CN101911484B - 声表面波装置 - Google Patents

声表面波装置 Download PDF

Info

Publication number
CN101911484B
CN101911484B CN2008801248064A CN200880124806A CN101911484B CN 101911484 B CN101911484 B CN 101911484B CN 2008801248064 A CN2008801248064 A CN 2008801248064A CN 200880124806 A CN200880124806 A CN 200880124806A CN 101911484 B CN101911484 B CN 101911484B
Authority
CN
China
Prior art keywords
thickness
sio
situation
film
idt
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN2008801248064A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101911484A (zh
Inventor
门田道雄
木村哲也
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Murata Manufacturing Co Ltd filed Critical Murata Manufacturing Co Ltd
Publication of CN101911484A publication Critical patent/CN101911484A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101911484B publication Critical patent/CN101911484B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02—Details
    • H03H9/02535—Details of surface acoustic wave devices
    • H03H9/02543—Characteristics of substrate, e.g. cutting angles
    • H03H9/02559—Characteristics of substrate, e.g. cutting angles of lithium niobate or lithium-tantalate substrates
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02—Details
    • H03H9/125—Driving means, e.g. electrodes, coils
    • H03H9/145—Driving means, e.g. electrodes, coils for networks using surface acoustic waves
    • H03H9/14538—Formation

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)

Abstract

本发明提供一种声表面波装置，是使用LiNbO3基板的声表面波装置，不仅IDT的反射系数大，而且电机械耦合系数k2大，且可以扩大实现该电机械耦合系数k2大的范围的LiNbO3基板的欧拉角范围。该声表面波装置(1)在LiNbO3基板(2)的上表面(2a)形成有多条槽(2b)，且设有具有在向多条槽(2b)填充的金属材料所形成的多根电极指的IDT(3)，该金属材料由Pt或W或者以这些金属至少一种为主体的合金形成。

