特許 7374629 弾性波デバイス、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】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-10-27

(45)【発行日】2023-11-07

(54)【発明の名称】弾性波デバイス、フィルタおよびマルチプレクサ

(51)【国際特許分類】

   H03H 9/25 20060101AFI20231030BHJP

   H03H 9/145 20060101ALI20231030BHJP

   H03H 9/64 20060101ALI20231030BHJP

   H03H 9/72 20060101ALI20231030BHJP

【ＦＩ】

H03H9/25 D

H03H9/145 Z

H03H9/64 Z

H03H9/72

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2019125460

(22)【出願日】2019-07-04

(65)【公開番号】P2021013074

(43)【公開日】2021-02-04

【審査請求日】2022-06-29

(73)【特許権者】

【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

【審査官】▲高▼橋 徳浩

(56)【参考文献】

【文献】特開２００６－２１１１８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０１４６０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０６１２５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５１－０８８１８４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】国際公開第２００４／０９５６９９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１６／２０８６７７（ＷＯ，Ａ１）

(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】

支持基板と、
前記支持基板上に間接的に接合され、前記支持基板との間に凸部および／または凹部を有する面が設けられた圧電基板と、
前記支持基板と前記圧電基板との間に設けられた絶縁層と、
平均ピッチが第１ピッチである複数の第１電極指を備え、前記凸部および／または凹部の前記複数の第１電極指が配列する方向の平均周期が第１周期である第１領域における前記圧電基板上に設けられた第１弾性波共振器と、
平均ピッチが前記第１ピッチと異なる第２ピッチである複数の第２電極指を備え、前記凸部および／または凹部の前記複数の第２電極指が配列する方向の平均周期が前記第１周期と異なる第２周期である第２領域における前記圧電基板上に設けられた第２弾性波共振器と、
を備え、
前記面は前記支持基板と前記絶縁層との間の界面であり、
前記第１周期は前記第１ピッチの１．２倍以上かつ２．８倍以下であり、前記第２周期は前記第２ピッチの１．２倍以上かつ２．８倍以下である弾性波デバイス。

【請求項2】

前記第１ピッチは前記第２ピッチより短く、前記第１周期は前記第２周期より短い請求項１に記載の弾性波デバイス。

【請求項3】

前記第１領域における前記凸部の高さおよび／または前記凹部の深さは、前記第１ピッチの０．２倍以上かつ４倍以下であり、
前記第２領域における前記凸部の高さおよび／または前記凹部の深さは、前記第２ピッチの０．２倍以上かつ４倍以下である請求項１または２に記載の弾性波デバイス。

【請求項4】

前記第１弾性波共振器において、前記凸部および／または凹部は前記複数の第１電極指が配列する方向に一定の周期で設けられ、
前記第２弾性波共振器において、前記凸部および／または凹部は前記複数の第２電極指が配列する方向に一定の周期で設けられている請求項１から３のいずれか一項に記載の弾性波デバイス。

【請求項5】

前記絶縁層の弾性定数の温度係数の符号は前記圧電基板の弾性定数の温度係数の符号と反対である請求項１から４のいずれか一項に記載の弾性波デバイス。

【請求項6】

前記第１領域における前記圧電基板の前記複数の第１電極指が設けられた表面と前記面との平均距離は前記第１ピッチの４倍より小さく、前記第２領域における前記圧電基板の前記複数の第２電極指が設けられた表面と前記面との平均距離は前記第２ピッチの４倍より小さい請求項１から５のいずれか一項に記載の弾性波デバイス。

【請求項7】

請求項１から６のいずれか一項に記載の弾性波デバイスを含むフィルタ。

【請求項8】

請求項２に記載の弾性波デバイスを含み、
前記第１弾性波共振器は第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であり、
前記第２弾性波共振器は前記第１端子と前記第２端子との間における並列腕に接続された並列共振器であるフィルタ。

【請求項9】

請求項７または８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】

本発明は弾性波デバイス、フィルタおよびマルチプレクサに関し、例えば複数の電極指を有する弾性波デバイス、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。支持基板の上面を粗面とすることが知られている（例えば特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１８－６１２５８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１のように、支持基板の上面を粗面化することによりスプリアスを抑制することができる。しかしながら、ラダー型フィルタのように共振周波数の互いに異なる複数の弾性波共振器を設ける場合に、粗面の凹凸をどのように設けると複数の弾性波共振器のスプリアスを抑制できるかについては知られていない。

