JPWO2009050932A1 - 弾性表面波共振子及びラダー型フィルタ - Google Patents

Abstract

反共振周波数におけるインピーダンスを十分に高くすることができ、ラダー型フィルタを構成した場合のフィルタ特性の改善を図り得る弾性表面波共振子を提供する。弾性表面波伝搬方向外側にいくに連れて交叉幅が減少するようにＩＤＴ電極３が交叉幅重み付けされており、第１のバスバー１１の内側の辺１１ａが、第１のバスバー１１側の包絡線部分Ｂ１に対して一定の距離を隔てて配置されるように傾斜されている傾斜部分１１ａ１，１１ａ２を有し、第２のバスバーの内側の辺１２ａが、第２のバスバー１２側の包絡線部分Ｂ２に一定の距離を隔てて配置される傾斜部分１２ａ１，１２ａ２を有し、少なくとも１つの電極指１３，１５の先端から弾性表面波伝搬方向に延びる直線が、第１または第２のバスバーの辺１１ａ，１２ａに至るまでに交わる電極指及びダミー電極の総和をＮとしたときに、Ｎが１１以上とされている、弾性表面波共振子１。

Description

本発明は、ＩＤＴ電極の弾性表面波伝搬方向両側に反射器が配置されている弾性表面波共振子及び該弾性表面波共振子を用いたラダー型フィルタに関し、特に、ＩＤＴ電極に交叉幅重み付けが施こされている弾性表面波共振子及び該弾性表面波共振子を用いたラダー型フィルタに関する。

従来、携帯電話機などの通信機器において、共振子やフィルタを構成するために、弾性表面波共振子が広く用いられている。

例えば、下記の特許文献１には、図１４に示す弾性表面波共振子１００１が開示されている。弾性表面波共振子１００１は、圧電基板上に図示の電極構造を形成することにより構成されている。この弾性表面波共振子１００１は、レイリー波に比べて電気機械結合係数ｋ^２が大きいラブ波を利用した弾性表面波共振子である。

弾性表面波共振子１００１では、圧電基板上に、ＩＤＴ電極１００２が形成されている。ＩＤＴ電極１００２は、バスバー１００３と、バスバー１００３と対向配置されたバスバー１００４とを有する。バスバー１００３は、表面波伝搬方向に対してθの角度をなす方向に傾斜されて延びるバスバー部１００３ａと、弾性表面波伝搬方向に対して−θの角度をなすように延ばされており、かつバスバー部１００３ａに連ねられたバスバー部１００３ｂとを有する。

同様に、第２のバスバー１００４は、弾性表面波伝搬方向に対し−θの角度をなすように延ばされたバスバー部１００４ａと、バスバー１００４ａに連ねられており、弾性表面波伝搬方向に対してθの角度をなす方向に延ばされたバスバー部１００４ｂとを有する。

バスバー部１００３ａ，１００３ｂと、バスバー部１００４ａ，１００４ｂとで、略菱形の形状が構成されている。

バスバー部１００３ａ，１００３ｂから、バスバー部１００４ａ，１００４ｂ側に向って複数本の電極指１００５が延ばされている。なお、電極指１００５の先端に対してギャップを隔てて、ダミー電極１００６が配置されている。ダミー電極１００６の一端が、第２のバスバー１００４に接続されており、他端が上記ギャップを介して電極指１００５と対向されている。

同様に、第２のバスバー部１００４に一端が接続されており、他端が第１のバスバー１００３側に延びる複数本の電極指１００７が配置されている。電極指１００７の先端に対して、電極指長さ方向において、ギャップを隔てて、ダミー電極１００８が配置されている。ダミー電極１００８は、一端が第１のバスバー１００３に接続されており、他端が上記ギャップを介して電極指１００７に対向されている。

弾性表面波伝搬方向において、電極指１００５と、電極指１００７とが交互に配置されている。また、上記ＩＤＴ電極１００２では、交叉幅重み付けが施こされており、該交叉幅重み付けによって、表面波伝搬方向中心部分における交叉幅が最大とされており、表面波伝搬方向外側にいくに連れて交叉幅が順次小さくされている。

