JP6949552B2 - 弾性波フィルタおよびマルチプレクサ - Google Patents
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Description
本発明は、弾性波フィルタおよびマルチプレクサに関し、例えば複数の電極指を有する弾性波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通信システムにおいて、通信に使用する周波数帯域以外の不要な信号を除去するために弾性波フィルタが用いられている。弾性波フィルタとして、圧電基板上に複数の電極指を有するＩＤＴ（Interdigital Transducer）を設けた弾性表面波（ＳＡＷ：Surface Acoustic Wave）共振器を用いたフィルタが知られている。
弾性表面波共振器の共振周波数等の周波数温度特性（ＴＣＦ:Temperature Coefficient of Frequency）を小さくすることで、安定した弾性波フィルタを実現できる。このため、圧電基板と弾性率の温度係数が逆符号の誘電体膜を電極指上に設けることが知られている（例えば特許文献１から３）。
ラダー型フィルタの直列共振器と並列共振器とで誘電体膜の膜厚を異ならせることが記載されている（例えば特許文献１および２）。並列共振器および直列共振器のうち誘電体膜の膜厚が大きい方の共振器のデュティ比を他方のデュティ比より小さくすることが知られている。
複数の電極指上に圧電基板の弾性率の温度係数と逆符号の弾性率の温度係数を有する誘電体膜を設けても周波数温度特性の抑制は不十分である。
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、周波数温度特性を抑制することを目的とする。
本発明は、回転Ｙカット角が１２０°から１４０°のニオブ酸リチウム基板である圧電基板と、入力端子と出力端子との間に直列に接続され、前記圧電基板上に設けられ、第１デュティ比を有して配列され主モードがレイリー波である弾性波を励振する複数の第１電極指を備える１または複数の直列共振器と、前記入力端子と前記出力端子との間に並列に接続され、前記圧電基板上に設けられ、第２デュティ比を有して配列され主モードがレイリー波である弾性波を励振する複数の第２電極指を備える１または複数の並列共振器と、弾性率の温度係数が前記圧電基板の弾性率の温度係数と逆符号であり、前記圧電基板上に前記複数の第１電極指および前記複数の第２電極指を覆うように設けられ、前記複数の第１電極指および前記複数の第２電極指より膜厚が大きく、酸化シリコン膜である誘電体膜と、を具備し、前記１または複数の並列共振器の第２デュティ比の全ては、前記１または複数の直列共振器の第１デュティ比の全てより小さく、前記１または複数の直列共振器の全てにおける前記複数の第１電極指のピッチは前記１または複数の並列共振器の全てにおける前記複数の第２電極指のピッチより小さく、前記複数の第１電極指の厚さと前記複数の第２電極指の厚さは実質的に同じであり、前記１または複数の並列共振器における第２デュティ比（％）と前記１または複数の直列共振器における第１デュティ比（％）との差の値（％）は１％以上かつ２０％以下であり、前記１または複数の直列共振器における第１デュティ比（％）と、前記１または複数の並列共振器における第２デュティ比（％）と、は、４０％以上かつ６０％以下である弾性波フィルタである。
