特開 2020-182130 フィルタおよびマルチプレクサ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2020-182130(P2020-182130A)

(43)【公開日】2020年11月5日

(54)【発明の名称】フィルタおよびマルチプレクサ

(51)【国際特許分類】

   H03H 9/25 20060101AFI20201009BHJP

   H03H 9/64 20060101ALI20201009BHJP

【ＦＩ】

   H03H9/25 C

   H03H9/64 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2019-84531(P2019-84531)

(22)【出願日】2019年4月25日

(71)【出願人】

【識別番号】000204284

【氏名又は名称】太陽誘電株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100087480

【弁理士】

【氏名又は名称】片山 修平

(72)【発明者】

【氏名】柿田 直輝

(72)【発明者】

【氏名】月舘 均

【テーマコード（参考）】

5J097

【Ｆターム（参考）】

5J097AA21

5J097BB15

5J097CC05

5J097EE08

5J097EE10

5J097GG03

5J097GG04

5J097JJ08

5J097KK04

5J097KK09

5J097KK10

(57)【要約】

【課題】通過帯域の高周波端と低周波端との周波数温度係数を独立に設定すること。
【解決手段】支持基板と、前記支持基板上に直接または間接的に接合され、第１領域における平均厚さと第２領域における平均厚さとは互いに異なる絶縁層と、前記絶縁層上に直接または間接的に接合され、弾性定数の温度係数の符号が前記絶縁層の弾性定数の温度係数の符号と反対である圧電基板と、前記第１領域における前記圧電基板上に設けられ、一対の櫛型電極を有し、第１端子と第２端子との間に直列に接続された直列共振器と、前記第２領域における前記圧電基板上に設けられ、一対の櫛型電極を有し、前記第１端子と前記第２端子との間に並列に接続された並列共振器と、を備えるフィルタ。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

支持基板と、
前記支持基板上に直接または間接的に接合され、第１領域における平均厚さと第２領域における平均厚さとは互いに異なる絶縁層と、
前記絶縁層上に直接または間接的に接合され、弾性定数の温度係数の符号が前記絶縁層の弾性定数の温度係数の符号と反対である圧電基板と、
前記第１領域における前記圧電基板上に設けられ、一対の櫛型電極を有し、第１端子と第２端子との間に直列に接続された直列共振器と、
前記第２領域における前記圧電基板上に設けられ、一対の櫛型電極を有し、前記第１端子と前記第２端子との間に並列に接続された並列共振器と、
を備えるフィルタ。

【請求項2】

前記第１領域における前記絶縁層の平均厚さは、前記第２領域における前記絶縁層の平均厚さより大きい請求項１に記載のフィルタ。

【請求項3】

前記第１領域における前記圧電基板の平均厚さは、前記第２領域における前記圧電基板の平均厚さより小さい請求項２に記載のフィルタ。

【請求項4】

前記第１領域における前記圧電基板の平均厚さと前記第２領域における前記圧電基板の平均厚さは略等しい請求項２に記載のフィルタ。

【請求項5】

支持基板と、
前記支持基板上に直接または間接的に接合された絶縁層と、
前記絶縁層上に直接または間接的に接合され、第１領域における平均厚さと第２領域における平均厚さとは互いに異なり、弾性定数の温度係数の符号が前記絶縁層の弾性定数の温度係数の符号と反対である圧電基板と、
前記第１領域における前記圧電基板上に設けられ、一対の櫛型電極を有し、第１端子と第２端子との間に直列に接続された直列共振器と、
前記第２領域における前記圧電基板上に設けられ、一対の櫛型電極を有し、前記第１端子と前記第２端子との間に並列に接続された並列共振器と、
を備えるフィルタ。

【請求項6】

前記第１領域における前記圧電基板の平均厚さは、前記第２領域における前記圧電基板の平均厚さより小さい請求項５に記載のフィルタ。

【請求項7】

支持基板と、
前記支持基板上に直接または間接的に接合され、第１領域における弾性定数の温度係数と第２領域における弾性定数の温度係数とは互いに異なる絶縁層と、
前記絶縁層上に直接または間接的に接合され、弾性定数の温度係数の符号が前記絶縁層の弾性定数の温度係数の符号と反対である圧電基板と、
前記第１領域における前記圧電基板上に設けられ、一対の櫛型電極を有し、第１端子と第２端子との間に直列に接続された直列共振器と、
前記第２領域における前記圧電基板上に設けられ、一対の櫛型電極を有し、前記第１端子と前記第２端子との間に並列に接続された並列共振器と、
を備えるフィルタ。

