WO2008038459A1

WO2008038459A1 - Filtre d'onde acoustique limite

Info

Publication number: WO2008038459A1
Application number: PCT/JP2007/065193
Authority: WO
Inventors: Takao Mukai; Masaru Yata; Yasuhisa Fujii
Original assignee: Murata Manufacturing Co., Ltd.
Priority date: 2006-09-25
Filing date: 2007-08-02
Publication date: 2008-04-03
Also published as: EP2068443A1; US7808344B2; EP2068443A4; US20090115547A1; JPWO2008038459A1

Description

明細書

弾性境界波フィルタ装置

技術分野

[0001] 本発明は、例えば携帯電話機の帯域フィルタなどに用いられる弾性境界波フィルタ装置に関し、縦結合共振子型の弾性境界波フィルタ装置に関する。

背景技術

[0002] 従来、携帯電話機の帯域フィルタなどに様々な弾性表面波フィルタ装置が用いられている。

[0003] 例えば、下記の特許文献 1には、この種の用途に用いられる縦結合共振子型の弾性表面波フィルタ装置が開示されている。図 10は、特許文献 1に記載の弾性表面波フィルタ装置を示す模式的平面図である。弾性表面波フィルタ装置 1001は、 36° Y カット X方向伝搬の LiTaO力もなる圧電基板 1002を有する。

3

[0004] 圧電基板 1002上に、第 1 ,第 2の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ部 1003, 1 004が構成されている。

[0005] 第 1の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ部 1003は、中央に配置された第 1の ID T1020と、第 1の IDT1020の表面波伝搬方向両側に配置された第 2,第 3の IDT1 030, 1040とを有する。 IDT1020〜； 1040が設けられている領域の表面波伝搬方向両側に、反射器 1050, 1060が配置されている。中央の第 1の IDT1020が入力端子 1005に接続されており、他端がアース電位に接続されている。

[0006] 両側の IDT1030, 1040の各一端がアース電位に接続されており、他端が第 2の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ部 1004の第 2,第 3の IDT1031 , 1041の一端に接続されている。

[0007] IDT1031 , 1041の他端はアース電位に接続されている。

[0008] 第 2の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ部 1004も、 3IDT型の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ部であり、中央に第 1の IDT1021を有する。 IDT1021の一端がアース電位に、他端が出力端子 1006に接続されている。 IDT1021〜； 1041が設けられている部分の両側に、反射器 1051 , 1061が配置されている。 [0009] 縦結合共振子型弾性表面波フィルタ装置 1001では、 IDT1020〜； 1040, 1021 〜； 1041の交差幅を Wとし、電極指のピッチを Pとした場合、比 W/Pを 15以上、 90 以下とすることが望ましい旨が記載されている。すなわち、図 11に示すように、比 W /P力 S大きくなると、中心周波数の如何に関わらず、揷入損失が大きくなる傾向のあること力 S示されている。また、比 W/Pが 15未満の場合は中心周波数の如何に関わらず、揷入損失が急激に増大することが示されている。特許文献 1では、比 W/Pの下限を 15、上限を 90とすることにより、揷入損失の低減が図られることが記載されている。そして、 W/Pを 15以上、 90以下とすることにより、中心周波数における揷入損失を 3dB以下とすることができるとされて!/、る。

[0010] 他方、下記の特許文献 2には、 36° Yカット X伝搬の LiTaO力なる圧電基板と、

3

SiO膜との境界に IDTを含む電極を形成してなる 1ポート型の弾性境界波共振子が

2

開示されている。特許文献 2の図 4を参照して行われている説明では、上記 1ポート型弾性境界波共振子において、 IDTの開口長を 15 λとし、 IDTの周期 λを 4 mとした構造が開示されている。なお、開口長は、 IDTの交差幅に、交差部と各バスバーとの間のギャップ寸法の合計を加えた値に相当する。

特許文献 1 :特開平 5— 335881号公報

特許文献 2： W098/52279号公報

発明の開示

[0011] 上記のように、特許文献 1では、 36° Yカット X伝搬の LiTaO基板を用いた縦結合

3

共振子型の弾性表面波フィルタ装置において、比 W/Pを 15〜90の範囲とすれば揷入損失を低減し得ることが示されてレ、る。

[0012] 他方、携帯電話機の RF段に用いられる帯域フィルタなどでは、低損失であることが強く求められる。例えば、 GSM800MHz帯や GSM1900MHz帯の RX段の帯域フィルタとして使用するには、通過帯域内の揷入損失は 2. 5dB以下であることが求められている。従って、このような低損失を満たすように、フィルタ装置を設計しなければならない。し力、しながら、このような低損失を実現する設計パラメータ及び値は、弹性表面波フィルタ装置と弾性境界波フィルタ装置とでは異なる。従って、特許文献 1 に記載のような弾性表面波フィルタ装置における結果をそのまま弾性境界波フィルタ装置に適用したとしても、揷入損失を 2. 5dB以下とし得るものではない。