Description

声表面波装置
技术领域
本发明涉及作为例如谐振器(rasonator)及带通滤波器(bandpass filter)使用的声表面波(surface acoustic wave)装置，更加详细而言，涉及具有使用在压电基板上的槽中所填充的金属来形成IDT的结构的声表面波装置。
背景技术
目前，作为谐振器及带通滤波器，声表面波装置被广泛地使用。例如下述专利文献1公开了在图26示意地表示剖面结构的声表面波装置1001。
在声表面波装置1001中，在LiTaO3基板1002的上表面1002a上形成有多条槽1002b。向多条槽1002b中填充金属，由此形成具有由该金属形成的多根电极指的IDT 1003。以覆盖LiTaO3基板1002的上表面1002a的方式层叠有SiO2膜1004。因为LiTaO3基板1002具有负频率温度系数TCF，所以，层叠具有正频率温度系数TCF的SiO2膜1004，声表面波装置1001的频率温度系数TCF的绝对值减小。
另外，通过使用在多条槽1002b所埋入的金属形成IDT，在IDT中可以得到大的反射系数。具体公开了，当设表面波的波长为λ时，向槽1002b中填充的Al的厚度、即由Al形成的IDT的厚度设为0.04λ的情况下，每一根电极指的反射系数为0.05，电极厚度越大，可得到越大的反射系数。
另一方面，在下述专利文献2中公开了图27所示的声表面波装置。在声表面波装置1101中，在由LiTaO3或者LiNbO3形成的压电基板1102上形成有IDT 1103。另外，以覆盖IDT 1103的方式形成有保护膜1104。另一方面，在除了形成IDT 1103及保护膜1104的部分的剩余的区域形成有第一绝缘物层1105，该第一绝缘物层1105由和层叠IDT 1103及保护膜1104而成的层叠金属膜的厚度相同的SiO2形成。而且，以覆盖第一绝缘物层1105的方式层叠有由SiO2形成的第二绝缘物层1106。在此，作为IDT1103，通过使用比Al密度大的金属，可以增大反射系数的绝对值，可以抑制不期望的纹波(ripple)。
专利文献1：WO2006/011417A1
专利文献2：日本特开2004-112748号公报
在专利文献1记载的声表面波装置1001中，表示的主旨是，由Al形成的IDT的厚度越大，得到的反射系数的绝对值越大。然而，本申请发明人发现，只是简单地增大反射系数的绝对值，并不能得到良好的共振特性。即，在专利文献1记载的声表面波装置中，通过加厚由Al形成的电极的厚度，虽然可以增大反射系数的绝对值，但是，因为反射系数的符号为负，所以在通频带区域发生多个纹波，不能得到良好的共振特性。
在专利文献1中，对于IDT的厚度和反射系数的关系，只说明了在LiTaO3基板上使用由Al形成的IDT的情况。另外，在专利文献1的段落0129中，虽然提示了在LiNbO3基板也可以使用Au等之外的金属形成IDT，但只公开了由Au形成的IDT。
另一方面，在专利文献2中，如上所述，在使用由比Al密度更大的金属形成的IDT的情况下，虽然显示可以提高反射系数的绝对值的主旨，但没有特别提及可以将所得到的声表面波装置的电机械耦合系数增大。
另外，在向设于上述LiNbO3基板上的槽中填充Au而形成IDT的结构中，存在如下问题：为得到充分大的电机械耦合系数k2而可以使用的LiNbO3基板的欧拉角范围狭小。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种声表面波装置，其解除现有技术的欠缺，使用LiNbO3基板作为压电基板，而且，不仅充分增大IDT的反射系数，还增大电机械耦合系数k2，可使用的LiNbO3基板的欧拉角范围较宽，可以提高设计自由度。
根据本发明，提供一种声表面波装置，其特征在于，具备由LiNbO3基板形成且在上表面形成有多条槽的压电基板、具有多根电极指的IDT，上述电极指由在上述压电基板的上表面的多条槽中所填充的金属材料形成，上述金属材料为由选自Pt或W中的一种金属或者以这些金属至少一种为主体的合金形成。
在本发明的声表面波装置中，在设声表面波的波长为λ的情况下，上述IDT的电极膜厚和上述LiNbO3基板的欧拉角(0°±10°，θ，0°±10°)的θ为下述表1所示的组合中的一种。该情况下，可以得到大的电机械耦合系数k2，可以进一步拓宽LiNbO3基板的欧拉角范围。
[表1]
  电极材料   电极膜厚   欧拉角的θ
  Pt   0.04λ≤Pt≤0.08λ   70°≤θ≤134°
  W   0.02λ≤W≤0.04λ   70°≤θ≤139°
  W   0.04λ＜W≤0.08λ   74°≤θ≤139°
另外，在本发明的声表面波装置中，优选的是，还具备覆盖上述IDT及上述压电基板的由SiO2或者以SiO2为主成分的无机材料形成的电介质膜。在该情况下，可以提供一种声表面波装置，由于由SiO2或以SiO2为主成分的无机材料形成的电介质膜的频率温度系数为正值，LiNbO3的频率温度系数TCF为负值，因此，作为整体，频率温度系数TCF的绝对值小。
在本发明的声表面波装置的其它特定的方面中，在设上述声表面波的波长为λ的情况下，由上述IDT的λ标准化而形成的标准化膜厚、由作为上述的电介质膜的SiO2膜的λ标准化而形成的标准化膜厚、上述LiNbO3基板的欧拉角(0°±10°，θ，0°±10°)的θ，为下述的表2～表4或者表5～表7所示的组合中的一种。
[表2]
Figure BPA00001183474800041
(表中的Pt膜厚及SiO2膜厚表示各自的标准化膜厚×102的值。)
[表3]
Figure BPA00001183474800042
表中的Pt膜厚及SiO2膜厚表示各自的标准化膜厚×102的值。)
[表4]
Figure BPA00001183474800043
(表中的Pt膜厚及SiO2膜厚表示各自的标准化膜厚×102的值。)
