WO2021024762A1 - 弾性波フィルタ装置 - Google Patents

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WO2021024762A1
WO2021024762A1 PCT/JP2020/027908 JP2020027908W WO2021024762A1 WO 2021024762 A1 WO2021024762 A1 WO 2021024762A1 JP 2020027908 W JP2020027908 W JP 2020027908W WO 2021024762 A1 WO2021024762 A1 WO 2021024762A1
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series arm
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resonator
parallel arm
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裕太 竹内
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株式会社村田製作所
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    • H03H9/6433—Coupled resonator filters
    • H03H9/6483—Ladder SAW filters

Definitions

  • the present invention relates to an elastic wave filter device.
  • Patent Document 1 discloses an example of an elastic wave filter device.
  • This elastic wave filter device is a ladder type filter including a plurality of series arm resonators and a plurality of parallel arm resonators. Both the series arm resonator and the parallel arm resonator are surface acoustic wave resonators.
  • the ladder type filter as described above has been widely used as a duplexer transmission filter in particular.
  • the ladder type filter and other filters are commonly connected to an antenna or the like.
  • high steepness in the filter characteristics of the ladder type filter is required.
  • the specific band of the resonator is narrowed, for example, by reducing the effective electromechanical coupling coefficient of the resonator.
  • An object of the present invention is to provide an elastic wave filter device capable of improving steepness and increasing the amount of attenuation outside the passband in a wide frequency range near the passband.
  • a plurality of connected first signal terminals, second signal terminals, and between the first signal terminal and the second signal terminal A series arm circuit including the series arm resonator of the above, and a parallel arm circuit including at least one parallel arm resonator connected in series between the series arm circuit and the ground potential, and the plurality of series arms.
  • the resonator includes a first series arm resonator and a second series arm resonator having different anti-resonance frequencies, and the anti-resonance frequency of the first series arm resonator is that of the plurality of series arm resonators. The lowest of the anti-resonance frequencies, the first series arm resonator and the second series arm resonator are connected without interposing other circuit elements.
  • the first signal terminal, the second signal terminal, and the first signal terminal and the second signal terminal are connected to each other.
  • a series arm circuit including at least one series arm resonator and a parallel arm circuit including a plurality of parallel arm resonators connected in series between the series arm circuit and the ground potential are provided.
  • the arm resonator includes a first parallel arm resonator and a second parallel arm resonator having different anti-resonance frequencies, and the resonance frequency of the first parallel arm resonator is the same as that of the plurality of parallel arm resonators.
  • the highest resonance frequency, the first parallel arm resonator and the second parallel arm resonator are connected without interposing other circuit elements.
  • the elastic wave filter device According to the elastic wave filter device according to the present invention, steepness can be improved, and the amount of attenuation outside the passband can be increased in a wide frequency range near the passband.
  • FIG. 1 is a circuit diagram of an elastic wave filter device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a front sectional view of the first series arm resonator according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a plan view of the first series arm resonator according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram showing the attenuation frequency characteristics of the elastic wave filter device of the first embodiment and the comparative example of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram showing the impedance characteristics of the first series arm resonator and the second series arm resonator according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a circuit diagram of an elastic wave filter device according to a first modification of the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a front sectional view of the first series arm resonator in the second modification of the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a front sectional view of the first series arm resonator in the third modification of the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a front sectional view of the first series arm resonator in the fourth modification of the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a front sectional view of the first series arm resonator in the fifth modification of the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a plan view of the first series arm resonator in the sixth modification of the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a circuit diagram of an elastic wave filter device according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a circuit diagram of an elastic wave filter device according to a first embodiment of the present invention.
  • the elastic wave filter device 1 is a ladder type filter having a plurality of series arm resonators and a plurality of parallel arm resonators. More specifically, the elastic wave filter device 1 is a band-passing type filter having a pass band of 2401 MHz to 2843 MHz. The pass band of the elastic wave filter device 1 is not limited to the above.
  • the elastic wave filter device 1 includes a series arm resonator S1, a series arm resonator S2a, a series arm resonator S2b, a first series arm resonator S16, and a second series arm resonator S17 arranged in the series arm circuit A. , A series arm resonator S4a, a series arm resonator S4b, and a series arm resonator S5.
  • the first series arm resonator S16 has the lowest antiresonance frequency among the plurality of series arm resonators.
  • the second series arm resonator S17 has the highest antiresonance frequency among the plurality of series arm resonators.
  • the first series arm resonator S16 and the second series arm resonator S17 are connected in series with each other without interposing other circuit elements.
  • the other circuit element includes not only the circuit element on the series arm circuit A but also the circuit element on the parallel arm circuit connecting the series arm circuit A and the ground potential.
  • the antiresonance frequency of the second series arm resonator S17 does not have to be the highest among the antiresonance frequencies of the plurality of series arm resonators.
  • the anti-resonance frequency of the first series arm resonator S16 and the anti-resonance frequency of the second series arm resonator S17 may be different.
  • the series arm resonator S2a and the series arm resonator S2b are series-divided series arm resonators.
  • the series arm resonator S4a and the series arm resonator S4b are also series-divided series arm resonators. That is, the series arm resonator S2a and the series arm resonator S2b have substantially the same electrical characteristics.
  • the series arm resonator S4a and the series arm resonator S4b also have substantially the same electrical characteristics.
  • the first series arm resonator S16 and the second series arm resonator S17 are not divided in series, but are independent series arm resonators. That is, the first series arm resonator S16 and the second series arm resonator S17 have different electrical characteristics from each other.
  • the first signal terminal A1 is an antenna terminal connected to the antenna.
  • the elastic wave filter device 1 of the present embodiment is a transmission filter connected to an antenna. However, the elastic wave filter device 1 does not necessarily have to be connected to the antenna, and may not be a transmission filter.
  • the elastic wave filter device 1 may be a reception filter.
  • the first signal terminal A1 and the second signal terminal A2 may be configured as wiring or may be configured as a pad portion.
  • the series arm resonator S1 is arranged on the first signal terminal A1 side of the plurality of series arm resonators.
  • a plurality of parallel arm resonators are arranged in a plurality of parallel arm circuits connecting the series arm circuit A and the ground potential. More specifically, the parallel arm circuit B1 connects the connection point between the series arm resonator S1 and the series arm resonator S2a and the ground potential. The parallel arm circuit B2 connects the connection point between the series arm resonator S2b and the first series arm resonator S16 and the ground potential. The parallel arm circuit B3 connects the connection point between the second series arm resonator S17 and the series arm resonator S4a and the ground potential. The parallel arm circuit B4 connects the connection point between the series arm resonator S4b and the series arm resonator S5 and the ground potential.
  • a parallel arm resonator P1 is arranged in the parallel arm circuit B1.
  • a parallel arm resonator P2a and a parallel arm resonator P2b are arranged in the parallel arm circuit B2.
  • the parallel arm resonator P2a and the parallel arm resonator P2b are parallel arm resonators divided in series.
  • a parallel arm resonator P3 is arranged in the parallel arm circuit B3.
  • a parallel arm resonator P4 is arranged in the parallel arm circuit B4.
  • the parallel arm circuit B1, the parallel arm circuit B2, and the parallel arm circuit B3 are bundled on the ground potential side. Further, the parallel arm circuit B1, the parallel arm circuit B2, the parallel arm circuit B3, and the parallel arm circuit B4 are commonly connected to the ground potential.
  • the first series arm resonator S16 and the second series arm resonator S17 are arranged between the portions of the series arm circuit A to which the parallel arm circuit B2 and the parallel arm circuit B3 are connected. Has been done.
  • the positions of the first series arm resonator S16 and the second series arm resonator S17 in the series arm circuit A are not limited to the above.