弾性表面波共振子１００１では、上記最小交叉幅部分の交叉幅が０とされている。表面波伝搬方向外側に、ダミー電極１００６，１００８のみが存在する領域が設けられている。

弾性表面波共振子１００１の特徴は、上記のように交叉幅重み付けが施こされており、かつ上記交叉幅重み付けにより得られた包絡線Ａと、バスバー部１００３ａ，１００３ｂ，１００４ａ，１００４ｂの内側の辺とが平行とされていることにある。言い換えれば、バスバー部１００３ａ〜１００４ｂの内側の辺は、包絡線と平行に配置されている。すなわち、バスバー部１００３ａ〜１００４ｂの内側辺が表面波伝搬方向に対してθもしくは−θの角度をなして傾斜している。そのため、非調和高次モードによる共振が発生し難いので、スプリアスを低減することができるとされている。特に、特許文献１では、上記包絡線と該包絡線に平行に延びているバスバーの内側の辺との間の部分が反射器として機能している。そのため、例えば図１５に直線Ｌ_０で示すように、励振された弾性表面波が、バスバー１００３ｂの内側の辺に到達する前に、例えば５本の電極指と交差することとなる。この５本の電極指が反射器として機能するため、スプリアスを効果的に抑圧することができ、小型化を図り得るとされている。
特開２０００−２８６６６３号公報

弾性表面波共振子は、発振回路やフィルタ等を構成するために用いられている。フィルタ回路を構成する場合、複数の弾性表面波共振子が接続されることが多い。例えば、弾性表面波共振子を複数有するラダー型フィルタでは、直列腕に少なくとも１個の弾性表面波共振子が接続されており、並列腕に少なくとも１個の弾性表面波共振子が接続されている。ラダー型フィルタでは、直列腕共振子の反共振周波数のインピーダンスを十分に高くしなければ、通過帯域高域側における減衰量が十分に大きくならない。

また、並列腕共振子では、反共振周波数のインピーダンスが十分に高くなければ、通過帯域における挿入損失が増大するおそれがある。

しかしながら、特許文献１に記載の弾性表面波共振子では、反共振周波数におけるインピーダンスが十分に大きくならないことがあった。また、反共振周波数よりも高い周波数域、例えば反共振周波数の１．００３倍程度の周波数においてリターンロスが増大するという問題があった。そのため、該弾性表面波共振子を並列腕共振子として用いるラダー型フィルタの通過帯域の高域側において、挿入損失が大きくなることがあった。

本発明の目的は、上述した従来技術の欠点を解消し、非調和高次モードの共振によるスプリアスを抑制し得るだけでなく、反共振周波数におけるインピーダンスを十分に高くすることが可能とされている弾性表面波共振子、並びに該弾性表面波共振子を並列腕共振子として用いて構成されており、通過帯域高域側における挿入損失を低減することが可能とされているラダー型フィルタを提供することにある。

本発明に係る弾性表面波共振子は、圧電基板と、前記圧電基板上に形成されたＩＤＴ電極と、前記ＩＤＴ電極の弾性表面波伝搬方向両側に設けられた一対の反射器とを備える弾性表面波共振子であって、前記ＩＤＴ電極が、第１，第２のバスバーと、前記第１のバスバーから第２のバスバーに向って延ばされた複数本の第１の電極指と、前記第２のバスバーから前記第１のバスバー側に向って延ばされた複数本の第２の電極指と、前記第１の電極指の先端に対してギャップを介して対向されており、前記第２のバスバーに接続されている第１のダミー電極と、前記第２の電極指の先端に対してギャップを介して対向されており、かつ前記第１のバスバーに接続されている第２のダミー電極とを備える。

本発明では、前記ＩＤＴ電極における電極指交叉幅が最大となる部分から前記弾性表面波伝搬方向両側にいくに連れて交叉幅が減少する交叉幅重み付け部分を有するように前記ＩＤＴ電極に交叉幅重み付けが施こされており、前記第１のバスバーの前記第１の電極指及び第２のダミー電極が接続されている辺が、前記交叉幅重み付けの包絡線と一定の距離を隔てて配置されるように、弾性表面波伝搬方向に対して傾斜された傾斜部分を有し、前記第２のバスバーの前記第２の電極指及び前記第１のダミー電極が接続されている辺が、前記交叉幅重み付けの包絡線に一定の距離を隔てて配置されるように、弾性表面波伝搬方向に対して傾斜された傾斜部分を有し、前記ＩＤＴ電極の最外側電極指と、前記反射器のＩＤＴ電極側の電極指とが隣り合う部分において、反射器の電極指の長さが、ＩＤＴ電極の該電極指の長さと、ＩＤＴ電極の電極指先端に対向されているダミー電極の長さの和と略同等とされており、前記ＩＤＴ電極の少なくとも１つの電極指の先端から、弾性表面波伝搬方向に延びる直線が前記第１または第２のバスバーの前記辺に至るまでに交わる電極指及びダミー電極の数の総和をＮとした場合に、Ｎが１１以上であり、かつ前記一対の反射器の内の１つの反射器に含まれる電極指の数が略Ｎとされている。

