Title:
Vorrichtung für elastische Wellen
Document Type and Number:
Kind Code:
T5

Abstract:

Eine Vorrichtung für elastische Wellen mit einem verminderten Auftreten von Restwelligkeiten wird bereitgestellt.
Eine IDT-Elektrode 3 ist auf einem piezoelektrischen Substrat 2 angeordnet. In der IDT-Elektrode 3 sind mehrere erste Elektrodenfinger 13 und mehrere zweite Elektrodenfinger 14 verschränkt angeordnet. Der Bereich, wo die mehreren ersten Elektrodenfinger 13 und die mehreren zweiten Elektrodenfingern einander in einer Ausbreitungsrichtung elastischer Wellen überlappen, bildet einen Anregungsbereich. Randabschnitte, wo eine Schallgeschwindigkeit geringer ist als eine Schallgeschwindigkeit in dem zentralen Abschnitt, sind auf gegenüberliegenden Seiten eines zentralen Abschnitts in dem Anregungsbereich angeordnet. Eine erste Sammelschiene 11 und eine zweite Sammelschiene 12 enthalten innere Sammelabschnitte 11A und 12A, zentrale Sammelabschnitte 11B und 12B, und äußere Sammelabschnitte 11C und 12C. Erste und zweite Offset-Elektrodenfinger 17 und 18 erstrecken sich von den inneren Sammelabschnitten 11A und 12A zu den führenden Enden der zweiten Elektrodenfinger 14 oder der ersten Elektrodenfinger 13 hin.





Inventors:
Araki, Masato (Kyoto-fu, Nagaokakyo-shi, JP)
Daimon, Katsuya (Kyoto-fu, Nagaokakyo-shi, JP)
Application Number:
DE112016001894T
Publication Date:
01/04/2018
Filing Date:
04/06/2016
Assignee:
MURATA MANUFACTURING CO., LTD. (Kyoto-fu, Nagaokakyo-shi, JP)
International Classes:
H03H9/145
Attorney, Agent or Firm:
CBDL Patentanwälte, 47051, Duisburg, DE
Claims:
1. Vorrichtung für elastische Wellen umfassend:
ein piezoelektrisches Substrat und
eine Interdigitalwandler-(IDT)-Elektrode, die auf dem piezoelektrischen Substrat angeordnet ist,
wobei die IDT-Elektrode umfasst:
eine erste Sammelschiene,
eine getrennt von der ersten Sammelschiene angeordnete zweite Sammelschiene,
mehrere erste Elektrodenfinger, die mit der ersten Sammelschiene verbundene Basisenden besitzen und die sich zu der der zweiten Sammelschiene hin erstrecken,
mehrere zweite Elektrodenfinger, die mit der zweiten Sammelschiene verbundene Basisenden besitzen und die sich zu der ersten Sammelschiene hin erstrecken,
wobei, wenn eine Richtung, in der sich die ersten und zweiten Elektrodenfinger erstrecken, eine Überlappungs-Breitenrichtung und eine Richtung senkrecht zur Überlappungs-Breitenrichtung eine Breitenrichtung ist, Randabschnitte, in denen eine Schallgeschwindigkeit kleiner ist als eine Schallgeschwindigkeit in einem zentralen Abschnitt in einem Anregungsbereich in der Überlappungs-Breitenrichtung, auf gegenüberliegenden Seiten des Anregungsbereichs in der Überlappungs-Breitenrichtung angeordnet sind,
mindestens eine der ersten und zweiten Sammelschienen mehrere Öffnungen aufweist, die voneinander entlang der Breitenrichtung beabstandet sind, umfasst,
mindestens eine der ersten und zweiten Sammelschienen einen inneren Sammelabschnitt, der von den Öffnungen aus einwärts in der Überlappungs-Breitenrichtung angeordnet ist, einen zentralen Sammelabschnitt, in dem die Öffnungen angeordnet sind, und einen äußeren Sammelabschnitt, der auf einer dem inneren Sammelabschnitt gegenüberliegenden Seite angeordnet ist, so dass der zentrale Sammelabschnitt zwischen diesen angeordnet ist, umfasst, und
mindestens eine der ersten und zweiten Sammelschienen Offset-Elektrodenfinger umfasst, die sich vom inneren Sammelabschnitt in zu führenden Enden der zweiten Elektrodenfinger hin oder zu führenden Enden der ersten Elektrodenfinger hin erstrecken.

2. Vorrichtung für elastische Wellen nach Anspruch 1, wobei eine Abmessung des inneren Sammelabschnitts entlang der Überlappungs-Breitenrichtung kleiner ist als eine Abmessung des zentralen Sammelabschnitts entlang der Überlappungs-Breitenrichtung.

3. Vorrichtung für elastische Wellen nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine Schallgeschwindigkeit in einem Bereich, in dem die Offset-Elektrodenfinger angeordnet sind, eine Größe zwischen einer Schallgeschwindigkeit in dem inneren Sammelabschnitt und einer Schallgeschwindigkeit in einem Bereich zwischen den Offset-Elektrodenfingern und den Randabschnitten hat.

