专利名称：纵向多重模式耦合型弹性表面波滤波器的制作方法
技术领域：
本发明涉及弹性表面波滤波器(下面称为SAW滤波器)。
背景技术：
SAW滤波器是利用弹性表面波(Surface Acoustic Wave)的小型及薄型滤波器，作为以移动电话为主的移动通信设备的关键器件，已经实用化。近年来，由于移动电话的高频化、装置的小型化以及为了延长通话时间提出的低功耗等要求，对SAW滤波器也更加要求高频化、低损耗及大功率。
图22所示为以往的利用1次-3次纵模的纵向双重模式耦合型SAW滤波器的平面示意图。图22所示为不对称输入—不对称输出型SAW滤波器。在如图22所示的结构中，在压电基板的主面上沿表面波传播方向靠近配置3个叉指状电极(IDT(Interdigital Transducer)电极)61、62及63，同时在它们的两侧配置栅形反射器(下面称为反射器)64a及64b。IDT电极61、62及63由具有互相各自内插的多条电极指61a...、62a...及63a...的梳状电极61b、61c、62b、62c、63b及63c构成，IDT电极61的一梳状电极61b与输入端In连接，另一梳状电极61c接地。另外，IDT电极62及63的一梳状电极62b及63b互相连接，与输出端Out连接，同时另一梳状电极62c及63c互相连接后接地。
众所周知的，图22所示的SAW滤波器的工作由于IDT电极61、62及63激励的多个表面波封闭在反射器64a与64b之间进行耦合，利用电极图形激励很强的1次及3次两种纵向谐振模式的谐振，因此通过加上适当的终端，就利用这两种模式作为双重模式SAW滤波器工作。另外，该双重模式SAW滤波器的通过带宽由1次谐振模式与3次谐振模式的频率差来决定。
另外，还提出了一个采用纵向双重模式合型SAW滤波器的图23所示结构的不对称输入—双称输出的方案。在该图23所示的滤波器结构中，在压电基板的主面上沿表面波传播方向靠近配置三个IDT电极71、72及73，同时在它们的两侧配置反射器74a及74b。IDT电极71、72及73由具有互相各自内插的多条电极指71a...、72a...、73a...的梳状电极71b、71c、72b、72c、73b及73c构成，IDT电极71及72的一梳状电极71b、72b互相连接，与输入端In连接，另一梳状电极71c及72c互相连接后接地。另外，IDT电极73的一梳状电极73c与输出端Out1连接，另一梳状电极73b与输出端Out2连接。
图24及图25所示为纵向双重模式SAW滤波器的特性，所述纵向双重模式SAW滤波器是在36度Y切片X传播的LiTaO3基板上，中间部分设置27对IDT电极，在两边设置19对IDT电极，开口长度为80μm，波长λ为2.14μm，反射器条数分别为120条，图24所示为图22所示的不对称输入—不对称输出的滤波器的特性，图25所示为图23所示的50Ω不对称输入-50Ω对称输出的滤波器的特性。在图24及图25中，横轴为频率(GHz)，中心为1.925GHz，横轴的1格为0.375GHz。另外，纵轴表示播入损耗(Loss)，一格为10dB。
在不对称输入—对称输出的结构中，虽可以设置两个输出端Out，但由图24及图25可知，与不对称输入—不对称输出的滤波器相比，其缺点是通过带宽外的衰减性能差。
本发明鉴于上述情况，要解决的技术问题是提供一种SAW滤波器，这种SAW滤波器即使在不对称输入—对称输出的结构的SAW滤波器中也能够得到与不对称输入—不对称输出的结构相同程度的带宽外衰减量。
另外，本发明要解决的技术问题是还提供一种SAW滤波器，这种SAW滤波器在将输入IDT电极与输出IDT电极间的距离设计为小于λ/2时其制造工艺容易。
发明内容
本发明的纵向多重模式耦合型弹性表面波滤波器，是在压电基板上沿表面波传播方向配置多个IDT电极的纵向多重模式耦合型弹性表面波滤波器中，分别配置梳状电极的电极指，使得在1个IDT电极的两侧分别配置IDT电极，位于中间的IDT电极的一梳状电极与输入端连接，另一梳状电极接地，位于两侧的IDT电极的一梳状电极与输出端连接，另一梳状电极接地，同时位于中间的IDT电极与两侧的IDT电极的分别相互相邻的电极指中，一方是端子与端子连接或者接地与接地连接，另一方是端子与接地连接。
可以将所述输出端在同一方向取出、或者在同一方向进行接地而构成。
另外，本发明也可以将所述输出端在相反方向取出而构成。