[0013] 他方、特許文献 2では、 36° Yカット X伝搬の LiTaO基板を用いた弾性境界波装

3

置において、開口長を 15えとした場合に、良好な特性が得られるとされている。

[0014] 本願発明者は、このような先行技術の記載を考慮して、 Y軸を ± 15° 回転した面を主面とする LiNbO力なる圧電基板を用いた縦結合共振子型弾性境界波フィルタ

3

装置において、開口長を 15えとした力横漏洩が大きくなり、揷入損失の低減を図り得ないことがわかった。

[0015] 本発明の目的は、上述した従来技術の現状に鑑み、 Y軸を 15° ± 10° 回転した面を主面とする LiNbO基板を用いた縦結合共振子型の弾性境界波フィルタ装置で

3

あって、揷入損失を小さくすることが可能とされて!/、る弾性境界波フィルタ装置を提供することにある。

[0016] 本願の第 1の発明は、 Y軸を 15° ± 10° 回転した面を主面とする LiNbO力、らなる

3 圧電体と、前記圧電体に積層されており、酸化ケィ素からなる誘電体と、前記圧電体と前記誘電体との境界に配置された電極構造とを備え、前記境界を伝搬する弾性境界波を利用した弾性境界波フィルタ装置において、前記電極構造が、前記弾性境界波伝搬方向に沿って配置された複数の IDTと、複数の IDTが設けられている領域の弾性境界波伝搬方向両側に配置された一対の反射器とを有する縦結合共振子型の弾性境界波フィルタ部を構成しており、前記複数の IDTにおける電極指の交差幅を W、電極指の周期を Pとしたときに、 20≤W/P≤45とされていることを特徴とする。

[0017] 第 2の発明は、 Y軸を 15° ± 10° 回転した面を主面とする LiNbO力もなる圧電

3

体と、前記圧電体に積層されており、酸化ケィ素からなる誘電体と、前記電極構造が、弾性境界波伝搬方向に沿って配置された 3個の IDTと、 3個の IDTが設けられている領域の弾性境界波の伝搬方向両側に配置されて!/、る一対の反射器とを、それぞれ有する N個（Nは 3以上の整数）の縦結合共振子型弾性境界波フィルタ部を構成しており、入力端子と出力端子とをさらに備え、前記 N個の縦結合共振子型弾性境界波フィルタ部の入力端が前記入力端子に接続されており、前記 IDTの電極指交差幅を W、電極指の周期を Pとしたときに、 20≤W/P≤45とされていることを特徴とする [0018] 第 3の発明は、 Y軸を 15° ± 10° 回転した面を主面とする LiNbO力もなる圧電

3

体と、前記圧電体に積層されており、酸化ケィ素からなる誘電体と、前記圧電体と前記誘電体との境界に配置された電極構造とを備え、前記境界を伝搬する弾性境界波を利用した弾性境界波フィルタ装置において、前記電極構造が、弾性境界波伝搬方向に沿って配置された第 1〜第 3の IDTをそれぞれ有する第 1〜第 6の縦結合共振子型弾性境界波フィルタ部を構成しており、前記第 1〜第 6の縦結合共振子型弹性境界波フィルタ部の各入力端が接続されている不平衡端子と、前記第 1〜第 3の縦結合共振子型弾性境界波フィルタ部の出力端が接続されている第 1の平衡端子と、前記第 4〜第 6の縦結合共振子型弾性境界波フィルタ部の出力端が接続されている第 2の平衡端子とを備え、前記第 1〜第 3の縦結合共振子型弾性境界波フィルタ部において入力信号に対する出力信号の位相が同相とされており、前記第 4〜第 6の縦結合共振子型弾性境界波フィルタにおいて入力信号に対する出力信号の位相が同相とされており、第 1〜第 3の縦結合共振子型弾性境界波フィルタ部における入力信号に対する出力信号の位相が、前記第 4〜第 6の縦結合共振子型弾性境界波フィルタ部における入力信号に対する出力信号の位相に対して、 180° 異ならされており、前記 IDTの電極指交差幅を W、電極指の周期を Pとしたときに、 20≤W/P≤ 45とされて!/ヽることを特 ί毁とする。

[0019] 第 1〜第 3の発明では、好ましくは、比 W/Pは、 22≤W/P≤32の範囲とされており、それによつて、より一層揷入低損失を小さくすることができる。

[0020] 本発明においては、好ましくは、前記 IDTが、金属薄膜を用いて構成されており、該 IDTにおけるメタライズ比が 0. 45以下であり、金属薄膜の密度を p (g/cm³)、電極膜厚を h m)、電極指の周期を P m)としたとき、 p X h/P≥l . 2 (g/cm³) とされており、この場合には、揷入損失をより一層小さくすることができる。

