CN107534428A - 弹性波装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种难以产生纹波的弹性波装置。在压电基板(2)上设置有IDT电极(3)。在IDT电极(3)中，多根第一电极指(13)和多根第二电极指(14)相互交叉插入。在弹性波传播方向上观察时多根第一电极指(13)和多根第二电极指(14)重合的区域为激励区域。在该激励区域的中央部的两侧构成有声速比中央部降低的边缘部。第一汇流条(11)以及第二汇流条(12)具有内侧汇流条部(11A、12A)、中央汇流条部(11B、12B)以及外侧汇流条部(11C、12C)。设置有从内侧汇流条部(11A、12A)朝向第二电极指(14)或第一电极指(13)的前端延伸的第一偏移电极指(17)、第二偏移电极指(18)。

Description

弹性波装置

技术领域

本发明涉及利用了所谓的活塞模式的弹性波装置。

背景技术

在下述的专利文献1中公开了一种利用了活塞模式的弹性波装置。在专利文献1所记载的弹性波装置中，设置有宽幅部，使得与激励区域的交叉宽度方向中央相比，在激励区域的交叉宽度方向两侧声速变得相对低。此外，汇流条具有沿着弹性波传播方向分离配置的多个开口部。该汇流条具有位于比开口部更靠交叉宽度方向内侧的内侧汇流条部、设置有开口部的中央汇流条部、以及配置在中央汇流条部的交叉宽度方向外侧的外侧汇流条部。内侧汇流条部具有在弹性波传播方向上延伸的带状的形状。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：WO2014/192756 A1

发明内容

发明要解决的课题

在专利文献1中，通过设置上述宽幅部，从而构成了声速低的边缘部。此外，设置了带状的内侧汇流条部。由此，可谋求横向模式的抑制。

然而，在专利文献1所记载的弹性波装置中，在谐振特性、滤波器特性上，有时会产生不希望的纹波(ripple)。

本发明的目的在于，提供一种难以产生纹波的弹性波装置。

用于解决课题的技术方案

本发明所涉及的弹性波装置具备：压电基板；以及IDT电极，设置在所述压电基板上，所述IDT电极具有：第一汇流条；第二汇流条，与所述第一汇流条隔开配置；多根第一电极指，基端与所述第一汇流条连接，并朝向所述第二汇流条延伸；以及多根第二电极指，基端与所述第二汇流条连接，并朝向所述第一汇流条延伸，在将所述第一电极指以及所述第二电极指延伸的方向设为交叉宽度方向并将与该交叉宽度方向正交的方向设为宽度方向时，在所述交叉宽度方向上，声速比激励区域中央部低的边缘部设置在激励区域的所述交叉宽度方向两侧，所述第一汇流条以及所述第二汇流条的至少一方具有沿着所述宽度方向分离配置的多个开口部，所述第一汇流条以及所述第二汇流条的至少一方具有：内侧汇流条部，位于比所述开口部更靠交叉宽度方向内侧；中央汇流条部，设置有所述开口部；以及外侧汇流条部，位于夹着所述中央汇流条部而与所述内侧汇流条部相反的一侧，所述第一汇流条以及所述第二汇流条的至少一方具有从所述内侧汇流条部朝向所述第二电极指的前端或所述第一电极指的前端延伸的偏移电极指。

在本发明所涉及的弹性波装置的某个特定的方面中，所述内侧汇流条部的沿着所述交叉宽度方向的尺寸小于所述中央汇流条部的沿着所述交叉宽度方向的尺寸。在该情况下，虽然容易出现封闭在内侧汇流条部的激励模式，但是根据本发明能够有效地抑制纹波。

在本发明所涉及的弹性波装置的另一个特定的方面中，设置有所述偏移电极指的区域中的声速为所述内侧汇流条部中的声速、和所述偏移电极指与所述边缘部之间的区域中的声速之间的大小。在该情况下，能够更加有效地抑制纹波。

在本发明所涉及的弹性波装置的另一个特定的方面中，所述内侧汇流条部的沿着所述交叉宽度方向的尺寸处于0.1λ以上且0.5λ以下的范围。在该情况下，经常会产生封闭在内侧汇流条部的激励模式，但是根据本发明能够有效地降低纹波。此外，还能够更加可靠地抑制横向模式。

