JP6526155B2 - 弾性波素子、フィルタ素子および通信装置 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の一実施形態に係る弾性波素子の一例として弾性表面波(SAW:Surface Acoustic Wave)を用いた弾性波素子1の構成を示す平面図である。以下、弾性波素子1をSAW素子1と略して記載する。図2は図1のIc−Ic線における断面図である。SAW素子1は、図1に示すように、圧電基板2、圧電基板2の上面2Aに設けられた励振電極3(以下、IDT(Interdigital Transducer)電極3と記載する)および反射器4を有している。
以下である。IDT電極3は、複数の電極指32の殆どをピッチPt1となるように配置することにより、複数の電極指32が一定の繰り返し間隔で配置されるため、弾性波を効率よく発生させることができる。
る膜を用いることができる。
材料:42°YカットX伝搬LiTaO3基板
[IDT電極3]
材料:Al−Cu合金
(ただし、圧電基板2と導電層15との間には6nmのTiからなる下地層がある。)
厚さ(Al−Cu合金層):154nm
IDT電極3の電極指32:
(本数)200本
(ピッチPt1)1.06μm
(デューティー:w1/Pt1)0.5
(交差幅W)20λ (λ=2×Pt1)
[反射器4]
材料:Al−Cu合金
(ただし、圧電基板2と導電層15との間には6nmのTiからなる下地層がある)
厚さ(Al−Cu合金層):154nm
反射電極指42の本数:30本
反射電極指42の交差幅:20λ (λ=2×Pt1)
反射電極指42のピッチPt2:Pt1
IDT電極3との間隔G:Pt1
[保護層5]
材料:SiO2
厚さ:15nm
上述のようなSAW素子1の特性改善について検証した。上述の通り、反射器4がシフト部を備えることで、IDT電極3の端部と反射器4の端部との間で弾性波の位相がマッチングすることで、反共振点よりも高周波側の損失が小さくなることが考えられる。
IDT電極3と反射器4との境界付近における電極指32と反射電極指42の不連続が原因で放射されるバルク波が圧電基板2を厚み方向に斜めに伝播し、上面2Aから3λの厚み位置では、IDT電極3と反射器4との境界から電極指32が20本分程度離れた位置に到達するからであると考えられる。このようなバルク波は上面2Aから離れるにつれてIDT電極3側および反射器4側にエネルギーが漏洩していることが分かる。すなわち、弾性波のエネルギーの一部がバルク波として漏洩していく様子が確認できる。
上述では、SAW素子1において、IDT電極3および反射器4の間隔Gを狭くする場合について説明したが、図9に示す通り、反射電極指42を仮想電極指位置よりもIDT電極3側に配置する方法として、一部の反射電極指42のピッチPt2を狭くしてもよい。
起こりにくいものとすることができる。
また、SAW素子1において、反射電極指42を、IDT電極3を構成する複数の電極指32のピッチよりもIDT電極3側に配置する方法として、図12に示すように、IDT電極3の電極指32のピッチPt1を狭くしてもよい。
32のピッチPt1が、IDT電極3の中心付近3aに位置する電極指32の第1間隔aよりも狭くなっていてもよい。ピッチPt1を狭くするIDT電極3は、少なくとも2本あればよい。本変形例では、IDT電極3において反射器4側の端部に位置する電極指32を含む2本の電極指32のピッチPt1を狭くする場合であるが、これに限らず、端部から離れた電極指32のピッチPt1を狭くしてもよい。
図14は、本発明の実施形態に係る通信装置101の要部を示すブロック図である。通信装置101は、電波を利用した無線通信を行なうものである。分波器7は、通信装置101において送信周波数の信号と受信周波数の信号とを分波する機能を有している。
である。無線信号の通過帯域は、UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)等の各種の規格に従ったものでよい。変調方式は、位相変調、振幅変調、周波数変調もしくはこれらのいずれか2つ以上の組合せのいずれであってもよい。また、RF−IC103にバンドパスフィルタ105およびバンドパスフィルタ113の機能を持たせ、これらのフィルタを省略してもよい。