[表5]
Figure BPA00001183474800051
(表中的W膜厚及SiO2膜厚表示各自的标准化膜厚×102的值。)
[表6]
Figure BPA00001183474800052
(表中的W膜厚及SiO2膜厚表示各自的标准化膜厚×102的值。)
[表7]
Figure BPA00001183474800061
(表中的W膜厚及SiO2膜厚表示各自的标准化膜厚×102的值。)
如上所述，根据构成IDT的金属材料的种类，通过使用上述表2～表7所示的组合中的一种，可以将能够实现较大电机械耦合系数k2的LiNbO3基板的欧拉角的范围进一步的扩大。
根据本发明，在具有由LiNbO3基板的上表面的槽中所填充的金属材料形成的多根电极指的IDT中，金属材料由Pt或W或者以这些金属的至少一种为主体的合金形成，因此，不仅IDT的反射系数大，而且可以得到大的电机械耦合系数k2。而且，为了实现上述电机械耦合系数k2为较大范围，可以从宽广的范围选择LiNbO3基板的欧拉角。因此，不仅可以提高声表面波装置的特性，而且可以提高声表面波装置的设计自由度。
附图说明
图1(a)及(b)是表示本发明一实施方式的声表面波装置的要部的示意性部分正面剖面图，(b)是该声表面波装置的示意性平面图。
图2是表示在本发明一实施方式中，作为构成IDT的金属材料使用Pt的情况的欧拉角的θ和反射系数的关系的图，实线表示层叠SiO2膜的结构的情况的结果，虚线表示没有层叠SiO2膜的结构的情况的结果。
图3是表示在本发明一实施方式中，作为构成IDT的金属材料使用Pt的情况的欧拉角的θ和电机械耦合系数k2的关系的图，实线表示层叠SiO2膜的结构的情况的结果，虚线表示没有层叠SiO2膜的结构的情况的结果。
图4是表示在本发明一实施方式中，作为构成IDT的金属材料使用W的情况的欧拉角的θ和反射系数的关系的图，实线表示层叠SiO2膜的结构的情况的结果，虚线表示没有层叠SiO2膜的结构的情况的结果。
图5是表示在本发明一实施方式中，作为构成IDT的金属材料使用W的情况的欧拉角的θ和电机械耦合系数k2的关系的图，实线表示层叠SiO2膜的结构的情况的结果，虚线表示没有层叠SiO2膜的结构的情况的结果。
图6是表示在现有例中，作为构成IDT的金属材料使用A1的情况的欧拉角的θ和反射系数的关系的图，实线表示层叠SiO2膜的结构的情况的结果，虚线表示没有层叠SiO2膜的结构的情况的结果。
图7是表示在现有例中，作为构成IDT的金属材料使用Al的情况的欧拉角的θ和电机械耦合系数k2的关系的图，实线表示层叠SiO2膜的结构的情况的结果，虚线表示没有层叠SiO2膜的结构的情况的结果。
图8是表示在现有例中，作为构成IDT的金属材料使用Au的情况的欧拉角的θ和反射系数的关系的图，实线表示层叠SiO2膜的结构的情况的结果，虚线表示没有层叠SiO2膜的结构的情况的结果。
图9是表示在现有例中，作为构成IDT的金属材料使用Au的情况的欧拉角的θ和电机械耦合系数k2的关系的图，实线表示层叠SiO2膜的结构的情况的结果，虚线表示没有层叠SiO2膜的结构的情况的结果。
图10(a)及(b)是分别表示在本发明一实施方式中，使用Pt作为构成IDT的金属材料且没有形成SiO2膜的情况的Pt膜的标准化膜厚、欧拉角的θ、反射系数及电机械耦合系数k2的关系的图。
图11(a)及(b)是分别表示在本发明一实施方式中，使用Pt作为构成IDT的金属材料，在SiO2膜的标准化膜厚为0.05的情况下，Pt膜的标准化膜厚、欧拉角的θ、反射系数及电机械耦合系数k2的关系的图。
图12(a)及(b)是分别表示在本发明一实施方式中，使用Pt作为构成IDT的金属材料，在SiO2膜的标准化膜厚为0.1的情况下，Pt膜的标准化膜厚、欧拉角的θ、反射系数及电机械耦合系数k2的关系的图。
图13(a)及(b)是分别表示在本发明一实施方式中，使用Pt作为构成IDT的金属材料，在SiO2膜的标准化膜厚为0.15的情况下，Pt膜的标准化膜厚、欧拉角的θ、反射系数及电机械耦合系数k2的关系的图。
图14(a)及(b)是分别表示在本发明一实施方式中，使用Pt作为构成IDT的金属材料，在SiO2膜的标准化膜厚为0.2的情况下，Pt膜的标准化膜厚、欧拉角的θ、反射系数及电机械耦合系数k2的关系的图。
图15(a)及(b)是分别表示在本发明一实施方式中，使用Pt作为构成IDT的金属材料，在SiO2膜的标准化膜厚为0.25的情况下，Pt膜的标准化膜厚、欧拉角的θ、反射系数及电机械耦合系数k2的关系的图。
图16(a)及(b)是分别表示在本发明一实施方式中，使用Pt作为构成IDT的金属材料，在SiO2膜的标准化膜厚为0.3的情况下，Pt膜的标准化膜厚、欧拉角的θ、反射系数及电机械耦合系数k2的关系的图。
图17(a)及(b)是分别表示在本发明一实施方式中，使用Pt作为构成IDT的金属材料，在SiO2膜的标准化膜厚为0.35的情况下，Pt膜的标准化膜厚、欧拉角的θ、反射系数及电机械耦合系数k2的关系的图。
图18(a)及(b)是分别表示在本发明一实施方式中，使用W作为构成IDT的金属材料且没有形成SiO2膜的情况下的W膜的标准化膜厚、欧拉角的θ、反射系数及电机械耦合系数k2的关系的图。
图19(a)及(b)是分别表示在本发明一实施方式中，使用W作为构成IDT的金属材料，在SiO2膜的标准化膜厚为0.05的情况下，W膜的标准化膜厚、欧拉角的θ、反射系数及电机械耦合系数k2的关系的图。
图20(a)及(b)是分别表示在本发明一实施方式中，使用W作为构成IDT的金属材料，在SiO2膜的标准化膜厚为0.1的情况下，W膜的标准化膜厚、欧拉角的θ、反射系数及电机械耦合系数k2的关系的图。
图21(a)及(b)是分别表示在本发明一实施方式中，使用W作为构成IDT的金属材料，在SiO2膜的标准化膜厚为0.15的情况下，W膜的标准化膜厚、欧拉角的θ、反射系数及电机械耦合系数k2的关系的图。
