特許 6601503 弾性波装置、高周波フロントエンド回路及び通信装置

(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】6601503

(24)【登録日】2019年10月18日

(45)【発行日】2019年11月6日

(54)【発明の名称】弾性波装置、高周波フロントエンド回路及び通信装置

(51)【国際特許分類】

   H03H 9/145 20060101AFI20191028BHJP

【ＦＩ】

   H03H9/145 C

【請求項の数】8

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2017-546448(P2017-546448)

(86)(22)【出願日】2016年9月5日

(86)【国際出願番号】JP2016075995

(87)【国際公開番号】WO2017068877

(87)【国際公開日】20170427

【審査請求日】2018年2月16日

(31)【優先権主張番号】特願2015-208923(P2015-208923)

(32)【優先日】2015年10月23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】紺野 彰

(72)【発明者】

【氏名】三村 昌和

【審査官】 竹内 亨

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−１３８３３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１８７５６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１９４８９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１０／１０１１６６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１５−１１１８４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００７／１２５７３３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１３−１５０３４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−２０７５４０（ＪＰ，Ａ）

(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】

ＬｉＮｂＯ_３基板と、
前記ＬｉＮｂＯ_３基板上に設けられ、複数本の電極指を有したＩＤＴ電極と、
前記ＩＤＴ電極を覆うように前記ＬｉＮｂＯ_３基板上に設けられており、上面に凸部を有する、誘電体膜とを備え、
前記ＩＤＴ電極によって励振された弾性波の主モードがレイリー波であり、
前記ＩＤＴ電極が、Ｐｔ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔａ及びＣｕからなる群から選択された少なくとも一種の金属を含む主電極層を有し、
前記凸部は前記ＩＤＴ電極の前記複数本の電極指のうち少なくとも一部の電極指の上方に形成され、
該主電極層の膜厚が、前記ＩＤＴ電極の電極指ピッチで定まる波長λに対し、下記の表１に示す膜厚範囲とされており、
前記凸部の頂点が、前記ＩＤＴ電極の前記電極指の延びる方向に延び、前記電極指の中心を通る中心線から弾性波伝搬方向にずれており、
前記凸部の高さは、前記ＩＤＴ電極の電極指ピッチで定まる波長をλとした場合に、前記λの０．５％以上、３．０％以下である、弾性波装置。

【表1】

【請求項2】

前記凸部の高さは、前記ＩＤＴ電極の電極指ピッチで定まる波長をλとした場合に、前記λの０．５％以上、１．０％未満である、請求項１に記載の弾性波装置。

【請求項3】

前記ＬｉＮｂＯ_３基板のオイラー角が、（０°±５°，θ，０°±５°）において、θが２７．５°以上、３１．５°以下の範囲にある、請求項１または２に記載の弾性波装置。

【請求項4】

前記誘電体膜が、酸化ケイ素からなる、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ＩＤＴ電極が、前記主電極層と、他の電極層とを含む積層金属膜からなる、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】

帯域通過型フィルタである、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】

請求項１〜６のいずれか１項に記載の弾性波装置と、
パワーアンプと、
を備える、高周波フロントエンド回路。

【請求項8】

請求項７に記載の高周波フロントエンド回路と、
ＲＦ信号処理回路と、
ベースバンド信号処理回路と、
を備える、通信装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ＬｉＮｂＯ_３基板上にＩＤＴ電極及び誘電体膜が積層されている、弾性波装置並びにこれを用いた高周波フロントエンド回路及び通信装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ＬｉＮｂＯ_３基板を用いた弾性波装置が広く用いられている。例えば、下記の特許文献１には、ＬｉＮｂＯ_３基板を用いた弾性波装置の一例が開示されている。特許文献１では、ＬｉＮｂＯ_３基板上に、ＩＤＴ電極が設けられている。また、ＩＤＴ電極を覆うように、ＳｉＯ_２膜のような絶縁膜がＬｉＮｂＯ_３基板上に設けられている。特許文献１に記載の弾性波装置では、弾性波として、レイリー波が用いられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】ＷＯ２０１０／１０１１６６ Ａ１

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載の弾性波装置では、レイリー波を利用しているが、例えば、弾性波共振子の場合、共振周波数と反共振周波数との間の周波数域に、あるいは、帯域通過型フィルタにおける通過帯域内に、ＳＨ波によるスプリアスが現れることがあった。