好ましくは、Ｎが１７以上とされ、その場合には、弾性表面波共振子がラダー型フィルタの並列腕共振子として用いられた場合、反共振周波数におけるインピーダンスをより一層高くすることができ、通過帯域の右肩となる周波数におけるリターンロスを小さくすることが可能となる。

本発明に係る弾性表面波共振子では、上記Ｎは好ましくは３０以下とされる。それによって、通過帯域高域側端部近傍の阻止帯域に現れるリップルを効果的に低減することができ、耐電力性を高めることができる。

本発明に係るラダー型フィルタは、直列腕共振子と、並列腕共振子とを有するラダー型フィルタであって、前記直列腕共振子及び並列腕共振子の内、少なくとも２個の共振子が、本発明に従って構成された弾性表面波共振子からなる。

本発明に係るラダー型フィルタでは、好ましくは、前記少なくとも２個の弾性表面波共振子として、表面波伝搬方向が平行となるように配置された第１，第２の弾性表面波共振子を有し、前記第１，第２の弾性表面波共振子の第１，第２のバスバーの前記第１または第２の電極指及び第２または第１のダミー電極が接続されている辺とは反対側の外側の辺が前記包絡線と一定の距離を有するように傾斜されており、前記第１の弾性表面波共振子の第１のバスバーの外側の辺の弾性表面波伝搬方向と直交する方向外側に、前記第２の弾性表面波共振子の第２のバスバーが位置されている。それによって、ラダー型フィルタのより一層の小型化を図ることができる。
（発明の効果）

本発明に係る弾性表面波共振子では、第１のバスバーの第１の電極指及び第２のダミー電極が接続されている辺が、交叉幅重み付けの包絡線と、一定の距離を隔てて配置されるように該辺が傾斜されている傾斜部分を有し、第２のバスバーの第２の電極指及び第１のダミー電極が接続されている辺も同様に、傾斜部分を有するため、特許文献１に記載の弾性表面波共振子と同様に、非調和高次モードによる共振が発生し難く、それによるスプリアスを低減することができる。しかも、本発明では、上記ＩＤＴ電極の少なくとも１つの電極指の先端から、弾性表面波伝搬方向に延びる直線が第１または第２のバスバーの上記辺に至るまでに交わる電極指及びダミー電極の数の総和をＮとした場合に、Ｎが１１以上であり、一対の反射器の１つの反射器に含まれる電極指の数が略Ｎとされているため、反共振周波数におけるインピーダンスを十分に高くすることができる。

よって、本発明に係る弾性表面波共振子を用いて構成されたラダー型フィルタにおいて、上記弾性表面波共振子を直列腕共振子として用いた場合、反共振周波数のインピーダンスを高くし得るため、通過帯域高域側における減衰量を十分大きくすることができる。また、通過帯域高域側におけるリターンロスを低減することができる。さらに、上記弾性表面波共振子は、並列腕共振子として用いた場合、通過帯域における挿入損失を十分に小さくすることができる。よって、良好なフィルタ特性を有するラダー型フィルタを提供することが可能となる。

図１は、本発明の一実施形態に係る圧電共振子を模式的に示す平面図である。 図２は、図１に示した弾性境界波共振子の要部を説明するための電極構造の部分切欠拡大平面図である。 図３は、図１に示した実施形態の弾性表面波素子の積層構造を説明するための模式的正面断面図である。 図４（ａ）及び（ｂ）は、実験例及び比較例の各弾性表面波共振子のインピーダンス周波数特性及び位相周波数特性を示す図である。 図５（ａ）及び（ｂ）は、実施形態及び比較例の各弾性表面波共振子のインピーダンス特性を示すインピーダンススミスチャート及びリターンロス周波数特性を示す図である。 図６（ａ）及び（ｂ）は、Ｎ＝１３及びＮ＝１７の場合の弾性表面波共振子のインピーダンス特性を示すインピーダンススミスチャート及びリターンロス周波数特性を示す図である。 図７（ａ）及び（ｂ）は、Ｎ＝１７、Ｎ＝２１及びＮ＝３０の場合の弾性表面波共振子のインピーダンス特性を示すインピーダンススミスチャート及びリターンロス周波数特性を示す図である。 図８（ａ）及び（ｂ）は、Ｎ＝３０及びＮ＝７０の場合の弾性表面波共振子のインピーダンス周波数特性及び位相周波数特性を示す図である。 図９（ａ）及び（ｂ）は、Ｎ＝３０及びＮ＝７０の場合の弾性表面波共振子のインピーダンス特性を示すインピーダンススミスチャート及びリターンロス周波数特性を示す図である。 図１０は、Ｎを変化させた場合の反共振周波数におけるインピーダンスの変化を示す図である。 図１１は、本発明の他の実施形態としてのラダー型フィルタの模式的平面図である。 図１２は、図１１に示したラダー型フィルタの回路構成を示す図である。 図１３は、図１１に示したラダー型フィルタのフィルタ特性を示す図である。 図１４は、従来の弾性表面波共振子の一例を示す平面図である。 図１５は、図１４に示した弾性表面波共振子の要部を示す部分切欠平面図である。