根据上述构成，在不对称输入—对称输出的结构的SAW滤波器中，也能够使通过带宽外的衰减增加。
另外，本发明也可以这样构成，即具有对弹性表面波激振及接收的1个或多个IDT电极，使得具有与所述纵向多重模式耦合型弹性滤波器的高频侧截止频率实质上一致的反谐振频率的谐振器与所述输入端串联，在所述谐振器的IDT电极侧设置输入部分。
另外，也可以这样构成，即在所述纵向多重模式耦合型弹性滤波器排列的多个IDT电极的所述传播方向两侧，设置反射所述弹性表面波的2个反射器，使所述弹性表面滤的振动能量封闭在该2个反射器之间。
另外，所述谐振器也可以由单口谐振器构成，在所述谐振器排列的1个或多个IDT电极的所述传播方向两侧，设置反射所述弹性表面波的2个反射器。
上述单口谐振器若在输入端与输出端之间加上交流电压，则由于压电效应，在相互相邻电极指之间的压电基板产生变形，激振表面弹性波。激振的弹性表面波利用2个反射器反射，该振动能量封闭在2个反射器之间，产生驻波。单口谐振器具有反谐振频率。因此，通过将纵向多重模式耦合型弹性表面波滤波器与单口谐振器串联，使纵向多重模式耦合型弹性表面波滤波器的高频侧截止频率与反谐振频率实质上一致，能够增大高频侧截止频率附近的陡度。
另外，本发明也可以将所述纵向多重模式耦合型弹性表面波滤波器的输入IDT电极与输出IDT电极的相互相邻的电极指宽度设计为小于其它电极指宽度。
若提高频率，则将输入输了IDT极间隔设计为小于λ/2，这样IDT电极间的相互相邻电极的间隙变窄，其制造就困难。在这种情况下，如前所述，通过将输入输出IDT电极的相互相电极指宽度设计为小于其它电极指宽度，在输入输出IDT电极这间就能够得到规定的间隔，就容易制造。
另外，本发明也可以将所述纵向多重模式耦合型弹性表面波滤波器的输入DIT电极与输出IDT电极的相互相邻的电极指宽度设计为小于其它电极指宽度，而且将电极间距设计为小于其它电极间距，进一步再将输入IDT电极与输出IDT电极相邻的多个电极指宽度设计为小于其它电极指宽度。
根据上述结构，即使进一步提高频率，在输入输出IDT电极之间也能够得到规定的间隔，能够容易制造。
另外，本发明的纵向多重模式耦合型弹性表面波滤波器，是在压电基板上沿弹性表面波传播方向配置多个IDT电极的纵向多重模工耦合型弹性表面波滤波器中，在1个IDT电极的两侧分别配置IDT电极，位于中间的IDT电极的一梳状电极与输入端连接，位于两侧的IDT电极的一梳状电极与输出端连接，输入IDT电极的相互相邻的电极指宽度设计为小于其它电极指宽度。
再有，本发明的弹性表面波滤波器，是在压电基板上沿弹性表面波传播方向配置多个IDT电极的纵向多重模式耦合型弹性表面波滤波器中，在1个IDT电极的两侧分别配置IDT电极，位于中间的IDT电极的一梳状电极与输入端连接，位于两侧的IDT电极的一梳状电极与输出端连接，输入IDT电极与输出IDT电极的相互相邻的电极指宽度设计为小于其它电极指宽度，而且将电极间距设计为小于其它的电极。然后，输入IDT电极与输出IDT电极相邻的多个电极指宽度也可以设计为小于其它电极指宽度。
图1所示为表示本发明第1实施形态的利用纵向双重模式的纵向双重模式耦合型SAW滤波器平面示意图。
图2为采用本发明的电极结构试制的纵向双重模式耦合型SAW滤波器的滤波特性图。
图3为采用本发明的电极结构试制的纵向双重模式耦合型SAW滤波器的通过带宽附近的滤波特性图。
图4所示为将单口SAW谐振器与图1所示的纵向双重模式耦合型SAW滤波器的输入侧串联的第2实施形态的平面示意图。
图5所示为单口SAW谐振器频率特性的特性图。
图6采用本发明第2实施形态的结构试制的SAW滤波器的滤波特性图。
图7为采用本发明第2实施形态的结构试制的SAW滤波器通过带宽附近的滤波特性图。
图8所示为本发明的利用纵向双重模式的纵向双重模式耦合型SAW滤波器的其它电极构成平面示意图。
图9所示为本发明的利用纵向双重模式的纵向双重模式耦合型SAW滤波器的其它电极构成平面示意图。
图10所示为输入IDT电极与输出IDT电极之间的平面示意图。
图11所示为采用3个IDT电极，在两侧具有反射器HOT-HOT接合不对称输出型滤波器结构的平面示意图。
图12所示为采用3个IDT电极，在两侧具有反射器的GROUND-GROUND接合不对称输出型滤波器结构的平面示意图。
