WO2016039026A1 - 弾性表面波装置 - Google Patents

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protrusion
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茂幸 藤田
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株式会社村田製作所
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    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02—Details
    • H03H9/125—Driving means, e.g. electrodes, coils
    • H03H9/145—Driving means, e.g. electrodes, coils for networks using surface acoustic waves
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/25—Constructional features of resonators using surface acoustic waves

Definitions

  • the present invention relates to a surface acoustic wave device.
  • Patent Document 1 discloses an example of a surface acoustic wave device in which an IDT electrode made of aluminum or the like is provided on a piezoelectric substrate.
  • a floating electrode that is not electrically connected anywhere is disposed between a plurality of electrode fingers.
  • An object of the present invention is to provide a surface acoustic wave device in which the insertion loss is much smaller and the out-of-band attenuation is sufficiently large.
  • a surface acoustic wave device includes a piezoelectric substrate and an IDT electrode provided on the piezoelectric substrate.
  • the IDT electrode includes first and second bus bars, and a plurality of first electrode fingers and a plurality of second electrode fingers each having one end connected to the first and second bus bars. Have.
  • the plurality of first electrode fingers and the plurality of second electrode fingers are interleaved with each other.
  • the first electrode finger and the second electrode finger are adjacent to each other with a gap in a first direction which is a surface acoustic wave propagation direction.
  • a plurality of the gaps exist in the first direction.
  • the surface acoustic wave device of the present invention is provided in at least one of the plurality of gaps, and is in contact with the plurality of first and second electrode fingers and the first and second bus bars. And a protrusion made of an insulator.
  • the protrusion extends in a second direction that is parallel to the direction in which the plurality of first and second electrode fingers extend. If the portion where the plurality of first electrode fingers and the plurality of second electrode fingers of the IDT electrode overlap with each other when viewed from the first direction is an electrode finger crossing portion, the first of the protrusions
  • the dimension along the direction 2 is greater than or equal to the dimension along the second direction of the electrode finger intersection.
  • the dimension of the protrusion along the second direction is equal to the dimension of the electrode finger crossing portion of the IDT electrode along the second direction.
  • the protrusion does not reach the outside of the electrode finger crossing portion.
  • the width of the protrusion is the first. 1, smaller than the width of the second electrode finger.
  • one end is connected to the first bus bar, and the plurality of second electrode fingers are opposed to each other in the second direction. And one end is connected to the plurality of first dummy electrodes not in contact with the plurality of second electrode fingers and the second bus bar, and the plurality of the plurality of first dummy electrodes are connected in the second direction.
  • the IDT electrode further includes a plurality of second dummy electrodes facing the first electrode fingers and not in contact with the plurality of first electrode fingers.
  • the portion where the plurality of first electrode fingers and the plurality of first dummy electrodes overlap when the IDT electrode is viewed in the first direction is a first offset portion
  • a portion where the plurality of second electrode fingers and the plurality of second dummy electrodes overlap is a second offset portion.
  • the protrusions reach the first and second offset portions.
  • the width of the protrusion in the first and second offset portions of the IDT electrode is larger than the width of the protrusion in the other portion.
  • a dielectric film is further provided on the piezoelectric substrate so as to cover the IDT electrode.
  • the dielectric film is provided so as to cover the protrusion.
  • the protrusion is provided on the dielectric film.
  • the shape of the cross section of the protrusion along the second direction is a rectangle.
  • the protrusions are periodically provided in the plurality of gaps.
  • the protrusions are provided in all the gaps.
  • the piezoelectric substrate is made of LiTaO 3 and uses a leaky wave.
  • FIG. 1 is a schematic plan view of a surface acoustic wave device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a front sectional view of the surface acoustic wave device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a front sectional view of the surface acoustic wave device of the first comparative example.
  • FIG. 4 is a front sectional view of the surface acoustic wave device of the second comparative example.
  • FIG. 5 is a diagram showing impedance frequency characteristics of the surface acoustic wave devices of the first and second comparative examples.
  • FIG. 6A is a diagram showing impedance frequency characteristics of the surface acoustic wave devices of the first embodiment and the first comparative example of the present invention, and FIG.
  • FIG. 6B is an impedance frequency characteristic in the vicinity of the resonance frequency.
  • FIG. 6C is a diagram showing impedance frequency characteristics in the vicinity of the antiresonance frequency.
  • FIG. 7 is a front sectional view of a first modification of the surface acoustic wave device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a front sectional view of a second modification of the surface acoustic wave device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a front sectional view of a third modification of the surface acoustic wave device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a schematic plan view of a fourth modification of the surface acoustic wave device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a front sectional view of a surface acoustic wave device according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a front sectional view of a surface acoustic wave device according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a schematic plan view of a surface acoustic wave device according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a schematic plan view of a surface acoustic wave device according to a fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic plan view of a surface acoustic wave device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a front sectional view of the surface acoustic wave device according to the first embodiment.
  • the surface acoustic wave device 1 has a piezoelectric substrate 2.
  • the piezoelectric substrate 2 is made of LiTaO 3 .
  • the piezoelectric substrate 2 may be made of an appropriate piezoelectric single crystal other than LiTaO 3 . Alternatively, it may be made of an appropriate piezoelectric ceramic.
  • the surface acoustic wave device 1 is a surface acoustic wave device using a leaky wave. Further, surface acoustic waves other than leaky waves may be used.
  • the IDT electrode 3 is provided on the piezoelectric substrate 2.
  • the IDT electrode 3 includes first and second bus bars 3a1 and 3b1 and a plurality of first and second electrode fingers 3a2 and 3b2.
  • One end of a plurality of first electrode fingers 3a2 is connected to the first bus bar 3a1.
