JPH10209804A - 弾性表面波共振子及び弾性表面波フィルタ - Google Patents

弾性表面波共振子及び弾性表面波フィルタ

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JPH10209804A
JPH10209804A JP1236697A JP1236697A JPH10209804A JP H10209804 A JPH10209804 A JP H10209804A JP 1236697 A JP1236697 A JP 1236697A JP 1236697 A JP1236697 A JP 1236697A JP H10209804 A JPH10209804 A JP H10209804A
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idt
surface acoustic
reflector
saw
acoustic wave
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JP1236697A
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English (en)
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Naoto Inose
直人 猪瀬
Hokuhoa Uu
ホクホア ウー
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Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＳＡＷ共振子のＱ値を向上させ、低損失の梯
型ＳＡＷフィルタを実現する。 【解決手段】 梯型ＳＡＷフィルタを構成するＳＡＷ共
振子の反射器２３，２４上に絶縁膜２７を形成すること
により、反射器２３，２４の反射周波数特性の中心周波
数をＩＤＴ２２の放射コンダクタンスの周波数特性に合
わせる。これにより、ＳＡＷ共振子のＱ値が向上し、Ｓ
ＡＷフィルタを低損失化できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車・携帯電話
器のアンテナ分波器等に用いられる弾性表面波（Surfac
e Acoustic Wave、以下「ＳＡＷ」という）共振子及び
これを用いて構成される帯域フィルタであるＳＡＷフィ
ルタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種のＳＡＷ共振子とこれを用
いたＳＡＷフィルタに関する技術としては、例えば、次
のような文献に記載されるものがあった。 文献：電子情報通信学会誌、Ｊ７６−Ａ［２］（１９９
３−２） Ｐ．２４５−２５２図１４及び図１５は前記
文献に記載されたＳＡＷ共振子を用いた定Ｋ型フィルタ
の原理を示す図であり、このうち図１４は１段梯型ＳＡ
Ｗフィルタの構成図、及び図１５は図１４のＳＡＷフィ
ルタの周波数特性図である。図１４の１段梯型ＳＡＷフ
ィルタは、１端子対ＳＡＷ共振子を直列腕１及び並列腕
２に用い、これらを梯型に接続して帯域フィルタにした
ものである。直列腕１及び並列腕２を構成するＳＡＷ共
振子は、ＳＡＷを励振するための複数の電極指を有する
すだれ状トランスデューサ（Interdigital Transduce
r、以下「ＩＤＴ」という）と、このＩＤＴの両脇（即
ち、左側と右側）に配置され、ＳＡＷを該ＩＤＴ側へ反
射させるための金属ストリップによる複数の電極指を有
する左側及び右側のグレーティング反射器（以下、単に
「反射器」という）とで、構成されている。
【０００３】図１４のＳＡＷフィルタは、図１５に示す
ように、定Ｋ型フィルタの理論から、直列腕１の共振周
波数と並列腕２の反共振周波数を一致させることによっ
て帯域フィルタを実現できる。図１６は図１４の直列腕
１及び並列腕２を構成する従来の１端子対ＳＡＷ共振子
の平面図、及び図１７は図１６のＡ部分の拡大図であ
る。このＳＡＷ共振子は、３６°Ｙ−ＸのＬｉＴａＯ３
単結晶基板（以下、「ＬＴ基板」という）１１を有して
いる。ＬＴ基板１１上には、複数の電極指を有するＩＤ
Ｔ１２と、このＤＴ１２を挟んで左側と右側に配置され
た複数の電極指をそれぞれ有する左側及び右側の反射器
１３，１４とが、形成されている。ＩＤＴ１２の上端に
は一方の端子１５が接続され、下端には他方の端子１６
が接続されている。この種のＳＡＷ共振子では、例え
ば、端子１５，１６間に高周波信号を印加すると、ＩＤ
Ｔ１２下のＬＴ基板１１の表面が歪み、入力された高周
波信号と同じ周波数のＳＡＷが放射される。ＩＤＴ１２
から放射されたＳＡＷは、一部が該ＩＤＴ１２内で反射
され、他が反射器１３，１４で反射される。この結果、
両反射器１３，１４間の領域にＳＡＷの定在波が生成さ
れ、共振特性を示す。
【０００４】ＩＤＴ１２及び反射器１３，１４は、Ａｌ
膜で形成されている。図１７に示すように、通常はマス
クの作りやすさ等から、ＩＤＴ１２部分の電極指幅をＩ
ｍｉ、ＩＤＴ１２部分の電極指のない部分をＩｇｉ、反
射器１３部分の電極指幅をＩｍｇ、反射器１３部分の電
