特許 6780323 弾性表面波素子、弾性表面波フィルタ及びマルチプレクサ

(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】6780323

(24)【登録日】2020年10月19日

(45)【発行日】2020年11月4日

(54)【発明の名称】弾性表面波素子、弾性表面波フィルタ及びマルチプレクサ

(51)【国際特許分類】

   H03H 9/145 20060101AFI20201026BHJP

   H03H 9/64 20060101ALI20201026BHJP

   H03H 9/72 20060101ALI20201026BHJP

【ＦＩ】

   H03H9/145 C

   H03H9/64 Z

   H03H9/72

【請求項の数】6

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2016-129304(P2016-129304)

(22)【出願日】2016年6月29日

(65)【公開番号】特開2018-6922(P2018-6922A)

(43)【公開日】2018年1月11日

【審査請求日】2019年5月16日

(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】100189430

【弁理士】

【氏名又は名称】吉川 修一

(74)【代理人】

【識別番号】100190805

【弁理士】

【氏名又は名称】傍島 正朗

(72)【発明者】

【氏名】西 宏之

(72)【発明者】

【氏名】金田 明雄

(72)【発明者】

【氏名】新 保昭

【審査官】 ▲高▼橋 徳浩

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１０−１９０３８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−１００９５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２４４３５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２１７５１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１７４３０７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０３Ｈ３／００７−Ｈ０３Ｈ３／１０

Ｈ０３Ｈ９／００−Ｈ０３Ｈ９／７６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

圧電基板と、
複数の電極指の対と当該複数の電極指の対を挟んで互いに対向するバスバーの対とを含むＩＤＴ（ＩｎｔｅｒＤｉｇｉｔａｌ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）電極であって、前記圧電基板上に形成されたＩＤＴ電極と、を備え、
前記バスバーは、前記圧電基板上に形成された下地層と、前記下地層上に形成された第１層と、前記第１層上に形成された第２層と、を有し、
前記バスバーを上面視したときに、前記第１層は前記下地層に対してはみ出さないように重複し、前記第２層は前記第１層に対してはみ出さないように重複し、
前記第１層の前記複数の電極指側の側面と前記下地層の上面とのなす角度のうちの前記複数の電極指とは反対側の第１角度は９０度未満であり、
前記第２層の前記複数の電極指側の側面と前記第１層の上面とのなす角度のうちの前記複数の電極指とは反対側の第２角度は９０度以下であり、
前記第１角度と前記第２角度とは異なる角度である
弾性表面波素子。

【請求項2】

前記第１角度は、前記第２角度よりも小さい
請求項１に記載の弾性表面波素子。

【請求項3】

前記第１角度は、４５度未満であり、
前記第２角度は、４５度以上９０度以下である
請求項２に記載の弾性表面波素子。

【請求項4】

前記バスバーを上面視したときに、前記下地層、前記第１層及び前記第２層は、それぞれ長方形の形状を有する
請求項１〜３のいずれか１項に記載の弾性表面波素子。

【請求項5】

１以上の直列腕共振子及び１以上の並列腕共振子で構成されるラダー型の弾性表面波フィルタであって、
前記１以上の直列腕共振子及び前記１以上の並列腕共振子の少なくとも１つは、請求項１〜４のいずれか１項に記載の弾性表面波素子である
弾性表面波フィルタ。

【請求項6】

それぞれ所定の周波数帯域を選択的に通過させる複数の帯域通過フィルタを有するマルチプレクサであって、
前記複数の帯域通過フィルタのうちの少なくとも１つは、請求項１〜４のいずれか１項に記載の弾性表面波素子を少なくとも１つ含む
マルチプレクサ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、弾性表面波素子、並びに、これを用いた弾性表面波フィルタ及びマルチプレクサに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、通信機器などのＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）回路に使用される帯域通過フィルタに、弾性表面波（ＳＡＷ：Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ）素子が使用されている。弾性表面波素子は、圧電基板上に形成された、フィンガー（複数の電極指）と当該フィンガーを挟んで互いに対向するバスバーとを含むＩＤＴ（ＩｎｔｅｒＤｉｇｉｔａｌ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）電極を有する。弾性表面波素子には、挿入損失が小さく、かつ、広い通過帯域を有することが求められている。これに対して、図７Ａ及び図７Ｂに示される弾性表面波素子が提案されている。図７Ａは、従来の弾性表面波素子の上面図である。図７Ｂは、図７ＡのＶＩＩＢ−ＶＩＩＢ線における断面を拡大したときの断面図である。従来の弾性表面波素子のバスバー２００は、圧電基板４００上に形成された下地導体膜２１０及び下地導体膜２１０上に形成された導体膜２２０を有し、導体膜２２０はフィンガー１００側に膜厚漸増領域２３０を有する。これにより、バスバー２００に質量分布ができ、バスバー２００によって弾性表面波素子内にフィンガー１００からバスバー２００の方向における弾性表面波を閉じ込めることができると共に弾性表面波素子内に閉じ込める弾性表面波の振幅強度を当該方向に徐々に減衰させることができる。したがって、当該方向における弾性表面波の閉じ込めにより弾性表面波素子の挿入損失の低下が実現でき、かつ、弾性表面波素子が共振する周波数に広がりができるため弾性表面波素子の広帯域化が実現できる。特許文献１には、このような弾性表面波素子に関する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００６−２１７５１７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１に開示された弾性表面波素子では、膜厚漸増領域２３０を精度よく形成することが難しく、膜厚漸増領域２３０の形状にばらつきが生じることで、弾性表面波が漏れてしまうことがある。つまり、当該弾性表面波素子は、弾性表面波の閉じ込めが十分にできず、当該弾性表面波素子の挿入損失が増加することがある。

