ワンチップ漏洩表面弾性波装置
【課題】製造の容易さを有し、かつ通過周波数帯域での損失が小さいワンチップ漏洩表面弾性波分波器を提供する。
【解決手段】直列腕共振器１０２−７、１０２−８、１０２−９と並列腕共振器１０３−５，１０３−６から成る梯子型バンドパスフィルタ１０７−１、および多重モード型共振器１０４−１、１０４−２，１０４−３、１０４−４から成る多重モード結合型バンドパスフィルタ１０７−２から構成される分波器１０１−１において、直列腕共振器１０２−７、１０２−８、１０２−９のメタライゼーションレシオを多重モード型共振器１０４−１、１０４−２，１０４−３、１０４−４のメタライゼーションレシオまたは並列腕共振器１０３−５，１０３−６のメタライゼーションレシオより大きい値に設定する。
【解決手段】直列腕共振器１０２−７、１０２−８、１０２−９と並列腕共振器１０３−５，１０３−６から成る梯子型バンドパスフィルタ１０７−１、および多重モード型共振器１０４−１、１０４−２，１０４−３、１０４−４から成る多重モード結合型バンドパスフィルタ１０７−２から構成される分波器１０１−１において、直列腕共振器１０２−７、１０２−８、１０２−９のメタライゼーションレシオを多重モード型共振器１０４−１、１０４−２，１０４−３、１０４−４のメタライゼーションレシオまたは並列腕共振器１０３−５，１０３−６のメタライゼーションレシオより大きい値に設定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば携帯電話機の高周波段の分波器に用いられている、櫛型電極を主たる構成要素とした共振器を複数形成したワンチップ漏洩表面弾性波装置に関し、特に、送信周波数より受信周波数の方が高周波である携帯電話システム向け携帯電話機のＲＦ段の分波器に用いられているワンチップ漏洩表面弾性波装置に適用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
漏洩表面弾性波装置に代表される弾性波装置は、高周波の共振器、フィルタ等の固体回路素子として通信機器等に使用されている。特に、周波数分割方式の携帯電話機では、一本のアンテナが送信信号の送信と受信信号の受信を行うため、アンテナ直下に受信フィルタと送信フィルタを備えた分波器が必要であるが、そのフィルタとして漏洩表面弾性波装置が広く利用されている。
【０００３】
特許文献１には、共振器構造におけるカット角と電極膜厚の最適値が開示されている。また、メタライゼーションレシオ（以下、Ｍ比と略す。）が０．５以上であることが開示されている。
【０００４】
特許文献２には、受信フィルタとして多重モード結合型共振器（以下、ＤＭ型共振器と略す。）型表面弾性波フィルタを、送信フィルタとして３個の直列腕共振器と２個の並列腕共振器で構成された梯子型共振器型表面弾性波フィルタを用い、それらを同一チップ上に集積した分波器が開示されている。さらにＤＭ型共振器のＭ比と波長換算した電極膜厚が開示されている。
【０００５】
特許文献３には、漏洩表面弾性波共振器のシミュレーション手法が開示されている。
【０００６】
特許文献４には、漏洩表面弾性波（ＬＳＡＷ）と非漏洩表面弾性波（ＲＳＡＷ）の違いが開示されている。
【０００７】
特許文献５には、共通の基板上に、直列共振器および並列共振器を有し、フィルタとして機能する電気音響素子において、直列共振器と並列共振器とは、組成および／または層厚が互いに異なることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平９−１６７９３６号公報
【特許文献２】国際特許公開ＷＯ ２００８／１０８１１３号パンフレット
【特許文献３】国際特許公開ＷＯ ９８／０５２２７９号パンフレット
【特許文献４】国際特許公開ＷＯ ０３／０８８４８３号パンフレット
【特許文献５】特表２００８−５０８８２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
一般に、ＤＭ型共振器、直列腕共振器、並列腕共振器には、製造の容易さと高い品質係数（Ｑ値）と大きい帯域幅（＝（反共振周波数―共振周波数）÷反共振周波数）が要求される。また、分波器では、この３種類の共振器は互いに共振周波数が異なるため、異なる電極周期（λｏ）を有する。これらを同一チップ上に集積した場合、上記特許文献１、２に開示された表面弾性波共振器には以下のような問題点がある。
【００１０】
特許文献１には、最適な波長換算膜厚が示されている。また図１１に帯域幅（結合係数の半分）が、３％以上になる条件が記載されている。これらに従うと、３種類の共振器は、全て異なる膜厚にする必要がある。しかし３種類の共振器の各膜厚に関する指針は開示されていない。一方、ひとつのλｏにあわせて膜厚を１種類に設定すると、製造が容易になるが、しかし他の２種類の共振器のＱ値または帯域幅が著しく小さくなるという問題がある。
【００１１】
特許文献２には、ＤＭ型共振器のＭ比と波長換算膜厚が開示されているが、そのときのＱ値や帯域幅、さらに直列腕共振器、並列腕共振器のＭ比と波長換算膜厚は開示されていない。
【００１２】
さらに、漏洩表面弾性波を用いた共振器では、Ｑ値が周波数に依存して変化する。携帯電話器のＲＦ段に用いられている分波器やフィルタでは、広い周波数範囲でフィルタリングするため、Ｑ値の周波数特性を考慮する必要がある。しかし特許文献１、２ではこの点が考慮されていない。
【００１３】
また、特許文献５には、直列共振器の特性と並列共振器の特性をどのように組み合わせてフィルタを構成するかは示されておらず、また、ＤＭ型共振器の記載はなく、延いてはＤＭ型共振器と直列腕共振器や並列腕共振器との関係は何ら記載されていない。
【００１４】
本発明の目的は、分波器に適した共振器を提供することである。別の言葉で表現すると、製造の容易さを有し、かつＱ値を劣化させずに帯域幅の大きい直列腕共振器と並列腕共振器とＤＭ型共振器から成る漏洩表面弾性波装置を提供することである。
【００１５】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本願において開示される発明のうち、代表的なものを挙げれば、次のとおりである。
【００１７】
本発明のワンチップ漏洩表面弾性波装置は、圧電性を有する基板の同一面上に、直列腕共振器として機能する第一の漏洩弾性波共振器と、並列腕共振器として機能する第二の漏洩弾性波共振器とを形成し、前記直列腕共振器として機能する第一の漏洩表面弾性波共振器は、共振周波数を通過帯域に、また反共振周波数を通過帯域の高周波側の減衰帯域にほぼ一致させ、前記並列腕共振器として機能する第二の漏洩表面弾性波共振器は、反共振周波数を通過帯域に、また共振周波数を通過帯域の低周波側の減衰帯域にほぼ一致させ、前記第一の漏洩表面弾性波共振器と前記第二の漏洩表面弾性波共振器とはひとつのバンドパスフィルタの一部として機能するワンチップ漏洩表面弾性波装置において、前記直列腕共振器として機能する第一の漏洩表面弾性波共振器の電極指の膜厚が、前記並列腕共振器として機能する第二の漏洩表面弾性波共振器の電極指の膜厚より大きい値に設定されているか、または、前記直列腕共振器として機能する第一の漏洩表面弾性波共振器の櫛型電極のメタライゼーションレシオが、前記並列腕共振器として機能する第二の漏洩表面弾性波共振器の櫛型電極のメタライゼーションレシオより大きい値に設定されていることを特徴とするものである。
【００１８】
また、本発明のワンチップ漏洩表面弾性波装置は、圧電性を有する基板の同一面上に、直列腕共振器として機能する第一の漏洩弾性波共振器と、並列腕共振器として機能する第二の漏洩弾性波共振器と、多重モード結合型共振器として機能する第三の漏洩弾性波共振器とを形成し、前記直列腕共振器として機能する第一の漏洩表面弾性波共振器は、共振周波数を通過帯域に、また反共振周波数を通過帯域の高周波側の減衰帯域にほぼ一致させ、前記並列腕共振器として機能する第二の漏洩表面弾性波共振器は、反共振周波数を通過帯域に、また共振周波数を通過帯域の低周波側の減衰帯域にほぼ一致させ、前記第一の漏洩表面弾性波共振器と前記第二の漏洩表面弾性波共振器とは、ひとつのバンドパスフィルタの一部として機能するとともに、前記第一の漏洩表面弾性波共振器の共振周波数は、前記第三の漏洩表面弾性波共振器の共振周波数より小さく設定され、前記バンドパスフィルタと前記多重モード結合型共振器として機能する第三の漏洩表面弾性波共振器とが、ひとつの分波器として機能するワンチップ漏洩表面弾性波装置において、前記直列腕共振器として機能する第一の漏洩表面弾性波共振器の電極指の膜厚が、前記並列腕共振器として機能する第二の漏洩表面弾性波共振器の電極指の膜厚より大きい値に設定されているか、または、前記直列腕共振器として機能する第一の漏洩表面弾性波共振器の櫛型電極のメタライゼーションレシオが、前記並列腕共振器として機能する第二の漏洩表面弾性波共振器の櫛型電極のメタライゼーションレシオより大きい値に設定されていることを特徴とするものである。
【００１９】
また、本発明のワンチップ漏洩表面弾性波装置は、圧電性を有する基板の同一面上に、直列腕共振器として機能する第一の漏洩弾性波共振器と、並列腕共振器として機能する第二の漏洩弾性波共振器と、多重モード結合型共振器として機能する第三の漏洩弾性波共振器とを形成し、前記直列腕共振器として機能する第一の漏洩表面弾性波共振器は、共振周波数を通過帯域に、また反共振周波数を通過帯域の高周波側の減衰帯域にほぼ一致させ、前記並列腕共振器として機能する第二の漏洩表面弾性波共振器は、反共振周波数を通過帯域に、また共振周波数を通過帯域の低周波側の減衰帯域にほぼ一致させ、前記第一の漏洩表面弾性波共振器と前記第二の漏洩表面弾性波共振器とは、ひとつのバンドパスフィルタの一部として機能するとともに、前記第一の漏洩表面弾性波共振器の共振周波数は、前記第三の漏洩表面弾性波共振器の共振周波数より小さく設定され、前記バンドパスフィルタと前記多重モード結合型共振器として機能する第三の漏洩表面弾性波共振器とが、ひとつの分波器として機能するワンチップ漏洩表面弾性波装置において、前記直列腕共振器として機能する第一の漏洩表面弾性波共振器の電極指の膜厚が、前記多重モード結合型共振器として機能する第三の漏洩表面弾性波共振器の電極指の膜厚より大きい値に設定されているか、または、前記直列腕共振器として機能する第一の漏洩表面弾性波共振器の櫛型電極のメタライゼーションレシオが、前記多重モード結合型共振器として機能する第三の漏洩表面弾性波共振器の櫛型電極のメタライゼーションレシオより大きい値に設定されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２０】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下の通りである。
【００２１】
漏洩表面弾性波装置において、直列腕共振器、並列腕共振器、ＤＭ型共振器の膜厚またはＭ比を所定の値にすることにより、分波器に適した共振器を提供することができる。別の言葉で表現すると、製造の容易さを有し、かつＱ値を劣化させずに帯域幅の大きい直列腕共振器と並列腕共振器とＤＭ型共振器から成る漏洩表面弾性波装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施例１の漏洩表面弾性波装置を模式的に示す平面図である。
【図２】図1の直列腕共振器と並列腕共振器の電極構造を説明する平面図である。
【図３】図２のＩ１−Ｉ１’線断面図である。
【図４】図２に示した電極指の膜厚ｈ、電極指の幅Ｌ、スペースＳ、電極指周期λｏのそれぞれの定義を説明する図である。
【図５】梯子型バンドパスフィルタの入出力間の通過特性を説明する図である。
【図６】実施例１の直列腕共振器と並列腕共振器の帯域幅の膜厚依存性を、圧電基板として４２°ＹＸ ＬｉＴａＯ３基板を用いた場合を例として説明する図である。
【図７】実施例１の直列腕共振器と並列腕共振器のＱ値の膜厚依存性を、圧電基板として４２°ＹＸ ＬｉＴａＯ３基板を用いた場合を例として説明する図である。
【図８】実施例１の直列腕共振器と並列腕共振器の帯域幅の膜厚依存性を、圧電基板として３８°ＹＸ ＬｉＴａＯ３基板を用いた場合を例として説明する図である。
【図９】実施例１の直列腕共振器と並列腕共振器のＱ値の膜厚依存性を、圧電基板として３８°ＹＸ ＬｉＴａＯ３基板を用いた場合を例として説明する図である。
【図１０】実施例１の直列腕共振器と並列腕共振器の帯域幅の膜厚依存性を、圧電基板として５０°ＹＸ ＬｉＴａＯ３基板を用いた場合を例として説明する図である。
【図１１】実施例１の直列腕共振器と並列腕共振器のＱ値の膜厚依存性を、圧電基板として５０°ＹＸ ＬｉＴａＯ３基板を用いた場合を例として説明する図である。
【図１２】実施例１の直列腕共振器と並列腕共振器の帯域幅の膜厚依存性を、圧電基板として４６°ＹＸ ＬｉＴａＯ３基板を用いた場合を例として説明する図である。
【図１３】実施例１の直列腕共振器と並列腕共振器のＱ値の膜厚依存性を、圧電基板として４６°ＹＸ ＬｉＴａＯ３基板を用いた場合を例として説明する図である。
【図１４】実施例１の直列腕共振器と並列腕共振器の帯域幅の膜厚依存性を、圧電基板として４６°ＹＸ ＬｉＴａＯ３基板を用いた場合を例として説明する図である。
【図１５】実施例１の直列腕共振器と並列腕共振器のＱ値の膜厚依存性を、圧電基板として４６°ＹＸ ＬｉＴａＯ３基板を用いた場合を例として説明する図である。
【図１６】本発明の実施例２の漏洩表面弾性波装置を模式的に示す平面図である。
【図１７】実施例２の直列腕共振器の直列Ｑと並列腕共振器の反共振ＱのＭ比依存性を、膜厚７．５％λｏの場合を例として説明する図である。
【図１８】実施例２の直列腕共振器と並列腕共振器の帯域幅のＭ比依存性を、膜厚７．５％λｏの場合を例として説明する図である。
【図１９】実施例２の直列腕共振器の直列Ｑと並列腕共振器の反共振ＱのＭ比依存性を、膜厚６．０％λｏの場合を例として説明する図である。
【図２０】実施例２の直列腕共振器と並列腕共振器の帯域幅のＭ比依存性を、膜厚６．０％λｏの場合を例として説明する図である。
【図２１】実施例２の直列腕共振器の直列Ｑと並列腕共振器の反共振ＱのＭ比依存性を、膜厚６．５％λｏの場合を例として説明する図である。
【図２２】実施例２の直列腕共振器と並列腕共振器の帯域幅のＭ比依存性を、膜厚６．５％λｏの場合を例として説明する図である。
【図２３】実施例２の直列腕共振器の直列Ｑと並列腕共振器の反共振ＱのＭ比依存性を、膜厚６．９％λｏの場合を例として説明する図である。
【図２４】実施例２の直列腕共振器と並列腕共振器の帯域幅のＭ比依存性を、膜厚６．９％λｏの場合を例として説明する図である。
【図２５】実施例２の直列腕共振器の直列Ｑと並列腕共振器の反共振ＱのＭ比依存性を、膜厚８．５％λｏの場合を例として説明する図である。
【図２６】実施例２の直列腕共振器と並列腕共振器の帯域幅のＭ比依存性を、膜厚８．５％λｏの場合を例として説明する図である。
【図２７】実施例２の直列腕共振器の直列Ｑと並列腕共振器の反共振ＱのＭ比依存性を、膜厚１０．０％λｏの場合を例として説明する図である。
【図２８】実施例２の直列腕共振器と並列腕共振器の帯域幅のＭ比依存性を、膜厚１０．０％λｏの場合を例として説明する図である。
【図２９】本発明の実施例３の漏洩表面弾性波装置を模式的に示す平面図である。
【図３０】図２９のＤＭ型共振器の電極構造を説明する平面図である。
【図３１】図３０のＩ２−Ｉ２’線断面図である。
【図３２】ＤＭ型共振器の入出力間の通過特性を説明する図である。
【図３３】本発明の実施例４の漏洩表面弾性波装置を模式的に示す平面図である。
【図３４】実施例４の直列腕共振器の直列ＱとＤＭ型共振器の共振ＱのＭ比依存性を、膜厚８．１％λｏと８．５％λｏとの場合を例として説明する図である。
【図３５】実施例４の直列腕共振器の直列ＱとＤＭ型共振器の共振ＱのＭ比依存性を、膜厚６．８％λｏと７．２％λｏとの場合を例として説明する図である。
【図３６】実施例４の直列腕共振器の直列ＱとＤＭ型共振器の共振ＱのＭ比依存性を、膜厚９．６％λｏと１０．０％λｏとの場合を例として説明する図である。
【図３７】本発明の実施例５の漏洩表面弾性波装置を模式的に示す平面図である。
【図３８】各電極膜厚で、Ｍ比を０から１に変化させたときの最大の帯域幅、およびそのときのＭ比を示した図である。
【図３９】図３８に示したＭ比と最大帯域幅を横軸と縦軸に記した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、実施の形態では、特に必要なときを除き、同一または同様な部分の説明を原則として繰り返さない。さらに、実施の形態を説明する図面においては、構成を分かり易くするために、断面図であってもハッチングを省略する場合がある。
【実施例１】
【００２４】
図1は、本実施例１の漏洩表面弾性波装置（以下弾性波装置と略す）を模式的に示す平面図である。少なくとも入出力端子１０５、入出力端子間に直列に接続された直列腕共振器１０２、入出力端子間の信号経路からアースに向かって接続された並列腕共振器１０３が同一チップ１上に集積化されている。またそれらを接続する電気配線、位相調整を行う共振器、入出力端子１０５−１と１０５−２との間のアイソレーションを高めるためのコンデンサとインダクタ等も同一チップ上に集積化されているが、図面では省略されている。
直列腕共振器１０２と並列腕共振器１０３は、いずれも一開口共振器の構造を有している。
【００２５】
図２〜４は、本実施例１の弾性波装置１００の直列腕共振器１０２と並列腕共振器１０３に用いている一開口共振器の電極構造を説明した図である。図２は、模式的に示す上面、図３は、図２のＩ１−Ｉ１’線の断面、図４は、櫛形電極５の電極指２の膜厚ｈ、電極指２の幅Ｌ、スペースＳ、電極指周期（電極ピッチ）λｏ（励振される漏洩表面弾性波の伝搬波長と実質的に同一）のそれぞれの定義を説明する図である。圧電基板１上に１個の櫛形電極５と２個の反射器４が設けられている。櫛形電極５は多数の電極指２と２個のバスバー３で構成されている。ひとつの櫛形電極５に属する全ての電極指２は、ほぼ同じ膜厚に設定されている。反射器４は櫛形電極５を挟む位置に配置されている。櫛形電極５上に絶縁膜を形成する場合、また多層膜を形成する場合もあるが、図面では省略している。またバスバーには電気配線が接続されるが、図面では省略している。
【００２６】