極指のない部分をＩｇｇ、ＳＡＷ波長をλとすると、次
のように設定されている。
【０００５】 Ｉｍｉ＋Ｉｇｉ＝λ／２ ・・・（１） Ｉｍｇ＋Ｉｇｇ＝λ／２ ・・・（２） Ｉｍｉ＝Ｉｇｉ＝Ｉｍｇ＝Ｉｇｇ＝λ／４ ・・・（３） 図１８（１）〜（５）は、図１４のＳＡＷフィルタを構
成する図１６のＳＡＷ共振子の製造方法の一例を示す図
である。図１６のＳＡＷ共振子は、例えば次の（ａ）〜
（ｅ）のような工程によって製造される。
【０００６】（ａ） 図１８（１）の工程 ＬＴ基板１１上のパターンを形成する面に、レジスト１
７をスピンコートする。 （ｂ） 図１８（２）の露光工程 ガラスマスク１８を用い、光１９によってフィルタのパ
ターンをレジスト１７上に転写する。 （ｃ） 図１８（３）のパターン形成工程 現像によって不要なレジスト１７を除去し、レジストパ
ターン１７ａを形成する。 （ｄ） 図１８（４）の工程 電極指となるＡｌ膜２０を全面に蒸着する。 （ｅ） 図１８（５）の工程 有機溶剤を用い、不要なＡｌ膜２０をレジストパターン
１７ａと一緒にリフトオフし、ＩＤＴ１２及び反射器１
３，１４の電極指２０ａを形成する。その後、端子１
５，１６等を接続すれば、図１６のＳＡＷ共振子の製造
が終了する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ＳＡＷ共振子とこれを用いた梯型ＳＡＷフィルタでは、
次のような問題があり、これを解決することが困難であ
った。図１９（ａ），（ｂ）は図１６のＳＡＷ共振子の
周波数特性図であり、同図（ａ）はＩＤＴ１２の放射コ
ンダクタンスの周波数特性図、及び同図（ｂ）は反射器
１３，１４の反射率の周波数特性図である。図１９
（ａ），（ｂ）に示すように、梯型ＳＡＷフィルタを構
成するＳＡＷ共振子のＩＤＴ１２の放射特性（放射コン
ダクタンスの周波数特性）の中心周波数ｆＯＩと比較し
て、反射器１３，１４の周波数特性の中心周波数ｆＯｇ
が高い方にずれている。図２０、図２１及び図２２は実
際にＬＴ基板１１上にＩＤＴ１２−１，１２−２間に反
射器１３を置いてその通過特性を測定した例を示す図で
あり（線幅約１μｍの例）、このうち図２０は通過特性
の測定回路図、及び図２１、図２２は反射器１３のスト
ップバンド評価を示す図である。なお、図２０の測定回
路において、ＩＤＴ１２−１，１２−２は交差長１１０
μｍ、対数１５であり、反射器１３の電極指は８０本で
ある。
【０００８】これらの図２０〜図２２においても、反射
器１３の反射特性の中心周波数ｆＯＩがＩＤＴ１２−
１，１２−２の放射コンダクタンスの周波数特性の中心
周波数ｆＯｇよりも高い方にずれている。そのため、Ｉ
ＤＴ１２−１，１２−２の中心周波数ｆＯｇよりも低い
周波数に対しては反射器１３の反射効率が悪く、この結
果、ＳＡＷ共振子のＱ値があまり上がらず、低損失化し
にくいという問題があった。特に、ＩＤＴ１２−１，１
２−２の電極指の本数が少ない場合、該ＩＤＴ１２−
１，１２−２の放射コンダクタンスは広帯域であるか
ら、反射器１３の反射特性の中心周波数ｆＯＩがずれて
いると、ＩＤＴ１２−１，１２−２から放射された表面
波は反射器１３で閉込められず、Ｑ値が思ったほど上が
らないという問題があった。本発明は、前記従来技術が
持っていた課題を解決し、ＳＡＷ共振子のＱ値を向上さ
せ、低損失のＳＡＷフィルタを実現することを目的とす
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明のうちの請求項１の発明では、ＳＡＷ共振子
において、ＬＴ基板上に形成され、ＳＡＷを励振するた
めの金属膜からなる複数の電極指を有するＩＤＴと、前
記基板上に前記ＩＤＴを挟んで左側と右側に形成され、
前記ＳＡＷを該ＩＤＴ側へ反射させるための前記金属膜
と同一の金属膜からなる複数の電極指をそれぞれ有する
左側及び右側の反射器とを備え、比重が２〜３、熱膨張
率が１０〜２０、及び前記金属膜に対する膜厚比が４０
％〜７０％の絶縁膜を、前記反射器上に被着している。
請求項２の発明では、請求項１のＩＤＴ及び反射器を備
え、前記反射器の電極指膜厚を前記ＩＤＴの電極指膜厚
よりも４０％〜６０％厚くしている。請求項３の発明で
は、請求項１のＩＤＴ及び反射器を備え、前記反射器の
電極指幅を前記ＩＤＴの電極指幅よりも１０％〜５０％
広くしている。請求項４の発明では、請求項１のＩＤＴ
及び反射器を備え、前記反射器を、前記ＩＤＴの金属膜
よりも比重の大きな金属膜で形成している。
【００１０】請求項５の発明では、請求項１のＩＤＴ及
び反射器を備え、前記ＩＤＴの電極指幅を前記反射器の
電極指幅よりも１０％〜５０％狭くしている。請求項６
の発明では、請求項１、２、３又は５のＳＡＷ共振子を
直列腕及び並列腕に用い、これらを梯型に接続して前記
基板上に形成し、かつ該直列腕の共振周波数と該並列腕
の反共振周波数を一致させて定Ｋ型構成のＳＡＷフィル
タを構成している。請求項７の発明では、請求項６のＳ
ＡＷフィルタにおいて、前記基板を３６°Ｙ−Ｘ、ＬＴ
基板で、前記ＩＤＴ及び反射器をＡｌ膜で、それぞれ形
成している。請求項８の発明では、請求項４のＳＡＷ共
振子を直列腕及び並列腕に用い、これらを梯型に接続し
て前記基板上に形成し、かつ該直列腕の共振周波数と該
