WO2011142143A1 - 弾性波装置 - Google Patents

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acoustic wave
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capacitive
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真一 相合谷
哲朗 奥田
琢真 葛下
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株式会社村田製作所
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    • H03H9/70—Multiple-port networks for connecting several sources or loads, working on different frequencies or frequency bands, to a common load or source
    • H03H9/72—Networks using surface acoustic waves
    • H03H9/725—Duplexers

Definitions

  • the present invention relates to an elastic wave device.
  • the present invention relates to an acoustic wave device including a capacitive electrode that is connected in series to an IDT electrode on a piezoelectric substrate and has a comb-like electrode pair.
  • the acoustic wave device includes a piezoelectric substrate and an IDT electrode formed on the piezoelectric substrate.
  • resonance characteristics, filter characteristics, and the like are realized by using elastic waves excited in the IDT electrodes.
  • an additional capacitor may be provided.
  • a capacitor is connected in parallel to the IDT electrode constituting the ladder type surface acoustic wave filter device, or a capacitor is connected in series to the IDT electrode.
  • capacitance is comprised by the comb-toothed electrode pair currently formed on the piezoelectric substrate and mutually interposing. It is known. By configuring the capacitance with a comb-like electrode pair, the opposing area of the electrodes can be increased, so that a large capacitance can be obtained.
  • the elastic wave device can be miniaturized.
  • the crossing width of the capacitance forming comb-like electrode pair 101 is increased, the resistance loss in the capacitance forming comb-like electrode pair 101 increases, which causes a problem that the characteristics of the acoustic wave device deteriorate.
  • the elastic wave device is an elastic wave filter device, there is a problem that the insertion loss increases.
  • the present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide an acoustic wave device including a capacitive electrode connected in series to an IDT electrode on a piezoelectric substrate and having a comb-like electrode pair.
  • the aim is to achieve both performance and miniaturization.
  • the elastic wave device includes a piezoelectric substrate, an IDT electrode, and a capacitive electrode.
  • the IDT electrode is formed on the piezoelectric substrate.
  • the capacitive electrode is formed on the piezoelectric substrate.
  • the capacitor electrode is connected in series with the IDT electrode.
  • the capacitor electrode has a plurality of capacitor electrode portions. Each of the plurality of capacitive electrode portions is composed of a pair of interdigital electrodes that are interleaved.
  • the plurality of capacitive electrode portions are connected in parallel to each other.
  • the plurality of capacitor electrode portions are formed such that the cross width direction in the capacitor electrode portion and the cross width direction in the IDT electrode are inclined.
  • the plurality of capacitive electrode portions are arranged along the elastic wave propagation direction in the IDT electrode.
  • At least a part of the capacitive electrode and the IDT electrode are arranged along a direction perpendicular to the acoustic wave propagation direction.
  • each of the plurality of capacitive electrode portions includes a plurality of electrode fingers and a bus bar.
  • the plurality of electrode fingers extend in the cross width direction in the capacitive electrode portion.
  • a plurality of electrode fingers are connected to the bus bar.
  • the bus bar extends in a direction perpendicular to the intersecting width direction in the capacitor electrode portion.
  • At least one bus bar among the plurality of comb-shaped electrodes constituting the plurality of capacitive electrode portions is formed integrally with the other one bus bar among the plurality of comb-shaped electrodes.
  • the surface acoustic wave device is a surface acoustic wave device that uses surface acoustic waves.
  • the elastic wave device is a boundary acoustic wave device using a boundary acoustic wave.
  • the elastic wave device is a ladder-type elastic wave filter device including a series arm resonator having an IDT electrode.
  • the elastic wave device is a ladder-type elastic wave filter device including a series arm resonator having an IDT electrode.
  • the acoustic wave device further includes an inductor that is in series with the IDT electrode and connected in parallel with the capacitive electrode. According to this configuration, an attenuation pole can be generated at a desired frequency by using an LC parallel resonant circuit including a capacitive electrode and an inductor.
  • the plurality of capacitor electrode portions are formed such that the cross width direction in the capacitor electrode portion and the cross width direction in the IDT electrode are orthogonal to each other.
  • the capacitive electrode is composed of a pair of interdigital electrodes that are interleaved, and has a plurality of capacitive electrode portions connected in parallel to each other.
  • the plurality of capacitor electrode portions are formed so that the intersecting width direction in the capacitor electrode portion and the intersecting width direction in the IDT electrode are orthogonal to each other.
  • the plurality of capacitive electrode portions are arranged along the elastic wave propagation direction in the IDT electrode. Therefore, for example, as compared with the case where the capacitive electrode is composed of a pair of comb-like electrodes, a large capacitance can be obtained while reducing the crossing width. Therefore, it is possible to achieve both high performance and downsizing of the acoustic wave device.
  • FIG. 1 is an equivalent circuit diagram of an elastic wave device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic plan view of a part of the acoustic wave device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a part of an acoustic wave filter device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is an enlarged schematic cross-sectional view of the capacitive electrode portion of the acoustic wave device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is an example of a graph showing the insertion loss of the acoustic wave device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a graph showing the filter characteristics of the acoustic wave filter device in the example and the comparative example.
  • FIG. 1 is an equivalent circuit diagram of an elastic wave device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic plan view of a part of the acoustic wave device according to the embodiment of the present
  • FIG. 7 is a schematic plan view of a part of the acoustic wave device according to the comparative example.
  • FIG. 8 is a schematic plan view of a part of the acoustic wave device according to the first modification.
  • FIG. 9 is a schematic plan view of a part of the acoustic wave device according to the second modification.
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of an acoustic wave filter device according to a third modification.
  • FIG. 11 is a schematic cross-sectional view of an acoustic wave filter device according to a fourth modification.
  • FIG. 12 is a schematic plan view for explaining the arrangement of the IDT electrode and the capacitance forming comb-like electrode pair in the acoustic wave device according to the first reference example.
  • FIG. 13 is a schematic plan view for explaining the arrangement of the IDT electrode and the capacitance forming comb-like electrode pair in the acoustic wave device according to the second reference example.
  • an elastic wave device 1 as an elastic wave filter device shown in FIG. 1 as an example.
  • the elastic wave device 1 is merely an example.