本発明は、回転Ｙカット角が１２０°から１４０°のニオブ酸リチウム基板である圧電基板と、入力端子と出力端子との間に直列に接続され、前記圧電基板上に設けられ、第１デュティ比を有して配列され主モードがレイリー波である弾性波を励振する複数の第１電極指を備える１または複数の直列共振器と、前記入力端子と前記出力端子との間に並列に接続され、前記圧電基板上に設けられ、第２デュティ比を有して配列され主モードがレイリー波である弾性波を励振する複数の第２電極指を備える１または複数の並列共振器と、弾性率の温度係数が前記圧電基板の弾性率の温度係数と逆符号であり、前記圧電基板上に前記複数の第１電極指を覆うように設けられ、前記複数の第１電極指の膜厚より大きい第１膜厚を有し、酸化シリコン膜である第１誘電体膜と、弾性率の温度係数が前記圧電基板の弾性率の温度係数と逆符号であり、前記圧電基板上に前記複数の第２電極指を覆うように設けられ、前記複数の第２電極指の膜厚より大きく、前記第１膜厚と実質的に同じ第２膜厚を有し、酸化シリコン膜である第２誘電体膜と、を具備し、前記１または複数の並列共振器の第２デュティ比の全ては、前記１または複数の直列共振器の第１デュティ比の全てより小さく、前記１または複数の直列共振器の全てにおける前記複数の第１電極指のピッチは前記１または複数の並列共振器の全てにおける前記複数の第２電極指のピッチより小さく、前記複数の第１電極指の厚さと前記複数の第２電極指の厚さは実質的に同じであり、前記第１誘電体膜と前記第２誘電体膜とは実質的に同じ材料からなり、前記１または複数の並列共振器における第２デュティ比（％）と前記１または複数の直列共振器における第１デュティ比（％）との差の値（％）は１％以上かつ２０％以下であり、前記１または複数の直列共振器における第１デュティ比（％）と、前記１または複数の並列共振器における第２デュティ比（％）と、は、４０％以上かつ６０％以下である弾性波フィルタである。
上記構成において、前記１または複数の直列共振器は複数の直列共振器であり、
前記１または複数の並列共振器は複数の並列共振器である構成とすることができる。
前記１または複数の並列共振器は複数の並列共振器である構成とすることができる。
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、周波数温度特性を抑制することができる。
図１（ａ）は、実施例および比較例における弾性表面波共振器の平面図、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、１ポート共振器２５では、圧電基板１０上にＩＤＴ２０および反射器２４が形成されている。ＩＤＴ２０および反射器２４は、圧電基板１０に形成された金属膜１２により形成される。ＩＤＴ２０は、対向する一対の櫛型電極２２を備える。櫛型電極２２は、複数の電極指２１と、複数の電極指２１が接続されたバスバー２３と、を備える。一対の櫛型電極２２は、電極指２１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２２の電極指２１が励振する弾性波は、主に電極指２１の配列方向に伝搬する。１つの櫛型電極２２の電極指２１のピッチλがほぼ弾性波の波長となる。反射器２４は、弾性波を反射する。これにより弾性波のエネルギーがＩＤＴ２０内に閉じ込められる。圧電基板１０上に電極指２１を覆うように誘電体膜１４が設けられている。誘電体膜１４の膜厚は金属膜１２の膜厚より大きい。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。誘電体膜１４は、例えば酸化シリコン膜（弗素等の元素が添加されていてもよい）である。上記例示した材料の場合、圧電基板１０の周波数温度係数（例えば共振周波数の温度係数）は負である。一方、誘電体膜１４の周波数温度係数は正である。具体的には、圧電基板１０の弾性率と誘電体膜１４の弾性率の温度係数とが逆符号である。これにより、誘電体膜１４を設けることで、周波数温度係数を０に近づけることができる。