【0005】

本発明の目的は、共振周波数と反共振周波数との間の周波数域内に、あるいは、帯域通過型フィルタにおける通過帯域内に、ＳＨ波によるスプリアスが生じ難い、弾性波装置、高周波フロントエンド回路及び通信装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明のある広い局面では、ＬｉＮｂＯ_３基板と、前記ＬｉＮｂＯ_３基板上に設けられたＩＤＴ電極と、前記ＩＤＴ電極を覆うように前記ＬｉＮｂＯ_３基板上に設けられており、上面に凸部を有する、誘電体膜とを備え、前記ＩＤＴ電極によって励振された弾性波の主モードが、レイリー波を利用しており、前記ＩＤＴ電極の厚みは、ＳＨ波による応答が現れる周波数が前記レイリー波の共振周波数より低くなる厚みとされている、弾性波装置が提供される。

【0007】

本発明の他の広い局面では、ＬｉＮｂＯ_３基板と、前記ＬｉＮｂＯ_３基板上に設けられたＩＤＴ電極と、前記ＩＤＴ電極を覆うように前記ＬｉＮｂＯ_３基板上に設けられており、上面に凸部を有する、誘電体膜とを備え、前記ＩＤＴ電極が、Ｐｔ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔａ、Ａｕ及びＣｕからなる群から選択された少なくとも一種の金属を含む主電極層を有し、該主電極層の膜厚が、前記ＩＤＴ電極の電極指ピッチで定まる波長λに対し、下記の表１に示す膜厚範囲とされている、弾性波装置が提供される。

【0008】

【表1】

【0009】

本発明に係る弾性波装置のある特定の局面では、前記凸部の高さは、前記ＩＤＴ電極の電極指ピッチで定まる波長をλとした場合に、前記λの０．５％以上、３．０％以下である。

【0010】

本発明に係る弾性波装置の他の特定の局面では、前記凸部の高さは、前記ＩＤＴ電極の電極指ピッチで定まる波長をλとした場合に、前記λの０．５％以上、１．０％未満である。

【0011】

本発明に係る弾性波装置のある特定の局面では、前記ＬｉＮｂＯ_３基板のオイラー角が、（０°±５°，θ，０°±５°）において、θが２７．５°以上、３１．５°以下の範囲にある。この場合には、ＳＨ波スプリアスをより一層小さくすることができる。

【0012】

本発明に係る弾性波装置の他の特定の局面では、前記誘電体膜が、酸化ケイ素からなる。この場合には、弾性波装置の周波数温度係数ＴＣＦの絶対値を小さくすることができる。

【0013】

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、前記主電極層と、他の電極層とを含む積層金属膜からなる。

【0014】

本発明に係る弾性波装置の別の特定の局面では、弾性波装置として、帯域通過型フィルタが構成されている。この場合には、帯域通過型フィルタにおける通過帯域内において、ＳＨ波によるスプリアスが生じ難い。

【0015】

本発明に係る高周波フロントエンド回路は、本発明に従って構成された弾性波装置と、パワーアンプと、を備える。

【0016】

本発明に係る通信装置は、前記高周波フロントエンド回路と、ＲＦ信号処理回路と、ベースバンド信号処理回路と、を備える。

【発明の効果】

【0017】

本発明に係る弾性波装置によれば、ＳＨ波スプリアスの周波数位置が、共振周波数と反共振周波数の間にある周波数域の外や、帯域通過型フィルタにおける通過帯域外に配置されるため、ＳＨ波スプリアスによる特性の劣化が生じ難い。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】図１（ａ）は、本発明の一実施形態に係る弾性波装置の平面図であり、図１（ｂ）は、その要部を示す部分拡大正面断面図である。

