弾性表面波素子片および弾性表面波デバイス
【課題】通過帯域の近傍における減衰量をさらに改善をする。
【解決手段】弾性表面波素子片は、圧電基板の弾性表面波の伝播方向に沿って複数のすだれ状電極からなるＩＤＴが設けてある。少なくとも１つのＩＤＴ１４は、弾性表面波の反射を生ずるシングル電極セル３０と、弾性表面波の反射を生じないダブル電極セル３２とを混在させて形成してある。また、シングル電極セル３０における共振周波数ｆ１と、反射を生じないダブル電極セルにおける共振周波数ｆ２とが異ならせてある。
【解決手段】弾性表面波素子片は、圧電基板の弾性表面波の伝播方向に沿って複数のすだれ状電極からなるＩＤＴが設けてある。少なくとも１つのＩＤＴ１４は、弾性表面波の反射を生ずるシングル電極セル３０と、弾性表面波の反射を生じないダブル電極セル３２とを混在させて形成してある。また、シングル電極セル３０における共振周波数ｆ１と、反射を生じないダブル電極セルにおける共振周波数ｆ２とが異ならせてある。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、すだれ状電極によって圧電基板に弾性表面波を励振する弾性表面波素子片に係り、特に弾性表面波の伝播方向に複数のすだれ状電極と、すだれ状電極を挟んで設けた反射器とを有する弾性表面波素子片および弾性表面波デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
水晶などの圧電基板に生成した弾性表面波（Surface Acoustic Wave：ＳＡＷ）を利用
した弾性表面波フィルタは、高周波に対応可能であるとともに、小型で量産性に優れており、携帯電話機をはじめとして各種電子機器に採用されている。弾性表面波フィルタには、圧電基板に設けたすだれ状電極からなるＩＤＴ（Interdigital Transducer）を挟んで
格子状の反射器を有する共振子型の弾性表面波素子片を用いたものと、反射器を備えていないトランスバーサル型の弾性表面波素子片を用いたものとがある。
【０００３】
トランスバーサル型の弾性表面波素子片は、一般に挿入損失が大きく、また弾性表面波デバイスであるフィルタにした場合に、パッケージサイズが大きくなる欠点がある。これに対して、共振型の弾性表面波素子片は、ＩＤＴを挟んで設けた反射器が圧電基板を伝播してくる弾性表面波をＩＤＴ側に反射し、ＩＤＴの部分に弾性表面波のエネルギーを閉じ込めるために挿入損失が小さく、弾性表面波デバイスの小型化を図ることができる。しかも、共振型弾性表面波素子片は、反射器で弾性表面波を反射して圧電基板に定在波を発生させるため、通過帯域の狭帯域化を図ることができる。特に、弾性表面波の伝播方向に沿って一対のＩＤＴを近接配置した二重モードフィルタ（ＤＭＳフィルタ）などに用いる弾性表面波素子片は、狭帯域のフィルタを実現することができる。そして、このような弾性表面波素子片は、ＲＦフィルタ、デュープレクサ、ＩＦフィルタ等に利用されている。
【０００４】
ところで、通常のＩＤＴは、弾性表面波の１波長内に一対の電極指を有するいわゆるシングル電極構造に形成されており、弾性表面波の反射を生ずる。このため、ＩＤＴ内の弾性表面波の反射に基づいて不要な共振モードを生じ、通過帯域外にスプリアスが発生し、通過帯域外における減衰量が劣化する。そこで、特許文献１には、弾性表面波の１波長の中に一対の電極指をもつシングル電極と、１波長の中に二対の電極指をもつダブル電極とをＩＤＴ中に混在させ、通過帯域外減衰量の劣化を改善している。
【特許文献１】特開昭５８−１５６２１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載の弾性表面波素子片は、一対のＩＤＴをシングル電極のみで形成した場合に比較して、通過帯域外の減衰量を改善することができる。しかし、ＩＤＴをシングル電極とダブル電極とを混在させて形成しただけでは、減衰量の改善が充分でなく、近年、ますます強まっている表面弾性波デバイスの高精度化の要求を満足させることができない。
【０００６】
本発明は、前記従来技術の欠点を解消するためになされたもので、通過帯域の近傍における減衰量をさらに改善をすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明に係る弾性表面波素子片は、圧電基板の弾性表面波の伝播方向に沿って複数のすだれ状電極が設けてある弾性表面波素子片であって、少なくとも１つの前記すだれ状電極は、前記弾性表面波の反射を生ずる電極セルと、前記弾性
表面波の反射を生じない電極セルとを混在させるとともに、前記反射を生ずる電極セルの共振周波数ｆ１と、前記反射を生じない電極セルの共振周波数ｆ２とを異ならせた、ことを特徴としている。
【０００８】
このようになっている本発明に係る弾性表面波素子片は、すだれ状電極からなるＩＤＴを弾性表面波の反射を生じる電極セルと、弾性表面波の反射を生じない電極セルとを混在させたことによりＩＤＴ内における反射の影響を弱めることができる。しかも、反射を生ずる電極セルの共振周波数ｆ１と、反射を生じない電極セルの共振周波数ｆ２とを異ならせたことにより、圧電基板には、両共振周波数を合成した弾性表面波が励振されるため、通過帯域外における減衰量を大きく改善することができる。
【０００９】
なお、ＩＤＴであるすだれ状電極内における反射を生ずる電極セルと反射を生じない電極セルとの配置は、この弾性表面波素子片を用いる弾性表面波デバイス（例えば、フィルタ）の仕様、特性、用途などを考慮してシミュレーションなどにより求める。なお、反射を生ずる電極セルの代表的な構造として、弾性表面波の１波長内に一対の電極指を有する、いわゆるシングル電極を挙げることができる。また、反射を生じない電極セルの代表的な構造として、弾性表面波の１波長中に二対の電極指を有する、いわゆるダブル電極を挙げることができる。
【００１０】
反射を生ずる電極セルのセル長をλ１、反射を生ずる電極セルにおける弾性表面波の位相速度をＶ１、反射を生じない電極セルのセル長をλ２、反射を生じない電極セルにおける弾性表面波の位相速度をＶ２としたときに、
【数１】
であって、かつ
【数２】
を満足するように、前記セル長λ１、λ２を設定することができる。
【００１１】
反射を生ずる電極セルの共振周波数ｆ１と、反射を生じない電極セルの共振周波数ｆ２とを異ならせるためには、各電極セルのセル長（弾性表面波の伝播方向の長さ）を変えることによって、容易に実現することができる。この場合、反射を生ずる電極セルの部分における弾性表面波の位相速度Ｖ１と、反射を生じない電極セルの部分における弾性表面波の位相速度Ｖ２とを考慮する。共振周波数を変える場合、電極セルにおけるメタライズ比（電極指の幅）を変えて行なうこともできる。
【００１２】