図２（ａ）は、実施例および比較例における弾性波フィルタの回路図、図２（ｂ）は、ラダー型フィルタの通過特性を示す図である。図２（ａ）に示すように、ラダー型フィルタでは、入力端子Ｔｉｎと出力端子Ｔｏｕｔとの間に直列共振器Ｓ１からＳ５が直列に、並列共振器Ｐ１からＰ４が並列に接続さえている。並列共振器Ｐ１からＰ４の一端はグランド端子に接続されている。
図２（ｂ）に示すように、ラダー型フィルタはバンドパスフィルタとして機能する。直列共振器Ｓ１からＳ５の共振周波数ｆｒｓは通過帯域Ｐａｓｓ内に位置し、反共振周波数ｆａｓは通過帯域Ｐａｓｓの高周波数側の減衰域に位置する。並列共振器Ｐ１からＰ４の共振周波数ｆｒｐは通過帯域Ｐａｓｓの低周波数側の減衰域に位置し、共振周波数ｆａｐは通過帯域Ｐａｓｓ内に位置する。
図３は、実施例および比較例における弾性波フィルタの平面図である。図３に示すように、圧電基板１０上に弾性表面波共振器２５、配線１６およびパッド１８が設けられている。弾性表面波共振器２５は誘電体膜１４を透過して実線で図示し、配線１６およびパッド１８は、誘電体膜１４を透過して破線で図示している。弾性表面波共振器２５は、直列共振器Ｓ１からＳ５および並列共振器Ｐ１からＰ４に対応する。パッド１８は入力端子Ｔｉｎ、出力端子Ｔｏｕｔおよびグランド端子Ｇｎｄに対応する。配線１６は弾性表面波共振器２５間を電気的に接続する。配線１６およびパッド１８上には誘電体膜１４の開口１９が設けられている。これは、例えばパッド１８上に配線抵抗を減らすための追加の金属膜を形成するため、および／または実装するためのバンプを付すためである。配線１６およびパッド１８は、アルミニウム膜、銅膜または金膜等を含む金属膜である。
図４は、実施例および比較例における電極指付近の断面図である。図４に示すように、金属膜１２は、圧電基板１０側から金属膜１２ａ、１２ｂおよび１２ｃを含む。電極指２１の側面および上面に保護膜１３が設けられている。誘電体膜１４上は平坦である。誘電体膜１４上には周波数調整膜１５が設けられている。周波数調整膜１５は、弾性表面波共振器の共振周波数等を調整する膜である。電極指２１の幅をＷＬ、電極指２１間のギャップの幅をＷＳとする。電極指２１のデュティ比はＷＬ／（ＷＬ＋ＷＳ）である。圧電基板１０の上面から誘電体膜１４の上面までの膜厚をＴ１、電極指２１上の保護膜１３の上面から誘電体膜１４の上面までの膜厚をＴ２とする。金属膜１２を３層構造としたが、金属膜１２は単一の膜でもよいし、複数の積層膜でもよい。保護膜１３および／または周波数調整膜１５は設けられてなくてもよい。
［比較例１］
比較例１に係る弾性波フィルタを作製した。
作製条件は以下である。
圧電基板１０：膜厚が２５０μｍの１２５°回転ＹカットＸ伝搬ニオブ酸リチウム基板
金属膜１２ａ：膜厚が７８ｎｍのＴｉ膜
金属膜１２ｂ：膜厚が２１５ｎｍのＣｕ膜
金属膜１２ｃ：膜厚が１０ｎｍのＣｒ膜
保護膜１３：膜厚が２０ｎｍの窒化シリコン膜
誘電体膜１４：膜厚Ｔ１が１７２０ｎｍ、膜厚Ｔ２が１４１７ｎｍのＳｉＯ２膜
周波数調整膜１５：膜厚が１０ｎｍから２０ｎｍの酸化ニオブ膜
作製した弾性表面波共振器の主モードはレイリー波である。
比較例１に係る弾性波フィルタを作製した。
作製条件は以下である。
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金属膜１２ａ：膜厚が７８ｎｍのＴｉ膜
