专利名称：弹性波装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种利用弹性边界波或弹性表面波的弹性波装置，特别是涉及一种由 纵耦合型的谐振器构成的弹性波装置。
背景技术：
在以移动电话为代表的移动体通信终端中内置多个滤波器和双工器等部件。近年 来，为了对应小型化要求，常使用弹性波装置作为在这些部件中使用的滤波器装置。最近，在弹性波中，在使用弹性表面波的同时，还渐渐使用弹性边界波。使用弹性 边界波的滤波器装置不需要使传播的波发生谐振的谐振空间，与使用弹性表面波的滤波器 装置相比，能更加小型化。但是，使用此弹性边界波的滤波器装置的情况，与使用弹性表面 波的滤波器装置相比，由于波导路径内的封闭效果强，所以横向模式的纹波(ripple)进入 通带内，滤波器的通过特性会劣化。此外，在弹性表面波滤波器装置和弹性边界波滤波器装置中，即使在为了推进小 型化，而将梳齿状电极的交叉宽度变窄的情况下，也常常出现横向模式的纹波。为此，在专利文献1中提出有一种由抑制横向模式的纹波的纵耦合型谐振器构成 的弹性波滤波器的结构。如图9所示，专利文献1所公开的弹性波滤波器如下这样形成电极。在压电体上 配置第一梳齿状电极91，在此弹性波传播方向两侧配置第二、第三梳齿状电极92、93，在设 置有梳齿状电极91至93的部分的、弹性波传播方向两侧配置反射器94、95。然后，在梳齿 状电极91至93中，在2个梳齿状电极相邻的部分，在双方的梳齿状电极上分别设置电极指 周期比剩余电极指周期更小的窄间距电极指部分912A、913A、921A、931A。并且，在梳齿状电 极91至93中，在除窄间距电极指部分之外的部分中进行切趾(apodize T f夕'4 < )加 权。通过这种结构，就能抑制横向模式的纹波，作为结果，就能改善滤波器通带内的特 性。专利文献1 :W02008/038481号公报
发明内容
但是，在专利文献1所公开的结构中，在以下方面中存在问题。由于使用了在除窄间距电极指部分之外的部分进行切趾加权的梳齿状电极的谐 振器的滤波器，可抑制横向模式的纹波，所以改善了滤波器通带内的特性。但是，不能充分 地获得滤波器通带的低频带侧的衰减量。为此，在作为分集(diversity)用的滤波器和双工器用的滤波器使用的时候，不 能实现所需的衰减。本发明目的在于，为了克服这些问题，抑制横向模式的纹波并改善滤波器通带内 的特性，并且提高滤波器的通带低频带侧的频率特性。
为了解决上述问题，本发明的弹性波装置是纵耦合谐振器型的弹性波装置，包 括压电体；在上述压电体上配置的第一梳齿状电极；在上述第一梳齿状电极的弹性 波传播方向两侧配置的第二、第三梳齿状电极；以及在设置有上述第一至第三梳齿状电极 的部分的弹性波传播方向两侧配置的第一、第二反射器；本发明的弹性波装置特征在于，在 弹性波传播方向的梳齿状电极彼此相邻的部分，从该梳齿状电极的相邻的梳齿状电极侧的 端部开始，一些部分的电极指的周期比该梳齿状电极的剩余电极指的周期更窄，由此，设置 有电极指的周期相对较窄的窄间距电极指部分；上述第一至第三梳齿状电极中的、上述窄 间距电极指部分及与上述窄间距电极指部分相邻的电极指部分由标准型的梳齿状电极构 成，在上述标准型的梳齿状电极以外的部分进行切趾加权；与上述窄间距电极指部分相邻 的标准型的电极指部分的比例相对于除窄间距电极指部分以外的梳齿状电极构成为3%至 20%。此外，本发明的弹性波装置特征在于，对上述第一梳齿状电极进行切趾加权，以使 得弹性波传播方向的中央的交叉宽度最大，且交叉宽度朝着设置了上述窄间距电极指部分 的两端部变小，由此，使由通过切趾加权而形成的包络线包围的部分的形状成为菱形的形 状。并且，本发明的弹性波装置特征在于，与上述窄间距电极指部分相邻的标准型的 电极指部分的比例相对于除窄间距电极指部分以外的梳齿状电极构成为3%至12%。此外，本发明的弹性波装置特征在于，使用弹性边界波作为上述弹性波。此外，本发明的弹性波装置特征在于，包括在上述压电体上层叠的第一电介质 层、和在上述第一电介质层上层叠的第二电介质层；在上述第二电介质层中传播的弹性波 的声速比在上述第一电介质层中传播的弹性波的声速更快。并且，本发明的弹性波装置特征在于，使用弹性表面波作为上述弹性波。发明效果本发明的结构的弹性波装置是在除窄间距电极指部分及与窄间距电极指部分相 邻的电极指部分以外的部分进行切趾加权，将与窄间距电极指部分相邻的电极指部分作为 标准型的梳齿状电极的滤波器装置。因此，能抑制横向模式的纹波，改善滤波器通带内的特 性，并且能提高滤波器的通带低频带侧的频率特性。