【0005】

そこで、本発明は、広帯域化を実現しつつ、かつ、挿入損失をより低下できる弾性表面波素子、弾性表面波フィルタ及びマルチプレクサ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】

【0006】

上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る弾性表面波素子は、圧電基板と、複数の電極指の対と当該複数の電極指の対を挟んで互いに対向するバスバーの対とを含むＩＤＴ（ＩｎｔｅｒＤｉｇｉｔａｌ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）電極であって、前記圧電基板上に形成されたＩＤＴ電極と、を備え、前記バスバーは、前記圧電基板上に形成された下地層と、前記下地層上に形成された第１層と、前記第１層上に形成された第２層と、を有し、前記バスバーを上面視したときに、前記第１層は前記下地層に対してはみ出さないように重複し、前記第２層は前記第１層に対してはみ出さないように重複し、前記第１層の前記複数の電極指側の側面と前記下地層の上面とのなす角度のうちの前記複数の電極指とは反対側の第１角度は９０度未満であり、前記第２層の前記複数の電極指側の側面と前記第１層の上面とのなす角度のうちの前記複数の電極指とは反対側の第２角度は９０度以下であり、前記第１角度と前記第２角度とは異なる角度である。

【0007】

また、本発明の一態様に係る弾性表面波フィルタは、１以上の直列腕共振子及び１以上の並列腕共振子で構成されるラダー型の弾性表面波フィルタであって、前記１以上の直列腕共振子及び前記１以上の並列腕共振子の少なくとも１つは、上記の弾性表面波素子である。

【0008】

また、本発明の一態様に係るマルチプレクサは、それぞれ所定の周波数帯域を選択的に通過させる複数の帯域通過フィルタを有するマルチプレクサであって、前記複数の帯域通過フィルタのうちの少なくとも１つは、上記の弾性表面波素子を少なくとも１つ含む。

【0009】

これにより、第１角度と第２角度とが異なるように、下地層上に第１層が設けられ第１層上に第２層が設けられることで、弾性表面波の漏洩を抑制することができる。言い換えると、第１層の側面の傾斜角度（第１角度）と第２層の側面の傾斜角度（第２角度）とが異なる３層構造のバスバーが設けられることで、弾性表面波の漏洩を抑制することができる。つまり、第１層の膜厚漸増領域の形状がばらつくことで第１層によって閉じ込めきれなかった弾性表面波を、第１角度と異なる角度である第２角度を有する第２層によって閉じ込めることができる。したがって、広帯域化を実現しつつ、かつ、挿入損失をより低下できる。

【0010】

また、前記第１角度は、前記第２角度よりも小さくもよい。具体的には、第１角度は、４５度未満であってもよく、前記第２角度は、４５度以上９０度以下であってもよい。

【0011】

これにより、第１角度が第２角度より小さく、例えば、４５度未満であることで、バスバーの質量分布をより細かく変化する分布にすることができ、弾性表面波素子をより広帯域化することができる。また、第２角度が４５度以上９０度以下であることで、第１層によって閉じ込めきれなかった弾性表面波を、４５度以上９０度以下の急な壁面を有する第２層によってより閉じ込めることができる。

【0012】

また、前記バスバーを上面視したときに、前記下地層、前記第１層及び前記第２層は、互いに類似した形状を有してもよい。

【0013】

これにより、下地層、第１層及び第２層は、互いに類似した形状であるため、弾性表面波素子の製造工程においてバスバーの形成が容易になる。

【発明の効果】

【0014】

本発明に係る弾性表面波素子、弾性表面波フィルタ及びマルチプレクサによれば、広帯域化を実現しつつ、かつ、挿入損失をより低下できる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1A】実施の形態１に係る弾性表面波素子の一例を示す上面図である。

【図1B】図１ＡのＩＢ−ＩＢ線における断面を拡大したときの断面図である。

【図2】実施の形態１に係る弾性表面波フィルタの一例を示す回路図である。

【図3A】実施の形態１に係る弾性表面波フィルタ及び従来の弾性表面波フィルタの通過特性を示すグラフである。

【図3B】図３Ａに示されるグラフの縦軸を拡大したときのグラフである。

【図4】実施の形態１に係るマルチプレクサの一例を示す回路図である。

【図5A】実施の形態１に係るマルチプレクサ及び従来のマルチプレクサの通過特性を示すグラフである。

【図5B】図５Ａに示されるグラフの縦軸を拡大したときのグラフである。

【図6A】実施の形態２に係る弾性表面波素子の一例を示す上面図である。

【図6B】図６ＡのＶＩＢ−ＶＩＢ線における断面を拡大したときの断面図である。

【図7A】従来の弾性表面波素子の一例を示す上面図である。

【図7B】図７ＡのＶＩＩＢ−ＶＩＩＢ線における断面を拡大したときの断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明の実施の形態について、実施の形態及びその図面を用いて詳細に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的又は具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置及び接続形態などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。以下の実施の形態における構成要素のうち、独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。また、図面に示される構成要素の大きさ又は大きさの比は、必ずしも厳密ではない。