符号の説明

１…弾性表面波共振子
２…圧電基板
３…ＩＤＴ電極
４，５…反射器
６…ＳｉＯ_２膜
７…ＳｉＮ膜
１１…第１のバスバー
１２…第２のバスバー
１１ａ，１２ａ…辺
１３…第１の電極指
１４…第２のダミー電極
１５…第２の電極指
１６…第１のダミー電極
２１…ラダー型フィルタ
２２…圧電基板
Ｂ…包絡線
Ｂ１，Ｂ２…包絡線部分
Ｓ１〜Ｓ７…直列腕共振子
Ｐ１〜Ｐ３…並列腕共振子
Ｌ１，Ｌ２…インダクタンス

以下、本発明の具体的な実施形態を図面を参照しつつ説明することにより明らかにする。

図１は、本発明の一実施形態の弾性表面波共振子を示す平面図である。弾性表面波共振子１は、圧電基板２を有する。本発明では、圧電基板２は、カット角１２６°のＬｉＮｂＯ_３基板からなる。もっとも、圧電基板２は、ＬｉＴａＯ_３や水晶などの他の圧電単結晶により形成されていてもよく、あるいはチタン酸ジルコン酸鉛系セラミックスのような圧電セラミックスにより形成されていてもよい。

圧電基板２上に、図１に示す電極構造が形成されている。すなわち、ＩＤＴ電極３と、ＩＤＴ電極３の表面波伝搬方向両側に配置された反射器４，５とが形成されている。図１では、図示は省略されているが、図３に示すように、上記ＩＤＴ電極３を含む電極構造を覆うように、ＳｉＯ_２膜６及びＳｉＮ膜７がこの順序で積層されている。

本実施形態の弾性表面波共振子１の特徴は、ＩＤＴ電極３及び反射器４，５からなる電極構造にある。

すなわち、ＩＤＴ電極３は、第１のバスバー１１と、第１のバスバー１１と対向するように配置された第２のバスバー１２とを有する。第１のバスバー１１の内側の辺１１ａから、第２のバスバー１２に向って、複数本の第１の電極指１３が延ばされている。第１の電極指１３の先端に対してギャップを隔てて、第１のダミー電極１４が配置されている。すなわち、第１の電極指１３の先端とギャップを隔てて、第１の電極指１３の延長方向に延びる第１のダミー電極１４が配置されている。第１のダミー電極１４は、第２のバスバー１２の内側の辺１２ａに一端が接続されており、他端が上記ギャップを隔てて第１の電極指１３と対向されている。

同様に、第２のバスバー１２の内側の辺１２ａから、第１のバスバー１１側に向って第２の電極指１５が配置されている。第２の電極指１５の先端とギャップを隔てて対向するように、第２のダミー電極１６が配置されている。第２のダミー電極１６は、一端が第１のバスバー１１の内側の辺１１ａに接続されており、他端が上記ギャップを隔てて第２の電極指１５の先端と対向されている。

また、上記ＩＤＴ電極３は、交叉幅重み付けされている。ＩＤＴ電極３の弾性表面波伝搬方向において、すなわち電極指１３，１５の延びる方向と直交する方向において、ＩＤＴ電極３の中心において交叉幅が最大となり、弾性表面波伝搬方向両端に至るにつれて交叉幅が順に小さくなるように重み付けされている。

従って、交叉幅領域を取り囲む包絡線Ｂの内、第１のバスバー１１に近い側の包絡線部分Ｂ１は、ＩＤＴ電極３の中央から左側に向うにつれて、第２のバスバー１２に近い側の包絡線部分Ｂ２に近づいていき、ＩＤＴ電極３の中心から図１の右側に向うにつれて、同じく、第２のバスバー１２側に位置している包絡線部分Ｂ２に近接されている。

逆に、第２の包絡線部分Ｂ２についても、弾性表面波伝搬方向中心において、弾性表面波伝搬方向と直交する方向最外側に位置し、弾性表面波伝搬方向両端に近づくにつれて、第１の包絡線部分Ｂ１に近づいている。