图1是本发明的实施方式中的弹性边界波装置的示意性平面图。图2是放大本发明的弹性边界波装置的主要部分的示意性剖面图。图3是说明本发明的实施方式中的弹性边界波装置的频率特性、和现有例的弹性 边界波装置的频率特性之间的关系图。图4是本发明的比较例中的弹性边界波装置的示意性平面图。图5是说明本发明的比较例中的弹性边界波装置的频率特性、和现有例的弹性边 界波装置的频率特性之间的关系图。图6是说明标准型部分相对梳齿状电极指主要部分的比例、和滤波器通带中央部 的横向模式纹波之间的关系图。
图7是说明标准型部分相对梳齿状电极指主要部分的比例、和滤波器通带低频带 侧衰减量之间的关系图。图8是本发明的另一实施方式中的弹性边界波装置的示意性平面图。图9是现有弹性边界波装置的示意性平面图。符号说明10弹性边界波装置11 13第一至第三梳齿状电极14、15 反射器112AU13A窄间距电极指部分121AU31A窄间距电极指部分112BU13B标准型电极指部分121BU31B标准型电极指部分100弹性边界波装置101,102弹性边界波谐振器103、104弹性边界波滤波器部105弹性边界波谐振器106不平衡端子107、108第一、第二平衡端子
具体实施例方式下面，参照附图，说明本发明的实施方式。图1表示本实施方式的弹性边界波装置的示意性平面图，图2表示放大本发明的 弹性边界波装置的主要部分的示意性剖面图。如图2所示，本发明的弹性边界波装置包括压电体1 ；层叠在压电体1上的、具有 规定的厚度的第一电介质层3 ；和进一步层叠在第一电介质层3上的、具有规定的厚度的第 二电介质层4。并且，在压电体1和第一电介质层3之间形成电极2。通过此结构，在压电 体1和第一电介质层3之间传播更有效封闭的弹性边界波。上述压电体1由LiNb03构成。再有，作为上述压电体1也可以使用LiTa03和水晶 等。上述第一电介质层3由氧化硅构成，上述第二电介质层4由氮化硅构成。第一电介质 层3的膜厚构成为1. 8 y m，第二电介质层4的膜厚构成为3 y m。再有，作为构成这些电介 质层的材料，不限于氧化硅和氮化硅，也可以使用氧氮化硅、硅、氮化铝、氧化铝、碳化硅等。 但是，优选构成第二电介质层4的电介质材料相比构成第一电介质层3的电介质材料，弹性 边界波的声速更快。通过此结构，提高弹性边界波传播模式的封闭性。此外，从压电体侧顺 序层叠由Pt形成的层和由A1形成的层，构成上述电极2。设电极的膜厚Pt为0. 1 y m，A1 为0. 3 y m。再有，作为上述电极2，除Pt外，还可以使用由Cu、Au、或它们的合金制成的材 料。图1所示的弹性边界波滤波器10按如下这样构成电极。在压电体上配置第一梳 齿状电极11，在此弹性波传播方向两侧配置第二、第三梳齿状电极12、13，在设置有梳齿状 电极11至13的部分的、弹性波传播方向两侧配置反射器14、15。然后，在梳齿状电极11至13中，在2个梳齿状电极相邻的部分，在双方的梳齿状电极中分别设置电极指周期比剩余 的电极指周期更小的窄间距电极指部分112A、113A、121A、131A。并且，在梳齿状电极11至13中，对大部分即除窄间距电极指部分及后述标准型的 梳齿状电极指部分以外的部分进行切趾加权。形成此切趾加权，以使得在各个梳齿状电极 11至13的中央部，交叉宽度为最大，且交叉宽度朝向设置窄间距电极指部分112A、113A、 121A、131A的两端部变小。即，使由通过切趾加权而形成的包络线包围的部分的形状成为菱 形的形状。上述窄间距电极指部分112A、113A、121A、131A被构成为标准型。并且，与此窄间 距电极指部分112A、113A、121A、131A相邻的部分被构成为未切趾加权的标准型的梳齿状 电极部分 112B、113B、121B、131B。