金属膜１２ｂ：膜厚が２１５ｎｍのＣｕ膜
金属膜１２ｃ：膜厚が１０ｎｍのＣｒ膜
保護膜１３：膜厚が２０ｎｍの窒化シリコン膜
誘電体膜１４：膜厚Ｔ１が１７２０ｎｍ、膜厚Ｔ２が１４１７ｎｍのＳｉＯ２膜
周波数調整膜１５：膜厚が１０ｎｍから２０ｎｍの酸化ニオブ膜
作製した弾性表面波共振器の主モードはレイリー波である。
図５は、比較例１における各共振器の条件を示す図である。図５に示すように、直列共振器Ｓ１からＳ５および並列共振器Ｐ１からＰ４のデュティ比は５０％である。反射器の対数は１０対で共通である、ピッチ、ＩＤＴ対数、開口長は共振器より異なる。
図６は、比較例１における弾性波フィルタの通過特性を示す図である。図６に示すように、温度が−３０℃、＋２５℃および＋８５℃のときの通過特性を測定した。通過帯域の低周波数側端部５０（減衰量が−１５ｄＢの領域）は温度が高くなると低周波側にシフトする（すなわちＴＣＦが負）。通過帯域の高周波数側端部５２（減衰量が−１５ｄＢの領域）は温度が高くなると高周波数側に移動する（すなわちＴＣＦが正）。このように、周波数温度特性が大きい。
図７は、比較例１における各共振器のピッチに対する共振周波数ｆｒのＴＣＦを示す図である。図７に示すように、直列共振器Ｓ１からＳ５のピッチは異なっており、並列共振器Ｐ１からＰ４のピッチは異なっている。直列共振器Ｓ１からＳ５のピッチは並列共振器Ｐ１からＰ４のピッチより小さい。直列共振器Ｓ１からＳ５のＴＣＦ（ｆｒ）（共振周波数のＴＣＦ）は並列共振器Ｐ１からＰ４のＴＣＦ（ｆｒ）より大きい。ピッチとＴＣＦ（ｆｒ）との関係はほぼ直線状である。
弾性表面波共振器の共振周波数のＴＣＦは、ＩＤＴ２０の電極指のピッチλ、金属膜１２の膜厚をＨとすると、ピッチλに対する膜厚Ｈの比Ｈ／λに比例する。金属膜１２の膜厚Ｈが同じであれば、図７のように、ＴＣＦはピッチλに反比例する。図２（ｂ）のように、ラダー型フィルタでは、直列共振器の共振周波数は並列共振器の共振周波数より高い。このため、直列共振器のピッチは並列共振器のピッチより小さくなる。これにより、主に直列共振器により形成される高周波数側端部のＴＣＦは正となり、主に並列共振器により形成される低周波数側端部のスカートは負になったものと考えられる。
高周波数側端部と低周波数側端部とでピッチの差に起因したＴＣＦの差を保証する方法として、直列共振器Ｓ１からＳ５と並列共振器Ｐ１からＰ４とで誘電体膜１４の膜厚を異ならせることが考えられる。しかしながら、誘電体膜１４の膜厚を異ならせようとすると、製造工程が増加し、コストアップとなる。そこで、電極指２１のデュティ比によりＴＦＣを制御できないか以下の実験１で検討した。
［実験１］
図８は、実験１において作製した共振器の条件を示す図である。誘電体膜１４の上面は比較例１と異なり平坦化されていない。その他の条件は比較例１と同じである。図８に示すように、ＩＤＴ対数、反射器対数および開口長は各共振器で同じである。共振器Ａ１からＡ３ではデュティ比が６０％、共振器Ｂ１からＢ３ではデュティ比が５０％、共振器Ｃ１からＣ３ではデュティ比が４０％である。
図８は、実験１において作製した共振器の条件を示す図である。誘電体膜１４の上面は比較例１と異なり平坦化されていない。その他の条件は比較例１と同じである。図８に示すように、ＩＤＴ対数、反射器対数および開口長は各共振器で同じである。共振器Ａ１からＡ３ではデュティ比が６０％、共振器Ｂ１からＢ３ではデュティ比が５０％、共振器Ｃ１からＣ３ではデュティ比が４０％である。