【図2】図２は、ＩＤＴ電極がＰｔ膜からなる場合の、Ｐｔ膜の膜厚と、レイリー波の音速及びＳＨ波の音速との関係を示す図である。

【図3】図３は、ＩＤＴ電極がＷ膜からなる場合の、Ｗ膜の膜厚と、レイリー波の音速及びＳＨ波の音速との関係を示す図である。

【図4】図４は、ＩＤＴ電極がＭｏ膜からなる場合の、Ｍｏ膜の膜厚と、レイリー波の音速及びＳＨ波の音速との関係を示す図である。

【図5】図５は、ＩＤＴ電極がＴａ膜からなる場合の、Ｔａ膜の膜厚と、レイリー波の音速及びＳＨ波の音速との関係を示す図である。

【図6】図６は、ＩＤＴ電極がＡｕ膜からなる場合の、Ａｕ膜の膜厚と、レイリー波の音速及びＳＨ波の音速との関係を示す図である。

【図7】図７は、ＩＤＴ電極がＣｕ膜からなる場合の、Ｃｕ膜の膜厚と、レイリー波の音速及びＳＨ波の音速との関係を示す図である。

【図8】図８は、凸部の高さと、レイリー波の応答の共振周波数及びＳＨ波の応答の共振周波数との関係を示す図である。

【図9】図９は、凸部の高さと、レイリー波の共振周波数とＳＨ波の共振周波数との差である周波数差との関係を示す図である。

【図10】図１０は、凸部の頂点の弾性波伝搬方向のずれである凸部のずれ量と、レイリー波の応答の共振周波数との関係を示す図である。

【図11】図１１は、凸部の高さと、レイリー波の共振周波数の周波数ばらつきとの関係を示す図である。

【図12】図１２は、本発明の変形例に係る弾性波装置の要部を示す部分拡大正面断面図である。

【図13】図１３は、実施例１としての弾性波共振子のＳパラメータの周波数特性を示す図である。

【図14】図１４は、実施例１としての弾性波共振子のインピーダンス特性を示す図である。

【図15】図１５は、実施例１としての弾性波共振子における凸部のずれ量と、レイリー波の応答の周波数との関係を示す図である。

【図16】図１６は、ＬｉＮｂＯ_３のオイラー角のθと、ＳＨ波によるリップルの大きさとの関係を示す図である。

【図17】図１７は、本発明の他の実施形態としてのラダー型フィルタを示す回路図である。

【図18】図１８は、実施例１のインピーダンス特性と、比較例のインピーダンス特性を示す図である。

【図19】図１９は、高周波フロントエンド回路の構成図である。

【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】

なお、本明細書に記載の各実施形態は、例示的なものであり、異なる実施形態間において、構成の部分的な置換または組み合わせが可能であることを指摘しておく。

【0021】

図１（ａ）は、本発明の一実施形態に係る弾性波装置の平面図であり、図１（ｂ）は、その要部を示す部分拡大正面断面図である。

【0022】

弾性波装置１は、ＬｉＮｂＯ_３基板２を有する。ＬｉＮｂＯ_３基板２上に、ＩＤＴ電極３が設けられている。ＩＤＴ電極３は、複数本の電極指３ａを有する。ＩＤＴ電極３の弾性波伝搬方向両側に、反射器４，５が設けられている。それによって、１ポート型弾性波共振子が構成されている。

【0023】

弾性波装置１では、ＩＤＴ電極３を覆うように、誘電体膜６が設けられている。本実施形態では、誘電体膜６はＳｉＯ_２からなる。誘電体膜６が、ＳｉＯ_２からなるため、弾性波装置１では、周波数温度係数ＴＣＦの絶対値を小さくすることが可能とされている。もっとも、誘電体膜６は、酸化ケイ素以外の酸窒化ケイ素などの他の誘電体材料により形成されていてもよい。

【0024】

上記誘電体膜６は、ＬｉＮｂＯ_３基板２上に蒸着などの堆積法により形成されている。従って、ＩＤＴ電極３の厚みに応じた凸部６ａが電極指３ａの上方において誘電体膜６の上面に現れることとなる。この凸部６ａの高さをＨとする。高さＨは、図１（ｂ）に示すように、凸部６ａの頂点と、凸部６ａ以外の領域における誘電体膜６の上面との高さの差である。

【0025】

弾性波装置１は、レイリー波を利用している。この場合、ＳＨ波による応答がスプリアスとなる。ＳＨ波による応答とは、ＳＨ波による共振現象をいい、共振周波数と反共振周波数とを含む周波数域における共振特性である。弾性波共振子において、共振周波数と反共振周波数との間の周波数域にＳＨ波スプリアスが現れると、特性の劣化が著しい。本実施形態の弾性波装置１の特徴は、上記ＩＤＴ電極がＰｔ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔａ、Ａｕ及びＣｕからなる群から選択された１種の金属からなる主電極層を有し、該主電極層の膜厚が、上記ＩＤＴ電極の電極指ピッチで定まる波長λに対し、下記の表１に示す膜厚範囲とされていることにある。