【0005】

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、複数の弾性波共振器のスプリアスを抑制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、前記支持基板上に間接的に接合され、前記支持基板との間に凸部および／または凹部を有する面が設けられた圧電基板と、前記支持基板と前記圧電基板との間に設けられた絶縁層と、平均ピッチが第１ピッチである複数の第１電極指を備え、前記凸部および／または凹部の前記複数の第１電極指が配列する方向の平均周期が第１周期である第１領域における前記圧電基板上に設けられた第１弾性波共振器と、平均ピッチが前記第１ピッチと異なる第２ピッチである複数の第２電極指を備え、前記凸部および／または凹部の前記複数の第２電極指が配列する方向の平均周期が前記第１周期と異なる第２周期である第２領域における前記圧電基板上に設けられた第２弾性波共振器と、を備え、前記面は前記支持基板と前記絶縁層との間の界面であり、前記第１周期は前記第１ピッチの１．２倍以上かつ２．８倍以下であり、前記第２周期は前記第２ピッチの１．２倍以上かつ２．８倍以下である弾性波デバイスである。

【0007】

上記構成において、前記第１ピッチは前記第２ピッチより短く、前記第１周期は前記第２周期より短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領域における前記凸部の高さおよび／または前記凹部の深さは、前記第１ピッチの０．２倍以上かつ４倍以下であり、前記第２領域における前記凸部の高さおよび／または前記凹部の深さは、前記第２ピッチの０．２倍以上かつ４倍以下である構成とすることができる。

【0010】

上記構成において、前記第１弾性波共振器において、前記凸部および／または凹部は前記複数の第１電極指が配列する方向に一定の周期で設けられ、前記第２弾性波共振器において、前記凸部および／または凹部は前記複数の第２電極指が配列する方向に一定の周期で設けられている構成とすることができる。

【0011】

上記構成において、前記絶縁層の弾性定数の温度係数の符号は前記圧電基板の弾性定数の温度係数の符号と反対である構成とすることができる。

【0012】

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前記複数の第１電極指が設けられた表面と前記面との平均距離は前記第１ピッチの４倍より小さく、前記第２領域における前記圧電基板の前記複数の第２電極指が設けられた表面と前記面との平均距離は前記第２ピッチの４倍より小さい構成とすることができる。

【0013】

本発明は、上記弾性波デバイスを含むフィルタである。

【0014】

本発明は、上記弾性波デバイスを含み、前記第１弾性波共振器は第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であり、前記第２弾性波共振器は前記第１端子と前記第２端子との間における並列腕に接続された並列共振器である。

【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、複数の弾性波共振器のスプリアスを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

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

【図2】図２は、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3】図３（ａ）および図３（ｂ）は、シミュレーション結果を示す図である。

【図4】図４（ａ）は実施例１に係るラダー型フィルタの回路図、図４（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5】図５は、実施例１に係るラダー型フィルタの平面図である。

【図6】図６（ａ）および図６（ｂ）は、実施例１に係るラダー型フィルタの断面図である。

【図7】図７は、実施例１における弾性波共振器の平面図である。

【図8】図８（ａ）から図８（ｍ）は、実施例１における凸部および凹部の立体形状の例を示す図である。

【図9】図９（ａ）から図９（ｃ）は、実施例１における凸部および凹部の立体形状の例を示す斜視図である。

【図10】図１０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における弾性波共振器の平面図、図１（ｂ）は、図１（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。

【0020】

図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、支持基板１０上に絶縁層１１が設けられている。支持基板１０と絶縁層１１との界面５０は粗面であり複数の凸部５１および複数の凹部５２を有する。複数の凸部５１および複数の凹部５２は、ほぼ一定の周期Ｄで設けられている。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。

【0021】

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。すなわち、弾性波の波長λはほぼ電極指１５のピッチＰの２倍となる。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。

【0022】

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。

【0023】

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、シリコン基板および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。