在本发明所涉及的弹性波装置的另一个特定的方面中，所述边缘部中的所述第一电极指、所述第二电极指的沿着所述宽度方向的尺寸设得大于所述第一电极指、所述第二电极指的所述激励区域中央部中的沿着所述宽度方向的尺寸。在该情况下，能够容易地形成边缘部。

在本发明所涉及的弹性波装置的另一个特定的方面中，所述偏移电极指的沿着所述宽度方向的尺寸设得大于所述第一电极指、所述第二电极指的所述激励区域中央部中的所述第一电极指、所述第二电极指的沿着所述宽度方向的尺寸。在该情况下，能够在边缘部补偿不足的声速下降量。

在本发明所涉及的弹性波装置的另一个特定的方面中，所述边缘部具有层叠在所述第一电极指、所述第二电极指的上表面或下表面的电介质膜。在该情况下，容易形成第一电极指、第二电极指。

发明效果

根据本发明所涉及的弹性波装置，能够有效地抑制纹波。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施方式所涉及的弹性波装置的IDT电极的构造的俯视图。

图2是本发明的第一实施方式所涉及的弹性波装置的简图式俯视图。

图3是表示本发明的第一实施方式所涉及的弹性波装置的相位特性的图。

图4是表示本发明的第一实施方式所涉及的弹性波装置的回波损耗特性的图。

图5是表示本发明的第二实施方式所涉及的弹性波装置的电极构造的示意性俯视图。

具体实施方式

以下，边参照附图边对本发明的具体的实施方式进行说明，从而明确本发明。

另外，需要指出的是，本说明书所记载的各实施方式是例示性的，能够在不同的实施方式间进行结构的部分置换或组合。

图1是表示本发明的第一实施方式所涉及的弹性波装置的IDT电极的构造的俯视图，图2是第一实施方式所涉及的弹性波装置的简图式俯视图。

如图2所示，弹性波装置1具有压电基板2。压电基板2由压电单晶、压电陶瓷构成。在压电基板2上设置有IDT电极3。在图2中，仅示意性地示出IDT电极3被形成的位置。

在IDT电极3的弹性波传播方向两侧设置有反射器4、5。弹性波装置1是具有上述构造的单端口型弹性波谐振器。不过，本发明所涉及的弹性波装置不限于弹性波谐振器，也可以是弹性波滤波器等其他弹性波装置。

参照图1对IDT电极3进行说明。

IDT电极3具有相互隔开配置的第一汇流条11、第二汇流条12。第一汇流条11以及第二汇流条12与弹性波传播方向平行地延伸。

在第一汇流条11连接有多根第一电极指13的基端。多根第一电极指13从第一汇流条11朝向第二汇流条12延伸。即，多根第一电极指13在与弹性波传播方向正交的方向上延伸。

另一方面，多根第二电极指14的基端与第二汇流条12连接。多根第二电极指14从第二汇流条12朝向第一汇流条11侧延伸。即，多根第二电极指14也在与弹性波传播方向正交的方向上延伸。

多根第一电极指13和多根第二电极指14相互交叉插入。因此，在从弹性波传播方向观察时多根第一电极指13和多根第二电极指14重合的区域构成了激励区域。该激励区域的第一电极指13、第二电极指14延伸的方向上的尺寸为交叉宽度。因此，以下将第一电极指13、第二电极指14延伸的方向设为交叉宽度方向。

此外，将上述弹性波传播方向设为第一电极指13、第二电极指14的宽度方向。

在第一电极指13的前端设置有宽幅部13a。宽幅部13a的沿着上述宽度方向的尺寸大于第一电极指13的激励区域中央部中的沿着上述宽度方向的尺寸。在本说明书中，电极指的宽幅部，是指与宽幅部以外的电极指部分相比，沿着上述宽度方向的尺寸大的部分。也在第二电极指14的前端设置有宽幅部14a。

将设置有宽幅部13a的区域以及设置有宽幅部14a的区域设为边缘部。在IDT电极3中，在激励区域的中央部的两侧设置有上述边缘部。另外，边缘部中的宽幅部也可以设置有多个。

此外，在弹性波传播方向上与宽幅部13a重叠的区域中，在第二电极指14设置有宽幅部14b。同样地，在弹性波传播方向上与宽幅部14a重叠的区域中，在第一电极指13设置有宽幅部13b。因此，上述边缘部中的声速还由于设置有宽幅部13b、14b而被降低。不过，未必一定要设置宽幅部13b、14b。

