CN103053111A - 弹性波装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种弹性波装置，该弹性波装置具备压电基板20、设于压电基板20上的电极22和氧化硅膜26，该氧化硅膜掺杂有与Si-O键中的O发生置换的元素或分子，并且以覆盖设于压电基板20上的梳型电极22的方式来进行设置；或者，本发明的弹性波装置具备压电膜34、夹着压电膜34进行设置的电极32、36和氧化硅膜38，该氧化硅膜掺杂有与Si-O键中的O发生置换的元素或分子，并且被设置在夹着压电膜34的下部电极32与上部电极36相向的区域。
Description
技术领域
本发明涉及弹性波装置。
背景技术
作为利用弹性波的弹性波装置，已知有：具备由形成在压电基板表面的IDT(叉指式换能器：Interdigital Transducer)构成的梳型电极的弹性表面波装置；和，在基板上层积有下部电极、压电膜、上部电极而成的FBAR(压电薄膜谐振器：Film BulkAcoustic Resonator)装置；以及，层积有下部电极、压电膜、上部梳型电极而成的兰姆(Lamb)波装置。这些弹性波装置为小型轻量且可得到高衰减量，因而可以作为例如移动电话终端等无线设备的滤波器进行使用。
近年来，伴随着移动电话终端等的高性能化，对于弹性波装置要求温度特性的提高，要求滤波器的通过带域或谐振器的谐振频率等频率的温度系数(TCF)的绝对值减小。例如，在弹性表面波装置中，已知可通过在压电基板上形成具有与LiTaO3(LT)或LiNbO3(LN)等压电基板的温度系数相反的温度系数的氧化硅膜来减小TCF的绝对值。另外，在FBAR装置中，已知还可通过在下部电极与上部电极相向的区域设置氧化硅膜来减小TCF(例如非专利文献1)。另外，还已知在兰姆波装置中可通过在下部电极的下面设置氧化硅膜来减小TCF(例如非专利文献2)。
另外，已知在FBAR装置中，可将掺杂有B(硼)的氧化硅膜用作温度补偿层(例如专利文献1)。
现有技术文献
非专利文献
非专利文献1：K.M Lakin及其他3人,“Temperature Coefficient and Ageing ofBAW Composite Materials”,TFR Technologies,Inc.
非专利文献2：Chin-Ming Lin及其他5人,“Thermally compensated aluminumnitride Lamb wave resonators for high temperature applications”,APPLIED PHYSICSLETTERS97,083501(2010)
专利文献
专利文献1：日本特开2007-159123号公报
发明内容
发明所要解决的课题
在专利文献1中，将掺杂有B的氧化硅膜作为温度补偿层使用，但即使使用了掺杂有B的氧化硅膜，仍存在频率的温度依赖性改善不充分的问题。
本发明是鉴于上述课题而提出的，其目的在于提供一种可改善频率的温度依赖性的弹性波装置。
解决课题的手段
本发明涉及弹性波装置，其特征在于，该弹性波装置具备：压电体；用于激发弹性波的电极，其设于所述压电体上、或夹着所述压电体而进行设置；以及氧化硅膜，其掺杂有与Si-O键中的O发生置换的元素或分子，该氧化硅膜以覆盖设于所述压电体上的所述电极的方式来进行设置、或者被设置在夹着所述压电体的所述电极相向的区域。利用本发明，可改善频率的温度依赖性。
上述构成中，可以构成为：掺杂有所述元素或分子的氧化硅膜可以按照Si-O键伸缩振动的横波光学模式的半峰宽小于未掺杂有所述元素或分子的情况的方式来进行所述元素或分子的掺杂。
