特許 6333891 弾性表面波変換器、弾性表面波フィルタおよび弾性表面波フィルタの製造方法

(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】6333891

(24)【登録日】2018年5月11日

(45)【発行日】2018年5月30日

(54)【発明の名称】弾性表面波変換器、弾性表面波フィルタおよび弾性表面波フィルタの製造方法

(51)【国際特許分類】

   H03H 9/25 20060101AFI20180521BHJP

   H03H 9/145 20060101ALI20180521BHJP

   H03H 3/08 20060101ALI20180521BHJP

【ＦＩ】

   H03H9/25 C

   H03H9/145 C

   H03H9/145 Z

   H03H3/08

【請求項の数】11

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2016-121848(P2016-121848)

(22)【出願日】2016年6月20日

(65)【公開番号】特開2017-228841(P2017-228841A)

(43)【公開日】2017年12月28日

【審査請求日】2016年6月28日

(73)【特許権者】

【識別番号】715002320

【氏名又は名称】株式会社弾性波デバイスラボ

(74)【代理人】

【識別番号】100095359

【弁理士】

【氏名又は名称】須田 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100143834

【弁理士】

【氏名又は名称】楠 修二

(72)【発明者】

【氏名】山之内 和彦

【審査官】 竹内 亨

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０６−２６０８８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−２９４０４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−２４６９１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０７９２６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−１６７９３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１８７６９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０７８０７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０２８５１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−００９８８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−１５６５７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−０９３３６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 K. Yamanouchi et al.，Theoretical and Experimental Results of Flat Phase Linear-Wide Band-Loss Filters Using Dispersive Unidirectional Interdigital Transducers，Frequency Control Symposium, 2007 Joint with the 21st European Frequency and Time Forum. IEEE International，米国，IEEE，２００７年 ５月２９日，699-703

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０３Ｈ ９／００−９／７６

Ｈ０３Ｈ ３／００−３／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板の表面に配置されたすだれ状電極により、弾性表面波を励振および／または伝搬してきた弾性表面波を受信する弾性表面波変換器であって、
前記すだれ状電極は、交互に配置された正電極と負電極とを有し、前記正電極と前記負電極との合計がＮ＋１本（Ｎは５０以上の整数）であり、前記正電極および前記負電極のうち、１番目の電極からＮ＋１番目の電極に向かって電極周期長が徐々に短くなる分散型のすだれ状電極から成り、前記正電極および前記負電極のうち、Ｘ_０を基準距離、Ｄ_０を０．０５〜２．０の値とすると、ｉ番目の電極とｉ＋１番目の電極との間の距離Ｘ_ｉ（ｉは１以上Ｎ以下の整数）が、
Ｘ_ｉ＝Ｘ_０×［１＋（Ｄ_０／Ｎ）×｛Ｎ−（ｉ−１）｝］×ａ_ｉ
（ここで、０．７≦ａ_ｉ≦１．３）
であり、
ｉ番目の電極の幅が、（Ｘ_ｉ／２）×ａ_ｉであり、
前記正電極と前記負電極とが互いに隣接する部分の長さが、Ｋ＋１番目（Ｋは２以上Ｎ／２より小さい整数）の電極からＮ−Ｋ番目の電極まで所定の長さを有し、Ｋ番目の電極から１番目の電極に向かって、前記正電極または前記負電極のいずれか一方の電極を短くすることで徐々に短くなっており、Ｎ＋１−Ｋ番目の電極からＮ＋１番目の電極に向かって、他方の電極を短くすることで徐々に短くなっており、
５０≦Ｎ＜１００のとき、５≦Ｋ≦１５であり、１００≦Ｎ＜２００のとき、１０≦Ｋ≦２０であり、２００≦Ｎ＜４００のとき、１５≦Ｋ≦３０であり、４００≦Ｎのとき、２０≦Ｋ≦４０であることを
特徴とする弾性表面波変換器。

【請求項2】

前記正電極と前記負電極とが互いに隣接する部分の長さは、Ｗ_０を基準長さ、Ｗ_ｉ（ｉは１以上Ｎ以下の整数）をｉ番目の電極とｉ＋１番目の電極とが互いに隣接する部分の長さとすると、
Ｗ_１≦０．５Ｗ_０、Ｗ_Ｎ≦０．５Ｗ_０、
ｉがＫ＋１からＮ−Ｋのとき、０．９Ｗ_０≦Ｗ_ｉ≦１．１Ｗ_０、
ｉが２からＫ、かつ奇数のとき、Ｗ_ｉ＝Ｗ_０−｛（Ｗ_０−Ｗ_１）／Ｋ｝×（Ｋ＋１−ｉ）×ｂ_ｉ、
ｉが２からＫ、かつ偶数のとき、Ｗ_ｉ＝Ｗ_ｉ−１
ｉがＮ−Ｋ＋１からＮ−１、かつ奇数のとき、Ｗ_ｉ＝Ｗ_０−｛（Ｗ_０−Ｗ_Ｎ）／Ｋ｝×（ｉ−Ｎ＋Ｋ）×ｂ_ｉ
ｉがＮ−Ｋ＋１からＮ−１、かつ偶数のとき、Ｗ_ｉ＝Ｗ_ｉ−１
（ここで、０．８≦ｂ_ｉ≦１．２）
であることを特徴とする請求項１記載の弾性表面波変換器。

【請求項3】

請求項１または２記載の弾性表面波変換器を１対有し、
各弾性表面波変換器は、一方の弾性表面波変換器のすだれ状電極で励振したときの弾性表面波の強度が、他方の弾性表面波変換器に向かって大きくなり、前記他方の弾性表面波変換器のすだれ状電極で励振したときの弾性表面波の強度が、前記一方の弾性表面波変換器に向かって大きくなるよう、並べて配置されていることを
特徴とする弾性表面波フィルタ。

【請求項4】

各弾性表面波変換器のすだれ状電極で励振または受信する弾性表面波の中心周波数が等しくなるよう構成されていることを特徴とする請求項３記載の弾性表面波フィルタ。

【請求項5】

各弾性表面波変換器は、請求項１または２記載の弾性表面波変換器から成り、
前記一方の弾性表面波変換器のすだれ状電極の中央での電極間の距離Ｘ_０１を、Ｎが偶数のとき、Ｘ_０１＝Ｘ_Ｎ／２、Ｎが奇数のとき、Ｘ_０１＝（Ｘ_{（Ｎ−１）／２}＋Ｘ_{（Ｎ＋１）／２}）／２とし、
前記他方の弾性表面波変換器のすだれ状電極の中央での電極間の距離Ｘ_０２を、Ｎが偶数のとき、Ｘ_０２＝Ｘ_Ｎ／２、Ｎが奇数のとき、Ｘ_０２＝（Ｘ_{（Ｎ−１）／２}＋Ｘ_{（Ｎ＋１）／２}）／２とし、
前記一方の弾性表面波変換器の前記正電極と前記負電極とを短絡して、前記一方の弾性表面波変換器のすだれ状電極で弾性表面波を励起したときの、そのすだれ状電極の中央でのその弾性表面波の伝搬速度をＶ_０１とし、
前記他方の弾性表面波変換器の前記正電極と前記負電極とを短絡して、前記他方の弾性表面波変換器のすだれ状電極で弾性表面波を励起したときの、そのすだれ状電極の中央でのその弾性表面波の伝搬速度をＶ_０２としたとき、
Ｘ_０１＝（Ｖ_０１／Ｖ_０２）×Ｘ_０２×ｋ
（ここで、０．９≦ｋ≦１．１）
となるよう構成されていることを
特徴とする請求項３記載の弾性表面波フィルタ。

【請求項6】

各弾性表面波変換器は、前記基板が、１２８°ＹカットＸ方向伝搬の基板、または、カット角が１２０〜１３６°の範囲のＹカットＸ方向伝搬の基板、または、これらの基板の表面ならびに前記正電極および前記負電極上にＳｉＯ_２膜を、その膜厚をＨとすると、Ｈ／Ｘ_０１またはＨ／Ｘ_０２が０．１〜０．６の範囲になるよう付着させた基板から成り、
各すだれ状電極は、
前記電極周期長が短くなる方向に向かって、励起される弾性表面波の強度が大きくなるダウン方向のすだれ状電極から成り、前記正電極および前記負電極の膜厚をＨ_ｅｌとすると、前記正電極および前記負電極がＡｌ電極から成り、膜厚比（Ｈ_ｅｌ／Ｘ_０１またはＨ_ｅｌ／Ｘ_０２）が０．００２〜０．０４６の範囲、もしくは、前記正電極および前記負電極がＣｕ電極から成り、膜厚比が０．００２〜０．０３０の範囲、もしくは、前記正電極および前記負電極がＣｒ電極から成り、膜厚比が０．００５〜０．０１２の範囲、もしくは、前記正電極および前記負電極が、Ｃｒ膜厚が全体の５％以下のＣｕ／Ｃｒ電極から成り、膜厚比が０．００２〜０．０２の範囲、もしくは、前記正電極および前記負電極が、Ｃｒ膜厚が全体の５％以下のＡｕ／Ｃｒ電極から成り、膜厚比が０．００２〜０．１の範囲となるよう構成されている、または、
前記電極周期長が長くなる方向に向かって、励起される弾性表面波の強度が大きくなるアップ方向のすだれ状電極から成り、前記正電極および前記負電極がＡｌ電極から成り、膜厚比が０．０４８〜０．１０の範囲、または、前記正電極および前記負電極がＣｕ電極から成り、膜厚比が０．０３０〜０．１００の範囲、または、前記正電極および前記負電極がＣｒ電極から成り、膜厚比が０．０１３〜０．０８０の範囲、または、前記正電極および前記負電極が、Ｃｒ膜厚が全体の５％以下のＣｕ／Ｃｒ電極から成り、膜厚比が０．０３０〜０．１００の範囲、または、前記正電極および前記負電極が、Ｃｒ膜厚が全体の５０％以上の、Ａｌ／Ｃｒ電極もしくはＡｕ／Ｃｒ電極もしくはＣｕ／Ｃｒ電極もしくはＡｇ／Ｃｒ電極から成るとき、膜厚比が０．０１８〜０．０８の範囲となるよう構成されていることを
特徴とする請求項５記載の弾性表面波フィルタ。

