弾性表面波装置及び通信装置
【課題】 挿入損失の劣化を低減し、小型化を実現した弾性表面波装置及びそれを用いた通信装置を提供すること。
【解決手段】 弾性表面波装置において、弾性表面波素子は、弾性表面波の伝搬方向に延びる中心共通バスバー電極部２５の両側に、中心共通バスバー電極部２５によって互いに接続された第１及び第２の弾性表面波素子部２０，２１が、中心共通バスバー電極部２５に対して対称的に形成され、中心共通バスバー電極部２５には不平衡信号端子２２が接続されており、第１及び第２の弾性表面波共振子１８，１９は、弾性表面波素子の両側に伝搬方向に直交する方向において並んで配置され、第１及び第２の弾性表面波素子部２０，２１の各ＩＤＴ電極のバスバー電極に並列接続され、平衡信号端子２３，２４に接続されている。
【解決手段】 弾性表面波装置において、弾性表面波素子は、弾性表面波の伝搬方向に延びる中心共通バスバー電極部２５の両側に、中心共通バスバー電極部２５によって互いに接続された第１及び第２の弾性表面波素子部２０，２１が、中心共通バスバー電極部２５に対して対称的に形成され、中心共通バスバー電極部２５には不平衡信号端子２２が接続されており、第１及び第２の弾性表面波共振子１８，１９は、弾性表面波素子の両側に伝搬方向に直交する方向において並んで配置され、第１及び第２の弾性表面波素子部２０，２１の各ＩＤＴ電極のバスバー電極に並列接続され、平衡信号端子２３，２４に接続されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば携帯電話等の移動体通信機器に用いられる弾性表面波フィルタや弾性表面波共振器等の弾性表面波装置、及びこれを備えた通信装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、携帯電話や自動車電話等の移動体通信機器のＲＦ（無線周波数）段に用いられる周波数選択フィルタとして、弾性表面波フィルタが広く用いられている。一般に、周波数選択フィルタに求められる特性としては、広通過帯域、低損失、通過帯域外の高減衰量等の諸特性が挙げられる。近年、特に移動体通信機器における受信感度の向上、低消費電力化のために、さらに弾性表面波フィルタに対する低損失化の要求が高まっている。また、近年、移動体通信機器において、小型化のためアンテナが、従来のホイップアンテナから誘電体セラミックス等を用いた内蔵アンテナに移行してきている。そのため、アンテナのゲインを充分に得ることが難しくなり、弾性表面波フィルタに対してさらに挿入損失を改善させる要求が増大している。
【０００３】
また、ＩＤＴ電極（Inter Digital Transducer）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帯弾性表面波フィルタのＩＤＴ電極の膜厚は、９００ＭＨｚ弾性表面波フィルタの約半分の膜厚で設計されることとなり、弾性表面波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。
【０００４】
このような挿入損失の劣化を抑制するために、種々の提案がされている。例えば、圧電基板上に３つのＩＤＴ電極を設けた縦１次モードと縦３次モードを利用した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。
【０００５】
図５に、従来の共振器型弾性表面波フィルタの電極構造について、上からみた平面図及び電極指ピッチの変化のグラフを示す。圧電基板２０２上に配設された複数の電極指を有する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の一方の櫛歯状電極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のそれぞれを構成する一方の櫛歯状電極からＩＤＴ電極２０６，２０９を通じて出力端子２１６，２１７へ電気信号が出力される。なお、図中２１０，２１１，２１２，２１３はそれぞれ反射器電極である。このように、共振器電極パターンを２段縦続接続させることにより、１段目と２段目の定在波の相互干渉により、通過帯域外減衰量を高減衰化し、フィルタ特性としての通過帯域外減衰量を向上させることができる。
【０００６】
即ち、同様の特性をもつ弾性表面波共振器フィルタを２段縦続接続の構成とすることで、１段目で減衰された信号が２段目でさらに減衰され、通過帯域外減衰量を１段の場合の約２倍に向上させることができる。
【０００７】
ここで、ＩＤＴ電極２０４に接続された入力端子２１５に電気信号を入力することにより、弾性表面波を励振させ、この弾性表面波がＩＤＴ電極２０４の両側に位置するＩＤＴ電極２０３，２０５に伝搬され、ＩＤＴ電極２０７，２０８に接続された出力端子２１６，２１７から電気信号が出力される。また、ＩＤＴ電極２０３〜２０５及び２０６〜２０９の両端に位置する反射器電極２１０，２１１及び２１２，２１３により弾性表面波が反射され、両端の反射器電極２１０，２１１間及び反射器電極２１２，２１３間で定在波となる。
【０００８】
この定在波のモードには、３つのＩＤＴ電極２０３〜２０５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。
【０００９】
従来、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、ＩＤＴ電極間におけるバルク波の放射損を低減して、共振モードの状態を制御することにより挿入損失の改善が図られていた（例えば、特許文献１，２参照。）。
【００１０】
また、図５に従来の縦結合共振器型弾性表面波フィルタ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、３つの縦結合共振器型弾性表面波フィルタで構成されており、１つの共振器型弾性表面波共振子１１６に２つの縦結合共振器弾性表面波素子１１４，１１５を並列接続している。
【００１１】
なお、共振器型弾性表面波共振子１１６は、３個のＩＤＴ電極１３１〜１３３の両側に反射器電極１４０，１４１が形成されて成り、中央のＩＤＴ電極１３２に不平衡信号端子（不平衡信号入（出）力端子）１２２が接続されている。また、縦結合共振器弾性表面波素子１１４は、３個のＩＤＴ電極１３４〜１３６の両側に反射器電極１４２，１４３が形成されて成り、中央のＩＤＴ電極１３５に平衡信号端子（不平衡信号出（入）力端子）１２５が接続されている。また、縦結合共振器弾性表面波素子１１５は、３個のＩＤＴ電極１３７〜１３９の両側に反射器電極１４４，１４５が形成されて成り、中央のＩＤＴ電極１３８に平衡信号端子（不平衡信号出（入）力端子）１２４が接続されている。
【００１２】
この構成により、図４に示した２段縦続接続したタイプの縦結合共振器型弾性表面波フィルタと比べて、ＩＤＴ電極の電極指の交差幅を小さくし、さらに、並列接続することにより、縦結合共振器弾性表面波フィルタにおける抵抗損失を小さくすることができ、低損失な縦結合共振器弾性表面波フィルタを実現することができる（例えば、特許文献３参照。）。
【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２００１−３０８６７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
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、２つ弾性表面波素子を２段縦続接続させた場合、図４に示した２つの縦結合共振器弾性表面波フィルタを並列接続した弾性表面波装置と比較して、ＩＤＴ電極の電極指の交差幅が大きくなり、さらに縦続接続させることによって、弾性表面波素子の抵抗損失が大きくなり、縦結合共振器弾性表面波フィルタの低損失化が十分に実現できない。
【００１４】
また、図５に示す特許文献３に開示されているような弾性表面波装置では、１つ縦結合共振器弾性表面波フィルタに対して２つの縦結合共振器弾性表面波フィルタを並列接続させていることにより、前段に縦結合共振器弾性表面波フィルタまたは弾性表面波共振子を用いた場合、各ＩＤＴ電極の電極指の交差幅をさらに小さくすることが困難になる。さらに、２つの縦結合共振器弾性表面波フィルタを並列接続させているので、弾性表面波素子の配置上、スペースを多く取ることとなり、弾性表面波素子の小型化には不利な配置となっていた。