下面，示出本发明的实施方式中的设计参数。第一梳齿状电极11的电极指的总条 数为35条，窄间距电极指部分在两端部各为7条，总共14条，未切趾加权的标准型电极指 部分在两端部各为2条，总共4条。第二、第三梳齿状电极12及13的电极指的总条数为54 条，窄间距电极指部分为7条，未切趾加权的标准型电极指部分为2条。此外，第一至第三 梳齿状电极交叉宽度是共同的，最大部分为13011111，最小部分为7811111。第一至第三梳齿状 电极的电极指间距也是共同的，在窄间距电极指部分为1.82i!m，除此之外为1.92i!m。如上述所表明的，除窄间距电极指部分外，梳齿状电极的主要部分为从第一至第 三梳齿状电极指总条数143条中减去窄间距电极指总条数28条后的115条，未切趾加权的 标准型电极指部分在第一至第三梳齿状电极中为总条数8条。因此，除窄间距电极指部分 外，未切趾加权的标准型电极指部分相对梳齿状电极的主要部分的比例为7%。图3是表示按上述条件构成的、本发明的实施方式中的弹性边界波滤波器的频率 特性、和现有弹性边界波滤波器的频率特性之间的关系图。在此，实线是本发明的实施方式 的弹性边界波滤波器的特性，虚线是现有弹性边界波滤波器的特性。如此图表所表明的，在本发明的实施方式的弹性边界波滤波器中，与现有弹性边 界波滤波器同样地抑制滤波器通带中央附近的横向模式纹波，并且在滤波器通带的低频带 侧可获得43dB以上的衰减量。因此，在通带内特性及通带低频带侧中，成为充分的频率特 性。图4是针对本发明的实施方式的比较例。此纵耦合谐振器型的弹性边界波滤波器 也与本实施方式的纵耦合谐振器型的弹性边界波滤波器相同，在压电体上配置第一梳齿状 电极21，在此弹性波传播方向两侧配置第二、第三梳齿状电极22、23。此外，在设置有梳齿 状电极21至23的部分的、弹性波传播方向两侧配置反射器24、25。而且，在梳齿状电极21 至23中，在2个梳齿状电极相邻的部分，在双方的梳齿状电极中分别设置电极指周期比剩 余的电极指周期更小的窄间距电极指部分212A、213A、221A、231A。此外，在梳齿状电极21 至23中，大部分进行切趾加权。形成此切趾加权，以使得在各个梳齿状电极的中央部，交叉 宽度为最大，且交叉宽度朝向设置窄间距电极指部分的两端部变小。而且，窄间距电极指部 分及与窄间距电极指部分相邻的部分设置有未切趾加权的标准型的梳齿状电极部分212B、 213B、221B、231B。与实施方式的弹性边界波滤波器唯一的不同是除窄间距电极指部分以 外，未切趾加权的标准型电极指部分相对梳齿状电极的主要部分的比例，在本比较例中设 其为25%。
图5是表示此较例的弹性边界波滤波器的频率特性、和现有弹性边界波滤波器的 频率特性之间的关系图。在此，实线是本发明的比较例的弹性边界波滤波器的特性，虚线是 现有弹性边界波滤波器的特性。由此图表可知，在此较例的弹性边界波滤波器中，虽然在滤波器通带的低频带侧 得到充分的衰减量，但滤波器通带中央附近的横向模式纹波劣化。在比较例中，横向模式纹 波为0. 35dB以上，未得到充分的通过损失特性。分别在图6中示出未进行切趾加权的标准型电极指部分相对梳齿状电极的主要 部分的比例、和滤波器通带中央附近的横向模式纹波之间的关系，在图7中示出未进行切 趾加权的标准型电极指部分相对梳齿状电极的主要部分的比例、和滤波器通带低频带侧的 衰减量之间的关系。根据这些图表可知，为了将滤波器通带中央附近的横向模式纹波抑制在0.3dB以 下，并得到43dB以上的滤波器通带低频带侧的衰减量，最好将未进行切趾加权的标准型电 极指部分相对梳齿状电极的主要部分的比例设为3%至20%。并且，更优选设为使横向模 式纹波为0. 2dB以下的3%至12%。图8中示出本发明的另一实施方式的弹性边界波装置。在本实施方式中，弹性边界波滤波器100，在不平衡端子106上串联连接1端口型 弹性边界波谐振器101、102。而且，分别经过由3个梳齿状电极构成的纵耦合谐振器型弹性 边界波滤波器103及104，连接在第一、第二平衡端子107、108上。