JP5146160B2 - Elastic wave resonator and ladder type filter - Google Patents
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Description
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波共振子及び該弾性波共振子を用いたラダー型フィルタに関し、より詳細には、IDT電極のバスバーが複数の金属層を積層した構造を有する弾性波共振子及びラダー型フィルタに関する。 The present invention relates to an acoustic wave resonator used in, for example, a band-pass filter of a mobile phone and a ladder type filter using the acoustic wave resonator. The present invention relates to an elastic wave resonator and a ladder type filter.
従来、携帯電話機の帯域フィルタなどに、弾性波共振子を用いて構成された弾性波フィルタ装置が広く用いられている。 2. Description of the Related Art Conventionally, an acoustic wave filter device configured using an acoustic wave resonator has been widely used for a band filter of a cellular phone or the like.
例えば下記の特許文献1は、この種の弾性波フィルタ装置に用いられるIDT(インターデジタルトランスデューサ)が開示されている。図9は、特許文献1において、従来から用いられていると記載されているIDTの概略構成図である。
For example,
IDT1001は、圧電基板上に図示のIDT電極1002を形成することにより構成されている。IDT電極1002は、対向し合う第1,第2のバスバー1003,1004を有する。第1のバスバー1003から第2のバスバー1004側に延びるように、複数本の第1の電極指1005が形成されている。第2のバスバー1004からは、第1のバスバー1003側に延びるように、複数本の第2の電極指1006が形成されている。
The IDT 1001 is configured by forming the illustrated
IDT電極1002において、第1の電極指1005と第2の電極指1006との間に交流電圧を印加することにより、弾性表面波が励振される。弾性表面波が励振される部分、すなわち励振部1007は、図9の矢印Wで示す幅すなわち交叉幅を有する部分である。励振部において、弾性表面波が第1,第2の電極指1005,1006の延びる方向と直交する方向に伝搬する。IDT電極1002では、励振部1007を伝搬する弾性表面波の音速は、第1,第2のバスバー1003,1004を伝搬する弾性波の音速よりも遅くされている。そのため、励振された弾性表面波が励振部1007に閉じ込められると記載されている。
特許文献1に記載のように、従来のIDT電極1002では、励振部1007に弾性表面波が閉じ込められ、第1,第2のバスバー1003,1004側への弾性表面波の漏洩は非常に少なくされている。
As described in
しかしながら、IDT電極において、交叉幅重み付が施されている場合、特に、第1のバスバー側の包絡線と第2のバスバー側の包絡線とにより菱形の形状が形成されるような重み付けが施されている場合には、弾性波がバスバーに漏洩し、共振特性やフィルタ特性が劣化することのあることがわかった。 However, when cross width weighting is applied to the IDT electrode, weighting is applied so that a rhombus shape is formed by the envelope on the first bus bar side and the envelope on the second bus bar side. It is found that the elastic wave leaks to the bus bar and the resonance characteristics and the filter characteristics may be deteriorated.
本発明の目的は、上述した従来技術の現状に鑑み、IDT電極に様々な形態の交叉幅重み付が施されている場合であっても、弾性波がバスバーに漏洩し難く、従って良好な共振特性を有する弾性波共振子、並びに該弾性波共振子を用いたラダー型フィルタを提供することにある。 The object of the present invention is to solve the above-described conventional state of the art, and even if the IDT electrode is subjected to various forms of cross width weighting, the elastic wave is less likely to leak to the bus bar, and therefore has good resonance. An object is to provide an elastic wave resonator having characteristics and a ladder filter using the elastic wave resonator.
本発明に係る弾性波共振子は、圧電基板と、前記圧電基板上に設けられたIDT電極とを備える弾性波共振子であって、前記IDT電極が、第1のバスバーと、第1のバスバーと対向するように配置された第2のバスバーと、第1のバスバーから第2のバスバーに向かって、ただし第2のバスバーには至らないように延ばされた複数本の第1の電極指と、第2のバスバーから第1のバスバーに向かって、ただし第1のバスバーには至らないように延ばされており、かつ前記第1の電極指と間挿し合うように配置された複数本の第2の電極指とを有し、前記第1,第2のバスバーが、それぞれ、複数本の第1の電極指の端部または複数本の第2の電極指の端部から外側に延ばされた複数本の第1,第2の電極指延長部と、複数本の第1,第2の電極指延長部を被覆している電極指延長部被覆部及び複数本の第1,第2の電極指延長部よりも弾性波伝搬方向と直交する方向において外側に延ばされており、かつ前記第1,第2の電極指延長部を被覆していない電極指延長部非被覆部とを有する金属膜とを備え、該金属膜の内側端縁がバスバーの内側端縁を構成しており、前記第1,第2の電極指延長部の平均密度をρ1、膜厚をH1とし、前記金属膜の平均密度をρ2とし、膜厚をH2としたときに、ρ1×H1がρ2×H2よりも大きくされていることを特徴とする。 An elastic wave resonator according to the present invention is an elastic wave resonator including a piezoelectric substrate and an IDT electrode provided on the piezoelectric substrate, wherein the IDT electrode includes a first bus bar and a first bus bar. And a plurality of first electrode fingers extending from the first bus bar toward the second bus bar but not to reach the second bus bar. And extending from the second bus bar toward the first bus bar, but not so as to reach the first bus bar, and are arranged so as to be inserted into the first electrode fingers. Second electrode fingers, and the first and second bus bars respectively extend outward from the ends of the plurality of first electrode fingers or the ends of the plurality of second electrode fingers. A plurality of extended first and second electrode finger extensions and a plurality of first and second electrodes The electrode finger extension covering portion covering the electrode finger extension and the plurality of first and second electrode finger extensions are extended outward in a direction perpendicular to the elastic wave propagation direction, and A metal film having an electrode finger extension non-covering portion that does not cover the first and second electrode finger extensions, and the inner edge of the metal film constitutes the inner edge of the bus bar, When the average density of the first and second electrode finger extensions is ρ1, the film thickness is H1, the average density of the metal film is ρ2, and the film thickness is H2, ρ1 × H1 is greater than ρ2 × H2. Is also made larger.
