弾性波デバイス
【課題】弾性波デバイスにおける横モードによる不要振動を低減する
【解決手段】弾性波デバイス１は、基板２と、基板２上に形成された誘電体膜４と、基板２と誘電体膜４との間に設けられるＩＤＴ電極３ａ、３ｂとを備える。基板２および誘電体膜４の少なくとも一方が圧電体であり、ＩＤＴ電極３ａ、３ｂは、弾性波の伝播方向に垂直な方向に延びて形成される電極指３ａ−２、３ｂ−２を含み、電極指の先端から、前記電極指の延びる方向において対向するＩＤＴ電極までの間のギャップ部において、誘電体膜４の膜厚が変化している。
【解決手段】弾性波デバイス１は、基板２と、基板２上に形成された誘電体膜４と、基板２と誘電体膜４との間に設けられるＩＤＴ電極３ａ、３ｂとを備える。基板２および誘電体膜４の少なくとも一方が圧電体であり、ＩＤＴ電極３ａ、３ｂは、弾性波の伝播方向に垂直な方向に延びて形成される電極指３ａ−２、３ｂ−２を含み、電極指の先端から、前記電極指の延びる方向において対向するＩＤＴ電極までの間のギャップ部において、誘電体膜４の膜厚が変化している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、通信機器等の電気回路に用いられる弾性波デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
弾性波デバイスは、例えば無線機器等のフィルタとして用いられている。弾性波デバイスにおいては、フィルタの通過帯域や共振器の共振周波数等の周波数の温度係数（ＴＣＦ）の絶対値を小さくすることが求められている。弾性表面波デバイスにおいて、ＬｉＴａＯ3（ＬＴ）またはＬｉＮｂＯ3（ＬＮ）等の圧電基板の温度係数と逆の温度係数を有する酸化シリコン膜等の誘電体膜を圧電基板上に形成することで、ＴＣＦの絶対値を小さくできることが知られている。
【０００３】
また、ＩＤＴ電極を用いた弾性波デバイスにおいて、高次横モードによるスプリアスの低減のために様々な対策が試みられている。例えば、部分的にＩＤＴ電極の電極指の交差幅を異ならせ、重み付けを行うことがある。この場合、隣り合う電極指が交差していない部分にはダミー電極指が設けられる。ＩＤＴ電極の電極指に重み付けを適用した弾性波デバイスは、弾性波の伝搬する領域において、弾性波の音速に不連続性が生じることになる。その結果、音速が不連続な部分を通過した弾性波が散乱されたり、別の波へモード変換を起こしてしまったりするため、弾性波デバイスのロスが増大する。
【０００４】
下記特許文献１には、ダミー電極とこのダミー電極が隣り合う交差電極のダミー部の長さとを異ならせることにより、横モードの弾性波を散乱させ、スプリアスを抑える方法が検討されている。しかし、この方法では、スプリアスの抑制が十分でない場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２００６／０７８００１号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
誘電体膜を圧電基板上に形成したデバイスでは、励振される弾性波が誘電体膜部まで分布している。このため特許文献１の方法では、弾性波の一部のみを散乱させるためスプリアスの抑制が十分でない場合がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願開示の弾性波デバイスは、基板と、前記基板上に形成された誘電体膜と、前記基板と前記誘電体膜との間に設けられるＩＤＴ電極とを備え、前記基板および誘電体膜の少なくとも一方が圧電体であり、前記ＩＤＴ電極は、少なくとも１つの方向に延びて形成される電極指を含み、前記電極指の先端から、前記電極指の延びる方向において対向するＩＤＴ電極までの間のギャップ部において、前記誘電体膜の膜厚が変化している。
【発明の効果】
【０００８】
本願開示によれば、弾性波デバイスにおける横モードによる不要振動を低減することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１Ａ】第１の実施形態に係る弾性波デバイスの構成を示す図である。
【図１Ｂ】第１の実施形態に係る弾性波デバイスのＩＤＴ電極の構成を示す図である。
【図１Ｃ】第１の実施形態に係る弾性波デバイスの誘電体膜の構成を示す図である。
【図２】誘電体膜に傾斜を設けない構造の弾性波デバイスの一例を示す図である。
【図３】図１Ａ〜図１Ｃに示す弾性波デバイスのコンダクタンスを測定した結果を示すグラフである。
【図４】図２に示す弾性波デバイスのコンダクタンスを測定した結果を示すグラフである。
【図５】弾性波デバイスを駆動させた状態で、弾性波の分布を測定した結果を示すグラフである。
【図６】弾性波デバイスにおいて、傾斜角を変更した場合の横モードスプリアス量の変化を測定した結果を示すグラフである。
【図７】弾性波デバイスの周波数特性および不要モードの量の測定結果を示すグラフである
【図８】共振器を複数配置したラダー型フィルタの回路図の一例である。
【図９】図８に示すラダー型フィルタを構成する弾性波デバイスの平面図である。
【図１０】フィルタの周波数特性の測定結果を示すグラフである。
【図１１】変形例１における弾性波デバイスの断面図およびＩＤＴ電極の一部の平面図である。
【図１２】図１１の弾性波デバイスについて、コンダクタンスを測定した結果を示すグラフである。
【図１３】変形例２における弾性波デバイスの断面図およびＩＤＴ電極の一部の平面図である。
【図１４Ａ】変形例３における弾性波デバイスの断面図である。
【図１４Ｂ】変形例３の弾性波デバイスのＩＤＴ電極および反射器の上面図である。
【図１４Ｃ】変形例３の弾性波デバイスの誘電体膜における傾斜部を示すための上面図である。
【図１５】通信機器の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して具体的に説明する。
【００１１】
（第１の実施形態）
［弾性波デバイスの構成例］
図１Ａは第１の実施形態に係る弾性波デバイスの断面図（上段）およびＩＤＴ電極の一部の平面図（下段）である。図１Ａにおける上段の断面図は、下段の平面図におけるＡ−Ａ線の断面を示す。図１Ａは、図１Ｂに示す弾性波デバイスのＩＤＴ電極の平面図である。図１Ｃは、図１Ａに示す弾性波デバイスの誘電体膜における傾斜部を示すための上面図である。
【００１２】
図１Ａ〜図１Ｃに示す弾性波デバイス１では、圧電体の基板２上に、一組の対向するＩＤＴ電極３ａ、３ｂが設けられ、ＩＤＴ電極３ａ、３ｂの両側に反射器５が設けられる。基板２上には、さらに、ＩＤＴ電極３ａ、３ｂおよび反射器５を覆うように、誘電体膜４が設けられる。誘電体膜４の膜厚は、ＩＤＴ電極３ａ、３ｂの膜厚より大きくなっている。基板１は、例えば、LiNbO3を主な材料とすることができる。ＩＤＴ電極３ａ、４ｂは、例えば、Cuを主な材料とすることができる。誘電体膜４は、例えば、SiO2を主な材料とすることができる。
