの共振器は、比較例１に比べＱ値が高い。

図１１は、実施例１におけるΔＤに対するＱ値を示す図である。図１１を参照し、黒三角および破線は、周波数に対し最大のＱ値を示す。黒三角は測定点、破線は近似線である。黒丸は、周波数が１９５０ＭＨｚにおけるＱ値の測定点、実線は近似線である。１９５０ＭＨｚは、最大のＱ値となる周波数と共振点との中間付近である。これは、ラダー型フィルタの直列共振器を想定した場合の通過帯域の中心付近に相当する。最大Ｑ値は、ΔＤが２．８λにおいて最大となる。１９５０ＭＨｚのＱ値はΔＤが１．９λにおいて最大となる。比較例１（ΔＤ＝０．０λ）に対し、ΔＤが０．５λ以上においてＱ値が高くなる。ΔＤが１．０λ以上、１．５λ以上においてＱ値はさらに高くなる。最大Ｑ値は、ΔＤが３．５λ以下において比較例１より高くなる。ΔＤが３．０λ以下においてＱ値はより高くなる。

図１２は、比較例１のギャップにおける弾性波散乱を示す図である。図１２を参照し、比較例１に係る共振器１１０におけるＹ方向の弾性波振幅を左側に示している。交差幅ＡＰ内では弾性波振幅が大きく、弾性波がＸ方向に伝搬している。交差幅ＡＰの外側（ギャップおよびダミー電極の領域）にも弾性波が一部存在する。このため、Ｘ方向に伝搬する弾性波がギャップ１８においてレイリー波散乱しレイリー波７２として放射する。レイリー波７２が伝搬すると、共振器の損失となりＱ値が低下する。ギャップにおけるレイリー波散乱については、非特許文献１に記載されている。

１つの第１ギャップ１８において、レイリー波７２は３６０°の方向に散乱される。同じＹ座標を有する第１ギャップ１８がＸ方向に配列している場合、複数の第１ギャップ１８において散乱したレイリー波７２が重なり合う。これにより、レイリー波７２の振幅が大きくなる方向と小さくなる方向が生じる。一例として、第１ギャップ１８において交差幅ＡＰ外へ散乱するレイリー波７２の振幅が大きくなる方向は、＋Ｙ方向と、＋Ｘ方向から＋Ｙ方向へ４０°と、−Ｘ方向から＋Ｙ方向へ４０°と、の３つである。第２ギャップ２８において交差幅ＡＰ外へ散乱するレイリー波７２の振幅が大きくなる方向は、−Ｙ方向と、＋Ｘ方向から−Ｙ方向へ４０°と、−Ｘ方向から−Ｙ方向へ４０°と、の３つである。このように、レイリー波７２は、±Ｙ方向以外に、斜め方向に伝搬する。

図１３は、実施例１のギャップにおける弾性波散乱を示す図である。図１３を参照し、第２ギャップ２８ｃにおいて弾性波が散乱され、レイリー波７２ａが斜め方向に伝搬する。第２ギャップ２８ｄにおいて弾性波が散乱され、レイリー波７２ｂが斜め方向に伝搬する。レイリー波７２ａと７２ｂとの位相がキャンセルするような関係であれば、レイリー波７２ａの交差幅ＡＰ外への漏洩を抑制できる。ΔＤの最適値は、レイリー波７２ａおよび７２ｂの速度に依存する。Ｙカットタンタル酸リチウム基板およびＹカットニオブ酸リチウム基板上のレイリー波の速度は、カット角による変化が非常に小さい。カット角を変化させてもレイリー波の速度の変化量は数％以下である。このように、ΔＤの適用範囲は、タンタル酸リチウム基板およびニオブ酸リチウム基板で一般的に適用できる。また、圧電基板５０が、支持基板上に貼り付けられていても、ΔＤの範囲として、上記範囲を適用できる。ギャップ１８、２８のＹ方向のサイズは０．２５λ以下で作製させることが多い。