【0024】

圧電基板１２と絶縁層１１との間に圧電基板１２と絶縁層１１とを表面活性化法を用い接合するための接合層が設けられていてもよい。接合層は、例えば酸化アルミニウム層、窒化アルミニウム層、ダイヤモンドライクカーボン層、炭化シリコン層、窒化シリコン層またはシリコン層である。接合層の厚さは例えば１ｎｍから１００ｎｍである。

【0025】

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。

【0026】

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の厚さは例えば０．１μｍ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。

【0027】

［シミュレーション］
凸部５１の周期および高さを変えスプリアスの大きさのシミュレーションを行った。図２は、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２に示すように、凸部５１の断面を三角形とし、平面上に凸部５１が設けられているとした。電極指１５のピッチをＰ、凸部５１の周期をＤ、凸部５１の底面におけるスペースの幅をＳ、凸部５１の底面の幅をＷとした。凸部５１の高さをＨとした。絶縁層１１の平均厚さをＴ１、圧電基板１２の厚さをＴ２とする。絶縁層１１の平均厚さＴ１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。

【0028】

シミュレーション条件は以下である。
支持基板１０：ｃ面サファイア基板
絶縁層１１：平均厚さＴ１が２．０μｍの酸化シリコン層
圧電基板１２：厚さがＴ２が２．０μｍ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
凸部５１のスペースＳ：０．３μｍ
凸部５１の高さＨ：０．５、１．０、１．６５および２．０μｍ
凸部５１の周期Ｄ：２、３、４、６および８μｍ
電極指１５のピッチＰ×２（弾性波の波長λ）：４、５および６μｍ

【0029】

Ｘ方向の境界条件を周期境界条件とし、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する２．５次元のシミュレーションを行った。電極指１５の対数は、電極指１５および凸部５１がともに周期構造となる最小の対数とした。最小の対数が３対以下の場合は３対とした。スプリアスのアドミッタンスは、対数が１００対および開口長が２５λに換算した。

【0030】

図３（ａ）および図３（ｂ）は、シミュレーション結果を示す図である。図３（ａ）は、λ＝４、５および６μｍのとき、凸部５１の高さＨを１．６５μｍとし、凸部５１の周期Ｄに対するスプリアスのアドミッタンスの大きさ｜Ｙ｜を示す図である。図３（ａ）に示すように、λ＝４、５および６μｍにおいて、スプリアスは周期Ｄがそれぞれほぼ４、５および６μｍのとき最小となる。周期Ｄがλから２μｍ以上離れるとスプリアスが大きくなる。このように、スプリアスは、凸部５１のＸ方向の周期Ｄが電極指１５が励振する弾性波の波長λ（すなわち電極指１５のＸ方向のピッチＰ×２）とほぼ同じときに最小となる。また、スプリアスを抑制するためには、周期Ｄは、ピッチＰの１．２倍以上かつ２．８倍以下が好ましく、１．６倍以上かつ２．４倍以下がより好ましく、１．８倍以上かつ２．２倍以下がさらに好ましい。

【0031】

図３（ｂ）は、λ＝４、５および６μｍのとき、凸部５１の周期Ｄを３．０μｍとし、凸部５１の高さＨに対するスプリアスのアドミッタンスの大きさ｜Ｙ｜を示す図である。図３（ｂ）に示すように、λ＝４および５μｍでは、高さＨが大きくなるとスプリアスが小さくなる。λ＝６μｍでは、高さＨが大きくなってもスプリアスの大きさはあまり変わらない。図３（ａ）のように、λ＝６μｍのときＤ＝３．０μｍではスプリアスがあまり抑圧されない。このため、高さＨを大きくしてもスプリアスの抑制効果が小さいと考えられる。λ＝４および５μｍのように、スプリアスの抑制効果が大きい周期Ｄにおいては高さＨをλの０．１倍以上（すなわちピッチＰの０．２倍以上）とするとスプリアスが抑制されると考えられる。高さＨはピッチＰの０．４倍以上が好ましい。高さＨが大きくなると周期Ｄを小さくし難くなる。よって、高さＨはピッチＰの１倍以下が好ましい。

【0032】

以上のシミュレーション結果に基づく実施例１について、弾性波デバイスとしてラダー型フィルタを例に説明する。

【0033】

図４（ａ）は実施例１に係るラダー型フィルタの回路図、図４（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４（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。

