DE10113607A1

DE10113607A1 - Akustikoberflächenwellenresonator und Akustikoberflächenwellenfilter, das denselben verwendet

Info

Publication number: DE10113607A1
Application number: DE10113607A
Authority: DE
Inventors: Takashi Matsuda; Jun Tsutsumi; Shogo Inoue; Osamu Ikata
Original assignee: Fujitsu Ltd; Fujitsu Media Devices Ltd
Current assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Priority date: 2000-09-28
Filing date: 2001-03-20
Publication date: 2002-04-25
Anticipated expiration: 2021-03-21
Also published as: KR100735068B1; DE10113607B4; KR20020025633A; US20020036549A1; US6466108B2; JP3432492B2; JP2002111442A

Abstract

Ein Akustikoberflächenwellenresonator umfasst ein piezoelektrisches Substrat, auf dem ein Interdigitalwandlerbereich gebildet ist, der eine Mehrzahl von Elektrodenfingern aufweist, die eine Periode pi haben, die im Wesentlichen gleich einer zu erregenden Akustikoberflächenwelle ist, und zumindest einen Reflektor, der benachbart zu dem Interdigitalwandlerbereich angeordnet ist, um die durch den Interdigitalwandlerbereich erregte Akustikoberflächenwelle in eine Richtung zu reflektieren, die parallel zu einer Ausbreitungsrichtung der Akustikoberflächenwelle verläuft. Der Interdigitalwandlerbereich weist drei oder mehr Elektrodenfinger innerhalb der Periode pi auf, und der Reflektor weist eine Vielzahl von Gittern beziehungsweise Gitterstäben auf, die eine Periode pr haben, die gleich der Hälfte einer Wellenlänge einer sich in dem Reflektor ausbreitenden Akustikoberflächenwelle ist.

Description

KREUZREFERENZ AUF VERWANDTE ANMELDUNG

Diese Anmeldung ist mit der japanischen Patentanmel dung Nr. 2000-296713, eingereicht am 28. September 2000, verwandt, deren Priorität beansprucht wird und deren Offen barung durch diese Bezugnahme hier eingeschlossen wird.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Akustikober flächenwellenresonator und ein Akustikoberflächenwellenfil ter, das denselben verwendet, insbesondere ein Abzweig typfilter.

2. Beschreibung der verwandten Technik

Ein Akustikoberflächenwellenfilter und eine Resonanz schaltung, die einen Akustikoberflächenwellenresonator ver wendet, können mit einer kompakten Größe und mit niedrigen Kosten hergestellt werden. Daher ist ein Akustikoberflä chenwellenresonator eines der erforderlichen Bestandteile lemente zur Verringerung der Größe von herkömmlichem Kommu nikationsequipment beispielsweise einem tragbaren Telefon.

Fig. 17 ist ein Strukturschaubild, das einen herkömm lichen normalen Akustikoberflächenwellenresonator zeigt.

Der Akustikoberflächenwellenresonator weist ein piezo elektrisches Substrat 1 auf, auf dem ein Interdigitalwand ler (interdigital transducer = IDT) 2 mit einer Aluminium legierung mit einer Periode gebildet ist, die einer ge wünschten Frequenz entspricht, und Reflektoren 3-1 und 3-2 reflektieren eine Akustikoberflächenwelle, die durch den Interdigitalwandler 2 erregt wurde. Die Elektrodenperiode pi des Interdigitalwandlers 2 kann über die Geschwindigkeit vi der Akustikoberflächenwelle auf dem Substrat an dem In terdigitalwandler erhalten werden, und die gewünschte Fre quenz fi durch die folgende Gleichung:

pi = vi/fi

Der in Fig. 17 gezeigte Akustikoberflächenwellenreso nator ist ein Einzelanschlusspaarresonator, bei dem einer der Endabschnitte des Interdigitalwandlers 2 eine Eingangs elektrode 2-1, der ein Eingangssignal zugeführt wird, und der andere eine Ausgangselektrode 2-2 ist, von der ein Aus gangssignal abgenommen wird. Die Reflektoren 3-1 und 3-2 sind im Allgemeinen mit einem Gitter gebildet, das eine Pe riodizität aufweist.

Obwohl das Gitter durch ein Ausbilden von Nuten bezie hungsweise Rillen in dem piezoelektrischen Substrat herge stellt werden kann, wird allgemein eine Aluminiumlegierung verwendet, die gleichzeitig mit dem Interdigitalwandler ge bildet werden kann.

Die Gitterperiode pr kann, ähnlich wie im Fall des In terdigitalwandlers, über die Geschwindigkeit vr der Akus tikoberflächenwelle an dem Reflektor erhalten werden, und die gewünschte Frequenz fr durch die folgende Gleichung:

2 × pr = vr/fr

Allgemein, mit fi = fr, unter der Annahme, dass vi und vr im Wesentlichen gleich sind, wird das Design häufig mit pi = 2 × pr ausgeführt.

Hier wird das doppelte der Gitterperiode pr manchmal als die Periode des Reflektors bezeichnet. In diesem Fall wird der Reflektor manchmal als "ein Halb- Periodenreflektor" bezeichnet.

Im Allgemeinen wurde der Interdigitalwandler 2 mit ei ner Einzelelektrode gebildet, die zwei Elektrodenfinger in nerhalb der Elektrodenperiode pi aufweist. Der Reflektor wurde im Allgemeinen ebenfalls mit einer Einzelelektrode gebildet, ähnlich wie bei dem Interdigitalwandler 2, weil zwei Gitterelektrodenfinger 3-3 innerhalb des doppelten der Gitterperiode pr vorliegen, die die gleiche ist, wie die Elektrodenperiode pi.

Die Einzelelektrode weist hier eine derartige Beschaf fenheit auf, dass die Elektrodenfinger des Interdigital wandlers dort angeordnet sind, wo ein sich von dem Endab schnitt der Eingangselektrode 2-1 aus erstreckender Elekt rodenfinger und ein sich von dem Endabschnitt der Ausgangs elektrode 2-2 aus erstreckender Elektrodenfinger abwech selnd angeordnet sind. Das heißt, ein sich von dem Endab schnitt der Ausgangselektrode 2-2 aus erstreckender Elekt rodenfinger ist notwendigerweise zwischen zwei benachbarten Elektrodenfingern angeordnet, die sich von dem Endabschnitt der Eingangselektrode 2-1 aus erstrecken.

Die somit abwechselnd angeordneten Elektrodenfinger werden jeweils als ein Einzelelektrodenfinger bezeichnet.

Fig. 18 ist ein Strukturschaubild, das einen herkömm lichen Doppelanschlusspaarresonator zeigt, der mehrere In terdigitalwandler aufweist, wobei die Bezugszeichen 2-3 und 2-4 Masseanschlüsse bezeichnen.

Fig. 19 ist eine Darstellung, die das einfachste elektrische Ersatzschaltbild eines Einzelanschlusspaar- Akustikoberflächenwellenresonators zeigt, der auf einem piezoelektrischen Substrat 1 gebildet ist, wie beispiels weise Quarz und LiTaO₃. Ein Einzelanschlusspaar- Akustikoberflächenwellenresonator wird in Reihe geschaltet oder parallel geschaltet verwendet, wie dies in den Fig. 20(a) und 20(b) oder den Fig. 21(a) und 21(b) gezeigt ist.

In Fig. 19 bezeichnet R1 einen Widerstand, C0 und C1 bezeichnen Kapazitäten, Li bezeichnet eine Induktivität, Ti bezeichnet einen Anschluss der Eingangselektrode 2-1 und To bezeichnet einen Anschluss der Ausgangselektrode 2-2.

Hier haben R1, C1 und L1 Werte, die durch das Material des piezoelektrischen Substrats bestimmt werden, und C0 ist ein Wert, der sich in Abhängigkeit von der Anzahl von Paa ren von Interdigitalwandlern ändert.

Im Falle der in Fig. 20(a) gezeigten Reihenschaltung ist ein Einzelanschlusspaar- Akustikoberflächenwellenresonator R zwischen dem Eingang Ti und dem Ausgang To in Reihe geschaltet, wie dies in Fig. 20(b) dargestellt ist. Im Falle der in Fig. 21(a) gezeigten Parallelschaltung ist ein Einzelanschlusspaar- Akustikoberflächenwellenresonator R parallel zwischen dem Paar des Eingangs Ti und des Ausgangs To und der Masse G geschaltet, wie dies in Fig. 21(b) gezeigt ist.