【0017】

（実施の形態１）
［１．１ 弾性表面波素子］
まず、実施の形態１に係る弾性表面波素子１の構成について図１Ａ及び図１Ｂを用いて説明する。

【0018】

図１Ａは、実施の形態１に係る弾性表面波素子１の一例を示す上面図である。

【0019】

図１Ｂは、図１ＡのＩＢ−ＩＢ線における断面を拡大したときの断面図である。

【0020】

弾性表面波素子１は、例えば、急峻な遮断特性を有する弾性表面波フィルタに用いられる素子である。弾性表面波素子１は、図１Ａに示されるように、圧電基板６０と、櫛形形状を有するＩＤＴ（ＩｎｔｅｒＤｉｇｉｔａｌ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）電極４０と、反射器５０とを備える。

【0021】

圧電基板６０は、例えば、ＬＮ（ＬｉＮｂＯ_３）基板又はＬＴ（ＬｉＴａＯ_３）基板である。圧電基板６０では、図１Ａの紙面と平行な方向であって図１Ａの上下方向（図１Ｂの紙面と垂直な方向）に弾性表面波が主に伝搬する。つまり、当該上下方向が弾性表面波の主伝搬方向となる。当該上下方向は、言い換えると、後述する複数の電極指１１の延びる方向の直交方向である。なお、圧電基板６０では、当該上下方向以外の方向にも弾性表面波が伝搬する。

【0022】

ＩＤＴ電極４０は、圧電基板６０上に形成される。また、ＩＤＴ電極４０は、複数の電極指１１の対を有するフィンガー１０とフィンガー１０を挟んで互いに対向するバスバー２０の対とを含む。ＩＤＴ電極４０における電極指１１は、互いに対向するバスバー２０の対のいずれかに接続されている。言い換えると、ＩＤＴ電極４０における電極指１１は、互いに対向するバスバー２０の対の両方には接続されない。

【0023】

反射器５０は、圧電基板６０上に形成される。また、ＩＤＴ電極４０は、フィンガー１０とフィンガー１０を挟んで互いに対向するバスバー２０の対とを含む。なお、反射器５０におけるフィンガー１０は、複数の電極指１１を有するが、反射器５０における電極指１１は、互いに対向するバスバー２０の対の両方に接続されている。また、反射器５０は、弾性表面波の主伝搬方向においてＩＤＴ電極４０と隣り合うように設けられる。具体的には、弾性表面波素子１は、例えば互いに対向する２つの反射器５０を備え、２つの反射器５０は、ＩＤＴ電極４０を挟むように設けられる。反射器５０は、当該弾性表面波の主伝搬方向において弾性表面波が弾性表面波素子１から漏れないように弾性表面波を反射して弾性表面波素子１内に閉じ込める。

【0024】

フィンガー１０は、バスバー２０の対からそれぞれ弾性表面波の主伝搬方向に直交して延びるように形成された電極指１１から構成される。電極指１１は、例えば密着層と電極層との積層構造を有する。密着層は、圧電基板６０と電極層との密着性を向上させるための層であり、材料として、例えば、Ｔｉが用いられる。弾性表面波の波長は、複数の電極指１１のピッチ（例えば２．５μｍ）で規定される。弾性表面波素子１に高周波信号が入力されると、圧電基板６０が歪むことで弾性表面波が発生する。このとき、複数の電極指１１のピッチと通過帯域の波長とを略一致させておくことにより、通過させたい周波数成分を有する高周波信号が弾性表面波素子１を通過する。なお、図１Ａには、フィンガー１０は数本の電極指１１を有するように模式的に示されているが、実際には複数の電極指１１の数は例えば数１０本から数１００本程度となっている。したがって、図１Ａには、複数の電極指１１のピッチが実際よりも大きく示されている。

【0025】

バスバー２０は、複数の電極指１１の延びる方向において弾性表面波が弾性表面波素子１から漏れないように弾性表面波を反射して弾性表面波素子１内に閉じ込める。バスバー２０は、圧電基板６０上に形成された下地層２１と、下地層２１上に形成された第１層２２と、第１層２２上に形成された第２層２３とを有する。つまり、バスバー２０は、圧電基板６０上に下地層２１、第１層２２、第２層２３の順番でそれぞれが積層された３層構造を有している。下地層２１は、例えば密着層と電極層との積層構造を有する。密着層は、圧電基板６０と電極層との密着性を向上させるための層であり、材料として、例えば、Ｔｉが用いられる。なお、図１Ａ及び図１Ｂに示されるように、下地層２１と複数の電極指１１とは、連続して形成される。ここでは、連続して形成された複数の電極指１１及び下地層２１の領域うち指状に形成された領域を複数の電極指１１と呼んでいる。