【請求項7】

各弾性表面波変換器は、前記基板が、１２８°ＹカットＸ方向伝搬の基板、または、カット角が１２０〜１３６°カットの範囲のＹカットＸ方向伝搬の基板、または、これらの基板の表面ならびに前記正電極および前記負電極上にＳｉＯ_２膜を、その膜厚をＨとすると、Ｈ／Ｘ_０１またはＨ／Ｘ_０２が０．１〜０．６の範囲になるよう付着させた基板から成り、
各すだれ状電極は、前記正電極および前記負電極の膜厚をＨ_ｅｌとすると、前記正電極および前記負電極がＡｌ電極から成り、膜厚比（Ｈ_ｅｌ／Ｘ_０１またはＨ_ｅｌ／Ｘ_０２）が０．０４０〜０．０６０の範囲、または、前記正電極および前記負電極がＣｕ電極から成り、膜厚比が０．０２６〜０．０４の範囲、または、前記正電極および前記負電極がＣｒ電極から成り、膜厚比が０．０１３〜０．０２０の範囲、または、前記正電極および前記負電極が、Ｃｒ膜厚が全体の５％以下のＣｕ／Ｃｒ電極から成り、膜厚比が０．０３０〜０．０４５の範囲となるよう構成されており、
各すだれ状電極は、前記電極周期長が短くなる方向に向かって、励起される弾性表面波の強度が大きくなるダウン方向のすだれ状電極から成り、ｉ番目の電極の幅が（３／１０）Ｘｉ、またはその±１０％の範囲となるよう構成されている、または、前記電極周期長が長くなる方向に向かって、励起される弾性表面波の強度が大きくなるアップ方向のすだれ状電極から成り、ｉ番目の電極の幅が（７／１０）Ｘｉ、またはその±１０％の範囲となるよう構成されていることを
特徴とする請求項５記載の弾性表面波フィルタ。

【請求項8】

各弾性表面波変換器は、前記基板が、Ｘ−１１２°Ｙ ＬｉＴａＯ_３基板、または伝搬方向が１００°〜１２０°の範囲のＬｉＴａＯ_３基板、またはＳＴ−Ｃｕｔ Ｑｕａｒｔｚもしくは４０°〜４６°ＹカットＸ方向伝搬の水晶基板、またはＹカットＺ方向伝搬の基板、または０°〜４０°ＹカットＸ方向伝搬のＬｉＴａＯ_３基板から成り、
各すだれ状電極は、
前記電極周期長が短くなる方向に向かって、励起される弾性表面波の強度が大きくなるダウン方向のすだれ状電極から成り、前記正電極および前記負電極の膜厚をＨ_ｅｌとすると、前記正電極および前記負電極がＡｌ電極から成り、膜厚比（Ｈ_ｅｌ／Ｘ_０１またはＨ_ｅｌ／Ｘ_０２）が０．００５〜０．２の範囲、もしくは、前記正電極および前記負電極がＣｕ電極から成り、膜厚比が０．００５〜０．２の範囲、もしくは、前記正電極および前記負電極がＣｒ電極から成り、膜厚比が０．００５〜０．２の範囲となるよう構成されている、または、
前記電極周期長が長くなる方向に向かって、励起される弾性表面波の強度が大きくなるアップ方向のすだれ状電極から成り、前記正電極および前記負電極がＡｕ電極から成り、膜厚比が０．００５〜０．２の範囲、もしくは、前記正電極および前記負電極が、Ｃｒ膜厚が全体の５％以下のＡｕ／Ｃｒ電極から成り、膜厚比が０．００５〜０．２の範囲となるよう構成されていることを
特徴とする請求項５記載の弾性表面波フィルタ。

【請求項9】

各弾性表面波変換器は、前記基板が、１２８°ＹカットＸ方向伝搬の基板、またはカット角が１２０〜１３６°の範囲のＹカットＸ方向伝搬の基板、または−５°〜４０°ＹカットＸ方向伝搬のＬｉＮｂＯ_３基板、またはＸ−１１２°Ｙ ＬｉＴａＯ_３基板、または伝搬方向が１００°〜１２０°の範囲のＬｉＴａＯ_３基板、またはＳＴ−Ｃｕｔ Ｑｕａｒｔｚもしくは４０°〜４６°ＹカットＸ方向伝搬の水晶基板、またはＹカットＺ方向伝搬の基板、または−５°〜４０°ＹカットＸ方向伝搬のＬｉＴａＯ_３基板から成り、
各すだれ状電極は、前記電極周期長が長くなる方向に向かって、励起される弾性表面波の強度が大きくなるアップ方向のすだれ状電極から成り、前記正電極と前記負電極との間に誘電体膜が付着されていることを
特徴とする請求項５記載の弾性表面波フィルタ。

【請求項10】

請求項３乃至９のいずれか１項に記載の弾性表面波フィルタの製造方法であって、
前記基板上の一方の弾性表面波変換器に対応する位置に、第１の金属膜を付着し、
その上に、各弾性表面波変換器に対応するパターンを残してレジスト膜を形成し、
さらにその上に、第２の金属膜を付着し、
前記レジスト膜を、前記レジスト膜の上に付着した前記第２の金属膜とともに除去し、
前記第２の金属膜に覆われた部分を残して、前記第１の金属膜をエッチングにより除去することを
特徴とする弾性表面波フィルタの製造方法。

【請求項11】

請求項３乃至９のいずれか１項に記載の弾性表面波フィルタの製造方法であって、
前記基板上に、各弾性表面波変換器に対応するパターンを残してレジスト膜を形成し、
第１のマスクで、一方の弾性表面波変換器に対応する位置を覆った後、その上に第１の金属膜を蒸着し、
前記第１のマスクを取り除き、第２のマスクで、他方の弾性表面波変換器に対応する位置を覆った後、その上に第２の金属膜を蒸着し、
前記第２のマスクを取り除き、前記レジスト膜を、前記レジスト膜の上に付着した前記第１の金属膜および前記第２の金属膜とともに除去することを
特徴とする弾性表面波フィルタの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、弾性表面波変換器、弾性表面波フィルタおよび弾性表面波フィルタの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来のすだれ状電極（インターデジタルトランスジューサ、IDT）を用いて弾性表面波を励振受信するデバイス、即ち、圧電基板上のすだれ状電極によって弾性表面波を励振（出力）し、デバイスの左右双方向に均等に伝搬する波動を受信（入力）する変換器として用いられるタイプのトランスバーサル型弾性表面波フィルタおよびこれを用いた電子装置では、基本的に６ｄＢのロスが存在することが知られている。そこで、このロスを減少させた低損失特性を得るため、従来から各種の一方向性弾性表面波変換器が提案されている（例えば、非特許文献１参照）。

【0003】

このような一方向性弾性表面波変換器は、以下の４種類に大別することができる。
（ａ）３種のIDT電極子に各々零度、120度及び240度の位相差を有する信号を印加する三相一方向性デバイス（例えば、非特許文献１参照）、
（ｂ）一般のすだれ状電極子間を縫ってミアンダラインを設け、これを接地電極とし、90度位相差を有する信号を印加するグループ型一方向性変換器（例えば、非特許文献２参照）、
（ｃ）アルミニウムすだれ状電極子と金の如き大密度金属の電極子（弾性表面波反射用）とをペアとし、弾性表面波の励振の中心と反射の中心との間隔を、励起した波動の波長の１／８とした内部反射一方向性変換器（例えば、非特許文献３参照）、
（ｄ）伝搬方向に周期の異なる正規型の分散型すだれ状電極であって、周波数の増加と共に、遅延時間が小さくなるダウン方向の分散型すだれ状電極が、ダウン方向に方向性を有する一方向性変換器（例えば、非特許文献４参照）。

