JP6555346B2 - 弾性波フィルタ装置 - Google Patents
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Description
本発明は、圧電膜を用いた弾性波フィルタ装置に関する。
下記の特許文献１には、高音速膜上に、低音速膜及び圧電薄膜を積層してなる弾性波装置が開示されている。他方、下記の特許文献２には、傾斜型ＩＤＴを有するフィルタ装置が開示されている。傾斜型ＩＤＴでは、複数本の第１の電極指の先端を結ぶ線及び複数本の第２の電極指の先端を結ぶ線が、弾性波伝搬方向に対して斜め方向に傾斜している。
特許文献１に記載の弾性波装置では、横モードリップルが発生するという問題がある。他方、特許文献２に記載の傾斜型ＩＤＴを用いることにより、横モードを抑制することが知られている。従って、特許文献１に記載の積層構造を有する弾性波装置において傾斜型ＩＤＴを用いれば横モードを抑圧し得ると考えられる。しかしながら、複数のＩＤＴを有する弾性波フィルタ装置では、傾斜型ＩＤＴを用いると、フィルタ特性の急峻性が十分ではないという問題があった。
本発明の目的は、フィルタ特性の急峻性を高めることができる、弾性波フィルタ装置を提供することにある。
本発明に係る弾性波フィルタ装置は、圧電膜を有する弾性波フィルタ装置であって、前記圧電膜を伝搬するメインモードの弾性波の音速よりも、伝搬するバルク波の音速が高速である高音速部材と、圧電単結晶からなり、前記高音速部材上に直接または間接に積層された前記圧電膜と、前記圧電膜に接するように設けられた複数のＩＤＴ電極とを備え、入力端と、出力端と、前記入力端と前記出力端とを結ぶ直列腕と、前記直列腕とグラウンド電位とを結ぶ並列腕とを有し、前記複数のＩＤＴ電極により、少なくとも１つの直列腕共振子と、少なくとも１つの並列腕共振子とが構成されており、前記少なくとも１つの直列腕共振子及び前記少なくとも１つの並列腕共振子を構成している前記ＩＤＴ電極が、複数本の第１の電極指と、前記第１の電極指と間挿し合っている複数本の第２の電極指とを有し、前記圧電単結晶のオイラー角（φ，θ，ψ）により規定される、前記ＩＤＴ電極により励振される弾性波の伝搬方向ψに対し、前記複数本の第１の電極指の先端を結ぶ方向及び前記複数本の第２の電極指の先端を結ぶ方向が、ある傾斜角度νをなすように傾斜しており、前記少なくとも１つの直列腕共振子における前記傾斜角度をν１、前記少なくとも１つの並列腕共振子における傾斜角度をν２としたとき、前記傾斜角度ν１と前記傾斜角度ν２とが異なる。
本発明に係る弾性波フィルタ装置のある特定の局面では、前記傾斜角度ν１＜前記傾斜角度ν２である。傾斜角度が小さいほど、共振周波数よりも低い周波数域において、Ｑ値が大きくなる。そのため、通過帯域の低周波数側における急峻性を高めることができる。
本発明に係る弾性波フィルタ装置の他の特定の局面では、前記傾斜角度ν１が２．５°以上である。その場合には、横モードリップルを効果的に抑圧することができる。
本発明に係る弾性波フィルタ装置の別の特定の局面では、すべての前記直列腕共振子における傾斜角度ν１＜すべての前記並列腕共振子の傾斜角度ν２である。この場合には、通過帯域の低周波数側における急峻性をより一層効果的に高めることができる。
本発明に係る弾性波フィルタ装置の他の特定の局面では、前記傾斜角度ν１＞前記傾斜角度ν２である。傾斜角度が大きいほど、***振点付近におけるＱ値が高くなるため、通過帯域の高周波数側における急峻性を高めることができる。
本発明に係る弾性波フィルタ装置の別の特定の局面では、前記傾斜角度ν２が、２．５°以上である。その場合には、横モードリップルを効果的に抑圧することができる。
本発明に係る弾性波フィルタ装置の他の特定の局面では、前記傾斜角度ν２が、９．０°以下である。