图13所示为输入IDT电极与输出IDT电极之间小于λ/2状态的平面示意图。
图14所示为输入IDT电极与输出IDT电极之间小于λ/2，且采用本发明第3实施形态的状态的平面示意图。
图15所示为输入IDT电极与输出IDT电极之间小于λ/2，且电极指重叠状态的平面示意图。
图16为说明输入输出IDT电极之间的电极指重叠条件用的平面示意图。
图17所示为对于输入IDT电极与输出IDT电极之间小于λ/2且电极指重叠的情况采用本发明第3实施形态的状态的平面示意图。
图18所示为对于输入IDT电极与输出IDT电极之间小于λ/2且电极指重叠的情况采用本发明第4实施形态的状态的平面示意图。
图19所示为将单口SAW谐振器与纵向双模式耦合型SAW滤波器的输入侧串联的第3或第4实施形态的平面示意图。
图20为采用本发明第3实施形态的结构试制的SAW滤波器通过带宽附近的滤波特性图。
图21为采用本发明第4实施形态的结构试制的SAW滤波器通过带宽附近的滤波特性图。
图22所示为以往的利用纵向双重模式的纵向双重模式耦合型SAW滤波器平面示意图。
图23所示为采用纵向双重模式耦合型SAW滤波器的不对称输入—对称输出结构的SAW滤波器平面示意图。
图24为采用图22所示的电极结构试制的纵向双重模式耦合型SAW滤波器通过带宽附近的滤波特性图。
图25为采用图23所示的电极结构试制的纵向双重模式耦合型SAW滤波器通过带宽附近的滤波特性图。
符号说明11、12、13 IDT电极14a、14b反射器
具体实施例方式
下面根据
本发明的实施形态。
图1所示为表示本发明第1实施形态的利用纵向双重模式的纵向双重模式耦合型SAW滤波器平面示意图。
该纵向双重模式耦合型SAW滤波器是不对称输入—对称输出型结构，其结构是在压电基板的主面上沿表面波传播方向靠近配置3个IDT电极11、12及13，同时在它们的两侧配置反射器14a及14b。
IDT电极11、12及13由具有互相各自内插的多条电极指11a...、12a...及13a...的梳状电极11b、11c、12b、12c、13b及13c构成。中间部分的IDT电极11的一梳状电极11c与输入端In连接，另一梳状电极11b接地。另外，IDT电极12及13的一梳状电极12b及13c互相连接后接地。另一梳状电极12c与输出端Out1连接，另一梳状电极13b与输出端Out2连接。
反射器14a及14b的与IDT电极11、12及13的电极指相同的多条电极指(图中省略)，以实质上与IDT电极11、12及13相同的等间隔排列成梯子形。
3个IDT电极11、12及13和反射器14a及14b将与弹性表面波传播方向垂直方向的长度即开口长度实质上一致，但不一定必须相同。
如图1所示，本发明的纵向双重模式耦合型SAW滤波器，其中间的IDT电极11及两边的IDT电极12及13相互相邻的各自电极指11a、12a及13a如下所述进行配置。首先某一方为HOT-HOT连接，即输出(或输入)端与输入(或输出)端连接。另外，另一方是HOT-GROUND连接，即输出(或输入)端与接地连接。
在图1所示的例子中，IDT电极12的另一梳形电极12c与输出端Out1连接。构成梳状电极12c的电极指12a与输出端Out1连接。具有与该梳状电极12c的电极指12a相互相邻的电极指11a的中间IDT电极11的另一梳状电极11c的电极指11a与输入端In连接。在该IDT电极11与IDT电极12之间相互相邻的电极指11a及12a为HOT-HOT连接。另外，IDT电极12的一梳状电极12b与IDT电极11的一梳状电极11b接地。因而，构成梳状电极11b的电极指11a及构成梳状电极12b的电极指12a接地。
另外，IDT电极13的一梳状电极13c接地。构成梳状电极13c的电极指13a接地。具有与该状电极13c的电极指13a相互相邻的电极指11a的中间IDT电极11的梳状电极11c与输入端In连接。在该IDT电极11与IDT电极13之间相互相邻的电极指11a及13a为HOT-GROUND连接。另外，IDT电极13的另一梳状电极13b与输出端Out2连接。构成梳状电极13b的电极指13a与输出端Out2连接。