Fig. 22 ist eine Darstellung, die die allgemeinen Fre quenzcharakteristiken in dem Fall zeigt, in dem der Einzel anschlusspaar-Akustikoberflächenwellenresonator in Reihe geschaltet ist. Hier bezeichnet die Abszisse die Frequenz (Hz) und die Ordinate bezeichnet den Dämpfungsbetrag (dB). Gemäß der Darstellung zeigt der Dämpfungsbetrag den Maxi malwert bei einer bestimmten Frequenz, die als eine Antire sonanzfrequenz fas bezeichnet wird.

Fig. 23 ist eine Darstellung, die Impedanzcharakteris tiken in dem Fall zeigt, in dem der Einzelanschlusspaar- Akustikoberflächenwellenresonator in Reihe geschaltet ist. Hier bezeichnet die Abszisse die Frequenz und die Ordinate bezeichnet den Absolutwert der Impedanz (logarithmischer Wert). Gemäß der Darstellung werden Doppelresonanzcharakte ristiken beobachtet, bei denen eine Resonanzfrequenz frs, bei der die Impedanz ein Minimum zeigt, auf der niederfre quenten Seite auftritt, und bei der eine Antiresonanzfre quenz fas, bei der die Impedanz ein Maximum zeigt, auf der hochfrequenten Seite auftritt.

Fig. 24 ist eine Darstellung, die durch eine Überlap pung der Fig. 22 und der Fig. 23 erhalten wird. In dieser Figur ist ein Bereich für ein Durchlassband des Abzweigtyp filters und ein Bereich für ein Dämpfungsband des Abzweig typfilters gezeigt.

Fig. 25 ist eine Darstellung, die die allgemeinen Fre quenzcharakteristiken in dem Fall zeigt, in dem der Einzel anschlusspaar-Akustikoberflächenwellenresonator parallel geschaltet ist, und Fig. 26 ist eine Darstellung, die Impe danzcharakteristiken in dem Fall zeigt, in dem der Einzel anschlusspaar-Akustikoberflächenwellenresonator parallel geschaltet ist. Hier bezeichnet die Ordinate von Fig. 25 den Absolutwert der Admittanz (logarithmischer Wert).

In diesen Figuren ist die Frequenz, bei der der Dämp fungsbetrag minimal wird, die Resonanzfrequenz frp, die Frequenz, bei der die Admittanz maximal wird, ist die Reso nanzfrequenz frp und die Frequenz, bei der die Admittanz minimal wird, ist die Antiresonanzfrequenz fap. Im Fall der Parallelschaltung zeigen sich die Doppelresonanzcharakte ristiken, die zwei Resonanzfrequenzen frp und fap aufwei sen.

Der Akustikoberflächenwellenresonator von diesem Typ wird einzeln oder als eine Kombination aus einer Mehrzahl davon als ein Abzweigtypfilter verwendet. Fig. 27 ist ein Strukturschaubild, das ein Beispiel für das Abzweigtypfil ter zeigt. In dem in Fig. 27 gezeigten Abzweigtypfilter sind mehrere Akustikoberflächenwellenresonatoren (S₁, S₂, R₁ und R₂) parallel und in Reihe geschaltet. Derzeit sind die Interdigitalwandler der jeweiligen Resonatoren derart de signed beziehungsweise ausgestaltet, dass die Antiresonanz frequenz fap der Parallelresonatoren R₁ und R₂ im Wesentli chen mit der Resonanzfrequenz frs der Reihenresonatoren S₁ und S₂ übereinstimmt.

Fig. 28 ist eine Darstellung, die die allgemeinen Fre quenzcharakteristiken eines Abzweigtypfilters zeigt. Das Abzweigtypfilter ist ein Bandpassfilter, das ein bestimmtes Frequenzband durchlässt.

Charakteristische Werte, die für ein Bandpassfilter gefordert werden, umfassen die Durchlassbandbreite BW1, die in Fig. 28 gezeigt ist, die Dämpfungsbandbreiten BWatt1 und BWatt2 und die Dämpfungsmaße der Dämpfungsbänder ATT1 und ATT2.

Das Verhältnis (BW1/BW2) der Bandbreiten BW1 und BW2 bei einem bestimmten Dämpfungsbetrag wird als der Formfak tor bezeichnet, der als ein charakteristischer Wert in dem Fall verwendet wird, in dem steile Charakteristiken des Bandes erforderlich sind. Allgemein ist es umso besser, je näher der Formfaktor 1 ist, was ein Filter mit hoher Rech eckigkeit ergibt.

Wenn die Mittenfrequenz des Durchlassbandes des Fil ters durch f0 dargestellt wird, werden die durch die Norma lisierung von BW1 und BW2 mit der Mittenfrequenz f0 (BW1/f0 und BW2/f0) erhaltenen Werte als normierte Bandbreiten be zeichnet.

Wie dies in dem Kennlinienfeld des Reihenresonators in Fig. 24 gezeigt ist, ist der rechte Bereich der Antireso nanzfrequenz fas ein Bereich für ein Dämpfungsband des Ab zweigtypfilters, das dem Bereich von BWatt 2 in Fig. 28 entspricht.

Der Bereich der flachen Durchlasscharakteristiken auf der linken Seite der Antiresonanzfrequenz frs in der Nach barschaft der Antiresonanzfrequenz frs in Fig. 24 ist ein Bereich für ein Durchlassband des Abzweigtypfilters, das dem Bereich BW1 in Fig. 28 entspricht.

Bei dem Abzweigtypfilter, wie dies anhand der Fig. 24 und der Fig. 22 und 25 zu verstehen ist, sind die Durch lassbandbreiten BW1 und BW2 im Wesentlichen durch den Ab stand zwischen der Antiresonanzfrequenz fas des Reihenreso nators und der Resonanzfrequenz frp des Parallelresonators bestimmt.

Die Resonanzfrequenz frs und die Antiresonanzfrequenz fas des Akustikoberflächenwellenresonators werden im We sentlichen durch das Material des piezoelektrischen Sub strats 1 bestimmt. Insbesondere wird die Bandbreite des Ab zweigtypfilters im Wesentlichen durch den elektromechani schen Kopplungskoeffizienten unter den Charakteristiken des piezoelektrischen Substratmaterials bestimmt.

Wenn beispielsweise eine Frequenz mit f0 = 836,5 MHz beim AMPS (Advanced Mobile Phone Service) in den U.S. ver wendet wird, erfordern die charakteristischen Werte von dessen Spezifikation ein Durchlassband mit 25 MHz und eine normierte Bandbreite von ungefähr 3%. Ein derartiges Band passfilter mit breitem Band wurde nur durch ein piezoelekt risches Substrat mit einem hohen elektromechanischen Kopp lungskoeffizienten realisiert, beispielsweise 36° Y-Schnitt X-Ausdehnung LiTaO₃.

Wenn ein piezoelektrisches Substrat verwendet wird, das einen großen elektromechanischen Kopplungskoeffizienten aufweist, kann ein Bandpassfilter mit breitem Band erhalten werden, weil die Resonanz- und die Antiresonanzfrequenzen des Akustikoberflächenwellenresonator auseinanderliegen. Gleichzeitig wird jedoch der Formfaktor verschlechtert. Das heißt, es besteht eine Tendenz, dass der Formfaktor klein wird, wenn die normierte Bandbreite zunimmt.

Die Resonanz- und die Antiresonanzfrequenzen werden im Wesentlichen durch das piezoelektrische Substrat bestimmt, weil der elektromechanische Kopplungskoeffizient ein Wert ist, der dem Substrat eigen ist, und diese können nicht willkürlich erhalten werden. Daher war es schwierig, die normierte Bandbreite und den Formfaktor auf die gewünschten Werte einzustellen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft einen Akustikoberflächenwellen resonator, der ein piezoelektrisches Substrat, einen Inter digitalwandlerbereich, der auf einem piezoelektrischen Sub strat gebildet ist und aus einer Mehrzahl von Elektroden fingern zusammengesetzt ist, die eine Periode pi aufweisen, die im Wesentlichen gleich einer Wellenlänge einer zu erre genden Akustikoberflächenwelle ist, und zumindest einen Re flektor aufweist, der benachbart zu dem Interdigitalwand lerbereich angeordnet ist, um die Akustikoberflächenwelle, die durch den Interdigitalwandlerbereich erregt wurde, in eine Richtung parallel zu einer Ausbreitungsrichtung der Akustikoberflächenwelle zu reflektieren, wobei der Interdi gitalwandlerbereich drei oder mehr Elektrodenfinger inner halb der Periode pi aufweist, und der Reflektor aus einer Mehrzahl von Gittern zusammengesetzt ist, die eine Periode pr aufweisen, die gleich einer halben Wellenlänge einer sich in dem Reflektor ausbreitenden Akustikoberflächenwelle ist.