进而，也在第一电极指13以及第二电极指14的基端侧部分设置有宽幅部13c、14c。宽幅部13c、14c设置在弹性波传播方向上与后述的第一偏移电极指17或第二偏移电极指18重叠的位置。

在图1中，在IDT电极3的右侧示意性地示出各区域的弹性波的传播速度(以下称为声速)。

上述边缘部中的声速V2比激励区域的中央部中的声速V1降低。这是由于设置有宽幅部13a、14a。由此，能够形成活塞模式。

另一方面，第一汇流条11具有内侧汇流条部11A、中央汇流条部11B以及外侧汇流条部11C。在此，在上述交叉宽度方向上，将存在第一电极指13、第二电极指14的一侧设为内侧，将相反侧设为外侧。

内侧汇流条部11A是连接有多根第一电极指13的基端的部分。内侧汇流条部11A具有在弹性波传播方向上延伸的细长的带状的形状。因为此处是被金属化的部分，所以内侧汇流条部11A中的声速V5变得比声速V1、声速V2低。

在中央汇流条部11B，沿着弹性波传播方向分散配置有多个开口部15。开口部15位于在电极指延伸的方向上延伸的彼此相邻的连结部16之间。连结部16没有特别限定，具有与第一电极指13相同的宽度。此外，连结部16位于第一电极指13的延长线上。不过，连结部16的尺寸以及位置不限定于此。优选地，希望连结部16具有与第一电极指13相同的宽度，且设置在第一电极指13的延长线上。由此，制造变得容易。

开口部15具有矩形的平面形状，但是也可以具有其他平面形状。

在中央汇流条部11B中，沿着弹性波传播方向交替地设置有连结部16和开口部15。因此，因为未被金属化的部分多，所以中央汇流条部11B的声速V6与内侧汇流条部11A的声速V5、激励区域的中央部的声速V1相比是高速。

外侧汇流条部11C不具有开口部。因此，因为外侧汇流条部11C是被金属化了的区域，所以外侧汇流条部11C的声速V7与内侧汇流条部11A的声速V5同样地成为低声速。

还在第二汇流条12侧，同样地具有内侧汇流条部12A、中央汇流条部12B以及外侧汇流条部12C。上述第一汇流条11、第二汇流条12与专利文献1所记载的弹性波装置中的第一汇流条、第二汇流条同样地构成。因此，能够形成活塞模式，且能够抑制横向模式纹波。

不过，本申请发明人们发现，在这样的设置有第一汇流条11、第二汇流条12的构造中，如前所述，会产生不希望的纹波。而且，对产生该纹波的原因进行研究的结果发现，在设置有上述内侧汇流条部11A、12A的部分及其附近会产生寄生模式(spurious mode)，由此出现上述纹波。

弹性波装置1的特征在于，设置有从该内侧汇流条部11A朝向第二电极指14延伸的第一偏移电极指17，以及设置有从第二汇流条12的内侧汇流条部12A朝向第一电极指13延伸的第二偏移电极指18。第一偏移电极指17的前端与第二电极指14的前端在交叉宽度方向上隔开间隙地配置。此外，第二偏移电极指18的前端与第一电极指13的前端在交叉宽度方向上隔开间隙地配置。

此外，在设置有第一偏移电极指17的区域中，在第一电极指13的基端设置有宽幅部13c。因此，设置有第一偏移电极指17的区域的声速V4与边缘部的声速V2相等。由此，设置有该第一偏移电极指17的区域中的声速V4成为内侧汇流条部11A的声速V5、与第一偏移电极指17的前端和第二电极指14的前端之间的间隙区域的声速V3之间的声速。因此，通过设置第一偏移电极指17，从而内侧汇流条部11A和与其交叉宽度方向内侧相邻的区域的声速差被缓和。

还在第二汇流条12的内侧汇流条部12A侧，同样地设置有第二偏移电极指18，以及在第二电极指14的基端设置有宽幅部14c，由此，设置有第二偏移电极指18的区域的声速变得与设置有第一偏移电极指17的区域的声速V5相同。

本实施方式的弹性波装置1的特征在于，如上所述，在第一汇流条11、第二汇流条12具有带状的内侧汇流条部11A、12A的构造中，设置了上述第一偏移电极指17、第二偏移电极指18和宽幅部13c、14c。由此，如上所述，缓和内侧汇流条部11A、12A和其附近交叉宽度方向内侧的区域的声速差，由此，可抑制不希望的寄生模式的产生。以下，基于具体的实验例对此进行说明。