図９は、実験１における各共振器のピッチに対するＴＣＦ（ｆｒ）を示す図である。図９に示すように、デュティ比を大きくすると、ＴＣＦ（ｆｒ）は正の方にシフトする。デュティ比が変わっても、ピッチに対するＴＣＦ（ｆｒ）の傾きはほぼ同じである。このように、デュティ比を変えることで、ＴＣＦを調整することができる。
実験１の結果を踏まえた実施例について以下に説明する。
実施例１に係る弾性波フィルタを作製した。図１０は、実施例１における各共振器の条件を示す図である。図１０に示すように、直列共振器Ｓ１からＳ５のデュティ比を５０％、並列共振器Ｐ１からＰ４のデュティ比を４０％とした。その他の条件は比較例１と同じであり説明を省略する。
図１１は、実施例１における弾性波フィルタの通過特性を示す図である。図１１に示すように、温度が−３０℃、＋２５℃および＋８５℃のときの通過特性を測定した。通過帯域の低周波数側端部５０および高周波数側端部５２は温度によらずほとんど同じである。
図６および図１１において、低周波数側の減衰量が−１５ｄＢとなる周波数および高周波数側の減衰量が−１５ｄＢとなる周波数のＴＣＦ（−１５ｄＢ）を算出した。図１２は、実施例１と比較例１とのＴＣＦを比較した図である。図１２に示すように、通過帯域の高周波数側のＴＣＦ（−１５ｄＢ）と低周波数側のＴＣＦ（−１５ｄＢ）との差ΔＴＣＦ（−１５ｄＢ）は、比較例１では９．１ｐｐｍ／℃に対し、実施例１では２．４ｐｐｍ／℃である。このように、実施例１では比較例１に対しΔＴＣＦ（−１５ｄＢ）が約１／４となった。
比較例１では、圧電基板１０上に直列共振器Ｓ１からＳ５および並列共振器Ｐ１からＰ４の電極指２１を覆うように誘電体膜１４を設ける。これにより、直列共振器Ｓ１からＳ５および並列共振器Ｐ１からＰ４のＴＣＦを抑制できる。しかし、直列共振器Ｓ１からＳ５における電極指２１（第１電極指）を覆う誘電体膜１４（第１誘電体膜）の膜厚と並列共振器Ｐ１からＰ４における電極指２１（第２電極指）を覆う誘電体膜１４（第１誘電体膜）の膜厚は製造誤差程度に実質的に同じである。直列共振器Ｓ１からＳ５の電極指２１のピッチが並列共振器Ｐ１からＰ４の電極指２１のピッチより小さいことに起因し、直列共振器Ｓ１からＳ５の共振周波数のＴＣＦは並列共振器Ｐ１からＰ４の共振周波数のＴＣＦより大きくなる。よって、ラダー型フィルタの通過帯域の高周波数側端部のＴＣＦは低周波数側端のＴＣＦより大きくなる。
そこで、実施例１では、少なくとも１つの並列共振器Ｐ１からＰ４における電極指２１のデュティ比（第２デュティ比）は少なくとも１つの直列共振器Ｓ１からＳ５における電極指２１のデュティ比（第１デュティ比）より小さくする。これにより、ラダー型フィルタの並列共振器Ｐ１からＰ４の共振周波数のＴＣＦが大きくなり、直列共振器Ｓ１からＳ４の共振周波数のＴＣＦと同程度となるように調整できる。よって、ラダー型フィルタの通過帯域の高周波数側端部と低周波数側端部とのＴＣＦを実質的に同じにできる。誘電体膜１４の膜厚を適切に選択することで、高周波数側端部および低周波数側端部のＴＣＦを実質的に０にできる。このようにラダー型フィルタの周波数温度特性を抑制することができる。
直列共振器および並列共振器が各々複数の場合、複数の並列共振器の全てのデュティ比は複数の直列共振器の全てのデュティ比より小さくてもよい。これにより、ラダー型フィルタの周波数温度係数をより抑制できる。
並列共振器と直接共振器のＴＣＦをより調整する観点から、並列共振器のデュティ比は直列共振器のデュティ比の０．９５倍以下が好ましく０．９倍以下がより好ましい。並列共振器のデュティ比と直列共振器のデュティ比との差は、１％以上が好ましく、５％以上がより好ましい。