Gemäß der Erfindung, die die spezielle Struktur des Interdigitalwandlers des Akustikoberflächenwellenresonators aufweist, wird der Abstand zwischen der Resonanzfrequenz und der Antiresonanzfrequenz des Akustikoberflächenwellen resonators verringert, obwohl das gleiche piezoelektrische Substratmaterial wie beim Stand der Technik verwendet wird, und im Falle eines Abzweigtypfilters kann ein Filter mit höherer Rechteckigkeit mit der geforderten normierten Band breite realisiert werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein Strukturschaubild, das ein Beispiel für einen Einzelanschlusspaar-Akustikoberflächenwellenresonator gemäß der Erfindung zeigt.

Fig. 2 ist ein Strukturschaubild, das ein anderes Bei spiel eines Einzelanschlusspaar- Akustikoberflächenwellenresonators gemäß der Erfindung zeigt.

Fig. 3 ist ein Strukturschaubild, das ein weiteres Beispiel eines Einzelanschlusspaar- Akustikoberflächenwellenresonators gemäß der Erfindung zeigt.

Fig. 4 ist eine vergleichende Darstellung, die die Frequenzcharakteristiken eines in Reihe geschalteten Akustikoberflächenwellenresonators zeigt.

Fig. 5 ist ein Teil-Strukturschaubild, um das positi onsmäßige Verhältnis des Interdigitalwandlers und des Re flektors zu erläutern.

Fig. 6 ist ein Teil-Strukturschaubild, um das positi onsmäßige Verhältnis des Interdigitalwandlers und des Re flektors zu erläutern.

Fig. 7 ist ein Teil-Strukturschaubild, um das positi onsmäßige Verhältnis des Interdigitalwandlers und des Re flektors zu erläutern.

Fig. 8 ist eine Darstellung, die die Frequenzcharakte ristiken des in Reihe geschalteten Akustikoberflächenwel lenresonators gemäß der Erfindung zeigt.

Fig. 9 ist eine Darstellung, die die Frequenzcharakte ristiken des in Reihe geschalteten Akustikoberflächenwel lenresonators gemäß der Erfindung zeigt.

Fig. 10 ist eine Darstellung, die die Frequenzcharak teristiken des in Reihe geschalteten Akustikoberflächenwel lenresonators gemäß der Erfindung zeigt.

Fig. 11 ist eine Darstellung, die die Frequenzcharak teristiken des parallel geschalteten Akustikoberflächenwel lenresonators gemäß der Erfindung zeigt.

Fig. 12 ist eine Darstellung, die die Frequenzcharak teristiken des parallel geschalteten Akustikoberflächenwel lenresonators gemäß der Erfindung zeigt.

Fig. 13 ist ein Strukturschaubild, das ein Beispiel für ein Abzweigtypfilter zeigt, das den Akustikoberflächen wellenresonator gemäß der Erfindung verwendet.

Fig. 14 ist eine Darstellung, die die Frequenzcharak teristiken des Abzweigtypfilters zeigt, der den Akustiko berflächenwellenresonator gemäß der Erfindung verwendet.

Fig. 15 ist ein Strukturschaubild, das ein Beispiel für ein Abzweigtypfilter zeigt, das den Akustikoberflächen wellenresonator gemäß der Erfindung als einen Reihenresona tor verwendet.

Fig. 16 ist eine Darstellung, die die Frequenzcharak teristiken des Abzweigtypfilters zeigt, der den Akustiko berflächenwellenresonator gemäß der Erfindung als einen Reihenresonator zeigt.

Fig. 17 ist ein Strukturschaubild, das einen herkömm lichen Einzelanschlusspaar- Akustikoberflächenwellenresonator zeigt.

Fig. 18 ist ein Strukturschaubild, das einen herkömm lichen Doppelanschlusspaar- Akustikoberflächenwellenresonator zeigt.

Fig. 19 ist eine Darstellung, die ein Ersatzschaltbild eines herkömmlichen Einzelanschlusspaar- Akustikoberflächenwellenresonators zeigt.

Fig. 20(a) und 20(b) sind ein Strukturschaubild und eine Darstellung, die ein Ersatzschaltbild eines herkömmli chen in Reihe geschalteten Einzelanschlusspaar- Akustikoberflächenwellenresonators zeigen.

Fig. 21(a) und 21(b) sind ein Strukturschaubild und eine Darstellung, die ein Ersatzschaltbild eines herkömmli chen parallel geschalteten Einzelanschlusspaar- Akustikoberflächenwellenresonators zeigen.

Fig. 22 ist eine Darstellung, die die Frequenzcharak teristiken in dem Fall zeigt, in dem ein herkömmlicher Ein zelanschlusspaar-Akustikoberflächenwellenresonator in Reihe geschaltet ist.

Fig. 23 ist eine Darstellung, die Impedanzcharakteris tiken in dem Fall zeigt, in dem ein herkömmlicher Einzelan schlusspaar-Akustikoberflächenwellenresonator in Reihe ge schaltet ist.

Fig. 24 ist eine Darstellung, die das Durchlassband und das Dämpfungsband eines herkömmlichen Abzweigtypfilters zeigt.

Fig. 25 ist eine Darstellung, die die Frequenzcharak teristiken in dem Fall zeigt, in dem ein herkömmlicher Ein zelanschlusspaar-Akustikoberflächenwellenresonator parallel geschaltet ist.

Fig. 26 ist eine Darstellung, die Impedanzcharakteris tiken in dem Fall zeigt, in dem ein herkömmlicher Einzelan schlusspaar-Akustikoberflächenwellenresonator parallel ge schaltet ist.

Fig. 27 ist ein Strukturschaubild, das eine Reihen schaltung und eine Parallelschaltung eines herkömmlichen Abzweigtypfilters zeigt.

Fig. 28 ist eine Darstellung, die Frequenzcharakteris tiken eines gewöhnlichen Abzweigtypfilters zeigt.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Die Erfindung ergibt einen Akustikoberflächenwellenre sonator, der ein piezoelektrisches Substrat, einen Interdi gitalwandlerbereich, der auf einem piezoelektrischen Sub strat gebildet ist und aus einer Mehrzahl von Elektroden fingern zusammengesetzt ist, die eine Periode pi aufweisen, die im Wesentlichen gleich einer Wellenlänge einer zu erre genden Akustikoberflächenwelle ist, und zumindest einen Re flektor aufweist, der benachbart zu dem Interdigitalwand lerbereich angeordnet ist, um die Akustikoberflächenwelle, die durch den Interdigitalwandlerbereich erregt wurde, in eine Richtung parallel zu einer Ausbreitungsrichtung der Akustikoberflächenwelle zu reflektieren, wobei der Interdi gitalwandlerbereich drei oder mehr Elektrodenfinger inner halb der Periode pi aufweist, und der Reflektor aus einer Mehrzahl von Gittern zusammengesetzt ist, die eine Periode pr aufweisen, die gleich einer halben Wellenlänge einer sich in dem Reflektor ausbreitenden Akustikoberflächenwelle ist.

Es ist möglich, dass die Elektrodenfinger des Interdi gitalwandlerbereichs und die Gitter des Reflektors Elektro den aufweisen, die das gleiche Material und die gleiche Di cke haben.

Es ist möglich, dass die Periode pr die Hälfte der Pe riode pi ist.

Es ist möglich, dass der Elektrodenfinger des Interdi gitalwandlerbereichs und des Gitters des Reflektors ein Ma terial aufweisen, das entweder Aluminium oder eine Alumini umlegierung ist. Das piezoelektrische Substrat kann mit 42° Y-Schnitt X-Ausdehnung LiTaO₃ gebildet werden. Das Gitter des Reflektors kann mit einer Rille beziehungsweise Nut ge bildet sein, die auf dem piezoelektrischen Substrat gebil det ist, anstelle der durch Elektroden gebildeten Gitter elektrode.

