弾性表面波素子及びその製造方法
【課題】挿入損失劣化を低減し、肩特性を向上できる優れた弾性表面波素子を提供する。
【解決手段】圧電基板１０上に一対の平行バスバー電極３１ａ，３１ｂと複数の電極指３２ａ，３２ｂとからなるＩＤＴ電極３が形成され、ＩＤＴ電極３の表面が保護膜６で被覆されており、保護膜６は、前記バスバー電極３１ａ，３１ｂ上のバスバー電極領域Ｂ上の厚み及び前記電極指３２ａ，３２ｂにおける電極指非交差領域Ｒ上の厚みが、前記電極指３２ａ，３２ｂにおける電極指交差領域Ｓ上の厚みより厚く形成されている。
【解決手段】圧電基板１０上に一対の平行バスバー電極３１ａ，３１ｂと複数の電極指３２ａ，３２ｂとからなるＩＤＴ電極３が形成され、ＩＤＴ電極３の表面が保護膜６で被覆されており、保護膜６は、前記バスバー電極３１ａ，３１ｂ上のバスバー電極領域Ｂ上の厚み及び前記電極指３２ａ，３２ｂにおける電極指非交差領域Ｒ上の厚みが、前記電極指３２ａ，３２ｂにおける電極指交差領域Ｓ上の厚みより厚く形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば携帯電話機等の通信装置に用いられる弾性表面波素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、弾性表面波素子(Surface Acoustic Wave Device)が各種通信装置に使用されるようになっているが、通信装置の高周波数化、高機能化の進展にともない、圧電基板材料に起因する固有損が増大するため、弾性表面波素子を低損失化する要求が益々増大してきている。
また、ＩＤＴ（Inter Digital Transducer）電極の電極指ピッチは、高周波になるほど小さくなり、ＩＤＴ電極の膜厚は薄くなる。例えば、１．９ＧＨｚ帯弾性表面波素子のＩＤＴ電極膜厚は、900ＭＨｚ弾性表面波素子の約半分の膜厚で設計されることとなり、フィルタ間を接続する引き出し電極等の伝送線路におけるオーミック損失が高周波になるほど大きくなる。そのため、さらに挿入損失が劣化する傾向がある。
【０００３】
このような挿入損失の劣化を回避するために、種々の提案がされている。例えば、圧電基板上に３つのＩＤＴ電極を設け、励振する弾性表面波の共振周波数の異なる縦１次モードと縦３次モードとの２つの共振モードを利用した２重モード弾性表面波共振器フィルタについて、次のような挿入損失を改善する手段が提案されている。
図１４（ａ）に従来の共振器型弾性表面波素子の電極構造の平面図を示す。圧電基板上に複数の電極指を有するＩＤＴ電極204が配設されている。ＩＤＴ電極204は、互いに対向させ噛み合わせた一対の櫛歯状電極からなり、この一対の櫛歯状電極に電界を印加し弾性表面波を生じさせるものである。ＩＤＴ電極204に接続された入力端子215から電気信号を入力することにより、励振された弾性表面波がＩＤＴ電極204の両側に配置されたＩＤＴ電極203，205に伝搬される。また、ＩＤＴ電極203，205のそれぞれから、段間接続用電極を通して、ＩＤＴ電極206，209に電気信号が伝えられ、それぞれ弾性表面波が励振される。弾性表面波はＩＤＴ電極207,208に伝搬され、ＩＤＴ電極207,208を通じて出力端子216，217へ電気信号が出力される。
【０００４】
このように、同様の特性をもつ弾性表面波素子を２段縦続接続の構成とすることで、１段目と２段目の定在波の相互干渉を減らすことができる。また、１段目で減衰された信号が２段目でさらに減衰され，帯域外減衰量を約２倍に向上させることができる。
なお、図中210，211，212，213はそれぞれ反射器電極であり、これらの反射器電極210，211，212，213により弾性表面波が反射され、両端の反射器電極間で定在波となる。この定在波のモードには、３つのＩＤＴ電極により１次モードとその高次(３次）モードが含まれる。これらのモードで発生する共振により通過特性が得られるため、これらのモードで発生する共振周波数のピーク位置を制御することにより通過帯域内の挿入損失を改善することができる。
【０００５】
従来、図１４（ｂ）に示すように、隣り合うＩＤＴ電極２０７，２０８の端部に電極指の狭ピッチ部を設けることにより、ＩＤＴ電極間におけるバルク波の放射損を低減して、挿入損失の改善が図られていた（例えば、特許文献１，２を参照。）。
また、図１５に他の従来の弾性表面波素子の電極構造の平面図を示す。低損失化を実現する他の手段として、ＩＤＴ電極におけるバスバー電極（電極指の片側につながる幅の広い電極をいう。電極指はこのバスバー電極の側面から直角方向に伸びている）３０３の少なくとも一部３１５の厚みが、電極指３０４の厚みよりも厚くされている。この構造により、バスバー電極３０３からその外側への方向Ｐに向かって伝搬する弾性表面波の音速が、電極指を伝搬する弾性表面波の音速に比べて遅くなり、弾性表面波のエネルギーがＩＤＴ電極内に閉じ込められやすくなり、低損失化を実現できるとされている（例えば、特許文献３を参照）。
【特許文献１】特開2002−9587号公報
【特許文献２】特表2002−528987号公報
【特許文献３】特開2002−100952号公報
【非特許文献１】Masanori Ueda, "High Performance SAW Antenna Duplexer using Ultra-Low-Loss Ladder Filter and DMS for 1.9GHz US PCS", in：Second International Symposium on Acoustic Wave Devices for Future Mobile Communication Systems 2004
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１，２に開示されている弾性表面波装置では、ＩＤＴ電極間における弾性表面波がバルク波（圧電基板の表面から内部へ進む弾性波をいう）へモード変換されることによる挿入損失の劣化を抑制することは可能であるが、ＩＤＴ電極、隣接するＩＤＴ電極間及び隣接するＩＤＴ電極−反射器電極間領域（図５にＷで示す）における弾性表面波の伝搬方向にほぼ垂直な方向（図１５に示した方向Ｐ）における弾性表面波のエネルギーの閉じ込めが不完全である。
【０００７】
すなわち、弾性表面波の伝搬方向においては、反射器電極により、弾性表面波を反射させてエネルギーを閉じ込めることができる。しかし、弾性表面波の伝搬方向だけでなく、弾性表面波の伝搬漏れの光学的観察によって、伝搬方向に対してほぼ垂直な方向Ｐにおける漏れが発生する。さらに、シミュレーションの結果、ＩＤＴ電極のバスバー電極上の音速Ｖｂに対してＩＤＴ電極の電極指上の音速Ｖｇが遅い場合又は等しい場合、弾性表面波の伝搬方向に対してほぼ垂直な方向の漏れが発生すると報告されている（例えば、非特許文献１を参照。）。
【０００８】
このため、弾性表面波の伝搬方向にほぼ垂直な方向においても弾性表面波のエネルギーを十分に閉じ込める必要がある。
要するに、特許文献１，２に開示されている弾性表面波装置のように隣り合うＩＤＴ電極の端部に電極指の狭ピッチ部を設けることにより、挿入損失を改善しただけでは不充分であり、さらに弾性表面波の伝搬方向に対して垂直方向の漏れに起因する挿入損失の劣化を抑制する必要がある。
【０００９】
また、特許文献３に開示されているような弾性表面波装置では、ＩＤＴ電極の一方のバスバー電極に形成された電極指３０４の先端と相対する他方のバスバー電極３０３までの領域（「電極指非交差領域Ｒ」という。図１５にＲで示す）は、電極が形成されておらず、弾性表面波の励振に寄与しない領域である。そのため、この電極指非交差領域Ｒでの音速は電極指交差部Ｓと比較して早くなる。この電極指非交差領域Ｒの音速が、弾性表面波の励振に寄与する電極交差部領域Ｓの音速に比べて早いことにより、弾性表面波の伝搬方向に対してほぼ垂直方向Ｐの漏れを抑制することが充分にできない。
【００１０】
本発明は上述した従来の諸問題に鑑み提案されたものであって、その目的は挿入損失の劣化を生じず、優れたフィルタ特性を有する、高品質な弾性表面波素子及びそれを用いた通信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の弾性表面波素子は、圧電基板と、該圧電基板上に形成された、一対の平行バスバー電極、及び該各バスバー電極から延びて交互に噛み合わされた複数の電極指を含むＩＤＴ電極と、該圧電基板上に形成された、前記ＩＤＴ電極の表面を被覆する保護膜とを備える弾性表面波素子であり、前記電極指の先端とこれに対向するバスバー電極との間の電極指非交差領域Ｒにおける前記保護膜の厚み、及び前記バスバー電極上の前記保護膜の厚みが、前記一対のバスバー電極から延びた電極指同士が交差する電極指交差領域Ｓにおける前記保護膜の厚みよりも厚く設定されているものである（Ｒ，Ｓ等の符号は図面に示されている。以下同じ）。
【００１２】
図２及び図３に、ＩＤＴ電極の断面位置（断面方向は、弾性表面波（以下「表面波」ともいう）の伝搬方向に対して直角にとる）における表面波の音速分布の模式図を示す。
図３は、従来構造における保護膜の膜厚が、バスバー電極及び電極指で同じ場合（保護膜の膜厚が０の場合、つまり保護膜が形成されていない場合を含む）の音速分布を示す。
図２は、本発明のＩＤＴ電極においてバスバー電極上及び電極指非交差領域Ｒ上の保護膜の膜厚が、ＩＤＴ電極の電極指交差領域Ｓ上の保護膜の膜厚より厚い場合の、表面波の音速分布を模式的に表した図である。
【００１３】
図３の場合、表面波の励振に寄与する電極指交差領域Ｓと比較して、バスバー電極上における音速が等しいか又は速くなっている。そのため、弾性表面波の伝搬方向に対して垂直な方向のエネルギーを充分に閉じ込めることができない。さらに、ＩＤＴ電極の電極指非交差領域Ｒにおける表面波の音速が、電極指交差領域Ｓに比較して、速くなっているため、弾性表面波のエネルギーの漏れを抑制することが困難になっている。
【００１４】
それに対して、図２の場合、ＩＤＴ電極のバスバー電極上及び電極指非交差領域Ｒ上の保護膜の膜厚が、電極指交差領域Ｓ上の保護膜の膜厚より厚いため、表面波の音速が遅くなっている。この構造により、弾性表面波の励振に寄与しないＩＤＴ電極のバスバー電極及び電極指非交差領域Ｒにおける音速を、弾性表面波の励振に寄与する電極指交差領域Ｓの音速より遅くすることができ、弾性表面波のエネルギーを閉じ込めることが可能となり、挿入損失を低減し、通過帯域におけるフィルタ特性の急峻性を向上させた弾性表面波素子を提供することができる。
【００１５】
また、本発明の弾性表面波素子によれば、図４に示すように、前記構成において、複数の前記ＩＤＴ電極がそれらのバスバー電極を揃えて隣接して形成され、さらに絶縁体からなる前記保護膜が、隣接する前記ＩＤＴ電極のＩＤＴ電極間領域Ｕにわたって前記圧電基板上を被覆しており、前記ＩＤＴ電極間領域Ｕにおいて、前記保護膜の、前記バスバー電極の延長部Ｔにおける厚みが前記バスバー電極の延長部以外の部分における厚みより厚くなっている場合には、ＩＤＴ電極のみならず、ＩＤＴ電極間領域Ｕにおけるバスバー電極の延長部の弾性表面波の音速が、電極指の伝搬方向における延長部での弾性表面波の音速より遅くなる。したがって、ＩＤＴ電極が隣接した箇所においても弾性表面波の伝搬方向に対して垂直方向のエネルギーの漏れを防止することができ、フィルタ特性における挿入損失を充分に低減した弾性表面波素子を提供することができる。
【００１６】
また、本発明の弾性表面波素子によれば、図５に示すように、前記構成において、前記圧電基板上に、一対の平行バスバー電極及び該各バスバー電極から対向する前記バスバー電極へ接続される複数の電極指を含む反射器電極が、そのバスバー電極を前記ＩＤＴ電極の前記バスバー電極と揃えて前記ＩＤＴ電極に隣接して形成されているとともに、前記保護膜が、隣接する前記ＩＤＴ電極と前記反射器電極との間のＩＤＴ電極−反射器電極間領域Ｗ、並びに前記反射器電極の表面を被覆しており、前記ＩＤＴ電極−反射器電極間領域Ｗのバスバー電極の延長部Ｖ並びに前記反射器電極の前記バスバー電極上における前記保護膜の厚みが、前記ＩＤＴ電極−反射器電極間領域Ｗのバスバー電極の延長部以外の部分及び前記反射器電極の前記電極指の領域Ｓ′上における前記保護膜の厚みよりも厚くなっている場合には、次のような効果がある。すなわち、励振に寄与していないＩＤＴ電極−反射器電極間領域Ｗのバスバー電極延長部における音速を、電極指の領域Ｓ′の音速より遅くすることができるので、弾性表面波のエネルギーがビーム状に広がって伝搬する漏れが生じず、弾性表面波のエネルギーの閉じ込め効果を向上させることが可能となり、さらにフィルタ特性における挿入損失を充分に低減させた弾性表面波素子を提供することができる。
【００１７】
また、本発明の弾性表面波素子によれば、前記各構成において、前記保護膜の厚みの厚い部分と薄い部分との比が１．５倍〜２０倍であることが望ましい。