本発明に係る弾性波共振子のある特定の局面では、前記IDT電極が、電極指交叉幅が最大となる部分から、弾性波伝搬方向両側に行くにつれて電極指交叉幅が減少するように交叉幅重み付けされており、前記複数本の第1の電極指の先端を結ぶことにより形成される第1の包絡線に対し一定の距離を隔てて前記第2のバスバーの内側端縁が位置するように、かつ前記複数本の第2の電極指の先端を結ぶことにより形成される第2の包絡線に対し一定の距離を隔てて前記第1のバスバーの内側端縁が位置するように、前記第1,第2のバスバーの内側端縁が、弾性波伝搬方向に対して傾斜された傾斜部分を有する。このような第1,第2のバスバーの内側端縁が上記傾斜部分を有する構造であっても、本発明によれば、励振部に確実に弾性波を閉じ込めることができ、第1,第2のバスバー側への弾性波の漏洩を確実に抑制することができる。 In a specific aspect of the elastic wave resonator according to the present invention, the IDT electrode has a crossing width so that the electrode finger crossing width decreases from the portion where the electrode finger crossing width is maximum toward both sides of the elastic wave propagation direction. Weighted so that the inner edge of the second bus bar is positioned at a certain distance from the first envelope formed by connecting the tips of the plurality of first electrode fingers. And the inner edge of the first bus bar is located at a certain distance from the second envelope formed by connecting the tips of the plurality of second electrode fingers. The inner edge of the first and second bus bars has an inclined portion that is inclined with respect to the elastic wave propagation direction. Even if the inner end edges of the first and second bus bars have the inclined portion, according to the present invention, the elastic wave can be surely confined in the excitation portion. The elastic wave leakage to the bus bar side can be reliably suppressed.
本発明に係る弾性波共振子の他の特定の局面では、前記複数本の第1,第2の電極指延長部を構成している金属が、AlまたはAlを主体とする合金である。この場合には、音速が早いAlまたはAlを主体とする合金により電極指延長部非被覆部が形成されているので、本発明に従って弾性波を励振部に確実に閉じ込めることができる。 In another specific aspect of the acoustic wave resonator according to the present invention, the metal constituting the plurality of first and second electrode finger extension portions is Al or an alloy mainly composed of Al. In this case, since the electrode finger extension non-covering portion is formed of Al having a high sound velocity or an alloy mainly composed of Al, the elastic wave can be reliably confined in the excitation portion according to the present invention.
本発明に係る弾性波共振子のさらに他の特定の局面では、前記第1,第2の電極指が、Al膜と、Al膜よりも圧電基板側に積層されておりかつAlよりも密度の大きい高密度金属からなる電極膜とを主体とする。この場合には、弾性波の閉じ込めをより高めることができる。 In still another specific aspect of the acoustic wave resonator according to the present invention, the first and second electrode fingers are laminated on the piezoelectric substrate side of the Al film and the Al film and have a density higher than that of the Al film. Mainly an electrode film made of a large high-density metal. In this case, confinement of elastic waves can be further increased.