【0026】

【表1】

【0027】

弾性波装置１では、ＩＤＴ電極の主電極層の膜厚が、電極材料に応じて上記表１に示す範囲内とされているため、ＳＨ波スプリアスを共振周波数と反共振周波数との間の周波数域の外側に位置させることができる。これを、以下において、図２〜図７を参照して説明する。

【0028】

図２〜図７は、ＩＤＴ電極の電極膜厚と、レイリー波の音速及びＳＨ波の音速との関係を示す図である。図２はＩＤＴ電極がＰｔ膜からなる場合、図３はＩＤＴ電極がＷ膜からなる場合、図４はＩＤＴ電極がＭｏ膜からなる場合、図５はＩＤＴ電極がＴａ膜からなる場合、図６はＩＤＴ電極がＡｕ膜からなる場合、図７はＩＤＴ電極がＣｕ膜からなる場合の結果を示す。いずれの場合においても、ＬｉＮｂＯ_３基板としては、オイラー角（０°，３０°，０°）のＬｉＮｂＯ_３基板を用いた。ＩＤＴ電極のデューティは、０．６０とした。また、誘電体膜６として、０．３５λの厚みのＳｉＯ_２膜を形成した。

【0029】

図２〜図７から明らかなように、ＩＤＴ電極の厚みがある値を超えると、レイリー波の音速に比べ、ＳＨ波の音速が低くなる。例えば、図２のＰｔ膜の場合、Ｐｔ膜の膜厚が０．０４９λを超えると、ＳＨ波の音速が、レイリー波の音速よりも低くなっている。なお、λは、ＩＤＴ電極３の電極指ピッチで定まる波長である。従って、Ｐｔ膜では、膜厚を０．０４９λ以上とすれば、ＳＨ波による応答を、レイリー波の応答の共振周波数より低い周波数域に位置させることができる。

【0030】

図３に示すように、Ｗ膜の場合には、ＩＤＴ電極３の膜厚を０．０６６λ以上とすれば、同様に、ＳＨ波による応答をレイリー波の応答の共振周波数より低い周波数域に位置させることができる。

【0031】

図４に示すように、Ｍｏ膜の場合には、膜厚が０．１６３λ以上であれば、ＳＨ波による応答を、レイリー波の応答の共振周波数より低い周波数域に位置させることができる。

【0032】

図５に示すように、Ｔａ膜の場合には、膜厚が０．０７９λ以上であれば、ＳＨ波による応答を、レイリー波の応答の共振周波数より低い周波数域に位置させることができる。

【0033】

図６に示すように、Ａｕ膜の場合には、膜厚が０．０４７λ以上であれば、ＳＨ波による応答を、レイリー波の応答の共振周波数より低い周波数域に位置させることができる。

【0034】

図７に示すように、Ｃｕ膜の場合には、膜厚が０．１５８λ以上であれば、ＳＨ波による応答を、レイリー波の応答の共振周波数より低い周波数域に位置させることができる。

【0035】

すなわち、上述した表１に示したように、Ｐｔ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔａ、ＡｕまたはＣｕの場合、それぞれ、λの４．９％以上、６．６％以上、１６．３％以上、７．９％以上、４．７％以上、１５．８％以上であれば、ＳＨ波による応答を、レイリー波による応答の共振周波数より低い周波数域に位置させることができる。よって、図１８に実線で示すように、ＳＨ波による応答Ｓ１を、主応答であるレイリー波の共振周波数より低い周波数域に位置させることができる。この場合、ＳＨ波による応答Ｓ１が、共振周波数と反共振周波数との間に位置しないため、特性の劣化を効果的に抑制することができる。

【0036】

なお、図１８の破線は比較例のインピーダンス特性を示す。この比較例では、電極膜厚が上記表１に示す範囲よりも薄くされている。この場合、レイリー波の共振周波数と反共振周波数との間の周波数域内に、ＳＨ波による応答Ｓ２が現れている。従って、十分な共振特性を得ることができない。

