JP5860675B2

JP5860675B2 - Elastic wave device

Info

Publication number: JP5860675B2
Application number: JP2011248334A
Authority: JP
Inventors: 高山　了一; 了一高山
Original assignee: スカイワークス・パナソニックフィルターソリューションズジャパン株式会社
Priority date: 2011-11-14
Filing date: 2011-11-14
Publication date: 2016-02-16
Anticipated expiration: 2031-11-14
Also published as: JP2013106171A

Description

本発明は、移動体通信機器等の高周波フィルタとして使用される弾性波装置に関するものである。 The present invention relates to an elastic wave device used as a high-frequency filter for mobile communication devices and the like.

図３（ａ）は、従来の弾性波装置の電極パターン図、図３（ｂ）は図３（ａ）におけるＣ−Ｃ’線の断面図である。 FIG. 3A is an electrode pattern diagram of a conventional acoustic wave device, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line C-C ′ in FIG.

図３（ａ）、図３（ｂ）において、弾性波装置１は、圧電基板２の上において、一対の反射電極３の間に、共通電極４に接続された複数の電極指５から成る櫛形電極６を互いに交差させて、弾性波共振器を構成したものである。 3 (a) and 3 (b), the acoustic wave device 1 includes a comb-like shape composed of a plurality of electrode fingers 5 connected to a common electrode 4 between a pair of reflective electrodes 3 on a piezoelectric substrate 2. An elastic wave resonator is formed by crossing the electrodes 6 with each other.

なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。 As prior art document information relating to the invention of this application, for example, Patent Document 1 is known.

特開２００１−６８９５９号公報JP 2001-68959 A

近年、通信機器の小型化や周波数帯域の高密度化が進むにつれて、これらの通信機器が確実に動作するためには、より挿入損失が少なく高効率の弾性波装置が必要とされてきている。 In recent years, with the progress of miniaturization of communication devices and higher density of frequency bands, an elastic wave device with less insertion loss and higher efficiency has been required in order for these communication devices to operate reliably.

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、挿入損失が少なく、効率の高い弾性波装置を提供することを目的とするものである。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-described conventional problems, and an object thereof is to provide an elastic wave device with low insertion loss and high efficiency.

上記目的を達成するために、本発明は、弾性波の逆速度面が凹となる圧電基板と、この圧電基板の表面に設けられた一対の櫛形電極を有する弾性波共振器とを備え、前記一対の櫛形電極は、対向する一対の共通電極と、前記それぞれの共通電極から他方の共通電極側に交互に延出された複数の電極指とを有し、前記電極指が交差する領域を交差領域とし、前記電極指の先端と対向する櫛形電極との間のギャップを結ぶ領域をギャップ領域としたとき、前記交差領域における圧電基板の表面の高さよりも圧電基板の表面の高さが低くなるように前記ギャップ領域に段差を設けたものである。 In order to achieve the above object, the present invention includes a piezoelectric substrate having a concave elastic wave velocity surface and an acoustic wave resonator having a pair of comb electrodes provided on the surface of the piezoelectric substrate, The pair of comb-shaped electrodes has a pair of opposing common electrodes and a plurality of electrode fingers alternately extending from the respective common electrodes to the other common electrode side, and intersects the region where the electrode fingers intersect When the region connecting the gap between the tip of the electrode finger and the comb-shaped electrode facing the region is defined as a gap region, the height of the surface of the piezoelectric substrate is lower than the height of the surface of the piezoelectric substrate in the intersecting region. As described above, a step is provided in the gap region.

上記の構成を有することにより、本発明の弾性波装置は、弾性波の共振エネルギーを弾性波導波路の中に閉じ込めるにあたって、弾性波の進行方向に垂直な両サイドにおける弾性波エネルギーの散逸を低減させることができ、弾性波装置の挿入損失を低減することができるという効果を有する。 By having the above configuration, the elastic wave device of the present invention reduces the dissipation of the elastic wave energy on both sides perpendicular to the traveling direction of the elastic wave when confining the resonance energy of the elastic wave in the elastic wave waveguide. Therefore, the insertion loss of the acoustic wave device can be reduced.