に限られず、ラダー型フィルタによって構成してもよいし、平衡−不平衡変換機能を有していないフィルタであってもよい。
Claims (15)
- 圧電基板と、
該圧電基板上に配置された、複数の電極指を有する励振電極と、
前記圧電基板上に配置された、複数の反射電極指を有し、弾性波の伝搬方向において前記励振電極を挟む2つの反射器とを備え、
前記励振電極は、複数の前記電極指の並びの中心付近に複数の前記電極指の中心間の間隔が一様に第1間隔である主領域を有しており、
複数の前記反射電極指は、隣接する第1反射電極指と第2反射電極指とを備え、前記第1反射電極指は前記第2反射電極指よりも前記励振電極の側に位置しており、
前記励振電極の前記電極指のうち、前記反射器の側に位置して隣接している少なくとも2本の電極指の中心間の間隔、または、前記第1反射電極指および前記第2反射電極指の中心間の間隔の少なくとも一方が前記第1間隔よりも狭くなっており、
前記第1反射電極指および前記第2反射電極指の中心間の間隔は前記第1間隔に比べ狭くなっており、
前記反射器の複数の前記反射電極指は、
中心間の間隔が、前記第1間隔となっているものと、
中心間の間隔は、前記第1反射電極指および前記第2反射電極指の中心間の間隔となっているものと、を含む、弾性波素子。 - 前記励振電極の複数の前記電極指の中心間の間隔および前記反射器の複数の前記反射電極指の中心間の間隔は、
前記第1間隔よりも狭くなっている、前記励振電極の前記電極指のうち、前記反射器の側に位置して隣接している少なくとも2本の電極指の中心間の間隔、または、前記第1反射電極指および前記第2反射電極指の中心間の間隔の少なくとも一方以外は、全て前記第1間隔である、請求項1に記載の弾性波素子。 - 圧電基板と、
該圧電基板上に配置された、複数の電極指を有する励振電極と、
前記圧電基板上に配置された、複数の反射電極指を有し、弾性波の伝搬方向において前記励振電極を挟む2つの反射器とを備え、
前記励振電極は、複数の前記電極指の中心間の間隔の平均が第1間隔であり、
複数の前記反射電極指は、隣接する第1反射電極指と第2反射電極指とを備え、前記第1反射電極指は前記第2反射電極指よりも前記励振電極の側に位置しており、
前記励振電極の前記電極指のうち、前記反射器の側に位置して隣接している少なくとも2本の電極指の中心間の間隔、または、前記第1反射電極指および前記第2反射電極指の中心間の間隔の少なくとも一方が前記第1間隔よりも狭くなっており、
前記第1反射電極指および前記第2反射電極指の中心間の間隔は前記第1間隔に比べ狭くなっており、
前記反射器の複数の前記反射電極指は、
中心間の間隔が、前記第1間隔となっているものと、
中心間の間隔は、前記第1反射電極指および前記第2反射電極指の中心間の間隔となっているものと、を含む、弾性波素子。 - 前記反射器は、前記励振電極の並びの中心付近の前記電極指から前記第1間隔で繰り返して設定される仮想電極指位置に対して少なくとも1本の前記反射電極指が前記励振電極の側にシフトしているシフト部を有し、
前記シフト部における前記反射電極指は、前記仮想電極指位置から前記第1間隔の0.8倍以上0.975倍以下の範囲で前記励振電極の側にシフトしている請求項1〜3のいずれかに記載の弾性波素子。 - 前記反射器は、前記励振電極の並びの中心付近の前記電極指から前記第1間隔で繰り返して設定される仮想電極指位置に対して少なくとも1本の前記反射電極指が前記励振電極の側にシフトしているシフト部を有し、
前記シフト部における前記反射電極指は、前記励振電極における弾性波の波長をλとすると、前記仮想電極指位置から0.025λ以上0.075λ以下の範囲で前記励振電極の側にシフトしている、請求項1〜3のいずれかに記載の弾性波素子。 - 圧電基板と、
該圧電基板上に配置された、複数の電極指を有する励振電極と、
前記圧電基板上に配置された、複数の反射電極指を有し、弾性波の伝搬方向において前記励振電極を挟む2つの反射器とを備え、