第１ギャップ１８と第２ギャップ２８の少なくとも一方において、ギャップが０．５λ以上変調されていればよい。ギャップは互い違いに変調されていなくともよい。例えば、Ｘ方向に第１ギャップ１８ａが複数連続してもよいし、第１ギャップ１８ｂが複数連続してもよい。連続する第１ギャップ１８ａの端の第１ギャップ１８ａと隣接する第１ギャップ１８ｂとの距離が０．５λ以上であればよい。また、ΔＤは、一定でなくともよい。例えば、Ｘ方向に対し、第１ギャップ１８は異なる距離ΔＤで変調されていてもよい。複数の第１ギャップ１８のうち、少なくとも２つの隣接する第１ギャップ１８ａおよび１８ｂにおいてΔＤが０．５λ以上であればよい。第２ギャップ２８ａおよび２８ｂについても同様である。

このように、隣接する少なくとも２つの第１ギャップ１８ａおよび１８ｂと、隣接する少なくとも２つの第２ギャップ２８ａおよび２８ｂと、の少なくとも一方の少なくとも２つのギャップのＹ方向の距離をΔＤ、第１電極指および第２電極指の周期をλとしたとき、０．５λ≦ΔＤであればよい。これにより、共振器のＱ値を向上できる。また、ΔＤ≦３．０λが好ましく、１．５λ≦ΔＤ≦３．０λがより好ましい。

また、ΔＤ＞０．０６６×ＡＰとすることにより、共振器のＱ値を向上できる。ΔＤ＞０．０７５×ＡＰでもよい。

実施例２は、図１０（ｂ）の領域７０におけるＱ値を向上させる例である。図１４（ａ）は、実施例１におけるギャップ周辺の拡大図、図１４（ｂ）は、実施例２におけるギャップ周辺の拡大図である。図１４（ａ）を参照し、第２ギャップ２８ａおよび２８ｂの間のＹ方向の領域を第１領域６２とする。図９においては、第１領域６２は、第１ギャップ１８ａと１８ｂとの間の領域、および第２ギャップ２８ａと２８ｂとの間の領域である。図１４（ａ）を参照し、第１電極指１４と第２電極指２４とが重なるＹ方向の領域を第２領域６０とする。図９においては、第２領域６０は、第１ギャップ１８ｂと第２ギャップ２８ｂの間の領域である。図１４（ａ）を参照し、第１ギャップ１８ａおよび１８ｂ、第２ギャップ２８ａおよび２８ｂに対応するＹ方向の領域を第３領域６４とする。第１ギャップ１８ａと第１バスバー１２との間、第２ギャップ２８ａと第２バスバー２２との間の領域を第４領域６６とする。

実施例１においては、第１領域６２、第２領域６０、第３領域６４および第４領域６６における電極指１４ａ、１４ｂ、ダミー電極指２６ａおよび２６ｂのデューティは同じである。

図１４（ｂ）を参照し、実施例２においては、第１領域６２における電極指１４ａ、２４およびダミー電極指２６ｂのデューティが第２領域６０、第３領域６４および第４領域６６のデューティより大きい。その他の構成は、実施例１と同じであり、説明を省略する。

以下のデューティの比較例１、実施例１および２に係る共振器を作製した。実施例１および２におけるΔＤは１．９λである。その他の構成は、図８および図９において説明した構成である。
比較例１、実施例１ 実施例２
第１領域６２： ５０％ ５５％
第２領域６０： ５０％ ５０％
第３領域６４： ５０％ ５０％
第４領域６６： ５０％ ５０％

図１４（ｃ）は、作製した比較例１、実施例１および２の周波数に対するＱ値を示す図である。領域７０において、実施例２のＱ値が実施例１および比較例１より高くなっている。

図１５（ａ）は、実施例３におけるギャップ周辺の拡大図である。図１５（ａ）を参照し、実施例３では、第１領域６２および第３領域６４における電極指１４ａ、１４ｂ、２４およびダミー電極指２６ｂのデューティが第２領域６０および第４領域６６のデューティより大きい。その他の構成は実施例２と同じであり、説明を省略する。

以下のデューティの比較例１、実施例１および３に係る共振器を作製した。実施例１および２におけるΔＤは１．９λである。その他の構成は、図８および図９において説明した構成である。
比較例１、実施例１ 実施例３
第１領域６２： ５０％ ５５％
第２領域６０： ５０％ ５０％
第３領域６４： ５０％ ５５％
第４領域６６： ５０％ ５０％