【００１３】
ＩＤＴ電極３ａとＩＤＴ電極３ｂ間に時間変化する電圧が印加されると、弾性波が励起される。励起された弾性波が一対の反射器５の間で反射しながら伝播すると、特定の周波数で共振波が発生する。これにより、弾性波デバイス１は、共振器として動作することができる。
【００１４】
ＩＤＴ電極３ａ、３ｂは、それぞれ、バスバー３ａ−１、３ｂ−１と、バスバー３ａ−１、３ｂ−１に接続される電極指３ａ−２、３ｂ−２を含む。電極指はストラップとも呼ぶことができ、一方向に延びる細長い形状をしている。以下、電極指の延びる方向を電極指方向をと称する。バスバー３ａ−１、３ｂ−１には、等間隔で平行に並んだ複数の電極指が接続される。一方のＩＤＴ電極３ａの電極指３ａ−１と、他方のＩＤＴ電極３ｂの電極指３ｂ−１が交互にかつ平行に並ぶように配置されている。弾性波は、電極指３ａ−２、３ｂ−２の電極指方向に垂直な方向に伝播する。弾性波の伝播方向において、１波長（λ）分の区間に、電極指３ａ−２と電極指３ｂ−２が少なくとも１本ずつ含まれるように、電極指が配置される。ＩＤＴ電極３ａ、３ｂの電極指方向においては、バスバー３ａ−１、３ｂ−１が設けられるバスバー領域、隣り合う電極指が弾性波の伝播方向において重なる交差領域、電極が存在しないギャップ領域が含まれる。これらの領域のうち、交差領域が弾性波の励起に寄与している。なお、ＩＤＴ(Inter Digital Transducer)は、櫛形電極または櫛葉型電極とも称されることがある。
【００１５】
各電極指３ａ−２の先端から、電極指方向において対向するＩＤＴ電極（図１に示す例では、バスバー３ｂ−１）までの間は、電極が存在しないギャップ部となっている。すなわち、電極指方向において電極が存在しない部分がギャップ部となっている。このギャップ部においては、誘電体膜４の膜厚が変化している。本実施形態では、電極指の先端から、電極指方向において対向するＩＤＴ電極までの間のギャップ部Ｇにおいて、誘電体膜４の膜厚が連続的に変化している。すなわち、誘電体膜４は、ギャップ部Ｇにおいて、基板２に対して傾斜する面を有している。ＩＤＴ電極の電極指３ａ―２、３ｂ−２における誘電体膜４の膜厚と、バスバー３ａ―１、３ｂ−１における誘電体膜４の膜厚とは異なっている。本実施形態では、ＩＤＴ電極領域における誘電体膜４の膜厚は、バスバー領域における誘電体膜４の膜厚より大きくなっている。このように、ギャップ部における誘電体膜４の膜厚を変化させることによって、後述するように、横モードによるスプリアスを低減することができる。また、バスバーや、ダミー部も誘電体膜４に覆われるので、これらがむき出しになることによる信頼性の悪化もない。
【００１６】
図１Ｃは、誘電体膜４を上から見た場合の傾斜部の配置例を示している。図１Ｃでは、電極指３ａ―２、３ｂ−２の交差領域でない部分（ダミー部分）においても、誘電体膜４の膜厚が変化している。すなわち、図１Ｃに示す例では、ＩＤＴ電極３ａ、３ｂのギャップ部およびダミー部分の全てを覆う領域において、誘電体膜に傾斜領域が設けられる。図１Ｃにおいて、傾斜領域は斜線ハッチングで示されている。また、このように、電極指のダミー部分およびギャップ部において、誘電体膜４に傾斜が設けられることで、さらにスプリアスを低減することができる。
【００１７】
一例として、電極指３ａ−２、３ｂ−２の長さは３０λ、ギャップ部の長さ（ギャップ長）を０.２５λ、誘電体４の膜厚を０．３λとすることができる。本実施形態では、電極対数は７０対、反射器対数は１５対としている。誘電体膜４形成時のエッチングの条件を調整することにより、誘電体膜４の表面の一部を基板面に対して傾斜させることができる。傾斜角は、例えば、３５度とする。バスバー領域の誘電体膜４の膜厚は０．０５λとすることができる。この場合、電極指方向における傾斜部分の長さ（底辺の長さ）は０．３５λとなり、誘電体膜４の傾斜は電極指からバスバーまで続き、ギャップ全体を覆う形となっている。これにより、プロセスマージンも０．１λと大きくとることができ、プロセスの再現性の面から好ましい。
【００１８】
図１Ａ〜図１Ｃに示す例では、一方のＩＤＴ電極３ａの電極指３ａ―２が隣の電極指３ｂ−２と、弾性波の伝播方向において重なる（＝交差する）部分の長さ（＝交差幅）は、弾性波の伝播方向において一定である。これは、正規型電極と呼ばれることがある。正規型電極では、ＩＤＴ電極の開口長方向に高次のモード（横モード）が立ちやすく、それを抑える技術として交差幅に重み付けをつけるアポタイズ重み付けが用いられることがあるが、本実施形態では、上記のように、誘電体膜４の膜厚がギャップ部で変化する構成なので、正規型電極であっても、十分に横モードを抑えることができる。なお、上記構成において、交差幅を一定とせず、アポタイズ重み付けを施してもよい。これにより、横モード発生をさらに抑えることもできる。
【００１９】
［測定結果］
図２は、誘電体膜に傾斜を設けない構造の弾性波デバイスの一例を示す図である。図２に示す弾性波デバイスにおいて、基板１０１およびＩＤＴ電極１０３ａ、１０３ｂの構造は図１Ａ〜図１Ｃと同様である。誘電体膜１０４には傾斜が設けられていない。すなわち、誘電体膜１０４の全体に渡って膜厚は一定である。
【００２０】
以下に、図１Ａ〜図１Ｃに示す弾性波デバイス１と、図２に示す弾性波デバイスについて、共振周波数、反共振周波数間におけるコンダクタンスを測定した結果を示す。図３は、図１Ａ〜図１Ｃに示す弾性波デバイスのコンダクタンスを測定した結果を示すグラフであり、図４は、図２に示す弾性波デバイスのコンダクタンスを測定した結果を示すグラフである。図３および図４に示す結果によれば、誘電体膜に傾斜がある構造の場合、傾斜のない構造に比べて、横モードによるスプリアスが低減されていることがわかる。
【００２１】
図５は、誘電体膜に傾斜を設けた弾性波デバイス（図１Ａ〜図１Ｃ）と、傾斜を設けない弾性波デバイス（図２）それぞれについて、弾性波デバイスを駆動させた状態で、弾性波の分布を測定した結果を示すグラフである。図５は、高次の横モードである３次モードが発生している周波数を駆動周波数として測定された結果を示す。また、図５のグラフは、Ａ−Ａ線断面における弾性波分布のプロファイルを示す。図５において、縦軸が弾性波の変位量であり、横軸がＡ−Ａ線における測定位置である。上段のグラフが、誘電体膜に傾斜がない弾性波デバイス（図２に示す弾性波デバイス）の測定結果、下段のグラフが、誘電体膜に傾斜がある弾性波デバイス（図１Ａ〜図１Ｃに示す弾性波デバイス）の測定結果である。
【００２２】
図５に示す測定結果では、誘電体膜に傾斜のない構造では、３次の高次横モードが励振されていることが確認される。一方、誘電体膜に傾斜がある構造では、３次の高次横モードに加え、それ以外の高次の横モードが多数励振されている。
【００２３】