此时，纵耦合谐振器型弹 性边界波滤波器103及104结构与图1、2中说明的实施方式的弹性边界波滤波器10结构 相同。此情况下，输入到不平衡端子106的信号在第一平衡端子107和第二平衡端子108 中以反转180°的相位被输出。由此，平衡-不平衡转换成为可能。并且，在此另一实施方 式中，按本发明中所说明的，使用以下结构即，在除窄间距电极指部分及与窄间距电极指 部分相邻的电极指部分之外的部分进行切趾加权，使与窄间距电极指部分相邻的电极指部 分成为标准型的梳齿状电极。因此，可得到如下滤波器装置，即，具备平衡_不平衡转换功 能，并且可抑制横向模式的纹波，改善滤波器通带内的特性，同时滤波器的通带低频带侧的 频率特性也充分。本发明不限于上述参数。例如与窄间距电极指部分相邻的标准型电极指部分也可 以是1条。此外，纵耦合谐振器型滤波器不仅仅是由3个梳齿状电极构成的情形，也可以由 5个梳齿状电极构成。并且，还可以是对滤波器进行2级级联连接(cascade arrangement) 的结构。此外，在本实施方式中，虽然说明了弹性边界波装置，但这也可适用于弹性表面波
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权利要求
一种弹性波装置，该弹性波装置是纵耦合谐振器型的弹性波装置，具有压电体；在上述压电体上配置的第一梳齿状电极；在上述第一梳齿状电极的弹性波传播方向两侧配置的第二、第三梳齿状电极；以及在设置有上述第一至第三梳齿状电极的部分的弹性波传播方向两侧配置的第一、第二反射器，在弹性波传播方向的梳齿状电极彼此相邻的部分，从该梳齿状电极相邻的梳齿状电极侧的端部开始，一些部分的电极指的周期比该梳齿状电极的剩余的电极指的周期更窄，由此，设置有电极指的周期相对较窄的窄间距电极指部分，上述第一至第三梳齿状电极中的、上述窄间距电极指部分及与上述窄间距电极指部分相邻的电极指部分由标准型的梳齿状电极构成，在上述标准型的梳齿状电极以外的部分进行切趾加权，与上述窄间距电极指部分相邻的标准型电极指部分的比例相对于除窄间距电极指部分以外的梳齿状电极构成为3％至20％。
2.根据权利要求1所述的弹性波装置，其特征在于，对上述第一梳齿状电极进行切趾加权，以使得弹性波传播方向的中央的交叉宽度最 大，且交叉宽度朝向设置了上述窄间距电极指部分的两端部变小，由此，使由通过切趾加权而形成的包络线包围的部分的形状成为菱形的形状。
3.根据权利要求1所述的弹性波装置，其特征在于，与上述窄间距电极指部分相邻的标准型的电极指部分的比例相对于除窄间距电极指 部分以外的梳齿状电极构成为3%至12%。
4.根据权利要求2所述的弹性波装置，其特征在于，与上述窄间距电极指部分相邻的标准型的电极指部分的比例相对于除窄间距电极指 部分以外的梳齿状电极构成为3%至12%。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的弹性波装置，其特征在于，使用弹性边界波作为上述弹性波。
6.根据权利要求5所述的弹性波装置，其特征在于，包括在上述压电体上层叠的第一电介质层、和在上述第一电介质层上层叠的第二电 介质层，在上述第二电介质层中传播的弹性波的声速比在上述第一电介质层中传播的弹性波 的声速更快。
7.根据权利要求1至4中任意一项所述的弹性波装置，其特征在于，使用弹性表面波作为上述弹性波。
全文摘要
本发明的弹性波装置可抑制横向模式的纹波，改善滤波器通带内的特性，并可提高滤波器通带的低频带侧的频率特性。一种纵耦合谐振器型的弹性波装置，具有在压电体上配置的第一至第三梳齿状电极、和在弹性波传播方向两侧配置的第一、第二反射器；在弹性波传播方向的梳齿状电极彼此相邻的部分设置有窄间距电极指部；其中，具有上述窄间距电极指部的上述第一至第三梳齿状电极的大部分进行切趾加权，窄间距电极指部及与窄间距电极指相邻的电极指部分成为标准型的梳齿状电极。
文档编号H03H9/145GK101902211SQ20101019338
公开日2010年12月1日 申请日期2010年5月27日 优先权日2009年5月27日
发明者向井孝雄, 安岛大介, 矢田优 申请人:株式会社村田制作所