  • the circuit configuration of the elastic wave filter device 1 is not limited to the above, and may include a first series arm resonator S16, a second series arm resonator S17, and at least one parallel arm resonator.
  • Each series arm resonator and each parallel arm resonator of the elastic wave filter device 1 are elastic wave resonators.
  • a specific configuration of the series arm resonator and the parallel arm resonator in the present embodiment will be described.
  • FIG. 2 is a front sectional view of the first series arm resonator in the first embodiment.
  • the first series arm resonator S16 has a piezoelectric substrate 2.
  • the piezoelectric substrate 2 is a laminated substrate in which a hypersonic support substrate 4 as a hypersonic material layer, a low sound velocity film 5, and a piezoelectric layer 6 are laminated in this order.
  • the IDT electrode 7 is provided on the piezoelectric layer 6 of the piezoelectric substrate 2.
  • the piezoelectric substrate 2 may be a piezoelectric substrate composed of only the piezoelectric layer 6.
  • An elastic wave is excited by applying an AC voltage to the IDT electrode 7.
  • a pair of reflectors 8 and 9 are provided on both sides of the IDT electrode 7 in the elastic wave propagation direction on the piezoelectric substrate 2.
  • the material of the piezoelectric layer 6 for example, lithium tantalate, lithium niobate, zinc oxide, aluminum nitride, quartz, PZT or the like can be used.
  • the low sound velocity film 5 is a relatively low sound velocity film. More specifically, the sound velocity of the bulk wave propagating in the bass velocity film 5 is lower than the sound velocity of the bulk wave propagating in the piezoelectric layer 6.
  • the bass velocity film 5 is a silicon oxide film. Silicon oxide can be represented by SiO x .
  • the bass velocity film 5 is a SiO 2 film.
  • the material of the bass velocity film 5 is not limited to the above, and for example, a material containing glass, silicon nitride, tantalum oxide, or a compound obtained by adding fluorine, carbon, or boron to silicon oxide may be used. it can.
  • the hypersonic material layer is a relatively hypersonic layer. More specifically, the sound velocity of the bulk wave propagating in the hypersonic material layer is higher than the sound velocity of the elastic wave propagating in the piezoelectric layer 6.
  • the hypersonic material layer is the hypersonic support substrate 4.
  • the hypersonic support substrate 4 is a silicon substrate.
  • the material of the high-frequency support substrate 4 is not limited to the above, and for example, aluminum oxide, silicon carbide, silicon nitride, silicon nitride, sapphire, lithium tantalate, lithium niobate, crystal, alumina, zirconia, cordierite, etc.
  • a medium containing the above materials as a main component such as mulite, steatite, forsterite, magnesia, DLC (diamond-like carbon) film, or diamond, can also be used.
  • the elastic wave filter device 1 of the present embodiment has a laminated structure in which the hypersonic support substrate 4, the low sound velocity film 5, and the piezoelectric layer 6 are laminated in this order, the energy of the elastic wave is transferred to the piezoelectric layer 6 side. Can be effectively trapped.
  • FIG. 3 is a plan view of the first series arm resonator in the first embodiment.
  • the wiring connected to the first series arm resonator and the like are omitted.
  • the IDT electrode 7 has a first bus bar 16 and a second bus bar 17 facing each other, and a plurality of first electrode fingers 18 and a plurality of second electrode fingers 19. One end of each of the plurality of first electrode fingers 18 is connected to the first bus bar 16. One end of each of the plurality of second electrode fingers 19 is connected to the second bus bar 17. The plurality of first electrode fingers 18 and the plurality of second electrode fingers 19 are interleaved with each other.
  • the IDT electrode 7, the reflector 8, and the reflector 9 may be made of a laminated metal film in which a plurality of metal layers are laminated, or may be made of a single-layer metal film.
  • a plurality of series arm resonators and a plurality of parallel arm resonators other than the first series arm resonator S16 are also configured in the same manner as the first series arm resonator S16.
  • the plurality of series arm resonators and the plurality of parallel arm resonators in the present embodiment are SAW (Surface Acoustic Wave) elements.
  • the design parameters of the plurality of series arm resonators and the plurality of parallel arm resonators can be made different according to desired characteristics.
  • the feature of this embodiment is that the antiresonance frequency of the first series arm resonator S16 is the lowest among the antiresonance frequencies of the plurality of series arm resonators, and the first series arm resonator S16 and the second series arm resonance
  • the child S17 is connected to the child S17 without interposing another circuit element.
  • the steepness refers to the magnitude of the change in the insertion loss with respect to the change in frequency at the end portion on the high frequency side or the low frequency side of the pass band.
  • the vicinity of the pass band means a range of about 10% from the end of the pass band on the high frequency side or the low frequency side. Details of the above effects will be described below.
  • the attenuation frequency characteristics of the elastic wave filter device of the first embodiment and the elastic wave filter device of the comparative example were compared.
  • the elastic wave filter device of the comparative example is different from the first embodiment in that it does not have a second series arm resonator and the first series arm resonator is divided in series.
  • FIG. 4 is a diagram showing the attenuation frequency characteristics of the elastic wave filter device of the first embodiment and the comparative example.
  • the solid line shows the result of the first embodiment
  • the broken line shows the result of the comparative example.
  • the alternate long and short dash line in FIG. 4 indicates the ends of the pass band on the low frequency side and the high frequency side.
  • the steepness on the high frequency side of the pass band in the first embodiment is improved as compared with the comparative example.
  • the attenuation amount in the first embodiment is larger than the attenuation amount in the comparative example in a wide frequency range near the pass band on the higher frequency side than the pass band. The reason why such an effect can be obtained will be described below.
  • FIG. 5 is a diagram showing the impedance characteristics of the first series arm resonator and the second series arm resonator in the first embodiment.
  • the solid line shows the result when the first series arm resonator S16 and the second series arm resonator S17 are connected without using other circuit elements.
  • the broken line shows the single result of the first series arm resonator S16.
  • the alternate long and short dash line shows the single result of the second series arm resonator.
  • the resonance frequency becomes the first. It is higher than the single resonance frequency of the series arm resonator S16 and lower than the single resonance frequency of the second series arm resonator S17. This is because when the second series arm resonator S17 is directly connected in series to the first series arm resonator S16, the second series is viewed from the first series arm resonator S16. This is because the arm resonator S17 behaves as a capacitor connected in series with the first series arm resonator S16. As a result, the specific band of the first series arm resonator S16 is narrowed.
  • the resonance frequency when the second series arm resonator S17 is directly connected in series to the first series arm resonator S16 is higher than the resonance frequency of the first series arm resonator S16 as a single unit. It's getting higher.
  • the first series arm resonator S16 constitutes a pass band of the elastic wave filter device 1, and the antiresonance frequency of the first series arm resonator S16 is the antiresonance frequency of the plurality of series arm resonators. The lowest of them. Therefore, the anti-resonance frequency of the first series arm resonator S16 is located near the end on the high frequency side of the pass band. By narrowing the specific band of such a resonator, it is possible to improve the steepness in the vicinity of the end portion on the high frequency side of the pass band.
  • the antiresonance point is split and the arrow D1 in FIG. 5 indicates. It can be seen that the first anti-resonance point shown and the second anti-resonance point shown by the arrow D2 are generated.
  • the frequency of the first anti-resonance point is substantially the same as the anti-resonance frequency of the first series arm resonator S16 as a simple substance.
  • the frequency of the second antiresonance point is substantially the same as the antiresonance frequency of the second series arm resonator S17 as a simple substance.
  • the antiresonance point is split, and a second antiresonance point separated from the pass band to the high frequency side is generated. Since the attenuation pole is generated by the second antiresonance point, the amount of attenuation can be increased in a wide frequency range near the passband on the high frequency side of the passband.