図１５（ｂ）は、作製した比較例１、実施例１および３の周波数に対するＱ値を示す図である。図１４（ｂ）と比較すると、領域７０において、実施例３のＱ値は実施例２のＱ値よりさらに高くなっている。

デューティを変えると、レイリー波の速度が変化する。例えばデューティを大きくすると、レイリー波の速度が小さくなる。このように、実施例２および３においては、第１領域６２のデューティを第２領域６０と異ならせることにより、図１３におけるレイリー波７２ａと７２ｂとの位相関係を調整し、Ｑ値を向上させることができる。第１領域６２のデューティは第２領域６０より小さくてもよい。実施例３においては、第１領域６２および第３領域６４のデューティを第２領域６０と異ならせることにより、レイリー波７２ａと７２ｂとの位相関係を調整し、Ｑ値を向上させることができる。

第４領域６６のデューティが第２領域６０と異なっていてもよい。第１領域６２、第３領域６４および第４領域６６のデューティはそれぞれ異なっていてもよい。第１領域６２、第３領域６４および第４領域６６のデューティは一様でなくてもよい。例えば、デューティがＹ方向に変調されていてもよい。第１領域６２および第３領域６４のデューティは、例えば第２領域６０のデューティの±２％から±２０％異ならせることができる。

実施例２および３によれば、少なくとも２つのギャップ２８ａと２８ｂとの間の第１領域６２における、第２電極指２４（対応する第１電極指と第２電極指の少なくとも一方の電極指）、および第２ダミー電極指２６（対応する第１ダミー電極指と第２ダミー電極指の少なくとも一方のダミー電極）のデューティは、第２領域６０における複数の第１電極指１４および複数の第２電極指２４のデューティと異なる。これにより、領域７０におけるＱ値を向上させることができる。

第１領域６２における第２電極指２４およびダミー電極指２６のデューティは、第２領域６０における複数の第１電極指１４および複数の第２電極指２４のデューティより大きいことが好ましい。

実施例３のように、少なくとも２つのギャップ２８ａおよび２８ｂに対応する第３領域６４における第２電極指２４および第２ダミー電極指２６のデューティは、第２領域６０における複数の第１電極指および複数の第２電極指のデューティと異なる。これにより、実施例３のように、領域７０におけるＱ値をより向上させることができる。

実施例４は、第１ギャップおよび第２ギャップの少なくとも一方を埋め込むように絶縁膜が形成された例である。図１６（ａ）は、実施例４におけるギャップ周辺の拡大図である。図１６（ａ）を参照し、第２ギャップ２８ａおよび２８ｂを埋め込むように絶縁膜２９が形成されている。第１ギャップ１８においても同様である。その他の構成は、実施例１と同じであり、説明を省略する。実施例４として、膜厚が金属膜５２のアルミニウムと同じ酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）膜を第１ギャップ１８および第２ギャップ２８に埋め込んだ共振器を作製した。その他の構成は実施例１と同じである。

図１６（ｂ）は、作製した比較例１、実施例３および４の周波数に対するＱ値を示す図である。領域７０において、実施例４のＱ値は実施例３のＱ値よりさらに高くなっている。

実施例４において、Ｑ値が改善したのは、第１ギャップ１８および第２ギャップ２８における機械的不連続が低減し、弾性波が散乱されにくくなったためである。

図１７（ａ）および図１７（ｂ）は、実施例４の変形例に係る共振器を示す平面図である。図１７（ａ）を参照し、絶縁膜２９は、複数の第２ギャップ２８ａを含むような帯状、および複数の第２ギャップ２８ｂを含むような帯状でもよい。すなわち、第３領域６４をそれぞれ含む帯状でもよい。これにより、実施例４と同様に、弾性波がギャップにおいて散乱され難くなる。

図１７（ｂ）を参照し、絶縁膜２９は、複数の第２ギャップ２８ａおよび２８ｂを含む帯状でもよい。すなわち、第１領域６２および第３領域６４を含む帯状でもよい。これにより、実施例４と同様に、弾性波がギャップにおいて散乱され難くなる。さらに、図１３におけるギャップ２８ｃと２８ｄ間に絶縁膜２９が形成されるためレイリー波７２ａの速度が変化する。よって、レイリー波７２ａの位相変化を制御できる。これにより、レイリー波７２ａと７２ｂをよりキャンセルさせるように位相制御することができる。

