特許 6179594 弾性波装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6179594

(24)【登録日】2017年7月28日

(45)【発行日】2017年8月16日

(54)【発明の名称】弾性波装置

(51)【国際特許分類】

   H03H 9/145 20060101AFI20170807BHJP

【ＦＩ】

   H03H9/145 Z

   H03H9/145 C

【請求項の数】11

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2015-519875(P2015-519875)

(86)(22)【出願日】2014年5月27日

(86)【国際出願番号】JP2014063994

(87)【国際公開番号】WO2014192756

(87)【国際公開日】20141204

【審査請求日】2015年10月13日

(31)【優先権主張番号】特願2013-112839(P2013-112839)

(32)【優先日】2013年5月29日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000006231

【氏名又は名称】株式会社村田製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110001232

【氏名又は名称】特許業務法人 宮▲崎▼・目次特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】三村 昌和

(72)【発明者】

【氏名】玉崎 大輔

(72)【発明者】

【氏名】大門 克也

(72)【発明者】

【氏名】荒木 正人

【審査官】 角張 亜希子

(56)【参考文献】

【文献】 特表２０１３−５１８４５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５３−１１６７５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−３５６８０９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０３Ｈ３／０８−３／１０

９／１４５

９／２５

９／４２−９／４４

９／６４

９／６８

９／７２

９／７６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

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、
前記ＩＤＴ電極が、第１のバスバーと、前記第１のバスバーと隔てられて配置された第２のバスバーと、前記第１のバスバーに基端が電気的に接続されており、先端が前記第２のバスバーに向かって延ばされている複数本の第１の電極指と、前記第２のバスバーに基端が接続されており、先端が前記第１のバスバーに向かって延ばされている複数本の第２の電極指とを有し、
前記第１及び第２の電極指の延びる方向と直交する方向を幅方向としたときに、前記第１及び第２の電極指の少なくとも一方において、前記第１及び第２の電極指の長さ方向中央に比べて幅方向寸法が大きくされている太幅部が、前記第１の電極指と前記第２の電極指とが弾性波伝搬方向において対向している部分において、中央領域よりも前記基端側および前記先端側のうちの少なくとも一方の側に設けられており、
前記第１及び第２のバスバーの少なくとも一方が前記第１または第２のバスバーの長さ方向に沿って分離配置された複数の開口部を有し、
前記第１及び第２のバスバーが、前記開口部よりも前記第１又は第２の電極指側に位置しており、かつ前記第１及び第２のバスバーの長さ方向に延びる内側バスバー部と、前記開口部が設けられている中央バスバー部と、前記内側バスバー部と、前記中央バスバー部を挟んで反対側に位置している外側バスバー部とを有し、
前記内側バスバー部は、前記中央領域の音速よりも低音速である領域を構成している、弾性波装置。

【請求項2】

前記太幅部が設けられた領域の音速と、前記第１の電極指の先端と前記第２のバスバーとの間の領域及び前記第２の電極指の先端と前記第１のバスバーとの間の領域の音速と、前記内側バスバー部が設けられた領域の音速との平均値は、前記中央領域の音速よりも低音速である、請求項１に記載の弾性波装置。

【請求項3】

前記太幅部は、前記中央領域の音速よりも低音速である領域を構成している、請求項１または２に記載の弾性波装置。

【請求項4】

前記内側バスバー部が、弾性波伝搬方向に延びる帯状の形状を有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の弾性波装置。

【請求項5】

前記第１の電極指及び第２の電極指の双方に前記太幅部が設けられており、
前記内側バスバー部は、前記太幅部の音速よりも低音速である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の弾性波装置。

【請求項6】

前記太幅部が、前記第１及び第２の電極指の少なくとも一方においてそれぞれ複数設けられている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の弾性波装置。

【請求項7】

前記ＩＤＴ電極が交叉幅重み付けが施されていない正規型のＩＤＴ電極である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の弾性波装置。

【請求項8】

前記第１及び第２の電極指の先端と、前記第１及び第２の電極指の先端と対向している前記第２，第１のバスバーとの間の距離が、弾性表面波の波長をλとしたときに、０．５λ以下とされている、請求項１〜７のいずれか１項に記載の弾性波装置。

【請求項9】

前記第１の電極指が、電極指の延びる方向において隔てられた複数の前記太幅部を有し、前記第２の電極指が、電極指の延びる方向において隔てられた複数の前記太幅部を有し、前記第１の電極指の複数の太幅部と、前記第２の電極指の複数の太幅部とが、前記第１の電極指と第２の電極指とが対向している部分において、電極指の延びる方向において交互に配置されている、請求項１〜８のいずれか１項に記載の弾性波装置。

【請求項10】

前記第２の電極指において、電極指の延びる方向において隣り合っている太幅部間に、前記第１の電極指に設けられている一つの前記太幅部が位置しており、前記第１の電極指の延びる方向において隣り合っている太幅部間に、前記第２の電極指の一つの太幅部が位置している、請求項９に記載の弾性波装置。