【００１５】
従って、本発明は上記従来の技術における問題点に鑑みて完成されたものであり、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し、高品質な弾性表面波フィルタとしても機能でき、弾性表面波装置をさらに小型化することができる弾性表面波装置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】
【００１６】
本発明の弾性表面波装置は、１）圧電基板上に、該圧電基板上を伝搬する弾性表面波の伝搬方向に沿って、該伝搬方向に直交する方向に長い電極指を複数備えたＩＤＴ電極と、前記伝搬方向に沿って前記ＩＤＴ電極を挟んだ両側に配置された反射器電極とを備えた第１及び第２の弾性波表面共振子と、前記伝搬方向に沿って、前記伝搬方向に直交する方向に長い電極指を複数備えた３個以上の奇数個のＩＤＴ電極と、該奇数個のＩＤＴ電極の両側にそれぞれ配置され、前記伝搬方向に直交する方向に長い電極指を複数備えた反射器電極とを有する弾性表面波素子とが形成された弾性表面波装置であって、前記弾性表面波素子は、前記伝搬方向に延びるように形成されるとともにＩＤＴ電極及び反射器電極のそれぞれに形成された中心共通バスバー電極部の両側に、前記中心共通バスバー電極部によって互いに接続されるとともにそれぞれ奇数個のＩＤＴ電極を有する第１及び第２の弾性表面波素子部が、前記中心共通バスバー電極部に対して対称的に形成されているとともに、前記奇数個のＩＤＴ電極のうちの中央のＩＤＴ電極の前記中心共通バスバー電極部に不平衡信号端子が接続されており、前記第１及び第２の弾性表面波共振子は、前記弾性表面波素子の両側に前記伝搬方向に直交する方向において並んで配置されているとともに、前記第１及び第２の弾性表面波素子部の各ＩＤＴ電極のバスバー電極に並列接続され、平衡信号端子に接続されていることを特徴とするものである。
【００１７】
また、本発明の弾性表面波装置は好ましくは、上記１）の構成において、２）前記弾性表面波素子は、前記中心共通バスバー電極上に、それに沿って絶縁体を介して形成されるとともに前記ＩＤＴ電極に接続された引き出し電極が設けられており、該引き出し電極が前記不平衡信号端子に接続されていることを特徴とするものである。
【００１８】
また、本発明の弾性表面波装置は好ましくは、上記１）の構成において、３）前記不平衡信号端子と前記第１及び第２の弾性表面波素子部のそれぞれの中央の前記ＩＤＴ電極とを接続する不平衡側信号用引き出し配線と、前記弾性表面波素子と前記第１及び第２の弾性表面波共振子のそれぞれとを接続する平衡側信号用引き出し配線とが、絶縁体を介して交差して配設されていることによって、前記弾性表面波素子と前記第１及び第２の弾性表面波共振子との接続部に容量形成部が設けられていることを特徴とするものである。
【００１９】
本発明の通信装置は、上記１）〜３）のいずれかの本発明の弾性表面波装置を有する、受信回路及び送信回路の少なくとも一方を備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の１）の弾性表面波装置は、圧電基板上に、圧電基板上を伝搬する弾性表面波の伝搬方向に沿って、伝搬方向に直交する方向に長い電極指を複数備えたＩＤＴ電極と、伝搬方向に沿ってＩＤＴ電極を挟んだ両側に配置された反射器電極とを備えた第１及び第２の弾性波表面共振子と、伝搬方向に沿って、伝搬方向に直交する方向に長い電極指を複数備えた３個以上の奇数個のＩＤＴ電極と、奇数個のＩＤＴ電極の両側にそれぞれ配置され、伝搬方向に直交する方向に長い電極指を複数備えた反射器電極とを有する弾性表面波素子とが形成された弾性表面波装置であって、弾性表面波素子は、伝搬方向に延びるように形成されるとともにＩＤＴ電極及び反射器電極のそれぞれに形成された中心共通バスバー電極部の両側に、中心共通バスバー電極部によって互いに接続されるとともにそれぞれ奇数個のＩＤＴ電極を有する第１及び第２の弾性表面波素子部が、中心共通バスバー電極部に対して対称的に形成されているとともに、奇数個のＩＤＴ電極のうちの中央のＩＤＴ電極の中心共通バスバー電極部に不平衡信号端子が接続されており、第１及び第２の弾性表面波共振子は、弾性表面波素子の両側に伝搬方向に直交する方向において並んで配置されているとともに、第１及び第２の弾性表面波素子部の各ＩＤＴ電極のバスバー電極に並列接続され、平衡信号端子に接続されていることことにより、中心共通バスバー電極によって第１及び第２の弾性表面波素子部が接続されて、共通化して形成された弾性表面波素子が、ＩＤＴ電極の交差幅を従来の弾性表面波素子の半分にまで狭くすることができ、また、従来の弾性表面波素子と比べて抵抗損失を小さくすることができるので、弾性表面波素子の挿入損失を向上させることができる。
【００２１】
また、第１及び第２の弾性表面波共振子は、弾性表面波素子の両側に伝搬方向に直交する方向において並んで隣接して配置されているとともに、第１及び第２の弾性表面波素子部の各ＩＤＴ電極のバスバー電極にきわめて短い配線長でもって接続されているので、従来の弾性表面波素子と比べて抵抗損失を小さくすることができるので、弾性表面波素子の挿入損失を向上させることができる。
【００２２】
さらに、第１及び第２の弾性表面波素子部が並行して配置され、接続された弾性表面波素子は、反射器電極が共通化されており、その結果弾性表面波装置全体の占有面積を小さくすることでき、弾性表面波装置を極めて小型化することができる。さらに、圧電基板ウェハ１枚当たりの弾性表面波装置の取り数を多くすることができ、弾性表面波装置の部材コストを大幅に削減することができる。
【００２３】
また、本発明の２）の弾性表面波装置は、上記１）の構成において好ましくは、弾性表面波素子は、中心共通バスバー電極上に、それに沿って絶縁体を介して形成されるとともにＩＤＴ電極に接続された引き出し電極が設けられており、引き出し電極が不平衡信号端子に接続されていることにより、中心共通バスバー電極上に絶縁体及びその上に引き出し電極が形成されているため、中心共通バスバー電極上の構造物のトータル厚みが厚くなり、中心共通バスバー電極上において、金属膜と絶縁体による質量効果が従来のバスバー電極構造と比較して大きくはたらくこととなる。そのため、中心共通バスバー電極部における弾性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電極の中心共通バスバー電極近傍における音速を、弾性表面波の励振に寄与する電極指交差部領域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装置を提供することができる。
【００２４】
また、中心共通バスバー電極上に引き出し電極を配置したことにより、弾性表面波素子の面積において引き出し電極が占める面積を極力低減することができ、弾性表面波装置を極端に小型化することが可能である。
【００２５】
また、本発明の３）の弾性表面波装置は、上記１）の構成において好ましくは、不平衡信号端子と第１及び第２の弾性表面波素子部のそれぞれの中央のＩＤＴ電極とを接続する不平衡側信号用引き出し配線と、弾性表面波素子と第１及び第２の弾性表面波共振子のそれぞれとを接続する平衡側信号用引き出し配線とが、絶縁体を介して交差して配設されていることによって、弾性表面波素子と第１及び第２の弾性表面波共振子との接続部に容量形成部が設けられていることにより、従来のように寄生容量を発生させる要因となる、弾性表面波素子や弾性表面波共振子の周辺の電極パターン等の構造が異なっていると、例えば電極パターンに対称性がないと、２つの平衡出力端子に伝わる平衡信号が互いに振幅が異なり、また位相が逆相からずれてしまって平衡度が劣化することがあるが、上記の構成により、不平衡側信号用引き出し配線と、平衡側信号用引き出し配線とが、絶縁体を介して交差して配設して形成された容量形成部により、弾性表面波装置の等価回路上に導入される容量を、第１の弾性表面波素子部及び第２の弾性表面波素子部において調整することが可能となり、振幅平衡度及び位相平衡度を向上させることができる。