本発明に係る弾性波フィルタ装置の他の特定の局面では、すべての前記直列腕共振子における傾斜角度ν１＞すべての前記並列腕共振子の傾斜角度ν２である。通過帯域の高周波数側における急峻性をより一層効果的に高めることができる。
本発明に係る弾性波フィルタ装置の他の特定の局面では、相対的に通過帯域が高い第１の帯域通過型フィルタと、前記第１の帯域通過型フィルタの通過帯域よりも通過帯域が低い、第２の帯域通過型フィルタとを有し、前記第１の帯域通過型フィルタが、前記少なくとも１つの直列腕共振子及び前記少なくとも１つの並列腕共振子を有している。この場合には、第１の帯域通過型フィルタにおいて、フィルタ特性の急峻性を高めることができる。
本発明に係る弾性波フィルタ装置の別の特定の局面では、相対的に通過帯域が高い第１の帯域通過型フィルタと、前記第１の帯域通過型フィルタの通過帯域よりも通過帯域が低い、第２の帯域通過型フィルタとを有し、前記第２の帯域通過型フィルタが、前記少なくとも１つの直列腕共振子及び前記少なくとも１つの並列腕共振子を有している。この場合には、第２の帯域通過型フィルタにおいてフィルタ特性の急峻性を高めることができる。
本発明に係る弾性波フィルタ装置のさらに他の特定の局面では、前記第１の帯域通過型フィルタが受信フィルタであり、前記第２の帯域通過型フィルタが送信フィルタであり、それによって、デュプレクサが構成されている。
本発明に係る弾性波フィルタ装置の別の特定の局面では、前記高音速部材上に積層されており、前記圧電膜を伝搬するメインモードの弾性波の音速よりも、伝搬するバルク波の音速が低速である低音速膜をさらに備え、前記高音速部材上に間接に前記圧電膜が積層されている。
本発明に係る弾性波フィルタ装置の他の特定の局面では、前記高音速部材上に直接前記圧電膜が積層されている。
本発明に係る弾性波フィルタ装置の別の特定の局面では、前記少なくとも１つの直列腕共振子及び前記少なくとも１つの並列腕共振子により、ラダー型フィルタが構成されている。
本発明に係る弾性波フィルタ装置のさらに他の特定の局面では、縦結合共振子型弾性波フィルタをさらに備え、前記縦結合共振子型弾性波フィルタに、前記少なくとも１つの直列腕共振子及び前記少なくとも１つの並列腕共振子を有するラダー型フィルタが接続されている。
本発明に係る弾性波フィルタ装置によれば、通過帯域の低周波数側または高周波数側における急峻性を高めることができる。
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。
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。
図１は、本発明の第１の実施形態で用いられている弾性波共振子の積層構造を説明するための正面断面図である。弾性波共振子１は、高音速部材としての高音速支持基板２を有する。高音速支持基板２上に、低音速膜３が設けられている。
圧電膜４が、上記低音速膜３の高音速支持基板２が積層されている面とは反対側の面に積層されている。圧電膜４は、ＬｉＴａＯ３やＬｉＮｂＯ３などの圧電単結晶からなる。圧電膜４上に、ＩＤＴ電極５が設けられている。
なお、バルク波の音速は材料に固有の音速であり、波の進行方向すなわち縦方向に振動するＰ波と、進行方向に垂直な方向である横方向に振動するＳ波とが存在する。上記バルク波は、圧電膜、高音速部材、低音速膜のいずれにおいても伝搬する。等方性材料の場合には、Ｐ波とＳ波とが存在する。異方性材料の場合、Ｐ波と、遅いＳ波と、速いＳ波とが存在する。そして、異方性材料を用いて弾性表面波を励振した場合、２つのＳ波として、ＳＨ波とＳＶ波とが生じる。本明細書において、圧電膜を伝搬するメインモードの弾性波の音速とは、Ｐ波、ＳＨ波及びＳＶ波の３つのモードのうち、フィルタとしての通過帯域や、共振子としての共振特性を得るために使用しているモードを言うものとする。