【請求項8】

前記第１領域における前記絶縁層の弾性定数の温度係数は前記第２領域における前記絶縁層の弾性定数の温度係数と同じ符号でありかつ絶対値が大きい請求項７に記載のフィルタ。

【請求項9】

前記第１領域および前記第２領域における前記圧電基板の厚さは、前記一対の櫛型電極の電極指の平均ピッチの２倍以下であり、前記第１領域および前記第２領域における前記絶縁層の厚さは、前記一対の櫛型電極の電極指の平均ピッチの２倍以下である請求項１から８のいずれか一項に記載のフィルタ。

【請求項10】

請求項１から９のいずれか一項に記載のフィルタを含むマルチプレクサ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はフィルタおよびマルチプレクサに関し、例えば櫛型電極を有するフィルタおよびマルチプレクサに関する。

【背景技術】

【0002】

スマートフォン等の通信機器に用いられる弾性波共振器として、弾性表面波共振器が知られている。弾性表面波共振器を形成する圧電基板を支持基板に接合することが知られている。支持基板と圧電基板との間に酸化シリコン膜を設けることが知られている（例えば特許文献１）。弾性表面波共振器において共振周波数と反共振周波数とで周波数温度係数が異なることが知られている（例えば特許文献２）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１５−７３３３１号公報

【特許文献2】特開２０１７−１５２８６８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ラダー型フィルタにおいて、フィルタを所望の特性とすること求められる。例えば、通過帯域の高周波端と低周波端との周波数温度係数を独立に設定することが求められている。

【0005】

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、通過帯域の高周波端と低周波端との周波数温度係数を独立に設定することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、支持基板と、前記支持基板上に直接または間接的に接合され、第１領域における平均厚さと第２領域における平均厚さとは互いに異なる絶縁層と、前記絶縁層上に直接または間接的に接合され、弾性定数の温度係数の符号が前記絶縁層の弾性定数の温度係数の符号と反対である圧電基板と、前記第１領域における前記圧電基板上に設けられ、一対の櫛型電極を有し、第１端子と第２端子との間に直列に接続された直列共振器と、前記第２領域における前記圧電基板上に設けられ、一対の櫛型電極を有し、前記第１端子と前記第２端子との間に並列に接続された並列共振器と、を備えるフィルタである。

【0007】

上記構成において、前記第１領域における前記絶縁層の平均厚さは、前記第２領域における前記絶縁層の平均厚さより大きい構成とすることができる。

【0008】

上記構成において、前記第１領域における前記圧電基板の平均厚さは、前記第２領域における前記圧電基板の平均厚さより小さい構成とすることができる。

【0009】

上記構成において、前記第１領域における前記圧電基板の平均厚さと前記第２領域における前記圧電基板の平均厚さは略等しい構成とすることができる。

【0010】

本発明は、支持基板と、前記支持基板上に直接または間接的に接合された絶縁層と、前記絶縁層上に直接または間接的に接合され、第１領域における平均厚さと第２領域における平均厚さとは互いに異なり、弾性定数の温度係数の符号が前記絶縁層の弾性定数の温度係数の符号と反対である圧電基板と、前記第１領域における前記圧電基板上に設けられ、一対の櫛型電極を有し、第１端子と第２端子との間に直列に接続された直列共振器と、前記第２領域における前記圧電基板上に設けられ、一対の櫛型電極を有し、前記第１端子と前記第２端子との間に並列に接続された並列共振器と、を備えるフィルタである。

【0011】

上記構成において、前記第１領域における前記圧電基板の平均厚さは、前記第２領域における前記圧電基板の平均厚さより小さい構成とすることができる。

【0012】

本発明は、支持基板と、前記支持基板上に直接または間接的に接合され、第１領域における弾性定数の温度係数と第２領域における弾性定数の温度係数とは互いに異なる絶縁層と、前記絶縁層上に直接または間接的に接合され、弾性定数の温度係数の符号が前記絶縁層の弾性定数の温度係数の符号と反対である圧電基板と、前記第１領域における前記圧電基板上に設けられ、一対の櫛型電極を有し、第１端子と第２端子との間に直列に接続された直列共振器と、前記第２領域における前記圧電基板上に設けられ、一対の櫛型電極を有し、前記第１端子と前記第２端子との間に並列に接続された並列共振器と、を備えるフィルタである。