並列腕の反共振周波数を一致させて定Ｋ型構成のＳＡＷ
フィルタを構成している。請求項９の発明では、請求項
８のＳＡＷフィルタにおいて、前記基板を３６°Ｙ−
Ｘ、ＬＴ基板で、前記ＩＤＴをＡｌ膜で、前記反射器を
Ｔｉ、Ｓｎ、Ｆｅ、Ｎｉ又はＣｕのいずれか１つの金属
膜で、それぞれ形成している。
【００１１】以上のように、請求項１、６及び７の発明
によれば、ＩＤＴから放射されたＳＡＷは、一部が該Ｉ
ＤＴ内部で反射され、他が反射器で反射される。反射器
上に絶縁膜が形成されているので、該反射器部分の音速
が低下して反射特性の中心周波数が低い方にシフトす
る。請求項２、６及び７の発明によれば、ＩＤＴの電極
指膜厚が反射器の電極指膜厚よりも薄くなっているの
で、該ＩＤＴ部分の音速が上がり、ＩＤＴ部分の放射コ
ンダクタンスの周波数特性が高い方にシフトする。請求
項３、６及び７の発明によれば、反射器の電極指幅が広
がっているので、該反射器下のＳＡＷは電極指の下を通
るほど音速が低下し、見かけ上、反射器部分の反射特性
の中心周波数が低い方にシフトする。請求項４、８及び
９の発明によれば、比重の大きな金属膜で形成された反
射器は、該反射器下の音速を低下させ、ＩＤＴの放射コ
ンダクタンスの周波数特性を低い周波数にシフトする。
請求項５、６及び７の発明によれば、ＩＤＴの電極指の
幅が狭くなっているので、該ＩＤＴ部分の放射コンダク
タンスの中心周波数は変らないが、広帯域となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】第１の実施形態 本発明の第１の実施形態であるＳＡＷ共振子とこれを用
いて構成した梯型ＳＡＷフィルタの（１）構成、（２）
動作、及び（３）利点を説明する。 （１）構成 図１（ａ），（ｂ）は本発明の第１の実施形態である梯
型ＳＡＷフィルタを構成するＳＡＷ共振子の構成図であ
り、同図（ａ）は平面図、及び同図（ｂ）は断面図であ
る。このＳＡＷ共振子は、図１４に示す梯型ＳＡＷフィ
ルタの直列腕１及び並列腕２を構成するものであり、Ｌ
Ｔ基板（例えば、３６°Ｙ−ＸのＬＴ基板）２１を有し
ている。ＬＴ基板２１上には、ＳＡＷを励振するための
薄い金属膜（例えば、膜厚５０００ÅのＡｌ膜）からな
る複数の電極指を有するＩＤＴ２２と、このＤＴ２２を
挟んで左側と右側に配置され、ＳＡＷを該ＩＤＴ２２側
へ反射させるための薄い金属膜（例えば、膜厚５０００
ÅのＡｌ膜）からなる複数の電極指をそれぞれ有する左
側及び右側の反射器２３，２４とが、形成されている。
ＩＤＴ２２の上端には一方の端子２５が接続され、下端
には他方の端子２６が接続されている。左側及び右側の
反射器２３，２４上には、絶縁膜（例えば、ＳｉＯ２膜
の誘電体薄膜）２７が形成されている。ＳｉＯ２膜２７
は、比重が約２．４、熱膨張率が約１５であり、反射器
２３，２４上に膜厚が約２３００Å（これはＡｌ膜に対
する膜厚比で４６％に相当）形成されている。
【００１３】本実施形態の特徴は、図１４の梯型ＳＡＷ
フィルタの直列腕１及び並列腕２を構成するＳＡＷ共振
子の反射器２３，２４上に、ＳｉＯ２膜２７を蒸着等に
よって形成している。これにより、反射器２３，２４の
反射周波数特性の中心周波数をＩＤＴ２２の放射コンダ
クタンスの周波数特性に合わせ、ＳＡＷ共振子のＱ値を
向上させ、ＳＡＷフィルタの低損失化を図っている。図
２（１）〜（９）は、図１４のＳＡＷフィルタを構成す
る図１のＳＡＷ共振子の製造方法の一例を示す図であ
る。このＳＡＷ共振子は、例えば、次の（ａ）〜（ｉ）
のような工程によって製造される。
【００１４】（ａ） 図２（１）の工程 ＬＴ基板２１のパターンを形成する面に、スピンコート
法等によってレジスト２８を塗布する。 （ｂ） 図２（２）の露光工程 光学マスク２９を用い、光３０によってＳＡＷフィルタ
のパターンをレジスト２８上に転写する。 （ｃ） 図２（３）のパターン形成工程 現像によって不要なレジスト２８を除去し、レシストパ
ターン２８ａを形成する。 （ｄ） 図２（４）の工程 ＩＤＴ２２の電極指及び反射器２３，２４の電極指とな
るＡｌ膜３１を、蒸着等によって全面に形成する。 （ｅ） 図２（５）の工程 有機溶剤等を用い、不要なＡｌ膜３１をレジストパター
ン２８ａと一緒に除去し、ＩＤＴ２２及び反射器２３，
２４のＡｌ電極指３１ａを形成する。
【００１５】（ｆ） 図２（６）の工程 Ａｌ電極指３１ａ上に、スピンコート法等によってレジ
スト３２を塗布する。 （ｇ） 図２（７）の露光・パターン形成工程 光学マスクを用い、ＳｉＯ２膜２７のパターンをレジス
ト３２上に転写する（露光工程）。次に、現像によって
不要なレジスト３２を除去し、レジストパターン３２ａ
を形成する（パターン形成工程）。 （ｈ） 図２（８）の工程 スパッタ法等により、反射器２３，２４上にＳｉＯ２膜
２７を蒸着等で形成する。 （ｉ） 図２（９）のリフトオフ工程 有機溶剤等を用い、反射器２３，２４上以外の不要なＳ
ｉＯ２膜２７をレジストパターン３２ａと一緒に除去す
る。その後、端子２５，２６等を接続すれば、製造が終
了する。
【００１６】（２）動作 高周波信号を端子２５，２６間に印加すると、ＩＤＴ２
２の電極指下のＬＴ基板２１の表面が歪み、印加された
高周波信号と同じ周波数のＳＡＷが放射される。ＩＤＴ