本発明に係る弾性波共振子のさらに別の特定の局面では、前記第1,第2のバスバーの前記金属膜を第1の金属膜としたときに、該第1の金属膜の上面に積層された第2の金属膜をさらに備え、該第2の金属膜の内側端縁が、前記電極指延長部の外側端縁よりも外側に位置しており、それによって、前記第1の金属膜の電極指延長部非被覆部が、前記電極指延長部と前記第2の金属膜の内側端縁との間に位置している。この場合には、電極指延長部と第2の金属膜の内側端縁との間に電極指延長部被覆部が設けられており、該電極指延長部非被覆部により確実に弾性波の励振部外への漏洩を抑制することができ、他方第1の金属膜を構成する金属として導電性の低い金属を適宜用いることができ、配線抵抗を低めることができる。 In still another specific aspect of the acoustic wave resonator according to the present invention, when the metal film of the first and second bus bars is a first metal film, the first metal film is laminated on the upper surface of the first metal film. A second metal film formed, and an inner edge of the second metal film is located outside an outer edge of the electrode finger extension portion, whereby the first metal film The electrode finger extension non-covering portion is located between the electrode finger extension and the inner edge of the second metal film. In this case, the electrode finger extension covering portion is provided between the electrode finger extension and the inner edge of the second metal film, and the elastic wave is reliably excited by the electrode finger extension non-covering portion. Leakage to the outside can be suppressed, and on the other hand, a metal having low conductivity can be appropriately used as the metal constituting the first metal film, and the wiring resistance can be lowered.
本発明に係る弾性波共振子のさらに別の特定の局面では、前記第1の金属膜の平均導電率をσ2、前記第2の金属膜の平均導電率をσ3及び膜厚H3としたときσ2×H2<σ3×H3である。この場合には、バスバー及び配線の抵抗を低減できる。それにより弾性波共振子の電気的特性の改善ができる。 In still another specific aspect of the acoustic wave resonator according to the present invention, when the average conductivity of the first metal film is σ2, and the average conductivity of the second metal film is σ3 and the film thickness H3, σ2 × H2 <σ3 × H3. In this case, the resistance of the bus bar and the wiring can be reduced. Thereby, the electrical characteristics of the acoustic wave resonator can be improved.
本発明に係るラダー型フィルタは、本発明に従って構成された弾性波共振子を直列腕共振子または並列腕共振子と備える。従って、上記弾性波共振子からなる直列腕共振子または並列腕共振子を有するため、フィルタ特性を改善することが可能となる。 The ladder filter according to the present invention includes an elastic wave resonator configured according to the present invention, as a series arm resonator or a parallel arm resonator. Accordingly, since the series arm resonator or the parallel arm resonator including the elastic wave resonator is provided, the filter characteristics can be improved.
本発明に係る弾性波共振子では、第1,第2のバスバーが、上記第1,第2の電極指延長部と、第1または第2の電極指延長部を被覆していない電極指延長部非被覆部を有する金属膜とを備え、ρ1×H1がρ2×H2よりも大きくされているため、弾性波を確実に電極指延長部非被覆部の内側に閉じ込めることができ、弾性波共振子の電気的特性の改善を図ることが可能となる。 In the acoustic wave resonator according to the present invention, the first and second bus bars do not cover the first and second electrode finger extension portions and the first or second electrode finger extension portions. Since ρ1 × H1 is larger than ρ2 × H2, the elastic wave can be surely confined inside the electrode finger extension non-covered portion, and elastic wave resonance is achieved. The electrical characteristics of the child can be improved.
よって、本発明に係る弾性波共振子を用いて、例えばラダー型フィルタなどのフィルタ装置を構成した場合、フィルタ特性を改善することが可能となる。 Therefore, when a filter device such as a ladder filter is configured using the acoustic wave resonator according to the present invention, the filter characteristics can be improved.
以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。 Hereinafter, the present invention will be clarified by describing specific embodiments of the present invention with reference to the drawings.
図1(a)は、本発明の一実施形態に係る弾性波共振子を直列腕共振子及び並列腕共振子として備えるラダー型フィルタ装置の模式的平面図であり、(b)は該弾性波共振子の要部を示す正面断面図である。図2は上記ラダー型フィルタを備えるデュプレクサの回路図である。 FIG. 1A is a schematic plan view of a ladder type filter device provided with an acoustic wave resonator according to an embodiment of the present invention as a series arm resonator and a parallel arm resonator, and FIG. It is front sectional drawing which shows the principal part of a resonator. FIG. 2 is a circuit diagram of a duplexer including the ladder type filter.