【0004】

しかし、（ａ）の三相一方向性変換器は、広い周波数範囲で波動伝搬の一方向性が保たれるが、３本のバスバーのうちの一本のバスバー上をオーバーブリッジせしめる必要があり、製造が極めて困難で、高価となるのみならず、複雑な位相器を要するという問題があった。また、シャープなカットオフ特性を得るためには、複雑な重み付け等が必要であるという問題もあった。（ｂ）のグループ型一方向性変換器も、90度位相器（具体的にはコイル）を必要とする上、ミアンダラインの総延長が長くなり、オーミックな損失に基づくフィルタの挿入損失が大きくなってしまうという問題があった。また、シャープなカットオフ特性を得るためには、複雑な重み付け等が必要であるという問題もあった。（ｃ）の内部反射型一方向性変換器は、励振の位置と反射の位置とを、λ／８ずれた配置とすることにより、位相器を必要としない一方向性すだれ状変換器であり、優れた特性が期待される。しかし、シャープなカットオフ特性を得るためには、複雑な重み付け等が必要であること、また広帯域特性を得るためには、並列接続が必要であること、などの問題があった。

【0005】

これらに対し、（ｄ）の分散型すだれ状電極変換器は、一般に、周波数の増加と共に遅延時間が小さくなるダウン構造の正規型構造分散型すだれ状電極が順方向の方向性をもつこと、また、分散型すだれ状電極はシャープなカットオフ特性が得られること、などの特徴を有している。しかし、この構造では、通過帯域では、大きなリップルが生ずることや、カットオフ特性にリップルが生ずることなどの問題があった。また、このままでは、分散型特性をもったフィルタしか得られないという問題もあった。

【0006】

そこで、非分散型の特性を得るために、本発明者等により、ダウン構造分散型すだれ状電極の電極上に誘電体薄膜を蒸着した、ダウン方向に方向性を有する正規型構造の分散型すだれ状電極と、周波数の増加と共に遅延時間が大きくなるアップ構造分散型すだれ状電極の電極間に誘電体薄膜を蒸着した、アップ方向に方向性を有する正規型構造の分散型すだれ状電極とを用いた非分散型低損失フィルタが提案されている（例えば、非特許文献４参照）。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0007】

【非特許文献1】C. S. Hartmann, et al, “Wide band Unidirectional Surface Wave Transducers”, IEEE Trans. Sonics and Ultra.,SU-19., 1972, p.378-381

【非特許文献2】K. Yamanouchi et al, “Low Insertion loss Acoustic Surface wave Filter Using Group type Unidirectional Inter-Digital Transducers”, Proc. IEEE Ultrason. Sympo., 1975, p.317-321

【非特許文献3】C. S. Hartmann, et al, “An Analysis of SAW of Interdigital Transducers with Internal Reflections and Application to the Design of Single Phase Unidirectional Transducers”, Proc. IEEE Ultrason. Sympo., 1982, p.40-45

【非特許文献4】K. Yamanouchi et al, “Theoretical and Experimental Results of Flat Phase Linear−Wide Band−Low loss Filters Using Dispersive Unidirectional Interdigital Transducers on Y-X LiNbO3 and New Acoustic Boundary Waves”, 2007 IEEE Ultrasonic Symposium Proceedings, p.2099-2102

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

しかしながら、非特許文献４に記載の非分散型すだれ状電極は、非分散型の特性は得られるが、通過帯域やカットオフ特性に、まだ大きなリップルが生じてしまうという課題があった。また、誘電体薄膜を電極上および電極間に蒸着する必要があり、構造が複雑となり、製造が困難であるという課題もあった。

【0009】

本発明は、このような課題に着目してなされたもので、通過帯域やカットオフ特性でのリップルを抑制し、比較的容易に製造することができる弾性表面波変換器、弾性表面波フィルタおよび弾性表面波フィルタの製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記目的を達成するために、本発明に係る弾性表面波変換器は、基板の表面に配置されたすだれ状電極により、弾性表面波を励振および／または伝搬してきた弾性表面波を受信する弾性表面波変換器であって、前記すだれ状電極は、交互に配置された正電極と負電極とを有し、前記正電極と前記負電極との合計がＮ＋１本（Ｎは５０以上の整数）であり、前記正電極および前記負電極のうち、１番目の電極からＮ＋１番目の電極に向かって電極周期長が徐々に短くなる分散型のすだれ状電極から成り、前記正電極および前記負電極のうち、Ｘ_０を基準距離、Ｄ_０を０．０５〜２．０の値とすると、ｉ番目の電極とｉ＋１番目の電極との間の距離Ｘ_ｉ（ｉは１以上Ｎ以下の整数）が、
Ｘ_ｉ＝Ｘ_０×［１＋（Ｄ_０／Ｎ）×｛Ｎ−（ｉ−１）｝］×ａ_ｉ
（ここで、０．７≦ａ_ｉ≦１．３）
であり、ｉ番目の電極の幅が、（Ｘ_ｉ／２）×ａ_ｉであり、前記正電極と前記負電極とが互いに隣接する部分の長さ（交差幅）が、Ｋ＋１番目（Ｋは２以上Ｎ／２より小さい整数）の電極からＮ−Ｋ番目の電極まで所定の長さを有し、Ｋ番目の電極から１番目の電極に向かって、前記正電極または前記負電極のいずれか一方の電極を短くすることで徐々に短くなっており、Ｎ＋１−Ｋ番目の電極からＮ＋１番目の電極に向かって、他方の電極を短くすることで徐々に短くなっており、５０≦Ｎ＜１００のとき、５≦Ｋ≦１５であり、１００≦Ｎ＜２００のとき、１０≦Ｋ≦２０であり、２００≦Ｎ＜４００のとき、１５≦Ｋ≦３０であり、４００≦Ｎのとき、２０≦Ｋ≦４０であることを特徴とする。

【0011】

特に、前記正電極と前記負電極とが互いに隣接する部分の長さは、Ｗ_０を基準長さ、Ｗ_ｉ（ｉは１以上Ｎ以下の整数）をｉ番目の電極とｉ＋１番目の電極とが互いに隣接する部分の長さとすると、
Ｗ_１≦０．５Ｗ_０、Ｗ_Ｎ≦０．５Ｗ_０、
ｉがＫ＋１からＮ−Ｋのとき、０．９Ｗ_０≦Ｗ_ｉ≦１．１Ｗ_０、
ｉが２からＫ、かつ奇数のとき、Ｗ_ｉ＝Ｗ_０−｛（Ｗ_０−Ｗ_１）／Ｋ｝×（Ｋ＋１−ｉ）×ｂ_ｉ、
ｉが２からＫ、かつ偶数のとき、Ｗ_ｉ＝Ｗ_ｉ−１
ｉがＮ−Ｋ＋１からＮ−１、かつ奇数のとき、Ｗ_ｉ＝Ｗ_０−｛（Ｗ_０−Ｗ_Ｎ）／Ｋ｝×（ｉ−Ｎ＋Ｋ）×ｂ_ｉ
ｉがＮ−Ｋ＋１からＮ−１、かつ偶数のとき、Ｗ_ｉ＝Ｗ_ｉ−１
（ここで、０．８≦ｂ_ｉ≦１．２）
であることが好ましい。

【0012】

本発明に関する弾性表面波変換器で、前記正電極と前記負電極とが互いに隣接する部分の長さは、Ｗ_０を基準長さ、Ｗ_ｉ（ｉは１以上Ｎ以下の整数）をｉ番目の電極とｉ＋１番目の電極とが互いに隣接する部分の長さとすると、
Ｗ_１≦０．５Ｗ_０、Ｗ_Ｎ≦０．５Ｗ_０、
ｉがＫ＋１からＮ−Ｋのとき、０．９Ｗ_０≦Ｗ_ｉ≦１．１Ｗ_０、
ｉが２からＫのとき、Ｗ_ｉ＝Ｗ_０−｛（Ｗ_０−Ｗ_１）／Ｋ｝×（Ｋ＋１−ｉ）×ｂ_ｉ、
ｉがＮ−Ｋ＋１からＮ−１のとき、Ｗ_ｉ＝Ｗ_０−｛（Ｗ_０−Ｗ_Ｎ）／Ｋ｝×（ｉ−Ｎ＋Ｋ）×ｂ_ｉ
（ここで、０．８≦ｂ_ｉ≦１．２）
であってもよい。

【0013】

本発明に係る弾性表面波変換器は、１番目の電極からＮ＋１番目の電極に向かって電極周期長が徐々に短くなる分散型のすだれ状電極を有するため、ダウン方向またはアップ方向に方向性を持つ一方向性特性を有する。ここで、ダウン方向のすだれ状電極は、電極周期長が短くなる方向に向かって、励起される弾性表面波の強度が大きくなる（弾性表面波が伝搬する）ものであり、アップ方向のすだれ状電極は、電極周期長が長くなる方向に向かって、励起される弾性表面波の強度が大きくなる（弾性表面波が伝搬する）ものである。また、正電極および負電極のインピーダンス（各電極材料の柔らかさ）Ｚ_ｍと基板のインピーダンス（基板の柔らかさ）Ｚ_０との関係が、Ｚ_ｍ＞Ｚ_０のときダウン方向、Ｚ_ｍ＜Ｚ_０のときアップ方向となる。
本発明に係る弾性表面波変換器は、電極間の距離と電極の幅とを所定の割合で変化させており、特性のよい分散型のすだれ状電極とすることができる。

