CN101379700A - 声表面波器件、使用该声表面波器件的声表面波滤波器和天线共用器以及使用该声表面波器件的电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种声表面波器件(10)，其具有：含有铌酸锂的基板(1)；设置在基板的上表面且由多个电极指(22a)构成的梳型电极(22)；以及覆盖梳型电极(22)并且上表面具有凹凸形状的保护膜(4)。而且，当梳型电极(22)的每个间距的间距宽度为p，每个电极指(22a)的宽度为p1，电极指(22a)间的宽度为p2，梳型电极(22)的厚度为h时，满足如下关系：p1+p2＝p和h/(2×p)≥4.5％。根据此结构，可以获得能够实现适当的反射特性且具有良好的温度特性和电特性的声表面波器件(10)。
Description
技术领域
本发明涉及用作谐振器或者带通滤波器的声表面波器件、使用该声表面波器件的声表面波滤波器和天线共用器以及使用该声表面波器件的电子设备。
背景技术
关于现有技术，以下以声表面波器件(以下，称为SAW器件)为例进行说明。
近年来，小巧轻薄的SAW器件多使用在各种移动式通讯终端设备等电子设备上。特别是在800MHz～2GHz频带的手机系统的无线电路部分上，广泛使用了利用钽酸锂(以下，称为LT)基板所制作的声表面波滤波器。但是，LT基板的声表面波的传播方向上的基板的热膨胀系数较大，而且弹性常数本身也会根据温度而变化。因此，在温度特性方面存在这样的课题：滤波器的频率特性也会相对于温度的变化而产生较大偏移。
对此，例如在日本专利特开2004-254291号公报(专利文献1)中公开了获得温度特性得到改善的SAW器件的方法。专利文献1中记载的SAW器件具有压电基板、电极膜及绝缘膜。电极膜形成在压电基板上，构成至少一个IDT。绝缘膜以覆盖电极膜的方式，通过溅镀法形成在压电基板上。此外，绝缘膜在其上表面上具有凹凸。而且，电极膜的膜厚处于被激发的表面波波长的1～3％的范围内，由此获得良好的电特性。
专利文献1：日本专利特开2004-254291号公报
发明内容
本发明可以获得温度特性和电特性优异的电子部件。
本发明的声表面波器件具有含有铌酸锂的基板、梳型电极及保护膜，梳型电极设置在基板的上表面，且由多个电极指构成，保护膜覆盖梳型电极并且上表面具有凹凸形状。而且，当梳型电极的每个间距的间距宽度为p，构成梳型电极的每个电极指的宽度为p1，电极指间的宽度为p2，梳型电极的厚度为h时，满足如下关系：p1+p2＝p和h/(2×p)≥4.5％。根据此结构，可以获得能够实现适当的反射特性且具有良好的温度特性和电特性的声表面波器件。
附图说明
图1是表示本发明第一实施方式的电子部件的结构的俯视图。
图2是图1所示的电子部件的2-2剖面的部分剖面图。
图3A是对图1所示的电子部件的制造方法进行说明的概略剖面图。
图3B是对图1所示的电子部件的制造方法进行说明的概略剖面图。
图3C是对图1所示的电子部件的制造方法进行说明的概略剖面图。
图3D是对图1所示的电子部件的制造方法进行说明的概略剖面图。
图3E是对图1所示的电子部件的制造方法进行说明的概略剖面图。
图3F是对图1所示的电子部件的制造方法进行说明的概略剖面图。
图3G是对图1所示的电子部件的制造方法进行说明的概略剖面图。
图3H是对图1所示的电子部件的制造方法进行说明的概略剖面图。
图4是本发明第三比较例的电子部件的剖面图。
图5是本发明第四比较例的电子部件的剖面图。
图6是本发明第一实施例的电子部件的剖面图。
图7是表示图6所示的电子部件的电特性的电特性图。
图8A是表示本发明第一实施方式的电子部件的结构的俯视图。
图8B是表示本发明第一实施方式的另一形态的电子部件的结构的俯视图。
图8C是表示本发明第一实施方式的另一形态的电子部件的结构的概略结构图。
图9是表示图8A所示的电子部件的温度特性的温度特性图。
图10是表示本发明第一实施方式的另一形态的电子部件的剖面的部分剖面图。
图11是本发明第二实施方式的电子部件的主要部分的俯视图。
图12是图11所示的电子部件的沿12-12线的剖面图。
图13是图11所示的电子部件的部分剖面图。
图14是表示本发明第二实施方式的电子部件的电极标准化膜厚和谐振点的Q值之间的关系的特性图。
图15是表示本发明第二实施方式的电子部件的电极标准化膜厚和反谐振点的Q值之间的关系的特性图。
图16是表示本发明第二实施方式的电子部件的通过特性的特性图。
图17是表示本发明第二实施方式的电子部件的通过特性的特性图。
图18是表示本发明第二实施方式的电子部件的电极标准化膜厚和衰减量之间的关系的特性图。
图19是表示本发明第二实施方式的梯子形滤波器的滤波特性的特性图。
图20是表示本发明第二实施方式的梯子形滤波器的滤波特性的特性图。
图21是表示本发明第三实施方式的电子部件的温度特性的温度特性图。
图22是表示本发明第四实施方式的电子部件的电特性的电特性图。
图23是表示本发明第五实施方式的电子部件的电特性的电特性图。
图24是表示本发明第五实施方式的电子部件的电特性的电特性图。
图25是本发明第六实施方式的电子设备的概略外观图。
图26是本发明第六实施方式的电子设备的内部电路图。
图27是表示本发明第六实施方式的电子部件的电特性的电特性图。
附图标记说明
1 基板
3 反射器电极
4、34 保护膜
4a 凸部分
4b 凹部分
5 焊盘
10、10a、83、84 声表面波器件
22 梳型电极
22a 电极指
31 LN基板
32 电极膜
33 第一抗蚀膜
35 第二抗蚀膜
80 声表面波滤波器
81 基板
82 保护膜
85 输入端子
86 输出端子
87 接地端子
88 线路
89 分支点
90 纵模式结合型声表面波滤波器
151 天线
152 天线共用器
153 发送用SAW滤波器
154 接收用SAW滤波器
155 相位电路
具体实施方式
以下，参照附图对本发明实施方式的电子部件进行说明。
实施方式中，以声表面波器件(以下，称为SAW器件)作为电子部件的一例来进行说明。另外，SAW器件具有作为谐振器的功能。
(第一实施方式)
图1是本发明第一实施方式的作为电子部件的SAW器件的俯视图。而且，图2是图1所示的SAW器件的部分23的沿2-2线的剖面图。
如图1和图2所示，第一实施方式的声表面波器件10(以下，称为SAW器件10)具有基板1、梳型电极22、反射器电极3及保护膜4。梳型电极22对基板1的上表面进行变迹加权，并被赋予规定的频率特性。反射器电极3设置在梳型电极22的两侧。保护膜4至少覆盖梳型电极22和反射器电极3。进而，梳型电极22具有与梳型电极22电连接的焊盘5。梳型电极22经由焊盘5取出电信号。根据以上所述，构成SAW器件10。
基板1由铌酸锂(LiNbO3，以下称为LN)构成。另外，由铌酸锂构成的基板一般称为LN基板。进而，基板1由从绕X轴向Z轴方向旋转D度后的Y板切出的铌酸锂构成。另外，使用绕X轴向Z轴方向旋转的旋转角度D为5度的5度YLN基板。
梳型电极22和反射器电极3在基板1的上表面分别形成一对，且由铝(以下，称为Al)或者以Al为主成分的Al合金构成。梳型电极22由以下方式构成：分别与电极指22a相对配置，且在和相邻的电极指22a之间形成间隙。
保护膜4优选由二氧化硅(以下，称为SiO2)等氧化硅构成。如图1和图2所示，保护膜4的上表面具有凹凸形状。保护膜4的凸部分4a设置在基板1的上表面上的、具有梳型电极22和反射器电极3的部分的上方。保护膜4的凹部分4b设置在基板1的上表面上不存在凸部分4a之间的梳型电极22、反射器电极3的部分及该部分附近。
这里，保护膜4的一个凸部分4a和一个凹部分4b被定义为1个间距。该每个间距的间距宽度为L，保护膜4的凸部分4a的宽度为L1，保护膜4的凹部分4b的宽度为L2。即，L＝L1+L2成立。
而且，和保护膜4的1个间距同样地，将一个梳型电极22的电极指22a到一端相邻的一个电极指22a所在部分为止的距离，定义为梳型电极22的1个间距宽度p。进而，每个电极指22a的宽度为p1，相邻的电极指间的间隙宽度为p2。即，p＝p1+p2成立。另外，保护膜4的每个间距的间距宽度L和梳型电极22的1个间距宽度p具有如下关系：
。而且，SAW器件10的声表面波的动作中心频率的波长为：λ＝2×p。
而且，从基板1的与保护膜4接触的表面到保护膜4的凹部分4b为止的高度被定义为t。梳型电极22的厚度h定义为，即根据从基板1的表面到梳型电极22的上表面为止的高度h0换算而来的铝换算膜厚h。即，当梳型电极22的材质为Al时，将从基板1的表面到梳型电极22的上表面为止的高度定义为梳型电极22的厚度。即，h0＝h成立。但是，当梳型电极22的材质不是Al时，根据从基板1的表面到梳型电极22的上表面为止的高度h0，使用Al的密度ρAl和梳型电极22所用的材料ρM的密度，将铝换算膜厚h定义为h＝h0×(ρM/ρAl)。另外，图2中，电极指22a仅显示了2个。
以下，一边参照附图一边对以上述方式构成的SAW器件10的制造方法进行说明。
图3A到图3H是对本发明第一实施方式的SAW器件10的制造方法进行说明的概略剖面图。首先，如图3A所示，在LN基板31的上表面上，以蒸镀或溅镀等方法将Al或者Al合金成膜，形成电极膜32。另外，电极膜32经过以后的制造步骤后，成为梳型电极22的电极指22a或者反射器电极3、焊盘5。另外，LN基板31仅表示了LN基板31的一部分，使LN基板31图案化，以在LN基板31上制造多个SAW器件10。
其次，如图3B所示，在电极膜32的上表面上形成第一抗蚀膜33。
其次，如图3C所示，使用曝光、显影技术等，将第一抗蚀膜33加工成规定的形状。
其次，如图3D所示，使用干式蚀刻(dry etching)技术等，将电极膜32加工成梳型电极22的电极指22a或者反射器电极3等规定的形状。此后，去除第一抗蚀膜33。
其次，如图3E所示，以蒸镀或溅镀等方法，将SiO2以覆盖电极膜32的方式成膜，形成保护膜34。
其次，进而如图3F所示，在保护膜34的表面形成第二抗蚀膜35。
其次，如图3G所示，使用曝光、显影技术等，将第二抗蚀膜35加工成规定的形状。此外，使用干式蚀刻技术等，去除多余部分的保护膜34，形成对焊盘5等开孔的保护膜4。
其次，如图3H所示，去除第二抗蚀膜35。
最后，通过切割等，将形成在LN基板31上的多个SAW器件10分割成各SAW器件10，未图示。随后，SAW器件10通过芯片键合等装配成陶瓷封装。接着，SAW器件10经过引线键合后，焊接盖并进行气密密封。
在以上述方式制造的本发明第一实施方式的SAW器件10中，梳型电极22和保护膜4的形状尺寸满足下述关系：L1≤p1且L2≥p2。获得满足此关系的梳型电极22和保护膜4的形状的方法，使用的是偏压溅镀法(bias sputtering)。偏压溅镀法是在形成图3E的SiO2制的保护膜34时，在对作为基板侧的电极膜32施加偏压的同时以溅镀法成膜的方法。在形成保护膜34时，对SiO2制的保护膜34形状的控制是通过使施加于电极膜32上的偏压和溅镀功率之比可变而进行的。
在第一实施方式中，首先，为了调查要使SiO2制的保护膜的形状怎样才能在形成保护膜4时也能获得良好的特性，制作以下4种SAW器件(第一实施例和第一至第四比较例)。另外，将h/(2×p)＝h/λ定义为电极标准化膜厚，将t/(2×p)＝t/λ定义为SiO2标准化膜厚。
第一比较例是电极标准化膜厚为4％，且未设有SiO2制的保护膜的SAW器件。第二比较例是电极标准化膜厚为4.5％，且未设有SiO2制的保护膜的SAW器件。第三比较例是电极标准化膜厚为4％，且SiO2制的保护膜的形状满足L1>p1且L2<p2的关系的SAW器件。第四比较例是电极标准化膜厚为4.5％，且SiO2制的保护膜的形状满足L1>p1且L2<p2的关系的SAW器件。此外，第一实施例是电极标准化膜厚为4.5％，且SiO2制的保护膜4的形状满足L1≤p1且L2≥p2的关系的SAW器件10。
另外，以上的第一实施例的SAW器件10和第三、第四比较例的SAW器件的SiO2标准化膜厚t/(2×p)均为20％。
而且，图4表示第三比较例的SAW器件的剖面形状，图5表示第四比较例的SAW器件的剖面形状，图6表示第一实施例的SAW器件10的剖面形状。另外，图7是表示各个SAW器件的电特性的电特性图。另外，线段41表示第一实施例的特性，线段51、52、53、54分别表示第一、第二、第三、第四比较例的特性。而且，各SAW器件的剖面形状是通过以下方式指定的：使用金属和碳来涂敷SAW器件的表面，再通过FIB(Focused Ion Beam，聚焦离子束)，在声表面波的传播方向上切断电极，然后利用电子显微镜来进行观察，并根据所述观察结果来指定。
如图7所示，在未设有SiO2制的保护膜的第一、第二比较例中，产生了因瑞利波引起的寄生和反谐振频率分割，特性也非常差。在第三、第四这两个比较例中，SiO2制的保护膜的形状均满足L1>p1且L2<p2的关系。在第三比较例中，看不到谐振频率附近的寄生，但在第四比较例中，在低于谐振频率的低频侧产生了寄生，谐振频率的插入损耗非常严重。而且，在SiO2制的保护膜的形状满足L1≤p1且L2≥p2的关系的第一实施例中，看不到谐振频率附近的寄生。而且，和第三、第四比较例的插入损耗相比较，第一实施例的插入损耗得到了大幅改善。
其次，为了进行比较，制作第五比较例和第二实施例的SAW器件。另外，第五比较例是电极标准化膜厚为3％≤h/(2×p)≤9％，且SiO2制的保护膜的形状满足L1>p1且L2<p2的关系的SAW器件。而且，第二实施例是电极标准化膜厚为4.5％≤h/(2×p)≤9％，且SiO2制的保护膜4的形状满足L1≤p1且L2≥p2的关系的SAW器件10。另外，电极标准化膜厚为4.5％≤h/(2×p)≤9％，是指0.045≤h/(2×p)≤0.09，以下记载的条件式也具有相同含意。
另外，满足第二实施例的条件的SAW器件如图8A所示，被制作为与图1所示的SAW器件10混联连接的L型滤波器。而且，满足第五比较例的条件的SAW器件同样地被制作为图8A所示的L型滤波器。另外，如图8A所示，声表面波滤波器80(以下，称为滤波器80)形成在LN基板制的基板81上，所述滤波器80具有串联连接的声表面波器件83(以下，称为SAW器件83)和并联连接的声表面波器件84(以下，称为SAW器件84)。而且，至少SAW器件83和SAW器件84中的一个使用SAW器件10，由此获得本发明的作用和效果。
而且，在使用SAW器件10来制作图8A所示的滤波器80时，对图2所示的电极间的间距p进行调整，以使得SAW器件83的谐振频率和SAW器件84的反谐振频率一致。
进而，滤波器80具有在基板81上形成的输入端子85、输出端子86、接地端子87和线路88。SAW器件83配置在输入端子85和输出端子86之间。线路88连接输入端子85和SAW器件83、SAW器件83和输出端子86之间。而且，在输入端子85和输出端子86之间设有分支点89，在分支点89和接地端子87之间配置有SAW器件84。并且，线路88连接分支点89和SAW器件84、SAW器件84和接地端子87之间。将这样连接的SAW器件83称为串联连接，SAW器件84称为并联连接。而且，SAW器件83和SAW器件84由保护膜82覆盖。
此外，图9表示满足第五比较例和第二实施例的条件的SAW器件的滤波特性的、由中心频率所测定的温度特性(TCF：TemperatureCoefficient of Frequency)。图9中，线段42表示第二实施例的温度特性，线段55表示第五比较例的温度特性。另外，温度特性(TCF)是由相对于周围温度的介电常数的温度系数和热膨胀系数所决定的物性之一，以每1K的变化率(ppm/K)来表示。温度特性(TCF)意味着，值越小，就越能够在较宽的温度范围内稳定地使用。
如图9所示，对于SiO2制的保护膜的形状满足L1>p1且L2<p2的关系的第五比较例的SAW器件而言，当电极标准化膜厚变厚时，温度特性变差。但是，对于SiO2制的保护膜4的形状满足L1≤p1且L2≥p2的关系的第二实施例SAW器件10而言，即便电极标准化膜厚变厚，也具有良好的温度特性。特别是电极标准化膜厚越厚，效果就越大。
进而，图8B是作为第一实施方式的另一形态的电子部件的梯子形声表面波滤波器的俯视图。如图8B所示，阶梯状的梯子形声表面波滤波器80具有在基板81上串联连接的多个SAW器件83和并联连接的多个SAW器件84。而且，滤波器80具有形成在基板81上的输入端子85、输出端子86、接地端子87和线路88。多个SAW器件83配置在输入端子85和输出端子86之间。线路88连接输入端子85和SAW器件83、SAW器件83和输出端子86、各SAW器件83之间。而且，在输入端子85和输出端子86之间设有分支点89，在分支点89和接地端子87之间配置有多个SAW器件84。并且，线路88连接分支点89和SAW器件84、SAW器件84和接地端子87、各SAW器件84之间。将这样连接的SAW器件83称为串联连接，SAW器件84称为并联连接。而且，SAW器件83和SAW器件84由保护膜82覆盖。对电极间的间距p进行调整，以使得SAW器件83的谐振频率和SAW器件84的反谐振频率一致。而且，至少多个SAW器件83和多个SAW器件84中的一个是使用SAW器件10，由此可以获得本发明的作用和效果。另外，图8B所示的滤波器80的结构为，具有四个SAW器件83、两个SAW器件84及一个分支点89。但是，滤波器80并不限定于该结构，SAW器件83、SAW器件84及分支点89的组合也可以根据滤波器80所要求的特性而决定。
而且，图8C是作为第一实施方式的另一形态的电子部件的纵模式结合型声表面波滤波器的概略结构图。如图8C所示，纵模式结合型声表面波滤波器90(以下，称为滤波器90)中，多个声表面波器件10a(以下，称为SAW器件10a)沿着声表面波的传播方向(箭头91方向)被配置。进而，构成相邻的SAW器件10a的梳型电极22接近地配置。而且，SAW器件10a具有分别相对的一对梳型电极22。另外，SAW器件10a和SAW器件10的不同点在于，各个SAW器件10a并非分别含有一对反射器电极3，而是作为滤波器90具有一对反射器电极3。因此，SAW器件10a和SAW器件10同样地具有如下结构：SiO2制的保护膜4的形状满足L1≤p1且L2≥p2的关系。此外，在电极标准化膜厚等条件上，SAW器件10a也具有和SAW器件10相同的结构。由此，在滤波器90的结构中，也发挥和SAW器件10相同的作用和效果。另外，图8C所示的滤波器90是由三个SAW器件10a所构成。但是，滤波器90未必限于此结构。可以将多个SAW器件10a沿着声表面波的传播方向(箭头91方向)配置。进而，并非所有声表面波器件均需使用SAW器件10a，只要至少一个声表面波器件是SAW器件10a即可。
如上所述，在以使电极标准化膜厚为h/(2×p)≥4.5％、且SiO2制的保护膜4的形状满足L1≤p1且L2≥p2的关系的方式形成保护膜4时，可以获得温度特性良好且具有良好的电特性的SAW器件10、10a。
在第一实施方式中，使用Al或者Al合金作为电极膜32。但是，电极膜32，即梳型电极22的电极指22a和反射器电极3并不限于这些材料。例如，也可以使用Ti、Cu、W、Ag、Au等密度大于Al的较重金属，进而还可以使用以密度大于Al的金属为主成分的合金。
进而，如图10所示，电极膜32也可以通过将第一电极膜32a和第二电极膜32b层叠而形成。例如，第一电极膜32a可以使用Al或者Al合金，第二电极膜32b可以使用密度大于Al的金属Ti、Cu、W、Ag、Au等，或者也可以使用以这些材料为主成分的合金。而且，也可以相反，第一电极膜32a使用密度大于Al的金属Ti、Cu、W、Ag、Au等或者以这些材料为主成分的合金，而第二电极膜32b使用Al或者Al合金。在第一电极膜32a或者第二电极膜32b、电极膜32使用密度大于Al的金属时，为了获得规定的电极标准化膜厚h，实际的电极膜32的厚度h0要变薄。
另外，使用SiO2材料作为保护膜4。但是，保护膜4并非限于SiO2材料。例如，也可以使用SiN、SiON、Ta2O5、TeO2等其他的电介质材料，而且，也可以将这些电介质材料进行组合。即，由电介质材料形成的保护膜4的形状只要满足L1≤p1且L2≥p2的条件，就可以获得同样的效果。
而且，第一实施方式中，对梳型电极22进行变迹加权。但是，关于变迹加权比，并非限于图1所示的形态。另外，当加权比为0时，即，完全不进行加权时，SAW器件10成为标准型的谐振器。而且，梳型电极22的对数和配置在梳型电极22两旁的反射器电极3的个数，并非限于图1所示的形状。另外，所谓变迹加权比，是指在梳型电极22中，电极指22a交叉的宽度相对于SAW器件10的宽度不同的区域之比。
进而，作为保护膜4的形成方法，使用的是偏压溅镀法。但是，保护膜4的形成方法也并非限于偏压溅镀法。也可以使用形成保护膜4的其他方法。
(第二实施方式)
一边参照附图，一边对作为本发明第二实施方式的电子部件的SAW器件进行说明。
另外，第二实施方式所示的结构中，对于和第一实施方式相同的结构，标注了相同的标记，并省略其详细的说明。
图11是作为本发明第二实施方式的电子部件的SAW器件的主要部分的俯视图。图12是图11所示的SAW器件的12-12线剖面图。另外，图13和图12同样地表示SAW器件的剖面图。在图11和图12中，SAW器件10具有基板1、梳型电极22、反射器电极3及保护膜4。梳型电极22和反射器电极3设置在基板1的上表面，并且由Al或者Al合金构成。保护膜4由SiO2构成，并且覆盖梳型电极22和反射器电极3，并且在保护膜4的表面上形成有凹凸形状。
而且，梳型电极22的铝换算膜厚为h。进而，电极标准化厚h/(2×p)＝h/λ的值为7.8≤h/(2×p)≤9.8％。另外，波长λ＝2×p是SAW器件10的声表面波的动作中心频率的波长。
进而，基板1由从绕X轴向Z轴方向旋转D度后的Y板切出的铌酸锂构成，旋转的角度D为-25度≤D≤+25度。而且，更优选0度≤D≤+25度。
另外，第二实施方式的SAW器件10和第一实施方式的SAW器件10相同，满足L1≤p1且L2≥p2的关系。
而且，第二实施方式的SAW器件10的制造方法和使用图3A～图3H所说明的第一实施方式的SAW器件10的制造方法相同。因此，省略详细的说明。
其次，图14表示第二实施方式的SAW器件10的电极标准化膜厚和谐振点的Q值即标准化Qs之间的关系。图15表示SAW器件10的电极标准化膜厚和反谐振点的Q值即标准化Qp之间的关系。图16和图17表示SAW器件10的通过特性。图18表示SAW器件10的电极标准化膜厚和衰减量之间的关系。这里，使用电极标准化膜厚为5.8％时的Qs、Qp对标准化Qs和标准化Qp进行标准化。
另外，保护膜4使用SiO2，对于SiO2制的保护膜4的膜厚t而言，SiO2标准化膜厚t/(2×p)＝t/λ为20％。
如图14和图15所示，当电极标准化膜厚为7.8≤h/(2×p)≤9.8％时，标准化Qs和标准化Qp为1.2倍以上。由此，可以获得Q值较高的SAW器件10。特别是在电极标准化膜厚为8.5≤h/(2×p)≤9.0％时，Q值呈现出最高值。
进而，图16和图17表示了SAW器件10的通过特性。图16表示电极标准化膜厚为8.7％时的通过特性。而且，图17表示电极标准化膜厚为5.8％时的通过特性。如图16和图17所示，电极标准化膜厚在7.8≤h/(2×p)≤9.8％的范围时的SAW器件10的衰减量与电极标准化膜厚为5.8％时的衰减量相比，超出约6dB。另外，频率发生偏移的原因是电极标准化膜厚不同，梳型电极22的对数或者交叉宽度等SAW器件的结构大致相同。另外，如图18所示，电极标准化膜厚在7.8≤h/(2×p)≤9.8％的范围内，因此使衰减量超出电极标准化膜厚为5.8％时的衰减量的约5dB以上。特别是当电极标准化膜厚在8.5≤h/(2×p)≤9.0％的范围内时，衰减量呈现出最佳特性。
而且，图19和图20表示SAW器件10呈梯子形连接时的梯子形滤波器的滤波特性。例如，梯子形滤波器是如图8A所示的具有一级串联的SAW器件83和一级并联的SAW器件84的滤波器80的结构。图20是图19所示的滤波特性的部分903放大后的放大图。而且，在图19和图20中，线段901表示并联的SAW器件84的电极标准化膜厚为7.8％、串联的SAW器件83的电极标准化膜厚为8.3％时的滤波特性。进而，线段902表示并联的SAW器件84的电极标准化膜厚为5.8％、串联的SAW器件83的电极标准化膜厚为6.2％时的滤波特性。如图19和图20所示，电极标准化膜厚在7.8≤h/(2×p)≤9.8％的范围内，因此插入损耗改善0.1dB。另外，频率发生偏移的原因是电极标准化膜厚不同，梳型电极22的对数或者交叉宽度等SAW器件的结构和配置相同。
另外，使用SiO2材料作为保护膜4。但是，保护膜4并非限于SiO2材料。例如，也可以使用SiN、SiON、Ta2O5、TeO2等其他电介质材料，而且，也可以将这些电介质材料进行组合。
而且，在SAW器件10作为SAW滤波器构成天线共用器时，发送用SAW滤波器和接收用SAW滤波器中，有时电极指22a的间距p不同。在此情况下，如果电极膜厚h相等，则电极标准化膜厚h/(2×p)不同。因此，通过改变发送用SAW滤波器和接收用SAW滤波器各自的电极膜厚h，可以获得最佳结构的天线共用器。
进而，当构成如图8A或图8B所示的梯子形滤波器80时，在串联的SAW器件83和并联的SAW器件84中，如果电极指22a的间距不同，则电极标准化膜厚不同。此时结构如下：在串联的SAW器件83和并联的SAW器件84之间，通过改变电极膜厚h，从而获得最佳的滤波特性。而且，如图8C所示的第二实施方式的SAW器件10的条件，也可以应用于纵模式结合型声表面波滤波器所使用的SAW器件中。
(第三实施方式)
一边参照附图，一边对作为本发明第三实施方式的电子部件的SAW器件进行说明。
第三实施方式的SAW器件10与第一或第二实施方式中所用的SAW器件10具有相同结构的SAW器件10，制作图8A所示的滤波器80。因此，对于第三实施方式的SAW器件10的结构和制作方法而言，分别与图1、图2及图3所示的SAW器件10相同，因此省略详细的说明。
第三实施方式中，为了明确SiO2制的保护膜4的膜厚和温度特性之间的关系，制作与SiO2制的保护膜4的膜厚t不同的四种SAW器件。SiO2制的保护膜4的膜厚和温度特性之间的关系表示在图21中。图21中，线段40表示SiO2制的保护膜4的膜厚和温度特性之间的关系。第三实施方式的SAW器件10满足L1≤p1且L2≥p2的关系。而且，梳型电极22的电极标准化膜厚h/(2×p)为4.5％。
如图21所示，随着SiO2标准化膜厚变厚，温度特性变好。而且，如果SiO2标准化膜厚t/(2×p)达到30％，则可以大致实现零温度系数。因此，将SAW器件10制作成满足L1≤p1且L2≥p2的关系，而且SiO2制的保护膜4的膜厚满足t/(2×p)≤30％的关系，这样可以获得温度特性良好且具有较佳特性的SAW器件10。
(第四实施方式)
一边参照附图，一边对作为本发明第四实施方式的电子部件的SAW器件进行说明。
第四实施方式的SAW器件10使用与第一或第二实施方式中所用的SAW器件10具有相同结构的SAW器件10。因此，对于SAW器件10的结构和制作方法而言，分别与图1、图2及图3所示的SAW器件10相同，因此省略详细的说明。
第四实施方式中，SAW器件10满足L1≤p1且L2≥p2的关系。而且，第四实施方式中，所有的实施例和比较例中使用的梳型电极22的电极标准化膜厚h/(2×p)为4.5％。
第四实施方式中，为了表示基板1的切出角度D度与形成有具有第一实施方式所示形状的保护膜4的SAW器件10的机电耦合系数之间的关系，使用切出角度不同的共六种基板来制作SAW器件。切出角度和机电耦合系数之间的关系显示在图22中。图22中，值43、44、45分别表示第三、第四、第五实施例的机电耦合系数。另外，值56、57、58分别表示第六、第七、第八比较例的机电耦合系数。另外，第三实施例表示D＝5度时的机电耦合系数，第四实施例表示D＝15度时的机电耦合系数，第五实施例表示D＝-5度时的机电耦合系数。此外，第六比较例表示D＝41度时的机电耦合系数，第七比较例表示D＝64度时的机电耦合系数。而且，第八比较例表示未设置SiO2制的保护膜的D＝64度时的SAW器件的机电耦合系数。如图22所示，切出角度D＝41度时的耦合系数约为11％，切出角度D＝64度时的耦合系数约为5.5％。相对于此，第三实施例、第四实施例、第五实施例中可以获得非常大的机电耦合系数。而且，作为第八比较例，图中表示未设置SiO2制的保护膜时的D＝64度的机电耦合系数。因此，为了使机电耦合系数的值在未设置SiO2制的保护膜时的机电耦合系数的值以上，至少满足-25度≤D≤25度即可。
因此，将SAW器件10制作成满足L1≤p1且L2≥p2的关系，而且LN基板的切出角度D满足-25度≤D≤25度的关系，由此可以获得温度特性良好且具有较大的机电耦合系数的SAW器件10。另外，LN基板的切出角度D被定义为绕X轴向Z轴方向的旋转角度是D度。
(第五实施方式)
一边参照附图，一边对作为本发明第五实施方式的电子部件的SAW器件进行说明。
第五实施方式的SAW器件10相对于第一或第二实施方式中所用的SAW器件10而言，第五实施方式的SAW器件10所用的基板1不同。即，第五实施方式的SAW器件10，将从绕X轴向Z轴方向旋转D＝5度后的Y板切出的5度YLN基板与硅基板的接合基板用于基板1。另外，除基板1以外，其他结构与第一或第二实施方式中所用的SAW器件10相同。另外，LN基板与硅基板的接合方法可以使用直接接合技术或者利用粘合剂的方法等。
第五实施方式的SAW器件10也和第一至第四实施方式相同，满足L1≤p1且L2≥p2的关系。为了表示硅基板贴合的有无与温度特性的关系，制作两种SAW器件10。图23和图24分别表示在-35℃、25℃、+85℃的温度环境下测定的SAW器件10的电特性。
图23表示作为第九比较例，基板1使用5度YLN基板时的特性。另外，线段59a、59b、59c分别表示在-35℃、25℃、+85℃的温度环境下测定的第九比较例的SAW器件的电特性。而且，图24表示作为第六实施例，基板1使用5度YLN基板与硅基板的接合基板时的特性。同样，线段45a、45b、45c分别表示在-35℃、25℃、+85℃的温度环境下测定的第五实施例的SAW器件10的电特性。如图23和图24所示，和基板1使用5度YLN基板时的相对于温度的频率变动相比，基板1使用5度YLN基板与硅基板的接合基板时的相对于温度的频率变动较小。在基板1使用5度YLN基板时，根据各个特性的反谐振频率所计算出的温度特性约为-33ppm/K。相对于此，当基板1使用5度YLN基板与硅基板的接合基板时，温度特性为-10ppm/K，从而得以大幅改善。因此，通过使基板1使用LN基板与硅基板的接合基板，可以获得具有更良好的温度特性和电特性的SAW器件10。
另外，第五实施方式中，未涉及LN基板的厚度。将LN基板研磨变薄后，与硅基板贴合，由此可以获得温度特性进一步改善的效果。
而且，第五实施方式中使用硅基板。但是，在使用热膨胀系数小于硅基板的玻璃或者蓝宝石(sapphire)等情况下，可以获得相同或更好的效果。
(第六实施方式)
第六实施方式中，以手机作为电子设备的一例进行说明。
图25是本发明第六实施方式的手机的概略外观图。而且，图26是收纳在图25所示的手机内部的主要部分的概略电路图。如图25所示，手机140中，第一筐体141和第二筐体142通过铰链部143被开关自如地保持。进而，手机140分别具有设置在第一筐体141上的显示部144和天线151、设置在第二筐体142上的输入部145。而且，在第一筐体141和第二筐体142各自的内部，收纳有无线电路(未图示)等电路。另外，如图26所示，手机140具有天线151和与天线151连接的天线共用器152。天线共用器152具有发送用SAW滤波器153、接收用SAW滤波器154及相位电路155。发送用SAW滤波器153和接收用SAW滤波器154通过将第一至第五实施方式中说明的SAW器件10多级混联连接而构成。另外，天线共用器152是与天线151电连接的电路，例如是WCDMA用天线共用器。
而且，构成天线共用器152的发送用SAW滤波器153和接收用SAW滤波器154中，有时电极指22a的间距不同。但是，通过使发送用SAW滤波器153和接收用SAW滤波器154各自的电极标准化膜厚不同，可以调整频率特性。当发送用SAW滤波器153和接收用SAW滤波器154的电极指22a的间距不同时，在发送侧滤波器和接收侧滤波器中，可改变电极膜厚h，由此可获得最佳的天线共用器152的结构。
图27表示使用了发送用SAW滤波器153和接收用SAW滤波器154的天线共用器152的电特性。另外，线段47表示发送用SAW滤波器153的电特性，线段48表示接收用SAW滤波器154的电特性。在频带内可以实现良好的插入损耗，约为-1.5dB。进而，在阻带也可以实现良好的衰减量，约为-60dB。另外，所谓频带内，在发送侧是指1920MHz～1980MHz的范围，在接收侧是指2110MHz～2170MHz的范围。而且，所谓阻带，在发送侧是指2110MHz～2170MHz的范围，在接收侧是指1920MHz～1980MHz的范围。这样通过将第一至第五实施方式中所说明的SAW器件10用于电子设备，可容易地获得温度特性和电特性均优异的天线共用器。
工业利用可能性
如上所述，根据本发明，以覆盖在基板上形成的电极的方式来形成保护膜，且将保护膜的形状或厚度设定在规定的范围内，由此可以获得温度特性和电特性均优异的声表面波器件。
Claims (17)
1、一种声表面波器件，其具备：
含有铌酸锂的基板；
设置在所述基板的上表面且由多个电极指构成的梳型电极；以及
覆盖所述梳型电极并且上表面具有凹凸形状的保护膜，
当所述梳型电极的每个间距的间距宽度为p，每个所述电极指的宽度为p1，所述电极指间的宽度为p2，用铝换算膜厚时，从所述基板的表面到所述梳型电极的上部为止的厚度为厚度h时，满足如下关系：
p1+p2＝p，以及
h/(2×p)≥4.5％。
2、根据权利要求1所述的声表面波器件，其中，
当所述凹凸形状的每个间距的间距宽度为L，所述凹凸形状的每个间距的凸部的宽度为L1，所述凹凸形状的每个间距的凹部的宽度为L2时，满足如下关系：
L1+L2＝L，
L1≤p1，以及
L2≥p2。
3、根据权利要求2所述的声表面波器件，其中，
还满足如下关系：7.8％≤h/(2×p)≤9.8％。
4、根据权利要求2所述的声表面波器件，其中，
还满足如下关系：8.5％≤h/(2×p)≤9.0％。
5、根据权利要求2所述的声表面波器件，其中，
所述电极指由铝或者以铝为主成分的合金的任一种构成。
6、根据权利要求2所述的声表面波器件，其中，
所述电极指由密度大于铝的金属或者以密度大于铝的金属为主成分的合金的任一种构成。
7、根据权利要求2所述的声表面波器件，其中，
所述电极指由具有第一电极膜和第二电极膜的层叠膜构成，
所述第一电极膜由铝或者以铝为主成分的合金的任一种构成，
所述第二电极膜由密度大于铝的金属或者以密度大于铝的金属为主成分的合金的任一种构成。
8、根据权利要求2所述的声表面波器件，其中，
当构成所述基板的所述铌酸锂材料的切出角度是绕X轴向Z轴方向旋转D度时，所述铌酸锂材料被从满足-25度≤D≤25度的Y板切出。
9、根据权利要求2所述的声表面波器件，其中，
所述基板是铌酸锂基板与硅基板的接合基板。
10、根据权利要求2所述的声表面波器件，其中，
所述保护膜的厚度t由从所述基板的表面到所述凹部为止的高度来定义，且满足如下关系：
t/(2×p)≤30％。
11、根据权利要求2所述的声表面波器件，其中，
所述保护膜是二氧化硅。
12、根据权利要求2所述的声表面波器件，其中，
通过对所述保护膜的凹凸形状进行形状控制来抑制寄生。
13、一种声表面波滤波器，其具备梯子形连接的多个声表面波器件，
在所述多个声表面波器件中，至少一个所述声表面波器件是权利要求2所述的声表面波器件。
14、一种声表面波滤波器，其中，
具有梳型电极的多个声表面波器件沿着声表面波的传播方向配置，所述梳型电极彼此接近，
在所述多个声表面波器件中，至少一个所述声表面波器件是权利要求2所述的声表面波器件。
15、一种天线共用器，其中，
权利要求13或14所述的声表面波滤波器配置在信号的输入侧及输出侧。
16、一种电子设备，其具备：
天线元件；以及
与所述天线元件电连接的电路，
所述电路是权利要求15所述的天线共用器。
17、一种声表面波器件的制造方法，其中，
所述声表面波器件具备：
含有铌酸锂的基板；
设置在所述基板的上表面且由多个电极指构成的梳型电极；以及
覆盖所述梳型电极并且上表面具有凹凸形状的保护膜，
当所述梳型电极的每个间距的间距宽度为p，每个所述电极指的宽度为p1，所述电极指间的宽度为p2，用铝膜厚进行换算时，从所述基板的表面到所述梳型电极的上部为止的厚度为厚度h时，满足如下第一关系：
p1+p2＝p，以及
h/(2×p)≥4.5％，
按照电极膜厚来形状控制所述凹凸形状，
当所述凹凸形状的每个间距的间距宽度为L，所述凹凸形状的每个间距的凸部的宽度为L1，所述凹凸形状的每个间距的凹部的宽度为L2时，满足如下第二关系：
L1+L2＝L，
L1≤p1，以及
L2≥p2，
所述声表面波器件的制造方法使用偏压溅镀法来满足所述第一关系和所述第二关系。
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