図５は、本実施例１の弾性波装置の入出力端子１０５−１と１０５−２との間の通過特性を説明した図である。一開口共振器において、バスバー３−１と３−２との間のインピーダンス特性は、共振周波数で低インピーダンスを、反共振周波数で高インピーダンスを示す。また、直列腕共振器１０２は、共振周波数を通過帯域５１−１に、反共振周波数を通過帯域５１−１の高周波側の減衰帯域５０−２におおよそ一致させている。並列腕共振器１０３は、反共振周波数を通過帯域５１−１に、共振周波数を通過帯域５１−１の低周波側の減衰帯域５０−１とおおよそ一致させている。それらを梯子型に接続しているため、本実施の形態１の弾性波装置１００は、梯子型バンドパスフィルタとして機能する。
【００２７】
梯子型バンドパスフィルタには、通過帯域５１−１と減衰帯域５０が広いこと、及び周波数選択性が高いことが要求される。帯域幅は用いる共振器の帯域幅に、また周波数選択性は用いる共振器のＱ値に依存する。そのため、帯域幅が広く、且つＱ値の高い共振器を用いる必要がある。
【００２８】
本発明者等は、漏洩表面弾性波を用いた共振器では、ＲＳＡＷに代表される非漏洩表面弾性波を用いた共振器とは異なり、Ｑ値が周波数に依存して変化することを考慮し、特許文献３に記載された漏洩表面弾性波共振器シミュレーション技術を拡張し、漏洩表面弾性波に特有の遅い横波バルク波へのエネルギー漏洩効果を取り入れることにより、初めに電極指２の断面形状等、全ての効果を考慮して漏洩表面弾性波共振器の電気特性を詳細に検討した。
【００２９】
図６と図７は、基板材料１として、ＬｉＴａＯ３単結晶の４２°回転Ｙカット板において漏洩表面弾性波の伝搬方向をＸ軸とした４２°ＹＸ ＬｉＴａＯ３基板上にアルミニウムを主成分とする金属で作成した櫛形電極２で構成された一開口共振器の基本共振特性（帯域幅とＱ値）を説明した図である。いずれも、Ｍ比（＝Ｌ／（Ｌ＋Ｓ））は０．５である。またＱ値は周波数依存性を有することを考慮し、共振周波数でのＱ値（共振Ｑ値）と反共振周波数でのＱ値（反共振Ｑ値）を分けて検討した。
電極膜厚ｈが波長の１０．３％のとき、帯域幅は最も大きくなるが、共振Ｑ値と反共振Ｑ値は劣化している。
電極膜厚ｈが波長の８．３％のとき、共振Ｑ値は最も大きくなるが、帯域幅と反共振Ｑ値は劣化している。
電極膜厚ｈが波長の６．０％のとき、反共振Ｑ値は最も大きくなるが、帯域幅と共振Ｑ値は劣化している。
これらのことから、Ｑ値の周波数依存性を考慮すると、従来の方法では、一開口共振器の基本共振特性である帯域幅と共振Ｑ値と反共振Ｑ値を同時に良好な値を得ることはできないことが分かった。
【００３０】
次に梯子型バンドパスフィルタの周波数特性と漏洩表面弾性波共振器の関係を詳細に検討した。上記と同様に、Ｑ値は周波数依存性を有することを考慮し、共振Ｑと反共振Ｑに分けて検討した。
梯子型バンドパスフィルタの低周波側の減衰帯域５０−１は、並列腕共振器１０３の共振現象、コンデンサ、インダクタ、及び寄生のインピーダンス成分が干渉しあって形成される。減衰の深さは、これらが相乗して生じる共振のＱ値で決まる。並列腕共振器１０３の共振Ｑと比較すると、コンデンサ、インダクタ、及び寄生のインピーダンス成分のＱ値は小さく、またこれらが減衰帯域５０−１の減衰の深さに与える影響は、それぞれ並列腕共振器１０３、コンデンサ、インダクタ、及び寄生のインピーダンス成分のＱ値の逆数に比例するため、結局、並列腕共振器１０３の共振Ｑは、減衰の深さに影響しない。
梯子型バンドパスフィルタの高周波側の減衰帯域５０−２は、直列腕共振器１０２の反共振現象、コンデンサ、インダクタ、及び寄生のインピーダンス成分が干渉しあって形成される。減衰の深さは、これらが相乗して生じる共振のＱ値で決まる。直列腕共振器１０２の反共振Ｑと比較すると、コンデンサ、インダクタ、及び寄生のインピーダンス成分のＱ値は小さく、またこれらが減衰帯域５０−２の減衰の深さに与える影響は、それぞれ直列腕共振器１０２、コンデンサ、インダクタ、及び寄生のインピーダンス成分のＱ値の逆数に比例するため、結局、直列腕共振器１０２の反共振Ｑは、減衰の深さに影響しない。
梯子型バンドパスフィルタの通過帯域５１−１の損失は、直列腕共振器１０２の共振現象、並列腕共振器１０３の反共振現象、及び電極指２と電気配線の抵抗が干渉しあって形成される。損失の大きさは、これらの損失の和であるが、電気配線は通常低抵抗な金属を用いるため、結局、直列腕共振器１０２の共振Ｑ、並列腕共振器１０３の反共振Ｑが影響を与える。また損失に与える影響量は、Ｑ値の逆数に比例するため、直列腕共振器１０２の共振Ｑと並列腕共振器１０３の反共振Ｑとを比較して、値が小さい方がより強く影響を与える。
梯子型バンドパスフィルタの通過帯域５１−１の帯域幅は、直列腕共振器１０２の共振現象、並列腕共振器１０３の反共振現象、及び直列腕共振器１０２と並列腕共振器１０３の帯域幅で決まる。直列腕共振器１０２の共振Ｑが大きいと、通過帯域５１−１の高周波側の角が尖り、また並列腕共振器１０３の反共振Ｑが大きいと通過帯域５１−１の低周波側の角が尖るため、帯域幅が広くなる。一方直列腕共振器１０２または並列腕共振器１０３の帯域幅が小さくなると、通過帯域５１−１の中心部分の損失が劣化するが、しかし直列腕共振器の共振Ｑ、並列腕共振器の反共振Ｑが十分大きい場合は、その劣化量を小さくすることができる。
【００３１】
これらのことから、梯子型バンドパスフィルタ用共振器に要求される性能は、直列腕共振器１０２の共振Ｑおよび並列腕共振器１０３の反共振Ｑが共に大きいこと、次に直列腕共振器１０２と並列腕共振器１０３の帯域幅が広いことである。
【００３２】
【表１】
【００３３】
以上のことから、Ｑ値の周波数依存性を考慮すると、直列腕共振器１０２と並列腕共振器１０３共に、電極膜厚ｈは、１０．３％λｏを超えない範囲で厚くした方がよいが、しかし１０．３％λｏに近づくに従い、Ｑが劣化すること、特に反共振Ｑが著しく劣化すること、さらに並列腕共振器１０３の反共振Ｑの劣化は、バンドパスフィルタの損失を大きく劣化させることが分かる。つまり、直列腕共振器１０２は、共振Ｑ値の劣化が許容される電極膜厚の範囲内で、帯域幅が最大になる電極膜厚ｈに設定し、また、並列腕共振器１０３は、反共振Ｑ値の劣化が許容される電極膜厚の範囲内で、帯域幅が最大になる電極膜厚ｈに設定することで、最も優れた格子型バンドパスフィルタを実現することが出来る。
【００３４】
別の言葉で説明すると、並列腕共振器１０３の電極膜厚ｈを、直列腕共振器１０２の電極膜厚ｈと同じ値にした場合より、直列腕共振器１０２の電極膜厚ｈより薄くした場合の方が、並列腕共振器１０３の反共振Ｑ値を良くすることが出来る、または、直列腕共振器１０２の電極膜厚ｈを、並列腕共振器１０３の電極膜厚ｈと同じ値にした場合より、並列腕共振器１０３の電極膜厚ｈより厚くした場合の方が、直列腕共振器１０２の共振Ｑ値を良くすることが出来る。
【００３５】
本実施例１の弾性波装置である図１の梯子型バンドパスフィルタでは、直列腕共振器１０２の電極膜厚ｈを３９５ｎｍ（９．０％λｏ、λｏ＝４３９６ｎｍ）、並列腕共振器１０３の電極膜厚ｈを３２０ｎｍ（７．０％λｏ、λｏ＝４５６０ｎｍ）に設定されている。このことにより、直列腕共振器１０２と並列腕共振器１０３を同じ電極膜厚３９５ｎｍに設定した場合より、並列腕共振器１０３の反共振Ｑを１０倍大きくすることができるため、損失の小さい梯子型バンドパスフィルタが実現できている。
【００３６】
なお、直列腕共振器１０２と並列腕共振器１０３の電極膜厚ｈは、上記厚さに限定されない。直列腕共振器１０２の電極膜厚ｈと並列腕共振器１０３の電極膜厚ｈを同じ値にした場合より、直列腕共振器１０２の電極膜厚ｈより並列腕共振器１０３の電極膜厚ｈを薄くした場合の方が、直列腕共振器１０２の共振Ｑが優れるため、または並列腕共振器１０３の反共振Ｑが優れるため、損失の小さい梯子型バンドパスフィルタが実現できていることは明らかである。たとえば、直列腕共振器１０２の電極膜厚ｈと並列腕共振器１０３の電極膜厚ｈを共に４００ｎｍ（直列腕共振器：９．１％λｏ、並列腕共振器８．８％λｏ）に設定した場合より、直列腕共振器１０２の電極膜厚ｈを４００ｎｍ、並列腕共振器１０３の電極膜厚ｈを３９５ｎｍ（８．７％λｏ）に設定した場合の方が、並列腕共振器１０３の反共振Ｑが１．０７倍向上するため、梯子型バンドパスフィルタの損失は低減する。
【００３７】
図８と図９は、３８°ＹＸ ＬｉＴａＯ３基板上にアルミニウムを主成分とする金属で作成した電極指２で構成された一開口共振器の基本共振特性を説明した図である。いずれも、Ｍ比は０．５である。
図８に示すように、電極膜厚ｈが波長の１０．３％のとき、帯域幅は最も大きくなる。一方、図９に示すように、共振Ｑが最大を示す電極膜厚ｈは、反共振Ｑが最大を示す電極膜厚ｈより大きい。そのため、直列腕共振器１０２の電極膜厚ｈと並列腕共振器１０３の電極膜厚ｈを同じ値にした場合より、直列腕共振器１０２の電極膜厚ｈより並列腕共振器１０３の電極膜厚ｈを薄くした場合の方が、直列腕共振器１０２の共振Ｑが優れるため、または並列腕共振器１０３の反共振Ｑが優れるため、損失の小さい梯子型バンドパスフィルタが実現できることは明らかである。
【００３８】
図１０と図１１は、５０°ＹＸ ＬｉＴａＯ３基板上にアルミニウムを主成分とする金属で作成した電極指２で構成された一開口共振器の基本共振特性を説明した図である。いずれも、Ｍ比は０．５である。
図１０に示すように、電極膜厚ｈが波長の１０．０％のとき、帯域幅は最も大きくなる。一方、図１１に示すように、共振Ｑが最大を示す電極膜厚ｈは、反共振Ｑが最大を示す電極膜厚ｈより大きい。そのため、直列腕共振器１０２の電極膜厚ｈと並列腕共振器１０３の電極膜厚ｈを同じ値にした場合より、直列腕共振器１０２の電極膜厚ｈより並列腕共振器１０３の電極膜厚ｈを薄くした場合の方が、直列腕共振器１０２の共振Ｑが優れるため、または並列腕共振器１０３の反共振Ｑが優れるため、損失の小さい梯子型バンドパスフィルタが実現できることは明らかである。
【００３９】
図１２〜１５は、４６°ＹＸ ＬｉＴａＯ３基板上にアルミニウムを主成分とする金属で作成した電極指２で構成された一開口共振器の基本共振特性を説明した図である。いずれも、Ｍ比は０．５である。
この場合でも図１３と図１５に示すように、共振Ｑが最大を示す電極膜厚ｈは、反共振Ｑが最大を示す電極膜厚ｈより大きいため、直列腕共振器１０２の電極膜厚ｈと並列腕共振器１０３の電極膜厚ｈを同じ値にした場合より、直列腕共振器１０２の電極膜厚ｈより並列腕共振器１０３の電極膜厚ｈを薄くした場合の方が、直列腕共振器１０２の共振Ｑが優れるため、または並列腕共振器１０３の反共振Ｑが優れるため、損失の小さい梯子型バンドパスフィルタが実現できることは明らかである。
【００４０】
以上に示したように、異なる圧電基板を用いた場合であっても、直列腕共振器１０２の電極膜厚ｈを並列腕共振器１０３の電極膜厚ｈより大きくすることで、損失の小さい梯子型バンドパスフィルタを実現することができるという効果が得られる。またＭ比が０．５と異なる場合においても、また電極指がアルミニウムとは異なる材料を用いた場合においても、同様の効果が得られる。
【００４１】
なお、以下の実施例３で述べるような、梯子型バンドパスフィルタとＤＭ型バンドパスフィルタを備え、梯子型バンドパスフィルタを送信フィルタとし、ＤＭ型バンドパスフィルタを受信フィルタとした分波器においても、梯子型バンドパスフィルタを構成する直列腕共振器の電極膜厚を並列腕共振器の電極膜厚より大きくすることで、本実施例の作用効果が得られることは、明らかである。
【実施例２】
【００４２】
図1６は、本実施例２の弾性波装置を模式的に示す上面図である。５個の共振器（１０２と、１０３）の電極膜厚ｈがすべて等しいことを除くと、さらに、少なくとも１個以上の共振器が他の共振器と異なるＭ比を有することを除くと、図１に示した本実施例１の弾性波装置１００と同じである。
【００４３】
図１７と１８は、４２°ＹＸ ＬｉＴａＯ３基板上にアルミニウムを主成分とする金属で作成した電極指２（膜厚ｈ＝７．５％λｏ）で構成された一開口共振器の重要度の高い基本共振特性を説明した図である。直列腕共振器１０２と並列腕共振器１０３ではλｏが若干異なるため、波長換算電極膜厚ｈ／λｏも若干異なるが、説明を簡単にするため、同一の波長換算膜厚の直列腕共振器１０２の共振Ｑ値、並列腕共振器１０３の反共振Ｑ値、及び帯域幅を示してある。
図１７に示すように、Ｍ比を大きくした方が直列腕共振器１０２の共振Ｑ値は大きくなる。また、Ｍ比を小さくした方が並列腕共振器１０３の反共振Ｑ値は大きくなる。さらに、図１８に示すように、帯域幅はＭ比が０．５３の時、最大になる。
【００４４】
本実施例２の弾性波装置１００−２では、直列腕共振器１０２のＭ比は０．５３に、並列腕共振器１０３のＭ比は０．４９に設定されているため、直列腕共振器１０２のＭ比と並列腕共振器１０３のＭ比を共に０．５０に設定した場合より、直列腕共振器１０２の共振Ｑ値は１．３４倍、並列腕共振器１０３の反共振Ｑ値は１．１９倍向上している。
なお、直列腕共振器１０２と並列腕共振器１０３のＭ比は、上記値に限定されない。直列腕共振器１０２のＭ比と並列腕共振器１０３のＭ比を同じ値に設定した場合より、直列腕共振器１０２のＭ比より並列腕共振器１０３のＭ比を小さく設定した場合の方が、直列腕共振器１０２の共振Ｑ、または並列腕共振器１０３の反共振Ｑが優れる。たとえば、直列腕共振器１０２のＭ比と並列腕共振器１０３のＭ比を共に０．５３に設定した場合より、直列腕共振器１０２のＭ比を０．５３、並列腕共振器１０３のＭ比を０．５２に設定した場合の方が、並列腕共振器１０３の反共振Ｑが１．０５倍向上する。そのため、損失の小さい梯子型バンドパスフィルタを実現することができる。
【００４５】
図１９〜２８は、さまざまな電極膜厚で電極指２で構成された一開口共振器の重要度の高い基本共振特性を説明した図である。
図１９と図２０は、電極膜厚ｈ＝０．０６λｏに設定した本実施例２の弾性波装置１００−２を構成する開口共振器の直列腕共振器１０２の共振Ｑ値と並列腕共振器１０３の反共振Ｑ値、及び帯域幅を説明した図である。この実施例の弾性波装置１００−２では、直列腕共振器１０２のＭ比は０．５６に、並列腕共振器１０３のＭ比は０．５４に設定されている。
図１９に示すように、電極膜厚ｈ＝０．０６λｏの場合、直列腕共振器１０２の共振Ｑ値はＭ比を大きくした方が、大きくなる。一方、並列腕共振器１０３の反共振Ｑ値はＭ比にあまり依存しない。また、図２０に示すように、帯域幅はＭ比が０．５４の時、最大になる。
【００４６】
本実施例の弾性波装置１００−２では、直列腕共振器１０２のＭ比は０．５６に、並列腕共振器１０３のＭ比は０．５４に設定されているため、直列腕共振器１０２のＭ比と並列腕共振器１０３のＭ比を共に０．５４に設定した場合より、直列腕共振器１０２の共振Ｑ値は１．０３倍向上している。
なお、直列腕共振器１０２と並列腕共振器１０３のＭ比は、上記値に限定されない。直列腕共振器１０２のＭ比と並列腕共振器１０３のＭ比を同じ値に設定した場合より、直列腕共振器１０２のＭ比より並列腕共振器１０２のＭ比を小さく設定した場合の方が、直列腕共振器１０２の共振Ｑが優れる。たとえば、直列腕共振器１０２のＭ比と並列腕共振器１０３のＭ比を共に０．５０に設定した場合より、直列腕共振器１０２のＭ比を０．５１、並列腕共振器１０３のＭ比を０．５０に設定した場合の方が、直列腕共振器１０３の共振Ｑが１．０３倍向上する。そのため、損失の小さい梯子型バンドパスフィルタを実現することができる。
【００４７】
図２１と図２２は、電極膜厚ｈ＝０．０６５λｏに設定した本実施例２の弾性波装置１００−２を構成する直列腕共振器１０２の共振Ｑ値と並列腕共振器１０３の反共振Ｑ値、及び帯域幅を説明した図である。この実施例の弾性波装置１００−２では、直列腕共振器１０２のＭ比は０．５６に、並列腕共振器１０３のＭ比は０．５２に設定されている。
図２１に示すように、電極膜厚ｈ＝０．０６５λｏの場合、直列腕共振器１０２の共振Ｑ値はＭ比を大きくした方が、一方、並列腕共振器１０３の反共振Ｑ値はＭ比を小さくした方が大きくなる。また、図２２に示すように、帯域幅はＭ比が０．５４の時、最大になる。
【００４８】
本実施形態の弾性波装置１００−２では、直列腕共振器１０２のＭ比は０．５６に、並列腕共振器１０３のＭ比は０．５２に設定されているため、直列腕共振器１０２のＭ比と並列腕共振器１０３のＭ比を共に０．５４に設定した場合より、直列腕共振器１０２の共振Ｑ値は１．０５倍、並列腕共振器１０３の反共振Ｑ値は１．１７倍向上している。
なお、直列腕共振器１０２と並列腕共振器１０３のＭ比は、上記値に限定されない。直列腕共振器１０２のＭ比と並列腕共振器１０３のＭ比を同じ値に設定した場合より、直列腕共振器１０２のＭ比より並列腕共振器１０３のＭ比を小さく設定した場合の方が、直列腕共振器１０２の共振Ｑが優れる、または並列腕共振器１０３の反共振Ｑが優れる。たとえば、直列腕共振器１０２のＭ比と並列腕共振器１０３のＭ比を共に０．５０に設定した場合より、直列腕共振器１０２のＭ比を０．５１、並列腕共振器１０３のＭ比を０．５０に設定した場合の方が、直列腕共振器１０２の共振Ｑが１．０３倍向上する。そのため、損失の小さい梯子型バンドパスフィルタを実現することができる。
【００４９】
図２３と図２４は、電極膜厚ｈ＝０．０６９λｏに設定した本実施例２の弾性波装置１００−２を構成する直列腕共振器１０２の共振Ｑ値と並列腕共振器１０３の反共振Ｑ値、及び帯域幅を説明した図である。この実施例の弾性波装置１００−２では、直列腕共振器１０２のＭ比は０．５４に、並列腕共振器１０３のＭ比は０．４６に設定されている。
図２３に示すように、電極膜厚ｈ＝０．０６９λｏの場合、直列腕共振器１０２の共振Ｑ値はＭ比を大きくした方が、一方、並列腕共振器１０３の反共振Ｑ値はＭ比を小さくした方が大きくなる。また、図２４に示すように、帯域幅はＭ比が０．５４の時、最大になる。
【００５０】
本実施例の弾性波装置１００−２では、直列腕共振器１０２のＭ比は０．５４に、並列腕共振器１０３のＭ比は０．４６に設定されているため、直列腕共振器１０２のＭ比と並列腕共振器１０３のＭ比を共に０．５４に設定した場合より、直列腕共振器１０２の共振Ｑ値は変わらず、並列腕共振器１０３の反共振Ｑ値は２．０８倍向上している。
なお、直列腕共振器１０２と並列腕共振器１０３のＭ比は、上記値に限定されない。直列腕共振器１０２のＭ比と並列腕共振器１０３のＭ比を同じ値に設定した場合より、直列腕共振器１０２のＭ比より並列腕共振器１０３のＭ比を小さく設定した場合の方が、直列腕共振器１０２の共振Ｑが優れる、または並列腕共振器１０３の反共振Ｑが優れる。たとえば、直列腕共振器１０２のＭ比と並列腕共振器１０２のＭ比を共に０．５０に設定した場合より、直列腕共振器１０２のＭ比を０．５１、並列腕共振器１０３のＭ比を０．５０に設定した場合の方が、直列腕共振器１０２の共振Ｑが１．０６倍向上する。そのため、損失の小さい梯子型バンドパスフィルタを実現することができる。