【0014】

また、本発明に係る弾性表面波変換器は、正電極と負電極とが互いに隣接する部分の長さを、Ｋ番目の電極から１番目の電極に向かって、および、Ｎ＋１−Ｋ番目の電極からＮ＋１番目の電極に向かって徐々に短くすることにより、通過帯域やカットオフ特性でのリップルを抑制することができ、シャープなカットオフ特性を得ることができる。これにより、一方向性の分散型のトランスバーサル型フィルタや分散型共振器を構成することができる。

【0015】

このように、本発明に係る弾性表面波変換器は、すだれ状電極で励起または受信する弾性表面波の位相および振幅に関して、二次元の重み付けを行うことにより、通過帯域やカットオフ特性でのリップルを抑制することができる。また、本発明に係る弾性表面波変換器は、電極上および電極間に誘電体薄膜を蒸着する必要がないため、誘電体薄膜を蒸着するものと比べて、容易に製造することができる。また、電極上または電極間に誘電体薄膜を蒸着してもよいが、その場合でも、高度のマスク合わせを必要としないため、容易に製造することができる。なお、基板は、圧電基板から成ることが好ましい。

【0016】

本発明に関する弾性表面波変換器で、前記すだれ状電極は、前記正電極と前記負電極とが互いに隣接する部分の長さが、Ｋ番目の電極から１番目の電極に向かって、および、Ｎ＋１−Ｋ番目の電極からＮ＋１番目の電極に向かって、正電極および／または負電極を短くすることで徐々に短くなっていることが好ましい。この場合、Ｋ番目の電極から１番目の電極に向かって、および、Ｎ＋１−Ｋ番目の電極からＮ＋１番目の電極に向かって、正電極または負電極のいずれか一方のみを短くしてもよい。また、Ｋ番目の電極から１番目の電極に向かって、および、Ｎ＋１−Ｋ番目の電極からＮ＋１番目の電極に向かって、正電極および負電極の双方を短くしてもよい。いずれの場合であっても、通過帯域やカットオフ特性でのリップルを抑制することができる。

【0019】

本発明に係る弾性表面波フィルタは、本発明に係る弾性表面波変換器を１対有し、各弾性表面波変換器は、一方の弾性表面波変換器のすだれ状電極で励振したときの弾性表面波の強度が、他方の弾性表面波変換器に向かって大きくなり、前記他方の弾性表面波変換器のすだれ状電極で励振したときの弾性表面波の強度が、前記一方の弾性表面波変換器に向かって大きくなるよう、並べて配置されていることを特徴とする。

【0020】

本発明に係る弾性表面波フィルタは、１対の弾性表面波変換器の分散型のすだれ状電極を、励振したときの弾性表面波の強度が大きくなる方向、すなわち弾性表面波が伝搬する方向で互いに向かい合わせ、並べて配置しているため、双方ともダウン方向またはアップ方向のすだれ状電極の場合に、分散型の弾性表面波フィルタとなり、一方がダウン方向、他方がアップ方向のすだれ状電極の場合に、非分散型の弾性表面波フィルタとなる。本発明に係る弾性表面波フィルタは、一方の弾性表面波変換器が送信側（入力側）、他方の弾性表面波変換器が受信側（出力側）として機能するトランスバーサル型のフィルタになっている。また、ダウン方向のすだれ状電極を送信側（入力側）とし、アップ方向のすだれ状電極を受信側（出力側）としたフィルタを用いることにより非分散型のフィルタが得られ、これも本発明に含まれる。また、各弾性表面波変換器が本発明に係る弾性表面波変換器であるため、通過帯域やカットオフ特性でのリップルを抑制することができ、シャープなカットオフ特性を得ることができる。

【0021】

本発明に係る弾性表面波フィルタで、１対の弾性表面波変換器は、双方ともダウン方向のすだれ状電極を有するものであっても、アップ方向のすだれ状電極を有するものであってもよく、一方がダウン方向のすだれ状電極を有するものであり、他方がアップ方向のすだれ状電極を有するものであってもよい。

【0022】

本発明に係る弾性表面波フィルタは、各弾性表面波変換器のすだれ状電極で励振または受信する弾性表面波の中心周波数が等しくなるよう構成されていることが好ましい。この場合、送信側の弾性表面波変換器のすだれ状電極で励振される弾性表面波の中心周波数と、受信側の弾性表面波変換器のすだれ状電極で受信される弾性表面波の中心周波数とを合わせることができ、フィルタとしての性能を高めることができる。

【0023】

この場合、例えば、各弾性表面波変換器が（１）式を満たす弾性表面波変換器から成り、前記一方の弾性表面波変換器のすだれ状電極の中央での電極間の距離Ｘ_０１を、Ｎが偶数のとき、Ｘ_０１＝Ｘ_Ｎ／２、Ｎが奇数のとき、Ｘ_０１＝（Ｘ_{（Ｎ−１）／２}＋Ｘ_{（Ｎ＋１）／２}）／２とし、前記他方の弾性表面波変換器のすだれ状電極の中央での電極間の距離Ｘ_０２を、Ｎが偶数のとき、Ｘ_０２＝Ｘ_Ｎ／２、Ｎが奇数のとき、Ｘ_０２＝（Ｘ_{（Ｎ−１）／２}＋Ｘ_{（Ｎ＋１）／２}）／２とし、前記一方の弾性表面波変換器の前記正電極と前記負電極とを短絡して、前記一方の弾性表面波変換器のすだれ状電極で弾性表面波を励起したときの、そのすだれ状電極の中央でのその弾性表面波の伝搬速度をＶ_０１とし、前記他方の弾性表面波変換器の前記正電極と前記負電極とを短絡して、前記他方の弾性表面波変換器のすだれ状電極で弾性表面波を励起したときの、そのすだれ状電極の中央でのその弾性表面波の伝搬速度をＶ_０２としたとき、
Ｘ_０１＝（Ｖ_０１／Ｖ_０２）×Ｘ_０２×ｋ （２）
（ここで、０．９≦ｋ≦１．１）
となるよう構成されていてもよい。このとき、各弾性表面波変換器のすだれ状電極で励振または受信する弾性表面波の中心周波数をｆ_０とし、各すだれ状電極の中央での弾性表面波の波長をλ_０とすると、ｋ＝１．０の場合、
ｆ_０＝Ｖ_０／λ_０＝Ｖ_０１／２Ｘ_０１＝Ｖ_０２／２Ｘ_０２ （３）
となる。

【0024】

本発明に係る弾性表面波フィルタは、例えば、以下の製造方法により容易に製造することができる。本発明に係る弾性表面波フィルタの製造方法は、基板上の一方の弾性表面波変換器に対応する位置に、第１の金属膜を付着し、その上に、各弾性表面波変換器に対応するパターンを残してレジスト膜を形成し、さらにその上に、第２の金属膜を付着し、前記レジスト膜を、前記レジスト膜の上に付着した前記第２の金属膜とともに除去し、前記第２の金属膜に覆われた部分を残して、前記第１の金属膜をエッチングにより除去してもよい。

【0025】

また、本発明に係る弾性表面波フィルタの製造方法は、基板上の一方の弾性表面波変換器に対応する位置に、誘電体膜を付着し、その上に、各弾性表面波変換器に対応するパターンを残してレジスト膜を形成し、前記レジスト膜に覆われた部分を残して、前記誘電体膜をエッチングにより除去し、さらにその上に、金属膜を付着し、前記レジスト膜を、前記レジスト膜の上に付着した前記金属膜とともに除去してもよい。

【0026】

また、本発明に係る弾性表面波フィルタの製造方法は、基板上に、一方の弾性表面波変換器に対応するパターンを残して第１のレジスト膜を形成し、その上に、第１の金属膜を付着し、前記第１のレジスト膜を、前記第１のレジスト膜の上に付着した前記第１の金属膜とともに除去し、その上に、他方の弾性表面波変換器に対応するパターンを残して第２のレジスト膜を形成し、その上に、第２の金属膜を付着し、前記第２のレジスト膜を、前記第２のレジスト膜の上に付着した前記第２の金属膜とともに除去してもよい。

【0027】

また、本発明に係る弾性表面波フィルタの製造方法は、基板上の一方の弾性表面波変換器に対応する位置に、第１の金属膜を、他方の弾性表面波変換器に対応する位置に、第２の金属膜を付着し、その上に、各弾性表面波変換器に対応するパターンを残してレジスト膜を形成し、前記レジスト膜に覆われた部分を残して、前記第１の金属膜および前記第２の金属膜をエッチングにより除去し、さらに前記レジスト膜を除去してもよい。