実施例４およびその変形例によれば、隣接する少なくとも２つのギャップ２８ａおよび２８ｂ内に絶縁膜２９が設けられることにより、Ｑ値を向上できる。ギャップ２８ａおよび２８ｂにおける散乱を抑制するため、絶縁膜２９は、酸化アルミニウム、酸化シリコンまたは酸化タンタル等を主に含むことが好ましい。実施例２および３の共振器に、実施例４およびその変形例を適用することもできる。

実施例１から４において、共振器として弾性表面波共振器を例に説明したが、図６（ａ）および図６（ｂ）のような弾性境界波共振器またはラブ波共振器でもよい。

実施例５は、実施例１を用いたフィルタの例である。図１８（ａ）は、実施例５に係るフィルタの回路図、図１８（ｂ）は、実施例５に係るフィルタの平面図である。図１８（ａ）を参照し、実施例４のフィルタ１０６は、直列共振器Ｓ１からＳ４、および並列共振器Ｐ１およびＰ２を有している。直列共振器Ｓ１からＳ４は、入力端子Ｔｉｎと出力端子Ｔｏｕｔとの間に直列に接続されている。並列共振器Ｐ１およびＰ２は、入力端子Ｔｉｎと出力端子Ｔｏｕｔとの間に並列に接続されている。

図１８（ｂ）を参照し、圧電基板５０上に金属膜５２が形成されている。金属膜５２により、配線５５、直列共振器Ｓ１からＳ４、および並列共振器Ｐ１およびＰ２が形成されている。配線５５の一部が入力端子Ｔｉｎ、出力端子Ｔｏｕｔおよびグランド端子Ｇｎｄである。

比較例２および実施例５に係るフィルタを作製した。作製したフィルタの構造は以下である。
圧電基板５０：４２°Ｙカットタンタル酸リチウム基板
金属膜５２：アルミニウム、膜厚１９３ｎｍ

直列共振器Ｓ１からＳ４
ＩＤＴ電極指周期λ：２．０μｍ
ＩＤＴ電極指対数：１１６対
ＩＤＴデューティ：５０%
反射器電極指周期：１．０μｍ
反射器電極指本数：４０本
反射器デューティ：５０%
交差幅ＡＰ：２０λ（４０μｍ）
ダミー電極指長さ：２λ（４μｍ）

並列共振器Ｐ１およびＰ２
ＩＤＴ電極指周期λ：２．０７μｍ
ＩＤＴ電極指対数：８０対
ＩＤＴデューティ：５０%
反射器電極指周期：１．０３５μｍ
反射器電極指本数：４０本
反射器デューティ：５０%
交差幅ＡＰ：２０λ（４１．４μｍ）
ダミー電極指長さ：２λ（４．１４μｍ）

比較例２においては、直列共振器および並列共振器ともに、ＩＤＴの第１領域６２、第２領域６０、第３領域６４および第４領域６６のデューティは５０％である。実施例５おいては、直列共振器Ｓ１からＳ４において、ＩＤＴの第１領域６２のデューティは５５％、ＩＤＴの第２領域６０、第３領域６４および第４領域６６のデューティは５０％である。並列共振器Ｐ１およびＰ２において、ＩＤＴの第１領域６２、第２領域６０、第３領域６４および第４領域６６のデューティは５０％である。このように、実施例５の直列共振器Ｓ１からＳ４の第１領域６２のデューティを他と異ならせた。

図１９（ａ）は、比較例２および実施例５における通過特性、図１９（ｂ）は、通過帯域付近の通過特性の拡大図である。図１９（ａ）を参照し、比較例２と実施例５とで、通過帯域近傍の抑圧特性は差がない。図１９（ｂ）を参照し、実施例５は比較例２に比べ通過帯域の損失が約０．１ｄＢ小さい。

実施例５のように、フィルタは、実施例１から４の少なくとも１つの共振器を含むことができる。これにより、通過帯域外の抑圧度が大きく、かつ通過帯域内の損失を小さくできる。フィルタは、図１８、図１のようなラダー型フィルタでもよく、図２、図７のように多重モードフィルタでもよい。図３のように、フィルタは、ラダー型フィルタと多重モードフィルタを含んでもよい。ラダー型フィルタにおいては、直列共振器のＱ値が通過帯域の損失に影響する。よって、直列共振器を実施例１から４の少なくとも１つの共振器とすることが好ましい。