【００５１】
図２５と図２６は、電極膜厚ｈ＝０．０８５λｏに設定した本実施例２の弾性波装置１００−２を構成する直列腕共振器１０２の共振Ｑ値と並列腕共振器１０３の反共振Ｑ値、及び帯域幅を説明した図である。この実施例の弾性波装置１００−２では、直列腕共振器１０２のＭ比は０．５２に、並列腕共振器１０３のＭ比は０．４０に設定されている。
図２５に示すように、電極膜厚ｈ＝０．０８５λｏの場合、直列腕共振器１０２の共振Ｑ値はＭ比によってあまり変化しないが、並列腕共振器１０３の反共振Ｑ値はＭ比を小さくした方が大きくなる。また、図２６に示すように、帯域幅はＭ比が０．５２の時、最大になる。
【００５２】
本実施例の弾性波装置１００−２では、直列腕共振器１０２のＭ比は０．５２に、並列腕共振器１０３のＭ比は０．４０に設定されているため、直列腕共振器１０２のＭ比と並列腕共振器１０３のＭ比を共に０．５２に設定した場合より、直列腕共振器１０２の共振Ｑ値は変わらず、並列腕共振器１０３の反共振Ｑ値は３．７５倍向上している。
なお、直列腕共振器１０２と並列腕共振器１０３のＭ比は、上記値に限定されない。直列腕共振器１０２のＭ比と並列腕共振器１０３のＭ比を同じ値に設定した場合より、直列腕共振器１０２のＭ比より並列腕共振器１０３のＭ比を小さく設定した場合の方が、直列腕共振器１０２の共振Ｑが優れる、または並列腕共振器１０３の反共振Ｑが優れる。たとえば、直列腕共振器１０２のＭ比と並列腕共振器１０３のＭ比を共に０．５０に設定した場合より、直列腕共振器１０２のＭ比を０．５０、並列腕共振器１０３のＭ比を０．４９に設定した場合の方が、並列腕共振器１０３の反共振Ｑが１．０５倍向上する。そのため、損失の小さい梯子型バンドパスフィルタを実現することができる。
【００５３】
図２７と図２８は、電極膜厚ｈ＝０．１０λｏに設定した本実施例２の弾性波装置１００−２を構成する直列腕共振器１０２の共振Ｑ値と並列腕共振器１０３の反共振Ｑ値、及び帯域幅を説明した図である。この実施例の弾性波装置１００−２では、直列腕共振器１０２のＭ比は０．５０に、並列腕共振器１０３のＭ比は０．４０に設定されている。
図２７に示すように、電極膜厚ｈ＝０．１０λｏの場合、直列腕共振器１０２の共振Ｑ値はＭ比を小さくすると若干大きくなり、また並列腕共振器１０３の反共振Ｑ値はＭ比を小さくした方が大きくなる。また、図２８に示すように、帯域幅はＭ比が０．５０の時、最大になる。
【００５４】
本実施例の弾性波装置１００−２では、直列腕共振器１０２のＭ比は０．５０に、並列腕共振器１０３のＭ比は０．４０に設定されているため、直列腕共振器１０２のＭ比と並列腕共振器１０３のＭ比を共に０．５０に設定した場合より、直列腕共振器１０２の共振Ｑ値は変わらず、並列腕共振器１０３の反共振Ｑ値は１．５４倍向上している。
なお、直列腕共振器１０２と並列腕共振器１０３のＭ比は、上記値に限定されない。本実施例１の弾性波装置１００−１で説明したように、、直列腕共振器１０２の共振Ｑ値と並列腕共振器１０３の反共振Ｑ値では、値が小さい方が、格子型バンドパスフィルタの通過帯域に強く悪影響を与える。つまり直列腕共振器１０２の共振Ｑ値より並列腕共振器１０３の反共振Ｑ値の方が小さいため、並列腕共振器１０３のＭ比を小さくすることが最も効果的である。そのことで、損失の小さい梯子型バンドパスフィルタが実現できていることは明らかである。たとえば、直列腕共振器１０２のＭ比と並列腕共振器１０３のＭ比を共に０．５０に設定した場合より、直列腕共振器１０２のＭ比を０．５０、並列腕共振器１０３のＭ比を０．４９に設定した場合の方が、並列腕共振器１０３の反共振Ｑが１．０３倍向上する。
【００５５】
以上に示したように、任意の電極膜厚ｈを用いた場合であっても、直列腕共振器１０２のＭ比を並列腕共振器１０３のＭ比より大きくすることで、損失の小さい梯子型バンドパスフィルタを実現することができるという効果が得られる。また本実施例１で説明したように、圧電基板が異なる場合においても同様の効果が得られる。さらに、直列腕共振器１０２の電極膜厚ｈと並列腕共振器１０３の電極膜厚ｈが同じであるため、同時に成膜できる。そのため製造が容易であるとの効果も有する。
【００５６】
なお、以下の実施例４で述べるような、梯子型バンドパスフィルタとＤＭ型バンドパスフィルタを備え、梯子型バンドパスフィルタを送信フィルタとし、ＤＭ型バンドパスフィルタを受信フィルタとした分波器においても、梯子型バンドパスフィルタを構成する直列腕共振器の櫛形電極のＭ比を並列腕共振器の櫛形電極のＭ比より大きくすることで、本実施例の作用効果が得られることは、明らかである。
【実施例３】
【００５７】
図２９は、本実施例３の弾性波装置１０１−１を模式的に示す上面図である。少なくても入出力端子１０５、直列腕共振器１０２、並列腕共振器１０３、及びＤＭ型共振器１０４が同一チップ１上に集積化されている。またそれらを接続する電気配線、位相調整を行う共振器１０６、入出力端子１０５−３〜６の間のアイソレーションを高めるためのコンデンサとインダクタ等も同一チップ１上に集積化されているが、図面では一部省略されている。なお、直列腕共振器１０２とＤＭ型共振器１０４のＭ比は０．５に設定されている。
【００５８】
直列腕共振器１０２と並列腕共振器１０３は、膜厚とＭ比を除くと、本実施例１の一開口共振器と同じ構造を有している。そのため本実施例３の弾性波装置１０１−１の左半分は梯子型バンドパスフィルタ１０７−１として機能する。一方、ＤＭ型共振器１０４は、三電極型縦結合共振器の構造を有している。４個のＤＭ型共振器１０４は、結合部６を入力とし、入出力端子１０５−５と１０５−６との間を差動出力とするＤＭ型バンドパスフィルタ１０７−２として機能する。梯子型バンドパスフィルタ１０７−１とＤＭ型バンドパスフィルタ１０７−２は、位相調整を行う共振器１０６を介して入出力端子１０５−３に接続されている。そのため、本実施例３の弾性波装置１０１−１は、分波器として機能する。
入出力端子１０５−３は、直接、または整合回路、スイッチ、ダイプレクサ等を経由してアンテナに接続される。入出力端子１０５−４は、直接、または整合回路、スイッチ等を経由して送信用増幅器の出力端子に接続される。入出力端子１０５−５と１０５−６は、直接、または整合回路、スイッチ等を経由して、受信用増幅器の入力端子に接続される。そのため、本実施例３の弾性波装置１０１−１は、アンテナ共用機として機能する。
【００５９】
図３０と図３１は、本実施例３の弾性波装置１０１−１のＤＭ型共振器１０４の電極構造を説明した図である。図３０は、模式的に示す上面、図３１は、図３０のＩ２−Ｉ２’線の断面を説明する図である。圧電基板１上に３個の櫛形電極５と２個の反射器４が設けられている。各櫛形電極５は多数の電極指２と２個のバスバー３で構成されている。３個の櫛形電極５に属する全ての電極指２は、ほぼ同じ膜厚に設定されている。反射器４は櫛形電極５を挟む位置に配置されている。櫛形電極上に絶縁膜を形成する場合、また多層膜を形成する場合もあるが、図面では省略している。またバスバー３には電気配線が接続されるが、図面では省略している。
【００６０】
図３２は、本実施例３の弾性波装置１０１−１に用いているＤＭ型共振器１０４の通過特性を説明した図である。バスバー３−２、３−４、３−６を接地し、バスバー３−１と３−３を出力とし、バスバー３−５を入力とした。
ＤＭ型共振器１０４では、電極指２に直交する方向に生じる３個の弾性的な定在波（基本漏洩表面弾性波、非調和型縦３次漏洩表面弾性波、非調和型縦５次漏洩表面弾性波）の弾性的な共振現象を利用する。３個の共振周波数を通過帯域５１−２の下端、中央、上端に並べることにより、ほぼ平坦な通過帯域５１−２を形成すことが出来る。そのため、本実施例３のＤＭ型共振器１０４は、単体でも、ＤＭ型バンドパスフィルタとして機能する。
【００６１】
ＤＭ型バンドパスフィルタは、上記３個の共振周波数で形成される通過帯域５１−２以外の周波数帯域では、電気信号を通過させないため、原理的に、減衰帯域幅を広く取ることが出来る。そのため、本発明者等は、漏洩表面弾性波を用いた共振器では、Ｑ値が周波数に依存して変化することを考慮し、ＤＭ型バンドパスフィルタの通過帯域５１−２の特性と漏洩表面弾性波共振器の基本共振器特性の関係を詳細に検討した。本実施例１の弾性波装置と同様に、Ｑ値は周波数依存性を有することを考慮し、共振Ｑ値と反共振Ｑ値に分けて検討した。
【００６２】
ＤＭ型バンドパスフィルタの通過帯域５１−２の通過損失は、ＤＭ型共振器１０４の３個の共振現象、及び電気配線の抵抗が干渉しあって形成される。損失の大きさは、これらの損失の和であるが、電気配線は通常低抵抗な金属を用いるため、結局、ＤＭ型共振器１０４の共振Ｑ値が最も強く影響を与える。なお、ＤＭ型共振器１０４の共振Ｑ値は、図７に開示した一開口共振器の共振Ｑ値と一致する。
ＤＭ型バンドパスフィルタの通過帯域５１−２の帯域幅は、上記基本漏洩表面弾性波と非調和型縦３次漏洩表面弾性波の帯域幅の和で決まる。これらの帯域幅は、図６等に開示した一開口共振器の帯域幅に比例する。ＤＭ型共振器１０４の帯域幅が小さくなると、通過帯域５１−２に２箇所ディップが発生し、そのため損失が低下するが、しかしＤＭ型共振器１０４の共振Ｑ値が十分大きい場合は、その低下量を小さくすることができる。
【００６３】
これらのことから、ＤＭ型バンドパスフィルタ用ＤＭ型共振器に要求される性能の重要度は、ＤＭ型共振器１０４の共振Ｑ値が大きいこと、次にＤＭ型共振器１０４の帯域幅が広いことである（表１）。
【００６４】
以上のこと、及び図６と図７から、Ｑ値の周波数依存性を考慮すると、ＤＭ型共振器１０４では、電極膜厚ｈは、８％λｏ以上、且つ１０．３％λｏを超えない範囲で厚くした方がよく、ただし１０．３％λｏに近づくに従い、Ｑが劣化すること、さらにＤＭ型共振器１０４の共振Ｑの劣化は、ＤＭ型バンドパスフィルタの損失を劣化させること、及びＤＭ型共振器１０４の反共振Ｑの劣化は、ＤＭ型バンドパスフィルタの損失を劣化させないことが明らかである。
【００６５】
本実施例３の弾性波装置である図２９の分波器１０１−１では、共振Ｑ値の劣化量を許容範囲に抑えつつ、帯域幅を最大にするため、直列腕共振器１０２の電極膜厚ｈを３９５ｎｍ（９．０％λｏ、λｏ＝４３９６ｎｍ）、ＤＭ型共振器１０４の電極膜厚ｈを３７５ｎｍ（９．０％λｏ、λｏ＝４１８６ｎｍ）に設定されている。このことにより、直列腕共振器１０２とＤＭ腕共振器１０４を同じ電極膜厚３９５ｎｍに設定した場合より、ＤＭ型共振器１０４の共振Ｑ値を２．９４倍大きくすることができるため、損失の小さい梯子型バンドパスフィルタとＤＭ型バンドパスフィルタが同時に実現できている。
なお、直列腕共振器１０２とＤＭ型共振器１０４の電極膜厚ｈは、上記厚さに限定されない。直列腕共振器１０２の電極膜厚ｈとＤＭ型共振器１０４の電極膜厚ｈを同じ値にした場合より、直列腕共振器１０２の電極膜厚ｈよりＤＭ型共振器１０４の電極膜厚ｈを薄くした場合の方が、直列腕共振器１０２の共振Ｑが優れるため、またはＤＭ型共振器１０４の共振Ｑが優れるため、損失の小さい梯子型バンドパスフィルタ、または損失の小さいＤＭ型バンドパスフィルタが実現できていることは明らかである。たとえば、直列腕共振器１０２の電極膜厚ｈとＤＭ型共振器１０４の電極膜厚ｈを共に４００ｎｍ（直列腕共振器：９．１％λｏ、ＤＭ型共振器：９．６％λｏ）に設定した場合より、直列腕共振器１０２の電極膜厚ｈを４００ｎｍ、ＤＭ型共振器１０４の電極膜厚ｈを３９５ｎｍ（９．４％λｏ）に設定した場合の方が、ＤＭ型共振器１０４の共振Ｑが１．４３倍向上する。そのため、損失の小さい分波器を実現することができる。
【００６６】
また、本実施例１の弾性波装置１００−１で説明したように、異なる圧電基板を用いた場合であっても、直列腕共振器１０２の電極膜厚ｈをＤＭ型共振器１０４の電極膜厚ｈより大きくすることで、損失の小さい分波器を実現することができるという効果が得られる。またＭ比が０．５とは異なる場合においても同様の効果が得られる。
【００６７】
なお、梯子型バンドパスフィルタを構成する直列腕共振器および並列腕共振器については、直列腕共振器の電極膜厚が、並列腕共振器の電極膜厚より小さくない値に設定されていれば、さらに良い。
【実施例４】
【００６８】
図３３は、本実施例４の弾性波装置１０１−２を模式的に示す上面図である。７個の共振器１０２、１０４の電極指の膜厚がすべてほぼ等しいこと、さらに、少なくても１個以上の共振器が他の共振器と異なるＭ比を有することを除くと、図２９に示した本実施例３の弾性波装置１０１−１と同じである。
【００６９】
図３４は、４２°ＹＸ ＬｉＴａＯ３基板上にアルミニウムを主成分とする金属で作成した電極指２（膜厚ｈ＝３６５ｎｍ）で構成された直列腕共振器１０２とＤＭ型共振器１０４の共振Ｑ値を説明した図である。直列腕共振器１０２とＤＭ型共振器１０４では電極膜厚が等しくてもλｏが異なるため、波長換算電極膜厚は、直列腕共振器８．１％λｏ、ＤＭ型共振器８．５％λｏと異なることを考慮されている。
図３４に示すように、直列腕共振器１０２の共振Ｑ値はＭ比＝０．５４に近づけた方が、ＤＭ型共振器の共振Ｑ値はＭ比＝０．４６に近づけた方が大きくなる。
【００７０】
本実施例４の弾性波装置１０１−２では、直列腕共振器１０２のＭ比は０．５６に、ＤＭ型共振器１０４のＭ比は０．４６に設定されているため、直列腕共振器１０２のＭ比とＤＭ型共振器１０４のＭ比を共に０．５０に設定した場合より、直列腕共振器１０２の共振Ｑ値とＤＭ型共振器１０４の共振Ｑ値は格段に向上している。
なお、直列腕共振器１０２とＤＭ型共振器１０４のＭ比は、上記値に限定されない。直列腕共振器１０２の共振Ｑ値が最大を示すＭ比は、ＤＭ型共振器１０４の共振Ｑ値が最大を示すＭ比より大きいため、直列腕共振器１０２のＭ比を、ＤＭ型共振器１０４のＭ比と同じ値にした場合より、ＤＭ型共振器１０４のＭ比より小さくした場合の方が、直列腕共振器１０２の共振Ｑが優れる、またはＤＭ型共振器１０４の共振Ｑが優れる。たとえば、直列腕共振器１０２のＭ比とＤＭ型共振器１０４のＭ比を共に０．５０に設定した場合より、直列腕共振器１０２のＭ比を０．５１、ＤＭ型共振器１０４のＭ比を０．４９に設定した場合の方が、直列腕共振器１０２の共振Ｑが２．２３倍、ＤＭ型共振器１０４の共振Ｑが２．４６倍向上する。そのため、損失の小さい分波器を実現することができる。
【００７１】
図３５は、４２°ＹＸ ＬｉＴａＯ３基板上にアルミニウムを主成分とする金属で作成した電極指２（膜厚ｈ＝３００ｎｍ）で構成された直列腕共振器１０２とＤＭ型共振器１０４の共振Ｑ値を説明した図である。波長換算電極膜厚は、直列腕共振器６．８％λｏ、ＤＭ型共振器７．２％λｏである。
図３５に示すように、直列腕共振器１０２の共振Ｑ値とＤＭ型共振器１０４の共振Ｑ値は、共に、Ｍ比を大きくした方が大きくなる。
【００７２】
本実施例４の弾性波装置１０１−２では、直列腕共振器１０２のＭ比は０．６０に、ＤＭ型共振器１０４のＭ比は０．５２に設定されているため、直列腕共振器１０２のＭ比とＤＭ型共振器１０４のＭ比を共に０．５０に設定した場合より、直列腕共振器１０２の共振Ｑ値は１．３９倍、ＤＭ型共振器１０４の共振Ｑ値は１．１７倍向上している。
なお、直列腕共振器１０２とＤＭ型共振器１０４のＭ比は、上記値に限定されない。本実施例１の弾性波装置１００−１で説明したように、Ｑ値が小さい方の共振器が強く悪影響を与えるのと同様に、分波器の場合でも、Ｑ値が小さい方の共振器が強く悪影響を与える。つまりＤＭ型共振器１０４の共振Ｑ値より直列腕共振器１０２の共振Ｑ値の方が小さいため、直列腕共振器１０２のＭ比を大きくすることが最も効果的である。たとえば、直列腕共振器１０２のＭ比とＤＭ型共振器１０４のＭ比を共に０．５０に設定した場合より、直列腕共振器１０２のＭ比を０．５１、ＤＭ型共振器のＭ比を０．５０に設定した場合の方が、直列腕共振器の共振Ｑ値が１．０５倍向上する。そのため、損失の小さい分波器を実現することができる。
【００７３】
図３６は、４２°ＹＸ ＬｉＴａＯ３基板上にアルミニウムを主成分とする金属で作成した電極指２（膜厚ｈ＝４２０ｎｍ）で構成された直列腕共振器１０２とＤＭ型共振器１０４の共振Ｑ値を説明した図である。波長換算電極膜厚は、直列腕共振器９．６％λｏ、ＤＭ型共振器１０．０％λｏである。
図３６に示すように、直列腕共振器１０２の共振Ｑ値とＤＭ型共振器１０４の共振Ｑ値は、共に、Ｍ比を小さくした方が大きくなる。
【００７４】
本実施例４の弾性波装置１０１−２では、直列腕共振器１０２のＭ比は０．５０に、ＤＭ型共振器１０４のＭ比は０．４４に設定されているため、直列腕共振器１０２の電極膜厚とＤＭ型共振器１０４のＭ比を共に０．５０に設定した場合より、直列腕共振器１０２の共振Ｑ値は変わらず、ＤＭ型共振器１０４の共振Ｑ値は１．３６倍向上している。
なお、直列腕共振器１０２とＤＭ型共振器１０４のＭ比は、上記値に限定されない。本実施例１の弾性波装置１００−１で説明したように、Ｑ値が小さい方の共振器が強く悪影響を与えるのと同様に、分波器の場合でも、Ｑ値が小さい方の共振器が強く悪影響を与える。つまり直列腕共振器１０２の共振Ｑ値よりＤＭ型共振器１０４の共振Ｑ値の方が小さいため、ＤＭ型共振器１０４のＭ比を小さくすることが最も効果的である。たとえば、直列腕共振器１０２のＭ比とＤＭ型共振器１０４のＭ比を共に０．４６に設定した場合より、直列腕共振器１０２のＭ比を０．４６、ＤＭ型共振器１０４のＭ比を０．４５に設定した場合の方が、ＤＭ型共振器１０４の共振Ｑ値が１．０９倍向上する。そのため、損失の小さい分波器を実現することができる。
【００７５】
以上に示したように、任意の電極膜厚ｈを用いた場合であっても、直列腕共振器１０２のＭ比をＤＭ型共振器１０４のＭ比より大きくすることで、損失の小さい分波器を実現することができるという効果が得られる。また本実施例１で説明したように、圧電基板が異なる場合においても同様の効果が得られる。さらに、直列腕共振器１０２の電極膜厚ｈとＤＭ型共振器１０４の電極膜厚ｈが同じであるため、同時に成膜できる。そのため製造が容易であるとの効果も有する。
【００７６】
なお、梯子型バンドパスフィルタを構成する直列腕共振器および並列腕共振器については、直列腕共振器の櫛型電極のＭ比が、並列腕共振器の櫛型電極のＭ比より小さくない値に設定されていれば、さらに良い。