图2及图3所示为纵向多重模式耦合型SAW滤波器的特性图，形成的所纵向双重模式耦合型SAW滤波器是在36度Y切片X传播的LiTaO3基板上，中间部分的IDT电极11的电极指设置27条，两边的IDT电极12及13的电极指设置19条，反射器14a及14b的电极指条数分别设置120条。该纵向双重模式耦合型SAW滤波器的IDT电极的开口长度为80μm，波长λ为2.14μm，占空比为65，反射器的开口长度为80μm，波长λ为2.19μm，占空比为65。IDT电极及反射器的材料为Al或Al-Cu(1％)，其膜厚为150～200nm，在本实施形态中为170nm。另外，是输入为50Ω、输出为150Ω的不对称输入—对称输出。
本实施形态是通过带宽为1805MHz～1880MHz的纵向双重模式耦合型SAW滤波器，在图2中，横轴为频率(GHz)，中心为1.925GHz，横轴的1格为0.375GHz。另外，纵轴表示插入损耗(Loss)，1格为10dB。
图3是通过带宽附近的放大图，横轴为频率(GHz)，中心为1.8425GHz，横轴的1格为200MHz。另外，纵轴表示插入损耗(Loss)，1格为5dB。
如图2及图3所示可知，根据本实施形态的SAW滤波器与图25相比，通过带宽的低频侧及高频侧的衰减性能都优越。另外，能够得到与图24所示的不对称—不对称型滤波器相同程度的衰减。
在上述实施形态中，所示的例子是采用36度Y切片X传播的LiTaO3基板作为压电基板，但可以采用一般的SAW滤波器所用的压电基板。例如可以采用64度Y切片X传播的LiNbO3基板、41度Y切片X传播的LiNbO3基板、42度Y切片X传播的LiTaO3基板及128度Y切片Y传播的LiNbO3基板等。另外，也可以使用X切片的LiTaO3基板及X切片X的LiNbO3基板。还可以使用水晶及镧石(ランガサイト)等其它的压电体。另外，不仅是单晶体，也可以使用AlN(氮化铝)，ZnO(氧化锌)、PbTiO3或BaTiO3基板等薄膜压电体。
另外，IDT电极及反射体的材料除上述材料的以外，还可以使用Au、Cu及其层压膜。
另外，在上述实施形态中所示的是从1800至1900MHz的频带，但在上述设计参数中，即使是1710～1785MHz，也可以用同样的参数构成。再有，移动通信中的RF及IF频带、1500MHz频带、1.9～2.0GHz频带、无线LAN等的2.4～2.5GHz频及5GHz频带中，通过电极设计参数的研究，也能够得到同样的效果。
这在滤波器所要求特性中，通过带宽是基本要求。这是由于若以频率将该带宽归一化的比带域(宽)相同，则在SAW滤波器的设计中，通过由电极指的宽度及间距决定的波长的设计基本上能够实现。若减小周期，要用音速更快的材料，则能够向高频侧移动。
在上述实施形态中，是4.1％(相对于1842.5MHz的75MHz)。在滤波器设计中，作为设计参数是利用膜厚，IDT占空比中间及两边的IDT电极的电极指条数及相互相邻的IDT电极的距离等进行调整。
另外，可以通过所用的压电基板具有的机电耦合系数(k2)来调整带宽。这时还必须改变电极的设计参数。
为了增加带宽，多数情况下可以采用机电耦合系数更大的材料，通过减少IDT的条数，能够得到基本的滤波器波形。另外，再通过加厚其膜厚，能够加宽其带宽。
通过上述材料及电极设计参数的研究，能够得到滤波器特性。
对于在发明中所用的纵向双重模式耦合型滤波器，即使频率不同，但若基本上是从0.1％至10％左右的比带宽，则通过材料、IDT电极的电极指及电极参数的调整的也能够制成。
在纵向双重模式耦合型SAW滤波器的研究中，利用本结构能够得到不对称—对称型滤波器的优异特性。
如上所述，对于纵向双重模式耦合型SAW滤波器，虽然通过设计参数的设定能够得到各种滤波器特性，但一般说在通过带宽的高频侧截止频率附近其陡度较差。因此，为了增加通过带宽的高频侧截止频率附近的陡度，提出了将单口SAW谐振器与纵向双重模式耦合型SAW滤波器串联的弹性表面波滤波器的方案。
图4所示为将单口SAW谐振器与纵向双重模式耦合型SAW滤波器输入侧串联的第2实施形态的平面示意图。另外，对于与图1相同的构成部分附加相同的符号。
如图所示，本实施形态是在压电基板上将向双重模式耦合型SAW滤波器1及单口SAW谐振器2串联。
IDT电极12的另一梳状电极12c与输出端Out1连接，具有与该梳状电极12c的电极指12a相互相邻的电极指11a的中间IDT电极11的另一梳状电极11c与单口SAW谐振器2连接。构成梳状电极11c的电极指11a通过单口SAW谐振器2与输入端In连接。在该IDT电极11与IDT电极12之间相互相邻的电极指11a及12a为HOT-HOT连接。另外，IDT电极12的一梳状电极12b与IDT电极11的一梳状电极11b接地。