また、本発明の弾性表面波素子によれば、前記各構成において、前記ＩＤＴ電極の一方のバスバー電極に形成された電極指先端に相対する他方のバスバー電極に、ダミー電極を形成することが望ましい。
【００１８】
図８に前記構造における表面波の音速の模式図を示す。弾性表面波の電極指非交差領域Ｒの保護膜の膜厚を厚くすること及びダミー電極を意図的に形成させることにより、ＩＤＴ電極の電極指非交差領域Ｒおける音速を、電極指交差領域Ｓの音速よりさらに遅くすることができ、弾性表面波の励振に寄与していない箇所の音速を充分に遅くできるので、さらに弾性表面波のエネルギーの閉じ込め効果を向上させることが可能となり、フィルタ特性における挿入損失を格段に向上させた弾性表面波素子を提供することができる。
【００１９】
また、本発明の弾性表面波素子の製造方法によれば、前記ＩＤＴ電極上を保護膜で被覆し、前記保護膜の前記電極指交差領域Ｓ上の部位をエッチングして薄くすることにより、本発明の弾性表面波素子を製造することができる。この製造方法により、ＩＤＴ電極の電極指にエッチングによる影響を与えることなく、電極指の膜厚を一定に保ちながら電極指交差領域Ｓ上の保護膜の膜厚を制御することができる。保護膜の膜厚を制御することにより、弾性表面波の非励振部における音速を、励振部の音速より遅くすることができ、フィルタ特性における挿入損失を向上させた弾性表面波素子を得ることができる。
【００２０】
なお、弾性表面波素子に、バスバー電極同士を揃えて隣接した複数のＩＤＴ電極を形成する場合は、前記隣接するＩＤＴ電極間領域Ｕの圧電基板上を保護膜で被覆し、前記ＩＤＴ電極間領域Ｕの前記電極指間の部位をエッチングして薄くしていくことにより、弾性表面波素子を製造することができる。この場合にも、ＩＤＴ電極の電極指にエッチングによる影響を与えることなく、電極指の膜厚を一定に保ちながら電極指交差領域Ｓ上及びＩＤＴ電極間領域Ｕにおける保護膜の膜厚を制御することができる。それにより、弾性表面波の非励振部における音速を、励振部の音速より遅くすることができ、フィルタ特性における挿入損失を向上させた弾性表面波素子を得ることができる。
【００２１】
また、さらに反射器電極を形成する場合には、前記反射器電極上並びに隣接する前記ＩＤＴ電極及び前記反射器電極間の前記圧電基板上を保護膜で被覆し、前記反射器電極の前記電極指の領域上の部位並びに隣接する前記ＩＤＴ電極及び前記反射器電極の前記電極指間の領域の部位をエッチングして薄くしていくことにより、弾性表面波素子を製造することができる。この場合も、前記と同様に、ＩＤＴ電極の電極指にエッチングによる影響を与えることなく、一括して前述した領域の部位における保護膜の膜厚を効率的に制御することができる。それにより、弾性表面波の非励振部における音速を、励振部の音速より遅くすることができ、フィルタ特性における挿入損失を向上させた弾性表面波素子を得ることができる。
【００２２】
本発明の通信装置は、受信回路及び／又は送信回路（受信回路及び送信回路の少なくとも一方）を含む通信装置であって、前記弾性表面波素子を、受信回路の回路部品及び／又は送信回路の回路部品に含むものである。この通信装置によれば、以上のような本発明の弾性表面波素子を通信装置に用いることにより、従来要求されていた厳しい挿入損失を満たすことができるものが得られ、感度が格段に良好な通信装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態について、共振器型弾性表面波素子を例にとり説明する。
なお、以下の図面において、各電極の大きさや電極間の距離、電極指の本数や間隔等については、説明のために模式的に描いたものである。
図１（ａ）に、圧電基板１０上に形成されている縦結合共振子型電極の平面構造を示す。また図１（ｂ）に、図１（ａ）におけるＡ−Ａ線断面構造を示す。
【００２４】
弾性表面波素子は、板状の圧電基板１０と、この圧電基板１０の主面上に形成された、ＩＤＴ電極３及び反射器電極１，５を有している。
なお、本明細書での「主面」とは、圧電基板１０の表面のＩＤＴ電極３や反射器電極１，５が形成される面のことをいう。
圧電基板１０は、ＬｉＴａＯ３単結晶、ＬｉＮｂＯ３単結晶、ＬｉＢ４Ｏ７単結晶等の圧電性を有する材料で形成されている。これらの圧電性の高い材料を選択することにより、圧電基板１０の電気機械結合係数を大きくすることができ、かつ、群遅延時間温度係数を小さくすることができる。
【００２５】
また、これらの圧電性を有する材料に、酸素欠陥を発生させたり、Ｆｅ等を固溶さたりして、圧電基板１０に生じる焦電効果を著しく低減することができる。これにより、圧電基板１０に生じる焦電効果による放電を低減することができ、ＩＤＴ電極３や反射器電極１，５の電極指の放電破壊を防止でき、結果として、弾性表面波素子の信頼性を良好に保つことができる。
【００２６】
図１（ａ）に示すように、圧電基板１０上には、一対の平行バスバー電極３１ａ，３１ｂ（総称するときは「バスバー電極３１」という）と各バスバー電極３１ａ，３１ｂの内側面から直角方向に延びた複数の電極指３２ａ，３２ｂ（総称するときは「電極指３２」という）とからなるＩＤＴ電極３が形成されている。前記複数の電極指３２は、互いにかみ合うように配置されている。電極指３２の本数は、実際には、数本〜数100本に及んでいる。
【００２７】
さらに、ＩＤＴ電極３の弾性表面波伝搬方向外側には、ＩＤＴ電極３に隣接して、一対の平行バスバー電極１１ａ，１１ｂ（総称するときは「バスバー電極１１」という）と、バスバー電極１１ａ，１１ｂ間にわたって複数の電極指１２が形成された反射器電極１が形成されている。
さらに、ＩＤＴ電極３の他方の弾性表面波伝搬方向外側には、ＩＤＴ電極３に隣接して、一対の平行バスバー電極５１ａ，５１ｂ（総称するときは「バスバー電極５１」という）と、バスバー電極５１ａ，５１ｂ間にわたって複数の電極指５２が形成された反射器電極５が形成されている。
【００２８】
この反射器電極１の一対のバスバー電極１１ａ，１１ｂと、ＩＤＴ電極３の一対のバスバー電極３１ａ，３１ｂと、反射器電極５の一対のバスバー電極５１ａ，５１ｂと、は、それぞれ同一方向に揃えるようにして形成されている。
これらの圧電基板１０上のＩＤＴ電極３と、反射器電極１，５とにより、縦結合共振子型電極が形成される。
【００２９】
前記一対のバスバー電極３１ａ，３１ｂから延びた電極指３２ａ，３２ｂ同士が交差する領域を「電極指交差領域Ｓ」という。ＩＤＴ電極３の一方のバスバー電極３１ａ又は３１ｂに形成された電極指３２ａ，３２ｂの先端から、その電極指３２ａ，３２ｂに相対する他方のバスバー電極３１ｂ又は３１ａまでの領域を「電極指非交差領域Ｒ」という。またバスバー電極３１ａ，３１ｂが形成されている領域を「バスバー電極領域Ｂ」という。
【００３０】
圧電基板１０のＩＤＴ電極３の上は、ＳｉＯ２，ＳｉＮｘ，Ｓｉ，Ａｌ２Ｏ３等の材料で形成された保護膜６で覆われている。この保護膜６により、導電性異物による通電防止や耐電力の向上を図ることができる。また、この保護膜６には、後に詳しく説明するように、弾性表面波の音速を制限する機能もある。
また、圧電基板１０の主面上には、弾性表面波素子を取り囲むように、四角枠状の環状電極（図示せず）が形成されている。
【００３１】
一方、この弾性表面波素子を実装するための実装用基板（図示せず）には、圧電基板１０の入出力用端子に対向する位置に、所定の導体パッドが設けられ、圧電基板１０の環状電極に対向する位置に、所定の環状導体（図示せず）が設けられている。
これらの弾性表面波素子が形成された弾性表面波素子を、実装用基板に対してフェースダウン実装する。すなわち、半田等の金属接合材料を用いて、実装用基板上の所定の環状導体に、圧電基板１０の主面上の環状電極を接合し、圧電基板１０の主面、実装用基板の実装面及び環状電極で囲まれた空間に、弾性表面波素子を閉じ込めるとともに、実装用基板側の所定の導体パッド（図示せず）に、入出力用端子を電気的に接続する。
【００３２】
このようにして、弾性表面波素子を含む弾性表面波装置が作製される。この弾性表面波素子は、近年の通信装置の小型化に対応することができ、結果として、チップサイズの大きさを小さくすることができる。なお、本発明の弾性表面波装置の実装構造は、前述した環状電極等で囲まれた封止構造の態様に限定されるものではない。
以下、この弾性表面波素子の特徴的な構造を説明する。
【００３３】
ＩＤＴ電極３の電極指交差領域Ｓ、電極指非交差領域Ｒ及びバスバー電極領域Ｂは、保護膜６で被覆されている。この保護膜６は、図１（ｂ）に示すように、バスバー電極領域Ｂ上の厚み及び電極指非交差領域Ｒ上の厚みが、電極指交差領域Ｓ上の厚みより厚くなっている。
このように厚みが変化した保護膜６の構造により、弾性表面波の励振に寄与しないＩＤＴ電極３のバスバー電極領域Ｂ及び電極指非交差領域Ｒにおける音速を、弾性表面波の励振に寄与する電極指交差領域Ｓの音速より遅くすることができる。
【００３４】
図２は、弾性表面波の音速分布を示すグラフであり、縦軸は音速、横軸は圧電基板１０の表面の前記Ａ−Ａ線に沿った断面上の位置を示す。バスバー電極領域Ｂ上及び電極指非交差領域Ｒ上で保護膜６の厚みを厚くしたことにより、電極指交差領域Ｓに比べて、弾性表面波の音速が低下していることが示されている。
一方、図３は従来の弾性表面波の音速分布を示すグラフであり、ＩＤＴ電極上に保護膜が形成されていないケースを示している。この場合は、電極指交差領域Ｓ及びバスバー電極領域Ｂ上で音速は同じであり、電極指非交差領域Ｒ上で音速が上昇している。なお、ＩＤＴ電極３上に保護膜６が等しい厚みで形成されている場合でも、図３と同じようなグラフが得られる。
【００３５】
本発明のように保護膜６の厚みに段差を設定することにより、弾性表面波のエネルギーを電極指交差領域Ｓに閉じ込め、その漏れを抑制することが可能となり、特にフィルタ特性の挿入損失を低減し、通過帯域における肩特性を向上させることができる。
特に、前記保護膜６の厚みの厚い部分と薄い部分との比は、１．５倍〜２０倍であることが望ましい。保護膜６の厚みの厚い部分の膜厚が、薄い部分の１．５倍より薄い場合、弾性表面波のエネルギーの閉じこめ効果が発現しない。また、保護膜６の厚みの厚い部分の膜厚が、薄い部分の２０倍より厚い場合、保護膜６の成膜工程において、成膜に長時間を要することとなり、実用的な工程とならない。
【００３６】
図４に本発明の弾性表面波素子の他の構造の平面図を示す。
この図では、圧電基板１０上には、３つのＩＤＴ電極２，３，４が、その弾性表面波の伝搬方向が同一方向になるように、一方のバスバー電極２１ａ，３１ａ，４１ａを揃え、かつ他方のバスバー電極２１ｂ，３１ｂ，４１ｂを揃えて配置されている。さらに、両端のＩＤＴ電極２，４の外側には、反射器電極１，５が配置されている。
【００３７】
中央のＩＤＴ電極３は、その一方のバスバー電極３１ａが入力用端子ＩＮに接続されている。両端のＩＤＴ電極２，４は、それらの他方のバスバー電極２１ｂ，４１ｂから出る出力は、１つにまとめられて出力用端子ＯＵＴに接続されている。
それぞれのＩＤＴ電極２，３，４において、前述したのと同様、ＩＤＴ電極２，３，４の一方のバスバー電極２１ａ，３１ａ，４１ａに形成された電極指２２ａ，３２ａ，４２ａの先端から相対する他方のバスバー電極２１ｂ，３１ｂ，４１ｂまでの領域及び他方のバスバー電極２１ｂ，３１ｂ，４１ｂに形成された電極指２２ｂ，３２ｂ，４２ｂの先端から相対する一方のバスバー電極２１ａ，３１ａ，４１ａまでの領域を「電極指非交差領域Ｒ」という。前記一対のバスバー電極２１，３１，４１から延びた電極指２２，３２，４２同士が交差する領域を「電極指交差領域Ｓ」という。また、バスバー電極２１，３１，４１が形成されている領域を「バスバー電極領域Ｂ」という。
【００３８】
また、隣接するＩＤＴ電極間の領域を、「ＩＤＴ電極間領域Ｕ」といい、ＩＤＴ電極間領域Ｕのうち、バスバー電極領域Ｂの延長上にある領域を「ＩＤＴ電極間バスバー電極延長領域Ｔ」という。
この図４の縦結合共振子型電極においては、図１の構造と同様、ＩＤＴ電極２，３，４の電極指交差領域Ｓ、電極指非交差領域Ｒ及びバスバー電極領域Ｂが、すべてＳｉＯ２，ＳｉＮｘ，Ｓｉ，Ａｌ２Ｏ３等の材料で形成された保護膜６で被覆されている。さらに、隣接するＩＤＴ電極間のＩＤＴ電極間領域Ｕにおいても保護膜６が形成されている。
【００３９】
そして、図１の構造と同様、ＩＤＴ電極２，３，４における、バスバー電極領域Ｂ上の保護膜６の厚み及び電極指非交差領域Ｒ上の保護膜６の厚みが、電極指交差領域Ｓ上の保護膜６の厚みより厚くなっている。
さらに、この図４の構造においては、ＩＤＴ電極間領域Ｕのうち、ＩＤＴ電極間バスバー電極延長領域Ｔにおいて、保護膜６は、その厚みが残りのＩＤＴ電極間領域Ｕの厚みより厚い構造になっている。
【００４０】