【実施例５】
【００７７】
図３７は、本実施例５の弾性波装置１０１−３を模式的に示す上面図である。９個の共振器１０２〜１０４の電極指２の膜厚ｈがすべてほぼ等しいこと、さらに、少なくても１個以上の共振器が他の共振器と異なるＭ比を有することを除くと、図２８に示した本実施例３の弾性波装置１０１−１と同じである。本実施例１の弾性波装置１００−１と本実施例３の弾性波装置１０１−１で説明したように、分波器では、並列腕共振器１０３の反共振Ｑと帯域幅、直列腕共振器１０２の共振Ｑと帯域幅、ＤＭ型共振器１０４の共振Ｑと帯域幅の重要度が高い（表１）。この中で、共振Ｑと反共振Ｑは、ある程度大きくなると、これらに起因する通過帯域５１の損失は、電極指２と電気配線の抵抗に起因する損失より充分小さくなる。つまり、並列腕共振器１０３の反共振Ｑと、直列腕共振器１０２の共振Ｑが充分に大きい場合、それらをさらに向上させるより、それらを劣化させずに、並列腕共振器１０３、直列腕共振器１０２、ＤＭ型共振器１０４の帯域幅を大きくした方が優れた分波器を実現することができる。本実施例５の弾性波装置１０１−３では、並列腕共振器１０３の反共振Ｑを５０００以上、直列腕共振器１０２の共振Ｑを１００００以上、ＤＭ型共振器１０４の共振Ｑを１００００以上、且つ各共振器の帯域幅が最大になるように、電極指２の膜厚ｈ、並列腕共振器１０３のＭ比、直列腕共振器１０２のＭ比、及びＤＭ型共振器１０４のＭ比は最適値に設定されている。
【００７８】
表２と表３は、本実施例５の弾性波装置１０１−３である分波器を構成する並列腕共振器１０３、直列腕共振器１０２、ＤＭ型共振器１０４の帯域幅を説明した表である。一例として、圧電基板として３８°ＹＸ ＬｉＴａＯ３基板を用いている。
【００７９】
【表２】
【００８０】
【表３】
【００８１】
表２は、送信周波数帯域は１９２０〜１９８０ＭＨｚに、受信周波数は２１１０〜２１７０ＭＨｚに設定されている場合（以下この送受周波数配置をバンド１と略す）の、及び送信周波数帯域は１８５０〜１９１０ＭＨｚに、受信周波数は１９３０〜１９９０ＭＨｚに設定されている場合（以下この送受周波数配置をバンド２と略す）の、及び送信周波数帯域は８８０〜９１５ＭＨｚに、受信周波数は９２５〜９６０ＭＨｚに設定されている場合（以下この送受周波数配置をバンド８と略す）の、電極指２の膜厚ｈ、並列腕共振器１０３のＭ比、直列腕共振器１０２のＭ比、ＤＭ型共振器１０４のＭ比、及び各共振器の帯域幅を記している。
【００８２】
表３は、比較のため、並列腕共振器１０３のＭ比、直列腕共振器１０２のＭ比、ＤＭ型共振器１０４のＭ比を全て一定（０．５）とし、並列腕共振器１０３の反共振Ｑを５０００以上、直列腕共振器１０２の共振Ｑを１００００以上、ＤＭ型共振器１０４の共振Ｑを１００００以上、且つ各共振器の帯域幅が最大になるよう、電極指２の膜厚ｈを選んだ場合の各共振器の帯域幅を記している。
【００８３】
表２と表３から明らかなように、送信周波数より受信周波数の方が高周波側に設定されている場合、本実施例５の弾性波装置１０１−３では、送受周波数配置にかかわらず、直列腕共振器１０２のＭ比はＤＭ型共振器１０４のＭ比より大きい値に、且つ直列腕共振器１０２のＭ比は並列腕共振器１０３のＭ比より大きい値に設定されているため、全てのＭ比が０．５０に設定された場合より、直列腕共振器１０２とＤＭ型共振器１０４の帯域幅は優れている。
【００８４】
表４と表５は、本実施例５の弾性波装置１０１−３である別の分波器を構成する並列腕共振器１０３、直列腕共振器１０２、ＤＭ型共振器１０４の帯域幅を説明した表である。一例として、圧電基板として４２°ＹＸ ＬｉＴａＯ３基板を用いている。
【００８５】
【表４】
【００８６】
【表５】
【００８７】
表４と表５から明らかなように、送信周波数より受信周波数の方が高周波側に設定されている場合、本実施例５の弾性波装置１０１−３では、送受周波数配置にかかわらず、直列腕共振器１０２のＭ比はＤＭ型共振器１０４のＭ比より大きい値に、且つ直列腕共振器１０２のＭ比は並列腕共振器１０３のＭ比より大きい値に設定されているため、全てのＭ比が０．５０に設定された場合より、直列腕共振器１０２とＤＭ型共振器１０４の帯域幅は優れている。
【００８８】
表６と表７は、本実施例５の弾性波装置１０１−３である、さらに別の分波器を構成する並列腕共振器１０３、直列腕共振器１０２、ＤＭ型共振器１０４の帯域幅を説明した表である。一例として、圧電基板として４６°ＹＸ ＬｉＴａＯ３基板を用いている。
【００８９】
【表６】
【００９０】
【表７】
【００９１】
表６と表７から明らかなように、送信周波数より受信周波数の方が高周波側に設定されている場合、本実施例５の弾性波装置１０１−３では、送受周波数配置にかかわらず、直列腕共振器１０２のＭ比はＤＭ型共振器１０４のＭ比より大きい値に、且つ直列腕共振器１０２のＭ比は並列腕共振器１０３のＭ比と同じ値に設定されているため、全てのＭ比が０．５０に設定された場合より、１種類以上の共振器の帯域幅は優れている。
【００９２】
表８と表９は、本実施例５の弾性波装置１０１−３である、さらに別の分波器を構成する並列腕共振器１０３、直列腕共振器１０２、ＤＭ型共振器１０４の帯域幅を説明した表である。一例として、圧電基板として５０°ＹＸ ＬｉＴａＯ３基板を用いている。
【００９３】
【表８】
【００９４】
【表９】
【００９５】
表８と表９から明らかなように、送信周波数より受信周波数の方が高周波側に設定されている場合、本実施例５の弾性波装置１０１−３では、送受周波数配置にかかわらず、直列腕共振器１０２のＭ比はＤＭ型共振器１０４のＭ比より大きい値に、且つ直列腕共振器１０２のＭ比は並列腕共振器１０３のＭ比より大きい値に設定されているため、全てのＭ比が０．５０に設定された場合より、全ての腕共振器の帯域幅は優れている。
【００９６】
以上に示したように、任意の電極膜厚ｈを用いた場合であっても、また任意の圧電基板を用いた場合であっても、直列腕共振器１０２のＭ比をＤＭ型共振器１０４のＭ比より大きくすることで、損失の小さい分波器を実現することができるという効果が得られる。なおこの場合、直列腕共振器のＭ比を並列腕共振器のＭ比よりも小さくない値とすれば良い。さらに、直列腕共振器１０２の電極膜厚ｈと並列腕共振器１０３の電極膜厚ｈとＤＭ型共振器１０４の電極膜厚ｈが同じであるため、同時に成膜できる。そのため製造が容易であるとの効果も有する。
【００９７】
実施例５では、図３７の９個の共振器１０２〜１０４の電極指２の膜厚ｈがほぼ等しく、異なるＭ比を有する場合を検討したが、９個の共振器１０２〜１０４の櫛形電極のＭ比がほぼ等しく、膜厚ｈが異なる場合でも、同様の効果が得られることが明らかである。すなわち、直列腕共振器１０２の電極指の膜厚をＤＭ共振器１０４の電極指の膜厚より大きくすることで、損失の少ない分波器を実現することができる。この場合は、直列腕共振器の電極指の膜厚を並列腕共振器の電極指の膜厚よりも小さくない値とすれば良い。
【実施例６】
【００９８】
実施例６は、実施例１または実施例２に記載した梯子型バンドパスフィルタを、実施例３〜５に記載した、梯子型バンドパスフィルタとＤＭ型バンドパスフィルタを備え、梯子型バンドパスフィルタを送信フィルタとし、ＤＭ型バンドパスフィルタを受信フィルタとした分波器に組み込んだものである。
【００９９】
すなわち、実施例１のバンドパスフィルタに対応して、梯子型バンドパスフィルタとＤＭ型バンドパスフィルタを備え、梯子型バンドパスフィルタを送信フィルタとし、ＤＭ型バンドパスフィルタを受信フィルタとした分波器において、梯子型バンドパスフィルタを構成する直列腕共振器の電極指の膜厚を、並列腕共振器の電極指の膜厚よりも大きくすることにより、損失の小さい分波器を実現することができる。なおこの場合は、直列腕共振器の電極指の膜厚をＤＭ共振器の電極指の膜厚よりも小さくない値とすれば良い。
【０１００】
また、実施例２のバンドパスフィルタに対応して、梯子型バンドパスフィルタとＤＭ型バンドパスフィルタを備え、梯子型バンドパスフィルタを送信フィルタとし、ＤＭ型バンドパスフィルタを受信フィルタとした分波器において、梯子型バンドパスフィルタを構成する直列腕共振器の櫛形電極のＭ比を、並列腕共振器の櫛形電極のＭ比よりも大きくすることにより、損失の小さい分波器を実現することができる。この場合は、直列腕共振器の櫛形電極のＭ比をＤＭ共振器の櫛形電極のＭ比よりも小さくない値とすれば良い。
【０１０１】
本実施例１から６の弾性波装置の効果は、用いる圧電基板を限定されない。圧電性を有する材料を含む基板を用い、且つ漏洩表面弾性波を利用した弾性波装置に対して有効であるが、損失の小さい弾性波装置を実現するには、圧電性を有する材料として、圧電効果の大きいＬｉＴａＯ３またはＬｉＮｂＯ３を用いることが望ましい。
【０１０２】
特許文献１に記載があるように、実用上、帯域幅は３％以上である必要がある。この値が小さいと通過帯域幅が減少したり、通過帯域内にリップルが生じたりする問題が生じる。そのため、本実施例１から５の弾性波装置の効果は、実用上、電極膜厚とＭ比に上限値と下限値を有する。図３８と図３９は、本実施例１〜６の弾性波装置を構成する各共振器の電極膜厚とＭ比の範囲を説明した図である。一例として、圧電基板として４６°ＹＸ ＬｉＴａＯ３基板を用いている。図３８は、各電極膜厚で、Ｍ比を０から１に変化させたときの最大の帯域幅、及びそのときのＭ比を示した図である。図３９は、図３８に示したＭ比と最大帯域幅を横軸と縦軸に記した図である。
【０１０３】
図３８より、電極膜厚は０．０４λｏから０．１５λｏに設定する必要がある。また図３９より、Ｍ比は０．３８から０．５５にする必要がある。電極膜厚とＭ比がこの範囲から外れた場合、本発明の効果は生じない。
【産業上の利用可能性】
【０１０４】
本発明は、高周波の共振器、フィルタ等の固体回路素子として通信機器等に使用される弾性波装置に利用することができる。
【符号の説明】
【０１０５】
１ 基板
２ 電極指
３ バスバー
４ 反射器
５ 櫛型電極
６ 電気的な結合部
５０ 減衰帯域
５１ 通過帯域
１００、１０１ 漏洩表面弾性波装置
１０２ 直列腕共振器
１０３ 並列腕共振器
１０４ ＤＭ型共振器
１０５ 入出力端子
１０６ 共振器
１０７−１ 梯子型バンドパスフィルタ
１０７−２ ＤＭ型バンドパスフィルタ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば携帯電話機の高周波段の分波器に用いられている、櫛型電極を主たる構成要素とした共振器を複数形成したワンチップ漏洩表面弾性波装置に関し、特に、送信周波数より受信周波数の方が高周波である携帯電話システム向け携帯電話機のＲＦ段の分波器に用いられているワンチップ漏洩表面弾性波装置に適用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
漏洩表面弾性波装置に代表される弾性波装置は、高周波の共振器、フィルタ等の固体回路素子として通信機器等に使用されている。特に、周波数分割方式の携帯電話機では、一本のアンテナが送信信号の送信と受信信号の受信を行うため、アンテナ直下に受信フィルタと送信フィルタを備えた分波器が必要であるが、そのフィルタとして漏洩表面弾性波装置が広く利用されている。
【０００３】
特許文献１には、共振器構造におけるカット角と電極膜厚の最適値が開示されている。また、メタライゼーションレシオ（以下、Ｍ比と略す。）が０．５以上であることが開示されている。
【０００４】
特許文献２には、受信フィルタとして多重モード結合型共振器（以下、ＤＭ型共振器と略す。）型表面弾性波フィルタを、送信フィルタとして３個の直列腕共振器と２個の並列腕共振器で構成された梯子型共振器型表面弾性波フィルタを用い、それらを同一チップ上に集積した分波器が開示されている。さらにＤＭ型共振器のＭ比と波長換算した電極膜厚が開示されている。
【０００５】
特許文献３には、漏洩表面弾性波共振器のシミュレーション手法が開示されている。
【０００６】
特許文献４には、漏洩表面弾性波（ＬＳＡＷ）と非漏洩表面弾性波（ＲＳＡＷ）の違いが開示されている。
【０００７】
特許文献５には、共通の基板上に、直列共振器および並列共振器を有し、フィルタとして機能する電気音響素子において、直列共振器と並列共振器とは、組成および／または層厚が互いに異なることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平９−１６７９３６号公報
【特許文献２】国際特許公開ＷＯ ２００８／１０８１１３号パンフレット
【特許文献３】国際特許公開ＷＯ ９８／０５２２７９号パンフレット
【特許文献４】国際特許公開ＷＯ ０３／０８８４８３号パンフレット
【特許文献５】特表２００８−５０８８２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
一般に、ＤＭ型共振器、直列腕共振器、並列腕共振器には、製造の容易さと高い品質係数（Ｑ値）と大きい帯域幅（＝（反共振周波数―共振周波数）÷反共振周波数）が要求される。また、分波器では、この３種類の共振器は互いに共振周波数が異なるため、異なる電極周期（λｏ）を有する。これらを同一チップ上に集積した場合、上記特許文献１、２に開示された表面弾性波共振器には以下のような問題点がある。
【００１０】
特許文献１には、最適な波長換算膜厚が示されている。また図１１に帯域幅（結合係数の半分）が、３％以上になる条件が記載されている。これらに従うと、３種類の共振器は、全て異なる膜厚にする必要がある。しかし３種類の共振器の各膜厚に関する指針は開示されていない。一方、ひとつのλｏにあわせて膜厚を１種類に設定すると、製造が容易になるが、しかし他の２種類の共振器のＱ値または帯域幅が著しく小さくなるという問題がある。
【００１１】
特許文献２には、ＤＭ型共振器のＭ比と波長換算膜厚が開示されているが、そのときのＱ値や帯域幅、さらに直列腕共振器、並列腕共振器のＭ比と波長換算膜厚は開示されていない。
【００１２】
さらに、漏洩表面弾性波を用いた共振器では、Ｑ値が周波数に依存して変化する。携帯電話器のＲＦ段に用いられている分波器やフィルタでは、広い周波数範囲でフィルタリングするため、Ｑ値の周波数特性を考慮する必要がある。しかし特許文献１、２ではこの点が考慮されていない。
【００１３】
また、特許文献５には、直列共振器の特性と並列共振器の特性をどのように組み合わせてフィルタを構成するかは示されておらず、また、ＤＭ型共振器の記載はなく、延いてはＤＭ型共振器と直列腕共振器や並列腕共振器との関係は何ら記載されていない。
【００１４】
本発明の目的は、分波器に適した共振器を提供することである。別の言葉で表現すると、製造の容易さを有し、かつＱ値を劣化させずに帯域幅の大きい直列腕共振器と並列腕共振器とＤＭ型共振器から成る漏洩表面弾性波装置を提供することである。
【００１５】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本願において開示される発明のうち、代表的なものを挙げれば、次のとおりである。
【００１７】
本発明のワンチップ漏洩表面弾性波装置は、圧電性を有する基板の同一面上に、直列腕共振器として機能する第一の漏洩弾性波共振器と、並列腕共振器として機能する第二の漏洩弾性波共振器とを形成し、前記直列腕共振器として機能する第一の漏洩表面弾性波共振器は、共振周波数を通過帯域に、また反共振周波数を通過帯域の高周波側の減衰帯域にほぼ一致させ、前記並列腕共振器として機能する第二の漏洩表面弾性波共振器は、反共振周波数を通過帯域に、また共振周波数を通過帯域の低周波側の減衰帯域にほぼ一致させ、前記第一の漏洩表面弾性波共振器と前記第二の漏洩表面弾性波共振器とはひとつのバンドパスフィルタの一部として機能するワンチップ漏洩表面弾性波装置において、前記直列腕共振器として機能する第一の漏洩表面弾性波共振器の電極指の膜厚が、前記並列腕共振器として機能する第二の漏洩表面弾性波共振器の電極指の膜厚より大きい値に設定されているか、または、前記直列腕共振器として機能する第一の漏洩表面弾性波共振器の櫛型電極のメタライゼーションレシオが、前記並列腕共振器として機能する第二の漏洩表面弾性波共振器の櫛型電極のメタライゼーションレシオより大きい値に設定されていることを特徴とするものである。
【００１８】
また、本発明のワンチップ漏洩表面弾性波装置は、圧電性を有する基板の同一面上に、直列腕共振器として機能する第一の漏洩弾性波共振器と、並列腕共振器として機能する第二の漏洩弾性波共振器と、多重モード結合型共振器として機能する第三の漏洩弾性波共振器とを形成し、前記直列腕共振器として機能する第一の漏洩表面弾性波共振器は、共振周波数を通過帯域に、また反共振周波数を通過帯域の高周波側の減衰帯域にほぼ一致させ、前記並列腕共振器として機能する第二の漏洩表面弾性波共振器は、反共振周波数を通過帯域に、また共振周波数を通過帯域の低周波側の減衰帯域にほぼ一致させ、前記第一の漏洩表面弾性波共振器と前記第二の漏洩表面弾性波共振器とは、ひとつのバンドパスフィルタの一部として機能するとともに、前記第一の漏洩表面弾性波共振器の共振周波数は、前記第三の漏洩表面弾性波共振器の共振周波数より小さく設定され、前記バンドパスフィルタと前記多重モード結合型共振器として機能する第三の漏洩表面弾性波共振器とが、ひとつの分波器として機能するワンチップ漏洩表面弾性波装置において、前記直列腕共振器として機能する第一の漏洩表面弾性波共振器の電極指の膜厚が、前記並列腕共振器として機能する第二の漏洩表面弾性波共振器の電極指の膜厚より大きい値に設定されているか、または、前記直列腕共振器として機能する第一の漏洩表面弾性波共振器の櫛型電極のメタライゼーションレシオが、前記並列腕共振器として機能する第二の漏洩表面弾性波共振器の櫛型電極のメタライゼーションレシオより大きい値に設定されていることを特徴とするものである。
【００１９】