【００２６】
また、上記構成と同様に、弾性表面波素子の各ＩＤＴ電極及び反射器電極のバスバー電極を中心共通バスバー電極として一体化したことにより、弾性表面波素子の面積を極力低減することができ、弾性表面波装置を極端に小型化することが可能である。
【００２７】
本発明の通信装置は、上記１）〜３）いずれかの本発明の弾性表面波装置を有する、受信回路及び送信回路の少なくとも一方を備えたことにより、従来より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】
【００２８】
以下、本発明の弾性表面波装置の実施の形態について図面を参照にしつつ詳細に説明する。また、本発明の弾性表面波素子について、簡単な構造の共振器型の弾性表面波フィルタを例にとり説明する。なお、以下に説明する図面において同一構成には同一符号を付すものとする。また、各電極の大きさや電極間の距離等、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図示したものである。
【００２９】
図１に、本発明の弾性表面波装置について実施の形態の１例を平面図で示す。本発明の弾性表面波装置は、図１に示すように、圧電基板１上に、この圧電基板１上を伝搬する弾性表面波の伝搬方向に沿って、この伝搬方向に直交する方向に長い電極指を複数備えたＩＤＴ電極２，３と、伝搬方向に沿ってＩＤＴ電極２，３を挟んだ両側に配置された反射器電極１０〜１３とを備えた第１及び第２の弾性波表面共振子１８，１９と、伝搬方向に沿って、伝搬方向に直交する方向に長い電極指を複数備えた３個以上の奇数個のＩＤＴ電極４〜６及び７〜９と、奇数個のＩＤＴ電極４〜６及び７〜９の両側にそれぞれ配置され、伝搬方向に直交する方向に長い電極指を複数備えた反射器電極１４，１６及び１５，１７とからなる弾性表面波素子とが形成された弾性表面波装置である。
【００３０】
また、弾性表面波素子は、伝搬方向に延びるように形成されるとともにＩＤＴ電極４〜９及び反射器電極１４〜１７のそれぞれに形成された中心共通バスバー電極部２５の両側に、中心共通バスバー電極部２５によって互いに接続されるとともにそれぞれ奇数個のＩＤＴ電極４〜６及び７〜９を有する第１及び第２の弾性表面波素子部２０，２１が、中心共通バスバー電極部２５に対して対称的に形成されているとともに、奇数個のＩＤＴ電極４〜６及び７〜９のうちの中央のＩＤＴ電極５，８の中心共通バスバー電極部２５に不平衡信号端子（不平衡入力端子２２または不平衡出力端子２２）が接続されており、第１及び第２の弾性表面波共振子１８，１９は、弾性表面波素子の両側に伝搬方向に直交する方向において並んで配置されているとともに、第１及び第２の弾性表面波素子部２０，２１の各ＩＤＴ電極４，６，７，９のバスバー電極に並列接続され、平衡信号端子（平衡出力端子２３，２４または平衡入力端子２３，２４）に接続されている。
【００３１】
この構成により、中心共通バスバー電極部２５によって第１及び第２の弾性表面波素子部２０，２１が接続されて、共通化して形成された弾性表面波素子が、ＩＤＴ電極の交差幅を従来の弾性表面波素子の半分にまで狭くすることができ、また、従来の弾性表面波素子と比べて抵抗損失を小さくすることができるので、弾性表面波素子の挿入損失を向上させることができる。
【００３２】
また、第１及び第２の弾性表面波共振子１８，１９は、弾性表面波素子の両側に伝搬方向に直交する方向において並んで隣接して配置されているとともに、第１及び第２の弾性表面波素子部２０，２１の各ＩＤＴ電極４，６，７，９のバスバー電極にきわめて短い配線長でもって並列接続されているので、従来の弾性表面波素子と比べて抵抗損失を小さくすることができるので、弾性表面波素子の挿入損失を向上させることができる。
【００３３】
即ち、本発明の図１の弾性表面波装置は、第１及び第２の弾性表面波共振子１８，１９と弾性表面波素子とを接続する引き出し配線の配線長は、従来構成の図５のものと比較して、６０〜７０％程度と大幅に短くすることができる。これにより、従来構成と比べて配線による抵抗損失をきわめて小さくすることができる。
【００３４】
さらに、第１及び第２の弾性表面波素子部２０，２１が並行して配置され、接続された弾性表面波素子は、反射器電極１４〜１７が共通化されており、その結果弾性表面波装置全体の占有面積を小さくすることでき、弾性表面波装置を極めて小型化することができる。さらに、圧電基板ウェハ１枚当たりの弾性表面波装置の取り数を多くすることができ、弾性表面波装置の部材コストを大幅に削減することができる。
【００３５】
即ち、本発明の図１の弾性表面波装置は、弾性表面波装置全体の面積を、従来構成の図５のものと比較して、７０〜８５％程度と大幅に小さくすることができる。
【００３６】
なお、中心共通バスバー電極部２５は、弾性表面波の伝搬方向に一直線状に延びるように形成されるとともに、ＩＤＴ電極４〜９及び反射器電極１４〜１７のそれぞれに形成されている。
【００３７】
また、図２に本発明の弾性表面波装置について、好適な例であって実施の形態の他例の平面図を示す。図２に示すように、上記図１の構成において、弾性表面波素子は、中心共通バスバー電極部２５上に、それに沿って絶縁体２６を介して形成されるとともにＩＤＴ電極５，８に接続された引き出し電極２７が設けられており、この引き出し電極２７が不平衡入力端子２３，２４または不平衡出力端子２３，２４に接続されている。
【００３８】
これにより、中心共通バスバー電極部２５上に、絶縁体２６及びその上の引き出し電極２７が形成されているため、中心共通バスバー電極部２５上の構造物のトータル厚みが厚くなり、中心共通バスバー電極部２５上において、金属膜と絶縁体２６による質量効果が、従来のバスバー電極構造と比較して大きくはたらくこととなる。そのため、中心共通バスバー電極部２５部位における弾性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電極の共通電極近傍における音速を、弾性表面波の励振に寄与する電極指交差部領域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装置を提供することができる。
【００３９】
また、中心共通バスバー電極部２５上に引き出し電極２７を配置したことにより、弾性表面波素子の面積において引き出し電極２７が占める面積を極力低減することができ、弾性表面波装置を極端に小型化することが可能である。
【００４０】
この引き出し電極２７は、ＩＤＴ電極や中心共通バスバー電極部２５と同じ材質のアルミニウムやアルミニウム合金等から成り、その幅は中心共通バスバー電極部２５と同程度である。また、絶縁体２６は酸化シリコン、ポリイミド系樹脂またはアクリル系樹脂のレジストから成り、中心共通バスバー電極部２５と同程度の幅で、厚みは１μｍ〜１０μｍ程度が好ましい。１μｍ未満では、中心共通バスバー電極部２５と引き出し電極２７との間の絶縁性が不十分となり易く、１０μｍを超えると、引き出し電極２７等の配線の断線が発生するのを抑制することが難しくなり、弾性表面波装置の信頼性が低下し易くなる。
【００４１】
また、絶縁体２６は、単層からなっていてもよいが、複数層を積層したものであってもよい。また、絶縁体２６の誘電率を小さくするために、誘電率が１の気泡を多く含む多孔質体としたり、または誘電率を大きくするためにアルミナやチタン酸バリウム等の高誘電率の粒子を含有させてもよい。また、中心共通バスバー電極部２５の部位の音速をより遅くするために、絶縁体２６に比重の大きいセラミック粒子等を混入させてもよい。
【００４２】
また、図３に本発明の弾性表面波装置について、好適な例であって実施の形態の他例の平面図を示す。図３に示すように、上記図１の構成において、不平衡入力端子２２または不平衡出力端子２２と第１及び第２の弾性表面波素子部２０，２１のそれぞれの中央のＩＤＴ電極５，８とを接続する不平衡側信号用引き出し配線２９と、弾性表面波素子と第１及び第２の弾性表面波共振子１８，１９のそれぞれとを接続する平衡側信号用引き出し配線３０とが、絶縁体２８を介して交差して配設されていることによって、弾性表面波素子と第１及び第２の弾性表面波共振子１８，１９との接続部に容量形成部が設けられている。
【００４３】