【請求項11】

前記第１の電極指の複数の前記太幅部と、前記第２の電極指の複数の前記太幅部とが、
該第１の電極指と該第２の電極指とが弾性波伝搬方向において隣り合っている部分において互いに間挿し合うように配置されている、請求項９に記載の弾性波装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、弾性表面波装置や弾性境界波装置などの弾性波装置に関し、より詳細には、電極指の一部に太幅部が設けられている弾性波装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、共振子や帯域フィルタとして弾性波装置が広く用いられている。下記の特許文献１や特許文献２には、弾性表面波装置において、ピストンモードを形成することにより横モードのスプリアスを抑制する構造が開示されている。例えば下記の特許文献１の図９や特許文献２の図４には、ＩＤＴ電極の電極指に太幅部分が設けられている。この太幅部分を設けることにより低音速領域が形成されている。

【0003】

他方、特許文献１の図１２や特許文献２の図８（ｃ）及び図９では、ＩＤＴ電極の一部に膜が積層されている。より具体的には、ＩＤＴ電極の電極指の延びる方向において、中央領域よりも外側の領域において膜が積層されている。それによって低音速領域が構成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１１−１０１３５０号公報

【特許文献2】ＷＯ２０１１／０８８９０４

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、電極指に太幅部を設ける構造では、太幅部の幅を大きくするにも限界があった。すなわち、幅が大きくなりすぎると、隣り合う電極指に太幅部が接触してしまうおそれがある。このため、低音速領域の音速を十分に低くすることができなかった。従って、横モードを確実に抑制することが困難であった。また、追加の膜を積層する方法では、工程が煩雑であり、かつコストが高くつくことになる。

【0006】

本発明の目的は、製造工程の複雑化及びコストの上昇を招くことなく、横モードリップルを抑制し得る、弾性波装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明に係る弾性波装置は、圧電基板と、圧電基板上に設けられたＩＤＴ電極とを備える。本発明では、ＩＤＴ電極は、第１のバスバーと、第１のバスバーと隔てられて配置された第２のバスバーと、第１のバスバーに基端が電気的に接続されており、先端が前記第２のバスバーに向かって延ばされている複数本の第１の電極指と、前記第２のバスバーに基端が接続されており、先端が前記第１のバスバーに向かって延ばされている複数本の第２の電極指とを有する。

【0008】

本発明では、前記第１及び第２の電極指の延びる方向と直交する方向を幅方向としたときに、第１及び第２の電極指の少なくとも一方において、第１及び第２の電極指の長さ方向中央に比べて幅方向寸法が大きくされている太幅部が、中央領域よりも前記基端側及び前記先端側の内の少なくとも一方の側に設けられている。また、前記第１及び第２のバスバーの少なくとも一方が、前記第１または第２のバスバーの長さ方向に沿って分離配置された複数の開口部を有する。第１及び第２のバスバーは、前記開口部よりも第１又は第２の電極指側に位置しており、かつ第１及び第２のバスバーの長さ方向に延びる内側バスバー部と、前記開口部が設けられている中央バスバー部と、前記内側バスバー部と、中央バスバー部を挟んで反対側に位置している外側バスバー部とを有する。

【0009】

本発明に係る弾性波装置では、好ましくは、上記内側バスバー部は、弾性波伝播方向に延びる帯状の形状を有する。

【0010】

本発明に係る弾性波装置では、好ましくは、前記第１の電極指及び第２の電極指の双方に前記太幅部が設けられている。

【0011】

本発明に係る弾性波装置では、好ましくは、前記太幅部が、前記第１及び第２の電極指の少なくとも一方においてそれぞれ複数設けられている。

【0012】

本発明に係る弾性波装置の他の特定の局面では、前記ＩＤＴ電極が交叉幅重み付けが施されていない正規型のＩＤＴ電極である。

【0013】

本発明に係る弾性波装置では、好ましくは、前記第１及び第２の電極指の先端と、第１及び第２の電極指の先端と対向している第２，第１のバスバーとの間の距離が、弾性表面波の波長をλとしたときに、０．５λ以下とされている。

【0014】

本発明のさらに他の特定の局面よれば、前記第１の電極指が、電極指の延びる方向において隔てられた複数の前記太幅部を有し、前記第２の電極指が、電極指の延びる方向において隔てられた複数の前記太幅部を有し、前記第１の電極指の複数の太幅部と、前記第２の電極指の複数の太幅部とが、前記第１の電極指と第２の電極指とが対向している部分において、電極指の延びる方向において交互に配置されている。

【0015】

本発明のさらに他の特定の局面よれば、前記第２の電極指において、電極指の延びる方向において隣り合っている太幅部間に、前記第１の電極指に設けられている一つの前記太幅部が位置しており、前記第１の電極指の延びる方向において隣り合っている太幅部間に、前記第２の電極指の一つの太幅部が位置している。