横モードが発生する条件としては、横モードの弾性波の反射面における音速が大きく影響している。そこで、本願発明者は、弾性波の反射面を探るとともに、反射面における音速の影響を調べた。その結果、横モードの弾性波の反射面はギャップ部にあることが見出された。さらに、ギャップ部における誘電体膜の膜厚を変化させると、傾斜に応じて、ギャップ部で反射する弾性波に音速差が生じることも見出された。そして、反射面における弾性波に音速差が生じることによって、それぞれの音速に応じて横モードの発生周波数が変化することがわかった。その結果、横モードの発生量が増加することが知見される。この知見に基づいて、ギャップ部における誘電体膜の膜厚を変化させることにより、横モードスプリアスを低減することができることが見出された。
【００２４】
図５に示す測定結果により、ギャップ部の誘電体膜に傾斜が設けられた構造では、反射面における弾性波に音速差が生じ、それぞれの音速に応じて横モードの励振周波数が変化していることがわかった。このようにして横モード励振周波数が分散されることにより、スプリアスが低減されたと考えられる。
【００２５】
［傾斜角および誘電体膜の膜厚について］
誘電体膜の傾斜角は、例えば、レジスト膜厚、エッチング条件により変更が可能である。そこで、誘電体膜の電極指方向に沿う断面における傾斜角θを８０度、７０度、４５度、３５度、３３度に変更した場合の、それぞれの横モードスプリアスの大きさを調べた。図６は、図１Ａに示す構造の弾性波デバイスにおいて、Ａ−Ａ線断面における誘電体膜４の基板２に対する傾斜角θを変更した場合の横モードスプリアス量の変化を測定した結果を示すグラフである。図６に示す結果から、傾斜角が４５度以上では、傾斜角が大きくなるほど横モードスプリアスの大きさも大きくなることがわかる。また、傾斜角が４５度以下では、傾斜角が４５度以上の場合に比べると、横モードスプリアスの大きさの変化量が小さいことがわかった。
【００２６】
これは、傾斜角が４５度より小さい場合は、ギャップ部全体を誘電体膜４の傾斜が覆う構成となる。そのため。ギャップ部全体を誘電体膜４の傾斜が覆っているか否かによって、横モードスプリアスの大きさに違いが生じると考えることができる。すなわち、４５度以下ではギャップ部全体を誘電体膜の傾斜が覆っているため音速差が十分に得られたと考えることができる。一方４５度以上では、ギャップ部の一部しか傾斜がつけられず、傾斜が大きくなるほど音速差が小さくなるため、スプリアス低減量も小さくなる。例えば、傾斜角８０度では、傾斜の底辺の長さは０．０2５λでありギャップの１／１０ほどの長さしか傾斜がついておらず、反射面の音速差が十分に得られず、スプリアス低減効果が小さくなる。
【００２７】
傾斜角θの誘電体膜４の傾斜による膜厚差をＨ、ギャップ部の電極指方向におけるギャップ長をＬとすると、下記式（１）の満たす場合に、ギャップ部全体を誘電体膜４の傾斜が覆うことになる。
θ≦tan-1(H／L) ―――（１）
例えば、誘電体の膜厚差Ｈが０．３λであり、ギャップ長が０．２５λである場合、傾斜角θが下記式（２）を満たすと、ギャップ部全体を誘電体の傾斜が覆う構成とすることができる。
【００２８】
傾斜角θ≦tan-1(0.3／0.25)=50.2 ―――（２）
このように、誘電体膜４の膜厚の変化が、ギャップ部Ｇより内側から始まり、ギャップＧより外側で終わるように構成することで、さらなるスプリアスの低減が可能になる。
【００２９】
また、バスバー部上の誘電体膜４の膜厚とＩＤＴ電極上の誘電体膜との膜厚差は、電極膜厚（ＩＤＴ電極の膜厚）より大きいことが好ましい。すなわち、傾斜角θが下記式（３）を満たすことが好ましい。
【００３０】
tan-1(電極膜厚／Ｌ)＜傾斜角θ ―――（３）
また、バスバー３ａ−１、３ｂ−１の上を誘電体膜４で覆うことにより、共振周波数以下でのスプリアスを低減することができる。
【００３１】
図７は、バスバー３ａ−１、３ｂ−１上の誘電体膜４の膜厚を、０、０．０２５λ、０．０３５λ、０．２５λと変化させた場合の、共振周波数以下でのコンダクタンス特性および最も大きいスプリアスの大きさを測定した結果を示すグラフである。図７の上段のグラフにおいて、縦軸は弾性波デバイスのコンダクタンス特性を示し、横軸は周波数を示す。下段のグラフにおいて、横軸は誘電体膜４の膜厚、縦軸は最も強く励振されるスプリアスの大きさを示す。
【００３２】
図７に示す結果より、バスバー３ａ−１、３ｂ−１上に残す誘電体膜４の膜厚が、ある一定以上の場合、発生するスプリアスの大きさが小さくなることがわかった。例えば、バスバー３ａ−１、３ｂ−１上に残す誘電体膜４の膜厚を０．０５λより厚くすることにより、共振周波数以下で発生する不要スプリアスの低減量を大きくすることができる。
【００３３】
以上より、バスバー３ａ−１、３ｂ−１上に残す誘電体の膜厚は、誘電体の傾斜角とともに最適値を用いるのが好ましい。
【００３４】
［フィルタの構成例］
図８は、共振器を複数配置したラダー型フィルタの回路図の一例である。図９は、図８に示すラダー型フィルタを構成する弾性波デバイスの平面図である。図８に示すラダー型フィルタは、直列腕に接続された直列共振器Ｓ１〜Ｓ３と、並列腕に接続された並列共振器Ｐ１、Ｐ２を備える。図９に示す例では、ラダー型フィルタは、圧電基板上２に設けられた直列共振器Ｓ１〜Ｓ３、並列共振器Ｐ１、Ｐ２およびこれらを接続する配線パターンにより構成される。各共振器においては、圧電基板２上に、ＩＤＴ電極３ａ、３ｂおよび反射器５が設けられ、さらにこれらを覆うように誘電体膜４が設けられている。ギャップ部においては、誘電体膜４に傾斜が設けられている。すなわち、各共振器は、図１Ａ〜図１Ｃに示す弾性波デバイスの構成となっている。
【００３５】
図１０は、図９に示すフィルタの周波数特性（実線）および、誘電体膜に傾斜を設けない弾性波デバイスを共振器に用いた場合のフィルタの周波数特性（破線）の測定結果を示すグラフである。図１０に示した結果によれば、誘電体膜に傾斜を設けた弾性デバイスを用いたフィルタに方が、横モードスプリアスが少なくなっている。
【００３６】
［変形例１］
図１１は、変形例１における弾性波デバイスの断面図およびＩＤＴ電極の一部の平面図である。図１１の上段の断面図は、図１１の下段の平面図におけるＡ−Ａ線の断面を示す。図１１に示す弾性波デバイスでは、誘電体膜４の傾斜は、ギャップ部から０．５λだけバスバー側（外側）の位置から始まっている。すなわち、ギャップ部より外側のバスバー上の誘電体膜４に傾斜が設けられる。図１２は、図１１の弾性波デバイスについて、コンダクタンスを測定した結果を示すグラフである。図１２に示す結果では、傾斜を設けない場合（図４）に比べて横モードスプリアスは低減されている。このように、弾性波デバイスにおいて、誘電体膜の一部の膜厚を薄くすることで傾斜を設けた構造により、横モードスプリアスを低減することが可能になる。しかし、図１２の結果からは、傾斜をバスバー上部に設けた場合、その低減量は、ギャップ部に傾斜がある場合（図３）より小さいことがわかる。図１１に示す例は、傾斜部により横モードの発生周波数を分散することで、バスバーにまで染み出したエネルギーを分散させるものであるから、反射面であるギャップ部に傾斜がある構成と比べると横モード低減効果が小さくなったものと考えられる。このことから、誘電体膜４の傾斜は、弾性波の反射面つまりはギャップ部にあることで、よりスプリアス低減効果が大きくなるといえる。
