JP6509151B2

JP6509151B2 - 弾性波共振器、フィルタおよびマルチプレクサ

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Publication number: JP6509151B2
Application number: JP2016048494A
Authority: JP
Inventors: 秀太郎中澤; 匡郁岩城; 旅人田中; 松田　隆志; 隆志松田
Original assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Current assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Priority date: 2016-03-11
Filing date: 2016-03-11
Publication date: 2019-05-08
Anticipated expiration: 2036-03-11
Also published as: US10461718B2; US20170264262A1; JP2017163481A

Description

本発明は、弾性波共振器、フィルタおよびマルチプレクサに関し、例えば圧電基板上に形成されたＩＤＴを有する弾性波共振器、フィルタおよびマルチプレクサに関する。

携帯電話を代表とする高周波通信用システムにおいて、通信に使用する周波数帯以外の不要な信号を除去するために、高周波フィルタ等が用いられている。高周波フィルタ等には、弾性表面波（ＳＡＷ：Surface acoustic wave）共振器等の弾性波共振器が用いられている。ＳＡＷ共振器においては、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ_３）基板またはニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ_３）基板等の圧電基板上に複数の電極指を有するＩＤＴ（Interdigital Transducer）が形成されている。ＩＤＴの電極指が交叉する領域が交叉領域である。ＩＤＴは、弾性表面波の一種であるＳＨ（Shear Horizontal）波（リーキー波）、レイリー波または弾性境界波等を励起する。ＩＤＴが励振した弾性波の主たる伝搬方向の両側に反射器を設けることで、これらの弾性波をＩＤＴ付近に閉じ込める。弾性波共振器を用いラダー型フィルタや多重モードフィルタが実現できる。

特許文献１および２には、交叉領域におおいて、電極指の延伸方向に弾性波の音速の異なる領域を等間隔に周期的に設けることが開示されている。

国際公開２０１５／００７３１９号米国特許第７９３９９８７号明細書

弾性波の音速は異なる領域を等間隔に設けることにより、横モードスプリアスが抑制できる。しかしながら、横モードスプリアスの抑制は十分でない。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、横モードスプリアスを抑制することを目的とする。

本発明は、圧電基板と、前記圧電基板上に設けられ、弾性波を励振する複数の電極指が交叉する交叉領域内で前記電極指の延伸方向に第１領域と前記第１領域とは前記複数の電極指のうち少なくとも一部の電極指の太さが異なる第２領域とが交互に設けられ、外側の前記第２領域の前記延伸方向の幅は内側の前記第２領域の前記延伸方向の幅とは異なるＩＤＴと、を具備し、前記交叉領域内の最も外側は前記第１領域であり、前記交叉領域内の前記延伸方向の前記第１領域の幅の合計と、前記交叉領域内の前記延伸方向の前記第２領域の幅の合計と、の比は、４：６から６：４の間である弾性波共振器である。

本発明は、圧電基板と、前記圧電基板上に設けられ、弾性波を励振する複数の電極指が交叉する交叉領域内で前記電極指の延伸方向に第１領域と前記第１領域とは前記複数の電極指のうち少なくとも一部の電極指の太さが異なる第２領域とが交互に設けられ、外側の前記第２領域の前記延伸方向の幅は内側の前記第２領域の前記延伸方向の幅とは異なるＩＤＴと、を具備し、前記交叉領域内の最も外側は前記第１領域であり、前記第２領域の前記少なくとも一部の電極指は、前記第１領域の前記少なくとも一部の電極指より太く、前記外側の前記第２領域の前記延伸方向の幅は前記内側の前記第２領域の前記延伸方向の幅より広い弾性波共振器である。

本発明は、圧電基板と、前記圧電基板上に設けられ、弾性波を励振する複数の電極指が交叉する交叉領域内で前記電極指の延伸方向に第１領域と前記第１領域とは前記複数の電極指のうち少なくとも一部の電極指の太さが異なる第２領域とが交互に設けられ、外側の前記第２領域の前記少なくとも一部の電極指は内側の前記第２領域の前記少なくとも一部の電極指と太さが異なるＩＤＴと、を具備し、前記交叉領域内の最も外側は前記第１領域である弾性波共振器である。

上記構成において、前記第２領域の前記少なくとも一部の電極指は、前記第１領域の前記少なくとも一部の電極指より太く、前記外側の前記第２領域の前記少なくとも一部の電極指は前記内側の前記第２領域の前記少なくとも一部の電極指より太い構成とすることができる。

本発明は、圧電基板と、前記圧電基板上に設けられ、弾性波を励振する複数の電極指が交叉する交叉領域を有するＩＤＴと、前記複数の電極指の少なくとも一部上に設けられ、前記交叉領域内で前記電極指の延伸方向に、第１領域と前記第１領域と付加膜の厚さが異なる第２領域とが交互に設けられ、外側の前記第２領域の前記延伸方向の幅は内側の前記第２領域の前記延伸方向の幅と異なる前記付加膜と、を具備し、前記交叉領域内の最も外側は前記第１領域である弾性波共振器である。

上記構成において、前記第２領域の前記付加膜は前記第１領域の前記付加膜より厚く、前記外側の前記第２領域の前記延伸方向の幅は前記内側の前記第２領域の前記延伸方向の幅より広い構成とすることができる。