前記励振電極は、複数の前記電極指の並びの中心付近に複数の前記電極指の中心間の間隔が一様に第1間隔である主領域を有しており、
複数の前記反射電極指は、隣接する第1反射電極指と第2反射電極指とを備え、前記第1反射電極指は前記第2反射電極指よりも前記励振電極の側に位置しており、
前記励振電極の前記電極指のうち、前記反射器の側に位置して隣接している少なくとも2本の電極指の中心間の間隔、または、前記第1反射電極指および前記第2反射電極指の中心間の間隔の少なくとも一方が前記第1間隔よりも狭くなっており、
前記反射器は、前記励振電極の並びの中心付近の前記電極指から前記第1間隔で繰り返して設定される仮想電極指位置に対して少なくとも1本の前記反射電極指が前記励振電極の側にシフトしているシフト部を有し、
前記シフト部における前記反射電極指は、前記仮想電極指位置から前記第1間隔の0.8倍以上0.975倍以下の範囲で前記励振電極の側にシフトしている弾性波素子。 - 圧電基板と、
該圧電基板上に配置された、複数の電極指を有する励振電極と、
前記圧電基板上に配置された、複数の反射電極指を有し、弾性波の伝搬方向において前記励振電極を挟む2つの反射器とを備え、
前記励振電極は、複数の前記電極指の中心間の間隔の平均が第1間隔であり、
複数の前記反射電極指は、隣接する第1反射電極指と第2反射電極指とを備え、前記第1反射電極指は前記第2反射電極指よりも前記励振電極の側に位置しており、
前記励振電極の前記電極指のうち、前記反射器の側に位置して隣接している少なくとも2本の電極指の中心間の間隔、または、前記第1反射電極指および前記第2反射電極指の中
心間の間隔の少なくとも一方が前記第1間隔よりも狭くなっており、
前記反射器は、前記励振電極の並びの中心付近の前記電極指から前記第1間隔で繰り返して設定される仮想電極指位置に対して少なくとも1本の前記反射電極指が前記励振電極の側にシフトしているシフト部を有し、
前記シフト部における前記反射電極指は、前記仮想電極指位置から前記第1間隔の0.8倍以上0.975倍以下の範囲で前記励振電極の側にシフトしている、弾性波素子。 - 前記励振電極の前記電極指のうち、前記反射器の側に位置して隣接している少なくとも2本の電極指の中心間の間隔、または、前記第1反射電極指および前記第2反射電極指の中心間の間隔の少なくとも一方は、前記励振電極における弾性波の波長をλとすると、前記第1間隔よりも0.1λ以下の範囲で狭くなっている請求項1〜7のいずれかに記載の弾性波素子。
- 前記第1反射電極指は、前記反射器のうち前記励振電極の側の端部に位置している請求項1〜8のいずれかに記載の弾性波素子。
- 前記励振電極のうち前記反射器の側に位置して隣接している少なくとも2本の前記電極指の中心間の間隔が前記第1間隔よりも狭い請求項1〜9のいずれかに記載の弾性波素子。
- 前記励振電極のうち前記反射器の側に位置して隣接している少なくとも2本の前記電極指は、前記励振電極のうち前記反射器側の端部に位置している前記電極指を含んでいる請求項10に記載の弾性波素子。
- 前記反射器は前記反射電極指を10本以上有しており、前記第1反射電極指が前記反射器のうち前記励振電極の側の端部から6本目までの間に位置している、請求項1、3、6、7のいずれかに記載の弾性波素子。
- 入出力端子間に接続された少なくとも1つの直列腕共振子および少なくとも1つの並列腕共振子を備えるフィルタ素子であって、前記並列腕共振子が請求項1〜12のいずれかに記載の弾性波素子であるフィルタ素子。
- 少なくとも1つの前記並列腕共振子は複数個あり、第1並列腕共振子と、該第1並列腕共振子よりも共振周波数が高い第2並列腕共振子とを含み、
前記第1並列腕共振子が前記弾性波素子である、請求項13に記載のフィルタ素子。 - アンテナと、
該アンテナに電気的に接続された請求項13または14に記載のフィルタ素子と、該フィルタ素子に電気的に接続されたRF−ICとを備える通信装置。
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