【0028】

また、本発明に係る弾性表面波フィルタの製造方法は、基板上に、各弾性表面波変換器に対応するパターンを残してレジスト膜を形成し、第１のマスクで、一方の弾性表面波変換器に対応する位置を覆った後、その上に第１の金属膜を蒸着し、前記第１のマスクを取り除き、第２のマスクで、他方の弾性表面波変換器に対応する位置を覆った後、その上に第２の金属膜を蒸着し、前記第２のマスクを取り除き、前記レジスト膜を、前記レジスト膜の上に付着した前記第１の金属膜および前記第２の金属膜とともに除去してもよい。

【0029】

また、本発明に係る弾性表面波フィルタの製造方法は、前記基板上に、各弾性表面波変換器に対応するパターンで、第１の金属膜を付着し、その上に第２の金属膜を付着し、一方の弾性表面波変換器に対応する位置の上に、レジスト膜を形成し、前記レジスト膜に覆われた部分を残して、前記第２の金属膜をエッチングにより除去し、さらに前記レジスト膜を除去してもよい。

【発明の効果】

【0030】

本発明によれば、通過帯域やカットオフ特性でのリップルを抑制し、比較的容易に製造することができる弾性表面波変換器、弾性表面波フィルタおよび弾性表面波フィルタの製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0031】

【図1】本発明の実施の形態の弾性表面波変換器を示す（Ａ）横断面図、（Ｂ）平面図である。

【図2】本発明の実施の形態の弾性表面波変換器の、一端部で、中央部からその端部に向かって、正電極が徐々に短くなり、他端部で、中央部からその端部に向かって、負電極が徐々に短くなるよう構成されたすだれ状電極を示す平面図である。

【図3】本発明に関する実施の形態の弾性表面波変換器の、両端部で、中央部からそれぞれの端部に向かって、正電極が徐々に短くなるよう構成されたすだれ状電極を示す平面図である。

【図4】本発明に関する実施の形態の弾性表面波変換器の、両端部で、中央部からそれぞれの端部に向かって、正電極および負電極の双方が徐々に短くなるよう構成されたすだれ状電極を示す平面図である。

【図5】本発明の実施の形態の弾性表面波フィルタの、各弾性表面波変換器が双方ともダウン方向のすだれ状電極を有する構成の（Ａ）横断面図、（Ｂ）平面図である。

【図6】本発明の実施の形態の弾性表面波フィルタの、各弾性表面波変換器が双方ともアップ方向のすだれ状電極を有する構成の（Ａ）横断面図、（Ｂ）平面図である。

【図7】本発明の実施の形態の弾性表面波フィルタの、各弾性表面波変換器の一方がダウン方向、他方がアップ方向のすだれ状電極を有する構成の（Ａ）横断面図、（Ｂ）平面図である。

【図8】本発明の第１の実施の形態の弾性表面波フィルタの製造方法を示す横断面図である。

【図9】本発明に関する、第１の実施の形態の弾性表面波フィルタの製造方法を示す横断面図である。

【図10】本発明に関する、第２の実施の形態の弾性表面波フィルタの製造方法を示す横断面図である。

【図11】本発明に関する、第３の実施の形態の弾性表面波フィルタの製造方法を示す横断面図である。

【図12】本発明の第２の実施の形態の弾性表面波フィルタの製造方法を示す横断面図である。

【図13】本発明に関する、第４の実施の形態の弾性表面波フィルタの製造方法を示す横断面図である。

【図14】図５に示す弾性表面波フィルタの、（ａ）Ｎ＝４００、Ｄ_０＝０．３、Ｋ＝１０、ａ_ｉ＝１．０、ｂ_ｉ＝１．０の場合、（ｂ）Ｎ＝４００、Ｄ_０＝０．３、Ｋ＝０、ａ_ｉ＝１．０の場合の周波数特性のシミュレーション結果を示すグラフである。

【図15】図６に示す弾性表面波フィルタの、Ｎ＝４００、Ｄ＝０．２、Ｋ＝１０、ａ_ｉ＝１．０、ｂ_ｉ＝１．０で、送信側の弾性表面波変換器のすだれ状電極で励振または受信する弾性表面波の中心周波数と、受信側の弾性表面波変換器のすだれ状電極で励振または受信する弾性表面波の中心周波数とが異なっている場合の、周波数特性のシミュレーション結果を示すグラフである。

【図16】図５に示す弾性表面波フィルタの、Ｎ＝２００、Ｄ_０＝０．２、Ｋ＝１０、ａ_ｉ＝１．０、ｂ_ｉ＝１．０の場合の、実験で得られた周波数特性を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0032】

以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態について説明する。
［弾性表面波変換器］
図１乃至図４は、本発明の実施の形態の弾性表面波変換器を示している。
図１に示すように、弾性表面波変換器１０は、弾性表面波を励振および／または伝搬してきた弾性表面波を受信する弾性表面波変換器であって、圧電基板から成る基板１１と、基板１１の表面に配置されたすだれ状電極１２とを有している。

【0033】

すだれ状電極１２は、正極側バスバー２１と負極側バスバー２２と複数の正電極２３と複数の負電極２４とを有している。正極側バスバー２１および負極側バスバー２２は、所定の間隔を開けて、互いに平行に並んで配置されている。各正電極２３は、正極側バスバー２１に沿って互いに間隔をあけて、正極側バスバー２１から負極側バスバー２２に向かって垂直に伸びるよう設けられている。各負電極２４は、負極側バスバー２２に沿って互いに間隔をあけて、負極側バスバー２２から正極側バスバー２１に向かって垂直に伸びるよう設けられている。各正電極２３および各負電極２４は、正極側バスバー２１および負極側バスバー２２に沿って、互いに接触しないよう、交互に配置されている。

【0034】

すだれ状電極１２は、分散型のすだれ状電極から成っている。すだれ状電極１２は、正電極２３と負電極２４との合計をＮ＋１本（Ｎは５以上の整数）とすると、各正電極２３および各負電極２４のうち、１番目の電極からＮ＋１番目の電極に向かって電極周期長、すなわち隣り合う電極と電極との間隔（各電極の中心線の間隔）が徐々に短くなっている。より具体的には、図１に示すように、すだれ状電極１２は、正電極２３および負電極２４のうち、Ｘ_０を基準距離、Ｄ_０を０．０５〜２．０とすると、ｉ番目の電極とｉ＋１番目の電極との間の距離Ｘ_ｉ（ｉは１以上Ｎ以下の整数）が、
Ｘ_ｉ＝Ｘ_０×［１＋（Ｄ_０／Ｎ）×｛Ｎ−（ｉ−１）｝］×ａ_ｉ （１）
（ここで、０．７≦ａ_ｉ≦１．３）
となっている。また、ｉ番目の電極の幅が（Ｘ_ｉ／２）×ａ_ｉとなっている。

【0035】

また、図２乃至図４に示すように、正電極２３と負電極２４とが互いに隣接する部分の長さ（交差幅）が、Ｋ＋１番目（Ｋは２以上Ｎ／２より小さい整数）の電極からＮ−Ｋ番目の電極まで所定の長さを有し、Ｋ番目の電極から１番目の電極に向かって、および、Ｎ＋１−Ｋ番目の電極からＮ＋１番目の電極に向かって、徐々に短くなっている。すなわち、図２および図３に示す場合、すだれ状電極１２は、正電極２３と負電極２４とが互いに隣接する部分の長さ（交差幅）は、Ｗ_０を基準長さ、Ｗ_ｉをｉ番目の電極とｉ＋１番目の電極とが互いに隣接する部分の長さとすると、
Ｗ_１≦０．５Ｗ_０、Ｗ_Ｎ≦０．５Ｗ_０、
ｉがＫ＋１からＮ−Ｋのとき、０．９Ｗ_０≦Ｗ_ｉ≦１．１Ｗ_０、
ｉが２からＫ、かつ奇数のとき、Ｗ_ｉ＝Ｗ_０−｛（Ｗ_０−Ｗ_１）／Ｋ｝×（Ｋ＋１−ｉ）×ｂ_ｉ、
ｉが２からＫ、かつ偶数のとき、Ｗ_ｉ＝Ｗ_ｉ−１
ｉがＮ−Ｋ＋１からＮ−１、かつ奇数のとき、Ｗ_ｉ＝Ｗ_０−｛（Ｗ_０−Ｗ_Ｎ）／Ｋ｝×（ｉ−Ｎ＋Ｋ）×ｂ_ｉ
ｉがＮ−Ｋ＋１からＮ−１、かつ偶数のとき、Ｗ_ｉ＝Ｗ_ｉ−１
（ここで、０．８≦ｂ_ｉ≦１．２）
となっている。なお、短くなった電極の位置には、無電界部の電極２５として、反対側の電極が伸びている。