  • One end of a plurality of second electrode fingers 3b2 is connected to the second bus bar 3b1.
  • the plurality of first electrode fingers 3a2 and the plurality of second electrode fingers 3b2 are interleaved with each other.
  • a surface acoustic wave is excited by applying an AC voltage to the IDT electrode 3.
  • the surface acoustic wave propagation direction is defined as a first direction X.
  • reflectors 6 are provided on both sides of the IDT electrode 3 in the first direction X.
  • the IDT electrode 3 and the reflector 6 are made of aluminum.
  • the IDT electrode 3 and the reflector 6 may be made of an aluminum alloy or an appropriate metal or alloy other than the above.
  • the IDT electrode 3 and the reflector 6 may be composed of a laminate in which a plurality of metal films or alloy films are laminated.
  • a resist pattern is formed by a photolithography method or the like, and a metal film is formed on the piezoelectric substrate 2 by a vapor deposition method or the like. Next, the resist pattern is removed and removed, and the metal film is patterned.
  • the reflector 6 can be formed simultaneously with the IDT electrode 3.
  • the first electrode finger 3a2 and the second electrode finger 3b2 are adjacent to each other with a gap A in the first direction X.
  • the gap A extends in the second direction Y.
  • a plurality of gaps A are arranged along the first direction X.
  • a protrusion 4 is provided in each gap A.
  • the protrusion 4 is disposed between the first electrode finger 3a2 and the second electrode finger 3b2 at a predetermined distance from the first electrode finger 3a2 and the second electrode finger 3b2.
  • Projection 4 is made of SiO 2.
  • the protrusion 4 may be made of an insulator other than SiO 2 .
  • a dielectric film is formed as an insulator on the piezoelectric substrate 2 by a CVD method or the like.
  • a resist pattern is formed by a photolithography method or the like.
  • the dielectric film is etched by a milling method or the like, and then the resist pattern is peeled and removed to form the protrusions 4.
  • a resin such as a photosensitive resin may be used as the insulator for forming the protrusions 4.
  • a resin film is formed by a photolithography method or the like.
  • the protrusion 4 extends in the second direction Y, which is a direction parallel to the direction in which the plurality of first and second electrode fingers 3a2 and 3b2 extend.
  • a portion where the plurality of first electrode fingers 3a2 and the plurality of second electrode fingers 3b2 overlap as viewed from the first direction X is defined as an electrode finger crossing portion B.
  • the dimension along the second direction Y of the protrusion 4 is equal to the dimension along the second direction Y of the electrode finger crossing portion B.
  • the protrusion 4 does not reach the outside of the electrode finger intersection B.
  • the dimension along the first direction X of the protrusion 4 and the first and second electrode fingers 3a2 and 3b2 is defined as the width.
  • the width of the protrusion 4 is smaller than the width of the first and second electrode fingers 3a2 and 3b2.
  • the protrusion 4 is not in contact with any of the plurality of first and second electrode fingers 3a2 and 3b2.
  • the feature of this embodiment is that the protrusion 4 is provided in the gap A. Thereby, the insertion loss can be reduced and the out-of-band attenuation can be increased. This will be specifically described below with reference to the drawings.
  • FIG. 3 is a front sectional view of the surface acoustic wave device of the first comparative example.
  • FIG. 4 is a front sectional view of the surface acoustic wave device of the second comparative example.
  • the surface acoustic wave device 101 of the first comparative example is not provided with the protrusion 4 in the first embodiment. Except for the above, the surface acoustic wave device 101 has the same structure as that of the first embodiment.
  • the surface acoustic wave device 111 of the second comparative example is not provided with the protrusion 4 that is an insulator in the first embodiment.
  • a floating electrode 114 is provided between the first electrode finger 113a2 and the second electrode finger 113b2 of the IDT electrode. The floating electrode 114 is not electrically connected anywhere.
  • the widths of the first and second electrode fingers 113a2 and 113b2 are smaller than the widths of the first and second electrode fingers 3a2 and 3b2 of the first embodiment.
  • the surface acoustic wave device 111 has the same structure as that of the first embodiment.
  • the design parameters of the surface acoustic wave devices of the first embodiment and the first and second comparative examples are as shown in Table 1 below.
  • FIG. 5 is a diagram showing impedance frequency characteristics of the surface acoustic wave devices of the first and second comparative examples.
  • the broken line indicates the result of the first comparative example, and the alternate long and short dash line indicates the result of the second comparative example.
  • FIG. 6A is a diagram showing impedance frequency characteristics of the surface acoustic wave devices of the first embodiment and the first comparative example of the present invention
  • FIG. 6B is an impedance frequency characteristic in the vicinity of the resonance frequency.
  • FIG. 6C is a diagram showing impedance frequency characteristics in the vicinity of the antiresonance frequency.
  • a solid line shows the result of the first embodiment, and a broken line shows the result of the first comparative example.
  • the anti-resonance resistance value of the second comparative example is larger than the anti-resonance resistance value of the first comparative example.
  • the resonance resistance value of the second comparative example is also significantly larger than the resonance resistance value of the first comparative example. Therefore, when the surface acoustic wave device of the second comparative example is used, the insertion loss is remarkably increased.
  • a floating electrode 114 having conductivity is provided. If the distance between the first and second electrode fingers 113a2 and 113b2 of the IDT electrode and the floating electrode 114 is small, the surge resistance is deteriorated. Therefore, the widths of the first and second electrode fingers 113a2 and 113b2 are reduced so that the distance between the first and second electrode fingers 113a2 and 113b2 and the floating electrode 114 is increased. Therefore, as shown in FIG. 5, the resonance resistance value was large in the second comparative example.