高音速支持基板２では、圧電膜４を伝搬するメインモードの弾性波よりも、伝搬するバルク波の音速が高速である。他方、低音速膜３では、圧電膜４を伝搬するメインモードの弾性波よりも、伝搬するバルク波の音速が低速である。
上記高音速支持基板２と、低音速膜３とは、上記音速関係を満たす、適宜の材料からなる。このような材料としては、サファイア、リチウムタンタレート、リチウムニオベイド、水晶等の圧電体；アルミナ、マグネシア、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、炭化ケイ素、ジルコニア、コージライト、ムライト、ステアタイト、フォルステライトなどの各種セラミックス、ガラス等の誘電体；シリコン、窒化ガリウム等の半導体；及び樹脂基板等を用いることができる。
上記高音速支持基板２は、弾性波を、圧電膜４及び低音速膜３が積層されている部分に閉じ込める。
上記高音速支持基板２に代えて、図１４に示す変形例のように、支持基板２Ａ上に高音速膜２Ｂを積層してなる高音速部材を用いてもよい。この支持基板２Ａについても、上述した高音速支持基板２に用いられる材料を適宜用いることができる。また、高音速膜２Ｂについても、上述した高音速支持基板材料であって、上記音速関係を満たす適宜の材料を用いることができる。
なお、高音速部材と圧電膜４との間に密着層が形成されていてもよい。密着層を形成すると、高音速部材と圧電膜４との密着性を向上させることができる。密着層は、樹脂や金属であればよく、例えば、エポキシ樹脂やポリイミド樹脂が用いられる。
さらに、図１５に示す変形例のように、高音速部材としての高音速支持基板２上に圧電膜４が直接積層されていてもよい。すなわち、低音速膜３を省略してもよい。この場合も、支持基板上に高音速部材として、高音速膜を積層してなる高音速部材を用いてもよい。
上記のように、圧電膜４は、高音速支持基板２上に直接積層されていてもよく、低音速膜３を介して間接的に積層されていてもよい。
なお、ＩＤＴ電極５は、適宜の金属もしくは合金からなる。
弾性波共振子１では、上記高音速支持基板２に、低音速膜３及び圧電膜４が積層されているため、Ｑ値を高めることができる。
本発明の第１の実施形態に係る弾性波フィルタ装置は、図１に示した積層構造を有する複数の弾性波共振子１を有する。
図８は、本発明の第１の実施形態に係る弾性波フィルタ装置の略図的平面図であり、図９はその回路図である。
図８及び図９に示す弾性波フィルタ装置１１はＢａｎｄ２５で用いられるデュプレクサである。
図９に示すように、弾性波フィルタ装置１１は、アンテナ端子１２と、送信端子１３と、受信端子１４とを有する。アンテナ端子１２と送信端子１３との間に、送信フィルタ１５が接続されている。アンテナ端子１２と受信端子１４との間に、受信フィルタ１６が接続されている。送信フィルタ１５は、ラダー型フィルタである。送信フィルタ１５は、複数の直列腕共振子Ｓ１〜Ｓ５及び複数の並列腕共振子Ｐ１〜Ｐ４を有する。上記直列腕共振子Ｓ１〜Ｓ５及び並列腕共振子Ｐ１〜Ｐ４は、いずれも弾性波共振子からなり、図１に示した弾性波共振子１と同様の積層構造を有する。
送信端子１３と、直列腕共振子Ｓ１との間にインダクタＬ１が接続されている。並列腕共振子Ｐ２〜Ｐ４のグラウンド側端部が共通接続されている。このグラウンド側端部とグラウンド電位との間にインダクタＬ２が接続されている。
受信フィルタ１６は、９ＩＤＴ型の縦結合共振子型弾性波フィルタ１７を有する。縦結合共振子型弾性波フィルタ１７のＩＤＴ数は９個に限定されるものではない。
縦結合共振子型弾性波フィルタ１７により、受信フィルタ１６の通過帯域が形成される。さらに、該通過帯域の急峻性を高めるために、アンテナ端子１２と縦結合共振子型弾性波フィルタ１７との間に、直列腕共振子Ｓ１１，Ｓ１２と、並列腕共振子Ｐ１１とからなるラダー型フィルタが接続されている。また、縦結合共振子型弾性波フィルタ１７と受信端子１４との間の接続点とグラウンド電位との間に並列腕共振子Ｐ１２が接続されている。なお、直列腕共振子Ｓ１１，Ｓ１２及び並列腕共振子Ｐ１１，Ｐ１２もまた、弾性波共振子１と同様の積層構造を有する。