  • the antiresonance frequency of the second series arm resonator S17 is preferably the highest among the antiresonance frequencies of the plurality of series arm resonators.
  • the difference between the anti-resonance frequency of the first series arm resonator S16 and the anti-resonance frequency of the second series arm resonator S17 can be effectively increased.
  • This allows the attenuation pole to be generated at a frequency further away from the passband. Therefore, the amount of attenuation can be increased more reliably in a wide frequency range near the pass band on the high frequency side of the pass band.
  • the positions of the first series arm resonator S16 and the second series arm resonator S17 are not limited to the positions shown in FIG.
  • the first series arm resonator S16 is the most antenna-side of the plurality of series arm resonators, and is the first signal terminal. It is a series arm resonator arranged on the A1 side.
  • the first series arm resonator S16 and the second series arm resonator S17 are arranged between the first signal terminal A1 and the portion to which the series arm circuit A and the parallel arm circuit B1 are connected. ..
  • a series arm resonator S23 is arranged between the portions of the series arm circuit A to which the parallel arm circuit B2 and the parallel arm circuit B3 are connected. Also in this case, as in the first embodiment, the steepness can be improved, and the amount of attenuation outside the passband can be increased in a wide frequency range near the passband.
  • the second series arm resonator S17 may be a series arm resonator arranged on the first signal terminal A1 side of the plurality of series arm resonators.
  • the elastic wave filter device 1 of the first embodiment is a ladder type filter.
  • the elastic wave filter device according to the present invention may be, for example, a duplexer or a multiplexer including the ladder type filter of the first embodiment and a filter device commonly connected to the ladder type filter and an antenna or the like. In this case, since the amount of attenuation outside the pass band of the ladder type filter can be increased, the influence on the filter characteristics of the filter device can be suppressed.
  • the piezoelectric layer 6 is indirectly provided on the hypersonic support substrate 4 via the hypersonic film 5.
  • the configuration of the piezoelectric substrate 2 is not limited to the above.
  • second to fourth modified examples of the first embodiment in which only the configuration of the piezoelectric substrate is different from that of the first embodiment, will be shown.
  • the steepness can be improved, and the amount of attenuation outside the pass band can be increased in a wide frequency range near the pass band. ..
  • the energy of elastic waves can be effectively confined to the piezoelectric layer side.
  • the hypersonic material layer is the hypersonic film 24.
  • the piezoelectric substrate 22A is provided on the support substrate 23, the hypersonic film 24 provided on the support substrate 23, the hypersonic film 5 provided on the hypersonic film 24, and the hypersonic film 5. It has a piezoelectric layer 6 and the like. When the piezoelectric substrate 22A has a hypersonic film 24, it is not necessary to use a material having a relatively high sound velocity for the support substrate 23.
  • Examples of the material of the support substrate 23 include piezoelectric materials such as aluminum oxide, lithium tantalate, lithium niobate, and crystal, alumina, magnesia, silicon nitride, aluminum nitride, silicon carbide, zirconia, cordierite, mulite, and steatite.
  • Various ceramics such as forsterite, dielectrics such as sapphire, diamond and glass, semiconductors or resins such as silicon and gallium nitride can be used.
  • Examples of the material of the treble speed film 24 include aluminum oxide, silicon carbide, silicon nitride, silicon nitride, silicon, sapphire, lithium tantalate, lithium niobate, crystal, alumina, zirconia, cordierite, mulite, steatite, and the like.
  • the piezoelectric substrate 22B is a support substrate 23, a hypersonic film 24 provided on the support substrate 23, and a piezoelectric body provided on the hypersonic film 24. It has a layer 6.
  • the piezoelectric substrate 22C has a hypersonic support substrate 4 and a piezoelectric layer 6 provided directly on the hypersonic support substrate 4.
  • the piezoelectric substrate 22D is a piezoelectric substrate composed of only a piezoelectric layer.
  • the steepness can be improved, and the amount of attenuation outside the passband can be increased in a wide frequency range near the passband.
  • FIG. 11 is a plan view of the first series arm resonator in the sixth modification of the first embodiment.
  • the IDT electrode 27 has a first bus bar 16, a second bus bar 17, a plurality of first electrode fingers 18, and a plurality of second electrode fingers 19 as in the first embodiment. Further, the IDT electrode 27 of this modification has a plurality of first dummy electrode fingers 28 and a plurality of second dummy electrode fingers 29. One end of the plurality of first dummy electrode fingers 28 is connected to the first bus bar 16. The other end of the plurality of first dummy electrode fingers 28 faces the plurality of second electrode fingers 19 with a gap. One end of the plurality of second dummy electrode fingers 29 is connected to the second bus bar 17. The other end of the plurality of second dummy electrode fingers 29 faces the plurality of first electrode fingers 18 with a gap.
  • the steepness can be improved, and the amount of attenuation outside the passband can be increased in a wide frequency range near the passband.
  • ⁇ be the wavelength defined by the electrode finger pitch of the IDT electrode.
  • the electrode finger pitch is the distance between the centers of the electrode fingers between the adjacent first electrode fingers or between the adjacent second electrode fingers.
  • the length of the first dummy electrode finger 28 along the extending direction of the first dummy electrode finger 28 is preferably 1.3 ⁇ or more and 2 ⁇ or less.
  • the length of the second dummy electrode finger 29 along the extending direction of the second dummy electrode finger 29 is preferably 1.3 ⁇ or more and 2 ⁇ or less.
  • the resonator intersection width direction refers to a direction orthogonal to the elastic wave propagation direction.
  • FIG. 12 is a circuit diagram of the elastic wave filter device according to the second embodiment.
  • the elastic wave filter device 31 of the present embodiment includes a series arm resonator S1, a series arm resonator S2a, a series arm resonator S2b, a series arm resonator S23, a series arm resonator S4a, and a series, which are arranged in the series arm circuit A. It has an arm resonator S4b and a series arm resonator S5.
  • a plurality of parallel arm resonators are arranged in a plurality of parallel arm circuits connecting the series arm circuit A and the ground potential.
  • a parallel arm resonator P1 is arranged in the parallel arm circuit B1.
  • a first parallel arm resonator P35 and a second parallel arm resonator P36 are arranged in the parallel arm circuit B2.
  • a parallel arm resonator P3 is arranged in the parallel arm circuit B3.
  • a parallel arm resonator P4 is arranged in the parallel arm circuit B4.
  • the first parallel arm resonator P35 and the second parallel arm resonator P36 are not divided in series, but are independent parallel arm resonators.
  • the resonance frequency of the first parallel arm resonator P35 is the highest among the resonance frequencies of the plurality of parallel arm resonators.
  • the resonance frequency of the second parallel arm resonator P36 is the lowest among the resonance frequencies of the plurality of parallel arm resonators.
  • the first parallel arm resonator P35 and the second parallel arm resonator P36 are connected in series with each other without interposing other circuit elements.
  • the resonance frequency of the second parallel arm resonator P36 does not have to be the lowest among the resonance frequencies of the plurality of parallel arm resonators.
  • the resonance frequencies of the first parallel arm resonator P35 and the second parallel arm resonator P36 may be different.
  • the first parallel arm resonator P35 and the second parallel arm resonator P36 are parallel arm circuits B2 other than the parallel arm circuit B1 on the first signal terminal A1 side, which is the most antenna terminal side. It is located in.
  • the first parallel arm resonator P35 and the second parallel arm resonator P36 need only be connected without interposing other circuit elements, and the first parallel arm resonator P35 and the second parallel arm
  • the arrangement of the resonator P36 is not particularly limited.
