弹性波谐振器、梯形滤波器及双工器 - 专利探索者 - 佰腾专利检索

摘要:

本发明提供一种弹性波谐振器,谐振/反谐振频率中的回波损耗特性优异,能有效降低损耗。该弹性波谐振器具有IDT电极(7),其第1公共电极(12)连接着多根第1指状电极(14)及多根第2指状电极(17),第2公共电极(13)连接着多根第2指状电极(15)及多根第1虚设指状电极(16),在弹性波传播方向上实施交叉宽度加权,较之弹性波传播方向上的交叉区域的金属化率,非交叉区域的金属化率相对变高。 - 专利探索者 - 佰腾专利检索

申请号: CN201080023488.X 专利名称: 弹性波谐振器、梯形滤波器及双工器 申请(专利权)人: [株式会社村田制作所] 发明人: [高田俊明] 其他信息:
< p > 1.一种弹性波谐振器,具备压电基板和形成于所述压电基板上的IDT 电极, < /p > < p > 所述IDT电极包括: < /p > < p > 第1、第2公共电极,其在压电基板上隔开设置; < /p > < p > 多根第1指状电极,其一端与所述第1公共电极连接,另一端向所述 第2公共电极侧延伸; < /p > < p > 多根第2指状电极,其一端与所述第2公共电极连接,另一端向所述 第1公共电极侧延伸; < /p > < p > 多根第1虚设指状电极,其一端与所述第2公共电极连接,另一端向 所述第1公共电极侧延伸,并且另一端与所述第1指状电极的前端隔着间 隙配置;和 < /p > < p > 多根第2虚设指状电极,其一端与所述第1公共电极连接,另一端配 置在所述第2公共电极侧,并且该另一端与所述第2指状电极的前端隔着 间隙配置, < /p > < p > 由所述第1指状电极和第2指状电极在弹性波传播方向上重合的部分 形成交叉区域,形成了所述虚设指状电极的部分作为非交叉区域, < /p > < p > 所述IDT电极被实施所述第1指状电极和第2指状电极的交叉宽度 沿着弹性波传播方向变化的交叉宽度加权, < /p > < p > 在所述交叉宽度加权中至少存在2个交叉宽度从增大转变为减少的 变化点, < /p > < p > 在将包括所述第1、第2指状电极或所述第1、第2虚设指状电极在 内的电极部分的面积相对于设置有该电极部分的区域整体的面积的比例 设为金属化率时,与所述交叉区域中的金属化率相比,至少一部分的所述 非交叉区域中的金属化率相对地被提高, < /p > < p > 与位于所述变化点之间的非交叉区域的金属化率相比,位于所述IDT 电极的弹性波传播方向的一端部和最靠近该一端部侧的所述变化点之间 的非交叉区域的金属化率、以及位于所述IDT电极的弹性波传播方向的 另一端部和最靠近该另一端部侧的所述变化点之间的非交叉区域的金属 化率相对地被提高。 < /p > < p > 2.根据权利要求1所述的弹性波谐振器,其中, < /p > < p > 与所述交叉区域中的金属化率相比,所有非交叉区域的金属化率相对 地被提高。 < /p > < p > 3.根据权利要求1或2所述的弹性波谐振器,其中, < /p > < p > 在所述非交叉区域中,通过具有从第1及第2公共电极向交叉区域侧 延伸的公共电极延长部,来提高金属化率。 < /p > < p > 4.根据权利要求3所述的弹性波谐振器,其中, < /p > < p > 所述第1、第2公共电极的内侧端缘沿着所述弹性波传播方向平行地 延伸,所述公共电极延长部的内侧端缘沿着与弹性波传播方向交叉的方向 延伸。 < /p > < p > 5.根据权利要求1或2所述的弹性波谐振器,其中, < /p > < p > 通过使所述非交叉区域中的第1、第2虚设指状电极的宽度比交叉区 域中的第1、第2指状电极的宽度粗,来提高金属化率。 < /p > < p > 6.根据权利要求5所述的弹性波谐振器,其中, < /p > < p > 在所述第1、第2虚设指状电极中,相对较长的虚设指状电极的宽度 被设定得大于相对较短的虚设指状电极的宽度。 < /p > < p > 7.根据权利要求1或2所述的弹性波谐振器,其中, < /p > < p > 所述弹性波是弹性表面波,构成弹性表面波谐振器。 < /p > < p > 8.根据权利要求1或2所述的弹性波谐振器,其中, < /p > < p > 所述弹性波是弹性边界波,构成弹性边界波谐振器。 < /p > < p > 9.一种梯形滤波器,具有串联支路谐振器和并联支路谐振器,其中, < /p > < p > 所述并联支路谐振器由权利要求1所述的弹性波谐振器构成,所述串 联支路谐振器由权利要求2所述的弹性波谐振器构成。 < /p > < p > 10.根据权利要求9所述的梯形滤波器,其中, < /p > < p > 11.根据权利要求10所述的梯形滤波器,其中, < /p > < p > 所述第1、第2公共电极的内侧端缘沿着所述弹性波传播方向平行地 延伸,所述公共电极延长部的内侧端缘沿着与弹性波传播方向交叉的方向 延伸。 < /p > < p > 12.根据权利要求9所述的梯形滤波器,其中, < /p > < p > 13.根据权利要求12所述的梯形滤波器,其中, < /p > < p > 14.根据权利要求9所述的梯形滤波器,其中, < /p > < p > 15.根据权利要求9所述的梯形滤波器,其中, < /p > < p > 所述弹性波是弹性边界波,构成弹性边界波谐振器。 < /p > < p > 16.一种双工器,具有发送侧带通滤波器和接收侧带通滤波器,所述 发送侧带通滤波器由权利要求9所述的梯形滤波器构成。 < /p > < p > 17.根据权利要求16所述的双工器,其中, < /p > < p > 18.根据权利要求17所述的双工器,其中, < /p > < p > 19.根据权利要求16所述的双工器,其中, < /p > < p > 20.根据权利要求19所述的双工器,其中, < /p > < p > 21.根据权利要求16所述的双工器,其中, < /p > < p > 22.根据权利要求16所述的双工器,其中, < /p > < p > 所述弹性波是弹性边界波,构成弹性边界波谐振器。 < /p >
< p > 弹性波谐振器、梯形滤波器及双工器 < /p > < p > 技术领域 < /p > < p > 本发明涉及谐振器或带通滤波器等中用到的弹性波谐振器、以及利用 弹性波谐振器构成的梯形滤波器,更详细而言,涉及对IDT电极实施交 叉宽度加权的弹性波谐振器、梯形滤波器及双工器。 < /p > < p > 背景技术 < /p > < p > 以往,作为谐振器或带通滤波器,弹性波装置被广泛使用。 < /p > < p > 例如,在下述的专利文献1中公开了具有图9所示的电极构造的弹性 波谐振器。在图9所示的弹性波谐振器1001中,配置成多根第1指状电 极1002和多根第2指状电极1003彼此插入其间。多根第1指状电极1002 的一端与第1公共电极1004连接,另一端延伸至第2公共电极1005侧。 多根第2指状电极1003的一端与第2公共电极1005连接,另一端延伸至 第1公共电极1004侧。另外,第2公共电极1005连接着多根第1虚设指 状电极1006的一端。第1虚设指状电极1006的另一端隔着缝隙与第1 指状电极1002的前端相对置。同样地,第1公共电极1004连接着第2 虚设指状电极1007的一端。第2虚设指状电极1007的另一端隔着缝隙与 第2指状电极1003的前端相对置。 < /p > < p > 这里,实施交叉宽度加权,使得交叉宽度沿着IDT电极的弹性波传 播方向变化。在该交叉宽度加权过程中,在IDT电极102的弹性表面波 传播方向上出现2个交叉宽度的极大值。因此,包围第1、第2指状电极 1002、1003相交叉的区域即交叉区域的包络线,形成了两个菱形相连的 形状。 < /p > < p > 在专利文献1中,通过这种加权,不仅减少因横模波纹引起的寄生信 号,也能够提高反谐振频率的Q值和耐电力性。 < /p > < p > 现有技术文献 < /p > < p > 专利文献 < /p > < p > 专利文献1:WO2007/108269 < /p > < p > 在专利文献1记载的弹性波谐振器中,由于在IDT电极中较宽地存 在第1、第2指状电极1002、1003未交叉的非交叉区域,因而较之正规 型IDT电极,弹性波的激励强度变小。另外,在非交叉区域较宽的部分, 由于第1、第2虚设指状电极1006、1007变长,故虚设指状电极的电阻 损耗变大。因而,在该弹性波谐振器中存在着谐振频率的Q值变差的问 题。此外,在利用该弹性波谐振器构成的梯形滤波器中,虽然耐电力性得 到了提高,但是无法充分地减少插入损耗。 < /p > < p > 发明内容 < /p > < p > 鉴于上述的现有技术的现状,本发明的目的在于提供一种Q值高的 弹性波谐振器。本发明的另一目的在于提供一种梯形滤波器,该梯形滤波 器利用该弹性波谐振器构成,不仅可提高耐电力性,也能减少插入损耗。 另外,本发明的再一目的在于提供一种具有利用了上述弹性波谐振器的梯 形滤波器的双工器。 < /p > < p > 本发明的一种弹性波谐振器,具备压电基板和形成于所述压电基板上 的IDT电极,所述IDT电极包括:第1、第2公共电极,其在压电基板 上隔开设置;多根第1指状电极,其一端与第1、第2公共电极中的所述 第1公共电极连接,且向第2公共电极侧延伸;多根第2指状电极,其一 端与所述第2公共电极连接,另一端向所述第1公共电极侧延伸;和多根 第1虚设指状电极,其一端与所述第1公共电极连接,且另一端向所述第 2公共电极侧延伸,并且另一端与所述第1指状电极的前端隔着间隙而配 置,一端与所述第1公共电极连接,且另一端配置在所述第2公共电极侧, 该另一端与所述第2指状电极的前端隔着间隙而配置,由所述第1指状电 极和第2指状电极在弹性波传播方向上重合的部分形成交叉区域,形成有 所述虚设指状电极的部分作为非交叉区域,所述IDT电极被实施所述第1 指状电极和第2指状电极的交叉宽度沿着弹性波传播方向变化的交叉宽 度加权,在所述交叉宽度加权中至少存在2个交叉宽度从增大转变为减少 的变化点,在将包括所述第1、第2指状电极或所述第1、第2虚设指状 电极在内的电极部分的面积相对于设置有该电极部分的区域整体的面积 的比例设为金属化率的情况下,较之所述交叉区域中的金属化率,至少一 部分的所述非交叉区域中的金属化率相对地被提高。此外,金属化率是指 包括与非交叉区域中的第1或第2公共电极连接的第1、第2指状电极及 第1、第2虚设指状电极在内的电极部分的面积相对于非交叉区域的整体 面积的比例。 < /p > < p > 在本发明的某一特定方面中,较之位于所述变化点之间的非交叉区域 的金属化率,位于所述IDT电极的弹性波传播方向的一端部和最靠近该 一端部侧的所述变化点之间的非交叉区域的金属化率、以及位于所述IDT 电极的弹性波传播方向的另一端部和最靠近该另一端部侧的所述变化点 之间的非交叉区域的金属化率相对地被提高。 < /p > < p > 在本发明的其他特定方面中,较之所述交叉区域中的金属化率,全部 非交叉区域的金属化率相对地被提高。 < /p > < p > 本发明的一种梯形滤波器,具有串联支路谐振器和并联支路谐振器, 所述并联支路谐振器由技术方案2所述的弹性波谐振器构成,所述串联支 路谐振器由技术方案3所述的弹性波谐振器构成。 < /p > < p > 在本发明涉及的梯形滤波器的其他特定方面中,由于耐电力性优良, 因而适合用于具有接收侧带通滤波器和发送侧带通滤波器的双工器的发 送侧带通滤波器。因此,在本发明的其他特定方面中,本发明提供一种双 工器的发送侧带通滤波器即梯形滤波器。 < /p > < p > 在本发明涉及的弹性波谐振器的其他特定方面中,在所述非交叉区域 中,通过具有从第1及第2公共电极向交叉区域侧延伸的公共电极延长部, 来提高金属化率。 < /p > < p > 在本发明涉及的弹性波谐振器的另外特定方面中,所述第1、第2公 共电极的内侧端缘沿着所述弹性波传播方向平行地延伸,所述公共电极延 长部的内侧端缘沿着与弹性波传播方向交叉的方向延伸。 < /p > < p > 在本发明涉及的弹性波谐振器的其他特定方面中,通过使所述非交叉 区域中的第1、第2虚设指状电极的宽度比交叉区域中的第1、第2指状 电极的宽度粗,来提高金属化率。 < /p > < p > 在本发明涉及的弹性波谐振器的另外特定方面中,在所述第1、第2 虚设指状电极中,相对较长的虚设指状电极的宽度被设定得大于相对较短 的虚设指状电极。 < /p > < p > 本发明涉及的弹性波谐振器既可以是利用了弹性表面波的弹性波谐 振器,也可以是利用了弹性边界波的弹性边界波谐振器。 < /p > < p > 发明效果 < /p > < p > 在本发明涉及的弹性波谐振器中,由于较之IDT电极的中央侧的非 交叉区域中的金属化率,位于IDT电极的弹性波传播方向两端附近的非 交叉区域的金属化率相对被提高,因而在金属化率得以提高的部分能减小 电阻损耗。因此,在利用了本发明的弹性波谐振器的梯形滤波器中,能够 实现损耗的减少。 < /p > < p > 另外,在本发明中,在由沿着弹性波传播方向重复2个周期以上的上 述交叉宽度加权的弹性波谐振器构成了串联支路谐振器的情况下,也能够 提高梯形滤波器的耐电力性。因此,即便在将加权设为2个周期以上的情 况下,不仅能够提高耐电力性,也能够提高弹性波的激励效率,充分减小 损耗。 < /p > < p > 附图说明 < /p > < p > 图1(a)是本发明的一实施方式涉及的梯形滤波器的电路图,图1 (b)及图1(c)分别是表示该梯形滤波器的并联支路谐振器中用到的弹 性表面波谐振器的IDT电极的示意性俯视图及弹性波谐振器的正面剖视 图。 < /p > < p > 图2是表示上述梯形滤波器的串联支路谐振器中用到的弹性表面波 谐振器的IDT电极的电极构造的示意性俯视图。 < /p > < p > 图3是表示用于比较而准备的现有的IDT电极的电极构造的示意性 俯视图。 < /p > < p > 图4是表示本发明的一实施方式的梯形滤波器及第1、第2比较例的 梯形滤波器的衰减量‑频率特性的图。 < /p > < p > 图5是表示本发明的一实施方式涉及的弹性表面波谐振器和比较例 的弹性表面波谐振器的阻抗特性的图。 < /p > < p > 图6是表示本发明的一实施方式涉及的弹性表面波谐振器和比较例 的弹性表面波谐振器的回波损耗(return loss)特性的图。 < /p > < p > 图7是用于说明本发明的弹性波谐振器的变形例的电极构造的示意 性部分放大俯视图。 < /p > < p > 图8是用于说明适用本发明的弹性边界波谐振器的示意性正面剖视 图。 < /p > < p > 图9是用于说明现有的弹性波谐振器的俯视图。 < /p > < p > 具体实施方式 < /p > < p > 以下,通过参照附图对本发明的具体实施方式进行说明,以明确本发 明。 < /p > < p > 图1(a)及(b)是表示本发明的一实施方式涉及的梯形滤波器的电 路图及该梯形滤波器中用到的作为本发明的弹性波谐振器的实施方式的 弹性波谐振器的IDT电极的电极构造的示意性俯视图。 < /p > < p > 本实施方式的梯形滤波器被用作UMTS‑BAND2的发送侧带通滤波 器。UMTS‑BAND2的发送侧通带为1850~1910MHz。 < /p > < p > 如图1(a)所示,梯形滤波器1具有输入端子2和输出端子3。在将 输入端子2和输出端子3连结起来的串联支路,彼此串联地连接了串联支 路谐振器S1~S3。在将输入端子2和串联支路谐振器S1的连接点与接地 电位之间连结起来的并联支路中,配置有并联支路谐振器P1。在将串联 支路谐振器S1、S2间的连接点4和接地电位连结起来的并联支路中,设 置有并联支路谐振器P2。在将串联支路谐振器S2、S3间的连接点5和接 地电位连结起来的并联支路中,设置有并联支路谐振器P3。 < /p > < p > 在本实施方式中,构成了具有3个串联支路谐振器S1~S3及3个并 联支路谐振器P1~P3的3级结构的梯形滤波器1。不过,在本发明中梯形 滤波器的级数是任意的。 < /p > < p > 串联支路谐振器S1~S3由弹性表面波谐振器构成。并联支路谐振器 P1~P3也由弹性表面波谐振器构成。 < /p > < p > 图1(c)是构成并联支路谐振器P1的弹性表面波谐振器的示意性正 面剖视图。并联支路谐振器P1在由切角为125°的LiNbO < sub > 3 < /sub > 构成的压电基 板6上具有IDT电极7和配置在IDT电极7的弹性表面波传播方向两侧 的反射器8、9。 < /p > < p > 上述IDT电极7及反射器8、9的电极部分,通过按照自上而下为 AlCu/Ti/Pt/NiCr的顺序依次层叠这些金属膜而形成。膜厚设为 AlCu/Ti/Pt/NiCr=80nm/10nm/30nm/10nm。并联支路谐振器P1中的IDT 电极7的指状电极间距设为0.96μm,占空比设为0.5。另外,形成了500nm 厚度的SiO < sub > 2 < /sub > 膜10,以覆盖IDT电极7。进而,为了调整频率,在SiO < sub > 2 < /sub > 膜 10上形成了30nm的SiN膜11。 < /p > < p > 其他的并联支路谐振器P2、P3也与并联支路谐振器P1同样地构成。 < /p > < p > 此外,对于串联支路谐振器S1~S3而言,在相同的压电基板上采用 相同的电极材料而形成了IDT电极及反射器,进而形成了SiO < sub > 2 < /sub > 膜及SiN 膜。但是,IDT电极的指状电极间距在串联支路谐振器S1~S3中约为0.93 μm。 < /p > < p > 本实施方式的特征在于,如下那样对并联支路谐振器P1~P3及串联 支路谐振器S1~S3进行交叉宽度加权。参照图1(b),对并联支路谐振器 P1的IDT电极的交叉宽度加权进行更具体的说明。 < /p > < p > 如图1(b)所示,IDT电极7具有沿着弹性表面波传播方向延伸的 第1、第2公共电极12、13。第1公共电极12及第2公共电极13具有与 弹性表面波传播方向平行地延伸的条纹状的公共电极本体部12a、13a。 此外,第1公共电极12具有与公共电极本体部12a相连的公共电极延长 部12b、12c。公共电极延长部12b及12c设置于IDT电极7的弹性表面 波传播方向两端附近。 < /p > < p > 更具体而言,IDT电极7作为弹性表面波传播方向上的端部而具有第 1端部7a和第2端部7b。公共电极延长部12b设置于第1端部7a的附近。 同样地,公共电极延长部12c设置于第2端部7b的附近。按照与公共电 极延长部12b、12c相对置的方式,在第2公共电极13中也设置有公共电 极延长部13b、13c使其与公共电极主体部13a相连。 < /p > < p > 另外,针对公共电极12、13进一步层叠了多个金属膜。在本实施方 式中,进一步层叠Al膜、Ti膜和AlCu膜,按照自上而下的顺序依次形 成为Al/Ti/AlCu=1140nm/500nm/700nm的各膜厚。 < /p > < p > IDT电极7具有多根第1指状电极14,多根第1指状电极14的一端 与第1公共电极12的内侧端缘12d电连接。同样地,多根第2指状电极 15的一端与第2公共电极13的内侧端缘13d连接。此外,多根第1虚设 指状电极16与第2公共电极13的内侧端缘13d连接。第1虚设指状电极 16的前端与第1指状电极14的前端隔着间隙而相对置。同样地,多根第 2虚设指状电极17与第1公共电极12的内侧端缘连接。第2虚设指状电 极17的前端与第2指状电极15的前端隔着间隙而相对置。 < /p > < p > 第1、第2指状电极14、15及第1、第2虚设指状电极16、17沿着 正交于弹性表面波传播方向的方向延伸。此外,在本实施方式中,即便在 公共电极延长部中也设置有虚设电极。该虚设电极也未必一定需要,但是 因为具有虚设电极的情况下能够发挥作为反射器的功能,因而更优选。 < /p > < p > 第1指状电极14和第2指状电极15从弹性表面波传播方向观察时彼 此相重合的部分是激励弹性表面波的交叉部。激励弹性表面波的交叉部相 连的交叉区域成为图1(b)的包络线A、B围住的区域。包络线A是将 第2指状电极15的前端连结起来的假想线,包络线B是将第1指状电极 14的前端连结起来的假想线。此外,在图1(b)中,为了便于理解附图, 虚线示出的包络线A、B是距第1、第2指状电极14、15的前端隔着些 许间隙进行图示的。 < /p > < p > 将上述包络线A、B围住的交叉区域的外侧也就是从弹性表面波传播 方向观察时具有第1指状电极14、第2指状电极15、第1虚设指状电极 16、第2虚设指状电极17及公共电极延长部12b、12c、13b、13c所存在 的部分的区域称为非交叉区域。 < /p > < p > 因此,与上述弹性表面波传播方向平行地延伸的第1公共电极12的 公共电极本体部12a及第2公共电极13的公共电极本体部13a不包括在 非交叉区域中。这样,针对非交叉区域的定义,针对于交叉区域中的最大 交叉宽度部分如后述那样在上述弹性表面波传播方向上与公共电极延长 部12b、12c、13b、13c相重合,而上述公共电极本体部12a、13a不与最 大交叉部分相重合。也就是说,将被激励的弹性表面波传播的区域也就是 不积极地激励弹性表面波的部分称为非交叉区域。 < /p > < p > 如图1(b)所示,对IDT电极7施加像上述包络线A、B示出的那 样交叉宽度沿着弹性表面波传播方向变化的交叉宽度加权。更具体而言, 在连结第1端部7a和第2端部7b的弹性表面波传播方向上,按照交叉宽 度从增加转变为减少的变化点存在2个的方式实施交叉宽度加权。也就是 说,第1端部7a和第2端部7b的中央视为交叉宽度极小部分。作为所述 2个变化点之一的第1最大交叉宽度部分位于该交叉宽度极小部分与第1 端部7a之间。按照随着从第1最大交叉宽度部分向第1端部7a的方向以 及从第1最大交叉宽度部分向交叉宽度极小部分的方向交叉宽度依次变 小的方式实施加权。因此,按照由包络线A、B形成菱形形状的方式实施 加权。将其称为菱形加权。 < /p > < p > 在交叉宽度极小部分与第2端部7b之间同样也施加菱形加权。因此, 在包络线A、B围住的区域中,实施2个周期的上述菱形加权。 < /p > < p > 另外,前述的公共电极延长部12b、12c的内侧端缘与上述包络线A、 B平行地延伸。因此,公共电极12的内侧端缘12d在设置有公共电极延 长部12b、12c的部分中被设定为与弹性表面波传播方向交叉的方向,且 与弹性表面波传播方向不平行。与之相对,在公共电极延长部12b、12c 之间,公共电极12的内侧端缘12d被设定为与弹性表面波传播方向平行。 这里,公共电极延长部12b的与第1端部7a相反侧的端部在上述第1最 大交叉宽度部分结束。也就是说,公共电极延长部12b位于第1最大交叉 宽度部分与第1端部7a之间。同样地,公共电极延长部12c位于第2最 大交叉宽度部分与第2端部7b之间。公共电极延长部13b、13c分别与公 共电极延长部12b、12c同样地构成。 < /p > < p > 图2表示串联支路谐振器S1的IDT电极的电极构造。形成串联支路 谐振器S1的IDT电极21除了图1(b)所示的IDT电极7和公共电极的 构造不同之外,其他同样地形成。 < /p > < p > 也就是说,在这里第1公共电极22及第2公共电极23除了具有设置 于第1端部21a和第2端部21b附近的公共电极延长部22b、22c、23b、 23c之外,在弹性表面波传播方向中央区域还具有公共电极延长部22e、 23e。 < /p > < p > 此外,在公共电极本体部22a与公共电极延长部22e之间以及公共电 极延长部22e与公共电极延长部22c之间的第1、第2最大交叉宽度部分 中,公共电极本体部22a的内侧端缘被设定为与弹性表面波传播方向平 行。公共电极延长部22e的内侧端缘22f被设定为与包络线C平行。也就 是说,随着从最大交叉宽度部分向交叉宽度为极小值的中央部方向,内侧 端缘22f按照靠近第2公共电极23侧的方式与弹性表面波传播方向交叉。 另外,随着从交叉宽度极小部分向第2最大交叉宽度部分的方向,公共电 极延长部22e的内侧端缘22f远离第2公共电极23,且与弹性表面波传 播方向不平行。 < /p > < p > 第2公共电极23也同样地除了公共电极延长部23b、23c之外,还具 有公共电极延长部23e。关于其他方面,由于IDT电极21与IDT电极7 同样地形成,因而对相应部分赋予相应参考符号并省略其说明。 < /p > < p > 因此,构成了串联支路谐振器S1的IDT电极21还具有第1、第2 菱形加权部,换言之还具有形成2个周期的菱形加权的构造。 < /p > < p > 图4用实线示出上述实施方式的梯形滤波器的衰减量频率特性。另 外,除了与串联支路谐振器S1~S3的IDT电极同样地由与图2所示的IDT 电极21同样的构造形成并联支路谐振器P1~P3的IDT电极之外,与上述 实施方式同样地制作了第1比较例的梯形滤波器。 < /p > < p > 进而,与上述实施方式相反地,除了使串联支路谐振器S1~S3的IDT 电极与图1(b)所示的IDT电极7同样、使并联支路谐振器P1~P3的IDT 电极与图2所示的IDT电极21同样之外,与上述实施方式同样地制作了 第2比较例的梯形滤波器。 < /p > < p > 在图4中分别用虚线及单点划线表示上述第1、第2比较例的梯形滤 波器的衰减量频率特性。 < /p > < p > 由图4可知,1850MHz~1910MHz的BAND2的发送侧通带中的最 大插入损耗在上述实施方式中非常小为2.53dB。与之相对,在上述第1 比较例中,通带内的最大插入损耗为2.62dB,在第2比较例中为2.70dB。 因此,根据上述实施方式可知,与第1、第2比较例相比,能够使通带内 的损耗非常小。以下说明其理由。 < /p > < p > 分别准备具有图1(b)示出的IDT电极7的弹性表面波谐振器、具 有图2示出的IDT电极21的弹性表面波谐振器、和尽管如图3所示那样 实施了2个周期的菱形加权但是具备不具有公共电极延长部的现有的 IDT电极1021的弹性表面波谐振器。图5表示这3类弹性表面波谐振器 的阻抗特性,图6表示回波损耗特性。在图5及图6中,实线为IDT电 极21的特性,虚线为IDT电极7的特性,单点划线为IDT电极1021的 特性。 < /p > < p > 由图6可知,在谐振频率的1870MHz附近,与使用了IDT电极1021 的情况相比,使用了IDT电极7时的回波损耗小,在使用IDT电极21的 情况下能够进一步降低回波损耗。在反谐振频率附近尤其在 1940~1950MHz附近,与使用了IDT电极21的情况相比,使用IDT电极 1021时的回波损耗小,在使用IDT电极7的情况下能够进一步降低回波 损耗。 < /p > < p > 在谐振频率中,回波损耗较大程度依存于指状电极的电阻。因此,认 为在非交叉区域中的金属化率(metallization ratio)最高的IDT电极21 中能够使回波损耗最小。在反谐振频率中,回波损耗较大程度依存于弹性 表面波的激励强度。因此,在IDT电极21中,正因为在非交叉区域中存 在公共电极延长部22e、23e,因而在弹性表面波传播方向中央部妨碍了 弹性表面波的传播,故激励强度变弱、回波损耗变大。 < /p > < p > 与之相对,在IDT电极7及1021中,由于在IDT电极的弹性表面波 传播方向中央部不存在公共电极延长部,不会妨碍弹性表面波的传播,故 认为反谐振频率中的回波损耗变小。此外,在IDT电极7中,由于在第1、 第2端部7a、7b附近设置有公共电极延长部12b、12c、13b、13c,因而 较之使用了IDT电极1021的情况,虚设电极部的电阻损耗减少,电流易 于流动。因此,弹性表面波的激励强度被强化,其结果在反谐振频率中回 波损耗变得更小。 < /p > < p > 在梯形滤波器中为了减小通带内的插入损耗,优选串联支路谐振器的 谐振频率附近处的回波损耗小,在并联支路谐振器中优选反谐振频率附近 处的回波损耗小。如上述,谐振频率附近的回波损耗在使用了IDT电极 21的情况时最小,反谐振频率附近处的回波损耗在使用了IDT电极7的 情况时最小。 < /p > < p > 因此,根据本实施方式可知,通过使用IDT电极21形成串联支路谐 振器、使用IDT电极7形成并联支路谐振器,能够使通带内的插入损耗 非常小。 < /p > < p > 此外,在本实施方式的梯形滤波器1中,由于串联支路谐振器S1~S3 及并联支路谐振器P1~P3都以形成2个周期的菱形加权的方式实施交叉 宽度加权,因而耐电力性也得到了提高。不过,在本实施方式中,加权并 不需要限定为2个周期,也可以形成3个以上的周期。 < /p > < p > 这样,本实施方式的梯形滤波器1的插入损耗小、耐电力性高,因而 尤其适用于便携电话的双工器中的发送侧带通滤波器。 < /p > < p > 另外,在本发明中,并不限于上述实施方式的梯形滤波器1,具有IDT 电极7或IDT电极21的弹性波谐振器即便以单体的方式也可作为本发明 实施方式涉及的弹性波谐振器而提供。具有IDT电极21的弹性波谐振器 较之专利文献1记载的现有的弹性波谐振器,虽然反谐振频率附近的回波 损耗变大,但是谐振频率附近的回波损耗却变小。此外,具有IDT电极7 的弹性波谐振器较之专利文献1记载的弹性波谐振器,反谐振频率附近及 谐振频率附近的回波损耗都变小。这样,对于本发明的实施方式涉及的弹 性波谐振器,因为即便是谐振器单体也可获得比现有技术更优越的效果, 因而也能利用于带通滤波器以外的用途中。 < /p > < p > 此外,若使第1端部7a或第2端部7b附近的非交叉区域的金属化率 相对提高,则与上述实施方式的弹性表面波谐振器同样地能够改善反谐振 频率附近的回波损耗。将用于改善这种回波损耗的金属化率部分提高的构 造,并不限于设置了上述公共电极延长部12b、12c、13b、13c的构造。 < /p > < p > 图7表示提高上述IDT电极7的金属化率的构造的变形例,是将变 形例的IDT电极31的弹性表面波传播方向的第2端部31b附近进行部分 放大的示意性俯视图。 < /p > < p > 在IDT电极31中,在第2端部31b附近,第1公共电极32的公共 电极本体部32a连接着多根第1指状电极33和多根第2虚设指状电极 34~37。此外,多根第1指状电极33与多根第2指状电极38彼此插入其 间,这里第1指状电极33的前端侧部分及第2虚设指状电极34的基端侧 部分被剪切。 < /p > < p > 即便在本变形例中,公共电极本体部32a也具有与弹性表面波传播方 向平行地延伸的条纹状的形状。这里,未设置图1(b)示出的公共电极 延长部12c,在多根第2虚设指状电极34~37中,随着向第2端部32b侧 的方向第2虚设指状电极34~37的粗细依次变大,另外长度越长的虚设 指状电极则其宽度越大。更具体而言,随着从第2虚设指状电极34向第 2虚设指状电极37的方向宽度变大。 < /p > < p > 因此,第2端部31b附近处的非交叉区域的金属化率比更靠近弹性表 面波传播方向内侧的区域处的非交叉区域的金属化率高。 < /p > < p > 这样,将弹性表面波传播方向两端处的非交叉区域的金属化率在弹性 表面波传播方向上提高得比内侧的非交叉区域处的金属化率还高的结构, 可进行各种变形。此外,在IDT电极31中,长度相对较长的第2虚设指 状电极37的宽度比长度相对较短的第2虚设指状电极34、35粗,但是也 可将长度长的第2虚设指状电极37的粗细设为与第2虚设指状电极34、 第2虚设指状电极35相同的粗细。这种情况下,在设置有长度长的第2 虚设指状电极37的部分中,能够与长度长的部分相应地提高非交叉区域 的金属化率。 < /p > < p > 这样,通过使第2虚设指状电极34~37的宽度变粗,也可提高金属 化率。 < /p > < p > 另外,在第2虚设指状电极37中,在虚设指状电极部分相连第1指 状电极33、33,这相当于使第1指状电极33、第1指状电极33的基端部 和设置于该基端部之间的第2虚设指状电极37一体化。这样,虚设指状 电极也可与连接于相同电位处的第1指状电极电连接。 < /p > < p > 在IDT电极31中,只表示了第2端部31b侧,但是在第1端部侧也 同样地相对提高金属化率。另外,不只是第1公共电极32,在相反侧的 第2公共电极侧,同样地也在弹性表面波传播方向两端相对性提高金属化 率。因此,即便在IDT电极31中也能够有效地改善反谐振频率附近处的 回波损耗。 < /p > < p > 此外,在前述的实施方式及各变形例中,对使用了弹性表面波谐振器 的梯形滤波器及弹性表面波谐振器进行了说明,但是在本发明中,也可使 用利用了弹性边界波的弹性边界波谐振器,而不是使用弹性表面波。 < /p > < p > 如图8所示,弹性边界波谐振器41具有压电基板42和形成在压电基 板42上的电介质层43。在该压电基板42和电介质层43的界面,形成有 IDT电极44及反射器45、46。通过激励IDT电极44,从而能够利用在 该界面传播的弹性边界波的谐振特性。本发明的弹性波谐振器如前述那 样,在IDT电极的电极构造中具有特征,因而本发明不仅能适用于弹性 表面波谐振器,也能适用于这种弹性边界波谐振器41。另外,也可利用 这种弹性边界波谐振器41形成本发明的梯形滤波器。 < /p > < p > 另外,在设置了IDT电极的公共电极延长部的区域中,因为公共电 极的宽度变得充分宽,所以也可以按照公共电极或公共电极延长部的内侧 端缘与公共电极的外侧端缘之间的间隔为一定的方式删除公共电极的外 侧。具体而言,在设置了公共电极延长部的区域中,公共电极的外侧端缘 与交叉宽度加权的包络线平行。 < /p > < p > 再有,在前述的实施方式及各变形例中,虽然设置了多个周期的菱形 加权,但是交叉宽度加权也可以是圆形或椭圆形加权。另外,也可设定一 对包络线的一方与弹性波传播方向不平行,而另一方与弹性波传播方向平 行。也就是说,对于本发明中的交叉宽度加权而言,交叉宽度的变化从增 大转变为减少的变化点在IDT电极内至少具有2个,各变化点中的交叉 宽度不一定需要相同。 < /p > < p > 符号说明: < /p > < p > 1梯形滤波器 < /p > < p > 2输入端子 < /p > < p > 3输出端子 < /p > < p > 6压电基板 < /p > < p > 7 IDT电极 < /p > < p > 7a第1端部 < /p > < p > 7b第2端部 < /p > < p > 8、9反射器 < /p > < p > 11 SiN膜 < /p > < p > 12第1公共电极 < /p > < p > 12a公共电极本体部 < /p > < p > 12b、12c、13b、13c公共电极延长部 < /p > < p > 12d内侧端缘 < /p > < p > 13第2公共电极 < /p > < p > 13a公共电极本体部 < /p > < p > 13d内侧端缘 < /p > < p > 14第1指状电极 < /p > < p > 15第2指状电极 < /p > < p > 16第1虚设指状电极 < /p > < p > 17第2虚设指状电极 < /p > < p > 21 IDT电极 < /p > < p > 21a第1端部 < /p > < p > 21b第2端部 < /p > < p > 22第1公共电极 < /p > < p > 22a公共电极本体部 < /p > < p > 22b、22c、22e、23b、23c、23e公共电极延长部 < /p > < p > 22f内侧端缘 < /p > < p > 23第2公共电极 < /p > < p > 31 IDT电极 < /p > < p > 31b第2端部 < /p > < p > 32第1公共电极 < /p > < p > 32a公共电极本体部 < /p > < p > 32b第2端部 < /p > < p > 33第1指状电极 < /p > < p > 34~37第2虚设指状电极 < /p > < p > 38第2指状电极 < /p > < p > 41弹性边界波谐振器 < /p > < p > 42压电基板 < /p > < p > 43电介质层 < /p > < p > 44 IDT电极 < /p > < p > 45、46反射器 < /p > < p > P1~P3并联支路谐振器 < /p > < p > S1~S3串联支路谐振器 < /p >