【0026】

また、図１Ａに示されるように、バスバー２０を上面視したときに、第１層２２は下地層２１に対してはみ出さないように重複し、第２層２３は第１層２２に対してはみ出さないように重複している。具体的には、バスバー２０を上面視したときに、第１層２２の面積は下地層２１の面積よりも小さく、第２層２３の面積は第１層２２の面積よりも小さい。より具体的には、図１Ａに示されるように、バスバー２０を上面視したときに、バスバー２０の短手方向における第１層２２の両端付近が露出するように、第１層２２上に第２層２３が形成されている。また、第１層２２及び第２層２３は、膜厚が厚過ぎると膜剥がれが発生する恐れがあるため薄く形成されることが好ましい。例えば、下地層２１の厚みは４ｕｍ、第１層２２の厚みは１５ｕｍ、第２層２３の厚みは１５ｕｍである。

【0027】

また、バスバー２０の下地層２１の複数の電極指１１側の端から第１層２２の複数の電極指１１側の端までの距離ｄ１は、弾性表面波の波長の０．９５倍から１．０５倍である。つまり、距離ｄ１は、弾性表面波の波長とほぼ同じ長さである。また、第１層２２の上面２８の複数の電極指１１側の端から第２層２３の複数の電極指１１側の端までの距離ｄ２は、弾性表面波の波長の０．９５倍から１．０５倍である。つまり、距離ｄ２についても、弾性表面波の波長とほぼ同じ長さである。なお、バスバー２０を上面視したときに、第２層２３が第１層２２に対してはみ出さないように重複していれば、第１層２２が露出しなくてもよい。例えば、距離ｄ２がほぼ０であってもよい。つまり、側面２４と側面２７とが連続していてもよい。

【0028】

第１層２２の複数の電極指１１側の側面２４と下地層２１の上面２５とのなす角度のうちの複数の電極指１１とは反対側の第１角度２６は９０度未満である。第２層２３の複数の電極指１１側の側面２７と第１層２２の上面２８とのなす角度のうちの複数の電極指１１とは反対側の第２角度２９は９０度以下である。そして、第１角度２６と第２角度２９とは異なる角度であり、第１角度２６は、第２角度２９よりも小さい。具体的には、第１角度２６は、４５度未満であり、第２角度２９は、４５度以上９０度以下である。本実施の形態では、第２角度２９は約９０度（略直角）である。

【0029】

また、バスバー２０を上面視したときに、下地層２１、第１層２２及び第２層２３は、互いに類似した形状を有する。具体的には、バスバー２０を上面視したときに、下地層２１、第１層２２及び第２層２３は、例えばそれぞれ略長方形の形状を有する。これにより、弾性表面波素子１の製造工程において下地層２１、第１層２２及び第２層２３を形成する際に、蒸着、フォトリソグラフィ及びエッチング等の加工を容易に行うことができる。

【0030】

図１Ｂに示されるように、側面２４の領域は、第１層２２の膜厚が漸増する領域（膜厚漸増領域と呼ぶ）となっている。当該膜厚漸増領域は、図７Ｂに示される膜厚漸増領域２３０に対応する領域である。第１層２２が複数の電極指１１側に膜厚漸増領域を有することで、バスバー２０に質量分布ができ、バスバー２０によって弾性表面波素子１内に複数の電極指１１からバスバー２０の方向における弾性表面波を閉じ込めることができると共に弾性表面波素子１内に閉じ込める弾性表面波の振幅強度を当該方向に徐々に減衰させることができる。

【0031】

このとき、当該膜厚漸増領域の形状にばらつきが生じることで、弾性表面波が漏れてしまうことがある。ここで、膜厚漸増領域の形状にばらつきが生じるとは、１つの膜厚漸増領域において、例えば、側面２４の表面が波打っていたり、湾曲していたりする状態を意味する。第１層２２の膜厚漸増領域の形状がばらつくことにより、弾性表面波を第１層２２で閉じ込めきれないことがある。しかしながら、本実施の形態では、第１角度２６を有する第１層２２上に、第１角度２６と異なる角度である第２角度２９を有する第２層２３が設けられている。第１角度２６と第２角度２９とが異なる角度であることで、第１層２２によって閉じ込めきれなかった弾性表面波を、第２層２３によって閉じ込めることができる。このように、第１層２２及び第２層２３を含むバスバー２０が反射器の役割をすることで、複数の電極指１１からバスバー２０の方向における弾性表面波の漏洩を抑制でき、挿入損失をより低下できる。

【0032】

なお、複数の電極指１１及び下地層２１（電極層）は、例えば、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄなどの金属又は合金から構成されてもよく、また、上記の金属又は合金から構成される複数の積層体から構成されてもよい。また、第１層２２及び第２層２３は、例えば、上記の金属又は合金から構成されてもよく、絶縁体又は半導体から構成されてもよい。