これにより、ＩＤＴ電極間領域Ｕにおいて、ＩＤＴ電極間バスバー電極延長領域Ｔにおける弾性表面波の音速が、ＩＤＴ電極間バスバー電極延長領域Ｔ以外のＩＤＴ電極間領域Ｕの弾性表面波の音速より遅くなり、ＩＤＴ電極２，３間及びＩＤＴ電極３，４間の隣接した箇所においても弾性表面波の伝搬方向から垂直方向へのエネルギーの漏れを防止することができる。よって、弾性表面波の漏れを抑制することが可能となり、特にフィルタ特性の挿入損失を充分に低減した弾性表面波素子を提供することができる。
【００４１】
図５は、本発明の弾性表面波素子のさらに他の一例を示す平面図である。
この図において、ＩＤＴ電極２，３，４と反射器電極１，５の配置は図４と同じになっている。
反射器電極１，５のバスバー電極１１ａ，１１ｂ間及びバスバー電極５１ａ，５１ｂ間にわたって形成された電極指１２，５２の領域を「電極指の領域Ｓ´」という。
【００４２】
反射器電極１，５のバスバー電極１１ａ，１１ｂ，５１ａ，５１ｂが形成されている領域を「バスバー電極領域Ｂ」という。
また、反射器電極１，５とこれに隣接するＩＤＴ電極２，４との間の領域を「ＩＤＴ電極−反射器電極間領域Ｗ」といい、ＩＤＴ電極−反射器電極間領域Ｗのうち、バスバー電極１１ａ，１１ｂ，５１ａ，５１ｂの延長上にある領域を「ＩＤＴ電極−反射器電極間バスバー電極延長領域Ｖ」という。
【００４３】
保護膜６は、ＩＤＴ電極２，３，４にわたって形成されているのみならず、反射器電極１，５を被覆し、さらにＩＤＴ電極−反射器電極間領域Ｗの表面を被覆している。
そしてＩＤＴ電極２，３，４においては、図４と同様に、保護膜６のバスバー電極領域Ｂ上の厚み及び電極指非交差領域Ｒ上の厚みが、電極指交差領域Ｓ上の厚みより厚くなっており、ＩＤＴ電極間領域Ｕのうち、ＩＤＴ電極間バスバー電極延長領域Ｔにおいて、保護膜６の厚みは、残りのＩＤＴ電極間領域Ｕの厚みより厚い構造になっている。
【００４４】
さらに、この図５の構成では、反射器電極１，５におけるバスバー電極領域Ｂ上の厚みが、電極指の領域Ｓ′の厚みより厚い構造になっており、ＩＤＴ電極−反射器電極間バスバー電極延長領域Ｖにおける保護膜６の厚みが、ＩＤＴ電極−反射器電極間バスバー電極延長領域Ｖを除いたＩＤＴ電極−反射器電極間領域Ｗ上の厚みより厚い構造になっている。
【００４５】
この構造により、励振に寄与していない反射器電極１，５のバスバー電極領域Ｂ上の音速を、反射器電極１，５の電極指の領域Ｓ′の弾性表面波の音速より遅くすることができ、ＩＤＴ電極−反射器電極間バスバー電極延長領域Ｖ上の音速を、ＩＤＴ電極−反射器電極間バスバー電極延長領域Ｖを除いたＩＤＴ電極−反射器電極間領域Ｗ上の音速よりも遅くすることができる。
【００４６】
従って、弾性表面波のエネルギーがビーム状に広がって伝搬する漏れが生じず、弾性表面波のエネルギーの閉じ込め効果を向上させることが可能となり、さらにフィルタ特性における挿入損失を充分に低減させ、通過帯域における肩特性を向上させた弾性表面波素子を提供することができる。
さらに、図６に本発明の弾性表面波素子の変形例の平面図を示す。
【００４７】
この構成では、前記図５の構成に加えて、入力側のＩＤＴ電極３と、このＩＤＴ電極３に近接した１対のＩＤＴ電極２，４との間に、伝搬方向に対して直交する方向に長い４本以上の電極指を伝搬方向に沿って並べて構成した反射器電極１２，１３をそれぞれ配設している。
そして、この反射器電極１２，１３のバスバー電極上の保護膜６の厚み及びバスバー電極の延長上の、隣り合うＩＤＴ電極との間の領域における保護膜６の厚みが、電極指の領域Ｓ′上の厚みより厚い構造になっている。これにより、図１、図４、図５の構造と同様に、弾性表面波のエネルギーの閉じ込め効果を向上させることが可能となり、フィルタ特性における挿入損失を向上させることができる。
【００４８】
さらに、この反射器電極１２の隣り合う電極指の中心間距離は、反射器電極１２の両端部に位置する電極指から中央部に位置する電極指に向かって漸次短くなっている。反射器電極１３についても同様である。
したがって、弾性表面波のバルク波への放射損を防ぐことが可能となるとともに、１次と３次モードとそれらの高調波モード間の周波数をさらに微調整することが可能となり、広帯域かつ低損失である良好な電気特性を持つ弾性表面波装置を実現できる。
【００４９】
次に、本発明の弾性表面波素子のさらに他の実施形態の平面図を図７（ａ）に、また、図７（ａ）のＡ−Ａ線における断面図を図７（ｂ）に示す。
この構成と前記図５の構成と異なるところを説明すると、中央のＩＤＴ電極３の一方のバスバー電極３１ａから延びる電極指３２ａの先端と相対する位置に、他方のバスバー電極３１ｂより電極３３ｂを突出させるとともに、中央のＩＤＴ電極３の他方のバスバー電極３１ｂから延びる電極指３２ｂの先端と相対する位置に、一方のバスバー電極３１ａより電極３３ａを突出させていることである。この突出した電極３３ａ，３３ｂを「ダミー電極３３ａ，３３ｂ」という。ダミー電極３３ａ，３３ｂとこれに相対する電極指３２ｂ，３２ａとは、接近しているが接触することはない。このダミー電極３３ａ，３３ｂも、電極指非交差領域Ｒに含まれている。
【００５０】
また、中央のＩＤＴ電極３の外側に配置されるＩＤＴ電極２，４においても、ＩＤＴ電極３と同様に、ダミー電極が形成されている。
保護膜６は、ＩＤＴ電極２，３，４のバスバー電極領域Ｂ上、及び電極指非交差領域Ｒ上において、電極指交差領域Ｓ上の厚みより厚くなっている。
また、ＩＤＴ電極間バスバー電極延長領域Ｔにおいても、保護膜６は、ＩＤＴ電極間バスバー電極延長領域Ｔを除いたＩＤＴ電極間領域Ｕの厚みより厚い構造になっている。
【００５１】
また、この反射器電極１，５において、バスバー電極１１，５１上の保護膜６の厚み及びＩＤＴ電極−反射器電極間バスバー電極延長領域Ｖにおける保護膜６の厚みは、電極指の領域Ｓ′上の厚み、及びＩＤＴ電極−反射器電極間バスバー電極延長領域Ｖを除いたＩＤＴ電極−反射器電極間領域Ｗ上の厚みより厚い構造になっている。
この構造により、ダミー電極３３ａ，３３ｂを意図的に形成し、電極指非交差領域Ｒの保護膜６の膜厚を厚くすることにより、ＩＤＴ電極２，３，４の電極指非交差領域Ｒにおける音速を、電極指交差領域Ｓの音速より遅くすることができる。
【００５２】
図８は、弾性表面波の音速分布を示すグラフであり、縦軸は音速、横軸は圧電基板１０の表面の前記Ａ−Ａ線に沿った断面上の位置を示す。バスバー電極領域Ｂ上及び電極指非交差領域Ｒ上で保護膜６の厚みを厚くしたことにより、電極指交差領域Ｓに比べて、弾性表面波の音速が低下していることが示されている。
したがって、弾性表面波のエネルギーの閉じ込め効果をさらに向上させることが可能となり、フィルタ特性における挿入損失を格段に向上させた弾性表面波素子を提供することができる。
【００５３】
また、図９に本発明の弾性表面波素子の実施の形態の変形例を示す。
この図９の構成と図７の構成とが異なっているところは、隣接するＩＤＴ電極２，３のＩＤＴ電極間バスバー電極延長領域Ｔを電極指非交差領域Ｒの延長部にまで広げ、隣接するＩＤＴ電極３，４のＩＤＴ電極間バスバー電極延長領域Ｔを電極指非交差領域Ｒの延長部にまで広げていることである。以下、これらの拡大されたＩＤＴ電極間バスバー電極延長領域Ｔを、「ＩＤＴ電極間バスバー電極延長領域Ｔ′」という。
【００５４】
また、ＩＤＴ電極−反射器電極間バスバー電極延長領域Ｖも、前記と同様に、電極指非交差領域Ｒの延長部にまで広げられており、この拡大されたＩＤＴ電極−反射器電極間バスバー電極延長領域Ｖを「ＩＤＴ電極−反射器電極間バスバー電極延長領域Ｖ′」という。
この図９の構造においては、保護膜６の膜厚が厚くなっている領域が、図７の構造と比べて、ＩＤＴ電極間バスバー電極延長領域Ｔ′、ＩＤＴ電極−反射器電極間バスバー電極延長領域Ｖ′にまで広がっている。
【００５５】
さらに、反射器電極１，５においても、保護膜６の膜厚が厚くなっている領域が電極指非交差領域Ｒの延長部にまで広がっている。
これにより、保護膜６が成膜されている部分が広がっているので、電極指交差領域Ｓにおける弾性表面波の音速はさらに遅くなり、より効果的に弾性表面波のエネルギーを閉じ込めることができ、フィルタ特性における挿入損失を大幅に向上させることができる。
【００５６】
次に、図１０（ａ）〜（ｄ）に本発明の弾性表面波素子の製造方法を工程毎の断面図で示す。
以下、図１のＩＤＴ電極３の製造工程を説明するが、ＩＤＴ電極３以外のＩＤＴ電極や反射器電極もＩＤＴ電極３と同時に形成され、それらの製造工程は、ＩＤＴ電極３とまったく同じである。
【００５７】
図１０（ａ）〜（ｄ）の断面図は、弾性表面波の伝搬方向に平行な図１のＢ−Ｂ線に沿ってとったものである。
まず、図１０（ａ）に示すように、圧電基板１０上にＩＤＴ電極３を構成する導体層３０を形成する。ここで、圧電基板１０としてはタンタル酸リチウム単結晶やニオブ酸リチウム単結晶や四ホウ酸リチウム単結晶等を用いることができる。また、圧電基板１０上の導体層３０にはアルミニウム，アルミニウム合金，銅，銅合金，金，金合金，タンタル，タンタル合金、又はこれらの材料から成る層の積層膜やこれらの材料とチタン，クロム等の材料との積層膜を用いることができる。導体層３０の成膜方法としてはスパッタリング法や電子ビーム蒸着法を用いることができる。
【００５８】
次に、この導体層３０を一対の平行バスバー電極３１ａ，３１ｂと各バスバー電極３１ａ，３１ｂから互いにかみ合うように延びた複数の電極指３２ａ，３２ｂとにパターニングしてＩＤＴ電極３を形成する。
図１０（ｂ）では、パターンニングされる電極指３２の部分を描いている。
この導体層３０をパターニングする方法としては、導体層３０の成膜後にフォトリソグラフィを行い、次いでＲＩＥ（Reactive Ion Etching）やウェットエッチングを行う方法がある。又は、導体層３０の成膜前に圧電基板１０の一方主面にレジストを形成しフォトリソグラフィを行って所望のパターンを開口した後、導体層３０を成膜し、その後レジストを不要部分に成膜された導体層３０ごと除去するリフトオフプロセスを行ってもよい。
【００５９】
次に、図１０（ｃ）に示すように、ＩＤＴ電極３上を保護膜６で被覆する。保護膜６の材料としてはシリコン，シリカ等を用いることができる。成膜方法としては、スパッタリング法，ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法，電子ビーム蒸着法等を用いることができる。
次に、図１０（ｄ）に示すように、保護膜６の電極指３２ａ，３２ｂにおける電極指交差領域Ｓ上の部位をエッチングして薄くする。保護膜６をエッチングする方法としては、ＲＩＥ等のドライエッチングやウェットエッチングを行う方法がある。この製造方法に用いることにより、ＩＤＴ電極３の電極指３２にエッチングによる影響を与えることなく、電極指３２の膜厚を一定に保ちながら電極指交差領域Ｓ上の保護膜６の膜厚を制御することができる。
【００６０】
また、図１１（ａ）〜（ｄ）に本発明の弾性表面波素子の他の製造方法を工程毎の断面図で示す。
この図１１では、図５のＩＤＴ電極４及び反射器電極５の製造工程を説明するが、ＩＤＴ電極４や反射器電極５以外のＩＤＴ電極や反射器電極もＩＤＴ電極４や反射器電極５と同時に形成され、それらの製造工程は、ＩＤＴ電極４や反射器電極５とまったく同じである。
【００６１】
図１１（ａ）〜（ｄ）断面は、弾性表面波の伝搬方向に平行な図５のＢ−Ｂ線に沿ってとっている。
まず、図１１（ａ）に示すように、圧電基板１０上に導体層３０を形成する。
次に、この導体層３０を一対の平行バスバー電極４１ａ，４１ｂと各バスバー電極４１ａ，４１ｂから互いにかみ合うように延びた複数の電極指４２ａ，４２ｂとにパターニングしてＩＤＴ電極４を形成するとともに、導体層３０を一対の平行バスバー電極５１ａ，５１ｂと各バスバー電極５１ａ，５１ｂから互いにかみ合うように延びた複数の電極指５２とにパターニングして、そのバスバー電極５１ａ，５１ｂを前記ＩＤＴ電極４の前記バスバー電極４１ａ，４１ｂと揃えるようにして前記ＩＤＴ電極４に隣接した反射器電極５を形成する。
【００６２】
図１１（ｂ）は、パターンニングされる電極指４２，５２の断面を描いている。ＩＤＴ電極４と反射器電極５との間は、ＩＤＴ電極−反射器電極間領域Ｗとなる。次に図１１（ｃ）に示すように、ＩＤＴ電極４及び反射器電極５上並びにＩＤＴ電極−反射器電極間領域Ｗ上を保護膜６で被覆する。
図１１（ｄ）に示すように、保護膜６のＩＤＴ電極４の電極指４２における電極指交差領域Ｓ上の部位、反射器電極５の電極指５２の電極指の領域Ｓ′上の部位、並びに隣接するＩＤＴ電極４及び反射器電極５のＩＤＴ電極−反射器電極間領域Ｗの部位（反射器電極５のバスバー電極領域Ｂを除く）をエッチングして薄くする。これにより、図１０と同様に、ＩＤＴ電極４の電極指４２に、エッチングによる影響を与えることなく、一括して前述した領域の部位における保護膜６の膜厚を効率よく制御することができる。
【００６３】