これにより、従来、寄生容量を発生させる要因となる、弾性表面波素子の周辺の電極パターン等構造が異なっていると、例えば電極パターンに対称性がないと、２つの平衡出力信号端子に伝わる信号が互いに振幅が異なり、また位相が逆相からずれてしまって平衡度が劣化することがあるが、上記の構成により、不平衡信号端子（２２）と中央のＩＤＴ電極５，８とを接続する不平衡側信号用引き出し配線２９と、弾性表面波素子と第１及び第２の弾性表面波共振子１８，１９のそれぞれとを接続する平衡側信号用引き出し配線３０とが、絶縁体２８を介して交差して配設して形成された容量形成部により、弾性表面波素子の等価回路上に導入される容量を、第１及び第２の弾性表面波素子２０，２１において調整することが可能となり、振幅平衡度及び位相平衡度を向上させることができる。
【００４４】
また、上記の構成と同様に、弾性表面波素子の各ＩＤＴ電極４〜９（ＩＤＴ電極４とＩＤＴ電極７、ＩＤＴ電極５とＩＤＴ電極８及びＩＤＴ電極６とＩＤＴ電極９のバスバー電極を共通化している。）、及び反射器電極１４〜１７（反射器電極１４と反射器電極１５及び反射器電極１６と反射器電極１７のバスバー電極を共通化している。）のバスバー電極を中心共通バスバー電極として一体化したことにより、弾性表面波装置の面積を極力低減することができ、弾性表面波装置を極端に小型化することが可能である。
【００４５】
なお、ＩＤＴ電極２〜９，反射器電極１０〜１７の電極指の本数は数本〜数１００本にも及ぶので、簡単のため、図面においてはそれらの形状を簡略化して図示している。
【００４６】
次に、本発明の弾性表面波装置の製造方法について説明する。まず、圧電基板１上に導体層を形成し、この導体層を一対の平行な共通電極（中心共通バスバー電極部を含む）と各共通電極から互いに噛み合うように延びた複数の電極指とにパターニングしてＩＤＴ電極２〜９を形成し、ＩＤＴ電極２〜９上を絶縁体（保護膜）で被覆し、引き出し電極２９，３０及びパッド電極部となる導体層をリフトオフ工程またはフォトリソグラフィにより形成する。
【００４７】
ここで、圧電基板１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。
【００４８】
また、圧電基板１上に形成する導体層としては、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、またはこれらの材料から成る層の積層膜、またはこれらの材料の層とチタン，クロム等の材料の層との積層膜を用いることができる。引き出し電極２９，３０及びパッド電極部となる導体層としては、アルミニウム層、アルミニウムとクロム等の材料の層の積層膜、クロムとニッケルと金等の材料の層の積層膜等を用いることができる。導体層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。
【００４９】
この導体層をパターニングする方法としては、導体層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。または、導体層の成膜前に圧電基板１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の開口を形成した後、導体層を成膜し、その後レジストを不要部分に成膜された導体層ごと除去するリフトオフプロセスを行ってもよい。
【００５０】
次に、ＩＤＴ電極２〜９を保護するための絶縁体（保護膜）を成膜する。この絶縁体の材料としては、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。
【００５１】
引き出し電極２９，３０の交差部の絶縁体２８は、例えば、感光性ポリイミド樹脂を用いて、スピンコート法によって圧電基板１上にポリイミド樹脂を塗布した後、絶縁体２８を所定箇所において露光、現像する工程により形成する。
【００５２】
また、本発明の弾性表面波フィルタを通信装置に適用することができる。即ち、少なくとも受信回路及び送信回路の一方を備え、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。例えば、送信回路から出力された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ことができる送信回路を備えた通信装置や、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受信回路へ伝送するような受信回路を備えた通信装置に適用可能であり、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。
【００５３】
以上により、優れた弾性表面波装置を有する受信回路や送信回路を備え、感度が格段に良好な優れた通信機等の通信装置を提供できる。
【００５４】
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更を施すことは何ら差し支えない。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の弾性表面波装置について実施の形態の１例を示す平面図である。
【図２】本発明の弾性表面波装置について実施の形態の他例を示す平面図である。
【図３】本発明の弾性表面波装置について実施の形態の他例を示す平面図である。
【図４】従来の弾性表面波装置の電極構造例を示す平面図、及び電極指ピッチの変化を示すグラフである。
【図５】従来の弾性表面波装置の電極構造例を模式的に示す平面図である。
【符号の説明】
【００５６】
１：圧電基板
２〜９：ＩＤＴ電極
１０〜１７：反射器電極
１８：第１の弾性表面波共振子
１９：第２の弾性表面波共振子
２０：第１の弾性表面波素子部
２１：第２の弾性表面波素子部
２６，２８：絶縁体
２７，２９，３０：引き出し電極
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば携帯電話等の移動体通信機器に用いられる弾性表面波フィルタや弾性表面波共振器等の弾性表面波装置、及びこれを備えた通信装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、携帯電話や自動車電話等の移動体通信機器のＲＦ（無線周波数）段に用いられる周波数選択フィルタとして、弾性表面波フィルタが広く用いられている。一般に、周波数選択フィルタに求められる特性としては、広通過帯域、低損失、通過帯域外の高減衰量等の諸特性が挙げられる。近年、特に移動体通信機器における受信感度の向上、低消費電力化のために、さらに弾性表面波フィルタに対する低損失化の要求が高まっている。また、近年、移動体通信機器において、小型化のためアンテナが、従来のホイップアンテナから誘電体セラミックス等を用いた内蔵アンテナに移行してきている。そのため、アンテナのゲインを充分に得ることが難しくなり、弾性表面波フィルタに対してさらに挿入損失を改善させる要求が増大している。
【０００３】
また、ＩＤＴ電極（Inter Digital Transducer）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帯弾性表面波フィルタのＩＤＴ電極の膜厚は、９００ＭＨｚ弾性表面波フィルタの約半分の膜厚で設計されることとなり、弾性表面波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。
【０００４】
このような挿入損失の劣化を抑制するために、種々の提案がされている。例えば、圧電基板上に３つのＩＤＴ電極を設けた縦１次モードと縦３次モードを利用した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。
【０００５】