反射を生ずる電極セルにおける弾性表面波の反射が正の場合は、ｆ１＞ｆ２にするとよい。ここで、特許３２６６８４６号公報によると、３６゜回転ＹカットＸ伝搬のＬｉＴａＯ３（タンタル酸リチウム：ＬＴ）基板上に正規型ＩＤＴ電極指（シングル電極）を多数ならべた周期構造ではストップバンド（反射帯域）下端の定在波が強勢に励振されることを示している。そして、この場合において、シングル電極を構成する複数の電極によって生じる複数の反射の空間的な中心位置を反射中心と呼び、その反射中心の位置について述べている。また、このストップバンド下端の定在波を利用したフィルタにおいては、通過帯域近傍の高域側の減衰傾度が劣化する、「だれ特性」を生じることが述べられている。本願発明においては、このようにストップバンド下端の定在波が強勢に励振され、その定在波を利用する場合を便宜的に弾性表面波の反射が正の場合であると呼ぶ。電極セルにおける弾性表面波の反射の状態は、圧電基板の特性と電極構造（電極を形成している金属）によって異なる。例えば、圧電基板がタンタル酸リチウム（ＬＴ）であって、すだれ状電
極を銀（Ａｇ）や銅（Ｃｕ）、アルミニウム（アルミニウムの合金を含む）などで形成した場合、シングル状電極およびダブル電極における弾性表面波の反射は正となる。圧電基板がＳＴカット水晶板や四ホウ酸リチウム（ＬＢＯ）であって、シングル状電極およびダブル電極をアルミニウム（アルミニウムの合金を含む）で形成した場合も同様である。
【００１３】
また、前記特許３２６６８４６号公報では、反射が正の場合と比べ、反射中心の空間的位相がπだけ異なるとき、ストップバンド上端の定在波が強勢に励振され、その定在波を利用したフィルタは通過帯域近傍の低域側の減衰傾度が劣化することが述べられている。そして、そのような反射の状態を生じる電極を反射反転電極と呼んでいる。本願発明においては、このようにストップバンド上端の定在波が強勢に励振され、その定在波を利用する場合を便宜的に弾性表面波の反射が負の場合であると呼ぶ。圧電基板が水晶であって、すだれ状電極を金（Ａｕ）で形成した場合、すだれ状電極における弾性表面波の反射は負となる。
【００１４】
そして、すだれ状電極における弾性表面波の反射が正である場合、すだれ状電極における反射に基づくスプリアスが通過帯域の高域側近傍に現れる。したがって、この場合、ｆ１＞ｆ２となるように、反射を生ずる電極セルと反射を生じない電極セルとの共振周波数ｆ１、ｆ２を設定する。これに対して、すだれ状電極における弾性表面波の反射が負となる場合、すだれ状電極における反射に基づくスプリアスが通過帯域の低域側近傍に現れる。したがって、この場合、ｆ１＜ｆ２となるように、反射を生ずる電極セルと反射を生じない電極セルとの共振周波数を設定する。なお、ｆ１＞ｆ２となるように電極セルを形成した場合、
【数３】
を満たすように、各電極セルを形成する。（ｆ２／ｆ１）が０．９より小さくなると、減衰量が低下（ｄＢの値が小さく）する傾向にあるとともに、挿入損失が大きくなる傾向にある。したがって、（ｆ２／ｆ１）は、０．９以上であることが望ましい。
【００１５】
本発明に係る弾性表面波デバイスは、上記したいずれかの弾性表面波素子片を備えていることを特徴としている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明に係る弾性表面波素子片および弾性表面波デバイスの好ましい実施の形態を、添付図面に従って詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る弾性表面波素子片の概略を示す平面図である。この実施形態に係る弾性表面波素子片１０は、２ＩＤＴ型縦ＤＭＳ素子片であって、平面視矩形状の圧電基板１２の中央部に、すだれ状電極からなる一対のＩＤＴ１４、１６が設けてある。ＩＤＴ１４、１６は、圧電基板１２の弾性表面波の伝播方向に沿って近接させて配置してある。ＩＤＴ１４は、一対の櫛型電極１８（１８ａ、１８ｂ）からなっている。各櫛型電極１８は、櫛歯に相当する複数の電極指２０（２０ａ、２０ｂ）とバスバー２２（２２ａ、２２ｂ）とからなり、電極指２０の一端がバスバー２２に接続してある。そして、ＩＤＴ１４は、各櫛型電極１８の電極指２０が相互に噛み合うように配置してあり、すだれ状に形成してある。
【００１７】
他方のＩＤＴ１６は、一対の櫛型電極２４（２４ａ、２４ｂ）からなっている。各櫛型電極２４は、櫛型電極１８と同様に、それぞれ複数の電極指２０（２０ａ、２０ｂ）とバスバー２２とから形成してあり、電極指２０の一端がバスバー２２に接続してある。そして、ＩＤＴ１６は、ＩＤＴ１４と同様に、すだれ状に形成してある。
【００１８】
これらのＩＤＴ１４、１６は、いずれか一方（例えば、ＩＤＴ１４）が入力側となっていて、櫛型電極１８ａ、１８ｂとの間に信号電圧が印加され、圧電基板１２の表面部に所定周波数の弾性波（弾性表面波）を励振する。他方のＩＤＴ１６は、出力側となっていて、圧電基板１２を伝播してきた弾性表面波の振幅に比例した電圧を櫛型電極２４ａ、２４ｂ間で得られる。また、弾性表面波素子片１０は、圧電基板１２の弾性表面波の伝播方向に沿ったＩＤＴ１４、１６の外側に、ＩＤＴ１４、１６を挟んで一対の反射器２６（２６ａ、２６ｂ）が設けてある。各反射器２６は、ＩＤＴ１４、１６の電極指２０と平行に形成した複数の導体ストリップ２８を有し、格子状をなしている。反射器２６は、圧電基板１２を伝播してきた弾性表面波をＩＤＴ側に反射する。このようになっている弾性表面波素子片１０は、ＲＦフィルタ、デュープレクサ、ＩＦフィルタ等の弾性表面波デバイスとして利用される。
【００１９】
弾性表面波素子片１０は、圧電基板１２が例えば３８．７°回転ＹカットＸ伝搬のＬＴ板からなっていて、ＩＤＴ１４、１６および反射器２６がアルミニウムまたはアルミニウム合金から形成してある。ＩＤＴ１４、１６と反射器２６は、アルミニウムまたはアルミニウム合金の薄膜を圧電基板（ウエハ）の表面にスパッタリングや真空蒸着などで成膜し、成膜した薄膜をフォトエッチングして形成してある。
【００２０】
各ＩＤＴ１４、１６は、実施形態の場合、図２にＩＤＴ１４を例にして示したように、弾性表面波の１波長中に一対の電極指２０（２０Ａ）を含むいわゆるシングル電極（ソリッド電極）の電極セル（シングル電極セル）３０と、弾性表面波の１波長中に二対の電極指２０（２０Ｂ）を含むいわゆるダブル電極（スプリット電極）の電極セル（ダブル電極セル）３２とを混在させて形成してある。シングル電極セル３０は、弾性表面波の伝播方向に沿った長さ、すなわちセル長がλ１となっていて、図３（１）のように形成してあり、弾性表面波を反射する。また、ダブル電極セル３２は、セル長がλ２であって、図３（２）のように形成してあり、弾性表面波の反射を生じない。
【００２１】
すなわち、シングル電極セル３０は、電極指２０Ａａ、２０Ａｂの中心間距離がλ１／２となっていて、各電極指２０Ａの一端が対応するバスバー２２に接続してある。また、シングル電極セル３０は、セルの端となるバスバー２２の端と、この端に近い電極指２０Ａの中心との距離がλ１／４となっている。そして、電極指２０Ａａ、２０Ａｂは、バスバー２２ａ、２２ｂを介して両者間に印加される信号電圧により、圧電基板１２に弾性表面波を励振できるとともに、電極指２０Ａの幅方向端部において弾性表面波を反射する。そして、弾性表面波素子片１０は、実施形態の場合、圧電基板１２が３８．７°回転ＹカットＸ伝搬のＬＴ板によって形成してあり、ＩＤＴ１４、１６がアルミニウムによって形成してある。このため、シングル電極セル３０における弾性表面波の反射は、正となる。
