弹性波装置、双工器以及多工器的制作方法

本发明涉及具有多个纵向耦合谐振器型弹性波元件的弹性波装置、以及具有该弹性波装置的双工器和多工器。

背景技术：

以往，提出了各种使用了纵向耦合谐振器型弹性波元件的滤波器装置等。在下述的专利文献1记载的弹性波装置中，在压电基板上配置有第一纵向耦合谐振器型弹性波滤波器和第二纵向耦合谐振器型弹性波滤波器。第一纵向耦合谐振器型弹性波滤波器和第二纵向耦合谐振器型弹性波滤波器并列设置为，从弹性波传播方向观察时，彼此的弹性波传播区域重叠。此外，第一纵向耦合谐振器型弹性波滤波器与第二纵向耦合谐振器型弹性波滤波器并联连接。在第一纵向耦合谐振器型弹性波滤波器、第二纵向耦合谐振器型弹性波滤波器相邻的一侧的反射器之间的区域设置有接地布线。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：WO09/150786

技术实现要素：

发明要解决的课题

在专利文献1记载的弹性波装置中，也与其它的电子部件同样地要求小型化。因此，需要缩短第一纵向耦合谐振器型弹性波滤波器、第二纵向耦合谐振器型弹性波滤波器的相邻的反射器之间的距离。

另一方面，在纵向耦合谐振器型弹性波滤波器中并不能完全约束住波，因此存在波在弹性波传播方向上泄漏到反射器的外侧的情况。因此，从第一纵向耦合谐振器型弹性波滤波器向第二纵向耦合谐振器型弹性波滤波器侧泄漏的波与从第二纵向耦合谐振器型弹性波滤波器向第一纵向耦合谐振器型弹性波滤波器侧泄漏的波相互干涉。在该情况下，当第一纵向耦合谐振器型弹性波滤波器、第二纵向耦合谐振器型弹性波滤波器间的距离缩短时，由作为不需要模式的波的干涉造成的影响变得更大。

另外，也能够将反射器设计为，不会产生作为不需要模式的、例如位于通带低频侧的高次的纵模式。不过，在该情况下，难以得到通带低频侧的陡峭性。

本发明的目的在于，提供一种能够抑制不需要模式的影响的弹性波装置。

此外，本发明的另一个目的在于，提供一种能够兼顾对不需要模式的影响的抑制和通带的低频侧的陡峭性的、作为带通型滤波器的弹性波装置、双工器以及多工器。

用于解决课题的技术方案

本发明的弹性波装置具备：压电基板；第一纵向耦合谐振器型弹性波元件，设置在所述压电基板上，具有多个IDT电极、配置在设置有所述多个IDT电极的部分的弹性波传播方向一侧的第一反射器、以及配置在设置有所述多个IDT电极的部分的弹性波传播方向另一侧的第二反射器；第二纵向耦合谐振器型弹性波元件，在所述压电基板上，沿着所述弹性波传播方向与所述第一纵向耦合谐振器型弹性波元件并列设置，具有多个IDT电极、配置在设置有所述多个IDT电极的部分的弹性波传播方向一侧的第三反射器、以及配置在设置有所述多个IDT电极的部分的弹性波传播方向另一侧的第四反射器；以及接地布线，设置在所述压电基板上并且设置为与所述第一纵向耦合谐振器型弹性波元件和第二纵向耦合谐振器型弹性波元件电连接，所述第二反射器与所述第三反射器在弹性波传播方向上相邻，所述接地布线在所述第二反射器与所述第三反射器之间的区域中在与所述弹性波传播方向交叉的方向上延伸，在所述接地布线的在所述第二反射器与所述第三反射器之间延伸的部分中的从弹性波传播方向观察时与所述第一纵向耦合谐振器型弹性波元件、第二纵向耦合谐振器型弹性波元件的弹性波传播区域重叠的部分，设置有声速与剩余的部分的声速不同的异声速部分。