並列共振器と直列共振器のデュティ比が大きく異なるとフィルタ特性に影響する。この観点から、並列共振器のデュティ比は直列共振器のデュティ比の０．６倍以上が好ましく０．７倍以上がより好ましい。並列共振器のデュティ比と直列共振器のデュティ比との差は、２０％以下が好ましく１０％以下がより好ましい。
１つの弾性表面波共振器内でデュティ比が異なる場合は、弾性表面波共振器内のデュティ比の平均値を用いることができる。ピッチについても同様である。
直列共振器Ｓ１からＳ５と並列共振器Ｐ１からＰ４との誘電体膜１４とは製造誤差程度に実質的に同じ材料からなる。また、直列共振器Ｓ１からＳ５と並列共振器Ｐ１からＰ４との誘電体膜１４は単一の膜である。これにより、誘電体膜１４を同じ製造工程で形成することができる。よって、製造工程の簡略化が可能となる。
ニオブ酸リチウム基板およびタンタル酸リチウム基板は周波数温度係数が負に大きい。よって、実施例１を用いることが好ましい。ニオブ酸リチウム基板およびタンタル酸リチウム基板としては回転ＹカットＸ伝搬ニオブ酸リチウム基板または回転ＹカットＸ伝搬タンタル酸リチウム基板を用いることができる。
圧電基板１０がニオブ酸リチウム基板であり、誘電体膜１４が酸化シリコン膜（弗素等の元素が添加されていてもよい）の場合、圧電基板１０と誘電体膜１４の弾性率の温度係数が逆符号となる。よって、ＴＣＦをより抑制できる。回転Ｙカット角が１２０°から１４０°のとき、レイリー波を主モードとして用いることができる。
ラダー型フィルタの直列共振器および並列共振器の個数は各々任意に設定できる。
［実験２］
実験２として、デュティ比とスプリアスとの関係についてシミュレーションした。シミュレーションした共振器は、ＩＤＴ対数が５５対、反射器対数が１０対および開口長が３５λである。その他の条件は、比較例１および実施例１と同じである。主モードの弾性波はレイリー波であり、ＳＨ（Share Horizontal）波はスプリアスとなる。
実験２として、デュティ比とスプリアスとの関係についてシミュレーションした。シミュレーションした共振器は、ＩＤＴ対数が５５対、反射器対数が１０対および開口長が３５λである。その他の条件は、比較例１および実施例１と同じである。主モードの弾性波はレイリー波であり、ＳＨ（Share Horizontal）波はスプリアスとなる。
図１３（ａ）、図１３（ｂ）および図１３（ｃ）は、実験２においてシミュレーションしたデュティ比に対するそれぞれＦ（ＳＨｆｒ）／Ｆ（Ｒｆｒ）、Ｆ（ＳＨｆｒ）／Ｆ（Ｒｆａ）およびｋ２（ＳＨ）を示す図である。Ｆ（Ｒｆｒ）およびＦ（Ｒｆａ）はレイリー波の共振周波数および反共振周波数である、Ｆ（ＳＨｆｒ）はＳＨ波の共振周波数である。ｋ２（ＳＨ）はＳＨ波の電気機械結合係数である。
図１３（ａ）および図１３（ｂ）において、Ｆ（ＳＨｆｒ）／Ｆ（Ｒｆｒ）およびＦ（ＳＨｆｒ）／Ｆ（Ｒｆａ）が１から離れると、ＳＨ波の共振周波数Ｆ（ＳＨｆｒ）がレイリー波の共振周波数Ｆ（Ｒｆｒ）および反共振周波数Ｆ（Ｒｆａ）から離れＳＨ波によるスプリアスの影響が小さくなることを示している。図１３（ａ）および図１３（ｂ）に示すように、デュティ比が小さくなるとＦ（ＳＨｆｒ）／Ｆ（Ｒｆｒ）およびＦ（ＳＨｆｒ）／Ｆ（Ｒｆａ）が大きくなりスプリアスの影響が小さくなる。