【0013】

上記構成において、前記第１領域における前記絶縁層の弾性定数の温度係数は前記第２領域における前記絶縁層の弾性定数の温度係数と同じ符号でありかつ絶対値が大きい構成とすることができる。

【0014】

上記構成において、前記第１領域および前記第２領域における前記圧電基板の厚さは、前記一対の櫛型電極の電極指の平均ピッチの２倍以下であり、前記第１領域および前記第２領域における前記絶縁層の厚さは、前記一対の櫛型電極の電極指の平均ピッチの２倍以下である構成とすることができる。

【0015】

本発明は、上記フィルタを含むマルチプレクサである。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、通過帯域の高周波端と低周波端との周波数温度係数を独立に設定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】図１（ａ）は実施例１に係るラダー型フィルタの回路図、図１（ｂ）は、ラダー型フィルタの通過特性を示す模式図である。

【図2】図２（ａ）は、実施例１における弾性波共振器の平面図、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ断面図である

【図3】図３（ａ）および図３（ｂ）は、それぞれ実験およびシミュレーションに用いた弾性波共振器の断面図である。

【図4】図４（ａ）および図４（ｂ）は、共振周波数および反共振周波数のＴＣＦの実験およびシミュレーション結果を示す図である。

【図5】図５は、実施例１に係るフィルタの平面図である。

【図6】図６は、実施例１に係るフィルタの断面図である。

【図7】図７（ａ）および図７（ｂ）は、それぞれ実施例１の変形例１および２に係るフィルタの断面図である。

【図8】図８（ａ）および図８（ｂ）は、それぞれ実施例１の変形例３および４に係るフィルタの断面図である。

【図9】図９は、実施例２に係るデュプレクサの回路図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、図面を参照し本発明の実施例について説明する。

【実施例1】

【0019】

図１（ａ）は実施例１に係るラダー型フィルタの回路図、図１（ｂ）は、ラダー型フィルタの通過特性を示す模式図である。図１（ａ）に示すように、ラダー型フィルタは、直列共振器Ｓ１からＳ４および並列共振器Ｐ１からＰ３を備えている。直列共振器Ｓ１からＳ４は、入力端子Ｔｉｎ（第１端子）と出力端子Ｔｏｕｔ（第２端子）との間に直列に接続されている。並列共振器Ｐ１からＰ３は入力端子Ｔｉｎと出力端子Ｔｏｕｔとの間に並列に接続されている。並列共振器Ｐ１からＰ３の一端はグランド端子Ｔｇに接続されている。直列共振器および並列共振器の個数は適宜設定できる。

【0020】

図１（ｂ）に示すように、ラダー型フィルタは、通過帯域４８および阻止帯域４９を有するバンドパスフィルタとして機能する。直列共振器Ｓ１からＳ４の共振周波数ｆｒｓは通過帯域４８の中央部に位置し、反共振周波数ｆａｓは通過帯域４８より高周波数側の阻止帯域４９に位置する。並列共振器Ｐ１からＰ３の反共振周波数ｆａｐは通過帯域４８の中央部に位置し、共振周波数ｆｒｐは通過帯域４８より低周波数側の阻止帯域４９に位置する。通過帯域４８の高周波端は直列共振器Ｓ１からＳ４の反共振周波数ｆａｓにより定まり、通過帯域４８の低周波端は並列共振器Ｐ１からＰ３の共振周波数ｆｒｐにより定まる。

【0021】

通過帯域４８の温度変化を小さくするためには、直列共振器Ｓ１からＳ４の反共振周波数ｆａｓの周波数温度係数を小さくしかつ並列共振器Ｐ１からＰ３の共振周波数ｆｒｐの周波数温度係数を小さくすることが求められる。また、通過帯域の幅を変えないためには、直列共振器Ｓ１からＳ４の反共振周波数ｆａｓの周波数温度係数と、並列共振器Ｐ１からＰ３の共振周波数ｆｒｐの周波数温度係数と、を略等しくすることが求められる。

【0022】

図２（ａ）は、実施例１における弾性波共振器の平面図、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ断面図である。電極指の配列方向をＸ方向、電極指の延伸方向をＹ方向、支持基板および圧電基板の積層方向をＺ方向とする。Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向は、圧電基板の結晶方位のＸ軸方向およびＹ軸方向とは必ずしも対応しない。圧電基板が回転ＹカットＸ伝搬基板の場合、Ｘ方向は結晶方位のＸ軸方向となる。