另外，IDT电极13的一梳状电极13c接地。具有与该梳状电极13c的电极指13a相互相邻的电极指11a的中间IDT电极11的梳状电极11c，通过单口SAW谐振器2与输入端In连接。在该IDT电极11与IDT电极13之间相互相邻的电极指11a及12a为HOT-HOT连接。另外，IDT电极12的一梳状电极12b与IDT电极11的一梳状电极11b接地。
另外，IDT电极13的一梳状电极13c接地。具有与该梳状电极13c的电极指13a相互相邻的电极11a的中间IDT电极11的梳状电极11c，通过单口SAW谐振器2与输入端In连接。在该IDT电极11与IDT电极13之间相互相邻极指11a及13a为HOT-GROUND连接。另外，IDT电极13的另一梳状电极13b与输出端Out2连接。
单口SAW谐振器2在对弹性表面波激振及接收的IDT电极26的表面波传播方向两侧，设置反射弹性表面波的2个反向器27及27。IDT电极26将具有多条(图中省略)电极指23的2个梳状电极相对设置，使得相互的电极指23互相等间隔交叉。
反射器27的与IDT电极26的电极指23相同的多条电极指(图中省略)以实质上与IDT电极26相同的等间隔排列成梯子形。
IDT电极26及反射器27将与弹性表面波传播方向垂直方向的长度即开口长度统一为实质上相同，但不一定必须相同。
如上所述，纵向双重模式耦合型SAW滤波器1的IDT电极11的梳状电极11c与单口SAW谐振器2的IDT电极26一侧的梳状电极连接，在IDT电极26另一侧的梳状电极设置该SAW滤波器的输入端In。
这样的SAW滤波器，若在输入端In加上交流电压，则单口SAW谐振器2由于压电效应在相互相邻的电极指23之间的压电基板产生变形，激振弹性表面波，激振的弹性表面波利用2个反射器27及27反射，产生驻波并谐振，该谐振的输出供给纵向双重模式耦合型滤波器。
纵向双重模式耦合型滤波器利用压电效应在相互相邻的电极指之间的压电基板产生变形，激振弹性表面波。弹性表面波在其波长与电极指的排列周期(间距)相等时强烈激振，激振的弹性表面波利用2个反射器14a及14b反射，该振动能量封闭在2个反射器14a与14b之间，产生驻波并谐振，谐振的输出从SAW滤波器的输出端Out1及Out2输出。
这里，单口SAW谐振器2具有图5所示的频率特性，具有反谐振频率f1，由于使该反谐振频率f1与纵向双重模式耦合型滤波器通过带宽的高频侧截止频率实质上一致，因此能够增大高频侧截止频率附近的陡度，得到理想的衰减。
形成图6及图7特性的纵向双重模式耦合型SAW滤波器是在36度Y切片X传播的LiTaO3基板上，将中间部分的IDT电极11的电极指11a设为27条，将两边的IDT电极12及13的电极指12a及13a设为19条，将反射器14a及14b的条数分别设为120条。然后，在同一基板上与纵向双重模式耦合型SAW滤波器的输入侧串联IDT电极26条数设为251条形成的单口SAW谐振器2。
该纵向双重模式耦合型SAW滤波器的IDT电极的开口长度为80μm，波长λ为2.14μm，占空比为65，反射器的开口和长度为80μm，波长λ为2.19μm，占空比为65。IDT电极及反射器的材料为Al或Al-Cu(1％)，其膜厚为150～200nm，在本实施形态中为170nm。另外，是输入为50Ω、输出为50Ω的不对称输出一对称输出。
另外，单口SAW谐振器2的IDT电极的开口长度为75μm，波长λ为2.14μm，占空比为50，反射器的开口长度为75μm，波长λ为2.19μm，占空经为50。IDT电极及反射器的材料为Al或Al-Cu(1％)，其膜厚为150～200nm，在本实施形态中为170nm。
本第2实施形态是通过带宽为1805MHz～1880MHz的纵向双重模式耦合型SAW滤波器。在图6中，横轴为频率(GHz)，中间部分为1.925GHz，横轴的1格为0.375GHz。另外，纵轴表示插入损耗(Loss)，1格为10dB。图7为通过带宽附近的放大图，横轴为频率(GHz)，中间部分为1.8425GHz，横轴的1格为40MHz。另外，从轴表示插入损耗(Loss)，1格为5dB。