以上に説明した弾性表面波素子の製造方法では、電極指交差領域Ｓにおいて、導体層３０を削ることにより、その厚みを調整していた。しかし、電極指非交差領域Ｒやバスバー電極領域Ｂにおいて導体層３０をさらに積層していくことにより、その厚みを厚くするように制御することも可能である。導体層３０の一部の厚みを厚くする方法として、Ａｌ又はＡｌより密度が大きい金属を電極指非交差領域Ｒやバスバー電極領域Ｂに成膜して積層していくとよい。
【００６４】
本発明の弾性表面波素子は、通信装置に適用することができる。
すなわち、受信回路又は送信回路の一方又は両方を備える通信装置において、本発明の弾性表面波素子を、これらの回路に含まれるバンドパスフィルタとして用いることができる。
前記送信回路は、例えば、送信信号をミキサでキャリア周波数にのせて、不要信号をバンドパスフィルタで減衰させ、その後、パワーアンプで送信信号を増幅して、デュプレクサを通ってアンテナより送信する回路である。前記受信回路は、受信信号をアンテナで受信し、デュプレクサを通った受信信号をローノイズアンプで増幅し、その後、バンドパスフィルタで不要信号を減衰して、ミキサでキャリア周波数から信号を分離し、この信号を取り出す回路である。
【００６５】
本発明の弾性表面波素子を採用すれば、感度が向上した優れた通信装置を提供できる。
以上で、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の実施は、前記の形態に限定されるものではない。例えば、今まで説明した例では、ＩＤＴ電極や反射器電極の電極指交差領域Ｓ上に保護膜６が形成されていたが、電極指交差領域Ｓ上に保護膜６が形成されていない構造を採用してもかまわない。その他、本発明の範囲内で種々の変更を施すことが可能である。
【実施例】
【００６６】
次に、本発明をより具体化した実施例について説明する。
＜作製＞
図５及び図７に示す弾性表面波素子を具体的に作製した。
図５に示す電極指のパターンを有するものを実施例１とし、図７に示すダミー電極を用いたものを実施例２とする。
【００６７】
実施例１，２ともに、38.7°ＹカットのＸ方向伝搬とするＬｉＴａＯ３単結晶の圧電基板１０上に、Ａｌ（99質量％）−Ｃｕ（１質量％）によるＩＤＴ電極２，３，４、反射器電極１，５の微細電極パターンを形成した。
パターン作製には、スパッタリング装置、縮小投影露光機（ステッパー）、及びＲＩＥ（Reactive Ion Etching）装置によりフォトリソグラフィを行った。
【００６８】
まず、圧電基板１０をアセトン・ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）等によって超音波洗浄し、有機成分を落とした。次に、クリーンオーブンによって充分に圧電基板１０の乾燥を行った後、電極の成膜を行った。電極の成膜にはスパッタリング装置を使用し、Ａｌ（99質量％）−Ｃｕ（１質量％）合金から成る材料を用いた。このときの電極膜厚は約0.15μｍとした。
【００６９】
次に、フォトレジストを約0.5μｍの厚みにスピンコートし、縮小投影露光装置（ステッパー）により、所望形状にパターニングを行い、現像装置にて不要部分のフォトレジストをアルカリ現像液で溶解させ、所望パターンを表出した後、ＲＩＥ装置により電極膜のエッチングを行い、パターニングを終了し、縦結合共振子型電極の電極パターンを得た。
この後、ＩＤＴ電極２，３，４及び反射器電極１，５の所定領域上に保護膜６を作製した。すなわち、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）装置により、電極パターン及び圧電基板１０上にＳｉＯ２を約1.0μｍの厚みに形成した。
【００７０】
その後、フォトリソグラフィによってフォトレジストのパターニングを行い、ＲＩＥ装置で保護膜の電極指交差領域Ｓ上の部位並びにＩＤＴ電極間領域ＵとＩＤＴ電極−反射器電極間領域Ｗの電極指間の領域の部位をエッチングして保護膜６の膜厚を薄くした。エッチング後の膜厚は、0.01μｍとした。また、同時にフリップチップ実装における電極パッド部分の保護膜６の窓開けも行った。
【００７１】
その後、スパッタリング装置を使用し、Ａｌを主体とする電極を成膜した。このときの電極膜厚は約1.0μｍとした。その後、フォトレジスト及び不要箇所のＡｌをリフトオフ法により同時に除去し、フリップチップ用バンプを形成するパッドを完成した。
次に、前記パッドにＡｕからなるフリップチップ用バンプを、バンプボンディング装置を使用し形成した。バンプの直径は約80μｍ、その高さは約30μｍであった。
【００７２】
次に、圧電基板１０をダイシング線に沿ってダイシング加工を施し、チップごとに分割した。その後、各チップをフリップチップ実装装置にて電極形成面を下面にして実装用基板に接着した。その後、Ｎ２雰囲気中でベーキングを行い、弾性表面波素子を完成した。パッケージは2.5×2.0ｍｍ角のセラミック製の積層構造のものを用いた。
比較用サンプルとして、図５に示すＩＤＴ電極２，３，４及び反射器電極１，５の微細電極パターンを形成するとともに、被覆する保護膜６の膜厚を0.01μｍと一定にした比較例も前記と同様な工程で作製を行った。
【００７３】
＜測定・評価＞
次に、本実施例における弾性表面波素子の特性測定を行った。
弾性表面波素子に0ｄＢｍの信号を入力し、周波数1760ＭＨｚ〜2160ＭＨｚ、測定ポイントを800ポイントの条件にて測定した。サンプル数は30個、測定機器はアジレント・テクノロジー社製マルチポート・ネットワークアナライザE5071Aである。
【００７４】
通過帯域近傍の挿入損失の周波数特性グラフを図１２、図１３に示す。
実施例１のフィルタ特性は、図１２の実線に示すように挿入損失は2.23ｄＢであり、リップル（通過帯域内の減衰量の極大値と極小値との差）は0.20ｄＢであり、非常に良好な特性を示した。一方、比較例のフィルタ特性は、図１２の破線に示すように、挿入損失が2.35ｄＢであり、リップルは0.30ｄＢであった。
【００７５】
また、図１３に、実施例２と比較例を対比した通過帯域近傍の周波数特性グラフ示す。
実施例２の挿入損失は、図１３の実線に示すように2.13ｄＢであり、リップルは、0.30ｄＢであった。実施例２の挿入損失は、実施例１の挿入損失と比べて減少しており、ダミー電極を付加することにより、さらに挿入損失を改善することができることが分かる。
このように本実施例では、フィルタ特性において挿入損失及びリップルを低減し、通過帯域の肩特性を向上させた弾性表面波素子を実現することができた。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の弾性表面波素子の電極及び保護膜の構造例を模式的に示す図であり、（ａ）は電極が形成された圧電基板の平面図、（ｂ）はＡ−Ａ線断面図である。
【図２】本発明の弾性表面波素子の電極及び保護膜の構造例における弾性表面波の音速分布を模式的に示す線図である。
【図３】従来の弾性表面波素子の電極構造における弾性表面波の音速分布を模式的に示す線図である。
【図４】本発明の弾性表面波素子の電極及び保護膜の構造例を模式的に示す平面図である。
【図５】本発明の弾性表面波素子の電極及び保護膜の構造例を模式的に示す平面図である。
【図６】本発明の弾性表面波素子の電極及び保護膜の構造例を模式的に示す平面図である。
【図７】本発明の弾性表面波素子の電極及び保護膜の構造例を模式的に示す図であり、（ａ）は電極が形成された圧電基板の平面図、（ｂ）はＡ−Ａ線断面図である。
【図８】本発明の弾性表面波素子の電極及び保護膜の構造例における弾性表面波の音速を模式的に示す線図である。
【図９】本発明の弾性表面波素子の電極及び保護膜の構造例を模式的に示す平面図である。
【図１０】（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ本発明の弾性表面波素子の製造方法の一例を示す工程毎の断面図である。
【図１１】（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ本発明の弾性表面波素子の製造方法の一例を示す工程毎の断面図である。
【図１２】実施例１における弾性表面波素子の通過帯域及びその近傍における挿入損失の周波数特性を示す線図である。
【図１３】実施例２における弾性表面波素子の通過帯域及びその近傍における挿入損失の周波数特性を示す線図である。
【図１４】従来の弾性表面波素子の電極構造例を模式的に示す図であり、（ａ）は電極構造の平面図、（ｂ）は電極位置と電極指ピッチとの関係を模式的に説明する線図である。
【図１５】従来の弾性表面波素子の電極構造例を模式的に示す平面図である。
【符号の説明】
【００７７】
１，５ 反射器電極
２，３，４ ＩＤＴ電極
６ 保護膜
１０ 圧電基板
１１ａ，１１ｂ，２１ａ，２１ｂ，３１ａ，３１ｂ，４１ａ，４１ｂ，５１ａ，５１ｂ バスバー電極
１２，２２ａ，２２ｂ，３２ａ，３２ｂ，４２ａ，４２ｂ，５２ 電極指
３３ａ，３３ｂ ダミー電極
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば携帯電話機等の通信装置に用いられる弾性表面波素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、弾性表面波素子(Surface Acoustic Wave Device)が各種通信装置に使用されるようになっているが、通信装置の高周波数化、高機能化の進展にともない、圧電基板材料に起因する固有損が増大するため、弾性表面波素子を低損失化する要求が益々増大してきている。
また、ＩＤＴ（Inter Digital Transducer）電極の電極指ピッチは、高周波になるほど小さくなり、ＩＤＴ電極の膜厚は薄くなる。例えば、１．９ＧＨｚ帯弾性表面波素子のＩＤＴ電極膜厚は、900ＭＨｚ弾性表面波素子の約半分の膜厚で設計されることとなり、フィルタ間を接続する引き出し電極等の伝送線路におけるオーミック損失が高周波になるほど大きくなる。そのため、さらに挿入損失が劣化する傾向がある。
【０００３】
このような挿入損失の劣化を回避するために、種々の提案がされている。例えば、圧電基板上に３つのＩＤＴ電極を設け、励振する弾性表面波の共振周波数の異なる縦１次モードと縦３次モードとの２つの共振モードを利用した２重モード弾性表面波共振器フィルタについて、次のような挿入損失を改善する手段が提案されている。
図１４（ａ）に従来の共振器型弾性表面波素子の電極構造の平面図を示す。圧電基板上に複数の電極指を有するＩＤＴ電極204が配設されている。ＩＤＴ電極204は、互いに対向させ噛み合わせた一対の櫛歯状電極からなり、この一対の櫛歯状電極に電界を印加し弾性表面波を生じさせるものである。ＩＤＴ電極204に接続された入力端子215から電気信号を入力することにより、励振された弾性表面波がＩＤＴ電極204の両側に配置されたＩＤＴ電極203，205に伝搬される。また、ＩＤＴ電極203，205のそれぞれから、段間接続用電極を通して、ＩＤＴ電極206，209に電気信号が伝えられ、それぞれ弾性表面波が励振される。弾性表面波はＩＤＴ電極207,208に伝搬され、ＩＤＴ電極207,208を通じて出力端子216，217へ電気信号が出力される。
【０００４】
このように、同様の特性をもつ弾性表面波素子を２段縦続接続の構成とすることで、１段目と２段目の定在波の相互干渉を減らすことができる。また、１段目で減衰された信号が２段目でさらに減衰され，帯域外減衰量を約２倍に向上させることができる。
なお、図中210，211，212，213はそれぞれ反射器電極であり、これらの反射器電極210，211，212，213により弾性表面波が反射され、両端の反射器電極間で定在波となる。この定在波のモードには、３つのＩＤＴ電極により１次モードとその高次(３次）モードが含まれる。これらのモードで発生する共振により通過特性が得られるため、これらのモードで発生する共振周波数のピーク位置を制御することにより通過帯域内の挿入損失を改善することができる。
【０００５】
従来、図１４（ｂ）に示すように、隣り合うＩＤＴ電極２０７，２０８の端部に電極指の狭ピッチ部を設けることにより、ＩＤＴ電極間におけるバルク波の放射損を低減して、挿入損失の改善が図られていた（例えば、特許文献１，２を参照。）。
また、図１５に他の従来の弾性表面波素子の電極構造の平面図を示す。低損失化を実現する他の手段として、ＩＤＴ電極におけるバスバー電極（電極指の片側につながる幅の広い電極をいう。電極指はこのバスバー電極の側面から直角方向に伸びている）３０３の少なくとも一部３１５の厚みが、電極指３０４の厚みよりも厚くされている。この構造により、バスバー電極３０３からその外側への方向Ｐに向かって伝搬する弾性表面波の音速が、電極指を伝搬する弾性表面波の音速に比べて遅くなり、弾性表面波のエネルギーがＩＤＴ電極内に閉じ込められやすくなり、低損失化を実現できるとされている（例えば、特許文献３を参照）。
【特許文献１】特開2002−9587号公報
【特許文献２】特表2002−528987号公報