図２（ｂ）のように、ラダー型フィルタの直列共振器では共振周波数が通過帯域に内に位置し、並列共振器では反共振周波数が通過帯域内に位置する。よって、直列共振器ではＦ（ＳＨｆｒ）／Ｆ（Ｒｆｒ）が１から離れることが好ましく、並列共振器ではＦ（ＳＨｆｒ）／Ｆ（Ｒｆａ）が１から離れることが好ましい。ＳＨ波によりスプリアスを通過帯域内に形成しないためには、Ｆ（ＳＨｆｒ）／Ｆ（Ｒｆｒ）＜０．９９１または１．００９＜Ｆ（ＳＨｆｒ）／Ｆ（Ｒｆｒ）が好ましい。Ｆ（ＳＨｆｒ）／Ｆ（Ｒｆａ）＜０．９９１または１．００９＜Ｆ（ＳＨｆｒ）／Ｆ（Ｒｆａ）が好ましい。
図１３（ａ）および図１３（ｂ）よりデュティ比が３０％から７０％の範囲ではＦ（ＳＨｆｒ）／Ｆ（Ｒｆｒ）＞１．０４４、Ｆ（ＳＨｆｒ）／Ｆ（Ｒｆａ）＞１．０１５であり、ＳＨ波によるスプリアスは通過帯域内に位置しない。Ｆ（ＳＨｆｒ）／Ｆ（Ｒｆｒ）およびＦ（ＳＨｆｒ）／Ｆ（Ｒｆａ）をより１から離すため、デュティ比は６５％以下が好ましく、６０％以下がより好ましい。
図１３（ｃ）に示すように、デュティ比が小さくなるとｋ２（ＳＨ）が小さくなる。ＳＨ波によるスプリアスを小さくするため、ｋ２（ＳＨ）は０．００６％以下が好ましい。図１３（ｃ）よりデュティ比が３０％から７０％の範囲ではｋ２（ＳＨ）は０．００６％以下であり、ＳＨ波によるスプリアスは非常に小さい。ｋ２（ＳＨ）を小さくするため、デュティ比は４０％以下が好ましく、５０％以下がより好ましい。デュティ比は７０％以下が好ましい。
図１４は、実施例２に係るデュプレクサの回路図である。図１４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４０が接続され、共通端子Ａｎｔと受信端子Ｒｘとの間に受信フィルタ４２が接続されている。送信フィルタ４０は実施例１に係るラダー型フィルタである。受信フィルタ４２は、１ポート共振器Ｒ１、二重モード弾性表面波フィルタＤＭＳ１およびＤＭＳ２が共通端子Ａｎｔと受信端子Ｒｘとの間に直接に接続されている。
送信フィルタ４０は、送信端子Ｔｘに入力した高周波信号のうち送信帯域の信号を共通端子Ａｎｔに通過させ、他の周波数帯域の信号を抑圧する。受信フィルタ４２は、共通端子Ａｎｔに入力した高周波信号のうち受信帯域の信号を受信端子Ｒｘに通過させ、他の周波数帯域の信号を抑圧する。
送信フィルタ４０を実施例１およびその変形例の弾性波フィルタとする例を説明したが、送信フィルタ４０および受信フィルタ４２の少なくとも１つが実施例１およびその変形例の弾性波フィルタであればよい。また、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等のマルチプレクサの少なくとも１つのフィルタが実施例１およびその変形例の弾性波フィルタであればよい。
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
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ 金属膜
１３ 保護膜
１４ 誘電体膜
１５ 周波数調整膜
２０ ＩＤＴ
２１ 電極指
２２ 櫛型電極
２４ 反射器
４０ 送信フィルタ
４２ 受信フィルタ
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ 金属膜
１３ 保護膜
１４ 誘電体膜
１５ 周波数調整膜
２０ ＩＤＴ
２１ 電極指
２２ 櫛型電極
２４ 反射器
４０ 送信フィルタ
４２ 受信フィルタ
Claims (4)
- 回転Ｙカット角が１２０°から１４０°のニオブ酸リチウム基板である圧電基板と、
入力端子と出力端子との間に直列に接続され、前記圧電基板上に設けられ、第１デュティ比を有して配列され主モードがレイリー波である弾性波を励振する複数の第１電極指を備える１または複数の直列共振器と、