【0033】

［１．２ 弾性表面波フィルタ］
次に、弾性表面波素子１を用いた弾性表面波フィルタ７０について図２から図３Ｂを用いて説明する。

【0034】

図２は、実施の形態１に係る弾性表面波フィルタ７０の一例を示す回路図である。

【0035】

弾性表面波フィルタ７０は、１以上の直列腕共振子及び１以上の並列腕共振子で構成されるラダー型の弾性表面波フィルタである。また、弾性表面波フィルタ７０は、端子Ｉｎと端子Ｏｕｔとを備える。１以上の直列腕共振子及び１以上の並列腕共振子の少なくとも１つは、弾性表面波素子１である。本実施の形態では、弾性表面波フィルタ７０は、４つの直列腕共振子及び３つの並列腕共振子で構成される。４つの直列腕共振子は、端子Ｉｎと端子Ｏｕｔとの間に直列に接続されている。また、３つの並列腕共振子は、各直列腕共振子の接続点と基準端子（グランド）との間に接続され、互いに並列に接続されている。これにより、直列腕共振子と並列腕共振子とで構成される組が連続して接続されて、ラダー型のフィルタを構成している。本実施の形態では、４つの直列腕共振子及び３つの並列腕共振子は、それぞれが弾性表面波素子１である。

【0036】

次に、弾性表面波素子１を用いた弾性表面波フィルタ７０の通過特性について図３Ａ及び図３Ｂを用いて説明する。

【0037】

図３Ａは、実施の形態１に係る弾性表面波フィルタ７０及び従来の弾性表面波フィルタの通過特性を示すグラフである。

【0038】

図３Ｂは、図３Ａに示されるグラフの縦軸を拡大したときのグラフである。具体的には、図３Ａでは、縦軸の１目盛りを１０ｄＢ及び０．５ｄＢとしているが、図３Ｂでは、縦軸の１目盛りを０．２ｄＢとしている。図３Ａ及び図３Ｂには、弾性表面波フィルタ７０を経由する経路及び従来の弾性表面波フィルタを経由する経路の通過特性が示されており、弾性表面波フィルタ７０に着目すると、端子Ｉｎに入力された信号の強度に対する端子Ｏｕｔから出力された信号の強度比である挿入損失が示されている。

【0039】

図３Ａ及び図３Ｂに示される実線が弾性表面波フィルタ７０の通過特性を示し、破線が従来の弾性表面波フィルタの通過特性を示す。なお、従来の弾性表面波フィルタは、弾性表面波素子１の代わりに図７Ａ及び図７Ｂに示される従来の弾性表面波素子を用いたフィルタである。つまり、従来の弾性表面波フィルタは、膜厚漸増領域２３０の形状がばらついている弾性表面波素子を用いたフィルタである。また、弾性表面波フィルタ７０及び従来の弾性表面波フィルタは、例えば、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）のＢａｎｄ８における上り周波数帯（８８０−９１５ＭＨｚ）を通過帯域とする送信フィルタである。

【0040】

図３Ｂに示されるように、通過帯域内の丸で囲んでいる例えば約８９０ＭＨｚにおいて弾性表面波フィルタ７０の挿入損失は約１．０５ｄＢであり、従来の弾性表面波フィルタの挿入損失は約１．１ｄＢである。つまり、弾性表面波フィルタ７０は、通過帯域において従来の弾性表面波フィルタよりも０．０５ｄＢの低損失化ができている。同様に、通過帯域内の丸で囲んでいる例えば約９１０ＭＨｚにおいて弾性表面波フィルタ７０の挿入損失は約１．０７ｄＢであり、従来の弾性表面波フィルタの挿入損失は約１．１ｄＢである。つまり、弾性表面波フィルタ７０は、通過帯域において従来の弾性表面波フィルタよりも０．０３ｄＢの低損失化ができている。また、弾性表面波フィルタ７０は、例えば８８０−９１５ＭＨｚのように通過帯域の広帯域化が実現されていることがわかる。このように、弾性表面波素子１を使用した弾性表面波フィルタ７０は、広帯域化を実現しつつ、かつ、挿入損失をより低下できる。

【0041】

［１．３ マルチプレクサ］
次に、弾性表面波素子１を用いたマルチプレクサ８０について図４から図５Ｂを用いて説明する。

【0042】

図４は、実施の形態１に係るマルチプレクサ８０の一例を示す回路図である。

【0043】

マルチプレクサ８０は、それぞれ所定の周波数帯域を選択的に通過させる複数の帯域通過フィルタを有する。本実施の形態では、マルチプレクサ８０は、例えばデュプレクサである。図４に示されるように、マルチプレクサ８０は、帯域通過フィルタ８１ａ及び８１ｂ、端子Ａｎｔ、端子Ｔｘ及び端子Ｒｘを備える。端子Ａｎｔにはアンテナが接続され、端子Ｔｘには送信機が接続され、端子Ｒｘには受信機が接続される。帯域通過フィルタ８１ａは送信フィルタであり、帯域通過フィルタ８１ｂは受信フィルタである。帯域通過フィルタ８１ａの出力端と帯域通過フィルタ８１ｂの入力端とは束ねられて端子Ａｎｔに接続されている。