【0016】

本発明のさらに他の特定の局面よれば、前記第１の電極指の複数の太幅部と、前記第２の電極指の複数の太幅部とが、該第１の電極指と該第２の電極指とが弾性波伝搬方向において隣り合っている部分において互いに間挿し合うように配置されている。

【発明の効果】

【0017】

本発明に係る弾性波装置によれば、太幅部及び内側バスバー部により低音速領域の音速が低められ、前記中央バスバー部に複数の開口部が設けられているため、高音速領域が形成される。従って、ピストンモードを形成することができ、横モードリップルを効果的に抑圧することができる。しかも、追加の膜を積層する必要が必ずしもないため、製造工程の複雑化及びコストの上昇も招き難い。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】図１（ａ）及び図１（ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係る弾性波装置の略図的正面断面図及びその要部を示す部分切欠拡大平面図である。

【図2】図２は、本発明の一実施形態に係る弾性波装置のインピーダンス周波数特性を示す図である。

【図3】図３は、比較のために用意した弾性波装置の要部を示す部分切欠平面図である。

【図4】図４は、図３に示した比較例のインピーダンス周波数特性を示す図である。

【図5】図５は、中央領域と太幅部の寸法差Ｘと、中央領域と太幅部の音速差ΔＶ’との関係を示す図である。

【図6】図６は、ピストンモードが形成されているときの、中央領域と低音速領域の音速差ΔＶと、低音速領域の長さ方向の寸法Ｙとの関係を示す図である。

【図7】図７は、本発明の第２の実施形態に係る弾性波装置の要部を示す部分切欠平面図である。

【図8】図８は、本発明の第３の実施形態に係る弾性波装置の要部を示す部分切欠平面図である。

【図9】図９は、本発明の第４の実施形態に係る弾性波装置の要部を示す部分切欠平面図である。

【図10】図１０は、本発明の第５の実施形態に係る弾性波装置の要部を示す部分切欠平面図である。

【図11】図１１は、本発明の第６の実施形態に係る弾性波装置の要部を示す部分切欠平面図である。

【図12】図１２は、本発明の第７の実施形態に係る弾性波装置の要部を示す部分切欠平面図である。

【図13】図１３は、本発明の第８の実施形態に係る弾性波装置の要部を示す部分切欠平面図である。

【図14】図１４は、本発明の第９の実施形態に係る弾性波装置の要部を示す部分切欠平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

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。

【0020】

図１（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係る弾性波装置の略図的正面断面図及びその要部を示す部分切欠拡大平面図である。

【0021】

弾性波装置１は、本実施形態では、１ポート型弾性表面波共振子である。図１（ａ）に示すように、弾性波装置１は、圧電基板２を有する。本実施形態では、圧電基板２は、１２８度Ｙ−ＸのＬｉＮｂＯ_３基板からなる。もっとも、圧電基板２は、逆速度面が凸であり、例えばＬｉＮｂＯ_３やＬｉＴａＯ_３などのように電気機械結合係数が比較的大きければ、他の圧電単結晶、あるいは圧電セラミックスにより形成されてもよい。圧電基板２上には、ＩＤＴ電極３が形成されている。ＩＤＴ電極３の弾性表面波伝播方向両側に、反射器４，５が形成されている。ＩＤＴ電極３の詳細を、図１（ｂ）を参照して後ほど詳述する。

【0022】

本実施形態では、ＩＤＴ電極３及び反射器４，５は、Ｐｔ膜と、Ｐｔ膜上に積層されたＡｌ膜とを有する積層金属膜からなる。本実施形態では、Ｐｔ膜の厚みを３６ｎｍ、Ａｌ膜の厚みを１５０ｎｍとした。もっとも、ＩＤＴ電極及び反射器を構成する金属材料は特に限定されない。また、積層金属膜ではなく、単一の金属膜を用いてもよい。電極の厚みについても特に限定されるものではない。

【0023】

図１（ａ）で図示は省略しているが、本実施形態では、上記ＩＤＴ電極３及び反射器４，５が設けられている領域の上面に、厚み５７０μｍのＳｉＯ_２膜が形成されている。ＳｉＯ_２膜の表面には、ＩＤＴ電極および反射器の電極形状に対応した凹凸が形成されている。

【0024】

ＩＤＴ電極３は、交叉幅重み付けが施されていない正規型のＩＤＴ電極であり、電極指周期は１．９２１μｍである。もっとも、ＩＤＴ電極３の電極指周期は特に限定されない。また、電極指の対数は１３３対、交叉部は１５λ（λはＩＤＴ電極で励振される弾性波の波長）である。反射器４，５は両端を短絡してなるグレーティング反射器である。反射器４，５における電極指の本数は２０本である。

【0025】

本実施形態の弾性波装置１の特徴は、ＩＤＴ電極３において、ピストンモードを形成することにより横モードリップルを抑圧する構造が備えられていることにある。これを、図１（ｂ）を参照して説明する。

