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公開番号2025059446
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-10
出願番号2023169532
出願日2023-09-29
発明の名称弾性波装置およびマルチプレクサ
出願人株式会社村田製作所
代理人個人,個人
主分類H03H 9/25 20060101AFI20250403BHJP(基本電子回路)
要約【課題】3倍波励振の不要波の発生が抑制されたピストンモードのIDT電極を有する弾性波装置を提供する。
【解決手段】フィルタ10は、圧電性基板50とIDT電極30とを有する弾性波共振子を備え、圧電性基板50は圧電層51と低音速層52と高音速層53とを有し、IDT電極30の交叉領域は中央領域とエッジ領域とを有し、IDT電極30はエッジ領域内に配置された質量付加膜を有し、IDT電極30のデューティーDおよび圧電層51のカット角θ°は、0.513≦D≦0.568かつ2.5≦θ≦17.5、0.538≦D≦0.568かつ17.5≦θ≦22.5、0.538≦D≦0.588かつ42.5≦θ≦52.5、0.538≦D≦0.613かつ52.5≦θ≦67.5、0.513≦D≦0.638かつ67.5≦θ≦77.5、および、0.513≦D≦0.713かつ77.5≦θ≦92.5、のいずれかを満たす。
【選択図】図3A
特許請求の範囲【請求項１】
基板と、前記基板上に配置されたＩＤＴ（ＩｎｔｅｒＤｉｇｉｔａｌＴｒａｎｓｄｕｃｅｒ）電極と、を有する第１弾性波共振子を備え、
前記基板は、
前記ＩＤＴ電極が形成され、タンタル酸リチウムからなる圧電層と、
前記圧電層を伝搬する弾性波音速よりも、伝搬するバルク波音速が高速である高音速層と、
前記圧電層と前記高音速層との間に配置され、前記圧電層を伝搬するバルク波よりも、バルク波の音速が低速となる低音速層と、を有し、
前記ＩＤＴ電極は、
互いに平行に配置された複数の第１電極指および複数の第２電極指と、
前記複数の第１電極指の一方端同士を接続するよう構成された第１バスバー電極と、
前記複数の第２電極指の一方端同士を接続するよう構成され、前記複数の第１電極指および前記複数の第２電極指を挟んで前記第１バスバー電極と対向配置された第２バスバー電極と、を有し、
前記複数の第１電極指と前記複数の第２電極指とが、前記圧電層に平行な方向かつ前記第１電極指および前記第２電極指の延伸方向と直交する第１方向から見て重なり合う領域を交叉領域とした場合、前記交叉領域は、前記延伸方向の中央に位置する中央領域と、前記中央領域よりも前記延伸方向の両外側に位置し、前記中央領域における音速より音速が低いエッジ領域を有し、
前記ＩＤＴ電極は、さらに、
前記エッジ領域内の前記複数の第１電極指および前記複数の第２電極指の少なくとも一方の前記圧電層の主面に垂直な第２方向に配置された質量付加膜を有し、
前記ＩＤＴ電極のデューティーをＤとし、前記圧電層のカット角をθ°とした場合、
（１）０．５１３≦Ｄ≦０．５６８、かつ、２．５≦θ≦１７．５、
（２）０．５３８≦Ｄ≦０．５６８、かつ、１７．５≦θ≦２２．５、
（３）０．５３８≦Ｄ≦０．５８８、かつ、４２．５≦θ≦５２．５、
（４）０．５３８≦Ｄ≦０．６１３、かつ、５２．５≦θ≦６７．５、
（５）０．５１３≦Ｄ≦０．６３８、かつ、６７．５≦θ≦７７．５、および、
（６）０．５１３≦Ｄ≦０．７１３、かつ、７７．５≦θ≦９２．５、のいずれかを満たす、
弾性波装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
（１）０．５３８≦Ｄ≦０．５８８、かつ、４２．５≦θ≦５２．５、および、
（２）０．５３８≦Ｄ≦０．６１３、かつ、５２．５≦θ≦５７．５、のいずれかを満たす、
請求項１に記載の弾性波装置。
【請求項３】
０．５３８≦Ｄ≦０．５８８、かつ、４２．５≦θ≦５２．５を満たす、
請求項２に記載の弾性波装置。
【請求項４】
前記質量付加膜は、前記エッジ領域内の前記複数の第１電極指、前記複数の第２電極指、および前記複数の第１電極指と前記複数の第２電極指との間の領域、の前記第２方向に配置される、
請求項１～３のいずれか１項に記載の弾性波装置。
【請求項５】
前記質量付加膜は、酸化タンタルを含む、
請求項４に記載の弾性波装置。
【請求項６】
前記質量付加膜は、前記エッジ領域内の前記複数の第１電極指および前記複数の第２電極指の少なくとも一方のみの前記第２方向に配置され、
前記質量付加膜は、前記複数の第１電極指および前記複数の第２電極指と同じ導電材料からなる、
請求項１～３のいずれか１項に記載の弾性波装置。
【請求項７】
前記ＩＤＴ電極のデューティーＤは、前記複数の第１電極指および前記複数の第２電極指のデューティーを平均化したものである、
請求項１～３のいずれか１項に記載の弾性波装置。
【請求項８】
前記弾性波装置は、
第１入出力端子および第２入出力端子と、
前記第１弾性波共振子を含む複数の弾性波共振子と、を備え、
前記複数の弾性波共振子は、
前記第１入出力端子および前記第２入出力端子を結ぶ経路に直列配置された直列腕共振子と、
前記経路とグランドとの間に接続された並列腕共振子と、を含む、
請求項１～３のいずれか１項に記載の弾性波装置。
【請求項９】
前記弾性波装置は、
前記第１弾性波共振子を含む複数の弾性波共振子を備え、
前記複数の弾性波共振子は、縦結合型共振子を含む、
請求項１～３のいずれか１項に記載の弾性波装置。
【請求項１０】
共通端子と、
前記共通端子に接続された請求項１～３のいずれか１項に記載の弾性波装置と、
前記共通端子に接続されたフィルタと、を備える、