【0044】

帯域通過フィルタ８１ａは、送信機から端子Ｔｘに入力された送信信号を、第１の通過帯域でフィルタリングして端子Ａｎｔからアンテナへ出力するフィルタである。帯域通過フィルタ８１ｂは、アンテナから端子Ａｎｔに入力された受信信号を、第１の通過帯域とは異なる第２の通過帯域でフィルタリングして端子Ｒｘから受信機へ出力するフィルタである。

【0045】

複数の帯域通過フィルタ（帯域通過フィルタ８１ａ及び８１ｂ）のうちの少なくとも１つは、弾性表面波素子１を少なくとも１つ含む。本実施の形態では、帯域通過フィルタ８１ａは、例えば４つの直列腕共振子及び３つの並列腕共振子で構成されるラダー型の弾性表面波フィルタであり、４つの直列腕共振子及び３つの並列腕共振子はそれぞれ弾性表面波素子１である。帯域通過フィルタ８１ａは、図２で説明したものと同じであるため、詳細な説明を省略する。帯域通過フィルタ８１ｂは、直列腕共振子と縦結合型共振器８２とを備える。本実施の形態では、当該直列腕共振子は弾性表面波素子１である。なお、本実施の形態では、縦結合型共振器８２を構成する共振子は弾性表面波素子１ではないが、当該共振子が弾性表面波素子１であってもよい。また、本実施の形態では、例えば、帯域通過フィルタ８１ａにおいて通過帯域内の低損失化をするために、帯域通過フィルタ８１ａにラダー型の弾性表面波フィルタが用いられている。一方、例えば、帯域通過フィルタ８１ｂにおいて通過帯域外の減衰の強化をするために、帯域通過フィルタ８１ｂに縦結合型共振器が用いられている。

【0046】

次に、弾性表面波素子１を用いたマルチプレクサ８０の通過特性について図５Ａ及び図５Ｂを用いて説明する。

【0047】

図５Ａは、実施の形態１に係るマルチプレクサ８０及び従来のマルチプレクサの通過特性を示すグラフである。

【0048】

図５Ｂは、図５Ａに示されるグラフの縦軸を拡大したときのグラフである。具体的には、図５Ａでは、縦軸の１目盛りを１０ｄＢ及び０．５ｄＢとしているが、図５Ｂでは、縦軸の１目盛りを０．２ｄＢとしている。また、マルチプレクサ８０及び従来のマルチプレクサの送信側の帯域通過フィルタの通過特性に「Ｔｘ」と付し、受信側の帯域通過フィルタの通過特性に「Ｒｘ」と付している。図３Ａ及び図３Ｂには、マルチプレクサ８０を経由する経路及び従来のマルチプレクサを経由する経路の通過特性が示されており、マルチプレクサ８０に着目すると、端子Ｔｘに入力された信号の強度に対する端子Ａｎｔから出力された信号の強度比である挿入損失及び端子Ａｎｔに入力された信号の強度に対する端子Ｒｘから出力された信号の強度比である挿入損失が示されている。

【0049】

図５Ａ及び図５Ｂに示される実線がマルチプレクサ８０の通過特性を示し、破線が従来のマルチプレクサの通過特性を示す。なお、従来のマルチプレクサは、弾性表面波素子１の代わりに図７Ａ及び図７Ｂに示される従来の弾性表面波素子を用いたマルチプレクサである。つまり、従来のマルチプレクサは、膜厚漸増領域２３０の形状がばらついている弾性表面波素子を用いたマルチプレクサである。また、マルチプレクサ８０及び従来のマルチプレクサにそれぞれ含まれる送信フィルタは、例えば、ＬＴＥのＢａｎｄ８における上り周波数帯（８８０−９１５ＭＨｚ）を通過帯域とするフィルタである。また、マルチプレクサ８０及び従来のマルチプレクサにそれぞれ含まれる受信フィルタは、例えば、ＬＴＥのＢａｎｄ８における下り周波数帯（９２５−９６０ＭＨｚ）を通過帯域とするフィルタである。

【0050】

図５Ｂに示されるように、通過帯域内の丸で囲んでいる例えば約８９０ＭＨｚにおいてマルチプレクサ８０（帯域通過フィルタ８１ａ）の挿入損失は約１．０５ｄＢであり、従来のマルチプレクサの挿入損失は約１．１ｄＢである。つまり、マルチプレクサ８０は、通過帯域において従来のマルチプレクサよりも０．０５ｄＢの低損失化ができている。同様に、通過帯域内の丸で囲んでいる例えば約９１０ＭＨｚにおいてマルチプレクサ８０（帯域通過フィルタ８１ａ）の挿入損失は約１．０７ｄＢであり、従来のマルチプレクサの挿入損失は約１．１ｄＢである。つまり、マルチプレクサ８０は、通過帯域において従来のマルチプレクサよりも０．０３ｄＢの低損失化ができている。また、通過帯域内の丸で囲んでいる例えば約９５０ＭＨｚにおいてマルチプレクサ８０（帯域通過フィルタ８１ｂ）の挿入損失は約１．４１ｄＢであり、従来のマルチプレクサの挿入損失は約１．４３ｄＢである。つまり、マルチプレクサ８０は、通過帯域において従来のマルチプレクサよりも０．０２ｄＢの低損失化ができている。また、マルチプレクサ８０は、例えば８８０−９１５ＭＨｚ、９２５−９６０ＭＨｚのように通過帯域の広帯域化が実現されている。このように、弾性表面波素子１を使用したマルチプレクサ８０は、広帯域化を実現しつつ、かつ、挿入損失をより低下できる。