また、本発明のワンチップ漏洩表面弾性波装置は、圧電性を有する基板の同一面上に、直列腕共振器として機能する第一の漏洩弾性波共振器と、並列腕共振器として機能する第二の漏洩弾性波共振器と、多重モード結合型共振器として機能する第三の漏洩弾性波共振器とを形成し、前記直列腕共振器として機能する第一の漏洩表面弾性波共振器は、共振周波数を通過帯域に、また反共振周波数を通過帯域の高周波側の減衰帯域にほぼ一致させ、前記並列腕共振器として機能する第二の漏洩表面弾性波共振器は、反共振周波数を通過帯域に、また共振周波数を通過帯域の低周波側の減衰帯域にほぼ一致させ、前記第一の漏洩表面弾性波共振器と前記第二の漏洩表面弾性波共振器とは、ひとつのバンドパスフィルタの一部として機能するとともに、前記第一の漏洩表面弾性波共振器の共振周波数は、前記第三の漏洩表面弾性波共振器の共振周波数より小さく設定され、前記バンドパスフィルタと前記多重モード結合型共振器として機能する第三の漏洩表面弾性波共振器とが、ひとつの分波器として機能するワンチップ漏洩表面弾性波装置において、前記直列腕共振器として機能する第一の漏洩表面弾性波共振器の電極指の膜厚が、前記多重モード結合型共振器として機能する第三の漏洩表面弾性波共振器の電極指の膜厚より大きい値に設定されているか、または、前記直列腕共振器として機能する第一の漏洩表面弾性波共振器の櫛型電極のメタライゼーションレシオが、前記多重モード結合型共振器として機能する第三の漏洩表面弾性波共振器の櫛型電極のメタライゼーションレシオより大きい値に設定されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２０】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下の通りである。
【００２１】
漏洩表面弾性波装置において、直列腕共振器、並列腕共振器、ＤＭ型共振器の膜厚またはＭ比を所定の値にすることにより、分波器に適した共振器を提供することができる。別の言葉で表現すると、製造の容易さを有し、かつＱ値を劣化させずに帯域幅の大きい直列腕共振器と並列腕共振器とＤＭ型共振器から成る漏洩表面弾性波装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施例１の漏洩表面弾性波装置を模式的に示す平面図である。
【図２】図1の直列腕共振器と並列腕共振器の電極構造を説明する平面図である。
【図３】図２のＩ１−Ｉ１’線断面図である。
【図４】図２に示した電極指の膜厚ｈ、電極指の幅Ｌ、スペースＳ、電極指周期λｏのそれぞれの定義を説明する図である。
【図５】梯子型バンドパスフィルタの入出力間の通過特性を説明する図である。
【図６】実施例１の直列腕共振器と並列腕共振器の帯域幅の膜厚依存性を、圧電基板として４２°ＹＸ ＬｉＴａＯ３基板を用いた場合を例として説明する図である。
【図７】実施例１の直列腕共振器と並列腕共振器のＱ値の膜厚依存性を、圧電基板として４２°ＹＸ ＬｉＴａＯ３基板を用いた場合を例として説明する図である。
【図８】実施例１の直列腕共振器と並列腕共振器の帯域幅の膜厚依存性を、圧電基板として３８°ＹＸ ＬｉＴａＯ３基板を用いた場合を例として説明する図である。
【図９】実施例１の直列腕共振器と並列腕共振器のＱ値の膜厚依存性を、圧電基板として３８°ＹＸ ＬｉＴａＯ３基板を用いた場合を例として説明する図である。
【図１０】実施例１の直列腕共振器と並列腕共振器の帯域幅の膜厚依存性を、圧電基板として５０°ＹＸ ＬｉＴａＯ３基板を用いた場合を例として説明する図である。
【図１１】実施例１の直列腕共振器と並列腕共振器のＱ値の膜厚依存性を、圧電基板として５０°ＹＸ ＬｉＴａＯ３基板を用いた場合を例として説明する図である。
【図１２】実施例１の直列腕共振器と並列腕共振器の帯域幅の膜厚依存性を、圧電基板として４６°ＹＸ ＬｉＴａＯ３基板を用いた場合を例として説明する図である。
【図１３】実施例１の直列腕共振器と並列腕共振器のＱ値の膜厚依存性を、圧電基板として４６°ＹＸ ＬｉＴａＯ３基板を用いた場合を例として説明する図である。
【図１４】実施例１の直列腕共振器と並列腕共振器の帯域幅の膜厚依存性を、圧電基板として４６°ＹＸ ＬｉＴａＯ３基板を用いた場合を例として説明する図である。
【図１５】実施例１の直列腕共振器と並列腕共振器のＱ値の膜厚依存性を、圧電基板として４６°ＹＸ ＬｉＴａＯ３基板を用いた場合を例として説明する図である。
【図１６】本発明の実施例２の漏洩表面弾性波装置を模式的に示す平面図である。
【図１７】実施例２の直列腕共振器の直列Ｑと並列腕共振器の反共振ＱのＭ比依存性を、膜厚７．５％λｏの場合を例として説明する図である。
【図１８】実施例２の直列腕共振器と並列腕共振器の帯域幅のＭ比依存性を、膜厚７．５％λｏの場合を例として説明する図である。
【図１９】実施例２の直列腕共振器の直列Ｑと並列腕共振器の反共振ＱのＭ比依存性を、膜厚６．０％λｏの場合を例として説明する図である。
【図２０】実施例２の直列腕共振器と並列腕共振器の帯域幅のＭ比依存性を、膜厚６．０％λｏの場合を例として説明する図である。
【図２１】実施例２の直列腕共振器の直列Ｑと並列腕共振器の反共振ＱのＭ比依存性を、膜厚６．５％λｏの場合を例として説明する図である。
【図２２】実施例２の直列腕共振器と並列腕共振器の帯域幅のＭ比依存性を、膜厚６．５％λｏの場合を例として説明する図である。
【図２３】実施例２の直列腕共振器の直列Ｑと並列腕共振器の反共振ＱのＭ比依存性を、膜厚６．９％λｏの場合を例として説明する図である。
【図２４】実施例２の直列腕共振器と並列腕共振器の帯域幅のＭ比依存性を、膜厚６．９％λｏの場合を例として説明する図である。
【図２５】実施例２の直列腕共振器の直列Ｑと並列腕共振器の反共振ＱのＭ比依存性を、膜厚８．５％λｏの場合を例として説明する図である。
【図２６】実施例２の直列腕共振器と並列腕共振器の帯域幅のＭ比依存性を、膜厚８．５％λｏの場合を例として説明する図である。
【図２７】実施例２の直列腕共振器の直列Ｑと並列腕共振器の反共振ＱのＭ比依存性を、膜厚１０．０％λｏの場合を例として説明する図である。
【図２８】実施例２の直列腕共振器と並列腕共振器の帯域幅のＭ比依存性を、膜厚１０．０％λｏの場合を例として説明する図である。
【図２９】本発明の実施例３の漏洩表面弾性波装置を模式的に示す平面図である。
【図３０】図２９のＤＭ型共振器の電極構造を説明する平面図である。
【図３１】図３０のＩ２−Ｉ２’線断面図である。
【図３２】ＤＭ型共振器の入出力間の通過特性を説明する図である。
【図３３】本発明の実施例４の漏洩表面弾性波装置を模式的に示す平面図である。
【図３４】実施例４の直列腕共振器の直列ＱとＤＭ型共振器の共振ＱのＭ比依存性を、膜厚８．１％λｏと８．５％λｏとの場合を例として説明する図である。
【図３５】実施例４の直列腕共振器の直列ＱとＤＭ型共振器の共振ＱのＭ比依存性を、膜厚６．８％λｏと７．２％λｏとの場合を例として説明する図である。
【図３６】実施例４の直列腕共振器の直列ＱとＤＭ型共振器の共振ＱのＭ比依存性を、膜厚９．６％λｏと１０．０％λｏとの場合を例として説明する図である。
【図３７】本発明の実施例５の漏洩表面弾性波装置を模式的に示す平面図である。
【図３８】各電極膜厚で、Ｍ比を０から１に変化させたときの最大の帯域幅、およびそのときのＭ比を示した図である。
【図３９】図３８に示したＭ比と最大帯域幅を横軸と縦軸に記した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、実施の形態では、特に必要なときを除き、同一または同様な部分の説明を原則として繰り返さない。さらに、実施の形態を説明する図面においては、構成を分かり易くするために、断面図であってもハッチングを省略する場合がある。
【実施例１】
【００２４】
図1は、本実施例１の漏洩表面弾性波装置（以下弾性波装置と略す）を模式的に示す平面図である。少なくとも入出力端子１０５、入出力端子間に直列に接続された直列腕共振器１０２、入出力端子間の信号経路からアースに向かって接続された並列腕共振器１０３が同一チップ１上に集積化されている。またそれらを接続する電気配線、位相調整を行う共振器、入出力端子１０５−１と１０５−２との間のアイソレーションを高めるためのコンデンサとインダクタ等も同一チップ上に集積化されているが、図面では省略されている。
直列腕共振器１０２と並列腕共振器１０３は、いずれも一開口共振器の構造を有している。
【００２５】
図２〜４は、本実施例１の弾性波装置１００の直列腕共振器１０２と並列腕共振器１０３に用いている一開口共振器の電極構造を説明した図である。図２は、模式的に示す上面、図３は、図２のＩ１−Ｉ１’線の断面、図４は、櫛形電極５の電極指２の膜厚ｈ、電極指２の幅Ｌ、スペースＳ、電極指周期（電極ピッチ）λｏ（励振される漏洩表面弾性波の伝搬波長と実質的に同一）のそれぞれの定義を説明する図である。圧電基板１上に１個の櫛形電極５と２個の反射器４が設けられている。櫛形電極５は多数の電極指２と２個のバスバー３で構成されている。ひとつの櫛形電極５に属する全ての電極指２は、ほぼ同じ膜厚に設定されている。反射器４は櫛形電極５を挟む位置に配置されている。櫛形電極５上に絶縁膜を形成する場合、また多層膜を形成する場合もあるが、図面では省略している。またバスバーには電気配線が接続されるが、図面では省略している。
【００２６】
図５は、本実施例１の弾性波装置の入出力端子１０５−１と１０５−２との間の通過特性を説明した図である。一開口共振器において、バスバー３−１と３−２との間のインピーダンス特性は、共振周波数で低インピーダンスを、反共振周波数で高インピーダンスを示す。また、直列腕共振器１０２は、共振周波数を通過帯域５１−１に、反共振周波数を通過帯域５１−１の高周波側の減衰帯域５０−２におおよそ一致させている。並列腕共振器１０３は、反共振周波数を通過帯域５１−１に、共振周波数を通過帯域５１−１の低周波側の減衰帯域５０−１とおおよそ一致させている。それらを梯子型に接続しているため、本実施の形態１の弾性波装置１００は、梯子型バンドパスフィルタとして機能する。
【００２７】
梯子型バンドパスフィルタには、通過帯域５１−１と減衰帯域５０が広いこと、及び周波数選択性が高いことが要求される。帯域幅は用いる共振器の帯域幅に、また周波数選択性は用いる共振器のＱ値に依存する。そのため、帯域幅が広く、且つＱ値の高い共振器を用いる必要がある。
【００２８】
本発明者等は、漏洩表面弾性波を用いた共振器では、ＲＳＡＷに代表される非漏洩表面弾性波を用いた共振器とは異なり、Ｑ値が周波数に依存して変化することを考慮し、特許文献３に記載された漏洩表面弾性波共振器シミュレーション技術を拡張し、漏洩表面弾性波に特有の遅い横波バルク波へのエネルギー漏洩効果を取り入れることにより、初めに電極指２の断面形状等、全ての効果を考慮して漏洩表面弾性波共振器の電気特性を詳細に検討した。
【００２９】
図６と図７は、基板材料１として、ＬｉＴａＯ３単結晶の４２°回転Ｙカット板において漏洩表面弾性波の伝搬方向をＸ軸とした４２°ＹＸ ＬｉＴａＯ３基板上にアルミニウムを主成分とする金属で作成した櫛形電極２で構成された一開口共振器の基本共振特性（帯域幅とＱ値）を説明した図である。いずれも、Ｍ比（＝Ｌ／（Ｌ＋Ｓ））は０．５である。またＱ値は周波数依存性を有することを考慮し、共振周波数でのＱ値（共振Ｑ値）と反共振周波数でのＱ値（反共振Ｑ値）を分けて検討した。
電極膜厚ｈが波長の１０．３％のとき、帯域幅は最も大きくなるが、共振Ｑ値と反共振Ｑ値は劣化している。
電極膜厚ｈが波長の８．３％のとき、共振Ｑ値は最も大きくなるが、帯域幅と反共振Ｑ値は劣化している。
電極膜厚ｈが波長の６．０％のとき、反共振Ｑ値は最も大きくなるが、帯域幅と共振Ｑ値は劣化している。
これらのことから、Ｑ値の周波数依存性を考慮すると、従来の方法では、一開口共振器の基本共振特性である帯域幅と共振Ｑ値と反共振Ｑ値を同時に良好な値を得ることはできないことが分かった。
【００３０】
次に梯子型バンドパスフィルタの周波数特性と漏洩表面弾性波共振器の関係を詳細に検討した。上記と同様に、Ｑ値は周波数依存性を有することを考慮し、共振Ｑと反共振Ｑに分けて検討した。
梯子型バンドパスフィルタの低周波側の減衰帯域５０−１は、並列腕共振器１０３の共振現象、コンデンサ、インダクタ、及び寄生のインピーダンス成分が干渉しあって形成される。減衰の深さは、これらが相乗して生じる共振のＱ値で決まる。並列腕共振器１０３の共振Ｑと比較すると、コンデンサ、インダクタ、及び寄生のインピーダンス成分のＱ値は小さく、またこれらが減衰帯域５０−１の減衰の深さに与える影響は、それぞれ並列腕共振器１０３、コンデンサ、インダクタ、及び寄生のインピーダンス成分のＱ値の逆数に比例するため、結局、並列腕共振器１０３の共振Ｑは、減衰の深さに影響しない。
梯子型バンドパスフィルタの高周波側の減衰帯域５０−２は、直列腕共振器１０２の反共振現象、コンデンサ、インダクタ、及び寄生のインピーダンス成分が干渉しあって形成される。減衰の深さは、これらが相乗して生じる共振のＱ値で決まる。直列腕共振器１０２の反共振Ｑと比較すると、コンデンサ、インダクタ、及び寄生のインピーダンス成分のＱ値は小さく、またこれらが減衰帯域５０−２の減衰の深さに与える影響は、それぞれ直列腕共振器１０２、コンデンサ、インダクタ、及び寄生のインピーダンス成分のＱ値の逆数に比例するため、結局、直列腕共振器１０２の反共振Ｑは、減衰の深さに影響しない。
梯子型バンドパスフィルタの通過帯域５１−１の損失は、直列腕共振器１０２の共振現象、並列腕共振器１０３の反共振現象、及び電極指２と電気配線の抵抗が干渉しあって形成される。損失の大きさは、これらの損失の和であるが、電気配線は通常低抵抗な金属を用いるため、結局、直列腕共振器１０２の共振Ｑ、並列腕共振器１０３の反共振Ｑが影響を与える。また損失に与える影響量は、Ｑ値の逆数に比例するため、直列腕共振器１０２の共振Ｑと並列腕共振器１０３の反共振Ｑとを比較して、値が小さい方がより強く影響を与える。
梯子型バンドパスフィルタの通過帯域５１−１の帯域幅は、直列腕共振器１０２の共振現象、並列腕共振器１０３の反共振現象、及び直列腕共振器１０２と並列腕共振器１０３の帯域幅で決まる。直列腕共振器１０２の共振Ｑが大きいと、通過帯域５１−１の高周波側の角が尖り、また並列腕共振器１０３の反共振Ｑが大きいと通過帯域５１−１の低周波側の角が尖るため、帯域幅が広くなる。一方直列腕共振器１０２または並列腕共振器１０３の帯域幅が小さくなると、通過帯域５１−１の中心部分の損失が劣化するが、しかし直列腕共振器の共振Ｑ、並列腕共振器の反共振Ｑが十分大きい場合は、その劣化量を小さくすることができる。
【００３１】
これらのことから、梯子型バンドパスフィルタ用共振器に要求される性能は、直列腕共振器１０２の共振Ｑおよび並列腕共振器１０３の反共振Ｑが共に大きいこと、次に直列腕共振器１０２と並列腕共振器１０３の帯域幅が広いことである。
【００３２】
【表１】
【００３３】
以上のことから、Ｑ値の周波数依存性を考慮すると、直列腕共振器１０２と並列腕共振器１０３共に、電極膜厚ｈは、１０．３％λｏを超えない範囲で厚くした方がよいが、しかし１０．３％λｏに近づくに従い、Ｑが劣化すること、特に反共振Ｑが著しく劣化すること、さらに並列腕共振器１０３の反共振Ｑの劣化は、バンドパスフィルタの損失を大きく劣化させることが分かる。つまり、直列腕共振器１０２は、共振Ｑ値の劣化が許容される電極膜厚の範囲内で、帯域幅が最大になる電極膜厚ｈに設定し、また、並列腕共振器１０３は、反共振Ｑ値の劣化が許容される電極膜厚の範囲内で、帯域幅が最大になる電極膜厚ｈに設定することで、最も優れた格子型バンドパスフィルタを実現することが出来る。
【００３４】
別の言葉で説明すると、並列腕共振器１０３の電極膜厚ｈを、直列腕共振器１０２の電極膜厚ｈと同じ値にした場合より、直列腕共振器１０２の電極膜厚ｈより薄くした場合の方が、並列腕共振器１０３の反共振Ｑ値を良くすることが出来る、または、直列腕共振器１０２の電極膜厚ｈを、並列腕共振器１０３の電極膜厚ｈと同じ値にした場合より、並列腕共振器１０３の電極膜厚ｈより厚くした場合の方が、直列腕共振器１０２の共振Ｑ値を良くすることが出来る。
【００３５】
本実施例１の弾性波装置である図１の梯子型バンドパスフィルタでは、直列腕共振器１０２の電極膜厚ｈを３９５ｎｍ（９．０％λｏ、λｏ＝４３９６ｎｍ）、並列腕共振器１０３の電極膜厚ｈを３２０ｎｍ（７．０％λｏ、λｏ＝４５６０ｎｍ）に設定されている。このことにより、直列腕共振器１０２と並列腕共振器１０３を同じ電極膜厚３９５ｎｍに設定した場合より、並列腕共振器１０３の反共振Ｑを１０倍大きくすることができるため、損失の小さい梯子型バンドパスフィルタが実現できている。
【００３６】
なお、直列腕共振器１０２と並列腕共振器１０３の電極膜厚ｈは、上記厚さに限定されない。直列腕共振器１０２の電極膜厚ｈと並列腕共振器１０３の電極膜厚ｈを同じ値にした場合より、直列腕共振器１０２の電極膜厚ｈより並列腕共振器１０３の電極膜厚ｈを薄くした場合の方が、直列腕共振器１０２の共振Ｑが優れるため、または並列腕共振器１０３の反共振Ｑが優れるため、損失の小さい梯子型バンドパスフィルタが実現できていることは明らかである。たとえば、直列腕共振器１０２の電極膜厚ｈと並列腕共振器１０３の電極膜厚ｈを共に４００ｎｍ（直列腕共振器：９．１％λｏ、並列腕共振器８．８％λｏ）に設定した場合より、直列腕共振器１０２の電極膜厚ｈを４００ｎｍ、並列腕共振器１０３の電極膜厚ｈを３９５ｎｍ（８．７％λｏ）に設定した場合の方が、並列腕共振器１０３の反共振Ｑが１．０７倍向上するため、梯子型バンドパスフィルタの損失は低減する。
【００３７】
図８と図９は、３８°ＹＸ ＬｉＴａＯ３基板上にアルミニウムを主成分とする金属で作成した電極指２で構成された一開口共振器の基本共振特性を説明した図である。いずれも、Ｍ比は０．５である。
図８に示すように、電極膜厚ｈが波長の１０．３％のとき、帯域幅は最も大きくなる。一方、図９に示すように、共振Ｑが最大を示す電極膜厚ｈは、反共振Ｑが最大を示す電極膜厚ｈより大きい。そのため、直列腕共振器１０２の電極膜厚ｈと並列腕共振器１０３の電極膜厚ｈを同じ値にした場合より、直列腕共振器１０２の電極膜厚ｈより並列腕共振器１０３の電極膜厚ｈを薄くした場合の方が、直列腕共振器１０２の共振Ｑが優れるため、または並列腕共振器１０３の反共振Ｑが優れるため、損失の小さい梯子型バンドパスフィルタが実現できることは明らかである。
【００３８】
図１０と図１１は、５０°ＹＸ ＬｉＴａＯ３基板上にアルミニウムを主成分とする金属で作成した電極指２で構成された一開口共振器の基本共振特性を説明した図である。いずれも、Ｍ比は０．５である。
図１０に示すように、電極膜厚ｈが波長の１０．０％のとき、帯域幅は最も大きくなる。一方、図１１に示すように、共振Ｑが最大を示す電極膜厚ｈは、反共振Ｑが最大を示す電極膜厚ｈより大きい。そのため、直列腕共振器１０２の電極膜厚ｈと並列腕共振器１０３の電極膜厚ｈを同じ値にした場合より、直列腕共振器１０２の電極膜厚ｈより並列腕共振器１０３の電極膜厚ｈを薄くした場合の方が、直列腕共振器１０２の共振Ｑが優れるため、または並列腕共振器１０３の反共振Ｑが優れるため、損失の小さい梯子型バンドパスフィルタが実現できることは明らかである。