  • the elastic wave device according to the present invention is not limited to the elastic wave device 1 at all.
  • the elastic wave device according to the present invention may not be an elastic wave filter device, and may be, for example, an elastic wave resonator.
  • FIG. 1 is an equivalent circuit diagram of the acoustic wave device according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic plan view of a part of the acoustic wave device according to the present embodiment.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a part of the acoustic wave filter device according to this embodiment.
  • FIG. 4 is an enlarged schematic cross-sectional view of the capacitive electrode portion of the acoustic wave device according to the present embodiment.
  • FIG. 5 is an example of a graph showing the insertion loss of the elastic wave device in the present embodiment.
  • the surface acoustic wave device 1 is a surface acoustic wave device that uses surface acoustic waves.
  • the acoustic wave device 1 is a ladder-type surface acoustic wave filter device having a ladder-type surface acoustic wave filter unit 20.
  • the elastic wave device 1 of this embodiment is used as a transmission-side bandpass filter (transmission frequency band: 1850 MHz to 1910 MHz) of a UMTS Band2 duplexer.
  • the acoustic wave device 1 includes a signal output terminal 21 connected to the antenna 11 and a signal input terminal 22 connected to the transmission-side signal terminal 12.
  • a ladder type surface acoustic wave filter unit 20 is connected between the signal output terminal 21 and the signal input terminal 22.
  • the ladder-type surface acoustic wave filter unit 20 has a series arm 23 connected between a signal input terminal 22 and a signal output terminal 21.
  • a plurality of series arm resonators S1, S2-1, S2-2, and S3 are connected in series.
  • a plurality of parallel arms 24 to 26 are connected between the series arm 23 and the ground potential.
  • Each of the parallel arms 24 to 26 is provided with parallel arm resonators P1 to P3.
  • An inductor L2 is connected between the parallel arm resonator P1 and the ground potential.
  • An inductor L3 is connected between the connection point of the parallel arm resonators P2 and P3 and the ground potential.
  • the series arm resonators S1, S2-1, S2-2, and S3 and the parallel arm resonators P1 to P3 include an IDT electrode composed of a pair of comb-like electrodes that are interleaved with each other, and both sides of the IDT electrode. It is comprised from two reflectors provided.
  • the capacitor C2 is connected in parallel to the series arm resonator S2-2.
  • an LC resonance circuit 27 is connected between the series arm resonator S 1 and the signal input terminal 22.
  • the LC resonance circuit 27 includes an inductor L1 and a capacitor C1 connected in parallel to each other. By providing this LC resonance circuit 27, an attenuation pole indicated by an arrow is formed in the vicinity of 4300 MHz as shown in FIG.
  • the graph shown in FIG. 5 is a graph in the case of the following design parameters.
  • Series arm resonator S2-2 Logarithm: 230 pairs, intersection width: 37.34 ⁇ m, wavelength: 1.9232 ⁇ m, duty ratio: 0.475, number of steps: 2
  • Series arm resonator S2-1 Logarithm: 200 pairs, intersection width: 30.47 ⁇ m, wavelength: 1.9148 ⁇ m, duty ratio: 0.441, number of steps: 1
  • Series arm resonator S1 Logarithm: 168 pairs, intersection width: 30.26 ⁇ m, wavelength: 1.8938 ⁇ m, duty ratio: 0.476, number of steps: 3
  • Parallel arm resonator P3 Logarithm: 124 pairs, intersection width: 58.22 ⁇ m, wavelength: 1.9811 ⁇ m, duty ratio: 0.475, number of steps: 2
  • Parallel arm resonator P2 Logarithm: 120 pairs, intersection width: 49.47 ⁇ m, wavelength: 1.9744 ⁇ m, duty ratio: 0.475, number of steps: 2
  • Parallel arm resonator P1 Logarithm: 104 pairs, intersection width: 42.77 ⁇ m, wavelength: 1.9828 ⁇ m, duty ratio: 0.475, number of steps: 2
  • Capacitance C1 0.57 pF Capacitance C2: 0.21 pF Inductor L1: 1.5 nH Inductor L2: 0.1 nH Inductor L3: 1.0 nH Inductor L4: 3.6 nH
  • the ladder type surface acoustic wave filter unit 20 includes a piezoelectric substrate 30 and an electrode 31 formed on the piezoelectric substrate 30.
  • the electrode 31 constitutes the series arm 23, the parallel arms 24 to 26, the series arm resonators S1, S2-1, S2-2, and S3, the parallel arm resonators P1 to P3, the LC resonance circuit 27, and the like. Yes.
  • the inductors L1 to L3 are configured by electrodes formed on a mounting substrate (not shown) on which the piezoelectric substrate 30 is mounted.
  • the piezoelectric substrate 30 what consists of an appropriate piezoelectric material can be used.
  • the piezoelectric substrate 30 may be formed of, for example, LiTaO 3 , LiNbO 3 , quartz, piezoelectric ceramics, or the like.
  • the electrode 31 can be formed of an appropriate conductive material.
  • the electrode 31 can be formed of, for example, a metal such as Al, Pt, Au, Ag, Cu, Ni, Ti, Pd, or an alloy containing one or more of these metals.
  • the electrode 31 can also be comprised by the laminated body of the some electrically conductive film which consists of said metal and alloy, for example.
  • the capacitor C1 is formed on the piezoelectric substrate 30 and includes a capacitor electrode 28 (see FIG. 2) connected in series to the IDT electrode 29 that forms part of the series arm resonator S1. ing. As shown in FIG. 4, the capacitor electrode 28 and the IDT electrode 29 are arranged along the intersecting width direction D2 perpendicular to the elastic wave propagation direction D3.
  • the capacitor electrode 28 has a plurality of capacitor electrode portions 28a to 28e connected in parallel to each other.
  • Each of the plurality of capacitive electrode portions 28a to 28e is formed by a pair of interdigital electrodes 28a1, 28a2, 28b1, 28b2, 28c1, 28c2, 28d1, 28d2, 28e1, 28e2 that are interleaved with each other.
  • Each of the comb-like electrodes 28a1, 28a2, 28b1, 28b2, 28c1, 28c2, 28d1, 28d2, 28e1, and 28e2 includes a plurality of electrode fingers 32 and a bus bar 33 to which the plurality of electrode fingers 32 are connected. Yes.