  • the protrusion 4 shown in FIG. 2 is made of an insulating dielectric, the surge resistance is not deteriorated. Therefore, the characteristics can be improved without reducing the width of the first and second electrode fingers 3a2 and 3b2.
  • the resonance resistance value of the present embodiment is ⁇ 1.0 dB, and the resonance resistance value of the first comparative example is ⁇ 0. 4 dB.
  • the resonance resistance value of this embodiment is 0.6 dB smaller than the resonance resistance value of the first comparative example.
  • the anti-resonance resistance value of the present embodiment is 72.6 dB, and the anti-resonance resistance value of the first comparative example is 70.0 dB.
  • the anti-resonance resistance value of this embodiment is 2.6 dB larger than the anti-resonance resistance value of the first comparative example.
  • the impedance ratio of the present embodiment when comparing the impedance ratio which is the ratio of the anti-resonance resistance value to the resonance resistance value, the impedance ratio of the present embodiment is 3.2 dB larger than the impedance ratio of the first comparative example. Therefore, it can be seen that the present embodiment can effectively reduce the insertion loss and effectively increase the out-of-band attenuation.
  • the protrusion 4 is disposed at a position including the center line CC between the first electrode finger 3a2 and the second electrode finger 3b2. Thereby, the insertion loss can be effectively reduced and the out-of-band attenuation can be effectively increased. More preferably, the protrusion 4 is desirably located in the center of the gap A. Thereby, the insertion loss can be further reduced and the out-of-band attenuation can be further increased.
  • the shape of the cross section of the protrusion 4 along the first direction X is rectangular, but the shape of the cross section of the protrusion 4 along the first direction X is not limited to a rectangle.
  • the shape of the cross section of the protrusion 54 may be trapezoidal.
  • the cross-sectional shape of the protrusion 64 may be a convex shape.
  • the shape of the cross section of the protrusion 74 may be a concave shape.
  • a part of the gap A where the protrusions 4 are not provided may be provided.
  • the protrusions 4 may be periodically provided in the plurality of gaps A.
  • FIG. 11 is a front sectional view of a surface acoustic wave device according to a second embodiment of the present invention.
  • a dielectric film 15 is provided on the piezoelectric substrate 2 of the surface acoustic wave device 11 so as to cover the IDT electrodes 3 and the protrusions 4.
  • the dielectric film 15 is a protective film and a frequency adjusting film. Therefore, the durability of the surface acoustic wave device 11 can be improved, and the frequency of the surface acoustic wave device 11 can be adjusted to a desired frequency by adjusting the film thickness of the dielectric film 15.
  • FIG. 12 is a front sectional view of the surface acoustic wave device according to the third embodiment.
  • a dielectric film 15 is provided on the piezoelectric substrate 2 of the surface acoustic wave device 21 so as to cover the IDT electrode 3.
  • a protrusion 4 is provided on a portion of the dielectric film 15 located in the gap A. Also in the present embodiment, the provision of the dielectric film 15 can enhance the durability of the surface acoustic wave device 21 and enhance the frequency-temperature characteristics.
  • SiO 2 or the like can be used.
  • the protrusion 4 is not covered with the dielectric film 15. Therefore, since the thickness of the dielectric film 15 is not added to the width of the protrusion 4, it is not necessary to pattern the protrusion 4 with a small width. Therefore, in addition to the above effects, the formation accuracy of the protrusions 4 can be effectively increased.
  • FIG. 13 is a schematic plan view of the surface acoustic wave device according to the fourth embodiment.
  • the IDT electrode 33 of the surface acoustic wave device 31 has a plurality of first and second dummy electrodes 33a3 and 33b3.
  • One end of the plurality of first dummy electrodes 33a3 is connected to the first bus bar 33a1.
  • the plurality of first dummy electrodes 33a3 are opposed to the plurality of second electrode fingers 33b2 in the second direction Y.
  • the plurality of first dummy electrodes 33a3 are not in contact with the plurality of second electrode fingers 33b2.
  • One end of the plurality of second dummy electrodes 33b3 is connected to the second bus bar 33b1.
  • the plurality of second dummy electrodes 33b3 are opposed to the plurality of first electrode fingers 33a2 in the second direction Y.
  • the plurality of second dummy electrodes 33b3 are not in contact with the plurality of first electrode fingers 33a2.
  • a portion where the plurality of first electrode fingers 33a2 and the plurality of first dummy electrodes 33a3 overlap is defined as a first offset portion D.
  • a portion where the plurality of second electrode fingers 33b2 and the plurality of second dummy electrodes 33b3 overlap is referred to as a second offset portion E.
  • the protrusion 34 reaches the first and second offset portions D and E.
  • FIG. 14 is a schematic plan view of a surface acoustic wave device according to a fifth embodiment.
  • the protrusion 44 of the surface acoustic wave device 41 has a first portion 44 a located at the first and second offset portions D and E.
  • the width of the first portion 44 a is larger than the width of other portions of the protrusion 44.
  • the surface acoustic wave device 1 shown in FIG. 1 can be used as a series arm resonator and a parallel arm resonator in a ladder type filter.
  • the anti-resonance resistance value of the surface acoustic wave device 1 is large. Therefore, the insertion loss of the ladder type filter can be effectively reduced by using the surface acoustic wave device 1 as the parallel arm resonator. Furthermore, the resonance resistance value of the surface acoustic wave device 1 is small. Therefore, by using the surface acoustic wave device 1 as a series arm resonator, the insertion loss can be reduced near the end of the pass band of the ladder filter, and the out-of-band attenuation can be increased. Therefore, when using the surface acoustic wave device 1 in a ladder type filter, it is preferable to use it for both a series arm resonator and a parallel arm resonator.
  • the surface acoustic wave devices 11, 21, 31, and 41 can also be used as series arm resonators and parallel arm resonators in ladder filters.