  • the first parallel arm resonator P35 and the second parallel arm resonator P36 may be arranged in the parallel arm circuit B1 on the most first signal terminal A1 side.
  • the elastic wave filter device is located between the first signal terminal A1 in the series arm circuit A and the series arm resonator S1 arranged on the first signal terminal A1 side of the plurality of series arm resonators. It may have a parallel arm circuit connected to.
  • the first parallel arm resonator P35 and the second parallel arm resonator P36 may be arranged in the parallel arm circuit.
  • the second parallel arm resonator P36 When the second parallel arm resonator P36 is directly connected in series to the first parallel arm resonator P35 as in the present embodiment, when viewed from the first parallel arm resonator P35, The second parallel arm resonator P36 behaves as a capacitor connected in series with the first parallel arm resonator P35. As a result, the specific band of the first parallel arm resonator P35 is narrowed.
  • the first parallel arm resonator P35 constitutes a pass band of the elastic wave filter device 31, and the resonance frequency of the first parallel arm resonator P35 is the highest among the resonance frequencies of the plurality of parallel arm resonators. high.
  • the resonance frequency of the first parallel arm resonator P35 is located near the end on the low frequency side of the pass band.
  • the resonance points are split, and the first resonance point and the second resonance point and the second are Resonance point is generated.
  • the frequency of the first resonance point is substantially the same as the resonance frequency of the first parallel arm resonator P35 as a simple substance.
  • the frequency of the second resonance point is substantially the same as the resonance frequency of the second parallel arm resonator P36 as a simple substance. In this way, the resonance point is split, and a second resonance point separated from the pass band to the low frequency side is generated. Since the attenuation pole is generated by this second resonance point, the amount of attenuation can be increased in a wide frequency range near the pass band on the low frequency side of the pass band.
  • the resonance frequency of the second parallel arm resonator P36 is preferably the lowest among the resonance frequencies of the plurality of series arm resonators.
  • the difference between the resonance frequency of the first parallel arm resonator P35 and the resonance frequency of the second parallel arm resonator P36 can be effectively increased.
  • This allows the attenuation pole to be generated at a frequency further away from the passband. Therefore, the amount of attenuation can be increased more reliably in a wide frequency range near the pass band on the low frequency side of the pass band.
  • Elastic wave filter device 2 ... Piezoelectric substrate 4 ... High sound velocity support substrate 5 ... Low sound velocity film 6 ... Piezoelectric layer 7 ... IDT electrodes 8, 9 ... Reflectors 16, 17 ... First and second bus bars 18, 19 ... 1st and 2nd electrode fingers 22A to 22D ... Piezoelectric substrate 23 ... Support substrate 24 ... High-pitched sound film 27 ... IDT electrodes 28, 29 ... 1st and 2nd dummy electrode fingers 31 ... Elastic wave filter device A ... Series arm circuits A1, A2 ... First and second signal terminals B1 to B4 ... Parallel arm circuits P1, P2a, P2b, P3, P4 ... Parallel arm resonators P35, P36 ... First and second parallel arm resonances Children S1, S2a, S2b, S4a, S4b, S5, S23 ... Series arm resonators S16, S17 ... First and second series arm resonators