  • At least one bus bar among the plurality of comb-like electrodes 28a1, 28a2, 28b1, 28b2, 28c1, 28c2, 28d1, 28d2, 28e1, and 28e2 constituting the plurality of capacitive electrode portions 28a to 28e. 33 is formed integrally with the other bus bar 33 among the plurality of comb-like electrodes 28a1, 28a2, 28b1, 28b2, 28c1, 28c2, 28d1, 28d2, 28e1, and 28e2.
  • the bus bar 33 of the comb-like electrode 28a2 and the bus bar 33 of the comb-like electrode 28b1 are integrally formed.
  • the bus bar 33 of the comb-like electrode 28b2 and the bus bar 33 of the comb-like electrode 28c1 are integrally formed.
  • the bus bar 33 of the comb-shaped electrode 28c2 and the bus bar 33 of the comb-shaped electrode 28d1 are integrally formed.
  • the bus bar 33 of the comb-like electrode 28d2 and the bus bar 33 of the comb-like electrode 28e1 are integrally formed. For this reason, for example, compared with the case where each bus bar 33 is provided separately, the capacity electrode 28 can be reduced in size. Therefore, the elastic wave device 1 can be reduced in size.
  • the plurality of capacitive electrode portions 28a to 28e are formed so that the intersecting width direction D1 of the capacitive electrode portions 28a to 28e and the intersecting width direction D2 of the IDT electrode 29 are orthogonal to each other.
  • the present invention is not limited to this configuration.
  • the intersecting width direction in the capacitor electrode portion and the intersecting width direction in the IDT electrode need only be inclined and do not necessarily need to be orthogonal.
  • the capacitive electrode 28 is configured by connecting a plurality of capacitive electrode portions 28a to 28e in parallel. For this reason, even when the crossing widths of the capacitive electrode portions 28a to 28e are small, a large capacitance can be obtained. Therefore, deterioration of the insertion loss of the acoustic wave device 1 can be suppressed while obtaining a large capacitance.
  • FIG. 6 shows the filter characteristics of the elastic wave device according to the example having the same configuration as the elastic wave device according to the above embodiment. Further, as shown in FIG. 7, except that the capacitive electrode 28 is formed of a pair of comb-shaped electrodes and the capacitive electrode 28 is configured so that the capacitance value of the capacitor C1 is 0.30 pF.
  • the filter characteristics of the elastic wave device of the comparative example having the same configuration as that of the above embodiment are shown in FIG.
  • the intersecting widths of the capacitor electrode portions 28a to 28e are all 34 ⁇ m. In the comparative example, the intersection width was 89 ⁇ m.
  • the acoustic wave device 1 according to the example has a pass band (in the example) even though the capacitance value of the capacitor C1 is nearly twice as large as that of the acoustic wave device according to the comparative example.
  • the insertion loss of 1850 MHz to 1910 MHz was equivalent to the insertion loss of the passband in the comparative example. Therefore, the capacitive electrode 28 is constituted by a plurality of capacitive electrode portions 28a to 28e connected in parallel, and the crossing width of the capacitive electrode portions 28a to 28e is shortened, thereby obtaining a large electrostatic capacitance and a pass band. It can be seen that the deterioration of the insertion loss can be suppressed.
  • the intersecting width direction D1 of the capacitive electrode portions 28a to 28e and the intersecting width direction D3 of the IDT electrode 29 are perpendicular to each other. For this reason, even if surface acoustic waves are excited by the capacitive electrode portions 28a to 28e, the characteristics of the acoustic wave device 1 are not substantially affected. Therefore, characteristic deterioration of the acoustic wave device 1 can be suppressed.
  • the plurality of capacitive electrode portions 28 a to 28 e are arranged along the elastic wave propagation direction D 3 of the IDT electrode 29.
  • the capacitive electrode 28 has an elongated shape whose longitudinal direction faces the elastic wave propagation direction D3. Therefore, it is difficult for a dead space to occur on the piezoelectric substrate 30.
  • the capacitance value of the capacitor C1 can be increased, the inductance value required for the inductor L1 is reduced, and the mounting substrate on which the inductor L1 is formed can be reduced in size. Therefore, the piezoelectric substrate 30 and the mounting substrate can be reduced in size, and as a result, the acoustic wave device 1 can be reduced in size.
  • FIG. 8 is a schematic plan view of a part of the acoustic wave device according to the first modification.
  • FIG. 9 is a schematic plan view of a part of the acoustic wave device according to the second modification.
  • the capacitive electrode portions 28a to 28e have substantially the same shape.
  • the capacitive electrode portions 28a to 28e may have different shapes. That is, in the present invention, as long as each of the plurality of capacitive electrode portions is composed of a pair of comb-like electrodes, the logarithm, the crossing width, the electrode finger pitch, etc. are not limited at all.
  • the logarithms of the capacitive electrode portions 28a to 28e may be different from each other. Further, as shown in FIG. 9, the crossing widths of the capacitor electrode portions 28a to 28e may be different from each other.
  • the bus bar 29a of the IDT electrode 29 weighted with the cross width has a concavo-convex shape on the outer periphery according to the cross width, and the capacitor electrode portions 28a to 28a ⁇
  • the logarithm of 28e is made different. Specifically, the logarithm of the capacitor electrode portions 28a to 28e is increased as the cross width of the portion adjacent to the IDT electrode 29 in the cross width direction D2 becomes smaller. More specifically, the capacitor electrode 28c adjacent in the cross width direction D2 to the portion of the IDT electrode 29 having a large cross width and a large dimension along the cross width direction D2 has a reduced logarithm. The dimension along the cross width direction D2 is reduced.
  • Capacitance electrode portions 28a and 28e adjacent to each other in the cross width direction D2 in a portion having a small cross width and a small size along the cross width direction D2 in the IDT electrode 29 are increased in logarithm.
  • the dimension along the direction D2 is increased.
  • the logarithm of the capacitive electrode part 28b is between the logarithm of the capacitive electrode part 28a and the logarithm of the capacitive electrode part 28c.
  • the logarithm of the capacitive electrode part 28d is between the logarithm of the capacitive electrode part 28c and the logarithm of the capacitive electrode part 28e.