本発明は、圧電基板と、前記圧電基板上に設けられ、弾性波を励振する複数の電極指が交叉する交叉領域を有するＩＤＴと、前記複数の電極指の少なくとも一部上に設けられ、前記交叉領域内で前記電極指の延伸方向に、第１領域と前記第１領域と付加膜の厚さが異なる第２領域とが交互に設けられ、外側の前記第２領域の前記付加膜は内側の前記第２領域の前記付加膜と厚さが異なる前記付加膜と、を具備し、前記交叉領域内の最も外側は前記第１領域であり、前記交叉領域内の前記延伸方向の前記第１領域の幅の合計と、前記交叉領域内の前記延伸方向の前記第２領域の幅の合計と、の比は、４：６から６：４の間である弾性波共振器である。

上記構成において、前記第２領域の前記付加膜は前記第１領域の前記付加膜より厚く、前記外側の前記第２領域の前記付加膜は前記内側の前記第２領域の前記付加膜より厚い構成とすることができる。

本発明は、圧電基板と、前記圧電基板上に設けられ、弾性波を励振する複数の電極指が交叉する交叉領域内で前記電極指の延伸方向に第１領域と前記第１領域と前記弾性波の音速が異なる第２領域とが交互に設けられ、外側の前記第２領域の前記延伸方向の幅は内側の前記第２領域の前記延伸方向の幅と異なるＩＤＴと、を具備し、前記交叉領域内の最も外側は前記第１領域であり、前記交叉領域内の前記延伸方向の前記第１領域の幅の合計と、前記交叉領域内の前記延伸方向の前記第２領域の幅の合計と、の比は、４：６から６：４の間である弾性波共振器である。

本発明は、圧電基板と、前記圧電基板上に設けられ、弾性波を励振する複数の電極指が交叉する交叉領域内で前記電極指の延伸方向に第１領域と前記第１領域と前記弾性波の音速が異なる第２領域とが交互に設けられ、外側の前記第２領域の前記延伸方向の幅は内側の前記第２領域の前記延伸方向の幅と異なるＩＤＴと、を具備し、前記交叉領域内の最も外側は前記第１領域であり、前記第２領域の前記弾性波の音速は前記第１領域の前記弾性波の音速より遅く、前記外側の前記第２領域の前記延伸方向の幅は前記内側の前記第２領域の前記延伸方向の幅より広い弾性波共振器である。

本発明は、圧電基板と、前記圧電基板上に設けられ、弾性波を励振する複数の電極指が交叉する交叉領域内で前記電極指の延伸方向に第１領域と前記第１領域と前記弾性波の音速が異なる第２領域とが交互に設けられ、外側の前記第２領域の前記弾性波の音速は内側の前記第２領域の前記弾性波の音速と異なるＩＤＴと、を具備し、前記交叉領域内の最も外側は前記第１領域であり、前記交叉領域内の前記延伸方向の前記第１領域の幅の合計と、前記交叉領域内の前記延伸方向の前記第２領域の幅の合計と、の比は、４：６から６：４の間である弾性波共振器である。

上記構成において、前記第２領域の前記弾性波の音速は前記第１領域の前記弾性波の音速より遅く、前記外側の前記第２領域の前記弾性波の音速は前記内側の前記第２領域の前記弾性波の音速より遅い構成とすることができる。

上記構成において、前記外側の前記第２領域の前記延伸方向の幅に対する前記内側の前記第２領域の前記延伸方向の幅の比は０．８以上かつ１．２以下である構成とすることができる。

上記構成において、前記交叉領域内の最も外側の前記第１領域の前記延伸方向の幅は、内側の前記第１領域の前記延伸方向の幅より狭い構成とすることができる。

本発明は、上記弾性波共振器を含むフィルタである。

本発明は、上記フィルタを含むマルチプレクサである。

本発明によれば、横モードスプリアスを抑制することができる。

図１（ａ）は、比較例および実施例に係る弾性波共振器の平面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ断面図である。図２（ａ）は、比較例１に係る弾性波共振器の一部の平面図、図２（ｂ）は、各領域における音速を示す図である。図３（ａ）は、比較例２に係る弾性波共振器の一部の平面図、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＡ−Ａ断面図、図３（ｃ）および図３（ｄ）は交叉領域における音速および弾性波の振幅を示す図である。図４（ａ）は、実施例１に係る弾性波共振器の一部の平面図、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＡ−Ａ断面図、図４（ｃ）および図４（ｄ）は交叉領域における音速および弾性波の振幅を示す図である。図５（ａ）は、実施例１の変形例１に係る弾性波共振器の一部の平面図、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＡ−Ａ断面図、図５（ｃ）および図５（ｄ）は交叉領域における音速および弾性波の振幅を示す図である。図６（ａ）は、実施例１の変形例２に係る弾性波共振器の一部の平面図、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＡ−Ａ断面図、図６（ｃ）および図６（ｄ）は交叉領域における音速および弾性波の振幅を示す図である。図７（ａ）は、実施例１の変形例３に係る弾性波共振器の一部の平面図、図７（ｂ）は、図７（ａ）のＡ−Ａ断面図、図７（ｃ）および図７（ｄ）は交叉領域における音速および弾性波の振幅を示す図である。図８は、比較例１、２および実施例１の変形例１における弾性波共振器の周波数に対するアドミッタンスＹの実部コンダクタンスを示す図である。図９（ａ）は、実施例２に係る弾性波共振器の一部の平面図、図９（ｂ）は、図９（ａ）のＡ−Ａ断面図、図９（ｃ）および図９（ｄ）は交叉領域における音速および弾性波の振幅を示す図である。図１０（ａ）は、実施例２の変形例１に係る弾性波共振器の一部の平面図、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）のＡ−Ａ断面図、図１０（ｃ）および図１０（ｄ）は交叉領域における音速および弾性波の振幅を示す図である。図１１（ａ）は、実施例２の変形例２に係る弾性波共振器の一部の平面図、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）のＡ−Ａ断面図、図１１（ｃ）および図１１（ｄ）は交叉領域における音速および弾性波の振幅を示す図である。図１２（ａ）は、実施例３に係るフィルタの回路図、図１２（ｂ）は、実施例２の変形例に係るデュプレクサの回路図である。