さらに、縦結合共振子型弾性波フィルタ１７も、弾性波共振子１と同様の積層構造を有する。すなわち、高音速支持基板２に、低音速膜３及び圧電膜４を積層した前述の構造を有する。
また、アンテナ端子１２とグラウンド電位との間にインピーダンス整合用のインダクタＬ３が接続されている。
図８に示すように、弾性波フィルタ装置１１では、圧電膜４上に、図示の電極構造が形成されている。図８では図示されていないが、圧電膜４の下方に、前述した低音速膜３及び高音速支持基板２が位置している。弾性波フィルタ装置１１では、１つの高音速支持基板２、低音速膜３及び圧電膜４上に、図示の電極構造が形成されている。従って、弾性波フィルタ装置１１は、１つのチップ部品として構成されている。もっとも、弾性波フィルタ装置１１では、例えば、送信フィルタ１５と受信フィルタ１６とが別のチップ部品として形成されていてもよい。
本実施形態では、直列腕共振子Ｓ１〜Ｓ５、並列腕共振子Ｐ１〜Ｐ４、直列腕共振子Ｓ１１，Ｓ１２及び並列腕共振子Ｐ１１，Ｐ１２が、傾斜型ＩＤＴを有する。図２は、第１の実施形態で用いられている、傾斜型ＩＤＴを説明するための弾性波共振子の電極構造を模式的に示す平面図である。
図２に示すように、ＩＤＴ電極６の弾性波伝搬方向両側に反射器７，８が設けられている。ＩＤＴ電極６は、第１のバスバー６ａと、第２のバスバー６ｂとを有する。第１のバスバー６ａに、複数本の第１の電極指６ｃの一端が接続されている。第２のバスバー６ｂに複数本の第２の電極指６ｄの一端が接続されている。複数本の第１の電極指６ｃと、複数本の第２の電極指６ｄとは間挿し合っている。
他方、弾性波伝搬方向ψは、圧電単結晶のオイラー角（φ，θ，ψ）により規定される。この弾性波伝搬方向ψは、複数本の第１の電極指６ｃ及び複数本の第２の電極指６ｄが延びる方向と直交する方向である。傾斜型ＩＤＴであるＩＤＴ電極６では、複数本の第１の電極指６ｃの先端を結ぶ方向Ａが、上記弾性波伝搬方向ψに対して斜め方向に傾斜している。すなわち、複数本の第１の電極指６ｃ先端を結ぶ方向Ａは、弾性波伝搬方向ψに対して傾斜角度νをなすように傾斜している。複数本の第２の電極指６ｄの先端を結ぶ線も、弾性波伝搬方向ψに対して傾斜角度νをなすように傾斜している。
第１，第２のバスバー６ａ，６ｂは、上記傾斜角度νに合わせて、弾性波伝搬方向ψに対して傾斜角度νをなすように傾斜している。
傾斜型ＩＤＴを用いた弾性波共振子では、横モードリップルを効果的に抑圧することができる。これを、以下において説明する。
図３は、伝搬方位ψと傾斜角度νとの関係を説明するための模式図である。ＬｉＴａＯ ３のオイラー角を（φ，θ，ψ）とする。図３の矢印Ｂで示す方向がψ＝０°の方向である。ＩＤＴ電極９Ａ〜９Ｄにおける破線Ｂ１〜Ｂ４は、各ＩＤＴ電極９Ａ〜９Ｄにおける複数本の第１の電極指の先端同士を結ぶ方向と平行な方向である。ＩＤＴ電極９Ａでは、破線Ｂ１の方向と弾性波が伝搬する伝搬方位ψとが同じ方向となる。従って、この場合、（各弾性波の伝搬方位，伝搬方位に対する傾斜角度ν）としたとき、破線Ｂ１の方向は、（ψ，０°）で表される。ＩＤＴ電極９Ｂでは、（０°，ν）となる。ＩＤＴ電極９Ｃでは、（ψ，ν）となる。ＩＤＴ電極９Ｄでは、（ψ，−ν）となる。
本明細書においては、弾性波伝搬方向と、電極指の先端を結ぶ方向とのなす角度を、傾斜角度νとする。
次に、傾斜型ＩＤＴ電極を有する弾性波共振子の特性を説明する。
上記弾性波共振子の設計パラメータは以下の通りとした。
圧電薄膜：カット角５５°のＹカットのＬｉＴａＯ３膜
ＩＤＴ電極の電極指交差幅＝１５λ
電極指の対数＝８３対