他方、第１のバスバー１１の内側の辺１１ａと、上記第１のバスバー１１側の包絡線部分Ｂ１側との間の距離がほぼ一定となるように、第１のバスバーの辺１１ａが傾斜されている傾斜部分１１ａ１，１１ａ２を有する。同様に、第２のバスバー１２の内側の辺１２ａもまた、傾斜部分１２ａ１，１２ａ２を有する。傾斜部分１２ａ１，１２ａ２は、上記包絡線部分Ｂ２と平行に延ばされている。

従って、ＩＤＴ電極３では、特許文献１に記載の弾性表面波共振子１００１の場合と同様に、交叉幅領域の弾性表面波と直交する方向外側の領域における反射器として機能するダミー電極や電極指部分の長さが短くされている。よって、弾性表面波の群速度方向に対して上記反射器として機能する領域が傾斜されているので、非調和高次モードの共振が生じ難い。それによって、非調和高次モードの共振に起因するスプリアスを軽減することが可能とされている。

反射器４，５は、それぞれ、両端が短絡された複数本の電極指４ａ，５ａを有する。電極指４ａ，５ａは、ＩＤＴ電極３の電極指１３，１５と平行に延ばされている。

上記ＩＤＴ電極３、弾性表面波伝搬方向最外側の電極指と、反射器４，５のＩＤＴ電極３側の電極指４ａ，５ａとが隣り合う部分において、電極指４ａ，５ａの長さは、ＩＤＴ電極側の隣り合う電極指１３，１５の長さと、該電極指１３，１５の先端において対向されている、第２または第１のダミー電極１４，１６の長さの和と略同等とされている。

本実施形態の弾性表面波共振子１の特徴は、第１，第２のバスバー１１，１２の内側の辺１１ａ，１２ａが、上記のように交叉幅重み付けされた包絡線の包絡線部分Ｂ１または包絡線部分Ｂ２に対して略平行に延びる傾斜部分１１ａ１，１１ａ２，１２ａ１，１２ａ２を有するため、非調和高次モードによるスプリアスを抑制し得ること、並びに図２に示すように、少なくとも１つの電極指１３，１５の先端から、弾性表面波伝搬方向に延びる直線Ｌが、第１のバスバー１１または第２のバスバー１２の内側の辺１１ａまたは内側の辺１２ａに至るまでに交わる電極指及びダミー電極の数の総和をＮとした場合に、Ｎが１１以上であり、かつ反射器４，５の内の１つの反射器に含まれる電極指４ａ，５ａの数が略Ｎとされていることにある。それによって、反共振周波数によるインピーダンスを十分に高くすることができる。また、ラダー型フィルタの直列腕共振子や並列腕共振子として用いたラダー型フィルタを構成した場合の通過帯域高域側の特性を改善し、リターンロスを軽減することができる。これを具体的な実験例に基づき説明する。

（実験例１）
圧電基板２として、カット角１２６°ＬｉＮｂＯ_３基板上に、２２０ｎｍの厚みとなるようにＳｉＯ_２膜を成膜した。しかる後、ＳｉＯ_２膜上に電極形成部分を除いてレジストパターンを形成し、しかる後エッチングし、電極形成部分におけるＳｉＯ_２膜を除去した。そして、全面に、電極形成用金属膜を形成した。電極形成用金属膜として、上から順に、ＡｌＣｕ／Ｔｉ／Ｐｔ／ＮｉＣｒの順でこれらの金属もしくは合金を積層してなる積層金属膜を形成した。厚みは、ＡｌＣｕ／Ｔｉ／Ｐｔ／ＮｉＣｒ＝１００ｎｍ／１０ｎｍ／８０ｎｍ／１０ｎｍとした。また、ＩＤＴ電極３における電極指ピッチで決まる波長は４μｍとし、デューティ比は０．５とした。ＩＤＴ電極３における電極指の対数は８８対とし、最大交叉幅部分における交叉幅を８０μｍとし、最小交叉幅部分における交叉幅を８μｍとした。また、第１，第２の電極指の先端に位置しているギャップの幅、すなわちギャップの弾性表面波伝搬方向と直交する方向の寸法を０．４μｍとした。ＩＤＴ電極３の中央における第１，第２のダミー電極１４，１６の長さは０とし、ＩＤＴ電極３の弾性表面波伝搬方向両端におけるダミー電極の長さはダミー電極の本数に比例するものとし、第２のダミー電極の本数の合計が１７本のときに、７．４μｍとした。反射器４，５についても、電極指ピッチで決まる波長は４μｍとし、デューティ比は０．５とした。また、反射器４，５における電極指の本数は、ＩＤＴ電極３のＮと同一とした。反射器４，５の電極指の開口長は、ＩＤＴ電極３の弾性表面波伝搬方向端部における開口長、すなわち交叉幅とダミー電極の長さの２倍の合計と同一寸法とした。