本発明の一実施の形態における弾性波装置を示す平面図と断面図The top view and sectional drawing which show the elastic wave apparatus in one embodiment of this invention 同弾性波装置の要部拡大図Enlarged view of the main part of the elastic wave device 従来の弾性波装置を示す平面図と断面図Plan view and sectional view showing a conventional acoustic wave device

以下、本発明の一実施の形態における弾性表面波装置について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, a surface acoustic wave device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１（ａ）は本発明の一実施の形態における弾性波装置の平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）におけるＡ−Ａ’線の断面図、図１（ｃ）は図１（ａ）におけるＢ−Ｂ’線の断面図、図２は図１（ａ）の要部拡大図である。 1A is a plan view of an acoustic wave device according to an embodiment of the present invention, FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line AA ′ in FIG. 1A, and FIG. 1C is FIG. Sectional drawing of the BB 'line in (a) and FIG. 2 are the principal part enlarged views of FIG. 1 (a).

図１（ａ）〜（ｃ）および図２において、弾性波装置１１は、回転ＹカットＸ伝播のタンタル酸リチウム単結晶からなる圧電基板１２の表面に弾性波共振器１３を設けたものである。 1 (a) to 1 (c) and FIG. 2, an acoustic wave device 11 has an acoustic wave resonator 13 provided on the surface of a piezoelectric substrate 12 made of a rotating Y-cut X-propagating lithium tantalate single crystal. .

この弾性波共振器１３は、圧電基板１２の弾性波の伝播方向に沿って、一対の反射電極１４と、この反射電極１４の間に一対の櫛形電極１５を設けたものである。 The acoustic wave resonator 13 is configured by providing a pair of reflective electrodes 14 and a pair of comb-shaped electrodes 15 between the reflective electrodes 14 along the propagation direction of the acoustic waves of the piezoelectric substrate 12.

この一対の櫛形電極１５は、対向する一対の共通電極１６と、それぞれの共通電極１６から他方の共通電極１６側に交互に延出された複数の電極指１７を有し、この電極指１７を互いに交差させたものである。一方の共通電極１６から延伸した電極指１７の延伸方向には、他方の共通電極１６から延出したダミー電極指１８を設け、電極指１７の先端とダミー電極指１８の先端はギャップ１９を隔てて向かい合わせている。櫛形電極１５の両端は、入出力端子２０に接続している。 The pair of comb-shaped electrodes 15 includes a pair of opposed common electrodes 16 and a plurality of electrode fingers 17 alternately extended from the respective common electrodes 16 to the other common electrode 16 side. They are crossed with each other. A dummy electrode finger 18 extending from the other common electrode 16 is provided in the extending direction of the electrode finger 17 extending from one common electrode 16, and the tip of the electrode finger 17 and the tip of the dummy electrode finger 18 are separated by a gap 19. Facing each other. Both ends of the comb-shaped electrode 15 are connected to the input / output terminal 20.

この弾性波共振器１３において、電極指１７を互いに交差させた領域が交差領域２１であり、ダミー電極指１８を設けた領域がダミー領域２２であり、ギャップ１９を結ぶ領域がギャップ領域２３である。 In this acoustic wave resonator 13, the region where the electrode fingers 17 intersect each other is the intersecting region 21, the region where the dummy electrode fingers 18 are provided is the dummy region 22, and the region connecting the gap 19 is the gap region 23. .

そして、本発明は、ギャップ領域２３からダミー領域２２にかけて、電極指１７およびダミー電極指１８が形成されていない圧電基板１２の表面に凹部２４を設け、凹部２４における圧電基板１２の表面の高さを交差領域２１における圧電基板１２の表面の高さよりも低くし、ギャップ領域２３における圧電基板１２の表面に段差２５を形成したものである。 In the present invention, the recess 24 is provided on the surface of the piezoelectric substrate 12 where the electrode finger 17 and the dummy electrode finger 18 are not formed from the gap region 23 to the dummy region 22, and the height of the surface of the piezoelectric substrate 12 in the recess 24 is provided. Is lower than the height of the surface of the piezoelectric substrate 12 in the intersecting region 21, and a step 25 is formed on the surface of the piezoelectric substrate 12 in the gap region 23.

このように、電極指１７とダミー電極指１８の間のギャップ１９を結ぶギャップ領域２３に、電極指１７の先端から先方の圧電基板１２の表面の高さが低くなるように段差２５を設けたことにより、交差領域２１の端辺において弾性波を反射させる効果を付与することができ、これによって、弾性波導波路の両側辺における弾性エネルギーの散逸による損失を低減することができ、挿入損失が少なく、効率の高い弾性波装置１１を実現することができるものである。 As described above, the step 25 is provided in the gap region 23 that connects the gap 19 between the electrode finger 17 and the dummy electrode finger 18 so that the height of the surface of the piezoelectric substrate 12 ahead of the tip of the electrode finger 17 is lowered. Thus, an effect of reflecting the elastic wave at the end of the intersecting region 21 can be given, and thereby loss due to dissipation of elastic energy on both sides of the elastic wave waveguide can be reduced, and insertion loss is reduced. Thus, the highly efficient elastic wave device 11 can be realized.