4. Vorrichtung für elastische Wellen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Abmessung des inneren Sammelabschnitts entlang der Überlappungs-Breitenrichtung in einem Bereich von 0,1 λ bis 0,5 λ einschließlich liegt.

5. Vorrichtung für elastische Wellen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei eine Abmessung jedes der ersten und zweiten Elektrodenfinger im Randabschnitt entlang der Breitenrichtung größer ist als eine Abmessung jedes der ersten und zweiten Elektrodenfinger im zentralen Abschnitt im Anregungsbereich entlang der Breitenrichtung.

6. Vorrichtung für elastische Wellen nach Anspruch 5, wobei eine Abmessung jedes der Offset-Elektrodenfinger entlang der Breitenrichtung größer ist als eine Abmessung jedes der ersten und zweiten Elektrodenfinger im zentralen Abschnitt im Anregungsbereich entlang der Breitenrichtung der ersten und zweiten Elektrodenfinger.

7. Vorrichtung für elastische Wellen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Randabschnitte einen dielektrischen Film, der auf obere Flächen oder untere Flächen der ersten und zweiten Elektrodenfinger laminiert ist, umfasst.

Description:
TECHNISCHES GEBIET

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für elastische Wellen, die die sogenannte Kolbenmode verwendet.

STAND DER TECHNIK

Eine Vorrichtung für elastische Wellen, die die Kolbenmode verwendet, ist im nachfolgenden Patentdokument 1 offenbart. Die Vorrichtung für elastische Wellen aus Patentdokument 1 beinhaltet Verbreiterungen an gegenüberliegenden Seiten eines Anregungsbereichs in der Überlappungs-Breitenrichtung derart, dass die Schallgeschwindigkeit in den Verbreiterungen kleiner ist als in einem zentralen Abschnitt im Anregungsbereich in der Überlappungs-Breitenrichtung. Eine Sammelschiene weist mehrere Öffnungen auf, die entlang einer Ausbreitungsrichtung elastischer Wellen voneinander beabstandet sind. Die Sammelschiene beinhaltet einen inneren Sammelabschnitt, der von den Öffnungen aus einwärts in der Überlappungs-Breitenrichtung angeordnet ist, einen zentralen Sammelabschnitt, in dem die Öffnungen angeordnet sind, und einen äußeren Sammelabschnitt, der vom zentralen Sammelabschnitt her auswärts in der Überlappungs-Breitenrichtung angeordnet ist. Der innere Bereich der Sammelschiene hat eine Streifenform, die sich in der Ausbreitungsrichtung der elastischen Wellen erstreckt.

ZITIERUNGSLISTE

  • Patentdokument 1: Internationale Veröffentlichung Nr. WO 2014-192756 A1

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG Technisches Problem

In Patentdokument 1 formen die Verbreiterungen Randabschnitte mit niedriger Schallgeschwindigkeit, und der streifenförmige innere Sammelabschnitt ist vorgesehen. Dies zielt auf die Unterdrückung von Transversalmoden ab.

Leider kann die in Patentdokument 1 beschriebene Vorrichtung für elastische Wellen jedoch in einer Resonanzkennlinie oder einer Filterkennlinie ungewünschte Restwelligkeiten zeigen.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung für elastische Wellen mit einem reduzierten Auftreten von Restwelligkeiten bereitzustellen.

Lösung des Problems

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung für elastische Wellen umfasst ein piezoelektrisches Substrat und eine Interdigitalwandler-(IDT)-Elektrode, die auf dem piezoelektrischen Substrat angeordnet ist. Die IDT-Elektrode umfasst eine erste Sammelschiene, eine zweite Sammelschiene, die getrennt von der ersten Sammelschiene angeordnet ist, mehrere erste Elektrodenfinger, die Basisenden besitzen, die mit der ersten Sammelschiene verbunden sind und sich zur zweiten Sammelschiene hin erstrecken, und mehrere zweite Elektrodenfinger, die Basisenden besitzen, die mit der zweiten Sammelschiene verbunden sind und sich zur ersten Sammelschiene hin erstrecken. Wenn eine Richtung, in der sich die ersten und zweiten Elektrodenfinger erstrecken, eine Überlappungs-Breitenrichtung und eine Richtung rechtwinklig zur Überlappungs-Breitenrichtung eine Breitenrichtung ist, sind Randabschnitte, wo eine Schallgeschwindigkeit geringer ist als eine Schallgeschwindigkeit in einem zentralen Abschnitt in einem Anregungsbereich in der Überlappungs-Breitenrichtung, auf gegenüberliegenden Seiten des Anregungsbereichs in der Überlappungs-Breitenrichtung angeordnet. Mindestens eine der ersten und zweiten Sammelschienen weist mehrere Öffnungen auf, die voneinander entlang der Breitenrichtung beabstandet sind. Mindestens eine der ersten und zweiten Sammelschienen umfasst einen inneren Sammelabschnitt, der von den Öffnungen aus einwärts in der Überlappungs-Breitenrichtung angeordnet ist, einen zentralen Sammelabschnitt, in dem die Öffnungen angeordnet sind, und einen äußeren Sammelabschnitt, der auf einer dem inneren Sammelabschnitt gegenüberliegenden Seite angeordnet ist, so dass der zentrale Sammelabschnitt dazwischen angeordnet ist. Mindestens eine der ersten und zweiten Sammelschienen umfasst Offset-Elektrodenfinger, die sich vom inneren Sammelabschnitt in Richtung der führenden Enden der zweiten Elektrodenfinger oder der führenden Enden der ersten Elektrodenfinger erstrecken.