(発明の効果）

[0021] 第 1の発明に係る弾性境界波フィルタ装置では、 Y軸を 15° ± 10° 回転した面を主面とする LiNbO力なる圧電体と、 SiO力なる誘電体との境界に縦結合共振

3 2

子型の弾性境界波フィルタ部を構成する電極構造が形成されており、この電極構造中の IDTにおいて、比 W/Pが 20以上、 45以下とされているので、通過帯域内における挿入損失を/ J、さくすること力できる。

[0022] 同様に、第 2の発明においても、 Y軸を 15° ± 10° 回転した面を主面とする LiNb O力もなる圧電体と、 SiO力もなる誘電体との境界に N個（Nは 3以上の整数）の縦

3 2

結合共振子型弾性境界波フィルタ部が構成されており、各縦結合共振子型弾性境界波フィルタ部の IDTにおいて、 W/Pが 20以上、 45以下とされているので、揷入損失を小さくすることが可能となる。加えて、 N個の縦結合共振子型弾性境界波フィルタ部の入力端が入力信号端子に接続されているので、耐電力性も高められる。

[0023] 第 3の発明においても、 Y軸を 15° ± 10° 回転した面を主面とする LiNbO力もな

3 る圧電体と、 SiOからなる誘電体との境界に第 1〜第 6の縦結合共振子型弾性境界

2

波フィルタ部を構成する電極構造が形成されており、これらの縦結合共振子型弾性境界波フィルタ部における IDTにおいて、 W/Pが 20以上、 45以下とされているので、揷入損失を低減することが可能とされている。

[0024] また、第 3の発明では、第 1〜第 6の縦結合共振子型弾性境界波フィルタ部の各入力端が不平衡端子に接続されており、第 1〜第 3の縦結合共振子型弾性境界波フィルタ部の出力端が第 1の平衡端子に、第 4〜第 6の縦結合共振子型弾性境界波フィルタ部の出力端が第 2の平衡端子に接続されているので、平衡ー不平衡変換機能を有する弾性境界波フィルタ装置を提供することができる。

図面の簡単な説明

[0025] [図 1]図 1は、本発明の第 1の実施形態に係る弾性境界波フィルタ装置の電極構造を示す模式的平面図である。

[図 2]図 2は、本発明の第 1の実施形態に係る弾性境界波フィルタ装置の模式的正面断面図である。

[図 3]図 3は、本実施形態の弾性境界波フィルタ装置において、比 W/Pを変化させた場合のフィルタ特性の変化を示す図である。

[図 4]図 4は、比 W/Pと揷入損失との関係を示す図である。

[図 5]図 5は、 3素子並列構造の実施形態の弾性境界波フィルタ装置及び 2素子並列構造の実施形態の弾性境界波フィルタ装置のフィルタ特性を示す図である。

[図 6]図 6 (a)〜（c)は、 IDTの密度と規格化膜厚との積 p X h/Pが 1 · Og/cm³であって、メタライズ比力それぞれ、 0.40、 0.45及び 0.5の場合のフィルタ特性を示す図である。

[図 7]図 7(a)〜（c)は、 IDTの密度と規格化膜厚との積 p Xh/Pが 1· 2g/cm³であって、メタライズ比力それぞれ、 0.40、 0.45及び 0.5の場合のフィルタ特性を示す図である。

[図 8]図 8(a)〜（c)は、 IDTの密度と規格化膜厚との積 p Xh/Pが 1· 4g/cm³であって、メタライズ比力それぞれ、 0.40、 0.45及び 0.5の場合のフィルタ特性を示す図である。

[図 9]図 9は、本発明の第 2の実施形態に係る弾性境界波フィルタ装置の電極構造を示す模式的平面図である。

[図 10]図 10は、従来の弾性表面波フィルタ装置を示す平面図である。

[図 11]図 11は、従来の弾性表面波フィルタ装置における比 W/Pと揷入損失の関係を示す図である。

符号の説明

100…弾性境界波フィルタ装置

101···不平衡端子

102, 103···第 1,第 2の平衡端子

110, 120, 130···第 1〜第 3の縦結合共振子型弾性境界波フィルタ部

111, 121, 131···反射器

112, 122, 132…第 2の IDT

113, 123, 133…第 1の IDT

114, 124, 134…第 3の IDT

115, 125, 135…反射器

140〜160···第 4〜第 6の縦結合共振子型弾性境界波フィルタ部

141, 151, 161···反射器

142, 152, 162…第 2の IDT

143, 153, 163…第 1の IDT

144, 154, 164…第 3の IDT 145, 155, 165…反射器

171, 172…弾性境界波共振子

181〜； 184…弾性境界波共振子

104…圧電体

105---SiO膜

2

105a, 105b…開 P

106···電極構造

107a, 107b…導電パターン

108a, 108b…外部電極

201···弾性境界波フィルタ装置

202···入力端子

203···出力端子

210, 220, 230···第 1〜第 3の縦結合共振子型弾性境界波フィルタ部

211, 211, 231···反射器

212, 222, 232…第 2の IDT

213, 223, 233…第 1の IDT

214, 224, 234…第 3の IDT

215, 225, 235…反射器

発明を実施するための最良の形態

[0027] 以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態を説明することにより、本発明を明ら力、にする。