【特許文献３】特開2002−100952号公報
【非特許文献１】Masanori Ueda, "High Performance SAW Antenna Duplexer using Ultra-Low-Loss Ladder Filter and DMS for 1.9GHz US PCS", in：Second International Symposium on Acoustic Wave Devices for Future Mobile Communication Systems 2004
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１，２に開示されている弾性表面波装置では、ＩＤＴ電極間における弾性表面波がバルク波（圧電基板の表面から内部へ進む弾性波をいう）へモード変換されることによる挿入損失の劣化を抑制することは可能であるが、ＩＤＴ電極、隣接するＩＤＴ電極間及び隣接するＩＤＴ電極−反射器電極間領域（図５にＷで示す）における弾性表面波の伝搬方向にほぼ垂直な方向（図１５に示した方向Ｐ）における弾性表面波のエネルギーの閉じ込めが不完全である。
【０００７】
すなわち、弾性表面波の伝搬方向においては、反射器電極により、弾性表面波を反射させてエネルギーを閉じ込めることができる。しかし、弾性表面波の伝搬方向だけでなく、弾性表面波の伝搬漏れの光学的観察によって、伝搬方向に対してほぼ垂直な方向Ｐにおける漏れが発生する。さらに、シミュレーションの結果、ＩＤＴ電極のバスバー電極上の音速Ｖｂに対してＩＤＴ電極の電極指上の音速Ｖｇが遅い場合又は等しい場合、弾性表面波の伝搬方向に対してほぼ垂直な方向の漏れが発生すると報告されている（例えば、非特許文献１を参照。）。
【０００８】
このため、弾性表面波の伝搬方向にほぼ垂直な方向においても弾性表面波のエネルギーを十分に閉じ込める必要がある。
要するに、特許文献１，２に開示されている弾性表面波装置のように隣り合うＩＤＴ電極の端部に電極指の狭ピッチ部を設けることにより、挿入損失を改善しただけでは不充分であり、さらに弾性表面波の伝搬方向に対して垂直方向の漏れに起因する挿入損失の劣化を抑制する必要がある。
【０００９】
また、特許文献３に開示されているような弾性表面波装置では、ＩＤＴ電極の一方のバスバー電極に形成された電極指３０４の先端と相対する他方のバスバー電極３０３までの領域（「電極指非交差領域Ｒ」という。図１５にＲで示す）は、電極が形成されておらず、弾性表面波の励振に寄与しない領域である。そのため、この電極指非交差領域Ｒでの音速は電極指交差部Ｓと比較して早くなる。この電極指非交差領域Ｒの音速が、弾性表面波の励振に寄与する電極交差部領域Ｓの音速に比べて早いことにより、弾性表面波の伝搬方向に対してほぼ垂直方向Ｐの漏れを抑制することが充分にできない。
【００１０】
本発明は上述した従来の諸問題に鑑み提案されたものであって、その目的は挿入損失の劣化を生じず、優れたフィルタ特性を有する、高品質な弾性表面波素子及びそれを用いた通信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の弾性表面波素子は、圧電基板と、該圧電基板上に形成された、一対の平行バスバー電極、及び該各バスバー電極から延びて交互に噛み合わされた複数の電極指を含むＩＤＴ電極と、該圧電基板上に形成された、前記ＩＤＴ電極の表面を被覆する保護膜とを備える弾性表面波素子であり、前記電極指の先端とこれに対向するバスバー電極との間の電極指非交差領域Ｒにおける前記保護膜の厚み、及び前記バスバー電極上の前記保護膜の厚みが、前記一対のバスバー電極から延びた電極指同士が交差する電極指交差領域Ｓにおける前記保護膜の厚みよりも厚く設定されているものである（Ｒ，Ｓ等の符号は図面に示されている。以下同じ）。
【００１２】
図２及び図３に、ＩＤＴ電極の断面位置（断面方向は、弾性表面波（以下「表面波」ともいう）の伝搬方向に対して直角にとる）における表面波の音速分布の模式図を示す。
図３は、従来構造における保護膜の膜厚が、バスバー電極及び電極指で同じ場合（保護膜の膜厚が０の場合、つまり保護膜が形成されていない場合を含む）の音速分布を示す。
図２は、本発明のＩＤＴ電極においてバスバー電極上及び電極指非交差領域Ｒ上の保護膜の膜厚が、ＩＤＴ電極の電極指交差領域Ｓ上の保護膜の膜厚より厚い場合の、表面波の音速分布を模式的に表した図である。
【００１３】
図３の場合、表面波の励振に寄与する電極指交差領域Ｓと比較して、バスバー電極上における音速が等しいか又は速くなっている。そのため、弾性表面波の伝搬方向に対して垂直な方向のエネルギーを充分に閉じ込めることができない。さらに、ＩＤＴ電極の電極指非交差領域Ｒにおける表面波の音速が、電極指交差領域Ｓに比較して、速くなっているため、弾性表面波のエネルギーの漏れを抑制することが困難になっている。
【００１４】
それに対して、図２の場合、ＩＤＴ電極のバスバー電極上及び電極指非交差領域Ｒ上の保護膜の膜厚が、電極指交差領域Ｓ上の保護膜の膜厚より厚いため、表面波の音速が遅くなっている。この構造により、弾性表面波の励振に寄与しないＩＤＴ電極のバスバー電極及び電極指非交差領域Ｒにおける音速を、弾性表面波の励振に寄与する電極指交差領域Ｓの音速より遅くすることができ、弾性表面波のエネルギーを閉じ込めることが可能となり、挿入損失を低減し、通過帯域におけるフィルタ特性の急峻性を向上させた弾性表面波素子を提供することができる。
【００１５】
また、本発明の弾性表面波素子によれば、図４に示すように、前記構成において、複数の前記ＩＤＴ電極がそれらのバスバー電極を揃えて隣接して形成され、さらに絶縁体からなる前記保護膜が、隣接する前記ＩＤＴ電極のＩＤＴ電極間領域Ｕにわたって前記圧電基板上を被覆しており、前記ＩＤＴ電極間領域Ｕにおいて、前記保護膜の、前記バスバー電極の延長部Ｔにおける厚みが前記バスバー電極の延長部以外の部分における厚みより厚くなっている場合には、ＩＤＴ電極のみならず、ＩＤＴ電極間領域Ｕにおけるバスバー電極の延長部の弾性表面波の音速が、電極指の伝搬方向における延長部での弾性表面波の音速より遅くなる。したがって、ＩＤＴ電極が隣接した箇所においても弾性表面波の伝搬方向に対して垂直方向のエネルギーの漏れを防止することができ、フィルタ特性における挿入損失を充分に低減した弾性表面波素子を提供することができる。
【００１６】
また、本発明の弾性表面波素子によれば、図５に示すように、前記構成において、前記圧電基板上に、一対の平行バスバー電極及び該各バスバー電極から対向する前記バスバー電極へ接続される複数の電極指を含む反射器電極が、そのバスバー電極を前記ＩＤＴ電極の前記バスバー電極と揃えて前記ＩＤＴ電極に隣接して形成されているとともに、前記保護膜が、隣接する前記ＩＤＴ電極と前記反射器電極との間のＩＤＴ電極−反射器電極間領域Ｗ、並びに前記反射器電極の表面を被覆しており、前記ＩＤＴ電極−反射器電極間領域Ｗのバスバー電極の延長部Ｖ並びに前記反射器電極の前記バスバー電極上における前記保護膜の厚みが、前記ＩＤＴ電極−反射器電極間領域Ｗのバスバー電極の延長部以外の部分及び前記反射器電極の前記電極指の領域Ｓ′上における前記保護膜の厚みよりも厚くなっている場合には、次のような効果がある。すなわち、励振に寄与していないＩＤＴ電極−反射器電極間領域Ｗのバスバー電極延長部における音速を、電極指の領域Ｓ′の音速より遅くすることができるので、弾性表面波のエネルギーがビーム状に広がって伝搬する漏れが生じず、弾性表面波のエネルギーの閉じ込め効果を向上させることが可能となり、さらにフィルタ特性における挿入損失を充分に低減させた弾性表面波素子を提供することができる。
【００１７】
また、本発明の弾性表面波素子によれば、前記各構成において、前記保護膜の厚みの厚い部分と薄い部分との比が１．５倍〜２０倍であることが望ましい。
また、本発明の弾性表面波素子によれば、前記各構成において、前記ＩＤＴ電極の一方のバスバー電極に形成された電極指先端に相対する他方のバスバー電極に、ダミー電極を形成することが望ましい。
【００１８】
図８に前記構造における表面波の音速の模式図を示す。弾性表面波の電極指非交差領域Ｒの保護膜の膜厚を厚くすること及びダミー電極を意図的に形成させることにより、ＩＤＴ電極の電極指非交差領域Ｒおける音速を、電極指交差領域Ｓの音速よりさらに遅くすることができ、弾性表面波の励振に寄与していない箇所の音速を充分に遅くできるので、さらに弾性表面波のエネルギーの閉じ込め効果を向上させることが可能となり、フィルタ特性における挿入損失を格段に向上させた弾性表面波素子を提供することができる。
【００１９】
また、本発明の弾性表面波素子の製造方法によれば、前記ＩＤＴ電極上を保護膜で被覆し、前記保護膜の前記電極指交差領域Ｓ上の部位をエッチングして薄くすることにより、本発明の弾性表面波素子を製造することができる。この製造方法により、ＩＤＴ電極の電極指にエッチングによる影響を与えることなく、電極指の膜厚を一定に保ちながら電極指交差領域Ｓ上の保護膜の膜厚を制御することができる。保護膜の膜厚を制御することにより、弾性表面波の非励振部における音速を、励振部の音速より遅くすることができ、フィルタ特性における挿入損失を向上させた弾性表面波素子を得ることができる。
【００２０】
なお、弾性表面波素子に、バスバー電極同士を揃えて隣接した複数のＩＤＴ電極を形成する場合は、前記隣接するＩＤＴ電極間領域Ｕの圧電基板上を保護膜で被覆し、前記ＩＤＴ電極間領域Ｕの前記電極指間の部位をエッチングして薄くしていくことにより、弾性表面波素子を製造することができる。この場合にも、ＩＤＴ電極の電極指にエッチングによる影響を与えることなく、電極指の膜厚を一定に保ちながら電極指交差領域Ｓ上及びＩＤＴ電極間領域Ｕにおける保護膜の膜厚を制御することができる。それにより、弾性表面波の非励振部における音速を、励振部の音速より遅くすることができ、フィルタ特性における挿入損失を向上させた弾性表面波素子を得ることができる。
【００２１】
また、さらに反射器電極を形成する場合には、前記反射器電極上並びに隣接する前記ＩＤＴ電極及び前記反射器電極間の前記圧電基板上を保護膜で被覆し、前記反射器電極の前記電極指の領域上の部位並びに隣接する前記ＩＤＴ電極及び前記反射器電極の前記電極指間の領域の部位をエッチングして薄くしていくことにより、弾性表面波素子を製造することができる。この場合も、前記と同様に、ＩＤＴ電極の電極指にエッチングによる影響を与えることなく、一括して前述した領域の部位における保護膜の膜厚を効率的に制御することができる。それにより、弾性表面波の非励振部における音速を、励振部の音速より遅くすることができ、フィルタ特性における挿入損失を向上させた弾性表面波素子を得ることができる。
【００２２】
本発明の通信装置は、受信回路及び／又は送信回路（受信回路及び送信回路の少なくとも一方）を含む通信装置であって、前記弾性表面波素子を、受信回路の回路部品及び／又は送信回路の回路部品に含むものである。この通信装置によれば、以上のような本発明の弾性表面波素子を通信装置に用いることにより、従来要求されていた厳しい挿入損失を満たすことができるものが得られ、感度が格段に良好な通信装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態について、共振器型弾性表面波素子を例にとり説明する。
なお、以下の図面において、各電極の大きさや電極間の距離、電極指の本数や間隔等については、説明のために模式的に描いたものである。
図１（ａ）に、圧電基板１０上に形成されている縦結合共振子型電極の平面構造を示す。また図１（ｂ）に、図１（ａ）におけるＡ−Ａ線断面構造を示す。
【００２４】
弾性表面波素子は、板状の圧電基板１０と、この圧電基板１０の主面上に形成された、ＩＤＴ電極３及び反射器電極１，５を有している。
なお、本明細書での「主面」とは、圧電基板１０の表面のＩＤＴ電極３や反射器電極１，５が形成される面のことをいう。
圧電基板１０は、ＬｉＴａＯ３単結晶、ＬｉＮｂＯ３単結晶、ＬｉＢ４Ｏ７単結晶等の圧電性を有する材料で形成されている。これらの圧電性の高い材料を選択することにより、圧電基板１０の電気機械結合係数を大きくすることができ、かつ、群遅延時間温度係数を小さくすることができる。
【００２５】
また、これらの圧電性を有する材料に、酸素欠陥を発生させたり、Ｆｅ等を固溶さたりして、圧電基板１０に生じる焦電効果を著しく低減することができる。これにより、圧電基板１０に生じる焦電効果による放電を低減することができ、ＩＤＴ電極３や反射器電極１，５の電極指の放電破壊を防止でき、結果として、弾性表面波素子の信頼性を良好に保つことができる。
【００２６】