【００３７】
［変形例２］
図１３は、変形例２における弾性波デバイスの断面図およびＩＤＴ電極の一部の平面図である。図１３の上段の断面図は、図１３の下段の平面図におけるＡ−Ａ線の断面を示す。図１３に示す弾性波デバイスでは、電極指３ａ―２、３ｂ−２上の誘電体膜４の膜厚が、バスバー３ａ−１、３ｂ−１上の誘電体膜４の膜厚より小さくなっている。これにより、ギャップ部において、誘電体膜４に傾斜を形成することができる。
【００３８】
［変形例３］
図１４Ａは、変形例３における弾性波デバイスの断面図である。図１４Ｂは、本変形例の弾性波デバイスのＩＤＴ電極３ａ、３ｂおよび反射器５の上面図である。図１４Ｃは、図１４Ａに示す弾性波デバイスの誘電体膜における傾斜部を示すための上面図である。図１４Ａの断面図は、図１４Ｂおよび図１４ＣにおけるＡ−Ａ線の断面を示す。
【００３９】
図１Ｃに示した誘電体膜４の傾斜部は、ＩＤＴ電極３ａ、３ｂのギャップ部を覆うよう弾性波の伝播方向に延びて形成され、さらに、ＩＤＴ電極３ａ、３ｂの両側の反射器５まで延びて形成されていた。これに対して、図１４Ａおよび図１４Ｃに示す例では、誘電体膜４の傾斜部は、ＩＤＴ電極３ａ、３ｂのギャップ部を通って伝播方向に延びた後、電極指方向に垂直に曲がって、反射器５とＩＤＴ電極３ａ、３ｂの間に形成される。このように誘電体膜４の傾斜部を形成にすることは、製造効率の観点から好ましい。
【００４０】
［通信機器］
上記の弾性波デバイスや、弾性波フィルタを含むモジュール、通信機器も本発明の実施形態の一つである。
【００４１】
図１５は、通信機器の構成例を示す図である。図１５に示す通信機器５０においては、モジュール基板５１上に、通信モジュール６０、ＲＦＩＣ５３およびベースバンドＩＣ５４が設けられている。通信モジュール６０には、例えば、上記実施形態で示した弾性波デバイスを用いることができる。
【００４２】
通信モジュール６０の送信端子ＴｘはＲＦＩＣ５３に接続され、受信端子ＲｘもＲＦＩＣ５３に接続されている。ＲＦＩＣ５３はベースバンドＩＣ５４に接続されている。ＲＦＩＣ５３は、半導体チップおよびその他の部品により形成することができる。ＲＦＩＣ５３には、受信端子から入力された受信信号を処理するための受信回路および、送信信号を処理するための送信回路を含む回路が集積されている。
【００４３】
また、ベースバンドＩＣ５４も半導体チップおよびその他の部品により実現することができる。ベースバンドＩＣ５４には、ＲＦＩＣ５３に含まれる受信回路から受け取った受信信号を、音声信号やパッケットデータに変換するための回路と、音声信号やパッケットデータを送信信号に変換してＲＦＩＣ５３に含まれる送信回路に出力するため回路とが集積される。
【００４４】
図示しないが、ベースバンドＩＣ５４には、例えば、スピーカ、ディスプレイ等の出力機器が接続されており、ベースバンドＩＣ５４で受信信号から変換された音声信号やパケットデータを出力し、通信機器５０のユーザに認識させることができる。また、マイク、ボタン等の通信機器５０が備える入力機器もベースバンドＩＣ５４に接続されており、ユーザから入力された音声やデータをベースバンドＩＣ５４が送信信号に変換することができる構成になっている。なお、通信機器５０の構成は、図９に示す例に限られない。
【００４５】
［その他］
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明の実施形態は上記例に限られない。例えば、上記実施形態では、ギャップ部全体にわたって誘電体膜に傾斜が設けられる構成について説明したが、ギャップ部の少なくとも一部において誘電体膜の膜厚が変化する構成であってもよい。また、誘電体膜の膜厚が連続的に変化して傾斜面を形成する場合について説明したが、誘電体膜の膜厚変化は断続的であってもよい。また、上記実施形態では、基板が圧電体であるが、誘電体膜または、基板および誘電体膜の双方を圧電体としてもよい。さらに、本発明が適用される弾性波デバイスは、弾性表面波（ＳＡＷ）、ラブ波、ラム波および境界波のいずれを用いてもよい。また、上記実施形態では、１ポート型弾性波共振器の例であるため、一組のＩＤＴ電極が反射器に挟まれて配置されていたが、弾性波デバイスの用途に応じて、複数組のＩＤＴ電極が形成されてもよい。また、反射器を設けなくてもよい。
【符号の説明】
【００４６】
１ 弾性波デバイス
２ 基板
３ａ、３ｂ ＩＤＴ電極
４ 誘電体膜
５ 反射器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、通信機器等の電気回路に用いられる弾性波デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
弾性波デバイスは、例えば無線機器等のフィルタとして用いられている。弾性波デバイスにおいては、フィルタの通過帯域や共振器の共振周波数等の周波数の温度係数（ＴＣＦ）の絶対値を小さくすることが求められている。弾性表面波デバイスにおいて、ＬｉＴａＯ3（ＬＴ）またはＬｉＮｂＯ3（ＬＮ）等の圧電基板の温度係数と逆の温度係数を有する酸化シリコン膜等の誘電体膜を圧電基板上に形成することで、ＴＣＦの絶対値を小さくできることが知られている。
【０００３】
また、ＩＤＴ電極を用いた弾性波デバイスにおいて、高次横モードによるスプリアスの低減のために様々な対策が試みられている。例えば、部分的にＩＤＴ電極の電極指の交差幅を異ならせ、重み付けを行うことがある。この場合、隣り合う電極指が交差していない部分にはダミー電極指が設けられる。ＩＤＴ電極の電極指に重み付けを適用した弾性波デバイスは、弾性波の伝搬する領域において、弾性波の音速に不連続性が生じることになる。その結果、音速が不連続な部分を通過した弾性波が散乱されたり、別の波へモード変換を起こしてしまったりするため、弾性波デバイスのロスが増大する。
【０００４】
下記特許文献１には、ダミー電極とこのダミー電極が隣り合う交差電極のダミー部の長さとを異ならせることにより、横モードの弾性波を散乱させ、スプリアスを抑える方法が検討されている。しかし、この方法では、スプリアスの抑制が十分でない場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２００６／０７８００１号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