【0036】

また、図４に示す場合、すだれ状電極１２は、正電極２３と負電極２４とが互いに隣接する部分の長さ（交差幅）が、Ｗ_０を基準長さ、Ｗ_ｉをｉ番目の電極とｉ＋１番目の電極とが互いに隣接する部分の長さとすると、
Ｗ_１≦０．５Ｗ_０、Ｗ_Ｎ≦０．５Ｗ_０、
ｉがＫ＋１からＮ−Ｋのとき、０．９Ｗ_０≦Ｗ_ｉ≦１．１Ｗ_０、
ｉが２からＫのとき、Ｗ_ｉ＝Ｗ_０−｛（Ｗ_０−Ｗ_１）／Ｋ｝×（Ｋ＋１−ｉ）×ｂ_ｉ、
ｉがＮ−Ｋ＋１からＮ−１のとき、Ｗ_ｉ＝Ｗ_０−｛（Ｗ_０−Ｗ_Ｎ）／Ｋ｝×（ｉ−Ｎ＋Ｋ）×ｂ_ｉ
（ここで、０．８≦ｂ_ｉ≦１．２）
となっている。なお、短くなった電極の位置には、無電界部の電極２５として、反対側の電極が伸びている。

【0037】

より具体的には、図２に示すように、Ｋ番目の電極から１番目の電極に向かって、正電極２３または負電極２４のいずれか一方の電極（図２では正電極２３）が、上記のＷ_ｉ（ｉが１からＫまで）に従って徐々に短くなり、Ｎ＋１−Ｋ番目の電極からＮ＋１番目の電極に向かって、他方の電極（図２では負電極２４）が、上記のＷ_ｉ（ｉがＮ＋１−ＫからＮまで）に従って徐々に短くなっていてもよい。また、図３に示すように、Ｋ番目の電極から１番目の電極に向かって、および、Ｎ＋１−Ｋ番目の電極からＮ＋１番目の電極に向かって、正電極２３または負電極２４のいずれか一方のみ（図２では正電極２３のみ）が、上記のＷ_ｉ（ｉが１からＫまで、およびＮ＋１−ＫからＮまで）に従って徐々に短くなっていてもよい。また、図４に示すように、Ｋ番目の電極から１番目の電極に向かって、および、Ｎ＋１−Ｋ番目の電極からＮ＋１番目の電極に向かって、正電極２３および負電極２４の双方が、上記のＷ_ｉ（ｉが１からＫまで、およびＮ＋１−ＫからＮまで）に従って徐々に短くなっていてもよい。

【0038】

なお、Ｎは、５０以上が好ましく、５０≦Ｎ＜１００のとき、５≦Ｋ≦１５であり、１００≦Ｎ＜２００のとき、１０≦Ｋ≦２０であり、２００≦Ｎ＜４００のとき、１５≦Ｋ≦３０であり、４００≦Ｎのとき、２０≦Ｋ≦４０であることが好ましい。

【0039】

また、正電極２３および負電極２４は、それぞれＣｒ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ａｕ、Ａｇ、Ｗ、ＲｕまたはＴｉのうちの少なくとも１種類を含む薄膜から成っていることが好ましい。また、すだれ状電極１２で励振または受信する弾性表面波の中心周波数ｆ_０の調整するために、正電極２３および負電極２４の各電極上および電極間に、誘電体膜が付着されていてもよい。この誘電体膜は、例えば、ＴｅＯ_２、ＳｉＯ_２、ＳｉＯ、ＺｎＯ、ＬｉＮｂＯ_３、Ｔａ_２Ｏ_５、ＰＺＴ、Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｉＣ、ＡｌＮまたはガラスから成ることが好ましい。

【0040】

次に、作用について説明する。
弾性表面波変換器１０は、１番目の電極からＮ＋１番目の電極に向かって電極周期長が徐々に短くなる分散型のすだれ状電極１２を有しているため、ダウン方向またはアップ方向に方向性を持つ一方向性特性を有する。また、弾性表面波変換器１０は、正電極２３と負電極２４とが互いに隣接する部分の長さを、Ｋ番目の電極から１番目の電極に向かって、および、Ｎ＋１−Ｋ番目の電極からＮ＋１番目の電極に向かって徐々に短くすることにより、通過帯域やカットオフ特性でのリップルを抑制することができ、シャープなカットオフ特性を得ることができる。これにより、一方向性の分散型のトランスバーサル型フィルタや分散型共振器を構成することができる。

【0041】

このように、弾性表面波変換器１０は、すだれ状電極１２で励起または受信する弾性表面波の位相および振幅に関して、二次元の重み付けを行うことにより、通過帯域やカットオフ特性でのリップルを抑制することができる。また、弾性表面波変換器１０は、電極上および電極間に誘電体薄膜を蒸着する必要がなく、誘電体薄膜がない場合には、誘電体薄膜を蒸着するものと比べて、容易に製造することができる。また、電極上または電極間に、誘電体薄膜を蒸着する場合でも、高度のマスク合わせを必要としないため、容易に製造することができる。

【0042】

［弾性表面波フィルタ］
図５乃至図７は、本発明の実施の形態の弾性表面波フィルタを示している。
図５乃至図７に示すように、弾性表面波フィルタ３０は、本発明の実施の形態の弾性表面波変換器１０を１対有している。

【0043】

各弾性表面波変換器１０は、共通の基板１１の上に、それぞれのすだれ状電極１２を形成して成っている。各弾性表面波変換器１０は、一方の弾性表面波変換器１０のすだれ状電極１２で励振したときの弾性表面波の強度が、他方の弾性表面波変換器１０に向かって大きくなり、他方の弾性表面波変換器１０のすだれ状電極１２で励振したときの弾性表面波の強度が、一方の弾性表面波変換器１０に向かって大きくなるよう、並べて配置されている。すなわち、各弾性表面波変換器１０は、弾性表面波が伝搬する方向で互いに向かい合わせて、並べて配置されている。

【0044】

各弾性表面波変換器１０は、例えば、図５に示すように、双方ともダウン方向のすだれ状電極１２ａを有し、そのダウン方向のすだれ状電極の方向（励振される弾性表面波が伝搬する方向）１３ａが向かい合うよう並べられていてもよい。また、図６に示すように、双方ともアップ方向のすだれ状電極１２ｂを有し、そのアップ方向のすだれ状電極の方向（励振される弾性表面波が伝搬する方向）１３ｂが向かい合うよう並べられていてもよい。また、図７に示すように、一方がダウン方向のすだれ状電極１２ａを有し、他方がアップ方向のすだれ状電極１２ｂを有し、そのダウン方向のすだれ状電極の方向（励振される弾性表面波が伝搬する方向）１３ａと、そのアップ方向のすだれ状電極の方向（励振される弾性表面波が伝搬する方向）１３ｂとが向かい合うよう並べられていてもよい。

【0045】

また、各弾性表面波変換器１０は、図２に示すダウン方向またはアップ方向のすだれ状電極１２を有するものを組み合わせてもよく、図３に示すダウン方向またはアップ方向のすだれ状電極１２を有するものを組み合わせてもよく、図４に示すダウン方向またはアップ方向のすだれ状電極１２を有するものを組み合わせてもよい。双方ともダウン方向またはアップ方向のすだれ状電極１２を有するものを組み合わせたものが、分散型の弾性表面波フィルタ３０となり、一方がダウン方向、他方がアップ方向のすだれ状電極１２を有するものを組み合わせたものが、非分散型の弾性表面波フィルタ３０となる。なお、図２に示す構成のうち、ダウン方向のすだれ状電極１２を組み合わせる場合、各すだれ状電極１２の正電極が短くなる側部同士、または、負電極が短くなる側部同士を隣接させると、フィルタ性能が低下する可能性がある。

【0046】

弾性表面波フィルタ３０は、各弾性表面波変換器１０のすだれ状電極１２で励振または受信する弾性表面波の中心周波数が等しくなるよう構成されている。具体的には、
Ｘ_０１＝（Ｖ_０１／Ｖ_０２）×Ｘ_０２×ｋ （２）
（ここで、０．９≦ｋ≦１．１）
を満たすよう構成されている。

【0047】

ここで、Ｘ_０１は、一方の弾性表面波変換器１０のすだれ状電極１２の中央での電極間の距離であり、Ｎが偶数のとき、Ｘ_０１＝Ｘ_Ｎ／２、Ｎが奇数のとき、Ｘ_０１＝（Ｘ_{（Ｎ−１）／２}＋Ｘ_{（Ｎ＋１）／２}）／２である。また、Ｘ_０２は、他方の弾性表面波変換器１０のすだれ状電極１２の中央での電極間の距離であり、Ｎが偶数のとき、Ｘ_０２＝Ｘ_Ｎ／２、Ｎが奇数のとき、Ｘ_０２＝（Ｘ_{（Ｎ−１）／２}＋Ｘ_{（Ｎ＋１）／２}）／２である。また、Ｖ_０１は、一方の弾性表面波変換器１０の正電極２３と負電極２４とを短絡して、その弾性表面波変換器１０のすだれ状電極１２で弾性表面波を励起したときの、そのすだれ状電極１２の中央でのその弾性表面波の伝搬速度である。また、Ｖ_０２は、他方の弾性表面波変換器１０の正電極２３と負電極２４とを短絡して、その弾性表面波変換器１０のすだれ状電極１２で弾性表面波を励起したときの、そのすだれ状電極１２の中央でのその弾性表面波の伝搬速度である。