図５に、従来の共振器型弾性表面波フィルタの電極構造について、上からみた平面図及び電極指ピッチの変化のグラフを示す。圧電基板２０２上に配設された複数の電極指を有する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の一方の櫛歯状電極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のそれぞれを構成する一方の櫛歯状電極からＩＤＴ電極２０６，２０９を通じて出力端子２１６，２１７へ電気信号が出力される。なお、図中２１０，２１１，２１２，２１３はそれぞれ反射器電極である。このように、共振器電極パターンを２段縦続接続させることにより、１段目と２段目の定在波の相互干渉により、通過帯域外減衰量を高減衰化し、フィルタ特性としての通過帯域外減衰量を向上させることができる。
【０００６】
即ち、同様の特性をもつ弾性表面波共振器フィルタを２段縦続接続の構成とすることで、１段目で減衰された信号が２段目でさらに減衰され、通過帯域外減衰量を１段の場合の約２倍に向上させることができる。
【０００７】
ここで、ＩＤＴ電極２０４に接続された入力端子２１５に電気信号を入力することにより、弾性表面波を励振させ、この弾性表面波がＩＤＴ電極２０４の両側に位置するＩＤＴ電極２０３，２０５に伝搬され、ＩＤＴ電極２０７，２０８に接続された出力端子２１６，２１７から電気信号が出力される。また、ＩＤＴ電極２０３〜２０５及び２０６〜２０９の両端に位置する反射器電極２１０，２１１及び２１２，２１３により弾性表面波が反射され、両端の反射器電極２１０，２１１間及び反射器電極２１２，２１３間で定在波となる。
【０００８】
この定在波のモードには、３つのＩＤＴ電極２０３〜２０５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。
【０００９】
従来、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、ＩＤＴ電極間におけるバルク波の放射損を低減して、共振モードの状態を制御することにより挿入損失の改善が図られていた（例えば、特許文献１，２参照。）。
【００１０】
また、図５に従来の縦結合共振器型弾性表面波フィルタ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、３つの縦結合共振器型弾性表面波フィルタで構成されており、１つの共振器型弾性表面波共振子１１６に２つの縦結合共振器弾性表面波素子１１４，１１５を並列接続している。
【００１１】
なお、共振器型弾性表面波共振子１１６は、３個のＩＤＴ電極１３１〜１３３の両側に反射器電極１４０，１４１が形成されて成り、中央のＩＤＴ電極１３２に不平衡信号端子（不平衡信号入（出）力端子）１２２が接続されている。また、縦結合共振器弾性表面波素子１１４は、３個のＩＤＴ電極１３４〜１３６の両側に反射器電極１４２，１４３が形成されて成り、中央のＩＤＴ電極１３５に平衡信号端子（不平衡信号出（入）力端子）１２５が接続されている。また、縦結合共振器弾性表面波素子１１５は、３個のＩＤＴ電極１３７〜１３９の両側に反射器電極１４４，１４５が形成されて成り、中央のＩＤＴ電極１３８に平衡信号端子（不平衡信号出（入）力端子）１２４が接続されている。
【００１２】
この構成により、図４に示した２段縦続接続したタイプの縦結合共振器型弾性表面波フィルタと比べて、ＩＤＴ電極の電極指の交差幅を小さくし、さらに、並列接続することにより、縦結合共振器弾性表面波フィルタにおける抵抗損失を小さくすることができ、低損失な縦結合共振器弾性表面波フィルタを実現することができる（例えば、特許文献３参照。）。
【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２００１−３０８６７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
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、２つ弾性表面波素子を２段縦続接続させた場合、図４に示した２つの縦結合共振器弾性表面波フィルタを並列接続した弾性表面波装置と比較して、ＩＤＴ電極の電極指の交差幅が大きくなり、さらに縦続接続させることによって、弾性表面波素子の抵抗損失が大きくなり、縦結合共振器弾性表面波フィルタの低損失化が十分に実現できない。
【００１４】
また、図５に示す特許文献３に開示されているような弾性表面波装置では、１つ縦結合共振器弾性表面波フィルタに対して２つの縦結合共振器弾性表面波フィルタを並列接続させていることにより、前段に縦結合共振器弾性表面波フィルタまたは弾性表面波共振子を用いた場合、各ＩＤＴ電極の電極指の交差幅をさらに小さくすることが困難になる。さらに、２つの縦結合共振器弾性表面波フィルタを並列接続させているので、弾性表面波素子の配置上、スペースを多く取ることとなり、弾性表面波素子の小型化には不利な配置となっていた。
【００１５】
従って、本発明は上記従来の技術における問題点に鑑みて完成されたものであり、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し、高品質な弾性表面波フィルタとしても機能でき、弾性表面波装置をさらに小型化することができる弾性表面波装置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】
【００１６】
本発明の弾性表面波装置は、１）圧電基板上に、該圧電基板上を伝搬する弾性表面波の伝搬方向に沿って、該伝搬方向に直交する方向に長い電極指を複数備えたＩＤＴ電極と、前記伝搬方向に沿って前記ＩＤＴ電極を挟んだ両側に配置された反射器電極とを備えた第１及び第２の弾性波表面共振子と、前記伝搬方向に沿って、前記伝搬方向に直交する方向に長い電極指を複数備えた３個以上の奇数個のＩＤＴ電極と、該奇数個のＩＤＴ電極の両側にそれぞれ配置され、前記伝搬方向に直交する方向に長い電極指を複数備えた反射器電極とを有する弾性表面波素子とが形成された弾性表面波装置であって、前記弾性表面波素子は、前記伝搬方向に延びるように形成されるとともにＩＤＴ電極及び反射器電極のそれぞれに形成された中心共通バスバー電極部の両側に、前記中心共通バスバー電極部によって互いに接続されるとともにそれぞれ奇数個のＩＤＴ電極を有する第１及び第２の弾性表面波素子部が、前記中心共通バスバー電極部に対して対称的に形成されているとともに、前記奇数個のＩＤＴ電極のうちの中央のＩＤＴ電極の前記中心共通バスバー電極部に不平衡信号端子が接続されており、前記第１及び第２の弾性表面波共振子は、前記弾性表面波素子の両側に前記伝搬方向に直交する方向において並んで配置されているとともに、前記第１及び第２の弾性表面波素子部の各ＩＤＴ電極のバスバー電極に並列接続され、平衡信号端子に接続されていることを特徴とするものである。
【００１７】
また、本発明の弾性表面波装置は好ましくは、上記１）の構成において、２）前記弾性表面波素子は、前記中心共通バスバー電極上に、それに沿って絶縁体を介して形成されるとともに前記ＩＤＴ電極に接続された引き出し電極が設けられており、該引き出し電極が前記不平衡信号端子に接続されていることを特徴とするものである。
【００１８】
また、本発明の弾性表面波装置は好ましくは、上記１）の構成において、３）前記不平衡信号端子と前記第１及び第２の弾性表面波素子部のそれぞれの中央の前記ＩＤＴ電極とを接続する不平衡側信号用引き出し配線と、前記弾性表面波素子と前記第１及び第２の弾性表面波共振子のそれぞれとを接続する平衡側信号用引き出し配線とが、絶縁体を介して交差して配設されていることによって、前記弾性表面波素子と前記第１及び第２の弾性表面波共振子との接続部に容量形成部が設けられていることを特徴とするものである。
【００１９】