Bei der Erfindung wird bevorzugt, dass ein Abstand L zwischen einer Mittelposition einer Breite in einer Aus breitungsrichtung einer Akustikoberflächenwelle von einem Gitter beziehungsweise Gitterstab, der der nächstgelegene zu dem Interdigitalwandlerbereich unter den Gittern bezie hungsweise den Gitterstäben eines Reflektors ist, und einer Mittelposition einer Breite in einer Ausbreitungsrichtung einer Akustikoberflächenwelle eines Einzelelektrodenfin gers, unter der Annahme, dass der Einzelelektrodenfinger der nächstgelegene Elektrodenfinger zu dem Reflektor unter den Elektrodenfingern des Interdigitalwandlerbereichs ist, vom (n/2 + 5/16)-fachen bis zum (n/2 + 6/16)-fachen (n = 0 und eine positive ganze Zahl) einer Wellenlänge λ der Akus tikoberflächenwelle ist, die durch den Interdigitalwandler bereich erregt wird. Die Erfindung ergibt weiterhin ein Ab zweigtyp-Akustikoberflächenwellenfilter, das die in Reihe geschalteten und/oder parallel geschalteten Akustikoberflä chenwellenresonatoren aufweist, wobei zumindest einer der Akustikoberflächenwellenresonatoren den Akustikoberflächen wellenresonator aufweist, der den vorstehenden Aufbau hat.

Bei dem Abzweigtyp-Akustikoberflächenwellenfilter ist es möglich, dass unter den Akustikoberflächenwellenresona toren nur in Reihe geschaltete Akustikoberflächenwellenre sonatoren den Akustikoberflächenwellenresonator aufweisen, der den vorstehenden Aufbau hat.

Die Erfindung wird nachfolgend ausführlicher erläu tert, unter Bezugnahme auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen, die Erfindung ist jedoch nicht auf diese beschränkt.

Fig. 17 zeigt ein Strukturschaubild eines herkömmli chen Einzelanschlusspaar- Akustikoberflächenwellenresonators, der verwendet wurde, bei dem die Anzahl der Elektrodenfinger innerhalb der Peri ode pi des Interdigitalwandlers zwei beträgt. In dem Fall, in dem der Interdigitalwandler und der Reflektor mit der gleichen Struktur gebildet sind, beispielweise mit einer Al-Dünnschicht, waren die Periode pi des Interdigitalwand lers 2 und die Periode pr der Reflektoren 3-1 und 3-2 der art designed, dass sie das Verhältnis pi = 2 × pr aufwei sen.

Der Abstand L zwischen der Mitte A in der Ausbrei tungsrichtung der Gitterelektrode 3-4, die dem Interdigi talwandler 2 unter den Gitterelektroden am nächsten gelegen ist, die die Reflektoren 3-1 und 3-2 bilden, und dem Be reich B, der der Mitte in der Ausbreitungsrichtung des E lektrodenfingers 2-3 entspricht, der dem Reflektor am nächsten gelegen ist, beträgt λ/2, wobei λ die Wellenlänge der sich ausbreitenden Akustikoberflächenwelle ist, und λ = pi. Die Breite der Elektrodenfinger des Interdigitalwand lers und der Gitterelektroden des Reflektors beträgt pi/4, und die Abstände unter den Elektrodenfinger betragen λ/4.

BEISPIEL 1

Fig. 1 ist ein Strukturschaubild von einem Beispiel eines Einzelanschlusspaarresonators gemäß der Erfindung, der drei Elektrodenfinger innerhalb der Periode pi des In terdigitalwandlers aufweist.

Bei der Erfindung wird die Periode pr der Gitterelekt roden des Reflektors gleich einer Hälfte der Wellenlänge λr der Akustikoberflächenwelle gemacht, die sich zu dem Re flektor ausbreitet, nachdem sie durch die Interdigitalwand lerfinger erregt wurde (d. h. pr = λr/2).

Allgemein wird die Wellenlänge λi der Akustikoberflä chenwelle, die durch den Interdigitalwandler erregt wird, derart ausgelegt, dass sie gleich der Periode pi der Elekt rodenfinger des Interdigitalwandlers ist (d. h. pi = λi). In dem Fall, in dem der Interdigitalwandler und der Reflektor mit dem gleichen Material und der gleichen Dicke gebildet sind, ist die Wellenlänge λi gleich der Wellenlänge λr der Akustikoberflächenwelle, die sich zu dem Reflektor ausbrei tet (d. h. λi = λr). Daher, in dem Fall, in dem der Interdi gitalwandler und der Reflektor mit der gleichen Struktur gebildet sind, beispielsweise einer Al-Dünnschicht, haben die Periode pi des Interdigitalwandlers und die Periode pr des Reflektors die Beziehung: pi = 2 × pr.

Weiterhin beträgt ein Abstand L zwischen der Mittelpo sition A in der Ausbreitungsrichtung der Akustikoberflä chenwelle der Gitterelektrode 3-4, die dem Interdigital wandler unter den Gitterelektroden am nächsten liegt, die den Reflektor bilden, und dem Bereich B, der der Mittelpo sition der Breite in der Ausbreitungsrichtung der Akustik oberflächenwelle des Elektrodenfingers 2-4 entspricht, der den Reflektor unter den Elektrodenfingern am nächsten gele gen ist, die den Interdigitalwandler bilden, unter der An nahme, dass der Elektrodenfinger 2-4 ein Einzelelektroden finger ist, λi/2, wobei λi die Wellenlänge der somit erreg ten Akustikoberflächenwelle darstellt. Weil die Periode pi des Interdigitalwandlers derart ausgelegt ist, dass sie gleich der Wellenlänge λi der somit erregten Akustikober flächenwelle ist, λ ist gleich pi, und daher L = pi/2.

In Fig. 1 beträgt die Breite der Gitterelektrode 3-4 der Reflektoren 3-1 und 3-2 pi/4, und die Breite der Elekt rodenfinger 2-4, 2-5, 2-6 und 2-7 des Interdigitalwandlers 2 beträgt pi/6. In dem Interdigitalwandler 2 erstrecken sich Bereiche, die einer Hälfte von jedem der beiden Elekt rodenfinger 2-5 und 2-6 entsprechen, von dem unteren Elekt rodenanschlussbereich nach oben, und die beiden Elektroden finger 2-4 und 2-7, die sich von dem oberen Elektrodenan schlussbereich nach unten erstrecken, befinden sich inner halb der Periode pi, und als eine Folge befinden sich Be reiche, die drei Elektrodenfingern entsprechen, innerhalb der Periode pi des Interdigitalwandlers 2.

Fig. 1 zeigt weiterhin, in ihrem unteren Abschnitt, einen herkömmlichen Interdigitalwandler 2, der zum Ver gleich die in Fig. 17 gezeigten Einzelelektrodenfinger auf weist. Die in dem oberen Bereich von Fig. 1 mit gestrichel ter Linie dargestellten Elektrodenfinger entsprechen den herkömmlichen Einzelelektrodenfingern 2-3 und 2-3', die in dem unteren Bereich der Figur dargestellt sind.

BEISPIEL 2

Fig. 2 ist ein Strukturschaubild, das ein anderes Bei spiel eines Einzelanschlusspaarresonators gemäß der Erfin dung zeigt, der vier Elektrodenfinger innerhalb der Periode pi des Interdigitalwandlers aufweist. Bei diesem Beispiel ist die Periode pr der Gitterelektroden des Reflektors gleich einer Hälfte der Wellenlänge λr der Akustikoberflä chenwelle gemacht, die sich zu dem Reflektor ausbreitet (d. h. pr = λr/2).

In dem Fall, in dem der Interdigitalwandler und der Reflektor mit der gleichen Struktur gebildet sind, zum Bei spiel einer Al-Dünnschicht, haben die Periode pi des Inter digitalwandlers und die Periode pr des Reflektors die Be ziehung pi = 2 × pr.

Weiterhin beträgt ein Abstand L zwischen der Mittelpo sition A in der Ausbreitungsrichtung der Akustikoberflä chenwelle der Gitterelektrode 3-4, die dem Interdigital wandler unter den Gitterelektroden am nächsten gelegen ist, die den Reflektor 3-2 bilden, und dem Bereich B, der der Mittelposition in der Ausbreitungsrichtung der Akustikober flächenwelle des Elektrodenfingers 2-8 entspricht, der dem Reflektor 3-2 unter den Elektrodenfingern am nächsten gele gen ist, die den Interdigitalwandler 2 bilden, unter der Annahme, dass der Elektrodenfinger 2-8 ein Einzelelektro denfinger ist, für die Wellenlänge λ, in der Ausbreitungs richtung der Akustikoberflächenwelle, λ/2 (wobei λ = pi).