λ＝２μｍ。λは電極指ピッチで定まる波長。
後述するオフセット長Ｌ＝２λ
ＩＤＴ電極におけるデューティ＝０．６
ＩＤＴ電極の膜厚＝０．０８λ
ＬｉＴａＯ３膜の膜厚＝０．３λ
接合材層を構成している酸化ケイ素膜の膜厚＝０．３５λ
ギャップ寸法Ｇ＝０．５μｍ
ＩＤＴ電極の電極指交差幅＝１５λ
電極指の対数＝８３対
λ＝２μｍ。λは電極指ピッチで定まる波長。
後述するオフセット長Ｌ＝２λ
ＩＤＴ電極におけるデューティ＝０．６
ＩＤＴ電極の膜厚＝０．０８λ
ＬｉＴａＯ３膜の膜厚＝０．３λ
接合材層を構成している酸化ケイ素膜の膜厚＝０．３５λ
ギャップ寸法Ｇ＝０．５μｍ
上記設計パラメータに従って、ただし、傾斜角度νを０°とした比較例１の弾性波共振子を作製した。
図４は、比較のために用意した弾性波共振子のインピーダンス特性を示す図である。また、図６は、上記比較例１の弾性波共振子のリターンロス特性を示す。この比較例１の弾性波共振子では、傾斜角度ν＝０°とした。すなわち、伝搬方位ψを、弾性表面波伝搬方向と一致させた。
また、比較例１と同様にして、ただし、ＩＤＴ電極における傾斜角度νを２．５°、５．０°、７．５°、１０°または１５°とした各弾性波共振子を作製した。
図５に、これらの弾性波共振子のインピーダンス特性、図７にリターンロス特性を示す。
図４から明らかなように、傾斜角度νが０°の比較例１では、矢印Ｃ１〜Ｃ３で示すリップルが、共振周波数と***振周波数との間に現れていることがわかる。また、図６の矢印Ｃ１〜Ｃ３は、図４のＣ１〜Ｃ３で示すリップルに対応しているリップルである。
他方、図５では必ずしも明確ではないが、図７のリターンロス特性によれば、νが２．５°以上になると、これらの横モードリップルが抑圧されていることがわかる。
図７から明らかなように、ν＝０°の場合に比べ、νが２．５°以上になると、横モードリップルが効果的に抑圧されることが分かる。
上記のように、傾斜型ＩＤＴを有する弾性波共振子では、横モードリップルを抑圧することができる。
図８に戻り、弾性波フィルタ装置１１では、直列腕共振子Ｓ１〜Ｓ５、並列腕共振子Ｐ１〜Ｐ４、直列腕共振子Ｓ１１，Ｓ１２及び並列腕共振子Ｐ１１，Ｐ１２が、上記傾斜型ＩＤＴを有する弾性波共振子である。従って、Ｑ値を高めることができる。
しかも、弾性波フィルタ装置１１では、送信フィルタ１５で用いられている直列腕共振子Ｓ１〜Ｓ５及び並列腕共振子Ｐ１〜Ｐ４及び受信フィルタ１６で用いられている直列腕共振子Ｓ１１，Ｓ１２における傾斜角度に対し、受信フィルタ１６の並列腕共振子Ｐ１１における上記傾斜角度が相対的に大きくされている。直列腕共振子Ｓ１〜Ｓ５、並列腕共振子Ｐ１〜Ｐ４、及び直列腕共振子Ｓ１１，Ｓ１２における傾斜角度をν１とする。そして、並列腕共振子Ｐ１１の傾斜角度をν２とする。ν１＜ν２であるため、受信フィルタ１６において、通過帯域の低周波数側における急峻性が高められる。これを、より具体的に説明する。
厚み２００μｍの高音速支持基板２上に、厚み６７０ｎｍのＳｉＯ２からなる低音速膜３を積層した。低音速膜３上に、厚み６００ｎｍであり、かつカット角５０°のＬｉＴａＯ３からなる圧電膜４を積層した。この圧電膜４上に、ＩＤＴ電極を含む電極構造を形成し、弾性波フィルタ装置１１を得た。
電極構造の形成に際しては、厚み１２ｎｍのＴｉ膜上に、１重量％のＣｕを含有するＡｌＣｕ合金膜を１６２ｎｍの厚みとなるように形成した。さらに、最上部に保護膜として、厚み２５ｎｍのＳｉＯ２膜を形成した。また、受信フィルタ１６側における縦結合共振子型弾性波フィルタ１７におけるＩＤＴ電極３１〜３９の設計パラメータ及び直列腕共振子Ｓ１１，Ｓ１２及び並列腕共振子Ｐ１１，Ｐ１２の設計パラメータは下記の表１及び表２に示す通りとした。
直列腕共振子Ｓ１〜Ｓ５及び並列腕共振子Ｐ１〜Ｐ４の設計パラメータは以下の表３の通りとした。