誘電体膜を圧電基板上に形成したデバイスでは、励振される弾性波が誘電体膜部まで分布している。このため特許文献１の方法では、弾性波の一部のみを散乱させるためスプリアスの抑制が十分でない場合がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願開示の弾性波デバイスは、基板と、前記基板上に形成された誘電体膜と、前記基板と前記誘電体膜との間に設けられるＩＤＴ電極とを備え、前記基板および誘電体膜の少なくとも一方が圧電体であり、前記ＩＤＴ電極は、少なくとも１つの方向に延びて形成される電極指を含み、前記電極指の先端から、前記電極指の延びる方向において対向するＩＤＴ電極までの間のギャップ部において、前記誘電体膜の膜厚が変化している。
【発明の効果】
【０００８】
本願開示によれば、弾性波デバイスにおける横モードによる不要振動を低減することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１Ａ】第１の実施形態に係る弾性波デバイスの構成を示す図である。
【図１Ｂ】第１の実施形態に係る弾性波デバイスのＩＤＴ電極の構成を示す図である。
【図１Ｃ】第１の実施形態に係る弾性波デバイスの誘電体膜の構成を示す図である。
【図２】誘電体膜に傾斜を設けない構造の弾性波デバイスの一例を示す図である。
【図３】図１Ａ〜図１Ｃに示す弾性波デバイスのコンダクタンスを測定した結果を示すグラフである。
【図４】図２に示す弾性波デバイスのコンダクタンスを測定した結果を示すグラフである。
【図５】弾性波デバイスを駆動させた状態で、弾性波の分布を測定した結果を示すグラフである。
【図６】弾性波デバイスにおいて、傾斜角を変更した場合の横モードスプリアス量の変化を測定した結果を示すグラフである。
【図７】弾性波デバイスの周波数特性および不要モードの量の測定結果を示すグラフである
【図８】共振器を複数配置したラダー型フィルタの回路図の一例である。
【図９】図８に示すラダー型フィルタを構成する弾性波デバイスの平面図である。
【図１０】フィルタの周波数特性の測定結果を示すグラフである。
【図１１】変形例１における弾性波デバイスの断面図およびＩＤＴ電極の一部の平面図である。
【図１２】図１１の弾性波デバイスについて、コンダクタンスを測定した結果を示すグラフである。
【図１３】変形例２における弾性波デバイスの断面図およびＩＤＴ電極の一部の平面図である。
【図１４Ａ】変形例３における弾性波デバイスの断面図である。
【図１４Ｂ】変形例３の弾性波デバイスのＩＤＴ電極および反射器の上面図である。
【図１４Ｃ】変形例３の弾性波デバイスの誘電体膜における傾斜部を示すための上面図である。
【図１５】通信機器の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して具体的に説明する。
【００１１】
（第１の実施形態）
［弾性波デバイスの構成例］
図１Ａは第１の実施形態に係る弾性波デバイスの断面図（上段）およびＩＤＴ電極の一部の平面図（下段）である。図１Ａにおける上段の断面図は、下段の平面図におけるＡ−Ａ線の断面を示す。図１Ａは、図１Ｂに示す弾性波デバイスのＩＤＴ電極の平面図である。図１Ｃは、図１Ａに示す弾性波デバイスの誘電体膜における傾斜部を示すための上面図である。
【００１２】
図１Ａ〜図１Ｃに示す弾性波デバイス１では、圧電体の基板２上に、一組の対向するＩＤＴ電極３ａ、３ｂが設けられ、ＩＤＴ電極３ａ、３ｂの両側に反射器５が設けられる。基板２上には、さらに、ＩＤＴ電極３ａ、３ｂおよび反射器５を覆うように、誘電体膜４が設けられる。誘電体膜４の膜厚は、ＩＤＴ電極３ａ、３ｂの膜厚より大きくなっている。基板１は、例えば、LiNbO3を主な材料とすることができる。ＩＤＴ電極３ａ、４ｂは、例えば、Cuを主な材料とすることができる。誘電体膜４は、例えば、SiO2を主な材料とすることができる。
【００１３】
ＩＤＴ電極３ａとＩＤＴ電極３ｂ間に時間変化する電圧が印加されると、弾性波が励起される。励起された弾性波が一対の反射器５の間で反射しながら伝播すると、特定の周波数で共振波が発生する。これにより、弾性波デバイス１は、共振器として動作することができる。
【００１４】
ＩＤＴ電極３ａ、３ｂは、それぞれ、バスバー３ａ−１、３ｂ−１と、バスバー３ａ−１、３ｂ−１に接続される電極指３ａ−２、３ｂ−２を含む。電極指はストラップとも呼ぶことができ、一方向に延びる細長い形状をしている。以下、電極指の延びる方向を電極指方向をと称する。バスバー３ａ−１、３ｂ−１には、等間隔で平行に並んだ複数の電極指が接続される。一方のＩＤＴ電極３ａの電極指３ａ−１と、他方のＩＤＴ電極３ｂの電極指３ｂ−１が交互にかつ平行に並ぶように配置されている。弾性波は、電極指３ａ−２、３ｂ−２の電極指方向に垂直な方向に伝播する。弾性波の伝播方向において、１波長（λ）分の区間に、電極指３ａ−２と電極指３ｂ−２が少なくとも１本ずつ含まれるように、電極指が配置される。ＩＤＴ電極３ａ、３ｂの電極指方向においては、バスバー３ａ−１、３ｂ−１が設けられるバスバー領域、隣り合う電極指が弾性波の伝播方向において重なる交差領域、電極が存在しないギャップ領域が含まれる。これらの領域のうち、交差領域が弾性波の励起に寄与している。なお、ＩＤＴ(Inter Digital Transducer)は、櫛形電極または櫛葉型電極とも称されることがある。
【００１５】
各電極指３ａ−２の先端から、電極指方向において対向するＩＤＴ電極（図１に示す例では、バスバー３ｂ−１）までの間は、電極が存在しないギャップ部となっている。すなわち、電極指方向において電極が存在しない部分がギャップ部となっている。このギャップ部においては、誘電体膜４の膜厚が変化している。本実施形態では、電極指の先端から、電極指方向において対向するＩＤＴ電極までの間のギャップ部Ｇにおいて、誘電体膜４の膜厚が連続的に変化している。すなわち、誘電体膜４は、ギャップ部Ｇにおいて、基板２に対して傾斜する面を有している。ＩＤＴ電極の電極指３ａ―２、３ｂ−２における誘電体膜４の膜厚と、バスバー３ａ―１、３ｂ−１における誘電体膜４の膜厚とは異なっている。本実施形態では、ＩＤＴ電極領域における誘電体膜４の膜厚は、バスバー領域における誘電体膜４の膜厚より大きくなっている。このように、ギャップ部における誘電体膜４の膜厚を変化させることによって、後述するように、横モードによるスプリアスを低減することができる。また、バスバーや、ダミー部も誘電体膜４に覆われるので、これらがむき出しになることによる信頼性の悪化もない。
【００１６】
図１Ｃは、誘電体膜４を上から見た場合の傾斜部の配置例を示している。図１Ｃでは、電極指３ａ―２、３ｂ−２の交差領域でない部分（ダミー部分）においても、誘電体膜４の膜厚が変化している。すなわち、図１Ｃに示す例では、ＩＤＴ電極３ａ、３ｂのギャップ部およびダミー部分の全てを覆う領域において、誘電体膜に傾斜領域が設けられる。図１Ｃにおいて、傾斜領域は斜線ハッチングで示されている。また、このように、電極指のダミー部分およびギャップ部において、誘電体膜４に傾斜が設けられることで、さらにスプリアスを低減することができる。