  • the logarithm of the capacitor electrode portions 28a to 28e is such that the intersection width of the adjacent portions in the intersecting width direction D2 of the IDT electrode 29 is the same. The smaller it is, the more it is. Of the capacitor electrode portions 28a to 28e, the smaller the logarithm, the longer the crossing width.
  • the intersecting width of the capacitor electrode portion 28b is made larger than the intersecting width of the other capacitor electrode portions 28a, 28c to 28e.
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of an acoustic wave filter device according to a third modification.
  • FIG. 11 is a schematic cross-sectional view of an acoustic wave filter device according to a fourth modification.
  • a surface acoustic wave device using a surface acoustic wave is exemplified as an embodiment of the present invention, but the surface acoustic wave device of the present invention is not limited to a surface acoustic wave device.
  • the present invention can be suitably applied not only to a surface acoustic wave device but also to a boundary acoustic wave device.
  • the elastic wave device of the present invention may be a boundary acoustic wave device that uses boundary acoustic waves. More specifically, the acoustic wave device of the present invention may be a so-called two-medium type boundary acoustic wave device as shown in FIG. 10, for example, or a so-called three-medium type elastic wave device as shown in FIG. A boundary wave device may be used.
  • a dielectric layer 34 is formed on the piezoelectric substrate 30.
  • the dielectric layer 34 covers a region where boundary acoustic waves propagate, such as a region where an IDT electrode is formed.
  • the thickness of the dielectric layer 34 is not particularly limited as long as the elastic wave excited by the IDT electrode becomes a boundary acoustic wave, and can be appropriately set according to required characteristics.
  • the dielectric layer 34 can be formed of, for example, silicon oxide such as SiO 2 or silicon nitride such as SiN.
  • a further dielectric layer 35 is formed on the dielectric layer 34.
  • the dielectric layer 35 is formed of a material that makes the sound speed of the dielectric layer 35 faster than the sound speed of the dielectric layer 34.
  • the dielectric layer 34 is made of silicon oxide such as SiO 2
  • the dielectric layer 35 is formed of silicon nitride such as SiN. For this reason, the boundary acoustic wave propagates while being substantially confined in the dielectric layer 34.

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Abstract