図1(a)に示すラダー型フィルタ装置1は、圧電基板2上に図示の電極構造を形成することにより構成されている。
A ladder
上記ラダー型フィルタ装置1は、図2に示すデュプレクサ3における送信側帯域フィルタとして用いられる。
The
なお、本実施形態では、送信帯域が880MHz〜915MHzであり、受信帯域が925MHz〜960MHzであるバンド8タイプの携帯電話機のデュプレクサの送信側帯域フィルタとして、上記ラダー型フィルタ装置1を用いられている。
In this embodiment, the
図2に示すように、デュプレクサ3は、携帯電話機のアンテナに接続されるアンテナ端子4を有する。アンテナ端子4に、送信側帯域フィルタとして、ラダー型フィルタ装置1の一端が接続されている。ラダー型フィルタ装置1の他方端が送信端子5である。
As shown in FIG. 2, the
他方、デュプレクサ3では、アンテナ端子4に、受信側帯域フィルタ6が接続されている。受信側帯域フィルタ6は、平衡−不平衡変換機能を有する帯域フィルタであり、第1,第2の平衡端子8,9を有する。受信側帯域フィルタ6は、アンテナ端子4側の接続点11に、弾性波共振子12,13を介して、それぞれ、第1,第2の弾性波フィルタ部14,15が接続されている。第1,第2の弾性波フィルタ部14,15は、それぞれ、平衡−不平衡変換機能を有する3IDT型の弾性波フィルタである。この第1,第2の弾性波フィルタ部14,15の後段に、3IDT型の第3,第4の弾性波フィルタ16,17がそれぞれ縦続接続されている。
On the other hand, in the
他方、送信側フィルタを構成しているラダー型フィルタ装置1は、アンテナ端子4と送信端子5との間に延びる直列腕を有し、該直列腕において、複数の直列腕共振子S1〜S8が互いに直列に接続されている。直列腕共振子S2と直列腕共振子S3との間の接続点とグラウンド電位とを結ぶ第1の並列腕に、第1の並列腕共振子P1が設けられている。また、直列腕共振子S4と直列腕共振子S5との間の接続点とグラウンド電位とを結ぶ第2の並列腕に第2の並列腕共振子P2が設けられている。直列腕共振子S6と直列腕共振子S7との接続点との間の接続点とグラウンド電位とを結ぶ並列腕に第3の並列腕共振子P3が設けられている。直列腕共振子S3,S4に並列にキャパシタンスCが接続されている。また、各並列腕において、並列腕共振子P1〜P3にそれぞれ、直列にインダクタンスL1〜L3が接続されている。また、インダクタンスL1,L2のグラウンド側端部が共通接続され、インダクタンスL4を介してグラウンド電位に接続されている。
On the other hand, the
図1(a)においては、上記直列腕共振子S1〜S8及び並列腕共振子P1〜P3と、キャパシタンスCを構成している櫛歯電極18とが図示されている。なお、インダクタンスL1〜L4は、配線パターンにより形成されるインダクタンス部である。
In FIG. 1A, the series arm resonators S1 to S8 and the parallel arm resonators P1 to P3, and the
本実施形態の特徴は、上記直列腕共振子S1〜S8及び並列腕共振子P1〜P3のIDT電極のバスバーの構造が改良されていることにある。これを、直列腕共振子S1を代表して、図1(b)及び図3〜図5を参照して説明する。 The feature of this embodiment is that the structure of the bus bar of the IDT electrode of the series arm resonators S1 to S8 and the parallel arm resonators P1 to P3 is improved. This will be described with reference to FIG. 1B and FIGS. 3 to 5 on behalf of the series arm resonator S1.
図5は、直列腕共振子S1を示す平面図である。この直列腕共振子S1では、対向し合う第1,第2のバスバー21,22が設けられている。第1のバスバー21から第2のバスバー22に向かって複数本の第1の電極指23が、ただし第2のバスバー22に至らないように形成されている。第2のバスバー22から第1のバスバー21側に向かって、ただし第1のバスバー21には至らないように複数本の第2の電極指24が延ばされている。複数本の第1の電極指23と、複数本の第2の電極指24とは互いに間挿し合っている。
FIG. 5 is a plan view showing the series arm resonator S1. The series arm resonator S1 includes first and second bus bars 21 and 22 that face each other. A plurality of
なお、特に必須ではないが、第1の電極指23の先端には、ギャップを隔てて、第2のバスバー22から第1のバスバー21側に向かって延びる第1のダミー電極指25が形成されている。同様に、第2の電極指24の先端に対してギャップを隔てて第1のバスバー21から第2のバスバー22側に向かって延びる第2のダミー電極指26が形成されている。
Although not particularly essential, a first