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Abstract

急峻性を改善することができ、かつ通過帯域近傍における広い周波数範囲において通過帯域外の減衰量を大きくすることができる、弾性波フィルタ装置を提供する。　弾性波フィルタ装置１は、第１の信号端子Ａ１と、第２の信号端子Ａ２と、第１の信号端子Ａ１と第２の信号端子Ａ２との間に接続された、複数の直列腕共振子を含む直列腕回路Ａと、直列腕回路Ａと接地電位との間に直列に接続された、少なくとも１つの並列腕共振子を含む並列腕回路とを備える。複数の直列腕共振子は、反共振周波数が互いに異なる第１の直列腕共振子Ｓ１６と第２の直列腕共振子Ｓ１７を含む。第１の直列腕共振子Ｓ１６の反共振周波数が、複数の直列腕共振子の反共振周波数のうち最も低い。第１の直列腕共振子Ｓ１６と第２の直列腕共振子Ｓ１７とは、他の回路素子を介さずに接続されている。

Description

弾性波フィルタ装置
　本発明は、弾性波フィルタ装置に関する。
　従来、弾性波フィルタ装置は携帯電話機のフィルタなどに広く用いられている。下記の特許文献１には、弾性波フィルタ装置の一例が開示されている。この弾性波フィルタ装置は、複数の直列腕共振器及び複数の並列腕共振器を含むラダー型フィルタである。直列腕共振器及び並列腕共振器はいずれも弾性表面波共振器である。
特開２００４－３４３１６８号公報
　従来、上記のようなラダー型フィルタは、特にデュプレクサの送信フィルタとして広く利用されている。デュプレクサにおいては、アンテナなどに、上記ラダー型フィルタと他のフィルタとが共通接続される。上記他のフィルタの通過帯域における減衰量を大きくするためには、上記ラダー型フィルタのフィルタ特性における高い急峻性が要求される。急峻性の改善のためには、例えば、共振器の実効的電気機械結合係数を小さくすることにより、共振器の比帯域を狭くすることが知られている。しかしながら、従来の技術では、急峻性を高くすると、通過帯域外における十分な減衰特性を得ることが困難であった。
　本発明の目的は、急峻性を改善することができ、かつ通過帯域近傍における広い周波数範囲において通過帯域外の減衰量を大きくすることができる、弾性波フィルタ装置を提供することにある。
　本発明に係る弾性波フィルタ装置のある広い局面では、第１の信号端子と、第２の信号端子と、前記第１の信号端子と前記第２の信号端子との間に接続された、複数の直列腕共振子を含む直列腕回路と、前記直列腕回路と接地電位との間に直列に接続された、少なくとも１つの並列腕共振子を含む並列腕回路とを備え、前記複数の直列腕共振子は、反共振周波数が互いに異なる第１の直列腕共振子と第２の直列腕共振子を含み、前記第１の直列腕共振子の反共振周波数が、前記複数の直列腕共振子の反共振周波数のうち最も低く、前記第１の直列腕共振子と前記第２の直列腕共振子とが、他の回路素子を介さずに接続されている。
　本発明に係る弾性波フィルタ装置の他の広い局面では、第１の信号端子と、第２の信号端子と、前記第１の信号端子と前記第２の信号端子との間に接続された、少なくとも１つの直列腕共振子を含む直列腕回路と、前記直列腕回路と接地電位との間に直列に接続された、複数の並列腕共振子を含む並列腕回路とを備え、前記複数の並列腕共振子は、反共振周波数が互いに異なる第１の並列腕共振子と第２の並列腕共振子を含み、前記第１の並列腕共振子の共振周波数が、前記複数の並列腕共振子の共振周波数のうち最も高く、前記第１の並列腕共振子と前記第２の並列腕共振子とが、他の回路素子を介さずに接続されている。
　本発明に係る弾性波フィルタ装置によれば、急峻性を改善することができ、かつ通過帯域近傍における広い周波数範囲において通過帯域外の減衰量を大きくすることができる。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る弾性波フィルタ装置の回路図である。 図２は、本発明の第１の実施形態における第１の直列腕共振子の正面断面図である。 図３は、本発明の第１の実施形態における第１の直列腕共振子の平面図である。 図４は、本発明の第１の実施形態及び比較例の弾性波フィルタ装置の減衰量周波数特性を示す図である。 図５は、本発明の第１の実施形態における第１の直列腕共振子及び第２の直列腕共振子のインピーダンス特性を示す図である。 図６は、本発明の第１の実施形態の第１の変形例に係る弾性波フィルタ装置の回路図である。 図７は、本発明の第１の実施形態の第２の変形例における第１の直列腕共振子の正面断面図である。 図８は、本発明の第１の実施形態の第３の変形例における第１の直列腕共振子の正面断面図である。 図９は、本発明の第１の実施形態の第４の変形例における第１の直列腕共振子の正面断面図である。 図１０は、本発明の第１の実施形態の第５の変形例における第１の直列腕共振子の正面断面図である。 図１１は、本発明の第１の実施形態の第６の変形例における第１の直列腕共振子の平面図である。 図１２は、本発明の第２の実施形態に係る弾性波フィルタ装置の回路図である。
　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波フィルタ装置の回路図である。
　弾性波フィルタ装置１は、複数の直列腕共振子及び複数の並列腕共振子を有するラダー型フィルタである。より具体的には、弾性波フィルタ装置１は、通過帯域が２４０１ＭＨｚ～２４８３ＭＨｚの帯域通過型フィルタである。なお、弾性波フィルタ装置１の通過帯域は上記に限定されない。
　弾性波フィルタ装置１は、直列腕回路Ａに配置された直列腕共振子Ｓ１、直列腕共振子Ｓ２ａ、直列腕共振子Ｓ２ｂ、第１の直列腕共振子Ｓ１６、第２の直列腕共振子Ｓ１７、直列腕共振子Ｓ４ａ、直列腕共振子Ｓ４ｂ及び直列腕共振子Ｓ５を有する。
　第１の直列腕共振子Ｓ１６は、複数の直列腕共振子のうち最も反共振周波数が低い。第２の直列腕共振子Ｓ１７は、複数の直列腕共振子のうち最も反共振周波数が高い。第１の直列腕共振子Ｓ１６と第２の直列腕共振子Ｓ１７とは、他の回路素子を介さずに互いに直列に接続されている。ここで、他の回路素子とは、直列腕回路Ａ上の回路素子の他、直列腕回路Ａと接地電位とを接続する並列腕回路上の回路素子も含む。なお、第２の直列腕共振子Ｓ１７の反共振周波数は、複数の直列腕共振子の反共振周波数のうち最も高くなくともよい。第１の直列腕共振子Ｓ１６の反共振周波数及び第２の直列腕共振子Ｓ１７の反共振周波数が異なっていればよい。
　なお、直列腕共振子Ｓ２ａ及び直列腕共振子Ｓ２ｂは直列分割された直列腕共振子である。同様に、直列腕共振子Ｓ４ａ及び直列腕共振子Ｓ４ｂも直列分割された直列腕共振子である。すなわち、直列腕共振子Ｓ２ａ及び直列腕共振子Ｓ２ｂは、電気的特性が略等しい。直列腕共振子Ｓ４ａ及び直列腕共振子Ｓ４ｂも、電気的特性が略等しい。他方、第１の直列腕共振子Ｓ１６及び第２の直列腕共振子Ｓ１７は直列分割されたものではなく、互いに独立した直列腕共振子である。すなわち、第１の直列腕共振子Ｓ１６及び第２の直列腕共振子Ｓ１７は、互いに電気的特性が異なる。
　直列腕回路Ａの一方端及び他方端は、それぞれ信号電位に接続される第１の信号端子Ａ１及び第２の信号端子Ａ２である。第１の信号端子Ａ１は、アンテナに接続されるアンテナ端子である。本実施形態の弾性波フィルタ装置１はアンテナに接続される送信フィルタである。もっとも、弾性波フィルタ装置１は必ずしもアンテナに接続されなくともよく、送信フィルタではなくともよい。弾性波フィルタ装置１は受信フィルタであってもよい。第１の信号端子Ａ１及び第２の信号端子Ａ２は、配線として構成されていてもよく、パッド部として構成されていてもよい。なお、直列腕共振子Ｓ１が、複数の直列腕共振子のうち最も第１の信号端子Ａ１側に配置されている。