　圧電基板上においてＩＤＴ電極に直列に接続されており、くし歯状電極対を有する容量電極を備える弾性波装置において、高性能化と小型化との両立を図る。　弾性波装置１は、圧電基板３０と、圧電基板３０の上に形成されているＩＤＴ電極２９と、圧電基板３０の上に形成されており、ＩＤＴ電極２９に直列に接続されている容量電極２８とを備えている。容量電極２８は、それぞれ、間挿し合っている一対のくし歯状電極からなる複数の容量電極部２８ａ～２８ｅを有する。複数の容量電極部２８ａ～２８ｅは、互いに並列に接続されている。複数の容量電極部２８ａ～２８ｅは、容量電極部２８ａ～２８ｅにおける交差幅方向Ｄ１と、ＩＤＴ電極２９における交差幅方向Ｄ２とが傾斜するように形成されている。複数の容量電極部２８ａ～２８ｅは、ＩＤＴ電極２９における弾性波伝搬方向Ｄ１に沿って配列されている。

Description

弾性波装置
　本発明は、弾性波装置に関する。特に、本発明は、圧電基板上においてＩＤＴ電極に直列に接続されており、くし歯状電極対を有する容量電極を備える弾性波装置に関する。
　従来、弾性表面波や弾性境界波などの弾性波を利用する弾性波装置が種々用いられている。弾性波装置は、圧電基板と、圧電基板の上に形成されているＩＤＴ電極とを備えている。弾性波装置では、このＩＤＴ電極において励振された弾性波を利用して共振特性やフィルタ特性等が実現されている。
　ところで、弾性波装置の特性を向上するために、付加容量が設けられることがある。具体的には、例えば下記の特許文献１に記載のように、ラダー型弾性表面波フィルタ装置を構成しているＩＤＴ電極に並列に容量を接続したり、ＩＤＴ電極に直列に容量を接続したりする場合がある。このように、弾性波装置に容量を設ける場合、特許文献１にも記載されているように、圧電基板上に形成されており、互いに間挿し合っているくし歯状電極対により容量を構成することが知られている。容量をくし歯状電極対により構成することにより、電極の対向面積を大きくすることができるため、大きな静電容量を得ることができる。
特開平８－６５０８９号公報
　ところで、特許文献１に記載されているように、圧電基板上に形成されているくし歯状電極対（以下、「容量形成用くし歯状電極対」とする。）により容量を形成した場合、容量形成用くし歯状電極対において意図しない弾性波が励振されてしまう虞がある。このため、この意図しない弾性波が発生することによって弾性波装置の特性が劣化しないように、容量形成用くし歯状電極対の交差幅方向が、ＩＤＴ電極の交差幅方向に対して垂直となるように容量形成用くし歯状電極対を設けることが好ましい。
　しかしながら、図１２に示すように、大きな静電容量を得るために容量形成用くし歯状電極対１０１の対数を増やすと、容量形成用くし歯状電極対１０１の交差幅方向に細長くなるため、圧電基板１０２上に大きなデッドスペース１０３が形成されてしまう。
　一方、図１３に示すように、大きな静電容量を得るために容量形成用くし歯状電極対１０１の交差幅を大きくした場合は、図１２に示す場合とは異なり、容量形成用くし歯状電極対１０１が交差幅方向に細長くなるため、大きなデッドスペースが生じ難い。従って、弾性波装置を小型化し得る。しかしながら、容量形成用くし歯状電極対１０１の交差幅を大きくすると、容量形成用くし歯状電極対１０１における抵抗損が大きくなるため、弾性波装置の特性が劣化してしまう問題がある。具体的には、例えば弾性波装置が弾性波フィルタ装置である場合は、挿入損失が大きくなってしまうという問題がある。
　本発明は、係る点に鑑みてなされたものであり、その目的は、圧電基板上においてＩＤＴ電極に直列に接続されており、くし歯状電極対を有する容量電極を備える弾性波装置において、高性能化と小型化との両立を図ることにある。
　本発明に係る弾性波装置は、圧電基板と、ＩＤＴ電極と、容量電極とを備えている。ＩＤＴ電極は、圧電基板の上に形成されている。容量電極は、圧電基板の上に形成されている。容量電極は、ＩＤＴ電極に直列に接続されている。容量電極は、複数の容量電極部を有する。複数の容量電極部のそれぞれは、間挿し合っている一対のくし歯状電極からなる。複数の容量電極部は、互いに並列に接続されている。複数の容量電極部は、容量電極部における交差幅方向と、ＩＤＴ電極における交差幅方向とが傾斜するように形成されている。複数の容量電極部は、ＩＤＴ電極における弾性波伝搬方向に沿って配列されている。
　本発明に係る弾性波装置のある特定の局面では、容量電極の少なくとも一部とＩＤＴ電極とは、弾性波伝搬方向に垂直な方向に沿って配列されている。
　本発明に係る弾性波装置の他の特定の局面では、複数の容量電極部のそれぞれは、複数の電極指と、バスバーとを有する。複数の電極指は、容量電極部における交差幅方向に延びている。バスバーには、複数の電極指が接続されている。バスバーは、容量電極部における交差幅方向に対して垂直な方向に延びている。複数の容量電極部を構成している複数のくし歯状電極のうちの少なくとも一つのバスバーは、複数のくし歯状電極のうちの他の一つのバスバーと一体に形成されている。この構成によれば、容量電極をより小型化することができるため、弾性波装置をより小型化することができる。
　本発明に係る弾性波装置の別の特定の局面では、弾性波装置は、弾性表面波を利用する弾性表面波装置である。
　本発明に係る弾性波装置のさらに他の特定の局面では、弾性波装置は、弾性境界波を利用する弾性境界波装置である。
　本発明に係る弾性波装置のさらに別の特定の局面では、弾性波装置は、ＩＤＴ電極を有する直列腕共振子を備える、ラダー型弾性波フィルタ装置である。この場合、大きな容量を形成しつつ、容量を形成することによる挿入損失の悪化を抑制することができる。従って、良好なフィルタ特性を得ることができる。
　本発明に係る弾性波装置のまたさらに他の特定の局面では、弾性波装置は、ＩＤＴ電極に直列であって、容量電極に並列に接続されているインダクタをさらに備えている。この構成によれば、容量電極とインダクタによって構成されるＬＣ並列共振回路を利用して、所望の周波数に減衰極を発生させることができる。
　本発明に係る弾性波装置のまたさらに別の特定の局面では、複数の容量電極部は、容量電極部における交差幅方向と、ＩＤＴ電極における交差幅方向とが直交するように形成されている。
　本発明では、容量電極が、間挿し合っている一対のくし歯状電極からなり、互いに並列に接続されている複数の容量電極部を有する。そして、複数の容量電極部は、容量電極部における交差幅方向と、ＩＤＴ電極における交差幅方向とが直交するように形成されている。かつ、複数の容量電極部は、ＩＤＴ電極における弾性波伝搬方向に沿って配列されている。従って、例えば、容量電極が一対のくし歯状電極からなる場合と較べて、交差幅を小さくしつつ、大きな容量を得ることができる。従って、弾性波装置の高性能化と小型化との両立を図ることができる。