上述构成中，可以构成为：掺杂有所述元素或分子的氧化硅膜可以按照Si-O键伸缩振动的峰波数大于未掺杂所述元素或分子的情况的方式来进行所述元素或分子的掺杂。
上述构成中，可以构成为：掺杂有所述元素或分子的氧化硅膜可以具有小于无掺杂氧化硅膜的杨氏模量。
上述构成中，可以构成为：掺杂有所述元素或分子的氧化硅膜的音速可以比无掺杂氧化硅膜慢。
上述构成中，可以构成为：掺杂有所述元素或分子的氧化硅膜中可以掺杂2种以上的元素或分子。
上述构成中，可以构成为：掺杂有所述元素或分子的氧化硅膜中可以掺杂有F。
上述构成中，可以构成为：所述电极可以由Cu、Au、Ag、W、Pt、Mo、Ni、Cr中的任意一种构成。
上述构成中，可以构成为：掺杂有所述元素或分子的氧化硅膜可以通过CVD法形成。
上述构成中，可以构成为：所述电极可以为设置在所述压电体上的梳型电极；掺杂有所述元素或分子的氧化硅膜可以按照覆盖设于所述压电体上的所述梳型电极的方式来进行设置。
发明的效果
利用本发明，可以改善频率的温度依赖性。
附图说明
图1为谐振器的截面图的示例。
图2为示出Si-O键伸缩振动的FTIR测定结果的示例的图。
图3为示出了谐振器的反谐振频率的TCF相对于峰波数(吸收量最大波数)的图。
图4为示出了谐振器的反谐振频率的TCF相对于横波光学(TO)模式的半峰宽的图。
图5中，图5(a)为实施例1的弹性波装置的俯视图的示例，图5(b)为图5(a)的A-A截面图的示例。
图6为示出XPS测定结果的图。
图7为示出了峰波数(吸收量最大波数)的增加量和经无掺杂氧化硅膜标准化的横波光学(TO)模式的半峰宽相对于F含量的图。
图8为示出实施例1的谐振器和比较例的谐振器的频率特性的测定结果的图。
图9为示出在掺杂有F的氧化硅膜的每一膜厚下的K2的测定结果的图。
图10为示出TCF增加量相对于掺杂有F的氧化硅膜中的F含量的图。
图11为实施例2的弹性波装置的截面图的示例。
图12中，图12(a)至图12(c)为实施例2的变形例1至实施例2的变形例3的弹性波装置的截面图的示例。
具体实施方式
首先对发明人所进行的实验进行说明。图1是为了测定TCF而制作的谐振器的截面图的示例。参照图1，在由LN基板形成的压电基板10上形成有梳型电极12和反射器14。反射器14设于梳型电极12的两侧。梳型电极12和反射器14以Cu为主成分。在压电基板10上设置无掺杂氧化硅膜16从而覆盖梳型电极12和反射器14。无掺杂氧化硅膜16使用CVD(化学气相沉积)法进行成膜，膜厚为0.3λ。需要说明的是，λ为弹性波的波长，相当于梳型电极12的电极爪的周期。
使用CVD法在各种成膜条件下进行无掺杂氧化硅膜16的成膜。作为成膜条件，改变温度、压力、原料气体、原料气体的流量和高频输出功率(用于生成等离子体的高频电力)。对于使用各种成膜条件进行成膜的谐振器，进行反谐振频率的TCF的测定。另外，使用FTIR(傅利叶变换红外分光)法对于在与无掺杂氧化硅膜16的成膜条件同样的成膜条件下进行成膜的氧化硅膜进行测定。FTIR法为下述测定方法：对物质照射红外光，由具有与分子振动能量对应的能量的红外光的吸收量来研究物质的组成等。此处注意到了SiO2内的Si-O键伸缩振动的吸收波形。
图2为示出了Si-O键伸缩振动的FTIR测定结果的示例的图，表示相对于波数的任意坐标吸收量。测定吸收量最大的峰波数，以峰波数(吸收量最大波数)来表示吸收量为最大的峰波数。另外，在伸缩振动的吸收中存在横波光学(TO)模式与纵波光学(LO)模式。因此，如图2所示，将伸缩振动的吸收分离成TO模式与LO模式，测定TO模式的半峰宽。另外，TO模式的峰波数以峰波数(TO模式峰)来表示。