[0028] 図 1は、本発明の第 1の実施形態に係る弾性境界波フィルタ装置の電極構造を示す模式的平面図であり、図 2は、本発明の第 1の実施形態の弾性境界波フィルタ装置の模式的正面断面図である。

[0029] 本実施形態の弾性境界波フィルタ装置 100は、 GSM1900MHZ受信帯の帯域フィルタである。この携帯電話の RF段に用いられる受信側帯域フィルタでは、通過帯域は 1930〜； 1990MHzである。この通過帯域内において、揷入損失は 2.5dB以下であることが求められている。 [0030] 弾性境界波フィルタ装置 100は、 Y軸を 15° ± 10° 回転した面を主面とする LiNb O力もなる圧電体を用いて構成されている。すなわち、オイラー角で（φ , θ , φ )の

3

φ =0。及び Θ = 105° ± 10° の範囲の圧電体が用いられている。

[0031] 上記圧電体上に、酸化ケィ素としての SiO膜が積層されており、両者の境界を伝

2

搬する SH型弾性境界波を利用した縦結合共振子型の弾性境界波フィルタ装置が構成されている。

[0032] より具体的には、図 1に示すように、不平衡端子 101と、第 1 ,第 2の平衡端子 102,

103との間に図示の電極構造が形成されている。

[0033] 図 2に示すように、弾性境界波フィルタ装置 100では、上記圧電体 104上に、 SiO

2 膜 105が積層されている。そして、両者の境界に電極構造 106が設けられている。また、 SiO膜 105には、開口 105a, 105bが設けられている。上記電極構造 106の外

2

部と電気的に接続される部分力開口 105a, 105bに露出している。開口 105a, 10 5b内には、導電パターン 107a, 107bが形成されている。導電パターン 107a, 107 bは、電極構造 106に開口内で電気的に接続されており、かつ開口 105a, 105bの外部へ至っている。そして、 SiO膜 105の上面に、外部電極 108a, 108bが形成さ

2

れている。外部電極 108a, 108bが導電パターン 107a, 107bに電気的に接続されている。外部電極 108a, 108bは、前述した不平衡端子 101、第 1 ,第 2の平衡端子 102, 103及び後述するアース電位に接続される部分に相当する。

[0034] なお、本実施形態では、誘電体は、 SiO膜 105により形成されていた力 SiO以

2 2 外の酸化ケィ素により形成されてレ、てもよ!/、。

[0035] 上記電極構造 106として、図 1に示す電極構造が形成されている。すなわち、不平衡端子 101に、第 1〜第 3の縦結合共振子型弾性境界波フィルタ部 110, 120, 130 の各入力端が共通接続されている。第 1〜第 3の縦結合共振子型弾性境界波フィルタ部 110〜130は、いずれも 3IDT型の縦結合共振子型弾性境界波フィルタ部であり、それぞれ、中央に酉己置された第 1の IDT113, 123, 133と、第 1の IDT113, 12 3, 133の弾性境界波伝搬方向両側に配置された第 2の IDT112, 122, 132及び第 3の IDT114, 124, 134を有する。また、各縦結合共振子型弾性境界波フィルタ部 110, 120, 130は、 3個の IDTが設けられている領域の弾性境界波伝搬方向両側に反射器 111 , 115, 121 , 125, 131 , 135を有する。

[0036] 第 1〜第 3の縦結合共振子型弾性境界波フィルタ部の中央の第 1の IDT113, 123 , 133の一端同士が共通接続され、 1ポート型弾性境界波共振子 171を介して不平衡端子 101に接続されている。 1ポート型弹性境界波共振子 171は、 IDTと、 IDTの境界波伝搬方向両側に配置された反射器とを有する。

[0037] 第 1〜第 3の縦結合共振子型弾性境界波フィルタ部 110, 120, 130の各第 2の ID T112, 122, 132と、第 3の IDT114, 124, 134との各一端力アース電位に接続され、各他端が共通接続され、 1ポート型弾性境界波共振子 181 , 182を介して第 1 の平衡端子 102に接続されている。 1ポート型弾性境界波共振子 181 , 182は、それぞれ、 IDTと、 IDTの境界波伝搬方向両側に配置された反射器を有する。ここでは、 1ポート型弾性境界波共振子 181と、 1ポート型弾性境界波共振子 182とが並列に接続されている。