< p > 以下,通过参照附图对本发明的具体实施方式进行说明,以明确本发 明。 < /p > < p > 图1(a)及(b)是表示本发明的一实施方式涉及的梯形滤波器的电 路图及该梯形滤波器中用到的作为本发明的弹性波谐振器的实施方式的 弹性波谐振器的IDT电极的电极构造的示意性俯视图。 < /p > < p > 本实施方式的梯形滤波器被用作UMTS‑BAND2的发送侧带通滤波 器。UMTS‑BAND2的发送侧通带为1850~1910MHz。 < /p > < p > 如图1(a)所示,梯形滤波器1具有输入端子2和输出端子3。在将 输入端子2和输出端子3连结起来的串联支路,彼此串联地连接了串联支 路谐振器S1~S3。在将输入端子2和串联支路谐振器S1的连接点与接地 电位之间连结起来的并联支路中,配置有并联支路谐振器P1。在将串联 支路谐振器S1、S2间的连接点4和接地电位连结起来的并联支路中,设 置有并联支路谐振器P2。在将串联支路谐振器S2、S3间的连接点5和接 地电位连结起来的并联支路中,设置有并联支路谐振器P3。 < /p > < p > 在本实施方式中,构成了具有3个串联支路谐振器S1~S3及3个并 联支路谐振器P1~P3的3级结构的梯形滤波器1。不过,在本发明中梯形 滤波器的级数是任意的。 < /p > < p > 串联支路谐振器S1~S3由弹性表面波谐振器构成。并联支路谐振器 P1~P3也由弹性表面波谐振器构成。 < /p > < p > 图1(c)是构成并联支路谐振器P1的弹性表面波谐振器的示意性正 面剖视图。并联支路谐振器P1在由切角为125°的LiNbO3构成的压电基 板6上具有IDT电极7和配置在IDT电极7的弹性表面波传播方向两侧 的反射器8、9。 < /p > < p > 上述IDT电极7及反射器8、9的电极部分,通过按照自上而下为 AlCu/Ti/Pt/NiCr的顺序依次层叠这些金属膜而形成。膜厚设为 AlCu/Ti/Pt/NiCr=80nm/10nm/30nm/10nm。并联支路谐振器P1中的IDT 电极7的指状电极间距设为0.96μm,占空比设为0.5。另外,形成了500nm 厚度的SiO2膜10,以覆盖IDT电极7。进而,为了调整频率,在SiO2膜 10上形成了30nm的SiN膜11。 < /p > < p > 其他的并联支路谐振器P2、P3也与并联支路谐振器P1同样地构成。 < /p > < p > 此外,对于串联支路谐振器S1~S3而言,在相同的压电基板上采用 相同的电极材料而形成了IDT电极及反射器,进而形成了SiO2膜及SiN 膜。但是,IDT电极的指状电极间距在串联支路谐振器S1~S3中约为0.93 μm。 < /p > < p > 本实施方式的特征在于,如下那样对并联支路谐振器P1~P3及串联 支路谐振器S1~S3进行交叉宽度加权。参照图1(b),对并联支路谐振器 P1的IDT电极的交叉宽度加权进行更具体的说明。 < /p > < p > 如图1(b)所示,IDT电极7具有沿着弹性表面波传播方向延伸的 第1、第2公共电极12、13。第1公共电极12及第2公共电极13具有与 弹性表面波传播方向平行地延伸的条纹状的公共电极本体部12a、13a。 此外,第1公共电极12具有与公共电极本体部12a相连的公共电极延长 部12b、12c。公共电极延长部12b及12c设置于IDT电极7的弹性表面 波传播方向两端附近。 < /p > < p > 更具体而言,IDT电极7作为弹性表面波传播方向上的端部而具有第 1端部7a和第2端部7b。公共电极延长部12b设置于第1端部7a的附近。 同样地,公共电极延长部12c设置于第2端部7b的附近。按照与公共电 极延长部12b、12c相对置的方式,在第2公共电极13中也设置有公共电 极延长部13b、13c使其与公共电极主体部13a相连。 < /p > < p > 另外,针对公共电极12、13进一步层叠了多个金属膜。在本实施方 式中,进一步层叠Al膜、Ti膜和AlCu膜,按照自上而下的顺序依次形 成为Al/Ti/AlCu=1140nm/500nm/700nm的各膜厚。 < /p > < p > IDT电极7具有多根第1指状电极14,多根第1指状电极14的一端 与第1公共电极12的内侧端缘12d电连接。同样地,多根第2指状电极 15的一端与第2公共电极13的内侧端缘13d连接。此外,多根第1虚设 指状电极16与第2公共电极13的内侧端缘13d连接。第1虚设指状电极 16的前端与第1指状电极14的前端隔着间隙而相对置。同样地,多根第 2虚设指状电极17与第1公共电极12的内侧端缘连接。第2虚设指状电 极17的前端与第2指状电极15的前端隔着间隙而相对置。 < /p > < p > 第1、第2指状电极14、15及第1、第2虚设指状电极16、17沿着 正交于弹性表面波传播方向的方向延伸。此外,在本实施方式中,即便在 公共电极延长部中也设置有虚设电极。该虚设电极也未必一定需要,但是 因为具有虚设电极的情况下能够发挥作为反射器的功能,因而更优选。 < /p > < p > 第1指状电极14和第2指状电极15从弹性表面波传播方向观察时彼 此相重合的部分是激励弹性表面波的交叉部。激励弹性表面波的交叉部相 连的交叉区域成为图1(b)的包络线A、B围住的区域。包络线A是将 第2指状电极15的前端连结起来的假想线,包络线B是将第1指状电极 14的前端连结起来的假想线。此外,在图1(b)中,为了便于理解附图, 虚线示出的包络线A、B是距第1、第2指状电极14、15的前端隔着些 许间隙进行图示的。 < /p > < p > 将上述包络线A、B围住的交叉区域的外侧也就是从弹性表面波传播 方向观察时具有第1指状电极14、第2指状电极15、第1虚设指状电极 16、第2虚设指状电极17及公共电极延长部12b、12c、13b、13c所存在 的部分的区域称为非交叉区域。 < /p > < p > 因此,与上述弹性表面波传播方向平行地延伸的第1公共电极12的 公共电极本体部12a及第2公共电极13的公共电极本体部13a不包括在 非交叉区域中。这样,针对非交叉区域的定义,针对于交叉区域中的最大 交叉宽度部分如后述那样在上述弹性表面波传播方向上与公共电极延长 部12b、12c、13b、13c相重合,而上述公共电极本体部12a、13a不与最 大交叉部分相重合。也就是说,将被激励的弹性表面波传播的区域也就是 不积极地激励弹性表面波的部分称为非交叉区域。 < /p > < p > 如图1(b)所示,对IDT电极7施加像上述包络线A、B示出的那 样交叉宽度沿着弹性表面波传播方向变化的交叉宽度加权。更具体而言, 在连结第1端部7a和第2端部7b的弹性表面波传播方向上,按照交叉宽 度从增加转变为减少的变化点存在2个的方式实施交叉宽度加权。也就是 说,第1端部7a和第2端部7b的中央视为交叉宽度极小部分。作为所述 2个变化点之一的第1最大交叉宽度部分位于该交叉宽度极小部分与第1 端部7a之间。按照随着从第1最大交叉宽度部分向第1端部7a的方向以 及从第1最大交叉宽度部分向交叉宽度极小部分的方向交叉宽度依次变 小的方式实施加权。因此,按照由包络线A、B形成菱形形状的方式实施 加权。将其称为菱形加权。 < /p > < p > 在交叉宽度极小部分与第2端部7b之间同样也施加菱形加权。因此, 在包络线A、B围住的区域中,实施2个周期的上述菱形加权。 < /p > < p > 另外,前述的公共电极延长部12b、12c的内侧端缘与上述包络线A、 B平行地延伸。因此,公共电极12的内侧端缘12d在设置有公共电极延 长部12b、12c的部分中被设定为与弹性表面波传播方向交叉的方向,且 与弹性表面波传播方向不平行。与之相对,在公共电极延长部12b、12c 之间,公共电极12的内侧端缘12d被设定为与弹性表面波传播方向平行。 这里,公共电极延长部12b的与第1端部7a相反侧的端部在上述第1最 大交叉宽度部分结束。也就是说,公共电极延长部12b位于第1最大交叉 宽度部分与第1端部7a之间。同样地,公共电极延长部12c位于第2最 大交叉宽度部分与第2端部7b之间。公共电极延长部13b、13c分别与公 共电极延长部12b、12c同样地构成。 < /p > < p > 图2表示串联支路谐振器S1的IDT电极的电极构造。形成串联支路 谐振器S1的IDT电极21除了图1(b)所示的IDT电极7和公共电极的 构造不同之外,其他同样地形成。 < /p > < p > 也就是说,在这里第1公共电极22及第2公共电极23除了具有设置 于第1端部21a和第2端部21b附近的公共电极延长部22b、22c、23b、 23c之外,在弹性表面波传播方向中央区域还具有公共电极延长部22e、 23e。 < /p > < p > 此外,在公共电极本体部22a与公共电极延长部22e之间以及公共电 极延长部22e与公共电极延长部22c之间的第1、第2最大交叉宽度部分 中,公共电极本体部22a的内侧端缘被设定为与弹性表面波传播方向平 行。公共电极延长部22e的内侧端缘22f被设定为与包络线C平行。也就 是说,随着从最大交叉宽度部分向交叉宽度为极小值的中央部方向,内侧 端缘22f按照靠近第2公共电极23侧的方式与弹性表面波传播方向交叉。 另外,随着从交叉宽度极小部分向第2最大交叉宽度部分的方向,公共电 极延长部22e的内侧端缘22f远离第2公共电极23,且与弹性表面波传 播方向不平行。 < /p > < p > 第2公共电极23也同样地除了公共电极延长部23b、23c之外,还具 有公共电极延长部23e。关于其他方面,由于IDT电极21与IDT电极7 同样地形成,因而对相应部分赋予相应参考符号并省略其说明。 < /p > < p > 因此,构成了串联支路谐振器S1的IDT电极21还具有第1、第2 菱形加权部,换言之还具有形成2个周期的菱形加权的构造。 < /p > < p > 图4用实线示出上述实施方式的梯形滤波器的衰减量频率特性。另 外,除了与串联支路谐振器S1~S3的IDT电极同样地由与图2所示的IDT 电极21同样的构造形成并联支路谐振器P1~P3的IDT电极之外,与上述 实施方式同样地制作了第1比较例的梯形滤波器。 < /p > < p > 进而,与上述实施方式相反地,除了使串联支路谐振器S1~S3的IDT 电极与图1(b)所示的IDT电极7同样、使并联支路谐振器P1~P3的IDT 电极与图2所示的IDT电极21同样之外,与上述实施方式同样地制作了 第2比较例的梯形滤波器。 < /p > < p > 在图4中分别用虚线及单点划线表示上述第1、第2比较例的梯形滤 波器的衰减量频率特性。 < /p > < p > 由图4可知,1850MHz~1910MHz的BAND2的发送侧通带中的最 大插入损耗在上述实施方式中非常小为2.53dB。与之相对,在上述第1 比较例中,通带内的最大插入损耗为2.62dB,在第2比较例中为2.70dB。 因此,根据上述实施方式可知,与第1、第2比较例相比,能够使通带内 的损耗非常小。以下说明其理由。 < /p > < p > 分别准备具有图1(b)示出的IDT电极7的弹性表面波谐振器、具 有图2示出的IDT电极21的弹性表面波谐振器、和尽管如图3所示那样 实施了2个周期的菱形加权但是具备不具有公共电极延长部的现有的 IDT电极1021的弹性表面波谐振器。图5表示这3类弹性表面波谐振器 的阻抗特性,图6表示回波损耗特性。在图5及图6中,实线为IDT电 极21的特性,虚线为IDT电极7的特性,单点划线为IDT电极1021的 特性。 < /p > < p > 由图6可知,在谐振频率的1870MHz附近,与使用了IDT电极1021 的情况相比,使用了IDT电极7时的回波损耗小,在使用IDT电极21的 情况下能够进一步降低回波损耗。在反谐振频率附近尤其在 1940~1950MHz附近,与使用了IDT电极21的情况相比,使用IDT电极 1021时的回波损耗小,在使用IDT电极7的情况下能够进一步降低回波 损耗。 < /p > < p > 在谐振频率中,回波损耗较大程度依存于指状电极的电阻。因此,认 为在非交叉区域中的金属化率(metallization ratio)最高的IDT电极21 中能够使回波损耗最小。在反谐振频率中,回波损耗较大程度依存于弹性 表面波的激励强度。因此,在IDT电极21中,正因为在非交叉区域中存 在公共电极延长部22e、23e,因而在弹性表面波传播方向中央部妨碍了 弹性表面波的传播,故激励强度变弱、回波损耗变大。 < /p > < p > 与之相对,在IDT电极7及1021中,由于在IDT电极的弹性表面波 传播方向中央部不存在公共电极延长部,不会妨碍弹性表面波的传播,故 认为反谐振频率中的回波损耗变小。此外,在IDT电极7中,由于在第1、 第2端部7a、7b附近设置有公共电极延长部12b、12c、13b、13c,因而 较之使用了IDT电极1021的情况,虚设电极部的电阻损耗减少,电流易 于流动。因此,弹性表面波的激励强度被强化,其结果在反谐振频率中回 波损耗变得更小。 < /p > < p > 在梯形滤波器中为了减小通带内的插入损耗,优选串联支路谐振器的 谐振频率附近处的回波损耗小,在并联支路谐振器中优选反谐振频率附近 处的回波损耗小。如上述,谐振频率附近的回波损耗在使用了IDT电极 21的情况时最小,反谐振频率附近处的回波损耗在使用了IDT电极7的 情况时最小。 < /p > < p > 因此,根据本实施方式可知,通过使用IDT电极21形成串联支路谐 振器、使用IDT电极7形成并联支路谐振器,能够使通带内的插入损耗 非常小。 < /p > < p > 此外,在本实施方式的梯形滤波器1中,由于串联支路谐振器S1~S3 及并联支路谐振器P1~P3都以形成2个周期的菱形加权的方式实施交叉 宽度加权,因而耐电力性也得到了提高。不过,在本实施方式中,加权并 不需要限定为2个周期,也可以形成3个以上的周期。 < /p > < p > 这样,本实施方式的梯形滤波器1的插入损耗小、耐电力性高,因而 尤其适用于便携电话的双工器中的发送侧带通滤波器。 < /p > < p > 另外,在本发明中,并不限于上述实施方式的梯形滤波器1,具有IDT 电极7或IDT电极21的弹性波谐振器即便以单体的方式也可作为本发明 实施方式涉及的弹性波谐振器而提供。具有IDT电极21的弹性波谐振器 较之专利文献1记载的现有的弹性波谐振器,虽然反谐振频率附近的回波 损耗变大,但是谐振频率附近的回波损耗却变小。此外,具有IDT电极7 的弹性波谐振器较之专利文献1记载的弹性波谐振器,反谐振频率附近及 谐振频率附近的回波损耗都变小。这样,对于本发明的实施方式涉及的弹 性波谐振器,因为即便是谐振器单体也可获得比现有技术更优越的效果, 因而也能利用于带通滤波器以外的用途中。 < /p > < p > 此外,若使第1端部7a或第2端部7b附近的非交叉区域的金属化率 相对提高,则与上述实施方式的弹性表面波谐振器同样地能够改善反谐振 频率附近的回波损耗。将用于改善这种回波损耗的金属化率部分提高的构 造,并不限于设置了上述公共电极延长部12b、12c、13b、13c的构造。 < /p > < p > 图7表示提高上述IDT电极7的金属化率的构造的变形例,是将变 形例的IDT电极31的弹性表面波传播方向的第2端部31b附近进行部分 放大的示意性俯视图。 < /p > < p > 在IDT电极31中,在第2端部31b附近,第1公共电极32的公共 电极本体部32a连接着多根第1指状电极33和多根第2虚设指状电极 34~37。此外,多根第1指状电极33与多根第2指状电极38彼此插入其 间,这里第1指状电极33的前端侧部分及第2虚设指状电极34的基端侧 部分被剪切。 < /p > < p > 即便在本变形例中,公共电极本体部32a也具有与弹性表面波传播方 向平行地延伸的条纹状的形状。这里,未设置图1(b)示出的公共电极 延长部12c,在多根第2虚设指状电极34~37中,随着向第2端部32b侧 的方向第2虚设指状电极34~37的粗细依次变大,另外长度越长的虚设 指状电极则其宽度越大。更具体而言,随着从第2虚设指状电极34向第 2虚设指状电极37的方向宽度变大。 < /p > < p > 因此,第2端部31b附近处的非交叉区域的金属化率比更靠近弹性表 面波传播方向内侧的区域处的非交叉区域的金属化率高。 < /p > < p > 这样,将弹性表面波传播方向两端处的非交叉区域的金属化率在弹性 表面波传播方向上提高得比内侧的非交叉区域处的金属化率还高的结构, 可进行各种变形。此外,在IDT电极31中,长度相对较长的第2虚设指 状电极37的宽度比长度相对较短的第2虚设指状电极34、35粗,但是也 可将长度长的第2虚设指状电极37的粗细设为与第2虚设指状电极34、 第2虚设指状电极35相同的粗细。这种情况下,在设置有长度长的第2 虚设指状电极37的部分中,能够与长度长的部分相应地提高非交叉区域 的金属化率。 < /p > < p > 这样,通过使第2虚设指状电极34~37的宽度变粗,也可提高金属 化率。 < /p > < p > 另外,在第2虚设指状电极37中,在虚设指状电极部分相连第1指 状电极33、33,这相当于使第1指状电极33、第1指状电极33的基端部 和设置于该基端部之间的第2虚设指状电极37一体化。这样,虚设指状 电极也可与连接于相同电位处的第1指状电极电连接。 < /p > < p > 在IDT电极31中,只表示了第2端部31b侧,但是在第1端部侧也 同样地相对提高金属化率。另外,不只是第1公共电极32,在相反侧的 第2公共电极侧,同样地也在弹性表面波传播方向两端相对性提高金属化 率。因此,即便在IDT电极31中也能够有效地改善反谐振频率附近处的 回波损耗。 < /p > < p > 此外,在前述的实施方式及各变形例中,对使用了弹性表面波谐振器 的梯形滤波器及弹性表面波谐振器进行了说明,但是在本发明中,也可使 用利用了弹性边界波的弹性边界波谐振器,而不是使用弹性表面波。 < /p > < p > 如图8所示,弹性边界波谐振器41具有压电基板42和形成在压电基 板42上的电介质层43。在该压电基板42和电介质层43的界面,形成有 IDT电极44及反射器45、46。通过激励IDT电极44,从而能够利用在 该界面传播的弹性边界波的谐振特性。本发明的弹性波谐振器如前述那 样,在IDT电极的电极构造中具有特征,因而本发明不仅能适用于弹性 表面波谐振器,也能适用于这种弹性边界波谐振器41。另外,也可利用 这种弹性边界波谐振器41形成本发明的梯形滤波器。 < /p > < p > 另外,在设置了IDT电极的公共电极延长部的区域中,因为公共电 极的宽度变得充分宽,所以也可以按照公共电极或公共电极延长部的内侧 端缘与公共电极的外侧端缘之间的间隔为一定的方式删除公共电极的外 侧。具体而言,在设置了公共电极延长部的区域中,公共电极的外侧端缘 与交叉宽度加权的包络线平行。 < /p > < p > 再有,在前述的实施方式及各变形例中,虽然设置了多个周期的菱形 加权,但是交叉宽度加权也可以是圆形或椭圆形加权。另外,也可设定一 对包络线的一方与弹性波传播方向不平行,而另一方与弹性波传播方向平 行。也就是说,对于本发明中的交叉宽度加权而言,交叉宽度的变化从增 大转变为减少的变化点在IDT电极内至少具有2个,各变化点中的交叉 宽度不一定需要相同。 < /p > < p > 符号说明: < /p > < p > 1梯形滤波器 < /p > < p > 2输入端子 < /p > < p > 3输出端子 < /p > < p > 6压电基板 < /p > < p > 7 IDT电极 < /p > < p > 7a第1端部 < /p > < p > 7b第2端部 < /p > < p > 8、9反射器 < /p > < p > 11 SiN膜 < /p > < p > 12第1公共电极 < /p > < p > 12a公共电极本体部 < /p > < p > 12b、12c、13b、13c公共电极延长部 < /p > < p > 12d内侧端缘 < /p > < p > 13第2公共电极 < /p > < p > 13a公共电极本体部 < /p > < p > 13d内侧端缘 < /p > < p > 14第1指状电极 < /p > < p > 15第2指状电极 < /p > < p > 16第1虚设指状电极 < /p > < p > 17第2虚设指状电极 < /p > < p > 21 IDT电极 < /p > < p > 21a第1端部 < /p > < p > 21b第2端部 < /p > < p > 22第1公共电极 < /p > < p > 22a公共电极本体部 < /p > < p > 22b、22c、22e、23b、23c、23e公共电极延长部 < /p > < p > 22f内侧端缘 < /p > < p > 23第2公共电极 < /p > < p > 31 IDT电极 < /p > < p > 31b第2端部 < /p > < p > 32第1公共电极 < /p > < p > 32a公共电极本体部 < /p > < p > 32b第2端部 < /p > < p > 33第1指状电极 < /p > < p > 34~37第2虚设指状电极 < /p > < p > 38第2指状电极 < /p > < p > 41弹性边界波谐振器 < /p > < p > 42压电基板 < /p > < p > 43电介质层 < /p > < p > 44 IDT电极 < /p > < p > 45、46反射器 < /p > < p > P1~P3并联支路谐振器 < /p > < p > S1~S3串联支路谐振器 < /p >