【0037】

なお、ＩＤＴ電極の膜厚の上限はＳＨ波の応答をレイリー波の応答の共振周波数よりも低い周波数域に位置させる点において特に限定されない。もっとも、ＩＤＴ電極の上記主電極層の膜厚が厚くなりすぎると、コストが高くついたり、電極指の幅がばらついた場合の特性ばらつきが大きくなったりする。従って、本発明の効果を得る上では、上限は特に限定されないが、上記理由により、Ｐｔ電極を用いる場合は波長λの１０％以下とすることが望ましい。電極指の幅がばらつくことによる影響の大きさは電極材料の密度にほぼ比例するため、Ｐｔ以外の電極材料を用いる場合は、１０×ρ_Ｐｔ／ρ％以下とすれば良い。

【0038】

ところで、図１（ｂ）で示したように、誘電体膜６の上面には、凸部６ａが存在する。この凸部６ａの高さＨは、好ましくは、波長λの０．５％以上、３．０％以下とすることが望ましい。それによって、ＳＨ波スプリアスの影響が小さいだけでなく、周波数ばらつきの小さい弾性波装置を提供することができる。これを、図８〜図１２を参照して説明する。

【0039】

誘電体膜６の表面の凸部６ａの高さＨは、波長λの０．５％以上とすることが望ましい理由を下記で説明する。

【0040】

前述したように、ＳＨ波の音速がレイリー波の音速よりも低い範囲では、図８に示すように、上記凸部の高さが大きくなるほど、レイリー波の共振周波数と、ＳＨ波の共振周波数との差が大きくなっていく。また、レイリー波の共振周波数に対するＳＨ波の共振周波数が相対的により低くなっていく。図９は、凸部の高さと、レイリー波の共振周波数とＳＨ波の共振周波数との周波数差との関係を示す図である。

【0041】

図８及び図９から明らかなように、誘電体膜６の表面の凸部６ａの高さＨを、電極指ピッチで定まる波長λの０．５％より大きくすることが望ましい。それによって、不要波であるＳＨ波の共振周波数を、レイリー波の共振周波数から、さらに、０．６ＭＨｚ以上離すことができる。

【0042】

つまり、誘電体膜６の表面の凸部６ａの高さＨを、電極指ピッチで定まる波長λの０．５％より大きくすると、ＩＤＴ電極の膜厚を変えずに、不要波であるＳＨ波の共振周波数を、レイリー波の共振周波数から、さらに、０．６ＭＨｚ以上離すことができる。

【0043】

したがって、ＩＤＴ電極の膜厚と、凸部の高さを調整することによって、レイリー波の共振周波数の１．３％以上、ＳＨ波の応答を離すことができ、より一層良好な共振特性を得ることができる。従って、この弾性波装置１を用いてラダー型フィルタなどを構成した場合、例えば、周波数帯域幅２．３５％であるＢａｎｄ１２にも対応できるようになる。

【0044】

次に、誘電体膜６の表面の凸部６ａの高さＨは、波長λの３．０％以下とすることが望ましい理由を下記で説明する。

【0045】

誘電体膜６の表面の凸部６ａの高さＨがばらついたり、凸部６ａの位置がばらつくと、弾性波装置１では、周波数ばらつきが生じるおそれがある。図１０は、凸部６ａの頂点の弾性波伝搬方向のずれ量と、レイリー波の共振周波数との関係を示す図である。

【0046】

なお、凸部６ａのずれ量とは、図１（ｂ）においてＶで示す量である。すなわち、凸部６ａの頂点が、電極指の中心を通る中心線Ｃから一点鎖線で示すように弾性波伝搬方向にずれた場合の、該頂点の弾性波伝搬方向におけるずれ量である。

【0047】

図１０では、凸部６ａの高さＨが、０％（凸部が存在しない場合）、１．０％、２．０％、３．０％及び４．０％の場合の結果が示されている。図１０において、例えば、凸部６ａの高さＨが４．０％であり、かつ、凸部のずれが０％の場合には、レイリー波の共振周波数は７９１．６ＭＨｚである。これに対して、凸部のずれが２０％になると、共振周波数は７８９．５ＭＨｚとなっている。従って、７９１．６−７８９．５＝２．１ＭＨｚが凸部６ａのずれによる周波数ばらつきの大きさである。この２．１ＭＨｚは、レイリー波の周波数で規格化すると、０．２７％に相当する。