【００２２】
ダブル電極セル３２は、図３（２）に示したように、隣接する２本の電極指２０Ｂａ、２０Ｂｂの一端がバスバー２２ａに接続してあり、他の隣接する２本の電極指２０Ｂｃ、２０Ｂｄの一端がバスバー２２ｂに接続してある。ダブル電極セル３２は、セルの端となるバスバー２２の端と、この端に近い電極指２０Ｂの中心との距離がλ２／８となっている。この電極セル３２は、圧電基板１２に弾性表面波の励振が可能であって、実質的に弾性表面波の反射を生じない。すなわち、ダブル電極セル３２の各電極指２０Ｂは、弾性表面波に対して９０°ずつ位相をずらせて配置してあり、各電極指２０Ｂの幅方向端部において反射された弾性表面波の位相が１８０°ずれ、相互に打ち消し合って実質的に反射を生じない。
【００２３】
前記したように、シングル電極セル３０は、弾性表面波の正の反射を生ずる。このため、シングル電極セル３０の部分における共振周波数をｆ１、ダブル電極セル３２の部分における共振周波数をｆ２とした場合に、ｆ１＞ｆ２となるように電極セル３０、３２を形
成している。また、シングル電極セル３０のセル長λ１とダブル電極セル３２のセル長λ２とは、シングル電極セル３０の部分における弾性表面波の位相速度をＶ１、ダブル電極セル３２の部分における弾性表面波の位相速度をＶ２とした場合に、
【数４】
であって、かつ、
【数５】
を満たすようにλ１とλ２とが設定してある。
【００２４】
なお、ＩＤＴ１４に混在させたシングル電極セル３０とダブル電極セル３２との数、配置状態は、弾性表面波素子片１０を用いた弾性表面波デバイスの仕様、特性、使用目的によって異なる。このため、シングル電極セル３０とダブル電極セル３２との数、配置状態は、弾性表面波デバイスの仕様、特性、使用目的に対して最適となるようにコンピュータによるシミュレーションによって定める。また、ＩＤＴ１６は、実施形態の場合、ＩＤＴ１４と同様に、シングル電極セル３０とダブル電極セル３２とが混在させてある。そして、このＩＤＴ１６においても、シングル電極セル３０の共振周波数ｆ１、セル長λ１と、ダブル電極セル３２の共振周波数ｆ２、セル長λ２との関係は、ＩＤＴ１４と同様に設定してある。ただし、ＩＤＴ１４、１６間におけるシングル電極セル３０とダブル電極セル３２との数、配置状態は、同一でも、対象でもなく、コンピュータによるシミュレーションによって、最適となるように定めている。なお、ＩＤＴ１４、１６のいずれか一方のみを、シングル電極セル３０とダブル電極セル３２とを混在させて形成し、いずれか他方をシングル電極のみで形成してもよい。
【００２５】
図４は、このように形成した実施形態の弾性表面波素子片１０を用いて縦ＤＭＳフィルタを形成したときの、周波数特性を示したものである。図４は、横軸がＭＨｚで示した中心周波数に対する周波数偏差であり、縦軸が減衰量をｄＢで示している。なお、中心周波数は、約１００ＭＨｚである。そして、ダブル電極セル３２の共振周波数ｆ２とシングル電極セル３０の共振周波数ｆ１との比ｆ２／ｆ１は、０．９２６にしてある。また、比較のために、（ｆ２／ｆ１）＝１．００の場合の、シングル電極セル３０とダブル電極セル３２の数と配置とを最適となるようにした同じ縦ＤＭＳフィルタの特性図を図５に示した。
【００２６】
（ｆ２／ｆ１）＝１．００とした従来例の場合、図５にＡとして示されているように、中心周波数の高域側、中心周波数から３〜４ＭＨｚ離れたところに、ＩＤＴ内における反射に基づいたスプリアスが生じ、この部分における減衰量は２２〜２３ｄＢである。これに対して、（ｆ２／ｆ１）＝０．９２６とした実施形態の場合、図５のＡに相当する部分のスプリアスをなくせ、減衰量を３０ｄＢ程度にすることができる。
【００２７】
また、中心周波数が約１００ＭＨｚの実施形態に係る弾性表面波素子片１０を用いてＤＭＳフィルタを形成し、ｆ２／ｆ１の値を種々変えて減衰量と挿入損失とを求めた。その結果を図６と図７とに示した。図６は、横軸がｆ２／ｆ１の値であり、縦軸が図５のＡに相当する部分のｄＢで示した減衰量である。そして、図７は、横軸がｆ２／ｆ１の値、縦軸がＤＭＳフィルタのｄＢで示した挿入損失である。
【００２８】
図６より、（ｆ２／ｆ１）＝１．００とした従来例に対して、ｆ１＞ｆ２とすることで減衰量が改善されることがわかる。また、図６、図７から、（ｆ２／ｆ１）が０．９より小さくなると、減衰量が低下（ｄＢの値が小さく）する傾向にあるとともに、挿入損失が
大きくなる傾向にある。したがって、（ｆ２／ｆ１）は、０．９以上であることが望ましい。ｆ１＞ｆ２を実現するには、λ１とλ２とを調整する手法と、ＩＤＴのメタライズ比を調整する手法がある。Ｖ１＝Ｖ２の場合、ｆ１＝Ｖ１／λ１、ｆ２＝Ｖ２／λ２であることから、λ１＜λ２とすることでもｆ１＞ｆ２を実現することができる。
【００２９】
なお、前記実施形態は、本発明の一態様であって、前記実施形態に限定されるものではない。例えば、前記実施形態においては、ＩＤＴ１４、１６を、圧電基板１２を励振するシングル電極セル３０とダブル電極セル３２とだけで形成した場合について説明したが、これらの電極セル３０、３２に加えて、圧電基板１２を励振しないように形成した電極セルを混在させてもよい。また、前記実施形態においては、圧電基板１２が３８．７°回転ＹカットＸ伝搬のＬＴ板である場合について説明したが、圧電基板はＬＴやＬＢＯなどであってもよい。
【００３０】
そして、前記実施形態においては、シングル電極セル３０において弾性表面波の反射が正となる場合について説明したが、例えば圧電基板が水晶であって、ＩＤＴがＡｕで形成した場合のように、弾性表面波の反射が負になるようなとき、（ｆ２／ｆ１）＞１となるように弾性表面波の反射を生ずる電極セルと弾性表面波の反射を生じない電極セルとを形成する。すなわち、弾性表面波の反射を生じない電極セルの共振周波数ｆ２を、弾性表面波の反射を生ずる電極セル共振周波数ｆ１より高くする。そして、前記実施形態においては、電極セルの長さを変えてシングル電極セル３０とダブル電極セル３２との弾性表面波の共振周波数ｆ１、ｆ２を異ならせる場合について説明したが、ＩＤＴのメタライズ比（電極指の幅）を変えて共振周波数を異ならせるようにしてもよい。
【００３１】
図８は、弾性表面波の反射を生じ、かつ、圧電基板１２を励振しない電極セルの例を示したものである。また、図９は、弾性表面波の反射を生じず、かつ、圧電基板１２を励振しない電極セルの例を示したものである。
【００３２】