【0034】

図４（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。このように、ラダー型フィルタでは、直列共振器Ｓ１からＳ４と並列共振器Ｐ１からＰ３との共振周波数が異なる。

【0035】

図５は、実施例１に係るラダー型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。直列共振器Ｓ１からＳ４は領域５４に設けられ、並列共振器Ｐ１からＰ３は領域５６に設けられている。

【0036】

図６（ａ）および図６（ｂ）は、実施例１に係るラダー型フィルタの断面図である。図６（ａ）および図６（ｂ）に示すように、領域５４に設けられた直列共振器Ｓ１からＳ４における電極指１５のピッチＰａは領域５６に設けられた並列共振器Ｐ１からＰ３における電極指１５のピッチＰｂより小さい。これにより、直列共振器Ｓ１からＳ４の共振周波数は、並列共振器Ｐ１からＰ３の共振周波数より高くなる。

【0037】

図６（ａ）では、界面５０として、平面に凸部５１を設けた例である。凸部５１は頂点を有し凹部５２は平面となる。領域５４における凸部５１の周期はＤａであり、領域５６における凸部５１の周期はＤｂである。図６（ｂ）では、界面５０として、平面に凹部５２を設けた例である。凹部５２は頂点を有し凸部５１は平面となる。領域５４における凹部５２の周期はＤａであり、領域５６における凹部５２の周期はＤｂである。

【0038】

領域５４おける凸部５１および／または凹部５２の周期Ｄａは領域５６の凸部５１および／または凹部５２の周期Ｄｂより小さい。これにより、直列共振器Ｓ１からＳ４および並列共振器Ｐ１からＰ３のいずれにおいてもスプリアスを小さくできる。

【0039】

図７は、実施例１における弾性波共振器の平面図であり、ＩＤＴ２２、反射器２４および凸部５１を図示している。図７に示すように、ＩＤＴ２２および反射器２４の交差領域２５に凸部５１および／または凹部５２が設けられている。凸部５１および／または凹部５２のＸ方向における周期ＤａまたはＤｂは電極指１５のＸ方向におけるピッチＰａまたはＰｂの約２倍である。

【0040】

図８（ａ）から図８（ｍ）は、実施例１における凸部および凹部の立体形状の例を示す図である。図８（ａ）から図８（ｋ）は斜視図であり、凸部５１のときは矢印５６ａのように上方向が＋Ｚ方向である。凹部５２のときは矢印５６ｂのように上方向が－Ｚ方向である。図８（ｌ）および図８（ｍ）は平面図および断面図である。図８（ａ）から図８（ｍ）では、凸部５１および凹部５２は島状またはドット状である。

【0041】

図８（ａ）に示すように、凸部５１および凹部５２は頂点５１ａおよび５２ａを有する円錐形状である。図８（ｂ）に示すように、凸部５１は上面５１ｂを有する円錐台形状であり、凹部５２は下面５２ｂを有する円錐台形状である。図８（ｃ）に示すように、凸部５１および凹部５２は円柱形状である。

【0042】

図８（ｄ）に示すように、凸部５１および凹部５２は頂点５１ａおよび５２ａを有する三角錐形状である。図８（ｅ）に示すように、凸部５１は上面５１ｂを有する三角錐台形状であり、凹部５２は下面５２ｂを有する三角錐台形状である。図８（ｆ）に示すように、凸部５１および凹部５２は三角柱形状である。

【0043】

図８（ｇ）に示すように、凸部５１および凹部５２は頂点５１ａおよび５２ａを有する四角錐形状である。図８（ｈ）に示すように、凸部５１は上面５１ｂを有する四角錐台形状であり、凹部５２は下面５２ｂを有する四角錐台形状である。図８（ｉ）に示すように、凸部５１および凹部５２は四角柱形状である。以上のように、凸部５１および凹部５２の立体形状は錐形状、錐台形状または柱体形状でもよい。