本発明の通信装置は、上記１）〜３）のいずれかの本発明の弾性表面波装置を有する、受信回路及び送信回路の少なくとも一方を備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の１）の弾性表面波装置は、圧電基板上に、圧電基板上を伝搬する弾性表面波の伝搬方向に沿って、伝搬方向に直交する方向に長い電極指を複数備えたＩＤＴ電極と、伝搬方向に沿ってＩＤＴ電極を挟んだ両側に配置された反射器電極とを備えた第１及び第２の弾性波表面共振子と、伝搬方向に沿って、伝搬方向に直交する方向に長い電極指を複数備えた３個以上の奇数個のＩＤＴ電極と、奇数個のＩＤＴ電極の両側にそれぞれ配置され、伝搬方向に直交する方向に長い電極指を複数備えた反射器電極とを有する弾性表面波素子とが形成された弾性表面波装置であって、弾性表面波素子は、伝搬方向に延びるように形成されるとともにＩＤＴ電極及び反射器電極のそれぞれに形成された中心共通バスバー電極部の両側に、中心共通バスバー電極部によって互いに接続されるとともにそれぞれ奇数個のＩＤＴ電極を有する第１及び第２の弾性表面波素子部が、中心共通バスバー電極部に対して対称的に形成されているとともに、奇数個のＩＤＴ電極のうちの中央のＩＤＴ電極の中心共通バスバー電極部に不平衡信号端子が接続されており、第１及び第２の弾性表面波共振子は、弾性表面波素子の両側に伝搬方向に直交する方向において並んで配置されているとともに、第１及び第２の弾性表面波素子部の各ＩＤＴ電極のバスバー電極に並列接続され、平衡信号端子に接続されていることことにより、中心共通バスバー電極によって第１及び第２の弾性表面波素子部が接続されて、共通化して形成された弾性表面波素子が、ＩＤＴ電極の交差幅を従来の弾性表面波素子の半分にまで狭くすることができ、また、従来の弾性表面波素子と比べて抵抗損失を小さくすることができるので、弾性表面波素子の挿入損失を向上させることができる。
【００２１】
また、第１及び第２の弾性表面波共振子は、弾性表面波素子の両側に伝搬方向に直交する方向において並んで隣接して配置されているとともに、第１及び第２の弾性表面波素子部の各ＩＤＴ電極のバスバー電極にきわめて短い配線長でもって接続されているので、従来の弾性表面波素子と比べて抵抗損失を小さくすることができるので、弾性表面波素子の挿入損失を向上させることができる。
【００２２】
さらに、第１及び第２の弾性表面波素子部が並行して配置され、接続された弾性表面波素子は、反射器電極が共通化されており、その結果弾性表面波装置全体の占有面積を小さくすることでき、弾性表面波装置を極めて小型化することができる。さらに、圧電基板ウェハ１枚当たりの弾性表面波装置の取り数を多くすることができ、弾性表面波装置の部材コストを大幅に削減することができる。
【００２３】
また、本発明の２）の弾性表面波装置は、上記１）の構成において好ましくは、弾性表面波素子は、中心共通バスバー電極上に、それに沿って絶縁体を介して形成されるとともにＩＤＴ電極に接続された引き出し電極が設けられており、引き出し電極が不平衡信号端子に接続されていることにより、中心共通バスバー電極上に絶縁体及びその上に引き出し電極が形成されているため、中心共通バスバー電極上の構造物のトータル厚みが厚くなり、中心共通バスバー電極上において、金属膜と絶縁体による質量効果が従来のバスバー電極構造と比較して大きくはたらくこととなる。そのため、中心共通バスバー電極部における弾性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電極の中心共通バスバー電極近傍における音速を、弾性表面波の励振に寄与する電極指交差部領域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装置を提供することができる。
【００２４】
また、中心共通バスバー電極上に引き出し電極を配置したことにより、弾性表面波素子の面積において引き出し電極が占める面積を極力低減することができ、弾性表面波装置を極端に小型化することが可能である。
【００２５】
また、本発明の３）の弾性表面波装置は、上記１）の構成において好ましくは、不平衡信号端子と第１及び第２の弾性表面波素子部のそれぞれの中央のＩＤＴ電極とを接続する不平衡側信号用引き出し配線と、弾性表面波素子と第１及び第２の弾性表面波共振子のそれぞれとを接続する平衡側信号用引き出し配線とが、絶縁体を介して交差して配設されていることによって、弾性表面波素子と第１及び第２の弾性表面波共振子との接続部に容量形成部が設けられていることにより、従来のように寄生容量を発生させる要因となる、弾性表面波素子や弾性表面波共振子の周辺の電極パターン等の構造が異なっていると、例えば電極パターンに対称性がないと、２つの平衡出力端子に伝わる平衡信号が互いに振幅が異なり、また位相が逆相からずれてしまって平衡度が劣化することがあるが、上記の構成により、不平衡側信号用引き出し配線と、平衡側信号用引き出し配線とが、絶縁体を介して交差して配設して形成された容量形成部により、弾性表面波装置の等価回路上に導入される容量を、第１の弾性表面波素子部及び第２の弾性表面波素子部において調整することが可能となり、振幅平衡度及び位相平衡度を向上させることができる。
【００２６】
また、上記構成と同様に、弾性表面波素子の各ＩＤＴ電極及び反射器電極のバスバー電極を中心共通バスバー電極として一体化したことにより、弾性表面波素子の面積を極力低減することができ、弾性表面波装置を極端に小型化することが可能である。
【００２７】
本発明の通信装置は、上記１）〜３）いずれかの本発明の弾性表面波装置を有する、受信回路及び送信回路の少なくとも一方を備えたことにより、従来より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】
【００２８】
以下、本発明の弾性表面波装置の実施の形態について図面を参照にしつつ詳細に説明する。また、本発明の弾性表面波素子について、簡単な構造の共振器型の弾性表面波フィルタを例にとり説明する。なお、以下に説明する図面において同一構成には同一符号を付すものとする。また、各電極の大きさや電極間の距離等、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図示したものである。
【００２９】
図１に、本発明の弾性表面波装置について実施の形態の１例を平面図で示す。本発明の弾性表面波装置は、図１に示すように、圧電基板１上に、この圧電基板１上を伝搬する弾性表面波の伝搬方向に沿って、この伝搬方向に直交する方向に長い電極指を複数備えたＩＤＴ電極２，３と、伝搬方向に沿ってＩＤＴ電極２，３を挟んだ両側に配置された反射器電極１０〜１３とを備えた第１及び第２の弾性波表面共振子１８，１９と、伝搬方向に沿って、伝搬方向に直交する方向に長い電極指を複数備えた３個以上の奇数個のＩＤＴ電極４〜６及び７〜９と、奇数個のＩＤＴ電極４〜６及び７〜９の両側にそれぞれ配置され、伝搬方向に直交する方向に長い電極指を複数備えた反射器電極１４，１６及び１５，１７とからなる弾性表面波素子とが形成された弾性表面波装置である。
【００３０】
また、弾性表面波素子は、伝搬方向に延びるように形成されるとともにＩＤＴ電極４〜９及び反射器電極１４〜１７のそれぞれに形成された中心共通バスバー電極部２５の両側に、中心共通バスバー電極部２５によって互いに接続されるとともにそれぞれ奇数個のＩＤＴ電極４〜６及び７〜９を有する第１及び第２の弾性表面波素子部２０，２１が、中心共通バスバー電極部２５に対して対称的に形成されているとともに、奇数個のＩＤＴ電極４〜６及び７〜９のうちの中央のＩＤＴ電極５，８の中心共通バスバー電極部２５に不平衡信号端子（不平衡入力端子２２または不平衡出力端子２２）が接続されており、第１及び第２の弾性表面波共振子１８，１９は、弾性表面波素子の両側に伝搬方向に直交する方向において並んで配置されているとともに、第１及び第２の弾性表面波素子部２０，２１の各ＩＤＴ電極４，６，７，９のバスバー電極に並列接続され、平衡信号端子（平衡出力端子２３，２４または平衡入力端子２３，２４）に接続されている。
【００３１】
この構成により、中心共通バスバー電極部２５によって第１及び第２の弾性表面波素子部２０，２１が接続されて、共通化して形成された弾性表面波素子が、ＩＤＴ電極の交差幅を従来の弾性表面波素子の半分にまで狭くすることができ、また、従来の弾性表面波素子と比べて抵抗損失を小さくすることができるので、弾性表面波素子の挿入損失を向上させることができる。
【００３２】
また、第１及び第２の弾性表面波共振子１８，１９は、弾性表面波素子の両側に伝搬方向に直交する方向において並んで隣接して配置されているとともに、第１及び第２の弾性表面波素子部２０，２１の各ＩＤＴ電極４，６，７，９のバスバー電極にきわめて短い配線長でもって並列接続されているので、従来の弾性表面波素子と比べて抵抗損失を小さくすることができるので、弾性表面波素子の挿入損失を向上させることができる。
【００３３】