【0026】

ＩＤＴ電極３は、第１のバスバー１１と、第１のバスバー１１と隔てられて配置された第２のバスバー１２とを有する。第１のバスバー１１と第２のバスバー１２とは、弾性表面波伝播方向に平行に延びている。

【0027】

また、第１のバスバー１１に、複数本の第１の電極指１３の基端が接続されている。複数本の電極指１３の先端は、第１のバスバー１１から第２のバスバー１２側に向かって延ばされている。すなわち、弾性表面波伝播方向と直交する方向に、複数本の第１の電極指１３が延ばされている。

【0028】

他方、複数本の第２の電極指１４の基端が、第２のバスバー１２に接続されている。複数本の第２の電極指１４の先端は、第２のバスバー１２から第１のバスバー１１側に向かって延ばされている。すなわち、複数本の第２の電極指１４も、弾性表面波伝播方向と直交する方向に延びている。

【0029】

複数本の第１の電極指１３と複数本の第２の電極指１４とは、間挿し合っている。第１の電極指１３には、太幅部１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄが設けられている。第２の電極指１４にも、太幅部１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄが設けられている。太幅部１３ａ〜１３ｄ，１４ａ〜１４ｄを代表して太幅部１３ａの形状を説明する。太幅部１３ａは、第１の電極指１３の残り部分よりもその幅方向寸法すなわち弾性表面波伝播方向に沿う寸法が長くされている。本実施形態では、太幅部１３ａは、電極指１３の側縁から弾性表面波伝播方向に突出する等脚台形の形状とされている。もっとも、太幅部の形状はこれに限定されず、半円状の突出部などの様々な形状の突出部を電極指１３の側縁から弾性表面波伝播方向に突出させてもよい。

【0030】

太幅部１３ａ，１３ｂは、第１の電極指１３において、第１の電極指１３の基端側に寄せられて設けられている。言い換えれば、太幅部１３ａ，１３ｂは、第１のバスバー１１側に寄せられて形成されている。他方、太幅部１３ｃ，１３ｄは、第１の電極指１３の先端側に、すなわち第２のバスバー１２側に寄せられて設けられている。

【0031】

他方、第２の電極指１４においては、先端側に太幅部１４ａ，１４ｂが設けられている。太幅部１４ａ，１４ｂと、太幅部１３ａ，１３ｂとは、第１のバスバー１１に近い領域で弾性表面波伝播方向と直交する方向において、すなわち電極指の延びる方向において交互に配置されている。従って、太幅部１３ａが、太幅部１４ａと太幅部１４ｂとの間に入り込んでおり、逆に、太幅部１４ｂが、太幅部１３ａと太幅部１３ｂとの間に入り込むように設けられている。もっとも、図１（ｂ）では、太幅部１３ａの電極指１４側の端縁は、太幅部１４ａ及び太幅部１４ｂの電極指１３側の端縁と、電極指方向において重なる位置に設けられている。この太幅部１３ａの電極指１４側の端縁は、太幅部１４ａ，１４ｂの電極指１３側の端縁よりも電極指１４側に入り込んでいてもよい。同様に、太幅部１４ａの電極指１３の端縁も、太幅部１３ａ，１３ｂの電極指１４側の端縁と電極指方向において重なっているが、太幅部１３ａ，１３ｂの電極指１４側の端縁よりも電極指１３側に入り込んでいてもよい。

【0032】

本発明においては、好ましくは、このように、第１の電極指１３の電極指方向に複数配置された太幅部１３ａ，１３ｂと、第２の電極指１４において、電極指方向において複数配置された太幅部１４ａ，１４ｂとが、電極指方向において交互に配置されている構造が望ましい。すなわち、第１の電極指１３及び第２の電極指１４がそれぞれ複数の太幅部を有し、第１の電極指１３の一つの太幅部が、第２の電極指の電極指方向において隣り合う太幅部間に位置するように、第２の電極指１４の一つの太幅部１４ｂが、第１の電極指１３において電極指方向において隣り合う太幅部１３ａ，１３ｂ間に位置するように設けることが望ましい。それによって、電極指に一つの太幅部を設けた構造に比べ、共振周波数と反共振周波数との間の周波数域における損失を低減することができる。これは、低音速部内に音速の異なる複数の領域が存在することにより、ＩＤＴ電極の交差幅方向中央領域において励振された弾性波が、音速が異なる部分の各境界で反射されて、交差幅の外側にしみだす割合が低くなるためと考えられる。従って、第１の電極指１３と第２の電極指１４とが弾性波伝搬方向において対向している部分において、複数の太幅部１３ａ，１３ｂと、複数の太幅部１４ａ，１４ｂとが互いに間挿し合うように配置されていることが望ましい。