　直列腕回路Ａと接地電位とを接続している複数の並列腕回路に複数の並列腕共振子が配置されている。より具体的には、直列腕共振子Ｓ１と直列腕共振子Ｓ２ａとの間の接続点と、接地電位とを並列腕回路Ｂ１が接続している。直列腕共振子Ｓ２ｂと第１の直列腕共振子Ｓ１６との間の接続点と、接地電位とを並列腕回路Ｂ２が接続している。第２の直列腕共振子Ｓ１７と直列腕共振子Ｓ４ａとの間の接続点と、接地電位とを並列腕回路Ｂ３が接続している。直列腕共振子Ｓ４ｂと直列腕共振子Ｓ５との間の接続点と、接地電位とを並列腕回路Ｂ４が接続している。並列腕回路Ｂ１に並列腕共振子Ｐ１が配置されている。並列腕回路Ｂ２に並列腕共振子Ｐ２ａ及び並列腕共振子Ｐ２ｂが配置されている。なお、並列腕共振子Ｐ２ａ及び並列腕共振子Ｐ２ｂは直列分割された並列腕共振子である。並列腕回路Ｂ３に並列腕共振子Ｐ３が配置されている。並列腕回路Ｂ４に並列腕共振子Ｐ４が配置されている。
　並列腕回路Ｂ１、並列腕回路Ｂ２及び並列腕回路Ｂ３は、接地電位側において束ねられている。さらに、並列腕回路Ｂ１、並列腕回路Ｂ２及び並列腕回路Ｂ３と、並列腕回路Ｂ４とは、接地電位に共通接続されている。
　本実施形態においては、直列腕回路Ａにおける、並列腕回路Ｂ２及び並列腕回路Ｂ３が接続されている部分の間に、第１の直列腕共振子Ｓ１６及び第２の直列腕共振子Ｓ１７が配置されている。なお、第１の直列腕共振子Ｓ１６及び第２の直列腕共振子Ｓ１７の直列腕回路Ａにおける位置は上記に限定されない。弾性波フィルタ装置１の回路構成は上記に限定されず、第１の直列腕共振子Ｓ１６、第２の直列腕共振子Ｓ１７及び少なくとも１つの並列腕共振子を有していればよい。
　弾性波フィルタ装置１の各直列腕共振子及び各並列腕共振子は弾性波共振子である。以下において、本実施形態における直列腕共振子及び並列腕共振子の具体的な構成を説明する。
　図２は、第１の実施形態における第１の直列腕共振子の正面断面図である。
　第１の直列腕共振子Ｓ１６は圧電性基板２を有する。圧電性基板２は、高音速材料層としての高音速支持基板４と、低音速膜５と、圧電体層６がこの順序で積層された積層基板である。圧電性基板２の圧電体層６上にＩＤＴ電極７が設けられている。なお、圧電性基板２は、圧電体層６のみからなる圧電基板であってもよい。
　ＩＤＴ電極７に交流電圧を印加することにより、弾性波が励振される。圧電性基板２上における、ＩＤＴ電極７の弾性波伝搬方向両側には、一対の反射器８及び反射器９が設けられている。
　圧電体層６の材料としては、例えば、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、酸化亜鉛、窒化アルミニウム、水晶またはＰＺＴなどを用いることができる。
　低音速膜５は相対的に低音速な膜である。より具体的には、低音速膜５を伝搬するバルク波の音速は、圧電体層６を伝搬するバルク波の音速よりも低い。本実施形態では、低音速膜５は酸化ケイ素膜である。酸化ケイ素はＳｉＯｘにより表すことができる。本実施形態では、低音速膜５はＳｉＯ２膜である。なお、低音速膜５の材料は上記に限定されず、例えば、ガラス、酸窒化ケイ素、酸化タンタル、または、酸化ケイ素にフッ素、炭素やホウ素を加えた化合物を主成分とする材料を用いることもできる。
　高音速材料層は相対的に高音速な層である。より具体的には、高音速材料層を伝搬するバルク波の音速は、圧電体層６を伝搬する弾性波の音速よりも高い。本実施形態では、高音速材料層は高音速支持基板４である。本実施形態では、高音速支持基板４はシリコン基板である。なお、高音速支持基板４の材料は上記に限定されず、例えば、酸化アルミニウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、サファイア、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、水晶、アルミナ、ジルコニア、コージライト、ムライト、ステアタイト、フォルステライト、マグネシア、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）膜またはダイヤモンドなど、上記材料を主成分とする媒質を用いることもできる。
　本実施形態の弾性波フィルタ装置１は、高音速支持基板４、低音速膜５及び圧電体層６がこの順序において積層された積層構造を有するため、弾性波のエネルギーを圧電体層６側に効果的に閉じ込めることができる。
　図３は、第１の実施形態における第１の直列腕共振子の平面図である。なお、図３においては、第１の直列腕共振子に接続されている配線などは省略している。
　ＩＤＴ電極７は、対向し合う第１のバスバー１６及び第２のバスバー１７と、複数の第１の電極指１８及び複数の第２の電極指１９とを有する。複数の第１の電極指１８のそれぞれの一方端は、第１のバスバー１６に接続されている。複数の第２の電極指１９のそれぞれの一方端は、第２のバスバー１７に接続されている。複数の第１の電極指１８と複数の第２の電極指１９とは互いに間挿し合っている。ＩＤＴ電極７、反射器８及び反射器９は、複数の金属層が積層された積層金属膜からなっていてもよく、単層の金属膜からなっていてもよい。
　第１の直列腕共振子Ｓ１６以外の複数の直列腕共振子及び複数の並列腕共振子も、第１の直列腕共振子Ｓ１６と同様に構成されている。本実施形態における複数の直列腕共振子及び複数の並列腕共振子は、ＳＡＷ（Ｓｕｒｆａｃｅ　Ａｃｏｕｓｔｉｃ　Ｗａｖｅ）素子である。なお、複数の直列腕共振子及び複数の並列腕共振子の設計パラメータは、所望の特性に応じてそれぞれ異ならせることができる。
　本実施形態の特徴は、第１の直列腕共振子Ｓ１６の反共振周波数が複数の直列腕共振子の反共振周波数のうち最も低く、第１の直列腕共振子Ｓ１６と第２の直列腕共振子Ｓ１７とが、他の回路素子を介さずに接続されていることにある。それによって、急峻性を改善することができ、かつ通過帯域近傍における広い周波数範囲において通過帯域外の減衰量を大きくすることができる。なお、急峻性とは、通過帯域よりも高域側または低域側の端部などにおける、周波数の変化に対する挿入損失の変化の大きさをいう。本明細書において、通過帯域近傍とは、通過帯域の高域側または低域側の端部から１０％程度の範囲をいう。上記効果の詳細を以下において説明する。
　第１の実施形態の弾性波フィルタ装置と比較例の弾性波フィルタ装置との減衰量周波数特性を比較した。なお、比較例の弾性波フィルタ装置は、第２の直列腕共振子を有さず、第１の直列腕共振子が直列分割されている点において、第１の実施形態と異なる。
　図４は、第１の実施形態及び比較例の弾性波フィルタ装置の減衰量周波数特性を示す図である。図４においては、実線は第１の実施形態の結果を示し、破線は比較例の結果を示す。図４中の一点鎖線は、通過帯域の低域側及び高域側の端部を示す。
　図４中の矢印Ｃ１に示すように、比較例よりも第１の実施形態における通過帯域よりも高域側の急峻性が改善されていることがわかる。さらに、矢印Ｃ２に示すように、通過帯域よりも高域側における通過帯域近傍の広い周波数範囲において、第１の実施形態における減衰量が比較例における減衰量よりも大きいことがわかる。このような効果を得られる理由を以下において説明する。
　図５は、第１の実施形態における第１の直列腕共振子及び第２の直列腕共振子のインピーダンス特性を示す図である。図５において、実線は第１の直列腕共振子Ｓ１６及び第２の直列腕共振子Ｓ１７を他の回路素子を介さずに接続した場合における結果を示す。破線は第１の直列腕共振子Ｓ１６の単独の結果を示す。一点鎖線は第２の直列腕共振子の単独の結果を示す。
　図５中の実線で示すように、第１の直列腕共振子Ｓ１６及び第２の直列腕共振子Ｓ１７を、他の回路素子を介さずに接続した場合には、共振周波数は、第１の直列腕共振子Ｓ１６の単独の共振周波数より高く、第２の直列腕共振子Ｓ１７の単独の共振周波数より低い。これは、第１の直列腕共振子Ｓ１６に第２の直列腕共振子Ｓ１７が直接的に、直列に接続された場合には、第１の直列腕共振子Ｓ１６から見て、第２の直列腕共振子Ｓ１７が、第１の直列腕共振子Ｓ１６に直列に接続されたキャパシタとしてふるまうことによる。これにより、第１の直列腕共振子Ｓ１６の比帯域が狭くなる。よって、第１の直列腕共振子Ｓ１６に第２の直列腕共振子Ｓ１７を直接的に、直列に接続した場合の共振周波数が、単体としての第１の直列腕共振子Ｓ１６の共振周波数よりも高くなっている。第１の直列腕共振子Ｓ１６は、弾性波フィルタ装置１の通過帯域を構成しており、かつ第１の直列腕共振子Ｓ１６の反共振周波数は、複数の直列腕共振子の反共振周波数のうち最も低い。そのため、第１の直列腕共振子Ｓ１６の反共振周波数は、通過帯域の高域側の端部の近傍に位置する。このような共振子の比帯域を狭くすることにより、通過帯域の高域側の端部の近傍の急峻性を改善することができる。