上記ＩＤＴ電極及び反射器を覆うように、１０００ｎｍの厚みのＳｉＯ_２膜を成膜し、さらに周波数調整用に、５０ｎｍの厚みのＳｉＮ膜７を成膜した。

上記弾性表面波共振子の製造方法に際し、ＩＤＴの電極指の対数が８８対である構造において、上記Ｎが５本、１１本、１９本とされている各弾性表面波共振子を製造した。比較のために、上記Ｎが０である弾性表面波共振子も作製した。

上記のようにして得られた各弾性表面波共振子の共振特性を測定した。

図４（ａ）及び（ｂ）は、上記Ｎが０本、５本、１１本及び１９本とされている各弾性表面波共振子のインピーダンス周波数特性及び位相周波数特性を示す。

また、図５（ａ）及び（ｂ）は、Ｎが０本、５本、１１本及び１９本の各弾性表面波共振子の周波数特性を示すインピーダンススミスチャート及びリターンロスの周波数特性を示す図である。

なお、図４及び図５において、実線がＮ＝１９の場合を、破線がＮ＝１１の場合を、一点鎖線がＮ＝５の場合を、二点鎖線がＮ＝０の場合の結果を示す。

図４（ａ），（ｂ）及び図５（ａ），（ｂ）から明らかなように、Ｎが０または５の場合に比べて、Ｎ＝１１及びＮ＝１９の場合には、反共振周波数におけるインピーダンスを十分に高くし得ることがわかる。また、リターンロスについても、Ｎが０または５の場合に比べて、Ｎ＝１１及びＮ＝１９の場合に小さくされ得ることがわかる。さらに、Ｎ＝１９の場合には、Ｎ＝１１の場合よりもリターンロスを小さくし得ることがわかる。

（実験例２）
実験例１と同様にして、ただし、ＩＤＴ電極３における電極指の対数は１１１対とし、ＩＤＴ電極３における交叉幅最大部分の交叉幅を１００μｍ、最小交叉幅部分における交叉幅を１０μｍとした。また、Ｎが、１３本、１７本、２１本、３０本及び７０本の各弾性表面波共振子を製造した。比較のために、Ｎが０である弾性表面波共振子を作製した。その他の点は、実験例１と同様とした。

図６（ａ），（ｂ）は、Ｎ＝１３の場合と、Ｎ＝１７の場合の弾性表面波共振子の周波数特性を示すインピーダンススミスチャート及びリターンロスの周波数特性を示す図である。

図６（ａ），（ｂ）において、実線がＮ＝１３の場合の結果を、破線がＮ＝１７の場合の結果を示す。

図６（ａ），（ｂ）から明らかなように、Ｎ＝１３の場合に比べて、Ｎ＝１７の場合には、リターンロスがより一層小さくされ得ることがわかる。従って、前述した図５（ｂ）及び上記図６（ｂ）の結果より、Ｎを１７以上とすることが好ましく、それによって、リターンロスをより一層小さくし得ることがわかる。

さらに、図７（ａ），（ｂ）に示すように、Ｎ＝１７、Ｎ＝２１及びＮ＝３０の場合、すなわちＮ＝１７〜３０の範囲では、特性差はほとんどなかった。

また、図８（ａ），（ｂ）は、Ｎ＝３０及びＮ＝７０とした場合の各弾性表面波共振子のインピーダンス周波数特性及び位相周波数特性を示す。図９（ａ），（ｂ）は、Ｎ＝７０及びＮ＝３０の場合の各弾性表面波共振子のインピーダンス特性を示すインピーダンススミスチャート及びリターンロス周波数特性を示す図である。

図８（ａ），（ｂ）及び図９（ａ），（ｂ）から明らかなように、Ｎが３０本の場合に比べ、Ｎ＝７０となると、矢印Ｃで示すように、９２５〜９３５ＭＨｚ付近にリップルが増大することがわかる。従って、例えば、ラダー型フィルタの並列腕共振子として用いた場合、該リップルの増大により、耐電力性が低下するおそれがある。よって、好ましくは、上記リップルを低減するには、Ｎを３０以下とすることが望ましい。

上記のように、弾性表面波共振子１において、Ｎを１１以上とすることにより、反共振周波数におけるインピーダンスを十分高くすることができ、それによって、ラダー型フィルタの直列腕共振子として用いた場合には、通過帯域高域側における減衰量を十分に大きくすることができ、並列腕共振子として用いた場合には、通過帯域における挿入損失の増大を抑制することができる。