【0033】

同様に、太幅部１３ｃ，１３ｄと、太幅部１４ｃ，１４ｄとは、第２のバスバー１２に近い側において、上記電極指の延びる方向において交互に配置されている。

【0034】

上記太幅部１３ａ，１３ｂと太幅部１４ａ，１４ｂとが設けられている領域において、図１に示す領域Ｖ２が形成される。図１（ｂ）の右側のＶ１〜Ｖ６は、ＩＤＴ電極３の中央から弾性表面波伝播方向と直交する方向において外側に向かって配置されている領域を示す。領域Ｖ１〜Ｖ６を伝播する弾性波の速度（以下、音速とする）Ｖ_１〜Ｖ_６を図１（ｂ）に模式的に示す。以下、本明細書では、領域Ｖｎ（ｎは自然数）の音速をＶ_ｎとする。ここで、領域Ｖ１は、上記太幅部１３ｂと、太幅部１３ｃとの間に位置されているＩＤＴ中央領域である。

【0035】

上記太幅部１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂが設けられている領域Ｖ２は、ＩＤＴ中央の領域Ｖ１よりも音速が低い。

【0036】

他方、本実施形態では、電極指１３の基端において、電極指幅方向に突出している突出部１３ｅが設けられている。従って、突出部１３ｅが設けられている領域Ｖ３においては、音速が、後述する高音速部の領域Ｖ５よりも低められている。もっとも、領域Ｖ３では、第２の電極指１４が存在しないため、音速Ｖ_３は領域Ｖ２の音速Ｖ_２よりも高音速である。

【0037】

上記のように太幅部１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂを設けることにより、より低音速の領域Ｖ２を設ける構成は、特許文献１や特許文献２においても記載されていた。なお、第２のバスバー１２側においても、同様に、太幅部１３ｃ，１３ｄ，１４ｃ，１４ｄが設けられている領域が領域Ｖ２となる。

【0038】

本実施形態では、第１のバスバー１１が、内側バスバー部１１Ａ、中央バスバー部１１Ｂ及び外側バスバー部１１Ｃを有する。ここで、内側及び外側とは、ＩＤＴ電極３におけるＩＤＴ電極の電極指の延びる方向において、第１，第２の電極指１３，１４が存在している側を内側、反対側を外側としている。

【0039】

内側バスバー部１１Ａは、上記複数本の第１の電極指１３の基端が接続されている部分である。内側バスバー部１１Ａは、本実施形態では、弾性表面波伝播方向に延びる細長い帯状の形状を有している。ここはメタライズされている部分であるため、この内側バスバー部１１Ａは、低音速である領域Ｖ４を構成している。

【0040】

他方、中央バスバー部１１Ｂには、弾性表面波伝播方向に沿って複数の開口部１５が分散配置されている。本実施形態では、開口部１５は、電極指の延びる方向に延びる連結部１６，１６間に位置している。連結部１６は、本実施形態では、第１の電極指１３と同じ幅を有し、かつ第１の電極指１３の延長上に位置している。もっとも、連結部１６の寸法及び設ける位置はこれに限定されるものではない。また、開口部１５は、本実施形態では矩形の形状を有しているが、矩形の形状に限定されるものでもない。

【0041】

中央バスバー部１１Ｂでは、弾性表面波伝播方向に沿って、連結部１６と開口部１５とが交互に配置されている。従って、メタライズされていない部分が多いため、中央バスバー部１１Ｂは、高音速の領域Ｖ５を構成する。外側バスバー部１１Ｃは、開口部を有しない。従って、外側バスバー部１１Ｃはメタライズされた領域であり、この領域Ｖ６は、低音速の領域となる。

【0042】

第２のバスバー１２側においても、同様に、内側バスバー部１２Ａ、中央バスバー部１２Ｂ及び外側バスバー部１２Ｃが形成されている。同一部分については同一の参照番号を付することによりその説明を省略する。

【0043】

弾性波装置１では、ＩＤＴ電極３が上記のように構成されているため、中央領域Ｖ１の外側に低音速領域が設けられ、低音速領域である領域Ｖ２〜Ｖ４の外側に高音速の領域Ｖ５が存在している。従って、ピストンモードを形成することが可能となり、横モードリップルを効果的に抑圧することができる。さらに、弾性波を効果的に閉じ込めることができる。これを、図２〜図６を参照して詳述する。

【0044】

図２は、本実施形態の弾性波装置のインピーダンス周波数特性を示す図である。また図４は、比較例の弾性波装置のインピーダンス周波数特性を示す図である。この比較例の弾性波装置のＩＤＴ電極の要部を、図３を参照して説明する。図３に示すように、本比較例では、第１のバスバー１０１１が、太い帯状のメタライズ領域のみを有するように構成されている。すなわち、本比較例では、上記実施形態とは異なり、複数の開口部１５を有する中央バスバー部１１Ｂは設けられていない。従って、第１のバスバー１０１１が設けられている部分はＶ１４で示す低音速の領域となる。