図１は、本発明を実施した一実施形態に係る弾性波装置の等価回路図である。 図２は、本発明を実施した一実施形態に係る弾性波装置の一部分の模式的平面図である。 図３は、本発明を実施した一実施形態における弾性波フィルタ装置の一部分の略図的断面図である。 図４は、本発明を実施した一実施形態に係る弾性波装置の容量電極部分を拡大した模式的断面図である。 図５は、本発明を実施した一実施形態における弾性波装置の挿入損失を表すグラフの一例である。 図６は、実施例及び比較例における弾性波フィルタ装置のフィルタ特性を表すグラフである。 図７は、比較例に係る弾性波装置の一部分の模式的平面図である。 図８は、第１の変形例に係る弾性波装置の一部分の模式的平面図である。 図９は、第２の変形例に係る弾性波装置の一部分の模式的平面図である。 図１０は、第３の変形例に係る弾性波フィルタ装置の略図的断面図である。 図１１は、第４の変形例に係る弾性波フィルタ装置の略図的断面図である。 図１２は、第１の参考例に係る弾性波装置におけるＩＤＴ電極と容量形成用くし歯状電極対との配置を説明するための模式的平面図である。 図１３は、第２の参考例に係る弾性波装置におけるＩＤＴ電極と容量形成用くし歯状電極対との配置を説明するための模式的平面図である。
　以下、本発明を実施した好ましい形態について、図１に示す、弾性波フィルタ装置としての弾性波装置１を例に挙げて説明する。但し、弾性波装置１は、単なる例示である。本発明に係る弾性波装置は、弾性波装置１に何ら限定されない。本発明に係る弾性波装置は、弾性波フィルタ装置でなくてもよく、例えば、弾性波共振子であってもよい。
　図１は、本実施形態に係る弾性波装置の等価回路図である。図２は、本実施形態に係る弾性波装置の一部分の模式的平面図である。図３は、本実施形態における弾性波フィルタ装置の一部分の略図的断面図である。図４は、本実施形態に係る弾性波装置の容量電極部分を拡大した模式的断面図である。図５は、本実施形態における弾性波装置の挿入損失を表すグラフの一例である。
　本実施形態に係る弾性波装置１は、弾性表面波を利用する弾性表面波装置である。詳細には、弾性波装置１は、ラダー型弾性表面波フィルタ部２０を有するラダー型弾性表面波フィルタ装置である。この本実施形態の弾性波装置１は、ＵＭＴＳ　Ｂａｎｄ２のデュプレクサの送信側バンドパスフィルタ（送信周波数帯：１８５０ＭＨｚ～１９１０ＭＨｚ）として利用されるものである。
　弾性波装置１は、アンテナ１１に接続される信号出力端子２１と、送信側信号端子１２に接続される信号入力端子２２とを備えている。信号出力端子２１と信号入力端子２２との間には、ラダー型弾性表面波フィルタ部２０が接続されている。
　図１及び図２に示すように、ラダー型弾性表面波フィルタ部２０は、信号入力端子２２と信号出力端子２１との間に接続されている直列腕２３を有する。直列腕２３においては、複数の直列腕共振子Ｓ１，Ｓ２－１，Ｓ２－２，Ｓ３が、直列に接続されている。
　直列腕２３とグラウンド電位との間には、複数の並列腕２４～２６が接続されている。並列腕２４～２６のそれぞれには、並列腕共振子Ｐ１～Ｐ３が設けられている。並列腕共振子Ｐ１とグラウンド電位との間には、インダクタＬ２が接続されている。並列腕共振子Ｐ２及びＰ３の接続点と、グラウンド電位との間には、インダクタＬ３が接続されている。
　ここで、直列腕共振子Ｓ１，Ｓ２－１，Ｓ２－２，Ｓ３と並列腕共振子Ｐ１～Ｐ３とは、互いに間挿し合う１対のくし歯状電極からなるＩＤＴ電極と、ＩＤＴ電極の両側に設けられる２つの反射器から構成されている。
　また、直列腕共振子Ｓ２－２には、容量Ｃ２が並列に接続されている。
　さらに、直列腕共振子Ｓ１と信号入力端子２２との間には、ＬＣ共振回路２７が接続されている。ＬＣ共振回路２７は、互いに並列に接続されているインダクタＬ１及び容量Ｃ１を有する。このＬＣ共振回路２７が設けられていることにより、図５に示すように、４３００ＭＨｚ付近に、矢印で示す減衰極が形成されている。
　なお、図５に示すグラフは、下記の設計パラメータの場合のグラフである。
　（設計パラメータ）
　直列腕共振子Ｓ３：
　対数：１６８対、交差幅：３０．２９μｍ、波長：１．８９３１μｍ、デューティー比：０．４８６、段数：３
　直列腕共振子Ｓ２－２：
　対数：２３０対、交差幅：３７．３４μｍ、波長：１．９２３２μｍ、デューティー比：０．４７５、段数：２
　直列腕共振子Ｓ２－１：
　対数：２００対、交差幅：３０．４７μｍ、波長：１．９１４８μｍ、デューティー比：０．４４１、段数：１
　直列腕共振子Ｓ１：
　対数：１６８対、交差幅：３０．２６μｍ、波長：１．８９３８μｍ、デューティー比：０．４７６、段数：３
　並列腕共振子Ｐ３：
　対数：１２４対、交差幅：５８．２２μｍ、波長：１．９８１１μｍ、デューティー比：０．４７５、段数：２
　並列腕共振子Ｐ２：
　対数：１２０対、交差幅：４９．４７μｍ、波長：１．９７４４μｍ、デューティー比：０．４７５、段数：２
　並列腕共振子Ｐ１：
　対数：１０４対、交差幅：４２．７７μｍ、波長：１．９８２８μｍ、デューティー比：０．４７５、段数：２
　容量Ｃ１：０．５７ｐＦ
　容量Ｃ２：０．２１ｐＦ
　インダクタＬ１：１．５ｎＨ
　インダクタＬ２:０．１ｎＨ
　インダクタＬ３:１．０ｎＨ
　インダクタＬ４：３．６ｎＨ
　図３に示すように、ラダー型弾性表面波フィルタ部２０は、圧電基板３０と、圧電基板３０の上に形成されている電極３１とを有する。この電極３１によって、上記の直列腕２３，並列腕２４～２６、直列腕共振子Ｓ１，Ｓ２－１，Ｓ２－２，Ｓ３、並列腕共振子Ｐ１～Ｐ３、ＬＣ共振回路２７等が構成されている。なお、インダクタＬ１～Ｌ３は、圧電基板３０が実装される実装基板（図示せず）に形成されている電極により構成されている。
　なお、圧電基板３０としては、適宜の圧電材料からなるものを用いることができる。圧電基板３０は、例えば、ＬｉＴａＯ３、ＬｉＮｂＯ３、水晶、圧電セラミックスなどにより形成されていてもよい。電極３１は、適宜の導電材料により形成することができる。電極３１は、例えば、Ａｌ，Ｐｔ，Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ｔｉ，Ｐｄなどの金属、または、これらの金属のうちの一種以上を含む合金により形成することができる。また、電極３１は、例えば、上記金属や合金からなる複数の導電膜の積層体により構成することもできる。