图22(a)及(b)是分别表示在本发明一实施方式中，使用W作为构成IDT的金属材料，在SiO2膜的标准化膜厚为0.2的情况下，W膜的标准化膜厚、欧拉角的θ、反射系数及电机械耦合系数k2的关系的图。
图23(a)及(b)是分别表示在本发明一实施方式中，使用W作为构成IDT的金属材料，在SiO2膜的标准化膜厚为0.25的情况下，W膜的标准化膜厚、欧拉角的θ、反射系数及电机械耦合系数k2的关系的图。
图24(a)及(b)是分别表示在本发明一实施方式中，使用W作为构成IDT的金属材料，在SiO2膜的标准化膜厚为0.3的情况下，W膜的标准化膜厚、欧拉角的θ、反射系数及电机械耦合系数k2的关系的图。
图25(a)及(b)是分别表示在本发明一实施方式中，使用W作为构成IDT的金属材料，在SiO2膜的标准化膜厚为0.35的情况下，W膜的标准化膜厚、欧拉角的θ、反射系数及电机械耦合系数k2的关系的图。
图26是用于说明现有表面波装置的一例的示意性正面剖面图。
图27是表示现有表面波装置的其它例的部分切割正面剖面图。
符号说明
1…声表面波装置
2…LiNbO3基板
2a…上表面
2b…槽
3…IDT
4…SiO2膜
5、6…反射器
具体实施方式
下面，通过参照附图说明本发明的具体的实施方式，阐明本发明。
图1(a)及(b)是形成本发明的第一实施方式的声表面波装置的IDT的部分的示意性部分正面剖面图，(b)是该声表面波装置的示意性平面图。
如图1(a)所示，声表面波装置1具有LiNbO3基板2。在LiNbO3基板2的上表面2a上形成有多条槽2b。通过向多条槽2b中填充金属，形成具有多根电极指的IDT 3。该IDT 3的上表面和LiNbO3基板2的上表面2a成为一面。
以覆盖上表面2a及IDT 3的方式形成有SiO2膜4。另外，在本发明中，也可以不形成SiO2膜4。
如图1(b)所示，声表面波装置1为单端口型声表面波谐振器，其具有上述IDT 3、配置于IDT 3的表面波传播方向两侧的第一、第二反射器5、6。另外，反射器5、6分别为短接多根电极指的两端而成的栅状反射器。
上述反射器5、6也和IDT 3相同，通过向设于LiNbO3基板2的上表面2a的多条槽填充相同的金属而形成。因此，在反射器5、6中，电极表面和LiNbO3基板2的上表面2a也大致成为一面。因此，SiO2膜4的上表面遍及声表面波装置1的整体而大致平坦化。
LiNbO3基板2的频率温度系数TCF为负值，然而因为SiO2膜4的频率温度系数TCF为正值，所以作为整体，频率温度系数TCF的绝对值减小。因此，在声表面波装置1中，由温度变化引起的频率特性的变化小。
本实施方式的声表面波装置1为利用SH波的声表面波装置，其特征在于，构成上述IDT 3的上述金属材料由Pt或W或者以这些金属的至少1种为主体的合金所形成。在上述IDT 3上也可以附加密接层、防扩散层等含有其它金属材料的金属层，另外，IDT 3也可以为和其它金属层的层叠结构。
由此，在本实施方式的声表面波装置1中，不只是IDT 3的反射系数的绝对值变大，还可以得到大的电机械耦合系数k2。另外，如以下的具体的实验例所示，得到电机械耦合系数k2大的声表面波装置1时，可以增大可利用的LiNbO3基板的欧拉角范围。因此，可以提高设计的自由度。参照图2～图9说明对其进行说明。
图6及图7为分别表示声表面波装置的LiNbO3基板的欧拉角(0°，θ，0°)的θ和反射系数及电机械耦合系数k2的关系的图，该声表面波装置具有和上述实施方式的声表面波装置1相同的结构，只是利用Al形成IDT电极及反射器，且利用泄漏声表面波。
图6及图7中表示在将以由Al形成的IDT 3的表面波的波长λ为标准形成的标准化膜厚设置为0.04或者0.08的情况下的结果。另外，以实线表示形成有标准化膜厚为0.25的SiO2膜4的结构的结果，以虚线表示没有形成SiO2膜4的结构的结果。
从图6可知，在使用Al作为电极材料的情况下，反射系数不会变的很高。
另外，从图7可知，通过使欧拉角的θ变化，可以使电机械耦合系数k2为0.2以上。然而，如图6所示，在没有形成SiO2膜4的情况下，不论欧拉角的θ的值及由Al形成的IDT的膜厚怎样，反射系数都缩小至0.1以下。
另一方面，图8及图9中，表示在使用以表面波的波长λ为标准的标准化膜厚为0.04或者0.08的Au作为电极材料情况下的结果。即，表示在由Au形成如图1所示的IDT电极3及反射器5、6的情况下的结果。图8表示欧拉角的θ和反射系数的关系，图9表示欧拉角θ和电机械耦合系数k2的关系。
另外，在图8及图9中，以实线表示形成有标准化膜厚4为0.25的SiO2膜4的结构的结果，以虚线表示没有形成SiO2膜4的结构的结果。
从图8可知，使用Au作为电极材料的情况与使用图6所示的电极材料Al的情况相比，不论欧拉角θ怎样，都得到更高的反射系数。
然而，如图9所示，电机械耦合系数k2大的区域即电机械耦合系数k2比0.2大的区域，在由Au形成的电极的标准化膜厚为0.04λ的情况下，在没有形成SiO2膜4的结构中，处于72°～131°的范围；在由Au形成的电极的标准化膜厚为0.08λ的情况下，处于85°～119°的范围。因此，可知，在使标准化膜厚在0.04λ～0.08λ的范围变化的情况下，欧拉角的θ如果不在85°～119°的范围内选择，则不能使电机械耦合系数k2在0.2以上。
可知，在形成由Au形成的IDT 3及反射器5、6，还形成SiO2膜4的结构中，为使电机械耦合系数k2为0.2以上时，在Au膜的标准化膜厚为0.04λ的情况下，必须设置欧拉角的θ在77°～117°的范围，在标准化膜厚为0.08λ的情况下，必须设置欧拉角的θ在90°～114°的范围。因此，可知，在设定SiO2膜4的标准化膜厚为0.04λ～0.08λ范围的情况下，欧拉角的θ必须处于90°～114°的范围。