在本发明涉及的弹性波装置的某个特定的方面中，所述接地布线具有第一布线层，所述第一布线层设置为与所述第二反射器和第三反射器相连，且填充所述第二反射器与所述第三反射器之间的所述区域。

在本发明涉及的弹性波装置的另一个特定的方面中，所述接地布线具有第二布线层，所述第二布线层在所述第二反射器与所述第三反射器之间的区域内层叠在所述第一布线层，且不与所述第二反射器、第三反射器相连，在所述第二布线层中，作为所述异声速部分而设置有沿着弹性波传播方向的尺寸比剩余的部分小的部分。在该情况下，仅通过在第二布线层中设置沿着弹性波传播方向的尺寸比剩余的部分相对小的部分就能够容易地形成异声速部分。

在本发明涉及的弹性波装置的另一个特定的局面中，所述异声速部分的沿着弹性波传播方向的尺寸为0，所述异声速部分是分割所述第二布线层的缝隙部。在该情况下，仅通过在第二布线层将第二布线层成膜为具有上述缝隙部就能够容易地形成异声速部分。此外，能够使异声速部分与其它部分的声速差足够大。

在本发明涉及的弹性波装置的另一个特定的局面中，还具备质量附加构件，所述质量附加构件在所述接地布线的在所述第二反射器与所述第三反射器之间的区域延伸且在弹性波传播方向上与弹性波传播区域重叠的部分内，在与弹性波传播方向交叉的方向上部分地层叠，所述质量附加构件构成所述异声速部分。在该情况下，作为质量附加构件能够使用各种材料，能够容易地形成异声速部分。

在本发明涉及的弹性波装置的另一个特定的局面中，所述第一纵向耦合谐振器型弹性波元件是第一纵向耦合谐振器型弹性波滤波器，所述第二纵向耦合谐振器型弹性波元件是第二纵向耦合谐振器型弹性波滤波器。在该情况下，不是通过反射器的设计来抑制不需要模式的影响，而是通过异声速部分来抑制不需要模式的影响，因此能够兼顾不需要模式的抑制和通带低频侧的陡峭性。

在本发明涉及的弹性波装置的另一个特定的局面中，弹性波装置是并联连接了所述第一纵向耦合谐振器型弹性波滤波器、第二纵向耦合谐振器型弹性波滤波器的带通型滤波器。

本发明涉及的双工器是具有接收滤波器和发送滤波器的双工器，所述接收滤波器和所述发送滤波器中的至少一方是由按照本发明构成的弹性波装置构成的带通型滤波器。

本发明涉及的多工器是具备多个带通型滤波器的多工器，至少一个带通型滤波器由按照本发明构成的弹性波装置构成。

发明效果

根据本发明涉及的弹性波装置，能够抑制不需要模式的影响。此外，在本发明中，在第一纵向耦合谐振器型弹性波滤波器、第二纵向耦合谐振器型弹性波滤波器为带通型滤波器的情况下，能够兼顾对不需要模式的影响的抑制和通带的低频侧的陡峭性。

附图说明

图1是作为本发明的第一实施方式的双工器的电路图。

图2是示出在第一实施方式的双工器的接收滤波器中第一纵向耦合谐振器型弹性波滤波器、第二纵向耦合谐振器型弹性波滤波器彼此进行并联连接的结构的示意性俯视图。

图3(a)是局部切掉俯视图，示出在第一纵向耦合谐振器型弹性波滤波器与第二纵向耦合谐振器型弹性波滤波器之间第二反射器与第三反射器彼此相邻的部分中，第二反射器、第三反射器以及接地布线的第一布线层，图3(b)是示出在图3(a)的第一布线层上层叠有第二布线层的状态的局部切掉放大俯视图。

图4是示出本发明的实施方式的接收滤波器和比较例的接收滤波器的衰减量频率特性的图。

图5是示出本发明的实施方式的双工器的接收滤波器和比较例的接收滤波器中的回波损耗特性的图。

图6是示出实施方式和比较例的接收滤波器中的阻抗史密斯图的图。

图7是示出本发明中的异声速部分(different acoustic velocity portion)的第一变形例的局部切掉俯视图。

图8(a)是用于说明本发明的异声速部分的第二变形例的局部切掉俯视图，图8(b)是沿着图8(a)中的C-C线的部分的剖视图。

图中，1-双工器，2-天线端子，3-发送端子，4-接收端子，5-发送滤波器，6-接收滤波器，7-纵向耦合谐振器型弹性波滤波器部，8-串联臂谐振器，9-压电基板，11～14-第一～第四纵向耦合谐振器型弹性波滤波器，11a～11e、12a～12e-第一～第五IDT，21～24-第一～第四反射器，25-第一布线层，26a、26b、26A、26B-第二布线层，26c-缝隙部，26d-窄宽度部，27-接地布线，28-质量附加构件，P1～P3-并联臂谐振器，S1、S2a、S2b、S3a、S3b-串联臂谐振器。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的具体的实施方式进行说明，从而明确本发明。

另外，需要指出，本说明书记载的各实施方式是例示性的，能够在不同的实施方式之间进行结构的部分性的置换或组合。

图1是作为本发明的第一实施方式的双工器的电路图。

双工器1具有天线端子2、发送端子3、以及接收端子4。天线端子2与天线ANT电连接。在天线端子2与接地电位之间连接有阻抗匹配用电感L₀。在天线端子2与发送端子3之间连接有发送滤波器5。在天线端子2与接收端子4之间连接有接收滤波器6。

接收滤波器6具有纵向耦合谐振器型弹性波滤波器部7。在纵向耦合谐振器型弹性波滤波器部7与天线端子2之间连接有由弹性波谐振器构成的串联臂谐振器8。

纵向耦合谐振器型弹性波滤波器部7具有第一纵向耦合谐振器型弹性波滤波器11、第二纵向耦合谐振器型弹性波滤波器12和第三纵向耦合谐振器型弹性波滤波器13、第四纵向耦合谐振器型弹性波滤波器14。第一纵向耦合谐振器型弹性波滤波器11、第二纵向耦合谐振器型弹性波滤波器12与接收端子4连接。第三纵向耦合谐振器型弹性波滤波器13、第四纵向耦合谐振器型弹性波滤波器14分别与第一纵向耦合谐振器型弹性波滤波器11、第二纵向耦合谐振器型弹性波滤波器12的接收端子4的相反侧的端部连接。第一纵向耦合谐振器型弹性波滤波器11～第四纵向耦合谐振器型弹性波滤波器14均为5IDT型的纵向耦合谐振器型弹性波滤波器。在图1中，用矩形的框表示第一纵向耦合谐振器型弹性波滤波器11～第四纵向耦合谐振器型弹性波滤波器14中的一个IDT。虽然在图1中进行了省略，但是在并列设置有5个IDT的区域的、弹性波传播方向两侧配置有反射器。

双工器1的特征在于，该纵向耦合谐振器型弹性波滤波器部7中设置有第一纵向耦合谐振器型弹性波滤波器11、第二纵向耦合谐振器型弹性波滤波器12的部分。参照图2和图3对此进行更具体的说明。

图2是示出在压电基板上设置有第一纵向耦合谐振器型弹性波滤波器11、第二纵向耦合谐振器型弹性波滤波器12的部分的示意性俯视图。在压电基板9上配置有第一纵向耦合谐振器型弹性波滤波器11、第二纵向耦合谐振器型弹性波滤波器12。作为压电基板9的材料，能够使用LiTaO₃、LiNbO₃等的压电单晶。此外，也可以使用在绝缘性基板上层叠压电膜而构成的压电基板。

在压电基板9上还配置有构成图1所示的接收滤波器6的其它构成要素。例如，第三纵向耦合谐振器型弹性波滤波器13、第四纵向耦合谐振器型弹性波滤波器14、串联臂谐振器8也配置在压电基板9上。在图2中，只对设置有第一纵向耦合谐振器型弹性波滤波器11、第二纵向耦合谐振器型弹性波滤波器12的部分进行图示和说明。

在第一纵向耦合谐振器型弹性波滤波器11中，沿着弹性波传播方向配置有第一IDT11a～第五IDT11e。在设置有第一IDT1la～第五IDT1le的部分的弹性波传播方向一侧设置有第一反射器21。在设置有第一IDT11a～第五IDT11e的部分的弹性波传播方向另一侧配置有第二反射器22。

第二纵向耦合谐振器型弹性波滤波器12与第一纵向耦合谐振器型弹性波滤波器11并列设置在弹性波传播方向上。在该情况下，在从弹性波传播方向观察时，第一纵向耦合谐振器型弹性波滤波器11的弹性波传播区域与第二纵向耦合谐振器型弹性波滤波器12的弹性波传播区域重叠。此外，第一纵向耦合谐振器型弹性波滤波器11与第二纵向耦合谐振器型弹性波滤波器12并联连接。

第二纵向耦合谐振器型弹性波滤波器12也具有第一IDT12a～第五IDT12e。在设置有第一IDT12a～第五IDT12e的部分的弹性波传播方向一侧设置有第三反射器23。在设置有第一IDT12a～第五IDT12e的部分的弹性波传播方向另一侧设置有第四反射器24。

第二反射器22和第三反射器23在弹性波传播方向上相邻。

在图2中，用在细长的矩形中添加了两条对角线的记号表示第一反射器21～第四反射器24。参照图3(a)和图3(b)对第二反射器22与第三反射器23靠近的部分进行说明。

在制造第一纵向耦合谐振器型弹性波滤波器11和第二纵向耦合谐振器型弹性波滤波器12时，通过在压电基板9上成膜第一层金属膜，从而得到图3(a)所示的电极构造。即，通过金属膜的成膜，形成第一纵向耦合谐振器型弹性波滤波器11的第一IDT11a～第五IDTlle、第二纵向耦合谐振器型弹性波滤波器12的第一IDT12a～第五IDT12e、以及第一反射器21～第四反射器24。在本实施方式中，第二反射器22和与第二反射器22相邻的第三反射器23通过第一布线层25相连。在第一布线层25上成膜图3(b)所示的第二布线层26a、26b。由此，形成具有第一布线层25和第二布线层26a、26b的接地布线27。

接地布线27是连接到接地电位的布线。此外，接地布线27的第一布线层25与第二反射器22以及第三反射器23相连。图3(a)的虚线A是第一布线层25与第二反射器22之间的边界部分，虚线B是第三反射器23与第一布线层25的边界部分。

如图所示，具有上述第一布线层25和第二布线层26a、26b的接地布线27延伸到第二反射器22与第三反射器23之间的区域，即，延伸到虚线A与虚线B之间的区域。而且，在第二布线层26a与第二布线层26b之间设置有缝隙部26c。

缝隙部26c构成本发明中的异声速部分。即，在接地布线27的延伸到第二反射器22与第三反射器23之间的区域的部分，且在从弹性波传播方向观察时与弹性波传播区域重叠的部分，作为异声速部分设置有缝隙部26c。

在与弹性波传播区域重叠的部分，设置有缝隙部26c的部分的声速比剩余的部分的声速高。如下所述，通过设置有缝隙部26c的部分的声速与剩余的部分的声速的声速差，能够有效地抑制不需要模式的影响。

另外，在图3(a)和图3(b)中，用箭头T表示的区域为弹性波传播区域。该弹性波传播区域是指，从弹性波传播方向观察时，在第一纵向耦合谐振器型弹性波滤波器11、第二纵向耦合谐振器型弹性波滤波器12中连接到不同的电位的电极指彼此重叠的交叉区域。

在像纵向耦合谐振器型弹性波滤波器那样的纵向耦合型弹性波元件中，反射器在阻带外的频率区域中作为电容发挥作用。因此，频率比阻带低的弹性波不被反射而直接通过。因此，例如在纵向耦合谐振器型弹性波滤波器中，虽然会在比通带低的频率区域产生未形成通带的高次的纵模式，但是不能用反射器对该高次的纵模式进行反射。因此，在两个纵向耦合谐振器型弹性波滤波器相邻的情况下，上述高次的纵模式会泄漏到相邻的纵向耦合谐振器型弹性波元件。因此，高次的纵模式成为不需要模式而容易产生在衰减频带。因此，不能充分增大频带外衰减量。

另一方面，能够通过提高反射器的阻带的频率，从而对由纵向耦合型弹性波元件产生的上述不需要模式进行反射。不过，在该情况下，反射器的阻带的频率会增高，因此通带低频侧的滤波器特性的陡峭性变差。即，以往难以兼顾上述那样的频带外衰减量的增大和通带低频侧的陡峭性。

相对于此，在本实施方式中，利用在第一纵向耦合谐振器型弹性波滤波器11与第二纵向耦合谐振器型弹性波滤波器12之间产生的不需要模式彼此的干涉，使不需要模式彼此抵消。即，在上述第二反射器22、第三反射器23彼此相邻的区域内，在上述缝隙部26c与缝隙部26c以外的部分之间产生上述声速差。由于该声速差，不需要模式彼此抵消。由此，可有效地抑制上述不需要模式的影响。

而且，无需将第二反射器22、第三反射器23设计为使不需要模式在第二反射器22、第三反射器23中反射。因此，能够确保通带低频侧的陡峭性。因此，能够兼顾频带外衰减量的增大和通带低频侧的陡峭性。

另外，发送滤波器5具有由弹性波谐振器构成的串联臂谐振器S1、S2a、S2b、S3a、S3b、S3c和并联臂谐振器P1～P3。与串联臂谐振器S3a、S3b并联地连接有电感L1。在并联臂谐振器P1与接地电位之间连接有电感L2。并联臂谐振器P2、P3的接地电位侧端部被公共连接，在公共连接的部分与接地电位之间连接有电感L3。

基于具体的实验例对像上述那样根据上述实施方式来抑制不需要模式的影响且能充分增大比通带低的频带的频带外衰减量的情况进行说明。

按照以下的要领，制作第一纵向耦合谐振器型弹性波滤波器11、第二纵向耦合谐振器型弹性波滤波器12和第三纵向耦合谐振器型弹性波滤波器13、第四纵向耦合谐振器型弹性波滤波器14以及串联臂谐振器8，并对滤波器特性进行评价。

(第一纵向耦合谐振器型弹性波滤波器11～第四纵向耦合谐振器型弹性波滤波器14的规格)

使第一纵向耦合谐振器型弹性波滤波器11的第一IDT11a～第五IDT11e、第二纵向耦合谐振器型弹性波滤波器12的第一IDT12a～第五IDT12e的电极指的对数、以及电极指间距如下述的表1所示。此外，使第三纵向耦合谐振器型弹性波滤波器13和第四纵向耦合谐振器型弹性波滤波器14中的第一IDT～第五IDT的电极指的对数、以及电极指间距如下述的表2所示。另外，第一IDT～第五IDT在IDT彼此相邻的部分具有窄间距部。在表1、表2中，沿着从第一IDT到第五IDT的方向依次示出主要的电极指间距和窄间距部的电极指间距。

[表1]

[表2]

第一反射器21～第四反射器24的电极指间距设为4.325μm，电极指的对数设为12.5对。同样地，第三纵向耦合谐振器型弹性波滤波器13、第四纵向耦合谐振器型弹性波滤波器14中的各反射器的电极指间距设为4.345μm，电极指的对数设为14.5对。

作为压电基板9，使用LiTaO₃基板，作为构成第一布线层25和IDT电极等的金属膜，成膜了总厚度为343nm的、主电极由Pt构成的膜。此外，通过成膜总厚度为2910nm的、主电极由AlCu多晶构成的膜，从而形成第二布线层26a、26b。

弹性波传播区域的宽度，即，交叉宽度的值为76.6μm，关于缝隙部26c的尺寸，将沿着弹性波传播方向的尺寸设为40μm，将沿着与弹性波传播方向正交的方向的尺寸设为16μm。

另外，关于串联臂谐振器8如下所述。

IDT电极的电极指的对数＝206对，交叉宽度＝67.7μm，电极指间距＝3.896μm。反射器的电极指间距＝3.896μm，电极指的对数＝4.5对。IDT电极和反射器使用与第一纵向耦合谐振器型弹性波滤波器11、第二纵向耦合谐振器型弹性波滤波器12相同的金属做成为相同的膜厚。

为了进行比较，除了未设置缝隙部26c以外，与上述同样地制作了比较例的弹性波装置。

将上述实施方式和比较例的接收滤波器的衰减量频率特性示于图4，将接收滤波器的回波损耗特性示于图5。此外，图6示出上述实施方式和比较例的阻抗史密斯图。另外，在图4～图6中，实线表示实施方式的结果，虚线表示比较例的结果。

另外，本实施方式的双工器是BAND26用的双工器。因此，发送滤波器5的通带为814～849MHz，接收滤波器6的通带为859～894MHz。

像在图4～图6中分别用箭头D1、D2、D3示出的那样，在比较例中，由于不需要模式，作为通带的859～894MHz的低频侧的衰减区域中的衰减量减小，未能使频带外衰减量足够大。相对于此，在实施方式中，能够充分增大频带外衰减量。因此可知，根据本实施方式，通过设置作为上述异声速部分的缝隙部26c，能够有效地抑制不需要模式的影响。此外，无需通过反射器的设计来抑制不需要模式，因此还能够充分确保通带低频侧的陡峭性。

另外，虽然在上述实施方式中设置了用于形成异声速部分的缝隙部26c，但是异声速部分能够以各种方式进行设置。例如，也可以如图7所示，在接地布线27的第二布线层26A设置宽度比剩余的部分的宽度窄的窄宽度部26d。在该情况下，在窄宽度部26d中的声速与窄宽度部26d的两侧的部分中的声速之间也会产生声速差。因此，通过设置由窄宽度部26d构成的异声速部分，从而能够使不需要模式彼此抵消。

也可以如图8(a)所示，通过在第二布线层26B上层叠质量附加构件28来形成异声速部分。作为该质量附加构件28，能够使用由附加质量的适当的材料构成的构件，使得声速降低。作为这样的材料，能够适当地使用像SiO₂、SiN那样的无机绝缘体、Pt等金属。

在异声速部分中，也可以适当地并用使用上述质量附加构件28的结构和如前所述的设置缝隙部26c的方法等。

此外，上述异声速部分也可以设置在第三纵向耦合谐振器型弹性波滤波器13与第四纵向耦合谐振器型弹性波滤波器14之间。此外，也可以在第一纵向耦合谐振器型弹性波滤波器11与第二纵向耦合谐振器型弹性波滤波器12之间、以及第三纵向耦合谐振器型弹性波滤波器13与第四纵向耦合谐振器型弹性波滤波器14之间均设置异声速部分。

此外，在本实施方式中，作为相邻的第一纵向耦合型弹性波元件、第二纵向耦合型弹性波元件，以第一纵向耦合谐振器型弹性波滤波器11、第二纵向耦合谐振器型弹性波滤波器12为例进行了说明，但是也可以是纵向耦合型的其它弹性波元件。

进而，虽然在上述实施方式中对双工器1进行了说明，但是本发明也能够应用于比双工器1具有更多的带通型滤波器的多工器。即，在具有多个带通型滤波器的多工器中，可以在至少一个带通型滤波器中采用具有上述异声速部分的结构。

此外，在双工器、多工器以外的具有多个带通型滤波器的弹性波装置中，也能够在第一纵向耦合谐振器型弹性波元件、第二纵向耦合谐振器型弹性波元件相邻的部分应用本发明。