比較例および実施例に係る弾性波共振器の構造について説明する。図１（ａ）は、比較例および実施例に係る弾性波共振器の平面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ断面図である。図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、圧電基板１０上にＩＤＴ２１および反射器２２形成されている。ＩＤＴ２１および反射器２２は、圧電基板１０に形成された金属膜１２により形成される。ＩＤＴ２１は、対向する一対の櫛型電極２０を備える。櫛型電極２０は、複数の電極指１４と、複数の電極指１４が接続されたバスバー１８を備える。一対の櫛型電極２０は、電極指１４がほぼ互い違いとなるように、対向して設けられている。

一対の櫛型電極２０の電極指１４が交叉する領域が交叉領域１５である。交叉領域１５において電極指１４が励振する弾性波は、主に電極指１４の配列方向に伝搬する。電極指１４の周期がほぼ弾性波の波長λとなる。一方の櫛型電極２０の電極指１４の先端と他方の櫛型電極２０のバスバー１８との間の領域がギャップ領域１７である。ダミー電極指が設けられている場合、ギャップ領域は電極指の先端とダミー電極指の先端の間の領域である。弾性波の伝搬方向をＸ方向、伝搬方向に直交する方向をＹ方向とする。Ｘ方向およびＹ方向は、圧電基板１０の結晶方位のＸ軸方向およびＹ軸方向とは必ずしも対応しない。圧電基板１０は、例えば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。金属膜１２は、例えばアルミニウム膜または銅膜である。

以下の比較例および実施例では、異方性係数γが正の場合について説明する。異方性係数γは圧電基板１０の材料、ＩＤＴ２１の材料、膜厚およびピッチにより定まる。例えば、圧電基板１０として回転ＹカットＸ伝搬ニオブ酸リチウム基板を用いると異方性係数γは正となる。圧電基板１０として回転ＹカットＸ伝搬タンタル酸リチウム基板を用いると異方性係数γは負となる。回転ＹカットＸ伝搬タンタル酸リチウム基板を用い、ＩＤＴ２１を重い材料とし、かつ膜厚を大きくすると異方性係数γが正となることもある。

次に、比較例について説明する。図２（ａ）は、比較例１に係る弾性波共振器の一部の平面図、図２（ｂ）は、各領域における音速を示す図である。図２（ｂ）の音速はＹ方向に伝搬する弾性波の音速である。しかし、Ｘ方向に伝搬する弾性波の音速とＹ方向に伝搬する弾性波の音速はほぼ比例しているため、図２（ｂ）の音速をＸ方向に伝搬する弾性波の音速としてもよい。以下の図も同様である。交叉領域１５の音速ｖ１に比べギャップ領域１７の音速ｖ０を早くする。これにより、弾性波が交叉領域１５内に閉じ込められる。しかしながら、交叉領域１５内にＹ方向に伝搬する弾性波の定在波が形成されると横モードスプリアスとなる。定在波の次数に応じ周波数に対し周期的な横モードスプリアスが生じる。

図３（ａ）は、比較例２に係る弾性波共振器の一部の平面図、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＡ−Ａ断面図、図３（ｃ）および図３（ｄ）は交叉領域における音速および弾性波の振幅を示す図である。図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、電極指１４上に周期的に付加膜１６を設ける。付加膜１６が形成されていない領域が第１領域３０および３０ａであり、付加膜１６が形成されている領域が第２領域３２である。第１領域３０のＹ方向の幅Ｗ１と第２領域３２のＹ方向の幅Ｗ２は同じである。交叉領域１５内の最も外側の第１領域３０ａは幅Ｗ１ａを有する。幅Ｗ１ａは幅Ｗ１の約１／２である。

図３（ｃ）に示すように、電極指１４上に付加膜１６が設けられると弾性波の音速は小さくなる。よって、第２領域３２の音速ｖ２は第１領域３０および３０ａの音速ｖ１より遅くなる。このように、交叉領域１５内に音速の大きい第１領域３０と音速の小さい第２領域３２とが交互に設けられる。図３（ｄ）に示すように、弾性波は音速の小さい第２領域３２に集中しようとする。このため、破線のように、第２領域３２においては定在波の腹となろうとする。これにより、第２領域３２の数に応じた次数の定在波が形成され、その他の次数の定在波は形成されない。このように、単一モードの定在波が形成される。単一モードの定在波に対応する周波数に強調モードの応答が生じるが、他の周波数には横モードスプリアスが形成されない。

破線のように定在波の振幅は交叉領域１５内で同じであることが理想である。しかしながら、交叉領域１５とギャップ領域１７との境界で交叉領域１５をみたときと、ギャップ領域１７をみたときとで、音速等の物性が異なる。このため、実線のように定在波の振幅が交叉領域１５の端と中央で異なる。これにより、単一モード以外の定在波の成分が生じ、横モードスプリアスの抑制が不十分となる。

図４（ａ）は、実施例１に係る弾性波共振器の一部の平面図、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＡ−Ａ断面図、図４（ｃ）および図４（ｄ）は交叉領域における音速および弾性波の振幅を示す図である。図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、電極指１４上に付加膜１６が設けられている。付加膜１６の材料としては、銅、クロム、タングステン、アルミニウムまたはルテニウム等の金属材料、または窒化シリコン、酸化シリコン、酸化アルミニウムまたは酸化タンタル等の絶縁材料を用いることができる。付加膜１６と電極指１４との材料は同じでもよい。最も外側の第２領域３２ａの幅Ｗ２ａは、内側の第１領域３０および第２領域３２の幅Ｗ１およびＷ２より大きい。その他の構成は比較例２と同じであり説明を省略する。