与此相对，如下所述，作为构成IDT 3的金属材料，在使用Pt或W或者以这些金属的至少一种作为主体的合金的情况下，可以增大能够使电机械耦合系数k2为0.2以上的欧拉角范围。因此，可以提高声表面波装置的设计的自由度。
另外，在电机械耦合系数k2为0.2以上的情况下视为良好是因为，在作为谐振器及带通滤波器使用的表面波装置中，通常为了得到所需要的带宽，期望电机械耦合系数k2在0.2以上。
(使用Pt作为金属材料的情况)
图2及图3是表示在使用Pt作为构成IDT电极3及反射器5、6的金属材料的情况下的LiNbO3基板的欧拉角的θ和反射系数及电机械耦合系数k2的关系的图。在图2及图3中，由Pt构成的电极的以表面波λ进行标准化而成的标准化膜厚为0.04或者0.08。而且，与图6～图9同样，以实线表示形成有SiO2膜4的情况的结果，以虚线表示没有形成SiO2膜4的情况的结果。
另外，在图3中，为了进行比较，用点划线表示不在基板的槽中而是在LiNbO3基板上形成厚度0.08λ的由Pt构成的IDT 3和反射器5、6的结构的结果。
需要说明的是，SiO2膜4的以表面波λ进行标准化而成的标准化膜厚设为0.25。在以下的图4～图9中，形成SiO2膜4时，其标准化厚度都设为0.25.
由图2可知，在使用Pt作为电极材料的情况下，电极膜厚为0.04λ或0.08λ时，在任一情况下，与使用Al作为电极材料的图6的情况相比都可以得到更大的反射系数。
另外可知，在以点划线表示的比较例的结果中，无论欧拉角的θ的值如何变化，电机械耦合系数k2都小至0.2以下。
与此相对，可知，实施方式中可以使电机械耦合系数k2提高到0.2以上的欧拉角的范围得到了拓宽。即，在没有形成SiO2膜4的情况下，在Pt的电极膜厚为0.04λ时，可以使电机械耦合系数k2为0.2以上的欧拉角范围为70°～135°，在Pt的膜厚为0.08λ的情况下为70°～134°。因此可知，Pt的电极膜厚处于0.04λ～0.08λ的范围的情况下，欧拉角的θ只要为70°～134°的范围即可。因此，与使用Au作为金属材料的情况相比，通过使用Pt可以增大欧拉角的θ的范围。
另外，根据图3，在形成有SiO2膜4的情况下，在Pt的膜厚为0.04λ时，可以使电机械耦合系数k2增大在0.2以上的区域的欧拉角范围为76°～120°，在电极膜厚为0.08λ的情况下为78°～128°。由此可知，在电极膜厚在0.04λ～0.08λ的范围的情况下，欧拉角的θ只要为78°以上120°以下即可。
因此，即使在形成有SiO2膜4的情况下，与使用Au膜的情况相比，通过使用Pt膜也可以增大欧拉角的θ的范围。
(使用W作为金属材料的情况)
图4及图5和图2及图3相同，是表示欧拉角的θ和反射系数及电机械耦合系数k2的关系的图。在图4及图5中，作为构成IDT 3及反射器5、6的金属材料的W的标准化膜厚设为0.02、0.04或0.08。而且，在图4及图5中，以实线表示形成有SiO2膜4的情况下的结果，以虚线表示没有形成SiO2膜4的情况下的结果。
从图4可知，在使用W作为金属材料的情况下，不管欧拉角的θ的范围怎样，与使用Al的情况相比，都可以得到更大的反射系数。
另外，从图5可知，在没有形成SiO2膜4的结构中，对于可以使电机械耦合系数k2为0.2以上的欧拉角范围而言，在W膜的标准化膜厚为0.02λ的情况下，设为70°～144°的范围即可，在标准化膜厚为0.04λ的情况下，设为70°～139°的范围即可，在标准化膜厚为0.08λ的情况下，只要为74°～139°的范围即可。因此，可知，在使用W作为金属材料的情况下，在其膜厚为0.02λ～0.04λ的范围的情况下，欧拉角的θ只要为70°以上、139°以下即可，在超过0.04λ而在0.08λ以下的情况下，只要为74°以上、139°以下的范围即可。因此，与在使用Au的情况下的85°以上119°以下的范围相比，可以增大欧拉角的θ的范围。同样，在层叠有SiO2膜4的结构中，对于可以使电机械耦合系数k2增大为0.2以上的欧拉角范围而言，从图5可知，在W的膜厚为0.02λ的情况下，只要为87°～119°即可，在膜厚为0.04λ的情况下，只要为84°～120°即可，在膜厚为0.08λ的情况下，只要为82°～123°即可。即，可以得知，在W的电极膜厚为0.02λ～0.04λ的范围的情况下，欧拉角的θ只要为87°以上119°以下即可，在超过0.04λ且0.08λ以下的情况下，只要为84°以上120°以下即可。因此可知，与使用Au膜的情况的90°以上114°以下的范围相比，可以增大欧拉角的θ的范围。
参照图2～图9总结说明的结果，构成电机械耦合系数k2为0.2以上的电极的金属材料、由该金属材料形成的电极膜厚、欧拉角的θ的组合，为下述表8所示的组合的一种。表8表示在没有层叠SiO2膜的结构的情况下的结果。
[表8]
  电极材料   电极膜厚   欧拉角的θ
  Pt   0.04λ≤Pt≤0.08λ   70°≤θ≤134°
  W   0.02λ≤W≤0.04λ   70°≤θ≤139°
  W   0.04λ＜W≤0.08λ   74°≤θ≤139°
  Au   0.04λ≤Au≤0.08λ   85°≤θ≤119°
表8中，为了进行比较，将使用Au作为金属材料的情况一并示出。
〔形成SiO2膜的情况下的电极膜厚、SiO2膜的标准化膜厚、欧拉角的θ的范围的组合〕
上述表8中，在没有形成SiO2膜的情况下，按照电极材料来示出电机械耦合系数k2为0.2以上的电极膜厚和欧拉角的θ的范围。
对于在以SiO2膜为电介质膜覆盖IDT电极的方式形成的结构，本发明人等不仅考虑电极材料和电极膜厚，而且还考虑SiO2膜的标准化膜厚，继续研究了电机械耦合系数k2为0.2以上的欧拉角各θ的范围。以下，按照金属材料说明结果。
(形成SiO2膜且金属材料为Pt的情况)