  • SYMBOLS 1 Surface acoustic wave apparatus 2 ... Piezoelectric substrate 3 ... IDT electrode 3a1, 3b1 ... 1st, 2nd bus bar 3a2, 3b2 ... 1st, 2nd electrode finger 4 ... Protrusion 6 ... Reflector 11 ... Surface acoustic wave apparatus DESCRIPTION OF SYMBOLS 15 ... Dielectric film 21 ... Surface acoustic wave device 31 ... Surface acoustic wave device 33 ... IDT electrode 33a1, 33b1 ... 1st, 2nd bus-bar 33a2, 33b2 ... 1st, 2nd electrode finger 33a3, 33b3 ... 1st , Second dummy electrode 34 ...
  • protrusion 41 ... surface acoustic wave device 44 ; protrusion 44a ... first portion 51 ... surface acoustic wave device 54 ... projection 61 ... surface acoustic wave device 64 ... protrusion 71 ... surface acoustic wave device 74 ... Projection 81 ... Surface acoustic wave device 101 ... Surface acoustic wave device 111 ... Surface acoustic wave device 113a2, 113b2 ... First and second electrode fingers 114 ... Floating electrode

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Abstract

　挿入損失がより一層小さく、かつ帯域外減衰量が充分に大きい、弾性表面波装置を提供する。　弾性表面波装置１は、圧電基板２と、圧電基板２上に設けられているＩＤＴ電極３とを備える。ＩＤＴ電極３は、第１，第２のバスバー３ａ１，３ｂ１と、第１，第２のバスバー３ａ１，３ｂ１に一方端がそれぞれ接続されている複数本の第１，第２の電極指３ａ２，３ｂ２とを有する。ＩＤＴ電極３は、ＩＤＴ電極３の弾性表面波伝搬方向にそれぞれ隣接している第１の電極指３ａ２と第２の電極指３ｂ２との間に位置するギャップＡをさらに有する。弾性表面波装置１は、複数のギャップＡのうちの少なくとも１つに設けられており、複数本の第１，第２の電極指３ａ２，３ｂ２及び第１，第２のバスバー３ａ１，３ｂ１に接触しておらず、かつ絶縁体からなる突起４をさらに備える。

Description

弾性表面波装置
　本発明は、弾性表面波装置に関する。
　近年、弾性表面波装置が携帯電話機の帯域通過型フィルタとして広く用いられている。
　例えば、下記の特許文献１では、圧電基板上にアルミニウムなどからなるＩＤＴ電極が設けられている弾性表面波装置の一例が開示されている。
　下記の特許文献２に記載の弾性表面波装置のＩＤＴ電極では、複数本の電極指同士の間に、電気的にどこにも接続されていない浮き電極が配置されている。
特許第３４１４３８４号公報 特開昭６２－２１０７１３号公報
　近年、弾性表面波装置の帯域外減衰量の増大及び挿入損失の低減がより一層求められている。
　しかしながら、特許文献１に記載の弾性表面波装置では、このような要求を満たすことはできなかった。
　特許文献２に記載の弾性表面波装置では、電極指間に上記浮き電極が配置されていたため、該浮き電極と電極指との距離が小さかった。よって、耐サージ性が劣化していた。耐サージ性の劣化を避けるために、電極指の線幅を小さくすると、電極指の抵抗が大きくなった。よって、共振抵抗値が大きくなった。従って、挿入損失を低減することや帯域外減衰量を充分に大きくすることができなかった。
　本発明の目的は、挿入損失がより一層小さく、かつ帯域外減衰量が充分に大きい、弾性表面波装置を提供することにある。
　本発明に係る弾性表面波装置は、圧電基板と、上記圧電基板上に設けられているＩＤＴ電極とを備える。上記ＩＤＴ電極は、第１，第２のバスバーと、上記第１，第２のバスバーに一方端がそれぞれ接続されている複数本の第１の電極指及び複数本の第２の電極指とを有する。上記複数本の第１の電極指と上記複数本の第２の電極指とは互いに間挿し合っている。上記ＩＤＴ電極において、弾性表面波伝搬方向である第１の方向に上記第１の電極指と上記第２の電極指とはギャップを隔てて互いに隣りあっている。上記ギャップは上記第１の方向に複数存在している。本発明の弾性表面波装置は、複数の上記ギャップのうちの少なくとも１つに設けられており、上記複数本の第１，第２の電極指及び上記第１，第２のバスバーに接触しておらず、かつ絶縁体からなる突起をさらに備える。
　本発明に係る弾性表面波装置のある特定の局面では、上記複数本の第１，第２の電極指が延びる方向と平行な方向である第２の方向に上記突起が延びている。上記ＩＤＴ電極の上記複数本の第１の電極指と上記複数本の第２の電極指とが上記第１の方向から見て重なり合っている部分を電極指交叉部とすると、上記突起の上記第２の方向に沿う寸法は上記電極指交叉部の上記第２の方向に沿う寸法以上である。