　次に、容量Ｃ１について詳細に説明する。容量Ｃ１は、圧電基板３０の上に形成されており、直列腕共振子Ｓ１の一部を構成しているＩＤＴ電極２９に直列に接続されている容量電極２８（図２を参照）により構成されている。図４に示すように、容量電極２８と、ＩＤＴ電極２９とは、弾性波伝搬方向Ｄ３に垂直な交差幅方向Ｄ２に沿って配列されている。
　容量電極２８は、互いに並列に接続されている複数の容量電極部２８ａ～２８ｅを有する。複数の容量電極部２８ａ～２８ｅのそれぞれは、互いに間挿し合っている一対のくし歯状電極２８ａ１，２８ａ２，２８ｂ１，２８ｂ２，２８ｃ１，２８ｃ２，２８ｄ１，２８ｄ２，２８ｅ１，２８ｅ２により形成されている。くし歯状電極２８ａ１，２８ａ２，２８ｂ１，２８ｂ２，２８ｃ１，２８ｃ２，２８ｄ１，２８ｄ２，２８ｅ１，２８ｅ２のそれぞれは、複数の電極指３２と、複数の電極指３２が接続されているバスバー３３とを備えている。本実施形態では、複数の容量電極部２８ａ～２８ｅを構成している複数のくし歯状電極２８ａ１，２８ａ２，２８ｂ１，２８ｂ２，２８ｃ１，２８ｃ２，２８ｄ１，２８ｄ２，２８ｅ１，２８ｅ２のうちの少なくとも一つのバスバー３３は、複数のくし歯状電極２８ａ１，２８ａ２，２８ｂ１，２８ｂ２，２８ｃ１，２８ｃ２，２８ｄ１，２８ｄ２，２８ｅ１，２８ｅ２のうちの他のバスバー３３と一体に形成されている。具体的には、本実施形態では、くし歯状電極２８ａ２のバスバー３３と、くし歯状電極２８ｂ１のバスバー３３とが一体に形成されている。くし歯状電極２８ｂ２のバスバー３３と、くし歯状電極２８ｃ１のバスバー３３とが一体に形成されている。くし歯状電極２８ｃ２のバスバー３３と、くし歯状電極２８ｄ１のバスバー３３とが一体に形成されている。くし歯状電極２８ｄ２のバスバー３３と、くし歯状電極２８ｅ１のバスバー３３とが一体に形成されている。このため、例えば、各バスバー３３を別個に設けた場合と比較して、容量電極２８を小型化することができる。従って、弾性波装置１を小型化することができる。
　本実施形態では、複数の容量電極部２８ａ～２８ｅは、容量電極部２８ａ～２８ｅにおける交差幅方向Ｄ１と、ＩＤＴ電極２９における交差幅方向Ｄ２とが直交するように形成されている。かつ、複数の容量電極部２８ａ～２８ｅは、交差幅方向Ｄ１と平行な、ＩＤＴ電極２９における弾性波伝搬方向Ｄ３に沿って配列されている。このため、複数の電極指３２は、交差幅方向Ｄ１（＝弾性波伝搬方向Ｄ３）に沿って延びるように形成されており、バスバー３３は、交差幅方向Ｄ２に沿って延びるように形成されている。
　なお、本実施形態では、容量電極部２８ａ～２８ｅにおける交差幅方向Ｄ１と、ＩＤＴ電極２９における交差幅方向Ｄ２とが直交している場合について説明した。但し、本発明は、この構成に限定されない。容量電極部における交差幅方向と、ＩＤＴ電極における交差幅方向とは、傾斜していればよく、直交している必要は必ずしもない。
　以上説明したように、本実施形態では、複数の容量電極部２８ａ～２８ｅが並列に接続されることにより容量電極２８が構成されている。このため、容量電極部２８ａ～２８ｅのそれぞれの交差幅が小さい場合であっても、大きな静電容量を得ることができる。従って、大きな静電容量を得つつ、弾性波装置１の挿入損失の悪化を抑制することができる。
　以下、この効果を具体例に基づいて詳細に説明する。
　図６に、上記実施形態に係る弾性波装置と同様の構成を有する実施例に係る弾性波装置のフィルタ特性を示す。また、図７に示すように、容量電極２８を一対のくし歯状電極で形成したこと、及び容量Ｃ１の静電容量値が０．３０ｐＦとなるように容量電極２８を構成したこと以外は、上記実施例と同様の構成を有する比較例の弾性波装置のフィルタ特性を、図６に併記する。なお、実施例では、容量電極部２８ａ～２８ｅの交差幅は、すべて３４μｍとした。比較例では、交差幅は、８９μｍとした。
　図６に示すように、実施例に係る弾性波装置１は、容量Ｃ１の静電容量値が比較例に係る弾性波装置よりも２倍近くも大きいにも関わらず、実施例における通過帯域（１８５０ＭＨｚ～１９１０ＭＨｚ）の挿入損失は、比較例における通過帯域の挿入損失と同等であった。このことから、容量電極２８を並列に接続された複数の容量電極部２８ａ～２８ｅにより構成し、容量電極部２８ａ～２８ｅの交差幅を短くすることにより、大きな静電容量を得つつ、通過帯域における挿入損失の悪化を抑制できることが分かる。
　また、本実施形態では、容量電極部２８ａ～２８ｅの交差幅方向Ｄ１と、ＩＤＴ電極２９の交差幅方向Ｄ３とが垂直である。このため、仮に、容量電極部２８ａ～２８ｅで弾性表面波が励振されたとしても、弾性波装置１の特性に実質的に影響を及ぼさない。従って、弾性波装置１の特性劣化を抑制することができる。
　さらに、本実施形態では、複数の容量電極部２８ａ～２８ｅは、ＩＤＴ電極２９の弾性波伝搬方向Ｄ３に沿って配列されている。このため、容量電極２８は、ＩＤＴ電極２９と同様に、弾性波伝搬方向Ｄ３に長手方向が向く細長形状となる。従って、圧電基板３０上にデッドスペースが生じ難い。さらに、容量Ｃ１の静電容量値を大きくできれば、インダクタＬ１に要求されるインダクタンス値が小さくなるため、インダクタＬ１を形成している実装基板を小型化することができる。従って、圧電基板３０及び実装基板を小型化でき、その結果、弾性波装置１を小型化することができる。
　以下、上記実施形態の変形例について説明する。下記の説明において、上記実施形態と実質的に共通の機能を有する部材を共通の符号で参照し、説明を省略する。
　（第１及び第２の変形例）
　図８は、第１の変形例に係る弾性波装置の一部分の模式的平面図である。図９は、第２の変形例に係る弾性波装置の一部分の模式的平面図である。
　上記実施形態では、容量電極部２８ａ～２８ｅが、実質的に同様の形状を有する場合について説明した。但し、本発明において容量電極部２８ａ～２８ｅは、相互に異なる形状を有していてもよい。すなわち、本発明において、複数の容量電極部のそれぞれは、一対のくし歯状電極により構成されている限りにおいて、対数、交差幅、電極指ピッチ等は一切限定されない。
　例えば、図８に示すように、容量電極部２８ａ～２８ｅで、対数が相互に異なっていてもよい。また、図９に示すように、容量電極部２８ａ～２８ｅで、交差幅が相互に異なっていてもよい。