図８（１）に示した電極セル３０ｂは、弾性表面波の１波長の内に２本の電極指２０Ａ（２０Ａａ、２０Ａｂ）を備えている。しかし、これらの電極指２０Ａは、バスバー２２ａ、２２ｂのいずれにも接続されておらず、電気的に浮いた状態に形成される。ただし、一対の電極指２０Ａは、一端がショートバー３４によって相互に接続してショート状態となっており、電極指２０Ａａと電極指２０Ａｂとは、同電位に保持される。電極セル３０ｂは、セル長がλ１であって、一対の電極指２０Ａの中心間距離がλ１／２となっており、セルの端となるバスバー２２の端と、この端に近い電極指２０Ａの中心との距離がλ１／４にしてある。このように形成した電極セル３０ｂは、電気的に浮いているため、圧電基板１２を励振しない。ただし、シングル電極セル３０と同様に、弾性表面波の反射を生ずる。なお、電極セル３０ｂは、各電極指を相互に接続する場合、図８の下側端部または電極指の長手方向中央部など、任意の位置で相互に接続してもよいし、各電極指の長手方向両端部を相互に接続してもよい。
【００３３】
図８（２）に示した電極セル３０ｃは、電極指２０Ａａ、２０Ａｂがいずれのバスバー２２にも接続されておらず、また相互に独立して形成してある。すなわち、一対の電極指２０Ａは、電気的に浮いていてオープンとなっており、弾性表面波を励振することがなく、弾性表面波の反射のみを生ずる。また、電極指２０Ａａ、２０Ａｂは、圧電基板１２を伝播する弾性表面波によって相互に異なった電位となる。
【００３４】
図８（３）に示した電極セル３０ｄは、一対の電極指２０Ａの一端がバスバー２２ａ、２２ｂのいずれか一方の同じバスバー、例えばバスバー２２ａに接続してある。これにより、電極セル３０ｄの電極指２０Ａａ、２０Ａｂは、同電位に保持されるため図８（１）に示した電極セル３０ｂ同様に、弾性表面波を励振せずに反射のみを生ずる。なお、実施
形態の弾性表面波素子片１０を用いた弾性表面波デバイスにおいて、ＩＤＴ１４、１６に図８（３）の電極セル３０ｄを混在させる場合、終端が不平衡であるとき、バスバー２２ａをグランド側に接続することが望ましい。また、終端が平衡である場合において、圧電基板を励振しない電極セルを混在させるとき、図８（３）の電極セルを用いずに図８（１）の電極セル３０ｂまたは図８（２）の電極セル３０ｃを用いることが望ましい。
【００３５】
図９は、弾性表面波の反射を生ぜず、圧電基板１２を励振しない電極セルの例を示したものである。図９（１）に示した電極セル３２ｂは、セル長がλ２となっていて、弾性表面波の１波長内に４本の電極指２０Ｂ（２０Ｂａ〜２０Ｂｄ）を有している。これらの電極指２０Ｂは、バスバー２２ａ、２２ｂのいずれにも接続されておらず、一端がショートバー３６によって相互に接続してあり、ショート状態となっていて同電位に保持されている。そして、電極セル３２ｂは、各電極指２０Ｂの中心間距離がλ２／４となっていて、セルの端となるバスバー２２の端と、この端に近い電極指２０Ｂの中心との距離がλ２／８にしてある。また、各電極指２０Ｂは、弾性表面波に対して位相が相互に９０°ずれている。このため、電極セル３２ｂは、弾性表面波を励振せず、反射も生じない中性領域を形成する。なお、電極セル３２ｂは、各電極指を相互に接続する場合、図９の下側端部または電極指の長手方向中央部など、任意の位置で相互に接続してもよいし、各電極指の長手方向両端部を相互に接続してもよい。
【００３６】
図９（２）に示した電極セル３２ｃは、各電極指２０Ｂがバスバー２２に接続されておらず、電気的に浮いている。また、電極セル３２ｃの各電極指２０ｂは、相互に独立してオープンとなっており、伝播する弾性表面波によって異なる電位となる。したがって、電極セル３２ｃは、圧電基板１２に弾性表面波を励振せず、また弾性表面波の反射も生じない。図９（３）に示した電極セル３２ｄは、４本の電極指２０Ｂの一端をバスバー２２ａ、２２ｂのいずれか一方の同じバスバーに接続し、各電極指２０Ｂを同じ電位にしている。これにより、電極セル３２ｄは、電極セル３２ｂ同様に、圧電基板１２に弾性表面波を励振せず、弾性表面波の反射も生じない。
【００３７】
図１０は、圧電基板１２を励振しない電極セルを混在させたＩＤＴの例を示したものである。このようなＩＤＴ４０においても、混在させる電極セルの種類、数、配置は、弾性表面波デバイスの仕様、特性などを考慮してコンピュータにより最適になるように求める。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施の形態に係る弾性表面波素子片の概略を示す平面図である。
【図２】実施の形態に係るＩＤＴの構成例を示す平面図である。
【図３】実施の形態に係るシングル電極セルとダブル電極セルとの詳細図である。
【図４】実施の形態に係る縦ＤＭＳフィルタの特性図である。
【図５】従来の縦ＤＭＳフィルタの特性図である。
【図６】実施形態に係るＤＭＳフィルタのｆ２／ｆ１の値と減衰量との関係を示す図である。
【図７】実施の形態に係るＤＭＳフィルタのｆ２／ｆ１の値と挿入損失との関係を示す図である。
【図８】実施の形態に係る弾性表面波の反射を生じ、圧電基板を励振しない電極セルの例を示す図である。
【図９】実施の形態に係る弾性表面波の反射を生ぜず、圧電基板を励振しない電極セルの例を示す図である。
【図１０】圧電基板を励振しない電極セルを混在させた実施の形態に係るＩＤＴの例を示す図である。
【符号の説明】
【００３９】
１０………弾性表面波素子片、１２………圧電基板、１４、１６………すだれ状電極（ＩＤＴ）、２０ａ、２０ｂ………電極指、２６ａ、２６ｂ………反射器、３０………シングル電極セル、３２………ダブル電極セル、３０ｂ〜３０ｄ………電極セル、３２ｂ〜３２ｄ………電極セル。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、すだれ状電極によって圧電基板に弾性表面波を励振する弾性表面波素子片に係り、特に弾性表面波の伝播方向に複数のすだれ状電極と、すだれ状電極を挟んで設けた反射器とを有する弾性表面波素子片および弾性表面波デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
水晶などの圧電基板に生成した弾性表面波（Surface Acoustic Wave：ＳＡＷ）を利用
した弾性表面波フィルタは、高周波に対応可能であるとともに、小型で量産性に優れており、携帯電話機をはじめとして各種電子機器に採用されている。弾性表面波フィルタには、圧電基板に設けたすだれ状電極からなるＩＤＴ（Interdigital Transducer）を挟んで
格子状の反射器を有する共振子型の弾性表面波素子片を用いたものと、反射器を備えていないトランスバーサル型の弾性表面波素子片を用いたものとがある。
【０００３】
トランスバーサル型の弾性表面波素子片は、一般に挿入損失が大きく、また弾性表面波デバイスであるフィルタにした場合に、パッケージサイズが大きくなる欠点がある。これに対して、共振型の弾性表面波素子片は、ＩＤＴを挟んで設けた反射器が圧電基板を伝播してくる弾性表面波をＩＤＴ側に反射し、ＩＤＴの部分に弾性表面波のエネルギーを閉じ込めるために挿入損失が小さく、弾性表面波デバイスの小型化を図ることができる。しかも、共振型弾性表面波素子片は、反射器で弾性表面波を反射して圧電基板に定在波を発生させるため、通過帯域の狭帯域化を図ることができる。特に、弾性表面波の伝播方向に沿って一対のＩＤＴを近接配置した二重モードフィルタ（ＤＭＳフィルタ）などに用いる弾性表面波素子片は、狭帯域のフィルタを実現することができる。そして、このような弾性表面波素子片は、ＲＦフィルタ、デュープレクサ、ＩＦフィルタ等に利用されている。