图3为示出了谐振器反谐振频率的TCF相对于由FTIR法测定得到的峰波数(吸收量最大波数)的图。图3中的黑三角表示各成膜条件下的测定结果。如图3所示可知，若峰波数增大，则反谐振频率的TCF增加、接近于0，TCF得到改善。
图4为示出了谐振器反谐振频率的TCF相对于由FTIR法测定得到的横波光学(TO)模式的半峰宽的图。图4中的黑三角表示各成膜条件下的测定结果。如图4所示可知，若半峰宽减小，则反谐振频率的TCF增加、接近于0，TCF得到改善。
此处，对于认为峰波数与TCF有关系的理由进行说明。根据Central-force network模式(J.Vac.Sci.Technol.Vol.B5,pp530-537(1987))，已知Si-O键伸缩振动的峰波数如下式所示依赖于Si-O键角度。
k2=(f/mo)·[sin2(θ/2)] (数学式1)
此处，k为峰波数、f为Si与O之间的原子间力、mo为氧的原子量、θ为Si-O-Si的键合角度。
另外，根据Lorentz-Lorenz关系，介电常数与密度和分子极化率的关系如下式所示。
(e-1)/(e+2)=4π·ρ·C (数学式2)
此处，e为氧化硅膜的介电常数、ρ为氧化硅膜的密度、C为分子极化率。
氧化硅膜的介电常数、密度和分子极化率与Si-O-Si键角度θ具有相关性。因此，根据数学式1与数学式2，峰波数与介电常数、密度和分子极化存在关系。
TCF使用室温(25℃)下的弹性波的速度如下进行表示。
TCF=1/v·(δv/δT)-α (数学式3)
此处，v为弹性波的传播速度、(δv/δT)为传播速度v相对于温度T的变化率、α为线热膨胀系数。
根据文献“Temperature-compensated surface-acoustic-wave devices with SiO2filmoverlays”J.Appl.Phys.Vol.50,No.3,pp1360-1369(1979)，(δv/δT)由基板(或氧化硅膜)物质常数(即介电常数、密度和杨氏模量等)的温度系数来求得。由此，根据数学式3，氧化硅膜的介电常数、密度和杨氏模量等物质常数与TCF存在关系。
如上所述，根据数学式1至数学式3，可认为Si-O键伸缩振动的峰波数与TCF存在关系。
需要说明的是，在图3和图4中对于谐振器反谐振频率的TCF进行了记载，但对于谐振器谐振频率的TCF或使用了谐振器的滤波器的频率特性的TCF，也可得到与图3和图4同样的结果。另外，不仅是在压电基板上设有梳型电极的弹性表面波装置，即使是在FBAR装置、兰姆波装置的谐振器以及使用了该谐振器的弹性波滤波器的情况下，也可得到与图3和图4同样的结果。
如图3和图4所示，在使用氧化硅膜作为温度补偿层的弹性波装置中，若峰波数增大，则反谐振频率的TCF增加；若半峰宽减小，则反谐振频率的TCF增加。例如，对于如专利文献1中所公开的掺杂有B的氧化硅膜，根据文献“Refractive indexbehavior of boron-doped silica films by plasma-enhanced chemical vapor deposition”,Applied Surface Science92pp387-390(1996)，相比于无掺杂氧化硅膜其峰波数有减小的倾向。因此，在不使用无掺杂氧化硅膜而使用掺杂有B的氧化硅膜作为温度补偿层时，根据图3所示的结果，可知反谐振频率的TCF也未得到充分改善。