ところで、上記第1,第2の電極指23,24及び第1,第2のダミー電極指25,26並びにバスバー21,22は、いずれも金属材料からなるが、本実施形態では以下のようにして形成される。まず、圧電基板2上に全面にSiO2などの絶縁性材料からなる絶縁膜を第1,第2の電極指23,24と同じ厚みに形成する。しかる後、フォトリソグラフィ法によりパターニングし、第1,第2の電極指23,24及び第1,第2のダミー電極指25,26及び後述する電極指延長部及びダミー電極指延長部が設けられる部分が開口部となるように絶縁膜をパターニングする。しかる後、誘電体膜の全面に金属材料を蒸着またはスパッタリング等により付与し、絶縁膜上の不要金属膜をレジストと共に除去する。
The first and
このようにして、図3に示すように、絶縁膜27と同じ膜厚の第1,第2の電極指23,24及び第1,第2のダミー電極指25,26を形成する。ここでは、第1,第2の電極指23,24の基端側には、電極指延長部23a,24aが連ねられている。第1,第2のダミー電極指25,26の基端側にも第1,第2のダミー電極指延長部25a,26aが連ねられている。
In this way, as shown in FIG. 3, the first and
しかる後、図4に示すように、第1の金属膜28,29を形成する。第1の金属膜28,29は、その内側端縁28a,29aが第1,第2のバスバー21,22の内側端縁を形成している。
Thereafter, as shown in FIG. 4,
なお、「内側」とは、弾性波伝搬方向と直交する方向すなわち第1,第2の電極指23,24が延びる方向において、第1,第2の電極指23,24が交叉している励振部に向かう側をいうものとし、「外側」とは、励振部に対し、弾性波伝搬方向と直交する方向において遠ざかる方向をいうものとする。
The “inner side” means excitation in which the first and
次に、第1の金属膜28,29上に、第2の金属膜30,31を形成することにより、図5に示す電極構造が形成される。第2の金属膜30,31の内側端縁30a,31aは、第1の金属膜28,29の内側端縁28a,29aよりも外側に位置している。
Next, by forming
ところで、第1の電極指延長部23a及び第2のダミー電極指延長部26aは、上記金属膜28で被覆されている部分である。言い換えれば、金属膜28の内側端縁28aよりも励振部側すなわち内側部分が第1の電極指23及び第2のダミー電極指26であり、金属膜28で覆われている部分が第1の電極指延長部23a及び第2のダミー電極指延長部26aである。
By the way, the first
バスバーとは、同電位に接続される複数本の電極指を短絡している部分である。この定義に従うと、バスバー21においては、金属膜28により複数本の第1の電極指23が電気的に接続されているため、金属膜28の内側端縁28aがバスバー21の内側端縁に相当することとなる。従って、第1の電極指23と金属膜28の下方に位置している第1の電極指延長部23aとをこのように区別し、電極指延長部23aは電極指23に含まれない部分とする。
The bus bar is a portion where a plurality of electrode fingers connected to the same potential are short-circuited. According to this definition, in the
同様に、第2のバスバー22側においても、金属膜29の内側端縁29aが、第2の電極指24と、第2の電極指延長部とを区画する境界であり、第1のダミー電極指25と、第1のダミー電極指延長部25aとを区画する境界である。
Similarly, also on the
図1(b)は、第1のバスバー21及び第1の電極指23が形成されている部分を部分的に拡大して示す。ここでは、圧電基板2上において、第1の電極指23及び第1の電極指延長部23aが連ねられている。この第1の電極指延長部23a上に、上記金属膜28が第1の電極指延長部23aを被覆するように形成されている。この金属膜28は、第1の電極指延長部23a上からさらに外側に延ばされている。そして、第2の金属膜30が、第1の金属膜28上に形成されている。第1の金属膜28は、第1の電極指延長部23aを被覆している電極指延長部被覆部28bと、第1の電極指延長部23aを被覆していない第1の電極指延長部非被覆部28cとを有する。すなわち、第2の金属膜30の内側端縁30aと、第1の電極指延長部23aとの間に、第1の電極指延長部非被覆部28cが設けられている。
FIG. 1B shows a partially enlarged portion where the
なお、必須ではないが、本実施形態では、上記第1の電極指延長部23aが存在している部分以外では、金属膜28の下方に絶縁膜32が形成されている。そのため、第2の金属膜30が形成される面及び金属膜28の上面が平坦化されている。従って、第2の金属膜30を容易にかつ高精度に形成することが可能とされている。
Although not essential, in this embodiment, the insulating
なお、上記IDT電極の弾性波伝搬方向両側には、反射器33,34が設けられており、それによって、本実施形態では、1ポート型の弾性波共振子が形成されている。
In addition,
なお、直列腕共振子S1につき電極構造を説明したが、他の直列腕共振子S2〜S8及び並列腕共振子P1〜P3も同様の構造を有する。 In addition, although the electrode structure was demonstrated about series arm resonator S1, other series arm resonators S2-S8 and parallel arm resonators P1-P3 also have the same structure.