【０００４】
ところで、通常のＩＤＴは、弾性表面波の１波長内に一対の電極指を有するいわゆるシングル電極構造に形成されており、弾性表面波の反射を生ずる。このため、ＩＤＴ内の弾性表面波の反射に基づいて不要な共振モードを生じ、通過帯域外にスプリアスが発生し、通過帯域外における減衰量が劣化する。そこで、特許文献１には、弾性表面波の１波長の中に一対の電極指をもつシングル電極と、１波長の中に二対の電極指をもつダブル電極とをＩＤＴ中に混在させ、通過帯域外減衰量の劣化を改善している。
【特許文献１】特開昭５８−１５６２１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載の弾性表面波素子片は、一対のＩＤＴをシングル電極のみで形成した場合に比較して、通過帯域外の減衰量を改善することができる。しかし、ＩＤＴをシングル電極とダブル電極とを混在させて形成しただけでは、減衰量の改善が充分でなく、近年、ますます強まっている表面弾性波デバイスの高精度化の要求を満足させることができない。
【０００６】
本発明は、前記従来技術の欠点を解消するためになされたもので、通過帯域の近傍における減衰量をさらに改善をすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明に係る弾性表面波素子片は、圧電基板の弾性表面波の伝播方向に沿って複数のすだれ状電極が設けてある弾性表面波素子片であって、少なくとも１つの前記すだれ状電極は、前記弾性表面波の反射を生ずる電極セルと、前記弾性
表面波の反射を生じない電極セルとを混在させるとともに、前記反射を生ずる電極セルの共振周波数ｆ１と、前記反射を生じない電極セルの共振周波数ｆ２とを異ならせた、ことを特徴としている。
【０００８】
このようになっている本発明に係る弾性表面波素子片は、すだれ状電極からなるＩＤＴを弾性表面波の反射を生じる電極セルと、弾性表面波の反射を生じない電極セルとを混在させたことによりＩＤＴ内における反射の影響を弱めることができる。しかも、反射を生ずる電極セルの共振周波数ｆ１と、反射を生じない電極セルの共振周波数ｆ２とを異ならせたことにより、圧電基板には、両共振周波数を合成した弾性表面波が励振されるため、通過帯域外における減衰量を大きく改善することができる。
【０００９】
なお、ＩＤＴであるすだれ状電極内における反射を生ずる電極セルと反射を生じない電極セルとの配置は、この弾性表面波素子片を用いる弾性表面波デバイス（例えば、フィルタ）の仕様、特性、用途などを考慮してシミュレーションなどにより求める。なお、反射を生ずる電極セルの代表的な構造として、弾性表面波の１波長内に一対の電極指を有する、いわゆるシングル電極を挙げることができる。また、反射を生じない電極セルの代表的な構造として、弾性表面波の１波長中に二対の電極指を有する、いわゆるダブル電極を挙げることができる。
【００１０】
反射を生ずる電極セルのセル長をλ１、反射を生ずる電極セルにおける弾性表面波の位相速度をＶ１、反射を生じない電極セルのセル長をλ２、反射を生じない電極セルにおける弾性表面波の位相速度をＶ２としたときに、
【数１】
であって、かつ
【数２】
を満足するように、前記セル長λ１、λ２を設定することができる。
【００１１】
反射を生ずる電極セルの共振周波数ｆ１と、反射を生じない電極セルの共振周波数ｆ２とを異ならせるためには、各電極セルのセル長（弾性表面波の伝播方向の長さ）を変えることによって、容易に実現することができる。この場合、反射を生ずる電極セルの部分における弾性表面波の位相速度Ｖ１と、反射を生じない電極セルの部分における弾性表面波の位相速度Ｖ２とを考慮する。共振周波数を変える場合、電極セルにおけるメタライズ比（電極指の幅）を変えて行なうこともできる。
【００１２】
反射を生ずる電極セルにおける弾性表面波の反射が正の場合は、ｆ１＞ｆ２にするとよい。ここで、特許３２６６８４６号公報によると、３６゜回転ＹカットＸ伝搬のＬｉＴａＯ３（タンタル酸リチウム：ＬＴ）基板上に正規型ＩＤＴ電極指（シングル電極）を多数ならべた周期構造ではストップバンド（反射帯域）下端の定在波が強勢に励振されることを示している。そして、この場合において、シングル電極を構成する複数の電極によって生じる複数の反射の空間的な中心位置を反射中心と呼び、その反射中心の位置について述べている。また、このストップバンド下端の定在波を利用したフィルタにおいては、通過帯域近傍の高域側の減衰傾度が劣化する、「だれ特性」を生じることが述べられている。本願発明においては、このようにストップバンド下端の定在波が強勢に励振され、その定在波を利用する場合を便宜的に弾性表面波の反射が正の場合であると呼ぶ。電極セルにおける弾性表面波の反射の状態は、圧電基板の特性と電極構造（電極を形成している金属）によって異なる。例えば、圧電基板がタンタル酸リチウム（ＬＴ）であって、すだれ状電
極を銀（Ａｇ）や銅（Ｃｕ）、アルミニウム（アルミニウムの合金を含む）などで形成した場合、シングル状電極およびダブル電極における弾性表面波の反射は正となる。圧電基板がＳＴカット水晶板や四ホウ酸リチウム（ＬＢＯ）であって、シングル状電極およびダブル電極をアルミニウム（アルミニウムの合金を含む）で形成した場合も同様である。
【００１３】
また、前記特許３２６６８４６号公報では、反射が正の場合と比べ、反射中心の空間的位相がπだけ異なるとき、ストップバンド上端の定在波が強勢に励振され、その定在波を利用したフィルタは通過帯域近傍の低域側の減衰傾度が劣化することが述べられている。そして、そのような反射の状態を生じる電極を反射反転電極と呼んでいる。本願発明においては、このようにストップバンド上端の定在波が強勢に励振され、その定在波を利用する場合を便宜的に弾性表面波の反射が負の場合であると呼ぶ。圧電基板が水晶であって、すだれ状電極を金（Ａｕ）で形成した場合、すだれ状電極における弾性表面波の反射は負となる。
【００１４】
そして、すだれ状電極における弾性表面波の反射が正である場合、すだれ状電極における反射に基づくスプリアスが通過帯域の高域側近傍に現れる。したがって、この場合、ｆ１＞ｆ２となるように、反射を生ずる電極セルと反射を生じない電極セルとの共振周波数ｆ１、ｆ２を設定する。これに対して、すだれ状電極における弾性表面波の反射が負となる場合、すだれ状電極における反射に基づくスプリアスが通過帯域の低域側近傍に現れる。したがって、この場合、ｆ１＜ｆ２となるように、反射を生ずる電極セルと反射を生じない電極セルとの共振周波数を設定する。なお、ｆ１＞ｆ２となるように電極セルを形成した場合、
【数３】
を満たすように、各電極セルを形成する。（ｆ２／ｆ１）が０．９より小さくなると、減衰量が低下（ｄＢの値が小さく）する傾向にあるとともに、挿入損失が大きくなる傾向にある。したがって、（ｆ２／ｆ１）は、０．９以上であることが望ましい。
【００１５】