【0051】

以上のように、下地層２１、第１層２２及び第２層２３の３層構造のバスバー２０であって、第１層２２の第１角度２６と第２層２３の第２角度２９とが異なるバスバー２０を有する弾性表面波素子１は、弾性表面波素子１の広帯域化を実現しつつ、かつ、挿入損失をより低下できる。また、弾性表面波素子１を使用したフィルタ（例えば弾性表面波フィルタ７０又はマルチプレクサ８０等）は、当該フィルタの広帯域化を実現しつつ、かつ、挿入損失をより低下できる。

【0052】

（実施の形態２）
次に、実施の形態２に係る弾性表面波素子１ａの構成について図６Ａ及び図６Ｂを用いて説明する。

【0053】

図６Ａは、実施の形態２に係る弾性表面波素子１ａの一例を示す上面図である。

【0054】

図６Ｂは、図６ＡのＶＩＢ−ＶＩＢ線における断面を拡大したときの断面図である。

【0055】

実施の形態２に係る弾性表面波素子１ａは、ＩＤＴ電極４０の代わりにＩＤＴ電極４０ａを備える点が、実施の形態１に係る弾性表面波素子１と異なる。その他の構成は、実施の形態１におけるものと同じであるため、説明は省略する。

【0056】

ＩＤＴ電極４０ａは、圧電基板６０上に形成される。また、ＩＤＴ電極４０ａは、複数の電極指１１の対を有するフィンガー１０とフィンガー１０を挟んで互いに対向するバスバー２０ａとを含む。ＩＤＴ電極４０ａにおける電極指１１は、互いに対向するバスバー２０ａの対のいずれかに接続されている。言い換えると、ＩＤＴ電極４０ａにおける電極指１１は、互いに対向するバスバー２０ａの対の両方には接続されない。

【0057】

バスバー２０ａは、複数の電極指１１の延びる方向において弾性表面波が弾性表面波素子１ａから漏れないように弾性表面波を反射して弾性表面波素子１ａ内に閉じ込める。バスバー２０ａは、圧電基板６０上に形成された下地層２１と、下地層２１上に形成された第１層２２と、第１層２２上に形成された第２層２３ａとを有する。つまり、バスバー２０ａは、圧電基板６０上に下地層２１、第１層２２、第２層２３ａの順番でそれぞれが積層された３層構造を有している。

【0058】

また、図６Ａに示されるように、バスバー２０ａを上面視したときに、第１層２２は下地層２１に対してはみ出さないように重複し、第２層２３ａは第１層２２に対してはみ出さないように重複している。具体的には、バスバー２０ａを上面視したときに、第１層２２の面積は下地層２１の面積よりも小さく、第２層２３ａの面積は第１層２２の面積よりも小さい。より具体的には、図６Ａに示されるように、バスバー２０ａを上面視したときに、バスバー２０ａの短手方向における複数の電極指１１側の第１層２２の端部付近が露出するように、第１層２２上に第２層２３ａが形成されている。また、第１層２２及び第２層２３ａは、膜厚が厚過ぎると膜剥がれが発生する恐れがあるため薄く形成されることが好ましい。例えば、下地層２１の厚みは４ｕｍ、第１層２２の厚みは１５ｕｍ、第２層２３ａの厚みは１５ｕｍである。

【0059】

また、バスバー２０ａの下地層２１の複数の電極指１１側の端から第１層２２の複数の電極指１１側の端までの距離ｄ１は、弾性表面波の波長の０．９５倍から１．０５倍である。つまり、距離ｄ１は、弾性表面波の波長とほぼ同じ長さである。また、第１層２２の上面２８の複数の電極指１１側の端から第２層２３ａの複数の電極指１１側の端までの距離ｄ２は、弾性表面波の波長の０．９５倍から１．０５倍である。つまり、距離ｄ２についても、弾性表面波の波長とほぼ同じ長さである。なお、バスバー２０ａを上面視したときに、第２層２３ａが第１層２２に対してはみ出さないように重複していれば、第１層２２が露出しなくてもよい。例えば、距離ｄ２がほぼ０であってもよく、側面２４と側面２７ａとが連続していてもよい。