【0048】

図１０から明らかなように、凸部６ａのずれ量が大きくなるにつれて、上記レイリー波の共振周波数の周波数ばらつきが大きくなることがわかる。また、凸部６ａの高さＨが高くなるほど上記周波数ばらつきが大きくなっていることもわかる。

【0049】

図１１は、凸部６ａのずれ量が波長の２０％である場合の凸部６ａの高さＨと、周波数ばらつきとの関係を示す図である。図１１から明らかなように、凸部６ａの高さＨとほぼ比例して、周波数ばらつきが大きくなっていることがわかる。凸部６ａの高さＨが波長λの４％では、周波数ばらつきは０．２７％に至っている。すなわち、０．２５％を超える周波数ばらつきが生じている。

【0050】

従って、好ましくは、誘電体膜６の表面の凸部６ａの高さＨは、波長λの３．０％以下とすることが望ましく、それによって、周波数ばらつきを小さくすることができる。

【0051】

また、前述したように、上記凸部６ａの高さＨは波長λの０．５％以上とすることが望ましく、それによって、不要波であるＳＨ波の共振周波数をレイリー波の共振周波数から１０ＭＨｚ以上離すことができる。よって、０．５％以上、３．０％以下であることが望ましい。

【0052】

なお、誘電体膜６の表面の凸部６ａの高さＨは、波長λの１．０％未満とすることで、周波数ばらつきを０．０６％未満にすることができるので、更に好ましい。

【0053】

なお、上記実施形態では、ＩＤＴ電極３は、Ｐｔなどの主電極のみからなる単一層の電極であった。もっとも、本発明においては、図１２に示すようにＩＤＴ電極３は、複数の金属膜を積層してなる積層金属膜であってもよい。図１２に示すＩＤＴ電極３では、下から順に密着層１１、主電極層１２、拡散防止層１３、低抵抗層１４及び保護層１５を有する。主電極層１２は、上述したＰｔ、Ｗなどの主電極層構成金属からなる。密着層１１は、例えばＴｉやＮｉＣｒ合金などのＬｉＮｂＯ_３に対する密着性が、主電極層１２よりも高い金属もしくは合金からなる。拡散防止層１３は、Ｔｉなどからなり、低抵抗層１４と主電極層１２との間の拡散を防止するために設けられている。

【0054】

低抵抗層１４は、Ａｌ、ＡｌＣｕ合金などの導電性が主電極層よりも高い材料からなる。保護層１５は、Ｔｉなどの適宜の金属もしくは合金からなる。

【0055】

このような積層金属膜によりＩＤＴ電極を構成してもよい。その場合には、上記主電極層１２がレイリー波の応答を得るにあたって支配的である。従って、主電極層１２の膜厚を、上述した表１に示した膜厚範囲内とすることが望ましい。

【0056】

また、上記実施形態では、１ポート型弾性波共振子につき説明したが、本発明は、１ポート型弾性波共振子が複数接続されているラダー型フィルタなどの帯域通過型フィルタや、該帯域通過型フィルタを備えるマルチプレクサであってもよい。

【0057】

図１７は、このような帯域通過型フィルタの一例としてのラダー型フィルタの回路構成を示す図である。ラダー型フィルタ２１は、直列腕共振子Ｓ１〜Ｓ３及び並列腕共振子Ｐ１，Ｐ２を有する。この直列腕共振子Ｓ１〜Ｓ３や並列腕共振子Ｐ１，Ｐ２として、本発明の実施形態に係る弾性波共振子を用いればよい。

【0058】

次に、具体的な実施例１を説明する。以下の実施例１では、弾性波共振子としての弾性波装置１を作製した。

【0059】

（実施例１）
オイラー角（０°，３０°，０°）のＬｉＮｂＯ_３基板を用いた。ＩＤＴ電極として、ＬｉＮｂＯ_３基板側から順に、ＮｉＣｒ／Ｐｔ／Ｔｉ／ＡｌＣｕ／Ｔｉの積層金属膜を用いた。それぞれの膜厚は、１０ｎｍ／２５０ｎｍ／６０ｎｍ／３４０ｎｍ／１０ｎｍとした。なお、Ｐｔ膜の膜厚２５０ｎｍは、電極指ピッチで定まる波長比で６．２５％である。ＩＤＴ電極の電極指ピッチで定まる波長は４．０μｍとし、デューティは０．６５とした。