In Fig. 2 beträgt die Breite der Gitterelektrode 3-4 der Reflektoren 3-1 und 3-2 pi/4 und die Breite der Elekt rodenfinger 2-8, 2-9, 2-10, 2-11 und 2-12 des Interdigital wandlers 2 beträgt pi/8. Bei dem Interdigitalwandler befin den sich vier Elektrodenfinger (2-9, 2-10, 2-11 und 2-12) innerhalb der Periode pi.

Bei diesem Beispiel stimmt die Mittelposition B unter der Annahme, dass der Elektrodenfinger ein Einzelelektro denfinger ist, mit der Mittelposition in der Ausbreitungs richtung der Akustikoberflächenwelle der beiden benachbar ten Elektrodenfinger 2-8 und 2-9 überein. Das heißt, bei diesem Beispiel, unter der Annahme, dass die beiden benach barten Elektrodenfinger 2-8 und 2-9, die dem Reflektor 3-2 am nächsten liegen, durch einen Einzelelektrodenfinger er setzt werden, der die gleiche Breite wie die Breite eines derartigen Bereichs hat, der durch die beiden Elektroden finger belegt wird, stimmt die Mittelposition der Breite in der Ausbreitungsrichtung der Akustikoberflächenwelle des einen Elektrodenfingers mit der Mittelposition in der Aus breitungsrichtung der Akustikoberflächenwelle der beiden benachbarten Elektrodenfinger 2-8 und 2-9 überein.

In Fig. 2 zeigen die über die Elektrodenfinger 2-8 und 2-9 gezeichneten gestrichelten Linien die Position, die dem Elektrodenfinger 2-3 des in Fig. 1 gezeigten herkömmlichen Beispiels entspricht, und die gestrichelten Linien, die über die Elektrodenfinger 2-10 und 2-11 gezeichnet sind, zeigen die Position, die dem Elektrodenfinger 2-3' des in Fig. 1 gezeigten herkömmlichen Beispiels entsprechen.

Die Abstände der Gitterelektroden der Reflektoren 3-1 und 3-2 betragen pi/4 und die Abstände der Elektrodenfinger des Interdigitalwandlers 2 betragen pi/8.

In dem Fall, in dem die Elektrodenfinger des Interdi gitalwandlers und die Gitterelektroden des Reflektors mit dünnen Schichten aus unterschiedlichen Materialien gebildet sind, oder mit dem gleichen Material, jedoch mit unter schiedlicher Dicke, unterscheidet sich die Geschwindigkeit vi der durch den Interdigitalwandler erregten Akustikober flächenwelle leicht von der Geschwindigkeit vr der Akustik oberflächenwelle, die sich zu dem Reflektor ausbreitet (d. h. vi ≠ vr).

Das heißt, die Wellenlänge λi der durch den Interdigi talwandler erregten Akustikoberflächenwelle unterscheidet sich leicht von der Wellenlänge λr der Akustikoberflächen welle, die sich zu dem Reflektor ausbreitet. Dies ist der Fall, weil allgemein gilt v = fλ und vi ≠ vr, λi ≠ λr, wenn f konstant ist. Daher, weil bei der Erfindung λr = 2 × pr ist, stimmt die Periode pi des Interdigitalwandlers, die gleich der Wellenlänge λi der durch den Interdigitalwandler erregten Akustikoberflächenwelle ist, nicht mit dem doppel ten der Periode pr der Gitterelektroden in dem Fall über ein, in dem die Materialien sich voneinander unterscheiden, oder in ähnlichen Fällen, und die Werte unterscheiden sich leicht voneinander (d. h. pi = λi ≠ λr = 2 × pr).

Beispielsweise in dem Fall, in dem ein Interdigital wandler aus einer Al-Dünnschicht eine Periode pi von 4,6 µm und eine Dicke von 300 nm auf einem 42° Y-Schnitt X- Ausdehnung LT-Substrat gebildet ist, beträgt die Resonanz frequenz f des Reihenresonators 819,5 MHz. Zu diesem Zeit punkt, weil vi = f × pi, beträgt die Geschwindigkeit vi der durch die Elektrodenfinger des Interdigitalwandlers ange regten Akustikoberflächenwelle 3.769,7 m/s.

Andererseits, in dem Fall, in dem die Gitterelektroden des Reflektors mit einer Al-Dünnschicht gebildet sind, die das gleiche Material darstellt wie der Interdigitalwandler, jedoch eine Dicke von 230 nm aufweist, die sich von dem In terdigitalwandler unterscheidet, beträgt die Geschwindig keit vr der Akustikoberflächenwelle, die sich zu dem Re flektor ausbreitet, innerhalb des Reflektors 3.808,8 m/s. Daher, vi ≠ vr.

Die Periode pi ist gleich der Wellenlänge λi der somit erregten Akustikoberflächenwelle. Das heißt, pi = λi = vr/f (= 4,6). Andererseits, weil vr = f × λr, beträgt die Wel lenlänge λr der Akustikoberflächenwelle innerhalb des Re flektors ungefähr 4,6477 µm, was sich von der Wellenlänge λi unterscheidet (λr ≠ λi).

Eines der kennzeichnenden Merkmale der Erfindung be steht darin, dass die Periode pr der Gitterelektroden des Reflektors die Hälfte der Wellenlänge λr der Akustikober flächenwelle beträgt, die sich in dem Reflektor ausbreitet, und weil die Periode pr λ/2 beträgt, kann die Periode pr ungefähr 2,3239 µm betragen. Daher, in dem Fall, in dem die Dicke der Elektroden des Interdigitalwandlers und die Dicke der Elektroden des Reflektors sich voneinander unterschei den, existieren Fälle, bei denen die Beziehung pi = 2 × pr nicht erzielt wird.

BEISPIEL 3

Fig. 3 ist ein Strukturschaubild, das ein weiteres Beispiel eines Einzelanschlusspaarresonators gemäß der Er findung zeigt, der sechs Elektrodenfinger innerhalb der Pe riode pi des Interdigitalwandlers aufweist.

Die Periode pi des Interdigitalwandlers und die Perio de pr des Reflektors haben die Beziehung pi = 2 × pr, in dem Fall, in dem der Interdigitalwandler und der Reflektor mit der gleichen Struktur gebildet sind, beispielsweise ei ner Al-Dünnschicht. Der Abstand L zwischen dem Mittelbe reich A in der Ausbreitungsrichtung der Akustikoberflächen welle der Gitterelektrode 3-4, die dem Interdigitalwandler unter den Gitterelektroden am nächsten gelegen ist, die den Reflektor 2-3 bilden, und dem Bereich B, der der Mittelpo sition in der Ausbreitungsrichtung der Akustikoberflächen welle der Elektrodenfinger (2-13, 2-14 und 2-15) ent spricht, die dem Reflektor 3-2 unter den Elektrodenfingern am nächsten liegen, die den Interdigitalwandler 2 bilden, unter der Annahme, dass die Elektrodenfinger (2-13, 2-14 und 2-15) Einzelelektrodenfinger sind, beträgt λ/2, wobei λ die Wellenlänge der sich ausbreitenden Akustikoberflächen welle darstellt (hier λ = pi).

In Fig. 3 beträgt die Breite der Gitterelektrode 3-4 der Reflektoren 3-1 und 3-2 pi/4 und die Breite der Elekt rodenfinger (von 2-13 bis 2-20) des Interdigitalwandlers 2 beträgt pi/12. Die Abstände der Gitterelektroden der Re flektoren 3-1 und 3-2 betragen pi/4 und die Abstände der Elektrodenfinger des Interdigitalwandlers 2 betragen pi/12. Die Mittelposition B, unter der Annahme, dass die Elektro denfinger Einzelelektrodenfinger sind, stimmt mit der Mit telposition in der Ausbreitungsrichtung der drei benachbar ten Elektrodenfinger 2-13, 2-14 und 2-15 überein, und als eine Folge stimmt sie mit der Mittelposition des Elektro denfingers 2-14 überein.