即ち、本発明の図１の弾性表面波装置は、第１及び第２の弾性表面波共振子１８，１９と弾性表面波素子とを接続する引き出し配線の配線長は、従来構成の図５のものと比較して、６０〜７０％程度と大幅に短くすることができる。これにより、従来構成と比べて配線による抵抗損失をきわめて小さくすることができる。
【００３４】
さらに、第１及び第２の弾性表面波素子部２０，２１が並行して配置され、接続された弾性表面波素子は、反射器電極１４〜１７が共通化されており、その結果弾性表面波装置全体の占有面積を小さくすることでき、弾性表面波装置を極めて小型化することができる。さらに、圧電基板ウェハ１枚当たりの弾性表面波装置の取り数を多くすることができ、弾性表面波装置の部材コストを大幅に削減することができる。
【００３５】
即ち、本発明の図１の弾性表面波装置は、弾性表面波装置全体の面積を、従来構成の図５のものと比較して、７０〜８５％程度と大幅に小さくすることができる。
【００３６】
なお、中心共通バスバー電極部２５は、弾性表面波の伝搬方向に一直線状に延びるように形成されるとともに、ＩＤＴ電極４〜９及び反射器電極１４〜１７のそれぞれに形成されている。
【００３７】
また、図２に本発明の弾性表面波装置について、好適な例であって実施の形態の他例の平面図を示す。図２に示すように、上記図１の構成において、弾性表面波素子は、中心共通バスバー電極部２５上に、それに沿って絶縁体２６を介して形成されるとともにＩＤＴ電極５，８に接続された引き出し電極２７が設けられており、この引き出し電極２７が不平衡入力端子２３，２４または不平衡出力端子２３，２４に接続されている。
【００３８】
これにより、中心共通バスバー電極部２５上に、絶縁体２６及びその上の引き出し電極２７が形成されているため、中心共通バスバー電極部２５上の構造物のトータル厚みが厚くなり、中心共通バスバー電極部２５上において、金属膜と絶縁体２６による質量効果が、従来のバスバー電極構造と比較して大きくはたらくこととなる。そのため、中心共通バスバー電極部２５部位における弾性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電極の共通電極近傍における音速を、弾性表面波の励振に寄与する電極指交差部領域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装置を提供することができる。
【００３９】
また、中心共通バスバー電極部２５上に引き出し電極２７を配置したことにより、弾性表面波素子の面積において引き出し電極２７が占める面積を極力低減することができ、弾性表面波装置を極端に小型化することが可能である。
【００４０】
この引き出し電極２７は、ＩＤＴ電極や中心共通バスバー電極部２５と同じ材質のアルミニウムやアルミニウム合金等から成り、その幅は中心共通バスバー電極部２５と同程度である。また、絶縁体２６は酸化シリコン、ポリイミド系樹脂またはアクリル系樹脂のレジストから成り、中心共通バスバー電極部２５と同程度の幅で、厚みは１μｍ〜１０μｍ程度が好ましい。１μｍ未満では、中心共通バスバー電極部２５と引き出し電極２７との間の絶縁性が不十分となり易く、１０μｍを超えると、引き出し電極２７等の配線の断線が発生するのを抑制することが難しくなり、弾性表面波装置の信頼性が低下し易くなる。
【００４１】
また、絶縁体２６は、単層からなっていてもよいが、複数層を積層したものであってもよい。また、絶縁体２６の誘電率を小さくするために、誘電率が１の気泡を多く含む多孔質体としたり、または誘電率を大きくするためにアルミナやチタン酸バリウム等の高誘電率の粒子を含有させてもよい。また、中心共通バスバー電極部２５の部位の音速をより遅くするために、絶縁体２６に比重の大きいセラミック粒子等を混入させてもよい。
【００４２】
また、図３に本発明の弾性表面波装置について、好適な例であって実施の形態の他例の平面図を示す。図３に示すように、上記図１の構成において、不平衡入力端子２２または不平衡出力端子２２と第１及び第２の弾性表面波素子部２０，２１のそれぞれの中央のＩＤＴ電極５，８とを接続する不平衡側信号用引き出し配線２９と、弾性表面波素子と第１及び第２の弾性表面波共振子１８，１９のそれぞれとを接続する平衡側信号用引き出し配線３０とが、絶縁体２８を介して交差して配設されていることによって、弾性表面波素子と第１及び第２の弾性表面波共振子１８，１９との接続部に容量形成部が設けられている。
【００４３】
これにより、従来、寄生容量を発生させる要因となる、弾性表面波素子の周辺の電極パターン等構造が異なっていると、例えば電極パターンに対称性がないと、２つの平衡出力信号端子に伝わる信号が互いに振幅が異なり、また位相が逆相からずれてしまって平衡度が劣化することがあるが、上記の構成により、不平衡信号端子（２２）と中央のＩＤＴ電極５，８とを接続する不平衡側信号用引き出し配線２９と、弾性表面波素子と第１及び第２の弾性表面波共振子１８，１９のそれぞれとを接続する平衡側信号用引き出し配線３０とが、絶縁体２８を介して交差して配設して形成された容量形成部により、弾性表面波素子の等価回路上に導入される容量を、第１及び第２の弾性表面波素子２０，２１において調整することが可能となり、振幅平衡度及び位相平衡度を向上させることができる。
【００４４】
また、上記の構成と同様に、弾性表面波素子の各ＩＤＴ電極４〜９（ＩＤＴ電極４とＩＤＴ電極７、ＩＤＴ電極５とＩＤＴ電極８及びＩＤＴ電極６とＩＤＴ電極９のバスバー電極を共通化している。）、及び反射器電極１４〜１７（反射器電極１４と反射器電極１５及び反射器電極１６と反射器電極１７のバスバー電極を共通化している。）のバスバー電極を中心共通バスバー電極として一体化したことにより、弾性表面波装置の面積を極力低減することができ、弾性表面波装置を極端に小型化することが可能である。
【００４５】
なお、ＩＤＴ電極２〜９，反射器電極１０〜１７の電極指の本数は数本〜数１００本にも及ぶので、簡単のため、図面においてはそれらの形状を簡略化して図示している。
【００４６】
次に、本発明の弾性表面波装置の製造方法について説明する。まず、圧電基板１上に導体層を形成し、この導体層を一対の平行な共通電極（中心共通バスバー電極部を含む）と各共通電極から互いに噛み合うように延びた複数の電極指とにパターニングしてＩＤＴ電極２〜９を形成し、ＩＤＴ電極２〜９上を絶縁体（保護膜）で被覆し、引き出し電極２９，３０及びパッド電極部となる導体層をリフトオフ工程またはフォトリソグラフィにより形成する。
【００４７】
ここで、圧電基板１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。
【００４８】
また、圧電基板１上に形成する導体層としては、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、またはこれらの材料から成る層の積層膜、またはこれらの材料の層とチタン，クロム等の材料の層との積層膜を用いることができる。引き出し電極２９，３０及びパッド電極部となる導体層としては、アルミニウム層、アルミニウムとクロム等の材料の層の積層膜、クロムとニッケルと金等の材料の層の積層膜等を用いることができる。導体層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。
【００４９】
この導体層をパターニングする方法としては、導体層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。または、導体層の成膜前に圧電基板１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の開口を形成した後、導体層を成膜し、その後レジストを不要部分に成膜された導体層ごと除去するリフトオフプロセスを行ってもよい。
【００５０】
次に、ＩＤＴ電極２〜９を保護するための絶縁体（保護膜）を成膜する。この絶縁体の材料としては、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。
【００５１】
引き出し電極２９，３０の交差部の絶縁体２８は、例えば、感光性ポリイミド樹脂を用いて、スピンコート法によって圧電基板１上にポリイミド樹脂を塗布した後、絶縁体２８を所定箇所において露光、現像する工程により形成する。