　本発明に係る弾性表面波装置の他の特定の局面では、上記突起の上記第２の方向に沿う寸法は、上記ＩＤＴ電極の上記電極指交叉部の上記第２の方向に沿う寸法と等しい。上記突起は上記電極指交叉部の外側に至っていない。
　本発明に係る弾性表面波装置のさらに他の特定の局面では、上記突起及び上記第１，第２の電極指の上記第１の方向に沿う寸法を幅とすると、上記突起の幅は上記第１，第２の電極指の幅よりも小さい。
　本発明に係る弾性表面波装置の別の特定の局面では、上記第１のバスバーに一方端が接続されており、上記第２の方向において上記複数本の第２の電極指と対向しており、かつ上記複数本の第２の電極指と接触していない複数本の第１のダミー電極と、上記第２のバスバーに一方端が接続されており、上記第２の方向において上記複数本の第１の電極指と対向しており、かつ上記複数本の第１の電極指と接触していない複数本の第２のダミー電極とを上記ＩＤＴ電極がさらに有する。上記ＩＤＴ電極を上記第１の方向に見たときに上記複数本の第１の電極指と上記複数本の第１のダミー電極とが重なり合っている部分が第１のオフセット部とされており、上記複数本の第２の電極指と上記複数本の第２のダミー電極とが重なり合っている部分が第２のオフセット部とされている。上記第１，第２のオフセット部に上記突起が至っている。
　本発明に係る弾性表面波装置のさらに別の特定の局面では、上記ＩＤＴ電極の上記第１，第２のオフセット部における上記突起の幅は、他の部分における上記突起の幅よりも大きい。
　本発明に係る弾性表面波装置のさらに別の特定の局面では、上記圧電基板上に上記ＩＤＴ電極を覆うように設けられている誘電体膜がさらに備えられている。
　本発明に係る弾性表面波装置のさらに別の特定の局面では、上記誘電体膜は上記突起を覆うように設けられている。
　本発明に係る弾性表面波装置のさらに別の特定の局面では、上記突起は上記誘電体膜上に設けられている。
　本発明に係る弾性表面波装置のさらに別の特定の局面では、上記第２の方向に沿う上記突起の断面の形状は矩形である。
　本発明に係る弾性表面波装置のさらに別の特定の局面では、上記突起は複数の上記ギャップに周期的に設けられている。
　本発明に係る弾性表面波装置のさらに別の特定の局面では、上記突起は全ての上記ギャップに設けられている。
　本発明に係る弾性表面波装置のさらに別の特定の局面では、上記圧電基板はＬｉＴａＯ３からなり、リーキー波を利用している。
　本発明によれば、挿入損失がより一層小さく、かつ帯域外減衰量が充分に大きい、弾性表面波装置を提供することができる。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る弾性表面波装置の模式的平面図である。 図２は、本発明の第１の実施形態に係る弾性表面波装置の正面断面図である。 図３は、第１の比較例の弾性表面波装置の正面断面図である。 図４は、第２の比較例の弾性表面波装置の正面断面図である。 図５は、第１，第２の比較例の弾性表面波装置のインピーダンス周波数特性を示す図である。 図６（ａ）は、本発明の第１の実施形態及び第１の比較例の弾性表面波装置のインピーダンス周波数特性を示す図であり、図６（ｂ）は、共振周波数付近におけるインピーダンス周波数特性を示す図であり、図６（ｃ）は、反共振周波数付近におけるインピーダンス周波数特性を示す図である。 図７は、本発明の第１の実施形態に係る弾性表面波装置の第１の変形例の正面断面図である。 図８は、本発明の第１の実施形態に係る弾性表面波装置の第２の変形例の正面断面図である。 図９は、本発明の第１の実施形態に係る弾性表面波装置の第３の変形例の正面断面図である。 図１０は、本発明の第１の実施形態に係る弾性表面波装置の第４の変形例の模式的平面図である。 図１１は、本発明の第２の実施形態に係る弾性表面波装置の正面断面図である。 図１２は、本発明の第３の実施形態に係る弾性表面波装置の正面断面図である。 図１３は、本発明の第４の実施形態に係る弾性表面波装置の模式的平面図である。 図１４は、本発明の第５の実施形態に係る弾性表面波装置の模式的平面図である。
　以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。
　なお、本明細書に記載の各実施形態は、例示的なものであり、異なる実施形態間において、構成の部分的な置換または組み合わせが可能であることを指摘しておく。
　図１は、本発明の第１の実施形態に係る弾性表面波装置の模式的平面図である。図２は、第１の実施形態に係る弾性表面波装置の正面断面図である。
　弾性表面波装置１は、圧電基板２を有する。圧電基板２はＬｉＴａＯ３からなる。なお、圧電基板２はＬｉＴａＯ３以外の適宜の圧電単結晶からなっていてもよい。あるいは、適宜の圧電セラミックスからなっていてもよい。弾性表面波装置１は、リーキー波を利用している弾性表面波装置である。また、リーキー波以外の弾性表面波を利用してもよい。
　圧電基板２上には、ＩＤＴ電極３が設けられている。ＩＤＴ電極３は、第１，第２のバスバー３ａ１，３ｂ１及び複数本の第１，第２の電極指３ａ２，３ｂ２を有する。第１のバスバー３ａ１には、複数本の第１の電極指３ａ２の一方端が接続されている。第２のバスバー３ｂ１には、複数本の第２の電極指３ｂ２の一方端が接続されている。複数本の第１の電極指３ａ２と複数本の第２の電極指３ｂ２とは、互いに間挿し合っている。