Bei einer konkreten Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung für elastische Wellen kann eine Abmessung des inneren Sammelabschnitts entlang der Überlappungs-Breitenrichtung kleiner sein als eine Abmessung des zentralen Sammelabschnitts entlang der Überlappungs-Breitenrichtung. In diesem Fall kann die Erfindung effektiv das Auftreten von Restwelligkeiten unterdrücken, obwohl eine auf den inneren Sammelabschnitt begrenzte Anregungsmode dazu tendiert, aufzutreten. Bei einer anderen konkreten Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung für elastische Wellen kann die Schallgeschwindigkeit in einem Bereich, in dem die Offset-Elektrodenfinger angeordnet sind, eine Größe zwischen einer Schallgeschwindigkeit im inneren Sammelabschnitt und einer Schallgeschwindigkeit in einem Bereich zwischen den Offset-Elektrodenfingern und den Randabschnitten sein. In diesem Fall können die Restwelligkeiten weiter effektiv unterdrückt werden.

Bei noch einer weiteren konkreten Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung für elastische Wellen kann die Abmessung des inneren Sammelabschnitts entlang der Überlappungs-Breitenrichtung in einem Bereich von 0,1 λ bis 0,5 λ einschließlich liegen. In diesem Fall kann die vorliegende Erfindung effektiv Restwelligkeiten unterdrücken, obwohl die auf den inneren Sammelabschnitt begrenzte Anregungsmode dazu tendiert, aufzutreten, Zusätzlich können Transversalmoden zuverlässiger unterdrückt werden.

Bei noch einer weiteren konkreten Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung für elastische Wellen kann eine Abmessung jedes der ersten und zweiten Elektrodenfinger im Randabschnitt entlang der Breitenrichtung größer sein als eine Abmessung jedes der ersten und zweiten Elektrodenfinger im zentralen Abschnitt im Anregungsbereich entlang der Breitenrichtung. In diesem Fall lassen sich die Randabschnitte problemlos ausbilden.

Bei noch einer anderen konkreten Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung für elastische Wellen kann eine Abmessung jedes der Offset-Elektrodenfinger entlang der Breitenrichtung größer sein als eine Abmessung jedes der ersten und zweiten Elektrodenfinger im zentralen Abschnitt im Anregungsbereich entlang der Breitenrichtung der ersten und zweiten Elektrodenfinger. In diesem Fall kann eine nicht von den Randabschnitten kompensierte Verminderung der Schallgeschwindigkeit ausgeglichen werden.

Bei noch einer weiteren konkreten Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung für elastische Wellen können die Randabschnitte einen dielektrischen Film enthalten, der auf obere Flächen oder untere Flächen der ersten und zweiten Elektrodenfinger laminiert ist. In diesem Fall lassen sich die ersten und zweiten Elektrodenfinger problemlos ausbilden.

Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung

Mit der Vorrichtung für elastische Wellen gemäß der vorliegenden Erfindung können Restwelligkeiten effektiv unterdrückt werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist eine Draufsicht, die die Struktur einer Interdigitalwandler-(IDT)-Elektrode in einer Vorrichtung für elastische Wellen gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

2 ist eine schematische Draufsicht der Vorrichtung für elastische Wellen gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

3 zeigt eine Phasenkennlinie der Vorrichtung für elastische Wellen gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

4 zeigt eine Reflexionsdämpfungskennlinie der Vorrichtung für elastische Wellen gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

5 ist eine schematische Draufsicht, die eine Elektrodenstruktur in einer Vorrichtung für elastische Wellen gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend durch Beschreiben konkreter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindungen unter Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert.

Die in der vorliegenden Beschreibung beschriebenen Ausführungsformen sind beispielhaft, und es wird darauf hingewiesen, dass Konfigurationen teilweise ersetzt oder zwischen verschiedenen Ausführungsformen kombiniert werden können.