另外，在掺杂有B的氧化硅膜中，B并未进入到SiO2的键合中，而作为B2O3以杂质形式存在于SiO2内。即，其并未与Si-O键中的O发生置换，而与Si置换。根据文献“石英系玻璃的超声波特性分析(石英系ガラス的超音波キャラクタリゼーション)”,信学技报US98-50，其中记载了添加有B2O3的玻璃中的衰减系数增大。由此，给掺杂有B的氧化硅膜带来了使弹性波的衰减增大的影响。例如，在专利文献1所公开的FBAR装置中，弹性波在掺杂有B的氧化硅膜的膜厚方向传播。由于掺杂有B的氧化硅膜的膜厚薄，因此弹性波在掺杂有B的氧化硅膜中的传播距离短、弹性波的衰减小。另一方面，在如图1那样的设置氧化硅膜来覆盖梳型电极的弹性波装置中，弹性波在掺杂有B的氧化硅膜的膜厚方向的垂直方向进行传播。因此出现弹性波在掺杂有B的氧化硅膜中的传播距离长、弹性波的衰减大的情况。
下面对于可改善频率的温度依赖性的弹性波装置的实施例进行说明。
实施例1
实施例1的弹性波装置为在压电基板上设置了梳型电极的弹性波装置的谐振器的情况的示例，可用于例如弹性表面波装置、乐甫(Love)波装置、弹性界面波装置。图5(a)为实施例1的弹性波装置的俯视图的示例，图5(b)为图5(a)的A-A截面图的示例。参照图5(a)，在梳型电极22的两侧设置反射器24。梳型电极22为用于激发弹性波的电极，输入用和输出用的2个电极互为对置，各电极爪彼此错开地并排配置。梳型电极22和反射器24以Cu为主成分。参照图5(b)，在由0度旋转Y cut LN基板形成的压电基板20上形成梳型电极22和反射器24。在压电基板20上设置掺杂有F(氟)的氧化硅膜(例如SiOF膜)26来覆盖梳型电极22和反射器24。掺杂有F的氧化硅膜26例如可通过原料气体使用SiH4、N2O、C2F6的CVD法进行成膜，可根据各原料气体的流量比来调整F的含量。对于掺杂有F的氧化硅膜26的膜厚，为了改善反谐振频率等的TCF，优选其比梳型电极22的膜厚更厚。例如，优选电极爪间的掺杂有F的氧化硅膜26的膜厚厚于梳型电极22的膜厚。实施例1中，掺杂有F的氧化硅膜26的膜厚为0.3λ。需要说明的是，λ为弹性波的波长，相当于梳型电极22的电极爪的周期。
此处，在氧化硅膜中掺杂有F时，为了确认F是怎样掺入到氧化硅膜中的，对掺杂有F的氧化硅膜进行XPS测定(X射线光电子分光测定)。XPS测定针对F含量为3.8%、8.8%、13.5%的3种氧化硅膜进行。图6为示出XPS测定结果的图，其表示相对于键合能量的任意坐标的强度。根据图6的XPS测定结果，可确认到，在氧化硅膜掺杂有F时，F与Si-O键的O发生置换，形成Si-F键，可确认到随着F含量的增加，Si-F键增加。
接下来，在实施例1的谐振器中，制作掺杂有F的氧化硅膜26中的F含量为2.1%、3.8%、8.8%的3种谐振器。例如，对于F含量为8.8%的掺杂有F的氧化硅膜26，使SiH4、N2O、C2F6的流量比为SiH4：N2O：C2F6=1：50：3，在成膜温度为270℃下形成。另外，作为比较例，除了不使用作为F来源(source)的C2F6气体这一点以外，其它制造条件与实施例1的谐振器相同地来制作谐振器。即，在比较例的谐振器中，原料气体使用SiH4与N2O、使流量比为SiH4：N2O=1：50、成膜温度为270℃，利用CVD法进行用于覆盖梳型电极的氧化硅膜的成膜，制成膜厚为0.3λ的无掺杂氧化硅膜。