また、Ｎを１７以上とした場合には、反共振周波数よりも高域側における通過帯域近傍におけるリターンロスを低減することができ、より一層フィルタ特性の良好なラダー型フィルタが得られることがわかる。

さらに、上記のように、Ｎを３０以下とすることにより、反共振周波数よりも高域側におけるリップルを低減することができ、それによって、並列腕共振子として用いた場合、ラダー型フィルタの通過帯域高域側端部近傍の帯域外におけるリップルを低減することができ、望ましいことがわかる。

よって、本発明により得られる弾性表面波共振子は、ラダー型フィルタの並列腕共振子や直列腕共振子として好適に用いられるものである。

図１０は、上記Ｎを変化させた場合の弾性表面波共振子の反共振周波数におけるインピーダンスの変化を示す図である。図１０から明らかなように、Ｎが１１以上の場合に、インピーダンスを十分大きくすることができ、特にＮを１５以上とすることにより、より好ましくは１７以上とすることにより、反共振周波数におけるインピーダンスをより一層高くし得ることがわかる。

（ラダー型フィルタの実施形態）
図１１は、本発明の他の実施形態としてのラダー型フィルタを説明するための模式的平面図である。図１１の斜線部に図１に示す電極構造が形成されている。本実施形態のラダー型フィルタは、中心周波数８９７．５ＭＨｚ、通過帯域が８８０〜９１５ＭＨｚ帯であるＧＳＭ送信用フィルタとして用いられるものである。なお、図１１では、前述した弾性表面波共振子において形成されていたＳｉＯ_２膜及びＳｉＮ膜の図示は省略されている。もっとも、本発明に係る弾性表面波共振子及び該弾性表面波共振子を用いて構成されたラダー型フィルタでは、ＳｉＯ_２膜６やＳｉＮ膜７は必ずしも形成されずともよい。

図１１に示すように、ラダー型フィルタ２１では、圧電基板２２上に、直列腕共振子Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７が形成されている。また、圧電基板２２上には、並列腕共振子Ｐ１〜Ｐ３も形成されている。これらの直列腕共振子Ｓ１〜Ｓ７、並列腕共振子Ｐ１〜Ｐ３とが図１２に示すように接続されて、ラダー型フィルタ２１が形成されている。なお、図１２におけるインダクタンスＬ１，Ｌ２は、並列腕共振子Ｐ１，Ｐ２とグラウンド電位との間に挿入されるインダクタンス素子あるいは配線により形成されるインダクタンス分により構成される。同様に、並列腕共振子Ｐ３とグラウンド電位との間に挿入されるインダクタンスＬ２についても、別途接続されるインダクタンス素子あるいは配線により形成されるインダクタンス分により構成される。

上記のようなラダー型フィルタ２１では、本発明に従って構成された弾性表面波共振子を用いて直列腕共振子Ｓ１〜Ｓ７及び並列腕共振子Ｐ１〜Ｐ３が構成されているため、各弾性表面波共振子の反共振周波数におけるインピーダンスが十分に高くされている。従って、通過帯域高域側における減衰特性を改善することができるとともに、通過帯域高域側の減衰域におけるリターンロスを軽減することが可能となる。よって、良好なフィルタ特性を実現することができる。

図１３は、上記ラダー型フィルタのフィルタ特性を示す図である。図１３において、矢印Ｄで示すように、通過帯域右肩におけるフィルタ特性が、良好であることがわかる。また、通過帯域高域側においては、矢印Ｅで示すように、十分な減衰量の得られていることがわかる。

（変形例）
なお、上述した実施形態の弾性表面波共振子１では、最大交叉幅部分から弾性表面波伝搬方向両側にいくに連れて交叉幅が減少する交叉幅重み付け部分が１つ形成されていたが、このような交叉幅重み付け部分が弾性表面波伝搬方向に複数配置されていてもよい。言い換えれば、弾性表面波共振子１における上記交叉幅重み付けが施こされている部分を１つの周期とすると、複数の周期を有するように交叉幅重み付け部分が設けられていてもよい。

また、上記弾性表面波共振子１では、第１，第２のバスバーの辺１１ａ，１２ａが、傾斜部分１１ａ１，１１ａ２，１２ａ１，１２ａ２を有しており、傾斜部分１１ａ１，１２ａ１と、傾斜部分１１ａ２，１２ａ２との間に傾斜していない部分が設けられていたが、この傾斜していない部分は設けられずともよい。すなわち、最大交叉幅部分から弾性表面波伝搬方向両側に延びる２つの傾斜部分のみを有するように辺１１ａ，１２ａが形成されていてもよい。