表１において、「狭ピッチ」は、狭ピッチ電極指部を意味する。「メイン」は、狭ピッチ電極指部以外の残りの電極指部を意味する。また、縦結合共振子型弾性波フィルタ１７におけるＩＤＴ電極３１〜３９及び反射器のデューティは、いずれも０．５とした。また、ＩＤＴ電極３１，３９と反射器との間の間隔は、反射器の電極指ピッチで定まる波長をλＲとしたときに、０．５３λＲとした。また反射器における電極指の本数は３０本とした。さらに、ＩＤＴ電極３１〜３９における電極指交叉幅は２３μｍとした。
そして、実施例の弾性波フィルタ装置では、上記傾斜角度ν１＝５．０°、傾斜角度ν２＝７．５°とした。
比較例２として、傾斜角度ν１，ν２をすべて７．５°としたことを除いては、上記実施例の弾性波フィルタ装置と同様にして、弾性波フィルタ装置を作製した。
図１０の実線は、上記実施例の弾性波フィルタ装置における受信フィルタの減衰量周波数特性を示す図である。破線は、上記比較例２の弾性波フィルタ装置における受信フィルタの減衰量周波数特性を示す。
図１０から明らかなように、比較例２に比べ、実施例によれば、通過帯域内の低周波数側における急峻性が高められている。例えば、挿入損失が３ｄＢでありかつアイソレーションが５５ｄＢである通過帯域の低周波数側における急峻性は、比較例２に比べて、実施例では約１．０ＭＨｚ高められている。
上記のように、実施例において通過帯域の低周波数側の急峻性が高められる理由を、図１１〜図１３を参照して説明する。
図１１は、傾斜型ＩＤＴを有する弾性波共振子における傾斜角度νを５．０°、７．５°及び９．０°と変化させた場合のＱ値の変化を示す図であり、図１２はインピーダンスＺの変化を示す図である。
また、図１３は、上記第１の実施形態の弾性波フィルタ装置において、フィルタ特性の急峻性が高められることを説明するための模式図である。
図１１に示すように、傾斜角度νが小さいほど、共振点よりも低い周波数側においてＱ値が高められる。
他方、***振点付近におけるＱは、傾斜角度ν＝５．０°では、ν＝７．５°やν＝９．０°の場合よりも小さいことがわかる。
図１３に示すように、ラダー型フィルタでは、並列腕共振子のインピーダンス特性と、直列腕共振子のインピーダンス特性の組み合わせにより、破線で示すフィルタ特性が得られる。直列腕共振子の共振点ｆｒｓと***振点ｆａｓは図示の位置にある。ここで、直列腕共振子の共振点ｆｒｓは通過帯域内に位置する。従って、通過帯域の低周波数側において急峻性を高めることが必要な周波数帯域は、直列腕共振子の共振点ｆｒｓよりも低い周波数域となる。従って、直列腕共振子では、共振点ｆｒｓよりも低い周波数側におけるＱ値が高いことが望ましい。よって、傾斜角度νは小さい方が望ましい。
他方、並列腕共振子では、共振点ｆｒｐが通過帯域の低周波数側に位置しており、***振点ｆａｐがフィルタの通過帯域内に位置している。従って、傾斜角度νが小さくなると、フィルタ特性の挿入損失が悪化する。よって、本実施形態では、受信フィルタの直列腕共振子Ｓ１１，Ｓ１２の傾斜角度ν１は、並列腕共振子Ｐ１１の傾斜角度ν２よりも小さくされている。そのため、ラダー型フィルタを含む受信フィルタ１６における通過帯域内の挿入損失の劣化を招くことなく、通過帯域の低周波数側における急峻性を高めることが可能とされている。
なお、本実施形態では、ν２＞ν１としたが、ν１＞ν２としてもよい。その場合には、直列腕共振子の***振点付近のＱ値が高められる。従って、通過帯域の高周波数側における急峻性を高めることができる。
また、前述したように、傾斜型ＩＤＴにおける傾斜角度νは２．５°以上であることが好ましい。それによって横モードリップルを効果的に抑圧することができる。従って、ν２＞ν１とした場合には、ν１が２．５°以上であることが好ましい。また、ν１＞ν２とした場合には、ν２が２．５°以上であることが望ましい。