　弾性表面波装置１では、ＩＤＴ電極３に交流電圧を印加することにより、弾性表面波が励振される。弾性表面波伝搬方向を第１の方向Ｘとする。第１の方向ＸにおけるＩＤＴ電極３の両側には、反射器６が設けられている。
　ＩＤＴ電極３及び反射器６は、アルミニウムからなる。なお、ＩＤＴ電極３及び反射器６は、アルミニウム合金または上記以外の適宜の金属または合金からなっていてもよい。ＩＤＴ電極３及び反射器６は、複数の金属膜または合金膜が積層された積層体からなっていてもよい。
　ＩＤＴ電極３を形成するに際しては、例えば、フォトリソグラフィー法などにより、レジストパターンを形成して、蒸着法などにより、圧電基板２上に金属膜を形成する。次に、レジストパターンを剥離、除去して、上記金属膜をパターニングする。反射器６は、ＩＤＴ電極３と同時に形成することができる。
　第１の電極指３ａ２と第２の電極指３ｂ２とは、第１の方向ＸにおいてギャップＡを隔てて互いに隣りあっている。ギャップＡは第２の方向Ｙに延びている。ＩＤＴ電極３においては、複数のギャップＡが第１の方向Ｘに沿って配置されている。各ギャップＡ内には、突起４が設けられている。詳細には、第１の電極指３ａ２と第２の電極指３ｂ２との間に、第１の電極指３ａ２と第２の電極指３ｂ２とから所定の距離を隔てて突起４が配置されている。突起４は、ＳｉＯ２からなる。なお、突起４は、ＳｉＯ２以外の他の絶縁体からなっていてもよい。
　突起４を形成するに際しては、例えば、ＣＶＤ法などにより圧電基板２上に、絶縁体として誘電体膜を形成する。次に、フォトリソグラフィー法などにより、レジストパターンを形成して、次に、ミリング法などにより、上記誘電体膜をエッチングし、その後レジストパターンを剥離、除去して突起４を形成する。
　なお、突起４を形成する絶縁体としては、感光性樹脂などの樹脂を用いてもよい。その場合、フォトリソグラフィー法などによって樹脂膜を形成する。
　複数本の第１，第２の電極指３ａ２，３ｂ２が延びる方向に平行な方向である第２の方向Ｙに突起４は延びている。第１の方向Ｘから見て複数本の第１の電極指３ａ２と複数本の第２の電極指３ｂ２とが重なり合っている部分を電極指交叉部Ｂとする。突起４の第２の方向Ｙに沿う寸法と電極指交叉部Ｂの第２の方向Ｙに沿う寸法とは等しい。突起４は、電極指交叉部Ｂの外側には至っていない。突起４及び第１，第２の電極指３ａ２，３ｂ２の第１の方向Ｘに沿う寸法を幅とする。突起４の幅は第１，第２の電極指３ａ２，３ｂ２の幅よりも小さい。突起４は、複数本の第１，第２の電極指３ａ２，３ｂ２のいずれにも接触していない。
　本実施形態の特徴は、ギャップＡ内に突起４が設けられていることにある。それによって、挿入損失を低減し、かつ帯域外減衰量を大きくすることができる。これを、図面を参照しつつ、以下において具体的に説明する。
　図３は、第１の比較例の弾性表面波装置の正面断面図である。図４は、第２の比較例の弾性表面波装置の正面断面図である。
　図３に示すように、第１の比較例の弾性表面波装置１０１では、第１の実施形態における突起４が設けられていない。上記以外においては、弾性表面波装置１０１は第１の実施形態と同様の構造を有する。
　図４に示すように、第２の比較例の弾性表面波装置１１１では、第１の実施形態における絶縁体である突起４は設けられていない。ＩＤＴ電極の第１の電極指１１３ａ２と第２の電極指１１３ｂ２との間に浮き電極１１４が設けられている。浮き電極１１４は、電気的にどこにも接続されていない。第１，第２の電極指１１３ａ２，１１３ｂ２の幅は、第１の実施形態の第１，第２の電極指３ａ２，３ｂ２の幅よりも小さい。上記以外においては、弾性表面波装置１１１は第１の実施形態と同様の構造を有する。
　第１の実施形態及び第１，第２の比較例の弾性表面波装置の設計パラメータは、下記の表１の通りとした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　図５は、第１，第２の比較例の弾性表面波装置のインピーダンス周波数特性を示す図である。破線は第１の比較例の結果を示し、一点鎖線は第２の比較例の結果を示す。図６（ａ）は、本発明の第１の実施形態及び第１の比較例の弾性表面波装置のインピーダンス周波数特性を示す図であり、図６（ｂ）は、共振周波数付近におけるインピーダンス周波数特性を示す図であり、図６（ｃ）は、反共振周波数付近におけるインピーダンス周波数特性を示す図である。実線は第１の実施形態の結果を示し、破線は第１の比較例の結果を示す。
　図５に示すように、第２の比較例の反共振抵抗値は第１の比較例の反共振抵抗値よりも大きい。しかしながら、第２の比較例の共振抵抗値も第１の比較例の共振抵抗値よりも著しく大きくなっている。よって、第２の比較例の弾性表面波装置を用いると、挿入損失が著しく高くなる。
　図４に示すように、第２の比較例では、導電性を有する浮き電極１１４が設けられている。ＩＤＴ電極の第１，第２の電極指１１３ａ２，１１３ｂ２と浮き電極１１４との距離が小さければ、耐サージ性が劣化する。よって、第１，第２の電極指１１３ａ２，１１３ｂ２と浮き電極１１４との距離を大きくするように、第１，第２の電極指１１３ａ２，１１３ｂ２の幅を小さくしている。そのため、図５に示したように、第２の比較例では共振抵抗値が大きくなっていた。
　これに対して、本実施形態では、図２に示した突起４は絶縁性を有する誘電体からなるため、耐サージ性は劣化しない。よって、第１，第２の電極指３ａ２，３ｂ２の幅を小さくせずに、特性を向上させることができる。