图10(a)、(b)～图17(a)、(b)是分别表示使用Pt作为金属材料，且形成有各种标准化膜厚的SiO2膜的情况下的欧拉角的θ和反射系数及电机械耦合系数k2的关系的图。
需要说明的是，图10(a)、(b)表示SiO2膜的标准化膜厚为0，即没有形成SiO2膜的情况的结果，图11～图17表示SiO2膜的标准化膜厚分别为0.05、0.1、0.15、0.2、0.25、0.3及0.35的情况的结果。另外，作为构成IDT 3及反射器5、6的金属材料的Pt的标准化膜厚如图10～图17中所示地设置为各种厚度。如上述图2所示，在使用Pt作为金属材料的情况下，不管欧拉角的θ的范围怎样，与使用Al的情况相比，都可以得到更大的反射系数。可知，在图10(a)～图17(a)中也是不管欧拉角的θ的值怎样，即使在使Pt膜发生各种变化的情况，也可以得到较大的反射系数。
另一方面，从图10(b)～图17(b)可知，在Pt的标准化膜厚处于0.04～0.08的范围的情况下，如果使SiO2膜的标准化膜厚和欧拉角的θ的范围为下述表9所示的组合中的一种，则可以使电机械耦合系数k2为0.2以上。此外，在下述表9中表示欧拉角的θ的范围的下限值和上限值。例如，表示在SiO2膜的膜厚为0.05以下的情况下，欧拉角的θ只要处于71°以上131°以下的范围即可。
另外，在Pt膜的膜厚大于0.08且为0.12以下的情况下，SiO2膜的膜厚和欧拉角的θ的范围只要为下述表10所示的组合中的一种即可，在Pt膜的标准化膜厚大于0.12且为0.16以下的情况下，SiO2膜的标准化膜厚和欧拉角的θ的范围如果是下述表11所示的组合中的一种，则同样可以使电机械耦合系数k2在0.2以上。该表9～表11为基于上述图10～图17的结果而制作的。
[表9]
(表中的Pt膜厚及SiO2膜厚表示各自的标准化膜厚×102的值。)
[表10]
(表中的Pt膜厚及SiO2膜厚表示各自的标准化膜厚×102的值。)
[表11]
Figure BPA00001183474800162
(表中的Pt膜厚及SiO2膜厚表示各自的标准化膜厚×102的值。)
(形成SiO2膜且金属材料为W的情况)
图18(a)、(b)～图25(a)、(b)是分别表示使用W作为金属材料，以各种标准化膜厚形成SiO2膜的情况下的欧拉角的θ和反射系数及电机械耦合系数k2的关系的图。
需要说明的是，图18(a)、(b)表示SiO2膜的标准化膜厚为0，即没有形成SiO2膜的情况的结果，图19～图25表示SiO2膜标准化膜厚分别为0.05、0.1、0.15、0.2、0.25、0.3及0.35的情况的结果。另外，如图18～图25中所记载，作为构成IDT 3及反射器5、6的金属材料的W的标准化膜厚被设为各种厚度。如上述图4所示，在使用W作为金属材料的情况下，不管欧拉角的θ的范围怎样，与使用Al的情况相比，都可以得到较大的反射系数。可知，不论在图18(a)～图25(a)中欧拉角的θ的值怎样，即使在使W膜发生各种变化的情况下，都可以得到较大的反射系数。
另一方面，从图18(b)～图25(b)可知，W的标准化膜厚处于0.04～0.08的范围的情况下，如果使SiO2膜的标准化膜厚和欧拉角的θ的范围为下述表12所示的组合中的一种，则可使电机械耦合系数k2为0.2以上。另外，在下述表12表示欧拉角的θ的范围的下限值和上限值。例如，表示在SiO2膜的膜厚为0.05以下的情况下，欧拉角的θ只要在75°以上133°以下的范围即可。
另外，在W膜的膜厚大于0.08且0.12以下的情况下，SiO2膜的膜厚和欧拉角的θ的范围只要为下述表13所示的组合中的一种即可，在W膜的标准化膜厚大于0.12且0.16以下的情况下，SiO2膜的标准化膜厚和欧拉角的θ的范围如果是下述表14所示的组合中的一种，则同样可使电机械耦合系数k2在0.2以上。该表12～表14为基于上述图18～图25的结果而制作的。
[表12]
Figure BPA00001183474800171
(表中的W膜厚及SiO2膜厚表示各自的标准化膜厚×102的值。)
[表13]
(表中的W膜厚及SiO2膜厚表示各自的标准化膜厚×102的值。)
[表14]
Figure BPA00001183474800182
(表中的W膜厚及SiO2膜厚表示各自的标准化膜厚×102的值。)
(关于合金)
如上所述，当形成IDT电极时，向设于LiNbO3基板的上表面的槽中填充金属材料。该情况下，作为所述金属材料，不限于上述金属，也可以为以这些金属的至少一种为主体的合金。
另外，在上述实施例中，作为电介质膜，虽然形成了SiO2膜，但不限于SiO2膜，也可以为由以SiO2膜为主成分的无机材料形成的电介质膜。总之，对于这些电介质膜而言，因为频率温度系数为正值，所以通过使之和频率温度系数为负值的LiNbO3基板组合，可以减小声表面波装置的频率温度系数的绝对值。即，可以提供温度特性良好的声表面波装置。
另外，通过本发明形成的声表面波装置的电极结构不限于如图1所示的结构，本发明可以适用于各种电极结构的声表面波谐振器及声表面波滤波器等。
另外，如上所述，在本申请发明中，虽然表示了LiTaO3的欧拉角(φ，θ，Ψ)没有特别地限定的意思，但是，作为表面波，为了利用雷利波(RayIeigh wave)及SH波，优选欧拉角的φ为0°±10°的范围，θ为70°～180°的范围，ψ为0°±10°的范围。即，通过以欧拉角计设定为(0°±10°，70°～180°，0°±10°)的范围，可以适宜地使用雷利波及SH波。更具体而言，以(0°±10°，90°～180°，0°±10°)的范围可以更加适宜地利用SH波。
另外，也可以使用LSAW波，在该情况下，欧拉角只要设为(0°±10°，110°～160°，0°±10°)的范围即可。另外，在上述实施方式中，表示了单端口型SAW谐振器的电极结构，但本发明的声表面波装置可以广泛适用于其他共振器结构或者其他共振器型声表面波滤波器。