図４（ｃ）に示すように、最も外側の第２領域３２ａの幅Ｗ２ａが広くなると、交叉領域１５内の端に弾性波エネルギーが集中しようとする。これにより、交叉領域１５の内の第２領域３２ａに弾性波が存在し易くなる。よって、図４（ｄ）のように、交叉領域１５内の端の弾性波の振幅が大きくなり、交叉領域１５内の中央の弾性波の振幅と同程度となる。これにより、単一モード以外の次数の定在波の成分が抑制される。よって、単一モード以外の周波数の横モードスプリアスが抑制される。

実施例１によれば、付加膜１６は交叉領域１５内でＹ方向（電極指１４の延伸方向）に、第１領域３０および３０ａと第２領域３２および３２ａとが交互に設けられている。第２領域３２および３２ａの付加膜１６は第１領域３０および３０ａの付加膜１６より厚い。外側の第２領域３２ａのＹ方向の幅Ｗ２ａは内側の第２領域３２のＹ方向の幅Ｗ２より広い。これにより、交叉領域１５内の定在波の振幅が均一になり、スプリアスが抑制できる。

比較例２の図３（ｄ）において、交叉領域１５の外側が内側より定在波の振幅が大きくなることもありうる。この場合、外側の第２領域３２ａのＹ方向の幅Ｗ２ａを内側の第２領域３２のＹ方向の幅Ｗ２より狭くする。また、交叉領域１５の端が中央より定在波の振幅が小さい場合に、外側の第１領域３０のＹ方向の幅を内側の第１領域３０のＹ方向の幅より狭くしてもよい。

以上のように、第１領域３０および３０ａと第２領域３２および３２ａとで付加膜１６の膜厚が異なり、外側の第２領域３２ａのＹ方向の幅Ｗ２ａは第２領域３２のＹ方向の幅Ｗ２と異なっていればよい。第１領域３０および３０ａと第２領域３２および３２ａとの少なくとも一方の付加膜１６の膜厚は０でもよい。付加膜１６を電極指１４と同じ材料としたときは、第１領域３０および３０ａと第２領域３２および３２ａとで電極指１４の膜厚が異なることとなる。

図５（ａ）は、実施例１の変形例１に係る弾性波共振器の一部の平面図、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＡ−Ａ断面図、図５（ｃ）および図５（ｄ）は交叉領域における音速および弾性波の振幅を示す図である。図５（ａ）および図５（ｂ）に示すように、電極指１４上の付加膜１６は電極指１４間の圧電基板１０上にも設けられている。電極指１４間が短絡しないように、付加膜１６は絶縁膜であることが好ましい。付加膜１６の材料は、電極指１４を覆うように設けられる保護膜と同じ材料でもよい。その他の構成は実施例１の変形例１と同じであり説明を省略する。

図５（ｃ）および図５（ｄ）に示すように、最も外側の第２領域３２ａの幅Ｗ２ａが広くなり、交叉領域１５内の中央の弾性波の振幅と同程度となる。これにより、実施例１と同様に、単一モード以外の次数のモードに起因したスプリアスが抑制される。

図６（ａ）は、実施例１の変形例２に係る弾性波共振器の一部の平面図、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＡ−Ａ断面図、図６（ｃ）および図６（ｄ）は交叉領域における音速および弾性波の振幅を示す図である。図６（ａ）および図６（ｂ）に示すように、最も外側の第２領域３２ａに設けられた付加膜１６の膜厚ｔ１は、中央の第２領域３２に設けられた付加膜１６の膜厚ｔ２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。

図６（ｃ）に示すように、付加膜１６の膜厚ｔ１が膜厚ｔ２より大きくなると、弾性波の音速ｖ３はｖ２より遅くなる。図６（ｄ）に示すように、外側の第２領域３２ａにおける音速ｖ３が内側の第２領域３２の音速ｖ２より遅くなる。これにより、弾性波エネルギーは外側に集中する。これにより、弾性波の振幅が交叉領域１５内で均一になる。よって、実施例１と同様に、単一モード以外の次数のモードに起因したスプリアスが抑制される。

実施例１の変形例２のように、第２領域３２および３２ａの付加膜１６は第１領域３０および３０ａの付加膜１６より厚い。外側の第２領域３２ａの付加膜１６は内側の第２領域３２の付加膜１６より厚い。より一般的には、第１領域３０および３０ａと第２領域３２および３２ａとの付加膜１６の膜厚が異なり、外側の第２領域３２ａの付加膜１６は内側の第２領域３２の付加膜１６と厚さが異なればよい。これにより、実施例１と同様にスプリアスが抑制できる。

外側の第２領域３２ａと内側の第２領域３２のＹ方向の幅Ｗ２ａおよびＷ２は同じでもよいが、異なっていてもよい。例えば実施例１のように、外側の第２領域３２ａの幅Ｗ２ａは内側の第２領域３２の幅Ｗ２より広くてもよい。

図７（ａ）は、実施例１の変形例３に係る弾性波共振器の一部の平面図、図７（ｂ）は、図７（ａ）のＡ−Ａ断面図、図７（ｃ）および図７（ｄ）は交叉領域における音速および弾性波の振幅を示す図である。図７（ａ）および図７（ｂ）に示すように、電極指１４上の付加膜１６は電極指１４間の圧電基板１０上にも設けられている。電極指１４間が短絡しないように、付加膜１６は絶縁膜であることが好ましい。付加膜１６の材料は、電極指１４を覆うように設けられる保護膜と同じ材料でもよい。その他の構成は実施例１の変形例２と同じであり説明を省略する。