Unter der Annahme, dass die drei benachbarten Elektro denfinger 2-13, 2-14 und 2-15, die dem Reflektor am nächs ten liegen, durch einen Elektrodenfinger ersetzt werden, der die gleiche Breite wie die Breite eines Bereichs auf weist, der durch die drei Elektrodenfinger belegt wird, stimmt die Mittelposition B mit der Mittelposition der Breite in der Ausbreitungsrichtung der Akustikoberflächen welle des einen Elektrodenfingers überein.

Bei dem Interdigitalwandler 2 befinden sich fünf Elektrodenfinger 2-15, 2-16, 2-17, 2-18 und 2-19 und eine Hälfte von jedem der Elektrodenfinger 2-14 und 2-20 in der Periode pi, und somit befinden sich insgesamt 6 Elektroden finger in ihr.

Wie dies in dem unteren Bereich von Fig. 3 dargestellt ist, stimmt die Mittelposition des Elektrodenfingers 2-3 des herkömmlichen Beispiels mit der Mittelposition des Elektrodenfingers 2-14 überein.

Die drei Beispiele wurden unter Bezugnahme auf die Strukturschaubilder gemäß den Fig. 1 bis 3 beschrieben, und durch die Verwendung von derartigen Strukturen kann ein derartiger Abzweigtypfilter erhalten werden, der die Cha rakteristiken eines höheren Formfaktors als die herkömmli chen aufweist, während es die gleiche Bandbreite wie das herkömmliche Abzweigtypfilter aufweist, in dem die Reso nanzfrequenz und die Antiresonanzfrequenz des Akustiko berflächenwellenresonators approximiert werden.

SPEZIELLE DESIGNBEISPIELE DER ERFINDUNG

Spezielle Designbeispiele und deren Kennlinienfelder des Akustikoberflächenwellenresonators gemäß der Erfindung werden nachfolgend beschrieben, um zu verdeutlichen, dass die Wirkung der Erfindung sich zeigt.

Bei der Erfindung ist es ausreichend, dass drei oder mehr Elektrodenfinger (n ≧ 3) innerhalb der Periode pi des Interdigitalwandlers vorliegen, die Erfindung ist jedoch nicht auf die Anzahl der vorstehend beschriebenen Elektro denfinger n = 3, 4 und 6 beschränkt.

Fig. 4 ist eine Darstellung, die die Frequenzcharakte ristiken in dem Fall zeigt, in dem die Akustikoberflächen wellenresonatoren in Reihe geschaltet sind (siehe Fig. 20).

In Fig. 4 ist die durchgezogene Linie eines Kennli nienfeld des Falles der Erfindung, in dem vier Elektroden finger innerhalb der Periode pi vorgesehen sind, wie in Fig. 2, und die gestrichelte Linie ist ein Kennlinienfeld eines herkömmlichen Falles, in dem zwei Elektrodenfinger innerhalb der Periode pi vorgesehen sind, wie in Fig. 17.

Hier wird ein LiTaO₃-Substrat entsprechend der 36° Y- Schnitt X-Ausdehnung als das piezoelektrische Substrat ver wendet. Die Elektrodenschicht des Interdigitalwandlers ist eine Al-Cu-Legierung, die eine Dicke von 340 nm aufweist, und die Periode pi des Interdigitalwandlers pi beträgt 4,6 µm, wobei die Anzahl von Elektrodenfingern innerhalb der Periode pi zwei beträgt, oder 4,656 µm, wobei die Anzahl der Elektrodenfinger innerhalb der Periode pi vier beträgt. Die Periode pr des Gitterreflektors beträgt 2,3 µm, wobei die Anzahl von Elektrodenfingern innerhalb der Periode pi zwei beträgt, oder 2,328 µm, wobei die Anzahl der Elektro denfinger innerhalb der Periode pi vier beträgt, und der Gitterreflektor ist mit der Al-Cu-Legierung gebildet, die die gleiche Dicke wie der Interdigitalwandler aufweist.

Der Abstand L zwischen der Mittelposition A in der Ausbreitungsrichtung der Gitterelektrode, die dem Interdi gitalwandler unter den Gitterelektroden am nächsten liegt, die den Reflektor bilden, und der Position B, die der Mitte in der Ausbreitungsrichtung des Elektrodenfingers, der dem Reflektor unter den Elektrodenfingern am nächsten liegt, die den Interdigitalwandler bilden, unter der Annahme, dass der Elektrodenfinger ein Einzelelektrodenfinger ist, be trägt in beiden Fällen pi/2.

In Fig. 4 ist das Kennlinienfeld von dem Fall, in dem die Anzahl der Elektrodenfinger innerhalb der Periode pi zwei beträgt, zu der hochfrequenten Seite um 50,3 MHz ver schoben, um die Antiresonanzfrequenzen fas von beiden Kenn linienfeldern der durchgezogenen und der gestrichelten Li nie zur leichteren Vergleichbarkeit auszurichten.

In Fig. 4 beträgt die durch die durchgezogenen Linie dargestellte Resonanzfrequenz frs (F2 in der Figur) der Er findung 880,73 MHz. Dabei beträgt die durch die gestrichel te Linie dargestellte herkömmliche Resonanzfrequenz frs (F1 in der Figur) 819,43 MHz, sie ist in Fig. 4 aufgrund der Verschiebung um 50,3 MHz jedoch als 869,73 MHz dargestellt.

Aus der Figur ist zu erkennen, dass in dem Fall, in dem die Anzahl der Elektrodenfinger innerhalb der Periode pi vier beträgt, die Erregungswirksamkeit des Interdigital wandlers verringert wird, und die Resonanzfrequenz frs und die Antiresonanzfrequenz fas sind aneinander angenähert, wodurch der Rückgang der Einfügungsdämpfung steiler als in dem Fall ist, in dem die Anzahl der Elektrodenfinger inner halb der Periode pi zwei beträgt, das heißt, der Formfaktor ist groß.

In dem Fall, in dem der die in Fig. 4 gezeigten Cha rakteristiken aufweisende Resonator wie er ist als ein Ab zweigtypfilter verwendet wird, wird dieser vom Standpunkt der Bandcharakteristiken jedoch nicht bevorzugt, weil in dem Bereich für das Band eine Welligkeit auftritt.

In diesem Fall verschwindet die Welligkeit, wenn der Abstand L zwischen der in Fig. 1 und der gleichen gezeigten Position A und der Position B (nachfolgend als ein Kamm formreflektorabstand oder ein A-B-Abstand bezeichnet) (n/2 + 3/8)λ beträgt, wobei λ die Wellenlänge der sich ausbrei tenden Akustikoberflächenwelle ist, und n ist 0 oder eine positive ganze Zahl. Dies ist der Fall, weil die Seitenkurve durch den Interdigitalwandler im Wesentlichen mit dem Pol des Seitenlappens oder -flügels (engl. side lobe) der Resonanz durch den Re flektor übereinstimmt. Die Welligkeit verschwindet eben falls, wenn L = (n/2 + 5/16)λ, wobei n 0 oder eine positive ganze Zahl ist.

Fig. 5 ist ein Teil-Strukturschaubild, um das positi onsmäßige Verhältnis des Interdigitalwandlers und des Re flektors zu erläutern, wobei n = 1 bei dem Akustikoberflä chenwellenresonator gemäß der Erfindung.

Der A-B-Abstand L beträgt (7/8)pi. Die Breite der Elektrodenfinger des Interdigitalwandlers und deren Abstand betragen pi/8, und die Breite der Elektrodenfinger des Re flektors und deren Abstände betragen pi/4 (= pr/2). Die ge strichelte Linie in der Figur zeigt die Position der Elekt rodenfinger für den Fall der herkömmlichen Einzelelektrode, wie dies vorstehend beschrieben wurde.

Fig. 6 ist ein Teil-Strukturschaubild, um das positi onsmäßige Verhältnis des Interdigitalwandlers und des Re flektors zu erläutern, wobei n = 0 gemäß der Erfindung. Der A-B-Abstand L beträgt hier (3/8)pi.

Im Allgemeinen betrifft der äußerste Elektrodenfinger 2-30 des Interdigitalwandlers nicht die Erregung der Akus tikoberflächenwelle, und somit existiert kein Einfluss auf die Bandcharakteristiken, wenn er entfernt wird. In dem in Fig. 7 gezeigten Strukturschaubild ist der Elektrodenfinger 2-30 entfernt, um den Elektrodenfinger 2-31 zum äußersten Elektrodenfinger zu machen.