なお、本実施の形態においては、弾性波共振器１３はダミー電極指１８を有していたが、ダミー電極指１８を有さない弾性波共振器１３においても同様の効果を有するものである。すなわち、ダミー電極指１８を有さない弾性波共振器１３において、交差する電極指１７の先端とこれに対向する共通電極１６との間のギャップ１９を結ぶギャップ領域２３に、電極指１７の先端から先方の圧電基板１２の表面の高さが低くなるように段差２５を設けることによって、交差領域２１の端辺において弾性波を反射させる効果を付与することができ、これによって、弾性波導波路の両側辺における弾性エネルギーの散逸による損失を低減することができ、同様に、挿入損失が少なく、効率の高い弾性波装置１１を実現することができるものである。 In the present embodiment, the acoustic wave resonator 13 has the dummy electrode fingers 18, but the elastic wave resonator 13 that does not have the dummy electrode fingers 18 has the same effect. That is, in the acoustic wave resonator 13 that does not have the dummy electrode finger 18, the tip of the electrode finger 17 is formed in the gap region 23 that connects the gap 19 between the tip of the intersecting electrode finger 17 and the common electrode 16 facing the tip. By providing the step 25 so that the height of the surface of the piezoelectric substrate 12 on the front side becomes lower, an effect of reflecting the elastic wave at the edge of the intersecting region 21 can be given. Loss due to dissipation of elastic energy on both sides can be reduced, and similarly, an elastic wave device 11 with low insertion loss and high efficiency can be realized.

さらに、圧電基板１２として、回転ＹカットＸ伝播のタンタル酸リチウム単結晶のように、弾性波の逆速度面が凹となるものを用い、ダミー領域２２における圧電基板１２の表面の高さを、交差領域２１における圧電基板１２の表面の高さよりも低くすることによって、弾性波共振器１３の両側辺での弾性エネルギーの閉じ込め効果を強化することができる。これによって、弾性エネルギーの散逸による弾性波共振器１３の損失を低減することができ、挿入損失が少なく、効率の高い弾性波装置１１を実現することができるものである。 Further, as the piezoelectric substrate 12, the one having a concave reverse velocity surface of the elastic wave, such as a rotating Y-cut X-propagating lithium tantalate single crystal, is used, and the height of the surface of the piezoelectric substrate 12 in the dummy region 22 is By making it lower than the height of the surface of the piezoelectric substrate 12 in the intersecting region 21, the effect of confining elastic energy on both sides of the acoustic wave resonator 13 can be enhanced. Thus, the loss of the elastic wave resonator 13 due to the dissipation of elastic energy can be reduced, and the elastic wave device 11 with low insertion loss and high efficiency can be realized.

なお、本実施の形態においては、弾性波共振器１３は、一端子対の弾性波共振器であったが、一対の櫛形電極１５を複数個備えた多重モード弾性波共振器であっても、同様の効果を有するものである。 In the present embodiment, the acoustic wave resonator 13 is a single-terminal pair of acoustic wave resonators, but even if it is a multimode acoustic wave resonator including a plurality of pairs of comb-shaped electrodes 15, It has the same effect.

本発明に係る弾性表面波装置は、主として移動体通信機器に用いられる高周波フィルタにおいて有用となる。 The surface acoustic wave device according to the present invention is useful in a high-frequency filter mainly used in mobile communication equipment.