1 ist eine Draufsicht, die eine Struktur einer Interdigitalwandler-(IDT)-Elektrode in einer Vorrichtung für elastische Wellen gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 2 ist eine schematische Draufsicht der Vorrichtung für elastische Wellen gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Wie in 2 gezeigt, beinhaltet eine Vorrichtung 1 für elastische Wellen ein piezoelektrisches Substrat 2. Das piezoelektrische Substrat 2 ist aus piezoelektrischen Kristallen oder piezoelektrischer Keramik hergestellt. Eine IDT-Elektrode 3 ist auf dem piezoelektrischen Substrat 2 angeordnet. 2 zeigt schematisch nur den Ort, an dem die IDT-Elektrode gebildet ist.

Reflektoren 4 und 5 sind auf gegenüberliegenden Seiten der IDT-Elektrode 3 in einer Ausbreitungsrichtung elastischer Wellen angeordnet. Die Vorrichtung 1 für elastische Wellen ist ein elastischer Wellenresonator mit einem Eingang und der oben beschriebenen Struktur. Die Vorrichtung für elastische Wellen gemäß der vorliegenden Erfindung ist nicht auf den elastischen Wellenresonator beschränkt und es kann sich bei ihr um andere Vorrichtungen für elastische Wellen einschließlich eines Filters für elastische Wellen handeln.

Die IDT-Elektrode 3 wird mit Bezug auf 1 beschrieben.

Die IDT-Elektrode 3 umfasst erste und zweite voneinander beabstandete Sammelschienen 11 und 12. Die erste Sammelschiene 11 und die zweite Sammelschiene 12 erstrecken sich parallel zur Ausbreitungsrichtung elastischer Wellen.

Die erste Sammelschiene 11 ist mit Basisenden mehrerer erster Elektrodenfinger 13 verbunden. Die mehreren ersten Elektrodenfinger 13 erstrecken sich von der ersten Sammelschiene 11 zur zweiten Sammelschiene 12 hin. Das heißt, die mehreren ersten Elektrodenfinger 13 erstrecken sich in einer zur Ausbreitungsrichtung der elastischen Wellen rechtwinkligen Richtung.

Die zweite Sammelschiene 12 ist mit den Basisenden mehrerer zweiter Elektrodenfinger 14 verbunden. Die mehreren zweiten Elektrodenfinger 14 erstrecken sich von der zweiten Sammelschiene 12 zur ersten Sammelschiene 11 hin. Das heißt, die mehreren zweiten Elektrodenfinger 14 erstrecken sich ebenfalls in einer zur Ausbreitungsrichtung der elastischen Wellen rechtwinkligen Richtung.

Die mehreren ersten Elektrodenfinger 13 und die mehreren zweiten Elektrodenfinger 14 sind verschränkt angeordnet. Entsprechend formt der Bereich, wo sich die mehreren ersten Elektrodenfinger 13 und die mehreren zweiten Elektrodenfinger 14 einander aus der Ausbreitungsrichtung elastischer Wellen gesehen überlappen, einen Anregungsbereich Die Abmessung in der Richtung, in der sich die ersten und zweiten Elektrodenfinger 13 und 14 in dem Anregungsbereich erstrecken, ist eine Überlappungsbreite. Entsprechend wird in der folgenden Beschreibung die Richtung, in der sich die ersten und zweiten Elektrodenfinger 13 und 14 erstrecken, als eine Überlappungsbreitenrichtung bezeichnet.

Die oben beschriebene Ausbreitungsrichtung elastischer Wellen wird als Breitenrichtung der ersten und zweiten Elektrodenfinger 13 und 14 bezeichnet.

Jeder der ersten Elektrodenfinger 13 beinhaltet eine Verbreiterung 13a an seinem führenden Ende. Die Abmessung der Verbreiterung 13a in der oben beschriebenen Breitenrichtung ist größer als die Abmessung des ersten Elektrodenfingers 13 entlang der oben beschriebenen Breitenrichtung im zentralen Abschnitt im Anregungsbereich. In der vorliegenden Beschreibung bezeichnet die Verbreiterung an einem Elektrodenfinger einen Bereich, dessen Abmessung entlang der oben beschriebenen Breitenrichtung größer ist als jene des nicht verbreiterten Elektrodenfingerabschnitts. Auch jeder der zweiten Elektrodenfinger 14 beinhaltet eine Verbreiterung 14a an seinem führenden Ende.

Der Bereich, wo die Verbreiterung 13a angeordnet ist, und der Bereich, wo die Verbreiterung 14a angeordnet ist, sind Randabschnitte. In der IDT-Elektrode 3 sind die oben beschriebenen Randabschnitte auf gegenüberliegenden Seiten des zentralen Abschnitts im Anregungsbereich angeordnet. Jeder der Randabschnitte kann mehrere Verbreiterungen enthalten.

Der zweite Elektrodenfinger 14 beinhaltet eine Verbreiterung 14b in einem Bereich, der die Verbreiterung 13a in der Ausbreitungsrichtung elastischer Wellen überlappt. In ähnlicher Weise umfasst der erste Elektrodenfinger 13 eine Verbreiterung 13b in einem Bereich, der die Verbreiterung 14a in Ausbreitungsrichtung elastischer Wellen überlappt. Die Schallgeschwindigkeit in den oben beschriebenen Randabschnitten wird daher ebenfalls durch die Einfügung der Verbreiterungen 13b und 14b verringert. Die Verbreiterungen 13b und 14b sind optional.