一种弹性波谐振器,具备压电基板和形成于所述压电基板上的IDT 电极, 所述IDT电极包括: 第1、第2公共电极,其在压电基板上隔开设置; 第1、第2公共电极,多根第1指状电极,其一端与所述第1公共电 极连接,且向第2公共电极侧延伸; 多根第2指状电极,其一端与所述第2公共电极连接,另一端向所述 第1公共电极侧延伸;和 多根第1虚设指状电极,其一端与所述第1公共电极连接,另一端向 所述第2公共电极侧延伸,并且另一端与所述第1指状电极的前端隔着间 隙配置, 一端与所述第1公共电极连接,另一端配置在所述第2公共电极侧, 该另一端与所述第2指状电极的前端隔着间隙配置, 由所述第1指状电极和第2指状电极在弹性波传播方向上重合的部分 形成交叉区域,形成了所述虚设指状电极的部分作为非交叉区域, 所述IDT电极被实施所述第1指状电极和第2指状电极的交叉宽度 沿着弹性波传播方向变化的交叉宽度加权, 在所述交叉宽度加权中至少存在2个交叉宽度从增大转变为减少的 变化点, 在将包括所述第1、第2指状电极或所述第1、第2虚设指状电极在 内的电极部分的面积相对于设置有该电极部分的区域整体的面积的比例 设为金属化率时,与所述交叉区域中的金属化率相比,至少一部分的所述 非交叉区域中的金属化率相对地被提高。 根据权利要求1所述的弹性波谐振器,其中, 与位于所述变化点之间的非交叉区域的金属化率相比,位于所述IDT 电极的弹性波传播方向的一端部和最靠近该一端部侧的所述变化点之间 的非交叉区域的金属化率、以及位于所述IDT电极的弹性波传播方向的 另一端部和该另一端部侧的所述变化点之间的非交叉区域的金属化率相 对地被提高。 与所述交叉区域中的金属化率相比,所有非交叉区域的金属化率相对 地被提高。 一种梯形滤波器,具有串联支路谐振器和并联支路谐振器,其中, 所述并联支路谐振器由权利要求2所述的弹性波谐振器构成,所述串 联支路谐振器由权利要求3所述的弹性波谐振器构成。 一种双工器,具有发送侧带通滤波器和接收侧带通滤波器,所述 发送侧带通滤波器由权利要求4所述的梯形滤波器构成。 根据权利要求1至5任意一项所述的弹性波谐振器,其中, 在所述非交叉区域中,通过具有从第1及第2公共电极向交叉区域侧 延伸的公共电极延长部,来提高金属化率。 根据权利要求6所述的弹性波谐振器,其中, 所述第1、第2公共电极的内侧端缘沿着所述弹性波传播方向平行地 延伸,所述公共电极延长部的内侧端缘沿着与弹性波传播方向交叉的方向 延伸。 通过使所述非交叉区域中的第1、第2虚设指状电极的宽度比交叉区 域中的第1、第2指状电极的宽度粗,来提高金属化率。 根据权利要求8所述的弹性波谐振器,其中, 在所述第1、第2虚设指状电极中,相对较长的虚设指状电极的宽度 被设定得大于相对较短的虚设指状电极的宽度。 根据权利要求1至9任意一项所述的弹性波谐振器,其中, 所述弹性波是弹性表面波,构成弹性表面波谐振器。 所述弹性波是弹性边界波,构成弹性边界波谐振器。
< p > 弹性波谐振器、梯形滤波器及双工器 < /p > < p > 技术领域 < /p > < p > 本发明涉及谐振器或带通滤波器等中用到的弹性波谐振器、以及利用 弹性波谐振器构成的梯形滤波器,更详细而言,涉及对IDT电极实施交 叉宽度加权的弹性波谐振器、梯形滤波器及双工器。 < /p > < p > 背景技术 < /p > < p > 以往,作为谐振器或带通滤波器,弹性波装置被广泛使用。 < /p > < p > 例如,在下述的专利文献1中公开了具有图9所示的电极构造的弹性 波谐振器。在图9所示的弹性波谐振器1001中,配置成多根第1指状电 极1002和多根第2指状电极1003彼此插入其间。多根第1指状电极1002 的一端与第1公共电极1004连接,另一端延伸至第2公共电极1005侧。 多根第2指状电极1003的一端与第2公共电极1005连接,另一端延伸至 第1公共电极1004侧。另外,第2公共电极1005连接着多根第1虚设指 状电极1006的一端。第1虚设指状电极1006的另一端隔着缝隙与第1 指状电极1002的前端相对置。同样地,第1公共电极1004连接着第2 虚设指状电极1007的一端。第2虚设指状电极1007的另一端隔着缝隙与 第2指状电极1003的前端相对置。 < /p > < p > 这里,实施交叉宽度加权,使得交叉宽度沿着IDT电极的弹性波传 播方向变化。在该交叉宽度加权过程中,在IDT电极102的弹性表面波 传播方向上出现2个交叉宽度的极大值。因此,包围第1、第2指状电极 1002、1003相交叉的区域即交叉区域的包络线,形成了两个菱形相连的 形状。 < /p > < p > 在专利文献1中,通过这种加权,不仅减少因横模波纹引起的寄生信 号,也能够提高反谐振频率的Q值和耐电力性。 < /p > < p > 现有技术文献 < /p > < p > 专利文献 < /p > < p > 专利文献1:WO2007/108269 < /p > < p > 在专利文献1记载的弹性波谐振器中,由于在IDT电极中较宽地存 在第1、第2指状电极1002、1003未交叉的非交叉区域,因而较之正规 型IDT电极,弹性波的激励强度变小。另外,在非交叉区域较宽的部分, 由于第1、第2虚设指状电极1006、1007变长,故虚设指状电极的电阻 损耗变大。因而,在该弹性波谐振器中存在着谐振频率的Q值变差的问 题。此外,在利用该弹性波谐振器构成的梯形滤波器中,虽然耐电力性得 到了提高,但是无法充分地减少插入损耗。 < /p > < p > 发明内容 < /p > < p > 鉴于上述的现有技术的现状,本发明的目的在于提供一种Q值高的 弹性波谐振器。本发明的另一目的在于提供一种梯形滤波器,该梯形滤波 器利用该弹性波谐振器构成,不仅可提高耐电力性,也能减少插入损耗。 另外,本发明的再一目的在于提供一种具有利用了上述弹性波谐振器的梯 形滤波器的双工器。 < /p > < p > 本发明的一种弹性波谐振器,具备压电基板和形成于所述压电基板上 的IDT电极,所述IDT电极包括:第1、第2公共电极,其在压电基板 上隔开设置;多根第1指状电极,其一端与第1、第2公共电极中的所述 第1公共电极连接,且向第2公共电极侧延伸;多根第2指状电极,其一 端与所述第2公共电极连接,另一端向所述第1公共电极侧延伸;和多根 第1虚设指状电极,其一端与所述第1公共电极连接,且另一端向所述第 2公共电极侧延伸,并且另一端与所述第1指状电极的前端隔着间隙而配 置,一端与所述第1公共电极连接,且另一端配置在所述第2公共电极侧, 该另一端与所述第2指状电极的前端隔着间隙而配置,由所述第1指状电 极和第2指状电极在弹性波传播方向上重合的部分形成交叉区域,形成有 所述虚设指状电极的部分作为非交叉区域,所述IDT电极被实施所述第1 指状电极和第2指状电极的交叉宽度沿着弹性波传播方向变化的交叉宽 度加权,在所述交叉宽度加权中至少存在2个交叉宽度从增大转变为减少 的变化点,在将包括所述第1、第2指状电极或所述第1、第2虚设指状 电极在内的电极部分的面积相对于设置有该电极部分的区域整体的面积 的比例设为金属化率的情况下,较之所述交叉区域中的金属化率,至少一 部分的所述非交叉区域中的金属化率相对地被提高。此外,金属化率是指 包括与非交叉区域中的第1或第2公共电极连接的第1、第2指状电极及 第1、第2虚设指状电极在内的电极部分的面积相对于非交叉区域的整体 面积的比例。 < /p > < p > 在本发明的某一特定方面中,较之位于所述变化点之间的非交叉区域 的金属化率,位于所述IDT电极的弹性波传播方向的一端部和最靠近该 一端部侧的所述变化点之间的非交叉区域的金属化率、以及位于所述IDT 电极的弹性波传播方向的另一端部和最靠近该另一端部侧的所述变化点 之间的非交叉区域的金属化率相对地被提高。 < /p > < p > 在本发明的其他特定方面中,较之所述交叉区域中的金属化率,全部 非交叉区域的金属化率相对地被提高。 < /p > < p > 本发明的一种梯形滤波器,具有串联支路谐振器和并联支路谐振器, 所述并联支路谐振器由技术方案2所述的弹性波谐振器构成,所述串联支 路谐振器由技术方案3所述的弹性波谐振器构成。 < /p > < p > 在本发明涉及的梯形滤波器的其他特定方面中,由于耐电力性优良, 因而适合用于具有接收侧带通滤波器和发送侧带通滤波器的双工器的发 送侧带通滤波器。因此,在本发明的其他特定方面中,本发明提供一种双 工器的发送侧带通滤波器即梯形滤波器。 < /p > < p > 在本发明涉及的弹性波谐振器的其他特定方面中,在所述非交叉区域 中,通过具有从第1及第2公共电极向交叉区域侧延伸的公共电极延长部, 来提高金属化率。 < /p > < p > 在本发明涉及的弹性波谐振器的另外特定方面中,所述第1、第2公 共电极的内侧端缘沿着所述弹性波传播方向平行地延伸,所述公共电极延 长部的内侧端缘沿着与弹性波传播方向交叉的方向延伸。 < /p > < p > 在本发明涉及的弹性波谐振器的其他特定方面中,通过使所述非交叉 区域中的第1、第2虚设指状电极的宽度比交叉区域中的第1、第2指状 电极的宽度粗,来提高金属化率。 < /p > < p > 在本发明涉及的弹性波谐振器的另外特定方面中,在所述第1、第2 虚设指状电极中,相对较长的虚设指状电极的宽度被设定得大于相对较短 的虚设指状电极。 < /p > < p > 本发明涉及的弹性波谐振器既可以是利用了弹性表面波的弹性波谐 振器,也可以是利用了弹性边界波的弹性边界波谐振器。 < /p > < p > 发明效果 < /p > < p > 在本发明涉及的弹性波谐振器中,由于较之IDT电极的中央侧的非 交叉区域中的金属化率,位于IDT电极的弹性波传播方向两端附近的非 交叉区域的金属化率相对被提高,因而在金属化率得以提高的部分能减小 电阻损耗。因此,在利用了本发明的弹性波谐振器的梯形滤波器中,能够 实现损耗的减少。 < /p > < p > 另外,在本发明中,在由沿着弹性波传播方向重复2个周期以上的上 述交叉宽度加权的弹性波谐振器构成了串联支路谐振器的情况下,也能够 提高梯形滤波器的耐电力性。因此,即便在将加权设为2个周期以上的情 况下,不仅能够提高耐电力性,也能够提高弹性波的激励效率,充分减小 损耗。 < /p > < p > 附图说明 < /p > < p > 图1(a)是本发明的一实施方式涉及的梯形滤波器的电路图,图1 (b)及图1(c)分别是表示该梯形滤波器的并联支路谐振器中用到的弹 性表面波谐振器的IDT电极的示意性俯视图及弹性波谐振器的正面剖视 图。 < /p > < p > 图2是表示上述梯形滤波器的串联支路谐振器中用到的弹性表面波 谐振器的IDT电极的电极构造的示意性俯视图。 < /p > < p > 图3是表示用于比较而准备的现有的IDT电极的电极构造的示意性 俯视图。 < /p > < p > 图4是表示本发明的一实施方式的梯形滤波器及第1、第2比较例的 梯形滤波器的衰减量‑频率特性的图。 < /p > < p > 图5是表示本发明的一实施方式涉及的弹性表面波谐振器和比较例 的弹性表面波谐振器的阻抗特性的图。 < /p > < p > 图6是表示本发明的一实施方式涉及的弹性表面波谐振器和比较例 的弹性表面波谐振器的回波损耗(return loss)特性的图。 < /p > < p > 图7是用于说明本发明的弹性波谐振器的变形例的电极构造的示意 性部分放大俯视图。 < /p > < p > 图8是用于说明适用本发明的弹性边界波谐振器的示意性正面剖视 图。 < /p > < p > 图9是用于说明现有的弹性波谐振器的俯视图。 < /p > < p > 具体实施方式 < /p > < p > 以下,通过参照附图对本发明的具体实施方式进行说明,以明确本发 明。 < /p > < p > 图1(a)及(b)是表示本发明的一实施方式涉及的梯形滤波器的电 路图及该梯形滤波器中用到的作为本发明的弹性波谐振器的实施方式的 弹性波谐振器的IDT电极的电极构造的示意性俯视图。 < /p > < p > 本实施方式的梯形滤波器被用作UMTS‑BAND2的发送侧带通滤波 器。UMTS‑BAND2的发送侧通带为1850~1910MHz。 < /p > < p > 如图1(a)所示,梯形滤波器1具有输入端子2和输出端子3。在将 输入端子2和输出端子3连结起来的串联支路,彼此串联地连接了串联支 路谐振器S1~S3。在将输入端子2和串联支路谐振器S1的连接点与接地 电位之间连结起来的并联支路中,配置有并联支路谐振器P1。在将串联 支路谐振器S1、S2间的连接点4和接地电位连结起来的并联支路中,设 置有并联支路谐振器P2。