図１（ａ）に示すように、圧電基板１０上には、一対の平行バスバー電極３１ａ，３１ｂ（総称するときは「バスバー電極３１」という）と各バスバー電極３１ａ，３１ｂの内側面から直角方向に延びた複数の電極指３２ａ，３２ｂ（総称するときは「電極指３２」という）とからなるＩＤＴ電極３が形成されている。前記複数の電極指３２は、互いにかみ合うように配置されている。電極指３２の本数は、実際には、数本〜数100本に及んでいる。
【００２７】
さらに、ＩＤＴ電極３の弾性表面波伝搬方向外側には、ＩＤＴ電極３に隣接して、一対の平行バスバー電極１１ａ，１１ｂ（総称するときは「バスバー電極１１」という）と、バスバー電極１１ａ，１１ｂ間にわたって複数の電極指１２が形成された反射器電極１が形成されている。
さらに、ＩＤＴ電極３の他方の弾性表面波伝搬方向外側には、ＩＤＴ電極３に隣接して、一対の平行バスバー電極５１ａ，５１ｂ（総称するときは「バスバー電極５１」という）と、バスバー電極５１ａ，５１ｂ間にわたって複数の電極指５２が形成された反射器電極５が形成されている。
【００２８】
この反射器電極１の一対のバスバー電極１１ａ，１１ｂと、ＩＤＴ電極３の一対のバスバー電極３１ａ，３１ｂと、反射器電極５の一対のバスバー電極５１ａ，５１ｂと、は、それぞれ同一方向に揃えるようにして形成されている。
これらの圧電基板１０上のＩＤＴ電極３と、反射器電極１，５とにより、縦結合共振子型電極が形成される。
【００２９】
前記一対のバスバー電極３１ａ，３１ｂから延びた電極指３２ａ，３２ｂ同士が交差する領域を「電極指交差領域Ｓ」という。ＩＤＴ電極３の一方のバスバー電極３１ａ又は３１ｂに形成された電極指３２ａ，３２ｂの先端から、その電極指３２ａ，３２ｂに相対する他方のバスバー電極３１ｂ又は３１ａまでの領域を「電極指非交差領域Ｒ」という。またバスバー電極３１ａ，３１ｂが形成されている領域を「バスバー電極領域Ｂ」という。
【００３０】
圧電基板１０のＩＤＴ電極３の上は、ＳｉＯ２，ＳｉＮｘ，Ｓｉ，Ａｌ２Ｏ３等の材料で形成された保護膜６で覆われている。この保護膜６により、導電性異物による通電防止や耐電力の向上を図ることができる。また、この保護膜６には、後に詳しく説明するように、弾性表面波の音速を制限する機能もある。
また、圧電基板１０の主面上には、弾性表面波素子を取り囲むように、四角枠状の環状電極（図示せず）が形成されている。
【００３１】
一方、この弾性表面波素子を実装するための実装用基板（図示せず）には、圧電基板１０の入出力用端子に対向する位置に、所定の導体パッドが設けられ、圧電基板１０の環状電極に対向する位置に、所定の環状導体（図示せず）が設けられている。
これらの弾性表面波素子が形成された弾性表面波素子を、実装用基板に対してフェースダウン実装する。すなわち、半田等の金属接合材料を用いて、実装用基板上の所定の環状導体に、圧電基板１０の主面上の環状電極を接合し、圧電基板１０の主面、実装用基板の実装面及び環状電極で囲まれた空間に、弾性表面波素子を閉じ込めるとともに、実装用基板側の所定の導体パッド（図示せず）に、入出力用端子を電気的に接続する。
【００３２】
このようにして、弾性表面波素子を含む弾性表面波装置が作製される。この弾性表面波素子は、近年の通信装置の小型化に対応することができ、結果として、チップサイズの大きさを小さくすることができる。なお、本発明の弾性表面波装置の実装構造は、前述した環状電極等で囲まれた封止構造の態様に限定されるものではない。
以下、この弾性表面波素子の特徴的な構造を説明する。
【００３３】
ＩＤＴ電極３の電極指交差領域Ｓ、電極指非交差領域Ｒ及びバスバー電極領域Ｂは、保護膜６で被覆されている。この保護膜６は、図１（ｂ）に示すように、バスバー電極領域Ｂ上の厚み及び電極指非交差領域Ｒ上の厚みが、電極指交差領域Ｓ上の厚みより厚くなっている。
このように厚みが変化した保護膜６の構造により、弾性表面波の励振に寄与しないＩＤＴ電極３のバスバー電極領域Ｂ及び電極指非交差領域Ｒにおける音速を、弾性表面波の励振に寄与する電極指交差領域Ｓの音速より遅くすることができる。
【００３４】
図２は、弾性表面波の音速分布を示すグラフであり、縦軸は音速、横軸は圧電基板１０の表面の前記Ａ−Ａ線に沿った断面上の位置を示す。バスバー電極領域Ｂ上及び電極指非交差領域Ｒ上で保護膜６の厚みを厚くしたことにより、電極指交差領域Ｓに比べて、弾性表面波の音速が低下していることが示されている。
一方、図３は従来の弾性表面波の音速分布を示すグラフであり、ＩＤＴ電極上に保護膜が形成されていないケースを示している。この場合は、電極指交差領域Ｓ及びバスバー電極領域Ｂ上で音速は同じであり、電極指非交差領域Ｒ上で音速が上昇している。なお、ＩＤＴ電極３上に保護膜６が等しい厚みで形成されている場合でも、図３と同じようなグラフが得られる。
【００３５】
本発明のように保護膜６の厚みに段差を設定することにより、弾性表面波のエネルギーを電極指交差領域Ｓに閉じ込め、その漏れを抑制することが可能となり、特にフィルタ特性の挿入損失を低減し、通過帯域における肩特性を向上させることができる。
特に、前記保護膜６の厚みの厚い部分と薄い部分との比は、１．５倍〜２０倍であることが望ましい。保護膜６の厚みの厚い部分の膜厚が、薄い部分の１．５倍より薄い場合、弾性表面波のエネルギーの閉じこめ効果が発現しない。また、保護膜６の厚みの厚い部分の膜厚が、薄い部分の２０倍より厚い場合、保護膜６の成膜工程において、成膜に長時間を要することとなり、実用的な工程とならない。
【００３６】
図４に本発明の弾性表面波素子の他の構造の平面図を示す。
この図では、圧電基板１０上には、３つのＩＤＴ電極２，３，４が、その弾性表面波の伝搬方向が同一方向になるように、一方のバスバー電極２１ａ，３１ａ，４１ａを揃え、かつ他方のバスバー電極２１ｂ，３１ｂ，４１ｂを揃えて配置されている。さらに、両端のＩＤＴ電極２，４の外側には、反射器電極１，５が配置されている。
【００３７】
中央のＩＤＴ電極３は、その一方のバスバー電極３１ａが入力用端子ＩＮに接続されている。両端のＩＤＴ電極２，４は、それらの他方のバスバー電極２１ｂ，４１ｂから出る出力は、１つにまとめられて出力用端子ＯＵＴに接続されている。
それぞれのＩＤＴ電極２，３，４において、前述したのと同様、ＩＤＴ電極２，３，４の一方のバスバー電極２１ａ，３１ａ，４１ａに形成された電極指２２ａ，３２ａ，４２ａの先端から相対する他方のバスバー電極２１ｂ，３１ｂ，４１ｂまでの領域及び他方のバスバー電極２１ｂ，３１ｂ，４１ｂに形成された電極指２２ｂ，３２ｂ，４２ｂの先端から相対する一方のバスバー電極２１ａ，３１ａ，４１ａまでの領域を「電極指非交差領域Ｒ」という。前記一対のバスバー電極２１，３１，４１から延びた電極指２２，３２，４２同士が交差する領域を「電極指交差領域Ｓ」という。また、バスバー電極２１，３１，４１が形成されている領域を「バスバー電極領域Ｂ」という。
【００３８】
また、隣接するＩＤＴ電極間の領域を、「ＩＤＴ電極間領域Ｕ」といい、ＩＤＴ電極間領域Ｕのうち、バスバー電極領域Ｂの延長上にある領域を「ＩＤＴ電極間バスバー電極延長領域Ｔ」という。
この図４の縦結合共振子型電極においては、図１の構造と同様、ＩＤＴ電極２，３，４の電極指交差領域Ｓ、電極指非交差領域Ｒ及びバスバー電極領域Ｂが、すべてＳｉＯ２，ＳｉＮｘ，Ｓｉ，Ａｌ２Ｏ３等の材料で形成された保護膜６で被覆されている。さらに、隣接するＩＤＴ電極間のＩＤＴ電極間領域Ｕにおいても保護膜６が形成されている。
【００３９】
そして、図１の構造と同様、ＩＤＴ電極２，３，４における、バスバー電極領域Ｂ上の保護膜６の厚み及び電極指非交差領域Ｒ上の保護膜６の厚みが、電極指交差領域Ｓ上の保護膜６の厚みより厚くなっている。
さらに、この図４の構造においては、ＩＤＴ電極間領域Ｕのうち、ＩＤＴ電極間バスバー電極延長領域Ｔにおいて、保護膜６は、その厚みが残りのＩＤＴ電極間領域Ｕの厚みより厚い構造になっている。
【００４０】
これにより、ＩＤＴ電極間領域Ｕにおいて、ＩＤＴ電極間バスバー電極延長領域Ｔにおける弾性表面波の音速が、ＩＤＴ電極間バスバー電極延長領域Ｔ以外のＩＤＴ電極間領域Ｕの弾性表面波の音速より遅くなり、ＩＤＴ電極２，３間及びＩＤＴ電極３，４間の隣接した箇所においても弾性表面波の伝搬方向から垂直方向へのエネルギーの漏れを防止することができる。よって、弾性表面波の漏れを抑制することが可能となり、特にフィルタ特性の挿入損失を充分に低減した弾性表面波素子を提供することができる。
【００４１】
図５は、本発明の弾性表面波素子のさらに他の一例を示す平面図である。
この図において、ＩＤＴ電極２，３，４と反射器電極１，５の配置は図４と同じになっている。
反射器電極１，５のバスバー電極１１ａ，１１ｂ間及びバスバー電極５１ａ，５１ｂ間にわたって形成された電極指１２，５２の領域を「電極指の領域Ｓ´」という。
【００４２】
反射器電極１，５のバスバー電極１１ａ，１１ｂ，５１ａ，５１ｂが形成されている領域を「バスバー電極領域Ｂ」という。
また、反射器電極１，５とこれに隣接するＩＤＴ電極２，４との間の領域を「ＩＤＴ電極−反射器電極間領域Ｗ」といい、ＩＤＴ電極−反射器電極間領域Ｗのうち、バスバー電極１１ａ，１１ｂ，５１ａ，５１ｂの延長上にある領域を「ＩＤＴ電極−反射器電極間バスバー電極延長領域Ｖ」という。
【００４３】
保護膜６は、ＩＤＴ電極２，３，４にわたって形成されているのみならず、反射器電極１，５を被覆し、さらにＩＤＴ電極−反射器電極間領域Ｗの表面を被覆している。
そしてＩＤＴ電極２，３，４においては、図４と同様に、保護膜６のバスバー電極領域Ｂ上の厚み及び電極指非交差領域Ｒ上の厚みが、電極指交差領域Ｓ上の厚みより厚くなっており、ＩＤＴ電極間領域Ｕのうち、ＩＤＴ電極間バスバー電極延長領域Ｔにおいて、保護膜６の厚みは、残りのＩＤＴ電極間領域Ｕの厚みより厚い構造になっている。
【００４４】
さらに、この図５の構成では、反射器電極１，５におけるバスバー電極領域Ｂ上の厚みが、電極指の領域Ｓ′の厚みより厚い構造になっており、ＩＤＴ電極−反射器電極間バスバー電極延長領域Ｖにおける保護膜６の厚みが、ＩＤＴ電極−反射器電極間バスバー電極延長領域Ｖを除いたＩＤＴ電極−反射器電極間領域Ｗ上の厚みより厚い構造になっている。
【００４５】
この構造により、励振に寄与していない反射器電極１，５のバスバー電極領域Ｂ上の音速を、反射器電極１，５の電極指の領域Ｓ′の弾性表面波の音速より遅くすることができ、ＩＤＴ電極−反射器電極間バスバー電極延長領域Ｖ上の音速を、ＩＤＴ電極−反射器電極間バスバー電極延長領域Ｖを除いたＩＤＴ電極−反射器電極間領域Ｗ上の音速よりも遅くすることができる。
【００４６】
従って、弾性表面波のエネルギーがビーム状に広がって伝搬する漏れが生じず、弾性表面波のエネルギーの閉じ込め効果を向上させることが可能となり、さらにフィルタ特性における挿入損失を充分に低減させ、通過帯域における肩特性を向上させた弾性表面波素子を提供することができる。
さらに、図６に本発明の弾性表面波素子の変形例の平面図を示す。
【００４７】
この構成では、前記図５の構成に加えて、入力側のＩＤＴ電極３と、このＩＤＴ電極３に近接した１対のＩＤＴ電極２，４との間に、伝搬方向に対して直交する方向に長い４本以上の電極指を伝搬方向に沿って並べて構成した反射器電極１２，１３をそれぞれ配設している。
そして、この反射器電極１２，１３のバスバー電極上の保護膜６の厚み及びバスバー電極の延長上の、隣り合うＩＤＴ電極との間の領域における保護膜６の厚みが、電極指の領域Ｓ′上の厚みより厚い構造になっている。これにより、図１、図４、図５の構造と同様に、弾性表面波のエネルギーの閉じ込め効果を向上させることが可能となり、フィルタ特性における挿入損失を向上させることができる。
【００４８】
さらに、この反射器電極１２の隣り合う電極指の中心間距離は、反射器電極１２の両端部に位置する電極指から中央部に位置する電極指に向かって漸次短くなっている。反射器電極１３についても同様である。
したがって、弾性表面波のバルク波への放射損を防ぐことが可能となるとともに、１次と３次モードとそれらの高調波モード間の周波数をさらに微調整することが可能となり、広帯域かつ低損失である良好な電気特性を持つ弾性表面波装置を実現できる。
【００４９】
次に、本発明の弾性表面波素子のさらに他の実施形態の平面図を図７（ａ）に、また、図７（ａ）のＡ−Ａ線における断面図を図７（ｂ）に示す。
この構成と前記図５の構成と異なるところを説明すると、中央のＩＤＴ電極３の一方のバスバー電極３１ａから延びる電極指３２ａの先端と相対する位置に、他方のバスバー電極３１ｂより電極３３ｂを突出させるとともに、中央のＩＤＴ電極３の他方のバスバー電極３１ｂから延びる電極指３２ｂの先端と相対する位置に、一方のバスバー電極３１ａより電極３３ａを突出させていることである。この突出した電極３３ａ，３３ｂを「ダミー電極３３ａ，３３ｂ」という。ダミー電極３３ａ，３３ｂとこれに相対する電極指３２ｂ，３２ａとは、接近しているが接触することはない。このダミー電極３３ａ，３３ｂも、電極指非交差領域Ｒに含まれている。
【００５０】
また、中央のＩＤＴ電極３の外側に配置されるＩＤＴ電極２，４においても、ＩＤＴ電極３と同様に、ダミー電極が形成されている。