首先，对于在与F含量为2.1%、3.8%、8.8%的3种掺杂有F的氧化硅膜26的成膜条件相同的成膜条件下进行成膜的氧化硅膜和无掺杂(F含量为0%)的氧化硅膜，使用FTIR法测定Si-O键伸缩振动的峰波数(吸收量最大波数)与横波光学(TO)模式的半峰宽。图7为示出了峰波数(吸收量最大波数)的增加量和经无掺杂氧化硅膜横波光学(TO)模式的半峰宽标准化的横波光学(TO)模式的半峰宽相对于F含量的图。在图7中，峰波数的测定结果以黑方块表示、半峰宽的测定结果以黑三角表示，并示出各自的近似直线。如图7所示可确认到，随着F含量的增多，峰波数增加、半峰宽降低。
接着，在F含量不同的实施例1中的上述3种谐振器之中，对于使用了F含量为8.8%的掺杂有F的氧化硅膜26的谐振器与使用了无掺杂氧化硅膜的比较例的谐振器进行了频率特性的测定。图8为示出实施例1的谐振器和比较例的谐振器的频率特性的测定结果的图，其表示相对于经比较例谐振器的反谐振频率进行标准化的频率的导纳(アドミタンス)。如图8所示，相对于比较例的谐振器，使用了F含量为8.8%的掺杂有F的氧化硅膜26的实施例1的谐振器中，得到了反谐振频率为0.92倍、机电耦合系数K2为0.76倍的结果。该结果显示出，与无掺杂氧化硅膜相比，掺杂有F的氧化硅膜26的杨氏模量小、音速慢。即，可认为掺杂有F的氧化硅膜26的音速慢，因而弹性波分布与无掺杂氧化硅膜有很大差异，在相同膜厚的条件下，K2有较大变动。
另外，对于使用了F含量为8.8%的掺杂有F的氧化硅膜26的实施例1谐振器的K2，通过变化掺杂有F的氧化硅膜26的膜厚使其与比较例谐振器的K2为同等大小，对于K2如何变化来进行研究。图9为示出在掺杂有F的氧化硅膜26的每一膜厚下的K2的测定结果的图，显示出相对于氧化硅膜的膜厚经比较例的谐振器的K2标准化的K2。在图9中，比较例的谐振器的K2以黑圆形表示、掺杂有F的氧化硅膜26每一膜厚下的K2以白方块表示。如图9所示，可确认到，随着掺杂有F的氧化硅膜26的膜厚变薄，K2增加。从而，在实施例1的谐振器中，通过使掺杂有F的氧化硅膜26的膜厚变薄，可以得到与使用了无掺杂氧化硅膜的比较例的谐振器的K2同等大小的K2，该无掺杂氧化硅膜具有使膜厚变薄之前的厚度的的膜厚。
如此对掺杂有F的氧化硅膜26的膜厚进行调整，以使得F含量为2.1%、3.8%、8.8%的上述3种谐振器可分别得到与比较例谐振器的K2同等大小的K2，之后对各谐振器反谐振频率的TCF进行测定。图10为示出TCF增加量相对于掺杂有F的氧化硅膜26的F含量的图。如图10所示，随着F含量的增多，TCF增加，结果为：F含量为2.1%时TCF增加1ppm/℃，F含量为3.8%时TCF增加2.9ppm/℃，F含量为8.8%时TCF增加6.5ppm/℃。可认为，如图7所示，随着F掺杂、F含量的增多，其影响了峰波数增加、半峰宽变小。
如以上所说明，根据实施例1，在压电基板20(压电体)上设置用于激发弹性波的梳型电极22和反射器24，在压电基板20上设置了掺杂有F的氧化硅膜26来覆盖梳型电极22和反射器24。若在氧化硅膜中掺杂有F，则如图6所说明，F与Si-O键的O发生置换，形成Si-F键。即，F与硅氧烷(Si-O-Si)网络或Si-O的共价键中的O发生置换，以末端基团Si-F的形式插入到SiO2的键中。通过设置这样的掺杂有与Si-O键的O发生置换的F的氧化硅膜26来覆盖梳型电极22，如图7所说明，可使Si-O键伸缩振动的峰波数(吸收量最大波数)大于使用无掺杂氧化硅膜的情况，并且可使Si-O键伸缩振动的横波光学(TO)模式的半峰宽小于使用无掺杂氧化硅膜的情况。如图3和图4所说明，若峰波数(吸收量最大波数)增大、横波光学(TO)模式的半峰宽减小，则TCF增加。因而，利用实施例1，如图10所说明那样，通过使用掺杂有F的氧化硅膜26，可以增加TCF，其结果为，可改善TCF。