前記入力端子と前記出力端子との間に並列に接続され、前記圧電基板上に設けられ、第２デュティ比を有して配列され主モードがレイリー波である弾性波を励振する複数の第２電極指を備える１または複数の並列共振器と、
弾性率の温度係数が前記圧電基板の弾性率の温度係数と逆符号であり、前記圧電基板上に前記複数の第１電極指および前記複数の第２電極指を覆うように設けられ、前記複数の第１電極指および前記複数の第２電極指より膜厚が大きく、酸化シリコン膜である誘電体膜と、
を具備し、
前記１または複数の並列共振器の第２デュティ比の全ては、前記１または複数の直列共振器の第１デュティ比の全てより小さく、
前記１または複数の直列共振器の全てにおける前記複数の第１電極指のピッチは前記１または複数の並列共振器の全てにおける前記複数の第２電極指のピッチより小さく、
前記複数の第１電極指の厚さと前記複数の第２電極指の厚さは実質的に同じであり、
前記１または複数の並列共振器における第２デュティ比（％）と前記１または複数の直列共振器における第１デュティ比（％）との差の値（％）は１％以上かつ２０％以下であり、
前記１または複数の直列共振器における第１デュティ比（％）と、前記１または複数の並列共振器における第２デュティ比（％）と、は、４０％以上かつ６０％以下である弾性波フィルタ。 - 回転Ｙカット角が１２０°から１４０°のニオブ酸リチウム基板である圧電基板と、
入力端子と出力端子との間に直列に接続され、前記圧電基板上に設けられ、第１デュティ比を有して配列され主モードがレイリー波である弾性波を励振する複数の第１電極指を備える１または複数の直列共振器と、
前記入力端子と前記出力端子との間に並列に接続され、前記圧電基板上に設けられ、第２デュティ比を有して配列され主モードがレイリー波である弾性波を励振する複数の第２電極指を備える１または複数の並列共振器と、
弾性率の温度係数が前記圧電基板の弾性率の温度係数と逆符号であり、前記圧電基板上に前記複数の第１電極指を覆うように設けられ、前記複数の第１電極指の膜厚より大きい第１膜厚を有し、酸化シリコン膜である第１誘電体膜と、
弾性率の温度係数が前記圧電基板の弾性率の温度係数と逆符号であり、前記圧電基板上に前記複数の第２電極指を覆うように設けられ、前記複数の第２電極指の膜厚より大きく、前記第１膜厚と実質的に同じ第２膜厚を有し、酸化シリコン膜である第２誘電体膜と、
を具備し、
前記１または複数の並列共振器の第２デュティ比の全ては、前記１または複数の直列共振器の第１デュティ比の全てより小さく、
前記１または複数の直列共振器の全てにおける前記複数の第１電極指のピッチは前記１または複数の並列共振器の全てにおける前記複数の第２電極指のピッチより小さく、
前記複数の第１電極指の厚さと前記複数の第２電極指の厚さは実質的に同じであり、
前記第１誘電体膜と前記第２誘電体膜とは実質的に同じ材料からなり、
前記１または複数の並列共振器における第２デュティ比（％）と前記１または複数の直列共振器における第１デュティ比（％）との差の値（％）は１％以上かつ２０％以下であり、
前記１または複数の直列共振器における第１デュティ比（％）と、前記１または複数の並列共振器における第２デュティ比（％）と、は、４０％以上かつ６０％以下である弾性波フィルタ。 - 前記１または複数の直列共振器は複数の直列共振器であり、
前記１または複数の並列共振器は複数の並列共振器である請求項１または２に記載の弾性波フィルタ。 - 請求項１から３のいずれか一項に記載の弾性波フィルタを含むマルチプレクサ。
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