マルチプレクサ。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾性波装置およびマルチプレクサに関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１および２には、圧電層、低音速層および高音速層を含む基板を用いた弾性表面波共振子の電極構造および基板の積層構造が開示されている。特許文献１には、ＩＤＴ（ＩｎｔｅｒＤｉｇｉｔａｌＴｒａｎｓｄｕｃｅｒ）電極を構成する複数の電極指の幅を部分的に広くしたピストンモードの構造が開示され、特許文献２には、ＩＤＴ電極を構成する複数の電極指の先端に質量付加膜が配置されたピストンモードの構造が開示されている。特許文献１および２に開示されたピストンモードの構造によれば、横モードのリップルを抑制できるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
国際公開第２０２１／０６０１５０号
特開２０１９－０９２０９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１および２に開示されたピストンモードのＩＤＴ電極を有する弾性波共振子では、基本波の３倍の周波数に発生する不要波（３倍波励振）の抑制が不十分である。
【０００５】
そこで、本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、３倍波励振の不要波の発生が抑制されたピストンモードのＩＤＴ電極を有する弾性波装置およびマルチプレクサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る弾性波装置は、基板と、基板上に配置されたＩＤＴ電極と、を有する第１弾性波共振子を備え、基板は、ＩＤＴ電極が形成され、タンタル酸リチウムからなる圧電層と、圧電層を伝搬する弾性波音速よりも、伝搬するバルク波音速が高速である高音速層と、圧電層と高音速層との間に配置され、圧電層を伝搬するバルク波よりも、バルク波の音速が低速となる低音速層と、を有し、ＩＤＴ電極は、互いに平行に配置された複数の第１電極指および複数の第２電極指と、複数の第１電極指の一方端同士を接続するよう構成された第１バスバー電極と、複数の第２電極指の一方端同士を接続するよう構成され、複数の第１電極指および複数の第２電極指を挟んで第１バスバー電極と対向配置された第２バスバー電極と、を有し、複数の第１電極指と複数の第２電極指とが、圧電層に平行な方向かつ第１電極指および第２電極指の延伸方向と直交する第１方向から見て重なり合う領域を交叉領域とした場合、交叉領域は、延伸方向の中央に位置する中央領域と、中央領域よりも延伸方向の両外側に位置し、中央領域における音速より音速が低いエッジ領域を有し、ＩＤＴ電極は、さらに、エッジ領域内の複数の第１電極指および複数の第２電極指の少なくとも一方の圧電層の主面に垂直な第２方向に配置された質量付加膜を有し、ＩＤＴ電極のデューティーをＤとし、圧電層のカット角をθ°とした場合、
（１）０．５１３≦Ｄ≦０．５６８、かつ、２．５≦θ≦１７．５、
（２）０．５３８≦Ｄ≦０．５６８、かつ、１７．５≦θ≦２２．５、
（３）０．５３８≦Ｄ≦０．５８８、かつ、４２．５≦θ≦５２．５、
（４）０．５３８≦Ｄ≦０．６１３、かつ、５２．５≦θ≦６７．５、
（５）０．５１３≦Ｄ≦０．６３８、かつ、６７．５≦θ≦７７．５、および、
（６）０．５１３≦Ｄ≦０．７１３、かつ、７７．５≦θ≦９２．５、のいずれかを満たす。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、３倍波励振の不要波の発生が抑制されたピストンモードのＩＤＴ電極を有する弾性波装置およびマルチプレクサを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
実施の形態に係るマルチプレクサの回路構成図である。
実施の形態に係る弾性波装置の回路構成図である。
実施の形態の変形例１に係る弾性波装置の回路構成図である。
実施の形態に係る第１弾性波共振子の平面図である。
実施の形態に係る第１弾性波共振子の第１断面図である。
実施の形態に係る第１弾性波共振子の第２断面図である。
実施の形態の変形例２に係る第１弾性波共振子の平面図である。
実施の形態の変形例２に係る第１弾性波共振子の断面図である。
ＩＤＴ電極のデューティーを変化させた場合の弾性波共振子の共振特性を示すグラフである。
ＩＤＴ電極のデューティーを変化させた場合の弾性波共振子の３倍波励振信号の位相を示すグラフである。
ＩＤＴ電極のデューティーと３倍波励振信号の位相との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本開示の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置および接続形態などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。
【００１０】
なお、各図は、本発明を示すために適宜強調、省略、または比率の調整を行った模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではなく、実際の形状、位置関係、および比率とは異なる場合がある。各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略または簡素化される場合がある。
（【００１１】以降は省略されています）

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