【００１７】
一例として、電極指３ａ−２、３ｂ−２の長さは３０λ、ギャップ部の長さ（ギャップ長）を０.２５λ、誘電体４の膜厚を０．３λとすることができる。本実施形態では、電極対数は７０対、反射器対数は１５対としている。誘電体膜４形成時のエッチングの条件を調整することにより、誘電体膜４の表面の一部を基板面に対して傾斜させることができる。傾斜角は、例えば、３５度とする。バスバー領域の誘電体膜４の膜厚は０．０５λとすることができる。この場合、電極指方向における傾斜部分の長さ（底辺の長さ）は０．３５λとなり、誘電体膜４の傾斜は電極指からバスバーまで続き、ギャップ全体を覆う形となっている。これにより、プロセスマージンも０．１λと大きくとることができ、プロセスの再現性の面から好ましい。
【００１８】
図１Ａ〜図１Ｃに示す例では、一方のＩＤＴ電極３ａの電極指３ａ―２が隣の電極指３ｂ−２と、弾性波の伝播方向において重なる（＝交差する）部分の長さ（＝交差幅）は、弾性波の伝播方向において一定である。これは、正規型電極と呼ばれることがある。正規型電極では、ＩＤＴ電極の開口長方向に高次のモード（横モード）が立ちやすく、それを抑える技術として交差幅に重み付けをつけるアポタイズ重み付けが用いられることがあるが、本実施形態では、上記のように、誘電体膜４の膜厚がギャップ部で変化する構成なので、正規型電極であっても、十分に横モードを抑えることができる。なお、上記構成において、交差幅を一定とせず、アポタイズ重み付けを施してもよい。これにより、横モード発生をさらに抑えることもできる。
【００１９】
［測定結果］
図２は、誘電体膜に傾斜を設けない構造の弾性波デバイスの一例を示す図である。図２に示す弾性波デバイスにおいて、基板１０１およびＩＤＴ電極１０３ａ、１０３ｂの構造は図１Ａ〜図１Ｃと同様である。誘電体膜１０４には傾斜が設けられていない。すなわち、誘電体膜１０４の全体に渡って膜厚は一定である。
【００２０】
以下に、図１Ａ〜図１Ｃに示す弾性波デバイス１と、図２に示す弾性波デバイスについて、共振周波数、反共振周波数間におけるコンダクタンスを測定した結果を示す。図３は、図１Ａ〜図１Ｃに示す弾性波デバイスのコンダクタンスを測定した結果を示すグラフであり、図４は、図２に示す弾性波デバイスのコンダクタンスを測定した結果を示すグラフである。図３および図４に示す結果によれば、誘電体膜に傾斜がある構造の場合、傾斜のない構造に比べて、横モードによるスプリアスが低減されていることがわかる。
【００２１】
図５は、誘電体膜に傾斜を設けた弾性波デバイス（図１Ａ〜図１Ｃ）と、傾斜を設けない弾性波デバイス（図２）それぞれについて、弾性波デバイスを駆動させた状態で、弾性波の分布を測定した結果を示すグラフである。図５は、高次の横モードである３次モードが発生している周波数を駆動周波数として測定された結果を示す。また、図５のグラフは、Ａ−Ａ線断面における弾性波分布のプロファイルを示す。図５において、縦軸が弾性波の変位量であり、横軸がＡ−Ａ線における測定位置である。上段のグラフが、誘電体膜に傾斜がない弾性波デバイス（図２に示す弾性波デバイス）の測定結果、下段のグラフが、誘電体膜に傾斜がある弾性波デバイス（図１Ａ〜図１Ｃに示す弾性波デバイス）の測定結果である。
【００２２】
図５に示す測定結果では、誘電体膜に傾斜のない構造では、３次の高次横モードが励振されていることが確認される。一方、誘電体膜に傾斜がある構造では、３次の高次横モードに加え、それ以外の高次の横モードが多数励振されている。
【００２３】
横モードが発生する条件としては、横モードの弾性波の反射面における音速が大きく影響している。そこで、本願発明者は、弾性波の反射面を探るとともに、反射面における音速の影響を調べた。その結果、横モードの弾性波の反射面はギャップ部にあることが見出された。さらに、ギャップ部における誘電体膜の膜厚を変化させると、傾斜に応じて、ギャップ部で反射する弾性波に音速差が生じることも見出された。そして、反射面における弾性波に音速差が生じることによって、それぞれの音速に応じて横モードの発生周波数が変化することがわかった。その結果、横モードの発生量が増加することが知見される。この知見に基づいて、ギャップ部における誘電体膜の膜厚を変化させることにより、横モードスプリアスを低減することができることが見出された。
【００２４】
図５に示す測定結果により、ギャップ部の誘電体膜に傾斜が設けられた構造では、反射面における弾性波に音速差が生じ、それぞれの音速に応じて横モードの励振周波数が変化していることがわかった。このようにして横モード励振周波数が分散されることにより、スプリアスが低減されたと考えられる。
【００２５】
［傾斜角および誘電体膜の膜厚について］
誘電体膜の傾斜角は、例えば、レジスト膜厚、エッチング条件により変更が可能である。そこで、誘電体膜の電極指方向に沿う断面における傾斜角θを８０度、７０度、４５度、３５度、３３度に変更した場合の、それぞれの横モードスプリアスの大きさを調べた。図６は、図１Ａに示す構造の弾性波デバイスにおいて、Ａ−Ａ線断面における誘電体膜４の基板２に対する傾斜角θを変更した場合の横モードスプリアス量の変化を測定した結果を示すグラフである。図６に示す結果から、傾斜角が４５度以上では、傾斜角が大きくなるほど横モードスプリアスの大きさも大きくなることがわかる。また、傾斜角が４５度以下では、傾斜角が４５度以上の場合に比べると、横モードスプリアスの大きさの変化量が小さいことがわかった。
【００２６】
これは、傾斜角が４５度より小さい場合は、ギャップ部全体を誘電体膜４の傾斜が覆う構成となる。そのため。ギャップ部全体を誘電体膜４の傾斜が覆っているか否かによって、横モードスプリアスの大きさに違いが生じると考えることができる。すなわち、４５度以下ではギャップ部全体を誘電体膜の傾斜が覆っているため音速差が十分に得られたと考えることができる。一方４５度以上では、ギャップ部の一部しか傾斜がつけられず、傾斜が大きくなるほど音速差が小さくなるため、スプリアス低減量も小さくなる。例えば、傾斜角８０度では、傾斜の底辺の長さは０．０2５λでありギャップの１／１０ほどの長さしか傾斜がついておらず、反射面の音速差が十分に得られず、スプリアス低減効果が小さくなる。
【００２７】
傾斜角θの誘電体膜４の傾斜による膜厚差をＨ、ギャップ部の電極指方向におけるギャップ長をＬとすると、下記式（１）の満たす場合に、ギャップ部全体を誘電体膜４の傾斜が覆うことになる。
θ≦tan-1(H／L) ―――（１）
例えば、誘電体の膜厚差Ｈが０．３λであり、ギャップ長が０．２５λである場合、傾斜角θが下記式（２）を満たすと、ギャップ部全体を誘電体の傾斜が覆う構成とすることができる。