　より具体的には、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、本実施形態の共振抵抗値は－１．０ｄＢであり、第１の比較例の共振抵抗値は－０．４ｄＢである。本実施形態の共振抵抗値は第１の比較例の共振抵抗値よりも０．６ｄＢ小さい。さらに、図６（ａ）及び図６（ｃ）に示すように、本実施形態の反共振抵抗値は７２．６ｄＢであり、第１の比較例の反共振抵抗値は７０．０ｄＢである。本実施形態の反共振抵抗値は第１の比較例の反共振抵抗値よりも２．６ｄＢ大きい。ここで、反共振抵抗値の共振抵抗値に対する比であるインピーダンス比を比較すると、本実施形態のインピーダンス比は、第１の比較例のインピーダンス比よりも３．２ｄＢ大きい。従って、本実施形態により、挿入損失を効果的に低減し、かつ帯域外減衰量を効果的に大きくし得ることがわかる。
　図１に示すように、好ましくは、突起４は、第１の電極指３ａ２と第２の電極指３ｂ２との中心線Ｃ－Ｃを含む位置に配置されていることが望ましい。それによって、挿入損失を効果的に低減し、かつ帯域外減衰量を効果的に大きくすることができる。より好ましくは、突起４は、ギャップＡの中心に位置していることが望ましい。それによって、挿入損失をより一層低減し、かつ帯域外減衰量をより一層大きくすることができる。
　本実施形態では、突起４の第１の方向Ｘに沿う断面の形状は矩形だが、突起４の第１の方向Ｘに沿う断面の形状は矩形に限られない。例えば、図７に示す第１の変形例の弾性表面波装置５１のように、突起５４の断面の形状は台形でもよい。図８に示す第２の変形例の弾性表面波装置６１のように、突起６４の断面の形状は凸型形状でもよい。図９に示す第３の変形例の弾性表面波装置７１のように、突起７４の断面の形状は凹型形状でもよい。
　図１０に示す第４の変形例の弾性表面波装置８１のように、突起４が設けられていないギャップＡを一部有していてもよい。例えば、突起４は、複数のギャップＡ内に周期的に設けられていてもよい。もっとも、本実施形態のように、突起４は全てのギャップＡ内に設けられていることが望ましい。それによって、挿入損失を効果的に低減し、かつ帯域外減衰量を効果的に大きくすることができる。
　図１１は、本発明の第２の実施形態に係る弾性表面波装置の正面断面図である。
　弾性表面波装置１１の圧電基板２上には、ＩＤＴ電極３及び突起４を覆うように誘電体膜１５が設けられている。誘電体膜１５は保護膜であり、かつ周波数調整膜である。従って、弾性表面波装置１１の耐久性を高めることができ、誘電体膜１５の膜厚を調整することで、弾性表面波装置１１の周波数を所望の周波数に調整することができる。
　図１２は、第３の実施形態に係る弾性表面波装置の正面断面図である。
　弾性表面波装置２１の圧電基板２上には、ＩＤＴ電極３を覆うように誘電体膜１５が設けられている。誘電体膜１５のギャップＡ内に位置している部分上に突起４が設けられている。本実施形態においても、誘電体膜１５が設けられていることにより、弾性表面波装置２１の耐久性を高めることができ、かつ周波数温度特性などを高めることができる。
　誘電体膜１５には、ＳｉＯ２などを用いることができる。
　本実施形態では、突起４は誘電体膜１５に覆われていない。よって、突起４の幅に誘電体膜１５の厚みが加わらないため、突起４の幅を小さくパターニングする必要がない。従って、上記の効果に加えて、突起４の形成精度を効果的に高めることができる。
　図１３は、第４の実施形態に係る弾性表面波装置の模式的平面図である。
　弾性表面波装置３１のＩＤＴ電極３３は、複数本の第１，第２のダミー電極３３ａ３，３３ｂ３を有する。複数本の第１のダミー電極３３ａ３の一方端は、第１のバスバー３３ａ１に接続されている。複数本の第１のダミー電極３３ａ３は、第２の方向Ｙにおいて複数本の第２の電極指３３ｂ２と対向している。複数本の第１のダミー電極３３ａ３は、複数本の第２の電極指３３ｂ２に接触していない。複数本の第２のダミー電極３３ｂ３の一方端は、第２のバスバー３３ｂ１に接続されている。複数本の第２のダミー電極３３ｂ３は、第２の方向Ｙにおいて複数本の第１の電極指３３ａ２と対向している。複数本の第２のダミー電極３３ｂ３は、複数本の第１の電極指３３ａ２に接触していない。
　ＩＤＴ電極３３を第１の方向Ｘに見たときに、複数本の第１の電極指３３ａ２と複数本の第１のダミー電極３３ａ３とが重なり合っている部分を第１のオフセット部Ｄとする。複数本の第２の電極指３３ｂ２と複数本の第２のダミー電極３３ｂ３とが重なり合っている部分を第２のオフセット部Ｅとする。突起３４は第１，第２のオフセット部Ｄ，Ｅに至っている。それによって、電極指交叉部Ｂにおける音速と第１，第２のオフセット部Ｄ，Ｅにおける音速との不均衡を抑制することができる。よって、共振抵抗値をより一層低減することができ、かつ反共振抵抗値をより一層高めることができる。従って、挿入損失をより一層低減することができ、帯域外減衰量をより一層大きくすることができる。
　図１４は、第５の実施形態に係る弾性表面波装置の模式的平面図である。
　弾性表面波装置４１の突起４４は、第１，第２のオフセット部Ｄ，Ｅに位置する第１の部分４４ａを有する。第１の部分４４ａの幅は、突起４４の他の部分における幅よりも大きい。それによって、第１，第２のオフセット部Ｄ，Ｅにおける音速をより一層遅くすることができるため、弾性表面波の閉じ込め効果をより一層高めることができる。よって、共振抵抗値をより一層低減することができ、かつ反共振抵抗値をより一層高めることができる。従って、挿入損失をより一層低減することができ、帯域外減衰量をより一層大きくすることができる。