图3示出第一实施方式的弹性波装置1的相位特性，图4示出回波损耗特性。另外，弹性波装置1的规格如下。

设计谐振频率＝936MHz。

作为压电基板2，使用了LiNbO₃。在该压电基板2上，通过以下的层叠金属膜形成了IDT电极3以及反射器4、5。

层叠金属膜的结构：从压电基板2侧起依次为NiCr/Pt/Ti/A1/Ti的层叠膜。

第一电极指13、第二电极指14的电极指的对数设为100对。将由IDT电极3的电极指的间距确定的波长设为λ。

此外，将激励区域的中央部的沿着交叉宽度方向的尺寸设为15λ，将边缘部的沿着交叉宽度方向的尺寸设为0.8λ。此外，第一电极指13、第二电极指14的激励区域的中央部中的宽度方向尺寸设为(1/4)λ，并将占空比设为0.5。宽幅部13a、13b、14a、14b的宽度设为(7/5)×(1/4)λ，并将占空比设为0.7。此外，宽幅部13c、14c的宽度设为(7/5)×(1/4)λ，并将占空比设为0.7。

将第一偏移电极指17、第二偏移电极指18的沿着交叉宽度方向的尺寸，即，偏移长度设为0.1λ，宽度设为(7/5)×(1/4)λ，并将占空比设为0.7。

内侧汇流条部11A、12A的沿着交叉宽度方向的尺寸，即，宽度设为0.225λ。中央汇流条部11B、12B的交叉宽度方向尺寸设为2λ。连结部16的宽度设为(1/8)λ，并将占空比设为0.25。开口部15的宽度设为(7.5/5)×(1/4)λ，并将占空比设为0.75。

外侧汇流条部11C的沿着交叉宽度方向的尺寸设为20μm。

此外，反射器4、5的电极指的根数设为21根。

此外，为了进行比较，除了未设置上述第一偏移电极指17、第二偏移电极指18以及未设置宽幅部13c、14c以外，与上述实施方式同样地制作了比较例的弹性波装置。在图3以及图4中，实线示出上述实施方式的结果，虚线示出比较例的结果。

如根据图3以及图4可明确的那样，可知在比较例中，不希望的纹波不仅出现在谐振频率-反谐振频率间的区域，在谐振频率的低频侧以及反谐振频率的高频侧也出现了许多纹波。相对于此，可知根据上述实施方式，相当程度地抑制了上述纹波。

如上所述，可知在弹性波装置1中，因为在内侧汇流条部11A、12A的交叉宽度方向内侧设置有第一偏移电极指17、第二偏移电极指18，所以可谋求内侧汇流条部11A与第二电极指14的前端的区域中的声速差的缓和，因此能够有效地抑制基于上述不希望的寄生的纹波。

另外，在上述实施方式中，还设置有宽幅部13b、13c以及宽幅部14b、14c，但是未必一定要设置宽幅部13b、13c、宽幅部14b、14c。

上述内侧汇流条部11A、12A具有细长的带状的形状。上述内侧汇流条部11A、12A的沿着交叉宽度方向的尺寸优选小于中央汇流条部11B、12B的沿着交叉宽度方向的尺寸。在该情况下，虽然容易激励上述不希望的寄生模式，但是根据本发明能够有效地抑制由上述寄生模式引起的纹波。内侧汇流条部11A、12A的作为沿着交叉宽度方向的尺寸的宽度更优选为1.0λ以下，进一步优选为0.1λ以上且0.5λ以下的范围。在内侧汇流条部11A、12A具有这样的宽度的情况下，虽然容易激励上述寄生模式，但是根据本发明能够有效地抑制由上述寄生模式造成的纹波。在该情况下，上述第一偏移电极指17、第二偏移电极指18在交叉宽度方向上优选希望设为0.02λ以上且1.5λ以下程度。由此，能够更加有效地抑制上述纹波。

另外，边缘部的沿着交叉宽度方向的尺寸优选设为0.2λ以上且2λ以下。由此，能够更可靠地形成活塞模式。

此外，波长λ由第一电极指13、第二电极指14的电极指间距确定，但是若考虑使用用途，则优选为1.8μm以上且5.6μm以下的范围。由此，能够提供对于700MHz频带以上直到2GHz频带以下为止的用途有效的弹性波装置1。