【００２８】
傾斜角θ≦tan-1(0.3／0.25)=50.2 ―――（２）
このように、誘電体膜４の膜厚の変化が、ギャップ部Ｇより内側から始まり、ギャップＧより外側で終わるように構成することで、さらなるスプリアスの低減が可能になる。
【００２９】
また、バスバー部上の誘電体膜４の膜厚とＩＤＴ電極上の誘電体膜との膜厚差は、電極膜厚（ＩＤＴ電極の膜厚）より大きいことが好ましい。すなわち、傾斜角θが下記式（３）を満たすことが好ましい。
【００３０】
tan-1(電極膜厚／Ｌ)＜傾斜角θ ―――（３）
また、バスバー３ａ−１、３ｂ−１の上を誘電体膜４で覆うことにより、共振周波数以下でのスプリアスを低減することができる。
【００３１】
図７は、バスバー３ａ−１、３ｂ−１上の誘電体膜４の膜厚を、０、０．０２５λ、０．０３５λ、０．２５λと変化させた場合の、共振周波数以下でのコンダクタンス特性および最も大きいスプリアスの大きさを測定した結果を示すグラフである。図７の上段のグラフにおいて、縦軸は弾性波デバイスのコンダクタンス特性を示し、横軸は周波数を示す。下段のグラフにおいて、横軸は誘電体膜４の膜厚、縦軸は最も強く励振されるスプリアスの大きさを示す。
【００３２】
図７に示す結果より、バスバー３ａ−１、３ｂ−１上に残す誘電体膜４の膜厚が、ある一定以上の場合、発生するスプリアスの大きさが小さくなることがわかった。例えば、バスバー３ａ−１、３ｂ−１上に残す誘電体膜４の膜厚を０．０５λより厚くすることにより、共振周波数以下で発生する不要スプリアスの低減量を大きくすることができる。
【００３３】
以上より、バスバー３ａ−１、３ｂ−１上に残す誘電体の膜厚は、誘電体の傾斜角とともに最適値を用いるのが好ましい。
【００３４】
［フィルタの構成例］
図８は、共振器を複数配置したラダー型フィルタの回路図の一例である。図９は、図８に示すラダー型フィルタを構成する弾性波デバイスの平面図である。図８に示すラダー型フィルタは、直列腕に接続された直列共振器Ｓ１〜Ｓ３と、並列腕に接続された並列共振器Ｐ１、Ｐ２を備える。図９に示す例では、ラダー型フィルタは、圧電基板上２に設けられた直列共振器Ｓ１〜Ｓ３、並列共振器Ｐ１、Ｐ２およびこれらを接続する配線パターンにより構成される。各共振器においては、圧電基板２上に、ＩＤＴ電極３ａ、３ｂおよび反射器５が設けられ、さらにこれらを覆うように誘電体膜４が設けられている。ギャップ部においては、誘電体膜４に傾斜が設けられている。すなわち、各共振器は、図１Ａ〜図１Ｃに示す弾性波デバイスの構成となっている。
【００３５】
図１０は、図９に示すフィルタの周波数特性（実線）および、誘電体膜に傾斜を設けない弾性波デバイスを共振器に用いた場合のフィルタの周波数特性（破線）の測定結果を示すグラフである。図１０に示した結果によれば、誘電体膜に傾斜を設けた弾性デバイスを用いたフィルタに方が、横モードスプリアスが少なくなっている。
【００３６】
［変形例１］
図１１は、変形例１における弾性波デバイスの断面図およびＩＤＴ電極の一部の平面図である。図１１の上段の断面図は、図１１の下段の平面図におけるＡ−Ａ線の断面を示す。図１１に示す弾性波デバイスでは、誘電体膜４の傾斜は、ギャップ部から０．５λだけバスバー側（外側）の位置から始まっている。すなわち、ギャップ部より外側のバスバー上の誘電体膜４に傾斜が設けられる。図１２は、図１１の弾性波デバイスについて、コンダクタンスを測定した結果を示すグラフである。図１２に示す結果では、傾斜を設けない場合（図４）に比べて横モードスプリアスは低減されている。このように、弾性波デバイスにおいて、誘電体膜の一部の膜厚を薄くすることで傾斜を設けた構造により、横モードスプリアスを低減することが可能になる。しかし、図１２の結果からは、傾斜をバスバー上部に設けた場合、その低減量は、ギャップ部に傾斜がある場合（図３）より小さいことがわかる。図１１に示す例は、傾斜部により横モードの発生周波数を分散することで、バスバーにまで染み出したエネルギーを分散させるものであるから、反射面であるギャップ部に傾斜がある構成と比べると横モード低減効果が小さくなったものと考えられる。このことから、誘電体膜４の傾斜は、弾性波の反射面つまりはギャップ部にあることで、よりスプリアス低減効果が大きくなるといえる。
【００３７】
［変形例２］
図１３は、変形例２における弾性波デバイスの断面図およびＩＤＴ電極の一部の平面図である。図１３の上段の断面図は、図１３の下段の平面図におけるＡ−Ａ線の断面を示す。図１３に示す弾性波デバイスでは、電極指３ａ―２、３ｂ−２上の誘電体膜４の膜厚が、バスバー３ａ−１、３ｂ−１上の誘電体膜４の膜厚より小さくなっている。これにより、ギャップ部において、誘電体膜４に傾斜を形成することができる。
【００３８】
［変形例３］
図１４Ａは、変形例３における弾性波デバイスの断面図である。図１４Ｂは、本変形例の弾性波デバイスのＩＤＴ電極３ａ、３ｂおよび反射器５の上面図である。図１４Ｃは、図１４Ａに示す弾性波デバイスの誘電体膜における傾斜部を示すための上面図である。図１４Ａの断面図は、図１４Ｂおよび図１４ＣにおけるＡ−Ａ線の断面を示す。
【００３９】
図１Ｃに示した誘電体膜４の傾斜部は、ＩＤＴ電極３ａ、３ｂのギャップ部を覆うよう弾性波の伝播方向に延びて形成され、さらに、ＩＤＴ電極３ａ、３ｂの両側の反射器５まで延びて形成されていた。これに対して、図１４Ａおよび図１４Ｃに示す例では、誘電体膜４の傾斜部は、ＩＤＴ電極３ａ、３ｂのギャップ部を通って伝播方向に延びた後、電極指方向に垂直に曲がって、反射器５とＩＤＴ電極３ａ、３ｂの間に形成される。このように誘電体膜４の傾斜部を形成にすることは、製造効率の観点から好ましい。
【００４０】
［通信機器］
上記の弾性波デバイスや、弾性波フィルタを含むモジュール、通信機器も本発明の実施形態の一つである。
【００４１】
図１５は、通信機器の構成例を示す図である。図１５に示す通信機器５０においては、モジュール基板５１上に、通信モジュール６０、ＲＦＩＣ５３およびベースバンドＩＣ５４が設けられている。通信モジュール６０には、例えば、上記実施形態で示した弾性波デバイスを用いることができる。
【００４２】
通信モジュール６０の送信端子ＴｘはＲＦＩＣ５３に接続され、受信端子ＲｘもＲＦＩＣ５３に接続されている。ＲＦＩＣ５３はベースバンドＩＣ５４に接続されている。ＲＦＩＣ５３は、半導体チップおよびその他の部品により形成することができる。ＲＦＩＣ５３には、受信端子から入力された受信信号を処理するための受信回路および、送信信号を処理するための送信回路を含む回路が集積されている。
【００４３】
また、ベースバンドＩＣ５４も半導体チップおよびその他の部品により実現することができる。ベースバンドＩＣ５４には、ＲＦＩＣ５３に含まれる受信回路から受け取った受信信号を、音声信号やパッケットデータに変換するための回路と、音声信号やパッケットデータを送信信号に変換してＲＦＩＣ５３に含まれる送信回路に出力するため回路とが集積される。