如图6及图7所示可知，根据本实施形态的SAW滤波器与图25相比，通过带宽的低频侧及高频侧的衰减性能都优越。另外，能够得到图24所示的不对称—不对称型滤波器相同程度的衰减。再与图2及图3相比可知，由于在输入侧设置单口SAW谐振器，因此能够增加主频率附近的陡度。
本发明的SAW滤波器只要如下配置即可，使中间的IDT电极1与两边的IDT电极12及13相互相邻的电极指与输出(或输入)端及输入(或输出)端连接，其它另一方为HOT-GROUND连接、即输出(或输入)端与接地连接。除上述图1所示的结构以外，还可以采用图8及图9所示的结构。另外，对于与图1相同的构成部分，附加相同的符号，这里省略其说明。
图8所示的结构是在同一方向一侧配置电极指那样来配置IDT电极的电极指。
图9所示的结构是将两侧的IDT电极的输出端Out配置在相反方向那样来配置IDT电极的电极指。
在上述图8及图9所示结构的SAW滤波器中，也通过在输入侧设置单口谐振器，增加高频侧截止频率附近的陡度。
此外，，在上述的实施形态中，位于中间的IDT电极11和两侧的IDT电极12、13相邻的电极指，为HOT-HOT连接和HOT-GROUND连接构成。本发明也可以是，位于中间的IDT电极11和两侧的IDT电极12、13相邻的电极指，为GROUND-GROUND连接和HOT-GROUND连接构成。
另外，在上述的实施形态的纵向双重模式耦合型SAW中，设置了反射器，但不一定必须要反射器，通过采用IDT电极数及配置方法，晶体端面的反射，也能够适用于无反射器的结构。
另外，当然不是必须为1级，也可以是多级连接。
另外，不限于纵向双重模式耦合型滤波器，在1次-2次-3次纵向耦合三重模式SAW滤波器等纵向多重模式耦合型弹性表面波滤波器中，也能够采用本发明。
另外，为了得到良好的通过带宽特性，输入IDT电极与输出IDT电极的间隔是一个重要的参数。如图10所示可知，若使输入IDT电极11与输出IDT电极12(13)的间隔W小于λ/2，则可以得到良好的通过特性，输入输出IDT电极间隔W通常设计为小于λ/2。另外，IDT电极的电极指之间的间距为λ/2。
然而，若提高频率，将输入输出IDT电极间隔设计为小于λ/2，则IDT电极间相互相邻电极的间距变窄，在制造滤波器时就必须高级的工艺技术。
另外，作为使用3个IDT电极的结构，与本发明的结构不同，如图11所示，采用3个IDT电极81、82及83，在两侧具有谐振器84及84，这样形成HOT-HOT接合的不对称输出型滤波器。在该结构的滤波器中，多数情况下也将输入输出IDT电极间隔W设计为小于λ/2。在这样的滤波器中，在相互相邻电极的间距变窄时，通过采用图12所示的GROUND-GROUND接合不对称输出型滤波器的结构来解决问题，即这是因为在GROUND-GROUND接合的情况下，由于输入输出电极的相互相邻的电极都与GROUND连接，因此两者的电极指即使重叠，对特性也没有问题。所以，在使用3个IDT电极的不对称型滤波器中，在电极指靠得过近、工艺上制造困难时，可以采用图12所示的结构来解决问题。
但是，在本发明的SAW滤波器中，由于中间的IDT电极11与两边的IDT电极12及13的相互相邻的电极指必须是HOT-HOT连接(或GROUND-GROUND)及HOT-GROUND连接，因此不能够如上所述将相互相邻的电极指之间全部为GROUND-GROUND连接，不能用与图12所示方法的相同手法解决问题。所以，IDT电极间的相互相邻的电极指必须分离。
如图13所示，若提高频率，将输入输出IDT电极间隔设计为小于λ/2，则IDT电极间的相互相邻电极的间距变窄，其制造困难。另外，在图13中，输入IDT电极11由梳状电极11b及11c构成，各梳状电极11b及11c具多条电极指11a。另外，输出IDT电极12(13)由梳状电极12b(13b)及12c(13c)构成，各梳状电极12b(13b)及12c(13c)具有多条电极指12a(13a)。
因此，如图14的第3实施形态所示，将输入输出IDT电极11及12的相互相邻的电极指12a0(13a0)及11a0的宽度设计为小于其它电极指12a及11a。通过这样设计，输入输出IDT电极间能够得到规定间隔，容易进行制造。
若进一步减小输入输出IDT电极间隔，则如图15所示，两电极重叠。参照图16，考虑输入输出IDT电极间的电极指12a及11a重叠的条件。若设IDT的金属化比(Metallization ratio)为1m/(λ/2)，则输入输出IDT电极间的距离满足以下条件时，输入输出IDT之间的电极重叠，电极短路。