【0060】

誘電体膜として、１２００ｎｍ、波長比で３０％の膜厚のＳｉＯ_２膜を形成した。凸部６ａの高さＨは波長λの２％となるように調整した。また、凸部の位置は、電極指中央に配置した。

【0061】

図１３は、実施例１の弾性波装置のＳ特性を示し、図１４は、インピーダンス特性を示す。図１３及び図１４から明らかなように、ＳＨ波による応答が、レイリー波の共振周波数に対して１３ＭＨｚ低い位置に現れている。

【0062】

図１５は、実施例１において、上記凸部のずれ量を変化させた場合の共振周波数の変化を示す図である。図１５から明らかなように、凸部の位置が６００ｎｍずれた場合であっても、レイリー波の共振周波数のばらつきは最大で２ＭＨｚ程度とされ得ることがわかる。

【0063】

図１６は、実施例１において、オイラー角θを変化させた場合のＳＨ波による応答の大きさの変化を破線で示す図である。図１６から明らかなように、オイラー角θが２９．５°付近でＳＨ波の応答の大きさが最小となる。好ましくは、ＳＨ波の応答の大きさを、２ｄＢ以下とすることが望ましい。その場合には、オイラー角は、（０°，２７．５°〜３１．５°，０°）であることが望ましい。また、本願発明者らの実験によれば、オイラー角のφ及びψは、０°±５°の範囲内であれば、同様の結果が得られていることが確かめられている。従って、オイラー角は、（０°±５°の範囲内，θ，０°±５°の範囲内）において、θは２７．５°以上、３１．５°以下の範囲内であることが望ましい。

【0064】

ＩＤＴ電極の材料としては、先にあげたＰｔ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔａ、Ａｕ、Ｃｕに限定されない。

【0065】

ＳＨ波による応答をレイリー波の応答の共振周波数より低い周波数域に位置させることができるように、電極材料および厚みを設定することができれば任意の金属を使用し得る。

【0066】

図１９は、高周波フロントエンド回路１３０の構成図である。なお、同図には、高周波フロントエンド回路１３０と接続される各構成要素（アンテナ素子１０２、ＲＦ信号処理回路（ＲＦＩＣ）１０３、及び、ベースバンド信号処理回路（ＢＢＩＣ）１０４）についても併せて図示されている。高周波フロントエンド回路１３０、ＲＦ信号処理回路１０３及びベースバンド信号処理回路１０４は、通信装置１４０を構成している。なお、通信装置１４０は、電源やＣＰＵ、ディスプレイを含んでいても良い。

【0067】

高周波フロントエンド回路１３０は、アンテナ側スイッチ１２５と、クワッドプレクサ１０１と、受信側スイッチ１１３及び送信側スイッチ１２３と、ローノイズアンプ回路１１４と、パワーアンプ回路１２４とを備える。なお、弾性波装置１は、クワッドプレクサ１０１であってもよいし、フィルタ１１１、１１２、１２１、１２２であってもよい。

【0068】

受信側スイッチ１１３は、クワッドプレクサ１０１の受信端子である個別端子１１１Ａ及び個別端子１２１Ａに個別に接続された２つの選択端子、ならびに、ローノイズアンプ回路１１４に接続された共通端子を有するスイッチ回路である。

【0069】

送信側スイッチ１２３は、クワッドプレクサ１０１の送信端子である個別端子１１２Ａ及び個別端子１２２Ａに個別に接続された２つの選択端子、ならびに、パワーアンプ回路１２４に接続された共通端子を有するスイッチ回路である。

【0070】

これら受信側スイッチ１１３及び送信側スイッチ１２３は、それぞれ、制御部（図示せず）からの制御信号に従って、共通端子と所定のバンドに対応する信号経路とを接続し、例えば、ＳＰＤＴ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｐｏｌｅ Ｄｏｕｂｌｅ Ｔｈｒｏｗ）型のスイッチによって構成される。なお、共通端子と接続される選択端子は１つに限らず、複数であってもかまわない。つまり、高周波フロントエンド回路１３０は、キャリアアグリゲーションに対応してもかまわない。