【0060】

第２層２３ａの複数の電極指１１側の側面２７ａと第１層２２の上面２８とのなす角度のうちの複数の電極指１１とは反対側の第２角度２９ａは９０度以下である。そして、第１角度２６と第２角度２９ａとは異なる角度であり、第１角度２６は、第２角度２９ａよりも小さい。具体的には、第１角度２６は、４５度未満であり、第２角度２９ａは、４５度以上９０度以下である。実施の形態１では、第２角度２９は約９０度（略直角）であったが、実施の形態２では、図６Ｂに示されるように、第２角度２９ａは４５度以上９０度以下である。

【0061】

第２層２３ａが側面２７ａにおいて膜厚が漸増する領域を有している（第２角度２９ａが略９０度でない）場合であっても、第１角度２６と第２角度２９ａとが異なる角度であることで、第１層２２によって閉じ込めきれなかった弾性表面波を、第２層２３ａによって閉じ込めることができる。このように、第１層２２及び第２層２３ａを含むバスバー２０ａが反射器の役割をすることで、複数の電極指１１からバスバー２０ａの方向における弾性表面波の漏洩を抑制でき、挿入損失をより低下できる。

【0062】

（その他の実施の形態）
以上、実施の形態に係る弾性表面波素子、弾性表面波フィルタ及びマルチプレクサについて説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。

【0063】

例えば、上記実施の形態では、ＩＤＴ電極４０（４０ａ）のバスバー２０（２０ａ）と反射器５０のバスバー２０（２０ａ）とに、それぞれ別体として、第１層２２及び第２層２３（２３ａ）が形成されたが、これに限らない。例えば、ＩＤＴ電極４０（４０ａ）のバスバー２０（２０ａ）と反射器５０のバスバー２０（２０ａ）とに跨って第１層２２及び第２層２３（２３ａ）が連続的に形成されてもよい。これにより、ＩＤＴ電極４０（４０ａ）のバスバー２０（２０ａ）と反射器５０のバスバー２０（２０ａ）との間から弾性表面波が漏れるのを抑制することができる。

【0064】

また、例えば、上記実施の形態では、弾性表面波素子１（１ａ）は、反射器５０を備えたが、これに限らず、備えなくてもよい。つまり、弾性表面波素子１（１ａ）は、少なくともバスバー２０（２０ａ）において弾性表面波を反射可能な素子であればよい。

【0065】

また、例えば、上記実施の形態では、第１層２２及び第２層２３（２３ａ）は、例えばそれぞれ略長方形の形状を有していたが、これに限らず、略三角形等の形状を有していてもよい。

【0066】

また、例えば、上記実施の形態では、弾性表面波フィルタ７０は送信フィルタであったが、これに限らず、受信フィルタであってもよい。

【0067】

また、例えば、上記実施の形態では、弾性表面波フィルタ７０は、弾性表面波フィルタ７０を構成する１以上の直列腕共振子及び１以上の並列腕共振子の全てが弾性表面波素子１であったが、これに限らず、１以上の直列腕共振子及び１以上の並列腕共振子の少なくとも１つが弾性表面波素子１であればよい。

【0068】

また、例えば、上記実施の形態では、弾性表面波フィルタ７０は、４つの直列腕共振子及び３つの並列腕共振子から構成されたが、これに限らず、１以上の直列腕共振子及び１以上の並列腕共振子の数は適宜変更してもよい。

【0069】

また、例えば、上記実施の形態では、弾性表面波フィルタ７０及びマルチプレクサ８０は、ＬＴＥのＢａｎｄ８を通過帯域としたが、これに限らず、他の周波数帯域を通過帯域としてもよい。

【0070】

また、例えば、上記実施の形態では、マルチプレクサ８０は、デュプレクサであったが、これに限らない。例えば、マルチプレクサ８０は、クワッドプレクサ、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、又は、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であってもよい。つまり、マルチプレクサ８０は、２以上のフィルタを備えていればよい。さらには、マルチプレクサ８０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よい。

【0071】

また、例えば、上記実施の形態では、帯域通過フィルタ８１ａ及び８１ｂの両方が弾性表面波素子１を少なくとも１つ含んだが、これに限らず、帯域通過フィルタ８１ａ及び８１ｂの少なくとも一方が弾性表面波素子１を少なくとも１つ含んでいればよい。

【0072】

その他、実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。

【産業上の利用可能性】

【0073】

本発明は、広帯域で、かつ、低損失な弾性表面波素子、弾性表面波フィルタ及びマルチプレクサとして、携帯電話等の通信機器に広く利用できる。

【符号の説明】

【0074】

１、１ａ 弾性表面波素子
１０、１００ フィンガー
１１ 電極指
２０、２０ａ、２００ バスバー
２１ 下地層
２２ 第１層
２３、２３ａ 第２層
２４、２７、２７ａ 側面
２５、２８ 上面
２６ 第１角度
２９、２９ａ 第２角度
４０、４０ａ ＩＤＴ電極
５０ 反射器
６０ 圧電基板
７０ 弾性表面波フィルタ
８０ マルチプレクサ
８１ａ、８１ｂ 帯域通過フィルタ
８２ 縦結合型共振器
２１０ 下地導体膜
２２０ 導体膜
２３０ 膜厚漸増領域

【図1A】

【図1B】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図6A】

【図6B】

【図7A】

【図7B】