　さらに、第１の直列腕共振子Ｓ１６及び第２の直列腕共振子Ｓ１７を他の回路素子を介さずに直列に接続した場合には、反共振点が分裂し、図５中の矢印Ｄ１に示す第１の反共振点及び矢印Ｄ２に示す第２の反共振点が生じていることがわかる。第１の反共振点の周波数は、単体としての第１の直列腕共振子Ｓ１６の反共振周波数とほぼ同一である。第２の反共振点の周波数は、単体としての第２の直列腕共振子Ｓ１７の反共振周波数とほぼ同一である。このように、反共振点が分裂し、通過帯域から高域側に離れた第２の反共振点が生じることとなる。この第２の反共振点により減衰極が生じるため、通過帯域よりも高域側の通過帯域近傍の広い周波数範囲において減衰量を大きくすることができる。
　本実施形態のように、第２の直列腕共振子Ｓ１７の反共振周波数は、複数の直列腕共振子の反共振周波数のうち最も高いことが好ましい。それによって、第１の直列腕共振子Ｓ１６の反共振周波数と第２の直列腕共振子Ｓ１７の反共振周波数との差を効果的に大きくすることができる。これにより、減衰極を、通過帯域からより一層離れた周波数において生じさせることができる。よって、通過帯域よりも高域側の通過帯域近傍の広い周波数範囲において、減衰量をより一層確実に大きくすることができる。
　上述したように、第１の直列腕共振子Ｓ１６及び第２の直列腕共振子Ｓ１７の位置は図１に示す位置に限定されない。例えば、図６に示す第１の実施形態の第１の変形例においては、第１の直列腕共振子Ｓ１６が、複数の直列腕共振子のうち最もアンテナ側である、最も第１の信号端子Ａ１側に配置された直列腕共振子である。第１の直列腕共振子Ｓ１６及び第２の直列腕共振子Ｓ１７は、第１の信号端子Ａ１と、直列腕回路Ａ及び並列腕回路Ｂ１が接続されている部分との間に配置されている。直列腕回路Ａにおける、並列腕回路Ｂ２及び並列腕回路Ｂ３が接続されている部分の間には、直列腕共振子Ｓ２３が配置されている。この場合においても、第１の実施形態と同様に、急峻性を改善することができ、かつ通過帯域近傍における広い周波数範囲において通過帯域外の減衰量を大きくすることができる。なお、第２の直列腕共振子Ｓ１７が、複数の直列腕共振子のうち最も第１の信号端子Ａ１側に配置された直列腕共振子であってもよい。
　第１の実施形態の弾性波フィルタ装置１はラダー型フィルタである。もっとも、本発明に係る弾性波フィルタ装置は、例えば、第１の実施形態のラダー型フィルタ及び該ラダー型フィルタとアンテナなどに共通接続されるフィルタ装置を含むデュプレクサやマルチプレクサであってもよい。この場合には、上記ラダー型フィルタの通過帯域外の減衰量を大きくすることができるため、上記フィルタ装置のフィルタ特性に対する影響を抑制することができる。
　上述したように、第１の実施形態の圧電性基板２においては、高音速支持基板４上に、低音速膜５を介して間接的に圧電体層６が設けられている。もっとも、圧電性基板２の構成は上記に限定されない。以下において、圧電性基板の構成のみが第１の実施形態と異なる、第１の実施形態の第２～第４の変形例を示す。第２～第４の変形例においても、第１の実施形態と同様に、急峻性を改善することができ、かつ通過帯域近傍における広い周波数範囲において通過帯域外の減衰量を大きくすることができる。加えて、弾性波のエネルギーを圧電体層側に効果的に閉じ込めることができる。
　図７に示す第２の変形例においては、高音速材料層は高音速膜２４である。圧電性基板２２Ａは、支持基板２３と、支持基板２３上に設けられている高音速膜２４と、高音速膜２４上に設けられている低音速膜５と、低音速膜５上に設けられている圧電体層６とを有する。圧電性基板２２Ａが高音速膜２４を有する場合には、支持基板２３には相対的に高音速な材料を用いることを要しない。
　支持基板２３の材料としては、例えば、酸化アルミニウム、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、水晶などの圧電体、アルミナ、マグネシア、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、炭化ケイ素、ジルコニア、コージライト、ムライト、ステアタイト、フォルステライトなどの各種セラミック、サファイア、ダイヤモンド、ガラスなどの誘電体、シリコン、窒化ガリウムなどの半導体または樹脂などを用いることができる。
　高音速膜２４の材料としては、例えば、酸化アルミニウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、シリコン、サファイア、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、水晶、アルミナ、ジルコニア、コージライト、ムライト、ステアタイト、フォルステライト、マグネシア、ＤＬＣ膜またはダイヤモンドなど、上記材料を主成分とする媒質を用いることができる。
　図８に示す第３の変形例においては、圧電性基板２２Ｂは、支持基板２３と、支持基板２３上に設けられている高音速膜２４と、高音速膜２４上に設けられている圧電体層６とを有する。
　図９に示す第４の変形例においては、圧電性基板２２Ｃは、高音速支持基板４と、高音速支持基板４上に直接的に設けられている圧電体層６とを有する。
　他方、図１０に示す第５の変形例においては、圧電性基板２２Ｄは、圧電体層のみからなる圧電基板である。本変形例においても、第１の実施形態と同様に、急峻性を改善することができ、かつ通過帯域近傍における広い周波数範囲において通過帯域外の減衰量を大きくすることができる。
　図１１は、第１の実施形態の第６の変形例における第１の直列腕共振子の平面図である。
　ＩＤＴ電極２７は、第１の実施形態と同様の、第１のバスバー１６、第２のバスバー１７、複数の第１の電極指１８及び複数の第２の電極指１９を有する。さらに、本変形例のＩＤＴ電極２７は、複数の第１のダミー電極指２８及び複数の第２のダミー電極指２９を有する。複数の第１のダミー電極指２８の一方端は、第１のバスバー１６に接続されている。複数の第１のダミー電極指２８の他方端は、複数の第２の電極指１９にギャップを隔てて対向している。複数の第２のダミー電極指２９の一方端は、第２のバスバー１７に接続されている。複数の第２のダミー電極指２９の他方端は、複数の第１の電極指１８にギャップを隔てて対向している。本変形例においても、第１の実施形態と同様に、急峻性を改善することができ、かつ通過帯域近傍における広い周波数範囲において通過帯域外の減衰量を大きくすることができる。
　ここで、ＩＤＴ電極の電極指ピッチにより規定される波長をλとする。電極指ピッチとは、隣り合う第１の電極指間または隣り合う第２の電極指間の電極指中心間距離である。図１１に示す第６の変形例においては、第１のダミー電極指２８の、第１のダミー電極指２８が延びる方向に沿う長さは、１．３λ以上、２λ以下であることが好ましい。同様に、第２のダミー電極指２９の、第２のダミー電極指２９が延びる方向に沿う長さは１．３λ以上、２λ以下であることが好ましい。それによって、共振子交差幅方向に漏洩するＳＳＢＷ（Ｓｕｒｆａｃｅ　Ｓｋｉｍｍｉｎｇ　Ｂｕｌｋ　Ｗａｖｅ）を減少させることができ、フィルタの通過帯域の高域側の端部の近傍の急峻性を効果的に改善することができる。なお、共振子交差幅方向とは、弾性波伝搬方向に直交する方向をいう。
　図１２は、第２の実施形態に係る弾性波フィルタ装置の回路図である。
　本実施形態の弾性波フィルタ装置３１は、直列腕回路Ａに配置された直列腕共振子Ｓ１、直列腕共振子Ｓ２ａ、直列腕共振子Ｓ２ｂ、直列腕共振子Ｓ２３、直列腕共振子Ｓ４ａ、直列腕共振子Ｓ４ｂ及び直列腕共振子Ｓ５を有する。