【００３９】
図１２〜１５は、４６°ＹＸ ＬｉＴａＯ３基板上にアルミニウムを主成分とする金属で作成した電極指２で構成された一開口共振器の基本共振特性を説明した図である。いずれも、Ｍ比は０．５である。
この場合でも図１３と図１５に示すように、共振Ｑが最大を示す電極膜厚ｈは、反共振Ｑが最大を示す電極膜厚ｈより大きいため、直列腕共振器１０２の電極膜厚ｈと並列腕共振器１０３の電極膜厚ｈを同じ値にした場合より、直列腕共振器１０２の電極膜厚ｈより並列腕共振器１０３の電極膜厚ｈを薄くした場合の方が、直列腕共振器１０２の共振Ｑが優れるため、または並列腕共振器１０３の反共振Ｑが優れるため、損失の小さい梯子型バンドパスフィルタが実現できることは明らかである。
【００４０】
以上に示したように、異なる圧電基板を用いた場合であっても、直列腕共振器１０２の電極膜厚ｈを並列腕共振器１０３の電極膜厚ｈより大きくすることで、損失の小さい梯子型バンドパスフィルタを実現することができるという効果が得られる。またＭ比が０．５と異なる場合においても、また電極指がアルミニウムとは異なる材料を用いた場合においても、同様の効果が得られる。
【００４１】
なお、以下の実施例３で述べるような、梯子型バンドパスフィルタとＤＭ型バンドパスフィルタを備え、梯子型バンドパスフィルタを送信フィルタとし、ＤＭ型バンドパスフィルタを受信フィルタとした分波器においても、梯子型バンドパスフィルタを構成する直列腕共振器の電極膜厚を並列腕共振器の電極膜厚より大きくすることで、本実施例の作用効果が得られることは、明らかである。
【実施例２】
【００４２】
図1６は、本実施例２の弾性波装置を模式的に示す上面図である。５個の共振器（１０２と、１０３）の電極膜厚ｈがすべて等しいことを除くと、さらに、少なくとも１個以上の共振器が他の共振器と異なるＭ比を有することを除くと、図１に示した本実施例１の弾性波装置１００と同じである。
【００４３】
図１７と１８は、４２°ＹＸ ＬｉＴａＯ３基板上にアルミニウムを主成分とする金属で作成した電極指２（膜厚ｈ＝７．５％λｏ）で構成された一開口共振器の重要度の高い基本共振特性を説明した図である。直列腕共振器１０２と並列腕共振器１０３ではλｏが若干異なるため、波長換算電極膜厚ｈ／λｏも若干異なるが、説明を簡単にするため、同一の波長換算膜厚の直列腕共振器１０２の共振Ｑ値、並列腕共振器１０３の反共振Ｑ値、及び帯域幅を示してある。
図１７に示すように、Ｍ比を大きくした方が直列腕共振器１０２の共振Ｑ値は大きくなる。また、Ｍ比を小さくした方が並列腕共振器１０３の反共振Ｑ値は大きくなる。さらに、図１８に示すように、帯域幅はＭ比が０．５３の時、最大になる。
【００４４】
本実施例２の弾性波装置１００−２では、直列腕共振器１０２のＭ比は０．５３に、並列腕共振器１０３のＭ比は０．４９に設定されているため、直列腕共振器１０２のＭ比と並列腕共振器１０３のＭ比を共に０．５０に設定した場合より、直列腕共振器１０２の共振Ｑ値は１．３４倍、並列腕共振器１０３の反共振Ｑ値は１．１９倍向上している。
なお、直列腕共振器１０２と並列腕共振器１０３のＭ比は、上記値に限定されない。直列腕共振器１０２のＭ比と並列腕共振器１０３のＭ比を同じ値に設定した場合より、直列腕共振器１０２のＭ比より並列腕共振器１０３のＭ比を小さく設定した場合の方が、直列腕共振器１０２の共振Ｑ、または並列腕共振器１０３の反共振Ｑが優れる。たとえば、直列腕共振器１０２のＭ比と並列腕共振器１０３のＭ比を共に０．５３に設定した場合より、直列腕共振器１０２のＭ比を０．５３、並列腕共振器１０３のＭ比を０．５２に設定した場合の方が、並列腕共振器１０３の反共振Ｑが１．０５倍向上する。そのため、損失の小さい梯子型バンドパスフィルタを実現することができる。
【００４５】
図１９〜２８は、さまざまな電極膜厚で電極指２で構成された一開口共振器の重要度の高い基本共振特性を説明した図である。
図１９と図２０は、電極膜厚ｈ＝０．０６λｏに設定した本実施例２の弾性波装置１００−２を構成する開口共振器の直列腕共振器１０２の共振Ｑ値と並列腕共振器１０３の反共振Ｑ値、及び帯域幅を説明した図である。この実施例の弾性波装置１００−２では、直列腕共振器１０２のＭ比は０．５６に、並列腕共振器１０３のＭ比は０．５４に設定されている。
図１９に示すように、電極膜厚ｈ＝０．０６λｏの場合、直列腕共振器１０２の共振Ｑ値はＭ比を大きくした方が、大きくなる。一方、並列腕共振器１０３の反共振Ｑ値はＭ比にあまり依存しない。また、図２０に示すように、帯域幅はＭ比が０．５４の時、最大になる。
【００４６】
本実施例の弾性波装置１００−２では、直列腕共振器１０２のＭ比は０．５６に、並列腕共振器１０３のＭ比は０．５４に設定されているため、直列腕共振器１０２のＭ比と並列腕共振器１０３のＭ比を共に０．５４に設定した場合より、直列腕共振器１０２の共振Ｑ値は１．０３倍向上している。
なお、直列腕共振器１０２と並列腕共振器１０３のＭ比は、上記値に限定されない。直列腕共振器１０２のＭ比と並列腕共振器１０３のＭ比を同じ値に設定した場合より、直列腕共振器１０２のＭ比より並列腕共振器１０２のＭ比を小さく設定した場合の方が、直列腕共振器１０２の共振Ｑが優れる。たとえば、直列腕共振器１０２のＭ比と並列腕共振器１０３のＭ比を共に０．５０に設定した場合より、直列腕共振器１０２のＭ比を０．５１、並列腕共振器１０３のＭ比を０．５０に設定した場合の方が、直列腕共振器１０３の共振Ｑが１．０３倍向上する。そのため、損失の小さい梯子型バンドパスフィルタを実現することができる。
【００４７】
図２１と図２２は、電極膜厚ｈ＝０．０６５λｏに設定した本実施例２の弾性波装置１００−２を構成する直列腕共振器１０２の共振Ｑ値と並列腕共振器１０３の反共振Ｑ値、及び帯域幅を説明した図である。この実施例の弾性波装置１００−２では、直列腕共振器１０２のＭ比は０．５６に、並列腕共振器１０３のＭ比は０．５２に設定されている。
図２１に示すように、電極膜厚ｈ＝０．０６５λｏの場合、直列腕共振器１０２の共振Ｑ値はＭ比を大きくした方が、一方、並列腕共振器１０３の反共振Ｑ値はＭ比を小さくした方が大きくなる。また、図２２に示すように、帯域幅はＭ比が０．５４の時、最大になる。
【００４８】
本実施形態の弾性波装置１００−２では、直列腕共振器１０２のＭ比は０．５６に、並列腕共振器１０３のＭ比は０．５２に設定されているため、直列腕共振器１０２のＭ比と並列腕共振器１０３のＭ比を共に０．５４に設定した場合より、直列腕共振器１０２の共振Ｑ値は１．０５倍、並列腕共振器１０３の反共振Ｑ値は１．１７倍向上している。
なお、直列腕共振器１０２と並列腕共振器１０３のＭ比は、上記値に限定されない。直列腕共振器１０２のＭ比と並列腕共振器１０３のＭ比を同じ値に設定した場合より、直列腕共振器１０２のＭ比より並列腕共振器１０３のＭ比を小さく設定した場合の方が、直列腕共振器１０２の共振Ｑが優れる、または並列腕共振器１０３の反共振Ｑが優れる。たとえば、直列腕共振器１０２のＭ比と並列腕共振器１０３のＭ比を共に０．５０に設定した場合より、直列腕共振器１０２のＭ比を０．５１、並列腕共振器１０３のＭ比を０．５０に設定した場合の方が、直列腕共振器１０２の共振Ｑが１．０３倍向上する。そのため、損失の小さい梯子型バンドパスフィルタを実現することができる。
【００４９】
図２３と図２４は、電極膜厚ｈ＝０．０６９λｏに設定した本実施例２の弾性波装置１００−２を構成する直列腕共振器１０２の共振Ｑ値と並列腕共振器１０３の反共振Ｑ値、及び帯域幅を説明した図である。この実施例の弾性波装置１００−２では、直列腕共振器１０２のＭ比は０．５４に、並列腕共振器１０３のＭ比は０．４６に設定されている。
図２３に示すように、電極膜厚ｈ＝０．０６９λｏの場合、直列腕共振器１０２の共振Ｑ値はＭ比を大きくした方が、一方、並列腕共振器１０３の反共振Ｑ値はＭ比を小さくした方が大きくなる。また、図２４に示すように、帯域幅はＭ比が０．５４の時、最大になる。
【００５０】
本実施例の弾性波装置１００−２では、直列腕共振器１０２のＭ比は０．５４に、並列腕共振器１０３のＭ比は０．４６に設定されているため、直列腕共振器１０２のＭ比と並列腕共振器１０３のＭ比を共に０．５４に設定した場合より、直列腕共振器１０２の共振Ｑ値は変わらず、並列腕共振器１０３の反共振Ｑ値は２．０８倍向上している。
なお、直列腕共振器１０２と並列腕共振器１０３のＭ比は、上記値に限定されない。直列腕共振器１０２のＭ比と並列腕共振器１０３のＭ比を同じ値に設定した場合より、直列腕共振器１０２のＭ比より並列腕共振器１０３のＭ比を小さく設定した場合の方が、直列腕共振器１０２の共振Ｑが優れる、または並列腕共振器１０３の反共振Ｑが優れる。たとえば、直列腕共振器１０２のＭ比と並列腕共振器１０２のＭ比を共に０．５０に設定した場合より、直列腕共振器１０２のＭ比を０．５１、並列腕共振器１０３のＭ比を０．５０に設定した場合の方が、直列腕共振器１０２の共振Ｑが１．０６倍向上する。そのため、損失の小さい梯子型バンドパスフィルタを実現することができる。
【００５１】
図２５と図２６は、電極膜厚ｈ＝０．０８５λｏに設定した本実施例２の弾性波装置１００−２を構成する直列腕共振器１０２の共振Ｑ値と並列腕共振器１０３の反共振Ｑ値、及び帯域幅を説明した図である。この実施例の弾性波装置１００−２では、直列腕共振器１０２のＭ比は０．５２に、並列腕共振器１０３のＭ比は０．４０に設定されている。
図２５に示すように、電極膜厚ｈ＝０．０８５λｏの場合、直列腕共振器１０２の共振Ｑ値はＭ比によってあまり変化しないが、並列腕共振器１０３の反共振Ｑ値はＭ比を小さくした方が大きくなる。また、図２６に示すように、帯域幅はＭ比が０．５２の時、最大になる。
【００５２】
本実施例の弾性波装置１００−２では、直列腕共振器１０２のＭ比は０．５２に、並列腕共振器１０３のＭ比は０．４０に設定されているため、直列腕共振器１０２のＭ比と並列腕共振器１０３のＭ比を共に０．５２に設定した場合より、直列腕共振器１０２の共振Ｑ値は変わらず、並列腕共振器１０３の反共振Ｑ値は３．７５倍向上している。
なお、直列腕共振器１０２と並列腕共振器１０３のＭ比は、上記値に限定されない。直列腕共振器１０２のＭ比と並列腕共振器１０３のＭ比を同じ値に設定した場合より、直列腕共振器１０２のＭ比より並列腕共振器１０３のＭ比を小さく設定した場合の方が、直列腕共振器１０２の共振Ｑが優れる、または並列腕共振器１０３の反共振Ｑが優れる。たとえば、直列腕共振器１０２のＭ比と並列腕共振器１０３のＭ比を共に０．５０に設定した場合より、直列腕共振器１０２のＭ比を０．５０、並列腕共振器１０３のＭ比を０．４９に設定した場合の方が、並列腕共振器１０３の反共振Ｑが１．０５倍向上する。そのため、損失の小さい梯子型バンドパスフィルタを実現することができる。
【００５３】
図２７と図２８は、電極膜厚ｈ＝０．１０λｏに設定した本実施例２の弾性波装置１００−２を構成する直列腕共振器１０２の共振Ｑ値と並列腕共振器１０３の反共振Ｑ値、及び帯域幅を説明した図である。この実施例の弾性波装置１００−２では、直列腕共振器１０２のＭ比は０．５０に、並列腕共振器１０３のＭ比は０．４０に設定されている。
図２７に示すように、電極膜厚ｈ＝０．１０λｏの場合、直列腕共振器１０２の共振Ｑ値はＭ比を小さくすると若干大きくなり、また並列腕共振器１０３の反共振Ｑ値はＭ比を小さくした方が大きくなる。また、図２８に示すように、帯域幅はＭ比が０．５０の時、最大になる。
【００５４】
本実施例の弾性波装置１００−２では、直列腕共振器１０２のＭ比は０．５０に、並列腕共振器１０３のＭ比は０．４０に設定されているため、直列腕共振器１０２のＭ比と並列腕共振器１０３のＭ比を共に０．５０に設定した場合より、直列腕共振器１０２の共振Ｑ値は変わらず、並列腕共振器１０３の反共振Ｑ値は１．５４倍向上している。
なお、直列腕共振器１０２と並列腕共振器１０３のＭ比は、上記値に限定されない。本実施例１の弾性波装置１００−１で説明したように、、直列腕共振器１０２の共振Ｑ値と並列腕共振器１０３の反共振Ｑ値では、値が小さい方が、格子型バンドパスフィルタの通過帯域に強く悪影響を与える。つまり直列腕共振器１０２の共振Ｑ値より並列腕共振器１０３の反共振Ｑ値の方が小さいため、並列腕共振器１０３のＭ比を小さくすることが最も効果的である。そのことで、損失の小さい梯子型バンドパスフィルタが実現できていることは明らかである。たとえば、直列腕共振器１０２のＭ比と並列腕共振器１０３のＭ比を共に０．５０に設定した場合より、直列腕共振器１０２のＭ比を０．５０、並列腕共振器１０３のＭ比を０．４９に設定した場合の方が、並列腕共振器１０３の反共振Ｑが１．０３倍向上する。
【００５５】
以上に示したように、任意の電極膜厚ｈを用いた場合であっても、直列腕共振器１０２のＭ比を並列腕共振器１０３のＭ比より大きくすることで、損失の小さい梯子型バンドパスフィルタを実現することができるという効果が得られる。また本実施例１で説明したように、圧電基板が異なる場合においても同様の効果が得られる。さらに、直列腕共振器１０２の電極膜厚ｈと並列腕共振器１０３の電極膜厚ｈが同じであるため、同時に成膜できる。そのため製造が容易であるとの効果も有する。
【００５６】
なお、以下の実施例４で述べるような、梯子型バンドパスフィルタとＤＭ型バンドパスフィルタを備え、梯子型バンドパスフィルタを送信フィルタとし、ＤＭ型バンドパスフィルタを受信フィルタとした分波器においても、梯子型バンドパスフィルタを構成する直列腕共振器の櫛形電極のＭ比を並列腕共振器の櫛形電極のＭ比より大きくすることで、本実施例の作用効果が得られることは、明らかである。
【実施例３】
【００５７】
図２９は、本実施例３の弾性波装置１０１−１を模式的に示す上面図である。少なくても入出力端子１０５、直列腕共振器１０２、並列腕共振器１０３、及びＤＭ型共振器１０４が同一チップ１上に集積化されている。またそれらを接続する電気配線、位相調整を行う共振器１０６、入出力端子１０５−３〜６の間のアイソレーションを高めるためのコンデンサとインダクタ等も同一チップ１上に集積化されているが、図面では一部省略されている。なお、直列腕共振器１０２とＤＭ型共振器１０４のＭ比は０．５に設定されている。
【００５８】
直列腕共振器１０２と並列腕共振器１０３は、膜厚とＭ比を除くと、本実施例１の一開口共振器と同じ構造を有している。そのため本実施例３の弾性波装置１０１−１の左半分は梯子型バンドパスフィルタ１０７−１として機能する。一方、ＤＭ型共振器１０４は、三電極型縦結合共振器の構造を有している。４個のＤＭ型共振器１０４は、結合部６を入力とし、入出力端子１０５−５と１０５−６との間を差動出力とするＤＭ型バンドパスフィルタ１０７−２として機能する。梯子型バンドパスフィルタ１０７−１とＤＭ型バンドパスフィルタ１０７−２は、位相調整を行う共振器１０６を介して入出力端子１０５−３に接続されている。そのため、本実施例３の弾性波装置１０１−１は、分波器として機能する。
入出力端子１０５−３は、直接、または整合回路、スイッチ、ダイプレクサ等を経由してアンテナに接続される。入出力端子１０５−４は、直接、または整合回路、スイッチ等を経由して送信用増幅器の出力端子に接続される。入出力端子１０５−５と１０５−６は、直接、または整合回路、スイッチ等を経由して、受信用増幅器の入力端子に接続される。そのため、本実施例３の弾性波装置１０１−１は、アンテナ共用機として機能する。
【００５９】
図３０と図３１は、本実施例３の弾性波装置１０１−１のＤＭ型共振器１０４の電極構造を説明した図である。図３０は、模式的に示す上面、図３１は、図３０のＩ２−Ｉ２’線の断面を説明する図である。圧電基板１上に３個の櫛形電極５と２個の反射器４が設けられている。各櫛形電極５は多数の電極指２と２個のバスバー３で構成されている。３個の櫛形電極５に属する全ての電極指２は、ほぼ同じ膜厚に設定されている。反射器４は櫛形電極５を挟む位置に配置されている。櫛形電極上に絶縁膜を形成する場合、また多層膜を形成する場合もあるが、図面では省略している。またバスバー３には電気配線が接続されるが、図面では省略している。
【００６０】
図３２は、本実施例３の弾性波装置１０１−１に用いているＤＭ型共振器１０４の通過特性を説明した図である。バスバー３−２、３−４、３−６を接地し、バスバー３−１と３−３を出力とし、バスバー３−５を入力とした。
ＤＭ型共振器１０４では、電極指２に直交する方向に生じる３個の弾性的な定在波（基本漏洩表面弾性波、非調和型縦３次漏洩表面弾性波、非調和型縦５次漏洩表面弾性波）の弾性的な共振現象を利用する。３個の共振周波数を通過帯域５１−２の下端、中央、上端に並べることにより、ほぼ平坦な通過帯域５１−２を形成すことが出来る。そのため、本実施例３のＤＭ型共振器１０４は、単体でも、ＤＭ型バンドパスフィルタとして機能する。
【００６１】
ＤＭ型バンドパスフィルタは、上記３個の共振周波数で形成される通過帯域５１−２以外の周波数帯域では、電気信号を通過させないため、原理的に、減衰帯域幅を広く取ることが出来る。そのため、本発明者等は、漏洩表面弾性波を用いた共振器では、Ｑ値が周波数に依存して変化することを考慮し、ＤＭ型バンドパスフィルタの通過帯域５１−２の特性と漏洩表面弾性波共振器の基本共振器特性の関係を詳細に検討した。本実施例１の弾性波装置と同様に、Ｑ値は周波数依存性を有することを考慮し、共振Ｑ値と反共振Ｑ値に分けて検討した。
【００６２】
ＤＭ型バンドパスフィルタの通過帯域５１−２の通過損失は、ＤＭ型共振器１０４の３個の共振現象、及び電気配線の抵抗が干渉しあって形成される。損失の大きさは、これらの損失の和であるが、電気配線は通常低抵抗な金属を用いるため、結局、ＤＭ型共振器１０４の共振Ｑ値が最も強く影響を与える。なお、ＤＭ型共振器１０４の共振Ｑ値は、図７に開示した一開口共振器の共振Ｑ値と一致する。
ＤＭ型バンドパスフィルタの通過帯域５１−２の帯域幅は、上記基本漏洩表面弾性波と非調和型縦３次漏洩表面弾性波の帯域幅の和で決まる。これらの帯域幅は、図６等に開示した一開口共振器の帯域幅に比例する。ＤＭ型共振器１０４の帯域幅が小さくなると、通過帯域５１−２に２箇所ディップが発生し、そのため損失が低下するが、しかしＤＭ型共振器１０４の共振Ｑ値が十分大きい場合は、その低下量を小さくすることができる。
【００６３】