【0023】

図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、支持基板１０上に絶縁層１１が接合されている。絶縁層１１上に圧電基板１２が接合されている。絶縁層１１は支持基板１０上に直接接合されていてもよいし、接合層等を介し間接的に接合されていてもよい。圧電基板１２は絶縁層１１上に直接接合されていてもよいし、接合層等を介し間接的に接合されていてもよい。圧電基板１２上に弾性波共振器２０が設けられている。弾性波共振器２０はＩＤＴ（Inter Digital Transducer）２２および反射器２４を有する。反射器２４はＩＤＴ２２のＸ方向の両側に設けられている。ＩＤＴ２２および反射器２４は、圧電基板１２上の金属膜１４により形成される。

【0024】

ＩＤＴ２２は、対向する一対の櫛型電極１８を備える。櫛型電極１８は、複数の電極指１５と、複数の電極指１５が接続されたバスバー１６と、を備える。一対の櫛型電極１８の電極指１５が交差する領域が交差領域２５である。交差領域２５の長さが開口長である。一対の櫛型電極１８は、交差領域２５の少なくとも一部において電極指１５がほぼ互い違いとなるように、対向して設けられている。交差領域２５において複数の電極指１５が励振する弾性波は、主にＸ方向に伝搬する。一対の櫛型電極１８のうち一方の櫛型電極の電極指１５のピッチがほぼ弾性波の波長λとなる。弾性波の波長λはほぼ電極指１５の２本分のピッチとなる。反射器２４は、ＩＤＴ２２の電極指１５が励振した弾性波（弾性表面波）を反射する。これにより弾性波はＩＤＴ２２の交差領域２５内に閉じ込められる。

【0025】

圧電基板１２は、単結晶タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ_３）基板、単結晶ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ_３）基板または単結晶水晶基板であり、例えば回転ＹカットＸ伝搬タンタル酸リチウム基板または回転ＹカットＸ伝搬ニオブ酸リチウム基板である。絶縁層１１は、例えば酸化シリコン（ＳｉＯ_２）を主成分とするアモルファスおよび／または多結晶層である。絶縁層１１は、酸化シリコンを主成分とし、弗素等の不純物を含んでいてもよい。絶縁層１１の弾性定数の温度係数の符号は圧電基板１２の弾性定数の温度係数の符号の反対である。これにより、弾性波共振器の周波数温度係数を小さくできる。

【0026】

支持基板１０は、圧電基板１２のＸ方向の線膨張係数より小さな線膨張係数を有する。これにより、弾性波共振器の周波数温度係数を小さくできる。支持基板１０は、例えばサファイア基板、アルミナ基板、シリコン基板または炭化シリコン基板である。サファイア基板はｒ面、ｃ面またはａ面を上面とする単結晶酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）基板である。アルミナ基板は多結晶酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）基板である。シリコン基板は単結晶または多結晶シリコン（Ｓｉ）基板である。炭化シリコン基板は単結晶または多結晶炭化シリコン（ＳｉＣ）基板である。

【0027】

金属膜１４は、例えばアルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）またはモリブデン（Ｍｏ）を主成分とする膜であり、例えばアルミニウム膜、銅膜またはモリブデン膜である。電極指１５と圧電基板１２との間にＴｉ（チタン）膜またはＣｒ（クロム）膜等の密着膜が設けられていてもよい。密着膜は電極指１５より薄い。電極指１５を覆うように絶縁膜が設けられていてもよい。絶縁膜は保護膜または温度補償層として機能する。

【0028】

支持基板１０の厚さは例えば５０μｍから５００μｍである。絶縁層１１の厚さＴ１は、例えば０．１μｍから１０μｍであり、例えば弾性波の波長λ以下である。圧電基板１２の厚さＴ２は例えば０．５μｍから２０μｍであり、例えば弾性波の波長λ以下である。弾性波の波長λは例えば１μｍから６μｍである。２本の電極指１５を１対としたときの対数は例えば２０対から３００対である。ＩＤＴ２２のデュティ比は、電極指１５の太さ／電極指１５のピッチであり、例えば３０％から８０％である。ＩＤＴ２２の開口長は例えば１０λから５０λである。

【0029】

支持基板１０として圧電基板１２より線膨張係数の小さい材料を用いると、温度変化により電極指１５のピッチの変化が小さくなり周波数温度係数の変化が小さくなる。さらに、圧電基板１２と絶縁層１１の弾性定数の温度係数の正負の符号を反対とする。これにより、周波数温度係数がさらに小さくなる。