本発明に係る弾性表面波デバイスは、上記したいずれかの弾性表面波素子片を備えていることを特徴としている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明に係る弾性表面波素子片および弾性表面波デバイスの好ましい実施の形態を、添付図面に従って詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る弾性表面波素子片の概略を示す平面図である。この実施形態に係る弾性表面波素子片１０は、２ＩＤＴ型縦ＤＭＳ素子片であって、平面視矩形状の圧電基板１２の中央部に、すだれ状電極からなる一対のＩＤＴ１４、１６が設けてある。ＩＤＴ１４、１６は、圧電基板１２の弾性表面波の伝播方向に沿って近接させて配置してある。ＩＤＴ１４は、一対の櫛型電極１８（１８ａ、１８ｂ）からなっている。各櫛型電極１８は、櫛歯に相当する複数の電極指２０（２０ａ、２０ｂ）とバスバー２２（２２ａ、２２ｂ）とからなり、電極指２０の一端がバスバー２２に接続してある。そして、ＩＤＴ１４は、各櫛型電極１８の電極指２０が相互に噛み合うように配置してあり、すだれ状に形成してある。
【００１７】
他方のＩＤＴ１６は、一対の櫛型電極２４（２４ａ、２４ｂ）からなっている。各櫛型電極２４は、櫛型電極１８と同様に、それぞれ複数の電極指２０（２０ａ、２０ｂ）とバスバー２２とから形成してあり、電極指２０の一端がバスバー２２に接続してある。そして、ＩＤＴ１６は、ＩＤＴ１４と同様に、すだれ状に形成してある。
【００１８】
これらのＩＤＴ１４、１６は、いずれか一方（例えば、ＩＤＴ１４）が入力側となっていて、櫛型電極１８ａ、１８ｂとの間に信号電圧が印加され、圧電基板１２の表面部に所定周波数の弾性波（弾性表面波）を励振する。他方のＩＤＴ１６は、出力側となっていて、圧電基板１２を伝播してきた弾性表面波の振幅に比例した電圧を櫛型電極２４ａ、２４ｂ間で得られる。また、弾性表面波素子片１０は、圧電基板１２の弾性表面波の伝播方向に沿ったＩＤＴ１４、１６の外側に、ＩＤＴ１４、１６を挟んで一対の反射器２６（２６ａ、２６ｂ）が設けてある。各反射器２６は、ＩＤＴ１４、１６の電極指２０と平行に形成した複数の導体ストリップ２８を有し、格子状をなしている。反射器２６は、圧電基板１２を伝播してきた弾性表面波をＩＤＴ側に反射する。このようになっている弾性表面波素子片１０は、ＲＦフィルタ、デュープレクサ、ＩＦフィルタ等の弾性表面波デバイスとして利用される。
【００１９】
弾性表面波素子片１０は、圧電基板１２が例えば３８．７°回転ＹカットＸ伝搬のＬＴ板からなっていて、ＩＤＴ１４、１６および反射器２６がアルミニウムまたはアルミニウム合金から形成してある。ＩＤＴ１４、１６と反射器２６は、アルミニウムまたはアルミニウム合金の薄膜を圧電基板（ウエハ）の表面にスパッタリングや真空蒸着などで成膜し、成膜した薄膜をフォトエッチングして形成してある。
【００２０】
各ＩＤＴ１４、１６は、実施形態の場合、図２にＩＤＴ１４を例にして示したように、弾性表面波の１波長中に一対の電極指２０（２０Ａ）を含むいわゆるシングル電極（ソリッド電極）の電極セル（シングル電極セル）３０と、弾性表面波の１波長中に二対の電極指２０（２０Ｂ）を含むいわゆるダブル電極（スプリット電極）の電極セル（ダブル電極セル）３２とを混在させて形成してある。シングル電極セル３０は、弾性表面波の伝播方向に沿った長さ、すなわちセル長がλ１となっていて、図３（１）のように形成してあり、弾性表面波を反射する。また、ダブル電極セル３２は、セル長がλ２であって、図３（２）のように形成してあり、弾性表面波の反射を生じない。
【００２１】
すなわち、シングル電極セル３０は、電極指２０Ａａ、２０Ａｂの中心間距離がλ１／２となっていて、各電極指２０Ａの一端が対応するバスバー２２に接続してある。また、シングル電極セル３０は、セルの端となるバスバー２２の端と、この端に近い電極指２０Ａの中心との距離がλ１／４となっている。そして、電極指２０Ａａ、２０Ａｂは、バスバー２２ａ、２２ｂを介して両者間に印加される信号電圧により、圧電基板１２に弾性表面波を励振できるとともに、電極指２０Ａの幅方向端部において弾性表面波を反射する。そして、弾性表面波素子片１０は、実施形態の場合、圧電基板１２が３８．７°回転ＹカットＸ伝搬のＬＴ板によって形成してあり、ＩＤＴ１４、１６がアルミニウムによって形成してある。このため、シングル電極セル３０における弾性表面波の反射は、正となる。
【００２２】
ダブル電極セル３２は、図３（２）に示したように、隣接する２本の電極指２０Ｂａ、２０Ｂｂの一端がバスバー２２ａに接続してあり、他の隣接する２本の電極指２０Ｂｃ、２０Ｂｄの一端がバスバー２２ｂに接続してある。ダブル電極セル３２は、セルの端となるバスバー２２の端と、この端に近い電極指２０Ｂの中心との距離がλ２／８となっている。この電極セル３２は、圧電基板１２に弾性表面波の励振が可能であって、実質的に弾性表面波の反射を生じない。すなわち、ダブル電極セル３２の各電極指２０Ｂは、弾性表面波に対して９０°ずつ位相をずらせて配置してあり、各電極指２０Ｂの幅方向端部において反射された弾性表面波の位相が１８０°ずれ、相互に打ち消し合って実質的に反射を生じない。
【００２３】
前記したように、シングル電極セル３０は、弾性表面波の正の反射を生ずる。このため、シングル電極セル３０の部分における共振周波数をｆ１、ダブル電極セル３２の部分における共振周波数をｆ２とした場合に、ｆ１＞ｆ２となるように電極セル３０、３２を形
成している。また、シングル電極セル３０のセル長λ１とダブル電極セル３２のセル長λ２とは、シングル電極セル３０の部分における弾性表面波の位相速度をＶ１、ダブル電極セル３２の部分における弾性表面波の位相速度をＶ２とした場合に、
【数４】
であって、かつ、
【数５】
を満たすようにλ１とλ２とが設定してある。
【００２４】
なお、ＩＤＴ１４に混在させたシングル電極セル３０とダブル電極セル３２との数、配置状態は、弾性表面波素子片１０を用いた弾性表面波デバイスの仕様、特性、使用目的によって異なる。このため、シングル電極セル３０とダブル電極セル３２との数、配置状態は、弾性表面波デバイスの仕様、特性、使用目的に対して最適となるようにコンピュータによるシミュレーションによって定める。また、ＩＤＴ１６は、実施形態の場合、ＩＤＴ１４と同様に、シングル電極セル３０とダブル電極セル３２とが混在させてある。そして、このＩＤＴ１６においても、シングル電極セル３０の共振周波数ｆ１、セル長λ１と、ダブル電極セル３２の共振周波数ｆ２、セル長λ２との関係は、ＩＤＴ１４と同様に設定してある。ただし、ＩＤＴ１４、１６間におけるシングル電極セル３０とダブル電極セル３２との数、配置状態は、同一でも、対象でもなく、コンピュータによるシミュレーションによって、最適となるように定めている。なお、ＩＤＴ１４、１６のいずれか一方のみを、シングル電極セル３０とダブル電極セル３２とを混在させて形成し、いずれか他方をシングル電極のみで形成してもよい。
【００２５】