【0045】

また、比較例では、図１（ｂ）で示した突出部１３ｅは設けられていない。さらに、比較例では、突出部１３ａ〜１３ｄに代えて、太幅部１３ｘが設けられている。電極指１４側においても、同様に太幅部１４ｘが設けられている。太幅部１３ｘ，１４ｘが、音速Ｖ１２の低音速領域を構成している。その他の構成は、本比較例においては、上記実施形態と同様である。比較例の弾性波装置におけるＩＤＴ電極の電極指の延びる方向における各領域Ｖ１１〜Ｖ１４の音速Ｖ_１１〜Ｖ_１４を図３の右側に模式的に示す。

【0046】

図２と図４とを対比すれば明らかなように、図４では、共振周波数と反共振周波数との間及び反共振周波数よりも高域側に、大きなリップルが現れている。このリップルは横モードリップルである。

【0047】

上記実施形態では、各領域Ｖ１〜Ｖ６の音速Ｖ_１〜Ｖ_６が、図１（ｂ）に示すとおりとなっている。すなわち、太幅部１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂに加えて、内側バスバー部１１Ａが設けられていることによって、低音速領域である領域Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４の音速の平均値が効果的に低められている。

【0048】

従って、低音速領域と中央領域との間の音速の差ΔＶが非常に大きくなっている。よって、横モードリップルを効果的に抑圧することが可能となると考えられる。すなわち、ΔＶが大きいほど、ピストンモードがより確実に発生し、横モードリップルを効果的に抑圧し得ることが可能とされている。

【0049】

さらに、バスバー１１においては、開口部１５が設けられていることにより、中央バスバー部１１Ｂが設けられている高音速領域である領域Ｖ５の音速Ｖ_５が効果的に高められている。これにより、弾性波がバスバーの方向へ漏洩することを抑制することができ、デバイスのロスを低減することができる。
図５は、上記太幅部１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂにおける弾性表面波伝播方向に沿う寸法Ｘと、中央領域の音速Ｖ_１と太幅部の音速Ｖ_２との音速差ΔＶ’との関係を示す図である。図５から明らかなように、上記太幅部１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂの弾性表面波伝播方向に沿う寸法が大きくなるほどΔＶ’は大きくすることができる。

【0050】

他方、図６は、ピストンモードが形成される条件を満たすときの、中央領域と低音速領域の音速差ΔＶと、低音速領域の電極指の延びる長さ方向に沿う寸法Ｙとの関係を示す図である。図６から明らかなように、低音速領域の電極指の延びる方向における長さ方向寸法Ｙが小さい場合には、ピストンモードを形成するために必要な中央領域と低音速領域の音速差ΔＶが大きくなることがわかる。すべての横モードリップルを抑圧できる理想的なピストンモードを形成するためには、寸法Ｙは小さいほうが望ましい。すなわち、中央領域と低音速領域の音速差ΔＶを大きくするほうが望ましい。

【0051】

図３の比較例の構造のような場合は、低音速領域を太幅部のみで形成することになるため、中央領域と低音速領域の音速差をあまり大きくすることができない。したがって、ピストンモードを形成するためには、寸法Ｙを大きく取る必要があるが、この場合には理想的なピストンモードを形成することができない。したがって、図４のように横モードリップルが発生する。

【0052】

一方、本実施形態における図１（ｂ）の構造では、内側バスバー１１Ａが設けられているため、中央領域と低音速領域の音速差ΔＶを大きくすることができ、ピストンモードを形成するために必要な寸法Ｙを小さくすることができる。したがって、理想的なピストンモードを形成することが可能となり、横モードリップルを効果的に抑圧することができる。

【0053】

発明者らの実験によれば、上記太幅部１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂなどが設けられている部分において、電極指のデューティ比は０．７〜０．９の範囲とすることが望ましいことが確かめられている。デューティ比がより大きい方がΔＶを大きくすることができるが、プロセス上の制約により、０．９以下とすることが望ましい。

【0054】

また、本実施形態では、上記第２の電極指１４の先端と、第１のバスバー１１との間の弾性表面波伝播方向と直交する方向に沿う距離、すなわち領域Ｖ３で示される電極指先端と相手側のバスバーとの間のギャップの寸法は小さい方が望ましい。もっとも、領域Ｖ３の上記寸法を小さくするにも、プロセス上の限界がある。本願発明者らの実験によれば、弾性表面波の波長をλとしたとき、当該ギャップの寸法は、０．５λ以下、より好ましくは０．２５λ以下であることが望ましい。

【0055】

上記領域Ｖ３における電極指の幅方向寸法は上記突出部１３ｅ、１４ｅが設けられているため、本実施形態では、領域Ｖ１における電極指１３，１４の幅よりも拡がっている。もっとも、この突出部１３ｅ、１４ｅは設けられずともよい。従って、領域Ｖ３における電極指１４の幅は、中央領域である領域Ｖ１における電極指１４の幅と等しくてもよい。