本実施形態では、直列腕共振子S1のIDT電極は交叉幅重み付が施されている。すなわち、IDT電極では、複数本の第1の電極指23の先端を結ぶ第1の包絡線Aと、複数本の第2の電極指24の先端を結ぶ第2の包絡線が、菱形を形成するように交叉幅重み付が施されている。言い換えれば、交叉幅重み付けが最大の部分から、弾性波伝搬方向端部に向かうにつれて交叉幅が順次小さくなるようにIDT電極に交叉幅重み付が施されている。そして、バスバー21,22の内側端縁、すなわち第1の金属膜28,29の内側端縁28a,29aは、上記包絡線Bまたは包絡線Aに沿うような形状とされている。従って、内側端縁28a,29aは、弾性波伝搬方向端部に向かうにつれて内側に傾斜している傾斜部C,Dをそれぞれ有する。言い換えれば、内側端縁28a,29aは、包絡線Bまたは包絡線Aとほぼ一定の距離を有するように傾斜している傾斜部C,Dを有する。このような構造では、励振部の幅が弾性波伝搬方向において変化しているため、励振された弾性波がバスバー21または22に達する部分が存在する。例えば、最大交叉幅部分において弾性波伝搬方向と直交する方向両端付近で励振された弾性波は、弾性波伝搬方向に進行すると、バスバー21またはバスバー22にて到達することとなる。従って、励振部で励振された弾性波がバスバー側に漏洩しやすいという問題がある。
In the present embodiment, the IDT electrode of the series arm resonator S1 is subjected to cross width weighting. That is, in the IDT electrode, the first envelope A connecting the tips of the plurality of
本実施形態の特徴は、上記電極指延長部23a,24aの平均密度をρ1、膜厚をH1とし、第1の金属膜28,29の平均密度をρ2、膜厚H2としたときに、ρ1×H1がρ2×H2よりも大きいことにある。このような構成では、励振される弾性波の音速は、第1の電極指延長部23aが設けられている領域に比べて、金属膜28のみが存在する上記電極指延長部非被覆部28cにおいて相対的に速くなる。そのため、IDT電極で励振された弾性波は、上記バスバー21の電極指延長部非被覆部28cの内側端縁よりも内側に閉じ込められ、外側への弾性波の漏洩を確実に抑制することができる。それによって、直列腕共振子S1では、共振特性が改善される。
The feature of this embodiment is that when the average density of the electrode
他の直列腕共振子S2〜S8及び並列腕共振子P1〜P3も同様の構造を有するため、本実施形態のラダー型フィルタ装置1では、フィルタ特性の改善を図ることができる。これを、図6〜図8を参照してより具体的に説明する。
Since the other series arm resonators S2 to S8 and the parallel arm resonators P1 to P3 have the same structure, the ladder-
また、上記のような交叉幅重み付が施されているため、所望とする共振特性を容易に得ることができる。言い換えれば重み付の対応を工夫することにより、弾性波共振子の周波数特性を広い範囲にわたり調整することが可能とされている。 Further, since the cross width weighting as described above is applied, a desired resonance characteristic can be easily obtained. In other words, it is possible to adjust the frequency characteristics of the acoustic wave resonator over a wide range by devising the correspondence of weighting.
図6及び図7は、本発明の一実施形態に係る上記直列腕共振子S1としての弾性波共振子のインピーダンス特性及び比較のために用意した比較例の弾性波共振子のインピーダンス特性及びリターンロス特性をそれぞれ示す図である。実線が実施形態の結果を示し、破線が比較例の結果を示す。使用した圧電基板2はカット角126°のLiNbO3基板である。上記実施形態では、IDTの電極指の対数は88対とし、中央における交叉幅が80μmであり、両端に行くにつれて交叉幅が小さくなり、両端における交叉幅は8μmとした。また、IDT電極における電極指ピッチで定まる波長λは4μmとし、IDT電極のデューティは0.5とした。さらに、第1,第2の電極指23,24の先端と第1,第2のダミー電極指25,26との間のギャップの寸法は0.4μmとした。また、IDT電極中央においては、ダミー電極としての長さは0、すなわち、ダミー電極は配置しなかった。
6 and 7 show impedance characteristics and return loss of an acoustic wave resonator of a comparative example prepared for comparison and impedance characteristics of the acoustic wave resonator as the series arm resonator S1 according to an embodiment of the present invention. It is a figure which shows a characteristic, respectively. A solid line shows the result of the embodiment, and a broken line shows the result of the comparative example. The used
IDT電極両端における第1,第2のダミー電極指の長さは、ダミー電極指の本数が17本のときに7.4μmとした。 The lengths of the first and second dummy electrode fingers at both ends of the IDT electrode were set to 7.4 μm when the number of dummy electrode fingers was 17.
また、第1,第2の反射器における電極指の本数は、ダミー電極指の本数と同一とした。反射器33,34における電極指の開口長は、IDT電極の端部における開口長(=交叉幅+2×ダミー電極指の長さ)と同一とした。
The number of electrode fingers in the first and second reflectors is the same as the number of dummy electrode fingers. The opening length of the electrode fingers in the
反射器の電極指のピッチで定まる波長λはIDT電極の波長λと同一とし、電極指のデューティは0.5とした。 The wavelength λ determined by the pitch of the electrode fingers of the reflector is the same as the wavelength λ of the IDT electrode, and the duty of the electrode fingers is 0.5.
また、電極指間に配置される絶縁膜としては、200nmの厚みのSiO2膜を形成した。 Further, as the insulating film disposed between the electrode fingers, a 200 nm thick SiO 2 film was formed.