【0030】

［実験およびシミュレーション］
圧電基板１２および絶縁層１１の厚さＴ１およびＴ２を変え、共振周波数ｆｒおよび反共振周波数の周波数温度係数（ＴＣＦ：Temperature Coefficient of Frequency）を測定およびシミュレーションした。図３（ａ）および図３（ｂ）は、それぞれ実験およびシミュレーションに用いた弾性波共振器の断面図である。

【0031】

図３（ａ）に示すように、実験では、絶縁層１１と圧電基板１２との間に接合層１３が設けられている。弾性波共振器２０の作製方法について説明する。支持基板１０上に絶縁層１１をＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法を用い成膜する。絶縁層１１上に接合層１３を成膜する。接合層１３と圧電基板１２とを表面活性化法を用い接合する。絶縁層１１として酸化シリコン膜を用いると圧電基板との接合強度が弱いため、接合層１３を設けている。ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）法を用い圧電基板１２の上面を所望の厚さとする。圧電基板１２上にＩＤＴ２２および反射器２４を金属膜１４を用い形成する。

【0032】

弾性波共振器２０の作製条件は以下である。
支持基板１０：サファイア基板
絶縁層１１：厚さがＴ１の酸化シリコン層
接合層１３：厚さが１０ｎｍの酸化アルミニウム層
圧電基板１２：厚さがＴ２の４２°ＹカットＸ伝搬タンタル酸リチウム基板
金属膜１４：厚さが５００ｎｍのアルミニウム膜
電極指１５のピッチ×２：５μｍ（弾性波の波長λ）
電極指１５の対数（本数×２）：１００対
デュティ比：５０％
開口長：１００μｍ（２０λ）

【0033】

図３（ｂ）に示すように、シミュレーションでは、支持基板１０は減衰材４６上に設けられている。支持基板１０上に絶縁層１１が設けられ、絶縁層１１上に圧電基板１２が設けられている。圧電基板１２上に電極指１５が設けられている。圧電基板１２上には電極指１５を覆うように空気層４４が設けられている。電極指１５のピッチはλ／２である。Ｘ方向の幅をλとし、Ｘ方向の境界条件を周期境界条件とした。Ｙ方向の幅をλ／３２とし、Ｙ方向の境界条件を周期境界条件とした。その他のシミュレーション条件は実験と同じである。

【0034】

図４（ａ）および図４（ｂ）は、共振周波数および反共振周波数のＴＣＦの実験およびシミュレーション結果を示す図である。横軸は圧電基板１２の厚さＴ２／λであり縦軸はＴＣＦである。圧電基板１２の厚さＴ２を０．２λ、０．４λおよび０．６λとし、絶縁層１１の厚さＴ１を０．２λ、０．４λおよび０．６λとした。ドットは測定点およびシミュレーション点であり、曲線は近似曲線である。Ｔ１＝０．２λ、０．４λおよび０．６λの測定点からＴ１＝０．１λの推定線を実線で図示している。

【0035】

図４（ａ）および図４（ｂ）を比較すると、反共振周波数ｆａのＴＣＦは共振周波数ｆｒのＴＣＦよりマイナス側に位置する。圧電基板１２の厚さＴ２が小さくなると、ＴＣＦはプラスの方向に変化する。Ｔ２が０．６λと０．４λの間のＴＣＦの差より、Ｔ２が０．４λと０．２λとの間のＴＣＦの差が大きい。絶縁層１１の厚さＴ１が大きくなるとＴＣＦはプラスの方向に変化する。

【0036】

タンタル酸リチウムと酸化シリコンとでは弾性定数の温度係数の正負の符号が反対である。電極指１５が励振した弾性表面波のエネルギーは主に圧電基板１２と絶縁層１１内に存在する。圧電基板１２を薄くすると、絶縁層１１内に含まれる弾性表面波のエネルギーが大きくなりＴＣＦがプラスの方向に変化する。絶縁層１１を厚くすると、絶縁層１１内に含まれる弾性表面波のエネルギーが大きくなりＴＣＦがプラスの方向に変化する。このように、圧電基板１２の厚さＴ１と絶縁層１１の厚さＴ２を適宜設定することで、ラダー型フィルタの通過帯域の高周波端のＴＣＦと低周波端のＴＣＦを独立に設定できる。