输入输出IDT之间的距离≤λ/2-(λ/4)×[1m/(λ/2)]×2在输入输出IDT电极间隔变小，两电极重叠时，有时如图17所示，仅将输入输出IDT电极的相互相邻电极指宽度设计为小于其它电极指，这样电极指宽度过细，反而必须要高级的工艺。
因此在这样的情况下，如图18的第4实施形态所示，在减小输入输出IDT的相互相邻电极指的电极指宽度的同时，也减小电极指12a0和12a以及11a0和11a间距。又为了防止与相邻的电极指的间隔过窄，使第2条电极指12a、11a的电极指宽度也减小。这样通过调整输入输出IDT之间的相互相邻的多条电极指宽度，能够解决上述问题。另外，在上述实施形态中，是改变相互相邻电极指以及进而其相邻电极指的宽度及电极间距，但是也可以进一步根据需要改变其相邻电极指的2个以上电极指的宽度及电极间距以便相适应。
图19所示的情况是，在36度Y切片X传播的LiTaO3基板上形成3个IDT电极11、12及13和反射器14a及14b的纵向双重模式耦合型SAW滤波器的输入侧串联单口SAW谐振器2，对于这些输入输出IDT电极之间分别采用图14示方法或图18所示方法形成，下面所示为这种情况的特性。图19所示的是，中间的IDT电极11和两侧的IDT电极12、13相邻的电极指，为GROUND-GROUND连接和HOT-GROUND连接。
图20所示为对图19所示结构的PCN(personal communicationnetwork)-Rx用200Ω对称输出型滤波器采用图14所示方法的特性图。
该纵向双重模式耦合型SAW滤波器的IDT电极11的电极指条数为28条，IDT电极12及13的电极指条数分别为20条。IDT电极的开口长度为150μm，IDT间距(λ/2)为1.07μm，输入输出IDT间为0.6μm，反射器的条数各为120条，开口长度为150μm，反射器间距(λ/2)为1.10μm，另外，IDT电极指的电极宽度为0.695μm，输入输出IDT电极之间相互相邻电极指的电极宽度为0.46μm。
另外，单口谐振器的IDT电极的电极指条数为251条，反射器的条数各为10条，IDT间距(λ/2)为1.06μm，反射器间距(λ/2)为1.06μm，开口长度为75μm。
如图20所示可知，根据本实施形态的SAW滤波器，通过带宽的低频侧及高频侧的衰减性能都优越。
图21所示为对图19所示结构的PSC(personal communicationservices)-Rx用200Ω对称输出型波滤波器采用图18所示方法的特性图。该滤波器与图20的滤波器相比，IDT间距小，因此电极指宽度过细，所示采用图18示出的方法。
该纵向双重模式耦合型SAW滤波器的IDT电极11的电极指条数为32条，IDT电极12及13的电极指条数分别为22条。IDT电极的开口长度为100μm，IDT间距(λ/2)为1.01μm，输入输出IDT间隔为0.6μm，反射器的条数各为150本，开口长度为100μm，反射器间距(λ/2)为1.04μm。另外，IDT电极指的电极宽度为0.6μm，输入输出IDT电极之间的相互相邻电极指的电极宽度为第1条.45μm，第2条0.5μm，另外，输入输出IDT之间相互相邻的第1条与第2条的电极间距为0.91μm。
另外，单口谐振器的IDT电极的电极指条数为301条，反射器条数各为180条，IDT间距(λ/2)为1.015μm，反射器间距(λ/2)为1.015μm，开口长度为30μm。
由图21所示可知，根据本实施形态的SAW滤波器，通过带宽的低频侧及高频侧的衰减性能都优越。
另上，在采用图11所示的3个IDT电极，两侧具有谐振器的HOT-HOT接合不对称输出型滤波器中，也可以采用第3及第4实施形态的方法。
如上所述，根据本发明，即使在不对称输入一对称输出结构的SAW滤波器中，也能够使通过带宽外的衰减增加，能够得到与不对称输入—不对称输出结构相同程度的带宽外衰减量。
权利要求
1.一种纵向多重模式耦合型弹性表面波滤波器，在压电基板上沿表面波传播方向配置多个IDT电极，其特征在于，分别配置梳状电极的电极指，使得在1个IDT电极的两侧分别配置IDT电极，位于中间的IDT电极的一梳状电极与输入连接，另一梳状电极接地，位于两侧的IDT电极的一梳状电极与输出端连接，另一梳状电极接地，同时分别与位于中间的IDT电极和两侧的IDT电极相邻的电极指中，一方是端子与端子连接或者接地与接地连接，另一方是端子与接地连接。