上記第1,第2の電極指23,24及び第1,第2のダミー電極指25,26並びに電極指延長部及びダミー電極指延長部は、上層から順にTi/Al/Ti/Pt/NiCrをこの順序で積層してなり、これらの厚みが10/80/10/80/10(単位はnm)である積層膜を用いた。また、第1の金属膜28,29については、上層からTi/Al/Tiを10/100/10(単位はnm)の厚みとなるように積層した積層金属膜により形成した。第2の金属膜30,31については、上層からAl/Tiを2000/200(単位はnm)となるように積層した積層金属膜を用いた。
The first and
第1,第2の電極指延長部非被覆部28c,29cの表面波伝搬方向と直交する方向の長さは1λ、すなわち、4μmとした。
The length of the first and second electrode finger extension uncovered
さらに、図1(b)に示したように、保護膜として1000nmのSiO2膜及び50nmの厚みのSiN膜を順次成膜した。 Further, as shown in FIG. 1B, a 1000 nm SiO 2 film and a 50 nm thick SiN film were sequentially formed as a protective film.
比較例の弾性波共振子では、図1(b)に示した電極指延長部非被覆部を設けず、第1の電極指延長部及び第2の電極指延長部上に第1の金属膜28及び第1の金属膜29がそれぞれ積層されている部分上に、さらに第2の金属膜30及び第2の金属膜31を形成した。言い換えれば第1,第2のバスバーにおいて、第1,第2の電極指延長部上に金属膜が積層されている部分の全領域において第2の金属膜を積層した構造を用いた。
In the elastic wave resonator of the comparative example, the first metal film is not formed on the first electrode finger extension portion and the second electrode finger extension portion without providing the electrode finger extension non-covering portion shown in FIG. A
図6から明らかなように、上記比較例の弾性波共振子に比べて、実施例によれば、山谷比が大きくなる。また、図7のリターンロス特性から明らかなように、910MHz付近及び950MHz付近において、比較例に比べて上記実施形態によれば、リターンロスを大幅に改善し得ることがわかる。 As is apparent from FIG. 6, according to the embodiment, the ratio of the valleys and valleys is larger than that of the elastic wave resonator of the comparative example. Further, as is apparent from the return loss characteristics of FIG. 7, it can be seen that the return loss can be significantly improved in the vicinity of 910 MHz and in the vicinity of 950 MHz according to the above embodiment as compared with the comparative example.
また、上記実施例の弾性波共振子を上記ラダー型フィルタ装置1の直列腕共振子S1〜S8に採用し、同様の構造を有する、ただし共振特性が異なる並列腕共振子P1〜P3を用いたラダー型フィルタ装置1の周波数特性を図8に実線で示す。比較のために、上記比較例の弾性波共振子を用いて同様にして構成されたラダー型フィルタ装置の周波数特性を図8に破線で示す。
Further, the elastic wave resonators of the above-described embodiments are employed in the series arm resonators S1 to S8 of the
図8から明らかなように、上記実施形態の弾性波共振子を用いることにより、通過帯域右肩部における挿入損失が0.09dB改善されていることがわかる。 As can be seen from FIG. 8, the insertion loss at the right shoulder of the passband is improved by 0.09 dB by using the elastic wave resonator of the above embodiment.
上記実施形態では、第1の電極指23及び第1の電極指延長部23aは、同じ金属材料により一体に形成されている。第2の電極指24及び第2の電極指延長部24aも同じ金属材料により一体に形成されている。さらに、第1,第2のダミー電極指25,26及び第1,第2のダミー電極指延長部25a,26aもそれぞれ同じ金属材料により一体に形成されている。このような電極指23,24及びダミー電極指25,26等を形成する金属材料については特に限定されず、Al、Cu、Agまたはこれらの合金などを適宜用いることができる。
In the said embodiment, the
もっとも、安価であり、弾性波の音速が高いため、AlまたはAlを主体とする合金を用いることが望ましい。また、第1,第2の電極指23,24は、複数の金属膜を積層した積層金属膜により形成されていてもよい。その場合には、好ましくは、第1,第2の電極指23,24は、Al膜と、Al膜よりも圧電基板側に積層されており、かつAlよりも密度の大きい高密度の金属からなる金属膜とを主体とすることが好ましい。それによって、弾性波の閉じ込め効果をより高めることができる。このようなAlよりも密度の大きい高密度金属としては、Cu、W、Au、Ptなどを挙げることができる。
However, since it is inexpensive and the acoustic velocity of elastic waves is high, it is desirable to use Al or an alloy mainly composed of Al. The first and
また、第1の金属膜28,29としては、第1の電極指延長部23,第2の電極指延長部24aよりも密度が小さい適宜の金属、例えばAl、AlCu合金などを用いることができる。第1の金属膜28,29についても、複数の金属膜を積層してなる積層金属膜により形成されていてもよい。いずれにしても、ρ1×H1がρ2×H2よりも大きければ、適宜の金属により、金属膜28,29を形成することができる。
Further, as the
第2の金属膜30,31についても、例えばAl、Al合金、Auなどの適宜の金属により形成することができる。第2の金属膜30,31についても、複数の金属膜を積層してなる積層金属膜により形成されていてもよい。
The
第1,第2の金属膜に、さらにTi、NiCr合金の薄い層を積層してもよい。 A thin layer of Ti or NiCr alloy may be further laminated on the first and second metal films.