【００４４】
図示しないが、ベースバンドＩＣ５４には、例えば、スピーカ、ディスプレイ等の出力機器が接続されており、ベースバンドＩＣ５４で受信信号から変換された音声信号やパケットデータを出力し、通信機器５０のユーザに認識させることができる。また、マイク、ボタン等の通信機器５０が備える入力機器もベースバンドＩＣ５４に接続されており、ユーザから入力された音声やデータをベースバンドＩＣ５４が送信信号に変換することができる構成になっている。なお、通信機器５０の構成は、図９に示す例に限られない。
【００４５】
［その他］
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明の実施形態は上記例に限られない。例えば、上記実施形態では、ギャップ部全体にわたって誘電体膜に傾斜が設けられる構成について説明したが、ギャップ部の少なくとも一部において誘電体膜の膜厚が変化する構成であってもよい。また、誘電体膜の膜厚が連続的に変化して傾斜面を形成する場合について説明したが、誘電体膜の膜厚変化は断続的であってもよい。また、上記実施形態では、基板が圧電体であるが、誘電体膜または、基板および誘電体膜の双方を圧電体としてもよい。さらに、本発明が適用される弾性波デバイスは、弾性表面波（ＳＡＷ）、ラブ波、ラム波および境界波のいずれを用いてもよい。また、上記実施形態では、１ポート型弾性波共振器の例であるため、一組のＩＤＴ電極が反射器に挟まれて配置されていたが、弾性波デバイスの用途に応じて、複数組のＩＤＴ電極が形成されてもよい。また、反射器を設けなくてもよい。
【符号の説明】
【００４６】
１ 弾性波デバイス
２ 基板
３ａ、３ｂ ＩＤＴ電極
４ 誘電体膜
５ 反射器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に形成された誘電体膜と、
前記基板と前記誘電体膜との間に設けられるＩＤＴ電極とを備え、
前記基板および誘電体膜の少なくとも一方が圧電体であり、
前記ＩＤＴ電極は、少なくとも１つの方向に延びて形成される電極指を含み、
前記電極指の先端から、前記電極指の延びる方向において対向するＩＤＴ電極までの間のギャップ部において、前記誘電体膜の膜厚が変化している、弾性波デバイス。
【請求項２】
前記誘電体膜の膜厚の変化は、前記ギャップ部より内側から始まり、前記ギャップより外側で終わる、請求項１に記載の弾性波デバイス。
【請求項３】
前記ＩＤＴ電極は、バスバーと、バスバーに接続される電極指とを含み、
前記バスバーにおける前記誘電体膜の膜厚と、前記電極指部分における前記誘電体膜の膜厚とは異なる、請求項１または２に記載の弾性波デバイス。
【請求項４】
前記誘電体膜の膜厚の変化による膜厚差Ｈ、前記膜厚の変化による傾斜角θ、および前記ギャップ部の前記電極指の延びる方向におけるギャップ長Ｌが、下記式（１）の満たす関係にある、請求項１〜３のいずれか１項に記載の弾性波デバイス。
θ≦tan-1(H／L) ―――（１）
【請求項５】
前記誘電体膜の膜厚の変化によって生じる膜厚の差は、前記ＩＤＴ電極の厚みより大きい、請求項１〜４のいずれか１項に記載の弾性波デバイス。
【請求項６】
前記ＩＤＴ電極において、複数の電極指が弾性波の伝播方向に交互に並べて配置されており、前記複数の電極指の交差長は、前記伝播方向において一定である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の弾性波デバイス。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の弾性波デバイスを備えた通信機器。
【請求項１】
基板と、
前記基板上に形成された誘電体膜と、
前記基板と前記誘電体膜との間に設けられるＩＤＴ電極とを備え、
前記基板および誘電体膜の少なくとも一方が圧電体であり、
前記ＩＤＴ電極は、少なくとも１つの方向に延びて形成される電極指を含み、
前記電極指の先端から、前記電極指の延びる方向において対向するＩＤＴ電極までの間のギャップ部において、前記誘電体膜の膜厚が変化している、弾性波デバイス。
【請求項２】
前記誘電体膜の膜厚の変化は、前記ギャップ部より内側から始まり、前記ギャップより外側で終わる、請求項１に記載の弾性波デバイス。
【請求項３】
前記ＩＤＴ電極は、バスバーと、バスバーに接続される電極指とを含み、
前記バスバーにおける前記誘電体膜の膜厚と、前記電極指部分における前記誘電体膜の膜厚とは異なる、請求項１または２に記載の弾性波デバイス。
【請求項４】
前記誘電体膜の膜厚の変化による膜厚差Ｈ、前記膜厚の変化による傾斜角θ、および前記ギャップ部の前記電極指の延びる方向におけるギャップ長Ｌが、下記式（１）の満たす関係にある、請求項１〜３のいずれか１項に記載の弾性波デバイス。
θ≦tan-1(H／L) ―――（１）
【請求項５】
前記誘電体膜の膜厚の変化によって生じる膜厚の差は、前記ＩＤＴ電極の厚みより大きい、請求項１〜４のいずれか１項に記載の弾性波デバイス。
【請求項６】
前記ＩＤＴ電極において、複数の電極指が弾性波の伝播方向に交互に並べて配置されており、前記複数の電極指の交差長は、前記伝播方向において一定である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の弾性波デバイス。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の弾性波デバイスを備えた通信機器。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【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１４Ａ】
【図１４Ｂ】
【図１４Ｃ】
【図１５】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【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１４Ａ】
【図１４Ｂ】
【図１４Ｃ】
【図１５】
【公開番号】特開２０１１−１８２０９６（Ｐ２０１１−１８２０９６Ａ）
【公開日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−４２６６３（Ｐ２０１０−４２６６３）
【出願日】平成２２年２月２６日（２０１０．２．２６）
【出願人】（０００２０４２８４）太陽誘電株式会社 (964)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月２６日（２０１０．２．２６）
【出願人】（０００２０４２８４）太陽誘電株式会社 (964)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]