【0037】

例えば、シミュレーション結果を例に、直列共振器では、Ｔ１＝０．６λおよびＴ２＝０．４λとすると、直列共振器の反共振周波数ｆａｓのＴＣＦは約−５ｐｐｍ／Ｋである。並列共振器では、Ｔ１＝０．２λおよびＴ２＝０．４λとすると、並列共振器の共振周波数ｆｒｐのＴＣＦは約−５ｐｐｍ／Ｋである。このように、直列共振器と並列共振器とで圧電基板１２の厚さＴ２を略等しくし、直列共振器の絶縁層１１の厚さＴ１を並列共振器の絶縁層１１の厚さＴ１より大きくすると、直列共振器の反共振周波数ｆａｓのＴＣＦと並列共振器の共振周波数ｆｒｐのＴＣＦを略等しくかつ０に近づけることができる。

【0038】

別の例では、直列共振器では、Ｔ１＝０．４λおよびＴ２＝０．２λとすると、直列共振器の反共振周波数ｆａｓのＴＣＦは約−１０ｐｐｍ／Ｋである。並列共振器では、Ｔ１＝０．４λおよびＴ２＝０．６λとすると、並列共振器の共振周波数ｆｒｐのＴＣＦは約−１０ｐｐｍ／Ｋである。直列共振器と並列共振器とで絶縁層１１の厚さＴ１を略等しくし、直列共振器の圧電基板１２の厚さＴ２を並列共振器の圧電基板１２の厚さＴ２より小さくすると、直列共振器の反共振周波数ｆａｓのＴＣＦと並列共振器の共振周波数ｆｒｐのＴＣＦを略等しくかつ０に近づけることができる。

【0039】

図５は、実施例１に係るフィルタの平面図である。図５に示すように、圧電基板１２上に弾性波共振器２０および配線２６が設けられている。弾性波共振器２０は直列共振器Ｓ１からＳ４および並列共振器Ｐ１からＰ３を含む。配線２６はパッドＰｉｎ、ＰｏｕｔおよびＰｇを含む。パッドＰｉｎ、ＰｏｕｔおよびＰｇはそれぞれ入力端子Ｔｉｎ、出力端子Ｔｏｕｔおよびグランド端子Ｔｇに電気的に接続されている。直列共振器Ｓ１からＳ４は、配線２６を介しパッドＰｉｎとＰｏｕｔとの間に直列に接続され、並列共振器Ｐ１からＰ３は、配線２６を介しパッドＰｉｎとＰｏｕｔとの間に並列に接続されている。並列共振器Ｐ１からＰ３は領域５０に設けられ、直列共振器Ｓ１からＳ４は、領域５２に設けられている。

【0040】

図６は、実施例１に係るフィルタの断面図である。図６に示すように、領域５０および５２における圧電基板１２の平均厚さはそれぞれＴ２ｐおよびＴ２ｓである。領域５０と５２との間の支持基板１０の上面に段差が設けられている。領域５０における絶縁層１１の平均厚さＴ１ｐは領域５２における絶縁層１１の平均厚さＴ１ｓより小さい。圧電基板１２の平均厚さＴ２ｐとＴ２ｓは略等しい。領域５０と５２と間の圧電基板１２の上面には段差はなく略平面である。

【0041】

実施例１によれば、直列共振器Ｓ１からＳ４が設けられた領域５２（第１領域）における絶縁層１１の平均厚さＴ１ｓと並列共振器Ｐ１からＰ３が設けられた領域５０（第２領域）における絶縁層１１の平均厚さＴ１ｐが異なる。これにより、通過帯域の高周波端と低周波端の周波数温度係数を独立に設定できる。

【0042】

領域５２における絶縁層の平均厚さＴ１ｓは、領域５０における絶縁層１１の平均厚さＴ１ｐより大きい。これにより、通過帯域の高周波端と低周波端の周波数温度係数を近づけることができる。Ｔ１ｓはＴ１ｐの１．１倍以上が好ましく、１．５倍以上がより好ましい。Ｔ１ｓはＴ１ｐの３倍以下が好ましい。

【0043】

領域５２における圧電基板１２の平均厚さＴ２ｓと領域５０における圧電基板１２の平均厚さＴ２ｐは製造誤差を許容する程度に略等しい。これにより、通過帯域の高周波端と低周波端の周波数温度係数を近づけることができる。

【0044】

［実施例１の変形例１］
図７（ａ）は、実施例１の変形例１に係るフィルタの断面図である。図７（ａ）に示すように、支持基板１０絶縁層１１との界面に凸部５４および凹部５６が設けられている。領域５０および５２おける凹部５６における絶縁層１１の厚さＴ４ｐおよびＴ４ｓは略等しい。領域５０および５２における凸部５４の高さＴ５ｐおよびＴ５ｓは互いに異なる。Ｔ５ｐはＴ５ｓより大きい。これにより、領域５０における絶縁層１１の平均厚さＴ１ｐは領域５２における絶縁層１１の平均厚さＴ１ｓより小さくなる。その他の構成は実施例１と同じであり説明を省略する。

【0045】

実施例１の変形例１のように、凸部５４の高さを異ならせることで絶縁層１１の平均厚さＴ１ｐとＴ１ｓとを異ならせてもよい。なお、絶縁層１１の平均厚さＴ１ｐおよびＴ１ｓは、絶縁層１１の平面視における単位面積当たりの体積により算出できる。

【0046】

［実施例１の変形例２］
図７（ｂ）は、実施例１の変形例２に係るフィルタの断面図である。図７（ｂ）に示すように、支持基板１０の上面および圧電基板１２の上面の領域５０と５２との間には段差はなく略平面である。領域５０と５２との間における絶縁層１１の上面に段差が設けられている。Ｔ２ｐはＴ２ｓより大きく、Ｔ１ｐはＴ１ｓより小さい。その他の構成は実施例１と同じであり説明を省略する。

【0047】

実施例１の変形例２のように、領域５２における圧電基板１２の平均厚さＴ２ｓと領域５０における圧電基板１２の平均厚さＴ２ｐとは互いに異なる。こにより、通過帯域の高周波端と低周波端の周波数温度係数を独立に設定できる。

【0048】

また、領域５２における絶縁層１１の平均厚さＴ１ｓは、領域５０における絶縁層１１の平均厚さＴ１ｐより大きく、かつ領域５２における圧電基板１２の平均厚さＴ２ｓは、領域５０における圧電基板１２の平均厚さＴ２ｐより小さい。これにより、通過帯域の高周波端と低周波端の周波数温度係数をより近づけることができる。Ｔ２ｐはＴ２ｓの１．１倍以上が好ましく、１．５倍以上がより好ましい。Ｔ２ｐはＴ２ｓの３倍以下が好ましい。

【0049】

［実施例１の変形例３］
図８（ａ）は、実施例１の変形例３に係るフィルタの断面図である。図８（ａ）に示すように、圧電基板１２の上面の領域５０と５２との間には段差はなく略平面である。領域５０と５２との間における支持基板１０の上面および絶縁層１１の上面に段差が設けられている。Ｔ２ｐはＴ２ｓより大きく、Ｔ１ｐはＴ１ｓと略等しい。その他の構成は実施例１と同じであり説明を省略する。

【0050】

実施例１の変形例３のように、領域５２における絶縁層１１の平均厚さＴ１ｓは、領域５０における絶縁層１１の平均厚さＴ１ｐと製造誤差程度に略等しく、かつ領域５２における圧電基板１２の平均厚さＴ２ｓは、領域５０における圧電基板１２の平均厚さＴ２ｐより小さい。これにより、通過帯域の高周波端と低周波端の周波数温度係数をより近づけることができる。

【0051】

［実施例１の変形例４］
図８（ｂ）は、実施例１の変形例４に係るフィルタの断面図である。図８（ｂ）に示すように、領域５０の支持基板１０と圧電基板１２との間に絶縁層１１ｐが設けられ、領域５２の支持基板１０と圧電基板１２との間に絶縁層１１ｓが設けられている。Ｔ２ｐはＴ２ｓと略等しく、Ｔ１ｐはＴ１ｓと略等しい。絶縁層１１ｐの弾性定数の温度係数と絶縁層１１ｓの弾性定数の温度係数とは異なる。例えば絶縁層１１ｓの弗素濃度は絶縁層１１ｐの弗素濃度より高い。例えば、絶縁層１１ｐには意図的に弗素を添加しておらず、絶縁層１１ｓに５原子％程度の弗素を添加する。その他の構成は実施例１と同じであり説明を省略する。

【0052】

酸化シリコン内の弗素濃度が高くなると弾性定数の温度係数の変化量が大きくなる。よって、領域５２の絶縁層１１ｓの弗素濃度を領域５０の絶縁層１１ｐの弗素濃度より高くする。これにより、通過帯域の高周波端と低周波端の周波数温度係数をより近づけることができる。