【００５２】
また、本発明の弾性表面波フィルタを通信装置に適用することができる。即ち、少なくとも受信回路及び送信回路の一方を備え、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。例えば、送信回路から出力された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ことができる送信回路を備えた通信装置や、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受信回路へ伝送するような受信回路を備えた通信装置に適用可能であり、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。
【００５３】
以上により、優れた弾性表面波装置を有する受信回路や送信回路を備え、感度が格段に良好な優れた通信機等の通信装置を提供できる。
【００５４】
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更を施すことは何ら差し支えない。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の弾性表面波装置について実施の形態の１例を示す平面図である。
【図２】本発明の弾性表面波装置について実施の形態の他例を示す平面図である。
【図３】本発明の弾性表面波装置について実施の形態の他例を示す平面図である。
【図４】従来の弾性表面波装置の電極構造例を示す平面図、及び電極指ピッチの変化を示すグラフである。
【図５】従来の弾性表面波装置の電極構造例を模式的に示す平面図である。
【符号の説明】
【００５６】
１：圧電基板
２〜９：ＩＤＴ電極
１０〜１７：反射器電極
１８：第１の弾性表面波共振子
１９：第２の弾性表面波共振子
２０：第１の弾性表面波素子部
２１：第２の弾性表面波素子部
２６，２８：絶縁体
２７，２９，３０：引き出し電極
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電基板上に、該圧電基板上を伝搬する弾性表面波の伝搬方向に沿って、該伝搬方向に直交する方向に長い電極指を複数備えたＩＤＴ電極と、前記伝搬方向に沿って前記ＩＤＴ電極を挟んだ両側に配置された反射器電極とを備えた第１及び第２の弾性波表面共振子と、
前記伝搬方向に沿って、前記伝搬方向に直交する方向に長い電極指を複数備えた３個以上の奇数個のＩＤＴ電極と、該奇数個のＩＤＴ電極の両側にそれぞれ配置され、前記伝搬方向に直交する方向に長い電極指を複数備えた反射器電極とを有する弾性表面波素子とが形成された弾性表面波装置であって、
前記弾性表面波素子は、前記伝搬方向に延びるように形成されるとともにＩＤＴ電極及び反射器電極のそれぞれに形成された中心共通バスバー電極部の両側に、前記中心共通バスバー電極部によって互いに接続されるとともにそれぞれ奇数個のＩＤＴ電極を有する第１及び第２の弾性表面波素子部が、前記中心共通バスバー電極部に対して対称的に形成されているとともに、前記奇数個のＩＤＴ電極のうちの中央のＩＤＴ電極の前記中心共通バスバー電極部に不平衡信号端子が接続されており、
前記第１及び第２の弾性表面波共振子は、前記弾性表面波素子の両側に前記伝搬方向に直交する方向において並んで配置されているとともに、前記第１及び第２の弾性表面波素子部の各ＩＤＴ電極のバスバー電極に並列接続され、平衡信号端子に接続されていることを特徴とする弾性表面波装置。
【請求項２】
前記弾性表面波素子は、前記奇数個のＩＤＴ電極のうちの中央のＩＤＴ電極の前記中心共通バスバー電極部上に、それに沿って絶縁体を介して形成されるとともに前記ＩＤＴ電極に接続された引き出し電極が設けられており、該引き出し電極が前記不平衡信号端子に接続されていることを特徴とする請求項１記載の弾性表面波装置。
【請求項３】
前記弾性表面波素子は、前記不平衡信号端子と前記第１及び第２の弾性表面波素子部のそれぞれの中央の前記ＩＤＴ電極とを接続する不平衡側信号用引き出し配線と、前記弾性表面波素子と前記第１及び第２の弾性表面波共振子のそれぞれとを接続する平衡側信号用引き出し配線とが、絶縁体を介して交差して配設されていることによって、前記弾性表面波素子と前記第１及び第２の弾性表面波共振子との接続部に容量形成部が設けられていることを特徴とする請求項１記載の弾性表面波装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか記載の弾性表面波装置を有する、受信回路及び送信回路の少なくとも一方を備えたことを特徴とする通信装置。
【請求項１】
圧電基板上に、該圧電基板上を伝搬する弾性表面波の伝搬方向に沿って、該伝搬方向に直交する方向に長い電極指を複数備えたＩＤＴ電極と、前記伝搬方向に沿って前記ＩＤＴ電極を挟んだ両側に配置された反射器電極とを備えた第１及び第２の弾性波表面共振子と、
前記伝搬方向に沿って、前記伝搬方向に直交する方向に長い電極指を複数備えた３個以上の奇数個のＩＤＴ電極と、該奇数個のＩＤＴ電極の両側にそれぞれ配置され、前記伝搬方向に直交する方向に長い電極指を複数備えた反射器電極とを有する弾性表面波素子とが形成された弾性表面波装置であって、
前記弾性表面波素子は、前記伝搬方向に延びるように形成されるとともにＩＤＴ電極及び反射器電極のそれぞれに形成された中心共通バスバー電極部の両側に、前記中心共通バスバー電極部によって互いに接続されるとともにそれぞれ奇数個のＩＤＴ電極を有する第１及び第２の弾性表面波素子部が、前記中心共通バスバー電極部に対して対称的に形成されているとともに、前記奇数個のＩＤＴ電極のうちの中央のＩＤＴ電極の前記中心共通バスバー電極部に不平衡信号端子が接続されており、
前記第１及び第２の弾性表面波共振子は、前記弾性表面波素子の両側に前記伝搬方向に直交する方向において並んで配置されているとともに、前記第１及び第２の弾性表面波素子部の各ＩＤＴ電極のバスバー電極に並列接続され、平衡信号端子に接続されていることを特徴とする弾性表面波装置。
【請求項２】
前記弾性表面波素子は、前記奇数個のＩＤＴ電極のうちの中央のＩＤＴ電極の前記中心共通バスバー電極部上に、それに沿って絶縁体を介して形成されるとともに前記ＩＤＴ電極に接続された引き出し電極が設けられており、該引き出し電極が前記不平衡信号端子に接続されていることを特徴とする請求項１記載の弾性表面波装置。
【請求項３】
前記弾性表面波素子は、前記不平衡信号端子と前記第１及び第２の弾性表面波素子部のそれぞれの中央の前記ＩＤＴ電極とを接続する不平衡側信号用引き出し配線と、前記弾性表面波素子と前記第１及び第２の弾性表面波共振子のそれぞれとを接続する平衡側信号用引き出し配線とが、絶縁体を介して交差して配設されていることによって、前記弾性表面波素子と前記第１及び第２の弾性表面波共振子との接続部に容量形成部が設けられていることを特徴とする請求項１記載の弾性表面波装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか記載の弾性表面波装置を有する、受信回路及び送信回路の少なくとも一方を備えたことを特徴とする通信装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００７−３１８５１０（Ｐ２００７−３１８５１０Ａ）
【公開日】平成１９年１２月６日（２００７．１２．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１４６８１６（Ｐ２００６−１４６８１６）
【出願日】平成１８年５月２６日（２００６．５．２６）
【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１２月６日（２００７．１２．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年５月２６日（２００６．５．２６）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
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