上記実施形態では、受信フィルタ１６において、上記傾斜角度ν１＜ν２とされていたが、送信フィルタ１５においても、直列腕共振子Ｓ１〜Ｓ５における傾斜角度ν１と、並列腕共振子Ｐ１〜Ｐ４における傾斜角度ν２を、ν１＜ν２としてもよく、あるいはν１＞ν２としてもよい。すなわち、直列腕共振子及び並列腕共振子を有するラダー型回路において、上記傾斜型ＩＤＴを用い、傾斜角度ν１と傾斜角度ν２とを異ならせればよい。それによって、通過帯域の低周波数側または高周波数側における急峻性を高めることができる。
また、上記実施形態では、直列腕共振子Ｓ１１，Ｓ１２の傾斜角度がν１とされていたが、１つの直列腕共振子Ｓ１１またはＳ１２の傾斜角度のみをν１としてもよい。すなわち、本発明においては、ラダー型回路を構成している少なくとも１つの直列腕共振子及び少なくとも１つの並列腕共振子において、少なくとも１つの直列腕共振子における上記傾斜角度ν１と、少なくとも１つの並列腕共振子における上記傾斜角度ν２とが異なっておればよい。
また、上記実施形態では、縦結合共振子型弾性波フィルタ１７を用いずに、ラダー型フィルタだけで受信フィルタを構成してもよい。
上記実施形態では、相対的に通過帯域が高い第１の帯域通過型フィルタとしての受信フィルタにおいて、上記傾斜角度ν１と傾斜角度ν２とが異ならされていた。これに対して、上述したように、送信フィルタ１５側、すなわち通過帯域が相対的に低い第２の帯域通過型フィルタとしての送信フィルタ１５において、上記傾斜角度ν１と傾斜角度ν２とが異ならされていてもよい。その場合、ν１＞ν２であってもよく、ν２＞ν１であってもよい。
また、好ましくは、上記実施形態のように、すべての直列腕共振子における傾斜角度ν１＜すべての並列腕共振子における傾斜角度ν２とすることが望ましく、それによって、通過帯域低周波数側におけるフィルタ特性の急峻性をより一層効果的に高めることができる。また、好ましくは、すべての直列腕共振子における傾斜角度ν１＞すべての並列腕共振子における傾斜角度ν２とすることが望ましく、それにより、通過帯域の高周波数側におけるフィルタ特性の急峻性をより一層効果的に高めることができる。
１…弾性波共振子
２…高音速支持基板
２Ａ…支持基板
２Ｂ…高音速膜
３…低音速膜
４…圧電膜
５，６…ＩＤＴ電極
６ａ，６ｂ…第１，第２のバスバー
６ｃ，６ｄ…第１，第２の電極指
７，８…反射器
９Ａ〜９Ｄ…ＩＤＴ電極
１１…弾性波フィルタ装置
１２…アンテナ端子
１３…送信端子
１４…受信端子
１５…送信フィルタ
１６…受信フィルタ
１７…縦結合共振子型弾性波フィルタ
３１〜３９…ＩＤＴ電極
Ｐ１〜Ｐ４…並列腕共振子
Ｓ１〜Ｓ５…直列腕共振子
Ｐ１１，Ｐ１２…並列腕共振子
Ｓ１１，Ｓ１２…直列腕共振子
Ｌ１〜Ｌ３…インダクタ
２…高音速支持基板
２Ａ…支持基板
２Ｂ…高音速膜
３…低音速膜
４…圧電膜
５，６…ＩＤＴ電極
６ａ，６ｂ…第１，第２のバスバー
６ｃ，６ｄ…第１，第２の電極指
７，８…反射器
９Ａ〜９Ｄ…ＩＤＴ電極
１１…弾性波フィルタ装置
１２…アンテナ端子
１３…送信端子
１４…受信端子
１５…送信フィルタ
１６…受信フィルタ
１７…縦結合共振子型弾性波フィルタ
３１〜３９…ＩＤＴ電極
Ｐ１〜Ｐ４…並列腕共振子
Ｓ１〜Ｓ５…直列腕共振子
Ｐ１１，Ｐ１２…並列腕共振子
Ｓ１１，Ｓ１２…直列腕共振子
Ｌ１〜Ｌ３…インダクタ
Claims (14)
- 圧電膜を有する弾性波フィルタ装置であって、
前記圧電膜を伝搬するメインモードの弾性波の音速よりも、伝搬するバルク波の音速が高速である高音速部材と、
圧電単結晶からなり、前記高音速部材上に直接または間接に積層された前記圧電膜と、
前記圧電膜に接するように設けられた複数のＩＤＴ電極とを備え、
入力端と、出力端と、前記入力端と前記出力端とを結ぶ直列腕と、前記直列腕とグラウンド電位とを結ぶ並列腕とを有し、