さらに、上述した実施形態の弾性表面波共振子１では、周波数温度特性を改善するために、ＳｉＯ_２膜６が積層されていたが、ＳｉＯ_２以外の絶縁膜を形成することにより、同様に周波数温度係数を軽減してもよい。また、周波数を調整するために、ＳｉＮ膜７が積層されていたが、ＳｉＮ膜７以外の絶縁膜や金属膜等を形成することにより、周波数調整を行ってもよい。

さらに、これらのＳｉＯ_２膜やＳｉＮ膜は必ずしも形成されずともよい。

また、上記実施形態の弾性表面波共振子１では、弾性表面波伝搬方向中央において交叉幅が最大となり、両側にいくに連れて交叉幅が小さくなるように交叉幅重み付けが施こされていたが、このような交叉幅重み付けが、複数周期形成されていてもよい。

また、上記実施形態では、反射器４，５は電極指の長さが弾性表面波伝搬方向に沿って変化する交叉幅重み付けが施されていたが、電極指の長さが一定の正規型の反射器であってもよい。

Claims (5)

1. 圧電基板と、
   前記圧電基板上に形成されたＩＤＴ電極と、
   前記ＩＤＴ電極の弾性表面波伝搬方向両側に設けられた一対の反射器とを備える弾性表面波共振子であって、
   前記ＩＤＴ電極が、第１，第２のバスバーと、
   前記第１のバスバーから第２のバスバーに向って延ばされた複数本の第１の電極指と、
   前記第２のバスバーから前記第１のバスバー側に向って延ばされた複数本の第２の電極指と、
   前記第１の電極指の先端に対してギャップを介して対向されており、前記第２のバスバーに接続されている第１のダミー電極と、
   前記第２の電極指の先端に対してギャップを介して対向されており、かつ前記第１のバスバーに接続されている第２のダミー電極とを備え、
   前記ＩＤＴ電極における電極指交叉幅が最大となる部分から前記弾性表面波伝搬方向両側にいくに連れて交叉幅が減少する交叉幅重み付け部分を有するように前記ＩＤＴ電極に交叉幅重み付けが施こされており、
   前記第１のバスバーの前記第１の電極指及び第２のダミー電極が接続されている辺が、前記交叉幅重み付けの包絡線と一定の距離を隔てて配置されるように、弾性表面波伝搬方向に対して傾斜された傾斜部分を有し、
   前記第２のバスバーの前記第２の電極指及び前記第１のダミー電極が接続されている辺が、前記交叉幅重み付けの包絡線に一定の距離を隔てて配置されるように、弾性表面波伝搬方向に対して傾斜された傾斜部分を有し、
   前記ＩＤＴ電極の最外側電極指と、前記反射器のＩＤＴ電極側の電極指とが隣り合う部分において、反射器の電極指の長さが、ＩＤＴ電極の該電極指の長さと、ＩＤＴ電極の電極指先端に対向されているダミー電極の長さの和と略同等とされており、
   前記ＩＤＴ電極の少なくとも１つの電極指の先端から、弾性表面波伝搬方向に延びる直線が前記第１または第２のバスバーの前記辺に至るまでに交わる電極指及びダミー電極の数の総和をＮとした場合に、Ｎが１１以上であり、かつ前記一対の反射器の内の１つの反射器に含まれる電極指の数が略Ｎとされている、弾性表面波共振子。
2. Ｎが１７以上である、請求項１に記載の弾性表面波共振子。
3. Ｎが３０以下である、請求項１または２に記載の弾性表面波共振子。
4. 直列腕共振子と、並列腕共振子とを有するラダー型フィルタであって、前記直列腕共振子及び並列腕共振子の内、少なくとも２個の共振子が、請求項１〜３のいずれか１項に記載の弾性表面波共振子からなるラダー型フィルタ。
5. 前記少なくとも２個の弾性表面波共振子として、表面波伝搬方向が平行となるように配置された第１，第２の弾性表面波共振子を有し、
   前記第１，第２の弾性表面波共振子の第１，第２のバスバーの前記第１または第２の電極指及び第２または第１のダミー電極が接続されている辺とは反対側の外側の辺が前記包絡線と一定の距離を有するように傾斜されており、前記第１の弾性表面波共振子の第１のバスバーの外側の辺の弾性表面波伝搬方向と直交する方向外側に、前記第２の弾性表面波共振子の第２のバスバーが位置されている、請求項４に記載のラダー型フィルタ。

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