对于掺杂在氧化硅膜中的F，如上所述，由于其以末端基团Si-F的形式插入到SiO2的键中，而并非以杂质的形式存在于SiO2中。因此，掺杂有F的氧化硅膜26使弹性波衰减的影响变小，即使在设置掺杂有F的氧化硅膜26来覆盖梳型电极22的情况下，弹性波也不大会衰减。因而，利用实施例1，还可抑制弹性波的衰减。
在实施例1中，对于覆盖梳型电极22来进行设置的氧化硅膜，以掺杂有F的氧化硅膜26的情况为例进行了示出，但并不解释为限定于此。只要为掺杂有与Si-O键的O发生置换的元素或分子的氧化硅膜即可。另外，掺杂在氧化硅膜中的元素或分子并不限于1种的情况，也可以为掺杂有2种以上的元素或分子的情况。
如图3所说明，Si-O键伸缩振动的峰波数(吸收量最大波数)越大，则TCF增加，因而在掺杂有元素或分子的氧化硅膜中，优选的情况为按照Si-O键伸缩振动的峰波数(吸收量最大波数)大于未掺杂元素或分子的情况的方式来进行元素或分子的掺杂。另外，如图4所说明，Si-O键伸缩振动的横波光学(TO)模式的半峰宽越小，则TCF增加，因而在掺杂有元素或分子的氧化硅膜中，优选的情况为按照Si-O键伸缩振动的横波光学(TO)模式的半峰宽小于未掺杂元素或分子的情况的方式来进行元素或分子的掺杂。
作为满足上述的Si-O键伸缩振动的峰波数变大、TO模式的半峰宽减小的条件的元素或分子，可以举出例如H、CH3、CH2、F、Cl、C、N、P、S。因而，掺杂有元素或分子的氧化硅膜的优选情况为掺杂有H、CH3、CH2、F、Cl、C、N、P、S(将它们总称为R)中的任意一种并具有与O置换而成的Si-R共价键的氧化硅膜。另外，优选具有Si-H、Si-CH3、Si-F、Si-Cl、Si-C、Si-N、Si-P、Si-S中的任意一种末端基团的情况。例如，Si-H系材料被称为HSQ(氢基倍半硅氧烷，Hydrogen Silsesquioxane)，Si-CH3系材料被称为SiOC、SiOCH或OSG(有机二氧化硅玻璃，Organo Silica Glass)，Si-F系材料被称为SiOF或FSG(氟硅氧玻璃，Fluorinated Silica Glass)，Si-Cl系材料被称为氯化二氧化硅(Chlorinated Silica)。
可知，在掺杂有元素或分子的氧化硅膜中，由于TCF增加、K2减小，因而氧化硅膜中的弹性波的能量约束(閉じ込め)量增加。这是由于掺杂有元素或分子的氧化硅膜的音速慢而导致的。因而，在掺杂有元素或分子的氧化硅膜中，为了增加TCF，优选音速慢的情况，例如优选音速慢于无掺杂氧化硅膜的情况。另外，在上述数学式3中，传播速度v可表示为v=(E/ρ)1/2。此处，E为杨氏模量、ρ为密度。由此可知，杨氏模量E越小，则TCF越大。从而可知，在掺杂有元素或分子的氧化硅膜中，优选杨氏模量E小，例如优选具有小于无掺杂氧化硅膜的杨氏模量E的情况。
如图8中所说明，若对使用了相同膜厚(膜厚0.3λ)的掺杂有F的氧化硅膜26与无掺杂氧化硅膜的谐振器的K2进行比较，则使用了掺杂有F的氧化硅膜26的谐振器中的K2较小。由于担心K2不同而不满足规格，因而优选使用了掺杂有F的氧化硅膜26的谐振器的K2与使用了无掺杂氧化硅膜的谐振器的K2也是同等大小的。如图9中所说明，随着掺杂有F的氧化硅膜26的膜厚变薄，K2增大。因此，对于掺杂有F的氧化硅膜26而言，为使变小的K2恢复，优选其膜厚薄于膜厚为0.3λ的无掺杂氧化硅膜的情况。即，在掺杂有元素或分子的氧化硅膜中，优选其膜厚薄于特定膜厚的无掺杂氧化硅膜的情况，由此，通过在特定膜厚的无掺杂氧化硅膜中进行元素或分子的掺杂，可使小于特定膜厚的无掺杂氧化硅膜的K2得到恢复。
在实施例1中，作为进行掺杂有F的氧化硅膜26的成膜时的原料气体，是以使用SiH4、N2O、C2F6的情况为例来示出的，但并不限定于此。例如，作为Si来源，除SiH4以外，还可使用四乙氧基硅烷(tetraethoxysilane,TEOS)、SiF4；作为F来源，除C2F6以外，还可使用CF4、NF3、F2、HF、SF6、ClF3、BF3、BrF3、SF4、SiF4、NF2Cl、FSiH2、F3SiH。
另外，压电基板20中，除LN外，还可使用LT、ZnO、KNbO3、和LBO等。此外，在梳型电极22和反射器24中，除Cu外，还可使用以Al、Au、Ag、W、Ta、Pt、Mo、Ni、Co、Cr、Fe、Mn、Ti为主成分的金属材料。特别是认为，在使用掺杂有F的氧化硅膜26的情况下，F会与水分发生反应而产生HF，因而作为电极优选由不与HF发生反应的金属材料形成的情况，例如优选由Cu、Au、Ag、W、Pt、Mo、Ni、Cr形成的情况。另外，若对掺杂有元素或分子的氧化硅膜施以退火等热处理，则可改善滤波器特性，因而更为优选。
在实施例1中，对于Si-O键伸缩振动的峰波数和Si-O键伸缩振动的横波光学(TO)模式的半峰宽，是以通过FTIR法进行测定的情况为例来示出的，除了FTIR以外，也可使用例如拉曼分光法等。
实施例2
实施例2的弹性波装置为FBAR装置的谐振器情况的示例。图11为实施例2的弹性波装置的截面图的示例。参照图11，在由例如Si(硅)形成的基板30上设置由例如Cu形成的下部电极32。在下部电极32上设置由例如AlN(氮化铝)形成的压电膜34。在压电膜34上设置由例如Cu形成的上部电极36，使其与下部电极32夹着压电膜34并具有与下部电极32相向的部分(谐振部)。在压电膜34与上部电极36之间且下部电极32与上部电极36相向的区域设置掺杂有F的氧化硅膜38。在下部电极32与上部电极36相向区域的基板30设置空隙40。
如实施例1的图3和图4所说明的那样，在FBAR装置的情况下，随着峰波数增大，TCF也会增加；随着半峰宽减小，TCF也会增加。如图11所示，通过在夹着压电膜34(压电体)来进行设置、且用于激发弹性波的下部电极32和上部电极36相向的区域，设置掺杂有F的氧化硅膜38，从而与实施例1的图7中说明的情况同样，峰波数增加、半峰宽降低。因而，利用实施例2，可增加TCF，其结果为，可改善TCF。
图12(a)至图12(c)为实施例2的变形例1至实施例2的变形例3的弹性波装置的截面图的示例。参照图12(a)，实施例2的变形例1的弹性波装置中，掺杂有F的氧化硅膜38被设置在基板30与下部电极32之间以及压电膜34与上部电极36之间、且下部电极32与上部电极36相向的区域。如图12(b)所示，实施例2的变形例2的弹性波装置中，掺杂有F的氧化硅膜38被设置在基板30与下部电极32之间以及上部电极36上、且下部电极32与上部电极36相向的区域。如图12(c)所示，实施例2的变形例3的弹性波装置中，掺杂有F的氧化硅膜38被压电膜34夹在其中而设置在下部电极32与上部电极36相向的区域。
在实施例2的变形例1至实施例2的变形例3的弹性波装置中，掺杂有F的氧化硅膜38也被设置在下部电极32与上部电极36相向的区域，因而可增加TCF，其结果为，可改善TCF。