前記複数のＩＤＴ電極により、少なくとも１つの直列腕共振子と、少なくとも１つの並列腕共振子とが構成されており、
前記少なくとも１つの直列腕共振子及び前記少なくとも１つの並列腕共振子を構成している前記ＩＤＴ電極が、複数本の第１の電極指と、前記第１の電極指と間挿し合っている複数本の第２の電極指とを有し、前記圧電単結晶のオイラー角（φ，θ，ψ）により規定される、前記ＩＤＴ電極により励振される弾性波の伝搬方向ψに対し、前記複数本の第１の電極指の先端を結ぶ方向及び前記複数本の第２の電極指の先端を結ぶ方向が、傾斜角度νをなすように傾斜しており、
前記少なくとも１つの直列腕共振子における前記傾斜角度をν１、前記少なくとも１つの並列腕共振子における傾斜角度をν２としたとき、前記傾斜角度ν１と前記傾斜角度ν２とが異なる、弾性波フィルタ装置。 - 前記傾斜角度ν１＜前記傾斜角度ν２である、請求項１に記載の弾性波フィルタ装置。
- 前記傾斜角度ν１が２．５°以上、１５°以下である、請求項２に記載の弾性波フィルタ装置。
- すべての前記直列腕共振子における傾斜角度ν１＜すべての前記並列腕共振子の傾斜角度ν２である、請求項２または３に記載の弾性波フィルタ装置。
- 前記傾斜角度ν１＞前記傾斜角度ν２である、請求項１に記載の弾性波フィルタ装置。
- 前記傾斜角度ν２が、２．５°以上、９．０°以下である、請求項５に記載の弾性波フィルタ装置。
- すべての前記直列腕共振子における傾斜角度ν１＞すべての前記並列腕共振子の傾斜角度ν２である、請求項５または６に記載の弾性波フィルタ装置。
- 相対的に通過帯域が高い第１の帯域通過型フィルタと、
前記第１の帯域通過型フィルタの通過帯域よりも通過帯域が低い、第２の帯域通過型フィルタとを有し、
前記第１の帯域通過型フィルタが、前記少なくとも１つの直列腕共振子及び前記少なくとも１つの並列腕共振子を有している、請求項２〜７のいずれか１項に記載の弾性波フィルタ装置。 - 相対的に通過帯域が高い第１の帯域通過型フィルタと、
前記第１の帯域通過型フィルタの通過帯域よりも通過帯域が低い、第２の帯域通過型フィルタとを有し、
前記第２の帯域通過型フィルタが、前記少なくとも１つの直列腕共振子及び前記少なくとも１つの並列腕共振子を有している、請求項２〜７のいずれか１項に記載の弾性波フィルタ装置。 - 前記第１の帯域通過型フィルタが受信フィルタであり、前記第２の帯域通過型フィルタが送信フィルタであり、デュプレクサが構成されている、請求項８または９に記載の弾性波フィルタ装置。
- 前記高音速部材上に積層されており、前記圧電膜を伝搬するメインモードの弾性波の音速よりも、伝搬するバルク波の音速が低速である低音速膜をさらに備え、前記高音速部材上に間接に前記圧電膜が積層されている、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の弾性波フィルタ装置。
- 前記高音速部材上に直接前記圧電膜が積層されている、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の弾性波フィルタ装置。
- 前記少なくとも１つの直列腕共振子及び前記少なくとも１つの並列腕共振子により、ラダー型フィルタが構成されている、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の弾性波フィルタ装置。
- 縦結合共振子型弾性波フィルタをさらに備え、前記縦結合共振子型弾性波フィルタに、前記少なくとも１つの直列腕共振子及び前記少なくとも１つの並列腕共振子を有するラダー型フィルタが接続されている、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の弾性波フィルタ装置。
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