[0038] 第 1〜第 3の縦結合共振子型弾性境界波フィルタ部間では、入力信号に対する出力信号の位相が同相とされている。

[0039] 他方、不平衡端子 101には、第 4〜第 6の縦結合共振子型弾性境界波フィルタ部 1 40, 150, 160の入力端が共通接続され、 1ポート型弹性境界波共振子 172を介して接続されている。 1ポート型弾性境界波共振子 172は、 1ポート型弾性境界波共振子 171と同様に構成されている。また、第 4〜第 6の縦結合共振子型弾性境界波フィノレタ部 140〜； 160は、それぞれ、第 1の IDT143, 153, 163と、両佃 Jに酉己置された第 2,第 3の IDT142, 144, 152, 154, 162, 164と、反射器 141 , 145, 151 , 15 5, 161 , 165とを有する。

[0040] 第 4〜第 6の縦結合共振子型弾性境界波フィルタ部間では、入力信号に対する出力信号の位相が同相とされている。

[0041] もっとも、第 4〜第 6の縦結合共振子型弾性境界波フィルタ部における入力信号に対する出力信号の位相は、第 1〜第 3の縦結合共振子型弾性境界波フィルタ部 110 , 120, 130における入力信号に対する出力信号の位相に対して、 180° 異なっている。このような位相関係となるように、第 4〜第 6の縦結合共振子型弾性境界波フィノレタ咅〜； 160の第 1の IDT143, 153, 163の極十生力第 1〜第 3の縦結合共振子型 ¾i十生境界波フィノレタ ^110, 120, 130の第 1の IDT113, 123, 133の極十生 ίこ対して反転されている。その他の点については、第 4〜第 6の縦結合共振子型弾性境界波フィルタ部 140〜； 160は、第 1〜第 3の縦結合共振子型弾性境界波フィルタ部 110〜； 130と同様に構成されている。

[0042] 第 4〜第 6の縦結合共振子型弾性境界波フィルタ部 140〜； 160の各第 2,第 3の ID T142, 144, 152, 154, 162, 164の各一端カアース電位に接続され、各他端力 S 共通接続され、弾性境界波共振子 183, 184を介して第 2の平衡端子 103に接続されている。 1ポート型弹性境界波共振子 183, 184は、並列に接続されている。

[0043] 本実施形態の縦結合共振子型弾性境界波フィルタ装置では、上記のように、不平衡端子 101と第 1の平衡端子 102と間に、第 1〜第 3の縦結合共振子型弾性境界波フィルタ部 110〜130が共通接続されており、不平衡端子 101と第 2の平衡端子 103 との間に、第 4〜第 6の縦結合共振子型弾性境界波フィルタ部 140〜160が接続されて平衡ー不平衡変換機能を有するフィルタ装置が構成されている。そして、第 1〜第 6の縦結合共振子型弾性境界波フィルタ部 110〜160が並列に接続されて不平衡端子 101に接続されているので、耐電力性を高めることができる。

[0044] なお、本実施形態では、第 1〜第 6の縦結合共振子型弾性境界波フィルタ部 110 〜160における弾性境界波伝搬方向は φ = 20° とされており、弾性境界波共振子 171 , 172における弾性境界波伝搬方向は φ = 10° とされており、弾性境界波共振子 18；!〜 184における弾性境界波伝搬方向は φ = 30° とされている。すなわち、これらの弾性境界波伝搬方向を異ならせることにより、各素子の電気機械結合定数を適当な値に設定し、良好な特性を得ることができるとされている。

[0045] もっとも、縦結合共振子型弾性境界波フィルタ部 110〜 160における境界波伝搬方向と、弾性境界波共振子 171 , 172, 18；!〜 184における境界波伝搬方向とは同じ方向とされていてもよい。

[0046] 本実施形態の縦結合共振子型弾性境界波フィルタ装置 100の特徴は、第 1〜第 6 の縦結合共振子型弾性境界波フィルタ部 110〜； 160において、 IDTの電極指の交差幅を W、電極指の周期を Pとした場合、比 W/Pが 20以上、 45以下、より好ましくは、 22以上、 32以下とされていることにあり、それによつて、揷入損失を著しく小さくすること力 Sできる。これをより具体的に説明する。

[0047] 上記実施形態の縦結合共振子型弾性境界波フィルタ装置として、比 W/Pを種々異ならせた構造を作製した。この場合、 LiNbO基板は、 Y軸を 15° 回転した面を主

3

面とする LiNbOを用い、 Si〇膜 105の厚みは、 ΙΟ μ ΐηとした。また上記電極構造

3 2

は、金属層として Auからなる金属層を用い、その膜厚は 0. 05Pとした。

[0048] 縦結合共振子型弾性境界波フィルタ部 110〜； 160において、 IDTのメタライズ比は 0. 4とし、 W/Pを、 18. 8、 25. 0及び 37. 5とした 3種類の弓単十生境界波フイノレタ装置を作製した。なお、弾性境界波共振子 171における電極指の周期に対し、弾性境界波共振子 172の電極指の周期を 0. 004 111異ならせ、平衡度の改善を図った。