Claims (3)

1.一种声表面波装置，其特征在于，具备：
由LiNbO3基板形成，且在上表面形成有多条槽的压电基板；以及
具有由在所述压电基板的上表面的多条槽中所填充的金属材料形成的多根电极指的IDT，
所述金属材料为Pt或以Pt为主体的合金形成，
在设声表面波的波长为λ的情况下，所述IDT的电极膜厚和所述LiNbO3基板的欧拉角(0°±10°，θ，0°±10°)的θ为下述表1所示的组合，
[表1]
电极材料 电极膜厚 欧拉角的θ Pt 0.04λ≤Pt膜厚≤0.08λ 70°≤θ≤134°
。
2.根据权利要求1所述的声表面波装置，其特征在于，
具备覆盖所述IDT及所述压电基板的由以SiO2或者SiO2为主成分的无机材料形成的电介质膜。
3.根据权利要求2所述的声表面波装置，其中，
在设所述声表面波的波长为λ的情况下，由所述IDT的λ标准化而形成的标准化膜厚、由作为所述电介质膜的SiO2膜的λ标准化而形成的准化膜厚、所述LiNbO3基板的欧拉角(0°±10°，θ，0°±10°)的θ，为下述的表2～表4所示的组合中的一种，
[表2]
表中的Pt膜厚及SiO2膜厚表示各自的标准化膜厚×102的值，
[表3]
Figure FDA00002746549200022
表中的Pt膜厚及SiO2膜厚表示各自的标准化膜厚×102的值，
[表4]
Figure FDA00002746549200023
表中的Pt膜厚及SiO2膜厚表示各自的标准化膜厚×102的值。
CN2008801248064A 2008-01-17 2008-12-22 声表面波装置 Active CN101911484B (zh)