これらのことから、ＤＭ型バンドパスフィルタ用ＤＭ型共振器に要求される性能の重要度は、ＤＭ型共振器１０４の共振Ｑ値が大きいこと、次にＤＭ型共振器１０４の帯域幅が広いことである（表１）。
【００６４】
以上のこと、及び図６と図７から、Ｑ値の周波数依存性を考慮すると、ＤＭ型共振器１０４では、電極膜厚ｈは、８％λｏ以上、且つ１０．３％λｏを超えない範囲で厚くした方がよく、ただし１０．３％λｏに近づくに従い、Ｑが劣化すること、さらにＤＭ型共振器１０４の共振Ｑの劣化は、ＤＭ型バンドパスフィルタの損失を劣化させること、及びＤＭ型共振器１０４の反共振Ｑの劣化は、ＤＭ型バンドパスフィルタの損失を劣化させないことが明らかである。
【００６５】
本実施例３の弾性波装置である図２９の分波器１０１−１では、共振Ｑ値の劣化量を許容範囲に抑えつつ、帯域幅を最大にするため、直列腕共振器１０２の電極膜厚ｈを３９５ｎｍ（９．０％λｏ、λｏ＝４３９６ｎｍ）、ＤＭ型共振器１０４の電極膜厚ｈを３７５ｎｍ（９．０％λｏ、λｏ＝４１８６ｎｍ）に設定されている。このことにより、直列腕共振器１０２とＤＭ腕共振器１０４を同じ電極膜厚３９５ｎｍに設定した場合より、ＤＭ型共振器１０４の共振Ｑ値を２．９４倍大きくすることができるため、損失の小さい梯子型バンドパスフィルタとＤＭ型バンドパスフィルタが同時に実現できている。
なお、直列腕共振器１０２とＤＭ型共振器１０４の電極膜厚ｈは、上記厚さに限定されない。直列腕共振器１０２の電極膜厚ｈとＤＭ型共振器１０４の電極膜厚ｈを同じ値にした場合より、直列腕共振器１０２の電極膜厚ｈよりＤＭ型共振器１０４の電極膜厚ｈを薄くした場合の方が、直列腕共振器１０２の共振Ｑが優れるため、またはＤＭ型共振器１０４の共振Ｑが優れるため、損失の小さい梯子型バンドパスフィルタ、または損失の小さいＤＭ型バンドパスフィルタが実現できていることは明らかである。たとえば、直列腕共振器１０２の電極膜厚ｈとＤＭ型共振器１０４の電極膜厚ｈを共に４００ｎｍ（直列腕共振器：９．１％λｏ、ＤＭ型共振器：９．６％λｏ）に設定した場合より、直列腕共振器１０２の電極膜厚ｈを４００ｎｍ、ＤＭ型共振器１０４の電極膜厚ｈを３９５ｎｍ（９．４％λｏ）に設定した場合の方が、ＤＭ型共振器１０４の共振Ｑが１．４３倍向上する。そのため、損失の小さい分波器を実現することができる。
【００６６】
また、本実施例１の弾性波装置１００−１で説明したように、異なる圧電基板を用いた場合であっても、直列腕共振器１０２の電極膜厚ｈをＤＭ型共振器１０４の電極膜厚ｈより大きくすることで、損失の小さい分波器を実現することができるという効果が得られる。またＭ比が０．５とは異なる場合においても同様の効果が得られる。
【００６７】
なお、梯子型バンドパスフィルタを構成する直列腕共振器および並列腕共振器については、直列腕共振器の電極膜厚が、並列腕共振器の電極膜厚より小さくない値に設定されていれば、さらに良い。
【実施例４】
【００６８】
図３３は、本実施例４の弾性波装置１０１−２を模式的に示す上面図である。７個の共振器１０２、１０４の電極指の膜厚がすべてほぼ等しいこと、さらに、少なくても１個以上の共振器が他の共振器と異なるＭ比を有することを除くと、図２９に示した本実施例３の弾性波装置１０１−１と同じである。
【００６９】
図３４は、４２°ＹＸ ＬｉＴａＯ３基板上にアルミニウムを主成分とする金属で作成した電極指２（膜厚ｈ＝３６５ｎｍ）で構成された直列腕共振器１０２とＤＭ型共振器１０４の共振Ｑ値を説明した図である。直列腕共振器１０２とＤＭ型共振器１０４では電極膜厚が等しくてもλｏが異なるため、波長換算電極膜厚は、直列腕共振器８．１％λｏ、ＤＭ型共振器８．５％λｏと異なることを考慮されている。
図３４に示すように、直列腕共振器１０２の共振Ｑ値はＭ比＝０．５４に近づけた方が、ＤＭ型共振器の共振Ｑ値はＭ比＝０．４６に近づけた方が大きくなる。
【００７０】
本実施例４の弾性波装置１０１−２では、直列腕共振器１０２のＭ比は０．５６に、ＤＭ型共振器１０４のＭ比は０．４６に設定されているため、直列腕共振器１０２のＭ比とＤＭ型共振器１０４のＭ比を共に０．５０に設定した場合より、直列腕共振器１０２の共振Ｑ値とＤＭ型共振器１０４の共振Ｑ値は格段に向上している。
なお、直列腕共振器１０２とＤＭ型共振器１０４のＭ比は、上記値に限定されない。直列腕共振器１０２の共振Ｑ値が最大を示すＭ比は、ＤＭ型共振器１０４の共振Ｑ値が最大を示すＭ比より大きいため、直列腕共振器１０２のＭ比を、ＤＭ型共振器１０４のＭ比と同じ値にした場合より、ＤＭ型共振器１０４のＭ比より小さくした場合の方が、直列腕共振器１０２の共振Ｑが優れる、またはＤＭ型共振器１０４の共振Ｑが優れる。たとえば、直列腕共振器１０２のＭ比とＤＭ型共振器１０４のＭ比を共に０．５０に設定した場合より、直列腕共振器１０２のＭ比を０．５１、ＤＭ型共振器１０４のＭ比を０．４９に設定した場合の方が、直列腕共振器１０２の共振Ｑが２．２３倍、ＤＭ型共振器１０４の共振Ｑが２．４６倍向上する。そのため、損失の小さい分波器を実現することができる。
【００７１】
図３５は、４２°ＹＸ ＬｉＴａＯ３基板上にアルミニウムを主成分とする金属で作成した電極指２（膜厚ｈ＝３００ｎｍ）で構成された直列腕共振器１０２とＤＭ型共振器１０４の共振Ｑ値を説明した図である。波長換算電極膜厚は、直列腕共振器６．８％λｏ、ＤＭ型共振器７．２％λｏである。
図３５に示すように、直列腕共振器１０２の共振Ｑ値とＤＭ型共振器１０４の共振Ｑ値は、共に、Ｍ比を大きくした方が大きくなる。
【００７２】
本実施例４の弾性波装置１０１−２では、直列腕共振器１０２のＭ比は０．６０に、ＤＭ型共振器１０４のＭ比は０．５２に設定されているため、直列腕共振器１０２のＭ比とＤＭ型共振器１０４のＭ比を共に０．５０に設定した場合より、直列腕共振器１０２の共振Ｑ値は１．３９倍、ＤＭ型共振器１０４の共振Ｑ値は１．１７倍向上している。
なお、直列腕共振器１０２とＤＭ型共振器１０４のＭ比は、上記値に限定されない。本実施例１の弾性波装置１００−１で説明したように、Ｑ値が小さい方の共振器が強く悪影響を与えるのと同様に、分波器の場合でも、Ｑ値が小さい方の共振器が強く悪影響を与える。つまりＤＭ型共振器１０４の共振Ｑ値より直列腕共振器１０２の共振Ｑ値の方が小さいため、直列腕共振器１０２のＭ比を大きくすることが最も効果的である。たとえば、直列腕共振器１０２のＭ比とＤＭ型共振器１０４のＭ比を共に０．５０に設定した場合より、直列腕共振器１０２のＭ比を０．５１、ＤＭ型共振器のＭ比を０．５０に設定した場合の方が、直列腕共振器の共振Ｑ値が１．０５倍向上する。そのため、損失の小さい分波器を実現することができる。
【００７３】
図３６は、４２°ＹＸ ＬｉＴａＯ３基板上にアルミニウムを主成分とする金属で作成した電極指２（膜厚ｈ＝４２０ｎｍ）で構成された直列腕共振器１０２とＤＭ型共振器１０４の共振Ｑ値を説明した図である。波長換算電極膜厚は、直列腕共振器９．６％λｏ、ＤＭ型共振器１０．０％λｏである。
図３６に示すように、直列腕共振器１０２の共振Ｑ値とＤＭ型共振器１０４の共振Ｑ値は、共に、Ｍ比を小さくした方が大きくなる。
【００７４】
本実施例４の弾性波装置１０１−２では、直列腕共振器１０２のＭ比は０．５０に、ＤＭ型共振器１０４のＭ比は０．４４に設定されているため、直列腕共振器１０２の電極膜厚とＤＭ型共振器１０４のＭ比を共に０．５０に設定した場合より、直列腕共振器１０２の共振Ｑ値は変わらず、ＤＭ型共振器１０４の共振Ｑ値は１．３６倍向上している。
なお、直列腕共振器１０２とＤＭ型共振器１０４のＭ比は、上記値に限定されない。本実施例１の弾性波装置１００−１で説明したように、Ｑ値が小さい方の共振器が強く悪影響を与えるのと同様に、分波器の場合でも、Ｑ値が小さい方の共振器が強く悪影響を与える。つまり直列腕共振器１０２の共振Ｑ値よりＤＭ型共振器１０４の共振Ｑ値の方が小さいため、ＤＭ型共振器１０４のＭ比を小さくすることが最も効果的である。たとえば、直列腕共振器１０２のＭ比とＤＭ型共振器１０４のＭ比を共に０．４６に設定した場合より、直列腕共振器１０２のＭ比を０．４６、ＤＭ型共振器１０４のＭ比を０．４５に設定した場合の方が、ＤＭ型共振器１０４の共振Ｑ値が１．０９倍向上する。そのため、損失の小さい分波器を実現することができる。
【００７５】
以上に示したように、任意の電極膜厚ｈを用いた場合であっても、直列腕共振器１０２のＭ比をＤＭ型共振器１０４のＭ比より大きくすることで、損失の小さい分波器を実現することができるという効果が得られる。また本実施例１で説明したように、圧電基板が異なる場合においても同様の効果が得られる。さらに、直列腕共振器１０２の電極膜厚ｈとＤＭ型共振器１０４の電極膜厚ｈが同じであるため、同時に成膜できる。そのため製造が容易であるとの効果も有する。
【００７６】
なお、梯子型バンドパスフィルタを構成する直列腕共振器および並列腕共振器については、直列腕共振器の櫛型電極のＭ比が、並列腕共振器の櫛型電極のＭ比より小さくない値に設定されていれば、さらに良い。
【実施例５】
【００７７】
図３７は、本実施例５の弾性波装置１０１−３を模式的に示す上面図である。９個の共振器１０２〜１０４の電極指２の膜厚ｈがすべてほぼ等しいこと、さらに、少なくても１個以上の共振器が他の共振器と異なるＭ比を有することを除くと、図２８に示した本実施例３の弾性波装置１０１−１と同じである。本実施例１の弾性波装置１００−１と本実施例３の弾性波装置１０１−１で説明したように、分波器では、並列腕共振器１０３の反共振Ｑと帯域幅、直列腕共振器１０２の共振Ｑと帯域幅、ＤＭ型共振器１０４の共振Ｑと帯域幅の重要度が高い（表１）。この中で、共振Ｑと反共振Ｑは、ある程度大きくなると、これらに起因する通過帯域５１の損失は、電極指２と電気配線の抵抗に起因する損失より充分小さくなる。つまり、並列腕共振器１０３の反共振Ｑと、直列腕共振器１０２の共振Ｑが充分に大きい場合、それらをさらに向上させるより、それらを劣化させずに、並列腕共振器１０３、直列腕共振器１０２、ＤＭ型共振器１０４の帯域幅を大きくした方が優れた分波器を実現することができる。本実施例５の弾性波装置１０１−３では、並列腕共振器１０３の反共振Ｑを５０００以上、直列腕共振器１０２の共振Ｑを１００００以上、ＤＭ型共振器１０４の共振Ｑを１００００以上、且つ各共振器の帯域幅が最大になるように、電極指２の膜厚ｈ、並列腕共振器１０３のＭ比、直列腕共振器１０２のＭ比、及びＤＭ型共振器１０４のＭ比は最適値に設定されている。
【００７８】
表２と表３は、本実施例５の弾性波装置１０１−３である分波器を構成する並列腕共振器１０３、直列腕共振器１０２、ＤＭ型共振器１０４の帯域幅を説明した表である。一例として、圧電基板として３８°ＹＸ ＬｉＴａＯ３基板を用いている。
【００７９】
【表２】
【００８０】
【表３】
【００８１】
表２は、送信周波数帯域は１９２０〜１９８０ＭＨｚに、受信周波数は２１１０〜２１７０ＭＨｚに設定されている場合（以下この送受周波数配置をバンド１と略す）の、及び送信周波数帯域は１８５０〜１９１０ＭＨｚに、受信周波数は１９３０〜１９９０ＭＨｚに設定されている場合（以下この送受周波数配置をバンド２と略す）の、及び送信周波数帯域は８８０〜９１５ＭＨｚに、受信周波数は９２５〜９６０ＭＨｚに設定されている場合（以下この送受周波数配置をバンド８と略す）の、電極指２の膜厚ｈ、並列腕共振器１０３のＭ比、直列腕共振器１０２のＭ比、ＤＭ型共振器１０４のＭ比、及び各共振器の帯域幅を記している。
【００８２】
表３は、比較のため、並列腕共振器１０３のＭ比、直列腕共振器１０２のＭ比、ＤＭ型共振器１０４のＭ比を全て一定（０．５）とし、並列腕共振器１０３の反共振Ｑを５０００以上、直列腕共振器１０２の共振Ｑを１００００以上、ＤＭ型共振器１０４の共振Ｑを１００００以上、且つ各共振器の帯域幅が最大になるよう、電極指２の膜厚ｈを選んだ場合の各共振器の帯域幅を記している。
【００８３】
表２と表３から明らかなように、送信周波数より受信周波数の方が高周波側に設定されている場合、本実施例５の弾性波装置１０１−３では、送受周波数配置にかかわらず、直列腕共振器１０２のＭ比はＤＭ型共振器１０４のＭ比より大きい値に、且つ直列腕共振器１０２のＭ比は並列腕共振器１０３のＭ比より大きい値に設定されているため、全てのＭ比が０．５０に設定された場合より、直列腕共振器１０２とＤＭ型共振器１０４の帯域幅は優れている。
【００８４】
表４と表５は、本実施例５の弾性波装置１０１−３である別の分波器を構成する並列腕共振器１０３、直列腕共振器１０２、ＤＭ型共振器１０４の帯域幅を説明した表である。一例として、圧電基板として４２°ＹＸ ＬｉＴａＯ３基板を用いている。
【００８５】
【表４】
【００８６】
【表５】
【００８７】
表４と表５から明らかなように、送信周波数より受信周波数の方が高周波側に設定されている場合、本実施例５の弾性波装置１０１−３では、送受周波数配置にかかわらず、直列腕共振器１０２のＭ比はＤＭ型共振器１０４のＭ比より大きい値に、且つ直列腕共振器１０２のＭ比は並列腕共振器１０３のＭ比より大きい値に設定されているため、全てのＭ比が０．５０に設定された場合より、直列腕共振器１０２とＤＭ型共振器１０４の帯域幅は優れている。
【００８８】
表６と表７は、本実施例５の弾性波装置１０１−３である、さらに別の分波器を構成する並列腕共振器１０３、直列腕共振器１０２、ＤＭ型共振器１０４の帯域幅を説明した表である。一例として、圧電基板として４６°ＹＸ ＬｉＴａＯ３基板を用いている。
【００８９】
【表６】
【００９０】
【表７】
【００９１】
表６と表７から明らかなように、送信周波数より受信周波数の方が高周波側に設定されている場合、本実施例５の弾性波装置１０１−３では、送受周波数配置にかかわらず、直列腕共振器１０２のＭ比はＤＭ型共振器１０４のＭ比より大きい値に、且つ直列腕共振器１０２のＭ比は並列腕共振器１０３のＭ比と同じ値に設定されているため、全てのＭ比が０．５０に設定された場合より、１種類以上の共振器の帯域幅は優れている。
【００９２】
表８と表９は、本実施例５の弾性波装置１０１−３である、さらに別の分波器を構成する並列腕共振器１０３、直列腕共振器１０２、ＤＭ型共振器１０４の帯域幅を説明した表である。一例として、圧電基板として５０°ＹＸ ＬｉＴａＯ３基板を用いている。
【００９３】
【表８】
【００９４】
【表９】
【００９５】
表８と表９から明らかなように、送信周波数より受信周波数の方が高周波側に設定されている場合、本実施例５の弾性波装置１０１−３では、送受周波数配置にかかわらず、直列腕共振器１０２のＭ比はＤＭ型共振器１０４のＭ比より大きい値に、且つ直列腕共振器１０２のＭ比は並列腕共振器１０３のＭ比より大きい値に設定されているため、全てのＭ比が０．５０に設定された場合より、全ての腕共振器の帯域幅は優れている。
【００９６】
以上に示したように、任意の電極膜厚ｈを用いた場合であっても、また任意の圧電基板を用いた場合であっても、直列腕共振器１０２のＭ比をＤＭ型共振器１０４のＭ比より大きくすることで、損失の小さい分波器を実現することができるという効果が得られる。なおこの場合、直列腕共振器のＭ比を並列腕共振器のＭ比よりも小さくない値とすれば良い。さらに、直列腕共振器１０２の電極膜厚ｈと並列腕共振器１０３の電極膜厚ｈとＤＭ型共振器１０４の電極膜厚ｈが同じであるため、同時に成膜できる。そのため製造が容易であるとの効果も有する。
【００９７】
実施例５では、図３７の９個の共振器１０２〜１０４の電極指２の膜厚ｈがほぼ等しく、異なるＭ比を有する場合を検討したが、９個の共振器１０２〜１０４の櫛形電極のＭ比がほぼ等しく、膜厚ｈが異なる場合でも、同様の効果が得られることが明らかである。すなわち、直列腕共振器１０２の電極指の膜厚をＤＭ共振器１０４の電極指の膜厚より大きくすることで、損失の少ない分波器を実現することができる。この場合は、直列腕共振器の電極指の膜厚を並列腕共振器の電極指の膜厚よりも小さくない値とすれば良い。
【実施例６】
【００９８】
実施例６は、実施例１または実施例２に記載した梯子型バンドパスフィルタを、実施例３〜５に記載した、梯子型バンドパスフィルタとＤＭ型バンドパスフィルタを備え、梯子型バンドパスフィルタを送信フィルタとし、ＤＭ型バンドパスフィルタを受信フィルタとした分波器に組み込んだものである。
【００９９】
すなわち、実施例１のバンドパスフィルタに対応して、梯子型バンドパスフィルタとＤＭ型バンドパスフィルタを備え、梯子型バンドパスフィルタを送信フィルタとし、ＤＭ型バンドパスフィルタを受信フィルタとした分波器において、梯子型バンドパスフィルタを構成する直列腕共振器の電極指の膜厚を、並列腕共振器の電極指の膜厚よりも大きくすることにより、損失の小さい分波器を実現することができる。なおこの場合は、直列腕共振器の電極指の膜厚をＤＭ共振器の電極指の膜厚よりも小さくない値とすれば良い。
【０１００】
また、実施例２のバンドパスフィルタに対応して、梯子型バンドパスフィルタとＤＭ型バンドパスフィルタを備え、梯子型バンドパスフィルタを送信フィルタとし、ＤＭ型バンドパスフィルタを受信フィルタとした分波器において、梯子型バンドパスフィルタを構成する直列腕共振器の櫛形電極のＭ比を、並列腕共振器の櫛形電極のＭ比よりも大きくすることにより、損失の小さい分波器を実現することができる。この場合は、直列腕共振器の櫛形電極のＭ比をＤＭ共振器の櫛形電極のＭ比よりも小さくない値とすれば良い。
【０１０１】
本実施例１から６の弾性波装置の効果は、用いる圧電基板を限定されない。圧電性を有する材料を含む基板を用い、且つ漏洩表面弾性波を利用した弾性波装置に対して有効であるが、損失の小さい弾性波装置を実現するには、圧電性を有する材料として、圧電効果の大きいＬｉＴａＯ３またはＬｉＮｂＯ３を用いることが望ましい。
【０１０２】
特許文献１に記載があるように、実用上、帯域幅は３％以上である必要がある。この値が小さいと通過帯域幅が減少したり、通過帯域内にリップルが生じたりする問題が生じる。そのため、本実施例１から５の弾性波装置の効果は、実用上、電極膜厚とＭ比に上限値と下限値を有する。図３８と図３９は、本実施例１〜６の弾性波装置を構成する各共振器の電極膜厚とＭ比の範囲を説明した図である。一例として、圧電基板として４６°ＹＸ ＬｉＴａＯ３基板を用いている。図３８は、各電極膜厚で、Ｍ比を０から１に変化させたときの最大の帯域幅、及びそのときのＭ比を示した図である。図３９は、図３８に示したＭ比と最大帯域幅を横軸と縦軸に記した図である。
【０１０３】