図７（ｃ）および図７（ｄ）に示すように、実施例１の変形例３においても、交叉領域１５内の外側の弾性波の振幅は中央の弾性波の振幅と同程度となる。これにより、実施例１の実施例２と同様に、単一モード以外の次数のモードに起因したスプリアスが抑制される。

次に、比較例１、比較例２および実施例１の変形例１について、スプリアスをシミュレーションした。シミュレーションした条件は以下である。
圧電基板１０：４２°回転ＹカットＸ伝搬タンタル酸リチウム基板
ＩＤＴ２１のピッチλ：３．８４μｍ（共振周波数が約８００ＭＨｚに相当）
ＩＤＴ２１の材料：銅
ＩＤＴ２１の膜厚：０．１λ
開口長（交叉領域１５の幅）：２０λ
ＩＤＴ２１の電極指のデュティ比：５０％
付加膜１６の材料：酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）
付加膜１６の膜厚：０．０３１２５λ

比較例１：付加膜１６を設けていない
比較例２：Ｗ１＝Ｗ２＝２．５λ、Ｗ１ａ＝１．２５λ
実施例１の変形例１：Ｗ１＝２．６２５λ、Ｗ２＝２．２５λ、Ｗ１ａ＝１．３１２５λ、Ｗ２ａ＝２．５λ

図８は、比較例１、２および実施例１の変形例１における弾性波共振器の周波数に対するアドミッタンスＹの実部コンダクタンスを示す図である。図８に示すように、共振周波数ｆｒにおいてコンダクタンスは最大となり、反共振周波数ｆａにおいてコンダクタンスは最小となる。比較例１では、周期的なスプリアス５２が生成されている。特に共振周波数ｆｒと反共振周波数ｆａ間はラダー型フィルタにおいて通過帯域となる周波数帯である。よって、共振周波数ｆｒと反共振周波数ｆａ間のスプリアス５２を抑制することが求められる。

比較例２ではスプリアス５２が減少し強調モード５０が生成されている。強調モード５０は、単一モードの定在波に起因したものである。共振周波数ｆｒと反共振周波数ｆａ間において、スプリアス５２は小さくなるものの小さいスプリアス５２ａが観察できる。

実施例１の変形例１では、共振周波数ｆｒと反共振周波数ｆａ間において、スプリアス５２ａはほとんど生成されていない。これは、単一モードの定在波の振幅が交叉領域１５内で均一となったため、他の次数のモード成分が存在しなくなったためと考えられる。

実施例１およびその変形例において、複数の電極指１４のうち一部の電極指１４において、第２領域３２および３２ａの電極指１４上の付加膜１６の膜厚が第１領域３０および３０ａの電極指１４上の付加膜１６の膜厚と異なっていればよい。複数の電極指１４のうち５０％以上の電極指１４において、第２領域３２および３２ａの電極指１４上の付加膜１６の膜厚が第１領域３０および３０ａの電極指１４上の付加膜１６の膜厚と異なっていることが好ましい。複数の電極指１４の全てにおいて、第２領域３２および３２ａの電極指１４上の付加膜１６の膜厚が第１領域３０および３０ａの電極指１４上の付加膜１６の膜厚と異なるっていることがより好ましい。

図９（ａ）は、実施例２に係る弾性波共振器の一部の平面図、図９（ｂ）は、図９（ａ）のＡ−Ａ断面図、図９（ｃ）および図９（ｄ）は交叉領域における音速および弾性波の振幅を示す図である。図９（ａ）および図９（ｂ）に示すように、電極指１４上に付加膜１６が設けられていない。第２領域３２における電極指１４の太さＷ４は、第１領域３０および３０ａにおける電極指１４の太さＷ３より大きい。外側の第２領域３２ａの幅Ｗ２ａは中央の第２領域３２の幅Ｗ２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。

図９（ｃ）に示すように、電極指１４の太さが大きくなると音速は遅くなるため、第２領域３２および３２ａの音速ｖ２は第１領域３０および３０ａの音速ｖ０より遅い。これにより、実施例１と同様に、図９（ｄ）のように、定在波の振幅を均一にできる。

実施例２によれば、第２領域３２および３２ａの少なくとも一部の電極指１４は、第１領域３０および３０ａの少なくとも一部の電極指１４の電極指１４より太い。外側の第２領域３２ａのＹ方向の幅Ｗ２ａは内側の第２領域３２のＹ方向の幅Ｗ２より広い。より一般的に、第２領域３２および３２ａの少なくとも一部の電極指１４は、第１領域３０および３０ａの少なくとも一部の電極指１４の電極指１４と太さが異なる。外側の第２領域３２ａのＹ方向の幅Ｗ２ａは内側の第２領域３２のＹ方向の幅Ｗ２とは異なる。これにより、実施例１と同様にスプリアスが抑制できる。

図１０（ａ）は、実施例２の変形例１に係る弾性波共振器の一部の平面図、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）のＡ−Ａ断面図、図１０（ｃ）および図１０（ｄ）は交叉領域における音速および弾性波の振幅を示す図である。図１０（ａ）および図１０（ｂ）に示すように、外側の第２領域３２ａの幅Ｗ２ａは中央の第２領域３２の幅Ｗ２と同じである。外側の第２領域３２ａの電極指１４の太さＷ４ａは中央の第２領域３２の電極指１４の太さＷ４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。