上記実施形態では、ラダー型フィルタ装置の直列腕共振子は並列腕共振子に本発明の実施形態の弾性波共振子を用いたが、ラダー型フィルタ装置の直列腕共振子及び並列腕共振子の少なくとも一方の少なくとも1つに本発明の弾性波共振子を用いることにより、フィルタ特性を改善することができる。 In the above embodiment, the serial arm resonator of the ladder type filter device uses the elastic wave resonator of the embodiment of the present invention as the parallel arm resonator, but the series arm resonator and the parallel arm resonator of the ladder type filter device have the same structure. By using the elastic wave resonator of the present invention for at least one of at least one, the filter characteristics can be improved.
また、ラダー型フィルタに限らず、1以上の弾性波共振子を用いて構成されている様々な弾性波フィルタ装置に本発明の弾性波共振子を好適に用いることができる。 Further, the elastic wave resonator of the present invention can be suitably used for various elastic wave filter devices configured using one or more elastic wave resonators, not limited to the ladder type filter.
また、本発明が適用される弾性波共振子は、弾性表面波を利用した弾性表面波共振子に限らず、弾性境界波を利用した弾性境界波共振子であってもよい。 The elastic wave resonator to which the present invention is applied is not limited to a surface acoustic wave resonator using a surface acoustic wave, but may be a boundary acoustic wave resonator using a boundary acoustic wave.
1…ラダー型フィルタ装置
2…圧電基板
3…デュプレクサ
4…アンテナ端子
5…送信端子
6,7…受信側帯域フィルタ
8,9…第2の平衡端子
11…接続点
12,13…弾性波共振子
14,15…第1,第2の弾性波フィルタ部
16,17…第3,第4の弾性波フィルタ
18…櫛歯電極
21,22…第1,第2のバスバー
23,24…第1,第2の電極指
23a,24a…第1,第2の電極指延長部
25,26…第1,第2のダミー電極指
25a,26a…第1,第2のダミー電極指延長部
27…絶縁膜
28,29…第1の金属膜
28a,29a…内側端縁
28b…電極指延長部被覆部
28c…電極指延長部非被覆部
30,31…第2の金属膜
30a,31a…内側端縁
32…絶縁膜
33,34…反射器
L1〜L4…インダクタンス
P1〜P3…並列腕共振子
S1〜S8…直列腕共振子
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記圧電基板上に設けられたIDT電極とを備える弾性波共振子であって、
前記IDT電極が、第1のバスバーと、第1のバスバーと対向するように配置された第2のバスバーと、第1のバスバーから第2のバスバーに向かって、ただし第2のバスバーには至らないように延ばされた複数本の第1の電極指と、第2のバスバーから第1のバスバーに向かって、ただし第1のバスバーには至らないように延ばされており、かつ前記第1の電極指と間挿し合うように配置された複数本の第2の電極指とを有し、
前記第1,第2のバスバーが、それぞれ、複数本の第1の電極指の端部または複数本の第2の電極指の端部から外側に延ばされた複数本の第1,第2の電極指延長部と、複数本の第1,第2の電極指延長部を被覆している電極指延長部被覆部及び複数本の第1,第2の電極指延長部よりも弾性波伝搬方向と直交する方向において外側に延ばされており、前記第1,第2の電極指延長部を被覆していない電極指延長部非被覆部とを有する金属膜とを備え、該金属膜の内側端縁がバスバーの内側端縁を構成しており、
前記第1,第2の電極指延長部の平均密度をρ1、膜厚をH1とし、前記金属膜の平均密度をρ2とし、膜厚をH2としたときに、ρ1×H1がρ2×H2よりも大きいことを特徴とする、弾性波共振子。 A piezoelectric substrate;
An acoustic wave resonator comprising an IDT electrode provided on the piezoelectric substrate,
The IDT electrode is directed to the first bus bar, the second bus bar arranged so as to face the first bus bar, and from the first bus bar to the second bus bar, but not to the second bus bar. A plurality of first electrode fingers extended so as not to extend from the second bus bar toward the first bus bar, but not so as to reach the first bus bar, and A plurality of second electrode fingers arranged so as to interleave with one electrode finger;
The first and second bus bars are respectively extended to the outside from the ends of the plurality of first electrode fingers or the ends of the plurality of second electrode fingers. Electrode finger extension, electrode finger extension covering portion covering a plurality of first and second electrode finger extension portions, and elastic wave propagation from a plurality of first and second electrode finger extension portions A metal film that extends outward in a direction orthogonal to the direction and has an electrode finger extension non-covering portion that does not cover the first and second electrode finger extension portions. The inner edge constitutes the inner edge of the bus bar,
When the average density of the first and second electrode finger extensions is ρ1, the film thickness is H1, the average density of the metal film is ρ2, and the film thickness is H2, ρ1 × H1 is greater than ρ2 × H2. An elastic wave resonator characterized by being large.
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