[0049] 図 3は、上記のようにして作製した 3種類の弾性境界波フィルタ装置のフィルタ特性を示す図である。図 3から明らかなように、比 W/Pが 18. 8の場合には、 1988MHz 付近に大きなリップルが表われ、揷入損失が 2. 9dB程度と大きいことがわかる。また、 1974MHz付近にも比較的大きなリップルが表われていた。

[0050] これに対して、 W/Pが 25· 0及び 37. 5の場合には、通過帯域である 1930〜； 199 0MHzの周波数範囲において、通過帯域内最大揷入損失を 2. 5dB以下とし得ることがわかる。従って、図 3から、交差幅 W/Pを = 25以上とすることにより、通過帯域内における揷入損失を非常に小さくし得ることがわかる。

[0051] 次に、上記実施形態の弾性境界波フィルタ装置において、上記比 W/Pをさらに種々変化させ、上記と同様にして、通過帯域内における揷入損失を測定した。結果を図 4に示す。

[0052] 図 4から明らかなように、比 W/Pが 20以上、 45以下であれば、通過帯域内の揷入損失を 2. 5dB以下とし得ることがわかる。従って、比 W/Pは、 20以上、 45以下であること力 S必要である。また、図 4より、好ましくは、比 W/Pを、 22以上、 32以下とすれば、揷入損失を 2. ldB以下と、より一層小さくし得ること力 Sわ力、る。従って、比 W/P は 22以上、 32以下とすることがより望ましい。

[0053] 第 1の実施形態では、第 1〜第 3の IDTにおける電極指の対数の総合計は 20対〜 40対とされている。この各縦結合共振子型弾性境界波フィルタ部における複数の ID Tの電極指の対数の総合計が 20対〜 40対程度と少な!/、場合には、前述した横漏洩が多くなりがちである。従って、このような複数の IDTの電極指の対数の総合計が比較的少な!/、弾性境界波フィルタ装置にお!/ヽては、 W/Pを 20〜45の範囲とすることによる、揷入損失を低減し得る効果がより大きい。

[0054] なお、図 1に示した実施形態の弾性境界波フィルタ装置 100では、不平衡端子 10 1と、第 1の平衡端子 102との間に、第 1〜第 3の縦結合共振子型弾性境界波フィルタ部 110〜； 130、すなわち 3個の縦結合共振子型弾性境界波フィルタ部が並列に接続されており、不平衡端子 101と、第 2の平衡端子 103との間において、同様に、 3個の縦結合共振子型弾性境界波フィルタ部 140〜 160が接続されていた。

[0055] しかしながら、上記のように、 3個の縦結合共振子型弾性境界波フィルタ部を並列に接続した構造に限定されず、図 1において、例えば、縦結合共振子型弾性境界波フィルタ部 130, 160を削除し、不平衡端子 101と第 1の平衡端子 102との間、及び不平衡端子 101と第 2の平衡端子 103との間に、 2素子の縦結合共振子型弾性境界波フィルタ部をそれぞれ並列に接続した構造であってもよレ、。このような変形例の弾性境界波フィルタ装置を作製し、フィルタ特性を測定した。結果を図 5に示す。

[0056] 図 5は、上記実施形態の弾性境界波フィルタ装置 102において、交差幅 Wを 40 mとし、 W/Pを 25とした場合のフィルタ特性を示す。他方、破線は、上記変形例、すなわち 2素子並列構成の弾性境界波フィルタ装置において、交差幅を \¥= 60 mとし、 W/P = 37. 5とした場合のフィルタ特性を示す。なお、上記変形例において、 W を 60 mとしたのは、 3素子並列構造において、 W = 40 mであったため、 2素子並列構造では、交差幅 Wを 1. 5倍とし 60 mとしたものである。

[0057] 図 5から明らかなように、 2素子並列構造に比べて、上記実施形態の 3素子並列構造では、電極指交差幅 Wを小さくして電極指抵抗に起因する損失を小さくすることができ、それによつて、揷入損失をより小さくすることができる。従って、本発明においては、入力端子に N個（Nは 3以上の整数）の縦結合共振子型弾性境界波フィルタ部の入力端が接続されている構造において、 Nを 3以上とすることが望ましぐそれによつて、揷入損失のより一層の低減を図ることができる。