保護膜６は、ＩＤＴ電極２，３，４のバスバー電極領域Ｂ上、及び電極指非交差領域Ｒ上において、電極指交差領域Ｓ上の厚みより厚くなっている。
また、ＩＤＴ電極間バスバー電極延長領域Ｔにおいても、保護膜６は、ＩＤＴ電極間バスバー電極延長領域Ｔを除いたＩＤＴ電極間領域Ｕの厚みより厚い構造になっている。
【００５１】
また、この反射器電極１，５において、バスバー電極１１，５１上の保護膜６の厚み及びＩＤＴ電極−反射器電極間バスバー電極延長領域Ｖにおける保護膜６の厚みは、電極指の領域Ｓ′上の厚み、及びＩＤＴ電極−反射器電極間バスバー電極延長領域Ｖを除いたＩＤＴ電極−反射器電極間領域Ｗ上の厚みより厚い構造になっている。
この構造により、ダミー電極３３ａ，３３ｂを意図的に形成し、電極指非交差領域Ｒの保護膜６の膜厚を厚くすることにより、ＩＤＴ電極２，３，４の電極指非交差領域Ｒにおける音速を、電極指交差領域Ｓの音速より遅くすることができる。
【００５２】
図８は、弾性表面波の音速分布を示すグラフであり、縦軸は音速、横軸は圧電基板１０の表面の前記Ａ−Ａ線に沿った断面上の位置を示す。バスバー電極領域Ｂ上及び電極指非交差領域Ｒ上で保護膜６の厚みを厚くしたことにより、電極指交差領域Ｓに比べて、弾性表面波の音速が低下していることが示されている。
したがって、弾性表面波のエネルギーの閉じ込め効果をさらに向上させることが可能となり、フィルタ特性における挿入損失を格段に向上させた弾性表面波素子を提供することができる。
【００５３】
また、図９に本発明の弾性表面波素子の実施の形態の変形例を示す。
この図９の構成と図７の構成とが異なっているところは、隣接するＩＤＴ電極２，３のＩＤＴ電極間バスバー電極延長領域Ｔを電極指非交差領域Ｒの延長部にまで広げ、隣接するＩＤＴ電極３，４のＩＤＴ電極間バスバー電極延長領域Ｔを電極指非交差領域Ｒの延長部にまで広げていることである。以下、これらの拡大されたＩＤＴ電極間バスバー電極延長領域Ｔを、「ＩＤＴ電極間バスバー電極延長領域Ｔ′」という。
【００５４】
また、ＩＤＴ電極−反射器電極間バスバー電極延長領域Ｖも、前記と同様に、電極指非交差領域Ｒの延長部にまで広げられており、この拡大されたＩＤＴ電極−反射器電極間バスバー電極延長領域Ｖを「ＩＤＴ電極−反射器電極間バスバー電極延長領域Ｖ′」という。
この図９の構造においては、保護膜６の膜厚が厚くなっている領域が、図７の構造と比べて、ＩＤＴ電極間バスバー電極延長領域Ｔ′、ＩＤＴ電極−反射器電極間バスバー電極延長領域Ｖ′にまで広がっている。
【００５５】
さらに、反射器電極１，５においても、保護膜６の膜厚が厚くなっている領域が電極指非交差領域Ｒの延長部にまで広がっている。
これにより、保護膜６が成膜されている部分が広がっているので、電極指交差領域Ｓにおける弾性表面波の音速はさらに遅くなり、より効果的に弾性表面波のエネルギーを閉じ込めることができ、フィルタ特性における挿入損失を大幅に向上させることができる。
【００５６】
次に、図１０（ａ）〜（ｄ）に本発明の弾性表面波素子の製造方法を工程毎の断面図で示す。
以下、図１のＩＤＴ電極３の製造工程を説明するが、ＩＤＴ電極３以外のＩＤＴ電極や反射器電極もＩＤＴ電極３と同時に形成され、それらの製造工程は、ＩＤＴ電極３とまったく同じである。
【００５７】
図１０（ａ）〜（ｄ）の断面図は、弾性表面波の伝搬方向に平行な図１のＢ−Ｂ線に沿ってとったものである。
まず、図１０（ａ）に示すように、圧電基板１０上にＩＤＴ電極３を構成する導体層３０を形成する。ここで、圧電基板１０としてはタンタル酸リチウム単結晶やニオブ酸リチウム単結晶や四ホウ酸リチウム単結晶等を用いることができる。また、圧電基板１０上の導体層３０にはアルミニウム，アルミニウム合金，銅，銅合金，金，金合金，タンタル，タンタル合金、又はこれらの材料から成る層の積層膜やこれらの材料とチタン，クロム等の材料との積層膜を用いることができる。導体層３０の成膜方法としてはスパッタリング法や電子ビーム蒸着法を用いることができる。
【００５８】
次に、この導体層３０を一対の平行バスバー電極３１ａ，３１ｂと各バスバー電極３１ａ，３１ｂから互いにかみ合うように延びた複数の電極指３２ａ，３２ｂとにパターニングしてＩＤＴ電極３を形成する。
図１０（ｂ）では、パターンニングされる電極指３２の部分を描いている。
この導体層３０をパターニングする方法としては、導体層３０の成膜後にフォトリソグラフィを行い、次いでＲＩＥ（Reactive Ion Etching）やウェットエッチングを行う方法がある。又は、導体層３０の成膜前に圧電基板１０の一方主面にレジストを形成しフォトリソグラフィを行って所望のパターンを開口した後、導体層３０を成膜し、その後レジストを不要部分に成膜された導体層３０ごと除去するリフトオフプロセスを行ってもよい。
【００５９】
次に、図１０（ｃ）に示すように、ＩＤＴ電極３上を保護膜６で被覆する。保護膜６の材料としてはシリコン，シリカ等を用いることができる。成膜方法としては、スパッタリング法，ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法，電子ビーム蒸着法等を用いることができる。
次に、図１０（ｄ）に示すように、保護膜６の電極指３２ａ，３２ｂにおける電極指交差領域Ｓ上の部位をエッチングして薄くする。保護膜６をエッチングする方法としては、ＲＩＥ等のドライエッチングやウェットエッチングを行う方法がある。この製造方法に用いることにより、ＩＤＴ電極３の電極指３２にエッチングによる影響を与えることなく、電極指３２の膜厚を一定に保ちながら電極指交差領域Ｓ上の保護膜６の膜厚を制御することができる。
【００６０】
また、図１１（ａ）〜（ｄ）に本発明の弾性表面波素子の他の製造方法を工程毎の断面図で示す。
この図１１では、図５のＩＤＴ電極４及び反射器電極５の製造工程を説明するが、ＩＤＴ電極４や反射器電極５以外のＩＤＴ電極や反射器電極もＩＤＴ電極４や反射器電極５と同時に形成され、それらの製造工程は、ＩＤＴ電極４や反射器電極５とまったく同じである。
【００６１】
図１１（ａ）〜（ｄ）断面は、弾性表面波の伝搬方向に平行な図５のＢ−Ｂ線に沿ってとっている。
まず、図１１（ａ）に示すように、圧電基板１０上に導体層３０を形成する。
次に、この導体層３０を一対の平行バスバー電極４１ａ，４１ｂと各バスバー電極４１ａ，４１ｂから互いにかみ合うように延びた複数の電極指４２ａ，４２ｂとにパターニングしてＩＤＴ電極４を形成するとともに、導体層３０を一対の平行バスバー電極５１ａ，５１ｂと各バスバー電極５１ａ，５１ｂから互いにかみ合うように延びた複数の電極指５２とにパターニングして、そのバスバー電極５１ａ，５１ｂを前記ＩＤＴ電極４の前記バスバー電極４１ａ，４１ｂと揃えるようにして前記ＩＤＴ電極４に隣接した反射器電極５を形成する。
【００６２】
図１１（ｂ）は、パターンニングされる電極指４２，５２の断面を描いている。ＩＤＴ電極４と反射器電極５との間は、ＩＤＴ電極−反射器電極間領域Ｗとなる。次に図１１（ｃ）に示すように、ＩＤＴ電極４及び反射器電極５上並びにＩＤＴ電極−反射器電極間領域Ｗ上を保護膜６で被覆する。
図１１（ｄ）に示すように、保護膜６のＩＤＴ電極４の電極指４２における電極指交差領域Ｓ上の部位、反射器電極５の電極指５２の電極指の領域Ｓ′上の部位、並びに隣接するＩＤＴ電極４及び反射器電極５のＩＤＴ電極−反射器電極間領域Ｗの部位（反射器電極５のバスバー電極領域Ｂを除く）をエッチングして薄くする。これにより、図１０と同様に、ＩＤＴ電極４の電極指４２に、エッチングによる影響を与えることなく、一括して前述した領域の部位における保護膜６の膜厚を効率よく制御することができる。
【００６３】
以上に説明した弾性表面波素子の製造方法では、電極指交差領域Ｓにおいて、導体層３０を削ることにより、その厚みを調整していた。しかし、電極指非交差領域Ｒやバスバー電極領域Ｂにおいて導体層３０をさらに積層していくことにより、その厚みを厚くするように制御することも可能である。導体層３０の一部の厚みを厚くする方法として、Ａｌ又はＡｌより密度が大きい金属を電極指非交差領域Ｒやバスバー電極領域Ｂに成膜して積層していくとよい。
【００６４】
本発明の弾性表面波素子は、通信装置に適用することができる。
すなわち、受信回路又は送信回路の一方又は両方を備える通信装置において、本発明の弾性表面波素子を、これらの回路に含まれるバンドパスフィルタとして用いることができる。
前記送信回路は、例えば、送信信号をミキサでキャリア周波数にのせて、不要信号をバンドパスフィルタで減衰させ、その後、パワーアンプで送信信号を増幅して、デュプレクサを通ってアンテナより送信する回路である。前記受信回路は、受信信号をアンテナで受信し、デュプレクサを通った受信信号をローノイズアンプで増幅し、その後、バンドパスフィルタで不要信号を減衰して、ミキサでキャリア周波数から信号を分離し、この信号を取り出す回路である。
【００６５】
本発明の弾性表面波素子を採用すれば、感度が向上した優れた通信装置を提供できる。
以上で、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の実施は、前記の形態に限定されるものではない。例えば、今まで説明した例では、ＩＤＴ電極や反射器電極の電極指交差領域Ｓ上に保護膜６が形成されていたが、電極指交差領域Ｓ上に保護膜６が形成されていない構造を採用してもかまわない。その他、本発明の範囲内で種々の変更を施すことが可能である。
【実施例】
【００６６】
次に、本発明をより具体化した実施例について説明する。
＜作製＞
図５及び図７に示す弾性表面波素子を具体的に作製した。
図５に示す電極指のパターンを有するものを実施例１とし、図７に示すダミー電極を用いたものを実施例２とする。
【００６７】
実施例１，２ともに、38.7°ＹカットのＸ方向伝搬とするＬｉＴａＯ３単結晶の圧電基板１０上に、Ａｌ（99質量％）−Ｃｕ（１質量％）によるＩＤＴ電極２，３，４、反射器電極１，５の微細電極パターンを形成した。
パターン作製には、スパッタリング装置、縮小投影露光機（ステッパー）、及びＲＩＥ（Reactive Ion Etching）装置によりフォトリソグラフィを行った。
【００６８】
まず、圧電基板１０をアセトン・ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）等によって超音波洗浄し、有機成分を落とした。次に、クリーンオーブンによって充分に圧電基板１０の乾燥を行った後、電極の成膜を行った。電極の成膜にはスパッタリング装置を使用し、Ａｌ（99質量％）−Ｃｕ（１質量％）合金から成る材料を用いた。このときの電極膜厚は約0.15μｍとした。
【００６９】
次に、フォトレジストを約0.5μｍの厚みにスピンコートし、縮小投影露光装置（ステッパー）により、所望形状にパターニングを行い、現像装置にて不要部分のフォトレジストをアルカリ現像液で溶解させ、所望パターンを表出した後、ＲＩＥ装置により電極膜のエッチングを行い、パターニングを終了し、縦結合共振子型電極の電極パターンを得た。
この後、ＩＤＴ電極２，３，４及び反射器電極１，５の所定領域上に保護膜６を作製した。すなわち、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）装置により、電極パターン及び圧電基板１０上にＳｉＯ２を約1.0μｍの厚みに形成した。
【００７０】
その後、フォトリソグラフィによってフォトレジストのパターニングを行い、ＲＩＥ装置で保護膜の電極指交差領域Ｓ上の部位並びにＩＤＴ電極間領域ＵとＩＤＴ電極−反射器電極間領域Ｗの電極指間の領域の部位をエッチングして保護膜６の膜厚を薄くした。エッチング後の膜厚は、0.01μｍとした。また、同時にフリップチップ実装における電極パッド部分の保護膜６の窓開けも行った。
【００７１】
その後、スパッタリング装置を使用し、Ａｌを主体とする電極を成膜した。このときの電極膜厚は約1.0μｍとした。その後、フォトレジスト及び不要箇所のＡｌをリフトオフ法により同時に除去し、フリップチップ用バンプを形成するパッドを完成した。
次に、前記パッドにＡｕからなるフリップチップ用バンプを、バンプボンディング装置を使用し形成した。バンプの直径は約80μｍ、その高さは約30μｍであった。
【００７２】
次に、圧電基板１０をダイシング線に沿ってダイシング加工を施し、チップごとに分割した。その後、各チップをフリップチップ実装装置にて電極形成面を下面にして実装用基板に接着した。その後、Ｎ２雰囲気中でベーキングを行い、弾性表面波素子を完成した。パッケージは2.5×2.0ｍｍ角のセラミック製の積層構造のものを用いた。
比較用サンプルとして、図５に示すＩＤＴ電極２，３，４及び反射器電極１，５の微細電極パターンを形成するとともに、被覆する保護膜６の膜厚を0.01μｍと一定にした比較例も前記と同様な工程で作製を行った。
【００７３】