Daher, auch wenn der äußerste Elektrodenfinger 2-30 des Interdigitalwandlers wie in Fig. 7 entfernt ist, können die steilen Bandcharakteristiken ohne Welligkeit ähnlich wie bei der Fig. 5 und der Fig. 6 erhalten werden. In den Fällen der Fig. 6 und der Fig. 7 kann die Breite des gesam ten Resonators klein gemacht werden, weil der A-B-Abstand L kleiner als der in Fig. 5 ist.

Fig. 8 ist eine Darstellung, die die Frequenzcharakte ristiken eines Akustikoberflächenwellenresonators einer Reihenschaltung zeigt, wobei der A-B-Abstand optimiert ist. In der Figur ist die durch die durchgezogene Linie gezeigte Darstellung der Fall, in dem die Anzahl von Elektrodenfin gern innerhalb der Periode pi des Interdigitalwandlers vier beträgt, und der A-B-Abstand L beträgt (7/8)pi, wie dies in Fig. 5 gezeigt ist. Die durch die gestrichelte Linie ge zeigte Darstellung ist der Fall, in dem die Anzahl von Elektrodenfingern innerhalb der Periode pi des Interdigital wandlers zwei beträgt, ähnlich, wie bei dem herkömmlichen.

Ein LiTaO₃-Substrat entsprechend der 36° Y-Schnitt X- Ausdehnung wird als das piezoelektrische Substrat verwen det. Die Elektrodenschicht des Interdigitalwandlers ist ei ne Al-Cu-Legierung, die eine Dicke von 340 nm aufweist, und die Periode pi des Interdigitalwandlers pi beträgt 4,6 µm, wobei die Anzahl von Elektrodenfingern innerhalb der Perio de pi zwei beträgt, oder 4,656 µm, wobei die Anzahl der Elektrodenfinger innerhalb der Periode pi vier beträgt. Die Periode pr der Gitterelektroden des Gitterreflektors be trägt 2,3 µm, wobei die Anzahl von Elektrodenfingern inner halb der Periode pi zwei beträgt, oder 2,328 µm, wobei die Anzahl der Elektrodenfinger innerhalb der Periode pi vier beträgt, und der Gitterreflektor ist mit der Al-Cu- Legierung gebildet, die die gleiche Dicke wie der Interdi gitalwandler aufweist. Das Kennlinienfeld des Falles, in dem die Anzahl der Elektrodenfinger innerhalb der Periode pi 2 beträgt, ist um 50,3 MHz zur hochfrequenten Seite ver schoben, um die Antiresonanzfrequenzen fas der beiden Kenn linienfelder zur leichteren Vergleichbarkeit auszurichten.

Die Darstellung mit durchgezogener Linie zeigt steile re Frequenzcharakteristiken als die herkömmliche Darstel lung mit gestrichelter Linie, und im Vergleich zu Fig. 4 tritt im Wesentlichen keine Welligkeit auf.

Fig. 9 ist eine Darstellung, die die Frequenzcharakte ristiken des Akustikoberflächenwellenresonators einer Rei henschaltung zeigt, wobei der A-B-Abstand L (6/16)pi be trägt.

Fig. 10 ist eine Darstellung, die die Frequenzcharak teristiken des Akustikoberflächenwellenresonators einer Reihenschaltung zeigt, wobei der A-B-Abstand L (5/16)pi be trägt.

Gemäß den Darstellungen werden in beiden Fällen stei lere Frequenzcharakteristiken als bei den herkömmlichen er halten. Wie ein Vergleich von Fig. 9 und Fig. 10 zeigt, wenn die Resonatoren in Reihe geschaltet sind, ist jedoch eine um die das Durchlassband des Abzweigtypfilters defi nierende Resonanzfrequenz frs auftretende Welligkeit klei ner als in dem Fall von Fig. 9, in dem der A-B-Abstand L (6/16)pi beträgt.

Fig. 11 ist eine Darstellung, die Frequenzcharakteris tiken des Akustikoberflächenwellenresonators einer Paral lelschaltung zeigt, wobei der A-B-Abstand L (6/16)pi be trägt, und Fig. 12 ist eine Darstellung, die die Frequenz charakteristiken des Akustikoberflächenwellenresonators ei ner Parallelschaltung zeigt, wobei der A-B-Abstand L (5/16)pi beträgt.

Wie ein Vergleich der Fig. 11 und der Fig. 12 zeigt, wenn die Resonatoren parallel geschaltet sind, ist ein um die das Durchlassband des Abzweigtypfilters definierende Resonanzfrequenz frs auftretende Welligkeit kleiner als in dem Fall von Fig. 12, in dem der A-B-Abstand L (5/16)pi be trägt.

Fig. 13 ist ein Strukturschaubild, das ein Beispiel eines Abzweigtypfilters zeigt, der durch eine Kombination der erfindungsgemäßen Einzelanschlusspaar- Akustikoberflächenwellenresonatoren in Reihe und parallel gebildet ist.

Fig. 13 entspricht dem herkömmlichen Aufbau, der in Fig. 27 dargestellt ist, unterscheidet sich von diesem je doch durch den Punkt, dass die Akustikoberflächenwellenre sonatoren gemäß der Erfindung, die in Fig. 1 oder Fig. 3 gezeigt sind, als die Resonatoren S1', S2', R1' und R2' verwendet werden. Obwohl der Fall dargestellt ist, in dem die Anzahl von sowohl der Reihenresonatoren als auch der Parallelresonatoren zwei beträgt, sind diese nicht darauf beschränkt und können drei oder mehr sein. Weiterhin ist es ausreichend, dass die Anzahl von Paaren der Reihenresonato ren und der Parallelresonatoren zwei oder mehr beträgt.

Ein LiTaO₃-Substrat, entsprechend der 42° Y-Schnitt X- Ausdehnung, wird als das piezoelektrische Substrat 1 ver wendet, und die Elektrodenschichten von allen Elektroden sind eine Al-Cu-Legierung, die eine Dicke von 400 nm auf weist. Fig. 13 zeigt einen Resonator, der vier Elektroden finger innerhalb der Periode pi des Interdigitalwandlers aufweist.

Fig. 14 ist eine Darstellung, die die Frequenzcharak teristiken des in Fig. 13 gezeigten Abzweigtypfilters zeigt. Die durchgezogene Linie zeigt hier die Frequenzcha rakteristiken von dem Fall, in dem die Anzahl der Elektro denfinger innerhalb der Periode pi des Interdigitalwandlers vier gemäß der Erfindung (siehe Fig. 2) beträgt, und die gestrichelte Linie veranschaulicht die Frequenzcharakteris tiken des herkömmlichen Falles, in dem die Anzahl der Elektrodenfinger innerhalb der Periode pi zwei beträgt.

Bei einem Abzweigtypfilter weichen die Periode pis und pip der in Reihe geschalteten Resonatoren (Reihenresonato ren) und der parallel geschalteten Resonatoren (Parallelre sonatoren) voneinander ab, wodurch die Antiresonanzfrequenz fap der Parallelresonatoren und die Resonanzfrequenz frs der Reihenresonatoren miteinander ausgerichtet werden, um ein Durchlassband zu bilden. Der Periodenunterschied zwi schen den Parallelresonatoren und den Reihenresonatoren wird durch Δpi = pis - pip dargestellt.

Fig. 14 zeigt ein Beispiel eines Filters mit einem 800 MHz Band, das derart ausgelegt ist, dass eine Bandbreite bei einer Dämpfung von 3 dB von 23 bis 25 MHz beträgt. In dem Fall, in dem die Anzahl der Elektrodenfinger innerhalb der Periode pi zwei beträgt, pip = 4,8 µm, pis = 4,68 µm, Δpi = 0,12 µm, und Werte mit der Hälfte der jeweiligen Pe rioden des Interdigitalwandlers werden auf den Gitterre flektor angewendet. In dem Fall, in dem die Anzahl von Elektrodenfingern innerhalb der Periode pi vier beträgt, pip = 4,94 µm, pis = 4,82 µm, Δpi = 0,12 µm, und Werte mit der Hälfte der jeweiligen Perioden des Interdigitalwandlers werden auf den Gitterreflektor angewendet. Der A-B-Abstand beträgt 7pis/8 für die Reihenresonatoren und 5pip/16 für die Parallelresonatoren.