Der erste Elektrodenfinger 13 und der zweite Elektrodenfinger 14 umfassen ferner Verbreiterungen 13c und 14c an ihren entsprechenden basisendenseitigen Abschnitten. Die Verbreiterungen 13c und 14c sind an Stellen angeordnet, die jeweils nachfolgend beschriebene erste und zweite Offset-Elektrodenfinger 17 und 18 in der Ausbreitungsrichtung elastischer Wellenüberlappen.

In 1 sind Ausbreitungsgeschwindigkeiten elastischer Wellen (nachfolgend Schallgeschwindigkeiten) in Bereichen schematisch an der rechten Seite der IDT-Elektrode 3 gezeigt.

Eine Schallgeschwindigkeit V2 in dem oben beschriebenen Randabschnitte ist geringer als eine Schallgeschwindigkeit V1 im zentralen Abschnitt im Anregungsbereich. Dies liegt an den Verbreiterungen 13a und 14a. Daher kann die Kolbenmode gebildet werden.

Die erste Sammelschiene 11 beinhaltet einen inneren Sammelabschnitt 11A, einen zentralen Sammelabschnitt 11B, und einen äußeren Sammelabschnitt 11C. Die Seite, auf der die ersten und zweiten Elektrodenfinger 13 und 14 in der oben beschriebenen Überlappungs-Breitenrichtung liegen, wird als innere und ihre gegenüberliegende Seite als äußere bezeichnet.

Der innere Sammelabschnitt 11A ist mit den Basisenden der mehreren ersten Elektrodenfinger 13 verbunden. Der innere Sammelabschnitt 11A hat eine langgestreckte Streifenform, die sich in der Ausbreitungsrichtung elastischer Wellen erstreckt. Da der Abschnitt metallisiert ist, ist eine Schallgeschwindigkeit V5 in dem inneren Sammelabschnitt 11A geringer als die Schallgeschwindigkeiten V1 und V2.

Der zentrale Sammelabschnitt 11B besitzt mehrere Öffnungen 15, die entlang der Ausbreitungsrichtung elastischer Wellen verteilt sind. Die Öffnungen 15 sind zwischen benachbarten Kopplungsabschnitten 16 angeordnet, die sich in der Richtung erstrecken, in der sich die Elektrodenfinger erstrecken. Jeder der Kopplungsabschnitte 16 ist nicht besonders begrenzt und hat die gleiche Breite wie der erste Elektrodenfinger 13. Der Kopplungsabschnitt 16 liegt auf einer Verlängerungslinie des ersten Elektrodenfingers 13. Die Abmessung und der Ort des Kopplungsabschnitts 16 sind nicht auf das oben beschriebene Beispiel beschränkt. Vorzugsweise kann der Kopplungsabschnitt 16 dieselbe Breite wie der erste Elektrodenfinger 13 haben und kann auf der Verlängerungslinie des ersten Elektrodenfingers 13 liegen. Dies vereinfacht die Herstellung.

Die Öffnung 15 hat eine rechteckige Form in zwei Dimensionen, kann aber auch andere Formen in zwei Dimensionen haben.

Der zentrale Sammelabschnitt 11B, die Kopplungsabschnitte 16 und die Öffnungen 15 sind in einer alternierenden Weise entlang der Ausbreitungsrichtung elastischer Wellen angeordnet. Entsprechend sind große Bereiche nicht metallisiert, und eine Schallgeschwindigkeit V6 in dem zentralen Sammelabschnitt 11B ist größer als die Schallgeschwindigkeit V5 in dem inneren Sammelabschnitt 11A und die Schallgeschwindigkeit V1 in dem zentralen Abschnitt im Anregungsbereich.

Der äußere Sammelabschnitt 11C hat keine Öffnungen. Entsprechend ist der äußere Sammelabschnitt 11C ein metallisierter Bereich, und eine Schallgeschwindigkeit V7 in dem äußeren Sammelabschnitt 11C ist gering, ähnlich der Schallgeschwindigkeit V5 in dem inneren Sammelabschnitt 11A.

In ähnlicher Weise umfasst die zweite Sammelschiene 12 einen inneren Sammelabschnitt 12A, einen zentralen Sammelabschnitt 12B und einen äußeren Sammelabschnitt 12C. Die oben beschriebenen ersten und zweiten Sammelschienen 11 und 12 sind im Wesentlichen in derselben Weise konfiguriert wie die ersten und zweiten Sammelschienen bei der in Patentdokument 1 beschriebenen Vorrichtung für elastische Wellen. Entsprechend kann die Kolbenmode ausgebildet werden, und Restwelligkeiten in Transversalmoden können unterdrückt werden.