図３８より、電極膜厚は０．０４λｏから０．１５λｏに設定する必要がある。また図３９より、Ｍ比は０．３８から０．５５にする必要がある。電極膜厚とＭ比がこの範囲から外れた場合、本発明の効果は生じない。
【産業上の利用可能性】
【０１０４】
本発明は、高周波の共振器、フィルタ等の固体回路素子として通信機器等に使用される弾性波装置に利用することができる。
【符号の説明】
【０１０５】
１ 基板
２ 電極指
３ バスバー
４ 反射器
５ 櫛型電極
６ 電気的な結合部
５０ 減衰帯域
５１ 通過帯域
１００、１０１ 漏洩表面弾性波装置
１０２ 直列腕共振器
１０３ 並列腕共振器
１０４ ＤＭ型共振器
１０５ 入出力端子
１０６ 共振器
１０７−１ 梯子型バンドパスフィルタ
１０７−２ ＤＭ型バンドパスフィルタ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電性を有する基板の同一面上に、直列腕共振器として機能する第一の漏洩弾性波共振器と、並列腕共振器として機能する第二の漏洩弾性波共振器とを形成し、前記直列腕共振器として機能する第一の漏洩表面弾性波共振器は、共振周波数を通過帯域に、また反共振周波数を通過帯域の高周波側の減衰帯域にほぼ一致させ、前記並列腕共振器として機能する第二の漏洩表面弾性波共振器は、反共振周波数を通過帯域に、また共振周波数を通過帯域の低周波側の減衰帯域にほぼ一致させ、前記第一の漏洩表面弾性波共振器と前記第二の漏洩表面弾性波共振器とはひとつのバンドパスフィルタの一部として機能するワンチップ漏洩表面弾性波装置において、
前記直列腕共振器として機能する第一の漏洩表面弾性波共振器の電極指の膜厚が、前記並列腕共振器として機能する第二の漏洩表面弾性波共振器の電極指の膜厚より大きい値に設定されているか、または、前記直列腕共振器として機能する第一の漏洩表面弾性波共振器の櫛型電極のメタライゼーションレシオが、前記並列腕共振器として機能する第二の漏洩表面弾性波共振器の櫛型電極のメタライゼーションレシオより大きい値に設定されていることを特徴とするワンチップ漏洩表面弾性波装置。
【請求項２】
請求項１記載のワンチップ漏洩表面弾性波装置において、
前記直列腕共振器として機能する第一の漏洩表面弾性波共振器と、前記並列腕共振器として機能する第二の漏洩表面弾性波共振器とが梯子型フィルタを構成することを特徴とするワンチップ漏洩表面弾性波装置。
【請求項３】
請求項１記載のワンチップ漏洩表面弾性波装置において、
前記第一の漏洩表面弾性波共振器の櫛形電極と前記第二の漏洩表面弾性波共振器の櫛形電極とが、メタライゼーションレシオが０．３８から０．５５の間に設定されていることを特徴とする漏洩表面弾性波装置。
【請求項４】
圧電性を有する基板の同一面上に、直列腕共振器として機能する第一の漏洩弾性波共振器と、並列腕共振器として機能する第二の漏洩弾性波共振器と、多重モード結合型共振器として機能する第三の漏洩弾性波共振器とを形成し、前記直列腕共振器として機能する第一の漏洩表面弾性波共振器は、共振周波数を通過帯域に、また反共振周波数を通過帯域の高周波側の減衰帯域にほぼ一致させ、前記並列腕共振器として機能する第二の漏洩表面弾性波共振器は、反共振周波数を通過帯域に、また共振周波数を通過帯域の低周波側の減衰帯域にほぼ一致させ、前記第一の漏洩表面弾性波共振器と前記第二の漏洩表面弾性波共振器とは、ひとつのバンドパスフィルタの一部として機能するとともに、前記第一の漏洩表面弾性波共振器の共振周波数は、前記第三の漏洩表面弾性波共振器の共振周波数より小さく設定され、前記バンドパスフィルタと前記多重モード結合型共振器として機能する第三の漏洩表面弾性波共振器とが、ひとつの分波器として機能するワンチップ漏洩表面弾性波装置において、
前記直列腕共振器として機能する第一の漏洩表面弾性波共振器の電極指の膜厚が、前記並列腕共振器として機能する第二の漏洩表面弾性波共振器の電極指の膜厚より大きい値に設定されているか、または、前記直列腕共振器として機能する第一の漏洩表面弾性波共振器の櫛型電極のメタライゼーションレシオが、前記並列腕共振器として機能する第二の漏洩表面弾性波共振器の櫛型電極のメタライゼーションレシオより大きい値に設定されていることを特徴とするワンチップ漏洩表面弾性波装置。
【請求項５】
請求項４記載のワンチップ漏洩表面弾性波装置において、
前記直列腕共振器として機能する第一の漏洩表面弾性波共振器の電極指の膜厚が、前記多重モード結合型共振器として機能する第三の漏洩表面弾性波共振器の電極指の膜厚より小さくない値に設定されているか、または、前記直列腕共振器として機能する第一の漏洩表面弾性波共振器の櫛型電極のメタライゼーションレシオが、前記多重モード結合型共振器として機能する第三の漏洩表面弾性波共振器の櫛型電極のメタライゼーションレシオより小さくない値に設定されていることを特徴とするワンチップ漏洩表面弾性波装置。
【請求項６】
請求項４記載のワンチップ漏洩表面弾性波装置において、
前記直列腕共振器として機能する第一の漏洩表面弾性波共振器と、前記並列腕共振器として機能する第二の漏洩表面弾性波共振器とが梯子型フィルタを構成することを特徴とするワンチップ漏洩表面弾性波装置。
【請求項７】
請求項４記載のワンチップ漏洩表面弾性波装置において、
前記直列腕共振器として機能する第一の漏洩表面弾性波共振器と前記並列腕共振器として機能する第二の漏洩表面弾性波共振器とから構成されるバンドパスフィルタが送信フィルタを形成するとともに、前記多重モード結合型共振器として機能する第三の漏洩弾性波共振器が受信フィルタを形成することを特徴とするワンチップ漏洩表面弾性波装置。
【請求項８】
請求項４記載のワンチップ漏洩表面弾性波装置において、
前記第一の漏洩表面弾性波共振器の櫛形電極と前記第二の漏洩表面弾性波共振器の櫛形電極と前記第三の漏洩表面弾性波共振器の櫛形電極とが、メタライゼーションレシオが０．３８から０．５５の間に設定されていることを特徴とする漏洩表面弾性波装置。
【請求項９】
圧電性を有する基板の同一面上に、直列腕共振器として機能する第一の漏洩弾性波共振器と、並列腕共振器として機能する第二の漏洩弾性波共振器と、多重モード結合型共振器として機能する第三の漏洩弾性波共振器とを形成し、前記直列腕共振器として機能する第一の漏洩表面弾性波共振器は、共振周波数を通過帯域に、また反共振周波数を通過帯域の高周波側の減衰帯域にほぼ一致させ、前記並列腕共振器として機能する第二の漏洩表面弾性波共振器は、反共振周波数を通過帯域に、また共振周波数を通過帯域の低周波側の減衰帯域にほぼ一致させ、前記第一の漏洩表面弾性波共振器と前記第二の漏洩表面弾性波共振器とは、ひとつのバンドパスフィルタの一部として機能するとともに、前記第一の漏洩表面弾性波共振器の共振周波数は、前記第三の漏洩表面弾性波共振器の共振周波数より小さく設定され、前記バンドパスフィルタと前記多重モード結合型共振器として機能する第三の漏洩表面弾性波共振器とが、ひとつの分波器として機能するワンチップ漏洩表面弾性波装置において、
前記直列腕共振器として機能する第一の漏洩表面弾性波共振器の電極指の膜厚が、前記多重モード結合型共振器として機能する第三の漏洩表面弾性波共振器の電極指の膜厚より大きい値に設定されているか、または、前記直列腕共振器として機能する第一の漏洩表面弾性波共振器の櫛型電極のメタライゼーションレシオが、前記多重モード結合型共振器として機能する第三の漏洩表面弾性波共振器の櫛型電極のメタライゼーションレシオより大きい値に設定されていることを特徴とするワンチップ漏洩表面弾性波装置。
【請求項１０】
請求項９記載のワンチップ漏洩表面弾性波装置において、
前記直列腕共振器として機能する第一の漏洩表面弾性波共振器の電極指の膜厚が、前記並列腕共振器として機能する第二の漏洩表面弾性波共振器の電極指の膜厚より小さくない値に設定されているか、または、前記直列腕共振器として機能する第一の漏洩表面弾性波共振器の櫛型電極のメタライゼーションレシオが、前記並列腕共振器として機能する第二の漏洩表面弾性波共振器の櫛型電極のメタライゼーションレシオより小さくない値に設定されていることを特徴とするワンチップ漏洩表面弾性波装置。
【請求項１１】
請求項９記載のワンチップ漏洩表面弾性波装置において、
前記直列腕共振器として機能する第一の漏洩表面弾性波共振器と、前記並列腕共振器として機能する第二の漏洩表面弾性波共振器とが梯子型フィルタを構成することを特徴とするワンチップ漏洩表面弾性波装置。
【請求項１２】
請求項９記載のワンチップ漏洩表面弾性波装置において、
前記直列腕共振器として機能する第一の漏洩表面弾性波共振器と前記並列腕共振器として機能する第二の漏洩表面弾性波共振器とから構成されるバンドパスフィルタが送信フィルタを形成するとともに、前記多重モード結合型共振器として機能する第三の漏洩弾性波共振器が受信フィルタを形成することを特徴とするワンチップ漏洩表面弾性波装置。
【請求項１３】
請求項９記載のワンチップ漏洩表面弾性波装置において、
前記第一の漏洩表面弾性波共振器の櫛形電極と前記第二の漏洩表面弾性波共振器の櫛形電極と前記第三の漏洩表面弾性波共振器の櫛形電極とが、メタライゼーションレシオが０．３８から０．５５の間に設定されていることを特徴とする漏洩表面弾性波装置。
【請求項１】
圧電性を有する基板の同一面上に、直列腕共振器として機能する第一の漏洩弾性波共振器と、並列腕共振器として機能する第二の漏洩弾性波共振器とを形成し、前記直列腕共振器として機能する第一の漏洩表面弾性波共振器は、共振周波数を通過帯域に、また反共振周波数を通過帯域の高周波側の減衰帯域にほぼ一致させ、前記並列腕共振器として機能する第二の漏洩表面弾性波共振器は、反共振周波数を通過帯域に、また共振周波数を通過帯域の低周波側の減衰帯域にほぼ一致させ、前記第一の漏洩表面弾性波共振器と前記第二の漏洩表面弾性波共振器とはひとつのバンドパスフィルタの一部として機能するワンチップ漏洩表面弾性波装置において、
前記直列腕共振器として機能する第一の漏洩表面弾性波共振器の電極指の膜厚が、前記並列腕共振器として機能する第二の漏洩表面弾性波共振器の電極指の膜厚より大きい値に設定されているか、または、前記直列腕共振器として機能する第一の漏洩表面弾性波共振器の櫛型電極のメタライゼーションレシオが、前記並列腕共振器として機能する第二の漏洩表面弾性波共振器の櫛型電極のメタライゼーションレシオより大きい値に設定されていることを特徴とするワンチップ漏洩表面弾性波装置。
【請求項２】
請求項１記載のワンチップ漏洩表面弾性波装置において、
前記直列腕共振器として機能する第一の漏洩表面弾性波共振器と、前記並列腕共振器として機能する第二の漏洩表面弾性波共振器とが梯子型フィルタを構成することを特徴とするワンチップ漏洩表面弾性波装置。
【請求項３】
請求項１記載のワンチップ漏洩表面弾性波装置において、
前記第一の漏洩表面弾性波共振器の櫛形電極と前記第二の漏洩表面弾性波共振器の櫛形電極とが、メタライゼーションレシオが０．３８から０．５５の間に設定されていることを特徴とする漏洩表面弾性波装置。
【請求項４】
圧電性を有する基板の同一面上に、直列腕共振器として機能する第一の漏洩弾性波共振器と、並列腕共振器として機能する第二の漏洩弾性波共振器と、多重モード結合型共振器として機能する第三の漏洩弾性波共振器とを形成し、前記直列腕共振器として機能する第一の漏洩表面弾性波共振器は、共振周波数を通過帯域に、また反共振周波数を通過帯域の高周波側の減衰帯域にほぼ一致させ、前記並列腕共振器として機能する第二の漏洩表面弾性波共振器は、反共振周波数を通過帯域に、また共振周波数を通過帯域の低周波側の減衰帯域にほぼ一致させ、前記第一の漏洩表面弾性波共振器と前記第二の漏洩表面弾性波共振器とは、ひとつのバンドパスフィルタの一部として機能するとともに、前記第一の漏洩表面弾性波共振器の共振周波数は、前記第三の漏洩表面弾性波共振器の共振周波数より小さく設定され、前記バンドパスフィルタと前記多重モード結合型共振器として機能する第三の漏洩表面弾性波共振器とが、ひとつの分波器として機能するワンチップ漏洩表面弾性波装置において、
前記直列腕共振器として機能する第一の漏洩表面弾性波共振器の電極指の膜厚が、前記並列腕共振器として機能する第二の漏洩表面弾性波共振器の電極指の膜厚より大きい値に設定されているか、または、前記直列腕共振器として機能する第一の漏洩表面弾性波共振器の櫛型電極のメタライゼーションレシオが、前記並列腕共振器として機能する第二の漏洩表面弾性波共振器の櫛型電極のメタライゼーションレシオより大きい値に設定されていることを特徴とするワンチップ漏洩表面弾性波装置。
【請求項５】
請求項４記載のワンチップ漏洩表面弾性波装置において、
前記直列腕共振器として機能する第一の漏洩表面弾性波共振器の電極指の膜厚が、前記多重モード結合型共振器として機能する第三の漏洩表面弾性波共振器の電極指の膜厚より小さくない値に設定されているか、または、前記直列腕共振器として機能する第一の漏洩表面弾性波共振器の櫛型電極のメタライゼーションレシオが、前記多重モード結合型共振器として機能する第三の漏洩表面弾性波共振器の櫛型電極のメタライゼーションレシオより小さくない値に設定されていることを特徴とするワンチップ漏洩表面弾性波装置。
【請求項６】
請求項４記載のワンチップ漏洩表面弾性波装置において、
前記直列腕共振器として機能する第一の漏洩表面弾性波共振器と、前記並列腕共振器として機能する第二の漏洩表面弾性波共振器とが梯子型フィルタを構成することを特徴とするワンチップ漏洩表面弾性波装置。
【請求項７】
請求項４記載のワンチップ漏洩表面弾性波装置において、
前記直列腕共振器として機能する第一の漏洩表面弾性波共振器と前記並列腕共振器として機能する第二の漏洩表面弾性波共振器とから構成されるバンドパスフィルタが送信フィルタを形成するとともに、前記多重モード結合型共振器として機能する第三の漏洩弾性波共振器が受信フィルタを形成することを特徴とするワンチップ漏洩表面弾性波装置。
【請求項８】
請求項４記載のワンチップ漏洩表面弾性波装置において、
前記第一の漏洩表面弾性波共振器の櫛形電極と前記第二の漏洩表面弾性波共振器の櫛形電極と前記第三の漏洩表面弾性波共振器の櫛形電極とが、メタライゼーションレシオが０．３８から０．５５の間に設定されていることを特徴とする漏洩表面弾性波装置。
【請求項９】
圧電性を有する基板の同一面上に、直列腕共振器として機能する第一の漏洩弾性波共振器と、並列腕共振器として機能する第二の漏洩弾性波共振器と、多重モード結合型共振器として機能する第三の漏洩弾性波共振器とを形成し、前記直列腕共振器として機能する第一の漏洩表面弾性波共振器は、共振周波数を通過帯域に、また反共振周波数を通過帯域の高周波側の減衰帯域にほぼ一致させ、前記並列腕共振器として機能する第二の漏洩表面弾性波共振器は、反共振周波数を通過帯域に、また共振周波数を通過帯域の低周波側の減衰帯域にほぼ一致させ、前記第一の漏洩表面弾性波共振器と前記第二の漏洩表面弾性波共振器とは、ひとつのバンドパスフィルタの一部として機能するとともに、前記第一の漏洩表面弾性波共振器の共振周波数は、前記第三の漏洩表面弾性波共振器の共振周波数より小さく設定され、前記バンドパスフィルタと前記多重モード結合型共振器として機能する第三の漏洩表面弾性波共振器とが、ひとつの分波器として機能するワンチップ漏洩表面弾性波装置において、
前記直列腕共振器として機能する第一の漏洩表面弾性波共振器の電極指の膜厚が、前記多重モード結合型共振器として機能する第三の漏洩表面弾性波共振器の電極指の膜厚より大きい値に設定されているか、または、前記直列腕共振器として機能する第一の漏洩表面弾性波共振器の櫛型電極のメタライゼーションレシオが、前記多重モード結合型共振器として機能する第三の漏洩表面弾性波共振器の櫛型電極のメタライゼーションレシオより大きい値に設定されていることを特徴とするワンチップ漏洩表面弾性波装置。
【請求項１０】
請求項９記載のワンチップ漏洩表面弾性波装置において、
前記直列腕共振器として機能する第一の漏洩表面弾性波共振器の電極指の膜厚が、前記並列腕共振器として機能する第二の漏洩表面弾性波共振器の電極指の膜厚より小さくない値に設定されているか、または、前記直列腕共振器として機能する第一の漏洩表面弾性波共振器の櫛型電極のメタライゼーションレシオが、前記並列腕共振器として機能する第二の漏洩表面弾性波共振器の櫛型電極のメタライゼーションレシオより小さくない値に設定されていることを特徴とするワンチップ漏洩表面弾性波装置。
【請求項１１】
請求項９記載のワンチップ漏洩表面弾性波装置において、
前記直列腕共振器として機能する第一の漏洩表面弾性波共振器と、前記並列腕共振器として機能する第二の漏洩表面弾性波共振器とが梯子型フィルタを構成することを特徴とするワンチップ漏洩表面弾性波装置。
【請求項１２】
請求項９記載のワンチップ漏洩表面弾性波装置において、
前記直列腕共振器として機能する第一の漏洩表面弾性波共振器と前記並列腕共振器として機能する第二の漏洩表面弾性波共振器とから構成されるバンドパスフィルタが送信フィルタを形成するとともに、前記多重モード結合型共振器として機能する第三の漏洩弾性波共振器が受信フィルタを形成することを特徴とするワンチップ漏洩表面弾性波装置。
【請求項１３】
請求項９記載のワンチップ漏洩表面弾性波装置において、
前記第一の漏洩表面弾性波共振器の櫛形電極と前記第二の漏洩表面弾性波共振器の櫛形電極と前記第三の漏洩表面弾性波共振器の櫛形電極とが、メタライゼーションレシオが０．３８から０．５５の間に設定されていることを特徴とする漏洩表面弾性波装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【公開番号】特開２０１３−８１０６８（Ｐ２０１３−８１０６８Ａ）
【公開日】平成２５年５月２日（２０１３．５．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１９９７４（Ｐ２０１１−２１９９７４）
【出願日】平成２３年１０月４日（２０１１．１０．４）
【出願人】（０００１５３５３５）株式会社日立メディアエレクトロニクス (452)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２日（２０１３．５．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月４日（２０１１．１０．４）
【出願人】（０００１５３５３５）株式会社日立メディアエレクトロニクス (452)
【Ｆターム（参考）】
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