図１０（ｃ）に示すように、外側の第２領域３２ａの電極指１４の太さＷ４ａが太さＷ４より大きいため、外側の第２領域３２ａの音速ｖ３は中央の第２領域３２の音速ｖ２より遅い。これにより、図１０（ｄ）のように実施例１の変形例２および３と同様に、定在波の振幅を均一にできる。

実施例２の変形例１によれば、第２領域３２および３２ａの少なくとも一部の電極指１４は、第１領域３０および３０ａの少なくとも一部の電極指１４の電極指１４より太い。外側の第２領域３２ａの少なくとも一部の電極指１４は、内側の第２領域３２の少なくとも一部の電極指１４より太い。より一般的に、第２領域３２および３２ａの少なくとも一部の電極指１４は、第１領域３０および３０ａの少なくとも一部の電極指１４の電極指１４と太さが異なる。外側の第２領域３２ａの少なくとも一部の電極指１４は内側の第２領域３２の少なくとも一部の電極指１４と太さが異なる。これにより、実施例１と同様にスプリアスが抑制できる。

外側の第２領域３２ａと内側の第２領域３２のＹ方向の幅Ｗ２ａおよびＷ２は同じでもよいが、異なっていてもよい。例えば実施例２のように、外側の第２領域３２ａの幅Ｗ２ａは内側の第２領域３２の幅Ｗ２より広くてもよい。

図１１（ａ）は、実施例２の変形例２に係る弾性波共振器の一部の平面図、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）のＡ−Ａ断面図、図１１（ｃ）および図１１（ｄ）は交叉領域における音速および弾性波の振幅を示す図である。図１１（ａ）および図１１（ｂ）に示すように、交叉領域１５内の最も外側の領域は第２領域３２ａである。その他の構成は、実施例２と同じであり説明を省略する。

図１１（ｃ）および図１１（ｄ）に示すように、交叉領域１５の最も外側が第２領域３２ａであっても、定在波の振幅が均一化され、スプリアスが抑制できる。実施例１から２およびその変形例においても交叉領域１５の最も外側を第２領域３２ａとすることができる。

実施例２およびその変形例において、複数の電極指１４のうち一部の電極指１４において、第２領域３２および３２ａの電極指１４の太さが第１領域３０および３０ａの電極指１４と太さと異なっていればよい。複数の電極指１４のうち５０％以上の電極指１４において、第２領域３２および３２ａの電極指１４の太さが第１領域３０および３０ａの電極指１４と太さと異なっていることが好ましい。複数の電極指１４すべてにおいて、第２領域３２および３２ａの電極指１４の太さが第１領域３０および３０ａの電極指１４と太さと異なっていることがより好ましい。

実施例１、実施例１の変形例１および実施例２にように、第２領域３２および３２ａの弾性波の音速ｖ２は第１領域３０および３０ａの弾性波の音速ｖ１より遅い。外側の第２領域３２ａのＹ方向の幅Ｗ２ａは内側の第２領域３２のＹ方向の幅Ｗ２より広い。より一般的に、第２領域３２および３２ａの音速ｖ２は第１領域３０および３０ａの音速ｖ１と異なる。外側の第２領域３２のＹ方向の幅Ｗ２ａは内側の第２領域３２のＹ方向の幅Ｗ２と異なる。これにより、実施例１と同様にスプリアスが抑制できる。

実施例１の変形例２、３および実施例２の変形例２のように、第２領域３２および３２ａの弾性波の音速ｖ２は第１領域３０および３０ａの弾性波の音速ｖ１より遅い。外側の第２領域３２ａの音速ｖ３は内側の第２領域３２の音速ｖ２より遅い。より一般的に、第２領域３２および３２ａの音速ｖ２は第１領域３０および３０ａの音速ｖ１と異なる。外側の第２領域３２ａの音速ｖ３は内側の第２領域３２の音速ｖ２と異なる。これにより、実施例１と同様にスプリアスが抑制できる。

実施例１およびその変形例と実施例２およびその変形例を組み合わせることもできる。すなわち、第２領域３２および３２ａの電極指１４の太さは第１領域３０および３０ａの電極指の太さと異なり、かつ第２領域３２および３２ａの電極指１４上の付加膜１６の膜厚は第１領域３０および３０ａの電極指１４上の付加膜１６の膜厚と異なっていてもよい。また、外側の第２領域３２ａの電極指１４の太さは内側の第２領域３２の電極指１４の太さと異なり、かつ外側の第２領域３２ａの電極指１４上の付加膜１６の膜厚は内側の第２領域３２の電極指１４上の付加膜１６の膜厚と異なっていてもよい。

第２領域３２ａを交叉領域１５の最も外側とすると、付加膜１６が厚い領域、または電極指１４が太い領域が外側になる。このような構成では、例えばパターン合わせ精度が要求されるなどの製造上の制約が大きくなる。よって、実施例１から実施例２の変形例１のように、交叉領域１５内の最も外側は第１領域３０ａであることが好ましい。交叉領域１５内の最も外側の第１領域３０ａのＹ方向の幅Ｗ１ａは、内側の第１領域３０のＹ方向の幅Ｗ１より狭い。例えば幅Ｗ１ａはＷ１の１／２程度（例えば１／４から３／４）である。これにより、交叉領域１５内に単一モードの定在波を形成することができる。

単一モードの定在波を形成するため、交叉領域１５内の第１領域３０および３０ａのＹ方向の幅の合計と、交叉領域１５内の第２領域３２および３２ａのＹ方向の幅の合計と、の比は約５：５であることが好ましい。この比は例えば４：６から６：４の間にすることもできる。