　第１の実施形態と同様に、直列腕回路Ａと接地電位とを接続している複数の並列腕回路に複数の並列腕共振子が配置されている。並列腕回路Ｂ１に並列腕共振子Ｐ１が配置されている。並列腕回路Ｂ２に第１の並列腕共振子Ｐ３５及び第２の並列腕共振子Ｐ３６が配置されている。並列腕回路Ｂ３に並列腕共振子Ｐ３が配置されている。並列腕回路Ｂ４に並列腕共振子Ｐ４が配置されている。
　なお、第１の並列腕共振子Ｐ３５及び第２の並列腕共振子Ｐ３６は直列分割されたものではなく、互いに独立した並列腕共振子である。第１の並列腕共振子Ｐ３５の共振周波数は、複数の並列腕共振子の共振周波数のうち最も高い。第２の並列腕共振子Ｐ３６の共振周波数は、複数の並列腕共振子の共振周波数のうち最も低い。第１の並列腕共振子Ｐ３５と第２の並列腕共振子Ｐ３６とは、他の回路素子を介さずに互いに直列に接続されている。なお、第２の並列腕共振子Ｐ３６の共振周波数は、複数の並列腕共振子の共振周波数のうち最も低くなくともよい。第１の並列腕共振子Ｐ３５及び第２の並列腕共振子Ｐ３６の共振周波数が異なっていればよい。
　本実施形態では、第１の並列腕共振子Ｐ３５及び第２の並列腕共振子Ｐ３６は、最もアンテナ端子側である、最も第１の信号端子Ａ１側の並列腕回路Ｂ１以外の並列腕回路Ｂ２に配置されている。もっとも、第１の並列腕共振子Ｐ３５及び第２の並列腕共振子Ｐ３６は、他の回路素子を介さずに接続されていればよく、第１の並列腕共振子Ｐ３５及び第２の並列腕共振子Ｐ３６の配置は特に限定されない。例えば、第１の並列腕共振子Ｐ３５及び第２の並列腕共振子Ｐ３６は、最も第１の信号端子Ａ１側の並列腕回路Ｂ１に配置されていてもよい。あるいは、弾性波フィルタ装置は、直列腕回路Ａにおける、第１の信号端子Ａ１と、複数の直列腕共振子のうち最も第１の信号端子Ａ１側に配置された直列腕共振子Ｓ１との間に接続された並列腕回路を有していてもよい。該並列腕回路に、第１の並列腕共振子Ｐ３５及び第２の並列腕共振子Ｐ３６が配置されていてもよい。
　本実施形態のように、第１の並列腕共振子Ｐ３５に第２の並列腕共振子Ｐ３６が直接的に、直列に接続された場合には、第１の並列腕共振子Ｐ３５から見て、第２の並列腕共振子Ｐ３６が、第１の並列腕共振子Ｐ３５に直列に接続されたキャパシタとしてふるまう。これにより、第１の並列腕共振子Ｐ３５の比帯域が狭くなる。第１の並列腕共振子Ｐ３５は、弾性波フィルタ装置３１の通過帯域を構成しており、かつ第１の並列腕共振子Ｐ３５の共振周波数は、複数の並列腕共振子の共振周波数のうち最も高い。そのため、第１の並列腕共振子Ｐ３５の共振周波数は、通過帯域の低域側の端部の近傍に位置する。このような共振子の比帯域を狭くすることにより、通過帯域の低域側の端部の近傍の急峻性を改善することができる。
　さらに、第１の並列腕共振子Ｐ３５及び第２の並列腕共振子Ｐ３６を他の回路素子を介さずに直列に接続した場合には、共振点が分裂し、第１の共振点及び第２の共振点が生じる。第１の共振点の周波数は、単体としての第１の並列腕共振子Ｐ３５の共振周波数とほぼ同一である。第２の共振点の周波数は、単体としての第２の並列腕共振子Ｐ３６の共振周波数とほぼ同一である。このように、共振点が分裂し、通過帯域から低域側に離れた第２の共振点が生じることとなる。この第２の共振点により減衰極が生じるため、通過帯域よりも低域側の通過帯域近傍の広い周波数範囲において減衰量を大きくすることができる。
　本実施形態のように、第２の並列腕共振子Ｐ３６の共振周波数は、複数の直列腕共振子の共振周波数のうち最も低いことが好ましい。それによって、第１の並列腕共振子Ｐ３５の共振周波数と第２の並列腕共振子Ｐ３６の共振周波数との差を効果的に大きくすることができる。これにより、減衰極を、通過帯域からより一層離れた周波数において生じさせることができる。よって、通過帯域よりも低域側の通過帯域近傍の広い周波数範囲において、減衰量をより一層確実に大きくすることができる。
１…弾性波フィルタ装置
２…圧電性基板
４…高音速支持基板
５…低音速膜
６…圧電体層
７…ＩＤＴ電極
８，９…反射器
１６，１７…第１，第２のバスバー
１８，１９…第１，第２の電極指
２２Ａ～２２Ｄ…圧電性基板
２３…支持基板
２４…高音速膜
２７…ＩＤＴ電極
２８，２９…第１，第２のダミー電極指
３１…弾性波フィルタ装置
Ａ…直列腕回路
Ａ１，Ａ２…第１，第２の信号端子
Ｂ１～Ｂ４…並列腕回路
Ｐ１，Ｐ２ａ，Ｐ２ｂ，Ｐ３，Ｐ４…並列腕共振子
Ｐ３５，Ｐ３６…第１，第２の並列腕共振子
Ｓ１，Ｓ２ａ，Ｓ２ｂ，Ｓ４ａ，Ｓ４ｂ，Ｓ５，Ｓ２３…直列腕共振子
Ｓ１６，Ｓ１７…第１，第２の直列腕共振子

Claims (11)

  1. 　第１の信号端子と、
    　第２の信号端子と、
    　前記第１の信号端子と前記第２の信号端子との間に接続された、複数の直列腕共振子を含む直列腕回路と、
    　前記直列腕回路と接地電位との間に直列に接続された、少なくとも１つの並列腕共振子を含む並列腕回路と、
    を備え、
    　前記複数の直列腕共振子は、反共振周波数が互いに異なる第１の直列腕共振子と第２の直列腕共振子を含み、
    　前記第１の直列腕共振子の反共振周波数が、前記複数の直列腕共振子の反共振周波数のうち最も低く、
    　前記第１の直列腕共振子と前記第２の直列腕共振子とが、他の回路素子を介さずに接続されている、弾性波フィルタ装置。
  2. 　前記第２の直列腕共振子の反共振周波数が、前記複数の直列腕共振子の反共振周波数のうち最も高い、請求項１に記載の弾性波フィルタ装置。
  3. 　複数の前記並列腕回路を備え、
    　前記複数の並列腕回路に、それぞれ、前記少なくとも１つの並列腕共振子が配置されており、
    　前記直列腕回路における、２つの前記並列腕回路が接続されている部分の間に、前記第１の直列腕共振子及び前記第２の直列腕共振子が配置されている、請求項１または２に記載の弾性波フィルタ装置。
  4. 　アンテナに接続される弾性波フィルタ装置であって、
    　前記複数の直列腕共振子のうち最も前記アンテナ側に配置された直列腕共振子が、前記第１の直列腕共振子及び前記第２の直列腕共振子のうち一方である、請求項１または２に記載の弾性波フィルタ装置。
  5. 　第１の信号端子と、
    　第２の信号端子と、
    　前記第１の信号端子と前記第２の信号端子との間に接続された、少なくとも１つの直列腕共振子を含む直列腕回路と、
    　前記直列腕回路と接地電位との間に直列に接続された、複数の並列腕共振子を含む並列腕回路と、
    を備え、
    　前記複数の並列腕共振子は、反共振周波数が互いに異なる第１の並列腕共振子と第２の並列腕共振子を含み、
    　前記第１の並列腕共振子の共振周波数が、前記複数の並列腕共振子の共振周波数のうち最も高く、
    　前記第１の並列腕共振子と前記第２の並列腕共振子とが、他の回路素子を介さずに接続されている、弾性波フィルタ装置。
  6. 　前記第２の並列腕共振子の共振周波数が、前記複数の並列腕共振子の共振周波数のうち最も低い、請求項５に記載の弾性波フィルタ装置。
  7. 　前記直列腕共振子及び前記並列腕共振子が圧電性基板を有し、
    　前記圧電性基板が、高音速材料層と、前記高音速材料層上に直接的または間接的に設けられている圧電体層と、を含み、
    　前記高音速材料層を伝搬するバルク波の音速が、前記圧電体層を伝搬する弾性波の音速よりも高い、請求項１～６のいずれか１項に記載の弾性波フィルタ装置。
  8. 　前記圧電性基板が、前記高音速材料層と前記圧電体層との間に設けられている低音速膜を含み、
    　前記低音速膜を伝搬するバルク波の音速が、前記圧電体層を伝搬するバルク波の音速よりも低い、請求項７に記載の弾性波フィルタ装置。
  9. 　前記高音速材料層が高音速支持基板である、請求項７または８に記載の弾性波フィルタ装置。
  10. 　前記圧電性基板が支持基板を含み、
    　前記高音速材料層が、前記支持基板上に設けられている高音速膜である、請求項７または８に記載の弾性波フィルタ装置。
  11. 　前記直列腕共振子及び前記並列腕共振子が圧電基板を有し、
    　前記圧電基板が圧電体層のみからなる、請求項１～６のいずれか１項に記載の弾性波フィルタ装置。
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