＜測定・評価＞
次に、本実施例における弾性表面波素子の特性測定を行った。
弾性表面波素子に0ｄＢｍの信号を入力し、周波数1760ＭＨｚ〜2160ＭＨｚ、測定ポイントを800ポイントの条件にて測定した。サンプル数は30個、測定機器はアジレント・テクノロジー社製マルチポート・ネットワークアナライザE5071Aである。
【００７４】
通過帯域近傍の挿入損失の周波数特性グラフを図１２、図１３に示す。
実施例１のフィルタ特性は、図１２の実線に示すように挿入損失は2.23ｄＢであり、リップル（通過帯域内の減衰量の極大値と極小値との差）は0.20ｄＢであり、非常に良好な特性を示した。一方、比較例のフィルタ特性は、図１２の破線に示すように、挿入損失が2.35ｄＢであり、リップルは0.30ｄＢであった。
【００７５】
また、図１３に、実施例２と比較例を対比した通過帯域近傍の周波数特性グラフ示す。
実施例２の挿入損失は、図１３の実線に示すように2.13ｄＢであり、リップルは、0.30ｄＢであった。実施例２の挿入損失は、実施例１の挿入損失と比べて減少しており、ダミー電極を付加することにより、さらに挿入損失を改善することができることが分かる。
このように本実施例では、フィルタ特性において挿入損失及びリップルを低減し、通過帯域の肩特性を向上させた弾性表面波素子を実現することができた。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の弾性表面波素子の電極及び保護膜の構造例を模式的に示す図であり、（ａ）は電極が形成された圧電基板の平面図、（ｂ）はＡ−Ａ線断面図である。
【図２】本発明の弾性表面波素子の電極及び保護膜の構造例における弾性表面波の音速分布を模式的に示す線図である。
【図３】従来の弾性表面波素子の電極構造における弾性表面波の音速分布を模式的に示す線図である。
【図４】本発明の弾性表面波素子の電極及び保護膜の構造例を模式的に示す平面図である。
【図５】本発明の弾性表面波素子の電極及び保護膜の構造例を模式的に示す平面図である。
【図６】本発明の弾性表面波素子の電極及び保護膜の構造例を模式的に示す平面図である。
【図７】本発明の弾性表面波素子の電極及び保護膜の構造例を模式的に示す図であり、（ａ）は電極が形成された圧電基板の平面図、（ｂ）はＡ−Ａ線断面図である。
【図８】本発明の弾性表面波素子の電極及び保護膜の構造例における弾性表面波の音速を模式的に示す線図である。
【図９】本発明の弾性表面波素子の電極及び保護膜の構造例を模式的に示す平面図である。
【図１０】（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ本発明の弾性表面波素子の製造方法の一例を示す工程毎の断面図である。
【図１１】（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ本発明の弾性表面波素子の製造方法の一例を示す工程毎の断面図である。
【図１２】実施例１における弾性表面波素子の通過帯域及びその近傍における挿入損失の周波数特性を示す線図である。
【図１３】実施例２における弾性表面波素子の通過帯域及びその近傍における挿入損失の周波数特性を示す線図である。
【図１４】従来の弾性表面波素子の電極構造例を模式的に示す図であり、（ａ）は電極構造の平面図、（ｂ）は電極位置と電極指ピッチとの関係を模式的に説明する線図である。
【図１５】従来の弾性表面波素子の電極構造例を模式的に示す平面図である。
【符号の説明】
【００７７】
１，５ 反射器電極
２，３，４ ＩＤＴ電極
６ 保護膜
１０ 圧電基板
１１ａ，１１ｂ，２１ａ，２１ｂ，３１ａ，３１ｂ，４１ａ，４１ｂ，５１ａ，５１ｂ バスバー電極
１２，２２ａ，２２ｂ，３２ａ，３２ｂ，４２ａ，４２ｂ，５２ 電極指
３３ａ，３３ｂ ダミー電極
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電基板と、
該圧電基板上に形成された、一対の平行バスバー電極、及び該各バスバー電極から延びて交互に噛み合わされた複数の電極指を含むＩＤＴ電極と、
該圧電基板上に形成された、前記ＩＤＴ電極の表面を被覆する保護膜とを備える弾性表面波素子であって、
前記電極指の先端とこれに対向するバスバー電極との間の電極指非交差領域における前記保護膜の厚み、及び前記バスバー電極上の前記保護膜の厚みが、前記一対のバスバー電極から延びた電極指同士が交差する電極指交差領域における前記保護膜の厚みよりも厚いことを特徴とする弾性表面波素子。
【請求項２】
複数の前記ＩＤＴ電極がそれらのバスバー電極を揃えて隣接して形成され、さらに前記保護膜が、隣接する前記ＩＤＴ電極のＩＤＴ電極間領域にわたって前記圧電基板上を被覆しており、前記ＩＤＴ電極間領域において、前記保護膜の、前記バスバー電極の延長部における厚みが前記バスバー電極の延長部以外の部分における厚みより厚くなっている請求項１に記載の弾性表面波素子。
【請求項３】
前記圧電基板上に、一対の平行バスバー電極及び該各バスバー電極から対向する前記バスバー電極へ接続される複数の電極指を含む反射器電極が、そのバスバー電極を前記ＩＤＴ電極の前記バスバー電極と揃えて前記ＩＤＴ電極に隣接して形成されているとともに、
前記保護膜が、隣接する前記ＩＤＴ電極と前記反射器電極との間のＩＤＴ電極−反射器電極間領域、並びに前記反射器電極の表面を被覆しており、
前記ＩＤＴ電極−反射器電極間領域のバスバー電極の延長部並びに前記反射器電極の前記バスバー電極上における前記保護膜の厚みが、前記ＩＤＴ電極−反射器電極間領域のバスバー電極の延長部以外の部分及び前記反射器電極の前記電極指の領域上における前記保護膜の厚みよりも厚くなっている請求項１又は請求項２に記載の弾性表面波素子。
【請求項４】
前記保護膜の厚みの厚い部分と薄い部分との厚みの比が１．５倍〜２０倍である請求項１から請求項３のいずれかに記載の弾性表面波素子。
【請求項５】
前記ＩＤＴ電極の一方の前記バスバー電極に形成された前記電極指の先端に対向するダミー電極が、他方の前記バスバー電極に形成されている請求項１から請求項４のいずれかに記載の弾性表面波素子。
【請求項６】
（ａ）圧電基板上に導体層を形成する工程と、
（ｂ）該導体層を一対の平行バスバー電極と該各バスバー電極から交互に噛み合うように延びた複数の電極指とを形成するようにパターニングしてＩＤＴ電極を形成する工程と、
（ｃ）前記ＩＤＴ電極上を保護膜で被覆する工程と、
（ｄ）前記保護膜の前記電極指交差領域上の部位をエッチングして薄くする工程とを具備していることを特徴とする弾性表面波素子の製造方法。
【請求項７】
前記工程（ｂ）は、バスバー電極同士を揃えて隣接した複数のＩＤＴ電極を形成する工程を含み、
前記工程（ｃ）は、隣接するＩＤＴ電極間領域の前記圧電基板上を保護膜で被覆する工程を含み、
前記工程（ｄ）は、隣接する前記ＩＤＴ電極間領域の前記電極指間の部位をエッチングして薄くする工程を含む、請求項６に記載の弾性表面波素子の製造方法。
【請求項８】
前記工程（ｂ）は、前記導体層を一対の平行バスバー電極と該各バスバー電極から対向する前記バスバー電極へ延びた複数の電極指とを形成するようにパターニングするとともに、そのバスバー電極を前記ＩＤＴ電極の前記バスバー電極と揃えて前記ＩＤＴ電極に隣接した反射器電極を形成する工程を含み、
前記工程（ｃ）は、前記反射器電極上並びに隣接する前記ＩＤＴ電極及び前記反射器電極間の前記圧電基板上を保護膜で被覆する工程を含み、
前記工程（ｄ）は、前記反射器電極の前記電極指の領域上の部位並びに隣接する前記ＩＤＴ電極及び前記反射器電極の前記電極指間の領域の部位をエッチングして薄くする工程を含む、請求項６又は請求項７に記載の弾性表面波素子の製造方法。
【請求項９】
受信回路及び／又は送信回路を含む通信装置であって、
請求項１記載の弾性表面波素子を、受信回路の回路部品及び／又は送信回路の回路部品に含む通信装置。
【請求項１】
圧電基板と、
該圧電基板上に形成された、一対の平行バスバー電極、及び該各バスバー電極から延びて交互に噛み合わされた複数の電極指を含むＩＤＴ電極と、
該圧電基板上に形成された、前記ＩＤＴ電極の表面を被覆する保護膜とを備える弾性表面波素子であって、
前記電極指の先端とこれに対向するバスバー電極との間の電極指非交差領域における前記保護膜の厚み、及び前記バスバー電極上の前記保護膜の厚みが、前記一対のバスバー電極から延びた電極指同士が交差する電極指交差領域における前記保護膜の厚みよりも厚いことを特徴とする弾性表面波素子。
【請求項２】
複数の前記ＩＤＴ電極がそれらのバスバー電極を揃えて隣接して形成され、さらに前記保護膜が、隣接する前記ＩＤＴ電極のＩＤＴ電極間領域にわたって前記圧電基板上を被覆しており、前記ＩＤＴ電極間領域において、前記保護膜の、前記バスバー電極の延長部における厚みが前記バスバー電極の延長部以外の部分における厚みより厚くなっている請求項１に記載の弾性表面波素子。
【請求項３】
前記圧電基板上に、一対の平行バスバー電極及び該各バスバー電極から対向する前記バスバー電極へ接続される複数の電極指を含む反射器電極が、そのバスバー電極を前記ＩＤＴ電極の前記バスバー電極と揃えて前記ＩＤＴ電極に隣接して形成されているとともに、
前記保護膜が、隣接する前記ＩＤＴ電極と前記反射器電極との間のＩＤＴ電極−反射器電極間領域、並びに前記反射器電極の表面を被覆しており、
前記ＩＤＴ電極−反射器電極間領域のバスバー電極の延長部並びに前記反射器電極の前記バスバー電極上における前記保護膜の厚みが、前記ＩＤＴ電極−反射器電極間領域のバスバー電極の延長部以外の部分及び前記反射器電極の前記電極指の領域上における前記保護膜の厚みよりも厚くなっている請求項１又は請求項２に記載の弾性表面波素子。
【請求項４】
前記保護膜の厚みの厚い部分と薄い部分との厚みの比が１．５倍〜２０倍である請求項１から請求項３のいずれかに記載の弾性表面波素子。
【請求項５】
前記ＩＤＴ電極の一方の前記バスバー電極に形成された前記電極指の先端に対向するダミー電極が、他方の前記バスバー電極に形成されている請求項１から請求項４のいずれかに記載の弾性表面波素子。
【請求項６】
（ａ）圧電基板上に導体層を形成する工程と、
（ｂ）該導体層を一対の平行バスバー電極と該各バスバー電極から交互に噛み合うように延びた複数の電極指とを形成するようにパターニングしてＩＤＴ電極を形成する工程と、
（ｃ）前記ＩＤＴ電極上を保護膜で被覆する工程と、
（ｄ）前記保護膜の前記電極指交差領域上の部位をエッチングして薄くする工程とを具備していることを特徴とする弾性表面波素子の製造方法。
【請求項７】
前記工程（ｂ）は、バスバー電極同士を揃えて隣接した複数のＩＤＴ電極を形成する工程を含み、
前記工程（ｃ）は、隣接するＩＤＴ電極間領域の前記圧電基板上を保護膜で被覆する工程を含み、
前記工程（ｄ）は、隣接する前記ＩＤＴ電極間領域の前記電極指間の部位をエッチングして薄くする工程を含む、請求項６に記載の弾性表面波素子の製造方法。
【請求項８】
前記工程（ｂ）は、前記導体層を一対の平行バスバー電極と該各バスバー電極から対向する前記バスバー電極へ延びた複数の電極指とを形成するようにパターニングするとともに、そのバスバー電極を前記ＩＤＴ電極の前記バスバー電極と揃えて前記ＩＤＴ電極に隣接した反射器電極を形成する工程を含み、
前記工程（ｃ）は、前記反射器電極上並びに隣接する前記ＩＤＴ電極及び前記反射器電極間の前記圧電基板上を保護膜で被覆する工程を含み、
前記工程（ｄ）は、前記反射器電極の前記電極指の領域上の部位並びに隣接する前記ＩＤＴ電極及び前記反射器電極の前記電極指間の領域の部位をエッチングして薄くする工程を含む、請求項６又は請求項７に記載の弾性表面波素子の製造方法。
【請求項９】
受信回路及び／又は送信回路を含む通信装置であって、
請求項１記載の弾性表面波素子を、受信回路の回路部品及び／又は送信回路の回路部品に含む通信装置。
【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】
【公開番号】特開２００７−１１０３４２（Ｐ２００７−１１０３４２Ａ）
【公開日】平成１９年４月２６日（２００７．４．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２９８０７０（Ｐ２００５−２９８０７０）
【出願日】平成１７年１０月１２日（２００５．１０．１２）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年４月２６日（２００７．４．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１０月１２日（２００５．１０．１２）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
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