実施例１の変形例１および実施例２にように、外側の第２領域３２ａの幅Ｗ２ａと内側の第２領域３２の幅Ｗ２を異ならせる場合、例えばＷ２／Ｗ２a＝０．９である。単一モードの定在波を形成するため。Ｗ２／Ｗ２ａは０．８以上かつ１．２以下が好ましい。

単一モードの次数を大きくする（例えば第１領域３０および３０ａと第２領域３２および３２ａの個数を増やす）と、図８の強調モード５０の周波数が高くなる、反共振周波数ｆａから離れるが、スプリアス５２ａの抑圧効果が小さくなる。また、図８には表れていないが共振周波数ｆｒより低周波数に現れるレイリー波の強調モードが共振周波数ｆｒに近づく。単一モードの次数を小さくする（例えば第１領域３０と第２領域３２および３２ａの個数を減らす）と、スプリアス５２ａの抑圧効果は大きくなるが、強調モード５０の周波数が低くなり、反共振周波数ｆａに近づく。単一モードの次数はこれらを考慮して設定する。

第２領域３２および３２ａの個数は、４個から８個程好ましい。対称性を高め定在波を形成する観点から第２領域３２および３２ａの個数は偶数であることが好ましい。また、音速または幅が内側と異なる第２領域３２ａは交叉領域１５の片側のみに設けてもよいが、定在波の分布を均等にするため第２領域３２ａは交叉領域１５の両側に設けることが好ましい。

実施例１、実施例１の変形例１および実施例２において、最も外側の第２領域３２ａの幅Ｗ２ａが他の第２領域３２の幅Ｗ２より広い例を説明した。第２領域３２および３２ａが６個以上設けられている場合、第２領域３２および３２ａの幅Ｗ２およびＷ２ａは、最も内側の第２領域３２から最も外側の第２領域３２ａにかけて徐々に広くなってもよい。また、最も外側と２番目に外側の第２領域３２ａおよび３２の幅が最も内側の第２領域３２の幅より広くてもよい。実施例１の変形例２、３および実施例２の変形例１の付加膜１６の膜厚、および電極指１４の太さについても同じである。

実施例３は、実施例１、２およびその変形例の弾性共振器を用いたフィルタおよびデュプレクサの例である。図１２（ａ）は、実施例３に係るフィルタの回路図である。図１２（ａ）に示すように、入力端子Ｔｉｎと出力端子Ｔｏｕｔとの間に、１または複数の直列共振器Ｓ１からＳ４が直列に接続されている。入力端子Ｔｉｎと出力端子Ｔｏｕｔとの間に、１または複数の並列共振器Ｐ１からＰ３が並列に接続されている。１または複数の直列共振器Ｓ１からＳ４および１または複数の並列共振器Ｐ１からＰ３の少なくとも１に実施例１、２およびその変形例の弾性波共振器を用いることができる。実施例１、２およびその変形例の弾性波共振器を含むフィルタは、ラダー型フィルタ以外に多重モードフィルタとすることもできる。

図１２（ｂ）は、実施例２の変形例に係るデュプレクサの回路図である。図１２（ｂ）に示すように、共通端子Ａｎｔと送信端子Ｔｘとの間に送信フィルタ４４が接続されている。共通端子Ａｎｔと受信端子Ｒｘとの間に受信フィルタ４６が接続されている。送信フィルタ４４は、送信端子Ｔｘから入力された信号のうち送信帯域の信号を送信信号として共通端子Ａｎｔに通過させ、他の周波数の信号を抑圧する。受信フィルタ４６は、共通端子Ａｎｔから入力された信号のうち受信帯域の信号を受信信号として受信端子Ｒｘに通過させ、他の周波数の信号を抑圧する。送信フィルタ４４および受信フィルタ４６の少なくとも一方を実施例３のフィルタとすることができる。デュプレクサを例に説明したがトライプレクサまたはクワッドプレクサのようなマルチプレクサでもよい。

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圧電基板
１２金属膜
１４電極指
１５交叉領域
１６付加膜
１８バスバー
２０櫛型電極
２１ＩＤＴ
２２反射器
３０、３０ａ第１領域
３２、３２ａ第２領域
４４送信フィルタ
４６受信フィルタ