図４は、このように形成した実施形態の弾性表面波素子片１０を用いて縦ＤＭＳフィルタを形成したときの、周波数特性を示したものである。図４は、横軸がＭＨｚで示した中心周波数に対する周波数偏差であり、縦軸が減衰量をｄＢで示している。なお、中心周波数は、約１００ＭＨｚである。そして、ダブル電極セル３２の共振周波数ｆ２とシングル電極セル３０の共振周波数ｆ１との比ｆ２／ｆ１は、０．９２６にしてある。また、比較のために、（ｆ２／ｆ１）＝１．００の場合の、シングル電極セル３０とダブル電極セル３２の数と配置とを最適となるようにした同じ縦ＤＭＳフィルタの特性図を図５に示した。
【００２６】
（ｆ２／ｆ１）＝１．００とした従来例の場合、図５にＡとして示されているように、中心周波数の高域側、中心周波数から３〜４ＭＨｚ離れたところに、ＩＤＴ内における反射に基づいたスプリアスが生じ、この部分における減衰量は２２〜２３ｄＢである。これに対して、（ｆ２／ｆ１）＝０．９２６とした実施形態の場合、図５のＡに相当する部分のスプリアスをなくせ、減衰量を３０ｄＢ程度にすることができる。
【００２７】
また、中心周波数が約１００ＭＨｚの実施形態に係る弾性表面波素子片１０を用いてＤＭＳフィルタを形成し、ｆ２／ｆ１の値を種々変えて減衰量と挿入損失とを求めた。その結果を図６と図７とに示した。図６は、横軸がｆ２／ｆ１の値であり、縦軸が図５のＡに相当する部分のｄＢで示した減衰量である。そして、図７は、横軸がｆ２／ｆ１の値、縦軸がＤＭＳフィルタのｄＢで示した挿入損失である。
【００２８】
図６より、（ｆ２／ｆ１）＝１．００とした従来例に対して、ｆ１＞ｆ２とすることで減衰量が改善されることがわかる。また、図６、図７から、（ｆ２／ｆ１）が０．９より小さくなると、減衰量が低下（ｄＢの値が小さく）する傾向にあるとともに、挿入損失が
大きくなる傾向にある。したがって、（ｆ２／ｆ１）は、０．９以上であることが望ましい。ｆ１＞ｆ２を実現するには、λ１とλ２とを調整する手法と、ＩＤＴのメタライズ比を調整する手法がある。Ｖ１＝Ｖ２の場合、ｆ１＝Ｖ１／λ１、ｆ２＝Ｖ２／λ２であることから、λ１＜λ２とすることでもｆ１＞ｆ２を実現することができる。
【００２９】
なお、前記実施形態は、本発明の一態様であって、前記実施形態に限定されるものではない。例えば、前記実施形態においては、ＩＤＴ１４、１６を、圧電基板１２を励振するシングル電極セル３０とダブル電極セル３２とだけで形成した場合について説明したが、これらの電極セル３０、３２に加えて、圧電基板１２を励振しないように形成した電極セルを混在させてもよい。また、前記実施形態においては、圧電基板１２が３８．７°回転ＹカットＸ伝搬のＬＴ板である場合について説明したが、圧電基板はＬＴやＬＢＯなどであってもよい。
【００３０】
そして、前記実施形態においては、シングル電極セル３０において弾性表面波の反射が正となる場合について説明したが、例えば圧電基板が水晶であって、ＩＤＴがＡｕで形成した場合のように、弾性表面波の反射が負になるようなとき、（ｆ２／ｆ１）＞１となるように弾性表面波の反射を生ずる電極セルと弾性表面波の反射を生じない電極セルとを形成する。すなわち、弾性表面波の反射を生じない電極セルの共振周波数ｆ２を、弾性表面波の反射を生ずる電極セル共振周波数ｆ１より高くする。そして、前記実施形態においては、電極セルの長さを変えてシングル電極セル３０とダブル電極セル３２との弾性表面波の共振周波数ｆ１、ｆ２を異ならせる場合について説明したが、ＩＤＴのメタライズ比（電極指の幅）を変えて共振周波数を異ならせるようにしてもよい。
【００３１】
図８は、弾性表面波の反射を生じ、かつ、圧電基板１２を励振しない電極セルの例を示したものである。また、図９は、弾性表面波の反射を生じず、かつ、圧電基板１２を励振しない電極セルの例を示したものである。
【００３２】
図８（１）に示した電極セル３０ｂは、弾性表面波の１波長の内に２本の電極指２０Ａ（２０Ａａ、２０Ａｂ）を備えている。しかし、これらの電極指２０Ａは、バスバー２２ａ、２２ｂのいずれにも接続されておらず、電気的に浮いた状態に形成される。ただし、一対の電極指２０Ａは、一端がショートバー３４によって相互に接続してショート状態となっており、電極指２０Ａａと電極指２０Ａｂとは、同電位に保持される。電極セル３０ｂは、セル長がλ１であって、一対の電極指２０Ａの中心間距離がλ１／２となっており、セルの端となるバスバー２２の端と、この端に近い電極指２０Ａの中心との距離がλ１／４にしてある。このように形成した電極セル３０ｂは、電気的に浮いているため、圧電基板１２を励振しない。ただし、シングル電極セル３０と同様に、弾性表面波の反射を生ずる。なお、電極セル３０ｂは、各電極指を相互に接続する場合、図８の下側端部または電極指の長手方向中央部など、任意の位置で相互に接続してもよいし、各電極指の長手方向両端部を相互に接続してもよい。
【００３３】
図８（２）に示した電極セル３０ｃは、電極指２０Ａａ、２０Ａｂがいずれのバスバー２２にも接続されておらず、また相互に独立して形成してある。すなわち、一対の電極指２０Ａは、電気的に浮いていてオープンとなっており、弾性表面波を励振することがなく、弾性表面波の反射のみを生ずる。また、電極指２０Ａａ、２０Ａｂは、圧電基板１２を伝播する弾性表面波によって相互に異なった電位となる。
【００３４】
図８（３）に示した電極セル３０ｄは、一対の電極指２０Ａの一端がバスバー２２ａ、２２ｂのいずれか一方の同じバスバー、例えばバスバー２２ａに接続してある。これにより、電極セル３０ｄの電極指２０Ａａ、２０Ａｂは、同電位に保持されるため図８（１）に示した電極セル３０ｂ同様に、弾性表面波を励振せずに反射のみを生ずる。なお、実施
形態の弾性表面波素子片１０を用いた弾性表面波デバイスにおいて、ＩＤＴ１４、１６に図８（３）の電極セル３０ｄを混在させる場合、終端が不平衡であるとき、バスバー２２ａをグランド側に接続することが望ましい。また、終端が平衡である場合において、圧電基板を励振しない電極セルを混在させるとき、図８（３）の電極セルを用いずに図８（１）の電極セル３０ｂまたは図８（２）の電極セル３０ｃを用いることが望ましい。
【００３５】
図９は、弾性表面波の反射を生ぜず、圧電基板１２を励振しない電極セルの例を示したものである。図９（１）に示した電極セル３２ｂは、セル長がλ２となっていて、弾性表面波の１波長内に４本の電極指２０Ｂ（２０Ｂａ〜２０Ｂｄ）を有している。これらの電極指２０Ｂは、バスバー２２ａ、２２ｂのいずれにも接続されておらず、一端がショートバー３６によって相互に接続してあり、ショート状態となっていて同電位に保持されている。そして、電極セル３２ｂは、各電極指２０Ｂの中心間距離がλ２／４となっていて、セルの端となるバスバー２２の端と、この端に近い電極指２０Ｂの中心との距離がλ２／８にしてある。また、各電極指２０Ｂは、弾性表面波に対して位相が相互に９０°ずれている。このため、電極セル３２ｂは、弾性表面波を励振せず、反射も生じない中性領域を形成する。なお、電極セル３２ｂは、各電極指を相互に接続する場合、図９の下側端部または電極指の長手方向中央部など、任意の位置で相互に接続してもよいし、各電極指の長手方向両端部を相互に接続してもよい。