Applications Claiming Priority (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008-008350 2008-01-17
JP2008008350 2008-01-17
JP2008207765 2008-08-12
JP2008-207765 2008-08-12
JP2008-279941 2008-10-30
JP2008279941 2008-10-30
PCT/JP2008/003883 WO2009090714A1 (ja) 2008-01-17 2008-12-22 弾性表面波装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101911484A CN101911484A (zh) 2010-12-08
CN101911484B true CN101911484B (zh) 2013-08-07

Family

ID=40885125

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2008801248064A Active CN101911484B (zh) 2008-01-17 2008-12-22 声表面波装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US7956512B2 (zh)
JP (1) JP5206692B2 (zh)
CN (1) CN101911484B (zh)
WO (1) WO2009090714A1 (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112009001922B4 (de) * 2008-08-08 2015-12-24 Murata Manufacturing Co., Ltd. Vorrichtung für elastische Wellen
CN102257729B (zh) * 2008-12-17 2014-03-12 株式会社村田制作所 弹性表面波装置
KR101953219B1 (ko) * 2016-11-24 2019-02-28 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 탄성파 장치, 고주파 프론트 엔드 회로 및 통신 장치
DE102018113624A1 (de) * 2018-06-07 2019-12-12 RF360 Europe GmbH Elektroakustischer Resonator und HF-Filter, das einen elektroakustischen Resonator umfasst
CN112436816B (zh) * 2020-12-03 2024-04-09 广东广纳芯科技有限公司 温度补偿型声表面波器件及其制造方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7310027B2 (en) * 2004-04-08 2007-12-18 Murata Manufacturing Co., Ltd. Boundary acoustic wave filter

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5248375U (zh) * 1975-10-02 1977-04-06
JP2783550B2 (ja) * 1988-07-27 1998-08-06 富士通株式会社 弾性表面波発振素子
US4978879A (en) 1988-07-27 1990-12-18 Fujitsu Limited Acoustic surface wave element
JPH0983030A (ja) * 1995-09-11 1997-03-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd 弾性表面波素子及びその製造方法
JP3841053B2 (ja) 2002-07-24 2006-11-01 株式会社村田製作所 弾性表面波装置及びその製造方法
JP4297139B2 (ja) * 2003-10-03 2009-07-15 株式会社村田製作所 弾性表面波装置
JP2005311963A (ja) * 2004-04-26 2005-11-04 Hitachi Media Electoronics Co Ltd 弾性表面波装置及びそれを用いた通信用フィルタ
WO2006011417A1 (ja) * 2004-07-26 2006-02-02 Murata Manufacturing Co., Ltd. 弾性表面波装置
WO2008044411A1 (fr) * 2006-10-12 2008-04-17 Murata Manufacturing Co., Ltd. Dispositif à ondes limites élastiques

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7310027B2 (en) * 2004-04-08 2007-12-18 Murata Manufacturing Co., Ltd. Boundary acoustic wave filter

Also Published As

Publication number Publication date
CN101911484A (zh) 2010-12-08
US7956512B2 (en) 2011-06-07
WO2009090714A1 (ja) 2009-07-23
US20100259129A1 (en) 2010-10-14
JP5206692B2 (ja) 2013-06-12
JPWO2009090714A1 (ja) 2011-05-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6882929B2 (ja) 弾性波共振器、フィルタおよびマルチプレクサ
CN103004085B (zh) 梯型弹性波滤波器及使用该弹性波滤波器的天线双工器
CN103891139B (zh) 弹性表面波装置
CN103250348B (zh) 弹性表面波装置
US8680744B2 (en) Surface acoustic wave device
CN102204094B (zh) 弹性波元件及使用了该弹性波元件的电子设备
JPWO2010058544A1 (ja) チューナブルフィルタ
US20120104897A1 (en) Surface acoustic wave device
JPWO2008004408A1 (ja) 弾性表面波装置
US8525385B2 (en) Boundary acoustic wave device
US10951193B2 (en) Elastic wave device
US20080315973A1 (en) Surface acoustic wave filter, boundary acoustic wave filter, and antenna duplexer using same
CN101911484B (zh) 声表面波装置
JP5581739B2 (ja) 弾性境界波装置
KR102310917B1 (ko) 탄성파 장치
CN101584115A (zh) 声表面波装置
JP5891198B2 (ja) アンテナ共用器およびこれを用いた電子機器
JP2010278830A (ja) ラダー型フィルタ及びその製造方法並びにデュプレクサ
JP4947055B2 (ja) 弾性境界波装置
CN101911483A (zh) 声表面波装置
JP5273247B2 (ja) ラダー型フィルタ
JP5110091B2 (ja) 弾性表面波装置
JP5671713B2 (ja) 弾性波デバイス
JP2009194895A (ja) 弾性表面波装置
JP2015073308A (ja) 弾性波デバイス

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant