DE10147116B4

DE10147116B4 - Oberflächenwellenbauelement mit einem Anisotropieindex kleiner als -1, bedingt durch eine Mehrschichtstruktur der Sammelelektroden, sowie Duplexer und Kommunikationsausrüstungsgerät, die dieses verwendet

Info

Publication number: DE10147116B4
Application number: DE10147116A
Authority: DE
Inventors: Norio Nagaokakyo Taniguchi; Toshiaki Nagaokakyo Takata; Tatsurou Nagaokakyo Nagai; Shuji Nagaokakyo Yamato
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2000-09-25
Filing date: 2001-09-25
Publication date: 2008-07-24
Anticipated expiration: 2021-09-26
Also published as: US20020057036A1; DE10147116A1; US6404101B1; CN1213535C; JP3412611B2; JP2002100952A; CN1348252A

Abstract

Oberflächenwellenbauelement (1; 21; 31) mit folgenden Merkmalen:
einem piezoelektrischen Substrat (2; 22), an dem eine akustische Oberflächenwelle, die in der Ausbreitungsrichtung einen Anisotropieindex γ von weniger als etwa –1 aufweist, anregbar ist; und
zumindest einem Interdigitalwandler (14; 23, 24, 25), der auf dem piezoelektrischen Substrat (2; 22) angeordnet ist und eine erste und eine zweite Sammelschienenelektrode (14c, 14d; 23c, 23d, 24c, 24d, 25c, 25d; 32) und eine Mehrzahl von Elektrodenfingern (14a, 14b; 23a, 23b, 24a, 24b, 25a, 25b) umfaßt, wobei die Mehrzahl von Elektrodenfingern (14a, 14b; 23a, 23b, 24a, 24b, 25a, 25b) mit der ersten und zweiten Sammelschienenelektrode verbunden ist, um ein Paar von kammförmigen Elektroden zu definieren, die ineinandergreifen, wobei die Mehrzahl von Elektrodenfingern Al als eine Hauptkomponente enthält,
wobei jeder der Elektrodenfinger (14a, 14b; 23a, 23b, 24a, 24b, 25a, 25b) eine Filmdicke von nicht weniger als etwa 0,04 λ aufweist, wobei λ die Wellenlänge der...

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Oberflächenwellenbauelement, wie z. B. ein Oberflächenwellenfilter für die Verwendung als ein Bandfilter bei Mobilkommunikationsausrüstung.
Da Oberflächenwellenfilter im Gegensatz zu dielektrischen Filtern oder anderen Filtern in der Größe reduziert werden können, werden dieselben öfter als Bandfilter in Mobilkommunikationsausrüstung verwendet. Von Bandfiltern für die Verwendung bei Mobilkommunikationsausrüstung wird erwartet, daß dieselben in den Übertragungsbändern einen niedrigen Verlust aufweisen. Dementsprechend wurden die Oberflächenwellenfilter auf verschiedene Weise entwickelt und aufgebaut, um den Verlust zu reduzieren.
Beispielsweise wurde ein Oberflächenfilter vorgeschlagen, das einen Ein-Anschlußpaar-Oberflächenwellenresonator verwendet, wie es in 15A gezeigt ist. Hier sind Gitterreflektoren 202 und 203, die jeweils eine Mehrzahl von Elektrodenfingern aufweisen, an beiden der Seiten in der Oberflächenwellenausbreitungsrichtung eines Interdigitalwandlers 201 angeordnet. Der Verlust in dem Übertragungsband des Ein-Anschlußpaar-Oberflächenwellenresonators ist durch die Gitterreflektoren 202 und 203 reduziert.
Darüber hinaus wurde ein Oberflächenwellenresonator mit nur einem Interdigitalwandler 205 vorgeschlagen, wie es in 15B gezeigt ist. Hier ist die Anzahl der Elektroden in dem Interdigitalwandler 205 groß, beispielsweise 200 Elektroden. Dadurch kann Oberflächenwellenenergie in dem Bereich eingeschlossen werden, in dem der Interdigitalwandler 205 positioniert ist, ohne daß Reflektoren vorgesehen sind. Das heißt, ein Energieeinschlußoberflächenwellenresonator vom Mehrfachpaartyp ist gebildet.
Ferner sind eine Mehrzahl von Interdigitalwandlern 206 und 207 in der Oberflächenwellenausbreitungsrichtung in dem Resonatortyp-Oberflächenwellenfilter angeordnet, das in 16C gezeigt ist. Gitterreflektoren 208 und 209 sind an beiden Seiten in der Oberflächenwellenausbreitungsrichtung des Bereichs angeordnet, in dem die Interdigitalwandler 206 bzw. 207 positioniert sind.
Darüber hinaus wurden ein Oberflächenwellenfilter mit einer Leiterschaltungskonfiguration und ein Oberflächenwellenfilter mit einer Gitterschaltungskonfiguration vorgeschlagen, bei denen jeweils eine Kombination von mehreren Oberflächenwellenresonatoren vorgesehen ist, wie es oben beschrieben und in 15A und 15B gezeigt ist.
Wie oben beschrieben ist, kann die Energie einer angeregten Oberflächenwelle durch Vorsehen von Reflektoren, oder durch Erhöhen der Anzahl der Elektrodenfingerpaare eines Interdigitalwandlers eingeschlossen werden. Somit kann der Q-Wert, der eine Resonanzcharakteristik ist, verbessert und der Verlust reduziert werden.
Andererseits werden der Elektrodenwiderstand eines Oberflächenwellenbauelements, der Oberflächenwellenmodus, die Elektrodenkapazität usw. durch das Verhältnis der Breite L1 jedes Elektrodenfingers 211 in einem Interdigitalwandler, der in 17 gezeigt ist, basierend auf der Zwischenraumgröße L2 zwischen benachbarten Elektrodenfingern 211 in der Oberflächenwellenausbreitungsrichtung in den Interdigitalwandlern, d. h. das Verhältnis von L1/(L1 + L2) (hierin nachfolgend kurz als Nutzverhältnis bezeichnet), und darüber hinaus der Elektrodenfilmdicke h/λ des Interdigitalwandlers (λ ist die Wellenlänge einer Oberflächenwelle, und h/λ ist eine Filmdicke standardisiert durch λ) beeinflußt. Somit ist es für die Entwicklung des Oberflächenwellenbauelements wichtig, diese Parameter zu optimieren.
Die Zwischenraumlänge L2 stellt den Abstand des Zwischenraums in der Oberflächenwellenausbreitungsrichtung dar.
Wie oben beschrieben ist, wurden Oberflächenwellenfilter herkömmlicherweise auf verschiedene Weise entwickelt, um die Filtercharakteristika zu verbessern. Beispielsweise offenbart die japanische ungeprüfte Patentanmeldung Nr. 7-283682 ein longitudinal gekoppeltes Resonatortyp-Oberflächenwellenfilter, das ein piezoelektrisches LiTaO₃-Substrat mit einem 36°-Y-Schnitt und Ausbreitung in X-Richtung und darüber hinaus Modenkoppeln in der horizontalen Richtung bezüglich des Oberflächenwellenausbreitungswegs verwendet. Gemäß dieser Veröffentlichung kann der ohmsche Widerstandverlust reduziert werden, und die Steilheit der Filtercharakteristik kann durch Einstellen der Elektrodenfilmdicke des Interdigitalwandlers, so daß dieselbe in dem Bereich von 0,06 λ bis 0,10 λ liegt, und außerdem durch Einstellen des Nutzverhältnisses des Interdigitalwandlers auf etwa 0,6 oder höher erhöht werden.
Andererseits offenbart die japanische ungeprüfte Patentanmeldung Nr. 6-188673 ein Leiter-Oberflächenwellenfilter, bei dem mehrere Ein-Anschlußpaar-Oberflächenwellenresonatoren auf einem LiTaO₃-Substrat mit 36°-Y-Schnitt und Ausbreitung in X-Richtung gebildet sind. 18 zeigt die Leiterschaltung. In 18 stellen S1 und S2 Reihenarmresonatoren dar und P1 bis P3 stellen jeweils Parallelarmresonatoren dar. Bei diesem herkömmlichen Oberflächenwellenfilter liegt die Elektrodenfilmdicke h/λ des Interdigitalwandlers in dem Bereich von 0,4 λ bis 0,10 λ, wobei eine unerwünschte Störung von dem übertragungsband entfernt werden kann, um die Filtercharakteristik zu verbessern.
Gemäß den oben beschriebenen Veröffentlichungen kann der Widerstandsverlust reduziert werden, und der Störungsunter drückungseffekt kann durch Einstellen der Filmdicke des Interdigitalwandlers bei 0,04 λ oder höher, und durch Einstellen des Nutzverhältnisses bei 0,5 oder höher erhalten werden, wenn das LiTaO₃ mit 36°-Y-Schnitt und Ausbreitung in X-Richtung verwendet wird.
In jüngster Zeit wurden Mobilkommunikationssysteme bei höheren Frequenzen betrieben, und die Frequenzen, bei denen Oberflächenwellenfilter in den Systemen betrieben werden, werden höher, d. h. die Frequenzen liegen in dem Bereich von 800 MHz bis 2,5 GHz. Die Schallgeschwindigkeiten von Oberflächenwellen betragen etwa mehrere tausend Meter pro Sekunde. Wenn somit ein Oberflächenwellenbauelement gebildet ist, um bei 800 MHz bis 2,5 GHz zu wirken, ist die Wellenlänge einer Oberflächenwelle kurz, d. h. etwa mehrere Mikrometer. Dementsprechend müssen die Elektrodenstrukturen zum Definieren der Interdigitalwandler und der Reflektoren sehr fein sein.
Daher wird der absolute Wert der Elektrodenfilmdicke klein, und die Breite jedes Elektrodenfingers wird klein. Als Folge kann der Verlust (ohmsche Verlust), der durch den Elektrodenwiderstand bewirkt wird, nicht unbedeutend gemacht werden.
Wenn darüber hinaus die Dicke jeder Elektrode klein wird, ist die Stärke der Elektrode reduziert. Dementsprechend können Elektroden, die in der Lage sind, drahtgebondet zu werden, nicht gebildet werden.
Daher wurde versucht, daß die Filmdicke von Abschnitten der Elektroden, wie z. B. Sammelschienenelektroden, Umkehrelektroden und Drahtbondingkontaktflächen, außer den Elektrodenabschnitten, an denen in der Praxis eine Oberflächenwelle angeregt wird, erhöht wird, um den ohmschen Verlust so weit wie möglich zu reduzieren, wobei die Stärke, die für Drahtbonding erforderlich ist, sichergestellt ist.
Die ungeprüfte japanische Patentanmeldung Nr. 62-47206 offenbart beispielsweise ein Oberflächenwellenfilter, bei dem eine akustische Kopplung der Komponente einer Oberflächenwelle in der vertikalen Richtung zu der Oberflächenwellenausbreitungsrichtung bewirkt wird. Wie es in dieser Veröffentlichung beschrieben ist, ist bei diesem Oberflächenwellenfilter die Dicke jeder der Sammelschienenelektroden, die durch die Interdigitalwandler geteilt werden, die in der Oberflächenwellenausbreitungsrichtung zueinander benachbart sind, größer als die jedes Elektrodenfingers der Interdigitalwandler. Somit kann die Schallgeschwindigkeit gesteuert werden, während der Widerstand reduziert wird. Daher kann eine wünschenswerte Filtercharakteristik erhalten werden.
Bei den in 15A und 158 gezeigten Oberflächenwellenresonatoren und bei dem Resonatortyp-Oberflächenwellenfilter, das in 16 gezeigt ist, kann die Energie durch Erhöhen der Anzahl der Elektrodenfinger der Reflektoren und durch Erhöhen der Anzahl von Elektrodenpaaren der Interdigitalwandler eingeschlossen werden, um die Oberflächenwelle im wesentlichen vollständig zu reflektieren. Die Oberflächenwelle weist jedoch nicht nur eine Komponente in X-Richtung auf, sondern auch eine Komponente in der zu der X-Richtung vertikalen Richtung, d. h. eine Komponente in Y-Richtung in der vertikalen Richtung zu der Hauptebene des piezoelektrischen Substrats. Somit breitet sich die Oberflächenwelle aus, während sich die Komponente in Y-Richtung in einer Strahlform erstreckt. Aus diesem Grund ist es notwendig, die Energie der Oberflächenwelle in der Y-Achsenrichtung ausreichend einzuschließen. Wenn die Energie nicht ausreichend eingeschlossen ist, erhöht sich der Beugungsverlust, so daß der Q-Wert verschlechtert ist.
Der Anisotropieindex γ auf einem LiTaO₃ mit 36°-Y-Schnitt und Ausbreitung in X-Richtung ist geringer als –1. Der Anisotropieindex γ ist eine Konstante in der folgenden Formel, durch die die Schallgeschwindigkeit (θ), die erhalten wird, wenn die Ausbreitungsrichtung um einen Winkel θ von der X-Achse abweicht, ausgedrückt wird. In der Formel ist V0 die Schallgeschwindigkeit, wenn θ gleich 0° ist. V(θ) = V0 × (1 + γ/2 × θ2)
In dem Fall, in dem der Anisotropieindex γ geringer als –1 ist, ist die Energie eingeschlossen, wenn die Geschwindigkeit in dem Wellenleiter geringer ist als die außerhalb des Wellenleiters. Das heißt, Vs/Vm > 1 ist die Bedingung, die für Energieeinschließen erforderlich ist, wobei Vs die Geschwindigkeit einer Oberflächenwelle in dem Bereich ist, in dem die Elektrodenfinger vorgesehen sind, und Vm die Geschwindigkeit der Oberflächenwelle ist, die sich auf jeder Sammelschienenelektrode ausbreitet.
Andererseits wurde herausgefunden, daß das Verhältnis Vs/Vm, d. h. das Verhältnis von Vs, das die Geschwindigkeit einer Oberflächenwelle darstellt, die sich in dem Bereich ausbreitet, in dem die Elektrodenfinger ineinandergreifen, zu Vm, das die Geschwindigkeit der Oberflächenwelle darstellt, die sich auf jeder Sammelschienenelektrode ausbreitet, abhängig von dem Nutzverhältnis und der Elektrodenfilmdicke wesentlich variiert ist, wenn die Filmdicke der Elektrodenfinger und der Sammelschienenelektrode zueinander gleich sind.
Insbesondere wenn die Elektrodenfilmdicke klein und das Nutzverhältnis niedrig ist, ist das Verhältnis Vs/Vm > 1 erfüllt. Wenn die Elektrodenfilmdicke und auch das Nutzverhältnis erhöht sind, ist das Verhältnis Vs/Vm verschlechtert. Das Verhältnis Vs/Vm erreicht Vs = Vm bei einer bestimmten Bedingung. Wenn das Nutzverhältnis oder die Elektrodenfilmdicke weiter erhöht wird, wird das Verhältnis Vs/Vm weniger als 1. Das heißt, in der Y-Achsenrichtung kann im wesentlichen keine Energie eingeschlossen werden.
19 zeigt eine Beziehung zwischen der Elektrodenfilmdicke h/λ und dem Verhältnis Vs/Vm, die erhalten wird, wenn der aus Al hergestellte Interdigitalwandler auf einem LiTaO₃-Substrat mit 36°-Y-Schnitt und Ausbreitung in X-Richtung gebildet ist, und das Nutzverhältnis 0,5 ist. Wie aus 19 ersichtlich ist, weist das Verhältnis Vs/Vm einen maximalen Wert auf, wenn die Elektrodenfilmdicke h/λ in dem Bereich 3% bis 4% liegt, nämlich in dem Bereich von 0,03 bis 0,04. Wenn die Elektrodenfilmdicke h/λ größer wird, ist das Verhältnis Vs/Vm verringert, und ändert sich entlang der parabolischen Kurve. Insbesondere wird beobachtet, daß sich das Verhältnis Vs/Vm schnell verringert, wenn die Elektrodenfilmdicke h/λ 0,06 λ überschreitet.
Falls die Länge in der Y-Achsenrichtung jeder Sammelschienenelektrode unendlich ist, kann die Energie eingeschlossen werden, vorausgesetzt daß das Verhältnis Vs/Vm geringer als 1 ist. In dem Fall, in dem die Länge in der Y-Achsenrichtung von jeder der Sammelschienen endlich ist, wird der Energieeinschlußeffekt reduziert, wenn das Verhältnis Vs/Vm nicht ausreichend groß ist. Somit ist der Verlust in der Filtercharakteristik erhöht.
20 zeigt eine Beziehung zwischen dem Nutzverhältnis und dem Verhältnis Vs/Vm, die erhalten wird, wenn der Interdigitalwandler aus Al hergestellt ist und die Elektrodenfilmdicke konstant ist, d. h. 0,06 λ auf einem LiTaO₃-Substrat mit 36°-Y-Schnitt und Ausbreitung in X-Richtung.
Wie es in 20 ersichtlich ist, ist das Verhältnis Vs/Vm groß, wenn das Nutzverhältnis niedrig ist. Während das Nutzverhältnis erhöht ist, ist das Verhältnis Vs/Vm reduziert. Insbesondere wenn das Nutzverhältnis 0,8 überschreitet wird das Verhältnis Vs/Vm geringer als 1. Somit ist die Energieeinschlußbedingung nicht erfüllt.
Ferner zeigt die folgende Tabelle 1 die Änderung des Verhältnisses Vs/Vm, die erhalten wird, wenn das Nutzverhältnis und die Elektrodenfilmdicke variiert werden.
Wie aus Tabelle 1 ersichtlich ist, verringert sich das Verhältnis Vs/Vm, während sich die Filmdicke und das Nutzverhältnis erhöhen. Insbesondere ist das Verhältnis Vs/Vm geringer als 1, wenn die Beziehungen, die die folgenden Formeln (1) bis (6) erfüllen, erhalten werden, d. h., bei den Bedingungen, bei denen die Werte, die in den Spalten auf der rechten Seite von den dicken Linien in Tabelle 1 aufgelistet sind, erhalten werden können. Somit kann der Wellenmodus in der Y-Axialrichtung nicht wesentlich erfüllt werden. L1/(L1 + L2) ≥ 0,55 und h/λ ≥ 0,100 (1) L1/(L1 + L2) ≥ 0,60 und h/λ ≥ 0,090 (2) L1/(L1 + L2) ≥ 0,65 und h/λ ≥ 0,080 (3) L1/(L1 + L2) ≥ 0,70 und h/λ ≥ 0,070 (4) L1/(L1 + L2) ≥ 0,75 und h/λ ≥ 0,065 (5) L1/(L1 + L2) ≥ 0,80 und h/λ ≥ 0,055 (6)
Bei den in 15A und 15B gezeigten Oberflächenwellenresonatoren und bei dem in 16 gezeigten Resonatortyp-Oberflächenwellenfilter kann der Elektrodenwiderstandsverlust reduziert werden, und eine unerwünschte Störung kann durch Erhöhen der Elektrodenfilmdicke und außerdem durch Erhöhen des Nutzverhältnisses eliminiert werden. Es wurde bestimmt, daß dies vorzuziehen ist.
Mit Bezugnahme auf den Energieeinschlußeffekt in der Y-Achsenrichtung der Oberflächenwelle wird der Einschließeffekt bei einer Elektrodenfilmdicke von 0,04 λ maximal, und wird reduziert, wenn die Elektrodenfilmdicke 0,04 λ oder größer wird.
Darüber hinaus werden ähnliche Phänomene beobachtet, wenn das Nutzverhältnis erhöht ist. Der Energieeinschlußeffekt ist bei einem Nutzverhältnis von 0,5 oder höher reduziert.
Insbesondere kann die Energieeinschlußbedingung in dem Bereich nicht erfüllt werden, in dem die Beziehung zwischen der Elektrodenfilmdicke und dem Nutzverhältnis eine bestimmte Bedingung erfüllt. Somit ist der Verlust in der Filtercharakteristik erhöht.
Dementsprechend ist es vorzuziehen, daß die Elektrodenfilmdicke bis zu 0,04 λ und das Nutzverhältnis bis zu 0,5 beträgt, um den größten Energieeinschlußeffekt zu erhalten.
Wenn jedoch die Elektrodenfilmdicke klein und das Nutzverhältnis 0,5 oder geringer ist, ist die Filtercharakteristik aus einem anderem als dem oben beschriebenen Grund verschlechtert, wie es aus der oben beschriebenen ungeprüften japanischen Patentanmeldung Nr. 7-283682 und der ungeprüften japanischen Patentanmeldung Nr. 6-188673 ersichtlich ist.
In anderen Worten ausgedrückt, sind die optimale Elektrodenstruktur eines Oberflächenwellenfilters zum Erhalten der bevorzugten Filtercharakteristik desselben und die optimale Elektrodenstruktur vom Standpunkt des oben beschriebenen Energieeinschlußeffekts in der Y-Achsenrichtung unterschiedlich. Beide der Elektrodenstrukturen haben eine Kompromißbeziehung.
Darüber hinaus beschreibt die ungeprüfte japanische Patentanmeldung Nr. 62-47206 , daß der akustische Kopplungsgrad zwischen den Interdigitalwandlern verbessert werden kann, und die Bandbreite durch Erhöhen der Dicke jeder Sammelschienenelektrode, die von den Interdigitalwandlern, die in der Oberflächenwellenausbreitungsrichtung zueinander benachbart sind, gemeinschaftlich verwendet wird, erhöht werden kann, um größer zu sein als die von jedem Elektrodenfinger, bis die Schallgeschwindigkeit Vs der Oberflächenwelle, die sich an den Elektrodenfingern ausbreitet, gleich ist wie die Schallgeschwindigkeit Vb der Oberflächenwelle, die sich auf jeder Sammelschienenelektrode ausbreitet.
Die oben beschriebenen Phänomene werden bei der Konfiguration des Oberflächenwellenfilters bewirkt, bei der die Interdigitalwandler senkrecht zu der Oberflächenwellenausbreitungsrichtung akustisch miteinander gekoppelt sind. Wenn Vs gleich Vb ist, ist der oben beschriebene Energieeinschlußeffekt in der Y-Achsenrichtung im Gegenteil reduziert.
Die DE 197 14 085 A1 beschreibt ein Akustisches Multimode-Oberflächenfilter, bei dem ein Elektrodenfilm auf einer Sammelschiene vorgesehen ist, wobei diese Elektrode die gleichen Abmessungen wie die Sammelschiene aufweist.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Oberflächenwellenbauelement, einen Duplexer und ein Kommunikationsausrüstungsgerät mit verbesserten Charakteristika zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch ein Oberflächenwellenbauelement gemäß einem der Ansprüche 1, 2, 3, 4, 5, 6, einen Duplexer gemäß Anspruch 13 und ein Kommunikationsausrüstungsgerät gemäß Anspruch 14 gelöst.
Um die oben beschriebenen Probleme zu lösen, schaffen bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung ein Oberflächenwellenbauelement, das die Energie einer angeregten Oberflächenwelle effizient einschließen und darüber hinaus den Verlust reduzieren und die Filtercharakteristik verbessern kann.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Draufsicht, die die Elektrodenkonfiguration eines Ein-Anschlußpaar-Oberflächenwellenresonators gemäß einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen der Filmdicke jeder Sammelschienenelektrode und der Schallgeschwindigkeit Vm einer Oberflächenwelle zeigt, die sich auf dem Sammelschienenabschnitt ausbreitet;
3 eine schematische Draufsicht eines Oberflächenwellenbauelements gemäß dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
4 ein Diagramm, das die Filtercharakteristika des Oberflächenwellenbauelements des ersten Ausführungsbeispiels und eines Vergleichsbeispiels desselben zeigt;
5A ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einer Zwischenraumlänge g und der Bandbreite bei M = 840 nm zeigt;
5B ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen der Zwischenraumlänge g und der Bandbreite bei M = 840 nm zeigt;
6 ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen der Zwischenraumlänge g und der Bandbreite bei M = 280 nm zeigt;
7 ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen der Zwischenraumlänge g und der Filmdicke M zeigt, die erhalten wird, wenn Energieeinschließen wirksam ist;
8 eine Draufsicht, die den Oberflächenwellenresonator gemäß einem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
9 ein Diagramm, das die Filtercharakteristika des Oberflächenwellenbauelements des zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiels und eines Vergleichsbeispiels desselben zeigt;
10 eine schematische Draufsicht, die das Oberflächenwellenbauelement gemäß einem dritten bevor zugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
11 eine Querschnittsansicht, die die Sammelschienenelektrode des Oberflächenwellenbauelements des dritten bevorzugten Ausführungsbeispiels und einen isolierenden Film zeigt, der auf der Sammelschienenelektrode angeordnet ist;
12 ein Diagramm, das die Filtercharakteristika des Oberflächenwellenbauelements des dritten bevorzugten Ausführungsbeispiels und eines Vergleichsbeispiels desselben zeigt;
13 ein Schaltbild, das ein Teilungsbauelement zeigt, das konfiguriert ist, um das Oberflächenwellenbauelement der verschiedenen bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung zu umfassen;
14 ein schematisches Blockdiagramm eines Kommunikationssystems, das ein Teilungsbauelement gemäß verschiedenen bevorzugten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung umfaßt;
15A eine schematische Draufsicht, die einen herkömmlichen Ein-Anschlußpaar-Oberflächenwellenresonator zeigt;
15B eine schematische Draufsicht, die einen weiteren herkömmlichen Ein-Anschlußpaar-Oberflächenwellenresonator zeigt;
16 eine Draufsicht eines herkömmlichen Resonatortyp-Oberflächenwellenfilters;
17 eine Querschnittsansicht eines Hauptabschnitts des herkömmlichen Oberflächenwellenbauelements;
18 ein Leitertyp-Schaltbild;
19 ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen der Filmdicke jeder Elektrode und Vs/Vm des herkömmlichen Oberflächenwellenbauelements zeigt; und
20 ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen dem Nutzverhältnis jeder Elektrode und Vs/Vm des herkömmlichen Oberflächenwellenbauelements zeigt.
Die vorliegende Erfindung wird von der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele des Oberflächenwellenbauelements der vorliegenden Erfindung mit Bezugnahme auf die Zeichnungen offensichtlich werden.
3 ist eine schematische Draufsicht eines Oberflächenwellenbauelements gemäß einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Ein Oberflächenwellenbauelement 1 umfaßt vorzugsweise ein im wesentlichen rechteckiges piezoelektrisches Substrat 2. Das piezoelektrische Substrat 2 ist vorzugsweise durch ein LiTaO₃-Substrat mit 36°-Y-Schnitt und Ausbreitung in X-Richtung definiert.
Eine Mehrzahl von Ein-Anschlußpaar-Oberflächenwellenresonatoren ist auf dem piezoelektrischen Substrat 2 angeordnet, um eine Leiterschaltungskonfiguration zu definieren. Das heißt, Reihenarmresonatoren 3 und 4, Parallelarmresonatoren 5 bis 7, Elektrodenanschlußflächen 8 bis 12 und eine Verdrahtungselektrode, die dieselben verbindet, sind durch Photolithographie und einen Ätzprozeß gebildet.
Bei dem Oberflächenwellenbauelement 1 dieses bevorzugten Ausführungsbeispiels werden die Elektrodenanschlußflächen 8 und 9 als Eingangs- und Ausgangsanschluß verwendet. Die Reihenkombination der Reihenarmresonatoren 3 und 4 ist mit dem Reihenarm zwischen dem Eingangs- und dem Ausgangsanschluß verbunden. Die Elektrodenanschlußflächen 10 bis 12 sind jeweils mit der Masse verbunden. Die Parallelarmresonatoren 5 bis 7 sind jeweils zwischen den Reihenarm und der Masse geschaltet, um ein Leiterfilter zu definieren.
Jeder der Reihenarmresonatoren 3 und 4 und der Parallelarmresonatoren 5 bis 7 ist ein Ein-Anschlußpaar-Oberflächenwellenresonator, der einen Interdigitalwandler umfaßt, der in der ungefähren Mitte in der Oberflächenwellenausbreitungsrichtung angeordnet ist, und Gitterreflektoren, die auf beiden Seiten in der Oberflächenwellenausbreitungsrichtung des Interdigitalwandlers angeordnet sind.
Bei diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel beträgt die Elektrodenfingereingriffsbreite von jedem der Interdigitalwandler der Reihenarmresonatoren 3 und 4 vorzugsweise etwa 50 μm, die Anzahl der Elektrodenpaare beträgt 100 und die Anzahl der Elektrodenfinger jedes Reflektors beträgt 100. Die Elektrodenfingerteilung bei jedem der Reihenarmresonatoren 3 und 4 beträgt vorzugsweise etwa 2,31 μm. Dementsprechend beträgt die Wellenlänge einer Oberflächenwelle vorzugsweise etwa 4,63 μm. Die Reihenarmresonatoren 3 und 4 weisen vorzugsweise die gleiche Konfiguration auf, wie sie oben beschrieben ist.
Die Parallelarmresonatoren 5 bis 7 weisen im wesentlichen die gleiche Konfiguration auf. Insbesondere beträgt die Elektrodenfingereingriffsbreite jedes Interdigitalwandlers vorzugsweise etwa 55 μm. Die Anzahl der Elektrodenfingerpaare beträgt 85, und die Anzahl der Elektrodenfinger jedes Reflektors beträgt 100. Die Elektrodenfingerteilung beträgt etwa 2,41 μm. Das heißt, die Wellenlänge der Oberflächenwelle beträgt vorzugsweise etwa 2,81 μm.
Bei dem Parallelarmresonator 6 beträgt die Elektrodenfingereingriffsbreite des Interdigitalwandlers vorzugsweise etwa 110 μm. Die Anzahl der Elektrodenfingerpaare beträgt 85, und die Anzahl der Elektrodenfinger jedes Reflektors beträgt 100. Die Elektrodenfingerteilung beträgt vorzugsweise etwa 2,15 μm (die Wellenlänge der Oberflächenwelle beträgt vorzugsweise etwa 4,30 μm).
Es wird darauf hingewiesen, daß in 3 die Resonatoren 3 bis 7 schematisch gezeigt sind, und die Anzahl der Elektrodenfinger und der Elektrodenfingereingriffsbreiteverhältnisse anders ist als die der Resonatoren, die jeweils in der Praxis verwendet werden.
Die Reihenarmresonatoren 3 und 4, die Parallelarmresonatoren 5 bis 7, die Elektrodenanschlußflächen 8 bis 12 und die Verdrahtungselektrode, die dieselben verbindet, bestehen vorzugsweise aus Al. Die Filmdicke jeder dieser Elektroden ohne die Sammelschienenelektroden, die nachfolgend beschrieben sind, beträgt vorzugsweise etwa 420 nm. Die Wellenlänge einer Oberflächenwelle auf den Reihenarmresonatoren 3 und 4 beträgt vorzugsweise etwa 4,63 μm. Somit ist das Verhältnis (h/λ (%)) der Filmdicke jedes der Elektrodenfinger des Interdigitalwandlers der Reihenarmresonatoren 3 und 4 zu der Wellenlänge etwa 9,1%.
Somit beträgt die Wellenlänge einer Oberflächenwelle auf den Parallelarmresonatoren 5 und 7 vorzugsweise etwa 4,81 μm. Somit ist das Verhältnis (h/λ(%)) der Filmdicke jedes der Elektrodenfinger der Interdigitalwandler der Parallelarmresonatoren 5 und 7 zu der Wellenlänge vorzugsweise etwa 8,7%.
Darüber hinaus betragen die Nutzverhältnisse der Elektrodenfinger der Interdigitalwandler in den Reihenarmresonatoren 3 und 5 und den Parallelarmresonatoren 5 bis 7 jeweils etwa 0,5.
Bezüglich der Sammelschienenelektroden der Interdigitalelektroden in den Reihenarmresonatoren 3 und 4 und den Parallelarmresonatoren 5 bis 7 ist ein Elektrodenfilm mit ei ner Dicke von etwa 840 nm, der die zweite Schicht definiert, an jeden Sammelschienenelektrodenfilm laminiert, der aus Al besteht und eine Dicke von 420 nm aufweist, der in 3 nicht gezeigt ist. Dies wird mit Bezugnahme auf 1 beschrieben.
1 ist eine Draufsicht, die die Elektrodenkonfiguration von einem der Ein-Anschlußpaar-Oberflächenschallwellenresonatoren zeigt, die als die Reihenarmresonatoren 3 und 4 und die Parallelarmresonatoren 5 bis 7 verwendet werden. Ein Interdigitalwandler 14 ist in der Mitte des Ein-Anschlußpaar-Oberflächenwellenresonators 13 angeordnet, und Gitterreflektoren 15 und 16 sind jeweils auf beiden Seiten in der Oberflächenwellenausbreitungsrichtung des Interdigitalwandlers 14 angeordnet. Der Interdigitalwandler 14 enthält eine Mehrzahl von Elektrodenfingern 14a und 14b. Eine Mehrzahl von Elektrodenfingern 14a und eine Mehrzahl von Elektrodenfingern 14b sind angeordnet, um ineinander zu greifen. Die Enden der Mehrzahl der Elektrodenfinger 14a an einer Seite sind mit der Sammelschienenelektrode 14c verbunden. Die Mehrzahl von Elektrodenfingern 14b ist mit der Sammelschienenelektrode 14d elektrisch verbunden, die auf der entgegengesetzten Seite der Sammelschienenelektrode 14c angeordnet ist, wobei ein Paar von kammförmigen Elektroden vorgesehen ist, die ineinander greifen.
Die Reflektoren 15 und 16 sind derart angeordnet, daß die beiden Enden einer Mehrzahl von Elektrodenfingern 15a und außerdem die beiden Enden einer Mehrzahl von Elektrodenfingern 16a jeweils miteinander kurzgeschlossen sind.
Bei diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel, sind bei den Ein-Anschlußpaar-Oberflächenwellenresonatoren 13, die jeweils die Reihenarmresonatoren 3 und 4 und die Parallelarmresonatoren 5 bis 7 bilden, Elektrodenfilme 17 und 18, die zweite Schichten definieren, die durch eine Schraffur gezeigt sind, an zumindest einem Abschnitt der Sammelschienenelektrode 14c bzw. 14d laminiert. Das heißt, die Sammel schienenelektroden 14c und 14d weisen jeweils eine Mehrschichtstruktur auf. Die zweiten Elektrodenfilme 17 und 18 bestehen aus Al. Jede Dicke beträgt vorzugsweise etwa 840 nm. Dementsprechend beträgt die Filmdicke auf der Basis der Wellenlänge der Oberflächenwelle etwa 17%.
Darüber hinaus sind die Elektrodenfilme 17 und 18, die die zweiten Schichten definieren, jeweils so auf den Sammelschienenelektroden 14c und 14d angeordnet, daß dieselben außerhalb der Grenzen zwischen den Sammelschienenelektroden 14c und 14d und den Elektrodenfingern 14a und 14b, die mit den Sammelschienenelektroden 14c bzw. 14d verbunden sind, im wesentlichen senkrecht zu der Oberflächenwellenausbreitungsrichtung angeordnet sind. In anderen Worten ausgedrückt, die Kanten B der Elektrodenfilme 17 und 18, die die zweiten Schichten definieren, die auf den Seiten der Elektrodenfinger 14a und 14b liegen, sind im wesentlichen senkrecht zu der Oberflächenwellenausbreitungsrichtung jeweils außerhalb der Grenzen A zwischen den Sammelschienenelektroden 14c und 14d und den Elektroden 14a und 14b angeordnet. Die Abstände g zwischen den Grenzen A und den Kanten B sind jeweils vorzugsweise bei etwa 4 μm eingestellt, d. h. bei etwa 0,8 λ bis etwa 0,9 λ.
Die Reihenarmresonatoren 3 und 4 und die Parallelarmresonatoren 5 bis 7 umfassen bei dem Oberflächenwellenbauelement 1 dieses bevorzugten Ausführungsbeispiels jeweils den in 1 gezeigten Ein-Anschlußpaar-Oberflächenwellenresonator 13.
Das Oberflächenwellenbauelement 1 dieses bevorzugten Ausführungsbeispiels kann durch Verwenden der Elektrodenanschlußfläche 8 als Eingangsanschluß und der Elektrodenanschlußfläche 9 als Ausgangsanschluß und Verbinden der Elektrodenanschlußflächen 10 bis 12 mit der Masse als ein Leiterfilter betrieben werden. Das Verhältnis der Filmdicke von jedem der Elektrodenfinger der Reihenarmresonatoren 3 und 4 und der Parallelarmresonatoren 5 und 7 zu der Wellenlänge ist vorzugsweise zwischen 9,1% und 8,7%. Das Nutzver hältnis jedes Interdigitalwandlers beträgt vorzugsweise etwa 0,5.
Falls somit die Filmdicke jedes der Elektrodenfinger 14a und 14b des Interdigitalwandlers 14 im wesentlichen gleich ist wie die Filmdicke von jeder der Sammelschienenelektroden 14c und 14d, wird der Energieeinschlußeffekt in der Y-Axialrichtung reduziert.
Bei diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind jedoch die Elektrodenfilme 17 und 18, die die zweiten Schichten definieren, an die Sammelschienenelektrode 14c bzw. 14d laminiert. Dementsprechend wird die Schallgeschwindigkeit einer Oberflächenwelle, die sich auf den Sammelschienenelektroden 14c und 14d ausbreitet, um etwa 140 m/sek geringer.
Als Folge ist das Verhältnis Vs/Vm, d. h. das Verhältnis der Schallgeschwindigkeit Vs der Oberflächenwelle, die sich auf dem Elektrodenfingereingriffsbereich ausbreitet zu der Ausbreitungsgeschwindigkeit Vm der Oberflächenwelle, die sich auf den Sammelschienenelektroden ausbreitet, erhöht. Somit ist der Energieeinschlußeffekt in der Y-Axialrichtung erhöht.
2 ist ein Diagramm, das Änderungen bei der Schallgeschwindigkeit einer Oberflächenwelle zeigt, die sich auf den Sammelschienenelektroden 14c und 14d ausbreitet, die erhalten werden, wenn die Dicke von der Gesamtheit von jeder der Sammelschienenelektroden 14c und 14d variiert wird, ohne daß die Elektrodenfilme 17 und 18, die die zweiten Schichten definieren, gebildet werden. Der Interdigitalwandler und die Reflektoren sind ähnlich geformt wie der obige Reihenarmresonator 3, außer daß die Dicke jeder Sammelschienenelektrode variiert ist.
Wenn die Dicke jeder Sammelschienenelektrode um etwa 0,01 λ erhöht wird, wie es in 2 ersichtlich ist, wobei λ die Wellenlänge einer Oberflächenwelle ist, wird die Schallge schwindigkeit Vm der Oberflächenwelle um etwa 8,4 m/sek niedriger.
Bei diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Elektrodenfilme 17 und 18, die die zweiten Schichten definieren, an die Sammelschienenelektroden 14c und 14d laminiert, so daß die Schallgeschwindigkeit Vm einer Oberflächenwelle, die sich auf den Sammelschienenelektroden 14c und 14d ausbreitet, niedrig wird. Dadurch ist das Verhältnis Vs/Vm auf weniger als etwa 1 eingestellt. Dementsprechend kann das Energieeinschließen in der Y-Axialrichtung effektiv ausgeführt werden, und der Verlust in der Filtercharakteristik kann reduziert werden, wie es aus den Ergebnissen von 2 ersichtlich ist.
In 4 zeigen die durchgezogenen Linien die Filtercharakteristika des Oberflächenwellenbauelements 1 dieses bevorzugten Ausführungsbeispiels. Darüber hinaus zeigen in 4 die gestrichelten Linien die Filtercharakteristika eines Vergleichsbeispiels des Oberflächenwellenbauelements, das ähnlich konfiguriert ist wie das des bevorzugten Ausführungsbeispiels, außer daß die Elektrodenfilme, die die zweiten Schichten definieren, nicht vorgesehen sind. Die Filtercharakteristikakurven der Einfügungsverluste, die auf der Skala vergrößert sind, die auf der rechten Seite der Ordinate gezeigt ist, sind in dem unteren Abschnitt von 4 gezeigt.
Bei dem Oberflächenwellenbauelement dieses bevorzugten Ausführungsbeispiels sind die Filtercharakteristika in dem Übertragungsband wesentlich verbessert, obwohl das Minimum des Einfügungsverlusts nicht wesentlich verändert ist, wie es aus 4 ersichtlich ist. Dies liegt wahrscheinlich daran, daß die Mehrschichtstrukturen der Sammelschienenelektroden 14c und 14d den Elektrodenwiderstandwert reduzieren und darüber hinaus den Oberflächenwellenenergieeinschlußeffekt wesentlich verbessern.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird das LiTaO₃-Substrat mit 36°-Y-Schnitt und Ausbreitung in X-Richtung als das piezoelektrische Substrat verwendet. Es kann beispielsweise jedoch auch ein LiTaO₃-Substrat mit 36°-Y-Schnitt und Ausbreitung in X-Richtung mit einem anderen Schnittwinkel von etwa 33° bis etwa 46° verwendet werden. In diesem Fall können ähnliche Vorteile erhalten werden. Ferner können andere geeignete piezoelektrische Einkristallsubstrate verwendet werden.
Bei diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel bestehen die Elektrodenfilme 17 und 18, die die zweiten Schichten definieren, ebenfalls vorzugsweise aus Al. Die Elektrodenfilme, die die zweiten Schichten definieren, können aus einem Metallmaterial bestehen, das anders ist als das, das verwendet wird, um die ersten Schichten zu bilden. Darüber hinaus können als Elektrodenmaterial nicht nur Al, sondern vorzugsweise auch Al-enthaltende Legierungen verwendet werden.
Darüber hinaus können beide der Elektrodenfilme, die die ersten Schichten definieren und die Elektrodenfilme, die die zweiten Schichten definieren, aus einem anderem Metall als Al und einer Al-enthaltenden Legierung bestehen. Darüber hinaus kann jeder Elektrodenfilm, der selbst die erste Schicht definiert, ein Mehrschichtfilm sein, der eine Mehrzahl von zusammen laminierten Metallfilmen umfaßt.
Bei diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel beträgt jeder der Abstände g von den Grenzen A zwischen den Sammelschienenelektroden 14c und 14d und den Elektrodenfingern zu den Kanten B der Elektrodenfilme 17 und 18, die die zweiten Schichten auf den Seiten der Elektrodenfinger 14a und 14b definieren, vorzugsweise etwa 4 μm, d. h. etwa 0,8 λ bis etwa 0,9 λ. Daher sollte der Zwischenraumlänge g ausreichend Beachtung geschenkt werden, um einen zufriedenstellenden Energieeinschlußeffekt zu erhalten.
Wenn die Zwischenraumlänge g jedes der Reihenarmresonatoren und der Parallelarmresonatoren in dem Oberflächenwellenbauelement 1 dieses bevorzugten Ausführungsbeispiels variiert wird, ist die Filtercharakteristik verändert. Der Erfinder dieser Patentanmeldung hat herausgefunden, daß sich der Energieeinschlußeffekt ändert, wenn die Zwischenraumlänge g und die Filmdicke M jedes der Elektrodenfilme 17 und 18, die die zweiten Schichten definieren, variiert werden. Grundsätzlich kann der Einschlußeffekt erhalten werden, wenn jede Elektrodenfilmdicke der Reflektoren größer ist als die jeder Sammelschiene. Falls jedoch die Zwischenraumlänge g übermäßig größer ist, können in einigen Fällen keine ausreichenden Einschlußeffekte erhalten werden.
Somit wurde die Bandbreite des Oberflächenwellenbauelements durch Ändern der Zwischenraumlänge g und der Filmdicke M jedes der Elektrodenfilme 17 und 18, die die zweiten Schichten definieren, untersucht. 5A und 5B, 6, und die folgende Tabelle 2 zeigen die Ergebnisse.
5A zeigt die Ergebnisse, die erhalten werden, wenn die Filmdicke jedes der Elektrodenfilme 17 und 18, die die zweiten Schichten definieren, etwa 840 nm (0,188 λ) beträgt. 5B zeigt die Ergebnisse, die erhalten werden, wenn die Filmdicke etwa 560 nm (0,126 λ) beträgt. 6 zeigt die Ergebnisse, die erhalten werden, wenn die Filmdicke etwa 280 nm (0,063 λ) beträgt. Wie in den 5A, 5B und 6 ersichtlich ist, neigt die Bandbreite dazu, reduziert zu werden, wenn die Zwischenraumlänge g erhöht wird. Diese Tendenz wird bemerkenswert, wenn die Filmdicke M klein ist.
Zum Vergleich sind die Bandbreiten der Elektroden, die jeweils keine Zweischichtstruktur aufweisen, durch die gestrichelten Linien in 5A, 5B und 6 gezeigt. Wie in 5A, 5B und 6 ersichtlich ist, sind die Bandbreiten in der Nähe der Zwischenraumlänge g von etwa 8 μm bei einer Filmdicke M von etwa 840 nm, in der Nähe der Zwischenraumlänge g von etwa 6 μm bei einer Filmdicke von M von etwa 560 nm und in der Nähe der Zwischenraumlänge g von etwa 4,5 μm bei einer Filmdicke M von etwa 280 nm auf den gleichen Pegel reduziert wie diejenigen der Elektroden, die jeweils keine Zweischichtstruktur aufweisen.
Diese Ergebnisse sind durch das Diagramm von 7 gezeigt, das durch eine Approximation erster Ordnung erhalten wird. Die erhaltene Approximationsgleichung ist M ≥ 0,159 g – 0,094.
Die Werte von M und g werden durch ganzzahlige Vielfache von λ ausgedrückt.
Somit kann ein gewünschter Energieeinschlußeffekt an das Oberflächenwellenbauelement zurückgegeben werden, indem das Bauelement gebildet wird, um die Gleichung von M ≥ 0,159 g – 0,094 zu erfüllen. Somit kann die Bandbreite des Bauelements erhöht werden.
In dem Fall, in dem die Metallfilme, die die zweiten Schichten definieren, aus einem Metall außer Al bestehen, ist das Oberflächenwellenbauelement aufgebaut, um die Formel Ma × (d0/da) ≥ 0,159 g – 0,084 zu erfüllen, bei der Ma die Metallfilmdicke von jeder der zweiten Schichten ist und do die Dichte von Al ist.
8 ist eine schematische Draufsicht, die einen Oberflächenwellenresonator für die Verwendung bei einem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
Bei dem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel wird vorzugsweise ein Oberflächenwellenresonator 21, der in 8 gezeigt ist, verwendet. Das Oberflächenwellenbauelement 21 des zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiels ist im wesentlichen ähnlich aufgebaut wie das des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels, außer daß der Oberflächenwellenresonator 21 als jeder der Serienarmresonatoren 3 und der Par allelarmresonatoren 5 bis 7 verwendet wird. Dementsprechend ist das Oberflächenwellenbauelement des zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiels ein Leitertyp-Filter, der die beiden Reihenarmresonatoren und die drei Parallelarmresonatoren umfaßt.
Der Oberflächenwellenresonator 21 umfaßt drei Interdigitalwandler 23 bis 25, die in der Oberflächenwellenausbreitungsrichtung auf einem piezoelektrischen Substrat 22 angeordnet sind. Bei diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das piezoelektrische Substrat 22 ebenfalls aus einem LiTaO₃-Substrat mit 36°-Y-Schnitt und Ausbreitung in X-Richtung gebildet.
Gitterelektroden 26 und 27 sind an den beiden Seiten in der Oberflächenwellenausbreitungsrichtung des Bereichs angeordnet, an dem die Interdigitalwandler 23–25 vorgesehen sind.
Die Elektrodenfingereingriffsbreite bei den Interdigitalwandlern 23–25 beträgt vorzugsweise etwa 122 μm. Die Zahl der Elektrodenfingerpaare des Interdigitalwandlers 24, der in der ungefähren Mitte der Interdigitalwandler 23–25 angeordnet ist, beträgt vorzugsweise 18. Die Zahl der Elektrodenfingerpaare jedes Interdigitalwandlers 23 und 25, die an beide Seiten angeordnet sind, beträgt vorzugsweise 11. Die Zahl der Elektrodenfingerpaare jedes Reflektors 26 und 27 beträgt vorzugsweise 120. Die Teilung zwischen den Elektrodenfingern in den Interdigitalwandlern 23–25 beträgt etwa 2,1 μm. Die Wellenlänge einer akustischen Oberflächenwelle beträgt etwa 4,2 μm.
Die Interdigitalwandler 23–25 und die Reflektoren 26 und 27 sind alle aus Al hergestellt. Die Filmdicke jedes der Interdigitalwandler 23–25, die die Elektrodenfilme sind, die unter den Elektrodenfilmen gebildet sind, die die zweiten Schichten bilden, die später beschrieben werden, beträgt etwa 320 nm. Das bedeutet, daß die Filmdicke jedes Elektrodenfingers etwa 7,4% der Wellenlänge der akustischen Oberflächenwelle beträgt. Das Nutzverhältnis jedes Interdigitalwandlers 23–25 beträgt etwa 0,72.
Die Interdigitalwandler 23–25 umfassen eine Mehrzahl von Elektrodenfingern 23a, 23b, 24a, 24b, 25a und 25b und erste und zweite Sammelschienenelektroden 23c, 23d, 24c, 24d, 25c bzw. 25d. Außerdem sind bei diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel die Elektrodenfilme 17 und 18, die die zweiten Schichten definieren, an die Sammelschienenelektroden 23c, 23d, 24c, 25c und 25d laminiert. Die Bereiche, in denen die Elektrodenfilme 17 und 18, die die zweiten Schichten definieren, laminiert sind, sind zu Darstellungszwecken schraffiert.
Die Elektrodenfilme 17 und 18, die die zweiten Schichten definieren, bestehen ähnlich wie die des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels aus Al, wobei die Filmdicke derselben vorzugsweise etwa 840 nm beträgt.
Jede Zwischenraumlänge g von den Grenzen zwischen den Sammelschienenelektroden und den Elektrodenfingern bis zu den Kanten der Elektrodenfingerseiten der Elektrodenfilme 17 und 18, die die zweiten Schichten definieren, beträgt etwa 2 μm, d. h. etwa 0,5 λ.
In 9 stellen die durchgezogenen Linien die Filtercharakteristik des Oberflächenwellenbauelements dar, das gemäß diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel gebildet ist. Zum Vergleich stellen die unterbrochenen Linien die Filtercharakteristik des Oberflächenwellenbauelements dar, das ähnlich wie das Oberflächenwellenbauelement dieses bevorzugten Ausführungsbeispiels aufgebaut ist, mit der Ausnahme, daß keine zweiten Elektrodenfilme auf die Sammelschienenabschnitte laminiert sind. Die Charakteristika, die in dem unteren Teil von 9 dargestellt sind, sind die Einfügungsverluste, die auf der Skala, die auf der rechten Seite der Ordinate gezeigt ist, vergrößert sind.
Wie in 9 dargestellt ist, wird die Filtercharakteristik in der Bandbreite wesentlich verbessert, obwohl der minimale Einfügungsverlust nicht verändert wird, indem die Elektrodenfilme, die die zweiten Schichten gemäß diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel definieren, verglichen mit dem Oberflächenwellenbauelement, das keine Elektrodenfilme aufweist, die die zweiten Schichten definieren, laminiert werden.
Dies bedeutet, daß die Filmdicke jedes Elektrodenfingers der Interdigitalwandler 23–25 etwa 7,4 der Wellenlänge der akustischen Oberflächenwelle beträgt, wobei das Nutzverhältnis jedes Interdigitalwandlers 23–25 etwa 0,27 beträgt. Wie oben beschrieben wurde, kann die Energie der akustischen Oberflächenwelle in der Y-Achsenrichtung nicht von den Elektrodenfilmen eingeschlossen werden, die nur die ersten Schichten definieren. Eine derartige Filtercharakteristik jedoch, die in 9 durch die unterbrochenen Linien dargestellt ist, kann selbst dann erzielt werden, wenn die Elektrodenfilme, die nur die ersten Schichten definieren, vorgesehen sind, da die Elektrodenfingereingriffsbreite jedes Interdigitalwandlers groß ist, d. h. etwa 30 λ.
Die laminierten Elektrodenfilme 17 und 18 jedoch, die die zweiten Schichten definieren, bewirken, daß die Filtercharakteristik wesentlich ansteigt, wie oben beschrieben wurde.
Insbesondere können Niedrigverlustfiltercharakteristika unter der Voraussetzung erhalten werden, daß zumindest ein Teil der Sammelschienenelektroden eine Dicke aufweist, die größer als die jedes Elektrodenfingers ist, wobei insbesondere Vs/Vm > 1 erfüllt ist, selbst wenn die Bedingungen, unter denen der Wellenmodus im wesentlichen in der Y-Achsenrichtung vorhanden ist, nicht erfüllt werden, d. h. wenn die Filmdicke h1 jedes Elektrodenfingers, die Elektrodenfingerbreite L1 und die Länge L2 des Zwischenraums zwi schen benachbarten Elektrodenfingern in der Oberflächenwellenausbreitungsrichtung eine der Formeln (1) bis (6) erfüllen.
10 ist eine schematische Draufsicht eines Oberflächenwellenbauelements gemäß einem dritten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Ein Oberflächenwellenbauelement 31 des dritten bevorzugten Ausführungsbeispiels ist auf die gleiche Weise konfiguriert wie das des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels. So sind gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Die wiederholte Beschreibung wird weggelassen, indem auf die relevante Erklärung des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels verwiesen wird.
Das vorliegende bevorzugte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich dahingehend von dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel, als daß, nachdem die Elektrodenanordnung, die in 10 gezeigt ist, gebildet ist, ein SiO₂-Film (nicht gezeigt) gebildet wird, um so eine Dicke von etwa 500 nm aufzuweisen, indem die gesamte obere Oberfläche des piezoelektrischen Substrats 2 besputtert wird. Danach wird ein Resist auf derselben mit Ausnahme der Serienarmresonatoren 3 und 4, der Parallelarmresonatoren 5–7 und der Elektrodenanschlußflächen 8–12 angebracht. In diesem Zustand wird der SiO₂-Film auf den Elektrodenfingern und den Elektrodenanschlußflächen durch Atzen entfernt. So kann die Zuverlässigkeit der elektrischen Verbindung zwischen Verbindungsdrähten und den Elektrodenanschlußflächen 8–12 gefestigt werden, da der SiO₂-Film auf den Elektrodenanschlußflächen 8–12 von denselben entfernt wird.
Die Oberflächenwellenausbreitungsgeschwindigkeit Vs in dem Bereich, in dem die Elektrodenfinger ineinandergreifen, wird höher als die Schallgeschwindigkeit der akustischen Oberflächenwelle, die sich auf den Sammelschienenelektroden ausbreitet, auf die der SiO₂-Film laminiert wurde, da der SiO₂-Film auf den Elektrodenfingern entfernt wurde. Anders ausgedrückt wird das Verhältnis Vs/Vm > 1.
Insbesondere wird bei diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel der SiO₂-Film 33, der einen Isolationsfilm definiert, an die Gesamtoberflächen der Sammelschienenelektroden 32 laminiert, was in der Querschnittsansicht aus 11 gezeigt ist. So weisen alle Sammelschienenelektroden eine Mehrschichtstruktur auf. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Isolationsfilm mit Ausnahme eines Metallfilms laminiert sein, wenn zumindest ein Teil der Sammelschienenelektroden verglichen mit den Elektrodenfingern dicker ist. In diesem Fall können die gleichen Vorteile wie bei dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel erzielt werden, da die Schallgeschwindigkeit Vm der akustischen Oberflächenwelle, die sich zu den Sammelschienenelektroden ausbreitet, niedrig wird.
Bei diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel definiert der SiO₂-Film 33 vorzugsweise den Isolationsfilm. Die Dicke des Isolationsfilms beträgt etwa 500 nm, was etwa 11% der Wellenlänge der akustischen Oberflächenwelle ist. Die Dichte des SiO₂-Films beträgt etwa 2,21 g/cm³ und ist verglichen mit der Dichte von etwa 2,69 g/cm³ des Al-Films, der die Elektroden bildet, etwas geringer, da der SiO₂-Film durch Sputtern gebildet ist. Andererseits ist die Zwischenraumlänge g klein, nämlich etwa 0,1 λ. Folglich ist der Energieeinschlußeffekt für die akustische Oberflächenwelle in der Y-Achsenrichtung genauso groß wie bei dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel.
In 12 stellen die durchgezogenen Linien die Filtercharakteristik des Oberflächenwellenbauelements des dritten bevorzugten Ausführungsbeispiels dar, das wie oben beschrieben konfiguriert ist. Die unterbrochenen Linien stellen die Filtercharakteristik eines Oberflächenwellenbauelements zum Vergleich dar, das auf die gleiche Weise wie das des dritten bevorzugten Ausführungsbeispiels konfiguriert ist, mit der Ausnahme, daß kein SiO₂-Film gebildet ist. Die Filtercharakteristika in dem unteren Teil von 12 sind die Einfügungsverluste, die an der Skala, die an der rechten Seite der Ordinate gezeigt ist, vergrößert sind.
Wie aus 12 ersichtlich ist, ist der Energieeinschlußeffekt bei dem Oberflächenwellenbauelement des dritten bevorzugten Ausführungsbeispiels aufgrund der Bildung des SiO₂-Films ebenfalls verbessert. So können erwünschte Filtercharakteristika erhalten werden.
Bei dem dritten bevorzugten Ausführungsbeispiel wird der Isolationsfilm der Elektrodenfinger entfernt, so daß der SiO₂-Film als der Isolationsfilm nur auf den Sammelschienenelektroden gebildet ist. Der Isolationsfilm kann auf den Elektrodenfingern gebildet sein, wobei die Dicke des Isolationsfilms auf den Elektrodenfingern kleiner als die auf den Sammelschienenelektroden ist. In diesem Fall kann die Schallgeschwindigkeit Vm der akustischen Oberflächenwelle, die sich auf den Sammelschienenelektroden ausbreitet, gesteuert werden, um kleiner zu sein als die Ausbreitungsgeschwindigkeit Vs der akustischen Oberflächenwelle, die sich auf den Elektrodenfingern ausbreitet, indem die Differenz der Dicke zwischen den Isolationsfilmen angepaßt wird. So kann die Filtercharakteristik ähnlich wie die des dritten bevorzugten Ausführungsbeispiels verbessert werden.
Ferner kann ein Film, der aus einem geeigneten Isolationsmaterial besteht und nicht der SiO₂-Film ist, verwendet werden. Zur Filmbildung können Aufdampfungsverfahren, chemische Aufdampfungsverfahren usw. verwendet werden.
Ferner kann, ähnlich wie bei dem dritten bevorzugten Ausführungsbeispiel, der Isolationsfilm auf den Sammelschienenelektroden gebildet sein, der auf dem piezoelektrischen Substrat gebildet ist, an dem die Elektrodenanordnung auf die gleiche Weise wie bei dem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel gebildet ist, mit der Ausnahme, daß die Elek trodenfilme 17 und 18, die die zweiten Schichten definieren, nicht gebildet sind. In diesem Fall kann die Geschwindigkeit Vm gesteuert werden, um ähnlich niedrig wie bei dem dritten bevorzugten Ausführungsbeispiel zu sein, so daß die Energie der akustischen Oberflächenwelle eingeschlossen werden kann.
Die Oberflächenwellenbauelemente, die jeweils eine Leiterschaltungskonfiguration aufweisen, sind in dem ersten bis dritten bevorzugten Ausführungsbeispiel beschrieben. Gemäß verschiedenen bevorzugten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung wird der Energieeinschlußeffekt für die akustische Oberflächenwelle in der Y-Achsenrichtung in einem Anschlußpaaroberflächenwellenresonator stark verbessert, wodurch die Filtercharakteristik eines Filters, das unter Verwendung des einen Anschlußpaaroberflächenwellenresonators gebildet ist, sehr verbessert werden kann, usw. So kann die vorliegende Erfindung nicht nur auf Oberflächenwellenfilter, die jeweils eine Leiterschaltungskonfiguration aufweisen, angewendet werden, sondern auch auf verschiedenen Typen von Oberflächenwellenfiltern und Oberflächenwellenresonatoren.
Als nächstes wird ein Beispiel eines Antennenteilungsbauelements bzw. eines Bauelements zur gemeinschaftlichen Verwendung einer Antenne, das das Oberflächenwellenfilter gemäß verschiedenen bevorzugten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung umfaßt, Bezug nehmend auf 13 beschrieben.
13 ist ein Schaltungsdiagramm, das ein Antennenteilungsbauelement des vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiels darstellt. Ein Antennenteilungsbauelement 70 dieses Ausführungsbeispiels umfaßt ein Paar von Leiterfiltern 61, die jeweils ähnlich wie das Leiteroberflächenwellenfilter, das in 3 ist, sind, mit der Ausnahme, daß sich die Zahl von Stufen von der des Filters, das in 3 gezeigt ist, unterscheidet. Insbesondere sind die Eingangsan schlüsse 62 der jeweiligen Leiterfilter 61 miteinander verbunden, um ein erstes Tor 71 zu definieren. Andererseits werden die Ausgangsanschlüsse 63 der jeweiligen Leiterfilter 61 verwendet, wie diese sind, um das zweite und dritte Tor des Antennenteilungselements dieses bevorzugten Ausführungsbeispiels zu bilden.
Das Antennenteilungsbauelement kann aufgebaut sein, um ein Paar der Leiterfilter 61 zu umfassen, wie oben beschrieben wird.
Ferner kann eine Kommunikationsausrüstung durch eine Verwendung des Antennenteilungsbauelements, das oben beschrieben ist, gebildet werden. 14 zeigt ein Beispiel einer derartigen Kommunikationsausrüstung.
Ein Kommunikationsausrüstungsgerät 81 dieses bevorzugten Ausführungsbeispiels umfaßt vorzugsweise das Antennenteilungsbauelement 70 und Sende/Empfangsschaltungen 82 und 83. Das erste Tor 71 des Antennenteilungsbauelements 70 ist mit einer Antenne 84 verbunden. Die Ausgangsanschlüsse 63 und 63, die das zweite und das dritte Tor bilden, sind mit der Sende/Empfangsschaltung 82 bzw. 83 verbunden.
Bei dem Antennenteilungsbauelement 70 ist das eine Paar der Leiterfilter 61 konfiguriert, um unterschiedliche Übertragungsbänder aufzuweisen, wodurch die Antenne 84 als Sende- und Empfangsantenne verwendet werden kann.

Claims

Oberflächenwellenbauelement (1; 21; 31) mit folgenden Merkmalen: einem piezoelektrischen Substrat (2; 22), an dem eine akustische Oberflächenwelle, die in der Ausbreitungsrichtung einen Anisotropieindex γ von weniger als etwa –1 aufweist, anregbar ist; und zumindest einem Interdigitalwandler (14; 23, 24, 25), der auf dem piezoelektrischen Substrat (2; 22) angeordnet ist und eine erste und eine zweite Sammelschienenelektrode (14c, 14d; 23c, 23d, 24c, 24d, 25c, 25d; 32) und eine Mehrzahl von Elektrodenfingern (14a, 14b; 23a, 23b, 24a, 24b, 25a, 25b) umfaßt, wobei die Mehrzahl von Elektrodenfingern (14a, 14b; 23a, 23b, 24a, 24b, 25a, 25b) mit der ersten und zweiten Sammelschienenelektrode verbunden ist, um ein Paar von kammförmigen Elektroden zu definieren, die ineinandergreifen, wobei die Mehrzahl von Elektrodenfingern Al als eine Hauptkomponente enthält, wobei jeder der Elektrodenfinger (14a, 14b; 23a, 23b, 24a, 24b, 25a, 25b) eine Filmdicke von nicht weniger als etwa 0,04 λ aufweist, wobei λ die Wellenlänge der akustischen Oberflächenwelle ist, wobei zumindest ein Abschnitt der ersten und zweiten Sammelschienenelektrode (14c, 14d; 23c, 23d, 24c, 24d, 25c, 25d; 32) eine Dicke aufweist, die größer als die jedes Elektrodenfingers ist, so daß die Energie der akustischen Oberflächenwelle im wesentlichen senkrecht zu der Ausbreitungsrichtung der akustischen Oberflächenwelle eingeschlossen ist, wobei zumindest ein Abschnitt der ersten und zweiten Sammelschienenelektrode (14c, 14d; 23c, 23d, 24c, 24d, 25c, 25d; 32) eine Mehrschichtstruktur aufweist, bei der eine Mehrzahl von Elektrodenfilmen aufeinanderlaminiert ist, wodurch zumindest ein Abschnitt der ersten und zweiten Sammelschienenelektrode (14c, 14d; 23c, 23d, 24c, 24d, 25c, 25d; 32) eine Dicke aufweist, die größer ist als die jedes Elektrodenfingers (14a, 14b; 23a, 23b, 24a, 24b, 25a, 25b), und wobei in jeder Sammelschienenelektrode (14c, 14d; 23c, 23d, 24c, 24d, 25c, 25d; 32), die eine Mehrschichtstruktur aufweist, eine Strecke g von der Grenze (A) zwischen der Sammelschienenelektrode (14c, 14d; 23c, 23d, 24c, 24d, 25c, 25d; 32) und den Elektrodenfingern (14a, 14b; 23a, 23b, 24a, 24b, 25a, 25b) in dem Elektrodenfilm der untersten Schicht bis zu der Kante (B) der Elektrodenfingerseite des Elektrodenfilms, der aus Al besteht und die zweite Schicht definiert, und die Filmdicke M des Elektrodenfilms, der die zweite Schicht definiert, in dem Bereich liegen, der durch die Formel M ≥ 0,159 g – 0,094 definiert wird, wobei Werte von g und M ganzzahlige Vielfache der Wellenlänge λ der akustischen Oberflächenwelle sind.
Oberflächenwellenbauelement (1; 21; 31) mit folgenden Merkmalen: einem piezoelektrischen Substrat (2; 22), an dem eine akustische Oberflächenwelle, die in der Ausbreitungsrichtung einen Anisotropieindex γ von weniger als etwa –1 aufweist, anregbar ist; und zumindest einem Interdigitalwandler (14; 23, 24, 25), der auf dem piezoelektrischen Substrat (2; 22) angeordnet ist und eine erste und eine zweite Sammelschienenelektrode und eine Mehrzahl von Elektrodenfingern umfaßt, wobei die Mehrzahl von Elektrodenfingern (14a, 14b; 23a, 23b, 24a, 24b, 25a, 25b) mit der ersten und zweiten Sammelschienenelektrode (14c, 14d; 23c, 23d, 24c, 24d, 25c, 25d; 32) verbunden ist, um ein Paar von kammförmigen Elektroden zu definieren, die ineinandergreifen, wobei die Mehrzahl von Elektrodenfingern (14a, 14b; 23a, 23b, 24a, 24b, 25a, 25b) Al als eine Hauptkomponente enthält, wobei eine Elektrodenfingerbreite L1 des Interdigitalwandlers (14; 23, 24, 25) und eine Zwischenraumlänge L2 zwischen benachbarten Elektrodenfingern (14a, 14b; 23a, 23b, 24a, 24b, 25a, 25b) in der Oberflächenwellenausbreitungsrichtung die Formel L1/(L1 + L2) ≥ 0,5 erfüllen, wobei zumindest ein Abschnitt der ersten und zweiten Sammelschienenelektrode (14c, 14d; 23c, 23d, 24c, 24d, 25c, 25d; 32) eine Dicke aufweist, die größer als die jedes Elektrodenfingers (14a, 14b; 23a, 23b, 24a, 24b, 25a, 25b) ist, so daß die Energie der akustischen Oberflächenwelle im wesentlichen senkrecht zu der Ausbreitungsrichtung der akustischen Oberflächenwelle eingeschlossen ist, wobei zumindest ein Abschnitt der ersten und zweiten Sammelschienenelektrode (14c, 14d; 23c, 23d, 24c, 24d, 25c, 25d; 32) eine Mehrschichtstruktur aufweist, bei der eine Mehrzahl von Elektrodenfilmen aufeinanderlaminiert ist, wodurch zumindest ein Abschnitt der ersten und zweiten Sammelschienenelektrode (14c, 14d; 23c, 23d, 24c, 24d, 25c, 25d; 32) eine Dicke aufweist, die größer ist als die jedes Elektrodenfingers (14a, 14b; 23a, 23b, 24a, 24b, 25a, 25b), und wobei in jeder Sammelschienenelektrode (14c, 14d; 23c, 23d, 24c, 24d, 25c, 25d; 32), die eine Mehrschichtstruktur aufweist, eine Strecke g von der Grenze (A) zwischen der Sammelschienenelektrode (14c, 14d; 23c, 23d, 24c, 24d, 25c, 25d; 32) und den Elektrodenfingern (14a, 14b; 23a, 23b, 24a, 24b, 25a, 25b) in dem Elek trodenfilm der untersten Schicht bis zu der Kante (B) der Elektrodenfingerseite des Elektrodenfilms, der aus Al besteht und die zweite Schicht definiert, und die Filmdicke M des Elektrodenfilms, der die zweite Schicht definiert, in dem Bereich liegen, der durch die Formel M ≥ 0,159 g – 0,094 definiert wird, wobei Werte von g und M ganzzahlige Vielfache der Wellenlänge λ der akustischen Oberflächenwelle sind.
Oberflächenwellenbauelement (1; 21; 31) mit folgenden Merkmalen: einem piezoelektrischen Substrat (2; 22), an dem eine akustische Oberflächenwelle, die in der Ausbreitungsrichtung einen Anisotropieindex γ von weniger als etwa –1 aufweist, anregbar ist; und zumindest einem Interdigitalwandler (14; 23, 24, 25), der auf dem piezoelektrischen Substrat (2; 22) angeordnet ist und eine erste und eine zweite Sammelschienenelektrode (14c, 14d; 23c, 23d, 24c, 24d, 25c, 25d; 32) und eine Mehrzahl von Elektrodenfingern (14a, 14b; 23a, 23b, 24a, 24b, 25a, 25b) umfaßt, wobei die Mehrzahl von Elektrodenfingern mit der ersten und zweiten Sammelschienenelektrode (14c, 14d; 23c, 23d, 24c, 24d, 25c, 25d; 32) verbunden ist, um ein Paar von kammförmigen Elektroden zu definieren, die ineinandergreifen, wobei die Mehrzahl von Elektrodenfingern (14a, 14b; 23a, 23b, 24a, 24b, 25a, 25b) Al als eine Hauptkomponente enthält, wobei eine Filmdicke h1 jedes Elektrodenfingers (14a, 14b; 23a, 23b, 24a, 24b, 25a, 25b), eine Elektrodenfingerbreite L1, eine Zwischenraumlänge L2 zwischen benachbarten Elektrodenfingern (14a, 14b; 23a, 23b, 24a, 24b, 25a, 25b) in der Oberflächenwellenrichtung und eine Wellenlänge λ der akustischen Oberflächenwelle eine der folgenden Formeln (1) bis (6) erfüllen: L1/(L1 + L2) ≥ 0,55 und h/λ ≥ 0,100 (1) L1/(L1 + L2) ≥ 0,60 und h/λ ≥ 0,090 (2) L1/(L1 + L2) ≥ 0,65 und h/λ ≥ 0,080 (3) L1/(L1 + L2) ≥ 0,70 und h/λ ≥ 0,070 (4) L1/(L1 + L2) ≥ 0,75 und h/λ ≥ 0,065 (5) L1/(L1 + L2) ≥ 0,80 und h/λ ≥ 0,055 (6),wobei zumindest ein Abschnitt der ersten und zweiten Sammelschienenelektrode (14c, 14d; 23c, 23d, 24c, 24d, 25c, 25d; 32) eine Dicke aufweist, die größer als die jedes Elektrodenfingers (14a, 14b; 23a, 23b, 24a, 24b, 25a, 25b) ist, so daß die Energie der akustischen Oberflächenwelle im wesentlichen senkrecht zu der Ausbreitungsrichtung der akustischen Oberflächenwelle eingeschlossen ist, wobei zumindest ein Abschnitt der ersten und zweiten Sammelschienenelektrode (14c, 14d; 23c, 23d, 24c, 24d, 25c, 25d; 32) eine Mehrschichtstruktur aufweist, bei der eine Mehrzahl von Elektrodenfilmen aufeinanderlaminiert ist, wodurch zumindest ein Abschnitt der ersten und zweiten Sammelschienenelektrode (14c, 14d; 23c, 23d, 24c, 24d, 25c, 25d; 32) eine Dicke aufweist, die größer ist als die jedes Elektrodenfingers (14a, 14b; 23a, 23b, 24a, 24b, 25a, 25b), und wobei in jeder Sammelschienenelektrode (14c, 14d; 23c, 23d, 24c, 24d, 25c, 25d; 32), die eine Mehrschichtstruktur aufweist, eine Strecke g von der Grenze (A) zwischen der Sammelschienenelektrode (14c, 14d; 23c, 23d, 24c, 24d, 25c, 25d; 32) und den Elektrodenfingern (14a, 14b; 23a, 23b, 24a, 24b, 25a, 25b) in dem Elektrodenfilm der untersten Schicht bis zu der Kante (B) der Elektrodenfingerseite des Elektrodenfilms, der aus Al besteht und die zweite Schicht definiert, und die Filmdicke M des Elektrodenfilms, der die zweite Schicht definiert, in dem Bereich liegen, der durch die Formel M ≥ 0,159 g – 0,094 definiert wird, wobei Werte von g und M ganzzahlige Vielfache der Wellenlänge λ der akustischen Oberflächenwelle sind.
Oberflächenwellenbauelement (1; 21; 31) mit folgenden Merkmalen: einem piezoelektrischen Substrat (2; 22), an dem eine akustische Oberflächenwelle, die in der Ausbreitungsrichtung einen Anisotropieindex γ von weniger als etwa –1 aufweist, anregbar ist; und zumindest einem Interdigitalwandler (14; 23, 24, 25), der auf dem piezoelektrischen Substrat (2; 22) angeordnet ist und eine erste und eine zweite Sammelschienenelektrode (14c, 14d; 23c, 23d, 24c, 24d, 25c, 25d; 32) und eine Mehrzahl von Elektrodenfingern (14a, 14b; 23a, 23b, 24a, 24b, 25a, 25b) umfaßt, wobei die Mehrzahl von Elektrodenfingern (14a, 14b; 23a, 23b, 24a, 24b, 25a, 25b) mit der ersten und zweiten Sammelschienenelektrode verbunden ist, um ein Paar von kammförmigen Elektroden zu definieren, die ineinandergreifen, wobei die Mehrzahl von Elektrodenfingern Al als eine Hauptkomponente enthält, wobei jeder der Elektrodenfinger (14a, 14b; 23a, 23b, 24a, 24b, 25a, 25b) eine Filmdicke von nicht weniger als etwa 0,04 λ aufweist, wobei λ die Wellenlänge der akustischen Oberflächenwelle ist, wobei zumindest ein Abschnitt der ersten und zweiten Sammelschienenelektrode (14c, 14d; 23c, 23d, 24c, 24d, 25c, 25d; 32) eine Dicke aufweist, die größer als die jedes Elektrodenfingers ist, so daß die Energie der akustischen Oberflächenwelle im wesentlichen senkrecht zu der Ausbreitungsrichtung der akustischen Oberflächenwelle eingeschlossen ist, wobei zumindest ein Abschnitt der ersten und zweiten Sammelschienenelektrode (14c, 14d; 23c, 23d, 24c, 24d, 25c, 25d; 32) eine Mehrschichtstruktur aufweist, bei der eine Mehrzahl von Elektrodenfilmen aufeinanderlaminiert ist, wodurch zumindest ein Abschnitt der ersten und zweiten Sammelschienenelektrode (14c, 14d; 23c, 23d, 24c, 24d, 25c, 25d; 32) eine Dicke aufweist, die größer ist als die jedes Elektrodenfingers (14a, 14b; 23a, 23b, 24a, 24b, 25a, 25b), und wobei in jeder Sammelschienenelektrode (14c, 14d; 23c, 23d, 24c, 24d, 25c, 25d; 32), die eine Mehrschichtstruktur aufweist, die Elektrodenfilmdicke Ma der zweiten Schicht in dem Bereich liegt, der durch die Formel Ma × (d0/da) ≥ 0,159 g – 0,094 definiert wird, wobei g die Strecke von der Grenze (A) zwischen der Sammelschienenelektrode (14c, 14d; 23c, 23d, 24c, 24d, 25c, 25d; 32) und den Elektrodenfingern (14a, 14b; 23a, 23b, 24a, 24b, 25a, 25b) in dem Elektrodenfilm der untersten Schicht bis zu der Kante (B) der Elektrodenfingerseite des Elektrodenfilms ist, der aus Al besteht und die zweite Schicht definiert, wobei die Werte von g bzw. Ma durch ganzzahlige Vielfache der Wellenlänge λ der akustischen Oberflächenwelle ausgedrückt werden, wobei die zweite Schicht aus einem Metall mit Ausnahme von Al besteht, und wobei da die Dichte des Metalls der zweiten Schicht ist und d0 die Dichte von Al.
Oberflächenwellenbauelement (1; 21; 31) mit folgenden Merkmalen: einem piezoelektrischen Substrat (2; 22), an dem eine akustische Oberflächenwelle, die in der Ausbreitungsrichtung einen Anisotropieindex γ von weniger als etwa –1 aufweist, anregbar ist; und zumindest einem Interdigitalwandler (14; 23, 24, 25), der auf dem piezoelektrischen Substrat (2; 22) angeordnet ist und eine erste und eine zweite Sammelschienenelektrode und eine Mehrzahl von Elektrodenfingern umfaßt, wobei die Mehrzahl von Elektrodenfingern (14a, 14b; 23a, 23b, 24a, 24b, 25a, 25b) mit der ersten und zweiten Sammelschienenelektrode (14c, 14d; 23c, 23d, 24c, 24d, 25c, 25d; 32) verbunden ist, um ein Paar von kammförmigen Elektroden zu definieren, die ineinandergreifen, wobei die Mehrzahl von Elektrodenfingern (14a, 14b; 23a, 23b, 24a, 24b, 25a, 25b) Al als eine Hauptkomponente enthält, wobei eine Elektrodenfingerbreite L1 des Interdigitalwandlers (14; 23, 24, 25) und eine Zwischenraumlänge L2 zwischen benachbarten Elektrodenfingern (14a, 14b; 23a, 23b, 24a, 24b, 25a, 25b) in der Oberflächenwellenausbreitungsrichtung die Formel L1/(L1 + L2) ≥ 0,5 erfüllen, wobei zumindest ein Abschnitt der ersten und zweiten Sammelschienenelektrode (14c, 14d; 23c, 23d, 24c, 24d, 25c, 25d; 32) eine Dicke aufweist, die größer als die jedes Elektrodenfingers (14a, 14b; 23a, 23b, 24a, 24b, 25a, 25b) ist, so daß die Energie der akustischen Oberflächenwelle im wesentlichen senkrecht zu der Ausbreitungsrichtung der akustischen Oberflächenwelle eingeschlossen ist, wobei zumindest ein Abschnitt der ersten und zweiten Sammelschienenelektrode (14c, 14d; 23c, 23d, 24c, 24d, 25c, 25d; 32) eine Mehrschichtstruktur aufweist, bei der eine Mehrzahl von Elektrodenfilmen aufeinanderlaminiert ist, wodurch zumindest ein Abschnitt der ersten und zweiten Sammelschienenelektrode (14c, 14d; 23c, 23d, 24c, 24d, 25c, 25d; 32) eine Dicke aufweist, die größer ist als die jedes Elektrodenfingers (14a, 14b; 23a, 23b, 24a, 24b, 25a, 25b), und wobei in jeder Sammelschienenelektrode (14c, 14d; 23c, 23d, 24c, 24d, 25c, 25d; 32), die eine Mehrschichtstruktur aufweist, die Elektrodenfilmdicke Ma der zweiten Schicht in dem Bereich liegt, der durch die Formel Ma × (d0/da) ≥ 0,159 g – 0,094 definiert wird, wobei g die Strecke von der Grenze (A) zwischen der Sammelschienenelektrode (14c, 14d; 23c, 23d, 24c, 24d, 25c, 25d; 32) und den Elektrodenfingern (14a, 14b; 23a, 23b, 24a, 24b, 25a, 25b) in dem Elektrodenfilm der untersten Schicht bis zu der Kante (B) der Elektrodenfingerseite des Elektrodenfilms ist, der aus Al besteht und die zweite Schicht definiert, wobei die Werte von g bzw. Ma durch ganzzahlige Vielfache der Wellenlänge λ der akustischen Oberflächenwelle ausgedrückt werden, wobei die zweite Schicht aus einem Metall mit Ausnahme von Al besteht, und wobei da die Dichte des Metalls der zweiten Schicht ist und d0 die Dichte von Al.
Oberflächenwellenbauelement (1; 21; 31) mit folgenden Merkmalen: einem piezoelektrischen Substrat (2; 22), an dem eine akustische Oberflächenwelle, die in der Ausbreitungsrichtung einen Anisotropieindex γ von weniger als etwa –1 aufweist, anregbar ist; und zumindest einem Interdigitalwandler (14; 23, 24, 25), der auf dem piezoelektrischen Substrat (2; 22) angeordnet ist und eine erste und eine zweite Sammelschienenelektrode (14c, 14d; 23c, 23d, 24c, 24d, 25c, 25d; 32) und eine Mehrzahl von Elektrodenfingern (14a, 14b; 23a, 23b, 24a, 24b, 25a, 25b) umfaßt, wobei die Mehrzahl von Elektrodenfingern mit der ersten und zweiten Sammelschienenelektrode (14c, 14d; 23c, 23d, 24c, 24d, 25c, 25d; 32) verbunden ist, um ein Paar von kammförmigen Elektroden zu definieren, die ineinandergreifen, wobei die Mehrzahl von Elektrodenfingern (14a, 14b; 23a, 23b, 24a, 24b, 25a, 25b) Al als eine Hauptkomponente enthält, wobei eine Filmdicke h1 jedes Elektrodenfingers (14a, 14b; 23a, 23b, 24a, 24b, 25a, 25b), eine Elektrodenfingerbreite L1, eine Zwischenraumlänge L2 zwischen benachbarten Elektrodenfingern (14a, 14b; 23a, 23b, 24a, 24b, 25a, 25b) in der Oberflächenwellenrichtung und eine Wellenlänge λ der akustischen Oberflächenwelle eine der folgenden Formeln (1) bis (6) erfüllen: L1/(L1 + L2) ≥ 0,55 und h/λ ≥ 0,100 (1) L1/(L1 + L2) ≥ 0,60 und h/λ ≥ 0,090 (2) L1/(L1 + L2) ≥ 0,65 und h/λ ≥ 0,080 (3) L1/(L1 + L2) ≥ 0,70 und h/λ ≥ 0,070 (4) L1/(L1 + L2) ≥ 0,75 und h/λ ≥ 0,065 (5) L1/(L1 + L2) ≥ 0,80 und h/λ ≥ 0,055 (6),wobei zumindest ein Abschnitt der ersten und zweiten Sammelschienenelektrode (14c, 14d; 23c, 23d, 24c, 24d, 25c, 25d; 32) eine Dicke aufweist, die größer als die jedes Elektrodenfingers (14a, 14b; 23a, 23b, 24a, 24b, 25a, 25b) ist, so daß die Energie der akustischen Oberflächenwelle im wesentlichen senkrecht zu der Ausbreitungsrichtung der akustischen Oberflächenwelle eingeschlossen ist, wobei zumindest ein Abschnitt der ersten und zweiten Sammelschienenelektrode (14c, 14d; 23c, 23d, 24c, 24d, 25c, 25d; 32) eine Mehrschichtstruktur aufweist, bei der eine Mehrzahl von Elektrodenfilmen aufeinanderlaminiert ist, wodurch zumindest ein Abschnitt der ersten und zweiten Sammelschienenelektrode (14c, 14d; 23c, 23d, 24c, 24d, 25c, 25d; 32) eine Dicke aufweist, die größer ist als die jedes Elektrodenfingers (14a, 14b; 23a, 23b, 24a, 24b, 25a, 25b), und wobei in jeder Sammelschienenelektrode (14c, 14d; 23c, 23d, 24c, 24d, 25c, 25d; 32), die eine Mehrschichtstruktur aufweist, die Elektrodenfilmdicke Ma der zweiten Schicht in dem Bereich liegt, der durch die Formel Ma × (d0/da) ≥ 0,159 g – 0,094 definiert wird, wobei g die Strecke von der Grenze (A) zwischen der Sammelschienenelektrode (14c, 14d; 23c, 23d, 24c, 24d, 25c, 25d; 32) und den Elektrodenfingern (14a, 14b; 23a, 23b, 24a, 24b, 25a, 25b) in dem Elektrodenfilm der untersten Schicht bis zu der Kante (B) der Elektrodenfingerseite des Elektrodenfilms ist, der aus Al besteht und die zweite Schicht definiert, wobei die Werte von g bzw. Ma durch ganzzahlige Vielfache der Wellenlänge λ der akustischen Oberflächenwelle ausgedrückt werden, wobei die zweite Schicht aus einem Metall mit Ausnahme von Al besteht, und wobei da die Dichte des Metalls der zweiten Schicht ist und d0 die Dichte von Al.
Oberflächenwellenbauelement (1; 21; 31) gemäß Anspruch 1, 2 oder 3, bei dem der Elektrodenfilm, der die unterste Schicht in jeder Sammelschienenelektrode (14c, 14d; 23c, 23d, 24c, 24d, 25c, 25d; 32) definiert, die eine Mehrschichtstruktur aufweist, die Elektrodenfinger (14a, 14b; 23a, 23b, 24a, 24b, 25a, 25b) umfaßt, wobei die Elektrodenfilme, die die zweite und nachfolgende Schichten definieren, aus einem Metall bestehen, das sich von dem unterscheidet, das den Elektrodenfilm bildet, der die unterste Schicht definiert.
Oberflächenwellenbauelement (1; 21; 31) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem in jeder Sammelschienenelektrode (14c, 14d; 23c, 23d, 24c, 24d, 25c, 25d; 32), die eine Mehrschichtstruktur aufweist, zumindest eine Schicht der Elektrodenfilme, die die zweite und nachfolgende Schichten definieren, aus einem Metall besteht, das verglichen mit dem Elektrodenfilm, der die unterste Schicht definiert, eine relativ hohe Dichte aufweist.
Oberflächenwellenbauelement (1; 21; 31) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem in jeder Sammelschienenelektrode (14c, 14d; 23c, 23d, 24c, 24d, 25c, 25d; 32), die eine Mehrschichtstruktur aufweist, zumindest eine Schicht der Elektrodenfilme, die die zweite und nachfolgende Schichten definieren, verglichen mit dem Elektrodenfilm, der die unterste Schicht definiert, einen niedrigeren Widerstand und eine höhere Dichte aufweist.
Oberflächenwellenbauelement (1; 21; 31) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem in jeder Sammelschienenelektrode (14c, 14d; 23c, 23d, 24c, 24d, 25c, 25d; 32), die eine Mehrschichtstruktur aufweist, ein erster Isolationsfilm (33) zwischen Elektrodenfilmen, die die Mehrschichtstruktur bilden, angeordnet ist, wobei eine elektrische Verbindung zwischen dem oberen und dem unteren Elektrodenfilm sichergestellt wird.
Oberflächenwellenbauelement (1; 21; 31) gemäß Anspruch 10, das ferner einen zweiten Isolationsfilm aufweist, der auf den Elektrodenfingern (14a, 14b; 23a, 23b, 24a, 24b, 25a, 25b) angebracht ist, wobei der erste Isolationsfilm (33) eine Dicke aufweist, die größer ist als die des zweiten Isolationsfilms, der an jedem Elektrodenfinger angebracht ist.
Oberflächenwellenbauelement (1; 21; 31) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, bei dem das piezoelektrische Substrat (2; 22), an dem eine akustische Oberflächenwellen anregbar ist, ein LiTaO₃-Substrat ist, an dem eine akustische Pseudooberflächenwelle anregbar ist.
Duplexer (70) für eine Antenne (84), der zumindest ein Oberflächenwellenbauelement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12 umfaßt.
Kommunikationsausrüstungsgerät (81), das den Duplexer gemäß Anspruch 13 umfaßt.