【００３６】
図９（２）に示した電極セル３２ｃは、各電極指２０Ｂがバスバー２２に接続されておらず、電気的に浮いている。また、電極セル３２ｃの各電極指２０ｂは、相互に独立してオープンとなっており、伝播する弾性表面波によって異なる電位となる。したがって、電極セル３２ｃは、圧電基板１２に弾性表面波を励振せず、また弾性表面波の反射も生じない。図９（３）に示した電極セル３２ｄは、４本の電極指２０Ｂの一端をバスバー２２ａ、２２ｂのいずれか一方の同じバスバーに接続し、各電極指２０Ｂを同じ電位にしている。これにより、電極セル３２ｄは、電極セル３２ｂ同様に、圧電基板１２に弾性表面波を励振せず、弾性表面波の反射も生じない。
【００３７】
図１０は、圧電基板１２を励振しない電極セルを混在させたＩＤＴの例を示したものである。このようなＩＤＴ４０においても、混在させる電極セルの種類、数、配置は、弾性表面波デバイスの仕様、特性などを考慮してコンピュータにより最適になるように求める。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施の形態に係る弾性表面波素子片の概略を示す平面図である。
【図２】実施の形態に係るＩＤＴの構成例を示す平面図である。
【図３】実施の形態に係るシングル電極セルとダブル電極セルとの詳細図である。
【図４】実施の形態に係る縦ＤＭＳフィルタの特性図である。
【図５】従来の縦ＤＭＳフィルタの特性図である。
【図６】実施形態に係るＤＭＳフィルタのｆ２／ｆ１の値と減衰量との関係を示す図である。
【図７】実施の形態に係るＤＭＳフィルタのｆ２／ｆ１の値と挿入損失との関係を示す図である。
【図８】実施の形態に係る弾性表面波の反射を生じ、圧電基板を励振しない電極セルの例を示す図である。
【図９】実施の形態に係る弾性表面波の反射を生ぜず、圧電基板を励振しない電極セルの例を示す図である。
【図１０】圧電基板を励振しない電極セルを混在させた実施の形態に係るＩＤＴの例を示す図である。
【符号の説明】
【００３９】
１０………弾性表面波素子片、１２………圧電基板、１４、１６………すだれ状電極（ＩＤＴ）、２０ａ、２０ｂ………電極指、２６ａ、２６ｂ………反射器、３０………シングル電極セル、３２………ダブル電極セル、３０ｂ〜３０ｄ………電極セル、３２ｂ〜３２ｄ………電極セル。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電基板の弾性表面波の伝播方向に沿って複数のすだれ状電極が設けてある弾性表面波素子片であって、
少なくとも１つの前記すだれ状電極は、前記弾性表面波の反射を生ずる電極セルと、前記弾性表面波の反射を生じない電極セルとを混在させるとともに、前記反射を生ずる電極セルの共振周波数ｆ１と、前記反射を生じない電極セルの共振周波数ｆ２とを異ならせた、
ことを特徴とする弾性表面波素子片。
【請求項２】
請求項１に記載の弾性表面波素子片において、
前記反射を生ずる電極セルのセル長をλ１、前記反射を生ずる電極セルにおける前記弾性表面波の位相速度をＶ１、前記反射を生じない電極セルのセル長をλ２、前記反射を生じない電極セルにおける前記弾性表面波の位相速度をＶ２としたときに、
【数１】
であって、かつ
【数２】
を満足するように、前記セル長λ１、λ２を設定した、
ことを特徴とする弾性表面波素子片。
【請求項３】
請求項１または２に記載の弾性表面波素子片であって、
前記反射を生ずる電極セルにおける前記弾性表面波の反射が正の場合、ｆ１＞ｆ２にしてあることを特徴とする弾性表面波素子片。
【請求項４】
請求項２または３に記載の弾性表面波素子片であって、
前記共振周波数ｆ１と前記共振周波数ｆ２とは、
【数３】
を満たすことを特徴とする弾性表面波素子片。
【請求項５】
請求項１または２に記載の弾性表面波素子片であって、
前記反射を生ずる電極セルにおける前記弾性表面波の反射が負の場合、ｆ１＜ｆ２にしてあることを特徴とする弾性表面波素子片。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の弾性表面波素子片を備えていることを特徴とする弾性表面波デバイス。
【請求項１】
圧電基板の弾性表面波の伝播方向に沿って複数のすだれ状電極が設けてある弾性表面波素子片であって、
少なくとも１つの前記すだれ状電極は、前記弾性表面波の反射を生ずる電極セルと、前記弾性表面波の反射を生じない電極セルとを混在させるとともに、前記反射を生ずる電極セルの共振周波数ｆ１と、前記反射を生じない電極セルの共振周波数ｆ２とを異ならせた、
ことを特徴とする弾性表面波素子片。
【請求項２】
請求項１に記載の弾性表面波素子片において、
前記反射を生ずる電極セルのセル長をλ１、前記反射を生ずる電極セルにおける前記弾性表面波の位相速度をＶ１、前記反射を生じない電極セルのセル長をλ２、前記反射を生じない電極セルにおける前記弾性表面波の位相速度をＶ２としたときに、
【数１】
であって、かつ
【数２】
を満足するように、前記セル長λ１、λ２を設定した、
ことを特徴とする弾性表面波素子片。
【請求項３】
請求項１または２に記載の弾性表面波素子片であって、
前記反射を生ずる電極セルにおける前記弾性表面波の反射が正の場合、ｆ１＞ｆ２にしてあることを特徴とする弾性表面波素子片。
【請求項４】
請求項２または３に記載の弾性表面波素子片であって、
前記共振周波数ｆ１と前記共振周波数ｆ２とは、
【数３】
を満たすことを特徴とする弾性表面波素子片。
【請求項５】
請求項１または２に記載の弾性表面波素子片であって、
前記反射を生ずる電極セルにおける前記弾性表面波の反射が負の場合、ｆ１＜ｆ２にしてあることを特徴とする弾性表面波素子片。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の弾性表面波素子片を備えていることを特徴とする弾性表面波デバイス。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００８−１７２４９（Ｐ２００８−１７２４９Ａ）
【公開日】平成２０年１月２４日（２００８．１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１８７５２０（Ｐ２００６−１８７５２０）
【出願日】平成１８年７月７日（２００６．７．７）
【出願人】（０００００３１０４）エプソントヨコム株式会社 (1,528)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１月２４日（２００８．１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年７月７日（２００６．７．７）
【出願人】（０００００３１０４）エプソントヨコム株式会社 (1,528)
【Ｆターム（参考）】
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