【0056】

好ましくは、本実施形態のように、領域Ｖ３に突出部１３ｅ、１４ｅを設け、より一層領域Ｖ３における音速を低めることが望ましい。すなわち、低音速領域である領域Ｖ２〜Ｖ４全体の音速であるＶ_２〜Ｖ_４の平均値をより一層低めることができる。

【0057】

また、内側バスバー部１１Ａが位置している領域Ｖ４も低音速領域である。ここでは、前述したように、全体がメタライズされているため音速が効果的に低められている。この内側バスバー部１１Ａは、細長い帯状の形状を有しているが、この内側バスバー部１１Ａの弾性波伝播方向と直交する方向に沿う寸法すなわち幅は、０．５λ以下とすることが望ましい。

【0058】

また、中央バスバー部１１Ｂにおける連結部１６の幅は、本実施形態では領域Ｖ１における電極指１３，１４の幅と等しくされている。もっとも、連結部１６の幅方向寸法は電極指１３，１４の幅方向寸法と等しくする必要は必ずしもない。

【0059】

なお、領域Ｖ１における電極指のデューティ比は０．５とされている。本実施形態においては、高音速領域である中央バスバー部１１Ｂの弾性波伝搬方向と垂直な方向の幅は、２．０λとされている。高音速領域は、ＩＤＴで励振される弾性表面波のエネルギーが、外側バスバー部１１Ｃの部分で十分に小さくなるような幅であればよい。

【0060】

本実施形態では、上記のように、太幅部１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ、太幅部１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄが設けられており、中央領域である領域Ｖ１の外側に、低音速領域である領域Ｖ２〜Ｖ４と、開口部１５が形成されている高音速領域である領域Ｖ５とが設けられている。そして、中央領域と低音速領域の音速の平均との差である音速差ΔＶが非常に大きくされているため、上記横モードリップルを効果的に抑圧することが可能とされている。これは、上記音速差ΔＶが大きいほど理想に近いピストンモードを発生させることができることによる。従って、図２に示したように、横モードスプリアスを効果的に抑圧することが可能とされている。

【0061】

図７〜図１４は、本発明の第２〜第９の実施形態に係る弾性波装置の各要部を説明するための部分切欠模式的平面図である。

【0062】

図７に示す第２の実施形態のように、第１の電極指１３の基端側に、図１（ｂ）に示した突出部１３ｅが設けられずともよい。第２の実施形態では、第２の電極指１４においても基端側に突出部が同様に設けられていない。

【0063】

また、第２の実施形態では、第１の電極指１３の１つの太幅部１３ａに対し、隣り合う第２の電極指１４に２個の太幅部１４ａ，１４ｂが設けられている。従って、１．５対の突出部が配置されている。領域Ｖ１〜Ｖ６の音速Ｖ_１〜Ｖ_６の関係は図７の右側に示すとおり、音速Ｖ_３と音速Ｖ_５が等しくなる。本実施形態においても、低音速領域である領域Ｖ２〜Ｖ４の音速Ｖ_２〜Ｖ_４の平均値が中央領域である領域Ｖ１の音速Ｖ_１よりも効果的に低められる。従って、第１の実施形態と同様に、横モードリップルを効果的に抑圧することができる。その他の構成は、第２の実施形態は第１の実施形態と同様とされている。

【0064】

図８に示す第３の実施形態では、第１のバスバー１１側において、第２の電極指１４の先端に太幅部１４ａが設けられている。この太幅部１４ａが設けられている部分の近傍において、第１の電極指１３には太幅部は設けられていない。その他の構成は、第１の実施形態と同様である。本実施形態における領域Ｖ１〜Ｖ６の音速Ｖ_１〜Ｖ_６を図８の右側に模式的に示す。本実施形態においても、領域Ｖ２〜Ｖ４の音速Ｖ_２〜Ｖ_４の平均値が、中央領域である領域Ｖ１の音速Ｖ_１よりも効果的に低められる。従って、第１の実施形態と同様に横モードリップルを抑圧することができる。

【0065】

第３の実施形態のように、第１及び第２の電極指１３，１４のうち、一方にのみ太幅部が設けられていてもよい。また、太幅部の数についても、１つの電極指において１つの太幅部１４ａのみが一方のバスバー１１側において設けられていてもよい。

【0066】

なお、本実施形態では、第１の電極指１３の先端側に、太幅部１４ａと同様に１つの太幅部が設けられており、第２のバスバー側においては、第２の電極指１４に太幅部が設けられていない。

【0067】

図９に示す第４の実施形態では、第１のバスバー１１側において、第１の電極指１３及び第２の電極指１４のそれぞれに、太幅部１３ａ、太幅部１４ａが設けられている。すなわち、第１のバスバー１１側に寄せられた領域において、低音速領域を形成するために、電極指１３，１４のそれぞれに、１つの太幅部１３ａ、１４ａが設けられている。また、電極指１３の基端に図１（ｂ）に示した突出部１３ｅは設けられていない。第２の電極指の基端においても上記突出部は設けられていない。