第一偏移电极指17、第二偏移电极指18的宽度方向尺寸可以与宽幅部13a、14a的宽度方向尺寸相等，也可以设得比宽幅部13a、14a的宽度方向尺寸窄。优选的是，最好相等。

另外，在上述实施方式中，虽然通过形成上述宽幅部13a、13b以及宽幅部14a、14b而设置有边缘部，但是也可以如图5所示的第二实施方式那样，在边缘部中，在第一电极指13、第二电极指14的前端侧部分层叠电介质膜22、23。即，通过层叠SiO₂膜等电介质膜，从而能够相对地降低边缘部的声速。像这样，本发明中的形成IDT电极的用于形成活塞模式的边缘部不限于设置宽幅部，能够使用层叠了电介质膜的构造等各种方法，没有特别限定。

另外，在图5所示的弹性波装置21中，还在设置有第一偏移电极指17、第二偏移电极指18的区域中，层叠有电介质膜24、25，可谋求声速的下降。不过，在设置有第一偏移电极指17、第二偏移电极指18的区域中，上述电介质膜24、25可以被省略。

另外，电介质膜可以设置在第一电极指13、第二电极指14的上表面，也可以设置在下表面。

附图标记说明

1：弹性波装置；

2：压电基板；

3：IDT电极；

4、5：反射器；

11、12：第一汇流条、第二汇流条；

11A、12A：内侧汇流条部；

11B、12B：中央汇流条部；

11C、12C：外侧汇流条部；

13、14：第一电极指、第二电极指；

13a、13b、13c：宽幅部；

14a、14b、14c：宽幅部；

15：开口部；

16：连结部；

17、18：第一偏移电极指、第二偏移电极指；

21：弹性波装置；

22、23、24、25：电介质膜。

Claims (7)

1.一种弹性波装置，具备：

压电基板；以及

IDT电极，设置在所述压电基板上，

所述IDT电极具有：

第一汇流条；

第二汇流条，与所述第一汇流条隔开配置；

多根第一电极指，基端与所述第一汇流条连接，并朝向所述第二汇流条延伸；以及

多根第二电极指，基端与所述第二汇流条连接，并朝向所述第一汇流条延伸，

在将所述第一电极指以及所述第二电极指延伸的方向设为交叉宽度方向并将与该交叉宽度方向正交的方向设为宽度方向时，在所述交叉宽度方向上，声速比激励区域中央部低的边缘部设置在激励区域的所述交叉宽度方向两侧，

所述第一汇流条以及所述第二汇流条的至少一方具有沿着所述宽度方向分离配置的多个开口部，

所述第一汇流条以及所述第二汇流条的至少一方具有：

内侧汇流条部，位于比所述开口部更靠交叉宽度方向内侧；

中央汇流条部，设置有所述开口部；以及

外侧汇流条部，位于夹着所述中央汇流条部而与所述内侧汇流条部相反的一侧，

所述第一汇流条以及所述第二汇流条的至少一方具有从所述内侧汇流条部朝向所述第二电极指的前端或所述第一电极指的前端延伸的偏移电极指。

2.根据权利要求1所述的弹性波装置，其中，

所述内侧汇流条部的沿着所述交叉宽度方向的尺寸小于所述中央汇流条部的沿着所述交叉宽度方向的尺寸。

3.根据权利要求1或2所述的弹性波装置，其中，

设置有所述偏移电极指的区域中的声速为所述内侧汇流条部中的声速、和所述偏移电极指与所述边缘部之间的区域中的声速之间的大小。

4.根据权利要求1～3中的任一项所述的弹性波装置，其中，

所述内侧汇流条部的沿着所述交叉宽度方向的尺寸处于0.1λ以上且0.5λ以下的范围。

5.根据权利要求1～4中的任一项所述的弹性波装置，其中，

所述边缘部中的所述第一电极指、所述第二电极指的沿着所述宽度方向的尺寸设得大于所述第一电极指、所述第二电极指的所述激励区域中央部中的沿着所述宽度方向的尺寸。

6.根据权利要求5所述的弹性波装置，其中，

所述偏移电极指的沿着所述宽度方向的尺寸设得大于所述第一电极指、所述第二电极指的所述激励区域中央部中的所述第一电极指、所述第二电极指的沿着所述宽度方向的尺寸。

7.根据权利要求1～4中的任一项所述的弹性波装置，其中，

所述边缘部具有层叠在所述第一电极指、所述第二电极指的上表面或下表面的电介质膜。