　図１に示す弾性表面波装置１は、ラダー型フィルタにおける直列腕共振子及び並列腕共振子として用いることができる。弾性表面波装置１の反共振抵抗値は大きい。よって、弾性表面波装置１を並列腕共振子に用いることにより、ラダー型フィルタの挿入損失を効果的に低減することができる。さらに、弾性表面波装置１の共振抵抗値は小さい。よって、弾性表面波装置１を直列腕共振子に用いることにより、ラダー型フィルタの通過帯域の端部付近では挿入損失を低減することができ、帯域外減衰量を大きくすることができる。従って、ラダー型フィルタにおいて弾性表面波装置１を用いるに際しては、好ましくは、直列腕共振子及び並列腕共振子の双方に用いることが望ましい。
　弾性表面波装置１と同様に、第２～第５の実施形態に係る弾性表面波装置１１，２１，３１，４１もラダー型フィルタにおける直列腕共振子及び並列腕共振子として用いることができる。
　１…弾性表面波装置
　２…圧電基板
　３…ＩＤＴ電極
　３ａ１，３ｂ１…第１，第２のバスバー
　３ａ２，３ｂ２…第１，第２の電極指
　４…突起
　６…反射器
　１１…弾性表面波装置
　１５…誘電体膜
　２１…弾性表面波装置
　３１…弾性表面波装置
　３３…ＩＤＴ電極
　３３ａ１，３３ｂ１…第１，第２のバスバー
　３３ａ２，３３ｂ２…第１，第２の電極指
　３３ａ３，３３ｂ３…第１，第２のダミー電極
　３４…突起
　４１…弾性表面波装置
　４４…突起
　４４ａ…第１の部分
　５１…弾性表面波装置
　５４…突起
　６１…弾性表面波装置
　６４…突起
　７１…弾性表面波装置
　７４…突起
　８１…弾性表面波装置
　１０１…弾性表面波装置
　１１１…弾性表面波装置
　１１３ａ２，１１３ｂ２…第１，第２の電極指
　１１４…浮き電極

Claims (13)

  1. 　圧電基板と、
    　前記圧電基板上に設けられているＩＤＴ電極とを備え、
    　前記ＩＤＴ電極が、第１，第２のバスバーと、前記第１，第２のバスバーに一方端がそれぞれ接続されている複数本の第１の電極指及び複数本の第２の電極指とを有し、前記複数本の第１の電極指と前記複数本の第２の電極指とが互いに間挿し合っており、前記ＩＤＴ電極において、弾性表面波伝搬方向である第１の方向に前記第１の電極指と前記第２の電極指とがギャップを隔てて互いに隣りあっており、前記ギャップは前記第１の方向に複数存在しており、
    　複数の前記ギャップのうちの少なくとも１つに設けられており、前記複数本の第１，第２の電極指及び前記第１，第２のバスバーに接触しておらず、かつ絶縁体からなる突起をさらに備える、弾性表面波装置。
  2. 　前記複数本の第１，第２の電極指が延びる方向と平行な方向である第２の方向に前記突起が延びており、前記ＩＤＴ電極の前記複数本の第１の電極指と前記複数本の第２の電極指とが前記第１の方向から見て重なり合っている部分を電極指交叉部とすると、前記突起の前記第２の方向に沿う寸法が前記電極指交叉部の前記第２の方向に沿う寸法以上である、請求項１に記載の弾性表面波装置。
  3. 　前記突起の前記第２の方向に沿う寸法が、前記ＩＤＴ電極の前記電極指交叉部の前記第２の方向に沿う寸法と等しく、前記突起が前記電極指交叉部の外側に至っていない、請求項２に記載の弾性表面波装置。
  4. 　前記突起及び前記第１，第２の電極指の前記第１の方向に沿う寸法を幅とすると、前記突起の幅が前記第１，第２の電極指の幅よりも小さい、請求項１～３のいずれか１項に記載の弾性表面波装置。
  5. 　前記第１のバスバーに一方端が接続されており、前記第２の方向において前記複数本の第２の電極指と対向しており、かつ前記複数本の第２の電極指と接触していない複数本の第１のダミー電極と、前記第２のバスバーに一方端が接続されており、前記第２の方向において前記複数本の第１の電極指と対向しており、かつ前記複数本の第１の電極指と接触していない複数本の第２のダミー電極とを前記ＩＤＴ電極がさらに有し、前記ＩＤＴ電極を前記第１の方向に見たときに前記複数本の第１の電極指と前記複数本の第１のダミー電極とが重なり合っている部分が第１のオフセット部とされており、前記複数本の第２の電極指と前記複数本の第２のダミー電極とが重なり合っている部分が第２のオフセット部とされており、前記第１，第２のオフセット部に前記突起が至っている、請求項２に記載の弾性表面波装置。
  6. 　前記ＩＤＴ電極の前記第１，第２のオフセット部における前記突起の幅が、他の部分における前記突起の幅よりも大きい、請求項５に記載の弾性表面波装置。
  7. 　前記圧電基板上に前記ＩＤＴ電極を覆うように設けられている誘電体膜をさらに備える、請求項１～６のいずれか１項に記載の弾性表面波装置。
  8. 　前記誘電体膜が前記突起を覆うように設けられている、請求項７に記載の弾性表面波装置。
  9. 　前記突起が前記誘電体膜上に設けられている、請求項７に記載の弾性表面波装置。
  10. 　前記第２の方向に沿う前記突起の断面の形状が矩形である、請求項２または３に記載の弾性表面波装置。
  11. 　前記突起が複数の前記ギャップに周期的に設けられている、請求項１～１０のいずれか１項に記載の弾性表面波装置。
  12. 　前記突起が全ての前記ギャップに設けられている、請求項１～１１のいずれか１項に記載の弾性表面波装置。
  13. 　前記圧電基板がＬｉＴａＯ３からなり、リーキー波を利用している、請求項１～１２のいずれか１項に記載の弾性表面波装置。
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