【0071】

ローノイズアンプ回路１１４は、アンテナ素子１０２、クワッドプレクサ１０１及び受信側スイッチ１１３を経由した高周波信号（ここでは高周波受信信号）を増幅し、ＲＦ信号処理回路１０３へ出力する受信増幅回路である。

【0072】

パワーアンプ回路１２４は、ＲＦ信号処理回路１０３から出力された高周波信号（ここでは高周波送信信号）を増幅し、送信側スイッチ１２３及びクワッドプレクサ１０１を経由してアンテナ素子１０２に出力する送信増幅回路である。

【0073】

ＲＦ信号処理回路１０３は、アンテナ素子１０２から受信信号経路を介して入力された高周波受信信号を、ダウンコンバート等により信号処理し、当該信号処理して生成された受信信号をベースバンド信号処理回路１０４へ出力する。また、ＲＦ信号処理回路１０３は、ベースバンド信号処理回路１０４から入力された送信信号をアップコンバート等により信号処理し、当該信号処理して生成された高周波送信信号をパワーアンプ回路１２４へ出力する。ＲＦ信号処理回路１０３は、例えば、ＲＦＩＣである。ベースバンド信号処理回路１０４で処理された信号は、例えば、画像信号として画像表示のために、または、音声信号として通話のために使用される。なお、高周波フロントエンド回路１３０は、上述した各構成要素の間に、他の回路素子を備えていてもよい。

【0074】

以上のように構成された高周波フロントエンド回路１３０及び通信装置１４０によれば、上記クワッドプレクサ１０１を備えることにより、通過帯域内のリップルを抑制することができる。

【0075】

なお、高周波フロントエンド回路１３０は、上記クワッドプレクサ１０１に代わり、クワッドプレクサ１０１の変形例に係るクワッドプレクサを備えてもかまわない。

【0076】

（その他の実施形態）
以上、本発明の実施形態に係る弾性波装置、高周波フロントエンド回路及び通信装置について、実施形態及びその変形例を挙げて説明したが、本発明は、上記実施形態及び変形例における任意の構成要素を組み合わせて実現される別の実施形態や、上記実施形態に対して本発明の主旨を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例や、本発明に係る高周波フロントエンド回路及び通信装置を内蔵した各種機器も本発明に含まれる。

【0077】

例えば、上記説明では、弾性波装置として、クワッドプレクサであってもよいし、フィルタであってもよいとしたが、本発明は、クワッドプレクサに加えて、例えば、３つのフィルタのアンテナ端子が共通化されたトリプレクサや、６つのフィルタのアンテナ端子が共通化されたヘキサプレクサ等のマルチプレクサについても適用することができる。マルチプレクサは、２以上のフィルタを備えていればよい。

【0078】

さらには、マルチプレクサは、送信フィルタ及び受信フィルタの双方を備える構成に限らず、送信フィルタのみ、または、受信フィルタのみを備える構成であってもかまわない。

【0079】

本発明は、フィルタ、マルチバンドシステムに適用できるマルチプレクサ、フロントエンド回路及び通信装置として、携帯電話等の通信機器に広く利用できる。

【符号の説明】

【0080】

１…弾性波装置
２…ＬｉＮｂＯ_３基板
３…ＩＤＴ電極
３ａ…電極指
４，５…反射器
６…誘電体膜
６ａ…凸部
１１…密着層
１２…主電極層
１３…拡散防止層
１４…低抵抗層
１５…保護層
２１…ラダー型フィルタ
１０１…クワッドプレクサ
１０２…アンテナ素子
１０３…ＲＦ信号処理回路
１０４…ベースバンド信号処理回路
１１１，１１２，１２１，１２２…フィルタ
１１１Ａ，１１２Ａ，１２１Ａ，１２２Ａ…個別端子
１１３…受信側スイッチ
１１４…ローノイズアンプ回路
１２３…送信側スイッチ
１２４…パワーアンプ回路
１２５…アンテナ側スイッチ
１３０…高周波フロントエンド回路
１４０…通信装置

【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】

【図17】

【図18】

【図19】