【0068】

なお、第１の電極指１３の先端側、すなわち第２のバスバー側においても、第１の電極指の先端と、第２の電極指の基端近傍に太幅部がそれぞれ１個設けられている。

【0069】

本実施形態のように、電極指１３，１４に、それぞれ各１個の太幅部が設けられて低音速領域Ｖ２の音速Ｖ_２を効果的に低めてもよい。この場合においても、第１〜第３の実施形態と同様に、ピストンモードの原理により、横モードリップルを効果的に抑圧することができる。

【0070】

図１０に示す第５の実施形態のように、中央バスバー部１１Ｂに設けられる開口部１５の弾性波伝播方向に沿う寸法を大きくしてもよい。ここでは、開口部１５の両側の連結部１６，１６のピッチは、第１の電極指１３の弾性波伝播方向に沿う周期の２倍とされている。このように、開口部１５の形状を第１の実施形態よりも大きくしてもよい。その他の構成は第１の実施形態と同様である。本実施形態においても、高音速領域である領域Ｖ５の音速Ｖ_５を効果的に高め得るため、横モードリップルを効果的に抑圧しつつ、弾性波を確実に閉じ込めることができる。特に、開口部１５の面積が大きくなるため、領域Ｖ５の音速Ｖ_５をより一層効果的に高めることができる。

【0071】

図１１に示す第６の実施形態では、連結部１６，１６が、第２の電極指１４の先端の延長線上に位置している。このように、連結部１６，１６は、第１の電極指１３の延長上ではなく、第２の電極指１４の延長上に設けられていてもよい。この場合、対称性を高めるには、第２のバスバー１２側においては、第１の電極指１３の先端の延長上に連結部を設けることが望ましい。

【0072】

図１２に示す第７の実施形態では、連結部１６の幅が、すなわち弾性波伝播方向に沿う寸法が、電極指１３，１４よりも小さくされている。そして、第１，第２の電極指１３，１４の各延長上に連結部１６が設けられている。従って、開口部１５の弾性波伝播方向に沿う寸法が小さくなっている。このように連結部１６の配置形態は適宜変更することができる。さらに図１３に示す第８の実施形態のように、図１２に示した連結部１６のうち弾性波伝播方向に沿って１本おきに、連結部１６ではなく、外側バスバー部１１Ｃから内側バスバー部１１Ａに至らない電極ストリップ１６ａを設けてもよい。また、電極ストリップ１６ａとは逆に、内側バスバー部１１Ａから外側バスバー部１１Ｃ側に向かって延び、外側バスバー部１１Ｃに至っていない電極ストリップを設けてもよい。

【0073】

さらに、図１４に示す第９の実施形態のように、複数本の連結部１６が設けられる位置を、電極指１３，１４の延長線から弾性波伝播方向においてずれた位置としてもよい。

【0074】

図７〜１４に示したように、本発明における開口部１５の形状、連結部１６の寸法、形状、ピッチ等は高音速領域である領域Ｖ５の音速Ｖ_５を高め得る限り、様々な形態で変形することができ、特に図示の構造に限定されるものではない。

【0075】

また、低音速領域である領域Ｖ２〜Ｖ４の音速Ｖ_２〜Ｖ_４の平均値を低め得る限り、太幅部１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂなどの形状及び寸法等についても適宜変形し得る。

【0076】

また、前述したように、電極指１３と電極指１４が隣り合っている部分において、一方の電極指にのみ太幅部を設けてもよく、上記第１の実施形態のように双方の電極指１３，１４に太幅部を設けてもよい。さらに、太幅部は、電極指の基端側にのみ、あるいは、先端側にのみ設けられてもよい。すなわち、基端側及び先端側の内の少なくとも一方の側に、太幅部が設けられていればよい。

【0077】

また、太幅部の低音速領域における数についても１個や２個に限定されず、任意の数の太幅部を設けることができる。

【0078】

本発明は弾性表面波装置に限らず、弾性境界波装置などの様々な弾性波装置に適用することができる。また、１ポート型共振子を構成する電極形状に限らず、帯域フィルタやトラップフィルタなどの様々な弾性波装置に本発明を適用することができる。

【符号の説明】

【0079】

１…弾性波装置
２…圧電基板
３…ＩＤＴ電極
４，５…反射器
１１…バスバー
１１Ａ…内側バスバー部
１１Ｂ…中央バスバー部
１１Ｃ…外側バスバー部
１２…バスバー
１２Ａ…内側バスバー部
１２Ｂ…中央バスバー部
１２Ｃ…外側バスバー部
１３，１４…電極指
１３ａ〜１３ｄ…太幅部
１４ａ〜１４ｄ…太幅部
１３ｅ，１４ｅ…突出部
１５…開口部
１６…連結部
１６ａ…電極ストリップ
Ｖ１〜Ｖ６…領域
Ｖ１１〜Ｖ１４…領域
１０１１…第１のバスバー

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】