在实施例2中，除掺杂有F的氧化硅膜38以外，也可使用掺杂有与Si-O键中的O发生置换的元素或分子的氧化硅膜。另外，在实施例2中，对于压电膜34，除AlN外，还可使用ZnO、PZT、PbTiO2等。对于基板30，除Si外，还可使用玻璃、GaAs等。对于下部电极32和上部电极36，除Cu外，还可使用Al、Au、Ag、Mo、W、Ta、Pt、Ru、Rh、Ir、Ni、Cr、Ti等金属材料。特别是，在与实施例1同样地使用掺杂有F的氧化硅膜38的情况下，下部电极32和上部电极36优选为由不与HF发生反应的金属材料形成的情况，例如优选由Cu、Au、Ag、W、Pt、Mo、Ni、Cr形成的情况。
在实施例2中，是以除去下部电极32与上部电极36相向的区域的基板30而设置空隙40的情况为例来示出的，但并不解释为限定于此。例如，也可以为通过在基板30上设置凹部来设置空隙40的情况、或为在基板30之上且与下部电极32之间来设置空隙40的情况。并且，也可不设置空隙40而是声阻抗高的膜与声阻抗低的膜以λ/4的膜厚交互层积而成的声学层积膜。
另外，在实施例2中，是以FBAR装置的情况为例来示出的，也可为下部电极、压电膜、上部梳型电极层积而成的兰姆波装置的情况。在兰姆波装置的情况下，也可通过将掺杂有与Si-O键中的O发生置换的元素或分子的氧化硅膜设置在下部电极与上部梳型电极相向的区域来增加TCF，其结果为，可改善TCF。
在实施例1和实施例2中，以谐振器的情况为例进行了说明，也可以为使用这些谐振器的梯形滤波器或多模型滤波器。
上文对本发明的实施例进行了详述，但本发明并不限定于这些特定的实施例中，可以在权利要求书所记载的本发明要点的范围内进行各种的变形、变更。
符号的说明
20 压电基板
22 梳型电极
24 反射器
26 掺杂有F的氧化硅膜
30 基板
32 下部电极
34 压电膜
36 上部电极
38 掺杂有F的氧化硅膜
40 空隙
Claims (10)
1.一种弹性波装置，其特征在于，该弹性波装置具备：
压电体；
用于激发弹性波的电极，其设于所述压电体上、或夹着所述压电体进行设置；以及
氧化硅膜，其掺杂有与Si-O键中的O发生置换的元素或分子，该氧化硅膜以覆盖设于所述压电体上的所述电极的方式来进行设置、或者被设置在夹着所述压电体的所述电极相向的区域。
2.如权利要求1所述的弹性波装置，其特征在于，掺杂有所述元素或分子的氧化硅膜按照Si-O键伸缩振动的横波光学模式的半峰宽小于未掺杂有所述元素或分子的情况的方式来进行所述元素或分子的掺杂。
3.如权利要求1或2所述的弹性波装置，其特征在于，掺杂有所述元素或分子的氧化硅膜按照Si-O键伸缩振动的峰波数大于未掺杂所述元素或分子的情况的方式来进行所述元素或分子的掺杂。
4.如权利要求1～3的任一项所述的弹性波装置，其特征在于，掺杂有所述元素或分子的氧化硅膜具有小于无掺杂氧化硅膜的杨氏模量。
5.如权利要求1～4的任一项所述的弹性波装置，其特征在于，掺杂有所述元素或分子的氧化硅膜的音速比无掺杂氧化硅膜慢。
6.如权利要求1～5的任一项所述的弹性波装置，其特征在于，掺杂有所述元素或分子的氧化硅膜中掺杂了2种以上的元素或分子。
7.如权利要求1～6的任一项所述的弹性波装置，其特征在于，掺杂有所述元素或分子的氧化硅膜中掺杂了F。
8.如权利要求7所述的弹性波装置，其特征在于，所述电极由Cu、Au、Ag、W、Pt、Mo、Ni、Cr中的任意一种构成。
9.如权利要求1～8的任一项所述的弹性波装置，其特征在于，掺杂有所述元素或分子的氧化硅膜通过CVD法形成。
10.如权利要求1～9的任一项所述的弹性波装置，其特征在于：
所述电极为设置在所述压电体上的梳型电极；
掺杂有所述元素或分子的氧化硅膜以覆盖设于所述压电体上的所述梳型电极的方式来进行设置。
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