【0048】

なお、このとき、各弾性表面波変換器１０のすだれ状電極１２で励振または受信する弾性表面波の中心周波数は等しくなり、各すだれ状電極１２の中央でのその弾性表面波の波長も等しくなる。その中心周波数をｆ_０、弾性表面波の波長をλ_０とすると、ｋ＝１．０の場合、
ｆ_０＝Ｖ_０／λ_０＝Ｖ_０１／２Ｘ_０１＝Ｖ_０２／２Ｘ_０２ （３）
の関係が成り立っている。

【0049】

次に、作用について説明する。
弾性表面波フィルタ３０は、１対の弾性表面波変換器１０の分散型のすだれ状電極１２を、励振したときの弾性表面波の強度が大きくなる方向、すなわち弾性表面波が伝搬する方向で互いに向かい合わせ、並べて配置しているため、双方ともダウン方向のすだれ状電極１２ａまたはアップ方向のすだれ状電極１２ｂの場合に、分散型の弾性表面波フィルタとなり、一方がダウン方向のすだれ状電極１２ａ、他方がアップ方向のすだれ状電極１２ｂの場合に、非分散型の弾性表面波フィルタとなる。弾性表面波フィルタ３０は、一方の弾性表面波変換器１０が送信側（入力側）、他方の弾性表面波変換器１０が受信側（出力側）として機能するトランスバーサル型のフィルタになっている。また、本発明の実施の形態の弾性表面波変換器１０により、通過帯域やカットオフ特性でのリップルを抑制することができ、シャープなカットオフ特性を得ることができる。

【0050】

なお、具体的な例では、各弾性表面波変換器１０の基板１１が、１２８°ＹカットＸ方向伝搬の基板、または、カット角が１２０〜１３６°の範囲のＹカットＸ方向伝搬の基板、または、これらの基板の表面ならびに正電極および負電極上にＳｉＯ_２膜を、その膜厚をＨとすると、Ｈ／Ｘ_０１またはＨ／Ｘ_０２が０．１〜０．６の範囲になるよう付着させた基板から成っているとき、各すだれ状電極１２を、以下のように構成することができる。すなわち、ダウン方向のすだれ状電極１２ａの場合、正電極２３および負電極２４の膜厚をＨ_ｅｌとすると、これらの電極がＡｌ電極から成るとき、膜厚比（Ｈ_ｅｌ／Ｘ_０１またはＨ_ｅｌ／Ｘ_０２）が０．００２〜０．０４６、Ｃｕ電極から成るとき、膜厚比が０．００２〜０．０３０、Ｃｒ電極から成るとき、膜厚比が０．００５〜０．０１２、Ｃｕ／Ｃｒ電極（Ｃｒ膜厚は全体の５％以下）から成るとき、膜厚比が０．００２〜０．０２、Ａｕ／Ｃｒ電極（Ｃｒ膜厚は全体の５％以下）から成るとき、膜厚比が０．００２〜０．１の範囲となるよう構成する。また、アップ方向のすだれ状電極１２ｂの場合、各電極がＡｌ電極から成るとき、膜厚比が０．０４８〜０．１０、Ｃｕ電極から成るとき、膜厚比が０．０３０〜０．１００、Ｃｒ電極から成るとき、膜厚比が０．０１３〜０．０８０、Ｃｕ／Ｃｒ電極（Ｃｒ膜厚は全体の５％以下）から成るとき、膜厚比が０．０３０〜０．１００、Ａｌ／Ｃｒ電極またはＡｕ／Ｃｒ電極またはＣｕ／Ｃｒ電極またはＡｇ／Ｃｒ電極（いずれも、Ｃｒ膜厚は全体の５０％以上）から成るとき、膜厚比が０．０１８〜０．０８の範囲となるよう構成する。

【0051】

また、各弾性表面波変換器１０の基板１１が、１２８°ＹカットＸ方向伝搬の基板、または、カット角が１２０〜１３６°カットの範囲のＹカットＸ方向伝搬の基板、または、これらの基板の表面ならびに正電極および負電極上にＳｉＯ_２膜を、その膜厚をＨとすると、Ｈ／Ｘ_０１またはＨ／Ｘ_０２が０．１〜０．６の範囲になるよう付着させた基板から成っているとき、各すだれ状電極１２を、以下のように構成することができる。すなわち、各電極がＡｌ電極から成るとき、膜厚比（Ｈ_ｅｌ／Ｘ_０１またはＨ_ｅｌ／Ｘ_０２）が０．０４０〜０．０６０、Ｃｕ電極から成るとき、膜厚比が０．０２６〜０．０４、Ｃｒ電極から成るとき、膜厚比が０．０１３〜０．０２０、Ｃｕ／Ｃｒ電極（Ｃｒ膜厚は全体の５％以下）から成るとき、膜厚比が０．０３０〜０．０４５の範囲となるよう構成する。さらに、ダウン方向のすだれ状電極１２ａの場合、ｉ番目の電極の幅が（３／１０）Ｘｉ、またはその±１０％の範囲となり、アップ方向のすだれ状電極１２ｂの場合、ｉ番目の電極の幅が（７／１０）Ｘｉ、またはその±１０％の範囲となるよう構成する。

【0052】

また、各弾性表面波変換器１０の基板１１が、Ｘ−１１２°Ｙ ＬｉＴａＯ_３基板、または伝搬方向が１００°〜１２０°の範囲のＬｉＴａＯ_３基板、またはＳＴ−Ｃｕｔ Ｑｕａｒｔｚもしくは４０°〜４６°ＹカットＸ方向伝搬の水晶基板、またはＹカットＺ方向伝搬の基板、または０°〜４０°ＹカットＸ方向伝搬のＬｉＴａＯ_３基板から成っているとき、各すだれ状電極１２を、以下のように構成することができる。すなわち、ダウン方向のすだれ状電極１２ａの場合、各電極がＡｌ電極から成るとき、膜厚比（Ｈ_ｅｌ／Ｘ_０１またはＨ_ｅｌ／Ｘ_０２）が０．００５〜０．２、Ｃｕ電極から成るとき、膜厚比が０．００５〜０．２、Ｃｒ電極から成るとき、膜厚比が０．００５〜０．２の範囲となるよう構成する。また、アップ方向のすだれ状電極１２ｂの場合、各電極がＡｕ電極から成るとき、膜厚比が０．００５〜０．２、Ａｕ／Ｃｒ電極（Ｃｒ膜厚は全体の５％以下）から成るとき、膜厚比が０．００５〜０．２の範囲となるよう構成する。

【0053】

また、各弾性表面波変換器１０の基板１１が、１２８°ＹカットＸ方向伝搬の基板、またはカット角が１２０〜１３６°の範囲のＹカットＸ方向伝搬の基板、または−５°〜４０°ＹカットＸ方向伝搬のＬｉＮｂＯ_３基板、またはＸ−１１２°Ｙ ＬｉＴａＯ_３基板、または伝搬方向が１００°〜１２０°の範囲のＬｉＴａＯ_３基板、またはＳＴ−Ｃｕｔ Ｑｕａｒｔｚもしくは４０°〜４６°ＹカットＸ方向伝搬の水晶基板、またはＹカットＺ方向伝搬の基板、または−５°〜４０°ＹカットＸ方向伝搬のＬｉＴａＯ_３基板から成っているとき、各すだれ状電極１２を、各電極間に誘電体膜を付着させたアップ方向のすだれ状電極１２ｂとして構成することができる。

【0054】

［弾性表面波フィルタの製造方法］
図８乃至図１３は、本発明の実施の形態の弾性表面波フィルタ３０の製造方法を示している。
図８乃至図１３に示す各製造方法によれば、図７に示す、一方の弾性表面波変換器１０がダウン方向のすだれ状電極１２ａを有し、他方の弾性表面波変換器１０がアップ方向のすだれ状電極１２ｂを有する弾性表面波フィルタ３０を好適に製造することができる。

【0055】

図８に示す方法では、まず、基板１１の上の、アップ方向のすだれ状電極１２ｂを有する一方の弾性表面波変換器１０に対応する位置に、第１の金属膜４１ａを付着する（図８（Ａ）参照）。ここで、基板１１は、例えば、１２８°ＹカットＸ方向伝搬の基板、またはカット角が１２０〜１３６°カットの範囲のＹカットＸ方向伝搬の基板から成っている。また、第１の金属膜４１ａは、例えば、Ｃｒ、Ａｌ、Ｃｕ、またはＡｕ／Ｃｒから成っており、この第１の金属膜４１ａを、膜厚比（Ｈ_ｅｌ／Ｘ_０１またはＨ_ｅｌ／Ｘ_０２）が０．０１４、またはその０．７〜１．３倍の範囲で付着させる。

【0056】

第１の金属膜４１ａが付着した基板１１の上に、マスクを用いて、各弾性表面波変換器１０のすだれ状電極１２に対応するパターンを残してレジスト膜４２を形成する（図８（Ｂ）参照）。さらにその上に、第２の金属膜４１ｂを付着する（図８（Ｃ）参照）。ここで、第２の金属膜４１ｂは、例えば、ＡｌまたはＣｕから成り、Ａｌから成る場合、膜厚比０．０１、Ｃｕから成る場合、膜厚比０．００７、またはそれらの０．７〜１．３倍の範囲で付着させる。その後、レジスト膜４２を、その上に付着した第２の金属膜４１ｂとともに除去する（図８（Ｄ）参照）。さらに、第２の金属膜４１ｂに覆われた部分を残して、第１の金属膜４１ａをエッチングにより除去する（図８（Ｅ）参照）。こうして、弾性表面波フィルタ３０を製造することができる。