Die vorliegenden Erfinder fanden heraus, dass ungewünschte Restwelligkeiten in einer solchen Struktur, die die ersten und zweiten Sammelschienen 11 und 12 wie vorstehend beschrieben umfasst, auftraten. Aus einem Studium einer Ursache der Restwelligkeiten wurde entdeckt, dass Störmoden in den Abschnitten auftraten, wo die oben beschriebenen inneren Sammelabschnittabschnitte 11A und 12A angeordnet sind und in deren Umgebungen, und dass dies die oben beschriebenen Restwelligkeiten hervorrief.

Eine Eigenschaft der Vorrichtung 1 für elastische Wellen ist, dass sie die ersten Offset-Elektrodenfinger 17, die sich von dem inneren Sammelabschnitt 11A zu den zweiten Elektrodenfingern 14 hin erstrecken, und die zweiten Offset-Elektrodenfinger 18, die sich von dem inneren Sammelabschnitt 12A in der zweiten Sammelschiene 12 zu den ersten Elektrodenfingern 13 hin erstrecken, umfasst. Das führende Ende jedes der ersten Offset-Elektrodenfinger 17 ist von dem führenden Ende des zweiten Elektrodenfingers 14 in der Überlappungs-Breitenrichtung derart beabstandet, dass ein Spalt dazwischen präsent ist. Das führende Ende jedes der zweiten Offset-Elektrodenfinger 18 ist von dem führenden Ende des ersten Elektrodenfingers 13 in der Überlappungs-Breitenrichtung derart beabstandet, dass ein Spalt dazwischen präsent ist.

In dem Bereich, wo die ersten Offset-Elektrodenfinger 17 angeordnet sind, sind die Verbreiterungen 13c an den Basisenden der ersten Elektrodenfinger 13 angeordnet. Entsprechend ist eine Schallgeschwindigkeit V4 in dem Bereich, wo die ersten Offset-Elektrodenfinger 17 angeordnet sind, im Wesentlichen gleich der Schallgeschwindigkeit V2 in dem Randabschnitt. Daher ist die Schallgeschwindigkeit V4 in dem Bereich, wo die ersten Offset-Elektrodenfinger 17 angeordnet sind, eine Schallgeschwindigkeit zwischen der Schallgeschwindigkeit V5 in dem inneren Sammelabschnitt 11A und einer Schallgeschwindigkeit V3 in dem Spaltbereich zwischen den führenden Enden der ersten Offset-Elektrodenfinger 17 und den führenden Enden der zweiten Elektrodenfinger 14. Entsprechend ist die Differenz zwischen der Schallgeschwindigkeit in dem inneren Sammelabschnitt 11A und derjenigen in seinem benachbarten inneren Bereich in der Überlappungs-Breitenrichtung durch Einschluss der ersten Offset-Elektrodenfinger 17 abgeschwächt.

In ähnlicher Weise ist, weil die zweiten Offset-Elektrodenfinger 18 auf der Seite des inneren Sammelabschnitts 12A in der zweiten Sammelschiene 12 angeordnet sind und die zweiten Elektrodenfinger 14 die Verbreiterungen 14c an ihren Basisenden enthalten, die Schallgeschwindigkeit in dem Bereich, wo die zweiten Offset-Elektrodenfinger 18 angeordnet sind, im Wesentlich die gleiche wie die Schallgeschwindigkeit V4 in dem Bereich, wo die ersten Offset-Elektrodenfinger 17 angeordnet sind.

Die Vorrichtung 1 für elastische Wellen gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass sie die ersten und zweiten Offset-Elektrodenfinger 17 und 18 umfasst und Verbreiterungen 13c und 14c in der Struktur angeordnet sind, in welcher die ersten und zweiten Sammelschienen 11 und 12 streifenförmige innere Sammelabschnittabschnitte 11A und 12A besitzen; wie oben beschrieben, schwächt dies die Differenz zwischen der Schallgeschwindigkeit in den inneren Sammelabschnittabschnitten 11A und 12A und derjenigen in ihren benachbarten inneren Bereichen in der Überlappungs-Breitenrichtung wie oben beschrieben, und daher ist das Auftreten einer ungewünschten Störmode unterdrückt. Dies wird nachfolgend an einem konkreten experimentellen Beispiel beschrieben.

3 zeigt eine Phasenkennlinie der Vorrichtung 1 für elastische Wellen gemäß der ersten Ausführungsform. 4 zeigt die Reflexionsdämpfungskennlinie davon. Die technischen Daten der Vorrichtung 1 für elastische Wellen werden nachfolgend beschrieben.
Resonanzfrequenz der Ausführung = 936 MHz

Das piezoelektrische Substrat 2 wurde aus Lithium-Niobat (LiNbO3) hergestellt. Die IDT-Elektrode 3 und die Reflektoren 4 und 5 wurden auf dem piezoelektrischen Substrat 2 unter Verwendung eines nachfolgend beschriebenen Mehrschicht-Metallfilms gebildet.