　図８に示す第１の変形例では、交差幅重み付けされているＩＤＴ電極２９のバスバー２９ａが交差幅に応じて外周に凹凸形状を有しており、この凹凸形状に応じて容量電極部２８ａ～２８ｅの対数が異ならされている。具体的には、容量電極部２８ａ～２８ｅの対数は、ＩＤＴ電極２９のうち交差幅方向Ｄ２において隣接している部分の交差幅が小さくなるほど多くされている。より具体的には、ＩＤＴ電極２９のうちの交差幅が大きく、交差幅方向Ｄ２に沿った寸法が大きな部分に、交差幅方向Ｄ２において隣接している容量電極部２８ｃは、対数が少なくされており、交差幅方向Ｄ２に沿った寸法が小さくされている。ＩＤＴ電極２９のうちの交差幅が小さく、交差幅方向Ｄ２に沿った寸法が小さな部分に、交差幅方向Ｄ２において隣接している容量電極部２８ａ、２８ｅは、対数が多くされており、交差幅方向Ｄ２に沿った寸法が大きくされている。容量電極部２８ｂの対数は、容量電極部２８ａの対数と容量電極部２８ｃの対数との間とされている。容量電極部２８ｄの対数は、容量電極部２８ｃの対数と容量電極部２８ｅの対数との間とされている。
　図９に示す第２の変形例では、上記第１の変形例と同様に、容量電極部２８ａ～２８ｅの対数は、ＩＤＴ電極２９のうち交差幅方向Ｄ２において隣接している部分の交差幅が小さくなるほど多くされている。そして、容量電極部２８ａ～２８ｅのうち、対数が少ないものほど、交差幅が長くされている。具体的には、本変形例では、容量電極部２８ｂの交差幅が、他の容量電極部２８ａ、２８ｃ～２８ｅの交差幅よりも大きくされている。このようにすることにより、弾性波装置をより小型化し得る場合がある。
　（第３及び第４の変形例）
　図１０は、第３の変形例に係る弾性波フィルタ装置の略図的断面図である。図１１は、第４の変形例に係る弾性波フィルタ装置の略図的断面図である。
　上記実施形態では、本発明の実施形態として、弾性表面波を利用する弾性表面波装置を例に挙げたが、本発明の弾性波装置は、弾性表面波装置に限定されない。本発明は、弾性表面波装置のみならず、弾性境界波装置にも好適に適用できる。すなわち、本発明の弾性波装置は、弾性境界波を利用する弾性境界波装置であってもよい。より具体的には、本発明の弾性波装置は、例えば図１０に示すように所謂２媒質型の弾性境界波装置であってもよいし、例えば図１１に示すように所謂３媒質型の弾性境界波装置であってもよい。
　図１０に示すように、２媒質型の弾性境界波装置においては、圧電基板３０の上に誘電体層３４が形成されている。この誘電体層３４によって、ＩＤＴ電極が形成されている領域など、弾性境界波が伝搬する領域が覆われている。誘電体層３４の厚みは、ＩＤＴ電極により励振される弾性波が弾性境界波となるような厚みであれば特に限定されず、要求特性に応じて適宜設定することができる。誘電体層３４は、例えば、ＳｉＯ２などの酸化ケイ素や、ＳｉＮなどの窒化ケイ素などにより形成することができる。
　図１１に示すように、３媒質型の弾性境界波装置においては、誘電体層３４の上に、さらなる誘電体層３５が形成されている。誘電体層３５は、誘電体層３５の音速が誘電体層３４の音速よりも速くなるような材料により形成されている。具体的には、例えば、誘電体層３４がＳｉＯ２などの酸化ケイ素からなる場合は、誘電体層３５はＳｉＮなどの窒化ケイ素などにより形成されている。このため、弾性境界波は、誘電体層３４に実質的に閉じ込められて伝搬する。
１…弾性波装置
１１…アンテナ
１２…送信側信号端子
２０…ラダー型弾性表面波フィルタ部
２１…信号出力端子
２２…信号入力端子
２３…直列腕
２４～２６…並列腕
２７…ＬＣ共振回路
２８…容量電極
２８ａ～２８ｅ…容量電極部
２８ａ１，２８ａ２，２８ｂ１，２８ｂ２，２８ｃ１，２８ｃ２，２８ｄ１，２８ｄ２，２８ｅ１，２８ｅ２…くし歯状電極
２９…ＩＤＴ電極
２９ａ…バスバー
３０…圧電基板
３１…電極
３２…電極指
３３…バスバー
３４…誘電体層
３５…誘電体層
Ｌ１～Ｌ４…インダクタ
Ｓ１，Ｓ２－１，Ｓ２－２，Ｓ３…直列腕共振子
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３…並列腕共振子
Ｃ１，Ｃ２…容量
Ｄ１…容量電極部の交差幅方向
Ｄ２…交差幅方向
Ｄ３…ＩＤＴ電極の交差幅方向

Claims (8)

  1. 　圧電基板と、
    　前記圧電基板の上に形成されているＩＤＴ電極と、
    　前記圧電基板の上に形成されており、前記ＩＤＴ電極に直列に接続されている容量電極とを備える弾性波装置であって、
    　前記容量電極は、互いに並列に接続されており、それぞれ、間挿し合っている一対のくし歯状電極からなる複数の容量電極部を有し、
    　前記複数の容量電極部は、前記容量電極部における交差幅方向と、前記ＩＤＴ電極における交差幅方向とが傾斜するように形成されており、
    　前記複数の容量電極部は、前記ＩＤＴ電極における弾性波伝搬方向に沿って配列されている、弾性波装置。
  2. 　前記容量電極の少なくとも一部と前記ＩＤＴ電極とは、弾性波伝搬方向に垂直な方向に沿って配列されている、請求項１に記載の弾性波装置。
  3. 　前記複数の容量電極部のそれぞれは、前記容量電極部における交差幅方向に延びる複数の電極指と、前記複数の電極指が接続されており、前記容量電極部における交差幅方向に対して垂直な方向に延びるバスバーとを有し、
    　前記複数の容量電極部を構成している複数のくし歯状電極のうちの少なくとも一つのバスバーは、前記複数のくし歯状電極のうちの他の一つのバスバーと一体に形成されている、請求項１または２に記載の弾性波装置。
  4. 　弾性表面波を利用する弾性表面波装置である、請求項１～３のいずれか一項に記載の弾性波装置。
  5. 　弾性境界波を利用する弾性境界波装置である、請求項１～３のいずれか一項に記載の弾性波装置。
  6. 　前記ＩＤＴ電極を有する直列腕共振子を備える、ラダー型弾性波フィルタ装置である、請求項１～５のいずれか一項に記載の弾性波装置。
  7. 　前記ＩＤＴ電極に直列であって、前記容量電極に並列に接続されているインダクタをさらに備える、請求項６に記載の弾性波装置。
  8. 　前記複数の容量電極部は、前記容量電極部における交差幅方向と、前記ＩＤＴ電極における交差幅方向とが直交するように形成されている、請求項１～６のいずれか一項に記載の弾性波装置。
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