【0057】

また、図９に示す方法では、まず、基板１１の上の、アップ方向のすだれ状電極１２ｂを有する一方の弾性表面波変換器１０に対応する位置に、誘電体膜４３を付着する（図９（Ａ）参照）。誘電体膜４３が付着した基板１１の上に、マスクを用いて、各弾性表面波変換器１０のすだれ状電極１２に対応するパターンを残してレジスト膜４２を形成する（図９（Ｂ）参照）。その後、レジスト膜４２に覆われた部分を残して、誘電体膜４３をエッチングにより除去する（図９（Ｃ）参照）。その上に、金属膜４１を付着する（図９（Ｄ）参照）。その後、レジスト膜４２を、レジスト膜４２の上に付着した金属膜４１とともに除去する（図９（Ｅ）参照）。こうして、弾性表面波フィルタ３０を製造することができる。

【0058】

また、図１０に示す方法では、まず、基板１１の上に、マスクを用いて、送信側の弾性表面波変換器１０のすだれ状電極１２に対応するパターンを残して第１のレジスト膜４２ａを形成する（図１０（Ａ）参照）。その上に、第１の金属膜４１ａを付着し、第１のレジスト膜４２ａを、第１のレジスト膜４２ａの上に付着した第１の金属膜４１ａとともに除去する（図１０（Ｂ）参照）。その上に、マスク合わせ法を用いて、他方の弾性表面波変換器１０に対応するパターンを残して第２のレジスト膜４２ｂを形成する（図１０（Ｃ）参照）。さらにその上に、第２の金属膜４１ｂを付着する（図１０（Ｄ）参照）。その後、第２のレジスト膜４２ｂを、第２のレジスト膜４２ｂの上に付着した第２の金属膜４１ｂとともに除去する（図１０（Ｅ）参照）。こうして、弾性表面波フィルタ３０を製造することができる。

【0059】

また、図１１に示す方法では、まず、基板１１の上の送信側の弾性表面波変換器１０に対応する位置に、第１の金属膜４１ａを、受信側の弾性表面波変換器１０に対応する位置に、第２の金属膜４１ｂを付着する（図１１（Ａ）参照）。その上に、マスクを用いて、各弾性表面波変換器１０のすだれ状電極１２に対応するパターンを残してレジスト膜４２を形成する（図１１（Ｂ）参照）。その後、レジスト膜４２に覆われた部分を残して、第１の金属膜４１ａおよび第２の金属膜４１ｂをエッチングにより除去し、さらにレジスト膜４２を除去する（図１１（Ｃ）参照）。こうして、弾性表面波フィルタ３０を製造することができる。

【0060】

また、図１２に示す方法では、まず、基板１１の上に、マスクを用いて、各弾性表面波変換器１０のすだれ状電極１２に対応するパターンを残してレジスト膜４２を形成する。次に、リフトオフ法により、第１のマスク４４ａで、受信側の弾性表面波変換器１０に対応する位置を覆った後、その上に第１の金属膜４１ａを蒸着する（図１２（Ａ）参照）。その後、第１のマスク４４ａを取り除き、リフトオフ法により、第２のマスク４４ｂで、他方の弾性表面波変換器１０に対応する位置を覆った後、その上に第２の金属膜４１ｂを蒸着する（図１２（Ｂ）参照）。その後、第２のマスク４４ｂを取り除き、レジスト膜４２を、レジスト膜４２の上に付着した第１の金属膜４１ａおよび第２の金属膜４１ｂとともに除去する（図１２（Ｃ）参照）。こうして、弾性表面波フィルタ３０を製造することができる。

【0061】

また、図１３に示す方法では、まず、基板１１の上に、各弾性表面波変換器１０のすだれ状電極１２に対応するパターンで、第１の金属膜４１ａを付着し、その上に第２の金属膜４１ｂを付着する。さらに、一方の弾性表面波変換器１０に対応する位置の上に、レジスト膜４２を形成する（図１３（Ａ）参照）。その後、レジスト膜４２に覆われた部分を残して、第２の金属膜４１ｂをエッチングにより除去し、さらにレジスト膜４２を除去する（図１３（Ｂ）参照）。こうして、弾性表面波フィルタ３０を製造することができる。

【0062】

なお、図８乃至図１３に示す製造方法は、図７に示す弾性表面波フィルタ３０を製造するのに好適に使用することができるが、図５および図６に示す弾性表面波フィルタ３０も同様の方法により製造することができる。

【実施例1】

【0063】

図５に示す、それぞれダウン方向のすだれ状電極１２ａを有する１対の弾性表面波変換器１０を向い合せた構成を有する弾性表面波フィルタ３０について、周波数特性のシミュレーションを行った。各弾性表面波変換器１０のすだれ状電極１２ａは、それぞれ図２に示す構成を有しており、（２）式（ｋ＝１）を満たすよう調整されている。Ｎ＝４００、Ｄ_０＝０．３、Ｋ＝１０、ａ_ｉ＝１．０、ｂ_ｉ＝１．０の場合についてのシミュレーション結果を、図１４（ａ）に示す。また、比較のため、Ｎ＝４００、Ｄ_０＝０．３、Ｋ＝０、ａ_ｉ＝１．０の場合（正電極２３と負電極２４とが互いに隣接する部分の長さが、全て同じ長さの場合）についてのシミュレーション結果を、図１４（ｂ）に示す。

【0064】

図１４（ｂ）に示すように、Ｋ＝０で、正電極２３と負電極２４とが互いに隣接する部分の長さが全て同じ長さの場合には、通過帯域およびカットオフ特性に大きなリップルが認められるが、図１４（ａ）に示すように、正電極２３と負電極２４とが互いに隣接する部分の長さが、両端の電極に向かって徐々に短くなる場合には、通過帯域の特性はフラットで、シャープなカットオフ特性が得られており、リップルが抑制されていることが確認された。

【実施例2】

【0065】

図６に示す、ダウン方向のすだれ状電極１２ａを有する弾性表面波変換器１０と、アップ方向のすだれ状電極１２ｂを有する弾性表面波変換器１０とを向かい合わせた構成を有する弾性表面波フィルタ３０について、周波数特性のシミュレーションを行った。各弾性表面波変換器１０のすだれ状電極１２ａ，１２ｂは、それぞれ図２に示す構成を有している。なお、（２）式による調整は行っていない。Ｎ＝４００、Ｄ＝０．２、Ｋ＝１０、ａ_ｉ＝１．０、ｂ_ｉ＝１．０の場合についてのシミュレーション結果を、図１５に示す。

【0066】

図１５に示すように、カットオフ特性はややシャープさに欠けているが、通過帯域の特性はフラットで、リップルが抑制されていることが確認された。また、図１４（ａ）と比べて、通過帯域幅が狭くなっているが、これは、（２）式による調整を行っていないため、送信側の弾性表面波変換器１０のすだれ状電極１２で励振または受信する弾性表面波の中心周波数と、受信側の弾性表面波変換器１０のすだれ状電極１２で励振または受信する弾性表面波の中心周波数とが異なっているためであると考えられる。

【実施例3】

【0067】

図５に示す、それぞれダウン方向のすだれ状電極１２ａを有する１対の弾性表面波変換器１０を向い合せた構成を有する弾性表面波フィルタ３０について、周波数特性を求める実験を行った。各弾性表面波変換器１０のすだれ状電極１２ａは、それぞれ図２に示す構成を有しており、（２）式（ｋ＝１）を満たすよう調整されている。また、Ｎ＝２００、Ｄ_０＝０．２、Ｋ＝１０、ａ_ｉ＝１．０、ｂ_ｉ＝１．０である。実験で得られた周波数特性を、図１６に示す。

【0068】

図１６に示すように、カットオフ特性は、ややシャープさに欠けているが、通過帯域の特性は、比較的フラットであることが確認された。また、図１４（ｂ）と比べると、通過帯域やカットオフ特性でのリップルが抑制されていることも確認された。

【符号の説明】

【0069】

１０ 弾性表面波変換器
１１ 基板
１２ すだれ状電極
１２ａ ダウン方向のすだれ状電極
１２ｂ アップ方向のすだれ状電極
１３ａ ダウン方向のすだれ状電極の方向
１３ｂ アップ方向のすだれ状電極の方向
２１ 正極側バスバー
２２ 負極側バスバー
２３ 正電極
２４ 負電極
２５ 無電界部の電極

３０ 弾性表面波フィルタ
４１ 金属膜
４１ａ 第１の金属膜
４１ｂ 第２の金属膜
４２ レジスト膜
４２ａ 第１のレジスト膜
４２ｂ 第２のレジスト膜
４３ 誘電体膜
４４ａ 第１のマスク
４４ｂ 第２のマスク

【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】

【図15】

【図16】