在将串联支路谐振器S2、S3间的连接点5和接 地电位连结起来的并联支路中,设置有并联支路谐振器P3。 < /p > < p > 在本实施方式中,构成了具有3个串联支路谐振器S1~S3及3个并 联支路谐振器P1~P3的3级结构的梯形滤波器1。不过,在本发明中梯形 滤波器的级数是任意的。 < /p > < p > 串联支路谐振器S1~S3由弹性表面波谐振器构成。并联支路谐振器 P1~P3也由弹性表面波谐振器构成。 < /p > < p > 图1(c)是构成并联支路谐振器P1的弹性表面波谐振器的示意性正 面剖视图。并联支路谐振器P1在由切角为125°的LiNbO < sub > 3 < /sub > 构成的压电基 板6上具有IDT电极7和配置在IDT电极7的弹性表面波传播方向两侧 的反射器8、9。 < /p > < p > 上述IDT电极7及反射器8、9的电极部分,通过按照自上而下为 AlCu/Ti/Pt/NiCr的顺序依次层叠这些金属膜而形成。膜厚设为 AlCu/Ti/Pt/NiCr=80nm/10nm/30nm/10nm。并联支路谐振器P1中的IDT 电极7的指状电极间距设为0.96μm,占空比设为0.5。另外,形成了500nm 厚度的SiO < sub > 2 < /sub > 膜10,以覆盖IDT电极7。进而,为了调整频率,在SiO < sub > 2 < /sub > 膜 10上形成了30nm的SiN膜11。 < /p > < p > 其他的并联支路谐振器P2、P3也与并联支路谐振器P1同样地构成。 < /p > < p > 此外,对于串联支路谐振器S1~S3而言,在相同的压电基板上采用 相同的电极材料而形成了IDT电极及反射器,进而形成了SiO < sub > 2 < /sub > 膜及SiN 膜。但是,IDT电极的指状电极间距在串联支路谐振器S1~S3中约为0.93 μm。 < /p > < p > 本实施方式的特征在于,如下那样对并联支路谐振器P1~P3及串联 支路谐振器S1~S3进行交叉宽度加权。参照图1(b),对并联支路谐振器 P1的IDT电极的交叉宽度加权进行更具体的说明。 < /p > < p > 如图1(b)所示,IDT电极7具有沿着弹性表面波传播方向延伸的 第1、第2公共电极12、13。第1公共电极12及第2公共电极13具有与 弹性表面波传播方向平行地延伸的条纹状的公共电极本体部12a、13a。 此外,第1公共电极12具有与公共电极本体部12a相连的公共电极延长 部12b、12c。公共电极延长部12b及12c设置于IDT电极7的弹性表面 波传播方向两端附近。 < /p > < p > 更具体而言,IDT电极7作为弹性表面波传播方向上的端部而具有第 1端部7a和第2端部7b。公共电极延长部12b设置于第1端部7a的附近。 同样地,公共电极延长部12c设置于第2端部7b的附近。按照与公共电 极延长部12b、12c相对置的方式,在第2公共电极13中也设置有公共电 极延长部13b、13c使其与公共电极主体部13a相连。 < /p > < p > 另外,针对公共电极12、13进一步层叠了多个金属膜。在本实施方 式中,进一步层叠Al膜、Ti膜和AlCu膜,按照自上而下的顺序依次形 成为Al/Ti/AlCu=1140nm/500nm/700nm的各膜厚。 < /p > < p > IDT电极7具有多根第1指状电极14,多根第1指状电极14的一端 与第1公共电极12的内侧端缘12d电连接。同样地,多根第2指状电极 15的一端与第2公共电极13的内侧端缘13d连接。此外,多根第1虚设 指状电极16与第2公共电极13的内侧端缘13d连接。第1虚设指状电极 16的前端与第1指状电极14的前端隔着间隙而相对置。同样地,多根第 2虚设指状电极17与第1公共电极12的内侧端缘连接。第2虚设指状电 极17的前端与第2指状电极15的前端隔着间隙而相对置。 < /p > < p > 第1、第2指状电极14、15及第1、第2虚设指状电极16、17沿着 正交于弹性表面波传播方向的方向延伸。此外,在本实施方式中,即便在 公共电极延长部中也设置有虚设电极。该虚设电极也未必一定需要,但是 因为具有虚设电极的情况下能够发挥作为反射器的功能,因而更优选。 < /p > < p > 第1指状电极14和第2指状电极15从弹性表面波传播方向观察时彼 此相重合的部分是激励弹性表面波的交叉部。激励弹性表面波的交叉部相 连的交叉区域成为图1(b)的包络线A、B围住的区域。包络线A是将 第2指状电极15的前端连结起来的假想线,包络线B是将第1指状电极 14的前端连结起来的假想线。此外,在图1(b)中,为了便于理解附图, 虚线示出的包络线A、B是距第1、第2指状电极14、15的前端隔着些 许间隙进行图示的。 < /p > < p > 将上述包络线A、B围住的交叉区域的外侧也就是从弹性表面波传播 方向观察时具有第1指状电极14、第2指状电极15、第1虚设指状电极 16、第2虚设指状电极17及公共电极延长部12b、12c、13b、13c所存在 的部分的区域称为非交叉区域。 < /p > < p > 因此,与上述弹性表面波传播方向平行地延伸的第1公共电极12的 公共电极本体部12a及第2公共电极13的公共电极本体部13a不包括在 非交叉区域中。这样,针对非交叉区域的定义,针对于交叉区域中的最大 交叉宽度部分如后述那样在上述弹性表面波传播方向上与公共电极延长 部12b、12c、13b、13c相重合,而上述公共电极本体部12a、13a不与最 大交叉部分相重合。也就是说,将被激励的弹性表面波传播的区域也就是 不积极地激励弹性表面波的部分称为非交叉区域。 < /p > < p > 如图1(b)所示,对IDT电极7施加像上述包络线A、B示出的那 样交叉宽度沿着弹性表面波传播方向变化的交叉宽度加权。更具体而言, 在连结第1端部7a和第2端部7b的弹性表面波传播方向上,按照交叉宽 度从增加转变为减少的变化点存在2个的方式实施交叉宽度加权。也就是 说,第1端部7a和第2端部7b的中央视为交叉宽度极小部分。作为所述 2个变化点之一的第1最大交叉宽度部分位于该交叉宽度极小部分与第1 端部7a之间。按照随着从第1最大交叉宽度部分向第1端部7a的方向以 及从第1最大交叉宽度部分向交叉宽度极小部分的方向交叉宽度依次变 小的方式实施加权。因此,按照由包络线A、B形成菱形形状的方式实施 加权。将其称为菱形加权。 < /p > < p > 在交叉宽度极小部分与第2端部7b之间同样也施加菱形加权。因此, 在包络线A、B围住的区域中,实施2个周期的上述菱形加权。 < /p > < p > 另外,前述的公共电极延长部12b、12c的内侧端缘与上述包络线A、 B平行地延伸。因此,公共电极12的内侧端缘12d在设置有公共电极延 长部12b、12c的部分中被设定为与弹性表面波传播方向交叉的方向,且 与弹性表面波传播方向不平行。与之相对,在公共电极延长部12b、12c 之间,公共电极12的内侧端缘12d被设定为与弹性表面波传播方向平行。 这里,公共电极延长部12b的与第1端部7a相反侧的端部在上述第1最 大交叉宽度部分结束。也就是说,公共电极延长部12b位于第1最大交叉 宽度部分与第1端部7a之间。同样地,公共电极延长部12c位于第2最 大交叉宽度部分与第2端部7b之间。公共电极延长部13b、13c分别与公 共电极延长部12b、12c同样地构成。 < /p > < p > 图2表示串联支路谐振器S1的IDT电极的电极构造。形成串联支路 谐振器S1的IDT电极21除了图1(b)所示的IDT电极7和公共电极的 构造不同之外,其他同样地形成。 < /p > < p > 也就是说,在这里第1公共电极22及第2公共电极23除了具有设置 于第1端部21a和第2端部21b附近的公共电极延长部22b、22c、23b、 23c之外,在弹性表面波传播方向中央区域还具有公共电极延长部22e、 23e。 < /p > < p > 此外,在公共电极本体部22a与公共电极延长部22e之间以及公共电 极延长部22e与公共电极延长部22c之间的第1、第2最大交叉宽度部分 中,公共电极本体部22a的内侧端缘被设定为与弹性表面波传播方向平 行。公共电极延长部22e的内侧端缘22f被设定为与包络线C平行。也就 是说,随着从最大交叉宽度部分向交叉宽度为极小值的中央部方向,内侧 端缘22f按照靠近第2公共电极23侧的方式与弹性表面波传播方向交叉。 另外,随着从交叉宽度极小部分向第2最大交叉宽度部分的方向,公共电 极延长部22e的内侧端缘22f远离第2公共电极23,且与弹性表面波传 播方向不平行。 < /p > < p > 第2公共电极23也同样地除了公共电极延长部23b、23c之外,还具 有公共电极延长部23e。关于其他方面,由于IDT电极21与IDT电极7 同样地形成,因而对相应部分赋予相应参考符号并省略其说明。 < /p > < p > 因此,构成了串联支路谐振器S1的IDT电极21还具有第1、第2 菱形加权部,换言之还具有形成2个周期的菱形加权的构造。 < /p > < p > 图4用实线示出上述实施方式的梯形滤波器的衰减量频率特性。另 外,除了与串联支路谐振器S1~S3的IDT电极同样地由与图2所示的IDT 电极21同样的构造形成并联支路谐振器P1~P3的IDT电极之外,与上述 实施方式同样地制作了第1比较例的梯形滤波器。 < /p > < p > 进而,与上述实施方式相反地,除了使串联支路谐振器S1~S3的IDT 电极与图1(b)所示的IDT电极7同样、使并联支路谐振器P1~P3的IDT 电极与图2所示的IDT电极21同样之外,与上述实施方式同样地制作了 第2比较例的梯形滤波器。 < /p > < p > 在图4中分别用虚线及单点划线表示上述第1、第2比较例的梯形滤 波器的衰减量频率特性。 < /p > < p > 由图4可知,1850MHz~1910MHz的BAND2的发送侧通带中的最 大插入损耗在上述实施方式中非常小为2.53dB。与之相对,在上述第1 比较例中,通带内的最大插入损耗为2.62dB,在第2比较例中为2.70dB。 因此,根据上述实施方式可知,与第1、第2比较例相比,能够使通带内 的损耗非常小。以下说明其理由。 < /p > < p > 分别准备具有图1(b)示出的IDT电极7的弹性表面波谐振器、具 有图2示出的IDT电极21的弹性表面波谐振器、和尽管如图3所示那样 实施了2个周期的菱形加权但是具备不具有公共电极延长部的现有的 IDT电极1021的弹性表面波谐振器。图5表示这3类弹性表面波谐振器 的阻抗特性,图6表示回波损耗特性。在图5及图6中,实线为IDT电 极21的特性,虚线为IDT电极7的特性,单点划线为IDT电极1021的 特性。 < /p > < p > 由图6可知,在谐振频率的1870MHz附近,与使用了IDT电极1021 的情况相比,使用了IDT电极7时的回波损耗小,在使用IDT电极21的 情况下能够进一步降低回波损耗。在反谐振频率附近尤其在 1940~1950MHz附近,与使用了IDT电极21的情况相比,使用IDT电极 1021时的回波损耗小,在使用IDT电极7的情况下能够进一步降低回波 损耗。 < /p > < p > 在谐振频率中,回波损耗较大程度依存于指状电极的电阻。因此,认 为在非交叉区域中的金属化率(metallization ratio)最高的IDT电极21 中能够使回波损耗最小。在反谐振频率中,回波损耗较大程度依存于弹性 表面波的激励强度。因此,在IDT电极21中,正因为在非交叉区域中存 在公共电极延长部22e、23e,因而在弹性表面波传播方向中央部妨碍了 弹性表面波的传播,故激励强度变弱、回波损耗变大。 < /p > < p > 与之相对,在IDT电极7及1021中,由于在IDT电极的弹性表面波 传播方向中央部不存在公共电极延长部,不会妨碍弹性表面波的传播,故 认为反谐振频率中的回波损耗变小。