Gemäß der Darstellung, die durch die durchgezogene Li nie in Fig. 14 gezeigt ist, beträgt die Bandbreite bei ei ner Einfügungsdämpfung von 3 dB (3 dB Bandbreite) 25,25 MHz. Die Bandbreite bei einer Einfügungsdämpfung von 20 dB (20 dB Bandbreite) beträgt 37,75 MHz, und der Formfaktor beträgt zu diesem Zeitpunkt 0,67.

Gemäß der herkömmlichen Darstellung, die durch die ge strichelte Linie gezeigt ist, beträgt die 3 dB Bandbreite 23,25 MHz, die 20 dB Bandbreite beträgt 47,25 MHz, und der Formfaktor beträgt 0,49. Aus den Formfaktoren ist klar, dass die steileren Charakteristiken bei der ähnlichen Band breite erhalten werden können, indem der in Fig. 2 gezeigte erfindungsgemäße Resonator anstelle des Resonators verwen det wird, der den herkömmlichen Elektrodenaufbau aufweist.

Fig. 15 ist ein Strukturschaubild, das ein Beispiel eines Abzweigtypfilters gemäß der Erfindung zeigt, bei dem die Akustikoberflächenwellenresonatoren gemäß der Erfindung als Reihenresonatoren S1' und S2', die in Reihe geschaltet sind, und die herkömmlichen Akustikoberflächenwellenresona toren als Parallelresonatoren R1 und R2 verwendet werden, die parallel geschaltet sind.

In Fig. 15 sind die Reihenresonatoren S1' und S2' sol che, die vier Elektrodenfinger innerhalb der Periode pi des Interdigitalwandlers aufweisen, und die Parallelresonatoren R1 und R2 sind solche, die zwei Elektrodenfinger innerhalb der Periode pi aufweisen. Ähnlich wie bei Fig. 13 ist die Anzahl der Reihenresonatoren und der Parallelresonatoren und die Anzahl von deren Paaren nicht auf die in der Figur dargestellte beschränkt. Die Materialien des piezoelektri schen Substrats und der Elektrodenschicht sind die gleichen wie die in Fig. 13.

Fig. 16 ist eine Darstellung, die Frequenzcharakteris tiken des in Fig. 15 gezeigten Abzweigtypfilters gemäß der Erfindung zeigt.

Die Darstellung, die durch die durchgezogene Linie ge zeigt ist, veranschaulicht das Kennlinienfeld des Abzweig typfilters gemäß der Erfindung, das in Fig. 15 dargestellt ist, und die durch die gestrichelte Linie gezeigte Darstel lung veranschaulicht das Kennlinienfeld des herkömmlichen, bei dem die Anzahl der Elektrodenfinger innerhalb der Peri ode pi zwei beträgt.

Die Parallelresonatoren R1 und R2 weisen vier Elektro denfinger innerhalb der Periode pi und eine Periode pip von 4,8 µm auf, und deren Gitterreflektor weist Perioden auf, die der Hälfte der Perioden des Interdigitalwandlers ent sprechen. Die Reihenresonatoren S1' und S2' weisen vier E lektrodenfinger innerhalb der Periode pi, eine Periode pis von 4,75 µm und ein Δpi von 0,05 µm auf, und deren Gitter reflektor weist Perioden auf, die der Hälfte der Perioden des Interdigitalwandlers entsprechen. Der A-B-Abstand L be trägt pis × 7/8 für die Reihenresonatoren und pip × 1/2 für die Parallelresonatoren, was das gleiche ist, wie beim her kömmlichen.

Gemäß der Darstellung der Erfindung, die durch die durchgezogene Linie in der Figur gezeigt ist, beträgt die 3 dB Bandbreite 38 MHz, die 20 dB Bandbreite beträgt 50,50 MHz, und der Formfaktor beträgt 0,75.

Gemäß der Darstellung des herkömmlichen Elektrodenauf baus, die durch die gestrichelte Linie gezeigt ist, beträgt die 3 dB Bandbreite andererseits 38,75 MHz, die 20 dB Band breite beträgt 56,25 MHz, und der Formfaktor beträgt 0,69. Entsprechend diesem Aufbau können daher ein großer Formfak tor und steile Frequenzcharakteristiken mit der Erfindung erzielt werden, im Vergleich zu dem herkömmlichen Elektro denaufbau.

Gemäß der Erfindung sind drei oder mehr Elektrodenfin gern, die den Interdigitalwandler des Akustikoberflächen wellenresonators bilden, innerhalb einer Periode des Inter digitalwandlers vorgesehen, und daher können solche Fre quenzcharakteristiken erzielt werden, dass deren Resonanz frequenz und Antiresonanzfrequenz aneinander angenähert werden.

Weiterhin, weil die Resonanzfrequenz und die Antireso nanzfrequenz aneinander angenähert werden können, kann das Abzweigtyp-Akustikoberflächenwellenfilter, das mit den er findungsgemäßen Akustikoberflächenwellenresonatoren gebil det ist, ein Bandpassfilter realisieren, das einen höheren Formfaktor als das herkömmliche aufweist.

Claims

1. Akustikoberflächenwellenresonator, der ein piezo elektrisches Substrat, einen Interdigitalwandlerbereich, der auf einem piezoelektrischen Substrat gebildet ist und aus einer Mehrzahl von Elektrodenfingern zusammengesetzt ist, die eine Periode pi aufweisen, die im Wesentlichen gleich einer Wellenlänge einer zu erregenden Akustikober flächenwelle ist, und zumindest einen Reflektor aufweist, der benachbart zu dem Interdigitalwandlerbereich angeordnet ist, um die Akustikoberflächenwelle, die durch den Interdi gitalwandlerbereich erregt wurde, in eine Richtung parallel zu einer Ausbreitungsrichtung der Akustikoberflächenwelle zu reflektieren, wobei der Interdigitalwandlerbereich drei oder mehr Elektrodenfinger innerhalb der Periode pi auf weist, und der Reflektor aus einer Mehrzahl von Gittern zu sammengesetzt ist, die eine Periode pr aufweisen, die gleich einer halben Wellenlänge einer sich in dem Reflektor ausbreitenden Akustikoberflächenwelle ist.

2. Akustikoberflächenwellenresonator nach Anspruch 1, bei dem die Elektrodenfinger des Interdigitalwandlerbe reichs und die Gitter des Reflektors Elektroden aufweisen, die das gleiche Material und die gleiche Dicke haben.

3. Akustikoberflächenwellenresonator nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Periode pr die Hälfte der Periode pi ist.

4. Akustikoberflächenwellenresonator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Elektrodenfinger des Inter digitalwandlerbereichs und die Gitter des Reflektors ein Material aufweisen, das entweder Aluminium oder eine Alumi niumlegierung ist.

5. Akustikoberflächenwellenresonator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem ein Abstand L zwischen einer Mittelposition einer Breite in Ausbreitungsrichtung einer Akustikoberflächenwelle eines Gitters beziehungsweise eines Gitterstabes, der dem Interdigitalwandlerbereich unter den Gittern beziehungsweise Gitterstäben des Reflektors am nächsten liegt, und einer Mittelposition einer Breite in Ausbreitungsrichtung einer Akustikoberflächenwelle eines Einzelelektrodenfingers, unter der Annahme, dass der Ein zelelektrodenfinger der dem Reflektor am nächsten gelegene Elektrodenfinger unter den Elektrodenfingern des Interdigi talwandlerbereichs ist, vom (n/2 + 5/16)-fachen bis zum (n/2 + 6/16)-fachen einer Wellenlänge λ der Akustikoberflä chenwelle beträgt, die durch den Interdigitalwandlerbereich erregt wird (n = 0 oder eine positive ganze Zahl).

6. Abzweigtyp-Akustikoberflächenwellenfilter, das Akustikoberlfächenwellenresonatoren aufweist, die in Reihe geschaltet und/oder parallel geschaltet sind, wobei zumin dest einer der Akustikoberflächenwellenresonatoren einen Akustikoberflächenwellenresonator nach einem der Ansprüche 1 bis 5 aufweist.

7. Abzweigtyp-Akustikoberflächenwellenfilter, das Akustikoberflächenwellenresonatoren aufweist, die in Reihe geschaltet und/oder parallel geschaltet sind, wobei nur in Reihe geschaltete Akustikoberflächenwellenresonatoren einen Akustikoberflächenwellenresonator nach einem der Ansprüche 1 bis 5 aufweisen.