【0044】

図８（ｊ）に示すように、凸部５１および凹部５２は半球形状である。図８（ｋ）に示すように、凸部５１は半球形状の上を上面５１ｂで切り取った形状、凹部５２は半球形状の下を下面５２ｂで切り取った形状である。このように、凸部５１および凹部５２の立体形状は球形状の一部でもよい。また、凸部５１および凹部５２の立体形状は長球形状または楕円体形状の一部でもよい。図８（ｌ）および図８（ｍ）に示すように、凸部５１および凹部５２はドーナツ形状の一部である。以上のように、凸部５１および凹部５２の立体形状は、凸部５１および凹部５２を形成するときのマスクの平面形状およびエッチング条件を適宜選択することにより任意に設定できる。

【0045】

図９（ａ）から図９（ｃ）は、実施例１における凸部および凹部の立体形状の例を示す斜視図である。凸部５１のときは矢印５６ａのように上方向が＋Ｚ方向である。凹部５２のときは矢印５６ｂのように上方向が－Ｚ方向である。図９（ａ）から図９（ｃ）では、凸部５１および凹部５２は線状またはストライプ状である。

【0046】

図９（ａ）に示すように、凸部５１および凹部５２は断面形状が三角形状の線状である。線５１ｃおよび５２ｃはそれぞれ凸部５１および凹部５２における三角形の頂点をつなぐ線である。図９（ｂ）に示すように、凸部５１および凹部５２は断面形状が半円形状の線状である。図９（ｃ）に示すように、凸部５１および凹部５２は断面形状が四角形状の線状である。以上のように、凸部５１および凹部５２は直線状に延伸していてもよいし、曲線状に延伸していてもよい。

【0047】

直列共振器Ｓ１からＳ４と並列共振器Ｐ１からＰ３の一例を示す。
直列共振器Ｓ１からＳ４：
Ｐａ×２＝５μｍ、対数：１００対、開口長：２５λ、共振周波数：８４０ＭＨｚ
Ｄａ＝５μｍ、Ｈ＝１．６５μｍ、Ｗ＝２．７μｍ、Ｓ＝２．３μｍ
並列共振器Ｐ１からＰ３：
Ｐｂ×２＝５．５μｍ、対数：８０対、開口長：３０λ、共振周波数：８００ＭＨｚ
Ｄｂ＝５．５μｍ、Ｈ＝１．６５μｍ、Ｗ＝２．７μｍ、Ｓ＝２．８μｍ

【0048】

実施例１によれば、圧電基板１２は、支持基板１０上に直接または間接的に接合され、支持基板１０との間に規則的な凸部５１および／または凹部５２を有する界面５０が設けられている。直列共振器Ｓ１からＳ４（第１弾性波共振器）は、平均ピッチがＰａ（第１ピッチ）である複数の電極指１５（第１電極指）を備え、並列共振器Ｐ１からＰ３（第２弾性波共振器）は、平均ピッチがＰｂ（第２ピッチ）である複数の電極指１５（第２電極指）を備える。ＰａとＰｂとが異なることで、直列共振器Ｓ１からＳ４の共振周波数と並列共振器Ｐ１からＰ３の共振周波数とを異ならせることができる。

【0049】

しかしながら、図３（ａ）のように、ＰａとＰｂとが異なると、スプリアスを抑制するために最適な凸部５１および／または凹部５２の周期が異なる。そこで、領域５４（第１領域）では、凸部５１および／または凹部５２のＸ方向の平均周期をＤａ（第１周期）とし、領域５６（第２領域）では、凸部５１および／または凹部５２のＸ方向の平均周期はＤａと異なるＤｂ（第２周期）とする。これにより、直列共振器Ｓ１からＳ４と並列共振器Ｐ１からＰ３のスプリアスをともに最適化できる。

【0050】

実施例１では、第１弾性波共振器として直列共振器Ｓ１からＳ４、第２弾性波共振器として並列共振器Ｐ１からＰ３を例に説明したが、第１弾性波共振器と第２弾性波共振器とは平均ピッチＰａとＰｂが異なっていればよい。図３（ａ）は一例であり、平均ピッチＰａとＰｂとが異なるときに、スプリアスを抑制する最適な平均周期ＤａとＤｂとが異なっていればよい。