Zusammensetzung des mehrlagigen metallischen Films: metallischer Film, in dem Nickel-Chrom-(NiCr)-, Platin-(Pt)-, Titan-(Ti)-, Aluminium-(Al)- und Titan-(Ti)-Lagen in dieser Reihenfolge von der Seite des piezoelektrischen Substrats 2 aus laminiert wurden.

Die Anzahl von Paaren von Elektrodenfingern für die ersten und zweiten Elektrodenfinger 13 und 14 betrug 100. Die durch den Abstand der Elektrodenfinger in der IDT-Elektrode 3 bestimmte Wellenlänge ist λ.

Die Abmessung des zentralen Abschnitts im Anregungsbereich in der Überlappungs-Breitenrichtung betrug 15 λ. Die Abmessung des Randabschnitts in der Überlappungs-Breitenrichtung betrug 0,8 λ. Die Abmessung der ersten und zweiten Elektrodenfinger 13 und 14 im zentralen Abschnitt im Anregungsbereich betrug in der Breitenrichtung (1/4) λ bei einem Metallisierungsverhältnis von 0,5. Die Breite der Verbreiterungen 13a, 13b, 14a, und 14b betrug (7/5) × (1/4) λ bei einem Metallisierungsverhältnis von 0,7. Die Breite der Verbreiterungen 13c und 14c betrug (7/5) × (1/4) λ bei einem Metallisierungsverhältnis von 0,7.

Die Abmessung der einzelnen ersten und zweiten Elektrodenfinger 17 und 18 in der Überlappungs-Breitenrichtung, d. h. die Offset-Länge, betrug 0,1 λ, mit einer Breite von (7/5) × (1/4) λ und einem Metallisierungsverhältnis von 0,7.

Die Abmessung der einzelnen inneren Sammelabschnitte 11A und 12A in der Überlappungs-Breitenrichtung, d. h. die Breite, betrug 0,225 λ. Die Abmessung der einzelnen zentralen Sammelabschnitte 11B und 12B in der Überlappungs-Breitenrichtung betrug 2 λ. Die Breite der einzelnen Kopplungsabschnitte 16 betrug (1/8) λ, und das Metallisierungsverhältnis betrug 0,25. Die Breite der Öffnungen 15 betrug (7,5/5) × (1/4) λ, und das Metallisierungsverhältnis betrug 0,75.

Die Abmessung des äußeren Sammelabschnitts 11C in der Überlappungs-Breitenrichtung betrug 20 μm.

Die Anzahl der Elektrodenfinger in jedem der Reflektoren 4 und 5 betrug 21.

Zum Vergleich wurde eine Vorrichtung für elastische Wellen als Vergleichsmodell in der gleichen Weise wie die oben beschriebene Ausführungsform hergestellt, mit der Ausnahme, dass die ersten und zweiten Offset-Elektrodenfinger 17 und 18 nicht eingeschlossen wurden und die Verbreiterungen 13c und 14c nicht eingeschlossen wurden. In den 3 und 4 zeigen die durchgezogenen Linien ein Resultat für die oben beschriebene Ausführungsform und die gestrichelten Linien ein Resultat für das Vergleichsbeispiel.

3 und 4 zeigen, dass bei dem Vergleichsbeispiel viele ungewünschte Restwelligkeiten nicht nur in dem Bereich zwischen der Resonanzfrequenz und der Anti-Resonanzfrequenz auftreten, sondern auch in dem Bereich unterhalb der Resonanzfrequenz und dem Bereich oberhalb der Anti-Resonanzfrequenz. Im Gegensatz dazu zeigt es sich, dass bei der oben beschriebenen Ausführungsform die Restwelligkeiten signifikant unterdrückt sind.

Wie zuvor beschrieben, ist bei der Vorrichtung 1 für elastische Wellen der Unterschied zwischen der Schallgeschwindigkeiten in dem inneren Sammelabschnitt 11A und derjenigen in dem Bereich der führenden Enden der zweiten Elektrodenfinger 14 abgeschwächt, weil die ersten und zweiten Offset-Elektrodenfinger 17 und 18 von den inneren Sammelabschnittabschnitten 11A und 12A in der Überlappungs-Breitenrichtung angeordnet sind. Es hat sich daher gezeigt, dass die oben beschriebenen, auf einer Störmode basierenden ungewünschten Restwelligkeiten effizient unterdrückt werden können.

Die Verbreiterungen 13b und 13c sowie die Verbreiterungen 14b und 14c der oben beschriebenen Ausführungsform sind optional.