図２０は、実施例６に係る分波器の回路図である。図２０を参照し、分波器１０８は、第１フィルタ４０および第２フィルタ４２を有している。第１フィルタ４０は、共通端子Ｔ３と第１端子Ｔ１との間に接続されている。第２フィルタ４２は、共通端子Ｔ３と第２端子Ｔ２との間に接続されている。第１フィルタ４０は、例えば送信フィルタ、第２フィルタ４２は、例えば受信フィルタである。第１端子Ｔ１は例えば送信端子、第２端子Ｔ２は例えば受信端子、共通端子Ｔ３は例えばアンテナ端子である。

第１フィルタ４０および第２フィルタ４２の少なくとも一方を実施例４のフィルタとすることが好ましい。これにより、通過帯域外の抑圧度が大きく、かつ通過帯域内の損失を小さくできる。

実施例５に係るフィルタまたは実施例６に係る分波器を通信モジュールに用いてもよい。

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 第１櫛型電極
１２ 第１バスバー
１４ 第１電極指指
１６ 第１ダミー電極指
１８ 第１ギャップ
２０ 第２櫛型電極
２２ 第２バスバー
２４ 第２電極指
２６ 第２ダミー電極指
２８ 第２ギャップ
４０ 第１フィルタ
４２ 第２フィルタ
６０ 第２領域
６２ 第１領域
６４ 第３領域
６６ 第４領域

Claims (8)

1. 第１バスバーと、前記第１バスバーに接続され、延伸方向に延伸する複数の第１電極指と、前記第１バスバーに接続された複数の第１ダミー電極指と、を有し、圧電基板上に形成された第１櫛型電極と、
   第２バスバーと、前記第２バスバーに接続され、前記延伸方向に延伸し、前記複数の第１ダミー電極指にそれぞれ第１ギャップを介し対向する複数の第２電極指と、前記第２バスバーに接続され、前記複数の第１電極指にそれぞれ第２ギャップを介し対向する複数の第２ダミー電極指と、を有し、前記圧電基板上に形成された第２櫛型電極と、
   を具備し、
   隣接する全ての前記第１ギャップと、隣接する全ての前記第２ギャップと、の両方のギャップの前記延伸方向の距離は、前記距離をΔＤ、前記第１電極指および前記第２電極指の周期をλとしたとき、０．５λ≦ΔＤかつΔＤ≦３．５λであり、
   前記第１ギャップおよび前記第２ギャップの両方は、互い違いに距離ΔＤ変調され、
   前記両方のギャップの間の前記延伸方向の第１領域における、前記複数の第１電極指と前記複数の第２電極指の両方の電極指、および前記複数の第１ダミー電極指と前記複数の第２ダミー電極指の両方のダミー電極指のデューティは、前記複数の第１電極指と前記複数の第２電極指とが重なる前記延伸方向の第２領域における前記複数の第１電極指および前記複数の第２電極指のデューティと異なることを特徴とする共振器。
2. 前記両方の電極指および前記両方のダミー電極指のデューティは、前記第２領域における前記複数の第１電極指および前記複数の第２電極指のデューティより大きいことを特徴とする請求項１記載の共振器。
3. 前記両方のギャップに対応する前記延伸方向の第３領域における前記両方の電極指および前記両方のダミー電極指のデューティは、前記第２領域における前記複数の第１電極指および前記複数の第２電極指のデューティと異なることを特徴とする請求項１または２記載の共振器。
4. 前記両方のギャップ内に設けられ、前記第２領域に設けられていない絶縁膜を具備することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載の共振器。
5. １．５λ≦ΔＤ≦３．０λであることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載の共振器。
6. 前記圧電基板は、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ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項記載の共振器。
7. 請求項１から６のいずれか一項記載の共振器を含むことを特徴とするフィルタ。
8. 共通端子と第１端子との間に接続された第１フィルタと、
   前記共通端子と第２端子との間に接続された第２フィルタと、
   を具備し、
   前記第１フィルタおよび前記第２フィルタの少なくとも一方は、請求項７記載のフィルタであることを特徴とする分波器。

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