【0051】

図７では、凸部５１および／または凹部５２はＸ方向に規則的に配列しているが、凸部５１および／または凹部５２が規則的に配列する方向とＸ方向とは略平行であればよい。略平行とはスプリアスが抑制できる範囲で平行という意味であり、凸部５１および／または凹部５２が規則的に配列する方向とＸ方向とは例えば２０°以下または１０°以下の範囲で傾いていてもよい。このとき、凸部５１および／または凹部５２のＸ方向の周期は、凸部５１および／または凹部５２の規則的に配列する方向の周期をＸ方向の投影した周期となる。

【0052】

平均ピッチＰａおよびＰｂは、ＩＤＴ２２のＸ方向の幅を電極指１５の本数で除することにより算出できる。平均周期ＤａおよびＤｂはＩＤＴ２２のＸ方向の幅をＸ方向における凸部５１および／または凹部５２の個数で除することにより算出できる。

【0053】

平均ピッチＰａが平均ピッチＰｂより短いとき、平均周期Ｄａを平均周期Ｄｂより短くする。これにより、スプリアスをより抑制できる。

【0054】

平均周期Ｄａは平均ピッチＰａの１．２倍以上かつ２．８倍以下であり、平均周期Ｄｂは平均ピッチＰｂの１．２倍以上かつ２．８倍以下である。これにより、スプリアスをより抑制できる。

【0055】

領域５４における凸部５１の高さＨおよび／または凹部５２の深さは、平均ピッチＰａの０．２倍以上であり、領域５６における凸部５１の高さＨおよび／または凹部５２の深さは、平均ピッチＰｂの０．２倍以上である。これにより、スプリアスをより抑制できる。

【0056】

絶縁層１１が支持基板１０と圧電基板１２との間に設けられ、凸部５１および／または凹部５２が設けられた面は支持基板１０と絶縁層１１との間の界面５０である。これにより、スプリアスをより抑制できる。支持基板１０と絶縁層１１との間に凸部５１を形成する付加膜が設けられ、界面５０は付加膜および支持基板１０と絶縁層１１との界面でもよい。支持基板１０と圧電基板１２とが直接接合されており、凸部５１および凹部５２の少なくとも一方は支持基板１０と圧電基板１２との界面に設けられていてもよい。

【0057】

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と反対である。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。

【0058】

電極指１５により励振された弾性波のエネルギーは圧電基板１２の上面から２λより浅い領域にほとんど分布する。よって、領域５４および５６における圧電基板１２の電極指１５が設けられた表面と界面５０との平均距離Ｔ１＋Ｔ２はそれぞれ平均ピッチＰａおよびＰｂの４倍以下とすることが好ましい。これにより、スプリアスをより抑制できる。平均距離Ｔ１＋Ｔ２は、平均ピッチＰａおよびＰｂの３倍以下がより好ましく２倍以下がさらに好ましい。平均距離Ｔ１＋Ｔ２が小さすぎると、圧電基板１２および絶縁層１１内に存在する弾性波のエネルギーが小さくなる。よって、平均距離Ｔ１＋Ｔ２は平均ピッチＰａおよびＰｂの０．２倍以上が好ましく、０．５倍以上がより好ましい。

【0059】

領域５４および５６における圧電基板１２の厚さＴ２は、それぞれ平均ピッチＰａおよびＰｂの２倍より小さいことが好ましく、１．６倍以下がより好ましい。領域５４および５６における圧電基板１２の厚さＴ２は、それぞれ平均ピッチＰａおよびＰｂの０．２倍以上が好ましく、０．４倍以上がより好ましい。これにより、弾性波のエネルギーが適切に圧電基板１２内に分布できる。

【0060】

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Ｔ２が平均ピッチＰａの２倍未満のとき、損失が抑制される。また、平均距離Ｔ１＋Ｔ２が平均ピッチＰａおよびＰｂの４倍以下のとき、損失が抑制される。

【0061】

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。

【実施例2】

【0062】

図１０は、実施例２に係るデュプレクサの回路図である。図１０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のフィルタとすることができる。

【0063】

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。

【0064】

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】

【0065】

１０ 支持基板
１１ 絶縁層
１２ 圧電基板
１５ 電極指
１８ 櫛型電極
２０ 弾性波共振器
２２ ＩＤＴ
４０ 送信フィルタ
４２ 受信フィルタ
５０ 界面
５１ 凸部
５２ 凹部
５４、５６ 領域

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】