２２から放射されたＳＡＷは、一部は該ＩＤＴ２２内部
で反射され、他が反射器２３，２４で反射される。反射
器２３，２４上には、ＳｉＯ２膜２７が形成されている
ので、該反射器２３，２４部分の音速が低下し、反射特
性の中心周波数が低い方にシフトする。つまり、反射器
２３，２４のＡｌ電極指の膜厚が５０００Åで、この反
射器２３，２４上にＳｉＯ２膜２７が約２３００Å形成
されているので、該反射器２３，２４の反射特性とＩＤ
Ｔ２２の放射コンダクタンスの中心周波数が一致し、見
かけ上特性が一致したため、従来反射器２３，２４の外
に逃げていた表面波まで閉込められ、ＳＡＷ共振子のＱ
値が向上する。ＳｉＯ２膜２７の膜厚は、Ａｌ電極指に
対する膜厚比で４６％に相当し、４０％〜７０％の膜厚
比であると、特性が最も良い。
【００１７】（３）利点 本実施形態では、梯型ＳＡＷフィルタを構成するＳＡＷ
共振子において、反射器２３，２４上にＳｉＯ２膜２７
を形成したので、該反射器２３，２４部分の音速が低下
し、ＩＤＴ２２の放射特性と反射器２３，２４の反射特
性が一致する。これにより、従来反射器２３，２４の外
に逃げていた表面波まで閉込められ、ＳＡＷ共振子のＱ
値が向上し、低損失のＳＡＷフィルタの実現が可能とな
る。なお、本実施形態では、絶縁膜としてＳｉＯ２膜２
７の誘電体薄膜について説明したが、比重が２〜３（Ｓ
ｉＯ２膜は約２．４）で、熱膨張率が１０〜２０（Ｓｉ
Ｏ２膜は約１５）である他の誘電体材料でも、同様の特
性を得ることができる。また、ＳＡＷフィルタのパター
ニングにおいて、リフトオフに代えて、エッチング等を
用いてもよい。
【００１８】第２の実施形態 本発明の第２の実施形態であるＳＡＷ共振子とこれを用
いて構成した梯型ＳＡＷフィルタの（１）構成、（２）
動作、及び（３）利点について説明する。 （１）構成 図３（ａ），（ｂ）は本発明の第２の実施形態である梯
型ＳＡＷフィルタを構成するＳＡＷ共振子の構成図であ
り、同図（ａ）は平面図、及び同図（ｂ）は断面図であ
る。このＳＡＷ共振子では、第１の実施形態と同様に、
ＬＴ基板２１上に、複数のＡｌ電極指を有するＩＤＴ２
２Ａと、このＩＤＴ２２Ａを挟んで左側と右側に配置さ
れ、複数のＡｌ電極指をそれぞれ有する左側及び右側の
反射器２３Ａ，２４Ａとが、形成されている。本実施形
態では、ＩＤＴ２２ＡのＡｌ電極指をエッチングで削る
等して薄くすることにより（例えば、５０００Å）、該
ＩＤＴ２２Ａの周波数特性を反射器２３Ａ，２４Ａ（例
えば、膜厚が７５００Å）の周波数特性に合わせ、ＳＡ
Ｗ共振子のＱ値を向上させ、ＳＡＷフィルタの低損失化
を図っている。図４（１）〜（９）は、図１４のＳＡＷ
フィルタを構成する図３のＳＡＷ共振子の製造方法の一
例を示す図である。このＳＡＷ共振子は、例えば、次の
（ａ）〜（ｉ）のような工程によって製造される。
【００１９】（ａ） 図４（１）の工程 ＬＴ基板２１上のパターンを形成する面に、スピンコー
ト法等によってレジスト２８を塗布する。 （ｂ） 図４（２）の露光工程 光学マスク２９を用い、光３０によってＳＡＷフィルタ
のパターンをレジスト２８上に転写する。 （ｃ） 図４（３）のパターン形成工程 現像によって不要なレジスト２８を除去し、レジストパ
ターン２８ａを形成する。 （ｄ） 図４（４）の工程 ＩＤＴ２２Ａ及び反射器２３Ａ，２４Ａの電極指となる
Ａｌ膜３１を、蒸着等によって全面に形成する。 （ｅ） 図４（５）の工程 有機溶剤等により、不要なＡｌ膜３１をレジストパター
ン２８ａと一緒に除去し、Ａｌ電極指３１ａを形成す
る。
【００２０】（ｆ） 図４（６）の工程 スピンコート法等により、Ａｌ電極指３１ａ上にレジス
ト３３を塗布する。 （ｇ） 図４（７）の工程 光学マスクを用い、レジスト３３上にＩＤＴ２２Ａのパ
ターンを転写する。次に、現像によって不要なレジスト
３３を除去し、レジストパターン３３ａを形成する。こ
れにより、ＩＤＴ２２Ａ部分のＡｌ電極指３１ａがレジ
ストパターン３３ａから露出する。 （ｈ） 図４（８）の工程 レジストパターン３３ａをマスクにし、ドライエッチン
グ等によってＩＤＴ２２Ａ部分のＡｌ電極指３１ａを若
干削る。削られたＩＤＴ２２ＡのＡｌ電極指３１ｂは、
反射器２３Ａ，２４ＡのＡｌ電極指３１ａよりも膜厚が
薄くなっている。 （ｉ） 図４（９）の工程 不要なレジストパターン３３ａを除去した後、入力端子
２５及び出力端子２６等を接続すれば、製造が終了す
る。
【００２１】（２）動作 高周波信号を端子２５，２６間に印加すると、ＩＤＴ２
２ＡからＳＡＷが放射される。ＩＤＴ２２Ａで放射され
たＳＡＷは、一部が該ＩＤＴ２２Ａ内部で反射され、他
が反射器２３Ａ，２４Ａで反射される。ＩＤＴ２２Ａ部
分のＡｌ電極指３１ｂは、ドライエッチング等で若干削
られているので、該ＩＤＴ２２Ａ部分の音速が上がり、
ＩＤＴ２２Ａ部分の放射コンダクタンスの周波数特性が
高い方にシフトする。これにより、ＩＤＴ２２Ａの放射
コンダクタンスの周波数特性と反射器２３Ａ，２４Ａの
反射特性が一致し、ＳＡＷ共振子のＱ値が向上する。実
験結果より、Ａｌ電極指の膜厚２５００Åで、ＩＤＴ２
２Ａの放射抵抗の周波数が約２０ＭＨＺ変化する。例え
ば、本実施形態のように反射器２３Ａ，２４Ａを７５０
０Åとし、ドライエッチング等で２５００Å削ってＩＤ
Ｔ２２Ａを５０００Åとすると丁度良い。これは、反射
器２３Ａ，２４Ａの膜厚を５０％厚くしたことに相当す
る。
【００２２】（３）利点 本実施形態では、梯型ＳＡＷフィルタを構成するＳＡＷ
共振子のＩＤＴ２２Ａ部分のＡｌ電極指３１ｂを削って
薄くしたので、該ＩＤＴ２２Ａの放射コンダクタンスの
周波数特性が高周波側にシフトし、ＩＤＴ２２Ａの放射
特性と反射器２３Ａ，２４Ａの反射特性が一致する。こ
れにより、ＳＡＷ共振子のＱ値が向上し、低損失のＳＡ
Ｗフィルタの実現が可能となる。また、ＩＤＴ２２Ａの
Ａｌ電極指３１ｂの膜厚は、反射器２３Ａ，２４ＡのＡ
ｌ電極指３１ａの４０％〜６０％であっても、同様の特
性が得られる。なお、ＳＡＷフィルタのパターニングに
おいて、リフトオフに代えて、エッチング等を用いても
よい。
【００２３】第３の実施形態 本発明の第３の実施形態であるＳＡＷ共振子とこれを用
いて構成した梯型ＳＡＷフィルタの（１）構成、（２）
動作、及び（３）利点を説明する。 （１）構成 図５（ａ），（ｂ）は本発明の第３の実施形態である梯
型ＳＡＷフィルタを構成するＳＡＷ共振子の構成図であ
り、同図（ａ）は平面図、及び同図（ｂ）は断面図であ
る。図６は、図５（ｂ）のＢ部分の拡大図である。この
ＳＡＷ共振子では、図１の実施形態と同様に、ＬＴ基板
２１上に、複数のＡｌ電極指を有するＩＤＴ２２Ｂと、
このＩＤＴ２２Ｂを挟んで左側と右側に配置され、複数
のＡｌ電極指をそれぞれ有する左側及び右側の反射器２
３Ｂ，２４Ｂとが、形成されている。本実施形態では、
反射器２３Ｂ，２４ＢのＡｌ電極指をＩＤＴ２２ＢのＡ
ｌ電極指よりも太くすることにより（例えば、幅１７％
広くする）、該反射器２３Ｂ，２４Ｂの周波数特性をＩ
ＤＴ２２Ｂの周波数特性に合わせ、ＳＡＷ共振子のＱ値
を向上させ、ＳＡＷフィルタの低損失化を図っている。
【００２４】図７（１）〜（５）は、図１４のＳＡＷフ
ィルタを構成する図５のＳＡＷ共振子の製造方法の一例
を示す図である。このＳＡＷ共振子は、例えば、次の
（ａ）〜（ｅ）のような工程によって製造される。 （ａ） 図７（１）の工程 ＬＴ基板２１上のパターンを形成する面に、スピンコー
ト法等によってレジスト２８を塗布する。 （ｂ） 図７（２）の露光工程 光学マスク３４を用い、光３０によってＳＡＷフィルタ
のパターンをレジスト２８上に転写する。 （ｃ） 図７（３）のパターン形成工程 現像によって不要なレジスト２８を除去し、レジストパ
ターン２８ｂを形成する。 （ｄ） 図７（４）の工程 ＩＤＴ２２Ｂ及び反射器２３Ｂ，２４Ｂの電極指となる
Ａｌ膜３５を、蒸着等によって全面に形成する。 （ｅ） 図７（５）の工程 有機溶剤等を用い、リフトオフによって不要なＡｌ膜３
５をレジストパターン２８ｂと一緒に除去し、ＩＤＴ２
２Ｂ及び反射器２３Ｂ，２４ＢのＡｌ電極指３５ａを形
成する。その後、端子２５，２６等を接続すれば、製造
が終了する。
【００２５】（２）動作 高周波信号を端子２５，２６間に印加すると、ＩＤＴ２
２ＢからＳＡＷが放射される。ＩＤＴ２２Ｂから放射さ
れたＳＡＷは、一部が該ＩＤＴ２２Ｂ内部で反射され、
他が反射器２３Ｂ，２４Ｂで反射される。図６に示すよ
うに、ＩＤＴ２２Ｂ部分のＡｌ電極指幅をＩｍｉ、ＩＤ
Ｔ２２Ｂ部分のＡｌ電極指３５ａのない部分をＩｇｉ、
反射器２３Ｂ，２４Ｂ部分のＡｌ電極指幅をＩｍｇ、反
射器２３Ｂ，２４Ｂ部分のＡｌ電極指３５ａのない部分
をＩｇｇとする。通常は、マスクの作りやすさ等から、
幅Ｉｍｉ，Ｉｇｉ，Ｉｍｇ，Ｉｇｇが、前記（１）、
（２）、（３）式のように設定される。これに対し、本
実施形態では、次のように設定される。 Ｉｍｉ＋Ｉｇｉ＝λ／２、Ｉｍｉ＋Ｉｇｉ＝λ／４ Ｉｍｇ＋Ｉｇｇ＝λ／２、Ｉｍｇ＞Ｉｇｇ すなわち、反射器２３Ｂ，２４ＢのＡｌ電極指３５ａの
幅Ｉｍｇが広がったため、該反射器２３Ｂ，２４Ｂ下の
ＳＡＷは、Ａｌ電極指３５ａの下を通るほど音速が低下
する。このために見かけ上、反射器２３Ｂ，２４Ｂ部分
の反射特性の中心周波数が低い方にシフトし、ＩＤＴ２
２Ｂの放射特性と反射器２３Ｂ，２４Ｂの反射特性が一
致し、ＳＡＷ共振子のＱ値が向上する。実験結果より、
反射器２３Ｂ，２４ＢのＡｌ電極指３５ａの幅Ｉｍｇを
１７％広くした場合、Ｑ値が約３０％向上した。
【００２６】（３）利点 本実施形態では、梯型ＳＡＷフィルタを構成するＳＡＷ
共振子の反射器２３Ｂ，２４Ｂ部分のＡｌ電極指３５ａ
を太くしたので、該反射器２３Ｂ，２４Ｂ部分の音速が
下がり、ＩＤＴ２２Ｂの放射特性と反射器２３Ｂ，２４
Ｂの反射特性が一致する。これにより、ＳＡＷ共振子の
Ｑ値が向上し、低損失のＳＡＷフィルタの実現が可能と
なる。反射器２３Ｂ，２４ＢのＡｌ電極指３５ａの幅Ｉ
ｍｇは、１０％〜５０％広いとＱ値の向上が見られ、特
に１０％〜２５％広いとＱ値の向上が著しい。なお、Ｓ
ＡＷフィルタのパターニングにおいて、リフトオフに代
えて、エッチング等を用いてもよい。
【００２７】第４の実施形態 本発明の第４の実施形態であるＳＡＷ共振子とこれを用
いて構成した梯型ＳＡＷフィルタの（１）構成、（２）
動作、及び（３）利点を説明する。 （１）構成 図８（ａ），（ｂ）は本発明の第４の実施形態である梯
型ＳＡＷフィルタを構成するＳＡＷ共振子の構成図であ
り、同図（ａ）は平面図、及び同図（ｂ）は断面図であ
る。このＳＡＷ共振子では、第１の実施形態と同様に、
ＬＴ基板２１上に、複数の電極指を有するＩＤＴ２２Ｃ
と、該ＩＤＴ２２Ｃを挟んで左側と右側に配置され、複
数の電極指をそれぞれ有する左側及び右側の反射器２３
Ｃ，２４Ｃとが、形成されている。本実施形態では、反
射器２３Ｃ，２４Ｃの電極指を、ＩＤＴ２２Ｃの電極指
を形成する金属膜（例えば、比重２．６９のＡｌ膜）よ
りも比重の重い金属膜（例えば、比重４．５８のＴｉ
膜）で形成することにより、該反射器２３Ｃ，２４Ｃの
周波数特性をＩＤＴ２２Ｃの周波数特性に合わせること
により、ＳＡＷ共振子のＱ値を向上させ、ＳＡＷフィル
タの低損失化を図っている。
【００２８】図９（１）〜（９）は、図１４のＳＡＷフ
ィルタを構成する図８のＳＡＷ共振子の製造方法の一例
を示す図である。このＳＡＷ共振子は、例えば、次の
（ａ）〜（ｉ）のような工程によって製造される。 （ａ） 図９（１）の工程 ＬＴ基板２１上のパターンを形成する面に、スピンコー
ト法等によってレジスト２８を塗布する。 （ｂ） 図９（２）の露光工程 光学マスク３６を用い、光３０によってＳＡＷフィルタ
のパターンをレジスト２８上に転写する。 （ｃ） 図９（３）のパターン形成工程 現像によって不要なレジスト２８を除去し、レジストパ
ターン２８ｃを形成する。 （ｄ） 図９（４）の工程 ＩＤＴ２２Ｃの電極指となるＡｌ膜３７を、蒸着等によ
って全面に形成する。 （ｅ） 図９（５）の工程 有機溶剤等を用い、リフトオフによって不要なＡｌ膜３
７をレジストパターン２８ｃと一緒に除去し、ＩＤＴ２
２ＣのＡｌ電極指３７ａを形成する。
【００２９】（ｆ） 図９（６）の工程 スピンコート法等により、Ａｌ電極指３７ａ上にレジス
ト３８を塗布する。 （ｇ） 図９（７）の工程 光学マスクを用い、反射器２３Ｃ，２４Ｃのパターンを
レジスト３８上に転写した後、現像によって不要なレジ
スト３８を除去してレジストパターン３８ａを形成す
る。 （ｈ） 図９（８）の反射器形成工程 反射器２３Ｃ，２４Ｃの電極指となるＴｉ膜３９を、蒸
着等によって全面に形成する。 （ｉ） 図９（９）のリフトオフ工程 有機溶剤等により、不要なＴｉ膜３９をレジストパター
ン３８ａと一緒に除去し、反射器２３Ｃ，２４ＣのＴｉ
電極指３９ａを形成する。その後、端子２５，２６等を
接続すれば、製造が終了する。
【００３０】（２）動作 高周波信号を端子２５，２６間に印加すると、ＩＤＴ２
２ＣからＳＡＷが放射される。ＩＤＴ２２Ｃから放射さ
れたＳＡＷは、一部が該ＩＤＴ２２Ｃ内部で反射され、
他が反射器２３Ｃ，２４Ｃで反射される。本実施形態で
は、反射器２３Ｃ，２４Ｃの電極指３９ａを、Ａｌ膜
（比重２．６９）よりも比重の重いＴｉ膜（比重４．５
８）で形成したため、該反射器２３Ｃ，２４Ｃ下の音速
が低下し、ＩＤＴ２２Ｃの放射コンダクタンスの周波数
特性が低い周波数にシフトする。これにより、反射器２
３Ｃ，２４Ｃの反射特性が一致し、ＳＡＷ共振子のＱ値
が向上する。実験結果より、例えば、膜厚が５０００Å
であると、Ａｌ膜は周波数が約３８ＭＨＺ変化し、Ｔｉ
膜の場合は約６３ＭＨＺ変化する。図２０〜図２２で
は、反射器１３の中心周波数が約２５ＭＨＺ低下し、丁
度良い。
【００３１】（３）利点 本実施形態では、梯型ＳＡＷフィルタを構成するＳＡＷ
共振子の反射器２３Ｃ，２４Ｃの電極指３９ａを、Ａｌ
膜よりも比重の重いＴｉ膜で形成したので、該反射器２
３Ｃ，２４Ｃ下の音速が低下し、ＩＤＴ２２Ｃの放射コ
ンダクタンスの周波数特性が低い周波数にシフトする。
これにより、反射器２３Ｃ，２４Ｃの反射特性が一致
し、従来反射器２３Ｃ，２４Ｃの外に逃げていた表面波
まで閉込められ、ＳＡＷ共振子のＱ値が向上し、低損失
のＳＡＷフィルタの実現が可能となる。なお、反射器２
３Ｃ，２４Ｃの電極指３９ａを形成する金属膜として、
Ｔｉ以外の金属（例えば、Ｓｎ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ）で
も、同様の効果を得ることができる。この場合は、比重
をＴｉと比較して周波数変化を計算し、膜厚を調整すれ
ばよい。また、ＳＡＷフィルタのパターニングにおい
て、リフトオフに代えて、エッチング等を用いてもよ
い。
【００３２】第５の実施形態 本発明の第５の実施形態であるＳＡＷ共振子とこれを用
いて構成した梯型ＳＡＷフィルタの（１）構成、（２）
動作、及び（３）利点を説明する。 （１）構成 図１０（ａ），（ｂ）は本発明の第５の実施形態である
梯型ＳＡＷフィルタを構成するＳＡＷ共振子の構成図で
あり、同図（ａ）は平面図、及び同図（ｂ）は断面図で
ある。図１１は、図１０（ｂ）のＣ部分の拡大図であ
る。このＳＡＷ共振子では、第１の実施形態と同様に、
ＬＴ基板２１上に、複数のＡｌ電極指を有するＩＤＴ２
２Ｄと、該ＩＤＴ２２Ｄを挟んで左側と右側に配置さ
れ、複数のＡｌ電極指をそれぞれ有する左側及び右側の
反射器２３Ｄ，２４Ｄとが、形成されている。本実施形
態では、ＩＤＴ２２ＤのＡｌ電極指の幅を細くし、該Ｉ
ＤＴ２２Ｄの周波数特性を反射器２３Ｄ，２４Ｄの周波
数特性に合わせることにより、ＳＡＷ共振子のＱ値を向
上させ、ＳＡＷフィルタの低損失化を図っている。図１
２（１）〜（５）は、図１０のＳＡＷ共振子の製造方法
の一例を示す図である。
【００３３】このＳＡＷ共振子は、例えば、次の（ａ）
〜（ｅ）のような工程によって製造される。 （ａ） 図１２（１）の工程 ＬＴ基板２１上のパタンを形成する面に、スピンコート
法等によってレジスト２８を塗布する。 （ｂ） 図１２（２）の露光工程 光学マスク４０を用い、光３０によってＳＡＷフィルタ
のパターンをレジスト２８上に転写させる。 （ｃ） 図１２（３）のパターン形成工程 現像によって不要なレジスト２８を除去し、レシストパ
ターン２８ｄを形成する。 （ｄ） 図１２（４）の工程 ＩＤＴ２２Ｄ及び反射器２３Ｄ，２４Ｄの電極指となる
Ａｌ膜４１を、蒸着等によって全面に形成する。 （ｅ） 図１２（５）の工程 有機溶剤等により、リフトオフによって不要なＡｌ膜４
１をレジストパターン２８ｄと一緒に除去し、ＩＤＴ２
２Ｄ及び反射器２３Ｄ，２４ＤのＡｌ電極指４１ａを形
成する。その後、端子２５，２６等を接続すれば、製造
が終了する。
【００３４】（２）動作 高周波信号を端子２５，２６間に印加すると、ＩＤＴ２
２ＤからＳＡＷが放射される。ＩＤＴ２２Ｄから放射さ
れたＳＡＷは、一部が該ＩＤＴ２２Ｄ内部で反射され、
他が反射器２３Ｄ，２４Ｄで反射される。図１１に示す
ように、ＩＤＴ２２Ｄ部分のＡｌ電極指幅をＩｍｉ、Ｉ
ＤＴ２２Ｄ部分のＡｌ電極指４１ａのない部分をＩｇ
ｉ、反射器２３Ｄ，２４Ｄ部分のＡｌ電極指幅をＩｍ
ｇ、及び反射器２３Ｄ，２４Ｄ部分のＡｌ電極指４１ａ
のない部分をＩｇｇとする。通常は、マスクの作りやす
さ等から、電極指の幅Ｉｍｉ，Ｉｇｉ，Ｉｍｇ，Ｉｇｇ
が、前記（１）、（２）、（３）式のように設定され
る。これに対し、本実施形態では、次のように設定され
る。 Ｉｍｉ＋Ｉｇｉ＝λ／２、Ｉｍｉ＜Ｉｇｉ Ｉｍｇ＋Ｉｇｇ＝λ／２、Ｉｍｇ＝Ｉｇｇ＝λ／４ すなわち、ＩＤＴ２２ＤのＡｌ電極指４１ａの幅Ｉｍｉ
を反射器２３Ｄ，２４ＤのＡｌ電極指４１ａの幅よりも
狭くしたため（例えば、１０％〜５０％狭くする）、該
ＩＤＴ２２Ｄの放射コンダクタンスの中心周波数は変ら
ないが、広帯域となる。
【００３５】図１３（ａ），（ｂ）は図１０のＳＡＷ共
振子の周波数特性図であり、同図（ａ）はＩＤＴ２２Ｄ
の放射コンダクタンスの周波数特性図、及び同図（ｂ）
は反射器２３Ｄ，２４Ｄの反射率の周波数特性図であ
る。この図１３（ａ），（ｂ）に示すように、ＩＤＴ２
２ＤのＡｌ電極指４１ａの幅Ｉｍｉを狭くすると、高周
波の部分まで放射コンダクタンスが広がり、該ＩＤＴ２
２Ｄの放射コンダクタンスと反射器２３Ｄ，２４Ｄの反
射特性の重なる部分が増え、ＳＡＷ共振子のＱ値が向上
する。
【００３６】（３）利点 本実施形態では、梯型ＳＡＷフィルタを構成するＳＡＷ
共振子のＩＤＴ２２ＤのＡｌ電極指４１ａを細くしたの
で、ＩＤＴ２２Ｄ部分の放射コンダクタンスの周波数特
性が広帯域になり、該ＩＤＴ２２Ｄの放射特性と反射器
２３Ｄ，２４Ｄの反射特性の重なる部分が広がる。これ
により、ＳＡＷ共振子のＱ値が向上し、低損失のＳＡＷ
フィルタの実現が可能となる。なお、ＳＡＷフィルタの
パターンニングにおいて、リフトオフに代えて、エッチ
ング等を用いてもよい。本発明は、上記実施形態に限定
されず、種々の変形が可能である。例えば、ＬＴ基板２
１は、３６°Ｙ−ＸのＬＴ基板以外のＬＴ基板を用いて
もよい。Ａｌ電極指は、他の金属膜を用いて形成しても
よい。また、図１４では、１段の梯型ＳＡＷフィルタに
ついて説明したが、これを複数段の梯型ＳＡＷフィルタ
で構成しても、上記実施形態とほぼ同様の利点が得られ
る。
【００３７】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明のう
ちの請求項１、６及び７の発明によれば、反射器上に絶
縁膜を被着したので、該反射器部分の音速が低下し、Ｉ
ＤＴの放射特性と反射器の反射特性が一致する。これに
より、ＳＡＷ共振子のＱ値が向上し、低損失のＳＡＷフ
ィルタの実現が可能となる。請求項２、６及び７の発明
によれば、反射器の電極指の膜厚をＩＤＴ部分の電極指
の膜厚よりも４０％〜６０％厚くしたので、該ＩＤＴの
放射コンダクタンスの周波数特性が高周波側にシフト
し、ＩＤＴの放射特性と反射器の反射特性が一致する。
これにより、ＳＡＷ共振子のＱ値が向上し、低損失のＳ
ＡＷフィルタの実現が可能となる。請求項３、６及び７
の発明によれば、反射器の電極指の幅をＩＤＴの電極指
の幅よりも１０％〜５０％広くしたので、該反射器部分
の音速が下がり、ＩＤＴの放射特性と反射器の反射特性
が一致する。これにより、ＳＡＷ共振子のＱ値が向上
し、低損失のＳＡＷフィルタの実現が可能となる。
【００３８】請求項４、８及び９の発明によれば、反射
器の金属膜をＩＤＴの金属膜よりも比重の重い金属を用
いて形成したので、該反射器下の音速が低下し、ＩＤＴ
の放射コンダクタンスの周波数特性が低い周波数にシフ
トし、反射器の反射特性が一致する。これにより、ＳＡ
Ｗ共振子のＱ値が向上し、低損失のＳＡＷフィルタの実
現が可能となる。請求項５、６及び７の発明によれば、
ＩＤＴの電極指の幅を反射器の電極指の幅よりも１０％
〜５０％狭くしたので、該ＩＤＴ部分の放射コンダクタ
ンスの周波数特性が広帯域になり、ＩＤＴの放射特性と
反射器の反射特性の重なる部分が広がる。これにより、
ＳＡＷ共振子のＱ値が向上し、低損失のＳＡＷフィルタ
の実現が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を示すＳＡＷ共振子の
構成図である。
【図２】図１の製造方法を示す図である。
【図３】本発明の第２の実施形態を示すＳＡＷ共振子の
構成図である。
【図４】図３の製造方法を示す図である。
【図５】本発明の第３の実施形態を示すＳＡＷ共振子の
構成図である。
【図６】図５（ｂ）のＢ部分の拡大図である。
【図７】図５の製造方法を示す図である。
【図８】本発明の第４の実施形態を示すＳＡＷ共振子の
構成図である。
【図９】図８の製造方法を示す図である。
【図１０】本発明の第５の実施形態を示すＳＡＷ共振子
の構成図である。
【図１１】図１０（ｂ）のＣ部分の拡大図である。
【図１２】図１０の製造方法を示す図である。
【図１３】図１０の周波数特性図である。
【図１４】梯型ＳＡＷフィルタの構成図である。
【図１５】図１４の周波数特性図である。
【図１６】従来の１端子対ＳＡＷ共振子の平面図であ
る。
【図１７】図１６のＡ部分の拡大図である。
【図１８】図１６の製造方法を示す図である。
【図１９】図１６の周波数特性図である。
【図２０】反射器のストップバンド評価のための通過特
性の測定回路図である。
【図２１】反射器のストップバンド評価を示す図であ
る。
【図２２】反射器のストップバンド評価を示す図であ
る。
【符号の説明】
１ 直列腕 ２ 並列腕 ２１ ＬＴ基板 ２２，２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄ ＩＤＴ ２３，２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄ，２４，２４
Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ，２４Ｄ
反射器

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ＬｉＴａＯ３単結晶基板上に形成され、
    弾性表面波を励振するための金属膜からなる複数の電極
    指を有するすだれ状トランスデューサと、 前記基板上に前記トランスデューサを挟んで左側と右側
    に形成され、前記弾性表面波を該トランスデューサ側へ
    反射させるための前記金属膜と同一の金属膜からなる複
    数の電極指をそれぞれ有する左側及び右側の反射器とを
    備え、 比重が２〜３、熱膨張率が１０〜２０、及び前記金属膜
    に対する膜厚比が４０％〜７０％の絶縁膜を、前記反射
    器上に被着したことを特徴とする弾性表面波共振子。
  2. 【請求項２】 請求項１のトランスデューサ及び反射器
    を備え、 前記反射器の電極指膜厚を前記トランスデューサの電極
    指膜厚よりも４０％〜６０％厚くしたことを特徴とする
    弾性表面波共振子。
  3. 【請求項３】 請求項１のトランスデューサ及び反射器
    を備え、 前記反射器の電極指幅を前記トランスデューサの電極指
    幅よりも１０％〜５０％広くしたことを特徴とする弾性
    表面波共振子。
  4. 【請求項４】 請求項１のトランスデューサ及び反射器
    を備え、 前記反射器を、前記トランスデューサの金属膜よりも比
    重の大きな金属膜で形成したことを特徴とする弾性表面
    波共振子。
  5. 【請求項５】 請求項１のトランスデューサ及び反射器
    を備え、 前記トランスデューサの電極指幅を前記反射器の電極指
    幅よりも１０％〜５０％狭くしたことを特徴とする弾性
    表面波共振子。
  6. 【請求項６】 請求項１、２、３又は５の弾性表面波共
    振子を直列腕及び並列腕に用い、これらを梯型に接続し
    て前記基板上に形成し、かつ該直列腕の共振周波数と該
    並列腕の反共振周波数を一致させて構成したことを特徴
    とする弾性表面波フィルタ。
  7. 【請求項７】 請求項６記載の弾性表面波フィルタにお
    いて、 前記基板は３６°Ｙ−Ｘ、ＬｉＴａＯ３単結晶基板で、
    前記トランスデューサ及び反射器はＡｌ膜で、それぞれ
    形成したことを特徴とする弾性表面波フィルタ。
  8. 【請求項８】 請求項４の弾性表面波共振子を直列腕及
    び並列腕に用い、これらを梯型に接続して前記基板上に
    形成し、かつ該直列腕の共振周波数と該並列腕の反共振
    周波数を一致させて構成したことを特徴とする弾性表面
    波フィルタ。
  9. 【請求項９】 請求項８記載の弾性表面波フィルタにお
    いて、 前記基板は３６°Ｙ−Ｘ、ＬｉＴａＯ３単結晶基板で、
    前記トランスデューサはＡｌ膜で、前記反射器はＴｉ、
    Ｓｎ、Ｆｅ、Ｎｉ又はＣｕのいずれか１つの金属膜で、
    それぞれ形成したことを特徴とする弾性表面波フィル
    タ。
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