[0058] また、携帯電話機の GSM1900MHz受信帯の帯域フィルタは、入力インピーダンスが 50 Ω及び出力インピーダンスが 150 Ωとなるような系で用いられることが多い。この場合、 IDTのメタライズ比を 0. 5として、上記実施形態の弾性境界波フィルタ装置 100を設計した場合、 W/P = 17となる。なお、メタライズ比とは、 IDTにおける電極指の幅方向寸法の電極指の幅方向寸法と電極指間ギャップとの合計に対する割合である。すなわち、 50— 150Ω系に用いるために、メタライズ比を 0. 5とした場合、 3 素子並列構造の上記実施形態の弾性境界波フィルタ装置 100では、 W/Pが 17となり、揷入損失を低減することができなくなる。従って、このような用途で、 3素子並列構造とする場合には、 W/Pを 22以上とするために、メタライズ比は 0. 45以下とする必要がある。

[0059] 図 6(a)〜（c)、図 7(a)〜（c)及び図 8(a)〜（c)は、 IDTの膜厚とメタライズ比を変更した場合の縦結合共振子型弾性境界波フィルタ装置 100のフィルタ特性を示す図である。 IDTについては、 Auにより形成した。ここで、 IDTを構成している金属薄膜の密度を p (g/cm³)、膜厚を h m)、電極指の周期を P ( m)とし、 IDTを構成している金属の密度と規格化膜厚の積 p Xh/Pをパラメータとして用いている。なお、 Auの pは、 19. 32g/cm³である。

どのような密度 pの金属を用いたとしても p Xh/Pが同じであれば、略同等のフィルタ特性が得られる。

[0060] 図 6(a)〜（c)は、 _β Xh/Pが 1· Og/cm³であって、メタライズ比カそれぞれ、 0

. 40、 0. 45及び 0. 5の場合の結果を示す。

[0061] Auを p Xh/P = l. Og/cm³に形成した場合、膜厚波長比 h/Pの h/P = 1. 0

/19. 32 = 0. 052の Auからなる IDTが形成されている。

[0062] また、図 7(a)〜（c)は、 p Xh/P = l. 2g/cm³の場合に、メタライズ比力それぞれ 0· 40, 0. 45及び 0. 5の場合の結果を示す。

[0063] 図 8(a)〜（c)は、 _β Xh/Pが 1· 4g/cm³であって、それぞれ、メタライズ比が 0·

40、 0. 45及び 0. 5の場合の結果を示す。

[0064] 図 6〜図 8から明らかなように、メタライズ比が小さくなるにつれ、揷入損失は大きくなっているが、 p Xh/Pが 1. 2g/cm³以上である場合には、メタライズ比が 0. 45 以下において、揷入損失の劣化が小さいことがわかる。従って、 3素子並列構造の縦結合共振子型弾性境界波フィルタ装置では、メタライズ比を 0. 45以下とし、 p Xh/ Pを 1. 2g/cm³以上とすることが望ましぐそれによつて、揷入損失をより一層小さくし得ること力 Sゎカゝる。

[0065] なお、図 6〜図 8では、メタライズ比が 0. 4以上の場合の特性が示されている力メタラィズ比は 0. 4よりも小さくてもよく、その場合においても、リップルが小さい良好なフィルタ特性を得ることができる。なお、メタライズ比の下限は、本発明の課題を達成する上で特に限定されるものではないが、電極加工精度による制限があるため、電極加工精度により下限が決定されることになる。

[0066] 図 1に示した弾性境界波フィルタ装置 100及び上述した変形例では、平衡不平衡変換機能を有する弾性境界波フィルタ装置につき説明したが、本発明は、平衡不平衡変換機能を有する弾性境界波フィルタ装置に限定されるものではなレ、。図 ₉ は、このような平衡ー不平衡変換機能を有しな!/、第 2の実施形態の弾性境界波フィルタ装置の電極構造を示す模式的平面図である。

[0067] 弾性境界波フィルタ装置 201では、入力端子 202と出力端子 203との間に、図示の電極構造が形成されている。入力端子 202に、第 1〜第 3の縦結合共振子型弾性境界波フイノレタ咅 220, 230の各中央の第 1の IDT213, 223, 233の一端力 S 接続されている。 IDT213, 223, 233の各他端はアース電位に接続されている。

[0068] 第 1の IDT213, 223, 233の境界波伝搬方向両側には、それぞれ、第 2,第 3の I DT212, 214, 222, 224, 232, 234力酉己置されている。第 2,第 3の IDT212, 21 4, 222, 224, 232, 234の各一端はアース電位に接続されており、各他端が共通接続されて、出力端子 203に接続されている。

[0069] 縦結合共振子型弾性境界波フィルタ部 210, 220, 230は、いずれも、前述した第

1の縦結合共振子型弾性境界波フィルタ部 110と同様に 3IDT型の縦結合共振子型弾性境界波フィルタである。各縦結合共振子型弾性境界波フィルタ部 210, 220, 2 30は、それぞれ、第 1〜第 3の IDTが設けられている領域の境界波伝搬方向両側に酉己置された反射器 211 , 215, 221 , 225, 231 , 235を有する。