Die inneren Sammelabschnitte 11A und 12A haben eine langgestreckte Streifenform. Die Abmessungen jedes der inneren Sammelabschnitte 11A und 12A entlang der Überlappungs-Breitenrichtung kann vorzugsweise kleiner sein als die Abmessung jedes der zentralen Abschnitte 11B und 12B entlang der Überlappungs-Breitenrichtung. Obwohl die oben beschriebene ungewünschte Störmode dazu tendiert, angeregt zu werden, kann in diesem Fall die vorliegende Erfindung effizient Restwelligkeiten unterdrücken, die aus einer solchen Störmode resultieren. Die Breite, die die Abmessung jedes der inneren Sammelabschnittabschnitte 11A und 12A entlang der Überlappungs-Breitenrichtung ist, kann vorzugsweise kleiner oder gleich 1,0 λ sein, und bevorzugter in einem Bereich von 0,1 λ bis 0,5 λ einschließlich liegen. Wenn jeder der inneren Sammelabschnitte 11A und 12A eine solche Breite besitzt, kann die vorliegende Erfindung, obwohl die oben beschriebene ungewünschte Störmode dazu tendiert, angeregt zu werden, effizient aus einer solchen Störmode resultierende Restwelligkeiten unterdrücken. In diesem Fall kann jeder der ersten und zweiten Offset-Elektrodenfinger 17 und 18 entlang der Überlappungs-Breitenrichtung vorzugsweise zwischen ungefähr 0,02 λ und 1,5 λ einschließlich liegen. Mit dieser Abmessung können die oben beschriebenen Restwelligkeiten weiter effizient unterdrückt werden.

Die Abmessung des Randabschnitts entlang der Überlappungs-Breitenrichtung kann vorzugsweise zwischen 0,2 λ und 2 λ einschließlich liegen. Mit dieser Abmessung kann die Kolbenmode zuverlässiger ausgebildet werden.

Die Wellenlänge λ ist definiert durch den Elektrodenfingerabstand der ersten und zweiten Elektrodenfinger 13 und 14. In Bezug auf die Anwendbarkeit kann ihr geeigneter Bereich zwischen 1,8 μm und 5,6 μm einschließlich liegen. Mit dieser Wellenlänge kann die Vorrichtung 1 für elastische Wellen effektiv für Anwendungen für den Bereich des 700-MHz-Bandes bis zum 2-GHz-Band bereitgestellt werden.

Die Abmessung jedes der ersten und zweiten Offset-Elektrodenfinger 17 und 18 in der Breitenrichtung kann im Wesentlichen gleich der Abmessung jeder der Verbreiterungen 13a und 14a in der Breitenrichtung oder kleiner als die Abmessung jeder der Verbreiterungen 13a und 14a in der Breitenrichtung sein. Vorzugsweise ist sie im Wesentlichen gleich.

Bei der oben beschriebenen Ausführungsform sind die Randabschnitte durch die Bildung der oben beschriebenen Verbreiterungen 13a und 13b und Verbreiterungen 14a und 14b bereitgestellt. Die Randabschnitte können mittels dielektrischer Filme 22 und 23, die auf die führenden Endabschnitte in den ersten und zweiten Elektrodenfingern 13 und 14 laminiert sind, gebildet werden, wie bei einer in 5 gezeigten zweiten Ausführungsform. Das heißt, die Schallgeschwindigkeit in den Randabschnitten kann durch Laminierung eines dielektrischen Films, wie eines Siliziumdioxid(SiO2)-Films, relativ abgesenkt werden. Daher sind die Randabschnitte, zur Ausbildung der Kolbenmode auszubilden, bei der die IDT-Elektrode gemäß der vorliegenden Erfindung nicht auf das von dem Ausbilden der Verbreiterungen bereitgestellte Beispiel beschränkt. Verschiedene Verfahren, einschließlich eines Verfahrens des Verwendens einer Struktur, in welcher ein dielektrischer Film laminiert wird, können verwendet werden. Die Randabschnitte sind nicht besonders beschränkt.

Bei einer in 5 gezeigten Vorrichtung 21 für elastische Wellen sind dielektrische Filme 24 und 25 ebenfalls in den Bereichen laminiert, wo die ersten und zweiten Offset-Elektrodenfinger 17 und 18 angeordnet sind, um die Schallgeschwindigkeit zu reduzieren. In den Bereichen, wo die ersten und zweiten Offset-Elektrodenfinger 17 und 18 angeordnet sind, können die oben beschriebenen dielektrischen Filme 24 und 25 weggelassen werden.

Die dielektrischen Filme können auf den oberen Oberflächen der ersten und zweiten Elektrodenfinger 13 und 14 angeordnet werden und können auf den unteren Oberflächen davon angeordnet werden.

Bezugszeichenliste

1
Vorrichtung für elastische Wellen
2
piezoelektrisches Substrat
3
IDT-Elektrode
4, 5
Reflektor
11, 12
erste, zweite Sammelschiene
11A, 12A
innerer Sammelabschnitt
11B, 12B
zentraler Sammelabschnitt
11C, 12C
äußerer Sammelabschnitt
13, 14
erster, zweiter Elektrodenfinger
13a, 13b, 13c
Verbreiterung
14a, 14b, 14c
Verbreiterung
15
Öffnung
16
Kopplungsabschnitt
17, 18
erste, zweite Offset-Elektrodenfinger
21
Vorrichtung für elastische Wellen
22, 23, 24, 25
dielektrischer Film