此外,在IDT电极7中,由于在第1、 第2端部7a、7b附近设置有公共电极延长部12b、12c、13b、13c,因而 较之使用了IDT电极1021的情况,虚设电极部的电阻损耗减少,电流易 于流动。因此,弹性表面波的激励强度被强化,其结果在反谐振频率中回 波损耗变得更小。 < /p > < p > 在梯形滤波器中为了减小通带内的插入损耗,优选串联支路谐振器的 谐振频率附近处的回波损耗小,在并联支路谐振器中优选反谐振频率附近 处的回波损耗小。如上述,谐振频率附近的回波损耗在使用了IDT电极 21的情况时最小,反谐振频率附近处的回波损耗在使用了IDT电极7的 情况时最小。 < /p > < p > 因此,根据本实施方式可知,通过使用IDT电极21形成串联支路谐 振器、使用IDT电极7形成并联支路谐振器,能够使通带内的插入损耗 非常小。 < /p > < p > 此外,在本实施方式的梯形滤波器1中,由于串联支路谐振器S1~S3 及并联支路谐振器P1~P3都以形成2个周期的菱形加权的方式实施交叉 宽度加权,因而耐电力性也得到了提高。不过,在本实施方式中,加权并 不需要限定为2个周期,也可以形成3个以上的周期。 < /p > < p > 这样,本实施方式的梯形滤波器1的插入损耗小、耐电力性高,因而 尤其适用于便携电话的双工器中的发送侧带通滤波器。 < /p > < p > 另外,在本发明中,并不限于上述实施方式的梯形滤波器1,具有IDT 电极7或IDT电极21的弹性波谐振器即便以单体的方式也可作为本发明 实施方式涉及的弹性波谐振器而提供。具有IDT电极21的弹性波谐振器 较之专利文献1记载的现有的弹性波谐振器,虽然反谐振频率附近的回波 损耗变大,但是谐振频率附近的回波损耗却变小。此外,具有IDT电极7 的弹性波谐振器较之专利文献1记载的弹性波谐振器,反谐振频率附近及 谐振频率附近的回波损耗都变小。这样,对于本发明的实施方式涉及的弹 性波谐振器,因为即便是谐振器单体也可获得比现有技术更优越的效果, 因而也能利用于带通滤波器以外的用途中。 < /p > < p > 此外,若使第1端部7a或第2端部7b附近的非交叉区域的金属化率 相对提高,则与上述实施方式的弹性表面波谐振器同样地能够改善反谐振 频率附近的回波损耗。将用于改善这种回波损耗的金属化率部分提高的构 造,并不限于设置了上述公共电极延长部12b、12c、13b、13c的构造。 < /p > < p > 图7表示提高上述IDT电极7的金属化率的构造的变形例,是将变 形例的IDT电极31的弹性表面波传播方向的第2端部31b附近进行部分 放大的示意性俯视图。 < /p > < p > 在IDT电极31中,在第2端部31b附近,第1公共电极32的公共 电极本体部32a连接着多根第1指状电极33和多根第2虚设指状电极 34~37。此外,多根第1指状电极33与多根第2指状电极38彼此插入其 间,这里第1指状电极33的前端侧部分及第2虚设指状电极34的基端侧 部分被剪切。 < /p > < p > 即便在本变形例中,公共电极本体部32a也具有与弹性表面波传播方 向平行地延伸的条纹状的形状。这里,未设置图1(b)示出的公共电极 延长部12c,在多根第2虚设指状电极34~37中,随着向第2端部32b侧 的方向第2虚设指状电极34~37的粗细依次变大,另外长度越长的虚设 指状电极则其宽度越大。更具体而言,随着从第2虚设指状电极34向第 2虚设指状电极37的方向宽度变大。 < /p > < p > 因此,第2端部31b附近处的非交叉区域的金属化率比更靠近弹性表 面波传播方向内侧的区域处的非交叉区域的金属化率高。 < /p > < p > 这样,将弹性表面波传播方向两端处的非交叉区域的金属化率在弹性 表面波传播方向上提高得比内侧的非交叉区域处的金属化率还高的结构, 可进行各种变形。此外,在IDT电极31中,长度相对较长的第2虚设指 状电极37的宽度比长度相对较短的第2虚设指状电极34、35粗,但是也 可将长度长的第2虚设指状电极37的粗细设为与第2虚设指状电极34、 第2虚设指状电极35相同的粗细。这种情况下,在设置有长度长的第2 虚设指状电极37的部分中,能够与长度长的部分相应地提高非交叉区域 的金属化率。 < /p > < p > 这样,通过使第2虚设指状电极34~37的宽度变粗,也可提高金属 化率。 < /p > < p > 另外,在第2虚设指状电极37中,在虚设指状电极部分相连第1指 状电极33、33,这相当于使第1指状电极33、第1指状电极33的基端部 和设置于该基端部之间的第2虚设指状电极37一体化。这样,虚设指状 电极也可与连接于相同电位处的第1指状电极电连接。 < /p > < p > 在IDT电极31中,只表示了第2端部31b侧,但是在第1端部侧也 同样地相对提高金属化率。另外,不只是第1公共电极32,在相反侧的 第2公共电极侧,同样地也在弹性表面波传播方向两端相对性提高金属化 率。因此,即便在IDT电极31中也能够有效地改善反谐振频率附近处的 回波损耗。 < /p > < p > 此外,在前述的实施方式及各变形例中,对使用了弹性表面波谐振器 的梯形滤波器及弹性表面波谐振器进行了说明,但是在本发明中,也可使 用利用了弹性边界波的弹性边界波谐振器,而不是使用弹性表面波。 < /p > < p > 如图8所示,弹性边界波谐振器41具有压电基板42和形成在压电基 板42上的电介质层43。在该压电基板42和电介质层43的界面,形成有 IDT电极44及反射器45、46。通过激励IDT电极44,从而能够利用在 该界面传播的弹性边界波的谐振特性。本发明的弹性波谐振器如前述那 样,在IDT电极的电极构造中具有特征,因而本发明不仅能适用于弹性 表面波谐振器,也能适用于这种弹性边界波谐振器41。另外,也可利用 这种弹性边界波谐振器41形成本发明的梯形滤波器。 < /p > < p > 另外,在设置了IDT电极的公共电极延长部的区域中,因为公共电 极的宽度变得充分宽,所以也可以按照公共电极或公共电极延长部的内侧 端缘与公共电极的外侧端缘之间的间隔为一定的方式删除公共电极的外 侧。具体而言,在设置了公共电极延长部的区域中,公共电极的外侧端缘 与交叉宽度加权的包络线平行。 < /p > < p > 再有,在前述的实施方式及各变形例中,虽然设置了多个周期的菱形 加权,但是交叉宽度加权也可以是圆形或椭圆形加权。另外,也可设定一 对包络线的一方与弹性波传播方向不平行,而另一方与弹性波传播方向平 行。也就是说,对于本发明中的交叉宽度加权而言,交叉宽度的变化从增 大转变为减少的变化点在IDT电极内至少具有2个,各变化点中的交叉 宽度不一定需要相同。 < /p > < p > 符号说明: < /p > < p > 1梯形滤波器 < /p > < p > 2输入端子 < /p > < p > 3输出端子 < /p > < p > 6压电基板 < /p > < p > 7 IDT电极 < /p > < p > 7a第1端部 < /p > < p > 7b第2端部 < /p > < p > 8、9反射器 < /p > < p > 11 SiN膜 < /p > < p > 12第1公共电极 < /p > < p > 12a公共电极本体部 < /p > < p > 12b、12c、13b、13c公共电极延长部 < /p > < p > 12d内侧端缘 < /p > < p > 13第2公共电极 < /p > < p > 13a公共电极本体部 < /p > < p > 13d内侧端缘 < /p > < p > 14第1指状电极 < /p > < p > 15第2指状电极 < /p > < p > 16第1虚设指状电极 < /p > < p > 17第2虚设指状电极 < /p > < p > 21 IDT电极 < /p > < p > 21a第1端部 < /p > < p > 21b第2端部 < /p > < p > 22第1公共电极 < /p > < p > 22a公共电极本体部 < /p > < p > 22b、22c、22e、23b、23c、23e公共电极延长部 < /p > < p > 22f内侧端缘 < /p > < p > 23第2公共电极 < /p > < p > 31 IDT电极 < /p > < p > 31b第2端部 < /p > < p > 32第1公共电极 < /p > < p > 32a公共电极本体部 < /p > < p > 32b第2端部 < /p > < p > 33第1指状电极 < /p > < p > 34~37第2虚设指状电极 < /p > < p > 38第2指状电极 < /p > < p > 41弹性边界波谐振器 < /p > < p > 42压电基板 < /p > < p > 43电介质层 < /p > < p > 44 IDT电极 < /p > < p > 45、46反射器 < /p > < p > P1~P3并联支路谐振器 < /p > < p > S1~S3串联支路谐振器 < /p >
< p > 以往,作为谐振器或带通滤波器,弹性波装置被广泛使用。 < /p > < p > 例如,在下述的专利文献1中公开了具有图9所示的电极构造的弹性 波谐振器。在图9所示的弹性波谐振器1001中,配置成多根第1指状电 极1002和多根第2指状电极1003彼此插入其间。多根第1指状电极1002 的一端与第1公共电极1004连接,另一端延伸至第2公共电极1005侧。 多根第2指状电极1003的一端与第2公共电极1005连接,另一端延伸至 第1公共电极1004侧。另外,第2公共电极1005连接着多根第1虚设指 状电极1006的一端。第1虚设指状电极1006的另一端隔着缝隙与第1 指状电极1002的前端相对置。同样地,第1公共电极1004连接着第2 虚设指状电极1007的一端。第2虚设指状电极1007的另一端隔着缝隙与 第2指状电极1003的前端相对置。 < /p > < p > 这里,实施交叉宽度加权,使得交叉宽度沿着IDT电极的弹性波传 播方向变化。在该交叉宽度加权过程中,在IDT电极102的弹性表面波 传播方向上出现2个交叉宽度的极大值。因此,包围第1、第2指状电极 1002、1003相交叉的区域即交叉区域的包络线,形成了两个菱形相连的 形状。 < /p > < p > 在专利文献1中,通过这种加权,不仅减少因横模波纹引起的寄生信 号,也能够提高反谐振频率的Q值和耐电力性。 < /p > < p > 现有技术文献 < /p > < p > 专利文献 < /p > < p > 专利文献1:WO2007/108269 < /p > < p > 在专利文献1记载的弹性波谐振器中,由于在IDT电极中较宽地存 在第1、第2指状电极1002、1003未交叉的非交叉区域,因而较之正规 型IDT电极,弹性波的激励强度变小。另外,在非交叉区域较宽的部分, 由于第1、第2虚设指状电极1006、1007变长,故虚设指状电极的电阻 损耗变大。因而,在该弹性波谐振器中存在着谐振频率的Q值变差的问 题。此外,在利用该弹性波谐振器构成的梯形滤波器中,虽然耐电力性得 到了提高,但是无法充分地减少插入损耗。 < /p >
本发明提供一种弹性波谐振器,谐振/反谐振频率中的回波损耗特性优异,能有效降低损耗。该弹性波谐振器具有IDT电极(7),其第1公共电极(12)连接着多根第1指状电极(14)及多根第2指状电极(17),第2公共电极(13)连接着多根第2指状电极(15)及多根第1虚设指状电极(16),在弹性波传播方向上实施交叉宽度加权,较之弹性波传播方向上的交叉区域的金属化率,非交叉区域的金属化率相对变高。
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