Claims

圧電基板と、
前記圧電基板上に設けられ、弾性波を励振する複数の電極指が交叉する交叉領域内で前記電極指の延伸方向に第１領域と前記第１領域とは前記複数の電極指のうち少なくとも一部の電極指の太さが異なる第２領域とが交互に設けられ、外側の前記第２領域の前記延伸方向の幅は内側の前記第２領域の前記延伸方向の幅とは異なるＩＤＴと、
を具備し、
前記交叉領域内の最も外側は前記第１領域であり、
前記交叉領域内の前記延伸方向の前記第１領域の幅の合計と、前記交叉領域内の前記延伸方向の前記第２領域の幅の合計と、の比は、４：６から６：４の間である弾性波共振器。
圧電基板と、
前記圧電基板上に設けられ、弾性波を励振する複数の電極指が交叉する交叉領域内で前記電極指の延伸方向に第１領域と前記第１領域とは前記複数の電極指のうち少なくとも一部の電極指の太さが異なる第２領域とが交互に設けられ、外側の前記第２領域の前記延伸方向の幅は内側の前記第２領域の前記延伸方向の幅とは異なるＩＤＴと、
を具備し、
前記交叉領域内の最も外側は前記第１領域であり、
前記第２領域の前記少なくとも一部の電極指は、前記第１領域の前記少なくとも一部の電極指より太く、
前記外側の前記第２領域の前記延伸方向の幅は前記内側の前記第２領域の前記延伸方向の幅より広い弾性波共振器。
圧電基板と、
前記圧電基板上に設けられ、弾性波を励振する複数の電極指が交叉する交叉領域内で前記電極指の延伸方向に第１領域と前記第１領域とは前記複数の電極指のうち少なくとも一部の電極指の太さが異なる第２領域とが交互に設けられ、外側の前記第２領域の前記少なくとも一部の電極指は内側の前記第２領域の前記少なくとも一部の電極指と太さが異なるＩＤＴと、
を具備し、
前記交叉領域内の最も外側は前記第１領域である弾性波共振器。
前記第２領域の前記少なくとも一部の電極指は、前記第１領域の前記少なくとも一部の電極指より太く、
前記外側の前記第２領域の前記少なくとも一部の電極指は前記内側の前記第２領域の前記少なくとも一部の電極指より太い請求項３記載の弾性波共振器。
圧電基板と、
前記圧電基板上に設けられ、弾性波を励振する複数の電極指が交叉する交叉領域を有するＩＤＴと、
前記複数の電極指の少なくとも一部上に設けられ、前記交叉領域内で前記電極指の延伸方向に、第１領域と前記第１領域と付加膜の厚さが異なる第２領域とが交互に設けられ、外側の前記第２領域の前記延伸方向の幅は内側の前記第２領域の前記延伸方向の幅と異なる前記付加膜と、
を具備し、
前記交叉領域内の最も外側は前記第１領域である弾性波共振器。
前記第２領域の前記付加膜は前記第１領域の前記付加膜より厚く、
前記外側の前記第２領域の前記延伸方向の幅は前記内側の前記第２領域の前記延伸方向の幅より広い請求項５記載の弾性波共振器。
圧電基板と、
前記圧電基板上に設けられ、弾性波を励振する複数の電極指が交叉する交叉領域を有するＩＤＴと、
前記複数の電極指の少なくとも一部上に設けられ、前記交叉領域内で前記電極指の延伸方向に、第１領域と前記第１領域と付加膜の厚さが異なる第２領域とが交互に設けられ、外側の前記第２領域の前記付加膜は内側の前記第２領域の前記付加膜と厚さが異なる前記付加膜と、
を具備し、
前記交叉領域内の最も外側は前記第１領域であり、
前記交叉領域内の前記延伸方向の前記第１領域の幅の合計と、前記交叉領域内の前記延伸方向の前記第２領域の幅の合計と、の比は、４：６から６：４の間である弾性波共振器。
前記第２領域の前記付加膜は前記第１領域の前記付加膜より厚く、
前記外側の前記第２領域の前記付加膜は前記内側の前記第２領域の前記付加膜より厚い請求項７記載の弾性波共振器。
圧電基板と、
前記圧電基板上に設けられ、弾性波を励振する複数の電極指が交叉する交叉領域内で前記電極指の延伸方向に第１領域と前記第１領域と前記弾性波の音速が異なる第２領域とが交互に設けられ、外側の前記第２領域の前記延伸方向の幅は内側の前記第２領域の前記延伸方向の幅と異なるＩＤＴと、
を具備し、
前記交叉領域内の最も外側は前記第１領域であり、
前記交叉領域内の前記延伸方向の前記第１領域の幅の合計と、前記交叉領域内の前記延伸方向の前記第２領域の幅の合計と、の比は、４：６から６：４の間である弾性波共振器。
圧電基板と、
前記圧電基板上に設けられ、弾性波を励振する複数の電極指が交叉する交叉領域内で前記電極指の延伸方向に第１領域と前記第１領域と前記弾性波の音速が異なる第２領域とが交互に設けられ、外側の前記第２領域の前記延伸方向の幅は内側の前記第２領域の前記延伸方向の幅と異なるＩＤＴと、
を具備し、
前記交叉領域内の最も外側は前記第１領域であり、
前記第２領域の前記弾性波の音速は前記第１領域の前記弾性波の音速より遅く、
前記外側の前記第２領域の前記延伸方向の幅は前記内側の前記第２領域の前記延伸方向の幅より広い弾性波共振器。
圧電基板と、
前記圧電基板上に設けられ、弾性波を励振する複数の電極指が交叉する交叉領域内で前記電極指の延伸方向に第１領域と前記第１領域と前記弾性波の音速が異なる第２領域とが交互に設けられ、外側の前記第２領域の前記弾性波の音速は内側の前記第２領域の前記弾性波の音速と異なるＩＤＴと、
を具備し、
前記交叉領域内の最も外側は前記第１領域であり、
前記交叉領域内の前記延伸方向の前記第１領域の幅の合計と、前記交叉領域内の前記延伸方向の前記第２領域の幅の合計と、の比は、４：６から６：４の間である弾性波共振器。
前記第２領域の前記弾性波の音速は前記第１領域の前記弾性波の音速より遅く、
前記外側の前記第２領域の前記弾性波の音速は前記内側の前記第２領域の前記弾性波の音速より遅い請求項１１記載の弾性波共振器。
前記外側の前記第２領域の前記延伸方向の幅に対する前記内側の前記第２領域の前記延伸方向の幅の比は０．８以上かつ１．２以下である請求項１または９に記載の弾性波共振器。
前記交叉領域内の最も外側の前記第１領域の前記延伸方向の幅は、内側の前記第１領域の前記延伸方向の幅より狭い請求項１、２、および９から１３のいずれか一項記載の弾性波共振器。
請求項１から１４のいずれか一項記載の弾性波共振器を含むフィルタ。
請求項１５記載のフィルタを含むマルチプレクサ。