[0070] 本実施形態の弾性境界波フィルタ装置 201においても、 IDTの交差幅を Wとし、電極指の周期を Pとしたとき、 20≤W/P≤45,好ましくは、 22≤W/P≤32とすることにより、揷入損失を低減することができる。 [0071] また、本実施形態においても、 IDTを構成している金属の密度と規格化膜厚の積 P X h/Pを 1. 2g/cm³以上とすることにより、揷入損失をより確実に小さくすることができる。

[0072] なお、図 9では、 3個の縦結合共振子型弾性境界波フィルタ部 210, 220, 230カ入力端子 202と出力端子 203との間に並列に接続されているが、 2個の縦結合共振子型弾性境界波フィルタ部が入力端子と出力端子との間に並列に接続されている構成であってもよい。

[0073] なお、上記実験例では、 IDTは、 Auにより形成した力 S、 IDTを形成する金属は特に限定されず、 Cu、 Pd、 Agなどの他の金属もしくは Ag— Pdなどのこれらの金属を主体とする合金により形成してもよい。また、 IDTは複数の金属層を積層した積層金属膜により形成されて!/、てもよレ、。

Claims

請求の範囲

[1] Y軸を 15° ± 10° 回転した面を主面とする LiNbO力もなる圧電体と、

3

前記圧電体に積層されており、酸化ケィ素からなる誘電体と、

前記圧電体と前記誘電体との境界に配置された電極構造とを備え、前記境界を伝搬する弾性境界波を利用した弾性境界波フィルタ装置において、

前記電極構造が、前記弾性境界波伝搬方向に沿って配置された複数の IDTと、複数の IDTが設けられている領域の弾性境界波伝搬方向両側に配置された一対の反射器とを有する縦結合共振子型の弾性境界波フィルタ部を構成しており、

前記複数の IDTにおける電極指の交差幅を W、電極指の周期を Pとしたときに、 20 ≤W/P≤45とされていることを特徴とする、弾性境界波フィルタ装置。

[2] Y軸を 15° ± 10° 回転した面を主面とする LiNbO力もなる圧電体と、

3

前記電極構造が、弾性境界波伝搬方向に沿って配置された 3個の IDTと、 3個の I DTが設けられている領域の弾性境界波の伝搬方向両側に配置されている一対の反射器とを、それぞれ有する N個（Nは 3以上の整数）の縦結合共振子型弾性境界波フィルタ部を構成しており、

入力端子と出力端子とをさらに備え、前記 N個の縦結合共振子型弾性境界波フィルタ部の入力端が前記入力端子に接続されており、前記 IDTの電極指交差幅を W、電極指の周期を Pとしたときに、 20≤W/P≤45とされていることを特徴とする、弾性境界波フィルタ装置。

[3] Y軸を 15° ± 10° 回転した面を主面とする LiNbO力もなる圧電体と、

3

前記電極構造が、弾性境界波伝搬方向に沿って配置された第 1〜第 3の IDTをそれぞれ有する第 1〜第 6の縦結合共振子型弾性境界波フィルタ部を構成しており、前記第 1〜第 6の縦結合共振子型弾性境界波フィルタ部の各入力端が接続されている不平衡端子と、前記第 1〜第 3の縦結合共振子型弾性境界波フィルタ部の出力端が接続されている第 1の平衡端子と、前記第 4〜第 6の縦結合共振子型弾性境界波フィルタ部の出力端が接続されている第 2の平衡端子とを備え、

前記第 1〜第 3の縦結合共振子型弾性境界波フィルタ部において入力信号に対する出力信号の位相が同相とされており、前記第 4〜第 6の縦結合共振子型弾性境界波フィルタにおいて入力信号に対する出力信号の位相が同相とされており、第 1〜第 3の縦結合共振子型弾性境界波フィルタ部における入力信号に対する出力信号の位相が、前記第 4〜第 6の縦結合共振子型弾性境界波フィルタ部における入力信号に対する出力信号の位相に対して、 180° 異ならされており、

前記 IDTの電極指交差幅を W、電極指の周期を Pとしたときに、 20≤W/P≤45とされていることを特徴とする、弾性境界波フィルタ装置。

[4] 比 W/P力 S、 22≤W/P≤32の範囲とされている、請求項；!〜 3のいずれか 1項に記載の弾性境界波フィルタ装置。

[5] 前記 IDTが、金属薄膜を用いて構成されており、該 IDTにおけるメタライズ比が 0.

45以下であり、金属薄膜の密度を p (g/cm³)、電極膜厚を h m)、電極指の周期を P m)とした場合、 p X h/P≥l . 2 (g/cm³)とされている、請求項;!〜 4のいずれか 1項に記載の弾性境界波フィルタ装置。