【0053】

実施例１の変形例４によれば、領域５２における絶縁層１１ｓの弾性定数の温度係数と領域５０における絶縁層１１ｐの弾性定数の温度係数とは互いに異なる。これにより、通過帯域の高周波端と低周波端の周波数温度係数を独立に設定できる。

【0054】

領域５２における絶縁層１１ｓの弾性定数の温度係数は領域５０における絶縁層１１ｐの弾性定数の温度係数と同じ符号でありかつ絶対値が大きい。これにより、通過帯域の高周波端と低周波端の周波数温度係数をより近づけることができる。

【0055】

実施例１およびその変形例１から３において、領域５０と５２とで絶縁層１１の弾性定数の温度係数を異ならせてもよい。領域５２における絶縁層１１の弾性定数の温度係数は領域５０における絶縁層１１の弾性定数の温度係数と同じ符号でありかつ絶対値が大きいことが好ましい。

【0056】

実施例１およびその変形例において、弾性表面波のエネルギーは圧電基板１２の表面と表面から２λ程度の深さとの間に主に存在する。そこで、領域５０および５２における圧電基板の平均厚さＴ２ｐおよびＴ２ｓを、電極指１５の平均ピッチの２倍以下とし、領域５０および５２における絶縁層１１の平均厚さＴ１ｐおよびＴ１ｓを、電極指１５の平均ピッチの２倍以下とする。これにより、弾性表面波のエネルギーが圧電基板１２および絶縁層１１の両方に分布する。よって、圧電基板１２および絶縁層１１の厚さを設定することでＴＣＦを設定できる。Ｔ２ｐ、Ｔ２ｓ、Ｔ１ｐおよびＴ１ｓは、電極指１５の平均ピッチの１．５倍以下が好ましく、１．２倍以下がより好ましい。Ｔ２ｐ、Ｔ２ｓ、Ｔ１ｐおよびＴ１ｓは、電極指１５の平均ピッチの０．２倍以上が好ましい。

【0057】

ＩＤＴ２２がＳＨ（Shear Horizontal）を励振するとき、バルク波が生成されやすい。圧電基板１２が３６°以上かつ４８°以下回転Ｙカットタンタル酸リチウム基板のとき、ＳＨ波が励振される。このとき、圧電基板１２の厚さが弾性波の波長λ以下のとき、すなわち電極指１５のピッチの平均値に２倍以下のとき、損失が抑制される。また、支持基板１０の上面から圧電基板１２の上面までの距離が電極指１５のピッチの平均値に４倍以下のとき、損失が抑制される。

【0058】

弾性波が支持基板１０に漏れないように、支持基板１０の音響インピーダンスは圧電基板１２の音響インピーダンスより高い（すなわち支持基板１０の音速は圧電基板１２の音速より速い）ことが好ましい。また、絶縁層１１内に弾性波が伝搬するため絶縁層１１の音響インピーダンスは圧電基板１２および支持基板１０の音響インピーダンスより低い（すなわち絶縁層１１の音速は圧電基板１２および支持基板１０の音速より遅い）ことは好ましい。図３（ａ）の接合層１３としては、酸化アルミニウム、窒化アルミニウムまたは窒化シリコンを用いることができる。接合層１３の厚さは１ｎｍ以上かつ１０ｎｍ以下である。

【実施例2】

【0059】

図９は、実施例２に係るデュプレクサの回路図である。図９に示すように、共通端子Ａｎｔと送信端子Ｔｘとの間に送信フィルタ４０が接続されている。共通端子Ａｎｔと受信端子Ｒｘとの間に受信フィルタ４２が接続されている。送信フィルタ４０は、送信端子Ｔｘから入力された高周波信号のうち送信帯域の信号を送信信号として共通端子Ａｎｔに通過させ、他の周波数の信号を抑圧する。受信フィルタ４２は、共通端子Ａｎｔから入力された高周波信号のうち受信帯域の信号を受信信号として受信端子Ｒｘに通過させ、他の周波数の信号を抑圧する。送信フィルタ４０および受信フィルタ４２の少なくとも一方を実施例１およびその変形例のフィルタとすることができる。

【0060】

マルチプレクサとしてデュプレクサを例に説明したがトリプレクサまたはクワッドプレクサでもよい。

【0061】

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

【符号の説明】

【0062】

１０ 支持基板
１１、１１ｐ、１１ｓ 絶縁層
１２ 圧電基板
１３ 接合層
１５ 電極指
１８ 櫛型電極
２０ 弾性波共振器
２２ ＩＤＴ
５０、５２ 領域

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】