2.如权利要求1所述的纵向多重模式耦合型弹性表面波滤波器，其特征在于，具有对弹性表面波激振及接收的1个或多个IDT电极，将具有与所述纵向多重模式耦合型弹性滤波器的高频侧截止频率实质上一致的反谐振频率的谐振器与所述输入端串联，在所述谐振器的IDT电极侧设置输入部分。
3.如权利要求1或2所述的纵向多重模式耦合型弹性表面波滤波器，其特征在于，在所述纵向多重模式耦合型弹性滤波器排列的多个IDT电极的所述传播方向两侧，设置反射所述弹性表面波的2个反射器，使所述弹性表面波的振动能量封闭在该2个反射器之间。
4.如权利要求2或3所述的纵向多重模式耦合型弹性表面波滤波器，其特征在于，所述谐振器是单口谐振器。
5.如权利要求2至4的任一项所述的纵向多重模式耦合型弹性表面波滤波器，其特征在于，在所述谐振器排列的1个或多个IDT电极的所述传播方向两侧，设置反射所述弹性表面波的2个反射器。
6.如权利要求1至5的任一项所述的纵向多重模式耦合型弹性表面波滤波器，其特征在于，将所述纵向多重模式耦合型弹性表面波滤波器输入IDT电极与输出IDT电极的相互相邻的电极指宽度，设计为小于其它电极指宽度。
7.如权利要求1至5的任一项所述的纵向多重模式耦合型弹性表面波滤波器，其特征在于，将所述纵向多重模式耦合型弹性表面波滤波器的输入IDT电极与输出IDT电极的相互相邻的电极指宽度，设计为小于其它电极指宽度，而且将电极间距设计为小于其它电极间距。
8.如权利要求7所述的纵向多重模式耦合型弹性表面波滤波器，其特征在于，将输入IDT电极与输出IDT电极相邻的多条电极指宽度，设计为小于其它电极指宽度。
9.如权利要求1至8的任一项所述的纵向多重模式耦合型弹性表面波滤波器，其特征在于，在同一方向取出所述输出端。
10.如权利要求1至9的任一项所述的纵向多重模式耦合型弹性表面波滤波器，其特征在于，在同一方向进行接地。
11.如权利要求1至8的任一项所述的纵向多重模式耦合型弹性表面波滤波器，其特征在于，在相反方向取出所述输出端。
12.一种纵向多重模式耦合型弹性表面波滤波器，在压电基板上沿表面波传播方向配置多个IDT电极，其特征在于，在1个IDT电极的两侧分别配置IDT电极，位于中间的IDT电极的一梳状电极与输入端连接，位于两侧的IDT电极的一梳状电极与输出端连接，将输入IDT电极与输出IDT电极的相互相邻的电极指宽度，设计为小于其它电极指宽度。
13.一种纵向多重模式耦合型弹性表面波滤波器，在压电基板上沿表面波传播方向配置多个IDT电极，其特征在于，在1个IDT电极的两侧弹性表面波滤波器中，在1个IDT电极的两侧分别配置IDT电极，位于中间的IDT电极的一梳状电极与输入端连接，位于两侧的IDT电极的一梳状电极与输出端连接，将输入IDT电极与输出IDT电极的相互相邻的电极指宽度，设计为小于其它电极指宽度，而且将电极间距设计为小于其它电极间距。
14.如权利要求13所述的纵向多重模式耦合型弹性表面波滤波器，其特征在于，将输入IDT电极与输出IDT电极相邻的多条电极指宽度，设计为小于其它电极指宽度。
全文摘要
本发明揭示一种纵向多重模式耦合型弹性表面波(SAW)滤波器,这种SAW滤波器即使在不对称输入—对称输出的结构的SAW滤波器中也能够得到与不对称输入—不对称输出的结构相同程度的带宽外衰减量。这种SAW滤波器分别配置梳状电极的电极指,即在中间IDT电极(11)的两侧分别配置IDT电极(12)及(13)。中间IDT电极的一梳状电极(11c)与输入端(In)连接,另一梳状电极(11b)接地,位于两侧的IDT电极(12)及(13)的一梳状电极(12c)及(13b)分别与输出端(Out1)及(Out2)连接,另一梳状电极(12b)及(13c)互相连接后接地,在中间IDT电极(11)与两侧IDT电极的(12)及(13)的分别相互相邻的电极指(11a),(12a)及(13a)中,一方是端子与端子连接,另一方是端子与接地连接。
文档编号H03H9/00GK1388723SQ0210514
公开日2003年1月1日 申请日期2002年2月19日 优先权日2001年2月16日
发明者田中直树, 臼杵辰朗 申请人:三洋电机株式会社