１１弾性波装置
１２圧電基板
１３弾性波共振器
１５櫛形電極
１６共通電極
１７電極指
１８ダミー電極指
１９ギャップ
２１交差領域
２２ダミー領域
２３ギャップ領域
２４凹部
２５段差 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Elastic wave apparatus 12 Piezoelectric substrate 13 Elastic wave resonator 15 Comb electrode 16 Common electrode 17 Electrode finger 18 Dummy electrode finger 19 Gap 21 Intersection region 22 Dummy region 23 Gap region 24 Concave portion 25 Step

Claims

弾性波の逆速度面が凹となる圧電基板と、
前記圧電基板の表面に設けられた一対の櫛形電極を有する弾性波共振器であって、前記一対の櫛形電極は、対向する一対の共通電極と、前記それぞれの共通電極から他方の共通電極側に交互に延出された複数の電極指とを有する弾性波共振器と、
前記電極指が交差する交差領域と、
前記電極指の先端と対向する共通電極との間のギャップを結ぶギャップ領域と、
前記交差領域における圧電基板の表面の高さよりも圧電基板の表面の高さが低くなるように前記ギャップ領域に設けられた段差と
を含む弾性波装置。 A piezoelectric substrate in which the reverse velocity surface of the elastic wave is concave;
An acoustic wave resonator having a pair of comb-shaped electrodes provided on a surface of the piezoelectric substrate, wherein the pair of comb-shaped electrodes includes a pair of opposing common electrodes and the common electrode to the other common electrode side. An acoustic wave resonator having a plurality of alternately extending electrode fingers;
An intersecting region where the electrode fingers intersect;
A gap region connecting the gap between the tip of the electrode finger and the common electrode facing the electrode finger;
And a step provided in the gap region so that the height of the surface of the piezoelectric substrate is lower than the height of the surface of the piezoelectric substrate in the intersecting region.

前記一対の櫛形電極は、前記電極指の延伸方向に他方の共通電極から延出したダミー電極指を有する請求項１記載の弾性波装置。 2. The acoustic wave device according to claim 1, wherein the pair of comb-shaped electrodes have dummy electrode fingers extending from the other common electrode in the extending direction of the electrode fingers.

前記ダミー電極指を設けたダミー領域における圧電基板の表面の高さを、前記交差領域における圧電基板の表面の高さよりも低くした請求項２記載の弾性波装置。 3. The acoustic wave device according to claim 2, wherein the height of the surface of the piezoelectric substrate in the dummy region provided with the dummy electrode fingers is lower than the height of the surface of the piezoelectric substrate in the intersecting region.

前記ギャップ領域における前記圧電基板の表面は、前記段差により形成された凹部を含む請求項２又は３に記載の弾性波装置。 The acoustic wave device according to claim 2 , wherein a surface of the piezoelectric substrate in the gap region includes a recess formed by the step .

前記凹部における前記圧電基板の表面の高さが、前記交差領域における圧電基板の表面の高さよりも低い請求項４記載の弾性波装置。 The acoustic wave device according to claim 4, wherein the height of the surface of the piezoelectric substrate in the recess is lower than the height of the surface of the piezoelectric substrate in the intersecting region.

前記電極指の先端と前記ダミー電極指の先端とが前記ギャップを隔てて向かい合っている請求項２から５のいずれか一項記載の弾性波装置。 The elastic wave device according to any one of claims 2 to 5 , wherein a tip of the electrode finger and a tip of the dummy electrode finger face each other with the gap therebetween.

前記ギャップ領域は前記弾性波の導波路の両側辺に形成される請求項１から６のいずれか一項記載の弾性波装置。 The gap region acoustic wave apparatus according to any one claim of 6 claim 1 formed on both sides of the waveguide of the acoustic wave.

前記両側辺において弾性エネルギーの散逸が低減される請求項７記載の弾性波装置。 The elastic wave device according to claim 7 , wherein dissipation of elastic energy is reduced on both sides.

前記圧電基板は回転ＹカットＸ伝播のタンタル酸リチウム単結晶からなる請求項１から８のいずれか一項記載の弾性波装置。 The acoustic wave device according to any one of claims 1 to 8 , wherein the piezoelectric substrate is made of a rotating Y-cut X-propagating lithium tantalate single crystal.

前記一対の櫛形電極の両端が入出力端子に接続している請求項１から９のいずれか一項記載の弾性波装置。 The elastic wave device according to any one of claims 1 to 9 , wherein both ends of the pair of comb electrodes are connected to an input / output terminal.

前記弾性波共振器は多重モード弾性波共振器である請求項１から１０のいずれか一項記載の弾性波装置。 The acoustic wave resonator acoustic wave apparatus according to any one claim of 10 claims 1 is a multi-mode acoustic wave resonator.

前記多重モード弾性波共振器は前記一対の櫛形電極を複数個備える請求項１１記載の弾性波装置。 The acoustic wave device according to claim 11, wherein the multimode acoustic wave resonator includes a plurality of the pair of comb electrodes.